JP3956076B2 - 車両用交流発電機 - Google Patents
車両用交流発電機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3956076B2 JP3956076B2 JP15392999A JP15392999A JP3956076B2 JP 3956076 B2 JP3956076 B2 JP 3956076B2 JP 15392999 A JP15392999 A JP 15392999A JP 15392999 A JP15392999 A JP 15392999A JP 3956076 B2 JP3956076 B2 JP 3956076B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rectifier
- stator
- output line
- terminal block
- terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/32—Connections of conductor to commutator segment
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/04—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
- H02K11/049—Rectifiers associated with stationary parts, e.g. stator cores
- H02K11/05—Rectifiers associated with casings, enclosures or brackets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/02—Soldered or welded connections
- H01R4/029—Welded connections
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。
【０００２】
【従来の技術】
車両用交流発電機にとって、部品点数や工数を減らして製造コストを低減することは、永遠の課題である。一方、安全制御機器等の電気負荷の増加に伴い、車両用交流発電機にはますます高出力化の要求が高まっており、高出力化に対応して固定子からの交流出力を全波整流する整流器の冷却性向上が必要になってきた。
【０００３】
一般に整流器は、特開平９―１９１１９に示されるように、正極と負極のダイオード素子を各々の冷却フィンに接続し、これらのダイオード素子と固定子から引き出された出力線とを全波整流回路を構成するように接続する金属ターミナルを複数持つ端子台や、冷却フィン間のインシュレータや、直流を取り出す出力端子などによって構成されている。そして、高出力化に対応してダイオード素子の冷却性を向上するために、各冷却フィンはアルミニウム合金が用いられ、冷却風の通過する通路に沿って表面積を増やせるよう、放熱板が一体成形されている。さらに特開平９―１９１１９では、固定子の出力線に接続された金属ターミナルをインサートモールドしたサーキットボードを出力線の軸方向先端近辺に配置し、フレーム内にある整流器の端子台の金属ターミナルとこのサーキットボードの金属ターミナルとをねじ締結することによって、整流回路を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９―１９１１９では、ダイオード素子と固定子の出力線とを全波整流回路を構成するように接続するために、出力線と端子台の金属ターミナルの接続ではなく、サーキットボードの金属ターミナルと出力線との接続、および端子台の金属ターミナルとサーキットボードの金属ターミナルとのねじ締結による接続という、２工程を必要としている。よって、接続工程数が２倍に増えるとともに、部品点数もサーキットボードや複数の接続ねじが増えるため、製造コストが高くなる。これに対する対策として、サーキットボードに端子台の金属ターミナルを組み込もうとすると、端子台にはあらかじめダイオード素子が接続され、これらのダイオード素子は冷却フィンに接続されているため、結局、固定子の出力線で整流器を支える構造になる。しかし、固定子の出力線は従来の丸線銅線であるので、重量のある整流器を支えきれず、整流器の位置が不安定となり、フレームにボルトなどで締結固定するための位置決めが単独ではできず、別途位置決めの為の整流器保持工程やそのための設備が必要となる。さらに、高出力化に対応した冷却性向上のために、アルミニウム合金よりも熱伝導率が高い銅材を用いると、比重が約３倍になるので、ますます固定子の出力線のみで支えることが困難になる。
【０００５】
本発明の目的は、上記の従来の問題点を解決するもので、部品点数や工数を増やすことなく、安定した整流器の位置決めを実現し、製造コストの安い車両用交流発電機を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の車両用交流発電機によれば、回転駆動される回転子と、前記回転子の外周に対向配置された固定子と、前記回転子と前記固定子とを支持する一対のフレームと、前記固定子から引き出される複数本の出力線が接続されて整流回路を形成する整流器とを備える車両用交流発電機において、前記整流器は、正極と負極の金属製の冷却フィンに接合された各極の整流素子と前記出力線とを接続する金属ターミナルが埋設された端子台を有して、前記フレームの内側に締結固定され、前記出力線は軸方向に引き出され、略長方形の断面を有し、前記略長方形の長辺を前記固定子の径方向に向けて配置され、前記金属ターミナルを介して前記整流器が支持可能に連結されていることを特徴としている。固定子の出力線に整流器が接続されている状態において、出力線の固定子径方向の剛性が高いので、整流器の重量によってモーメント荷重による倒れ込みが無く、整流器の位置決めができる。よって、フレームとの固定のための位置あわせが容易となり、固定子の出力線との接続工程も１回で済むので、製造コストを低減できる。前記金属ターミナルは、接続部において前記出力線の断面と同形状の長方形の貫通部を持つコの字状であり、前記端子台の樹脂部が前記出力線を覆う筒形状を成して前記固定子方向に伸びていることを特徴としている。これにより、固定子の出力線と整流器の端子台とがより強固に接続されるので、フレームとの固定が容易となる。前記金属ターミナルは、前記出力線の先端に当接する端面を有することを特徴としている。これにより、整流器の軸方向の位置決めが他の手段を用いることなく、これらの組合せによって容易になされる。
【０００７】
請求項２の車両用交流発電機によれば、請求項１の車両用交流発電機において、前記出力線と前記端子台との接続箇所は周方向に複数あり、前記冷却フィンは周方向に開口部を持ち、前記開口部を含まぬように測定された前記接続箇所の最も離れた位置間の周方向の角度が、１８０度を越えることを特徴としている。これにより、整流器は、固定子の出力線に半周以上が取り囲まれるように配置されるので、出力線による整流器の支持がさらに強固となり、整流器の位置が確定する。よって、製造コストを低減できる。
【０００８】
請求項３の車両用交流発電機によれば、請求項１または２のいずれかの車両用交流発電機において、前記正極と負極の冷却フィンは銅材より成り、前記冷却フィン間のインシュレータと前記端子台とを相互固定する部材を介して、前記フレームに締結されていることを特徴としている。これにより、整流器の各部品が相互に強固に固定され、整流器の位置決めが確保されることと相まって、さらにフレームとの固定が容易となる。
【００１１】
請求項４の車両用交流発電機によれば、請求項１の車両用交流発電機において、前記冷却フィンはアルミ合金材より成り、前記出力線と前記端子台との接続箇所は周方向に複数あり、前記冷却フィンは周方向に開口部を持ち、前記開口部を含まぬように測定された前記接続箇所の最も離れた位置間の周方向の角度が、１８０度以下であることを特徴としている。アルミ合金であれば重量低下により、支持する出力線が１８０度以下の範囲に分散していても、整流器の倒れ込みが抑制されて位置決めできるので、フレームとの締結固定が容易となる。
【００１２】
請求項５の車両用交流発電機によれば、請求項１〜４のいずれかの車両用交流発電機において、前記出力線はコイルエンドからの出口において、周方向にＲ形状を成していることを特徴としている。これにより、出力線の軸方向部分により柔軟性を持たせることができるので、さらにフレームに組み付けしやすくなるように整流器の位置を調整することができる。よって、より製造しやすくなり、製造コストの低減が可能となる。
【００１３】
請求項６の車両用交流発電機によれば、請求項１〜５のいずれかの車両用交流発電機において、前記固定子は、多相巻線の各相に対応した複数の部分巻線を有し、前記端子台は、前記各相に対応した複数の部分巻線を直列接続する直列電極を有していることを特徴としている。これにより、多相巻線の各相を複数の部分巻線を形成することよって実現することができるため、巻線の作業性が向上する。また、各部分巻線間の接続は、固定子の出力線と整流器の金属ターミナルとの接続作業と同じ工程において実施することができるため、作業時間の短縮等を図ることができる。
【００１４】
請求項７の車両用交流発電機によれば、請求項１〜５のいずれかの車両用交流発電機において、前記固定子は、多相巻線の各相に対応した複数の部分巻線を有し、前記端子台は、前記各相に対応した複数の部分巻線の端部同士を接近させる案内部材として形成されており、この案内部材によって互いに接近した前記複数の部分巻線の端部同士が接合されることによって前記多相巻線の各相が形成されることを特徴としている。これにより、多相巻線の各相を複数の部分巻線を形成することよって実現することができるため、巻線の作業性が向上する。また、各部分巻線間の接続は、端子台に形成された案内部材を作業場所として行うことができるため、他の固定治具等が不要あるいは簡素化でき、作業工程の簡略化が可能となる
