JP4292702B2

JP4292702B2 - 交流発電機

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Publication number: JP4292702B2
Application number: JP2000319479A
Authority: JP
Inventors: 礼吉金田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-10-19
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: JP2002136076A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体の回転に伴って交流出力を発生する交流発電機に関するもので、特に乗用車やトラック等の車両に搭載される内燃機関により回転駆動される車両用交流発電機に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、界磁巻線を有する回転子と、この回転子の回転に伴って交流出力を発生する三相の電機子巻線を有する固定子と、三相の電機子巻線で発生した交流出力を整流する複数個のダイオード、これらのダイオードのうち正極側ダイオードを冷却するための正極側冷却フィン、複数個のダイオードのうち負極側ダイオードを冷却するための負極側冷却フィン、および複数個のダイオードで整流された直流出力をバッテリーに取り出すための直流出力端子を有する三相整流装置と、界磁巻線の励磁電流を制御して三相の電機子巻線の発電出力を制御する電圧調整装置とを備えた車両用交流発電機が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、車両用交流発電機の直流出力端子にバッテリーを誤って逆接続した場合、車両用交流発電機内に数百Ａ以上の大電流が流れ込み、瞬時に車両用交流発電機の電気部品、例えば電圧調整装置の電子制御回路（集積回路）が故障してしまう。この対策として、車両用交流発電機の直流出力端子に接続された充電線は、直流出力端子よりも車両側（ボデー）に固定されたヒューズやヒュージブルリンクを介してバッテリーのプラス側に接続されている。
【０００４】
また、その他に、特開平１０−８０１１７号公報のように、車両用交流発電機のブラケットに補助出力端子を設け、車両用交流発電機の直流出力端子から補助出力端子までの間にヒュージブルリンクを接続したものや、特開平５−３０６５３号公報のように、充電線からバッテリーまでの間にダイオードとリレースイッチを組み合わせてバッテリーを逆接続した場合に接続回路を遮断する構造としたものが提案されている。
【０００５】
ところが、従来の車両用交流発電機においては、直流出力端子よりも車両側にヒューズやヒュージブルリンクを設けたり、車両側に保護回路を増設したりすることは、車両用交流発電機の部品点数および組付工数が増加するので、コストアップとなるという問題が生じる。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の技術の問題点に鑑み、交流発電機のターミナルボルトにバッテリーを誤って逆接続しても交流発電機内の電気部品が故障しないように保護する過電流保護手段を設けた場合でも、交流発電機の部品点数および組付工数の増加を最小限に止めることにより、コストダウンを図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、正極側冷却フィンに交差するように組み付けられるターミナルボルトと、このターミナルボルトの正極側冷却フィンとは逆側の端部に、バッテリーに充電電流を供給するための充電線を挟み込んで固定するための一対のナットと、ターミナルボルトおよび一対のナットと正極側冷却フィンとを電気的に絶縁するための絶縁部材とを備えた交流発電機において、絶縁部材に、一対のナットから正極側冷却フィンを経て電気部品へ流れる過負荷電流を遮断する過電流保護手段を一体的に設けている。
【０００８】
それによって、交流発電機のターミナルボルトにバッテリーを誤って逆接続した場合でも、過電流保護手段が作動して、交流発電機の電気部品へ過負荷電流が流れ込むことはないので、交流発電機の電気部品が故障しない。したがって、ターミナルボルトおよび一対のナットと正極側冷却フィンとを電気的に絶縁するための絶縁部材に、過電流保護手段を一体的に設けているので、実質的な部品点数および組付工数の増加を抑えることができるので、コストダウンを図ることができる。
【０００９】
