WO2004032309A1 - 車両用回転電機 - Google Patents

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WO2004032309A1
WO2004032309A1 PCT/JP2002/010416 JP0210416W WO2004032309A1 WO 2004032309 A1 WO2004032309 A1 WO 2004032309A1 JP 0210416 W JP0210416 W JP 0210416W WO 2004032309 A1 WO2004032309 A1 WO 2004032309A1
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WO
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brush
wear limit
output
detecting
brush wear
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PCT/JP2002/010416
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshihito Itou
Toshiaki Kashihara
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/003—Structural associations of slip-rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/58—Means structurally associated with the current collector for indicating condition thereof, e.g. for indicating brush wear
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/36—Structural association of synchronous generators with auxiliary electric devices influencing the characteristic of the generator or controlling the generator, e.g. with impedances or switches

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electric machine mounted on a vehicle such as a passenger car, a truck, and a train, and more particularly to a control device that detects a wear limit of a brush mounted on the rotating electric machine.
  • FIG. 11 is a circuit diagram for explaining an electric circuit of a vehicle equipped with a conventional vehicle alternator described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-110549
  • Fig. 12 is a conventional circuit diagram.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a power supply mechanism in the vehicle alternator.
  • the electric current flows from the storage battery 104 to the key switch 105, the positive electrode brush 109, the field winding ( It flows to the power generation control device 108 via the (rotator winding) 102 and the negative electrode brush 110. Then, the field winding 102 is DC-excited by this current.
  • the positive electrode brush 109 is housed in a brush holder 125, and is pushed out by the biasing force of a coil spring 126.
  • the negative electrode brush 110 is also housed in the brush holder 125.
  • the positive brush 1 09 and the negative brush 1 10 are driven by the energizing force of the coil panel 1 26, which rotates in conjunction with the rotation of the rotor. Sliding on the slip ring (not shown) as the part, the tip of which gradually wears
  • the light emitter 113 and the light receiver 114 are disposed on the brush holder 125 so as to face each other with the positive brush 109 interposed therebetween.
  • the light emitter 113 and the light receiver 114 are composed of, for example, a light emitting diode and a phototransistor, and are disposed opposite to the brush holder 125 so as to correspond to the allowable extrusion limit position of the positive brush 109. I have.
  • the positive brush 109 exists between the light emitter 113 and the light receiver 114, and the light receiver 114 does not receive the light from the light emitter 113. Then, when the positive brush 109 wears to the wear limit, the light receiver 114 receives the light from the light emitter 113 and a current flows. This current is amplified by the transistor 115, and a constant voltage is obtained at the power diode 118. This constant voltage is applied to the astable multivibrator 112, and the astable multivibrator 112 operates at low frequency.
  • the transistor 1 16 While the output state of the astable multivibrator 1 1 2 is low, the current that turned on the transistor 1 16 from the neutral point 1 1 1 via the diode 1 1 9 and the resistor 1 2 4 Flows into the unstable multivibrator 1 1 2 via the resistor 1 2 3, so that the transistor 1 16 is turned ON / OFF according to the low and high level output state of the astable multivibrator 1 1 2. It is in the OFF state. When the transistor 116 is ON, the transistor 117 is OFF, and when the transistor 116 is OFF, the transistor 117 is ON. Further, the indicator light 106 is turned on while the transistor 117 is in the ON state.
  • the passenger can confirm that the positive electrode brush 109 has worn to the wear limit by confirming the periodic blinking of the indicator light 106, and can replace the brush. If the emitter 1 13 and the receiver 1 14 are arranged on the brush holder 125 so as to face each other across the negative brush 110, the negative brush 1 1 A wear limit of 0 will be detected. When any one of the positive electrode brush 109 and the negative electrode brush 110 reaches the wear limit and the current supply to the field winding 102 is stopped, the power generation is stopped.
  • the slip ring is rotating during vehicle operation, and the positive and negative brushes 109 and 110 are constantly subject to vibration and fluctuation.
  • the fluctuation of the vibration of the positive and negative brushes 109 and 110 is further increased.
  • the detection output of the optical receiver 114 fluctuates due to the influence of noise and the like. For this reason, there is an error in that the wear limit detection display state is not displayed before the brushes 109 and 110 reach the wear limit, and the wear limit detection display state is not displayed even when the brushes 109 and 110 reach the wear limit. A malfunction occurred, which reduced the reliability of brush limit detection.
  • the detection circuit for detecting the wear limit of the brush is configured independently of the power generation control device 108, thereby increasing the number of parts and the cost. There was also. Disclosure of the invention
  • the present invention monitors an output of a detection unit for detecting a brush wear limit, detects the brush wear limit once the output exceeds a threshold value, and detects the detection state of the brush wear limit.
  • the judgment circuit is configured to hold the battery, eliminating malfunctions caused by brush vibration and fluctuations and the effects of noise, improving the reliability of detection of the brush wear limit, and eliminating shortage of drive power for display and stable brush wear.
  • An object of the present invention is to provide a rotating electric machine for a vehicle that can perform detection and display of a limit.
  • a rotating electric machine for a vehicle includes a field winding for generating a magnetic flux when an exciting current is applied, a plurality of magnetic poles magnetized by the magnetic flux, and a power-supplied portion electrically connected to the field winding.
  • a power supply mechanism having a brush and a coil panel for urging the brush into contact with the power-supplied portion; and a brush wear detecting that the brush has been worn and has reached a predetermined length. The output from the limit detector and the brush wear limit detector is monitored, and when the output exceeds the set value, the brush wear limit is detected, and thereafter, regardless of the magnitude relationship between the output and the set value.
  • a brush wear limit detecting means configured to maintain the brush wear limit detection state.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a control unit of a power generation control device mounted on the vehicle alternator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing a brush wear limit detection circuit mounted on the automotive alternator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing switching characteristics of a transistor for turning on an indicator light before a brush wear limit in an automotive alternator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows brush wear mounted on the vehicle alternator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an input waveform at the time of a brush wear limit in a limit detection circuit.
