JPH02133053A - 交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば車両に使用されるブラシレス型の交
流発電機に関するものである。

［従来の技術〕 従来、この種のブラシレス型発電機として、例えば第８
図に示すものが知られている。この発電機は、互いに結
合された前側及び後側のフレーム４１．４２よりなるハ
ウジング本体４３を備え、その内部にはフィールド巻線
４４を巻装した環状のスプール４５及びステータ巻線４
６を巻装した環状のステータコア４７が同心状に固定さ
れている。スプール４５とステータコア４７との間には
、回転シャフト４８と一体回転可能に結合されると共に
非磁性体リング４９を介して結合された前側及び後側の
ポールコア５０．５１を備えたロー夕零体５２が介在さ
れている。又、ハウジング本体４３には、整流器５３及
び電圧調整器５４がそれぞれ固定さている。

そして、フィールド巻線４４を励磁させると共に、回転
シャフト４８の回転に基いてロー夕零体５２を回転させ
ることにより、フィールド巻線４４とステータ巻線４６
との間で前側及び後側のポールコア５０．５１が回転さ
れ、破線矢印で示すような経路で磁束の流れが生じてス
テータ巻線４６に出力電流が発生し、その出力電流が整
流器５３にて直流に整流され、電圧調整器５４にて電圧
制御されて出力される。

上記のようなブラシレス型発電機では、従来のブラシ付
型発電機とは異なり、ブラシの摩耗による耐久性低下の
心配がなく、ブラシの摺接抵抗の無い分だけ高回転に対
応できるという特徴を備えている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記従来の発電機では、出力低下に影響を与
える発電機自体の冷却性の点で問題があった。即ち、前
記従来の発電機には、前側フレーム４１の外側にて回転
シャフト４８と一体回転可能な外扇式の冷却用ファン５
５が設けられている。

しかしながら、このファン５５の回転による送風の流れ
は、後側フレーム４２の図示しない通風穴からロー夕木
体５２とステータコア４７との間の隙間を通って前側フ
レーム４ｌの通風穴４１ａから抜けるという流れ効率の
悪いものであった。

又、前記従来の発電機では、ブラシレス化のために前記
磁束経路上におけるエアギャソプＧの数が増すことにな
り、これによって磁気抵抗が増大して出力性能が低下す
るという問題があった。このため、ブラシ付型発電機と
同等の出力を得るには、ステータ巻線４６の線径・巻数
を増大させたり、ステータコア４７の積厚を増大させた
り、フィールド巻′ｇＡ４４の巻数を増大させたりする
必要があり、これによって発電機自体が大型化するとい
う問題があった。

そこで、発電機自体を大型化させることなく高出力を得
るために、高回転化による出力増大も考えられるが、前
記のように冷却性の悪いままでは、発電機自体の温度上
昇による電力損失を充分に抑えることができない。

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、ブラシレス型として高回転化による出力
増大を図るべく、冷却性能を向上させることが可能な交
流発電機を提供することにある。

［課題を解決するための手段コ 上記の目的を達成するためにこの発明においては、互い
に結合された前側及び後側のフレームよりなるハウジン
グ本体内部に、フィールド巻線を巻装した環状のスプー
ル及びステータ巻線を巻装した環状のステータコアを同
心状に固定し、スプールとステータコアとの間の環状空
間に回転シャフトと一体回転可能に結合された前側及び
後側のポールコアを備えたロー夕本体を介在させてなる
ブラシレス型の車両用交流発電機において、前側及び後
側のフレームのそれぞれに複数の通風穴を設け、前側フ
レームに対応する前側ポールコアの前端面に複数の羽根
よりなる前側ファンを一体回転可能に固定し、後側フレ
ームに対応する後側ポールコアの後端部を後方へ収束す
るテーパ状に形成し、そのテーパ面から後方へ延出する
複数の羽根よりなる後側ファンを後側ポールコアに一体
回転可能に固定している。

［作用］ 従って、回転シャフトの回転時には、ロー夕本体に伴っ
て前側ファン及び後側ファンが一体的に回転され、前側
ファンによる送風は前側フレームの通風穴を介して、後
側ファンによる送風は後側フレームの通風穴を介してそ
れぞれ流通される。

