JP4496957B2 - 車両用交流発電機の整流器、およびこれを用いた車両用交流発電機 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等に搭載される車両用交流発電機の整流器、およびこれを用いた車両用交流発電機に関する。
〔従来の技術〕
従来より、車両用交流発電機の整流器は、正極側整流素子を内蔵するとともに、正極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する正極側放熱フィンと、負極側整流素子を内蔵するとともに、負極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する負極側放熱フィンと、正極側整流素子と負極側整流素子とに接続して整流回路を構成する導電部材を保持する端子台とを備える。そして、整流器は、整流回路の作用により、ステータコイルに誘起された交流電圧を直流電圧に変換する。
従来より、車両用交流発電機の整流器は、正極側整流素子を内蔵するとともに、正極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する正極側放熱フィンと、負極側整流素子を内蔵するとともに、負極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する負極側放熱フィンと、正極側整流素子と負極側整流素子とに接続して整流回路を構成する導電部材を保持する端子台とを備える。そして、整流器は、整流回路の作用により、ステータコイルに誘起された交流電圧を直流電圧に変換する。
このような従来の整流器１００の正極側放熱フィンおよび負極側放熱フィンの少なくとも一方の放熱フィン１０１は、図５に示すように、他の電気部品（例えば、電圧調整器）の端子１０２とネジ締めにより接続されている。そして、この接続は、例えば図５（ａ）および図６に示すように、放熱フィン１０１に雌ネジ穴１０３を設け、この雌ネジ穴１０３と雄ネジ部材１０４とを締結させることにより行われている。
また、図５（ｂ）に示すように、端子台１０５を接続部分まで延長するとともに、放熱フィン１０１には雄ネジ部材１０４の軸部が貫通する貫通穴１０６を設け、端子台１０５には雄ネジ部材１０４と締結されるナット等の雌ネジ部材１０７を収容する収容穴１０８を設けた構造も提案されている。この構造を用いた技術では、収容穴１０８が雌ネジ部材１０７の形状に応じた形状に設けられ、雌ネジ部材１０７の回動が防止される。そして、収容穴１０８に雌ネジ部材１０７を収容し雌ネジ部材１０７と雄ネジ部材１０４とを締結することで、放熱フィン１０１と端子１０２とを接続している。
〔従来技術の不具合〕
しかし、図５（ａ）に示す技術では、整流作用に伴う発熱により放熱フィン１０１の温度が上昇すると、雄ネジ部材１０４と雌ネジ穴１０３との締結が緩み、雄ネジ部材１０４が脱落してしまう虞がある。そして、近年のように電気負荷の増加が著しい状況では、このような発熱による雄ネジ部材１０４と雌ネジ穴１０３との締結の緩み、雄ネジ部材１０４の脱落の虞がますます高まっている。
しかし、図５（ａ）に示す技術では、整流作用に伴う発熱により放熱フィン１０１の温度が上昇すると、雄ネジ部材１０４と雌ネジ穴１０３との締結が緩み、雄ネジ部材１０４が脱落してしまう虞がある。そして、近年のように電気負荷の増加が著しい状況では、このような発熱による雄ネジ部材１０４と雌ネジ穴１０３との締結の緩み、雄ネジ部材１０４の脱落の虞がますます高まっている。
また、図５（ｂ）に示す技術では、雌ネジ部材１０７と雄ネジ部材１０４とを締結する際、雌ネジ部材１０７に大きなトルクが作用する。このため、端子台１０５の樹脂部分が割れてしまう虞がある。
なお、端子台１０５に雌ネジを有する固定金具を装着し、固定金具と雄ネジ部材１０４とを締結させる技術が提案されている。しかし、この技術は、放熱フィン１０１と端子台１０５との締結を強化して振動を低減することを主目的としており、固定金具と雄ネジ部材１０４とを締結する際、固定金具に作用するトルクにより、図５（ｂ）に示す技術と同様に、端子台１０５の樹脂部分が割れてしまう虞がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１６９４５７号公報
