(57)【要約】【課題】車両側配線の不具合や異物侵入等による短絡が生じた場合であっても致命的な機能障害が発生することを防止するとともに、仮に短絡が生じた場合であっても必要最小限の部品交換で対処することができるブラシレス車両用交流発電機を提供すること。【解決手段】ブラシレス車両用発電機１は、固定子巻線を有する固定子と、固定子巻線の出力電圧を整流して外部に出力する整流装置６と、固定子巻線の１相の出力電圧を外部に直接出力する外部端子としてのＲ端子９を備える。固定子巻線とＲ端子９との間にはレジスタ８１が備わっている。【選択図】図２
2008259268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子巻線を有する固定子と、前記固定子巻線の出力電圧を整流して外部に出力する整流装置と、前記固定子巻線の１相の出力電圧を外部に直接出力する外部端子とを備えるブラシレス車両用交流発電機において、
前記固定子巻線と前記外部端子との間に挿入されたレジスタを備えることを特徴とするブラシレス車両用交流発電機。
【請求項２】
請求項１において、
前記レジスタは、前記外部端子あるいは前記外部端子に接続された配線が他の部位と短絡した場合に溶断することを特徴とするブラシレス車両用交流発電機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記レジスタは、前記外部端子に半田付けによって接続されていることを特徴とするブラシレス車両用交流発電機。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記レジスタは、両端にリードが突出した筒形状の抵抗体であり、
前記外部端子は、前記抵抗体の両端から突出した２本のリードのそれぞれに対応する２箇所の凹部を有し、
前記２箇所の凹部のそれぞれに前記リードを配置した状態で半田付けが行われることを特徴とするブラシレス車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラック、建機、農機等に搭載されるブラシレス車両用交流発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用発電機は、一般には、乗用車に搭載されるブラシ付きタイプと、稼働時間や走行距離が長い長距離トラックや粉塵が舞う悪環境下で使用される建機や農機等に搭載される長寿命対応のブラシレスタイプとに分類することができる。中でも、長距離トラックや建機は、図５に示すように、必要最小限の配線、例えばバッテリ２００のプラス側配線が車両用発電機３００の出力端子（Ｂ端子）に接続され、車両用発電機３００のハウジングからグランドを取るという「ワンワイヤーチャージングシステム」方式を用いているのが主流である。
【０００３】
また、これらのトラックや建機用のブラシレス車両用発電機３００では、出力電流を取り出すＢ端子（通常ボルト）とグランドを取るＧ端子（通常ボルト）以外に、発電機内部の３ダイオードからの出力を直接取り出し、車両側インジケータライトを駆動するインジケータライト端子（Ｉ端子）が設定されており、通常「ワンワイヤーチャージングシステム  ウィズ  Ｉ端子」とか「Ｔｏｗ  ワイヤーシステム」と呼ばれている。
【０００４】
また、図６に示すように、固定子巻線の１相分の出力を直接取り出すリレー端子（Ｒ端子）が設定されており、車両側インジケータ類、タコメータ、アワーメータに対する出力用に使用されている。これらのＩ端子およびＲ端子は、いずれもＩＣレギュレータを介さずに単純な導電性プレートで構成され、車両側の配線にネジ締め等で接続される。
【０００５】
ところで、乗用車に搭載される多機能ＩＣレギュレータ付き車両用交流発電機では、ＩＣレギュレータの回路を通してＰ端子（ブラシレス車両用発電機のＲ端子と同じく固定子１相からの出力を取りだす端子）の出力電圧を取り出す端子やランプ駆動用のＬ端子が設けられており、これらの端子が上述したＩ端子やＲ端子の代わりに使用される（例えば、特許文献１参照。）。このため、仮に車両側配線がボディ（グランド）とショートした場合であっても、通常はＩＣレギュレータ（コントローラ）内の保護機能が働くため、車両用発電機に機能障害をもたらすことはないようになっている。
【特許文献１】特開平８−２３７９９９号公報（第４−７頁、図１−６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したワンワイヤーチャージングシステム用のブラシレス車両用発電機３００においては、図７に示すように、車両側の回路には一般的に車両側の機器類を保護するためのヒューズＦが用いられ、例えばＩ端子に接続される車両側配線が車両側のボデーやエンジンブラケットとショートした場合であっても、車両側のヒューズが溶断されるので、車両用発電機３００に機能障害が及ばないようになっている。
【０００７】
