(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ円筒状のベアリングボックスが端面中央部に設けられた椀状に成形され、椀状の開口部を対向させて結合された駆動側および反駆動側ブラケットと、
上記両ベアリングボックス内に配設された駆動側および反駆動側ベアリングを介して上記両ブラケットに回転自在に支持されたシャフトと、
上記シャフトの駆動側端部に固着されたプーリと、
両端が上記両ブラケットに支持されて配設された固定子と、
上記シャフトに固着されて上記固定子の内径側に配設された回転子と、
上記反駆動側ブラケットの上記ベアリングボックスの外周側に配設された整流器と、
上記反駆動側ブラケットの上記ベアリングボックスの外周側に穿設された通風孔とを備え、空気を上記通風孔を通風させることにより上記整流器を冷却するように構成されている車両用交流発電機において、
上記整流器は、該整流器で発生する熱を放熱する熱交換部を備えており、中心角を１８０°以上とする円弧状に構成され、径方向に関して上記反駆動側ベアリングと重なるように該反駆動側ベアリングと同軸に配設され、上記通風孔は、上記整流器に相対して周方向に半周以上に渡って円弧状に開口するように上記反駆動側ブラケットに穿設され、
上記反駆動側ベアリングは、一つずつの内輪および外輪を有し、ボール軌道がこの内輪と外輪との間に軸方向に複数列設けられ、複数個のボールが各列のボール軌道に配設された複列ベアリングであり、
上記シャフトは、その反駆動側端面が、上記複列ベアリングの反駆動側端面と反駆動側の最外列のボール軌道中心との間に位置するように上記複列ベアリングに支持されていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】
樹脂製のクリープ防止部材が、各列の上記ボール軌道に対応するように上記複列ベアリングの外輪の外周面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機。
【請求項３】
上記複列ベアリングは２列のボール軌道を有し、上記クリープ防止部材は上記ボール軌道に配設された上記ボールの直径以下の幅を有する環状体に成形され、幅方向中心が上記ボール軌道の中心に対して上記複列ベアリングの端面側にオフセットされて上記ボール軌道のそれぞれに対応して上記外輪の外周面に設けられていることを特徴とする請求項２記載の車両用交流発電機。
【請求項４】
放熱手段が上記反駆動側ブラケットに設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用交流発電機に関し、特に回転子を支持する反駆動側ベアリング構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用交流発電機においては、高出力化に伴って回転子の大型化および発電機内部の高温化が促進され、ベアリングの小型化や高信頼性が要求されている。
【０００３】
図１３は従来の車両用交流発電機を示す断面図である。
図１３において、駆動側ブラケット１および反駆動側ブラケット２は、アルミニウム製で、椀状に成形されており、椀状の開口部を対向させて締結ボルトおよびナット（図示せず）により締結一体化されている。そして、ブラケット１、２の端面中央部には、円筒状の駆動側および反駆動側ベアリングボックス１ａ、２ａが一体に形成されている。さらに、通風孔１ｂ、２ｂがブラケット１、２のベアリングボックス１ａ、２ａの外周部に穿設されている。
また、シャフト３は、ベアリングボックス１ａ、２ａ内に配設された駆動側および反駆動側ベアリング４、５を介してブラケット１、２に回転自在に支持されている。そして、ランデル型の回転子６がシャフト３に固着されてブラケット１、２内に回転自在に配設されている。さらに、固定子７が両端をブラケット１、２に支持されて回転子６を覆うように配設されている。
回転子６の界磁巻線に界磁電流を供給するスリップリング８がシャフト３の反駆動側に固着され、一対のブラシ９がスリップリング８に摺接するようにブラケット１、２内に配設されたブラシホルダ１０内に収納されている。
また、シャフト３の駆動側端部には、プーリ１１および外扇ファン１２が固着され、さらに固定子７に電気的に接続され、固定子７で生じた交流を直流に整流する整流器１３がブラケット２内に装着されている。
【０００４】
このように構成された従来の車両用交流発電機においては、電流がバッテリ(図示せず）からブラシ９およびスリップリング８を介して回転子６の界磁巻線に供給され、磁束が発生される。この磁束により、回転子６の爪状磁極に磁極が発生される。一方、エンジンの回転トルクがベルト（図示せず）およびプーリ１１を介してシャフト３に伝達され、回転子６が回転される。そこで、固定子巻線７ａに回転磁界が与えられ、固定子巻線７ａに起電力が発生する。この交流の起電力が整流器１３を通って直流に整流され、バッテリに充電される。
