JP5636374B2 - 車両用交流発電機のレギュレータ - Google Patents

Description

この発明は、車両用交流発電機の電圧制御装置であるレギュレータに関し、特には、モールドパッケージタイプのＩＣレギュレータと、ＩＣレギュレータ搭載部を備えたレギュレータホルダの取り付け構造に関するものである。

車両用交流発電機の電圧制御装置であるレギュレータは、界磁巻線に流す界磁電流のON-OFFを制御することで、発電機の出力電圧を調整する機能を有している。
近年では電圧制御機能に加えて、外部車載機器との通信機能、電気負荷増大時の出力電流増加を緩やかにすることで発電機の急激な駆動トルク上昇を抑制する機能等を有したものも使用されている。また、レギュレータの電圧制御回路はＩＣチップ化されたものが主流となっており、中には電圧制御回路及び外部回路との接続端子を一体成形したモールドパッケージタイプのＩＣレギュレータを使用している例もある(例えば、特許文献１参照)。

モールドパッケージタイプのＩＣレギュレータは、その接続端子に接合される、インサートターミナルが一体成形されたレギュレータホルダに搭載される際、信頼性の高い接合を行う為には接続端子同士の位置を合わせた上で、ＩＣレギュレータをレギュレータホルダへ機械的に固定させる必要がある。
特許文献１では、ＩＣレギュレータに設置された貫通穴に、レギュレータホルダのＩＣレギュレータ搭載部に設置された突起を係合させて位置決めを行い、機械的な固定を図る例が示されている。

特開２００４−２４８３５４号公報（図８、図９）

しかしながら、上述のような位置決め方法では、係合部は一箇所で、かつ嵌め合い構造でもない為、ＩＣレギュレータ供給後に位置ずれを起こしやすい。加えて、ＩＣレギュレータ及びＩＣレギュレータ搭載部に設置された接続用端子は共に端子幅が狭く、幅方向に位置ずれが生じていると接合面積が確保できずに接合不良となる恐れがある。
ＩＣレギュレータを完全に固定する為には、係合部の突起を変形させる等の別工程が必要となり生産性も悪い。また、ＩＣレギュレータには、貫通穴を設置する為のスペースをＩＣレギュレータ取付面と同一平面かつＩＣレギュレータ回路外に設けている為、ＩＣレギュレータ本体の平面サイズが大きく、ＩＣレギュレータ搭載部のスペースも広く確保しなければならない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、圧入工程のみで高精度な位置決め及び機械的固定が可能となり、ＩＣレギュレータ組み付けの信頼性及び生産性の向上を図ることができると共に、ＩＣレギュレータ及びＩＣレギュレータ搭載部の取付平面サイズを拡大することなく、取付平面サイズを最小限に留めることができる車両用交流発電機のレギュレータを提供することを目的とする。

この発明に係る車両用交流発電機のレギュレータは、電圧制御回路を構成するＩＣチップ部および外部回路との接続端子が一体成形されたモールドパッケージタイプのＩＣレギュレータと、このＩＣレギュレータを搭載するＩＣレギュレータ搭載部を有するレギュレータホルダから構成される車両用交流発電機のレギュレータであって、前記ＩＣレギュレータ搭載部の内壁面と前記ＩＣレギュレータの外壁面との間に、圧入式の嵌め合い構造を設け、前記嵌め合い構造は、前記ＩＣレギュレータ搭載部の内壁の少なくとも一面以上に形成された凸形状の突起によって構成されたものである。

この発明の車両用交流発電機のレギュレータによれば、圧入工程のみで高精度な位置決め及び機械的固定が可能となり、ＩＣレギュレータ組み付けの信頼性及び生産性の向上を図ることができる。
また、ＩＣレギュレータ及びＩＣレギュレータ搭載部の取付平面サイズを拡大することなく、取付平面サイズを最小限に留めることができ、ＩＣレギュレータ取り付け面の省スペース化によるコストダウンを図ることが可能となる。

