JPS6341817Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は主として車両に使用される車両用交
流発電機において整流装置の充分な冷却が可能で
あり、さらに発熱量の多いステータコイルの効果
的な冷却をも可能とする冷却機構の改良に関する
ものである。

まず、従来のこの種の装置を第１図について説
明する。

第１図は従来のこの種の発電機を示す図であ
る。第１図において１は図示しない機関によつて
駆動される冷却フアン、２はこの冷却フアンと隣
接して設けられ、かつ筒状部２ａを有する椀状の
フロントブラケツト、２１はこのフロントブラケ
ツトの軸方向端部に形成された第３の通風孔であ
る通風孔、３００はこのフロントブラケツト２と
軸方向に対向して設けられ筒状部３００ａと筒状
の防塵用筒部３００ｂを有する椀状のリヤブラケ
ツト、３０１はこのリヤブラケツトの軸方向端部
に形成された第１の通風孔である通風孔、４は上
記各ブラケツト２，３００に挾持されたステー
タ、４ａはこのステータを構成するステータコ
ア、５はこのステータの内周部に配置され、かつ
上記各ブラケツト２，３００に回転可能に支承さ
れたロータ、６は上記リヤブラケツト３００に固
着された整流器、６ａは整流器６を構成するとこ
ろの放熱板、７は上記ステータ４に巻線されワニ
ス等の絶縁剤によつて含浸固着されたステータコ
イル、８は上記ロータ５への給電用の集電装置で
ある。

第１図のような構成において、冷却風は冷却フ
アン１が回転することによつてリヤブラケツト３
００の外部から流入して矢印の方向に流れ、整流
器６、ステータコイル７、ステータコア４ａ、ロ
ータ５を冷却する。次に第１図においてステータ
コイル７、ステータコア４ａの周囲を冷却風が流
れる状態を説明する。

上記ステータコア４ａを境として上記リヤブラ
ケツト３００側に突出したステータコイル７にお
いて、７ａは上記リヤブラケツト３００の内側表
面と対向している上記ステータコイル７の表面、
７ｂは上記ロータ５に対向した上記ステータコイ
ル７の表面を示し、同様に上記フロントブラケツ
ト２側に突出した上記ステータコイル７におい
て、７ｃは上記フロントブラケツト２の内側表面
と対向している上記ステータコイル７の表面、７
ｄは上記ロータ５に対向した上記ステータコイル
７の表面を示す。７１，７２は上記ステータコイ
ル７を上記ステータコア４ａに巻線した場合に上
記ステータコイル７と上記ステータコア４ａ間に
形成される隙間である。

即ち、第１図に示す従来の構造の発電機におい
ては冷却フアン１が回転することによつて、リヤ
ブラケツト３００の通風孔３０１からリヤブラケ
ツト３００内に流入する冷却風は矢印の方向に流
れ、ステータコイル７のリヤ側のロータ５側表面
７ｂ、ロータ５、ステータコア４ａ及びステータ
コイル７のフロント側のロータ側表面７ｄを冷却
する。ところが各ブラケツト２，３００の内側表
面に対向したステータコイル７の表面７ａ，７ｃ
並びに隙間７１，７２では冷却風の流れが極めて
少なく、熱い空気の淀みが存在するため放熱作用
が非常に悪く、ステータコイル７の冷却の妨げと
なるので温度上昇が極めて高くなり発電特性に支
障をきたす不具合が生じていた。

この考案は上記不具合にかんがみ成されたもの
で冷却風が、ステータコイル、ステータコア及び
整流装置の放熱板６ａの表面を充分大きな周速度
をもつて流れることによつて効率良い冷却を実現
し、整流装置の充分な冷却が可能であるとともに
発熱量の最も多いステータの効果的な冷却も可能
にした車両用交流発電機を提供することを目的と
したものである。

以下、第２図，第３図，第４図に示すこの考案
の一実施例について説明する。

即ち、第２図，第３図，第４図において２２は
上記フロントブラケツト２の筒状部２ａにその全
周に亘つて複数個設けられ、第４の通風孔を構成
する通風孔、３は第１図のリヤブラケツト３００
の筒状部３００ａと防塵用筒部３００ｂを一体的
につなげた形状を呈したブラケツト、３１は上記
ブラケツト３の軸方向端部に設けられた第１の通
風孔である通風孔、３２は上記ブラケツト３の筒
状部３ａに設けられた第２の通風孔である通風孔
である。

