JP2004080854A

JP2004080854A - 車両用回転機

Info

Publication number: JP2004080854A
Application number: JP2002234260A
Authority: JP
Inventors: Toru Oiwa; 大岩　亨
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2002-08-12
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-12
Also published as: JP4151348B2

Abstract

【課題】簡単な構造であって冷却性を損なうことなく、配線等の固定部を容易に取り外すことができる回転機を提供すること。
【解決手段】車両用交流発電機のリアカバー２７のリア側には、周囲部分から連続的に形成されて突出した突出部１２０が形成されている。この突出部１２０は、保持部１２２と平面部１２４を有する。保持部１２２の一部には、リアカバー２７の通風窓の一部と連続的に形成された側面開口部１２６が設けられている。また、平面部１２４は、中央部を貫通する穴１２８を有しており、裏面には平坦な裏面部１３０が形成されている。穴１２８には、車両側の都合に応じて、配線配管を固定するハーネスクランプ１４０が取り付けられる。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用交流発電機等の回転機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用エンジンは、交流発電機や各種ポンプ等の多くの回転機を搭載しており、多くの配線や配管が周囲に這い回されている。これらの配線や配管は、あまり長い場合には振動等により断線等の不具合が生じやすくなるため、車両ボディや回転機の一部あるいはエンジン本体に部分的に固定されている。
【０００３】
一方、開発コストの削減や回収等のためにエンジンを売買する場合があり、エンジンの設計や、後付けされる回転機の配線や配管の設計によっては、エンジン本体に配線や配管を固定することが困難な場合がある。このような場合には、エンジンに搭載される回転機を利用して配線や配管の固定を行う必要性が高くなる。また、ユーザが利便性や走行性等の向上のために電気電子部品をエンジンルーム内に追加設置する場合があるが、このような場合にも配線や配管を回転機に固定することができれば大変便利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来から、配線や配管の設計上の要請により、回転機に配線等の固定部を設ける必要がある場合には、別部品としての配線配管固定ターミナルを設け、ボルトやナット等を用いて固定する手法があるが、構造の複雑化に伴う部品点数の増加や組付工数の増加がコストアップ要因になっている。
【０００５】
また、樹脂成形されたリアカバーに穴を設けてハーネスクランプをスナップフィット固定することにより配線等を固定する手法も従来から用いられているが、車両組付時の手直しや市場での修理時にスナップフィット固定されたハーネスクランプを破壊することなく取り外すには、リアカバー内に突出した固定部の内側を弾性変形させる必要があるが、そのためにはリアカバーを取り外さなければならず、多大な工数が必要となる。しかも、固定部周辺の構造に精通していない作業者が安易にハーネスクランプを引き向いてしまうと、ハーネスクランプを破損するだけでなく、破損部分が回転機内部に脱落して重大な故障を引き起こすおそれもある。
【０００６】
また、一般には、車両用交流発電機をはじめとする車両用回転機の多くは空冷式であり、固定を必要とする電気端子等の車両との接続部は電気部品に近接していて特に冷却性を確保する必要がある場合が多く、安易にハーネスクランプを取り付けると、回転機の冷却風の通風窓を塞いでしまい、冷却性を損なうおそれがある。
【０００７】
