JPH07222415A - 車両用交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固定子のコイルエンドの冷却効率を損なうこ
となく遠心ファンの回転による風切り音を小さくできる
車両用交流発電機を提供する。 【構成】 外周縁に突出する複数の台形状の爪部４ｂが
互いに組込まれた一対のコア４ａを有する回転子４を回
転軸５に支承し、この回転子の外周に固定子８が配置さ
れるものにおいて、コア４ａはその両端に取付けられた
一対のファン１２ａ，１２ｂを備え、このファンは端部
に側板１３ａ，１３ｂを有しかつこのファンおよび側板
の外径はコア４ａの外径に対し８５％以上９６％以下の
範囲の大きさとし、さらにコア４ａは軸方向の端面での
外径がファン１２ａ，１２ｂの外径とほぼ同じ大きさと
なるように端面に向って爪部４ｂの肩部外径が斜面状に
漸減する漸減部１４を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ブラケット支持の突
極回転形回転子の車両用交流発電機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な車両用交流発電機を図１
６〜図１９について説明する。図において、１は発電機
のリヤブラケットで、外気の吸気孔１ａと排気孔１ｂと
を有している。２はレクチファイヤ、３はレギュレータ
３ａを有するブラシホルダ、４は結合された一対のコア
４ａ，４ａからなる回転子で、回転軸５に固着されてい
る。４ｂはコア４ａ，４ａの外周縁に設けられた複数の
台形状の爪部で、互いに組込まれている。６は両コア４
ａ，４ａ内に納められているコイルフィールド、７ａ，
７ｂはコア４ａ，４ａの側面にそれぞれ取付けられてい
る遠心ファン、８は回転子４の外周部に配置された固定
子で、コア８ａとコイルエンド８ｂ，８ｃとからなって
いる。９は発電機のフロントブラケットで、外気の吸気
孔９ａと排気孔９ｂとを有している。１０ａ，１０ｂは
回転軸５を支承する軸受である。

【０００３】次に上記のように構成した車両用交流発電
機の冷却流路について説明すると、まずリヤブラケット
１側からの外気は吸気孔１ａより流入してレクチファイ
ヤ２及びレギュレータ３ａを冷却し、その後冷却風は遠
心ファン７ａによって強く吸込まれて曲流し、固定子８
のリヤ側のコイルエンド８ｂを冷却し排気孔１ｂより排
出される。一方、フロントブラケット９側からの外気は
その吸気孔９ａより流入すると共に、遠心ファン７ｂに
よって吸込まれて曲流し、固定子８のフロント側のコイ
ルエンド８ｃを冷却し排気孔９ｂより排出される流路
と、コイルフィールド６を冷却しリヤ側へ流れてその排
気孔１ｂより排出される流路となる。

【０００４】従来のこの種の一般的な車両用交流発電機
では、爪部４ｂの肩部外周面とコイルエンド８ｂ，８ｃ
との間隙が小さいので、コア４ａ，４ａの回転に伴なっ
て、コイルエンド８ｂ，８ｃの内周面が凹凸であること
から耳障りな風切り音（コア４ａ，４ａとコイルエンド
８ｂ，８ｃとの干渉音）が発生するという問題点があっ
た。

【０００５】そこで、かかる問題点を解消する交流発電
機として、例えば特開平３−７４１６３号公報に示され
るものがある。この従来の交流発電機を図２０について
説明する。

【０００６】図２０において、前記した従来の一般的な
ものと同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
１１は爪部４ｂの肩部外周面をそれぞれ軸方向の端面に
向って斜面状に形成してなる漸減部である。

【０００７】このように爪部４ｂに漸減部１１を形成し
ておくと、この爪部４ｂの肩部外周面の漸減部１１とコ
イルエンド８ｂ，８ｃとのすき間が端面に向って徐々に
大きく形成されるので、コア４ａ，４ａが回転した際に
生じるコア４ａ，４ａとコイルエンド８ｂ，８ｃとの干
渉音が低減される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２０
に示す従来の車両用交流発電機では、爪部４ｂの肩部外
周面の漸減部１１によってコア４ａ，４ａとコイルエン
ド８ｂ，８ｃとの干渉音が低減されるが、コイルエンド
８ｂ，８ｃの冷却効率を上げるために、遠心ファン７
ａ，７ｂとコイルエンド８ｂ，８ｃとの隙間は狭くなっ
たままになっている。このように遠心ファン７ａ，７ｂ
とコイルエンド８ｂ，８ｃとの隙間が狭いと、遠心ファ
ン７ａ，７ｂが回転するときに、コイルエンド８ｂ，８
ｃとの間で風切り音が発生するという問題点があった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、遠心ファンの回転による風切り
音を小さくすることのできる車両用交流発電機を得るこ
とを目的とする。

