JP3307506B2 - 車両用交流発電機の制御装置および車両用交流発電機 - Google Patents

車両用交流発電機の制御装置および車両用交流発電機

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、車両用交流発電機の
制御装置、および車両に搭載されその制御装置を用いて
蓄電池等の電気負荷に電力を供給する車両用交流発電機
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の車両用交流発電機1の側断
面図、図7は図6の要部断面図であり、フロントブラケ
ット2aとリヤブラケット2bとがボルト3により一体
化されて、ブラケット2が構成されている。ブラケット
2の内壁面には、固定子鉄芯6に固定子巻線7が巻回さ
れて構成された固定子5が配設されている。ブラケット
2の中心軸線上には、回転軸8が貫通しており、またそ
の回転軸8の両端は軸受9で回転自在に支持されてい
る。回転軸8の中間部には図示しない励磁コイルを内蔵
した励磁鉄心10が固定されている。
【0003】ブラケット2内の片側には車両用交流発電
機1の電圧を制御する制御装置11が配設されている。
この制御装置11のホルダ12内には一対のブラシ13
が配設されている。このブラシ13はスプリング14の
所定の圧力で、回転軸8に固定されたスリップリング1
5に摺接するようになっている。制御装置11に回転軸
8を介して対向する位置に、固定子巻線7の交流出力を
直流に変換する整流装置16が配設されている。この整
流装置16に対向して励磁コイルに電流を供給する補助
整流装置17が配設されている。
【0004】図8は図7中の制御装置11のみの平面図
であり、図9は図8をA方向から見た図、図10は図8
を矢印B方向から見たときの図である。また、図11は
図8中のC−C線に沿う断面図であり、図12は図10
の要部断面図である。ホルダ12には外部接続用コネク
タ18が一体成形されている。ホルダ12内には、ヒー
トシンク24上に積層されたセラミックス製の基板19
が配設されている。この基板19上には、車両用交流発
電機の電圧を制御する、電子部品および集積回路が組み
合わされたハイブリッドIC21が設けられている。ハ
イブリッドIC21の回路構成は図13のごとくである
が、詳細は後述する。ホルダ12内には、電圧調整回路
を構成するハイブリッドIC21を水、塵埃等から保護
するためのシリコン樹脂製の充填物22が充填されてい
る。基板19の両側にはハイブリッドIC21の板状の
第1のリード線23a、第2のリード線23bが立設さ
れている。第1のリード線23aの先端部は交流発電機
1に接続された第1の接続導体70aに接続されてい
る。第2のリード線23bの先端部はバッテリ(図示せ
ず)に接続された第2の接続導体70bに接続されてい
る。接続導体70a、70bは薄い鋼板をプレスで打ち
抜いて製作され、ホルダ12にインサートモールドされ
ている。
【0005】図13は交流発電機1を車両に搭載したと
きの結線図であり、図における発電検出制御器600が
ハイブリッドIC21で構成されている。交流発電機1
は、例えば星型結線された3相電機子コイル101およ
び励磁コイル102を有している。交流発電機1に接続
された全波整流器200は整流出力端子201、接地端
子202および交流発電機1の電機子コイル101の一
端に接続された入力端子203を有すると共に、入力端
子203と、それぞれ整流出力端子201、接地端子2
02の間に接続されたダイオードを有している。全波整
流器200に接続された電圧調整部300は、発電機電
圧検出用分圧抵抗301、302、この分圧抵抗30
1,302の接続点にカソードが接続されたツェナーダ
イオード303、このツェナーダイオード303のアノ
ードにベースが接続されかつエミッタが接地された制御
用トランジスタ304、この制御用トランジスタ304
のコレクタに一端が接続されたベース電流供給用抵抗3
05、制御用トランジスタ304のコレクタにベースが
接続され、エミッタが接地されかつコレクタが交流発電
機1の励磁コイル102を介して全波整流器200の整
流出力端子201に接続された開閉素子、例えばパワー
トランジスタ306、並びにこのパワートランジスタ3
