JP2010063250A - Rotating electric machine for vehicle - Google Patents

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Harumi Murakami
晴美 村上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotating electric machine for vehicle which can control accumulation of abrasion powder of a brush in a brush holder by causing a flow of air in the brush holder. <P>SOLUTION: An AC generator for vehicle 100 is provided with a rotor 4 which includes a rotating shaft 44 having a pair of slip rings 47 and 48 connected electrically with a field winding 41 and a cooling fan 46 fixed to the axial end face on the slip ring side, a brush device 6 having a pair of brushes 61 and 62 which slide on the slip rings 47 and 48, a brush holder 200 in which sections 211 and 212 for containing the pair of brushes 61 and 62 are formed, and a cover member 250 which covers the slip rings 47 and 48 along with the brush holder 200, a portion 71 to be detected which is arranged at one end of the rotating shaft 44, and a detection section 72 which detects the rotational position of the portion 71 to be detected. A cooling fan 73 is provided between the portion 71 to be detected and the slip rings 47 and 48. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

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や発電電動機等の車両用回転電機に関する。   The present invention relates to a vehicular rotating electrical machine such as a vehicular AC generator or a generator motor mounted on a passenger car, a truck, or the like.

従来から、スリップリングの周囲を被覆部材で覆うとともに、回転軸の一端に固定された位置検出装置を被覆部材に設けられた開口を通して被覆部材の外側に配置した車両用回転電機が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この位置検出装置は、被覆部材に近接して被覆部材に対向するように、回転軸の貫通部位に固定された磁石ホルダと、磁石ホルダに保持された磁石と、磁石から出される磁束に感応してそれに応じた信号を出力する磁気感応素子とを備えており、被覆部材と磁石ホルダとの間はラビリンス構造になっている。この構造により、回転時に発生するブラシ摩耗粉が飛散しにくくなっている。
特開2007−97236号公報(第4−10頁、図1−3)
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a vehicular rotating electrical machine in which a periphery of a slip ring is covered with a covering member and a position detection device fixed to one end of a rotating shaft is disposed outside the covering member through an opening provided in the covering member. (For example, refer to Patent Document 1). This position detection device is sensitive to the magnet holder fixed to the penetrating part of the rotating shaft, the magnet held by the magnet holder, and the magnetic flux emitted from the magnet so as to be close to the facing member and face the covering member. And a magnetically sensitive element that outputs a signal corresponding to this, and a labyrinth structure is formed between the covering member and the magnet holder. This structure makes it difficult for brush wear powder generated during rotation to scatter.
JP 2007-97236 A (page 4-10, FIG. 1-3)

ところで、特許文献1に開示された構造はブラシ摩耗粉の飛散を防止するためにラビリンス構造を採用しているため、ブラシホルダ内への風の流れが制限されて風量が低下し、ブラシ摩耗粉の排出が充分に行われずにブラシホルダ内に蓄積してしまうという問題があった。そのため、ブラシ摩耗粉がブラシとスリップリングの摺動面に介在し、ブラシおよびスリップリングの異常摩耗を引き起こすおそれがある。また、ブラシ摩耗粉が海水や雨水などの水分と混ざることにより、固まりとなったブラシ摩耗粉がブラシホルダとブラシの間に介在し、ブラシがブラシホルダに固着して適切なスリップリングへの押圧が行われなくなり、ブラシとスリップリングの間に接触不良をおこすおそれもある。   By the way, since the structure disclosed in Patent Document 1 employs a labyrinth structure in order to prevent scattering of brush wear powder, the flow of air into the brush holder is restricted and the air volume is reduced. There is a problem that the ink is not sufficiently discharged and accumulates in the brush holder. Therefore, brush wear powder may be present on the sliding surfaces of the brush and slip ring, causing abnormal wear of the brush and slip ring. Also, the brush wear powder mixes with water such as seawater and rainwater, so that the brush wear powder that has become solid is interposed between the brush holder and the brush, and the brush adheres to the brush holder and presses against the appropriate slip ring. May not be performed, and there is a risk of poor contact between the brush and the slip ring.

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、ブラシホルダ内に空気の流れを起こしてブラシ摩耗粉のブラシホルダ内での蓄積を抑制することができる車両用回転電機を提供することにある。   The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is for a vehicle capable of suppressing the accumulation of brush wear powder in the brush holder by causing an air flow in the brush holder. It is to provide a rotating electrical machine.

