(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子および回転子を収容するフレームと、このフレームに取り付けられ、出力電力を取り出す出力端子を有する整流回路と、前記出力端子との間に隙間を介して設けられて当該出力端子の周囲を絶縁保護する保護部材と、少なくとも前記整流回路を覆う位置に設けられたリヤカバーとを備えた車両用交流発電機において、
前記保護部材は筒型形状であって、その外周面の一部に、表面が湾曲した曲面形状を有する非円形形状のフランジを有し、
このフランジをフレームの対向面に形成された拘束用対向部に係合させることにより、保護部材が出力端子を軸中心として回転することを防止し、かつ
このフランジに、前記フレームの一部及び前記リヤカバーの縁の一部を係合させることにより、前記出力端子に沿った移動動作を拘束されるように前記保護部材の固定を行うと共に、
前記フランジは、その表面の角度が出力端子の軸に対して直角以外の角度で傾斜するように形成され、このフランジにリヤカバーを面接触させることで、フランジ表面の傾斜によって生じるリヤカバーの締め代によって、保護部材の回転が拘束され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、前記フランジには直線部が形成され、この直線部が前記拘束用対向部に係合す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もしくは２において、前記リヤカバーには、前記保護部材に対応する凹部が形成されており、この凹部の縁が前記保護部材のフランジ全体を外側から覆うことで、保護部材を外側から拘束することを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記リヤカバーは樹脂材料によって形成されてい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、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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用交流発電機からの出力電力の取り出しは、整流回路に設けられた出力端子を用いて行われる。例えば、特開平９−１０７６５４号公報に開示された車両用交流発電機においては、出力端子の周囲に絶縁保護を目的とした樹脂製のブッシングが取り付けられており、このブッシングを締め付け固定するナットと、さらにその外側に取り付けられる別のナットとにより、出力線の端部に設けられた端子を挟み込むことにより、出力線の取り付けを行っている。
【０００３】
しかし、このように樹脂製のブッシングをナットで締め付ける構造では、長年の使用によってブッシングが加圧方向に収縮する傾向があるため、締め付け用のナットがゆるみやすいという不都合があった。この不都合を回避する従来技術としては、特開平４−１６５９４９号公報に開示された発電機が知られている。この発電機では、出力電力を取り出すために設けられた整流回路の＋側ヒートシンク（放熱フィン）の一部を出力端子の一部に突出させ、出力端子に取り付けたナットをこの突出部分の端部に直接当接させる構造を有している。また、保護部材としての樹脂製のブッシングは、この突出部分を外周側から覆うように取り付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、整流回路の＋側ヒートシンクの一部を突出させて、その端部をナットに当接させる構造においては、その周辺に配置される出力端子の保護部材としてのブッシングの固定が容易でないという問題があった。例えば、ブッシングの脱落と回転を防止するために、ナットの一部あるいはナットによって締め付けられるワッシャの一部をブッシングに部分的に係合させてブッシングの固定を行う場合（同公報の第５図）には、ブッシングの変形によってナットに加わる圧力が変化し、ナットがゆるみやすいことに変わりはないため、ブッシングの好ましい固定方法とはいえない。また、ブッシングの外周面の一部に凸部を形成しておいて、この凸部を樹脂製の端子台に設けられた凹部に嵌合させてブッシングを固定する場合（同公報の第６図）には、各部品に凹部や凸部を形成する必要があるため、部品コストの増大につながり、量産を考えた場合には好ましい固定方法とはいえない。例えばブッシングと対向する端子台には、ブッシングの凸部と対向する内周面の一部に凹部を形成する必要があるが、型の抜き方向を考えると内周面に凹部を形成することは容易ではなく、型の形状ばかりでなく製造工程も複雑になって部品コストを上昇させることになる。
【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、出力端子の保護部材を容易に固定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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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、整流回路に設けられた出力端子の周囲を保護部材によって絶縁保護する場合に、整流回路とともにこの保護部材の一部をリヤカバーによって覆うことにより、この保護部材の固定を行っている。リヤカバーの内部から外部に向かって突出する出力端子の周囲に配置された保護部材は、その一部がリヤカバーの内部に位置するため、この部分を利用することにより、容易に保護部材の固定を行うことができる。
【０００７】
また、上述した出力端子に出力線を取り付ける固定部材の締め付けを保護部材を介さずに行うことが望ましい。出力線を取り付けるナット等の固定部材によって保護部材が締め付けられないため、長年の使用等によって保護部材が変形した場合の固定部材のゆるみを防止することができる。
【０００８】
