JPH0732571B2 - 交流発電機の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両用として好適な交流発電機の製造方法に
関し、特にスリップリング周辺部のシール構造に係わ
る。

［従来の技術］ 車両用交流発電機では、スリップリング周辺部への水や
油などの浸入を防止するため、従来より、シール部材を
介して組み付けられたブラシホルダとスリップリングカ
バーとによりスリップリングの外周部を保護している。

ところが、ブラシホルダとスリップリングカバーとは、
スリップリングの外周部を、シール部材を挟んでスリッ
プリングの径方向より覆うようにして組み付けられる
が、ねじ止めにより軸方向に固定したブラシホルダに対
し、スリップリングカバーは、リアカバーを固定する際
の軸方向の押圧力でブラシホルダと組み付けられる。

このため、ブラシホルダとスリップリングカバーとを組
み付けた際に、ブラシホルダとスリップリングカバーと
を径方向より押圧するように作用する力が弱く、ブラシ
ホルダとスリップリングカバーとの軸方向に沿った接触
面でのシール性が十分得られない。従って、この接触面
より水や油などが浸入してしまう可能性があった。

そこで、本件出願人は、特願昭62−296894号において、
ブラシホルダとスリップリングカバーとをスリップリン
グの径方向より組み付ける際に、組み付け部分を密着し
て嵌め合わせる構造とし、組み付けたブラシホルダとス
リップリングカバーとの軸方向の両端面のみにシール部
材を配設することで、軸方向のみの押圧力でスリップリ
ング周辺部のシール性を確保することのできる技術を提
案した。

この先願技術は、第12図に示すように、ブラシホルダ10
0に形成されるブラシ（図示しない）を収納するための
収納部100aの両端部に、軸方向に伸びて形成される凹部
101を設け、同じく、スリップリングカバー102の両端部
に凹部101と密着して嵌め合わされる凸部103を形成し、
凹部101と凸部103とをスライドさせながら密着して嵌め
合わせる構造としたものである。

このような構造により、ブラシホルダ100とスリップリ
ングカバー102との組み付け部である凹部101と凸部103
との接触面にシール部材を用いないでもシール性が得ら
れるため、軸方向のみにシール部材を配設すれば良く、
従って、リアカバーを固定する際の軸方向の押圧力のみ
でスリップリング周辺部のシール性を確保することがで
き、水や油などの浸入を防止することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、ブラシホルダ100およびスリップリングカバ
ー102は、一般に、樹脂成型により製造されるが、成型
条件あるいは金型の相違などにより、所望される寸法に
対して僅かな寸法誤差が生じる。

このため、シール性に影響を及ぼすブラシホルダ100の
凹部101の軸方向の長さh1とスリップリングカバー102の
凸部103の軸方向の長さh2とが同一とならず、ブラシホ
ルダ100の凹部101とスリップリングカバー102の凸部103
とを嵌め合わせた際に、第13図に示すように、軸方向に
段差（例えば0.4mm程度）Δh3が生じてしまう可能性が
あった。

従って、段差Δh3を有したまま軸方向の両端面にシール
部材104を配設した軸方向より押圧しても、段差部の僅
かな隙間より水や埃などが浸入してしまう課題があっ
た。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、スリップリング周辺部のシール性を向上させた交流
発電機の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、回転軸に設けら
れ、該回転軸と一体に回転するスリップリングと、該ス
リップリングに摺接するブラシを収納するための収納部
を有するとともに、該収納部の両端部で軸方向に形成さ
れる凹部または凸部を備えるブラシホルダと、両端部に
前記凹部または凸部と密着して嵌め合わされる係合部を
備え、前記ブラシホルダとともに前記スリップリングの
外周部を覆うスリップリングカバーと、前記凹部または
凸部と前記係合部とを密着して嵌め合わせることにより
組み付けられた前記ブラシホルダおよび前記スリップリ
ングカバーの軸方向における両端面に配設され、軸方向
の押圧力を受けて組め付けられるシール部材とを備えた
交流発電機において、前記ブラシホルダおよび前記スリ
ップリングカバーは、前記凹部または凸部と前記係合部
とを嵌め合わせた際に、前記凹部または凸部と前記係合
部との間で軸方向に所定量の段差が生じるように、前記
凹部または凸部と前記係合部とのどちらか一方の軸方向
の長さが他方の軸方向の長さより所定量長く形成され、
且つ、少なくとも軸方向に長く形成される方は熱可塑性
樹脂よりなり、前記凹部または凸部と前記係合部とを嵌
め合わせた際に生じた前記段差を熱加工により修正して
滑らかにした後、所定箇所に組み付けられることを技術
的手段とする。