【００１５】
【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、図面に基づいて説明する。
【００１６】
〔第一の実施形態〕
図１から図７はこの発明の第一の実施形態を示したものであり、図１は車両用交流発電機の主要部断面図、図２は整流器の正面図、図３は整流器の背面図、図４は車両用交流発電機の結線状態を示す回路図、図５は整流器と固定子の組み付け状態を示す部分的な斜視図、図６は端子台にインサートされる金属ターミナルの斜視図、図７は固定子の出力線の部分的な側面図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の車両用交流発電機１の出力回路は、電機子として働く固定子２、界磁として働く回転子３、回転子３と固定子２を支持する一対のフレーム４１、４２、固定子２の固定子巻線２１の出力線２１１に接続されて交流電力を直流に変換する整流器５等から構成されている。
【００１８】
回転子３は、シャフト３１、ランデル型磁極鉄心３２、冷却ファン３３、界磁コイル３４、スリップリング３５等を含んで構成されている。
【００１９】
シャフト３１はプーリ８に連結され、車両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。ランデル型磁極鉄心３２は、スリップリング３５を介して励磁電流が流れる界磁コイル３４を取り囲むようにしてシャフト３１に固定されている。磁極鉄心３２の両側面には、冷却ファン３３が溶接やかしめなど適宜な手段によって固定されており、回転子３と一体となって回転することによって冷却風が生じる。
【００２０】
フレーム４１、４２には軸方向端面に冷却風の吸気孔４１１、４２１及び固定子２のコイルエンドに対向した外周部分に排気孔４１２、４２２が設けられている。
【００２１】
図２、図３に示すように、整流器５において、正極の整流素子としてのダイオード素子５０１と負極の整流素子としてのダイオード素子５０２がそれぞれに対応する正極の冷却フィン５１１あるいは負極の冷却フィン５１２に半田付けあるいは圧入などの手段によって接続されている。正極の冷却フィン５１１には外部への出力端子５３が接続されている。これらの冷却フィン５１１、５１２は、例えば銅材を用いて形成されている。
【００２２】
また、端子台５２は、ダイオード素子５０１、５０２と固定子２からの出力線２１１とを全波整流回路を構成するように接続する複数の金属ターミナル５２１をインサートして樹脂成形されている。冷却フィン５１１、５１２間にはインシュレータ５５が介在している。複数のリベット５４は、冷却フィン５１１、５１２、端子台５２の同軸穴５６にインシュレータ５５を介してこれらを相互に固定する。
【００２３】
冷却ファン３３と対向する回転子３側の端子台５２の端面は、冷却ファン３３のファンシュラウドを形成すべく、冷却ファン３３との間に微少な一定幅の空隙を有するように配置してある。
【００２４】
図４は、本実施形態の車両用交流発電機１の回路図である。整流器５は、端子台５２にインサートされた４つの入力電極ｃ、ｄ、ｅ、ｆとしての金属ターミナル５２１のそれぞれによって、一対となる正極のダイオード素子５０１と負極のダイオード素子５０２の各一方端と三相の固定子巻線２１のいずれかの相の端部とが結線されている。また、４つの正極のダイオード素子５０１のそれぞれの他方端が、正極の出力電極ａとしての冷却フィン５１１に共通に接続されている。同様に、４つの負極のダイオード素子５０２のそれぞれの他方端が、負極の出力電極ｂとしての冷却フィン５１２に共通に接続されている。
【００２５】
また、固定子２からの出力線２１１は、固定子巻線２１の三相の各端部３本と、Ｙ結線したときの中性点からの出力端部の合計４本のそれぞれが、図５に示すように、長方形の断面を持ち、長辺が固定子２の径方向に向くようにして引き出されており、端子台５２に一体に形成された延設部５２２のガイド穴５２３を通過後、金属ターミナル５２１のコの字状の接合部５２１１内に挿入するよう配置され、溶接や半田付けなどによって結線される。なお、金属ターミナル５２１は、図６に示すように、出力線２１１に接続されるコの字状の接合部５２１１、ダイオード素子５０１、５０２との接続部５２１２、および両方の接合部をつなぎ、端子台５２の樹脂部にインサートモールドされる接続部５２１３を持つ。また、端子台５２の複数のガイド穴５２３およびコの字状の接合部５２１１は、出力線２１１の引き出し位置に対応した位置に配置され、軸方向から整流器５が一体となって、すなわち、図７に示す固定子２の出力線２１１の上方から下方に向かって挿入される。また、図２に示すように、コの字状の接合部５２１１の両端分散角度θは、冷却フィン５１１、５１２の周方向に形成された開口部を含まないように測定した場合に、１８０°以下になるように設定される。
【００２６】
出力線２１１とコの字状の接合部５２１１が接合された後、フレーム４２が整流器５のリベット５４の穴とフレーム４２の対応穴とが合致するように配置され、ボルト６、ナット７によってフレーム４２の内部に整流器５が固定設置される。
【００２７】
このように、固定子２の出力線２１１は、径方向に長辺を向けているので、短辺に折り曲げ線を形成する様に長辺を曲げる方向に対し剛性が高く、よって整流器５がこの出力線２１１に接続されている状態において、整流器５の重量によって内径側への倒れ込むことを抑止することができ、整流器５の位置が安定して保持される。よって、フレーム４２との固定の為の固定ボルト用の穴位置を合致させる位置調整が不要、もしくは飛躍的に容易になり、安価な設備で対応できる。また、整流回路を形成するための固定子２の出力線２１１との接続工程も１回で済み、サーキットボードのような別部品も不要となる。以上のことから、製造コストを低減することができる。
【００２８】
〔第二の実施形態〕
上述した第一の実施形態では、図２に示すように、整流器５のコの字状の接合部５２１１の両端分散角度θが１８０°以下に設定されているが、この角度θが１８０°を越えるように設定することもできる。
【００２９】
図８は、第二の実施形態における固定子２の出力線２１１の引き出し位置を示す図である。図９は、図８に示した固定子２とこれに対応する整流器５とが組み付けられた状態を示す図である。
【００３０】
図８、図９に示すように、整流器５のコの字状の接合部５２１１の両端分散角度θが１８０°を越えるように設定することによって、固定子２の出力線２１１のみで整流器５が内側に倒れ込むことを防止する効果をさらに大きくできる。また、冷却フィン５１１、５１２の面積をより大きく設定できるので、さらなる高出力化に対する冷却性向上も同時に達成できる。
【００３１】
〔第三の実施形態〕
第一の実施形態では、整流器５に含まれる冷却フィン５１１、５１２に銅材を用いたが、アルミ合金材を使ってもよい。この場合、銅材に比べて比重が約３分の１となり、整流器５の重量を軽くできるので、出力線２１１のみでの整流器５の支持がさらに容易になる。よって、コの字状の接合部５２１１の両端分散角度θが１８０°以下でも十分に整流器５の位置決めができる。しかも、アルミダイカスト成形によって冷却フィン５１１、５１２を形成する場合には、その形状をある程度自由に設計することができるため、冷却性を高めることが容易となる。
【００３２】
図１０は、第三の実施形態における整流器の正面図である。また、図１１は、図１０におけるＸＩ−ＸＩ線断面図である。図１２は、図１０に示した整流器の部分的な斜視図である。
【００３３】
図９、図１０、図１１に示すように、ダイカスト成形によって放熱フィン５１１、５１２に、通風方向に沿ってスリット５１１０、５１２０を設けつつ、これらのスリットに沿って軸方向に放熱面５１１１、５１２１を設けることができるので、整流器５の冷却性を高めることができる。
【００３４】
〔その他の実施形態〕
上述した第一の実施形態では、Ｙ結線の中性点の出力端部を１本にまとめて整流器５と接続しているが、固定子２から三相の出力線端部を結線せずにそのまま取り出して、端子台５２内の金属ターミナルによってこの結線を行うようにしてもよい。
【００３５】
図１３は、その他の実施形態における整流器の背面図である。また、図１４は図１３に示した整流器を用いた車両用交流発電機の結線状態を示す回路図である。
【００３６】
図１３に示す整流器は、端子台５２にインサートされた３つの入力電極ｄ〜ｆとしての金属ターミナル５２１のそれぞれによって、一対となる正極および負極のダイオード素子５０１、５０２の各一方端と固定子巻線２１のいずれかの相の出力線端部とが結線されている。また、４つの正極のダイオード素子５０１の他方端が、正極電極ａとしての正極の冷却フィン５１１に共通に接続されている。４つの負極のダイオード素子５０２の他方端が、負極電極ｂとしての負極の冷却フィン５１２に共通に接続されている。さらに、端子台５２にインサートされた中性点結線電極としての金属ターミナル５２２を通して固定子巻線２１の各相のコイルエンドの端部同士および一対のダイオード素子５０１、５０２の各一方端が結線されており、この金属ターミナル５２２が三相巻線の構成部分となっている。
【００３７】
図１３および図１４に示すように、固定子２から引き出される三相の出力線端部をそのまま取り出し、端子台５２内にインサートされた中性点結線用の金属ターミナル５２２を用いて結線する場合には、コイルエンドでの出力線同士の引き回しや結線の工程が無くなるので、工数を低減することができる。
【００３８】
また、図１５に示すように、金属ターミナルのコの字状の接合部５２１１に、出力線２１１が挿入される側と逆側に、折り曲げ部５２１４を設けてもよい。これにより、折り曲げ部５２１４が出力線２１１の挿入時にストッパーの役割を担うので、整流器の軸方向の位置決めを確実に行うことができる。
【００３９】
また、図１６に示すように、金属ターミナルのコの字状の接合部５２１１にスリット５２１５を設けて、出力線２１１をかしめ固定するようにしてもよい。これにより、出力線２１１が整流器５を保持する力を高めることができる。
