Brevet FR2667460A1 — publié le 19920403

ALTERNATEUR DE VEHICULE. La présente invention concerne un alternateur de véhicule comportant des ventilateurs montés sur un rotor du type supporté par flasque et utilisés pour ventiler et refroidir l'alternateur et, de façon plus particulière, une construction d'alternateur capable de supprimer le bruit d'admission d'air causé par le ventilateur. Les figures 1 et 3 sont une vue en élévation et en coupe et une vue latérale d'un alternateur de véhicule conventionnel Comme indiqué sur ces figures, l'alternateur comporte un stator 1 formé d'une armature d'induit 2 et d'un enroulement d'induit 3, un rotor 4 formé de noyaux polaires magnétiques , 6 à flux alterné, les portions magnétiques dentées de l'un et l'autre venant alternativement en saillie dans la direction circonférentielle, un enroulement inducteur 7 tenu entre les noyaux polaires 5, 6, un arbre tournant 8 pour tenir les noyaux polaires , 6, une paire de bagues collectrices 9 tenues par l'arbre tournant 8 par l'intermédiaire de manchons isolants, et des ventilateurs 10, 11 respectivement tenus par les noyaux polaires 5, 6. L'alternateur comporte en outre un flasque avant et un flasque arrière 12, 13 pour fixer l'armature d'induit 2 au moyen de boulons de serrage 14 Le flasque avant 12 comporte des orifices d'admission 12 a pour la ventilation à l'une de ses extrémités et des orifices d'échappement 12 b dans sa portion périphérique extérieure Le repère m désigne un rayon extérieur pris depuis le centre axial de l'orifice d'admission 12 a En, outre, le flasque arrière 13 comporte des orifices d'admission 13 a à l'une de ses extrémités et des orifices d'échappement 13 b dans sa portion périphérique extérieure L'arbre tournant 8 est supporté par le flasque avant et le flasque arrière 12, 13 par l'intermédiaire de rou- lements respectifs 15, 16 Une poulie 17 est montée, sur l'arbre tournant 8 et sert à transmettre le couple moteur à l'arbre tournant 8 pour entrainer en rotation le rotor 4. L'alternateur comporte en outre un redresseur 18 pour convertir le courant alternatif résultant de la tention alternative induite dans l'enroulement d'induit 3 en courant continu, une source froide 18 a servant à rayonner la chaleur du redresseur, ainsi qu'un régulateur de tension 19 pour détecter la tension de l'alternateur, commander le courant d'excitation et régler la tension aux bornes à une valeur prédéterminée, une source froide 19 a servant à rayonner la chaleur du régulateur de tension, ainsi qu'un porte-balais 20 pour contraindre les balais 28 qui y sont tenus sur les bagues collectrices respectives 9, le porte-balais assurant également une fonction de collecte du courant. Lorsque le rotor 4 de l'alternateur décrit ci-dessus tourne, une tension alternative est induite dans le bobinage d'induit 3 et la puissance ainsi fournie provoque une production de chaleur L'ensemble formant stator 1 et l'ensemble formant rotor 4 sont ventilés et refroidis par les ventilateurs tournants , 11. L'air de refroidissement produit par la rotation du ventilateur 10 est admis par les orifices d'admis- sion 12 a du flasque avant 12 et évacué par les ori- fices d'échappement 12 b comme représenté par une flèche A L'air de refroidissement produit par la rotation du ventilateur 11 est admis par les orifices d'admission 13 a du flasque arrière 13 et, avant d'être évacué par les orifices d'échappement 13 b comme représenté par la flèche B, il sert à refroidir le redresseur 18, le régulateur de tension 19, l'ensemble formant collecteur de courant et l'ensemble formant stator 1. La figure 2 est une vue, à échelle agrandie, de la portion D de la figure 1 La face de bordure intérieure du flasque avant 12 se trouve axialement en face de l'ailette i Qa du ventilateur 10 et paral- lèle à cette ailette, avec un étroit passage g entre elles L'atmosphère extérieure est aspirée dans le passage g et s'y écoule comme indiqué par la flèche C Si le passage g est trop grand, l'air à évacuer est amené à s'écouler en sens inverse et par conséquent il est inopportun La position du rayon extérieur m depuis l'axe central de l'orifice d'admis- sion 12 a correspond sensiblement à la position du centre de la longueur radiale 1 de l'ailette l Oa. Dans le générateur de véhicule conventionnel décrit ci-dessus, le passage g entre l'ailette i Qa du ventilateur 10 et la face de bordure