JPH03159549A - 車両用交流発電機 - 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」 本発明は車両用交流発電機に関する． 「従来の技術』 ランデル型の交流発電機では、爪形磁極を有するポール
コアを一対互いに相対させて組み合わせ、界磁コイルを
扶持してロータを構戒している．また、ステータは、環
状のステータコアの内周面に形成されたスロットに電機
子コイルのコイル辺を挿入し、コイル端をステータコア
の端面から両側方に突出させて構成されている． 従来のこの種の交流発電機は、ポールコアの肩部が直接
電機子コイルのコイル端直立部に対向し、その間を遮る
部材は設けられていなかった．そして、ロータの界磁コ
イルの冷却は、ロータと一体に回転する送風ファンによ
り互いに相対する爪形磁極間の空隙に風を送ることによ
り行っていた．「発明が解決しようとする課題」 しかしなから、近年の車両用交流発電機への高出力の要
請に従い、車両用交流発電機の高速駆動が広く普及して
きた．そして、高速駆動に伴い、車両用交流発Ｔｉ機の
騒音が増加するという問題点が生じた．高速駆動時の騒
音の多くは、口−タの回転に伴う風切音であり、なかで
も、ポールコアの隣接する爪形磁棒の肩部より発生する
冷却風ピッチノイズが大きな部分を占めている．上記高
速駆動時の冷却風ピッチノイズを調査した結果、この冷
却風ピッチノイズは、ポールコアと径方向に対向して配
置されたステータの電機子コイルのコイル端直立部との
干渉により増幅され、高速時の騒音を増加していること
が判明した．これは次の理由による．第２図に示す様に
、電機子コイル１０のコイル端】２はステータコア７の
スロット８から軸線方向に突出した直立部１３と、それ
に引続き円周方向に折萌されると共に冷却効果を狙って
偏平に拡げられた偏平部１４とからなる．一方、電機子
コイル１０のコイル端１２に対向するロータの円周部に
は、交互に組み合わされた爪形磁極とその間の空隙とが
交互に存在する．このため、ポールコアの回転により爪
形磁極間の空間に生ずる風仄が、スロット８毎に等ピッ
チで存在する′：Ｉ＆機子コイル１０のコイル端直立部
１３と干渉し、ときにはＪ（振し、送風ピッチノイズの
増加を紹いていた． また、一部の回転数では、爪形磁柘の振動が騒音の源と
なる場合もあった． 本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、そ
の目的とするところは、車両用交流発電機の高速駆動時
の騒音を低減することにある．「課題を解決するための
手段」 上記の目的を達成するため、本発明では、コア部に連続
して軸方向に折曲された複数の爪形磁掘を有する一対の
ポールコア．界思コイル及び回転軸からなるロータと、
そのロータの爪形磁極に対向する磁柘を内周面に有する
環状のステータコア及びそれに巻回された電機子コイル
からなるステータと、を備える車両用交流発電機におい
て、前記ロータの外周面のうちステータコアの内周面か
ら外れた各ポールコアの膚部近傍の外周面と、前記電機
子コイルのコイル端直立部との間を画するように、非磁
性材料で形或されたリング体が、前記ロータ又は前記ス
テータに固定されていることを特徴とする車両用交流発
電機が提供される．また、前記リング体は各ポールコア
の肩部に固定され、その各リング体には端縁から内径方
向に突出する舌片が形成され、その舌片が、当該リング
体が固定されたポールコアに相対するポールコアの爪形
磁極の先端部に当接するようにされていることが好まし
い． 「作用」 −Ｌ記のように構成された車両用交流発電機では、ポー
ルコア肩部の隣接する爪形磁極間の空間に生ずる風圧は
、リング体により遮られ、直接電機子コイルのコイル端
直立部に伝わらない．このため、ポールコアの肩部によ
り生ずる風圧が電機子コイルのコイル端直立部と干渉し
たり共振したリせず、風切音及び冷却風ピッチノイズが
低減する．また、リング体に舌片を設け、該舌片を相対
ずるポールコアの爪形磁極の先端部に当接させたものは