06のコレクタ、整流出力端子201間にアノード、カ
ソードが接続されたサプレッション用ダイオード307
を有している。
【0006】400は全波整流器200の整流出力端子
201と接地との間に接続されたバッテリ、500はこ
のバッテリ400の正端子と電圧調整部300中のベー
ス電流供給用抵抗305の他端との間に接続されたキー
スイッチ、600はこのキースイッチ500と交流発電
機1および電圧調整部300との間に接続された発電検
出制御器であって、全波整流器200の一つの入力端子
203、従って交流発電機1の一個の電機子コイル10
1に一端が接続された平滑用抵抗601、この平滑用抵
抗601の他端にアノードが接続された逆流阻止用ダイ
オード602、この逆流阻止用ダイオード602のカソ
ードと接地の間に接続された平滑用コンデンサ603、
逆流阻止用ダイオード602のカソードに一端が接続さ
れた平滑用抵抗604、この平滑用抵抗604の他端に
ベースが接続されかつエミッタが接続された制御器トラ
ンジスタ605、この制御器トランジスタ605のコレ
クタとキースイッチ500との間に接続されたベース電
流供給用抵抗606、および制御用トランジスタ605
およびコレクタにベースが接続されかつエミッタが接地
された開閉素子、例えばパワートランジスタ607を有
している。そして、700はこのパワートランジスタ6
07とキースイッチ500との間に接続された表示ラン
プである。
【0007】上記構成の車両用交流発電機1では、キー
スイッチ500をONにすると、この時には交流発電機
1はまだ発電を開始していないので、後述する発電信号
を発電検出用制御器600へ供給せず、従って制御用ト
ランジスタ605は不導通のままである。しかし、キー
スイッチ500のONによってバッテリ400からベー
ス電流供給用抵抗605を通してパワートランジスタ6
07のベースに電流が流れることにより、パワートラン
ジスタ607は導通して表示ランプ700を点灯させ、
これにより交流発電機1が発電停止状態にあることを表
示する。
【0008】また、キースイッチ500のON時のバッ
テリ400の電圧は電圧調整器300中のツェナーダイ
オード303を導通させる程高くなるので、制御用トラ
ンジスタ304も不導通のままである。従って、バッテ
リ400からの電流がベース電流供給用抵抗305を通
ってパワートランジスタ607のベースに流れることに
より、パワートランジスタ607が導通して励磁コイル
102に励磁電流を流させる。
【0009】この励磁電流で励磁コイル102が励磁さ
れると、交流発電機1は駆動され発電を開始し、その電
機子コイル101から発電検出制御器600へ発電信号
を供給するとともに、その出力電圧を上昇する。上述し
た発電信号が供給されると、発電検出制御器600中の
制御用トランジスタ605が導通させられるので、パワ
ートランジスタ607は不導通にされかつ表示ランプ7
00は消灯され、交流発電機1は発電を開始したことを
表示する。
【0010】また、交流発電機1の出力電圧が所定値よ
りも低い時には、ツェナーダイオード303および制御
用トランジスタ304は不導通のままであり、パワート
ランジスタ306は導通し続ける。そのため、励磁コイ
ル102に流れる励磁電流が増加し、交流発電機1の出
力電圧はさらに上昇する。そして、出力電圧が所定値を
越えると、ツェナーダイオード303および制御用トラ
ンジスタ304は導通し、パワートランジスタ306は
不導通になる。その結果、励磁コイル102に流れる励
磁電流は減少し、出力電圧も低下する。以上の動作を繰
り返すことにより発電機出力電圧は、電圧調整部300
によって所定値に調整される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用交流発電
機の制御装置は、以上のように構成され、ホルダ12に
設けられた接続導体70a、70bの配列は、励磁コイ
ル102やバッテリ400との接続を容易にするために
左右2列に分けて配置されている。一方、制御器は、図
10ないし図12に示されているようにセラミック基板
19に電子部品が実装された、電圧調整部であるHIC
21と、左側の列に4本(第13図において、符号d,
e,f,gの箇所)の第1のリード線23a、右側の列
に3本(第13図において、符号a,b,cの箇所)の
