JP2002262513A

JP2002262513A - 車両用交流発電機及び車両用交流発電機用駆動伝達システム

Info

Publication number: JP2002262513A
Application number: JP2001053518A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kanazawa; 宏至金澤; Kazuo Tawara; 和雄田原; Hiromitsu Kiyono; 博光清野; Naoyuki Tanaka; 直行田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-13

Abstract

(57)【要約】【課題】回転子を高速回転させることにより、車両用交
流発電機本体を小型化できる車両用交流発電機及び車両
用交流発電機用駆動伝達システムを提供する。【解決手段】対向配置された一対の爪形磁極５Ａ，５Ｂ
の径方向内側に界磁巻線６を巻回した回転子１と、固定
子鉄心１４に固定子巻線１５を巻回した固定子２とを備
えた車両用交流発電機に、回転子１の回転軸３と独立し
て、この回転軸３にその回転数を増速して伝達する駆動
伝達軸１９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用交流発電機
及び車両用交流発電機用駆動伝達システムに係わり、特
に自動車用発電装置として好適な車両用交流発電機及び
車両用交流発電機用駆動伝達システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、車両用交流発電機は、対向配置さ
れそれぞれ複数の爪部を設けた一対の爪形磁極と、これ
ら爪形磁極の爪部に対してその径方向内側に巻回された
界磁巻線とからなる回転子と、固定子鉄心に出力用の固
定子巻線を巻回した固定子とを有しており、界磁巻線に
通電すると、一対の爪形磁極がそれぞれＮ極及びＳ極に
磁化され、Ｎ極に磁化した爪形磁極から出た磁束は、固
定子の固定子鉄心を介してＳ極に磁化した爪形磁極に戻
る磁気回路を形成し、この磁気回路の磁束が固定子の固
定子巻線に差交し、また回転子が回転することにより、
固定子巻線に交流の誘起電圧が発生するようになってい
る。

【０００３】ここで、このような車両用交流発電機は、
例えば自動車のエンジントランクルーム等、レイアウト
的な制約を受けつつ車両本体内に内蔵される関係上、小
型であることが望ましく、理論的には回転子を高速で回
転させられるようにすれば車両用交流発電機が小型化で
きることも知られている。すなわち、例えば同じ出力を
要求する場合、回転数を２倍にすることができれば、磁
極から出る磁束、あるいは界磁巻線の巻数は半分で足
り、その分巻線部分を小型化することができるので、全
体として車両用交流発電機を小型化することができる。

【０００４】また、通常、回転子の回転軸と、この回転
子の駆動力を発現させるエンジンの出力軸とは、両軸に
それぞれ設けた発電機プーリとクランクプーリとの間に
ベルトを掛け回して接続されている。このとき、一般的
に、エンジンのクランクプーリは、発電機プーリよりも
その外径が大きく設定され、エンジン回転数は、２倍〜
３倍に増速されて回転子に伝達される。しかし、この２
倍〜３倍の増速比は、クランクプーリの許容外径、車両
用交流発電機の伝達トルクに必要なベルトの巻き付け角
度に基づく回転子側のプーリ外径、及びベルトの許容速
度等により設計的に制約され、上記のように、単にエン
ジンのクランクプーリと発電機プーリとをベルトで接続
する構造では、さらなる増速は難しい。

【０００５】そこで、回転子に伝達する回転数をさらに
増速させる増速機構を備えたものとして、例えば特開昭
６０−２２４９９号公報に記載のように、発電機プーリ
内に遊星歯車機構を設け、発電機プーリの回転数を回転
子の回転軸に増速して伝達する車両用交流発電機が提唱
されている。なお、この従来技術においては、例えば高
速回転時等に、発電機プーリと回転子の回転軸とを機械
的に切り離す電磁クラッチが発電機プーリに内蔵されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、以下の課題が存在する。すなわち、上記従
来技術では、増速機構を用いて回転子を高速回転させる
ことはできるが、発電機プーリ内に遊星歯車機構を内蔵
した構造であるため、必然的に発電機プーリ外径が大き
くなる。さらに、この発電機プーリは、上記した電磁ク
ラッチをも内蔵しているため、車両用交流発電機全体と
しての小型化には不適当である。また、遊星歯車機構を
用いているため、部品点数が増加し生産コストが高くな
るという課題もある。

【０００７】本発明の目的は、回転子を高速回転させる
ことにより、車両用交流発電機本体を小型化できる車両
用交流発電機及び車両用交流発電機用駆動伝達システム
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、対向配置された一対の爪形磁極の
径方向内側に界磁巻線を巻回した回転子と、固定子鉄心
に固定子巻線を巻回した固定子とを備えた車両用交流発
電機において、前記回転子の回転軸と独立して設けら
れ、前記回転軸にその回転数を増速して伝達する駆動伝
達軸を備える。

【０００９】本発明においては、回転子の回転軸にその
回転数を増速して伝達する駆動伝達軸を回転子の回転軸
と独立して設けたので、例えば駆動伝達軸とエンジン出
力軸とをベルトにより接続する場合、上記したベルトの
許容速度や各プーリ許容外径等の設計的な制約を、エン
ジン出力軸に設けたクランクプーリと、駆動伝達軸に設
けた発電機プーリとの増速比を２倍〜３倍程度に設定す
ることで満たしつつ、かつこの駆動伝達軸の回転数をさ
らに増速して回転子を回転させることができる。すなわ
ち、前述したように、通常、エンジン出力軸の２倍〜３
倍程度の回転数で回転していた回転子をさらに増速させ
ることが可能となる。このような回転子の回転数を増速
させる構造として、例えば上記の駆動伝達軸を回転子の
回転軸に対して増速歯車列を介して連結する構造とした
場合、この増速歯車列の増速比を、例えば２倍程度に設
定すれば、エンジン回転数の４倍〜６倍（通常の２倍）
程度の回転数で回転子を回転させることが可能となる。

【００１０】また、駆動伝達軸に設ける発電機プーリ
は、通常の車両用交流発電機における回転子の回転軸に
設けられている発電機プーリと同等のもので足り、遊星
歯車機構及び電磁クラッチを内蔵したために発電機プー
リの外径が大きくなってしまう上記従来技術に対し、増
速機構を設けたことによる発電機全体としての大型化、
また部品点数増加による生産コスト上昇が抑制される。

【００１１】以上により、本発明によれば、例えば同じ
出力を要求する場合、通常のエンジン回転数の２倍〜３
倍程度の回転数よりもさらに速い回転数で回転子を回転
させることができるので、その分、例えばその磁気回路
を小型化することによって、車両用交流発電機本体を全
体として小型化することが可能となる。

【００１２】また、車両用交流発電機を小型化せず、単
に通常のエンジン回転数の２倍〜３倍程度の回転数より
もさらに速い回転数で回転子を回転させる場合には、同
一のエンジン回転数でも通常の車両用交流発電機と比較
して高出力の車両用交流発電機とすることができる。

