JPH09154262A

JPH09154262A - 発電機

Info

Publication number: JPH09154262A
Application number: JP8236397A
Authority: JP
Inventors: Takuzo Mukai; 向井　　拓三; Kenzou Mitani; 涓三三谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 1997-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ポールコア３３の端面に送風装置７を有する
車両用交流発電機１の軸方向寸法を短縮することにより
車両用交流発電機１の小型化を達成する。【解決手段】送風装置７の環状ブレード列の径方向の
内側に２個の集電環４１と２個のブラシ５１を配置して
車両用交流発電機１の軸長を短縮し、しかも２個の集電
環４１と２個のブラシ５１を収容する収容室４８を形成
する集電環カバー６１を極めてシンプルな円筒状の壁部
材とすることにより、送風装置７の環状ブレード列の全
周に向けて均等に空気を吸い込む吸い込み空間を形成し
た。そして、リヤハウジング１２に固定されたブラシホ
ルダ５９と集電環カバー６１によって２個の集電環４１
の周囲を取り囲み、集電環カバー６１とポールコア３３
の端面に取り付けられた送風装置７の支持板部４４との
間に、収容室４８内の密閉性を高める微小間隙４７を設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロータコイルに
電気的に接続された集電環の外周をブラシ部材が摺動す
る発電機に関するもので、特に車両に搭載されたバッテ
リを充電する車両用交流発電機に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば車両用交流発電機１０
０は、図１２に示したように、フロントハウジング１０
１の内面に固定され、ステータコア１０２にステータコ
イル１０３を巻装したステータ１０４、シャフト１０５
と一体回転するロータコア１０６にロータコイル１０７
を巻装したロータ１０８、リヤハウジング１０９とリヤ
カバー１１０との間に固定されたブラシホルダ１１１等
から構成されている。

【０００３】なお、シャフト１０５の後端部の外周に
は、コネクションバー１１２を介してロータコイル１０
７に電気的に接続する一対の金属質の集電環１１３が設
けられている。また、ロータコア１０６の両面には、内
部に冷却風を吸い込むための冷却ファン１１４、１１５
が取り付けられている。さらに、ブラシホルダ１１１
は、接続ターミナル（図示せず）をインサート成形し、
内部に一対の炭素質のブラシ１１６を格納している。

【０００４】そして、ブラシ１１６と集電環１１３との
摺動部分は、防水、防塵のため、ブラシホルダ１１１と
共にリヤハウジング１０９の円筒部１１７で囲まれてお
り、ブラシホルダ１１１と円筒部１１７の気密性を保持
するためにゴム製のパッキン１１８が介護されている。
ここで、１２１は電圧調整装置で、１２２はブラシホル
ダ１１１、ブラシ１１６、パッキン１１８およびコイル
スプリング１２３により構成されたブラシ装置である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の車両
用交流発電機１００においては、ブラシ１１６を内蔵し
たブラシホルダ１１１を別体であるリヤハウジング１０
９に固定ねじ（図示せず）により締め付け固定してい
る。すなわち、集電環１１３の円周方向は、ブラシホル
ダ１１１とリヤハウジング１０９のブラケット部１１９
で覆い、ブラシホルダ１１１の前後はリヤハウジング１
０９とリヤカバー１１０とで覆い、それぞれブラシホル
ダ１１１との隙間の３面をシールする必要がある。

【０００６】そして、ブラシホルダ１１１と円筒部１１
７とのシールにパッキン１１８を使用しているため、軸
方向の積み重ね組み立て性が悪く、シール不良が発生す
る可能性がある。さらに、円筒部１１７がブラケット部
１１９と一体でアルミニウムダイカストで製作されてい
るため、その円筒部１１７に上型と下型の型合わせ部に
ダイカスト時のバリが発生し、パッキン１１８の接触面
よりシール不良に至るという問題が生じている。

【０００７】さらに、従来の車両用交流発電機１００で
は、ブレードを環状に配列した冷却ファン１１５をロー
タコア１０６の端面に設置し、発電機内部部品あるいは
発電機に付属する機器の冷却を行っている。ところが、
従来の技術に見られるようなブラシ装置１２２では、ロ
ータ１０８のシャフト１０５から径方向に延びる略直方
体形状のブラシホルダ１１１が設けられているため、冷
却ファン１１５のブレードとブラシ装置１２２との干渉
を避けるために車両用交流発電機の軸方向長さ（軸長）
が大型化するという問題が生じている。しかも、従来の
ブラシ装置１２２は、シャフト１０５から径方向にブラ
シホルダ１１１が配置されるため、冷却ファン１１５の
送風経路を遮ることになり、送風効率の向上を妨げる一
因ともなっている。

【０００８】

【発明の目的】本発明の目的は、新規なブラシ部材を備
えた発電機を提供することにある。本発明の目的は、発
電機の小型化を達成することにある。本発明の他の目的
は、ロータコアの端面に送風装置を有する発電機の小型
化を達成することにある。本発明の他の目的は、ブラシ
部材と集電部材とを収容する収容室の高い密閉性を実現
することにある。本発明の他の目的は、送風装置と収容
室形成部材との低コスト化を実現することにある。本発
明の他の目的は、シャフトとブラシホルダとの軸心ずれ
を低減することにある。本発明の他の目的は、ブラシ部
材の小型、軽量化を図ることにある。本発明の他の目的
は、製造が容易なブラシホルダを提供することにある。
本発明の他の目的は、ブラシ部材の長寿命化を図ること
にある。本発明の他の目的は、ロータコイルの通電電流
を制御する通電制御回路とブラシ装置とを含むサブアッ
センブリの低コスト化、小型化を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、ブラシ部材と環状の集電部材とを収容する収容
室を形成する収容室形成部材の外周と送風装置の環状ブ
レード列の内周との間に円環状空間を形成しており、こ
の円環状空間によって送風装置の環状ブレード列の全周
に向けて略均等に吸い込み側空間を形成している。これ
により、送風装置のブレードと収容室形成部材との干渉
が避けられるため、発電機のシャフトの軸方向寸法を小
型化できる。したがって、ロータコアの端面に送風装置
を備えた発電機の小型化を図ることができる。しかも、
収容室形成部材が送風装置の送風経路を遮ることも防止
できるので、騒音の発生を抑えることができ、且つ送風
効率を向上できる。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、収容室形
成部材を形成するロータ側部材とハウジング側部材とが
微小間隙を介して対向していることにより、パッキンを
廃止しながらも、ブラシ部材と集電部材とを収容する収
容室の高い密閉性を実現することができる。これによ
り、ブラシ部材と集電部材との接触部分に水や埃等の異
物が侵入することはないので、シール不良を防止するこ
とができる。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、送風装置
とロータ側部材とを連続して一体的に形成することによ
り、送風装置と収容室形成部材の低コスト化を実現する
ことができる。請求項４に記載の発明によれば、集電部
材を固定する絶縁性部材とロータ側部材とを連続して一
体的に形成することにより、絶縁性部材および集電部材
よりなる集電装置と収容室形成部材の低コスト化を実現
することができる。

【００１２】請求項５に記載の発明によれば、環状壁部
材の筒状の凸部と筒状壁部材の開口側との間に微小間隙
を形成しているので、パッキンを廃止しながらも、ブラ
シ部材と集電部材とを収容する収容室の高い密閉性を実
現することができる。これにより、ブラシ部材と集電部
材との接触部分に水や埃等の異物が侵入することはない
ので、シール不良を防止することができる。

【００１３】請求項６に記載の発明によれば、シャフト
を軸支する軸受に対してブラシホルダを位置決めするこ
とにより、軸受とブラシホルダとの組付け誤差によるブ
ラシホルダとシャフトとの軸芯ずれをなくすことができ
る。請求項７に記載の発明によれば、微小間隙が屈曲し
た隙間であるため、ブラシ部材と集電部材とを収容する
収容室の密閉性をより向上することができる。これによ
り、ブラシ部材と集電部材との接触部分に水や埃等の異
物が侵入することはないので、シール不良を防止するこ
とができる。

【００１４】請求項８に記載の発明によれば、ブラシ部
材に電気的に接続される接続ターミナルがブラシホルダ
内を貫通した状態で配置されていることにより、ブラシ
部材と集電部材とを収容する収容室の密閉性を高めるこ
とができる。請求項９に記載の発明によれば、ブラシホ
ルダの付属部分が送風装置の環状ブレード列よりも軸方
向外側に配置されることにより、複数のブレードが回転
する時にブレードと付属部分との干渉を防止できる。

【００１５】請求項１０に記載の発明によれば、ブラシ
ホルダの筒状部分から径方向外側に向けて延びる付属部
分に通電制御回路を搭載することにより、ブラシホルダ
と通電制御回路の小型化を図ることができる。そして、
ロータコイルの通電電流を制御する通電制御回路とブラ
シホルダとを含むサブアッセンブリの低コスト化を図る
ことができる。

【００１６】請求項１１に記載の発明によれば、ハウジ
ング部材を軸受の外周と接触させることにより、ブラシ
部材と集電部材とを収容する収容室の密閉性を高めるこ
とができる。請求項１２に記載の発明によれば、ハウジ
ング側部材を軸受とハウジングとの間に収容することに
より、収容室の端部がハウジングと軸受とによって閉塞
されるので、ブラシ部材と集電部材とを収容する収容室
の密閉性を高めることができる。

【００１７】請求項１３に記載の発明によれば、ブラシ
部材を集電部材の外周に沿って延びる円弧形状とするこ
とにより、集電部材に対するブラシ部材の接触圧の合成
ベクトルが略０になり、ブラシ部材を保持する収容室形
成部材にブラシ部材の接触圧があまり加わらないように
できる。これにより、ブラシ部材と収容室形成部材との
結合状態が低下することを防止できる。

【００１８】請求項１４に記載の発明によれば、ブラシ
部材がブラシ被固定部から集電部材の回転方向の前方側
と後方側との少なくとも一方で集電部材に接触している
ので、ブラシ部材から集電部材へ安定した給電を行うこ
とができる。請求項１５に記載の発明によれば、ブラシ
部材がブラシ被固定部から集電部材の回転方向の前方側
と後方側との両方で集電部材に接触しているので、ブラ
シ部材が剥離し易い方向に過大な振動が発生して、一方
が集電部材より剥離しても他方が集電部材の外周に密着
することになるので、ブラシ部材から集電部材へ安定し
た給電を行うことができる。

【００１９】請求項１６に記載の発明によれば、２個の
集電部材が電気絶縁性の樹脂質部材によって、シャフト
の外周にシャフトの軸方向に横並びで電気的に絶縁され
て保持されていることにより、狭い収容室内で電気的に
絶縁されながらコンパクトに２個の集電部材を収容でき
る。

【００２０】請求項１７に記載の発明によれば、収容室
形成部材で形成される円筒状の収容室内において、２個
のブラシ部材が２個の集電部材の軸方向位置に対応して
軸方向に互いに離れて設置されていると共に、シャフト
の周方向にも互いに離れて設置されていることにより、
狭い収容室内で所定の絶縁距離を保ちながらコンパクト
に２個のブラシ部材を収容できる。

