JPH0417547A - 車両用発電機 - 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、車両用発電機に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、車両用電気負荷の多様化により大容量発電機の需
要が増加している。発電機の冷却は従来、空気によって
いたが、大容量化に伴い大熱容量の冷却液による冷却方
式が採用されている。即ち、専用別置きポンプを使用し
て発電機のハウジング内の冷却液を搬送させ、熱交換器
、フィルタを通してタンクに戻すものである。そして、
システムを簡単にするために発電機とポンプが一体とな
ったものも考えられている。その−例として、実開昭６
４−１６１５８号公報では、発電機のロータと対向する
ステータ面に軸方向にある角度を有する溝を形成して粘
性抵抗により冷却液を軸方向に流し発電機単体にポンプ
作用を持たせている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記公報に示した方法では、ステータのスロッ
トに溝を形成することは磁路面積の減少や電流波形の歪
みや騒音の原因となり好ましくなく、又、粘性によるポ
ンプ効果は高温時に粘性抵抗が低くなるため本来必要な
ときに流量が不足して冷却できなくなってしまっていた
。

この発明の目的は、発電性能等に悪影響を与えることな
く、かつ、温度変化に起因する冷却効率の低下を抑制で
きる車両用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〕

この発明は、ハウジング内にロータのポールコアが回転
可能に支持されるとともに、ハウジング内に冷却液が封
入さ、れた車両用発電機において、前記ロータのポール
コアの少なくとも一方の側面に僅かに離間して冷却液案
内部材を対向配置し、この対向する両面に冷却液搬送用
溝を設けた車両用発電機をその要旨とするものである。

〔作用〕

ロータの回転に伴い冷却液案内部材の冷却液搬送用溝中
の冷却液には粘性作用により遠心方向への力が働き、又
、ポールコアの側面の冷却液搬送用溝中の冷却液には遠
心作用による遠心方向への力が働き、この遠心方向への
力にて冷却液が搬送され、ハウジング内が冷却される。

この際、冷却液が低温ならば、遠心作用による遠心方向
への力は小さくなるとともに粘性作用による遠心方向へ
の力は太き（なり、又、冷却液が高温ならば、遠心作用
による遠心方向への力は大きくなるとともに粘性作用に
よる遠心方向への力は小さくなる。

つまり、冷却液の温度変化に対する冷却液の遠心方向へ
の力の変化が少ない。

〔実施例〕

以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明する。

第１図には車両用発電機の断面を示し、第２図には第１
図のＡ−Ａ断面を示し、さらに、第３図には第１図のＢ
−Ｂ断面を示す。

第１図に示すように、ハウジングはフロントフレーム１
とリヤフレーム２とからなり、碗状のフロントフレーム
１とリヤフレーム２とはＯリング３を介して連結固定さ
れている。この両フレーム１．２内にはベアリング４，
５が配設され、このベアリング４，５にてシャフト６が
フレーム１゜２を貫通した状態で回転自在に支持されて
いる。

又、フレーム１，２内におけるベアリング４，５の外側
にはオイルシール７．８が設けられ、このオイルシール
７．８によりシャフト６とフレーム１．２との間が密閉
されている。

第１図でのシャフト６の右端部外周にはスリップリング
９が設けられるとともに、シャフト６の他端部にはエン
ジンからの回転をシャフト６に伝えるためのプーリｌＯ
が固定されている。

フレーム１．　２内においてシャフト６にはロータ２６
が固設されている。即ち、一対のランデン型ポールコア
１１が固定され、このポールコア１１にはロータコイル
１２が巻装されている。このロータコイル１２はスリッ
プリング９と電気的に接続されている。又、第１図での
ポールコア１１の右側面には、第２図に示すように回転
方向に対して後傾渦巻状の冷却液搬送用溝１３が６つ設
けられている。

又、フレーム１，２内におけるポールコア１１の外周に
はステータ１４が配置され、このステータ１４にはステ
ータコイル１５が巻装されている。

フレーム１，２内におけるリヤフレーム２には、第３図
に示す冷却液案内部材としての冷却液案内板１６が固設
され、同案内板１６はポールコア１１の右側面に僅かに
離間して対向配置されている。

この冷却液案内板１６はロータ回転方向に対し前傾渦巻
状の冷却液搬送用溝１７が６つ形成されている。そして
、第１図におけるＣ−Ｃ断面を示す第４図、及び、その
第４図のＤ−Ｄ断面を示す第５図において、ロータ２６
のポールコア１１の冷却液搬送用溝１３と冷却液案内板
１６の冷却液搬送用溝１７とが互いに逆向きの渦巻で、
かつ、その中心が一致するように配置されている。

又、フレーム１，２内には整流器１８とレギュレータ１
９とが配置され、整流器１８にてステータコイル１５に
発生する電流が整流され、レギュレータ１９にて励磁電
流が制御される。

スリップリング９にはブラシ２０が当接し、ブラシ２０
はカバー２１にて覆われている。又、リヤフレーム２に
は冷却液吸入通路２２が形成され、この冷却液吸入通路
２２の一端がベアリング５とオイルシール８との間に開
口するとともに、他端が外部に開口している。又、フロ
ントフレームｌには冷却液排出通路２３が形成され、こ
の冷却液排出通路２３の一端がフロントフレームｌの内
周面に開口するとともに、他端が外部に開口している。

冷却液吸入通路２２はタンク２４に接続され、又、冷却
液排出通路２３は熱交換器２５を介してタンク２４と接
続されている。そして、フレーム１．２内が冷却液（例
えば、油）で満たされるとともに、タンク２４内には冷
却液か蓄えられている。

