JP2001251806A - 車両用交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両への搭載に適した、低振動・低騒音の車両
用交流発電機を提供する。 【解決手段】固定子鉄心３の外周面と前ブラケット５及
び後ブラケット６との内周面とが嵌合する嵌合面に、固
定子鉄心３の外周面と前ブラケット５及び後ブラケット
６の内周面とが乖離する領域を、両ブラケット４,５に
設けられているボルト穴６０ａ,６０ｂ近辺に設ける。
これにより、固定子鉄心３等で発生した熱が両ブラケッ
ト４,５に効率良く伝達するため、周囲温度が比較的高
い車両への搭載が可能となる。また、両ブラケット４,
５の変形による固定子鉄心３の変形が回避され、回転子
７との空隙が周方向で均一に保たれるため、車両用交流
発電機１の低振動・低騒音化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の機関によっ
て駆動される車両用交流発電機に係り、電磁振動及び電
磁音の低減技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用交流発電機としては、固定子鉄心
に固定子コイルが巻装されてなる固定子と、回転軸に磁
極鉄心が嵌合され、併せて磁極鉄心を磁化する界磁コイ
ルが巻装されてなる回転子と、固定子鉄心の両端にそれ
ぞれ嵌合され、締結ボルトによる締結で相互に固定され
るブラケットとを備えてなり、所定の空隙を保って回転
子が固定子内側で回転可能な如くに軸受を介してブラケ
ットに支持された構造が一般的である。

【０００３】このような車両用交流発電機において、締
結ボルトの締結に起因するブラケットの変形で固定子鉄
心を変形させず、空隙を周方向で均一に保ち、これによ
り電磁音を低減するための、固定子鉄心とブラケットと
の嵌合手段の一例が特開平８−２３６６０号公報に開示
されている。この中では、前記固定子と前記ブラケット
との対向する接続面のうちいずれか一方の接続面に、そ
の接続面の幅よりも狭い幅をもつ凸形状部を設け、前記
凸形状部で前記固定子と前記ブラケットとが接触するよ
うにした、構成が開示されている。

【０００４】また、前記固定子と前記ブラケットとに形
成された各接続面で、対向するいずれか一方の接続面
に、その接続面の幅よりも狭い幅をもつ凸形状部を形成
し、前記凸形状部で前記固定子と前記ブラケットとが接
触するようにした、構成も開示されている。

【０００５】さらに、端部接続面と段差部接続面とから
なる接続部と、内周接続面と側面部接続面とからなる接
続部のうちいずれか一方の接続部の、前記固定子と前記
ブラケットとの対向する接続面のうちいずれか一方の接
続面に、その接続面の幅よりも狭い幅をもつ凸形状部を
形成し、前記凸形状部が形成されない他方の接続部の、
前記固定子と前記ブラケットとの対向する接続面のうち
いずれか一方の接続面に、凹形状部を形成し、前記凸形
状部で前記固定子と前記ブラケットとが接触するように
した、構成も開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、固定子とブラケットとの対向する接続面の
うちいずれか一方の接続面に、その接続面の幅よりも狭
い幅をもつ凸形状部を設け、凸形状部で固定子とブラケ
ットとが接触するようにしているため、発電に伴い固定
子鉄心等で発生した熱がブラケットに伝達し難い、また
締結ボルトを締結した際に接触部の面圧が上昇しクリー
プの進行が加速する、よって、周囲温度が比較的高い車
両への搭載には適していない。また、凸形状部を設ける
ための新たな加工が必要となるため、コストを低減でき
ない、生産性を向上できない、等の課題を有していた。

【０００７】本発明の目的は、車両への搭載に適した、
低振動、かつ低騒音の車両用交流発電機を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における車両用交流発電機の特徴とするとこ
ろは、固定子鉄心の外周面と両ブラケットの内周面とが
嵌合する嵌合面に、外周面と内周面とが乖離する領域
を、ボルト穴近辺に設けることにある。

【０００９】具体的には本発明は次に掲げる発電機を提
供する。本発明は、固定子コイルが巻装された固定子鉄
心を有する固定子と、該固定子と所定の空隙を保って回
転可能に対向する回転子と、前記固定子鉄心の両端にそ
れぞれ嵌合する前ブラケット及び後ブラケットと、前記
両ブラケットの外周側に設けられ前記回転子の回転軸方
向に貫通されたボルト穴を介して前記固定子鉄心及び前
記両ブラケットを固定する締結ボルトとを有し、前記回
転子及び前記固定子の相対運動によって電力を発生する
車両用交流発電機において、前記固定子鉄心の外周面と
前記両ブラケットの内周面とが嵌合する嵌合面に、前記
外周面と前記内周面とが乖離する領域を、前記ボルト穴
近辺に設けることを特徴とする車両用交流発電機を提供
する。

