(57)【要約】【課題】ブラシ温度の低減やブラシの摩耗粉の排出が容易であり、部品点数の増加によるコストの増大を防止し、さらにブラシ装置への異物混入を防止することができる車両用交流発電機を提供すること。【解決手段】車両用交流発電機１００は、回転子１０の回転軸１４に設けられたスリップリング２１、２２に摺動するブラシ３２を収納するとともにスリップリング２１、２２の外周部を覆うブラシ装置２６と、ブラシ装置２６を含む電気部品が取り付けられるリヤ側フレーム２と、電気部品を覆うリヤカバー２７とを有しており、ブラシ装置２６で覆われたスリップリング２１、２２近傍の内部空間は、回転軸１４に沿ってリヤカバー２７側が開口しており、リヤカバー２７と一体形成されて回転軸１４に沿ってブラシ装置２６側に延びた壁部５０が、ブラシ装置２６の周囲であって回転軸１４を中心とした径方向に多重に配置されている。【選択図】図１
2009095153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子の回転軸に設けられたスリップリングに摺動するブラシを収納するとともに前記スリップリングの外周部を覆うブラシ装置と、前記ブラシ装置を含む電気部品が取り付けられるフレームと、前記電気部品を覆うリヤカバーとを有する車両用交流発電機において、
前記ブラシ装置で覆われた前記スリップリング近傍の内部空間は、前記回転軸に沿って前記リヤカバー側が開口しており、
前記リヤカバーと一体形成されて前記回転軸に沿って前記ブラシ装置側に延びた第１の壁部が、前記ブラシ装置の周囲であって前記回転軸を中心とした径方向に多重に配置され、
前記第１の壁部と前記ブラシ装置のそれぞれの前記回転軸に沿った位置は互いに重複し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において、
前記第１の壁部は、前記リヤカバーに設けられた吸気窓よりも内側に設けら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または２において、
前記フレームは、前記回転子を回転可能に支持する軸受けを収納する軸受け収納部を有しており、
前記軸受け収納部に、前記スリップリング近傍の内部空間に連通する通風口を設けることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項４】
請求項３において、
前記通風口は、車両取り付け時に地面の方向に一致する位置に設けられていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記電気部品には、出力電圧を制御するレギュレータが含まれており、
前記レギュレータのケースに、前記回転軸に沿って前記リヤカバー側に突出する第２の壁部が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６】
請求項５において、
前記第１の壁部を挟んで複数の前記第２の壁部が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７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記ブラシ装置は、前記ブラシを収納するブラシホルダを有し、
前記ブラシホルダあるいはこのブラシホルダと対向する前記リヤカバーの少なくとも一方を突出させてその先端側の隙間を狭くした第３の壁部が設けられていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記リヤカバーは、前記ブラシホルダと反対側であって前記第１の壁部に隣接する位置に排水穴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】
【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】
従来から、ブラシホルダと組み合わされるスリップリングカバーの周方向に沿った位置に吸排気口を形成することにより、スリップリング周辺への被水を防止するようにした車両用交流発電機のブラシ部防水構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３８５５７６２号公報（第４−８頁、図１−１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に開示された従来構造では、スリップリングの一部に吸排気口が形成されているため、この吸排気口の開口面積を大きくすることができない。このため、充分な風量を確保することができず、ブラシ温度が上昇しやすくブラシの摩耗粉を排出しにくいという問題があった。これらはブラシの寿命低下の原因になるため好ましくない。
【０００４】