また、保護部材の外周面の一部に係合部を形成し、この係合部にリヤカバーの縁の一部を係合させることによって保護部材の固定を行うことが望ましい。保護部材の外周面に係合部を形成することは、簡単な型形状の変更等によって対処することができるとともに、この係合部に対応するリヤカバーの縁形状の変更も容易であることから、製造が容易であって部品コストの上昇を抑えることが可能になる。
【０００９】
また、リヤカバーで保護部材の一部を覆うことにより、保護部材が出力端子に沿って移動することを拘束することが望ましい。出力端子に沿った移動を拘束することにより、出力端子に出力線を取り付ける固定部材によって保護部材を締め付けない場合であっても、保護部材が出力端子の周囲から脱落することを防止することができる。
【００１０】
また、リヤカバーで保護部材の一部を覆うことにより、出力端子を軸とした回転動作を拘束することが望ましい。回転方向の移動を拘束することができるため、保護部材に出力線の位置決め用の凹凸等が形成されている場合であっても、容易に回転方向の位置を設定することができ、保護部材の組み付け作業が容易となる。特に、保護部材の外周面に形成される係合部の係合面を出力端子の軸に対して直角以外の角度で交差するように形成することが望ましい。この係合面をリヤカバーに接触させることにより、保護部材が出力端子を軸として回転することが防止でき、回転方向の位置決めが容易となる。
【００１１】
また、整流回路が取り付けられるフレームの一部に、保護部材の回転動作を拘束する拘束用対向部を形成し、保護部材の外周面の一部をこの拘束用対向部に係合させることが望ましい。フレームの一部と保護部材の一部とを対向させることにより、保護部材が出力端子を軸として回転することを確実に防止することができ、回転方向の位置決めをさらに容易に行うことができる。
【００１２】
また、リヤカバーを樹脂材料によって形成することが望ましい。絶縁保護を目的として使用される保護部材は樹脂材料を用いて形成されるため、リヤカバーも樹脂材料を用いて形成することにより、これらの硬度が近い値となる。したがって、保護部材の当接面の振動等によって一方の部品のみが異常摩耗することを防止することができる。また、樹脂製のリヤカバーは、保護部材との接触面積を容易に拡大することができるため、
接触面の単位面積あたりの加圧力を下げることによって接触面の摩耗をさらに低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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、車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。図１に示す車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、ブラシ装置４、整流回路５、フレーム６、リヤカバー７、プーリ８等を含んで構成されている。
【００１５】
固定子２は、固定子鉄心２１と、この固定子鉄心２１に形成された複数個のスロット２２に所定の間隔で巻き回された三相の固定子巻線２３とを備えている。
【００１６】
回転子３は、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に巻き回した界磁巻線３１を、それぞれが６個の爪部を有するポールコア３２によって、シャフト３３を通して両側から挟み込んだ構造を有している。また、フロント側のポールコア３２の端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すために軸流式の冷却ファン３４が溶接等によって取り付けられている。同様に、リヤ側のポールコア３２の端面には、リヤ側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すために遠心式の冷却ファン３５が溶接等によって取り付けられている。
【００１７】
ブラシ装置４は、整流回路５から回転子３の界磁巻線に３１に励磁電流を流すためのものであり、回転子３のシャフト３３に形成されたフリップリング３６、３７のそれぞれに押圧するブラシ４１、４２を有する。
【００１８】
整流回路５は、三相の固定子巻線２３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力を得るためのものであり、配線用電極を内部に含む端子台５１と、それぞれに３個の整流素子が取り付けられた正極側の放熱フィン５２および負側の放熱フィン５３と、正極側の放熱フィン５２に取り付けられて出力電力を外部に取り出すために用いられる出力端子５４とを備えている。放熱フィン５２、５３に取り付けられた合計６個の整流素子によって、三相全波整流が行われる。また、出力端子５４の周囲には、絶縁保護を目的として保護部材としての樹脂製のブッシング９が備わっている。このブッシング９の詳細形状や取り付け構造の詳細については後述する。
【００１９】
フレーム６は、固定子２および回転子３を収容しており、回転子３がシャフト３３を中心に回転可能な状態で支持されているとともに、回転子３のポールコア３２の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子２が固定されている。また、フレーム６は、固定子鉄心２１の軸方向端面から突出した固定子巻線に対向した部分に冷却風の吐出窓６１が、軸方向端面に冷却風の吸入窓６２がそれぞれ設けられている。
【００２０】
リヤカバー７は、リヤ側のフレーム６の外側に取り付けられるブラシ装置４、整流回路５および図示しないＩＣレギュレータの全体を覆って、これらを保護するためのものである。本実施形態では、補強のために一部に鉄板がインサートされ、それ以外が樹脂材料で形成されたリヤカバー７が用いられている。
【００２１】
上述した構造を有する車両用交流発電機１は、ベルト等を介してプーリ８にエンジン（図示せず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に回転する。この状態で回転子３の界磁巻線３１に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア３２のそれぞれの爪部が励磁され、固定子巻線２３に三相交流電圧を発生させることができ、整流回路５の出力端子５４からは直流の出力電力が取り出される。