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、簡単な構造であって冷却性を損なうことなく、配線等の固定部を容易に取り外すことができる回転機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用回転機は、車両のエンジンに取り付けられて内部部品の保持あるいは保護を行う外殻部を備え、外殻部は、内外の換気を行う通風窓と、周囲に対して連続的に形成されて突出した突出部とを有し、突出部は、少なくとも一部が通風窓から連続的に形成された側面開口部を有する保持部と、中央部で貫通する穴が形成されているとともにこの穴周辺の裏側に平坦な裏面部が形成された平面部とからなっている。これにより、以下に示す効果が生じる。
・通風窓が形成された外殻部の他の部位から連続的に形成されて突出した突出部を配線配管の固定部として使用することができるため、配線配管等によって通風窓を塞いで冷却性を損なうことを防止することができる。
・外殻部は、エンジンに直結される車両用回転機自身を、エンジンの振動に耐えて保持あるいは保護するために十分な強度を備えているため、突出部をこの外殻部上に配置することにより、配線配管を強固に固定することができる。
・エンジン本体に比べて比較的温度が低い車両用回転機に配線配管を固定することにより、配線配管の熱劣化による破損から守ることができる。
・突出部がその周辺から連続的に形成されているため、ハーネスクランプ等を固定するために追加する部品が不要であり、部品点数や組付工数の増加によるコスト上昇を回避することができる。
・車両出荷時にハーネスクランプ等を固定する必要がない場合であっても、車両の所有者等が利便性や走行性を向上させるために電気電子部品をエンジンルーム内に追加設置する場合に、車両用回転機にハーネスクランプ等を固定することが容易となる。
・突出部の穴や側面開口部は、もともと通風窓が形成されている位置の近傍に形成されるため、これらを追加することによる異物浸入に起因する不具合の発生を回避することができる。
【０００９】
また、上述した平面部に着座する座部と、座部から突出するとともに容易に変形して先端側が大径部となるスナップフィット部とを有し、配線配管を保持するハーネスクランプをさらに備え、スナップフィット部が穴を通って、座部が平面部に、大径部が裏面部にそれぞれ着座することにより、スナップフィット部を外殻に固定することが望ましい。保持部の少なくとも一部は、外殻部を貫通する側面開口部を備えるため、スナップフィット部の大径部を外部から弾性変形させることが容易になり、車両組み付け時の手直しや市場での修理時に、スナップフィット部で固定されたハーネスクランプを容易に取り外すことができる。
【００１０】
また、回転自在に保持された回転子と、回転子を内包する固定子と、固定子の出力を整流する整流装置と、整流装置の出力電圧を制御する電圧制御装置とを有し、エンジンによって回転駆動されて発電を行う車両用回転機であって、回転子は、冷却ファンを備えており、外殻は、整流装置または電圧制御装置の少なくとも一部を冷却する位置に通風窓を備えることが望ましい。これにより、突出部を設けた場合であっても、発熱体である整流装置や電圧制御装置の冷却性を確保することが可能になる。
【００１１】
また、上述した回転子と固定子とを内包して保持し、回転子の回転軸の一端側外部に整流装置と電圧制御装置を保持するとともに、冷却ファンによる冷却風を吐出する吐出窓を有するフレームと、整流装置と電圧制御装置を保護する外殻としての樹脂製のリアカバーとをさらに備えることが望ましい。このように、吸気側の比較的圧力変動が少ない側に突出部が配置されるため、突出部を吐出側に配置する場合に比べてファン音の増加を防止することができる。また、樹脂製のリアカバーを採用することにより製造が容易になる。さらに、車両用回転機として発電機を考えた場合に、整流装置から延びる出力線が比較的太くなるとともに電圧制御装置用の配線が多くなるが、これらの線の接続部（出力端子）と比較的近い位置に設けられた突出部で出力線等を固定することにより、接続部と固定部との相対振動を低減することができ、出力線等に加わるストレスを低減することが可能になる。
【００１２】
また、上述したリアカバーは、フレームに固定する固定部と突出部との間を、周辺よりも肉厚に形成することが望ましい。これにより、突出部の剛性を高めることができ、配線配管の固定部の信頼性を向上させることができる。
また、上述したリアカバーは、開口部を有する椀形状をなしており、リアカバーに設けられた通風窓と側面開口部は、椀形状の開口方向に開口していることが望ましい。これにより、一方向型形成によるリヤカバーの製造が可能になるため、製造コストを下げることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形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。
