(57)【要約】【課題】 簡単な構造で異物や泥水がリアカバー２７の吸気窓２７１に斜め下方から飛び込むのを防止した車両用交流発電機を提供する。【解決手段】リアカバー２７の吸気窓２７１の周縁部の下方に隣接して軸方向に突出する防水壁部２７２を設ける。これにより、異物や泥水が斜め下方から吸気窓２７１に飛び込むのを良好に防止することができる。【選択図】図２
2009071993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子巻線をもつ固定子と、前記固定子の径方向内側に対向配置される回転子と、前記固定子が固定され前記回転子を回転自在に支承するフレームと、前記フレームの端壁部に固定されて前記固定子巻線の発電電圧を整流する整流装置と、前記フレームの端壁部に固定されて前記整流装置を覆う椀状の保護カバーとを備え、前記保護カバーは、軸方向に貫孔されて内部に冷却風を軸方向に吸入する多数の吸気窓を有する車両用交流発電機において、
前記保護カバーは、前記吸気窓の周縁部のうち下側部分に隣接して軸方向外側へ突出する防水壁部を有す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、
前記防水壁部は、前記多数の吸気窓のうち、前記回転子の回転軸よりも下方に位置する前記吸気窓に隣接して配置されている車両用交流発電機。
【請求項３】
請求項１記載の車両用交流発電機において、
前記吸気窓及び前記防水壁部は、径方向交互にそれぞれ多数配置される車両用交流発電機。
【請求項４】
請求項３記載の車両用交流発電機において、
前記吸気窓の周縁部の周方向側端に隣接して水逃がしのために前記防水壁部が存在しない水逃がし隙間をもつ車両用交流発電機。
【請求項５】
請求項４記載の車両用交流発電機において、
互いに周方向に隣接する２つの前記吸気窓の間に位置して、前記保護カバーの外端面に設けられて径方向外側かつ下方へ水を落とす水落とし路を有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、
前記水落とし路は、前記回転子の軸心と平行に見た場合に、前記回転子の軸心から放射方向かつ地方向へ延在している車両用交流発電機。
【請求項７】
請求項３記載の車両用交流発電機において、
径方向へ配列された前記多数の吸気窓のうち最下方の吸気窓は、周方向両端から下方に延在するリブをもつ車両用交流発電機。
【請求項８】
請求項３記載の車両用交流発電機において、
前記吸気窓の径方向幅をR、前記防水壁部の軸方向突出高さをHとするとき、HはRの１〜５倍に設定される車両用交流発電機。
【請求項９】
請求項３記載の車両用交流発電機において、
径方向へ配列された前記多数の吸気窓のうち最下方の吸気窓の周縁部のうち下側部分に隣接して軸方向外側へ突出する防水壁部である最下方防水壁部の軸方向高さは、前記多数の吸気窓の残りの前記吸気窓の周縁部のうち下側部分に隣接して軸方向外側へ突出する他の防水壁部のそれよりも大きい車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用交流発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
整流装置やブラシ装置等の電気部品がフレームの外部に取り付けられた車両用交流発電機には、これらの電気部品を異物から保護する保護カバーが備わっている（特許文献１参照）。保護カバーには吸気窓が軸方向に貫設されており、吸気窓から取り込まれた冷却風が、保護カバー内の電気部品や固定子の固定子巻線を冷却する。
【０００３】
本出願人の出願になる下記の特許文献２は、吸気窓の周縁部のうち上側部分に隣接して軸方向外側へ突出する防水用の庇部を設けることにより、適下する水滴が吸気窓から内部に侵入するのを防止することを提案している。
【特許文献１】特開平１０−５６７６０号公報（第３−４頁、図１−３）
【特許文献２】特開２００４−２７４９９４
【発明の開示】
【０００４】
（発明の目的）
しかしながら、上記した特許文献１、２では、車両走行中のタイヤによる泥水の跳ね上げなどにより、路面などから上方へ飛散した泥水などが吸気窓から保護カバー内部に飛び込むのを防止することができないため、ブラシや整流装置などの電気部品さらには回転子や固定子の巻線の電気絶縁性低下や回転性能の劣化や整流性の劣化を招く可能性があることがわかった。特に、汚水付着による金属表面の発錆や腐食が問題となる。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、泥水など上方へ飛散する異物の吸気窓からの侵入を簡素な構造にて良好に抑止可能な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。
