JPWO2006048930A1 - 車両用交流発電機の電圧制御装置 - Google Patents

Abstract

この発明は、スリンガーを要とする略扇状形状の周方向両側面のなす角度を小さくできる電圧制御装置を得ることを目的とする。この発明では、スリンガー、ブラシホルダおよびコネクタが絶縁性樹脂により一体に成形された樹脂ボディーにより構成され、電圧調整器、サージ吸収器およびコネクタが、ブラシホルダの周方向一側に、かつ、該ブラシホルダに沿って、スリンガーの径方向外側に配設されている。これにより、この電圧制御装置を車両用交流発電機に搭載した場合、スリンガーの軸方向と直交する平面における整流器の占有領域が広くなり、整流器のヒートシンクの面積を増大できる。

Description

この発明は、乗用車やトラックなどに搭載される車両用交流発電機の出力電圧の制御を行う車両用交流発電機の電圧制御装置に関するものである。

従来の車両用交流発電機の電圧制御装置は、ブラシホルダがスリンガーの外周壁面から径方向外方に延設され、ブラシがブラシホルダ内に収納され、電圧調整器がブラシホルダのスリンガー軸方向一側に該ブラシホルダに重なって配設され、コネクタがブラシホルダの周方向一側にスリンガーの外周壁面から径方向外方に延設され、サージ吸収器がコネクタのスリンガー軸方向一側に該コネクタに重なって配設されて、スリンガーの軸方向から見て略扇状形状に形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１６８２９号公報

従来の車両用交流発電機においては、スリンガーの軸方向から見て略Ｃ状に形成される整流器と電圧制御装置とがスリンガーの軸方向と直交する平面に併設されている。そして、ブラシホルダに比べ広い周方向幅を有する電圧調整器がブラシホルダのスリンガー軸方向一側に該ブラシホルダに重なって配設されているので、電圧調整器がブラシホルダから周方向両側に延出してしまい、電圧制御装置の略扇状形状の周方向両側面のなす角度が大きくなってしまう、という課題があった。
これにより、スリンガーの軸方向と直交する平面における整流器の占有領域が狭くなり、整流器のヒートシンクの面積が減少されるので、ヒートシンクによる冷却効率が低下し、整流器のダイオードの温度上昇を抑制できなくなる、という不具合を発生してしまう。

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あり、ブラシホルダ、電圧調整器、サージ吸収器およびコネクタの配置を工夫し、スリンガーを要とする略扇状形状の周方向両側面のなす角度を小さくできる車両用交流発電機の電圧制御装置を得ることを目的とする。

この発明は、環状のスリンガーと、上記スリンガーの外周壁面から径方向に延設され、ブラシ挿入穴が該スリンガーの内周壁面に開口するように形成されたブラシホルダと、上記スリンガーの軸方向に並んで、かつ、該スリンガーの径方向に移動自在に上記ブラシ挿入穴に挿入された正極および負極ブラシと、車両用交流発電機の出力電圧を制御する回路が形成されたＩＣを有する電圧調整器と、上記電圧調整器の出力電圧の制御により発生するサージを吸収するサージ吸収器と、外部装置との入出力のためのコネクタと、を備えた車両用交流発電機の電圧制御装置において、上記スリンガー、上記ブラシホルダおよび上記コネクタが絶縁性樹脂により一体に成形された樹脂ボディーにより構成され、上記電圧調整器、上記サージ吸収器および上記コネクタが、上記ブラシホルダの周方向一側に、かつ、該ブラシホルダに沿って、上記スリンガーの径方向外側に配設されているものである。

この発明によれば、電圧調整器、サージ吸収器およびコネクタが、スリンガーの外周壁面から径方向に延設されたブラシホルダの周方向一側に、かつ、該ブラシホルダに沿って、スリンガーの径方向外側に配設されているので、スリンガーを要とする略扇状形状の周方向両側面のなす角度が小さくなる。そこで、この電圧制御装置を車両用交流発電機に搭載した場合、スリンガーの軸方向と直交する平面における整流器の占有領域が広くなり、整流器のヒートシンクの面積を増大できる。これにより、ヒートシンクによる冷却効率が高められ、整流器のダイオードの温度上昇を抑制できる。

