(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子巻線を有する固定子鉄心、この固定子鉄心を両側から保持するフロントブラケットとリヤブラケット、この両ブラケットに回転自在に装着された回転軸に取り付けられ、界磁巻線を有する回転子鉄心、前記フロントブラケットに取り付けられ前記回転軸の軸端部を覆うハウジング、駆動部材と従動部材とを有して従動部材が前記回転軸に固定された一方向クラッチ、太陽歯車と遊星歯車と外輪歯車とを有して太陽歯車が前記回転軸に固定され、遊星歯車の支持軸の一端が前記一方向クラッチの駆動部材に固定され、外輪歯車が回転自在に支承された遊星歯車増速機構、この遊星歯車増速機構の前記遊星歯車の支持軸の他端を固定し、内燃機関からの駆動力を受ける入力軸、通電により動作し、前記遊星歯車増速機構の外輪歯車の回転を阻止する電磁ブレーキとを備え、前記入力軸の一端が前記ハウジングに設けられたベアリングに支承され、他端側が遊星歯車の支持軸と一方向クラッチとを介して前記回転軸に支持されたことを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】
一方向クラッチの駆動部材の外径にベアリングが設けられ、このベアリングに遊星歯車増速機構の外輪歯車を有する円筒部材の一端が支承されると共に、円筒部材の他端側がハウジングに設けられたベアリングにより支承されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機。
【請求項３】
固定子巻線を有する固定子鉄心、この固定子鉄心を両側から保持するフロントブラケットとリヤブラケット、この両ブラケットに回転自在に装着された回転軸に取り付けられ、界磁巻線を有する回転子鉄心、前記フロントブラケットに取り付けられ前記回転軸の軸端部を覆うハウジング、太陽歯車と遊星歯車と外輪歯車とを有して太陽歯車が前記回転軸に固定され、外輪歯車が回転自在に支承された遊星歯車増速機構、この遊星歯車増速機構の前記遊星歯車の支持軸を固定すると共に、内燃機関からの駆動力を受ける入力軸、駆動部材と従動部材とを有して駆動部材が前記入力軸に固定され、従動部材が前記遊星歯車増速機構の外輪歯車を有する部材と結合された一方向クラッチ、通電により動作し、前記遊星歯車増速機構の外輪歯車の回転を阻止する電磁ブレーキを備え、前記入力軸の一端が前記一方向クラッチを介して前記ハウジングに設けられたベアリングに支承されると共に、前記入力軸の他端部から延長された支持部材が前記フロントブラケットに設けられたベアリングにより支承されたことを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項４】
固定子巻線を有する固定子鉄心、この固定子鉄心を両側から保持するフロントブラケットとリヤブラケット、この両ブラケットに回転自在に装着された回転軸に取り付けられ、界磁巻線を有する回転子鉄心、前記フロントブラケットに取り付けられ前記回転軸の軸端部を覆うハウジング、太陽歯車と遊星歯車と外輪歯車とを有して太陽歯車が前記回転軸に固定され、外輪歯車が回転自在に支承された遊星歯車増速機構、この遊星歯車増速機構の前記遊星歯車の支持軸を固定すると共に、内燃機関からの駆動力を受ける入力軸、駆動部材と従動部材とを有して駆動部材が前記入力軸に固定され、従動部材が前記遊星歯車増速機構の外輪歯車を有する部材と結合された一方向クラッチ、通電により動作し、前記遊星歯車増速機構の外輪歯車の回転を阻止する電磁ブレーキを備え、前記入力軸の一端が前記一方向クラッチを介して前記ハウジングに設けられたベアリングに支承されると共に、前記入力軸の他端部から延長された支持部材が前記回転軸に設けられたベアリングにより支承されたことを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項５】
