JPH0242064Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はフライホイール磁石発電機等のアウタ
ロータ形の回転電機に関するものである。

〔従来の技術〕

アウタロータ形の回転電機は、カツプ状のヨー
クの内周に永久磁石により磁極部を構成した回転
子と、回転子の内側に配置された固定子とにより
構成され、内燃機関に取付けられる発電機等の場
合には、安全のために回転子を間隙を介して取囲
む円筒部を有するカバーが設けられる。

この種の回転電機においては、冷却を図るため
にヨークの周壁部の所定部分が内側に切り起され
て、切り起された切り起し片により周方向に並ぶ
多数の送風羽が形成されるとともに、切り起し片
が切り起された後に形成された孔により送風窓が
形成される。またカバーの円筒部には、上記送風
羽に対向して周方向に並ぶ多数の排風孔が設けら
れている。各排風孔は回転子の軸線方向に長い長
孔からなつていて、前記送風窓から放射方向に送
り出された風が各排出風孔を通して外部に放出さ
れるようになつている。

ところで通常カバーの周壁には該カバーを組付
けるための通しボルトを通すボルト挿通孔が設け
られ、このボルト挿通孔が設けられている部分に
は排風孔を設けることができない。またカバーの
外周には該カバーを取付け部に固定するためのボ
ルトを通す取付け孔を有するボス部が設けられて
いるが、このボス部が設けられる部分には、強度
の低下を防ぐ意味で排風孔を設けないようにして
いる。

そのため一般には多数の排風孔を複数の排風孔
群に分けて、これら複数の排風孔群を周方向に間
隔をあけて（カバーのボルト挿通孔やボス部等の
位置を避けて）配設している。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記のようなアウタロータ形の回転電機では、
大形化を防ぐためヨークとカバーとの間の間隙を
小さく設定する必要がある。ところがヨークとカ
バーとの間の間隙を小さくすると、ヨークの送風
窓がカバーの排風孔群の一端側（回転子の回転方
向の後方側に位置する端部側）にさしかかる際及
び該排風孔群の他端側（回転子の回転方向の前方
側に位置する端部側）を行き過ぎる際に急激な圧
力変動が生じるため、大きなサイレン効果が生じ
て排風孔から大きな風騒音が発生するという問題
があつた。

本考案の目的は風騒音の発生を抑制した低騒音
形回転電機を提供することにある。〔課題を解決
するための手段〕 本考案は、その実施例を示す第１図に見られる
ように、周壁部１ａと底壁部１ｂとを有するカツ
プ状のヨーク１とヨーク１の開口端部側に片寄せ
て該ヨークの周壁部の内周に固定された永久磁石
２とを有する回転子３と、回転子３の内側の永久
磁石２に対向する位置に配置された固定子１１
と、ヨークの外周を間隙を介して取囲む円筒部７
Ａを有するカバー７とを備えた回転電機を対象と
する。

この回転電機では、回転子３のヨークの周壁部
の永久磁石よりも底壁部寄りの部分が内側に切り
起されて、切り起された切り起し片により周方向
に並ぶ多数の送風羽１ｃ，１ｃ，…が形成される
とともに、切り起し片が切り起された後に形成さ
れた孔により周方向に並ぶ多数の送風窓１ｄ，１
ｄ，…が形成されている。

またカバーの円筒部には送風羽に対向して周方
向に並ぶ排風孔が多数設けられ、該多数の排風孔
は複数の排風孔群２０Ａ〜２０Ｃに分けられて該
複数の排風孔群が周方向に間隔をあけて配置され
ている。

各送風羽１ｃはヨークの周壁部から離れた先端
側に幅狭部１c₂を、ヨークの周壁部に近い後端側
に幅広部１c₁をそれぞれ有する形状に形成されて
いる。

本考案においては、上記回転電機の風騒音の低
減を図るため、各排風孔群を構成する排風孔の
内、両端に位置する２つの排風孔を除いた他の排
風孔２０ｂ，２０ｂ，…をヨークの軸線方向に長
い長孔により構成し、両端に位置する排風孔２０
ａ，２０ａのそれぞれの軸線方向長さは同じ排風
孔群の他の排風孔２０ｂ，２０ｂ，…の軸線方向
長さより短く設定した。

〔作用〕

カバーに設けられている多数の排風孔が複数の
排風孔群に分けられていて、回転子のヨークに設
けられた送風窓が僅かな間隙を介してカバーの排
風孔に対向している場合、各排出風孔の軸線方向
長さを全て等しくすると、回転子の送風窓がカバ
ーの排風孔群の一端にさしかかる際及び該排風孔
群の他端を行き過ぎる際に急激な圧力変動が生じ
るため、大きなサイレン効果が生じて騒音が大き
くなる。

