(57)【要約】【課題】車両用発電機において、ステータの周方向剛性の均等性を改善してステータと磁気加振力との共振度合を低減し、ステータの磁気振動騒音を低減する。【解決手段】車両発電機は、回転軸と共に回転するロータと、ステータコア２ｂ及びステータコイル２ａを有してロータの外周に配置されるステータ２と、ステータ２を保持するブラケット３、４と、ブラケット３、４を周方向数箇所で締結する締結具５とを備える。そして、ブラケット３、４はその外周部側面がステータコア２の側面に締結具５による押圧力が加えられて当接されると共に、ブラケット３、４とステータコア２ｂとの当接力を均等にするための手段が設けられている。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と共に回転するロータと、ステータコア及びステータコイルを有して前記ロータの外周に配置されるステータと、前記ステータを保持するブラケットと、前記ブラケットを周方向数箇所で締結する締結具とを備え、
前記ブラケットはその外周部側面が前記ステータコアの側面に前記締結具による押圧力が加えられて当接され、
前記ブラケットと前記ステータコアとの当接力を均等にするための手段が設けられた
ことを特徴とする車両用発電機。
【請求項２】
回転軸と共に回転するロータと、積層鋼板を積み重ねて形成されたステータコア及びステータコイルを有して前記ロータの外周に配置されるステータと、前記ステータを両側から保持すると共に一対のブラケットと、前記一対のブラケットを周方向数箇所で締結する締結具とを備え、
前記ステータコアは中央部外周面より端部外周面の方が若干小さくなるように段部を有して形成され、
前記一対のブラケットの少なくとも一方のブラケットはその外周部側面が前記ステータコアの段部を構成する側面に当接され且つ前記締結具による軸方向の押圧力が加えられた状態で結合され、
前記ステータコアの段部を構成する部分の積層鋼板は前記締結具間の中間に位置する部分が前記締結具に近い部分より大径化された
ことを特徴とする車両用発電機。
【請求項３】
回転軸と共に回転するロータと、ステータコア及びステータコイルを有して前記ロータの外周に配置されるステータと、前記ステータを両側から保持する一対のブラケットと、前記一対のブラケットを周方向数箇所で締結する締結具とを備え、
前記一対のブラケットの少なくとも一方のブラケットは、その外周部側面が前記ステータコアの側面に当接され且つ前記締結具による軸方向の押圧力が加えられて結合され、
前記ブラケットの外周部側面と前記ステータコアの側面との当接部分における前記締結具間の中間に位置する部分に突出部が形成された
ことを特徴とする車両用発電機。
【請求項４】
請求項２において、前記突出部は前記ブラケットと一体に形成されたことを特徴とする車両用発電機。
【請求項５】
請求項２において、前記突出部は前記ステータコアを構成する積層鋼板を塑性変形により形成されたことを特徴とする車両用発電機。
【請求項６】
回転軸と共に回転するロータと、ステータコア及びステータコイルを有して前記ロータの外周に配置されるステータと、前記ステータを保持するブラケットと、前記ブラケットを周方向数箇所で締結する締結具とを備え、
前記ブラケットは、その外周部が前記ステータコアに前記締結具による軸方向の押圧力が加えられて結合されると共に、複数の取り付け脚が外周部に一体に形成され、
前記ブラケットは周方向に略均等な剛性を有するように前記取り付け脚に対応する部分の半径方向の寸法が前記取り付け脚から離れた部分の半径寸法より小さく設定された
ことを特徴とする車両用発電機。
【請求項７】
請求項６において、前記ブラケットは、その外周部が前記ステータコアの側面に当接され且つ前記締結具による押圧力が加えられて結合されると共に、複数の取り付け脚が外周部に周方向非対称で且つ一体に形成され、前記ブラケットは周方向に略均等な剛性を有するように前記締結具締結部を含む部分の半径方向の寸法が小さく設定されたことを特徴とする車両用発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用発電機に係り、特にステータをブラケットで保持する車両用発電機に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平７−３３６９３４号公報
