JPS61254051A - 車両用交流発電機の回転子 - 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〕 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、ロータに
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
持されるようにシャ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う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ってきた。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、ポールコアが回転した時に、
ポールコア側面のファン作用により、遠心風が発生する
ことにより、脈動をもっ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ィース部の
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ィ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としめしろを持たせて
圧入固定した非磁性体リングと、このり゛ングと一体に
形成され、前記爪間に形成された空間に、少なくとも前
記ティ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り、前記励磁コイ
ルとの間に空間を形成してあるスペーサと、 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としめし
ろを持たせて圧入固定することで、ポールコアの爪の径
方向の振動を防止し、スペー、すを爪間の空間に挿入し
て、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、
複数個の対になったスタンドボルト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が上記スタッド
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ィース
（磁極歯）２−ａ’（第２図）を、内周方向に向かって
、持うている。

両フレーム９．９″の側面部中央には、発電機内部に向
かって突出する円筒状のベアリングボックス１９、。１
９’が形成され、前記ベアリングボックス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１１．１１’にシャフト４が回転自在に支
持されている。

シャフト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ｌ、１′の両側面にはステータ　　　　
　　　２内径よりも小さい径の遠心型冷却ファン７．７
′がシャフトに同心に、各々ファン７．７′の羽根？　
　ａｓｌ　　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。

さらにファン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
なっている。

前記１対のエンドフレーム９．９′の両側面には前記フ
ァン７．７′の羽根７−ａ％　７−ａ　’に適宜なギャ
ップを持って対向した、ファンのガイド板の役目を果た
すシュラウド（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１
１．１１′の近傍にはファン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によってシャフ
ト４に結合されている。さらにシャフト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ィン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レギュレー
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ィン１４、ブラシ
ホルダ１５、レギュレータを取り囲む様に形成され、側
面にはレギュレータ冷却穴、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２０−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ｉ−ｐ、１−
Ｐ′の裏面１−ｂｌｌ−ｂ′にしめしろを持って圧入固
定されている。

また、スペーサ２０−ｂの側面２０−Ｃは、ポールコア
１．１′の相隣り合う爪ｔ−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、
隙間を埋めている。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
外周とスペーサ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
ィース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　ｓスリッ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がブー
ＩＪ　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、出力電圧をレギュ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。

シャフト５が回転すると、ポールコア１．１′の両側面
の冷却ファン？−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から熱風となって吐出さ
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のファン作用により、遠心風
が発生し、ステータ２とボ−ルコア１．１′の間に脈動
をもった圧力変動を生じて、ステータティース２−ａ′
とスロットによって形成される凹凸によって干渉音が発
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
周は凹凸のない円筒形状となっているため、ポールコア
側面１−ａのファ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ィース２−ａ′の凹凸との間の干渉
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っている
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、ファン７の羽根７−ａによっ
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２０−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
）によって、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ァ
ンを斜流ファンとしてか遠心型のファンであってもよい
。

〔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ィ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、従来性じてい
たようなポールコアと固定子のティ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ァンからの風が流入し、ロー
タコアによっ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
沿うた断面図である。 ｌ、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’・・・ティース、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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ィ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としめしろを持たせて
   圧入固定した非磁性体リングと、 このリングと一体に形成され、前記爪間に形成された空
   間に、少なくとも前記ティ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
   なり、前記励磁コイルとの間に空間を形成してあるスペ
   ーサと、 を具備したことを特徴とする車両用交流発電機