JPH08322185A - 発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｖリブドプーリ５とドライブフレーム５１と
の間に形成される隙間空間９内の排水性を向上させて、
ベアリングシールの内側のボールベアリング６の内部へ
の水の浸入を抑えることにより、ボールベアリング６の
耐久寿命を向上することが可能な自動車用オルタネータ
を提供する。 【構成】 Ｖリブドプーリ５のベルトガイド２３とドラ
イブフレーム５１の側板部６１との間に形成された第１
の隙間空間７１をδ１、基体部２１とベアリングボック
ス６２との間に形成された第２の隙間空間７２をδ２、
立壁部２４とフランジ部６３との間に形成された第３の
隙間空間７３をδ３、ボス部２５とベアリングシールと
の間に形成された第４の隙間空間をδ４としたとき、δ
１＜δ２、δ２＞δ３、δ３＞δ４の関係を満足するよ
うに隙間空間９を構成した。また、開口部７０からベア
リングシールに至るまでの隙間空間９を屈曲したり、段
違い配置したりした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関等の駆動源
よりベルトを介して回転動力を受けて発電を行う交流発
電機や直流発電機等の発電機に関するもので、特に車両
に搭載されたバッテリを充電するオルタネータに使用さ
れる車両用交流発電機の水浸入回避構造に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平４−１４００４
２号公報においては、Ｖプーリとハウジングとの間にラ
ビリンス通路（迷路）を設けて、軸受内部に水が浸入す
ることをし難くした車両用交流発電機が記載されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に単純な形状のラビリンス通路を設けた車両用交流発電
機においては、エンジンの下部側に装着されるもので、
且つアンダーカバーが付いていない車両などでは、エン
ジンの下部のタイヤの跳ね上げ等による水飛沫を浴び易
く、これが軸受内部に浸入して軸受の耐久寿命を低下さ
せるという問題が生じている。仮に、軸受として、回転
軸と共に回転する内輪とハウジングの軸受支持部に固定
される外輪との軸方向の両側にシールドを取り付けたシ
ールド軸受を採用したとしても、外輪に固定されるシー
ルドと回転する内輪との隙間（内輪を回転可能となるた
めの隙間）より内部に水が浸入してボール軸受の耐久寿
命を低下させてしまう。

【０００４】特に、その水に氷結防止の電解質成分（塩
や酢酸）が含まれている場合、特に回転静止した状態で
被水した後に完全に外部へ抜け切らず、軸受とＶプーリ
との間に、例えばアルミニウムハウジングと鉄製Ｖプー
リとの間に電解質液がブリッジした状態となり、局部電
池作用を生じて、腐食物が堆積し、益々この箇所におい
て水の排水が悪くなり、又浸潤状態となり、軸受への水
分の浸入が更にし易くなるという問題が生じている。

【０００５】請求項１ないし請求項９に記載の発明の目
的は、シール材の内側の軸受内部への水の浸入を抑えて
軸受の耐久寿命を向上することが可能な発電機を提供す
ることにある。また、プーリとハウジングとの間に形成
される隙間空間内の排水性を向上させてシール材の内側
の軸受内部への水の浸入を抑えることが可能な発電機を
提供することにある。その上、請求項７に記載の発明の
目的は、軸受内部に水が浸入したとしても腐食物が生じ
難い発電機を提供することにある。また、請求項８に記
載の発明の目的は、ハウジングの軸受支持部と軸受の外
周側との間に隙間が生じ難い発電機を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、軸方向に延長された回転軸と、この回転軸の外周に
配され、少なくとも一端側にシール材を取り付けた軸受
と、この軸受よりも外周側に配された外筒部、この外筒
部よりも内周側に配され、前記回転軸に固定された内筒
部、および前記外筒部と前記内筒部を連結する環状部を
有する略椀状のプーリと、前記外筒部の他端面に対向し
て配された側板部、および前記外筒部と前記軸受との間
に挿入され、前記軸受の外周側を支持する軸受支持部を
有するハウジングと、前記プーリと前記ハウジングとの
間に形成され、開口側から前記軸受に至るまでの隙間空
間とを備えた発電機であって、前記隙間空間は、前記外
筒部の他端面と前記側板部の対向面との間に形成された
第１の隙間空間の寸法をδ１、前記外筒部の内周面と前
記軸受支持部の対向面との間に形成された第２の隙間空
間の寸法をδ２、前記環状部の他端面と前記軸受支持部
の対向面との間に形成された第３の隙間空間の寸法をδ
３、前記内筒部の他端面と前記シール材の対向面との間
に形成された第４の隙間空間の寸法をδ４としたとき、
δ１≦δ２、δ２＞δ３、δ３＞δ４の関係を満足する
技術手段を採用した。