上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。

この発明の実施の形態１におけるレギュレータを搭載した車両用交流発電機の全体構造を示す概略断面図である。 この発明の実施の形態１に係るレギュレータホルダの平面図である。 モールドパッケージタイプのＩＣレギュレータの平面図と側面図である。 この発明の実施の形態１に係るＩＣレギュレータ搭載部における嵌め合い構造の第１の具体例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るＩＣレギュレータ搭載部における嵌め合い構造の第２の具体例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るＩＣレギュレータ搭載部における嵌め合い構造の第３の具体例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るＩＣレギュレータ搭載部における嵌め合い構造の第４の具体例を示す図である。 ＩＣレギュレータ搭載部およびＩＣレギュレータの取付平面における、嵌め合い構造を構成するための突起及び窪み形状の一例を示す図である。 ＩＣレギュレータ搭載部の内壁およびＩＣレギュレータの外壁に形成される突起形状の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１における嵌め合い構造の嵌め合い範囲、及びＩＣレギュレータの誘い込み形状を示す図である。 この発明が適用されるレギュレータホルダの他の形状例を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるレギュレータを搭載した車両用交流発電機の概略断面図であり、図２はレギュレータホルダの平面図、図３はモールドパッケージタイプのＩＣレギュレータの平面図と側面図である。
先ず車両用交流発電機の全体構造を図１に基づいて説明する。
車両用交流発電機は、フロントブラケット１及びリヤブラケット２と、それらの内側に設けられ、一端にプーリ３が取り付けられたシャフト４と、このシャフト４に取り付けられたクローポール型の回転子５と、この回転子５のフロントブラケット１側に取り付けられたファン６及びリヤブラケット２側に取り付けられたファン７と、シャフト４に取り付けられた、回転子５に電流を供給するためのスリップリング８と、スリップリング８に摺動するブラシ９と、フロントブラケット１及びリヤブラケット２に固定された固定子鉄心１０と、固定子鉄心１０に巻かれた固定子コイル１１と、固定子コイル１１に電気的に接続され、固定子コイル１１で生じた交流電流を直流電流に整流する整流器１２と、固定子コイル１１で生じた交流電圧を調整するレギュレータ１３と、レギュレータ１３に取り付けられた、レギュレータ冷却用のヒートシンク１４を有している。

レギュレータ１３は、図２に示すレギュレータホルダ１００、及び図３に示すモールドパッケージタイプのＩＣレギュレータ２００によって構成されている。
図２に示すように、レギュレータホルダ１００は、ＩＣレギュレータ搭載部１１０、レギュレータホルダ１００に一体成形されたインサートターミナル１２０、車両側コネクタと接続されるコネクタ部１３０、ブラシ９を備えている。インサートターミナル１２０の一端はＩＣレギュレータ搭載部１１０内に露出しており、もう一端はコネクタ１３０及び整流器１２、リヤブラケット２との接続部に配置されている。

図３に示すように、ＩＣレギュレータ２００は、モールドで一体成形されたＩＣチップ部２１０とＩＣレギュレータ端子２２０から構成されている。
ＩＣレギュレータ２００はＩＣレギュレータ搭載部１１０に格納された後、最終的にはＩＣレギュレータ端子２２０が、ＩＣレギュレータ搭載部１１０内に露出したインサートターミナル１２０に接合される。

次に、本願発明の主要部であるＩＣレギュレータ搭載部１１０とＩＣレギュレータ２００の嵌め合い構造について、図４〜図７を用いて説明する。
図４は、ＩＣレギュレータ搭載部１１０のＩＣレギュレータ２００取付平面内に、少なくとも１つ以上の凸形状の突起１４０Ａを備えたＩＣレギュレータ搭載部１１０Ａと、ＩＣレギュレータ搭載部１１０Ａとの接触面に少なくとも１つ以上の凹形状の窪み２３０Ａを備えたＩＣレギュレータ２００Ａの一例を示したものである。
凸形状の突起１４０Ａと凹形状の窪み２３０Ａは互いに嵌め合う構造になっており、少なくとも１点以上の接触部が存在する。突起１４０Ａ及び窪み２３０Ａは成形型の小変更で設定可能な上、ＩＣレギュレータ搭載部１１０の平面サイズ及びＩＣレギュレータ２００の取付平面サイズを変更する必要もない為、コスト面で有利である。

