JP2008206320A - 車両用交流発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】多種多様な搭載状態においてブラシホルダ内部への異物の侵入を防止するとともに、様々な車両環境においてブラシの耐環境性を向上させ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３３に設けられて回転軸３３と一体に回転するスリップリング３７、３８と、スリップリング３７、３８に摺接するブラシ５１、５２を収納するブラシホルダ５３とを備えている。ブラシホルダ５３は、ブラシ５１、５２を収納する第１の収納部と、ブラシ５１、５２をスリップリング３７、３８へ押当てるバネ材を収納する第２の収納部とを有しており、第１の収納部のスリップリング側の開口部を塞ぐように、ブラシ５１、５２の側面に近接して配置されるシール部材５９が備わっている。
【選択図】図２

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。

従来から知られている一般的な車両用交流発電機は、固定子とその内周側に対向配置された回転子とがハウジングに収容されており、回転子には回転に伴い冷却風を発生させる冷却ファンが固定されている。この冷却ファンによって回転軸の回転に伴い冷却風を発生させ、ハウジングに設けられた吐出窓から冷却風を排出する構造になっている。また、回転軸には回転軸と一体に回転するスリップリングが固定されており、このスリップリングに摺接するブラシを収納するブラシホルダや、ブラシを含む電気部品を覆うリアカバーなどが備わっている。

このような従来の車両用交流発電機について、昇温によるブラシ摩耗を抑制するために、通風経路の確保およびブラシへの被水の防止を図る必要がり、ブラシホルダ端面に複数の屈曲部を有する迷路状の溝形状を付加させるものや（例えば、特許文献１参照。）、ブラシホルダとリアカバーの間に冷却風経路を有するシール部材を配置させるもの（例えば、特許文献２参照。）、シール部材の冷却風通路が複数の屈曲部を有する迷路状のもの（例えば、特許文献３参照。）、ブラシホルダに形成される凹部へスリップリングカバーの一部を挿入することで迷路構造としたもの（例えば、特許文献４参照。）などが提案されている。
実公昭６２−４１５６７号公報（第２−４頁、図１−８） 特公平７−３２５７１号公報（第３−５頁、図１−１３） 特開平５−１９９７０１号公報（第３−５頁、図１−１３） 特開２０００−１３９０５８号公報（第３−５頁、図１−１０）

ところで、上述した各種の特許文献に開示された従来の車両用交流発電機では、現在の車両への多種多様な搭載状態やオフロード車等の使用環境悪化に対して、電気部品が配置されるリアカバー内部へ泥水等の異物が浸入し、特にブラシをバネ材で押圧保持するブラシホルダ内部にまで異物が浸入するおそれがある。ブラシホルダ内部に侵入した異物が経時的に堆積すると、ブラシの押圧力が低下して最終的には接触不良となり発電不良となるおそれがあり、耐環境性が悪化するという問題があった。このため、簡単な構造でブラシホルダ内部への異物侵入を防止して耐環境性を向上させることができる車両用交流発電機が望まれている。

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、多種多様な搭載状態においてブラシホルダ内部への異物の侵入を防止するとともに、様々な車両環境においてブラシの耐環境性を向上させ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、回転軸に設けられて回転軸と一体に回転するスリップリングと、スリップリングに摺接するブラシを収納するブラシホルダとを備えており、ブラシホルダは、ブラシを収納する第１の収納部と、ブラシをスリップリングへ押当てるバネ材を収納する第２の収納部とを有しており、第１の収納部のスリップリング側の開口部を塞ぐように、ブラシの側面に近接して配置されるシール部材を備えている。これにより、多種多様の搭載状態において車両用交流発電機内部への被水等によるブラシホルダ内部への異物侵入を完全に防止することができ、確実にブラシの耐環境性を向上させることができる。

また、上述したシール部材は、可とう性を有する樹脂であって、ブラシへ所定の押圧力で軽接触していることが望ましい。これにより、簡単な構成でブラシホルダのブラシ収納部の開口部を確実にシールすることができる。

