JP2006138371A - 車両用交流発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】 プーリの防錆性を向上させることができるとともに固定力を維持することができる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１は、回転軸２４と一体に回転する回転子２と、回転子２を内部に収容して回転軸２４を回転自在に保持するフロント側フレーム４およびリア側フレーム５と、フロント側フレーム４の外部であって回転軸２４の端部に固定されたプーリ９とを備える。プーリ９は、回転軸２４を通す貫通穴と、回転軸２４への固定に際して軸方向に沿って荷重を受ける加圧領域とを有する。加圧領域に多数の凹凸を設けるとともに、加圧領域を含むプーリ９の表面が塗装されている。
【選択図】 図１

Description

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に関する。

一般に、乗用車等の車両では、エンジンのクランクの回転力はベルトを介して車両用交流発電機のプーリに伝達される（例えば、特許文献１参照。）。通常、このプーリの表面には防錆のために塗装やメッキが施されている。特に、複数の溝が形成されたポリＶタイプのプーリの場合には回動防止のために高い軸力が設定されており、この軸力を維持する必要がある。このため、防錆用に塗装を用いた場合には、プーリを締め付け固定するナットとの接合面や軸受けあるいはカラーとの接触面にマスキングを行って部分的に塗装が付着しないようにしている。
特許第３５０９２９２号公報（第３−４頁、図１−５）

ところで、上述したようにプーリの一部をマスキングして塗装が付着しないようにすると、マスキングした部位の組み付け前までの腐食（錆の発生）が懸念される。特に、一度に大量生産する鍛造プーリや鉄板プーリでは、組み付け前の保管時に錆が発生しないように保管方法等に気を配る必要があり、保管時の取り扱いが難しいという問題があった。一方、部分的にマスキングせずに全体を塗装することも考えられるが、上述したように、プーリとナットや軸受けあるいはカラーとの間に塗装面が存在すると大きな固定力（軸力）が維持できないため、何らかの工夫が必要になる。

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、プーリの防錆性を向上させることができるとともに固定力を維持することができる車両用交流発電機を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の車両用交流発電機は、回転軸と一体に回転する回転子と、回転子を内部に収容して回転軸を回転自在に保持するフレームと、フレームの外部であって回転軸の端部に固定されたプーリとを備えており、プーリは、回転軸を通す貫通穴と、回転軸への固定に際して軸方向に沿って荷重を受ける加圧領域とを有し、加圧領域に多数の凹凸を設けるとともに加圧領域を含むプーリの表面が塗装されている。凹凸が形成された加圧領域を含むプーリの表面を塗装することによりプーリ全体の防錆性を向上させることができる。一般に、凹凸が形成されている表面に塗装を施した場合に、凹部に付着する塗装の膜厚は厚くなり、凸部に付着する塗装の膜厚は薄くなることが知られている。このため、プーリの加圧領域に凹凸を形成して塗装を行うことにより、荷重を直接受ける凸部の端面に付着した塗装の膜厚を薄くして、プーリを固定する固定力を確保および維持することが可能になる。

また、上述した加圧領域は、プーリを回転軸に固定する際に使用するナットに対向するナット取り付け面であることが望ましい。あるいは、上述した加圧領域は、プーリを回転軸に固定する際にプーリがフレーム側に配置された軸受けあるいはカラーに対向するフレーム側取り付け面であることが望ましい。これにより、塗装の膜厚が厚くなってプーリ取り付け用ナットの軸力が低下することを確実に防止することができる。

また、上述した凹凸に含まれる凸部の端面を平坦な面とすることが望ましい。これにより、荷重が直接加わる凸部端面の面積を広くすることができ、プーリ取り付け面の摩擦力を高めてプーリの固定力を向上させることが可能になる。

また、上述したプーリは、鉄板をプレス成形して製造される鉄板プーリであることが望ましい。これにより、材質が鉄で大量生産に適した鉄板プーリの防錆性向上と固定力維持を両立させることができる。

