(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、このケースに回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに固着されて該ケース内に配設され、電流が流されて磁束を発生する回転子コイルおよび該回転子コイルに発生する磁束により着磁される複数の磁極を有する回転子と、この回転子の外周側を覆うように上記ケースに取り付けられ、該回転子による回転磁界によって起電力を発生する固定子巻線を有する固定子と、上記シャフトの一端部に軸心方向に離間して、かつ、該シャフトと共に回転可能に配設され、上記回転子コイルを介して電気的に直列に接続される一対の給電部材と、上記一対の給電部材の径方向外側に位置するように上記ケース内に配設されたブラシ保持装置と、上記ケース内に配設され、上記固定子巻線の起電力を整流出力する整流器と、上記ケース内に配設され、上記固定子巻線の起電力の大きさを調整する電圧調整器とを備え、
上記ブラシ保持装置は、上記シャフトの軸心と直交する穴方向とする一対のブラシ挿入穴が上記シャフトの軸心方向に離間して穿設されたブラシホルダ部と、このブラシホルダ部の頭部に着脱可能に装着されて上記一対のブラシ挿入穴を塞口する蓋と、上記各ブラシ挿入穴内に穴方向に移動自在に収納された一対のブラシと、上記ブラシの入出力端子となる一対のブラシターミナルと、一端を上記ブラシの一端部に連結され、他端を上記ブラシターミナルに連結された一対のリードワイヤと、上記各ブラシ挿入穴内に配設され、上記各ブラシの他端側を上記シャフト側に付勢して上記給電部材に弾接させる導電性の弾性部材と、上記一対のブラシ挿入穴の少なくとも一方に配設され、上記ブラシが所定量摩耗したときに上記弾性部材と接する接点を有する摩耗検出ターミナルとを有し、
開口が上記ブラシホルダ部の径方向外側に上記蓋を露出させるように上記ケースに設けられている車両用交流発電機と、
上記弾性部材と上記接点との接触により上記ブラシの摩耗を報知する第１のランプとを備え、
上記固定子巻線の相電圧をモニターし、上記車両用交流発電機の無発電状態を検知する第１の制御部と、上記整流器の出力をモニターし、上記車両用交流発電機の過電圧状態を検知する第２の制御部と、上記接点を介して上記回転子コイルに流れる電流の分流をモニターし、上記ブラシの摩耗を検知する第３の制御部とを備え、上記第１および第２の制御部がそれぞれ上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を検知したときに、上記第１のランプを点灯させて上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を報知し、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときに、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知することを特徴とする車両用交流発電機のブラシ摩耗検知システム。
【請求項２】
ケースと、このケースに回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに固着されて該ケース内に配設され、電流が流されて磁束を発生する回転子コイルおよび該回転子コイルに発生する磁束により着磁される複数の磁極を有する回転子と、この回転子の外周側を覆うように上記ケースに取り付けられ、該回転子による回転磁界によって起電力を発生する固定子巻線を有する固定子と、上記シャフトの上記ケースから延出する一端部に軸心方向に離間して、かつ、該シャフトと共に回転可能に配設され、上記回転子コイルを介して電気的に直列に接続される一対の給電部材と、上記一対の給電部材の径方向外側に位置するように上記ケースの外端面に着脱可能に配設されたブラシ保持装置と、上記固定子巻線の起電力を整流出力する整流器と、上記固定子巻線の起電力の大きさを調整する電圧調整器とを備え、
上記ブラシ保持装置は、上記シャフトの軸心と直交する穴方向とする一対のブラシ挿入穴が上記シャフトの軸心方向に離間して穿設されたブラシホルダ部と、このブラシホルダ部の頭部に着脱可能に装着されて上記一対のブラシ挿入穴を塞口する蓋と、上記各ブラシ挿入穴内に穴方向に移動自在に収納された一対のブラシと、上記ブラシの入出力端子となる一対のブラシターミナルと、一端を上記ブラシの一端部に連結され、他端を上記ブラシターミナルに連結された一対のリードワイヤと、上記各ブラシ挿入穴内に配設され、上記各ブラシの他端側を上記シャフト側に付勢して上記給電部材に弾接させる導電性の弾性部材と、上記一対のブラシ挿入穴の少なくとも一方に配設され、上記ブラシが所定量摩耗したときに上記弾性部材と接する接点を有する摩耗検出ターミナルとを有し、
カバーが上記ブラシ保持装置を内包するように上記シャフトの軸心方向から上記ケースの外壁面に着脱可能に取り付けられている車両用交流発電機と、
上記弾性部材と上記接点との接触により上記ブラシの摩耗を報知する第１のランプとを備え、
上記固定子巻線の相電圧をモニターし、上記車両用交流発電機の無発電状態を検知する第１の制御部と、上記整流器の出力をモニターし、上記車両用交流発電機の過電圧状態を検知する第２の制御部と、上記接点を介して上記回転子コイルに流れる電流の分流をモニターし、上記ブラシの摩耗を検知する第３の制御部とを備え、上記第１および第２の制御部がそれぞれ上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を検知したときに、上記第１のランプを点灯させて上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を報知し、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときに、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知することを特徴とする車両用交流発電機のブラシ摩耗検知システム。
【請求項３】
上記第１の制御部が上記車両用交流発電機の無発電状態を未検知し、上記第２の制御部が上記車両用交流発電機の過電圧状態を未検知し、かつ、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときにのみ、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用交流発電機のブラシ摩耗検知システム。
【請求項４】
上記第１の制御部が上記車両用交流発電機の無発電状態を検知し、かつ、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときにのみ、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用交流発電機のブラシ摩耗検知システム。
【請求項５】
上記第１、第２および第３の制御部が上記電圧調整器に組み込まれていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用交流発電機のブラシ摩耗検知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等に搭載される車両用交流発電機のブラシ摩耗検出システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２３は従来の車両用交流発電機を示す縦断面図、図２４は従来の車両用交流発電機のリヤブラケット内部をフロント側から見た斜視図、図２５は従来の車両用交流発電機に適用されるブラシ保持装置を示す斜視図、図２６は従来の車両用交流発電機に適用される回転子を示す斜視図、図２７は従来の車両用交流発電機を搭載した車両の電気回路図である。
【０００３】
図２３乃至図２７において、この車両用交流発電機１００は、ランドル型の回転子７がアルミニウム製のフロントブラケット１およびリヤブラケット２から構成されたケース３内にシャフト６を介して回転自在に装着され、固定子８が回転子７の外周側を覆うようにケース３の内壁面に固着されて構成されている。
シャフト６は、フロントブラケット１およびリヤブラケット２に回転可能に支持されている。このシャフト６の一端にはプーリ４が固着され、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６に伝達できるようになっている。また、回転子７に電流を供給する給電部材としての一対のスリップリング９がシャフト６の他端部に軸心方向に離間して、シャフト６と共に回転可能に配設されている。
【０００４】
