JP4284887B2

JP4284887B2 - 車両用交流発電機

Info

Publication number: JP4284887B2
Application number: JP2001141267A
Authority: JP
Inventors: 和年神谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: JP2002345198A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用交流発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用交流発電機では、回転子の回転軸の一方端近傍に形成されたスリップリングへの水や油などの浸入を防止するために、ブラシホルダやスリップリングカバーによってスリップリングの周囲空間を覆うことにより、この周囲空間の気密性を保っている。また、回転子を回転自在に支持するために用いられる転がり軸受けを収容する軸受け収容部がフレームに取り付けられている車両用交流発電機では、この軸受け収容部の内部空間が回転軸に沿ってスリップリングの周囲空間と連通しているため、この内部空間の気密性も保つ必要がある。例えば、フレームとは別部材にてこの軸受け収容部が形成されている場合には、この軸受け収容部の外周部をローレットボルトでフレームに締結固定することにより、軸受け収容部とフレームとの間を密着させて、この合わせ面から水や油あるいはその他の異物が浸入しないようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来構造では、外部からの防塵効果は十分に確保されているが、軸受け収容部周辺が被水あるいは被油した場合には、図５に矢印で示すように、フレームと軸受け収容部との合わせ面から毛細管現象によって水や油が浸入するおそれがあり、スリップリングの周辺空間や軸受け周辺への異物の浸入を十分に防ぐことができないという問題があった。このような異物の浸入は、ブラシやスリップリングの異常摩耗の原因となる。また、転がり軸受け内部に水等の異物が浸入すると、軸受けの耐久性を大幅に低下させることになる。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、軸受け収容部とフレームとの合わせ面を通してブラシやスリップリングの周囲空間や軸受け周辺への異物の浸入を確実に防止することができる車両用交流発電機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用交流発電機は、界磁磁束を発生する回転子と、回転子を回転自在に保持する転がり軸受けと、転がり軸受けを収容する軸受け収容部が取り付けられたフレームとを有する。軸受け収容部は、フレームと別部材にて構成されており、フレームの取付面に密着した状態で取り付けられる。また、フレームは、取付面に周回方向に沿って形成された溝部を有している。フレームの取付面に周回方向に沿った溝部が形成されているため、軸受け収容部とこの取付面（合わせ面）との間に毛細管現象によって浸入した水や油は、この溝部を越えることができない。これにより、転がり軸受けに接する内部空間への異物の浸入を確実に防止することができる。
【０００６】
また、上述した溝部は、車両への組み付け状態において地方向となる位置に排水部が設けられていることが望ましい。毛細管現象によって浸入した水等が溝部内に滞留した場合に、これを効率よく排出することが可能になるため、異物の浸入防止の効果を長期間にわたって持続させることができる。
【０００７】
また、上述した軸受け収容部に転がり軸受けが収容された状態で、軸受け収容部内において転がり軸受けの端面に接する内部空間は、回転子の回転軸に設けられたスリップリングの周囲空間に連通していることが望ましい。このような構造を有する場合には、転がり軸受けに接する内部空間とともにスリップリングの周囲空間への異物の浸入を確実に防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す図である。図１に示す車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、フレーム４、ブラシ装置５、整流装置６、リヤカバー７等を含んで構成されている。
【０００９】
固定子２は、固定子鉄心２２と、３相の固定子巻線２３と、固定子鉄心２２と固定子巻線２３との間を電気絶縁するインシュレータ２４とを備えている。
回転子３は、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に巻き回した界磁巻線３１を、それぞれが６個の爪部を有するポールコア３２によって、回転軸３３を通して両側から挟み込んだ構造を有している。また、フロント側のポールコア３２の端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すための冷却ファン３５が溶接等によって取り付けられている。同様に、リヤ側のポールコア３２の端面には、リヤ側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すための冷却ファン３６が溶接等によって取り付けられている。また、回転軸３３のリヤ側端部近傍には、界磁巻線３１の両端に電気的に接続された２つのスリップリング３７、３８が形成されており、これらのスリップリング３７、３８を介してブラシ装置５から界磁巻線３１に対して給電が行われる。
【００１０】
フレーム４は、固定子２および回転子３を収容しており、回転子３が回転軸３３を中心に回転可能な状態で支持されているとともに、回転子３のポールコア３２の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子２が固定されている。回転子３の支持は、フレーム４に設けられた軸受け収容部４４、４５に収容される一対の転がり軸受け４６、４７によって行われる。リヤ側の軸受け収容部４４は、リヤ側のフレーム４の内側面のほぼ中央に合わせ面と密着させた状態で締結固定されており、所定の締め代で一方の転がり軸受け４６が収容される。また、フロント側の軸受け収容部４５は、フロント側のフレーム４の内側面のほぼ中央に設けられた凹部であり、所定の締め代で他方の転がり軸受け４７が収容される。
【００１１】
また、フレーム４は、固定子鉄心２２の軸方向端面から突出した固定子巻線２３に対向した部分に冷却風の吐出窓４１を有し、軸方向端面に吸入窓４２を有している。
