(57)【要約】【課題】車両の衝突により交流発電機が車体の構造部材などに二次衝突しても、整流装置の＋電位部が露出することを防止できる保護カバーを備えた車両用交流発電機の提供。【解決手段】交流発電機１は、回転電機２および整流装置３を備える。回転電機２は、ハウジング４内に回転子２４が配設され、ハウジング４の内周壁には固定子鉄心が設置されている。整流装置３は、電機子コイル２５に誘起する三相交流電流を直流に整流する。整流装置３は、ネジでハウジング４のリアエンドフレーム４２の後側に組付けられており、リアエンドフレーム４２に同軸的に締結された略円皿形状の保護カバー５で覆われている。樹脂製保護カバー５は、ナイロン６６にエラストマーを混合したもので、１０％以上の引張り破断伸びと、７８（ｋＪ／ｍ2 ）以上のシャルピー衝撃強さ（ノッチ付き）を有し、二次衝突の強い衝撃に対して柔軟に変形して、破損、脱落が阻止される。【選択図】  図１
2005204385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に、電機子コイルが巻装される固定子と、該固定子の内周側に対向配置される回転子とを配し、前記ハウジングの後側に、前記電機子コイルに誘起する交流電流を直流に整流する整流装置を配置するとともに、該整流装置を覆う保護カバーを取り付けた車両用交流発電機において、
前記保護カバーは、ナイロンとエラストマーを混合した混合材製であ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に記載の車両用交流発電機において、前記保護カバーは、１０％以上の引張り破断伸びと、７８（ｋＪ／ｍ2 ）以上のシャルピー衝撃強さ（ノッチ付き）を有する樹脂で形成されたことを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項３】
ハウジング内に、電機子コイルが巻装される固定子と、該固定子の内周側に対向配置される回転子とを配し、前記ハウジングの後側に前記電機子コイルに誘起する交流電流を直流に整流する整流装置を配置するとともに、該整流装置を覆う樹脂製保護カバーを取り付けた車両用交流発電機において、
前記保護カバーの要所に、伸縮部を設けたことを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項４】
ハウジング内に、電機子コイルが巻装される固定子と、該固定子の内周側に対向配置される回転子とを配し、前記ハウジングの後側に前記電機子コイルに誘起する交流電流を直流に整流する整流装置を配置するとともに、該整流装置を覆う樹脂製保護カバーを取り付けた車両用交流発電機において、
前記保護カバーの要所に、優先的に破損する薄肉部を設けたことを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項５】
請求項３または４に記載の車両用交流発電機において、前記樹脂製保護カバーは丸皿状を呈し、前記伸縮部または薄肉部は、前記保護カバーの外周部に円弧状に形成された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】
この発明は、乗用車、トラックなどの車両に搭載される交流発電機（オルタネータ）に関し、とくに整流装置をハウジングの外に設置した小型交流発電機の二次衝突対策にかかわる。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンに装着され該エンジンに駆動される小型交流発電機は、ドライブエンドフレームとリアエンドフレームとを接合したハウジング内に、電機子コイルが巻装される固定子と、該固定子の内周側に対向配置される回転子とを有する回転電機と、リアエンドフレームの後側に設置され、電機子コイルに誘起する交流電流を直流に整流する整流装置とを備えている。整流装置は、充電回路を通じて車載のバッテリーに連結されている。
【０００３】
整流装置は、レクティファイヤ、ブラシを保持したブラシホルダ、ＩＣレギュレータなどからなり、リアエンドフレームの後側に設置されており、リアエンドフレームに締結された保護カバー（リアエンドカバー）により覆われている。保護カバーは電気絶縁性、重量の軽減、耐蝕耐久性および製造コストなどの観点から樹脂で形成されており、従来の保護カバーは、構造強度を重視する観点からナイロン６６（ＰＡ６６）やグラスファイバーを混入したガラス繊維強化樹脂製が採用されている。
【０００４】
車両衝突時にエンジンが大きく動揺したり、エンジンルームが大きく変形するような衝撃が加わると、交流発電機が車体の構造部材または他の搭載機器に二次衝突する場合がある。この二次衝突により樹脂製保護カバーが破損したり、脱落したりすると、整流装置の＋電位部が露出する可能性がある。この露出した＋電位部にボディアース部が接触した場合には、ショートしてバッテリーの充電電荷により火花が発生する問題が存在する。
