JP4375444B2 - 車両用交流発電機 - Google Patents

Description

本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用交流発電機に関する。

従来から、ブラシとスリップリングとの摺動面の周囲を覆ってスリップリング周辺の空間の気密性を高めるようにしたブラシ周辺構造を有する車両用交流発電機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このブラシ周辺構造では、シールキャップに設けられた開口部に水が浸入することを前提に、その浸入した水を導水用リブを用いて排出する。
特開平９−１９１１１号公報（第３−４頁、図１−７）

ところで、特許文献１に開示されたブラシ周辺構造では、シールキャップに設けられた開口部に浸入する水が多すぎると排水が間に合わないおそれがあり、スリップリング周辺の防水性が不十分であるという問題があった。

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、スリップリング周辺の防水性を向上させ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。

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、回転子の回転軸に設けられたスリップリングと、スリップリングとブラシの周囲空間を包囲する包囲部材と、ブラシを含む電気部品を覆うリアカバーと、柔軟性、弾力性のある材料によって形成され、リアカバーの端面に垂直な向きに取り付けられて包囲部材の周囲を包囲するシール板とを備え、包囲部材は、ブラシと電気的に接続される接続端子が埋設されたブラシホルダと、ブラシホルダとともにスリップリングとブラシの周囲を包囲するスリップリングカバーとによって形成され、包囲部材によって形成された筒部が、回転軸を通すためにリア側フレームに形成された開口部の内周面に当接するように開口部側に突出しており、シール板の先端をリア側フレームに当接させ、包囲部材の周囲をさらにシール部材で覆っている。スリップリングとブラシの周囲空間を包囲する包囲部材の周囲をさらにシール板で覆うことにより、リアカバー内部においてこの包囲部材に到達する水の量を減らすことができるため、スリップリング周辺の防水性を向上させることができる。

また、上述したシール板は、車両への組み付け時に天方向となる一部領域について形成されていることが望ましい。防水性向上に必要な領域のみにシール板を取り付けることにより、シール板を小型化して材料費を削減するとともに、リアカバーの内部空間の有効利用を図ることができる。

また、上述したリアカバーは、シール板を挟み込む二重の衝立部を有し、二重の衝立部の間にシール板が組み込まれることが望ましい。これにより、シール板を二重の衝立部に挟み込むだけで取り付けることができ、シール板の組み込みおよび固定が容易となる。

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、一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す図である。図１に示す車両用交流発電機１００は、フロント側フレーム１、リア側フレーム２、固定子３、回転子４、電圧調整器６、ブラシ装置７、整流装置８、リアカバー９等を含んで構成されている。

フロント側フレーム１およびリア側フレーム２は、共に椀状の形状を有しており、これらの開口部間に固定子３を挟み込んだ状態で、複数本のボルトによって相互に固定されている。フロント側フレーム１およびリア側フレーム２のそれぞれの内周には固定子３が固定されている。また、フロント側フレーム１には円筒状の転がり軸受ボックス１１が一体に形成されており、リア側フレーム２には円筒状の転がり軸受ボックス２１が一体に形成されている。

固定子３は、固定子鉄心３１および固定子巻線３２を備えている。回転子４は、界磁巻線４１、ポールコア４２、４３、回転軸４４等を備えており、転がり軸受ボックス１１、２１に固定される一対の転がり軸受４５、４６により回転軸４４の一部が回転支持されることで、回転軸４４に固定された回転子４全体が回転軸４４を中心に回転自在に保持されている。ポールコア４２、４３の軸方向端面には、遠心型の冷却ファン４７、４８が取り付けられている。回転軸４４の前端にはプーリ５がナットにより結合されており、図示しない車両エンジンにより回転駆動される。さらに、リア側フレーム２の外側に位置する回転軸４４の後端には、一対のスリップリング４９、５０が設けられており、界磁巻線４１に電気的に接続されている。

電圧調整器６、ブラシ装置７、整流装置８等のいわゆる電気部品は、リア側フレーム２の外側の軸方向端面に、ボルト等の固定手段によって固定されている。電圧調整器６は、界磁巻線４１に流れる励磁電流を調整することにより、車両用交流発電機１００の出力電圧を制御する。ブラシ装置７は、整流装置８から回転子４の界磁巻線４１に励磁電流を流すためのものであり、回転子４の回転軸４４に形成されたスリップリング４９、５０のそれぞれに押圧するブラシが備わっている。整流装置８は、例えば三相の固定子巻線３２の出力電圧である三相交流電圧を整流して直流の出力電圧に変換する。

リアカバー９は、樹脂製であって、リア側フレーム２の外側に取り付けられる電圧調整器６、ブラシ装置７、整流装置８等の電気部品を覆って、これらを保護する。このリアカバー９は、ナットによってリア側フレーム２から延びるボルトに、整流装置８を挟み込んだ状態で締め付け固定されている。

ところで、本実施形態の車両用交流発電機１００は、ブラシ装置７の周囲、特に天方向にシール板９１が配置されている。図２は、ブラシ装置７の詳細構造を示す断面図であり、リア側フレーム２との係合状態が示されている。図３は、シール板９１の組み付け状態を示す断面図である。図４は、シール板９１の組み付け状態を示す平面図であり、図３のＩＶ−ＩＶ断面が示されている。

