(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機の出力電圧を調整する電圧調整回路を収納する回路収納部とコネクタを収納するコネクタケースを一体に構成する絶縁材よりなるケース、絶縁材よりなり発電機のブラシを収納するブラシホルダ、前記ケースにインサート成型され前記電圧調整回路等の要素間を電気的に接続すると共にコネクタケース内ではコネクタを形成し必要部分では前記ケースから露出して接続用ターミナルを形成する導体群、前記ブラシホルダにインサート成型され接続用ターミナルと内部配線路を形成するインサート導体、前記回路収納部の開口側を覆うと同時に前記電圧調整回路を冷却するヒートシンクを備え、前記電圧調整回路をターミナルを有するモールドパッケージにて構成し、前記ターミナルを前記ケースのインサート成型された導体群に形成された接続用ターミナルに直接接続すると共に、直接または熱伝導材を介して密着する前記ヒートシンクと共に前記回路収納部に固定し、前記ケースと前記ブラシホルダを重ね合わせかつ前記ケースの接続用ターミナルと前記ブラシホルダの接続用ターミナルを合致させて発電機のブラケットに取付けるよう構成したことを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】
電圧調整回路を収納する回路収納部とコネクタケースを有するケースにブラシホルダのキャップを径方向に固定するキャップ押えを一体に形成し、ブラシホルダに発電機の冷却ファンと対向する円弧状平面部を設け、この円弧状平面部と前記キャップ押えの端面及び前記コネクタケースの端面が、前記冷却ファンのファンガイドを形成することを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機。
【請求項３】
ブラシホルダに発電機の冷却ファンと対向する円弧状平面部を設け、この円弧状平面部と電圧調整回路を収納する回路収納部との間に通風路を形成し、冷却ファンによる風がこの通風路を通って電圧調整回路を冷却するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用交流発電機。
【請求項４】
ヒートシンクを直接または熱伝導材を介して発電機のブラケットに密着させて取付けることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の車両用交流発電機の電圧調整器。
【請求項５】
ケース内の導体に接続されるターミナルをケースのブラシホルダに対向する側の面に、またブラシホルダ内の導体に接続されるターミナルをブラシホルダのケースに対向する側の面に設け、前記ケースと前記ブラシホルダを重ね合わせて取付けることにより、両ターミナルが電気的に接続されるように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の車両用交流発電機。
【請求項６】
ブラシホルダとコネクタケースの端面に、発電機の冷却ファンのファンガイドをなす円弧状平面部を設け、導体群のターミナルの内、整流装置に接続するためのターミナルを、前記円弧状平面部の円弧を二分して発電機の軸心を通る線に対し、線対称となる位置に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、自動車等の車両に用いられる車両用交流発電機、特に車両用交流発電機の電圧調整器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、一般的な車両用交流発電機の構成を示す断面図である。図において、１はフロントブラケット、２はリヤブラケットで共に発電機の外殻を構成する。３は回転子で、回転子３は回転軸３１、ランドル型界磁鉄心３２及び３３、界磁線輪３４、スリップリング３５、前記界磁鉄心３２及び３３の両側面に固定された冷却ファン３６及び３７より構成され、回転軸３１の両端は軸受４１及び４２を介して前記フロントブラケット１及びリヤブラケット２に支承されている。５は電機子で、電機子５は前記フロントブラケット１及びリヤブラケット２に挾持され、電機子鉄心５１及び電機子線輪５２より構成される。６は後述する電圧調整器で、前記リヤブラケット２に取付けられ、前記界磁線輪３４の界磁電流を制御して電機子線輪５２の出力電圧を調整する。７はダイオード群７１及び７２よりなる整流装置で、前記リヤブラケットに取付けられ、前記電機子線輪５２の交流出力を整流するもので、その出力電圧が被調整電圧として前記電圧調整器に供給され、これらの接続はサーキットボード７３によりなされる。６５はブラシ６５１  を保持するブラシホルダで、後述するように前記電圧調整器６と一体構成になっている。また、７４は整流装置７と一体構成のファンガイドで前記冷却ファン３７の導風部材である。