【０００７】請求項２に記載の発明は、軸方向に延長さ
れた回転軸と、この回転軸の外周に配され、少なくとも
一端側にシール材を取り付けた軸受と、この軸受よりも
外周側に配された外筒部、この外筒部よりも内周側に配
され、前記回転軸に固定された内筒部、および前記外筒
部と前記内筒部を連結する環状部を有する略椀状のプー
リと、前記外筒部の他端面に対向して配された側板部、
および前記外筒部と前記軸受との間に挿入され、前記軸
受の外周側を支持する軸受支持部を有するハウジング
と、前記プーリと前記ハウジングとの間に形成され、開
口側から前記軸受に至るまでの隙間空間とを備えた発電
機であって、前記隙間空間は、前記外筒部の他端面と前
記側板部の対向面との間に形成された第１の隙間空間、
この第１の隙間空間に対して略直交する方向に屈曲配置
され、前記外筒部の内周面と前記軸受支持部の対向面と
の間に形成された第２の隙間空間、この第２の隙間空間
に対して略直交する方向に屈曲配置され、前記環状部の
他端面と前記軸受支持部の対向面との間に形成された第
３の隙間空間、およびこの第３の隙間空間に対して段違
いで並行配置され、前記内筒部の他端面と前記シール材
の対向面との間に形成された第４の隙間空間を具備した
技術手段を採用した。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発電機に加えて、前記第２の隙間空間
は、前記第１の隙間空間、前記第３の隙間空間および前
記第４の隙間空間に対して略直交する方向に設けられ、
前記第１の隙間空間、前記第３の隙間空間および前記第
４の隙間空間よりも軸方向範囲が大きい筒形状の空間で
あることを特徴とする。請求項４に記載の発明は、請求
項１または請求項２に記載の発電機に加えて、前記軸受
の外周側は、前記軸受支持部の内周に嵌め合わせ、ある
いはかしめにより固定されたことを特徴とする。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発電機に加えて、前記軸受支持部は、
内周端部が前記シール材に対向して配された状態で前記
軸受の外周側を軸方向の一端側から支持する係止部を有
し、前記係止部の内周端部の他端面と前記シール材の対
向面との間に形成された第５の隙間空間の径方向範囲よ
りも、前記第４の隙間空間の径方向範囲の方が大きく設
定されたことを特徴とする。請求項６に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載の発電機に加えて、前記
外筒部の内周面は、前記第２の隙間空間の奥側の内径よ
りも開口側の内径が大きくなるような所定の傾斜角度を
持つことを特徴とする。

【００１０】請求項７に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発電機に加えて、前記軸受支持部の材
質は、前記プーリの材質と同種の金属材料よりなること
を特徴とする。請求項８に記載の発明は、請求項１また
は請求項２に記載の発電機に加えて、前記軸受の外周側
の材質は、前記軸受支持部の材質と同種の金属材料より
なることを特徴とする。

【００１１】請求項９に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発電機に加えて、前記第１の隙間空間
は、円環板形状に形成されていることを特徴とする。請
求項１０に記載の発明は、請求項１ないし請求項９のい
ずれかに記載の発電機に加えて、前記外筒部の外周にロ
ーラ転造により多段のＶ溝を形成する工程と、金属板を
プレス成形することにより所定の形状のハウジングを形
成する工程とを備えたことを特徴とする。

【００１２】

【発明の作用および効果】請求項１に記載の発明によれ
ば、略椀状のプーリの外筒部の他端面とハウジングの側
板部の対向面との間に形成される第１の隙間空間の寸法
をδ１、プーリの外筒部の内周面とハウジングの軸受支
持部の対向面との間に形成される第２の隙間空間の寸法
をδ２、プーリの環状部の他端面とハウジングの軸受支
持部の対向面との間に形成される第３の隙間空間の寸法
をδ３、プーリの内筒部の他端面と軸受のシール材の対
向面との間に形成される第４の隙間空間の寸法をδ４と
したとき、δ１≦δ２、δ２＞δ３、δ３＞δ４の関係
を満足するように、プーリとハウジングとの間に形成さ
れる開口側から軸受に至るまでの隙間空間が形成されて
いる。すなわち、最も開口側の第１の隙間空間を狭い空
間とし、第１の隙間空間に続く第２の隙間空間を第１の
隙間空間以上に広い空間とし、第２の隙間空間に続く第
３の隙間空間を第２の隙間空間よりも狭い空間とし、第
３の隙間空間に続く第４の隙間空間を第３の隙間空間よ
りもさらに狭い空間としている。

【００１３】これにより、最も軸受側の第４の隙間空間
内に浸入した水は、シール材よりも内側の軸受内部へ浸
入するよりも、第４の隙間空間よりも広い第３の隙間空
間へ移動し易くなる。また、第３の隙間空間内に浸入し
た水は、第４の隙間空間内へ浸入するよりも、第３の隙
間空間よりも広い第２の隙間空間へ移動し易くなる。さ
らに、第２の隙間空間内に浸入した水は、第３の隙間空
間が狭いので第３の隙間空間よりも第１の隙間空間側へ
移動し易くなる。したがって、プーリとハウジングとの
間に形成される隙間空間内に水が浸入しても、最も軸受
側の第４の隙間空間や第３の隙間空間側よりも、最も開
口側の第１の隙間空間へと素直に水が流れ出ていくこと
により、シール材の内側の軸受内部に水が浸入し難くな
るので、軸受の耐久寿命の低下を抑えることができる。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、プーリと
ハウジングとの間に形成される開口側から軸受に至るま
での隙間空間を、略椀状のプーリの外筒部の他端面とハ
ウジングの側板部の対向面との間に形成される第１の隙
間空間、プーリの外筒部の内周面とハウジングの軸受支
持部の対向面との間に形成される第２の隙間空間、プー
リの環状部の他端面とハウジングの軸受支持部の対向面
との間に形成される第３の隙間空間、およびプーリの内
筒部の他端面と軸受のシール材の対向面との間に形成さ
れる第４の隙間空間等から構成している。そして、第２
の隙間空間を第１の隙間空間に対して略直交する方向に
位置するように第１の隙間空間と第２の隙間空間とを屈
曲配置し、第３の隙間空間を第３の隙間空間に対して略
直交する方向に屈曲配置し、第４の隙間空間を第３の隙
間空間に対して段違いで並行配置している。