この発明の実施例１に係る電圧制御装置を搭載した車両用交流発電機を示す縦断面図である。（実施例１） この発明の実施例１に係る車両用交流発電機の電圧制御装置の構成を説明する平面図である。（実施例１） 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。（実施例１） この発明の実施例１に係る車両用交流発電機の電圧制御装置に用いられる樹脂桶を示す平面図である。（実施例１） この発明の実施例２に係る車両用交流発電機の電圧制御装置の構成を説明する平面図である。（実施例２） 図５のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。（実施例２） この発明の実施例２に係る車両用交流発電機の電圧制御装置に用いられるサージ吸収器を示す平面図である。（実施例２） この発明の実施例３に係る車両用交流発電機の電圧制御装置の構成を説明する平面図である。（実施例３） 図８のＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。（実施例３） この発明の実施例３に係る車両用交流発電機の電圧制御装置に用いられるサージ吸収器を示す平面図である。（実施例３）

この発明は、電圧制御装置を構成するブラシホルダ、電圧調整器、サージ吸収器およびコネクタの配置を工夫して、スリンガーを要とする略扇状形状の周方向サイズを最小とする電圧制御装置を得るものである。そして、この電圧制御装置を搭載した車両用交流発電機において、整流器の設置スペースの増大を図り、整流器の冷却性を向上させるものである。
以下、この発明を適用した車両用交流発電機の電圧制御装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１はこの発明の実施例１に係る電圧制御装置を搭載した車両用交流発電機を示す縦断面図、図２はこの発明の実施例１に係る車両用交流発電機の電圧制御装置の構成を説明する平面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、図４はこの発明の実施例１に係る車両用交流発電機の電圧制御装置に用いられる樹脂桶を示す平面図である。なお、図２は樹脂桶未装着状態の電圧制御装置を示している。

図１において、車両用交流発電機は、それぞれ略椀形状のアルミ製のフロントブラケット２とリヤブラケット３とからなるケース１と、このケース１に軸受４ａ、４ｂを介して回転自在に支持されたシャフト５と、ケース１のフロント側に延出するシャフト５の一端に固着されたプーリ６と、このシャフト５に固着されてケース１内に回転自在に配設された回転子７と、この回転子７の軸方向両端面に固着されたファン８と、この回転子７を囲繞するようにケース１の内壁面に保持された固定子９と、シャフト５の他端部に固定され、回転子７に界磁電流を供給する一対のスリップリング１０と、を備えている。さらに、車両用交流発電機は、固定子９に電気的に接続され、固定子９で生じた交流を直流に整流する整流器１１と、電圧制御装置１６と、を備えている。
回転子７は、界磁電流を流して磁束を発生する回転子コイル１２と、この回転子コイル１２を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア１３と、を備えている。また、固定子９は、固定子鉄心１４と、固定子鉄心１４に巻装され、回転子７の回転に伴い、回転子コイル１２からの磁束の変化で交流が生じる固定子コイル１５と、を備えている。

つぎに、電圧制御装置１６の構成について図２乃至図４を参照しつつ説明する。
電圧制御装置１６は、シャフト５が挿通されるリング状のスリンガー１７と、スリンガー１７の外周壁面から径方向に延設され、穴方向を径方向とするブラシ挿入穴１８ａがスリンガー１７の内周壁面に開口するように形成されたブラシホルダ１８と、スリンガー１７の軸方向に並んで、かつ、径方向に移動可能にブラシホルダ１８のブラシ挿入穴１８ａ内に配設された正極および負極ブラシ１９と、スリンガー１７の径方向外側、かつ、ブラシホルダ１８の周方向一側に配設され、固定子９で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器２０と、電圧調整器２０の径方向外側に配設され、電圧調整器２０の電圧調整により発生するサージを吸収してオーディオなどの車両電気負荷装置へのノイズの伝播を防止するサージ吸収器２５と、サージ吸収器２５の径方向外側に配設され、ブラシ１９およびスリップリング１０を介して回転子コイル１２に供給する界磁電流を外部から入力するとともに整流器１１で整流された直流を外部に出力するコネクタ２９と、を備えている。

電圧調整器２０は、車両用交流発電機の出力電圧の制御に必要な回路が形成されたＩＣチップ２１と、このＩＣチップ２１が主面に接着された、例えばアルミ製のヒートシンク２２と、ＩＣチップ２１の電極パッド（図示せず）に電気的に接続された外部接続端子２３と、外部接続端子２３の一部が露出するようにＩＣチップ２１を絶縁樹脂でモールドした樹脂部２４と、を備えている。ここで、ＩＣチップ２１は樹脂封止されてモールドタイプＩＣに構成されている。このモールドタイプＩＣは、扁平な外形形状に形成され、全ての外部接続端子２３が樹脂部２４の一側面からヒートシンク２２の主面に平行に延出されている。
また、サージ吸収器２５は、一対の端子２７を有するコンデンサ素子２６と、端子２７の一部が露出するようにコンデンサ素子２６を例えばエポキシ樹脂で封止した樹脂部２８と、を備えている。このサージ吸収器２５は、扁平な外形形状に形成され、一対の端子２７が樹脂部２８の一側面から相対するように延出されている。

