JP3915292B2

JP3915292B2 - 車両用交流発電機

Info

Publication number: JP3915292B2
Application number: JP37032398A
Authority: JP
Inventors: 博士石田; 彰哉七條
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: US6160335A; JP2000197299A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車、トラック等に搭載される車両用交流発電機に関するものであり、特に電機子コイルのリード線と整流装置とを接続するための接続ターミナルの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用交流発電機における電機子コイルのリード線と整流装置とを電気的に接続するための接続ターミナルの構造として、特開平３−１０７３５６号公報に開示されたものが知られている。
この従来技術では、整流装置は、正極側整流素子、負極側整流素子、正極側冷却フィン、負極側冷却フィン、接続ターミナル、端子台等で構成されている。正極側整流素子、負極側整流素子は、正極側冷却フィン、負極側冷却フィンそれぞれに設けられた貫通穴に圧入されている。又、正極側放熱フィンと負極側冷却フィンは、金属製の接続ターミナルが埋設される端子台を挟み込んだ状態でリベットにて締結固定されている。
【０００３】
接続ターミナルの端子台に埋設されている部分は板状に形成されている。そして、この接続ターミナルは、端子台から板状のまま露出し、その露出した部位の先端部は、電機子コイルのリード線とかしめ固定するためにコ字状に形成されている。即ち、接続ターミナルの露出部は、端子台から露出したＴ字状の金属部材の先端をコ字状に曲げた形状をしており、コ字型に形成された部分と端子台との間には切欠部が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の高振動時には、接続ターミナルにも整流器及び電機子コイルからの振動が伝達される。この際、整流器と電機子コイルとは車両用交流発電機の異なる位置に設けられているため、振動の周波数が異なる。そのため、接続ターミナルと電機子コイルのリード線との接続部には、振動の位相差による応力が発生する。
【０００５】
ところが、上記従来技術では、接続ターミナルが端子台から露出する部分、即ち切欠部が形成されている部分は、板状であるため、その部位に過大な応力がかかり、車両高振動時においては、この部位から変形、破壊するおそれがあった。
一方、車両高振動時における接続ターミナルの強度のみを考慮し、切欠きを無くすことも考えられるが、切欠部を無くした場合には、接続ターミナルの露出部において、電機子コイルのリード線をかしめ固定する際に、端子台に応力が加わり、端子台が変形または破壊する問題が生じるおそれがある。
【０００６】
また、接続ターミナルと電機子コイルのリード線との接続を溶接によって行う場合には、接続部を高温に保つ必要がある。そのため、接続部から他の部分に熱を伝えにくくする必要がある。しかし、切欠部を無くした形状のものにおいては、接続ターミナルと端子台との接触面積が大きくなり、溶接部に加えた熱が端子台に逃げやすくなるので、良好に接続状態を維持することが困難である。
【０００７】
また、特開平５−４９２２１号公報に記載されている車両用交流発電機においても、接続ターミナルは整流装置から板状に延びた部材に形成されており、車両高振動時においては、この部位から変形、破壊するおそれがある。
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、接続ターミナルの強度を高くすることを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、接続ターミナルの強度を高くしたものにおいて、熱を他の部材に伝えにくい構造を提供するものである。
また、本発明は、接続ターミナルの強度を高くしたものにおいて、熱を端子台の深くまでは伝えにくい構造を提供するものである。
さらに、本発明は、接続ターミナルの強度を高くしたものにおいて、端子台に過大な応力は伝えない構造を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、接続ターミナル（５１）は、端子台（５５）から露出する軸方向垂直断面コ字状の露出部（５１１）を有し、さらに露出部（５１１）には、軸方向垂直断面コ字状の少なくとも２つの辺が残るように切欠部（５１２）が形成されており、露出部（５１１）の端部にて電機子コイル（２１）と電気的に接続されることを特徴としている。
【００１０】
これによると、接続ターミナル（５１）の露出部（５１１）には、切欠部（５１２）が形成されているが、その切欠部（５１２）が形成されている箇所には、コ字状の少なくとも２つの辺が残されている。従って、高振動下において切欠部（５１２）に応力がかかった際にも、接続ターミナル（５１）の強度を確保でき、応力による変形又は破壊を防止できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、切欠部（５１２）の断面で形成される２つの辺は連続しており、角部（５１３）を形成していることを特徴としている。これにより、接続ターミナル（５１）の強度を更にあげることが可能となる。
