JP3579298B2

JP3579298B2 - 車両用交流発電機

Info

Publication number: JP3579298B2
Application number: JP18355499A
Authority: JP
Inventors: 洋二仁川; 克己足立
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: FR2795880A1; US6291913B1; GB2352565B; GB2352565A; KR20010006767A; FR2795880B1; JP2001016829A; KR100364015B1; GB9927789D0

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ステータで生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器で生じたサージを吸収するサージ吸収器を備えた車両用交流発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の車両用交流発電機（以下発電機と略称する。）の側断面図、図９は図８の発電機の内部正面図、図１０は図８の発電機の内部を矢印Ａの方向で視たときの図（但し、電圧調整器は断面図である。）、図１１は図８の発電機の内部を矢印Ｂの方向で視たときの図、図１２は図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図（但し、サージ吸収器は断面されていない。）、図１３は図１２のサージ吸収器の分解斜視図である。
この発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット１及びリヤブラケット２から構成されたケース３と、このケース３内に設けられ一端部にプーリ４が固定されたシャフト６と、このシャフト６に固定されたランドル形の回転子７と、回転子７の両側面に固定されたファン５と、ケース３内の内壁面に固定されたステータ８と、シャフト６の他端部に固定され回転子７に電流を供給するスリップリング９とを備えている。
また、発電機は、インサート導体がＰＰＳ樹脂によるインサートモールド成形で内部に埋設されたベース１００と、このベース１００と一体化されスリップリング９に摺動する一対のブラシ１０を収納孔１１ａに収納したブラシホルダ１１と、ステータ８に電気的に接続されステータ８で生じた交流を直流に整流する整流器１２と、ブラシホルダ１１に嵌着され、ステータ８で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器１３と、ファン５に対向して設けられファン５の回転によりケース３内に吸入される空気を電圧調整器１３に導くとともに整流する円弧状の整流板１４と、ベース１００と一体化され、電圧調整器１３の電圧調整により発生するサージを吸収するサージ吸収器１５と、ベース１００と一体化されたコネクタ１６とを備えている。
【０００３】
回転子７は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル１７と、この回転子コイル１７を覆って設けられその磁束によって磁極が形成されるポールコア１８とを備えている。
ステータ８は、固定子コア１９と、この固定子コア１９に導線が巻回され回転子７の回転に伴い、回転子コイル１７からの磁束の変化で交流が生じるステータコイル２０とを備えている。
【０００４】
電圧調整器１３は、ブラシホルダ１１に形成された凹部形状の収納部２１に収納されている。この電圧調整器１３は、基板２２と、この基板２２にＩＣチップ等が実装された電圧調整回路部２３と、この電圧調整回路部２３をベース１００内のインサート導体に電気的に接続したリードピン２４と、基板２２に固定された冷却板２５と、電圧調整回路部２３を封止した樹脂部２６とを備えている。
サージ吸収器１５は、図１２及び図１３に示すように、ケース２７と、このケース２７内に設けられ電圧調整器１３の電圧調整により発生するサージを吸収し、オーディオ及びブロワファン等の車両電気負荷装置へのノイズ伝播を防止するとともに全体形状が直方体形状のコンデンサ素子３０とを備えている。このサージ吸収器１５はベース１００に形成された受け部３２に挿着されている。このとき、コンデンサ素子３０の正極側端子３３及び負極側端子３４はベース１００内のインサート導体のターミナル３５と半田付けにより固定されている。