回転子７は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル１３と、この回転子コイル１３を覆うように設けられ、回転子コイル１３で発生された磁束によって磁極が形成される第１および第２のポールコア２０、２１とから構成される。第１のポールコア２０は、鉄製で、先細り形状の第１の爪状磁極２２がそれぞれその先細り方向を軸心方向に一致させて、外周縁部に周方向に等角ピッチで形成されている。同様に、第２のポールコア２１は、鉄製で、先細り形状の第２の爪状磁極２３がそれぞれその先細り方向を軸心方向に一致させて、外周縁部に周方向に等角ピッチで形成されている。そして、第１および第２のポールコア２０、２１が、第１および第２の爪状磁極２２、２３をかみ合わせるように対向してシャフト６に固着されている。さらに、ファン５が第１および第２のポールコア２０、２１の端面にそれぞれ固定されている。また、一対のスリップリング９が回転子コイル１３を介して電気的に直列に接続されている。
固定子８は、スロットが周方向に所定ピッチで配設された円筒状の固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５に巻装された３相の固定子巻線１６とを備えている。
【０００５】
整流器１２は、固定子８で生じた交流を直流に整流するためのもので、プラス側ダイオードｄ1とマイナス側ダイオードｄ2とを直列に接続してなるダイオード対が並列に３対接続された３相全波整流器により構成され、ケース３内に装着されている。
【０００６】
ブラシ保持装置２９は、ブラシホルダ部３１、環状のシャフト挿入部３２、回路収納部３３およびコネクタ部３４等が絶縁性樹脂で一体に成型されたボディ３０を備えている。このボディー３０には、導体群がインサート成型されている。そして、導体群は、ボディ３０に取り付けられる各要素間の配線を構成すると共に、コネクタ部３４内に突出して外部との接続端子を構成し、必要部分では露出して整流器１２との電気接合部としての接続端子３５を構成している。
ブラシホルダ部３１には、シャフト挿入部３２の軸心と直交するブラシ挿入穴（図示せず）がシャフト挿入部３２と外部とを連通するように形成され、蓋３１ａがブラシホルダ部３１の頭部に着脱可能に装着され、ブラシ挿入穴の反シャフト挿入部側の開口を塞口している。そして、一対のブラシ１０がスプリング１１によりシャフ挿入部３２側に付勢されてブラシホルダ部３１のブラシ挿入穴に収納されている。各ブラシ１０の頭部にはリードワイヤ１４が接続されている。
電圧調整器１８は固定子８で生じた交流電圧の大きさを調整するもので、ヒートシンク１７に固着されている。そして、ヒートシンク１７が回路収納部３３に嵌着されて取り付けられ、電圧調整器１８が回路収納部３３内に収納されている。
このブラシ保持装置２９は、シャフト挿入部３２の中心が軸心位置を採るようにリヤブラケット２の内壁面に締着固定される。そして、シャフト６がシャフト挿入部３２内に挿入され、一対のブラシ１０がスプリング１１の付勢力により一対のスリップリング９に当接される。これにより、ブラシ１０がシャフト６の回転に伴いスリップリング９上を摺動することになる。
【０００７】
このように構成された従来の車両用交流発電機１００では、電流が電源であるバッテリ２７からブラシ１０およびスリップリング９を介して回転子コイル１３に供給され、磁束が発生される。この磁束により、第１のポールコア２０の第１の爪状磁極２２がＮ極に着磁され、第２のポールコア２１の第２の爪状磁極２３がＳ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４を介してシャフト６に伝達され、回転子７が回転される。そこで、固定子巻線１６に回転磁界が与えられ、固定子巻線１６に起電力が発生する。この交流の起電力が整流器１２を通って直流に整流されるとともに、その大きさが電圧調整器１８により調整され、バッテリ２７に充電され、電気負荷２８に供給される。
そして、発電開始後、交流発電機１００の出力電流の一部がブラシ１０を介して回転子コイル１３に供給され、いわゆる自己励磁に切り替わる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の車両用交流発電機１００においては、ブラシ１０がスプリング１１によりスリップリング９に押圧されているので、シャフト６の回転に伴い摩耗する。このブラシ１０の過度の摩耗は、発電不良をもたらし、電気系統の電力不足により内燃機関が停止し、車両を走行不能に陥れることにつながる。そして、従来の車両用交流発電機１００は、ブラシ１０の摩耗を検知する手段を有していないので、ブラシ１０が過度に摩耗し、車両運転者に事前予知することなく、車両が走行不能になることが発生してしまうという不具合があった。
【０００９】
また、従来の車両用交流発電機１００が発電不良となった場合、車両電気回路が開放状態で継続されると、バッテリ２７が放電状態となる。バッテリ２７は再充電することで、内燃機関の再起動が可能となるが、バッテリ２７は一度放電してしまうと、その寿命が大幅に低下してしまい、バッテリ２７を交換しなければならなくなるという不具合もあった。
【００１０】
また、回転電機におけるブラシ摩耗検知装置が、例えば実用新案登録第３０２０６４６号、実用新案登録第３０２０６４７号、特公平３−１５４１３号公報、特許第２９２２２６６号、特公昭５７−３８８４１号公報等に提案されている。
【００１１】
しかしながら、これらのブラシ摩耗検知装置をこの従来の車両用交流発電機１００に採用し、ブラシ１０の過度の摩耗を車両運転者に事前予知できるようにしても、ブラシ保持装置２９が密閉されたケース３内に収納されているので、ブラシ交換が困難であり、車両走行を再び開始するまで時間を要するという不具合があった。
つまり、ブラシ１０が摩耗した場合、先ず車両用交流発電機１００を内燃機関から取り外して車両外に持ち出し、車両用交流発電機１００を分解してブラシ保持装置２９を取り出す。そして、蓋３１ａを取り外し、ブラシ１０の交換作業を行い、蓋３１ａを装着し、その後ブラシ保持装置２９をリヤブラケット２に取り付けて車両用交流発電機を組み立てる。ついで、車両用交流発電機１００を内燃機関に取り付けることになる。このように、ブラシ交換作業は、工数が多大であり、極めて煩雑なものとなる。
また、近年、車両規定枠内にて室内空間をできるだけ大きく確保する目的から内燃機関空間の縮小化が求められ、かつ、排気管、ウォータポンプ等の補機装置が車両用交流発電機１００周辺に密集される傾向にあり、車両用交流発電機１００の着脱スペースが少なくなってしまう。そこで、車両用交流発電機１００の着脱が一層困難となり、簡易にブラシ交換できなくなるという不具合もあった。
【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、車両運転者がブラシ摩耗限界に達する直前に認識でき、発電不良やバッテリの充電不良の発生前にブラシ交換を簡易におこなうことができる車両用交流発電機のブラシ摩耗検出システムを得ることを目的とする。
【００１３】
【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のブラシ摩耗検知システムは、ケースと、このケースに回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに固着されて該ケース内に配設され、電流が流されて磁束を発生する回転子コイルおよび該回転子コイルに発生する磁束により着磁される複数の磁極を有する回転子と、この回転子の外周側を覆うように上記ケースに取り付けられ、該回転子による回転磁界によって起電力を発生する固定子巻線を有する固定子と、上記シャフトの一端部に軸心方向に離間して、かつ、該シャフトと共に回転可能に配設され、上記回転子コイルを介して電気的に直列に接続される一対の給電部材と、上記一対の給電部材の径方向外側に位置するように上記ケース内に配設されたブラシ保持装置と、上記ケース内に配設され、上記固定子巻線の起電力を整流出力する整流器と、上記ケース内に配設され、上記固定子巻線の起電力の大きさを調整する電圧調整器とを備え、
上記ブラシ保持装置は、上記シャフトの軸心と直交する穴方向とする一対のブラシ挿入穴が上記シャフトの軸心方向に離間して穿設されたブラシホルダ部と、このブラシホルダ部の頭部に着脱可能に装着されて上記一対のブラシ挿入穴を塞口する蓋と、上記各ブラシ挿入穴内に穴方向に移動自在に収納された一対のブラシと、上記ブラシの入出力端子となる一対のブラシターミナルと、一端を上記ブラシの一端部に連結され、他端を上記ブラシターミナルに連結された一対のリードワイヤと、上記各ブラシ挿入穴内に配設され、上記各ブラシの他端側を上記シャフト側に付勢して上記給電部材に弾接させる導電性の弾性部材と、上記一対のブラシ挿入穴の少なくとも一方に配設され、上記ブラシが所定量摩耗したときに上記弾性部材と接する接点を有する摩耗検出ターミナルとを有し、
開口が上記ブラシホルダ部の径方向外側に上記蓋を露出させるように上記ケースに設けられている車両用交流発電機と、
上記弾性部材と上記接点との接触により上記ブラシの摩耗を報知する第１のランプとを備え、
