JPH082162B2 - 車両用交流発電機の軸受装置 - Google Patents

車両用交流発電機の軸受装置

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JPH082162B2
JPH082162B2 JP59173532A JP17353284A JPH082162B2 JP H082162 B2 JPH082162 B2 JP H082162B2 JP 59173532 A JP59173532 A JP 59173532A JP 17353284 A JP17353284 A JP 17353284A JP H082162 B2 JPH082162 B2 JP H082162B2
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JP
Japan
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bearing
load
pulley
bearings
outer ring
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JP59173532A
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JPS6152134A (ja
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中村  重信
勝太郎 岩城
太郎 旭
井畑  幸一
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日本電装株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1732Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用交流発電機の軸受装置の改良に関す
るものである。
〔従来の技術〕
従来周知の車両用交流発電機の軸受装置部の構成は、
第2図にその要部縦断面図を示す通りで、単列ベアリン
グ11″を保持するベアリングボックス19と図示しないス
テータ、レクチファイヤ等を保持するハウジングとを一
体でアルミダイカストで形成しており、前記ベアリング
ボックス19の外周辺には、内部のステータ、ロータ等の
発熱物を冷却する為の通風窓9−bが設けられ、第3図
に前記第2図図示のQ矢視拡大模式図を示す如く、前記
ベアリングボックス19は複数本のスポーク29によりハウ
ジングに固定されている。ベアリング外輪11−bはベア
リングボックス19に固定され、ベアリング内輪11−aは
シャフト4を介して固定されたプーリ12によりベルト駆
動される。ベルト20に加えられたテンションによるベア
リング11″のラジアル荷重Pは、第4図にベアリングの
歪みを示す部分拡大断面図を示す如く、荷重のかかる負
荷圏に位置する複数個のボール11−C1,11−C2,11−C3
介して外輪11−bに伝えられる。この時、ベアリングボ
ックスはアルミであるため剛性がなく歪みやすいのに対
し、スポーク29部の径方向剛性は非常に強く、ベアリン
グボックス全体の剛性が非常にアンバランスとなりボー
ル通過による外輪の繰り返し歪み(δ)によるボールの
負荷分担くずれによって、スポーク部に荷重集中が起こ
り、早期にこのスポーク部のボール軌道上に疲労剥離が
生じ、寿命が低価するという問題があった。これに対し
て、従来、ベアリングのサイズと負荷容量の大きなもの
に変更したり、外輪肉厚を増してベアリングの外形のみ
を増して外輪剛性を増し、負荷分担崩れを軽減する要よ
うにしていた。しかし、特に小型の発電機については、
ベアリング外径を大きくすると通風窓9−bは大幅に減
少するため冷却風量が減って、内部のステータ、ロータ
の温度が上昇してしまい、出力低下や早期の熱劣化寿命
となるという問題があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の車両用交流発電機の整流装置においては、ボー
ル通過による外輪11−bの繰り返し歪(δ)によるボー
ルの負荷分担くずれによってスポーク29部に荷重集中が
起こり、早期にこのスポーク29部のボール軌道上に疲労
剥離が生じ、寿命が低下するという問題点があった。
また、ベアリングの外輪剛性を増すために、ベアリン
グ外径を大きくすると、通風窓の面積が減り、冷却性能
が低下するという問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、ベアリングボックスの外周に通風開口を有
し、ベルトテンションによる荷重の加えられるブーリ側
のベアリングとして、複数列のボールベアリングを用
い、ベアリングの内輪と外輪がそれぞれ一体であり、ボ