また、上述したシール部材は、ブラシホルダの外周面に係止されることが望ましい。これにより、シール部材とブラシホルダとの間の隙間からの異物の侵入も防止することができるため、より確実にブラシの耐環境性を向上させることができる。

また、上述したブラシとバネ材との間に配置されて、第１の収納部と第２の収納部を区画する区画部材をさらに備えることが望ましい。これにより、仮に第１の収納部に異物が侵入した場合であっても、バネ材が収納される第２の収納部への侵入を完全に防止できるため、さらに確実にブラシの耐環境性を向上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断面図である。また、図２は一実施形態の車両用発電機の要部の拡大断面図である。

図１に示すように、本実施形態の車両用交流発電機１は、電機子巻線２３が巻装された固定子２と、固定子２の内周側に対向配置されて界磁巻線３１が巻装された回転子３と、回転子３の軸方向両端面に固定されて回転子３の回転に伴って冷却風を発生させる冷却風発生手段としての冷却ファン３５、３６と、固定子２および回転子３を保持するフロント側ハウジング４ａおよびリア側ハウジング４ｂと、界磁巻線３１に給電するブラシ装置５と、出力電圧を所定値に制御する電圧制御装置６と、ブラシ装置５や電圧制御装置６等の電気部品を覆ってこれらを異物から保護するリアカバー７と、回転子３にエンジン（図示せず）からの回転駆動力を伝達するプーリ２０とを備えている。

フロント側ハウジング４ａには、側部に複数の冷却風吐出窓４２が形成されている。これらの冷却風吐出窓４２は、プーリ２０側の冷却ファン３５を回転させたときに発生する遠心方向の冷却風をフロント側ハウジング４ａの外部に吐出するためのものである。また、リア側ハウジング４ｂには、側部に複数の冷却風吐出窓４３が形成されている。これらの冷却風吐出窓４３は、リアカバー７側の冷却ファン３６を回転させたときに発生する遠心方向の冷却風をリア側ハウジング４ｂの外部に吐出するためのものである。

回転子３の回転軸３３には、その先端に固定されて回転軸３３とともに一体に回転するスリップリング３７、３８が設けられている。ブラシ装置５は、これら２つのスリップリング３７、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とを含んで構成されている。

図３は、ブラシホルダ５３の詳細構造を示す断面図である。図３に示すように、ブラシホルダ５３は、ブラシ５１、５２を収納する第１の収納部５３１、５３２と、ブラシ５１、５２をスリップリング３７、３８へ押当てるバネ材５７、５８を収納する第２の収納部５３３、５３４とを有している。また、第１の収納部５３１、５３２のスリップリング側の開口部５３５を塞ぐように、ブラシ５１、５２の側面に近接して配置されるシール部材５９が備わっている。

シール部材５９は、ナイロン等の可とう性を有する樹脂を用いて形成された単一部品であって、ブラシ５１、５２の形状とほぼ等しくこれらのブラシ５１、５２を貫通させる２つの穴が底面に形成された箱形形状を有している。この箱形形状の側面の内周側には凸部５３８が形成されている。一方、ブラシホルダ５３の外郭をなす外周面には凹部５３７が形成されており、凸部５３８を凹部５３７に係合させることにより、ブラシホルダ５３の開口部５３５側にシール部材５９が係止固定されている。係止固定された状態でこのシール部材５９は、貫通させたブラシ５１、５２の側面に所定の押圧力で軽接触している。なお、凸部５３８および凹部５３７は、ブラシホルダ５３の外角をなす４つの外周面のそれぞれに、さらに好ましくは全周にわたって形成されている。

