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Title:
AC GENERATOR FOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/142778
Kind Code:
A1
Abstract:
An alternating-current generator with a brush holder assembly taking up less occupied space in circumferential direction of the brush holder assembly inside a rear bracket while making the possibility of moisture and dirt less inside a casing for a regulator circuit. The brush holder assembly has a base and a plate. The base is molded integrally with a brush holder, the casing for the regulator circuit and a connector while the plate has a cover attached to the brush holder to plug up an inlet through which a resinous material is poured into a casing for the regulator circuit. All of the brush holder, the casing for the regulator circuit and the connector lie on a common plane where their respective center lines include an axis of a rotating shaft. A lead-out opening made in the rear bracket to lead the connector out through there is almost plugged with the connector and the cover.

Inventors:
OOHASHI ATSUSHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/060419
Publication Date:
November 27, 2008
Filing Date:
May 22, 2007
Export Citation:
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Assignee:
MITSUBISHI ELECTRIC CORP (JP)
OOHASHI ATSUSHI (JP)
International Classes:
H02K13/00
Foreign References:
JPH08251889A1996-09-27
JP2001298907A2001-10-26
JPS6485566A1989-03-30
JP3579298B22004-10-20
Other References:
See also references of EP 2149968A4
Attorney, Agent or Firm:
SOGA, Michiteru et al. (8th FloorKokusai Building,1-1, Marunouchi 3-chom, Chiyoda-ku Tokyo 05, JP)
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Claims:
 回転軸に固着された回転子と、
 上記回転軸を回転自在に支持して上記回転子を内包するフロントブラケットおよびリヤブラケットと、
 上記フロントブラケットおよびリヤブラケットに保持されて上記回転子を囲繞する固定子と、
 上記回転子の軸方向端面に固着された冷却ファンと、
 上記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、
 ブラシ挿入穴の穴方向を径方向に一致させて上記回転子に対向して配置され、ブラシを該ブラシ挿入穴内に保持するブラシホルダ部、該ブラシホルダ部のリヤブラケット側に樹脂注入口を径方向外方に向けて配置され、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、およびブラシホルダ部のリヤブラケット側に配置されたコネクタ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、
 上記ブラシホルダ部の径方向外端部に装着されて上記ブラシ挿入穴を塞口するキャップと、
 上記ブラシホルダ部に装着されて上記樹脂注入口を塞口するカバー部を有する樹脂製のプレートと、を備え、
 上記ブラシホルダ部、上記レギュレータ回路収納部および上記コネクタ部は、それぞれの中心線が上記回転軸の軸心を含む同一平面上に位置するように形成され、
 上記リヤブラケットに形成されて上記コネクタ部を導出させる導出用開口が上記コネクタ部および上記カバー部によりほぼ塞口されていることを特徴とする車両用交流発電機。
 上記コネクタ部は、上記レギュレータ回路収納部の外径側に隣接して配置されていることを特徴とする請求項1記載の車両用交流発電機。
 上記コネクタ部は、径方向外方に突出していることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両用交流発電機。
 雑音防止用コンデンサが上記プレートに埋設されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車両用交流発電機。
 上記回転子に対向して上記リヤブラケット内に装着された整流器を備え、
 上記ブラケット部および上記整流器と協働して上記冷却ファンのブレードに対向する環状の平坦面を構成する整流板部が上記プレートに一体に形成されていることを特徴とすることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の車両用交流発電機。
 上記プレートが上記ブラシホルダ部に着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の車両用交流発電機。
 上記キャップは、上記ブラシ挿入穴の径方向上部開口に嵌着されるゴムキャップ部と該ゴムキャップ部を保持する樹脂キャップ部との2層構造に構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の車両用交流発電機。
 上記カバー部は、上記整流板部の径方向上端から軸方向に上記コネクタ部の近傍まで延設されていることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の車両用交流発電機。
 上記キャップを上記ブラシホルダ部に押圧する突起が上記カバー部に形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の車両用交流発電機。
 上記プレートには、重なり可能な嵌め合い係合部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の車両用交流発電機。
Description:
車両用交流発電機

 この発明は、車両用交流発電機に関し、 に、レギュレータ回路収納部、コネクタ部 よびブラシホルダ部を一体に構成したブラ ホルダアッセンブリの改良に関するもので る。

 従来の車両用交流発電機では、ブラシホ ダアッセンブリが、コネクタ部をレギュレ タ回路収納部とコネクタ部との一側に配置 て一体に構成されていた(例えば、特許文献 1参照)。

