JP5297909B2

JP5297909B2 - 車両用交流発電機

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Publication number: JP5297909B2
Application number: JP2009146190A
Authority: JP
Inventors: 誠平間; 茂一竹井; 正寿桝本
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-06-19
Also published as: JP2011004536A

Description

本発明は車両用交流発電機に関する。

発電機の固定子と回転子を収納するブラケットと一体に形成されるホルダー内に発電機の電圧を制御する制御装置を配設した車両用交流発電機において、制御装置にシングルインラインパッケージに収納した電圧調整部を用いた車両用交流発電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０８−０３３２９６号公報

しかしながら、上述した従来の車両用交流発電機では、シングルインラインパッケージタイプの電圧調整部を用いているため、電圧調整部の入出力端子がパッケージの片側のみに配設されており、入出力端子へ接続する配線のレイアウトに自由度がない上に、信号系と電力系の配線がパッケージの片側に集中することになり、電力系配線から信号系配線へのノイズ混入や特性ロスを発生しやすいという電気的な問題がある。また、電圧調整部のシングルインラインパッケージをホルダーに固定する際に、パッケージの入出力端子側に応力が集中するという構造上の問題がある。

本発明による車両用交流発電機は、界磁巻線が巻装された回転子と、電機子巻線が巻装された固定子と、界磁巻線に流れる電流を調節して電機子巻線に誘起される電圧を制御する電圧制御用ＩＣレギュレーター部とを備えた車両用交流発電機において、電圧制御用ＩＣレギュレーター部は、パッケージの両側２列に複数のピンが配列されたデュアルインラインパッケージ型の１チップＩＣレギュレーター、および、１チップＩＣレギュレーターとＩＣケースとの間に介挿される変換アダプターを有し、１チップＩＣレギュレーターが変換アダプターを挟んでＩＣケースに装着されており、変換アダプターは、複数の接続導体が、接続導体の一端側および他端側を露出させた状態で樹脂によりモールドされ、接続導体の一端が１チップＩＣレギュレーターのピンと接続され、接続導体の他端がＩＣケースの端子と接続され、複数の接続導体は、一端側の樹脂からの露出部位が複数の屈曲部を有し、接続導体の少なくとも１つは、一端側および他端側の露出部位とは異なる露出部位を有し、異なる露出部位に機械的な切断力によって切断可能な切断雇いを設け、切断雇いは、切断されると１チップＩＣレギュレーターのピンを開放状態にし、切断されないと１チップＩＣレギュレーターのピンをＩＣケースの端子に接続する。

本発明によれば、ＩＣレギュレーターへの入出力配線がパッケージの片側に集中せず、信号系と電力系の入出力配線のレイアウトに自由度を持たせることができ、電力系配線から信号系配線へのノイズ混入や特性ロスを防止できる上に、パッケージを固定したときのパッケージにかかる応力をパッケージ全体に分散させることができる。

一実施の形態の車両用交流発電機１の縦断面図車両用交流発電機１の反負荷側ブラケット３に装着される電圧制御用ＩＣレギュレーター１４、変換アダプター２１、ヒートシンク５０およびＩＣケース５２の組み込み構造を示す図一実施の形態の車両用交流発電機１の回路を含む車両の一般的な電気系統を示す回路図一実施の形態の１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４の回路図１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４の構造を示す図電圧制御用ＩＣレギュレーター１４のピン１４ａの配列パターンを示す図変換アダプター２１を上から見た図１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４を変換アダプター２１へ取り付ける方法を示す図１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４を変換アダプター２１へ取り付けた状態を示図ヒートシンク５０、１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４および変換アダプター２１をＩＣケース５２に組み込んだ状態を示す図従来のハイブリッド型ＩＣレギュレーター１４Ａおよびヒートシンク５０ＢをＩＣケース５２に装着する方法を示す図