【００１０】また、本発明は、固定子コイルが巻装され
た固定子鉄心を有する固定子と、該固定子と所定の空隙
を保って回転可能に対向する回転子と、前記固定子鉄心
の両端にそれぞれ嵌合する前ブラケット及び後ブラケッ
トと、前記両ブラケットの外周側に設けられ前記回転子
の回転軸方向に貫通されたボルト穴を介して前記固定子
鉄心及び前記両ブラケットを固定する締結ボルトとを有
し、前記回転子及び前記固定子の相対運動によって電力
を発生する車両用交流発電機において、前記固定子鉄心
の外周面と前記両ブラケットの内周面とが嵌合する嵌合
面の前記ブラケット側に径方向に凹な凹形状部を、前記
ボルト穴近辺に、かつ前記ブラケットの周方向に設ける
ことを特徴とする車両用交流発電機を提供する。

【００１１】好ましくは、前記凹形状部を周方向に挟む
両側に前記回転子の回転軸方向に切れ込むスリットを設
ける。

【００１２】また、本発明は、固定子コイルが巻装され
た固定子鉄心を有する固定子と、該固定子と所定の空隙
を保って回転可能に対向する回転子と、前記固定子鉄心
の両端にそれぞれ嵌合する前ブラケット及び後ブラケッ
トとを有し、前記回転子及び前記固定子の相対運動によ
って電力を発生する車両用交流発電機において、前記固
定子鉄心及び前記両ブラケットの外周側に前記回転子の
回転軸方向に貫通するボルト穴を設け、前記ボルト穴を
介して前記固定子鉄心及び前記両ブラケットを締結ボル
トで固定することを特徴とする車両用交流発電機を提供
する。

【００１３】これにより、固定子鉄心等で発生した熱が
ブラケットに効率良く伝達するため、周囲温度が比較的
高い車両への搭載が可能となる。また。ブラケットの変
形による固定子鉄心の変形が回避され、空隙が周方向で
均一に保たれるため、車両用交流発電機の低振動・低騒
音化を図れる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
例に係る車両用交流発電機を、図１〜図６を参照して説
明する。

【００１５】図１は、本発明の第１の実施の形態例に係
る車両用交流発電機１の側面縦断面図を示す。固定子鉄
心３に固定子コイル４が巻装されてなる固定子２の両端
の外周面には、例えば鋳造、ダイカスト製法等により成
形された前ブラケット５及び後ブラケット６（以下、各
ブラケット５、６と称す）の内周面がそれぞれ嵌合さ
れ、嵌合面を形成している。

【００１６】各ブラケット５、６の円筒面には、概相対
する位置に回転軸８方向に貫通のボルト穴６０ａ、６０
ｂがそれぞれ複数個備えられており、締結ボルト６１に
よる締結で固定子２、各ブラケット５、６の３者が相互
に固定されている。

【００１７】固定子鉄心３の内側には、回転軸８の固定
子鉄心３に概相対する位置に２個の磁極鉄心９ａ、９ｂ
が例えば圧入、焼嵌め等の嵌合手段によりそれぞれ嵌合
され、併せて磁極鉄心９ａ、９ｂを磁化する界磁コイル
１０が巻装されてなる回転子７が、固定子鉄心３と所定
の量の空隙１３を保って配置されており、両端近傍に配
置された軸受１１ａ、１１ｂを介して各ブラケット５、
６に回転可能にそれぞれ支持されている。

【００１８】各ブラケット５、６には、１個ないしは２
個の脚１２ａ、１２ｂ、１２ｃが一体で備えられてお
り、取付けボルト６２ａ、６２ｂによる締結で図示しな
い機関に備わる取付け部１００ａ、１００ｂにそれぞれ
固定されている。尚、各ブラケット５、６を例えば鋳
造、ダイカスト製法等により成形すれば、特別な機械加
工を施すことなく任意の位置に所定の寸法の脚１２ａ、
１２ｂ、１２ｃを容易に備えることができ、低コスト化
を図れる。

【００１９】回転軸８の前ブラケット５から突出する端
には、プーリ３０が嵌合、固定されており、図示しない
車両に搭載された機関との間に例えばベルト３１が掛け
渡されている。これにより、発電に必要な駆動力が機関
から伝達されるため、車両用交流発電機１は継続的に発
電を行うことができる。

【００２０】尚、車両用交流発電機１は、図示しない車
両に備わるバッテリの充電、車両としての機能を維持す
るための各種電気負荷への電力の供給という重要な役割
を担っており、言うまでもなく車両にとって必要不可欠
な装置の一つである。

【００２１】回転軸８には、一対のスリップリング１４
ａ、１４ｂが備えられており、その概相対する位置に備
えられた一対のブラシ１５ａ、１５ｂを圧接すること
で、界磁コイル１０への通電が可能となっている。

【００２２】後ブラケット６の内側に嵌合された後方板
１６には、発電により固定子コイル４で発生した交流電
力を直流電力に変換する整流器１７、発電電圧の調整の
ために界磁コイル１０に流れる電流量を制御する電圧調
整器１８等が備えられている。