そして、スリンガー１７、ブラシホルダ１８およびコネクタ２９は、例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂等の絶縁樹脂を用いて一体にモールド成形された、スリンガー１７を要とする略扇状形状の樹脂ボディー３１で構成されている。
この樹脂ボディー３１には、電圧調整器用収納穴としての矩形断面のＩＣ収納穴３１ａおよびサージ吸収器用収納穴としての矩形断面のコンデンサ収納穴３１ｂが、矩形断面の短辺方向を径方向に一致させて、スリンガー１７の軸方向の一側（ここでは、リヤ側）に開口するように、かつ、径方向に並んで、スリンガー１７とコネクタ２９との間に形成されている。さらに、貫通穴３１ｃが、スリンガー１７とＩＣ収納穴３１ａとの間に、樹脂ボディー３１をスリンガー１７の軸方向に貫通するように形成されている。

また、インサート導体３６からなるターミナルアッセンブリ（図示せず）が樹脂ボディー３１にインサート成形されている。そして、４本のインサート導体３６の一部がコネクタ２９内に延出し、外部装置（図示せず）と電気的に接続される入出力端子３０を構成している。また、８本のインサート導体３６の一部が樹脂ボディー３１のＩＣ収納穴３１ａの開口近傍に露出して電圧調整器用接続ターミナル３２を構成している。さらに、２本のインサート導体３６の一部が樹脂ボディー３１のコンデンサ収納穴３１ｂの開口近傍に露出してサージ吸収器用接続ターミナル３３を構成している。

そして、ＩＣチップ２１を樹脂モールドしてなるモールドタイプＩＣが、外部接続端子２３を延出するようにＩＣ収納穴３１ａ内に収納されている。これらの外部接続端子２３が、ＩＣ収納穴３１ａの開口近傍に露出する電圧調整器用接続ターミナル３２に溶接などにより接合されている。この時、ヒートシンク２２の放熱フィン２２ａは貫通穴３１ｃ内に延出している。
また、サージ吸収器２５が、端子２７を延出するようにコンデンサ収納穴３１ｂ内に収納されている。そして、これらの端子２７が、コンデンサ収納穴３１ｂの開口近傍に露出するサージ吸収器用接続ターミナル３３に溶接などにより接合されている。
さらに、ＩＣ収納穴３１ａおよびコンデンサ収納穴３１ｂを囲繞する枠状に形成された樹脂桶３４がＩＣ収納穴３１ａおよびコンデンサ収納穴３１ｂを囲繞するように樹脂ボディー３１に配設され、シリコーン樹脂３５が樹脂桶３４内に充填されている。これにより、樹脂部２４，２８、外部接続端子２３、端子２７、電圧調整器用接続ターミナル３２、サージ吸収器用接続ターミナル３３および端子接合部がシリコーン樹脂３５内に埋設されている。

このように構成された電圧制御装置１６は、シャフト５の他端側をスリンガー１７内に挿通させ、樹脂ボディー３１をリヤブラケット３に締着固定して取り付けられている。これにより、電圧制御装置１６は、シャフト５の軸心と直交する平面にスリンガー１７を要とする略扇状形状に配設されている。そして、各ブラシ１９が、ブラシホルダ１８のブラシ挿入穴１８ａ内に縮設されているスプリング（図示せず）の付勢力によりスリップリング１０に押圧され、シャフト５の回転にともなってスリップリング１０の外周面に摺接し、電気的接続が確保される。
また、整流器１１は、シャフト５の軸方向から見て略Ｃ状の平面形状に形成されており、シャフト５の軸心と直交する平面における電圧制御装置１６の非設置領域（Ｃ状の領域）に配設されている。

この実施例１では、電圧制御装置１６は、ブラシホルダ１８がスリンガー１７の外周壁面から径方向に延設され、電圧調整器２０、サージ吸収器２５およびコネクタ２９がスリンガー１７の径方向外側で、かつ、ブラシホルダ１８の周方向一側に、径方向に１列に並んで配設されて構成されている。そこで、スリンガー１７を要とする略扇状形状の周方向両側面のなす角度が狭くなり、周方向サイズの小さなコンパクトな電圧制御装置１６を実現できる。これにより、この電圧制御装置１６を車両用交流発電機に搭載した場合、スリンガー１７の軸方向と直交する平面における整流器１１の占有領域が広くなり、整流器１１のヒートシンクの面積を増大できるので、ヒートシンクによる冷却効率が向上され、整流器１１のダイオードの温度上昇を抑制できる。
また、電圧調整器２０およびサージ吸収器２５を収納するＩＣ収納穴３１ａおよびコンデンサ収納穴３１ｂが短辺を径方向に向けた矩形断面に形成されているので、扁平な外形形状の電圧調整器２０およびサージ吸収器２５が短辺を径方向に向けて１列に配列される。そこで、１列に配列された電圧調整器２０、サージ吸収器２５およびコネクタ２９の径方向長さが短くなり、コネクタ２９がリヤブラケット３から突出することもない。