図１は一実施の形態の車両用交流発電機１の縦断面図である。一実施の形態の車両用交流発電機１は負荷側ブラケット２と反負荷側ブラケット３にシャフト４が軸支されており、シャフト４に回転子１３ａが固定され、回転子１３ａと対向して固定子鉄心１１ａが設けられている。固定子鉄心１１ａには電機子巻線１１が、回転子１３ａには界磁巻線１３(不図示)がそれぞれ巻装されている。シャフト４に連結されたプーリー５が車両のエンジンにより回転されると、回転子１３ａが回転し、界磁巻線１３が回転磁界を発生する。この回転磁界により固定子鉄心１１ａの電機子巻線１１に交流電圧が誘起する。反負荷側ブラケット３には、詳細を後述する三相全波整流器１２、電圧制御用ＩＣレギュレーター１４、変換アダプター２１、ヒートシンク５０、ＩＣケース５２などが装着されている。

図２(ａ)、(ｂ)は車両用交流発電機１の反負荷側ブラケット３に装着される電圧制御用ＩＣレギュレーター１４、変換アダプター２１、ヒートシンク５０およびＩＣケース５２の組み込み構造を示す。図２(ａ)は電圧制御用ＩＣレギュレーター１４を縦に配置した場合の組み込み構造を示し、図２(ｂ)は電圧制御用ＩＣレギュレーター１４を横に配置した場合の組み込み構造を示す。ＩＣケース５２は、車両用交流発電機１の外部端子接続部（カプラー部）５２ａ、界磁巻線１３にスリップリング２２（図１参照）とカ−ボンブラシ５３を介して電流を流すためのカーボンブラシ収納箱５２ｂ、および雑音防止コンデンサー１９の収納を兼ねた一体型モールド成形部品である。

１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４は、デュアルインラインパッケージ型の１チップＩＣレギュレーターであり、界磁巻線１３に流れる電流を制御して電機子巻線１１に誘起する交流電圧が一定になるように制御する。ヒートシンク５０はアルミニウム材や銅材などから形成され、電圧制御用ＩＣレギュレーター１４から発生する熱を放熱して冷却するためのものである。電圧制御用ＩＣレギュレーター１４で発生する熱が効率よくヒートシンク５０へ伝導するように、ヒートシンク５０と電圧制御用ＩＣレギュレーター１４は接着剤やシリコン充填剤を塗布して密着される。

電圧制御用ＩＣレギュレーター１４は、変換アダプター２１を介してＩＣケース５２に接続される。ＩＣケース５２は、図１１に示すような従来のハイブリッド型ＩＣレギュレーター１４Ａおよびヒートシンク５０Ｂと共用に設計されている。デュアルインラインパッケージの１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４は、従来のハイブリッド型電圧制御用ＩＣレギュレーター１４Ａに置き換わるものであり、１チップ化により小型化とコスト低減を図るものである。しかし、１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４を車両用交流発電機１に採用するに際し、専用のＩＣケースを新たに設計するとモールド型およびターミナルの順送型の新作や、煩雑な製造および在庫の管理等を含めた総合的なコストアップになるため、変換アダプター２１を介して従来のハイブリッド型電圧制御用ＩＣレギュレーター１４Ａ用のＩＣケース５２と接続する。これにより、従来のハイブリッド型電圧制御用ＩＣレギュレーター１４Ａ用のＩＣケース５２をそのまま、１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４用として用いることができる。

しかし、電圧制御用ＩＣレギュレーターを１チップ型とする場合、ベアチップ内におけるノイズ低減と特性ロスを考慮し、電力系配線と信号系配線のレイアウトを最適に設計する必要がある。ところが、ハイブリッド型電圧制御用ＩＣレギュレーター１４Ａ用のＩＣケース５２の端子配列はすでに決まっているため、１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４のデュアルインラインパッケージの端子配列を既存のＩＣケース５２の端子配列に合わせようとすると、パッケージ内で電力系配線と信号系配線とを立体交差させ、パッケージ自体を大きくするなど、デュアルインラインパッケージの構造が複雑になり、製作が困難になる。

