JP4473436B2 - 交流発電機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車、トラック、船舶等に搭載される交流発電機に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両等に搭載される交流発電機は、回転子に備わった界磁巻線に励磁電流を流すことにより磁極鉄心の周囲に磁束を発生させ、これを回転させることにより、固定子に起電力を生じさせる。そして、この起電力を整流することにより、直流の出力電力が取り出される。一般には、界磁巻線に励磁電流を流すために、回転子の回転軸にスリップリングが備わっており、これにブラシ装置のブラシを当接することにより、励磁電流が流れるようになっている。このようにブラシとスリップリングを当接してそれらの摺動面を介して励磁電流を流す場合に、この摺動面に水や油等の異物が付着すると、ブラシの異常摩耗の原因となる。このため、ブラシ装置への異物の侵入防止等を目的としてリヤカバーが取り付けられている。
【0003】
交流発電機のリヤカバーは、ブラシ装置を含む各種の電気部品の全体を覆うような椀形状を有しており、被水による水の浸入を防止するほかに、小石等の異物の衝突による電気部品の破損を防止するために設けられている。このリヤカバーには、回転子に取り付けられたリヤ側冷却ファンによって吸入される冷却風をリヤカバー内部に取り込むための吸入窓や、リヤカバー内の電気部品周辺に浸入した水を排出する排出路等が形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したリヤカバーを備える交流発電機を、プーリが天方向に向くように搭載した場合には、リヤカバーが最下部に配置され、しかも椀形状の開口面が天方向を向くため、交流発電機のフレームに沿って流れてきた水がリヤカバーの内面に沿って電気部品周辺、特にリヤカバーの中心近傍に配置された回転軸のスリップリングやブラシ装置の周辺に溜まってしまうという問題があった。このようにスリップリングやブラシ周辺に水が溜まった状態で発電を行うと、スリップリングの異常摩耗や発電停止等の不具合の原因となるため好ましくない。
【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、リヤカバー内に浸入した水を効率よく排出することができる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、本発明の交流発電機は、回転子および固定子を支持するフレームと、フレームの外側に設けられたブラシ装置を含む電気部品と、電気部品を覆う椀形状のリヤカバーとを有するとともに、リヤカバーに、ブラシ装置より外側領域に椀形状の開口部から見て凹形状となる排水路と、この排水路に流入した水を排出する排水口を形成している。これにより、プーリ側を天方向にして車載用交流発電機を車両に搭載した場合に、フレームを伝ってリヤカバー内に浸入する水を、排水路に流入させた後に排水口からリヤカバーの外部に効率よく排出することができ、ブラシ装置の被水を防止することが可能になる。
【0007】
また、上述した排水路は、ブラシ装置より外側領域に、閉じた周回形状に形成することが望ましい。これにより、リヤフレームに浸入してブラシ装置に向かって流れる水を確実に排水路に集めて排出することができる。
【0008】
また、上述したリヤカバーは、冷却風を内部に導入する複数の吸入窓を有しており、これら複数の吸入窓の一部を排水口として用いることが望ましい。一部の吸入窓を排水口として利用することにより、リヤカバーに形成する貫通孔を必要以上に増やすことなく、冷却性の確保と浸入した水の確実な排出の両方が可能となる。
【0009】
【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。
【0010】
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、整流装置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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
ブラシ装置4は、整流装置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に形成されたスリップリング36、37のそれぞれに押圧するブラシ41、42を有する。
【0014】
整流装置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。
【0015】
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23に対向した位置に冷却風の吐出窓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。
【0016】
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各種の電気部品であるブラシ装置4、整流装置5およびICレギュレータ9の全体を覆って、これらを保護するためのものである。このリヤカバー7は、金属ナット71によってリヤ側のフレーム6から延びるボルト63に、整流装置5を介在させた状態で締め付け固定されている。リヤカバー7の詳細形状については後述する。
【0017】
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、整流装置5の出力端子54からは直流の出力電力が取り出される。
【0018】
次に、リヤカバー7の詳細について説明する。図2は、リヤカバー7を詳細形状を示す平面図である。図1および図2に示すように、リヤカバー7は、整流装置5の全体を覆うように形成されており、主に整流装置5の正極側の放熱フィン52および負極側の放熱フィン53に対応する位置に冷却用の外気(冷却風)を取り込む複数の吸入窓72を有している。また、リヤカバー7には、これら複数の吸入窓72の外周側に、凹形状を有する排水路73が側面に沿って一周するように形成されており、この排水路73には所定間隔で複数の排水口74が形成されている。
【0019】
