WO2013069153A1

WO2013069153A1 - 車両用回転電機

Info

Publication number: WO2013069153A1
Application number: PCT/JP2011/076073
Authority: WO
Inventors: 大橋　篤志; 和徳田中
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2013-05-16
Also published as: JP5586794B2; US20140225461A1; CN103918163A; US9246367B2; EP2779368B1; IN2014CN02143A; EP2779368A4; EP2779368A1; JPWO2013069153A1; CN103918163B

Abstract

　この発明は、保護カバーの支持強度を高め、保護カバーの不要な外れを抑えることができる車両用回転電機を得る。　この発明による車両用回転電機は、ケーシングの軸方向一側の外側に配設された整流器および電圧調整器と、底部と円筒状の周壁部からなる有底円筒状に形成され、整流器および電圧調整器を覆うようにケーシングに装着された樹脂製の保護カバーと、を備える。保護カバーは、周壁部の内周壁面に突設された複数の突起を、整流器のサーキットボードの外周壁面に周方向に離間して形成された複数の突起係止部にスナップフィット結合させて、サーキットボードに保持されている。

Description

車両用回転電機

　この発明は、車両用交流発電機などの車両用回転電機に関し、特にケーシングに支持された整流器および電圧調整器を保護する保護カバーの取付構造に関するものである。

　従来の車両用交流発電機では、整流器および電圧調整器がリヤブラケットの外側端面に取り付けられ、有底円筒状の保護カバーが軸方向外側から整流器および電圧調整器を覆うようにリヤブラケットに取り付けられている。そして、保護カバーは、有底円筒状の周壁部の開口端側から軸方向に延設された係止爪を、リヤブラケットの外周縁部に凹設された係止穴に差し込み、係止爪の爪部と係止穴との係合により、リヤブラケットに支持されている（例えば、特許文献１参照）。

仏国特許出願公開第２９５０７５２号明細書

　従来の車両用交流発電機では、リヤブラケットの外周縁部に凹設された係止穴に係止される係止爪が、有底円筒状の周壁部の開口端側から軸方向に延設されており、弾性変形しやすくなっている。そこで、発電機の搬送時や車両駆動時において、何らかの応力が保護カバーに作用すると、係止爪と係止穴との係止が解除され、保護カバーが外れるという問題があった。発電機の搬送時に保護カバーが外れると、整流器および電圧調整器が露出し、整流器および電圧調整器の損傷の発生につながる。また、車両駆動時に保護カバーが外れると、整流器および電圧調整器が露出し、整流器および電圧調整器の被水や異物付着の発生につながる。

　この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、保護カバーの支持強度を高め、保護カバーの不要な外れを抑えることができる車両用回転電機を得ることを目的とする。

　この発明に係る車両用回転電機は、ケーシングに回転可能に支持されたシャフトに固着されて該ケーシング内に配設された回転子と、固定子鉄心、および固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有し、上記回転子を囲繞するように上記ケーシングに支持された固定子と、Ｃ字状をなし、上記ケーシングの軸方向一側の外側に、上記シャフトの軸心と直交する平面上に該シャフトを中心とする扇状に配設されて該ケーシングに固着され、上記固定子巻線に発生する交流電力を整流する整流器と、上記ケーシングの軸方向一側の外側に、上記整流器のＣ字状の周方向の両端部間に配設されて該ケーシングに固着され、上記固定子で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器と、底部および筒形の周壁部からなる有底筒状に作製され、上記整流器および上記電圧調整器を覆うように上記ケーシングに装着される樹脂製の保護カバーと、を備えている。そして、上記整流器は、Ｃ字状に成形された樹脂成型体、該樹脂成型体にインサート成形されて整流素子をダイオードブリッジを構成するように接続する複数の導体、および該樹脂成型体の外周壁面に周方向に離間して形成された複数の突起係止部を有するサーキットボードを備え、上記保護カバーは、上記突起係止部に対応するように上記周壁部の内周壁面に突設された複数の突起を有し、該周壁部の弾性により該突起を上記突起係止部にスナップフィット結合させて上記サーキットボードを介して上記ケーシングに保持されている。