intérieure du flasque avant qui lui fait face est étroit et par conséquent, la résistance à la venti- lation dans la partie admission de la portion radiale extérieure de l'orifice d'admission 12 a tend à devenir élevée Ceci provoque un bruit pénible pour les oreilles et constitue un facteur principal de l'élé- vation du niveau global de pression acoustique. En outre, dans le ventilateur de véhicule conventionnel décrit ci-dessus, les ailettes l Oa du ventilateur 10 traversent une portion circonfé- rentielle o chacune d'entre elles et une partie d'admission 12 a viennent à recouvrement Par consé- quent, une fréquence collective résulte de la multi- plication de la fréquence de rotation par le nombre d'ailettes l Oa et une fréquence résulte de la multi- plication de la fréquence de rotation par le nombre d'orifices d'admission 12 a; c'est-à-dire que, dans le cas des orifices d'admission 12 a de la figure 4, la pression acoustique due à la composante de bruit de la ventilation du multiple 12 de la fréquence de l'orifice d'admission 12 a tend à devenir manifeste et pénible pour les oreilles De plus, ce problème constitue un facteur principal de l'élévation du niveau global de pression acoustique. Un but de la présente invention est de résoudre les problèmes ci-dessus en proposant un générateur de véhicule qui soit étudié pour abaisser le niveau acoustique global de la ventilation dans un passage o la face de bordure intérieure d'un flasque fait axialement face aux ailettes d'un ventilateur, et par conséquent, pour supprimer le bruit pénible pour les oreilles. Un autre but de la présente invention est de résoudre les problèmes ci-dessus en proposant un alternateur de véhicule qui soit étudié pour abaisser le niveau de pression acoustique du flux d'air d'admission provenant de chaque orifice d'admission prévu à l'une des extrémités d'un flasque qui fait axialement face aux ailettes d'un ventilateur lorsque le ventilateur tourne, et par conséquent, pour supprimer un bruit pénible pour les oreilles. Un alternateur de véhicule conforme à la présente invention présente une cavité annulaire correspondant au fait qu'un passage axial prévu dans la face de bordure intérieure d'un flasque qui fait axialement face aux ailettes d'un ventilateur est grand dans la portion radiale extérieure d'un orifice d'admission et devient graduellement étroit sur ces deux c 8 tés. En outre, un alternateur de véhicule conforme à la présente invention comporte des trous d'admission dans une pluralité de nervures élargies dans la direction circonférentielle à l'une des extrémités d'un flasque qui fait axialement face aux ailettes d'un ventilateur, de façon que l'air de ventilation produit par le ventilateur soit admis par ces trous d'admission en plus de la pluralité des orifices d'admission. Selon la présente invention, du fait que le passage prévu sous la forme de la cavité annulaire dans la face de bordure intérieure du flasque qui fait axialement face à l'ailette du ventilateur est grand dans la position radiale extérieure de l'orifice d'admission, la résistance à la ventilation de l'air d'admission provenant de l'orifice d'admission est réduite et la pression dynamique causée par l'écou- lement dynamique est réduite Il en résulte que le niveau global de pression acoustique est réduit et que le bruit de la ventilation est également réduit. En outre, selon la présente invention, l'air de ventilation produit par le ventilateur est admis par les trous d'admission percés dans les nervures en plus des orifices d'admission du flasque la fréquence résultant de la multiplication de la fréquence de rotation par le nombre d'orifices d'admission est dispersée et la fréquence ainsi réduite abaisse le niveau de pression acoustique En outre, la partie admission du flasque est de forme continue, sans la discontinuité causée par les nervures élargies dans la direction circonférentielle Il en résulte que le flux d'air d'admission est rendu uniforme et que sa valeur globale diminue de façon générale. Les figures 1 et 3 sont une vue en élévation en coupe et une vue latérale d'un alternateur de véhicule conventionnel; la figure 2 est une vue à échelle agrandie de la portion D de la figure 5; les figures 4 et 7 sont une vue en coupe et une vue latérale de la première demi-portion d'un alternateur de véhicule concrétisant la présente invention; la figure 5 est une vue à