なお、端子台１０５に雌ネジを有する固定金具を装着し、固定金具と雄ネジ部材１０４とを締結させる技術が提案されている。しかし、この技術は、放熱フィン１０１と端子台１０５との締結を強化して振動を低減することを主目的としており、固定金具と雄ネジ部材１０４とを締結する際、固定金具に作用するトルクにより、図５（ｂ）に示す技術と同様に、端子台１０５の樹脂部分が割れてしまう虞がある（例えば、特許文献１参照）。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、車両用交流発電機の整流器の放熱フィンと他の電気部品の端子とのネジ締め接続部分において、昇温によるネジ締めの緩み、ネジ部材の脱落を防止するとともに、ネジ締め時のトルク負荷による端子台の樹脂割れを防止することができる構造を提供することにある。
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の車両用交流発電機の整流器は、正極側整流素子を内蔵するとともに、正極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する正極側放熱フィンと、負極側整流素子を内蔵するとともに、負極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する負極側放熱フィンと、正極側整流素子と負極側整流素子とに接続して整流回路を構成する導電部材を保持する端子台とを備え、正極側放熱フィンおよび負極側放熱フィンの少なくとも一方の放熱フィンが、ネジ締めにより他の電気部品の端子と接続される。そして、一方の放熱フィンは、雌ネジ部材または雌ネジ部材に締結する雄ネジ部材の頭部を収容し、雌ネジ部材または雄ネジ部材の頭部の回動を阻止する収容部、および、収容部に開口し、雄ネジ部材の軸部が貫通する貫通部を有するように、アルミダイカストにより設けられている。
これにより、放熱フィンに、直接、雌ネジ穴を設ける場合よりも、雌ネジと雄ネジとの締結部への熱伝達が緩和される。このため、発熱によるネジ締めの緩み、ネジ部材の脱落を防止することができる。
また、端子台にはネジ締めによりトルクが負荷される部分が存在しなくなる。このため、ネジ締め時のトルク負荷による端子台の樹脂割れを防止することができる。
請求項１に記載の車両用交流発電機の整流器は、正極側整流素子を内蔵するとともに、正極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する正極側放熱フィンと、負極側整流素子を内蔵するとともに、負極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する負極側放熱フィンと、正極側整流素子と負極側整流素子とに接続して整流回路を構成する導電部材を保持する端子台とを備え、正極側放熱フィンおよび負極側放熱フィンの少なくとも一方の放熱フィンが、ネジ締めにより他の電気部品の端子と接続される。そして、一方の放熱フィンは、雌ネジ部材または雌ネジ部材に締結する雄ネジ部材の頭部を収容し、雌ネジ部材または雄ネジ部材の頭部の回動を阻止する収容部、および、収容部に開口し、雄ネジ部材の軸部が貫通する貫通部を有するように、アルミダイカストにより設けられている。
これにより、放熱フィンに、直接、雌ネジ穴を設ける場合よりも、雌ネジと雄ネジとの締結部への熱伝達が緩和される。このため、発熱によるネジ締めの緩み、ネジ部材の脱落を防止することができる。
また、端子台にはネジ締めによりトルクが負荷される部分が存在しなくなる。このため、ネジ締め時のトルク負荷による端子台の樹脂割れを防止することができる。
また、収容部は、一方の放熱フィンの一方面に凹状に設けられ、貫通部は、一方の放熱フィンの他方面と収容部をなす凹面とに開口している。
これにより、収容部および貫通部を、アルミダイカストにて同時成型することができる。このため、放熱フィンの製造工数を低減することができる。
