(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングにより覆われた交流発電機と、
この交流発電機で発生した交流出力を整流する複数個の整流素子と、
前記複数個の整流素子のうち正極側の整流素子を保持すると共に、前記正極側の整流素子を冷却するための正極側冷却フィンと、
この正極側冷却フィンに積層され、前記複数個の整流素子のうち負極側の整流素子を保持すると共に、前記負極側の整流素子を冷却するための負極側冷却フィンとを備え、
この負極側冷却フィン単体を前記ハウジングに直接固定することにより形成される接地回路を形成した交流発電機において、
前記負極側冷却フィンは、端子台と前記正極側冷却フィンと絶縁スペーサとを前記ハウジング側に積層して、これら整流装置構成部材と共に前記ハウジングの所定の箇所に締付け固定される共締め固定部を有し、
前記負極側冷却フィンは、前記ハウジングに直接固定され前記接地回路を形成する直接固定部近傍に、他の箇所よりも剛性の低い低剛性部を有し、
前記低剛性部は、前記直接固定部と前記共締め固定部との間に設けられていることを特徴とする交流発電機。
【請求項２】
請求項１に記載の交流発電機において、
前記低剛性部は、前記負極側冷却フィンを板厚方向に切り下げたり、あるいは切り起こしたりして設けられたことを特徴とする交流発電機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の交流発電機において、
前記低剛性部は、前記負極側冷却フィンの表面側部分を除去して、あるいはプレス加工等により板厚を減少する方向に変化させて設けられたことを特徴とする交流発電機。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の交流発電機において、
前記低剛性部は、前記負極側冷却フィンの板厚方向に略直交する方向に延長され、冷却風が前記低剛性部の延長方向に略直交する方向に流れることを特徴とする交流発電機。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の交流発電機において、
前記交流発電機は、前記ハウジングの外側面との間で前記整流装置を覆う整流装置被覆部材を有し、
前記整流装置被覆部材は、前記負極側冷却フィンの低剛性部の吸気側に、冷却風が通過する貫通穴を設けたことを特徴とする交流発電機。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の交流発電機において、
前記ハウジングと前記負極側冷却フィンとの組付け加工時の荷重を利用して、前記ハウジングと前記負極側冷却フィンの直接固定部との間の組付け段差を吸収する製造工程を備えることを特徴とする交流発電機の製造方法。
【請求項７】
ハウジングにより覆われた交流発電機と、
この交流発電機で発生した交流出力を整流する複数個の整流素子と、
前記複数個の整流素子のうち正極側の整流素子を保持すると共に、前記正極側の整流素子を冷却するための正極側冷却フィンと、
この正極側冷却フィンに積層され、前記複数個の整流素子のうち負極側の整流素子を保持すると共に、前記負極側の整流素子を冷却するための負極側冷却フィンと、
この負極側冷却フィン単体を前記ハウジングに直接固定することにより形成される接地回路と
を備えた交流発電機の製造方法において、
前記負極側冷却フィンは、前記ハウジングに直接固定される直接固定部近傍に、他の箇所よりも剛性の低い低剛性部を有し、
前記ハウジングと前記負極側冷却フィンとの組付け加工時の荷重を利用して、前記ハウジングと前記負極側冷却フィンの直接固定部との間の組付け段差を吸収する製造工程を備えることを特徴とする交流発電機の製造方法。
【請求項８】
ハウジングにより覆われた交流発電機と、
この交流発電機で発生した交流出力を整流する複数個の整流素子と、
前記複数個の整流素子のうち正極側の整流素子を保持すると共に、前記正極側の整流素子を冷却するための正極側冷却フィンと、
この正極側冷却フィンに積層され、前記複数個の整流素子のうち負極側の整流素子を保持すると共に、前記負極側の整流素子を冷却するための負極側冷却フィンと、
この負極側冷却フィン単体を前記ハウジングに直接固定することにより形成される接地回路と
を備えた交流発電機の製造方法において、
前記負極側冷却フィンは、前記ハウジングに直接固定される直接固定部近傍に、他の箇所よりも剛性の低い低剛性部を有し、
前記ハウジングと前記負極側冷却フィンとの組付け加工前に、前記負極側冷却フィンの直接固定部を殴打部材で殴打して、前記ハウジングと前記負極冷却フィンの直接固定部との間の組付け段差を吸収する製造工程を備えることを特徴とする交流発電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気機器に電力を供給すると共に、直流電源を充電する交流発電機に関するもので、特に交流発電機に整流装置を一体化した車両用オルタネータに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、実開平２−８８４５８号公報においては、正極側ダイオードを冷却するための正極側冷却フィン、負極側ダイオードを冷却するための負極側冷却フィン、正極側冷却フィンと負極側冷却フィンとを所定の距離を隔てて絶縁するための絶縁スペーサ、および電機子巻線で発生した交流出力を入力する交流入力端子を絶縁性樹脂中にインサート成形した端子台を順に積層し、これらの積層部材の各螺着固定部をボルトを用いて螺着固定して整流装置を一体化している。
【０００３】
