JP2008228495A - Ac generator for vehicle - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a vehicle AC generator mounted on a passenger car, a truck, or the like.
従来から、ブラシ摩耗粉をブラシホルダ外に排出する目的でブラシホルダに吸入穴とブラシ粉排出穴とを設けるようにした構造が知られている(例えば、特許文献1参照。)。吸入穴から導入された空気をブラシ粉排出穴から排出することにより、スリップリングとの摺動によって発生したブラシ摩耗粉がこの空気とともに排出される。
ところで、特許文献1に開示された従来構造では、ブラシホルダ周辺が被水すると吸入窓を通って水がブラシホルダ内に浸入し、ブラシに付着することで、ブラシが早期摩耗するおそれがあるとともに、泥水や塩水が浸入するとブラシがブラシホルダに固着してスリップリングに接触せずに発電不良となるおそれがあるという問題があった。
By the way, in the conventional structure disclosed in
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、ブラシホルダ内への水の浸入を防止することによりブラシの異常摩耗や発電不良の発生を防止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。 The present invention was created in view of the above points, and its purpose is to prevent the occurrence of abnormal wear of the brush and generation of power generation by preventing water from entering the brush holder. The object is to provide a vehicle alternator.
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、回転子の回転軸に設けられたスリップリングと、スリップリングの外周面に摺接するブラシと、スリップリングとブラシの周囲空間を覆う被覆部材と、ブラシを含む電気部品を覆うとともにスリップリングとブラシの摺動によって生じたブラシ粉を収納するブラシ粉収納部を有する保護カバーと、被覆部材と保護カバーとの間に挿入されて周囲空間の気密性を確保するシール部材とを備えている。被覆部材と保護カバーとの間にシール部材を設けることにより、スリップリングの周囲空間への水の浸入を防止することができ、しかも、周囲空間の気密性を高めたことによって排出されなくなったブラシ粉をブラシ粉収納部に収納することでこのブラシ粉がスリップリングとブラシの摺動面に付着することがなくなるため、ブラシの異常摩耗や発電不良の発生を防止することができる。 In order to solve the above-described problems, an AC generator for a vehicle according to the present invention includes a slip ring provided on a rotating shaft of a rotor, a brush that is in sliding contact with an outer peripheral surface of the slip ring, and a space around the slip ring and the brush. A cover member that covers the electrical parts including the brush, a protective cover that covers the electrical components including the brush and that stores brush powder generated by sliding of the slip ring and the brush, and is inserted between the cover member and the protective cover. And a sealing member for ensuring the airtightness of the surrounding space. By providing a sealing member between the covering member and the protective cover, it is possible to prevent water from entering the surrounding space of the slip ring and to prevent the brush from being discharged by increasing the airtightness of the surrounding space. By storing the powder in the brush powder storage unit, the brush powder does not adhere to the sliding surface of the slip ring and the brush, and therefore, it is possible to prevent the brush from being abnormally worn or generating power.
上述したブラシ粉収納部は、周囲空間と連通しており、車両組付時にスリップリングよりも地面側に少なくとも一部が配置されていることが望ましい。特に、車両組付時にスリップリングよりも地面側に配置されるブラシ粉収納部の一部は、ブラシが使用限界まで使用されたときに生じるブラシ粉を収納可能な容量を有することが望ましい。これにより、発電時に生じたブラシ粉をブラシ粉収納部に確実に収納することが可能となる。 It is desirable that the brush powder storage unit described above communicates with the surrounding space, and at least a part of the brush powder storage unit is disposed on the ground side of the slip ring when the vehicle is assembled. In particular, it is desirable that a part of the brush powder storage unit disposed on the ground side of the slip ring when the vehicle is assembled has a capacity capable of storing the brush powder generated when the brush is used up to the use limit. This makes it possible to reliably store the brush powder generated during power generation in the brush powder storage unit.
上述したブラシ粉収納部は回転軸を中心に回転可能に形成されていることが望ましい。これにより、車両への組付状態が異なった場合であっても保護カバーのブラシ粉収納部の角度を調整するだけで対処することができるため、組付状態毎にブラシ収納部の向きが異なる保護カバーを用意する必要がなく、部品点数の増加によるコスト上昇を抑えることができる。 It is desirable that the brush powder storage unit described above is formed to be rotatable around a rotation axis. Thereby, even if the assembly state to the vehicle is different, it can be dealt with only by adjusting the angle of the brush powder storage portion of the protective cover, so the orientation of the brush storage portion differs for each assembly state. It is not necessary to prepare a protective cover, and an increase in cost due to an increase in the number of parts can be suppressed.