échelle agrandie de la portion E de la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe d'une autre réalisation de la présente invention correspondant à la figure 5; et les figures 8 et 9 sont une vue en coupe et une vue latérale de la première demi-portion d'un alternateur de véhicule concrétisant la présente invention. les figures 4 et 7 sont une vue en coupe et une vue latérale de la première demi-portion d'un alternateur de véhicule concrétisant la présente invention Les repères 1-8, 10, 10 a, 13 15, 17, ainsi que sur sa seconde demi- portion, qu'on a omis de représenter, désignent des parties et une portion correspondant à celles indiquées en référence à l'alternateur conventionnel décrit ci-dessus Comme représenté sur les figures 4 et 7, un flasque avant 32 présente une pluralité d'orifices d'admission 32 a à l'une de ses extrémités et une pluralité d'orifices d'échappement 32 b dans sa portion périphé- rique extérieure La position du rayon extérieur m de l'orifice d'admission 12 a du flasque avant 32 correspond sensiblement à la position du centre de la longueur radiale 1 de l'ailette du ventilateur (voir figure 5). La figure 5 est une vue, à échelle agrandie, de la portion E de la figure 4 Un étroit passage g est prévu sur la face de bordure intérieure du flasque avant 32 qui fait axialement face à l'ailette l Oa du ventilateur 10 et du côté admission et échap- pement de ce ventilateur par rapport à l'ailette 10 a Un passage plus grand gl est prévu à la position radiale extérieure m de l'orifice d'admission 32 a. C'est une cavité annulaire triangulaire 32 c qui apparait ainsi La position radiale du sommet a du triangle est prévue au rayon extérieur m de l'orifice d'admission 32 a et la longueur bc de la base du triangle est prévue de façon à avoir bc > 1 (longueur de l'ailette l Oa). Comme indiqué ci-dessus, le passage gl par rapport à l'ailette l Oa, au sommet de la cavité 32 c est prévu plus grand que celui qui existe entre l'ailette l Oa et la face opposée de l'orifice d'admis- sion 12 a dans l'exemple conventionnel de la figure 1 On diminue ainsi la résistance à la ventilation dans la partie d'admission Il en résulte que la pression dynamique due à la ventilation représentée par le flèche C est rendue inférieure à ce qu'elle était auparavant et que l'on peut donc réduire le niveau global de la pression acoustique. La figure 6 est une vue en coupe d'une autre réalisation de la présente invention, correspondant à la figure 5 La cavité annulaire 32 c sur la face de bordure intérieure du flasque avant 32 et chaque angle de l'orifice d'admission 32 a ont la forme d'un profil en arc, ce qui diminue encore la valeur globale. Bien que la cavité annulaire prévue sur la face de bordure intérieure du flasque avant 32 en face de l'ailette et du ventilateur soit prévue de forme triangulaire dans les réalisations représentées, elle peut avoir le profil d'un cercle fendu. La figure 8 est une vue en coupe de la première demi-portion d'un alternateur de véhicule conforme à une autre réalisation de la présente invention. Les repères 1-8, 10, l Oa, -13 15, 17, et sa seconde demi-portion, que l'on a omis de représenté, désignent des parties et une portion correspondant à ceux indiqués en référence à l'alternateur conventionnel décrit ci-dessus La figure 9 est une vue de côté de la figure 8. Comme représenté sur les figures 8 et 9, un flasque avant 32 présente une pluralité d'orifices d'admission 32 a à l'une de ses extrémités et une pluralité d'orifices d'échappement 32 b dans sa portion périphérique extérieure En outre, il est prévu un trou d'admission 32 d entre deux groupes d'orifices d'admission 32 a, chaque groupe en contenant trois. Lorsque le ventilateur 10 est entrainé en rota- tion par le rotor 4 dans l'alternateur concrétisant la présente invention, l'air de refroidissement est admis par chacun des orifices d'admission 32 a et par le trou d'admission 32 d et il est mis en circu- lation comme représenté par la flèche A. La fréquence résultant de la multiplication de la fréquence de rotation par le nombre d'orifices d'admission 32 a, c'est-à-dire, dans le cas représenté sur la figure 2, le multiple 12 de la fréquence, est dispersée, ce par quoi le multiple 12 de la fréquence est réduit Avec les trous d'admission 32 d, en outre, on empêche les nervures 32 c de rendre discontinue l'admission à travers le flasque avant 