【００１３】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記駆動伝達軸は、増速歯車列を介して前記回転子の回
転軸に連結している。

【００１４】（３）上記（２）において、好ましくは、
前記増速歯車列は、前記回転子の前記回転軸の長手方向
一端に配置されている。

【００１５】（４）上記（２）又は（３）において、ま
た好ましくは、前記増速歯車列の増速比を約２倍程度に
設定する。

【００１６】（５）上記（１）〜（４）のいずれか１つ
において、また好ましくは、前記一対の爪形磁極にそれ
ぞれ複数設けた爪部を前記回転子の周方向に連結する補
強リングをさらに設ける。

【００１７】（６）上記（５）において、さらに好まし
くは、前記補強リングは、前記回転子の軸方向端部に設
けられ、前記複数の爪部間の空隙を覆うように略半球状
に形成されている。

【００１８】（７）上記目的を達成するために、また本
発明は、対向配置された一対の爪形磁極の径方向内側に
界磁巻線を巻回した回転子を備えた車両用交流発電機
に、エンジンの駆動力をベルトを介して伝達する車両用
交流発電機用駆動伝達システムにおいて、前記エンジン
の出力軸の回転数を、前記回転子の回転軸に対し増速し
て伝達するアイドラプーリを設ける。

【００１９】通常、車両用交流発電機の回転子の回転軸
に備えられたプーリは、エンジン出力軸に設けられたク
ランクプーリとベルト等により直接接続されており、上
記設計的制約から、回転子の回転数は、せいぜいエンジ
ン回転数の２倍〜３倍程度に制約されていた。

【００２０】本発明においては、エンジンの出力軸の回
転数を、回転子の回転軸に対し、アイドラプーリを介し
増速して伝達するように構成することにより、エンジン
出力軸の回転数は、アイドラプーリに伝達される際に一
旦増速され、さらに回転子の回転軸に増速されて伝達さ
れるようにすることができる。このとき、例えばエンジ
ン出力軸に設けたクランクプーリと、アイドラプーリと
の増速比を２倍〜３倍程度に設定することにより、上記
したベルトの許容速度や各プーリ許容外径等の設計的な
制約は満たされ、同様にこの設計的制約の範囲内で、例
えば、アイドラプーリと、回転子の回転軸に設けた発電
機プーリとの増速比を２倍程度に設定すれば、エンジン
回転数の４倍〜６倍（通常の２倍）程度の回転数で回転
子を回転させることができる。

【００２１】従って、本発明によれば、例えば同じ出力
を要求する場合、通常のエンジン回転数の２倍〜３倍程
度の回転数よりもさらに速い回転数で回転子を回転させ
ることができるので、例えば磁気回路を小型化すること
により、車両用交流発電機本体を小型化することが可能
となる。

【００２２】また、車両用交流発電機本体を小型化せ
ず、単に通常のエンジン回転数の２倍〜３倍程度の回転
数よりもさらに速い回転数で回転子を回転させる場合に
は、同一のエンジン回転数でも通常の車両用交流発電機
と比較して車両用交流発電機の出力を高出力化すること
ができる。

【００２３】（８）上記（７）において、好ましくは、
前記アイドラプーリは、少なくとも前記エンジンの前記
出力軸と接続した第１プーリと、これと径が異なり前記
回転子の前記回転軸と接続した第２プーリとを備え、さ
らに前記第１プーリと前記第２プーリとの接続を断続す
るクラッチを設ける。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は、本発明の車両用交流発電機
の第１の実施の形態の全体構造を表す断面図である。こ
の図１において、本実施の形態の車両用交流発電機は、
主な構成要素として回転子１と固定子２とを備えてい
る。この回転子１は、回転軸（シャフト）３と、この回
転軸３をその回転中心に挿通したヨーク４を有し、ヨー
ク４を介して回転子１の軸方向（図１中左右方向）に所
定間隔を隔てて対向配置され、それぞれ磁性体により構
成された一対の爪形磁極５Ａ，５Ｂと、ヨーク４に巻回
した界磁巻線６とから構成されている。

【００２５】なお、先の爪形磁極５Ａ，５Ｂには、それ
ぞれ爪部７Ａ，７Ｂが複数設けられている。これら爪部
７Ａ，７Ｂは、図１に示すように、回転子１の周方向か
ら見て、回転子１の軸方向（図１中左右方向）に交互に
重なり合うように配置されており、上記したヨーク４に
巻回された界磁巻線６は、これら爪部７Ａ，７Ｂに対
し、所定の間隙空間を隔てて回転子１の径方向内側に位
置している。

【００２６】上記した回転子１の回転軸３は、エンドブ
ラケット８Ａ，８Ｂからなる発電機本体に対し、その一
方側（図１中左側）端部近傍をベアリング９Ａに、他方
側（図１中左側）端部をベアリング９Ｂにより回転自在
に支持されている。また、この回転軸３の一方側（図１
中左側）端部には、ギア１０がボルト１１により締結さ
れており、他方側（図１中左側）端部近傍には、スリッ
プリング１２が設けられている。

【００２７】また、先のエンドブラケット８Ｂ内部に
は、スリップリング１２の外周に摺接するようにブラシ
１３が設けられており、これらブラシ１３及びスリップ
リング１２を介し、回転する回転子１の界磁巻線６に電
力を供給するようになっている。このように界磁巻線６
に通電することにより、前述の回転子１の爪形磁極５Ａ
がＳ極に、爪形磁極５ＢがＮ極に磁化されるようになっ
ている。

【００２８】前述した固定子２は、回転子１の径方向外
側（図１で見ると上下側）に、爪部７Ａ，７Ｂと僅かな
空隙を隔てて先のエンドブラケット８Ａ，８Ｂに挟持さ
れて設けられた固定子鉄心１４と、この固定子鉄心１４
に３相に巻回された出力用の固定子巻線１５とから構成
され、回転子１はこの固定子２に対して相対的に回転す
るようになっている。すなわち、この固定子２において
は、上記のようにＮ極に磁化した爪形磁極５Ｂから出た
磁束が固定子鉄心１４を介してＳ極に磁化した爪形磁極
５Ａに戻る磁気回路を形成し、この磁気回路の磁束が固
定子巻線１５に差交し、また回転子１が回転することに
より、固定子巻線１５に交流の誘起電圧が発生するよう
になっている。

【００２９】また、先のエンドブラケット８Ｂ内部に
は、整流回路１６（後述の図７参照）及び電圧調整器１
７が設けられている。繁雑防止のため特に図示しない
が、整流回路１６は、バッテリーのプラス電極に接続さ
れるバッテリー端子と、バッテリーのマイナス電極に接
続されるアース端子とを有し、上記のように固定子巻線
１５で発生した交流の誘起電圧を整流し直流電圧に変換
するようになっている。また、電圧調整器１７は、上記
図示しないバッテリーを充電するために、整流回路１６
により整流された直流電圧が、例えば１４．５Ｖ程度の
一定電圧に保たれるように、負荷電流と回転子１の回転
数に応じて界磁巻線６に通電する電流を制御するように
なっている。