上述した課題を解決するために、本発明の車両用回転電機は、界磁巻線と電気的に接続される一対のスリップリングを有する回転軸とスリップリング側の軸方向端面に固定された第1の冷却ファンとを含む回転子と、スリップリングに摺接する一対のブラシとこれら一対のブラシを収納する収納部が形成されたブラシホルダとブラシホルダとともにスリップリングを覆うカバー部材とを有するブラシ装置と、回転軸の一端に配置された回転位置被検出部と、回転位置被検出部の回転位置を検出する回転位置検出部とを備えており、回転位置被検出部とスリップリングとの間に第2の冷却ファンを有する。   In order to solve the above-described problems, a rotating electrical machine for a vehicle according to the present invention includes a rotary shaft having a pair of slip rings electrically connected to a field winding and a first fixed to an axial end surface on the slip ring side. A brush device comprising: a rotor including one cooling fan; a pair of brushes slidably in contact with the slip ring; a brush holder in which a storage portion for storing the pair of brushes is formed; and a cover member that covers the slip ring together with the brush holder And a rotational position detected portion disposed at one end of the rotational shaft, and a rotational position detecting portion that detects the rotational position of the rotational position detected portion, and between the rotational position detected portion and the slip ring. A second cooling fan is included.

第2の冷却ファンによりブラシホルダ内あるいはその周辺の空気を拡散することによりブラシホルダ内の空気の流れを促し、ブラシ摩耗粉がブラシホルダ内に蓄積することを抑制することができる。また、回転子のスリップリング側の軸方向端面に第1の冷却ファンを備えるため、拡散されたブラシ摩耗粉を効果的に排出することができ、ブラシ摩耗粉の蓄積に伴うブラシやスリップリングの異常摩耗やこれらの間の接触不良を防止することができる。   By diffusing the air in or around the brush holder by the second cooling fan, the flow of air in the brush holder is promoted, and accumulation of brush wear powder in the brush holder can be suppressed. Further, since the first cooling fan is provided on the axial end surface of the rotor on the slip ring side, the diffused brush wear powder can be effectively discharged, and the brush and slip ring associated with the accumulation of the brush wear powder can be discharged. Abnormal wear and poor contact between them can be prevented.

また、上述した第2の冷却ファンは、回転位置被検出部と一体形成されていることが望ましい。これにより、ブラシ摩耗粉の蓄積抑制の効果に加え、回転位置被検出部自体の冷却を効率よく行うことが可能となる。また、部品点数低減によるコストダウンが可能となる。   In addition, it is desirable that the second cooling fan described above is integrally formed with the rotational position detected portion. Thereby, in addition to the effect of suppressing the accumulation of brush wear powder, the rotational position detected part itself can be efficiently cooled. Further, the cost can be reduced by reducing the number of parts.

また、上述した第2の冷却ファンは、回転位置被検出部とは別部材で形成されていることが望ましい。これにより、第2の冷却ファンに適した材料を用いることができるとともに、回転位置被検出部の形状を簡素化することができる。   Moreover, it is desirable that the second cooling fan described above is formed as a separate member from the rotational position detected portion. Thereby, while being able to use the material suitable for the 2nd cooling fan, the shape of a rotation position detected part can be simplified.

また、上述した第2の冷却ファンは、回転位置被検出部の外周に形成されていることが望ましい。これにより、回転位置被検出部の軸方向の長さを短くすることができ、車両用回転電機の小型化を図ること可能となる。   The second cooling fan described above is preferably formed on the outer periphery of the rotational position detected portion. As a result, the axial length of the rotational position detected portion can be shortened, and the size of the vehicular rotating electrical machine can be reduced.

また、上述した第2の冷却ファンは、金属材料によって形成されていることが望ましい。これにより、回転位置被検出部の冷却性を向上させることができる。   The second cooling fan described above is preferably made of a metal material. Thereby, the cooling property of a rotation position detected part can be improved.

また、上述した第2の冷却ファンは、金属あるいはセラミックスが配合された樹脂材料によって形成されていることが望ましい。これにより、第2の冷却ファンと回転位置検出部の全体を軽量化して振動を抑制し、第2の冷却ファンを追加したことによって位置検出精度が低下することを防止することができる。   The second cooling fan described above is preferably formed of a resin material containing metal or ceramics. This makes it possible to reduce the weight of the entire second cooling fan and the rotational position detection unit to suppress vibrations, and to prevent the position detection accuracy from being lowered due to the addition of the second cooling fan.

