JP2875706B2 - AC generator for vehicles - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、回転子の側面に遠心
型冷却ファンが装着された車両用交流発電機の改良に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alternator for a vehicle in which a centrifugal cooling fan is mounted on a side surface of a rotor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、車両用交流発電機は、自動車のエ
ンジンにより駆動される回転子と回転軸を同一とする冷
却用ファンが設けられた構造が一般的であり、近年にお
いてはこの冷却用ファンが回転子側面に取付けられた構
造のものが多数見られる。2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle alternator generally has a structure in which a cooling fan having the same rotation axis as a rotor driven by an automobile engine is provided. There are many structures with a fan attached to the rotor side.

【０００３】例えば、特開平３−７０４５２号公報に示
される従来のこの種の交流発電機を、図４〜図８につい
て説明する。図４は交流発電機１における回転子１０を
示し、二つのポールコア１１，１２、フロントファン１
３、リアファン１４、およびこれらを一体にする回転軸
１５からなる。ポールコア１１は、低炭素鋼により形成
され、図５に示すとおり円柱部１１ａを中心としてその
周囲には６個の凸部１１ｂが周囲を６等分するように形
成され、各凸部１１ｂの外周端からは回転軸１５の軸方
向に折れ曲がった爪部１１ｃがそれぞれ設けられ、各凸
部１１ｂの外周端は爪部１１ｃに対する肩部１１ｄとな
っている。A conventional AC generator of this type disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-70452 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows a rotor 10 in the AC generator 1, two pole cores 11, 12 and a front fan 1
3, a rear fan 14, and a rotating shaft 15 for integrating them. The pole core 11 is formed of low-carbon steel, and as shown in FIG. 5, around the cylindrical portion 11a, six convex portions 11b are formed around the column portion 11a so as to divide the periphery into six equal parts. Claws 11c bent from the ends in the axial direction of the rotary shaft 15 are provided, and the outer peripheral end of each protrusion 11b is a shoulder 11d with respect to the claw 11c.

【０００４】フロントファン１３は、図６に示すとおり
中心に金属製の中空の円盤状のカラー１３ａが，モール
ドされた略円盤状のベース１３ｂの一方の面には６個の
肉付け部１３ｃが，他方の面には６枚のファン部１３ｄ
がそれぞれベース１３ｂに対して一定の高さで設けられ
ている。一方、リアファン１４は、フロントファン１３
と同様に、図７に示すとおり中心に金属製のカラー１４
ａが，モールドされた略円盤状のベース１４ｂの一方の
面には肉付け部１４ｃが，他方の面にはファン部１４ｄ
がそれぞれベース１４ｂに対して一定の高さで設けられ
ている。As shown in FIG. 6, the front fan 13 has a hollow metal disk-shaped collar 13a at the center, and six fleshed portions 13c on one surface of a molded substantially disk-shaped base 13b. On the other surface are six fan sections 13d
Are provided at a fixed height with respect to the base 13b. On the other hand, the rear fan 14
Similarly, as shown in FIG.
a is a molded disk-shaped base 14b, on one surface of which a flesh portion 14c is provided, and on the other surface, a fan portion 14d.
Are provided at a constant height with respect to the base 14b.

【０００５】以上の構成からなる回転子１０は、図４に
示すとおり各ポールコア１１，１２の各爪部１１ｃ，１
２ｃが互いに各爪部１２ｃ，１１ｃ間に向かい合わせる
ようにして配されて回転軸１５に固定され、円柱部の外
周には絶縁ボビンを介してフィールドコイル１０ａが巻
回される。また、フロントファン１３およびリアファン
１４のカラー１３ａ，１４ａ内に回転軸１５が挿入さ
れ、このとき各肉付け部１３ｃ，１４ｃが各ポールコア
１１，１２の凸部１１ｂ，１２ｂに接触するように適切
に位置決めして、各カラー１３ａ，１４ａを回転軸１５
に圧入する。[0005] As shown in FIG. 4, the rotor 10 having the above-described structure is provided with the claw portions 11 c and 1 c of the pole cores 11 and 12.
2c are arranged so as to face each other between the claws 12c and 11c, and are fixed to the rotating shaft 15. A field coil 10a is wound around the outer periphery of the cylindrical portion via an insulating bobbin. Further, the rotating shaft 15 is inserted into the collars 13a, 14a of the front fan 13 and the rear fan 14, and at this time, the flesh portions 13c, 14c are appropriately contacted with the convex portions 11b, 12b of the pole cores 11, 12. After positioning, the collars 13a and 14a are
Press-fit.

