JP2000228841A - 車両用交流発電機 - Google Patents
車両用交流発電機Info
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Abstract
良好な気密性が得られ、しかも組付性が良好な車両用交
流発電機を提供すること。 【解決手段】 車両用交流発電機のリヤカバー6は、ほ
ぼ円形に形成された平面部64と、この平面部64の周
囲を軸方向に延長した円筒部65とを有している。平面
部64には、シール部材を挟んでブラシホルダと対向す
る領域に、屈曲した形状を有する溝部66によって迷路
構造の換気通路が形成される。この換気通路67によっ
て、ブラシホルダおよびスリップリングカバーとスリッ
プリングとの間に形成される内部空間とブラシホルダ等
の外部の空間とがつながって、内部空間が負圧になった
ときに外部からこの内部空間に対して新たな空気が導入
される。
Description
に搭載される車両用交流発電機に関する。
子の回転軸の一方端近傍に形成されたスリップリングへ
の水や油などの浸入を防止するために、シール部材を介
して組み付けられたブラシホルダとスリップリングカバ
ーが用いられており、これらによってスリップリング周
辺部が保護されている。
粉排除を目的とした空気の換気通路をシール部材の形状
を工夫することにより確保していた。例えば、特公平7
−32571号公報には、ブラシホルダとスリップリン
グカバーとによってスリップリングの径方向の周辺を覆
うとともに、軸方向についてはシール部材をブラシホル
ダおよびスリップリングカバーとリヤフレームあるいは
リヤカバーの間に挿入することにより、車両用交流発電
機のスリップリング周辺の気密性を高めた構造が開示さ
れている。この車両用交流発電機では、リヤカバー側に
配置されたシール部材に、円筒部の内外をつなぐ通路が
形成されており、この通路の出口部分が保護部によって
覆われている。
来の車両用交流発電機では、リヤカバー側に配置された
シール部材は、円筒部の内外をつなぐ通路やその出口部
分を覆う保護部等が形成されており、その形状が複雑に
なるため、これを成形するために用いられる成形型の構
造も複雑になって製造コストの上昇を招くという問題が
あった。特に、この通路を介した水や油の浸入を防ぐた
めに、この通路を迷路構造にすることが従来から行われ
ているが、通路の形状が複雑になればなるほど、このシ
ール部材を製造コストが上がることになる。
め、誤組み付けのおそれがあるとともに、このシール部
材を柔らかいゴム材料等を用いて形成した場合には変形
しやすいため、変形した状態で組み付ける乗り上げ組み
付けが生じるおそれがある。特に、シール部材に設けら
れた通路が変形すると、このシール部材とリヤカバー等
との間に隙間が生じるためスリップリング周辺の気密性
が不充分になるという問題があった。このため、空気の
吸い込み量が減ったり、閉塞した場合には全く空気を吸
い込まなくなり、スリップリングの温度が上がったり、
ブラシ粉の排除が不完全になるという不都合を生じるこ
とになる。
グカバーを軸方向の両側から2つのシール部材で挟み込
む構造において、これら2つのシール部材を異なる形
状、異なる材質で形成すると組み付け性が悪くなるた
め、スリップリングの摺動面に対してブラシの傾きが発
生しやすくなり、摺動面が小さくなって界磁巻線に流れ
る電流が少なくなって、出力の低下を招くおそれもあ
る。
たものであり、その目的は、製造が容易であって、スリ
ップリング周辺の良好な気密性が得られ、しかも組付性
が良好な車両用交流発電機を提供することにある。
ために、本発明の車両用交流発電機は、回転子の回転軸
に設けられたスリップリングに摺接するブラシを収納す
るとともにスリップリングの外周部を覆うブラシ装置
と、これらを覆うリヤカバーとを有しており、ブラシ装
置に対向するリヤカバーの表面に、スリップリング周辺
の内部空間の空気を換気する通路が形成されている。リ
ヤカバーを利用して通路を形成することにより、シール
部材の形状を工夫してこの通路を形成する場合に比べ
て、部品の形状が簡略化され、製造が容易となる。した
がって、シール部材が単純な形状になるため、誤組み付
けや乗り上げ組み付けが生じる可能性が低減される。ま
た、ブラシ装置の軸方向の両側にシール部材を配置する
場合に、これら2つのシール部材をいずれも単純な形状
とすることができ、しかも同じような形状、材質とする
ことができる。したがって、良好な組み付け性を確保す
ることができ、ブラシが傾斜した状態で組み付ける等の
不都合を防止することができる。
一方端をスリップリング周辺の内部空間に開口させ、他
方端をブラシ装置の外部に形成された空間に開口させる
