JP3760959B2 - Generator - Google Patents

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涓三 三谷
向井  拓三
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株式会社デンソー
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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
この発明は、ロータコアに巻装されたロータコイル、このロータコイルを給電する2個の集電環、およびこれらの集電環の外周を摺動する2個の固定側刷子を備えた発電機に関するものである。 This invention is wound around a rotor coil rotor core, two collector rings for feeding the rotor coils, and a generator equipped with two fixed side brush which slides the outer periphery of these collector ring about it is intended.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
一般に、車両用交流発電機100は、図8に示したように、三相整流装置101と、発電電圧を調整する電圧調整装置102と、ハウジング103内に回転自在に支持されたシャフト104と、ハウジング103の内面に固定されたステータ105と、このステータ105と相対回転するロータ106と、シャフト104の端部外周に固定された集電装置107と、この集電装置107の外周を摺動する刷子装置108とを備えている。 In general, alternator 100 for a vehicle, as shown in FIG. 8, the three-phase rectifier 101, a voltage regulator 102 for adjusting the power voltage, and a shaft 104 which is rotatably supported in the housing 103, a stator 105 fixed to the inner surface of the housing 103, a rotor 106 to rotate relative the stator 105, a current collector 107 that is fixed to the outer circumference of the end portion of the shaft 104 slides the outer periphery of the current collector 107 and a brush device 108.
【0003】 [0003]
ここで、三相整流装置101は、発電した交流電流を正極側ダイオード111および負極側ダイオード112で整流し、直流に変える三相整流回路を備えている。 Here, three-phase rectifier 101, a generated electric alternating current is rectified by the positive-side diodes 111 and the negative diodes 112, and a three-phase rectifier circuit for changing the DC. シャフト104は、その先端外周にポリVベルト用プーリ113が組み付けられている。 Shaft 104, a poly V-belt pulley 113 is assembled in the outer circumference of the leading end. ステータ105は、ステータコア114および三相のステータコイル115等からなる。 The stator 105, a stator coil 115 of the stator core 114 and three-phase like. ロータ106は、ランデル型のポールコア116およびロータコイル117等からなる。 The rotor 106 is composed of a like pole core 116 and the rotor coil 117 of the Lundell. ポールコア116の両端面には、内部に冷却風を吸い込むための冷却ファン118、119が取り付けられている。 The end surfaces of the pole core 116, cooling fan 118, 119 for drawing cooling air therein is attached.
【0004】 [0004]
そして、集電装置107は、2個の金属質集電環121および2個のコネクションバー122等から構成されている。 Then, current collector 107 is composed of two metallic current collecting rings 121 and two connection bars 122, and the like. なお、これらの金属質集電環121は、銅合金やステンレス鋼等の金属質部材で環状に作られており、シャフト104の端部外周に圧入または直接成形され、シャフト104と一体的に回転する構造を持つ。 Incidentally, these metallic current collector ring 121 is made annularly metallic member such as copper alloy or stainless steel, is press-fitted or directly molded to the outer circumference of the end portion of the shaft 104, rotates together with the shaft 104 with a structure that.
【0005】 [0005]
一方、刷子装置108は、2個の炭素質刷子123、これらの炭素質刷子123を収容する刷子支持器124、および2個の炭素質刷子123を2個の金属質集電環121の外周に押圧して電気的に接続させるコイルスプリング125等から構成されている。 On the other hand, the brush device 108, two carbon Shitsusuriko 123, brush support 124 to accommodate these carbon Shitsusuriko 123, and the two carbon Shitsusuriko 123 on the outer periphery of the two metallic current collecting rings 121 and a pressed coil spring 125 which is electrically connected to the like. なお、2個の炭素質刷子123は、炭素質部材により作られている。 The two carbons Shitsusuriko 123 is made by the carbonaceous material. また、2個の炭素質刷子123は、刷子接続端子(図示せず)と銅線よりなるピグテール126により結線されている。 Moreover, two carbon Shitsusuriko 123 is connected by a pigtail 126 brush connection terminals (not shown) made of copper. また、刷子支持器124は、刷子接続端子を電気絶縁性樹脂質部材によりインサート成形し、ゴムパッキン127と共に2個の金属質集電環121を保護する集電環カバー128を一体成形した構造を持つ。 Further, the brush support 124, a brush connection terminals and insert molding the electrical insulating resinous member, integrally molded structure collector ring cover 128 for protecting the two metallic current collector ring 121 with rubber packing 127 with.
【0006】 [0006]
近年、車両のエンジンルームの小型化に伴う補機類の取付スペースの狭小化と燃料消費の規制による小型、軽量化、および車両寿命の保証期間の延長化による長寿命化を図った車両用交流発電機が望まれている。 Recently, small regulatory narrowing and fuel consumption of the mounting space of the auxiliary devices associated with the downsizing of the engine room of the vehicle, weight reduction, and vehicle AC which attained a long life due to the extension of the warranty period of the vehicle life generator is desired. なお、車両用交流発電機の小型、軽量化の一手段としては、一般に車両用交流発電機の体格の縮径および車両用交流発電機の軸方向寸法の短縮が要求されている。 Incidentally, a small automotive alternator, as a means of weight reduction, generally shorten the axial dimension of the diameter of the body size of the vehicle AC generator and a vehicle AC generator is required.
【0007】 [0007]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
ところが、従来の車両用交流発電機100においては、ロータコイル117に励磁電流を供給する励磁回路の電圧ドロップを小さくして発電出力の低下を防止するために、図8に示したように、ロータコイル117への励磁電流を制御する電圧調整装置102に近接して刷子支持器124を設置している。 However, in the conventional automotive alternator 100 in order to prevent the reduction in the power generation output to reduce the voltage drop of the excitation circuit for supplying an excitation current to the rotor coil 117, as shown in FIG. 8, the rotor We have established brush support 124 proximate to the voltage regulator 102 which controls the exciting current to the coil 117. このため、2個の炭素質刷子123の長寿命化のために、刷子支持器124の軸方向に直交する径方向寸法を大きく、長く設定できなかった。 Therefore, for the life of the two carbons Shitsusuriko 123, increasing the radial dimension perpendicular to the axial direction of the brush support 124, it could not be set long. したがって、刷子支持器124と2個の金属質集電環121の軸方向寸法が車両用交流発電機100の全軸長に対して大きな割合を占めることになり、車両用交流発電機100の小型化の大きな妨げになっているという問題が生じている。 Accordingly, in the axial direction dimension of the brush support 124 and two metallic current collecting rings 121 occupy a large percentage of the total axial length of the alternator 100 for a vehicle, a small vehicle alternator 100 It has occurred a problem that has become a major obstacle to reduction.
【0008】 [0008]
また、2個の炭素質刷子123が炭素質部材で作られていることから、2個の炭素質刷子123において2個の金属質集電環121の外周に接触する接触部分の電気抵抗を小さくするため、適度の面積(大きさ)とコイルスプリング125の押圧力(バネ荷重)とが必要である。 Further, since the two carbon Shitsusuriko 123 is made of a carbonaceous member, reduce the two electrical resistance of the contact portion in contact with the outer periphery of the two metallic current collector ring 121 at the carbon Shitsusuriko 123 to order, moderate area (size) and the pressing force of the coil spring 125 (spring load) and is required. したがって、車両用交流発電機100を小型化するために、2個の炭素質刷子123の接触部分の表面積を小さくすると、電流密度が大きくなり、2個の炭素質刷子123の温度が上昇して耐久寿命が短くなるという問題が生じてしまう。 Therefore, in order to reduce the size of the automotive alternator 100, reducing the surface area of ​​the contact portion of the two carbons Shitsusuriko 123, the current density is increased, the temperature of the two carbons Shitsusuriko 123 rises a problem that the durability life is shortened occurs.
【0009】 [0009]
ここで、小型直流回転電機(例えばモーター類)においては、固定側刷子を金属質部材(薄い金属板を重ねたものまたは銅線)で作り、回転側コンミテータを銅合金で作った例があるが、回転側コンミテータの段差により異常摩耗が発生する。 Here, in the small DC rotary electric machine (e.g. motor acids), making the fixed-side brush with metallic members (thin metal plate stacked ones or copper), although the rotation-side commutator there is an example made of copper alloy , abnormal wear is generated by the step of rotating side commutator. このため、低電圧で定速回転の場合しか使用されておらず、車両用交流発電機のような高速回転で使用されるものには上記の構造は採用されなかった。 Therefore, not only used when the constant speed at low voltage, to those used in high speed rotation, such as a vehicle alternator structure described above has not been adopted.
【0010】 [0010]
【発明の目的】 SUMMARY OF THE INVENTION
請求項1に記載の発明の目的は、固定側刷子を軽量化してバネ荷重を軽減することにより固定側刷子の振動による影響を抑えて長寿命化を達成できる発電機を提供することにある。 The purpose of the invention described in claim 1 is to provide a generator capable of achieving a fixed side suppressed by long life the influence of vibration of the brush by by weight of the stationary brush to reduce the spring load. また、自己潤滑性があり高速回転でも安定した摩耗と給電を確保できる発電機を提供することにある。 Another object is to provide a generator capable of ensuring the power supply and stable wear in high speed rotation has a self-lubricating property. さらに、電気接続装置を大幅に軽量、小型化できる発電機を提供することにある。 Further, greatly electrical connection device weight is to provide a generator can be miniaturized.
【0013】 [0013]
請求項1に記載の発明の目的は、刷子固定部に接触圧が加わらないようにできる発電機を提供することにある。 The purpose of the invention described in claim 1 is to provide a generator can be prevented from contact pressure applied to the brush fixing section. また、固定側刷子から集電環へ安定した給電を行うことのできる発電機を提供することにある。 Another object is to provide a generator capable of performing stable power supply from the fixed side brush to collector ring.
請求項2に記載の発明の目的は、固定側刷子を大幅に軽量、小型化できる発電機を提供することにある。 The purpose of the invention described in claim 2, significantly lighter the fixed side brush is to provide a generator can be miniaturized.
請求項1および請求項2に記載の発明の目的は、分解作業時または組付作業時の引っ掛かりを防止でき、分解作業または組付作業をスムーズに行うことのできる発電機を提供することにある。 The purpose of the invention described in claims 1 and 2, can prevent snagging during disassembly or during assembling, is to provide a generator capable of performing a disassembly or assembly work smoothly .
【0014】 [0014]
請求項に記載の発明の目的は、刷子接続端子の価格を低下させることにより製品コストを低減化できる発電機を提供することにある。 The purpose of the invention described in claim 3 is to provide a generator capable of reducing the manufacturing cost by reducing the cost of the brush connection terminals.
請求項に記載の発明の目的は、被水等の異物の浸入を防止でき、且つ固定側刷子と集電環との摺動により発生する摩耗粉の飛散を防止できる発電機を提供することにある。 The purpose of the invention described in claim 4 is to provide a generator capable of preventing scattering of abrasion powder generated by the sliding between prevents the intrusion of foreign matters such as the water, and the fixed-side brush and collector ring It is in.
【0015】 [0015]
請求項に記載の発明の目的は、集電環を銅合金の発泡骨格金属を金属母体とした炭素粉末で作ることにより、集電環を炭素単体で作る場合と比較して導電性および強度を向上できる発電機を提供することにある。 The purpose of the invention described in claim 5, by making the collector ring carbon powder foam skeleton metal were the metal matrix of the copper alloy, conductive as compared with the case of making the collector ring carbon alone and strength It is to provide a generator can be improved.
請求項および請求項に記載の発明の目的は、シャフトの径方向に大きな取付スペースを設けることなく、刷子固定部と固定側刷子との結合を行えるようにして、電気接続装置の小型化を図ることのできる発電機を提供することにある。 The purpose of the invention described in claim 6 and claim 7, without providing a large installation space in the radial direction of the shaft, so as to perform the coupling between the fixed-side brush and the brush fixing portion, miniaturization of the electrical connecting device the invention is to provide a generator capable of achieving.
【0016】 [0016]
請求項に記載の発明の目的は、固定側刷子と刷子接続端子とを確実に接続できる発電機を提供することにある The purpose of the invention described in claim 8 is to provide a generator that can reliably connect the fixed side brush and the brush connection terminals.
【0017】 [0017]
請求項9に記載の発明の目的は、固定側刷子を大幅に軽量、小型化できる発電機を提供することにある。 The purpose of the invention described in claim 9, substantially lightweight fixed-side brush is to provide a generator can be miniaturized.
【0018】 [0018]
請求項9に記載の発明の目的は、分解作業時または組付作業時の引っ掛かりを防止でき、分解作業または組付作業をスムーズに行うことのできる発電機を提供することにある The purpose of the invention described in claim 9, disassembling or when prevents snagging during assembly work is to provide a generator capable of performing a disassembly or assembly work smoothly.
【0019】 [0019]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
請求項1 および請求項2に記載の発明によれば、シャフトの回転により、集電環の外周を固定側刷子が摺動するが、固定側刷子が金属質部材で作られ、集電環が炭素質部材で作られていることにより、高速回転でも安定した摩耗と給電が確保される。 According to the invention described in claims 1 and 2, by the rotation of the shaft, but fixed side brushes the outer periphery of the collector ring slides, fixed side brush is made of a metallic member, collector ring by being made of a carbonaceous member, the power supply and stable wear is ensured even at high rotation. また、固定側刷子の重さが軽量となるので、固定側刷子のバネ荷重が低減することにより大幅に集電環および固定側刷子の摩耗が少なくなり、且つ振動による固定側刷子の不具合が回避される。 Further, since the weight of the fixed-side brush is lightweight, greatly collector ring and wear of the fixed-side brushes is reduced, and failure avoidance of stationary brushes due to vibration by spring loading of the fixed-side brushes is reduced It is.
【0020】 [0020]
すなわち、集電環が炭素質部材で作られていることにより、集電環の自身の摩擦係数を軽減できるので、自己潤滑性を備える。 That is, by collector rings are made of carbonaceous member, it is possible to reduce the coefficient of friction of its collector ring comprises a self-lubricating. そして、集電環が炭素質部材で作られていることにより、固定側刷子を金属質部材で作って、その固定側刷子を集電環の外周に高速で摺動させても安定した摩耗と界磁コイルへの給電を確保できる。 By collector rings are made of carbonaceous member, the fixed side brushes made in metallic members, wear and stably be slid at high speed and the stationary brush to the outer periphery of the collector ring feeding to the field coil can be secured. さらに、固定側刷子を軽量化してバネ荷重を軽減することにより摩耗が大幅に低減され、且つ固定側刷子の振動による不具合を抑えることにより固定側刷子の寿命を長期化できる。 Moreover, the wear is greatly reduced by by weight of the stationary brush to reduce the spring load, and can prolong the service life of the fixed brushes by suppressing problems caused by vibration of the stationary brush. したがって、発電機の長寿命化を達成できる。 Therefore, it can achieve long life of the generator.