図５は第２の嵌め合い構造を示すもので、ＩＣレギュレータ搭載部１１０のＩＣレギュレータ２００取付平面内に少なくとも1つ以上の凹形状の窪み１４０Ｂを備えたＩＣレギュレータ搭載部１１０Bと、ＩＣレギュレータ搭載部１１０Ｂとの接触面側に少なくとも1つ以上の凸形状の突起２３０Bを備えたＩＣレギュレータ２００Bの一例を示したものである。
窪み１４０Ｂと突起２３０Ｂは、上述の突起１４０Ａ、窪み２３０Ａと同様、互いに嵌め合う構造になっており、少なくとも１点以上の接触部が存在する。
また、窪み１４０Ｂと突起２３０Ｂは、上述の突起１４０Ａ、窪み２３０Ａと同様、成形型の小変更のみで設定可能であり、ＩＣレギュレータ搭載部１１０の平面サイズ及びＩＣレギュレータ２００の取付平面サイズも変わらない。

図６は第３の嵌め合い構造を示すもので、ＩＣレギュレータ搭載部１１０の内壁一面以上に少なくとも１つ以上の凸形状の突起１４０Ｃを備えたＩＣレギュレータ搭載部１１０Ｃ、及びＩＣレギュレータ搭載部１１０Ｃへ組み付けるＩＣレギュレータ２００Ｃの一例を示したものである。
突起１４０ＣはＩＣレギュレータ２００Ｃの外壁２３０Ｃと嵌め合う構造になっており、少なくとも１点以上の接触部が存在する。そして、突起１４０ＣはＩＣレギュレータ搭載部１１０Ｃの成形型小変更のみで設定可能である。また、ＩＣレギュレータ搭載部１１０内壁とＩＣレギュレータ２００外壁との間には元々スペースが確保されており、このスペースに突起１４０Ｃが追加される為、ＩＣレギュレータ搭載部１１０の平面サイズ及びＩＣレギュレータ２００の取付平面サイズは変わらない。

図７は第３の嵌め合い構造を示すもので、ＩＣレギュレータ２００の外壁一面以上に少なくとも1つ以上の凸形状の突起２３０Ｄを備えたＩＣレギュレータ２００Ｄ及びＩＣレギュレータ搭載部１１０Ｄの一例を示したものである。
突起２３０ＤはＩＣレギュレータ搭載部１１０Ｄの内壁１４０Ｄと嵌め合う構造になっており、少なくとも１点以上の接触部が存在する。
突起２３０Ｄは、ＩＣレギュレータ２００Ｄの成形型小変更のみで設定可能である。
突起２３０ＤはＩＣレギュレータ搭載部１１０内壁とＩＣレギュレータ２００外壁とのスペースに収まる為、ＩＣレギュレータ搭載部１１０の平面サイズは変わらない。

以上のように、この発明の実施の形態１の車両用交流発電機のレギュレータによれば、
ＩＣレギュレータ搭載部１１０及びＩＣレギュレータ２００、あるいはそれらの一方に嵌め合い用の突起または窪みを設け、ＩＣレギュレータ搭載部の取り付け平面とＩＣレギュレータの取り付け平面との間、あるいはＩＣレギュレータ搭載部の内壁面とＩＣレギュレータの外壁面との間に、圧入式の嵌め合い構造を構成することによって、ＩＣレギュレータ搭載部１１０の平面スペースを変更することなく、両者の高精度な位置決め及び機械的固定を圧入工程のみで実施することができる。従って、ＩＣレギュレータ組み付けの信頼性及び生産性の向上を図ることができると共に、ＩＣレギュレータ及びＩＣレギュレータ搭載部の取付平面サイズを最小限に留めることができ、ＩＣレギュレータ取り付け面の省スペース化によるコストダウンを図ることが可能となるものである。
なお、ここでの嵌め合い構造とは、互いに凹凸形状を有する場合に限定されず、どちらか一方が凸形状を有する場合、両方とも平面である場合も含むものである。

なお、上述の突起１４０Ａと窪み２３０Ａ、窪み１４０Ｂと突起２３０Ｂ、突起１４０Ｃ、突起２３０Ｄの形状は図４〜図７に示した形状に限られるものではなく任意に変更してもよい。例えば図４、図５の形状については、図８に示すような、略円形状、あるいは多角形形状の断面を有する形状でもよい。また、図６、図７の形状については、図９に示すような、略円弧形状、もしくは多角形形状の断面を有する形状であってもよい。