また、スリップリングカバーの吸排気口の位置が車両組付時に下方（地面の方向）となるようにする必要があるため、車両用交流発電機を組み付ける向きが異なる車両毎に吸排気口の位置が異なるスリップリングカバーを用意する必要があり、部品の共通化が困難であって部品点数が増してコスト増加を招くという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ブラシ温度の低減やブラシの摩耗粉の排出が容易であり、部品点数の増加によるコストの増大を防止し、さらにブラシ装置への異物混入を防止することができる車両用交流発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用交流発電機は、回転子の回転軸に設けられたスリップリングに摺動するブラシを収納するとともにスリップリングの外周部を覆うブラシ装置と、ブラシ装置を含む電気部品が取り付けられるフレームと、電気部品を覆うリヤカバーとを有しており、ブラシ装置で覆われたスリップリング近傍の内部空間は、回転軸に沿ってリヤカバー側が開口しており、リヤカバーと一体形成されて回転軸に沿ってブラシ装置側に延びた第１の壁部が、ブラシ装置の周囲であって回転軸を中心とした径方向に多重に配置され、第１の壁部とブラシ装置のそれぞれの回転軸に沿った位置は互いに重複している。ブラシ装置の後方に開口部を設けてスリップリング近傍の内部空間を開放することにより、この内部空間に対して吸排気される充分な風量を確保することが可能になり、ブラシ温度の低減やブラシ摩耗粉の排出が容易となる。また、ブラシ装置の周囲にリヤカバーから延びる第１の壁部を多重に配置することにより、ブラシ装置後方の開口部に対する異物の侵入を有効に防止し、耐環境性を向上させることができる。
【０００７】
また、上述した第１の壁部は、リヤカバーに設けられた吸気窓よりも内側に設けられていることが望ましい。これにより、リヤカバーの吸気窓を介したスリップリング近傍の内部空間への異物の侵入を確実に防止することができる。
【０００８】
また、上述したフレームは、回転子を回転可能に支持する軸受けを収納する軸受け収納部を有しており、軸受け収納部に、スリップリング近傍の内部空間に連通する通風口を設けることが望ましい。これにより、スリップリング近傍の内部空間において軸方向に沿った風量を増加させることができ、ブラシ温度低減やブラシ摩耗粉排出の効果をさらに高めることが可能となる。
【０００９】
また、上述した通風口は、車両取り付け時に地面の方向に一致する位置に設けられていることが望ましい。これにより、軸受け収納部の通風口を介した異物の侵入を防止することができる。また、フレームは、車両用交流発電機の車両への取り付け状態に応じて車両毎に設計されるものであるため、車両毎に軸受け収納部の通風口の位置を変更しても、部品点数の増加によるコストの増大を招くことはない。
【００１０】
また、上述した電気部品には、出力電圧を制御するレギュレータが含まれており、レギュレータのケースに、回転軸に沿ってリヤカバー側に突出する第２の壁部が形成されていることが望ましい。特に、上述した第１の壁部を挟んで複数の第２の壁部が配置されていることが望ましい。これにより、第１の壁部と第２の壁部とを軸方向に沿って互いに異なる向きに配置した迷路構造を実現することができ、ブラシ装置後方の開口部に対する異物の侵入をさらに有効に防止することができる。
【００１１】
また、上述したブラシ装置は、ブラシを収納するブラシホルダを有し、ブラシホルダあるいはこのブラシホルダと対向するリヤカバーの少なくとも一方を突出させてその先端側の隙間を狭くした第３の壁部が設けられていることが望ましい。水は狭い隙間に吸い込まれる性質があるため、第３の壁部を設けてブラシホルダ後方に隙間が狭くなる部分を設けることにより、ブラシホルダ表面を伝って水が浸入した場合であっても、この浸入した水がブラシ近傍に到達することを防ぐことができる。
【００１２】
また、上述したリヤカバーは、ブラシホルダと反対側であって第１の壁部に隣接する位置に排水穴を有することが望ましい。これにより、リヤカバー内に侵入した水を第１の壁部を介して排水することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。また、図２は本実施形態の車両用交流発電機をリヤ側から見た図である。なお、図２では本発明の特徴部分を明確にするために、リヤカバーを透明化するとともに、電気部品（後述する）の一部を省略してある。
【００１５】
本実施形態の車両用交流発電機１００は、フロント側フレーム１、リヤ側フレーム２、固定子４、回転子１０、整流装置２４、レギュレータ２５、ブラシ装置２６、リヤカバー２７等を含んで構成されている。
【００１６】
フロント側フレーム１およびリヤ側フレーム２は、共に椀形状を有しており、これらの開口部同士を対向させた状態で、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には円筒状のベアリングボックス（軸受け収納部）７が一体に形成されており、リヤ側フレーム２には円筒状のベアリングボックス８が一体に形成されている。また、リヤ側のベアリングボックス８内には、樹脂カップ８１が設けられている。