、古片の当接により爪形磁極の振動を抑制し、騒音の発
生を防止する． ｒ実施例」 本発明の実施例について図面に従って具体的に説明する
． 第１図は車両用交流発電機の断面図である．発電機外殻
をなすフロントフレーム１及びリアフレーム２は共に概
略椀形状をなし、その開口部同士を直接当接させて、図
示しないボル１・により相亙に締着固定されている．各
フレーム１．２には冷却風吸入口３，５及び冷却風ＩＩ
ｔ出口４．６が設けられている． フロントフレーム１の内周には環形状をしたステータコ
ア７が固定されている．第２図に示す様に、ステータコ
ア７の内周面にはスロット８が形成され、そのスロット
８にＴ＆機子コイル１０のコイル辺ｌ１が挿入されボン
デングされてステータ９を構成している．電機子コイル
１０のコイル端ｌ２は、スｌ１ット８から突出した直後
の直立部１３と、円周方向に折曲され、かつ偏平にされ
た偏平部】４とからなる．電機子コイル１０は、リアフ
レーム２に取付けられたｆ！’！流ユニット１５に接続
されている． 両フレーム１．２の端面部中央には、それぞれベアリン
グ１６．１７が取付けられ、そのベアリング１６．１７
により回転軸１８が四転内在に支承されている．回転軸
ｌ８には一対のポールコア２１．２２が固定され一体に
凹転する．各ポールコア２１。２２は、中心部のコア部
２３．２４に連続して軸方向に折曲された６極の爪形磁
極２５，２６を有する．その折曲された付近をポールコ
ア２］，２２のｎ部２７．２８と称することとする．相
対ずるポールコア２１．２２は互いにその爪形磁極２５
．２６を相手方の爪形磁極２５．２６の間に挿入して組
み合わされ、内壁部に界磁コイル２９を挟持し、ｉ］一
夕３０を楕成している．界磁コイル２９は回転軸ｌ８の
軸端部に設けられたスリップリング３１．３２に接続さ
れ、ブラシ３３．３４を介して外部から励磁電流が供給
されるようになっている． 第３図にも示す様に、ロータ３０の両端面をなす各ポー
ルコア２１．２２の背面には、金属製の遠心■冷却ファ
ン３５．３６が固定され、一体に同転する．特に、前方
のポールコア２１に固定された冷却ファン３５は、ブレ
ードがロータ９の回転方向に前傾させた斜流式に形成さ
れており、２つのポールコア２１．２２の隣接する爪形
磁極２５．２６の間に冷却風を押し込むことができるよ
うにされている．また、四転軸１８の前端には、プーり
３７がナット３８により固定され、図示しないエンジン
により１ａ１転駆動されるようになっている． ここまでのｉ造は従来の車両用交流発電機と同じてある
．本実施例では、各ポールコア２１，２２の訂部２７．
２８にそれぞれリング体４０，４０゜が嵌着されている
．２つのリング体４０．４０″は全く同一形状のもので
ある． 第４図（ａ）はリング体４０を示す正面図、第４図（ｂ
）は側面図であり、一部を破断して示している．このリ
ング体４０はステンレス材等の非磁性材料で形成され、
円環部４１と内径側に延出された小さなフランジ部４２
と西片４３とを有している．１ワ環部４１からフランジ
部４２に至る曲線はポールコア２１．２２の肩部２７．
２８の曲線に沿うように滑らかなｆｕｌｌ線にされてい
る．フランジ部４２には大きな固形の開口４４が設けら
れると共に、その開口に６つの凹所４５が形成されてい
る．また、その四所４５に対応して円環部４１の端縁に
は、６箇所に舌片４３が設けられている．古片４３は円
環部４１の端縁から軸方向に突出すると共に、内径方向
に折曲する形状で内径側に突出するようにされている． 第５図は上犯リング体４０を一つのポールコア２１の訂
部２７に嵌着した状態を示す正面図である．リング休４
０は、ポールコア２１の肩部２７に嵌着され固定されて
いる．リング体４０はその各舌片４３が隣接する爪形磁
極２５の中間に位置するように固定される．リング体４
０の外周面の径は爪形磁４１！２５の外面が構成するポ
ールコア２１の外径と略等しくされている．リング体４
０が嵌着されたポールコア２■を正面から見ると、爪形
磁極２５の先端と舌片４３とが円周上に交互に並んでい