請求項３に記載の発明では、切欠部（５１２）の一部が端子台（５５）に埋設されていることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では電機子コイル（２１）と接続ターミナル（５１）とは溶接によって接続されていることを特徴としている。
これによると、接続ターミナル（５５）と端子台（５５）との接触面積を少なくできるので、端子台（５５）への熱拡散を低減することができる。そのため、電機子コイル（２１）が露出部（５１１）において接続ターミナル（５１）に溶接される際に、接続部を高温に保つことが可能となり、接続状態を良好に維持することが可能となる。また、切欠部（５１２）の一部が端子台（５５）に保持されているので、切欠部（５１２）の強度を高めることが可能となる。
【００１３】
請求項４の発明では、接続ターミナル（５１）は、端子台（５５）から露出する軸方向垂直断面コ字状の露出部（５１１）を有し、さらに端子台（５５）に埋設される部分に、軸方向垂直断面コ字状の少なくとの２つの辺が残るように切り欠かれる切欠部（５１２）が形成されていることを特徴としている。
この場合においても、請求項１及び２の発明と同様に、接続ターミナル（５５）の強度を確保することができる。また、端子台（５５）に埋設される部分に切欠部（５１２）を設けることにより、接続ターミナル（５５）と端子台（５５）との接触面積を少なくできるので、端子台（５５）の深くまで、熱が伝わるのを防止でき、溶接状態を良好に維持できる。
【００１４】
請求項６に記載の発明では電機子コイル（２１）と接続ターミナル（５１）とはかしめによって接続されていることを特徴としている。
電機子コイル（２１）のリード線を接続ターミナル（５１）にかしめ固定する際にも、露出部（５１１）に切欠部（５１２）を設けることにより、端子台（５５）に過大な応力が加わるのを防止することができ、端子台（５５）の変形又は破壊を防止できる。
【００１５】
請求項７に記載の発明では電機子コイル（２１）と接続ターミナル（５１）との溶接はＴＩＧ溶接であることを特徴としている。これにより、接続時に接続ターミナル（５１）の変形を伴わずに接続することができ、端子台（５５）の破損を防止できる。
請求項８に記載の発明では、電機子コイルは平角断面をなす電気導体により構成されていることを特徴としている。これにより、電機子コイル（２１）側の強度を増すことが可能となる。また、電機子コイル（２１）と接続ターミナル（５１）とを溶接又はかしめ等により接続する際には、電機子コイル（２１）と接続ターミナル（５１）との接触面積を増加させることができるため、安定した接続状態を得ることができる。
【００１６】
なお、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の車両用交流発電機の軸方向断面図を示している。車両用交流発電機１は、電機子として働く固定子２と、界磁として働く回転子３と、回転子３を支持するとともに固定子２を挟持固定しているハウジング４と、交流電力を直流電力に変換する整流装置５、整流装置５等を保護するカバー６等を備えて構成されている。
【００１８】
固定子２は、電機子コイル２１と固定子コア２２とを有し、ハウジング４の内周側に挟持固定される。固定子コア２２には、多相の電機子コイル２１を収容できるように、複数のスロット（図示せず）が形成されている。本実施形態では、回転子３の磁極数に対応して、３相の固定子巻線を収容するように、３６本のスロットが等間隔に配置されている。なお、固定子コア２２のスロットに装備された電機子巻線２１は、平角断面、即ち断面が矩形状の銅線により形成されている。
【００１９】
電機子巻線２１は、後述する整流装置５の端子台５５の貫通穴５５１を通してハウジング４の外部まで伸延している。そして、電機子コイル２１は、端子台５５に埋設された接続ターミナル５１を介して、整流装置５に電気的に接続される。
回転子３は、シャフト３１と一体になって回転するもので、ランデル型ポールコア３２、界磁コイル３７、スリップリング３３、３４、送風装置としての斜流ファン３５および遠心ファン３６を備えている。シャフト３１は、プーリ７に連結され、自動車に搭載された走行用のエンジン（図示せず）により回転駆動される。
【００２０】
整流装置５は、図示しない負極整流素子、正極整流素子、負極放熱フィン５４、正極放熱フィン５３、端子台５５等を有している。負極放熱フィン５４と正極放熱フィン５３とには、それぞれ負極整流素子と正極整流素子とが嵌め込まれている。そして、負極放熱フィン５４と正極放熱フィン５３とは、正極放熱フィン５３を固定子２に近接した側にして、所定の間隔をもって平行配置されている。正極放熱フィン５３には出力端子５３１が設けられている。そして、電機子巻線２１において発生した３相交流は、正極及び負極整流素子により全波整流されて、出力端子５３１から直流出力として取り出される。
【００２１】