図２に示すように、ブラシ装置７は、接続端子７０が埋設される樹脂製のブラシホルダ７１と、スリップリング４９、５０に摺接する一対のブラシ７２、７３と、これらのブラシ７２、７３と接続端子７０とを電気的につなぐブラシ銅線としてのピグテール７４と、樹脂製のスリップリングカバー７５と、ブラシ７２、７３のそれぞれの先端をスリップリング４９、５０に押圧するスプリング７６、７７とを含んで構成されている。ブラシホルダ７１とスリップリングカバー７５によって、ブラシ７２、７３とスリップリング４９、５０の周囲を包囲する包囲部材が形成されている。

本実施形態では、ブラシホルダ７１の一部７１ａとスリップリングカバー７５の一部７５ａとが全体で筒部を形成しており、この筒部がリア側フレーム２に形成された回転軸４４を通すための開口部側に突出している。筒部の外周面を開口部の内周面に当接させることにより、スリップリング４９、５０の周辺空間の気密性を確保している。なお、従来構造のように、筒部の直径を開口部の直径より大きく設定し、筒部とリア側フレーム２の間にゴム等のシール板を挿入することで、スリップリング４９、５０の周辺空間の気密性を確保するようにしてもよい。また、ブラシホルダ７１の一部７１ａのみで筒部を形成してもよいし、スリップリングカバー７５の一部７５ａのみで筒部を形成してもよい。

次に、シール板９１の詳細について説明する。シール板９１は、柔軟性、弾力性のある材料（例えばシリコンゴム）によって形成され、リアカバー９の端面に垂直な向きに取り付けられて、ブラシホルダ７１とスリップリングカバー７５によって構成された包囲部材の周囲を包囲する。例えば、このシール板９１は、図３に示すように、車両への組み付け時に天方向（矢印Ａで示された向きであって地面と反対の向き）となる一部領域について形成されている。また、シール板９１は、その先端がリア側フレーム２の端面に当接する軸方向長さを有しており、リアカバー９を組み付けたときにシール板９１とリア側フレーム２の端面との間で隙間が生じないようになっている。なお、寸法精度等によって当接の程度が各車両用交流発電機１００毎に若干変形しても、柔軟性、弾力性のあるシール板９１が変形してその先端とリア側フレーム２の端面との間の当接状態が維持される。

リアカバー９は、シール板９１を挟み込む二重の衝立部９２、９３を有する。これら二重の衝立部９２、９３の間にシール板９１を挟み込むことにより、シール板９１がリアカバー９に組み込まれる。また、シール板９１の軸方向に沿った幅は、リアカバー９をリア側フレーム２に組み付けたときに、シール板９１の先端がリア側フレーム２の端面に当接するように設定されている。なお、図４では、リアカバー９の断面図において、衝立部９２、９３とシール板９１については、これらを側面から見た形状が示されている。

このように、本実施形態の車両用交流発電機１００では、スリップリング４９、５０とブラシ７２、７３の周囲空間を包囲する包囲部材の周囲をさらにシール板９１で覆うことにより、リアカバー９内部においてこの包囲部材に到達する水の量を減らすことができるため、スリップリング４９、５０周辺の防水性を向上させることができる。

また、シール板９１は車両への組み付け時に天方向となる一部領域について形成されており、防水性向上に必要な領域のみにシール板９１を取り付けることにより、シール板９１を小型化して材料費を削減するとともに、リアカバー９の内部空間の有効利用を図ることができる。また、リアカバー９に二重の衝立部９２、９３を備え、これら二重の衝立部９２、９３の間にシール板９１を組み込むことにより、シール板９１を二重の衝立部９２、９３に挟み込むだけで取り付けることができ、シール板９１の組み込みおよび固定が容易となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、シール板９１を車両組み付け時の天方向に配置したが、全周にわたって配置してもよい。

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。 ブラシ装置の詳細構造を示す断面図である。 シール板の組み付け状態を示す断面図である。 シール板の組み付け状態を示す平面図である。

符号の説明

１ フロント側フレーム
２ リア側フレーム
３ 固定子
４ 回転子
６ 電圧調整器
７ ブラシ装置
８ 整流装置
９ リアカバー
４１ 界磁巻線
４２、４３ ポールコア
４４ 回転軸
４７、４８ 冷却ファン
４９、５０ スリップリング
７１ ブラシホルダ
７２、７３ ブラシ
７５ スリップリングカバー
９１ シール板
９２、９３ 衝立部
１００ 車両用交流発電機

Claims (3)

1. 回転子の回転軸に設けられたスリップリングと、
   前記スリップリングとブラシの周囲空間を包囲する包囲部材と、
   前記ブラシを含む電気部品を覆うリアカバーと、
   柔軟性、弾力性のある材料によって形成され、前記リアカバーの端面に垂直な向きに取り付けられて前記包囲部材の周囲を包囲するシール板と、
   を備え、前記包囲部材は、前記ブラシと電気的に接続される接続端子が埋設されたブラシホルダと、前記ブラシホルダとともに前記スリップリングと前記ブラシの周囲を包囲するスリップリングカバーとによって形成され、
   前記包囲部材によって形成された筒部が、前記回転軸を通すためにリア側フレームに形成された開口部の内周面に当接するように前記開口部側に突出しており、
   前記シール板の先端を前記リア側フレームに当接させ、前記包囲部材の周囲をさらに前記シール部材で覆うことを特徴とする車両用交流発電機。
2. 請求項１において、
   前記シール板は、車両への組み付け時に天方向となる一部領域について形成されていることを特徴とする車両用交流発電機。
3. 請求項１または２において、
   前記リアカバーは、前記シール板を挟み込む二重の衝立部を有し、
   前記二重の衝立部の間に前記シール板が組み込まれることを特徴とする車両用交流発電機。

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