【００１５】すなわち、最も開口側の第１の隙間空間か
ら、中間の２つの第２の隙間空間と第３の隙間空間を経
て、最も軸受側の第４の隙間空間に至るまでの隙間空間
を屈曲配置したり段違いに並行配置したりすることによ
り、最も開口側の第１の隙間空間から最も軸受側の第４
の隙間空間までストレートに水が勢いを持って浸入しな
いようになる。これにより、シール材の内側の軸受内部
に水が浸入し難くなるので、軸受の耐久寿命の低下を抑
えることができる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、第２の隙
間空間を、最も開口側の第１の隙間空間、中間の第３の
隙間空間および最も軸受側の第４の隙間空間に対して略
直交する方向に配置することにより、最も開口側の第１
の隙間空間から最も軸受側の第４の隙間空間までストレ
ートに水が勢いを持って浸入し難くなる。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、軸受の外
周側を軸受支持部の内周に嵌め合わせたり、かしめによ
り固定したりすることで、無締結とすることにより起伏
した形状を解消する。すなわち、軸受支持部の外周を凹
凸のない略円筒形状とすることにより、プーリの外筒部
の内周面とハウジングの軸受支持部の対向面との間に形
成される第２の隙間空間を軸方向に均一空隙距離となる
円筒空間とすることができる。したがって、第２の隙間
空間から最も開口側の第１の隙間空間へと素直に水が流
れ出る作用が生じる。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、軸受支持
部の係止部の内周端部の他端面とシール材の対向面との
間に形成される第５の隙間空間よりも第４の隙間空間の
径方向範囲の方を大きく設定して、第４の隙間空間内に
僅かに浸入した水も係止部よりも内筒部に付着する割合
を増加させることにより、この内筒部に付着した水が自
ら回転することにより大きな遠心力による径方向の作用
が働いて撥ね飛ばされる。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、第２の隙
間空間の外周を形成するプーリの外筒部の内周面が、第
２の隙間空間の奥側の内径よりも開口側の内径が大きく
なるような所定の傾斜角度を持つことにより、第２の隙
間空間内に浸入した水には遠心力による軸方向の排出力
が働き、最も開口側の第１の隙間空間へと素直に水が流
れ出る作用が更に高まる。

【００２０】請求項７に記載の発明によれば、軸受支持
部とプーリとを同種の金属材料により製造することによ
り、第２の隙間空間や第３の隙間空間内に電解質を含ん
だ水が僅かに浸入したとしても、シール材の内側の軸受
内部への水の浸入の機会を与えるような腐食物の生成が
生じ難くなる。請求項８に記載の発明によれば、軸受の
外周側と軸受支持部とを同種の金属材料により製造する
ことにより、熱膨張係数の差によって軸受の外周側と軸
受支持部との間に隙間が形成されることを防止できる。

【００２１】請求項９に記載の発明によれば、第１の隙
間空間を略円環板形状に形成することにより、プーリの
外筒部の他端面およびハウジングの側板部の対向面が回
転軸に対して略径方向に位置する略平面となる。これに
より、第１の隙間空間内に浸入した水は、軸受方向へ向
かう方向性が与えられることなく、ストレートにそのま
ま排出できる。請求項１０に記載の発明によれば、プー
リの外筒部の外周にローラ転造により多段のＶ溝を成形
し、金属板をプレス成形することにより所定の形状のハ
ウジングに成形することにより、上記各請求項の構成を
容易に実現できる形状を得ることができる。

【００２２】

【実施例】次に、この発明の発電機を、車両用交流発電
機としての自動車用オルタネータに適用した実施例に基
づいて説明する。

【００２３】〔第１実施例の構成〕図１ないし図４はこ
の発明の第１実施例を示したもので、図１および図２は
自動車用オルタネータの主要構造を示した図で、図３は
自動車用オルタネータの全体構造を示した図である。

【００２４】自動車用オルタネータ１は、本発明の発電
機、車両用発電機であって、回転界磁型の交流発電機で
ある。この自動車用オルタネータ１は、シャフト２と一
体的に回転する回転子（ロータ）３、この回転子３より
も外周側に配された固定子（ステータ）４、シャフト２
の先端外周に固定された略碗状のＶリブドプーリ５、２
個のボールベアリング６、７を介してシャフト２を回転
自在に支持するハウジング８、およびＶリブドプーリ５
とハウジング８との間に形成される隙間空間（ラビリン
ス通路、ベアリング被水経路）９等より構成されてい
る。

【００２５】次に、回転子３を図３に基づいて説明す
る。回転子３は、界磁として働く部分で、ランデル型の
ポールコア（界磁鉄心）１０、界磁巻線（フィールドコ
イル）１１および２個のスリップリング１２等によって
構成されている。ポールコア１０は、シャフト２の中央
部の外周にスプライン嵌合等により圧入固定されてい
る。このポールコア１０の両側には、互いに噛み合うよ
うに複数の爪状磁極部が設けられている。また、ポール
コア１０の両端面には、ハウジング８内に冷却風を吸い
込むための２個の冷却ファン１３が一体的に取り付けら
れている。

【００２６】界磁巻線１１は、ポールコア１０の中央に
配置されたコイルボビン１４内に収容された状態で巻回
されている。２個のスリップリング１２は、シャフト２
の他端部の外周に取り付けられており、各々の外周が２
個のブラシ１５にそれぞれ摺接する。２個のブラシ１５
は、ハウジング８内で固定されたブラシホルダ１６内に
収納保持されている。

【００２７】次に、固定子４を図３に基づいて説明す
る。固定子４は、ポールコア１０の外周に対向して配さ
れた電機子鉄心（ステータコア）１７、およびこの電機
子鉄心１７に巻かれた三相の電機子巻線（ステータコイ
ル）１８等から構成されている。電機子鉄心１７は、磁
性材料製の薄板を複数積層したもので、ハウジング８の
内周に圧入されて一体化されている。

【００２８】また、電機子鉄心１７は、ポールコア１０
の爪状磁極部から出た磁束が三相の電機子巻線１８と有
効に交差するように作られた磁束通路を形成する。そし
て、電機子鉄心１７の内周側には、多数のスロット（図
示せず）が等間隔で形成されている。三相の電機子巻線
１８は、Ｙ結線またはΔ結線により接続され、回転子３
の回転に伴って三相の交流出力が誘起する。

【００２９】次に、Ｖリブドプーリ５を図１ないし図３
に基づいて説明する。Ｖリブドプーリ５は、ポリＶベル
ト用プーリのことで、ポリＶベルト（図示せず）を介し
て伝達される内燃機関（エンジン）の回転動力を回転子
３に伝達する伝達装置の一構成部品である。このＶリブ
ドプーリ５は、鉄系金属（例えば低炭素鋼）よりなり、
（平板形状の金属材料（冷間圧延鋼板）をプレス加工す
ることにより略碗状に一体成形されている。