【００４０】
さらに、図１７に示すように、コイルエンドからの出力線２１１の引き出し部に周方向に沿った大きなＲ形状（円弧形状）を形成してもよい。これにより、出力線２１１に支持される整流器の軸方向位置の自由度が高まり、フレームを組み付ける時に調整ができるので、より安価な設備で車両用交流発電機を製造することができる。
【００４１】
また、図１８に示すように、出力線２１１を全て長方形断面とするのでなく、金属ターミナル５２１６との接合部２１１１を円形断面とし、その他を長方形断面部２１１０としてもよい。出力線２１１を先端部側から見ると、図１９に示すように段差が形成されるので、整流器５を固定子２に組み付ける時のストッパーとなり、整流器５の軸方向の位置決めができるとともに、出力線２１１の剛性も確保して整流器５を保持することができる。
【００４２】
図２０は、他の実施形態の端子台の構成を示す回路図である。この実施形態では、固定子２は、多相巻線としての三相巻線を有している。この三相巻線を構成する各相Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれが複数の部分巻線から構成されている。例えばＸ相は、４つの部分巻線Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４を有する。複数の部分巻線の一つは、固定子鉄心上の所定磁極ピッチのみを占める巻線である。部分巻線は、固定子鉄心上に各相毎に対応して設定された磁極のぞれぞれに設けられる。例えば、部分巻線は、１磁極ピッチを占める一つの重ね巻きの所定ターン数をもった独立した巻線としての形状をもっている。部分巻線は、固定子鉄心に形成されたスロット内に収容される部分と、固定子鉄心の両端に延び出してコイルエンドを構成する部分とを有する。
【００４３】
また、部分巻線は、長方形あるいは長円形の断面をもった銅線により構成されている。例えば、長方形断面をもった扁平な銅線を数ターン巻回して構成することができる。また、長方形断面をもった扁平な銅線からなる複数の導体セグメントをそれらの端部で接合することによって構成することができる。例えば、固定子鉄心を軸方向に横切るだけのＩ字状の導体セグメント、あるいは固定子鉄心の一方の端部でＵ字状にターンするＵ字状の導体セグメントを用いることができる。このような長方形あるいは長円形の断面をもった銅線は、スロット内において銅線を整列して高密度に配置するために有効である。また、コイルエンドにおいて広い放熱に寄与する表面積を提供するためにも有効である。
【００４４】
部分巻線の２つの端部は、固定子鉄心の一方の端面から軸方向に延び出している。しかも、それぞれの部分巻線の端部は、その断面の長手方向が、固定子鉄心の中心軸に対して放射状に整列するように配置される。このため、１本の端部は、図５に図示されるように配置される。
【００４５】
一つの相に属する複数の部分巻線は、端子台５２Ａに設けられた複数の直列電極を通して端子台５２Ａ上において直列接続されている。例えば、Ｘ相の部分巻線Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４は、直列電極Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３を通して直列接続される。従って、固定子鉄心上を整数回周回する一連の一つの相の巻線は、複数の部分巻線と、端子台５２Ａ上の複数の直列電線とによって構成される。この構成では、端子台５２Ａが複数の部分巻線の直列接続のための複数の接続部材としての直列電極を備えており、端子台５２Ａがそれらの接続部材に対応して複数の作業場所を提供している。
【００４６】
この実施形態では、三相分の３群の直列電極Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２が設けられている。これら直列電極により、各相の巻線が形成される。
【００４７】
また、端子台５２Ａは、三相の巻線の中性点を提供する中性点結線電極Ｎとしての金属ターミナルを有する。この中性点結線電極Ｎを通して３つの巻線Ｘ、Ｙ、Ｚが星型結線される。なお、多相巻線の結線方法としては環状結線を採用してもよい。
【００４８】
さらに、端子台５２Ａには、上述した各実施形態の整流器に含まれる端子台５２と同様に、三相全波整流回路を構成する複数の整流器電極としての金属ターミナルが設けられている。これら金属ターミナルには、入力電極と出力電極とがあり、三相巻線の各相の出力端がそれぞれ入力電極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に接続されている。また、出力電極は、正極および負極の各冷却フィンと兼用されており、車両用交流発電機としての出力が取り出される。
【００４９】
これらの直列電極Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２と中性点結線電極Ｎと入力電極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、リードフレームを所定形状に打ち抜いて形成されている。そして、これらすべては、ともに端子台５２Ａにインサート成形されている。
【００５０】
従って、この実施形態では、各相の巻線としての直列接続が端子台５２Ａ上において形成される。しかも、多相巻線としての多相結線が端子台５２Ａ上において形成される。さらには整流器のブリッジ回路と多相巻線との接続が端子台５２Ａ上において形成される。また、整流器としてのブリッジ回路を構成するダイオード素子５０１、５０２の相互接続も端子台５２Ａ上において形成される。
【００５１】
また、各部分巻線から延び出す銅線は、固定子鉄心の端面の全周からほぼ均等に分散して延び出している。端子台５２Ａには、固定子鉄心の端面の全周に沿って広がった形状が与えられる。例えば環状に構成することができる。
【００５２】
この実施形態では、固定子鉄心上の部分的な範囲を占めるにすぎない部分巻線が端子台５２Ａ上において接続されるから、部分巻線間の接続作業を改善することができる。しかも、その部分巻線間の接続作業を、三相結線の接続作業（中性点結線電極Ｎへの接続作業）と同じ工程において実施できる。さらには、整流器への接続作業（入力電極への接続）も同じ工程において実施できる。これらの接続作業を改善するために、端子台５２Ａ上の接続箇所は環状に分散して配置されている。また、直列電極の接続部には、図５に示されるような接合作業に適した所要の形状が付加される。このため、確実な接合、作業時間の短縮等の製造上の利点を得ることができる。
【００５３】
なお、上述した各実施形態の整流器に含まれる端子台５２、５２Ａは、複数に分割することが可能である。例えば、２段の環状に、あるいは複数の円弧状に分割した構成を採用することができる。例えば、直列電極のみをインサート成形した第１端子台と、残る電極をインサート成形した第２端子台とによって構成することができる。かかる構成は、第１端子台をステータコアに接近して配置することができるという利点がある。
【００５４】
図２１は、図２０に示した端子台５２Ａの変形例を示す回路図である。この図２１は、図２０の上部の一部分を示している。
【００５５】
図２１に示すように、直列電極Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３等に代えて、２つの部分巻線の端部を接近させる案内部材としての孔ｈを端子台５２Ｂに設けるようにしてもよい。この構成では、２つの部分巻線の端部を直接に接合する構成を採用することができる。かかる構成においても、端子台５２Ｂには、部分巻線を接続するための案内部材としての孔ｈが設けられ、端子台５２Ｂ上においてそれら部分巻線の端部を接続する作業場所が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第一の実施形態の車両用交流発電機の主要部断面図である。
【図２】第一の実施形態における整流器の正面図である。
【図３】第一の実施形態における整流器の背面図である。
【図４】第一の実施形態における車両用交流発電機の結線状態を示す回路図である。
【図５】第一の実施形態における整流器と固定子の組み付け状態を示す部分的な斜視図である。
【図６】第一の実施形態における端子台にインサートされる金属ターミナルの斜視図である。
【図７】第一の実施形態における固定子の出力線の部分的な側面図である。
【図８】第二の実施形態における固定子の出力線の位置を示す模式図である。
【図９】第二の実施形態における整流器と固定子が組み付けられた状態を示す模式図である。
【図１０】第三の実施形態における整流器の背面図である。
【図１１】図１０におけるＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】第三の実施形態における整流器の部分的斜視図である。
【図１３】その他の実施形態における整流器の背面図である。
【図１４】図１３に示した整流器を用いた車両用交流発電機の結線状態を示す回路図である。
【図１５】その他の実施形態における金属ターミナルの斜視図である。
【図１６】その他の実施形態における金属ターミナルの斜視図である。
【図１７】その他の実施形態における固定子の出力線の部分的な側面図である。
【図１８】その他の実施形態における整流器と固定子の組み付けを示す部分的な斜視図である。
【図１９】図１８に示す固定子の出力線の変化する断面形状を示す図である。
【図２０】他の実施形態の端子台を含む整流器を用いた車両用交流発電機の結線状態を示す回路図である。
【図２１】図２０に示した端子台の変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 車両用交流発電機
２ 固定子
２１１ 出力線
３ 回転子
４１、４２ フレーム
５ 整流器
５０１、５０２ ダイオード素子
５１１、５１２ 冷却フィン