そして、シャフト３の回転に伴って外扇ファン１２が回転駆動され、外気が通風孔２ｂから流入し、ブラケット１、２内を流通した後、通風孔１ｂから排出される冷却風の流れが形成され、固定子７、回転子６、整流器１３、電圧調整器（図示せず）などの発熱部品が冷却される。
【０００５】
ここで、反駆動側ベアリング５は、図１４に示されるように、一対の円筒状の内輪１５と外輪１６を有し、ボール軌道１７がこの内輪１５と外輪１６との間に１列設けられ、複数個のボール１８がボール軌道１７に配設された単列ベアリングで構成されている。そして、内輪１５はシャフト３に固着され、外輪１６は反駆動側ベアリングボックス２ａに固着されている。
そこで、エンジンの回転トルクがベルトおよびプーリ１１を介してシャフト３に伝達され、シャフト３に固着された内輪１５がシャフト３とともに回転駆動される。そして、ベルトに加えられたテンションによるラジアル荷重が複数個のボール１８を介して外輪１６に伝えられる。また、回転子６の重量による荷重が複数個のボール１８を介して外輪１６に伝えられる。これらの荷重はボール１８の通過によって振動荷重として外輪１６に加わり、外輪１６に繰り返し歪みを生じさせることになる。これにより、内輪１５、外輪１６およびボール１８に疲労破壊が発生し、ベアリング５の寿命が低下するという問題があった。
【０００６】
この問題を解決するために、ベアリング外径を大きくしたり、負荷容量を大きなベアリングに代えたり、外輪の肉厚を厚くして外輪剛性を高める対策が採られていた。しかし、これらの対策はベアリング５の径を大きくすることになり、即ちベアリングボックス２ａの径を大きくすることになり、通風孔２ｂのサイズが小さくなってしまう。同様に、ベアリングボックス２ａと整流器１３との絶縁距離を確保する必要上、整流器１３のサイズが小さくなってしまう。
そして、通風孔２ｂのサイズが小さくなると、冷却風の風量が確保されず、回転子６、固定子７および整流器１３などの発熱部品の冷却が不十分となり、整流器１３のサイズが小さくなると、整流器１３のヒートシンクの面積が小さくなり、整流器１３の冷却が不十分となり、結果的に、車両用交流発電機の温度が上昇し、出力の低下や構成部品の熱劣化寿命の悪化をもたらしていた。
【０００７】
また、他の対策として、単列ベアリングを２つ並べて反駆動側ベアリングを構成し、荷重を２つに分散して疲労破壊を防止する対策が提案されていた。しかし、この場合、２つの単列ベアリングのラジアル方向の隙間が異なり、２つの単列ベアリングの分担荷重がアンバランスとなり、ベアリング寿命が低下してしまうという不具合があった。
【０００８】
なお、駆動側ベアリング４は、反駆動側ベアリング５と同様に、単列ベアリングで構成されているが、整流器１３や電圧調整器などの発熱部品は反駆動側ブラケット２側に配設されているので、駆動側ベアリング４の外周側には十分な空きスペースができおり、ベアリングボックスと整流器との絶縁距離を確保する必要もない。そこで、駆動側ベアリング４として、外径、負荷容量あるいは外輪の肉厚を大きくしたベアリングの採用が可能となる。従って、車両用交流発電機においては、整流器１３や電圧調整器などの発熱部品が配設される反駆動側ベアリング５における疲労破壊対策が重要となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用交流発電機では、反駆動側ベアリング５が単列ベアリングで構成されているので、歪みが繰り返し加わり、反駆動側ベアリング５の疲労破壊を引き起こし、ベアリング寿命が低下するという課題があった。
また、反駆動側ベアリング５の径、負荷容量あるいは外輪１６の肉厚を大きくする対策を採ることで、剛性を高め、反駆動側ベアリング５の疲労破壊を抑えることができる。しかし、このような対策は、通風孔２ｂや整流器１３のサイズを小さくすることにつながり、車両用交流発電機の温度が上昇し、出力の低下や構成部品の熱劣化寿命の悪化をもたらすという課題があった。