ことが望ましい。通路を迷路構造とすることにより、こ
の通路を通って内部空間に水や油等が浸入することを有
効に防止することができる。
入されたシール部材を備えて、このシール部材とリヤカ
バーとを密着させて通路の途中の密着性を得ることが望
ましい。組み付け方向である軸方向にシール部材とリヤ
カバーとを密着させることにより通路の気密性が与えら
れるため、ブラシ装置やシール部材の組付けがしやすく
なる。
することが望ましい。リヤカバーを樹脂材料で形成する
場合には、成形型の形状を変えるだけで任意形状の通路
が形成できるため、迷路構造等を有する複雑な形状を有
する通路を容易に形成することができる。
に対応する部分の少なくとも一部を含む所定領域に補強
構造を形成することが望ましい。リヤカバーの所定領域
に補強構造を形成することにより、リヤカバーの変形が
防止できるため、ブラシ装置やシール部材とリヤカバー
とを確実に接触させて、通路やスリップリング周辺の内
部空間の気密性を確保することができる。また、リヤカ
バーの必要な部分のみに補強構造を形成することによ
り、構造や形状の簡素化が可能であり、部品コストの上
昇を極力抑えることができる。
する場合に、リヤカバーに埋設されたインサート金具に
よって補強構造を実現することが望ましい。樹脂製のリ
ヤカバーにインサート金具を埋設することにより、この
埋設部分の剛性を容易に高めることができる。
ムに3本以上のボルトによってリヤカバーが固定されて
いる場合に、これらのボルトの取付部によって包囲され
る領域をほぼ含むように上述した補強構造を形成するこ
とが望ましい。リヤカバーをフレームに対して組み付け
る際に、ボルトの取付部に加わる締め付け力によってリ
ヤカバーの変形が生じるため、この締め付け力が作用す
る領域を含むように補強構造を形成することにより、リ
ヤカバーの変形を防止することができる。
端であってブラシ装置の外部に形成された開口部の壁面
の一部を軸方向に延長した凸部を有することが望まし
い。開口部の壁面の一部のみを軸方向に延長することに
より、この開口部が同一平面上に形成されることを防止
することができる。このため、水や油等の膜がこの開口
部に形成されにくくなって、膜形成時のように水等が通
路に容易に吸入されて浸入することを防止することがで
きる。
の周囲であって、ブラシ装置の外部に形成された通路の
他方端の開口部を少なくとも覆う位置に衝立を形成する
ことが望ましい。開口部を覆うように衝立を設けること
により、開口部に対する水や油等の直接的な浸入を低減
することができる。
態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳
細に説明する。
す図である。図1に示す車両用交流発電機1は、固定子
2、回転子3、フレーム4、ブラシ装置5、リヤカバー
6等を含んで構成されている。
定子巻線23と、固定子鉄心22と固定子巻線23との
間を電気絶縁するインシュレータ24とを備えている。
かつ同心状に巻き回した界磁巻線31を、それぞれが6
個の爪部を有するポールコア32によって、回転軸33
を通して両側から挟み込んだ構造を有している。また、
フロント側のポールコア32の端面には、フロント側か
ら吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すた
めの冷却ファン35が溶接等によって取り付けられてい
る。同様に、リヤ側のポールコア32の端面には、リヤ
側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すための冷却
ファン36が溶接等によって取り付けられている。ま
た、回転軸33のリヤ側端部近傍には、界磁巻線31の
両端に電気的に接続された2つのスリップリング37、
38が形成されており、これらのスリップリング37、
38を介してブラシ装置5から界磁巻線31に対して給
電が行われる。
収容しており、回転子3が回転軸33を中心に回転可能
な状態で支持されているとともに、回転子3のポールコ
ア32の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子
2が固定されている。また、フレーム4は、固定子鉄心
22の軸方向端面から突出した固定子巻線23に対向し
た部分に冷却風の吐出窓42を有し、軸方向端面に吸入
窓41を有している。
7、38のそれぞれに摺接する2つのブラシ51、52
を収納するブラシホルダ53と、ブラシホルダ53とと
もにスリップリング37、38の外周を覆うスリップリ
ングカバー54と、組み付け時にブラシホルダ53およ
びスリップリングカバー54の軸方向端部に配置されて