そして、複数の積層部材のうちの負極側冷却フィンの一部をフレームの突設ボス部にリヤカバーと共にボルトを用いて螺着固定した車両用交流発電機が記載されている。このような車両用交流発電機は、負極側冷却フィンとリヤカバーとが直接接触しているので、車両用交流発電機の運転時に負極側ダイオードで発生する熱がリヤカバーにも伝熱することにより放熱性が向上している。さらに、負極側冷却フィンの突出片とボディアースとされたフレームとが直接固定されることにより整流装置の接地回路が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の車両用交流発電機においては、負極側冷却フィンの一部とフレームの突設ボス部のみで整流装置全体を支持しているので、負極側冷却フィンの材質として例えばアルミニウム板材等の比較的剛性の弱い材料を使用した場合、車両振動がフレームから負極側冷却フィンに伝わると負極側冷却フィンに過大な応力が加わることによる負極側冷却フィンの変形したり、あるいは負極側冷却フィンに固定されている他の整流装置構成部材の振動が増大したりする等により整流装置の寿命が短く、車両用交流発電機の長寿命化を阻害するという問題点が生じている。
【０００５】
上記の問題点を解消する目的で、整流装置を構成する複数の積層部材の螺着固定部をボルトを用いてフレームと共締めすることにより複数の積層部材全体をフレームに螺着固定して、負極側冷却フィンに加わる負担を軽減するようにすることが考えられる。
ところが、この場合には、負極側冷却フィンにはフレームに固定される被固定部として、リヤカバーと共に直接フレームに螺着固定され螺着固定部と共締めされる共締め固定部とが存在することになり、螺着固定部と共締め固定部との間には積層された整流装置の積層公差分の大きな組付け段差が生じる。
【０００６】
したがって、負極側冷却フィンの螺着固定部の当接面（フレーム側端面）とフレームの突設ボス部の当接面（フィン側端面）との接触面積が狭くなることにより、整流装置の接地回路の信頼性が低下し車両用交流発電機の性能が低下するという問題点が生じる。
また、フレームの突設ボス部に負極側冷却フィンの螺着固定部をボルトを用いて螺着固定する組付け加工時に、負極側冷却フィンの螺着固定部近傍に発生する歪みにより、負極側冷却フィンに保持されている負極側ダイオードに過大な応力が加わり、所定の整流作用が得られなくなる可能性がある。これにより、負極側ダイオードの寿命が低下するという問題点も生じる。
【０００７】
〔請求項１ないし請求項５の目的〕
請求項１ないし請求項５に記載の発明の目的は、ハウジングと負極側冷却フィンの直接固定部との間の組付け段差を吸収または縮小することのできる交流発電機を提供することにある。そして、組付け歪みによる複数個の整流素子への悪影響を緩和することにより複数個の整流素子の寿命を長寿命化することのできる交流発電機を提供することにある。また、ハウジングと負極側冷却フィンの直接固定部との接触面積が狭くなることを回避して接地回路の信頼性を向上することのできる交流発電機を提供することにある。
【０００８】
〔請求項１の目的〕
請求項１に記載の発明の目的は、負極側冷却フィンの直接固定部と共締め固定部との間に生じる組付け段差を吸収または縮小することのできる交流発電機を提供することにある。
【０００９】
〔請求項４および請求項５の目的〕
請求項４および請求項５に記載の発明の目的は、負極側冷却フィンの直接固定部をハウジングに直接固定することにより形成される接地回路での発熱による温度上昇を低減することのできる交流発電機を提供することにある。
【００１０】
〔請求項６ないし請求項８の目的〕
請求項６ないし請求項８に記載の発明の目的は、ハウジングと負極側冷却フィンの直接固定部との間の組付け段差を吸収または縮小することのできる交流発電機の製造方法を提供することにある。そして、組付け歪みによる複数個の整流素子への悪影響を緩和して複数個の整流素子の寿命を長寿命化することのできる交流発電機の製造方法を提供することにある。また、ハウジングと負極側冷却フィンの直接固定部との接触面積が狭くなることを回避して接地回路の信頼性を向上することのできる交流発電機の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の構成〕
請求項１に記載の発明は、ハウジングにより覆われた交流発電機と、この交流発電機で発生した交流出力を整流する複数個の整流素子と、前記複数個の整流素子のうち正極側の整流素子を保持すると共に、前記正極側の整流素子を冷却するための正極側冷却フィンと、この正極側冷却フィンに積層され、前記複数個の整流素子のうち負極側の整流素子を保持すると共に、前記負極側の整流素子を冷却するための負極側冷却フィンとを備え、この負極側冷却フィン単体を前記ハウジングに直接固定することにより形成される接地回路を形成した交流発電機において、前記負極側冷却フィンは、端子台と前記正極側冷却フィンと絶縁スペーサとを前記ハウジング側に積層して、これら整流装置構成部材と共に前記ハウジングの所定の箇所に締付け固定される共締め固定部を有し、前記負極側冷却フィンは、前記ハウジングに直接固定され前記接地回路を形成する直接固定部近傍に、他の箇所よりも剛性の低い低剛性部を有し、前記低剛性部は、前記直接固定部と前記共締め固定部との間に設けられていることを特徴とする技術手段を採用した。
【００１２】
〔請求項１の作用〕
請求項１に記載の発明によれば、負極側冷却フィンの直接固定部近傍に低剛性部を設けているので、ハウジングと負極側フィンの直接固定部との間に組付け段差が生じても、その組付け段差分だけ直接固定部付近が容易に塑性変形することにより、負極側冷却フィンの直接固定部とハウジングとの間の組付け段差が吸収または縮小される。これにより、ハウジングと負極側冷却フィンの直接固定部との接触面積が十分確保されると共に、複数個の整流素子への組付け歪みによる影響が緩和される。
【００１３】
〔請求項１の効果〕
請求項１に記載の発明は、負極側冷却フィンの直接固定部付近が塑性変形しても低剛性部により歪みを吸収することにより、複数個の整流素子への組付け歪みによる影響を緩和できるので、複数個の整流素子に過大な応力が加わらず、複数個の整流素子にて所定の整流作用が得られなくなることが回避される。これにより、複数個の整流素子の寿命を長寿命化することができる。これにより、交流発電機の寿命を長寿命化することができる。