これにより、収容部および貫通部を、アルミダイカストにて同時成型することができる。このため、放熱フィンの製造工数を低減することができる。
また、端子台は、収容部が設けられている位置まで延長されている。
これにより、収容部を端子台で封鎖することができる。このため、収容部に雌ネジ部材を収容して、収容部を端子台により封鎖することにより、雌ネジ部材を安定して保持することができる。
これにより、収容部を端子台で封鎖することができる。このため、収容部に雌ネジ部材を収容して、収容部を端子台により封鎖することにより、雌ネジ部材を安定して保持することができる。
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の車両用交流発電機は、請求項１に記載の整流器を用いて構成される。
請求項２に記載の車両用交流発電機は、請求項１に記載の整流器を用いて構成される。
最良の形態１の車両用交流発電機の整流器は、正極側整流素子を内蔵するとともに、正極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する正極側放熱フィンと、負極側整流素子を内蔵するとともに、負極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する負極側放熱フィンと、正極側整流素子と負極側整流素子とに接続して整流回路を構成する導電部材を保持する端子台とを備え、正極側放熱フィンおよび負極側放熱フィンの少なくとも一方の放熱フィンが、ネジ締めにより他の電気部品の端子と接続される。そして、一方の放熱フィンは、雌ネジ部材または雌ネジ部材に締結する雄ネジ部材の頭部を収容し、雌ネジ部材または雄ネジ部材の頭部の回動を阻止する収容部、および、収容部に開口し、雄ネジ部材の軸部が貫通する貫通部を有するように、アルミダイカストにより設けられている。
また、収容部は、一方の放熱フィンの一方面に凹状に設けられ、貫通部は、一方の放熱フィンの他方面と収容部をなす凹面とに開口している。
また、端子台は、収容部が設けられている位置まで延長されている。
〔実施例１の構成〕
実施例１の整流器１の構成を図面を用いて説明する。
まず、整流器１が用いられる車両用交流発電機２の構成を、図１を用いて説明する。車両用交流発電機２は、界磁極として機能するロータ３、ロータ３の回転に伴い交流電圧が誘起されるステータ４、誘起された交流電圧を直流電圧に変換する整流器１、整流器１から出力される直流電圧を適正な大きさに規制する電圧調整器５、ロータ３に界磁電流を供給するブラシ６、ロータ３およびステータ４を包囲収容するフロントフレーム７、リアフレーム８、リアフレーム８の端面に取り付けられて整流器１、電圧調整器５、ブラシ６等を覆う保護カバー９などを備える。
実施例１の整流器１の構成を図面を用いて説明する。
まず、整流器１が用いられる車両用交流発電機２の構成を、図１を用いて説明する。車両用交流発電機２は、界磁極として機能するロータ３、ロータ３の回転に伴い交流電圧が誘起されるステータ４、誘起された交流電圧を直流電圧に変換する整流器１、整流器１から出力される直流電圧を適正な大きさに規制する電圧調整器５、ロータ３に界磁電流を供給するブラシ６、ロータ３およびステータ４を包囲収容するフロントフレーム７、リアフレーム８、リアフレーム８の端面に取り付けられて整流器１、電圧調整器５、ブラシ６等を覆う保護カバー９などを備える。
ロータ３は、励磁電流の通電を受けるロータコイル１３、励磁電流の通電により励磁され磁極をなすポールコア１４を有する。また、ロータ３は、シャフト１５に組み付けられ、シャフト１５の一端に組み付けられたプーリ１６を介してエンジン（図示せず）の回転が伝達されるとともに、シャフト１５の他端に設けられたスリップリング１７を介して、ブラシ６から励磁電流の供給を受ける。なお、シャフト１５はフロントフレーム７、リアフレーム８に保持される軸受け１８、１９により、支持されている。また、ポールコア１４の両端面には、冷却フィン２０、２１が取り付けられている。
ステータ４は、交流電圧が誘起されるステータコイル２５と、ステータコイル２５を保持するとともに、ポールコア１４から出た磁束を通すステータコア２６とを有する。
