JP4715599B2

JP4715599B2 - 車両用交流発電機

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Publication number: JP4715599B2
Application number: JP2006106669A
Authority: JP
Inventors: 裕二伊藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2026-04-07
Also published as: JP2006314190A

Description

本発明は、車両のエンジンに取り付けられる車両用交流発電機に係り、とくに、この交流発電機の出力である電力を供給するケーブルの引き出し方向を決める機構を備えた車両用発電機に関する。

一般に、エンジンを駆動力とする車両の多くは、そのエンジンの回転に付勢された発電を行なう交流発電機（オルタネータ）を備えている。この交流発電機から、その出力、すなわち発電電力をバッテリなどに供給するためのケーブル（出力ケーブル）が引き出されている。

この出力ケーブルの引き出し方向の設定に関して、従来、特許文献１に記載の構造が知られている。すなわち、この特許文献１に記載の構造によれば、交流発電機の出力端子を絶縁保護するインシュレータを備える。そして、このインシュレータの回り止め機能を果たすための嵌合部を車両用交流発電機の本体側に設け、インシュレータの位置決めをすると共に、この位置決めにより、インシュレータを固定するためのナット及び車両側出力端子を締め付け固定する時の、インシュレータの出力端子軸まわりの回転を防止している。
特開２００２−１０５６８号公報

しかしながら、上述した従来技術による位置決め構造の場合、インシュレータの位置は常に予め設定された１方向に限定され、汎用性に欠けるという不都合があった。

この不都合の背景は以下のようである。車両側のケーブルのはい回しは、車両により個々に設定されるものである。このため、一定の方向性を持つインシュレータ（ケーブルの取り出し方向を決定するガイド部を有している）を使用する場合、同一形状のインシュレータであっても、車両側の要求に因り、車両側ケーブルの取り出す方向が異なることがある。この場合、方向が変わる毎に、インシュレータを新設し、ガイド部を必要な位置に設定し直す必要があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、インシュレータを新規に製作せずとも、異なる方向へのケーブルの取り出しに対応可能な、汎用性の高い車両用交流発電機を提供することを目的とする。

本発明は、車両に搭載されたエンジンに取り付けられる車両用交流発電機において、交流発電機で発電された電力を車両に搭載されたバッテリに供給するためのケーブルの一端が接続される出力端子と、この出力端子を保護するための、電気的な絶縁材料で形成されたインシュレータと、ケーブルを出力端子から所望の方向へ導くガイド部と、ガイド部がケーブルを導く方向を複数の所定方向の中から選択的に設定させる方向設定手段とを備え、ガイド部はインシュレータと一体に形成され、ガイド部及びインシュレータは樹脂性の材料で形成されており、出力端子は出力端子の長手方向に沿う軸方向を有し、ガイド部がケーブルを導く複数の方向は、出力端子の軸方向に直交する面内で径方向に放射状に延びる複数の方向であり、方向設定手段は、インシュレータと交流発電機内で固定された部品とを、方向を選択的に設定可能な状態で相互に嵌合させる嵌合部を有し、部品は、電力供給のための回路部品の一部を担う整流器を搭載した整流装置の一部の機構部品であり、嵌合部は、整流装置の一部の機構部品に形成された第１の嵌合部と、第１の嵌合部に嵌合可能であってインシュレータに形成された第２の嵌合部とを備え、第１及び第２の嵌合部は、それぞれ、互いに同軸状に嵌合される嵌合部であって、互いに対向する円周面上に沿って形成された凹凸を有し、第１の嵌合部（２４Ａ）には、略ドーナッツ状の第１円周部（２４Ｂ）を残すように、その所定位置を中心に所定径の貫通孔（２４Ｃ）が空けられており、第１円周部（２４Ｂ）の内周に沿って凹凸をなす凹形状部（２４Ｄ）が形成されており、第２の嵌合部（３０Ｂ）には、略ドーナッツ状の第２円周部（３０Ｃ）を残すように、その所定位置を中心に所定径の貫通孔（３０Ｄ）が空けられており、第２円周部（３０Ｃ）の外周に沿って、凹形状部（２４Ｄ）に噛み合うことが可能な凹凸をなす凸形状部（３０Ｅ）が形成されていることを特徴とする。

この車両用交流発電機によれば、当該発電機の本体（車両用交流発電機のインシュレータを除いた部分）に対して、ガイド部の複数の取り出し方向に対応できるため、インシュレータの汎用性が高まる。

