(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電流を直流電流に変換する半導体、及び前記半導体と接合されるリード（５３１、５４１）を有し、前記半導体と前記リードとを封止する封止部（６１）が形成されている整流子（５３、５４）と、
前記整流子が配設され、前記整流子で発生する熱を放熱する放熱板（５１、５２）と、
前記リードと接合されるターミナル（５７）と、このターミナルがモールド成形により一体に固定された端子台とを備えた整流装置と、
この整流装置を覆うカバー（６）と、
ロータコア（３２ｂ）の端面に取り付けられると共に、外部からカバー内に導入され、前記整流装置を冷却するための冷却風を生起するための冷却ファン（３７）と、
を備えた車両用交流発電機（１）において、
前記封止部の全面が前記ターミナルのみと隙間を介し対向して配置され、
前記端子台は正極放熱板、樹脂スペーサ及び負極放熱板の順に積み重ねた状態でハウジングに固定されていると共に、
前記ターミナルは、略円錐状に形成され、且つ前記ターミナルの円錐面（３７２）は、凹型に形成されていると共に、前記カバー側に対向しており、カバーの外部から導入された冷却風が前記ターミナルに当たることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】
前記ターミナルは、前記リードと溶接により接合されることを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機。
【請求項３】
前記ターミナルには、前記リードを配設する孔（５７１）が形成され、前記孔の径は、前記リードの突出方向に漸減していることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の車両用交流発電機。
【請求項４】
前記リードは、前記孔を貫通していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用交流発電機。
【請求項５】
前記整流子は、正極側の正極整流子（５３）、及び負極側の負極整流子（５４）の２種類から構成され、前記正極整流子の前記リードは、前記負極整流子側に突出し、且つ前記負極整流子の前記リードは、前記正極整流子側に突出していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用交流発電機。
【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、及び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】
【従来技術】
従来の車両用交流発電機１の整流装置５は、図５に示すように正極放熱板５１、負極放熱板５２、端子台５５、ターミナル５７、樹脂スペーサ５８等から構成されている。図６、及び図７に示すように正極放熱板５１の貫通孔８３には、正極整流子５３が嵌合されており、負極放熱板５２の貫通孔８３には、負極整流子５４が嵌合されている。また、正極整流子５３、及び負極整流子５４は、半導体、及びリード５３１、５４１を有しており、その半導体とリード５３１、５４１とは、半田を介して接合されている。さらに、正極整流子５３、及び負極整流子５４には、樹脂、又はゴムにより形成され、半導体等を封止する封止部６１が設けられている。
【０００３】
端子台５５は、ボルト５９が貫通する筒部６２を有している。また、端子台５５には、ターミナル５７がモールド成形により一体に固定されている。さらに、端子台５５は、正極放熱板５１、樹脂スペーサ５８、及び負極放熱板５２の順に積み重ねた状態でボルト５９、及びナット６０により、リア側ハウジング４２に固定されている。ターミナル５７は、正極整流子５３、及び負極整流子５４のリード５３１、５４１と溶接により接合されている。さらに、ターミナル５７は、ステータコイル２２の各相出力端を構成するステータリード２３と溶接により接合されている。
【０００４】
なお、これら整流装置５の冷却は、ロータ３と一体に回転するリア側冷却ファン３７によりなされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述の車両用交流発電機１の整流装置５では、正極整流子５３、及び負極整流子５４が剥き出しな状態で配置されているため、冷却風が正極整流子５３、及び負極整流子５４の封止部６１に直接当たる。また、冷却風は、水分、及び塩分等を含んでおり、封止部６１は、樹脂、又はゴムで形成されているため、水分、及び塩分等が封止部６１の内部へ浸透し、半導体を劣化させてしまう問題がある。