また、上述の突起１４０Ａと窪み２３０Ａ、窪み１４０Ｂと突起２３０Ｂ、突起１４０Ｃ、突起２３０Ｄの形状は、図１０に示すように、嵌め合い範囲（圧入によって互いに接触する範囲）１５０が少なくともＩＣレギュレータ厚みの四分の一以上を確保するものが望ましい。ただし、十分な固定強度が得られる場合にはこの限りではない。

また、突起１４０Ｃには図１０に示すような傾斜１６０を持たせて、ＩＣレギュレータ２００組み付け時の誘い込み形状とすることができる。傾斜１６０の角度は任意に設定可能である。

さらに、本発明は、上述の図２に示すようなコネクタ部１３０、ブラシ９を備えたレギュレータホルダに限定されるものではなく、図１１に示す例のように、ＩＣレギュレータ搭載部１１０を有した任意のレギュレータホルダ形状に対して適用することが可能なものである。

この発明は、車両に搭載される交流発電機に適用されるものである。

１ フロントブラケット、２ リヤブラケット、３ プーリ、４ シャフト、５ 回転子、６ フロントファン、７ リヤファン、８ スリップリング、９ ブラシ、１０ 固定子鉄心、１１ 固定子コイル、１２ 整流器、１３ レギュレータ、１４ ヒートシンク、１００ レギュレータホルダ、１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ ＩＣレギュレータ搭載部、１２０ インサートターミナル、１３０ コネクタ部、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、１４０Ｄ レギュレータホルダ側嵌め合い部、１５０ レギュレータ搭載部とＩＣレギュレータとの嵌め合い範囲、１６０ 誘い込み形状、２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ ＩＣレギュレータ、２１０ ＩＣチップ部、２２０ ＩＣレギュレータ端子、２３０Ａ、２３０Ｂ、２３０Ｃ、２４０Ｄ ＩＣレギュレータ側嵌め合い部。

Claims (7)

1. 電圧制御回路を構成するＩＣチップ部および外部回路との接続端子が一体成形されたモールドパッケージタイプのＩＣレギュレータと、このＩＣレギュレータを搭載するＩＣレギュレータ搭載部を有するレギュレータホルダから構成される車両用交流発電機のレギュレータであって、前記ＩＣレギュレータ搭載部の内壁面と前記ＩＣレギュレータの外壁面との間に、圧入式の嵌め合い構造を設け、前記嵌め合い構造は、前記ＩＣレギュレータ搭載部の内壁の少なくとも一面以上に形成された凸形状の突起によって構成されることを特徴とする車両用交流発電機のレギュレータ。
2. 前記嵌め合い構造は、前記ＩＣレギュレータ搭載部の内壁一面において、少なくとも１ヵ所以上に形成された凸形状の突起によって構成され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のレギュレータ。
3. 電圧制御回路を構成するＩＣチップ部および外部回路との接続端子が一体成形されたモールドパッケージタイプのＩＣレギュレータと、このＩＣレギュレータを搭載するＩＣレギュレータ搭載部を有するレギュレータホルダから構成される車両用交流発電機のレギュレータであって、前記ＩＣレギュレータ搭載部の内壁面と前記ＩＣレギュレータの外壁面との間に、圧入式の嵌め合い構造を設け、前記嵌め合い構造は、前記ＩＣレギュレータの外壁の少なくとも一面以上に形成された凸形状の突起によって構成されることを特徴とする車両用交流発電機のレギュレータ。
4. 前記嵌め合い構造は、前記ＩＣレギュレータの外壁一面において、少なくとも1ヶ所以上に形成された凸形状の突起によって構成されることを特徴とする請求項３に記載の車両用交流発電機のレギュレータ。
5. 前記ＩＣレギュレータ搭載部の内壁、もしくは前記ＩＣレギュレータの外壁に形成された突起の形状が、実質的に円弧形状、もしくは多角形形状の断面を有す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項に記載の車両用交流発電機のレギュレータ。
6. 前記嵌め合い構造は、ＩＣレギュレータの厚みに対して少なくとも４分の１以上の嵌め合い範囲を確保し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項に記載の車両用交流発電機のレギュレータ。
7. 前記ＩＣレギュレータ搭載部の内壁に形成された凸形状の突起が、前記ＩＣレギュレータ組み付け時の誘い込み形状を有す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のレギュレータ。

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