【００１４】
また、ハウジングと負極側冷却フィンの直接固定部との接触面積が必要な接触面積よりも狭くなることを回避できるので、負極側冷却フィン単体をハウジングに直接固定することにより形成される整流装置の接地回路としての信頼性を向上することができる。これにより、交流発電機の出力の低下、および整流装置の整流作用の低下を防止することができる。
【００１６】
また、負極側冷却フィンの直接固定部をハウジングに直接固定する際に、負極側冷却フィンの直接固定部と共締め固定部との間に生じる組付け段差が生じても、負極側冷却フィンの直接固定部近傍に低剛性部を設けているので、その組付け段差を吸収または縮小することができる。
【００１７】
〔請求項２の構成〕
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の交流発電機に加えて、前記低剛性部が、前記負極側冷却フィンを板厚方向に切り下げたり、あるいは切り起こしたりして設けられたことを特徴とする技術手段を採用した。
【００１８】
〔請求項２の作用および効果〕
請求項２に記載の発明によれば、負極側冷却フィンにおける、ハウジングに直接固定される直接固定部近傍に低剛性部を簡単に作ることができる。
【００１９】
〔請求項３の構成〕
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の交流発電機に加えて、前記低剛性部が、前記負極側冷却フィンの表面側部分を除去して、あるいはプレス加工等により板厚を減少する方向に変化させて設けられた技術手段を採用した。
【００２０】
〔請求項３の作用および効果〕
請求項３に記載の発明によれば、負極側冷却フィンにおける、ハウジングに直接固定される直接固定部近傍に低剛性部を簡単に作ることができる。
【００２１】
〔請求項４の構成〕
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の交流発電機に加えて、前記低剛性部が、前記負極側冷却フィンの板厚方向に略直交する方向に延長され、冷却風が前記低剛性部の延長方向に略直交する方向に流れることを特徴とする技術手段を採用した。
【００２２】
〔請求項４の作用および効果〕
請求項４に記載の発明によれば、負極側冷却フィンの低剛性部の延長方向に略直交する方向に冷却風が流れることにより、負極側冷却フィン単体をハウジングに直接固定することにより形成される整流装置の接地回路で発生する熱が放熱されるので、温度上昇を低減することができる。
【００２３】
〔請求項５の構成〕
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の交流発電機に加えて、前記交流発電機に、前記ハウジングの外側面との間で前記整流装置を覆う整流装置被覆部材を設け、前記整流装置被覆部材に、前記負極側冷却フィンの低剛性部の吸気側に、冷却風が通過する貫通穴を設けたことを特徴とする技術手段を採用した。
【００２４】
〔請求項５の作用および効果〕
請求項５に記載の発明によれば、整流装置被覆部材の負極側冷却フィンの低剛性部の吸気側に貫通穴が設けられているので、負極側冷却フィン単体をハウジングに直接固定することにより形成される整流装置の接地回路での発熱による温度上昇を貫通穴より整流装置被覆部材内に流入する冷却風により低減することができる。
【００２５】
〔請求項６の構成〕
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の交流発電機に加えて、前記ハウジングと前記負極側冷却フィンとの組付け加工時の荷重を利用して、前記ハウジングと前記負極側冷却フィンの直接固定部との間の組付け段差を吸収する製造工程を備えることを特徴とする技術手段を採用した。
〔請求項７の構成〕
請求項６に記載の発明は、ハウジングにより覆われた交流発電機と、この交流発電機で発生した交流出力を整流する複数個の整流素子と、前記複数個の整流素子のうち正極側の整流素子を保持すると共に、前記正極側の整流素子を冷却するための正極側冷却フィンと、この正極側冷却フィンに積層され、前記複数個の整流素子のうち負極側の整流素子を保持すると共に、前記負極側の整流素子を冷却するための負極側冷却フィンと、この負極側冷却フィン単体を前記ハウジングに直接固定することにより形成される接地回路とを備えた交流発電機の製造方法において、前記負極側冷却フィンは、前記ハウジングに直接固定される直接固定部近傍に、他の箇所よりも剛性の低い低剛性部を有し、前記ハウジングと前記負極側冷却フィンとの組付け加工時の荷重を利用して、前記ハウジングと前記負極側冷却フィンの直接固定部との間の組付け段差を吸収する製造工程を備えることを特徴とする技術手段を採用した。
【００２６】
〔請求項６および請求項７の作用および効果〕
請求項６および請求項７に記載の発明によれば、ハウジングに負極側冷却フィンの直接固定部を組み付ける組付け加工時の荷重を利用する。例えば、負極側冷却フィンの直接固定部をハウジングに締付け具を用いて締め付け固定する時の軸推力、あるいはリベットを用いてかしめ固定する時のかしめ力を利用することによって、ハウジングと負極側冷却フィンの直接固定部との間の組付け段差が吸収または縮小される。これにより、複数個の整流素子への組付け歪みによる影響を緩和できるので、複数個の整流素子の寿命を長寿命化することができる。
また、ハウジングと負極側冷却フィンの直接固定部との間に必要な接触面積を確保することができるので、負極側冷却フィン単体をハウジングに直接固定することにより形成される整流装置の接地回路の信頼性を回復することができる。
【００２７】
〔請求項８の構成〕
請求項８に記載の発明は、ハウジングにより覆われた交流発電機と、
この交流発電機で発生した交流出力を整流する複数個の整流素子と、
前記複数個の整流素子のうち正極側の整流素子を保持すると共に、前記正極側の整流素子を冷却するための正極側冷却フィンと、