【０００６】
（発明の要約）
上記課題を解決する本発明は、固定子巻線をもつ固定子と、前記固定子の径方向内側に対向配置される回転子と、前記固定子が固定され前記回転子を回転自在に支承するフレームと、前記フレームの端壁部に固定されて前記固定子巻線の発電電圧を整流する整流装置と、前記フレームの端壁部に固定されて前記整流装置を覆う椀状の保護カバーとを備え、前記保護カバーは、軸方向に貫孔されて内部に冷却風を軸方向に吸入する多数の吸気窓を有する車両用交流発電機において、前記保護カバーは、前記吸気窓の周縁部のうち下側部分に隣接して軸方向外側へ突出する防水壁部を有することをその特徴としている。防水壁部は、好適には保護カバーと一体に樹脂成形されるので、その製造コストは良好に低減できる。本発明によれば、防水壁部が吸気窓の周縁部のうち下側部分に隣接して軸方向外側へ突出している。その結果、下方から上方へ斜めに飛散する異物は、防水壁部の下面に当たって跳ね返るため、吸気窓から内部への異物侵入を良好に防止することができる。
【０００７】
好適な態様において、前記防水壁部は、前記多数の吸気窓のうち、前記回転子の回転軸よりも下方に位置する前記吸気窓に隣接して配置されている。吸気窓の最大周方向幅は、保護カバーの機械的強度を確保するために、ある一定寸法以下とされる。その結果、保護カバーには多数の吸気窓が形成され、好適には各吸気窓は全体として同心円状に配列される。当然、各吸気窓のうち、相対的に下方に位置する吸気窓の方が、相対的に上方に位置するそれよりも下方からの異物飛び込み確率が高くなる。これに対して、この態様では、防水壁部を下方の吸気窓の周縁部のうち下側部分に隣接して軸方向外側へ突設されているため、下側の吸気窓への下方からの異物飛び込みを良好に防止することができる。そのうえ、この下側の吸気窓に隣接する防水壁部は、急角度で斜め上方へ飛散して相対的に上方の吸気窓に飛び込む異物も遮蔽することができる。もちろん、上方の吸気窓に隣接して防水壁部を設けても良いが、材料費が増大する。
【０００８】
好適な態様において、前記吸気窓及び前記防水壁部は、径方向交互にそれぞれ多数配置される。このようにすれば、防水壁部の下面に衝突して斜め下方へ反射する異物は、この防水壁部の下方かつ径方向外側に隣接する隣の防水壁部の上面に当たる。これにより、防水壁部の下面に衝突して斜め下方へ反射する異物が斜め上方から吸気窓に飛び込むことを良好に防止することができる。
【０００９】
好適な態様において、前記吸気窓の周縁部のうち前記回転子の周方向側部分に隣接して水逃がしのために前記防水壁部が存在しない水逃がし隙間をもつ。このようにすれば、防水壁部の上面や下面に付着した異物や泥水などが、この水逃がし隙間から周方向へ自重により離脱するため、防水壁部の上面や下面に沿ってこれらの異物や泥水が吸気窓内に流れ込むのを良好に防止することができる。
【００１０】
好適な態様において、互いに周方向に隣接する２つの前記吸気窓の間に位置して、前記保護カバーの外端面に設けられて径方向外側かつ下方へ水を落とす水落とし路を有する。このようにすれば、上記水逃がし隙間から保護カバーの外端面に沿って流出する異物や泥水がこの水落とし路を通じて下方へ落下するため、これら異物や泥水が吸気窓に再度流れ込むのを良好に防止することができる。
【００１１】
好適な態様において、前記水落とし路は、前記回転子の軸心と平行に見た場合に、前記回転子の軸心から放射方向かつ地方向すなわち垂直方向下方へ延在している。これにより、保護カバーの外端面に沿っての上記異物や泥水の落下を良好に行うことができる。
【００１２】
好適な態様において、径方向へ配列された前記多数の吸気窓のうち最下方の吸気窓は、周方向両端から下方に延在するリブをもつ。これにより、保護カバー及び防水壁部の機械的強度を向上できるとともに、回転子の軸心方向にみて斜め上方へ飛散する異物や泥水がこのリブに当たるため、上記した水落とし路や水逃がし隙間から吸気窓に飛び込むのを良好に防止することができる。
【００１３】
好適な態様において、前記吸気窓の径方向幅をR、前記防水壁部の軸方向突出高さをHとするとき、HはRの１〜５倍に設定される。このようにすれば、車両用交流発電機の軸方向寸法の増大を抑止しつつ、軸方向にみて斜め上方へ飛散する異物や泥水が、互いに径方向（上下方向）に隣接する一対の防水壁部の間を通じて吸気窓に飛び込むのを良好に防止することができる。
【００１４】