これに対し本考案のように、各排風孔群の両端
に位置する排風孔の長さを同じ排風孔群の他の排
風孔の長さより短く設定すると、回転子の送風窓
がカバーの排風孔群の一端にさしかかる際及び該
排風孔群の他端を行き過ぎる際に急激な圧力変動
が生じるのを防ぐことができるため、送風窓とカ
バーの排風孔とにより生じるサイレン効果を抑制
することができ、風騒音の低減を図ることができ
る。

〔実施例〕

以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明
する。

第１図及び第２図ＡないしＤは内燃機関に取付
けられる磁石発電機に本考案を適用した実施例を
示したもので、第２図ＢないしＤはそれぞれ同図
ＡのZb方向矢視図、Zc方向矢視図及びZd方向矢
視図である。これらの図において１はカツプ状に
形成された鉄製のヨークで、このヨーク１の周壁
部１ａの内周には、該ヨークの開口部側に片寄せ
て永久磁石２が取付けられ、ヨーク１と磁石２と
により回転子３が構成されている。ヨーク１の底
壁部１ｂの中央部に設けられた孔に回転軸４が挿
入され、該回転軸４に設けられた鍔部４ａがヨー
ク１の底壁部１ｂの外面に当接されている。そし
てヨーク１の内側に位置する回転軸４の一部に設
けられたネジ部４ｂにナツト５が螺合され、この
ナツト５の締付けにより回転軸４がヨーク１に固
定されている。６はナツト５とヨーク１の底壁部
１ｂの内面との間に配設された座金である。

ヨーク１の周壁部１ａの底壁部１ｂ寄りの部分
には、該周壁部１ａの所定部分を内側に切り起す
ことにより、周方向に並ぶ多数の切り起し片が形
成されて、これらの切り起し片により多数の送風
羽１ｃ，１ｃ，…が形成され、これらの切り起し
片を切り起した後に形成された孔により送風窓１
ｄ，１ｄ，…が形成されている。これら送風羽１
ｃ及び送風窓１ｄはヨーク１の周方向全体に亘つ
て均一に分布するように等間隔をあけて設けられ
ている。

送風羽１ｃは、第３図に見られるように、幅広
部１c₁と幅狭部１c₂とを有するほぼＬ字形の形状
に形成されている。送風窓１ｄはこの送風羽１ｃ
の形状に相応した幅広部１d₁と幅狭部１d₂とを有
するほぼＬ字形の形状に形成され、、本実施例で
は各送風窓１ｄの幅狭部１d₂がヨーク１の底壁部
１ｂ側に配置されている。送風羽１ｃはヨーク１
の回転方向（第２図Ａの矢印Ｕ方向）の前方に向
つて斜めに突出するように設けられ、ヨーク１の
回転に伴つてヨーク１の内部の空気が送風窓１ｄ
を通してヨーク１の外側に強制送風されるように
なつている。

７はヨーク１の外周を僅かな間隙を介して取囲
む円筒部を有するカバーで、このカバーはカツプ
状に形成された第１の半部７Ａと第２の半部７Ｂ
とに２分割されている。第１及び第２の半部７Ａ
及び７Ｂの円筒部７a₁及び７b₁の外周部の相応す
る位置には膨出部７a₂及び７b₂が複数個（図示の
例では３個）ずつ設けられ、第２の半部７Ｂの各
膨出部７b₂内に設けられたボルト挿通孔を通して
設けられたボルト８が第１の半部７Ｂの各膨出部
７a₂内に設けられたネジ孔に螺入されて第１の半
部７Ａと第２の半部７Ｂとが結合されている。第
２の半部７Ｂの底壁部７b₃の中央部にはカバーの
内側に突出する突出部７b₄が設けられ、この突出
部７b₄の内側に設けられた凹部内に軸受９が支持
されている。また第１の半部７Ａの底壁部７a₃の
中央部に設けられた孔の内側に軸受１０が支持さ
れ、軸受９及び１０により回転軸４が支持されて
いる。

カバー７の第１の半部７Ａの円筒部７a₁の底壁
部寄りの位置には120度の角度間隔をあけて、か
つ膨出部７a₂の近傍に位置させて３つのボス部７
１が設けられ、これらのボス部に取付け孔７１ａ
が設けられている。