【０００３】
図１５は、前記電圧調整器６及びブラシホルダ６５の構成を示す平面図、図１６は、その上方から見た一部断面図、図１７は、図１５の背面図である。図において、６１は絶縁材料により成型された電圧調整器のケースであり、ケース６１は、電圧調整回路基板６２１  を収納する回路収納部６２、コネクタケース６３、コンデンサ６４１  を収納するコンデンサケース６４、及び前記ブラシホルダ６５が一体に成型されている。ケース６１にはまた導体６１１  がインサート成型され、導体６１１  はケース６１に取付けられる各要素間の配線を司る一方、必要部分ではケース６１から露出してターミナルを構成し、コネクタケース６３内に突出して図示しないコネクタを構成する。６５２  は前記ブラシホルダ６５の一端を塞ぐキャップ、６７はこのキャップ６５２  を固定するためのキャップ押えであり、キャップ押さえ６７は電圧調整器６と共に前記リヤブラケット２に取り付けられる。
【０００４】
前記電圧調整回路基板６２１  は、ＩＣチップを搭載するハイブリッドＩＣよりなり、ヒートシンク６２２  に接着等により固定され、リードターミナル６２３  により前記導体６１１  に接続される。ヒートシンク６２２  は、前記回路収納部６２の開口側を塞ぐように取付けられ、回路収納部６２内には前記電圧調整回路基板６２１  を保護するための封止樹脂６８が充填される。このように、電圧調整回路基板６２１  はセラミック基板上に半導体チップを搭載するものであり、また搭載する部品には前記界磁線輪３４の界磁電流を制御するパワー素子を含むものであるため、放熱構造と、温度変化に耐える構造が必要である。放熱構造としては電圧調整回路基板６２１  はヒートシンク６２２  に接着されるが、そのために電圧調整回路基板６２１  には他の電気回路との接続用にリードターミナル６２３  を必要とし、温度変化に耐えさせるために保護用封止樹脂６８には軟質の樹脂が使用され、基板に搭載する半導体部品に加わるストレスの低減を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の車両用交流発電機の電圧調整器では、封止樹脂６８に軟質の樹脂を使用せざるを得ず、また比較的長い間隔の接続にリードターミナル６２３  を使用するため、振動の大きい車両用内燃機関に使用するものとしては充分な耐震性を持つとは言えないものであった。また、ヒートシンク６２２  に対する電圧調整回路基板６２１  の接着、リードターミナル６２３  の導体６１１  に対する半田接続等組立を手作業に頼らざるを得ない部分が多く、生産性にも問題があった。更に、ブラシホルダ６５がケース６１と一体構成のため、発電機への組み付け性は良いが、ブラシ摩耗等によるブラシまたはブラシホルダの交換に際しては電圧調整器全体の交換が必要となり、資源の無駄と使用者に対する負担増を要するものであった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その第一の目的は、耐震性、耐熱性、対環境性に優れ、しかも小型化が可能な車両用交流発電機の電圧調整器を得るものである。
また第二の目的は、組み付け性を阻害することなくブラシホルダと電圧調整器のケースを分離し、保守性の向上を図るものである。更に、他の目的として、電圧調整器と整流装置との組み付け性を向上せしめ、部品点数の削減と信頼性の向上を図るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる車両用交流発電機においては、発電機の出力電圧を調整する電圧調整回路を収納する回路収納部とコネクタを収納するコネクタケースを一体に構成する絶縁材よりなるケース、絶縁材よりなり発電機のブラシを収納するブラシホルダ、ケースにインサート成型され電圧調整回路等の要素間を電気的に接続すると共にコネクタケース内ではコネクタを形成し必要部分では前記ケースから露出して接続用ターミナルを形成する導体群、ブラシホルダにインサート成型され接続用ターミナルと内部配線路を形成するインサート導体、回路収納部の開口側を覆うと同時に電圧調整回路を冷却するヒートシンクを備え、電圧調整回路をターミナルを有するモールドパッケージにて構成し、ターミナルを前記ケースのインサート成型された導体群に形成された接続用ターミナルに直接接続すると共に、直接または熱伝導材を介して密着する前記ヒートシンクと共に前記回路収納部に固定し、ケースと前記ブラシホルダを重ね合わせかつ前記ケースの接続用ターミナルと前記ブラシホルダの接続用ターミナルを合致させて発電機のブラケットに取付けるよう構成したものである。