【０００６】
また、正極整流子５３、及び負極整流子５４の整流に伴って発生する熱は、正極放熱板５１、及び負極放熱板５２を介して放熱されている。また、正極整流子５３、及び負極整流子５４のリード５３１、５４１とターミナル５７とを溶接により接合する際に発生する熱も同様に正極放熱板５１、及び負極放熱板５２を介して放熱される。ここで、リード５３１、５４１とターミナル５７とを溶接により接合する際に発生する熱は、リード５３１、５４１と接合されている半導体に伝達される。これにより、半導体にダメージを与えてしまう。このことから、リード５３１、５４１とターミナル５７とを溶接により接合する際には、治具でリード５３１、５４１を押さえ、半導体に伝わる熱を治具に放熱させていた。そのため、リード５３１、５４１とターミナル５７との溶接の組付け工数を増加させてしまうという問題がある。
【０００７】
さらに、ターミナル５７の正極整流子５３、及び負極整流子５４のリード５３１、５４１との接合部分は、板状で形成されている。そのため、リード５３１、５４１とターミナル５７との位置がずれていると接合できないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、整流子の半導体の劣化を抑制できる車両用交流発電機の整流装置を提供することを目的とする。
【０００９】
さらに、本発明は、組付け性を向上できる車両用交流発電機の整流装置を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、組付けが容易な車両用交流発電機の整流装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１では、交流電流を直流電流に変換する半導体、及び半導体と接合されるリード（５３１、５４１）を有し、半導体とリードとを封止する封止部（６１）が形成されている整流子（５３、５４）と、整流子が配設され、整流子で発生する熱を放熱する放熱板（５１、５２）と、リードと接合されるターミナル（５７）と、このターミナルがモールド成形により一体に固定された端子台とを備えた整流装置と、この整流装置を覆うカバー（６）と、ロータコア（３２ｂ）の端面に取り付けられると共に、外部からカバー内に導入され、前記整流装置を冷却するための冷却風を生起するための冷却ファン（３７）と、
を備えた車両用交流発電機（１）において、封止部の全面がターミナルのみと対向しており、ターミナルは、略円錐状に形成され、且つターミナルの円錐面（３７２）は、凹型に形成されていると共に、前記カバー側に対向しており、カバーの外部から導入された冷却風が前記ターミナルに当たることを特徴としている。
【００１２】
これらの構成により、外部から導入された水分、及び塩分等を含んでいる冷却風は、ターミナルに当たる。そのため、整流子の封止部に当たる冷却風は、少なくなる。これにより、整流子の封止部の内部への水分、及び塩分等の浸透を抑制することができる。よって、整流子の半導体の劣化を抑制することができる。
【００１３】
また、請求項２では、ターミナルは、リードと溶接により接合されることを特徴としている。
【００１４】
ターミナルは、整流子の封止部全面と対向して配置されている。このことから、ターミナルは、整流子の封止部よりも大きく形成されている。そのため、ターミナルの放熱性は、増大する。これにより、整流子のリードとターミナルとを溶接により接合する時に発生する熱の放熱性は、向上する。このことから、整流子のリードとターミナルとを溶接により接合する時に発生する熱の放熱性を向上させるために整流子のリードを治具で押さえる必要がなくなる。よって、組付けを容易にすることができる。
【００１５】
また、請求項３では、ターミナルには、リードを配設する孔（５７１）が形成され、孔の径は、リードの突出方向に漸減していることを特徴としている。
【００１６】
これらの構成により、整流子のリードをターミナルに形成される孔に配設する時、整流子のリードとターミナルの孔との位置が少しずれていてもターミナルの孔の内周がガイドの役割を果たす。そのため、整流子のリードをターミナルの孔に容易に配設することができる。よって、組付け性を向上することができる。
【００１７】
また、請求項４では、リードは、孔を貫通していることを特徴としている。
【００１８】
このことにより、整流子のリードとターミナルとを接合する際に行う溶接を容易にすることができる。
【００１９】
