(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに固定される円筒状のステータコア、ステータコアに巻装されるステータコイル、前記ステータ内にてシャフトを通じて前記ハウジングに回転自在に支承されるロータコア、前記ロータコアに固定されて前記ロータコアのステータ対面部分に磁極を形成する磁化手段、及び、前記ロータコアの所定の絶対角度位置にて信号電圧を発生するパルス発生手段を備える車両用交流発電機において、
前記パルス発生手段は、
前記ロータコアに固定される高透磁性のパルサ突起と、
所定のロータ角度位置にて前記パルサ突起と対面可能な先端部並びに前記ステータコアに近接する基端部を有して前記ハウジングに支持される軟磁性のヨーク部材と、
前記ヨーク部材に巻装されるパルサコイルと、
前記パルサ突起、ヨーク部材、ステータコア、ロータ／ステータ間ギャップ、ロータコアを少なくとも通って前記磁化手段を囲む磁気回路と、
を備え、
前記パルサ突起は、前記ロータコアの端面に固定される送風用翼部材に固定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】
請求項１記載の車両用交流発電機において、
前記パルサ突起は、前記送風用翼部材と一体に形成されていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の車両用交流発電機において、
前記ロータコアの端面に固定される送風用翼部材を有し、
前記パルサ突起は前記送風用翼部材の径内側の端部にて軸方向へ突設され、
前記ヨーク部材は、前記基端部が前記ステータコアと前記ハウジングとの間に挿入され、中央部が前記送風用翼部材の外側を回り込んで配置されていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項４】
請求項１記載の車両用交流発電機において、
前記パルサ突起と一体に形成されて前記シャフトに取り付け角度規定可能に係合するシャフト係合部を有することを特徴とす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、
前記パルサ突起、送風用翼部材及びシャフト係合部は、一体に形成されることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項６】
請求項５記載の車両用交流発電機において、
前記シャフトは、前記シャフト係合部が位置決め可能に嵌着される面取り部と、エンジンのクランクシャフトが位置決め可能に嵌着される面取り部とを有することを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項７】
ハウジングに固定される円筒状のステータコア、ステータコアに巻装されるステータコイル、前記ステータ内にてシャフトを通じて前記ハウジングに回転自在に支承されるロータコア、前記ロータコアに固定されて前記ロータコアのステータ対面部分に磁極を形成する磁化手段、及び、前記ロータコアの所定の絶対角度位置にて信号電圧を発生するパルス発生手段を備える車両用交流発電機において、
前記パルス発生手段は、
前記ロータコアに固定される高透磁性のパルサ突起と、
所定のロータ角度位置にて前記パルサ突起と対面可能な先端部並びに前記ステータコアに近接する基端部を有して前記ハウジングに支持される軟磁性のヨーク部材と、
前記ヨーク部材に巻装されるパルサコイルと、
前記パルサ突起、ヨーク部材、ステータコア、ロータ／ステータ間ギャップ、ロータコアを少なくとも通って前記磁化手段を囲む磁気回路と、
前記パルサ突起と一体に形成されて前記シャフトに取り付け角度規定可能に係合するシャフト係合部とを有す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、車両用交流発電機に関し、詳しくロータ絶対角度位置を検出可能な車両用交流発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実開昭６２−１６１５６８号公報、実開平２−９１４７２号公報は、パルサ付き磁石発電機を開示している。