接続用の第2のリード線23bとを有しており、ホルダ
12に組み付けられている。
【0012】ところで、上記のような、各種制御素子が
露出したHIC21を有する開放タイプの制御器は、一
般的に仕様変更に柔軟に対応できるため非標準品あるい
は準標準品の制御装置に使用されるが、各種制御素子が
露出しているため、制御器をホルダ12に組み付けられ
るまでの搬送および組み付け過程での取り扱いに細心の
注意を払わなければならず、また自動組み立てが困難で
あるという課題があった。
【0013】そこで、仕様が標準品として規格化された
制御器の場合には、パッケージタイプの制御器を用いる
ことにより、上記のような取扱上の問題点を解決し、自
動組立を容易にしたいという要求がある。
【0014】上記のように、非標準品、準標準品の仕様
の制御器では開放タイプの制御器を使用し、標準品の仕
様の制御器ではパッケージタイプの制御器を使用するよ
うに使い分けるとして、パッケージタイプの制御器を製
作する場合、回路基板に対する取付易さ、省スペースの
利点から、リード端子がパッケージの片側に配列された
シングルインラインパッケージタイプの制御器を製作す
るのが一般的である。従って、開放タイプの制御器では
第1および第2のリード線23a、23bが左右両側に
2列に別れて配列されているが、パッケージタイプの制
御器ではリード端子が片側1列に配列されており、その
リード端子の配置に合わせて接続導体が位置決めされて
配置されたホルダを用意しなければならない、つまり、
開放タイプの制御器を装着しうるホルダ12と、パッケ
ージタイプの制御器を装着しうるホルダとの2種類のホ
ルダをわざわざ用意しなければならないという課題があ
った。
【0015】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、例えばシングルインライン形モールド
パッケージの電圧調整部を用いた場合でも、開放タイプ
の制御装置の既設のホルダを用いることができる車両用
交流発電機の制御装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1の車
両用交流発電機の制御装置は、制御器を、片側にリード
端子が配列されたシングルインラインパッケージタイプ
の電圧調整部と、2列に配列されているとともに一端が
上記リード端子に接続され他端が接続導体に接続される
複数の中継リード線とされる中継用アダプタとにより構
成したものである。
【0017】この発明の請求項2の車両用交流発電機の
制御装置は、請求項1の中継用アダプタの中継リード線
の他端の配置を、接続導体のダブルインラインモールド
パッケージのリード端子の配置に合わせたものである。
【0018】この発明の請求項3の車両用交流発電機の
制御装置は、請求項1または請求項2の中継用アダプタ
に、電圧調整部に対する中継用アダプタを位置決めする
位置決め部を設けたものである。
【0019】この発明の請求項4の車両用交流発電機の
制御装置は、請求項1ないし請求項3のいずれかの電圧
調整部に、電圧調整部で発生する熱を放熱するヒートシ
ンクを一体に取り付けたものである。
【0020】この発明の請求項5の車両用交流発電機の
制御装置は、請求項4の電圧調整部のパッケージとヒー
トシンクとを樹脂成形材で一体に成形したものである。
【0021】この発明の請求項6の車両用交流発電機
は、制御器を、片側にリード端子が配列されたシングル
インラインパッケージタイプの電圧調整部と、2列に配
列されているとともに一端が上記リード端子に接続され
他端が接続導体に接続され複数の中継リード線とされた
中継用アダプタとにより構成したものである。
【0022】この発明の請求項7の車両用交流発電機
は、請求項6の中継用アダプタの中継リード線の他端の
配置を、接続導体のダブルインラインモールドパッケー
ジのリード端子の配置に合わせたものである。
【0023】
【作用】この発明の請求項1または2の制御器において
は、電圧調整部のリード端子の位置が接続導体の位置に
対応していない場合でも、電圧調整部のリード端子と接
続導体との間に介在した中継用アダプタにより、リード
端子と接続導体とは簡単に接続され、また電圧調整部の
リード端子の配置が異なる場合でも、同一のホルダで賄
うことができる。