固定子巻線を有する固定子鉄心、この固定子鉄心を両側から保持するフロントブラケットとリヤブラケット、この両ブラケットに回転自在に装着された回転軸に取り付けられ、界磁巻線を有する回転子鉄心、駆動部材と従動部材とを有して従動部材が前記回転軸に固定され、駆動部材が内燃機関から駆動される入力軸と一体化された一方向クラッチ、太陽歯車と遊星歯車と外輪歯車とを有して太陽歯車が前記回転軸に固定され、遊星歯車の支持軸が前記入力軸と一体化された駆動部材に固定され、外輪歯車が回転自在に支承された遊星歯車増速機構、通電により動作し、前記遊星歯車増速機構の外輪歯車の回転を阻止する電磁ブレーキを備え、前記一方向クラッチの駆動部材が前記入力軸に弾性部材を介して取り付けられたことを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項６】
外輪歯車を有する部材が、底面と両側面とを有する断面コの字状に形成され、底面が電磁ブレーキの可動子との当接面とされ、両側面が電磁ブレーキの磁路の内周と外周とを囲むように構成され、この両側面の内面と磁路の外面との隙間が前記コの字状断面の開口側ほど大きくなるように設定されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両に搭載され、内燃機関から駆動されて負荷に電力供給し、バッテリを充電する車両用交流発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は従来の一般的な車両用交流発電機の構成を示す断面図、図１３はその出力特性図である。図１２において、１は円筒状に形成され、多相の固定子巻線２を有する固定子鉄心、３と４とはこの固定子鉄心１を保持するフロントブラケットとリヤブラケット、５は固定子鉄心１の内径に空隙を介して設けられ、界磁巻線６を有すると共に回転軸７に固定されたクローポール型の回転子鉄心、８ａと８ｂとはフロントブラケット３とリヤブラケット４とに設けられ、回転軸７を回転自在に支承するベアリング、９は回転軸７のフロントブラケット３側の一端に設けられ、図示しない内燃機関から駆動されるプーリ、１０は回転軸７に固定され、界磁巻線６に界磁電流を供給するスリップリング、１１はリヤブラケット４に取り付けられ、スリップリング１０と摺接するブラシ１２を有するブラシホルダである。
【０００３】
このような構成を持つ従来の車両用交流発電機において、ブラシ１２とスリップリング１０とを介して界磁巻線６に界磁電流が供給され、プーリ９が図示しない内燃機関に駆動されると多相の固定子巻線２には交流電力が発生し、この交流電力は発電機に内蔵する図示しない全波整流器に整流されて車両に搭載されたバッテリを充電すると共に負荷に供給される。また、発電機には図示しない電圧制御装置が内蔵されており、この電圧制御装置が界磁電流をオン・オフすることにより出力電圧は所定値に保持されるように構成されているが、このような発電機の出力電流は、端子電圧を所定値の例えば１４Ｖに保持した場合には、図１３に示すように、発生電圧が所定値を超えたところで立ち上がり、回転速度の上昇と共に増加して高速域では飽和する特性になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、このような車両用交流発電機に要求される出力特性としては、内燃機関の低速域、すなわち、アイドリング回転域においても負荷に電力を供給し、さらに、バッテリを充電するに足りる出力が要求される。このような低速回転域における出力電流の増大には、まず、発電機の特に外径を大きくすること、または、回転速度を大きくするために内燃機関とのプーリ比を大きくすることが考えられるが、車両のエンジン室に装着される車両用交流発電機には小型化と軽量化とが要求されるものであり、大型化することは極めて困難である。また、プーリ比の増大は、例えば、発電機をポリＶベルトなどで駆動する場合にはベルトスリップにつながり、このベルトスリップを抑制するには内燃機関のクランク軸側のプーリ径を大きくする必要があり、それに伴い、ベルト駆動されている各補機類のプーリ径も大きくせねばならず、内燃機関の大型化につながるものであった。