この車両用交流発電機においては、嵌合部を形成する、インシュレータ側及び固定部品側の両凹凸が嵌合可能な任意の位置でインシュレータを装着することが可能となる。このため、１種類のインシュレータであっても、ガイド部の複数の取り出し方向に選択的に対応できる。また、インシュレータを固定するためのナット及び車両側出力端子を締め付け固定するナットの締め付け時におけるインシュレータの出力端子の軸まわりの回転を防止することができる。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両用交流発電機（以下、交流発電機と呼ぶ）について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２は、一実施形態の交流発電機の全体構成を示す図である。

この交流発電機１００は、フロントハウジング１、リアハウジング２、固定子４、回転子１０、整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６、カバー２７等を含んで構成されている。

フロントハウジング１およびリアハウジング２は共に椀状の形状を有しており、これらの開口部同士を直接当接させた状態で、複数本のボルト３によって相互に連結・固定されている。フロントハウジング１の内周には固定子４が固定されている。また、フロントハウジング１には円筒状のベアリングボックス７が一体に形成されており、リアパウジング２には鉄製のベアリングボックス８がローレットを有するボルト９によって取り付けられている。

固定子４は、固定子鉄心５および固定子巻線６を備えている。

回転子１０は、界磁巻線１１、ポールコア１２、１３、シャフト１４等を備えており、ベアリングボックス７、８に固定される一対のベアリング１５、１６により回転自在に保持されている。ポールコア１２、１３の軸方向端面には遠心型の冷却ファン１７、１８が取付けられている。フロント側冷却ファン１７は、界磁コイル１１ヘの冷却風を生成するように、ブレードが回転子１０の回転方向に対して前傾させた斜流式の構造になっている。シャフト１４の前端には、プーリ１９がナット２０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。リアハウジング２の外側に位置するシャフト１４の後端には、一対のスリップリング２１、２２が設けられており、界磁コィル１１に導体２３を介して電気的に接続されている。

整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６等の、いわゆる電気部品は、リアハウジング２の外側の軸方向端面に、ボルト９等の固定手段によって固定されている。整流装置２４は、例えば三相の固定子巻線６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。電圧制御装置２５は、界磁巻線１１に流れる励磁電流を調整することにより、交流発電機１００の出力電圧を制御する。ブラシ装置２６は、整流装置２４から回転子１０の界磁巻線１１に励磁電流を流すためのものであり、回転子１０のシャフト１４に形成されたスリップリング２１、２２のそれぞれに抑圧するブラシが備わっている。

カバー２７は、金属製であって、リアハウジング２の外側に取り付けられる整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６等の電気部品を覆って、これらを保護する。このカバー２７は、ナット２８によってリアハウジング２から延びるボルト９に、整流装置２４を挟み込んだ状態で締め付け固定されている。また、カバー２７は、ブラシ装置２６の周辺に冷却風導入窓を有している。

上述した構造を有する交流発電機１００は、ベルト等を介してプーリ１９に車両エンジンから回転力が伝えられると、回転子１０が所定方向に回転する。この状態で回転子１０の界磁巻線１５に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア１２、１３のそれぞれの爪部が励磁され、固定子巻線６に三相交流電圧を発生させることができる。この結果、整流装置２４に設けられた円筒状の出力端子２９から所定の直流電流が取り出される。

出力端子２９を絶縁保護する樹脂製のインシュレータ３０は発電機本体ＧＢと嵌合しナット３１により締め付け固定される。ここで、発電機本体ＧＢとは、この交流発電機１００のうちのインシュレータ３０を除く本体部を言う。尚、インシュレータ３０には、出力端子２９に接続されたケーブルＣＢ（図５参照）を所定方向に引き出すためのガィド部３０Ａが一体に設けられている。

次に、インシュレータ３０と交流発電機本体に配置された整流装置２４との嵌合部を詳述する。

図１，３及び４に示すように、整流装置２４は、略半ドーナッツ板状を成してシャフト１４にほぼ直交するように当該シャフト１４の周りに固設される第１及び第２の２つの整流器ブロック２４１及び２４２を備える。この第１及び第２の整流器ブロック２４１、２４２は、それぞれ、略半ドーナッツ板状の放熱フィンＦＮと、この放熱フィンＦＮにそれぞれ設置され且つ前述した整流作用を担う複数の整流器ＤＤとを備える。

