JP2003023759A - 車両用交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定子巻線と整流装置との接続に際して拘束
治具が不要であって工数の低減が可能であり、接続不良
の発生防止や振動に対する安定化を図ることができる車
両用交流発電機を提供すること。 【解決手段】 車両用交流発電機１は、固定子巻線２３
を有する固定子２と、回転子３と、固定子巻線２３に接
続された整流装置７等を備える。整流装置７は、負極側
放熱フィン７１、正極側放熱フィン７２、端子台７３を
有する。端子台７３には、一部に筒状部７５が形成され
たターミナル７４がインサート成形されている。筒状部
７５の貫通穴に固定子巻線２３の引出線２５を挿入した
状態でこの筒状部７５の先端部を用いて機械的接合ある
いは冶金的接合をすることにより、引出線２５をターミ
ナル７４に接続する。

Description

【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に関する。

【０００２】

【従来の技術】交流発電機において固定子巻線に発生し
た電力は、この固定子巻線に接続された整流装置によっ
て整流される。このため、固定子巻線の引出線の端部
を、整流装置に設けられたターミナルに何らかの方法を
用いて接続する必要がある。

【０００３】例えば、特開平５−４９２２１号公報に
は、整流装置のターミナルに複数段の加締め部を設けて
おいて、１回目の接続時において上段の加締め部を加締
めて引出線の接続を行い、再組付時には下段の加締め部
を加締めて引出線の２回の組み付けを行う車両用交流発
電機が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した特
開平５−４９２２１号公報に開示された整流装置に含ま
れるターミナルは、小片からなる加締め部によって固定
子巻線の引出線を巻き込んだ後にこれらの加締め部を加
締めることにより引出線を固定する構造であるため、加
締め部を変形する前の状態においては引出線が自由に動
いてしまい、引出線の導入と同時にターミナルの加締め
を実施するか、あるいは引出線がターミナルから離れな
いようにするために専用の拘束治具が必要になる。

【０００５】また、加締め部を複数段設けることにより
複数回の組付が可能になっているが、ターミナルの下段
の加締め部は、固定子巻線の引出線を導入するために小
片が口を開いた形状で次回の組み付けを待つことになる
ため、振動に対して状態が安定しないという問題があ
る。また、ターミナルを加締める前に小片で引出線を巻
き込む必要があるため、ターミナルの形状が加締めの前
後で大きく変化する。このため、この変形分を考慮して
ターミナル周辺に十分な隙間を確保する必要があり、部
品の高密度実装が困難であって、小型化が容易でないと
いう問題があった。

【０００６】さらに、最近では、Ｙ−Ｙ結線、Δ−Δ結
線、Δ−Ｙ結線などの２組み以上の多相巻線を組み合わ
せて固定子巻線を構成する設計例あるいは実用例が見ら
れる。このような固定子巻線では、同一のターミナルに
多くの本数の引出線を接続する必要が生じるが、上述し
た従来技術ではこのような場合を想定していない。ま
た、上述した公報に開示された従来技術以外では、多く
の引出線がある場合に、これらの引出線を一旦別の接続
ターミナルを用いて結線した後に整流装置のターミナル
にネジ等を用いて接合する方法や、固定子巻線のコイル
エンド上で多数の引出線を整形した後に溶接してからさ
らに引き出す方法などがあるが、工数の増加を伴った
り、固定子巻線の導体を覆っている絶縁被膜に過度のス
トレスが加わって寿命の低下を招く等の不都合があり、
好ましい方法とはいえない。

【０００７】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、固定子巻線と整流装置との
接続に際して拘束治具が不要であって工数の低減が可能
であり、接続不良の発生防止や振動に対する安定化を図
ることができる車両用交流発電機を提供することにあ
る。

【０００８】

【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は、固定子鉄心とこ
の固定子鉄心に巻装される固定子巻線とを有する固定子
と、固定子に対向配置される回転子と、回転子を回転さ
せることによって固定子巻線に誘起した交流電圧を整流
する整流装置とを備えている。この整流装置は、固定子
巻線の引出線が接続される筒状部が一部に形成されたタ
ーミナルを有し、筒状部に引出線の端部を挿入した状態
で筒状部を用いて機械的接合あるいは冶金的接合をする
ことにより、固定子巻線と整流装置との接続を行ってい
る。ターミナルの一部に形成された筒状部に固定子巻線
の引出線を収容した状態で、固定子巻線と整流装置との
間の接続作業を行うことができるため、一旦筒状部に収
容された後に引出線が外れてしまうことがなく、接続不
良の発生を防止することができるとともに、別に拘束治
具を用いる必要もない。また、引出線が筒状部に覆われ
るため、振動に対して状態を安定させることができる。
さらに、引出線を収容して接合するだけであるため、接
合前後での形状変化が少なく、絶縁状態を維持するため
に余分な空間を確保する必要がなく、高密度実装や小型
化に適している。