【０００５】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、発電機の外径を大きくすることなく、特に内燃機関のアイドリング回転域を含む低速回転域での出力電流を増大することが可能であり、そのために機械的な信頼性を損なうことのない車両用交流発電機を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる車両用交流発電機は、固定子巻線を有する固定子鉄心、この固定子鉄心を両側から保持するフロントブラケットとリヤブラケット、この両ブラケットに回転自在に装着された回転軸に取り付けられ、界磁巻線を有する回転子鉄心、前記フロントブラケットに取り付けられ前記回転軸の軸端部を覆うハウジング、駆動部材と従動部材とを有して従動部材が前記回転軸に固定された一方向クラッチ、太陽歯車と遊星歯車と外輪歯車とを有して太陽歯車が前記回転軸に固定され、遊星歯車の支持軸の一端が前記一方向クラッチの駆動部材に固定され、外輪歯車が回転自在に支承された遊星歯車増速機構、この遊星歯車増速機構の前記遊星歯車の支持軸の他端を固定し、内燃機関からの駆動力を受ける入力軸、通電により動作し、前記遊星歯車増速機構の外輪歯車の回転を阻止する電磁ブレーキとを備え、前記入力軸の一端が前記ハウジングに設けられたベアリングに支承され、他端側が遊星歯車の支持軸と一方向クラッチとを介して前記回転軸に支持されるようにしたものである。
【０００７】
また、一方向クラッチの駆動部材の外径にベアリングが設けられ、このベアリングに遊星歯車増速機構の外輪歯車を有する円筒部材の一端が支承されると共に、円筒部材の他端側がハウジングに設けられたベアリングに支承されるようにしたものである。
【０００８】
更に、この発明に係わる車両用交流発電機は、固定子巻線を有する固定子鉄心、この固定子鉄心を両側から保持するフロントブラケットとリヤブラケット、この両ブラケットに回転自在に装着された回転軸に取り付けられ、界磁巻線を有する回転子鉄心、前記フロントブラケットに取り付けられ前記回転軸の軸端部を覆うハウジング、太陽歯車と遊星歯車と外輪歯車とを有して太陽歯車が前記回転軸に固定され、外輪歯車が回転自在に支承された遊星歯車増速機構、この遊星歯車増速機構の前記遊星歯車の支持軸を固定すると共に、内燃機関からの駆動力を受ける入力軸、駆動部材と従動部材とを有して駆動部材が前記入力軸に固定され、従動部材が前記遊星歯車増速機構の外輪歯車を有する部材と結合された一方向クラッチ、通電により動作し、前記遊星歯車増速機構の外輪歯車の回転を阻止する電磁ブレーキを備え、前記入力軸の一端が前記一方向クラッチを介して前記ハウジングに設けられたベアリングに支承されると共に、前記入力軸の他端部から延長された支持部材が前記フロントブラケットに設けられたベアリングにより支承されるようにしたものである。
【０００９】
更にまた、この発明に係わる車両用交流発電機は、固定子巻線を有する固定子鉄心、この固定子鉄心を両側から保持するフロントブラケットとリヤブラケット、この両ブラケットに回転自在に装着された回転軸に取り付けられ、界磁巻線を有する回転子鉄心、前記フロントブラケットに取り付けられ前記回転軸の軸端部を覆うハウジング、太陽歯車と遊星歯車と外輪歯車とを有して太陽歯車が前記回転軸に固定され、外輪歯車が回転自在に支承された遊星歯車増速機構、この遊星歯車増速機構の前記遊星歯車の支持軸を固定すると共に、内燃機関からの駆動力を受ける入力軸、駆動部材と従動部材とを有して駆動部材が前記入力軸に固定され、従動部材が前記遊星歯車増速機構の外輪歯車を有する部材と結合された一方向クラッチ、通電により動作し、前記遊星歯車増速機構の外輪歯車の回転を阻止する電磁ブレーキを備え、前記入力軸の一端が前記一方向クラッチを介して前記ハウジングに設けられたベアリングに支承されると共に、前記入力軸の他端部から延長された支持部材が前記回転軸に設けられたベアリングにより支承されようにしたものである。
【００１０】
また、この発明に係わる車両用交流発電機は、固定子巻線を有する固定子鉄心、この固定子鉄心を両側から保持するフロントブラケットとリヤブラケット、この両ブラケットに回転自在に装着された回転軸に取り付けられ、界磁巻線を有する回転子鉄心、駆動部材と従動部材とを有して従動部材が前記回転軸に固定され、駆動部材が内燃機関から駆動される入力軸と一体化された一方向クラッチ、太陽歯車と遊星歯車と外輪歯車とを有して太陽歯車が前記回転軸に固定され、遊星歯車の支持軸が前記入力軸と一体化された駆動部材に固定され、外輪歯車が回転自在に支承された遊星歯車増速機構、通電により動作し、前記遊星歯車増速機構の外輪歯車の回転を阻止する電磁ブレーキを備え、前記一方向クラッチの駆動部材が前記入力軸に弾性部材を介して取り付けられるようにしたものである。
