JP2011015563A - ブラシレスオルタネ−タ - Google Patents

Abstract

【課題】水がスプールの先端部とブラケットの凹部との間を通じて内部にまで浸入するのを防止したブラシレスオルタネータを得る。
【解決手段】この発明のブラシレスオルタネータでは、回転子は、回転子本体と、リヤブラケット２１に固定されたコイル体３０とを有し、コイル体３０は、ボビン３２と、界磁コイル１３と、一側面がボビン３２の側面に密着しているとともに他側面がリヤブラケット２１に接合された第２磁極鉄心の継鉄部１０と、この継鉄部１０及びボビン３２のそれぞれの内周面に設けられたスプール３１と、このスプール３１の先端の突出部３１２に設けられたゴムブッシュ１０１とを含み、スプール３１の先端面と対向したリヤブラケット２１の部位に形成された凹部２１ａに、ゴムブッシュ１０１が装着されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば車両に搭載されるブラシレスオルタネ−タに関する。

従来、一対のブラケットで構成されたケース内の中心軸線上に軸受を介して回転自在に設けられたシャフトと、このシャフトに固定され回転方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に形成される回転子と、この回転子を囲った固定子とを備え、回転子は、電流を流して磁束を発生する界磁コイルと、この界磁コイルを覆い磁束によりＮ極、Ｓ極に着磁される、複数の爪状磁極部及び継鉄部をそれぞれ有する一対の磁極鉄心とを含むブラシレスオルタネータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このものの場合、スプールに導線が巻回された界磁コイルは、一方の磁極鉄心の継鉄部を介してブラケットに固定されており、またスプールの先端部は、ブラケットの凹部に嵌合されている。

特開平２−１３３０５３号公報（第６図）

従来のブラシレスオルタネータでは、スプ−ルは、先端部がブラケットの凹部に単に嵌合しているのみで、実質的には界磁コイル、継鉄部は、ブラケットに取付ボルトのみで固定されており、ブラケットと継鉄部との接合面の微細な面粗さや、平面度の差から局部的に、継鉄部とブラケット間に隙間が生じる。
これに伴い、その隙間に外から水が浸入し、この水は、引き続きスプールの先端部とブラケットの凹部との間を通じて軸受まで及び、その結果軸受が劣化して異音が発生し、また錆の発生により損傷するといった問題点があった。

また、継鉄部とブラケットとの間の接合面での隙間の発生により、ブラケットに対する継鉄部及び界磁コイルの装着位置が傾き、磁極鉄心の磁気回路に変調が生じ、またスプールが磁極鉄心と当接して回転子の動作が不安定になるといった問題点もあった。

この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、継鉄部とブラケットとの間の接合面から浸入した水が引き続きスプールの先端部とブラケットの凹部との間を通じて内部にまで浸入するのを防止したブラシレスオルタネータを得ることを目的とする。
また、継鉄部及び界磁コイルのブラケットに対する装着位置の傾きよる、磁極鉄心の磁気回路の変調、スプールの磁極鉄心との当接による回転子の動作不安定を抑制したブラシレスオルタネータを得ることを目的とする。

この発明に係るブラシレスオルタネ−タは、対向した一対のブラケットからなるケースと、このケースの中心軸線上に設けられたシャフトと、このシャフトに設けられた回転子と、この回転子を囲った固定子とを備え、前記回転子は、前記シャフトに固定されシャフトの回転とともに回転する回転子本体と、前記ブラケットに固定されたコイル体とを有し、前記回転子本体は、前記シャフトに固定され周方向に沿って間隔をおいて形成された複数の第１爪状磁極部を有する第１磁極鉄心と、前記第１爪状磁極部と互いに噛み合って対向しているとともに円環状のリングにより隣接した第１爪状磁極部に連結された第２爪状磁極部とを含み、前記コイル体は、前記第１爪状磁極部、及び前記第１磁極鉄心と対向した第２磁極鉄心の前記第２爪状磁極部の内径側の空間部に設けられた絶縁体と、この絶縁体に導線が巻回されて構成され電流を流して磁束を発生する界磁コイルと、一側面が前記絶縁体の側面に密着しているとともに他側面が前記ブラケットに接合され前記磁束の通路となる前記第２磁極鉄心の継鉄部と、この継鉄部及び前記絶縁体のそれぞれの内周面に設けられたスプールと、このスプールの先端の突出部に設けられた緩衝部材とを含み、前記スプールの先端面と対向した前記ブラケットの部位に形成された凹部に、前記緩衝部材が装着されている。