【０００６】さらに複数の打込み用のリベット１６がフ
ロントファン１３およびリアファン１４のベース１３
ｂ，１４ｂにそれぞれ形成された小孔１３ｇ，１４ｇを
介して各ポールコア１１，１２の各小孔１１ｇ，１２ｇ
にそれぞれ打込まれて圧入され、各ファン１３，１４が
それぞれ固定される。以上のとおり回転子１０が組み付
けられることによって、各ポールコア１１，１２におけ
る各凸部１１ｂ間，各凸部１２ｂ間の実質的な幅は不均
一になり、それぞれ異なる。Further, a plurality of driving rivets 16 are provided on the base 13 of the front fan 13 and the rear fan 14.
b and 14b, the small holes 11g and 12g of the pole cores 11 and 12 are formed through the small holes 13g and 14g, respectively.
And the fans 13 and 14 are respectively fixed. As described above, by assembling the rotor 10, the substantial widths between the respective protrusions 11 b and between the respective protrusions 12 b in the respective pole cores 11 and 12 become non-uniform and differ from each other.

【０００７】以上の構成からなる回転子１０の外側に
は、リアベアリング２，二つのスリップリング３が嵌合
され、さらに回転軸１５は図８に示すとおりフロントベ
アリング４に嵌合されて、回転子１０はフロントフレー
ム５ａおよびリアフレーム５ｂからなるフレーム５内に
配設されたステータコア６の内側に、各ポールコア１
１，１２がステータコイル７の内側に各ファン１３，１
４のファン部１３ｄ，１４ｄがそれぞれ位置するように
配され、回転軸１５はフロントベアリング４およびリア
ベアリング２を介してフレーム５に固定される。A rear bearing 2 and two slip rings 3 are fitted on the outside of the rotor 10 having the above-described structure, and a rotating shaft 15 is fitted on the front bearing 4 as shown in FIG. Each pole core 1 is provided inside a stator core 6 disposed in a frame 5 including a front frame 5a and a rear frame 5b.
The fans 13 and 1 are provided inside the stator coil 7 respectively.
The four rotating shafts 15 are fixed to the frame 5 via the front bearing 4 and the rear bearing 2.

【０００８】フロントフレーム５ａの外側に突出した回
転軸１５の先端に固定されたプーリ８に掛け渡されたＶ
ベルトによって車両エンジンの回転力が伝達されて交流
発電機１の回転軸１５が回転し、同時にスリップリング
３の外周面に接触するブラシ９より界磁電流が通電され
ると、各ポールコア１１，１２が回転界磁を形成し、そ
れによってステータコイル７に交流電圧が発生する。[0008] The V is extended over a pulley 8 fixed to the tip of a rotating shaft 15 protruding outside the front frame 5a.
When the torque of the vehicle engine is transmitted by the belt and the rotating shaft 15 of the alternator 1 rotates, and at the same time a field current is applied from the brush 9 that contacts the outer peripheral surface of the slip ring 3, the pole cores 11 and 12 Form a rotating field, thereby generating an AC voltage in the stator coil 7.