【００２３】磁極鉄心９ａ、９ｂの端には、冷却ファン
１９ａ、１９ｂがそれぞれ備えられており、回転子７と
の一体回転により、図示しない外部空気の車両用交流発
電機１内部への流入、各部の通過、外部空間への吐出、
という一連の循環が形成されることになる。これによ
り、比較的低温の外部空気で主要な発熱部である固定子
鉄心３、固定子コイル４、整流器１７、電圧調整器１８
及び軸受１１ａ、１１ｂ等が効果的に冷却され、これら
の機能が維持されるため、車両用交流発電機１は継続的
に発電を行うことができる。

【００２４】以下、固定子鉄心３と各ブラケット５、６
との嵌合について、図１の一部拡大図である図２、図３
を用いて説明する。

【００２５】固定子鉄心３の両端の外円周側には、図２
に示すとおり、全周にわたって段付部４０ａ、４０ｂが
それぞれ設けられている。段付部４０ａ、４０ｂの回転
軸方向面４１ａ、４１ｂには、各ブラケット５、６の縁
部４４ａ、４４ｂの端面がそれぞれ突き当てられてお
り、これにより固定子鉄心３、各ブラケット５、６の３
者の回転軸８方向の位置決めがなされている。

【００２６】また、段付部４０ａ、４０ｂの径方向面４
２ａ、４２ｂは、各ブラケット５、６の内円周面とそれ
ぞれ接触しており、これにより固定子鉄心３、各ブラケ
ット５、６の３者の径方向の位置決めがなされている。
但し、各ブラケット５、６の内円周面には、図３に示す
とおり、ボルト穴６０ａ、６０ｂが備わる付近或いはそ
の周辺に径方向に凹な凹形状部４３ａ、４３ｂを設けて
いるため、これらの領域では段付部４０ａ、４０ｂの径
方向面４２ａ、４２ｂと各ブラケット５、６の内円周面
とが乖離している。尚、各ブラケット５、６を例えば鋳
造、ダイカスト製法等により成形すれば、特別な機械加
工を施すことなく容易に凹形状部４３ａ、４３ｂを形成
することができ、低コスト化を図れる。

【００２７】尚、ボルト穴６０ａ、６０ｂが備わる付近
或いはその周辺に凹形状部４３ａ、４３ｂを設けられな
い場合には、凹形状部４３ａ、４３ｂを設けるべき部分
以外の部分に径方向に凸な図示しない凸形状部を設ける
ことができ、凹形状部４３ａ、４３ｂを設ける場合と同
様の構成を採ることができる。また、段付部４０ａ、４
０ｂの径方向面４２ａ、４２ｂに径方向に凹な凹形状部
４３ａ、４３ｂを設けることもできる。

【００２８】本実施の形態例の車両用交流発電機１を構
成する後ブラケット６の斜視図を、図４に示す。凹形状
部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄの周方向の領域は、
ボルト穴６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄを挟んだ角度
θ１で定義される。尚、前ブラケット５についても同様
の定義がなされている。

【００２９】角度θ１の範囲は、図示しない締結ボルト
６０の個数をｎとした場合、周方向にボルト穴６０ａ、
６０ｂ、６０ｃ、６０ｄを挟んで（３６０／ｎ／２）°
＜θ１＜（３６０／ｎ）°の範囲である。但し、ボルト
穴６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの位置が周方向で不
等間隔の場合には、角度θ１はこの限りではなく、ボル
ト穴６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの位置、各ブラケ
ット５、６の変形量等に応じて適宜最適な値を選択する
ことができる。尚、前ブラケット５と後ブラケット６と
で、各凹形状部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄの角度
θ１が異なっていても構わない。

【００３０】以下図１において、凹形状部４３ａ、４３
ｂの径方向の長さは、締結ボルト６１を締結しても各ブ
ラケット５、６の内円周面が段付部４０ａ、４０ｂの径
方向面に接触しない値となっており、各ブラケット５、
６の外径が１５０ｍｍ以下の場合には、望ましくは０.
０５ｍｍ〜１.０ｍｍの範囲であり、各ブラケット５、
６の形状、ボルト穴６０ａ、６０ｂの個数、締結ボルト
６１の締結力、冷却性能等に応じて適宜最適な値を選択
することができる。

【００３１】また、凹形状部４３ａ、４３ｂの回転軸８
方向の長さは、各ブラケット５、６の剛性を低下させな
い範囲で段付部４０ａ、４０ｂの回転軸８方向の長さよ
りも長くなっている。

【００３２】以下、本実施の形態例の車両用交流発電機
１の動作について、図１〜図３を参照して説明する。

【００３３】車両用交流発電機１における発電は、界磁
コイル８への通電により所定の極性に磁化された磁極鉄
心９ａ、９ｂを、図示しない車両に搭載された機関によ
り回転子７を回転させることで固定子鉄心３の内側で回
転させ、固定子コイル４に誘導起電力を発生させること
で行われる。

【００３４】発電時、固定子鉄心３の内円周面と磁極鉄
心９ａ、９ｂの外円周面とにより形成された空隙１３に
は電磁力が発生しており、固定子鉄心３、磁極鉄心９
ａ、９ｂ等は電磁力の周波数で強制的に振動させられて
いる。