この正極側冷却フィンに積層され、前記複数個の整流素子のうち負極側の整流素子を保持すると共に、前記負極側の整流素子を冷却するための負極側冷却フィンと、
この負極側冷却フィン単体を前記ハウジングに直接固定することにより形成される接地回路と
を備えた交流発電機の製造方法において、
前記負極側冷却フィンは、前記ハウジングに直接固定される直接固定部近傍に、他の箇所よりも剛性の低い低剛性部を有し、
前記ハウジングと前記負極側冷却フィンとの組付け加工前に、前記負極側冷却フィンの直接固定部を殴打部材で殴打して、前記ハウジングと前記負極冷却フィンの直接固定部との間の組付け段差を吸収する製造工程を備えることを特徴とする技術手段を採用した。
【００２８】
〔請求項８の作用および効果〕
請求項８に記載の発明によれば、ハウジングに負極側冷却フィンの直接固定部を組み付ける組付け加工の前に、負極側冷却フィンの直接固定部を殴打部材で殴打してハウジング側に変形させることによって、ハウジングと負極側冷却フィンの直接固定部との間の組付け段差が吸収または縮小される。これにより、複数個の整流素子への組付け歪みによる影響を緩和できるので、複数個の整流素子の寿命を長寿命化することができる。
また、ハウジングと負極側冷却フィンの直接固定部との間に必要な接触面積を確保することができるので、負極側冷却フィン単体をハウジングに直接固定することにより形成される整流装置の接地回路の信頼性を回復することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
〔第１実施例の構成〕
図１ないし図６はこの発明の交流発電機用整流装置を車両用オルタネータに適用した第１実施例を示したもので、図１は車両用オルタネータのリヤ側構造を示した図で、図２はそのリヤ側構造の主要部を示した図で、図３は車両用オルタネータの全体構造を示した図で、図４は車両用オルタネータ１の電気回路を示した図である。
【００３０】
車両用オルタネータ１は、図４に示したように、車両に搭載されたバッテリ２の充電および車両に搭載された電気装置へ電力を供給する車両用充電装置であって、交流電流を発電する交流発電機本体３、この交流発電機本体３の後端側に一体的に設置された電圧調整装置４、およびこの電圧調整装置４の近傍に設置された整流装置５等から構成されている。
【００３１】
次に、車両用オルタネータ１の交流発電機本体３を図１ないし図４に基づいて説明する。交流発電機本体３は、本発明の交流発電機であって、回転駆動されるロータ６、このロータ６と相対回転運動するステータ７、ロータ６とステータ７を内部に収容するハウジング８、およびロータ６に励磁電流を供給するためのブラシ装置９等より構成されており、回転動力を受けて発電を行う。
【００３２】
ロータ６は、界磁として働く部分で、シャフト１０と一体的に回転する回転子である。このロータ６は、シャフト（回転軸とも言う）１０、ランデル型のポールコア（界磁極、界磁鉄心、回転子鉄心またはロータコアとも言う）１１、界磁巻線（フィールドコイル、回転子巻線またはロータコイルとも言う）１２および２個のスリップリング（集電環とも言う）１３等によって構成されている。
【００３３】
シャフト１０は、ハウジング８の内周側で２個のベアリング（軸受）１４を介して回転自在に支持されている。このシャフト１０の一端部（前端部）には、エンジン（図示せず）の回転動力をシャフト１０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）１５が取り付けられている。このＶリブドプーリ１５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に装着されたポリＶベルト用プーリ（図示せず）に連結されていいる。なお、シャフト１０をエンジンの出力軸に直接連結しても良く、またシャフト１０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ベルト式無段変速機等の伝動手段を連結しても良い。
【００３４】
ポールコア１１は、一対の爪状磁極部よりなる。一方の爪状磁極部の前側壁面には、ハウジング８内に冷却風を吸い込む軸流式の冷却ファン１６が溶接等の手段を用いて取り付けられている。また、他方の爪状磁極部の後側壁面には、ハウジング８内に冷却風を吸い込むと共に、ステータ７に冷却風を吹き付ける遠心式の冷却ファン１７が溶接等の手段を用いて取り付けられている。
【００３５】
界磁巻線１２は、ポールコア１１の中央部に巻回され、両端の端末部が２個のスリップリング１３にそれぞれ電気的に接続されている。そして、界磁巻線１２に励磁電流が流れると、ポールコア１１の一方の爪状磁極部が全てＮ極になり、他方の爪状磁極部が全てＳ極になる。
【００３６】
２個のスリップリング１３は、それぞれ円環形状に形成され、シャフト１０の他端部（後端部）の外周に圧入固定されている。そして、２個のスリップリング１３は、後記するブラシ装置９の２個のブラシと摺接することにより電圧調整装置４から励磁電流が供給される。
【００３７】
ステータ７は、ハウジング８の内周面に固定された固定子であって、ポールコア１１の一対の爪状磁極部に外周面に対向して配された電機子鉄心（固定子鉄心またはステータコアとも言う）１８、およびこの電機子鉄心１８に巻装された三相の電機子巻線（固定子巻線またはステータコイルとも言う）１９等から構成されている。
【００３８】
電機子鉄心１８は、ハウジング８の内周面に圧入されて一体化され、ポールコア１１の一対の爪状磁極部から出た磁束が三相の電機子巻線１９と有効に公差するように作られた磁束通路を形成する。そして、電機子鉄心１８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。
【００３９】