また、請求項５では、整流子は、正極側の正極整流子（５３）、及び負極側の負極整流子（５４）の２種類から構成され、正極整流子のリードは、負極整流子側に突出し、且つ負極整流子のリードは、正極整流子側に突出していることを特徴としている。
【００２０】
この構成により、正極整流子が配設される放熱板と負極整流子が配設される放熱板との間隔を狭めることが可能になる。これにより、エンジンルーム内の補機類の過密化に対応した軸方向寸法短縮による発電機全体の小型化を可能とする車両用交流発電機の整流装置を提供することができる。
【００２１】
また、請求項６では、請求項５に記載の車両用交流発電機の整流装置と、前記整流装置の外側に前記整流装置を覆う保護部材（６）とを備え、前記カバー側に突出している前記リードと接合される前記ターミナルのみ前記封止部と対向して配置されることを特徴としている。
【００２２】
この構成により、リードが反保護部材側に突出している整流子の場合、外部からの冷却風は、放熱板に当たる。そのため、整流子の封止部には、冷却風が当たらない。これにより、リードが反保護部材側に突出している整流子には、ターミナルを整流子の封止部と対向させる必要がない。よって、コストの低減を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態について説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の車両用交流発電機１の全体構造を示した断面図である。図２は、本実施形態の整流装置５を図１の右側から見た平面図である。図３は、本実施形態の整流装置５の部分断面図である。
【００２５】
図１に示すように、車両用交流発電機１は、ステータ２、ロータ３、ハウジング４、整流装置５、レギュレータ５６、保護部材であるカバー６、プーリ７等から構成されている。
【００２６】
ステータ２は、ステータコア２１、及びステータコイル２２等から構成されている。ステータコア２１は、薄い鋼板を重ね合わせたもので、その内周面には、多数のスロット（図示せず）が形成されており、それらスロット内にステータコイル２２が挿入されている。このステータコイル２２には、ロータ３の回転に伴って交流電流が発生する。
【００２７】
ロータ３は、シャフト３１と一体になって回転するもので、ロータコア３２ａ、３２ｂ、ロータコイル３３、２個のスリップリング３４、３５、フロント側冷却ファン３６、及びリア側冷却ファン３７等から構成されている。
【００２８】
ロータ３は、絶縁処理された導線を円筒状かつ同心状に巻回されたロータコイル３３を、それぞれ同数の爪部を有するロータコア３２ａ、３２ｂによってシャフト３１を通して両側から挟み込んだ構造を有している。また、フロント側のロータコア３２ａの端面には、フロント側冷却ファン３６がスポット溶接等によって取り付けられている。このフロント側冷却ファン３６は、フロント側から吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すために回転前方に傾斜する複数のブレードを有している。同様に、リア側のロータコア３２ｂの端面には、リア側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すために複数のブレードを有するリア側冷却ファン３７がスポット溶接等によって取り付けられている。リア側冷却ファン３７により生起される冷却風は、外部からカバー６内に導入され、整流装置５等を冷却する。そして、その冷却風は、リア側ハウジング４２の後端壁に形成されている吸気孔８１からハウジング４内に導入され、リア側ハウジング４２の周壁に形成されている排気孔８２から外部に排出される。
【００２９】
シャフト３１は、フロント側ハウジング４１の内周壁に固定されているベアリング１１、及びリア側ハウジング４２の内周壁に固定されているベアリング１０を介してハウジング４に回転自在に支持されている。また、シャフト３１のリア側端部近傍には、ロータコイル３３の両端に電気的に接続された２つのスリップリング３４、３５が設けられており、これらのスリップリング３４、３５を介してブラシ３８、３９からロータコイル３３に対して給電が行われる。
【００３０】
ハウジング４は、椀状のフロント側ハウジング４１と同じく椀状のリア側ハウジング４２とから構成されている。これらは、ステータ２、及びロータ３を含む構成部品を支持し、固定するものである。フロント側ハウジング４１とリア側ハウジング４２とは、ボルト（図示せず）で締結されている。また、ステータ２は、ステータコア２１の軸方向の一端部がフロント側ハウジング４１の内周壁に当接し、他端部がボルト４３のフランジ部分４３１に当接して、フロント側ハウジング４１とフランジ部分４３１との間で挟み込まれるような形でハウジング４に固定されている。
