JPS6130432Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は車両用交流発電機に関し、特にロータ
のポールコア等の共振によるいわゆる磁気音およ
び冷却フアンの騒音を低減した車両用交流発電機
に関する。

最近における車両騒音の規制強化あるいはより
良い居住性を求めるユーザの要求等により、年々
車両騒音に対する関心が高まり、車両用交流発電
機においてもその宿命とされる磁気音およびフア
ン騒音の低減が強く要求されている。この磁気音
の発生原因は、主としてステータとロータとの空
隙間の高調波磁束によつて生ずる多角形変形力に
よりステータコア、ロータあるいはフレームが振
動するためであり、前記空隙間の高調波磁束はス
テータおよびロータの溝および極数、巻線ピツチ
磁束密度、スキユーの有無などの要因により決定
される。特に、前記高調波磁束の周波数と、ロー
タの様に一般的に鍛造により成形され比較的に単
純な形状のものの固有振動数とが一致した場合に
は、著しい磁気音を発生することがある。

従来、上述の磁気音を低減する方法として、ス
テータまたはロータの形状を工夫しあるいは極数
等を適切に選定することにより前記高調波磁束を
少なくし、また前記高調波磁束の周波数とロータ
等の固有振動数とが一致しないようにしていた。

しかしながら前記従来形におけるようなステー
タまたはロータの形状等の工夫、あるいは極数等
の選定においては、車両用交流発電機本来の機能
を果すための性能を犠性にしない載囲でのみ可能
であるため自ら制限があり、最近における車両用
交流発電機の低騒音化の要求に充分応えることは
できなかつた。

本考案の目的は、前記従来形における問題点に
かんがみ、車両用交流発電機において、ロータ端
面に弾性を有する樹脂シート等を介して冷却用遠
心フアンを取付けるという構想にもとづき、ロー
タの固有振動に起因する磁気音およびフアン騒音
を低減することにある。

以下添付の図面により本考案の実施例を説明す
る。図面において、発電機外殼をなす１対のフレ
ーム１，１′は共に概略椀状で、開口部どうしを
直接当接させて、図では１個のみを示す複数個の
ボルト２により相互に固定されている。このフレ
ーム１，１′はダイカスト加工によりそれぞれ一
体的にアルミ鋳造されている。上記フレーム１の
内周にはステータ３が圧入等の方法で固定されて
いる。ステータ３は周知の如くステータコア３ａ
およびこれに巻かれたステータコイル３ｂから構
成されている。両フレーム１，１′の側面部中央
には発電機内側に向つて突出する円筒状のベアリ
ングボツクス３０，３０′が形成され、該ベアリ
ングボツクス３０，３０′にはそれぞれベアリン
グ４，４′が取付けられ、これらのベアリング
４，４′によりシヤフト５が回転自在に支持され
ている。シヤフト５には、前記固定子３の内側に
位置する様に１対の爪付ポールコア６，６′が機
械的に固定されており、該ポールコア６，６′の
内壁には従来周知のロータコイル巻線７が挾持さ
れている。このポールコア６，６′はいわゆるラ
ンデル型ポールコアである。

前記ポールコア６，６′の両外側面にはステー
タ内径よりも小さい径の遠心型冷却フアン８，
８′がシヤフト５と同心に、かつ各フアン８，
８′のブレード８ａ，８′ａをポールコアの外側方
向に向けてボルト２５により複数箇所で固着され
ている。この遠心型冷却フアンのうちプーリ側の
遠心型冷却フアン８は軸方向および径方向に風を
送る斜流フアンである。冷却フアン８，８′の径
をステータ内径よりも小としたのは、各々のフア
ンをステータコイルエンド３ｂの内周側に配置で
きるようにして該コイルエンド３ｂに内周側から
風を当て冷却できるようにするためであり、冷却
フアンの径がステータコア内径よりも小さくない
とロータを組み付けることができないという不都
合が生じる。