また、請求項１に記載の発明によれば、正極側冷却フィンの当接面とナットの当接面との間に挟み込まれた電気絶縁樹脂よりなる筒状体に、過電流保護手段をインサート成形しているので、実質的な部品点数および組付工数の増加を抑えることができるので、コストダウンを図ることができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、過電流保護手段を、正極側冷却フィンの当接面とナットの当接面との両面に共に電気的に接続することにより、一対のナットから正極側冷却フィンへ流れる過負荷電流を遮断できるので、交流発電機の電気部品へ過負荷電流が流れ込むことはない。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、過電流保護手段を、正極側冷却フィンの当接面または前記ナットの当接面のいずれかの当接面に接続端子金具を介して電気的に接続しても良い。また、請求項４に記載の発明によれば、一対のナットと正極側冷却フィンとを電気的に絶縁するための電気絶縁樹脂よりなる第２筒状体に、過電流保護手段をインサート成形しているので、実質的な部品点数および組付工数の増加を抑えることができるので、コストダウンを図ることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明によれば、正極側冷却フィンの当接面と前記ナットの当接面との間に挟み込まれた電気絶縁樹脂よりなる第１筒状体に、正極側冷却フィンの当接面とナットの当接面との両面にそれぞれ電気的に接続された一対の接続端子金具をインサート成形し、且つ第１絶縁部材の外周面に当接するように組み付けられる電気絶縁樹脂よりなる第２筒状体に、過電流保護手段をインサート成形すると共に、一対の接続端子金具と過電流保護手段とをコネクタ接合により電気的に接続しているので、実質的な部品点数および組付工数の増加を抑えることができるので、コストダウンを図ることができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明によれば、過電流保護手段として、過電流が流れるとそれ自身の発生熱で溶断するように設けられた可溶体を有するヒューズを用いても良い。また、請求項７に記載の発明によれば、ナットは、前記充電線を前記ターミナルボルトの先端側に接続する充電線接続手段であることを特徴としている。さらに、請求項８に記載の発明によれば、電気部品とは、界磁巻線へ供給する励磁電流を制御して多相の電機子巻線の出力電圧を調整する電子制御回路を有する電圧調整装置であることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
〔第１実施形態の構成〕
図１ないし図４は本発明の第１実施形態を示したもので、図１は車両用交流発電機のリヤ側構造を示した図で、図２は車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置を示した図で、図３は車両用交流発電機の電気回路を示した図である。
【００１４】
本実施形態の車両用交流発電機は、例えば乗用車やトラック等の車両に搭載される内燃機関（以下エンジンと言う）によって回転駆動されることにより発電する車両用回転発電機（車両用オルタネータとも言う）である。この車両用交流発電機は、外郭を形成するハウジング１と、このハウジング１内において回転自在に支持されて、例えば周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置される複数個の爪状磁極片を持つランデル型のポールコア（図示せず）の中央部に巻装された界磁巻線２を有する回転子と、ハウジング１の内周に支持固定された固定子鉄心（図示せず）に巻装された三相の電機子巻線３を有する固定子と、ハウジング１の後端側に一体的に設置された電圧調整装置４と、この電圧調整装置４の近傍に設置された三相整流装置５と、この三相整流装置５の端部に設けられた直流出力ターミナル装置６と、バッテリー７へ充電電流を供給するための充電線８とから構成されている。
【００１５】
ハウジング１は、一対のフロントフレーム１１およびリヤフレーム１２よりなる。フロントフレーム１１およびリヤフレーム１２には、ポールコアの軸方向の両端面に取り付けられた冷却ファン（図示せず）の回転に伴って冷却風が通過する通気孔１１ａ、１２ａが多数形成されている。また、リヤフレーム１２は、複数本のスタッドボルト１４を用いてフロントフレーム１１のリヤ側端面に締め付け固定されている。また、リヤフレーム１２のリヤ側には、三相整流装置５を構成する整流装置構成部材およびリヤカバー１３が複数個の固定ボルト１５およびナット１６を用いて締め付け固定されている。なお、リヤカバー１３には、冷却風が通過する通気孔１３ａが多数形成されている。
【００１６】