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、反駆動側ベアリングを、一つずつの内輪および外輪を有し、ボール軌道がこの内輪と外輪との間に軸方向に複数列設けられ、複数個のボールが各列のボール軌道に配設された複列ベアリングで構成し、外輪にかかる荷重を軸方向に複数に分散させ、反駆動側ベアリングの体格を大きくすることなく耐荷重性を向上させ、反駆動側ベアリングの耐久性を確保しつつ小型化を可能とし、交流発電機の温度上昇に起因する出力の低下や寿命の悪化を抑えることができる車両用交流発電機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用交流発電機は、それぞれ円筒状のベアリングボックスが端面中央部に設けられた椀状に成形され、椀状の開口部を対向させて結合された駆動側および反駆動側ブラケットと、上記両ベアリングボックス内に配設された駆動側および反駆動側ベアリングを介して上記両ブラケットに回転自在に支持されたシャフトと、上記シャフトの駆動側端部に固着されたプーリと、両端が上記両ブラケットに支持されて配設された固定子と、上記シャフトに固着されて上記固定子の内径側に配設された回転子と、上記反駆動側ブラケットの上記ベアリングボックスの外周側に配設された整流器と、上記反駆動側ブラケットの上記ベアリングボックスの外周側に穿設された通風孔とを備え、空気を上記通風孔を通風させることにより上記整流器を冷却するように構成されている車両用交流発電機において、上記整流器は、該整流器で発生する熱を放熱する熱交換部を備えており、中心角を１８０°以上とする円弧状に構成され、径方向に関して上記反駆動側ベアリングと重なるように該反駆動側ベアリングと同軸に配設され、上記通風孔は、上記整流器に相対して周方向に半周以上に渡って円弧状に開口するように上記反駆動側ブラケットに穿設され、上記反駆動側ベアリングは、一つずつの内輪および外輪を有し、ボール軌道がこの内輪と外輪との間に軸方向に複数列設けられ、複数個のボールが各列のボール軌道に配設された複列ベアリングであり、上記シャフトは、その反駆動側端面が、上記複列ベアリングの反駆動側端面と反駆動側の最外列のボール軌道中心との間に位置するように上記複列ベアリングに支持されているものである。
【００１６】
また、樹脂製のクリープ防止部材が、各列の上記ボール軌道に対応するように上記複列ベアリングの外輪の外周面に設けられているものである。
【００１７】
また、上記複列ベアリングは２列のボール軌道を有し、上記クリープ防止部材は上記ボール軌道に配設された上記ボールの直径以下の幅を有する環状体に成形され、幅方向中心が上記ボール軌道の中心に対して上記複列ベアリングの端面側にオフセットされて上記ボール軌道のそれぞれに対応して上記外輪の外周面に設けられているものである。
【００１９】
また、放熱手段が上記反駆動側ブラケットに設けられているものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す縦断面図、図２は図１に示される車両用交流発電機における反駆動側ベアリングを示す縦断面図、図３は図１に示される車両用交流発電機を反駆動側から見た正面図、図４は図１に示される車両用交流発電機の反駆動側内視図、図５は図１に示される車両用交流発電機に適用される整流器を示す斜視図である。
図１において、駆動側ブラケット１および反駆動側ブラケット２は、アルミニウム製で、椀状に成形されており、椀状の開口部を対向させて締結ボルト１４により締結一体化されている。そして、ブラケット１、２の端面中央部には、円筒状の駆動側および反駆動側ベアリングボックス１ａ、２ａが一体に形成されている。また、通風孔１ｂ、２ｂがブラケット１、２のベアリングボックス１ａ、２ａの外周部に、通風孔１ｃ、２ｃがブラケット１、２の側面縁部に穿設され、さらに放熱手段としての放熱リブ２ｄがブラケット１、２の側面縁部に設けられている。
また、シャフト３は、ベアリングボックス１ａ、２ａ内に配設された駆動側および反駆動側ベアリング４、３０を介してブラケット１、２に回転自在に支持されている。そして、ランデル型の回転子６がシャフト３に固着されてブラケット１、２内に回転自在に配設されている。さらに、固定子７が固定子鉄心７ｂの両端をブラケット１、２に支持されて回転子６を覆うように配設されている。
回転子６の界磁巻線２２に界磁電流を供給するスリップリング８がシャフト３の反駆動側に固着され、一対のブラシ９がスリップリング８に摺接するようにブラケット１、２内に配設されたブラシホルダ１０内に収納されている。
また、プーリ１１がシャフト３の駆動側端部に固着され、エンジンの回転トルクをベルト（図示せず）を介してシャフト３に伝達できるようになっている。
固定子７で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器２０がブラシホルダ１０に嵌着された熱交換部としてのヒートシンク２１に接着されている。さらに、固定子７に電気的に接続され、固定子７で生じた交流を直流に整流する整流器１３がブラケット２内に装着されている。
【００２１】
回転子６は、電流を流して磁束を発生する界磁巻線２２と、界磁巻線２２を覆うように設けられ、界磁巻線２２で発生した磁束によって磁極が形成される一対のポールコア２３、２４とから構成される。一対のポールコア２３、２４は、鉄製で、爪状磁極２３ａ、２４ａが外周縁部に周方向に等角ピッチで複数突設され、爪状磁極２３ａ、２４ａをかみ合わせるように対向してシャフト３に固着されている。さらに、内扇ファン２５が回転子６の軸方向の両端に固着されている。