【００３０】なお、回転子１の軸方向（図１中左右方
向）両側には、固定子２及び整流回路１６（後述の図７
参照）を空冷する冷却ファン１８がそれぞれ設けられて
おり、その風量は、回転子１の回転数に比例して得られ
るようになっている。

【００３１】上記構成の本実施の形態において、本発明
の最も大きな特徴は、先の回転子１の回転軸３にその回
転数を増速して伝達する駆動伝達軸１９を回転子１の回
転軸３と独立して設けた２軸構造としたことである。

【００３２】すなわち、図１に示すように、先に説明し
たエンドブラケット８Ａの図１中左側には、ギアケース
２０がボルト２１により固定されており、このギアケー
ス２０内に、先の駆動伝達軸１９が、その両端をそれぞ
れベアリング２２，２３により回転自在に支持されて設
けられている。駆動伝達軸１９におけるベアリング２
２，２３の間には、ギア２４が例えばキー等により固定
されており、このギア２４は、回転子１の回転軸３に設
けられた先のギア１０と噛合している。このとき、ギア
２４，１０のギア比（増速比）は、駆動伝達軸１９の回
転が回転子１の回転軸３に増速されて伝達されるよう、
例えば２倍程度に設定する。

【００３３】また、駆動伝達軸１９の一方側（図１中左
側）端部には、発電機プーリ２５が設けられ、この発電
機プーリ２５は、繁雑防止のため特に図示しないが、例
えばエンジン出力軸に設けたクランクプーリ等とベルト
等により連結され、駆動伝達軸１９にエンジン出力軸の
回転がベルトを介して伝達されるようになっている。

【００３４】なお、上記の図示しないエンジンのクラン
クプーリと、発電機プーリ２５とのプーリ比は、前述し
た設計的制約の範囲内で、例えばエンジン出力軸の回転
数が約２倍〜３倍程度に増速されて駆動伝達軸１９に伝
達されるように設定されている。

【００３５】このギア１０，２４は、先のギアケース２
０とエンドブラケット８Ａとの間の空間に内包され、ま
た、この空間には、ギア１０，２４が焼き付くことを防
止するため、潤滑油が封入されている。また、この潤滑
油の漏洩を防止するため、エンドブラケット８Ａとギア
ケース２０との間はＯリング２６によりシールされてお
り、また、エンドブラケット８Ａ内における、上記の空
間と回転子１を内包する空間とを隔てる部分、すなわち
先のベアリング９Ａの図１中右側部分は、ラビリンス２
７によりシールされている。

【００３６】また、このギア１０，２４は、噛合による
騒音の低減への配慮から、例えば、はすば歯車等とする
のが好ましい。また、通常、回転子と固定子とのエアギ
ャップ長は０．４ｍｍ程度であるが、本実施の形態にお
いては、回転子１が高速回転する（詳細は後述）ため、
回転子１と固定子２とのエアギャップ長を、例えば０．
６ｍｍ程度に広げることにより、磁気音の低減を図るこ
とが望ましい。

【００３７】上記において、前述したギア１０，２４
が、特許請求の範囲各項記載の増速歯車列を構成する。

【００３８】次に上記構成の本実施の形態の車両用交流
発電機の動作について説明する。上記のように、まず、
例えば図示しないエンジン等から動力を受けて回転する
回転子１の界磁巻線６に、ブラシ１３及びスリップリン
グ１２を介して電力が供給され、回転子１の爪形磁極５
ＡがＳ極に、爪形磁極５ＢがＮ極に磁化される。Ｎ極に
磁化した爪形磁極５Ｂから出た磁束は、固定子２におい
て、固定子鉄心１４を介してＳ極に磁化した爪形磁極５
Ａに戻る磁気回路を形成する。このとき、界磁巻線６が
作る磁気回路は、補助励磁用の永久磁石７の磁束が加わ
ることにより増磁される。そして、この磁気回路の磁束
は、固定子巻線１５に差交し、回転子１の回転により固
定子鉄心１５に３相に巻回された固定子巻線１５に交流
の誘起電圧が発生する。

【００３９】そして最終的に、発生した電圧は、整流回
路１６により整流され直流電圧に変換されて図示しない
バッテリーに充電される。またこのとき、この整流回路
１６により整流された直流電圧を図示しないバッテリー
に充電するために、発生電圧が例えば１４．５Ｖ程度の
一定電圧に保たれるよう、負荷電流と回転子１の回転数
に応じて界磁巻線６に通電する電流を電圧調整器１７に
より制御する。

【００４０】ここで、このような車両用交流発電機は、
例えば自動車のエンジントランクルーム等、レイアウト
的な制約を受けつつ車両本体内に内蔵される関係上、小
型であることが望ましい。また、理論的には回転子を高
速で回転させられるようにすれば車両用交流発電機が小
型化できることも知られている。すなわち、例えば同じ
出力を要求する場合、回転数を２倍にすることができれ
ば、磁極から出る磁束、あるいは界磁巻線の巻数は半分
で足り、その分磁気回路を小型化することができるの
で、全体として車両用交流発電機を小型化することがで
きる。

【００４１】また、回転子１は、図示しないエンジンを
駆動源としており、通常、その回転軸とエンジンの出力
軸とは、両軸にそれぞれ設けた発電機プーリとクランク
プーリとの間にベルトを掛け回して接続されている。こ
のとき、一般的に、エンジンのクランクプーリは、発電
機プーリよりもその外径が大きく設定され、エンジン回
転数は、２倍〜３倍に増速されて回転子に伝達される。
しかし、この２倍〜３倍の増速比は、クランクプーリの
許容外径、車両用交流発電機の伝達トルクに必要なベル
トの巻き付け角度に基づく回転子側のプーリ外径、及び
ベルトの許容速度等により設計的に制約される。例え
ば、エンジン出力軸の最大回転数が７２００［ｒ／ｍｉ
ｎ］で増速比を最も一般的な２．５倍に設定した場合、
車両用交流発電機側の発電機プーリの回転数は１８００
０［ｒ／ｍｉｎ］となる。極一般的な値として、この発
電機プーリの外径がφ６０［ｍｍ］であったとすると、
ベルトの周速は５６．５［ｍ／ｓ］となり、ほぼその許
容限界速度（６０［ｍ／ｓ］）に達してしまう。また、
増速比を挙げるために、エンジンのクランクプーリの外
径を大きくすることも考えられるが、これはエンジント
ランクルーム内のレイアウト上難しく、発電機プーリの
外径を小さくすることもベルトの寿命を考えると難し
い。したがって、このように、単にエンジンのクランク
プーリと発電機プーリとをベルトで接続する構造では、
さらなる増速は難しい。