【００１７】
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。回転子１０は、界磁巻線１１、ポールコア１２、回転軸１４等を備えており、ベアリングボックス７、８に固定される一対のベアリング（軸受け）１５、１６により回転自在に保持されている。ポールコア１２の軸方向端面には、冷却ファン１７、１８が取り付けられている。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、リヤ側フレーム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。
【００１８】
整流装置２４、レギュレータ２５、ブラシ装置２６等のいわゆる電気部品は、リヤ側フレーム２の外側の軸方向端面に、ボルト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。レギュレータ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１００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のそれぞれに押圧するブラシ３２を収納する樹脂製のブラシホルダ３０と、このブラシホルダ３０とともにスリップリング２１、２２の周囲を覆うスリップリングカバー３４とを備えている。なお、本実施形態では、ブラシ装置２６のブラシホルダ３０とレギュレータ２５の樹脂製のケース４０とが一体形成されている。
【００１９】
リヤカバー２７は、樹脂製の保護カバーであって、リヤ側フレーム２の外側に取り付けられる整流装置２４、レギュレータ２５、ブラシ装置２６等の電気部品を覆って、これらを保護する。
【００２０】
本実施形態では、ブラシ装置２６のブラシホルダ３０とスリップリングカバー３４とで覆われたスリップリングリング２１、２２近傍の内部空間は、回転軸１４に沿ってリヤカバー２７側が開口している。また、この内部空間は、リヤカバー２７と反対側については開口部がなく、樹脂カップ８１およびベアリング１６によって閉塞された状態になっている。
【００２１】
また、リヤカバー２７には、回転軸１４に沿ってブラシ装置２６側に延びた壁部５０が一体形成されている。この壁部５０は、ブラシ装置２６の周囲であって回転軸１４を中心とした径方向に多重に配置されている。しかも、図１に示すように、これらの壁部５０とブラシ装置２６のブラシホルダ３０およびスリップリングカバー３４のそれぞれの回転軸１４に沿った位置は互いに重複しており、壁部５０とブラシホルダ３０、スリップリングカバー３４とによって迷路構造が形成されている。また、リヤカバー２７は、冷却風を内部に取り込むための複数の吸気窓６０を有しており、壁部５０はこれらの吸気窓６０よりも内側に設けられている。
【００２２】
このように、本実施形態の車両用交流発電機１００では、ブラシ装置２６の後方に開口部を設けてスリップリング２１、２２近傍の内部空間を開放することにより、この内部空間に対して吸排気される充分な風量を確保することが可能になり、ブラシ温度の低減やブラシ摩耗粉の排出が容易となる。また、ブラシ装置２６の周囲にリヤカバー２７から延びる壁部５０を多重に配置することにより、ブラシ装置２６後方の開口部に対する異物の侵入を有効に防止し、耐環境性を向上させることができる。また、これらの壁部５０をリヤカバー２７の吸気窓６０よりも内側に設けることにより、リヤカバー２７の吸気窓を介したスリップリング２１、２２近傍の内部空間への異物の侵入を確実に防止することができる。
【００２３】
図３は、変形例の車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。図３に示す車両用交流発電機１００Ａは、図１に示した車両用交流発電機１００に対して、リヤ側フレーム２のベアリングボックス８に、スリップリング２１、２２近傍の内部空間に連通する通風口２００を設けた点が異なっている。なお、リアベアリングボックス８内には樹脂カップ８１が設けられているが、この樹脂カップ８１の一部にも通風口２００に対応する開口が設けられており、通風口２００とスリップリング２１、２２近傍の内部空間との間の通風が確保されている。また、この通風口２００は、車両取り付け時に地面の方向に一致する位置に設けられている。また、リヤ側フレーム２とスリップリングカバー３４及びブラシホルダ３０の間にはシール部材としてのガスケット８２が設けられており、ブラシ装置２６への異物混入防止をより確実にするとともに、通風口２００以外から風が洩れることを防止している。
【００２４】
このように、リヤ側フレーム２のベアリングボックス８に通風口２００を設けることにより、スリップリング２１、２２近傍の内部空間において軸方向に沿った風量を増加させることができるため、ブラシ温度低減やブラシ摩耗粉排出の効果をさらに高めることが可能となる。