そこで、この一実施の形態では、デュアルインラインパッケージ型の１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４と既存のＩＣケース５２との間に変換アダプター２１を挟み、変換アダプター２１を介して１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４をＩＣケース５２に接続する。この変換アダプター２１内において、１チップ電圧制御用レギュレーター１４の各端子を既存のＩＣケース５２の対応する端子と接続するための配線の引き回しを行う。

これにより、１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４を車両用交流発電機１に実装するために、変換アダプター２１を製造するための金型を製作するだけで、新たに１チップ型専用のＩＣケースを製作するためのモールド金型およびターミナルの順送型が不要になり、既存のハイブリッド型電圧制御用ＩＣレギュレーター１４ＡのＩＣケース５２を流用でき、多機種ある量産品の外観仕様を変更しないで、量産品の切り替えを迅速に実行できる。また、多種類の１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４に対して変換アダプター２１を共用化することによって、量産効果によるコスト低減を図ることができ、他種類の電圧制御用ＩＣレギュレーターを車両用交流発電機１へ実装するための安価で拡張性のある構成を実現できる。

図３は、一実施の形態の車両用交流発電機１の回路を含む車両の一般的な電気系統を示す回路図である。また、図４は一実施の形態の１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４の回路図である。図３において、一実施の形態の車両用交流発電機１の電力端子ＢとＥは、車載バッテリー１６と、車載電気負荷１８およびその開閉用スイッチ１７の直列回路とに接続されている。なお、図３では車載電気負荷１８およびスイッチ１７を代表的に１回路で示すが、車載電気負荷１８とスイッチ１７には各種のモーターや灯火類など多くの負荷とスイッチが含まれる。また、車両用交流発電機１のバッテリー電圧検出用端子Ｓは、バッテリー１６の電圧を正確に検出するためにバッテリー１６の＋側端子の近傍に接続されている。さらに、車両用交流発電機１の警報用端子Ｌは、発光ダイオード１５１と抵抗器１５２の直列回路からなる充電表示灯１５と車両のキースイッチ２０を介してバッテリー１６の＋側端子に接続されている。

１１は固定子鉄心１１ａに巻装された電気子巻線（図１参照）、１２はパワーツエナーダイオード１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６から構成される全波整流器、１３は回転子１３ａに巻装された界磁巻線（図１参照）である。１９は雑音防止用フィルムコンデンサーである。２１は１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４とＩＣケース５２との間に介装される変換アダプターであり、切断雇いすなわち切断可能な配材部２１０、２１１を有する。これらの切断可能な配材部２１０、２１１については詳細を後述する。

１４は制御部とパワー駆動部を１つのデュアルインラインパッケージに収納した１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーターであり、図４に回路図を示す。図４において、電圧制御用ＩＣレギュレーター１４は、パワーＭＯＳトランジスター１４１、１４３、フライホイールダイオード１４２、電圧制御部１５７、ＩＣの内部電源ＶＣＣ回路、詳細を後述する電気的特性制限または電気的特性を切り換えるためのスイッチ端子ＳＷ１用回路およびスイッチ端子ＳＷ２用回路から構成されている。なお、この１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４は誘電体分離型半導体で構成しているため、パワー素子部と制御部とを1つの半導体基板上に実装している。

ＩＣ内部電源ＶＣＣ回路は、抵抗器１４４、平滑用コンデンサー１４５、抵抗器１５８およびツェナーダイオード１４６から構成され、車両用交流発電機１の発電電圧またはバッテリー１６の充電電圧から電圧制御用ＩＣレギュレーター１４の内部電源ＶＣＣを生成する。電気的特性制限または電気的特性を切り換えるスイッチ端子ＳＷ１用回路は、抵抗器１４７、１４８、基準電源１４９、比較器１５０、端子ＳＷ１がＧＮＤに接地しているか否かを判断した結果を電圧制御部１５７に伝える判断回路１５１から構成されている。また、電気的特性制限または電気的特性を切り換えるスイッチ端子ＳＷ２用回路は、抵抗器１５２、１５３、基準電源１５４、比較器１５５、端子ＳＷ２がＧＮＤに接地しているか否かを判断した結果を電圧制御部１５７に伝える判断回路１５６から構成されている。