【０００５】
図１４及び図１５に示すコネクタ１６は、バッテリ電圧を検知する端子と発電機の過電圧及び無発電を車両運転者に警報させるための端子３６を備えている。これらの端子３６はインサート導体のターミナルで構成されている。コネクタ１６は、外部コネクタ３７が挿入される構造上、開口部３９が外部コネクタ３７の外径寸法に対して余裕を持つ寸法で形成されている。そのため、開口部３９の背面には、開口部３９から空気がファン５の回転によってケース３の内部に吸入されるのを防ぐ背面部３８が形成されている。また、コネクタ１６のファン５との対向面には平面部４０が形成されている。この平面部４０は、ベース１００と軸方向に重ねて設けられた整流板１４と同一平面上にあり、これにより、回転するファン５の空気は平面部４０及び整流板１４では円滑に流れ、風騒音は低減されている。
【０００６】
上記構成の発電機では、バッテリ（図示せず）からブラシ１０、スリップリング９を通じて回転子コイル１７に電流が供給されて磁束が発生する。一方、エンジンによってプーリ４は駆動され、シャフト６によって回転子７が回転するため、ステータコイル２０には回転磁界が与えられ、ステータコイル２０には起電力が生じる。この交流の起電力は、整流器１２を通って直流に整流されるとともに、電圧調整器１３によりその大きさが調整されて、バッテリに充電される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の発電機では、ノイズ伝播を防止するサージ吸収器１５は、ベース１００に形成された受け部３２に挿着され、コンデンサ素子３０の正極側端子３３及び負極側端子３４がインサート導体のターミナル３５と半田付けされて、ベース１００に固定されている。つまり、サージ吸収器１５は、端子３３，３４で保持されているので、エンジンの振動等に伴い、サージ吸収器１５に作用する動荷重は端子３３，３４に集中し、その端子３３，３４で破損する虞があるという問題点があった。
【０００８】
また、その端子３３，３４は外部に露出しているので、塩水等の被水により金属製の正極側端子３３に電蝕が生じたり、自然発錆により、端子３３，３４とインサート導体のターミナル３５との接合部で断線するという問題点もあった。
【０００９】
また、インサート導体のターミナル３５とコンデンサ素子３０の端子３３，３４との接合は、軸線方向に沿って端子３３，３４をターミナル３５に面接触で重ねた状態で、半田付けして行われているので、溶接作業は図１２において矢印Ｃの方向からしか行うことができないとともに、例えばターミナル３５の形状不良により、接合強度が不安定であるという問題点もあった。
【００１０】
この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、サージ吸収器の端子とインサート導体のターミナルとが確実に、かつ強固に接合された車両用交流発電機を得ることを目的とするものである。
【００１５】
この発明の請求項１に係る車両用交流発電機では、整流板の収納部に収納されたサージ吸収器は、正極側端子及び負極側端子が前記第２のインサート導体の前記ターミナルに電気的に接合されたコンデンサ素子と、正極側端子及び負極側端子を含めてコンデンサ素子の全体を覆った樹脂部とから構成されている。
【００１６】
この発明の請求項２に係る車両用交流発電機では、整流板の収納部は、コネクタにファン側に隣接して設けられ、ファンの回転によりコネクタを通じてケース内に吸入される空気を遮断するようになっている。
【００１７】
この発明の請求項３に係る車両用交流発電機では、コンデンサ素子は、両側面からステップ形状に露出した正極側端子及び負極側端子のそれぞれの先端部がターミナルと弾性的に当接している。
【００１８】
この発明の請求項４に係る車両用交流発電機では、整流板、第２のインサート導体、ベース及びケースは取付ねじで一体化されており、この取付ねじを介して、コンデンサ素子の負極側端子はケースと電気的に接続されてアースされている。
【００１９】
この発明の請求項５に係る車両用交流発電機では、樹脂部はエポキシ樹脂で構成されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１の車両用交流発電機（以下、発電機と略称する。）について説明するが、図８ないし図１１と同一または相当部分は同一符号を付して、説明する。
図１及び図２はこの発明の実施の形態１の発電機の要部斜視図、図３は図１のものがリアブラケット２に収納されたときに図１のものをＩＩＩーＩＩＩ線に沿って視たときの断面図である。