【００３５】この振動がいわゆる電磁振動であり、この
電磁振動に起因して発生する騒音がいわゆる電磁音であ
る。

【００３６】固定子鉄心３の外側に締結ボルト６１を配
置する構造では、固定子２、各ブラケット５、６の３者
を固定すべく締結ボルト６１を締結した際、締結ボルト
６１が挿入されるボルト穴６０ａ、６０ｂの付近或いは
その周辺で各ブラケット５、６の特に縁部４４ａ、４４
ｂが径方向内側に変形することがある。

【００３７】段付部４０ａ、４０ｂの径方向面４２ａ、
４２ｂと、これと接触する各ブラケット５、６の内円周
面とのはめあいは、径方向の位置決め精度を保つことを
理由に、一般に中間ばめ或いはしまりばめであることが
多いため、各ブラケット５、６の変形に伴い発生する曲
げ力が固定子鉄心３に作用し易くなっている。

【００３８】各ブラケット５、６の変形に起因して固定
子鉄心３が径方向内側に変形すると、一部が固定子鉄心
３の内円周面により形成されている空隙１３が周方向で
不均一となる。

【００３９】発電時に空隙１３で発生する電磁力は、空
隙１３の周方向での不均一に依存しており、その不均一
が大きくなるに連れて電磁力は増大する傾向にある。

【００４０】すなわち、締結ボルト６１を締結すること
で、固定子鉄心３は変形し、電磁力が増大する。さらに
は、電磁振動及び電磁音が増大する。

【００４１】以上に鑑み、本発明の車両用交流発電機１
では、前述のとおり、各ブラケット５、６の内円周面の
ボルト穴６１ａ、６１ｂが備わる付近或いはその周辺に
径方向に凹な凹形状部４３ａ、４３ｂを設けており、こ
れらの部分で段付部４０ａ、４０ｂの径方向面４２ａ、
４２ｂと各ブラケット５、６の内周面とを乖離させてい
る。このため、たとえ締結ボルト６１の締結により各ブ
ラケット５、６が変形したとしても、これに起因する径
方向の曲げ力が固定子鉄心３に大きく作用することはな
い。この結果、ブラケット５、６の変形による固定子鉄
心３の変形が回避され、空隙１３は締結ボルト６１を締
結する前段階の比較的均一な状態にほぼ保たれるため、
電磁力の大幅な増大は回避される。

【００４２】以上のとおり、本発明の車両用交流発電機
１では、発電時に発生する電磁力を小さく抑えているた
め、電磁力により励起される電磁振動、さらには電磁振
動に起因して発生する耳障りな電磁音を小さく抑えるこ
とができ、車両用交流発電機１の静粛性を高めることが
できる。さらに、発生した電磁振動及び電磁音の図示し
ない車両室内への伝播が少なくなるため、車両室内の静
粛性が高まり、図示しない車両の乗り心地が改善され
る。

【００４３】加えて、各ブラケット５、６の縁部４４
ａ、４４ｂの端面を比較的面積が大きい段付部４０ａ、
４０ｂの回転軸方向面４１ａ、４１ｂに突き当ててお
り、締結ボルト６１を締結した際の接触部の面圧上昇を
抑えているため、また発電に伴い固定子鉄心３、固定子
コイル４等で発生した熱を比較的低温の各ブラケット
５、６に伝達させ易くしているため、周囲温度が比較的
高い図示しない車両に搭載しても問題は生じない。

【００４４】尚、本実施の形態例の車両用交流発電機１
では、（１）例えば打抜き、プレス等の成形手段により
所定の形状に成形された帯状の薄板鋼板を概円筒形状に
巻き重ね、それぞれが分離しないように回転軸８方向に
例えば溶接、かしめ、リベット等で固着してなる固定子
鉄心３、また、（２）例えば打抜き、プレス等の成形手
段により所定の形状に成形された概中空円板形状の薄板
鋼板を複数枚積層し、それぞれが分離しないように回転
軸８方向に例えば溶接、かしめ、リベット等で固着して
なる固定子鉄心３、さらに、（３）例えば打抜き、プレ
ス等の成形手段により所定の形状に成形された概扇形状
の薄板鋼板を回転軸８方向に複数枚積層し、それぞれが
分離しないように回転軸８方向に例えば溶接、かしめ、
リベット等で固着してなる分割鉄心を、周方向に概円筒
形状に複数個配置し、それぞれが分離しないように例え
ば溶接、かしめ、リベット、はめ込み等で固着してなる
固定子鉄心３、さらに、（４）例えば打抜き、プレス等
の成形手段により所定の形状に成形された概扇形状の薄
板鋼板を周方向に概中空円盤形状に複数個配置してなる
分割鋼板群を、周方向に所定の角度ずらしながら複数組
積層して概円筒形状に成形し、それぞれが分離しないよ
うに回転軸８方向に例えば溶接、かしめ、リベット等で
固着してなる固定子鉄心３のいずれであっても、電磁振
動及び電磁音の低減に関して上述と同様の効果を得るこ
とができる。