【０００９】また、上述した筒状部は、複数の引出線が
挿入されており、筒状部を用いて機械的接合あるいは冶
金的接合をすることにより、これら複数の引出線を介し
た固定子巻線と前記整流装置との接続を同時に行うこと
が望ましい。複数本の引出線に対しても筒状部に挿入し
た状態で筒状部を用いて機械的接合あるいは冶金的接合
をすることにより、これらの引出線を用いた接続作業を
同時に行うことができるため、工数の低減が可能にな
る。また、複数本の引出線を一旦別の接続ターミナルを
用いて結線する場合に比べて、このような接続ターミナ
ルが不要になるため、部品点数の低減を図ることもでき
る。

【００１０】また、接合する前の筒状部の形状を、この
筒状部に挿入される引出線の外形形状に合わせることが
望ましい。これにより、筒状部に収容した状態で引出線
の位置がずれることを防止することができるため、接合
時における筒状部の変形を防止することができる。

【００１１】また、上述した整流装置は、ターミナルが
一体成形された樹脂製の端子台を有しており、筒状部に
前記引出線を導入するガイド部をこの端子台に設けるこ
とが望ましい。これにより、固定子巻線の引出線を筒状
部に挿入する作業が容易になるとともに、接続後に引出
線の周囲がこのガイド部によって覆われるため引出線の
絶縁状態を確保するとともに被水を防止することができ
る。

【００１２】また、上述した筒状部は、引出線の挿入方
向に沿った複数箇所に接合部を有することが望ましい。
挿入方向先端に位置する接合部を用いて固定子巻線と整
流装置との間の接続を行った後にこの接続箇所を除去す
ることにより補修等の際の分解が容易になり、しかも他
の接合部を用いることによって再度の組付、分解が可能
になる。

【００１３】また、上述した筒状部は、複数箇所の接合
部の間に、切欠部あるいはスリットを有することが望ま
しい。切欠部あるいはスリットを目印に実際に接続に使
用している接合部を確認することができるため、組付時
の接合作業や分解時の切断作業が容易となる。また、切
断時の断面積が減少するため、少ない切断力で接続部の
切断が可能になる。

【００１４】

【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、本実施形態の車両用交流発電機
の全体構成を示す図である。図１に示す車両用交流発電
機１は、固定子２、回転子３、フロントフレーム４、リ
ヤフレーム５、ブラシ装置６、整流装置７、リヤカバー
９等を含んで構成されている。

【００１５】固定子２は、固定子鉄心２２と、三相の固
定子巻線２３と、固定子鉄心２２と固定子巻線２３との
間を電気絶縁するインシュレータ２４とを備えている。
回転子３は、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に
巻き回した界磁巻線３１を、それぞれが６個の爪部を有
するポールコア３２によって、回転軸３３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
ポールコア３２の端面には、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の冷却ファ
ン３５が溶接等によって取り付けられている。同様に、
リヤ側のポールコア３２の端面には、リヤ側から吸い込
んだ冷却風を径方向に吐き出すための冷却ファン３６が
溶接等によって取り付けられている。また、回転軸３３
のリヤ側端部近傍には、界磁巻線３１の両端に電気的に
接続された２つのスリップリング３７、３８が形成され
ており、これらのスリップリング３７、３８を介してブ
ラシ装置６から界磁巻線３１に対して給電が行われる。

【００１６】フロントフレーム４およびリヤフレーム５
は、固定子２および回転子３を収容する。回転子３が回
転軸３３を中心に回転可能な状態で支持されているとと
もに、回転子３のポールコア３２の外周側に所定の隙間
を介して配置された固定子２が固定されている。フロン
トフレーム４には軸受け４３を収容する収容部４４が形
成されている。同様にリヤフレーム５には軸受け５３を
収容する収容部５４が形成されている。

