(57)【要約】【課題】電機子コイルや発電出力用リード線を無理に屈曲させることなく保護することができ、発熱による電気抵抗の増大を防止することができる絶縁キャップ及び発電機を提供する。【解決手段】絶縁キャップ２２のキャップ本体２８に接合部２１を収納する収納孔が発電出力用リード線１９の本数に対応するように設けられ、キャップ本体２８の接合部２１の受け入れ口３４には、電機子コイル１８及び発電出力用リード線１９の根元部分の屈曲をガイドする斜壁部３５，３６が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子コイルの端末部と発電出力用リード線の端末部とを同じ向きで重ね合わせた状態で接合した接合部を被覆するための絶縁キャップにおいて、キャップ本体に前記接合部を収納する収納孔が前記発電出力用リード線の本数に対応するように設けられ、前記キャップ本体の前記接合部の受け入れ口には、前記電機子コイル及び前記発電出力用リード線の根元部分の屈曲をガイドする末広がり部が設けられていることを特徴とする絶縁キャップ。
【請求項２】
前記キャップ本体の受け入れ口の反対側は、冷却用の開口部として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁キャップ。
【請求項３】
前記キャップ本体の前記受け入れ口には、向かい合う前記末広がり部間に各末広がり部の撓みを許容する切り欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の絶縁キャップ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載の絶縁キャップを有することを特徴とする発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、自動二輪車に用いられる絶縁キャップ及び発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動二輪車のエンジンのクランク軸に発電機の回転部を直結したものが知られている。この発電機は、クランク軸に固定された有底筒状のロータと、エンジンのケースに固定されたステータとを備えている。ロータの内周面側には永久磁石が設けられ、一方、ステータには複数の電機子コイルが巻装されたティースが永久磁石に対応するように設けられている。そして、ロータが回転することによりティースに流れる磁束が変化し、これが起電力となって電機子コイルに電流が流れるようになっている。各電機子コイルに流れる電流は、それぞれ電機子コイルと発電出力用リード線とを接合することにより、その発電出力用リード線を介してバッテリに蓄電されたり、付属電機機器に電力供給を行ったりする用途に用いられる。
【０００３】
電機子コイルと発電出力用リード線との接合は、それぞれの端末部を同じ向きに重ね合わせ、その重ね合わせた部分を半田付けしたり、圧着スリーブを用いて加締めたりすることで行われる。
ところで、各接合部には、それぞれの絶縁を確保するために絶縁チューブを被覆する必要があるが、接合部に生じるヒゲ状部分が絶縁チューブを破損させてしまう虞がある。また、複数の電機子コイルと発電出力用リード線との接合部がばらばらの状態にあるので、これらをステータに固定する際に作業がやり難いという課題がある。
そこで、接合部を収納するための有底筒状の収納部を複数有する絶縁キャップが提案されている。この絶縁キャップを用いることで、接合部に生じるヒゲ状部分が絶縁材を突き破ることもなく、また、それぞれの接合部を一体化することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭６０−１２４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、接合部に絶縁キャップを被せた後、ステータに固定するので、電機子コイルや発電出力用リード線を無理に引張してしまう場合がある。このため、絶縁キャップの接合部受け入れ口縁を支点にして電機子コイルや発電出力用リード線の根元部分を無理に屈曲させてしまい、電機子コイルや発電出力用リード線に局部的な力が作用してしまう虞があるという課題がある。
また、上述の絶縁キャップでは、各接合部を収納するための収納部が有底形状であるため、発電機を使用し続けると接合部分に発生する熱がこもり、発熱による電気抵抗が増大するという課題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、電機子コイルや発電出力用リード線を無理に屈曲させることなく保護することができ、発熱による電気抵抗の増大を防止することができる絶縁キャップ及び発電機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、電機子コイルの端末部と発電出力用リード線の端末部とを同じ向きで重ね合わせた状態で接合した接合部を被覆するための絶縁キャップにおいて、キャップ本体に前記接合部を収納する収納孔が前記発電出力用リード線の本数に対応するように設けられ、前記キャップ本体の前記接合部の受け入れ口には、前記電機子コイル及び前記発電出力用リード線の根元部分の屈曲をガイドする末広がり部が設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、末広がり部によって電機子コイルや発電出力用リード線の根元部分が無理に屈曲してしまうことを防止でき、緩やかな湾曲状に撓ませることができる。