また、ＩＣ収納穴３１ａおよびコンデンサ収納穴３１ｂがスリンガー１７の軸方向の一側に開口するように樹脂ボディー３１に形成されているので、電圧調整器２０およびサージ吸収器２５をスリンガー１７の軸方向の一側からＩＣ収納穴３１ａおよびコンデンサ収納穴３１ｂに挿入でき、電圧調整器２０およびサージ吸収器２５の挿入作業性が向上される。また、電圧調整器２０の外部接続端子２３と電圧調整器用接続ターミナル３２との接続部と、サージ吸収器２５の端子２７とサージ吸収器用接続ターミナル３３との接続部とが、スリンガー１７の軸方向の一側に構成されているので、端子同士の接合作業性が向上される。さらに、電圧調整器２０の外部接続端子２３と電圧調整器用接続ターミナル３２との接続部と、サージ吸収器２５の端子２７とサージ吸収器用接続ターミナル３３との接続部とが、シリコーン樹脂３５により埋設されているので、絶縁性および防水性が向上される。
また、ＩＣチップ２１が樹脂封止されてモールドタイプＩＣに構成されているので、取り扱いが容易となるとともに、優れた耐水性が得られる。

なお、上記実施例１では、電圧調整器２０、サージ吸収器２５およびコネクタ２９がスリンガー１７の径方向外側で、かつ、ブラシホルダ１８の周方向一側に、径方向に１列に並んで配設されているものとしているが、電圧調整器２０、サージ吸収器２５およびコネクタ２９の配列順序は、スリンガー１７側から電圧調整器２０、サージ吸収器２５およびコネクタ２９の順番に限定されるものではなく、スリンガー１７側からサージ吸収器２５、電圧調整器２０およびコネクタ２９の順番に配列されてもよい。
また、上記実施例１では、電圧調整器２０およびサージ吸収器２５が樹脂ボディー３１にスリンガー１７の軸方向の一側から収納されているものとしているが、電圧調整器２０およびサージ吸収器２５は樹脂ボディー３１にスリンガー１７の軸方向の他側から収納されるようにしてもよい。

図５はこの発明の実施例２に係る車両用交流発電機の電圧制御装置の構成を説明する平面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ矢視断面図、図７はこの発明の実施例２に係る車両用交流発電機の電圧制御装置に用いられるサージ吸収器を示す平面図である。なお、図５はサージ吸収器未装着状態の電圧制御装置を示している。

図５乃至図７において、電圧制御装置１６Ａは、シャフト５が挿通されるリング状のスリンガー１７と、スリンガー１７の外周壁面から径方向に延設され、穴方向を径方向とするブラシ挿入穴１８ａがスリンガー１７の内周壁面に開口するように形成されたブラシホルダ１８と、スリンガー１７の軸方向に並んで、かつ、径方向に移動可能にブラシホルダ１８のブラシ挿入穴１８ａ内に配設された正極および負極ブラシ１９と、スリンガー１７の径方向外側、かつ、ブラシホルダ１８の周方向一側に配設され、固定子９で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器２０Ａと、電圧調整器２０Ａの径方向外側に配設され、ブラシ１９およびスリップリング１０を介して回転子コイル１２に供給する界磁電流を外部から入力するとともに整流器１１で整流された直流を外部に出力するコネクタ２９と、電圧調整器２０Ａおよびコネクタ２９の軸方向一側（リヤ側）に配設され、電圧調整器２０Ａの電圧調整により発生するサージを吸収してオーディオなどの車両電気負荷装置へのノイズの伝播を防止するサージ吸収器２５と、を備えている。