【００２２】
次に、出力端子５４の周囲に配置されたブッシング９の形状および取り付け構造の詳細について説明する。図２は、出力端子５４の周辺を出力端子５４の軸方向（長手方向）に切断した断面図である。また、図３はブッシング９の側面図である。図４は、ブッシング９の正面図である。図５は、ブッシング９を出力端子５４に取り付けた状態を示す斜視図である。図６は、ブッシング９に対応するリアカバー７の部分的な形状を示す斜視図である。
【００２３】
図２に示すように、出力端子５４は、その根元部近傍にローレットが形成されており、このローレットを正極側の放熱フィン５２の端部に設けられた貫通孔に通した後に金属製のナット５５で締め付けることにより、この放熱フィン５２への取り付けが行われる。ナット５５は、出力端子５４の軸方向に沿った長さが、ブッシング９の対向する部分の長さよりも長く設定されており、ブッシング９を取り付けた際にナット５５の一方の端面５６がブッシング９の端面９１よりも外側に突出するようになっている。このため、出力線９２を固定部材としてのナット９３によって端面５６に固定した際に、出力線９２と正極側の放熱フィン５２との間に金属材料で形成されたナット５５のみが介在することになり、樹脂材料を介在させた場合のような収縮等によるナット９３のゆるみを防止することができる。
【００２４】
ブッシング９は、出力端子５４を取り付けるために使用されるナット５５の外径とほぼ等しい内径寸法を有する筒型形状を有しており、その外周面の一部に、表面が湾曲した曲面形状を有するフランジ９３が形成されている。このフランジ９３は、非円形形状を有しており、リヤ側のフレーム６と対向する直線部９４が形成されている。この直線部９４の一部あるいは全部を、フレーム６の対向面に形成された拘束用対向部６３に係合させることにより、ブッシング９が出力端子５４を軸中心として回転することを防止することができる。特に、図４等に示すように、ブッシング９の端面９１に出力線９２の位置決めおよび回動防止用の溝部９５を形成した場合等においては、正確に取り付け角度を設定する必要があるため、上述した回転防止の手段は特に有効となる。
【００２５】
なお、本実施形態では、このような回転防止のためにブッシング９のフランジ９３の一部に直線部９４を形成したが、必ずしも直線部分を有する必要はなく、フランジ９３の一部あるいはフランジ９３以外の外周面の一部に、表面形状が曲面に形成された凸部等を形成するようにしてもよい。また、フレーム６に形成する拘束用対向部６３についても同様であり、ブッシング９が回転したときにその外周面の一部が干渉するような形状であれば、どのようなものであってもよい。
【００２６】
また、ブッシング９の外周面に形成されたフランジ９３は、その表面の角度が出力端子５４の軸に対して直角以外の角度で傾斜するように形成されている。このフランジ９３にリヤカバー７の裏面を面接触させると、フランジ９３表面の傾斜によって生じるリヤカバー７との間の締め代によってブッシング９の回転が拘束される。なお、上述したように、フランジ９３の一部に形成された直線部９４もブッシング９の回転防止を目的として設けられているため、これら２つの回転防止のための手段について、いずれか一方のみを採用するようにしてもよい。例えば、フレーム６とブッシング９との距離が長い場合には、フランジ９３の表面を傾斜させて回転防止を図ることが好ましい。遊びがほとんどない状態でブッシング９の回転防止を図るためには、ブッシング９の外周面の一部をフレーム６の拘束用対向部６３に係合させることが好ましい。
【００２７】
リヤカバー７には、ブッシング９の外径形状に対応する凹部７１が形成されており、リヤカバー７を車両用交流発電機１に取り付けた際に、この凹部７１の縁７２がブッシング９のフランジ９３全体を外側から覆うことにより、ブッシング９を外側から拘束し、出力端子５４に沿ってブッシング９が抜け落ちることを防止することができる。
【００２８】
また、リヤカバー７は樹脂材料で形成されているため、ブッシング９の外周面と接触する縁７２の厚みを増すことが容易であり、この部分の接触面積を拡大することが容易となる。接触面積が拡大すれば、その分だけ単位面積あたりの加圧力が小さくなるため、車両走行時の振動が加わった場合に生じる接触部分の摩耗を低減することができる。しかも、ブッシング９も樹脂材料で形成されているため、リヤカバー７とブッシング９の硬度が比較的接近した値になり、振動が加わったときに一方の部品のみが異常摩耗することを防止することができる。
【００２９】
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で種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、樹脂製のリヤカバー７を用いたが、アルミニウムや鉄等の金属材料を用いてリヤカバー７を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】出力端子の周辺を出力端子の軸方向に切断した断面図である。
【図３】ブッシングの側面図である。
【図４】ブッシングの正面図である。
【図５】ブッシングを出力端子に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図６】ブッシングに対応するリアカバーの部分的な形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  車両用交流発電機
２  固定子
３  回転子
４  ブラシ装置
５  整流回路
６  フレーム
７  リヤカバー
９  ブッシング
５４  出力端子
６３  拘束用対向部
９３  フランジ
９４  直線部
【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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