図１は、本実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す図である。また、図２は本実施形態の車両用発電機をリア側から見た図である。図１および図２に示す車両用交流発電機１００は、フロント側フレーム１、リア側フレーム２、固定子４、回転子１０、整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６、リアカバー２７等を含んで構成されている。
【００１４】
フロント側フレーム１およびリア側フレーム２は、共に椀形状を有しており、これらの開口部同士を直接当接させた状態で、複数本のボルト３によって相互に固定されている。フロント側フレーム１の内周には固定子４が固定されている。また、フロント側フレーム１には円筒状のベアリングボックス７が一体に形成されており、リア側フレーム２には鉄製のベアリングボックス８がローレットを有するボルト９によって取り付けられている。
【００１５】
固定子４は、固定子鉄心５および固定子巻線６を備えている。
回転子１０は、界磁巻線１１、ポールコア１２、１３、回転軸１４等を備えており、ベアリングボックス７、８に固定される一対のベアリング１５、１６により回転自在に保持されている。ポールコア１２、１３の軸方向端面には、遠心型の冷却ファン１７、１８が取り付けられている。フロント側の冷却ファン１７は、界磁巻線１１への冷却風を生成するために、ブレードが回転子１０の回転方向に対して前傾させた斜流式になっている。また、回転軸１４の前端にはプーリ１９がナット２０により結合されており、図示しない車両エンジンにより回転駆動される。さらに、リア側フレーム２の外側に位置する回転軸１４の後端には、一対のスリップリング２１、２２が設けられており、界磁巻線１１に電気的に接続されている。
【００１６】
整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６等のいわゆる電気部品は、リア側フレーム２の外側の軸方向端面に、ボルト９等の固定手段によって固定されている。整流装置２４は、例えば三相の固定子巻線６の出力電圧である三相交流電圧を整流して直流の出力電圧に変換する。電圧制御装置２５は、界磁巻線１１に流れる励磁電流を調整することにより、車両用交流発電機１００の出力電圧を制御する。ブラシ装置２６は、整流装置２４から回転子１０の界磁巻線１１に励磁電流を流すためのものであり、回転子１０の回転軸１４に形成されたスリップリング２１、２２のそれぞれに押圧するブラシが備わっている。
【００１７】
リアカバー２７は、樹脂製の外殻部であって、リア側フレーム２の外側に取り付けられる整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６等の内部部品を覆って、これらを保護する。このリアカバー２７は、ナット２８によってリア側フレーム２から延びるボルト９に、整流装置２４を挟み込んだ状態で締め付け固定されている。リアカバー２７は、ブラシ装置２６の周辺に同心円状に形成されている通風窓２９を有している。また、リアカバー２７には、配線配管を固定するハーネスクランプ（後述する）を取り付けるための突出部１２０が設けられている。突出部１２０周辺の詳細構造については後述する。
【００１８】
上述した構造を有する車両用交流発電機１００は、ベルト等を介してプーリ１９に車両エンジンからの回転力が伝えられると回転子１０が所定方向に回転する。この状態で回転子１０の界磁巻線１１に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア１２、１３のそれぞれの爪部が励磁され、固定子巻線６に三相交流電圧を発生させることができ、整流装置２４に設けられた出力端子からは所定の直流電流が取り出される。
【００１９】
次に、リアカバー２７に設けられた突出部１２０周辺の詳細構造について説明する。図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図であり、突出部１２０の詳細断面が示されている。また、図４は突出部１２０を図２のＰ方向から見た部分的な拡大図である。
【００２０】