【0021】 [0021]
また、固定側刷子を金属質部材で作ることにより、摩耗し難くなるので、従来の摩耗部材で作った刷子のように予め摩耗を予測した大きさと長さに設定する必要はない。 Further, by making the fixed-side brush with metallic member, since hardly worn, it is not necessary to set in advance the wear size and length to predict as brushes made with conventional wear member. これにより、固定側刷子を薄くできるので、電気接続装置を大幅に軽量、小型化できる。 Accordingly, since it thinner stationary brush, considerably electrical connection device lightweight, can be miniaturized. したがって、発電機の体格を縮径できるので、発電機を軽量、小型化できる。 Therefore, it is possible to shrink the size of the generator, the generator lightweight, can be miniaturized.
【0024】 [0024]
請求項1に記載の発明によれば、固定側刷子が刷子固定部に保持され、固定側刷子が集電環の回転方向の前方側と後方側との両方で集電環に接触しているので、固定側刷子が剥離し易い方向に過大な振動が発生して、一方が集電環より剥離しても他方が集電環の外周に密着することになるので、固定側刷子から集電環へ安定した給電を行うことができる。 According to the invention described in claim 1, is held in the brush fixing element fixing side brush, fixed side brushes are in contact with the collector ring at both the front side and the rear side of the rotational direction of the current collector ring so, excessive vibration occurs in the direction of easy stationary brushes are detached, because one of the other be peeled from the collector ring will close contact with the outer periphery of the collector ring, the collector from the fixed side brushes it is possible to perform a stable power supply to the ring. また、固定側刷子に面取り形状を成す延長片を形成することにより、固定側刷子が集電環の軸方向の前方側と後方側とのいずれか一方に滑らかに移動できるので、分解作業時または組付作業時の引っ掛かりを防止でき、分解作業または組付作業をスムーズに行うことができる。 Further, by forming an extension piece to the stationary brushes forming the chamfered shape, because the fixed-side brushes can be smoothly moved to one of the front side and the rear side in the axial direction of the collector ring, disassembling or when prevents snagging during assembly work can be carried out disassembly or assembly work smoothly.
【0025】 [0025]
請求項2に記載の発明によれば、固定側刷子が刷子固定部に保持され、固定側刷子が集電環の回転方向の前方側と後方側との少なくとも一方で集電環に接触しているので、固定側刷子から集電環へ安定した給電を行うことができる。 According to the invention described in claim 2, is held in the brush fixing element fixing side brush, fixed side brushes are in contact with at least one in collector ring between the front side and the rear side of the rotational direction of the current collector ring because there can be performed stable power supply from the fixed side brush to collector ring. また、固定側刷子に面取り形状を成す延長片を形成することにより、固定側刷子が集電環の軸方向の前方側と後方側とのいずれか一方に滑らかに移動できるので、分解作業時または組付作業時の引っ掛かりを防止でき、分解作業または組付作業をスムーズに行うことができる。 Further, by forming an extension piece to the stationary brushes forming the chamfered shape, because the fixed-side brushes can be smoothly moved to one of the front side and the rear side in the axial direction of the collector ring, disassembling or when prevents snagging during assembly work can be carried out disassembly or assembly work smoothly.
【0026】 [0026]
請求項に記載の発明によれば、刷子接続端子が固定側刷子を機械的および電気的に接続することにより、刷子接続端子と固定側刷子との間で安定した給電を行うことができる。 According to the invention described in claim 3, by brush connection terminals are mechanically and electrically connect the stationary brushes, it is possible to perform stable power supply between the fixed-side brush and the brush connection terminals. また、刷子接続端子を固定側刷子を形成する金属質部材と異なる金属質部材で作ることにより、固定側刷子または刷子接続端子の価格を低下できるので、発電機の製品コストを低減化できる。 Further, by making at metallic member different metallic member forming a stationary brush to brush connection terminals, it is possible to reduce the price of the fixed brushes or brush connection terminals, can reduce the product cost of the generator.
【0027】 [0027]
請求項に記載の発明によれば、収容室形成部材が集電環と固定側刷子とを収容する円筒状の収容室を形成することにより、被水等の異物が集電環と固定側刷子との接触部分に浸入することを抑制できると共に、固定側刷子と集電環との摺動により発生する摩耗粉の飛散を抑制できる。 According to the invention described in claim 4, by accommodating chamber forming member forms a cylindrical housing chamber for housing the fixed-side brush and collector ring, foreign matters such as the water and collector ring fixed side together can be suppressed from entering the contact portion between the brush can be suppressed scattering of abrasion powder generated by the sliding of the fixed-side brush and collector ring.
【0028】 [0028]
請求項に記載の発明によれば、集電環を銅合金の発泡骨格金属を金属母体とした炭素粉末で作ることにより、集電環を炭素単体で作る場合と比較して導電性および強度を向上できる。 According to the invention described in claim 5, by making the collector ring carbon powder foam skeleton metal were the metal matrix of the copper alloy, conductive as compared with the case of making the collector ring carbon alone and strength It can be improved.
請求項に記載の発明によれば、固定側刷子とシャフトの軸方向に沿ってのみ結合するような形状に刷子固定部を形成することにより、シャフトの径方向に大きな取付スペースが必要とならず、発電機の体格を縮径できるので、発電機を軽量、小型化できる。 According to the invention of claim 6, if shaped to bind only along the axial direction of the fixed-side brush and the shaft by forming a brush fixing section, it requires a large installation space in the radial direction of the shaft not, it is possible to shrink the size of the generator, the generator lightweight, can be reduced in size.
【0029】 [0029]
請求項に記載の発明によれば、集電環と固定側刷子とを収容する円筒状の収容室を形成する収容室形成部材に刷子固定部が設けられていることにより、被水等の異物が固定側刷子と刷子固定部との接続部分に浸入することを抑制できる。 According to the invention described in claim 7, by brush fixing portion to the accommodation chamber forming member forming a cylindrical storage chamber to store the fixed-side brush and collector ring is provided, such as the water foreign matter can be prevented from entering the connecting portion between the fixed-side brush and the brush fixing section.
【0030】 [0030]
請求項に記載の発明によれば、シャフトの径方向に大きな取付スペースを必要とすることなく、刷子接続端子と固定側刷子とをシャフトの軸方向に沿って機械的および電気的に接続することにより、刷子接続端子と固定側刷子との間で安定した給電を行うことができる。 According to the invention of claim 8, without requiring a large installation space in the radial direction of the shaft, is mechanically and electrically connected along the fixed-side brush and the brush connection terminals in the axial direction of the shaft it is thereby possible to perform stable power supply between the fixed-side brush and the brush connection terminals.
【0034】 [0034]
請求項に記載の発明によれば、固定側刷子を板材で作ることにより、固定側刷子を薄くすることができるので、電気接続装置を大幅に軽量、小型化できる。 According to the invention described in claim 9, by making the fixed-side brush of a plate material, it is possible to reduce the stationary brush, considerably electrical connection device lightweight, can be miniaturized. したがって、発電機の体格を縮径できるので、発電機を軽量、小型化できる。 Therefore, it is possible to shrink the size of the generator, the generator lightweight, can be miniaturized.
固定側刷子の延長部のバネ力によって接触子を集電環に押し付けるようにすることにより、スプリングがなくても固定側刷子が集電環側に付勢する。 By such pressing the contact to the current collector ring by the spring force of the extension of the fixed brush, fixed side brush without a spring biasing the collector ring side. これにより、集電環に対する固定側刷子の接触圧を十分に確保することができるので、安定した給電状態を確保することができる。 Thus, it is possible to secure a sufficient contact pressure of the stationary brush against collector ring, it is possible to secure a stable power supply state.
【0037】 [0037]
請求項に記載の発明によれば、固定側刷子の延長部の先端に設けられた接触子の開口側に面取り形状を成す延長片を形成することにより、固定側刷子が集電環の軸方向の前方側と後方側とのいずれか一方に滑らかに移動できるので、分解作業時または組付作業時の引っ掛かりを防止でき、分解作業または組付作業をスムーズに行うことができる。 According to the invention described in claim 9, by forming an extension piece to the opening side of the contacts provided on the distal end of the extension portion of the fixed brush form a chamfered shape, stationary brushes are of the collector ring axis since it smoothly moved to one of the front side and rear side direction, prevents snagging when disassembled or during assembly work can be carried out disassembly or assembly work smoothly.
【0039】 [0039]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
〔実施例の構成〕 Configuration of Embodiment]
図1ないし図6はこの発明の発電機を車両用交流発電機に適用した実施例を示したもので、図1は車両用交流発電機の電気接続装置の主要部構造を示した図であり、図2は車両用交流発電機の全体構造を示した図で、図3および図4は車両用交流発電機の主要部構造を示した図であり、図5はリヤハウジングに三相整流装置、電圧調整装置および刷子装置を組み付けた状態を示した図である。 1 through FIG. 6 shows an embodiment applied to an automotive alternator of the generator of the present invention, FIG. 1 is a view showing a main part structure of an electrical connection device for a vehicle alternator FIG 2 is a diagram showing the overall structure of the automotive alternator, FIG. 3 and FIG. 4 is a view showing a main part structure of the vehicle alternator, FIG. 5 is a three-phase rectifier in the rear housing is a diagram showing the assembled state of the voltage regulator and brush device.
【0040】 [0040]
車両用交流発電機1は、ポリVベルト(図示せず)を介してエンジンで駆動され、発電した交流電流を三相整流装置9で整流し、直流に変換して、車両に搭載されたバッテリ(図示せず)の充電と電気負荷へ必要な電力の供給とを行うオルタネータである。 Battery vehicle alternator 1 is driven by the engine through a poly V-belt (not shown), the generated electric alternating current is rectified by the three-phase rectifier 9 is converted into direct current, mounted on a vehicle a alternator to perform supply of required electric power to the charging and the electrical load (not shown). この車両用交流発電機1は、ハウジング2、ステータ3、ロータ4、シャフト5、集電装置6、送風装置7、刷子装置8、三相整流装置9および電圧調整装置10等から構成されている。 The automotive alternator 1 includes a housing 2, a stator 3, a rotor 4, the shaft 5, and a current collector 6, the air blowing device 7, the brush unit 8, the three-phase rectifier 9 and the voltage regulator 10 or the like .
【0041】 [0041]
〔ハウジングの説明〕 Description of housing]
次に、ハウジング2について図2ないし図6に基づいて説明する。 It will now be described with reference to FIGS. 2-6 for the housing 2. このハウジング2は、2個のアルミニウムダイカスト製のフロントハウジング(ドライブフレームとも言う)11およびリヤハウジング(リヤフレームとも言う)12からなり、複数のスタッドボルト13およびナット14によって締結されている。 The housing 2 includes two (also referred to as drive frame) aluminum die-cast front housing (also referred to as rear frames) 11 and a rear housing made of 12 are fastened by a plurality of stud bolts 13 and nuts 14.
【0042】 [0042]
また、フロントハウジング11には、シャフト5のフロント側(前端側)を回転自在に支持する軸受としてのフロントベアリング(軸受)15がボス部(軸受保持部)16に圧入およびかしめによって固定されている。 Further, the front housing 11, the front bearings 15 as a bearing for rotatably supporting the front side of the shaft 5 (the front side) is fixed by press-fitting and caulking in the boss portion (bearing holder) 16 . また、リヤハウジング12には、シャフト5のリヤ側(後端側)を回転自在に支持する軸受としてのリヤベアリング16がボス部(軸受保持部)18に圧入およびかしめによって固定されている。 Further, the rear housing 12, a rear bearing 16 as a bearing for rotatably supporting the rear side of the shaft 5 (the rear end side) is fixed by press-fitting and caulking in the boss portion (bearing holder) 18. そして、ハウジング2内に冷却風を吸い込むべく、フロントハウジング11には多数の通風口19が、リヤハウジング12には多数の通風口20および多数の排気口21が、略円環状に周設されている。 Then, in order to suck the cooling air into the housing 2, the front housing 11 has a plurality of vent holes 19, a large number of vent holes 20 and a number of exhaust ports 21 in the rear housing 12 is being provided around the substantially annular there.
【0043】 [0043]
さらに、フロントハウジング11の上部にはエンジンの上側ブラケット(図示せず)に締結固定されるステー部22が、下部にはエンジンの下側ブラケット(図示せず)に締結固定されるステー部23が一体成形されている。 Further, the stay 22 is fastened and fixed to the upper bracket of the engine (not shown) on the upper portion of the front housing 11, the stay portion 23 in the lower portion is fastened to the lower bracket of the engine (not shown) It is integrally molded. また、リヤハウジング12の下部には、エンジンの下側ブラケットに締結固定されるステー部24が一体成形されている。 Further, the lower portion of the rear housing 12, the stay 24 which is fastened to the lower bracket of the engine is integrally formed. これらのステー部22〜24には、ボルトが挿通するボルト穴25〜27が貫通している。 These stay parts 22 to 24, the bolt holes 25 to 27 volts is inserted penetrates.
【0044】 [0044]
〔ステータの説明〕 Description of the stator]
次に、ステータ3について図2に基づいて説明する。 It will now be described with reference the stator 3 in FIG. このステータ3は、ハウジング2の内面に固定されたステータコア31、およびこのステータコア31に巻装された三相のステータコイル32により構成された固定子である。 The stator 3 is constructed stator by the stator coils 32 of the three-phase wound around the stator core 31, and the stator core 31 is fixed to the inner surface of the housing 2.
【0045】 [0045]
ステータコア31は、電機子鉄心を構成するもので、磁性材料製の薄鋼板を複数積層してなる積層コアよりなり、フロントハウジング11の内周面に圧入固定されて一体化されている。 The stator core 31, which constitutes the armature core, made of laminated core made of a magnetic material sheet steel formed by stacking a plurality are integrated is press-fitted into the inner peripheral surface of the front housing 11. ステータコア31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。 The inner periphery of the stator core 31, a number of slots (not shown) are formed at equal intervals.
【0046】 [0046]
三相のステータコイル32は、Y結線またはΔ結線により接続され、ロータ4の回転に伴って三相交流出力が誘起する三相の電機子巻線である。 Three-phase stator coil 32 is connected by a Y connection or Δ connection are armature windings of three-phase three-phase AC output in accordance with the rotation of the rotor 4 is induced. これらのステータコイル32の巻線端は、三相整流装置9の三相整流回路に半田付け等を用いて電気的に接続されている。 Winding ends of the stator coils 32 are electrically connected by using a soldering or the like to a three-phase rectifying circuit of the three-phase rectifier 9.