  • FIG. 9 is a diagram showing an output waveform of the voltage comparator at the time of the brush wear limit in the brush wear limit detection circuit mounted on the automotive alternator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a circuit diagram illustrating an electric circuit of a vehicle equipped with a conventional vehicle alternator.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of a power supply mechanism in a conventional automotive alternator.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an automotive alternator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing the periphery of a brush in the automotive alternator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an electric circuit of a vehicle equipped with the vehicle alternator according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a power generation control device mounted on the vehicle alternator according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing a brush wear limit detection circuit mounted on the automotive alternator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing an output waveform of a voltage comparator before a brush wear limit in a brush wear limit detection circuit mounted on the vehicle alternator according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a view showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing switching characteristics of an indicator lamp lighting transistor before the brush wear limit in the vehicle AC generator
  • FIG. 8 is a brush wear limit detection circuit mounted on the vehicle AC generator according to the embodiment of the present invention.
  • Fig. 9 is a diagram showing an input waveform at a brush wear limit in Fig. 9.
  • Fig. 9 is an output of a voltage comparator at a brush wear limit in a brush wear limit detection circuit mounted on the automotive alternator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing waveforms.
  • FIG. 10 is a diagram showing switching of a transistor for turning on an indicator light at the time of a brush wear limit in an automotive alternator according to an embodiment of the present invention. It is a figure showing
  • this vehicle alternator has a rundle-type rotor 7 rotatable via a shaft 6 in a case 3 composed of a front bracket 1 made of aluminum and a rear bracket 2.
  • the stator 8 is fixed to the inner wall surface of the case 3 so as to cover the outer peripheral side of the rotor 7.
  • the rotor 7 is provided so as to cover a field winding 13 that generates a magnetic flux by passing an electric current, and a magnetic pole is formed by the magnetic flux generated by the field winding 13.
  • the first and second pole cores 20 and 21 are formed.
  • the first pole core 20 is made of iron, and the first claw-shaped magnetic poles 22 each having a tapered shape are formed at a constant angular pitch in the circumferential direction on the outer peripheral edge portion so that the tapered directions thereof correspond to the axial direction.
  • the second pole core 21 is made of iron, and the tapered second claw-shaped magnetic poles 23 are made to have the tapered directions coincident with each other in the axial direction.
  • the first and second pole cores 20 and 21 are fixed to the shaft 6 so as to be engaged with the first and second claw-shaped magnetic poles 22 and 23 so as to face each other. Further, fans 5 are fixed to the end faces of the first and second pole cores 20 and 21, respectively. Also, a pair of slip rings 9 are electrically connected in series via the field winding 13.
  • the stator 8 includes a cylindrical stator core 15 and a three-phase stator winding 16 wound around the stator core 15.
  • a pair of brushes 10 are urged toward the slip ring 9 by the coil spring 11 and housed in the brush holder 24, and the lead wires 14 are connected to the heads of the brushes 10. , It is configured.
  • a detection terminal 25 as a brush wear limit detecting unit is provided with a brush holder 2 so that when the brush 10 is worn down to the wear limit, it is electrically connected to the coil spring 11.
  • Fig. 2 shows brushes 10 having different lengths, that is, a brush 10 in an initial state and a brush 10 in a wear limit state. Brush 10 wears equally.
  • the key switch 35 is inserted into the key, and the key switch 35 is turned to drive the star (not shown) and the engine is driven.
  • a current is supplied from the battery 36 to the field winding 13 via the brush 10 and the slip ring 9, and a magnetic flux is generated.
  • This magnetic flux causes the first claw-shaped magnetic pole 22 of the first pole core 20 to be magnetized to the N pole, and the second claw-shaped magnetic pole 23 of the second pole core 21 to be magnetized to the S pole.
  • the rotation torque of the engine is transmitted to the shaft 6 via the belt (not shown) and the pulley 4, and the rotor 7 is rotated.
  • a rotating magnetic field is applied to the stator winding 16, and an electromotive force is generated in the rotor winding 16.
  • the AC electromotive force is rectified into DC through the rectifier 12, charged in the battery 36, and supplied to the electric load 38.
  • the first control unit 31 is means for detecting a state of no power generation, monitors the phase voltage of the stator winding 16 via a P terminal, and outputs a transistor 29 when the phase voltage is 0 V. Is turned on to light indicator lights 37. This allows the passenger to confirm that the generator is in a no-power state, that is, that the engine is stopped.
  • the second control unit 32 is a means for detecting an overvoltage state, monitors the output voltage of the rectifier 12 via a terminal B, and when the output voltage exceeds the second set voltage. Judge whether or not the output voltage exceeds the second set voltage, turn on the transistor 29 and turn on the indicator 37. Thereby, the passenger can confirm the abnormality (overvoltage) of the driving vehicle.
  • the fourth control unit 34 is a control means for controlling the output voltage of the stator 8 to be constant, monitors the output voltage of the rectifier 12 via the terminal B, and sets the output voltage to the first setting.
  • the transistor 28 When the voltage is lower than the voltage, the transistor 28 is turned on, and when the voltage is higher than the first set voltage, the transistor 28 is turned off to control the energization of the field winding 13. As a result, the output voltage of the rectifier 12 is controlled to be constant.
  • a third control unit 33 determines a brush wear limit based on the voltage of the detection unit 41, and a determination circuit 42 determines the brush wear limit.
  • An oscillation circuit 43 for blinking the indicator light 37 when the judgment is made.
  • a single power supply voltage comparator COM 1 is used for the determination circuit 42.
  • the detection section 41 is connected to the detection terminal 25 via the Q terminal, and the output section 44 is connected to the base of the transistor 29.
  • Q 1 -Q 23 are transistors, rl—rl 9, R 4 are resistors, C 1 is a capacitor, 51-58 are constant current sources, C 0 M 1, COM 2 Is a voltage comparator.
  • the detection terminal 25 Before the wear limit of the brush 10, the detection terminal 25 is not in contact with the coil spring 11. Then, when the brush 10 is at the wear limit, the detection terminal 25 comes into contact with the coil panel 11. At this time, as shown in FIG. 8, the voltage of the detection terminal 25 fluctuates due to the influence of the vehicle's vibration pick-up, J, and the deterioration of the roundness of the pulling 9.
  • the voltage of this detection terminal 25 is input to the detection unit 41 via the Q terminal. Inspection When the input voltage to the sensing unit 41 is lower than a predetermined voltage value (threshold: E 0 ), the transistor Q 1 is turned off. As a result, the positive input (potential of A1) of COM1 is smaller than the negative input (potential of A2), and COM1 turns off. That is, transistors Q3 and Q5 are turned off, and transistors Q4 and Q6 are turned on. Then, the transistors Q8 and Q7 turn on, and the output of COM1 (the potential of A3) goes low as shown in Fig. 6. As a result, the transistor Q9 becomes 0FF, and the output of the determination circuit 42 (the potential of A4) becomes HIGH. As a result, transistor Q19 turns on.