電圧調整器２０Ａは、車両用交流発電機の出力電圧の制御に必要な回路が形成されたＩＣチップ２１Ａと、パワートランジスタ、ダイオードなどの電子部品（図示せず）およびＩＣチップ２１Ａが表面に形成された配線パターン（図示せず）に電気的に接続されて実装されたセラミック基板３７と、このセラミック基板３７が接着されたヒートシンク２２と、セラミック基板３７の配線パターンに電気的に接続された外部接続端子２３と、を備えている。ここで、ＩＣチップ２１Ａはパワートランジスタ、ダイオードなどの電子部品とともにセラミック基板３７に実装されてハイブリッドＩＣに構成されている。このハイブリッドＩＣは、扁平な外形形状に形成され、全ての外部接続端子２３がセラミック基板３７の一側外方に延出されている。また、サージ吸収器２５は、一対の端子２７を有するコンデンサ素子２６と、端子２７の一部が露出するようにコンデンサ素子２６を例えばエポキシ樹脂で封止した樹脂部２８と、を備えている。

そして、スリンガー１７、ブラシホルダ１８およびコネクタ２９は、例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂等の絶縁樹脂を用いて一体にモールド成形され、スリンガー１７を要とする略扇状形状の樹脂ボディー３１Ａで構成されている。
この樹脂ボディー３１Ａには、矩形断面のＩＣ収納穴３１ａが、矩形断面の短辺方向を径方向に一致させて、スリンガー１７の軸方向の一側（リヤ側）に開口するように、スリンガー１７とコネクタ２９との間に形成されている。また、貫通穴３１ｃが、スリンガー１７とＩＣ収納穴３１ａとの間に、樹脂ボディー３１Ａをスリンガー１７の軸方向に貫通するように形成されている。さらに、樹脂注入用貫通穴３１ｄが、ＩＣ収納穴３１ａとコネクタ２９との間に、樹脂ボディー３１Ａをスリンガー１７の軸方向に貫通するように形成されている。

また、インサート導体３６からなるターミナルアッセンブリ（図示せず）が樹脂ボディー３１Ａにインサート成形されている。そして、４本のインサート導体３６の一部がコネクタ２９内に延出し、外部装置（図示せず）と電気的に接続される入出力端子３０を構成している。また、８本のインサート導体３６の一部が樹脂ボディー３１ＡのＩＣ収納穴３１ａの開口近傍に露出して電圧調整器用接続ターミナル３２を構成している。さらに、２本のインサート導体３６の一部が樹脂ボディー３１Ａの所定位置に露出してサージ吸収器用接続ターミナル３３を構成している。
また、保持プレート３８は、例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂等の絶縁樹脂を用いてＩＣ収納穴３１ａおよびコネクタ２９を覆う外形形状を有する平板に成形されている。そして、樹脂溜まり３８ａが、ＩＣ収納穴３１ａ、樹脂注入用貫通穴３１ｄおよび樹脂ボディー３１Ａからのインサート導体３６の延出部からなるサージ吸収器用接続ターミナル３３を覆うように保持プレート３８の一面に凹設されている。なお、樹脂溜まり３８ａが形成された保持プレート３８の部位がカバーを構成している。さらに、サージ吸収器２５が、端子２７を樹脂溜まり３８ａ内に延出するように保持プレート３８内にモールド成形されている。なお、サージ吸収器２５は、樹脂ボディー３１Ａに実装時に、コネクタ２９の軸方向一側に位置している。

そして、ＩＣチップ２１Ａおよび電子部品をセラミック基板３７に実装してなるハイブリッドＩＣが、外部接続端子２３を延出するようにＩＣ収納穴３１ａ内に収納されている。これらの外部接続端子２３が、樹脂ボディー３１Ａからのインサート導体３６の延出部からなる電圧調整器用接続ターミナル３２に溶接などにより接合されている。この時、ヒートシンク２２の放熱フィン２２ａは貫通穴３１ｃ内に延出している。
また、サージ吸収器２５をモールド成形してなる保持プレート３８が、ＩＣ収納穴３１ａ、樹脂注入用貫通穴３１ｄおよび樹脂ボディー３１Ａからのインサート導体３６の延出部からなるサージ吸収器用接続ターミナル３３を樹脂溜まり３８ａ内に収納するように配設されている。そして、これらの端子２７が、サージ吸収器用接続ターミナル３３に溶接などにより接合されている。
さらに、シリコーン樹脂３５がスリンガー１７の軸方向の他側から樹脂注入用貫通穴３１ｄを介して樹脂溜まり３８ａ内に注入されている。これにより、シリコーン樹脂３５が樹脂溜まり３８ａおよびＩＣ収納穴３１ａ内に充填され、ＩＣチップ２１Ａ、外部接続端子２３、端子２７、電圧調整器用接続ターミナル３２、サージ吸収器用接続ターミナル３３および端子接合部がシリコーン樹脂３５内に埋設されている。