【0047】 [0047]
〔ロータの説明〕 Description of the rotor]
次に、ロータ4について図2に基づいて説明する。 It will now be described with reference to FIG. 2 for the rotor 4. このロータ4は、界磁装置として働く部分で、シャフト5と一体的に回転する回転子である。 The rotor 4 is a partial acting as field devices, a shaft 5 and the rotor rotating integrally. ロータ4は、シャフト5、このシャフト5に固定されたランデル型のポールコア33、このポールコア33に巻装された界磁コイル34、この界磁コイル34に励磁電流を供給するための集電装置6、および冷却風を発生させる送風装置7等から構成されている。 Rotor 4, the shaft 5, pole cores 33 fixed Lundell to the shaft 5, a field coil 34 wound on the pole core 33, current collector for supplying an excitation current to the field coil 34 6 and and a blower 7, etc. for generating the cooling air.
【0048】 [0048]
ポールコア33は、本発明のロータコア(界磁極、界磁鉄心または回転子鉄心とも言う)であって、中央に界磁コイル34が巻かれ、強磁性材料により作られている。 Pole core 33, a rotor core of the present invention (field pole, also called field core or rotor core), the field coil 34 is wound around the center, and is made of a ferromagnetic material. このポールコア33は、界磁コイル34に励磁電流が流れると一方の爪状磁極部35が全てN極になり、他方の爪状磁極部36が全てS極になる。 The pole core 33 has one claw-shaped magnetic pole portions 35 when the exciting current flows through the field coil 34 are all become N pole and the other claw-shaped magnetic pole portions 36 will all S poles. そして、他方の爪状磁極部36のリヤ側壁面には、ハウジング2内に冷却風を吸い込む送風装置7が溶接等の手段を用いて取り付けられている。 Then, the rear side wall surface of the other claw-shaped magnetic pole portions 36, the blower 7 to suck cooling air into the housing 2 is attached by means of a welding or the like.
【0049】 [0049]
界磁コイル34は、本発明のロータコイルであって、ポールコア33の中央部にコイルボビン37を介して巻回され、励磁電流が流れるとポールコア33を磁化する励磁巻線(回転子巻線とも言う)である。 Field coil 34, a rotor coil of the present invention, wound through the coil bobbin 37 in the central portion of the pole core 33, also referred to as excitation winding (rotor winding for magnetizing the pole core 33 when the excitation current flows ) it is. なお、コイルボビン37は、界磁コイル34とポールコア33とを電気的に絶縁する電気絶縁性の樹脂質部材で作られている。 Incidentally, the coil bobbin 37 is made of a resinous member of electrically insulating to electrically insulate the field coil 34 and the pole core 33.
【0050】 [0050]
〔シャフトの説明〕 [Description of the shaft]
次に、シャフト5について図2に基づいて説明する。 It will now be described with reference to FIG. 2 for the shaft 5. このシャフト5は、ハウジング2のボス部16、18にフロント、リヤベアリング15、17を介して回転自在に支持されている。 The shaft 5 is a front, it is rotatably supported via the rear bearing 15, 17 in the boss portion 16, 18 of the housing 2. このシャフト5の一端部(先端部、フロント側端部)には、エンジンの回転動力をシャフト5に伝達するためのVリブドプーリ(ポリVベルト用プーリ)38が座付きナット39とフロントベアリング15との間に締結固定されている。 One end portion (front end portion, the front side end portion) of the shaft 5 in the, V-ribbed pulleys for transmitting the rotational power of the engine to the shaft 5 (poly V-belt pulley) 38 and washer nut 39 and the front bearing 15 It is fastened and fixed between.
【0051】 [0051]
このVリブドプーリ38は、ポリV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(クランク軸)に装着されたポリVベルト用プーリ(図示せず)に駆動連結されている。 The V-ribbed pulley 38 is drivingly connected to the poly V belt or the like of the transmission means output shaft via a (not shown) engine pulley poly V belt mounted on the (crankshaft) (not shown). なお、シャフト5とVリブドプーリ38との間に電磁クラッチ等のクラッチ手段を配しても良い。 It is also possible to arrange the clutch means such as an electromagnetic clutch between the shaft 5 and the V-ribbed pulley 38.
【0052】 [0052]
〔集電装置の説明〕 Description of the current collector]
次に、集電装置6について図1ないし図4に基づいて説明する。 Will now be described with reference to FIGS. 1 through 4 for the current collector 6. この集電装置6は、バッテリおよび電圧調整装置10と界磁コイル34とを刷子装置8を通して接続するために使われる2個の炭素質集電環41、およびこれらの炭素質集電環41の各々に接続される2個のコネクションバー(スリップリング端子とも言う)42(図3参照)等から構成されている。 The current collector 6, the battery and the voltage regulator 10 and the field coil 34 and two carbonaceous collector rings 41, and these carbonaceous collector rings 41 that are used to connect through the brush device 8 (also referred to as slip ring terminals) two connection bars are connected to each 42 and a (see FIG. 3) or the like.
【0053】 [0053]
2個の炭素質集電環41は、所謂スリップリングであって、シャフト5の他端部(後端部、リヤ側端部)の外周に設けられ、互いに電気的に独立した2個の円環状集電環本体である。 Two carbonaceous collector rings 41, a so-called slip ring, the other end of the shaft 5 (the rear end, rear end portion) provided on the outer periphery of the electrically independent two circles mutually it is an annular collection phone body. これらの炭素質集電環41は、後記する電気絶縁性の樹脂質部材によって、シャフト5の他端部の外周にシャフト5の軸方向に所定間隙を隔てて横並びで保持され、且つ電気的に絶縁されている。 These carbonaceous collector rings 41 by an electrically insulating resinous member which will be described later, is held side by side at a predetermined gap in the axial direction of the shaft 5 on the outer periphery of the other end portion of the shaft 5, and electrically It is insulated. 2個の炭素質集電環41にコネクションバー42の一端がインサート成形されることで両者が機械的、且つ電気的に接続される。 Both by two end connections bars 42 carbonaceous collector rings 41 is insert-molded mechanical, and is electrically connected. これらの炭素質集電環41の材質としては、炭素(カーボン)質部材(例えば銅合金の発泡骨格金属を金属母体とした炭素粉末、天然黒鉛、電気黒鉛または金属黒鉛等)が使用されている。 These materials of the carbonaceous collector rings 41, carbon (carbon) Quality member (carbon powder foam skeleton metal such as copper alloy and a metal matrix, natural graphite, electrographite or metal graphite) have been used . なお、コネクションバー42は、界磁コイル34の端末線が半田付け等の手段により電気的に接合されている。 Incidentally, the connection bars 42 are electrically connected by a terminal wire of the field coil 34 is means such as soldering.
【0054】 [0054]
〔送風装置の説明〕 Description of the blower]
次に、送風装置7について図1ないし図4に基づいて説明する。 Will now be described with reference to FIGS. 1 through 4 for the blower 7. この送風装置は、電気絶縁性の樹脂質部材で成形され、2個の炭素質集電環41および2個のコネクションバー42を樹脂質部材にてインサート成形している。 The blower 7 is molded with resinous member of electrically insulating, and insert molding the two carbonaceous collector rings 41 and two connection bars 42 at resinous member. この送風装置7は、2個の炭素質集電環41と2個のコネクションバー42との接続箇所を保護する端子保護部材でもある。 The blower 7 is also a terminal protection member for protecting the connecting portion between the two carbonaceous collector rings 41 and two connection bars 42. なお、樹脂質部材としては、例えば電気絶縁性および耐熱性に優れ、高強度で寸法安定性に優れる例えばポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂)を使用することが望ましい。 As the resinous member, for example, good electrical insulating properties and heat resistance, it is desirable to use the excellent dimensional stability high strength for example polyphenylene Sarufai de resin (PPS resin).
【0055】 [0055]
送風装置7は、遠心式ファンの冷却翼を構成する複数のブレード43、これらのブレード43を支持する円環状の支持板部(ベース板)44、および2個の炭素質集電環41と2個のコネクションバー42の軸方向部分をインサート成形した筒状の集電環固定部45等から構成されている。 Blower 7, a plurality of blades 43 constituting the cooling blade of the centrifugal fan, the support plate portion of the annular support these blades 43 (base plate) 44, and the two carbonaceous collector rings 41 2 It is configured in the axial direction part of the number of the connection bars 42 from the insert molded cylindrical collector ring fixed portion 45 and the like. ブレード43は、図3および図4に示したように、支持板部44の外周部の端面上に円環状に複数配列されている。 Blade 43, as shown in FIGS. 3 and 4 are arrayed annularly on the end face of the outer peripheral portion of the support plate portion 44. 支持板部44は、ポールコア33の集電環側端面(後端側の側面)に固定され、2個のコネクションバー42の径方向部分をインサート成形している。 Support plate portion 44 is fixed to the current collector ring side end surface of the pole core 33 (rear side surface), a radial portion of the two connection bars 42 are insert-molded. 集電環固定部45は、2個の炭素質集電環41および2個のコネクションバー42の軸方向部分と一体化されてシャフト5の他端部外周に圧入固定されている。 Collector ring fixed portion 45 is integrated with two carbonaceous collector rings 41 and two axial portions of the connection bars 42 of which is press-fitted to the other end periphery of the shaft 5.
【0056】 [0056]
〔刷子装置の説明〕 [Description of the brush apparatus]
次に、刷子装置8について図1ないし図6に基づいて説明する。 It will now be described with reference to FIGS. 1 to 6 for the brush device 8. この刷子装置8は、2個の炭素質集電環41のそれぞれの外周に接触する互いに電気的に独立した2個の金属質刷子51、これらの金属質刷子51を支持固定する収容室形成部材52、およびこの収容室形成部材52にインサート成形された接続ターミナル53、54等から構成されている。 The brush unit 8, two metal Shitsusuriko 51 electrically independent of one another into contact with the two respective outer periphery of the carbonaceous collector rings 41, accommodating chamber forming member of these metals Shitsusuriko 51 for supporting and fixing 52, and is constructed from the insert-molded connection terminals 53, 54 etc. in the accommodating chamber forming member 52.
【0057】 [0057]
各金属質刷子51は、本発明の固定側刷子であって、プレス加工のみにより一体成形され、2個の炭素質集電環41を介して界磁コイル34に励磁電流を供給するブラシである。 Each metal Shitsusuriko 51 is a fixed side brush of the present invention, is integrally formed by only pressing, is a brush for supplying an exciting current to the field coil 34 via the two carbonaceous collector rings 41 . これらの金属質刷子51の材質としては、金属質部材(例えば銅合金のバネ材である燐青銅またはベリリウム銅等の導電性の薄板弾性材)が使用されている。 These Examples of the material of the metal Shitsusuriko 51, metallic member (e.g., phosphor bronze or beryllium copper conductive thin plate elastic material is a spring material of a copper alloy) is used.
【0058】 [0058]
そして、金属質刷子51には、炭素質集電環41を囲むように形成された半円弧形状の刷子本体55、およびこの刷子本体55より収容室形成部材52側に突出した刷子被固定部56がそれぞれ形成されている。 Then, the metal Shitsusuriko 51, brush body 55 of the semicircular arc shape formed to surround the carbonaceous collector rings 41, and the brush fixed portion protruding into the accommodating chamber forming member 52 side of the brush body 55 56 There are formed respectively. この刷子本体55は、刷子被固定部56から炭素質集電環41の外周に沿って円弧形状に延びる板状の延長部(アーム部)551、552と、これらの先端に設けられ、炭素質集電環41の外周面と摺動接触する2個の接触子57、58とを備えている。 The brush body 55 is plate-shaped extension extending in an arc shape along the outer periphery of the carbonaceous collector rings 41 from brush the fixed portion 56 (the arm portion) 551, 552, provided on these tips, carbonaceous and a two contacts 57 and 58 contact the outer peripheral surface and the sliding of the collector ring 41.
【0059】 [0059]
そして、刷子本体55は、基端部(頂端部)55aから炭素質集電環41の回転方向の前方側(リーディング側)と後方側(トレーリング側)との両方に延びていて、前方側と後方側との両方の接触子57、58で炭素質集電環41と接触している。 The brush body 55, extend on both of the base end portion (top end) 55a from the front side in the rotation direction of the carbonaceous collector rings 41 and (the leading side) rear side (trailing side), the front side in contact with the carbonaceous collector rings 41 at both contacts 57, 58 of the rear side. すなわち、刷子本体55は、図1に示したように、両方の延長部551、552の先端間(両方の接触子57、58間)寸法Aと炭素質集電環径Bとの寸法差(B−A)の締め代により炭素質集電環41へ押圧され両方の接触子57、58で炭素質集電環41の外周面と接触するように半円弧形状(馬蹄形状)に形成されている。 In other words, the brush body 55, as shown in FIG. 1, between the tips of both extensions 551 and 552 (between both contacts 57, 58) dimensional difference between dimension A and the carbonaceous collector rings diameter B ( B-a by interference of) are formed in semicircular (horseshoe shape) so as to be in contact with the outer peripheral surface of the carbonaceous collector rings 41 in contact 57, 58 both are pressed into the carbonaceous collector rings 41 there. なお、刷子本体55が基端部55aから炭素質集電環41の回転方向の前方側と後方側とのいずれか一方のみに延びて炭素質集電環41と接触していても良い。 Incidentally, the brush body 55 may be in contact with the carbonaceous collector rings 41 extend on either one of the front side and the rear side in the rotation direction of the carbonaceous collector rings 41 from the base end portion 55a.
【0060】 [0060]
2個の接触子57、58は、各炭素質集電環41の外周面を摺動する摺動部分である。 Two contacts 57 and 58, a sliding portion that slides on the outer peripheral surface of the respective carbonaceous collector rings 41. そして、これらの接触子57、58は、刷子本体55のバネ特性により各炭素質集電環41との接触圧を確保している。 Then, these contacts 57, 58 to ensure contact pressure with each carbonaceous collector rings 41 by the spring characteristics of the brush body 55. 2個の接触子57、58の軸方向の両方の開口側からは、4個の延長片57a、57b、58a、58bが突き出している。 From the two opening side of both axial contact 57 and 58, four extension pieces 57a, 57 b, 58a, 58b are projected. 4個の延長片57a、57b、58a、58bは、集電環41の軸方向両端よりそれぞれ軸方向の両側に向けて延長され、且つ各接触子57、58の軸方向に対して外側に副った形状(面取り形状)に形成されている。 Four extension pieces 57a, 57 b, 58a, 58b is extended toward the both sides of the axial direction from the axial end of the collector ring 41, and outwardly relative to the axial direction of each contact 57, 58 sub Tsu shape are formed in the (chamfered shape).