  • a predetermined voltage value threshold: E 0
  • the transistor Q 1 is turned on.
  • the positive input (potential of A1) of COM1 becomes larger than the negative input (potential of A2), and COM1 turns ON. That is, transistors Q3 and Q5 are turned on, and transistors Q4 and Q6 are turned off. Therefore, the transistors Q8 and Q7 are turned off, and the output of COM1 (the potential of A3) becomes HIGH as shown in FIG.
  • the transistor Q9 turns ON, and the output of the judgment circuit 42 (the potential of A4) becomes LOW.
  • the transistor Q19 is turned off.
  • COM2 turns off. That is, the transistors Q11 and Q13 are turned on, and the transistors Q12 and Q14 are turned off. Therefore, transistors Q15, Q16 Turns ON, and the output of COM2 (B3 potential) goes LOW. At this time, the transistor Q 18 turns off. At the same time, transistor Q10 is turned off, and charging of capacitor C1 is started. Then, when the potential of the capacitor C1 rises and the positive input (potential of B1) of COM2 becomes larger than the negative input (potential of B2), COM2 turns on.
  • the transistor Q19 when the transistor Q19 is in the OFF state, the transistor Q18 is turned ON / OFF, so that the transistor Q23 is turned ON / OFF.
  • an ON / OFF signal is output from the output unit 44, and the transistor 29 is turned ON / OFF as shown in FIG.
  • the transistor 29 is turned off as shown in FIG. 7, and the indicator 37 is turned off.
  • This blinking of the indicator light 37 is continued until the power supply in the circuit is turned off, that is, until the key switch 35 is turned off. Therefore, when the key switch 35 is OFF, the indicator 37 does not blink, and when the key switch 35 is turned ON again, the indicator 37 resumes blinking. Then, the rider visually recognizes the blinking display of the indicator light 37 to recognize the wear limit of the brush 10. Then, the key switch 35 is turned off to stop the rotation of the engine, the wiring on the negative side of the battery 36 is removed, and the brush 10 is replaced. Then, when the key switch 35 is turned on after the replacement of the brush 10, the blinking display of the indicator light 37 is released because the coil panel 11 and the detection terminal 25 are in a non-contact state.
  • the voltage comparator COM1 when the input voltage of the detection unit 41 exceeds the threshold (E 0 ), the voltage comparator COM1 is turned on, and at the same time, the voltage comparator COM1 is turned on.
  • the determination circuit 42 is configured to hold the ON state. That is, the determination circuit 42 is configured to maintain the determination result once it determines that the brush 10 has reached the wear limit. Therefore, when the wear limit of the brush 10 is reached, When the electric potential of the detection terminal 25 fluctuates due to the vibration of the vehicle or the deterioration of the roundness of the slip ring 9 when the coil 25 is in contact with the coil spring 11 Does not change, and the detection reliability is improved. Similarly, resistance to external noise is increased, and detection reliability is improved.
  • the transistor 29 for turning on or off the indicator light 37 is directly operated by the output from the power generation control device 18, a circuit for operating the transistor 29 is formed in the integrated circuit. As a result, the number of parts can be reduced, which has the effect of reducing costs. Furthermore, since the integrated circuit 30 has a blinking mechanism for the indicator light 37, the number of components can be reduced, and the cost can be reduced.
  • the input from the brush wear limit detection unit (light receiving unit 114) is used as the power supply voltage of the display circuit (astable multivibrator 112) of the indicator lamp 106.
  • the input fluctuated due to the influence of vibration or the like, and the driving power of the indicator light 106 became insufficient, and it became difficult to confirm the periodic blinking of the indicator light 106.
  • the power supply voltage of the transmission circuit 43 for blinking the indicator light 37 is supplied from the battery 36 via a constant voltage circuit, so that the oscillating operation is limited to the brush wear limit. It does not depend on the input from the detector and becomes stable, and the above-mentioned problem does not occur.
  • a third control unit 33 for detecting a brush wear limit includes a first control unit 31 for detecting a state of no power generation of the generator, and a second control unit 3 for detecting an overvoltage state of the generator. 2 and the fourth control unit 34 for controlling the output voltage of the generator at a constant level, the integrated circuit 30 is constituted, so that the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
  • the brush wear limit is reported by the blinking display of the indicator light 37, and the status of no power generation and overvoltage is reported by the lighted display of the indicator light 37, so that the occupant cannot wear the brush.
  • Limits and no power and overvoltage conditions can be easily identified.
  • the judgment circuit 42 and the oscillation circuit 43 operate independently. The same effect can be obtained by connecting the output of the COM 1 of the force determination circuit 42 to the oscillation circuit 43 in series.
  • the power generation control device 18 having the power generation control function (the fourth control unit 34) and the diagnostic function (the first and second control units 31 and 32) has a brush.
  • the function of warning the wear limit (third control unit 33) is described as being added, a function of warning the brush wear limit may be added to the power generation control device having only the power generation control function. Needless to say.
  • the vehicle can travel normally for a predetermined distance after the start of the blinking display of the indicator light 37, and the generator can be prevented from being in a no-power-generation state before the brush is replaced.
  • the determination circuit 42 determines the brush wear limit based on the voltage of the detection terminal 25, but the determination circuit 42 determines the brush wear limit based on the current flowing through the detection terminal 25.
  • the brush wear limit may be determined.
  • the brush wear limit detecting unit is described as being configured to detect the wear limit of the brush 10 by contact between the detection terminal 25 and the coil spring 11, The brush wear limit detection unit is not limited to this configuration.
  • the brush wear limit detection unit may be configured to use a light emitter and a light receiver and detect the wear limit of the brush 10 by transmitting and receiving light from the light emitter of the light receiver.
  • the rotating electric machine according to the present invention can detect the wear limit of the brush with high reliability and at low cost, and therefore can be used as a rotating electric machine mounted on a vehicle such as an automobile. Useful.