【００４２】そこで、本実施の形態においては、回転子
１の回転軸３にその回転数を増速して伝達する駆動伝達
軸１９を回転子１の回転軸３と独立して設け、駆動伝達
軸１９を回転子１の回転軸３に対してギア２４，１０を
介して連結する構造としたので、例えば駆動伝達軸１９
と図示しないエンジン出力軸とをベルト（図示せず）に
より接続する場合、そのベルトの許容速度や各プーリ許
容外径等の設計的な制約を、エンジン出力軸に設けたク
ランクプーリ（図示せず）と、駆動伝達軸１９に設けた
発電機プーリ２５との増速比を２倍〜３倍程度に設定す
ることで満たしつつ、かつこの駆動伝達軸１９の回転数
をさらに増速して回転子１を回転させることができる。
すなわち、前述したように、通常、エンジン出力軸の２
倍〜３倍程度の回転数で回転していた回転子を、例えば
ギア２４，１０のギア比を２倍程度に設定することによ
り、エンジン回転数の４倍〜６倍（通常の２倍）程度の
回転数で回転子１を回転させることが可能となる。

【００４３】以下に、上記構造により得られる作用を順
次説明する。（１）車両用交流発電機の小型化ここで、図２は、要求する出力を一定とし、エンジンか
ら車両用交流発電機への回転数の増速比を最も一般的な
値である２．５倍から順次上げていった場合倍の車両用
交流発電機の質量（計算値）の推移を表す図で、横軸に
エンジン出力軸の最大回転数を７２００［ｒ／ｍｉｎ］
とした場合の回転子の最高回転数［ｒ／ｍｉｎ］、縦軸
に車両用交流発電機の質量［ｋｇ］をとっている。この
図２に示すように、要求する出力を一定とした場合、増
速比を上げていくと、車両用交流発電機の質量は線形的
に減少していく。これは、増速比の上昇とともに回転子
の最高回転数が線形的に上昇し、要求する出力が一定で
あるため、回転子の最高回転数の上昇に比例して車両用
交流発電機の磁気回路を小さくすることができるためで
ある。また、この図２を参照すると、一般的な増速比
２．５倍のときの車両用交流発電機の質量をＭ［ｋｇ］
としたとき、増速比をその２倍の５倍まで増速すれば車
両用交流発電機全体として約４割弱の軽量化が実現でき
る計算となる。

【００４４】本実施の形態において、上記したように、
例えば回転子１をエンジン出力軸の回転数の約４倍〜６
倍程度で回転するように、エンジンのクランクプーリ、
発電機プーリ２５間の増速比、及びギア１０，２４のギ
ア比を設定すれば、３割弱〜５割強の軽量化が実現でき
る計算となる。なお、車両用交流発電機の小型化と機械
的強度とを考慮すると、この増速比約４倍〜６倍程度が
妥当であると考えられる。

【００４５】また、本実施の形態においては、駆動伝達
軸１９に設ける発電機プーリ２５は、通常の車両用交流
発電機における回転子の回転軸に設けられている発電機
プーリと同等のもので足り、遊星歯車機構及び電磁クラ
ッチを内蔵したために発電機プーリの外径が大きくなっ
てしまう上記従来技術に対し、増速機構を設けたことに
よる発電機全体としての大型化が抑制される。

【００４６】以上により、本実施の形態によれば、例え
ば同じ出力を要求する場合、通常のエンジン回転数の２
倍〜３倍程度の回転数よりもさらに速い回転数、例えば
エンジン回転数の４倍〜６倍程度の回転数で回転子１を
回転させることができるので、その分、例えばその磁気
回路を小型化することによって、車両用交流発電機本体
を全体として小型化することが可能となる。

【００４７】（２）高出力化本実施の形態においては、上記したように回転子１の回
転数を大きく向上させて出力を向上させることができる
ので、車両用交流発電機を小型化せず、単に通常のエン
ジン回転数の２倍〜３倍程度の回転数よりもさらに速い
回転数、例えばエンジン回転数の４倍〜６倍程度の回転
数で回転子を回転させる場合には、同一のエンジン回転
数でも通常の車両用交流発電機と比較して高出力の車両
用交流発電機とすることができる。

【００４８】ここで、図３は、要求する出力を一定と
し、エンジンから車両用交流発電機への回転数の増速比
が最も一般的な値である２．５倍の場合とその２倍の５
倍とした場合との、車両用交流発電機の発電電流を比較
する表す図で、横軸にエンジン回転数［ｒ／ｍｉｎ］、
縦軸に車両用交流発電機の発電電流［Ａ］をとってい
る。この図３に示すように、通常の構造により、エンジ
ン出力軸の２．５倍程度で回転子を回転させる場合、エ
ンジン回転数がアイドル回転数（７００［ｒ／ｍｉ
ｎ］）のときの出力電流は、Ｉ₁［Ａ］となる。それに
対し、本実施の形態においては、例えばエンジン出力軸
の約５倍程度で回転子１を回転させる場合、エンジン回
転数がアイドル回転数のときの出力電流は、Ｉ₁［Ａ］
を大きく上回る。また、一般的な走行時の値である１５
００［ｒ／ｍｉｎ］でエンジンを回転させる場合、エン
ジンの出力軸の２．５倍程度で回転子を回転させる場合
の出力電流は、Ｉ₂［Ａ］となるが、これは本実施の形
態（例えば、エンジン出力軸の約５倍程度で回転子１を
回転させる場合）においては、アイドル回転数近辺で得
られる。

【００４９】一般的に、エンジンの最高回転数は７００
０［ｒ／ｍｉｎ］近辺でアイドル回転数は７００［ｒ／
ｍｉｎ］程度である。発電機としては、如何にこのアイ
ドル回転数で発電電流を確保できるかが重要な問題とな
るが、本実施の形態においては、この観点においても十
分な出力を得ることができる。

【００５０】また、車両用交流発電機は、一般的に、そ
の回転子を２０００［ｒ／ｍｉｎ］程度で回転させられ
れば十分発電できる。本実施の形態においては、これは
エンジンを３３０〜５００［ｒ／ｍｉｎ］程度で回転さ
せれば足り、例えば、大気汚染や地球温暖化現象抑制
等、環境保護の観点から自動車のアイドル回転数の低速
化に役立てることができる。

【００５１】（３）部品点数低減また、本実施の形態においては、駆動伝達軸１９に設け
る発電機プーリ２５は、通常の車両用交流発電機におけ
る回転子の回転軸に設けられている発電機プーリと同等
のもので足り、遊星歯車機構及び電磁クラッチを内蔵し
たために部品点数が多くなってしまう上記従来技術に対
し、増速機構を設けたことによる発電機全体としての部
品点数の増加が抑制される。