次に、このように構成した車両用発電機の作用を説明す
る。

エンジンからの回転力がプーリ１０を介してシャフト６
に伝えられると、ロータ２６が回転する。

このロータ２６の回転によりステータコイル１５に交流
が発生し、整流器１８にて整流される。この直流電流に
てバッテリーが充電される。このロータ２６の回転時に
、第６図に示すように、冷却液案内板１６の冷却液搬送
用溝１７では冷却液に粘性による力ｆｌが作用して放射
方向に冷却液が搬送される。この力ｆ１は、冷却液の粘
度μと垂直抗力Ｎに比例する。

又、ロータ２６の回転時には、第７図に示すように、ポ
ールコア１１の冷却液搬送用溝１３では冷却液に放射方
向に作用する遠心力Ｆ′　と、それに反する粘性抵抗に
よる力ｆ２が作用する。この遠心力Ｆ′　は、冷却液の
単位体積当たりの質Ｊｉｍと、回転中心とその作用点Ｐ
との半径ｒと、角速度ωの２乗に比例するものである。

又、力ｆ２は、冷却液の粘度μと垂直抗力Ｎに比例する
。

このように、ロータ２６の回転に伴い冷却液案内板１６
の冷却液搬送用溝１７中の冷却液には粘性作用により遠
心方向への力ｆｌが働き、又、ロータ２６の側面の冷却
液搬送用溝１３中の冷却液には遠心作用による遠心方向
への力（＝Ｆ’−ｆ２）が働き、この遠心方向への力に
て冷却液が搬送され、フレーム１，２内で冷却液が第１
図中、−点鎖線で示すように流れ、各部を冷却する。こ
の際、冷却液が低温ならば、冷却液の粘度μが大きくな
り、遠心作用による遠心方向への力（Ｆ’−ｆ２）は小
さくなるとともに粘性作用による遠心方向への力ｆｌは
大きくなる。又、冷却液が高温ならば、冷却液の粘度μ
か小さくなり、遠心作用による遠心方向への力（＝Ｆ’
　＝ｆ２）は大きくなるとともに粘性作用による遠心方
向への１は小さくなる。つまり、冷却液の温度変化に対
する冷却液の遠心方向への力の変化が少ない。

即ち、冷却液の粘性が高いときは力ｆ１か大きいため冷
却液搬送用溝１７による流量が得られ、冷却液の粘性が
低いときには冷却液搬送用溝１７による流量低減を冷却
液搬送用溝１３によりまかなうことができる。その時の
粘性と流量との関係を第８図に示す。換言すると、ポー
ルコア１１と冷却液案内板１６のうち一方の部材のみ冷
却液搬送用溝を有するものでは粘性により流量が大きく
変化してしまうが、対向する両部材１１．１６に冷却液
搬送用溝を形成することにより粘性が変化したときにも
流量の変化を小さくすることができる。例えば、発電機
の仕様を第８図中、Ｐｌのポイントに設定した場合にお
いて、一方の部材にのみ冷却液搬送用溝がある場合には
低粘性状態（高温状態）で流量が必要以上に増加してし
まいキャビテーション等による騒音、破損が発生するこ
とがあるが、それが回避される。又、寒冷地でのエンジ
ン始動でも発電機に高粘性による異常負荷が現れること
なく、低温状態から正常状態に移行することができる。

このように本実施例によれば、ロータ２６の一方の側面
に僅かに離間して冷却液案内板Ｉ６を対向配置し、この
対向する両面に互いに逆向きの渦巻状の冷却液搬送用溝
１３．１７を設けた。その結果、ロータ２６の回転に伴
い冷却液案内板１６の冷却液搬送用溝１７中の冷却液に
は粘性作用により遠心方向への力が働くとともに、ロー
タ２６の側面の冷却液搬送用溝１３中の冷却液には遠心
作用による遠心方向への力が働き、冷却液の温度変化に
対する冷却液の遠心方向への力の変化を小さくできる。

又、ロータ２６とステータ１４との間には冷却液の搬送
のための部材は存在せず、発電性能等に悪影響を与える
ことはない。このように、発電性能等に悪影響を与える
ことなく、がっ、温度変化に起因する冷却効率の低下を
抑制できる。

尚、この発明は上記実施例に限定されるものでな（、例
えば、上記実施例ではリア側のポールコア１１の側面と
リアフレーム２間においてポンプ作用させたが、フロン
ト側のポールコア１１側面とフロントフレーム１間にお
いてポンプ作用させてもよく、さらに、両側面間で行わ
せてもよい。

又、上記実施例では冷却液をリアベアリング４内の隙間
より導いているがシャフト６に穴や溝を設けてこの穴や
溝により導びいてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によれば、発電性能等に悪
影響を与えることなく、かつ、温度変化に起因する冷却
効率の低下を抑制できる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の車両用発電機の断面図、第２図は第１
図のＡ　−Ａ断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ断面図、
第４図は第１図のＣ−〇断面図、第５図は第４図のＤ−
Ｄ断面図、第６図は冷却液案内板の冷却液搬送用溝内で
の冷却液に作用する力を示す図、第７図はポールコアの
冷却液搬送用溝内での冷却液に作用する力を示す図、第
８図は粘性と流量との関係を示す図である。 １はフロントフレーム（ハウジング）、２はリヤフレー
ム（ハウジング）、１３は冷却液搬送用溝、１６は冷却
液案内部材としての冷却液案内板、１７は冷却液搬送用
溝、２６はロータ。 特許出願人　　日本電装　　株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジング内にロータのポールコアが回転可能に支
   持されるとともに、ハウジング内に冷却液が封入された
   車両用発電機において、 前記ロータのポールコアの少なくとも一方の側面に僅か
   に離間して冷却液案内部材を対向配置し、この対向する
   両面に冷却液搬送用溝を設けたことを特徴とする車両用
   発電機。