【００１０】また、この発明は遠心ファンの外径減小に
も係わらず遠心ファンによる固定子のコイルエンドの冷
却効率を低下させない車両用交流発電機を得ることを目
的とする。

【００１１】さらに、この発明は回転子のコアの外径減
小による出力電流の低下をより小さくしてコアによる風
切り音を小さくできる車両用交流発電機を得ることを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用交
流発電機は、回転子のコアの両端に取付けられたフロン
トおよびリヤの一対のファンの少なくとも一方の外径を
コアの外径に対し８５％以上９６％以下の範囲の大きさ
としたものである。

【００１３】また、この発明は一方のファンに羽根の端
部に固着される一方のファンの外径と等しいかもしくは
小さい外径の側板を有したものである。

【００１４】さらに、この発明は爪部に形成する漸減部
を爪部の周方向幅において回転方向の少なくとも前方側
に設けたものである。

【００１５】

【作用】この発明においては、ファンの外径をコアの外
径に対し８５％以上９６％以下の範囲の大きさとするこ
とにより、ファン単体での騒音を小さくできると共にフ
ァンが回転するときのコイルエンドとの間に発生する風
切り音を低減できる。

【００１６】また、この発明においてはファンに側板を
付けることにより、ファン外径が小さくなることによる
冷却風量の減少を防ぐことができる。

【００１７】さらに、この発明においては漸減部を爪部
の周方向幅において回転方向の少なくとも前方側に設け
ることにより、回転子のコアの外径減小による出力電流
の低下を防ぐことができる。

【００１８】

【実施例】

実施例１．この発明の一実施例を図１〜図４について説
明する。図１は軸方向断面図、図２は図１の回転子の斜
視図、図３は図２の回転子のコアの平面図、図４は図３
のコアの爪部の斜視図であり、前記従来のものと同一ま
たは相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００１９】図において、１２ａ，１２ｂは回転子４の
コア４ａ，４ａの側面にそれぞれ取付けられている遠心
ファンで、ファン外径はコア４ａ，４ａの外径に対し９
２％の大きさになっている。１３ａ，１３ｂは遠心ファ
ン１２ａ，１２ｂの各端部にそれぞれ固着されている側
板で、遠心ファン１２ａ，１２ｂの外径と等しいかもし
くは小さい外径を有している。１４はコア４ａ，４ａの
爪部４ｂの肩部に形成されている漸減部で、コア４ａの
軸方向の端面での外径が遠心ファン１２ａ，１２ｂの外
径とほぼ同じ大きさとなるように端面に向って爪部４ｂ
の肩部外径を斜面状に形成することにより構成されてい
る。

【００２０】このように構成した車両用交流発電機の冷
却流路は、リヤブラケット１側からの外気は吸気孔１ａ
より流入してレクチファイヤ２およびレギュレータ３ａ
を冷却し、その後冷却風は遠心ファン１２ａによって強
く吸込まれてその側板１３ａの内側を曲流し、コイルエ
ンド８ｂを冷却し排気孔１ｂより排出される。この際、
遠心ファン１２ａによって吸込まれる冷却風は、側板１
３ａが有るために平滑に曲流し、遠心ファン１２ａの外
径をコア４ａの外径に対し９２％の大きさにしているに
も係わらず、減少することがない。

【００２１】一方、フロントブラケット９側からの外気
はその吸気孔９ａより流入すると共に、遠心ファン１２
ｂによって吸込まれて側板１３ｂの内側を曲流し固定子
８のフロント側のコイルエンド８ｃを冷却し排気孔９ｂ
より排出される流路と、コイルフィールド６を冷却しリ
ヤ側へ流れてその排気孔１ｂより排出される流路とな
る。この際も、リヤ側と同様に遠心ファン１２ｂによっ
て吸込まれる冷却風は、側板１３ｂが有るために平滑に
曲流し、遠心ファン１２ｂの外径をコア４ａの外径に対
し９２％の大きさにしているにも係わらず、減少するこ
となく効率的にコイルエンド８ｃ，コイルフィールド６
を冷却することができる。

【００２２】以上説明したように冷却風を効率良く流す
ことができ、しかも遠心ファン１２ａ，１２ｂ及び側板
１３ａ，１３ｂの外径をコア４ａ，４ａの外径に対し９
２％の大きさにしているため、遠心ファン１２ａ，１２
ｂ自体の騒音を小さくでき、また固定子コイルエンド８
ｂ，８ｃとの間の隙間が拡大され、そこで発生する風切
り音を小さくできる。

