(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流素子（１５）が固定された第１部材（１６、１７）と、
前記第１部材（１６、１７）に締結される前記第１部材（１６、１７）とは別体の第２部材（１８）と、
前記第２部材（１８）に保持されて前記整流素子（１５）のリード線（１５ａ）に接続するターミナル（２０）とを有する回転電機の整流装置であって、
互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とすると、
前記リード線（１５ａ）は、Ｚ方向に延びており、
前記ターミナル（２０）は、前記リード線（１５ａ）に対して少なくともＸ方向及びＹ方向に離間した位置において前記第２部材（１８）から突出する片持ちの棒状体であって、前記第２部材（１８）から突出して所定方向へ延びる根元部（２０ａ）と、前記根元部（２０ａ）から曲げ部（２０ｂ）を介して連結するとともに前記所定方向とは異なる方向へ延びる先端部（２０ｃ）と、前記先端部（２０ｃ）の先端側で前記リード線（１５ａ）に接続する接続部（２０ｄ）とを有し、
前記接続部（２０ｄ）は、前記根元部（２０ａ）に沿って延長する仮想線に対して、Ｙ方向及びＺ方向にずれた位置もしくはＹ方向にずれた位置に位置することを特徴とする回転電機の整流装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機の整流装置において、
前記先端部（２０ｃ）及び前記根元部（２０ａ）は、それぞれ直線的に延びていることを特徴とする回転電機の整流装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機の整流装置において、
前記リード線（１５ａ）は、前記リード線（１５ａ）に加わる力を吸収する曲げ部（２４）を有することを特徴とする回転電機の整流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される車両用交流発電機の整流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は、フレームに固定される整流装置を備え、整流装置は、整流素子が固定されるフィンを有する。
例えば、特許文献１に記載の回転電機の整流装置では、図１１に示すように、整流素子１０１がフィン１０２に固定されており、フィン１０２とは別体の端子台１０３に保持されたターミナル１０４が、整流素子１０１のリード線１０５に接続している。
【０００３】
従来、図１１に示すように、リード線１０５がＺ方向に延びており、端子台１０３からＸ方向に延びるターミナル１０４の先端部１０６をＺ方向に曲げて、先端部１０６がリード線１０５に接合している。
【０００４】
しかし、この接続態様では、振動等によって端子台１０３とフィン１０２とが微小に相対移動した場合、ターミナル１０４とリード線１０５が剥離する虞がある。
そこで、特許文献１では、図１１に示すように、リード線１０５側に変位を吸収する円弧状の曲げ部１０９（ベント）を設けている。
なお、特許文献２にも、整流素子のリード線（接続リード）にベントを設ける技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３１０１８号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／１５３８５０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１や２の技術では、リード線にベントを設けることが困難な場合には振動を吸収することができない。
また、従来の接続態様では、Ｚ方向の振動が生じた場合に、ターミナルはたわみ変形によって変位吸収をする。しかし、たわみによる変位吸収を考慮してもターミナルには大きな応力が加わる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、回転電機の整流素子のリード線とターミナルとの接続態様において、振動時にターミナルにかかる応力を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回転電機の整流装置は、整流素子が固定された第１部材と、第１部材に締結される第１部材とは別体の第２部材と、第２部材に保持されて整流素子のリード線に接続するターミナルとを有する。