【０００９】また、フロントファン１３では、回転に伴
ってファン部１３ｄによって導かれる空気が、通気口１
３ｆを通過し、さらに肉付け部１３ｃのファン面１３ｅ
によってポールコア１１の内側へ導かれるため、フィー
ルドコイル１０ａを冷却でき、コイルの発熱による温度
上昇を抑えることができる。Further, in the front fan 13, air guided by the fan portion 13d as the fan rotates rotates the air through the vent hole 1d.
3f, and further the fan surface 13e of the flesh 13c.
As a result, the field coil 10a can be cooled and the temperature rise due to heat generation of the coil can be suppressed.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の車両用
交流発電機では、構造上電機子コイルを冷却する意味で
も、一般的に冷却ファン１３，１４は遠心型であること
が必要であり、それ故に冷却風が回転子１０の軸方向に
ゆきにくくなり、界磁コイル１０ａの冷却が悪化すると
いう問題点があった。そこで、遠心型冷却ファンの羽根
を数箇所傾けて軸流効果を持たせた例があるが、逆に本
来の電機子コイルの冷却が悪化するという問題点があっ
た。In this type of conventional AC generator for a vehicle, the cooling fans 13 and 14 are generally required to be of a centrifugal type from the viewpoint of structurally cooling the armature coil. Therefore, there is a problem that it is difficult for the cooling air to flow in the axial direction of the rotor 10, and that the cooling of the field coil 10a is deteriorated. Therefore, there is an example in which the blades of the centrifugal cooling fan are tilted at several places to provide an axial flow effect, but conversely there is a problem that the cooling of the original armature coil is deteriorated.

【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、遠心型冷却ファンによる回転子
径方向の冷却風量を減少させることなく、軸方向の冷却
風を有効に発生させることのできる車両用交流発電機を
得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and effectively generates axial cooling air without reducing the amount of cooling air in the rotor radial direction by a centrifugal cooling fan. It is an object of the present invention to obtain a vehicular alternator that can be used.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用交
流発電機は、回転子の各側面に冷却用の遠心型冷却ファ
ンが設けられたものにおいて、前記回転子に各遠心型冷
却ファンとは別に軸流円板を設け、冷却風が回転子内に
流入する側の遠心型冷却ファンにおいては、当該羽根の
背面と軸流円板の羽根の切り起こしのあとの開口部との
距離を当該羽根の前面と開口部との距離よりも短く設定
すると共に、冷却風が回転子外へ流出する側の遠心型冷
却ファンにおいては、当該羽根の前面と開口部との距離
を当該羽根の背面と開口部との距離よりも短く設定した
ものである。According to the present invention, there is provided a vehicle alternator in which a centrifugal cooling fan for cooling is provided on each side of a rotor. Separately, an axial flow disk is provided, and in the centrifugal cooling fan on the side where cooling air flows into the rotor,
Between the back and the opening after cutting and raising the blades of the axial flow disk
Set the distance shorter than the distance between the front of the blade and the opening
And the centrifugal cooling on the side where the cooling air flows out of the rotor.
For cooling fans, the distance between the front of the blade and the opening
Is set shorter than the distance between the back surface of the blade and the opening .

【００１３】[0013]

【作用】この発明においては、冷却ファンにより遠心方
向への冷却風が発生すると共に、軸流円板により回転子
軸方向にも強制的に冷却風が発生する。In the present invention, cooling air is generated in the centrifugal direction by the cooling fan, and is also forcibly generated in the axial direction of the rotor by the axial flow disk.

【００１４】[0014]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１〜図３につ
いて説明する。図１は軸方向断面図、図２は図１の回転
子を平面的に示す部分図、図３は軸流円板の装着状態を
示す斜視図であり、前記従来のものと同一または相当部
分には同一符号を付して説明を省略する。図において、
１７は回転子１０の両側面にフロントファン１３および
リアファン１４によりそれぞれ装着された軸流円板で、
磁極谷部に通じる開孔部１７ａを持ちかつこの開孔部１
７ａ面に対し角度をもって曲げられた羽根１７ｂを有し
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a sectional view in the axial direction, FIG. 2 is a partial view showing the rotor of FIG. 1 in a plan view, and FIG. 3 is a perspective view showing a mounted state of the axial flow disk, which is the same as or equivalent to the conventional one. Are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the figure,
Reference numeral 17 denotes axial flow disks mounted on both sides of the rotor 10 by the front fan 13 and the rear fan 14, respectively.
It has an opening 17a communicating with the magnetic pole valley and
It has a blade 17b bent at an angle to the 7a plane.