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、前記キャップ本体の受け入れ口の反対側は、冷却用の開口部として形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、電機子コイルの端末部と発電出力用リード線の端末部との接合部分に熱がこもらないようにすることができるため、接合部分を効果的に冷却することができる。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、前記キャップ本体の前記受け入れ口には、向かい合う前記末広がり部間に各末広がり部の撓みを許容する切り欠き部が設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、電機子コイルや発電出力用リード線を無理に引張することによって末広がり部に荷重がかかったとしても末広がり部を撓ませることができる。このため、末広がり部の付け根にかかる応力を分散させることができる。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の絶縁キャップを有する発電機とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、末広がり部によって電機子コイルや発電出力用リード線の根元部分が無理に屈曲してしまうことを防止でき、緩やかな湾曲状に撓ませることができる。このため、電機子コイルや発電出力用リード線に局部的な力が作用するのを防止す、これらを切断させることなく、保護することができる。
【００１１】
また、本発明によれば、電機子コイルの端末部と発電出力用リード線の端末部との接合部分に熱がこもらないようにすることができるため、接合部分を効果的に冷却することができる。よって、発電機を使用し続けても発熱による電気抵抗の増大を防止することができる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、電機子コイルや発電出力用リード線を無理に引張することによって斜壁部に荷重がかかったとしても末広がり部を撓ませることができる。このため、末広がり部の付け根にかかる応力を分散させることができる。よって、絶縁キャップの寿命を延ばすことができる。
【００１３】
とりわけ、振動の大きい二輪車用の発電機にあっては、ハーネスが振れを起こすので接合部の根元部分において電機子コイルや発電出力用リード線の撓みを許容する必要がある。
本発明によれば、絶縁キャップの末広がり部が電機子コイルや発電出力用リード線が無理な屈曲を防止するのに加え、接合部の受け入れ口を大きくすることができる。このため、末広がり部がない場合と比較して電機子コイルや発電出力用リード線の撓みを許容することができる。よって、電機子コイルや発電出力用リード線を損傷させることなく、耐久性に優れた発電機を提供することができる。また、発熱による電気抵抗の増大を防止することができるため、高性能な発電機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、発電機１は、例えば自動二輪車に用いられるアウターロータ型の発電機であって、エンジンのクランクシャフト２の先端に固定されたロータ３と、エンジンのケース（不図示）に固定されるステータ４とを備えている。
ロータ３は、有底筒状に形成されたものであって、中央にロータボス５が設けられている。ロータボス５の中央には貫通孔６が形成されている。貫通孔６は、クランクシャフト２の先端形状に対応するように基端側に向かって径方向に広がるテーパ状に形成されており、ここにクランクシャフト２が挿入されるようになっている。そして、ロータ３とクランクシャフト２はナット１０によって締結固定され、軸線回りに共回りするようになっている。
【００１５】
ロータ３の底壁１１には、複数のネジ孔１２が周方向に等間隔に形成されている。このネジ孔１２には、ロータ３とワンウェイクラッチ機構１３とを締結固定するためのボルト１４が挿入されている。
ロータ３の周壁７には、内周面側に複数の永久磁石８が周方向に磁極が交互となるように設けられている。また、外周面側には、複数の突起９が周方向に等間隔に設けられている。これら突起９は、クランクシャフト２やロータ３の回転位置を検出するためのものである。
【００１６】
ステータ４は、円環状のステータコア１７を有している。ステータコア１７は、磁性材料の板材を軸線方向に積層して形成したものであって、中央にロータボス５が挿通可能なボス孔１５が形成されている。また、ステータコア１７には、ステータ４をエンジンのケースに締結固定するためのネジ孔２０が三箇所周方向に等間隔に形成されている。さらに、ステータコア１７には、放射状に径方向外側に向かって延出する複数のティース１６が周方向に等間隔に設けられている。これらティース１６には、それぞれインシュレータ２４が装着され、そのインシュレータ２４を介して電機子コイル１８が巻装されている。