【0061】 [0061]
刷子被固定部56は、金属質刷子51の材質として銅合金のバネ材を使用していることから、つまりバネ材の特徴であるバネ特性を利用した方法で接続ターミナル53、54と電気的および機械的に固定されている。 Brush the fixed portion 56, since it uses a spring member of a copper alloy as the material of the metal Shitsusuriko 51, i.e. electrical and the connection terminals 53, 54 in a manner utilizing the spring characteristics, which is a feature of the spring member It is mechanically fixed. このため、この実施例の刷子被固定部56は、性能上および製造上の最小スペースとなるファストン形状に形成されている。 Therefore, brush fixed portion 56 of this embodiment is formed in a Faston shape which minimizes space on performance and production.
【0062】 [0062]
すなわち、刷子被固定部56は、図1に示したように、刷子本体55の基端部55aより軸方向に突出した突出片56a、およびこの突出片56aの両側を断面形状が略長円形状の円周を描くように折り曲げた弾性変形可能な係止片56b、56cを有している。 That is, brush the fixed portion 56, as shown in FIG. 1, the projecting piece 56a projecting from the base end portion 55a of the brush body 55 in the axial direction, and a substantially oval cross-sectional shape on both sides of the projecting piece 56a elastically deformable locking piece 56b formed by bending the to draw a circle, has a 56c. そして、刷子被固定部56は、接続ターミナル53、54の先端部が突出片56aと係止片56b、56cとの間に挿入されることにより、突出片56aと係止片56b、56cとの間で接続ターミナル53、54の先端部を挟持する。 Then, brush the fixed portion 56 by the front end portion of the connection terminals 53 and 54 is inserted between the projecting pieces 56a and the engaging piece 56b, 56c, projecting pieces 56a and locking piece 56b, and 56c clamping the leading end portion of the connection terminals 53 and 54 between.
【0063】 [0063]
以上のようにして、一方の炭素質集電環41と一方の金属質刷子51とが電気的に接続される。 As described above, the one carbonaceous collector rings 41 and one of the metal Shitsusuriko 51 are electrically connected. 同様にして、他方の炭素質集電環41と他方の金属質刷子51とが電気的に接続される。 Similarly, the other carbonaceous collector rings 41 and other metal Shitsusuriko 51 are electrically connected. このように2対の炭素質集電環41と金属質刷子51とによって電気接続装置が構成されている。 Electrical connection device is constituted by this way the carbonaceous collector rings 41 and the metal Shitsusuriko 51 of two pairs. これにより、接続ターミナル53、一方の金属質刷子51、一方の炭素質集電環41、一方のコネクションバー42、界磁コイル34、他方のコネクションバー42、他方の炭素質集電環41、他方の金属質刷子51、および接続ターミナル54の経路で通電経路が形成される。 Thus, the connection terminals 53, one of the metal Shitsusuriko 51, one of the carbonaceous collector rings 41, one of the connection bar 42, field coil 34, the other connection bar 42, the other carbonaceous collector rings 41, the other metal Shitsusuriko 51, and path current path connecting terminal 54 is formed.
【0064】 [0064]
なお、図2には、シャフト5のポールコア33側の炭素質集電環41と金属質刷子51との接続状態が図示されている。 In FIG. 2, the connection state between the carbonaceous collector rings 41 of the pole core 33 side of the shaft 5 and the metal Shitsusuriko 51 is illustrated. 但し、理解を容易にするために、接触子57および刷子被固定部56の周方向の位置関係は模式的に図示されている。 However, for ease of understanding, the circumferential positional relationship of the contacts 57 and brush fixed portion 56 is illustrated schematically. これらの部分の周方向の配置は、図6のようである。 Circumferential direction of the arrangement of these parts are as in Figure 6. すなわち、2個の金属質刷子51は、シャフト5の周方向に所定距離だけ離れて固定されている。 That is, two metal Shitsusuriko 51 is fixed apart in a circumferential direction of the shaft 5 by a predetermined distance. また、図3に示したように、2個の金属質刷子51は、シャフト5の軸方向に所定距離だけ離れて固定されている。 Further, as shown in FIG. 3, two metal Shitsusuriko 51 is fixed apart in the axial direction of the shaft 5 by a predetermined distance.
【0065】 [0065]
収容室形成部材52は、電気絶縁性の樹脂質部材(例えばPPS樹脂等)よりなる。 Accommodating chamber forming member 52 is made of an electrically insulating resinous member (e.g. PPS resin). この収容室形成部材52は、2個の金属質刷子51を保持固定する刷子保持部(ブラシホルダとも言う)59、およびこの刷子保持部59の前端側より軸方向の前方側へ延長された集電環カバー61を一体成形している。 The accommodating chamber forming member 52, two brush holding portion for holding fixed the metal Shitsusuriko 51 (also referred to as the brush holder) 59, and extended current from the front end side of the brush holder 59 in the axial direction toward the front side It is integrally molded the phone cover 61. 刷子保持部59は、接続ターミナル53、54をインサート成形しており、接続ターミナル53、54の各々の両端部を突出した状態で接続ターミナル53、54を保持している。 Brush holding portion 59, the connection terminals 53, 54 are insert-molded, it holds the connection terminal 53, 54 so as to protrude both ends of each of the connection terminals 53 and 54.
【0066】 [0066]
集電環カバー61は、ポールコア33側が開口した円筒形状に形成されており、集電環固定部45と共に、2個の炭素質集電環41および2個の金属質刷子51を収容し、且つ2個の炭素質集電環41の外周を取り囲む円筒状の収容室48を区画形成する所謂スリップリングカバーである。 Collector ring cover 61, pole core 33 side is formed in the opening a cylindrical shape, with collector ring fixed portion 45 accommodates two carbonaceous collector rings 41 and two metal Shitsusuriko 51, and two cylindrical receiving chamber 48 surrounding the outer periphery of the carbonaceous collector rings 41 is a so-called slip ring cover for partitioning formed. また、この集電環カバー61の外周と送風装置7の環状ブレード列の内周との間には、図3に示したように、円環状空間49が区画形成されている。 Between the inner circumference of the annular blade row of the outer and the blower unit 7 of the collector ring cover 61, as shown in FIG. 3, the annular space 49 is defined and formed. この円環状空間49は、送風装置7の環状ブレード列の全周に向けて均等に吸い込み側空間を形成する。 The annular space 49 forms a uniform suction side space toward the entire circumference of the annular row of blades blower 7.
【0067】 [0067]
接続ターミナル53は、本発明の刷子固定部、刷子接続端子であって、断面形状が略L字状に形成され、電圧調整装置10の励磁電流出力ターミナル69に固定ねじ70により締結固定されて電気的に接続された給電端子である。 Connection terminals 53, brush fixing portion of the present invention, there is provided a brush connection terminals, the cross-sectional shape is formed in a substantially L shape, it is fastened by a fixing screw 70 to the exciting current output terminals 69 of the voltage regulator 10 electrically it is connected to the feed terminal. 接続ターミナル54は、本発明の刷子固定部、刷子接続端子であって、接続ターミナル53に対して逆側に延びるように断面形状が略逆L字状に形成され、三相整流装置9の直流出力ターミナル71に固定ねじ72により締結固定されて電気的に接続された給電端子である。 Connection terminals 54, brush fixing portion of the present invention, there is provided a brush connection terminals, the cross-sectional shape so as to extend on the opposite side with respect to the connection terminal 53 is formed in a substantially inverted L-shape, DC three-phase rectifier 9 is fastened by a fixing screw 72 to the output terminal 71 is electrically connected to the feeding terminal.
【0068】 [0068]
なお、接続ターミナル53、54は、シャフト5の軸方向に沿ってのみ金属質刷子51の刷子被固定部56と結合する形状に形成されている。 The connection terminals 53 and 54 is formed in a shape which bind to brush the fixed portion 56 of only the metal Shitsusuriko 51 along the axial direction of the shaft 5. すなわち、接続ターミナル53、54の先端部は、図1に示したように、刷子被固定部56の突出片56aと係止片56b、56cとの間に挿入し易いようにテーパー形状に形成されている。 That is, the distal end portion of the connection terminals 53 and 54, as shown in FIG. 1, the projecting piece 56a and the engaging piece 56b of the brush fixed part 56 is formed in a tapered shape so as to be easily inserted between the 56c ing.
【0069】 [0069]
また、図5には、周方向に並べて露出した接続ターミナル53、54が図示されている。 Further, in FIG. 5, the connection terminals 53 and 54 exposed side by side in the circumferential direction is shown. これらの接続ターミナル53、54は、2個の炭素質集電環41に対応して軸方向に離れて配置されている。 These connection terminals 53 and 54 are spaced apart in the axial direction corresponding to the two carbonaceous collector rings 41. そして、一つの接続ターミナル53に一つの金属質刷子51の刷子被固定部56が固定され、他の接続ターミナル53に他の金属質刷子51の刷子被固定部56が固定される。 The brush fixed portion 56 of one metal Shitsusuriko 51 is fixed to one of the connection terminals 53, brush fixed portion 56 of the other metal Shitsusuriko 51 is fixed to the other connection terminal 53. このため、2個の金属質刷子51は、2個の炭素質集電環41の軸方向位置に対応して軸方向に互いに離れで保持されると共に、接続ターミナル53、54の位置に対応して周方向にも互いに離れて保持される。 Thus, two metal Shitsusuriko 51 is held in spaced each other in the axial direction corresponding to the axial position of the two carbonaceous collector rings 41, corresponding to the positions of the connection terminals 53 and 54 They are held apart from each other in the circumferential direction Te. この構成により、半円弧形状の2つの金属質刷子51を円筒状の空間内に配置することができる。 With this configuration, it is possible to arrange the two metal Shitsusuriko 51 of semicircular in a cylindrical space.
【0070】 [0070]
〔三相整流装置の説明〕 Description of the three-phase rectifier]
次に、三相整流装置9について図2、図3、図5および図6に基づいて説明する。 Next, FIG. 2 for three-phase rectifier 9, FIG. 3 will be described with reference to FIGS. この三相整流装置9は、所謂レクティファイヤであって、直流出力ターミナル71、正極側冷却フィン73、負極側冷却フィン74、3個の正極側ダイオード75、3個の負極側ダイオード76および端子台77等から構成されている。 The three-phase rectifier 9 is a so-called Lek Tiffa a tire, the DC output terminal 71, the positive-side cooling fin 73, 75,3 or the negative electrode side diodes 76 and the terminal block negative side cooling fins 74,3 pieces on the positive electrode side diodes It is constructed from like 77.
【0071】 [0071]
直流出力ターミナル71は、三相整流装置9の外部接続端子であって、一端部に図示しない導電線を介してバッテリの正極に電気的に接続され、他端部が刷子装置8の接続ターミナル54および正極側冷却フィン73に図示しない固定ねじを締め付けることにより電気的に接続されている。 DC output terminal 71, an external connection terminal of the three-phase rectifier 9 is electrically connected to the positive pole of the battery via a conductive wire (not shown) at one end, connecting the other end of the brush device 8 the terminal 54 and it is electrically connected by tightening a fixing screw (not shown) to the cathode side cooling fins 73. この直流出力ターミナル71は、バッテリに充電電流を供給するターミナル(直流出力正極側ターミナルとも言う)で、車両用交流発電機1のB端子を構成する。 The DC output terminal 71 is a terminal for supplying a charging current to the battery (also referred to as the DC output positive electrode terminal) constitutes the B terminal of the alternator 1.
【0072】 [0072]
正極側冷却フィン73は、負極側冷却フィン74と共に収容室形成部材52を囲むように所定の形状に一体成形され、リヤハウジング12の側面に沿うように配されている。 Positive side cooling fin 73 is integrally formed into a predetermined shape so as to surround the accommodating chamber forming member 52 together with the anode side cooling fins 74 are arranged along the side surface of the rear housing 12. 正極側冷却フィン73は、図示しない絶縁部材を介してリヤフレーム12の内側面に固定されている。 Positive side cooling fin 73 is fixed to the inner surface of the rear frame 12 via a not-shown insulating members. 負極側冷却フィン74は、リヤフレーム12を介してボディアース(接地)されている。 The negative electrode side cooling fin 74 is body earth (ground) via a rear frame 12. すなわち、正極側冷却フィン73はバッテリの正極(+)側に電気的に接続され、負極側冷却フィン74はバッテリの負極(−)側に電気的に接続されている。 That is, the positive-side cooling fin 73 is electrically connected to the positive electrode (+) side of the battery, the negative electrode side cooling fin 74 is a negative electrode of the battery - are electrically connected to the side ().
【0073】 [0073]
そして、正極側、負極側冷却フィン73、74は、それぞれ熱伝導性に優れる導電性金属板(例えばアルミニウム板)で作られており、3個ずつの正極側、負極側ダイオード75、76の発熱を放熱する放熱フィンであると共に、3個ずつの正極側、負極側ダイオード75、76を保持固定する整流素子保持手段でもある。 Then, the positive electrode side, the negative side cooling fins 73 and 74 are made of a conductive metal plate having excellent thermal conductivity, respectively (e.g., aluminum plate), the positive electrode side of the three by three, the heat generation of the negative-side diodes 75 and 76 as well as a heat radiating fins for radiating the positive electrode side of the three by three, is also a rectifying element holding means for holding and fixing the negative-side diodes 75 and 76.
【0074】 [0074]
3個ずつの正極側、負極側ダイオード75、76は、三相のステータコイル32の交流出力を整流して直流出力に変換(整流)する正極側、負極側整流素子である。 Three each of the positive electrode side, negative-side diodes 75 and 76, converted by rectifying an AC output of the three-phase stator coil 32 into a DC output (rectifier) ​​to positive-side and negative electrode side rectifying element. 3個ずつの正極側、負極側ダイオード75、76は、一端側(リード線)がそれぞれ3個の交流入力端子78に半田付けにより電気的に接続され、他端側がそれぞれ正極側、負極側冷却フィン73、74に半田付けにより電気的に接続されている。 Three each of the positive electrode side, negative-side diodes 75 and 76 are electrically connected by soldering to one end (lead wire) of three AC input terminals 78, respectively, the other end is respectively positive side, negative side cooling It is electrically connected by soldering to the fins 73 and 74. なお、直流出力ターミナル71、正極側、負極側冷却フィン73、74、3個ずつの正極側、3個の負極側ダイオード75、76および3個の交流入力端子78等から三相整流回路が構成される。 Incidentally, the DC output terminal 71, the positive side, the positive electrode side of the anode side cooling fin 73,74,3 pieces each, three-phase rectifier circuit of three negative-side diodes 75, 76 and three AC input terminals 78 like configuration It is.