【０００９】
互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とすると、リード線はＺ方向に延びており、ターミナルは、リード線に対して少なくともＸ方向及びＹ方向に離間した位置において第２部材から突出している。
また、ターミナルは、第２部材から突出する片持ちの棒状体であって、所定方向へ延びる根元部と、根元部から曲げ部を介して連結するとともに所定方向とは異なる方向へ延びる先端部と、先端部の先端側でリード線に接続する接続部とを有している。
そして、接続部は、根元部に沿って延長する仮想線に対して、Ｙ方向及びＺ方向にずれた位置もしくはＹ方向にずれた位置に位置する。  
【００１０】
これによれば、振動等によって第１部材と第２部材の間に相対移動が生じた際に、ターミナルは捩じれ変形を生じる。すなわち、本発明では、ターミナルがたわみに加えて捩じれ変形によって変位を吸収するため、ターミナルのひずみを小さくすることができる。すなわち、振動時にターミナルにかかる応力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】回転電機の断面図である（実施例１）。
【図２】整流装置の平面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は整流素子とターミナルの接続部の平面図であり、（ｂ）は整流素子とターミナルの接続部の断面図である（実施例１）。
【図４】従来のターミナルの柔らかさについて説明する図である（従来例）。
【図５】ターミナルの柔らかさについて説明する説明図である（実施例１）。
【図６】（ａ）は整流素子とターミナルの接続部の平面図であり、（ｂ）は整流素子とターミナルの接続部の断面図である（実施例２）。
【図７】（ａ）はターミナルを形成する曲げ加工前の部材の平面図であり、（ｂ）は整流素子とターミナルの接続部の平面図であり、（ｃ）は整流素子とターミナルの接続部の断面図である（実施例３）。
【図８】（ａ）はターミナルを形成する曲げ加工前の部材の平面図であり、（ｂ）は整流素子とターミナルの接続部の平面図であり、（ｃ）は整流素子とターミナルの接続部の断面図である（実施例４）。
【図９】（ａ）はターミナルを形成する曲げ加工前の部材の平面図であり、（ｂ）は整流素子とターミナルの接続部の平面図であり、（ｃ）は整流素子とターミナルの接続部の断面図である（実施例４）。
【図１０】（ａ）はターミナルを形成する曲げ加工前の部材の平面図であり、（ｂ）は整流素子とターミナルの接続部の平面図であり、（ｃ）は整流素子とターミナルの接続部の断面図である（実施例４）。
【図１１】整流装置の整流素子とターミナルの接続態様を説明する図である（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
〔実施例１〕
〔実施例１の構成〕
本実施例の回転電機１の構成を、図１〜５を用いて説明する。
回転電機１は、車両用交流発電機であって、回転子２、固定子３、フレーム４、ブラシ５、レギュレータ６、整流装置７、及び保護カバー８等により構成されている。
【００１４】
回転子２は、ベルト（図示せず）及びプーリ１１を介してエンジン（図示せず）から回転力が伝達される回転軸２ａと、回転軸２ａに固定されるポールコア２ｂと、ポールコア２ｂに巻かれる界磁巻線２ｃを有する。
【００１５】
固定子３は、円環状の固定子コア３ａと、固定子コア３ａに巻かれた固定子巻線３ｂを有する。
そして、回転子２の回転に伴って、固定子巻線３ｂに交流電圧が誘起される。
【００１６】
フレーム４は、固定子３及び回転子２の周囲を囲うものであり、回転軸２ａの一端側を支持するフロントフレーム４ａと、回転軸２ａの他端側を支持するリヤフレーム４ｂとを有する。
【００１７】
ブラシ５は、回転軸２ａの他端側に設けられたスリップリング１２に摺接して、界磁巻線２ｃに界磁電流を供給する。
レギュレータ６は、ブラシ５が配置された位置に対して回転軸２ａの径方向外側に配されている。