【０００８】
また、電圧調整器のケースと別体化されたブラシホルダに成型時インサートされるターミナルを設け、ブラシホルダを電圧調整器のケースに重ね合わせて組み付ける時、ブラシホルダのインサートターミナルがケースにインサートされた配線用導体のターミナルに電気的に接続されるようにしたものである。
【０００９】
さらに、電圧調整器のケースにブラシホルダのキャップ押えを一体に成型するよう構成し、ブラシホルダを電圧調整器のケースに重ね合わせて発電機のブラケットに組み付けることにより、ブラシホルダのキャップが径方向に固定されるようにしたものである。
【００１０】
また、ブラシホルダには冷却ファンのブレードに対向するよう円弧状の平面部を設け、ブラシホルダを電圧調整器のケースに重ね合わせて組み付けた時ケースのコネクタケース部に設けられた平面部と共にファンガイドを構成し、このファンガイドと電圧調整器との間に導風路を設けるようにしたものである。
【００１１】
さらにまた、電圧調整回路であるモールドパッケージに組み付けられたヒートシンクを外気により冷却されるリヤブラケットに密着して取付けることを可能にし、電圧調整回路の放熱効果を高められるようにしたものである。
【００１２】
【作用】
上記のように構成された車両用交流発電機の電圧調整器においては、電圧調整回路をモールドパッケージにて構成し、シングルインラインのターミナルを直接ケースにインサートされた導体に接続するようにし、さらに電圧調整回路をケースとヒートシンクに密着して取付けるようにしたので耐震性と放熱効果が良く、電圧調整器を薄型化することができる。
また、モールドパッケージの使用により、封止樹脂と成型樹脂の相乗効果による耐水性等の対環境性の向上が図れるようになる。
【００１３】
さらに、電圧調整器のケースにブラシホルダを重ねて取り付けるだけで電圧調整回路とブラシの電気的接続ができ、また、ブラシホルダのキャップ押えを電圧調整器のケースに一体構成としたので組立が容易となり、組立作業の機械化が可能となる。
【００１４】
発電機の冷却ファンによりリヤブラケットの穴から吸い込まれる冷却風がファンガイドと電圧調整器の間の導風路を流れるようになり、電機子線輪と同時に電圧調整器をも冷却するようになる。
【００１５】
【実施例】
実施例１．
図１はこの発明の一実施例である車両用交流発電機の電圧調整器の組み付け状態を示す平面図、図２は図１を上方より見た一部断面図、図３は図１のＡ−Ａ部における断面図、図４は図１のブラシホルダを除いた電圧調整器部の平面図、図５は図４を上方より見た一部断面図、図６は図４の背面図である。また、図７はこの発明に使用するモールドパッケージの形状を示し、図８は図１のブラシホルダ部を示す平面図、図９は図１乃至図８の実施例を発電機のリヤブラケットに組み付けた状態を示す断面図である。前記の従来図を含め、各図とも同一部分には同一符号を付している。
【００１６】
図１は図４の電圧調整器のケース６１に別体構成とされた図８のブラシホルダ６９を組み合わせたもので、それぞれの図において、６１は絶縁材料により成型された電圧調整器６のケースであり、ケース６１は、電圧調整回路を形成するモールドパッケージ８を収納する回路収納部６２、  後述するコネクタを収納するコネクタケース６３、  コンデンサ６４１  を収納するコンデンサケース６４が一体に成型されている。また、ケース６１には導体群６１１  がインサート成型され、導体群６１１  はケース６１に取付けられる各要素間の配線を司る一方、コネクタケース６３内に突出してコネクタ６１２  を形成し、必要部分ではケース６１から露出してターミナル６１３  、６１４  、及び６１５  を形成する。６１６  はケース６１と一体に構成された後述するブラシホルダのキャップ押えであり、６１７  はケース６１に設けられた取付け穴である。