カバー７の第１の半部７Ａの円筒部７a₁にはま
た、ボス部７１の近傍部分及び膨出部７a₂の部分
を避けて、かつ回転子のヨークの送風窓１ｄ，１
ｄ，…に対向させて、３つの排風孔群２０Ａない
し２０Ｃが設けられている。各排風孔群はカバー
及び回転子の軸線方向に長い長孔からなつていて
カバー７の周方向に並べて設けられた所定個数の
排風孔からなり、各排風孔群の両端に位置する排
風孔２０ａ，２０ａは同じ排風孔群の他の排風孔
２０ｂ，２０ｂ，…よりも軸線方向長さが短く形
成されている。第２図ＢないしＤに見られるよう
に、排風孔群２０Ａ及び２０Ｃを構成する一連の
排風孔２０ａ，２０ｂ，…２０ｂ，２０ａはカバ
ーの半部７Ａの底壁部７a₃側に位置するそれぞれ
の長手方向の一端部を整列させた状態で設けら
れ、排風孔２０Ｂを構成する排風孔２０ａ，２０
ｂ，…２０ｂ，２０ａは底壁部７a₃と反対側に位
置するそれぞれの長手方向の他端部を整列させた
状態で設けられている。

１１は環状の鉄心１２のスロツトに電機子巻線
１３を巻装してなる固定子で、鉄心１２はカバー
７の第２の半部７Ｂの底壁部７b₃に設けられた突
出部７b₄の外周に設けられた固定子取付け部に嵌
合されている。鉄心１２はボルト１４により第２
の半部７Ｂの底壁部７b₃に固定され、鉄心１２の
外周側に設けられた磁極部が回転子３の磁石２の
内周側の磁極に所定のギヤツプを介して対向して
いる。

上記実施例において排風孔２０ａ及び２０ｂの
幅をそれぞれａ及びa′とし、排風孔２０ａ及び２
０ｂの長さをそれぞれｂ及びｃとした場合、本考
案においては、ａ＝a′またはａ＞a′とし、ｃ＞ｂ
とする。

第７図はカバーの排風孔群と回転子のヨークの
送風窓との関係を示したもので、同図において回
転子は時計方向に回転しているものとする。カバ
ーの各排風孔群が設けられている領域では、各送
風窓１ｄから送り出された風が直ちに排風孔を通
して外部に放出される。したがつて第７図におい
て排風孔群２０Ａ，２０Ｂの内側の間隙G₁，G₂
内の圧力は比較的低くなつている。これに対し、
排風孔群が存在しない領域の内側の間隙G₃では、
各送風窓から送り出された風がカバーの周壁によ
り妨げられるため、圧力が相当に高くなつてい
る。

したがつてヨーク１の送風窓がカバーの各排風
孔群の一端側にさしかかる際及び該排風孔群の他
端側を通り過ぎる際には圧力変動が生じる。従来
の回転電機のように、各排風孔群を構成する排風
孔の長さを全て同じにしておくと、上記の圧力変
動が急激に生じるため、大きなサイレン効果が生
じ、風騒音が大きくなる。このサイレン効果は特
にカバーとヨークとの間の間隙が狭く設定されて
いる場合に顕著に現れる。

これに対し、本考案のように、各排風孔群の両
端に位置する排風孔２０ａ，２０ａの軸線方向長
さを同じ排風孔群の他の排風孔２０ｂ，２０ｂ，
…の軸線方向長さより短く設定しておくと、ヨー
ク１の送風窓がカバーの各排風孔群の一端側にさ
しかかる際及び該排風孔群の他端側を通り過ぎる
際に急激な圧力変動が生じるのを防ぐことができ
るため、サイレン効果を抑制することができ、風
騒音の低減を図ることができる。

上記のことは以下に示す実験によつて確認され
た。

実験では、カバー７として、ａ＝a′＝６mm、ｂ
＝21mm、ｃ＝35mmとしたカバーと、ａ＝６mm、
a′＝８mm、ｂ＝21mm、ｃ＝35mmとしたカバー
と、ａ＝a′＝６mmとし、第２図ＢないしＤに破線
で示したように両端の排風孔２ａ，２ａの長さを
他の排風孔２ｂの長さに等しくしてｂ＝ｃ＝35mm
とした従来のカバーとを用意した。これらの各
カバーを用いる場合において、第４図に示した各
部寸法ｄないしｉは、ｄ＝３mm、ｅ＝16mm、ｆ＝
10mm、ｇ＝9.3mm、ｈ＝15.8mm、ｉ＝2.6mm、ｊ＝
0.8〜1.0mm（ばらつきの範囲）とした。

上記のカバーないしを用いて第１図及び第
２図のように組立てた磁石発電機の回転軸４を電
動機に直結し、電動機の回転速度を変化させてデ
シベルメータで騒音を測定したところ、第５図の
結果が得られた。第５図においては従来のカバ
ーを用いた場合、は本考案に係わるカバー
またはを用いた場合で、この結果より、本考案
によれば風騒音の大幅な低減を図ることができる
ことが明らかになつた。