【００１１】
さらに、外輪歯車を有する部材が、底面と両側面とを有する断面コの字状に形成され、底面が電磁ブレーキの可動子との当接面とされ、両側面が電磁ブレーキの磁路の内周と外周とを囲むように構成され、この両側面の内面と磁路の外面との隙間がコの字状断面の開口側ほど大きくなるように設定したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による車両用交流発電機の断面図、図２はその出力特性を示すもので、図中上記の従来例と同一機能部分には同一符号が付与されている。図１において、１は円筒状に形成され、多相の固定子巻線２を有する固定子鉄心、３と４とはこの固定子鉄心１を両側から保持するフロントブラケットとリヤブラケット、５は固定子鉄心１の内径に所定の空隙を介して設けられ、界磁巻線６を有すると共に回転軸７に固定されたクローポール型の回転子鉄心、８ａと８ｂとはフロントブラケット３とリヤブラケット４とに設けられ、回転軸７を回転自在に支承するベアリング、１０は回転軸７に固定され、界磁巻線６に界磁電流を供給するスリップリング、１１はリヤブラケット４に取り付けられ、スリップリング１０と摺接するブラシ１２を有するブラシホルダである。
【００１３】
１３は回転軸７に取り付けられた従動部材１４と、トルク中継体１５と、駆動部材１６とを有する一方向クラッチ、１９はハウジング１８に回転自在に支承され、一端に図示しない内燃機関から駆動されるプーリ９を有する入力軸、１７はこの入力軸１９に支持軸２０を介して取り付けられた遊星歯車２１と、回転軸７の一端に設けられた太陽歯車２２と、回転自在に設けられた円筒部材２３の内面に設けられた外輪歯車２４とを有する遊星歯車増速機構であり、遊星歯車増速機構１７の支持軸２０は一方向クラッチ１３の駆動部材１６にも結合固定されている。また、入力軸１９には保持部材２５が設けられて一方向クラッチ１３の駆動部材１６に結合され、支持軸２０と保持部材２５とにより入力軸１９の一端が駆動部材１６に支持されるように構成され、また、遊星歯車２１は駆動部材１６と入力軸１９との間に保持されるように構成されている。
【００１４】
また、２６は、磁路２７と、励磁コイル２８と、可動子２９とを有する電磁ブレーキであり、磁路２７と可動子２９との間には遊星歯車増速機構１７の外輪歯車２４を有する円筒部材２３が延長されて介在するように構成され、さらに、円筒部材２３は電磁ブレーキ２６の周囲においてはコの字状に形成されて磁路２７の内周と外周とを囲むように延長されている。可動子２９はフロントブラケット３にバネ３０を介して取り付けられ、励磁コイル２８の通電によりバネ３０の弾性に抗して磁路２７側に吸引され、円筒部材２３のブレーキ面３１に吸着してその回転を阻止するように構成されている。なお、３２はハウジング１８に設けられて入力軸１９の一方の端部を回転自在に支承するベアリング、３３と３４とは一方向クラッチ１３の駆動部材１６を従動部材１４とフロントブラケット３に対して回転自在に支承するベアリング、３５と３６とは遊星歯車増速機構１７の円筒部材２３をハウジング１８とフロントブラケット３とに対して回転自在に支承するベアリングである。
【００１５】
このように構成されたこの発明の実施の形態１による車両用交流発電機において、図示しない内燃機関からプーリ９が駆動されると、回転トルクはプーリ９から入力軸１９と支持軸２０とを介して遊星歯車２１に伝達される。電磁ブレーキ２６が不動作で円筒部材２３が回転自在の状態においては遊星歯車増速機構１７は動作せず、トルクは支持軸２０と保持部材２５とを介して入力軸１９から一方向クラッチ１３の駆動部材１６に伝達され、さらに、トルク中継体１５と従動部材１４とを介して回転軸７に伝達されて回転軸７とこれに固定された回転子鉄心５とはプーリ９と同一回転速度で回転する。
【００１６】
電磁ブレーキ２６の励磁コイル２８に通電がなされると、磁路２７と可動子２９とに磁束が発生して可動子２９がバネ３０の押圧力に抗して吸引され、円筒部材２３に吸着されてその回転を阻止し、円筒部材２３の内面に設けられた外輪歯車２４が固定されることにより遊星歯車２１と回転軸７の一端に設けられた太陽歯車２２との間に回転が伝達されるようになり、外輪歯車２４と太陽歯車２２とのギヤ比により回転軸７が増速駆動されることになる。このとき、入力軸１９および支持軸２０と結合された一方向クラッチ１３の駆動部材１６と従動部材１４との間はトルク中継体１５がフリーの状態となって回転伝達がなされず、結果として回転軸７とこれに固定された回転子鉄心５とはプーリ９に対して遊星歯車増速機構１７の増速比分増速されて回転することになる。