５２ 端子台
５２１ 金属ターミナル
５３ 出力端子
５４ リベット
５５ インシュレータ
５６ 同軸穴
６ ボルト
７ ナット
【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。
【０００２】
【従来の技術】
車両用交流発電機にとって、部品点数や工数を減らして製造コストを低減することは、永遠の課題である。一方、安全制御機器等の電気負荷の増加に伴い、車両用交流発電機にはますます高出力化の要求が高まっており、高出力化に対応して固定子からの交流出力を全波整流する整流器の冷却性向上が必要になってきた。
【０００３】
一般に整流器は、特開平９―１９１１９に示されるように、正極と負極のダイオード素子を各々の冷却フィンに接続し、これらのダイオード素子と固定子から引き出された出力線とを全波整流回路を構成するように接続する金属ターミナルを複数持つ端子台や、冷却フィン間のインシュレータや、直流を取り出す出力端子などによって構成されている。そして、高出力化に対応してダイオード素子の冷却性を向上するために、各冷却フィンはアルミニウム合金が用いられ、冷却風の通過する通路に沿って表面積を増やせるよう、放熱板が一体成形されている。さらに特開平９―１９１１９では、固定子の出力線に接続された金属ターミナルをインサートモールドしたサーキットボードを出力線の軸方向先端近辺に配置し、フレーム内にある整流器の端子台の金属ターミナルとこのサーキットボードの金属ターミナルとをねじ締結することによって、整流回路を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９―１９１１９では、ダイオード素子と固定子の出力線とを全波整流回路を構成するように接続するために、出力線と端子台の金属ターミナルの接続ではなく、サーキットボードの金属ターミナルと出力線との接続、および端子台の金属ターミナルとサーキットボードの金属ターミナルとのねじ締結による接続という、２工程を必要としている。よって、接続工程数が２倍に増えるとともに、部品点数もサーキットボードや複数の接続ねじが増えるため、製造コストが高くなる。これに対する対策として、サーキットボードに端子台の金属ターミナルを組み込もうとすると、端子台にはあらかじめダイオード素子が接続され、これらのダイオード素子は冷却フィンに接続されているため、結局、固定子の出力線で整流器を支える構造になる。しかし、固定子の出力線は従来の丸線銅線であるので、重量のある整流器を支えきれず、整流器の位置が不安定となり、フレームにボルトなどで締結固定するための位置決めが単独ではできず、別途位置決めの為の整流器保持工程やそのための設備が必要となる。さらに、高出力化に対応した冷却性向上のために、アルミニウム合金よりも熱伝導率が高い銅材を用いると、比重が約３倍になるので、ますます固定子の出力線のみで支えることが困難になる。
【０００５】
本発明の目的は、上記の従来の問題点を解決するもので、部品点数や工数を増やすことなく、安定した整流器の位置決めを実現し、製造コストの安い車両用交流発電機を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の車両用交流発電機によれば、回転駆動される回転子と、前記回転子の外周に対向配置された固定子と、前記回転子と前記固定子とを支持する一対のフレームと、前記固定子から引き出される複数本の出力線が接続されて整流回路を形成する整流器とを備える車両用交流発電機において、前記整流器は、正極と負極の金属製の冷却フィンに接合された各極の整流素子と前記出力線とを接続する金属ターミナルが埋設された端子台を有して、前記フレームの内側に締結固定され、前記出力線は軸方向に引き出され、略長方形の断面を有し、前記略長方形の長辺を前記固定子の径方向に向けて配置され、前記金属ターミナルを介して前記整流器が支持可能に連結されていることを特徴としている。固定子の出力線に整流器が接続されている状態において、出力線の固定子径方向の剛性が高いので、整流器の重量によってモーメント荷重による倒れ込みが無く、整流器の位置決めができる。よって、フレームとの固定のための位置あわせが容易となり、固定子の出力線との接続工程も１回で済むので、製造コストを低減できる。前記金属ターミナルは、接続部において前記出力線の断面と同形状の長方形の貫通部を持つコの字状であり、前記端子台の樹脂部が前記出力線を覆う筒形状を成して前記固定子方向に伸びていることを特徴としている。これにより、固定子の出力線と整流器の端子台とがより強固に接続されるので、フレームとの固定が容易となる。前記金属ターミナルは、前記出力線の先端に当接する端面を有することを特徴としている。これにより、整流器の軸方向の位置決めが他の手段を用いることなく、これらの組合せによって容易になされる。
【０００７】
請求項２の車両用交流発電機によれば、請求項１の車両用交流発電機において、前記出力線と前記端子台との接続箇所は周方向に複数あり、前記冷却フィンは周方向に開口部を持ち、前記開口部を含まぬように測定された前記接続箇所の最も離れた位置間の周方向の角度が、１８０度を越えることを特徴としている。これにより、整流器は、固定子の出力線に半周以上が取り囲まれるように配置されるので、出力線による整流器の支持がさらに強固となり、整流器の位置が確定する。よって、製造コストを低減できる。
【０００８】
請求項３の車両用交流発電機によれば、請求項１または２のいずれかの車両用交流発電機において、前記正極と負極の冷却フィンは銅材より成り、前記冷却フィン間のインシュレータと前記端子台とを相互固定する部材を介して、前記フレームに締結されていることを特徴としている。これにより、整流器の各部品が相互に強固に固定され、整流器の位置決めが確保されることと相まって、さらにフレームとの固定が容易となる。
【００１１】
請求項４の車両用交流発電機によれば、請求項１の車両用交流発電機において、前記冷却フィンはアルミ合金材より成り、前記出力線と前記端子台との接続箇所は周方向に複数あり、前記冷却フィンは周方向に開口部を持ち、前記開口部を含まぬように測定された前記接続箇所の最も離れた位置間の周方向の角度が、１８０度以下であることを特徴としている。アルミ合金であれば重量低下により、支持する出力線が１８０度以下の範囲に分散していても、整流器の倒れ込みが抑制されて位置決めできるので、フレームとの締結固定が容易となる。
【００１２】
請求項５の車両用交流発電機によれば、請求項１〜４のいずれかの車両用交流発電機において、前記出力線はコイルエンドからの出口において、周方向にＲ形状を成していることを特徴としている。これにより、出力線の軸方向部分により柔軟性を持たせることができるので、さらにフレームに組み付けしやすくなるように整流器の位置を調整することができる。よって、より製造しやすくなり、製造コストの低減が可能となる。
【００１３】
請求項６の車両用交流発電機によれば、請求項１〜５のいずれかの車両用交流発電機において、前記固定子は、多相巻線の各相に対応した複数の部分巻線を有し、前記端子台は、前記各相に対応した複数の部分巻線を直列接続する直列電極を有していることを特徴としている。これにより、多相巻線の各相を複数の部分巻線を形成することよって実現することができるため、巻線の作業性が向上する。また、各部分巻線間の接続は、固定子の出力線と整流器の金属ターミナルとの接続作業と同じ工程において実施することができるため、作業時間の短縮等を図ることができる。
【００１４】
請求項７の車両用交流発電機によれば、請求項１〜５のいずれかの車両用交流発電機において、前記固定子は、多相巻線の各相に対応した複数の部分巻線を有し、前記端子台は、前記各相に対応した複数の部分巻線の端部同士を接近させる案内部材として形成されており、この案内部材によって互いに接近した前記複数の部分巻線の端部同士が接合されることによって前記多相巻線の各相が形成されることを特徴としている。これにより、多相巻線の各相を複数の部分巻線を形成することよって実現することができるため、巻線の作業性が向上する。また、各部分巻線間の接続は、端子台に形成された案内部材を作業場所として行うことができるため、他の固定治具等が不要あるいは簡素化でき、作業工程の簡略化が可能となる
【００１５】
【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、図面に基づいて説明する。
【００１６】
〔第一の実施形態〕
図１から図７はこの発明の第一の実施形態を示したものであり、図１は車両用交流発電機の主要部断面図、図２は整流器の正面図、図３は整流器の背面図、図４は車両用交流発電機の結線状態を示す回路図、図５は整流器と固定子の組み付け状態を示す部分的な斜視図、図６は端子台にインサートされる金属ターミナルの斜視図、図７は固定子の出力線の部分的な側面図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の車両用交流発電機１の出力回路は、電機子として働く固定子２、界磁として働く回転子３、回転子３と固定子２を支持する一対のフレーム４１、４２、固定子２の固定子巻線２１の出力線２１１に接続されて交流電力を直流に変換する整流器５等から構成されている。
【００１８】
回転子３は、シャフト３１、ランデル型磁極鉄心３２、冷却ファン３３、界磁コイル３４、スリップリング３５等を含んで構成されている。
【００１９】
シャフト３１はプーリ８に連結され、車両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。ランデル型磁極鉄心３２は、スリップリング３５を介して励磁電流が流れる界磁コイル３４を取り囲むようにしてシャフト３１に固定されている。磁極鉄心３２の両側面には、冷却ファン３３が溶接やかしめなど適宜な手段によって固定されており、回転子３と一体となって回転することによって冷却風が生じる。
【００２０】
フレーム４１、４２には軸方向端面に冷却風の吸気孔４１１、４２１及び固定子２のコイルエンドに対向した外周部分に排気孔４１２、４２２が設けられている。
