(57)【要約】【課題】  冷却性を向上させるとともに冷却風の吸入窓に泥や砂が堆積することを防止することができる車両用発電機の冷却機構を提供すること。【解決手段】  車両用発電機１のフロントフレーム５は、固定子４に装備された固定子巻線４１の外周側に形成された冷却風吐出窓５１と、冷却ファンよりも軸方向に沿ってエンジンブロック１００側に形成された冷却風吸入窓５２とを有する。この冷却風吸入窓５２の近傍に導風ダクト１１０の吐出部が設けられている。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン側駆動部に直結されて回転駆動される回転軸と、前記回転軸と一体に回転するとともに前記エンジン側駆動部の軸方向端面に冷却ファンが固定された回転子と、前記回転子の外周に配置される固定子と、エンジン側取付部に固定されるフロントフレームと、前記フロントフレームに前記回転子を収容して回転軸を回転自在に保持するとともに前記固定子を保持するリヤフレームとを備える車両用発電機の冷却機構であって、
前記フロントフレームは、前記固定子に装備された固定子巻線の外周側に形成された冷却風吐出窓と、前記冷却ファンよりも軸方向に沿って前記エンジン側取付部に形成された冷却風吸入窓とを有し、
前記フロントフレームに設けられた前記冷却風吸入窓の近傍に導風ダクトの吐出部を設けたことを特徴とする車両用発電機の冷却機構。
【請求項２】
請求項１において、
前記導風ダクトは、前記車両用発電機が搭載される車両の進行方向前方に開口しており、前記吐出部から進行方向後方に向けて冷却風を吐出することを特徴とする車両用発電機の冷却機構。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記車両用発電機は、前記回転軸が地面に対してほぼ平行となるように配置されており、
前記導風ダクトの吐出部を、前記回転軸より下側に向けて配置することを特徴とする車両用発電機の冷却機構。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記導風ダクトは、前記冷却風吐出窓から吐出される冷却風と干渉しない位置に配設されていることを特徴とする車両用発電機の冷却機構。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記導風ダクトは、冷却風を導入する入口部よりも前記吐出部を小さい断面形状としたことを特徴とする車両用発電機の冷却機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車等に搭載される車両用発電機の冷却機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
二輪車用の車両用発電機は主にエンジン外部に露出させて取り付けられている。この車両用発電機では、乗用車等に搭載されている車両用発電機と異なり、ベルトを介して連結する代わりにエンジンブラケットと車両用発電機とはシャフトを直結させる形式で連結されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−３３１７８６号公報（第３−６頁、図１−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に開示された二輪車用の発電機では、エンジンブラケットに直接取り付けられるため、発電機から吐出された高温の冷却風がフロント側吸入窓から再び発電機内に導入され、冷却性が悪化するという問題があった。冷却性の悪化に伴い、電機部品の寿命が低下するとともに、固定子および回転子の温度上昇による出力低下につながるため改善が望まれている。
【０００４】