なお、電圧制御用ＩＣレギュレーター１４の端子Ｓは、上述したバッテリー１６の端子電圧を検出するための端子である。また、端子Ｐは電気子巻線１１に発生した電圧を検出して車両用交流発電機１が発電を開始したか否かを判断するための端子であり、車両用発電機１が発電を開始した後、端子Ｌに接続された充電表示灯１５への電流供給を遮断することによって発光ダイオード１５１が消灯する。

次に、一実施の形態の車両用交流発電機１および電圧制御用ＩＣレギュレーター１４の動作を説明する。回転子１３ａに巻装される界磁巻線１３はエンジンの回転に同期して回転し、回転磁界を発生する。界磁巻線１３に並列に接続されたフライホイールダイオード１４２(図４参照）は、スイッチングノイズを吸収する。回転子１３ａと空隙を持って対向する固定子鉄心１１ａに巻装された電機子巻線１１は、界磁巻線１３で発生した回転磁界の大きさに応じて交流波形の電圧を出力する。この交流出力は三相全波整流器１２を構成する整流用パワーツエナーダイオード１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６で全波整流される。三相全波整流器１２の出力は端子ＢとＥを介して車載バッテリー１６へ供給され、バッテリー１６が充電される。同時に、三相全波整流器１２の出力は、端子Ｂ、Ｅから負荷開閉用スイッチ１７を介してランプ等の電気負荷１８へ供給される。

電圧制御用ＩＣレギュレーター１４の電圧制御部１５７は、バッテリー１６の端子電圧を検出端子Ｓを介して検出し、検出電圧に応じて界磁巻線１３に流れる電流を制御し、車両用交流発電機１の出力電圧が一定の電圧になるように制御する。電圧制御部１５７はまた、車両運転者によりキースイッチ２０が閉じられるとパワーＭＯＳトランジスター１４３をオンし、充電表示灯１５を点灯する。電圧制御部１５７はさらに、端子Ｐを介して電機子巻線１１から発生する交流電圧を検出し、検出した交流電圧に基づいてエンジンの回転数を推定し、エンジン回転数がアイドリング回転数よりも低い所定の回転数を越えるとパワーＭＯＳトランジスター１４３をオフし、充電表示灯１５を消灯する。つまり、車両用交流発電機１が発電を開始したことを車両運転者に報知する。

また、電圧制御部１５７は、発電機出力電圧を一定電圧に制御するだけでなく、エンジンに急激な負担をかけないように界磁電流をゆっくりと増加させる機能（以下、ＬＲＣ(Load Reponse Control)と呼ぶ）を有している。大きな電気負荷１８が投入されたときに、車両用交流発電機１からその電気負荷分の電流を供給するために、電圧制御部１５７は、直ちに界磁巻線１３に流れる電流を増加させる。この結果、回転子１３ａを駆動するためのトルクが急激に増加し、ベルトを介してエンジンに急激な負荷がかかるため、エンジン回転数が不安定になり、エンジンから不快な振動が発生する。特にエンジン回転数の低いアイドリング時にはこの状態が顕著になり、最悪の場合にはエンストが発生することがある。このＬＲＣ機能は、アイドリング時の電気負荷急変の場合のエンジン回転数安定化に有効であるが、反面、界磁電流をゆっくり増加させるため、大きな電気負荷に応じた十分な電流を直ちに供給できず、結果としてバッテリー１６の端子電圧が低下してしまう。ところが、エンジントルクが大きい車種では上述したエンジンの回転不調が起こりにくいため、ＬＲＣ機能によるバッテリー電圧の低下を嫌い、ＬＲＣ機能を不要とする場合がある。

