JPH05308751A - 車両用交流発電機 - Google Patents

車両用交流発電機

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JPH05308751A
JPH05308751A JP10951692A JP10951692A JPH05308751A JP H05308751 A JPH05308751 A JP H05308751A JP 10951692 A JP10951692 A JP 10951692A JP 10951692 A JP10951692 A JP 10951692A JP H05308751 A JPH05308751 A JP H05308751A
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JP
Japan
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magnetic pole
bracket
shaft
rotors
rotor
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JP10951692A
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English (en)
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Shigeru Kuriyama
茂 栗山
Yoshiaki Honda
義明 本田
Toshikazu Usami
利和 宇佐美
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 タンデムロータ形の車両用交流発電機の冷却
機能を高め、小形,高出力化を図る。 【構成】 シャフト1の軸方向に直列に磁極ロータR
1,R2が配置され、これに対応の第1,第2のステー
タコイル20,22付きコア19,21がブラケット
3,4に配置される。ロータR1,R2のポールコア
7,13背面にファンブレード25,26を配設し、ロ
ータR1,R2間にスペーサを兼ねる遠心ファン17が
シャフト1と一体回転可能に配置される。ロータR1に
は、一端開口がファン17に臨む通気孔31が軸方向に
向けて貫通形成してある。ファン17及び25,26の
回転により通風通路A,B,Cが形成するよう、ブラケ
ットに端部及び中間に通風窓27,28,29,30,
32を配設する。スリップリング18はブラケット外に
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用交流発電機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、車両用交流発電機には、電装機器
の多電源化,高出力化に応えるため、例えば特開平1−
157251号公報に開示されるように、タンデム式ロ
ータを備えた交流発電機が提案されている。
【0003】この種の発電機は、一軸2系統の交流電力
を供給するため、同一のシャフトに第1,第2の磁極ロ
ータが軸方向に直列に配置され、これに対応してブラケ
ット側に第1,第2のステータコイル付きコアを配置す
る構成としてある。
【0004】また、各磁極ロータのポールコアの背面に
ファンブレードを配設すると共にブラケット端面及びブ
ラケット周面のステータコイル近くに通風窓を形成して
発電機のステータコイル等を冷却している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】発電機は冷却機能が高
いほど小形,高出力化を実現できる。ところで、前者の
ように磁極ロータにファンブレードを設ける冷却手段
は、低コストである反面、タンデムロータ式のような場
合には、ブラケット端面から導入される外気がブラケッ
ト中間部すなわち第1,第2のロータ間及び第1,第2
のステータコイル間には届きにくいため、この中間部に
臨むポールコア背面にファンブレード(混流ファン)を
設けたとしても、この位置では通気性が低くなってステ
ータコイルや磁極ロータの冷却性能が低下し、小形,高
出力化を図るためには、未だ改善すべき点があった。
【0006】本発明は以上の点に鑑みてなされ、第1の
発明の目的は、この種タンデムロータタイプの発電機の
冷却機能を高めて、小形,高出力化を促進させることに
ある。
【0007】また、第2の発明の目的は、タンデム式交
流発電機の有無を問わず、広く車両用交流発電機の小形
化を図ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために基本的には次のような課題解決手段を提案す