好適な態様において、径方向へ配列された前記多数の吸気窓のうち最下方の吸気窓の周縁部のうち下側部分に隣接して軸方向外側へ突出する防水壁部である最下方防水壁部の軸方向高さは、前記多数の吸気窓の残りの前記吸気窓の周縁部のうち下側部分に隣接して軸方向外側へ突出する他の防水壁部のそれよりも大きくされる。このようにすれば、最下方の防水壁部が他の防水壁部よりも軸方向に大きく突出するため、最下方（径方向最外側）の吸気窓への異物や泥水の飛び込み防止とともに、更に上方（径方向内側）の吸気窓への異物や泥水もこの最下方防水壁部により良好に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（参考例）
まず、本発明の車両用交流発電機の基本構造を図１に示す参考図を参照して説明する。なお、参考図である図１は、車両用交流発電機の軸方向断面を示す。この参考図である図１は、保護カバーの形状を除いて下記に説明する各実施形態の車両用交流発電機と同一形状、同一構造をもつ。
【００１７】
図１において、車両用交流発電機は、フロント側フレーム１、リア側フレーム２、固定子４、回転子１０、整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６、保護カバーとしてのリアカバー２７等を含んで構成されている。
【００１８】
フロント側フレーム１およびリア側フレーム２は、共に椀状に形成され、それらの開口部同士を直接当接させた状態で、複数本のボルト３によって相互に固定されている。フロント側フレーム１の内周には固定子４が固定されている。また、フロント側フレーム１には円筒状のベアリングボックスが一体に形成されており、リア側フレーム２には鉄製のベアリングボックスがローレットを有するボルト９によって取り付けられている。固定子４は、固定子鉄心５および固定子巻線６を備えている。
【００１９】
回転子１０は、界磁巻線１１、ポールコア１２、１３、回転軸１４等を備えており、一対のベアリング１５、１６により回転自在に保持されている。ポールコア１２、１３の軸方向端面には、遠心型の冷却ファン１７、１８が取り付けられている。フロント側の冷却ファン１７は、界磁巻線１１への冷却風を生成するために、ブレードが回転子１０の回転方向に対して前傾させた斜流式になっている。また、回転軸１４の前端にはプーリ１９がナット２０により結合されており、図示しない車両エンジンにより回転駆動される。さらに、リア側フレーム２の外側に位置する回転軸１４の後端には、一対のスリップリング２１、２２が設けられており、界磁巻線１１に電気的に接続されている。
【００２０】
整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６等のいわゆる電気部品は、リア側フレーム２の外側の軸方向端面に、ボルト９等の固定手段によって固定されている。整流装置２４は、例えば三相の固定子巻線６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圧に変換する。電圧制御装置２５は、界磁巻線１１に流れる励磁電流を調整することにより、車両用交流発電機の出力電圧を制御する。ブラシ装置２６は、整流装置２４から回転子１０の界磁巻線１１に励磁電流を流すためのものであり、回転子１０の回転軸１４に形成されたスリップリング２１、２２に個別に摺接するブラシを有している。
【００２１】
本発明で言う保護カバーをなすリアカバー２７は、樹脂製（例えばナイロン製）の椀状部材であって、リア側フレーム２の軸方向外側に取り付けられる整流装置２４、電圧制御装置２５、ブラシ装置２６等の電気部品を覆ってそれらを保護する。リアカバー２７は、ナット２８によってリア側フレーム２から延びるボルト９に、整流装置２４を挟み込んだ状態で締め付け固定されている。
【００２２】
車両用交流発電機は、ベルト等を介してプーリ１９に車両エンジンからの回転力が伝えられると回転子１０が所定方向に回転する。この状態で回転子１０の界磁巻線１１に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア１２、１３のそれぞれの爪部が励磁され、固定子巻線６に三相交流電圧を発生させることができ、整流装置２４に設けられた出力端子からは所定の直流電流が取り出される。
【００２３】
この種の車両用交流発電機の構造及び動作は、従来より良く知られているためこれ以上の説明は省略する。
【００２４】
（実施例１）
次に、実施例１の車両用交流発電機を説明する。図２は、この車両用交流発電機の要部拡大軸方向断面図である。この実施例は、リアカバー２７の形状が上記参考例と異なっている。
【００２５】