［作用］ 上記構成よりなる本発明は、ブラシホルダに形成した凹
部または凸部と、スリップリングカバーに形成した係合
部とを嵌め合わせた際に、前記凹部または凸部と前記係
合部との間で軸方向に所定量の段差を生じるように形成
する。このとき、前記凹部または凸部と前記係合部とで
軸方向に長く形成される方が熱可塑性樹脂により形成さ
れる。

これにより、前記段差を熱加工により修正し、前記凹部
または凸部と前記係合部との軸方向の長さをほぼ同一と
して、ブラシホルダおよびスリップリングカバーの軸方
向の両端シール面を滑らかにする。

この後、ブラシホルダとスリップリングカバーとを一体
にスリップリングの外周部を覆うようにして所定の箇所
に組み付け、シール部材を介して軸方向の押圧力を受け
ることによりスリップリング周辺部のシール性を確保す
る。

［発明の効果］ 本発明によれば、ブラシホルダとスリップリングカバー
とを、スリップリングの外周部を径方向より覆うように
密着して嵌め合わせる構造とした場合に、ブラシホルダ
やスリップリングカバーの成型時の寸法誤差のために生
じる段差部からの水や油などの浸入を防止することがで
きる。

この結果、軸方向への押圧力のみで、確実にスリップリ
ング周辺部のシール性を確保することができる。

［実施例］ 次に、本発明の交流発電機の製造方法を図面に示す一実
施例に基づき説明する。

第１図は交流発電機の要部断面図を示す。

本実施例の交流発電機１は、外殻を形成するアルミニウ
ム合金製のフレーム２を備え、両側壁（第１図左右両
側）の中央部に配設した軸受３を介して回転軸４を回転
自在に支持している。なお、フレーム２は、略椀状をな
すフロントフレーム2aおよびリアフレーム2bより構成さ
れ、フロントフレーム2aおよびリアフレーム2bの開口部
同士を向い合わせた形で複数個のボルト５により組付固
定されている。

フロントフレーム2aより外側に突出した回転軸４の一方
の端部（第１図左側）には、Ｖベルト（図示しない）を
介してエンジンと連結されるプーリ６が取り付けられ、
リアフレーム2bより外側に突出した他方の端部には、銅
またはステンレス製のスリップリング７が組み付けられ
ている。

また、フレーム２内部では、ロータコイル８を巻回した
ロータコア９が回転軸４に固着され、スリップリング７
とともに交流発電機１のロータを構成している。

ロータコア９は、それぞれ６つの爪部10a、11aを有する
低炭素鋼製のフロント側コア10およびリア側コア11より
なり、互いの爪部10a、11aを向かい合わせ、噛み合うよ
うにして組み付けられている。

フロント側コア10およびリア側コア11は、鍛造成型によ
りそれぞれの中央部に円筒状部10b、11bが形成され、フ
ロント側コア10とリア側コア11とを組み合わせた際に、
その円筒状部10b、11bの外周面から爪部10a、11aの内周
面にかけて絶縁ボビン12が配設される。

また、フロント側コア10およびリア側コア11の外側両側
面には、ロータコア９を冷却するために、金属製の遠心
型冷却ファン13、14が回転軸４と同軸に固着されてい
る。