又、後側ファンを構成する各羽根は、後側ポルコアの後
方へ収束するテーパ面から後方へ延出するように固定さ
れているので、各羽根の有効面積が増大されてその送風
量が増大される。

［実施例コ 以下、この発明を車両用交流発電機に具体化したー実施
例を図面に基いて詳細Ｃこ説明する。

第１図に示すように、この発電機は前側及び後側のフレ
ーム１，２よりなるハウジング本体３を備えている。前
側及び後側のフレーム１．２は両端に雄ねじ部４ａ，４
ｂを有するボルトスタノド４及びナソト５を介して互い
に結合されている。

又、第１．２図に示すように、前側及び後側のフレーム
１，２の中心部及び外周部には、それぞれ複数の通風穴
１ａ，２ａが設けられている。

ハウジング本体３の内部には、励磁電流供給用のフィー
ルド巻線６を巻装した環状のスプール７と、出力電流発
生用のステータ巻線８を巻装した環状のステータコア９
とが互いに同心状をなして固定されている。スプール７
はその基部がグランドプレートｌＯに結合され、同グラ
ンドプレートＩＯが両端に雄ねじ部１１ａ，ｌｌｂを有
するボルトスタソド１１を介して後側フレーム２に固定
されている。又、ステータコア９は前側フレーム１の内
壁に固定されている。

スプール７とステータコア９との間には、回転シャフト
１２と一体回転可能に結合されたロー夕木体１３が介在
されている。

即ち、前側及び後側のフレーム１．２の中心部に形成さ
れた軸受凹部１ｂ，２ｂには、ベアリング軸受１４．１
５を介して回転シャフトｌ２が回転可能に支持されてい
る。この回転シャフト１２の先端には、駆動ベルト連結
用のプーり１６が固着されている。第１．４．５図に示
すように、ロータ零体１３は回転シャフトｌ２に固定さ
れた環状のチューブ１７と、同チューブ１７に接して回
転シャフト１２に固定された環状の前側ポールコア１８
と、その前側ポールコア１８に対し非磁性体リング１９
を介して結合された後側ポールコア２０とにより構成さ
れている。各ポールコア１８，２０はそれぞれ６極のコ
ア部１８ａ，２０ａを有し、それらが交互に噛み合うよ
うに組付けられている。

そして、チューブ１７及び各ポールコア１８．２０によ
り囲まれて形成された環状空間Ｓには、フィールド巻線
６を巻装したスプール７が嵌入配置され、これによって
各ポールコア１８．２０のコア部１８ａ．２０ａがフィ
ールド巻線６とステータ巻線８との間に介在されている
。この状態で、前側ボニルコア１８とステータコア９と
の間、後側ポールコア２０とグランドプレート１ｏとの
間、更にはグランドプレート１０とチューブ１７との間
にはそれぞれエアギャソプＧが形成されている．従って
、回転シャフｌ−１２の回転によりロータ木休１３が回
転されることにより、各ポールコア１８．２０がフィー
ルド巻線６とステータ巻線８との間で回転される。

後側フレーム２の外部には、出力電流を整流する整流器
としてのし・タティファイア２１、出力電圧を制御する
電圧調整器としてのレギュレータ２２及びコ不クタ２３
がそれぞれ固定されている。

そして、これらの部材２１〜２３が後側フレーム２に固
定された後側カハー２４により被覆保護されている。又
、後側カバ−２４の上側には、出力電流取出し用の出力
端子３ｌが突設されている。

又、レクティファイア２１はリード線２５を介してステ
ータ巻線８に接続され、コ不クタ２３に接続されたレギ
ュレータ２２はリード線２６を介してフィールド巻棉６
に接続されている。

第１．６図に示すようにこの実施例において、レクティ
ファイア２１の位置決め及び固定は、スプール７に結合
されたグランドプレート１０を固定している前記ボルト
スタソド１１により行われている。即ち、レクティファ
イア２１はボル１−スタノド１１の一方の雄ねじ部１ｌ
ｂにて、後側カバー２４と共にナット２７により後側フ
レーム２に締付け固定されている。

