JP3658863B2

JP3658863B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP3658863B2
Application number: JP14185096A
Authority: JP
Inventors: 浩司柴田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: JPH09327156A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機本体に搭載された発熱部品を冷却ファンを使用して空冷する回転電機に関するものであって、特に車両用回転電機の冷却ファンのブレード形状の最適化に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば車両用交流発電機の電機子鉄心に巻装される多相の電機子巻線や界磁極に巻装される界磁巻線等の発熱部品を冷却する発電機冷却装置としては、ハウジング内に回転自在に収容され、発熱部品を空冷する冷却ファンを使用するものが一般的である。なお、その冷却ファンのブレード形状としては、遠心式ブレードの外形を形成する稜線を滑らかな直線もしくはＲ状の曲線で形成したり、その遠心式ブレードの回転方向の前方側面も補強用の凹凸（隆起）を形成したりする程度であった（特開平７−１８４３５２号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の車両用交流発電機においては、冷却ファンが高速回転することによって、各遠心式ブレードに耳障りな風切り音が発生するという問題が生じている。
【０００４】
【発明の目的】
この発明は、冷却ファンが回転することによって生じるブレードの風切り音を抑制することのできる回転電機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、冷却ファンの複数枚のブレードのうち少なくとも１枚のブレードの外形を形成する稜線のうち、環状のシュラウドの内面に対向する稜線に凹凸状部を設けることにより、冷却ファンが回転することによってブレードに発生する風切り音を抑制できるという効果が得られる。さらに、冷却ファンが回転することによってシュラウドの内面に対向するブレードの稜線に発生する風切り音を抑制できるという効果が得られる。
【０００６】
なお、環状のシュラウドを、冷却ファンの複数枚のブレードの吸込口側稜線との間に所定の空隙を形成するように設けても良い。また、環状のシュラウドを、回転電機本体の外殻を形成するハウジングの吸込口と吐出口との間に一体成形しても良い。また、冷却ファンを、ハウジング内に回転自在に収容して、回転電機本体の発熱部品を空冷するようにしても良い。また、複数枚のブレードとして斜流式ブレードまたは遠心式ブレードを用いても良い。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、冷却ファンの複数枚のブレードのうち少なくとも１枚のブレードの外形を形成する稜線のうち、外径側稜線と内径側稜線とを結ぶ頂面側稜線に凹凸状部を設けることにより、冷却ファンが回転することによってシュラウドの内面に対向するブレードの頂面側稜線に発生する風切り音を抑制できるという効果が得られる。
【０００８】
なお、環状のシュラウドを、冷却ファンの複数枚のブレードの内径側稜線（例えば吸込側端部）から外径側稜線（例えば吹出側端部）に向かう冷却風の通風路を形成する通風路形成手段として用いても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔第１比較例の構成〕
図１はこの発明の回転電機を車両用交流発電機に適用した第１実施例に対する第１比較例を示したもので、その車両用交流発電機の全体構造を示した図である。
【００１３】
