JPH088759B2 - 車両用交流発電機の回転子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はフアン内蔵タイプの車両用交流発電機に係
り、特に発電機全体の冷却に好適なロータの構造に関す
るものである。

〔発明の背景〕 第６図は車両用交流発電機の１例を示す断面図であ
る。

１は有底円筒状のリアブラケツト、３は上記有底円筒
状のリアブラケツト１の蓋状に構成されたフロントブラ
ケットであって、このフロントブラケットはステータコ
ア12を挟んで上記のリアブラケット１に固定されてい
る。これらのフロントブラケット３とステータコア12と
リアブラケット１とは、本第６図に表わされているよう
に当該発電機のケーシングを形成している。従って、こ
の形式の発電機においては、発電機ケーシングとステー
タコアとの間に通風路を設けることが有り得ない。

上記のリアブラケツト１はベアリング８を介して、フ
ロントブラケツト３はベアリング９を介して、それぞれ
シヤフト５を支承している。

上記のシヤフト５に対して、爪形磁極を有するロータ
コア6,及び同７が嵌着されている。

上記のロータコア6,7は、界磁コイル10を挟持して内
包しており、対向する爪形磁極と、界磁コイルと、ステ
ータコイル11を巻装したステータコア12とに囲まれた空
間は冷却風の流路を形成している。

前記のロータコア７の端面にフアン（Ａ）４が、ロー
タコア６の端面にフアン（Ｂ）２が、それぞれ取り付け
られている。

1aはフアン（Ｂ）２の吸気窓、1bは同じく排気窓であ
る。

3aはフアン（Ａ）４の吸気窓、3bは同じく排気窓であ
る。

上記のような構成の車両用発電機において、即ち、複
数の爪形磁極を有する１対のロータコアと、上記ロータ
コアの端部に固定されたフアンと、前記１対のロータコ
アに挟持されて内包された界磁コイルとを有し、前記１
対のロータコアそれぞれに設けられた爪形磁極間に通風
路を兼ねた空間が形成されている車両用交流発電機にお
いて、冷却用の空気流を発電機内で循環させるための技
術として、実開昭50-109106号に記載の構造が公知であ
る。

上記の公知技術は仮想線で示したような整流板Ｒ、又
は整流板Ｓをロータコアに装着するものである。

上記構造における冷却風は回転子により引き起こさ
れ、固定子の外周を通り再び回転子に吸い込まれるとい
う循環路をもつている。そして、爪形磁極間の通風路を
封鎖する整流板が、一端側から見て回転方向に対して前
側にある場合と、後側にある場合とを比較すると、冷却
風の向きが変わるだけで、風量は変わらない。又、整流
板を一定にして回転方向を変えた場合でも同様の事がい
える。上記の特性は回転子を中心として左右対称の通風
循環路を有する構造の回転機特有のものである。

ロータコアの両側面にフアンを機械的に固定している
フアン内蔵タイプの車両用交流発電機で、各々のフアン
により生じる冷却風は独立した冷却流路を有し、又流路
内の通風抵抗も違い、循環路も無いので、単にロータコ
アの爪形磁極間に整流板を設けても充分な冷却効果を期
待し難い。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、フアン
内蔵タイプの車両用交流発電機におけるロータコアの爪
形磁極間の冷却風の流れをスムースにし、発電機全体の
温度を低減できる回転子の冷却構造を提供しようするも
のである。