特許第3579298号公報

 従来の車両用交流発電機では、コネクタ部 レギュレータ回路収納部とブラシホルダ部 の一側に位置している。そこで、ブラシホ ダアッセンブリを回転軸の軸心に対して直 するようにブラケット内に配置すると、ブ シホルダアッセンブリが周方向の広範囲に って延在する。従って、ブラケット内にブ シホルダアッセンブリと同一平面に配設さ る整流器の設置スペースが縮小される。
 また、レギュレータ回路収納部の樹脂注入 が径方向外方に開放されており、水や塵な がブラケットに形成されたコネクタ部導出 開口からレギュレータ回路収納部に侵入し すかった。

 この発明は、上記のような課題を解決す ためになされたものであり、リヤブラケッ 内でのブラシホルダアッセンブリの周方向 専有スペースを小さくすると共に、レギュ ータ回路収納部への水や塵などの侵入を少 くできるブラシホルダアッセンブリを有す 車両用交流発電機を得ることを目的とする

 この発明に係る車両用交流発電機は、回 軸に固着された回転子と、上記回転軸を回 自在に支持して上記回転子を内包するフロ トブラケットおよびリヤブラケットと、上 フロントブラケットおよびリヤブラケット 保持されて上記回転子を囲繞する固定子と 上記回転子の軸方向端面に固着された冷却 ァンと、上記固定子で発生する交流電圧の きさを調整するレギュレータ回路と、備え いる。さらに、車両用交流発電機は、ブラ 挿入穴の穴方向を径方向に一致させて上記 転子に対向して配置され、ブラシを該ブラ 挿入穴内に保持するブラシホルダ部、該ブ シホルダ部のリヤブラケット側に樹脂注入 を径方向外方に向けて配置され、上記レギ レータ回路を収納保持するレギュレータ回 収納部、およびブラシホルダ部のリヤブラ ット側に配置されたコネクタ部が一体にモ ルド成形され、上記リヤブラケット内に装 されたベースと、上記ブラシホルダ部の径 向外端部に装着されて上記ブラシ挿入穴を 口するキャップと、上記ブラシホルダ部に 着されて上記樹脂注入口を塞口するカバー を有する樹脂製のプレートと、を備えてい 。そして、上記ブラシホルダ部、上記レギ レータ回路収納部および上記コネクタ部は それぞれの中心線が上記回転軸の軸心を含 同一平面上に位置するように形成され、上 リヤブラケットに形成されて上記コネクタ を導出させる導出用開口が上記コネクタ部 よび上記カバー部によりほぼ塞口されてい 。

 この発明によれば、上記ブラシホルダ部 上記レギュレータ回路収納部および上記コ クタ部は、それぞれの中心線が上記回転軸 軸心を含む同一平面上に位置するように形 されているので、ベースの周方向の専有ス ースを少なくできる。また、コネクタ部を 出させる導出用開口が上記コネクタ部およ 上記カバー部によりほぼ塞口されているの 、導出用開口からリヤブラケット内への水 塵の侵入が抑制される。

この発明の一実施の形態に係る車両用 流発電機の全体構成を示す断面図である。 この発明の一実施の形態に係る車両用 流発電機に適用されるブラシホルダアッセ ブリを正面、上面および右側面から見た様 を示す図である。 この発明の一実施の形態に係る車両用 流発電機に適用されるブラシホルダアッセ ブリの斜視図である。 この発明の一実施の形態に係る車両用 流発電機に適用されるブラシホルダアッセ ブリを構成するベースの斜視図である。 この発明の一実施の形態に係る車両用 流発電機に適用されるブラシホルダアッセ ブリを構成するプレートを正面、上面およ 左側面から見た様子を示す図である。 この発明の一実施の形態に係る車両用 流発電機に適用されるブラシホルダアッセ ブリを構成するプレートの背面図である。 図6のVII-VII矢視断面図である。 この発明の一実施の形態に係る車両用 流発電機に適用されるブラシホルダアッセ ブリを構成するプレートの斜視図である。 この発明の一実施の形態に係る車両用 流発電機に適用されるブラシホルダアッセ ブリを構成するプレートの斜視図である。 この発明の一実施の形態に係る車両 交流発電機に適用されるプレートの重なり 態を示す上面図である。 この発明の一実施の形態に係る車両 交流発電機に適用されるプレートの重なり 態を示す側面図である。 この発明の一実施の形態に係る車両 交流発電機に適用されるプレートの重なり 態を示す背面図である。 この発明の一実施の形態に係る車両 交流発電機における整流器とブラシアッセ ブリの装着状態を示す正面図である。 この発明の一実施の形態に係る車両 交流発電機における整流器とブラシアッセ ブリの装着状態を示す断面図である。 この発明の一実施の形態に係る車両 交流発電機のリヤ側端面図である。 この発明の一実施の形態に係る車両 交流発電機における導出用開口周りを示す 面図である。 この発明の一実施の形態に係る車両用 交流発電機における整流器の装着状態を示す 正面図である。 この発明の一実施の形態に係る車両用 交流発電機におけるブラシホルダアッセンブ リの装着方法を説明する図である。