このパルサ付き磁石発電機は、ロータコアの外周面に設けたパルサ突起と、パルサ突起と対面可能な先端部を有してハウジングに支持されるヨーク部材と、ヨーク部材に巻装されるパルサコイルと、ヨーク部材及びロータコアを通じてパルサコイルを貫通する磁束を形成するパルサ用永久磁石とを有している。これらパルサ付き磁石発電機は、ロータの所定の絶対角度位置を検出できるので、たとえばエンジン点火信号を形成するのに独立のクランク角センサを用いる必要がないという長所を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のパルサ付き磁石発電機では、パルサ用永久磁石により形成されるパルサ用磁路と磁石発電機の永久磁石（発電用永久磁石）の磁路がロータコアを共用するため、パルサ用磁路中のパルサコイルに発電用永久磁石の漏洩磁束が流れ、この漏洩磁束の変動がノイズ電圧を生じるという問題、構造が複雑で部品点数が多いという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、構造が簡素で部品点数が少なく、ノイズが少ないロータ絶対角度位置信号を得ることができる車両用交流発電機を提供することをその目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の車両用交流発電機によれば、ロータコアに固定される高透磁性のパルサ突起は、所定のロータ角度位置にてハウジング側のヨーク部材の先端部に対面し、パルサ突起、ヨーク部材、ステータコア、ロータ／ステータ間ギャップ及びロータコアを少なくとも通る磁気回路を形成し、界磁コイル又は界磁磁石からなる磁化手段と鎖交し、この時、ヨーク部材に巻装されたパルサコイルがロータ位置を示すパルス電圧を出力する。
【０００６】
なお、上記磁気回路は、上述したパルサ突起、ヨーク部材、ステータコア、ロータ／ステータ間ギャップ及びロータコア以外に、ロータコアに固定されるシャフトを経由することもできる。たとえば、磁気回路は、パルサ突起、ヨーク部材、ステータコア、ロータ／ステータ間ギャップ及びロータコア、シャフト、パルサ突起の順に経由して形成されることができる。
【０００７】
このようにすれば、パルス発生手段が上記磁気回路に磁束を形成する専用の永久磁石及びこの永久磁石を支持する支持構造を装備する必要がなく、部品点数を減らし、構造及び組み付け工程の簡素化及びハウジング内のパルス発生手段の必要スペースの縮小を実現しつつ、ロータの角度位置を検出することができる。
また、パルス発生手段の磁路と回転電機の磁路とがロータコア及びステータコアを共用するにもかかわらず、パルス発生手段が上述したように専用の永久磁石を装備しないので、従来のようにこの専用の永久磁石の磁束と、回転電機の界磁コイルや界磁磁石の磁束とがパルサコイルを貫通して、後者の磁束がノイズ電圧となるのを防止することができる。
【０００８】
更に本構成では、パルサ突起は少なくともロータコア、好適にはその端面に固定されるので、パルサ突起の支持及びパルサ突起とロータコア間の磁気抵抗低減を容易とすることができる。
結局、本発明によれば、構造が簡素で部品点数が少なく、ノイズが少ないロータ絶対角度位置信号を得ることができる車両用交流発電機を実現することができる。
【０００９】
本発明では更に、パルサ突起はロータコアの端面に固定される送風用翼部材に固定される。
このようにすれば、ロータコアの端面が送風用翼部材により覆われているような場合でも問題なくパルサ突起をロータコアの端面に取り付けることができ、しかも、パルサ突起をロータコアの端面に直接固定する場合に比較して取り付けが容易となり、ロータコアの磁気抵抗増大などを招くこともない。
【００１０】
請求項２記載の構成によれば請求項１記載の車両用交流発電機において更に、パルサ突起は送風用翼部材と一体に形成されるので、パルサ突起を別に形成する場合に比較して、パルサ突起製造工程及びパルサ突起取り付け工程を省略することができる。
請求項３記載の構成によれば請求項１又は２に記載の車両用交流発電機において更に、パルサ突起は送風用翼部材の径内側の端部にて軸方向へ突設され、ヨーク部材は、発電機の軸方向断面において送風用翼部材の外側を回り込んで配置される。
【００１１】
このようにすれば、パルス発生手段を有する側のロータコア端面に、パルス発生手段の動作に支障を生じることなく、送風用翼部材を設けることができ、かつ、この送風用翼部材が形成する空気流の流れを妨害することが少ない。