電圧制御部１５７は、上述したＬＲＣ機能の他に、バッテリー１６の端子電圧が規定値以上（例えば、１６Ｖ以上）になるとオ−バーチャージ状態と判断し、パワーＭＯＳトランジスター１４３をオンして充電表示灯１５を点灯し、オ−バーチャージ状態を警報する機能と、バッテリー電圧検出用端子Ｓが車両側で断線した場合に、端子Ｓの電圧低下（通常１２Ｖ以下）を検出し、パワーＭＯＳトランジスター１４３をオンして充電表示灯１５を点灯し、Ｓ端子外れ状態を警報する機能とを有する。電圧制御部１５７は、端子Ｓの断線が検出された場合に充電表示灯１５を点灯して警報するとともに、電圧検出用の端子をＳからＢへ変更し、端子Ｂから検出したバッテリー１６の端子電圧に基づいてバッテリー１６の充電電圧制御を継続する。

車両用交流発電機１のバッテリー電圧検出用端子Ｓは、上述したように、バッテリー１６の電圧を正確に検出するためにバッテリー１６の＋側端子の近傍に接続されている。車両側の配線は中間接合用カプラーを１〜３箇所経由する場合があり、そのような配電では各中間接合用カプラーでのエンジン振動に起因した瞬間的な接触不良が生じやすく、このような瞬間的な断線が生じたときに誤って上述した端子外れ警報が作動してしまう。このような警報作動は顧客に不安感を与えるため、端子Ｓの外れが検出された場合にバッテリー電圧検出用端子を端子Ｂへ変更してバッテリー１６の充電電圧制御を継続できることから、顧客が端子外れ警報機能の設置を希望しないことがある。

この一実施の形態では、顧客の多様な要求に対応するため、誘電体分離半導体で構成された集積回路に予め内蔵された機能の動作と非動作を切り換えるための切り替えスイッチを内蔵している。図５は１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４の構造を示す図、図６は電圧制御用ＩＣレギュレーター１４のピン１４ａの配列パターンを示す図である。なお、この一実施の形態では図４〜図６に示す１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４を例に挙げて説明するが、電圧制御用ＩＣレギュレーターはこの一実施の形態に示す形態に限定されない。１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４は、誘電体分離半導体で構成された集積回路１４ｂを端子数２０ピン１４ａ（丸数字はピン番号を示す）のモールドパッケージに実装した構造を有する。集積回路１４ｂは外部端子とアルミワイヤもしくは金線で接続された後、モールド樹脂でコーテイングされた構造をしている。この一実施の形態では、１８番ピン（丸数字１８）をスイッチ端子ＳＷ２、２０番ピン（丸数字２０）をスイッチ端子ＳＷ１に割り当て、端子ＳＷ１をＬＲＣ機能の制限（禁止）用端子として用い、端子ＳＷ２をＳ端子外れ警報の制限(禁止)用端子として用いている。

図４に示す電圧制御用ＩＣレギュレーター１４の回路図を参照して、スイッチ端子ＳＷ１とスイッチ端子ＳＷ２の動作を説明する。端子ＳＷ１が開放されているときは、ＩＣ内部電源ＶＣＣを抵抗器１４７と抵抗器１４８で分圧した電圧が端子ＳＷ１に印加されている。ここで、抵抗器１４７を１０ＫΩ、抵抗器１４８を５０ＫΩ、電源ＶＣＣを５Ｖとすると、端子ＳＷ１の電圧は４．１７Ｖになる。比較器１５０のマイナス側入力端子に印加される基準電圧１４９を２Ｖとすると、比較器１５０はプラス側入力端子を優先してハイレベル信号を出力し、このハイレベル出力は判断回路１５１へ入力される。判断回路１５１は、ハイレベル信号が入力されているときは電圧制御部１５７へＬＲＣ機能の制限（禁止）信号を出力しない。次に、端子ＳＷ１がＧＮＤに接続されると、比較器１５０のプラス側入力端子の電圧がほぼ０Ｖとなり、比較器１５０はローレベル信号を出力する。判断回路１５１は、ローレベル信号が入力されているときは電圧制御部１５７へＬＲＣ機能の制限（禁止）信号を出力する。その結果、電圧制御部１５７はＬＲＣ機能の制限（禁止）動作を実行する。