【００５２】（４）剛性向上通常、発電機プーリには、上記したようにエンジンのク
ランクプーリとの間にベルトが掛け回されており、この
発電機プーリを設けた軸にはベルトの張力が作用するた
め、撓みが生じる。このとき、本実施の形態において
は、発電機プーリ２５は、回転子１の回転軸３ではな
く、これに比べて長さの短い駆動伝達軸１９に設けられ
ており、ベルトの張力を受けるシャフトである駆動伝達
軸１９のたわみを小さく抑えることができる。

【００５３】（５）発電効率向上また、特に小型化せず、固定子巻線１５の本数を減らし
て太線化すれば、通常の構造に対して、出力特性を保っ
たまま固定子銅損を低減することが可能になり発電効率
向上の効果を狙うこともできる。

【００５４】（６）ベルトの寿命短期化の防止エンジン回転数を上げずに車両用交流発電機の回転数を
上昇させることができるので、同じ高速の回転数で回転
子１を回転させる場合、通常の車両用交流発電機と比較
してベルトの周速が遅くなり、回転子１の高速回転によ
るベルトの寿命短期化を防止することができる。

【００５５】なお、本実施の形態においては、回転子１
が高速回転するため、前述した爪形磁極５Ａ，５Ｂの片
持ちで支持された爪部７Ａ，７Ｂが、遠心力により回転
子１の径方向外側（図１中上下側）に起き上がる可能性
がある。上記において、爪部７Ａ，７Ｂの起き上がりを
防止する機械的な補強構造は特に説明しなかった。

【００５６】ここで、図４は本発明の車両用交流発電機
の第１の実施の形態における回転子１に補強リング２８
を設けて機械的補強を施した変形例の要部（回転子１及
び固定子２）を抽出して表す断面図、図５はその補強リ
ング２８の全体構造を表す斜視図であり、先の図１と同
様の部分には同符合を付し説明を省略する。この図４及
び図５において、本変形例においては、各爪部７Ａ，７
Ｂの回転子１の軸方向（図４中左右方向）両側端部に
は、段差部２９，２９が設けられている。この段差部２
９，２９には、先の補強リング２８，２８が嵌合され例
えば溶接等により固定されており、隣接する爪部７Ａ，
７Ｂの各先端部及び付根部（曲がり部）を連結してい
る。この補強リング２８の材質としては、ステンレス鋼
やチタン等の防錆性のよい非磁性体が好ましく、また、
爪磁極５Ａ，５Ｂの材質としては（回転子が、分割され
たヨークを有するいわゆる３ピース構造である場合、そ
のヨークも）、例えばＪＩＳ溶接構造用耐候性熱間圧延
鋼材ＳＭＡ５７０（引っ張り強度５７０〜７２０［Ｎ／
ｍｍ²］）相当品等、引張強度の大きい磁性体が望まし
い。その他の構成は、先の図１に示した構成と同様であ
る。

【００５７】本変形例においても、上記本発明の車両用
交流発電機の第１の実施の形態と同様の効果を得るとと
もに、回転子１が高速回転しても爪部７Ａ，７Ｂが起き
上がることを防止することができる。

【００５８】図６は本発明の車両用交流発電機の第１の
実施の形態における回転子１に補強リング２８Ａを設け
て機械的補強を施した他の変形例の要部（回転子１及び
固定子２）を抽出して表す断面図であり、先の図１と同
様の部分には同符合を付し説明を省略する。この図６に
おいて、本変形例においては、各爪部７Ａ，７Ｂの先端
部分には、前述と同様の段差部２９が設けられており、
各爪部７Ａ，７Ｂの付根部分（曲がり部）には、その曲
面に沿って段差部２９Ａが設けられている。これら段差
部２９，２９Ａは、回転子１の周方向において、その軌
跡が重なり合っている。そして、これら段差部２９，２
９Ａには、先の補強リング２８Ａ，２８Ａが嵌合され例
えば溶接等により固定されており、隣接する爪部７Ａ，
７Ｂの各先端部及び付根部（曲がり部）を連結してい
る。すなわち、これら補強リング２８Ａ，２８Ａは、回
転子１の軸方向（図６中左右方向）両側端部に設けら
れ、複数の爪部７Ａ，７Ｂ間の空隙を流線形に覆うよ
う、爪部７Ａ，７Ｂの先端部分と付根部分との谷間を塞
ぎ、中央の抜けた略半球状（言いかえればお椀型）のよ
うな形状に形成されている。したがって、回転子１の軸
方向から見た側面形状は、凸凹のない円形となる。ま
た、この補強リング２８Ａの材質としても、ステンレス
鋼やチタン等の防錆性のよい非磁性体が好ましい。その
他の構成は、先の図１に示した構成と同様である。

【００５９】本変形例においても、上記本発明の車両用
交流発電機の第１の実施の形態と同様の効果が得られる
とともに、回転子１が高速回転した場合に爪部７Ａ，７
Ｂが起き上がることを防止することができる。さらに本
実施の形態においては、前述の冷却ファン１８等により
生じる爪形磁極５Ａ，５Ｂ間での空気の流れ（乱流を含
む）に衝突し掻き乱すことを防止でき、騒音が発生する
ことを抑制することができる。

【００６０】なお、以上においては、冷却ファン１８を
備えた空冷式の車両用交流発電機を例にとって説明した
が、以上説明した２軸構造及び補強リングを備える構造
は、ともに水冷式の車両用交流発電機にも適用可能であ
ることは言うまでもない。

【００６１】図７に、上記した２軸構造を水冷式車両用
交流発電機に適用した変形例の全体構造を表す断面図を
示した。なお、先の図１と同様の部分には同符合を付し
説明を省略する。この図７において、冷却促進部３０
は、回転子１の冷却を促進するために設けたもので、回
転子側に設けたカップ状のディスク３１と、このディス
ク３１から熱を吸収する熱伝導部３２とからなる。

【００６２】また、本変形例においては、先のエンドブ
ラケット８Ｂに相当する部分は、ジャケット８Ｂａにリ
アブラケット８Ｂｂをボルト締結したものにより構成さ
れ、ジャケット８Ｂａには、水路３３，３４が設けら
れ、水路３３を流れる冷却水は、リアプレート３５によ
り漏洩防止されている。すなわち、上記のディスク３１
から熱伝導部３２を介してジャケット８Ｂａに流入した
熱は、これら水路３３，３４を通る冷却水に伝達され回
転子１が冷却されるようになっている。また、水路３３
を流れる冷却水は、固定子２をも冷却し、水路３４を流
れる冷却水は、整流回路１６をも冷却するようになって
いる。その他の構成は、先の図１と同様である。本変形
例においても、同様の効果を得る。