回転子は、界磁として働く部分で、フロント側端部にプーリを固定したシャフト（回転軸）と一体的に回転するロータである。界磁巻線２は、ランデル型のポールコアの中央部に巻回された界磁コイルで、両端の端末部が２個のスリップリング１８にそれぞれ電気的に接続されている。そして、界磁巻線２に励磁電流が流れると、ランデル型のポールコアの一方の爪状磁極片が全てＮ極となり、他方の爪状磁極片が全てＳ極となる。なお、２個のスリップリング１８は、２個のブラシ１９と摺接することにより電圧調整装置４から励磁電流が供給される。
【００１７】
三相の電機子巻線３は、固定子鉄心（電機子鉄心、ステータコア）の多数のスロットに巻装され、ポールコアの回転に伴って三相交流出力が誘起する電機子巻線（ステータコイル）であって、Ｙ結線により接続されている。また、三相の電機子巻線３の中性点および各端末線は、図４（ａ）に示したように、三相整流装置５の各交流入力端子２９に電気的に接続されている。なお、三相の電機子巻線３をΔ結線しても良い。
【００１８】
電圧調整装置４は、本発明の電気部品に相当するもので、界磁巻線２へ供給する励磁電流を制御して三相の電機子巻線３の出力電圧を調整するハイブリッドＩＣ等の集積回路（電子制御回路：図示せず）を有している。この電圧調整装置４は、バッテリー７や三相整流装置５等の他の電気部品と電気的に接続するための各種外部接続端子が電気絶縁樹脂にインサート成形された端子台（図示せず）、およびこの端子台内に保持された発熱部品を冷却するための冷却フィン２１等から構成されている。また、端子台は、内部にハイブリッドＩＣ等の集積回路を収容しており、車両用交流発電機の外部の電気部品（例えばバッテリー７）に接続するための略長円筒形状のコネクタ部２２を一体成形している。そして、冷却フィン２１は、端子台と共にリヤフレーム１２に固定ねじ（図示せず）により締め付け固定されている。
【００１９】
なお、各種外部接続端子として、正極側直流出力端子（Ｂ端子）、発電検出用入力端子（Ｐ端子）、励磁電流出力端子（Ｆ端子）、アース端子（Ｅ端子）、バッテリー７の正極側にイグニッションスイッチ２４を介して電気的に接続する外部接続端子（ＩＧ端子）、バッテリー電圧を検出するための電圧検出用端子（Ｓ端子）、チャージランプ２５に電気的に接続する外部接続端子（Ｌ端子）等を有している。ここで、イグニッションスイッチ２４およびバッテリー７の正極側は、スイッチ２６を介して電気負荷（例えば照明装置、表示装置、警報装置または空調装置等の車載電気部品）２７に電気的に接続されている。
【００２０】
三相整流装置５は、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、端子台３１、絶縁スペーサ３２、正極側冷却フィン３３および負極側冷却フィン３４等を積層して構成されている。端子台３１は、例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂等の電気絶縁樹脂よりなり、内部に４個の交流入力端子２９をインサート成形した端子保持部材である。絶縁スペーサ３２は、ＰＰＳ樹脂等の電気絶縁樹脂よりなり、端子台３１のボス部３１ａの外周に嵌め合わされ、正極側冷却フィン３３と負極側冷却フィン３４とを電気的に絶縁するためのインシュレータである。正極側冷却フィン３３と負極側冷却フィン３４とは、所定の絶縁隙間を隔てて重なり合うように積層されて、純アルミニウム等の熱伝導性に優れる導電性金属板により略Ｃ字形状に一体成形され、リヤフレーム１２の側壁面に沿うように配されている。正極側、負極側冷却フィン３３、３４は、正極側、負極側ダイオード３５、３６を４個ずつ保持固定すると共に、正極側、負極側ダイオード３５、３６の発熱を放熱する放熱フィンである。
【００２１】
複数個の正極側、負極側ダイオード３５、３６は、三相の電機子巻線３で発生した交流出力を整流して直流出力に変換する複数個の整流素子である。これらの正極側、負極側ダイオード３５、３６の一端側の各リード線３５ａ、３６ａは、図４（ａ）に示したように、各交流入力端子２９に半田付け等の手段により電気的に接続され、他端側は、正極側、負極側冷却フィン３３、３４の各保持部３３ａ、３４ａに半田付け等の手段により電気的に接続されている。４個の正極側ダイオード３５は、本発明の正極側整流素子を構成する。
【００２２】
また、正極側、負極側冷却フィン３３、３４には、複数個のパイプリベット３７が挿通する複数個の貫通穴がそれぞれ形成されている。また、正極側冷却フィン３３の端部には、直流出力ターミナル装置６を取り付けるための丸穴形状の取付穴３８が形成されている。なお、これらの端子台３１、絶縁スペーサ３２、正極側、負極側冷却フィン３３、３４およびパイプリベット３７等の整流装置構成部材は、図４（ｂ）に示したように、複数個の固定ボルト１５およびナット１６によりリヤカバー１３と共に、リヤフレーム１２の共締め支持部３９に締め付け固定されている。