【００４５】但し、特に上記（３）および（４）の固定
子鉄心３は、径方向の曲げ力による局部的な変形を吸収
し易く、その変形を広範囲に及ぼさない、という特徴を
有しているため、たとえ各ブラケット５、６の変形に起
因する径方向の曲げ力が作用したとしても、変形は比較
的小さく抑えられる。また、減衰が大きい、という特徴
も有しているため、たとえ、締結ボルト６１の締結に起
因して電磁力が増大したとしても、電磁振動及び電磁音
は比較的小さく抑えられる。

【００４６】本実施の形態例の車両用交流発電機１で
は、図１において、面積が比較的大きい各ブラケット
５、６の縁部４４ａ、４４ｂの端面を段付部４０ａ、４
０ｂの回転軸方向面４１ａ、４１ｂに突き当て、摩擦に
よる減衰を大きくしているため、たとえ締結ボルト６１
の締結に起因して電磁力が増大したとしても、電磁振動
及び電磁音は小さく抑えられる。

【００４７】本実施の形態例の車両用交流発電機１で
は、図１において、磁極鉄心９ａ、９ｂの内円周面と界
磁コイル１０の外円周面とにより形成された空間に、例
えば紙、布、綿、樹脂、プラスチック等から構成された
弾性部材５０を挿入或いは充填して、弾性部材５０を介
して磁極鉄心９ａ、９ｂと界磁コイル１０とを接合して
いる。

【００４８】これにより、磁極鉄心９ａ、９ｂの剛性及
び減衰が増加し、電磁力に対する振動振幅が小さくなる
ため、空隙１３の時間的な変動は小さく抑えられ、電磁
力、さらには電磁振動及び電磁音はさらに小さく抑えら
れる。また、発電に伴い界磁コイル１０等で発生した熱
が弾性部材５０を介して磁極鉄心９ａ、９ｂに効率良く
伝達し、冷却が促進させられるため、発電出力及び発電
効率の向上という別の効果がもたらされる。尚、磁極鉄
心９ａ、９ｂの剛性及び減衰を増加できるのであれば、
弾性部材５０の材質としては上記に限る必要はない。

【００４９】本実施の形態例の車両用交流発電機１で
は、図１において、取付け部１００ａ、１００ｂに直接
接触する脚（図１の例では前ブラケット５に備わる脚１
２ａ、１２ｂであり、以下、取付け側脚１２ａ、１２ｂ
と称す）の板厚を、もう一方のブラケット（図１の例で
は後ブラケット６）に備わる脚の板厚に比べて厚くして
いる。

【００５０】これにより、車両用交流発電機１の全体の
剛性を決定する取付け側脚１２ａ、１２ｂの剛性が効果
的に増加し、電磁力に対する振動振幅が小さくなるた
め、たとえ締結ボルト６１の締結に起因して電磁力が増
大したとしても、電磁振動及び電磁音は小さく抑えられ
る。

【００５１】また、車両用交流発電機１から取付け側脚
１２ａ、１２ｂ、さらに取付け部１００ａ、１００ｂを
介して図示しない車両室内へ伝播する電磁振動が小さく
なるため、車両室内の静粛性が高まり、図示しない車両
の乗り心地が改善される。尚、図１では、取付け側脚は
前ブラケット５に備わる脚であるが、場合によってはそ
れが後ブラケット６に備わる脚であってもよい。

【００５２】本実施の形態例の車両用交流発電機１で
は、図１において、各ブラケット５、６の縁部４４ａ、
４４ｂの板厚を、円筒面の他の部分の板厚に比べて厚く
している。これにより、各ブラケット５、６の剛性が効
果的に増加するため、締結ボルト６１の締結による各ブ
ラケット５、６の変形、さらには変形に起因して固定子
鉄心３に作用する径方向の曲げ力は小さく抑えられる。
これにより、電磁力が小さくなるため、電磁振動及び電
磁音は小さく抑えられる。

【００５３】また、主に固定子２と各ブラケット５、６
との剛性により決定される車両用交流発電機１の円環剛
性が増加するため、たとえ締結ボルト６１の締結に起因
して電磁力が増大したとしても、電磁振動及び電磁音は
小さく抑えられる。また、各ブラケット５、６の放熱面
積が大きくなり、固定子鉄心３、固定子コイル４等の冷
却が促進させられるため、発電出力及び発電効率の向上
という別の効果がもたらされる。

【００５４】本実施の形態例の車両用交流発電機１を構
成する固定子鉄心３及び各ブラケット５、６の斜視図
を、図５に示す。

【００５５】各ブラケット５、６の凹形状部４３ａ、４
３ｂ、４３ｃ、４３ｄが備わる部分、すなわち段付部４
０ａ、４０ｂの図示しない回転軸方向面４１と接触する
部分（以下、回転軸方向接触部４５ａ、４５ｂ、４５
ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆと称す）以外の部分、すな
わち段付部４０ａ、４０ｂの図示しない径方向面４２と
接触する部分（以下、径方向接触部４６ａ、４６ｂ、４
６ｃ、４６ｄ、４６ｅと称す）の周方向の領域は角度θ
２で定義される。角度θ２の範囲は、図示しない締結ボ
ルト６１の個数をｎとした場合、０°＜θ２≦（３６０
／ｎ―θ１）°の範囲で任意に決定することができる。