【００６３】また、前述の２軸構造及び補強リングは、
このような水冷式の車両用交流発電機のみならず、例え
ば、隣接する各爪部間にそれぞれ補助励磁用の永久磁石
を介設した車両用交流発電機等、他の型の車両用交流発
電機等に対しても適用可能であることは言うまでもな
く、回転子と固定子とを備えた車両用交流発電機であれ
ば適用でき、同様の効果が得られる。

【００６４】また、上記において、駆動伝達軸１９と回
転子１の回転軸３とをギア１０，２４により噛合して連
結する増速機構を例にとって説明したが、例えばベルト
や金属チェーン等により回転軸３及び駆動伝達軸１９を
連結する構造としてもよく、これらの場合も同様の効果
を得る。

【００６５】本発明の車両用交流発電機用駆動伝達シス
テムの第１の実施の形態を図８及び図９を用いて説明す
る。本実施の形態は、車両用交流発電機内部で増速機を
持たない場合の車両用交流発電機の増速システムについ
て示したものである。図８は、本発明の車両用交流発電
機用駆動伝達システムの第１の実施の形態の全体構造を
表す概略図である。まず、この図８において、エンジン
出力軸（図示せず）に設けられたクランクプーリ３６
は、第１プーリ３６Ａと、これより径の小さい第２プー
リ３６Ｂとを有する２段構造となっている。その第１プ
ーリ３６Ａには、連続運転が必要となるエンジン冷却水
を循環させるためのウォータポンプ（図示せず）のウォ
ータポンププーリ３７、及びパワステアリングポンプ
（図示せず）のパワステアリングポンププーリ３８が第
１ベルト３９により接続されている。また、第２プーリ
３６Ｂには、断続運転ができることが好ましいエアコン
（図示せず）を駆動するためのエアコンプーリ４０とア
イドラプーリ４１とが第２ベルト４２により接続されて
いる。

【００６６】このアイドラプーリ４１は、第１プーリ４
１Ａと、これより径の大きな第２プーリ４１Ｂとを備
え、先の第２ベルト４２は、この第１プーリ４１Ａに掛
け回されている。また、第２プーリ４１Ｂは、第３ベル
ト４３を介し、例えば一般的な１軸構造の車両用交流発
電機の発電機プーリ４４に接続しており、この回転エネ
ルギーの一部が電気的なエネルギーに変換されるように
なっている。なお、第２プーリ４１Ｂは、第１プーリ４
１Ａに対する接続状態を、後述する電磁クラッチ４５に
より断続されるようになっている。

【００６７】上記構造により、エンジンのクランクプー
リ３６が回転すると、図８に示した全てのプーリが回転
するようになっている。また、クランクプーリ３６と接
続する各プーリ３７，３８，４０，４１Ａの外径は、前
述した設計的制約に基づき、例えばクランクプーリ３６
の回転数の３倍以下の回転数に増速されて回転するよう
に、クランクプーリ３６よりも小さく構成されている。

【００６８】このとき、先のアイドラプーリ４１の第１
プーリ４１Ａと、クランクプーリ３６の第２プーリ３６
Ｂとのプーリ比（増速比）は、前述の設計的制約から、
例えばクランクプーリ３６の２倍〜３倍程度の回転数で
アイドラプーリ４１が増速されて回転するように設定さ
れている。また、アイドラプーリ４１の第２プーリ４１
Ｂと、車両用交流発電機の回転子軸に設けられた発電機
プーリ４４とのプーリ比は、例えばアイドラプーリ４１
の２倍程度の回転数で発電機プーリ４４が増速されて回
転するように設定されている。すなわちこの場合、発電
機プーリ４４は、エンジン回転数の約４倍〜６倍程度
（通常の２倍程度）の回転数で回転するようになってい
る。

【００６９】ここで、上記したアイドラプーリ４１に関
し、その詳細構造の断面図を表した図９を用いて説明す
る。この図９において、アイドラプーリ４１の第１プー
リ４１Ａは、ベアリング４６を介し、例えば自動車のエ
ンジントランクルーム内に設けられたエンジンブロック
等に固定された固定軸４７に対して回転自在に設けられ
ている。アイドラプーリ４１の第２プーリ４１Ｂは、こ
の第１プーリ４１Ａの軸方向一方側（図９中右側）に設
けられており、スライドベアリング４８及びベアリング
４９を介し、固定軸４７に対してその軸方向（図９中左
右方向）にスライド可能、かつ回転自在に設けられてい
る。また、この第２プーリ４１Ｂは、磁性体により構成
されている。

【００７０】また、先の電磁クラッチ４５は、第２プー
リ４１Ｂの軸方向一方側（図９中右側）に設けられてお
り、固定軸４７を緩挿した連結ばね５０と、固定軸４７
に例えば溶接等により固定された取付板５１と、この取
付板５１に固定的に取付けられ、磁性体により構成され
たヨーク５２と、このヨーク５２の内側で巻回された励
磁巻線５３とから構成されている。

【００７１】すなわち、励磁巻線５３に電流が流れてい
ないとき、ヨーク５２は磁化されないので連結ばね５０
のばね力により、第２プーリ４１Ｂは、第１プーリ４１
Ａに押付けられ、第１プーリ４１Ａとの摩擦により第１
プーリ４１Ａと共回りして車両用交流発電機の発電機プ
ーリ４４に回転を伝達するようになっている。それに対
し、励磁巻線５３に通電したとき、ヨーク５２が磁化さ
れ、この磁力により連結ばね５０を縮めて第２プーリ４
１Ｂをヨーク５２に吸着することにより第１プーリ４１
Ａから切り離し、発電機プーリ４４を無回転状態とし、
車両用交流発電機の発電を中断するようになっている。
このように、第１プーリ４１Ａ及び第２プーリ４１Ｂ
は、電磁クラッチ４５によりその接続状態を機械的に断
続されるようになっている。

【００７２】なお、この例では繁雑防止のため特に図示
しなかったが、断続運転を可能とするために、エアコン
プーリ４０においても、例えば上記のような電磁クラッ
チを設けることが望ましい。

【００７３】また、電磁クラッチ４５のＯＮ／ＯＦＦ
（すなわち、その励磁巻線５２への通電のＯＮ／ＯＦ
Ｆ）は、例えばエンジントランクルーム内に備えられた
コントロールユニットからの指令信号により制御される
ようになっている。同様に、エアコンプーリ４０に電磁
クラッチを設けた場合、これもコントロールユニットか
らの指令信号により制御されるように構成すれば足り
る。

【００７４】上記において、先の電磁クラッチ４５が、
請求項８に記載の第１プーリと第２プーリとの接続を断
続するクラッチを構成する。

【００７５】ここで、通常、車両用交流発電機の回転子
の回転軸に備えられたプーリは、エンジン出力軸に設け
られたクランクプーリとベルト等により直接接続されて
おり、前述した設計的制約から、回転子の回転数は、せ
いぜいエンジン回転数の２倍〜３倍程度に制約されてい
た。