また、二輪車用の発電機はエンジン外部に露出しているため、泥道走行時等においてタイヤのはね返りによって泥水や砂などの異物が発電機のフロント側吸入窓に堆積するおそれがあるという問題があった。これらの異物がフロント側吸入窓に堆積すると、吸入窓面積の減少に伴って冷却風の風量が減少し、さらに冷却性が低下する。さらに、フロント側吸入窓における泥水や砂などの堆積を放置すると、エンジンの振動等によって発電機内部にこれらの異物が侵入しやすくなり、回転停止や発電不良の原因になる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、冷却性を向上させるとともに冷却風の吸入窓に泥や砂が堆積することを防止することができる車両用発電機の冷却機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用発電機の冷却機構は、エンジン側駆動部に直結されて回転駆動される回転軸と、回転軸と一体に回転するとともにエンジン側駆動部の軸方向端面に冷却ファンが固定された回転子と、回転子の外周に配置される固定子と、エンジン側取付部に固定されるフロントフレームと、フロントフレームに回転子を収容して回転軸を回転自在に保持するとともに固定子を保持するリヤフレームとを備える車両用発電機の冷却機構であって、フロントフレームは、固定子に装備された固定子巻線の外周側に形成された冷却風吐出窓と、冷却ファンよりも軸方向に沿ってエンジン側取付部に形成された冷却風吸入窓とを有し、フロントフレームに設けられた冷却風吸入窓の近傍に導風ダクトの吐出部を設けている。これにより、フロントフレームの冷却風吸入窓の近傍に導風ダクトの吐出部を設けているため冷却風吸入窓に新鮮な冷却風を吸入することが可能になり、車両用発電機の冷却性を向上させることができる。
【０００７】
また、上述した導風ダクトは、車両用発電機が搭載される車両の進行方向前方にに開口しており、吐出部から進行方向後方に向けて冷却風を吐出することが望ましい。これにより、導風ダクトに効率よく冷却風を取り込むことができるとともに、フロントフレームに設けられた冷却風吸入窓に強制的に冷却風を吹き付けることができるため、車両走行中に進行方向前方の地面からはね返って飛来する泥水や砂などをこの吹き付けた冷却風によって除去し、堆積することを防止することができる。
【０００８】
また、上述した車両用発電機は、回転軸が地面に対してほぼ平行となるように配置されており、導風ダクトの吐出部を、回転軸より下側に向けて配置することが望ましい。車両走行中に地面からはね返って車両用発電機に到達する泥水等は主に回転軸よりも下側、すなわち地面側に付着するため、導風ダクトの吐出部を回転軸よりも下側に向けて配置することにより、車両走行時に地面からはね返って堆積する泥水等を有効に除去することができる。
【０００９】
また、上述した導風ダクトは、冷却風吐出窓から吐出される冷却風と干渉しない位置に配設されていることが望ましい。これにより、導風ダクトを追加したことによる冷却風量、風速の低下を防止して冷却性をさらに向上させることができる。
【００１０】
また、上述した導風ダクトは、冷却風を導入する入口部よりも吐出部を小さい断面形状とすることが望ましい。これにより、通風ダクトから吐出される冷却風の風速を増すことができるため、さらに効率よく泥水や砂等を除去してこれらが堆積することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用発電機の冷却機構について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、一実施形態の車両用発電機の全体構成を示す断面図である。また、図２は図１に示した車両用発電機の正面図である。図３は、図１に示した車両用発電機の裏面図である。図４は、本実施形態の車両用発電機を二輪車に搭載した状態の概略を示す図である。図５は、本実施形態の車両用発電機を二輪車に搭載した状態の詳細を示す側面図である。図６は、本実施形態の車両用発電機を二輪車に搭載した状態の詳細を示す裏面図である。
【００１２】
本実施形態の車両用発電機１は、回転軸２、回転子３、固定子４、フロントフレーム５、リヤフレーム６、整流器７、ブラシ装置８、電圧制御装置９等を備えている。回転軸２は、エンジンブロック１００内に設けられたエンジン側駆動部としてのギア１０２に先端を嵌合して連結することにより、回転駆動される。
【００１３】