【００１７】また、フロントフレーム４は、固定子鉄心
２２の軸方向端面からフロント側に突出した固定子巻線
２３に対向した部分に冷却風の排気孔４１を有し、軸方
向端面に吸入孔４２を有している。同様に、リヤフレー
ム５は、固定子鉄心２２の軸方向端面からリヤ側に突出
した固定子巻線２３に対向した部分に冷却風の排気孔５
１を有し、軸方向端面に吸入孔５２を有している。

【００１８】ブラシ装置６は、整流装置７から回転子３
の界磁巻線３１に励磁電流を流すためのものであり、回
転子３の回転軸３３に形成されたスリップリング３７、
３８のそれぞれに押圧するブラシ６１、６２を有する。
整流装置７は、三相の固定子巻線２３の出力電圧である
三相交流電圧を整流して直流の出力電圧を得るためのも
のである。整流装置７と固定子巻線２３との間の接続構
造の詳細については後述する。

【００１９】リヤカバー９は、リヤフレーム５の外側に
取り付けられるブラシ装置６、整流装置７、ＩＣレギュ
レータ８等の電気部品を覆って、これらを保護するため
のものである。上述した構造を有する車両用交流発電機
１は、ベルト等を介してプーリ２０にエンジン（図示せ
ず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に
回転する。この状態で回転子３の界磁巻線３１に外部か
ら励磁電圧を印加することにより、ポールコア３２のそ
れぞれの爪部が励磁され、固定子巻線２３に三相交流電
圧を発生させることができ、出力端子１０からは所定の
直流電流が取り出される。

【００２０】次に、整流装置７の詳細について説明す
る。図１に示すように、整流装置７は、負極側の整流素
子（図示せず）が半田付けや圧入等によって接合された
負極側放熱フィン７１と、正極側の整流素子（図示せ
ず）が半田付や圧入等によって接合された正極側放熱フ
ィン７２と、これら負極側放熱フィン７１と正極側放熱
フィン７２の固定や内部配線を行う端子台７３とを含ん
で構成されている。

【００２１】端子台７３は、インサート成形されたター
ミナル７４を有している。このターミナル７４によっ
て、負極側放熱フィン７１や正極側放熱フィン７２に含
まれる各整流素子を結線することにより、三相全波整流
回路が構成されている。図２は、整流装置７と固定子巻
線２３との間の接続部分の拡大断面図である。また、図
３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【００２２】これらの図に示すように、ターミナル７４
は、その一部を用いて形成された筒状部７５を有してい
る。筒状部７５は軸方向に沿った貫通穴を有しており、
この貫通穴はこれに挿入する固定子巻線２３の引出線２
５の外形形状に合わせた形状となっている。図３に示し
た例では、それぞれが円断面を有する２本の引出線２５
が筒状部７５の貫通穴に挿入されているため、この貫通
穴の形状はほぼ楕円に近い形状となっている。この貫通
穴に固定子巻線２３の引出線２５が挿通された状態で、
固定子巻線２３から遠い筒状部７５の先端部７５ａを加
締め、あるいは溶接することにより、筒状部７５の一部
と引出線２５の端部とが機械的あるいは冶金的に接合さ
れている。なお、ターミナル７４と固定子巻線２３の引
出線２５との間の電気的な接続をより確実にするため
に、筒状部７５の先端部７５ａを加締めた後に、この部
分に対して半田付けあるいは溶接を行うようにしてもよ
い。

【００２３】また、図２に示すように、筒状部７５は、
引出線２５の挿入方向に沿った寸法が長目に設定されて
いる。これは、最初の組付時に筒状部７５の先端部７５
ａが接合部となるが、この接合部は補修等のための分解
時に切断されて除去される。このとき、その切断面に近
い新たな先端部が次の接合部として用いられる。すなわ
ち、複数回の組付、分解を行うために複数の接合部を設
けることが可能なように、引出線２５の挿入方向に沿っ
た筒状部７５の寸法が長目に設定されている。したがっ
て、筒状部７５は、１回の分解作業が可能なようにした
い場合には２箇所の接合部が設定可能な長さに設定すれ
ばよく、２回の分解作業が可能なようにしたい場合には
３箇所の接合部が設定可能な長さに設定すればよい。