このように構成された電圧制御装置１６Ａは、上記実施例１と同様に、シャフト５の他端側をスリンガー１７内に挿通させ、樹脂ボディー３１Ａをリヤブラケット３に締着固定して取り付けられている。これにより、電圧制御装置１６Ａは、シャフト５の軸心と直交する平面に、スリングがー１７を要とする略扇状形状に配設されている。そして、各ブラシ１９が、ブラシホルダ１８のブラシ挿入穴１８ａ内に縮設されているスプリング（図示せず）の付勢力によりスリップリング１０に押圧され、シャフト５の回転にともなってスリップリング１０の外周面に摺接し、電気的接続が確保される。
また、整流器１１は、シャフト５の軸方向から見て略Ｃ状の平面形状に形成されており、シャフト５の軸心と直交する平面における電圧制御装置１６Ａの非設置領域（Ｃ状の領域）に配設されている。

この実施例２では、電圧制御装置１６Ａは、ブラシホルダ１８がスリンガー１７の外周壁面から径方向に延設され、電圧調整器２０Ａおよびコネクタ２９がスリンガー１７の径方向外側で、かつ、ブラシホルダ１８の周方向一側に、径方向に１列に並んで配設されて構成されている。さらに、サージ吸収器２５が、コネクタ２９の軸方向一側に重なって配設されている。そこで、スリンガー１７を要とする略扇状形状の両側面のなす角度が狭くなり、周方向サイズの小さなコンパクトな電圧制御装置１６Ａを実現できる。これにより、この電圧制御装置１６Ａを車両用交流発電機に搭載した場合、スリンガー１７の軸方向と直交する平面における整流器１１の占有領域が広くなり、整流器１１のヒートシンクの面積を増大できるので、ヒートシンクによる冷却効率が向上され、整流器１１のダイオードの温度上昇を抑制できる。
また、電圧調整器２０Ａを収納するＩＣ収納穴３１ａが短辺を径方向に向けた矩形断面に形成され、サージ吸収器２５がコネクタ２９の軸方向一側に重なって配設されているので、１列に配列された電圧調整器２０Ａおよびコネクタ２９の径方向長さがさらに短くなり、コネクタ２９がリヤブラケット３から突出することもない。

また、電圧調整器２０Ａの外部接続端子２３と電圧調整器用接続ターミナル３２との接続部と、サージ吸収器２５の端子２７とサージ吸収器用接続ターミナル３３との接続部とが、スリンガー１７の軸方向の一側に構成されているので、端子同士の接合作業性が向上される。さらに、電圧調整器２０Ａの外部接続端子２３と電圧調整器用接続ターミナル３２との接続部と、サージ吸収器２５の端子２７とサージ吸収器用接続ターミナル３３との接続部とが、シリコーン樹脂３５により埋設されているので、絶縁性および防水性が向上される。
また、ＩＣ収納穴３１ａが保持プレート３８により塞口されているので、シリコーン樹脂３５が漏れることなく、ＩＣ収納穴３１ａ内に充填される。
また、ＩＣチップ２１Ａが電子部品とともにセラミック基板３７に実装されてハイブリッドＩＣに構成されているので、ＩＣ収納穴３１ａの径方向幅を狭くでき、径方向長さを縮小でき、電圧制御装置１６Ａのコンパクト化を実現できる。

図８はこの発明の実施例３に係る車両用交流発電機の電圧制御装置の構成を説明する平面図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ矢視断面図、図１０はこの発明の実施例３に係る車両用交流発電機の電圧制御装置に用いられるサージ吸収器を示す平面図である。なお、図８はサージ吸収器未装着状態の電圧制御装置を示している。

図８乃至図１０において、電圧制御装置１６Ｂは、シャフト５が挿通されるリング状のスリンガー１７と、スリンガー１７の外周壁面から径方向に延設され、穴方向を径方向とするブラシ挿入穴１８ａがスリンガー１７の内周壁面に開口するように形成されたブラシホルダ１８と、スリンガー１７の軸方向に並んで、かつ、径方向に移動可能にブラシホルダ１８のブラシ挿入穴１８ａ内に配設された正極及び負極ブラシ１９と、スリンガー１７の径方向外側、かつ、ブラシホルダ１８の周方向一側に配設され、固定子９で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器２０Ｂと、電圧調整器２０Ｂの径方向外側に配設され、ブラシ１９およびスリップリング１０を介して回転子コイル１２に供給する界磁電流を外部から入力するとともに整流器１１で整流された直流を外部に出力するコネクタ２９と、電圧調整器２０Ｂおよびコネクタ２９の軸方向一側（リヤ側）に配設され、電圧調整器２０Ｂの電圧調整により発生するサージを吸収してオーディオなどの車両電気負荷装置へのノイズの伝播を防止するサージ吸収器２５と、を備えている。