【0024】この発明の請求項3の車両用交流発電機の
制御装置においては、請求項1または2の中継用アダプ
タに位置決め部を設けたことにより、電圧調整部に対し
て中継用アダプタが所定の位置に容易に位置決めされ
る。
【0025】この発明の請求項4の車両用交流発電機の
制御装置においては、請求項1ないし3のいずれかに記
載の電圧調整部に、ヒートシンクを一体に取り付けたこ
とにより、電圧調整部で発生した熱はヒートシンクによ
り外部に容易に放出される。
【0026】この発明の請求項5の車両用交流発電機の
制御装置においては、請求項4記載の電圧調整部のパッ
ケージとヒートシンクとを樹脂で一体成形したことによ
り、別体のヒートシンクを用意して、電圧調整部に組み
立てる必要性はない。
【0027】この発明の請求項6または請求項7の車両
用交流発電機においては、制御器の電圧調整部から突出
した複数のリード端子に中継用アダプタの中継リード線
の一端を接続し、中継リード線の他端を接続導体に接続
したことにより、電圧調整部のリード端子の位置が異な
る場合でも、同一のホルダで賄うことができる。
【0028】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の実施例をついて説明する。
図1はこの発明の一実施例を示す制御装置の一部切欠き
側断面図であり、図6ないし図13と同一または相当部
分は同一符号を付し、その説明は省略する。制御器50
のホルダ12内には、車両用交流発電機で発生する電圧
を制御する直方体形状(25×20×5[mm])の
電圧調整部51が配設されている。電圧調整部51は銅
のフレーム58上にハイブリッドIC59が搭載され、
周囲がエポキシ樹脂でモールディングされ、かつその片
側からは8本(この内1本はダミー)のリード端子52
が外部に突出している。
【0029】図2は図1の要部分解斜視図であり、シン
グルインラインパッケッージタイプの電圧調整部51上
に設けられる中継用アダプタ53は、リード端子52
a、52b、52cにそれぞれ超音波溶接により接続さ
れる第1の中継リード線54a、54b、54cと、リ
ード端子52d、52e、52f、52gにそれぞれ超
音波溶接により接続される第2の中継リード線54d、
54e、54f、54gとが、第1の位置決め部55a
と第2の位置決め部55bとにより一体化されて構成さ
れている。第1の位置決め部55aおよび第2の位置決
め部55bはそれぞれ樹脂で形成された断面Lの字形状
になっており、これら第1および第2の位置決め部55
a、55bがそれぞれ電圧調整部51の両側面に当接し
て、電圧調整部51に対して中継用アダプタ53が位置
決めされる。
【0030】リード端子52a、52b、52c(図1
3の端子a,b,cに相当)にそれぞれ接続された第1
の中継リード線54a、54b、54cは、第1の位置
決め部55aから立ち上がって延びて、交流発電機1の
界磁コイル102、アース、電機子コイル101にそれ
ぞれ接続された第1の接続導体70aに半田付けで接続
されている。リード端子52d,52e,52f、52
g(図13の端子d,e,f,gに相当)にそれぞれ超
音波溶接で接続された第2の中継リード線54d、54
e、54f、54gは、電圧調整部51の上面を跨いで
第2の位置決め部55bまて延び、その第2の位置決め
部55bから立ち上がって、バッテリ400に接続され
た第2の接続導体70bに半田付けで電気的に接続され
ている。電圧調整部51に対して第1および第2の位置
決め部55a,55bにより位置決めされた中継用アダ
プタ53は、電圧調整部51およびヒートシンク24と
ともにねじ56により一体化されている。
【0031】上記のように構成された車両用交流発電機
では、シングルインラインパッケージタイプの電圧調整
部51の片側から突出した複数のリード端子52a〜5
2cが、第1の中継リード線54a〜54c、3本の第
1の接続導体70aを介して交流発電機1およびアース
に接続され、リード端子52d〜52gが第2の中継リ
ード線54d〜54g、4本の第2の接続導体70bを
介してバッテリ400に電気的に接続されるようになっ
ている。つまり、電圧調整部51と、交流発電機1、バ
ッテリ38とは中継用アダプタ53を介在したことによ
り、ハイブリッドIC21で構成された開放タイプの電