【００３１】
整流装置５は、リア側ハウジング４２の外側に配置されており、正極放熱板５１、負極放熱板５２、正極整流子５３、負極整流子５４、端子台５５、ターミナル５７、及び樹脂スペーサ５８等から構成されている。
【００３２】
正極放熱板５１の貫通孔８３には、正極整流子５３が嵌合されている。負極放熱板５２の貫通孔８３には、負極整流子５４が嵌合されている。また、正極整流子５３、及び負極整流子５４は、半導体、及びリード５３１、５４１を有しており、その半導体とリード５３１、５４１とは、半田を介して接合されている。その正極整流子５３、及び負極整流子５４の半導体は、ステータコイル２２で発生する交流電流を直流電流に変換し、その変換された直流電流は、リード５３１、５４１を介して図示しない車両のバッテリ等に伝送される。さらに、正極整流子５３、及び負極整流子５４には、樹脂、又はゴムにより形成され、半導体等を封止する封止部６１が設けられている。なお、本実施形態の正極整流子５３、及び負極整流子５４は、同方向に配置されている。
【００３３】
端子台５５は、ボルト５９が貫通する筒部６２を有している。また、端子台５５には、ターミナル５７がモールド成形により一体に固定されている。さらに、端子台５５は、正極放熱板５１、樹脂スペーサ５８、及び負極放熱板５２の順に積み重ねた状態でボルト５９、及びナット６０により、リア側ハウジング４２に固定されている。ターミナル５７は、正極整流子５３のアノード、及び負極整流子５４カソードと溶接により接合されている。さらに、ターミナル５７は、ステータコイル２２の各相出力端を構成するステータリード２３と溶接により接合されている。
【００３４】
レギュレータ５６は、リア側ハウジング４２の外側に配置されており、発電の状況を判別し、発電を制御するものである。
【００３５】
カバー６は、アルミ製鋼板をプレス成形したものであり、整流装置５、レギュレータ５６、及びブラシ３８、３９等の電気部品を覆い、保護するようにリア側ハウジング４２の外側に結合されている。また、カバー６には、複数の冷却風の吸入口（図示せず）が形成されている。
【００３６】
プーリ７は、ロータ３のフロント側の端部と結合されており、図示しないエンジンからの動力をベルトを介してロータ３に伝達するものである。このプーリ７が回転することで、ロータ３を所定方向に回転させる。
【００３７】
次に、本発明の特徴部分である整流装置５の構造について詳しく説明する。図３に示すように、ターミナル５７は、略円錐状に形成されており、ターミナル５７の略円錐状の底の部分は、正極整流子５３、及び負極整流子５４の封止部６１の全面と対向して配置されている。また、ターミナル５７には、正極整流子５３、及び負極整流子５４のリード５３１、５４１が貫通する孔５７１が空けられている。その孔５７１の径は、リード５３１、５４１の突出方向に漸減している。さらに、ターミナル５７の円錐面５７２は、凹型に形成されている。なお、このターミナル５７の形状は、バーリング形状と呼ばれる。
【００３８】
また、リード５３１、５４１は、孔５７１に貫通され、溶接によりターミナル５７と接合されている。ここで、正極整流子５３のアノードは、ターミナル５７と接続されており、正極整流子５３のカソードは、正極放熱板５１に接続されている。また、負極整流子５４のアノードは、負極放熱板５２と接続されており、負極整流子５４のカソードは、ターミナル５７と接続されている。
【００３９】
以上のように構成された車両用交流発電機１の整流装置５のターミナル５７は、略円錐状に形成されており、正極整流子５３、及び負極整流子５４の封止部６１の全面と対向して配置されている。この構成により、封止部６１は、ターミナル５７にガードされている。そのため、カバー６の外部から導入された水分、及び塩分等を含んでいる冷却風は、ターミナル５７に当たり、封止部６１には、当たらない。これにより、封止部６１の内部への水分、及び塩分等の浸透を抑制することができる。よって、正極整流子５３、及び負極整流子５４の半導体の劣化を抑制することができる。
【００４０】
また、ターミナル５７の孔５７１の径は、リード５３１、５４１の突出方向に漸減している。この構成により、リード５３１、５４１を孔５７１に貫通させる時、リード５３１、５４１と孔５７１との位置が少しずれていても孔５７１の内周がガイドの役割を果たす。そのため、リード５３１、５４１を孔５７１に容易に貫通させることができる。よって、組付け性を向上することができる。