電圧調整器２０Ｂは、車両用交流発電機の出力電圧の制御に必要な回路が形成されたＩＣチップ２１と、ＩＣチップ２１が半田付けされる銅製の平板状のヒートシンク３９と、このヒートシンク３９が接着されたヒートシンク２２と、を備えている。ここで、ＩＣチップ２１は直接ヒートシンク３９に半田付けされて１チップＩＣに構成されている。また、サージ吸収器２５は、一対の端子２７を有するコンデンサ素子２６と、端子２７の一部が露出するようにコンデンサ素子２６を例えばエポキシ樹脂で封止した樹脂部２８と、を備えている。

そして、スリンガー１７、ブラシホルダ１８およびコネクタ２９は、例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂等の絶縁樹脂を用いて一体にモールド成形され、スリンガー１７を要とする扇状形状の樹脂ボディー３１Ｂで構成されている。
この樹脂ボディー３１Ｂには、電圧調整器用収納穴としての八角形断面のＩＣ収納穴３１ｅが、スリンガー１７の軸方向の一側（リヤ側）に開口するように、スリンガー１７とコネクタ２９との間に形成され、樹脂溜まり穴３１ｆがＩＣ収納穴３１ｅを取り囲むように形成されている。この樹脂溜まり穴３１ｆはＩＣ収納穴３１ｅより浅く形成され、ＩＣ収納穴３１ｅとともに段付き穴を構成している。また、ヒートシンク収納穴３１ｇが、スリンガー１７の軸方向の他側（フロント側）に開口するように、ＩＣ収納穴３１ｅと相対するように樹脂ボディー３１Ｂに形成されている。そして、ヒートシンク２２が、主面をＩＣ収納穴３１ｅ内に露出させ、かつ、放熱フィン２２ａをヒートシンク収納穴３１ｇ内に延出させるように、樹脂ボディー３１Ｂに一体にインサート成形されている。

また、インサート導体３６からなるターミナルアッセンブリ（図示せず）が樹脂ボディー３１Ｂにインサート成形されている。そして、４本のインサート導体３６の一部がコネクタ２９内に延出し、外部装置（図示せず）と電気的に接続される入出力端子３０を構成している。また、８本のインサート導体３６の一部が樹脂溜まり穴３１ｆのＩＣ収納穴３１ｅの開口近傍に露出して電圧調整器用接続ターミナル３２を構成している。さらに、２本のインサート導体３６の一部が樹脂溜まり穴３１ｆの所定位置に露出してサージ吸収器用接続ターミナル３３を構成している。
また、保持プレート３８Ａは、例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂等の絶縁樹脂を用いてＩＣ収納穴３１ｅ、樹脂溜まり穴３１ｆおよびコネクタ２９を覆う外形形状を有する平板に成形されている。そして、サージ吸収器２５が、端子２７（図示せず）を背面に延出するように保持プレート３８Ａ内にモールド成形されている。なお、サージ吸収器２５は、樹脂ボディー３１Ｂに実装時に、コネクタ２９の軸方向一側に位置し、端子２７は樹脂溜まり３１ｆ内に延出している。

そして、ＩＣチップ２１が半田付けされたヒートシンク３９が、ヒートシンク２２の主面に接着されてＩＣ収納穴３１ｅ内に収納されている。ＩＣチップ２１の電極パッド（図示せず）が、樹脂ボディー３１Ｂから樹脂溜まり穴３１ｆ内へのインサート導体３６の延出部からなる電圧調整器用接続ターミナル３２にワイヤーボンディングにより接続されている。
また、サージ吸収器２５をモールド成形してなる保持プレート３８Ａが、ＩＣ収納穴３１ｅおよび樹脂溜まり穴３１ｆを覆うように配設されている。そして、これらの端子２７が、樹脂ボディー３１から樹脂溜まり穴３１ｆ内へのインサート導体３６の延出部からなるサージ吸収器用接続ターミナル３３に溶接などにより接合されている。
さらに、シリコーンゲル４０がＩＣ収納穴３１ｅおよび樹脂溜まり穴３１ｆ内に注入されている。これにより、シリコーンゲル４０がＩＣ収納穴３１ｅおよび樹脂溜まり穴３１ｆ内に充填され、ＩＣチップ２１、ボンディングワイヤ４１、端子２７、電圧調整器用接続ターミナル３２、サージ吸収器用接続ターミナル３３および端子接合部がシリコーンゲル４０内に埋設されている。