【特許文献２】特開平７−３２７３３５号公報
従来の車両用発電機は、図９及び図１０に示すように、回転軸と共に回転するロータと、ステータコア２ｂ及びステータコイル２ａを有してロータの外周に配置されるステータ２と、ステータ２を両側から保持する一対のブラケット３、４と、一対のブラケット３、４を周方向数箇所で軸方に締結する締結具５とを備えている。そして、ステータコア２は中央部外周面２ｂ１より端部外周面２ｂ２の方が若干小さくなるように段部を有して形成されている。一対のブラケットの少なくとも一方のブラケット３または４は、その外周部側面がステータコア２の段部側面に締結具５による軸方向の押圧力が加えられた状態で当接されている。なお、図９及び図１０において、図１から図８と同一物または相当物には同一符号を付してある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用発電機において、ロータ１のティースとステータ２間に電気と磁気の相互作用により磁気吸引力が発生し、この磁気吸引力は回転トルクを発生させてロータ２を回転させる。ところが、ステータ２とロータ１の磁極により磁気吸引力の大きさは周方向に不均等になり、ロータ１の回転に伴い、高調波成分の磁気加振力をステータ２とロータ１に与える。この磁気加振力の高調波成分は周方向と半径方向に分解することができ、特に、半径方向の成分はステータ２を半径方向に振動させて周囲の空気を振動させて外部に騒音を放射する。この際、磁気加振力の高調波成分とステータ２が共振すると、ステータ２の振動が極めて大きくなり、高いレベルの振動放射音が発生する。
【０００４】
そこで、ステータの振動をブラケット３、４によりできるだけ提言することが必要になるが、従来の車両用発電機では、締結具５に近い部分と締結具５から離れた部分との結合力に差が生じており、特に締結具５から離れた部分（複数の締結具５間における中間部分）のフロントブラケット３とステータ２との結合力が弱くなっているため、ブラケット３、４の剛性によるステータ２の振動抑制効果を十分に発揮できないという課題があった。
【０００５】
そして、従来の車両用発電機では、取り付け脚３ａ、４ａや締結具結合部３ｂなどによるブラケット３、４自身の周方向の不均等な剛性や、前述のステータ２とブラケット３、４との周方向の結合力の差などにより、ステータ２に不均等な剛性が与えられることとなって、ステータ２の固有振動モードは円環対称性が崩れて歪んだ形状になる。このような歪んだ円環固有振動モードは、高次の円環モードを有する磁気加振力とある程度共振するようになり、高いレベルの磁気振動騒音を発生させるという課題があった。
【０００６】
磁気音を低減させるための車両用発電機としては、特開平７−３３６９３４号公報及び特開平７−３２７３３５号公報に記載されたものがあるが、これらには上記課題を解決することに関して開示されていない。
【０００７】
本発明の目的は、ステータに対するブラケットの結合力を周方向に均等化してステータの振動を抑制し、磁気振動騒音を効率よく低減できる車両用発電機を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ステータの周方向に略均等な剛性を与えて磁気加振力とステータとの共振度合を低減し、磁気振動騒音を効率よく低減できる車両用発電機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る車両用発電機は、回転軸と共に回転するロータと、ステータコア及びステータコイルを有して前記ロータの外周に配置されるステータと、前記ステータを保持するブラケットと、前記ブラケットを周方向数箇所で締結する締結具とを備え、前記ブラケットはその外周部側面が前記ステータコアの側面に前記締結具による押圧力が加えられて当接され、前記ブラケットと前記ステータコアとの当接力を均等にするための手段が設けられた構成にしたことにある。
【００１０】