端子ＳＷ２が開放されているときは、ＩＣ内部電源ＶＣＣを抵抗器１５２と抵抗器１５３で分圧した電圧が端子ＳＷ２に印加されている。抵抗器１５２を１０ＫΩ、抵抗器１５３を５０ＫΩ、電源ＶＣＣを５Ｖとすると、端子ＳＷ２の電圧は４．１７Ｖになる。比較器１５５のマイナス側入力端子に印加される基準電圧１５４を２Ｖとすると、比較器１５５はプラス側入力端子を優先してハイレベル信号を出力し、このハイレベル出力は判断回路１５６へ入力される。判断回路１５６は、ハイレベル信号が入力されているときは電圧制御部１５７へＳ端子外れ警報の制限（禁止）信号を出力しない。次に、端子ＳＷ２がＧＮＤに接続されると、比較器１５５のプラス側入力端子の電圧がほぼ０Ｖになり、比較器１５５はローレベル信号を出力する。判断回路１５６は、ローレベル信号が入力されているときは電圧制御部１５７へＳ端子外れ警報の制限（禁止）信号を出力する。その結果、電圧制御部１５７はＳ端子外れ警報の制限（禁止）動作を実行する。

次に、スイッチ端子ＳＷ１とＳＷ２の開放とＧＮＤ接続の切り替え方法を説明する。図７は変換アダプター２１を上から見た図であり、端子配列を示す。この変換アダプター２１は一つのモ−ルド型を用いて製作され、１種類の変換アダプター２１で一実施の形態の１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４を含む多くの１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーターに対応できる。変換アダプター２１は複数の接続導体（銅または銅合金製の配線材料）が樹脂によりモールドされており、接続導体の一端が１チップＩＣレギュレーター１４のピン１４ａと接続され、他端がＩＣケースの端子と接続される。

変換アダプター２１は、モールド端子内部のターミナルが順送型で成形されており、１層目と２層目（Ｂ端子用ターミナル）の２種類のターミナルで構成される。変換アダプター２１の１チップＩＣレギュレーター１４の集積回路（ＩＣチップ）部位と対向する部位には矩形の貫通穴２６が設けられており、この貫通穴２６には銅板などの配材（接続導体）が露出している。貫通穴２６に露出した配材の２カ所に切断雇い、すなわち切断可能な配材部２１０、２１１（図中の■印部）が設けられており、必要に応じて切断することができる。図１に示す変換アダプター２１の切断可能な配材部２１０、２１１が、図７に示す変換アダプター２１の貫通穴２６に露出した切断可能な配材部２１０、２１１に対応する。

切断可能な配材部２１０、２１１を切断するか否かによって、電圧制御用ＩＣレギュレーター１４のスイッチ端子ＳＷ１、ＳＷ２を開放にするか、ＧＮＤに接続するかを設定することができ、上述した多様な顧客要求に対応することができる。表１に、スイッチ端子ＳＷ１、ＳＷ２を開放にするか（Ｏｐｅｎ）、ＧＮＤに接続するか（ＧＮＤ）に応じたＬＲＣ動作およびＳ端子外れ警報動作の有り、無しを示す。

切断可能な配材部２１０、２１１を切断するかまたは切断しないかによって、簡便に顧客の要求に応えることができる。なお、車両用交流発電機１の工場出荷時には、変換アダプター２１の切断可能な配材部２１０、２１１は切断されておらず、スイッチ端子ＳＷ１、ＳＷ２はともにＧＮＤに接続されている。

図８は、１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４を変換アダプター２１へ取り付ける方法を示す。また、図９は１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４を変換アダプター２１へ取り付けた状態を示し、図１０はヒートシンク５０、１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４および変換アダプター２１をＩＣケース５２に組み込んだ状態を示す。変換アダプター２１には、１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４を定位置に固定するための４本の位置決めガイド２３ａ、２３b、２３ｃ、２３ｄと、固定用のスナップフィット２４a、２４bが設けられている。これらのガイドおよび固定用部材により電圧制御用ＩＣレギュレーター１４が変換アダプター２１上に固定されると、１チップＩＣレギュレーター１４に集積回路（図８に破線で示す）１４ｂが変換アダプター２１の貫通穴２６に正確に対向するとともに、電圧制御用ＩＣレギュレーター１４の各ピン１４ａ（図５参照）と、変換アダプター２１の各端子２５ａ〜２５ｇとが接触し、図９に示すように両者が溶接２７により接合される。変換アダプター２１から出ている他方の各端子２２ａ〜２２ｆは、図１０に示すように、ヒートシンク５０、電圧制御用ＩＣレギュレーター１４および変換アダプター２１をＩＣケース５２に組み込んだ後、ＩＣケース５２の各端子と溶接２８により接合される。

