(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極側整流素子が固定される正極側放熱フィンと、負極側整流素子が固定される負極側放熱フィンと、前記正極側整流素子と前記負極側整流素子とを配線して整流回路を構成するターミナルがインサートされた端子台とを有し、前記正極側放熱フィンと前記負極側放熱フィンと前記端子台とが車両用交流発電機の回転軸方向に積層される車両用交流発電機の整流装置において、
前記端子台には雌ねじ部が形成された固定金具がインサートされているとともに、前記正極側放熱フィンの前記固定金具に対応する位置には貫通部が形成されており、
固定ボルトを前記貫通部に貫通させた状態で前記雌ねじ部に締結することにより、前記正極側放熱フィンを前記端子台に固定することを特徴とする車両用交流発電機の整流装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記負極側放熱フィン、前記正極側放熱フィン、前記端子台の順番で前記回転軸方向に積層されていることを特徴とする車両用交流発電機の整流装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記負極側放熱フィンと前記正極側放熱フィンは、前記固定ボルトの締結位置において前記回転軸方向に重複しており、
前記負極側放熱フィンには、前記固定ボルトの頭部に対応する位置に貫通穴が形成されていることを特徴とする車両用交流発電機の整流装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記負極側放熱フィンは、前記負極側放熱フィン、前記正極側放熱フィンおよび前記端子台の全体をフレームに固定する第１の固定手段以外に設けられた第２の固定手段を用いて、前記フレームに個別に固定されていることを特徴とする車両用交流発電機の整流装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用交流発電機の整流装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用交流発電機には、固定子に備わった固定子巻線から出力される交流出力を整流するために整流装置が内蔵されている。
図６は、従来の車両用交流発電機の整流装置を示す平面図である。また、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線拡大断面図である。これらの図に示した整流装置は、例えば特開平９−９５９３号公報等に開示されている。
【０００３】
図６に示す整流装置は、円弧形状の一対の負極側放熱フィン１００および正極側放熱フィン１１０と、配線がインサートされた端子台１２０とを備えている。また、図７に示すように、この整流装置は、負極側放熱フィン１００や正極側放熱フィン１１０の振動低減を目的として、これらのフィンの間にスペーサ１３０を挟み込んだ状態で固定ボルト１３２によって締結固定する構造を有している。スペーサ１３０は、絶縁樹脂材料によって形成された段付きの円筒部材であって、負極側放熱フィン１００と正極側放熱フィン１１０との間の電気絶縁を確保するとともに、正極側放熱フィン１１０と固定ボルト１３２との間の電気絶縁の確保も行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の整流装置では、負極側放熱フィン１００と正極側放熱フィン１１０の両方を固定ボルト１３２で固定しているため、それらの間に介在させたスペーサ１３０が割れたりして破損すると、この割れ部から液体が浸入して絶縁不良が発生するおそれがあるという問題があった。特に、固定ボルト１３２と正極側放熱フィン１１０との間の隙間が少ないため、スペーサ１３０が破損しやすく、厳しい使用条件下で長寿命を期待することはできない。また、このような破損は、走行時の振動等によってもたらされる場合もあるが、製造時の加工精度や組付精度が悪い場合や、部品管理が悪い場合にも発生するため、これらの精度向上を図るとともに部品管理を確実に行う必要があり、コストの上昇につながるという問題もあった。
【０００５】
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、振動低減が可能であり、しかも絶縁不良の発生を防止するとともに安価で長寿命を実現することができる車両用交流発電機の整流装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用交流発電機の整流装置は、正極側整流素子が固定される正極側放熱フィンと、負極側整流素子が固定される負極側放熱フィンと、正極側整流素子と負極側整流素子とを配線して整流回路を構成するターミナルがインサートされた端子台とを有し、正極側放熱フィンと負極側放熱フィンと端子台とが車両用交流発電機の回転軸方向に積層されている。そして、端子台には雌ねじ部が形成された固定金具がインサートされているとともに、正極側放熱フィンの固定金具に対応する位置には貫通部が形成されており、固定ボルトを貫通部に貫通させた状態で雌ねじ部に締結している。端子台にインサートされた固定金具を用いて正極側放熱フィンのみを固定ボルトにて締結固定しているため、割れ等による絶縁不良の発生を防止するとともに正極側放熱フィンの振動を低減することが可能になる。また、絶縁用のスペーサ等の部品が不要になるため、この部品のために必要であった加工精度、組付精度の向上や部品管理が不要になり、コストの低減が可能になる。さらに、振動等によって破損しやすい部品が不要になるため長寿命化を実現することができる。