　この発明によれば、複数の突起が弾性変形しにくい周壁部の内周壁面に突設されているので、突起と突起係止部とのスナップフィットの結合力が大きくなる。これにより、保護カバーの支持強度が高められ、保護カバーの不要な外れを抑えることができる。

この発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機を示す断面図である。この発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機を示すリヤ側端面図である。図２のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視断面図である。この発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機における保護カバーを開口側から見た平面図である。この発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機におけるサーキットボードを示す平面図である。この発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機におけるリヤブラケットを示すリヤ側端面図である。この発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機における保護カバーの装着状態を説明する要部断面図である。

　以下、本発明の車両用回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

　図１はこの発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機を示す断面図、図２はこの発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機を示すリヤ側端面図、図３は図２のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視断面図、図４はこの発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機における保護カバーを開口側から見た平面図、図５はこの発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機におけるサーキットボードを示す平面図、図６はこの発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機におけるリヤブラケットを示すリヤ側端面図、図７はこの発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機における保護カバーの装着状態を説明する要部断面図である。

　図１および図２において、車両用交流発電機１は、それぞれ略椀形状のアルミニウム製のフロントブラケット２とリヤブラケット３とからなるケーシング４と、このケーシング４に一対の軸受５を介して回転自在に支持されたシャフト６と、ケーシング４のフロント側に延出するシャフト６の端部に固着されたプーリ７と、シャフト６に固定されてケーシング４内に配設された回転子８と、この回転子８の軸方向の両端面に固定されたファン１１と、回転子８を囲繞するようにケーシング４に固定された固定子１２と、ケーシング４のリヤ側に延出するシャフト６の延出部に固定され、回転子８に電流を供給する一対のスリップリング１５と、各スリップリング１５の表面に摺動する一対のブラシ１６と、これらのブラシ１６を収容するブラシホルダ１７と、固定子１２で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器１８と、電圧調整器１８に装着された雑音防止用のコンデンサ１９と、電圧調整器１８に一体に形成されて、電圧調整器１８などと外部装置(図示せず）との信号の入出力を行うコネクタ２０と、リヤブラケット３のリヤ側に配置されて、固定子１２で生じる交流電圧を直流電圧に整流する整流器２１と、後述するように、ブラシホルダ１７、電圧調整器１８、整流器２１などを覆うようにリヤブラケット３に装着された保護カバー２５と、を備えている。

　回転子８は、ランデル型回転子であり、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁巻線９と、界磁巻線９を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成される界磁鉄心１０と、を備えている。また、固定子１２は、円筒状の固定子鉄心１３と、固定子鉄心１３に巻装され、回転子８の回転に伴い、界磁巻線９からの磁束の変化で交流が生じる固定子巻線１４と、を備えている。固定子１２は、固定子鉄心１３をフロントブラケット２およびリヤブラケット３の開口端に軸方向両側から挟持されて回転子８を取り囲むように配設されている。

　整流器２１は、複数個の正極側整流素子２２ａが実装された正極側ヒートシンク２２と、複数個の負極側整流素子（図示せず）が実装された負極側ヒートシンク２３と、サーキットボード２４、とを備え、正極側ヒートシンク２２と負極側ヒートシンク２３との間にサーキットボード２４を挟み込んで略Ｃ字状に構成されている。
　サーキットボード２４は、図５に示されるように、略Ｃ字状に成形された樹脂成型体２４ａと、樹脂成型体２４ａにインサート成形され、整流器２１と固定子巻線１４とを電気的に接続する複数本の導体２４ｂと、樹脂成型体２４ａの外周壁面の軸方向の一端側に、周方向に離間して突設され、突起係止部としての２つの突起２４ｃと、を備えている。複数本の導体２４ｂは、正極側整流素子２２ａと負極側整流素子とが所定のブリッジ回路を構成するように形成されている。