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。 Hereinafter, an AC generator for a vehicle according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、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1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。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an automotive alternator according to an embodiment. A
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対向させて固定子4を挟み込んだ状態で、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。
Both the
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。
The
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のそれぞれの外周面に摺接するブラシが備わっている。
So-called electrical components such as the rectifying
リアカバー27は、樹脂製(例えばナイロン製)の外殻部としての保護カバーであって、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等の電気部品を覆って、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。
The
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。
In the
次に、ブラシ装置26とその周辺のリアカバー27について説明する。図2は、ブラシ装置26周辺の部分的な拡大断面図である。ブラシ装置26は、ブラシホルダ40とスリップリングカバー50とを組み合わせることによって構成されている。
Next, the
ブラシホルダ40は、ブラシ41、42と、これらのブラシ41、42をスリップリング21、22のそれぞれに押圧するスプリング43、44と、スプリング43、44に一方の端部が押圧された状態でブラシ41、42を収納するブラシ収納部を有する箱形形状のホルダ本体45とを含んで構成されている。また、スリップリングカバー50は、回転軸14の端部近傍に形成されたスリップリング21、22を覆って保護するためのものであり、ブラシホルダ40の回転軸14側端面に係合する筒形状を有している。本実施形態のブラシ装置26では、ブラシホルダ40とスリップリングカバー50とを組み合わせることにより、スリップリング21、22とブラシ41、42の周囲空間を覆う被覆部材が形成されている。
The
ブラシホルダ40およびスリップリングカバー50とリアカバー27の間には、柔軟性を有するゴム等のシール部材60が隙間を塞ぐように配置されている。同様に、ブラシホルダ40およびスリップリングカバー50とリア側フレーム2の間には、柔軟性を有するゴム等のシール部材61が隙間を塞ぐように配置されている。これらのシール部材60、61をブラシホルダ40およびスリップリングカバー50の周囲に配置することにより、スリップリング21、22とブラシ41、42の周囲空間の気密性が確保されている。
Between the
また、リアカバー27は、回転子10の回転軸14に沿ってその一部を外側に突出するように形成したカバー突出部27Aを有する。このカバー突出部27Aは、スリップリング21、22とブラシ41、42の摺動によって生じたブラシ粉を収納するブラシ収納部であり、スリップリング21、22とブラシ41、42の周囲空間と連通している。また、このカバー突出部27Aは、車両用交流発電機100を車両に組み付けた際にスリップリング21、22よりも地面側に少なくとも一部が配置される形状を有する。さらに具体的には、ブラシ41、42が使用限界まで使用されたときに生じるブラシ粉を収納可能な容量以上となるようにこの地面側の一部の領域の大きさ(形状および容量)が設定されている。
Further, the
このように、本実施形態の車両用交流発電機100では、ブラシホルダ40およびスリップリングカバー50とリアカバー27やリア側フレーム2との間にシール部材60、61を設けることにより、スリップリング21、22の周囲空間の気密性を確保して水の浸入を防止することができ、しかも、周囲空間の気密性を高めたことによって排出されなくなったブラシ粉をブラシ粉収納部としてのカバー突出部27Aに収納することでこのブラシ粉がスリップリング21、22とブラシ41、42の摺動面に付着することがなくなるため、ブラシ41、42の異常摩耗やこの異常摩耗に伴う発電不良の発生を防止することができる。
Thus, in the
また、カバー突出部27Aは、車両組付時にスリップリング21、22よりも地面側に少なくとも一部が配置されている。具体的には、車両組付時にスリップリング21、22よりも地面側に配置されるカバー突出部27Aの一部の領域は、ブラシ41、42が使用限界まで使用されたときに生じるブラシ粉を収納可能な容量を有するようにその形状が設定されている。このため、発電時に生じたブラシ粉をカバー突出部27Aに確実に収納することが可能となる。
Further, at least a part of the
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、リアカバー27の一部を突出させてカバー突出部27Aを形成しているため、回転軸14を中心とした周方向(回転方向)の位置が固定されているが、これを周方向に回転可能な構造にしていもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. In the embodiment described above, since the