端子台５５は、負極放熱フィン５４と正極放熱フィン５３との間に挟まれており、これらを絶縁する部位を有しており、これらを積層して配置される。この端子台５５には正極及び負極整流素子と電機子コイル２１とを接続する銅系の金属で成形された複数の接続ターミナル５１が埋設される。この接続ターミナル５１は、電機子コイル２１の接続箇所に応じて複数設けられる。これら接続ターミナル５１は、整流装置５の表面に突出して配置されている。特に図１の実施形態では、正極及び負極放熱フィン５３、５４よりも軸方向に突出して配置され、しかも整流装置５の最も径方向外側に配置されている。接続ターミナル５１には、図２で示すように、軸方向垂直断面コ字状の露出部５１１が端子台５５から突出して形成されている。又、露出部５１１の根元部には、軸方向垂直断面コ字状の一辺を切り欠いた切欠部５１２が設けられている。この切欠部５１２はコ字状の一辺の中程までしか切り欠かれていない。そのため、露出部５１１の根元部においても、コ字状の３辺が残されている。また、根元部においては、コ字状の３辺が残されているため、露出部５１１においては、２つの角部５１３が形成されている。
【００２２】
図１に示すように、接続ターミナル５１のコ字型の開部は車両用交流発電機１の径方向外側を向いている。また、切欠部５１２は、その一部は端子台５５に埋設され、残部は端子台５５から露出している。
前述のように、電機子巻線２１の端部のリード線２１０は、整流装置５の端子台５５の貫通穴５５１を通してハウジング４の外部まで伸延している。この電機子コイル２１の端部のリード線２１０は、図１に示すように、端子台５５に埋設された接続ターミナル５１のコ字状の露出部５５１の内側まで伸延している。そして、露出部５１１、即ち接続ターミナル５１の端部において電機子コイル２１のリード線２１０と接続ターミナル５１とがＴＩＧ（ＴｕｎｇｓｔｅｎＩｎｅｒｔＧａｓ）溶接で接合され、リード線２１０が整流装置５に電気的に接続されている。図１には接合部２１１が図示されている。
【００２３】
ハウジング４は、固定子２、回転子３及び整流装置５等を保持固定するものである。そして、ハウジング４の軸方向端面には、斜流ファン３５および遠心ファン３６によって発生する冷却風の吸入口４１が設けられている。また、ハウジングの外周には、固定子２の軸方向端部に対応して冷却風の排出口４２が設けられている。
【００２４】
カバー６は、アルミニウム製鋼板をプレス成形したものであり、ハウジング４の外部に配置される整流装置５等の電気部品を保護するものである。このカバー６の軸方向端部にも、冷却風の吸入口（図示せず）が設けられている。
以上のように構成された車両用交流発電機１は、図示しないエンジンによりプーリ７を介して回転子３が駆動し、電機子コイル２１に三相交流電流が発生する。整流装置５は電機子コイル２１に発生した交流電流を全波整流して直流電流に変換して、出力端子５３１からバッテリ（図示せず）及び車両電気負荷（図示せず）に供給する。又、回転子３が回転駆動するとき、斜流ファン３５および遠心ファン３６も一体で回転し、冷却風を発生させ、電機子コイル２１や整流装置５等の各発熱部を冷却する。
【００２５】
本実施形態においては、接続ターミナル５１は、端子台５５から一辺のみ板状に突出するのではなく、コ字状に突出している。特に接続ターミナル５１は、端子台５５内に埋設されたコ字状部分を有し、端子台５５表面からの突出部分においてもコ字状である。そのため、車両が高振動下におかれて、接続ターミナル５１と電機子コイル２１との接続部に応力が生じても、その応力を３辺で支えることができる。したがって、接続ターミナル５１の強度が確保され、応力による変形、破損を防止できる。かかる効果は、端子台５５の樹脂表面において、コ字状の３辺のうちの２辺以上が樹脂と接触していることで得られている。
【００２６】
特に、接続ターミナル５１の根元部において、端子台５５から突出する隣り合う２辺により角部５１３が形成されてるので、より接続ターミナル５１の強度を上げることができる。
また、本実施形態においては、接続ターミナル５１の露出部５１１と電機子コイル２１との接続は、ＴＩＧ溶接によって行われている。したがって、接続時に接続ターミナル５１の変形を伴わずに接続することができ、端子台５５の破損を防止できる。
【００２７】
また、接続ターミナル５１の露出部５１１びの根元部には切欠部が形成されて、接続ターミナル５１のコ字状断面部分の途中に断面積が絞られた絞り部が形成されるので、ＴＩＧ溶接時に接続ターミナル５１に加えられる熱が端子台５５に伝えられるのを防止できる。そして、接続部を高温に維持できるので、接続状態を良好に維持することが可能となる。
【００２８】
特に切欠部５１２の一部は端子台５５に埋設されている。したがって、端子台５５の表面における接続ターミナル５１と端子台５５との接触面積を少なくできるので、この端子台５５表面への熱伝達が低減できる。
また、電機子コイル２１は平角断面の銅線によって構成されている。これにより、電機子コイル２１から延びるリード線２１０と接続ターミナル５１との接触面積を大きくでき、安定した接続状態を得ることが可能となる。
【００２９】
図２にはリード線２１０と接合部２１１とが破線により図示され、リード線２１０の扁平な断面がハッチングにより図示されている。
なお、リード線２１０が接合される露出部５１１の端部は、露出部５１１のうちの切欠部５１２よりも先端側の範囲を指し、図２の実施形態においては、範囲Ｔを端部として用いることができる。