る。内容の理解を容易にするため、便宜上、図1の実施
例で用いた符号を引用して説明する。
【0009】すなわち、第1の課題解決手段は、同一の
シャフト1の軸方向に直列に配置される第1,第2の磁
極ロータR1,R2と、これに対応する第1,第2のス
テータコイル20,22付きコア19,21を備えたタ
ンデム式ロータタイプの車両用交流発電機において、第
1,第2の磁極ロータR1,R2における各々のポール
コア対(7・8),(12・13)のうちブラケット
3,4端面に対向する側のポールコア7,13背面にそ
れぞれファンブレード25,26が配設されると共に、
第1,第2の磁極ロータR1,R2間に遠心ファン17
がシャフト1と一体回転可能に配置され、第1,第2の
磁極ロータR1,R2のうち少なくとも一つには、通気
孔31が軸方向に向けて貫通形成され、一方、ブラケッ
ト3,4には、そのブラケット両端面に通風窓27,2
9を設けると共に、ブラケット円周面のうち、一方のブ
ラケット3端面寄りで第1のステータコイル20に近い
位置と、他方のブラケット4端面寄りで第2のステータ
コイル22に近い位置と、第1,第2のステータコイル
20・22の中間に近い位置とに通風窓32を形成して
成る。
【0010】また、第2の課題解決手段としては、磁極
ロータ、ステータ等を備えた車両用交流発電機におい
て、前記磁極ロータの界磁コイルに励磁電流を供給する
スリップリング18がブラケット4外にて磁極ロータの
シャフト1一端に装着され、且つシャフト1におけるス
リップリング18近くがブラケット4に設けたベアリン
グ6に支持されて、このシャフト1の被支持箇所に外径
がベアリング6内径と同径にしたカラー34が圧入さ
れ、このカラー34の肉厚中に界磁コイルのリード線3
7が軸方向に挿通されて、リード線37一端がスリップ
リング18と接続してある構成とした。
【0011】
【作用】第1の課題解決手段の作用…シャフト1と一体
に磁極ロータR1,R2及び遠心ファン17が回転する
と、ポールコア7背面に設けたファンブレード25の
遠心ファン作用により、通風通路Aが形成されて通風窓
27から導入される外気が第1のステータコイル20を
通って通風窓28から機外に排出され、ポールコア1
3背面に設けたファンブレード26の遠心ファン作用に
より、通風通路Bが形成されて通風窓29から導入され
る外気が第1のステータコイル22を通って通風窓30
から機外に排出され、遠心ファン17の遠心ファン作
用及び通気孔31との協働により通風通路Cが形成され
て、通風窓27から導入される外気の一部がロータ内
(通気孔31)を通って遠心ファン17を介して第1,
第2のステータコイル20,22間を通って通風窓32
から排出される。
【0012】以上の作用において、特に本発明では、従
来ではスムーズな通風通路が形成し難い第1,第2のロ
ータR1,R2中間及びステータコイル20,22中間
にも通風通路Cを形成することで外気をスムーズに導入
するので、ステータコイル20,22及びコア19,2
1全体を隅々まで冷却するので、発電機冷却機能が大幅
に向上する。
【0013】第2の課題解決手段の作用…スリップリン
グ18をブラケットの外側に置くことにより、ブラケッ
トの軸方向長さを短縮して小形化を図り得る。また、シ
ャフトにはロータとカラーとを一体的に取付けておくこ
とができるので、界磁ロータのリード線37とスリップ
リング18との接続はブラケット組立後に行ない得る。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。
【0015】図1は本発明の一実施例に係る車両用の2
電源式交流発電機の縦断面図、図2は上記実施例に用い
る第1の磁極ロータの側面図、図3は、(a)が上記実
施例に用いるスペーサ兼遠心ファンの正面図、(b)が
そのT−T線断面図、図4は上記実施例のスリップリン
グ取付構造の詳細説明図である。
【0016】図1において、シャフト1はブラケット3
及びブラケット4を貫通して、これらのブラケットに装
着したベアリング5,6により支持される。
【0017】ブラケット3,4間には、第1のステータ
コイル20付きのステータコア19が固定され、ブラケ
ット4の内周に第2のステータコイル22付きのステー
タコア21が固定配置してある。これらの第1,第2の
ステータコイル付きコアは段違いに配置して、ステータ
コイル20,22の一部が重なり合うように配置されて
スペース的な合理化が考慮されている。
【0018】シャフト1には、タンデム式ロータR1,
R2が第1のステータコア19,第2のステータコア2
1に対応して、これらのコア内側に微小ギャップを保ち
つつ配設してある。本実施例のロータR1,R2は、ラ