〔発明の概要〕

次に、本発明の概要を説明する先立つて、先ずその基
本的原理を述べる。

フアン内蔵タイプの発電機はロータコアの両側面に遠
心フアンが固定されており、各々のフアンに対する冷却
風の吸気窓及び排気窓が独立して設けられている関係
上、各々のフアンによる冷却風流路は交差しない。しか
し、各々のフアンにより生じる風によりフアン背面部、
すなわちロータコアの爪間の溝に負圧が生じ、その負圧
により風が引きおこされ、ロータコアの爪間の溝を流れ
る冷却風となる。その冷却風の大きさは発生する負圧の
大きさに比例する。（第２図参照）ロータコアの両端面
のフアンをフアン（Ａ），フアン（Ｂ）とし、フアン
（Ａ）により生じる風速がフアン（Ｂ）により生じる風
速よりも大とすると、フアン（Ａ）によるフアン背面部
の負圧Ａ′はフアン（Ｂ）によるフアン背面部の負圧
Ｂ′よりも大となる。負圧Ａ′により、フアン（Ｂ）側
からフアン（Ａ）側へ冷却風Ｐが流れその流路はフア
ン（Ｂ）側（風上側）から見て回転方向に対し後ろ向き
のロータコアの爪間の斜溝である。同様に負圧Ｂ′によ
りフアン（Ａ）側からフアン（Ｂ）側へ流路を通り冷
却風Ｑが流れている。ここで、ロータコアの爪間の流路
を流れる冷却風の大きさはその要因となる負圧に比例す
るので、冷却風Ｐ＞冷却風Ｑの関係が成り立つ。尚、冷
却風Ｐと冷却風Ｑとは各々方向が逆であるため、お互い
に打ち消し合い、全体としては冷却風Ｐ、マイナス冷却
風Ｑの風がフアン（Ｂ）側からフアン（Ａ）側へ流路
を通つて流れていることになる。実際には、ロータコア
の爪と界磁コイルとの間にすきまがあり、そのすきまを
介して流路の風が流路に洩れるため、流路を通る
有効な冷却風は更に減少する。

そこで、流路に、界磁コイルに接し、流路を封鎖
する整流板を設置すれば、流路を通る冷却風Ｑは流れ
なくなるため、冷却風Ｐは冷却風Ｑに打ち消されること
なくスムースに流路を流れることができる。加えて、
整流板は界磁コイルに接しているので冷却風Ｐが流路
から流路に洩れることもない。

上述の原理に基づいて前記の目的を達成するため、本
発明に係る車両用交流発電機の回転子は複数の爪形磁極
を有する１対のロータコアと、上記１対のロータコアの
それぞれに固定された計２個のフアンと、 前記１対のロータコアに挟持された内包された磁界コ
イルとを有し、 前記１対のロータコアそれぞれに設けられた爪形磁極
間に通風路を兼ねた空間が形成されており、 前記２個のフアンはそれぞれ独立の吸気窓を備えた循
環空気流路を有していて、計２系統の循環空気流路が形
成されていて、上記２系統の循環空気流路のうち、何れ
か片方の流路内に整流用電子部品が配置されており、 ステータコアが発電機のケーシングの一部分を構成し
ていて、該ステータコアとケーシングとの間を通る冷却
用空気の流路を有していない車両用交流発電機におい
て、 前記の磁界コイルに接して整流板が設けられることを
特徴とする。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の１実施例を第１図について説明する。

本実施例は、第６図に示した従来構造の交流発電機に
本発明を適用して改良した１例であつて、第６図におけ
ると同一の図面参照番号を付した部材は前述の公知例に
おけると同様乃至類似の構成部材である。

爪形磁極間に形成されている冷却風流路には、整流板
13-₁，13-₂，13-₃が、流路一つ置きに配設してあり、上
記の整流板はそれぞれ界磁コイル10に接して冷却風流路
を斜に横切つて設けてある。