【0075】 [0075]
端子台77は、電気絶縁性の樹脂質部材(例えばPPS樹脂等)で所定の形状に作られ、3個の交流入力端子78をインサート成形して保持すると共に、正極側冷却フィン73と負極側冷却フィン74とを電気的に絶縁する。 Terminal block 77 is made into a predetermined shape by electrically insulating resinous member (e.g. PPS resin), three AC input terminals 78 and holds insert molded, positive-side cooling fin 73 and the negative electrically insulating the cooling fins 74. この端子台77は、固定ねじ79により正極側、負極側冷却フィン73、74を固定している。 The terminal block 77 includes a positive electrode side, securing the anode side cooling fins 73 and 74 by fixing screws 79.
【0076】 [0076]
〔電圧調整装置の説明〕 Explanation of the voltage regulator]
次に、電圧調整装置10について図2、図3、図5および図6に基づいて説明する。 Next, FIG. 2, FIG. 3 the voltage regulator 10 will be described with reference to FIGS. この電圧調整装置10は、所謂ICレギュレータであって、励磁電流出力ターミナル69、集積回路(図示せず)およびケーシング62等から構成されている。 The voltage regulator 10 is a so-called IC regulator, an exciting current output terminals 69, and a integrated circuit (not shown) and the casing 62 and the like.
【0077】 [0077]
励磁電流出力ターミナル69は、電圧調整装置10の外部接続端子であって、リヤハウジング12に固定されるケーシング62に保持され、且つ接続ターミナル53を介して2個の金属質刷子51に固定ねじ70を用いて機械的に接続されている。 Exciting current output terminals 69, an external connection terminal of the voltage regulator 10 is held in a casing 62 which is fixed to the rear housing 12, and fixing screws 70 to the two metal Shitsusuriko 51 via the connection terminal 53 It is mechanically connected with. これにより、励磁電流出力ターミナル69は、収容室形成部材52および2個の金属質刷子51をリヤハウジング12に固定する刷子固定手段として働く。 Thus, the exciting current output terminals 69 serve the accommodating chamber forming member 52 and the two metal Shitsusuriko 51 as brush fixing means for fixing the rear housing 12.
【0078】 [0078]
集積回路は、界磁コイル34に供給する励磁電流を制御して三相のステータコイル32の発電電圧を調整する電圧調整手段である。 Integrated circuit is a voltage adjusting means for adjusting the voltage generated by the stator coil 32 of the three-phase controls the exciting current supplied to the field coil 34. この集積回路には、界磁コイル34の通電および通電停止を制御するスイッチング素子としてのパワートランジスタや、界磁コイル34に流れる励磁電流を減衰させる逆起電力吸収用ダイオード等が組み込まれている。 This is an integrated circuit, and a power transistor as a switching element for controlling the energization and deenergization of the field coil 34, counter electromotive force absorbing diode or the like for attenuating the excitation current flowing into the field coil 34 is incorporated.
【0079】 [0079]
ケーシング62は、電気絶縁性の樹脂質部材(例えばPPS樹脂等)で作られ、リヤハウジング12に固定ねじ65により締結固定されるブラケット66を有している。 Casing 62 is made of electrically insulating resinous member (e.g. PPS resin) and has a bracket 66 which is fastened by a fixing screw 65 to the rear housing 12. また、ケーシング62の内部には、集積回路等の電子部品がエポキシ樹脂系の樹脂質部材によりモールド成形されている。 Inside the casing 62, electronic components such as integrated circuit is molded by resinous member epoxy resin.
【0080】 [0080]
〔実施例の作用〕 [Operation of Embodiment]
次に、この実施例の車両用交流発電機1の作用を図1ないし図6に基づいて簡単に説明する。 It will be briefly described with reference to operation of the vehicle alternator 1 of this embodiment in FIGS. 1 to 6.
【0081】 [0081]
車両に搭載されたエンジンが始動すると、エンジンの回転動力がポリVベルト等の伝動手段を介してVリブドプーリ38に伝達され、ハウジング2にフロント、リヤベアリング15、17を介して回転自在に支持されているシャフト5が回転することによりロータ4が回転する。 When starting the engine mounted on a vehicle, the rotation power of the engine is transmitted to the V-ribbed pulley 38 through a transmission means such as a poly V-belt, is rotatably supported through a front, a rear bearing 15, 17 in the housing 2 and has a shaft 5 is the rotor 4 is rotated by the rotation. このとき、シャフト5と一体的にポールコア33、界磁コイル34および2個の炭素質集電環41が回転する。 At this time, the shaft 5 integrally with the pole core 33, the field coil 34 and two carbonaceous collector rings 41 to rotate.
【0082】 [0082]
そして、電圧調整装置10が界磁コイル34の給電を開始すると、バッテリ→直流出力ターミナル71→接続ターミナル54→一方の金属質刷子51→一方の炭素質集電環41→一方のコネクションバー42→界磁コイル34→他方のコネクションバー42→他方の炭素質集電環41→他方の金属質刷子51→接続ターミナル53→励磁電流出力ターミナル69→電圧調整装置10→リヤフレーム12→ボディのように励磁電流が流れる。 Then, when the voltage regulator 10 starts feeding of the field coil 34, the battery → the DC output terminal 71 → connection terminal 54 → one metal Shitsusuriko 51 → one carbonaceous collector rings 41 → one connection bar 42 → field coil 34 → the other of the connection bar 42 → as other carbonaceous collector rings 41 → other metal Shitsusuriko 51 → connection terminal 53 → the exciting current output terminals 69 → voltage regulator 10 → rear frame 12 → body the exciting current flows. したがって、界磁コイル34にバッテリより電圧が印加されて界磁コイル34に励磁電流が流れることによりポールコア33の2個の爪状磁極部35、36が磁化する。 Thus, the two claw-shaped magnetic pole portions 35 and 36 of the pole core 33 are magnetized by the voltage from the battery is applied to the field coil 34 flows through the exciting current to the field coil 34. これにより、一方の爪状磁極部35が全てN極になり、他方の爪状磁極部36が全てS極になる。 Thus, one of the claw-shaped magnetic pole portions 35 are all become N-pole, the other claw-shaped magnetic pole portions 36 become all the S pole.
【0083】 [0083]
そして、ロータ4と相対回転するステータ3のステータコア31に巻装された三相のステータコイル32に順次交流電流が誘起し、発電電圧が急速に立ち上がる。 Then, sequentially alternating current is induced in the rotor 4 and the relative rotation to the three-phase wound around the stator core 31 of the stator 3 the stator coil 32, the generated voltage rises rapidly. この三相の交流電流は、3個の交流入力端子78を経て三相整流回路に入力される。 AC current of the three phases are input to the three-phase rectifier circuit via the three AC input terminals 78. すなわち、3個の正極側ダイオード75および3個の負極側ダイオード76に入力されることにより、三相の交流電流が整流され直流電流に変換される。 That is, by inputting the three positive-side diodes 75 and the three negative-side diode 76, the AC current of the three phases is converted into a rectified DC current.
【0084】 [0084]
そして、三相のステータコイル32の発電電圧(直流出力ターミナル71の電圧、B端子電圧)がバッテリ電圧を越えると、整流された直流電流、すなわち、充電電流は、3個の正極側ダイオード75→正極側冷却フィン73→直流出力ターミナル71→導電線を経てバッテリに供給される。 Then, three-phase generated voltage (voltage of the DC output terminal 71, B terminal voltage) of the stator coil 32 when exceeds the battery voltage, rectified DC current, namely, the charging current, three positive electrode side diode 75 → It is supplied to the battery via a positive-side cooling fin 73 → direct-current output terminal 71 → the conductive lines. これにより、バッテリに充電電流が流れることによってバッテリが充電されると共に、車両に搭載された電気負荷に電力が供給される。 Thus, the battery is charged by the charging current flows to the battery, power is supplied to the electric loads mounted on the vehicle.
【0085】 [0085]
そして、車両用交流発電機1を長期間運転することにより、シャフト5の外周に一体的に設けられた2個の炭素質集電環41と収容室形成部材52に保持された接続ターミナル53、54に機械的に固定された2個の金属質刷子51とが高速回転で摺動して摩耗する。 Then, by operating a long time vehicle alternator 1, connected held and two carbonaceous collector rings 41 integrally provided on the outer circumference of the shaft 5 in the housing chamber forming member 52 Terminal 53, and two metal Shitsusuriko 51 which is mechanically fixed to 54 is worn by sliding at high speed rotation.
【0086】 [0086]
しかるに、2個の炭素質集電環41が炭素質部材で作られているので、自己潤滑性を備えている。 However, since the two carbonaceous collector rings 41 are made of a carbonaceous member comprises a self-lubricating. すなわち、炭素質集電環41自身の摩擦係数を軽減することにより、従来の銅合金製の金属質集電環と比較して炭素質集電環41の摩耗量が大幅に軽減される。 That is, by reducing the friction coefficient of the carbonaceous collector rings 41 themselves, the wear amount of the carbonaceous collector rings 41 is greatly reduced as compared with conventional copper alloy metallic current collector ring. また、2個の金属質刷子51が金属質部材で作られているので、軽量化されバネ荷重が軽減することにより2個の金属質刷子51の摩耗量が大幅に軽減される。 Moreover, two metal Shitsusuriko 51 because it is made of a metallic member, the wear amount of the two metal Shitsusuriko 51 is reduced significantly by spring load lighter is reduced. したがって、2個の炭素質集電環41および2個の金属質刷子51の耐久寿命を長期化することができる。 Therefore, it is possible to prolong the service life of two carbonaceous collector rings 41 and two metal Shitsusuriko 51.
【0087】 [0087]
ここで、車両用交流発電機1の三相のステータコイル32、界磁コイル34、三相整流装置9および電圧調整装置10の各電気部品が通電されることにより発熱する。 Here, the three-phase stator coil 32 of the alternator 1, the field coil 34, the electric parts of the three-phase rectifier 9 and the voltage regulator 10 generates heat by being energized. この熱は、ロータ4が回転することにより、ポールコア33の側面に固定された送風装置7の複数のブレード43が回転することにより、ハウジング2内に冷却風が吸い込まれることにより冷却される。 This heat, by the rotor 4 is rotated, by a plurality of blades 43 of the blower device 7 fixed to the side surface of the pole core 33 rotates, are cooled by the cooling air is sucked into the housing 2.
【0088】 [0088]
具体的には、ステータ3の三相のステータコイル32およびロータ4の界磁コイル34は、図2および図3に示したように、フロントハウジング11およびリヤハウジング12に形成された多数の通風口19および多数の通風口20を通って送り込まれる冷却風によって直接冷却される。 Specifically, the field coil 34 of the stator coil 32 and the rotor 4 of the three-phase stator 3, as shown in FIGS. 2 and 3, a large number of vent holes formed in the front housing 11 and rear housing 12 It is directly cooled by 19 and the cooling air is fed through a number of ventilation openings 20. また、3個の正極側、負極側ダイオード75、76で発生した熱は、正極側、負極側冷却フィン73、74にリヤハウジング12の通風口20を通って送り込まれた冷却風が当たることで正極側、負極側冷却フィン73、74が冷やされることにより、正極側、負極側冷却フィン73、74を介して放熱する。 Also, three (3) positive electrode side, the heat generated in the negative-side diodes 75 and 76, the positive side, that the cooling air hits were fed through the vent hole 20 of the rear housing 12 to the negative cooling fins 73, 74 positive side, the negative electrode side cooling fins 73 and 74 are cooled, dissipating through the positive side, the negative electrode side cooling fins 73 and 74.
【0089】 [0089]
なお、この実施例では、送風装置7の環状ブレード列の径方向の内側に2個のの炭素質集電環41および2個の金属質刷子51とが配置されており、収容室形成部材52の集電環カバー61の外周と送風装置7の環状ブレード列との間に円環状空間49を形成している。 In this embodiment, the blower 7 of the annular row of blades radially two of carbonaceous collector rings 41 and two metal Shitsusuriko inside 51 and is disposed housing chamber forming member 52 of forming an annular space 49 between the outer periphery of the collector ring cover 61 and the annular row of blades blower 7. これにより、送風装置7の複数のブレード43の内周側の円環状空間49内に冷却風の通過を妨げるような部材が存在しないので、通風口20より吸い込まれた冷却風が集電環カバー61の外周側を通って複数のブレード43の内周部分にスムーズに冷却風が吸い込まれることにより、送風装置7の騒音を抑えることができる。 Thus, the inner periphery side of the annular space 49 since the member that prevents the passage of cooling air is not present, cooling air collector ring cover sucked from the ventilation opening 20 of the plurality of blades 43 of the blower 7 by smoothly cooling air is sucked into the inner peripheral portion of the plurality of blades 43 through the outer peripheral side of 61, it is possible to suppress the noise of the blower 7. さらに、充分な風量の冷却風を得ることができるので、各電気部品の冷却効率を向上できると共に、発電効率を向上できる。 Furthermore, it is possible to obtain a sufficient air volume of the cooling air, it is possible to improve the cooling efficiency of the electric parts, thereby improving the power generation efficiency.
【0090】 [0090]
そして、ハウジング2内に冷却風が吸い込まれる際に、水や埃等の異物もハウジング2内に侵入する。 Then, when the sucked cooling air into the housing 2 is, foreign matters such as water and dust also penetrates into the housing 2. 特に、リヤハウジング12の通風口20を通って異物がハウジング2内に侵入すると、炭素質集電環41と金属質刷子51との摺動部分に入り込む可能性がある。 In particular, when the foreign object through the vent hole 20 of the rear housing 12 from entering the housing 2, there is a possibility to enter the sliding portion of the carbonaceous collector rings 41 and the metal Shitsusuriko 51. しかし、この実施例では、収容室形成部材52の集電環カバー61によって、2個の炭素質集電環41の周囲を囲むように円筒形状の収容室48を区画形成しており、しかも集電環カバー61の開口側が送風装置7の複数のブレード43の径方向の内側に位置するので、炭素質集電環41と金属質刷子51との摺動部分への水や埃等の異物が侵入し難い。 However, in this embodiment, the collector ring cover 61 of the housing chamber forming member 52, it is partitioned form two accommodating chambers 48 of cylindrical shape so as to surround the periphery of the carbonaceous collector rings 41, moreover collecting since the opening side of the phone cover 61 is positioned radially inward of the plurality of blades 43 of the blower 7, the foreign matters such as water and dust into the sliding portion between the carbonaceous collector rings 41 and the metal Shitsusuriko 51 it is difficult to penetrate.