【００４１】
また、ターミナル５７は、封止部６１の全面と対向して配置されている。このことから、ターミナル５７は、封止部６１よりも大きく形成されている。そのため、ターミナル５７の放熱性は、増大する。これにより、リード５３１、５４１とターミナル５７とを溶接により接合する時に発生する熱の放熱性は、向上する。このことから、リード５３１、５４１とターミナル５７とを溶接により接合する時に発生する熱の放熱性を向上させるためにリード５３１、５４１を治具で押さえる必要がなくなる。よって、組付けを容易にすることができる。
【００４２】
さらに、リード５３１、５４１は、孔５７１に貫通されているため、リード５３１、５４１とターミナル５７とを接合する際に行う溶接を容易にすることができる。
【００４３】
なお、本実施形態での整流装置５を覆う保護部材は、カバー６により成されているが、リア側ハウジング４２を保護部材として整流装置５を覆っていてもよい。
【００４４】
（第２実施形態）
図４は、本実施形態の車両用交流発電機１の全体構造を示した断面図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００４５】
図４に示すように本実施形態での正極整流子５３のリード５３１は、カバー６の吸入口方向とは逆方向に突出している。また、負極整流子５４のリード５４１は、カバー６の吸入口方向に突出している。つまり、正極整流子５３、及び負極整流子５４は、対向して配置され、且つ正極放熱板５１の貫通孔８３、及び負極放熱板５２の貫通孔８３に嵌合されている。また、正極整流子５３と接合される部分のターミナル５７は、正極整流子５３の封止部６１と対向して配置されておらず、且つ正極整流子５３の封止部６１の全面と対向して形成されていない。
【００４６】
この構成により、冷却風は、正極放熱板５１の正極整流子５３のリード５３１、５４１が突出している側とは逆側の面に当たり、正極整流子５１の封止部６１に当たらない。また、負極整流子５４の封止部６１は、第１実施形態と同様にターミナル５７によりガードされているため、冷却風は、封止部６１に当たらない。そのため、封止部６１の内部へ水分、及び塩分等が浸透することを抑制できる。よって、正極整流子５３、及び負極整流子５４の半導体の劣化を抑制することができる。
【００４７】
また、正極整流子５３のリード５３１は、負極整流子５４側に突出し、且つ負極整流子５４のリード５４１は、正極整流子５３側に突出している。この構成により、正極整流子５３が嵌合される正極放熱板５１と負極整流子５４が嵌合される負極放熱板５２との間隔を狭めることが可能になる。これにより、エンジンルーム内の補機類の過密化に対応した軸方向寸法短縮による発電機全体の小型化を可能とする車両用交流発電機１の整流装置５を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用交流発電機の全体構造を示した断面図である。
【図２】図１の整流装置を図１の右側から見た平面図である。
【図３】図１の整流装置の部分断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る車両用交流発電機の全体構造を示した断面図である。
【図５】従来の車両用交流発電機の全体構造を示した図である。
【図６】図５の整流装置を図５の右側から見た平面図である。
【図７】図５の整流装置の一部分の拡大図である。
【符号の説明】
１…車両用交流発電機、
２…ステータ、
３…ロータ、
４…ハウジング、
５…整流装置、
６…カバー、
７…プーリ、
２１…ステータコア、
２２…ステータコイル、
２３…ステータリード、
３１…シャフト、
３２ａ、３２ｂ…ロータコア、
３３…ロータコイル、
３４、３５…スリップリング、
３６…フロント側冷却ファン、
３７…リア側冷却ファン、
３８、３９…ブラシ、
４１…フロント側ハウジング、
４２…リア側ハウジング、
５１…正極放熱板、
５２…負極放熱板、
５３…正極整流子、
５４…負極整流子、
５５…端子台、
５６…レギュレータ、
５７…ターミナル、
５８…樹脂スペーサ、
６１…封止部、
８１…吸気孔、
８２…排気孔、
８３…貫通孔８３。
【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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