圧調整部に用いられるホルダ12をそのままパッケージ
タイプの電圧調整部にも適用することができる。また、
中継用アダプタの中継リード線の先端部を、ダブルイン
ラインモールドパッケージのリード端子の標準配置に合
わせるようにした場合には、制御装置はシングルインラ
インパッケージタイプの電圧調整部に中継用アダプタを
設けたものとダブルインラインパッケージタイプの電圧
調整部に中継用アダプタを設けていないものとが寸法的
に互換性を有する。
【0032】実施例2.図3はこの発明の他の実施例を
示す制御装置60の一部切り欠き断面図であり、この制
御器60の電圧調整部61は、ヒートシンク62も、例
えばエポキシ樹脂にアルミナが混在したもの(60×1
0ー[Kcal/cm・sec・℃])で一体に成形
されており、そのため別体のヒートシンクを用意し、こ
のヒートシンクを電圧調整部に組み付ける工程を削減で
きる。
【0033】実施例3.なお、図4および図5に示すよ
うに、中継リード線63の先端部に切欠き部64を形成
することにより、先端部は折曲され易くなり制御器の組
み立て作業性が向上する。また、上記実施例の場合、ホ
ルダ12はブラシ13を収納したものについて説明した
が、ホルダに制御器のみが収納されるものにもこの発明
の制御器を装着することができるのは勿論である。さら
に、電圧調整部51に対する中継用アダプタ53の位置
決め部を電圧調整部51の4方を取り囲むように形成し
てもよい。さらにまた、ハイブリッドICではなくワン
チップICをエポキシ樹脂でモールディングして電圧調
整部を構成してもよい。また、電圧調整部を樹脂でモー
ルドパッケージで構成する代わりにセラミックス製パッ
ケージで構成してもよい。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
1の車両用交流発電機の制御装置によれば、制御器の電
圧調整部のリード端子の位置が接続導体の位置に対応し
ていない場合でも、電圧調整部のリード端子と接続導体
との間に介在した中継用アダプタにより、リード端子と
接続導体とを簡単に接続することができ、また電圧調整
部のリード端子の配置が異なる場合でも、同一のホルダ
で賄うことができる効果がある。
【0035】また、この発明の請求項2の車両用交流発
電機の制御装置によれば、請求項1に記載の制御装置に
おいて、ダブルインラインモールドパッケージタイプの
電圧調整部と接続において互換性を有する効果がある。
【0036】また、この発明の請求項3の車両用交流発
電機の制御装置によれば、請求項1または請求項2に記
載の中継用アダプタにおいて、中継用アダプタに位置決
め部を設けたことにより、電圧調整部に対して中継用ア
ダプタが所定の位置に容易に位置決めでき、請求項1ま
たは請求項2の発明の効果を得ることができるととも
に、電圧調整部のリード端子と中継用アダプタの中継リ
ード線との接続を容易に行うことができる効果もある。
【0037】また、この発明の請求項4の車両用交流発
電機の制御装置によれば、請求項1ないし請求項3のい
ずれかに記載の電圧調整部において、電圧調整部にヒー
トシンクを一体に取り付けたことにより、請求項1ない
し請求項3のいずれかの発明の効果を得ることができる
とともに、電圧調整部で発生した熱はヒートシンクによ
り外部に容易に放出され、制御装置の信頼性が向上する
効果もある。
【0038】また、この発明の請求項5の車両用交流発
電機の制御装置によれば、請求項4に記載の電圧調整部
において、電圧調整部とヒートシンクとを樹脂で一体成
形したことにより、請求項4の発明の効果を得ることが
できるとともに、別体のヒートシンクを電圧調整部に組
み立てる工程を削除することができる効果もある。
【0039】また、この発明の請求項6または請求項7
の車両用交流発電機によれば、制御器の電圧調整部から
突出した複数のリード端子に中継用アダプタの中継リー
ド線の一端を接続し、中継リード線の他端を接続導体に
接続したことにより、電圧調整部のリード端子の位置が
異なる場合でも、同一のホルダで賄うことができる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1を示す制御器の一部切り
欠き側断面図である。
【図2】 図1の要部分解斜視図である。
【図3】 この発明の実施例2を示す制御器の一部切り