【００２１】請求項１８に記載の発明によれば、収容室
形成部材を形成するロータ側部材とハウジング側部材と
が微小間隙を介して対向していることにより、パッキン
を廃止しながらも、ブラシ部材と集電部材とを収容する
収容室の高い密閉性を実現することができる。これによ
り、ブラシ部材と集電部材との接触部分に水や埃等の異
物が侵入することはないので、シール不良を防止するこ
とができる。

【００２２】請求項１９に記載の発明によれば、送風装
置とロータ側部材とを連続して一体的に形成することに
より、送風装置と収容室形成部材の低コスト化を実現す
ることができる。請求項２０に記載の発明によれば、集
電部材を固定する絶縁性部材とロータ側部材とを連続し
て一体的に形成することにより、絶縁性部材および集電
部材よりなる集電装置と収容室形成部材の低コスト化を
実現することができる。

【００２３】請求項２１に記載の発明によれば、環状壁
部材の筒状の凸部と筒状壁部材の開口側との間に微小間
隙を形成しているので、パッキンを廃止しながらも、ブ
ラシ部材と集電部材とを収容する収容室の高い密閉性を
実現することができる。これにより、ブラシ部材と集電
部材との接触部分に水や埃等の異物が侵入することはな
いので、シール不良を防止することができる。

【００２４】請求項２２に記載の発明によれば、シャフ
トを軸支する軸受に対してブラシホルダを位置決めする
ことにより、軸受とブラシホルダとの組付け誤差による
ブラシホルダとシャフトとの軸芯ずれをなくすことがで
きる。請求項２３に記載の発明によれば、微小間隙が屈
曲した隙間であるため、ブラシ部材と集電部材とを収容
する収容室の密閉性をより向上することができる。これ
により、ブラシ部材と集電部材との接触部分に水や埃等
の異物が侵入することはないので、シール不良を防止す
ることができる。

【００２５】請求項２４に記載の発明によれば、ブラシ
部材を薄板弾性金属質部材を使用することにより、ブラ
シ部材を薄くすることができるので、ブラシ部材を大幅
に軽量、小型化することができる。したがって、発電機
の体格を縮径できるので、発電機を軽量、小型化でき
る。また、ブラシ部材を薄板弾性金属質部材で作ること
により、スプリングがなくてもブラシ部材が集電部材側
に付勢することにより、集電部材に対するブラシ部材の
接触圧を十分に確保することができるので、安定した給
電状態を確保することができる。さらに、ブラシ部材を
軽量化してバネ荷重を軽減することにより摩耗が大幅に
低減され、且つブラシ部材の振動による不具合を抑える
ことによりブラシ部材の寿命を長期化できる。したがっ
て、発電機の長寿命化を達成することができる。

【００２６】また、ブラシ部材を薄板弾性金属質部材で
作ることにより、摩耗し難くなるので、従来の摩耗部材
で作ったブラシ部材のように予め摩耗を予測した大きさ
と長さに設定する必要はない。これにより、ブラシ部材
を薄くすることができるので、ブラシ部材を大幅に軽
量、小型化することができる。したがって、新規なブラ
シ部材を備えた発電機を提供することができると共に、
発電機の体格を縮径できるので、発電機を軽量、小型化
できる。そして、切削加工を行わず、プレス加工のみで
薄板弾性金属質部材よりなるブラシ部材を作ることによ
り、摩耗寿命に影響するブラシ部材の硬さを充分に高く
できることにより、ブラシ部材の長寿命化を達成するこ
とができる。

【００２７】請求項２５に記載の発明によれば、ブラシ
部材に電気的に接続される接続ターミナルがブラシホル
ダ内を貫通した状態で配置されていることにより、ブラ
シ部材と集電部材とを収容する収容室の密閉性を高める
ことができる。請求項２６に記載の発明によれば、付属
部分が送風装置の環状ブレード列よりも軸方向外側に配
置されることにより、複数のブレードが回転する時にブ
レードと付属部分との干渉を防止できる。

【００２８】請求項２７に記載の発明によれば、ブラシ
ホルダの筒状部分から径方向外側に向けて延びる付属部
分に通電制御回路を搭載することにより、ブラシホルダ
と通電制御回路の小型化を図ることができる。そして、
ロータコイルの通電電流を制御する通電制御回路とブラ
シボルダとを含むサブアッセンブリの低コスト化を図る
ことができる。

【００２９】請求項２８に記載の発明によれば、ブラシ
部材を集電部材の外周に沿って延びる円弧形状とするこ
とにより、集電部材に対するブラシ部材の接触圧の合成
ベクトルが略０になり、ブラシ部材を保持する収容室形
成部材にブラシ部材の接触圧があまり加わらないように
できる。これにより、ブラシ部材と収容室形成部材との
結合状態が低下することを防止できる。

【００３０】請求項２９に記載の発明によれば、ブラシ
部材がブラシ被固定部から集電部材の回転方向の前方側
と後方側との少なくとも一方で集電部材に接触している
ので、ブラシ部材から集電部材へ安定した給電を行うこ
とができる。請求項３０に記載の発明によれば、ブラシ
部材がブラシ被固定部から集電部材の回転方向の前方側
と後方側との両方で集電部材に接触しているので、ブラ
シ部材が剥離し易い方向に過大な振動が発生して、一方
が集電部材より剥離しても他方が集電部材の外周に密着
することになるので、ブラシ部材から集電部材へ安定し
た給電を行うことができる。

【００３１】請求項３１に記載の発明によれば、集電部
材がカーボン質部材で作られていることにより、集電部
材の自身の摩擦係数を軽減できるので、自己潤滑性を備
える。そして、集電部材がカーボン質部材で作られてい
ることにより、ブラシ部材を金属質部材で作って、その
ブラシ部材を集電部材の外周に高速で摺動させても安定
した摩耗とロータコイルへの給電を確保することができ
る。

【００３２】請求項３２に記載の発明によれば、ロータ
側部材の環状の嵌合部とハウジング側部材の環状の被嵌
合部との間に微小間隙を形成することにより、パッキン
を廃止しながらも、ブラシ部材と集電部材との摺動部分
に水や埃等の異物が侵入することはない。これにより、
シール不良を防止することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】

〔第１実施例の構成〕図１ないし図６はこの発明の発電
機を車両用交流発電機に適用した実施例を示したもの
で、図１は車両用交流発電機の全体構造を示した図で、
図２および図３は車両用交流発電機の主要部構造を示し
た図であり、図４は車両用交流発電機の電気接続装置の
主要部構造を示した図であり、図５はリヤハウジングに
三相整流装置、電圧調整装置およびブラシ装置を組み付
けた状態を示した図である。

【００３４】車両用交流発電機１は、ポリＶベルト（図
示せず）を介してエンジンで駆動され、発電した交流電
流を三相整流装置９で整流し、直流に変換して、車両に
搭載されたバッテリ（図示せず）の充電と電気負荷へ必
要な電力の供給とを行うオルタネータである。この車両
用交流発電機１は、ハウジング２、ステータ３、ロータ
４、シャフト５、集電装置６、送風装置７、ブラシ装置
８、三相整流装置９および電圧調整装置１０等から構成
されている。

【００３５】〔ハウジングの説明〕次に、ハウジング２
について図１ないし図４に基づいて説明する。このハウ
ジング２は、２個のアルミニウムダイカスト製のフロン
トハウジング（ドライブフレームとも言う）１１および
リヤハウジング（リヤフレームとも言う）１２からな
り、複数のスタッドボルト１３およびナット１４によっ
て締結されている。

【００３６】また、フロントハウジング１１には、シャ
フト５のフロント側（前端側）を回転自在に支持する軸
受としてのフロントベアリング（軸受）１５がボス部
（軸受保持部）１６に圧入およびかしめによって固定さ
れている。また、リヤハウジング１２には、シャフト５
のリヤ側（後端側）を回転自在に支持する軸受としての
リヤベアリング１７がボス部（軸受保持部）１８に圧入
およびかしめによって固定されている。そして、ハウジ
ング２内に冷却風を吸い込むべく、フロントハウジング
１１には多数の通風口１９が、リヤハウジング１２には
多数の通風口２０および多数の排気口２１が、略円環状
に周設されている。

【００３７】さらに、フロントハウジング１１の上部に
はエンジンの上側ブラケット（図示せず）に締結固定さ
れるステー部２２が、下部にはエンジンの下側ブラケッ
ト（図示せず）に締結固定されるステー部２３が一体成
形されている。また、リヤハウジング１２の下部には、
エンジンの下側ブラケットに締結固定されるステー部２
４が一体成形されている。これらのステー部２２〜２４
には、ボルトが挿通するボルト穴２５〜２７が貫通して
いる。

【００３８】〔ステータの説明〕次に、ステータ３につ
いて図１に基づいて説明する。このステータ３は、ハウ
ジング２の内面に固定されたステータコア３１、および
このステータコア３１に巻装された三相のステータコイ
ル３２により構成された固定子である。

【００３９】ステータコア３１は、電機子鉄心を構成す
るもので、磁性材料製の薄鋼板を複数積層してなる積層
コアよりなり、フロントハウジング１１の内周面に圧入
固定されて一体化されている。ステータコア３１の内周
側には、多数のスロット（図示せず）が等間隔で形成さ
れている。

【００４０】三相のステータコイル３２は、Ｙ結線また
はΔ結線により接続され、ロータ４の回転に伴って三相
交流出力が誘起する三相の電機子巻線である。これらの
ステータコイル３２の巻線端は、三相整流装置９の三相
整流回路に半田付け等を用いて電気的に接続されてい
る。

【００４１】〔ロータの説明〕次に、ロータ４について
図１に基づいて説明する。このロータ４は、界磁装置と
して働く部分で、シャフト５と一体的に回転する回転子
である。ロータ４は、シャフト５、このシャフト５に固
定されたランデル型のポールコア３３、このポールコア
３３に巻装された界磁コイル３４、この界磁コイル３４
に励磁電流を供給するための集電装置６、および冷却風
を発生させる送風装置７等から構成されている。

【００４２】ポールコア３３は、本発明のロータコア
（界磁極、界磁鉄心または回転子鉄心とも言う）であっ
て、中央に界磁コイル３４が巻かれ、強磁性材料により
作られている。このポールコア３３は、界磁コイル３４
に励磁電流が流れると一方の爪状磁極部３５が全てＮ極
になり、他方の爪状磁極部３６が全てＳ極になる。そし
て、他方の爪状磁極部３６のリヤ側壁面には、ハウジン
グ２内に冷却風を吸い込む送風装置７が溶接等の手段を
用いて取り付けられている。

【００４３】界磁コイル３４は、本発明のロータコイル
であって、ポールコア３３の中央部にコイルボビン３７
を介して巻回され、励磁電流が流れるとポールコア３３
を磁化する励磁巻線（回転子巻線とも言う）である。な
お、コイルボビン３７は、界磁コイル３４とポールコア
３３とを電気的に絶縁する電気絶縁性の樹脂質部材で作
られている。

