JP4200648B2

JP4200648B2 - 交流発電機

Info

Publication number: JP4200648B2
Application number: JP2000300240A
Authority: JP
Inventors: 幹也桜井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP2002112493A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車、トラックあるいは船舶等に搭載される交流発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の交流発電機には、エンジンによる回転駆動力を伝えるためにプーリが用いられている。
【０００３】
図３は、従来の交流発電機の部分的な断面図であり、プーリ近傍の詳細構造が示されている。図３に示すように、交流発電機に用いられているプーリ１００は凹部１０２を有しており、その底部に回転軸１０４を通すための貫通孔が設けられている。そして、この底部の貫通孔に回転軸１０４を通した後にナット１０６によって締め付けることにより、交流発電機に対するプーリ１００の取り付けが行われる。
【０００４】
また、図３に示すように、従来の交流発電機のフレーム１１０には、回転子１１２に固定された冷却ファン１１４によって発生する冷却風の吸入、排出を行うための吸入窓１１６や排出窓１１８が設けられており、これら吸入窓１１６や排出窓１１８を通して外部から雨水や洗浄液等が浸入しやすくなっている。このため、特にこれらの被液によって、交流発電機が破損または損傷するおそれがある使用環境下、例えば船舶用エンジンによって駆動される交流発電機に海水による被液が頻繁に起こるような使用環境下では、このような被液から交流発電機を保護する必要があるため、別部品となるカバーを交流発電機の上部に取り付けるなどの対策を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の交流発電機をプーリ１００が天方向を向くように設置した場合に、天方向からの被液に対してプーリ１００の凹部１０２に液溜まりが発生するという問題がある。この液溜まりは、プーリ１００、回転軸１０４、ナット１０６に対する錆の発生を誘因するため好ましくない。
【０００６】
このような液溜まりの発生およびこれに起因する不具合は、交流発電機の上部にカバーを取り付けることである程度解決することができるが、交流発電機の取り付け環境によっては、取り付けスペースが確保できずにカバーそのものの取り付けが困難な場合や、エンジンとプーリとを連結する駆動用ベルトの掛け外し等の作業性の悪化により採用が困難な場合がある。また、カバーを用いる場合には、部品点数の増加になり、しかも別部品として用意されたカバーを管理する必要が生じる。このため、カバーを用いずに行うことができる被液対策が望まれている。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、プーリでの液溜まりを防止することができるとともに、別部品を用いることなく被液対策を行うことができる交流発電機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の交流発電機は、回転子および固定子を支持するフレームと、回転子の回転軸に締め付け固定された回転駆動用のプーリとを有しており、プーリの軸方向外端面に凹部が形成されているとともに、この凹部の底部近傍に水抜き孔が形成されている。凹部に溜まった水が底部近傍に形成された水抜き孔を通して排出されるため、プーリでの液溜まりを防止することができ、この液溜まりに起因する錆の発生等を有効に防止することができる。
【０００９】
また、上述した水抜き孔は、プーリの径方向に沿って形成することが望ましい。プーリの回転時に発生する遠心力によって、プーリの凹部に滞留した水を効率よく排出することができる。
【００１０】
また、上述した水抜き孔は、径方向外側にいくにしたがってフレーム側に傾斜させて形成することが望ましい。これにより、プーリの回転が停止した状態においても、凹部に滞留した水を排出することができる。
【００１１】
また、上述したフレームに冷却風の吸入・排出を行う吸入・排出窓を設けた場合に、水抜き孔の排出側開口部を吸入・排出窓の最外径位置よりも外側に形成することが望ましい。これにより、プーリの凹部から排出された水が、フレームに形成された吸入・排出窓を通して交流発電機内部に浸入することを防止することができる。
【００１２】
また、上述したプーリは、水抜き孔よりもフレーム側に形成されたフランジ部を有することが望ましい。フランジ部によってフレームを覆うことにより、このフランジ部にカバーの機能を持たせることができるため、別部品としてのカバーが不要になり、部品点数の増加を伴わずに交流発電機に対する被液対策を行うことができる。
【００１３】
特に、このフランジ部の外径は、フレームに形成された吸入・排出窓の最外径以上に設定することが望ましい。これにより、フレームの吸入・排出窓をフランジ部によって完全に覆い隠すことができるため、被液対策の効果をさらに上げることができる。
【００１４】
また、上述したプーリの凹部は、取り付け状態において天方向を向いていることが望ましい。交流発電機がこのようにして搭載された場合に、被液による滞留が最も生じやすくなるため、滞留による錆の発生を最も効果的に防止することができる。また、フランジ部もフレームに対して天方向に配置されることになるため、被液防止の効果が最も顕著になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、船舶に搭載された交流発電機に本発明を適用した場合の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、一実施形態の交流発電機の構成を示す部分的な断面図である。図１に示す交流発電機１は、固定子２、回転子３、フレーム４、軸受け５、プーリ６等を含んで構成されている。
【００１７】
固定子２は、固定子鉄心に形成された複数個のスロットに所定の間隔で巻き回された三相の固定子巻線を備えている。回転子３は、界磁巻線をそれぞれが複数の爪部を有するポールコア３１によって、回転軸３２を通して両側から挟み込んだ構造を有している。フロント側のポールコア３１の端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すために軸流式の冷却ファン３３が溶接等によって取り付けられている。同様に、リヤ側のポールコアの端面にも、リヤ側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すために遠心式の冷却ファン（図示せず）が溶接等によって取り付けられている。
【００１８】
フレーム４は、固定子２および回転子３を収容しており、軸受け５を用いることにより回転子３を回転軸３２を中心に回転可能な状態で支持している。また、回転子３のポールコア３１の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子２がこのフレーム４によって固定されている。また、フレーム４には、固定子２の固定子巻線に対向した位置に冷却風の排出窓４１が、冷却ファン３３の軸方向に沿って対向した位置に冷却風の吸入窓４２がそれぞれ設けられている。
【００１９】
プーリ６は、回転軸３２の端部に、ナット６１によって軸受け５との間に締め付け固定されている。プーリ６の詳細形状については後述する。
【００２０】
上述した構造を有する交流発電機１は、ベルト等を介してプーリ６にエンジン（図示せず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に回転する。この状態で回転子３の界磁巻線に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア３１のそれぞれの爪部が励磁され、固定子２の固定子巻線に三相交流電圧を発生させることができ、図示しない整流装置の出力端子からは直流の出力電力が取り出される。
【００２１】
ところで、本実施形態の交流発電機１は、プーリ６が天方向を向くように船舶に搭載される。このため、交流発電機１の全体が被液したときに、プーリ６内に水が溜まりやすくなるが、本実施形態では、このようにしてプーリ６内に溜まった水をプーリ６の外部に排出する工夫がなされている。
【００２２】
次に、プーリ６の詳細について説明する。図２は、図１に示した交流発電機１の平面図である。図１に示すように、プーリ６は、軸方向外端面に凹部６２を有し、この凹部６２の底部６３の近傍にほぼ径方向に沿った複数（例えば４個）の水抜き孔６４が形成されている。水抜き孔６４をほぼ径方向に沿って形成することにより、プーリ６の回転によって生じる遠心力によって、凹部６２に溜まった水をこの水抜き孔６４を通して効率よく排出することができる。また、この水抜き孔６４は、径方向外側にいくにしたがってフレーム４側に次第に接近するように若干の傾斜をもって形成されている。これにより、プーリ６の回転が停止した状態においても、凹部６２に溜まった水は、自重によって水抜き孔６４を通して効率よくプーリ６の外部に排出されるようになっている。
【００２３】
また、プーリ６は、水抜き孔６４よりもフレーム４側に円形のフランジ部６５を有している。このフランジ部６５は、プーリ６のフレーム４側の鍔部を延長したものであり、その直径φＡは、フレーム４に形成された冷却風の排出窓４１の最外径φＢと同じかあるいはこれより大きな値が設定されている。このようにフランジ部６５によって、フレーム４に形成された冷却風の吸入窓４２や排出窓４１を全体的に覆うことにより、交流発電機１の外部からの被液によって内部に水が浸入することを防止することができる。また、フランジ部６５を形成することにより、水抜き孔６４を通して排出された水が、吸入窓４２や排出窓４１を通して交流発電機１の内部に浸入することを防止することもできる。さらに、このような被液対策を別部品としてのカバーを用いることなく行うことができるため、部品点数低減によるコストダウンを図ることができるとともに、別部品の管理の煩雑さを軽減することが可能になる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、フランジ部６５が形成されたプーリ６を用いる場合を説明したが、フランジ部６５がなく水抜き孔６４のみが形成されたプーリを用いるようにしてもよい。この場合には、交流発電機１の全体に対する被液対策にはならないが、プーリ６の凹部６２に対する液溜まりを防止する効果がある。また、上記実施形態では、水抜き孔６４は４個設けたが、水抜き孔６４は少なくとも１個設ければよい。
【００２５】
また、本実施形態では、船舶用の交流発電機について説明したが、プーリが天方向を向くように搭載される場合には、船舶以外の用途、例えば車両に搭載される交流発電機に本発明を適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の交流発電機の構成を示す部分的な断面図である。
【図２】図１に示した交流発電機の平面図である。
【図３】従来の交流発電機の部分的な断面図である。
【符号の説明】
１交流発電機
２固定子
３回転子
４フレーム
５軸受け
６プーリ
４１排出窓
４２吸入窓
６２凹部
６３底部
６４水抜き孔
６５フランジ部