以下、本発明の車両用回転電機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 automotive alternator according to an embodiment to which a rotating electrical machine for a vehicle of 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3、回転子4、制御機器5、ブラシ装置6、回転位置センサ7、リアカバー8、プーリ9等を含んで構成されている。   FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a vehicle AC generator according to an embodiment. 1 includes a front frame 1, a rear frame 2, a stator 3, a rotor 4, a control device 5, a brush device 6, a rotation position sensor 7, a rear cover 8, a pulley 9, and the like. It is configured to include.

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3を挟み込んだ状態で、複数本のボルト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11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21が取り付けられている。固定子3は、固定子鉄心31および固定子巻線32を備えている。   Both the front side frame 1 and the rear side frame 2 have a bowl shape, and are fixed to each other by a plurality of bolts in a state in which the openings 3 face each other and the stator 3 is sandwiched therebetween. A cylindrical bearing box 11 is formed integrally with the front frame 1, and an iron bearing box 21 is attached to the rear frame 2. The stator 3 includes a stator core 31 and a stator winding 32.

回転子4は、界磁巻線41、ポールコア42、43、回転軸44等を備えており、ベアリングボックス11、21に収納される一対のベアリング13、14により回転自在に保持されている。ポールコア42、43の軸方向端面には冷却ファン45、46が取り付けられている。また、回転軸44の前端にはプーリ9がナット10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44の後端には、界磁巻線41の両端のそれぞれに接続された一対のスリップリング47、48が設けられている。スリップリング47、47側のポールコア43の軸方向端面に固定された冷却ファン46が第1の冷却ファンに対応する。   The rotor 4 includes a field winding 41, pole cores 42 and 43, a rotating shaft 44, and the like, and is rotatably held by a pair of bearings 13 and 14 housed in bearing boxes 11 and 21. Cooling fans 45 and 46 are attached to the axial end surfaces of the pole cores 42 and 43. A pulley 9 is coupled to the front end of the rotating shaft 44 by a nut 10 and is rotated by a vehicle engine (not shown). Further, a pair of slip rings 47 and 48 connected to both ends of the field winding 41 are provided at the rear end of the rotating shaft 44 positioned outside the rear frame 2. The cooling fan 46 fixed to the end surface in the axial direction of the pole core 43 on the slip ring 47, 47 side corresponds to the first cooling fan.

回転位置センサ7は、回転子4の回転位置を検出するものであり、回転軸44の一端に配置されて回転子4とともに回転する円盤状の被検出部(回転位置被検出部)71と、被検出部71の回転位置を検出する検出部(回転位置検出部)72と、被検出部71と後方のスリップリング48との間に設けられた冷却ファン73とを含んで構成されている。冷却ファン73が第2の冷却ファンに対応する。   The rotational position sensor 7 detects the rotational position of the rotor 4, is arranged at one end of the rotating shaft 44 and rotates with the rotor 4 as a disk-shaped detected part (rotational position detected part) 71, A detection unit (rotation position detection unit) 72 that detects the rotational position of the detected unit 71 and a cooling fan 73 provided between the detected unit 71 and the rear slip ring 48 are configured. The cooling fan 73 corresponds to the second cooling fan.

制御機器5やブラシ装置6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等の固定手段によって固定されている。制御機器5は、固定子巻線32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とともに、界磁巻線41に流れる励磁電流の通電の向きや大きさを制御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6は、制御機器5から回転子4の界磁巻線41に励磁電流を流すためのものであり、回転子4の回転軸44に形成されたスリップリング47、48のそれぞれに押圧するブラシ61、62が備わっている。これらの電気部品は、リアカバー8によって覆われている。   So-called electrical components such as the control device 5 and the brush device 6 are fixed to the outer axial end surface of the rear frame 2 by fixing means such as bolts. The control device 5 rectifies the three-phase AC voltage that is the output voltage of the stator winding 32 and converts it into a DC output voltage, and controls the direction and magnitude of the energization of the excitation current flowing in the field winding 41. By doing so, the output voltage of the vehicle alternator 100 is controlled. The brush device 6 is for passing an exciting current from the control device 5 to the field winding 41 of the rotor 4 and presses against each of the slip rings 47 and 48 formed on the rotating shaft 44 of the rotor 4. Brushes 61 and 62 are provided. These electrical components are covered with a rear cover 8.