【００７６】本実施の形態においては、エンジンの出力
軸の回転数を、発電機プーリ４４に対し（すなわち、車
両用交流発電機に備えられた回転子の回転軸に対し）、
アイドラプーリ４１を介し増速して伝達するように構成
することにより、エンジン出力軸の回転数は、アイドラ
プーリ４１に伝達される際に一旦増速され、さらに発電
機プーリ４４に増速されて伝達させることができる。こ
のとき、例えばエンジン出力軸に設けたクランクプーリ
３６（厳密にはその第２プーリ３６Ｂ）と、アイドラプ
ーリ４１（厳密にはその第１プーリ４１Ａ）とのプーリ
比を、アイドラプーリ４１がエンジン回転数の２倍〜３
倍程度で回転するように増速に設定する限りにおいて
は、上記したベルトの許容速度や各プーリ許容外径等の
設計的な制約は満たされる。このとき、同様にこの設計
的制約の範囲内で、例えば、アイドラプーリ（厳密には
その第２プーリ４１Ｂ）と、車両用交流発電機の発電機
プーリ４４とのプーリ比を、発電機プーリ４４がアイド
ラプーリ４１の２倍程度の回転数で回転するように増速
に設定すれば、エンジン回転数の４倍〜６倍（通常の２
倍）程度の回転数で車両用交流発電機に設けた回転子を
回転させることができる。

【００７７】従って、本実施の形態によれば、例えば同
じ出力を要求する場合、通常のエンジン回転数の２倍〜
３倍程度の回転数よりもさらに速い回転数、例えばエン
ジン回転数の４倍〜６倍程度の回転数で回転子を回転さ
せることができるので、例えば磁気回路を小型化するこ
とにより、車両用交流発電機本体を小型化することが可
能となる。

【００７８】また、車両用交流発電機本体を小型化せ
ず、単に通常のエンジン回転数の２倍〜３倍程度の回転
数よりもさらに速い回転数、例えばエンジン回転数の４
倍〜６倍程度の回転数で回転子を回転させる場合には、
同一のエンジン回転数でも通常の車両用交流発電機と比
較して車両用交流発電機の出力を高出力化することがで
きる。

【００７９】具体的には、例えば車両用交流発電機の回
転子がエンジン回転数の、例えば４倍〜６倍程度の回転
数で回転するように設定した場合、エンジンがアイドル
回転数を上記したように例えば７００［ｒ／ｍｉｎ］と
すると、このエンジンアイドル回転時でも、回転子は２
８００〜４２００［ｒ／ｍｉｎ］程度の回転数を確保で
き、十分な大きさの電圧を出力することができる。

【００８０】また、車両用交流発電機は、一般的に、そ
の回転子を２０００［ｒ／ｍｉｎ］程度で回転させられ
れば十分発電できる。本実施の形態においては、これは
エンジンを３３０〜５００［ｒ／ｍｉｎ］程度で回転さ
せれば足り、例えば、大気汚染や地球温暖化現象抑制
等、環境保護の観点から自動車のアイドル回転数の低速
化に役立てることができる。

【００８１】また、エンジン回転数を上げずに車両用交
流発電機の回転数を上昇させることができるので、車両
用交流発電機の高速回転化によりベルトの寿命が縮むこ
とを防止できる。

【００８２】さらに、電磁クラッチ４５により車両用交
流発電機（上記のエアコンプーリ４０にクラッチを設け
た場合には、エアコンも含めて）への回転伝達を切り離
すことができる構成としたので、エンジンへの負荷を低
減することができ、低騒音、効率向上等の効果を得るこ
とができる。

【００８３】また、アイドラプーリ４１の第１プーリ４
１Ａから第２プーリ４１Ｂへの回転の伝達を断続するも
のとして、電磁クラッチ４５を設けたので、自在に車両
用交流発電機のＯＮ／ＯＦＦを切換えることができる。
これにより、例えば、車両用交流発電機の回転数が高く
なった場合に切り離したり、自動車が加速するときには
車両用交流発電機への負荷を切り離すことにより、エン
ジンアイドル回転時から自動車が発車する際のフィーリ
ングを向上させるようにしたりすることができる。ま
た、例えば、自動車の加速時には車両用交流発電機への
負荷を切り離し、発電を中止することで加速性能向上及
び騒音低減を可能とし、減速時には車両用交流発電機に
回転を伝達し、運動エネルギーの一部を電気エネルギー
に変換することが可能となり、バッテリーのエネルギー
マネージメントをする上で有効に作用する。

【００８４】なお、本実施の形態においては、アイドラ
プーリ４１の第１プーリ４１Ａから第２プーリ４１Ｂへ
の回転の伝達を断続するものとして、電磁クラッチ４５
を例にとって説明したが、これに限られず、例えば高速
回転時にその遠心力により第１プーリ４１Ａと第２プー
リ４１Ｂとの接続が切り離される遠心クラッチや、油圧
クラッチ等を用いてもよく、また、エンジン回転数を車
両用交流発電機に対し、通常よりも増速して伝達する限
りにおいては、アイドラプーリ４１に必ずしも電磁クラ
ッチ４５は必要なく、アイドラプーリを上記第１プーリ
４１Ａ及び第２プーリ４１Ｂを一体的に構成した構造と
してもよく、上記と同様の回転数増速の効果がある。

【００８５】また、繁雑防止のため特に図示しなかった
が、本実施の形態においても、通常と比べて車両用交流
発電機が高速回転するため、前述の補強リング２８，２
８Ａ等を設け、車両用交流発電機に設けた回転子を機械
的に強度補強することが望ましい。

【００８６】また、本実施の形態においても、先に説明
した本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形態と同
様、永久磁石を用いた車両用交流発電機、空冷式の車両
用交流発電機、及び水冷式車両用交流発電機等に適用可
能であることは言うまでもない。

【００８７】以上においては、前述した設計的制約等に
より、各プーリ間におけるプーリ比を全て２倍〜３倍程
度の範囲内として説明したが、例えばベルトの材質とし
てさらに高速耐久性を備えたものを用いた場合等、設計
的な許容値が変動した場合には、上記の範囲に厳密に限
られることはない。また、目安としてギア１０，２４の
ギア比を駆動伝達軸１９の回転が回転子１に２倍程度に
増速されて伝達されるように設定したが、設計及び安全
上問題がなければ、さらに高いギア比としてもよい。

【００８８】また、以上説明した各実施の形態及び変形
例は、例えば、界磁巻線が固定されたブラシレスタイプ
の車両用交流発電機等に対しても適用可能であり、この
場合も同様の効果が得られる。