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、一実施形態の車両用交流発電機の全体構造を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の車両用交流発電機１は、回転子２、固定子３、フロント側フレーム４、リヤ側フレーム５、ブラシ装置６、整流装置７、電圧調整器８、プーリ９等を含んで構成されている。

回転子２は、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に巻き回した界磁巻線２１を、それぞれが６個の爪部を有する界磁鉄心２２、２３によって、回転軸２４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（プーリ９側）の界磁鉄心２２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に軸流式又は軸流式と遠心式を混合した冷却ファン２５が溶接等によって取り付け固定されている。同様に、リヤ側の界磁鉄心２３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遠心式の冷却ファン２６が溶接等によって取り付け固定されている。

回転軸２４のリヤ側には界磁巻線２１の両端に電気的に接続されたスリップリング２７、２８が形成されており、ブラシ装置６内のブラシ６１、６２をスリップリング２７、２８のそれぞれに押し当てた状態で組み付けることにより、整流装置７から界磁巻線２１に対して励磁電流が流れるようになっている。

固定子３は、固定子鉄心３１に形成された複数個のスロットに、三相の固定子巻線３２が所定間隔で巻き回されている。

整流装置７は、固定子３の三相の固定子巻線３２の出力電圧である三相交流を整流して直流出力を得るためのものであり、所定の間隔で固定される正極側放熱板および負極側放熱板と、それぞれの放熱板に半田付け等によって取り付けられた複数個の整流素子とを含んで構成されている。

フロント側フレーム４およびリヤ側フレーム５は、上述した回転子２および固定子３を収納しており、回転子２が回転軸２４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２の界磁鉄心２２、２３の外側に所定の隙間を介して配置された固定子３が固定されている。この固定子３の固定は、回転子２の回転方向に沿って等間隔に設けられた４箇所の支持部４２０にボルト３４を通して締め付けることにより行われる。また、フロント側フレーム４は、プーリ９に対向する位置に軸受け３６を収納する軸受け収納部４００を有している。軸受け３６とプーリ９との間にはカラー２９が配置されており、ナット９１を締め付けることにより、軸受け３６の内輪にカラー２９を挟んだ状態で、この内輪と一体化した回転軸２４にプーリ９を固定することができる。

電圧調整器８は、界磁巻線２１に流す励磁電流を制御することにより車両用交流発電機１の出力電圧を調整するためのものであり、電気負荷と発電量とに応じて変化する出力電圧をほぼ一定に維持する。プーリ９は、エンジン（図示せず）の回転を車両用交流発電機１内の回転子２に伝えるためのものであり、回転軸２４の一方端（スリップリング２７等と反対側）にナット９１によって締め付け固定されている。また、ブラシ装置６、整流装置７、電圧調整器８を覆うように、これらを保護するリヤカバー８０が取り付けられている。

次に、プーリ９の詳細について説明する。図２は、プーリ９をフレーム側から見た平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。これらの図に示すように、プーリ９は、回転軸２４を通すために設けられた貫通穴９０と、回転軸２４への固定に際して軸方向に沿って荷重を受ける加圧領域９２とを有する。この加圧領域９２は、プーリ９を回転軸２４に固定する際にプーリ９がフレーム側に配置されたカラー２９に対応するフレーム側取り付け面であって、多数の凹部９４と多数の凸部９６からなる凹凸が形成されている。そして、プーリ９は、このような凹凸が形成された加圧領域９２を含む表面全体が防錆を主な目的として塗装されている。上述した加圧領域９２の凹凸に含まれる凸部９６は、端面（カラー２９に接触する表面）が平坦な面になっている。また、プーリ９は、鉄板プーリであって、鉄板をプレス成形して製造されている。