この第１及び第２の整流器ブロック２４１、２４２のうちの一方の整流器ブロック、ここではシャフト１４の軸方向の外側に設置される第１の整流器ブロック２４１の一方の端部が、図３に示すように、板状且つへら状の延長部材４０によって、一体化された板状を成すように延長されている。この延長部材４０は、本実施形態では、第１の整流器ブロック２４１の一部を成す。

この延長部材４０の一端部において、その肉厚方向の一方の側面に、平板状で且つ略円形を成す整流装置側の樹脂性の嵌合部２４Ａが形成されている。この嵌合部２４Ａには、略ドーナッツ状の円周部２４Ｂを残すように、その所定位置を中心に所定径の貫通孔２４Ｃが空けられている。円周部２４Ｂの内周に沿って、一定ピッチの凹凸を成す凹状の凹形状部（歯）２４Ｄが形成されている。

一方、図４に示すように、インシュレータ３０は、その設置時の側面の一部から上述したガイド部３０Ａが一体に延設されている。また、このインシュレータ３０には、その底部の外側の面に樹脂性の嵌合部３０Ｂが形成されている。これらガイド部３０Ａ及び嵌合部３０Ｂは、樹脂性材料を用いて、インシュレータ３０に一体形成されている。なお、ガイド部３０Ａ及び嵌合部３０Ｂはそれぞれ別体として形成し、インシュレータ３０に固設するようにしてもよい。

嵌合部３０Ｂには、略ドーナッツ状の円周部３０Ｃを残すように、その所定位置を中心に所定径の貫通孔３０Ｄが空けられている。つまり、インシュレータ３０の底部及び嵌合部３０Ｂには、貫通孔３０Ｄによる孔が空けられている。

円周部３０Ｃの外周に沿って、前述した第１の整流器ブロック２４１の側の嵌合部２４Ａの歯２４Ｄの噛み合うことが可能な、一定ピッチの凹凸を成す凸形状部（歯）３０Ｅが形成されている。

このため、出力端子２９がインシュレータ３０の底部を貫通するように、第１の整流器ブロック２４１の延長部材４０の凹形状部２４Ｄに、インシュレータ３０の凸形状部３０Ｅを同軸状に差し込む。この差込のときに、出力端子２９の軸方向周りの角度、すなわち、出力ケーブルＣＢの引き出し方向が車両側から要請され所望方向に一致するように、凹形状部２４Ｄと凸形状部３０Ｅの嵌合角度を調整する。

このように、インシュレータ３０が装着される発電機本体ＧＢの側に配置された整流装置２４の嵌合部２４Ａには、円周上に等間隔に凹形状部２４Ｄが形成される。インシュレータ３０には、この凹形状部２４Ｄに嵌合する凸形状部３０Ｅが形成される。これにより、図５，６に示すように、嵌合可能な任意の角度位置にインシュレータ３０を設定することが可能となると共に、インシュレータ３０のガイド部３０Ａを車両側から要求される所望の配線取り出し方向に対応した方向に取り付けることが可能となる。つまり、整流装置２４の嵌合部２４Ａにインシュレータ３０の嵌合部３０Ｂを嵌合させるときの嵌合角度（出力端子２９を中心とする軸周りの角度）を変えることで、ガイド部３０Ａを３０Ａ（１）、３０Ａ（２）、…の任意の角度に選択的に位置決めすることができる。この角度の位置決めは、本実施形態の場合、所定ピッチで３６０度にわたって可能である。したがって、ガイド部３０Ａ、すなわち出力端子２９の引き出し方向が変わっても、このインシュレータ３０の一種類で対応でき、その汎用性が高い。

また、凹形状部２４Ｄと凸形状部３０Ｅとの嵌合によりインシュレータ３０を固定し、さらに出力端子２９を締め付け固定するためのナット３１を締め付ける際に発生する、インシュレータ３０の出力端子２９の軸まわりの回転を防止することができる。

さらに、本実施形態に係る凹形状部２４Ｄと凸形状部３０Ｅは、それらの円周方向に渡って一定ピッチで相互に噛み合うので、上述した締め付け固定に対する耐性も高い。このため、相互の嵌合部２４Ａ，３０Ｂを樹脂性材料で形成する場合でも、締め付け固定の圧力にも耐えることができる。