【００２４】また、本実施形態の端子台７３は、上述し
たターミナル７４の筒状部７５の近傍であって固定子巻
線２３側に、組み付け時に引出線２５の導入を容易にす
るために、一体形成されたガイド部７６を有している。
このガイド部７６は、筒状部７５の貫通穴の一方端から
固定子巻線２３側に向かって次第に広くなる開口を有す
る筒状部であり、組付時にこの開口に引出線２５を差し
込むことにより、引出線２５の端部が筒状部７５の貫通
穴に導かれるようになっている。

【００２５】このように、本実施形態の車両用交流発電
機に含まれる整流装置７は、ターミナル７４の一部に筒
状部７５が形成されており、この筒状部７５の貫通穴に
固定子巻線２３の引出線２５を挿入した状態でその先端
部分を用いて機械的接合あるいは冶金的接合をすること
により、ターミナル７４に引出線２５を接続している。
特に、筒状部７５の貫通穴に引出線２５を挿入すること
により、引出線２５の軸方向以外の動きが規制されるた
め、組付時に引出線２５を拘束する治具等が不要になる
とともに、所定位置から引出線２５が外れることによる
接続不良の発生を未然に防ぐことが可能になる。

【００２６】また、引出線２５が筒状部７５に覆われる
ため、振動に対して状態を安定させることができる。さ
らに、引出線２５を収容して機械的接合あるいは冶金的
接合をするだけであるため、接合前後での形状変化が少
なく、絶縁状態を維持するために余分な空間を確保する
必要がなく、高密度実装や小型化に適している。

【００２７】また、接合前の筒状部７５の貫通穴の形状
を、この筒状部７５に挿入される引出線２５の外形形状
に合わせることにより、筒状部７５に収容した状態で引
出線２５の位置がずれることを防止することができるた
め、接合時における筒状部の変形を防止することができ
る。

【００２８】また、ターミナル７４と一体になったガイ
ド部７６を設けることにより、固定子巻線２３の引出線
２５を筒状部７５に挿入する作業が容易になるととも
に、整流装置７を固定子巻線２３に接続した後に引出線
２５の周囲がこのガイド部７６によって覆われるため、
引出線２５の絶縁状態を確保するとともに被水を防止す
ることができる。

【００２９】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、整流装
置７のターミナル７４の一部に形成された筒状部７５を
単純な筒形状としたが、一部に切欠を追加するようにし
てもよい。

【００３０】図４は、ターミナルの筒状部の変形例を示
す図であり、筒状部のみを抜き出した状態が示されてい
る。図５は、図４に示した筒状部の平面図である。これ
らの図に示す筒状部１７５は、図２および図３に示した
筒状部７５に対して、２箇所に切欠部１７５ａを追加し
た形状を有している。これらの切欠部１７５ａは、筒状
部１７５の軸方向に沿ったほぼ中央部両側を部分的に除
去することにより形成されている。また、これらの切欠
部１７５ａを挟んで、１回目の組付時に使用される接合
部１７５ｂと２回目の組付時に使用される接合部１７５
ｃとが互いに分離されている。このような切欠部１７５
ａを形成することにより、１回目の組付時に使用する接
合部１７５ｂを容易に確認することができるとともに、
分解時にはこれを目安に筒状部１７５の一部を除去すれ
ばよい。なお、図４に示した例では、半円形状の切欠部
１７５ａを形成する場合を示したが、切欠部１７５ａの
形状は楕円形状やその他の形状を用いたり、あるいは切
欠部１７５ａの代わりにスリットを形成するようにして
も、同等の効果を得ることができる。また、切欠部１７
５ａは、引出線２５の挿入方向に沿って一箇所である必
要はなく、二箇所以上に形成するようにしてもよい。こ
の場合には、分解後に２回以上の再組み付けが可能にな
る。

【００３１】図６は、ターミナルの筒状部の他の変形例
を示す図である。図７は、図６に示した筒状部の平面図
である。これらの図に示す筒状部２７５は、図４および
図５に示した筒状部１７５が完全に周囲を覆った円環形
状であったのに対し、平板状の部材を巻き込んだロール
形状とした点が異なっている。これにより、ターミナル
の成形が容易になる。また、このロール形状を形成する
前に、切欠部２７５ａを形成することにより、切欠部２
７５ａの形成工程を簡略化することができる。なお、図
７に示した例では、ロール形状に成形した筒状部２７５
は、それぞれのロール形状部分に固定子巻線２３の引出
線２５を１本ずつ巻き込んで収容するようにしたが、ロ
ール形状部分の巻回し回数を半周程度として、図５に示
した筒状部１７５と同じような内部形状を実現するよう
にしてもよい。