【００２１】
図２、図３に示すように、整流器５において、正極の整流素子としてのダイオード素子５０１と負極の整流素子としてのダイオード素子５０２がそれぞれに対応する正極の冷却フィン５１１あるいは負極の冷却フィン５１２に半田付けあるいは圧入などの手段によって接続されている。正極の冷却フィン５１１には外部への出力端子５３が接続されている。これらの冷却フィン５１１、５１２は、例えば銅材を用いて形成されている。
【００２２】
また、端子台５２は、ダイオード素子５０１、５０２と固定子２からの出力線２１１とを全波整流回路を構成するように接続する複数の金属ターミナル５２１をインサートして樹脂成形されている。冷却フィン５１１、５１２間にはインシュレータ５５が介在している。複数のリベット５４は、冷却フィン５１１、５１２、端子台５２の同軸穴５６にインシュレータ５５を介してこれらを相互に固定する。
【００２３】
冷却ファン３３と対向する回転子３側の端子台５２の端面は、冷却ファン３３のファンシュラウドを形成すべく、冷却ファン３３との間に微少な一定幅の空隙を有するように配置してある。
【００２４】
図４は、本実施形態の車両用交流発電機１の回路図である。整流器５は、端子台５２にインサートされた４つの入力電極ｃ、ｄ、ｅ、ｆとしての金属ターミナル５２１のそれぞれによって、一対となる正極のダイオード素子５０１と負極のダイオード素子５０２の各一方端と三相の固定子巻線２１のいずれかの相の端部とが結線されている。また、４つの正極のダイオード素子５０１のそれぞれの他方端が、正極の出力電極ａとしての冷却フィン５１１に共通に接続されている。同様に、４つの負極のダイオード素子５０２のそれぞれの他方端が、負極の出力電極ｂとしての冷却フィン５１２に共通に接続されている。
【００２５】
また、固定子２からの出力線２１１は、固定子巻線２１の三相の各端部３本と、Ｙ結線したときの中性点からの出力端部の合計４本のそれぞれが、図５に示すように、長方形の断面を持ち、長辺が固定子２の径方向に向くようにして引き出されており、端子台５２に一体に形成された延設部５２２のガイド穴５２３を通過後、金属ターミナル５２１のコの字状の接合部５２１１内に挿入するよう配置され、溶接や半田付けなどによって結線される。なお、金属ターミナル５２１は、図６に示すように、出力線２１１に接続されるコの字状の接合部５２１１、ダイオード素子５０１、５０２との接続部５２１２、および両方の接合部をつなぎ、端子台５２の樹脂部にインサートモールドされる接続部５２１３を持つ。また、端子台５２の複数のガイド穴５２３およびコの字状の接合部５２１１は、出力線２１１の引き出し位置に対応した位置に配置され、軸方向から整流器５が一体となって、すなわち、図７に示す固定子２の出力線２１１の上方から下方に向かって挿入される。また、図２に示すように、コの字状の接合部５２１１の両端分散角度θは、冷却フィン５１１、５１２の周方向に形成された開口部を含まないように測定した場合に、１８０°以下になるように設定される。
【００２６】
出力線２１１とコの字状の接合部５２１１が接合された後、フレーム４２が整流器５のリベット５４の穴とフレーム４２の対応穴とが合致するように配置され、ボルト６、ナット７によってフレーム４２の内部に整流器５が固定設置される。
【００２７】
このように、固定子２の出力線２１１は、径方向に長辺を向けているので、短辺に折り曲げ線を形成する様に長辺を曲げる方向に対し剛性が高く、よって整流器５がこの出力線２１１に接続されている状態において、整流器５の重量によって内径側への倒れ込むことを抑止することができ、整流器５の位置が安定して保持される。よって、フレーム４２との固定の為の固定ボルト用の穴位置を合致させる位置調整が不要、もしくは飛躍的に容易になり、安価な設備で対応できる。また、整流回路を形成するための固定子２の出力線２１１との接続工程も１回で済み、サーキットボードのような別部品も不要となる。以上のことから、製造コストを低減することができる。
【００２８】
〔第二の実施形態〕
上述した第一の実施形態では、図２に示すように、整流器５のコの字状の接合部５２１１の両端分散角度θが１８０°以下に設定されているが、この角度θが１８０°を越えるように設定することもできる。
【００２９】
図８は、第二の実施形態における固定子２の出力線２１１の引き出し位置を示す図である。図９は、図８に示した固定子２とこれに対応する整流器５とが組み付けられた状態を示す図である。
【００３０】
図８、図９に示すように、整流器５のコの字状の接合部５２１１の両端分散角度θが１８０°を越えるように設定することによって、固定子２の出力線２１１のみで整流器５が内側に倒れ込むことを防止する効果をさらに大きくできる。また、冷却フィン５１１、５１２の面積をより大きく設定できるので、さらなる高出力化に対する冷却性向上も同時に達成できる。
【００３１】
〔第三の実施形態〕
第一の実施形態では、整流器５に含まれる冷却フィン５１１、５１２に銅材を用いたが、アルミ合金材を使ってもよい。この場合、銅材に比べて比重が約３分の１となり、整流器５の重量を軽くできるので、出力線２１１のみでの整流器５の支持がさらに容易になる。よって、コの字状の接合部５２１１の両端分散角度θが１８０°以下でも十分に整流器５の位置決めができる。しかも、アルミダイカスト成形によって冷却フィン５１１、５１２を形成する場合には、その形状をある程度自由に設計することができるため、冷却性を高めることが容易となる。
【００３２】
図１０は、第三の実施形態における整流器の正面図である。また、図１１は、図１０におけるＸＩ−ＸＩ線断面図である。図１２は、図１０に示した整流器の部分的な斜視図である。
【００３３】
図９、図１０、図１１に示すように、ダイカスト成形によって放熱フィン５１１、５１２に、通風方向に沿ってスリット５１１０、５１２０を設けつつ、これらのスリットに沿って軸方向に放熱面５１１１、５１２１を設けることができるので、整流器５の冷却性を高めることができる。
【００３４】
〔その他の実施形態〕
上述した第一の実施形態では、Ｙ結線の中性点の出力端部を１本にまとめて整流器５と接続しているが、固定子２から三相の出力線端部を結線せずにそのまま取り出して、端子台５２内の金属ターミナルによってこの結線を行うようにしてもよい。
【００３５】
図１３は、その他の実施形態における整流器の背面図である。また、図１４は図１３に示した整流器を用いた車両用交流発電機の結線状態を示す回路図である。
【００３６】
図１３に示す整流器は、端子台５２にインサートされた３つの入力電極ｄ〜ｆとしての金属ターミナル５２１のそれぞれによって、一対となる正極および負極のダイオード素子５０１、５０２の各一方端と固定子巻線２１のいずれかの相の出力線端部とが結線されている。また、４つの正極のダイオード素子５０１の他方端が、正極電極ａとしての正極の冷却フィン５１１に共通に接続されている。４つの負極のダイオード素子５０２の他方端が、負極電極ｂとしての負極の冷却フィン５１２に共通に接続されている。さらに、端子台５２にインサートされた中性点結線電極としての金属ターミナル５２２を通して固定子巻線２１の各相のコイルエンドの端部同士および一対のダイオード素子５０１、５０２の各一方端が結線されており、この金属ターミナル５２２が三相巻線の構成部分となっている。
【００３７】
図１３および図１４に示すように、固定子２から引き出される三相の出力線端部をそのまま取り出し、端子台５２内にインサートされた中性点結線用の金属ターミナル５２２を用いて結線する場合には、コイルエンドでの出力線同士の引き回しや結線の工程が無くなるので、工数を低減することができる。
【００３８】
また、図１５に示すように、金属ターミナルのコの字状の接合部５２１１に、出力線２１１が挿入される側と逆側に、折り曲げ部５２１４を設けてもよい。これにより、折り曲げ部５２１４が出力線２１１の挿入時にストッパーの役割を担うので、整流器の軸方向の位置決めを確実に行うことができる。
【００３９】
また、図１６に示すように、金属ターミナルのコの字状の接合部５２１１にスリット５２１５を設けて、出力線２１１をかしめ固定するようにしてもよい。これにより、出力線２１１が整流器５を保持する力を高めることができる。
【００４０】
さらに、図１７に示すように、コイルエンドからの出力線２１１の引き出し部に周方向に沿った大きなＲ形状（円弧形状）を形成してもよい。これにより、出力線２１１に支持される整流器の軸方向位置の自由度が高まり、フレームを組み付ける時に調整ができるので、より安価な設備で車両用交流発電機を製造することができる。
【００４１】
また、図１８に示すように、出力線２１１を全て長方形断面とするのでなく、金属ターミナル５２１６との接合部２１１１を円形断面とし、その他を長方形断面部２１１０としてもよい。出力線２１１を先端部側から見ると、図１９に示すように段差が形成されるので、整流器５を固定子２に組み付ける時のストッパーとなり、整流器５の軸方向の位置決めができるとともに、出力線２１１の剛性も確保して整流器５を保持することができる。
【００４２】
図２０は、他の実施形態の端子台の構成を示す回路図である。この実施形態では、固定子２は、多相巻線としての三相巻線を有している。この三相巻線を構成する各相Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれが複数の部分巻線から構成されている。例えばＸ相は、４つの部分巻線Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４を有する。複数の部分巻線の一つは、固定子鉄心上の所定磁極ピッチのみを占める巻線である。部分巻線は、固定子鉄心上に各相毎に対応して設定された磁極のぞれぞれに設けられる。例えば、部分巻線は、１磁極ピッチを占める一つの重ね巻きの所定ターン数をもった独立した巻線としての形状をもっている。部分巻線は、固定子鉄心に形成されたスロット内に収容される部分と、固定子鉄心の両端に延び出してコイルエンドを構成する部分とを有する。