また、車両用発電機のハウジング近傍で短絡しても、特許文献１のような構成ではＬ端子出力が０Ｖになり発電停止するため、車両用発電機への致命的なダメージを防ぐことはできる。しかし、図６に示した構成では、Ｒ端子のように固定子巻線に直接接続され、かつＩＣレギュレータの保護回路を経由せずに出力が取り出される。このため、導電性の異物が車両用発電機３００内部に侵入して内部でＲ端子を構成するプレートターミナルとＢ端子に接続されたプレートターミナルとが短絡したり、車両側配線の取扱い不適当により車両用発電機３００近傍でエンジン振動によりＢ端子出力線とＲ端子に接続された車両側配線が短絡したりすると、車両用発電機３００の機能部品である固定子巻線や整流素子へのダメージを回避できないという問題があった。この問題に対処するためには、Ｒ端子の出力をＩＣレギュレータの回路に通して保護機能を持たせればよいが、回路の見直しや開発に莫大なコストがかかるため、簡易な対策手法が望まれる。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、車両側配線の不具合や異物侵入等による短絡が生じた場合であっても致命的な機能障害が発生することを防止するとともに、仮に短絡が生じた場合であっても必要最小限の部品交換で対処することができるブラシレス車両用交流発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明のブラシレス車両用交流発電機は、固定子巻線を有する固定子と、固定子巻線の出力電圧を整流して外部に出力する整流装置と、固定子巻線の１相の出力電圧を外部に直接出力する外部端子とを備えており、固定子巻線と外部端子との間に挿入されたレジスタを備えている。特に、上述したレジスタは、外部端子あるいは外部端子に接続された配線が他の部位と短絡した場合に溶断することが望ましい。車両側配線の不具合や異物侵入等による短絡が生じた場合であってもレジスタが溶断するため、ブラシレス車両用交流発電機に致命的な機能障害が発生することを防止することができる。また、仮に短絡が生じた場合であっても必要最小限の部品交換（レジスタの交換）で対処することができる。
【００１０】
また、上述したレジスタは、外部端子に半田付けによって接続されていることが望ましい。これにより、溶接等を行った場合に比べてレジスタ交換が容易となる。また、上述したレジスタは、両端にリードが突出した筒形状の抵抗体であり、外部端子は、抵抗体の両端から突出した２本のリードのそれぞれに対応する２箇所の凹部を有し、２箇所の凹部のそれぞれにリードを配置した状態で半田付けが行われることが望ましい。外部端子内にレジスタが収納されるため、外部端子を取り外した状態でレジスタの交換を行うことができ、交換作業が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した一実施形態のブラシレス車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、一実施形態のブラシレス車両用交流発電機の全体構造を示す断面図である。また、図２は一実施形態のブラシレス車両用交流発電機の全体構造を示す背面図であり、リアカバーが取り除かれた状態が示されている。図３は、一実施形態のブラシレス車両用交流発電機の回路図である。
【００１２】
図１および図２に示すように、本実施形態のブラシレス車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、界磁巻線４、フロントハウジング５１、リアハウジング５２、整流装置６、レギュレータ７、リアカバー８等を備えている。
【００１３】
固定子２は、電機子として働くものであり、固定子鉄心２１に固定子巻線２２が巻回されている。回転子３は、界磁として働くものであり、固定子２の内周側に対向配置されている。この回転子３は、回転軸３１とともに回転する回転継鉄部３２、３３と、回転継鉄部３３と一体に形成された爪状磁極部３４と、リング状の支持部材３５によって爪状磁極部３４と一体化された爪状磁極部３６とを備えている。また、回転軸３１の後方端部にはこの回転軸３１を回転可能に保持する軸受け３７が設けられている。
【００１４】
界磁巻線４は、回転子３に供給する磁束を発生させるものであり、固定継鉄部４１に巻回されている。固定継鉄部４１は、筒状部材であってボルト４２によってリアハウジング５２に固定されている。この固定継鉄部４１は、回転子３によって構成される界磁の一部をなしている。
【００１５】
フロントハウジング５１およびリアハウジング５２は、固定子２および回転子３を支持するものである。上述した軸受け３７は、リアハウジング５２に圧入されて固定されている。また、フロントハウジング５１からは回転軸３１の端部が突出しており、この突出した回転軸３１に冷却ファン５３およびプーリ５４がナット５５によって締め付け固定される。
【００１６】
整流装置６は、固定子巻線２２の出力である三相交流を整流する全波整流回路であり、複数の整流素子６１を保持する放熱フィン６２と、複数の整流素子６３を有する放熱フィン６４と、界磁巻線４に励磁電流を供給する３個のダイオード６５と、これら３個のダイオード６５を保持するとともに整流素子６１、６３の一方端の配線を行う端子６６を含む端子台６７とを備えている。また、端子台６７には、固定子巻線２２の１相から出力電圧を取り出すために用いられる外部端子としてのＲ端子９を取り付けるための端子６８が設けられている。レギュレータ７は、界磁巻線４に供給する励磁電流を断続することにより、ブラシレス車両用交流発電機１の出力電圧を調整する。
【００１７】