【００１８】
整流装置７は、リヤフレーム４ｂの軸方向他端側に固定されており、固定子巻線３ｂから出力される交流電圧を整流する装置であって、複数の整流素子１５からなる整流回路を有している。
整流装置７は、軸方向に重ねられた正極放熱フィン１６及び負極放熱フィン１７と、軸方向において正極放熱フィン１６と負極放熱フィン１７との間に配される端子台１８とを有する。
正極放熱フィン１６、負極放熱フィン１７、及び端子台１８は、軸方向に螺子締結などによって締結されている。
【００１９】
正極放熱フィン１６及び負極放熱フィン１７は、それぞれ、軸方向を板厚方向とする板状を呈しており、正極放熱フィン１６には正極側の整流素子１５が固定されており、負極放熱フィン１７には負極側の整流素子１５が固定されている。
整流素子１５のリード線１５ａは、軸方向において端子台１８側に突出している。
【００２０】
端子台１８は絶縁材料によって形成されており、リード線１５ａの位置を回避するように設けられ、端子台１８の側面がリード線１５ａに所定距離だけ離れて対向するようになっている。
また、端子台１８は、複数の整流素子１５同士を電気的に接続するためのターミナル２０を保持している。ターミナル２０は、円形の断面を有する金属製の棒状部材により形成されている。
【００２１】
保護カバー８は、例えば樹脂成形品であって、ブラシ５、レギュレータ６、整流装置７を覆うようにリヤフレーム４ｂに固定されている。
【００２２】
〔本実施例の特徴〕
本実施例の特徴であるターミナル２０と整流素子１５の接続態様について、図３を用いて説明する。
なお、以下では、正極側の整流素子１５を例にとって説明するが、負極側の整流素子１５とターミナル２０の接続態様も同様である。
【００２３】
互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とすると、リード線１５ａはＺ方向に延びており、ターミナル２０は、リード線１５ａの中心軸に対して少なくともＸ方向及びＹ方向に離間した位置において端子台１８から突出する片持ちの棒状体となっている。
なお、本実施例では、Ｚ方向は回転軸２ａの軸方向である。
【００２４】
すなわち、整流素子１５は、端子台１８のＸ方向端面１８ａに対向する位置にリード線１５ａが配されるように正極放熱フィン１６に固定されて、リード線１５ａはＺ方向に延びており、端子台１８のＸ方向端面１８ａに対して所定距離だけ離れている。そして、ターミナル２０は、リード線１５ａのＹ方向位置とは異なるＹ方向位置において、Ｘ方向端面１８ａから突出している。
【００２５】
ターミナル２０は、端子台１８から突出してＸ方向へ延びる根元部２０ａと、根元部２０ａから曲げ部２０ｂを介して連結するとともにＸ方向とは異なる方向へ延びる先端部２０ｃと、先端部２０ｃの先端側でリード線１５ａに接続する接続部２０ｄとを有する。
【００２６】
整流素子１５は、端子台１８のＸ方向端面１８ａに対向する位置にリード線１５ａが配されるように正極放熱フィン１６に固定されている。リード線１５ａは、Ｙ方向に延びており、端子台１８のＸ方向端面１８ａに対して所定距離だけ離れている。
【００２７】
ターミナル２０は、丸棒を曲げ加工することにより形成されており、曲げ部２０ｂの一方側が根元部２０ａ、曲げ部２０ｂの他方側が先端部２０ｃとなっている。
根元部２０ａは、Ｘ方向端面１８ａからＸ方向に延びている。根元部２０ａから先端側は、曲げ部２０ｂによってＸＹ平面状で２次元的に折り曲げられてＸ方向とは異なる方向に延びる先端部２０ｃが形成され、先端部２０ｃの先端の接続部２０ｄがリード線１５ａに当接する。そして、接続部２０ｄとリード線１５ａとは、Ｔｉｇ溶接等により接合される。
【００２８】
これによれば、接続部２０ｄは、根元部２０ａからＸ方向へ延長する仮想線Ｑに対して、Ｙ方向にずれた位置に位置することになる。
【００２９】
〔本実施例の作用効果〕
本実施例の整流装置７は、整流素子１５が固定された正極放熱フィン１６及び負極放熱フィン１７（第１部材）と、正極放熱フィン１６及び負極放熱フィン１７に締結される端子台１８（第２部材）とを備える。
