JPH0746795A - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- JPH0746795A JPH0746795A JP18637693A JP18637693A JPH0746795A JP H0746795 A JPH0746795 A JP H0746795A JP 18637693 A JP18637693 A JP 18637693A JP 18637693 A JP18637693 A JP 18637693A JP H0746795 A JPH0746795 A JP H0746795A
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Abstract
タコイルのコイルエンドの良好な冷却が可能な回転電機
を提供する。 【構成】ファン6から出た冷却風はハウジング12の内
端面とステータコイル34のコイルエンド34Rの間の
吹き出し流路Pを通過してハウジング12の周壁に開口
された冷却窓wから吹き出される。吹き出し流路Pに面
するコイルエンド34Rの端面は、軸方向に段差(溝
部)340を有している。このようにすれば、吹き出し
流路Pの断面積の縮小を最小としつつ冷却風に接触する
ステータコイル34の接触面積(放熱面積)を増大でき
る。
Description
関する。
39号公報は、ロータコアの両端部に遠心ファンを設
け、その吹き出し冷却風がステータコイルのコイルエン
ドを冷却しつつハウジングの周壁に開口された冷却窓に
流入する冷却構造において、上記コイルエンド内部に遠
心ファンの吹き出し方向と平行方向へ冷却風送風用の送
風路を貫設することによりコイルエンドの温度低下を実
現している。
従来技術のように、ステータコイルのコイルエンドに上
記したような送風路を遠心ファンの吹き出し方向と平行
方向へ多数形成することは、ステータコイルの巻線作業
が複雑となる。また、コイルエンドに上記した多数の送
風路を設けることは各コイルの巻線がこれら送風路を囲
んで延在することとなり、ステータコイルの線長の増
大、ステータコイルの銅損の増大を招く。
方向寸法が増大するので、コイルエンドの端面とハウジ
ングの内端面との間の吹き出し流路の流路断面積が縮小
する不利が生じ、冷却風量が低下して他の部位における
冷却悪化が懸念される。もちろん、上記送風路を通じて
の冷却風量の増加はあるものの、コイルエンド内部の複
雑な形状の送風路の流体圧力損失は大きく、上記吹き出
し流路の冷却風量の低下を補償するには到らず、必要な
冷却風量を確保するためにハウジング体格を増大する必
要がある。
あり、冷却風量の低下や体格増大を回避しつつステータ
コイルのコイルエンドの良好な冷却が可能な回転電機を
提供することを、その目的としている。
却窓が周壁に開口されたハウジングと、前記ハウジング
に固定されるステータコアに巻装されるステータコイル
と、前記固定子コアの内部にて前記ハウジングに回転自
在に保持されるロータコアと、前記冷却窓の内周側に位
置して前記ロータコアの端面に固定され冷却風の少なく
とも一部を遠心方向へ吹き出すファンとを備え、前記冷
却風の少なくとも一部は前記ファンから吹き出して前記
ハウジングの内端面と前記ステータコイルのコイルエン
ドの間の吹き出し流路を通過して前記冷却窓に流入する
回転電機において、前記吹き出し流路に面する前記ステ
ータコイルの前記コイルエンドの端面は、軸方向に段差
を有することを特徴としている。
くとも一部)はハウジングの内端面とステータコイルの
コイルエンドの間の吹き出し流路を通過してハウジング
の周壁に開口された冷却窓から吹き出される。吹き出し
流路に面するステータコイルのコイルエンドの端面は、
軸方向に段差を有している。
の断面積の縮小を最小としつつ冷却風に接触するステー
タコイルの接触面積(放熱面積)を増大できる。また、
上記した従来技術に比較してステータコイルの線長の増
大、抵抗損失の増大を回避することができ、体格を増大
することなく冷却風量の確保を実現できる。
形状の送風路をコイルエンドに形成する必要が無いの
で、ステータコイル形成工程が比較的容易となる。
図1で説明する。まず、この発電機の基本構成を略述す
る。フロントフレーム11とリヤフレーム12からなる
フレーム(本発明でいうハウジング)1は複数の締結ボ
ルト13で締結されており、フレーム1は回転軸2を回
転自在に支承し、回転軸2にはランデル型界磁鉄心(本