請求項４記載の構成によれば請求項１記載の車両用交流発電機において更に、パルサ突起と一体に形成されてシャフトに取り付け角度規定可能に係合するシャフト係合部を設ける。
【００１２】
このようにすれば、パルサ突起の絶対回転角度位置をロータコアを介してではなく直接にシャフトに規定することができ、これにより、パルサ突起とロータコアとの間の位置決め、及び、ロータコアとシャフトとの間の位置決めが不要となり、製造工程を大幅に簡素化することができる。
請求項５記載の構成によれば請求項４記載の車両用交流発電機において更に、パルサ突起、送風用翼部材及びシャフト係合部は、一体に形成される。
【００１３】
このようにすれば、部品点数を一層低減することができる。
請求項６記載の構成によれば請求項５記載の車両用交流発電機において更に、シャフトは、シャフト係合部が位置決め可能に嵌着される面取り部と、エンジンのクランクシャフトが位置決め可能に嵌着される面取り部とを有する。
このようにすれば、極めて簡素な製造工程により、クランクシャフトとパルサ突起との角度を正確に規定することができる。
請求項７記載の構成によれば、ハウジングに固定される円筒状のステータコア、ステータコアに巻装されるステータコイル、前記ステータ内にてシャフトを通じて前記ハウジングに回転自在に支承されるロータコア、前記ロータコアに固定されて前記ロータコアのステータ対面部分に磁極を形成する磁化手段、及び、前記ロータコアの所定の絶対角度位置にて信号電圧を発生するパルス発生手段を備える車両用交流発電機において、前記パルス発生手段は、前記ロータコアに固定される高透磁性のパルサ突起と、所定のロータ角度位置にて前記パルサ突起と対面可能な先端部並びに前記ステータコアに近接する基端部を有して前記ハウジングに支持される軟磁性のヨーク部材と、前記ヨーク部材に巻装されるパルサコイルと、前記パルサ突起、ヨーク部材、ステータコア、ロータ／ステータ間ギャップ、ロータコアを少なくとも通って前記磁化手段を囲む磁気回路と、前記パルサ突起と一体に形成されて前記シャフトに取り付け角度規定可能に係合するシャフト係合部とを有することを特徴としている。
このようにすれば、既述したように、パルサ突起の絶対回転角度位置をロータコアを介してではなく直接にシャフトに規定することができ、これにより、パルサ突起とロータコアとの間の位置決め、及び、ロータコアとシャフトとの間の位置決めが不要となり、製造工程を大幅に簡素化することができる。
【００１４】
なお、好適な態様において、パルサ突起係合側の面取り部とクランクシャフト係合側の面取り部とは、同一の切削工程で作製されることが、両面取り部間の位置決めを省略できる点で一層有利である。更に、両面取り部は平行面または同一平面とし、同一の切削工具で順次切削するようにすれば最も簡単である。
【００１５】
【発明を実施するための形態】
本発明の好適な態様を以下の実施例により説明する。
【００１６】
【実施例】
以下、図１を参照して本発明の車両用交流発電機の実施例を説明する。
（構成）
この車両用交流発電機は、いわゆるオルタネータと呼ばれるランデルコア式の通常の車両用三相交流発電機であり、１はハウジング、２はステータコア、３は三相ステータコイル、４はロータコア、５は界磁コイル（磁化手段）、７は回転軸（シャフト）、８は一対のスップリング、９はブラシ、１０は整流器、１１はフロント側の遠心冷却ファン、１２はリヤ側の遠心冷却ファン（送風用翼部材）である。ハウジング１は、フロントフレーム１３及びリアフレーム１４からなり、リアフレーム１４の後端開口はエンドカバー１５で遮蔽されている。
【００１７】
回転軸７は、図４に示すように、その前端部にクランクシャフト１００が嵌着されるスプライン部７１を有し、スプライン部７１の一部を位置決め用の平面状の面取り部７２となっている。クランクシャフト１００も同じくスプライン部１０１を有し、スプライン部１０１の一部が位置決め用の平面状の面取り部７２となっていて、両面取り部７２、１０２の密着により、回転軸７とクランクシャフト１００との回転角度が決定される。
【００１８】
遠心冷却ファン１２は、軟鋼板をプレス成形して形成され、内周に回転軸７が嵌入される中央孔部１２１を、外周に遠心翼部１２２を有し、ロータコア４の後端面に溶接されている。
上述の車両用交流発電機の構成及び作動自体は周知であるので、これ以上の説明は省略する。