る．そして、リング体４０のフランジ部４２は爪形磁極
２５の間において凹所４４により大きく開口されている
．これは、冷却風の挿通を容易にするためである． 再び第１図を参照し、上記のようにリング体４０．４０
゜が嵌着されたポールコア２１．２２が２つ用意され、
互いに爪形磁［２５．２６を相対するポールコア２２の
爪形磁極２５．２６の間に挿入して組み合わされて回転
軸１８に固定され、ロータ３０を楕或している．このと
き、リング体４０，４０゜の各舌片４３．４３゜が相対
する相手方のポールコア２１．２２の爪形磁桶２５．２
６の先端部に当接し、いくらかの押正力を爪形磁極２５
．２６の先端部に与えるようにして組み込まれる．また
、リング体４０の円環部４１の幅は、ポールコア２１．
２２からなるロータ３０の外周面のうち、ステータコア
７の内周面から外れた肩部２７，２８の部分を丁度覆う
ように形成されている． 以」二のように楕成された車両用交流発電機の作動につ
いて説明する．図示しないエンジンによりプーり３７が
凹転駆動されると、冷却ファン３５も一体に同転し、フ
ロントフレーム１の冷却風吸入口３から冷却風が吸入さ
れる．フロント側の冷却ファン３５は斜流式に形成され
ているので、冷却風の一部は軸方１１’ｌに送られ、一
部は半径方向に送られる．半径方向に送られた冷却風は
電機子コイル１０のコイル＃Ａ偏平部１４を冷却し、フ
口ントフレームｌの冷却風吐出口４から吐出される．軸
方１りに送られた冷却風は、ポールコア２１．２２の爪
形磁極２５．２６の間を通過し、界磁コイル２９を冷却
してポールコア２２の後方に送られる．爪形磁極２５．
２６の間からポールコア２２の後方に吐出された冷却風
は、リア側の冷却ファン３６により半径方向に転流し、
電機子コイル１０のコイル端偏平部１４を冷却して、リ
アフレーム２の冷却風吐出口６から吐出される．また、
リア側の冷却ファン３６の回転により、リアフレーム２
の冷却風吸入口５から外気が吸入され、ポールコア２１
．２２を通過してきた前述の冷却風と共に半径方向に送
られ、二ｌイル端偏平部１４を冷却する． 上記のような冷却風の流れにおいて、本実施例ではリン
グ体４０．４０゜が各ポールコア２１．２２の肩部２７
，２８を覆うように設けられていルノテ、各ホ−ルコ７
２　１　．　２　２ノ１ｎ部２７．２８に生ずる風圧が
ｉｆｆ接電機子コイル１０のコイル端直立部１３と干渉
することが防止でき、冷却風ピッチノイズを減少する．
また、冷却ファン３５３６により半径方向に送られる冷
却風も直接コイル端直立部１３に当たらないようにされ
ているので、冷却ファン３５．３６による冷却風ピッチ
ノイズも減少できる． さらに、各リング体４０．４０’には古片４３．４３′
が設けられ、各苦片４３，４３’が相対する爪形磁４２
５．２６の先端に当接し押圧するようにされているので
、爪形磁極２５．２６の先端の振動を減衰させ、振動に
よる騒音の発生を防止する． 各リング体４０．４０’は非磁性材料で形成されている
ので、冷却風の流れに影響を与えるのみで交流発電機の
出力等のａ能には何ら影響を与えない． 第６図は無負荷での騒音レベルの実測値を示す特性図で
ある．実線で本実施例の騒音レベルを、破線でリング体
４０．４０″を有さない従来の発電機の騒音レベルをそ
れぞれ示す．特性曲線Ａ及びＢは全ての周波数領域を総
合した総合的な騒音レベルを示し、特性曲線Ｃ及びＤは
回転数の第６次高調波戊分における騒音レベルを示して
いる．第６次高調波成分を特に取り出したのは、各ポー
ルコア２１．２２が爪形磁極２５．２６を６個備えてい
るので、冷却風ピッチノイズを代表するからである．図
から明らかなように、本実施例では冷却風ピッチノイズ
である第６次高調波成分の騒音が大幅に減少されており
、総合的な騒音レベルも低減されていることが示されて
いる．前記実施例ではリング体４０．４０’に舌片４３
４３゛を設け爪形磁ｗ４２５．２６の振動を制振するよ
うにしたが、通常爪形磁極２５．２６の振動はかなり高
い回転数でのみ問題となるため、第７図に示す様に、リ