上記固定子巻線の相電圧をモニターし、上記車両用交流発電機の無発電状態を検知する第１の制御部と、上記整流器の出力をモニターし、上記車両用交流発電機の過電圧状態を検知する第２の制御部と、上記接点を介して上記回転子コイルに流れる電流の分流をモニターし、上記ブラシの摩耗を検知する第３の制御部とを備え、上記第１および第２の制御部がそれぞれ上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を検知したときに、上記第１のランプを点灯させて上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を報知し、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときに、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知するものである。
【００２１】
また、この発明に係る車両用交流発電機のブラシ摩耗検知システムは、ケースと、このケースに回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに固着されて該ケース内に配設され、電流が流されて磁束を発生する回転子コイルおよび該回転子コイルに発生する磁束により着磁される複数の磁極を有する回転子と、この回転子の外周側を覆うように上記ケースに取り付けられ、該回転子による回転磁界によって起電力を発生する固定子巻線を有する固定子と、上記シャフトの上記ケースから延出する一端部に軸心方向に離間して、かつ、該シャフトと共に回転可能に配設され、上記回転子コイルを介して電気的に直列に接続される一対の給電部材と、上記一対の給電部材の径方向外側に位置するように上記ケースの外端面に着脱可能に配設されたブラシ保持装置と、上記固定子巻線の起電力を整流出力する整流器と、上記固定子巻線の起電力の大きさを調整する電圧調整器とを備え、
上記ブラシ保持装置は、上記シャフトの軸心と直交する穴方向とする一対のブラシ挿入穴が上記シャフトの軸心方向に離間して穿設されたブラシホルダ部と、このブラシホルダ部の頭部に着脱可能に装着されて上記一対のブラシ挿入穴を塞口する蓋と、上記各ブラシ挿入穴内に穴方向に移動自在に収納された一対のブラシと、上記ブラシの入出力端子となる一対のブラシターミナルと、一端を上記ブラシの一端部に連結され、他端を上記ブラシターミナルに連結された一対のリードワイヤと、上記各ブラシ挿入穴内に配設され、上記各ブラシの他端側を上記シャフト側に付勢して上記給電部材に弾接させる導電性の弾性部材と、上記一対のブラシ挿入穴の少なくとも一方に配設され、上記ブラシが所定量摩耗したときに上記弾性部材と接する接点を有する摩耗検出ターミナルとを有し、
カバーが上記ブラシ保持装置を内包するように上記シャフトの軸心方向から上記ケースの外壁面に着脱可能に取り付けられている車両用交流発電機と、
上記弾性部材と上記接点との接触により上記ブラシの摩耗を報知する第１のランプとを備え、
上記固定子巻線の相電圧をモニターし、上記車両用交流発電機の無発電状態を検知する第１の制御部と、上記整流器の出力をモニターし、上記車両用交流発電機の過電圧状態を検知する第２の制御部と、上記接点を介して上記回転子コイルに流れる電流の分流をモニターし、上記ブラシの摩耗を検知する第３の制御部とを備え、上記第１および第２の制御部がそれぞれ上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を検知したときに、上記第１のランプを点灯させて上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を報知し、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときに、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知するものである。
【００２４】
また、上記第１の制御部が上記車両用交流発電機の無発電状態を未検知し、上記第２の制御部が上記車両用交流発電機の過電圧状態を未検知し、かつ、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときにのみ、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知するものである。
【００２５】
また、上記第１の制御部が上記車両用交流発電機の無発電状態を検知し、かつ、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときにのみ、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知するものである。
【００２６】
また、上記第１、第２および第３の制御部が上記電圧調整器に組み込まれているものである。
【００３０】
【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のリヤブラケット内部をフロント側から見た斜視図、図２は図１に示されるリヤブラケットを矢印Ａ方向から見た斜視図、図３は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ブラシ保持装置を示す斜視図、図４は図３に示されるブラシ保持装置の蓋を取り外した状態を示す斜視図、図５は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ブラシ周りを示す構成図、図６は図５に示されるブラシ周りを矢印Ｃ方向から見た斜視図、図７は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ブラシ周りを示す斜視図、図８は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ブラシとスプリングとの関係を説明する図、図９は図４のブラシ保持装置を矢印Ｂ方向から見た上面図、図１０はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を搭載した車両の電気回路図である。
なお、図５乃至図７は一方のブラシが摩耗状態、他方のブラシが未摩耗状態を示し、図９はブラシおよび電圧調整器の未装着状態を示している。
【００３１】
図３乃至図９において、ブラシ保持装置４０は、ブラシホルダ部４２、環状のシャフト挿入部４３、回路収納部４４およびコネクタ部４５等が絶縁性樹脂で一体に成型されたボディ４１を備えている。そして、ブラシホルダ部４２がシャフト挿入部４３の外周部から径方向に延設され、回路収納部４４がブラシホルダ部４２の軸心方向一側（リヤ側）に形成され、コネクタ部４５がブラシホルダ部４２の周方向一側に形成されている。このボディー４１には、導体群（図示せず）がインサート成型されている。そして、導体群は、ボディ４１に取り付けられる各要素間の配線を構成すると共に、コネクタ部４５内に突出して外部との接続端子（例えば、Ｑ端子、Ｌ端子、Ｓ端子）を構成し、必要部分では露出して整流器１２との電気接合部としての接続端子４６等を構成している。
【００３２】
ブラシホルダ部４２には、一対のブラシ挿入穴４２ａが、シャフト挿入部４３の軸心方向に並んで、それぞれ穴中心をシャフト挿入部４３の軸心と直交させて、シャフト挿入部４３と外部とを連通するように形成されている。そして、蓋４２ｂがブラシホルダ部４２の頭部に着脱可能に嵌着され、両ブラシ挿入穴４２ａの反シャフト挿入部側の開口を塞口している。各ブラシ挿入穴４２ａは、穴中心に直交する断面における穴形状が、長方形（短辺長さ：Ｅ’、長辺長さ：Ｆ’）の両長辺中央部に、該長方形の中心を円中心とする直径Ｄ’の円弧部を有する内形形状に構成されている。そして、Ｅ’、Ｆ’およびＤ’は後述するＥ、ＦおよびＤに対し僅かに大きく設定されている。
また、一対のターミナル４７がその一端を各ブラシ挿入穴４２ａの反シャフト挿入部側の開口縁部に延出するようにインサート成型されている。さらに、摩耗検出ターミナル４８がフック型形状に成形された接点４８ａをブラシ挿入穴４２ａの直径Ｄ’の円弧部中央からブラシ挿入穴４２ａ内に延出するようにインサート成型されている。この接点４８ａの延出長さｄは、ｄ＜（Ｄ’-Ｅ’）／２に設定され、この接点４８ａのブラシ挿入穴４２ａの深さ方向位置は、ブラシ５０の摩耗限界線５０ｘからの残寸法が例えば２ｍｍとなったときにブラシの摩耗を検知できるように設定されている。
【００３３】
なお、一方のターミナル４７の他端は整流器１２の出力端に電気的に接続され、他方のターミナル４７の他端は電圧調整器１８のＦ端子に電気的に接続される。また、摩耗検出ターミナル４８は、コネクタ部４５のＱ端子に電気的に接続される。
【００３４】