ロータコイル８は、円筒状部10b、11bの外周に絶縁ボビ
ン12を介して同心状に巻回され、巻き始めと巻き終わり
との端部がそれぞれスリップリング７と電気的に接続さ
れている。

ロータコア９の外周部には、ステータコア15aおよびス
テータコア15aに巻回されたステータコイル15bより構成
されるステータ15が配設され、ロータコア９の爪部10
a、11aと対向するようにフレーム２の内壁に固定されて
いる。

前述したリアフレーム2bの外側には、スリップリング７
の外周面と摺接するように設けられた電気黒鉛または金
属黒鉛よりなるブラシ16、このブラシ16およびブラシ16
と同時成型されたピグテール17を保持するブラシホルダ
18、ブラシホルダ18とともにスリップリング７の外周部
を保護するスリップリングカバー19、およびステータコ
イル15bの出力電流を整流するための整流器20などが設
けられ、リアカバー21により覆われている。なお、リア
カバー21は、複数個のボルト22によりリアフレーム2bに
固定される。

ブラシ16は、ブラシホルダ18内に収納されたブラシスプ
リング23によってスリップリング７の外周面に押圧さ
れ、スリップリング７の回転にともなって、スリップリ
ング７の外周面と摺接する。

ブラシホルダ18とスリップリングカバー19とは、スリッ
プリング７の外周部を覆うようにして一体に組み付けら
れ、リアカバー21を締め付け固定する際に、ブラシホル
ダ18とスリップリングカバー19との軸方向の両端面に配
設したゴム製シール部材24、25を介してリアフレーム2b
側に押圧される。

次に、ブラシホルダ18およびスリップリングカバー19の
構造および組み付けについて説明する。

イ）ブラシホルダ18の構造に関する説明。

なお、第２図はブラシホルダ18とスリップリングカバー
19との組み付け状態を示す斜視図、第３図および第４図
はブラシホルダ18の斜視図、第５図は第３図のＡ視図、
第６図は径方向におけるブラシホルダ18の断面図であ
る。

熱硬化性樹脂よりなるブラシホルダ18は、ブラシ16を収
納するための第１収納部26とピグテール17を収納するた
めの第２収納部27とを形成した箱部28を備え、箱部28の
スリップリング７側が、その表面積を拡大させるととも
に、スリップリング７の外周面に沿った凹曲面状に形成
された肉厚部29となっている。

第１収納部26と第２収納部27とは、第５図に示すように
それぞれ２か所設けられ、２つのブラシ16を軸方向に並
んで保持できるように形成されている。

また、ブラシホルダ18は、箱部28の径方向における両側
面28aに、金属板よりなるプラス側端子30およびマイナ
ス側端子31を突出させて一体にモールド成型している。
なお、プラス側端子30およびマイナス側端子31には、ブ
ラシホルダ18を整流器20およびICレギュレータ（図示し
ない）にねじ止めするためのねじ止め孔30a、31aが設け
られている。

肉厚部29の凹曲面状に形成された面32の径方向における
両端部には、第３図に示すように、軸方向の全長に亘っ
て断面長方形状の凹部33が形成されている。また凹部33
と第１収納部26との間には、軸方向に伸びる４か所の浅
い溝部34が形成されている。

肉厚部29の軸方向における両端面には、凹部33の底部側
の周りを囲む２か所のコの字状小突起部35a、35aと、こ
の２か所のコの字状小突起部35a、36aをつなぐように形
成された孤状小突起部35b、36bとからなる高さ0.5mm程
度の第１小突起部35、36が形成されている。

従って、凹部33の軸方向の長さは、肉厚部29の軸方向の
長さと肉厚部29の両端面に形成された第１小突起部35、
36の高さとを合計した長さとなる。

また、箱部28の軸方向における他端面28bには、他端面2
8bの2/3程の面積を有する平面部37が他端面28bよりも若
干高く形成されている。

さらに、肉厚部29の径方向における両端面には、それぞ
れ２個づつの凸部38が形成されている。

なお、ブラシ16は、第１図に示すように、それぞれブラ
シスプリング23とともにブラシホルダ18の第１収納部26
内に収容され、第２収納部27内に収容されるピグテール
17の一端が半田付けされて抜け落ちるのを防止してい
る。また、ピグテール17の他端は、箱部28の底部におい
て、プラス側端子30あるいはマイナス側端子31と半田付
けされ電気的に接続されている。