【００２２】
反駆動側ベアリング３０は、図２に示されるように、炭素鋼からなる一対の円筒状の内輪３１と外輪３２を有し、ボール軌道３３がこの内輪３１と外輪３２との間に軸方向に２列設けられ、複数個のボール３４が各列のボール軌道３３にそれぞれ配設された複列ベアリングで構成されている。そして、シール３５が内輪３１と外輪３２との空間の両端に設けられ、潤滑油がシール３５間に封入されている。また、内輪３１はシャフト３に固着され、外輪３２は反駆動側ベアリングボックス２ａに固着されている。この時、シャフト３の反駆動側端面３ａは、反駆動側ベアリング３０の反駆動側端面３０ａと反駆動側の最外列のボール軌道３３中心３３ａとの間に位置している。また、反駆動側ベアリング３０の外輪３２の直径Ａがスリップリング８の直径Ｂとほぼ一致している。
【００２３】
整流器１３は、図５に示されるように、円弧状の正極側および負極側ヒートシンク４０、４１とが主面を同一面位置とするように同心状に配置され、正極側および負極側ダイオード４３、４４が互いに相対するように正極側および負極側ヒートシンク４０、４１の主面上に配置され、さらに円弧状のサーキットボード４２が正極側および負極側ダイオード４３、４４を挟んで正極側および負極側ヒートシンク４０、４１上に配置されて構成されている。そして、この整流器１３は、シャフト３と同軸に配設され、ヒートシンク４１の背面（主面と反対側の面）を反駆動側ブラケット２の内壁面に密接させて反駆動側ブラケット２に締着固定されている。
ここで、正極側および負極側ヒートシンク４０、４１の主面がシャフト３の軸心と直交している。また、放熱フィン４０ａが正極側ヒートシンク４０の背面に放射状に立設されている。なお、正極側および負極側ヒートシンク４０、４１がダイオード４３、４４で発生した熱を放熱する熱交換部を構成している。
なお、ブラシホルダ１０および整流器１３は、図４に示されるように、反駆動側ブラケット２内にシャフト３を取り囲むように配列されており、電圧調整器２０、ヒートシンク２１および整流器１３が径方向に関して反駆動側ベアリング３０と重なっている。また、通風孔２ｂの一部は、図３に示されるように、ヒートシンク２１、４０に対向するように反駆動側ブラケット２に穿設されている。
【００２４】
このように構成された車両用交流発電機においては、電流がバッテリ(図示せず）からブラシ９およびスリップリング８を介して回転子６の界磁巻線２２に供給され、磁束が発生される。この磁束により、ポールコア２３の爪状磁極２３ａがＳ極に着磁され、ポールコア２４の爪状磁極２４ａがＮ極に着磁される。一方、エンジンの回転トルクがベルト（図示せず）およびプーリ１１を介してシャフト３に伝達され、回転子６が回転される。そこで、固定子巻線７ａに回転磁界が与えられ、固定子巻線７ａに起電力が発生する。この交流の起電力が整流器１３を通って直流に整流されるとともに、その出力電圧が電圧調整器２０により調整され、バッテリに充電される。
【００２５】
そして、駆動側においては、シャフト３の回転に伴って内扇ファン２５が回転駆動され、外気が通風孔１ｂからブラケット１内に流入し、内扇ファン２５により遠心方向に曲げられ、固定子巻線７ａのコイルエンドを冷却した後、通風孔１ｃから排気される。
一方、反駆動側においては、図３に矢印で示されるように、シャフト３の回転に伴って内扇ファン２５が回転駆動され、外気が通風孔２ｂからブラケット２内に流入し、整流器１３および電圧調整器２０のヒートシンク４０、２１に沿って径方向内方に流れる。これにより、正極側ダイオード４３および電圧調整器２０で発生した熱がヒートシンク４０、２１から放熱される。そして、ブラシホルダ１０とシャフト３との間および整流器１３とシャフト３との間を通って回転子６側に流れ、反駆動側ベアリング３０で発生した熱の一部が反駆動側ベアリングボックス２ａから放熱される。ついで、内扇ファン２５により遠心方向に曲げられ、固定子巻線７ａのコイルエンドを冷却した後、通風孔２ｃから排気される。
なお、負極側ダイオード４４で発生した熱はヒートシンク４１から反駆動側ブラケット２に伝達され、反駆動側ベアリング３０で発生した熱は、反駆動側ブラケット２に伝達される。そして、反駆動側ブラケット２に伝達された熱は、反駆動側ブラケット２の表面から放熱されるとともに、通風孔２ｃから排出される冷却風と放熱リブ２ｄとの間で熱交換され、放熱される。
さらに、ブラケット１、２内の圧力差に起因して冷却風が駆動側から反駆動側に流れ、回転子６の界磁巻線２２が冷却される。