ブラシ５０は、銅粉末と黒鉛との混練材を加圧成形して作製されている。このブラシ５０は、長さ方向に直交する断面を長方形とする略直方体形状（長さ：ａ、断面の短辺長さ：Ｅ、断面の長辺長さ：Ｆ）に形成されている。また、各ブラシ５０の一側面に、摩耗限界線５０ｘが付されている。そして、軟性撚線銅条からなるリードワイヤ５１がブラシ５０の加圧成型時にその一端をブラシ５０の後端部中央に埋設固定されている。また、例えばシリコーンゴム製の可撓性チューブ５２がリードワイヤ５１に装着されている。また、弾性部材としてのスプリング５３は、ステンレス鋼製の円筒圧縮コイルバネで構成され、その直径Ｄが、Ｅ＜Ｄ＜Ｆとなっている。そして、Ｌ字状の金属製のブラシターミナル５４がスプリング５３内を通されたリードワイヤ５１の他端に半田付けや溶接により接続されている。これにより、スプリング５３がブラシ５０とブラシターミナル５４との間に縮設され、リードワイヤ５１がスプリング５３のバネ力により緊張され、ブラシ５０、リードワイヤ５１、可撓性チューブ５２、スプリング５３およびブラシターミナル５４が図７に示されるように一体化される。
【００３５】
このようにスプリング５３、ブラシターミナル５４等と一体化されたブラシ５０が、ブラシホルダ部４２の各ブラシ挿入穴４２ａ内に挿入され、ねじ４９によりブラシターミナル５４をターミナル４７に締着固定して、ブラシホルダ部４２に装着されている。
また、電圧調整器１８がヒートシンク１７を回路収納部４４に嵌着、固定して、回路収納部４４内に収納されている。この時、電圧調整器１８の各端子とボディ４１にインサート成型された導体群の端子とが電気的に結線されている。
【００３６】
このように構成されたブラシ保持装置４０は、図１および図２に示されるように、シャフト挿入部４３の軸心がリヤブラケット２Ａの軸心位置を採るようにリヤブラケット２Ａの内壁面に締着固定される。この時、ブラシホルダ部４２のブラシ挿入穴４２ａの穴方向は径方向に一致し、ブラシホルダ部４２の頭部が、リヤブラケット２Ａに形成された開口２ａから露出し、コネクタ部４５がリヤブラケット２Ａに形成された開口２ｂ内に位置している。
なお、この実施の形態１による車両用交流発電機は、リヤブラケット２およびブラシ保持装置２９に代えてリヤブラケット２Ａおよびブラシ保持装置４０を用い点を除いて、従来の車両用交流発電機１００と同様に構成されている。
【００３７】
このように構成された車両用交流発電機においては、ブラシ５０の先端面が、ブラシ５０とブラシターミナル５４との間に縮設されているスプリング５３のばね力により、スリップリング９に当接し、電流がブラシ５０およびスリップリング９を介して回転子コイル１３に供給される。そして、シャフト６の回転により、ブラシ５０がスリップリング９上を摺動し、摩耗する。
この時、スプリング５３がブラシ５０の摩耗に追従して伸長し、ブラシ５０のスリップリング９に対する押圧荷重が確保され、ブラシ５０がスリップリング９上を安定して摺動する。また、ブラシ５０とブラシターミナル５４との距離がスプリング５３の収縮分リードワイヤ５１の長さに対して短くなっており、リードワイヤ５１が撓んでスプリング５３内に納まっている。そして、リードワイヤ５１がスプリング５３の伸長に追従して伸長し、スプリング５３の伸長動作が安定して確保される。
そして、ブラシ５０が摩耗限界に達する直前で、スプリング５３が接点４８ａに当接し、ブラシ摩耗限界直前が検知される。
その後、スプリング５３はブラシ５０の更なる摩耗に追従して接点４８ａと反対側が伸長して、スプリング５３のブラシ側が斜めとなってブラシ５０を押圧し、ブラシ５０の摩耗限界までブラシ５０に対する押圧荷重が確保される。
【００３８】
ついで、この車両用交流発電機におけるブラシ交換作業について説明する。
まず、開口２ａから蓋４２ｂを取り外し、ねじ４９を取り外してブラシターミナル５４とターミナル４７との固定を解除する。ついで、ブラシターミナル５４を持ってブラシ５０を径方向にブラシ挿入穴４２から引き抜く。そして、スプリング５３、ブラシターミナル５４等と一体化された新たなブラシ５０を、開口２ａからブラシ挿入穴４２ａ内に挿入し、ねじ４９によりブラシターミナル５４をターミナル４７に締着固定する。その後、蓋４２ｂをブラシホルダ部４２の頭部に嵌着して、ブラシ５０の交換が完了する。
【００３９】
つぎに、この車両用交流発電機を搭載した車両における動作について図１０乃至図１２を参照しつつ説明する。なお、図１０において、１０１はこの実施の形態１による車両用交流発電機であり、２５および２６はそれぞれ車両の運転席メータ内に設置される充電ランプ（第２のランプ）およびブラシ摩耗報知ランプ（第１のランプ）である。
【００４０】
車両においては、キースイッチ２４をキーに差し込み、キースイッチ２４を回すことでスタータ（図示せず）を駆動し、エンジンが駆動される。
そして、電流がバッテリ２７からブラシ５０およびスリップリング９を介して回転子コイル１３に供給され、磁束が発生される。この磁束により、第１のポールコア２０の第１の爪状磁極２２がＮ極に着磁され、第２のポールコア２１の第２の爪状磁極２３がＳ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４を介してシャフト６に伝達され、回転子７が回転される。そこで、固定子巻線１６に回転磁界が与えられ、固定子巻線１６に起電力が発生する。この交流の起電力が整流器１２を通って直流に整流され、バッテリ２７に充電され、電気負荷２８に供給される。
【００４１】
ここで、電圧調整器１８は、図１１に示されるように、第１、第２および第４の制御部６１、６２、６４からなる制御部６０を備えている。そして、第１の制御部６１は、Ｐ端子を介して固定子巻線１６の相電圧（Ｅp）をモニターし、相電圧が０ｖの時に充電ランプ２５を点灯し、運転者にエンジンが停止していることを報知する。また、第２の制御部６２は、Ｂ端子を介して整流器１２の出力電圧（Ｅout）をモニターし、該出力電圧が第２の設定電圧（Ｅ2）を越えているか否かを判断し、該出力電圧が第２の設定電圧を超えている場合に充電ランプ２５を点灯させ、運転者に過電圧（異常）を報知する。さらに、第４の制御部６４は、Ｂ端子を介して整流器１２の出力電圧（Ｅout）をモニターし、該出力電圧が第１の設定電圧（Ｅ1）となるように回転子コイル１３への通電を制御する。なお、１２ｖ系の車両用交流発電機の場合、Ｅ1≒１４ｖ、Ｅ2≒１６ｖに設定されている。
【００４２】
ついで、図１２のフローを参照しつつ電圧調整器の制御部の動作およびブラシ摩耗検知動作を説明する。
まず、ステップ２００において、キースイッチ２４がオンされているか否かを判定する。この時、Ｌ端子に電圧が印加されていないと、キースイッチ２４がオフされていると判定し、ステップ２０１に進み、トランジスタＴr1、Ｔr2をオフする。また、Ｌ端子に電圧が印加されていると、キースイッチ２４がオンされていると判定し、ステップ２０２に進む。
ステップ２０２において、Ｐ端子を介してモニターされている固定子巻線１６の相電圧（Ｅp）が０ｖか否かを判定する。そして、相電圧が０ｖの時に、ステップ２０３に進み、トランジスタＴｒ2をオンして充電ランプ２５を点灯させる。これにより、運転者は、発電機が無発電状態であること、即ちエンジンが停止していることを確認できる。
また、ステップ２０２で相電圧が０vでないと判定されると、ステップ２０４に進む。ステップ２０４では、Ｂ端子を介して整流器１２の出力電圧（Ｅout）をモニターし、該出力電圧（Ｅout）が第２の設定電圧（Ｅ2）以上であるか否かを判定する。そして、出力電圧が第２の設定電圧以上であると、ステップ２０５に進み、トランジスタＴｒ2をオンして充電ランプ２５を点灯させる。これにより、運転者は運転車両の異常（過電圧）を確認できる。一方、ステップ２０４で出力電圧が第２の設定電圧未満であると判定されると、ステップ２０６に進み、トランジスタＴｒ2をオフして充電ランプ２５を消灯させる。これにより、運転者は運転車両が正常であることを確認できる。
【００４３】
また、ステップ２０７において、Ｂ端子を介して整流器１２の出力電圧（Ｅout）をモニターし、該出力電圧（Ｅout）が第１の設定電圧（Ｅ1）未満となっているか否かを判定する。そして、出力電圧が第１の設定電圧未満の場合に、トランジスタＴｒ1をオンし（ステップ２０８）、第１の設定電圧以上となった場合にトランジスタＴｒ1をオフして（ステップ２０９）、回転子コイル１３への通電を制御している。これにより、整流器１２の出力電圧が一定となるように制御される。
【００４４】
また、ブラシ５０が摩耗し、スプリング５３が接点４８ａに接すると、スイッチＳＷ1が閉成される。そして、回転子コイル１３に通電されている電流の一部がスプリング５３、検出ターミナル４８およびＱ端子を介してブラシ摩耗報知ランプ２６に流れ、ブラシ摩耗報知ランプ２６が点灯される。これにより、運転者は、ブラシ５０を交換する必要があることを確認できる。そして、上記手順に従い、ブラシ交換を行うことになる。
【００４５】
このように、この実施の形態１によれば、車両用交流発電機１０１の外部からリヤブラケット２Ａの開口２ａを利用して、ブラシ５０をブラシ挿入穴４２に径方向に抜き差ししてブラシ交換が行える。そこで、車両用交流発電機１０１を車両外に持ち出し、分解する必要がないので、ブラシ交換作業が極めて単純なものとなり、車両走行を再び開始するまでの時間を極めて短くすることができる。また、ブラシ交換スペースも少なくて済み、車両規定枠内にて室内空間をできるだけ大きく確保しようとする要求を充分に満たすことができる。