【0091】 [0091]
〔実施例の効果〕 [Effects of the Embodiment]
先ず、車両用交流発電機1の固定側刷子として金属質部材により製作された2個の金属質刷子51を使用した場合の効果について説明する。 First, a description will be given of an effect of using two metal Shitsusuriko 51 fabricated by metallic member as the fixed side brush of the alternator 1.
【0092】 [0092]
従来のように固定側刷子として炭素質部材により製作された炭素質刷子123を使用した場合には、接触電気抵抗を小さくするために、炭素の中に銅粉を混合して接触電気抵抗と炭素質刷子123の摩耗寿命によりその配合比を決めていた。 When using carbon Shitsusuriko 123 fabricated by a carbonaceous member as the fixed side brush as in the prior art, in order to reduce the contact resistance, the contact resistance by mixing a copper powder in a carbon-carbon the mixing ratio was determined by wear life of Shitsusuriko 123. そして、銅粉等の金属質部材を炭素に配合することにより、炭素質刷子123の重量が重たくなるため振動による不具合を考慮しなければならなかった。 Then, by blending the metallic member of the copper powder or the like to the carbon had to consider the problem due to vibration because the weight of the carbon Shitsusuriko 123 becomes heavy. なお、固定側刷子の耐振動は、一般に機械設計書の文献によると下記の数1の式で表される。 Incidentally, vibration resistance of the fixed brush is commonly According to the literature of the machine design document represented by Equation 1 below.
【0093】 [0093]
【数1】 [Number 1]
耐振動∝{(k×バネ荷重)/(固定側刷子重さ)}+{スプリング重さ} Vibration resistance alpha {(k × spring load) / (stationary brush Weight)} + {spring Weight}
ここで、固定側刷子(刷子本体)の重量を軽量化すると、固定側刷子のバネ荷重を小さくできることが分かる。 Here, when the weight of the weight of the fixed-side brushes (brush body), it can be seen that reducing the spring load of the fixed brushes.
【0094】 [0094]
この発明では、固定側刷子としてスプリングおよびピグテールを兼ねた金属質刷子51を使用し、この金属質刷子51の材質として銅合金のバネ材(実施例では燐青銅またはベリリウム銅)を使用することにより、金属質刷子51の重量、特に刷子本体55の重量を大幅に軽量化している。 In the present invention, by using a metal Shitsusuriko 51 which also serves as a spring and pigtail as stationary brush, the use of spring material of a copper alloy as a material of the metal Shitsusuriko 51 (phosphor bronze or beryllium copper in this embodiment) , the weight of the metal Shitsusuriko 51, in particular substantially reduce the weight of the brush body 55.
【0095】 [0095]
これにより、金属質刷子51のバネ荷重を従来の炭素質刷子123と比較して大幅に低減できるので、金属質刷子51の摩耗量が大幅に低減でき、且つ金属質刷子51の振動による不具合を抑制できることにより金属質刷子51の寿命を長期化できる。 Thus, since the spring load of metal Shitsusuriko 51 it can be greatly reduced as compared with conventional carbon Shitsusuriko 123, the wear amount of the metal Shitsusuriko 51 can be significantly reduced, and problems caused by vibration of the metal Shitsusuriko 51 you can prolong the life of the metal Shitsusuriko 51 by can be suppressed. したがって、車両用交流発電機1の長寿命化を達成することができる。 Therefore, it is possible to achieve a long life of the vehicle AC generator 1.
【0096】 [0096]
また、図1に示したように、金属質刷子51の刷子本体55の形状を略半円弧形状に形成し、しかも炭素質集電環41を2個の接触子57、58で挟み込むようにすることにより、金属質刷子51が炭素質集電環41の外周に接触する時の接触圧の合成ベクトルが0になるので、接続ターミナル53、54に機械的に固定される刷子被固定部56にその接触圧の力が加わらない構造となる。 Further, as shown in FIG. 1, the shape of the brush body 55 of the metal Shitsusuriko 51 substantially formed in a semicircular shape, yet so as to sandwich the carbonaceous collector rings 41 at the two contacts 57 and 58 , since the resultant vector of the contact pressure when the metal Shitsusuriko 51 comes into contact with the outer periphery of the carbonaceous collector rings 41 becomes zero, the brush fixed portion 56 which is mechanically fixed to the connection terminals 53 and 54 force of the contact pressure is a structure which does not damage it.
【0097】 [0097]
そして、金属質刷子51の刷子本体55が炭素質集電環41より剥離し易い方向、つまり炭素質集電環41の径方向に過大な振動が発生した場合でも、剥離する接触子57(58)と剥離しない接触子58(57)とが存在することにより、金属質刷子51と炭素質集電環41との電気的な接続が維持され、界磁コイル34に安定した励磁電流を流すことができる。 The brush body 55 of the metal Shitsusuriko 51 is peeled off from the carbonaceous collector rings 41 easily direction, that even if excessive vibration in the radial direction of the carbonaceous collector rings 41 occurs, contact 57 (58 for peeling ) and by a contactor 58 which did not peel off (57) is present, the electrical connection between the metal Shitsusuriko 51 carbonaceous collector ring 41 is maintained, by passing a stable exciting current to the field coil 34 can.
【0098】 [0098]
さらに、図1に示したように、金属質刷子51の接触子57、58の軸方向の両側に面取り形状の延長片57a、57b、58a、58bを設けることにより、接触子57、58が軸方向に滑らかに移動することができるので、金属質刷子51を炭素質集電環41の外周に組み付けたり、金属質刷子51を炭素質集電環41の外周から取り外して分解したりすることが非常に容易となる。 Furthermore, as shown in FIG. 1, the extension piece 57a of the chamfered shape on both sides in the axial direction of the contact 57, 58 of the metal Shitsusuriko 51, 57 b, 58a, by providing the 58b, contacts 57 and 58 axially it is possible to smoothly move in the direction, the metal Shitsusuriko 51 or assembled to the outer periphery of the carbonaceous collector rings 41, the metal Shitsusuriko 51 or to decompose and remove from the outer periphery of the carbonaceous collector rings 41 It becomes very easy. これにより、車両用交流発電機1の生産性が向上するので、車両用交流発電機1の製品コストを低減できる。 Thus, the productivity vehicle AC generator 1 is improved, thereby reducing the product cost of the vehicular alternator 1.
【0099】 [0099]
また、従来のように金属質部材で作られた金属質集電環121の場合には、金属質集電環121とコネクションバー122との溶接および金属質集電環121を精密な円環形状に仕上げるための切削性を考慮すると、長寿命化のために金属質集電環121の材料である金属質部材の硬さの向上はできないという問題が生じていた。 In the case of metallic current collecting rings 121 made of metallic members as in the prior art, the precise circular shape welding and metallic collector ring 121 of the metallic collector ring 121 and connection bar 122 considering the machinability to finish, impossible hardness increase of the metallic member is a material of the metallic collector ring 121 has occurred for longer life. しかるに、本発明の金属質刷子51は導電性の薄板弾性材(板金)でありプレス加工だけで図1の形状に成形加工できるので、金属質刷子51の材料である金属質部材の摩耗寿命に影響する素材の硬さを十分に高くできる。 However, since the metal Shitsusuriko 51 of the present invention can be molded into the shape of FIG. 1 and is simply pressing a conductive thin elastic material (sheet metal), the wear life of the metallic member is a material of the metal Shitsusuriko 51 the hardness of the impact to the material to be sufficiently high. これにより、金属質刷子51の長寿命化を達成できる。 This allows achieving a long life of the metal Shitsusuriko 51.
【0100】 [0100]
次に、金属質刷子51の固定方法(支持構造)による効果について説明する。 Next, a description will be given effect by the method of fixing the metal Shitsusuriko 51 (supporting structure). 金属質刷子51の刷子被固定部56と接続ターミナル53、54は、コスト的に異種金属を設定することにより、車両用交流発電機1の製造コストを低減できる。 Brush the fixed portion 56 and the connecting terminals 53, 54 of the metal Shitsusuriko 51, by setting the cost to dissimilar metals, it is possible to reduce the cost of manufacturing the vehicle AC generator 1. また、接続ターミナル53、54と一体で電気絶縁性の樹脂質部材にて収容室形成部材52を一体成形する場合には、接続ターミナル53、54のインサート成形時の樹脂温度により金属特性が変質し、金属質刷子51の耐摩耗性が低下する可能性があるので、インサート成形後に接続ターミナル53、54と刷子被固定部56とを機械的に固定して両者の電気的な接続を行う必要がある。 Further, in the case of integrally molding the housing chamber forming member 52 integral with connection terminal 53, 54 in an electrically insulating resinous member, the metal properties are altered by the resin temperature during insert molding of the connecting terminals 53 and 54 , there is a possibility to decrease the wear resistance of the metal Shitsusuriko 51, needs to be performed mechanically secured to both electrical connection and a connection terminal 53, 54 and brush the fixed portion 56 after insert molding is there.
【0101】 [0101]
接続ターミナル53、54と刷子被固定部56の固定方法としては、溶接、かしめ等のような固定方法を用いることができるが、金属質刷子51の材質が銅合金のバネ材であることから性能上および製造上の最小スペースとなるファストン形状(図1参照)による固定方法が最適である。 Performance since as the method of fixing the connection terminals 53, 54 and brush the fixed portion 56, the welding, it is possible to use fixing method such as caulking, the material of the metal Shitsusuriko 51 is spring material of a copper alloy fixing method by the upper and the minimum space on the manufacturing faston shape (see FIG. 1) is optimal.
【0102】 [0102]
次に、炭素質集電環41を炭素質部材(例えば銅合金の発泡骨格金属を金属母体とした炭素粉末より形成等)により製作した場合の効果について説明する。 Description will now be given of an advantage in the case of manufactured by carbonaceous member carbonaceous collector rings 41 (e.g. forming a foam skeleton metal of the copper alloy of carbon powder and metal matrix, etc.).
従来の構造の場合は、炭素質刷子123が摩耗部材であるために予め摩耗を予測した大きさと長さを設定する必要があり、さらに励磁回路のドロップ電圧を小さくするために電圧調整装置を刷子本体の近傍に配置している。 In the classic structure, it is necessary to set the size and length of the carbon Shitsusuriko 123 predicts in advance wear to a wear member, brush a voltage regulator in order to further reduce the voltage drop of the excitation circuit It is arranged in the vicinity of the body. このため、車両用交流発電機1の体格の縮小化ができず車両用交流発電機1のコンパクト化の妨げとなっている。 For this reason, it hinders compactness of the vehicle AC generator 1 can not reduction in the size of the vehicular alternator 1.
【0103】 [0103]
しかるに、金属質刷子51を金属質部材で製作することにより、金属質刷子51が摩耗し難くなるので、従来の摩耗部材で作った炭素質刷子123のように予め摩耗を予測した大きさと長さに設定する必要はない。 However, by fabricating the metal Shitsusuriko 51 in metallic members, the metal Shitsusuriko 51 hardly worn, conventional size and length to predict in advance wear as worn carbon Shitsusuriko 123 made in member it is not necessary to set in. これにより、金属質刷子51を極めて薄くすることができる。 This makes it possible to very thin metal Shitsusuriko 51. すなわち、金属質刷子51を薄板弾性材により製作できるので、金属質刷子51および収容室形成部材52等から構成される刷子装置8を大幅に軽量、小型化することができる。 That is, the metal Shitsusuriko 51 since it produced by thin elastic material, greatly lighter and configured brush device 8 from the metal Shitsusuriko 51 and housing chamber forming member 52, etc., can be downsized. したがって、金属質刷子51の近傍に電圧調整装置10を設置した場合でも、車両用交流発電機1の体格を縮径でき、且つ軸方向寸法も縮小化できるので、車両用交流発電機1を軽量、小型化することができる。 Therefore, even when installed voltage regulator 10 in the vicinity of the metal Shitsusuriko 51 can shrink the size of the vehicle AC generator 1, and since the axial dimension can be reduced and weight of the vehicle alternator 1 , it can be reduced in size.
【0104】 [0104]
また、本発明のように、炭素質集電環41を炭素質部材で製作して、炭素質集電環41の自身の自己潤滑性(摩擦係数の軽減)、および金属質刷子51との接触確率が大幅に少なくなることにより、従来の金属質集電環121と比較して摩耗量を大幅に低減することができる。 Also, as in the present invention, the carbonaceous collector rings 41 and manufactured with a carbonaceous member (reduction of friction coefficient) self-lubricating own carbonaceous collector rings 41, and contact with the metal Shitsusuriko 51 probability by becoming significantly less, in comparison with conventional metallic collector ring 121 to greatly reduce the amount of wear. また、上記の数1の式のように、金属質刷子51の軽量化のために金属質刷子51のバネ荷重が低減することにより炭素質集電環41の摩耗量を更に低減することができるので、炭素質集電環41の長寿命化を達成できる。 Further, as the Equation 1 described above, it is possible to further reduce the wear amount of the carbonaceous collector rings 41 by reducing the spring load of metal Shitsusuriko 51 in order to reduce the weight of the metal Shitsusuriko 51 so it can achieve a long life of the carbonaceous collector rings 41. したがって、車両用交流発電機1の長寿命化を達成することができる。 Therefore, it is possible to achieve a long life of the vehicle AC generator 1.
【0105】 [0105]
そして、金属質刷子51が金属質部材で製作されていることにより、金属質刷子51において炭素質刷子41の外周に接触する接触部分の電気抵抗を小さくするために、金属質刷子51の接触部分の表面積を小さくしても電流密度が変化しないので、金属質刷子51の温度上昇が抑えられて金属質刷子51の耐久寿命が延びる。 By metal Shitsusuriko 51 are made of metallic members, in order to reduce the electrical resistance of the contact portion in contact with the outer periphery of the carbon Shitsusuriko 41 in the metal Shitsusuriko 51, the contact portion of the metal Shitsusuriko 51 the current density by reducing the surface area does not change, the temperature rise of the metal Shitsusuriko 51 suppressed and to extend the service life of the metal Shitsusuriko 51. 一方、炭素質集電環41を炭素質部材で製作しているが、円環状の炭素質集電環41のうち金属質刷子51に接触する部分は円周方向寸法の一部であるため、炭素質集電環41の温度上昇も抑えられて炭素質集電環41の耐久寿命が延びる。 On the other hand, although the carbonaceous collector rings 41 are manufactured in a carbonaceous member, the portion which contacts the metal Shitsusuriko 51 of carbonaceous collector rings 41 of annular shape, which is part of the circumferential dimension, temperature rise of the carbonaceous collector rings 41 suppressed to be extended durability life of the carbonaceous collector rings 41. したがって、車両用交流発電機1の長寿命化を達成することができる。 Therefore, it is possible to achieve a long life of the vehicle AC generator 1.