ール軌道を複数列設けた。
〔作用〕
フレームの通風窓面積を変えることなく、スポーク部
にあるボール軌道上に生ずるベアリング荷重集中を分散
して低減することができ、車両用交流発電機の冷却性能
の低下及びベアリングの寿命低下を防止することができ
る。
〔実施例〕
以下、本発明を図に示す実施例について説明する。
第5図は、本発明になる軸受装置の一実施例を適用し
た車両用交流発電機の全体構成を示す縦断面図、第1図
は前期第5図図示の軸受装置部の拡大部分断面図で、発
電機外殻をなすハウジングは一対のフレーム9,9´より
なり、このフレーム9,9´は共に実質的に椀状をなし、
その開口側部側を直接接合させて、複数個の対になった
スタットボルト10、ナット8(一対のみ図示)により相
互に固定されている。ステータ2は、ステータコア2−
aおよびこれに巻かれたステータコイル2−bから構成
されている。両フレーム9,9´の側面部中央には発電機
内部に向かって突出する円筒状のベアリングボックス1
9,19´が形成され、それぞれに複列ベアリング11、単列
ベアリング11´が取付けられ、この両ベアリング11,11
´にシャフト4が回転自在に仕持されている。シャフト
4には前記ステータ2の内側に位置するように回転子を
構成するランデル型である一対の爪形ポールコア1,1´
が機械的に固定されて前記ポールコア1,1´の両側面に
はステータ2の内径よりも小さい径の遠心型冷却ファン
7,7´がシャフト4に同心に、羽根7−a,7−a´をポー
ルコア1,1´に対して反対方向に向けて適宜の手段によ
りポールコア1,1´に密着して固定されている。前記一
対のフレーム9,9の両側面には、前記ファン7,7´の羽根
7−a,7−a´に適宜なギャップを持って対向したシュ
ラウド9−a,9−a´が形成され、このシュラウド9−
a,9−a´はファン7,7´のガイド板の役目を果してい
る。また両フレーム9,9´の両側面のベアリング11,11´
の近傍にはファン7,7´により冷却風がフレーム内部に
吸入されるように通風窓9b,9b´が形成されており、ス
テータコイル2−bの外周に位置する部分には冷却を終
えた熱風として叶出するための叶出窓9−c,9−c´が
形成されている(叶出窓9−c´は図示せず)。また、
第3図に第1図図示のQ矢視拡大部分図を示すように、
ベアリングボックス19の外周部には、放射状にベアリン
グボックス19を保持するようにスポーク29がフレーム9
と一体に形成されている。フレーム9の外側に配置され
たプーリ12は、ベアリング11に対してナット13により押
圧することによりシャフト4に結合されている。よっ
て、前記プーリ12は図示しないエンジンの回転をシャフ
ト4に伝達し、回転させる。フレーム9,9´により形成
された外枠のプーリ12の側とは反対の外側には、ダイオ
ードを備えた図示しないダイオードフィン14、ロータコ
イル5に励磁電流を供給するブラシ15−aを内部に保持
するブラシホルダ15、および出力電圧を調整する1Cレギ
ュレータ(図示せず)の各電気機能部品がリアカバー16
と共にフレーム9´に固定されている。前記リアカバー
16は前記ダイオードフィン14、ブラシホルダ15、レギュ
レータを取り囲むように形成され、側面にはレギュレー
タ冷却穴、ダイオード冷却穴が適宜開けられている。そ
して前記複列ベアリング11は、内輪11−a、外輪11−b
に同一ピッチでボール11−cの軌道を複数本有してい
る。各軌道の保持器11−eはそれぞれ独立しており、ベ
アリング内部には潤滑用グリースが封入され、両端のシ
ール11−d,11−d´によってグリース洩れ、外部からの
異物浸入が防止されている。
〔発明の効果〕
プーリ12がベルト駆動される時、ベルトテンションに
よるベアリングのラジアル荷重Pは、前記第4図に示す
通り、荷重のかかる負荷圏に位置する複数個のボール1
−c1,11−c2,11−c3を介して外輪11−bに伝えられる。
この時、ベアリングボックス19の剛性はスポーク29の径
方向の剛性が非常に強く、その他の部分で弱いため、剛
性アンバランスとなり、ボール通過による外輪の繰り返
し歪(δ)によるボールの負荷分担くずれによって、ス
ポーク部に対応する位置に荷重集中が起こり、従来の単
列ベアリングの場合には、早期にこのスポーク部分の外
輪11−bの軌道上に疲労剥離が生じたが、本発明になる
軸受装置においては複列ベアリングを用いているから、
前記荷重集中をボール軌道の数だけ分割して分散荷重と
し、集中荷重を低減することができるため、前記疲労剥
離を防止することができ、冷却風量を確保して車両用交
流発電機の冷却性能を損なうことなく、ベアリングの寿
命を向上させることができるという効果が大である。
次に、第6図に示すように従来の単列ベアリングを2
ケ並べて使用する場合と比較して、本発明のように複列
ベアリングを使用した場合の効果について説明する。