なお、先行技術文献情報は記載しません。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガラス繊維強化樹脂製の保護カバーを使用した交流発電機は優れた構造強度を有し通常に加わる衝撃に対して十分な耐破損性能を有するが、柔軟性が小さいため、車両衝突時のように著しく大きな衝撃が加わった場合には、保護カバーが割れたり欠損したりし易い欠点があることが判明した。このため、ガラス繊維を混入して樹脂（保護カバー）を構造的に強化する従来の発想とは逆に、エラストマーを混入するなどの手段で、保護カバーを柔軟化させることが安全性の向上に有効である。
【０００６】
この発明の目的は、車両の衝突により交流発電機が車体の構造部材または他の搭載機器に二次衝突した場合のように極めて大きい衝撃が加わった場合にも、整流装置の樹脂製保護カバーが破損したり脱落したりして整流装置の＋電位部が露出する不具合を有効に防止でき、安全性が確保できる車両用交流発電機の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明では、ハウジング内に、電機子コイルが巻装される固定子と、該固定子の内周側に対向配置される回転子とを配し、ハウジングの後側に、電機子コイルに誘起する交流電流を直流に整流する整流装置を配置するとともに、該整流装置を覆う保護カバーを取り付けた車両用交流発電機において、保護カバーは、ナイロン６６とエラストマーとの混合材製であることを特徴とする。
【０００８】
この構成では、ナイロン６６にエラストマーを混合するとともに、ガラス繊維を混ぜないことにより、優れた引張り破断伸び及び衝撃強さを有する。このため、車両の衝突により交流発電機の保護カバーが車体の構造部材または他の搭載機器に二次衝突しても、破損したり、脱落したりすることなく変形する樹脂製保護カバーが得られる。この結果、整流装置の＋電位部が露出することが防止でき、露出した＋電位部にボディアース部が接触してショートすることによる火花の発生を阻止でき、車両の安全性が向上する。
【０００９】
請求項２の発明では、保護カバーは、１０％以上の引張り破断伸びと、７８（ｋＪ／ｍ2 ）以上のシャルピー衝撃強さ（ノッチ付き）を有する樹脂で形成されたことを特徴とする。１０％以上の引張り破断伸びは、１００％以上であることが望ましく、Ｉｚｏｄ衝撃強さ（２３℃、ノッチあり、１／８”）では５００〜２０００Ｊ／ｍであることが実用的である。この構成では、保護カバーは、１０％以上の引張り破断伸びを有し、７８（ｋＪ／ｍ2 ）以上のシャルピー衝撃強さ以上の樹脂で形成され柔軟性を有するため、破損したり、脱落したりすることなく変形する。
【００１０】
請求項３の発明では、車両用交流発電機の保護カバーの要所に、伸縮部を設けたことを特徴とする。
伸縮部は、たとえば樹脂製保護カバーの射出成型時に膨出形成された凹凸条（蛇腹構造）である。この構成により、樹脂製保護カバーは、強い衝撃が加わっても伸縮部が変形して衝撃を吸収するため、破損や脱落を免れることが可能である。このため、整流装置の＋電位部が露出することを防止でき、露出した＋電位部にボディアース部が接触してショートする不具合が有効に阻止できる。
【００１１】
請求項４の発明では、車両用交流発電機の保護カバーの要所に、優先的に破損する薄肉部を設けたことを特徴とする。
この構成では、樹脂製保護カバーに強い衝撃が加わると整流装置の＋電位部から離れた部位が選択的に破壊し、＋電位部の近傍の破損は防止できる。この結果、露出した＋電位部にボディアース部が接触（ショート）して火花が発生することがなく、安全性が向上する。
【００１２】
請求項５の発明では、樹脂製保護カバーは丸皿状を呈し、伸縮部または薄肉部は、保護カバーの外周部に円弧状に形成されていることを特徴とする。この構成では、簡単な構造で最も有効な伸縮部または薄肉部を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施例１〜３を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１、図２は、この発明の実施例１にかかる自動車用三相交流発電機（オルタネータ）１を示す。この実施例の交流発電機１は、自動車エンジンによりベルトを介して駆動され、車載の蓄電池を充電するとともに、自動車に搭載された各種の電気機器に給電する。交流発電機１は、回転電機２および三相交流を直流に変換する整流装置３を備えている。
【００１５】
回転電機２は、アルミニウム製のドライブエンドフレーム４１とリアエンドフレーム４２とを接合した円筒状のハウジング４を備えている。ハウジング４の中心には、軸受け４３、４４により支持され、両端をハウジング４から突き出した回転軸２１が設置されている。回転軸２１は、前端（図示左端）にベルトを介してエンジンにより駆動されるプーリー２２が固定され、後端にスリップリング２３、２３が列設されている。回転軸２１の中間部（ハウジング４内）には回転子（ロータ）２４が設けられている。回転子２４の外周には、ハウジング４の内周壁に固定された固定子（電機子、ステータコア）２５が同軸的に設置されている。
【００１６】