【００４６】
また、リードワイヤ５１がブラシ５０の後端部中央に連結され、かつ、可撓性チューブ５２内に挿通されているので、リードワイヤ５１がスプリング５３内で撓み、かつ、リードワイヤ５１の撚線のほつれが可撓性チューブ５２により阻止され、リードワイヤ５１とスプリング５３との絡まりが防止される。これにより、リードワイヤ５１の切断事故が未然に防止され、リードワイヤ５１を介しての回転子コイル１３への通電が確保され、車両用交流発電機の信頼性が向上される。同様に、切断されたリードワイヤ５１の撚線が接点４８ａに接することに起因するブラシ摩耗の誤検出が防止される。
また、可撓性チューブ５２がシリコーンゴムで作製されているので、可撓性チューブ５２に伸縮性が付与され、スプリング５３内で撓んでいるリードワイヤ５１の広がりが抑えられる。そこで、リードワイヤ５１とスプリング５３との絡まりが確実に防止される。
【００４７】
また、スプリング５３が円筒圧縮コイルバネにより作製されているので、スプリング５３の回動に拘わらずスプリング５３のバネ力が安定してブラシ５０に作用する。これにより、ブラシ５０の片べりが抑えられ、ブラシ５０がスリップリング９上を安定して摺動する。また、スプリング５３と接点４２ａとの接触時の衝撃がスプリング５３のバネ力により緩和され、ブラシ５０への押圧加重が接点４２ａに接触後も確保される。
また、スプリング５３がリードワイヤ５１により連結されたブラシ５０とブラシターミナル５４との間に縮設されているので、スプリング５３のバネ力が安定してブラシ５０に作用できる。さらに、ブラシ５０、リードワイヤ５１、スプリング５３およびブラシターミナル５４が一体化され、ブラシ５０の交換作業が簡易となる。
また、スプリング５３がステンレス製の圧縮コイルばねにより作製されているので、スプリング５３は優れた耐食性を有し、スプリング５３によるバネ力およびブラシ摩耗検知時におけるスプリング５３の通電性が長期に安定して確保される。
【００４８】
また、スプリング５３の外径Ｄがブラシ５０の短辺Ｅより大きく形成され、かつ、検出ターミナル４８の接点４８ａがブラシ５０の長辺の外側に配設されているので、ブラシ５０と接点４８ａとの接触が回避され、ブラシ摩耗限界の誤検出が防止される。
また、ブラシ挿入穴４２ａの穴形状が、長方形（短辺長さ：Ｅ’、長辺長さ：Ｆ’）の両長辺中央部に、該長方形の中心を円中心とする直径Ｄ’の円弧部を有する内形形状に形成されている。そして、Ｅ’、Ｆ’およびＤ’はＥ、ＦおよびＤに対し僅かに大きく設定されている。そこで、ブラシ５０はブラシ挿入穴４２ａの長方形の４隅に案内されてブラシ挿入穴４２ａ内をスムーズに移動できる。同様に、スプリング５３はブラシ挿入穴４２ａの直径Ｄ’の円弧部に案内されてブラシ挿入穴４２ａ内をスムーズに移動できる。これにより、外部振動に起因するブラシ５０およびスプリング５３の位置ずれが防止される。
また、ブラシ５０が銅粉末と黒鉛との混合物により作製されているので、ブラシ５０とスリップリング９との摺動が円滑に行われ、かつ、該摺動部の電気的抵抗を小さくすることができる。
【００４９】
また、この実施の形態１によるブラシ摩耗検知システムでは、車両用交流発電機１０１を搭載し、スプリング５３と接点４８ａとの接触によりブラシ摩耗報知ランプ２６を点灯するようにしているので、運転者がブラシ５０の摩耗を目視確認でき、速やかにブラシ交換が行える。そこで、発電不良に起因する車両走行不能の発生やバッテリ２７の放電を未然に防止することができる。
また、ブラシ５０の摩耗限界線５０ｘから残寸法２ｍｍの位置でブラシ５０の摩耗を検知しているので、車両は検知後約３万ｋｍ程度走向可能となる。そこで、ブラシ５０の摩耗検知からブラシ交換まで充分な時間があり、発電不良に起因する車両走行不能の発生やバッテリの放電を確実に防止することができる。
【００５０】
なお、上記実施の形態１では、シリコーンゴム製の可撓性チューブ５２を用いるものとしているが、可撓性チューブ５２の材料はシリコーンゴムに限定されるものではなく、可撓性を有する材料であればよく、例えばフッ素ゴムを用いることができる。
また、上記実施の形態１では、ステンレス製のスプリング５３を用いるものとしているが、スプリング５３の材料はステンレス鋼に限定されるものではなく、バネ製を有する金属材料であればよく、例えば炭素鋼を用いることができる。
【００５１】
実施の形態２．
この実施の形態２では、図１３に示されるように、スイッチＳＷ1からＱ端子までの配線経路に抵抗Ｒが挿入されている。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。
【００５２】
この実施の形態２によれば、スプリング５３が接点４８ａに接し、スイッチＳＷ1が閉成されると、回転子コイル１３に流れている電流の一部が分流してブラシ摩耗報知ランプ２６に流れる。この時、抵抗ＲがスイッチＳＷ1からＱ端子までの配線経路に直列に挿入されているので、該配線経路への流入電流が低減され、回転子コイル１３への通電電流量が安定して確保される。また、該配線経路への流入電流が弱電流となるので、スイッチＳＷ1の閉成時に、スパークやアークの発生が起こらず、接点４８ａの損傷が抑えられ、信頼性が向上される。
【００５３】
ここで、車両用交流発電機１０１が１２ｖ系とした場合、接点４８ａが閉成時、回転子コイル１３を流れる電流の一部が分流して接点４８ａを介して流れる電流路の抵抗値を回転子コイル１３の抵抗値の５倍に設定すれば、スイッチＳＷ１の閉成時に、スパークやアークの発生を確実に防止できるが確認されている。そこで、抵抗Ｒは、接点４８ａの閉成時に接点４８ａを介して流れる電流路の抵抗値が、回転子コイル１３の抵抗値の５倍以上となるように設定することが望ましい。
【００５４】
実施の形態３．
図１４はこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機を搭載した車両の電気回路図、図１５は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ブラシ周りを示す斜視図、図１６は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電圧調整器の制御部を示すブロック図、図１７は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電圧調整器の制御部の動作を説明するフロー図である。
【００５５】
図１４乃至図１６において、この車両用交流発電機１０２は、電圧調整器１８Ａの制御部６０Ａが、第１乃至第４の制御部６１〜６４で構成されている。そして、摩耗検出ターミナル４８の端子４８ｂがブラシ保持装置４０の回路収納部４４内に延出し、電圧調整器１８ＡのＱ端子に半田付け等により接合されている。また、第３の制御部６３は、Ｑ端子を介してスイッチＳＷ1の閉成時に流れる電流をモニターし、電流がＱ端子を介して入力されると、充電ランプ２５を点滅させ、ブラシ５０を交換する必要があることを運転者に報知する。
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。
【００５６】
ついで、図１７のフローを参照しつつ電圧調整器の制御部の動作を説明する。まず、ステップ３００において、キースイッチ２４がオンされているか否かを判定する。この時、Ｌ端子に電圧が印加されていないと、キースイッチ２４がオフされていると判定し、ステップ３０１に進み、トランジスタＴr1、Ｔr2をオフする。また、Ｌ端子に電圧が印加されていると、キースイッチ２４がオンされていると判定し、ステップ３０２に進む。
ステップ３０２において、Ｐ端子を介してモニターされている固定子巻線１６の相電圧（Ｅp）が０ｖか否かを判定する。そして、相電圧が０ｖの時に、ステップ３０３に進み、トランジスタＴｒ2をオンして充電ランプ２５を点灯させる。これにより、運転者は、発電機が無発電状態であること、即ちエンジンが停止していることを確認できる。
また、ステップ３０２で相電圧が０vでないと判定されると、ステップ３０４に進む。ステップ３０４では、Ｂ端子を介して整流器１２の出力電圧（Ｅout）をモニターし、該出力電圧（Ｅout）が第２の設定電圧（Ｅ2）以上であるか否かを判定する。そして、出力電圧が第２の設定電圧以上であると、ステップ３０５に進み、トランジスタＴｒ2をオンして充電ランプ２５を点灯させる。これにより、運転者は運転車両の異常（過電圧）を確認できる。
【００５７】
一方、ステップ３０４で出力電圧が第２の設定電圧未満であると判定されると、ステップ３０６に進む。ステップ３０６において、Ｑ端子から入力される電流の有無をモニターし、電流がＱ端子から入力されると、スイッチＳＷ１がオンされたと判定し、ステップ３０７に進む。そして、ステップ３０７で、トランジスタＴr2をパルス列状にオン・オフし、充電ランプ２５を点滅させ、ブラシ５０を交換する必要があることを運転者に報知する。一方、ステップ３０６において、電流がＱ端子から入力されていないと、ステップ３０８に進み、トランジスタＴr2をオフし、充電ランプ２５を消灯する。