ブラシホルダ６９は絶縁材料により成型されてインサート導体６９１  を内蔵し、インサート導体６９１  は一部がターミナル６９３  を形成すると共にブラシ６５１  とターミナル６９３  を電気的に接続する。また、ブラシホルダ６９には取付け穴６９７  と取付け面の反対側端面に円弧状平面部６９４  が設けられている。そして組み付けた時、取付け穴６９７  は前記ケースの取付け穴６１７  と合致し、ターミナル６９３  は前記ケースのターミナル６１３  と合致するよう構成されている。６５２  は前記ブラシホルダ６９のブラシ挿入穴の一端を塞ぐキャップである。モールドパッケージ８は図７に示すように、半導体回路を形成する基板を絶縁材にて成型した本体８１とインライン構成のターミナル群８２よりなり、本体８１の一部には取り付け用の穴８３が設けられ、図５、図６に示すように、ターミナル群８２が折り曲げられて前記ケース６１のターミナル６１５  に接続され、取付け穴８３を通してヒートシンク８４と共にネジ８５によりケース６１の回路収納部６２に直接または熱伝導材を介して取付けられた上、ヒートシンク８４と回路収納部６２の間はシールされ、回路収納部６２には封止樹脂６８が充填される。なお、前記ターミナル６１４  は図１４にある整流装置７と接続するためのものである。
【００１７】
このように構成された車両用交流発電機の電圧調整器においては、電圧調整器ケース６１とブラシホルダ６９を重ね合わせ、電圧調整器ケース６１の取付け穴６１７  とブラシホルダ６９の取付け穴６９７  を合わせて発電機のリヤブラケット２に取付けることにより、図１及び図３に示すように、ケース６１側のターミナル６１３  とブラシホルダ６９側のターミナル６９３  が電気的に接続され、また同時にブラシホルダ６９のキャップ６５２  はキャップ押え６１６  により固定される。図３に示すようにターミナル６１３  側にタップを設け、ターミナル６９３  をネジ９で締め付けることにより電気的接続は完全なものとなる。
【００１８】
図５に示すように、キャップ押え６１６  の端面６１８  は、コネクタケース６３の端面６３１  と同一高さに設定され、ブラシホルダ６９を組み付けた時その平面部６９４  も図２に示すように同一高さに設定されている。発電機の冷却ファン３７による冷却風は図９に示すように、リヤブラケット２の吸い込み口２１より入り、ヒートシンク８４のフィン部を通ってこれを冷却し、ブラシホルダ６９の平面部６９４  と回路収納部６２の間を通って回路収納部６２を冷却し、さらに電機子線輪５２を冷却するよう構成されている。モールドパッケージ８の本体部８１はケース６１の回路収納部６２とヒートシンク８４に挾持されて両者に熱放散し、またこの両者は冷却風により冷却されるので電圧調整器の冷却効果は向上する。
【００１９】
電圧調整回路のモールドパッケージ８は上記の通り、回路収納部６２とヒートシンク８４に挾持され、そのターミナル８２は直接ケース６１の導体６１１  につながるターミナル６１５  に接続されるので耐震性が向上し、モールドパッケージ８を包む成型樹脂と前記封止樹脂６８との相乗効果により、耐水性等対環境性も向上する。
【００２０】
実施例２．
図１０は、この発明の第２の実施例を示す平面図、図１１は図１０のＢ−Ｂ部における断面図である。この実施例においては、ケース６１の取付け穴６１７  周辺のブラシホルダ６９側の面にターミナル６１３  が露出し、ブラシホルダ６９の取付け穴６９７  周辺のケース６１側の面にターミナル６９３  が露出するように構成されている。また、接地を要する導体６１９  はケース６１の取付け穴６１７  周辺のリヤブラケット２側の面に設けられる。この実施例ではリヤブラケット２にケース６１とブラシホルダ６９を重ね合わせて取付け、ネジ９１にて締め付けることによりターミナル６１３  とターミナル６９３  が圧接され、取付けとターミナル間の電気的接続が同時に達成できるものである。
【００２１】
実施例３．
図１２はこの発明の第３の実施例を示す断面図である。この実施例の特徴は、ヒートシンク８４の冷却用フィンを除去し、ヒートシンク８４の上面を直接または熱伝導材を介してリヤブラケット２に密着するように取付けるものであり、放熱はリヤブラケット２に熱伝導により行う以外実施例１または実施例２と同一である。この実施例によれば、ヒートシンク８４のフィンの高さに相当する小型化が可能になる。
【００２２】
実施例４．