本比較例の車両用交流発電機１は、車両に搭載された車載バッテリ（図示しない）の充電および車載電気装置（図示しない）へ電力を供給するオルタネータである。この車両用交流発電機１は、駆動源としてのエンジン（図示しない）より回転動力を受けて発電を行う交流発電機本体（本発明の回転電機本体）Ａと、この交流発電機本体Ａを冷却する発電機冷却装置（回転電機冷却装置）Ｂとを備えている。
【００１４】
交流発電機本体Ａは、外殻を形成するハウジング２、回転軸３と一体的に回転する回転子（ロータ）４、およびハウジング２の内周面に固定される固定子（ステータ）５等から構成されている。また、発電機冷却装置Ｂは、交流発電機本体Ａの発熱部品を空冷するフロント側、リヤ側冷却ファン６、７等から構成されている。
【００１５】
ハウジング２は、フロント側フレーム８、リヤ側フレーム９およびエンドカバー１０等から構成されている。フロント側フレーム８とリヤ側フレーム９は、各々アルミニウムダイカスト製で、互いの外周端面を向かい合わせて組み合わされ、複数本のスタッドボルトとナット等の締結具１１により軸方向に締め付け固定されている。
【００１６】
フロント側、リヤ側フレーム８、９には、冷却風をフロント側、リヤ側フレーム８、９（交流発電機本体Ａ）の内部へ吸い込むための複数の吸込口８ａ、９ａ、およびフロント側、リヤ側フレーム８、９の内部から冷却風を吐出するための複数の吐出口８ｂ、９ｂが形成されている。なお、複数の吸込口８ａ、９ａは、回転軸３およびフロント側、リヤ側冷却ファン６、７の軸方向の両側で開口しており、少なくとも吸込口８ａはフロント側冷却ファン６の斜流式ブレード６ａの吸込口側稜線と対向するように設置されている。また、複数の吐出口８ｂ、９ｂは、回転軸３を含む回転子４、固定子５の三相の電機子巻線２８およびフロント側、リヤ側冷却ファン６、７の略半径方向の外側で開口している。
【００１７】
そして、フロント側フレーム８の複数の吸込口８ａと複数の吐出口８ｂとの間には、フロント側冷却ファン６の複数枚の斜流式ブレード６ａの吸込口側稜線との間に所定の空隙（エアギャップ：例えば１．０ｍｍ程度）を形成する環状のシュラウド部８ｃが一体成形されている。このシュラウド部８ｃは、フロント側冷却ファン６の複数枚の斜流式ブレード６ａの吸込側端部（内径側稜線）から（遠心方向の）吹出側端部（外径側稜線）に向かう冷却風の通風路を形成する通風路形成手段である。
【００１８】
また、リヤ側フレーム９の複数の吸込口９ａと複数の吐出口９ｂとの間には、リヤ側冷却ファン７の複数枚の遠心式ブレード７ａの吸込口側稜線との間に所定の空隙（エアギャップ：例えば１．０ｍｍ程度）を形成する環状のシュラウド部９ｃが一体成形されている。このシュラウド部９ｃは、リヤ側冷却ファン７の複数枚の遠心式ブレード７ａの吸込側端部（内径側稜線）から吹出側端部（外径側稜線）に向かう冷却風の通風路を形成する通風路形成手段である。
【００１９】
エンドカバー１０は、リヤ側フレーム９の外側に組み付けられるブラシホルダ１２、電圧調整装置（発熱部品）１３および整流装置（発熱部品）１４等の部品を覆ってリヤ側フレーム９に組み付けられている。このエンドカバー１０には、そのエンドカバー１０内部へ冷却風を導入するための導入口１０ａが形成されている。
【００２０】
回転子４は、駆動源側（以下プーリ側と呼ぶ）の端部に組み付けられたポリＶプーリ１５を介してエンジンの回転動力が伝達される回転軸３、この回転軸３の外周に圧入固定された一対のランデル型ポールコア（以下ポールコアと略す）１６、このポールコア１６に巻装された界磁巻線（発熱部品）１７、および外周面を２個のブラシ（発熱部品）１８がそれぞれ摺動するスリップリング（発熱部品）１９等から構成されている。
【００２１】
回転軸３は、２個のボールベアリング（軸受、発熱部品）２１、２２を介してフロント側、リヤ側フレーム８、９の内周側に回転自在に支持されている。ポリＶプーリ１５は、フロント側フレーム８の外側に突出する回転軸３のプーリ側端部外周に嵌め合わされて、ロックナット２３によって回転軸３に締め付け固定されている。