【００１５】この軸流円板１７のみの効果を説明する
と、例えば図３の状態に構成された場合、図中矢印の方
向に回転子１０が回転することにより、紙面左側から右
側へ回転子内を通り抜けるような冷却風を発生させるこ
とができる。The effect of only the axial flow disk 17 will be described. For example, in the case of the state shown in FIG. 3, when the rotor 10 rotates in the direction of the arrow in FIG. A cooling air that passes through the air can be generated.

【００１６】また、図２において、回転子１０が矢印方
向に回転すると、白矢印のような冷却風が発生するが、
冷却ファン１３，１４が遠心型であるため、軸流円板１
７による効果を妨げる恐れがある。この冷却ファン１
３，１４による影響を有効に利用するために、冷却風が
回転子１０内に流入する側の冷却ファン１３は羽根背面
が軸流円板１７の開口部１７ａにできるだけ近づくよう
に配置する。また、冷却風が回転子１０外へ流出する側
の冷却ファン１４は羽根前面が軸流円板１７の開口部１
７ａにできるだけ近づくように配置する。 In FIG. 2, when the rotor 10 rotates in the direction of the arrow, a cooling air like a white arrow is generated.
Since the cooling fans 13 and 14 are of a centrifugal type, the axial flow disk 1
7 may hinder the effect. This cooling fan 1
In order to make effective use of the influences of the cooling fans 13 and 14, the cooling fan 13 on the side where the cooling air flows into the rotor 10 is arranged such that the back surface of the blade approaches the opening 17 a of the axial flow disk 17 as much as possible . Also, the opening 1 of the cooling fan 14 blade front surface of the side where the cooling air flows out to the outer rotor 10 is an axial disc 17
You place as close as possible to 7a.

【００１７】次に、軸流円板１７が実際に車両用交流発
電機に使用された場合の効果を図１について説明する。
図１は、例えば軸流円板１７によりフロント側より回転
子１０を通りリヤ側へ冷却風が発生するように設置され
た場合を示す。この図では両側のベアリング２，４によ
り支持される回転子１０と、回転子１０の両側面に設置
される軸流円板１７，１７および遠心型冷却ファン１
３，１４と、エンジンのクランクプーリからベルトによ
り駆動されて回転子１０に伝えるプーリ８とによる車両
用交流発電機での実施例を示している。Next, the effect when the axial disk 17 is actually used in a vehicle alternator will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows a case where cooling air is generated from the front side through the rotor 10 to the rear side by, for example, an axial flow disk 17. In this figure, a rotor 10 supported by bearings 2 and 4 on both sides, axial disks 17 and 17 installed on both sides of the rotor 10 and a centrifugal cooling fan 1 are shown.
This embodiment shows an example of a vehicle AC generator that includes the pulleys 3 and 14 and a pulley 8 that is driven by a belt from an engine crank pulley and transmitted to a rotor 10.

【００１８】動作状態では、従来から用いられている遠
心型冷却ファン１３，１４による遠心方向への冷却風に
加えて、軸流円板１７，１７による回転子軸方向にも強
制的に冷却風が発生することにより界磁コイルの冷却性
の向上が実現できる。In the operating state, in addition to the cooling air in the centrifugal direction by the conventionally used centrifugal cooling fans 13 and 14, the cooling air is also forcibly applied in the axial direction of the rotor by the axial disks 17 and 17. , The cooling of the field coil can be improved.