図２および図３に示すように、リアカバー２７のリア側（整流装置２４等の各種電気部品が収納された側と反対の外側）には、周囲部分から連続的に形成されて突出した突出部１２０が形成されている。この突出部１２０は、保持部１２２と平面部１２４を有する。保持部１２２の一部には、リアカバー２７の通風窓２９の一部と連続的に形成された側面開口部１２６が設けられている。この側面開口部１２６を設けることにより、平面部１２４を設けたことによる通風窓２９の面積減少に伴う冷却性の悪化を防止することができる。また、平面部１２４は、中央部を貫通する穴１２８を有しており、裏面には平坦な裏面部１３０が形成されている。
【００２１】
この突出部１２０の平面部１２４に設けられた穴１２８には、車両側の都合に応じて、配線配管を固定するハーネスクランプ１４０が取り付けられる。例えば、所定の長さ以上では振動等によって断線等の不具合が生じるため、車両ボディや車両用交流発電機１００の一部あるいは原動機本体に部分的に固定した方が好ましい場合や、車両の所有者等が利便性や走行性を向上させるために電気電子部品をエンジンルーム内に追加設置する際の配線を車両用交流発電機１００の一部に固定した方が好ましい場合に、ハーネスクランプ１４０が用いられる。
【００２２】
図５は、ハーネスクランプ１４０の形状を示す斜視図である。また、図６はハーネスクランプ１４０をリアカバー２７の突出部１２０に取り付けた状態を示す断面図である。図５および図６に示すように、ハーネスクランプ１４０は、配線配管２００を保持する保持部１４２と、この保持部１４２の一部に形成された座部１４４と、この座部１４４から突出して容易に変形するとともに先端側に大径部１４６を備えたスナップフィット部１４８とからなっている。
【００２３】
ハーネスクランプ１４０は、突出部１２０に設けられた穴１２８にスナップフィット部１４８を通すことによりリアカバー２７に固定される。このとき、ハーネスクランプ１４０の座部１４４が突出部１２０の平面部１２４に、ハーネスクランプ１４０の大径部１４６が突出部１２０の裏面部１３０にそれぞれ着座することにより、ハーネスクランプ１４０の固定が行われる。また、この固定は、リアカバー２７の本体から突出した突出部１２０において行われるため、ハーネスクランプ１４０や配線配管によって通風窓２９が直接閉塞されることによる冷却性の悪化を防止することができる。
【００２４】
このように、通風窓が形成されたリヤカバー２７の他の部位から連続的に形成されて突出した突出部１２０を配線配管の固定部として使用することができるため、配線配管等によって通風窓を塞いで冷却性を損なうことを防止することができる。特に、突出部１２０がその周辺から連続的に形成されているため、ハーネスクランプ１４０を固定するために追加する部品が不要であり、部品点数や組付工数の増加によるコスト上昇を回避することができる。
【００２５】
また、突出部１２０の保持部１２２には、リアカバー２７を貫通する側面開口部１２６が形成されているため、スナップフィット部１４８の大径部１４６を外部から弾性変形させることが容易になり、車両組み付け時の手直しや市場での修理時に、スナップフィット部１４８で固定されたハーネスクランプ１４０を容易に取り外すことができる。
【００２６】
ところで、ハーネスクランプ１４０が取り付けられていない状態では、リアカバー２７の突出部１２０に設けられた穴１２８が露出するが、もともと通風窓２９が形成されていた場所に突出部１２０を形成することにより、外部からの被水等による悪影響を防止することができる。
【００２７】
また、ほぼ平坦な場所に突出部１２０を形成することになるため剛性が向上し、リアカバー２７による保護機能を強化することができる。また、リアカバー２７はボルト９とナット２８で固定されているため、ボルト９の周辺部と突出部１２０との間の連結部１５０をその周辺よりも肉厚に形成することにより、リアカバー２７の突出部１２０近傍の剛性をさらにあげることができる。しかも、ハーネスクランプ１４０を取り付ける際にリアカバー２７表面が変形して突出部１２０の軸方向位置が変化することがなくなるため、ハーネスクランプ１４０を固定する際の信頼性を向上させる効果もある。
【００２８】
また、リアカバー２７をほぼ椀形状に形成するとともに、通風窓２９と側面開口部１２６をこの椀形状の開口方向に開口させることにより、リアカバー２７を軸方向に沿って型成型することができるようになるため、良好な成形性を実現することができる。
