JPH0542218B2 - - Google Patents

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の回転子に関し、特
に回転子のポールコア部に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は車両用交流発電機の回転子において、
回転子の励磁コイルを巻装するボビンと一体に形
成されたスペーサを、ポールコアの爪間の空間に
挿入して、回転子の外周部が凹凸のない円筒形状
となるようにすることにより、ポールコアとステ
ータとの間の干渉音による高速回転域での騒音を
低減すると共に、ボビンの回動を防止して、励磁
コイルの断線、短絡を防止するようにしたもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、車両用交流発電機の回転子としては、冷
却効果をよくするものとして特開昭58−79455号
公報に記載のような軸方向に突出する複数個の爪
形のポールコア部が外周部に形成された一対のロ
ータコアを、ヨークに固定された励磁コイルが前
記一対のロータコアにより挾持されるようにシヤ
フトに嵌着して構成し、前記一対のロータコアの
ポールコア部が対向して噛み合うように配置し、
ポールコア部の側面に沿つて冷却風路を形成した
ものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、近年、オールタネータは、小型軽
量・高出力を達成する為、プーリ比を上げて高速
化が行われてきたが、これに伴い、ランデル型ポ
ールコアが高速で回転することに起因した以下に
述べる２つの問題点が生じる。

第１に、ポールコアが回転した時に、ポールコ
ア側面のフアン作用により、遠心風が発生するこ
とにより、脈動をもつた圧力変動がステータとポ
ールコア間に発生し、これがステータの内周のテ
イース部の凹凸部と干渉して生じる風切音による
騒音。

第２に、回転子のポールコアと、励磁コイルを
巻装するボビンとを別々に形成しているため、高
速回転による回転数の上昇、減少時の慣性力の増
大に伴うことにより、ポールコアとボビンとの間
のずれ（ボビンの回動）が起こり、ボビン内の励
磁コイルに過大なテンシヨンが加わつて、励磁コ
イルの断線、短絡。

そこで、本発明は上記点に鑑みてなされたもの
で、高速回転域での風切音の低減および励磁コイ
ルの断線、短絡を防止させるようにした車両用交
流発電機の回転子を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

複数個の爪を有する一対のランデル型ポールコ
アが交互に噛み合うように配置され、前記ポール
コアの内側には励磁コイルが巻装された回転子
と、この回転子に径方向に対向させて配置された
テイースを有する固定子とからなる車両用交流発
電機において、 前記励磁コイルを巻装するボビンと、 このボビンと一体に形成され、前記爪間に形成
された空間に、少なくとも前記テイースと対向す
る回転子の外周部が凹凸のない円筒形状となるよ
うにした非磁性体からなるスペーサと、 を備えた車両用交流発電機の回転子とすることで
ある。

〔作用〕

スペーサにより、ポールコアの爪間の空間をふ
さいで、ポールコアの爪側面のフアン効果による
遠心風を発生させず、また、スペーサとボビンと
を一体に形成して、ボビンとポールコアとが相対
的に回動するのを防止している。

〔実施例〕

第９図において発電機外殻をなす１対のフレー
ム９，９′は共に実質的に椀状で、開口部側を直
接接合させて、複数個の対になつたスタツドボル
ト１０、ナツト８（図面では、１対のみ示す）に
より、相互に固定されている。

上記フレーム９の内周には、ステータ２が上記
スタツドボルト１０により、圧入固定されてい
る。ステータ２は、ステータコア２−ａ及びこれ
に巻かれたステータコイル２−ｂから構成されて
おり、上記ステータコア２−ａは、従来周知の開
口型の複数個のテイース（磁極歯）２−a′（第１
０図）を、内周方向に向かつて、持つている。

両フレーム９，９′の側面部中央には、発電機
内部に向かつて突出する円筒状のベアリングボツ
クス１９，１９′が形成され、前記ベアリングボ
ツクス１９，１９′にはそれぞれベアリング１１，
１１′が取付けられ、該両ベアリング１１，１
１′にシヤフト４が回転自在に支持されている。

シヤフト４には前記ステータの内側に位置する
様に、１対の爪形ポールコア１，１′が機械的に
固定されており、前記ポールコア１，１′の内側
には従来周知のロータコイル５が挾持されてい
る。

前記ポールコア１，１′の両側面にはステータ
内径よりも小さい径の遠心型冷却フアン７，７′
がシヤフトに同心に、各々フアン７，７′の羽根
７−ａ，７−a′をポールコアと反対方向に向け、
適宜の手段によりポールコアに密着して固着され
ている。

さらにフアン７，７′は、ロータコイル５を冷
却するように、ポールコア１，１′内に冷却風を
押しこむため羽根７−ａ，７−a′を回転方向に前
傾させた斜流式となつている。

前記１対のエンドフレーム９，９′の両側面に
は前記フアン７，７′の羽根７−ａ，７−a′に適
宜なギヤツプを持つて対向した、フアンのガイド
板の役目を果たすシユラウド（覆）９−ａ，９−
a′が形成されている。

