(57)【要約】【課題】  端子金具の先端に対する巻線の端末部の接続を、空間的な制約をなくして行える構造のコンデンサ補償式同期発電機を得る。【解決手段】  固定子鉄心に出力巻線とコンデンサ励磁巻線とを巻装してなる固定子と、回転子鉄心にボビン３を介して界磁巻線を巻装して界磁巻線の両端にダイオードＤを接続してなる回転子とを備えている。ボビンに回転子の軸線方向端部側に開口したポケット部３０４を設け、ポケット部３０４内にケース４を着脱可能に嵌着する。ケース４内にはプリント基板５を配置して固定する。プリント基板５にダイオードＤを接続し、プリント基板５に接続した端子金具１１をケース４の外に導出する。界磁巻線の端末部１３をケース４の外で端子金具１１に接続する。端子金具１１の端部を曲げてケース４の側面からボビンの外に突出させ、ボビンの外の端子金具１１の端部に界磁巻線の端末部１３を接続する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に出力巻線とコンデンサ励磁巻線とを巻装してなる固定子と、回転子鉄心にボビンを介して界磁巻線を巻装して該界磁巻線の両端にダイオードを接続してなる回転子とを備え、前記ボビンに回転子の軸線方向端部側に開口したポケット部が設けられ、該ポケット部内にケースが着脱可能に嵌着され、前記ケース内にはプリント基板が配置されて固定され、前記プリント基板に前記ダイオードが接続され、前記プリント基板に接続された端子金具が前記ケースの外に導出され、前記界磁巻線の端末部が前記ケースの外で前記端子金具に接続されているコンデンサ補償式同期発電機において、
前記端子金具の端部が曲げられて前記ケースの側面から前記ボビンの外に突出され、前記ボビンの外の前記端子金具の端部に前記界磁巻線の端末部が接続されていることを特徴とするコンデンサ補償式同期発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ補償式同期発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサ補償式同期発電機は、図４に示すような固定子Ｓと回転子Ｒとにより構成される。固定子Ｓは、出力巻線ＷL とコンデンサ励磁巻線Ｗc とを電気角で９０度の位相差を持たせて固定子鉄心に巻装したもので、出力巻線ＷL の両端には負荷Ｌが接続され、コンデンサ励磁巻線Ｗc の両端にはコンデンサＣが接続されている。回転子Ｒは、回転子鉄心Ｉに界磁巻線Ｗf を巻回して該界磁巻線の両端にダイオードＤと逆電圧防止用抵抗ｒとを並列接続したものからなっている。なお抵抗ｒは省略される場合もある。
【０００３】
この種のコンデンサ補償式同期発電機においては、回転子ＲにダイオードＤを取付ける必要があるが、ダイオードＤの取り付け構造として、図５乃至図７に示した構造のものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。ここで、図５はこのコンデンサ補償式同期発電機でダイオードＤを取り付ける部分を拡大して示した斜視図、図６はこのコンデンサ補償式同期発電機でダイオードＤの取付部付近の断面図、図７はこの交流発電機で用いている回転子を示した斜視図である。
【０００４】
図７において、１は両端に（１８０度間隔で）第１及び第２の磁極部１ａ及び１ｂを有する２極の回転子鉄心で、この回転子鉄心１は所定の形状に打ち抜いた鋼板を積層したものからなっている。
【０００５】
第１及び第２の磁極部１ａ及び１ｂの外周側にはそれぞれ図示しない回転子の磁極にギャップを介して対向する円筒面状の磁極面が形成され、磁極部１ａ，１ｂに初期励磁用磁石２が埋設されている。
【０００６】
回転子鉄心１には、樹脂製のボビン３が取り付けられている。ボビン３は回転子鉄心１の積層方向に２分割された半部３Ａ，３Ｂを鉄心１に嵌合させて突き合わせたものからなっている。図７において、３ａは半部３Ａ及び３Ｂの突き合わせ線を示している。
【０００７】
ボビン３は、図５及び図７に示すように、回転子鉄心１の第１の磁極部１ａ及び第２の磁極部１ｂにそれぞれ隣接する第１及び第２のコイル巻装部３０１及び３０２と、これらのコイル巻装部間を連結する連結部３０３とを有している。第１のコイル巻装部３０１はコイル巻回胴部３０１ａと該胴部の両端に設けられた鍔部３０１ｂ，３０１ｃとからなり、第２のコイル巻装部３０２はコイル巻回胴部３０２ａと該胴部の両端に設けられた鍔部３０２ｂ，３０２ｃとからなっている。第１のコイル巻装部３０１及び第２のコイル巻装部３０２にはそれぞれ第１の界磁巻線Ｗf1及び第２の界磁巻線Ｗf2が巻回されている。