これらスプール７及びレクティファイア２１等を組付け
るには、まずフィールド巻線６を巻装したスプール７に
対してグランドブレー｝１０を打ち込んで結合し、その
スプール７を後側フレーム２に挿入し、ボルトスタソド
１１の一方の雄ねじ部１１ａを介してグランドプレート
１ｏを後側フレーム２に締付け固定する。次に、ボルト
スタソド１１の他方の雄ねじ部１ｌｂにレクティファイ
ア２ｌを差し込み、後側カハー２４で覆った後にナット
２７で締付け固定する。このようにして、スプール７及
びレクティファイア２１等が共通するボルトスタット１
１により後側フレーム２に固定されている。

又、この実施例では、発電機自体を冷却するための内扇
弐のファンが設けられている。

即ち、第１図に示すように、前側フレーム１に対応ずる
前側ポールコア１８の前端面１８ｂには、鋼製の前側フ
ァン２８が溶接により一体回転可能に固定されている。

この前側ファン２８はプレス成形されて前方へ延出する
複数の羽根２８ａを備えている。

又、第１，３図に示すように、後側フレーム２に対応す
る後側ポールコア２０の後端部は後方へ収束するテーパ
状に形成され、そのテーパ面２０ｂには鋼製の後側ファ
ン２９がリベソト３０により一体回転可能に固定されて
いる。第１．３〜５図に示すように、後側ファン２９は
、テーパ面２０ｂに沿って斜状に形成されたリング部２
９ａと、そのリング部２９ａに沿って配設された複数の
羽根２９ｂとを備え、それらが一体にプレス成形されて
いる。各羽ｍ２９ｂはリング部２９ａの斜面２９ｃから
後方へ延出するように形成されている。

そして、その斜面２９ｃに連続する羽１２９ｂの基部２
９ｄの分だけ羽根２９ｂの有効面積が拡大されている。

次に、上記のように構成された発電機の作用について説
明する。

発電機を作動させるには、コネクタ２３を介してフィー
ルド巻ｖＡ６に励磁電流を供給してフィールド巻線６を
励磁させ、これと同時に回転シャフ｝１２を回転させて
ロー夕本体１３を回転させる。

この結果、第１図に破線矢印で示すような経路で磁束の
流れが生じてステータ巻線８に出力電流が発生し、その
出力電流がレクティファイア２１にて直流に整流され、
レギュレータ２２にて電圧制御されて出力端子３１より
出力される。

又、回転シャフト１２の回転時には、ロー夕本体１３に
伴って前側ファン２８及び後側ファン２９が一体的に回
転され、前側ファン２８による送風は前側フレーム１の
中心部及び外周部の各通風穴１ａを介して流通され、後
側ファン２９による送風は後側フレーム２の中心部及び
外周部の各通風穴２ａを介して流通される。つまり、前
側及び後側のフレーム１．２の各々にて送風の流れを発
生させることができ、送風の流れ効率を向上させて熱の
発生源であるフィールド巻線６、ステータコア９及びス
テータ巻線８等を有効に冷却することができる。

特に、後側ファン２９を構成する各羽根２９ｂは、後側
ポールコア２０の後方へ収束するテーパ面２０ｂら後方
へ延出するように固定されて各羽根２９ｂの有効面積が
増大されているので、その送風量を増大させることがで
き、冷却効果を向上させることができる。しかも、後側
ファン２９のリング部２９ａがテーパ面２０ｂに沿って
斜状に固着されているので、送風の流れをリング部２９
ａの斜面に沿ってステータコア９及びステータ巻線８へ
直接向けることができ、それらの部材９、８を有効に冷
却することができる。

更に、この実施例では、レクティファイア２１とスプー
ル７に結合されたグランドプレート１０等とを共通のボ
ルトスタソド１ｌにより固定してイルので、第７図に斜
線で示すように、後側フレーム２の中止部の通風穴２ａ
の有効面積を拡大することができる。即ち、第７図に２
点鎖線で示すようにグランドプレート固定用の個別のボ
ルト５６を設けた従来の発電機とは異なり、その個別の
ボルト５６の占有面積を省略した分だけ通風口２ａの有
効面積を拡大することができ、通風量を増大させて冷却
性能を向上させることができる。