ブラシ装置５は、整流装置６から回転子３の界磁巻線３１に励磁電流を流すためのものであり、回転子３の回転軸３３に形成されたスリップリング３７、３８のそれぞれに押圧するブラシ５１、５２を有する。
【００１２】
整流装置６は、三相の固定子巻線２３の出力電圧である三相交流電圧を整流して直流の出力電力を得るためのものである。
リヤカバー７は、リヤ側のフレーム４の外側に取り付けられるブラシ装置５、整流装置６、ＩＣレギュレータ９等の電気部品を覆って、これらを保護するためのものである。このリヤカバー７は、金属ナット７１によってリヤ側のフレーム４から延びるボルト４３に、整流装置６を挟み込んだ状態で締め付け固定されている。また、リヤカバー７は、主に整流装置６の対向面に複数の吸入窓を有しており、この吸入窓を通してリヤカバー７内部に冷却風が吸入される。
【００１３】
上述した構造を有する車両用交流発電機１は、ベルト等を介してプーリ８にエンジン（図示せず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に回転する。この状態で回転子３の界磁巻線３１に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア３２のそれぞれの爪部が励磁され、固定子巻線２３に三相交流電圧を発生させることができ、整流装置６に設けられた出力端子からは所定の直流電流が取り出される。
【００１４】
次に、リヤ側の軸受け収容部４４周辺の構造について説明する。図２は、リヤ側の軸受け収容部４４周辺の構造を示す部分的な断面図である。
図２に示すように、ブラシ装置５は、２つのブラシ５１、５２を収納するブラシホルダ５３と、このブラシホルダ５３とともにスリップリング３７、３８の外周を覆うスリップリングカバー５４とを含んで構成されている。ブラシホルダ５３とスリップリングカバー５４によって構成される筒体で、２つのスリップリング３７、３８の周囲空間５５を覆うことにより、この周囲空間５５の気密性が保たれる。また、この周囲空間５５は、リヤ側の軸受け収容部４４内において転がり軸受け４６のリヤ側端面に接する内部空間４８と連通している。
【００１５】
図３は、リヤ側の軸受け収容部４４の詳細形状を示す平面図である。図３に示すように、軸受け収容部４４は、中央の環状部１０８と、この環状部１０８の一方端から周方向外側に所定の幅に形成された平面部１１０と、この平面部１１０からさらに周方向外側に延出する３つの延長部１１４とを備えている。各延長部１１４には、ボルト孔１１２が形成されている。一部にローレット部が形成されたボルト４３がボルト孔１１２に挿通されて、リヤ側のフレーム４に対する軸受け収容部４４の取り付けが行われる。このとき、平面部１１０の端面がフレーム４の合わせ面（取付面）と密着した状態で軸受け収容部４４の取り付けが行われる。
【００１６】
また、このフレーム４の取付面には、周回方向に沿って溝部１００が形成されている。この溝部１００の開口は、軸受け収容部４４をフレーム４に取り付けたときに、軸受け収容部４４の平面部１１０によって閉塞されている。また、この溝部１００の一部には、径方向外側に向かって延びる排水部１０２が形成されている。この排水部１０２の一部は、図２に示すように、軸受け収容部４４をフレーム４に取り付けた状態でフレーム４の内部空間に露出している。また、この排水部１０２は、車両用交流発電機１を車両に組み付けた状態で天方向と反対側の地方向を向く位置に形成されている。
【００１７】
図４は、フレームに形成された溝部および排水部に水等が浸入した状態を示す図である。図４において矢印で示したように、毛細管現象によって径方向外側から浸入した水等が溝部１００に流れ込んで滞留し、その後排水部１０２から排水される。
【００１８】
このように、本実施形態の車両用交流発電機１では、リヤ側の軸受け収容部４４に対向するフレーム４の取付面に、周回方向に沿った溝部１００が形成されている。このため、軸受け収容部４４とこの取付面との間に毛細管現象によって浸入した水や油はこの溝部１００を越えることができず、溝部１００内に滞留する。これにより、リヤ側の転がり軸受け４６に接する内部空間４８への異物の浸入を確実に防止することができる。
【００１９】
また、溝部１００の一部に排水部１０２を設けることにより、毛細管現象によって浸入した水等が溝部１００内に滞留した場合に、これを効率よく排出することが可能になり、異物の浸入防止の効果を長期間にわたって持続させることができる。
【００２０】
また、リヤ側の転がり軸受け４６に接する内部空間４８への異物の浸入を防止することにより、この内部空間４８に連通するスリップリング３７、３８の周囲空間５５への異物の浸入をも確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す図である。
【図２】リヤ側の軸受け収容部周辺の構造を示す部分的な断面図である。
【図３】リヤ側の軸受け収容部の詳細形状を示す平面図である。
【図４】フレームに形成された溝部および排水部に水等が浸入した状態を示す図である。
【図５】従来構造において水等が浸入した状態を示す図である。
【符号の説明】
１車両用交流発電機
２固定子
３回転子
４フレーム
５ブラシ装置
３７、３８スリップリング
４４、４５軸受け収容部
４６、４７転がり軸受け
５３ブラシホルダ
５４スリップリングカバー
１００溝部
１０２排水部

Claims

界磁磁束を発生する回転子と、前記回転子を回転自在に保持する転がり軸受けと、前記転がり軸受けを収容する軸受け収容部が取り付けられたフレームとを有する車両用交流発電機において、
前記軸受け収容部は、前記フレームと別部材にて構成されており、前記フレームの平面状の取付面に密着した状態で取り付けられており、
前記フレームは、前記取付面に周回方向に沿って形成された溝部を有することを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１において、
前記溝部は、車両への組み付け状態において地方向となる位置に排水部が設けられていることを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１または２において、
前記軸受け収容部に前記転がり軸受けが収容された状態で、前記軸受け収容部内において前記転がり軸受けの端面に接する内部空間は、前記回転子の回転軸に設けられたスリップリングの周囲空間に連通していることを特徴とする車両用交流発電機。