このような冷却風の流れにより、固定子７、回転子６、整流器１３、電圧調整器２０などの発熱部品が冷却される。さらに、この冷却風の流れにより、駆動側および反駆動側ベアリング４、３０が冷却される。
【００２６】
この実施の形態１によれば、反駆動側ベアリング３０が、一対の円筒状の内輪３１と外輪３２を有し、ボール軌道３３がこの内輪３１と外輪３２との間に軸方向に２列設けられ、複数個のボール３４が各列のボール軌道３３にそれぞれ配設された複列ベアリングで構成されている。
そこで、ベルトに加えられるテンションによるラジアル荷重および回転子６の重量による荷重はボール軌道の数だけ分割されて外輪３２に加わることになる。これにより、集中荷重が低減され、内輪３１、外輪３２およびボール３４の疲労破壊の発生が抑えられ、ベアリング３０の長寿命化が図られる。
また、外輪３２に加わる集中荷重が低減されるので、ベアリング３０の小型化が図られ、発電機の体格を大きくすることなく、整流器１３と反駆動側ベアリングボックス２ａとの絶縁距離を確保して、通風孔２ｂ、整流器１３および電圧調整器２０のサイズを大きくすることができる。そして、通風孔２ｂが大きくなれば、冷却風の風量を増大され、交流発電機の冷却性能を高めることができる。また、整流器１３および電圧調整器２０のサイズが大きくなれば、熱交換部であるヒートシンク４０、４１、２１の表面積（放熱面積）を増大でき、整流器１３および電圧調整器２０の温度上昇を抑えることができる。その結果、交流発電機の温度上昇が抑えられるので、出力の向上が図られるとともに、構成部品の熱劣化寿命の悪化を抑制できる。
【００２７】
また、反駆動側ベアリング３０が２列のボール軌道３３を有する複列ベアリングで構成されている。そこで、ボール軌道の同時加工が行えるので、両軌道間の同軸度等の精度が向上されるとともに、列間のラジアル隙間差を小さく抑えるようにボール３４を選択して予め組み込むことができる。その結果、各列の分担荷重のアンバランスが低減されるので、単列ベアリングを２つ並べた場合に比べ、ベアリング寿命を著しく延ばすことができる。
また、単列ベアリングを２つ並べた場合には、ベアリング間のシールに挟まれた空間は、利用不可能であるが、複列ベアリングでは、軌道間の空間はすべてグリース溜まりとして利用できるため、単列ベアリングを２つ並べた場合に比べて軸方向長さを短くすることができる。
さらに、シール３５が内輪３１と外輪３２との空間の両端に設けられ、潤滑油がシール３５間に封入されているので、潤滑油の枯渇による焼き付けがなくなり、その点からもベアリングの長寿命化が図られる。
【００２８】
また、シャフト３の反駆動側端面３ａは、反駆動側ベアリング３０の反駆動側端面３０ａと反駆動側の最外列のボール軌道３３中心３３ａとの間に位置しているので、荷重が２列のボール３４に均等に加わるようになり、各列の分担荷重のアンバランスが低減される。また、シャフト３の反駆動側ベアリング３０からの突出がないので、組立性が向上される。
また、反駆動側ベアリング３０の外輪３２の直径Ａがスリップリング８の直径Ｂとほぼ一致しているので、摩耗したブラシ９を交換するために、シャフト３を反駆動側ベアリング３０ごと反駆動側ベアリングボックス２ａから引く抜く際に、反駆動側ベアリング３０がブラシ９に引っ掛かってブラシホルダ１０などを損傷させるような事故を防止できる。
【００２９】
実施の形態２．
この実施の形態２による反駆動側ベアリング３０Ａは、図６に示されるように、リング状の凹溝３２ａが外輪３２の外周面に各列のボール軌道３３と相対するように設けられ、クリープ防止部材としての樹脂バンド３６が各凹溝３２ａに嵌装されている。そして、樹脂バンド３６の幅ｗはボール３４の直径Ｒ以下に形成され、樹脂バンド３６の外周面は外輪３２の外周面と同一面位置にされている。ここで、樹脂バンド３６には、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリアミド樹脂などが用いられる。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００３０】
上記実施の形態１では、車両用交流発電機の作動時の発熱によりベアリングボックス２ａが加熱され、ベアリングボックス２ａおよびベアリング３０が熱膨張する。そして、ベアリングボックス２ａがアルミニウムで作製され、ベアリング３０が炭素鋼で作製されているので、両者の熱膨張係数の差に起因してベアリングボックス２ａとベアリング３０の外輪３２との間に隙間が生じようにベアリングボックス２ａおよびベアリング３０が熱膨張することになる。これにより、ベアリングボックス２ａとベアリング３０との結合力が弱まり、ついにはベアリング３０の外輪３２がシャフト３と共回りし、ベアリングボックス２ａと外輪３２と間の摩擦熱によりベアリングボックス２ａが過度に加熱され、外輪３２が空転（クリープ）するという事態に至る恐れがあった。この外輪３２の空転は回転子６の回転中心の変動を意味し、回転子６が固定子７と衝突して破損事故を発生することになる。