【００４４】〔シャフトの説明〕次に、シャフト５につ
いて図１に基づいて説明する。このシャフト５は、ハウ
ジング２のボス部１６、１８にフロント、リヤベアリン
グ１５、１７を介して回転自在に支持されている。この
シャフト５の一端部（先端部、フロント側端部）には、
エンジンの回転動力をシャフト５に伝達するためのＶリ
ブドプーリ（ポリＶベルト用プーリ）３８が座付きナッ
ト３９とフロントベアリング１５との間に締結固定され
ている。

【００４５】このＶリブドプーリ３８は、ポリＶベルト
等の伝動手段（図示せず）を介してエンジンの出力軸
（クランク軸）に装着されたポリＶベルト用プーリ（図
示せず）に駆動連結されている。なお、シャフト５とＶ
リブドプーリ３８との間に電磁クラッチ等のクラッチ手
段を配しても良い。

【００４６】〔集電装置の説明〕次に、集電装置６につ
いて図１ないし図４に基づいて説明する。この集電装置
６は、バッテリおよび電圧調整装置１０と界磁コイル３
４とをブラシ装置８を通して接続するために使われる２
個の集電環４１、およびこれらの集電環４１の各々に接
続される２個のコネクションバー（スリップリング端子
とも言う）４２（図２参照）等から構成されている。

【００４７】２個の集電環４１は、本発明の集電部材
（所謂スリップリング）であって、シャフト５の他端部
（後端部、リヤ側端部）の外周に設けられ、互いに電気
的に独立した２個の円環状集電環本体（炭素質集電環）
である。これらの集電環４１は、後記する電気絶縁性の
樹脂質部材によって、シャフト５の他端部の外周にシャ
フト５の軸方向に所定間隔を隔てて横並びで保持され、
且つ電気的に絶縁されている。２個の集電環４１にコネ
クションバー４２の一端がインサート成形されることで
両者が機械的、且つ電気的に接続される。

【００４８】２個の集電環４１の材質としては、炭素
（カーボン）質部材（例えば銅合金の発泡骨格金属を金
属母体とした炭素粉末、天然黒鉛、電気黒鉛または金属
黒鉛等）が使用されている。なお、コネクションバー４
２は、界磁コイル３４の端末線が半田付け等の手段によ
り電気的に接合されている。

【００４９】〔送風装置の説明〕次に、送風装置７につ
いて図１ないし図４に基づいて説明する。この送風装置
７は、電気絶縁性の樹脂質部材（以下絶縁性部材と呼
ぶ）４０で成形されている。この絶縁性部材４０は、２
個の集電環４１と２個のコネクションバー４２との接続
箇所を保護する端子保護部材でもある。なお、絶縁性部
材４０は、本発明の収容室形成部材のロータ側部材であ
って、材質として、例えば電気絶縁性および耐熱性に優
れ、高強度で寸法安定性に優れる例えばポリフェニレン
スルフィド樹脂（ＰＰＳ樹脂）を使用することが望まし
い。

【００５０】絶縁性部材４０は、送風装置（遠心式ファ
ン）７の冷却翼を構成する複数のブレード４３、これら
のブレード４３を支持する円環状の支持板部（ベース
板）４４、および２個の集電環４１と２個のコネクショ
ンバー４２の軸方向部分をインサート成形した筒状の集
電環固定部４５等を有している。

【００５１】ブレード４３は、図２および図３に示した
ように、支持板部４４の外周部の端面上に円環状に複数
配列されている。支持板部４４は、本発明の環状壁部材
であって、ポールコア３３の集電環側端面（後端側の側
面）に固定され、２個のコネクションバー４２の径方向
部分をインサート成形している。なお、複数のブレード
４３と支持板部４４とから送風装置７が構成される。集
電環固定部４５は、２個の集電環４１および２個のコネ
クションバー４２の軸方向部分と一体化されてシャフト
５の他端部外周に圧入固定されている。

【００５２】〔ブラシ装置の説明〕次に、ブラシ装置８
について図１ないし図６に基づいて説明する。このブラ
シ装置８は、２個の集電環４１のそれぞれの外周に接触
する互いに電気的に独立した２個のブラシ５１、これら
のブラシ５１を支持固定するブラシホルダ５９を含む絶
縁性部材５２、およびこの絶縁性部材５２にインサート
成形された接続ターミナル５３、５４等から構成されて
いる。

【００５３】各ブラシ５１は、本発明のブラシ部材であ
って、プレス加工のみにより一体成形され、２個の集電
環４１を介して界磁コイル３４に励磁電流を供給するブ
ラシ（金属質刷子）である。これらのブラシ５１の材質
としては、金属質部材（例えば銅合金のバネ材である燐
青銅またはベリリウム銅等の導電性の薄板弾性材）が使
用されている。

【００５４】そして、ブラシ５１には、集電環４１を囲
むように形成された半円弧形状のブラシ本体５５、およ
びこのブラシ本体５５より絶縁性部材５２側に突出した
ブラシ被固定部５６がそれぞれ形成されている。このブ
ラシ本体５５は、ブラシ被固定部５６から集電環４１の
外周に沿って円弧形状に延びる板状の延長部（アーム
部）５５１、５５２と、これらの先端に設けられ、集電
環４１の外周面と摺動接触する２個の接触子５７、５８
とを備えている。

【００５５】そして、ブラシ本体５５は、基端部（頂端
部）５５ａから集電環４１の回転方向の前方側（リーデ
ィング側）と後方側（トレーリング側）との両方に延び
ていて、前方側と後方側との両方の接触子５７、５８で
集電環４１と接触している。すなわち、ブラシ本体５５
は、図４に示したように、両方の延長部５５１、５５２
の先端間（両方の接触子５７、５８間）寸法Ａと炭素質
集電環径Ｂとの寸法差（Ｂ−Ａ）の締め代により集電環
４１へ押圧され両方の接触子５７、５８で集電環４１の
外周面と接触するように半円弧形状（馬蹄形状）に形成
されている。なお、ブラシ本体５５が基端部５５ａから
集電環４１の回転方向の前方側と後方側とのいずれか一
方のみに延びて集電環４１と接触していても良い。

【００５６】２個の接触子５７、５８は、各集電環４１
の外周面を摺動する摺動部分である。そして、これらの
接触子５７、５８は、ブラシ本体５５のバネ特性により
各集電環４１との接触圧を確保している。２個の接触子
５７、５８の軸方向の両方の開口側からは、４個の延長
片５７ａ、５７ｂ、５８ａ、５８ｂが突き出している。
４個の延長片５７ａ、５７ｂ、５８ａ、５８ｂは、集電
環４１の軸方向両端よりそれぞれ軸方向の両側に向けて
延長され、且つ各接触子５７、５８の軸方向に対して外
側に副った形状（面取り形状）に形成されている。

【００５７】ブラシ被固定部５６は、ブラシ５１の材質
として銅合金のバネ材を使用していることから、つまり
バネ材の特徴であるバネ特性を利用した方法で接続ター
ミナル５３、５４と電気的および機械的に固定されてい
る。このため、この実施例のブラシ被固定部５６は、性
能上および製造上の最小スペースとなるファストン形状
に形成されている。

【００５８】すなわち、ブラシ被固定部５６は、図４に
示したように、ブラシ本体５５の基端部５５ａより軸方
向に突出した突出片５６ａ、およびこの突出片５６ａの
両側を断面形状が略長円形状の円周を描くように折り曲
げた弾性変形可能な係止片５６ｂ、５６ｃを有してい
る。そして、ブラシ被固定部５６は、接続ターミナル５
３、５４の先端部が突出片５６ａと係止片５６ｂ、５６
ｃとの間に挿入されることにより、突出片５６ａと係止
片５６ｂ、５６ｃとの間で接続ターミナル５３、５４の
先端部を挟持する。

【００５９】以上のようにして、一方の集電環４１と一
方のブラシ５１とが電気的に接続される。同様にして、
他方の集電環４１と他方のブラシ５１とが電気的に接続
される。このように２対の集電環４１とブラシ５１とに
よって電気接続装置が構成されている。これにより、接
続ターミナル５３、一方のブラシ５１、一方の集電環４
１、一方のコネクションバー４２、ロータコイル３４、
他方のコネクションバー４２、他方の集電環４１、他方
のブラシ５１、および接続ターミナル５４の経路で通電
経路が形成される。

【００６０】なお、図１には、シャフト５のポールコア
３３側の集電環４１とブラシ５１との接続状態が図示さ
れている。但し、理解を容易にするために、接触子５７
およびブラシ被固定部５６の周方向の位置関係は模式的
に図示されている。これらの部分の周方向の配置は、図
６のようである。すなわち、２個のブラシ５１は、シャ
フト５の周方向に所定距離だけ離れて固定されている。
また、図２に示したように、２個のブラシ５１は、シャ
フト５の軸方向に所定距離だけ離れて固定されている。

【００６１】絶縁性部材５２は、本発明の収容室形成部
材のハウジング部材であって、電気絶縁性の樹脂質部材
（例えばＰＰＳ樹脂等）よりなる。この絶縁性部材５２
は、２個のブラシ５１を保持固定する円筒状のブラシホ
ルダ５９、およびこのブラシホルダ５９の前端側より軸
方向の前方側へ延長された円筒状の集電環カバー（所謂
スリップリングカバー）６１を一体成形している。

【００６２】ブラシホルダ５９は、接続ターミナル５
３、５４をインサート成形しており、接続ターミナル５
３、５４の各々の両端部を突出した状態で接続ターミナ
ル５３、５４を保持固定することによって、２個のブラ
シ５１を保持するブラシ保持部である。

【００６３】集電環カバー６１は、本発明の筒状壁部材
であって、ポールコア３３側が開口した円筒形状に形成
されており、開口側端と送風装置７の支持板部４４との
間に円環状の微小間隙４７を形成している。集電環カバ
ー６１と絶縁性部材４０の集電環固定部４５との間に
は、２個の集電環４１および２個のブラシ５１を収容
し、且つ２個の集電環４１の外周を取り囲む円筒状の収
容室４８が区画形成されている。

【００６４】また、この集電環カバー６１の外周と送風
装置７の環状ブレード列の内周との間には、図２に示し
たように、円環状空間４９が区画形成されている。この
円環状空間４９は、送風装置７の環状ブレード列の全周
に向けて均等に吸い込み側空間を形成している。

【００６５】ここで、ブラシ装置８のブラシホルダ５９
および集電環カバー６１を形成する絶縁性部材５２と、
送風装置７の支持板部４４および集電装置６の集電環固
定部４５を形成する絶縁性部材４０とから上記の収容室
４８を形成する収容室形成部材が構成される。

【００６６】接続ターミナル５３は、断面形状が略Ｌ字
状に形成され、電圧調整装置１０の励磁電流出力ターミ
ナル６９に固定ねじ７０により締結固定されて電気的に
接続された給電端子である。接続ターミナル５４は、接
続ターミナル５３に対して逆側に延びるように断面形状
が略逆Ｌ字状に形成され、三相整流装置９の直流出力タ
ーミナル７１に固定ねじ７２により締結固定されて電気
的に接続された給電端子である。