このように、本実施形態の車両用交流発電機１では、凹凸が形成された加圧領域９２を含むプーリ９の表面を塗装することによりプーリ９全体の防錆性を向上させることができる。また、一般に、凹凸が形成されている表面に塗装を施した場合に、凹部に付着する塗装の膜厚は厚くなり、凸部に付着する塗装の膜厚は薄くなることが知られている。このため、プーリ９の加圧領域９２に凹凸を形成して塗装を行うことにより、荷重を直接受ける凸部９６の端面に付着した塗装の膜厚を薄くして、プーリ９を固定する固定力を確保および維持することが可能になる。また、凹部９４については、凸部９６や加圧領域９２以外の領域よりも塗装の膜厚が厚くなるため、この部位における防錆性をさらに高めることができる。

また、プーリ９を回転軸２４に固定する際にプーリ９がフレーム側に配置されたカラー２９に対向するフレーム側取り付け面を加圧領域９２として設定することにより、塗装の膜厚が厚くなってプーリ取り付け用のナット９１の軸力が低下することを確実に防止することができる。

また、加圧領域９２の凹凸に含まれる凸部９６の端面を平坦な面とすることにより、荷重が直接加わる凸部９６端面の面積を広くすることができ、プーリ取り付け面の摩擦力を高めてプーリ９の固定力を向上させることが可能になる。

また、プーリ９を鉄板をプレス成形して製造することにより、材質が鉄で大量生産に適した鉄板プーリの防錆性向上と固定力維持を両立させるとともに、プーリ９の大量生産に伴うコストダウンが可能になる。

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、鉄板をプレス成形することにより製造されるプーリ９について説明したが、鍛造や切削によって製造されるプーリにも本発明を適用することができる。このような場合には、カラー２９が一体化されたプーリ９を用いることが可能になり、部品点数を低減することができる。また、カラー２９が一体化されたプーリ９の場合には、カラー２９の軸受け３６の内輪と対向する面が加圧領域となるため、この加圧領域に凹部９４と凸部９６からなる凹凸を形成すればよい。

また、上述した実施形態では、プーリ９のフレーム側端面の一部に加圧領域９２を設定したが、反対に反フレーム側端面に、具体的にはナット９１が接触する領域を加圧領域として設定し、この加圧領域に凹部９４と凸部９６からなる凹凸を形成するようにしてもよい。当然ながら、フレーム側端面と反フレーム側端面の両方に、凹凸を有する加圧領域を設定するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、プーリ９の端面と同じ高さの凸部９６とこの端面よりも陥没した凹部９４を形成するようにしたが、端面よりも高い凸部９６を形成するようにしてもよい。

一実施形態の車両用交流発電機の全体構造を示す断面図である。 プーリをフレーム側から見た平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

符号の説明

１ 車両用交流発電機
２ 回転子
３ 固定子
４ フロント側フレーム
５ リヤ側フレーム
６ ブラシ装置
７ 整流装置
８ 電圧調整器
９ プーリ
２９ カラー
３６ 軸受け
９０ 貫通穴
９２ 加圧領域
９４ 凹部
９６ 凸部

Claims (5)

1. 回転軸と一体に回転する回転子と、前記回転子を内部に収容して前記回転軸を回転自在に保持するフレームと、前記フレームの外部であって前記回転軸の端部に固定されたプーリとを備える車両用交流発電機において、
   前記プーリは、前記回転軸を通す貫通穴と、前記回転軸への固定に際して軸方向に沿って荷重を受ける加圧領域とを有し、前記加圧領域に多数の凹凸を設けるとともに前記加圧領域を含む前記プーリの表面が塗装されていることを特徴とする車両用交流発電機。
2. 請求項１において、
   前記加圧領域は、前記プーリを前記回転軸に固定する際に使用するナットに対向するナット取り付け面であることを特徴とする車両用交流発電機。
3. 請求項１または２において、
   前記加圧領域は、前記プーリを前記回転軸に固定する際に前記プーリが前記フレーム側に配置された軸受けあるいはカラーに対向するフレーム側取り付け面であることを特徴とする車両用交流発電機。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記凹凸に含まれる凸部の端面を平坦な面とすることを特徴とする車両用交流発電機。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記プーリは、鉄板をプレス成形して製造される鉄板プーリであることを特徴とする車両用交流発電機。
   

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