三相の電機子巻線１９は、電機子鉄心１８の多数のスロットに巻装され、ポールコア１１の回転に伴って三相交流出力が誘起するコイルであって、Ｙ結線により接続されている。また、三相の電機子巻線１９の中性点および各端末線は、図４に示したように、後記する整流装置５の各交流入力端子に接続されている。なお、三相の電機子巻線１９をΔ結線しても良い。
【００４０】
ハウジング８は、概略椀形状のドライブフレーム（フロントハウジングとも言う）２１およびリヤフレーム（リヤハウジングとも言う）２２から構成されている。
ドライブフレーム２１は、アルミニウムダイカスト等の導電性材料にて一体成形され、ロータ６の前端側をフロント側のベアリング１４を介して回転自在に支持すると共に、エンジンへの取り付けを行うものである。このドライブフレーム２１には、冷却ファン１６、１７の回転により吸い込まれる冷却風が通過する通気穴２３を多数開口している。
【００４１】
リヤフレーム２２は、アルミニウムダイカスト等の導電性材料にて一体成形され、ロータ６の後端側をリヤ側のベアリング１４を介して回転自在に支持すると共に、エンジンへの取り付けを行うものである。このリヤフレーム２２には、冷却ファン１６、１７の回転により吸い込まれる冷却風が通過する通気穴２４を多数開口している。また、リヤフレーム２２は、複数個のスタッドボルト２５およびナット２６等の締付け具によりドライブフレーム２１のリヤ側端面に締付け固定されている。なお、ドライブフレーム２１およびリヤフレーム２２は、エンジンにブラケット（図示せず）を介して取り付けられることによりボディアースされ、後記する整流装置５の直流出力負極側ターミナルを構成する。
【００４２】
そして、リヤフレーム２２の内周側には、２個のスリップリング１３とブラシ装置９の２個のブラシとの摺動部分を覆って摺動部分への被水や異物の侵入を防止すると共に、摺動部分からの摩耗粉の飛散を防止するための樋形状のスリップリングカバー２７が、ベアリング１４を保持するベアリングホルダー（軸受保持部）２８より後方へ突出するように一体成形されている。
【００４３】
また、リヤフレーム２２の略同一円周上に位置する部分には、整流装置５全体をリヤカバー２９と共に締付け固定する３個の共締め支持部（締付け支持部、螺着支持部）３０が一体成形されている。さらに、３個の共締め支持部３０のうち中間に位置する共締め支持部３０の外周側には、後記する整流装置５の負極側冷却フィン単体を締付け固定する突設ボス部（締付け支持部、螺着支持部）３１が側壁部より後方へ突出するように一体成形されている。
【００４４】
リヤカバー２９は、本発明の整流装置被覆部材であって、アルミニウム等の金属板をプレス成形することにより一体成形されている。このリヤカバー２９は、本発明の主要な構造である整流装置５、電圧調整装置４、ブラシ装置９、２個のスリップリング１３を覆っている。
【００４５】
ブラシ装置９は、２個のブラシ３２、これらのブラシ３２を保持するブラシホルダ３３、およびシールパッキン３４等を有している。２個のブラシ３２は、２個のスリップリング１３の外周をそれぞれ摺動する。ブラシホルダ３３は、ＰＰＳ樹脂等の電気絶縁性樹脂に一対のブラシターミナル３５をインサート成形してなる。シールパッキン３４は、ゴムよりなり、スリップリングカバー２７およびブラシホルダ３３とリヤカバー２９との間の隙間をシールするシール部材である。一対のブラシターミナル３５のうち一方のブラシターミナル３５は、固定ねじ３６を締め付けることにより後記する電圧調整装置４の励磁電流出力端子に電気的に接続され、他方のブラシターミナルは、固定ねじ３７を締め付けることにより後記する整流装置５の正極側直流出力端子に電気的に接続されている。
【００４６】
次に、車両用オルタネータ１の電圧調整装置４を図１および図３に基づいて説明する。電圧調整装置４は、所謂レギュレータであって、各種外部接続端子が絶縁性樹脂にインサート成形された端子台４１、およびこの端子台４１内に保持された発熱部品を冷却するための冷却フィン４２等から構成されている。なお、電圧調整装置４は、各種外部接続端子として、正極側直流出力端子Ｂ、励磁電流出力端子Ｆ、発電検出用入力端子Ｐやアース端子Ｅ等を有している。
【００４７】
端子台４１は、内部にハイブリッドＩＣ等の集積回路（図示せず）を収容しており、外部に接続するための筒形状の雄型コネクタ部４３を一体成形している。冷却フィン４２は、端子台４１と共にリヤフレーム２２に固定ねじ等の締結具（図示せず）により締付け固定されている。なお、電圧調整装置４の励磁電流出力端子Ｆは、固定ねじ３６を締め付けることによりブラシターミナル３５に電気的に接続されている。また、電圧調整装置４の発電検出用入力端子Ｐは、固定ねじ４４を締め付けることにより後記する整流装置５の１個の交流入力端子に電気的に接続されている。
【００４８】
次に、車両用オルタネータ１の整流装置５を図１ないし図５に基づいて説明する。ここで、図５は車両用オルタネータ１の整流装置５を示した図である。整流装置５は、正極側直流出力ターミナル５０、端子台５１、３個の絶縁スペーサ５２、正極側冷却フィン５３および負極側冷却フィン５４等を積層して構成されている。
【００４９】
正極側直流出力ターミナル５０は、バッテリ２に充電電流を供給するターミナルで、一端部に導電線５５（図４参照）を介してバッテリ２の正極（＋）が電気的に接続され、他端部が電圧調整装置４の正極側直流出力端子Ｂおよび正極側冷却フィン５３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。
【００５０】
端子台５１は、高強度で寸法安定性の高い例えばポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）等の電気絶縁性樹脂よりなり、内部に４個の交流入力端子５６をインサート成形した端子保持部材（絶縁部材）である。４個の交流入力端子５６には、それぞれ三相の電機子巻線１９の端末線に固定ねじ５７（図３参照）を締め付けることにより電気的に接続する交流入力ターミナル５８が設けられている。なお、図３において５９は三相の電機子巻線１９の端末線とリヤフレーム２２とを電気的に絶縁するためのゴム製のブッシュ（絶縁部材）である。