【００１７】
図２に示すように、プーリ９の回転速度がＮ１のときに電磁ブレーキ２６をオンし、回転速度がＮ２のときにオフにするようにしておけばＮ１とＮ２との間では回転軸７が増速され、出力電流を図のように増大させることができ、高速域では電磁ブレーキ２６をオフにすることにより、一般的に出力増大が必要な低速域の出力を交流発電機の回転数を増大させることにより達成することができる。
また、入力軸１９は一端がベアリング３２により支承され、他端が支持軸２０と保持部材２５とを介して一方向クラッチ１３の駆動部材１６に結合されているのでこの他端側はベアリング３４により支承されることになり、入力軸１９の剛性を高めることができ、遊星歯車増速機構１７の各部に偏荷重が加わることが回避できるので信頼性の高い増速機構とすることができる。
【００１８】
また、遊星歯車増速機構１７の円筒部材２３を支承するベアリング３５と３６とのいずれかにアンギュラコンタクトベアリングを使用することにより、電磁ブレーキ２６の動作時において加わる円筒部材２３へのスラスト方向の応力を受けることが可能になるものであり、さらに、コの字状に形成されて磁路２７の周囲を囲むように延長された円筒部材２３と磁路２７との隙間は、円筒部材２３のコの字状の開口部側に大きくすることにより、円筒部材２３の傾きによる相互干渉を防止することができる。
【００１９】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による車両用交流発電機の断面図であり、この実施の形態による車両用交流発電機は実施の形態１の車両用交流発電機に対し、一方向クラッチ１３の駆動部材１６の外径と、遊星歯車増速機構１７の外輪歯車２４を有する円筒部材２３との間にベアリング３７を設けることにより、遊星歯車増速機構１７の外輪歯車２４の一方の端部を回転軸７に一方向クラッチ１３を介して支承させるようにしたものである。このように構成することにより、一方向クラッチ１３を支承するベアリングと外輪歯車２４を支承するベアリングとを共用化することができ、部品点数の削減が可能になるものである。
【００２０】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による車両用交流発電機の断面図であり、この実施の形態の車両用交流発電機は実施の形態１の車両用交流発電機に対し、入力軸１９の外周に従動部材１４ａと、トルク中継体１５と、駆動部材１６ａとを有する一方向クラッチ１３ａを取り付け、従動部材１４ａを遊星歯車増速機構１７の外輪歯車２４を有する円筒部材２３と一体構成とすると共に、入力軸１９に駆動部材１６ａをキー３８等の固定手段を介して固定し、従動部材１４ａの外径とハウジング１８との間にベアリング３９を設けて入力軸１９の一端を支承し、入力軸１９の他端はベアリング４０によりフロントブラケット３に支承させるようにしたものである。なお、遊星歯車増速機構１７の太陽歯車２２は実施の形態１と同様に回転軸７に固定され、遊星歯車２１の支持軸２０は入力軸１９に固定されている。
【００２１】
このように構成されたこの発明の実施の形態３による車両用交流発電機において、電磁ブレーキ２６が不動作の状態では外輪歯車２４は遊星歯車２１により支持軸２０より速い角速度で駆動されるが、一方向クラッチ１３ａの結合により入力軸１９とは同一回転速度でしか回転できないため、遊星歯車増速機構１７は固定的となって回転軸７はプーリ９と同一回転速度で回転する。電磁ブレーキ２６の励磁コイル２８に通電がなされると、磁路２７と可動子２９とに磁束が発生して可動子２９がバネ３０の押圧力に抗して吸引され、円筒部材２３に吸着されて外輪歯車２４の回転を阻止し、外輪歯車２４の回転が阻止される方向に対しては一方向クラッチ１３ａはフリーとなるので、実施の形態１の場合と同様に、回転軸７とこれに固定された回転子鉄心５とはプーリ９に対して遊星歯車増速機構１７の増速比分増速されることになる。従って、この実施の形態においても実施の形態１と同様の効果を得ることができ、また、図の構成から明らかなように、ベアリングの部品点数を削減することが可能になるものである。