図１３は、図１または図４に示すターミナル６１４  の位置関係を示すもので、図に示すようにブラシホルダ６９の平面部６９４  とコネクタケース６３の端面６３１  にて構成するファンガイドの両円周端部から等角度θ１隔たった位置から軸心を通る線、即ちファンガイドを円周方向に二分して軸心を通る線に対し、ターミナル６１４  を線対称にθ２の角度をもって設けたことを特徴とするものである。図１４に示す整流装置７に設けられるファンガイド７４は略θ１の２倍の円弧を持ち、ブラシホルダ６９の平面部６９４  及びコネクタケース６３の端面６３１  と共に、ほぼ全周にわたるファンガイドを形成するが、整流装置７との接続を行うターミナル６１４  の位置を上記の設定とすることにより、異種の整流装置と電圧調整器との組み合わせが可能となり、それぞれの種類の削減が可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００２４】
電圧調整回路をモールドパッケージにて構成し、シングルインラインのターミナルを直接ケースにインサート成型された接続用ターミナルに接続するようにし、さらに電圧調整回路をケースとヒートシンクに密着して取り付けると共に、ブラシホルダと電圧調整器のケースとを分離して組立時に重ね合わせかつケースの接続用ターミナルとブラシホルダの接続用ターミナルを合致させてて発電機のブラケットに取り付けるようにしたので、電圧調整器の小型化が可能になると共に耐震性が向上し、また、良好な組立性と放熱効果とが得られ、さらに、保守時におけるユーザー負担を軽減する。
【００２５】
ブラシホルダを電圧調整器より分離することにより、ブラシホルダにはファンガイドを、また、電圧調整器のケースにはキャップ押さえを一体化することを可能にし、また、両者を重ね合わせて取り付けることにより電気的接続も同時に行われる構造としたので組み付け作業はかえって簡略化され、前記電圧調整回路の組み付け、シングルインラインのターミナルの接続と共に組立作業の機械化が可能になり、また、保守に対するユーザー負担も軽くすることができる。
【００２６】
また、ブラシホルダを電圧調整器より分離するように構成することにより、電圧調整器とファンガイドの間に通風路が広く形成でき電圧調整器の冷却効果を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例の電圧調整器の組み付け状態を示す平面図である。
【図２】図１を上方より見た一部断面図である。
【図３】図１をＡ−Ａ部にて断面した断面図である。
【図４】この発明の実施例１の電圧調整器ケースを示す平面図である。
【図５】図４を上方より見た一部断面図である。
【図６】図４の電圧調整器ケースの背面図である。
【図７】この発明に使用するモールドパッケージの説明図である。
【図８】この発明の実施例１に使用するブラシホルダの平面図である。
【図９】この発明の実施例１の電圧調整器を発電機に装着した状態を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施例２を示す平面図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ部にて断面した断面図である。
【図１２】この発明の実施例３を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施例４を示す平面図である。
【図１４】車両用交流発電機の一般的な構造を示す断面図である。
【図１５】従来の電圧調整器の構成を示す平面図である。
【図１６】図１５を上方より見た一部断面図である。
【図１７】図１５の電圧調整器の背面図である。
【符号の説明】
２  リヤブラケット、６  電圧調整器、７  整流装置、
８  電圧調整回路のモールドパッケージ、６１  電圧調整器のケース、
６２  回路収納部、６３  コネクタケース、６４  コンデンサケース、
６９  ブラシホルダ、８２  ターミナル、８４  ヒートシンク、６１１，６９１    導体、
６１３，６１４，６１５，６９３    ターミナル、６１７，６９７    取り付け穴、
６１６    キャップ押え、６９４    円弧状平面部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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