JPS6311862B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用ブラシレス発電機に係り、特
に、ロータコア、ステータ、ヨーク等により形成
される磁気回路のギヤツプの保護に関する。

従来から発電機のブラシレス化の手段として、
例えば先願である特開昭56−46650号公報等によ
り知られるように、各磁極間を非磁性体のリング
で機械的に結合させ、その間に固定された継鉄を
介在させて界磁コイルを巻く構成のものが公知と
なつている。第１図は従来この種のブリシレス発
電機を示すものである。

ステータコイル１２が巻装されたステータ１４
は、発電機の駆動側であるフロントブラケツト１
６と反駆動側にあるリヤブラケツト１８との間に
狭持されている。一方爪形磁極であるロータコア
２０とロータコア２２は互いに異極となり、両者
の磁極間は非磁性体のリング２４により機械的に
結合され回転軸２６と共に回転する。また、前記
ロータコア２０には略円筒状の継鉄が一体形また
はピン等により磁気的に結合され、継鉄の中心に
は回転軸２６のローレツト部が圧入されている。

ロータコア２２と前記円筒状継鉄の間には界磁
コイル２８が巻装されたヨーク３０が介在してい
る。このヨーク３０はねじ３２によりリヤブラケ
ツト１８に固定されており回転はしない。回転軸
２６の反駆動側は軸受３４により支承されてい
る。この軸受３４の外輪とブラケツト１８に設け
られた溝にはＯリング３６が挿入され、カバー３
８をリヤブラケツト１８に締付ける力でＯリング
３６を圧縮し、その圧縮力にて軸受３４の外輪を
固定している。また、回転軸２６の駆動側は軸受
４０により軸承され、この軸受４０はリテーナ４
２をフロントブラケツト１６にねじ４４にて固定
する締付力により軸受４０の外輪を固定してい
る。更に、軸受４０の防塵のために両側にフエル
ト４６，４８及びプレート５０を設けている。な
お、フエルトリテーナ５２はフエルト４６をフロ
ントブラケツト１６に固定するためのものであ
る。

回転軸２６の先端には車輌エンジンからの回転
をベルトにより伝達するプーリ５４が設けられて
いる。また、このプーリ５４と同心にフアン５６
が回転軸２６に固定されている。このフアン５６
が回転することにより負圧を発生させ、発電機の
リヤブラケツト１８に設けた通風孔より外気を吸
入し内部を冷却した後フロントブラケツト１６に
設けられた排気孔より排出する。リヤブラケツト
１８にはカバー５８が取付けてあり外部からの異
物の混入を防いでいる。

前記界磁コイル２８に外部より直流電流を流し
前記円筒継鉄を磁化すると、その磁束はロータコ
ア２０、空隙g₁、ステータ１４、空隙g₁、ロータ
コア２２、空隙g₂、ヨーク３０、空隙g₃、円筒状
継鉄６４の順路にて磁気回路を形成する。ここ
で、ロータコア２０，２２は回転するのでステー
タ１４には交番磁束が発生しステータコイル１２
に交流電圧が発生する。この発生した交流電流は
リヤブラケツト１８に取付けられたダイオード６
０により全波整流されて直流電流出力とする。こ
の直流電流によつて車両用のバツケリーを充電す
るものであり、その際リヤブラケツト１８に取付
けた半導体式のレギユレータ６２により前記ステ
ータ１４に発生した交流電流をスイツチング制御
して直流出力を一定値に制御している。

このように、ブラシレスの構成とすると、空隙
はg₁，g₂及びg₃と３箇所になるため、普通のブラ
シ付発電機に比べ空隙が２箇所新たに追加される
ことになる。このため、空隙部の消費起磁力が増
大するので、新たに付加された空隙g₂，g₃につい
ては空隙長を極力小さくして消費起磁力を減少さ
せたり、各部の磁路断面積を増大させ磁気抵抗を
減少させることが必要となつてくる。

しかし、上記のように空隙長を小さくすると、
水分、塩分の多い使用環境においては、前記空隙
間が腐食して発電機が回転不能となる欠点が生じ
る。

本発明の目的は上記の欠点に鑑み、空隙部の耐
腐食性を向上させたブラシレス発電機の回転子
を、提供するにある。

本発明により上記の目的は、回転するロータコ
アと固定したブラケツトとによりラビリンスシー
ルを形成して磁気回路の空隙部への水分、塩分の
浸入を防止するか、あるいはロータコアを形成す
る継鉄部にグリース等の表面保護剤を入れてお
き、該継鉄部に働く遠心力により前記表面保護剤
を前記空隙部に流出させることにより達成され
る。