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Abstract

本発明は、ブラシ摩耗限界の検出信頼性を高めるとともに、安定したブラシ摩耗限界の検出表示を行わせることができる車両用回転電機を得るものである。その構成は、ブラシが摩耗して所定長さに達したときブラシを付勢するコイルバネと接触してブラシ摩耗限界を検知する検出ターミナルと、検出ターミナルからの出力と閾値とを比較し、該出力が一旦閾値を超えるとＯＮ状態（ブラシ摩耗限界検知状態）となり、以降ＯＮ状態を維持するように構成された判定回路とを備えている。これにより、振動やノイズなどにより検出ターミナルの出力が変動しても、判定回路のＯＮ状態は維持されるので、検出ターミナルの出力の変動に起因するブラシ摩耗限界の誤検出が防止される。

Description

技術分野
この発明は、 乗用車、 トラック、 電車等の車両に搭載される回転電機に関し、 特に回転電機に実装されるブラシの摩耗限界を検出する制御装置に関するもので ある。 背景技術
図 1 1は例えば特開昭 5 7 - 1 0 1 5 4 9号公報に記載された従来の車両用交 流発電機を搭載した車両の電気回路を説明する回路図、 図 1 2は従来の車両用交 流発電機における給電機構部の構造を示す断面図である。
従来の車両用交流発電機においては、 キ一スィヅチ 1 0 5が閉成されると、 電 流が、 蓄電池 1 0 4からキ一スィッチ 1 0 5、 正極ブラシ 1 0 9、 界磁卷線 （回 転子卷線） 1 0 2および負極ブラシ 1 1 0を介して発電制御装置 1 0 8に流れる 。 そして、 界磁卷線 1 0 2がこの電流により直流励磁される。
この状態において、 回転子がエンジンの回転により回転駆動されると、 回転磁 界が電機子卷線 （固定子卷線） 1 0 1に与えられ、 電機子巻線 1 0 1に起電力が 発生する。 この交流の起電力が三相全波整流器 1 0 3により直流に整流され、 蓄 電池 1 0 4の充電に供せられる。 また、 この交流の起電力が補助整流器 1 0 7に より直流に整流され、 界磁卷線 1 0 2に供せられる。 そして、 回転子の回転速度 が上昇すると、 発電制御装置 1 0 8は、 蓄電池 1 0 4の電圧が一定となるように 界磁卷線 1 0 2に流れる電流を制御する。
ここで、 正極ブラシ 1 0 9は、 図 1 2に示されるように、 ブラシホルダ 1 2 5 内に収納され、 コイルバネ 1 2 6の付勢力により外部に押し出されるようになつ ている。 なお、 図示していないが、 負極ブラシ 1 1 0も同様にブラシホルダ 1 2 5内に収納されている。 これにより、 正極ブラシ 1 0 9および負極ブラシ 1 1 0 は、 コイルパネ 1 2 6の付勢力により、 回転子の回転に連動して回転する被給電 部としてのスリップリング （図示せず） に摺接し、 その先端部が徐々に摩耗する
。 そして、 電流は、 正極ブラシ 1 0 9、 スリップリング、 界磁卷線 1 0 2および スリヅプリングを介して負極ブラシ 1 1 0に流れる。
また、 投光器 1 1 3および受光器 1 1 4が、 正極ブラシ 1 0 9を挟んで相対す るようにブラシホルダ 1 2 5に配設されている。 投光器 1 1 3および受光器 1 1 4は、 例えば発光ダイオードおよびフォト トランジスタで構成され、 正極ブラシ 1 0 9の許容押出限界位置に対応して、 ブラシホルダ 1 2 5に相対して配設され ている。
そこで、 通常状態においては、 正極ブラシ 1 0 9が投光器 1 1 3と受光器 1 1 4との間に存在し、 受光器 1 1 4は投光器 1 1 3からの光を受光しない。 そして 、 正極ブラシ 1 0 9が摩耗限界まで摩耗すると、 受光器 1 1 4は投光器 1 1 3か らの光を受光し、 電流が流れる。 この電流がトランジスタ 1 1 5によって増幅さ れ、 ヅヱナ一ダイオード 1 1 8で定電圧が得られるようにされる。 この定電圧が 無安定マルチバイブレータ 1 1 2に印加され、 無安定マルチバイブレー夕 1 1 2 が低周波発振動作する。 そして、 無安定マルチバイブレー夕 1 1 2の出力状態が ローレベルにある間は、 中性点 1 1 1からダイオード 1 1 9および抵抗 1 2 4を 介してトランジスタ 1 1 6を O N状態としていた電流が抵抗 1 2 3を介して無安 定マルチバイブレ一夕 1 1 2に流入するので、 トランジスタ 1 1 6は無安定マル チバイプレー夕 1 1 2のローレベルおよびハイレベルの出力状態に応じて O N/ O F Fの状態におかれる。 そして、 トランジスタ 1 1 6が O Nのときにトランジ ス夕 1 1 7が O F Fとなり、 トランジスタ 1 1 6が O F Fのときにトランジスタ 1 1 7が O Nとなる。 さらに、 トランジスタ 1 1 7が O Nの状態におかれている 間、 表示灯 1 0 6が点灯される。
つまり、 正極ブラシ 1 0 9が摩耗限界まで摩耗すると、 無安定マルチバイブレ 一夕 1 1 2が低周波発振動作し、 表示灯 1 0 6が周期点滅状態 （摩耗限界検知表 示状態） となる。 そこで、 搭乗者が表示灯 1 0 6の周期点滅を確認することで、 正極ブラシ 1 0 9が摩耗限界まで摩耗していることを認識でき、 ブラシ交換を行 うことができる。 なお、 投光器 1 1 3および受光器 1 1 4が負極ブラシ 1 1 0を 挟んで相対するようにブラシホルダ 1 2 5に配設されていれば、 負極ブラシ 1 1 0の摩耗限界を検出することになる。 なお、 正極ブラシ 1 0 9および負極ブラシ 1 1 0の何れかが摩耗限界に達し、 界磁卷線 1 0 2への電流供給が行われなくな ると、 発電が停止される。
しかしながら、 従来の車両用交流発電機においては、 車両運転時、 スリップリ ングが回転しており、 正極および負極ブラシ 1 0 9、 1 1 0は常に振動 .変動を 受け続けている。 そして、 スリップリングの真円度が悪化していると、 正極およ び負極ブラシ 1 0 9、 1 1 0の振動 '変動がさらに大きくなる。 また、 ノイズ等 の影響があり、 受光器 1 1 4の検出出力が変動する。 そのため、 ブラシ 1 0 9、 1 1 0が摩耗限界に達する以前に摩耗限界検知表示状態となったり、 ブラシ 1 0 9、 1 1 0が摩耗限界に達しても摩耗限界検知表示状態とならないといった誤動 作が発生し、 ブラシの摩耗限界検知の信頼性が低下してしまうという不具合があ つに。