　このように構成された整流器２１は、スリップリング１５の外周側に、シャフト６の軸心と直交する平面上にシャフト６を中心とする扇状に配置されて、リヤブラケット３の外側端面に締着固定されている。サーキットボード２４は、突起２４ｃがリヤブラケット３と反対側に位置するように配設される。そして、固定子巻線１４の口出し線１４ａがリヤブラケット３から引き出されてサーキットボード２４の導体２４ｂに接続され、整流器２１と固定子巻線１４とが電気的に接続される。また、ブラシホルダ１７は、整流器２１の略Ｃ字状の周方向の両端部間に配置されて、リヤブラケット３の外側端面に締着固定されている。さらに、コンデンサ１９およびコネクタ２０が一体に装着された電圧調整器１８が、整流器２１の略Ｃ字状の周方向の両端部間のブラシホルダ１７の径方向外側に配置され、リヤブラケット３の外側端面に締着固定されている。

　つぎに、保護カバー２５について図２乃至図４を参照しつつ説明する。
　保護カバー２５は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ナイロン６６などの絶縁性樹脂を用いて、底部２６と円筒形の周壁部２７とからなる有底円筒状に成形されている。

　コネクタ引き出し穴２９が保護カバー２５の底部２６と周壁部２７の一部を切り欠いて形成されている。そして、３つの凹部３０が、周方向に離間して、それぞれ、周壁部２７の一部を内径側に窪ませて、周壁部２７の開口端から底部２６に至るように連続して凹設されている。さらに、２つの突起３６が、周方向に離間して、それぞれ、周壁部２７の内周壁面の底部２６側に突設されている。

　３つの凹部３０は、周方向に分散して形成され、２つの突起３６は、周壁部２７の軸心（中心）に対して略点対称な位置に形成されている。そして、凹部３０と突起３６とは、それらの周方向の形成位置を異ならせて、周方向に分散して形成されている。ここでは、一方の突起３６が、コネクタ引き出し穴２９の周方向一側に配設された隣り合う凹部３０の間に配設され、他方の突起３６が、コネクタ引き出し穴２９とコネクタ引き出し穴２９の周方向他側に配設された凹部３０との間に配設されている。

　係止爪３２は、各凹部３０の周方向中央位置で、周壁部２７の開口端から、凹部３０の溝方向に延設された軸部３３と、軸部３３の先端から、周壁部２７の径方向外側に突設された爪部３４と、から構成されている。ここで、爪部３４の根元部の径方向外側を向く部位は、先端側に向って急激に径方向外側に変位する斜面に形成されている。また、爪部３４の先端部の径方向外側を向く部位は、先端に向って漸次径方向内側に変位する斜面に形成されている。

　突起３６の底部２６側の径方向内側を向く部位は、開口側に向って急激に径方向内側に変位する斜面に形成され、突起３６の開口側の径方向内側を向く部位は、開口側に向って漸次径方向外側に変位する斜面に形成されている。

　なお、２つの突起２４ｃが、図３および図５に示されるように、樹脂成型体２４ａの外周壁面の軸方向一端側に、突起３６のそれぞれに対応するように突設されている。各突起２４ｃの軸方向一端側の径方向外側を向く部位は、軸方向他端側に向って漸次径方向外側に変位する斜面に形成され、各突起２４ｃの軸方向他端側の径方向外側を向く部位は、軸方向他端側に向ってステップ状に径方向内側に変位する段部に形成されている。

　爪係止部としての係止穴３５が、図６および図７に示されるように、リヤブラケット３の外周縁部に、係止爪３２のそれぞれに対応するように形成されている。係止穴３５のそれぞれは、その内壁面のリヤブラケット３の径方向内側を向く部位が、リヤブラケット３の外側端面からリヤブラケット３の開口側に向って漸次径方向内側に変位する斜面部３５ａと、斜面部３５ａのリヤブラケット３の開口側にステップ状に径方向外側に変位する段部３５ｂと、を有する穴形状に形成されている。

