JP2924689B2

JP2924689B2 - 発電機

Info

Publication number: JP2924689B2
Application number: JP7028540A
Authority: JP
Inventors: 宏榊原; 弘文藤元
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 1999-07-26
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: US5686773A; GB2290665A; GB2290665B; GB9512443D0; JPH0870554A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、駆動源より回転動力
を受けて発電を行う交流発電機、直流発電機等の発電機
に関するもので、例えば車両に搭載されたバッテリを充
電するオルタネータに使用される車両用交流発電機に係
わる。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の静粛化の要求が高まり、車
両部品への低騒音化の要求が顕著化してきた。特に車両
用交流発電機においては、騒音発生要因の１つとして発
電機能上発生する磁気音の低減が急務となっている。な
お、磁気音は、電機子巻線に負荷電流が流れる時に発生
する特有のもので、電機子反作用によるエアギャップの
磁束変化に基づきローレンツ力がロータとステータとの
間に加振力として働き、固定子やフレーム等が振動する
ことによって発生することが知られている。

【０００３】そこで、従来より、特にランデル型のロー
タの爪状磁極部の表面を最適化形状にしたり、ロータと
ステータとの間のエアギャップを大きくしたりする等の
方法により、ロータとステータとの間の急激な磁束変化
を緩和して加振力を減少させ、その結果、磁気音を低減
させる技術（例えば特公昭６１−１１０６６号公報、特
公昭６３−４９４６７号公報、特開平５−５６６１５号
公報など）が周知である。

【０００４】ここで、従来例としてのオルタネータの単
体構造を図７に示し、従来例としてのオルタネータ取付
装置を図８に示す。このオルタネータ１００は、ドライ
ブフレーム１０１のインロー部１０２とリヤフレーム１
０３のインロー部１０４との間にステータ１０５を挟み
込んだ状態で、複数個のスルーボルト１０６でドライブ
フレーム１０１とリヤフレーム１０３とを締付け固定し
ていた。

【０００５】そして、ドライブフレーム１０１にはマウ
ントステー１０７およびアジャストバー側ステー１０８
が一体成形され、リヤフレーム１０３にはマウントステ
ー１０７に対向するようにマウントステー１０９が一体
成形されている。また、エンジンには、オルタネータ１
００のマウントステー１０７、１０９を取付ボルト１１
０で組み付けるためのエンジン側ブラケット１１１、１
１２、およびアジャストバー側ステー１０８を取付ボル
ト１１３で組み付けるためのエンジン側アジャストバー
１１４が設けられている。

【０００６】なお、図７中のＡはマウントステー１０７
端面とマウントステー１０９端面との間に予めフレーム
寸法吸収用として設けられたクリアランス（隙間）で、
Ｂはステータ１０５の積層コア（電機子鉄心）１１５の
積層厚さ、つまりドライブフレーム１０１のインロー部
１０２とリヤフレーム１０３のインロー部１０４との隙
間（クリアランス）で、Ｃはオルタネータ１００の全長
である。また、Ｌ1 はオルタネータ１００のステー全幅
で、エンジンのステー取付寸法Ｌ2 （図８参照）とほぼ
同一の寸法である。そして、１１６、１１７はステー用
補強リブで、１１８はロータで、１１９はＶリブドプー
リで、１２０、１２１はベアリングで、１２２はブラシ
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来例とし
てのオルタネータ１００の単体構造の磁気音レベルをい
くら改良しても、マウントステー１０７の被取付面から
マウントステー１０９の被取付面までのステー全幅Ｌが
オルタネータ１００の全長Ｃの約１／２以下しかない。

【０００８】このため、このようなオルタネータ１００
をエンジンに組み付けて、車体やエンジン等の振動源か
らマウントステー１０７、１０９に振動が加わった場合
には、オルタネータ１００の下部を支持固定するマウン
トステー１０７、１０９のステー用補強リブ１１６、１
１７の剛性不足により、振動源からの振動がマウントス
テー１０７、１０９にて増幅されてドライブフレーム１
０１とリヤフレーム１０３に伝達され、ロータ１１８、
ステータ１０５等の振動が大きくなる。

【０００９】これにより、ドライブフレーム１０１とリ
ヤフレーム１０３に応力歪が発生して変形することによ
って、オルタネータ１００の内部部品、とくにステータ
１０５およびロータ１１８に応力歪、変形等の悪影響を
与えることにより、磁気歪が増幅される。あるいは、ス
テータ１０５およびロータ１１８等の振動が大きくなる
ことにより、磁気歪が増幅される。したがって、オルタ
ネータ１００の単体構造時に比べて磁気音が非常に大き
くなり、比較的エンジン回転数の低い低速域において耳
障りな異常音（騒音）として聞こえるという問題点があ
った。

【００１０】この発明の目的は、振動体から伝達される
振動等を原因とするステー部やフレームの変形を防止し
て、固定子および回転子等の変形を防止することが可能
な発電機を提供することにある。また、この発明の目的
は、ステー部とフレームの連結強度を向上して、回転子
や固定子等の振動が大きくなることを防止し、且つ回転
子の回転変動を防止する発電機を提供することにある。
さらに、この発明の目的は、回転数の低い低速域におい
て耳障りな騒音の発生を抑制することが可能な発電機を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、回転軸と共に一体的に回転する回転子と、この回転
子の外周に対向して配された固定子と、前記回転軸を回
転自在に支持する側壁部、および内部に前記回転子およ
び前記固定子を収容する円筒部を有するフレームと、こ
のフレームの円筒部の外周に設けられ、振動する振動体
の支持部に支持される被支持部、およびこの被支持部の
内側部分と前記円筒部の外周とを連結する脚部を有する
ステー部と、前記ステー部と前記フレームとを連結する
ように前記脚部の軸方向の一側面に設けられ、前記被支
持部の内側部分から前記側壁部の外周側へ向かうよう、
前記回転軸に対して垂直な面に対して傾斜した補強部材
とを備えた技術手段を採用した。

