JP2013198386A - 車両用交流発電機のブラシホルダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両用交流発電機のブラシホルダ装置において、プレートの機械的強度を大とするとともに、ブラシホルダ部のブラシ挿入穴を塞口する機構を簡単にして、組付性を向上する。
【解決手段】
固定子で発生する交流電圧の大きさを調整するレギュレータ回路と、ブラシ挿入穴を有しブラシを上記ブラシ挿入穴内に保持するブラシホルダ部と上記レギュレータ回路を収納保持するレギュレータ回路収納部とが一体にモールド成形され、上記リヤブラケット内に装着された樹脂製のベースと、上記ブラシ挿入穴を塞口し得る弾性を有する樹脂製のキャップと、上記樹脂製のキャップを一体的に有し上記ブラシホルダ部に装着された金属製のプレートを備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば自動車等に搭載される車両用交流発電機のブラシホルダ装置に関するものである。

車両用交流発電機のブラシホルダ装置においては、リヤブラケット内でのブラシホルダの周方向の専有スペースを小さくすると共に、レギュレータ回路収納部への水や塵などの侵入を少なくするために、ベースとプレートを有するブラシホルダアセンブリを設け、ベースはブラシホルダ部、レギュレータ回路収納部及びコネクタ部を一体にモールド成形して作製され、プレートは上記ブラシホルダ部に装着され、表面を平坦面とする整流板部と上記整流板部から直角に延設され上記レギュレータ回路収納部の樹脂注入口を塞口するカバー部を有して作製されるようにしたものがある。（例えば特許文献１参照）

国際特許公開ＷＯ２００８／１４２７７８Ａ１号公報

上記特許文献１のものは本願と同一出願人による出願であるが、実施に際し次のような問題点が存在することが明らかとなり、本願はその改善を図ったものである。
すなわち、プレートが樹脂で構成されているため、機械的強度が小さく、また、高温状態が続くと樹脂枯れが生じ、固定ねじ等の締付トルクが低下し、固着が不充分となって、信頼性が乏しくなる。
また、ブラシホルダ部のブラシ挿入穴を塞口するための部品としては、ゴムキャップと樹脂キャップの２部品が必要となり、しかもゴムキャップを予め樹脂キャップの内側に装着しておき、このゴムキャップを装着した樹脂キャップをブラシホルダ部のブラシ挿入穴に位置合せを行って上記ゴムキャップをブラシ挿入穴に嵌合した後に、上記樹脂キャップをブラシホルダ部のブラシ挿入穴の外端部の係合部に嵌着していたので、その組付作業が非常に煩雑となる。

この発明は、かかる問題点を解決することを目的とするもので、プレートの機械的強度を大とするとともに、ブラシホルダ部のブラシ挿入穴を塞口する機構を簡単にして、組付性を向上するようにした車両用交流発電機のブラシホルダ装置を提供するものである。

この発明に係る車両用交流発電機のブラシホルダ装置は、固定子で発生する交流電圧の大きさを調整するレギュレータ回路と、ブラシ挿入穴を有しブラシを上記ブラシ挿入穴内に保持するブラシホルダ部、および上記レギュレータ回路を収納保持するレギュレータ回路収納部が一体にモールド成形され、上記リヤブラケット内に装着された樹脂製のベースと、上記ブラシ挿入穴を塞口し得る弾性を有する樹脂製のキャップと、上記樹脂製のキャップを一体的に有し上記ブラシホルダ部に装着された金属製のプレートとを備えたものである。

この発明に係る車両用交流発電機のブラシホルダ装置によれば、プレートを金属製にすることにより、機械的強度を大きく出来ると共に、高温状態が続いたとしても、従来の如く樹脂枯れが生じて固定ねじ等の締付トルクが低下して固着力が低下することが防止できるので、信頼性が向上し、更にブラシ挿入穴を塞口するキャップをプレートに一体に取付けることにより、部品点数を減少できると共に組立性をも向上できるという効果を有する。