【００５１】
３個の絶縁スペーサ５２は、ＰＰＳ樹脂等の電気絶縁性樹脂よりなる筒状体で、端子台５１の円筒形状のボス部６０の外周に嵌め合わされ、且つ正極側冷却フィン５３と負極側冷却フィン５４との間に積層されて正極側冷却フィン５３と負極側冷却フィン５４とを電気的に絶縁するインシュレータ（絶縁部材）である。
【００５２】
正極側、負極側冷却フィン５３、５４は、ブラシホルダ３３およびシールパッキン３４を囲むように、純アルミニウム等の熱伝導性に優れる導電性金属板により略Ｃ字形状に一体成形され、リヤフレーム２２の側壁面に沿うように配されている。正極側、負極側冷却フィン５３、５４は、正極側、負極側ダイオード６１、６２を４個ずつ保持固定すると共に、正極側、負極側ダイオード６１、６２の発熱を放熱する放熱フィンである。
【００５３】
正極側、負極側ダイオード６１、６２は、本発明の正極側、負極側整流素子であって、一端側の各リード線６１ａ、６２ａが各交流入力端子５６に半田付け等の手段により電気的に接続され、他端側が正極側、負極側冷却フィン５３、５４の各保持部６４、６５に半田付け等の手段により固定されている。
【００５４】
正極側、負極側冷却フィン５３、５４には、それぞれ３個の貫通穴が形成されている。また、正極側、負極側冷却フィン５３、５４は、各貫通穴内に挿入された３個のボス部６０と３個のパイプリベット６６、さらに３個の絶縁スペーサ５２により両者が所定の距離を保ちながら電気的に絶縁された状態で連結されている。なお、これらの端子台５１、３個の絶縁スペーサ５２、正極側冷却フィン５３、負極側冷却フィン５４およびパイプリベット６６等の整流装置構成部材は、固定ボルト６７およびナット６８よりなる共締め部材（締結具、締付け具または螺着具とも言う）によりリヤカバー２９と共に、リヤフレーム２２の共締め支持部３０に締付け固定されている。
【００５５】
なお、負極側冷却フィン５４の同一円周上に位置する箇所には、他の整流装置構成部材およびリヤカバー２９と共に、リヤフレーム２２の共締め支持部３０に固定ボルト６７により締付け固定される３個の共締め固定部７０（共締め被支持部）が設けられている。また、３個の共締め固定部７０のうち中間に位置する共締め固定部７０の外周側には、負極側冷却フィン５４単体でリヤフレーム２２の突設ボス部３１に固定ボルト（締結具、締付け具または螺着具とも言う）６９により直接固定される直接固定部７１（直接被支持部、螺着固定部）が負極側冷却フィン５４の外周より径方向に突出するように設けられている。
【００５６】
さらに、共締め固定部７０と直接固定部７１との間には、穴部７２が負極側冷却フィン５４の板厚方向に略直交する方向、つまり直接固定部７１の中心部を中心にした円周方向に設けられており、この穴部７２の周囲は他の負極側冷却フィン５４の他箇所よりも剛性の低い低剛性部７３とされている。この低剛性部７３は、工具を用いて穴部７２を開けることにより形成される。また、直接固定部７１の風上側（吸気側）に位置するリヤカバー２９には、冷却風が穴部７２の延長方向に略直交する方向に流れる貫通穴７４が形成されている。なお、この実施例では、リヤフレーム２２と直接固定部７１とにより負極側直流出力ターミナル（接地回路）７５が形成される。
【００５７】
〔第１実施例の組付け方法〕
次に、この実施例の整流装置４をリヤフレーム２２に組み付ける組付け方法を図１、図３および図６に基づいて簡単に説明する。
【００５８】
先ず、各交流入力端子５６をインサート成形した端子台５１、４個の正極側ダイオード６１を保持固定した正極側冷却フィン５３および４個の負極側ダイオード６２を保持固定した負極側冷却フィン５４を順に積層する。
さらに、端子台５１のボス部６０の外周に嵌合するように正極側、負極側冷却フィン５３、５４間に３個の絶縁スペーサ５２を積層した積層部材を３個のパイプリベット６６でかしめ固定する。
【００５９】
次に、負極側冷却フィン５４の３個の共締め固定部７０を含む上記の整流装置構成部材の各共締め固定部を貫通するように固定ボルト６７を挿入し、これらをリヤフレーム２２の共締め支持部３０にリヤカバー２９と共に固定ボルト６７とナット６８とを締め付けることにより共締めする。これにより、整流装置５全体がリヤフレーム２２に支持される。
【００６０】
したがって、リヤフレーム２２の共締め支持部３０で整流装置５全体を支持しているので、負極側冷却フィン５４の材質として剛性の弱いアルミニウム材を使用した場合に、車両振動がリヤフレーム２２から負極側冷却フィン５４に伝わっても負極側冷却フィン５４に過大な応力が加わらず、負極側冷却フィン５４が変形することはない。また、車両振動が負極側冷却フィン５４に伝わっても負極側冷却フィン５４に固定されている他の整流装置構成部材の振動が増大することを抑えることができる。
【００６１】
次に、リヤフレーム２２と負極側冷却フィン５４の直接固定部７１とにより負極側直流出力ターミナル７５を形成するために、図６（Ａ）に示したように、固定ボルト６９を負極側冷却フィン５４の直接固定部７１内に差し込んでリヤフレーム２２の突設ボス部３１のめねじ部に捩じ込んでいく。このとき、整流装置５を構成する積層部材の積層公差により共締め固定部７０の方が直接固定部７１よりもサイズＨ（図２参照）だけ後方に突出する可能性がある。すなわち、組付け段差ができる可能性があるが、固定ボルト６９を締め付けることにより穴部７２を設けていることにより他の箇所よりも剛性の低い低剛性部７３が図２のように撓む。
【００６２】
したがって、図６（Ｂ）に示したように、突設ボス部３１の当接面と直接固定部７１の当接面とが密着した状態で負極側冷却フィン５４の直接固定部７１をリヤフレーム２２に直接固定される。なお、このとき低剛性部７３は塑性変形するがその変形による歪みが穴部７２よりも内周側に伝わることはないので、負極側冷却フィン５４の保持部６５に保持固定されている負極側ダイオード６２に過大な応力が加わることはない。