【００６７】なお、接続ターミナル５３、５４の先端部
には、シャフト５の軸方向に沿ってのみブラシ５１のブ
ラシ被固定部５６と結合する形状に形成されたブラシ固
定部が設けられている。すなわち、接続ターミナル５
３、５４のブラシ固定部は、図４に示したように、ブラ
シ被固定部５６の突出片５６ａと係止片５６ｂ、５６ｃ
との間に挿入し易いようにテーパー形状に形成されてい
る。

【００６８】また、図５には、周方向に並べて露出した
接続ターミナル５３、５４が図示されている。これらの
接続ターミナル５３、５４は、２個の集電環４１に対応
して軸方向に離れて配置されている。そして、一つの接
続ターミナル５３に一つのブラシ５１のブラシ被固定部
５６が固定され、他の接続ターミナル５３に他のブラシ
５１のブラシ被固定部５６が固定される。このため、２
個のブラシ５１は、２個の集電環４１の軸方向位置に対
応して軸方向に互いに離れて保持されると共に、接続タ
ーミナル５３、５４の位置に対応して周方向にも互いに
離れて保持される。この構成により、半円弧形状の２つ
のブラシ５１を円筒状の空間内に配置することができ
る。

【００６９】〔三相整流装置の説明〕次に、三相整流装
置９について図１、図２、図５および図６に基づいて説
明する。この三相整流装置９は、所謂レクティファイヤ
であって、直流出力ターミナル７１、正極側冷却フィン
７３、負極側冷却フィン７４、３個の正極側ダイオード
７５、３個の負極側ダイオード７６および端子台７７等
から構成されている。

【００７０】直流出力ターミナル７１は、三相整流装置
９の外部接続端子であって、一端部に図示しない導電線
を介してバッテリの正極に電気的に接続され、他端部が
ブラシ装置８の接続ターミナル５４および正極側冷却フ
ィン７３に図示しない固定ねじを締め付けることにより
電気的に接続されている。この直流出力ターミナル７１
は、バッテリに充電電流を供給するターミナル（直流出
力正極側ターミナルとも言う）で、車両用交流発電機１
のＢ端子を構成する。

【００７１】正極側冷却フィン７３は、負極側冷却フィ
ン７４と共に絶縁性部材５２を囲むように所定の形状に
一体成形され、リヤハウジング１２の側面に沿うように
配されている。正極側冷却フィン７３は、図示しない絶
縁部材を介してリヤハウジング１２の内側面に固定され
ている。負極側冷却フィン７４は、リヤハウジング１２
を介してボディアース（接地）されている。すなわち、
正極側冷却フィン７３はバッテリの正極（＋）側に電気
的に接続され、負極側冷却フィン７４はバッテリの負極
（−）側に電気的に接続されている。

【００７２】そして、正極側、負極側冷却フィン７３、
７４は、それぞれ熱伝導性に優れる導電性金属板（例え
ばアルミニウム板）で作られており、３個ずつの正極
側、負極側ダイオード７５、７６の発熱を放熱する放熱
フィンであると共に、３個ずつの正極側、負極側ダイオ
ード７５、７６を保持固定する整流素子保持手段でもあ
る。

【００７３】３個ずつの正極側、負極側ダイオード７
５、７６は、三相のステータコイル３２の交流出力を整
流して直流出力に変換（整流）する正極側、負極側整流
素子である。３個ずつの正極側、負極側ダイオード７
５、７６は、一端側（リード線）がそれぞれ３個の交流
入力端子７８に半田付けにより電気的に接続され、他端
側がそれぞれ正極側、負極側冷却フィン７３、７４に半
田付けにより電気的に接続されている。なお、直流出力
ターミナル７１、正極側、負極側冷却フィン７３、７
４、３個ずつの正極側、負極側ダイオード７５、７６お
よび３個の交流入力端子７８等から三相整流回路が構成
される。

【００７４】端子台７７は、電気絶縁性の樹脂質部材
（例えばＰＰＳ樹脂等）で所定の形状に作られ、３個の
交流入力端子７８をインサート成形して保持すると共
に、正極側冷却フィン７３と負極側冷却フィン７４とを
電気的に絶縁する。この端子台７７は、固定ねじ７９に
より正極側、負極側冷却フィン７３、７４を固定してい
る。

【００７５】〔電圧調整装置の説明〕次に、電圧調整装
置１０について図１、図２、図５および図６に基づいて
説明する。この電圧調整装置１０は、所謂ＩＣレギュレ
ータであって、励磁電流出力ターミナル６９、集積回路
（図示せず）およびケーシング６２等から構成されてい
る。

【００７６】励磁電流出力ターミナル６９は、電圧調整
装置１０の外部接続端子であって、リヤハウジング１２
に固定されるケーシング６２に保持され、且つ接続ター
ミナル５３を介して２個のブラシ５１に固定ねじ７０を
用いて機械的に接続されている。これにより、励磁電流
出力ターミナル６９は、絶縁性部材５２および２個のブ
ラシ５１をリヤハウジング１２に固定する刷子固定手段
として働く。

【００７７】集積回路は、本発明の通電制御回路であっ
て、界磁コイル３４に供給する励磁電流を制御して三相
のステータコイル３２の発電電圧を調整する電圧調整手
段である。この集積回路には、界磁コイル３４の通電お
よび通電停止を制御するスイッチング素子としてのパワ
ートランジスタや、界磁コイル３４に流れる励磁電流を
減衰させる逆起電力吸収用ダイオード等が組み込まれて
いる。

【００７８】ケーシング６２は、電気絶縁性の樹脂質部
材（例えばＰＰＳ樹脂等）で作られ、リヤハウジング１
２に固定ねじ６５により締結固定されるブラケット６６
を有している。また、ケーシング６２の内部には、集積
回路等の電子部品がエポキシ樹脂系の樹脂質部材により
モールド成形されている。

【００７９】〔第１実施例の作用〕次に、この実施例の
車両用交流発電機１の作用を図１ないし図６に基づいて
簡単に説明する。

【００８０】車両に搭載されたエンジンが始動すると、
エンジンの回転動力がポリＶベルト等の伝動手段を介し
てＶリブドプーリ３８に伝達され、ハウジング２にフロ
ント、リヤベアリング１５、１７を介して回転自在に支
持されているシャフト５が回転することによりロータ４
が回転する。このとき、シャフト５と一体的にポールコ
ア３３、界磁コイル３４および２個の集電環４１が回転
する。

【００８１】そして、電圧調整装置１０が界磁コイル３
４の給電を開始すると、バッテリ→直流出力ターミナル
７１→接続ターミナル５４→一方のブラシ５１→一方の
集電環４１→一方のコネクションバー４２→界磁コイル
３４→他方のコネクションバー４２→他方の集電環４１
→他方のブラシ５１→接続ターミナル５３→励磁電流出
力ターミナル６９→電圧調整装置１０→リヤハウジング
１２→ボディのように励磁電流が流れる。したがって、
界磁コイル３４にバッテリより電圧が印加されて界磁コ
イル３４に励磁電流が流れることによりポールコア３３
の２個の爪状磁極部３５、３６が磁化する。これによ
り、一方の爪状磁極部３５が全てＮ極になり、他方の爪
状磁極部３６が全てＳ極になる。

【００８２】そして、ロータ４と相対回転するステータ
３のステータコア３１に巻装された三相のステータコイ
ル３２に順次交流電流が誘起し、発電電圧が急速に立ち
上がる。この三相の交流電流は、３個の交流入力端子７
８を経て三相整流回路に入力される。すなわち、３個の
正極側ダイオード７５および３個の負極側ダイオード７
６に入力されることにより、三相の交流電流が整流され
直流電流に変換される。

【００８３】そして、三相のステータコイル３２の発電
電圧（直流出力ターミナル７１の電圧、Ｂ端子電圧）が
バッテリ電圧を越えると、整流された直流電流、すなわ
ち、充電電流は、３個の正極側ダイオード７５→正極側
冷却フィン７３→直流出力ターミナル７１→導電線を経
てバッテリに供給される。これにより、バッテリに充電
電流が流れることによってバッテリが充電されると共
に、車両に搭載された電気負荷に電力が供給される。

【００８４】そして、車両用交流発電機１を長期間運転
することにより、シャフト５の外周に一体的に設けられ
た２個の集電環４１と絶縁性部材５２に保持された接続
ターミナル５３、５４に機械的に固定された２個のブラ
シ５１とが高速回転で摺動して摩耗する。

【００８５】しかるに、２個の集電環４１が炭素質部材
で作られているので、自己潤滑性を備えている。すなわ
ち、集電環４１自身の摩擦係数を軽減することにより、
従来の銅合金製の金属質集電環と比較して集電環４１の
摩耗量が大幅に軽減される。また、２個のブラシ５１が
金属質部材で作られているので、軽量化されバネ荷重が
軽減することにより２個のブラシ５１の摩耗量が大幅に
軽減される。したがって、２個の集電環４１および２個
のブラシ５１の耐久寿命を長期化することができる。

【００８６】ここで、車両用交流発電機１の三相のステ
ータコイル３２、界磁コイル３４、三相整流装置９およ
び電圧調整装置１０の各電気部品が通電されることによ
り発熱する。この熱は、ロータ４が回転することによ
り、ポールコア３３の側面に固定された送風装置７の複
数のブレード４３が回転することにより、ハウジング２
内に冷却風が吸い込まれることにより冷却される。

【００８７】具体的には、ステータ３の三相のステータ
コイル３２およびロータ４の界磁コイル３４は、図１お
よび図２に示したように、フロントハウジング１１およ
びリヤハウジング１２に形成された多数の通風口１９お
よび多数の通風口２０を通って送り込まれる冷却風によ
って直接冷却される。また、３個の正極側、負極側ダイ
オード７５、７６で発生した熱は、正極側、負極側冷却
フィン７３、７４にリヤハウジング１２の通風口２０を
通って送り込まれた冷却風が当たることで正極側、負極
側冷却フィン７３、７４が冷やされることにより、正極
側、負極側冷却フィン７３、７４を介して放熱する。

【００８８】なお、この実施例では、送風装置７の環状
ブレード列の径方向の内側に２個の集電環４１および２
個のブラシ５１とが配置されており、絶縁性部材５２の
集電環カバー６１の外周と送風装置７の環状ブレード列
との間に円環状空間４９を形成している。これにより、
送風装置７の複数のブレード４３の内周側の円環状空間
４９内に冷却風の通過を妨げるような部材が存在しない
ので、通風口２０より吸い込まれた冷却風が集電環カバ
ー６１の外周側を通って複数のブレード４３の内周部分
にスムーズに冷却風が吸い込まれることにより、送風装
置７の騒音を抑えることができる。さらに、充分な風量
の冷却風を得ることができるので、各電気部品の冷却効
率を向上できると共に、発電効率を向上できる。