ステータ４は、交流電圧が誘起されるステータコイル２５と、ステータコイル２５を保持するとともに、ポールコア１４から出た磁束を通すステータコア２６とを有する。
次に、整流器１の構成を、図２を用いて説明する。整流器１は、正極側整流素子２８を内蔵するとともに、正極側整流素子２８による整流作用に伴い発生する熱を放熱する正極側放熱フィン２９、負極側整流素子３０を内蔵するとともに、負極側整流素子３０による整流作用に伴い発生する熱を放熱する負極側放熱フィン３１、および正極側整流素子２８と負極側整流素子３０とを接続して整流回路を構成する導電部材（図示せず）を保持する端子台３２等からなる。なお、正極側、負極側放熱フィン２９、３１には、通気性を向上させ放熱性能を改善するために多数の通気孔３３が設けられている。
〔実施例１の特徴〕
実施例１では、図３に示すように、正極側放熱フィン２９が、ネジ締めにより電圧調整器５の正極端子３６と接続されている。このネジ締めは、雄ネジ部材としてのボルト３８と雌ネジ部材としてのナット３９とを締結させることにより行われる。
実施例１では、図３に示すように、正極側放熱フィン２９が、ネジ締めにより電圧調整器５の正極端子３６と接続されている。このネジ締めは、雄ネジ部材としてのボルト３８と雌ネジ部材としてのナット３９とを締結させることにより行われる。
正極側放熱フィン２９には、六角状のナット３９を収容し、ナット３９の回動を阻止する収容部４１、および、収容部４１に開口し、ナット３９に締結するボルト３８の軸部が貫通する貫通部４２が設けられている。
収容部４１は、図４に示すように、ナット３９の形状に応じた六角状に設けられナット３９の回動を阻止する。また、収容部４１は、正極側放熱フィン２９の一方面４４に凹状に設けられ一方面４４に開口し、開口部４５からナット３９を差し入れることができる。また、端子台３２が開口部４５を覆って収容部４１を封鎖できるような形状に成型されている。すなわち、端子台３２の樹脂部分において、電圧調整器５の正極端子３６と正極側放熱フィン２９とのネジ締め位置に近い部分が、延長成型されている。これにより、収容部４１は、ナット３９を収容した状態で端子台３２により封鎖される。また、貫通部４２は、正極側放熱フィン２９の他方面４６と収容部４１をなす凹面４７に開口している。
なお、正極側放熱フィン２９と端子台３２とはスペーサ５０とともにパイプリベット５１を用いた固定手段により、リアフレーム８に積層固定される。
〔実施例１の効果〕
実施例１の整流器１は、正極側放熱フィン２９が、ボルト３８とナット３９を用いたネジ締めにより、電圧調整器５の正極端子３６と接続される。そして、正極側放熱フィン２９は、ナット３９を収容し、ナット３９の回動を阻止する収容部４１、および、収容部４１に開口し、ボルト３８の軸部が貫通する貫通部４２が設けられている。
これにより、正極側放熱フィン２９に、直接、雌ネジ穴を設ける場合よりも、ナット３９の雌ネジとボルト３８の雄ネジとの締結部への熱伝達が緩和される。このため、整流作用の発熱によるネジ締めの緩み、ボルト３８の脱落を防止することができる。
また、端子台３２にはネジ締めによりトルクが負荷される部分が存在しなくなる。このため、ネジ締め時のトルク負荷による端子台３２の樹脂割れを防止することができる。
実施例１の整流器１は、正極側放熱フィン２９が、ボルト３８とナット３９を用いたネジ締めにより、電圧調整器５の正極端子３６と接続される。そして、正極側放熱フィン２９は、ナット３９を収容し、ナット３９の回動を阻止する収容部４１、および、収容部４１に開口し、ボルト３８の軸部が貫通する貫通部４２が設けられている。
これにより、正極側放熱フィン２９に、直接、雌ネジ穴を設ける場合よりも、ナット３９の雌ネジとボルト３８の雄ネジとの締結部への熱伝達が緩和される。このため、整流作用の発熱によるネジ締めの緩み、ボルト３８の脱落を防止することができる。
また、端子台３２にはネジ締めによりトルクが負荷される部分が存在しなくなる。このため、ネジ締め時のトルク負荷による端子台３２の樹脂割れを防止することができる。
また、収容部４１は、正極側放熱フィン２９の一方面４４に凹状に設けられ、一方面４４に開口する。また、貫通部４２は、正極側放熱フィン２９の他方面４６と収容部４１をなす凹面４７とに開口している。