【００５６】すなわち、回転軸方向接触部４５ａ、４５
ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆと径方向接触部４
６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅとを周方向で部
分的に乖離させることができ、隣り合う回転軸方向接触
部４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆと
径方向接触部４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅ
との間に、段付部４０ａ、４０ｂの図示しない回転軸方
向面４１及び径方向面４２のいずれとも接触しない部分
を設けることができる。これにより、固定子鉄心３、固
定子コイル４等で発生した熱の各ブラケット５、６への
伝達を妨げない、また径方向の位置決め精度を低下させ
ない範囲で、固定子鉄心３と各ブラケット５、６とが接
触する部分を小さくできるため、固定子鉄心３の振動が
音の放射面積が比較的大きい各ブラケット５、６に伝播
し難くなり、電磁振動及び電磁音は小さく抑えられる。

【００５７】併せて、径方向接触部４６ａ、４６ｂ、４
６ｃ、４６ｄ、４６ｅの回転軸８方向の長さを回転軸方
向接触部４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４
５ｆの回転軸８方向の長さよりも短くして、径方向接触
部４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅの端面と段
付部４０ａ、４０ｂの図示しない回転軸方向面４１とを
乖離させることができる。これにより、固定子鉄心３か
ら各ブラケット５、６への振動の伝播がさらに少なくな
るため、電磁振動及び電磁音はさらに小さく抑えられ
る。

【００５８】特に、図５に示す構成でなる固定子鉄心
３、すなわち、例えば打抜き、プレス等の成形手段によ
り概扇形状に成形されたｍ個（本実施例では６個）の扇
形状鋼板７１を周方向に概中空円盤形状に配置してなる
一組の分割鋼板群７０を、周方向に（３６０／ｍ／２）
°（本実施の形態例では３０°）づつずらしながら複数
組積層して概円筒形状に成形し、それぞれが分離しない
ように回転軸８方向に例えば溶接、かしめ、リベット等
で固着してなる固定子鉄心３を、図中の矢印のとおりに
嵌合し組み合わせることで、より大きな電磁振動及び電
磁音の低減効果が得られる。

【００５９】これは、上述の固定子鉄心３が、例えば前
述の（１）或いは（２）の構成でなる固定子鉄心３等に
比べて減衰が大きく、減衰が比較的小さい各ブラケット
５、６と接触する部分を上述のとおりに可能な範囲で少
なくすることで、固定子鉄心３に備わる良好な減衰性能
が顕著に現れ、電磁力に対する振動振幅が小さく抑えれ
らることが理由である。

【００６０】但し、各ブラケット５、６の外径が１５０
ｍｍ以下の場合には、段付部４０ａ、４０ｂの図示しな
い径方向面４２と径方向接触部４６ａ、４６ｂ、４６
ｃ、４６ｄ、４６ｅとの接触面で生じる摩擦減衰が車両
用交流発電機１の円環振動モードの減衰性能に寄与する
ことがあるため、径方向接触部４６ａ、４６ｂ、４６
ｃ、４６ｄ、４６ｅの存在により減衰性能が向上し、電
磁振動及び電磁音が小さく抑えられる場合がある。

【００６１】それ故、径方向接触部４６ａ、４６ｂ、４
６ｃ、４６ｄ、４６ｅの周方向の角度θ２については、
０°＜θ２≦（３６０／ｎ―θ１）°の範囲内で、固定
子鉄心３と各ブラケット５、６との嵌合により決定され
る減衰に、径方向接触部４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６
ｄ、４６ｅの接触面で生じる摩擦減衰を足し合せた車両
用交流発電機１全体の減衰が比較的高い範囲を選択する
ことが望ましく、例えば締結ボルト６１の個数を４とし
た場合には、図６に示すとおり、概ね２０°≦θ２≦４
０°の範囲が望ましい。

【００６２】なお、図６には、一例として回転軸方向接
触部４５の径方向の角度θ１が３０°である場合を示し
ているが、車両用交流発電機１全体の減衰の大きさは角
度θ１に依存しないため、角度θ１が３０°以外であっ
てもよい。

【００６３】このように、車両用交流発電機１全体の減
衰を大きくすることで、電磁力に対する振動振幅が小さ
く抑えれらるため、たとえ、締結ボルト６１の締結に起
因して電磁力が増大したとしても、電磁振動及び電磁音
は小さく抑えられる。

【００６４】なお、上述の固定子鉄心３の構成におい
て、一組の分割鋼板群７０を形成する扇形状鋼板７１の
周方向の個数、積層方法等は必ずしも図５に示すとおり
である必要はなく、加工、組立て等の製造上の制約に応
じて任意に決定することができる。