【００２５】
また、通風口２００の位置を車両取り付け時に地面の方向に一致する位置とすることにより、通風口２００を介した異物の侵入を防止することができる。なお、リヤ側フレーム２は、車両用交流発電機１００の車両への取り付け状態に応じて車両毎に設計されるものであるため、車両毎にベアリングボックス８における通風口２００の位置を変更しても、部品点数の増加を招くことはない。
【００２６】
図４は、他の変形例の車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。また、図５は図４に示す車両用交流発電機をリヤ側から見た図である。なお、図５は図２に対応するものであり、図２と同様にリヤカバーを透明化するとともに電気部品の一部を省略してある。図４および図５に示す車両用交流発電機１００Ｂは、図３に示した車両用交流発電機１００Ｂに対して、レギュレータ２５のケース４０に、回転軸１４に沿ってリヤカバー２７側に突出する壁部３００が形成されている点と、リヤカバー２７にブラシホルダ３０と反対側であって壁部５０に隣接する位置に排水穴３１０を有する点が異なっている。特に、壁部５０を挟んで複数の壁部３００を配置することが好ましい。
【００２７】
レギュレータ２５のケース４０に壁部３００を追加することにより、壁部５０と壁部３００とを軸方向に沿って互いに異なる向きに配置した迷路構造を実現することができ、ブラシ装置２６後方の開口部に対する異物の侵入をさらに有効に防止することができる。また、リヤカバー２７の壁部５０に隣接する位置に排水穴３１０を設けることにより、リヤカバー２７内に浸入した水を壁部５０の表面を伝わせて排水することが可能となる。
【００２８】
図６は、他の変形例の車両用交流発電機をリヤ側から見た図である。なお、図６は図５に対応するものであり、図５と同様にリヤカバーを透明化するとともに電気部品の一部を省略してある。図６に示す車両用交流発電機１００Ｃは、図４および図５に示した車両用交流発電機１００Ｂに対して、ブラシホルダ３０のリヤカバー２７側を部分的に突出させてその先端側の隙間を狭くするように壁部４００を設けた点が異なっている。図７は、ブラシホルダ３０に設けられた壁部４００を延在方向から見た図であり、壁部４００とリヤカバー２７との間が部分的に狭くなっている様子が示されている。
【００２９】
一般に、水は狭い隙間に吸い込まれる性質があるため、壁部４００を設けてブラシホルダ３０後方に隙間が狭くなる部分を設けることにより、ブラシホルダ３０表面を伝って水が浸入した場合であっても、この浸入した水がブラシ３２近傍に到達することを防ぐことができる。なお、上述した例では、ブラシホルダ３０の一部を突出させて壁部４００を形成したが、反対にリヤカバー２７側の一部を突出させて、あるいはブラシホルダ３０とリヤカバー２７の両方を部分的に突出させて壁部４００を形成するようにしてもよい。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ブラシ装置２６のブラシホルダ３０とレギュレータ２５のケース４０とが一体形成されていたが、ブラシ装置２６とレギュレータ２５とが別部品として用意されて組み付けられる場合であっても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態の車両用交流発電機をリヤ側から見た図である。
【図３】変形例の車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。
【図４】他の変形例の車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。
【図５】図４に示す車両用交流発電機をリヤ側から見た図である。
【図６】他の変形例の車両用交流発電機をリヤ側から見た図である。
【図７】ブラシホルダに設けられた壁部を延在方向から見た図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  フロント側フレーム
２  リヤ側フレーム
４  固定子
７、８  ベアリングボックス
１０  回転子
１４  回転軸
１５、１６  ベアリング
２１、２２  スリップリング
２４  整流装置
２５  レギュレータ
２６  ブラシ装置
２７  リヤカバー
３０  ブラシホルダ
３２  ブラシ
３４  スリップリングカバー
４０  ケース
５０  壁部
１００  車両用交流発電機
【図１】
2009095153.tif 000003
【図２】
2009095153.tif 000004
【図３】
2009095153.tif 000005
【図４】
2009095153.tif 000006
【図５】
2009095153.tif 000007
【図６】
2009095153.tif 000008
【図７】
2009095153.tif 000009