この発明の実施の形態１に係るブラシホルダ装置を有する車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。 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整流器とブラシホルダアッセンブリの装着状態を示す正面図である。 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ホルダアセンブリを正面、上面および左側面から見た様子を示す図である。 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ホルダアセンブリを構成するプレートを正面、上面および左側面から見た様子を示す図である。 図４に示すプレートの裏面を示す図である。 この発明の実施の形態１に示すブラシホルダアセンブリにおけるプレートを除いた上面図である。 この発明の実施の形態１に示すブラシホルダアセンブリにおけるゴム製のキャップを正面、上面、下面および右側面から見た様子を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用されるブラシホルダアッセンブリを正面、上面および左側面から見た様子を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用されるブラシホルダアセンブリを構成するプレートを正面、上面および左側面から見た様子を示す図である。 図９に示すプレートの裏面を示す図である。 この発明の実施の形態２に示すブラシホルダアセンブリにおけるプレートを除いた上面図である。 この発明の実施の形態２に示すブラシホルダアセンブリにおけるゴム製のキャップを正面、上面、下面および右側面から見た様子を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について図に基づいて説明する。なお各図において、同一または相当部分については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るブラシホルダ装置を有する車両用交流発電機を示す断面図である。

図１において、この車両用交流発電機は、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と、このケース３内に設けられ、一端部にプーリ４が固定された回転軸５と、この回転軸５に固定されたクローポール型の回転子６と、この回転子６の軸方向両端面に固定された冷却ファン７ａ、７ｂと、ケース３内に固定された固定子鉄心１７と、固定子鉄心１７のスロットに収納された固定子コイル１８とを基本構成として備えている。

また、回転軸５の他端部には回転子６に電流を供給するスリップリング９が固着され、このスリップリング９と摺動するように一対のブラシ１０が、スリップリング９の外周に配設されたブラシホルダ部１１のブラシ挿入穴１１ａ内に保持される。また、リヤブラケット２の内部には更に、固定子コイル１８で生じた交流電流を直流電流に整流する整流器１２と、ブラシホルダ部１１に嵌着されたヒートシンク１３と、このヒートシンク１３に装着され、固定子コイル１８で生じた交流電圧を調整するレギュレータ回路１４と、このレギュレータ回路１４を収納するレギュレータ回路収納部２４とを有している。

固定子８は、回転子６による回転磁界が通る固定子鉄心１７と、回転磁界により交流出力電流が流れる固定子コイル１８とから構成されており、固定子コイル１８は固定子鉄心１７の軸方向両端にコイルエンド１９を形成している。また、レギュレータ回路１４の近傍には、図３に示されるように、図示しない外部プラグが装着されるコネクタ部２２が配置されている。上記ブラシ１０、ブラシホルダ部１１、コネクタ部２２、レギュレータ回路収納部２４等によりブラシホルダアセンブリ３０を構成している。なお、ブラシホルダ部１１には後で詳しく説明する金属製のプレート２３が装着されている。

次にブラシホルダアセンブリ３０について、図１乃至図７を参照して説明する。
ブラシホルダアセンブリ３０は、ブラシホルダ部１１、コネクタ部２２、レギュレータ回路収納部２４および円筒状のスリンガ部２１が、例えばポリフェニールファイド（ＰＰＳ）樹脂を用いて一体にモールド成形されたベース３１と、ブラシホルダ部１１に着脱自在に装着される金属製のプレート２３を備えている。ここで、スリンガ部２１の軸心は図２に示すように、また、上記特許文献１にても説明されているように、回転軸５の軸心と一致するように配置されているので、スリンガ部２１の軸心と直交する方向を径方向とする。

図２から明らかなように、ブラシホルダ部１１はスリンガ部２１の外周面から径方向に延設されており、ブラシホルダ部１１内にはブラシ挿入穴１１ａ（図１）が、スリンガ部２１の軸心方向に離間してスリンガ部２１に臨むように形成されている。レギュレータ回路収納部２４は、ブラシホルダ部１１のスリンガ部２１の軸心方向一側にブラシホルダ部１１と重なって、かつ隣接して配置されている。コネクタ部２２は、レギュレータ回路収納部２４とブラシホルダ部１１に対して、両方を含み回転軸５を直角に横切る平面内で周方向に所定角度θ回転した位置に(図３)、開口部を外方に向けて設けられている。ベース３１のブラシホルダ部１１の周方向一側には、通風孔３１（図３）が穿設されている。