 図1はこの発明の一実施の形態に係る車両 用交流発電機の全体構成を示す断面図である 。

 図1において、車両用交流発電機は、それ ぞれ略椀形状のアルミニウム製のフロントブ ラケット1とリヤブラケット2とからなるケー 3と、このケース3の軸心位置に回転自在に 持された回転軸4と、ケース3のフロント側に 延出する回転軸4の一端に固着されたプーリ5 、この回転軸4に固着されてケース3内に回 自在に配設されたクローポール型回転子6と この回転子6を囲繞するようにケース3の内 面に保持された固定子8と、回転軸4の他端部 に固定され、回転子6の回転子コイル16に電流 を供給する一対のスリップリング9と、スリ プリング9の外周に配設されたブラシホルダ 10と、各スリップリング9に摺接するように ラシホルダ部10内に配設されたブラシ11と、 固定子8の固定子コイル19に電気的に接続され 、固定子コイル19で生じた交流を直流に整流 る整流器12と、固定子コイル19で生じた交流 電圧の大きさを調整するレギュレータ回路13 、外部コネクタが装着されるコネクタ部14 、を備えている。

 回転子6は、電流を流して磁束を発生する 回転子コイル16と、回転子コイル16を覆って けられ、その磁束によって磁極が形成され ポールコア17と、を有している。回転軸4が ールコア17の軸心位置に挿通、固着されてい る。冷却ファン7a,7bがポールコア17の軸方向 端面に固着されている。

 固定子8は、フロントブラケット1とリヤ ラケット2とに挟持されて回転子6を囲繞する ように配置された固定子鉄心18と、この固定 鉄心18に装着された固定子コイル19と、を備 えている。固定子コイル19は導体線を固定子 心18のスロットに巻装して作製されている 導体線が固定子鉄心18のスロットから固定子 鉄心18の軸方向両端側に延出してコイルエン 20を構成する。導体線の固定子鉄心18のスロ ットに収納される部位は矩形断面に形成され ている。ここで、回転子6の回転により、回 磁界が固定子コイル19に与えられ、起電力が 固定子コイル19に発生する。

 つぎに、ブラシホルダアッセンブリ40の 成について図2乃至図9を参照しつつ説明する 。図2はこの発明の一実施の形態に係る車両 交流発電機に適用されるブラシホルダアッ ンブリを正面、上面および右側面から見た 子を示す図、図3はブラシホルダアッセンブ の斜視図、図4はブラシホルダアッセンブリ を構成するベースの斜視図である。図5はブ シホルダアッセンブリを構成するプレート 正面、上面および左側面から見た様子を示 図、図6はブラシホルダアッセンブリを構成 るプレートの背面図、図7は図6のVII-VII矢視 面図である。図8および図9はブラシホルダ ッセンブリを構成するプレートの斜視図で り、図8はプレートの正面側を示し、図9はプ レートの背面側を示している。

 ブラシホルダアッセンブリ40は、ブラシ ルダ部10、コネクタ部14、レギュレータ回路 納部15および円筒状のスリンガ部21が例えば ポリフェニルサルファイド(PPS)樹脂を用いて 体にモールド成形されたベース41と、ブラ ホルダ部10に着脱自在に装着されるプレート 42と、を備えている。ここで、スリンガ部21 軸心が回転軸4の軸心と一致するので、スリ ガ部21の軸心と直交する方向を径方向とす 。

 ブラシホルダ部10はスリンガ部21の外周面 から径方向に延設されている。ブラシ挿入穴 10aがスリンガ部21の軸心方向に離間して、か 、スリンガ部21内に臨むようにブラシホル 部10に形成されている。レギュレータ回路収 納部15はブラシホルダ部10のスリンガ部21の軸 心方向一側にブラシホルダ部10と重なって、 つ隣接して配置されている。コネクタ部14 開口部14aを径方向外側に向けて、レギュレ タ回路収納部15の径方向外側に、レギュレー タ回路収納部15に隣接して配置されている。 ラシホルダ部10、コネクタ部14およびレギュ レータ回路収納部15のそれぞれの中心線がス ンガ部21の軸心、即ち回転軸4の軸心を通る 一平面上に位置している。ベース41のブラ ホルダ部10の周方向一側には、通風孔41aが穿 設されている。