【００３２】また、上述した実施形態では、一例として
２本の引出線２５を筒状部７５等に収容する場合を説明
したが、１本の引出線２５あるいは３本以上の引出線２
５を筒状部７５等に収容するようにしてもよい。特に、
Ｙ−Ｙ結線、Δ−Δ結線、Δ−Ｙ結線などの２組み以上
の多相巻線を組み合わせて固定子巻線を構成する場合に
は引出線２５の本数が多くなる傾向にある。このような
場合であっても、多数の引出線を筒状部の貫通穴に収容
した状態で筒状部を用いて機械的接合あるいは冶金的接
合をすることにより、これらの引出線に対する接続作業
を同時に行うことができる。したがって、別部品として
の接続ターミナルに一旦接続した後に整流装置のターミ
ナルに結線する場合に比べて、部品点数や工数の低減が
可能になる。また、多数の引出線を予め固定子巻線のコ
イルエンド周辺において溶接した後に引き出す場合に比
べて、工程の簡略化が可能になる。

【００３３】また、上述した実施形態では、固定子巻線
２３の引出線２５の断面を円形形状としたが矩形形状で
あってもよい。この場合には、筒状部７５等の貫通穴の
形状もこの断面形状に合わせて矩形形状にすればよい。
このように、引出線の断面形状に筒状部の貫通穴の形状
を合わせることにより、接合時における筒状部の変形を
防止することができる。

【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全体構成を示
す図である。

【図２】整流装置と固定子巻線との間の接続部分の拡大
断面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】ターミナルの筒状部の変形例を示す図である。

【図５】図４に示した筒状部の平面図である。

【図６】ターミナルの筒状部の他の変形例を示す図であ
る。

【図７】図６に示した筒状部の平面図である。

【符号の説明】

１ 車両用交流発電機 ２ 固定子 ３ 回転子 ４ フロントフレーム ５ リヤフレーム ６ ブラシ装置 ７ 整流装置 ９ リヤカバー ２３ 固定子巻線 ２５ 引出線 ７３ 端子台 ７４ ターミナル ７５ 筒状部 ７６ ガイド部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H604 AA05 AA08 BB03 BB10 BB14 CC01 CC13 QA08 QB03 5H605 AA04 AA08 BB03 BB10 CC02 CC06 DD09 EB10 EB12 EC05 EC08 GG02 5H619 AA03 AA10 BB02 BB06 BB17 PP01 PP14 PP38

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子鉄心とこの固定子鉄心に巻装され
   る固定子巻線とを有する固定子と、前記固定子に対向配
   置される回転子と、前記回転子を回転させることによっ
   て前記固定子巻線に誘起した交流電圧を整流する整流装
   置とを備える車両用交流発電機において、 前記整流装置は、前記固定子巻線の引出線が接続される
   筒状部が一部に形成されたターミナルを有し、 前記筒状部に前記引出線の端部を挿入した状態で前記筒
   状部を用いて機械的接合あるいは冶金的接合をすること
   により、前記固定子巻線と前記整流装置との接続を行う
   ことを特徴とする車両用交流発電機。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記筒状部は、複数の前記引出線が挿入されており、 前記筒状部を用いて機械的接合あるいは冶金的接合をす
   ることにより、これら複数の前記引出線を介した前記固
   定子巻線と前記整流装置との接続を同時に行うことを特
   徴とする車両用交流発電機。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 接合する前の前記筒状部の形状を、この筒状部に挿入さ
   れる前記引出線の外形形状に合わせることを特徴とする
   車両用交流発電機。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記整流装置は、前記ターミナルが一体成形された樹脂
   製の端子台を有しており、前記筒状部に前記引出線を導
   入するガイド部を前記端子台に設けたことを特徴とする
   車両用交流発電機。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記筒状部は、前記引出線の挿入方向に沿った複数箇所
   に接合部を有することを特徴とする車両用交流発電機。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記筒状部は、前記複数箇所の接合部の間に、切欠部あ
   るいはスリットを有することを特徴とする車両用交流発
   電機。