又、共通のボルトスタントｌ１を使用していることから
、後側フレーム２に設けるべきボルト挿通穴の数を少な
くしてそのフレーム２の形状及び加工手順を簡略化する
ことができ、更には発電機全体の部品点数を削減するこ
とができる。

上記のようにこの実施例の発電機では、その冷却性能を
より向上させることができるので、発電機自体の温度上
昇による電力｝員失を更に抑えることができる。このた
め、ステータ巻線８の線径・巻数を増大させたり、フィ
ールド巻綿６の巻数を増大させたりして発電機自体を大
型化させることなく高出力を得るために、発電機の仕様
を高回転化するような場合でも、冷却性能の向上により
電力｝員失を低減させて出力増大を図ることができる。

つまり、小型で高出力の発電機を得ることができる。

尚、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、
発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜
に変更して次のように実施することもできる。

（１）前記実施例では、前側及び後側のファン２８，２
９として鋼製のプレス成形品を使用したが、アルミや鉄
の鋳造品又は鍛造品、或いは樹脂成形品を使用してもよ
い。

（２）前記実施例では、後側ファン２９を後側ポールコ
ア２０に対してリベノト３０で固着したが、溶接、かし
め着、ねじ止め、接着、ろう付等を採用してもよい。

（３）耐久性及び耐環境性を向上させるために前側のヘ
アリング軸受１４の前後にフエルト材を介在させてシー
ル性を向上させてもよい。

（４）錆対策として、ロー夕零体１３や前側及び後側の
フレーム１．２に塗装を施したり、フィールド巻線６及
びステータ巻線８等に適宜に樹脂処理を施したりしても
よい。

（５）前記実施例では、グランドプレート１０及びレク
ティファイア２１を共通のボルトスタノド１ｌを介して
後側フレーム２に固定したが、前記各部材７．２１の個
別のボルトで固定してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、ブラシレス型と
して高回転化による出力増大を図るべく、冷却性能を更
に向上させることができ、小型で高出力の発電機を得る
ことができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化したー実施例を示す発電機の
部分破断側面図、第２図は前側及び後側のフレームを示
す斜視図、第３図は後側ファンの取付状態を拡大して示
す断面図、第４図は後側ファンの取付状態を示すロー夕
本体の斜視図、第５図は後側ファンの取付状態を示すロ
ータ本体の後視図、第６図はスプール及びレクティファ
イア等の取付状態を拡大して示す断面図、第７図は後側
フレームの通風穴を示す図、第８図は従来例の発電機を
示す断面図である。 図中、１は前側フレーム、１ａは通風穴、２は後側フレ
ーム、２ａは通風穴、３はハウジング本体、６はフィー
ルド巻線、７はスプール、８はスデータ巻線、９はステ
ータコア、１３はロータ本体、ｌ８は前側ポールコア、
１８ｂは前端面、２０は後側ポールコア、２０ｂはテー
パ面、２１は整流器としてのレクティファイア、２２は
電圧調整器としてのレギコ．レータ、２８は前側ファン
、２８ａは羽根、２９は後側ファン、２９ｂは羽根、Ｓ
は環状空間である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　互いに結合された前側及び後側のフレームよりなる
   ハウジング本体内部に、フィールド巻線を巻装した環状
   のスプール及びステータ巻線を巻装した環状のステータ
   コアを同心状に固定し、前記スプールと前記ステータコ
   アとの間の環状空間に回転シャフトと一体回転可能に結
   合された前側及び後側のポールコアを備えたロータ本体
   を介在させてなるブラシレス型の交流発電機において、
   前記前側及び後側のフレームのそれぞれに複数の通風穴
   を設け、前記前側フレームに対応する前記前側ポールコ
   アの前端面に複数の羽根よりなる前側ファンを一体回転
   可能に固定し、前記後側フレームに対応する前記後側ポ
   ールコアの後端部を後方へ収束するテーパ状に形成し、
   そのテーパ面から後方へ延出する複数の羽根よりなる後
   側ファンを後側ポールコアに一体回転可能に固定したこ
   とを特徴とする交流発電機。