図2は、車両用交流発電機100をリア側から見た図であり、リアカバー8、制御機器5、回転位置センサ7の検出部72を取り除いてブラシ装置6が露出した状態が示されている。固定子巻線32は、2組の三相巻線32A、32Bからなり、一方の三相巻線32Aの各相コイルX、Y、Zと他方の三相巻線32Bの各相コイルU、V、Wのそれぞれの端部がリア側フレーム2に設けられた貫通孔を通してリア側に延びている。これらの端部は、制御機器5に接続されている。   FIG. 2 is a view of the vehicular AC generator 100 as viewed from the rear side, and shows a state in which the brush device 6 is exposed by removing the rear cover 8, the control device 5, and the detection portion 72 of the rotational position sensor 7. . The stator winding 32 includes two sets of three-phase windings 32A and 32B, each phase coil X, Y, Z of one three-phase winding 32A and each phase coil U of the other three-phase winding 32B, Each end of V and W extends to the rear side through a through hole provided in the rear frame 2. These end portions are connected to the control device 5.

次に、ブラシ装置6と被検出部71の詳細構造について説明する。図3は、ブラシ装置6および回転位置センサ7の断面図である。ブラシ装置6は、ブラシホルダ200、ブラシ61、62、カバー部材250を含んで構成されている。   Next, the detailed structure of the brush apparatus 6 and the to-be-detected part 71 is demonstrated. FIG. 3 is a cross-sectional view of the brush device 6 and the rotational position sensor 7. The brush device 6 includes a brush holder 200, brushes 61 and 62, and a cover member 250.

ブラシホルダ200は、箱型形状を有し、内部に正極側と負極側の2本のブラシ61、62を収納する直方体形状の収納部211、212と、ブラシ61、62のそれぞれから延びた柔軟性を有するリード部としてのピグテール63と電気的に接続されて外部に突出する一対のターミナル221、222とを備えている。ターミナル221、222は、絶縁樹脂製のブラシホルダ200にインサート成形されている。   The brush holder 200 has a box shape, and has a rectangular parallelepiped-shaped storage portions 211 and 212 that store two brushes 61 and 62 on the positive electrode side and negative electrode side, and flexible brushes 61 and 62, respectively. A pair of terminals 221 and 222 that are electrically connected to a pigtail 63 serving as a lead portion having a characteristic and project outside are provided. The terminals 221 and 222 are insert-molded in a brush holder 200 made of insulating resin.

また、カバー部材250は、スリップリング47、48に対して径方向外側および回転軸44の一端(スリップリング47、48側の端部)側に配置されており、ブラシホルダ200とともにスリップリング47、48を覆っている。また、カバー部材250は、回転軸44の一端に対応する位置に開放部262を有している。   Further, the cover member 250 is disposed on the radially outer side with respect to the slip rings 47 and 48 and on one end (end portion on the slip ring 47 or 48 side) of the rotating shaft 44, and together with the brush holder 200, the slip ring 47, 48 is covered. Further, the cover member 250 has an opening 262 at a position corresponding to one end of the rotation shaft 44.

ブラシ61、62は、天然黒鉛に銅粉を含有し、フェノール樹脂などを結合材とした金属黒鉛である。例えば、図4に示す製造工程により製造される。すなわち、原料(天然黒鉛)と結合材(フェノール樹脂)を混合する粉体処理(ステップ100)、銅粉の混合(ステップ101)、ピグテール63の配置(ステップ102)、成形(ステップ103)、焼成(ステップ104)の各工程を経てブラシ61、62が製造される。なお、ブラシ61、62は同一形状であり、同じ形状のものを互いにピグテール63側が向かい合うように配置し、スプリング64を介在させた状態で収納部211、212に収納される。これらのブラシ61、62は、スプリング64によってスリップリング47、48に向けて押圧されて収納部211、212内で摺動接触している。   The brushes 61 and 62 are metal graphite containing copper powder in natural graphite and using a phenol resin or the like as a binder. For example, it is manufactured by the manufacturing process shown in FIG. That is, powder processing (step 100) for mixing raw material (natural graphite) and binder (phenol resin), mixing of copper powder (step 101), arrangement of pigtail 63 (step 102), molding (step 103), firing The brushes 61 and 62 are manufactured through each step (Step 104). The brushes 61 and 62 have the same shape, and the same shape is disposed with the pigtails 63 facing each other, and is housed in the housing portions 211 and 212 with the spring 64 interposed. The brushes 61 and 62 are pressed toward the slip rings 47 and 48 by the spring 64 and are in sliding contact within the storage portions 211 and 212.