これにより、収容部４１および貫通部４２を、アルミダイカストにて同時成型することができる。このため、正極側放熱フィン２９の製造工数を低減することができる。
これにより、収容部４１および貫通部４２を、アルミダイカストにて同時成型することができる。このため、正極側放熱フィン２９の製造工数を低減することができる。
また、端子台３２の樹脂部分において、電圧調整器５の正極端子３６と正極側放熱フィン２９とのネジ締め位置に近い部分が、延長成型されている。
これにより、収容部４１を端子台３２で封鎖することができる。このため、収容部４１にナット３９を収容して、収容部４１を端子台３２により封鎖することにより、ナット３９を安定して保持することができる。
これにより、収容部４１を端子台３２で封鎖することができる。このため、収容部４１にナット３９を収容して、収容部４１を端子台３２により封鎖することにより、ナット３９を安定して保持することができる。
〔変形例〕
本実施例では、電圧調整器５の正極端子３６と正極側放熱フィン２９とのネジ締め部分に本発明が適用されたが、電圧調整器５の負極端子と負極側放熱フィン３１とのネジ締め部分に本発明を適用することもできる。また、ブラシ６の端子と正極側、負極側放熱フィン２９、３１とのネジ締め部分に本発明を適用することもできる。
本実施例では、電圧調整器５の正極端子３６と正極側放熱フィン２９とのネジ締め部分に本発明が適用されたが、電圧調整器５の負極端子と負極側放熱フィン３１とのネジ締め部分に本発明を適用することもできる。また、ブラシ６の端子と正極側、負極側放熱フィン２９、３１とのネジ締め部分に本発明を適用することもできる。
本実施例では、収容部４１に雌ネジ部材であるナット３９が収容されていたが、雄ネジ部材であるボルト３８の頭部を収容部４１に収容してもよい。
頭部収容の例。
頭部収容の例。
１ 整流器
２ 車両用交流発電機
５ 電圧調整器（他の電気部品）
６ ブラシ（他の電気部品）
２８ 正極側整流素子
２９ 正極側放熱フィン
３０ 負極側整流素子
３１ 負極側放熱フィン
３２ 端子台
３６ 正極端子（他の電気部品の端子）
３８ ボルト（雄ネジ部材）
３９ ナット（雌ネジ部材）
４１ 収容部
４２ 貫通部
４４ 一方面
４６ 他方面
４７ 凹面
２ 車両用交流発電機
５ 電圧調整器（他の電気部品）
６ ブラシ（他の電気部品）
２８ 正極側整流素子
２９ 正極側放熱フィン
３０ 負極側整流素子
３１ 負極側放熱フィン
３２ 端子台
３６ 正極端子（他の電気部品の端子）
３８ ボルト（雄ネジ部材）
３９ ナット（雌ネジ部材）
４１ 収容部
４２ 貫通部
４４ 一方面
４６ 他方面
４７ 凹面
Claims (2)
- 正極側整流素子を内蔵するとともに、前記正極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する正極側放熱フィンと、負極側整流素子を内蔵するとともに、前記負極側整流素子の整流作用に伴い発生する熱を放熱する負極側放熱フィンと、前記正極側整流素子と前記負極側整流素子とに接続して整流回路を構成する導電部材を保持する端子台とを備え、
前記正極側放熱フィンおよび前記負極側放熱フィンの少なくとも一方の放熱フィンが、ネジ締めにより他の電気部品の端子と接続される車両用交流発電機の整流器において、
前記一方の放熱フィンは、
雌ネジ部材またはこの雌ネジ部材に締結する雄ネジ部材の頭部を収容し、前記雌ネジ部材または前記雄ネジ部材の頭部の回動を阻止する収容部、
および、この収容部に開口し、前記雄ネジ部材の軸部が貫通する貫通部を有するように、アルミダイカストにより設けられ、
前記収容部は、前記一方の放熱フィンの一方面に凹状に設けられ、前記貫通部は、前記一方の放熱フィンの他方面と前記収容部をなす凹面とに開口し、
前記端子台は、前記収容部が設けられている位置まで延長されていることを特徴とする車両用交流発電機の整流器。 - 請求項１に記載の整流器を用いた車両用交流発電機。
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