【００１２】請求項７に記載の発明は、回転軸と共に一
体的に回転する回転子と、この回転子の外周に対向して
配された固定子と、前記回転軸を回転自在に支持する側
壁部、および内部に前記回転子および前記固定子を収容
する円筒部を有するフレームと、このフレームの円筒部
の外周に設けられ、振動する振動体の支持部に支持され
る被支持部を有するステー部と、前記ステー部と前記フ
レームとを連結するように設けられ、前記被支持部の内
側部分から前記側壁部の外周側へ向かうような、前記回
転軸に対して垂直な面に対して傾斜した傾斜面を有する
連結部材とを備えた技術手段を採用した。

【００１３】なお、振動体としては、車両に搭載される
エンジン、吸収式冷凍装置等の加熱源としてのエンジ
ン、車両の車体や、これらに取り付けられるブラケット
などの振動伝達部材が考えられる。

【００１４】前記補強部材を、前記被支持部の外周面の
軸方向寸法の略１／２の位置と前記発電機の軸方向の一
端が前記回転軸の中心線に交わる位置とを結ぶよう、前
記回転軸に対して垂直な面に対して傾斜しており、前記
円筒部の外周に一体的に設けても良い。また、前記フレ
ームを、前記円筒部の開口端部間に前記固定子を挟み込
んだ一対の第１、第２のフレームより構成しても良く、
前記ステー部を、前記一対の第１、第２のフレームの円
筒部の外周に一体的に設けられる一対の第１、第２のス
テー部より構成しても良い。そして、前記支持部を、前
記第１のステー部を支持する第１の支持部、および前記
第２のステー部を支持する第２の支持部より構成しても
良く、前記第１のステー部に、前記第１の支持部に支持
される被支持部、およびこの被支持部の内側部分と前記
円筒部の外周とを連結する脚部を設けても良く、前記第
２のステー部は、前記第２の支持部に支持される被支持
部、およびこの被支持部の内側部分と前記円筒部の外周
とを連結する脚部を設けても良い。そして、前記補強部
材を、前記一対の第１、第２のステー部の脚部の軸方向
の一側面および他側面に設け、前記第１のステー部の被
支持部の被取付面から前記第２のステー部の被支持部の
被取付面までの前記一対の第１、第２のステー部の被支
持部の外周面の軸方向寸法の略１／２の位置と前記発電
機の軸方向の一端が前記回転軸の中心線に交わる位置お
よび前記発電機の軸方向の他端が前記回転軸の中心線に
交わる位置とをそれぞれ結ぶよう、前記回転軸に対して
垂直な面に対して傾斜した略二等辺三角形状の外形線を
持つ第１、第２のステー用補強リブより構成しても良
い。そして、前記補強部材の外形線の傾斜角度を、前記
被支持部の外周面の軸方向寸法の略１／２の位置と前記
発電機の軸方向の一端が前記回転軸の中心線に交わる位
置とを結ぶよう、前記円筒部の径方向に対して傾斜した
仮想線に対し、−２０°ないし＋１０°とした構成を採
用しても良い。

【００１５】

【作用】請求項１もしくは請求項７に記載の発明によれ
ば、フレームとステー部とを連結する補強部材もしくは
連結部材を、ステー部の被支持部の内側部分から側壁部
の外周側へ向かうように、回転軸に対して垂直な面に対
して傾斜させているため、振動源から伝達される振動が
フレーム全体に分散することにより、振動がステー部の
みに集中することがなくなる。これにより、振動源から
伝達される振動等を原因とする応力歪がステー部および
フレームの円筒部や側壁部に発生しない。特に固定子を
保持固定するフレームに応力歪が発生しないので、フレ
ームの円筒部および側壁部の変形が抑えられる。このた
め、フレームの円筒部内に収容された固定子および回転
子の変形が抑えられることにより、磁気歪が増幅される
ことがなくなる。さらに、ステー部の補強部材もしくは
連結部材の剛性が高まることにより、回転子の回転変動
も阻止されると共に、振動体からの振動がステー部にて
増幅されてフレームに伝達されることはないので、固定
子および回転子に伝達される振動が大きくならないの
で、磁気歪が増幅されることがなくなる。

【００１６】

【実施例】

〔実施例の構成〕次に、この発明の発電機を自動車等の
車両用交流発電機としてのオルタネータに適用した実施
例に基づいて説明する。図１はオルタネータの単体構造
を示した図で、図２はオルタネータ取付装置を示した図
である。

【００１７】このオルタネータ取付装置１は、オルタネ
ータ２を自動車の車体や走行用のエンジン（駆動源）等
の振動体、発電機取付手段に取り付ける発電機取付装置
であって、自動車のエンジンルーム（図示せず）に設置
されている。このオルタネータ２は、ロータ３、ステー
タ４およびハウジング５等より構成されており、回転動
力を受けて発電を行う発電機本体である。

【００１８】ロータ３は、本発明の回転子であって、界
磁として働く部分で、シャフト（回転軸）６と一体的に
回転する。このロータ３は、ランデル型のポールコア
（界磁極、界磁鉄心またはロータコアとも言う）７、界
磁巻線（フィールドコイル）９および２個のスリップリ
ング１０等によって構成されている。シャフト６の一端
部には、エンジンの回転動力をシャフト６に伝達するた
めのＶリブドプーリ１１が取り付けられている。このＶ
リブドプーリ１１は、伝動ベルト等の伝動手段（図示せ
ず）を介してエンジンの出力軸に装着されたプーリ（図
示せず）に連結されている。なお、シャフト６をエンジ
ンの出力軸に直接連結しても良く、またシャフト６とエ
ンジンの出力軸との間に一段以上の歯車変速機、Ｖベル
ト式無段変速機等の伝動手段を連結しても良い。

【００１９】ポールコア７は、中央に界磁巻線９が巻か
れ、界磁巻線９に励磁電流が流れると、一方の爪状磁極
部が全てＮ極になり、他方の爪状磁極部が全てＳ極にな
る。また、一対の爪状磁極部の各々の端面には、ハウジ
ング５内に冷却風を吸い込む冷却ファン１２、１３が一
体的に取り付けられている。２個のスリップリング１０
は、シャフト６の他端部の外周に取り付けられており、
各々の外周がブラシ１４に摺接する。