【０００８】
第１のコイル巻装部３０１と第２のコイル巻装部３０２との間には、鉄心１の幅方向（磁極部１ａ，１ｂの中心線に対して直角な方向）の両側にそれぞれ位置させて、かつ回転子Ｒの軸線方向の一端側に片寄せて第１及び第２のポケット部３０４及び３０４´が設けられている。これらのポケット部３０４，３０４´は底を有する箱形に形成されていて、回転子Ｒの軸線方向の端部側に開口するように設けられている。各ポケット部３０４，３０４´の形状は同一であるので、以下第１のポケット部３０４について図５及び図６を参照して説明すると、ポケット部３０４の内側の側壁部３０４ａには該側壁部３０４ａの端から端まで伸びる溝部３０５と、該溝部３０５とポケット部３０４の内側とを連通させるように設けられた対の溝部３０６，３０６とが設けられている。これらの溝部３０６，３０６は、回転子Ｒの軸線方向の外側に開口するように設けられ、対の溝部３０６，３０６は第１及び第２のコイル巻装部３０１，３０２の対向方向に所定の距離を隔てて設けられている。また、ポケット部３０４の外側の側壁部３０４ｂを貫通させて係止溝または孔３０８が設けられている。
【０００９】
図７に示すように、ボビン３の第１及び第２のポケット部３０４及び３０４´には、それぞれ第１及び第２のケース４及び４´が着脱可能に嵌合される。これらのケースは同一に構成されているので第１のケース４について説明すると、ケース４は、図５に見られるように、ポケット部３０４に嵌合し得る箱形に形成されていて、その側面には図５及び図６に示すようにポケット部３０４内に嵌合された際に切り欠きまたは孔３０８に嵌合する係止突起４０１が設けられている。係止突起４０１にはケース４の底部側から開口部側に向かうにしたがって該ケースの側面から離れる方向に傾斜したテーパがつけられていて、ケース４がポケット部３０４内に嵌合された際に係止突起４０１が係止溝または孔３０８に弾発的に嵌合してケース４が係止されるようになっている。
【００１０】
ダイオードＤ及び抵抗ｒは、図６に示すように、プリント基板５に取り付けられてケース４内に取り付けられる。ダイオードＤは板状のヒートシンク６にダイオードチップ７を取り付けて、該ヒートシンク６及びダイオードチップ７を樹脂モールド部等からなる外装８により覆ったもので、全体がほぼ板状を呈するように偏平な形を有している。外装８には、取付けの向きを表示するための溝８ａが形成されている。ダイオードＤの対の端子９はその一端側からヒートシンク６の板面に沿う方向に伸びるように導出され、該端子９がプリント基板５を貫通して該基板５に設けられた印刷配線部に半田付けされている。これによりダイオードＤは、プリント基板５から垂直に起立した状態で取付けられている。抵抗ｒは軸線方向の両端からリード端子１０を引き出したもので、該リード端子１０がプリント基板５を貫通して該プリント基板５に設けられた印刷配線部に半田付けされている。
【００１１】
プリント基板５には、またピン状の対の端子金具１１，１１が半田付けされている。これらの端子金具１１，１１は、ケース４がポケット部３０４内に嵌合された際にポケット部３０４の対の溝部３０６，３０６に対応する位置に配置されるように設けられている。
【００１２】
ダイオードＤ及び抵抗ｒはプリント基板５の印刷配線部により互いに並列に接続され、端子金具１１，１１は該ダイオードＤ及び抵抗ｒの並列回路の両端に接続されている。
【００１３】
ダイオードＤ、抵抗ｒ及び端子金具１１，１１を取付けたプリント基板５は図６に示したようにケース４内に挿入されて該ケース４の底面とほぼ平行に配置され、ケース４内に注型された樹脂１２によりプリント基板５と抵抗ｒと端子金具１１，１１のほぼ半部とダイオードＤのプリント基板５側の端部とがモールドされている。ダイオードＤはその板面を回転子Ｒの軸線と平行な方向に向けた状態で配置され、その大部分がケース４から外部に突出した状態にあって、ケース４がポケット部３０４に嵌着された状態でダイオードＤが回転子Ｒの軸線方向端部から外側に羽状に突出するようになっている。
【００１４】