【００２３】
直流出力ターミナル装置６は、正極側冷却フィン３３の取付穴３８内に挿入または圧入されたターミナルボルト４０と、このターミナルボルト４０の先端部に組み付けられる一対のナット４１、４２と、正極側冷却フィン３３とターミナルボルト４０および一対のナット４１、４２とを電気的に絶縁するための絶縁部材とから構成されている。
【００２４】
ターミナルボルト４０は、正極側冷却フィン３３の図示下端面側に配置されて、正極側冷却フィン３３の図示上端面（当接面）より先端側が突出するように取付穴３８内に保持される鍔状部５１、およびこの鍔状部５１の中央部より軸方向外方（図示上方）に延びる軸状部５２等を有している。軸状部５２は、正極側冷却フィン３３の面方向に対して直交する方向（正極側冷却フィン３３の板厚方向、三相整流装置５の積層方向）に延びるように設けられている。軸状部５２の先端部の外周には、一対のナット４１、４２が螺合する雄ねじ部（外周ねじ部）５３が形成されている。
【００２５】
一対のナット４１、４２間には、バッテリー７に充電電流を供給するための充電線８の接続端子金具２３が挟み込まれている。一対のナット４１、４２は、充電線８をターミナルボルト４０の軸状部５２の先端側に接続する充電線接続手段である。なお、充電線８の接続端子金具２３に設けられた取付穴（図示せず）をターミナルボルト４０の軸状部５２に嵌め合わせた後に、一対のナット４１、４２間に挟み込まれる。
【００２６】
絶縁部材は、正極側冷却フィン３３とターミナルボルト４０とを電気的に絶縁するための筒状のインシュレータ４３、および正極側冷却フィン３３と一対のナット４１、４２とを電気的に絶縁するための筒状のブッシュ４４等から構成されている。インシュレータ４３は、ＰＰＳ樹脂等の電気絶縁樹脂よりなる第１筒状体で、正極側冷却フィン３３の取付穴３８内に挿入または圧入されている。このインシュレータ４３は、正極側冷却フィン３３の図示下端面とターミナルボルト４０の鍔状部５１の図示上端面との間に挟み込まれる円環状の鍔状部５４、および正極側冷却フィン３３の穴壁面と軸状部５２の外周面との間に挟み込まれた円筒状部５５等から構成されている。なお、円筒状部５５内には、ターミナルボルト４０の軸状部５２が挿通する挿通孔５５ａが形成されている。
【００２７】
ブッシュ４４は、ゴム等の電気絶縁樹脂よりなる第２筒状体（本発明の筒状体に相当する）で、軸状部５２の外周に嵌め合わされ、正極側冷却フィン３３の当接面と一対のナット４１、４２の当接面との間に挟み込まれて保持固定されている。そして、ブッシュ４４は、電気絶縁樹脂に、後記する保護回路９がインサート成形されている。このブッシュ４４の図示下端面には、正極側冷却フィン３３の図示上端面（当接面）に液密的に密着（接触）するフィン側接触面が形成され、図示上端面には、一対のナット４１、４２の図示下端面（当接面）に液密的に密着（接触）するナット側接触面が形成されている。
【００２８】
なお、ブッシュ４４の図示下端面には、正極側冷却フィン３３の当接面が当接する座部５６が設けられ、ブッシュ４４の図示上端面には、一対のナット４１、４２の当接面が当接する座部５７が設けられている。また、座部５７は、ブッシュ４４の図示上端面よりも所定寸法だけ凹んだ凹状部５８に設けられている。また、ブッシュ４４内には、ターミナルボルト４０の軸状部５２が挿通する挿通孔４４ａが形成されている。
【００２９】
保護回路９は、車両用交流発電機の電気部品（例えば電圧調整装置４の集積回路）が故障しないように保護するための過電流保護手段を含んで構成される導電線で、ブッシュ４４を構成する電気絶縁樹脂にインサート成形されている。この保護回路９は、一対のナット４１、４２から正極側冷却フィン３３へ流れる過負荷電流を遮断するヒューズ１０、このヒューズ１０の一端側に半田付けや溶接等により接続された接続端子金具（ターミナル）４８、およびヒューズ１０の他端側に半田付けや溶接等により接続された接続端子金具（ターミナル）４９等を有している。
【００３０】
そして、ヒューズ１０は、本発明の過電流保護手段に相当するもので、車両用交流発電機の許容電流以上の過電流が流れるとそれ自身の発生熱で溶断するように設けられた可溶体（ヒューズエレメント）を有している。可溶体の一端は、正極側冷却フィン３３の接触面に接続端子金具４８を介して直列接続され、可溶体の他端は、一対のナット４１、４２の接触面に接続端子金具４９を介して直列接続されている。なお、可溶体の素材としては、一般に銀、銅、亜鉛、錫、鉛あるいはこれらの合金が使用される。接続端子金具４８、４９の端部は、正極側冷却フィン３３、一対のナット４１、４２の接触面への接触面積を大きくするために略円環状に形成されている。この円環状部４８ａ、４９ａは、ブッシュ４４の筒方向の両端面にて露出している。なお、接続端子金具４８、４９は、純アルミニウム等の導電性金属が使用される。