【００２０】ステータ４は、本発明の固定子であって、
ポールコア７の外周に対向して配された電機子鉄心１
５、およびこの電機子鉄心１５に巻かれた三相の電機子
巻線１６等から構成されている。電機子鉄心１５は、磁
性材料製の薄鋼板を複数積層してなる積層コア（ステー
タコアとも言う）で、ハウジング５の内周に圧入されて
一体化されている。また、電機子鉄心１５は、ポールコ
ア７の一対の爪状磁極部から出た磁束が三相の電機子巻
線（ステータコイルとも言う）１６と有効に交差するよ
うに作られた磁束通路を形成する。そして、電機子鉄心
１５の内周側には、多数のスロット（図示せず）が等間
隔で形成されている。三相の電機子巻線１６は、Ｙ結線
またはΔ結線により接続され、ロータ３の回転に伴って
三相交流出力が誘起する。

【００２１】次に、図１ないし図４に基づいてハウジン
グ５を詳細に説明する。ここで、図３はオルタネータ２
のフロント側端部を示した図で、図４はオルタネータ２
のリヤ側端部を示した図である。ハウジング５は、ドラ
イブフレーム（フロントフレームともいう）２１、リヤ
フレーム２２およびリヤカバー２３により構成されてい
る。ドライブフレーム２１は、本発明の第１のフレーム
であって、ロータ３やシャフト６の一端側を回転自在に
支持すると同時に、エンジンへの取り付けを行うもので
ある。

【００２２】また、ドライブフレーム２１は、円筒部２
４および側壁部２５等をアルミニウムダイカストにて一
体成形している。円筒部２４は、本発明の円筒部であっ
て、リヤフレーム２２と対向する開口端部（インロー
部）２６にてステータ４の電機子鉄心１５の一端部（フ
ロント側端部）を保持固定している。

【００２３】円筒部２４および側壁部２５には、図３に
も示したように、冷却ファン１２、１３の回転により吸
い込まれる冷却風の通気用の穴２７、２８が多数開口し
ている。また、円筒部２４および側壁部２５には、図３
にも示したように、フレーム用補強リブ２９が複数箇所
に形成されている。フレーム用補強リブ２９は、ドライ
ブフレーム２１を補強するための補強手段であって、側
壁部２５の内周部より円筒部２４の開口端部２６に向か
って延びるように形成されている。そして、側壁部２５
の内周部には、シャフト６がフロントベアリング３０を
介して回転自在に支持されている。

【００２４】リヤフレーム２２は、本発明の第２のフレ
ームであって、ロータ３やシャフト６の他端側を回転自
在に支持すると同時に、エンジンへの取り付けを行うも
のである。また、リヤフレーム２２は、円筒部３１およ
び側壁部３２等をアルミニウムダイカストにて一体成形
している。

【００２５】円筒部３１は、本発明の円筒部であって、
円筒部２４の開口端部２６と対向する開口端部（インロ
ー部）３３にてステータ４の電機子鉄心１５の他端部
（リヤ側端部）を保持固定している。なお、円筒部３１
の開口端部３３は、円筒部２４の開口端部２６に対して
シャフト６の軸方向と平行な隙間（クリアランス）Ｂ
（図１参照）を隔てて設けられている。また、ドライブ
フレーム２１の円筒部２４とリヤフレーム２２の円筒部
３１とは、図３および図４にも示したように、複数個
（本例では４個）のスルーボルト３４やワッシャ３５等
の締付け具により締付け固定されている。

【００２６】円筒部３１および側壁部３２には、図４に
も示したように、冷却ファン１２、１３の回転により吸
い込まれる冷却風の通気用の穴３６、３７が多数開口し
ている。また、円筒部３１および側壁部３２には、図４
にも示したように、フレーム用補強リブ（図示せず）が
複数箇所に形成されている。フレーム用補強リブは、リ
ヤフレーム２２を補強するための補強手段であって、側
壁部３２の内周部より円筒部３１の開口端部３３に向か
って延びるように形成されている。そして、側壁部３２
の内周部には、シャフト６がリヤベアリング３８を介し
て回転自在に支持されている。

【００２７】リヤカバー２３は、円筒部３９および側壁
部４０等を有し、アルミニウム等の金属板をプレス成形
することにより一体成形されている。側壁部４０には、
図４にも示したように、冷却ファン１２、１３の回転に
より吸い込まれる冷却風の通気用の穴４１が多数開口し
ている。また、側壁部４０には、図４にも示したよう
に、フレーム用補強リブ４２が複数箇所に形成されてい
る。フレーム用補強リブ４２は、リヤカバー２３を補強
するための補強手段であって、リヤカバー２３の内周部
よりリヤカバー２３の開口端部に向かって延びるように
形成されている。そして、側壁部４０の内周部には、シ
ャフト６、スリップリング１０、ブラシ１４近傍への異
物の侵入を防止するパッキン４３が装着されている。

【００２８】なお、リヤフレーム２２とリヤカバー２３
との間には、２個のスリップリング１０の外周にそれぞ
れ摺接する２個のブラシ１４、およびこれらのブラシ１
４を収納するブラシホルダ４４等が取り付けられてい
る。そして、リヤフレーム２２とリヤカバー２３との間
には、整流装置（図示せず）およびＩＣレギュレータ４
５等がねじ等の手段で組み付けられている。整流装置
は、複数個のダイオード（図示せず）を集めたもので、
交流電流を直流電流に変換（整流）するものである。Ｉ
Ｃレギュレータ４５は、界磁巻線９とアース（図示せ
ず）との間に入れたトランジスタ等のスイッチング素子
（図示せず）をオン、オフすることにより界磁巻線９を
流れる励磁電流を制御してオルタネータ２の出力電圧を
一定にするものである。

【００２９】次に、オルタネータ取付装置１の構造を、
図１および図２に基づいて詳細に説明する。エンジン
は、オルタネータ２を回転駆動する駆動源と、オルタネ
ータ２を自動車等の車両へ取り付けるためのオルタネー
タ取付部とを兼ねている。このオルタネータ取付部は、
オルタネータ２の下部を支持固定するためのエンジン側
ブラケット５１、５２とオルタネータ２の上部を支持固
定するためのエンジン側アジャストバー５３とから構成
され、これらはボルト等の締付け具（図示せず）により
エンジンのボディに締付け固定されている。