スリップリング37、38の周辺に形成される空間の気
密性を高める2つのシール部材55、56とを含んで構
成されている。これらシール部材55、56は、板状の
ゴム製である。
側に取り付けられるブラシ装置5や整流装置およびIC
レギュレータを覆うように取り付けられ、これらを異物
から保護する。このリヤカバー6は、樹脂材料によって
形成されており、同心円に沿って形成された複数の吸入
窓と、フレーム4に取り付けられた3本のボルト43が
貫通する3個の取付孔と、これら3つの取付孔を含む領
域に埋設されたインサート金具63とを有している。ブ
ラシ装置5およびリヤカバー6の詳細構造については後
述する。
は、ベルト等を介してプーリ20にエンジン(図示せ
ず)からの回転力が伝えられると回転子3が所定方向に
回転する。この状態で回転子3の界磁巻線31に外部か
ら励磁電圧を印加することにより、ポールコア32のそ
れぞれの爪部が励磁され、固定子巻線23に3相交流電
圧を発生させることができ、出力端子10からは所定の
直流電流が取り出される。
詳細構造について説明する。図2は、ブラシホルダ53
とスリップリングカバー54との組み付け状態を示すブ
ラシ装置5の斜視図である。また、図3はブラシ51、
52を組み付ける前のブラシホルダ53の斜視図、図4
はスリップリングカバー54の斜視図である。
は、ブラシ51、52を収納するための第1収納部15
0とピグテールを収納するための第2収納部151とが
形成された箱部152を備え、箱部152のスリップリ
ング37、38側が、その表面積を拡大させるととも
に、スリップリング37、38の外周面に沿った凹曲面
状に形成された肉厚部153になっている。ブラシホル
ダ53は、箱部152の径方向における両側の端面15
4に、金属板よりなる正極側および負極側の端子155
を突出させて一体にモールド成形されている。また、肉
厚部153の凹曲面状に形成された面の径方向における
両端部には、軸方向の全長にわたって断面が長方形形状
を有する凹部156が形成されており、肉厚部153の
径方向における両端面には、それぞれ2個ずつの凸部1
57が形成されている。
の一方端側に形成されたスリップリング37、38を覆
って保護するためのものであり、筒体の周の約1/4を
取り除いた形状を有し、径方向の断面形状が円周の約3
/4となる。したがって、スリップリングカバー54
は、周方向に約3/4円を有する樹脂材料(例えばナイ
ロン製)からなるほぼ円筒状の周壁160によって構成
されている。この周壁160の周方向における両端部に
は、ブラシホルダ53の凹部156と嵌め合わされるた
めの、軸方向に伸びる比較的薄肉のV字状凸部161が
形成されている。また、V字状凸部161の外側には、
ブラシホルダ53の凸部157と係合するかぎ状の突起
部162が形成されている。
4を固定しておいて、ブラシホルダ53の凹部156を
スライドさせながらスリップリングカバー54のV字状
凸部161に嵌め合わせることにより組み付けられる。
ブラシ装置5は、このようにして組み付けられた状態で
軸方向の両端面において段差が生じないように、ブラシ
ホルダ53とスリップリングカバー54のそれぞれの軸
方向長さが設定されている。例えば、図2に示すよう
に、ブラシホルダ53の箱部152と肉厚部153のリ
ヤカバー6側の端面とスリップリングカバー54のリヤ
カバー6側端面のそれぞれが段差のない同一平面上に形
成されている。また、少なくともブラシホルダ53の肉
厚部153のフレーム4側の端面とスリップリングカバ
ー54のフレーム4側端面とが段差のない同一平面上に
形成されている。
明する。図5は、リヤカバー6の平面図であり、ブラシ
装置5等が収納されているフレーム4側からみた形状が
示されている。また、図6は図5に示したVI−VI線
断面図であり、図7は図5に示したVII−VII線断
面図である。
面部64と、この平面部64の周囲を軸方向に延長した
円筒部65とを有しており、円筒部65の一方端に形成
される開口側にブラシ装置5等を収容してこれらを保護
するようになっている。平面部64には、シール部材5
6を挟んでブラシ装置5と対向する領域に、1ヶ所以上
の屈曲した形状を有する溝部66によって迷路構造が形
成されている。
拡大図である。また、図9はこの迷路構造近傍の部分的
な斜視図であり、ブラシ装置5等との対応関係が示され
ている。図8においてハッチングが付された領域69
が、シール部材56によって覆われる領域であり、リヤ
カバー6に形成された溝部66とこの溝部66の開口を
閉塞するように配置されるシール部材56とによって囲
まれた迷路構造の空間によって換気通路67が形成され
る。換気通路67は、ブラシホルダ53、スリップリン