ところで、本実施形態の車両用交流発電機1は、プーリ8が天方向を向くように車両に搭載される。図1に示す矢印Aの向きが天方向を示している。このため、フレーム6の外周面を伝って、リヤカバー7の開口部に生じる隙間からリヤカバー7の内部に雨水や洗浄液等の各種の水が浸入しやすくなっている。しかし、本実施形態のリヤカバー7には、上述したように側面に沿って一周するように排水路73が形成されているため、リヤカバー7の側面内側を伝って浸入した水は、一旦この排水路73に流れ込み、この排水路73の複数箇所に形成された排水口74から排出される。
【0020】
このように、本実施形態では、フレーム6を伝ってリヤカバー7内に浸入した水を、排水路73に流入させた後に排水口74からリヤカバー7の外部に効率よく排出することができるため、排水路73の内側に配置されているブラシ装置4の被水を有効に防止することができる。特に、排水路73が閉じた周回形状に形成されているため、リヤカバー7の側面内側を伝って浸入した水を確実にこの排水路73に集めることができ、ブラシ装置4側に浸入する水を確実に遮断することができる。
【0021】
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、図1に示したように、リヤカバー7にほぼU字状の断面形状を有する排水路73を形成するようにしたが、リヤカバー7の側面内側を伝って浸入した水を集めることができる形状であればU字状以外の任意形状を採用するようにしてもよい。例えば、図3に示すように、U字以外の凹形状を有する排水路73aを形成するようにしてもよい。また、リヤカバー7を樹脂材料で形成する場合には、リヤカバー7の側面から一定の距離隔たった位置に周回する衝立を形成することにより、この衝立とリヤカバー7の側面との間に形成される凹形状を排水路として使用するようにしてもよい。
【0022】
また、上述した実施形態では、排水路73の一部に複数の排水口74を形成してこの排水路73に流入した水をリヤカバー7の外部に排出するようにしたが、図2に示したように、リヤカバー7には冷却風を吸入するための多数の吸入窓72が形成されているため、排水路73に流入した水を一部の吸入窓72から排出するようにしてもよい。
【0023】
図4は、冷却風の吸入窓を通して排水を行う変形例を示す図であり、リヤカバーの一部の形状が示されている。図4に示すリヤカバー7aは、側面近傍に形成された排水路73に流入した水を、プーリ側から見て凹形状を有するカバー補強用リブ75を通してリヤカバー7aの中心近傍に形成された冷却風の吸入窓72aに導く構造を有している。このように、冷却風の吸入窓72aを通して排水する場合には、リヤカバー7aに形成する貫通孔を減らすことができるため、特に冷却風の流れを検討して冷却風の吸入窓の位置や大きさを決定した後に排水路を形成するような場合には、冷却性に影響を与えることなくリヤカバー7a内部に浸入した水を効率よく排水することができる利点がある。
【0024】
また、上述した実施形態では、リヤカバー7の側面近傍に周回した排水路73を形成したが、側面から隔たった位置にこの排水路73を形成するようにしてもよい。具体的には、排水路73の形成位置は、ブラシ装置4との対向面よりも外周側であればよい。また、排水路73は、必ずしも周回形状に形成する必要はなく、水が浸入する位置が偏っている場合には、この浸入経路を遮る位置を含むように排水路を形成するようにしてもよい。
【0025】
また、上述した実施形態では、車両用の交流発電機について説明したが、本発明は車両以外、例えば船舶に搭載される交流発電機に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【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】リヤカバーの詳細形状を示す平面図である。
【図3】リヤカバーの変形例を示す部分的な断面図である。
【図4】リヤカバーの変形例を示す部分的な平面図である。
【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 整流装置
6 フレーム
7 リヤカバー
8 プーリ
72、72a 吸入窓
73 排水路
74 排水口
75 カバー補強用リブ
Claims (2)
- ベルトを介してプーリにエンジンからの回転力が伝えられる回転子および固定子を支持すると共に、固定子鉄心の軸方向端面から突出した固定子巻線に対向した位置に冷却風の吐出窓が、軸方向端面に冷却風の吸入窓がそれぞれ設けられているフレームと、前記プーリの反対側において前記フレームの外側に設けられたブラシ装置を含む電気部品と、前記電気部品を覆う椀形状のリヤカバーとを有し、かつ前記プーリが天方向を向くように車両に搭載される車両用交流発電機において、
前記リヤカバーは、前記ブラシ装置より外側領域で側面に沿って形成され、前記椀形状の開口部から見て凹形状となる排水路と、この排水路に流入した水を排出する排水口とを有しており、かつ
前記リヤカバーは、冷却風を内部に導入する複数の吸入窓を有しており、前記複数の吸入窓の一部を前記排水口として用いることを特徴とする車両用交流発電機。 - 請求項1において、
前記排水路は、前記ブラシ装置より外側領域に、閉じた周回形状に形成されていることを特徴とする車両用交流発電機。
Priority Applications (1)
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JP2000303583A JP4473436B2 (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | 交流発電機 |
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Family Applications (1)
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- 2000-10-03 JP JP2000303583A patent/JP4473436B2/ja not_active Expired - Lifetime
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