又、両エンドフレーム９，９′の両側面のベア
リング１１，１１′の近傍にはフアン７，７′によ
り冷却風がフレーム内部に吸入されるように吸入
窓９−ｂ，９−b′が形成されており、ステータコ
イル２−ｂの外周に位置する部分には冷却を終え
た熱風を吐出するための吐出窓９−ｃが形成され
ている。なお、第１図では９−ｃのみしか図示さ
れていないがエンドフレーム９′側にも吐出窓が
ある。

エンドフレーム９，９′の外側に配置されたプ
ーリ１２はベアリング１１を介して、ナツト１３
によつてシヤフト４に結合されている。さらにシ
ヤフト４は前記プーリ１２を介し、エンジン（図
示されていない）により、回転される。

エンドフレーム９，９′により形成された外枠
のプーリ側と反対の外側には、ダイオード（図示
されていない）を備えたダイオードフイン１４、
ロータコイル５に励磁電流を供給するブラシ１５
−ａを内部に保持するブランシホイダ１５、およ
び出力電圧を調整するICレギユレータ（図は省
略）の各電気機能部品が、リアカバー１６と共
に、フレーム９′に固定されている。

該リアカバー１６は前記ダイオードフイン１
４、ブラシホルダ１５、レギユレータを取り囲む
様に形成され、側面にはレギユレータ冷却穴、ダ
イオード冷却穴が、適宜開けられている。

第１図ないし第３図に、それぞれ絶縁樹脂で形
成されたボビン２０とスペーサ３０の構成を示
す。ボビン２０の両端には、つば部２０−ａが形
成され、１つのつば部２０−ａからは、ポールコ
ア１の爪１−ｐ端部に対向する位置に幅が狭くな
つている連結部２１が一体に形成され、ヒンジ部
２２を介して、スペーサ３０と連結している。そ
して、このスペーサ３０には、ポールコア１の爪
１−ｐの側面１−ａおよび裏面１−ｂに当接する
凹部３０−ａと、この凹部３０−ａの両側には、
爪１−ｐの外周に沿う曲面部３０−ｂと、この曲
面部３０−ｂの端部より内周側に屈曲したＬ字状
の収納部３０−ｃとから構成される。そして、ポ
ールコア１の爪１−ｐと同数のスペーサ３０が、
連結部２１により、ボビン２０に一体に形成され
ている。

次に、組み付けについて説明すると、第４図に
示すようにボビン２０の外周に励磁コイル５を巻
線する。その後、第５図に示すように、スペーサ
３０をヒンジ部２２の所で内側に折り曲げて、ボ
ールコア１に挿入する。そして、スペーサ３０の
凹部３０−ａに、ポールコア１の爪１−ｐを嵌合
させる。この時、第７図に示すように、隣り合う
スペーサ３０の収納部３０−ｃが相対向して、隣
り合う１対の収納部３０−ｃで、ボールコア１′
の爪１−p′が嵌合するための凹部３０−ｄが形成
される。次に、第６図および第８図に示すよう
に、隣り合う１対の収納部３０−ｃで形成される
凹部３０−ｄにポールコア１′の爪１−p′を嵌合
する。そして、ボビン２０は、ポールコア１，
１′間に固定される。そして、ポールコア１，
１′の爪１−ｐ，１−p′間の隙間に、スペーサ３
０の曲面部３０−ｂが配置され、ポールコア１，
１′の爪１−ｐ，１−p′の外周とスペーサ３０の
曲面部３０−ｂが凹凸のない円筒形状となる。ま
た、スペーサ３０の曲面部３０−ｂの軸方向の長
さは、ポールコア１，１′に装着された時、少な
くともステータテイース２−a′に対向する部分の
ポールコア１，１′の爪１−ｐ，１−p′外周の凹
凸がなくなる程度である。さらに、第５図および
第６図からわかるように、スペーサ３０と励磁コ
イル５との間には、空間が形成されている。

次に、上記の車両用交流発電機の作動について
説明する。ブラシ１５−ａ、スリツプリングを介
してロータコイル５に電流供給され、ロータコイ
ル５がプーリ１２を介して回転されることによ
り、ステータコイル２−ｂに交流電流が誘起さ
れ、そして整流器により整流され、出力電圧をレ
ギユレータにより制御する発電システムは周知で
あるので詳細な説明は省略し、本発明特有の作動
について説明する。

シヤフト５が回転すると、ポールコア１，１′
の両側面の冷却フアン７ａ，７a′が回転し、吸入
窓９−ｂ，９−b′を通して外部の冷風が吸入さ
れ、ベアリング１１，１１′を冷却し、次にステ
ータコイル２−ｂを冷却し、吐出窓９−ｃから外
部に熱風となり吐出する。また、冷風の一部はポ
ールコア１，１′の方に押し込まれ、ロータコイ
ル５からの熱を受け、続いてステータコイル２−
ｂを冷却して吐出窓９−ｃから熱風となつて吐出
される。