【００３１】
〔第１実施形態の組付方法〕
次に、本実施形態の直流出力ターミナル装置６の組付方法を図１および図２に基づいて簡単に説明する。
【００３２】
先ず、正極側冷却フィン３３の取付穴３８内に、鍔状部５４が正極側冷却フィン３３の図示下端面側に位置するように、インシュレータ４３の円筒状部５５を差し込む。次に、正極側冷却フィン３３の図示上端面（当接面）よりターミナルボルト４０の軸状部５２の先端側が突出するように、軸状部５２を円筒状部５５の挿通孔５５ａ内に挿入または圧入する。
【００３３】
次に、ターミナルボルト４０の軸状部５２の外周に、保護回路９、すなわち、ヒューズ１０、接続端子金具４８、４９をインサート成形したブッシュ４４を嵌め合わせる。次に、ブッシュ４４の図示上端面（座部５７）よりも図示上方に突出した軸状部５２の雄ねじ部５３に一対のナット４１、４２を螺合させる。そして、工具を用いて一対のナット４１、４２を軸状部５２に締め付けることにより、ターミナルボルト４０の鍔状部５１の図示上端面と一対のナット４１、４２の図示下端面との間に、インシュレータ４３の鍔状部５４、正極側冷却フィン３３およびブッシュ４４が軸方向（正極側冷却フィン３３の板厚方向）に積層された状態で締め付け固定される。
【００３４】
次に、充電線８の接続端子金具２３に設けられた取付穴をターミナルボルト４０の軸状部５２に引っ掛けて嵌め合わせた後に、軸状部５２の雄ねじ部５３にナット４１を螺合させる。そして、工具を用いてナット４１を軸状部５２に締め付けることにより、ナット４１の図示下端面とナット４２の図示上端面との間に、充電線８の接続端子金具２３が挟み込まれて締め付け固定される。これらにより、複数の保持部３３ａにて各正極側ダイオード３５が半田付け等された正極側冷却フィン３３は、保護回路９（接続端子金具４８、ヒューズ１０、接続端子金具４９）、一対のナット４１、４２を介して、バッテリー７に充電電流を供給するための充電線８の接続端子金具２３と電気的に接続されることになる。
【００３５】
〔第１実施形態の作用〕
次に、本実施形態の車両用交流発電機の作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。
【００３６】
エンジンが停止している時に、イグニッションスイッチ２４をＯＮすると、ＩＧ端子にバッテリー電圧が加わるので、これを電圧調整装置４が検出し、界磁巻線２に初期励磁電流を流す。このとき、車両用交流発電機の回転子がまだ回転していないので、発電が行われず、Ｐ端子の電圧は０Ｖで、これを電圧調整装置４が検出し、チャージランプ２５を点灯させる。
【００３７】
エンジンの回転動力がベルト等の伝動手段を介してプーリに伝達されると、シャフトが回転することにより回転子が回転する。このとき、シャフトと一体的にランデル型のポールコア、界磁巻線２および２個のスリップリング１８が回転する。そして、電圧調整装置４の作用によりＦ側、Ｂ側ブラシターミナル、２個のブラシ１９、２個のスリップリング１８を介して界磁巻線２に励磁電流が供給されることにより、ポールコアの一方の爪状磁極片が全てＮ極となり、他方の爪状磁極片が全てＳ極となる。
【００３８】
そして、回転子と相対回転する固定子の固定子鉄心に巻かれた三相の電機子巻線３に順次交流電流が誘起する。この三相の交流電流は、各交流入力端子２９を経て４個の正極側ダイオード３５および４個の負極側ダイオード３６に入力されることにより、三相の交流電流が整流され直流電流に変換される。そして、三相の電機子巻線３の発電電圧がバッテリー電圧を越えると、三相整流装置５によって整流された直流電流が正極側冷却フィン３３→接続端子金具４８→ヒューズ１０→接続端子金具４９→ナット４２→接続端子金具２３→充電線８を経てバッテリー７に供給される。これにより、バッテリー７に充電電流が流れることによりバッテリー７が充電される。
【００３９】
〔第１実施形態の効果〕
以上のように、本実施形態の車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置６は、正極側冷却フィン３３とターミナルボルト４０とを、正極側冷却フィン３３とターミナルボルト４０との間に圧入または挿入される電気絶縁樹脂よりなる第１筒状体としてのインシュレータ４３によって電気的に絶縁するように構成している。また、接続端子金具２３を挟み込んで締め付け固定することで、バッテリー７へ充電電流を供給するための充電線８の端末線を電気的に接続するための一対のナット４１、４２と三相整流装置５の正極側冷却フィン３３とを、正極側冷却フィン３３の当接面と一対のナット４１、４２の当接面との間に挟み込まれる電気絶縁樹脂よりなる第２筒状体としてのブッシュ４４によって電気的に絶縁するように構成している。