また、 従来の車両用交流発電機においては、' ツエナ一ダイオード 1 1 8による 定電圧が無安定マルチバイブレータ 1 1 2の動作電源に用いられている。 そして 、 受光器 1 1 4に流れる電流はブラシの振動等の影響により著しく低下する場合 がある。 つまり、 受光器 1 1 4から無安定マルチバイブレータ 1 1 2への給電信 頼性が低い。 この無安定マルチバイプレ一夕 1 1 2のパルス波形の振幅は動作電 源に依存するので、 受光器 1 1 4に流れる電流が低下すれば、 そのパルス波形の 振幅が低下し、 トランジスタ 1 1 6、 1 1 7の動作および表示灯 1 0 6の点灯に 支障をきたすことになる。 そこで、 ブラシの摩耗限界を正常に検知しても、 表示 灯 1 0 6の駆動電力が不足してしまい、 表示灯 1 0 6の周期点滅が確認しにく く なるという不具合もあった。
さらに、 従来の車両用交流発電機においては、 ブラシの摩耗限界の検出 '表示 回路が、 発電制御装置 1 0 8から独立して構成されているので、 部品点数および コストを増大させてしまうという不具合もあった。 発明の開示
本発明は、 ブラシの摩耗限界を検知する検知部の出力をモニターし、 該出力が 閾値を一旦超えるとブラシ摩耗限界を検出して、 該ブラシ摩耗限界の検出状態を ホールドするように判定回路を構成し、 ブラシの振動 ·変動やノイズの影響に起 因する誤動作をなくし、 ブラシ摩耗限界の検出信頼性を高めるとともに、 表示の 駆動電力不足をなくし、 安定したブラシ摩耗限界の検出表示を行わせることがで きる車両用回転電機を得るものである。
本発明による車両用回転電機は、 励磁電流が印加されて磁束を発生する界磁卷 線、 該磁束により着磁される複数の磁極および該界磁卷線に電気的に接続された 被給電部を有する回転子と、 ブラシぉよび該ブラシを上記被給電部に当接するよ うに付勢するコイルパネを有する給電機構部と、 上記ブラシが摩耗して所定長さ に達したことを検知するブラシ摩耗限界検知部と、 上記ブラシ摩耗限界検知部か らの出力をモニターし、 該出力が設定値を超えた時点でブラシ摩耗限界検出状態 となり、 以降該出力と該設定値との大小関係に拘わらず、 上記ブラシ摩耗限界検 出状態を保持するように構成されたブラシ摩耗限界検出手段とを備えている。 図面の簡単な説明
図 1はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機を示す縦断面図である。 図 2はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機におけるブラシ周りを示 す斜視図である。
図 3はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機を搭載した車両の電気回 路を説明する回路図である。
図 4はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機に搭載される発電制御装 置の制御部を示すプロック図である。
図 5はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機に搭載されるブラシ摩耗 限界検出回路を示す回路図である。
図 6はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機に搭載されるブラシ摩耗 限界検出回路におけるブラシ摩耗限界以前の電圧比較器の出力波形を示す図であ る。
図 7はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機におけるブラシ摩耗限界 以前の表示灯点灯用のトランジスタのスィツチング特性を示す図である。
図 8はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機に搭載されるブラシ摩耗 限界検出回路におけるブラシ摩耗限界時の入力波形を示す図である。
図 9はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機に搭載されるブラシ摩耗 限界検出回路におけるブラシ摩耗限界時の電圧比較器の出力波形を示す図である ο
図 1 0はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機におけるブラシ摩耗限 界時の表示灯点灯用のトランジスタのスィッチング特性を示す図である。
図 1 1は従来の車両用交流発電機を搭載した車両の電気回路を説明する回路図 である。
図 1 2は従来の車両用交流発電機における給電機構部の構造を示す断面図であ る。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態
図 1はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機を示す縦断面図、 図 2は この発明の実施の形態に係る車両用交流発電機におけるブラシ周りを示す斜視図 、 図 3はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機を搭載した車両の電気回 路を説明する回路図、 図 4はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機に搭 載される発電制御装置の制御部を示すプロック図、 図 5はこの発明の実施の形態 に係る車両用交流発電機に搭載されるブラシ摩耗限界検出回路を示す回路図、 図
6はこの発明の実施の形態に係る車両用交流発電機に搭載されるブラシ摩耗限界 検出回路におけるブラシ摩耗限界以前の電圧比較器の出力波形を示す図、 図 7は この発明の実施の形態に係る車両用交流発電機におけるブラシ摩耗限界以前の表 示灯点灯用のトランジスタのスィツチング特性を示す図、 図 8はこの発明の実施 の形態に係る車両用交流発電機に搭載されるブラシ摩耗限界検出回路におけるブ ラシ摩耗限界時の入力波形を示す図、 図 9はこの発明の実施の形態に係る車両用 交流発電機に搭載されるブラシ摩耗限界検出回路におけるブラシ摩耗限界時の電 圧比較器の出力波形を示す図、 図 1 0はこの発明の実施の形態に係る車両用交流 発電機におけるブラシ摩耗限界時の表示灯点灯用のトランジスタのスイッチング 特性を示す図である。