単列ベアリングを2ケ並べて使用する場合には、2
列のベアリングのラジアル方向の隙間が異なり、荷重に
対する各列の分担荷重は、第7図に示すラジアル隙間と
アンバランス荷重の関係図のようにアンバランスとな
り、このためベアリング寿命は、第8図に示すラジアル
隙間差と寿命低下の関係図のように、急激に低下する。
これに対し、本発明のように複列ベアリングを使用する
場合には、内輪、外輪は夫々一体化してあり、軌道の同
時加工が行なえるため、両軌道間の同軸度等の精度向上
ができると共に、列間のラジアル隙間差を小さくおさえ
るようにボールを選定して、予め組むことができるとい
う効果がある。
単列ベアリングを2ケ並べた場合には、ベアリング
間のシールに挟まれた空間は、利用不可能であるが、複
列ベアリングでは、軌道間の空間は、すべてグリース溜
りとして利用できるため、軸方向長さは単列ベアリング
を2ケ並べた場合よりも短くできるという効果がある。
更に、複列ベアリングの効果として、疲労剥離に対し
て、ベアリングサイズを増して負荷容量を大きくした
り、外輪肉厚を増して外輪剛性を上げたりして冷却風の
通風窓9−bが小さくなるのに対し、ベアリングの外径
を大きくしなくてよいために、通風窓を小さくしないで
済み、特に、小型の交流発電機では通風窓面積の減少に
よる温度上昇が急激であるため、複列化の効果はより一
層大きなものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明になる車両用交流発電機の軸受装置の一
実施例の構成を示し、後述の第5図図示の軸受装置部の
拡大部分断面図、第2図は従来周知の車両用交流発電機
の軸受装置部の構成を示す要部縦断面図、第3図は前記
第1図及び第2図図示のQ矢視拡大模式図、第4図は第
2図図示の従来の軸受装置の単列ベアリングの歪みを示
す部分拡大断面図、第5図は本発明になる軸受装置の一
実施列を適用した車両用交流発電機の全体構成を示す縦
断面図、第6図は従来の単列ベアリングを2ケ並べた場
合の断面模式図、第7図は前記第6図図示のボールベア
リングの場合のラジアル隙間とアンバランス荷重の関係
図、第8図は前記第6図図示ボールベアリングの場合の
ラジアル隙間差と寿命低下の関係図で、図中同一符号は
同一又は均等部分を示す。 9,9´……フレーム、19……ベアリングボックス、11…
…複列ベアリング、4……シャフト、12……プーリ、29
……スポーク、11−a……ベアリング内輪、11−b……
ベアリング外輪、11−c……ボール、9−b……通風
窓、11−e……保持器、δ……外輪の繰り返し歪。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井畑 幸一 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−47019(JP,A) 特開 昭56−109917(JP,A) 実開 昭56−44224(JP,U) 実開 昭51−81849(JP,U) 実開 昭51−38608(JP,U) 実開 昭59−37426(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の椀状フレームの互いの開口部が接合
    され、フレーム側面中央部に発電機内部に向かって互い
    に突出する円筒状のベアリングボックスが形成され、こ
    のベアリングボックスのそれぞれにベアリングが取付け
    られ、この両ベアリングにシャフトが回転自在に支持さ
    れ、このシャフトはベルトテンションの加えられるプー
    リを介して駆動され、プーリに近い側の前記フレームの
    ベアリングボックスはその外周に径方向に伸びた複数本
    のスポークによって支持されていると共に該ベアリング
    ボックスの外周には軸方向に通風可能な開口窓が設けら
    れている車両用交流発電機において、前記プーリ側フレ
    ームに組み込まれ、前記ベルトテンションによる荷重の
    加えられるベアリングは、一つずつの内輪と外輸を有
    し、この内輪と外輪との間に複数列のボール軌道を配設
    した複列ベアリングとしたことを特徴とする車両用交流
    発電機の軸受装置。
JP59173532A 1984-08-20 1984-08-20 車両用交流発電機の軸受装置 Expired - Lifetime JPH082162B2 (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5138209A (en) * 1990-03-01 1992-08-11 Nippon Densan Corporation Spindle motor
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