【００３０】エンジン側ブラケット５１は、本発明の振
動体であって、オルタネータ２のマウントステー６１を
支持する第１の支持部である。このエンジン側ブラケッ
ト５１は、エンジンのボディの外壁面に締結等により固
定されたブラケット本体５０よりボディの外壁面に沿っ
て上方へ向かって延長され、円形状の挿通穴（図示せ
ず）が形成されている。また、エンジン側ブラケット５
１内には、円筒状のスライドブッシュ５４が挿通穴の中
心線方向に移動可能に嵌め合わされている。このスライ
ドブッシュ５４は、焼結金属等よりなり、ブラケット側
ボルト５５が挿通可能な円形状のボルト穴（図示せず）
を形成している。

【００３１】エンジン側ブラケット５２は、本発明の振
動体であって、オルタネータ２のマウントステー６２を
支持する第２の支持部である。このエンジン側ブラケッ
ト５２は、ブラケット本体５０よりボディの外壁面に沿
って上方へ向かって延長され、エンジン側ブラケット５
１の対向面に対してシャフト６の軸方向と平行なステー
取付寸法（隙間、クリアランス）Ｌ2 （図２参照）を隔
てて設けられている。また、エンジン側ブラケット５２
は、ブラケット側ボルト５５が螺合するねじ穴（図示せ
ず）が形成されている。

【００３２】エンジン側アジャストバー５３は、エンジ
ンのボディの外壁面に沿って下方へ向かって垂下され、
オルタネータ２にエンジンの回転動力を伝達するための
伝動ベルトのテンション等を調整するため、オルタネー
タ２をブラケット側ボルト５５を支点として回動させる
ことが可能な円弧状の長穴（図示せず）が形成されてい
る。ブラケット側ボルト５５は、円環板状のワッシャ５
７と共に締付け具を構成する。また、アジャストバー側
ボルト５６は、円環板状のワッシャ５８と共に締付け具
を構成する。

【００３３】そして、オルタネータ２のドライブフレー
ム２１の円筒部２４の下端側の外周には、エンジン側ブ
ラケット５１の取付面に対向して取り付けられるマウン
トステー６１が一体成形されている。また、リヤフレー
ム２２の円筒部３１の下端側の外周には、同様にして、
エンジン側ブラケット５２の取付面に対向して取り付け
られるマウントステー６２が一体成形されている。

【００３４】マウントステー６１は、本発明の第１のス
テー部であって、ドライブフレーム２１の外周面よりシ
ャフト６の径方向の下方側外方（図示下方）へ向かって
延長された略二等辺三角形状の脚部６３、およびこの脚
部６３の下端部に設けられた円筒状の被支持部（ボルト
挿通部）６４から構成されている。

【００３５】脚部６３は、側面形状が二等辺三角形状
で、被支持部６４の内側部分から円筒部２４の側壁部２
５側へ傾斜して設けられている。被支持部６４は、脚部
６３より軸方向の肉厚が厚く、ステータ４と円筒部２４
の開口端部２６より外周に位置し、ブラケット側ボルト
５５が挿通可能な円形状のボルト穴６５を穿孔してい
る。

【００３６】マウントステー６２は、本発明の第２のス
テー部であって、マウントステー６１の被支持部６４の
対向面との間に、フレーム寸法吸収用のクリアランス
（隙間）Ａ（図１参照）を隔てて設けられている。ま
た、マウントステー６２は、リヤフレーム２２の外周面
よりマウントステー６１と同一方向へ向かって延長され
た略二等辺三角形状の脚部６６、およびこの脚部６６の
下端部に設けられた円筒状の被支持部（ボルト挿通部）
６７から構成されている。

【００３７】脚部６６は、側面形状が二等辺三角形状
で、被支持部６７の内側部分から円筒部３１の側壁部３
２側へ傾斜して設けられている。被支持部６７は、脚部
６６より軸方向の肉厚が厚く、ステータ４と円筒部３１
の開口端部３３より外周に位置し、ブラケット側ボルト
５５が挿通可能な円形状のボルト穴６８を穿孔してい
る。

【００３８】そして、この実施例のマウントステー６１
の被支持部６４の被取付面からマウントステー６２の被
支持部６７の被取付面までのシャフト６の軸方向と平行
な方向（軸方向寸法）となるステー全幅は、ステー取付
寸法Ｌ2 と略同一のＬ1 （図１参照）である。また、ス
テー全幅Ｌ1 は、オルタネータ２の全長Ｃ（図１参照）
の１／２以下の寸法である。なお、オルタネータ２の全
長Ｃとは、Ｖリブドプーリ１１のフロント側端部（発電
機の軸方向の一端がシャフト６の中心線に交わる位置）
Ｐｆからリヤカバー２３の側壁部４０のリヤ側端部（発
電機の軸方向の他端がシャフト６の中心線に交わる位
置）Ｐｒまでの軸方向寸法を言う。また、マウントステ
ー６１、６２は、本例では円筒部２４、３１の外周に一
体成形されているが、ボルト等の締付け具により締付け
固定、あるいはろう付け等の溶接手段による接合などに
より連結されていても良い。

【００３９】ここで、マウントステー６１の脚部６３の
軸方向のフロント側面（一側面）には、図１に示したよ
うに、被支持部６４の外周面の軸方向寸法であるステー
全幅Ｌ1 の略１／２の位置Ｐｏ（本例ではオルタネータ
２の重心より図示下方に垂下した線と交差する）とオル
タネータ２の軸方向のフロント側端部Ｐｆとを結ぶよう
に、シャフト６に対して垂直な面（円筒部２４の軸方向
に対して垂直な面）に対して、フロント側に傾斜した外
形線Ｐ1 （図示破線）を持つステー用補強リブ７１が一
体成形されている。すなわち、ステー用補強リブ７１
は、マウントステー６１を補強する補強部材（第１の補
強部材）であると共に、マウントステー６１とドライブ
フレーム２１とを連結する連結部材であって、マウント
ステー６１の被支持部６４の円筒部側部分からドライブ
フレーム２１の側壁部２５の外周部の図示下方側へ向か
うような傾斜面を有している。