【００６３】
〔第１実施例の作用〕
次に、この実施例の車両用オルタネータ１の作用を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
【００６４】
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１５に伝達されると、シャフト１０が回転することによりロータ６が回転する。このとき、シャフト１０と一体的にポールコア１１、界磁巻線１２および２個のスリップリング１３が回転する。
【００６５】
そして、電圧調整装置４の作用により２個のブラシ３２、２個のスリップリング１３を介して界磁巻線１２に励磁電流が供給されることによりポールコア１１の一対の爪状磁極部が励磁される。これにより、一方の爪状磁極部が全てＮ極となり、他方の爪状磁極部が全てＳ極になる。
【００６６】
そして、ロータ６と相対回転するステータ７の電機子鉄心１８に巻かれた三相の電機子巻線１９に順次交流電流が誘起する。この三相の交流電流は、各交流入力ターミナル５８、交流入力端子５６を経て４個の正極側ダイオード６１および４個の負極側ダイオード６２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。
【００６７】
そして、三相の電機子巻線１９の発電電圧がバッテリ電圧を越えると、整流された直流電流が正極側直流出力ターミナル５０、導電線５５を経てバッテリ２に供給される。これにより、バッテリ２に充電電流が流れることによりバッテリ２が充電される。
【００６８】
ここで、車両用オルタネータ１の界磁巻線１２、三相の電機子巻線１９、電圧調整装置４の集積回路および正極側、負極側ダイオード６１、６２は通電されることにより発熱する。この熱はポールコア１１が回転することにより、一対の爪状磁極部の側壁面に取り付けられた冷却ファン１６、１７が回転することにより、ハウジング８内に冷却風が吸い込まれることにより冷却される。
【００６９】
すなわち、界磁巻線１２および三相の電機子巻線１９は、ハウジング８に形成された通気穴２３、２４およびリヤカバー２９に形成された通気穴を通って吸い込まれた冷却風によって冷却される。また、電圧調整装置４の集積回路で発生した熱は、冷却フィン４２にリヤカバー２９の通気穴を通って吸い込まれた冷却風が当たることで冷却フィン４２が冷やされることにより、冷却フィン４２を介して放熱する。
【００７０】
正極側、負極側ダイオード６１、６２で発生した熱は、正極側、負極側冷却フィン５３、５４にリヤカバー２９の通気穴を通って吸い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５３、５４が冷やされることにより、正極側、負極側冷却フィン５３、５４を介して放熱する。なお、リヤカバー２９の貫通穴７４を通って整流装置５に吸い込まれた冷却風は、負極側冷却フィン５４の外周より突出している直接固定部７１に直交するように当たることにより負極側冷却フィン５４の放熱性能を高めているので、正極側、負極側ダイオード６１、６２の冷却作用が促進される。
【００７１】
〔第１実施例の効果〕
以上のように、車両用オルタネータ１は、負極側冷却フィン５４の共締め固定部７０と直接固定部７１との間に組付け段差（サイズＨ）が生じている場合に、直接固定部７１をリヤフレーム２２の突設ボス部３１の当接面に直接固定する際、固定ボルト６９の軸推力を利用することによって、リヤフレーム２２の突設ボス部３１または負極側冷却フィン５４の共締め固定部７０と直接固定部７１との間の組付け段差を吸収することができる。
【００７２】
この結果、４個の負極側ダイオード６２への組付け歪みによる影響を緩和することができるので、４個の負極側ダイオード６２に過大な応力が加わることを抑制でき、４個の負極側ダイオード６２にて安定した整流作用が得られなくなることが回避することができる。これにより、負極側ダイオード６２の寿命を長寿命化することができるので、車両用オルタネータ１の寿命を長寿命化することができる。
【００７３】
また、上記の組付け段差を低剛性部７３を設けることにより吸収または縮小することができるので、リヤフレーム２２の突設ボス部３１の当接面と負極側冷却フィン５４の直接固定部７１の当接面との接触面積を十分確保することができる。この結果、負極側冷却フィン５４単体をリヤフレーム２２に直接固定することにより形成される整流装置４の負極側直流出力ターミナル７５の信頼性を向上することができるので、車両用オルタネータ１の出力の低下、および整流装置５の整流作用の低下を防止することができる。
【００７４】
リヤカバー２９に貫通穴７４が設けられているので、冷却ファン１６、１７の作用により貫通穴７４より吸い込まれる冷却風にて負極側冷却フィン５４を冷やすことによって、整流装置５の負極側直流出力ターミナル７５での発熱による温度上昇を抑えることができる。
【００７５】
〔第２実施例〕
図７はこの発明の第２実施例を示したもので、車両用オルタネータのリヤ側構造を示した図である。この実施例では、負極側冷却フィン５４の共締め固定部７０と直接固定部７１との間の肉厚を薄くして括れ部７６を設けている。この括れ部７６の板厚を薄くするために、切削加工により表面部分を除去したり、プレス加工等により板厚を減少する方向に変化させる方法が採用できる。このように括れ部７６を設けることにより、共締め固定部７０と直接固定部７１との間に他の箇所よりも剛性の低い低剛性部７７が形成される。この実施例の場合にも、第１実施例と同様な効果を達成し得る。
【００７６】
〔第３実施例〕
図８はこの発明の第３実施例を示したもので、車両用オルタネータの整流装置を示した図である。この実施例では、穴部７２を設けた低剛性部７３よりも先の直接固定部７１の板厚を他の箇所の板厚よりも３割程度薄くしている。この実施例の場合にも、第１実施例と同様な効果を達成し得る。
【００７７】
〔第４実施例〕