【００２２】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４による車両用交流発電機の断面図であり、この実施の形態の車両用交流発電機は実施の形態３の車両用交流発電機に対し、入力軸１９の大径部にインロー１９ａを設け、また、フロントブラケット３に取り付けられたベアリング４０にインロー部４１ａを有する支持部材４１を嵌合して取り付け、入力軸１９のインロー１９ａと支持部材４１のインロー部４１ａとを嵌合させてネジ４２で固定し、支持部材４１を入力軸１９の延長部とすることにより、ベアリング３９と４０とで入力軸１９の両端を支持するようにしたものである。このように構成することにより、入力軸１９の剛性を確保すると共に、支持部材４１をフロントブラケット３に組み付け後に遊星歯車２１と入力軸１９とを支持部材４１に取り付ける手順での組立が可能となり、組み立て性を向上させることが可能になるものである。
【００２３】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５による車両用交流発電機の断面図であり、この実施の形態の車両用交流発電機は実施の形態３の車両用交流発電機に対し、入力軸１９のプーリ９を有する側とは反対側の端部に、半径方向に開口部１９ｂを有する袋状部１９ｃを設け、この袋状部１９ｃの先端にてベアリング４３を介して入力軸１９の一方の端部を回転軸７にて支持すると共に、開口部１９ｂの部分に遊星歯車２１を取り付けるようにしたものである。このように構成することにより、入力軸１９の剛性が向上するので遊星歯車増速機構１７の各歯車の偏摩耗などを減少させることができ、また、ベアリング４３自体を小径化することができるものである。
【００２４】
実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６の車両用交流発電機の断面図であり、この実施の形態の車両用交流発電機は実施の形態１の車両用交流発電機に対し、図示しない内燃機関から駆動されるプーリ９を、入力軸を兼ねる一方向クラッチ１３ｂの駆動部材１６ｂと一体構成とし、トルク中継体１５と従動部材１４ｂとを介して回転軸７の一方の端部に取り付け、この駆動部材１６ｂに遊星歯車増速機構１７の遊星歯車２１を支持軸２０により取り付けると共に、回転軸７には遊星歯車増速機構１７の太陽歯車２２を設け、外輪歯車２４はフロントブラケット３に設けられたベアリング３５と一方向クラッチ１３ｂの駆動部材１６ｂの外径に設けられたベアリング４４とに支承された円筒部材２３に設けるようにし、円筒部材２３のブレーキ面３１を電磁ブレーキ２６の磁路２７と可動子２９との間に介在させるようにしたものである。
【００２５】
このように構成することにより、電磁ブレーキ２６がオフの状態ではプーリ９の回転が駆動部材１６ｂから中継体１５を介して従動部材１４ｂに伝達され、回転軸７はプーリ９と同一回転速度にて回転する。電磁ブレーキ２６がオンの状態になると円筒部材２３が固定され、回転軸７は太陽歯車２２と外輪歯車２４とのギヤ比により増速され、一方向クラッチ１３ｂの駆動部材１６ｂと従動部材１４ｂとの間はフリーの状態になる。従って、実施の形態１の場合と同様の効果が得られると共に、プーリ９を一方向クラッチ１３ｂの駆動部材１６ｂと一体構成としたので一方向クラッチ１３ｂと遊星歯車増速機構１７との構成が共に単純化され、また、ベアリングの部品点数を削減することが可能になるものである。
【００２６】
なお、以上におけるこの実施の形態ではプーリ９と一方向クラッチ１３ｂの駆動部材１６ｂとを一体構成として説明したが、これを分離構成とし、駆動部材１６ｂを組み付け後にプーリを組み付けることもでき、これにより組み付け性が向上すると共に、異なるプーリ径を持つものとの駆動部材１６ｂの互換性を得ることができることになる。また、回転軸７に取り付けられる遊星歯車増速機構１７の太陽歯車２２と、同じく回転軸７に取り付けられる一方向クラッチ１３ｂの従動部材１４ｂとは一体に構成することにより部品点数を減少させることができ、これらを分離して構成すれば組み立て性が良好となる。
【００２７】
実施の形態７．