以下、本発明の一実施例を図面に従つて説明す
る。

第２図及び第３図は本発明に係るブラシレス発
電機の回転子の第１の実施例を示す断面図であ
る。但し、第１図と同様あるいは同一構成部分は
同一符号を用いて示してある。

ステータコイル１２が巻装されたステータ１４
の内側に、ロータコア２０及びロータコア２２が
配置され、両ロータコア２０と２２には非磁性体
のリング２４によつて機械的に結合されている。
またロータコア２０は継鉄６４と一体化され磁気
的に結合し、ロータコア２２と継鉄６４の間には
界磁コイル２８が巻装されたヨーク３０が介在し
ている。本実施例の特徴はロータコア２２の同極
爪間を結合している前記ヨーク３０と同心の円筒
状の支持部６６の端部をリヤブラケツト１８側に
延長して円環状とする。更に、リヤブラケツト１
８の１部をロータコア側へ円環状に突出した突出
部６８を形成し、支持部６６の延長端部よりこの
突出部の径を大きくし、且つ両者を同心とするこ
とにより一定の間隙を介して重ね合わせラビリン
スシール７０を形成させている。尚、符号Ｗは冷
却風の流れを、符号Ｈは磁束の流れを示してい
る。

本実施例によれば、ロータコア２２の支持部６
６とリヤブラケツト１８に形成した突出部６８に
よりラビリンスシール７０を形成しているので、
空隙g₂部分は該ラビリンスシール７０により保護
され、水分、塩分等の異物が空隙g₂に侵入するこ
とを防止し、耐腐食性が向上する効果がある。従
つて、発電機の信頼性が向上する。

なお、水分、塩分等はラビリンスシール７０に
より円環状の支持部６６に付着するが、前記リヤ
ブラケツト１８は通常アルミ材にて作られている
ため耐腐食性は良好で、支持部６６とブラケツト
側の突出部との間の腐食は問題とならない。

更に本実施例には以下のような効果がある。ロ
ータコア２２の同極間を結合している支持部６６
は各々の磁極と機械的に結合しているだけで磁気
回路上の役目は何も果していない。従つてこの部
分を第２図のＡの如く、爪状のコア２２の間に断
面略三角形状の支持部を一体に構成した形状とす
ると、今度はロータコア２２に対して異極である
ロータコア２０からの漏洩磁束Ｂが生じ出力低下
の原因となる。結局、支持部６６をかかる形状と
することにより漏洩磁束を減少させ発電機の効率
を向上させる効果がある。更に支持部を延長させ
たことにより、空隙部g₂部の断面積が増加するた
め、この部分での消費起磁力を減少させる効果が
ある。

第４図及び第５図は本発明に係るブラシレス発
電機の回転子の第２の実施例を示す断面図であ
る。但し、第２図と同様あるいは同一構成部分は
同一符号を用いて示してある。

本実施例は第１の実施例と略同一のラビリンス
シール７０を有する構成となつているが、更に、
円柱形の継鉄６４のベアリング３４側端面に、回
転軸２６を中心とした略円錐状の穴７２が設けて
ある。この穴７２には潤滑剤または防錆剤等（一
般にはグリース７４を用いる）が入れてある。

回転軸２６が回転するとグリース７４は回転遠
心力により円錐状の穴７２部の斜面を外側へ押出
され流出する。ここで冷却風はリヤブラケツト１
８側より流入し界磁コイル２８を冷却しロータコ
ア２０の同極爪間の隙間よりフロントブラケツト
１６側へ流れるため図中Ｃ点は負圧となる。この
ため、先きに流出したグリース７４はＣ点方向に
吸引され、円筒形継鉄の外周面C₁及びヨーク３
０の内周面C₂に付着する。

前記グリース７４を円錐状の穴７２に入れない
と発電機が回転することにより発生する前記Ｃ点
の負圧によつて、Ｄ点への塵埃、塩分等の混入は
少ないが、回転を停止すると侵入が多くなりＣ点
の腐食が問題となる。またヨーク３０の内周面
C₂はリヤブラケツト１８にインロー嵌合するの
が普通であるため、予め内周面C₂に防錆剤を塗
布することは寸法的に困難である。また、ヨーク
３０の端面Ｅ部も回転軸２６に対して水平度を要
求されるため、同様に防錆剤を塗布することは寸
法的に難しい。

本実施例によれば、第１の実施例と同様の効果
の他に特に、継鉄６４の端面に円錐状の穴７２を
設け、該穴７２にグリース７４を充填することに
よつて、発電機を回転させるだけで、空隙g₃及び
ヨーク３０のインロー部をグリースシールするこ
とができるので、これらの部分の耐腐食性を向上
させる効果がある。