椀状のリアカバー２７は、軸方向に貫孔されて内部に冷却風を軸方向に吸入する多数の吸気窓２７１と、この吸気窓２７１に隣接してリアカバー２７の外端面から軸方向後方へ突出する防水壁部２７２とをもつ。なお、図２では、吸気窓２７１は径方向（上下方向）へ２つ図示され、防水壁部２７２は吸気窓２７１に隣接して３個図示されているが、吸気窓２７１及び防水壁部２７２の上下方向の配置数は適宜決定される。吸気窓２７１は、円弧状に形成されており、複数の吸気窓２７１が回転軸心を中心として同心配置されている。また、多数の吸気窓２７１が所定ピッチで径方向へ多段に配置されている。
【００２６】
防水壁部２７２は、回転軸１４のほぼ直下に位置する吸気窓２７１の周縁部の下側部分に少なくとも隣接して軸方向外側へ突出している。図２では、互いに径方向に並んだ２つの吸気窓２７１の周縁部の下側部分に隣接して軸方向外側に突出する２つの防水壁部２７２と、上側の吸気窓２７１の周縁部の上側部分に隣接して軸方向外側に突出するもう一つの防水壁部２７２とが図示されているが、図２は理解を容易とするための模式説明図であって、実際には回転軸１４の下方に位置して径方向（上下方向）へ合計４つの吸気窓２７１が配列され、これら４つの吸気窓２７１の周縁部の下側部分にそれぞれ隣接して合計４つの防水壁部２７２が径方向（上下方向）へ配列されている。吸気窓２７１及び防水壁部２７２の正確な配列を図３に示す。図３は、リアカバー２７を軸方向に見た正面図であり、防水壁部２７２はわかりやすいように黒く着色されている。
【００２７】
この実施例の更なる特徴構造を、図３を参照して説明する。
【００２８】
図３において、多数の吸気窓２７１は、回転軸１４（図３では図示省略）の下方に位置する下方群２７Aと、回転軸１４の略左右に位置する側方群２７B、２７Cと、回転軸１４の上方に位置する上方群２７Dとに分類される。
【００２９】
下方群２７Ａ及び側方群２７Ｂ、２７Ｃの吸気窓２７１は、円弧状に形成されかつ径方向に４段に配列されている。下方群２７Ａの吸気窓２７１は円弧状に形成されかつ径方向に３段に配列されている。径方向外側の吸気窓２７１は、径方向内側の吸気窓２７１よりも周方向に長く形成されている。
【００３０】
下方群２７Ａの吸気窓は、互いに等径位置にて周方向に隣接する一対の吸気窓２７１のペアを有し、これら一対の吸気窓２７１の周方向間隙部には、リアカバー２７の外端面が露出して本発明で言う水落とし路２７４を構成している。したがって、回転軸心からの径が異なる合計３段の吸気窓２７１の対は、それぞれその周縁部の下側部分に隣接して合計６つの防水壁部２７２を有している。ただし、下方群２７Ａの径方向最内側の吸気窓２７１は、一個のみ形成されており、このため径方向最内側の吸気窓２７１の周縁部の下側部分に隣接して周方向に長い１つの防水壁部２７２が形成されている。
【００３１】
水落とし路２７４は、図３では図示しない回転軸１４の軸心から略垂直に垂下する方向へ延在しており、この水落とし路２７４の周方向両側にそれぞれ３つの吸気窓２７１が配置されている。水落とし路２７４の径方向最内端（上端）は、上述した周方向に長い１つの防水壁部２７２に接している。この水落とし路２７４は、回転軸１４の軸心から放射方向かつ地方向へ延在しており、この水落とし路２７４は、径方向外側かつ下方へ異物や水を落下させる機能を有する。
【００３２】
径方向最内側（最上方）の吸気窓２７１を除く合計６つの吸気窓２７１の周縁部のうち周方向側端は防水壁部２７２をもたず、水落とし路２７４に連なる水逃がしのための水逃がし隙間２７５となっている。下方群２７Ａに属する合計４段の各吸気窓２７１のうち、最下方（径方向最外側）の吸気窓２７１は、周方向両端から下方へ延在するリブ２７３を有している。
【００３３】
吸気窓２７１の径方向幅R、防水壁部の軸方向突出高さをHとするとき、HはRの１〜５倍に設定されている。これにより、図４に示すように、斜め下方から飛散する異物や泥水が防水壁部２７２に当たらずに吸気窓２７１に飛び込むのを防止することができる。
【００３４】
（実施例効果）
上記防水壁部２７２の設置により、下記の効果を奏することができる。
【００３５】
まず、防水壁部２７２が吸気窓２７１の周縁部のうち下側部分に隣接して軸方向外側へ突出しているため、図２に矢印にて示す下方から上方へ斜めに飛散する異物は、防水壁部２７２の下面に当たって跳ね返るため、吸気窓２７１から内部への異物侵入を防止することができる。また、この防水壁部２７２は、リアカバー２７の機械的強度を増大させる。
【００３６】
また、防水壁部２７２に衝突した異物や泥水や円弧状に形成された防水壁部２７２の下面に沿いつつ水逃がし隙間２７５を肥えて下方へ垂れ、水落とし路２７４を通じて落下するので、防水壁部２７２に付着した異物や泥水が吸気窓２７１に流入することを防止することができる。