被検出部71は、回転軸44の一端(スリップリング47、48側の端部)に冷却ファン73とともに、例えばネジ止めや圧入などによって固定されている。また、検出部72は、制御機器5の一部に固定されるとともに被検出部71に対向して配置されており、円盤状の被検出部71の外周近傍領域の回転方向の位置を検出する。具体的な検出方法としては種々の方法が考えられる。例えば、被検出部71の外周近傍に磁性体を配置し、検出部72に設けられた検出コイルでこの磁性体の回転位置を検出したり、被検出部71の外周近傍に磁石を配置し、検出部72に設けられたホール素子でこの磁石の回転位置を検出する場合などが考えられる。なお、上記以外の方法、例えば光センサ等の光学式の検出方法などを用いてもよい。   The detected portion 71 is fixed to one end (end portion on the slip ring 47, 48 side) of the rotating shaft 44 together with the cooling fan 73 by, for example, screwing or press fitting. The detection unit 72 is fixed to a part of the control device 5 and is disposed to face the detected unit 71, and detects the position in the rotation direction of the region near the outer periphery of the disc-shaped detected unit 71. . Various methods can be considered as specific detection methods. For example, a magnetic body is arranged in the vicinity of the outer periphery of the detected part 71, and the rotational position of the magnetic body is detected by a detection coil provided in the detecting part 72, or a magnet is arranged in the vicinity of the outer periphery of the detected part 71, The case where the rotation position of this magnet is detected with the Hall element provided in the detection part 72 etc. can be considered. A method other than the above, for example, an optical detection method such as an optical sensor may be used.

図5は、図3のV−V線断面図である。例えば、図3および図5に示すように、被検出部71は、周方向に沿って90°おきに着磁されたNS磁極を有する永久磁石71aと、これを保持するホルダ71bを含んで構成されており、検出部72は、この永久磁石71aの外周近傍であって互いに90°隔たった位置に配置された2つのホール素子72a、72bを含んで構成されている。これら2つのホール素子72a、72bの出力に基づいて永久磁石71aの回転位置、すなわち、永久磁石71aがホルダ71bを介して固定された回転子4の回転位置の検出が可能になる。   5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. For example, as shown in FIGS. 3 and 5, the detected portion 71 includes a permanent magnet 71 a having NS magnetic poles magnetized every 90 ° along the circumferential direction, and a holder 71 b that holds the permanent magnet 71 a. The detection unit 72 includes two Hall elements 72a and 72b arranged at positions near the outer periphery of the permanent magnet 71a and separated from each other by 90 °. Based on the outputs of these two Hall elements 72a and 72b, the rotational position of the permanent magnet 71a, that is, the rotational position of the rotor 4 to which the permanent magnet 71a is fixed via the holder 71b can be detected.

図6は、検出部72に取り付けられる冷却ファン73の斜視図である。図3および図6に示すように、冷却ファン73は、2枚のブレードを有し、被検出部71の回転軸の周囲に取り付けられ、被検出部71の回転軸とともに回転する。この冷却ファン73は、金属材料によって、あるいは、金属あるいはセラミックスが配合された樹脂材料によって形成されている。金属材料によって形成した場合には、被検出部71の冷却性を向上させることができる。また、金属あるいはセラミックスが配合された樹脂材料によって形成した場合には、金属材料で形成する場合に比べて、被検出部71全体を軽量化して振動を抑制することができ、冷却ファン73を追加したことによって位置検出精度が低下することを防止することができる。なお、冷却ファン73のブレードの枚数は2枚に限定されず、3間以上であってもよい。   FIG. 6 is a perspective view of the cooling fan 73 attached to the detection unit 72. As shown in FIGS. 3 and 6, the cooling fan 73 has two blades, is attached around the rotation axis of the detected part 71, and rotates together with the rotation axis of the detected part 71. The cooling fan 73 is made of a metal material or a resin material mixed with metal or ceramics. When formed of a metal material, the cooling performance of the detected part 71 can be improved. Further, when formed of a resin material in which metal or ceramics is blended, the entire detected portion 71 can be reduced in weight and vibration can be suppressed as compared with the case of forming with a metal material, and a cooling fan 73 is added. As a result, it is possible to prevent the position detection accuracy from being lowered. The number of blades of the cooling fan 73 is not limited to two and may be between three or more.