【００８９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、回転子
の回転軸にその回転数を増速して伝達する駆動伝達軸を
回転子の回転軸と独立して設けたので、例えば駆動伝達
軸とエンジン出力軸とをベルトにより接続する場合、ベ
ルトの許容速度や各プーリ許容外径等の設計的な制約
を、エンジン出力軸に設けたクランクプーリと、駆動伝
達軸に設けた発電機プーリとの増速比を２倍〜３倍程度
に設定することで満たしつつ、かつこの駆動伝達軸の回
転数をさらに増速して回転子を回転させることができ
る。すなわち、通常、エンジン出力軸の２倍〜３倍程度
の回転数で回転していた回転子をさらに増速させること
が可能となる。

【００９０】また、駆動伝達軸に設ける発電機プーリ
は、通常の車両用交流発電機における回転子の回転軸に
設けられている発電機プーリと同等のもので足り、遊星
歯車機構及び電磁クラッチを内蔵したために発電機プー
リの外径が大きくなってしまう上記従来技術に対し、増
速機構を設けたことによる発電機全体としての大型化、
また部品点数増加による生産コスト上昇が抑制される。

【００９１】以上により、本発明によれば、例えば同じ
出力を要求する場合、通常のエンジン回転数の２倍〜３
倍程度の回転数よりもさらに速い回転数で回転子を回転
させることができるので、その分、例えばその磁気回路
を小型化することによって、車両用交流発電機本体を全
体として小型化することが可能となる。

【００９２】請求項７に記載の発明によれば、エンジン
の出力軸の回転数を、回転子の回転軸に対し、アイドラ
プーリを介し増速して伝達するように構成することによ
り、エンジン出力軸の回転数は、アイドラプーリに伝達
される際に一旦増速され、さらに、回転子の回転軸に増
速されて伝達されるようにすることができる。このと
き、例えばエンジン出力軸に設けたクランクプーリと、
アイドラプーリとの増速比を２倍〜３倍程度に設定する
ことにより、ベルトの許容速度や各プーリ許容外径等の
設計的な制約は満たされ、同様に、例えばアイドラプー
リの回転が回転子の回転軸に設けた発電機プーリに増速
されて伝達するよう、アイドラプーリ及び発電機プーリ
のプーリ比を設定すれば、例えば同じ出力を要求する場
合、通常のエンジン回転数の２倍〜３倍程度の回転数よ
りもさらに速い回転数で回転子を回転させることができ
るので、例えば磁気回路を小型化することにより、車両
用交流発電機本体を小型化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形態
の全体構造を表す断面図である。

【図２】要求する出力を一定とし、エンジンから車両用
交流発電機への回転数の増速比を最も一般的な値である
２．５倍から順次上げていった場合倍の車両用交流発電
機の質量（計算値）の推移を表す図で、横軸はエンジン
出力軸の最大回転数を７２００［ｒ／ｍｉｎ］とした場
合の回転子の最高回転数［ｒ／ｍｉｎ］、縦軸は車両用
交流発電機の質量［ｋｇ］を表す。

【図３】要求する出力を一定とし、エンジンから車両用
交流発電機への回転数の増速比が最も一般的な値である
２．５倍の場合とその２倍の５倍とした場合との、車両
用交流発電機の発電電流を比較する表す図で、横軸はエ
ンジン回転数［ｒ／ｍｉｎ］、縦軸は車両用交流発電機
の発電電流［Ａ］を表す。

【図４】本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形態
における回転子に補強リングを設けて機械的補強を施し
た変形例の要部を抽出して表す断面図である。

【図５】本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形態
における回転子を機械的に補強した変形例に備えられた
補強リングの全体構造を表す斜視図である。

【図６】本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形態
における回転子に補強リングを設けて機械的補強を施し
た他の変形例の要部を抽出して表す断面図である。

【図７】本発明の車両用交流発電機の第１の実施の形態
を水冷式車両用交流発電機に適用した変形例の全体構造
を表す断面図である。

【図８】本発明の車両用交流発電機用駆動伝達システム
の第１の実施の形態の全体構造を表す概略図である。

【図９】本発明の車両用交流発電機用駆動伝達システム
の第１の実施の形態に備えられたアイドラプーリに関の
詳細構造を表す断面図である。

【符号の説明】

１回転子２固定子３回転軸５Ａ，Ｂ爪形磁極６界磁巻線７Ａ，Ｂ爪部１０ギア（増速歯車列）１４固定子鉄心１５固定子巻線１９駆動伝達軸２４ギア（増速歯車列）２８補強リング２８Ａ補強リング４１アイドラプーリ４１Ａ第１プーリ４１Ｂ第２プーリ４５電磁クラッチ（クラッチ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清野博光茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者田中直行茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内Ｆターム(参考） 5H002 AA08 AB07 AE07 5H607 BB02 BB07 BB14 BB26 CC03 DD07 DD19 EE24 EE28 FF22 GG01 GG08 5H619 AA03 AA05 BB02 BB06 BB17 PP02 PP05 PP21 PP30 PP31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置された一対の爪形磁極の径方向内
側に界磁巻線を巻回した回転子と、固定子鉄心に固定子
巻線を巻回した固定子とを備えた車両用交流発電機にお
いて、前記回転子の回転軸と独立して設けられ、前記回転軸に
その回転数を増速して伝達する駆動伝達軸を備えたこと
を特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】請求項１記載の車両用交流発電機におい
て、前記駆動伝達軸は、増速歯車列を介して前記回転子
の回転軸に連結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２記載の車両用交流発電機におい
て、前記増速歯車列は、前記回転子の前記回転軸の長手
方向一端に配置されていることを特徴とする車両用交流
発電機。
【請求項４】請求項２又は３記載の車両用交流発電機に
おいて、前記増速歯車列の増速比を約２倍程度に設定し
た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１項記載の車両用
交流発電機において、前記一対の爪形磁極にそれぞれ複
数設けた爪部を前記回転子の周方向に連結する補強リン
グをさらに設けたことを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項６】請求項５記載の車両用交流発電機におい
て、前記補強リングは、前記回転子の軸方向端部に設け
られ、前記複数の爪部間の空隙を覆うように略半球状に
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７】対向配置された一対の爪形磁極の径方向内
側に界磁巻線を巻回した回転子を備えた車両用交流発電
機に、エンジンの駆動力をベルトを介して伝達する車両
用交流発電機用駆動伝達システムにおいて、前記エンジンの出力軸の回転数を、前記回転子の回転軸
に対し増速して伝達するアイドラプーリを設けたことを
特徴とする車両用交流発電機用駆動伝達システム。
【請求項８】請求項７記載の車両用交流発電機用駆動伝
達システムにおいて、前記アイドラプーリは、少なくと
も前記エンジンの前記出力軸と接続した第１プーリと、
これと径が異なり前記回転子の前記回転軸と接続した第
２プーリとを備え、さらに前記第１プーリと前記第２プ
ーリとの接続を断続するクラッチを設けたことを特徴と
する車両用交流発電機用駆動伝達システム。