【００４３】
また、部分巻線は、長方形あるいは長円形の断面をもった銅線により構成されている。例えば、長方形断面をもった扁平な銅線を数ターン巻回して構成することができる。また、長方形断面をもった扁平な銅線からなる複数の導体セグメントをそれらの端部で接合することによって構成することができる。例えば、固定子鉄心を軸方向に横切るだけのＩ字状の導体セグメント、あるいは固定子鉄心の一方の端部でＵ字状にターンするＵ字状の導体セグメントを用いることができる。このような長方形あるいは長円形の断面をもった銅線は、スロット内において銅線を整列して高密度に配置するために有効である。また、コイルエンドにおいて広い放熱に寄与する表面積を提供するためにも有効である。
【００４４】
部分巻線の２つの端部は、固定子鉄心の一方の端面から軸方向に延び出している。しかも、それぞれの部分巻線の端部は、その断面の長手方向が、固定子鉄心の中心軸に対して放射状に整列するように配置される。このため、１本の端部は、図５に図示されるように配置される。
【００４５】
一つの相に属する複数の部分巻線は、端子台５２Ａに設けられた複数の直列電極を通して端子台５２Ａ上において直列接続されている。例えば、Ｘ相の部分巻線Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４は、直列電極Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３を通して直列接続される。従って、固定子鉄心上を整数回周回する一連の一つの相の巻線は、複数の部分巻線と、端子台５２Ａ上の複数の直列電線とによって構成される。この構成では、端子台５２Ａが複数の部分巻線の直列接続のための複数の接続部材としての直列電極を備えており、端子台５２Ａがそれらの接続部材に対応して複数の作業場所を提供している。
【００４６】
この実施形態では、三相分の３群の直列電極Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２が設けられている。これら直列電極により、各相の巻線が形成される。
【００４７】
また、端子台５２Ａは、三相の巻線の中性点を提供する中性点結線電極Ｎとしての金属ターミナルを有する。この中性点結線電極Ｎを通して３つの巻線Ｘ、Ｙ、Ｚが星型結線される。なお、多相巻線の結線方法としては環状結線を採用してもよい。
【００４８】
さらに、端子台５２Ａには、上述した各実施形態の整流器に含まれる端子台５２と同様に、三相全波整流回路を構成する複数の整流器電極としての金属ターミナルが設けられている。これら金属ターミナルには、入力電極と出力電極とがあり、三相巻線の各相の出力端がそれぞれ入力電極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に接続されている。また、出力電極は、正極および負極の各冷却フィンと兼用されており、車両用交流発電機としての出力が取り出される。
【００４９】
これらの直列電極Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２と中性点結線電極Ｎと入力電極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、リードフレームを所定形状に打ち抜いて形成されている。そして、これらすべては、ともに端子台５２Ａにインサート成形されている。
【００５０】
従って、この実施形態では、各相の巻線としての直列接続が端子台５２Ａ上において形成される。しかも、多相巻線としての多相結線が端子台５２Ａ上において形成される。さらには整流器のブリッジ回路と多相巻線との接続が端子台５２Ａ上において形成される。また、整流器としてのブリッジ回路を構成するダイオード素子５０１、５０２の相互接続も端子台５２Ａ上において形成される。
【００５１】
また、各部分巻線から延び出す銅線は、固定子鉄心の端面の全周からほぼ均等に分散して延び出している。端子台５２Ａには、固定子鉄心の端面の全周に沿って広がった形状が与えられる。例えば環状に構成することができる。
【００５２】
この実施形態では、固定子鉄心上の部分的な範囲を占めるにすぎない部分巻線が端子台５２Ａ上において接続されるから、部分巻線間の接続作業を改善することができる。しかも、その部分巻線間の接続作業を、三相結線の接続作業（中性点結線電極Ｎへの接続作業）と同じ工程において実施できる。さらには、整流器への接続作業（入力電極への接続）も同じ工程において実施できる。これらの接続作業を改善するために、端子台５２Ａ上の接続箇所は環状に分散して配置されている。また、直列電極の接続部には、図５に示されるような接合作業に適した所要の形状が付加される。このため、確実な接合、作業時間の短縮等の製造上の利点を得ることができる。
【００５３】
なお、上述した各実施形態の整流器に含まれる端子台５２、５２Ａは、複数に分割することが可能である。例えば、２段の環状に、あるいは複数の円弧状に分割した構成を採用することができる。例えば、直列電極のみをインサート成形した第１端子台と、残る電極をインサート成形した第２端子台とによって構成することができる。かかる構成は、第１端子台をステータコアに接近して配置することができるという利点がある。
【００５４】
図２１は、図２０に示した端子台５２Ａの変形例を示す回路図である。この図２１は、図２０の上部の一部分を示している。
【００５５】
図２１に示すように、直列電極Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３等に代えて、２つの部分巻線の端部を接近させる案内部材としての孔ｈを端子台５２Ｂに設けるようにしてもよい。この構成では、２つの部分巻線の端部を直接に接合する構成を採用することができる。かかる構成においても、端子台５２Ｂには、部分巻線を接続するための案内部材としての孔ｈが設けられ、端子台５２Ｂ上においてそれら部分巻線の端部を接続する作業場所が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第一の実施形態の車両用交流発電機の主要部断面図である。
【図２】第一の実施形態における整流器の正面図である。
【図３】第一の実施形態における整流器の背面図である。
【図４】第一の実施形態における車両用交流発電機の結線状態を示す回路図である。
【図５】第一の実施形態における整流器と固定子の組み付け状態を示す部分的な斜視図である。
【図６】第一の実施形態における端子台にインサートされる金属ターミナルの斜視図である。
【図７】第一の実施形態における固定子の出力線の部分的な側面図である。
【図８】第二の実施形態における固定子の出力線の位置を示す模式図である。
【図９】第二の実施形態における整流器と固定子が組み付けられた状態を示す模式図である。
【図１０】第三の実施形態における整流器の背面図である。
【図１１】図１０におけるＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】第三の実施形態における整流器の部分的斜視図である。
【図１３】その他の実施形態における整流器の背面図である。
【図１４】図１３に示した整流器を用いた車両用交流発電機の結線状態を示す回路図である。
【図１５】その他の実施形態における金属ターミナルの斜視図である。
【図１６】その他の実施形態における金属ターミナルの斜視図である。
【図１７】その他の実施形態における固定子の出力線の部分的な側面図である。
【図１８】その他の実施形態における整流器と固定子の組み付けを示す部分的な斜視図である。
【図１９】図１８に示す固定子の出力線の変化する断面形状を示す図である。
【図２０】他の実施形態の端子台を含む整流器を用いた車両用交流発電機の結線状態を示す回路図である。
【図２１】図２０に示した端子台の変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 車両用交流発電機
２ 固定子
２１１ 出力線
３ 回転子
４１、４２ フレーム
５ 整流器
５０１、５０２ ダイオード素子
５１１、５１２ 冷却フィン
５２ 端子台
５２１ 金属ターミナル
５３ 出力端子
５４ リベット
５５ インシュレータ
５６ 同軸穴
６ ボルト
７ ナット
Claims (7)
- 回転駆動される回転子と、前記回転子の外周に対向配置された固定子と、前記回転子と前記固定子とを支持する一対のフレームと、前記固定子から引き出される複数本の出力線が接続されて整流回路を形成する整流器とを備える車両用交流発電機において、
前記整流器は、正極と負極の金属製の冷却フィンに接合された各極の整流素子と前記出力線とを接続する金属ターミナルが埋設された端子台を有して、前記フレームの内側に締結固定され、
前記出力線は軸方向に引き出され、略長方形の断面を有し、前記略長方形の長辺を前記固定子の径方向に向けて配置され、前記金属ターミナルを介して前記整流器が支持可能に連結されており、
前記金属ターミナルは、接続部において前記出力線の断面と同形状の長方形の貫通部を持つコの字状であり、前記端子台の樹脂部が前記出力線を覆う筒形状を成して前記固定子方向に伸びており、かつ
前記金属ターミナルは、前記出力線の先端に当接する端面を有することを特徴とする車両用交流発電機。 - 請求項１において、
前記出力線と前記端子台との接続箇所は周方向に複数あり、前記冷却フィンは周方向に開口部を持ち、前記開口部を含まぬように測定された前記接続箇所の最も離れた位置間の周方向の角度が、１８０度を越えることを特徴とする車両用交流発電機。 - 請求項１または２において、
前記正極と負極の冷却フィンは銅材より成り、前記冷却フィン間のインシュレータと前記端子台とを相互固定する部材を介して、前記フレームに締結されていることを特徴とする車両用交流発電機。 - 請求項１において、