【００３０】そして、Ｖリブドプーリ５は、最も外周側
に配される円筒形状の基体部２１、この基体部２１の両
側に形成された２個のベルトガイド２２、２３、基体部
２１の先端側より内周側に延長された立壁部２４、およ
び最も内周側に配されるボス部２５等から構成されてい
る。

【００３１】基体部２１は、本発明の外筒部であって、
略円筒形状に成形され、外周にポリＶベルトが係合する
多段のＶ溝２６を形成するＶ溝成形部であると共に、ボ
ールベアリング６の内部への水の浸入を規制する水浸入
規制壁（水浸入規制手段）である。基体部２１の内周面
は、図２に示したように、先端側（奥側）の内径よりも
後端側（開口側）の内径が大きくなるような所定の傾斜
角度（例えば１°）θを持つテーパ形状とされている。
なお、この実施例では、基体部２１（Ｖリブドプーリ
５）の内径を約５０mmに設定している。そして、多段の
Ｖ溝２６は、ローラ転造により成形されている。

【００３２】２個のベルトガイド２２、２３は、ポリＶ
ベルトの両側を規制してポリＶベルトがＶリブドプーリ
５より外れることを防止するベルト規制壁であると共
に、ボールベアリング６への水の浸入を規制する水浸入
規制壁（水浸入規制手段）である。立壁部２４は、本発
明の環状部であって、円環板形状に成形され、基体部２
１の先端部とボス部２５の先端部とを連結すると共に、
ボールベアリング６への水の浸入を規制する水浸入規制
壁（水浸入規制手段）である。

【００３３】ボス部２５は、本発明の内筒部であって、
略円筒形状成形され、立壁部２４の内周端部より軸方向
の後端側に延長されて座付ナット２７によりシャフト２
の先端外周に結合された部位である。このボス部２５
は、ボールベアリング６に当接してボールベアリング６
の軸方向の先方側への移動を規制するベアリング規制壁
であると共に、ボールベアリング６への水の浸入を規制
する水浸入規制壁（水浸入規制手段）である。

【００３４】次に、Ｖリブドプーリ５側のボールベアリ
ング６を図１ないし図３に基づいて説明する。ボールベ
アリング７の説明は省略する。ボールベアリング６は、
本発明の軸受であって、インナーレース３１、アウター
レース３２、多数のボール（玉）３３、および２個のベ
アリングシール（シールド）３４、３５等から構成され
た両シールド玉軸受である。

【００３５】インナーレース３１は、Ｖリブドプーリ５
のボス部２５と回転子３のポールコア１０との間のシャ
フト２の外周に取り付けられた内輪（軸受の内周側）で
あって、シャフト２と一体的に回転する。このインナー
レース３１は、図２および図３に示したように、先端側
面がボス部２５の後端面に当接する（係止される）こと
によりシャフト２の軸方向の先端側への移動が規制され
ている。

【００３６】また、インナーレース３１の後端側面は、
カラースペース３６を介してポールコア１０の先端面に
当接する（係止される）ことによりシャフト２の軸方向
の後端側への移動が規制されている。そして、インナー
レース３１の外周には、多数のボール３３が転動する略
球面状の穴部３７、およびこの穴部３７の両側に２個の
ベアリングシール３４、３５を摺動自在に保持する２個
の溝部３８、３９が周設されている。

【００３７】アウターレース３２は、本発明の軸受の外
周側であって、インナーレース３１の外周に対向して配
置された外輪であって、後述するハウジング８のベアリ
ングボックス６２の内周面に打ち込み嵌合により固定す
ることによって無締結で固定されている。このアウター
レース３２は、図２および図３に示したように、先端側
面が後述するハウジング８のベアリングボックス６２の
フランジ部６３の後端面に当接する（係止される）こと
によりシャフト２の軸方向の先端側への移動が規制され
ている。

【００３８】また、アウターレース３２の後端側面は、
リテーナプレート６４の先端面に当接する（係止され
る）ことによりシャフト２の軸方向の後端側への移動が
規制されている。そして、アウターレース３２の内周に
は、多数のボール３３が転動する略球面状の穴部４１、
およびこの穴部４１の両側に２個のベアリングシール３
４、３５を保持固定する２個の溝部４２、４３が周設さ
れている。なお、リテーナプレート６４は、ハウジング
８の内側面に溶接等の手段を用いて固定されている。

【００３９】ボール３３は、インナーレース３１の穴部
３７とアウターレース３２の穴部４１との間で転動可能
な状態で穴部３７、４１間に挟み込まれた転動体であ
る。なお、ボール３３の代わりにころ等の転動体を用い
ても良い。２個のベアリングシール３４、３５は、本発
明のシール材であって、円環板形状に成形され、鉄板の
回りに樹脂ゴムをモールド成形してなり、ボールベアリ
ング６の内部（ボール３３の転動部４４）に水が浸入す
ることを防止する水浸入防止手段である。

【００４０】次に、ハウジング８を図１ないし図３に基
づいて説明する。ハウジング８は、ドライブフレーム５
１、リヤフレーム５２およびリヤカバー５３により構成
されている。ドライブフレーム５１とリヤフレーム５２
は、回転子３と固定子４を保持固定すると同時に、エン
ジンへの取り付けを行うものである。

【００４１】また、ドライブフレーム５１とリヤフレー
ム５２は、複数のスタッドボルト５４等の締付け具によ
り直接接合されている。そして、ドライブフレーム５１
とリヤフレーム５２には、２個の冷却ファン１３の回転
により吸い込まれる冷却風の通気用の穴５５、５６が多
数開口している。さらに、リヤフレーム５２とリヤカバ
ー５３との間には、ブラシ１５、整流装置５７および出
力端子（図示せず）等が取り付けられている。そして、
リヤフレーム５２とリヤカバー５３との間には、ブラシ
ホルダ１６、整流装置５７およびＩＣレギュレータ５８
等がねじ等の手段で組み付けられている。