【００５８】
また、ステップ３０９において、Ｂ端子を介して整流器１２の出力電圧（Ｅout）をモニターし、該出力電圧（Ｅout）が第１の設定電圧（Ｅ1）未満となっているか否かを判定する。そして、出力電圧が第１の設定電圧未満の場合に、トランジスタＴｒ1をオンし（ステップ３１０）、第１の設定電圧以上となった場合にトランジスタＴｒ1をオフして（ステップ３１１）、回転子コイル１３への通電を制御している。これにより、整流器１２の出力電圧が一定となるように制御される。
【００５９】
この実施の形態３によれば、充電ランプ２５は、車両のエンジンが停止しているときに点灯し、走行時に消灯している。また、走行時に、過電圧が発生した場合に、充電ランプ２５が点灯し、車両の異常を運転者に報知する。さらに、正常走行時にブラシ摩耗によりスイッチＳＷ１が閉成すると、充電ランプ２５が点滅され、ブラシ交換を運転者に報知する。
そして、走行時（Ｅp≠０ｖ）に、過電圧検知（ステップ３０４）およびブラシ摩耗検知（ステップ３０６）を行うようにしているので、キースイッチ２４をオンしたときに、充電ランプ２５が点灯することにより、充電ランプ２５が正常であることを判断できる。つまり、ブラシ摩耗によりスイッチＳＷ１が閉成していても、充電ランプ２５は点滅されず、点灯することになる。
【００６０】
また、この実施の形態３によれば、無発電あるいは過電圧状態を充電ランプ２５の点灯で報知し、ブラシ摩耗検知を充電ランプ２５の点滅で報知している。そこで、充電ランプ２５を点灯もしくは点滅させることにより、過電圧状態（あるいは無発電状態）とブラシ摩耗検知とを区別して報知しているので、ランプの共用化ができ、上記実施の形態１で必要であったブラシ摩耗報知ランプ２６を省略でき、車両側ハーネスの簡素化が図られる。
さらに、発電機の無発電状態を診断する第１の制御部６１、発電機の過電圧状態を診断する第２の制御部６２、ブラシ摩耗限界直前を検知する第３の制御部６３および発電機の出力電圧を一定にする第４の制御部６４を構成する電気回路が電圧調整器１８Ａに組み込まれているので、電気回路の構成が容易となり、小型化が図られる。
【００６１】
実施の形態４．
上記実施の形態３では、摩耗検知ターミナル４８が回転子コイル１３の入力側に配置するものとしているが、この実施の形態４では、図１８に示されるように、摩耗検知ターミナル４８を回転子コイル１３の出力側に配置し、ブラシ５０の摩耗限界直前をＳＷ２の閉成により検知するものとしている。
従って、この実施の形態４においても、上記実施の形態３と同様に効果が得られる。
【００６２】
実施の形態５．
上記実施の形態３では、摩耗検知ターミナル４８が回転子コイル１３の入力側に配置するものとしているが、この実施の形態５では、図１９に示されるように、摩耗検知ターミナル４８を回転子コイル１３の入力側および出力側に配置し、かつ、ＳＷ１およびＳＷ２の閉成時に流れる電流をＱ１端子およびＱ２端子からＯＲ回路５５を介して入力するようにし、第４の制御部６４によりブラシ摩耗を検知するものとしている。
【００６３】
この実施の形態５では、一対のブラシ５０が均等に摩耗しないような場合においても、ＳＷ１およびＳＷ２の一方が閉成すれば充電ランプ２５が点滅して、ブラシ摩耗限界直前を運転者に報知できる。そこで、ブラシ摩耗限界直前が確実に報知され、発電不良やバッテリの充電不良の発生を防止することができる。
【００６４】
実施の形態６．
図２０はこの発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機を搭載した車両における制御部の動作を説明するフロー図である。
なお、この実施の形態６による車両の回路図は実施の形態３と同様である。
【００６５】
ここで、図２０のフローを参照しつつ電圧調整器の制御部の動作を説明する。
まず、ステップ４００において、キースイッチ２４がオンされているか否かを判定する。この時、Ｌ端子に電圧が印加されていないと、キースイッチ２４がオフされていると判定し、ステップ４０１に進み、トランジスタＴr1、Ｔr2をオフする。また、Ｌ端子に電圧が印加されていると、キースイッチ２４がオンされていると判定し、ステップ４０２に進む。
ステップ４０２において、Ｑ端子から入力される電流の有無をモニターし、電流がＱ端子から入力されると、スイッチＳＷ１がオンされたと判定し、メモリにフラッグを立て（ステップ４０３）、電流がＱ端子から入力されないと、スイッチＳＷ１がオフされていると判定し、メモリのフラッグを降ろす（ステップ４０４）。
【００６６】
また、ステップ４０５において、Ｐ端子を介してモニターされている固定子巻線１６の相電圧（Ｅp）が０ｖか否かを判定する。そして、相電圧が０ｖの時に、ステップ４０６に進み、メモリのフラッグが立っているか否かを判定する。そして、スタッグが立っていると、トランジスタＴｒ2をパルス列状にオン・オフして充電ランプ２５を点滅させ（ステップ４０７）、フラッグが降りていると、トランジスタＴｒ2をオンして充電ランプ２５を点灯させる（ステップ４０８）。これにより、運転者は、ブラシ摩耗限界直前を充電ランプ２５の点滅により確認でき、さらに発電機が無発電状態であること、即ちエンジンが停止していることを充電ランプ２５の点灯により確認できる。
【００６７】
また、ステップ４０５で相電圧が０vでないと判定されると、ステップ４０９に進む。ステップ４０９では、Ｂ端子を介して整流器１２の出力電圧（Ｅout）をモニターし、該出力電圧（Ｅout）が第２の設定電圧（Ｅ2）以上であるか否かを判定する。そして、出力電圧が第２の設定電圧以上であると、ステップ４０８に進み、トランジスタＴｒ2をオンして充電ランプ２５を点灯させる。これにより、運転者は運転車両の異常（過電圧）を確認できる。一方、ステップ４０９で、出力電圧が第２の設定電圧未満であると、ステップ４１０に進み、トランジスタＴｒ2をオフして充電ランプ２５を消灯させる。
【００６８】
また、ステップ４１１において、Ｂ端子を介して整流器１２の出力電圧（Ｅout）をモニターし、該出力電圧（Ｅout）が第１の設定電圧（Ｅ1）未満となっているか否かを判定する。そして、出力電圧が第１の設定電圧未満の場合に、トランジスタＴｒ1をオンし（ステップ４１２）、第１の設定電圧以上となった場合にトランジスタＴｒ1をオフして（ステップ４１３）、回転子コイル１３への通電を制御している。これにより、整流器１２の出力電圧が一定となるように制御される。
【００６９】
この実施の形態６では、充電ランプ２５は、車両のエンジンが停止しているときに点灯し、走行時に消灯している。また、走行時に、過電圧が発生した場合に、充電ランプ２５が点灯し、運転車両の異常を運転者に報知する。さらに、ブラシ摩耗によりスイッチＳＷ１が閉成すると、第３の制御部６３によりメモリにフラッグが立てられる。そして、車両のエンジン停止時にメモリにフラッグが立てられていると、充電ランプ２５が点滅され、ブラシ交換を運転者に報知する。
【００７０】
この実施の形態６によれば、ブラシ摩耗限界直前が第３の制御部６３により検知された場合、車両停止時にのみ、充電ランプ２５を点滅させて運転者に報知するようにしている。そこで、走行時に、充電ランプ２５が突然点滅して、運転者を驚かすこともなく、車両の安全走行が確保される。
【００７１】
実施の形態７．
図２１はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機を搭載する車両の回路図である。
図２１において、発電機外部制御手段としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）５６は、Ｌ端子からの制御信号を入力し、該制御信号が定常波信号の時に、充電ランプ２５をＬ端子に接続し、該制御信号がパルス列信号の時に、摩耗報知ランプ２６をＬ端子に接続するように機能する。また、電圧調整器１８Ａの第１の制御部６１は、相電圧が０ｖであることを判定したときにＬ端子を介してＥＣＵ５６に定常波信号を出力するとともに、トランジスタＴr2をオンするように構成されている。また、電圧調整器１８Ａの第２の制御部６２は、整流器１２の出力電圧が過電圧であることを判定したときにＬ端子を介してＥＣＵ５６に定常波信号を出力するとともに、トランジスタＴr2をオンするように構成されている。さらに、電圧調整器１８Ａの第３の制御部６３は、ＳＷ１の閉成を判定したときにＬ端子を介してＥＣＵ５６にパルス列信号を出力するとともに、トランジスタＴr2をオンするように構成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態３と同様に構成されている。
【００７２】
この実施の形態７では、第１の制御部６１が、相電圧が０ｖであることを判定したときにＬ端子を介してＥＣＵ５６に定常波信号を出力するとともに、トランジスタＴr2をオンする。そして、ＥＣＵ５６は、充電ランプ２５をＬ端子に接続する。そこで、充電ランプ２５が点灯し、エンジンの停止が運転者に報知される。