ング体５０には舌片４３を設けない構造とし、単純にポ
ールコア２１．２２の肩部による風切音の低減のみを目
的としても、十分な騒音低減の効果を得ることができる
．また、前記実施例ではリング体４０，４０゜をポール
コア２１．２２の肩部２７，２８にＦＭ＠することとし
たが、リング体４０．４０′の７ランジ部４２をポール
コア２１．２２の背面にリベット等を用いて強固に接合
するようにしてもよい．また、前記実施例ではリング体
４０．４０’を同転するロータ３０に設けることとした
が、第８図に示す様に、単純な環形状をしたリング体６
０．６１を用意し、そのリング体６０．６１をステータ
コア７に固定して電機子コイル１０のコイル端直立部１
３を覆うようにしてもよい．要するに、各ポールコア２
１．２２の肩部２７．２８近傍の外周１石と電機子コイ
ル１０のコイル端ｉα立部１３との間を画ずるように、
リング体４　０　，５　０　．６　０が設けられていれ
ば、風切音や冷却風ピッチノイズをＯ（減マきるからで
ある． 「発明の効果」 本発明は、上記の楕成を有しポールコアのｎ部近情の外
周面と・電機子コイルのコイル端直立部とを画するリン
グ体が設けられているものであるから、ロータの回転に
什う風切音及び冷却風ピッチノイズを減少し、車両用交
流発電機の騙音を低減することができるという優れた効
果がある．また、リング体に６片を設けたものでは、上
記の効果に加え、爪形磁極の振動に起因する騒音を抑制
し、車両用交流発ｔａの騒音を低減することができる．

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は車両用交流発電
機を示す縦断面図、第２図は内径側から見たステータを
示す内祝図、第３図はロータを示す斜視図、第４図（ａ
）はリング体を示す正而図、同図（ｂ）は側面図、第５
図はリング体が嵌着されたポールコアを示す正面図、第
６図は騒ａレベルとＩｍ１転数との関係を示す特性図で
あり、第７図（ａ）及び（ｂ）は第２の実施例であるリ
ング体を示す正面図及び側面図、第８図は第３の実施例
である車両用交流発電機を示す縦断面図である．７、．
．ステータコア、　　９．．．ステータ、　　１０．．
．電機子コイル、　　１３．．．コイル端直立部、１　
４　．．．コイル端偏平部、　　１８．．．回転軸、２
１，２２．．．ポールコア、　２３，２４．．．コア部
、　２５．２６．．．爪形磁極、　２７，２８．．．肩
部、　３０．．．ロータ、　４０．．．リング体、４３
．．．舌片． 第 ２ 図 ８ ７・・・ステータコア １０・・・電機子コイル １２・・・コイル端 １３・・・コイル端直立部 １４・・・コイル端偏平部 第 ３ 図 第 ４ 図 （ｂ） （ａ） 第 ５ 図 ０ 第 ６ 図 発電機回転数 （ｒｐｍ） （ｂ） 第 ７ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　コア部に連続して軸方向に折曲された複数の爪形磁
   極を有する一対のポールコア、界磁コイル及び回転軸か
   らなるロータと、そのロータの爪形磁極に対向する磁極
   を内周面に有する環状のステータコア及びそれに巻回さ
   れた電機子コイルからなるステータと、を備える車両用
   交流発電機において、 前記ロータの外周面のうちステータコアの内周面から外
   れた各ポールコアの肩部近傍の外周面と、前記電機子コ
   イルのコイル端直立部との間を画するように、非磁性材
   料で形成されたリング体が、前記ロータ又は前記ステー
   タに固定されていることを特徴とする車両用交流発電機
   。 ２　前記リング体は各ポールコアの肩部に固定され、 その各リング体には端縁から内径方向に突出する舌片が
   形成され、 その舌片が、当該リング体が固定されたポールコアに相
   対するポールコアの爪形磁極の先端部に当接するように
   されていること、 を特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機。