また、本実施形態のブラシホルダ５３では、ブラシ５１、５２とバネ材５７、５８との間に配置されて、第１の収納部５３１、５３２と第２の収納部５３３、５３４との間を区画する区画部材５４１、５４２が備わっている。第１の収納部５３１と第２の収納部５３３は同じ断面形状（通常は四角形断面形状）を有しており、区画部材５４１は、この断面形状とほぼ同じ形状を有し、第１の収納部５３１と第２の収納部５３３の境界近傍の断面をほぼ隙間なく埋めるために用いられる。区画部材５４２についても同様である。

このように、本実施形態の車両用交流発電機１では、ブラシ５１、５２の側面に近接して配置されるシール部材５９によって、ブラシ５１、５２を収納する第１の収納部５３１、５３２のスリップリング側の開口部を塞ぐことにより、多種多様の搭載状態において車両用交流発電機１の内部への被水等によるブラシホルダ５３内部への異物の侵入を完全に防止することができ、確実にブラシ５１、５２の耐環境性を向上させることができる。

また、シール部材５９を可とう性を有する樹脂で形成し、ブラシ５１、５２へ所定の押圧力で軽接触させるという簡単な構成で、ブラシホルダ５３の第１のブラシ収納部５３１、５３２の開口部を確実にシールすることができる。さらに、ブラシホルダ５３の外周面に形成された凹部５３７にシール部材５９の内周面に形成された凸部５３８を係止することにより、シール部材５９をブラシホルダ５３の外周面に容易かつ確実に係止することができ、シール部材５９とブラシホルダ５３との間の隙間からの異物の侵入も防止することができるため、より確実にブラシの耐環境性を向上させることができる。

また、第１の収納部５３１、５３２と第２の収納部５３３、５３４とに間を区画部材５４１、５４２を配置しているため、仮に第１の収納部５３１、５３２に異物が侵入した場合であっても、バネ材５７、５８が収納される第２の収納部５３３、５３４への侵入を完全に防止できるため、さらに確実にブラシの耐環境性を向上させることができる。

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、樹脂製のリアカバー７等を用いたが、アルミニウムや鉄等の金属材料を用いてリアカバーを形成するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、シール部材５９と区画部材５４１、５４２の両方を用いたが、どちらか一方のみを用い、他方を省略するようにしてもよい。例えば、シール部材５９のみを用いた場合であっても、ブラシホルダ５３の開口部５３５側からの異物の侵入を防止することができる。また、区画部材５４１、５４２のみを用いる場合には、開口部５３５側から異物が侵入した場合であっても、バネ材５７、５８にこの侵入した異物が到達することを防ぐことができる。

一実施形態の車両用交流発電機の断面図である。 一実施形態の車両用交流発電機の要部の拡大断面図である。 ブラシホルダの詳細構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 車両用交流発電機
２ 固定子
３ 回転子
５ ブラシ装置
６ 電圧制御装置
７ リアカバー
３７、３８ スリップリング
５１、５２ ブラシ
５３ ブラシホルダ
５４ スリップリングカバー
５９ シール部材
５３１、５３２ 第１の収納部
５３３、５３４ 第２の収納部
５３７ 凹部
５３８ 凸部
５４１、５４２ 区画部材

Claims (4)

1. 回転軸に設けられて前記回転軸と一体に回転するスリップリングと、前記スリップリングに摺接するブラシを収納するブラシホルダとを備えた車両用交流発電機において、
   前記ブラシホルダは、前記ブラシを収納する第１の収納部と、前記ブラシを前記スリップリングへ押当てるバネ材を収納する第２の収納部とを有しており、
   前記第１の収納部の前記スリップリング側の開口部を塞ぐように、前記ブラシの側面に近接して配置されるシール部材を備え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、
   前記シール部材は、可とう性を有する樹脂であって、前記ブラシへ所定の押圧力で軽接触してい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、
   前記シール部材は、前記ブラシホルダの外周面に係止され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、
   前記ブラシと前記バネ材との間に配置されて、前記第１の収納部と前記第２の収納部を区画する区画部材をさらに備えることを特徴とする車両用交流発電機。

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