この発明に係るブラシレスオルタネ−タによれば、スプールの先端の突出部に緩衝部を設け、この緩衝部材をスプールの先端面と対向したブラケットの部位に形成された凹部に装着したので、継鉄部とブラケットとの間の接合面から浸入した水が引き続きスプールの先端部とブラケットの凹部との間を通じて内部にまで浸入するのを防止することができる。
また、継鉄部及び界磁コイルのブラケットに対する装着位置の傾きよる、磁極鉄心の磁気回路の変調、スプールの磁極鉄心との当接による回転子の動作不安定を抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係るブラシレスオルタネ−タを示す側断面図である。 図１に示されたブラシレスオルタネ−タの要部拡大断面図である。 図１に示されたスプールの斜視図である。

実施の形態１.
以下、この発明の実施の形態１のブラシレスオルタネ−タを図に基づいて説明する。
図１はこのブラシレスオルタネータ１を示す側断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図１のスプール３１の全体斜視図である。
このブラシレスオルタネ−タ１は、フロントブラケット２０とリヤブラケット２１とが通しボルト２３により一体化されて構成されたケースと、このケースに固定された固定子１４と、フロントブラケット２０に取付けられたフロント軸受１８とリヤブラケット２１に取付けられたリヤ軸受１９とにより両端部がそれぞれ回転自在に支持されたシャフト１７と、固定子１４の内側に設けられシャフト１７に固定された回転子２と、固定子１４と電気的に接続され交流出力を直流に変換する整流器２２と、回転子２に電気的に接続され、固定子１４で生じる交流電圧を所定範囲内に制御するレギュレータ（図示せず）とを備えている。
シャフト１７は、フロントブラケット２０側が外部に延出しており、この延出部にプーリ２４が固着されている。このプーリ２４とエンジン（図示せず）との間にはベルト（図示せず）が巻き掛けされており、エンジンの駆動によりベルトを介してシャフト１７が回転するようになっている。

回転子２は、磁極鉄心３と、この磁極鉄心３の内側に設けられた界磁コイル１３とを備えている。
磁極鉄心３は、第１磁極鉄心であるフロント磁極鉄心４と第２磁極鉄心であるリヤ磁極鉄心８とから構成されている。
フロント磁極鉄心４は、軸心位置にシャフト１７が貫通、固着した円柱状の第１ボス部５と、第１ボス部５の一端部から径方向外方に延設された厚肉リング状の第１継鉄部６と、第１継鉄部６の外周部から軸線方向に沿ってケースの内側に先端部が延設された第１爪状磁極部７とを有している。

リヤ磁極鉄心８は、軸心位置にシャフト１７が貫通、固着した円筒状の第２ボス部９と、第２ボス部９の径方向外側に間隔をおいて配置された厚肉リング状の第２継鉄部１０と、この第２継鉄部１０の径方向外側に間隔をおいて配置され軸線方向に沿ってケースの内側に先端部が延設された第２爪状磁極部１１とを有している。

第２ボス部９及び第１ボス部５のそれぞれの内側端面は互いに面接触している。
第２爪状磁極部１１と第１爪状磁極部７とは先端部が互いに噛み合うように配置されている。第１爪状磁極部７の内周面及び第２爪状磁極部１１の内周面は、非磁性体で作製された円環状のリング１２の外周面と溶接やロウ付け等により全周にわたって接合されており、第２爪状磁極部１１と第１爪状磁極部７とはリング１２を介して連結している。

界磁コイル１３は、第１爪状磁極部７とこの第１爪状磁極部７と対向した第２爪状磁極部１１との間に形成された空間部に配置されている。
界磁コイル１３は、シャフト１７を中心軸線とした絶縁体である樹脂製のボビン３２に導線が巻回されている。ボビン３２に複数回巻回された導線の端部の引出線１３１は、レギュレータに接続されている。ボビン３２は、円筒部３２０と、この円筒部３２０の両端から径方向外方に延出された一対の鍔部３２１,３２２とを有している。