従つて、冷却風流路は一つ置きに遮断され、一つ置き
に開通している。

シヤフト５の先端に固定されたプーリ14が駆動される
と、ロータコア6,7に固定されたフアン（Ａ）４、フア
ン（Ｂ）２が回転し、発電機内に冷却風が流れ込む。フ
アン（Ａ）４の回転による冷却風は、フロントブラケツ
ト吸気窓3aを通り、３相出力を発生するステータコイル
11を冷却し、フロントブラケツト排気窓3bから吐き出さ
れる。又、フアン（Ｂ）２の回転による冷却風の流れ
は、リアブラケツト吸気窓1aを通り、３相交流を全波整
流するダイオード14等を冷却した後、フアン（Ｂ）２を
通りステータコイル11を冷却し、リアブラケツト排気窓
1bより吐き出される。ここで、ロータコア６及び同７の
爪形磁極間の冷却風の流れは第２図に示すように、フア
ン（Ａ）４の負圧による冷却風は太線矢印Ｐのように、
フアン（Ｂ）２の負圧による冷却風の流れは破線矢印Ｑ
の如く流れる。今回実験した12V45Aクラスの発電機にお
いては、フアン（Ａ）４による負圧が、フアン（Ｂ）２
による負圧よりも大であつたため、第３図に示すように
第２図における点線矢印Ｑの部分に界磁コイル10に接し
て整流板13を設け、ロータコア6,7の爪形磁極間の冷却
流路を太線矢印Ｐの部分のみ残した、のである。整流板
13を設ける事により、太線矢印Ｐ部の冷却風は第２図に
おける破線矢印Ｑの冷却風に阻害されることなくフアン
（Ｂ）２側からフアン（Ａ）４側へ流れ且つ、整流板13
が界磁コイル10に接しているので、太線矢印Ｐの流路か
ら第２図における破線矢印Ｑの流路へ洩れることもな
い。整流板13の存在により、太線矢印Ｐ部の通風がスム
ースになり、この冷却風はフアン（Ａ）４部を通り、ス
テータコイル11を冷却しフロントブラケツト排気窓3bか
ら吐き出されるので、ステータコイル11の温度を大幅に
低減することができる。又、整流板13によりロータコア
6,7の爪形磁極間の通風路の通風抵抗が減少するので、
結果的にリアブラケツト吸気窓1aからの吸入風量も増大
し、ダイオード14等の温度低減にも効果がある。

整流板13の有無による、12V45Aクラスの発電機の温度
上昇試験結果を第４図に示す。第４図に示すように、整
流板13を設けたことによりステータコイル11でカーブＣ
がカーブＤへと25℃の大幅な温度低減効果を奏してい
る。

また、ダイオード14もカーブＥからカーブＦへと４℃
の温度低減効果を奏している。

上記の如く、ステータコイル11の温度を25℃低減する
ことができるので、ステータコイル11の線径を１ランク
下げる事が可能となり、これに伴つてステータコイル11
の巻線作業性の向上、及びコストダウンが可能となる。

第５図に前記と異なる実施例を示す。本実施例はフア
ン（Ａ）４と整流板13とを樹脂で一体成形してある。こ
れにより部品点数を増加させることなく発電機の温度低
減をはかることが可能となる。

また、本実施例のように整流板13を通風路に対して斜
に横切る形に設置すると、界磁コイルに接して風の漏洩
を少なくすることが容易である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明を適用して、界磁コイル
に接した整流板を設け、上記の整流板は通風路一つ置き
に、該通風路を斜に仕切って配設することにより、前記
通風路の空気の流通をスムースにすることができ、冷却
効果を向上せしめ得るという優れた実用的効果を奏し、
車両用交流発電機の小形，軽量化、並びに原価低減に貢
献するところ多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の断面図、第２図及び第３図
は上記実施例の作用効果説明図、第４図は同じく効果説
明の為の図表である。第５図は上記と異なる実施例の説
明図、第６図は公知の車両用交流発電機の１例の断面図
である。 2,4……フアン、6,7……ロータコア、10……界磁コイ
ル、13,13-₁，13-₂，13-₃……整流板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の爪形磁極を有する１対のロータコア
   と、上記１対のロータコアのそれぞれに固定された計２
   個のフアンと、 前記１対のロータコアに挟持された内包された磁界コイ
   ルとを有し、 前記１対のロータコアそれぞれに設けられた爪形磁極間
   に通風路を兼ねた空間が形成されており、 前記２個のフアンはそれぞれ独立の吸気窓を備えた循環
   空気流路を有していて、計２系統の循環空気流路が形成
   されていて、上記２系統の循環空気流路のうち、何れか
   片方の流路内に整流用電子部品が配置されており、 ステータコアが発電機のケーシングの一部分を構成して
   いて、該ステータコアとケーシングとの間を通る冷却用
   空気の流路を有していない車両用交流発電機において、 前記の磁界コイルに接して整流板が設けられており、か
   つ、上記の整流板は、円周方向に並んでいる通風路の一
   つ置きに配置されるとともに、該通風路を斜に横ぎって
   これを閉塞していることを特徴とする車両用交流発電機
   の回転子。
2. 【請求項２】前記のフアン及び整流板は、合成樹脂材料
   によって一体成形されたものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の車両用交流発電機の回転
   子。