上記のような冷風がポールコア１，１′の部分
を通過する際には、近年のように高速化が進めら
れると、ポールコア爪１−ｐの側面１−ａのフア
ン作用により、遠心風が発生し、ステータ２とポ
ールコア１，１′の間に脈動をもつた圧力変動を
生じて、ステータテイース２−a′とスロツトによ
つて形成される凹凸によつて干渉音が発生してい
たが、隣接するポールコア爪側面１−ａの間の空
間にはスペーサ３０の曲面部３０−ｂが装着され
ているので、ポールコア爪１−ｐ，１−p′の外周
は凹凸のない円筒形状となつているため、ポール
コア側面１−ａのフアン効果による遠心風が発生
せず、この遠心風とステータテイース２−a′の凹
凸との間の干渉音は生じない。

また、スペーサ３０は、凹部３０−ａが、ポー
ルコア１の爪１−ｐの裏面１−ｂに当接している
ので、遠心力により飛散することが防止される。

また、ロータ回転時にフアン７の羽根７−ａに
よつて、ポールコア１，１′の爪１−ｐ，１−
p′間を流れる冷却風に対しては、スペーサ３０と
励磁コイル５との間にすき間がある為、従来通り
軸方向に通風可能であり、励磁コイル５の冷却が
可能である。

さらに、スペーサ３０の凹部３０−ａ，３０−
ｄが、それぞれポールコア１，１′の爪１−ｐ，
１−p′の側面１−ａ，１−a′および裏面１−ｂ，
１−b′と当接し、ボビン２０が連結部２１により
一体に成形されているために、ボビン２０がポー
ルコア１，１′と一体に動くことにより、ボビン
２０とポールコア１，１′との間の相対的な回動
がなく、ボビン２０に巻かれた励磁コイル５の断
線、短絡を防止できる。

また、スペーサ３０はヒンジ部２２を折り曲げ
ることにより、ポールコア１，１′の爪１−ｐ，
１−p′に装着されているため、スペーサ３０が外
周側に拡がろうとする力により、爪１−ｐ、１−
p′を外周側に押さえつけて、爪１−ｐ，１−p′の
径方向の振動を抑制して、ポールコア１，１′の
爪１−ｐ，１−p′の共振音を低減することもでき
る。

なお、他の実施例として、第１１図および第１
２図に示すように、ボビン２０の１対のつば部２
０ａにスペーサ３０を交互に連結部２１により一
体に形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、励磁コイ
ルを巻装するボビンと一体に形成したスペーサに
より、ポールコアの爪間に形成された空間に、少
なくとも固定子のテイースと対向する回転子の外
周部が凹凸のない円筒形状となるようにしたか
ら、ポールコアの爪の側面のフアン効果による遠
心風が発生せず、この遠心風とテイースの凹凸と
の間の干渉音を防止し、さらに、ポールコアに対
するボビンの相対的な回動を防止して、励磁コイ
ルの断線、短絡を防止するという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明車両用交流発電機の回転子の一
実施例に用いられるボビンとスペーサの模式図、
第２図は第１図でのスペーサの斜視図、第３図は
第１図の−断面図、第４図はボビンに励磁コ
イルを巻いた状態を示す断面図、第５図はボビン
に一方のポールコアを装着した状態を示す断面
図、第６図はボビンに一対のポールコアを装着し
た状態を示す断面図、第７図はボビンに一方のポ
ールコアを装着した状態を示す斜視図、第８図は
ボビンに一対のポールコアを装着した状態を示す
斜視図、第９図は車両用交流発電機の要部断面
図、第１０図は第９図におけるＰ矢視の正面図、
第１１図および第１２図は本発明車両用交流発電
機の回転子の他の実施例に用いられるボビンとス
ペーサの模式図および断面図である。 １，１′…ポールコア、１−ｐ，１−p′…爪、
２…固定子、２−a′…テイース、５…励磁コイ
ル、２０…ボビン、２１…連結部、２２…ヒンジ
部、３０…スペーサ、３０−ａ…凹部、３０−ｂ
…曲面部、３０−ｃ…収納部、３０−ｄ…凹部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の爪を有する一対のランデル型ポール
   コアが交互に噛み合うように配置され、前記ポー
   ルコアの内側には励磁コイルが巻装された回転子
   と、この回転子に径方向に対向させて配置された
   テイースを有する固定子とからなる車両用交流発
   電機において、 前記励磁コイルを巻装するボビンと、 このボビンと一体に形成され、前記爪間に形成
   された空間に、少なくとも前記テイースと対向す
   る回転子の外周部が凹凸のない円筒形状となるよ
   うにした非磁性体からなるスペーサと、 を備えた車両用交流発電機の回転子。