ボビン３２は、円筒部３２０及び鍔部３２１にスプール３１が密接している。
スプール３１は、軟鋼板をプレス成形して作製され、円筒状で円筒部３２０及び第２継鉄部１０のそれぞれの内周面に密接した円筒部３１０と、この円筒部３１０の一端部から径方向外方に延出され鍔部３２１と密接した鍔部３１１と、円筒部３１０からリヤブラケット２１側へ突出して延設された突出部３１２とを有している。スプール３１は、第２継鉄部１０と重なった円筒部３１０の部位で周方向に沿って等分間隔で例えば４箇所にスポット溶接することで、第２継鉄部１０及びボビン３２と一体化されている。
突出部３１２は、緩衝部材であるゴムブッシュ１０１が全周にわたって固着されている。このゴムブッシュ１０１は、リヤブラケット２１に形成された凹部２１ａ内に密封状態で装着されている。
第２継鉄部１０は、周方向に沿って等分間隔で３箇所に取付ボルト１００を用いてリヤブラケット２１に固着されている。

なお、リヤブラケット２１に固着された第２継鉄部１０、この第２継鉄部１０に溶接により接合されたスプール３１、ボビン３２及び界磁コイル１３によりコイル体３０を構成している。
また、リヤ磁極鉄心８の第２ボス部９及び第２爪状磁極部１１、並びにフロント磁極鉄心４により、シャフト１７とともに回転する回転子本体を構成している。

次に、このように構成されたコイル体３０をリヤブラケット２１に固定する手順について説明する。
まず、ボビン３２をスプール３１の円筒部３１０に挿入する。引き続き、第２継鉄部１０をスプール３１の円筒部３１０に挿入する。次に、第２継鉄部１０とスプール３１とをスポット溶接により接合する。その後、ボビン３２に導線を巻回して界磁コイル１３を作製する。
次に、スプール３１の突出部３１２の全周にわたってゴムブッシュ１０１を接着して、コイル体３０の組立は完了する。

このようにしてコイル体３０が組立てられた後、ゴムブッシュ１０１が接着されたスプール３１の突出部３１２をリヤブラケット２１の凹部２１ａに嵌合して位置決めする。
最後に、この状態で取付ボルト１００を用いてリヤブラケット２１に第２継鉄部１０を螺着することで、コイル体３０はリヤブラケット２１に固定される。

上記のように構成されたブラシレスオルタネ−タ１では、電流がバッテリ（図示せず）から、リヤブラケット２１に固定されたコイル体３０の界磁コイル１３に供給され、磁束を発生させる。この磁束により、第１爪状磁極部７がＮ極に着磁され、第２爪状磁極部１１がＳ極に着磁される。
一方、プ−リ２４がエンジンによって駆動され、シャフト１７が回転される。これにより、回転子２の回転子本体が回転され、回転磁界が固定子鉄心１５に与えられ、起電力が固定子巻線１６に発生する。この交流の起電力が整流器２２によって直流に整流され、バッテリに充電される。

上記実施の形態のブラシレスオルタネータ１においては、エンジンの振動、ブラシレスオルタネ−タ１自身の回転振動等が取付ボルト１００に加わり、第２継鉄部１０とリヤブラケット２１との接合面の微細な面粗さや、平面度の差から局部的に、第２継鉄部１０とリヤブラケット２１との間に隙間が生じ、その隙間を通じて水が浸入する。
しかしながら、このブラシレスオルタネータ１によれば、スプール３１の先端の突出部３１２にゴムブッシュ１０１を設け、リヤブラケット２１の凹部２１ａにゴムブッシュ１０１を装着したので、第２継鉄部１０とリヤブラケット２１との間の隙間を通じて水が浸入し、引き続きリヤブラケット２１の凹部２１ａを通じて浸入しようとしても、その浸入は、ゴムブッシュ１０１により阻止される。
従って、軸受１９への水の浸入が阻止されるために、軸受１９が劣化して異音の発生、錆の発生による軸受１９の損傷等の不具合は解消される。