【００６５】本実施の形態例の車両用交流発電機１で
は、図１において、凹形状部４３ａ、４３ｂに、図示し
ない例えばゴム、シリコン樹脂、グリース等の弾性部材
を挿入或いは充填して、弾性部材を介して固定子鉄心３
と各ブラケット５、６とを接合してもよい。これによ
り、固定子鉄心３及び各ブラケット５、６の減衰が増加
し、電磁力に対する振動振幅が小さくなるため、たとえ
締結ボルト６１の締結に起因して電磁力が増大したとし
ても、電磁振動及び電磁音は小さく抑えられる。

【００６６】また、発電に伴い固定子鉄心３、固定子コ
イル４等で発生した熱が弾性部材を介して各ブラケット
５、６に効率良く伝達し、冷却が促進させられるため、
発電出力及び発電効率の向上という別の効果がもたらさ
れる。尚、固定子鉄心３及び各ブラケット５、６の減衰
を増加できるのであれば、弾性部材の材質としては上記
に限る必要はない。

【００６７】本実施の形態例の車両用交流発電機１で
は、固定子コイル４の一部或いは全体を、図示しない例
えばシリコン樹脂等の比較的熱伝導性の良い良熱伝導樹
脂で覆い、さらに良熱伝導樹脂の一部を各ブラケット
５、６の内円周面に密着させてもよい。これにより、固
定子鉄心３及び各ブラケット５、６の剛性及び減衰が効
果的に増加するため、たとえ締結ボルト６１の締結に起
因して電磁力が増加したとしても、電磁振動及び電磁音
は小さく抑えられる。

【００６８】また、発電に伴い固定子鉄心３、固定子コ
イル４等で発生した熱が弾性部材を介して各ブラケット
５、６に効率良く伝達し、冷却が促進させられるため、
発電出力及び発電効率の向上という別の効果がもたらさ
れる。尚、固定子鉄心３及び各ブラケット５、６の減衰
を増加できるのであれば、良熱伝導樹脂の材質としては
上記に限る必要はない。

【００６９】本実施の形態例の車両用交流発電機１を構
成する各ブラケット５、６の斜視図を図７、図８に示
す。本実施例の車両用交流発電機１では、図７、図８に
示すとおり、各ボルト穴６０ａ、６０ｂ、６０ｃを周方
向に挟む両側に、回転軸方向に切れ込むスリット４４
ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄをそれぞれ設け、各ブラケ
ット５、６の内円周面のスリットで挟まれた部分に径方
向に凹な凹形状部をそれぞれ設けることができる。

【００７０】すなわち、凹形状部の周方向の角度θ１が
一対のスリットで挟まれた部分であってもよい。これに
より、図示しな締結ボルト６１の締結による各ブラケッ
ト５、６の縁部の径方向内側への変形が、スリットで挟
まれた部分でのみ生じるため、ブラケットの変形が広範
囲に及ばず、固定子鉄心の変形、さらには空隙の不均一
が小さくなり、電磁振動及び電磁音は小さく抑えられ
る。

【００７１】次に、本発明の第２の実施の形態例に係る
車両用交流発電機を、図９、図１０を参照して説明す
る。

【００７２】図９は、本発明の第２の実施の形態例に係
る車両用交流発電機１の側面縦断面図を示す。尚、図１
と同一部分については、同一符号を付して説明を省略す
る。本実施の形態例の車両用交流発電機１が、図１に示
す車両用交流発電機１に対して異なる点は、固定子鉄心
３の各ブラケット５、６のボルト穴６０ａ、６０ｂに概
相対する位置に、一体に突起部７２が設けられ、これに
回転軸８方向に貫通のボルト穴６３が備えられ、これに
締結ボルト６１が挿入されていることと、各ブラケット
５、６の内円周面に凹形状部４３が設けられていないこ
とである。

【００７３】本実施の形態例の車両用交流発電機１にお
ける固定子鉄心３と各ブラケット５、６との嵌合方法
を、図１０に示す。

【００７４】本実施の形態例の車両用交流発電機１で
は、図９において、固定子鉄心３の最外周面よりも内側
に締結ボルト６１が挿入されており、これにより各ブラ
ケット５、６の変形が回転軸方向面４１ａ、４１ｂで抑
制されるため、固定子２、各ブラケット５、６の３者を
固定すべく締結ボルト６１を締結しても、各ブラケット
５、６の縁部４４ａ、４４ｂが径方向内側に変形するこ
とはない。この結果、空隙１３は締結ボルト６１を締結
する前段階の比較的均一な状態に保たれるため、電磁力
の増大が回避され、車両用交流発電機１の静粛性が向上
する。

【００７５】また、ボルト穴６３が備わる付近で回転軸
方向面４１ａ、４１ｂの面積を比較的大きくしており、
これらに比較的面積が大きい各ブラケット５、６の縁部
４４ａ、４４ｂの端面を突き当てているため、発電に伴
い固定子鉄心３、固定子コイル４等で発生した熱が各ブ
ラケット５、６に効率良く伝達する。この結果、冷却が
促進させられるため、発電出力及び発電効率の向上とい
う別の効果がもたらされる。

