(57)【要約】【課題】体格の小型化が可能であり、コスト増加を招くことなく、耐環境性を向上させることができる車両用交流発電機を提供すること。【解決手段】固定子巻線が巻装される固定子と、固定子の内周側に対向配置される回転子と、固定子巻線に誘起する交流電圧を直流に変換する整流装置と、整流装置を覆うとともに回転子の回転に伴って発生する冷却風を取り入れる複数の吸気窓３０を有するリアカバー２７とを備える車両用交流発電機であり、リアカバー２７の内側であって複数の吸気窓３０と対向する位置に、隙間を隔てて配置された防水壁３２が備わっている。【選択図】図３
2008211917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子巻線が巻装される固定子と、前記固定子の内周側に対向配置される回転子と、前記固定子巻線に誘起する交流電圧を直流に変換する整流装置と、前記整流装置を覆うとともに前記回転子の回転に伴って発生する冷却風を取り入れる複数の開口部を有する保護カバーとを備える車両用交流発電機において、
前記保護カバーの内側であって前記複数の開口部と対向する位置に、隙間を隔てて配置された防水壁を備えることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】
請求項１において、
前記防水壁は、前記保護カバーと一体に形成されていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項３】
請求項１において、
一の前記開口部から導入された冷却風の通風経路は、前記防水壁によって２つに分割されることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記回転子の回転軸方向から見て、前記開口部の面積の７０％以上が前記防水壁によって覆われていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項５】
請求項３において、
前記防水壁によって分割された各通風経路の断面積の合計が、この防水壁に対向する前記開口部の面積以上であることを特徴とする車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用交流発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用交流発電機の内部への異物の侵入を防ぐ従来技術として、リアカバーの外側にリアカバーと一体に形成されている防水壁部を備えた構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、防水を目的としたものではないが、リアカバーの開口部を外側から隙間を隔てて配置された遮蔽部により覆うようにした構造が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２７４９９４号公報（第４−７頁、図１−８）
【特許文献２】特開２００５−２７８３９２号公報（第４−８頁、図１−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に開示された車両用交流発電機では、リアカバーの外側に防水壁部を突出させているため、その分体格が大きくなるという問題があった。近年のエンジンルームの過密化により、車両用交流発電機周囲の空間が狭くなって車両用交流発電機の軸長等が制約される場合があり、リアカバーの後方等に防水壁部を設置することができない場合が発生している。また、上述した防水壁部は天方向側に設置することにしているが、この場合、同一のリアカバーを、取り付け方向の異なる車両用交流発電機に使用すると、防水壁部の設置方向が天方向と一致せずに防水効果が低下、さらには、防水壁部が水を受けることとなってリアカバー内部への水の浸入を助長することになる。これを避けるためには、取り付け方向が変わる車両用交流発電機毎に、天方向に一致した防水壁部をもつリアカバーを製作する必要があり、コスト増加を招くという問題があった。
【０００４】
また、特許文献２に開示された車両用交流発電機でも、リアカバーの外側に遮蔽部が突出する点では同じであり、体格（特に軸長）が大きくなるという問題があった。また、この車両用交流発電機が被水した場合、遮蔽部の一部がコの字形状となっているため、リアカバー内部への水の浸入を助長することになり、耐環境性が悪化するという問題があった。リアカバー内部に水が浸入すると、リアカバー内部の整流装置、電圧制御装置、ブラシ装置等の電気部品に直接水がかかり、腐食等の発生により発電異常等の原因となる可能性があるため、好ましくない。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、体格の小型化が可能であり、コスト増加を招くことなく、耐環境性を向上させることができる車両用交流発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用交流発電機は、固定子巻線が巻装される固定子と、固定子の内周側に対向配置される回転子と、固定子巻線に誘起する交流電圧を直流に変換する整流装置と、整流装置を覆うとともに回転子の回転に伴って発生する冷却風を取り入れる複数の開口部を有する保護カバーとを備えており、保護カバーの内側であって前記複数の開口部と対向する位置に、隙間を隔てて配置された防水壁を備えている。車両走行時にタイヤによって跳ね上げられた水が車両用交流発電機の保護カバーに到達したとしても、開口部を通して浸入した水が防水壁で遮られるため、整流装置等が直接被水することを防止することができ、耐環境性を向上させることが可能となる。また、防水壁を保護カバーの内側に配置することにより、防水壁に相当する部材が保護カバーから外側に突出することがなくなるため、体格の小型化が可能となる。