レギュレータ回路１４は複数のフィンを有するヒートシンク１３に固着されたレギュレータ回路収納部２４内に、スリンガ部２１の軸心方向一側の開口から収納され、保持されている(図１)。そして、絶縁樹脂２９がレギュレータ回路収納部２４の径方向外側に開口する樹脂注入口２４ａ(図６)からレギュレータ回路収納部２４内に充填されている。ブラシ１０がブラシホルダ部１１の各ブラシ挿入穴１１ａに挿入され、スプリング２０の付勢力によりスリンガ部２１側に押圧されている。

図７に示すように、ブラシ挿入穴１１ａを塞口するキャップ３２はゴム製であり、プレート２３の係止部２３ａ(図４)に嵌着する嵌合部３２ａと、ブラシ挿入穴１１ａに各々挿入してこれら挿入穴１１ａを塞口する塞口部３２ｂとを有している。プレート２３は、鉄板をプレス成形により形成されており、表面を平坦面とする整流板部２３ｂと、整流板部２３ｂから直角に延設され、レギュレータ回路収納部２４の樹脂注入口２４ａを囲う略正方形の枠からなる係止部２３ａを有する(図４)。また、プレート２３の整流板部２３ｂの一端側に凹設されたコンデンサ収納部２３ｃが設けられ、このコンデンサ収納部２３ｃ内に雑音防止用のコンデンサ（図示しない）が収納されている。充填樹脂２９がコンデンサ（図示しない）を埋めるようにコンデンサ収納部２３ｃ内に充填されている(図４)。

プレート２３には、ブラシホルダ部１１との嵌合部３３(図４)が、整流板部２３ｂの係止部２３ａ根元部近傍にブラシホルダ部１１の径方向上端部の外形形状に適合する一部階段状の内形形状に形成されている。プレート２３は、嵌合部３３をブラシホルダ部１１に嵌着してベース３１に取付けられる。これにより、ブラシホルダ部１１と整流板部２３ｂとが略同一面位置となり、全体として平坦面を構成する。

次に、整流器アセンブリ２８とブラシホルダアセンブリ３０の装着状態について説明する。図１、図２に示すように、整流器１２は、複数のダイオード２６が実装された略Ｃ字状の２つのヒートシンク２５を同一平面状に同心状に配設し、略Ｃ字状のサーキットボード２７をヒートシンク２５上に重ねて組み立てられている。ヒートシンク２５上に実装されたダイオード２６がサーキットボード２７により整流回路を構成するように接続される。そして整流器１２は、サーキットボード２７と組み合わされて整流器アセンブリ２８とされる。

整流器アセンブリ２８は、リヤブラケット２の軸心周りに円弧状に配置され、リヤブラケット２の内径面に締着固定される。略Ｃ字状の整流器アセンブリ２８の端面間のリヤブラケット２の内壁面には、図示していないがコネクタ部２２を位置決めする位置決め部が設けられており、また、大形の吸気孔がレギュレータ回路１４のヒートシンク１３に対向するように穿設されている。

ブラシホルダアセンブリ３０は、スリンガ部２１の軸心をリヤブラケット２の軸心に合わせて、整流器アセンブリ２８の略Ｃ字状の端面間に配置され、リヤブラケット２の内壁面に締着固定される。これにより、整流板部２３ｂの表面が整流器アセンブリ２８の冷却ファン７ｂのブレードに対向する面と同一面位置となり、平坦な環状ブレード対向面を構成する。