【００２２】
一対のポールコア１６は、回転子鉄心、界磁極とも言い、それぞれ回転軸３の略中央部の外周に嵌め合わされ、複数個（例えば１２個）の爪状磁極片２４とを有している。そして、それぞれの爪状磁極片２４が界磁巻線１７の外周側で交互に噛み合わされている。なお、一対のポールコア１６のプーリ側端面には内扇式冷却ファンとしてのフロント側冷却ファン（駆動源側冷却ファン）６が、一対のポールコア１６の反プーリ側端面には内扇式冷却ファンとしてのリヤ側冷却ファン（反駆動源側冷却ファン）７がそれぞれ接合手段により固着されている。
【００２３】
界磁巻線１７は、回転子巻線、励磁巻線とも言い、２個のスリップリング１９と電気的に接続されて車載バッテリ（図示しない）から励磁電流が供給されるロータコイルである。この界磁巻線１７に励磁電流が流れると、一方のポールコア１６の爪状磁極片２４が全てＳ極となり、他方の一方のポールコア１６の爪状磁極片２４が全てＮ極となる。
【００２４】
２個のスリップリング１９は、回転軸３の反プーリ側端部の外周に圧入等により固定された集電環である。これらのスリップリング１９は、半田付け等の接続手段を用いて２個のコネクションバー２５にそれぞれ電気的に接続されている。なお、界磁巻線１７の両側の端末線と２個のコネクションバー２５との接続部分は、電気絶縁性の含浸剤（エポキシ系樹脂等）２６により覆われている。
【００２５】
固定子５は、フロント側フレーム８の内周面に圧入固定された電機子鉄心２７と、この電機子鉄心２７に巻装された三相の電機子巻線２８とで構成される。
電機子鉄心２７は、固定子鉄心、ステータコアとも言い、例えば薄い鋼板を複数枚重ね合わせて円環状に形成した積層コアで、内周側に多数のスロット（図示しない）が設けられている。
【００２６】
三相の電機子巻線２８は、固定子巻線、ステータコイルとも言い、三相の独立したコイルをＹ結線またはΔ結線して電機子鉄心２７の各スロットに挿入され、回転子４との相対回転運動によって各相のコイルに交流電圧が発生する。なお、電機子巻線２８は、本比較例では三相のコイルよりなるが、一相のコイルや二相以上の多相の独立したコイルにより構成しても良い。
【００２７】
次に、本比較例のフロント側冷却ファン６を図１に基づいて詳細に説明する。フロント側冷却ファン６は、一対のポールコア１６に巻装された界磁巻線１７およびフロント側フレーム８内部の三相の電機子巻線２８を冷却（空冷）するフロント側発電機冷却手段である。このフロント側冷却ファン６は、複数枚の斜流式ブレード６ａおよび支持板６ｂよりなる。複数枚の斜流式ブレード６ａは、回転軸３および回転子４と一体的に回転することで回転軸３の軸方向および略半径方向の外側（特にフロント側フレーム８内部の三相の電機子巻線２８）へ向かう冷却風の流れを発生する斜流式羽根、斜流式冷却翼である。
【００２８】
また、複数枚の斜流式ブレード６ａは、板厚が例えば１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの鉄系金属板やアルミニウム合金板よりなる支持板６ｂの外周側端縁を等ピッチまたは不等ピッチで数箇所切り起こして形成されている。すなわち、各斜流式ブレード６ａは、フロント側のポールコア１６のプーリ側端面に対して所定の前方傾斜角度θ1 （ポールコア１６のプーリ側端面と斜流式ブレード６ａとの成す角度：例えば５０°〜７０°）だけ回転方向の前方側に曲げ起こされている。
【００２９】
そして、本比較例の各斜流式ブレード６ａの外径側端部の外形を形成する外径側稜線（吹出側端部）には、切欠き部（本発明の凹凸状部）３１が板厚方向全体に形成されている。その切欠き部３１は、切削加工により形成され、深さが例えば０．５ｍｍで、斜流式ブレード６ａの外径側稜線の延長方向に向かって鋸歯形状（凹凸形状）となるように複数並設されている。
【００３０】