【００４２】整流装置５７は、複数個のダイオード（図
示せず）を集めたもので、交流電流を直流電流に変換
（整流）するものである。この整流装置５７は、自動車
に搭載された電気負荷やバッテリ（いずれも図示せず）
に電気的に接続されている。ＩＣレギュレータ５８は、
界磁巻線１１とアース（図示せず）との間に入れたトラ
ンジスタ等のスイッチング素子（図示せず）をオン、オ
フすることにより界磁巻線１１を流れる励磁電流を制御
して自動車用オルタネータ１の出力電圧を一定にするも
のである。

【００４３】次に、ドライブフレーム５１を図１ないし
図３に基づいて説明する。ドライブフレーム５１は、鉄
系金属板（例えば高炭素鋼板）をプレス成形することに
より所定の形状に成形され、Ｖリブドプーリ５の基体部
２１の後端側に設けられたベルトガイド２３に対向して
配置された略円環板状の側板部６１、およびこの側板部
６１の内周端部より軸方向の先端側へ突出して設けられ
たベアリングボックス６２等から構成されている。

【００４４】ベアリングボックス６２は、本発明の軸受
支持部であって、側板部６１の内周端部よりＶリブドプ
ーリ５の基体部２１とボールベアリング６のアウターレ
ース３２との間に突き出すように配され、円筒形状の断
面を有している。このベアリングボックス６２は、内周
にボールベアリング６のアウターレース３２が打ち込み
嵌合により固定されている。

【００４５】また、ベアリングボックス６２の先端側に
は、ボールベアリング６のアウターレース３２を軸方向
の先端側から支持する略円環状のフランジ部６３が形成
されている。このフランジ部６３は、本発明の係止部で
あって、内周端部がベアリングシール３４に対向して配
され、ドライブフレーム５１の内側面にスポット溶接等
の手段により固定されたリテーナプレート６４と共にボ
ールベアリング６のアウターレース３２の軸方向の移動
を規制している。

【００４６】次に、Ｖリブドプーリ５とハウジング８の
ドライブフレーム５１との間に形成される隙間空間９を
図１ないし図３に基づいて説明する。この隙間空間９
は、開口部７０からベアリングシール３４に至るまでの
空間で、第１〜第５の隙間空間７１〜７５等から構成さ
れている。

【００４７】第１の隙間空間７１は、図１に示したよう
に、最も開口部７０側（開口側）に位置する空間であっ
て、Ｖリブドプーリ５のベルトガイド２３の後端面とド
ライブフレーム５１の側板部６１の先端面との間に形成
され、シャフト２の径方向に対して所定の角度だけ後方
に傾斜した円環板形状の空間である。

【００４８】第２の隙間空間７２は、図１に示したよう
に、第１の隙間空間７１に続く中間の空間であって、第
１の隙間空間７１に対して略直交する方向に屈曲配置さ
れている。この第２の隙間空間７２は、Ｖリブドプーリ
５の基体部２１の内周面とベアリングボックス６２の外
周面との間に形成され、シャフト２の軸方向に対して並
行方向に延びる略円筒形状の空間である。そして、第２
の隙間空間７２の軸方向範囲は、他の第１の隙間空間７
１および第３〜第５の隙間空間７３〜７５よりも長くな
るように設定されている。

【００４９】第３の隙間空間７３は、図１および図２に
示したように、第２の隙間空間７２に続く中間の空間で
あって、第２の隙間空間７２に対して略直交する方向に
屈曲配置されている。この第３の隙間空間７３は、Ｖリ
ブドプーリ５の立壁部２４の後端面とベアリングボック
ス６２のフランジ部６３の先端面との間に形成され、シ
ャフト２の径方向に延びる円環板形状の空間である。

【００５０】第４の隙間空間７４は、図２に示したよう
に、第３の隙間空間７３に続く最もベアリングシール３
４側（奥側）の空間であって、第３の隙間空間７３に対
して段違いで並行配置されている。この第４の隙間空間
７４は、Ｖリブドプーリ５のボス部２５の後端面とベア
リングシール３４の内周側の先端面との間に形成され、
シャフト２の径方向に延びる円環板形状の空間である。

【００５１】第５の隙間空間７５は、図２に示したよう
に、第３の隙間空間７３に続く最もベアリングシール３
４側（奥側）の空間であって、第３の隙間空間７３に対
して段違いで並行配置されていると共に、第４の隙間空
間７４に対して同一軸心上に配されている。この第５の
隙間空間７５は、ベアリングボックス６２のフランジ部
６３の後端面とベアリングシール３４の外周側の先端面
との間に形成され、シャフト２の径方向に延びる円環板
形状の空間である。

【００５２】ここで、この発明では、第１の隙間空間７
１の軸方向寸法をδ１、第２の隙間空間７２の径方向寸
法をδ２、第３の隙間空間７３の軸方向寸法をδ３、第
４の隙間空間の軸方向寸法をδ４および第５の隙間空間
の軸方向寸法をδ５としたとき、以下の数１の式〜数３
の式の関係を満足するように隙間寸法を定めている。

【数１】δ１≦δ２

【数２】δ２＞δ３

【数３】δ３＞δ４ なお、この実施例では、δ１は約１．２mm、δ２は約
３．０mm、δ３は約０．８mm、δ４は約０．２mm、δ５
は約０．２mmに設定されている。

【００５３】また、図２に示したように、第４の隙間空
間７４の径方向寸法を（φｄ２−φｄ１）、および第５
の隙間空間７５の径方向寸法を（φｄ４−φｄ３）とし
たとき、以下の数４の式の関係を満足するように径方向
範囲を定めている。