１０は上記ブラケツト３の端面と隣接し、ロー
タ５の通風孔５１をふさぐがごとく上記ロータ５
の端面に一体的に固定された冷却用の第１の遠心
フアンである小遠心フアン、１１はフロントブラ
ケツト２の端面と隣接し、上記ロータ５の反小遠
心フアン側端面にロータ５の通風孔５１をふさぐ
がごとく一体的に固定された第２の遠心フアンで
ある大遠心フアンで、小遠心フアン１０のフアン
外径より大きいフアン外径を有し、ステータコイ
ル７のコイルエンドを包囲するようにＬ字状に屈
曲して形成されている。

１２は集電装置８及び整流器６をこれらに故障
を生じさせるところの泥水、塩水、塵などから防
ぐところの保護カバー、１２１は上記保護カバー
の軸方向端面に設けられた第５の通風孔である通
風孔、６ａは上記ブラケツト３の第１の通風孔３
１に近接して上記ブラケツト３の軸方向端面の一
部を形成するがごとく配置された放熱板である。

９はステータコイルと整流器とを結線する電線
を絶縁、固定するためのブツシユである。

この実施例では、ロータ５が図示していない機
関で駆動され回転することによつて、ロータ５の
両端面にそれぞれ固定した小遠心フアン１０と大
遠心フアン１１の作用で外部から冷却風を吸入す
る。

大遠心フアン１１が回転すると、矢印ａのよう
に第３の通風孔２１から冷却風が吸入され、その
冷却風はロータ端面の通風孔５１が遠心フアン１
１の端面でふさがれているため、大遠心フアンの
羽根に沿つて矢印ｂのように流れ、フロントブラ
ケツト２の内側表面と対向しているステータコイ
ル７の表面７ｃ上の圧力は正圧力となるため、矢
印ｄのように冷却風の一部は第４の通風孔から外
部に排出される。同様に小遠心フアン１０が回転
することによつて、保護カバー１２に設けた第５
の通風孔から矢印ｋのように冷却風が吸入され、
その冷却風の一部は直接整流器６に衝突して整流
器６を冷却し、さらに第１の通風孔３１を通つて
矢印Ｊのように流れる。ここで、フロントブラケ
ツト２の内側表面と対向しているステータコイル
７の表面７ｃ上の圧力とブラケツト３の内側表面
と対向しているステータコイル７の表面７ａ上で
の圧力を比較すると、大遠心フアン１１は小遠心
フアン１０よりフアン外径が大きいため、ステー
タコイル７の表面７ｃ上に発生させる正圧力は小
遠心フアン１０がステータコイル７の表面７ａ上
に発生させる正圧力よりも大きくなり、ステータ
コイル７の表面７ｃ上とステータコイル７の表面
７ａ上との間にはロータ５の通風孔５１を介して
圧力勾配が生じ、矢印ｂのように流れてきた冷却
風の一部は矢印ｅ、矢印ｆ、矢印ｇのようにロー
タ５の通風孔５１を通過し、矢印Ｊの冷却風と合
流して矢印ｈのように第２の通風孔３２より外部
に排出される。

又、第２図の矢印ｂが示す冷却風が第４図に示
すように大遠心フアン１１の羽根１１ａと羽根１
１ｂとの間を通過しているときの速度ベクトルは
フアンに固定した回転系座標から見るとVr→であ
るが、大遠心フアン１１から放出される時は大遠
心フアン１１が回転しているので、フアンに固定
した回転系座標と空間に固定した慣性系座標との
相対速度Vr→が加わり、冷却風のベクトルはベク
トルVr→とベクトルVv→との合成ベクトルＶ→とな
り、ステータコイルに対して加速されると共にス
テータコイル７の表面７ｃに沿つて回転運動を行
なうため冷却風がステータコイル７の表面７ｃか
らうばう熱量は数倍となり、非常に効率よくステ
ータコイル７の冷却が行なわれる。

同様に小遠心フアン１０によつて矢印Ｊの冷却
風が周速度をもつため、ステータコイル７の表面
７ａも効率良く冷却される。さらに整流器６の放
熱板６ａが、ブラケツト３の第１の通風孔３１に
近接して上記ブラケツト３の軸方向端面の一部を
形成するがごとく配置されているので、矢印Ｊの
冷却風が放熱板６ａに対して周速度をもち、その
効果で整流器６は放熱板６ａを介して効率よく冷
却される。又、冷却風が周速度をもつことによつ
てフロントブラケツト２、ブラケツト３の内側表
面及びステータコア４ａの側面４１，４２も効率
良く冷却されるので、ステータコイル７からステ
ータコア４ａ、フロントブラケツト２、ブラケツ
ト３へ逃げる熱量も増加し、ステータコイル７の
冷却効果がさらに促進される。