前記他の目的を達成するための本発明に係る車両用発電機は、回転軸と共に回転するロータと、ステータコア及びステータコイルを有して前記ロータの外周に配置されるステータと、前記ステータを保持するブラケットと、前記ブラケットを周方向数箇所で締結する締結具とを備え、前記ブラケットは、その外周部が前記ステータコアに前記締結具による軸方向の押圧力が加えられて結合されると共に、複数の取り付け脚が外周部に一体に形成され、前記ブラケットは周方向に略均等な剛性を有するように前記取り付け脚に対応する部分の半径方向の寸法が前記取り付け脚から離れた部分の半径寸法より小さく設定された構成にしたことにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複数の実施例を図に基づいて説明する。なお、各実施例の図における同一符号は同一物又は相当物を示す。
【００１２】
まず、本発明の第１実施例を図１から図３を用いて説明する。
【００１３】
図１を参照しながら車両用発電機の全体について説明する。
【００１４】
ロータ１は、回転軸７に固着された界磁磁極鉄心１ａと、この界磁磁極鉄心１ａに設けられた励磁コイル１ｂとからなっており、回転軸７と共に回転される。そして、ロータ１は回転軸７を介してフロントブラケット３及びリアブラケット４に回転可能に支持されている。界磁磁極鉄心１ａは磁極鉄心を構成するものである。
【００１５】
係るロータ１は、励磁コイル１ｂにより励磁されて界磁磁極鉄心１ａの爪による極数に応じてロータ周方向にＮ極及びＳ極を発生する。励磁コイル１ｂにはブラシホルダに保持されたカーボンが主体のブラシ８と回転軸７に固着されたブラシリング９にて構成されるスリップリングとにより直流電流が供給される。
【００１６】
ステータ２は、積層鋼板が積み重ねられて構成された円筒状ステータコア２ｂと、このステータコア２ｂに設けられたスロットに埋設されたステータコイル２ａとを備えて構成されている。ステータ２は、ロータ１の外周に配置されると共に、フロントブラケット３とリアブラケット４とからなる一対のブラケットにより両側から保持されている。換言すれば、ステータ２とフロントブラケット３及びリアブラケット４とは結合部６を有して結合されている。
【００１７】
このような車両用発電機ではロータ１とステータ２間に電気と磁気の相互作用により磁気吸引力が発生し、この磁気吸引力は回転トルクを発生させてロータ１を回転させる。
【００１８】
フロントブラケット３は、鉄やアルミ等の熱伝導の良い金属部材で形成され、通風窓が形成された円板部３Ａと鍔部３Ｂとを有して構成されている。円板部３Ａの中央部には、回転軸７の一側を支持する軸受け１０が取り付けられている。一方、リアブラケット４は、鉄やアルミ等の熱伝導の良い金属部材で形成され、円板部４Ａと鍔部４Ｂとを有して構成されている。円板部４Ａの中央部には、回転軸７の他側を支持する軸受け１０が取り付けられている。
【００１９】
フロントブラケット３とリアブラケット４とは、ステータコア２ｂを挟持するようにボルト等の締結具５により周方向数箇所で締結され、軸方向に結合力が加えられている。
【００２０】
フロントブラケット３及びリアブラケット４には取り付け脚３ａ、４ａが一体で設けられている。車両用発電機はこの取り付け脚３ａ、４ａを介して図示しない車両の機関へ取り付けられる。また、プーリ１３は、回転軸７の一側の端部に固定され、エンジン等から伝達される動力により回転軸７を回転させる。
【００２１】
図２及び図３を参照しながらステータ２、フロントブラケット３及びリアブラケット４の固定構造について説明する。
【００２２】
ステータコア２ｂは、図２に示すように、中央部外周面２ｂ１と、その両側の端部外周面２ｂ２とを有して構成されている。端部外周面２ｂ２は、中央部外周面２ｂ１より若干小径に形成され、中央部外周面２ｂ１との間に段部を有するように形成されている。
【００２３】
この段部を構成する部分の積層鋼板２ｃは、図３に示すように、中央部外周面２ｂ１と同じ外径の外周部２ｃ１と、この外周部２ｃ１より大きな外径の外周部２ｃ２とを有して形成されている。この外周部２ｃ１は、締結具５から離れた部分、換言すれば締結具５間の中間に位置する部分に形成されている。これによって、鍔部４Ｂの端面は、締結具５から離れた部分（即ち、締結具５間の中間部分）の半径方向の当接面積が大きくなっている。
【００２４】
積層鋼板２ｃは、図３に示す例では、厚い一枚の板で形成され、後述する鍔部３Ｂとの当接に対して十分な強度を有している。なお、この厚い積層鋼板２ｃの代わりに他の積層鋼板と同じ板厚の積層鋼板を複数枚用いるようにしてもよい。そうすれば、同一素材の積層鋼板から径の大きな外周部を有する外形に打ち抜いて容易に製作することができる。