図８はこの発明の実施の形態７の車両用交流発電機の断面図であり、この実施の形態の車両用交流発電機は実施の形態６の車両用交流発電機に対し、外輪歯車２４を有する円筒部材２３の、一方の端部を回転軸７にベアリング４５を介して支承させるようにし、他方の端部はベアリング４４を介して一方向クラッチ１３ｂの駆動部材１６ｂの外径に支承させるようにしたものである。このように構成することにより、外輪歯車２４の回転軸７に対する偏心が減少し、円筒部材２３の剛性も得られて遊星歯車増速機構１７を構成する各歯車の偏摩耗や損傷を軽減することができるものである。
【００２８】
実施の形態８．
図９はこの発明の実施の形態８の車両用交流発電機の断面図であり、この実施の形態の車両用交流発電機は、実施の形態６の車両用交流発電機に対し、図示しない内燃機関から駆動されるプーリ９と入力軸を兼ねる一方向クラッチ１３ｂの駆動部材１６ｂとを一体に構成し、その外径をハウジング１８に設けられたベアリング４６により支承するようにしたものである。プーリ９、従って、入力軸を兼ねる駆動部材１６ｂは図示しないベルトの張力により大きなモーメント荷重を受け、実施の形態６の場合にはプーリ９は回転軸７に取り付けられると共に、回転軸７はベアリング８ａに支承されるので回転軸には大きな曲げモーメントが加わるが、この実施の形態ではベアリング４６を介して駆動部材１６ｂをハウジング１８に支承させるようにしたので曲げモーメントはハウジング１８にて受けることになり、回転軸７の剛性が向上する結果、遊星歯車増速機構１７を構成する各歯車の偏摩耗や損傷を防止することが可能になるものである。
【００２９】
実施の形態９．
図１０はこの発明の実施の形態９の車両用交流発電機の断面図であり、この実施の形態の車両用交流発電機は、実施の形態６の車両用交流発電機に対し、プーリ９と一体に構成された一方向クラッチ１３ｂの駆動部材１６ｂと動力を伝達するトルク中継体１５に係合する部材１５ａとの間に、例えばゴムダンパなどの弾性部材４７を介在させるようにしたものである。内燃機関に駆動されるプーリ９と駆動部材１６ｂとには内燃機関のトルク変動などによるトルクリップルが加わるが、このトルクリップルによりトルク中継体１５は結合と離合とを繰り返し、結合面に金属疲労が発生するが、この実施の形態では上記のように構成したのでトルクリップルが吸収され、一方向クラッチ１３ｂの長寿命化が可能になるものである。なお、弾性部材４７の介在場所はプーリ９とトルク中継体１５の結合面との間であれば場所が限定されるものでなく、例えば、プーリ９と駆動部材１６ｂとを分離してその両者間に介在させることもできる。
【００３０】
実施の形態１０．
図１１はこの発明の実施の形態１０の車両用交流発電機の断面図であり、この実施の形態の車両用交流発電機は、実施の形態１ないし９の車両用交流発電機に対し、電磁ブレーキ２６を収納するハウジング１８の内面に凹凸のガイド１８ａを軸方向に設け、電磁ブレーキ２６の可動子２９の外面にはハウジング１８内面のガイド１８ａと係合するガイド溝２９ａを設けるようにしたものである。このように構成することにより、電磁ブレーキ２６の動作時に可動子２９の動きが円滑化されると共に、組み立て時の位置合わせとして利用できるものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明に係る車両用交流発電機によれば、遊星歯車増速機構とこの遊星歯車増速機構の増速作用をオン・オフする電磁ブレーキと、増速作用中は入力軸と回転軸との間をスリップさせる一方向クラッチとを設け、内燃機関のアイドリングを含む低速域において回転子を増速するようにしたので、発電機の外径を大型化することなく低速域における出力の増大が可能であると共に、入力軸の一端がハウジングに設けられたベアリングに支承され、他端側が遊星歯車の支持軸と一方向クラッチとを介して前記回転軸に支持されるよう構成したので、遊星歯車増速機構や一方向クラッチの偏荷重を防止することができる。
【００３２】
また、請求項２に記載の発明に係る車両用交流発電機によれば、発電機の外径を大型化することなく低速域における出力の増大が可能であると共に、一方向クラッチの駆動部材の外径にベアリングが設けられ、このベアリングに遊星歯車増速機構の外輪歯車を有する円筒部材の一端が支承されると共に、円筒部材の他端側がハウジングに設けられたベアリングにより支承されるように構成され、一方向クラッチ用のベアリングと遊星歯車増速機構用のベアリングとを共用化したので部品点数の削減が可能になるものである。