【００４０】そして、ステー用補強リブ７１は、図３に
も示したように、ドライブフレーム２１の円筒部２４の
下方側部、側壁部２５の下方側外周部および複数個のフ
レーム用補強リブ２９と一体になるようにオルタネータ
２のフロント側端部Ｐｆに向かって大きくテーパー状に
形成されている。また、ステー用補強リブ７１は、図１
および図３に示したように、脚部６３の側面の一部（略
Ｖ字状の外形部分のフロント側面）に形成されている。

【００４１】マウントステー６２の脚部６６の軸方向の
リヤ側面（他側面）には、図１に示したように、被支持
部６７の外周面の軸方向寸法であるステー全幅Ｌ1 の略
１／２の位置Ｐｏとオルタネータ２の軸方向のリヤ側端
部Ｐｒとを結ぶように、シャフト６に対して垂直な面
（円筒部３１の軸方向に対して垂直な面）に対して、リ
ヤ側に傾斜した外形線Ｐ2 （図示破線）を持つステー用
補強リブ７２が一体成形されている。すなわち、ステー
用補強リブ７２は、マウントステー６２を補強する補強
部材（第２の補強部材）であると共に、マウントステー
６２とリヤフレーム２２とを連結する連結部材であっ
て、図４にも示したように、マウントステー６２の被支
持部６７の円筒部側部分からリヤフレーム２２の側壁部
３２の外周部の図示下方側へ向かうような傾斜面を有し
ている。

【００４２】そして、ステー用補強リブ７２は、リヤフ
レーム２２のフレーム用補強リブ、およびリヤフレーム
２２の側壁部３２と一体になるようにオルタネータ２の
リヤ側端部Ｐｒに向かって大きくテーパー状に形成され
ている。また、ステー用補強リブ７２は、図１および図
４に示したように、脚部６６の側面の一部（略Ｖ字状の
外形部分のリヤ側面）に形成されている。

【００４３】なお、ステー用補強リブ７１、７２のステ
ー全幅Ｌ1 の略１／２の位置Ｐｏから結ぶオルタネータ
２の軸方向のフロント側端部Ｐｆ、リヤ側端部Ｐｒを、
本例ではＶリブドプーリ１１のフロント側端部Ｐｆ、リ
ヤカバー２３の側壁部４０のリヤ側端部Ｐｒとしたが、
ドライブフレーム２１のフロント側端部、リヤフレーム
２２のリヤ側端部でも良く、シャフト６のフロント側端
部、リヤ端部でも良い。

【００４４】また、ステー用補強リブ７１、７２の肉厚
は、ある程度の剛性を保つ厚み（例えば脚部６３、６６
の２倍以上の厚み）にすることは言うまでもないが、ア
ルミニウム等の材料費やオルタネータ２の全重量に応じ
て、より経済性および軽量性に優れる厚みを選定するこ
とが望まれる。さらに、ステー用補強リブ７１、７２
を、本例ではマウントステー６１、６２の脚部６３、６
６の側面の一部に設けているが、脚部６３、６６の側面
全体に形成しても良い。

【００４５】また、オルタネータ２のドライブフレーム
２１の円筒部２４の上端側には、エンジン側アジャスト
バー５３の取付面に対向して取り付けられるアジャスト
バー側ステー７３が一体成形、ボルト等の締付け具によ
り締付け固定、あるいはろう付け等の溶接手段により接
合されている。このアジャストバー側ステー７３は、ド
ライブフレーム２１の外周面よりシャフト６の径方向外
方（図示上方）へ向かって延長されている。さらに、ア
ジャストバー側ステー７３は、アジャストバー側ボルト
５６が挿通可能な円形状のねじ穴７４が形成されてい
る。

【００４６】〔実施例の取付方法〕次に、この実施例の
オルタネータ２の取付方法を図１および図２に基づいて
簡単に説明する。オルタネータ２をエンジンに取り付け
る場合には、先ずスライドブッシュ５４とエンジン側ブ
ラケット５２との間に、オルタネータ２のマウントステ
ー６１の被支持部６４およびマウントステー６２の被支
持部６７を差し込む。そして、ワッシャ５７を介してス
ライドブッシュ５４、被支持部６４、被支持部６７、エ
ンジン側ブラケット５２をブラケット側ボルト５５によ
り締付けることによって、オルタネータ２のマウントス
テー６２の被支持部６７の被取付面がエンジン側ブラケ
ット５２の取付面に隙間（クリアランス）なく固定され
る。

【００４７】次に、伝動ベルトをエンジンの出力軸のプ
ーリ（図示せず）とオルタネータ２のＶリブドプーリ１
１との間に掛け渡し、エンジン側アジャストバー５３の
長穴を利用することにより、伝動ベルトに所定のテンシ
ョンが加わる位置で、エンジン側アジャストバー５３の
取付面とオルタネータ２のアジャストバー側ステー７３
の被取付面とを対向配置させる。そして、ワッシャ５８
を介してエンジン側アジャストバー５３、アジャストバ
ー側ステー７３をアジャストバー側ボルト５６により締
付けることによって、オルタネータ２のアジャストバー
側ステー７３の被取付面がエンジン側アジャストバー５
３の取付面に固定される。

【００４８】これにより、オルタネータ２は、エンジン
側ブラケット５２の取付面にブラケット側ボルト５５に
より締付け固定され、エンジン側アジャストバー５３の
取付面にアジャストバー側ボルト５６により締付け固定
されることにより、シャフト６の軸方向の位置決めおよ
びシャフト６の回転方向の位置決めがなされる。したが
って、組付作業を増大化させることなく、エンジンへオ
ルタネータ２が取り付けられることになる。