【数４】 （φｄ４−φｄ３）／２＜（φｄ２−φｄ１）／２

【００５４】〔第１実施例の作用〕次に、この実施例の
自動車用オルタネータ１の作用を図１ないし図４に基づ
いて簡単に説明する。

【００５５】エンジンの回転動力がＶベルトを介してＶ
リブドプーリ５に伝達されると、ハウジング８、特にボ
ールベアリング６、７を介してドライブフレーム５１の
ベアリングボックス６２およびリヤフレーム５２の内周
端部に回転自在に支持されたシャフト２が回転すること
により回転子３が回転する。

【００５６】そして、界磁巻線１１にバッテリより電圧
が印加されて界磁巻線１１に励磁電流が流れることによ
りポールコア１０の両側の爪状磁極部が励磁される。す
なわち、一方側の爪状磁極部が全てＮ極になり、他方側
の爪状磁極部がＳ極になる。そして、回転子３と相対回
転運動する固定子４の電機子鉄心１７に回転磁界が発生
し、三相の電機子巻線１８に交流電流が誘起する。この
三相の交流電流は、整流装置５７により直流電流に変換
され、バッテリを充電すると共に、自動車の電気負荷に
電力を供給する。

【００５７】ここで、自動車用オルタネータ１は、一般
にエンジンの下部側に装着され、且つアンダーカバーが
付いていない自動車などでは、エンジンの下部のタイヤ
の跳ね上げ等による水飛沫を浴び易く、この水がＶリブ
ドプーリ５とドライブフレーム５１との間に形成される
隙間空間９を通ってベアリングシール３４の内側のボー
ルベアリング６の内部（ボール３３の転動部４４）に浸
入する可能性があった。

【００５８】しかし、この実施例の自動車用オルタネー
タ１では、隙間空間９を、開口部７０側の第１の隙間空
間７１を狭い空間とし、第１の隙間空間７１に続く第２
の隙間空間７２を最も広い空間とし、第２の隙間空間７
２に続く第３の隙間空間７３を第２の隙間空間７２より
も狭い空間としている。さらに、第３の隙間空間７３に
続く第４の隙間空間７４および第５の隙間空間７５を第
３の隙間空間７３よりもさらに狭い空間とすることによ
り、隙間空間９の開口部７０から第１の隙間空間７３を
通って第２の隙間空間７２まで浸入した水は、奥側の第
３〜第５の隙間空間７３〜７５が第２の隙間空間７２よ
りも狭いので、隙間空間９の奥側へ浸入せず、開口部７
０側へ排出され易くなる。

【００５９】また、第１〜第３の隙間空間７１〜７３の
各連通部分を屈曲配置したり、第３の隙間空間７３に対
して第４、第５の隙間空間７４、７５を段違いに並行配
置したりすることにより、開口部７０からベアリングシ
ール３４側の第４の隙間空間７４および第５の隙間空間
７５まで水が勢いを持ってストレートに浸入しなくな
る。

【００６０】通常はボールベアリング６のアウターレー
ス３２を固定するためのスクリューを挿通、締結させる
べきタップが造形されているために肉厚大となるように
ベアリングボックス６２の外周の一部（例えば４箇所）
が周方向に起伏した形状とされており、第２の隙間空間
７２の一部が狭くなる異形筒形状の空間とされている。
しかし、ボールベアリング６のアウターレース３２をベ
アリングボックス６２の内周に打ち込み嵌合させること
で、アウターレース３２を無締結でベアリングボックス
６２に固定することにより、ベアリングボックス６２の
外周形状が起伏した形状となることを防止している。

【００６１】すなわち、ベアリングボックス６２の外周
形状を凹凸のない略円筒形状とすることにより、Ｖリブ
ドプーリ５の基体部２１の内周面とドライブフレーム５
１のベアリングボックス６２の対向面との間に形成され
る第２の隙間空間７２を軸方向に均一空隙距離となる円
筒空間とすることができる。したがって、第２の隙間空
間７２内に浸入した水には開口部７０側へと素直に水が
流れ出る作用が生ずる。

【００６２】また、第２の隙間空間７２の外周を形成す
るＶリブドプーリ５の基体部２１の内周面が、図１に示
したように、第２の隙間空間７２の奥側の内径よりも開
口部７０側の内径が大きくなるような所定の傾斜角度
（例えば１°）θを持つことにより、第２の隙間空間７
２内に浸入した水には遠心力による軸方向の排出力が作
用し、開口部７０側へと素直に水が流れ出る作用が更に
高まる。

【００６３】さらに、ボールベアリング６のアウターレ
ース３２に固定されたベアリングシール３４に対して、
ベアリングシール３４との間に第４の隙間空間７４を形
成する回転壁面であるＶリブドプーリ５のボス部２５の
方を、ベアリングシール３４との間に第５の隙間空間７
５を形成する固定壁面であるフランジ部６３の壁面より
も径方向範囲を大きくして、第４の隙間空間７４内に僅
かに浸入した水もフランジ部６３よりもボス部２５に付
着する割合を増加させることにより、このボス部２５の
回転壁面に付着した水が自ら回転することにより大きな
遠心力による径方向の排出力が作用して、第４の隙間空
間７４内の水が開口部７０側へ撥ね飛ばされる。

【００６４】〔第１実施例の効果〕以上のように、自動
車用オルタネータ１は、開口部７０からベアリングシー
ル３４に至るまでの隙間空間９を屈曲したり段違いに配
置したりすることにより、開口部７０からベアリングシ
ール３４まで水が勢いを持ってストレートに浸入するこ
とを防止できる。また、基体部２１の内周面およびボス
部２５の後端面に付着した水の遠心力による排出作用
や、隙間空間９の空間を広げたり狭くしたりすること
（特に中間の第２の隙間空間７２を最も広げること）に
より、Ｖリブドプーリ５とドライブフレーム５１との間
に形成される隙間空間９内に水が浸入しても、開口部７
０側へと素直に水が排出される。したがって、ベアリン
グシール３４の内側のボールベアリング６内部に水が浸
入することを抑えることができるので、ボールベアリン
グ６の耐久寿命を向上することができる。