グカバー54およびシール部材56の内周壁57とスリ
ップリング37、38とによって挟まれた内部空間とブ
ラシ装置5の外部のリヤカバー6内の空間とをつないで
いる。この内部空間は、ブラシ装置5とその軸方向の両
端面側に配置される2つのシール部材55、56とによ
って気密性が保たれており、回転子3を回転させてこの
内部空間が負圧あるいは正圧になると、換気通路67の
一方端に形成された開口部68から空気が吸入あるいは
吐出され、換気通路67を通ってこの内部空間が換気さ
れる。この空気によって、ブラシ51、52の摺動によ
って昇温したスリップリング37、38の冷却と、摺動
によって生じたブラシ粉の排除が行われる。
覆われる領域69を挟む位置に2つの凸部70、71
と、これら2つの凸部70、71を包囲するように形成
された衝立72(図5においてはハッチングが付された
範囲が衝立72を示している)とを有している。2つの
凸部70、71は、それらの間にシール部材56が取り
付けられるため、このシール部材56の位置決め用とし
ても用いられる。また、凸部70は、上述した換気通路
67の一方の開口部68を形成する壁面の一部を回転軸
33の軸方向に延長した形状を有している。この凸部7
0、71は、シール部材56に接して延びており、シー
ル部材56の側面と共に軸方向に延びる通路を区画して
いる。しかもこの凸部70、71は、シール部材56の
厚さ以上に延出している。このように、開口部68の一
部の壁面のみを軸方向に延長することにより、開口部6
8がリヤカバー6の内側表面と同一平面上に形成されな
くなるため、開口部68に水や油等によって膜が形成さ
れることを防止することができる。したがって、換気通
路67につながっている内部空間が負圧になった場合で
あっても、形成された膜とともに水や油等を吸い込むこ
とを防止することができる。
つの凸部70、71より長く軸方向に延びている。この
衝立72は、車両用交流発電機1を車両(図示せず)に
組み付けた際に、換気通路67の一方端の開口部68を
天方向から覆うような範囲にわたって形成されている。
これにより、リヤカバー6に設けられた複数の吸入窓6
1から水等が浸入したときに、開口部68が直接的に被
水することを防止することができる。
ール部材56に覆われる領域69を含む範囲に埋設され
たインサート金具63を有している。図10は、インサ
ート金具63のみを抜き出して詳細形状を示す平面図で
ある。また、図11は図10に示したXI−XI線断面
図である。このインサート金具63は、シール部材56
を介してブラシ装置5が押圧された場合に、リヤカバー
6の変形を防止するための補強構造を実現するためのも
のである。インサート金具63は、3本のボルト43を
貫通させる3つの取付孔62の周囲であってリヤカバー
6を取り付けるために用いられる3つのナット74の座
面に対応する部分が露出して、これらのナット74によ
る締め付け力がインサート金具63に直接的に加わるよ
うになっている。インサート金具63が埋設されて変形
しにくいリヤカバー6の一部がシール部材56を介して
ブラシ装置5のブラシホルダ53およびスリップリング
カバー54の軸方向端部に押圧されるため、シール部材
56を挟み込むことにより、換気通路67の途中の気密
性およびブラシ装置5内の内部空間の気密性を確実に実
現することができる。
き出した花弁状に形成されている。インサート金具63
は、開口部164を有している。この開口部164は、
鉤型に配置された溝部66と円形凹部66aとを収容す
る範囲にわたって広がっている。溝部66と凹部66a
とによって形成される換気通路67は、インサート金具
63の開口部164の平面的な範囲内に収容され、軸方
向には重複して位置している。そして、溝部66と凹部
66aとは、インサート金具63によって制約されるこ
となく、十分な深さをもって形成されている。
りは狭く形成されている。これによりインサート金具6
3とブラシ装置5との間にシール部材56が直接的に挟
持され、すなわちボルト43とナット73とによる締付
方向に三者が積層され、ブラシ装置5のリヤ側端面に確
実にシール部材56を密着させることができる。
機1では、ブラシ装置5によって形成される内部空間の
空気を換気するための換気通路67を、リヤカバー6の
一部に溝部66を形成するとともにこの溝部66の表面
にシール部材56を押圧することにより形成している。
したがって、この内部空間の気密性を高めるために用い
られるシール部材56を、他方のシール部材55と同じ
ような単純な形状(例えば平板状)とすることができる
ため、組み付け作業が容易となって、誤組み付けや乗り
上げ組み付けの発生を防止することができる。このた