支持板６ｂは、フロント側のポールコア１６のプーリ側端面にプロジェクション溶接等の溶接手段により固着され、複数枚の斜流式ブレード６ａを支持する羽根基板、ファンベースである。なお、複数枚の斜流式ブレード６ａおよび支持板６ｂに、フロント側冷却ファン６の強度を向上させるために補強用リブ（プーリ側に突出した凸部）を設けても良い。
【００３１】
次に、本比較例のリヤ側冷却ファン７を図１に基づいて詳細に説明する。リヤ側冷却ファン７は、エンドカバー１０内部の電圧調整装置１３、整流装置１４、ブラシ１８等の部品およびリヤ側フレーム９内部の三相の電機子巻線２８を冷却するリヤ側発電機冷却手段である。このリヤ側冷却ファン７は、複数枚の遠心式ブレード７ａ、およびこれらの遠心式ブレード７ａを支持する支持板（羽根基板、ベース）７ｂよりなる。複数枚の遠心式ブレード７ａは、回転軸３および回転子４と一体的に回転することで回転軸３の略半径方向の外側（特にリヤ側フレーム９内部の三相の電機子巻線２８）へ向かう冷却風の流れを発生する遠心式羽根、遠心式冷却翼である。
【００３２】
また、複数枚の遠心式ブレード７ａは、板厚が例えば１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの鉄系金属板やアルミニウム合金板よりなる支持板７ｂの外周側端縁を等ピッチまたは不等ピッチで数箇所切り起こして形成されている。すなわち、各遠心式ブレード７ａは、リヤ側のポールコア１６の反プーリ側端面に対して所定の前方傾斜角度θ2 （ポールコア１６の反プーリ側端面と遠心式ブレード７ａとの成す角度：略９０°）だけ回転方向の前方側に曲げ起こされている。
【００３３】
そして、本比較例の各遠心式ブレード７ａの外径側端部の外形を形成する外径側稜線（吹出側端部）には、切欠き部（本発明の凹凸状部）３２が板厚方向全体に形成されている。その切欠き部３２は、切削加工により形成され、深さが例えば０．５ｍｍで、遠心式ブレード７ａの外径側稜線の延長方向に向かって鋸歯形状（凹凸形状）となるように複数並設されている。
【００３４】
なお、各遠心式ブレード７ａの外径側稜線と内径側稜線とを結ぶ頂面側稜線（フロント側稜線、プーリ側稜線）の外周端は、三相の電機子巻線２８のリヤ側端面（反プーリ側端面）よりも反プーリ側に突出している。本比較例では、各遠心式ブレード７ａのブレード面の半分以上が三相の電機子巻線２８のリヤ側端面よりも反プーリ側に突出している。このため、複数の切欠き部３２のうちの反プーリ側の切欠き部３２は、三相の電機子巻線２８のリヤ側内周面に対向していない。一部の切欠き部３２は、三相の電機子巻線２８のリヤ側内周面に対向している。
【００３５】
支持板７ｂは、リヤ側のポールコア１６の反プーリ側端面にプロジェクション溶接等の溶接手段により固着され、複数枚の遠心式ブレード７ａを支持する羽根基板、ファンベースである。なお、複数枚の遠心式ブレード７ａおよび支持板７ｂに、リヤ側冷却ファン７の強度を向上させるために補強用リブ（反プーリ側に突出した凸部）を設けても良い。
【００３６】
〔第１比較例の作用〕
次に、本比較例の車両用交流発電機１の作用を図１に基づいて簡単に説明する。
【００３７】
エンジンの回転動力がＶベルトやチェーン等の伝動機構（図示しない）を介してポリＶプーリ１５に伝達されることにより、回転軸３と一体的に回転子４が回転する。この回転子４に対して車載バッテリからブラシ１８およびスリップリング１９を通じて界磁巻線１７に励磁電流が流れることにより、一方のポールコア１６の各爪状磁極片２４全てがＳ極に磁化され、他方のポールコア１６の各爪状磁極片２４全てがＮ極に磁化される。これにより、回転子４と相対回転する固定子５の電機子鉄心２７に回転磁界が発生して、三相の電機子巻線２８に三相交流電圧が誘起する。
【００３８】
ここで、回転軸３および回転子４と一体的に回転するフロント側冷却ファン６およびリヤ側冷却ファン７によって発生する冷却風の流れを説明する。