【００１７】
図３に詳示すように、電機子コイル１８は、所定の本数（この実施形態では３本）のコイル２５がそれぞれティース１６間に巻装されて成るもので、その端末部は、３本の発電出力用リード線１９から成るハーネス２６の引き出し位置付近Ｃまで導き出されている。そして、電機子コイル１８の各端末部１８ａと発電出力用リード線１９の各端末部１９ａとがそれぞれ同じ向きになるように重ね合わされ、この重ね合わせた部分を半田付けしたり、圧着スリーブを用いて加締めたりしてそれぞれ接合し、接合部２１を形成している。尚、２６ａは、ハーネス２６の被覆チューブを示す。
【００１８】
接合部２１には、絶縁キャップ２２が接合部２１の先端側から差込むようにして装着されている。絶縁キャップ２２は、各接合部２１の絶縁を確保するためのものであって、断面円環状の固定具２３を介してステータコア１７にボルト２７によって締結固定されている。
図３〜図６に示すように、絶縁キャップ２２は、側壁３１，３１、上壁３２及び下壁３３から成る断面略矩形の筒状のキャップ本体２８を有している。キャップ本体２８は、接合部２１に沿う方向（接合部２１を挿入する方向）に長く形成されており、確実に接合部２１を絶縁できるようになっている。キャップ本体２８の側壁３１，３１、上壁３２及び下壁３３の接続部（角部）４０は、滑らかな円弧状に面取りして形成されている。
【００１９】
キャップ本体２８の長手方向略中央には固定具２３を取り付けるためのくびれ部４１が全周に渡って設けられている。尚、固定具２３の環状部分は、このくびれ部４１に対応するように形成されている（図１参照）。
キャップ本体２８の内部には、キャップ本体２８の長手方向に延在する仕切り板２９が幅方向（図４における上下方向）に等間隔に二箇所設けられている。これら仕切り板２９，２９、両側壁３１，３１、上壁３２及び下壁３３によってキャップ本体２８の長手方向に貫通する三つの収納孔３０，３０，３０が幅方向に並列した状態で形成されている。
【００２０】
これら収納孔３０は、接合部２１をそれぞれ別個に収納するためのものである。各収納孔３０の縦断面形状の大きさは、接合部２１を挿入可能、且つ容易に抜去できないように接合部２１の縦断面形状に略一致する大きさに形成されている。また、収納孔３０の受け入れ口３４側には、外方に向かって末広がりに傾斜する傾斜部４３が上壁３２及び下壁３３の内面側に形成されている（図６参照）。これにより、各接合部２１が各挿入孔３０にスムーズに挿入されるようになっている。
【００２１】
キャップ本体２８の上部に存在する上壁３２には、接合部２１の受け入れ口３４側に斜め上方向に向かって末広がり状に延出する斜壁部３５が設けられている。また、キャップ本体２８の下部に存在する下壁３３にも同様に、接合部２１の受け入れ口３４側に斜め下方向に向かって末広がり状に延出する斜壁部３６が設けられている。これら斜壁部３５，３６と上壁３２及び下壁３３との接続部分（斜壁部３５の付け根部分）の内面は、滑らかな円弧状に形成されている。
斜壁部３５の幅方向両端には、側壁３１，３１から延出する小壁３７，３７が設けられている。また、斜壁部３６の幅方向両端にも同様に、側壁３１，３１から延出する小壁３８，３８が設けられている。これら小壁３７と小壁３８との間には、円弧状の切り欠き部３９，３９が形成されている。
【００２２】
次に、絶縁キャップ２２を接合部２１に装着し、その絶縁キャップ２２をステータコア１７に固定する手順を説明する。
まず、電機子コイル１８の端末部１８ａと発電出力用リード線１９の端末部１９ａとをそれぞれ同じ向きになるように重ね合わせて接合した後、絶縁キャップ２２の受け入れ口３４側を接合部２１の先端に向け、各接合部２１，２１，２１がそれぞれ絶縁キャップ２２の収納孔３０，３０，３０に別個に収納するように差込む。このとき、各収納孔３０の縦断面形状の大きさは、接合部２１の縦断面形状に略一致する大きさであるが、斜壁部３５，３６がガイドとなって、各接合部２１がそれぞれの収納孔３０へと案内される。このため、絶縁キャップ２２を容易に接合部２１に差込むことができる。
【００２３】
次に、接合部２１を収納した絶縁キャップ２２のくびれ部４１に固定具２３を取り付ける。そして、絶縁キャップ２２に取り付けられた固定具２３をステータコア１７にボルト２７によって締結固定する。このとき、電機子コイル１８や発電出力用リード線１９を無理に引張してしまうことがあっても、斜壁部３５，３６が接合部２１の根元部分を無理に屈曲させることなく、緩やかな湾曲状に撓ませることができる。
【００２４】
このようにして、接合部２１に装着された絶縁キャップ２２がステータコア１７に固定された発電機１においては、エンジンを始動するときには、スタータのモータの回転がワンウェイクラッチ機構１３を介してロータ３に伝達され、このロータ３がロータ３に固定されたクランクシャフト２を回転させる。このようにしてクランクシャフト２を回転させることでエンジンが始動する。その後、クランクシャフト２の回転数が所定数を越えると、クランクシャフト２と共に回転するワンウェイクラッチ機構１３によってスタータモータとエンジンとが切り離される。