欠き側断面図である。
【図4】 この発明の実施例3の中継用アダプタの正面
図である。
【図5】 図4の側面図である。
【図6】 従来の車両用交流発電機の一例を示す側断面
図である。
【図7】 図6の要部断面図である。
【図8】 図7の制御器の正面図である。
【図9】 図8をA方向から見た図である。
【図10】 図8をB方向から見た図である。
【図11】 図8のCーC線に沿う断面図である。
【図12】 図8の一部切り欠き断面図である。
【図13】 車両用交流発電機の電気回路図である。
【符号の説明】
1 車両用交流発電機、8 回転軸、10 磁極鉄心、
24 ヒートシンク、50 制御装置、51 電圧調整
部、52a〜52g リード端子、53 中継用アダプ
タ、54a〜54g 中継リード線、55a、55b
位置決め部、60 制御装置、61 電圧調整部、62
ヒートシンク、63 中継リード線、70a 第1の
接続導体、70b 第2の接続導体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 19/36 H02P 9/30

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両用交流発電機の励磁コイルの電流を
    制御して発生電圧を調整する電圧調整部と、この電圧調
    整部に接続される複数の中継リード線とを有する制御器
    を備え、 この制御器は、バッテリと上記励磁コイルとにそれぞれ
    接続される接続導体を有するホルダに装着され、その中
    継リード線が上記接続導体に接続される車両用交流発電
    機の制御装置において、 上記制御器を、片側にリード端子が配列されたシングル
    インラインパッケージタイプの上記電圧調整部と、2列
    に配列されているとともに一端が上記リード端子に接続
    され他端が上記接続導体に接続される上記中継リード線
    とされた中継用アダプタとにより構成されたことを特徴
    とする車両用交流発電機の制御装置。
  2. 【請求項2】 中継用アダプタの中継リード線の他端の
    配置を、ダブルインラインモールドパッケージのリード
    端子の配置に合わせたことを特徴とする請求項1記載の
    車両用交流発電機の制御装置。
  3. 【請求項3】 中継用アダプタに、中継用アダプタの電
    圧調整部に対する位置決めをする位置決め部を設けたこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2記載の車両用交
    流発電機の制御装置。
  4. 【請求項4】 電圧調整部に発生する熱を放熱するヒー
    トシンクを電圧調整部と一体に取り付けたことを特徴と
    する請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両用
    交流発電機の制御装置。
  5. 【請求項5】 電圧調整部のパッケージとヒートシンク
    とを樹脂成形材で一体に成形したことを特徴とする請求
    項4記載の車両用交流発電機の制御装置。
  6. 【請求項6】 励磁コイルと、 この励磁コイルとバッテリとにそれぞれ接続される接続
    導体を有するホルダと、 上記励磁コイルの電流を制御して発生電圧を調整する電
    圧調整部と、この電圧調整部に接続された複数の中継リ
    ード線とを有し、上記ホルダに装着されるとともに上記
    中継リード線が上記接続導体に接続された制御器とを備
    えた車両用交流発電機において、 上記制御器を、片側にリード端子が配列されたシングル
    インラインパッケージタイプの電圧調整部と、2列に配
    列されているとともに一端が上記リード端子に接続され
    他端が上記接続導体に接続され上記中継リード線とされ
    た中継用アダプタとにより構成したことを特徴とする車
    両用交流発電機。
  7. 【請求項7】 中継用アダプタの中継リード線の他端の
    配置を、ダブルインラインモールドパッケージのリード
    端子の配置に合わせたことを特徴とする請求項6記載の
    車両用交流発電機。
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