この車両用交流発電機は、 図 1に示されるように、 ランドル型の回転子 7がァ ルミニゥム製のフロントブラケット 1およびリャブラケヅト 2から構成されたケ ース 3内にシャフト 6を介して回転自在に装着され、 固定子 8が回転子 7の外周 側を覆うようにケース 3の内壁面に固着されて構成されている。
シャフト 6は、 フロントブラケヅト 1およびリャブラケヅト 2に回転可能に支 持されている。 このシャフト 6の一端にはプーリ 4が固着され、 エンジンの回転 トルクをベルト（図示せず）を介してシャフト 6に伝達できるようになつている。 また、 回転子 7に電流を供給する被給電部としての一対のスリップリング 9がシ ャフト 6の他端部に軸心方向に離間して、 シャフト 6と共に回転可能に配設され ている。
回転子 7は、 電流を流して磁束を発生する界磁卷線 1 3と、 この界磁卷線 1 3 を覆うように設けられ、 界磁卷線 1 3で発生された磁束によって磁極が形成され る第 1および第 2のポールコア 2 0、 2 1とから構成される。 第 1のポールコア 2 0は、 鉄製で、 先細り形状の第 1の爪状磁極 2 2がそれそれその先細り方向を 軸心方向に一致させて、 外周縁部に周方向に等角ピッチで形成されている。 同様 に、 第 2のポールコア 2 1は、 鉄製で、 先細り形状の第 2の爪状磁極 2 3がそれ それその先細り方向を軸心方向に一致させて、 外周縁部に周方向に等角ピッチで 形成されている。 そして、 第 1および第 2のポールコア 2 0、 2 1が、 第 1およ び第 2の爪状磁極 2 2、 2 3をかみ合わせるように対向してシャフト 6に固着さ れている。 さらに、 ファン 5が第 1および第 2のポールコア 2 0、 2 1の端面に それそれ固定されている。 また、 一対のスリップリング 9が界磁卷線 1 3を介し て電気的に直列に接続されている。
固定子 8は、 円筒状の固定子鉄心 1 5と、 固定子鉄心 1 5に卷装された 3相の 固定子卷線 1 6とを備えている。
整流器 1 2は、 固定子 8で生じた交流を直流に整流するためのもので、 図 3に 示されるように、 プラス側ダイオード d iとマイナス側ダイオード d 2とを直列 に接続してなるダイオード対が並列に 4対接続されて構成され、 ケース 3内に装 着されている。 発電制御装置 1 8は固定子 8で生じた交流電圧の大きさを調整するもので、 ヒ —トシンク 1 7に固着されている。
給電機構部 1 9は、 一対のブラシ 1 0がコィルバネ 1 1によりスリップリング 9側に付勢されてブラシホルダ 2 4に収納され、 リードワイヤ 1 4が各ブラシ 1 0の頭部に接続されて、 構成されている。 そして、 ブラシ摩耗限界検知部として の検出ターミナル 2 5が、 図 2に示されるように、 ブラシ 1 0が摩耗限界まで摩 耗したときに、 コイルバネ 1 1に電気的に接するように、 ブラシホルダ 2 4に装 着されている。 なお、 図 2では、 説明の便宜上、 長さの異なるブラシ 1 0、 即ち 初期状態のブラシ 1 0と摩耗限界状態のブラシ 1 0とを示している.が、 本来の使 用状態では、 一対のブラシ 1 0は同等に摩耗する。
ついで、 この車両用交流発電機の動作を図 3に基づいて説明する。
まず、 キ一スィッチ 3 5をキーに差し込み、 キースイッチ 3 5を回すことで、 スター夕 （図示せず） を駆動し、 エンジンが駆動される。
そして、 電流がバヅテリ 3 6からブラシ 1 0およびスリップリング 9を介して 界磁卷線 1 3に供給され、 磁束が発生される。 この磁束により、 第 1のポールコ ァ 2 0の第 1の爪状磁極 2 2が N極に着磁され、 第 2のポールコア 2 1の第 2の 爪状磁極 2 3が S極に着磁される。 一方、 エンジンの回転トルクがベルト （図示 せず） およびプーリ 4を介してシャフト 6に伝達され、 回転子 7が回転される。 そこで、 固定子巻線 1 6に回転磁界が与えられ、 回転子卷線 1 6に起電力が発生 する。 この交流の起電力が整流器 1 2を通って直流に整流され、 バッテリ 3 6に 充電され、 電気負荷 3 8に供給される。
ここで、 発電制御装置 1 8は、 図 4に示されるように、 第 1乃至第 4の制御部 3 1乃至 3 4からなる集積回路 3 0を備えている。
そして、 第 1の制御部 3 1は、 無発電の状態を検知する手段であり、 P端子を 介して固定子卷線 1 6の相電圧をモニターし、 相電圧が 0 Vの時にトランジスタ 2 9を O Nして表示灯 3 7を点灯させる。 これにより、 搭乗者は、 発電機が無発 電状態であること、 即ちエンジンが停止していることを確認できる。
また、 第 2の制御部 3 2は、 過電圧の状態を検知する手段であり、 B端子を介 して整流器 1 2の出力電圧をモニターし、 その出力電圧が第 2の設定電圧を超え ているか否かを判断し、 その出力電圧が第 2の設定電圧を超えている場合にトラ ンジス夕 2 9を O Nして表示灯 3 7を点灯させる。 これにより、 搭乗者は、 運転 車両の異常 （過電圧） を確認できる。
また、 第 3の制御部 3 3は、 ブラシ摩耗限界検出手段であり、 Q端子を介して 検出ターミナル 2 5の電圧をモニターし、 その電圧が閾値を超えているか否かを 判断し、 その電圧が閾値を超えている場合にトランジスタ 2 9を O N/O F Fし て表示灯 3 7を点滅させる。 これにより、 搭乗者は、 ブラシ 1 0の摩耗限界を確 認できる。
さらに、 第 4の制御部 3 4は、 固定子 8の出力電圧を一定に制御する制御手段 であり、 B端子を介して整流器 1 2の出力電圧をモニターし、 その出力電圧が第 1の設定電圧未満の場合にトランジスタ 2 8を O Nし、 第 1の設定電圧以上とな つた場合にトランジスタ 2 8をオフして界磁卷線 1 3への通電を制御している。 これにより、 整流器 1 2の出力電圧が一定となるように制御される。
つぎに、 第 3の制御部 3 3によるブラシ摩耗限界の検出動作について図 5乃至 図 1 1を参照しつつ説明する。
第 3の制御部 3 3は、 図 5に示されるように、 検知部 4 1の電圧に基づいてブ ラシの摩耗限界を判定する判定回路 4 2と、 判定回路 4 2がブラシの摩耗限界を 判定したときに表示灯 3 7を点滅表示させる発振回路 4 3とを備えている。 この 判定回路 4 2には、 単電源の電圧比較器 C O M 1が用いられている。 そして、 検 知部 4 1は Q端子を介して検出夕一ミナル 2 5に接続され、 出力部 4 4はトラン ジス夕 2 9のべ一スに接続されている。 なお、 図 5において、 Q 1 - Q 2 3はト ランジス夕、 r l— r l 9、 R 4は抵抗、 C 1はコンデンサ、 5 1— 5 8は定電 流源、 C 0 M 1、 C O M 2は電圧比較器である。