また、第２の制御部６２が、整流器１２の出力電圧が第２の設定電圧を超えたことを判定したときにＬ端子を介してＥＣＵ５６に定常波信号を出力するとともに、トランジスタＴr2をオンする。そして、ＥＣＵ５６は、充電ランプ２５をＬ端子に接続する。そこで、充電ランプ２５が点灯し、発電機の過電圧（異常）が運転者に報知される。
さらに、第３の制御部６３が、ＳＷ１が閉成されたことを判定したときにＬ端子を介してＥＣＵ５６にパルス列信号を出力するとともに、トランジスタＴr2をオンする。そして、ＥＣＵ５６は、摩耗報知ランプ２６をＬ端子に接続する。そこで、摩耗報知ランプ２６が点灯し、ブラシ摩耗限界直前が運転者に報知される。
【００７３】
従って、この実施の形態７においても、上記実施の形態３と同様の効果が得られる。
また、この実施の形態７によれば、ブラシ摩耗限界直前が摩耗報知ランプ２６の点灯により報知されるので、摩耗報知ランプ２６が突然点滅して運転者を驚かすようなこともなく、車両の安全走向が確保される。
【００７４】
実施の形態８．
図２２はこの発明の実施の形態８に係る車両用交流発電機を示す縦断面図である。
図２２において、回転子７がフロントブラケット１およびリヤブラケット２Ｂから構成されるケース３内にシャフト６を介して回転自在に装着され、固定子８が回転子７の外周側を覆うようにケース３の内壁面に固着されている。
シャフト６は、フロントブラケット１およびリヤブラケット２Ｂに回転自在に支持され、その他端がリヤブラケット２Ｂから延出している。そして、プーリ４がフロントブラケット１から延出するシャフト６の一端部に固着され、一対のスリップリング９がリヤブラケット２から延出するシャフト６の他端部に固着されている。
【００７５】
ブラシ保持装置４０は、シャフト挿入部４３の軸心が軸心位置を採るようにリヤブラケット２Ｂの外壁面に締着固定されている。そして、シャフト６の他端部がシャフト挿入部４３内に挿入され、一対のブラシ５０がスプリング５３の付勢力により一対のスリップリング９に当接され、電気的に接続される。また、整流器１２がシャフト６を挟んでブラシ保持装置４０と相対するようにリヤブラケット２Ｂの外壁面に締着固定されている。
さらに、リヤカバー５７が、シャフト６の軸心方向からブラシ保持装置４０および整流器１２を覆うようにリヤブラケット２Ｂの外壁面に締着固定されている。
【００７６】
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。そして、ブラシ摩耗限界直前の検知およびその報知については、上記実施の形態１と同様に行われるので、ここではその説明を省略する。
【００７７】
このように構成された車両用交流発電機１０３におけるブラシ交換について説明する。
まず、リヤカバー５７とリヤブラケット２Ｂとの締着を解除して、リヤカバー５７を取り外す。そして、ブラシ保持装置４０とリヤブラケット２Ｂとの締着を解除した後、ブラシ保持装置４０を軸方向に引き抜く。ついで、蓋４２ｂを取り外し、ねじ４９を取り外してブラシターミナル５４とターミナル４７との固定を解除する。そして、ブラシターミナル５４を持ってブラシ５０をブラシ挿入穴４２ａから引く抜く。ついで、スプリング５３、ブラシターミナル５４等と一体化されたブラシ５０をブラシ挿入穴４２ａ内に挿入し、ねじ４９によりブラシターミナル５４をターミナル４７に締着固定する。その後、蓋４２ｂをブラシホルダ部４２の頭部に嵌着する。
そして、ブラシ交換されたブラシ保持装置４０を軸方向からシャフト６に挿入し、リヤブラケット２Ｂに締着固定する。さらに、リヤカバー５７をリヤブラケット２Ｂに締着固定して、ブラシ交換が完了する。
【００７８】
従って、この実施の形態８においても、上記実施の形態１と同様に、ブラシ５０の摩耗限界直前がブラシ摩耗報知ランプ２６の点灯により運転者に報知されるので、速やかにブラシ交換が行え、発電不良に起因する車両走行不能の発生やバッテリ２７の放電を未然に防止することができる。
【００７９】
また、この実施の形態８によれば、リヤカバー５７を取り外し、ブラシ保持装置４０を軸方向に引き抜き、ブラシ交換されたブラシ保持装置４０を軸方向からシャフト６に装着し、リヤブラケット２Ｂに締着固定し、さらにリヤカバー５７をリヤブラケット２Ｂに締着固定して、ブラシ交換作業を行っている。そこで、車両用交流発電機の車両からの着脱および分解・組立を附随する従来装置に比べて、ブラシ交換作業が簡略化され、作業時間を短縮することができる。
【００８０】
なお、上記実施の形態８では、リヤブラケット２Ｂからブラシ保持装置４０を取り外して、ブラシ５０の交換を行うものとして説明しているが、リヤカバー５７を取り外し、ブラシ保持装置４０がリヤブラケット２Ｂに締着固定された状態で、蓋４２ｂを取り外し、ブラシ５０の交換を行うようにしてもよい。この場合、ブラシ保持装置４０の着脱作業が不要となり、作業時間をさらに短縮することができる。
また、上記実施の形態２〜７において、車両用交流発電機１０１、１０２に代えて車両用交流発電機１０３を用いてもよいことはいうまでもないことである。
【００８１】
【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、以下に記載されるような効果を奏する。
【００８９】
また、この発明によれば、ケースと、このケースに回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに固着されて該ケース内に配設され、電流が流されて磁束を発生する回転子コイルおよび該回転子コイルに発生する磁束により着磁される複数の磁極を有する回転子と、この回転子の外周側を覆うように上記ケースに取り付けられ、該回転子による回転磁界によって起電力を発生する固定子巻線を有する固定子と、上記シャフトの一端部に軸心方向に離間して、かつ、該シャフトと共に回転可能に配設され、上記回転子コイルを介して電気的に直列に接続される一対の給電部材と、上記一対の給電部材の径方向外側に位置するように上記ケース内に配設されたブラシ保持装置と、上記ケース内に配設され、上記固定子巻線の起電力を整流出力する整流器と、上記ケース内に配設され、上記固定子巻線の起電力の大きさを調整する電圧調整器とを備え、
上記ブラシ保持装置は、上記シャフトの軸心と直交する穴方向とする一対のブラシ挿入穴が上記シャフトの軸心方向に離間して穿設されたブラシホルダ部と、このブラシホルダ部の頭部に着脱可能に装着されて上記一対のブラシ挿入穴を塞口する蓋と、上記各ブラシ挿入穴内に穴方向に移動自在に収納された一対のブラシと、上記ブラシの入出力端子となる一対のブラシターミナルと、一端を上記ブラシの一端部に連結され、他端を上記ブラシターミナルに連結された一対のリードワイヤと、上記各ブラシ挿入穴内に配設され、上記各ブラシの他端側を上記シャフト側に付勢して上記給電部材に弾接させる導電性の弾性部材と、上記一対のブラシ挿入穴の少なくとも一方に配設され、上記ブラシが所定量摩耗したときに上記弾性部材と接する接点を有する摩耗検出ターミナルとを有し、
開口が上記ブラシホルダ部の径方向外側に上記蓋を露出させるように上記ケースに設けられている車両用交流発電機と、
上記弾性部材と上記接点との接触により上記ブラシの摩耗を報知する第１のランプとを備え、
上記固定子巻線の相電圧をモニターし、上記車両用交流発電機の無発電状態を検知する第１の制御部と、上記整流器の出力をモニターし、上記車両用交流発電機の過電圧状態を検知する第２の制御部と、上記接点を介して上記回転子コイルに流れる電流の分流をモニターし、上記ブラシの摩耗を検知する第３の制御部とを備え、上記第１および第２の制御部がそれぞれ上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を検知したときに、上記第１のランプを点灯させて上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を報知し、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときに、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知するので、運転者が第１のランプによりブラシ摩耗を認識し、発電不良やバッテリの充電不良の発生前にブラシ交換できるとともに、発電機の分解することなくブラシ交換が可能となり、車両走向を再び開始するまでの時間を短縮できる車両用交流発電機のブラシ摩耗検知システムが得られる。
【００９０】
また、この発明によれば、ケースと、このケースに回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに固着されて該ケース内に配設され、電流が流されて磁束を発生する回転子コイルおよび該回転子コイルに発生する磁束により着磁される複数の磁極を有する回転子と、この回転子の外周側を覆うように上記ケースに取り付けられ、該回転子による回転磁界によって起電力を発生する固定子巻線を有する固定子と、上記シャフトの上記ケースから延出する一端部に軸心方向に離間して、かつ、該シャフトと共に回転可能に配設され、上記回転子コイルを介して電気的に直列に接続される一対の給電部材と、上記一対の給電部材の径方向外側に位置するように上記ケースの外端面に着脱可能に配設されたブラシ保持装置と、上記固定子巻線の起電力を整流出力する整流器と、上記固定子巻線の起電力の大きさを調整する電圧調整器とを備え、