この発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット１及びリヤブラケット２から構成されたケース３と、このケース３内に設けられ一端部にプーリ４が固定されたシャフト６と、このシャフト６に固定されたランドル形の回転子７と、回転子７の両側面に固定されたファン５と、ケース３内の内壁面に固定されたステータ８と、シャフト６の他端部に固定され回転子７に電流を供給するスリップリング９とを備えている。
また、発電機は、インサート導体がインサートモールド成形で内部に埋設されたベース２００と、このベース２００と一体化されスリップリング９に摺動する一対のブラシ１０を収納孔１１ａに収納したブラシホルダ１１と、ステータ８に電気的に接続されステータ８で生じた交流を直流に整流する整流器１２と、ブラシホルダ１１に嵌着され、ステータ８で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器１３と、ファン５に対向して設けられファン５の回転によりケース３内に吸入される空気を電圧調整器１３に導く円弧状の整流板５０と、電圧調整器１３の電圧調整により発生するサージを吸収してオーディオ及びブロワファン等の車両電気負荷装置へのノイズ伝播を防止するサージ吸収器５１と、このサージ吸収器５１にファン５の反対側に隣接して設けられベース２００と一体化されコネクタ５２とを備えている。
【００２１】
回転子７は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル１７と、この回転子コイル１７を覆って設けられその磁束によって磁極が形成されるポールコア１８とを備えている。
ステータ８は、固定子コア１９と、この固定子コア１９に導線が巻回され回転子７の回転に伴い、回転子コイル１７からの磁束の変化で交流が生じるステータコイル２０とを備えている。
【００２２】
電圧調整器１３は、ブラシホルダ１１に形成された凹部形状の収納部２１に収納されている。この電圧調整器１３は、基板２２と、この基板２２にＩＣチップ等が実装された電圧調整回路部２３と、この電圧調整回路部２３をベース２００内のインサート導体に電気的に接続したリードピン２４と、基板２２に固定された冷却板２５と、電圧調整回路部２３を封止した樹脂部２６とを備えている。
【００２３】
サージ吸収器５１は、ベース２００に形成された凹部形状の収納部５８に収納されている。このサージ吸収器５１は、全体形状が直方体形状で両側面から正極側端子５４及び負極側端子５５がステップ形状に露出したコンデンサ素子５３と、このコンデンサ素子５３をエポキシ樹脂で封止した樹脂部５６とから構成されている。コンデンサ素子５３の端子５４，５５は、ベース２００の収納部５８内でインサート導体の一対のターミナル５７と半田付けにより電気的に接合されている。
【００２４】
コネクタ５２は、バッテリ電圧を検知する端子と発電機の過電圧及び無発電を車両運転者に警報させるための端子６０を備えている。これらの端子６０はインサート導体のターミナルで構成されている。また、コネクタ５２は、外部コネクタ３７が挿入される構造上、開口部６１が外部コネクタ３７の外径寸法に対して余裕を持つ寸法で形成されている。そのため、開口部６１の背面には、開口部６１から空気がファン５の回転によってケース３の内部に吸入されるのを防ぐ必要性があるが、ベース２００の収納部５８がその役割を果たしている。また、収納部５８内に充填された樹脂部５６の外側表面は、整流板５０の表面と同一面上であり、これにより、回転するファン５の空気はサージ吸収器５１上及び整流板５０上では円滑に流れ、風騒音の発生は抑制される。
【００２５】
上記構成の発電機では、コンデンサ素子５３はエポキシ樹脂からなる樹脂部５６に埋設されているが、樹脂部５６の固化に１日程度要し、固化後弾性を有している。これにより熱や振動等、条件の厳しい車両においてもコンデンサ素子５３は保護され、品質が確保される。
また、端子５４，５５がターミナル５７と溶接接合される際には、端子５４，５５が両側に拡がろうとする弾性力でターミナル５７を圧接しており、端子５４，５５はターミナル５７と確実、強固に接合される。
また、コンデンサ素子５３は収納部５８内に平置きの状態で載置されているので、エンジンの振動に対して影響を受けにくく、サージ吸収器１５の耐振性は向上する。
【００２６】
