(57)【要約】【課題】整流装置の冷却性を低下させることなく、ブラシ装置の温度上昇を抑止可能な車両交流発電機を提供すること。【解決手段】端子台５２及びエンドカバー８は、＋フィン５３の径方向内端部とブラシ装置７との間に位置して軸方向に延在する遮熱板部５２１及び遮熱板部８２を径方向に重ねて有している。これにより、＋フィン５３からブラシ装置７への輻射熱の低減と、ブラシ装置７の防水性の向上とを実現することができる。【選択図】図１
2008067509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコイルを有するステータと、
界磁コイルを有するロータと、
前記ロータが固定された回転軸と、
前記ステータ及びロータを囲むフレームと、
前記フレームの一端面を囲覆して前記フレームの一端面とともに電気部品室を区画形成する椀状のエンドカバーと、
前記電気部品室に突出する前記回転軸に固定されたスリップリングに摺接するブラシ装置と、
前記ブラシ装置と重なる軸方向位置にて前記電気部品室に収容される整流装置と、
を備え、
前記整流装置は、
上アーム側整流素子のカソード電極端子が固定されて径方向へ延在する＋側の冷却フィンと、
下アーム側整流素子のアノード電極端子が固定されて径方向へ延在する−側の冷却フィンと、
前記上アーム側整流素子のアノード電極端子及び前記下アーム側整流素子のカソード電極端子と前記ステータコイルの引き出し線とを相ごとに接続する複数の交流側導体片を有して前記＋フィンと−フィンとの間に位置して径方向に延在する樹脂成形品からなる端子台と、
を有する車両用交流発電機において、
前記端子台及び前記エンドカバーの少なくとも一方は、前記冷却フィンと前記ブラシ装置との間の径方向隙間を略軸方向へ延在する割筒状の遮熱板部を有することを特徴とする車両交流発電機。
【請求項２】
請求項１記載の車両用交流発電機において、
前記遮熱板部は、
前記端子台及び前記エンドカバーの少なくとも一方と一体に樹脂成形されている車両用交流発電機。
【請求項３】
請求項２記載の車両用交流発電機において、
前記遮熱板部は、
前記端子台及び前記エンドカバーの両方に設置され、
前記両遮熱板部は、
径方向に所定間隔を隔てて重なっている車両交流発電機。
【請求項４】
請求項３記載の車両用交流発電機において、
前記端子台の遮熱板部は、
前記両冷却フィンの一方と前記ブラシ装置との間に位置して略軸方向エンドカバー向きに延在し、
前記エンドカバーの遮熱板部は、
前記両冷却フィンの一方と前記ブラシ装置との間、かつ、前記端子台の遮熱板部の径方向内側に位置して略軸方向エンドカバー向きに延在している車両用交流発電機。
【請求項５】
請求項４記載の車両用交流発電機において、
前記電気部品室は、
前記エンドカバーの冷却空気流吸入窓から、前記冷却フィンと前記エンドカバ−の遮熱板部との間の隙間、前記両遮熱板部の間の隙間、前記端子台の遮熱板部と前記ブラシ装置との間の隙間を順次流れて前記フレームの冷却空気流吸入窓に到達する冷却空気流通路を有する車両交流発電機。
【請求項６】
請求項１記載の車両用交流発電機において、
前記端子台及び前記エンドカバーの少なくとも一方に形成された前記遮熱板部は、前記端子台及び前記エンドカバーの他方に密着している車両用交流発電機。
【請求項７】
請求項６記載の車両用交流発電機において、
前記端子台は、  
前記遮熱板部の外周に沿いつつ前記エンドカバーの冷却空気流吸入窓から流入した冷却空気流を前記フレーム側に貫通させる貫通孔を有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、車両用交流発電機に関し、特に劣化防止構造を有するブラシ装置を具備する車両用交流発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用交流発電機は、整流装置とブラシ装置とを軸方向において重ねて配置している。整流装置は、整流素子が固定されて径方向に延在する馬蹄形の冷却フィンを有している。冷却フィンの径方向内端は、ブラシ装置の外周に近接している。