次に、Ｒ端子９の詳細について説明する。図４は、Ｒ端子９の詳細形状を示す図である。図４（Ａ）はＲ端子９の平面図、図４（Ｂ）はＲ端子９の左側面図、図４（Ｃ）はＲ端子９の右側面図、図４（Ｄ）はＲ端子９の斜視図である。これらの図に示すように、Ｒ端子９は、端子電極９１、９２、レジスタ８１を含んで構成されている。端子電極９１は、Ｌ字形状を有しており、Ｌ字形状の一方の面に貫通孔９１Ａを有し、他方の面に凹部９１Ｂを有する。貫通孔９１Ａは、Ｒ端子９の一方端を、端子台６７に設けられた端子６８に取り付けるためのものである。凹部９１Ｂは、レジスタ８１の一方端から引き出されたリード８１Ａを接続するためのものである。例えば、凹部９１Ｂ内にリード８１Ａを配置した後、両側から端子電極９１をかしめて半田付けすることにより（かしめは省略してもよい）、端子電極９１とレジスタ８１の一方のリード８１Ａとが電気的に接続される。端子電極９２は、Ｌ字形状を有しており、一方の面に凹部９２Ｂを有し、他方の面を介して外部接続用のボルト９１Ａが取り付けられる。凹部９２Ｂは、レジスタ８１の他方端から引き出されたリード８１Ｂを接続するためのものである。例えば、凹部９２Ｂ内にリード８１Ｂを配置した後、両側から端子電極９２をかしめて半田付けすることにより、端子電極９２とレジスタ８１の他方のリード８１Ｂとが電気的に接続される。なお、図４（Ｄ）には半田付け前のＲ端子９が示されている。レジスタ８１は、円筒形状の抵抗体であり、両端からリード８１Ａ、８１Ｂが引き出されている。このレジスタ８１は、Ｒ端子９よりも外部の車両側配線がグランドとの間で短絡した場合に過剰な電流によって溶断し、両端のリード８１Ａ、８１Ｂ間が断線する。
【００１８】
ブラシレス車両用交流発電機１内部に侵入した異物によってＲ端子９と固定子巻線２２間の配線とリアハウジング５２等との間で短絡が生じる場合も考えられるため、Ｒ端子９と固定子巻線２２との間の配線長は極力短くすることが望ましい。本実施形態では、端子台６７に設けられた端子６８にＲ端子９の端子電極９１を直接接続することにより、これらの間の配線長を極力短くしている。
【００１９】
ところで、消費電力が０．０５Ｗに達したときにレジスタ８１が溶断（リード８１Ａ、８１Ｂ間の断線）するものとすると、２４Ｖのバッテリを使用した場合には、レジスタ８１の抵抗値をほぼ１１ｋΩに設定すればよい。
【００２０】
このように、本実施形態のブラシレス車両用交流発電機では、車両側配線の不具合や異物侵入等による短絡が生じた場合であってもレジスタ８１が溶断するため、ブラシレス車両用交流発電機１内の固定子巻線２２等に致命的な機能障害が発生することを防止することができる。また、仮に短絡が生じた場合であっても必要最小限の部品交換（レジスタ８１の交換）で対処することができる。
【００２１】
また、レジスタ８１は、Ｒ端子９に半田付けによって接続されているため、溶接等を行った場合に比べてレジスタ８１の交換が容易となる。また、上述したレジスタ８１は、両端にリード８１Ａ、８１Ｂが突出した筒形状の抵抗体であり、Ｒ端子９の端子電極８１、９２の各凹部９１Ｂ、９２Ｂを有し、これら２箇所の凹部９１Ｂ、９２Ｂのそれぞれにリード８１Ａ、８１Ｂを配置した状態で半田付けが行われる。このように、Ｒ端子９内にレジスタ８１が収納されるため、Ｒ端子９を取り外した状態でレジスタ８１の交換を行うことができ、交換作業が容易となる。また、レジスタ８１の２本のリード８１Ａ、８１Ｂのそれぞれを端子電極９１、９２の対向する面に取り付けたため、レジスタ８１のリード８１Ａ、８１Ｂの間隔が冷熱サイクルによって周期的に変動しても、この変動を吸収することができ、リード８１Ａ、８１Ｂの断線を防止することが可能になる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、Ｒ端子９にレジスタ８１を半田付けしたが、Ｒ端子９の搭載スペースに余裕がある場合には、レジスタ８１をネジ締めするようにしてもよい。これにより、さらに交換作業が容易となる。また、交換のしやすさは悪化するが、短絡による機能障害の発生のみを防止することができればよい場合には、レジスタ８１を半田付けでなく抵抗溶接等で取り付けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一実施形態のブラシレス車両用交流発電機の全体構造を示す断面図である。
【図２】一実施形態のブラシレス車両用交流発電機の全体構造を示す背面図である。
【図３】一実施形態のブラシレス車両用交流発電機の回路図である。
【図４】Ｒ端子の詳細形状を示す図である。
【図５】従来のブラシレス車両用発電機の接続状態を示す図である。
【図６】従来のブラシレス車両用発電機の回路図である。
【図７】従来のブラシレス車両用発電機の接続状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  ブラシレス車両用交流発電機
２  固定子
３  回転子
４  界磁巻線
６  整流装置
７  レギュレータ
８  リアカバー
９  Ｒ端子
３１  回転軸
３７  軸受け
５１  フロントハウジング
５２  リアハウジング
６７  端子台
８１  レジスタ
８１Ａ、８１Ｂ  リード
９１、９２  端子電極
９１Ｂ、９２Ｂ  凹部
【図１】
2008259268.tif 000003
【図２】
2008259268.tif 000004
【図３】
2008259268.tif 000005
【図４】
2008259268.tif 000006
【図５】
2008259268.tif 000007
【図６】
2008259268.tif 000008
【図７】
2008259268.tif 000009