【００３７】
更に、回転軸１４の軸心方向にみて斜め上方（図３に示す破線矢印の方向）へ飛散する異物や泥水がリブ２７３に当たるため、異物や泥水が水落とし路２７４や水逃がし隙間２７５から吸気窓２７１に飛び込むのを防止することができ、しかもリアカバー２７の機械的強度を向上させる。
【００３８】
また更に、吸気窓２７１の径方向幅をR、防水壁部２７２の軸方向突出高さをHとするとき、HはRの１〜５倍に設定しているため、軸方向後方かつ下方から軸方向前方かつ上方へ飛散する異物や泥水は防水壁部２７２に衝突することになり、これら異物や泥水が吸気窓２７１に飛び込むのを良好に防止することができる。なお、Hを小さくすると、それに応じてRを小さくしても異物や泥水の吸気窓飛び込み防止効果を確保することができる。このことは、下方群２７Ａの吸気窓２７１及び吸気窓２７１の径方向配列ピッチを小さくし、防水壁部２７２の高さを減らすことが、車両用交流発電機の軸方向長短縮に有効であることを意味する。
【００３９】
（変形態様１）
変形態様１を図５に示す。
【００４０】
この変形態様は、図２に示す３つの防水壁部２７２のうち最下方（径方向最外側）の防水壁部２７２の軸方向突出高さを、他の防水壁部２７２のそれよりも大きくしたものである。このようにすれば、この防水壁部２７２のうち最下方（径方向最外側）の防水壁部２７２の異物や泥水遮蔽効果により、他の防水壁部２７２の高さが小さくても上方の吸気窓２７１への異物や泥水の飛び込みを良好に防止することができる。
【００４１】
（変形態様２）
変形態様２を図６に示す。
【００４２】
この変形態様は、図３に示す下方群２７Ａの吸気窓２７１の径方向幅（上下方向高さ）Rを、他の群の吸気窓２７１のそれよりも小さくしている。また、下方群２７Ａの吸気窓２７１の径方向配列ピッチも他の群の吸気窓２７１のそれよりも小さくしている。したがって、下方群２７Ａの吸気窓２７１の径方向配列総数は、他の群の吸気窓２７１のそれよりも多くなっている。このようにすれば、防水壁部２７２の軸方向突出高さを減らしても、異物や泥水の下方群２７Ａの吸気窓２７１への飛び込みを防止し、かつ、下方群２７Ａの吸気窓２７１の開口面積合計の減少を抑止することができる。
【００４３】
（変形態様３）
なお、上記実施形態では、図６に示すように吸気窓２７１及び防水壁部２７２は、略円弧状に形成したが、下方群２７Ａの吸気窓２７１の開口及び防水壁部２７２を略水平に延設してもよい。このようにすれば、吸気窓２７１の実質的な高さ（垂直方向開口寸法）を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】参考例の車両用交流発電機の軸方向断面図である。
【図２】実施例１の車両用交流発電機の要部拡大軸方向断面図である。
【図３】実施例１のリアカバーをリア側からみた正面図である。
【図４】実施例１における異物飛び込み角θと吸気窓の径方向幅Rとリアカバー厚さｔと防水壁部の高さHとの関係を示す説明図である。
【図５】変形態様の車両用交流発電機の要部拡大軸方向断面図である。
【図６】変形態様のリアカバーをリア側からみた正面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１      フロント側フレーム
２      リア側フレーム
３      ボルト
４      固定子
５      固定子鉄心
６      固定子巻線
９      ボルト
１０      回転子
１１      界磁巻線
１２      ポールコア
１３      ポールコア
１４      回転軸
１５      ベアリング
１６      ベアリング
１７      冷却ファン
１８      冷却ファン
１９      プーリ
２０      ナット
２１      スリップリング
２２      スリップリング
２４      整流装置
２５      電圧制御装置
２６      ブラシ装置
２７      リアカバー（保護カバー）
２７A      下方群
２７B      側方群
２７C      側方群
２７D      上方群
２８      ナット
２７１      吸気窓
２７２      防水壁部
２７３      リブ
２７４      水落とし路
２７５      水逃がし隙間
【図１】
2009071993.tif 000003
【図２】
2009071993.tif 000004
【図３】
2009071993.tif 000005
【図４】
2009071993.tif 000006
【図５】
2009071993.tif 000007
【図６】
2009071993.tif 000008