【０００３】
下記の特許文献１は、フレ−ムの外端面に固定された整流装置をエンドカバーで覆う構造を記載している。エンドカバーは、整流装置を冷却するための冷却空気流が流れ込む冷却窓を有している。
【特許文献１】特開平１１−１６４５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、車両用交流発電機の小型化と大出力化とが進んでおり、大型化した整流装置の冷却フィンとブラシ装置との間隙が狭小となっている。しかし、高温となる冷却フィンは、近接配置されたブラシ装置を輻射加熱し、ブラシ装置内のブラシの温度が上昇する。ブラシ温度の上昇は、ブラシの電気抵抗上昇により、ブラシ発熱とその早期摩耗を生させるとともに励磁電流の減少を招く。冷却フィンをブラシ装置から引き離すことによりこの問題は改善されるが、車両用交流発電機の体格が増大してしまう。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、車両用交流発電機の体格増大を回避しつつ整流装置の冷却フィンからブラシ装置への熱移動を抑止することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の車両用交流発電機は、ステータコイルを有するステータと、界磁コイルを有するロータと、前記ロータが固定された回転軸と、前記ステータ及びロータを囲むフレームと、前記フレームの一端面を囲覆して前記フレームの一端面とともに電気部品室を区画形成する椀状のエンドカバーと、前記電気部品室に突出する前記回転軸に固定されたスリップリングに摺接するブラシ装置と、前記ブラシ装置と重なる軸方向位置にて前記電気部品室に収容される整流装置とを備え、前記整流装置が、上アーム側整流素子のカソード電極端子が固定されて径方向へ延在する＋側の冷却フィンと、下アーム側整流素子のアノード電極端子が固定されて径方向へ延在する−側の冷却フィンと、前記上アーム側整流素子のアノード電極端子及び前記下アーム側整流素子のカソード電極端子と前記ステータコイルの引き出し線とを相ごとに接続する複数の交流側導体片を有して前記＋フィンと−フィンとの間に位置して径方向に延在する樹脂成形品からなる端子台とを有する車両用交流発電機において、前記端子台及び前記エンドカバーの少なくとも一方が、前記冷却フィンと前記ブラシ装置との間の径方向隙間を略軸方向へ延在する割筒状の遮熱板部を有することを特徴としている。
【０００７】
すなわち、この発明の端子台及びエンドカバーの一方又は両方は、整流装置の冷却フィンとブラシ装置との間を軸方向に延在する割筒状の遮熱板部を有している。
【０００８】
このようにすれば、遮熱板部により冷却フィンからブラシ装置への輻射熱を遮断することができるため、ブラシ装置の温度上昇を抑止することができる。また、この遮熱板部は、外部から電気部品室内に侵入した水がブラシ装置に到達するのを抑止することもできるため、水がブラシ装置内に侵入してブラシの摩耗が促進されるのを抑止することができる。
【０００９】
好適な態様において、前記遮熱板部は、前記端子台及び前記エンドカバーの少なくとも一方と一体に樹脂成形されている。このようにすれば、製造コスト増加を抑止しつつ、上記効果を実現することができる。
【００１０】
好適な態様において、前記遮熱板部は、前記端子台及び前記エンドカバーの両方に設置され、前記両遮熱板部は、径方向に所定間隔を隔てて重なっている。
【００１１】
好適な態様において、前記端子台の遮熱板部は、前記両冷却フィンの一方と前記ブラシ装置との間に位置して略軸方向エンドカバー向きに延在し、前記エンドカバーの遮熱板部は、前記両冷却フィンの一方と前記ブラシ装置との間、かつ、前記端子台の遮熱板部の径方向内側に位置して略軸方向エンドカバー向きに延在している。このようにすれば、上記したブラシ装置の遮熱効果とブラシ装置を防水する効果とを向上することができる。