回転子３は、界磁として作用し、回転軸２と一体に回転しており、一対のランデル型ポールコア３０、３１、界磁コイル３２、冷却ファン３５、３６を備えている。ランデル型ポールコア３０、３１のそれぞれは、回転軸２に圧入されるボス部と、ボス部の軸方向端部近傍から径方向に延びるディスク部と、ディスク部の外周部から軸方向に延びる複数（例えば６個）の爪状磁極部により構成されている。一方の冷却ファン３５は、エンジンブロック１００側に配置された一方のポールコア３０の軸方向端面に溶接などの手法によって固定されている。この冷却ファン３５は、例えば、ブレードの一部あるは全部を傾斜させた斜流ファンであり、吸入された冷却風を遠心方向および軸方向に沿って導く。軸方向に沿って導かれた冷却風は、ポールコア３０、３１の隣接する爪状磁極部間あるいはこれらの爪状磁極部と固定子４との間を通ることにより、回転子３および固定子４を冷却する。また、他方の冷却ファン３６は、エンジンブロック１００と反対側に配置された他方のポールコア３１の軸方向端面に固定されている。この冷却ファン３６は、例えば、ポールコア３１の軸方向端面に対して垂直なブレードを有する遠心ファンであり、吸入された冷却風を遠心方向に導く。図１では、フロントフレーム５およびリヤフレーム６のそれぞれに対応する冷却風の吸排気の様子が点線の矢印で示されている。固定子４は、複数のスロットが形成された固定子鉄心４０と、各スロットに巻装されて固定子鉄心４０の軸方向端面から一部が露出する固定子巻線４１とを有している。
【００１４】
フロントフレーム５は、エンジン側取付部としてのエンジンブロック１００側に配置されており、固定子巻線４１のフロント側コイルエンドの外周側に形成された複数の冷却風吐出窓５１と、冷却ファン３５よりも軸方向に沿ってエンジンブロック１００側に形成された冷却風吸入窓５２とを有している。
【００１５】
リヤフレーム６は、エンジンブロック１００と反対側に配置されており、固定子４を収納保持する。固定子４は、固定子鉄心４０の軸方向端面の一部が複数本のスタッドボルト６０による軸方向の締結力を受けることで固定されている。また、リヤフレーム６は、軸方向外側には整流器７、ブラシ装置８、電圧制御装置９等の電気部品が配置され、これらの電機部品を覆うようにリヤカバー１０が取り付けられる。また、リヤフレーム６は、車両用発電機１として組み付けられた状態で固定子巻線４１のリヤ側コイルエンドの外周側に形成された複数の冷却風吐出窓６１と、冷却ファン３６よりも軸方向に沿ってリヤ側（エンジンブロック１００と反対側）に形成された冷却風吸入窓６２とを有している。リヤカバー１０の軸方向端面にも冷却風吸入窓１１が形成されており、回転子３とともに冷却ファン３６が回転すると、リヤカバー１０に形成された冷却風吸入窓１１を通して吸入された冷却風が電気部品を冷却後、リヤフレーム６に形成された冷却風吸入窓６２を通して冷却ファン３６近傍に導かれ、その後、固定子巻線４１のリヤ側コイルエンドを冷却した後にリヤフレーム６の冷却風吐出窓６１から排出される。
【００１６】
フロントフレーム５とリヤフレーム６は、固定子４を固定するスタッドボルト６０とナット６３を用いて締め付け固定されている。また、フロントフレーム５の外径側には貫通した取付穴を有する複数のステー部５４が、リヤフレーム６の外径側には貫通した取付穴を有する複数のステー部６４がそれぞれ形成されている。ステー部５４、６４の貫通穴の位置を合わせた状態でリヤ側からボルト１２を通して締め付けることにより、エンジンブロック１００に対してフロントフレーム５とリヤフレーム６、すなわち車両用発電機１の全体の取り付けが行われる。この状態において、回転軸２の先端がエンジンブロック１００内に設けられたギア１０２と嵌合して連結され、エンジン側から回転軸２に対して回転力が駆動される。
【００１７】
エンジンブロック１００は、フロントフレーム５のフロント側端面に形成された円筒形状のフランジ部５５に対応する凹部１０４と、フロントフレーム５の冷却風吐出窓５１の外径よりも径方向寸法が大きい取り付け面（エンジン側取り付け面）１０６とを有している。
【００１８】
また、この取り付け面１０６には、導風ダクト１１０が設けられている。導風ダクト１１０は、車両（二輪車）走行時に、フロントフレーム５の冷却風吸入窓５２に新鮮な冷却風を導入するとともに、フロントタイヤ２００からのはね返り等によって冷却風吸入窓５２の主に回転軸２の下側（地面側）に飛来して堆積する泥水や砂等の異物を除去するためのものである。