回転子２４は、外周に複数の爪状磁極（ポールコア）を備えるとともに、中央部に界磁巻線（フィールドコイル）２６を有する。界磁巻線２６の一方は、蓄電池に接続された交流発電機１の出力端子１４に連結され、他方はレギュレータを介して接地されている。固定子２５の内周には、軸方向のスロットが設けられ、これらスロットには１６極全節巻ピッチにて三相巻線を施した、回転電機２の電機子コイル２７が収容、固定されている。電機子コイル２７の三相端子は、整流装置３を介して、回転電気システムの外部に設けられた蓄電池の正極に接続されている。
【００１７】
整流装置３は、リアエンドフレーム４２の後側に設置され、電機子コイル２７に誘起する三相交流電流を直流に整流する。整流装置３は、レクティファイヤ３１、ブラシ３２、３２を保持したホルダ３３、ＩＣレギュレータ３４などからなり、ネジでリアエンドフレーム４２の後側に組付けられている。
【００１８】
整流装置３は、リアエンドフレーム４２に同軸的に締結された略円皿形状の樹脂製保護カバー（リアエンドカバー）５（図３参照）で覆われている。樹脂製保護カバー５は、前方に湾曲した外周部５１と、多数の扇状通気孔５２が開けられた平板部５３とからなる。外周部５１には、コネクター筒５４および複数の膨出部５５が形成されている。平板部５３には、中心にブラシホルダーハウス５６が形成され、同心円上に所定の間隔で３個のネジ挿通孔付き金属板５７がモールドされている。
【００１９】
この発明の樹脂製保護カバー５は、図４の（イ）に示す機械的性質を必要としている。すなわち、１０％以上の引張り破断伸びと、７８（ｋＪ／ｍ2 ）以上のシャルピー衝撃強さ（ノッチ付き）を有すると、自動車の衝突でゴムマウントされたエンジンが大きく変位し、車体などに二次衝突した場合にも、樹脂製保護カバー５が柔軟に変形して、破損、脱落が確実に防止される。この結果、整流装置３の＋電位部が、車体などアース部に接触し、バッテリーの電荷の放電により火花の発生が阻止できる。
【００２０】
図４の（ロ）は、ナイロン６６（ＰＡ６６）にグラスファイバーを混入したガラス繊維強化樹脂製の従来の保護カバーとの機械特性、およびＳ−Ｓ曲線を示す。
図４の（ハ）は、ナイロン６６にエラストマーを混合して形成されたこの実施例の樹脂製保護カバー５の機械特性、およびＳ−Ｓ曲線を示す。
この実施例の樹脂製保護カバー５は、従来の保護カバーに対し、Ｓ−Ｓ曲線に示される如く、引張り応力に対して著しく大きい歪み％を有している。この柔軟性および耐衝撃性により、樹脂製保護カバー５は二次衝突時に瞬時に変形し、破損または脱落することが防止され、バッテリーの電荷の放電により火花の発生による車両火災の発生が低減できる。
【実施例２】
【００２１】
図５は、実施例２にかかる交流発電機の保護カバー６を示す。この保護カバー６は、外周部を円弧状に膨出させて、外側が突条、内側が溝となっている伸縮部６１を周設している。伸縮部６１は、半径方向に多重に設けた円弧状の膨出であってもよい。この交流発電機では、車体などに二次衝突した場合に伸縮部６１が変形して保護カバー６が破損することを防止できるため、整流装置３の＋電位部が、車体などアース部に接触することを阻止できる。
【実施例３】
【００２２】
図６は、実施例３にかかる交流発電機の保護カバー７を示す。この保護カバー７は、外周部の内側に円弧状の溝からなる薄肉部７１を形成している。薄肉部７１は、半径方向に多重に設けてもよい。この交流発電機では、車体などに二次衝突した場合に薄肉部７１が優先的（選択的）に破壊し、変形を許容して他の部分の破損を防止する。このため、整流装置３の＋電位部を覆う絶縁に必要な部位の破損を有効に阻止できる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
この発明の交流発電機は、車両の衝突などより交流発電機が二次衝突しても、保護カバー（リアエンドカバー）の整流装置３の＋電位部を覆う部分の破損が防止でき、車両火災の発生を有効に防止できるため安全性の向上に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】車両用交流発電機の断面図である。（実施例１）
【図２】車両用交流発電機の断面図である。（実施例１）
【図３】保護カバーの正面図、および要部の断面図である。（実施例１）
【図４】保護カバーの特性表およびグラフである。（実施例１）
【図５】保護カバーの正面図、および要部の断面図である。（実施例２）
【図６】保護カバーの正面図、および要部の断面図である。（実施例３）
【符号の説明】
【００２５】
１    車両用交流発電機
２    回転電機
２１  回転軸
２４  回転子
２５  固定子
２６  磁界巻線
２７  電機子コイル
３    整流装置
４    ハウジング
５    樹脂製保護カバー                                                          ６１  伸縮部
７１  薄肉部
【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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