【００３１】
この実施の形態２では、樹脂バンド３６が外輪３２の外周面に各列のボール軌道３３と相対して径方向に重なるように設けられているので、車両用交流発電機の作動時の発熱によりベアリングボックス２ａが加熱されると、樹脂バンド３６がベアリングボックス２ａ以上に熱膨張し、ベアリングボックス２ａとベアリング３０Ａとの結合力が確保される。そこで、ベアリング３０Ａの外輪３２がシャフト３と共回りして、ベアリングボックス２ａと外輪３２と間の摩擦熱によりベアリングボックス２ａが過度に加熱されることが未然に防止され、回転子６と固定子７との衝突が阻止される。
また、樹脂バンド３６が外輪３２の外周面に各列のボール軌道３３と相対して径方向に重なるように設けられているので、樹脂バンド３６がボール３４と外輪３２との接触部上で熱膨張することになり、ベアリングボックス２ａとベアリング３０Ａとの結合力が確実に確保される。
また、クリープ防止部材が樹脂バンド３６で作製されているので、製作が容易となるとともに、安価となる。
【００３２】
実施の形態３．
この実施の形態３では、図７に示されるように、樹脂バンド３６の幅方向の中心３６ａがボール軌道中心３３ａに対して反駆動側ベアリング３０Ｂの端面側にオフセット（δ＞０）されてボール軌道３３のそれぞれに対応して径方向に重なるように設けられている。尚、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。
この実施の形態３によれば、樹脂バンド３６の幅方向の中心３６ａがボール軌道中心３３ａに対して反駆動側ベアリング３０Ｂの端面側にオフセットされているので、ベアリングボックス２ａとベアリング３０Ｂとの結合力が確実に確保され、ベアリング３０Ｂの空転が阻止される。
【００３３】
実施の形態４．
この実施の形態４では、図８に示されるように、クリープ防止部材として金属リング３７が凹溝３２ａに嵌装されている。この金属リング３７はばね材から作製され、凹溝３２ａの外径より大きい内径のＣ状に成形されており、反駆動側ベアリング３０Ｃが反駆動側ベアリングボックス２ａに装着された際に、凹溝３２ａの底面に沿うように弾性変形し、ベアリングボックス２ａと外輪３２の凹溝３２ａとの間に縮設される。なお、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成さてれている。
【００３４】
この実施の形態４では、車両用交流発電機の作動時の発熱によりベアリングボックス２ａが加熱されると、ベアリングボックス２ａの熱膨張に追随して、即ちべアリングボックス２ａと外輪３２との間に生じる隙間に合わせて金属リング３７が復元し、べアリングボックス２ａと外輪３２との間に金属リング３７の縮設状態が維持される。これにより、ベアリングボックス２ａとベアリング３０との結合力が確保されるので、この実施の形態４においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００３５】
実施の形態５．
この実施の形態５では、図９および図１０に示されるように、整流器１３Ａが、中心角θを１８０度以上とする円弧状に構成され、反駆動側ベアリング３０と同軸に配設され、通風孔２ｂが整流器１３Ａに相対して周方向に半周以上に渡って円弧状に開口するように反駆動側ブラケット２に穿設されている。この整流器１３Ａは、円弧状の中心角θが１８０度以上である点を除いて、上記実施の形態１における整流器１３と同様に構成されており、径方向に関して反駆動側ベアリング３０と重なるように配置されている。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００３６】
この実施の形態５では、整流器１３Ａのサイズが大きく形成されているので、ヒートシンク４０の表面積（放熱面積）が増大し、整流器１３Ａの発熱が効率的に放熱される。また、通風孔２ｂのサイズも大きく形成されているので、冷却風の風量が増大し、車両用交流発電機の冷却性がさらに向上される。その結果、交流発電機の温度上昇が抑えられるので、出力の向上が図られるとともに、構成部品の熱劣化寿命の悪化を抑制できる。
また、かかる構成においては、整流器が反駆動側ベアリングの外周側を大きくするように配設されているので、互いの熱的影響が大きく、上述した本複列ベアリングに好適である。
【００３７】
実施の形態６．