Claims

回転子および固定子を支持するフレームと、前記回転子の回転軸に締め付け固定された回転駆動用のプーリとを有する交流発電機において、
回転子は、界磁巻線をそれぞれが複数の爪部を有するポールコアを有しており、フロント側のポールコアの端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風を吐き出すために冷却ファンが取り付けられており、リヤ側のポールコアの端面にも、リヤ側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すために遠心式の冷却ファンが取り付けられており、
固定子は、前記回転子のポールコアの外周側に所定の隙間を介して配置され、前記フレームには、前記固定子の固定子巻線に対向した位置に冷却風の排出窓が、冷却ファンの軸方向に沿って対向した位置に冷却風の吸入窓がそれぞれ設けられており、
前記プーリは軸方向外端面に凹部を有し、この凹部の底部近傍に水抜き孔が形成されており、
前記プーリは、前記水抜き孔よりも前記フレーム側に形成されたフランジ部を有し、さらに前記フランジ部の外径を前記吸入・排出窓の最外径以上に設定し、
前記凹部は、取り付け状態において天方向を向いていることを特徴とする交流発電機。
請求項１において、
前記水抜き孔は、前記プーリの径方向に沿って形成されていることを特徴とする交流発電機。
請求項２において、
前記水抜き孔は、径方向外側にいくにしたがって前記フレーム側に傾斜するように形成されていることを特徴とする交流発電機。