【０００７】
また、上述した負極側放熱フィン、正極側放熱フィン、端子台の順番で回転軸方向に積層されていることが望ましい。中間層に位置する正極側放熱フィンの振動が最も大きくなるため、この正極側放熱フィンを固定ボルトで端子台に締結固定することにより、振動低減の効果を高めることが可能になる。
【０００８】
また、上述した負極側放熱フィンと正極側放熱フィンは、固定ボルトの締結位置において回転軸方向に重複しており、負極側放熱フィンには、固定ボルトの頭部に対応する位置に貫通穴が形成されていることが望ましい。各放熱フィンが重複した場合であっても貫通穴を通して固定ボルトの締結を行うことが可能であり、しかもこの貫通穴を通して冷却風を流すことができるため冷却性を高めることができ、整流素子の寿命を長くすることが可能になる。
【０００９】
また、上述した負極側放熱フィンは、負極側放熱フィン、正極側放熱フィンおよび端子台の全体をフレームに固定する第１の固定手段以外に設けられた第２の固定手段を用いて、フレームに個別に固定されていることが望ましい。負極側放熱フィンを第２の固定手段を用いてフレームに直接固定することにより、さらに振動を低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の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、一実施形態の車両用交流発電機の回路図である。図１に示すように、本実施形態の車両用交流発電機１は、固定子巻線２、整流装置３、界磁巻線４およびレギュレータ６を含んで構成されている。
【００１１】
固定子巻線２は、多相巻線（例えば三相巻線）であって、固定子鉄心に巻装されて固定子を構成している。固定子巻線２に誘起される交流出力が整流装置３に供給される。整流装置３は、固定子巻線２の交流出力を直流出力に整流する全波整流ブリッジ回路であり、固定子巻線２の各相に対応する整流素子としてダイオードが用いられている。整流装置３の詳細については後述する。
【００１２】
界磁巻線４は、固定子巻線２に電圧を誘起させるために必要な鎖交磁束を発生する。この界磁巻線４は、界磁極（図示せず）に巻装されて回転子を構成している。レギュレータ６は、界磁巻線４に通電する界磁電流を調整することにより、車両用交流発電機１の出力電圧を所定範囲内に制御する。
【００１３】
次に、整流装置３の詳細について説明する。整流装置３は、それぞれ４つのダイオードからなる負極側整流素子３０と正極側整流素子４０とを有しており、各負極側整流素子３０のアノード側が接地線３１を介して共通に接続され、各正極側整流素子４０のカソード側が出力線４１を介して共通に接続されている。
【００１４】
図２は、整流装置３の外観を示す平面図であり、レギュレータ６とブラシ装置７が一体になった状態が示されている。また、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。図４は図２のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【００１５】
これらの図に示すように、整流装置３は、負極側放熱フィン３２、正極側放熱フィン４２、端子台５０、パイプリベット６０を含んで構成されている。
負極側放熱フィン３２は、接地線３１の一部をなすものであり、ほぼ円弧形状を有している。この負極側放熱フィン３２は、円弧形状に沿って４つの負極側整流素子接合部３３を有しており、それぞれに負極側整流素子３０が半田付け等によって接合される。同様に、正極側放熱フィン４２は、出力線４１の一部をなすものであり、ほぼ円弧形状を有している。この正極側放熱フィン４２は、円弧形状に沿って４つの正極側整流素子接合部４３を有しており、それぞれに正極側整流素子４０が半田付け等によって接合される。
【００１６】
また、端子台５０は、負極側放熱フィン３２、正極側放熱フィン４２とともに軸方向に沿って重ねて配置されており、負極側整流素子３０のカソード側、正極側整流素子４０のアノード側および固定子巻線２を配線するターミナル５２がインサートされた絶縁樹脂によって構成されている。
【００１７】
パイプリベット６０は、負極側放熱フィン３２と正極側放熱フィン４２とを連結する積層共締め部材であり、中心に固定用穴を有する。パイプリベット６０による負極側放熱フィン３２と正極側放熱フィン４２との間の連結は、図３に示すように、端子台５０の筒部５４を正極側放熱フィン４２に形成された固定用穴に貫通させ、筒部５４の外側に負極側放熱フィン３２と円筒状の絶縁部材であるスペーサ５６を嵌めた後に、筒部５４および負極側放熱フィン３２に形成された固定用穴の内側にパイプリベット６０を貫通させた後、かしめによりパイプリベット６０の端部を塑性変形させて、各放熱フィン３２、４２を連結する。
【００１８】