【００１９】
図５および図６に示すように、導風ダクト１１０は、冷却風を導入する入口部１１０Ａよりも吐出部１１０Ｂの方が小さい断面形状を有しており、エンジンブロック１００の取り付け面１０６の表面に、フロントフレーム５の冷却風吐出窓５１から吐出される冷却風と干渉しない位置であって、回転軸２が地面に対してほぼ平行となるように配置された車両用発電機１の回転軸２より下側（地面側）に配設され、ビス１１２によって固定されている。車両進行方向に沿って前方に入口部１１０Ａを配置することにより、入口部１１０Ａから導入されて風速を増した後に吐出部１１０Ｂから車両進行方向後方に向けて吐出される冷却風が、フロントフレーム５の冷却風吸入窓５２の下側および車両進行方向前方に吹き付けられるようになっている。
【００２０】
このように、本実施形態の車両用発電機１の冷却機構として、フロントフレーム５の冷却風吸入窓５２の近傍に導風ダクト１１０の吐出部１１０Ｂを設けているため冷却風吸入窓５２に新鮮な冷却風を吸入することが可能になり、車両用発電機１の冷却性を向上させることができる。
【００２１】
また、導風ダクト１１０は、車両用発電機１が搭載される車両の進行方向前方に開口しており、吐出部１１０Ｂから進行方向後方に向けて冷却風を吐出している。これにより、導風ダクト１１０に効率よく冷却風を取り込むことができるとともに、フロントフレーム５に設けられた冷却風吸入窓５２に強制的に冷却風を吹き付けることができるため、車両走行中に進行方向前方の地面からはね返って飛来する泥水や砂などをこの吹き付けた冷却風によって除去し、堆積することを防止することができる。
【００２２】
また、車両走行中に地面からはね返って車両用発電機１に到達する泥水等は主に回転軸２よりも下側、すなわち地面側に付着するため、導風ダクト１１０の吐出部１１０Ｂを回転軸２よりも下側に向けて配置することにより、車両走行時に地面からはね返って堆積する泥水等を有効に除去することができる。
【００２３】
また、導風ダクト１１０は、冷却風吐出窓５１から吐出される冷却風と干渉しない位置に配設されているため、導風ダクト１１０を追加したことによる冷却風量、風速の低下を防止して冷却性をさらに向上させることができる。
【００２４】
また、導風ダクト１１０は、冷却風を導入する入口部１１０Ａよりも吐出部１１Ｂを小さい断面形状としているため、導風ダクト１１０から吐出される冷却風の風速を増すことができ、さらに効率よく泥水や砂等を除去してこれらが堆積することを防止することができる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、車両走行時に導風ダクト１１０内に自然吸気されるようにしたが、送風ファンを用いて導風ダクト１１０に強制的に冷却風を送り込むようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一実施形態の車両用発電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した車両用発電機の正面図である。
【図３】図１に示した車両用発電機の裏面図である。
【図４】本実施形態の車両用発電機を二輪車に搭載した状態の概略を示す図である。
【図５】本実施形態の車両用発電機を二輪車に搭載した状態の詳細を示す側面図である。
【図６】本実施形態の車両用発電機を二輪車に搭載した状態の詳細を示す裏面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  車両用発電機
２  回転軸
３  回転子
４  固定子
５  フロントフレーム
６  リヤフレーム
７  整流器
８  ブラシ装置
９  電圧制御装置
１０  リヤカバー
５１  冷却風吐出窓
５２  冷却風吸入窓
１００  エンジンブロック
１０２  ギア
１１０  導風ダクト
１１０Ａ  入口部
１１０Ｂ  吐出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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