【００６５】ベアリングボックス６２とＶリブドプーリ
５とを同種の鉄系金属により製作することにより、第２
の隙間空間７２や第３の隙間空間７３内に電解質を含ん
だ水が僅かに浸入したとしても、ベアリングボックス６
２とＶリブドプーリ５との間に電解質液がブリッジした
状態とならず、局部電池作用が生じないので、ベアリン
グシール３４の内側のボールベアリング６内部への水の
浸入の機会を与えるような腐食物の生成が生じ難くな
る。これにより、更にベアリングシール３４の内側のボ
ールベアリング６内部に水が浸入することを抑えること
ができる。

【００６６】自動車用オルタネータ１の作動による自動
車用オルタネータ１内部の発熱によりボールベアリング
６のアウターレース３２とベアリングボックス６２とが
熱膨張するが、ボールベアリング６のアウターレース３
２とベアリングボックス６２とを同種の鉄系金属により
製作することにより、熱膨張係数の差によってボールベ
アリング６のアウターレース３２とベアリングボックス
６２との間に隙間が形成されることを防止できる。ま
た、ドライブフレーム５１を鉄系金属板をプレス成形す
ることにより製作しているので、鋳造等で発生するばり
が出難い。

【００６７】〔第１実施例の実験結果〕第１実施例の構
成の自動車用オルタネータと従来例の構成の車両用交流
発電機とを比較するために、自動車用オルタネータの四
方より塩水（電解質を含んだ水）を注水する注水試験を
行った。そして、塩水の注水量は３５０cc、１分間毎に
１５秒間注水、φ１．２のノズルを６０個の条件で、約
４０００ｒｐｍで第１実施例の自動車用オルタネータ１
および従来例の車両用交流発電機を運転したときの結果
を図４のグラフに示した。

【００６８】図４のグラフから、第１実施例の自動車用
オルタネータ１は、従来例の車両用交流発電機の５６０
時間に対して１７００時間と３倍の浸水耐力を備えてい
ることが確認できる。

【００６９】〔第２実施例〕図５はこの発明の第２実施
例を示したもので、自動車用オルタネータの主要構造を
示した図である。この実施例では、Ｖリブドプーリ５を
鉄系金属板をプレス成形およびローラ転造加工すること
により所定の形状に成形している。

【００７０】また、この実施例では、ボールベアリング
６をドライブフレーム５１のベアリングボックス６２の
軸方向の先端側（図示左側）より折曲げ部６５に当接す
るまで挿入して、アウターレース３２の先端面をかしめ
部（係止部）６６によりかしめ固定している。この場合
にも、ボールベアリング６の外周形状は円形形状とな
り、ボールベアリング６の断面形状は円筒形状となる。
なお、アウターレース３２を折曲げ部６５とかしめ部６
６との間に挟み込んで固定しているので、第１実施例の
リテーナプレート６４を廃止できる。

【００７１】また、かしめによりボールベアリング６の
アウターレース３２を支持するベアリングボックス６２
の軸方向寸法を精密に成形できるので、第３の隙間空間
７３を精密に出すことができる。したがって、第３の隙
間空間７３の軸方向寸法δ３、すなわち、Ｖリブドプー
リ５の立壁部２４の後端面とベアリングボックス６２の
かしめ部６６の先端面との間の軸方向寸法を縮小可能と
なるので、ボールベアリング６内部への浸水防止効果を
高めることができる。

【００７２】〔第３実施例〕図６はこの発明の第３実施
例を示したもので、自動車用オルタネータの主要構造を
示した図である。この実施例では、Ｖリブドプーリ５の
ベルトガイド２３およびドライブフレーム５１の側板部
６１をシャフト２の軸方向に直交するように、シャフト
２の径方向（略天地方向）に並行配置している。これに
より、第１の隙間空間７１が開口部７０と同一軸心上に
位置する円環板形状となる。

【００７３】したがって、第１の隙間空間７１を円環板
形状とすることにより、Ｖリブドプーリ５のベルトガイ
ド２３の後端面およびドライブフレーム５１の側板部６
１の先端面とがシャフト２に対して径方向に位置する略
平面となる。これにより、第１の隙間空間７１内に浸入
した水にはボールベアリング６方向へ向かう方向性が与
えられることなく、そのままストレートに落下して排出
できるので、ボールベアリング６内部への浸水防止効果
を高めることができる。

【００７４】〔変形例〕この実施例では、本発明をエン
ジン（内燃機関）にポリＶベルトを介して回転駆動され
る車両用交流発電機としての自動車用オルタネータ１に
適用したが、本発明を電動モータ、水車、風車等の駆動
源によりベルト等の伝達手段を介して回転駆動されるそ
の他の交流発電機に適用しても良い。また、本発明を直
流発電機に適用しても良い。

【００７５】この実施例では、プーリとしてポリＶベル
トに使用されるＶリブドプーリ５を用いたが、プーリと
してＶベルトに使用されるＶ溝が１個だけのＶプーリを
用いても良い。この実施例では、シャフト２とＶリブド
プーリ５とを別体で形成したが、シャフト２とＶリブド
プーリ５とを一体成形しても良い。また、シャフト２と
ボールベアリング６のインナーレース３１を一体成形し
ても良い。さらに、ベアリングボックス６２とボールベ
アリング６のアウターレース３２を一体成形しても良
い。そして、側板部６１とベアリングボックス６２とを
別体で形成しても良い。また、ベアリングボックス６２
とフランジ部６３とを別体で形成しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車用オルタネータの主要構造を示した断面
図である（第１実施例）。