【００８９】そして、ハウジング２内に冷却風が吸い込
まれる際に、水や埃等の異物もハウジング２内に侵入す
る。特に、リヤハウジング１２の通風口２０を通って異
物がハウジング２内に侵入すると、集電環４１とブラシ
５１との摺動部分に入り込む可能性がある。しかし、こ
の実施例では、絶縁性部材５２の集電環カバー６１によ
って、２個の集電環４１の周囲を囲むように円筒形状の
収容室４８を区画形成しており、しかも集電環カバー６
１の開口側が送風装置７の複数のブレード４３の径方向
の内側に位置するので、集電環４１とブラシ５１との摺
動部分への水や埃等の異物が侵入し難い。

【００９０】〔第１実施例の効果〕先ず、車両用交流発
電機１のブラシ部材として金属質部材により製作された
２個のブラシ５１を使用した場合の効果について説明す
る。

【００９１】従来のようにブラシ部材として炭素質部材
により製作されたブラシ１１６を使用した場合には、接
触電気抵抗を小さくするために、炭素の中に銅粉を混合
して接触電気抵抗とブラシ１１６の摩耗寿命によりその
配合比を決めていた。そして、銅粉等の金属質部材を炭
素に配合することにより、ブラシ１１６の重量が重たく
なるため振動による不具合を考慮しなければならなかっ
た。なお、ブラシ部材の耐振動は、一般に機械設計書の
文献によると下記の数１の式で表される。

【００９２】

【数１】耐振動∝｛（ｋ×バネ荷重）／（ブラシ部材重さ）｝＋
｛スプリング重さ｝ここで、ブラシ部材（ブラシ本体）の重量を軽量化する
と、ブラシ部材のバネ荷重を小さくできることが分か
る。

【００９３】この発明では、ブラシ部材としてスプリン
グおよびピグテールを兼ねる金属質部材により製作され
たブラシ５１を使用し、このブラシ５１の材質として銅
合金のバネ材（実施例では燐青銅またはベリリウム銅）
を使用することにより、ブラシ５１の重量、特にブラシ
本体５５の重量を大幅に軽量化している。

【００９４】これにより、ブラシ５１のバネ荷重を従来
のブラシ１１６と比較して大幅に低減できるので、ブラ
シ５１の摩耗量が大幅に低減でき、且つブラシ５１の振
動による不具合を抑制できることによりブラシ５１の寿
命を長期化できる。したがって、車両用交流発電機１の
長寿命化を達成することができる。

【００９５】また、図４に示したように、ブラシ５１の
ブラシ本体５５の形状を略半円弧形状に形成し、しかも
集電環４１を２個の接触子５７、５８で挟み込むように
することにより、ブラシ５１が集電環４１の外周に接触
する時の接触圧の合成ベクトルが０になるので、接続タ
ーミナル５３、５４に機械的に固定されるブラシ被固定
部５６にその接触圧の力が加わらない構造となる。

【００９６】そして、ブラシ５１のブラシ本体５５が集
電環４１より剥離し易い方向、つまり集電環４１の径方
向に過大な振動が発生した場合でも、剥離する接触子５
７（５８）と剥離しない接触子５８（５７）とが存在す
ることにより、ブラシ５１と集電環４１との電気的な接
続が維持され、界磁コイル３４に安定した励磁電流を流
すことができる。

【００９７】さらに、図４に示したように、ブラシ５１
の接触子５７、５８の軸方向の両側に面取り形状の延長
片５７ａ、５７ｂ、５８ａ、５８ｂを設けることによ
り、接触子５７、５８が軸方向に滑らかに移動すること
ができるので、ブラシ５１を集電環４１の外周に組み付
けたり、ブラシ５１を集電環４１の外周から取り外して
分解したりすることが非常に容易となる。これにより、
車両用交流発電機１の生産性が向上するので、車両用交
流発電機１の製品コストを低減できる。

【００９８】また、従来のように金属質部材で作られた
集電環１１３の場合には、集電環１１３とコネクション
バー１１２との溶接および集電環１１３を精密な円環形
状に仕上げるための切削性を考慮すると、長寿命化のた
めに集電環１１３の材料である金属質部材の硬さの向上
はできないという問題が生じていた。しかるに、本発明
のブラシ５１は導電性の薄板弾性材（板金）でありプレ
ス加工だけで図１の形状に成形加工できるので、ブラシ
５１の材料である金属質部材の摩耗寿命に影響する素材
の硬さを十分に高くできる。これにより、ブラシ５１の
長寿命化を達成できる。

【００９９】次に、ブラシ５１の固定方法（支持構造）
による効果について説明する。ブラシ５１のブラシ被固
定部５６と接続ターミナル５３、５４は、コスト的に異
種金属を設定することにより、車両用交流発電機１の製
造コストを低減できる。また、接続ターミナル５３、５
４と一体で電気絶縁性の樹脂質部材にて絶縁性部材５２
を一体成形する場合には、接続ターミナル５３、５４の
インサート成形時の樹脂温度により金属特性が変質し、
ブラシ５１の耐摩耗性が低下する可能性があるので、イ
ンサート成形後に接続ターミナル５３、５４とブラシ被
固定部５６とを機械的に固定して両者の電気的な接続を
行う必要がある。

【０１００】接続ターミナル５３、５４とブラシ被固定
部５６の固定方法としては、溶接、かしめ等のような固
定方法を用いることができるが、ブラシ５１の材質が銅
合金のバネ材であることから性能上および製造上の最小
スペースとなるファストン形状（図１参照）による固定
方法が最適である。

【０１０１】次に、集電環４１を炭素質部材（例えば銅
合金の発泡骨格金属を金属母体とした炭素粉末より形成
等）により製作した場合の効果について説明する。従来
の構造の場合は、ブラシ１１６が摩耗部材であるために
予め摩耗を予測した大きさと長さを設定する必要があ
り、さらに励磁回路のドロップ電圧を小さくするために
電圧調整装置を刷子本体の近傍に配置している。このた
め、車両用交流発電機１の体格の縮小化ができず車両用
交流発電機１のコンパクト化の妨げとなっている。

【０１０２】しかるに、ブラシ５１を金属質部材で製作
することにより、ブラシ５１が摩耗し難くなるので、従
来の摩耗部材で作ったブラシ１１６のように予め摩耗を
予測した大きさと長さに設定する必要はない。これによ
り、ブラシ５１を極めて薄くすることができる。すなわ
ち、ブラシ５１を薄板弾性材により製作できるので、ブ
ラシ５１および絶縁性部材５２等から構成されるブラシ
装置８を大幅に軽量、小型化することができる。したが
って、ブラシ５１の近傍に電圧調整装置１０を設置した
場合でも、車両用交流発電機１の体格を縮径でき、且つ
軸方向寸法も縮小化できるので、車両用交流発電機１を
軽量、小型化することができる。

【０１０３】また、本発明のように、集電環４１を炭素
質部材で製作して、集電環４１の自身の自己潤滑性（摩
擦係数の軽減）、およびブラシ５１との接触確率が大幅
に少なくなることにより、従来の金属質部材で製作され
た集電環１１３と比較して摩耗量を大幅に低減すること
ができる。また、上記の数１の式のように、ブラシ５１
の軽量化のためにブラシ５１のバネ荷重が低減すること
により集電環４１の摩耗量を更に低減することができる
ので、集電環４１の長寿命化を達成できる。したがっ
て、車両用交流発電機１の長寿命化を達成することがで
きる。

【０１０４】そして、ブラシ５１が金属質部材で製作さ
れていることにより、ブラシ５１において集電環４１の
外周に接触する接触部分の電気抵抗を小さくするため
に、ブラシ５１の接触部分の表面積を小さくしても電流
密度が変化しないので、ブラシ５１の温度上昇が抑えら
れてブラシ５１の耐久寿命が延びる。一方、集電環４１
を炭素質部材で製作しているが、円環状の集電環４１の
うちブラシ５１に接触する部分は円周方向寸法の一部で
あるため、集電環４１の温度上昇も抑えられて集電環４
１の耐久寿命が延びる。したがって、車両用交流発電機
１の長寿命化を達成することができる。

【０１０５】そして、集電環４１が炭素質部材で製作さ
れていることにより、ブラシ５１を金属質部材で製作し
て、そのブラシ５１を集電環４１の外周に高速運転（例
えば１００００ｒｐｍ以上）で摺動させても安定した摩
耗と界磁コイル３４への通電を確保することができる。

【０１０６】次に、２個のブラシ５１、２個の接続ター
ミナル５３、５４をブラシホルダ５９内に保持した場合
の効果について説明する。絶縁性部材５２に含まれる円
筒状のブラシホルダ５９内においては、図２、図５およ
び図６に示したように、２個の接続ターミナル５３、５
４がシャフト５の軸方向に所定距離だけ離れて保持固定
され、且つシャフト５の周方向にも所定距離だけ離れて
保持固定されている。これにより、狭いブラシホルダ５
９内で所定の絶縁距離を保ちながらコンパクトに２個の
接続ターミナル５３、５４を収容することができる。

【０１０７】また、ブラシホルダ５９内においては、図
３に示したように、２個のブラシ５１がシャフト５の軸
方向に所定距離だけ離れて保持固定され、且つシャフト
５の周方向にも所定距離だけ離れて保持固定されてい
る。これにより、２個の集電環４１の外周面とブラシホ
ルダ５９の前端面と集電環カバー６１の内周面とで囲ま
れた円筒状の収容室４８内で所定の絶縁距離を保ちなが
らコンパクトに２個のブラシ５１を収容することができ
る。これらによって、ブラシ５１および絶縁性部材５２
等から構成されるブラシ装置８を大幅に軽量、小型化す
ることができる。したがって、車両用交流発電機１の径
方向寸法および軸方向寸法を縮小化できるので、車両用
交流発電機１を軽量、小型化することができる。

【０１０８】次に、送風装置７の環状ブレード列の径方
向の内側に２個の集電環４１および２個のブラシ５１を
配置した場合の効果について説明する。この実施例で
は、送風装置７の環状ブレード列の径方向の内側に、２
個の集電環４１および２個のブラシ５１を収容する収容
室４８を形成する集電環カバー６１の開口端が配置され
ている。これにより、車両用交流発電機１の軸方向の体
格の小型化、すなわち、車両用交流発電機１の軸長の短
縮化を実現することができる。

【０１０９】しかも、２個のブラシ５１を収容する収容
室４８は、極めてシンプルな円筒状の集電環カバー（円
筒壁部材）６１で取り囲まれており、送風装置７の吸い
込み側空間（円環状空間４９）をその全周に亘って均等
に確保している。このような構成によると、車両用交流
発電機１の軸長を短縮化でき、しかも送風装置７の送風
性能を低下させることもない。特にこのような構成は、
従来のような棒状のブラシ１１６を持つ車両用交流発電
機１００を用いたのでは実現することは不可能である。