前記一方のフアン８のブレード８ａはポールコ
ア６の爪数と同数形成され、他方のフアン８′の
ブレード８′ａは風量に応じて任意に複数枚形成
されている。このようにブレード８ａ，８′ａの
数を選定したのは、次の理由による。すなわち、
ブレード８ａについては、吸入窓１ｂから吸い込
んだ風を吸入してポールコア６の爪間を通つて軸
方向（図では矢印○ロ方向）に流し込んでロータコ
イル巻線７を冷却するためには、ブレード８ａの
枚数をポールコア６の爪数と同数にすれば、ロー
タコイル巻線７の冷却効率が最も高くなるからで
ある。また、遠心型冷却フアン８′は径方向に風
を流してステータコイル３ｂを冷却するので、ポ
ールコア６の爪数に関係なく必要風量に応じて任
意に枚数を設定すればよい。

また、前記フアン８，８′とポールコア６，
６′の両側面との間には、弾性を有する樹脂シー
ト２６，２６′が介在されている。前記１対のエ
ンドフレーム１，１′の両側面には、前記フアン
８，８′のブレード８ａ，８′ａと適宜なギヤツプ
を介して対向した、フアンの通風ガイド板の役目
を果すシユラウド（遮板）１ａ，１′ａが、アル
ミ鋳造で一体成形されたフレーム１，１′の側面
として形成されている。また、両エンドフレーム
１，１′の両側面のベアリング４，４′近傍にはフ
アン８，８′により冷却風○イ，○ロ，○ハ，○ニが発
電
機内部に吸入されるよう、吸入窓１ｂ，１′ｂが
形成されており、かつステータコイル３ｂの外周
に位置する部分には冷却を終えた熱風○イ′，○ロ′，
○ハ′，○ニ′を吐出するように吐出窓１ｃ，１′ｃが
形成されている。

スリツプリング９はシヤフト５に設けた１対の
溝５ａ，５′ａ内に配線された導体１０，１０′に
より前記ロータコイル７と電気的接続されてお
り、さらに該スリツプリング９、導体１０，１
０′はシヤフト５に電気的に絶縁されて固定され
ている。スリツプリング９は前記ベアリング４′
に対してポールコアと反対側に、かつ前記エンド
フレーム１，１′により形成された発電機外殼の
外側に位置するように配置されている。

ベアリング４とポールコア６との間、および、
ベアリング４とエンドフレーム１の外側に配置さ
れたプーリ１１との間には各々シヤフト５に同軸
にカラー１２，１２′がはめ込まれる。このカラ
ー１２，１２′は筒形状をしており、カラー１２
はベアリング４とポールコア６との間の、またカ
ラー１２′はベアリング４とプーリー１１との間
の軸方向の位置決用のスペーサとしての役目をそ
れぞれ持つ。また前記プリー１１はナツト１３お
よびワツシヤ１４によりシヤフト５に結合されて
いる。さらに、前記プーリ１１を介し、シヤフト
５は図示しないエンジンにより回転されるように
なつている。

エンドフレーム１，１′により形成された外殼
のプーリ１１と反対側の外側には、図示されない
ダイオードを備えたダイオードフイン１５、およ
び前記スリツプリング９に摺動し、ロータコイル
７に励磁電流を供給するブラシ１６ａを内部に保
持するブラシホルダ１６、さらには発電機の出力
電圧を調整するICレギユレータ１７等の電気機
能部品が図では１個のみを示す複数個のボルト１
８によりリアカバー１９と共にフレーム１′に固
定されている。ここで、リアカバー１９は前記ダ
イオードフイン１５、ブラシホルダ１６および
ICレギユレータ１７をとり囲むように形成され
ており、またリアカバー１９の側面にはレギユレ
ータ冷却穴１９ａ、ダイオードフイン冷却穴１９
ｂが適宜設けられている。

次に、上述の発電機の動作を説明する。ブラシ
１６ａ、スリツプリング９を介しロータコイル７
に電流が供給され、かつ図示しないエンジンによ
りプーリ１１を介してロータが回転されると、ス
テータコイル３ｂに交流電流が誘起される。誘起
された交流電流がダイオードフイン１５に取付け
られたダイオードにより整流されまたその電圧が
ICレギユレータ１７により調整されて出力され
る。