ブラシ 1 0の摩耗限界以前においては、 検出ターミナル 2 5はコイルバネ 1 1 と非接触状態にある。 そして、 ブラシ 1 0の摩耗限界時には、 検出ターミナル 2 5はコイルパネ 1 1と接触状態となる。 この時、 検出ターミナル 2 5の電圧は、 図 8に示されるように、 車両の振動ゃスリ、J、 プリング 9の真円度の悪化の影響に より変動している。
この検出夕一ミナル 2 5の電圧が Q端子を介して検知部 4 1に入力される。 検 知部 41への入力電圧が所定の電圧値 （閾値： E0) 未満であると、 トランジス 夕 Q 1は OFFとなる。 これにより、 COM1のプラス側入力 （A1の電位） が マイナス側入力 （A2の電位） より小さく、 COM1が OFF状態となる。 つま り、 トランジスタ Q3、 Q5が OFFとなり、 トランジスタ Q4、 Q6が ONと なる。 そこで、 トランジスタ Q8、 Q7が ONして、 COM1の出力 （A3の電 位） が図 6に示されるように LOWとなる。 これにより、 トランジスタ Q 9が 0 FFとなり、 判定回路 42の出力 （A4の電位） は HIGHとなる。 その結果、 トランジスタ Q 19が ONとなる。
そして、 検知部 41への入力電圧が所定の電圧値 （閾値： E0) を超えると、 トランジスタ Q 1が ONする。 これにより、 COM 1のプラス側入力 （A1の電 位） がマイナス側入力 （A2の電位） より大きくなり、 COM1が ON動作する。 つまり、 トランジスタ Q3、 Q5が ONし、 トランジスタ Q4、 Q6が OFFと なる。 そこで、 トランジスタ Q8、 Q7が OFFとなり、 COM1の出力 （A3 の電位） が図 9に示されるように HI GHとなる。 これにより、 トランジスタ Q 9が ONとなり、 判定回路 42の出力 （A4の電位） は LOWとなる。 その結果、 トランジスタ Q 19が OFFとなる。 この時、 トランジスタ Q 2が ONし、 トラ ンジス夕 Q 1の ON/OFFに拘わらず、 即ち検知部 41への入力電圧の大きさ に拘わらず、 トランジスタ Q3、 Q5が ONし、 COM 1の ON状態が保持され る。 つまり、 ブラシ摩耗限界検知状態が保持される。
一方、 発振回路 43においては、 COM2のプラス側入力 （B 1の電位） がマ イナス側入力 （B2の電位） より大きい場合、 COM2が ON動作する。 つまり、 トランジスタ Ql l、 Q13が OFFし、 トランジスタ Q12、 Q14が ONし て、 COM2の出力 （B3の電位） が HIGHとなる。 これにより、 トランジス 夕 Q18が ONとなる。 この時、 トランジスタ Q 10も ONとなり、 コンデンサ
C 1が抵抗 R 4を介して放電される。 そして、 コンデンサ C 1の電位が徐々に下 がり、 COM 2のプラス側入力 （B 1の電位） が低下する。 そして、 COM2の プラス側入力 （B 1の電位） がマイナス側入力 （B2の電位） より小さくなると、
COM2が OFFとなる。 つまり、 トランジスタ Q 11、 Q 13が ONし、 トラ ンジス夕 Q 12、 Q 14が OF Fとなる。 そこで、 トランジスタ Q15、 Q 16 が ONして、 COM2の出力 （B3の電位） が LOWとなる。 この時、 トランジ ス夕 Q 18が OFFとなる。 同時に、 トランジスタ Q 10が OFFとなり、 コン デンサ C 1の充電が開始される。 そして、 コンデンサ C 1の電位が上昇し、 CO M2のプラス側入力 （B 1の電位） がマイナス側入力 （B2の電位） より大きく なると、 COM2が ON動作する。
このようにして、 トランジスタ Q 18が、 抵抗 R 4とコンデンサ C 1との時定 数で設定される周期で、 ON/OFF動作することになる。
そこで、 トランジスタ Q 19が OFF状態の時に、 トランジスタ Q 18が ON /OFF動作することにより、 トランジスタ Q 23が ON/OFF動作する。 こ れにより、 出力部 44から ON/OFF信号が出力され、 トランジスタ 29が図 10に示されるように ON/OFF動作して表示灯 37が点滅表示される。 一方、 トランジスタ Q 19が ON状態の時に、 トランジスタ Q 18が ON/0 FF動作しても、 トランジスタ Q23の OFF状態が保持される。 これにより、 出力部 44から OFF信号が出力され、 トランジスタ 29が図 7に示されるよう に OFF状態となり、 表示灯 37が消灯される。
この表示灯 37の点滅表示は、 回路内の電源が OFFするまで、 即ちキ一スィ ツチ 35が OFFされるまで続けられる。 そのため、 キースィツチ 35が OFF の時は表示灯 37の点滅表示は行われず、 再びキースィツチ 35を ONすれば、 表示灯 37の点滅表示が再開される。 そして、 搭乗者が、 表示灯 37の点滅表示 を目視確認することで、 ブラシ 10の摩耗限界を認識する。 そこで、 キースイツ チ 35を OFFしてエンジンの回転を止め、 バッテリ 36のマイナス側の配線を 外して、 ブラシ 10の交換が行われる。 そして、 ブラシ 10の交換後、 キ一スィ ヅチ 35を ONさせると、 コイルパネ 11と検出ターミナル 25とが非接触状態 であるため、 表示灯 37の点滅表示が解除される。
このように、 この発明においては、 検知部 41の入力電圧が閾値 （E0) を超 えた時点で電圧比較器 COM1を ON状態とし、 同時に、 電圧比較器 COM1の
ON状態を保持するように判定回路 42を構成している。 つまり、 判定回路 42 は、 一旦ブラシ 10が摩耗限界に達したと判定すれば、 その判定結果を維持する ように構成されている。 そこで、 ブラシ 10の摩耗限界時に、 即ち検出夕一ミナ ル 2 5がコイルバネ 1 1に接触している時に、 車両の振動やスリップリング 9の 真円度の悪化の影響により検出ターミナル 2 5の電位が変動しても、 ブラシの摩 耗限界検知の判定が変わることはなく、 検出信頼性が向上される。 同様に、 外部 からのノイズに対する耐性が強くなり、 検出信頼性が向上される。