フロント側冷却ファン６の複数枚の斜流式ブレード６ａの回転によって発生する冷却風は、複数の吸込口８ａよりフロント側フレーム８内部に吸い込まれ、回転軸３の略半径方向の外側へ流れる空気流と、フロント側のポールコア１６の隣設する２個の爪状磁極片２４間を通り抜けて回転軸３の軸方向に流れる空気流とを発生する。
【００３９】
すなわち、複数枚の斜流式ブレード６ａの回転により回転軸３の軸方向から斜流式ブレード６ａの吸込側端部に侵入した冷却風の一部は、複数枚の斜流式ブレード６ａと環状のシュラウド部８ｃとの作用により徐々に回転軸３の略半径方向に偏向する。そして、回転軸３の略半径方向に偏向した冷却風は、複数の切欠き部３１を通過する際に整流されて全ての冷却風の流れ方向が回転軸３の半径方向と平行になるので、複数枚の斜流式ブレード６ａの遠心方向の吹出側端部より滑らかに吹き出される。また、回転軸３の軸方向から複数枚の斜流式ブレード６ａの吸込側端部に侵入した冷却風の残部は、複数枚の斜流式ブレード６ａの作用により直進して複数枚の斜流式ブレード６ａの軸方向の吹出側端部より吹き出される。
【００４０】
そして、複数枚の斜流式ブレード６ａの遠心方向の吹出側端部より吹き出した冷却風は、フロント側フレーム８内部の三相の電機子巻線２８を冷却し、複数の吐出口８ｂよりフロント側フレーム８外部へ排出される。また、回転軸３の軸方向に流れた冷却風は、界磁巻線１７およびこの界磁巻線１７の熱が伝わるポールコア１６を冷却し、その後にリヤ側より吸い込まれる冷却風と合流して、リヤ側フレーム９内部の三相の電機子巻線２８を冷却した後に、複数の吐出口９ｂよりリヤ側フレーム９外部へ排出される。
【００４１】
リヤ側冷却ファン７の複数枚の遠心式ブレード７ａの回転によって発生する冷却風は、複数の導入口１０ａよりエンドカバー１０内部に導入されて、エンドカバー１０内部の電圧調整装置１３、整流装置１４、２個のブラシ１８、２個のスリップリング１９およびボールベアリング（軸受）２２等の電気部品（発熱部品）を冷却する。その後に、冷却風は、複数の吸込口９ａよりリヤ側フレーム９内部に吸い込まれ、回転軸３の略半径方向の外側へ流れる空気流を発生する。
【００４２】
すなわち、複数枚の遠心式ブレード７ａの回転により回転軸３の軸方向から遠心式ブレード７ａの吸込側端部に侵入した冷却風は、複数枚の遠心式ブレード７ａと環状のシュラウド部９ｃとの作用により徐々に回転軸３の略半径方向に偏向する。そして、回転軸３の略半径方向に偏向した冷却風は、複数の切欠き部３２を通過する際に整流されて全ての冷却風の流れ方向が回転軸３の半径方向と平行になるので、複数枚の遠心式ブレード７ａの遠心方向の吹出側端部より滑らかに吹き出される。
【００４３】
そして、複数枚の遠心式ブレード７ａの吹出側端部より吹き出した冷却風は、フロント側より吸い込まれた冷却風と合流して、リヤ側フレーム９内部の三相の電機子巻線２８を冷却した後に、複数の吐出口９ｂよりリヤ側フレーム９外部へ排出される。
【００４４】
〔第１比較例の効果〕
本比較例では、フロント側冷却ファン６の各斜流式ブレード６ａの外径側稜線に複数の切欠き部３１を形成することにより、フロント側冷却ファン６の回転に伴って各斜流式ブレード６ａの吹出側端部で発生する風切り音を抑制できるので、ファン騒音を低減できる。また、フロント側冷却ファン６と同様に、リヤ側冷却ファン７の各遠心式ブレード７ａの外径側稜線に複数の切欠き部３２を形成することにより、リヤ側冷却ファン７の回転に伴って各遠心式ブレード７ａの吹出側端部で発生する風切り音を抑制できるので、ファン騒音を低減できる。
【００４５】
本比較例について上記の効果が得られる理由は、フロント側、リヤ側冷却ファン６、７の各斜流式、各遠心式ブレード６ａ、７ａの外径側稜線（吹出側端部）を凹凸形状にすることにより、吹出側端部の凸部分（切欠き部３１、３２の凸部分）より略半径方向の外方へ吹き出される吹出風の乱れと吹出側端部の凹部分（切欠き部３１、３２の凹部分）より略半径方向の外方へ吹き出される吹出風の乱れとが相互に干渉することが推定されるので、吹出側端部全体として吹出側端部より吹き出される吹出風の乱流が小さくなる効果により上記効果が得られたものと思われる。