また、検出部72とカバー部材250は、天方向からの水やその他の異物の侵入を防止するための迷路構造を形成している。一方、空気は、水やその他の異物に比べて質量が小さいため、検出部72とカバー部材250で形成される迷路構造を通って被検出部71近傍まで到達し、開口部262を経由してスリップリング47、48近傍に導かれる。なお、迷路構造を通って水やその他の異物が被検出部71近傍に到達しても、地方向に設けられた検出部72間の隙間を通して地方向に排出される。   The detection unit 72 and the cover member 250 form a maze structure for preventing intrusion of water and other foreign matters from the top. On the other hand, since air has a smaller mass than water and other foreign matters, it reaches the vicinity of the detected portion 71 through the maze structure formed by the detecting portion 72 and the cover member 250, and passes through the opening 262. It is guided to the vicinity of the slip rings 47 and 48. Even if water or other foreign matter reaches the vicinity of the detected portion 71 through the maze structure, it is discharged in the ground direction through a gap between the detecting portions 72 provided in the ground direction.

上述した回転位置センサ7の被検出部71および絶縁部73は、ブラシ装置6を組み付けた後、すなわち、スリップリング47、48の周囲をカバー部材250で覆った状態で、回転軸44の一端に取り付け固定される。   The detected portion 71 and the insulating portion 73 of the rotational position sensor 7 described above are attached to one end of the rotating shaft 44 after the brush device 6 is assembled, that is, with the periphery of the slip rings 47 and 48 covered with the cover member 250. Mounting is fixed.

また、本実施形態では、カバー部材250と検出部72は、回転軸44の径方向に沿った向きに迷路構造を形成している。具体的には、図3に示すように、カバー部材250と検出部72のそれぞれの軸方向位置を部分的に重ねることにより、径方向に沿った迷路構造が形成されている。なお、図3に示す構造では、被検出部71とカバー部材250のそれぞれの軸方向位置および径方向位置を部分的に重ねることにより、これらの間で径方向および軸方向に沿った迷路構造が形成されている。これにより、カバー部材250と検出部72の間の隙間を通して冷却風を導入しつつ(図1では省略したが、リアカバー8には冷却風導入用の貫通孔が形成されており、この貫通孔を通してリアカバー8の外部から内部に冷却風が導入され、その一部がカバー部材250と検出部72の間の隙間に導かれる)、この隙間を通して外部から水の浸入を抑制して耐水性を確保することができる。   In the present embodiment, the cover member 250 and the detection unit 72 form a maze structure in a direction along the radial direction of the rotation shaft 44. Specifically, as shown in FIG. 3, a labyrinth structure along the radial direction is formed by partially overlapping the axial positions of the cover member 250 and the detection unit 72. In the structure shown in FIG. 3, the axial position and the radial position of each of the detected portion 71 and the cover member 250 are partially overlapped to form a maze structure along the radial direction and the axial direction between them. Is formed. Thus, while introducing the cooling air through the gap between the cover member 250 and the detection unit 72 (not shown in FIG. 1, the rear cover 8 is provided with a through hole for introducing cooling air, and through this through hole. Cooling air is introduced from the outside to the inside of the rear cover 8 and a part thereof is guided to the gap between the cover member 250 and the detection unit 72), and water penetration is suppressed from the outside through this gap to ensure water resistance. be able to.

このように、本実施形態の車両用交流発電機100では、回転位置センサ7の被検出部71に冷却ファン73が備わっている。このため、冷却ファン73によりブラシホルダ200内あるいはその周辺の空気を拡散することによりブラシホルダ200内の空気の流れを促し、ブラシ摩耗粉がブラシホルダ200内に蓄積することを抑制することができる。また、回転子4のスリップリング47、48側の軸方向端面に冷却ファン46を備えるため、拡散されたブラシ摩耗粉を効果的に排出することができ、ブラシ摩耗粉の蓄積に伴うブラシ61、62やスリップリング47、48の異常摩耗やこれらの間の接触不良を防止することができる。   Thus, in the vehicle alternator 100 of the present embodiment, the detected portion 71 of the rotational position sensor 7 is provided with the cooling fan 73. For this reason, by diffusing the air in or around the brush holder 200 by the cooling fan 73, the air flow in the brush holder 200 can be promoted, and accumulation of brush wear powder in the brush holder 200 can be suppressed. . Moreover, since the cooling fan 46 is provided on the axial end surface of the rotor 4 on the slip ring 47, 48 side, the diffused brush wear powder can be effectively discharged, and the brush 61 accompanying the accumulation of the brush wear powder, It is possible to prevent abnormal wear of 62 and slip rings 47 and 48 and poor contact between them.