【００１２】
好適な態様において、前記電気部品室は、前記エンドカバーの冷却空気流吸入窓から、前記冷却フィンと前記エンドカバ−の遮熱板部との間の隙間、前記両遮熱板部の間の隙間、前記端子台の遮熱板部と前記ブラシ装置との間の隙間を順次流れて前記フレームの冷却空気流吸入窓に到達する冷却空気流通路を有する。このようにすれば、ブラシ装置の遮熱効果を向上させつつ冷却風によるブラシの冷却性向上を実現できる。更に、冷却フィンの径方向内端部の冷却を向上することができる。
【００１３】
好適な態様において、前記端子台及び前記エンドカバーの少なくとも一方に形成された前記遮熱板部は、前記端子台及び前記エンドカバーの他方に密着している。このようにすれば、上記したブラシ装置の遮熱効果とブラシ装置を防水する効果とを向上することができる。
【００１４】
好適な態様において、前記端子台は、前記遮熱板部の外周に沿いつつ前記エンドカバーの冷却空気流吸入窓から流入した冷却空気流を前記フレーム側に貫通させる貫通孔を有する。このようにすれば、冷却フィンの径方向内端部の冷却を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好適な態様を以下の実施例により説明する。
【００１６】
（実施形態１）
実施形態１を図１を参照して説明する。
【００１７】
（全体構成）
この車両用交流発電機は、エンジン（図示せず）からプーリを介して回転力を受けて回転するロータ（回転子）２と、ロータ２を軸受けを通じて回転自在に支持する前側のフレーム３ａ及び後側のフレーム３ｂと、ロータ２を内包しつつフレーム３ａ、３ｂに固定されてロータ２の回転により発生する回転磁界により交流電圧を誘起するステータコイル４ａをもつステータ（固定子）４と、ステータコイル４ａから出力される交流電力を直流電力に変換する整流装置５と、整流装置５とにより整流された直流出力電圧を所望の値に調整するレギュレータ６と、ロータ２の界磁巻線２ａにスリップリングを通じて励磁電流を供給するブラシ装置７とを有している。８は、フレーム３ｂの後端壁に固定された整流装置５、レギュレータ６及びブラシ装置７を覆ってフレーム３ｂの後端壁に被せられ、締結された椀状のエンドカバーであり、エンドカバー８は樹脂成形により形成されている。端子台５２は、樹脂インサート成形法により形成されており、−フィン５１と＋フィン５３との間に介設されてそれらの間に電気絶縁間隔を確保するとともに上記した交流配線金属片の固定機能も有する。９は、ロータ２の端面に固定された冷却ファンであり、冷却ファン９の回転により、エンドカバー８の冷却空気流吸入窓８１、フレーム３ｂの冷却空気流吸入窓１０を通じてフレーム３ａ、３ｂ内に流入した冷却空気流を遠心方向又は軸方向へ付勢し、ステータコイル４ａなどを冷却する。この車両用交流発電機は、良く知られた通常のものと同じであるため、更なるその詳細な構造及び動作の説明は省略する。
【００１８】
（ブラシ装置７）
ブラシ装置７は、回転軸に固定されたスリップリング１１、１２の上方に配置されてスリップリング１１、１２に摺接する一対のブラシ７１、７２と、ブラシ７１、７２を収納するブラシ収納部を有するブラシホルダ７４と、ブラシホルダ７４とともにスリップリング１１、１２の外周を覆うシールプレート７５とを有し、ブラシ７１、７２は、レギュレータ６の一対の出力端に個別に接続されている。ブラシ収納部の内部にはブラシ７１、７２をスリップリング１１、１２に向けて下方へ押圧する図略のスプリングがそれぞれ収容されている。樹脂成形によりそれぞれ形成されたブラシホルダ７４及びシールプレート７５は、一体化されて回転軸１３の後端部の外周面及び後端面を囲んでいる。
【００１９】
ブラシホルダ７４は、ブラシ７１、７２を個別に収容して下側へ開口する略角形のブラシ収納部と、ブラシ収納部の下部に形成されて内部に回転軸１３及びスリップリング１１、１２の略上半分を収容するスリップリング収容部をもつ。スリップリング収容部は、スリップリング１１、１２の左右に位置して径方向へ延在する側壁部と、回転軸の後端から軸方向に所定間隔を隔てて下方かつ径方向へ延在する後端壁部とをもつ。シールプレート７５は、スリップリング１１、１２の左右に位置して上方かつ軸方向へ延在する側壁部と、回転軸の後端から軸方向に所定間隔を隔てて径方向へ延在する後端壁部と、側壁部及び後端壁部の下端から横方向へ延在する底板部とを有する。シールプレート７５は、ブラシホルダ７４にはめ込まれて、ブラシホルダ７４のスリップリング収容部と一体に形成されたスリップリング収容部をもち、この一体化されたスリップリング収容部に回転軸１３及びスリップリング１１、１２が収容されている。この種のブラシ装置７の基本構成と基本機能自体は、通常のものと同じである。
【００２０】
（整流装置５）
整流装置５は、馬蹄形金属片からなる−フィン５１と、交流配線金属片がインサート成形された樹脂成型品である端子台５２と、馬蹄形金属片からなる＋フィン５３とを有している。−フィン５１、端子台５２及び＋フィン５３は、−フィン５１がフレーム３ｂ側、＋フィン５３がエンドカバー８側となるように重ねてフレーム３ｂに締結されている。もちろん、＋フィン５３はフレーム３ｂ及び−フィン５１から電気的に絶縁されている。なお、−フィン５１と＋フィン５３とを逆にしてもよいことは良く知られている。
【００２１】
−フィン５１には各相の負極側ダイオード５４が、＋フィン５３には各相の正極側ダイオード５６が固定され、負極側ダイオード５４のカソード電極リードと、正極側ダイオード５６のアノード電極リードとが、端子台５２から突出する各相の交流配線金属片に接続されている。ステータコイル４ａの各相のステータリード４ｂも各相の交流配線金属片に接続されている。−フィン５１は接地され、＋フィン５３には出力ターミナル５７が固定されている。
【００２２】
この実施形態では、−フィン５１及び＋フィン５３はアルミダイキャスト成形により形成されているが、アルミ板などのプレス加工により形成しても良い。−フィン５１及び＋フィン５３は、それぞれ径方向に延在している。図２に示すように、＋フィン５３は−フィン５１よりも径小に形成されている。＋フィン５３は、径方向に延在する平坦なプレート部５３１と、プレート部５３１のエンドカバー８側の平坦面から軸方向エンドカバー８側に突出するとともに放射状に延在する多数のリブ部５３２とを有している。各リブ部５３２は直線状に形成されているがこれは必須ではない。リブ部５３２は、＋フィン５３のプレート部５３１に嵌め込まれる正極側ダイオード５６や締結部位の位置を避けて形成されている。
【００２３】
（エンドカバー８）  
エンドカバー８は、樹脂成形により略平底椀状に形成されている。エンドカバー８は、図１に示すようにその底部に多数の冷却空気流吸入窓８１を有している。
【００２４】
（遮熱板部５２１及び遮熱板部８２）
この実施形態の特徴をなす遮熱板部５２１及び遮熱板部８２を図１及びその拡大図である図３を参照して以下に説明する。
【００２５】
遮熱板部５２１は樹脂成形により端子台５２と一体に形成されており、遮熱板部８２は樹脂成形によりエンドカバー８と一体に形成されている。
【００２６】
遮熱板部５２１は、端子台５２の径方向内端縁から＋フィン５３とブラシ装置７のシールプレート７５との間の径方向隙間を略軸方向エンドカバー８向きに延在している。すなわち、遮熱板部５２１は、円筒のうちブラシ装置７と重なる部分を切り取った割筒状の形状を有している。
【００２７】
遮熱板部８２は、エンドカバー８から遮熱板部５２１の径方向外側に位置して＋フィン５３とブラシ装置７のシールプレート７５との間の径方向隙間を略軸方向端子台５２向きに延在している。遮熱板部８２は、円筒のうちブラシ装置７と重なる部分を切り取った割筒状の形状を有している。この実施形態では、遮熱板部８２及び遮熱板部５２１は、＋フィン５３の径方向内端のリブ部５３２とブラシ装置７のシールプレート７５との間に介設されている。
【００２８】
遮熱板部８２及び遮熱板部５２１は、径方向に重ねられており、エンドカバー８の冷却空気流吸入窓８１から流入した冷却空気流は、リブ部５３２と遮熱板部８２との間の径方向隙間、遮熱板部８２及び遮熱板部５２１の間の径方向隙間、遮熱板部５２１とシールプレート７５との間の径方向隙間を順次通過してフレーム３ｂ側に流れるようになっている。すなわち、シールプレート７５の外周側にラビリンス構造の冷却空気流吸入通路が形成されている。
【００２９】
このように構成することにより、ブラシ装置７は、＋フィン５３から良好に遮熱、防水されるとともに、冷却空気流によるその冷却も確保することができる。  
【００３０】
（実施形態２）
実施形態２を図４を参照して説明する。この実施形態は、図３に示す実施形態１の遮熱板部８２、遮熱板部５２１の形状を変更したものである。
【００３１】
この実施形態では、端子台５２の遮熱板部５２１の外周面は、エンドカバー８の遮熱板部８２の内周面に密着している。このようにすると、シールプレート７５の上記遮熱効果と防水効果とを更に向上することができる。
【００３２】
なお、この場合には、図３に示す径方向内端側の冷却空気流吸入窓８１から＋フィン５３のリブ部５３２の径方向内側の面に沿いつつ流入する冷却空気流が阻害されるため、図４に示すように、端子台５２に冷却空気流吸入用の貫通孔が設けられている。
【００３３】
（変形態様）
端子台５２の遮熱板部５２１の外周面をエンドカバー８の遮熱板部８２の内周面に密着させる代わりに、遮熱板部８２を省略乃至短縮し、端子台５２の遮熱板部５２１を軸方向前側に延長してエンドカバー８の内端面に密着させても良い。
【００３４】
（変形態様）
端子台５２の遮熱板部５２１の外周面をエンドカバー８の遮熱板部８２の内周面に密着させる代わりに、遮熱板部５２１を省略乃至短縮し、エンドカバー８の遮熱板部８２を軸方向前側に延長して端子台５２に密着させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態１の車両用交流発電機の軸方向断面図である。
【図２】図１の車両用交流発電機の整流装置を後ろから見た正面図である。
【図３】実施形態１の特徴を示す遮熱板部近傍の拡大軸方向断面図である。
【図４】実施形態２の特徴を示す遮熱板部近傍の拡大軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
２      ロータ
２ａ      界磁巻線
３ａ      フレーム
３ｂ      フレーム
４ａ      ステータコイル
４ｂ      ステータリード
５      整流装置
６      レギュレータ
７      ブラシ装置
８      エンドカバー
９      冷却ファン
１０      冷却空気流吸入窓
１１      スリップリング
１２      スリップリング
１３      回転軸
５１      −フィン（冷却フィン）
５２      端子台
５３      ＋フィン（冷却フィン）
５６      正極側ダイオード
５７      出力ターミナル
７１      ブラシ
７４      ブラシホルダ
７５      シールプレート
８１      冷却空気流吸入窓
８２      遮熱板部
５２１      遮熱板部
５３１      プレート部
５３２      リブ部
【図１】
2008067509.tif 000003
【図２】
2008067509.tif 000004
【図３】
2008067509.tif 000005
【図４】
2008067509.tif 000006