JP4473436B2

JP4473436B2 - 交流発電機

Info

Publication number: JP4473436B2
Application number: JP2000303583A
Authority: JP
Inventors: 幹男増野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-10-03
Filing date: 2000-10-03
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2020-10-03
Also published as: JP2002119008A

Description

【０００１】
【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

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。