図９はこの発明の第４実施例を示したもので、車両用オルタネータの整流装置を示した図である。この実施例では、括れ部７６を設けた低剛性部７７よりも先の直接固定部７１の板厚を他の箇所の板厚よりも３割程度薄くしている。この実施例の場合にも、第１実施例と同様な効果を達成し得る。
【００７８】
〔第５実施例〕
図１０はこの発明の第５実施例を示したもので、負極側冷却フィン単体をリヤフレームに組み付ける組付け方法を示した図である。この実施例では、図１０（Ａ）に示したように、負極側冷却フィン５４の穴部７２を設けた低剛性部７３よりも先の直接固定部７１リヤカバー２９側面をパンチ（殴打部材）７８で殴打する。
【００７９】
そして、図１０（Ｂ）に示したように、直接固定部７１の当接面がリヤフレーム２２の突設ボス部３１の当接面に当接するようにリヤフレーム２２側に塑性変形させることによって、直接固定部７１を突設ボス部３１の当接面に組み付ける組付け加工の前に突設ボス部３１または共締め固定部７０と直接固定部７１との間の組付け段差を吸収または縮小している。次に、図１０（Ｃ）に示したように、突設ボス部３１と直接固定部７１とを固定ボルト６９により締付け固定する。この実施例の場合にも、第１実施例と同様な効果を達成し得る。
【００８０】
〔第６実施例〕
図１１はこの発明の第６実施例を示したもので、車両用オルタネータのリヤ側構造の主要部を示した図である。この実施例では、負極側冷却フィン５４の直接固定部７１をリヤフレーム２２の突設ボス部３１の当接面にプロジェクション溶接等の溶接手段を用いて接続している。この実施例の場合にも、第１実施例と同様な効果を達成し得る。
【００８１】
〔第７実施例〕
図１２はこの発明の第７実施例を示したもので、車両用オルタネータのリヤ側構造の主要部を示した図である。この実施例では、リベット（かしめ具）７９により負極側冷却フィン５４の直接固定部７１をリヤフレーム２２の突設ボス部３１にかしめ固定ている。したがって、直接固定部７１を突設ボス部３１の当接面にリベット７９を用いてかしめ固定する時のかしめ力を利用することによって、突設ボス部３１または共締め固定部７０と直接固定部７１との間の組付け段差を吸収または縮小している。この実施例の場合にも、第１実施例と同様な効果を達成し得る。
【００８２】
〔変形例〕
この実施例では、本発明を車両に搭載されたエンジンにより駆動される車両用オルタネータ１に適用したが、本発明を車両搭載用エンジンを除く内燃機関、電動モータ、水車、風車等の駆動源により駆動される交流発電機用整流装置に適用しても良い。
【００８３】
この実施例では、正極側、負極側整流素子として正極側、負極側ダイオード６１、６２を使用したが、正極側、負極側整流素子としてＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を用いても良い。
この実施例では、電圧調整装置４を車両用オルタネータ１内に設けたが、電圧調整装置４を車両用オルタネータ１の外に設けても良い。また、この実施例では、整流装置５をハウジング８の外側に配設したが、整流装置５をハウジング８の内側に配設しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用オルタネータのリヤ側構造を示した断面図である（第１実施例）。
【図２】図１のＯ−Ａ断面図である（第１実施例）。
【図３】車両用オルタネータの全体構造を示した断面図である（第１実施例）。
【図４】車両用オルタネータの電気回路を示した回路図である（第１実施例）。
【図５】車両用オルタネータの整流装置を示した断面図である（第１実施例）。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は負極側冷却フィンの組付け方法を示した説明図である（第１実施例）。
【図７】車両用オルタネータのリヤ側構造を示した断面図である（第２実施例）。
【図８】（Ａ）は車両用オルタネータの整流装置を示した平面図で、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である（第３実施例）。
【図９】（Ａ）は車両用オルタネータの整流装置を示した平面図で、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である（第４実施例）。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は負極側冷却フィンの組付け方法を示した説明図である（第５実施例）。
【図１１】車両用オルタネータのリヤ側構造を示した部分断面図である（第６実施例）。
【図１２】車両用オルタネータのリヤ側構造を示した部分断面図である（第７実施例）。
【符号の説明】
１  車両用オルタネータ
２  バッテリ
３  交流発電機
４  電圧調整装置
５  整流装置
８  ハウジング
２２  リヤフレーム
２９  リヤカバー（整流装置被覆部材）
３０  共締め支持部
３１  突設ボス部（締付け支持部）
５３  正極側冷却フィン
５４  負極側冷却フィン
６１  正極側ダイオード（正極側整流素子）
６２  負極側ダイオード（負極側整流素子）
７０  共締め固定部
７１  直接固定部
７２  穴部
７３  低剛性部
７４  貫通穴
７５  負極側直流出力ターミナル（接地回路）
７６  括れ部
７７  低剛性部
７８  パンチ（殴打部材）
【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】
0003543876.tif 000008
【図８】
0003543876.tif 000009
【図９】
0003543876.tif 000010
【図１０】
0003543876.tif 000011
【図１１】
0003543876.tif 000012
【図１２】
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