【００１９】
以下、この実施例の車両用交流発電機の特徴部分を以下に説明する。
この車両用交流発電機は、ロータコア４の所定の絶対角度位置にて信号電圧を発生するパルス発生手段Ａを備えている。パルス発生手段Ａは、パルサ突起１６、ヨーク部材１７及びパルサコイル１８、ステータコア２、ロータコア４、界磁コイル５を構成部材としている。
【００２０】
パルサ突起１６は、図２及び図３に示すように、遠心冷却ファン１２の内周部に一体に形成されている。詳しく説明すると、遠心冷却ファン１２の内周端１２１の所定位置で径方向次いで略周方向へＬ字状に切り込んで３辺を形成し、残る一辺を直角に折り曲げて軸方向後方へ突出してなる。
ヨーク部材１７は、厚０．５ｍｍ、幅１ｍｍの長尺の軟鉄片を折り曲げて構成されている。ヨーク部材１７の先端突起部７１は、所定のロータ回転位置にて、軸方向へ小ギャップを隔ててパルサ突起１６に対面可能となっており、基端部１７２はリヤフレーム１４の内周面とステータコア２の外周面との間に圧入されている。なお、この圧入を容易とするために、リヤフレーム１４の内周面又はステータコア２の外周面のどちらかに溝を設けてもよい。ヨーク部材１７の中央部は基端部１７２からリヤフレーム１４の内周面に沿って軸方向後方へ延設され、遠心冷却ファン１２の後方にて径内側へ延設され、更に、リヤフレーム１４の軸受け筒部１４１の外周面に沿って軸方向前方へ延設されている。ヨーク部材１７の位置を固定するために、リヤフレーム１４の軸受け筒部１４１の外周面に軸方向へ溝を形成し、この溝にヨーク部材１７を収容したり、リヤフレーム１４の軸受け筒部１４１にヨーク部材１７を溶接したりしてもよい。
【００２１】
パルサコイル１８は、リヤフレーム１４の軸受け筒部１４１の径外側、すなわち、リヤ側へ向けて開口する遠心冷却ファン１２の空気吸い込み窓に位置して、ヨーク部材１７に巻装されている。
以下、このパルス発生手段Ａの動作を説明する。
界磁コイル５に通電されると、パルサ突起１６、ヨーク部材１７、ステータコア２、ロータ／ステータ間ギャップ、ロータコア４、パルサ突起１６の順に形成される直流磁気回路の磁気抵抗は、パルサ突起１６がヨーク部材１７の先端部１７１に対面する時点で最小となり、パルサコイル１８を貫通する磁束が増大し、パルサコイル１８にパルス電圧が誘導され、これにより、クランクシャフトの絶対回転角度位置を知ることができる。
【００２２】
なお、この実施例では、イグニッションスイッチオン後は、界磁コイルに給電する界磁電流は０にならないようになっている。もちろん、界磁コイルの代わりに界磁磁石を磁化手段としてもよい。
【００２３】
【実施例２】
本発明の車両用交流発電機の他の実施例を図５を参照して説明する。この実施例は、実施例１において、遠心冷却ファン１２の形状を変更しただけであるので、この変更部分にのみを以下に説明する。
クランクシャフト７は、遠心冷却ファン１の角度位置を位置決めするための平面状の面取り部７３を有し、遠心冷却ファン１２の内周面１２１にも、この面取り部７３に密着する直線状の面取り部１２２が形成される。
【００２４】
このようにすれば、パルサ突起１６の角度位置をロータコア４を介することなく回転軸７に対して直接に位置決めすることができ、回転軸７のみを通じてパルサ突起１６の位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用交流発電機の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す遠心冷却ファン１２の一部正面図である。
【図３】図１におけるパルサ突起１６、ヨーク部材１７の模式部分平面図である。
【図４】図１に示す回転軸７とクランクシャフト１００との嵌合うを示す径方向断面図である。
【図５】実施例２の遠心冷却ファン１２の一部正面図である。
【符号の説明】
１はハウジング、２はステータコア、４はロータコア、５は界磁コイル（磁化手段）、７は回転軸（シャフト）、１２は遠心冷却ファン１２（送風用翼部材）、Ａはパルス発生手段、１６はパルサ突起、１７はヨーク部材、１８はパルサコイル
【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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