また、コンデンサ素子５３だけでなく端子５４，５５も収納部５８内への樹脂充填工程で形成された樹脂部５６で、外気と隔離されるので、塩水等の被水により正極側端子５４に電蝕が生じたり、自然発錆により、端子５４，５５とインサート導体のターミナル５７との接合部で断線するといった不都合は無い。
また、コンデンサ容量によるコンデンサ素子サイズの異なるものであっても樹脂部５６を形成する樹脂量を調整することで収納部５８を変えずに対応できるので、１種類のベース２００で多種類のサージ吸収器５１に対応することができ、部品の共用化によるコスト低減を図ることができる。
【００２７】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２の発電機の整流板７０の斜視図、図５は発電機の要部分解斜視図、図６は図５のものをリアブラケット２に収納したときに図５のものをＶＩーＶＩ線に沿って視たときの断面図、図７は図５のＶＩＩーＶＩＩ線に沿う断面図である。
この実施の形態では、整流板７０にはコネクタ５２側に開口した収納部７１が形成されており、この収納部７１内に実施の形態１と同様のサージ吸収器５１が設けられている。つまり、サージ吸収器５１は、全体形状が直方体形状で両側面から正極側端子５４及び負極側端子５５がステップ形状に露出したコンデンサ素子５３と、このコンデンサ素子５３をエポキシ樹脂で封止した樹脂部５６とを備えている。コンデンサ素子５３の端子５４，５５は、ターミナル７２と半田付けにより接合されている。このターミナル７２は、整流板７０に埋設されたインサート導体７３の外部に露出した部分である。
コネクタ５２の構成は実施の形態１と同様であるが、整流板７０の収納部７１により、コネクタ５２の開口部６１から空気がファン５の回転によってケース３の内部に吸入されるのは防止されている。
【００２８】
また、この実施の形態では、整流板７０、インサート導体７３、ベース３００、リアブラケット２にそれぞれ取付穴７４、７５，７６，７７が形成されており、この取付穴７４，７５，７６，７７に取付ねじ７８が螺着して、整流板７０、ベース３００、リアブラケット２が一体化されている。このとき、取付ねじ７８の頭部８０がインサート導体７３の露出部７９と電気的に接続されているので、コンデンサ素子５３の負極側端子５５と電気的に接続された露出部７９は、取付ねじ７８を介してアースされたリアブラケット２と電気的に接続されている。
【００２９】
また、実施の形態１では、収納部５８に充填する樹脂の充填方向が電圧調整器１３の収納部２１に充填する樹脂の充填方向と異なり、樹脂を充填する作業をそれぞれ別個に行う必要があった。しかしながら、この実施の形態２では、ベース３００と別体である整流板７０に形成された収納部７１に樹脂が充填されるので、電圧調整器１３の収納部２１に樹脂を充填する作業工程と、サージ吸収器５１の収納部７１に樹脂を充填する作業工程とを、同時に並行して行うことができる。
【００３４】
この発明の請求項１に係る車両用交流発電機では、整流板の収納部に収納されたサージ吸収器は、正極側端子及び負極側端子が前記第２のインサート導体の前記ターミナルに電気的に接合されたコンデンサ素子と、正極側端子及び負極側端子を含めてコンデンサ素子の全体を覆った樹脂部とから構成されているので、コンデンサ素子だけでなく端子も樹脂部で、外気と隔離されるので、塩水等の被水により正極側端子に電蝕が生じたり、自然発錆により、端子とインサート導体のターミナルとの接合部で断線するといった不都合は無い。
また、ベースと別体である整流板に形成された収納部に樹脂が充填されるので、電圧調整器の収納部に樹脂を充填する作業工程と、サージ吸収器の収納部に樹脂を充填する作業工程とを、同時に並行して行うことができ、組立作業性が向上する。
【００３５】
また、この発明の請求項２に係る車両用交流発電機では、整流板の収納部は、コネクタにファン側に隣接して設けられ、ファンの回転によりコネクタを通じてケース内に吸入される空気を遮断するようになっているので、ファンの回転によりケース内に吸入される空気はコネクタから吸入される空気で妨げられることなく円滑に冷却すべき電圧調整器に導かれる。
【００３６】
また、この発明の請求項３に係る車両用交流発電機では、コンデンサ素子は、両側面からステップ形状に露出した正極側端子及び負極側端子のそれぞれの先端部がターミナルと弾性的に当接しているので、溶接作業性が向上し、端子はターミナルと確実、強固に接合される。
【００３７】