【００２３】また、固定子コイルエンド８ｂ，８ｃと対
向する回転子４の爪部４ｂの肩部外周面を斜面状にして
それぞれの軸方向の端面に向って漸減する漸減部１４を
形成したので、コア４ａ，４ａの軸方向端面での外径が
遠心ファン１２ａ，１２ｂ及び側板１３ａ，１３ｂの外
径とほぼ同じ大きさとなって、固定子コイルエンド８
ｂ，８ｃと回転子４の爪部４ｂの漸減部１４との隙間が
拡大され、上記風切り音がさらに小さくなる。

【００２４】ここで、この発明による車両用交流発電機
の風騒音及び出力を測定した結果を図５及び図６に示
す。なお、測定に際して図７に示すように各部の寸法を
設定するとともに、コア４ａ，４ａの外径（φ１００．
２）に対する側板１３ａ，１３ｂ及び遠心ファン１２
ａ，１２ｂの外径（φ９１．５）を、１００％〜８０％
（図７において、φ１００．２〜φ８０．１６に相当す
る）の範囲に設定し、各測定値をコア４ａ，４ａの外径
に対する側板１３ａ，１３ｂ及び遠心ファン１２ａ，１
２ｂの外径が１００％（図７において、φ１００．２に
相当する）のときを基準として比較した。この結果によ
ると、風騒音のオーバーオール値はコア４ａ，４ａの外
径に対する側板１３ａ，１３ｂ及び遠心ファン１２ａ，
１２ｂの外径が９６％（図７において、φ９６．１９２
に相当する）より小さくなって次第に低減した。また、
出力はコア４ａ，４ａの外径に対する側板１３ａ，１３
ｂ及び遠心ファン１２ａ，１２ｂの外径が１００％〜８
５％までは大きな変化はなく、８５％（図７において、
φ８５．１７に相当する）より小さくなって次第に出力
低下が生じた。これらの結果より、側板１３ａ，１３ｂ
及び遠心ファン１２ａ，１２ｂの外径はコア４ａ，４ａ
の外径の９６％〜８５％（図７において、φ９６．１９
２〜φ８５．１７に相当する）の大きさの範囲で設定す
ることが望ましい。

【００２５】なお、図７において各部の寸法を示した
が、各寸法の単位はいずれもミリメートルとする。回転
子４のコア４ａの外径（φ１００．２ｍｍ）と漸減部１
４の斜面の始まり部の外径（φ９９．４５ｍｍ）との間
に直角の段差（径にしてφ０．７５ｍｍの高さ）を形成
しているが、この段差を設けることにより爪部４ｂの冷
鍛用金型の寿命を段差の無いものに比べて長くすること
ができる。

【００２６】この実施例の車両用交流発電機と従来の交
流発電機とによる風騒音のオーバーオール値の比較を図
８に示す。なお、図８においてこの実施例を実線で示
し、従来例を破線で示す。

【００２７】実施例２．上記実施例１においては遠心フ
ァン１２ａ，１２ｂに側板１３ａ，１３ｂを固着したも
のを示したが、この側板１３ａ，１３ｂは無くてもよ
い。この場合、側板１３ａ，１３ｂによる風量の増加は
望めないが、ファン単体での騒音を小さくできると共に
ファンが回転するときのコイルエンドとの間に発生する
風切り音を低減できる効果は上記実施例１と同様に得ら
れるものである。

【００２８】なお、この遠心ファン１２ａ，１２ｂおよ
び側板１３ａ，１３ｂは回転子４のコア４ａ，４ａの一
方に設けて他方を従来の遠心ファンとしてもよい。この
場合、上記実施例１のものに比べて効果が幾分減少する
が、一方の遠心ファンおよび側板によって同様の効果が
得られるものである。

【００２９】実施例３．上記実施例１においては爪部４
ｂに形成する漸減部１４を斜面状でなるものを示した
が、図９，図１０に示すように曲面状からなる漸減部１
４Ａであってもよい。

【００３０】実施例４．また、図１１，図１２に示すよ
うに段差を有する二つの斜面状でなる漸減部１４Ｂとし
てもよい。この場合、漸減部１４Ｂの段差が磁束の影響
を出にくくするので出力電流の低下をより小さくしてコ
イルエンド８ｂ，８ｃとの間の風切り音を小さくするこ
とができる。