前記冷却フィンはアルミ合金材より成り、前記出力線と前記端子台との接続箇所は周方向に複数あり、前記冷却フィンは周方向に開口部を持ち、前記開口部を含まぬように測定された前記接続箇所の最も離れた位置間の周方向の角度が、１８０度以下であることを特徴とする車両用交流発電機。 - 請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記出力線はコイルエンドからの出口において、周方向にＲ形状を成していることを特徴とする車両用交流発電機。 - 請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記固定子は、多相巻線の各相に対応した複数の部分巻線を有し、前記端子台は、前記各相に対応した複数の部分巻線を直列接続する直列電極を有していることを特徴とする車両用交流発電機。 - 請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記固定子は、多相巻線の各相に対応した複数の部分巻線を有し、前記端子台は、前記各相に対応した複数の部分巻線の端部同士を接近させる案内部材として形成されており、この案内部材によって互いに接近した前記複数の部分巻線の端部同士が接合されることによって前記多相巻線の各相が形成されることを特徴とする車両用交流発電機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15392999A JP3956076B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 車両用交流発電機 |
| US09/570,534 US6429556B1 (en) | 1999-06-01 | 2000-05-12 | AC generator for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15392999A JP3956076B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 車両用交流発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000350426A JP2000350426A (ja) | 2000-12-15 |
| JP3956076B2 true JP3956076B2 (ja) | 2007-08-08 |
Family
ID=15573176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15392999A Expired - Fee Related JP3956076B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 車両用交流発電機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6429556B1 (ja) |
| JP (1) | JP3956076B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015063924A1 (ja) | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 三菱電機株式会社 | 車両用回転電機 |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6555937B2 (en) * | 2000-02-01 | 2003-04-29 | Denso Corporation | Vehicle alternator rectifier having L-shaped connection terminals |
| JP2001286082A (ja) * | 2000-04-03 | 2001-10-12 | Mitsubishi Electric Corp | 交流発電機の固定子 |
| JP2003023759A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-24 | Denso Corp | 車両用交流発電機 |
| JP2003111334A (ja) | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Denso Corp | 車両用交流発電機 |
| US6724110B2 (en) * | 2001-12-31 | 2004-04-20 | Visteon Global Technologies, Inc. | Reluctance generator for an eddy current braking system |
| JP2003319628A (ja) * | 2002-04-19 | 2003-11-07 | Hitachi Ltd | 車両用交流発電機 |
| WO2004045050A1 (ja) * | 2002-11-11 | 2004-05-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 車両用三相交流発電機 |
| CN101309035B (zh) * | 2002-11-11 | 2010-11-10 | 三菱电机株式会社 | 车辆用三相交流发电机 |
| EP1460750B1 (en) | 2003-03-18 | 2011-07-13 | Denso Corporation | AC generator for vehicles |
| US20040256925A1 (en) * | 2003-06-18 | 2004-12-23 | Transpo Electronics, Inc. | Rectifier for a vehicle alternator |
| FR2865079B1 (fr) * | 2004-01-14 | 2014-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | Machine electrique tournante pour vehicule |
| US7291950B2 (en) * | 2004-01-14 | 2007-11-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electric rotating machine for vehicle |
| DE102004040595A1 (de) * | 2004-08-21 | 2006-02-23 | Robert Bosch Gmbh | Gleichrichterbaueinrichtung und elektrische Maschine mit einer solchen Einrichtung |
| JP2006174541A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機 |
| JP2006211810A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Denso Corp | セグメント連接型回転電機 |
| US7166944B2 (en) * | 2005-02-18 | 2007-01-23 | Visteon Global Technologies, Inc. | Cooling plate for alternator rectifier |
| JP2007037262A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ一体型回転電機 |
| JP2007181303A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | モータ |
| US7855481B2 (en) * | 2006-04-27 | 2010-12-21 | Vistory Industrial Corporation | Stator lead retainer |
| JP2007166900A (ja) * | 2007-02-13 | 2007-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用電源装置 |
| JP4270307B2 (ja) * | 2007-06-25 | 2009-05-27 | トヨタ自動車株式会社 | 渡り線モジュール |
| JP4433023B2 (ja) * | 2007-09-05 | 2010-03-17 | 株式会社デンソー | 車両用交流発電機 |
| JP5417721B2 (ja) * | 2008-03-13 | 2014-02-19 | 日本電産株式会社 | モータ |
| JP5446937B2 (ja) * | 2009-06-24 | 2014-03-19 | 株式会社デンソー | 電子回路内蔵型モータ |
| FR2950752B1 (fr) * | 2009-09-30 | 2016-06-03 | Valeo Equip Electr Moteur | Machine electrique tournante polyphasee a capot de protection, notamment alternateur pour vehicule automobile |
| EP2632034B1 (en) * | 2010-10-19 | 2021-04-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Rectifier device for vehicular ac generator |
| JP5673021B2 (ja) * | 2010-11-25 | 2015-02-18 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機のステータ |
| DE102011003189A1 (de) * | 2011-01-26 | 2012-07-26 | Robert Bosch Gmbh | Generator mit Phasenanschlusskühlung |