発明でいうロータコア)31が固定され、界磁鉄心31
には界磁コイル(ロータコイル)32が巻装されてい
る。界磁鉄心31及び界磁コイル32は回転子を構成す
る。フレーム1の内周面には界磁鉄心31を囲んで電機
子鉄心(本発明でいうステータコア)33が固定され、
電機子鉄心33には電機子コイル(本発明でいうステー
タコイル)34が巻装されている。電機子鉄心33及び
電機子コイル34は固定子を構成する。
ミ、樹脂等からなるカバー4が固定されており、リヤフ
レーム12とカバー4との間に電気部品室Sが形成され
ている。電気部品室Sには整流装置41やブラシ42や
レギュレータ43が収容されている。エンジン(図示せ
ず)によりプーリー21を通じて回転軸2をベルト駆動
するとともに、界磁コイル32に通電して励磁を行う
と、電機子コイル34で発生した三相交流電圧が整流装
置で三相全波整流されて出力される。
ァン5及び遠心ファン6が固定されている。遠心ファン
6は本発明でいうファンを構成している。フロントフレ
ーム11の周壁には斜流ファン5を囲んで多数の冷却窓
w’が周方向へ一列に並んで開口されており、リヤフレ
ーム12の周壁には遠心ファン6を囲んで多数の冷却窓
wが周方向へ一列に並んで開口されている。
分100はステータコイル34のフロント側のコイルエ
ンド34Fを冷却しつつ冷却窓w’から吹き出され、そ
の軸流成分101はロータコア31の各ポールの間を軸
方向へ貫通してロータコア31のリヤ側端面に達し、遠
心ファン6のディスク部などにより遠心方向へ偏向さ
れ、ステータコイル34のリヤ側のコイルエンド34R
を貫通したり、コイルエンド34Rの内周面及び端面に
沿って後述の吹き出し流路Pを流れたりしてコイルエン
ド34Rを冷却しつつ冷却窓wから吹き出される。
とんどは、ステータコイル34のリヤ側コイルエンド3
4Rの端面とリヤフレーム12の内端面との間の吹き出
し流路Pを通って冷却窓wから遠心方向へ吹き出され
る。以下、本実施例の特徴部分について説明する。図1
に示すように、フロントフレーム11とリヤフレーム1
2とは、複数(ここでは4本)の締結ボルト13で締結
されており、締結ボルト13に螺着されるナット14の
底面はリヤフレーム12の座面12xに接して、座面1
2xをフロント側へ強圧する。
及び軸長(以下、軸方向長をいう)を短縮するために冷
却窓wの近傍に形成されている。従って、リヤフレーム
12に貫孔された締結ボルト13嵌入用の貫通孔12e
の周囲の筒肉部分は上記した吹き出し流路Pに張り出す
張出し部分12b(図3参照)をもち、結局、吹き出し
流路Pには張出し部分12bが周方向90度づつ離れて
形成されることになる。
の存在を考慮し、図3に示すように、張出し部分12b
が存在する角度位置ではロータコア31の端面からコイ
ルエンド34Rの端面までの軸長aを従来(図4参照)
のままとし、張出し部分12bが存在しない角度位置で
はステータコア33の端面からコイルエンド34Rの端
面までの軸長bを上記軸長aより長く設定している。
コイルエンド34Rは上記張出し部分12bが存在する
角度位置にて径方向へ伸びる溝部340を有する。溝部
340の周方向寸法はD、軸方向寸法はLである。この
ようにすれば、以下の効果を奏する。第一に、コイルエ
ンド34Rが従来のコイルエンド(図4参照)よりも、
軸方向へ張り出すとができるので、コイルエンド34R
の冷却効果が向上する。また、コイルエンド34Rの端
面が凹凸となっているので、その表面積が増加し、冷却
効果が向上する。
ド34Rは上記張出し部分12bが存在する角度位置に
て軸方向リヤ側へ突出しないので、コイルエンド34R
と上記張出し部分12bとが接触したりすることがな
い。第三に、遠心ファン6から遠心方向へ吹き出された
冷却風102は、遠心方向へ吹き出されて吹き出し流路
Pに流入するが、張出し部分12bが存在するにもかか
わらず、吹き出し流路Pは全周にわたって軸方向に必要
幅を有することができ、円滑な冷却風102の吹き出し
が可能となる。
を設けるには、予めこのような凹凸を設けたステータコ
イルをステータコア13の各スロットに嵌装するか、又
は、凹凸処理されないステータコイルをステータコア1
3の各スロットに嵌装した後、コイルエンド34Rを強
制変形すればよい。 (変形態様)上記実施例では、吹き出し流路Pを確保し
つつコイルエンド34Rの表面積の増加を図ることがで
き、コイルエンド34Rの温度低下を実現できる。
端面)とリヤフレーム12の内端面との間の軸方向寸法