ロ）スリップリングカバー19の構造に関する説明。

なお、第７図はスリップリングカバー19の斜視図、第８
図はスリップリングカバー19の平面図、第９図はブラシ
ホルダ18とスリップリングカバー19とを組み付けた場合
の側面図である。

スリップリングカバー19は、回転軸４に組み付けられた
スリップリング７を覆い保護するためのもので、筒体の
周の約1/4を取り除いた形状を呈し、径方向の断面形状
が円周の約3/4となる。従って、スリップリングカバー1
9は、第７図および第８図に示すように、周方向に約3/4
円を呈する熱可塑性樹脂（例えばナイロン製）よりなる
略円筒状の周壁39により構成される。

周壁39の周方向における両端部には、ブラシホルダ18の
凹部33と嵌め合わされるための、軸方向に伸びる比較的
薄肉のＶ字状凸部（本発明の係合部）40が形成されてい
る。また、Ｖ字状凸部40の外側には、ブラシホルダ18の
凸部38と係合するかぎ状の突起部41が形成され、かぎ状
の突起部41のリアフレーム側（第７図上側）には、凸部
38と係止してスリップリングカバー19の軸方向の移動を
規制する係止部41aが形成されている。

さらに、Ｖ字状凸部40の内側には、ブラシホルダ18の凹
部33の内周側面に沿う平面部42が形成され、周壁39の内
周面には軸方向に伸びる複数個の棒状突出部43が形成さ
れている。

そして、周壁39の軸方向の両端面には、ブラシホルダ18
の第１小突起部35、36と同様に、高さ約0.5mm、幅約0.5
mmの第２小突起部44、45が周方向に形成され、Ｖ字状凸
部40につながっている。従って、Ｖ字状凸部40の軸方向
の長さは、周壁39の軸方向の長さと周壁39の両端面に形
成された第２小突起部44、45の高さとを合計した長さと
なる。

なお、Ｖ字状凸部40の幅L1（第８図参照）は、ブラシホ
ルダ18の凹部33の幅L2（第６図参照）より若干大きく形
成され、また、かぎ状の突起部41の先端とＶ字状凸部40
の先端との間の距離S1（第８図参照）は、ブラシホルダ
18の凹部33の底部と凸部38の先端までの距離S2（第６図
参照）よりも若干大きく形成されている。

さらに、第９図に示すように、周壁39の両端面に形成し
た第２小突起部44、45を含むスリップリングカバー19の
軸方向の長さ（Ｖ字状凸部40の軸方向の長さ）H1は、ブ
ラシホルダ18の肉厚部29の両端面に形成した第１小突起
部35、36を含む軸方向の長さ（凹部33の軸方向の長さ）
H2より若干長く（例えば０〜0.4mm程）なるように形成
される。従って、ブラシホルダ18の凹部33にスリップリ
ングカバー19のＶ字状凸部40を嵌め合わせた際に、軸方
向に所定量の段差ΔH3が生じる。

ハ）ブラシホルダ18とスリップリングカバー19との組み
付けに関する説明。

まず、スリップリングカバー19の軸方向の両端面を治具
（図示しない）により固定しておき、同じく治具により
保持されたブラシホルタ18の凹部33をスライドさせなが
らスリップリングカバー19のＶ字状凸部40に嵌め合わせ
る。このとき、ブラシホルダ18の凸部38をスリップリン
グカバー19のかぎ状の突起部41に沿って挿入する。