第１のポケット３０４に嵌着された第１のケース４に取付けられたダイオードＤにつながる端子金具１１，１１には、溝部３０５及び３０６，３０６内を通してケース４内に導入された第１の界磁巻線Ｗf1の両端の端末部１３，１３が半田付けされている。
【００１５】
同様に、第２のケース４´内にダイオードＤ´、抵抗ｒ´（図示せず。）及び端子金具１１´，１１´を取付けたプリント基板が挿入されて樹脂モールド部により固定され、このケース４´が第２のポケット部３０４´に嵌着されてダイオードＤ´が回転子に取付けられている。端子金具１１´，１１´には、第２の界磁巻線Ｗf2の両端の端末部が半田付けされている。
【００１６】
ボビン３の幅方向の両端の鍔部３０１ｃ，３０２ｃ間の部分には、回転子鉄心１の幅方向の側面（積層面）を露呈させる凹部Ａが形成され、必要であれば、この凹部Ａを利用して初期励磁用磁石を取付けることができるようになっている。
【００１７】
回転子鉄心１の中央部を該鉄心１の積層方向に貫通させて回転軸１５が取付けられている。回転軸１５の両端にはベアリング１６が取付けられ、該ベアリング１６を介して回転子Ｒが図示しない発電機のケースに回転自在に支持される。
【００１８】
固定子は従来のものとまったく同様に構成されている。
【００１９】
上記のようにダイオードＤ，Ｄ´をケース４，４´に取付けて、これらのケース４，４´を回転子Ｒの軸線方向端部側に開口したポケット部３０４，３０４´に嵌着するようにすると、ダイオードＤ，Ｄ´の着脱を一方向から行うことができるため、発電機の組み立て及びダイオードＤ，Ｄ´の交換等の修理を容易にすることができる。
【００２０】
また、ダイオードＤ，Ｄ´は回転子Ｒの回転に伴って送風羽のように作用して、その周囲の空気を移動させるため、ダイオードＤ，Ｄ´の大部分が外気に直接触れていることと相俟ってダイオードＤ，Ｄ´の冷却を良好にすることができる。したがって、ダイオードＤ，Ｄ´として従来より容量が小さい安価なものを用いて、しかも寿命を長くすることができる。
【特許文献１】実公平７−２７８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、上記の如き構造では、ベアリング１６、ダイオードＤ、回転軸１５、ボビン３等で囲まれた空間で、端子金具１１の先端に対する巻線の端末部１３の接続を半田付けで行って入るため、下記のような問題点があった。
【００２２】
（ａ）接続箇所の周囲が狭く、接続作業がやりにくく、手作業になってしまう。
【００２３】
（ｂ）環境問題上、鉛半田が廃止の方向に向かっており、接続作業を他の溶接、ヒュージング、圧着等の工法への移行しようとしても、接続箇所の周囲が狭いため端子金具１１の先端に対する端末部１３の接続を空間的な制約で移行が困難である。
【００２４】
（ｃ）以上の理由により、製品が割高になってしまう。
【００２５】
本発明の目的は、端子金具の先端に対する巻線の端末部の接続を、空間的な制約をなくして行える構造のコンデンサ補償式同期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】
【００２６】
本発明は、固定子鉄心に出力巻線とコンデンサ励磁巻線とを巻装してなる固定子と、回転子鉄心にボビンを介して界磁巻線を巻装して該界磁巻線の両端にダイオードを接続してなる回転子とを備え、前記ボビンに回転子の軸線方向端部側に開口したポケット部が設けられ、該ポケット部内にケースが着脱可能に嵌着され、前記ケース内にはプリント基板が配置されて固定され、前記プリント基板に前記ダイオードが接続され、前記プリント基板に接続された端子金具が前記ケースの外に導出され、前記界磁巻線の端末部が前記ケースの外で前記端子金具に接続されているコンデンサ補償式同期発電機を対象とする。
【００２７】