【０００７】
また、上述した防水壁は、保護カバーと一体に形成されていることが望ましい。これにより、防水壁の固定が容易になるとともに、部品数削減によるコスト低減を図ることができる。
【０００８】
また、上述した一の開口部から導入された冷却風の通風経路は、防水壁によって２つに分割されることが望ましい。これにより、車両用交流発電機のどのような取り付け方向に対しても、防水壁が受けとなり内部への水等の浸入を助長することなく、確実に通風経路を確保することができる。
【０００９】
また、上述した回転子の回転軸方向から見て、開口部の面積の７０％以上が防水壁によって覆われていることが望ましい。これにより、充分な防水性を確保し、耐環境性を確実に向上させることができる。
【００１０】
また、上述した防水壁によって分割された各通風経路の断面積の合計が、この防水壁に対向する開口部の面積以上であることが望ましい。これにより、防水壁を配置したことによる通風抵抗の増加を防止することができ、被水による耐環境性の悪化を防止しつつ冷却性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す図である。図１に示す車両用交流発電機１００は、フロント側フレーム１、リア側フレーム２、固定子４、回転子１０、整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６、リアカバー２７等を含んで構成されている。
【００１３】
フロント側フレーム１およびリア側フレーム２は、共に椀形状を有しており、これらの開口部が固定子４の固定子鉄心５を介した状態で、複数本のボルト３によって相互に固定されている。フロント側フレーム１の内周には固定子４が固定されている。また、フロント側フレーム１には円筒状のベアリングボックス７が一体に形成されており、リア側フレーム２には鉄製のベアリングボックス８がローレットを有するボルト９によって取り付けられている。
【００１４】
固定子４は、固定子鉄心５および固定子巻線６を備えている。回転子１０は、界磁巻線１１、ポールコア１２、１３、回転軸１４等を備えており、ベアリングボックス７、８に固定される一対のベアリング１５、１６により回転自在に保持されている。ポールコア１２、１３の軸方向端面には、冷却ファン１７、１８が取り付けられている。また、回転軸１４の前端にはプーリ１９がナット２０により結合されており、図示しない車両エンジンにより回転駆動される。さらに、リア側フレーム２の外側に位置する回転軸１４の後端には、一対のスリップリング２１、２２が設けられており、界磁巻線１１に電気的に接続されている。
【００１５】
整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６等のいわゆる電気部品は、リア側フレーム２の外側の軸方向端面に、ボルト９等の固定手段によって固定されている。整流装置２４は、例えば三相の固定子巻線６の出力電圧である三相交流電圧を整流して直流の出力電圧に変換する。電圧制御装置２５は、界磁巻線１１に流れる励磁電流を調整することにより、車両用交流発電機１００の出力電圧を制御する。ブラシ装置２６は、整流装置２４から回転子１０の界磁巻線１１に励磁電流を流すためのものであり、回転子１０の回転軸１４に形成されたスリップリング２１、２２のそれぞれに押圧するブラシが備わっている。
【００１６】
リアカバー２７は、樹脂製の外殻部としての保護カバーであって、リア側フレーム２の外側に取り付けられる整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６等の電気部品を覆って、これらを保護する。このリアカバー２７は、ナット２８によってリア側フレーム２から延びるボルト９に、整流装置２４を挟み込んだ状態で締め付け固定されている。
【００１７】
次に、リアカバー２７の詳細形状について説明する。図２は、リアカバー２の平面図である。図２に示すように、リアカバー２７は、回転子１０の回転に伴って発生する冷却風を取り入れる開口部としての複数の吸気窓３０と、これらの吸気窓３０のそれぞれと対向する位置に形成された複数の防水壁３２とを有する。吸気窓３０は、同心円に沿った細長形状を有している。
【００１８】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。れらの図に示すように、各防水壁３２は、断面が平面形状を有し、対応する吸気窓３０に対して所定の隙間を隔てて内側（整流装置２４側）に配置されている。また、防水壁３２は、吸気窓３０の細長形状の両端部においてリアカバー２７の軸方向端面２７Ａと連結部３４を介して連結され、リアカバー２７と一体に形成されている。また、防水壁３２は、軸方向端面２７Ａに対してこれら２箇所の連結部３４のみを介して連結されており、それ以外の領域は冷却風の通風経路として用いられる。これにより、防水壁３２によって冷却風の通風経路が２分割される。図３では、矢印Ａ、Ｂで冷却風の通風経路が示されている。