ンドルポール形の磁極方式を採用し、このうち、第1の
ロータR1は、対のポールコア7,8及びその間のマグ
ネットピース9、このピース9にボビン10を介して嵌
装される界磁コイル11より構成される。第2のロータ
R2は、対のポールコア12,13及びその間のマグネ
ットピース14、このピース14にボビン15を介して
嵌装される界磁コイル16より構成される。
【0019】界磁コイル16,11に、ブラシ23及び
スリップリング18を介して励磁電流(直流電流)が供
給されると、ポールコア7,8及び12,13がそれら
の周方向に交互にN,S極を形成する。
【0020】シャフト1には、ロータR1,R2の中間
位置に、ファンブレード17a付きスペーサ17が介在
してシャフト1と一体に回転するよう装着してある。ス
ペーサ17は、第1,第2のロータR1,R2の間隔を
正確に保つほか、後述の通風路Cを形成するための要素
(遠心ファン)となる。
【0021】シャフト1はその一端がブラケット3より
突出して、プーリ2が固着され、このプーリ2はエンジ
ンのクランクシャフトと図示されないVベルトを介して
連結され、シャフト1にエンジンの動力が伝達されるよ
うにしてある。このシャフト1の回転と同期してロータ
R1,R2が回転することによりステータコイル20,
22にそれぞれ異なる3相交流電力が誘起される。
【0022】ブラケット4側から突出するシャフト1の
他端には、スリップリング18が配設される。23はブ
ラシホルダー、24は全波整流ダイオードである。誘起
された三相交流電流は、全波整流ダイオード24で直流
に変換され外部付加へ供給される。
【0023】図6に電気結線図を示す。図6において、
全波整流ダイオード24にツェナーダイオードを用いて
いるのは、ダンプサージの電圧を制限しておき、外部に
高電圧が印加されないようにするためである。コンデン
サC1,C2はラジオノイズ等が外部に放出されるのを
防止するもので、図1の2点鎖線内に収納されている。
【0024】定電圧調整回路40における一重丸で示す
端子は、スリップリング18の各集電環を示しており、
界磁コイル16,11の励磁電流を制御して出力電圧が
一定になるように調整している。
【0025】ここで、発電機冷却構造について説明す
る。
【0026】第1,第2のロータR1,R2には、それ
ぞれブラケット3,4端面寄りのポールコア7,13の
背面に遠心ファンとして機能するファンブレード25,
26が配設してある。また、既述のように第1,第2の
ロータR1,R2間に遠心ファン17が存在する。
【0027】第1のロータR1には、そのポールコア
7,8、マグネットピース9を軸方向に貫通する通気孔
31が周方向に間隔をあけて複数配設され、通気孔31
の一端開口が遠心ファン17に臨むように配置してあ
る。
【0028】一方、ブラケット3,4には、そのブラケ
ット両端面に通風窓27,29を設けると共に、ブラケ
ット円周面のうち、一方のブラケット3端面寄りで第1
のステータコイル20に近い位置と、他方のブラケット
4端面寄りで第2のステータコイル22に近い位置と、
第1,第2のステータコイル20・22の中間に近い位
置とに通風窓32が形成してある。
【0029】このような構造をなすことで、発明の作用
の項のでも述べたように、通風通路A,B,Cが
形成され、従来ではスムーズな通風通路が形成し難い第
1,第2のロータR1,R2中間及びステータコイル2
0,22中間にも外気をスムーズに導入するので、ステ
ータコイル20,22及びコア19,21全体を隅々ま
で冷却し、加えてロータの冷却も有効に行なわれる。そ
の結果、発電機冷却機能が大幅に向上し、発電機の小
形,高出力化を促進する。
【0030】次にスリップリング部の詳細を図4及び図
5により説明する。
【0031】シャフト1のスリップリング取付側の一端
は残りのシャフト部分よりも幾分細径としてあり、この
細径部はベアリング6により支持されるシャフト被支持
箇所まで及び、この被支持箇所に外径がベアリング6内
径と同径にしたカラー34が圧入される。本実施例で
は、カラー34は金属製の中空円筒で形成され、その肉
厚中に複数個(ここでは3個)のリード線挿通孔34a
が配設され、この挿通孔34aに界磁コイル16,11
の各リード線37(ここでは+−の一つが共通端子とし
てあるため計3本としてある)が絶縁チューブ38によ
り被覆されつつ通されている。
【0032】さらにシャフト1一端には、スリップリン
グ18付きの絶縁筒体(カラー)18´が圧入されてい
る。カラー18´,カラー34は互いに近接して配置さ
れ、リード線37は、それぞれブラケット4外にて対応
のスリップリング側導電体39と半田40付けされて、
界磁コイル11,16とスリップリング18とが電気的