【００７６】尚、固定子鉄心３を成形する段階で、例え
ば打抜き、プレス等の成形手段により予め図示しない穴
を備えておけば、特別な機械加工を施すことなく容易に
ボルト穴６３を形成することができ、低コスト化を図れ
る。

【００７７】以上、本発明に係る車両用交流発電機の第
１及び第２の実施の形態例を示したが、要求される静粛
性能及び信頼性、製造に係るコスト等の諸事情に応じ
て、上記実施の形態例で述べた構成を適切に組み合わせ
ることが可能である。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、固定子鉄心等で発生し
た熱がブラケットに効率良く伝達するため、周囲温度が
比較的高い車両への搭載が可能となる。また。ブラケッ
トの変形による固定子鉄心の変形が回避され、空隙が周
方向で均一に保たれるため、車両用交流発電機の低振動
・低騒音化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態例に係る車両用交流
発電機の側面縦断面図である。

【図２】図１の一部拡大図である。

【図３】図１のボルト穴６０ａ、６０ｂ近辺の一部拡大
図である。

【図４】図１の後ブラケットの一成形例を表す斜視図で
ある。

【図５】図１の固定子鉄心と前ブラケットと後ブラケッ
トとの一成形例を示す斜視図である。

【図６】径方向接触部の周方向の領域θ２に対する減衰
の変化を示す図である。

【図７】前ブラケットの一成形例を示す斜視図である。

【図８】後ブラケットの一成形例を示す斜視図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態例に係る車両用交流
発電機の側面縦断面図である。

【図１０】図９の固定子鉄心と前ブラケットおよび後ブ
ラケットとの嵌合方法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…固定子鉄心、
４…固定子コイル、５…前ブラケット、６…後ブラケッ
ト、７…回転子、１３…空隙、４０ａ、４０ｂ…段付
部、４１ａ、４１ｂ…回転軸方向面、４２ａ、４２ｂ…
径方向面、４３ａ、４３ｂ…凹形状部、４４ａ、４４ｂ
…縁部、４５…スリット、６１…締結ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 栄 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 Ｆターム(参考） 5H605 AA04 AA05 BB04 BB11 CC01 CC02 CC03 CC10 DD03 DD05 DD21 EA15 EA16 EB10 GG04 GG06 GG16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定子コイルが巻装された固定子鉄心を有
   する固定子と、該固定子と所定の空隙を保って回転可能
   に対向する回転子と、前記固定子鉄心の両端にそれぞれ
   嵌合する前ブラケット及び後ブラケットと、前記両ブラ
   ケットの外周側に設けられ前記回転子の回転軸方向に貫
   通されたボルト穴を介して前記固定子鉄心及び前記両ブ
   ラケットを固定する締結ボルトとを有し、前記回転子及
   び前記固定子の相対運動によって電力を発生する車両用
   交流発電機において、前記固定子鉄心の外周面と前記両
   ブラケットの内周面とが嵌合する嵌合面に、前記外周面
   と前記内周面とが乖離する領域を、前記ボルト穴近辺に
   設けることを特徴とする車両用交流発電機。
2. 【請求項２】固定子コイルが巻装された固定子鉄心を有
   する固定子と、該固定子と所定の空隙を保って回転可能
   に対向する回転子と、前記固定子鉄心の両端にそれぞれ
   嵌合する前ブラケット及び後ブラケットと、前記両ブラ
   ケットの外周側に設けられ前記回転子の回転軸方向に貫
   通されたボルト穴を介して前記固定子鉄心及び前記両ブ
   ラケットを固定する締結ボルトとを有し、前記回転子及
   び前記固定子の相対運動によって電力を発生する車両用
   交流発電機において、前記固定子鉄心の外周面と前記両
   ブラケットの内周面とが嵌合する嵌合面の前記ブラケッ
   ト側に径方向に凹な凹形状部を、前記ボルト穴近辺に、
   かつ前記ブラケットの周方向に設けることを特徴とする
   車両用交流発電機。
3. 【請求項３】請求項２において、前記凹形状部を周方向
   に挟む両側に前記回転子の回転軸方向に切れ込むスリッ
   トを設けることを特徴とする車両用交流発電機。
4. 【請求項４】固定子コイルが巻装された固定子鉄心を有
   する固定子と、該固定子と所定の空隙を保って回転可能
   に対向する回転子と、前記固定子鉄心の両端にそれぞれ
   嵌合する前ブラケット及び後ブラケットとを有し、前記
   回転子及び前記固定子の相対運動によって電力を発生す
   る車両用交流発電機において、前記固定子鉄心及び前記
   両ブラケットの外周側に前記回転子の回転軸方向に貫通
   するボルト穴を設け、前記ボルト穴を介して前記固定子
   鉄心及び前記両ブラケットを締結ボルトで固定すること
   を特徴とする車両用交流発電機。