【００１９】[0019]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、回転
子側面に遠心型冷却ファンとは別に軸流円板を設け、冷
却風が回転子内に流入する側の遠心型冷却ファンにおい
ては、当該羽根の背面と軸流円板の羽根の切り起こしの
あとの開口部との距離を当該羽根の前面と開口部との距
離よりも短く設定すると共に、冷却風が回転子外へ流出
する側の遠心型冷却ファンにおいては、当該羽根の前面
と上記開口部との距離を当該羽根の背面と開口部との距
離よりも短く設定したことにより、遠心型冷却ファンに
よる回転子径方向の冷却風量を減少させることなく、軸
方向の冷却風を有効に発生させて磁界コイルの冷却性の
向上が図れるという効果が得られる。更にこの発明によ
れば、軸流円板を冷却ファンとは別に設け、軸流円板に
切り起こしの羽根を設けることにより、羽根の枚数、大
きさの設定に自由度が増し、冷却風量をより増大させる
ことが可能となる。 As is evident from the foregoing description, according to the present invention, is provided separately from the axial disc and the centrifugal cooling fan to the rotor side, a centrifugal type cooling fan odor on the side where the cooling air flows into the rotor
Of the blade of the axial flow disk and the back of the blade
The distance between the opening and the opening is the distance between the front of the blade and the opening.
Set shorter than the separation, and the cooling air flows out of the rotor
The centrifugal cooling fan on the
And the distance between the opening and the opening.
By setting it shorter than the separation, the cooling air in the axial direction is effectively generated without reducing the cooling air flow in the rotor radial direction by the centrifugal cooling fan, and the cooling effect of the magnetic field coil can be improved. can get. Further according to the invention
If the axial flow disk is provided separately from the cooling fan,
By providing cut-and-raised blades, the number of blades
Increased flexibility in setting the size, further increasing the cooling air volume
It becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明の一実施例を示す軸方向断面図であ
る。FIG. 1 is an axial sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図２】図１の回転子を平面的に示す部分図である。FIG. 2 is a partial view showing the rotor of FIG. 1 in a plan view.

【図３】軸流円板の装着状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a mounted state of an axial flow disk.

【図４】従来の回転子を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a conventional rotor.

【図５】図４のポールコアを示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing the pole core of FIG. 4;

【図６】図４のフロントファンを示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing the front fan of FIG. 4;

【図７】図４のリアファンを示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing the rear fan of FIG. 4;

【図８】交流発電機を示す軸方向断面図である。FIG. 8 is an axial sectional view showing an AC generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

７ ステータコイル １０ 回転子 １３ フロントファン １４ リアファン １５ 回転軸 １７ 軸流円板 7 Stator coil 10 Rotor 13 Front fan 14 Rear fan 15 Rotating shaft 17 Axial disk

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 回転子の側面に冷却用の遠心型冷却ファ
ンが設けられた車両用交流発電機において、前記回転子
の側面に、前記回転子の軸方向に冷却風を強制的に発生
させる軸流円板を、前記冷却ファンとは別に設け、冷却
風が回転子内に流入する側の遠心型冷却ファンにおいて
は、当該羽根の背面と上記軸流円板の羽根の切り起こし
のあとの開口部との距離を当該羽根の前面と上記開口部
との距離よりも短く設定すると共に、冷却風が回転子外
へ流出する側の遠心型冷却ファンにおいては、当該羽根
の前面と上記開口部との距離を当該羽根の背面と上記開
口部との距離よりも短く設定したことを特徴とする車両
用交流発電機。In a vehicle alternator provided with a centrifugal cooling fan for cooling on a side surface of a rotor, cooling air is forcibly generated on a side surface of the rotor in an axial direction of the rotor. An axial flow disk is provided separately from the cooling fan, and in the centrifugal cooling fan on the side where cooling air flows into the rotor .
Cut and raise the back of the blade and the blade of the axial disk
Distance between the opening and the front of the blade and the opening
And the cooling air is outside the rotor.
The centrifugal cooling fan on the outflow side
The distance between the front of the blade and the opening is
An alternator for a vehicle, wherein the alternator is set shorter than a distance from a mouth .