尚本考案において各排風孔群の排風孔２０ａ，
２０ｂ，…２０ｂ，２０ａのいずれの端部を整列
させるかは任意であり、また第６図Ａに示したよ
うに排風孔２０ａ，２０ｂ，…２０ｂ，２０ａの
端部を整列させないで、両端の排風孔２０ａ，２
０ａの長手方向の両端を他の排風孔２０ｂの長手
方向の両端より内側に位置させるように設けても
よい。

また本考案においては各排風孔群の両端の排風
孔２０ａ，２０ａの軸線方向長さを他の排風孔２
０ｂより短くて、ヨーク１の送風窓１ｄがカバー
の排風孔群２０Ａ〜２０Ｃの一端側にさしかかる
際及び該送風窓１ｄが排風孔群の他端側を行き過
ぎる際の圧力変動を緩和すればよいので、両端の
排風孔２０ａ，２０ａは必ずしもカバーの軸線方
向に長い長孔でなくてもよい。例えば第６図Ｂに
示したように両端の排風孔２０ａ，２０ａを丸孔
とすることもでき、また第６図Ｃに示したように
両端の排風孔２０ａ，２０ａを周方向に長い長孔
とすることもできる。

〔考案の効果〕

以上のように、本考案によれば、カバーに設け
られている多数の排風孔が複数の排風孔群に分け
られていて、回転子のヨークに設けられた送風窓
が僅かな間隙を介してカバーの排風孔に対向して
いる場合に、各排風孔群の両端に位置する排風孔
の長さを同じ排風孔群の他の排風孔の長さより短
く設定したので、回転子の送風窓がカバーの排風
孔群の一端にさしかかる際及び該排風孔群の他端
を行き過ぎる際に急激な圧力変動が生じるのを防
ぐことができ、送風窓とカバーの排風孔とにより
生じるサイレン効果を抑制して風騒音の低減を図
ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す半部断面図、
第２図Ａは同実施例で用いるヨークとカバーとを
示す断面図、第２図ＢないしＤはそれぞれ同図Ａ
のZb方向矢視図、Zc方向矢視図及びZd方向矢視
図、第３図はヨークに設ける送風窓及び送風羽の
形状の一例を示す斜視図、第４図は実験で用いた
ヨーク及びカバーの各部の寸法を示す要部断面
図、第５図は実験結果を示す線図、第６図Ａない
しＣはそれぞれ本考案で用いるカバーに設ける排
風孔群の異なる構成例を示す説明図、第７図は回
転子のヨークに設けられた送風窓とカバーに設け
られた排風孔との関係を示した要部拡大断面図で
ある。 １……ヨーク、１ａ……周壁部、１ｂ……底壁
部、１ｃ……送風羽、１c₁……幅広部、１c₂……
幅狭部、１ｄ……送風窓、２……永久磁石、３…
…回転子、４……回転軸、７……カバー、１１…
…固定子、２０Ａ〜２０Ｃ……排風孔群、２０ａ
……各排風孔群の両端に位置する排風孔、２０ｂ
……他の排風孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 周壁部１ａと底壁部１ｂとを有するカツプ状の
   ヨーク１と、前記ヨークの開口端部側に片寄せて
   該ヨークの周壁部の内周に固定された永久磁石２
   とを有し、前記ヨークの周壁部の前記永久磁石よ
   りも底壁部寄りの部分が内側に切り起されて、切
   り起された切り起し片により周方向に並ぶ多数の
   送風羽１ｃ，１ｃ，…が形成されるとともに、切
   り起し片が切り起された後に形成された孔により
   周方向に並ぶ多数の送風窓１ｄ，１ｄ，…が形成
   された回転子３と、 前記回転子の内側の前記永久磁石２に対向する
   位置に配置された固定子１１と、 前記ヨークの外周を間隙を介して取囲む円筒部
   ７Ａを有するカバー７とを備え、 前記カバーの円筒部には前記送風羽に対向して
   周方向に並ぶ排風孔が多数設けられ、 前記多数の排風孔は複数の排風孔群２０Ａ〜２
   ０Ｃに分けられて該複数の排風孔群が周方向に間
   隔をあけて配置され、 前記各送風羽１ｃは前記ヨークの周壁部から離
   れた先端側に幅狭部１c₂を、前記ヨークの周壁部
   に近い後端側に幅広部１c₁をそれぞれ有する形状
   に形成されている回転電機において、 各排風孔群を構成する排風孔の内、両端に位置
   する２つの排風孔を除いた他の排風孔２０ｂ，２
   ０ｂ，…は前記ヨークの軸線方向に長い長孔から
   なり、両端に位置する排風孔２０ａ，２０ａのそ
   れぞれの軸線方向長さは同じ排風孔群の他の排風
   孔２０ｂ，２０ｂ，…の軸線方向長さより短く設
   定されていることを特徴とする低騒音形回転電
   機。