【００４６】
また、フロント側、リヤ側冷却ファン６、７の各斜流式、各遠心式ブレード６ａ、７ａの吹出側端部を凹凸形状にすることにより、各斜流式、各遠心式ブレード６ａ、７ａの吹出側端部より吹き出される吹出風が吹出側端部を凹凸形状にしていないものと比べて適当に乱されることが推定されるので、各斜流式、各遠心式ブレード６ａ、７ａの吹出側端部と固定子５の電機子巻線２８の内周面やハウジング２のフロント側、リヤ側フレーム８、９の内面との干渉音が減る効果も期待できる。
【００４７】
〔第２比較例〕
図２および図３はこの発明の回転電機を車両用交流発電機に適用した第１実施例に対する第２比較例を示したもので、図２は車両用交流発電機の主要構造を示した図で、図３はリヤ側冷却ファンを示した図である。
【００４８】
本比較例のリヤ側冷却ファン７は、各遠心式ブレード７ａの回転方向の前方側面（冷却風が最も強く当たるブレード面）に切削加工によって導風溝（導風部）３３を回転軸３の軸方向に複数個並列して設けている。これらの導風溝３３は、各遠心式ブレード７ａの前方側面の略半径方向の内径側端部から外径側端部（吹出側端部）へ向かって、つまりリヤ側ポールコア１６の反プーリ側端面の面方向に沿って略直線状に延長されている。なお、導風溝３３の深さｄは、リヤ側冷却ファン７（遠心式ブレード７ａおよび支持板７ｂ）の板厚ｔに対して下記の数１の式の関係となるように設定されている。
【数１】
ｄ≦０．５ｔ
【００４９】
そして、本比較例では、各遠心式ブレード７ａの前方側面の半分以上が三相の電機子巻線２８のリヤ側端面よりも反プーリ側に突出している。このため、複数の導風溝３３のうちの反プーリ側の導風溝（本例では３本の導風溝）３３は、三相の電機子巻線２８の内周面に対向していない。なお、一部の導風溝（本例では２本の導風溝）３３は三相の電機子巻線２８の内周面に対向している。
【００５０】
本比較例では、リヤ側冷却ファン７の各遠心式ブレード７ａの前方側面に複数の導風溝３３を形成することにより、冷却風が複数の導風溝３３を通過する際に整流されるので、リヤ側冷却ファン７の回転に伴って各遠心式ブレード７ａのブレード面で発生する風切り音を抑制できるので、ファン騒音を低減できる。また冷却風が複数の導風溝３３を通過する際に整流されて全ての冷却風の流れ方向が回転軸３の半径方向と平行になる。このため、複数枚の遠心式ブレード７ａの遠心方向の吹出側端部より冷却風が回転軸３の半径方向に滑らかに吹き出される効果が推定されるので、各遠心式ブレード７ａの吹出側端部（外径側稜線）と電機子巻線２８の内周面との干渉音が減る効果も期待できる。
【００５１】
そして、複数枚の遠心式ブレード７ａの遠心方向の吹出側端部より吹き出される吹出風が複数の導風溝３３の形成方向と同一方向に平行となるので、各遠心式ブレード７ａの吹出側端部より吹き出される吹出風の一部が電機子鉄心２７の内周面およびリヤ側フレーム９の内面に衝突することなく、リヤ側フレーム９内部の電機子巻線２８を直接通過した後に、この電機子巻線２８の外周側で開口している複数の吐出口９ｂより吐出される。また、各遠心式ブレード７ａの吹出側端部より吹き出される吹出風の残部がリヤ側フレーム９内部の電機子巻線２８に遮られることなく、直接複数の吐出口９ｂより吐出されるものと推定される。
【００５２】
これにより、冷却風の吐出抵抗が低減され、リヤ側冷却ファン７の回転速度が従来のものと同一の回転速度であっても、リヤ側冷却ファン７の回転により発生する冷却風の風量が増加することにより、リヤ側冷却ファン７の送風により冷却される電圧調整装置１３、整流装置１４、２個のブラシ１８、２個のスリップリング１９およびボールベアリング２２等の発熱部品の冷却性能を向上する効果も期待できる。
【００５３】