 レギュレータ回路13は複数のフィンを有 るヒートシンク22に固着され、レギュレータ 回路収納部15のスリンガ部21の軸心方向一側 開口からレギュレータ回路収納部15内に収納 、保持されている。そして、絶縁樹脂がレギ ュレータ回路収納部15の径方向外側に開口す 樹脂注入口15aからレギュレータ回路収納部1 5内に充填されている。ブラシ11がブラシホル ダ部10の各ブラシ挿入穴10aに挿入され、スプ ング25の付勢力によりスリンガ部21側に押圧 されている。

 ブラシ挿入穴10aを塞口するキャップは、 脂キャップ23とゴムキャップ24とからなる2 構造に構成されている。樹脂キャップ23は、 その両端凹部23aをブラシホルダ部10の径方向 端部から周方向両側に突設された鍔部10bに 合させて装着されている。ゴムキャップ24 樹脂キャップ23の内面に固着され、各ブラシ 挿入穴10aを塞口している。

 プレート42は、例えばPPS樹脂を用いてモー ド成形され、表面を平坦面とする整流板部43 と、整流板部43から直角に延設され、レギュ ータ回路収納部15の樹脂注入口15aをほとん 覆うカバー部44とを有する。
 プレート42にインサート成形されたインサ ト導体の一端が整流板部43から露出して端子 部46,47を構成し、他端が整流板部43の裏面に 設されたコンデンサ収納部49内に延出する。 雑音防止用のコンデンサ48がコンデンサ収納 49内に延出するインサート導体の端部に接 されて、コンデンサ収納部49内に収納されて いる。充填樹脂50がコンデンサ48を埋め込む うにコンデンサ収納部49内に充填されている 。

 ブラシホルダ部10との嵌合部51が整流板部 43のカバー部44の根元部近傍にブラシホルダ 10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。カバー 部44の内周面には、カバー部44の延出方向に びる3本の突起52がカバー部44の延出方向と直 交する方向に所定の間隔に設けられている。 プレート42は、嵌合部51をブラシホルダ部10に 嵌着してベース41に取り付けられる。これに り、突起52が樹脂キャップ23の上端面を押圧 し、樹脂キャップ23の外れを防止する。また ブラシホルダ部10と整流板部43とがほぼ同一 面位置となり、全体として平坦面を構成する 。

 カバー部44の外周面には、カバー部44の延 出方向に延びる3本の凹溝53が、突起52と嵌合 る溝形状で、突起52に対応する位置に設け れている。溝54が、カバー部44の周方向一側 、溝方向を凹溝53の溝方向に一致させて、 流板部43の側壁に形成されている。嵌合用の ピン55が、溝54に近接して、整流板部43の裏面 縁部に立設されている。つまり、突起52と凹 53とが重なり可能な嵌め合い係合部を構成 、溝54とピン55とが重なり可能な嵌め合い係 部を構成している。これにより、2枚のプレ ート42を、一方のカバー部44の凹溝53をもう一 方のカバー部44の突起52に嵌合させて重ね合 せたときに、一方の溝54が他方のピン55に嵌 し、コンパクトな重なりが実現される。

 そこで、例えば、プレート42は5枚ずつ重 合わせてコンパクトな状態で搬送される。 の時、5枚のプレート42は、図10A乃至図10Cに されるように、隣り合うプレート42の整流 部43の表裏両面が互いに接し、かつカバー部 44の表裏両面が互いに接して、カバー部44の み分ずれて重ね合わされている。そして、 り合うプレート42の突起52と凹溝53とが嵌合 、かつ溝54とピン55とが嵌合して、プレート4 2間の位置ずれが防止される。

 つぎに、整流器とブラシアッセンブリの装 状態について説明する。
 図11Aおよび図11Bはそれぞれこの発明の一実 の形態に係る車両用交流発電機における整 器とブラシアッセンブリの装着状態を示す 面図および断面図、図12Aはこの発明の一実 の形態に係る車両用交流発電機のリヤ側端 図、図12Bはこの発明の一実施の形態に係る 両用交流発電機における導出用開口周りを す上面図、図13はこの発明の一実施の形態 係る車両用交流発電機における整流器の装 状態を示す正面図である。

 整流器12は、複数のダイオード31が実装さ れた略C字状のヒートシンク32a,32bを同一平面 に同心状に配設し、略C字状のサーキットボ ード33をヒートシンク32b上に重ねて組み立て れている。ヒートシンク32a,32b上に実装され たダイオード31がサーキットボード33により 流回路を構成するように接続される。