【０１１０】また、この実施例では、収容室形成部材の
ロータ側部材を構成する円筒状の集電環固定部４５が、
ポールコア３３の端面からシャフト５の軸方向に沿って
後方に延びており、ポールコア３３の端面とそこから延
び出すシャフト５との角部空間を無駄にすることなく、
２個のブラシ５１を収容する収容室４８を形成している
ので、車両用交流発電機１の軸長を短縮化できる。以上
により、車両用交流発電機１の小型、軽量化を実現する
ことができる。

【０１１１】そして、この実施例では、電圧調整装置１
０のケーシング６２が送風装置７の環状ブレード列より
も軸方向の外側に配置されているので、送風装置７の複
数のブレード４３が回転する時に複数のブレード４３と
ケーシング６２との干渉を防止できる。

【０１１２】そして、従来の車両用交流発電機１００で
は、シャフト１０５から径方向の外側に向かって大型化
したブラシホルダ１１１が設けられていることから、冷
却ファン１１５と所定の軸方向寸法を隔ててブラシホル
ダ１１１が配置されているため、冷却ファン１１５の送
風経路を遮ることにより、冷却ファン１１５の送風効率
（冷却効率）を低下させていた。しかし、この実施例で
は、ブラシホルダ５９の前端面より軸方向に沿って前方
に延ばされた、極めてシンプルな円筒状の集電環カバー
（円筒壁部材）６１によって、送風装置７の吸い込み側
空間をその全周に亘って均等に確保しているので、送風
装置７の送風効率（冷却効率）を向上でき、しかも環状
ブレード列に吸い込まれる空気に乱れが生じないので、
騒音の発生を抑えることもできる。

【０１１３】〔実施例と従来例の比較〕次に、炭素（カ
ーボン）質の集電環４１および金属質のブラシ５１を備
えた実施例と金属質の集電環１１３および炭素質のブラ
シ１１６を備えた従来例とを比較した実験について説明
する。この実験は、実施例のブラシ５１と従来例のブラ
シ１１６のバネ荷重Ｐを種々変化させ、両者のブラシの
摩耗量Ｑがどのように変化するかについて調査したもの
で、その実験結果を図７のグラフに示した。

【０１１４】この図７のグラフからも確認できるよう
に、従来例のブラシ１１６のバネ荷重Ｐが８０ｇｆより
小さくなると、急激にブラシ１１６の摩耗量Ｑ（mm³／
１０００ｈ）が増大する傾向にあることが分かる。ま
た、従来例のブラシ１１６のバネ荷重Ｐが１７０ｇｆよ
り徐々に大きくなると、徐々にブラシ１１６の摩耗量Ｑ
（mm³／１０００ｈ）が増大していく傾向にあることが
分かる。

【０１１５】一方、実施例のブラシ５１のバネ荷重Ｐが
３０ｇｆより小さくなると、急激にブラシ５１の摩耗量
Ｑ（mm³／１０００ｈ）が増大する傾向にあるが、従来
のブラシ１１６の摩耗量Ｑに対して１／３の摩耗量であ
ることが分かる。また、実施例のブラシ５１のバネ荷重
Ｐが５０ｇｆより徐々に大きくなると、徐々にブラシ５
１の摩耗量Ｑ（mm³／１０００ｈ）が増大していく傾向
にあるが、従来のブラシ１１６の摩耗量Ｑの増加傾向に
対して微々たるものである。

【０１１６】したがって、実施例のブラシ５１は、ブラ
シ５１のバネ荷重の軽減化を達成できることにより、従
来例のブラシ１１６と比較して、大幅に摩耗量が少なく
なるのでブラシ５１の長寿命化を達成できる。また、ブ
ラシ１１６にピグテール１２６を一体形成し、且つ接触
圧を確保するためにコイルスプリング１２３が必要な従
来例のブラシ１１６と比較して実施例のブラシ５１は、
スプリングおよびピグテールを兼ねた銅合金のバネ材で
ある金属質部材で製作されているので、部品点数を軽減
できる。このため、２個の集電環４１の周囲に、２個の
ブラシ５１、絶縁性部材５２および接続ターミナル５
３、５４等から構成されるブラシ装置８を組み付ける組
付作業が簡素化できることにより、車両用交流発電機１
の製造コストを低減できる。

【０１１７】〔第２実施例の構成〕図８ないし図１１は
この発明の発電機を車両用交流発電機に適用した第２実
施例を示したもので、図８は車両用交流発電機の全体構
造を示した図で、図９は車両用交流発電機の主要部構造
を示した図であり、図１０はリヤハウジングに三相整流
装置、電圧調整装置およびブラシ装置を組み付けた状態
を示した図である。

【０１１８】この実施例のリヤハウジング１２には、シ
ャフト５のリヤ側（後端側）を回転自在に支持する軸受
としてのリヤベアリング１７が後記する絶縁性部材５２
を介してボス部１８に圧入によって固定されている。こ
の実施例の集電装置６のコネクションバー４２は、図９
に示したように、界磁コイル３４の端末線３４ａが半田
付け等の手段により電気的に接合されている。

【０１１９】この実施例の絶縁性部材５２は、送風装置
（遠心式ファン）７の冷却翼を構成する複数のブレード
４３、これらのブレード４３を支持する円環状の支持板
部（環状壁部材）４４、および集電環４１をインサート
成形した円筒状の集電環固定部４５等を有している。な
お、複数のブレード４３と支持板部４４とから送風装置
（遠心式ファン）７が構成されている。そして、ポール
コア３３の後端側の側面に固定された支持板部４４の後
端面には、ブラシ装置８と対向する対向面（後端面）に
嵌合部としての凸部４６が一体成形さている。

【０１２０】また、この実施例の絶縁性部材５２は、円
筒状のブラシホルダ５９、このブラシホルダ５９の内周
側に設けられた円筒状のベアリングホルダ（軸受保持部
とも言う）６０、ブラシホルダ５９の前端側より軸方向
へ延長された円筒状の集電環カバー６１、および後記す
る電圧調整装置１０のケーシング６２を一体成形してい
る。

【０１２１】ブラシホルダ５９は、接続ターミナル５
３、５４をインサート成形しており、接続ターミナル５
３、５４の各々の先端部を突出した状態で接続ターミナ
ル５３、５４を保持している。ベアリングホルダ６０
は、リヤハウジング１２のボス部１８内に圧入され、内
周側にリヤベアリング１７が圧入によって固定されてい
る。

【０１２２】集電環カバー６１は、本発明の筒状壁部材
であって、絶縁性部材４０と共に、２個の集電環４１と
２個のブラシ５１との摺動部分の周囲を覆っている。こ
の集電環カバー６１は、送風装置７の支持板部４４と対
向する対向面（前端面）に、支持板部４４の凸部４６に
嵌め合わされる被嵌合部としての凹部６３を形成してい
る。

【０１２３】このため、絶縁性部材５２の凹部６３は、
支持板部４４の凸部４６との間に断面形状が略Ｕ字形状
の微小間隙（ラビリンスシール）６４が形成される。こ
の微小間隙６４は、全周切れ目なく円環状に形成され、
途中で屈曲している。また、第１実施例と同様に、集電
環カバー６１と集電環固定部４５との間には、２個の集
電環４１および２個のブラシ５１を収容し、且つ２個の
集電環４１の外周を取り囲む円筒状の収容室４８が区画
形成されている。したがって、２個の集電環４１と２個
のブラシ５１との摺動部分が存する収容室４８は、送風
装置７および絶縁性部材５２により気密的にシールされ
ることになる。

【０１２４】また、この集電環カバー６１の外周と送風
装置７の環状ブレード列の内周との間には、円環状空間
４９が区画形成されている。この円環状空間４９は、第
１実施例と同様に、送風装置７の環状ブレード列の全周
に向けて均等に吸い込み側空間を形成する。

【０１２５】そして、ブラシ装置８のブラシホルダ５
９、ベアリングホルダ６０および集電環カバー６１を形
成する絶縁性部材５２と、送風装置７の支持板部４４お
よび集電装置６の集電環固定部４５を形成する絶縁性部
材４０とから収容室４８を形成する収容室形成部材が構
成されている。

【０１２６】電圧調整装置１０のケーシング６２は、本
発明のブラシホルダの付属部分であって、電気絶縁性の
樹脂質部材（例えばＰＰＳ樹脂等）により絶縁性部材５
２と一体成形され、リヤハウジング１２に固定ねじ６５
により締結固定される複数のブラケット６６を有してい
る。これにより、ケーシング６２は、絶縁性部材５２お
よび２個のブラシ５１をリヤハウジング１２に固定する
刷子固定手段として働く。また、ケーシング６２の内部
には、集積回路等の電子部品がエポキシ樹脂系の樹脂質
部材によりモールド成形されている。

【０１２７】〔第２実施例の作用〕次に、この実施例の
車両用交流発電機１の作用を図８ないし図１１に基づい
て簡単に説明する。

【０１２８】車両用交流発電機１の三相のステータコイ
ル３２、界磁コイル３４、三相整流装置９および電圧調
整装置１０の各電気部品が通電されることにより発熱す
る。この熱は、ロータ４が回転することにより、ポール
コア３３に固定された複数のブレード４３が回転するこ
とにより、ハウジング２内に冷却風が吸い込まれること
により冷却される。

【０１２９】なお、ハウジング２内に冷却風が吸い込ま
れる際に、水や埃等の異物もハウジング２内に侵入す
る。特に、リヤハウジング１２の通風口２０を通って異
物が侵入すると、集電環４１とブラシ５１との摺動部分
に入り込む可能性がある。しかし、この実施例では、絶
縁性部材５２のベアリングホルダ６０によって集電環４
１とブラシ５１との摺動部分が存する収容室４８のリヤ
ハウジング１２側がシールされている。

【０１３０】さらに、ブラシホルダ５９および集電環カ
バー６１によって収容室４８の外周側がシールされ、支
持板部４４の凸部４６と絶縁性部材５２の凹部６３との
間の微小間隙６４によって収容室４８のポールコア３３
側がシールされている。これによって、集電環４１とブ
ラシ５１との摺動部分で発生する磨耗粉がハウジング２
内に飛散することが防止できる。

【０１３１】また、水や埃等の異物がハウジング２内に
侵入しても、送風装置７と絶縁性部材５２とで囲まれた
空間内、すなわち、集電環４１とブラシ５１との摺動部
分が存する収容室４８内に水や埃等の異物が侵入するこ
とを防ぐこともできる。

【０１３２】そして、車両用交流発電機１を長期間運転
することにより、シャフト５の外周に一体的に設けられ
た２個の集電環４１と絶縁性部材５２に保持された接続
ターミナル５３、５４に機械的に固定された２個のブラ
シ５１とが高速回転で摺動して摩耗する。

【０１３３】しかるに、２個の集電環４１で作られてい
るので、自己潤滑性を備えている。すなわち、集電環４
１自身の摩擦係数を軽減することにより、従来の銅合金
製の集電環１１３と比較して集電環４１の摩耗量が大幅
に軽減される。

【０１３４】また、２個のブラシ５１で作られているの
で、軽量化されバネ荷重が軽減することにより２個のブ
ラシ５１の摩耗量が大幅に軽減される。したがって、２
個の集電環４１および２個のブラシ５１の耐久寿命を長
期化することができる。