【図２】自動車用オルタネータの主要構造を示した断面
図である（第１実施例）。

【図３】自動車用オルタネータの全体構造を示した断面
図である（第１実施例）。

【図４】第１実施例と従来例との注水試験によるベアリ
ング浸水耐力の比較図である。

【図５】自動車用オルタネータの主要構造を示した断面
図である（第２実施例）。

【図６】自動車用オルタネータの主要構造を示した断面
図である（第３実施例）。

【符号の説明】

１ 自動車用オルタネータ（発電機、車両用交流発電
機） ２ シャフト（回転軸） ５ Ｖリブドプーリ ６ ボールベアリング（軸受、シールド玉軸受） ８ ハウジング ９ 隙間空間（ラビリンス通路） ２１ 基体部（外筒部） ２２ ベルトガイド ２３ ベルトガイド ２４ 立壁部（環状部） ２５ ボス部（内筒部） ２６ Ｖ溝 ３１ インナーレース（軸受の内周側） ３２ アウターレース（軸受の外周側） ３３ ボール ３４ ベアリングシール（シール材） ５１ ドライブフレーム ６１ 側板部 ６２ ベアリングボックス（軸受支持部） ６３ フランジ部（係止部） ７０ 開口部 ７１ 第１の隙間空間 ７２ 第２の隙間空間 ７３ 第３の隙間空間 ７４ 第４の隙間空間 ７５ 第５の隙間空間

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）軸方向に延長された回転軸と、 （ｂ）この回転軸の外周に配され、少なくとも一端側に
   シール材を取り付けた軸受と、 （ｃ）この軸受よりも外周側に配された外筒部、この外
   筒部よりも内周側に配され、前記回転軸に固定された内
   筒部、および前記外筒部と前記内筒部を連結する環状部
   を有する略椀状のプーリと、 （ｄ）前記外筒部の他端面に対向して配された側板部、
   および前記外筒部と前記軸受との間に挿入され、前記軸
   受の外周側を支持する軸受支持部を有するハウジング
   と、 （ｅ）前記プーリと前記ハウジングとの間に形成され、
   開口側から前記軸受に至るまでの隙間空間とを備えた発
   電機であって、 前記隙間空間は、前記外筒部の他端面と前記側板部の対
   向面との間に形成された第１の隙間空間の寸法をδ１、 前記外筒部の内周面と前記軸受支持部の対向面との間に
   形成された第２の隙間空間の寸法をδ２、 前記環状部の他端面と前記軸受支持部の対向面との間に
   形成された第３の隙間空間の寸法をδ３、 前記内筒部の他端面と前記シール材の対向面との間に形
   成された第４の隙間空間の寸法をδ４としたとき、 δ１≦δ２、δ２＞δ３、δ３＞δ４の関係を満足する
   ことを特徴とする発電機。
2. 【請求項２】（ａ）軸方向に延長された回転軸と、 （ｂ）この回転軸の外周に配され、少なくとも一端側に
   シール材を取り付けた軸受と、 （ｃ）この軸受よりも外周側に配された外筒部、この外
   筒部よりも内周側に配され、前記回転軸に固定された内
   筒部、および前記外筒部と前記内筒部を連結する環状部
   を有する略椀状のプーリと、 （ｄ）前記外筒部の他端面に対向して配された側板部、
   および前記外筒部と前記軸受との間に挿入され、前記軸
   受の外周側を支持する軸受支持部を有するハウジング
   と、 （ｅ）前記プーリと前記ハウジングとの間に形成され、
   開口側から前記軸受に至るまでの隙間空間とを備えた発
   電機であって、 前記隙間空間は、前記外筒部の他端面と前記側板部の対
   向面との間に形成された第１の隙間空間、 この第１の隙間空間に対して略直交する方向に屈曲配置
   され、前記外筒部の内周面と前記軸受支持部の対向面と
   の間に形成された第２の隙間空間、 この第２の隙間空間に対して略直交する方向に屈曲配置
   され、前記環状部の他端面と前記軸受支持部の対向面と
   の間に形成された第３の隙間空間、 およびこの第３の隙間空間に対して段違いで並行配置さ
   れ、前記内筒部の他端面と前記シール材の対向面との間
   に形成された第４の隙間空間を具備したことを特徴とす
   る発電機。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の発電機に
   おいて、 前記第２の隙間空間は、前記第１の隙間空間、前記第３
   の隙間空間および前記第４の隙間空間に対して略直交す
   る方向に設けられ、前記第１の隙間空間、前記第３の隙
   間空間および前記第４の隙間空間よりも軸方向範囲が大
   きい筒形状の空間であることを特徴とする発電機。
4. 【請求項４】請求項１または請求項２に記載の発電機に
   おいて、 前記軸受の外周側は、前記軸受支持部の内周に嵌め合わ
   せ、あるいはかしめにより固定されたことを特徴とする
   発電機。
5. 【請求項５】請求項１または請求項２に記載の発電機に
   おいて、 前記軸受支持部は、内周端部が前記シール材に対向して
   配された状態で前記軸受の外周側を軸方向の一端側から
   支持する係止部を有し、 前記係止部の内周端部の他端面と前記シール材の対向面
   との間に形成された第５の隙間空間の径方向範囲より
   も、前記第４の隙間空間の径方向範囲の方が大きく設定
   されたことを特徴とする発電機。
6. 【請求項６】請求項１または請求項２に記載の発電機に
   おいて、 前記外筒部の内周面は、前記第２の隙間空間の奥側の内
   径よりも開口側の内径が大きくなるような所定の傾斜角
   度を持つことを特徴とする発電機。
7. 【請求項７】請求項１または請求項２に記載の発電機に
   おいて、 前記軸受支持部の材質は、前記プーリの材質と同種の金
   属材料よりなることを特徴とする発電機。
8. 【請求項８】請求項１または請求項２に記載の発電機に
   おいて、 前記軸受の外周側の材質は、前記軸受支持部の材質と同
   種の金属材料よりなることを特徴とする発電機。
9. 【請求項９】請求項１または請求項２に記載の発電機に
   おいて、 前記第１の隙間空間は、円環板形状に形成されているこ
   とを特徴とする発電機。
10. 【請求項１０】請求項１ないし請求項９のいずれかに記
    載の発電機において、 前記外筒部の外周にローラ転造により多段のＶ溝を形成
    する工程と、 金属板をプレス成形することにより所定の形状のハウジ
    ングを形成する工程とを備えたことを特徴とする発電機
    の製造方法。