この実施の形態６では、図１１に示されるように、シャフト３の反駆動側端部を反駆動側ベアリング３０から延出させ、スリップリング８をシャフト３の延出部に装着している。そして、整流器１３および電圧調整器２０が反駆動側ブラケット２の外部に、かつ、反駆動側ベアリング３０の外周に配設している。さらに、ブラケットカバー５０がブラシホルダ１０、整流器１３および電圧調整器２０を覆うように反駆動側ブラケット２に装着されている。尚、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００３８】
この実施の形態６では、シャフト３の回転に伴って反駆動側の内扇ファン２５が回転駆動されると、外気がブラケットカバー５０の通風孔５０ａからブラケットカバー５０内に流入し、整流器１３および電圧調整器２０のヒートシンク４０、２１に沿って径方向内方に流れる。これにより、正極側ダイオード４３および電圧調整器２０で発生した熱がヒートシンク４０、２１から放熱される。そして、冷却風は、反駆動側ベアリングボックス２ａの外周に設けられた通風孔２ｂから反駆動側ブラケット２内に流入し、回転子６側に流れ、反駆動側ベアリング３０で発生した熱の一部が反駆動側ベアリングボックス２ａから放熱される。ついで、内扇ファン２５により遠心方向に曲げられ、固定子巻線７ａのコイルエンドを冷却した後、通風孔２ｃから排気される。
なお、駆動側における冷却風の流れは、上記実施の形態１と同様である。
このような冷却風の流れにより、固定子７、回転子６、整流器１３、電圧調整器２０などの発熱部品が冷却されるとともに、駆動側および反駆動側ベアリング４、３０が冷却される。
そこで、この実施の形態６においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３９】
実施の形態７．
この実施の形態７では、図１２に示されるように、冷却水５２を流通させる流通路５１が反駆動側ブラケット２Ａ内に液密に設けられている。ここで、流通路５１および冷却水５２が放熱手段を構成している。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４０】
この実施の形態７では、反駆動側ブラケット２Ａに冷却水５２の流通路５１が設けられているので、負極側ダイオード４４で発生した熱がヒートシンク４１から反駆動側ブラケット２Ａに伝達され、電圧調整器２０で発生した熱がさらに、反駆動側ベアリング３０で発生した熱が反駆動側ブラケット２Ａに伝達され、流通路５１内を流通する冷却水５２に吸熱される。
従って、この実施の形態７によれば、整流器１３、電圧調整器２０および反駆動側ベアリング３０の温度上昇が抑えられる。
また、反駆動側ベアリングの外周を覆うように流通路が形成されるので、流通路が大きく形成できる本複列ベアリングは好適である。
【００４１】
なお、上記各実施の形態では、反駆動側ベアリングとして２列のボール軌道を有する複列ベアリングを用いるものとして説明しているが、複列ベアリングは２列のボール軌道を有するものに限定されるものではなく、３列以上のボール軌道を有する複列ベアリングであっても良い。
また、上記各実施の形態では、回転子が界磁巻線を有するタイプの車両用交流発電機に適用するものとしているが、本発明は、界磁巻線をブラケットに固定し、エアギャップにより回転磁界を供給するようにしたブラシを有さないタイプの自動車用交流発電機に適用しても、同様の効果が得られる。
【００４２】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されているような効果を奏する。
【００４３】
この発明によれば、それぞれ円筒状のベアリングボックスが端面中央部に設けられた椀状に成形され、椀状の開口部を対向させて結合された駆動側および反駆動側ブラケットと、上記両ベアリングボックス内に配設された駆動側および反駆動側ベアリングを介して上記両ブラケットに回転自在に支持されたシャフトと、上記シャフトの駆動側端部に固着されたプーリと、両端が上記両ブラケットに支持されて配設された固定子と、上記シャフトに固着されて上記固定子の内径側に配設された回転子と、上記反駆動側ブラケットの上記ベアリングボックスの外周側に配設された整流器と、上記反駆動側ブラケットの上記ベアリングボックスの外周側に穿設された通風孔とを備え、空気を上記通風孔を通風させることにより上記整流器を冷却するように構成されている車両用交流発電機において、上記整流器は、該整流器で発生する熱を放熱する熱交換部を備えており、中心角を１８０°以上とする円弧状に構成され、径方向に関して上記反駆動側ベアリングと重なるように該反駆動側ベアリングと同軸に配設され、上記通風孔は、上記整流器に相対して周方向に半周以上に渡って円弧状に開口するように上記反駆動側ブラケットに穿設され、上記反駆動側ベアリングは、一つずつの内輪および外輪を有し、ボール軌道がこの内輪と外輪との間に軸方向に複数列設けられ、複数個のボールが各列のボール軌道に配設された複列ベアリングであり、上記シャフトは、その反駆動側端面が、上記複列ベアリングの反駆動側端面と反駆動側の最外列のボール軌道中心との間に位置するように上記複列ベアリングに支持されているので、外輪にかかる荷重が軸方向に複数に分散され、反駆動側ベアリングの体格を大きくすることなく耐荷重性が向上される。その結果、耐久性を確保しつつ反駆動側ベアリングの小型化が図られるので、熱交換部の面積を大きくできる。これにより、冷却効率が向上され、反駆動側ベアリングおよび整流器の温度上昇が抑えられるので、交流発電機の温度上昇に起因する出力の低下や寿命の悪化を抑えることができる車両用交流発電機が得られる。