〔第３比較例〕
図４はこの発明の回転電機を車両用交流発電機に適用した第１実施例に対する第３比較例を示したもので、その車両用交流発電機の主要構造を示した図である。
【００５４】
本比較例の導風溝３３は、リヤ側冷却ファン７の各遠心式ブレード７ａの回転方向の前方側面のうち吹出側端部（外径側端部）寄りの外径側半面に設けられている。なお、導風溝３３の長さＬは、遠心式ブレード７ａの幅Ｗに対して下記の数２の式の関係となるように設定されている。
【数２】
Ｌ≦０．５Ｗ
【００５５】
本比較例では、第２比較例と同様な効果に加えて、複数の導風溝３３を遠心式ブレード７ａの前方側面に部分的に設けることにより、遠心式ブレード７ａの強度を向上できるので、風圧に対する遠心式ブレード７ａの変形、あるいは支持板７ｂからの遠心式ブレード７ａの脱落を防止できる効果も期待できる。
【００５６】
〔第１実施例〕
図５はこの発明の回転電機を車両用交流発電機に適用した第１実施例を示したもので、リヤ側冷却ファンの遠心式ブレードを示した図である。
【００５７】
本実施例の切欠き部３２は、遠心式ブレード７ａの外径側稜線（吹出側端部）だけでなく、遠心式ブレード７ａの内径側稜線と外径側稜線とを結ぶ頂面側稜線（吸込側端部）にも形成されている。それによって、吸込側端部の凸部分（切欠き部３２の凸部分）より吸い込まれる冷却風の乱れと吸込側端部の凹部分（切欠き部３２の凹部分）より吸い込まれる冷却風の乱れとが相互に干渉することにより、吸込側端部より吸い込まれる冷却風の乱流が小さくなる効果が得られるものと推定される。
【００５８】
したがって、リヤ側冷却ファン７の回転に伴ってハウジング２の環状のシュラウド部９ｃの内面に対向する遠心式ブレード７ａの吸込側端部で発生する風切り音を抑制できるので、ファン騒音を低減できる。
本実施例では、リヤ側冷却ファン７の遠心式ブレード７ａでの例を説明したが、フロント側冷却ファン６の斜流式ブレード６ａへも同様に頂面側稜線（吸込側端部）に切欠き部（凹凸状部）を設けても同じ効果を得ることができる。
【００５９】
〔第４比較例〕
図６はこの発明の回転電機を車両用交流発電機に適用した第１実施例に対する第４比較例を示したもので、リヤ側冷却ファンの遠心式ブレードを示した図である。
本比較例では、遠心式ブレード７ａの外径側稜線（吹出側端部）に半円弧形状の切欠き部３４を設けている。
【００６０】
〔第５比較例〕
図７はこの発明の回転電機を車両用交流発電機に適用した第１実施例に対する第５比較例を示したもので、リヤ側冷却ファンの遠心式ブレードを示した図である。
本比較例では、第１比較例と第３比較例とを組み合わせている。すなわち、遠心式ブレード７ａの外径側稜線（吹出側端部）に複数の切欠き部３２を形成し、遠心式ブレード７ａの前方側面に複数の導風溝３３を形成している。
【００６１】
〔第６比較例〕
図８はこの発明の回転電機を車両用交流発電機に適用した第１実施例に対する第６比較例を示したもので、図８（ａ）、（ｂ）はリヤ側冷却ファンの遠心式ブレードを示した図である。
本比較例では、遠心式ブレード７ａの前方側面に複数の導風溝３３をプレス加工により形成している。この場合には、遠心式ブレード７ａの板厚が薄くならず強度は低下しないので、導風溝３３の深さを遠心式ブレード７ａの板厚の半分以下にする必要はない。
【００６２】
〔第７比較例〕
図９はこの発明の回転電機を車両用交流発電機に適用した第１実施例に対する第７比較例を示したもので、リヤ側冷却ファンの遠心式ブレードを示した図である。
本比較例の導風溝３３は、内径側端部から外径側端部に向かうに従って支持板７ｂ側に接近するように、支持板６ｂおよびポールコア１６の反プーリ側端面の面方向に対して所定の角度となるように形成されている。
【００６３】
本比較例では、遠心式ブレード７ａの吸込側端部から侵入する冷却風の流れ方向を複数の導風溝３３に沿わせることで固定子５に冷却風を向かわせるので、固定子５の冷却性を向上できると共に、リヤ側冷却ファン７の回転に伴って各遠心式ブレード７ａの吸込側端部に発生する風切り音も抑制できる。