また、冷却ファン73を被検出部71と別部材で形成することにより、冷却ファン73に適した材料を用いることができるとともに、被検出部71の形状を簡素化することができる。   In addition, by forming the cooling fan 73 as a member separate from the detected portion 71, a material suitable for the cooling fan 73 can be used, and the shape of the detected portion 71 can be simplified.

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、冷却ファン73を被検出部71と別部材で形成したが、これらを一体形成するようにしてもよい。   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, the cooling fan 73 is formed as a separate member from the detected portion 71, but these may be integrally formed.

図7は、冷却ファン73を一体化した被検出部71の変形例を示す図である。図7(A)にはブラシ装置6から被検出部71が露出した状態が、図7(B)にはブラシ装置6と被検出部71とを含む断面構造がそれぞれ示されている。これらの図に示す例では、冷却ファン73は、被検出部71のホルダ71bと一体形成されている。これらの一体形成されたホルダ71bおよび冷却ファン73は、金属材料によって、あるいは、金属あるいはセラミックスが配合された樹脂材料によって形成されている。   FIG. 7 is a view showing a modified example of the detected portion 71 in which the cooling fan 73 is integrated. FIG. 7A shows a state in which the detected portion 71 is exposed from the brush device 6, and FIG. 7B shows a cross-sectional structure including the brush device 6 and the detected portion 71. In the example shown in these drawings, the cooling fan 73 is integrally formed with the holder 71 b of the detected portion 71. These integrally formed holder 71b and cooling fan 73 are formed of a metal material or a resin material in which metal or ceramics is blended.

図8は、冷却ファン73を被検出部71の外周に形成した変形例を示す図である。図8(A)にはブラシ装置6から被検出部71が露出した状態が、図8(B)にはブラシ装置6と被検出部71とを含む断面構造がそれぞれ示されている。これらの図に示す例では、冷却ファン73は、被検出部71のホルダ71bの外周部分に一体形成されている。被検出部71の回転軸の周囲に冷却ファン73を設ける場合に比べて、被検出部71の回転軸周りを簡素化してその軸長を短くすることができるため、車両用交流発電機100全体のの小型化を図ること可能となる。   FIG. 8 is a view showing a modified example in which the cooling fan 73 is formed on the outer periphery of the detected portion 71. FIG. 8A shows a state where the detected portion 71 is exposed from the brush device 6, and FIG. 8B shows a cross-sectional structure including the brush device 6 and the detected portion 71. In the example shown in these drawings, the cooling fan 73 is integrally formed on the outer peripheral portion of the holder 71 b of the detected portion 71. Compared with the case where the cooling fan 73 is provided around the rotation axis of the detected portion 71, the rotation length of the detected portion 71 can be simplified and the axial length thereof can be shortened. It is possible to reduce the size of the.

図9は、冷却ファン73を被検出部71の下面に形成した変形例を示す図である。図9(A)にはブラシ装置6から被検出部71が露出した状態が、図9(B)にはブラシ装置6と被検出部71とを含む断面構造がそれぞれ示されている。これらの図に示す例では、冷却ファン73は、径方向に沿って放射状に延在する複数(例えば4枚)のブレードを有する遠心ファンであり、被検出部71のホルダ71bの下面に一体形成されている。   FIG. 9 is a view showing a modified example in which the cooling fan 73 is formed on the lower surface of the detected portion 71. FIG. 9A shows a state where the detected portion 71 is exposed from the brush device 6, and FIG. 9B shows a cross-sectional structure including the brush device 6 and the detected portion 71. In the examples shown in these drawings, the cooling fan 73 is a centrifugal fan having a plurality of (for example, four) blades extending radially along the radial direction, and is integrally formed on the lower surface of the holder 71b of the detected portion 71. Has been.

また、上述した実施形態では、発電動作を行う車両用交流発電機100について説明したが、固定子に回転磁界を発生させて回転子を駆動する発電電動機に本発明を適用することもできる。   In the above-described embodiment, the vehicular AC generator 100 that performs a power generation operation has been described. However, the present invention can also be applied to a generator motor that drives a rotor by generating a rotating magnetic field in the stator.