【００４８】
また、樹脂製のクリープ防止部材が、各列の上記ボール軌道に対応するように上記複列ベアリングの外輪の外周面に設けられているので、耐クリープ性が向上される。
【００４９】
また、上記複列ベアリングは２列のボール軌道を有し、上記クリープ防止部材は上記ボール軌道に配設された上記ボールの直径以下の幅を有する環状体に成形され、幅方向中心が上記ボール軌道の中心に対して上記複列ベアリングの端面側にオフセットされて上記ボール軌道のそれぞれに対応して上記外輪の外周面に設けられているので、クリープ防止効果が向上される。
【００５１】
また、放熱手段が上記反駆動側ブラケットに設けられているので、反駆動側ベアリングでの発熱が効率的に放熱され、反駆動側ベアリングの温度上昇が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における反駆動側ベアリングを示す縦断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を反駆動側から見た正面図である。
【図４】  この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の反駆動側内視図である。
【図５】  この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される整流器を示す斜視図である。
【図６】  この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機における反駆動側ベアリングの構造を示す縦断面図である。
【図７】  この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機における反駆動側ベアリングの構造を示す縦断面図である。
【図８】  この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機における反駆動側ベアリングを示す斜視図である。
【図９】  この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機を反駆動側から見た正面図である。
【図１０】  この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の反駆動側内視図である。
【図１１】  この発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【図１２】  この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【図１３】  従来の車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【図１４】  従来の車両用交流発電機に適用される反駆動側ベアリングの構造を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  駆動側ブラケット、１ａ  駆動側ベアリングボックス、２  反駆動側ブラケット、２ａ  反駆動側ベアリングボックス、２ｂ  通風孔、２ｄ  放熱リブ（放熱手段）、３  シャフト、４  駆動側ベアリング、６  回転子、７  固定子、８  スリップリング、１１  プーリ、１３、１３Ａ  整流器、２２  界磁巻線、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ  反駆動側ベアリング、３１  内輪、３２  外輪、３３  ボール軌道、３４  ボール、３６  樹脂バンド（クリープ防止部材）、３７  金属リング（クリープ防止部材）、４０  正極側ヒートシンク（熱交換部）、４１  負極側ヒートシンク（熱交換部）、５１  流通路（放熱手段）、５２冷却水（放熱手段）。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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