【００４９】〔実施例の作用〕次に、この実施例のオル
タネータ２の作用を図１および図２に基づいて簡単に説
明する。

【００５０】エンジンが運転されることによって、エン
ジンの回転動力が伝動ベルトを介してＶリブドプーリ１
１に伝達されるとシャフト６が回転することによりロー
タ３が回転する。そして、界磁巻線９にバッテリより電
圧が印加されて界磁巻線９に励磁電流が流れることによ
りポールコア７の一対の爪状磁極部が励磁される。これ
により、一方の爪状磁極部が全てＮ極になり、他方の爪
状磁極部が全てＳ極になる。

【００５１】そして、ロータ３と相対回転運動するステ
ータ４の電機子鉄心１５に回転磁界が発生し、三相の電
機子巻線１６に交流電流が誘起する。この三相の交流電
流は、整流装置により直流電流に変換され、バッテリを
充電すると共に、自動車の電気負荷に電力を供給する。

【００５２】ここで、エンジンを運転することにより、
エンジンの振動や自動車の車体の振動がエンジン側ブラ
ケット５１、５２を経てオルタネータ２のマウントステ
ー６１、６２に伝達されるが、マウントステー６１、６
２の脚部６３、６６の側面にはオルタネータ２全体を包
むような略三角形状のステー用補強リブ７１、７２が円
筒部２４、３１の下方側外周部および側壁部２５、３２
の下方側外周部とを一体的に連結するように設けられて
いる。

【００５３】このため、マウントステー６１、６２の脚
部６３、６６の剛性（強度）が従来のものと比較して飛
躍的に向上するため、エンジン等の振動源からエンジン
側ブラケット５１、５２を介してマウントステー６１、
６２に振動が伝達されても、そのエンジンからの振動が
ドライブフレーム２１全体やリヤフレーム２２全体に分
散することにより、マウントステー６１、６２の脚部６
３、６６に集中することがなくなる。したがって、マウ
ントステー６１、６２の振動による応力歪が減少するた
め、ドライブフレーム２１やリヤフレーム２２の変形を
防止することができる。

【００５４】さらに、従来例としてのオルタネータ１０
０では、エンジンにより回転駆動される際に、Ｖリブド
プーリ１１９に伝動ベルトの張力が加わった場合、マウ
ントステー１０７のステー用補強リブ１１６は形状的に
弱かった。このため、集中的にステー用補強リブ１１６
に応力が加わることによりオルタネータ１００を支持で
きなくなり、マウントステー１０７が変形しロータ１１
８が傾いて磁気音が増幅されたり、ベアリング１２０の
寿命が低下したりするという不具合が見られる。

【００５５】この不具合に対して、この実施例では、例
えばドライブフレーム２１の側壁部２５の内周部にてフ
ロントベアリング３０を支持固定しているフレーム用補
強リブ２９、ドライブフレーム２１の円筒部２４の下方
側外周部および側壁部２５の下方側外周部と一体的に連
結するようにステー用補強リブ７１を設けている。これ
により、Ｖリブドプーリ１１に伝動ベルトの張力が加わ
っても、ステー用補強リブ７１に応力が集中せず、複数
箇所設けられているフレーム用補強リブ２９およびドラ
イブフレーム２１全体で支持する形状となるので、ドラ
イブフレーム２１とマウントステー６１の脚部６３の変
形を防止することできる。

【００５６】また、従来例としてのオルタネータ１００
のリヤフレーム１０３においても、ドライブフレーム１
０１のステー用補強リブ１１６が変形した場合、リヤフ
レーム１０３のステー用補強リブ１１７も剛性が弱いた
め変形してロータ１１８（特にシャフト）の回転変動が
大きくなり、ベアリング１２１の寿命が低下したり、ブ
ラシ１２２が異常摩耗したりするという不具合が見られ
る。

【００５７】この不具合に対しても、この実施例では、
リヤフレーム２２のフレーム用補強リブ、リヤフレーム
２２の円筒部３１の下方側外周部および側壁部３２の下
方側外周部と一体的に連結するようにオルタネータ２の
リヤ側端部Ｐｒに向かって大きくテーパー状にステー用
補強リブ７２を設けている。これにより、仮にステー用
補強リブ７２が変形した場合でも、ステー用補強リブ７
２に加わる応力を、リヤフレーム２２全体に分散するこ
とによりステー用補強リブ７２への応力の集中はない。
したがって、複数箇所設けられているフレーム用補強リ
ブおよびリヤフレーム２２全体で支持する形状となるの
で、リヤフレーム２２とマウントステー６２の脚部６６
の変形を防止することできる。

【００５８】〔実施例の効果〕以上のように、この実施
例のオルタネータ２は、ドライブフレーム２１やリヤフ
レーム２２等のハウジング５の変形を防止することがで
きるため、ドライブフレーム２１の開口端部２６とリヤ
フレーム２２の開口端部３３との間に固定されているス
テータ４の変形、および側壁部２５の内周部と側壁部３
２の内周部とに回転自在に支持されているシャフト６お
よびロータ３の回転変動を防止できるので、オルタネー
タ２の長寿命化を図ることができる。

【００５９】また、ステータ４やロータ３の変形、およ
びロータ３の回転変動を防止することにより、ステータ
４の電機子鉄心１５の内周真円度が変化せず、ロータ３
のポールコア７の外周とステータ４の電機子鉄心１５の
内周との間のエアギャップが変化しなくなるので、磁気
歪が生じることはなく、オルタネータ２が単体構造時と
比較して耳障りな磁気音が増大する心配はない。

【００６０】さらに、ステー用補強リブ７１、７２の剛
性を向上することによりマウントステー６１、６２の脚
部６３、６６の強度を高めているので、エンジン等の振
動体からの振動がマウントステー６１、６２の脚部６
３、６６にて増幅されてドライブフレーム２１やリヤフ
レーム２２に伝達されることがなくなる。このため、エ
ンジン等の振動源からマウントステー６１、６２、ドラ
イブフレーム２１やリヤフレーム２２を介してロータ
３、ステータ４およびシャフト６に伝達される振動を低
減することができるので、磁気歪が増大する心配はな
い。