 整流器12は、図13に示されるように、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の内壁面に締着固定される 略C字状の整流器12の端面間のリヤブラケッ 2の内壁面には、コネクタ部14を位置決めす ための位置決め部2fが設けられ、大形の吸 孔2gがレギュレータ回路13のヒートシンク22 対向するように穿設されている。

 ブラシホルダアッセンブリ40は、図11Aお び図11Bに示されるように、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 器12の略C字状の端面間に配置され、リヤブ ケット2の内壁面に締着固定される。これに り、整流板部43の表面が整流器12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 り、平坦な環状のブレード対向面を構成す 。

 リヤブラケット2には、図12Aに示されるよ うに、多数の吸気孔2aと排気孔2bとが設けら ている。また、外部コネクタをコネクタ部14 に接続するための導出用開口2cとB端子導出用 開口2dがそれぞれリヤブラケットの一部に穿 されている。図12Bに示されるように、導出 開口2cのコネクタ部14の導出部を除く大部分 は、プレート42のカバー部44により塞がれて る。

 このように、この発明によれば、ブラシ ルダ部10、レギュレータ回路収納部15および コネクタ部14がそれぞれの中心線を回転軸4の 軸心を含む同一平面上に位置するように形成 されているので、ブラシホルダアッセンブリ 40の周方向の専有スペースを縮小できる。そ で、ブラシホルダアッセンブリ40と回転軸4 軸心と直交する同一平面上に配置される整 器12の周方向の専有スペースを大きくする とができ、ヒートシンク32a,32bの放熱面積が 大でき、ダイオード31からの発熱を効果的 放熱することができる。

 コネクタ部14を導出する導出用開口2cがコネ クタ部14およびカバー部44によりほぼ塞口さ ているので、外部からリヤブラケット2内へ 水や塵の侵入を少なくすることができる。 の時、レギュレータ回路収納部15の樹脂注 口15aがプレート42のカバー部44により塞口さ ているので、水や塵のレギュレータ回路収 部15への侵入が抑えられる。
 また、カバー部44が整流板部43の径方向上端 からコネクタ部14近傍に至るように延設され いるので、コネクタ部14と協働して導出用 口2cをほぼ塞口することができる。

 整流板部43が整流器12およびブラシホルダ部 10と協働して冷却ファン7bのブレードに対向 る平坦な環状のブレード対向面を構成して るので、冷却ファン7bの回転に起因する風騒 音の発生が抑制される。
 プレート42に設けられた嵌合部51をブラシホ ルダ部10の径方向上端側に嵌着して、プレー 42をベース41に取り付けているので、プレー ト42の装着が簡易となる。
 突起52がカバー部44の内壁面に突設されてい るので、プレート42の嵌合部51をブラシホル 部10に嵌着した際に、突起52が樹脂キャップ2 3を押圧する。これにより、プレート42の嵌着 力が突起52を介して樹脂キャップ23に作用し 樹脂キャップ23の外れが阻止される。

 雑音防止用のコンデンサ48がプレート42の整 流板部43に一体に埋設されているので、コン ンサ48を取り付ける部材を省略でき、部品 数を削減できると共に、コンデンサ48の故障 時には、プレート42のみを交換すればよく、 ンテナンス性も向上する。
 カバー部44の内周面と外周面とに設けた突 52と凹溝53とが重なり可能な嵌め合い係合部 構成し、同様に、整流板部43の両面に設け 溝54とピン55とが重なり可能な嵌め合い係合 を構成しているので、複数枚のプレート42 コンパクトに重ねることができ、プレート42 の搬送が容易となると共に、搬送容積も小さ くなる。

 コネクタ部14が径方向外方に突出してい ので、ブラシホルダアッセンブリ40をリヤブ ラケット2内に簡易に装着することができる 即ち、図14に示されるように、ブラシホルダ アッセンブリ40をリヤブラケット2内に軸方向 に挿入し、ついで径方向外方にずらし、その 状態を維持しつつ軸方向に押し込むことで、 コネクタ部14をリヤブラケット2に触れること なく、スムーズに組み付けることができる。

 なお、上記実施の形態では、コネクタ部1 4が開口部14aを径方向外側に向けてリヤブラ ット2から径方向に突出しているものとして るが、コネクタ部が開口部を軸方向に向け リヤブラケットから軸方向に突出するよう 作製されてもよい。この場合、ブラシホル アッセンブリの径方向寸法を小さくできる