【００６４】
〔変形例〕
本実施例では、本発明をエンジンに回転駆動されるオルタネータとしての車両用交流発電機（車両用回転電機）１に適用したが、本発明を車両搭載用エンジンを除く内燃機関、電動モータ、水車または風車等の駆動源により回転駆動されるその他の交流発電機に適用しても良い。また、本発明を直流電動機や交流電動機等の他の回転電機に適用しても良い。
【００６５】
本実施例では、本発明を回転子４の外周に固定子５が対向する車両用交流発電機１に適用したが、本発明を固定子の外周に回転子が対向する回転電機に適用しても良い。
本実施例では、本発明を内扇式のフロント側、リヤ側冷却ファン６、７に適用したが、本発明を外扇式の冷却ファンに適用しても良い。
また、導風部としての切欠き部３１、３２、３４および導風部としての導風溝３３を凹形状に形成したが、導風部を凸形状に形成しても良い。
【００６６】
フロント側冷却ファン６およびリヤ側冷却ファン７は、それぞれ鉄系金属板やアルミニウム合金板等の金属板のプレス成形、または樹脂成形によって得ることができる。また、金属鋳造、焼結、切削加工により製造されても良い。さらに、フロント側冷却ファン６およびリヤ側冷却ファン７は、溶接以外にも、かしめ加工による固定やビス等の締結部材によってポールコア１６の端面に固定しても良い。そして、遠心式ブレードをフロント側冷却ファン６に混在させても良く、斜流式ブレードをリヤ側冷却ファン７に混在させても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用交流発電機の全体構造を示した断面図である（第１比較例）。
【図２】車両用交流発電機の主要構造を示した断面図である（第２比較例）。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である（第２比較例）。
【図４】車両用交流発電機の主要構造を示した断面図である（第３比較例）。
【図５】リヤ側冷却ファンの遠心式ブレードを示した側面図である（第１実施例）。
【図６】リヤ側冷却ファンの遠心式ブレードを示した側面図である（第４比較例）。
【図７】リヤ側冷却ファンの遠心式ブレードを示した側面図である（第５比較例）。
【図８】（ａ）はリヤ側冷却ファンの遠心式ブレードを示した側面図で、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（第６比較例）。
【図９】リヤ側冷却ファンの遠心式ブレードを示した側面図である（第７比較例）。
【符号の説明】
Ａ交流発電機本体（回転電機本体）
Ｂ発電機冷却装置
１車両用交流発電機（回転電機）
２ハウジング
４回転子
５固定子
６フロント側冷却ファン
７リヤ側冷却ファン
８フロント側フレーム
９リヤ側フレーム
３１切欠き部（凹凸状部）
３２切欠き部（凹凸状部）
３３導風溝（導風部）
３４切欠き部
６ａ斜流式ブレード
６ｂ支持板
７ａ遠心式ブレード
７ｂ支持板
８ｃシュラウド部（シュラウド）
９ｃシュラウド部（シュラウド）

Claims

回転子および固定子を有する回転電機本体と、
この回転電機本体を冷却する冷却ファンと、
この冷却ファンを内蔵すると共に、前記回転子の軸方向から吸い込まれた冷却風を前記回転子の略半径方向の外側へ偏向するための環状のシュラウドと
を備えた回転電機であって、
前記冷却ファンは、回転することで冷却風を発生させる複数枚のブレード、およびこれらのブレードのうち少なくとも１枚のブレードの外形を形成する稜線のうち、前記シュラウドの内面に対向する稜線に凹凸状部を設けたことを特徴とする回転電機。
請求項１に記載の回転電機において、
前記シュラウドを有するハウジングを備え、
前記凹凸状部は、前記１枚のブレードの外形を形成する稜線のうち、外径側稜線と内径側稜線とを結ぶ頂面側稜線に設けられていることを特徴とする回転電機。