（他の実施形態）
図４から図１０は本発明の接続ターミナルの他の形状を示している。
【００３０】
図４から図９に示されているように、切り欠き部５１２形状は、軸方向垂直断面形状が少なくとも２辺を残すものであればよい。これらの形状のものにおいても、端子台５５から板状に露出するものに比べて、高い強度を確保することができる。また、角部５１３は少なくとも１つ設けられていれば強度をさらに高めることが可能となる。
【００３１】
また、第一実施形態では、電機子コイルと接続ターミナル５１との接続はＴＩＧ溶接によって行われた。しかし、電機子コイル５１２の接続ターミナル５１への接続は、切欠部５１２から露出部５１１の先端側の部分をコ字状の内側に折り曲げ、かしめによって行うことも可能である。この際にも、切欠部５１２より端部側を折り曲げるので、端子台５５に過大な応力が加わるのを防止することができ、端子台５５の変形及び破損を防止できる。
【００３２】
又、ＴＩＧ溶接に接続ターミナル及び電機子コイルの接続を行うものにおいては、図１０に示すように、切欠部５１２を端子台５５に完全に埋設させても良い。この場合においても、切欠部５１２によって接続ターミナル５１に熱的な絞り部を形成しているので、端子台５５の深くまで熱が伝わるのを防止できる。また、溶接状態を良好に維持できる。
【００３３】
なお、上記実施形態においては、電機子コイル５１は平角断面の銅線によって構成されたが、丸線断面の銅線で構成してもいいことは勿論である。また、接続ターミナル及び電機子コイルの接続はＴＩＧ溶接以外の溶接でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用交流発電機の軸方向断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る接続ターミナルを示す斜視図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る接続ターミナルを示す軸方向垂直断面図である。
【図４】他の実施形態の接続ターミナルを示す斜視図である。
【図５】他の実施形態の接続ターミナルを示す軸方向垂直断面図である。
【図６】他の実施形態の接続ターミナルを示す斜視図である。
【図７】他の実施形態の接続ターミナルを示す軸方向垂直断面図である。
【図８】他の実施形態の接続ターミナルを示す斜視図である。
【図９】他の実施形態の接続ターミナルを示す軸方向垂直断面図である。
【図１０】他の実施形態の接続ターミナルを示す斜視図である。
【符号の説明】
１…車両用交流発電機、２…固定子、２１…電機子コイル、３…回転子、
４…ハウジング、５…整流装置、５１…接続ターミナル、５１１…露出部、
５１２…切欠部、５１３…角部、５５…端子台、５５１…貫通穴。

Claims

電機子コイル（２１）が巻装される固定子（２）と、前記電機子コイル（２１）と電気的に接続される接続ターミナル（５１）と、該接続ターミナル（５１）が埋設される端子台（５５）を有する整流装置（５）とを備える車両用交流発電機において、
前記接続ターミナル（５１）は、前記端子台（５５）から露出する軸方向垂直断面コ字状の露出部（５１１）を有し、さらに前記露出部（５１１）には、前記軸方向垂直断面コ字状の少なくとも２つの辺が残るように切欠部（５１２）が形成されており、前記露出部（５１１）の端部にて前記電機子コイル（２１）と電気的に接続されることを特徴とする車両用交流発電機。
前記２つの辺は連続しており、角部（５１３）を形成してい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。
前記切欠部（５１２）の一部が前記端子台（５５）に埋設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用交流発電機。
電機子コイル（２１）が巻装される固定子（２）と、前記電機子コイル（２１）と電気的に接続される接続ターミナル（５１）と、該接続ターミナル（５１）が埋設される端子台（５５）を有する整流装置（５）とを備える車両用交流発電機において、
前記接続ターミナル（５１）は、前記端子台（５５）から露出する軸方向垂直断面コ字状の露出部（５１１）を有し、さらに前記端子台（５５）に埋設される部分に、前記軸方向垂直断面コ字状の少なくとの２つの辺が残るように切り欠かれる切欠部（５１２）が形成されていることを特徴とする車両用交流発電機。
前記電機子コイル（２１）と前記接続ターミナル（５１）とは溶接によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の車両用交流発電機。
前記電機子コイル（２１）と前記接続ターミナル（５１）とはかしめによって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の車両用交流発電機。
前記電機子コイル（２１）と前記接続ターミナル（５１）との溶接はＴＩＧ溶接であることを特徴とする請求項５に記載の車両用交流発電機。
前記電機子コイルは平角断面をなす電気導体から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の車両用交流発電機。