　つぎに、このように構成された保護カバー２５をリヤブラケット３に装着する手順について説明する。
　まず、保護カバー２５の開口側をリヤブラケット３に向けて、係止爪３２を係止穴３５に合わせる。これにより、突起３６と突起２４ｃとの位置合わせが同時に行われる。ついで、図７に示されるように、保護カバー２５をリヤブラケット３に近づけ、係止爪３２を係止穴３５に挿入する。係止爪３２の爪部３４は、係止穴３５の斜面部３５ａに当たり、軸部３３を径方向内側に弾性変形させながら係止穴３５の斜面部３５ａを摺動して係止穴３５に差し込まれる。そして、爪部３４が斜面部３５ａを過ぎると軸部３３が復元し、爪部３４が段部３５ｂ内に延出する。これにより、係止爪３２と係止穴３５とが軸部３３（係止爪３２）の弾性によりスナップフィット結合する。

　同時に、突起３６が突起２４ｃの傾斜面に当たり、周壁部２７を径方向外側に弾性変形させながら突起２４ｃの傾斜面を摺動する。突起３６が突起２４ｃの傾斜面を過ぎると周壁部２７が復元し、突起２４ｃの段部内に延出する。これにより、突起２４ｃ，３６が周壁部２７の弾性によりスナップフィット結合する。

　このように、係止爪３２の弾性を利用した係止爪３２と係止穴３５とのスナップフィット結合、および周壁部２７の弾性を利用した突起２４ｃ，３６のスナップフィット結合により、保護カバー２５がリヤブラケット３に保持される。

　ここで、爪部３４の根元部の斜面が軸部３３の復元力により段部３５ｂの斜面部３５ａ側の角部に押し当てられ、保護カバー２５をリヤブラケット３に引き寄せる力が発生する。同様に、突起３６の底部２６側の斜面が周壁部２７の復元力により突起２４ｃの段部の角部に押し当てられ、保護カバー２５をリヤブラケット３に引き寄せる力が発生する。これにより、保護カバー２５の開口端がリヤブラケット３の外周縁部に押し当てられる。そこで、保護カバー２５がリヤブラケット３に弾性的に、かつ係止状態に保持され、保護カバー２５のガタツキが抑えられる。

　このように、この実施の形態では、保護カバー２５の周壁部２７の内周壁面の底部２６側に突設した突起３６を、樹脂成型体２４ａの外周壁面の軸方向一端側に突設した突起２４ｃにスナップフィット結合させて、保護カバー２５をリヤブラケット３に締着固定された整流器２１に保持させている。この突起３６は弾性変形しにくい保護カバー２５の周壁部２７の内周壁面の底部２６側に突設されているので、突起２４ｃａ，３６によるスナップフィット結合が解除されにくくなり、保護カバー２５が外れにくくなる。これにより、車両用交流発電機１の搬送時や車両用交流発電機１を搭載した車両の駆動時に、保護カバー２５を外れさせるような応力が保護カバー２５に作用しても、保護カバー２５が外れるような事態が阻止され、整流器２１および電圧調整器１８の損傷の発生や、整流器２１および電圧調整器１８の被水や異物付着の発生が抑制される。

　突起２４ｃａ，３６によるスナップフィット結合が、保護カバー２５の周壁部２７の中心に対して略点対称な２箇所で行われているので、保護カバー２５を外すような応力が保護カバーに２５に偏って作用しても、保護カバー２５の外れが阻止される。

　突起２４ｃａ，３６によるスナップフィット結合に加えて、保護カバー２５の周壁部２７の開口端から延出させた係止爪３２を、リヤブラケット３の外周縁部に形成された係止穴３５にスナップフィット結合させて、保護カバー２５をリヤブラケット３に保持させているので、リヤブラケット３による保護カバー２５の保持力が大きくなり、保護カバー２５がさらに外れにくくなる。