【００１９】
車両走行時にタイヤによって跳ね上げられた水が車両用交流発電機１００のリアカバー２７に到達したとしても、吸気窓３０を通して浸入した水が防水壁３２で遮られ、リアカバー２７の裏側表面を伝ってリアカバー２７とリア側フレーム２との間の隙間を通して外部に排出されるため、整流装置２４等が直接被水することを防止することができる。これにより、発電異常等の原因となる腐食等の発生を防止することができ、耐環境性を向上させることが可能となる。また、防水壁３２をリアカバー２７の内側に配置しているため、防水壁３２に相当する部材が保護カバーから外側に突出することがなくなるため、車両用交流発電機１００の体格の小型化が可能となる。
【００２０】
また、防水壁３２をリアカバー２７と一体形成することにより、防水壁３２の固定が容易になるとともに、部品数削減によるコスト低減を図ることができる。また、各吸気窓３０から導入された冷却風の通風経路が防水壁３２によって２つに分割されるため、車両用交流発電機１００のどのような取り付け方向に対しても確実に通風経路を確保することができ、また、防水壁３２が受けとなり防水壁３２内部への水等の浸入を助長することを防止することができる。
【００２１】
図５は、回転子１０の回転軸１４方向から見た吸気窓３０と防水壁３２の面積比と通過水量との関係を示す図である。図５において、横軸は吸気窓３０の開口部面積Ｓ2に対する防水壁面積Ｓ1の比率（（防水壁面積Ｓ1）／（開口部面積Ｓ2）、単位は％）に、縦軸は吸入窓３０を通って整流装置２４側に通過する水量の値（単位はｇ）にそれぞれ対応している。図５に示すように、比率が０％から増すにしたがって通過水量が急激に減少し、５０％を超えたあたりからほぼ安定する。したがって、例えば比率が７０％以上になるように防水壁３２の面積を決定することにより、充分な防水性を確保し、耐環境性を確実に向上させることが可能になる。
【００２２】
図６は、冷却風の通風経路の面積と整流装置２４の温度との関係を示す図である。図６において、横軸は吸気窓３０の開口部面積Ｓ2に対する通気部分面積（図３において矢印Ｂで示された通風路が防水壁３２とリアカバー２７の裏側表面との間に形成される空間と交差する部分の断面積）Ｓ3の比率（（通気部分断面積合計ΣＳ3）／（開口部面積Ｓ2）、単位は％）に、縦軸は整流装置２４の放熱板の温度（単位は°Ｃ）にそれぞれ対応している。図６に示すように、整流装置２４の温度は比率の増加にしたがって低下し、１００％を超えるとほとんど一定となり、このときの整流装置温度は防水壁３２を用いないリアカバーと同等である。すなわち、防水壁３２によって分割された各通風経路の断面積の合計を、この防水壁３２に対向する吸気窓３０の面積以上に設定することにより、防水壁３２を配置したことによる通風抵抗の増加を防止することができ、被水による耐環境性の悪化を防止しつつ冷却性を維持することができる。
【００２３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、断面が平面形状を有する防水壁３２を用いたが、図７に示すように、防水壁３２Ａの断面を平面形状の両端部にリブを設けた凹形状としてもよい。このように変形することで、防水壁３２Ａに到達した水がその表面を伝った後に整流装置２４側に浸入することをさらに確実に防ぐことができる。あるいは、図８に示すように、冷却風が導入される向きと反対側に凸形状を有するように断面をほぼＵ字形状とすることでも、リブを追加した場合と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
また、本発明のリアカバーは樹脂以外の金属製でも実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す図である。
【図２】リアカバーの平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。
【図５】回転子の回転軸方向から見た吸気窓と防水壁の面積比と通過水量との関係を示す図である。
【図６】冷却風の通風経路の面積と整流装置の温度との関係を示す図である。
【図７】防水壁の変形例を示す図である。
【図８】防水壁の他の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  フロント側フレーム
２  リア側フレーム
４  固定子
１０  回転子
２４  整流装置
２５  電圧制御装置
２６  ブラシ装置
２７  リアカバー
３０  吸気窓
３２  防水壁
３４  連結部
【図１】
2008211917.tif 000003
【図２】
2008211917.tif 000004
【図３】
2008211917.tif 000005
【図４】
2008211917.tif 000006
【図５】
2008211917.tif 000007
【図６】
2008211917.tif 000008
【図７】
2008211917.tif 000009
【図８】
2008211917.tif 000010