このように実施の形態１のものでは、プレート２３を、鉄板を所定のプレス加工にて成形した金属製とし、表面を平坦面とする整流板部２３ｂと、この整流板部２３ｂから直角に延設されレギュレータ回路収納部２４の樹脂注入口２４ａを囲う略正方形の枠からなる係止部２３ａとから構成している。上記略正方形状の枠体を成す係止部２３ａに、先ずゴム製のキャップ３２を嵌合して取付け、次に上記ゴム製のキャップ３２を装着したプレート２３の嵌合部３３をブラシホルダ部１１の階段状の外形部に軸方向から嵌合させることにより固着するものである。

この時、キャップ３２は、プレート２３の枠体と共に、若干径方向外方に開く方向に曲げられ、ブラシホルダ部１１のブラシ挿入穴１１ａ開口外周に軸方向に挿入される。その後、ブラシホルダ部１１のブラシ挿入穴１１ａを塞ぐようにキャップ３２を押し下げてキャップ３２の塞口部３２ｂをブラシ挿入穴１１ａに挿入してブラシ挿入穴１１ａを塞ぐ。
これにより、ブラシ挿入穴１１ａはキャップ３２によりシールされる。

従って、この発明の実施の形態１のものでは、ブラシホルダ部１１に嵌着されるプレート２３を鉄板により構成しているので、従来の如く樹脂製のものに比して機械的強度が大きく設定できる。
また、車両用交流発電機が過酷な高温状態で継続運転されたとしても、従来の如く樹脂枯れ等の不具合も生じなく、固定ねじ等の締付トルクが維持でき、固着が十分となり動作信頼性が向上する。

更に、ブラシホルダ部１１のブラシ挿入穴１１ａを塞口するための部品としてゴム製のキャップ３２と、このキャップ３２を嵌着してなるプレート２３とにより構成できるので、従来に比して部品点数を減らすことができる。更にまた、予めゴム製のキャップ３２をプレート２３の係止部２３ａに嵌着したものを、プレート２３をブラシホルダ部１１に装着する際に、同時にキャップ３２がブラシ挿入穴１１ａを塞口することができるため、組付けが極めて簡単にできる。

実施の形態２．
次に、図８乃至図１２に示す実施の形態２について説明する。
図８はブラシホルダアッセンブリ３０の他の構成例を示し、正面、上面および左側面から見た構造として示している。図９はブラシホルダアッセンブリ３０を構成するプレート２３を正面、上面および左側面から見た構造として示しており、図１０は図９に示すプレート２３の裏面を示す図であり、図１１はブラシホルダアッセンブリ３０におけるプレート２３を除いた上面図であり、図１２はブラシホルダアッセンブリ３０におけるゴム製のキャップを正面、上面、下面および右側面から見た構造として示している。

図８、図９において、３５はプレート２３から整流板部２３ｂと直角に延設され、レギュレータ回路収納部２４の樹脂注入口２４ａ（図１１）を覆う略正方形のカバー部である。このカバー部３５は鉄板をプレス成形して形成され、このカバー部３５の略中心部に上方から見て楕円形の係止穴３５ａ(図９)が形成されている。
３４はゴム製のキャップであり、上記係止穴３５ａに嵌着して係止される突出部３４ａと、ブラシ挿入穴１１ａに各々挿入してこれら挿入穴１１ａを塞口する塞口部３４ｂ(図１２)とを有している。

このように構成された実施の形態２のものでは、予めゴム製のキャップ３４の突出部３４ａを、プレート２３のカバー部３５の係止穴３５ａに挿入して嵌着し、取付ける。次にプレート２３の嵌合部３３をブラシホルダ部１１の嵌合部に軸方向から挿入して装着する際には、予め、カバー部３５とキャップ３４を若干径方向外方に開くように曲げて挿入する。その後、カバー部３５とキャップ３４の塞口部３４ｂを下方に押し下げ塞口部３４ｂをブラシ挿入穴１１ａに挿入して挿入穴１１ａを塞口することができ、ブラシ挿入穴１１ａはキャップ３４によりシールされる。