【００６１】また、エンジンから振動がマウントステー
６１に伝達されても、あるいはＶリブドプーリ１１に伝
動ベルトの張力が加わっても、ステー用補強リブ７１の
みに集中的に応力が加わることはないので、マウントス
テー６１により、オルタネータ２が支持できなくなるこ
とを防止できる。したがって、マウントステー６１が変
形しないので、シャフト６、ポールコア７等のロータ３
が傾いて磁気音が増幅されたり、フロントベアリング３
０の寿命が低下したりする等の不具合の発生を防止する
ことができる。

【００６２】さらに、仮にマウントステー６１が変形し
ても、高剛性のステー用補強リブ７２の存在により、マ
ウントステー６２が変形することはないので、シャフト
６、ポールコア７等のロータ３の回転変動は発生しな
い。このため、リヤベアリング３８の寿命が低下した
り、ブラシ１４の異常摩耗が発生したりする等の不具合
の発生を防止することができる。

【００６３】そして、ポールコア７の一対の爪状磁極部
の表面を最適化形状にしたり、エアギャップを大きくし
たりする等の方法でオルタネータ２単体時の磁気音レベ
ルを低減しておけば、比較的エンジン回転数の低い低速
域においても耳障りな異常音（騒音）を飛躍的に低減す
ることができる。また、例えば従来例としてのオルタネ
ータ１００（図７参照）に実施例の補強リブ７１、７２
を追加するだけで、上記の種々の効果を得ることができ
るので、オルタネータ２をエンジンに組み付ける際の組
付工数の増大化を防止でき、これによりオルタネータ２
とエンジンにより構成されるオルタネータ取付装置１、
特にオルタネータ２の製品コストの上昇を抑えることが
できる。

【００６４】〔実験例〕ここで、図５は、実施例のオル
タネータ２（図１参照）の場合と従来例のオルタネータ
１００（図７参照）の場合の実車での磁気音レベルの比
較図である。図５の比較図からも確認できるように、最
も騒音として聞こえ易い低速域（２０００ｒｐｍ〜４０
００ｒｐｍ）にて約５ｄＢの大差があることが分かる。

【００６５】〔変形例〕なお、ステー用補強リブ７１、
７２の外形線Ｐ1 、Ｐ2 は、ステー全幅Ｌ1 の略１／２
の位置Ｐｏからオルタネータ２のフロント側端部Ｐｆ、
リヤ側端部Ｐｒへそれぞれ向かうように略対称形状に形
成すれば良いが、種々の制約条件（例えばアルミニウム
ダイカストの鋳造成形時の型構造上による制約、発熱部
分の冷却性に関係する形状の制約等）により実施例の傾
斜角度（図１参照）を保てないこともある。

【００６６】そこで、図１に示したように、ステー用補
強リブ７１、７２の外形線Ｐ1 、Ｐ2 を基準にして、傾
斜角度を小さくする側を−θとし、大きくする側を＋θ
とした場合に、図６のグラフのように、θ＝−２０°以
上では磁気音の低減効果があり、θ＝−２０°より角度
が小さくなると耳障りな磁気音（騒音）として聞こえる
レベルとなる。このため、ステー用補強リブ７１、７２
の外形線Ｐ1 、Ｐ2 の傾斜角度は、実施例を基準にし
て、−２０°≦θ≦＋１０°なら上記種々の制約条件に
合わせて変更できる。

【００６７】なお、実施例の外形線Ｐ1 、Ｐ2 を基準に
して、０°＞θ≧−２０°のステー用補強リブ７１、７
２を持つオルタネータ２は、この実施例のものより、材
料費が安価で製品コストを低減できる。さらに、実施例
のものより、体格がコンパクト化できるので、取付スペ
ースに非常に制約の多いエンジンルーム内へ容易に組み
付けることができるという利点を持つことができる。ま
た、実施例の傾斜角度を基準にして、０°＜θ≦＋１０
°のステー用補強リブ７１、７２を持つオルタネータ２
は、この実施例のものより、マウントステー６１、６２
の剛性をより向上できるという利点を持つことができ
る。なお、１０°とは材料費を考慮した値で、これより
大きいと材料費が嵩む。

【００６８】この実施例では、本発明を車両用交流発電
機としてのオルタネータ２に適用したが、本発明を車両
搭載用エンジンを除く内燃機関、電動モータ、水車、風
車等の駆動源により回転駆動されるその他の交流発電機
に適用しても良い。また、本発明を直流発電機に用いて
も良い。

【００６９】この実施例では、発電機取付手段としてエ
ンジンを用いたが、発電機取付手段としてエンジンを除
く駆動源、車体等のオルタネータ取付手段（発電機取付
手段）を用いても良い。また、オルタネータ２を支持す
るエンジン側ブラケット５１、５２等の第１、第２の支
持部は、それぞれ２個以上設けられていても良い。

【００７０】この実施例では、本発明をドライブフレー
ム２１とリヤフレーム２２との間にステータ４を挟み込
んだオルタネータ２に適用したが、本発明をドライブフ
レームとリヤフレームとが直接嵌合しているオルタネー
タに適用しても良い。

【００７１】この実施例では、本発明をマウントステー
６１、６２のステー用補強リブ７１、７２の両方に適用
したが、本発明をマウントステー６１、６２のステー用
補強リブ７１、７２のいずれか一方に適用しても良い。
また、マウントステー６１、６２の脚部６３、６６の両
側面よりフレームの円筒部に向かってステー用補強リブ
７１、７２を形成しても良い。

【００７２】

【発明の効果】この発明は、ステー部の補強部材もしく
は連結部材の剛性を向上しているため、振動体から伝達
される振動等を原因としてステー部やフレームに応力歪
が生じないので、フレームの変形が発生しない。特に固
定子を保持する円筒部や、回転軸および回転子を回転自
在に支持する側壁部に応力歪が発生しないので、固定子
および回転子等の変形を抑制できる。これにより、固定
子の内周真円度の変化が小さくなり、回転子の外周と固
定子の内周との間のエアギャップの変化が小さくなるの
で、磁気歪が増幅されることはない。また、ステー部の
補強部材もしくは連結部材の剛性を向上しているため、
回転子の回転変動も阻止できる。さらに、ステー部の補
強部材もしくは連結部材の剛性を向上しているため、振
動体からの振動がステー部にて増幅されてフレームに伝
達されることがなくなる。このため、固定子および回転
子に伝達される振動を低減できるので、磁気歪が増幅さ
れることはない。したがって、磁気歪の増幅を防止する
ことができるので、回転数の低い低速域において耳障り
な騒音の発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例のオルタネータの単体構造を
示した断面図である。