第６図及び第７図は本発明に係るブラシレス発
電機の回転子の第３の実施例を示す断面図であ
る。但し、第３図と同様あるいは同一構成部分は
同一符号を用いて示してある。

本実施例では、継鉄６４に設けた略円錐状の穴
７２に加えて、継鉄６４の端面に溝７６を設け、
この溝７６の中にもグリース７４を入れた構成と
なつている。この溝７６にあるグリース７４は長
時間に亙り円錐状の穴７２の表面に這い出し回転
遠心力により前記穴７２の斜面を外側に押出され
流出する。このため、グリース７４の補給間隔を
長くする効果があり、グリースによる空隙保護効
果を長時間に亙り維持する効果がある。

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、ロータコアとブラケツトとによりラビリンス
シールを形成するか、または継鉄部にグリース等
の表面保護剤を入れる穴を設けることにより、空
隙部の耐腐食性を向上させたブラシレス発電機の
回転子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術によるブラシレス発電機の断
面図、第２図は本発明に係るブラシレス発電機の
回転子の第１の実施例を示す断面図、第３図は第
２図に示した回転子の斜視図、第４図は本発明に
係るブラシレス発電機の回転子の第２の実施例を
示す断面図、第５図は第４図に示した回転子の斜
視図、第６図は本発明に係るブラシレス発電機の
回転子の第３の実施例を示す断面図、第７図は第
６図に示した回転子の斜視図である。 １４……ステータコイル、１８……リヤブラケ
ツト、２０，２２……ロータコア、２４……リン
グ、２６……回転軸、３０……ヨーク、６４……
継鉄、６６……支持部、６８……突出部、７０…
…ラビリンスシール、７２……穴、７４……グリ
ース、７６……溝、g₁，g₂，g₃……空隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 異極の爪状磁極間を非磁性体のリングで機械
   的に結合し、一方の極の爪状磁極は回転軸に固定
   された継鉄に一体的に固定され、他方の爪状磁極
   は前記継鉄の円周上に同心に配置されている円環
   状の支持部により支持され、前記爪状磁極と、前
   記爪状磁極の外周に設けられ、ステータコイルを
   有するステータと、前記爪状磁極と継鉄との間に
   そう入され、励磁コイルを巻装したヨークと、さ
   らに前記継鉄とから成り、間に複数の空隙を介し
   て磁気回路を形成するブラシレス発電機の回転子
   において、前記円環状の支持部の端部を発電機の
   後部に設けられているリヤブラケツトの方向に延
   長して円環状に突出して形成し、前記リヤブラケ
   ツトの一部に、前記突出した支持部と一定の間隙
   を介して重なり合うような円環状の突出部を設
   け、前記支持部の突出部と該リヤブラケツトの突
   出部によりラビリンスシールを形成させ、前記空
   隙部への異物の浸入を阻止したことを特徴とする
   空冷式ブラシレス発電機の回転子。 ２ 異極の爪状磁極間を非磁性体のリングで機械
   的に結合し、一方の極の爪状磁極は回転軸に固定
   された継鉄に一体的に固定され、他方の爪状磁極
   は前記継鉄の円周上に同心に配置されている円環
   状の支持部により支持され、前記爪状磁極と、前
   記爪状磁極の外周に設けられ、ステータコイルを
   有するステータと、前記爪状磁極と継鉄との間に
   そう入され、励磁コイルを巻装したヨークと、さ
   らに上記前記継鉄とから成り、間に複数の空隙を
   介して磁気回路を形成するブラシレス発電機の回
   転子において、前記円環状の支持部の端部を発電
   機の後部に設けられているリヤブラケツトの方向
   に延長して円環状に突出して形成し、前記リヤブ
   ラケツトの一部に、前記突出した支持部と一定の
   間隙を介して重なり合うような円環状の突出部を
   設け、前記支持部の突出部と該リヤブラケツトの
   突出部によりラビリンスシールを形成させ、前記
   継鉄部の発電機の後部に設けられたリヤブラケツ
   ト側端面に前記回転軸と同心円状に略円錐状の穴
   を設け、該穴にグリースを充填し、継鉄部の遠心
   力により該グリースを前記空隙部に流出させてグ
   リースシールすることを特徴とする空冷式ブラシ
   レス発電機の回転子。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のブラシレス発電
   機の回転子において、前記継鉄部のリヤブラケツ
   ト側端面に設けられた前記略円錐状の穴の表面に
   溝を設け、該溝にグリースを充填したことを特徴
   とする空冷式ブラシレス発電機の回転子。