このように、ブラシホルダ18の凹部33とスリップリング
カバー19のＶ字状凸部40とを嵌め合わせ、例えば、第１
小突起部35と第２小突起部44との端面を同一平面とした
場合に、第９図に示したように、軸方向のＶ字状凸部40
の長さH1の方が、軸方向の凹部33の長さH2より所定量長
く形成されるため、第１小突起部36の端面と第２小突起
部45と端面との間に所定量の段差ΔH3が生じ、凹部33よ
りＶ字状凸部40が突出する。そこで、融点の低いスリッ
プリングカバー19の突出したＶ字状凸部40に、本発明の
熱加工である熱かしめを施し、段差ΔH3を修正して凹部
33とＶ字状凸部40とのつながりを滑らかにする。

これにより、ブラシホルダ18とスリップリングカバー19
とを組み合わせた際の軸方向の両端面がほぼ平坦化され
る。

なお、凹部33をスライドさせながらＶ字状凸部40に嵌め
合わせる際に、上述したように、Ｖ字状凸部40の幅L1が
凹部33の幅L2より若干大きく形成されていることから、
スリップリングカバー19のＶ字状凸部40にブラシホルダ
18の凹部33を圧入する形になる。

また、かぎ状の突起部41の先端とＶ字状凸部40の先端と
の間の距離S1が、ブラシホルダ18の凹部33の底部と凸部
38の先端までの距離S2よりも若干大きく形成されている
ことから、凹部33をＶ字状凸部40に嵌め合わせる際に、
Ｖ字状凸部40の先端が凹部33の底部の隅部に所定の締代
をもって挿入されることになる。

これらの結果、スリップリングカバー19のＶ字状凸部40
にブラシホルダ18の凹部33が密着して嵌め合わされ、シ
ール部材を用いなくても、ブラシホルダ18とスリップリ
ングカバー19との組み付け部分のシール性を確保するこ
とができる。

また、スリップリングカバー19のかぎ状の突起部41がブ
ラシホルダ18の凸部38と嵌め合わされることで、ブラシ
ホルダ18に対するスリップリングカバー19の姿勢を正確
に保持することができる。

このようにして、ブラシホルダ18とスリップリングカバ
ー19とを嵌め合わせた後、第１図に示すように、スリッ
プリング７の外周部を覆うようにして所定箇所に組み付
け、シール部材24、25を介在させてリアカバー21を締め
付け固定する。

この結果、シール部材24、25が押圧されて弾性変形し、
ブラシホルダ18とスリップリングカバー19との軸方向の
両端面をシールする。

なお、第10図にリアフレーム2b側に配設されるシール部
材24の斜視図を示し、第11図にリアカバー21側に配設さ
れるシール部材25の斜視図を示す。

リアフレーム2b側のシール部材24は発泡シリコンゴムに
より形成され、第10図に示すように、スリップリングカ
バー19の第２小突起部44に当接する円筒状部2aと、ブラ
シホルダ18の平面部37と当接する矩形状部24bとからな
る。

また、リアカバー21側のシール部材25はゴムにより形成
され、第11図に示すように、回転軸４の端部に対応する
円筒部25aと、円筒部25aの外周部分に形成され、スリッ
プリングカバー19の第２小突起部45およびブラシホルダ
18の第１小突起部36が当接するための周状の溝部25b
と、図中波線で示すように円筒部25aの内外をつなぐ通
路25cと、この通路25cの出口部分を覆う保護部25dとか
らなっている。

上述したように、ブラシホルダ18とスリップリングカバ
ー19とを密着して嵌め合わせる構造とし、樹脂成型の際
に生じる寸法誤差を利用して、ブラシホルダ18とスリッ
プリングカバー19との軸方向の段差ΔH3を熱かしめする
ことにより、軸方向への押圧力だけでスリップリング７
周辺部のシール性を確保することができ、水や油などの
浸入を防止することができる。

また、ブラシホルダ18の凹部33と嵌め合わされる本発明
の係合部として薄肉状のＶ字状凸部40を形成し、そのＶ
字状凸部がブラシホルダ18の凹部33と所定の締代を持っ
て嵌め合わされるため、スリップリングカバー19のかぎ
状の突起部41とブラシホルダ18の肉厚部29側面との間よ
り油などが浸入しても、薄肉状のＶ字状凸部40で確実に
シールすることができる。