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。It is a figure showing the whole composition of the alternator for vehicles of one embodiment. 車両用交流発電機をリア側から見た図である。It is the figure which looked at the alternating current generator for vehicles from the rear side. ブラシ装置および回転位置センサの断面図である。It is sectional drawing of a brush apparatus and a rotation position sensor. ブラシの製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of a brush. 図3のV−V線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of FIG. 検出部に取り付けられる冷却ファンの斜視図である。It is a perspective view of the cooling fan attached to a detection part. 冷却ファンを一体化した被検出部の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the to-be-detected part which integrated the cooling fan. 冷却ファンを被検出部の外周に形成した変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification which formed the cooling fan in the outer periphery of the to-be-detected part. 冷却ファンを被検出部の下面に形成した変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification which formed the cooling fan in the lower surface of the to-be-detected part.

符号の説明Explanation of symbols

1 フロント側フレーム
2 リア側フレーム
3 固定子
4 回転子
5 制御機器
6 ブラシ装置
7 回転位置センサ
8 リアカバー
9 プーリ
44 回転軸
45、46 冷却ファン
47、48 スリップリング
61、62 ブラシ
63 ピグテール
64 スプリング
71 被検出部
72 検出部
73 冷却ファン
100 車両用交流発電機
200 ブラシホルダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front side frame 2 Rear side frame 3 Stator 4 Rotor 5 Control apparatus 6 Brush device 7 Rotation position sensor 8 Rear cover 9 Pulley 44 Rotating shaft 45, 46 Cooling fan 47, 48 Slip ring 61, 62 Brush 63 Pigtail 64 Spring 71 Detected part 72 Detecting part 73 Cooling fan 100 Vehicle alternator 200 Brush holder

Claims (6)

界磁巻線と電気的に接続される一対のスリップリングを有する回転軸と前記スリップリング側の軸方向端面に固定された第1の冷却ファンとを含む回転子と、前記スリップリングに摺接する一対のブラシとこれら一対のブラシを収納する収納部が形成されたブラシホルダと前記ブラシホルダとともに前記スリップリングを覆うカバー部材とを有するブラシ装置と、前記回転軸の一端に配置された回転位置被検出部と、前記回転位置被検出部の回転位置を検出する回転位置検出部とを備える車両用回転電機において、
前記回転位置被検出部と前記スリップリングとの間に第2の冷却ファンを有することを特徴とする車両用回転電機。
A rotor including a rotating shaft having a pair of slip rings electrically connected to a field winding and a first cooling fan fixed to an axial end surface on the slip ring side, and slidably contact the slip ring A brush device having a pair of brushes, a brush holder in which a storage portion for storing the pair of brushes is formed, and a cover member that covers the slip ring together with the brush holder; and a rotational position cover disposed at one end of the rotating shaft. In a vehicular rotating electrical machine including a detection unit and a rotation position detection unit that detects a rotation position of the rotation position detected unit,
A vehicular rotating electrical machine comprising a second cooling fan between the rotational position detected portion and the slip ring.
請求項1において、
前記第2の冷却ファンは、前記回転位置被検出部と一体形成されていることを特徴とする車両用回転電機。
In claim 1,
The rotary electric machine for vehicles, wherein the second cooling fan is formed integrally with the rotational position detected portion.
請求項1において、
前記第2の冷却ファンは、前記回転位置被検出部とは別部材で形成されていることを特徴とする車両用回転電機。
In claim 1,
The rotary electric machine for vehicles, wherein the second cooling fan is formed as a member different from the rotational position detected portion.
請求項2または3において、
前記第2の冷却ファンは、前記回転位置被検出部の外周に形成されていることを特徴とする車両用回転電機。
In claim 2 or 3,
The vehicular rotating electrical machine, wherein the second cooling fan is formed on an outer periphery of the rotational position detected portion.
請求項1〜4のいずれかにおいて、
前記第2の冷却ファンは、金属材料によって形成されていることを特徴とする車両用回転電機。
In any one of Claims 1-4,
The vehicular rotating electrical machine, wherein the second cooling fan is made of a metal material.
請求項1〜4のいずれかにおいて、
前記第2の冷却ファンは、金属あるいはセラミックスが配合された樹脂材料によって形成されていることを特徴とする車両用回転電機。
In any one of Claims 1-4,
The vehicular rotating electrical machine, wherein the second cooling fan is made of a resin material mixed with metal or ceramics.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180068460A (en) * 2016-12-14 2018-06-22 주식회사 만도 Wound-Rotor Induction Motor And Method Of Driving The Same
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