【００３３】
また、請求項３に記載の発明に係る車両用交流発電機によれば、発電機の外径を大型化することなく低速域における出力の増大が可能であると共に、入力軸の一端が前記一方向クラッチを介して前記ハウジングに設けられたベアリングに支承されると共に、前記入力軸の他端部から延長された支持部材が前記フロントブラケットに設けられたベアリングにより支承るようにしたので、組み付け性を犠牲にすることなく遊星歯車増速機構や一方向クラッチの偏荷重を防止することができる。
【００３４】
更に、請求項４に記載の発明に係る車両用交流発電機によれば、発電機の外径を大型化することなく低速域における出力の増大が可能であると共に、入力軸の一端が一方向クラッチを介してハウジングに設けられたベアリングに支承されると共に、前記入力軸の他端部から延長された支持部材が前記回転軸に設けられたベアリングにより支承されるようにしたので、剛性の高い構成となり、遊星歯車増速機構の各歯車の偏摩耗などを減少させることができるものである。
【００３５】
更にまた、請求項５に記載の発明に係る車両用交流発電機によれば、発電機の外径を大型化することなく低速域における出力の増大が可能であると共に、一方向クラッチの駆動部材が入力軸に弾性部材を介して取り付けられるように構成したので、トルクリップルによる耐疲労性が向上するものである。
【００３６】
また、請求項６に記載の発明に係る車両用交流発電機によれば、発電機の外径を大型化することなく低速域における出力の増大が可能であると共に、外輪歯車を有する部材が、底面と両側面とを有する断面コの字状に形成され、底面が電磁ブレーキの可動子との当接面とされ、両側面が電磁ブレーキの磁路の内周と外周とを囲むように構成され、この両側面の内面と磁路の外面との隙間が前記コの字状断面の開口側ほど大きくなるように設定されているので、電磁ブレーキ動作時に外輪歯車を有する部材が傾いても相互干渉を防止することができるなど、優れた車両用交流発電機を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の車両用交流発電機の断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態１の車両用交流発電機の特性図である。
【図３】  この発明の実施の形態２の車両用交流発電機の断面図である。
【図４】  この発明の実施の形態３の車両用交流発電機の断面図である。
【図５】  この発明の実施の形態４の車両用交流発電機の断面図である。
【図６】  この発明の実施の形態５の車両用交流発電機の断面図である。
【図７】  この発明の実施の形態６の車両用交流発電機の断面図である。
【図８】  この発明の実施の形態７の車両用交流発電機の断面図である。
【図９】  この発明の実施の形態８の車両用交流発電機の断面図である。
【図１０】  この発明の実施の形態９による車両用交流発電機の断面図である。
【図１１】  この発明の実施の形態１０による車両用交流発電機の断面図である。
【図１２】  従来の車両用交流発電機の断面図である。
【図１３】  従来の車両用交流発電機の特性図である。
【符号の説明】
１    固定子鉄心、２    固定子巻線、３    フロントブラケット、
４    リヤブラケット、５    回転子鉄心、６    界磁巻線、７    回転軸、
９    プーリ、１３、１３ａ、１３ｂ    一方向クラッチ、
１４、１４ａ、１４ｂ    従動部材、１６、１６ａ、１６ｂ    駆動部材、
１７    遊星歯車増速機構、１８    ハウジング、１９    入力軸、
２０    支持軸、２１    遊星歯車、２２    太陽歯車、２３    円筒部材、
２４    外輪歯車、２６    電磁ブレーキ、２７    磁路、２８    励磁コイル、
２９    可動子、３２〜４０、４３〜４６    ベアリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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