さらに、ブラシ16が収納される第１収納部26の周りに４
か所の浅い溝部34を形成したことにより、万一、少量の
油が上述した薄肉状のＶ字状凸部40を通って内部に浸入
したとしても、油が浅い溝部34に溜まり、ブラシ16に付
着するようなことはない。

（実施例） 上記した実施例では、ブラシホルダ18に凹部を、スリッ
プリングカバー19に凸部を設けたが、ブラシホルダ18に
凸部を、スリップリングカバー19に凹部を設けても良
い。

また、段差ΔH3に熱かしめを施すためにスリップリング
カバー19を熱可塑性樹脂により形成したが、ブラシホル
ダ18の凹部33の軸方向の長さH2をスリップリングンカバ
ー19のＶ字状凸部40の軸方向の長さH2より長く形成し、
ブラシホルダ18を熱可塑性樹脂により形成して熱かしめ
を施しても良い。

本発明の係合部として、スリップリングカバー19に薄肉
状のＶ字状凸部40を形成したが、薄肉状の凸部を１つ、
あるいは３つ以上としても良い。

ブラシホルダ18の凹部33とスリップリングカバー19のＶ
字状凸部40とで、Ｖ字状凸部40の軸方向の長さが凹部33
の軸方向の長さより若干長くなるように形成したが、逆
に、凹部33の軸方向の長さがＶ字状凸部40の軸方向の長
さより若干長くなるように形成し、突出した凹部33を熱
かしめすることで段差ΔH3を修正するようにしても良
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は交流発電機の要部断面図、第２図はブラシホル
ダとスリップリングカバーとの組み付け状態を示す斜視
図、第３図および第４図はブラシホルダの斜視図、第５
図は第３図のＡ視図、第６図は径方向におけるブラシホ
ルダの断面図、第７図はスリップリングカバーの斜視
図、第８図はスリップリングカバーの平面図、第９図は
ブラシホルダとスリップリングカバーとを組み付けた際
の側面図、第10図および第11図はシール部材の斜視図、
第12図および第13図は本件出願人の先願例を示すブラシ
ホルダとスリップリングカバーとの斜視図および組み付
け状態を示す側面図である。 図中 １……交流発電機、４……回転軸、７……スリッ
プリング、16……ブラシ、18……ブラシホルダ、19……
スリップリングカバー、24、25……シール部材、33……
凹部、40……Ｖ字状凸部（係合部）、ΔH3……段差

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に設けられ、該回転軸と一体に回転
   するスリップリングと、 該スリップリングに摺接するブラシを収納するための収
   納部を有するととに、該収納部の両端部で軸方向に形成
   される凹部または凸部を備えるブラシホルダと、 両端部に前記凹部または凸部と密着して嵌め合わされる
   係合部を備え、前記ブラシホルダとともに前記スリップ
   リングの外周部を覆うスリップリングカバーと、 前記凹部または凸部と前記係合部とを密着して嵌め合わ
   せることにより組み付けられた前記ブラシホルダおよび
   前記スリップリングカバーの軸方向における両端面に配
   設され、軸方向の押圧力を受けて組み付けられるシール
   部材とを備えた交流発電機において、 前記ブラシホルダにおよび前記スリップリングカバー
   は、前記凹部または凸部と前記係合部とを嵌め合わせた
   際に、前記凹部または凸部と前記係合部との間で軸方向
   に所定量の段差が生じるように、前記凹部または凸部と
   前記係合部とのどちらか一方の軸方向の長さが他方の軸
   方向の長さより所定量長く形成され、且つ、少なくとも
   軸方向に長く形成される方は熱可塑性樹脂よりなり、前
   記凹部または凸部と前記係合部とを嵌め合わせた際に生
   じた前記段差を熱加工により修正して滑かにした後、所
   定箇所に組み付けられることを特徴とする交流発電機の
   製造方法。