本発明に係るコンデンサ補償式同期発電機では、前記端子金具の端部が曲げられて前記ケースの側面から前記ボビンの外に突出され、前記ボビンの外の前記端子金具の端部に前記界磁巻線の端末部が接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るコンデンサ補償式同期発電機では、端子金具の端部が曲げられてケースの側面からボビンの外に突出され、該ボビンの外の端子金具の端部に界磁巻線の端末部が接続されているので、接続時の空間的な制約がなくなり、接続を容易に行うことができる。このため、接続の自動化が可能となり、また鉛半田を使わない接続への移行も可能になる。従って、製品のコストダウンが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係るコンデンサ補償式同期発電機を実施するための最良の形態の一例を、図１乃至図３を参照して詳細に説明する。ここで、図１はこのコンデンサ補償式同期発電機でダイオードを取り付ける部分を拡大して示した斜視図、図２はこのコンデンサ補償式同期発電機でダイオードの取付部付近の断面図、図３はこの交流発電機で用いている回転子を示した斜視図である。なお、前述した、図４乃至図７と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００３０】
本例のコンデンサ補償式同期発電機では、第１のポケット部３０４側で説明すると、ケース４内の底部には先述したと同様にプリント基板５が配置されている。このプリント基板５に電気的に接続されて立設されたピン状の対の端子金具１１，１１は、本例では第１のポケット部３０４の外側の側壁部３０４ｂ寄りの位置から立設されている。これら端子金具１１，１１の先端部側は、外側の側壁部３０４ｂの方向にほぼ直角に曲げられている。ほぼ直角に曲げられた端子金具１１，１１の先端部側は、第１のポケット部３０４の外側の側壁部３０４ｂに設けられた切り欠き３０７，３０７からボビン３の外に突出されている。ボビン３の外の端子金具１１，１１の先端部に、第１の界磁巻線Ｗf1の端末部１３が巻き付けられて本例では鉛半田付け接続されている。
【００３１】
ボビン３の外での端子金具１１，１１の先端部に対する第１の界磁巻線Ｗf1の端末部１３の接続は、鉛半田付けを行わない他の溶接、ヒュージング、圧着等で行うこともできる。
【００３２】
また、ボビン３の外での端子金具１１，１１の先端部に対する第１の界磁巻線Ｗf1の端末部１３の接続は、空間的な制約がないので自動化して行うことができる。
【００３３】
第２のポケット部３０４´側でも、同様に構成になっている。
【００３４】
その他の構成は、前述した図４乃至図７と同様になっている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本例のコンデンサ補償式同期発電機でダイオードを取り付ける部分を拡大して示した斜視図である。
【図２】このコンデンサ補償式同期発電機でのダイオードの取付部付近の断面図である。
【図３】この交流発電機で用いている回転子を示した斜視図である。
【図４】本発明で対象とするコンデンサ補償式同期発電機の電気的結線図である。
【図５】従来のコンデンサ補償式同期発電機でダイオードを取り付ける部分を拡大して示した斜視図である。
【図６】従来のコンデンサ補償式同期発電機でのダイオードの取付部付近の断面図である。
【図７】従来のコンデンサ補償式同期発電機で用いている回転子を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｓ  固定子
Ｒ  回転子
ＷL  出力巻線
Ｗc  コンデンサ励磁巻線
Ｗf 界磁巻線
Ｗf1  第１の界磁巻線
Ｗf2  第２の界磁巻線
Ｌ  負荷
Ｃ  コンデンサ
Ｉ  回転子鉄心
ｒ  逆電圧防止用抵抗
Ｄ，Ｄ´ ダイオード
1 回転子鉄心
1ａ，１ｂ  第１及び第２の磁極部
２  初期励磁用磁石
３  ボビン
３Ａ，３Ｂ  半部
３ａ  突き合わせ線
３０１，３０２  第１及び第２のコイル巻装部
３０１ａ  コイル巻回胴部
３０１ｂ，３０１ｃ  鍔部
３０２ａ  コイル巻回胴部
３０２ｂ，３０２ｃ  鍔部
３０３  連結部
３０４，３０４´  第１及び第２のポケット部
３０４ａ  内側の側壁部
３０４ｂ  外側の側壁部
３０５  溝部
３０６  溝部
３０７  切り欠き
３０８  係止溝または孔
４，４´  ケース
４０１  係止突起
５  プリント基板
６  ヒートシンク
７  ダイオードチップ
８  外装
８ａ  溝
９  端子
１０  リード端子
１１  端子金具
１２  樹脂
１３  端末部
１５  回転軸
１６  ベアリング
【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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