また、クランクシャフト２と共にロータ３が回転すると、永久磁石８がステータ４の周りを回転するので、電機子コイル１８に誘導起電力が発生し、この起電力が発電出力用リード線１９を介して不図示のバッテリに蓄電されたり、付属電気機器に電力供給されたりする。
【００２５】
したがって、上述の実施形態によれば、絶縁キャップ２２に設けられた斜壁部３５，３６によって接合部２１の根元部分が無理に屈曲してしまうことを防止でき、緩やかな湾曲状に撓ませることができる。このため、屈曲による電機子コイル１８や発電出力用リード線１９の損傷、切断を防止し、保護することができる。
また、絶縁キャップ２２を接合部２１に装着する際には、斜壁部３５，３６がガイドとなって、各接合部２１がそれぞれの収納孔３０へと案内される。このため、絶縁キャップ２２を容易に接合部２１に装着することができ、作業効率の向上を図ることができる。
【００２６】
さらに、絶縁キャップ２２をステータコア１７に取り付けた後、電機子コイル１８や発電出力用リード線１９が引張されることがあったとしても、斜壁部３５，３６によって、接合部２１の根元部分を保護することができる。
そして、絶縁キャップ２２をステータコア１７に取り付けた後、電機子コイル１８や発電出力用リード線１９が引張されることによって、斜壁部３５，３６に無理な過重がかかったとしても、キャップ本体２８の両側壁３１，３１に切り欠き部３９，３９が形成されているため、斜壁部３５，３６を撓ませることができる。しかも、切り欠き部３９が円弧状に形成されているため、斜壁部３５，３６が撓んだ際の応力を分散させることができる。このため、絶縁キャップ２２が破壊されることなく、絶縁キャップ２２の寿命を延ばすことができる。
【００２７】
また、絶縁キャップ２２の収納孔３０が、キャップ本体２８の長手方向に貫通して設けられている。このため、キャップ本体２８の斜壁部３５，３６側とは反対側の開口部４２（図４参照）が接合部２１の冷却用開口部として機能する。よって、発電機１の使用により、接合部２１が発熱したとしても、キャップ本体２８内に熱がこもることなく、その熱を開口部４２から放熱することができ、発熱による電気抵抗の増大を防止することができる。
【００２８】
とりわけ、発電機１を振動の大きい二輪車用の発電機に適用した場合には、ハーネス２６が振れを起こすので接合部２１の根元部分において電機子コイル１８や発電出力用リード線１９の撓みを許容する必要がある。この実施形態の絶縁キャップ２２によれば、斜壁部３５，３６が電機子コイル１８や発電出力用リード線１９を屈曲から保護するだけでなく、斜壁部３５，３６によって絶縁キャップ２２の接合部２１の受け入れ口３４を大きくすることができる。このため、斜壁部３５，３６がない場合と比較して電機子コイル１８や発電出力用リード線１９の振動に起因する撓みを許容することができ、ハーネス２６を損傷させることなく耐久性に優れた発電機１とすることができる。
【００２９】
さらに、キャップ本体２８に固定具２３を取り付けるためのくびれ部４１が形成されている。このため、絶縁キャップ２２と固定具２３とをガタつくことなく係合させることができる。よって、絶縁キャップ２２が固定具２３から脱落してしまうことを防止することができる。
【００３０】
尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、電機子コイル１８が３本のコイル２５で構成されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、複数本のコイル２５で構成されていればよい。この場合、ハーネス２６の発電出力用リード線１９の本数もコイル２５の本数に対応するとともに、絶縁キャップ２２の収納孔３０の個数も発電用出力用リード線１９の本数に対応するように設ける。
【００３１】
また、上述の実施形態では、キャップ本体２８に三つの収納孔３０，３０，３０が幅方向に並列して設けられている場合について説明したが、それぞれの接合部２１を別個に絶縁できれば収納孔３０，３０，３０の配置はこれに限られるものではい。
さらに、上述の実施形態では、キャップ本体２８の受け入れ口３４側に末広がり状に斜めに延出する斜壁部３５，３６を設けた場合について説明したが、斜壁部３５，３６の形状はこれに限られるものではなく、円弧状に広がった形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態における発電機の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】発明の実施形態における絶縁キャップと接合部の斜視図である。
【図４】発明の実施形態における絶縁キャップの平面図である。
【図５】図３のＢ矢視図である。
【図６】発明の実施形態における絶縁キャップの側面図である
【符号の説明】
【００３３】
１  発電機
１８  電機子コイル
１８ａ  端末部
１９  発電出力用リード線
１９ａ  端末部
２１  接合部
２２  絶縁キャップ
２８  キャップ本体
３０  収納孔
３４  受け入れ口
３５，３６  斜壁部（末広がり部）
３９  切り欠き部
４２  開口部
【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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