め、ブラシ装置5を傾斜した状態で組み付けることを防
止することができ、スリップリング37、38に摺接す
るブラシ51、52の当たり面の面積が少なくなること
による出力の低下を防止することができる。また、リヤ
カバー6の表面に溝部66を形成するだけで換気通路6
7の迷路構造を形成することができるため、柔らかいゴ
ム等を用いたシール部材に吸気通路を形成する場合に比
べて、通路形状の変形防止、製造の容易化を図ることが
できる。
具63を埋設することにより、リヤカバー6を部分的に
補強することにより、シール部材56に対するリヤカバ
ー6の当たり面の変形を防止することができ、ブラシ装
置5によってスリップリング37、38を覆って形成さ
れる内部空間の気密性を確保することができる。
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。例えば、上述した実施形態では、樹脂材
料で形成されたリヤカバー6を用いたが、プレス加工に
よって鉄板やアルミニウム板を変形させたリヤカバー
や、あるいはアルミダイカスト等によって形成されたリ
ヤカバーを用いるようにしてもよい。また、リヤカバー
6の一部を補強構造とするためにこのリヤカバー6に部
分的にインサート金具63を埋設したが、インサート金
具63を用いないようにしてもよい。この場合には、ブ
ラシ装置5に対向する領域の変形を防止するために、3
カ所の取付孔62によって包囲される領域の全部あるい
は一部を含む所定領域を肉厚に形成することが好まし
い。また、インサート金具63を用いない場合であって
も、ブラシ装置5に対向する領域が変形しない場合、あ
るいは変形してもシール部材56によってこの変形分が
吸収されて吸入空気の漏れ等が生じない場合には、肉厚
を増す等の補強構造としなくてもよい。
付け状態を示すブラシ装置の斜視図である。
である。
る。
示す平面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 回転子の回転軸に設けられたスリップリ
ングに摺接するブラシを収納するとともに前記スリップ
リングの外周部を覆うブラシ装置と、少なくとも前記ブ
ラシ装置を前記回転軸の軸方向外側から覆うリヤカバー
とを有する車両用交流発電機において、 前記ブラシ装置に対向する前記リヤカバーの表面に、前
記ブラシ装置と前記スリップリングとの間に形成された
内部空間の空気を換気する通路を形成したことを特徴と
する車両用交流発電機。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記通路は迷路構造を有しており、一方端が前記内部空
間に開口し、他方端が前記ブラシ装置の外部に形成され
た空間に開口していることを特徴とする車両用交流発電
機。 - 【請求項3】 請求項1または2において、 さらに前記ブラシ装置と前記リヤカバーとの間に挿入さ
れるシール部材を備え、 前記通路は、前記リヤカバーと前記シール部材とを密着
して、通路途中の気密性が与えられることを特徴とする
車両用交流発電機。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、 前記リヤカバーを樹脂材料によって形成することを特徴
とする車両用交流発電機。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかにおいて、 前記リヤカバーは、前記ブラシ装置に対向する部分の少
なくとも一部を含む所定領域に補強構造が形成されてい
ることを特徴とする車両用交流発電機。 - 【請求項6】 請求項5において、 前記補強構造は、樹脂材料によって形成された前記リヤ
カバーに埋設されたインサート金具であることを特徴と
する車両用交流発電機。 - 【請求項7】 請求項5または6において、 前記リヤカバーは、回転子と固定子とを収容するフレー
ムに3本以上のボルトによって固定されており、これら
のボルトの取付孔によって包囲される領域をほぼ含むよ
うに前記補強構造が形成されていることを特徴とする車
両用交流発電機。 - 【請求項8】 請求項2において、 前記リヤカバーは、前記通路の他方端であって前記内部
空間と反対側に形成された開口部の壁面の一部を軸方向
に延長した凸部を有することを特徴とする車両用交流発
電機。 - 【請求項9】 請求項2において、 前記リヤカバーは、前記ブラシ装置の周囲に、前記通路
の他方端であって前記内部空間と反対側に形成された開
口部を少なくとも覆う位置に形成された衝立を有するこ
とを特徴とする車両用交流発電機。
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