上記ブラシ保持装置は、上記シャフトの軸心と直交する穴方向とする一対のブラシ挿入穴が上記シャフトの軸心方向に離間して穿設されたブラシホルダ部と、このブラシホルダ部の頭部に着脱可能に装着されて上記一対のブラシ挿入穴を塞口する蓋と、上記各ブラシ挿入穴内に穴方向に移動自在に収納された一対のブラシと、上記ブラシの入出力端子となる一対のブラシターミナルと、一端を上記ブラシの一端部に連結され、他端を上記ブラシターミナルに連結された一対のリードワイヤと、上記各ブラシ挿入穴内に配設され、上記各ブラシの他端側を上記シャフト側に付勢して上記給電部材に弾接させる導電性の弾性部材と、上記一対のブラシ挿入穴の少なくとも一方に配設され、上記ブラシが所定量摩耗したときに上記弾性部材と接する接点を有する摩耗検出ターミナルとを有し、
カバーが上記ブラシ保持装置を内包するように上記シャフトの軸心方向から上記ケースの外壁面に着脱可能に取り付けられている車両用交流発電機と、
上記弾性部材と上記接点との接触により上記ブラシの摩耗を報知する第１のランプとを備え、
上記固定子巻線の相電圧をモニターし、上記車両用交流発電機の無発電状態を検知する第１の制御部と、上記整流器の出力をモニターし、上記車両用交流発電機の過電圧状態を検知する第２の制御部と、上記接点を介して上記回転子コイルに流れる電流の分流をモニターし、上記ブラシの摩耗を検知する第３の制御部とを備え、上記第１および第２の制御部がそれぞれ上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を検知したときに、上記第１のランプを点灯させて上記車両用交流発電機の無発電状態および過電圧状態を報知し、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときに、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知するので、運転者が第１のランプによりブラシ摩耗を認識し、発電不良やバッテリの充電不良の発生前にブラシ交換できるとともに、発電機の分解することなくブラシ交換が可能となり、車両走向を再び開始するまでの時間を短縮できる車両用交流発電機のブラシ摩耗検知システムが得られる。
【００９３】
また、上記第１の制御部が上記車両用交流発電機の無発電状態を未検知し、上記第２の制御部が上記車両用交流発電機の過電圧状態を未検知し、かつ、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときにのみ、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知するので、キースイッチのオン時に、第１のランプが点滅することがない。そこで、キースイッチのオン時に、第１のランプが点灯することにより、第１のランプが正常であることを確認できる。
【００９４】
また、上記第１の制御部が上記車両用交流発電機の無発電状態を検知し、かつ、上記第３の制御部が上記ブラシの摩耗を検知したときにのみ、上記第１のランプを点滅させて上記ブラシの摩耗を報知するので、車両走行時に、第１のランプが点滅して運転者を驚かすことがない。
【００９５】
また、上記第１、第２および第３の制御部が上記電圧調整器に組み込まれているので、電気回路の構成が容易となり、小型化が図られる。
【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のリヤブラケット内部をフロント側から見た斜視図である。
【図２】  図１に示されるリヤブラケットを矢印Ａ方向から見た斜視図である。
【図３】  この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用されるブラシ保持装置を示す斜視図である。
【図４】  図３に示されるブラシ保持装置の蓋を取り外した状態を示す斜視図である。
【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おけるブラシ周りを示す構成図である。
【図６】  図５に示されるブラシ周りを矢印Ｃ方向から見た斜視図である。
【図７】  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ブラシ周りを示す斜視図である。
【図８】  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ブラシとスプリングとの関係を説明する図である。
【図９】  図４のブラシ保持装置を矢印Ｂ方向から見た上面図である。
【図１０】  この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を搭載した車両の電気回路図である。
【図１１】  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電圧調整器の制御部を示すブロック図である。
【図１２】  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電圧調整器の制御部の動作を説明するフロー図である。
【図１３】  この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機を搭載した車両の電気回路図である。
【図１４】  この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機を搭載した車両の電気回路図である。
【図１５】  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ブラシ周りを示す斜視図である。
【図１６】  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電圧調整器の制御部を示すブロック図である。
【図１７】  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電圧調整器の制御部の動作を説明するフロー図である。
【図１８】  この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機を搭載した車両の電気回路図である。
【図１９】  この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機を搭載した車両の電気回路図である。
【図２０】  この発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機における電圧調整器の制御部の動作を説明するフロー図である。
【図２１】  この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機を搭載した車両の電気回路図である。
【図２２】  この発明の実施の形態８に係る車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【図２３】  従来の車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【図２４】  従来の車両用交流発電機のリヤブラケット内部をフロント側から見た斜視図である。
【図２５】  従来の車両用交流発電機に適用されるブラシ保持装置を示す斜視図である。
【図２６】  従来の車両用交流発電機に適用される回転子を示す斜視図である。
【図２７】  従来の車両用交流発電機を搭載した車両の電気回路図である。
【符号の説明】
２ａ  開口、３  ケース、６  シャフト、７  回転子、８  固定子、９  スリップリング（給電部材）、１２  整流器、１３  回転子コイル、１６  固定子巻線、１８、１８Ａ  電圧調整器、２５  充電ランプ（第２のランプ）、２６  ブラシ摩耗報知ランプ（第１のランプ）、４０  ブラシ保持装置、４２  ブラシホルダ部、４２ａ  ブラシ挿入穴、４２ｂ  蓋、４８  摩耗検出ターミナル、４８ａ  接点、５０  ブラシ、５１  リードワイヤ、５２  可撓性チューブ、５３  スプリング（弾性部材）５４  ブラシターミナル、５６  ＥＣＵ（外部制御手段）、５７  リヤカバー、６１  第１の制御部、６２  第２の制御部、６３  第３の制御部、１０１、１０２、１０３  車両用交流発電機。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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