また、リヤブラケット２１と第２継鉄部１０との間の隙間に起因して、リヤブラケット２１に対して垂直方向に延びたスプール３１に傾きが生じ、スプール３１には偏応力が生じる場合がある。
この状態でスプール３１に振動、衝撃が繰り返し加わったときには、突出部３１２に設けられたゴムブッシュ１０１がその振動、衝撃を吸収するので、スプール３１の傾きによる、磁気回路の変調、スプール３１の円筒部３１０と磁極鉄心４，８のボス部５，９との当接による回転子２の回転子本体の動作不安定を抑制することができる。
さらに、第２継鉄部１０の外側端面とレギュレータとの当接面との間の隙間から浸入した水は、さらに内部へ浸入しようとしても、ゴムブッシュ１０１によりその浸入は阻止される。

なお、上記実施の形態１では、スプール３１の突出部３１２にゴムブッシュ１０１を設けたが、熱可塑性の樹脂（例えばＥＰＤＭ）を突出部３１２に一体に設けてもよい。この場合は、突出部３１２の表面に、樹脂との固着強度を増大するための凹凸部を形成するようにしてもよい。

また、コイル体３０をリヤブラケット２１側に設けたが、フロントブラケット２０側に設けることもできる。
この場合には、フロント磁極鉄心４の第１継鉄部６がコイル体の一構成要素を構成する。
また、リヤブラケット２１に第２継鉄部１０を固定するのに取付ボルト１００を用いたが、接着剤、カシメ等により固定してもよい。
また、絶縁体としてボビン３２を用いたが、界磁コイル１３と第２継鉄部１０との間、界磁コイル１３とスプール３１との間、即ち界磁コイル１３の爪状磁極部７，１１と対向した面を除いた各面に、絶縁体である絶縁樹脂を塗布するようにしてもよいし、また絶縁紙を用いてもよい。

１ ブラシレスオルタネータ、２ 回転子、３ 磁極鉄心、４ フロント磁極鉄心、６ 第１継鉄部、７ 第１爪状磁極部、８ リヤ磁極鉄心、１０ 第２継鉄部、１１ 第２爪状磁極部、１２ リング、１３ 界磁コイル、１４ 固定子、１７ シャフト、２０ フロントブラケット、２１ リヤブラケット、２１ａ 凹部、３０ コイル体、３１ スプール、３２ ボビン（絶縁体）、３２０ 円筒部、３２１，３２２ 鍔部、１００ 取付ねじ、１０１ ゴムブッシュ（緩衝部材）、３１０ 円筒部、３１２ 突出部。

Claims (6)

1. 対向した一対のブラケットからなるケースと、
   このケースの中心軸線上に設けられたシャフトと、
   このシャフトに設けられた回転子と、
   この回転子を囲った固定子とを備え、
   前記回転子は、前記シャフトに固定されシャフトの回転とともに回転する回転子本体と、前記ブラケットに固定されたコイル体とを有し、
   前記回転子本体は、前記シャフトに固定され周方向に沿って間隔をおいて形成された複数の第１爪状磁極部を有する第１磁極鉄心と、
   前記第１爪状磁極部と互いに噛み合って対向しているとともに円環状のリングにより隣接した第１爪状磁極部に連結された第２爪状磁極部とを含み、
   前記コイル体は、前記第１爪状磁極部、及び前記第１磁極鉄心と対向した第２磁極鉄心の前記第２爪状磁極部の内径側の空間部に設けられた絶縁体と、
   この絶縁体に導線が巻回されて構成され電流を流して磁束を発生する界磁コイルと、
   一側面が前記絶縁体の側面に密着しているとともに他側面が前記ブラケットに接合され前記磁束の通路となる前記第２磁極鉄心の継鉄部と、
   この継鉄部及び前記絶縁体のそれぞれの内周面に設けられたスプールと、
   このスプールの先端の突出部に設けられた緩衝部材とを含み、
   前記スプールの先端面と対向した前記ブラケットの部位に形成された凹部に、前記緩衝部材が装着されていることを特徴とするブラシレスオルタネータ。
2. 前記緩衝部材は、ゴムブッシュで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスオルタネ−タ。
3. 前記緩衝部材は、熱可塑性樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスオルタネ−タ。
4. 前記突出部は、表面に凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のブラシレスオルタネ−タ。
5. 前記緩衝部材は、前記シャフトの先端部に取付けられたプーリと反対側の前記ブラケットに形成された前記凹部に装着されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のブラシレスオルタネ−タ。
6. 前記絶縁体は、円筒形状で両端部に鍔部を有するボビンである請求項１〜５の何れか１項に記載のブラシレスオルタネ−タ。

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