端子台１８に保持されたターミナル２０は、端子台１８から突出してＸ方向へ延びる根元部２０ａと、根元部２０ａから曲げ部２０ｂを介して連結するとともにＸ方向とは異なる方向へ延びる先端部２０ｃと、先端部２０ｃの先端側でリード線１５ａに接続する接続部２０ｄとを有する。
そして、接続部２０ｄは、根元部２０ａからＸ方向へ延長する仮想線Ｑに対して、Ｙ方向にずれた位置に位置する。
【００３０】
これによれば、図３において、例えば、正極放熱フィン１６と端子台１８との間にＺ方向に相対移動が生じた場合、ターミナル２０はたわむとともに、捩じれる。すなわち、たわみ変形に加えて捩じれ変形によって、相対変位を吸収する。
このため、ターミナル２０のひずみを小さくすることができる。つまり、振動時にターミナル２０にかかる応力を低減することができる。
【００３１】
ここで、従来例のターミナル１０４と本実施例のターミナル２０のバネ定数を比較する。図４は従来例の接続態様を、図５は本実施例の接続態様を模式的に示したものである。
【００３２】
従来は、図４に示すように、ターミナル１０４が端子台１０３から延びた延長線上にリード線との接続部が存在している。
ここで、端子台１０３から突出するターミナル１０４の長さをＬとし、ターミナル１０４の外径をＤとし、ターミナル１０４のたわみによるバネ定数Ｋ０を計算すると、
Ｋ０＝３πＤ４Ｅ／Ｌ３
となる（Ｅは縦弾性係数）。
ここで、バネ定数の逆数を柔らかさ（変形しやすさ）の指標Ｓとすると、
Ｓ＝１／Ｋ０＝Ｌ３／３πＤ４Ｅ
となる。
【００３３】
同様に、本実施例のターミナル２０のバネ定数についても計算する。
本実施例では、根元部２０ａと先端部２０ｃに分けて計算し、各部での剛性を合計する。
根元部２０ａの長さをαＬ（０＜α＜１）とし、先端部２０ｃの長さをＬ（１−α）とする。すなわち、根元部２０ａと先端部２０ｃの長さの合計がＬであり、ターミナル２０は、図４の長さＬのターミナル２０を曲げたものとなっている。
まず、先端部２０ｃでのたわみによるバネ定数は、
Ｋ１＝（３πＤ４Ｅ／Ｌ３）・（１／（１−α））３
となる。
【００３４】
次に、根元部２０ａでのたわみと捩じれによるバネ定数は、
Ｋ２＝（３πＤ４Ｅ／Ｌ３）・〔１／｛１２８（１−α）（１＋（ｓｉｎθ）２）０．５｝〕
となる。
このため、柔らかさの指標Ｓは、
Ｓ＝１／Ｋ１＋１／Ｋ２＝Ｌ３／３πＤ４Ｅ・〔（１−α）３＋１２８（１−α）｛１＋（ｓｉｎθ）２｝０．５〕
となる。なお、θは曲げ部２０ｂにおける曲げ角度（０°≦θ≦９０°）である。
【００３５】
〔（１−α）３＋１２８（１−α）｛１＋（ｓｉｎθ）２｝０．５〕は１より大きい値となるため、本実施例のターミナル２０は、従来のターミナル１０４よりも柔らかいことがわかる。すなわち、ターミナル２０は変形しやすく、正極放熱フィン１６と端子台１８との相対移動による変位を吸収しやすいことがわかる。
【００３６】
なお、本実施例では、根元部２０ａ及び先端部２０ｃの一実施態様として、それぞれが直線的に延びていたが、蛇行しながら所定の方向に延びていてもよい。
【００３７】
〔実施例２〕
実施例２の整流装置７を実施例１とは異なる点を中心に図６を用いて説明する。なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、ターミナル２０が、曲げ部２０ｂで、先端部２０ｃをリード線１５ａの上端側へ近づけるように、ＸＹ平面上だけでなくＸＺ平面上でも折り曲げられている。つまり、２次元的ではなく３次元的に折り曲げられている。
【００３８】
これによれば、接続部２０ｄは、根元部２０ａからＸ方向へ延長する仮想線Ｑに対して、Ｙ方向及びＺ方向にずれた位置に位置することになる。
そして、曲げ部２０ｂと、接続部２０ｄと、根元部２０ａの端子台１８側の端部とは、同一平面状に存在しない３次元的な位置関係となる。
これによっても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【００３９】
〔実施例３〕
実施例３の整流装置７を実施例２とは異なる点を中心に図７を用いて説明する。なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、ターミナル２０が断面矩形の帯状部材２３によって形成されている。