【００２５】
フロントブラケット３の鍔部３Ｂは、図２に示すように、その内径がステータ２の端部外周面２ｂ２より極わずか小径に形成されて端部外周面２ｂ２に圧入されると共に、その端面が積層鋼板２ｃの外周部２ｃ１、２ｃ２の側面（即ち、段部を構成する側面）に当接されて結合されている。また、鍔部３Ｂの外周の周方向数箇所には、図３に示すように、締結具結合部３ｂが周方向均等間隔で一体に形成されている。この締結具結合部３ｂには締結具５を貫通させる穴が形成されている。さらには、フロントブラケット３の取り付け脚３ａは、図３に示すように、鍔部３Ｂの外周に周方向非対称に一体に形成されている。
【００２６】
リアブラケット４の鍔部４Ｂは、図２に示すように、その内径がステータ２の端部外周面２ｂ２より極わずか小径に形成されて端部外周面２ｂ２に圧入されると共に、その端面が積層鋼板２ｃの外周部２ｃ１、２ｃ２の側面に当接されて結合されている。また、リアブラケット４の外周の数方向数箇所には、締結具結合部３ｂに対応する締結具結合部が締結具結合部３ｂに対向して形成されている。このリアブラケット４の締結具結合部には締結具５を貫通させる穴を有している。
【００２７】
締結具５は、フロントブラケット３の締結具結合部３ｂとリアブラケット４の締結具結合部とにまたがって挿通され、フロントブラケット３とリアブラケット４とが近づく方向（即ち、軸方向）に締結力を加えるように締結される。これによって、フロントブラケット３の鍔部３Ｂ及びリアブラケット４の鍔部４Ｂの端面は積層鋼板２ｃの外周部２ｃ１、２ｃ２の側面に押圧力が加えられた状態で結合される。
【００２８】
係る車両用発電機よれば、ブラケット３、４とステータコア２との結合力を均等にするための手段２ｃが形成されているので、ステータ２に対するブラケット３、４の結合力が周方向に均等化されてステータ２の振動が抑制され、磁気振動騒音を効率よく低減することができる。
【００２９】
特に、ステータコア２の段部を構成する部分の積層鋼板２ｃは、締結具５間の中間に位置する部分が大径化されて、ブラケット３、４とステータコア２との結合力を均等にするための手段２ｃとして構成されているので、安価で製作が容易な構成で振動の抑制を図ることができる。即ち、ブラケット３、４の端面が締結具５間の中間に位置する大径化された部分と半径方向に広い面積で当接することとなり、この部分の結合力が強化され、その結果、周方向における結合力の均等化が図られる。
【００３０】
次に、図４及び図５を参照しながら本発明の第２実施例を説明する。この第２実施例は、次に述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００３１】
この第２実施例では、フロントブラケット３の外周部側面とステータコア２ｂの側面との当接部分における締結具５間の中間に位置する部分に突出部３ｃが形成されている。この突出部３ｃはフロントブラケット３と一体に形成されている。この突出部３ｃの突出量は、極わずかであると共に、締結具５で締結した状態でフロントブラケット３とステータ２との結合力が周方向に略均等となるように設定されている。即ち、フロントブラケット３とステータコア２ｂとの結合力が締結具５の近傍部分と締結具５から離れた部分とで略均等となるように設定されている。
【００３２】
この第２実施例の車両用発電機によれば、フロントブラケット３とステータ２との結合力が突出部３ｃにより周方向に略均等化されてステータ２の振動が抑制され、磁気振動騒音を効率よく低減することができる。特に、突出部３ｃがフロントブラケット３と一体に形成されているので、安価で製作が容易な構成で振動の抑制を図ることができる。
【００３３】
なお、リアブラケット４とステータ２との結合は、フロントブラケット３とステータ２の結合と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００３４】
次に、図６及び図７を参照しながら本発明の第３実施例を説明する。この第３実施例は、次に述べる通り第２実施例と相違するものであり、その他の点については第２実施例と基本的には同一である。
