JPH0542223B2 - - 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の改良に関するものであ
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、
非磁性体リングを回転子のポールコアの爪裏面と
しめしろを持たせて圧入固定すると共に、リング
と一体に形成したスペーサを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、ロータ内部の通風をそこ
なわないようにしつつ、ポールコアとステータと
の間の干渉音およびポールコアの爪の径方向振動
を防止して、高回転域での騒音を低減させるよう
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・高出力化を達成する為、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騒音が
問題とつてきた。そして、騒音の原因はポールコ
アの爪先端部が径方向にゆれる振動モードによる
爪の共振音及び、ボ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
が上げられる。

そこで、本発明は上記点に鑑みてなされたもの
で、高速回転域での騒音を低減させるようにした
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形ポールコ
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、 前記回転子のボールコアの爪裏面により形成さ
れる内円の内径より大きい外径に形成され、前記
爪裏面に圧入されて外径面が前記回転子のポール
コアの爪裏面に圧接する非磁性体リングと、 このリングと一体に形成されると共に前記回転
子のポールコアの隣合う爪間に配置されるスペー
サであつて、一方の爪の側面に接すると共に一端
が該側面の最外径部に沿う形状に形成された側壁
と、他方の爪の側面に接すると共に一端が該側面
の最外径部に沿う形状に形成された側壁と、これ
ら側壁の前記一端同士を連結すると共に少なくと
も前記テイースと対向する外壁とを有して断面コ
字状に形成されており、かつ前記側壁が、その外
径壁との連結部より内径側において前記リングと
一体形成されているスペーサと、 を具備したことを特徴とする車両用交流発電機の
回転子とすることである。

〔作用〕

非磁性体リングを回転子のポールコアの爪裏面
に圧入することにより、該非磁性体リングが爪裏
面に圧接固定されると共に、この圧接した非磁性
体リングによりポールコアの爪の径方向の振動が
防止される。また、スペーサの外壁は、回転子の
外周部を凹凸のない円筒形状とするため、ポール
コアとステータとの間の干渉音を低減する。

〔実施例〕

第１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２
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′の内周
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収されるように吸入
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のみしか図示し
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シホルダ１５、および
出力電圧を調整するICレギユレータ（図は省略）
の各電気機能部分が、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３図に示すリングスペーサ２０は、リング２
０−ａとスペーサ２０−ｂとを一体形成したもの
で、非磁性体の樹脂で形成されている。そして、
第５図に示すように、リング２０−ａはポールコ
ア１，１′の爪の１−ｐ，１−p′の裏面１−ｂ，
１−b′にしめしろを持つて圧入固定されている。
すなわち、爪１−ｐ，１−p′の裏面１−ｂ，１−
b′により形成される内円の内径よりも大径に形成
されたリング２０−ａを圧入している。また、ス
ペーサ２０−ｂの側壁２０−ｃは、ポールコア
１，１′の相隣り合う爪１−ｐ，１−P′の対向す
る爪側面１−ａ，１−a′間にできる隙間に圧入固
定され、該側面２０−ｃの外径端部同士を連結す
る外壁１−ｄにより〓間を埋めている。そして、
リングスペーサ２０を挿入した時に、ポールコア
１，１′の爪１−ｐ，１−p′の外周スペーサ２０
−ｂの外周が凹凸のない円筒形状となる。また、
スペーサ２０−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′外周の凹凸が無くなる程
度である。さらに、リングスペーサ２０はロータ
コイル５と非接触であり、ロータコイル５との間
に空間が形成されるようにしてある。

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に電流が供給され、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′
びの両側面の冷却フアン７−ａ，７−a′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
タコア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
間にはリングスペーサ２０のスペーサ２０−ｂが
装着されているので、ポールコア爪１−ｐ，１−
p′の外周は外壁１−ｄにより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′の凹凸との間は干渉音は
生じない。

スペーサ２０−ｂは、ポールコア爪側面１−ａ
により固定されており、径方向にひろがらない構
造となつている為、遠心力により飛散することが
防止される。

さらに、ロータ回転時に、フアン７の羽根７−
ａによつて、ポールコア爪１−ｐ，１−p′間を流
れる冷却風に対しては、リングスペース２０とロ
ータコイル５との間に空間がある為、従来通り軸
方向に通風可能であり、ロータコイル５の冷却が
可能である。又、リングスペーサ２０のリング２
０−ａが、ポールコア爪裏面１−ｂとしめしろを
持たせて圧入固定されている為、ポールコア１，
１′の爪１−ｐ，１−p′の共振モード（径方向振
動）によつて、発生する爪共振音のダンピングが
可能である。

また、このリング２０−ａはスペーサ２０−ｂ
により、対向するポールコア爪１−Ｐ，１−P′の
中央に確実に固定されるので、リング２０−ａが
傾いて装着されることなく、ダンピング効果が損
なわれるようなことはない。

なお、上記実施例においては、リングスペーサ
２０を樹脂により成形したが、非磁性体金属、例
えばアルミダイガスト、アルミ、ステンレスをプ
レス成型、冷鍛加工により同様な形状に形成して
もよい。

さらに、ロータコイル５を冷却するためのフロ
ントフアンを斜流フアンとしてが遠心型のフアン
であつてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、ポールコ
アの爪間に少なくとも固定子のテイースと対向す
る回転子の外周部を凹凸のない円筒形状にするよ
うに、非磁性体からなるスペーサを装着し、また
ポールコアの爪裏面としめしろを持たせてリング
を圧入固定したので、従来生じていたようなポー
ルコアと固定子のテイースとの間の干渉音がなく
なり、高速回転域での騒音を低減させることがで
きる。また、スペーサおよび上記リングとしたこ
とにより、ポールコア間に冷却フアンからの風が
流入し、ロータコアによつて生じる回転子内部の
熱も除去することができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一つの実施例としての車
両用交流発電機の全体を示す部分断面図、第２図
は固定子と回転子のポールコアの爪を第１図にお
いてＰ方向にみた平面図、第３図は回転子のポー
ルコア間に装着されるリングスペーサ本体の斜視
図、第４図はリングが装着された回転子の要部斜
視図、第５図は第４図における線Ｖ−Ｖに沿つた
断面図である。 １，１′……ポールコア、１−ｂ……裏面、１
−ｐ，１−p′……爪、２……固定子（ステータ）、
２−a′……テイース、５……励磁コイル、２０…
…リングスペーサ、２０−ａ……リング、２０−
ｂ……スペーサ、２０−ｃ……側壁、２０−ｄ…
…外壁。

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形ポール
   コアが交互に噛み合うように配置され、前記ポー
   ルコアの内周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、 前記回転子のポールコアの爪裏面により形成さ
   れる内円の内径より大きい外径に形成され、前記
   爪裏面に圧入されて外径面が前記回転子のポール
   コアの爪裏面に圧接する非磁性体リングと、 このリングと一体に形成されると共に前記回転
   子のポールコアの隣合う爪間に配置されるスペー
   サであつて、一方の爪の側面に接すると共に一端
   が該側面の最外径部に沿う形状に形成された側壁
   と、他方の爪の側面に接すると共に一端が該側面
   の最外径部に沿う形状に形成された側壁と、これ
   ら側壁の前記一端同士を連結すると共に少なくと
   も前記テイースと対向する外壁とを有して断面コ
   字状に形成されており、かつ前記側壁が、その外
   径壁との連結部より内径側において前記リングと
   一体形成されているスペーサと、 を具備したことを特徴とする車両用交流発電機の
   回転子。