【０１３５】〔第２実施例の効果〕上記の構成により、
第１実施例と同様な効果を得ることができる。その他に
以下の効果を備える。

【０１３６】先ず、送風装置７および絶縁性部材５２に
よるシール性能について説明する。上記のように、ロー
タ４がステータ３内を回転すると、２個の集電環４１お
よび２個のブラシ５１からは、両者の摺動による摩耗粉
が発生して、ハウジング２内の電気部品（例えば三相整
流装置９の電気部品、電圧調整装置１０の電子部品、三
相のステータコイル３２および界磁コイル３４等）に付
着して、絶縁劣化やアース不良等の不具合をもたらす可
能性がある。

【０１３７】一方、車両の走行時に車両用交流発電機１
が被水した時、ハウジング２内に浸入した水が、２個の
集電環４１および２個のブラシ５１に触れると、これら
の集電環４１およびブラシ５１を異常摩耗させて、車両
用交流発電機１の寿命を縮める可能性がある。

【０１３８】しかるに、この実施例の車両用交流発電機
１は、ロータ４の集電環４１を送風装置７に樹脂質部材
によりインサート成形し、送風装置７の支持板部４４と
絶縁性部材５２の集電環カバー６１との互いの対向面に
形成した凸部４６と凹部６３で円環状の微小間隙６４を
設けている。また、絶縁性部材５２のブラシホルダ５９
とベアリングホルダ６０とを樹脂質部材により一体成形
し、リヤベアリング１７を絶縁性部材５２に一体的に組
み込むことにより、従来のブラシホルダ１１１とリヤハ
ウジング１０９との間に形成される隙間をなくしてい
る。

【０１３９】したがって、２個の集電環４１と２個のブ
ラシ５１との摺動部分が存する収容室４８は、前端側
（ポールコア３３の後端壁側）が微小間隙６４により気
密化（シール）され、外周側が絶縁性部材５２の集電環
カバー６１により気密化（シール）され、後端側（リヤ
ハウジング１２の側壁側）が絶縁性部材５２のブラシホ
ルダ５９およびベアリングホルダ６０により気密化（シ
ール）されることになる。

【０１４０】この結果、２個の集電環４１と２個のブラ
シ５１との摺動により発生する摩耗粉が収容室４８より
外部に飛散しないため、ハウジング２内の電気部品（例
えば三相整流装置９の電気部品、電圧調整装置１０の電
子部品、三相のステータコイル３２および界磁コイル３
４等）に付着して絶縁劣化やアース不良等の不具合を回
避することができる。

【０１４１】また、ハウジング２内に侵入した水や埃等
の異物が、２個の集電環４１と２個のブラシ５１との摺
動部分が存する収容室４８内に侵入することを妨ぐこと
ができるため、２個の集電環４１および２個のブラシ５
１の異常摩耗を抑えることができる。すなわち、２個の
集電環４１および２個のブラシ５１を外部から侵入する
水や埃等の異物から保護することができるので、２個の
集電環４１および２個のブラシ５１を長寿命化できる。
これにより、車両用交流発電機１を長寿命化できる。

【０１４２】次に、ブラシホルダ５９とベアリングホル
ダ６０とを一体化した場合の効果について説明する。上
記のように、シール性の効果以外に、リヤベアリング１
７（シャフト５の後端部）を保持するベアリングホルダ
６０とブラシ５１を接続ターミナル５３、５４を介して
保持するブラシホルダ５９とを絶縁性部材（樹脂質部
材）５２により一体成形することにより、ブラシホルダ
５９とベアリングホルダ６０との位置関係が一定とな
り、リヤベアリング１７とベアリングホルダ６０との組
付け誤差およびブラシホルダ５９とベアリングホルダ６
０との組付け誤差によるブラシホルダ５９とシャフト５
との軸芯ずれをなくすことができる。

【０１４３】次に、ブラシホルダ５９と電圧調整装置１
０のケーシング６２とを一体化した場合の効果について
説明する。ブラシホルダ５９とケーシング６２とは、従
来より樹脂質部材よりなる樹脂成形品であり、両者を一
体成形することにより、成形型の型数を低減することが
できる。

【０１４４】また、ブラシホルダ５９とケーシング６２
とを別体で製作すると、ブラシ装置８の接続ターミナル
５３と電圧調整装置１０の励磁電流出力端子とを電気的
に結合するためにねじ締めや溶接等のスペースが必要と
なり、ブラシ装置８および電圧調整装置１０が大型化し
てしまう。しかし、この実施例の車両用交流発電機１で
は、ねじ締めや溶接等のスペースが必要がないので、ブ
ラシ装置８および電圧調整装置１０の小型化を図ること
ができる。したがって、車両用交流発電機１の小型化を
図ることができる。

【０１４５】そして、ブラシホルダ５９から径方向の外
側に延びるケーシング６２が送風装置７の環状ブレード
列よりも軸方向の外側に配置されることにより、複数の
ブレード４３が回転する時に複数のブレード４３とケー
シング６２との干渉を防止することができる。さらに、
ブラシホルダ５９の筒状部分から径方向外側に向けて延
びるケーシング６２内に電圧調整装置１０を構成する集
積回路を内蔵することにより、ブラシホルダ５９と電圧
調整装置１０の小型化を図ることができる。そして、絶
縁性部材５２と電圧調整装置１０とを含むサブアッセン
ブリの価格を低減することができる。

【０１４６】次に、送風装置７の複数のブレード４３お
よび支持板部４４と集電環固定部４５とを一体化した場
合の効果について説明する。送風装置７の複数のブレー
ド４３および支持板部４４と集電環固定部４５とを絶縁
性部材（樹脂質部材）４０により一体成形することによ
り、１個の成形型で送風装置７と集電環固定部４５とを
作り出すことができるので、成形型の型数を低減でき
る。これにより、集電装置６と送風装置７とを含むサブ
アッセンブリの価格を低減することができる。

【０１４７】また、送風装置７および集電環固定部４５
をポールコア３３の後端面およびシャフト５の後端部外
周に圧入固定する際に、同時に集電環４１とコネクショ
ンバー４２のシャフト５への組付作業も行うことができ
る。したがって、これらをロータ４に組み付ける際の作
業工数を減少できるので、作業時間が短縮することによ
り車両用交流発電機１の製品価格を低減することができ
る。

【０１４８】〔変形例〕この実施例では、本発明を車両
用交流発電機（所謂オルタネータ）１に適用したが、本
発明を建物内の電力供給を行う定置式の交流発電機に適
用しても良い。また、本発明を発電電動機や直流発電機
に適用しても良い。そして、シャフト５をエンジンの出
力軸に直接連結しても良い。この場合には、プーリは不
要となる。また、シャフト５とエンジンの出力軸との間
に一段以上の歯車変速機やＶベルト式無断変速機等の伝
動手段を連結しても良い。さらに、シャフト５を電動モ
ータにより回転駆動しても良い。

【０１４９】この実施例では、集電環４１の材質として
炭素質部材（例えば銅合金の発泡骨格金属を金属母体と
して形成した炭素粉末、天然黒鉛、電気黒鉛または金属
黒鉛等）を使用したが、集電環４１の材質としてカーボ
ン単体よりも高強度で且つ導電率（導電性）が高い金属
粉末を使用しても良い。なお、この場合でも、ブラシ５
１の材質として金属質部材（例えば銅合金のバネ鋼であ
る燐青銅またはベリリウム銅等）を使用する。

【０１５０】この実施例では、送風装置７の環状ブレー
ド列および支持板部４４で遠心式ファンを構成したが、
送風装置７の環状ブレード列および支持板部４４で軸流
式ファンを構成しても良い。また、フロントハウジング
１１内、すなわち、ハウジング２内のポールコア３３よ
りも軸方向の前方側に集電装置６、送風装置７およびブ
ラシ装置８を設けても良い。

【０１５１】この実施例では、集電環（スリップリン
グ）として炭素質の集電環４１を利用したが、集電環と
して銅合金やステンレス鋼等の金属質の集電環を利用し
ても良い。また、この実施例では、ブラシ部材（ブラ
シ）として板状のブラシ５１を利用したが、ブラシ部材
として炭素粉末、天然黒鉛または金属黒鉛等よりなる板
状の炭素質のブラシを利用しても良い。さらに、ブラシ
部材にピグテールを一体成形しても良く、ブラシ部材の
接触圧を別体のスプリングで確保しても良い。

【０１５２】この実施例では、複数のブレード４３、こ
れらを支持する支持板部４４、および集電環４１をイン
サート成形した集電環固定部４５を電気絶縁性の樹脂質
部材により一体成形したが、これらを別体で製作しても
良い。また、複数のブレード４３または支持板部４４を
金属質部材で製作しても良い。さらに、金属質部材で製
作したブレードと支持板部を集電環と共に樹脂質部材に
よりインサート成形しても良い。

【０１５３】この実施例では、ブラシホルダ５９と電圧
調整装置（レギュレータ）１０のケーシング６２とベア
リングホルダ６０を絶縁性部材５２（樹脂質部材）によ
り一体成形したが、これらを別体で製作しても良い。ま
た、ブラシホルダ５９および電圧調整装置１０のみ一体
成形しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用交流発電機の全体構造を示した
断面図である（第１実施例）。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である（第１実施例）。