【００４０】
したがって、一対のナット４１、４２の当接面と正極側冷却フィン３３の当接面との間に電気的に接続されるヒューズ１０を含んで構成される導電線（保護回路９）は、従来では一対のナット４１、４２と正極側冷却フィン３３とを電気的に接続するターミナルボルト４０に対して独立した導電体となり、ターミナルボルト４０に充電電流は流れることはなく、ターミナルボルト４０を介してバッテリー７と車両用交流発電機の電気部品（電圧調整装置４、三相整流装置５）とが導通することはない。これにより、バッテリー７と車両用交流発電機の電気部品とは、一対のナット４１、４２の当接面と正極側冷却フィン３３の当接面との間に形成される保護回路９を介して電気的に接続される。
【００４１】
そして、ターミナルボルト４０にバッテリー７を誤って逆接続しても、車両用交流発電機内の電気部品（例えば電圧調整装置４の集積回路等）が故障しないように保護する保護回路９の途中に接続したヒューズ１０をブッシュ４４内にインサート成形している。すなわち、ヒューズ１０をインサート成形したブッシュ４４を、インシュレータ４３を介して挿入または圧入されたターミナルボルト４０の鍔状部５１と一対のナット４１、４２との間に挟み込んで締め付け固定している。
【００４２】
それによって、車両用交流発電機のターミナルボルト４０にバッテリー７を誤って逆接続した場合でも、車両用交流発電機の許容電流以上の過電流が保護回路９に流れ、ヒューズ１０自身の発生熱でヒューズ１０が溶断することにより、車両用交流発電機内の電気部品（例えば電圧調整装置４の集積回路等）へ過負荷電流が流れ込むことはないので、交流発電機内の電気部品が故障しない。
【００４３】
また、本実施形態の車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置６では、車両用交流発電機内の電気部品が故障しないように保護する保護回路９の途中に接続したヒューズ１０を、本来は正極側冷却フィン３３と一対のナット４１、４２とを電気的に絶縁するための電気絶縁樹脂よりなるブッシュ４４内にインサート成形している。これにより、車両用交流発電機内に保護回路９を一体的に構成することができる。すなわち、車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置６を構成する部品は、実質的に増加することはないので、従来の技術で発生する部品点数および組付工数の増加を最小限に止めることが可能となる。これにより、車両用交流発電機のコストダウンを図ることができる。
【００４４】
〔第２実施形態〕
図５は本発明の第２実施形態を示したもので、車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置を示した図である。
【００４５】
本実施形態のブッシュ４４は、フィン接触面側が接続端子金具４８で正極側冷却フィン３３の当接面に間接的に接続し、ナット接触面側がヒューズ１０で一対のナット４１、４２の当接面に直接的に接続し、これらを電気絶縁樹脂によりインサート成形している。なお、ヒューズ１０の図示上端部は、一対のナット４１、４２の接触面への接触面積を大きくするために略円環状に形成されている。この円環状部１０ａは、ブッシュ４４の図示上端面（座部５７）にて露出している。
【００４６】
〔第３実施形態〕
図６は本発明の第３実施形態を示したもので、車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置を示した図である。
【００４７】
本実施形態のブッシュ４４は、フィン接触面側がヒューズ１０で正極側冷却フィン３３の当接面に直接的に接続し、ナット接触面側が接続端子金具４９で一対のナット４１、４２の当接面に間接的に接続し、これらを電気絶縁樹脂によりインサート成形している。なお、ヒューズ１０の図示下端部は、正極側冷却フィン３３の接触面への接触面積を大きくするために略円環状に形成されている。この円環状部１０ｂは、ブッシュ４４の図示下端面（座部５６）にて露出している。
【００４８】
〔第４実施形態〕
図７は本発明の第４実施形態を示したもので、車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置を示した図である。
【００４９】
本実施形態のブッシュ４４は、フィン接触面側がヒューズ１０で正極側冷却フィン３３の当接面に直接的に接続し、ナット接触面側もヒューズ１０で一対のナット４１、４２の当接面に直接的に接続し、これらを電気絶縁樹脂によりインサート成形している。なお、ヒューズ１０の両端部には、円環状部１０ａ、１０ｂがそれぞれ設けられている。