【図２】この発明の実施例に用いたオルタネータ取付装
置を示した断面図である。

【図３】図１のオルタネータのフロント側端部を示した
側面図である。

【図４】図１のオルタネータのリヤ側端部を示した側面
図である。

【図５】この発明の実施例および従来例の磁気音レベル
とオルタネータ回転数、エンジン回転数との関係を示し
た比較図である。

【図６】磁気音レベルとマウントステーの補強リブ（補
強部材もしくは連結部材）の傾斜角度との関係を示した
グラフである。

【図７】従来例としてのオルタネータの単体構造を示し
た断面図である。

【図８】従来例としてのオルタネータ取付装置を示した
断面図である。

【符号の説明】

１オルタネータ取付装置２オルタネータ（発電機）３ロータ（回転子）４ステータ（固定子）６シャフト（回転軸）７ポールコア１１Ｖリブドプーリ１４ブラシ１５電機子鉄心１６電機子巻線２１ドライブフレーム（フレーム、第１のフレーム）２２リヤフレーム（フレーム、第２のフレーム）２４円筒部２５側壁部２６開口端部３０フロントベアリング３１円筒部３２側壁部３３開口端部３４スルーボルト３８リヤベアリング５１エンジン側ブラケット（振動体）５２エンジン側ブラケット（振動体）６１マウントステー（ステー部、第１のステー部）６２マウントステー（ステー部、第２のステー部）６３脚部６４被支持部（ボルト挿通部）６６脚部６７被支持部（ボルト挿通部）７１ステー用補強リブ（補強部材、第１の補強部材、
連結部材）７２ステー用補強リブ（補強部材、第２の補強部材、
連結部材）Ｌ1 ステー全幅Ｌ2 ステー取付寸法Ｐｆオルタネータのフロント側端部Ｐｏステー全幅の略１／２の位置Ｐｒオルタネータのリヤ側端部Ｐ1 外形線Ｐ2 外形線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 5/24 H02K 5/00 H02K 19/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）回転軸と共に一体的に回転する回転子と、（ｂ）この回転子の外周に対向して配された固定子と、（ｃ）前記回転軸を回転自在に支持する側壁部、および
内部に前記回転子および前記固定子を収容する円筒部を
有するフレームと、（ｄ）このフレームの円筒部の外周に設けられ、振動す
る振動体の支持部に支持される被支持部、およびこの被
支持部の内側部分と前記円筒部の外周とを連結する脚部
を有するステー部と、（ｅ）前記ステー部と前記フレームとを連結するように
前記脚部の軸方向の一側面に設けられ、前記被支持部の
内側部分から前記側壁部の外周側へ向かうよう、前記回
転軸に対して垂直な面に対して傾斜した補強部材とを備
えた発電機。
【請求項２】請求項１に記載の発電機において、前記補強部材は、前記被支持部の外周面の軸方向寸法の
略１／２の位置と前記発電機の軸方向の一端が前記回転
軸の中心線に交わる位置とを結ぶよう、前記回転軸に対
して垂直な面に対して傾斜しており、前記円筒部の外周
に一体的に設けられることを特徴とする発電機。
【請求項３】請求項２に記載の発電機において、前記フレームは、前記円筒部の開口端部間に前記固定子
を挟み込んだ一対の第１、第２のフレームよりなり、前記ステー部は、前記一対の第１、第２のフレームの円
筒部の外周に一体的に設けられる一対の第１、第２のス
テー部よりなることを特徴とする発電機。
【請求項４】請求項３に記載の発電機において、前記支持部は、前記第１のステー部を支持する第１の支
持部、および前記第２のステー部を支持する第２の支持
部よりなり、前記第１のステー部は、前記第１の支持部に支持される
被支持部、およびこの被支持部の内側部分と前記円筒部
の外周とを連結する脚部を有し、前記第２のステー部は、前記第２の支持部に支持される
被支持部、およびこの被支持部の内側部分と前記円筒部
の外周とを連結する脚部を有することを特徴とする発電
機。
【請求項５】請求項４に記載の発電機において、前記補強部材は、前記一対の第１、第２のステー部の脚
部の軸方向の一側面および他側面に設けられ、前記第１のステー部の被支持部の被取付面から前記第２
のステー部の被支持部の被取付面までの前記一対の第
１、第２のステー部の被支持部の外周面の軸方向寸法の
略１／２の位置と前記発電機の軸方向の一端が前記回転
軸の中心線に交わる位置および前記発電機の軸方向の他
端が前記回転軸の中心線に交わる位置とをそれぞれ結ぶ
よう、前記回転軸に対して垂直な面に対して傾斜した略
二等辺三角形状の外形線を持つ第１、第２のステー用補
強リブよりなることを特徴とする発電機。
【請求項６】請求項１に記載の発電機において、前記被支持部の外周面の軸方向寸法の略１／２の位置と
前記発電機の軸方向の一端が前記回転軸の中心線に交わ
る位置とを結ぶよう、前記円筒部の径方向に対して傾斜
した仮想線に対する前記補強部材の外形線の傾斜角度を
−２０°ないし＋１０°としたことを特徴とする発電
機。
【請求項７】（ａ）回転軸と共に一体的に回転する回転子と、（ｂ）この回転子の外周に対向して配された固定子と、（ｃ）前記回転軸を回転自在に支持する側壁部、および
内部に前記回転子および前記固定子を収容する円筒部を
有するフレームと、（ｄ）このフレームの円筒部の外周に設けられ、振動す
る振動体の支持部に支持される被支持部を有するステー
部と、（ｅ）前記ステー部と前記フレームとを連結するように
設けられ、前記被支持部の内側部分から前記側壁部の外
周側へ向かうような、前記回転軸に対して垂直な面に対
して傾斜した傾斜面を有する連結部材とを備えた発電
機。