この一実施の形態では、１種類の変換アダプター２１を用いることによって、他種類の１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４およびハイブリッド型電圧制御用ＩＣレギュレーター１４Ａを、多種類のＩＣケース５２と組み合わせることができる。従来は、図１１に示すように、ハイブリッド型電圧制御用ＩＣレギュレーター１４Ａを使用し、溶接接合用のパッドをセラミック基板上の両サイドに配置し、パッドをはんだ接合で固定していた。このパッドとフォーミングしたワイヤをまず溶接し、次にこの溶接接合したＩＣレギュレーター組み立て品をＩＣケース５２にセットし、ＩＣケース５２の各端子とワイヤを各々溶接接合し、最後に接着剤でＩＣケース５２、ハイブリット型電圧制御用ＩＣレギュレーター１４Ａおよびヒートシンク５０Ｂを固定していた。

今回、この従来のＩＣケース５２を流用し、変換アダプター２１を導入することによって、多種類のＩＣケース５２をいちいち新設する必要がなくなり、従来のハイブリット型電圧制御用ＩＣレギュレーター１４Ａと全く構造の異なる１チップ電圧制御用ＩＣレギュレータ１４を従来のＩＣケース５２に実装させることが可能になる。また、従来の多機種におよぶＩＣケース５２は、従来のハイブリッド型電圧制御用ＩＣレギュレーター１４Ａを１８０度回転させた状態で、ＩＣケース５２に接続する組合せも存在したが、上述した変換アダプター２１はこのような組み合わせに対しても対応可能である。上述したように、変換アダプター２１は１種類のモールド型により製作されるため、型代および製造上の管理を大幅に削減できる。このように、多くの機能を盛り込んだデュアルインラインパッケージタイプの１チップ電圧制御用ＩＣレギュレーター１４と変換アダプター２１とを組み合わせることによって、非常に安価にかつ多機種、多機能の顧客ニーズに応えることが可能になる。

上述した実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。まず、界磁巻線１３が巻装された回転子１３ａと、電機子巻線１１が巻装された固定子鉄心１１ａと、界磁巻線１３に流れる電流を調節して電機子巻線１１に誘起される電圧を制御する電圧制御用ＩＣレギュレーター部とを備えた車両用交流発電機において、電圧制御用ＩＣレギュレーター部に、パッケージの両側２列に複数のピンが配列されたデュアルインラインパッケージ型の１チップＩＣレギュレーター１４を用いるようにしたので、ＩＣレギュレーターへの入出力配線がパッケージの片側に集中せず、信号系と電力系の入出力配線のレイアウトに自由度を持たせることができ、電力系配線から信号系配線へのノイズ混入や特性ロスを防止できる上に、パッケージを固定したときのパッケージにかかる応力をパッケージ全体に分散させることができる。

次に、一実施の形態によれば、１チップＩＣレギュレーター１４を変換アダプター２１を挟んでＩＣケース５２に装着し、変換アダプター２１では、複数の接続導体が樹脂によりモールドされ、接続導体の一端が１チップＩＣレギュレーター１４のピン１４ａと接続され、接続導体の他端がＩＣケース５２の端子と接続されるようにしたので、変換アダプターを用いて従来の他種類のハイブリッド型ＩＣレギュレーターと他種類の１チップＩＣレギュレーターをＩＣケースに装着することができ、非常に安価にかつ多機種、多機能の顧客ニーズに応えることが可能になる。