| JP5734794B2 (ja) * | 2011-09-12 | 2015-06-17 | トヨタ自動車株式会社 | ステータおよびこのステータを備える回転電機 |
| DE102012212163A1 (de) * | 2012-07-11 | 2014-01-16 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische Maschine |
| FR3002381B1 (fr) * | 2013-02-20 | 2015-03-20 | Valeo Equip Electr Moteur | Agencement de redressement du courant pour une machine electrique tournante comportant cache d'isolation et machine eectrique tournante associee |
| DE102016222611A1 (de) * | 2016-11-17 | 2018-05-17 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Verschaltung der Verdrahtung eines Stators einer elektrischen Maschine, Stator einer elektrischen Maschine und Verfahren zur Verschaltung der Verdrahtung eines Stators einer elektrischen Maschine |
| JP7331771B2 (ja) * | 2020-04-30 | 2023-08-23 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用回転電機のステータ |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4604538A (en) * | 1985-02-19 | 1986-08-05 | General Motors Corporation | Air cooling for diode-rectified alternating current generators |
| DE3929427A1 (de) * | 1989-09-05 | 1991-03-07 | Bosch Gmbh Robert | Gleichrichtereinrichtung fuer drehstromgeneratoren von fahrzeugen |
| US5451823A (en) * | 1993-02-11 | 1995-09-19 | Transpo Electronics, Inc. | Vehicular thermoconductive lead frame rectifier assembly |
| JP3514319B2 (ja) * | 1993-07-26 | 2004-03-31 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
| JP3395332B2 (ja) * | 1994-03-16 | 2003-04-14 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機の固定子およびその製造方法 |
| US5659212A (en) * | 1994-12-16 | 1997-08-19 | Electro-Dyn Choke Corporation | Rectifier assembly for automotive alternator |
| JP3342987B2 (ja) | 1995-06-28 | 2002-11-11 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機 |
| WO1998054822A1 (fr) * | 1997-05-26 | 1998-12-03 | Denso Corporation | Alternateur pour vehicule |
| JP3915292B2 (ja) * | 1998-12-25 | 2007-05-16 | 株式会社デンソー | 車両用交流発電機 |
-
1999
- 1999-06-01 JP JP15392999A patent/JP3956076B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-12 US US09/570,534 patent/US6429556B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015063924A1 (ja) | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 三菱電機株式会社 | 車両用回転電機 |
| CN105684270A (zh) * | 2013-10-31 | 2016-06-15 | 三菱电机株式会社 | 车用旋转电机 |
| CN105684270B (zh) * | 2013-10-31 | 2018-03-16 | 三菱电机株式会社 | 车用旋转电机 |
| US10033243B2 (en) | 2013-10-31 | 2018-07-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Rotating electrical machine for a vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000350426A (ja) | 2000-12-15 |
| US6429556B1 (en) | 2002-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3956076B2 (ja) | 車両用交流発電機 | |
| JP3419721B2 (ja) | 車両用交流発電機 | |
| JP3347115B2 (ja) | 交流発電機 | |
| US7605502B2 (en) | Automotive alternator with rectifier having high-strength heat sinks | |
| CN108352771B (zh) | 交流发电机 | |
| JP3374776B2 (ja) | 車両用交流発電機 | |
| JP3956524B2 (ja) | 車両用交流発電機 | |
| EP1056186A2 (en) | Automotive alternator | |
| KR100379907B1 (ko) | 차량용 교류발전기 | |
| EP1460750B1 (en) | AC generator for vehicles | |
| JP4790049B2 (ja) | 車両用交流発電機およびそれに搭載される整流装置の製造方法 | |
| JP2000197299A (ja) | 車両用交流発電機 | |
| EP2113992B1 (en) | Ac generator | |
| WO2016079866A1 (ja) | 車両用交流発電機 | |
| EP1811635B1 (en) | Rectifier of ac generator | |
| JP3775235B2 (ja) | 車両用交流発電機 | |
| JP2002136076A (ja) | 交流発電機 | |
| JPH07336974A (ja) | オルタネータ | |
| WO2016079865A1 (ja) | 車両用交流発電機 | |
| WO2016079867A1 (ja) | 車両用交流発電機 | |
| JP4692439B2 (ja) | 車両用交流発電機 | |
| JP3966212B2 (ja) | 車両用交流発電機 | |
| JP3666480B2 (ja) | 車両用交流発電機 | |
| JP2002136016A (ja) | ブラシレス交流発電機 | |
| JP2003111334A (ja) | 車両用交流発電機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050622 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070116 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070123 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070305 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070411 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070424 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110518 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120518 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120518 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130518 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140518 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |