(57)【要約】【課題】コスト低減が可能であり、耐久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】車両用交流発電機１は、車両１００に搭載されたエンジン２００に取り付けられている。エンジン２００は、クランクシャフト２１０が地面と垂直な向きとなるように縦置きされ、クランクシャフト２１０の地方向の端部にクランクシャフトプーリ２１２がその回転面が地面と平行となるように取り付けられている。また、エンジン２００にはマウントブラケット２２０が設けられており、このマウントブラケット２２０に車両用交流発電機１が取り付けられる。【選択図】        図１
2004320906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と固定子とを保持するフレームと、前記フレームの外部であって前記回転子の回転軸の一方端側に取り付けられるプーリと、前記フレームの外部であって前記回転軸の他方端側に取り付けられたブラシ装置を含む電気部品と、前記電気部品を覆う保護カバーとを備え、
車載のエンジンに、前記プーリを地方向に、前記電気部品を天方向に向けて取り付けた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、
前記保護カバーは冷却風の吸入窓を有しており、前記吸入窓の上部に防水カバーが取り付けられてい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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車やトラックあるいは除雪車等の特殊車両に搭載される車両用交流発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車載のエンジンに対する車両用交流発電機の取り付けは、図５に示すように、地面に対して回転軸が平行に、すなわち回転軸が水平になるように行われている（例えば、特許文献１参照。）。このような取り付け方向では、ブラシ摩耗粉が確実に排出可能なように、リアフレームに設けられたブラシ摩耗粉の排出口が地方向を向くように設定されている。
【０００３】
また、車両用交流発電機のその他の取り付け方向としては、プーリ側を天方向に、リアカバーを地方向にして行う方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３１５２８３号公報（第３−４頁、図１−５）
【特許文献２】
特開２００２−１１９００８号公報（第２−４頁、図１−４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１に開示された車両用交流発電機では、ブラシ摩耗粉の排出のために排出口の向きを地方向に設定する必要があるため、エンジンの種類や車両用交流発電機の取付位置や角度によって、ブラシ摩耗粉の排出口の向きが地方向から外れる場合には、その都度排出口が地方向を向くようにリヤフレームの新規作成あるいは設計変更が必要になり、設計の手間がかかるとともにコスト増加につながるという問題があった。また、近年、エンジンルームの狭小化傾向により、車両用発電機のリア側（反プーリ側）に排気マニホールド等の熱源となる部品が僅かな隙間を介して配置される場合があり、車両用発電機のリア側に取り付けられた整流装置等の電気部品の耐久性が大幅に低下するという問題があった。
【０００６】
また、上述した特許文献２に開示された車両用発電機では、吸気窓を有するリアフレームが地方向に配置されるため、リアフレームで覆われた整流装置等の電気部品が地面に接近しており、車両走行時に地面からの水や泥等の跳ね返りによる被水があると電気部品に錆や電食が発生し、耐久性が大幅に低下するという問題があった。また、リアフレームの下側にブラシ装置が配置されるため、ブラシ摩耗粉をリヤフレームに設けられた排出口まで完全に吸い上げることが難しく、特に低回転時には冷却ファンの回転によって生じる負圧が小さいためブラシ摩耗粉を外部に排出することがさらに困難になる。したがって、回転軸に設けられたスリップリングにブラシ摩耗粉が付着してブラシ異常摩耗の原因となり、これを回避するためには、リアカバーの中央部にブラシ摩耗粉溜用のくぼみを設ける等の対策が必要になるが、このような対策を行う場合には新規にリアカバーを製作しなければならず、コスト増加につながるという問題があった。
【０００７】
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、コスト低減が可能であり、耐久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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
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、回転子と固定子とを保持するフレームと、フレームの外部であって回転子の回転軸の一方端側に取り付けられるプーリと、フレームの外部であって回転軸の他方端側に取り付けられたブラシ装置を含む電気部品と、電気部品を覆う保護カバーとを備え、車載のエンジンに、プーリを地方向に、電気部品を天方向に向けて取り付けている。車両用交流発電機をこのようにエンジンに取り付けることにより、ブラシ摩耗粉の排出口の向きが水平になるためフレームの取付位置に応じてこの排出口の位置を変更する必要がなく、しかもブラシ装置よりも下側（地方向）にブラシ摩耗粉の排出口が配置されるため保護カバーにブラシ摩耗粉溜用のくぼみを受ける必要もなく、フレームや保護カバーの新設や設計変更が不要になることによるコスト低減が可能になる。また、ブラシ装置を含む電気部品を天方向に配置することにより、近い位置に排気マニホールド等の熱源となる部品が配置されることもなく、車両走行時に地面からの水や泥等の跳ね返りによる被水を防止することもできるため、耐久性を大幅に向上させることが可能になる。
【０００９】
また、上述した保護カバーは冷却風の吸入窓を有しており、吸入窓の上部に防水カバーが取り付けられていることが望ましい。これにより、保護カバーの上部からの滴下による被水を防いで保護カバー内部への水の侵入を防止することができるため、耐久性をさらに向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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。
図１は、一実施形態の車両用交流発電機の搭載状態を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車両用交流発電機１は、車両１００に搭載されたエンジン２００に取り付けられている。なお、車両１００は、乗用車やトラックの他、除雪車等の特殊車両であってもよい。
【００１１】
エンジン２００は、クランクシャフト２１０が地面と垂直な向きとなるように縦置きされ、クランクシャフト２１０の地方向の端部にクランクシャフトプーリ２１２がその回転面が地面と平行となるように取り付けられている。また、エンジン２００にはマウントブラケット２２０が設けられており、このマウントブラケット２２０に車両用交流発電機１が取り付けられる。
【００１２】
車両用交流発電機１は、エンジン２００によって回転駆動され、車載のバッテリ（図示せず）に対する充電や各種の電気負荷（図示せず）に対する動作電力の供給を行う。この車両用交流発電機１は、エンジン２００からの回転駆動力を伝えるプーリが地方向に配置されるようにマウントブラケット２２０に取り付けられている。
【００１３】
図２は、車両用交流発電機１の詳細構成を示す図である。図２に示す車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、ブラシ装置４、整流装置５、レギュレータ６、フレーム７、リヤカバー８、プーリ９等を含んで構成されている。
固定子２は、固定子鉄心２１と、この固定子鉄心２１に形成された複数個のスロットに所定の間隔で巻き回された三相の固定子巻線２３とを備えている。
【００１４】
回転子３は、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に巻き回した界磁巻線３１を、それぞれが６個の爪部を有するポールコア３２によって、回転軸３３を通して両側から挟み込んだ構造を有している。また、フロント側のポールコア３２の端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すために軸流式の冷却ファン３４が溶接等によって取り付けられている。同様に、リヤ側のポールコア３２の端面には、リヤ側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すために遠心式の冷却ファン３５が溶接等によって取り付けられている。
【００１５】
ブラシ装置４は、整流装置５から回転子３の界磁巻線に３１に励磁電流を流すためのものであり、回転子３の回転軸３３に形成されたスリップリング３６、３７のそれぞれに押圧するブラシ４１、４２を有する。整流装置５は、三相の固定子巻線２３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力を得るためのものであり、配線用電極を内部に含む端子台５１と、それぞれに３個の整流素子が取り付けられた正極側の放熱板５２および負極側の放熱板５３と、正極側の放熱板５２に取り付けられて出力電力を外部に取り出すために用いられる出力端子５４とを備えている。レギュレータ６は、界磁巻線３１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１の出力電圧を制御する。
【００１６】
フレーム７は、固定子２および回転子３を収容しており、回転子３が回転軸３３を中心に回転可能な状態で支持されているとともに、回転子３のポールコア３２の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子２が固定されている。また、フレーム７は、固定子鉄心２１の軸方向端面から突出した固定子巻線２３に対向した部分に冷却風の吐出窓７１が、軸方向端面に冷却風の吸入窓７２がそれぞれ設けられている。フレーム７の一部が径方向に突出したマウントステー７３を形成しており、このマウントステー７３がエンジン２００のマウントブラケット２２０に取り付けられる。
【００１７】
また、リヤ側のフレーム７には、ブラシ装置４が当接する位置の内側端面に、径方向に延びたブラシ摩耗粉排出用の凹部が形成されている。図３は、リヤ側のフレーム７の平面図である。図３に示すように、リヤ側のフレーム７の内側端面に凹部７４が形成されており、ブラシ４１、４２がスリップリング３６、３７に褶動したときに生じるブラシ摩耗粉がこの凹部７４を通してスリップリング３６、３７周辺から外部に排出される。
【００１８】
リヤカバー８は、リヤ側のフレーム７の外部に取り付けられた電気部品であるブラシ装置４、整流装置５およびレギュレータ６の全体を覆って、これらを保護するためのものである。リヤカバー８のリヤ側端面には、冷却風を吸入するために吸入窓が設けられている。
【００１９】
本実施形態では、車両用交流発電機１の回転軸３３が地面と垂直に、しかもその先端に取り付けられたプーリ９が地方向に、ブラシ装置４、整流装置５およびレギュレータ６を含む電気部品が天方向にそれぞれ配置されるように、車両用交流発電機１がエンジン２００に取り付けられている。また、図１に示すように、車両用交流発電機１のプーリ９とエンジン２００のクランクシャフトプーリ２１２は、ほぼ同一高さになるように設定されており、これらの間が適度な張力の駆動ベルト２３０によって連結され、エンジン２００から車両用交流発電機１に対して駆動力が伝達される。
【００２０】
車両用交流発電機１をこのようにエンジン２００に取り付けることにより、ブラシ摩耗粉の排出用の凹部７４とその先端の排出口の向きが水平になるためフレーム７の取付位置に応じてこの凹部７４および排出口の位置を変更する必要がなく、しかもブラシ装置４よりも下側（地方向）にブラシ摩耗粉の排出口が配置されるためリヤカバー８にブラシ摩耗粉溜用のくぼみを設ける必要もなく、フレーム７やリアカバー８の新設や設計変更が不要になることによるコスト低減が可能になる。
【００２１】
また、ブラシ装置４を含む電気部品を天方向に配置することにより、近い位置に排気マニホールド等の熱源となる部品が配置されることもなく、車両走行時に地面からの水や泥等の跳ね返りによる被水を防止することもできるため、耐久性を大幅に向上させることが可能になる。
【００２２】
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。例えば、車両用交流発電機１の上部に防水カバーを取り付けるようにしてもよい。
図４は、防水カバーを取り付けた状態を示す概略図である。図４に示すように、車両用交流発電機１の上部であって、リヤカバー８の端面に設けられた冷却風の吸入窓を覆うようにその上部に防水カバー３００が取り付けられる。この防水カバー３００は、エンジン２００に直接取り付ける場合や車両用交流発電機１に取り付ける場合、あるいは車両１００のボディ等を利用して取り付ける場合などが考えられる。また、必ずしも車両用交流発電機１のリヤカバー８全体を覆う必要はなく、リヤカバー８の吸入窓を部分的に覆うようにしてもよい。このように防水カバー３００を追加することにより、リヤカバー８の上部からの滴下による被水を防いでリヤカバー８内部への水の侵入を防止することができるため、耐久性をさらに向上させることができる。
【００２３】
また、上述した実施形態では、エンジン２００のクランクシャフト２１０および車両用交流発電機１の回転軸３３が地面と垂直になるようにエンジン２００や車両用交流発電機１を車両１００に取り付けたが、これらは完全に地面と垂直である場合の他、垂直に対して所定の角度傾斜していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車両用交流発電機の搭載状態を示す図である。
【図２】車両用交流発電機の詳細構成を示す図である。
【図３】リヤ側のフレームの平面図である。
【図４】防水カバーを取り付けた状態を示す概略図である。
【図５】従来の車両用交流発電機の取付状態を示す図である。
【符号の説明】
１  車両用交流発電機
２  固定子
３  回転子
４  ブラシ装置
５  整流装置
６  レギュレータ
７  フレーム
８  リヤカバー
９  プーリ
１００  車両
２００  エンジン
３００  防水カバー
【図１】
2004320906.tif 000003
【図２】
2004320906.tif 000004
【図３】
2004320906.tif 000005
【図４】
2004320906.tif 000006
【図５】
2004320906.tif 000007