パイプリベット６０による各放熱フィン３２、４２の積層連結箇所は、各放熱フィン３２、４２の円弧形状に沿って、円弧形状の両端部位６０ａ、６０ｃと中間部位６０ｂの３箇所に設けられているが、負極側放熱フィン３２においては、隣り合う積層連結部位間６０ａ−６０ｂ、６０ｃ−６０ｂをそれぞれ結ぶ線分Ｘ、Ｙに対して、負極側整流素子接合部３３は、外部からの振動による影響を受けやすい円弧形状の外径側（遠心側）に位置している。このため、負極側放熱フィン３２には、中間部位６０ｂのパイプリベット６０の位置より外径側に延出部３４を形成している。この延出部３４には、各両端部位６０ａ、６０ｃとそれぞれ結ぶ線分Ｌ、Ｍ上に各負極側整流素子接合部３３が位置するような位置に、フレーム５に固定するための固定用穴３５が形成されている。
【００１９】
以上のような構成を有する整流装置３は、図３に示すように、パイプリベット６０の固定用穴を利用して、端子台５０によって正極側放熱フィン４２側をフレーム５に当接させて、固定用ボルト６２および固定用ナット６４によってフレーム５に固定される。これら固定用ボルト６２および固定用ナット６４が第１の固定手段に対応する。
【００２０】
また、フレーム５には、図４に示すように、負極側放熱フィン３２の延出部３４の固定用穴３５に対応する位置に、フレーム５から負極側放熱フィン３２に接触する位置まで突出して形成された突設ボス６６が設けられている。この突設ボス６６の先端面が負極側放熱フィン３２の延出部３４と導通するように固定される。例えば、この突設ボス６６の中心には雌ねじが形成されており、延出部３４の固定用穴３５を貫通するボルト６８によって負極側放熱フィン３２をフレーム５に締結固定する。このボルト６８が第２の固定手段に対応する。
【００２１】
これにより、整流装置３の接地線３１と車両用交流発電機１の接地回路とを確実に導通させることができる。また、負極側放熱フィン３２からフレーム５に熱を伝達させることができるため、負極側放熱フィン３２の放熱が促進され、冷却効果が増大する。さらに、振動の自由端となる負極側放熱フィン３２の外終端の一部を固定することにより、負極側放熱フィン３２の振動を抑制する効果もある。
【００２２】
また、図５に示すように、端子台５０の一部（例えば２箇所）には、雌ねじ部５９が形成された固定金具５８がインサートされている。正極側放熱フィン４２は、この端子台５０にインサートされた固定金具５８の雌ねじ部５９の位置に対応させて貫通穴４４が形成されている。固定ボルト７０をこの貫通穴４４に通した後に固定金具５８の雌ねじ部５９に締め付けることにより、正極側放熱フィン４２を端子台５０に締結固定することができる。なお、貫通穴４４の代わりにスリット状の貫通部を形成するようにしてもよい。
【００２３】
また、負極側放熱フィン３２には、固定ボルト７０の頭部７０ａに対応する位置に、貫通穴３６が形成されている。この貫通穴３６は、固定ボルト７０の締結作業を行うために設けられているが、同時に、負極側冷却フィン３２の後方に引き込まれた冷却風を正極側放熱フィン４２側に効率よく導入するためにも用いられる。
【００２４】
このように、本実施形態の整流装置３では、端子台５０にインサートされた固定金具５８を用いて正極側放熱フィン４２のみを固定ボルト７０にて締結固定しているため、割れ等による絶縁不良の発生を防止するとともに正極側放熱フィン４２の振動を低減することが可能になる。また、絶縁用のスペーサ等の部品が不要になるため、この部品のために必要であった加工精度、組付精度の向上や部品管理が不要になり、コストの低減が可能になる。さらに、振動等によって破損しやすい部品が不要になるため長寿命化を実現することができる。
【００２５】
また、負極側放熱フィン３２、正極側放熱フィン４２、端子台５０の順番で回転軸方向に積層されている場合に、中間層に位置する正極側放熱フィン４２の振動が最も大きくなるが、この正極側放熱フィン４２を固定ボルト７０で端子台５０に締結固定することにより、振動低減の効果を高めることが可能になる。
【００２６】
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で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、正極側および負極側のそれぞれについて４個ずつのダイオードを備える場合を説明したが、Ｙ結線された固定子巻線の中性点から電力を取り出す必要がない場合には、３個ずつのダイオードを用いた整流装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車両用交流発電機の回路図である。
【図２】整流装置の外観を示す平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【図６】従来の車両用交流発電機の整流装置を示す平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線拡大断面図である。
【符号の説明】
１  車両用交流発電機
２  固定子巻線
３  整流装置
４  界磁巻線
６  レギュレータ
３０  負極側整流素子
３１  接地線
３２  負極側放熱フィン
３４  延出部
３５  固定用穴
４０  正極側整流素子
４１  出力線
４２  正極側放熱フィン
５０  端子台
５８  固定金具
７０  固定ボルト
【図１】
0003826775.tif 000002
【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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