従って、この実施の形態２のものでは、鉄板製のプレート２３のカバー部３５が略正方形で整流板部２３ｂから延設されているので、このカバー部３５の機械的強度が一層大に設定でき、より信頼性の高いブラシホルダアッセンブリ３０を構成できる。また、キャップ３４のプレート２３への取付けは、キャップ３４の突出部３４ａをカバー部３５の係止穴３５ａに挿入するのみで可能であるので、キャップ３４のプレート２３への取付けが容易にできる。

なお、上述では、ブラシホルダアセンブリ３０を構成するコネクタ部２２を、ブラシホルダ部１１の周方向へ所定角度偏位させた位置に設けるものを例示したが、レギュレータ回路収納部２４の径方向外周側に設置すれば、ブラシホルダアセンブリ３０の周方向設置面積を小さくでき、その分だけ整流器アセンブリ２８の周方向設置面積を大にすることができるので、設置面積を大きくし得、冷却性能を向上して出力向上に寄与できるという格別の効果を有する。

また、上述では、ブラシホルダアセンブリ３０を構成するプレート２３に雑音防止用のコンデンサ（図示しない）を収納保持させるものを例示したが、コンデンサ（図示しない）も、レギュレータ回路収納部２４の径方向外側位置に設けるようにすれば、より一層整流器アッセンブリ２８の周方向配置面積を増大することが可能となる。

２ リヤブラケット、 ３ ケース、 ５ 回転軸、 ６ 回転子、
７ａ、７ｂ 冷却ファン、 ８ 固定子、 １０ ブラシ、
１１ ブラシホルダ部、 １１ａ ブラシ挿入穴、 １２ 整流器、
１３ ヒートシンク、 １４ レギュレータ回路、 １５ 固定子コイル、１６ ポールコア、 １７ 固定子鉄心、 ２０ スプリング、 ２１ スリンガ部、 ２２ コネクタ部、 ２３ プレート、
２３ａ 係止部、 ２３ｂ 整流板部、 ２３ｃ コンデンサ収納部、
２４ レギュレータ回路収納部、 ２４ａ 樹脂注入口、 ２５ ヒートシンク、 ２６ ダイオード、 ２７ サーキットボード、 ２８ 整流器アッセンブリ、 ２９ 充填樹脂、 ３０ ブラシホルダアセンブリ、 ３１ ベース、
３１ａ 通風孔、 ３２ キャップ、 ３２ａ 嵌合部、 ３２ｂ 塞口部、 ３３ 嵌合部、 ３４ キャップ、 ３４ａ 突出部、 ３４ｂ 塞口部、
３５ カバー部、 ３５ａ 係止穴。

Claims (5)

1. 固定子で発生する交流電圧の大きさを調整するレギュレータ回路と、
   ブラシ挿入穴を有しブラシを上記ブラシ挿入穴内に保持するブラシホルダ部、および上記レギュレータ回路を収納保持するレギュレータ回路収納部が一体にモールド成形され、
   上記リヤブラケット内に装着されたベースと、
   上記ブラシ挿入穴を塞口し得る弾性を有するキャップと、
   上記キャップを一体的に有し上記ブラシホルダ部に装着された金属製のプレートを備えたことを特徴とする車両用交流発電機のブラシホルダ装置。
2. 上記プレートは、鉄板のプレス成形により形成されており、表面を平坦面とする整流板部と、上記整流板部から直角に延設され上記レギュレータ回路収納部の樹脂注入口を囲う枠からなる係止部とから構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機のブラシホルダ装置。
3. 上記キャップは、ゴム製であり、上記プレートの係止部に嵌着する嵌合部と、ブラシ挿入穴に挿入してこれを塞口する塞口部とから構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機のブラシホルダ装置。
4. 上記プレートから整流板部と直角に延設され上記レギュレータ回路収納部の樹脂注入口を覆うカバー部と、上記カバー部の一部に形成された係止穴に嵌着して係止される突出部を有するキャップとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機のブラシホルダ装置。
5. 上記プレートは、上記ブラシホルダ部の径方向外端部に対向するように延長し、この延長部の内側に上記ブラシ挿入穴を塞口する上記キャップが装着されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用交流発電機のブラシホルダ装置。

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