一実施の形態によれば、変換アダプター２１の１チップＩＣレギュレーター１４の集積回路（ＩＣチップ）１４ａの部位と対向する部位に貫通穴２６を設けたので、集積回路に応力がかかるのを防止できる。なお、貫通穴２６の代わりに、変換アダプター２１の１チップＩＣレギュレーター１４の集積回路（ＩＣチップ）１４ａの部位と対向する部位に凹部を設けてもよい。

一実施の形態によれば、変換アダプター２１の貫通穴２６または凹部から露出した接続導体の一部に切断雇いを設け、１チップＩＣレギュレーター１４のピン１４ａを開放状態にするか、またはＩＣケース５２の端子に接続するかを任意に選択可能としたので、１チップＩＣレギュレーターに搭載した複数の機能を使用するか否かを簡便に設定することができ、安価にかつ多機種、多機能の顧客ニーズに応えることが可能になる。

１；車両用交流発電機、１１；電機子巻線、１１ａ；固定子鉄心、１２；三相全波整流器、１３；界磁巻線、１３ａ；回転子、１４；電圧制御用１チップＩＣレギュレーター、１４ａ；ピン、１４ｂ；集積回路、２１；変換アダプター、２２ａ〜２２ｆ；端子、２３ａ〜２３ｄ；ガイド、２４ａ、２４ｂ；スナップフィット、２５ａ〜２５ｇ；端子、２６；貫通穴、５０；ヒートシンク、５２；ＩＣケース、２１０、２１１；切断雇い

Claims

界磁巻線が巻装された回転子と、
電機子巻線が巻装された固定子と、
前記界磁巻線に流れる電流を調節して前記電機子巻線に誘起される電圧を制御する電圧制御用ＩＣレギュレーター部とを備えた車両用交流発電機において、
前記電圧制御用ＩＣレギュレーター部は、パッケージの両側２列に複数のピンが配列されたデュアルインラインパッケージ型の１チップＩＣレギュレーター、および、前記１チップＩＣレギュレーターとＩＣケースとの間に介挿される変換アダプターを有し、前記１チップＩＣレギュレーターが前記変換アダプターを挟んで前記ＩＣケースに装着されており、
前記変換アダプターは、複数の接続導体が、前記接続導体の一端側および他端側を露出させた状態で樹脂によりモールドされ、前記接続導体の一端が前記１チップＩＣレギュレーターの前記ピンと接続され、前記接続導体の他端が前記ＩＣケースの端子と接続され、
前記複数の接続導体は、前記一端側の前記樹脂からの露出部位が複数の屈曲部を有し、
前記接続導体の少なくとも１つは、前記一端側および前記他端側の露出部位とは異なる露出部位を有し、前記異なる露出部位に機械的な切断力によって切断可能な切断雇いを設け、
前記切断雇いは、切断されると前記１チップＩＣレギュレーターの前記ピンを開放状態にし、切断されないと前記１チップＩＣレギュレーターの前記ピンを前記ＩＣケースの前記端子に接続することを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１に記載の車両用交流発電機において、
前記変換アダプターの前記１チップＩＣレギュレーターのＩＣチップ部位と対向する部位に貫通穴または凹部を設けたことを特徴とする車両用交流発電機。
請求項２に記載の車両用交流発電機において、
前記切断雇いは、前記変換アダプターの前記貫通穴または凹部から露出した前記接続導体の一部に設けられることを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用交流発電機において、
前記変換アダプターに接続される前記１チップＩＣレギュレーターは、９０度異なるいずれかの向きに接続可能としたことを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用交流発電機において、
前記界磁巻線に電流を供給するブラシの取り付け方向に対して、前記電圧制御用ＩＣレギュレーター部を９０度異なるいずれかの向きに配置可能としたことを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用交流発電機において、
前記変換アダプターの前記接続導体の材質を銅または銅合金としたことを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用交流発電機において、
前記変換アダプターに前記１チップＩＣレギュレーターを接続する際の位置決め用部材と固定用部材を設けたことを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両用交流発電機において、
前記１チップＩＣレギュレーターに接着剤または放熱用シリコンを介して放熱用ヒートシンクを装着することを特徴とする車両用交流発電機。