【0106】 [0106]
そして、炭素質集電環41が炭素質部材で製作されていることにより、金属質刷子51を金属質部材で製作して、その金属質刷子51を炭素質集電環41の外周に高速運転(例えば10000rpm以上)で摺動させても安定した摩耗と界磁コイル34への通電を確保することができる。 By carbonaceous collector rings 41 are made of a carbonaceous member, a metal Shitsusuriko 51 made by metallic members, high-speed operation of the metal Shitsusuriko 51 on the outer periphery of the carbonaceous collector rings 41 (e.g. 10000rpm higher) be allowed to slide can be secured energization stable to wear and the field coil 34.
【0107】 [0107]
次に、2個の金属質刷子51、2個の接続ターミナル53、54を収容室形成部材52内に保持した場合の効果について説明する。 Next, effect of holding the two metal Shitsusuriko 51,2 amino connection terminals 53 and 54 to the accommodation chamber forming member 52 will be described.
収容室形成部材52に含まれる円筒状の刷子保持部59内においては、図3、図5および図6に示したように、2個の接続ターミナル53、54がシャフト5の軸方向に所定距離だけ離れて保持固定され、且つシャフト5の周方向にも所定距離だけ離れて保持固定されている。 In the accommodation chamber forming member 52 in a cylindrical shape in the brush holder 59 included, 3, as shown in FIGS. 5 and 6, two predetermined distance in the axial direction of the connecting terminals 53, 54 the shaft 5 only held fixed away, it is held fixed and apart by a predetermined distance in the circumferential direction of the shaft 5. これにより、狭い刷子保持部59内で所定の絶縁距離を保ちながらコンパクトに2個の接続ターミナル53、54を収容することができる。 This makes it possible to accommodate the two connection terminals 53 and 54 compactly while maintaining the predetermined insulation distance in the narrow brush holder 59.
【0108】 [0108]
また、刷子保持部59内においては、図4に示したように、2個の金属質刷子51がシャフト5の軸方向に所定距離だけ離れて保持固定され、且つシャフト5の周方向にも所定距離だけ離れて保持固定されている。 The predetermined Within brush holder 59, as shown in FIG. 4, the two metal Shitsusuriko 51 is held fixed by a predetermined distance in the axial direction of the shaft 5, and also in the circumferential direction of the shaft 5 distance away is held fixed. これにより、2個の集電環41の外周面と刷子保持部59の前端面と集電環カバー61の内周面とで囲まれた円筒状の収容室48内で所定の絶縁距離を保ちながらコンパクトに2個の金属質刷子51を収容することができる。 Thus, keeping the two outer peripheral surface and the inner circumferential surface with a predetermined insulation distance surrounded by a cylindrical housing chamber 48 in the front end face and the collector ring cover 61 of the brush holder 59 of the collector ring 41 while it is possible to accommodate two metal Shitsusuriko 51 compactly.
これらによって、金属質刷子51および収容室形成部材52等から構成される刷子装置8を大幅に軽量、小型化することができる。 These by significantly lighter and configured brush device 8 from the metal Shitsusuriko 51 and housing chamber forming member 52, etc., it can be downsized. したがって、車両用交流発電機1の径方向寸法および軸方向寸法を縮小化できるので、車両用交流発電機1を軽量、小型化することができる。 Accordingly, since the radial dimension and the axial dimension of the vehicular alternator 1 can be miniaturized, the vehicle AC generator 1 lightweight, can be miniaturized.
【0109】 [0109]
次に、送風装置7の環状ブレード列の径方向の内側に2個の炭素質集電環41および2個の金属質刷子51を配置した場合の効果について説明する。 Description will now be given of an advantage in the case where a two carbonaceous collector rings 41 and two metal Shitsusuriko 51 inward in the radial direction of the annular row of blades blower 7.
この実施例では、送風装置7の環状ブレード列の径方向の内側に、2個の炭素質集電環41および2個の金属質刷子51を収容する収容室48を形成する集電環カバー61の開口端が配置されている。 In this embodiment, inward in the radial direction of the annular row of blades blower 7, collector ring cover 61 that forms a receiving chamber 48 for accommodating the two carbonaceous collector rings 41 and two metal Shitsusuriko 51 the open end is disposed of. これにより、車両用交流発電機1の軸方向の体格の小型化、すなわち、車両用交流発電機1の軸長の短縮化を実現することができる。 Accordingly, miniaturization of the axial size of the vehicular alternator 1, i.e., it is possible to realize the shortening of the axial length of the alternator 1.
【0110】 [0110]
しかも、2個の金属質刷子51を収容する収容室48は、極めてシンプルな円筒状の集電環カバー61で取り囲まれており、送風装置7の吸い込み側空間(円環状空間49)をその全周に亘って均等に確保している。 Moreover, accommodating chamber 48 for accommodating the two metal Shitsusuriko 51 is surrounded by an extremely simple cylindrical collector ring cover 61, suction-side space of the air blower 7 (annular space 49), the entire It is secured evenly over the circumference. このような構成によると、車両用交流発電機1の軸長を短縮化でき、しかも送風装置7の送風性能を低下させることもない。 According to this structure, the axial length of the alternator 1 can be shortened, yet not reduced the blowing performance of the blower 7. 特にこのような構成は、従来のような棒状の炭素質刷子123を持つ車両用交流発電機100を用いたのでは実現することは不可能である。 In particular such a configuration, than using the conventional rod-like automotive alternator 100 with carbon Shitsusuriko 123 such as it is impossible to realize.
【0111】 [0111]
また、この実施例では、円筒状の集電環固定部45が、ポールコア33の端面からシャフト5の軸方向に沿って後方に延びており、ポールコア33の端面とそこから延び出すシャフト5との角部空間を無駄にすることなく、2個の金属質刷子51を収容する収容室48を形成しているので、車両用交流発電機1の軸長を短縮化できる。 Further, in this embodiment, the cylindrical collector ring fixed portion 45 extends rearwardly from the end face of the pole core 33 along the axial direction of the shaft 5, the shaft 5 extending out therefrom and the end face of the pole core 33 without wasting a corner space, so to form a housing chamber 48 for accommodating the two metal Shitsusuriko 51 can shorten the axial length of the alternator 1 for a vehicle. 以上により、車両用交流発電機1の小型、軽量化を実現することができる。 Thus, it is possible to realize a compact vehicle AC generator 1, a weight reduction.
【0112】 [0112]
そして、この実施例では、電圧調整装置10のケーシング62が送風装置7の環状ブレード列よりも軸方向の外側に配置されているので、送風装置7の複数のブレード43が回転する時に複数のブレード43とケーシング62との干渉を防止できる。 Then, in this embodiment, since the casing 62 of the voltage regulator 10 is disposed outside the axial direction than the annular row of blades blower 7, a plurality of blades when the plural blades 43 of the blower 7 is rotated the interference between the 43 and the casing 62 can be prevented.
【0113】 [0113]
そして、従来の車両用交流発電機100では、シャフト104から径方向の外側に向かって大型化した刷子支持器(ブラシホルダ)124が設けられていることから、冷却ファン119と所定の軸方向寸法を隔てて刷子支持器124が配置されているため、冷却ファン119の送風経路を遮ることにより、冷却ファン119の送風効率(冷却効率)を低下させていた。 Then, in the conventional automotive alternator 100, since the brush supporting device which is large toward the outside in the radial direction from the shaft 104 (the brush holder) 124 is provided, the cooling fan 119 and a predetermined axial dimension since the brush support 124 is arranged at a, by blocking the air flow path of the cooling fan 119, which decreases the blowing efficiency of the cooling fan 119 (cooling efficiency). しかし、この実施例では、刷子保持部59の前端面より軸方向に沿って前方に延ばされた、極めてシンプルな円筒状の集電環カバー61によって、送風装置7の吸い込み側空間をその全周に亘って均等に確保しているので、送風装置7の送風効率(冷却効率)を向上でき、しかも環状ブレード列に吸い込まれる空気に乱れが生じないので、騒音の発生を抑えることもできる。 However, in this embodiment, an extended forward along the axial direction from the front end face of the brush holding portion 59, by a very simple cylindrical collector ring cover 61, the entire suction side space of the air blower 7 since equally secured over the periphery can be improved blowing device 7 blowing efficiency of the (cooling efficiency), and since no disturbance occurs in the air drawn into the annular blade row, it is also possible to suppress the generation of noise.
【0114】 [0114]
〔実施例と従来例の比較〕 Example and Conventional Example Comparison]
次に、炭素質集電環41および金属質刷子51を備えた実施例と金属質集電環121および炭素質刷子123を備えた従来例とを比較した実験について説明する。 Next, a description will be given experiment were compared with the conventional example in which an embodiment and metallic collector rings 121 and carbon Shitsusuriko 123 having a carbonaceous collector rings 41 and metal Shitsusuriko 51. この実験は、実施例の金属質刷子51と従来例の炭素質刷子123のバネ荷重Pを種々変化させ、両者の刷子の摩耗量Qがどのように変化するかについて調査したもので、その実験結果を図7のグラフに示した。 This experiment, which was to investigate whether the spring load P carbon Shitsusuriko 123 in the prior art the metal Shitsusuriko 51 embodiment while varying the wear amount Q of both brush how changes, the experiment the results are shown in the graph of FIG.
【0115】 [0115]
この図7のグラフからも確認できるように、従来例の炭素質刷子123のバネ荷重Pが80gfより小さくなると、急激に炭素質刷子123の摩耗量Q(mm 3 /1000h)が増大する傾向にあることが分かる。 As can be seen from the graph of FIG. 7, when the spring load P carbon Shitsusuriko 123 in the prior art is less than 80 gf, the rapidly tends to increase the amount of wear of the carbon Shitsusuriko 123 Q (mm 3 / 1000h) is there it can be seen. また、従来例の炭素質刷子123のバネ荷重Pが170gfより徐々に大きくなると、徐々に炭素質刷子123の摩耗量Q(mm 3 /1000h)が増大していく傾向にあることが分かる。 Conventionally the example spring load P carbon Shitsusuriko 123 is gradually increased from 170Gf, gradually can be seen that there is a tendency to continue to increase the amount of wear of the carbon Shitsusuriko 123 Q (mm 3 / 1000h) is.
【0116】 [0116]
一方、実施例の金属質刷子51のバネ荷重Pが30gfより小さくなると、急激に金属質刷子51の摩耗量Q(mm 3 /1000h)が増大する傾向にあるが、従来の炭素質刷子123の摩耗量Qに対して1/3の摩耗量であることが分かる。 On the other hand, the spring load P of the embodiment of the metal Shitsusuriko 51 becomes smaller than 30 gf, although the rapid tendency for the amount of wear of the metal Shitsusuriko 51 Q (mm 3 / 1000h) is increased, the conventional carbon Shitsusuriko 123 it is understood that the wear amount of 1/3 relative wear amount Q. また、実施例の金属質刷子51のバネ荷重Pが50gfより徐々に大きくなると、徐々に金属質刷子51の摩耗量Q(mm 3 /1000h)が増大していく傾向にあるが、従来の炭素質刷子123の摩耗量Qの増加傾向に対して微々たるものである。 Further, the spring load P Example of metal Shitsusuriko 51 becomes gradually larger than 50 gf, but gradually wear amount of the metal Shitsusuriko 51 Q (mm 3 / 1000h) tends to continue to increase, conventional carbon is insignificant relative to the increase of the wear amount Q of Shitsusuriko 123.
【0117】 [0117]
したがって、実施例の金属質刷子51は、金属質刷子51のバネ荷重の軽減化を達成できることにより、従来例の炭素質刷子123と比較して、大幅に摩耗量が少なくなるので金属質刷子51の長寿命化を達成できる。 Therefore, the metal Shitsusuriko 51 embodiment, by being able to achieve a reduction of the spring load of metal Shitsusuriko 51, as compared with carbon Shitsusuriko 123 in the conventional example, the metal since significant amount of wear is reduced Shitsusuriko 51 a long life can be achieved. また、炭素質刷子123にピグテール126を一体形成し、且つ接触圧を確保するためにコイルスプリング125が必要な従来例の炭素質刷子123と比較して実施例の金属質刷子51は、スプリングおよびピグテールを兼ねた銅合金のバネ材である金属質部材で製作されているので、部品点数を軽減できる。 The coil spring 125 Example of the metal Shitsusuriko 51 in comparison with the carbon Shitsusuriko 123 in the prior art required for integrally forming a pigtail 126 carbon Shitsusuriko 123, and to ensure a contact pressure spring and because it is made of metallic member is a spring member of a copper alloy which also serves as a pigtail, it can reduce the number of parts. このため、炭素質集電環41の周囲に刷子装置8を組み付ける組付作業が簡素化できることにより、車両用交流発電機1の製造コストを低減できる。 Thus, by simplifying the assembly work for assembling the brush device 8 around the carbonaceous collector rings 41, it can reduce the manufacturing cost of the vehicular alternator 1.
【0118】 [0118]
〔変形例〕 [Modification]
この実施例では、本発明を車両用交流発電機(所謂オルタネータ)1に適用したが、本発明を建物内の電力供給を行う定置式の交流発電機に適用しても良い。 In this embodiment, the present invention is applied to a vehicular AC generator (so-called alternator) 1, it may be applied to stationary AC generator for supplying power in a building of the present invention. また、本発明を発電電動機に適用しても良い。 Further, the present invention may be applied to the generator motor. そして、シャフト5をエンジン等の駆動源の出力軸に直接連結しても良い。 Then, it may be connected directly to the shaft 5 to the output shaft of a drive source such as an engine. この場合には、プーリは不要となる。 In this case, the pulley is not necessary. また、シャフト5とエンジンの出力軸との間に一段以上の歯車変速機やVベルト式無段変速機等の動力伝達手段を連結しても良い。 It is also possible to connect the power transmission means such as a single-stage or more gear transmission or a V-belt type continuously variable transmission between the output shaft of the shaft 5 and the engine. さらに、シャフト5を電動モータにより回転駆動しても良い。 Furthermore, it may be rotated to shaft 5 by an electric motor.