【００２９】
また、車両用交流発電機１００では、整流装置２４から延びる出力線が比較的太くなるとともに電圧制御装置２５用の配線が多くなるが、これらの線の接続部（出力端子）と比較的近い位置に設けられた突出部１２０で出力線等を固定することにより、接続部と固定部との相対振動を低減することができ、出力線等に加わるストレスを低減することが可能になる。
【００３０】
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、突出部１２０をリアカバー２７の一部に形成したが、フロント側フレーム１やリア側フレーム２に形成してもよい。
【００３１】
また、上述した実施形態では、リア側フレーム２の外側に整流装置２４やブラシ装置２６等を組み付け、さらにその外側からリアカバー２７で覆う構造の車両用交流発電機１００について説明したが、リア側フレーム内に整流装置２４等が収納された車両用交流発電機にも本発明を適用することができる。
【００３２】
また、上述した実施形態は、回転機として車両用交流発電機１００について説明したが、電動機やコンプレッサー等の各種の回転機に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す図である。
【図２】本実施形態の車両用発電機をリア側から見た図である。
【図３】図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。
【図４】突出部を図２のＰ方向から見た部分的な拡大図である。
【図５】ハーネスクランプの形状を示す斜視図である。
【図６】ハーネスクランプをリアカバーの突出部に取り付けた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１　フロント側フレーム
２　リア側フレーム
４　固定子
１０　回転子
２４　整流装置
２５　電圧制御装置
２６　ブラシ装置
２７　リアカバー
２９　通風窓
１２０　突出部
１２２　保持部
１２４　平面部
１２６　側面開口部
１２８　穴
１３０　裏面部
１４０　ハーネスクランプ
１４２　保持部
１４４　座部
１４６　大径部
１４８　スナップフィット部

Claims

車両のエンジンに取り付けられて内部部品の保持あるいは保護を行う外殻部を備え、
前記外殻部は、内外の換気を行う通風窓と、周囲に対して連続的に形成されて突出した突出部とを有し、
前記突出部は、少なくとも一部が前記通風窓から連続的に形成された側面開口部を有する保持部と、中央部で貫通する穴が形成されているとともにこの穴周辺の裏側が平坦な裏面部が形成された平面部とからなることを特徴とする車両用回転機。
請求項１において、
前記平面部に着座する座部と、前記座部から突出するとともに容易に変形して先端側が大径部となるスナップフィット部とを有し、配線配管を保持するハーネスクランプをさらに備え、
前記スナップフィット部が前記穴を通って、前記座部が前記平面部に、前記大径部が前記裏面部にそれぞれ着座することにより、前記スナップフィット部を前記外殻に固定することを特徴とする車両用回転機。
請求項１または２において、
回転自在に保持された回転子と、前記回転子を内包する固定子と、前記固定子の出力を整流する整流装置と、前記整流装置の出力電圧を制御する電圧制御装置とを有し、前記エンジンによって回転駆動されて発電を行う車両用回転機であって、
前記回転子は、冷却ファンを備えており、
前記外殻は、前記整流装置または前記電圧制御装置の少なくとも一部を冷却する位置に前記通風窓を備えることを特徴とする車両用回転機。
請求項３において、
前記回転子と前記固定子とを内包して保持し、前記回転子の回転軸の一端側外部に前記整流装置と前記電圧制御装置を保持するとともに、前記冷却ファンによる冷却風を吐出する吐出窓を有するフレームと、
前記整流装置と前記電圧制御装置を保護する前記外殻としての樹脂製のリアカバーと、
をさらに備えることを特徴とする車両用回転機。
請求項４において、
前記リアカバーは、前記フレームに固定する固定部と前記突出部との間を、周辺よりも肉厚に形成することを特徴とする車両用回転機。
請求項４または５において、
前記リアカバーは、開口部を有する椀形状をなしており、
前記リアカバーに設けられた前記通風窓と前記側面開口部は、前記椀形状の開口方向に開口していることを特徴とする車両用回転機。