【００３５】
この第３実施例では、フロントブラケット３の外周部側面とステータコア２ｂの側面との当接部分における締結具５間の中間に位置する部分に突出部２ｄがステータコア２の段部を構成する積層鋼板２ｃと一体に形成されている。この突出部２ｄは積層鋼板２ｃを打ち抜いて形成される際に同時に塑性変形させて形成される。この突出部２ｄの突出量は、第２実施例の突出部３ｃの突出量と基本的には同じである。
【００３６】
この第３実施例の車両用発電機によれば、フロントブラケット３とステータ２との結合力が突出部２ｄにより周方向に略均等化されてステータ２の振動が抑制され、磁気振動騒音を効率よく低減することができる効果を奏しつつ、突出部２ｄが積層鋼板２ｃの塑性変形により形成されているので、安価で製作が容易な構成で振動の抑制を図ることができる。
【００３７】
次に、図８を参照しながら本発明の第４実施例を説明する。この第４実施例は、次に述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００３８】
この第４実施例では、フロントブラケット３は周方向に略均等な剛性を有するように取り付け脚３ａに対応する部分３ｅの半径方向の寸法（即ち、直径ｌ１）が取り付け脚３ａから離れた部分３ｄの半径方向の寸法（即ち、直径ｌ２）より小さく形成されている。換言すれば、ステータ２とブラケット３（または４）との結合部分におけるブラケット３（または４）の周方向の厚さを不均等にしたものである。具体的に言うと、取り付け脚３ａ（または４ａ）の取り付け脚３ａに近い部分は薄くし、それ以外の部分は厚く形成されている。なお、取り付け脚３ａから離れた部分３ｄ及び取り付け脚３ａに対応する部分３ｅの何れにも、締結具結合部３ｂが含まれている。
【００３９】
この第４実施例の車両用発電機によれば、取り付け脚３ａ（または４ａ）の影響によるブラケット３（または４）の周方向剛性の不均等性を低減することができるので、ステータ２の周方向剛性の均等性が改善され、ステータ２と磁気加振力との共振度合が低減し、ステータ２の磁気振動騒音を低減することができる。
【００４０】
上述した各実施例を組み合わせることにより、相乗的な効果を有する車両用発電機を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の車両用発電機によれば、ステータに対するブラケットの拘束力が強化され、ステータの磁気振動騒音を低減することができる。
【００４２】
また、本発明の車両用発電機によれば、ステータの周方向剛性の均等性が改善され、ステータと磁気加振力との共振度合が低減され、ステータの磁気振動騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の車両用発電機の断面図である。
【図２】図１の車両用発電機の要部断面図である。
【図３】図１の車両用発電機のフロントブラケット部を積層鋼板の中央側から見た図である。
【図４】本発明の第２実施例の車両用発電機におけるフロントブラケットとステータとの結合直前の状態の要部正面図である。
【図５】図４の結合完了状態の要部正面図である。
【図６】本発明の第３実施例の車両用発電機におけるブラケットとステータとの結合直前の状態の要部正面図である。
【図７】図６の結合完了状態の要部正面図である。
【図８】本発明の第４実施例の車両用発電機における図３相当である。
【図９】従来の車両用発電機の要部断面図である。
【図１０】従来の車両用発電機のフロントブラケットを中央部側から見た図である。
【符号の説明】
１…ロータ、２…ステータ、２ａ…ステータコイル、２ｂ…ステータコア、２ｂ１…中央部外周面、２ｂ２…端部外周面、２ｃ…積層鋼板、２ｃ１…同一径の外周部、２ｃ２…拡大径の外周部、２ｄ…突出部、３…フロントブラケット、３ａ…取り付け脚、３ｂ…締結具結合部、３ｃ…突出部、３Ａ…円板部、３Ｂ…鍔部、４…リアブラケット、４ａ…取り付け脚、４Ａ…円板部、４Ｂ…鍔部、５…締結具、６…ステータとブラケットの結合部、７…回転軸。
【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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