【図３】本発明の車両用交流発電機の主要部構造を示し
た断面図である（第１実施例）。

【図４】本発明の車両用交流発電機の電気接続装置の主
要部構造を示した斜視図である（第１実施例）。

【図５】本発明の車両用交流発電機の主要部構造を示し
た平面図である（第１実施例）。

【図６】図５の拡大図である（第１実施例）。

【図７】実施例のブラシと従来例のブラシの摩耗特性を
示したグラフである。

【図８】本発明の車両用交流発電機の全体構造を示した
断面図である（第２実施例）。

【図９】本発明の車両用交流発電機の主要部構造を拡大
した断面図である（第２実施例）。

【図１０】本発明の車両用交流発電機の主要部構造を示
した平面図である（第２実施例）。

【図１１】本発明の車両用交流発電機の電気接続の主要
部構造を示した斜視図である（第２実施例）。

【図１２】従来の車両用交流発電機を示した断面図であ
る（従来例）。

【符号の説明】

１車両用交流発電機２ハウジング３ステータ４ロータ５シャフト６集電装置７送風装置８ブラシ装置９三相整流装置１０電圧調整装置１７リヤベアリング（軸受）１８ボス部１９通風口２０通風口２１排気口３１ステータコア３２ステータコイル３３ポールコア（ロータコア）３４界磁コイル（ロータコイル）４０絶縁性部材（収容室形成部材のロータ側部材）４１集電環（集電部材）４３ブレード４４支持板部（環状壁部材）４５集電環固定部４６凸部（嵌合部）４７微小間隙４８収容室４９円環状空間５１ブラシ（ブラシ部材）５２絶縁性部材（収容室形成部材のハウジング側部
材）５３接続ターミナル５４接続ターミナル５５ブラシ本体５６ブラシ被固定部５７接触子５８接触子５９ブラシホルダ６０ベアリングホルダ６１集電環カバー（筒状壁部材）６２ケーシング（ブラシホルダの付属部分）６３凹部（被嵌合部）６４微小間隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｋ 19/36 Ｈ０２Ｋ 19/36 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングと、ステータコイルおよびステータコアを有し、前記ハウジ
ングに対して固定されたステータと、ロータコイル、ロータコアおよびこのロータコアから延
長されたシャフトを有し、前記ステータに対して相対回
転するロータと、前記ハウジングと前記ロータとの間に設けられ、前記ロ
ータコイルを通る電流経路を形成するための電気接続装
置と、複数のブレードを前記ロータコアの端面上に環状に配列
して形成された送風装置と、を備えた発電機であって、前記電気接続装置は、前記シャフト上に設けられた環状
の集電部材と、この集電部材と接触するブラシ部材と、
前記ブラシ部材と前記集電部材とを収容し、且つ前記集
電部材の外周を取り囲む円筒状の収容室を形成する収容
室形成部材とを備え、前記収容室形成部材の外周と前記送風装置の環状ブレー
ド列の内周との間に円環状空間を形成しており、この円
環状空間は前記送風装置の環状ブレード列の全周に向け
て略均等に吸い込み側空間を形成していることを特徴と
する発電機。
【請求項２】請求項１に記載の発電機において、前記収容室形成部材は、前記ロータ上に設けられたロー
タ側部材と、前記ハウジング側に設けられたハウジング
側部材とを含み、前記ロータ側部材と前記ハウジング側
部材とが微小間隙を介して対向しており、前記ハウジン
グ側部材は前記シャフトの先端側で前記収容室を閉塞し
ていることを特徴とする発電機。
【請求項３】請求項２に記載の発電機において、前記ロータ側部材は、前記送風装置と連続して一体的に
形成されていることを特徴とする発電機。
【請求項４】請求項２に記載の発電機において、前記ロータ側部材は、前記集電部材を固定する絶縁性部
材と連続して一体的に形成されていることを特徴とする
発電機。
【請求項５】請求項２に記載の発電機において、前記ロータ側部材は、前記ロータの端面から前記シャフ
トに沿って延びる筒状の凸部を有する環状壁部材を含
み、前記ハウジング側部材は、開口側が前記環状壁部材と対
向する筒状壁部材を含み、前記環状壁部材と前記筒状壁部材とが前記微小間隙を介
して互いに重複して配置されていることを特徴とする発
電機。
【請求項６】請求項２または請求項５に記載の発電機に
おいて、前記ハウジング側部材は、前記ブラシ部材を保持する筒
状のブラシホルダを含み、前記ブラシホルダは、前記シャフトを軸支する軸受に対
して位置決めされていることを特徴とする発電機。
【請求項７】請求項２または請求項５に記載の発電機に
おいて、前記ロータ側部材と前記ハウジング側部材との間に形成
される前記微小間隙は、屈曲した隙間であることを特徴
とする発電機。
【請求項８】請求項２に記載の発電機において、前記ハウジング側部材は、前記ブラシ部材を保持する筒
状のブラシホルダを含み、前記ブラシ部材に電気的に接
続される接続ターミナルが前記ブラシホルダ内を貫通し
た状態で配置されていることを特徴とする発電機。
【請求項９】請求項８に記載の発電機において、前記ブラシホルダは、前記ブラシホルダの筒状部分から
径方向外側に向けて延びる付属部分を有しており、この
付属部分は前記送風装置の環状ブレード列よりも軸方向
外側に配置されることを特徴とする発電機。
【請求項１０】請求項９に記載の発電機において、前記付属部分には、前記ロータコイルへの通電電流を制
御する通電制御回路を搭載していることを特徴とする発
電機。
【請求項１１】請求項２に記載の発電機において、前記ハウジング側部材は、前記シャフトを軸支する軸受
の外周と接触していることを特徴とする発電機。
【請求項１２】請求項１１に記載の発電機において、前記ハウジング側部材は、前記軸受と前記ハウジングと
の間に収容され、前記収容室の端部は前記ハウジングと
前記軸受とによって閉塞されていることを特徴とする発
電機。
【請求項１３】請求項１に記載の発電機において、前記ブラシ部材は、前記収容室形成部材に保持されてお
り、前記集電部材の外周に沿って延びる円弧形状に形成
されていることを特徴とする発電機。
【請求項１４】請求項１３に記載の発電機において、前記ブラシ部材は、前記収容室形成部材に固定されるブ
ラシ被固定部を備え、前記ブラシ被固定部から前記集電
部材の回転方向の前方側と後方側とのうち少なくとも一
方に延長され、その前方側と後方側とのうち少なくとも
一方で前記集電部材と接触していることを特徴とする発
電機。
【請求項１５】請求項１３に記載の発電機において、前記ブラシ部材は、前記収容室形成部材に固定されるブ
ラシ被固定部を備え、前記ブラシ被固定部から前記集電部材の回転方向の前方
側と後方側との両方に延長され、その前方側と後方側と
の両方で前記集電部材と接触していることを特徴とする
発電機。
【請求項１６】請求項１に記載の発電機において、前記集電部材は、互いに電気的に独立した２個の集電部
材を有し、前記２個の集電部材は、電気絶縁性の樹脂質部材によっ
て、前記シャフトの外周に前記シャフトの軸方向に横並
びで電気的に絶縁されて保持されていることを特徴とす
る発電機。
【請求項１７】請求項１６に記載の発電機において、前記ブラシ部材は、前記２個の集電部材のそれぞれに接
触する互いに電気的に独立した２個のブラシ部材を有
し、前記２個のブラシ部材は、前記２個の集電部材の軸方向
位置に対応して軸方向に互いに離れて設置されていると
共に、前記シャフトの周方向にも互いに離れて設置され
ていることを特徴とする発電機。
【請求項１８】ハウジングと、ステータコイルおよびステータコアを有し、前記ハウジ
ングに対して固定されたステータと、ロータコイル、ロータコアおよびこのロータコアから延
長されたシャフトを有し、前記ステータに対して相対回
転するロータと、前記ハウジングと前記ロータとの間に設けられ、前記ロ
ータコイルを通る電流経路を形成するための電気接続装
置とを備え、前記電気接続装置は、前記シャフト上に設けられた環状
の集電部材と、この集電部材と接触するブラシ部材と、
前記ブラシ部材と前記集電部材とを収容し、且つ前記集
電部材の外周を取り囲む円筒状の収容室を形成する収容
室形成部材とを備え、前記収容室形成部材は、前記ロータ上に設けられたロー
タ側部材と、前記ハウジング側に設けられたハウジング
側部材とを含み、前記ロータ側部材と前記ハウジング側
部材とが微小間隙を介して対向しており、前記ハウジン
グ側部材は前記シャフトの先端側で前記収容室を閉塞し
ていることを特徴とする発電機。
【請求項１９】請求項１８に記載の発電機において、複数のブレードを前記ロータコアの端面上に環状に配列
して形成された送風装置を備え、前記ロータ側部材は、前記送風装置と連続して一体的に
形成されていることを特徴とする発電機。
【請求項２０】請求項１８または請求項１９に記載の発
電機において、前記ロータ側部材は、前記集電部材を固定する絶縁性部
材と連続して一体的に形成されていることを特徴とする
発電機。
【請求項２１】請求項１８または請求項１９に記載の発
電機において、前記ロータ側部材は、前記ロータの端面から前記シャフ
トに沿って延びる筒状の凸部を有する環状壁部材を含
み、前記ハウジング側部材は、開口側が前記環状壁部材と対
向する筒状壁部材を含み、前記環状壁部材と前記筒状壁部材とが前記微小間隙を介
して互いに重複して配置されていることを特徴とする発
電機。
【請求項２２】請求項１８、請求項１９または請求項２
１のいずれかに記載の発電機において、前記ハウジング側部材は、前記ブラシ部材を保持する筒
状のブラシホルダを含み、前記ブラシホルダは、前記シャフトを軸支する軸受に対
して位置決めされていることを特徴とする発電機。
【請求項２３】請求項１８、請求項１９または請求項２
１に記載の発電機において、前記ロータ側部材と前記ハウジング側部材との間に形成
される前記微小間隙は、屈曲した隙間であることを特徴
とする発電機。
【請求項２４】請求項１８ないし請求項２１のいずれか
に記載の発電機において、前記ブラシ部材は、材質として薄板弾性金属質部材が使
用されていることを特徴とする発電機。
【請求項２５】請求項１８ないし請求項２４のいずれか
に記載の発電機において、前記ハウジング側部材は、前記ブラシ部材を保持する筒
状のブラシホルダを含み、前記ブラシ部材に電気的に接
続される接続ターミナルが前記ブラシホルダ内を貫通し
て配設されていることを特徴とする発電機。
【請求項２６】請求項１８に記載の発電機において、複数のブレードを前記ロータコアの端面上に環状に配列
して形成された送風装置を備え、前記ハウジング側部材は、前記ブラシ部材を保持する筒
状のブラシホルダを含み、前記ブラシホルダは、前記ブラシホルダの筒状部分から
径方向外側に向けて延びる付属部分を有しており、この
付属部分は前記送風装置の環状ブレード列よりも軸方向
外側に配置されることを特徴とする発電機。
【請求項２７】請求項２６に記載の発電機において、前記付属部分には、前記ロータコイルへの通電電流を制
御する通電制御回路を搭載していることを特徴とする発
電機。
【請求項２８】請求項１８または請求項１９に記載の発
電機において、前記ブラシ部材は、前記集電部材の外周に沿って延びる
円弧形状に形成されていることを特徴とする発電機。
【請求項２９】請求項２８に記載の発電機において、前記ブラシ部材は、前記収容室形成部材に固定されるブ
ラシ被固定部を備え、前記ブラシ被固定部から前記集電部材の回転方向の前方
側と後方側とのうち少なくとも一方に延長され、その前
方側と後方側とのうち少なくとも一方で前記集電部材と
接触していることを特徴とする発電機。
【請求項３０】請求項２８に記載の発電機において、前記ブラシ部材は、前記収容室形成部材に固定されるブ
ラシ被固定部を備え、前記ブラシ被固定部から前記集電部材の回転方向の前方
側と後方側との両方に延長され、その前方側と後方側と
の両方で前記集電部材と接触していることを特徴とする
発電機。
【請求項３１】請求項１８または請求項１９に記載の発
電機において、前記集電部材は、材質としてカーボン質部材が使用され
ていることを特徴とする発電機。
【請求項３２】請求項１８または請求項１９に記載の発
電機において、前記ロータ側部材は、前記ハウジング側部材との対向面
に環状の嵌合部を有し、前記ハウジング側部材は、前記ロータ側部材との対向面
に前記嵌合部に嵌め合わされ、前記嵌合部との間に前記
微小間隙を形成する環状の被嵌合部を有することを特徴
とする発電機。