【００５０】
〔第５実施形態〕
図８は本発明の第５実施形態を示したもので、車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置を示した図である。
【００５１】
本実施形態の絶縁部材は、ターミナルボルト４０および一対のナット４１、４２と正極側冷却フィン３３とを電気的に絶縁するための第１絶縁部材（以下ブッシュ４４と言う）、およびこのブッシュ４４とは独立して設けられた第２絶縁部材（以下ヒューズホルダ６１と言う）を有している。ブッシュ４４は、正極側冷却フィン３３の当接面と一対のナット４１、４２の当接面との間に挟み込まれた電気絶縁樹脂よりなる第１筒状体である。
【００５２】
そして、ブッシュ４４は、正極側冷却フィン３３の当接面と一対のナット４１、４２の当接面との両面にそれぞれ電気的に接続された一対の接続端子金具（雌型コネクタ端子）４８、４９がインサート成形されている。接続端子金具４８、４９の端部は、正極側冷却フィン３３、一対のナット４１、４２の接触面への接触面積を大きくするために略円環状に形成されている。この円環状部４８ａ、４９ａは、ブッシュ４４の筒方向の両端面にて露出している。なお、接続端子金具４８、４９は、純アルミニウム等の導電性金属が使用される。
【００５３】
ヒューズホルダ６１は、ブッシュ４４の外周面に当接するように組み付けられる電気絶縁樹脂よりなる第２筒状体である。そして、ヒューズホルダ６１は、車両用交流発電機の電気部品（例えば電圧調整装置４の集積回路）が故障しないように保護するための保護回路（過電流保護手段を含んで構成される導電線）６２がインサート成形されている。
【００５４】
なお、保護回路６２は、一対のナット４１、４２から正極側冷却フィン３３へ流れる過負荷電流を遮断するヒューズ（図示せず）、このヒューズの一端側に半田付けや溶接等により接続された接続端子金具（雄型コネクタ端子）６３、およびヒューズの一端側に半田付けや溶接等により接続された接続端子金具（雄型コネクタ端子）６４等を有している。そして、接続端子金具６３、６４は、一対の接続端子金具４８、４９とコネクタ接合により電気的に接続されるように構成されている。
【００５５】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、本発明を、例えば乗用車やトラック等の車両に搭載される内燃機関（エンジン）により回転駆動される車両用交流発電機（車両用オルタネータとも言う）に適用したが、本発明を、車両搭載用エンジンを除く内燃機関、電動モータ、水車、風車等の駆動源により回転駆動される交流発電機に適用しても良い。
【００５６】
本実施形態では、複数個の整流素子として複数個の正極側、負極側ダイオード３５、３６を使用したが、複数個の整流素子としてＭＯＳ−ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を使用しても良い。また、本実施形態では、正極側冷却フィン３３と負極側冷却フィン３４とが所定の絶縁隙間を隔てて重なり合うように積層されているが、正極側冷却フィン３３と負極側冷却フィン３４とが所定の絶縁隙間を隔てて同一平面上に位置するように配しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用交流発電機のリヤ側構造を示した平面図である（第１実施形態）。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である（第１実施形態）。
【図３】車両用交流発電機の電気回路を示した回路図である（第１実施形態）。
【図４】（ａ）、（ｂ）は車両用交流発電機の三相整流装置の主要構造を示した断面図である（第１実施形態）。
【図５】車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置を示した断面図である（第２実施形態）。
【図６】車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置を示した断面図である（第３実施形態）。
【図７】車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置を示した断面図である（第４実施形態）。
【図８】車両用交流発電機の直流出力ターミナル装置を示した斜視図である（第５実施形態）。
【符号の説明】
１ハウジング
２界磁巻線
３三相の電機子巻線
４電圧調整装置（電気部品）
５三相整流装置
６直流出力ターミナル装置
７バッテリー
８充電線
９保護回路（過電流保護手段を含んで構成される導電線）
１０ヒューズ（過電流保護手段）
３３正極側冷却フィン
３４負極側冷却フィン
３５正極側ダイオード（正極側整流素子）