に接続されている。
【0033】このようなスリップリング構造では、カラ
ー34をシャフト1に圧入した後、このシャフトをブラ
ケット4のベアリング6に挿通させ、ブラケット3,4
同士を組立た後でスリップリング18付きカラー18´
をシャフト一端に圧入して、スリップリング18とリー
ド線37とを接続するものであり、発電機組立の簡便化
を図り得る。また、ブラケット(発電機ハウジング)全
長を短縮できるので、発電機の小形化を実現できる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、第1の課題解決手段で
は、発電機冷却性能を低コストで向上させることで、タ
ンデムロータタイプの車両用交流発電機の高出力,小形
化を容易に達成できる。第2の課題解決手段では、車両
用交流発電機の小形化と組立性の簡便化を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る縦断面図
【図2】上記実施例に用いる第1の磁極ロータの側面図
【図3】上記実施例に用いるスペーサ兼遠心ファンの正
面図及びそのT−T線断面図
【図4】上記実施例のスリップリング取付構造の詳細説
明図
【図5】上記実施例のリード線付きカラーの断面図
【図6】上記実施例に用いる発電機の電気回路図
【符号の説明】
1…シャフト、3,4…ブラケット、5,6…ベアリン
グ、7,8…ポールコア対、11…界磁コイル、12,
13…ポールコア対、16…界磁コイル、17…スペー
サ兼遠心ファン、18…スリップリング、19,21…
第1,第2のステータコア、20,22…第1,第2の
ステータコイル、25,26…ファンブレード、27,
28,29,30,32…通風窓、31…通気孔、37
…リード線、R1,R2…第1,第2の磁極ロータ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一のシャフトの軸方向に直列に配置さ
    れる第1,第2の磁極ロータと、これに対応する第1,
    第2のステータコイル付きコアを備えたタンデム式ロー
    タタイプの車両用交流発電機において、 前記第1,第2の磁極ロータにおける各々のポールコア
    対のうちブラケット端面に対向する側のポールコア背面
    にそれぞれファンブレードが配設され、且つ前記第1,
    第2の磁極ロータ間に遠心ファンが前記シャフトと一体
    回転可能に配置され、前記第1,第2の磁極ロータのう
    ち少なくとも一つには、通気孔が軸方向に向けて貫通形
    成され、一方、前記ブラケットには、そのブラケット両
    端面に通風窓を設けると共に、ブラケット円周面のう
    ち、一方のブラケット端面寄りで第1のステータコイル
    に近い位置と、他方のブラケット端面寄りで第2のステ
    ータコイルに近い位置と、第1,第2のステータコイル
    の中間に近い位置とに通風窓を形成して成ることを特徴
    とする車両用交流発電機。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記遠心ファンは、
    第1,第2の磁極ロータ間の間隔を保持するためのスペ
    ーサを兼ねていることを特徴とする車両用交流発電機。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2において、前記第
    1,第2のステータコイルはその一部が重なり合うよう
    に段違いに配設され、且つ前記第1,第2の磁極ロータ
    の界磁コイルに励磁電流を供給するためのスリップリン
    グが前記ブラケット外にてシャフト一端に配設されてい
    ることを特徴とする車両用交流発電機。
  4. 【請求項4】 磁極ロータ、ステータコイル付きコア等
    を備えた車両用交流発電機において、前記磁極ロータの
    界磁コイルに励磁電流を供給するスリップリングがブラ
    ケット外にて磁極ロータのシャフト一端に装着され、且
    つ前記シャフトにおけるスリップリング近くが前記ブラ
    ケットに設けたベアリングに支持されて、このシャフト
    の被支持箇所に外径がベアリング内径と同径にしたカラ
    ーが圧入され、このカラーの肉厚中に前記界磁コイルの
    リード線が軸方向に挿通されて、リード線一端が前記ス
    リップリングと接続してあることを特徴とする車両用交
    流発電機。
JP10951692A 1992-04-28 1992-04-28 車両用交流発電機 Pending JPH05308751A (ja)

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