また、 判定回路 4 2に、 プラス側入力とマイナス側入力との大小関係に基づい て〇N動作する電圧比較器 C〇M 1を用いているので、 外部からのノイズに対す る耐性が強くなり、 検出信頼性が向上される。
また、 表示灯 3 7を点灯または点滅させるためのトランジスタ 2 9が直接発電 制御装置 1 8からの出力によって動作されるので、 トランジスタ 2 9を動作させ るための回路が集積回路内に構成されており、 部品点数の削減が図られ、 コスト 低減効果がある。 さらに、 集積回路 3 0が表示灯 3 7の点滅機構を有しているの で、 同様に、 部品点数の削減が図られ、 コスト低減効果がある。
従来装置では、 ブラシ摩耗限界の検知部 （受光部 1 1 4 ) からの入力を表示灯 1 0 6の表示回路 （無安定マルチバイブレータ 1 1 2 ) の電源電圧としているの で、 検知部からの入力が振動等の影響により変動し、 表示灯 1 0 6の駆動電力が 不足し、 表示灯 1 0 6の周期点滅が確認しにくくなるという不具合が発生してい た。 し力 し、 本願では、 表示灯 3 7を点滅させるための発信回路 4 3の電源電圧 は、 バッテリ 3 6から定電圧回路を介して供給されるので、 その発振動作は、 ブ ラシ摩耗限界の検知部からの入力に依存せず、 安定したものとなり、 上記不具合 は発生しない。
また、 ブラシ摩耗限界を検知する第 3の制御部 3 3が、 発電機の無発電の状態 を検知する第 1の制御部 3 1、 発電機の過電圧の状態を検知する第 2の制御部 3 2および発電機の出力電圧を一定に制御する第 4の制御部 3 4とともに、 一つの 集積回路 3 0に構成されているので、 部品点数が削減され、 コストを低減するこ とができる。
また、 ブラシ摩耗限界が表示灯 3 7の点滅表示で報知され、 無発電および過電 圧の状態が表示灯 3 7の点灯表示で報知されるように構成されているので、 搭乗 者がブラシ摩耗限界と、 無発電および過電圧の状態とを容易に識別できる。 なお、 上記実施の形態では、 判定回路 4 2と発振回路 4 3とが独立して動作す るように構成するものとしている力 判定回路 4 2の C OM 1の出力を発振回路 4 3に直列に接続するようにしても同様の効果が得られる。
また、 上記実施の形態において、 コンデンサを検知部 4 1とトランジスタ Q 1 のベースとの間に揷入すれば、 ノィズの耐性を高めることができる。
また、 上記実施の形態では、 発電制御機能 （第 4の制御部 3 4 ) および診断機 能 （第 1およぴ第 2の制御部 3 1、 3 2 ) を有する発電制御装置 1 8にブラシ摩 耗限界を警報する機能 （第 3の制御部 3 3 ) を付加するものとして説明している が、 発電制御機能のみを有する発電制御装置にブラシ摩耗限界を警報する機能を 付加してもよいことはいうまでもないことである。
また、 上記実施の形態では言及していないが、 摩耗限界に対して所定の残寸法 が残るようにブラシ 1 0の摩耗限界を報知するようにすることが望ましい。 これ により、 表示灯 3 7の点滅表示が開始されてから所定の距離の通常走行が可能と なり、 ブラシの交換前に、 発電機が無発電状態となるようなことが未然に防止さ れる。
また、 上記実施の形態では、 判定回路 4 2が検出ターミナル 2 5の電圧に基づ いてブラシ摩耗限界を判定するものとしているが、 判定回路 4 2が検出ターミナ ル 2 5に流れる電流に基づいてブラシ摩耗限界を判定するようにしてもよい。 また、 上記実施の形態では、 ブラシ摩耗限界検知部が検出ターミナル 2 5とコ ィルバネ 1 1との接触によりブラシ 1 0の摩耗限界を検知するように構成されて いるものとして説明しているが、 ブラシ摩耗限界検知部は、 この構成に限定され るものではなく、 例えば、 投光器と受光器とを用い、 受光器の投光器からの光の 授受によりブラシ 1 0の摩耗限界を検知する構成でもよい。
また、 上記実施の形態では、 車両用交流発電機に適用するものとして説明して いるが、 本発明は、 交流発電機に限らず、 交流電動機、 交流発電電動機等の回転 電機に適用できることはいうまでもないことである。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明に係る回転電機は、 ブラシの摩耗限界の検知を高信頼性 で、 かつ、 安価に実現できるので、 自動車等の車両に搭載される回転電機として 有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 励磁電流が印加されて磁束を発生する界磁卷線、 該磁束により着磁され る複数の磁極および該界磁卷線に電気的に接続された被給電部を有する回転子と 、 ブラシおよび該ブラシを上記被給電部に当接するように付勢するコィルバネを 有する給電機構部と、 上記ブラシが摩耗して所定長さに達したことを検知するブ ラシ摩耗限界検知部と、 上記ブラシ摩耗限界検知部からの出力をモニタ一し、 該 出力が設定値を超えた時点でブラシ摩耗限界検出状態となり、 以降該出力と該設 定値との大小関係に拘わらず、 上記ブラシ摩耗限界検出状態を保持するように構 成されたブラシ摩耗限界検出手段とを備えた車両用回転電機。
2 . 上記回転子の回転に伴って回転磁界が与えられて起電力を発生する固定 子巻線を有する固定子と、 上記固定子の出力電圧を一定に制御する制御手段とを 備え、 上記ブラシ摩耗限界検出手段と上記制御手段とが同一の集積回路に構成さ れていることを特徴とする請求項 1記載の車両用回転電機。
3 . 上記固定子の出力電圧をモニターし、 無発電および過電圧の状態の少な くとも一方の状態を検知する手段を備え、 上記無発電および過電圧の状態の少な くとも一方の状態を検知する手段が上記集積回路内に構成されていることを特徴 とする請求項 2記載の車両用回転電機。
4 . 表示灯を備え、 上記表示灯は、 上記ブラシ摩耗限界検出手段がブラシ摩耗 限界を検出したときに点滅表示され、 上記無発電および過電圧の少なくとも一方 の状態を検知する手段が無発電および過電圧の少なくとも一方の状態を検知した ときに点灯表示されるように構成されていることを特徴とする請求項 3記載の車 両用回転電機。
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