以上のように冷却風がステータコイル７の表面
並びにステータコア４ａの側面４１，４２をくま
なく、かつ効率良く冷却し、さらに、ロータ両側
面に設けた遠心フアンのフアン特性に差をつけ、
放熱面積も大きく、放熱効率もよいロータとステ
ータの間隙に充分な量の冷却風を通すことによつ
てステータコイル、ステータコアをさらに冷却
し、ステータコイル７の温度上昇を大幅に低減す
るとともに、整流器６は、第５の通風孔１２１よ
り吸入された冷たい冷却風の直接冷却と小遠心フ
アン１０が冷却風にもたらす周速度の効果による
放熱板６ａを介した冷却によつて充分に温度上昇
を抑えることができる。

以上のように、この考案ではロータの一端部に
固着されるそのフアン外径がロータ外径以下の第
１の遠心フアンと、この遠心フアンが固着された
側の一方のブラケツトの軸方向端部に形成される
冷却風取入れ用の第１の通風孔と、この第１の通
風孔が形成された一方のブラケツトの筒状部に形
成される冷却風吐出用の第２の通風孔と、ロータ
の他端部固着され、その外径が第１の遠心フアン
より大きくステータコイルのコイルエンドを包囲
するように配設された第２の遠心フアンと、他方
のブラケツトの軸方向端部に形成される冷却風取
入れ用の第３の通風孔と、他方のブラケツトの筒
状部に形成される冷却風吐出用の第４の通風孔と
を各々設け、各々の遠心フアンの回転に伴つて第
３の通風孔から冷却風が吸入され第４の通風孔か
ら吐出されると共に第３の通風孔から吸入された
冷却風の一部はロータとステータの間隙を介し、
第２の通風孔より吐出され、また第１の通風孔か
ら吸入された冷却風により整流器を直接冷却する
とともにステータの表面を冷却して第２の通風孔
より吐出されるようにしているので、ステータコ
イルの温度上昇を低減し得かつ整流器も充分に冷
却できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車両用交流発電機を示す横断面
図、第２図はこの考案の一実施例を示す横断面
図、第３図は保護カバー１２を外し第２図を左方
から見た側面図、第４図はこの考案の一実施例に
おけるロータの側面に設けた遠心フアンによつて
冷却風がもたらす効果を説明する正面図である。 図において、１は冷却フアン、２，３，３００
はブラケツト、２１，２２，３１，３２，５１，
３０１，１２１は通風孔、４はステータ、４ａは
ステータコア、５はロータ、６は整流器、６ａは
放熱板、７はステータコイル、８は集電装置、９
はブツシユ、１０，１１は遠心フアン、１２は保
護カバーである。尚図中同一符号は同一部分また
は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 各々筒状部を有する椀状を呈し互いに軸方向に
   対向して設けられたフロントブラケツト及びリヤ
   ブラケツトと、これらのブラケツトの何れか一方
   に装着された整流装置と、上記ブラケツト間に挾
   持されたステータコア及びこのステータコアに巻
   回されたステータコイルを有するステータと、こ
   のステータの内周部に配置され、かつ、上記各ブ
   ラケツトに回転可能に支承されたロータとから成
   る車両用交流発電機において、上記ロータの一端
   部に固着され、上記ロータの外径以下の外径を有
   する第１の遠心フアンと、この第１の遠心フアン
   が固着された側の一方のブラケツトの軸方向端部
   に形成された冷却風取入れ用の第１の通風孔と、
   この第１の通風孔が形成された一方のブラケツト
   の筒状部に形成された冷却風吐出用の第２の通風
   孔と、上記ロータの他端部に固着され、上記第１
   の遠心フアンの外径より大きな外径を有するとと
   もに上記ステータコイルのコイルエンドを包囲す
   るように対向して配設された第２の遠心フアン
   と、他方ブラケツトの軸方向端部に形成された冷
   却風取入れ用の第３の通風孔と、他方のブラケツ
   トの筒状部に形成された冷却風吐出用の第４の通
   風孔とを設け、上記第２の遠心フアンの回転に伴
   い、上記第３の通風孔から冷却風を吸入して第４
   の通風孔から吐出させるとともに上記ロータおよ
   びステータの間隙を介して第２の通風孔から吐出
   させ、さらに、上記第１の遠心フアンの回転に伴
   つて第１の通風孔から冷却風を吸入し、上記整流
   器およびステータを冷却して第２の通風孔から吐
   出させるようにしたことを特徴とする車両用交流
   発電機。