f−bがあまりに減少すると、いくら溝部340の吹き
出し断面積が増加しても、流体抵抗が増大してしまう。
なぜなら、遠心ファン6から吹き出す冷却風102の吹
き出し方向は遠心方向成分と周方向成分とをもち、上記
した軸方向寸法f−bが縮小すると、冷却風102の周
方向成分に対する流体圧力損失が大きくなるためであ
る。
の比率a/bを0.7〜0.8とすることにより、コイ
ルエンド34Rの冷却性向上と冷却風量の低下を抑止と
を両立させている。もちろん、機種により上記比率は適
宜偏向することが可能である。 (実験1)次に、本実施例の参考として従来のオルタネ
ータ(図4参照)におけるステータコイルのコイルエン
ド34Rの軸長aとステータコイル温度との関係を調べ
た結果を示す。
mm、回転数は3500rpm、吹き出し温度は約15
0℃、ファンのfは25.1mmとする。コイルエンド
34Rの軸長aはf−aがある程度確保される範囲にお
いて、aを増大するほどステータコイルの温度は低下す
ることがわかる。 (実験2)次に、実験1で用いた従来のオルタネータ
(図4参照)において、コイルエンドの軸長aを19m
mとした従来品、従来品の軸長aを22mmに延長した
比較例品、及び上記本実施例品とを回転数を変えて実験
した結果を図7に示す。
軸長bは22mm,Lは3mm,Dは18mmとし、そ
の他の条件は従来品と同じとする。この実験結果から、
本実施例品のコイルエンド34Rの冷却効果は最も優れ
ていることがわかる。 (実験3)次に、実験2で用いた本実施例品について、
軸長bを一定とし、溝部340を掘る方式で段差b−a
を種々変更した場合におけるステータコイル34の温度
と冷却風102の風量との関係を示す。
は120cm3 /分増加し、ステータコイル34の温度
は約5℃低下した。このことから、段差b−aは約2〜
6mm、好ましくは3〜5mmとすることが好適であっ
た。ちなみに、この場合のf,L,Dは上記と同じとし
た。 (実施例2)上記実施例では溝部340は遠心方向へ真
っ直ぐに形成されている。遠心ファン6からの冷却風1
02の吹き出し方向に近似する周方向へ倒して形成す
る。このようにすれば、遠心ファン6から吹き出す冷却
風102の周方向成分が急激に遠心方向へ曲げられるこ
とがなく、更に流体圧力損失を低減することができる。
(実施例3)他の実施例を図5を参照して説明する。
エンド34Fの端面にも、軸方向に凹凸を設けたもので
ある。これによりに、コイルエンド34Fは径方向へ伸
びる溝部341を周方向へ周期的に有する。その効果は
本質的に実施例1と同じである。なお、この実施例と同
様に、実施例1でも溝部340は張出し部分12bに関
係なく周方向へ周期的に形成してもよい。
部分拡大平面図である。
部分拡大断面図である。
部分拡大断面図である。
ドの部分拡大断面図である。
性図である。
との関係を示す特性図である。
ータコイル温度との関係を示す特性図である。
トフレーム(ハウジング)、12はリヤフレーム(ハウ
ジング)、31は界磁鉄心(ロータコア)、33は電機
子鉄心(ステータコア)、34はステータコイル、34
Rはステータコイルのコイルエンド、wは冷却窓、Pは
吹き出し流路、340は溝部(段差)。
Claims (1)
- 【請求項1】冷却窓が周壁に開口されたハウジングと、
前記ハウジングに固定されるステータコアに巻装される
ステータコイルと、前記固定子コアの内部にて前記ハウ
ジングに回転自在に保持されるロータコアと、前記冷却
窓の内周側に位置して前記ロータコアの端面に固定され
冷却風の少なくとも一部を遠心方向へ吹き出すファンと
を備え、前記冷却風の少なくとも一部は前記ファンから
吹き出して前記ハウジングの内端面と前記ステータコイ
ルのコイルエンドの間の吹き出し流路を通過して前記冷
却窓に流入する回転電機において、 前記吹き出し流路に面する前記ステータコイルの前記コ
イルエンドの端面は、軸方向に段差を有することを特徴
とする回転電機。
Priority Applications (1)
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- 1993-07-28 JP JP18637693A patent/JP3561927B2/ja not_active Expired - Fee Related
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