32 qui prend donc une forme plus continue, ce qui rend uniforme le flux d'air admis Par conséquent, non seulement on peut réduire de façon générale la valeur globale mais également le niveau de pression acous- tique du multiple 12 de la fréquence. Bien que l'on ait prévu dans chaque nervure 32 c un trou rond 32 d, il peut être d'une forme diffé- rente. Comme indiqué ci-dessus, conformément à la présente invention, la cavité annulaire en pente douce est prévue dans la face de bordure intérieure du flasque qui fait axialement face à l'ailette du ventilateur, avec un étroit passage entre elles, tandis que la cavité est prévue avec un grand passage axial aux positions radiales extérieures de l'orifice d'admission de façon que la partie de l'air d'admis- sion provenant de l'orifice d'admission du flasque puisse passer par le grand passage Il en résulte que le bruit de la ventilation est supprimé avec la conséquence d'annuler un sentiment d'inconfort. En outre, comme indiqué ci-dessus, conformément à la présente invention, le trou d'admission est prévu dans chaque nervure élargie, entre les groupes d'orifices d'admission, dans la direction circonfé- rentielle, à l'une des extrémités du flasque qui fait axialement face à l'ailette Il en résulte que la valeur globale du niveau de pression acoustique du bruit causé par l'air de ventilation est réduite. En outre, le niveau de pression acoustique de la fréquence résultant de la multiplication de la fréquence de rotation par le nombre d'orifices d'admission est abaissée, ce qui permet de supprimer le bruit physiologiquement pénible pour les oreilles. REVENDICATIONS 1 Alternateur de véhicule, comportant: un stator ( 1) couplé à une paire de flasques ( 32); un rotor ( 4) fixé à un arbre tournant ( 8) supporté par lesdits flasques par l'intermédiaire de roulements respectifs ( 15), ledit rotor comportant des portions formant induit ( 2); une paire de ventilateurs ( 10) montés sur les- dites portions formant induit des deux côtés dudit rotor, étant précisé que chaque flasque comporte une pluralité d'orifices d'admission ( 32 a) à l'une de ses extrémités et une pluralité d'orifices d'échappement ( 32 b) dans sa portion périphérique extérieure, étant précisé que la face de bordure intérieure d'un flasque fait axialement face aux ailettes dudit ventilateur, avec un étroit passage entre elles, et étant précisé que ledit alternateur est ventilé et refroidi par lesdits ventilateurs lorsque ledit rotor est entrainé en rotation, alternateur caractérisé par le fait qu'une cavité annulaire ( 32 c) en pente douce est prévue dans la face de bordure intérieure dudit flasque qui fait face aux ailettes dudit ventilateur, ladite cavité ayant la forme d'un passage qui devient axia- lement plus grand,depuis le centre axial dudit orifice d'admission, en direction de ses deux positions radiales extérieures. 2 Alternateur de véhicule comme revendiqué dans la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cavité annulaire en pente douce a la forme d'un profil en arc. 3 Alternateur de véhicule comme revendiqué dans la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite cavité annulaire en pente douce a la forme d'un triangle. 4 Alternateur de véhicule comme revendiqué dans la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite cavité annulaire en pente douce a la forme d'une portion de cercle. Alternateur de véhicule, comportant: un stator ( 1) couplé à une paire de flasques ( 32); un rotor ( 4) fixé à un arbre tournant ( 8) supporté par lesdits flasques par l'intermédiaire de roulements respectifs ( 15), ledit rotor comportant des portions formant induit ( 2); une paire de ventilateurs ( 10) montés sur les- dites portions formant induit des deux côtés dudit rotor, étant précisé que chaque flasque comporte une pluralité d'orifices d'admission ( 32 a) à l'une de ses extrémités et une pluralité d'orifices d'échappement ( 32 b) dans sa portion périphérique extérieure, étant précisé que ledit alternateur est ventilé et refroidi par lesdits ventilateurs lorsque ledit rotor est entraîné en rotation, alternateur caractérisé par le fait qu'un flasque, dont la face de bordure intérieure fait axialement face aux ailettes dudit ventilateur, présente des nervures élargies dans la direction circonférentielle, entre les groupes desdits orifices d'admission, chaque nervure comportant un trou d'admission ( 32 d)