JPS62262640A - 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
のポールコア部に改良に関するものである。

〔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挟
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っ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方ポールコアが高速で回転する
ごとに起因した騒音が問題となってきた。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クとポー
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、スペーサ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ポル）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が上記スタンド
ボルトｌＯ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、持っている。

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１９．１９
’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ｌ、１′の内周には従来周知のロータ
コイル５が挟持されている。

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ァン７．７′がシャフトに同
心に、各々ファン７．７′の羽根７　　”％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
ルコアに密着し固定されている。

さらにファン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？−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
設けられている。

第３図に示すリングスペーサ２０は、第１実施例を示す
もので、リング２０−ａとスペーサ２〇−すとを一体形
成したもので、非６ぼ性体の樹ｔｓｒ、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ｌ、１′の爪１−ｐ。

１−ｐ’の裏面１−ｂ、１−ｂ’にしめじろを持って圧
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１−ｐ、１
−ｐ’の対向する爪側面ｌ−ａ、ｌ−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’に装若された時、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
ｌ、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
ークコイル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、スリップリングを介してロークコイ
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、？−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ｔ−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とポールコア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、リンゲス４−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、ｒ−ｐｌ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ｔｉなわれるようなことはな
い。

第６図ないし第９図に示す第２実施例のリングスペーサ
３０は、まず、第７図に示すように、ステンレス板材を
凹凸形状にプレス形成し、円筒状にして、両端３０−ｅ
、３０−ｆを固定される。

そして、スペーサ３０−ｂの側面３０−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’に当接すると共に、スペーサ３
０−ｂの表面はポールコア１゜１′の爪Ｌ−ｐ、ｔ−ｐ
間に配置される。

また、第７図において、相隣り合うスペーサ３ｏ−ｂは
ハの字状となっている。そして、相隣り合うスペーサ３
０−ｂの狭い方向に、爪１−ｐ。

１−ｐ’の先端側が挿入されることとなる。

そして、リング３０−ａは、スペーサ３０−ｂ間に形成
されスペーサ３０−ｂの軸方向中心よりも、相隣り合う
スペーサ３０−ｂの狭い方向に、拡がった）反状のもの
である。また、リング３〇−ａは、爪１−ｐ、ｌ−ｐ’
の傾き以上の角度θを持って形成されている。

さるに、リング３０−ａには、スペーサ３〇−すの軸方
向中心で、かつ周方向に凹部３０−ｄが形成され、リン
グスペーサ３０が塑性変形しないようにしている。

そして、リングスペーサ３０をポールコア１゜１′の爪
１−ｐ、１−ｐ’間に挿入する時には、リング３０−ａ
が、爪１−ｐ、ｌ−ｐ’の裏面１−ｂ、ｔ−ｂ’にしめ
しろを有すると共に、リング３０−ａが傾きθを有して
いるため、少なくとも爪１−ｐ、１−ｐ’の先端部内側
に当てて、ねじれ１！；す性を持って、圧入固定されて
いる。

リングスペーサ：１０を挿入した時には、第１０図に示
す如く、ポールコア１．１’の爪１−ｐ。

１−ｐ′の外周とスペーサ３０−ｂの外周が凹凸のない
円筒形状となる。また、スペーサ３０−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３０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。

従って、リング３０−ａが、ポールコア爪裏面ｔ−ｂと
しめしろと、ねじれ剛性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、このリングスペーサ３０は、スペーサ３ｏ−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、リングスペーサ３０が１噴いて
ｆｉ２４されることなく、ダンピング効果がｔｉなわれ
るようなことはない。

なお、上記実施例においては、ステンレスのすングスペ
ーサ３０をプレスにより成形したが・冷鍛加工により同
様な形状に形成してもよ（、他の非磁性体金属、例えば
、アルミダイカスト・アルミをプレス成形、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たが遠心型のファンであってもよい
。

【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
子と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第１実
施例の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に沿った断面図、第６図はリングスペーサの
第２実施例を示す斜視図、第７図は第６図におけるリン
グスペーサを円筒形状にする前の状態を示す平面図、第
８図は第７図におけるＱ矢視の正面図、第９図は第７図
におけるＡ−Ａ線に沿う断面図、第１０図は第６図にお
けるリングスペーサが装着された回転子の要部斜視図で
ある。 １．１′・・・ポールコア、１−ｂ・・・裏面、ｔ−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−ｂ、
３０−ｂ・・・スペーサ。 代理人弁理士　岡　　部　　　隆 ＠　１　図 ０−ｃ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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
   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の回転子
   。
2. （２）前記リングおよび前記スペーサは、非磁性体金属
   板材からなる特許請求の範囲第１項記載の車両用交流発
   電機の回転子。
3. （３）前記リングは前記ポールコアの爪裏面の傾き以上
   の角度面を作り、少なくとも爪裏面の先端部に当たり、
   剛性を持たせて圧入固定していることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の車両用交流発電機の回転子。