　突起２４ｃａ，３６による２箇所のスナップフィット結合位置と、係止爪３２と係止穴３５による３箇所のスナップフィット結合位置とが、周方向に分散しているので、保護カバー２５を外すような応力が保護カバーに２５に偏って作用しても、保護カバー２５の外れが確実に阻止される。

　なお、上記実施の形態では、車両用交流発電機について説明しているが、この発明は、車両用交流発電機に限らず、車両用電動機、車両用発電電動機などの車両用回転電機に適用しても、同様の効果を奏する。
　また、上記実施の形態では、保護カバーの周壁部が円筒形に形成されているが、保護カバーの周壁部の形状は円筒形に限定されるものではなく、リヤブラケットの外側端面に取り付けられた整流器および電圧調整器の外周側を囲む筒形であればよい。

　また、上記実施の形態では、突起による２つのスナップフィット結合部が周方向に離間して配設されているが、突起による２つのスナップフィット結合部の個数は２つに限定されるものではなく、３つ以上でもよい。この場合、突起によるスナップフィット結合部と、係止爪と係止穴とによるスナップフィット結合部とを、周方向の形成位置を異ならせて、周方向に略均等に分散するように形成することが望ましい。
　また、上記実施の形態では、サーキットボードの樹脂成型体の外周壁面に形成された突起を突起係止部としているが、突起係止部の形状は突起に限定されず、保護カバーの周壁部の内周壁面に突設された突起がスナップフィット結合されればよく、例えばサーキットボードの樹脂成型体の外周壁面に凹設された凹部でもよい。

　また、上記実施の形態では、突起が周壁部の内周壁面の底部側に突設されているものとしているが、突起の形成位置は周壁部の内周壁面の底部側に限定されない。突起の形成位置が周壁部の底部側になるほど、突起の形成位置における周壁部は弾性変形しにくくなり、スナップフィット結合力が大きくなり、保護カバーが外れにくくなる。そこで、周壁部における突起の形成位置は、要求されるスナップフィット結合力が得られるよう、適宜設定すればよい。

Claims

　ケーシングに回転可能に支持されたシャフトに固着されて該ケーシング内に配設された回転子と、
　固定子鉄心、および固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有し、上記回転子を囲繞するように上記ケーシングに支持された固定子と、
　Ｃ字状をなし、上記ケーシングの軸方向一側の外側に、上記シャフトの軸心と直交する平面上に該シャフトを中心とする扇状に配設されて該ケーシングに固着され、上記固定子巻線に発生する交流電力を整流する整流器と、
　上記ケーシングの軸方向一側の外側に、上記整流器のＣ字状の周方向の両端部間に配設されて該ケーシングに固着され、上記固定子で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器と、
　底部および筒形の周壁部からなる有底筒状に作製され、上記整流器および上記電圧調整器を覆うように上記ケーシングに装着される樹脂製の保護カバーと、を備え、
　上記整流器は、Ｃ字状に成形された樹脂成型体、該樹脂成型体にインサート成形されて整流素子をダイオードブリッジを構成するように接続する複数の導体、および該樹脂成型体の外周壁面に周方向に離間して形成された複数の突起係止部を有するサーキットボードを備え、
　上記保護カバーは、上記突起係止部に対応するように上記周壁部の内周壁面に突設された複数の突起を有し、該周壁部の弾性により該突起を上記突起係止部にスナップフィット結合させて上記サーキットボードを介して上記ケーシングに保持されていることを特徴とする車両用回転電機。
　爪係止部が上記ケーシングに形成され、
　上記保護カバーは、上記爪係止部に対応するように形成され、上記周壁部の開口端から延設された軸部と該軸部の先端から径方向外側に突設された爪部とからなる係止爪を有し、該係止爪の弾性により該係止爪を該爪係止部にスナップフィット結合させて該ケーシングに保持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。
　上記突起と上記係止爪が、周方向の形成位置を互いに異ならせて、周方向に分散して配設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。