上述の動作において、ブラシ１６ａ、スリツプ
リング９を介してロータコイル７に電流が供給さ
れると、１対のポールコアの爪は異なる極性に磁
化され、磁束は図面に示すように正の磁極から出
て、エアギヤツプを通り、該磁極に対向するステ
ータコアに流れ、さらにエアギヤツプを通り負の
磁極にもどる閉サークルを作る。

ここで、ロータは爪を交互に配置した１対のラ
ンデル型ポールコア８，８′であり、その表面は
爪と、隣接する爪間に形成される空間とからな
り、したがつて周方向に不連続形状となつてい
る。またステータコア３ａはスロツトを有し、こ
のスロツトにステータコイルを巻装する必要によ
りポールコアに対向する側が開口し、複数のテイ
ースが設けられる形状となつており、したがつて
不連続形状である。

このようにロータのポールコアの爪およびステ
ータコアの歯は必然的に有限数の不連続形状をな
しているため、ポールコアの爪とステータコアの
歯が対向している部分の磁束密度が高くなり、し
たがつてエアギヤツプに存在する磁束は歪んだ形
となる。この歪のために高調波磁束が発生しポー
ルコアが爪開閉多角形屈曲運動をおこし、この共
振振動により著しい騒音を発生するが本考案にお
いてはフアン８，８′とポールコア６，６′間に樹
脂シート２６，２６′が介在させてあるため、前
記屈曲運動が固有振動数の異なるフアンとの間に
介在した樹脂によりまさつ熱に変換されたポール
コアの振動が減衰する。

なお、上述においてはシート状の樹脂を介在さ
せてフアンをロータのポールコアに固定したが、
ペースト状の樹脂系接着剤を介在させて熱硬化さ
せるか、あるいはフアンをあらかじめ粉体塗装等
により樹脂コーテイングした後ロータに固定する
か、またはポールコアの少なくとも遠心型冷却フ
アン８，８′の装着部分をあらかじめ粉体塗装等
により樹脂コーテイングした後に該フアン装着部
分にフアンを固定するようにしても同様の効果が
得られる。

このように本考案によれば、フアンとロータと
の間に樹脂シート、樹脂系接着剤、あるいは樹脂
コーテイング等で形成可能な弾性を有するシート
状部材を介在させたため、ステータとロータとの
空隙に存在する高調波磁束の変動により発生する
ロータのポールコアの共振振動が減衰され、また
ロータの回転時、ロータの端面に取付けられたフ
アンの羽根が空気をたたく時に発生するわゆるフ
アンの「ビビリ音」が防止できる。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は本考案の一実施例の車両用交流発
電機を示す断面図である。 １，１′……エンドフレーム、１ａ，１′ａ……
シユラウド、１ｂ，１′ｂ……吸入窓、１ｃ，
１′ｃ……吐出窓、２……ボルト、３……ステー
タ、３ａ……ステータコア、３ｂ……ステータコ
イル、４，４′……ベアリング、５……シヤフ
ト、５ａ，５′ａ……溝、６，６′……ポールコ
ア、７……ロータコイル、７ａ……ボビン、８，
８′……冷却フアン、８ａ，８′ａ……ブレード、
９……スリツプリング、１０，１０′……導体、
１１……プーリ、１２，１２′……カラー、１３
……ナツト、１４……ワツシヤ、１５……ダイオ
ードフイン、１６……ブラシホルダ、１６ａ……
ブラシ、１７……レギユレータ、１８……ボル
ト、１９……リアカバー、１９ａ……レギユレー
タ冷却穴、１９ｂ……ダイオードフイン冷却穴、
２５……ボルト、２６，２６′……樹脂シート、
３０，３０′……ベアリングボツクス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発電機外殼をなすフレームの内周に沿つて略円
   筒形状に配設されたステータ、該ステータの内側
   位置に該ステータと同心に回転可能に取付けられ
   たランデル型ポールコアにより構成されるロー
   タ、および、該ロータの軸方向端面に固着されて
   該フレームに設けられた通風窓を介して該発電機
   内部に対して冷却風の吸引および吐出を行う遠心
   型冷却フアンを具備する車両用交流発電機におい
   て、前記冷却フアンと前記ロータの端面との間に
   弾性を有するシート状部材を介在させたことを特
   徴とする車両用交流発電機。