【００３１】実施例５．以上の各実施例１〜４では漸減
部１４，１４Ａ，１４Ｂを爪部４ｂの周方向幅の全幅に
形成したものを示したが、爪部４ｂの周方向幅において
回転方向の少なくとも前方側に形成する漸減部１４Ｃと
してもよい。例えば、図１３，図１４に示すように周方
向幅における前半部に漸減部１４Ｃを形成したり，図１
５に示すように周方向幅における前後の部分に漸減部１
４Ｃを形成する。

【００３２】このように漸減部１４Ｃを爪部４ｂの周方
向幅において部分的としておくと、回転子４のコア４
ａ，４ａの外径減小が少なくなるので、その分出力電流
の低下を防ぐことができる。勿論、漸減部１４Ｃによっ
てコイルエンド８ｂ，８ｃとの間の風切り音が小さくな
る。なお、この漸減部１４Ｃの断面形状は、図４の斜面
状，図１０の曲面状，図１２の段差を有する二つの斜面
状のいずれでもよいことは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば遠心フ
ァンの回転による風切り音を小さくすることができると
いう効果が得られる。

【００３４】また、この発明によれば遠心ファンの外径
減小にも係わらず遠心ファンによる固定子のコイルエン
ドの冷却効率を低下させないという効果が得られる。

【００３５】さらに、この発明によれば回転子のコアの
外径減小による出力電流の低下をより小さくしてコアに
よる風切り音を小さくできるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による車両用交流発電機を
示す軸方向断面図である。

【図２】図１の回転子を示す斜視図である。

【図３】図２のコアを示す平面図である。

【図４】図３のコアの爪部を示す斜視図である。

【図５】この発明の実施例１における風騒音の測定結果
を示すグラフである。

【図６】この発明の実施例１における出力の測定結果を
示すグラフである。

【図７】この発明の実施例１による車両用交流発電機の
固定子コイルと回転子のコアとの関係を示す断面図及び
各部の詳細寸法を表す図である。

【図８】この発明の実施例１と従来例との風騒音を比較
したグラフである。

【図９】この発明の実施例３における固定子コイルと回
転子のコアとの関係を示す断面図である。

【図１０】図９の回転子のコアの爪部を示す斜視図であ
る。

【図１１】この発明の実施例４における固定子コイルと
回転子のコアとの関係を示す断面図である。

【図１２】図１１の回転子のコアの爪部を示す斜視図で
ある。

【図１３】この発明の実施例５における固定子コイルと
回転子のコアとの関係を示す断面図である。

【図１４】図１３のフロント側回転子のコアの爪部を示
す斜視図である。

【図１５】この発明の実施例５における異なるフロント
側回転子のコアの爪部を示す斜視図である。

【図１６】従来の一般的な車両用交流発電機を示す軸方
向断面図である。

【図１７】図１６の回転子を示す斜視図である。

【図１８】図１７のコアを示す平面図である。

【図１９】図１８のコアの爪部を示す斜視図である。

【図２０】従来の車両用交流発電機を示す軸方向断面図
である。

【符号の説明】

１ リヤブラケット １ａ 吸気孔 １ｂ 排気孔 ２ レクチファイヤ ３ ブラシホルダ ３ａ レギュレータ ４ 回転子 ４ａ コア ４ｂ 爪部 ８ 固定子 ８ｂ，８ｃ コイルエンド ９ フロントブラケット ９ａ 吸気孔 ９ｂ 排気孔 ５ 回転軸 ６ コイルフィールド １２ａ，１２ｂ 遠心ファン １３ａ，１３ｂ 側板 １４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 漸減部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周縁に突出する複数の台形状の爪部が
   互いに組込まれた一対のコアを有する回転子を回転軸に
   支承し、この回転子の外周に固定子が配置されている車
   両用交流発電機において、 前記コアはその両端に取付けられたフロント及びリヤの
   一対のファンを備え、かつこのファンの少なくとも一方
   の外径は前記コアの外径に対し８５％以上９６％以下の
   範囲の大きさとし、 さらに前記コアは軸方向の端面での外径が前記ファンの
   外径とほぼ同じ大きさとなるように、前記端面に向って
   前記爪部の肩部外径が斜面状または曲面状あるいは段付
   き状に漸減するよう形成されたことを特徴とする車両用
   交流発電機。
2. 【請求項２】 一対のファンの少なくとも一方のファン
   は、羽根の端部に固着される前記一方のファンの外径と
   等しいかもしくは小さい外径の側板を有していることを
   特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機。
3. 【請求項３】 爪部に形成する漸減部を、爪部の周方向
   幅において回転方向の少なくとも前方側に設けたことを
   特徴とする請求項１または２記載の車両用交流発電機。