３６負極側ダイオード（負極側整流素子）
４０ターミナルボルト
４１ナット（充電線接続手段）
４２ナット（充電線接続手段）
４８接続端子金具
４９接続端子金具
４３インシュレータ（絶縁部材、第１筒状体）
４４ブッシュ（絶縁部材、第２筒状体）

Claims

（ａ）界磁巻線を有する回転子と、
（ｂ）この回転子の回転に伴って交流出力を発生する多相の電機子巻線を有する固定子と、
（ｃ）前記多相の電機子巻線で発生した交流出力を整流して直流出力に変換する複数個の整流素子と、
（ｄ）これらの整流素子のうち正極側の整流素子を冷却するための正極側冷却フィンと、
（ｅ）この正極側冷却フィンに交差するように組み付けられるターミナルボルトと、
（ｆ）このターミナルボルトの前記正極側冷却フィンとは逆側の端部に、バッテリーに充電電流を供給するための充電線を挟み込んで固定するための一対のナットと、
（ｇ）前記ターミナルボルトおよび前記一対のナットと前記正極側冷却フィンとを電気的に絶縁するための絶縁部材と、
（ｈ）この絶縁部材に一体的に設けられて、前記一対のナットから前記正極側冷却フィンを経て電気部品へ流れる過負荷電流を遮断する過電流保護手段とを備えた交流発電機において、
前記絶縁部材は、前記正極側冷却フィンの当接面と前記ナットの当接面との間に挟み込まれた電気絶縁樹脂よりなる筒状体で、
前記筒状体には、前記過電流保護手段がインサート成形されていることを特徴とする交流発電機。
請求項１に記載の交流発電機において、
前記過電流保護手段は、前記正極側冷却フィンの当接面と前記ナットの当接面との両面に共に電気的に接続されていることを特徴とする交流発電機。
請求項１に記載の交流発電機において、
前記過電流保護手段は、前記正極側冷却フィンの当接面または前記ナットの当接面のいずれかの当接面に接続端子金具を介して電気的に接続されていることを特徴とする交流発電機。
請求項１ないし請求項３のうちいずれかに記載の交流発電機において、
前記絶縁部材は、前記ターミナルボルトと前記正極側冷却フィンとを電気的に絶縁するための電気絶縁樹脂よりなる第１筒状体、および前記一対のナットと前記正極側冷却フィンとを電気的に絶縁するための電気絶縁樹脂よりなる第２筒状体を有し、
前記第２筒状体には、前記過電流保護手段がインサート成形されていることを特徴とする交流発電機。
（ａ）界磁巻線を有する回転子と、
（ｂ）この回転子の回転に伴って交流出力を発生する多相の電機子巻線を有する固定子と、
（ｃ）前記多相の電機子巻線で発生した交流出力を整流して直流出力に変換する複数個の整流素子と、
（ｄ）これらの整流素子のうち正極側の整流素子を冷却するための正極側冷却フィンと、
（ｅ）この正極側冷却フィンに交差するように組み付けられるターミナルボルトと、
（ｆ）このターミナルボルトの前記正極側冷却フィンとは逆側の端部に、バッテリーに充電電流を供給するための充電線を挟み込んで固定するための一対のナットと、
（ｇ）前記ターミナルボルトおよび前記一対のナットと前記正極側冷却フィンとを電気的に絶縁するための絶縁部材と、
（ｈ）この絶縁部材に一体的に設けられて、前記一対のナットから前記正極側冷却フィンを経て電気部品へ流れる過負荷電流を遮断する過電流保護手段とを備えた交流発電機において、
前記絶縁部材は、前記ターミナルボルトおよび前記ナットと前記正極側冷却フィンとを電気的に絶縁するための第１絶縁部材、およびこの第１絶縁部材とは独立して設けられた第２絶縁部材を有し、
前記第１絶縁部材は、前記正極側冷却フィンの当接面と前記ナットの当接面との間に挟み込まれた電気絶縁樹脂よりなる第１筒状体で、
前記第２絶縁部材は、前記第１絶縁部材の外周面に当接するように組み付けられる電気絶縁樹脂よりなる第２筒状体であり、
前記第１筒状体には、前記正極側冷却フィンの当接面と前記ナットの当接面との両面にそれぞれ電気的に接続された一対の接続端子金具がインサート成形され、
前記第２筒状体には、前記一対の接続端子金具とコネクタ接合により電気的に接続される前記過電流保護手段がインサート成形されていることを特徴とする交流発電機。
請求項１ないし請求項５のうちいずれかに記載の交流発電機において、
前記過電流保護手段は、過電流が流れるとそれ自身の発生熱で溶断するように設けられた可溶体を有するヒューズであることを特徴とする交流発電機。
請求項１ないし請求項６のうちいずれかに記載の交流発電機において、
前記一対のナットは、前記充電線を前記ターミナルボルトの先端側に接続する充電線接続手段であることを特徴とする交流発電機。
請求項１ないし請求項６のうちいずれかに記載の交流発電機において、
前記電気部品とは、前記界磁巻線へ供給する励磁電流を制御して前記多相の電機子巻線の出力電圧を調整する電子制御回路を有する電圧調整装置であることを特徴とする交流発電機。