【0119】 [0119]
この実施例では、送風装置7の環状ブレード列および支持板部44で遠心式ファンを構成したが、送風装置7の環状ブレード列および支持板部44で軸流式ファンを構成しても良い。 In this embodiment, to constitute a centrifugal fan in an annular blade rows and the support plate portion 44 of the blower 7 may be configured to axial flow fan in an annular blade rows and the support plate portion 44 of the blower 7. また、フロントハウジング11内、すなわち、ハウジング2内のポールコア33よりも軸方向の前方側に集電装置6、送風装置7および刷子装置8を設けても良い。 Further, inside the front housing 11, i.e., current collector 6 on the front side in the axial direction than the pole core 33 in the housing 2, it may be provided blower 7 and the brush unit 8.
【0120】 [0120]
この実施例では、集電環(スリップリング)として炭素質集電環41を利用したが、集電環として銅合金やステンレス鋼等の金属質集電環を利用しても良い。 In this embodiment, utilizing a carbonaceous collector rings 41 as a current collector ring (slip ring), it may utilize metallic collector ring such as a copper alloy or stainless steel as a current collector ring. また、この実施例では、固定側刷子(ブラシ)として板状の金属質刷子51を利用したが、固定側刷子として炭素粉末、天然黒鉛または金属黒鉛等よりなる板状の炭素質刷子を利用しても良い。 Further, in this embodiment, utilizing the plate-shaped metal Shitsusuriko 51 as a fixed side brush (brush), carbon powder, by using the plate-like carbonaceous brush of consisting of natural graphite or metal graphite as a fixed side brush and it may be. さらに、固定側刷子にピグテールを一体成形しても良く、固定側刷子の接触圧を別体のスプリングで確保しても良い。 Further, may be integrally formed with pigtails on the fixed side brush may ensure contact pressure of the stationary brushes separately the spring.
【0121】 [0121]
この実施例では、複数のブレード43、これらを支持する支持板部44、および炭素質集電環41をインサート成形した集電環固定部45を樹脂質部材により一体成形したが、これらを別体で製作しても良い。 In this embodiment, a plurality of blades 43, although the support plate portion 44 and the collector ring fixed portion 45 of the carbonaceous collector rings 41 is insert-molded, for supporting the integrally molded by resinous member, these separate in may be fabricated. また、複数のブレード43または支持板部44を金属質部材で製作しても良い。 It may also be a plurality of blades 43 or the support plate portion 44 made by metallic members. さらに、金属質部材で製作したブレードと支持板部を集電環と共に樹脂質部材によりインサート成形しても良い。 Further, the resinous member with collector ring blade and a support plate portion fabricated with metallic member may be insert molded.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の車両用交流発電機の電気接続装置の主要部構造を示した斜視図である(実施例)。 1 is a perspective view showing a main part structure of an electrical connection device for a vehicle alternator of the present invention (Example).
【図2】本発明の車両用交流発電機の全体構造を示した断面図である(実施例)。 2 is a cross-sectional view showing the overall structure of a vehicle AC generator according to the present invention (Example).
【図3】図2のA−A断面図である(実施例)。 3 is an A-A sectional view of FIG. 2 (Example).
【図4】本発明の車両用交流発電機の主要部構造を示した断面図である(実施例)。 4 is a sectional view showing a main part structure of the vehicle alternator of the present invention (Example).
【図5】本発明の車両用交流発電機の主要部構造を示した平面図である(実施例)。 5 is a plan view showing a main part structure of the vehicle alternator of the present invention (Example).
【図6】図5の拡大図である(実施例)。 6 is an enlarged view of FIG. 5 (Example).
【図7】実施例の金属質刷子と従来例の炭素質刷子の摩耗特性を示したグラフである。 7 is a graph showing the wear characteristics of carbon Shitsusuriko the metallic brush and conventional examples.
【図8】従来の車両用交流発電機を示した断面図である(従来例)。 8 is a cross-sectional view illustrating a conventional vehicle AC generator (conventional example).
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 車両用交流発電機2 ハウジング3 ステータ4 ロータ5 シャフト6 集電装置7 送風装置8 刷子装置9 三相整流装置10 電圧調整装置17 リヤベアリング(軸受) 1 AC generator 2 housing 3 stator 4 rotor 5 shaft 6 collector device 7 blower 8 brush device 9 three-phase rectifier 10 voltage regulator 17 Rear bearing for a vehicle (bearing)
18 ボス部(軸受保持部) 18 boss (bearing holder)
19 通風口20 通風口21 排気口31 ステータコア32 ステータコイル33 ポールコア(ロータコア) 19 vents 20 vents 21 exhaust port 31 stator core 32 stator coil 33 pole core (rotor core)
34 界磁コイル(ロータコイル) 34 field coil (rotor coil)
41 炭素質集電環43 ブレード44 支持板部45 集電環固定部48 収容室49 円環状空間51 金属質刷子(固定側刷子) 41 carbonaceous collector rings 43 blade 44 the support plate portion 45 current collector ring fixed portion 48 accommodating chamber 49 annular space 51 metal Shitsusuriko (fixed side brush)
52 収容室形成部材53 接続ターミナル(刷子固定部、刷子接続端子) 52 accommodating chamber forming member 53 connected terminal (brush fixing portion, the brush connection terminals)
54 接続ターミナル(刷子固定部、刷子接続端子) 54 connection terminals (brush fixing portion, the brush connection terminals)
55 刷子本体56 刷子被固定部57 接触子58 接触子59 刷子保持部61 集電環カバー57a 延長片57b 延長片58a 延長片58b 延長片551 延長部552 延長部 55 brush body 56 brush fixed portion 57 contact 58 contact 59 brush holder 61 collector ring cover 57a extended piece 57b extending piece 58a extending piece 58b extending piece 551 extending portion 552 extended portion

Claims (9)

  1. ハウジングと、 And housing,
    ステータコイルおよびステータコアを有し、前記ハウジングに対して固定されたステータと、 Has a stator coil and the stator core, and fixed stator relative to the housing,
    ロータコイル、ロータコアおよびこのロータコアから延長されたシャフトを有し、前記ステータに対して相対回転するロータと、 Rotor coils, has a shaft extending from the rotor core and the rotor core, a rotor which rotates relative to the stator,
    前記ハウジングと前記ロータとの間に設けられ、前記ロータコイルを通る電流経路を形成するための電気接続装置とを備えた発電機であって、 The housing and disposed between said rotor, a generator with an electrical connection device for forming a current path through said rotor coil,
    前記電気接続装置は、前記シャフト上に設けられ、前記ロータコイルに接続されると共に、炭素質部材により作られた集電環と、 Said electrical connection device is provided on the shaft, is connected to the rotor coil, a collector ring made by carbonaceous member,
    この集電環と接触すると共に、金属質部材により作られた固定側刷子と、 While in contact with the collector ring, and a fixed-side brush made by metallic member,
    この固定側刷子を保持する刷子固定部とを備え And a brush fixing section for holding the fixed side brush,
    前記固定側刷子は、前記刷子固定部から前記集電環の回転方向の前方側と後方側との両方に延長され、その前方側と後方側との両方で前記集電環と接触しており、 The stationary brush is extended from the brush fixing portion on both the front side and the rear side of the rotational direction of the current collector ring being in contact with said collector ring in both its front and rear side ,
    前記固定側刷子に設けられた前記集電環との接触部の軸方向の側部には、面取り形状を成す延長片が形成され、 Wherein the fixed side axial sides of the contact portion between the current collector ring provided on the brush, the extension piece forming a chamfered shape is formed,
    前記延長片は、前記集電環の軸方向の前方側と後方側とのいずれか一方に延長されていることを特徴とする発電機。 The extension piece, a generator, characterized in that it is extended to one of the front side and the rear side in the axial direction of the current collector ring.
  2. ハウジングと、 And housing,
    ステータコイルおよびステータコアを有し、前記ハウジングに対して固定されたステータと、 Has a stator coil and the stator core, and fixed stator relative to the housing,
    ロータコイル、ロータコアおよびこのロータコアから延長されたシャフトを有し、前記ステータに対して相対回転するロータと、 Rotor coils, has a shaft extending from the rotor core and the rotor core, a rotor which rotates relative to the stator,
    前記ハウジングと前記ロータとの間に設けられ、前記ロータコイルを通る電流経路を形成するための電気接続装置と Provided between said housing rotor, and the electrical connection device for forming a current path through said rotor coil
    を備えた発電機であって、 A generator with a,
    前記電気接続装置は、前記シャフト上に設けられ、前記ロータコイルに接続されると共に、炭素質部材により作られた集電環と、 Said electrical connection device is provided on the shaft, is connected to the rotor coil, a collector ring made by carbonaceous member,
    この集電環と接触すると共に、金属質部材により作られた固定側刷子と、 While in contact with the collector ring, and a fixed-side brush made by metallic member,
    この固定側刷子を保持する刷子固定部と A brush fixing section for holding the fixed side brush
    を備え、 Equipped with a,
    前記固定側刷子は、前記刷子固定部から前記集電環の回転方向の前方側と後方側とのうち少なくとも一方に延長され、その前方側と後方側とのうち少なくとも一方で前記集電環と接触しており、 The stationary brush, said extended from brush fixing portion on at least one of the front side and the rear side of the rotational direction of the current collector ring, and said collector ring at least one of its front side and rear side contact and,
    前記固定側刷子に設けられた前記集電環との接触部の軸方向の側部には、面取り形状を成す延長片が形成され、 Wherein the fixed side axial sides of the contact portion between the current collector ring provided on the brush, the extension piece forming a chamfered shape is formed,
    前記延長片は、前記集電環の軸方向の前方側と後方側とのいずれか一方に延長されていることを特徴とする発電機。 The extension piece, a generator, characterized in that it is extended to one of the front side and the rear side in the axial direction of the current collector ring.
  3. 請求項1または請求項2に記載の発電機において、 In the generator according to claim 1 or claim 2,
    前記刷子固定部は、前記固定側刷子に電気的に接続される刷子接続端子であって、 The brush fixing portion is a brush connection terminals electrically connected to the fixed side brush,
    前記刷子接続端子は、前記固定側刷子を機械的に固定すると共に、前記固定側刷子を形成する金属質部材と異なる金属質部材で作られていることを特徴とする発電機。 The brush connection terminals, the fixed-side brush with mechanical fixing, the generator being characterized in that is made of metallic member different metallic member forming the stationary side brush.
  4. 請求項1 または請求項2に記載の発電機において、 In the generator according to claim 1 or claim 2,
    前記電気接続装置は、前記固定側刷子と前記集電環とを収容し、且つ前記集電環の外周を取り囲む円筒状の収容室を形成する収容室形成部材を備えたことを特徴とする発電機。 Generating the electrical connecting device, which accommodates said collector ring and the fixed-side brush, and is characterized by having a receiving chamber forming member for forming a cylindrical housing chamber surrounding the outer periphery of the current collector ring machine.
  5. 請求項1 または請求項2に記載の発電機において、 In the generator according to claim 1 or claim 2,
    前記炭素質部材は、導電性に優れる発泡骨格金属を金属母体とした炭素粉末より形成されることを特徴とする発電機。 The carbonaceous member, a generator for the foam skeleton metal excellent in electrical conductivity being formed from a carbon powder with a metal matrix.
  6. 請求項1または請求項2に記載の発電機において、 In the generator according to claim 1 or claim 2,
    前記刷子固定部は、前記シャフトの軸方向に沿ってのみ前記固定側刷子と結合する形状に形成されていることを特徴とする発電機。 The brush fixing section, the generator, characterized in that it is formed in a shape that binds to said stationary brush only along the axial direction of the shaft.
  7. 請求項に記載の発電機において、 In the generator according to claim 6,
    前記電気接続装置は、前記固定側刷子と前記集電環とを収容し、且つ前記集電環の外周を取り囲む円筒状の収容室を形成する収容室形成部材を備え、 It said electrical connection device includes a receiving chamber forming member, wherein the fixed side brush and houses and the collector ring, and forms a cylindrical housing chamber surrounding the outer periphery of the current collector ring,
    前記収容室の軸方向の端に位置する前記収容室形成部材に、前記刷子固定部が設けられていることを特徴とする発電機。 In the accommodation chamber forming member positioned in the axial direction of the end of the storage chamber, generator and said brush fixing portion is provided.
  8. 請求項に記載の発電機において、 In the generator according to claim 7,
    前記刷子固定部は、前記シャフトの軸方向に沿って延びる刷子接続端子であって、 The brush fixing portion is a brush connection terminals extending along an axial direction of said shaft,
    前記固定側刷子は、前記刷子接続端子に電気的および機械的に接続される刷子被固定部を有することを特徴とする発電機。 The stationary brush the generator characterized by having a brush fixed portion to be electrically and mechanically connected to the brush connection terminals.
  9. ハウジングと、 And housing,
    ステータコイルおよびステータコアを有し、前記ハウジングに対して固定されたステータと、 Has a stator coil and the stator core, and fixed stator relative to the housing,
    ロータコイル、ロータコアおよびこのロータコアから延長されたシャフトを有し、前記ステータに対して相対回転するロータと、 Rotor coils, has a shaft extending from the rotor core and the rotor core, a rotor which rotates relative to the stator,
    前記シャフト上に設けられ、前記ロータコイルに接続された2個の集電環と、 Provided on the shaft, and two collector rings connected to the rotor coil,
    これらの集電環とそれぞれが接触する2個の固定側刷子と、 Two fixed side brush each and these collector ring contacts,
    前記2個の集電環と前記2個の固定側刷子とを収容する収容室を形成する収容室形成部材とを備えた発電機であって、 A generator with a housing chamber forming member forming a housing chamber for housing the said two fixed side brushes and the two collector rings,
    前記固定側刷子は、板材で作られており、 The stationary brush is made of a plate material,
    前記収容室形成部材に含まれる刷子保持部に固定される被固定部と、 And a fixed portion which is fixed to the brush holder included in the storage chamber forming member,
    この被固定部から前記集電環の外周に沿って円弧状に延びる延長部と、 An extension portion extending in an arc shape from the fixed portion along the outer periphery of the current collector ring,
    この延長部の先端に設けられ、前記集電環と接触する接触子とを備え、 Provided at the distal end of the extension portion, and a contact in contact with said collector ring,
    前記延長部のバネ力によって前記接触子を前記集電環に押し付けており、 And pressing the contacts to the collector ring by the spring force of the extension portion,
    前記固定側刷子の延長部の先端に設けられた前記接触子の開口側には、面取り形状を成す延長片が形成され、 Wherein the open side of the fixed-side said contacts provided on the distal end of the extension portion of the brush, the extension piece forming a chamfered shape is formed,
    前記延長片は、前記集電環の軸方向の前方側と後方側とのいずれか一方に延長されていることを特徴とする発電機。 The extension piece, a generator, characterized in that it is extended to one of the front side and the rear side in the axial direction of the current collector ring.
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