図７（ａ）の帯状部材２３を長さ方向及び幅方向に対して傾斜した線（破線部）で折り曲げることにより、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、根元部２０ａの端子台１８側の端部と曲げ部２０ｂと接続部２０ｄとを３次元的な位置関係にすることができる。
これにより、実施例１及び２と同様の作用効果を奏することができる。
【００４０】
また、本実施例では、リード線１５ａが、リード線１５ａに加わる力を吸収する曲げ部２４を有する。曲げ部２０ｂは、円弧状に曲げられたベント形状構造となっている。
これによれば、振動伝達が緩和できるとともに、ターミナル２０とリード線１５ａの両方で、変位を吸収することができるため、振動によりターミナル２０とリード線１５ａに生じるひずみをより小さくすることができる。
【００４１】
〔実施例４〕
実施例４の整流装置７を実施例２とは異なる点を中心に図８を用いて説明する。なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、Ｌ字状に打ち抜かれた断面矩形のＬ字部材２５（図８（ａ）参照）を折り曲げることで形成されている。
【００４２】
Ｌ字部材２５は、直線的に延びる第１片２５ａと、第１片２５ａの先端から垂直に延びる第２片２５ｂとを有している。そして、第１片２５ａと第２片２５ｂとの境界線で折り曲げることによって、第１片２５ａが根元部２０ａをなし、第２片２５ｂが先端部２０ｃをなし、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、根元部２０ａの端子台１８側の端部と曲げ部２０ｂと接続部２０ｄとを３次元的な位置関係にすることができる。
【００４３】
なお、接続部２０ｄは、先端部２０ｃの先端の一部をＺ方向に延びるように第２片２５ｂの先端を折り曲げて形成されている。接続部２０ｄはＹ方向の一端側からリード線１５ａに当接する。
これにより、実施例１及び２と同様の作用効果を奏することができる。
【００４４】
なお、図９に示すように、曲げ加工前の第１片２５ａと第２片２５ｂとが鈍角に交わっていてもよい。この場合も、同様に、第１片２５ａと第２片２５ｂとの境界線で折り曲げることによって、第１片２５ａが根元部２０ａをなし、第２片２５ｂが先端部２０ｃをなし、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、根元部２０ａの端子台１８側の端部と曲げ部２０ｂと接続部２０ｄとを３次元的な位置関係にすることができる。
また、本実施例では、実施例３の場合と比較して、先端部２０ｃの長さを長く確保することが可能となり、ひずみをより小さくすることができる。
【００４５】
また、図９に示すＬ字部材２５において、第２片２５ｂの先端部分にＬ字の内側へ突出する突出片２５ｃを設けて、突出片２５ｃを接続部２０ｄとしてもよい（図１０（ａ）参照）。
この場合、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｙ方向の他端側から接続部２０ｄをリード線１５ａに当接させることが可能となる。
【００４６】
〔変形例〕
実施例１〜４では、整流素子１５が固定される第１部材が正極放熱フィン１６及び負極放熱フィン１７であったが、第１部材をフレーム４としてもよい。
また、実施例１〜４では、根元部２０ａがＸ方向に延びていたが、Ｘ方向に限らずどんな方向に延びていてもよい。すなわち、Ｚ方向に対して水平でなくてもよく、傾いていてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  回転電機、７  整流装置、１５  整流素子、１５ａ  リード線、
１６  正極放熱フィン（第１部材）、１７  負極放熱フィン（第１部材）、
１８  端子台（第２部材）、２０  ターミナル、２０ａ  根元部、２０ｂ  曲げ部、
２０ｃ  先端部、２０ｄ  接続部、Ｑ  仮想線
【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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