尚、本実施例では、凹形状部２４Ｄ及び凸形状部３０Ｅはそれらの各円周方向に沿って等問隔に配置されているが、ガイド部３ＯＡの取り出し方向を複数設定できるのであれば、必ずしも等間隔にしなくても良いことは言うまでもない。一例として、図７に示すように、凹形状部２４Ｄ及び凸形状部３０Ｅをそれらの円周方向の複数の角度において、その角度毎に一定範囲に渡って形成してもよい。これにより、その複数の角度に対応した分だけの引き出し方向のオプションが得られる。また、凹形状部２４Ｄ及び凸形状部３０Ｅの形状は、必ずしも断面矩形状を成していなくてもよい。例えば、断面が三角形状であってもよい。

本発明の一実施形態に係る交流発電機の構成を説明する一部破断した断面図。実施形態に係る交流発電機をリアカバーの側より見た側面図。実施形態に係る交流発電機の整流装置の一部を成す第１の整流器ブロックの嵌合部を説明する当該ブロックの肉厚方向からみた側面図。実施形態に係るインシュレータの嵌合部を説明する当該インシュレータの肉厚方向からみた側面図。第１の整流器ブロックとインシュレータの組み付け状態を説明する図。図５のＶＩ−ＶＩ線に沿って見た側面図。変形例に係る整流器ブロックとインシュレータの嵌合部を説明する図。

符号の説明

４固定子
１０回転子
２４整流装置
２４Ａ嵌合部
２４Ｂ円周部（第１の円周部）
２４Ｃ貫通孔
２４Ｄ凹形状部
２５電圧制御装置
２９出力端子
３０インシュレータ
３０Ａガイド部
３０Ｂ嵌合部
３０Ｃ円周部（第２の円周部）
３０D 貫通孔
３０Ｅ凸形状部
４０延長部材
１００交流発電機
２４１第１の整流器ブロック
２４２第２の整流器ブロック
ＧＢ発電機本体
ＣＢ出力ケーブル

Claims

車両に搭載されたエンジンに取り付けられる車両用交流発電機において、
当該交流発電機で発電された電力を前記車両に搭載されたバッテリに供給するためのケーブルの一端が接続される出力端子と、
この出力端子を保護するための、電気的な絶縁材料で形成されたインシュレータと、
前記ケーブルを前記出力端子から所望の方向へ導くガイド部と、
前記ガイド部が前記ケーブルを導く方向を複数の所定方向の中から選択的に設定させる方向設定手段とを備え、
前記ガイド部は前記インシュレータと一体に形成され、前記ガイド部及び前記インシュレータは樹脂性の材料で形成されており、
前記出力端子は前記出力端子の長手方向に沿う軸方向を有し、前記ガイド部が前記ケーブルを導く前記複数の方向は、前記出力端子の軸方向に直交する面内で径方向に放射状に延びる複数の方向であり、
前記方向設定手段は、前記インシュレータと前記交流発電機内で固定された部品とを、前記方向を選択的に設定可能な状態で相互に嵌合させる嵌合部を有し、
前記部品は、前記電力供給のための回路部品の一部を担う整流器を搭載した整流装置の一部の機構部品であり、
前記嵌合部は、
前記整流装置の一部の前記機構部品に形成された樹脂性の第１の嵌合部と、
前記第１の嵌合部に嵌合可能であって前記インシュレータに形成された樹脂性の第２の嵌合部とを備え、
前記第１及び第２の嵌合部は、それぞれ、互いに同軸状に嵌合される嵌合部であって、互いに対向する円周面上に沿って形成された凹凸を有し、
前記第１の嵌合部（２４Ａ）には、略ドーナッツ状の第１円周部（２４Ｂ）を残すように、その所定位置を中心に所定径の貫通孔（２４Ｃ）が空けられており、前記第１円周部（２４Ｂ）の内周に沿って凹凸をなす凹形状部（２４Ｄ）が形成されており、
前記第２の嵌合部（３０Ｂ）には、略ドーナッツ状の第２円周部（３０Ｃ）を残すように、その所定位置を中心に所定径の貫通孔（３０Ｄ）が空けられており、前記第２円周部（３０Ｃ）の外周に沿って、前記凹形状部（２４Ｄ）に噛み合うことが可能な凹凸をなす凸形状部（３０Ｅ）が形成されていることを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１に記載の車両用交流発電機において、
前記第１及び第２の嵌合部の前記凹凸は、それぞれ、前記円周面に沿って一定の等間隔で形成されていることを特徴とする車両用発電機。