また、この発明の請求項４に係る車両用交流発電機では、整流板、第２のインサート導体、ベース及びケースは取付ねじで一体化されており、この取付ねじを介して、コンデンサ素子の負極側端子はケースと電気的に接続されているので、負極側端子は確実にアースされ、サージ吸収器の品質が向上する。
【００３８】
また、この発明の請求項５に係る車両用交流発電機では、樹脂部はエポキシ樹脂で構成されているので、物理的強度及び耐熱性の優れたサージ吸収器を安価に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の発電機の要部斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１の発電機の要部分解斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１の発電機の要部断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２の発電機の要部斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態２の発電機の要部分解斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態２の発電機の要部断面図である。
【図７】図５のＶＩＩーＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】従来の車両用交流発電機の側断面図である。
【図９】図８の車両用交流発電機の内部正面図である。
【図１０】図８の車両用交流発電機の内部を矢印Ａの方向で視たときの図である。
【図１１】図８の車両用交流発電機の内部を矢印Ｂの方向で視たときの図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】図１２のサージ吸収器の分解斜視図である。
【図１４】図８の車両用交流発電機の要部断面図である。
【図１５】図１４のコネクタの正面図である。
【符号の説明】
１フロントブラケット、２リアブラケット、３ケース、５フィン、７回転子、８ステータ、１３電圧調整器、５０，７０整流板、５１サージ吸収器、５２コネクタ、５３コンデンサ素子、５６樹脂部、５７，７２ターミナル、５８，７１収納部、５４正極側端子、５５負極側端子、７３インサート導体、７８取付ねじ、２００，３００ベース。

Claims

ケースと、このケース内に回転自在に設けられたシャフトと、このシャフトに固定された回転子と、この回転子の側面に固定されたファンと、前記ケースの内壁面に固定されたステータと、前記シャフトが貫通し第１のインサート導体が内部に埋設されたベースと、このベースと一体化されているとともに前記ステータで生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器と、前記ファンに対向して設けられファンの回転によりケース内に吸入される空気を前記電圧調整器に導き、かつ整流するとともに、ターミナルを除いて第２のインサート導体が内部に埋設された整流板と、この整流板に形成された収納部に収納され前記電圧調整器の電圧調整により発生するサージを吸収するサージ吸収器と、前記ベースと一体化されているとともに前記第１のインサート導体と電気的に接続されたコネクタとを備えた車両用交流発電機であって、
前記サージ吸収器は、正極側端子及び負極側端子が前記第２のインサート導体の前記ターミナルに電気的に接合されたコンデンサ素子と、正極側端子及び負極側端子を含めてコンデンサ素子の全体を覆った樹脂部とから構成された車両用交流発電機。
整流板の収納部は、コネクタにファン側に隣接して設けられ、ファンの回転によりコネクタを通じてケース内に吸入される空気を遮断するようになっている請求項１に記載の車両用交流発電機。
コンデンサ素子は、両側面からステップ形状に露出した正極側端子及び負極側端子のそれぞれの先端部がターミナルと弾性的に当接している請求項１または請求項２に記載の車両用交流発電機。
整流板、第２のインサート導体、ベース及びケースは取付ねじで一体化されており、この取付ねじを介して、コンデンサ素子の負極側端子はケースと電気的に接続されてアースされている請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の車両用交流発電機。
樹脂部はエポキシ樹脂で構成された請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の車両用交流発電機。