図3は、カバー突出部の変形例を示す車両用交流発電機の部分的な断面図である。図4は、カバー突出部の変形例を示す車両用交流発電機の背面図である。図3および図4に示すリアカバー27には、回転軸14を中心に回転可能なカバー突出部27Bが備わっている。このカバー突出部27Bは、一の径方向に内部空間が拡大された形状を有しており、この内部空間が拡大された箇所を、車両組付時における地面方向に一致させるように回転させることができる。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a vehicle AC generator showing a modification of the cover protrusion. FIG. 4 is a rear view of the vehicle alternator showing a modification of the cover protrusion. The
このようなカバー突出部27Bを用いることにより、車両への組付状態が異なった場合であっても、リアカバー27のカバー突出部27Bの角度を調整するだけで、このカバー突出部27B内部にブラシ粉を収納することができるため、組付状態毎にカバー突出部の向きが異なるリアカバー27を用意する必要がなく、部品点数の増加によるコスト上昇を抑えることができる。
By using such a
また、上述した実施形態では、ブラシホルダ40とスリップリングカバー50とを組み合わせてブラシ装置26を構成したが、ブラシ41、42とスリップリング21、22の周囲空間の気密性を確保できれば他の構成を用いるようにしてもよい。例えば、リア側フレーム2の軸方向端面に筒状部材を一体形成し、これをスリップリングカバー50の代わりに用いるようにしてもよい(但し、この場合にはこの筒状部材とブラシホルダ40の間の気密性を確保するために別のシール部材を追加する必要がある)。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、一の径方向(図1では下方向)に突出したカバー突出部27Aを用いたが、このカバー突出部の径を拡大して円形形状にしてもよい。これにより、車両用交流発電機の取り付け状態にかかわらず、カバー突出部にブラシ粉を充分に収納可能な内部空間を確保することができる。
In the above-described embodiment, the
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
21、22 スリップリング
24 整流装置
25 電圧制御装置
26 ブラシ装置
27 リアカバー
27A カバー突出部
40 ブラシホルダ
41、42 ブラシ
50 スリップリングカバー
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記スリップリングの外周面に摺接するブラシと、
前記スリップリングと前記ブラシの周囲空間を覆う被覆部材と、
前記ブラシを含む電気部品を覆うとともに前記スリップリングと前記ブラシの摺動によって生じたブラシ粉を収納するブラシ粉収納部を有する保護カバーと、
前記被覆部材と前記保護カバーとの間に挿入されて前記周囲空間の気密性を確保するシール部材と、
を備える車両用交流発電機。 A slip ring provided on the rotating shaft of the rotor;
A brush in sliding contact with the outer peripheral surface of the slip ring;
A covering member covering a space around the slip ring and the brush;
A protective cover having a brush powder storage part for covering the electrical components including the brush and storing brush powder generated by sliding of the slip ring and the brush;
A sealing member that is inserted between the covering member and the protective cover to ensure the airtightness of the surrounding space;
A vehicle alternator comprising:
前記ブラシ粉収納部は、前記周囲空間と連通しており、車両組付時に前記スリップリングよりも地面側に少なくとも一部が配置されていることを特徴とする車両用交流発電機。 In claim 1,
The AC generator for vehicles, wherein the brush powder storage portion communicates with the surrounding space and is at least partially disposed on the ground side with respect to the slip ring when the vehicle is assembled.
車両組付時に前記スリップリングよりも地面側に配置される前記ブラシ粉収納部の一部は、前記ブラシが使用限界まで使用されたときに生じるブラシ粉を収納可能な容量を有することを特徴とする車両用交流発電機。 In claim 2,
A part of the brush powder storage unit disposed on the ground side of the slip ring when the vehicle is assembled has a capacity capable of storing brush powder generated when the brush is used up to a use limit. AC generator for vehicles.
前記ブラシ粉収納部は前記回転軸を中心に回転可能に形成されていることを特徴とする車両用交流発電機。 In any one of Claims 1-3,
The AC generator for vehicles, wherein the brush powder storage portion is formed to be rotatable around the rotation shaft.
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