このように構成された電圧制御装置１６Ｂは、上記実施例１と同様に、シャフト５の他端側をスリンガー１７内に挿通させ、樹脂ボディー３１Ｂをリヤブラケット３に締着固定して取り付けられている。これにより、電圧制御装置１６Ｂは、シャフト５の軸心と直交する平面に、スリングがー１７を要とする略扇状形状に配設されている。そして、各ブラシ１９が、ブラシホルダ１８のブラシ挿入穴１８ａ内に縮設されているスプリング（図示せず）の付勢力によりスリップリング１０に押圧され、シャフト５の回転にともなってスリップリング１０の外周面に摺接し、電気的接続が確保される。
また、整流器１１は、シャフト５の軸方向から見て略Ｃ状の平面形状に形成されており、シャフト５の軸心と直交する平面における電圧制御装置１６Ｂの非設置領域（Ｃ状の領域）に配設されている。

この実施例３では、電圧制御装置１６Ｂは、ブラシホルダ１８がスリンガー１７の外周壁面から径方向に延設され、電圧調整器２０Ｂおよびコネクタ２９がスリンガー１７の径方向外側で、かつ、ブラシホルダ１８の周方向一側に、径方向に１列に並んで配設されて構成されている。さらに、サージ吸収器２５が、コネクタ２９の軸方向一側に重なって配設されている。そこで、スリンガー１７を要とする略扇状形状の周方向両側面のなす角度が狭くなり、周方向サイズの小さなコンパクトな電圧制御装置１６Ｂを実現できる。これにより、この電圧制御装置１６を車両用交流発電機に搭載した場合、スリンガー１７の軸方向と直交する平面における整流器１１の占有領域が広くなり、整流器１１のヒートシンクの面積を増大できるので、ヒートシンクによる冷却効率が向上され、整流器１１のダイオードの温度上昇を抑制できる。

また、電圧調整器２０ＢのＩＣチップ２１の電極パッドと電圧調整器用接続ターミナル３２との接続部と、サージ吸収器２５の端子２７とサージ吸収器用接続ターミナル３３との接続部とが、スリンガー１７の軸方向の一側に構成されているので、端子同士の接合作業性が向上される。さらに、電圧調整器２０ＢのＩＣチップ２１の電極パッドと電圧調整器用接続ターミナル３２との接続部と、サージ吸収器２５の端子２７とサージ吸収器用接続ターミナル３３との接続部とが、シリコーンゲル４０により埋設されているので、絶縁性および防水性が向上される。
また、ＩＣチップ２１が電子部品とともにセラミック基板３７に実装されてハイブリッドＩＣに構成されているので、ＩＣチップ２１をヒートシンク３９に半田付けして取り付けてＩＣ収納穴３１ｅ内に収納し、シリコーンゲル４０をＩＣ収納穴３１ｅおよび樹脂溜まり穴３１ｆ内に注入して、絶縁性、防水性、耐食性を確保している。そこで、上記実施の形態１，２のように、シリコーン樹脂３５の漏れを防止するための樹脂桶３４やカバーが不要となる。

なお、上記各実施例では、電圧制御装置がリヤブラケットの内周面に締着固定されるものとして説明しているが、電圧調整装置はリヤブラケットの外周面に締着固定されるようにしてもよい。この場合、シャフトの他端部が軸受から延出され、スリップリングがシャフトの他端部に固定される。そして、シャフトの他端部をスリンガー内に挿通させ、樹脂ボディーをリヤブラケットの外壁面に締着固定して、電圧制御装置が取り付けられる。また、整流器がシャフトの軸心と直交する平面上で電圧制御装置の非占有領域に配置され、リヤブラケットの外壁面に締着固定される。さらに、お椀状の樹脂カバーが電圧制御装置および整流器を覆うように配置され、リヤブラケットの外周面に締着固定されることになる。
また、上記実施の形態２，３では、サージ吸収器２５がコネクタ２９の軸方向一側に重なって配設されているものとしているが、サージ吸収器２５は、電圧調整器２０Ａ，２０Ｂの軸方向一側に重なって配設されていてもよい。

産業上の利用の可能性

以上のように、本発明に係る電圧制御装置は、スリンガーを要とする略扇状形状の周方向両側面のなす角度を小さくできるので、車両用交流発電機に搭載した際に、シャフトの軸心と直交する平面上に電圧制御装置とともに設置される整流器の占有領域が広くなり、整流器のヒートシンクの面積を増大でき、ヒートシンクによる冷却効率を高めることができる。そこで、本発明に係る電圧制御装置は、整流器のダイオードの温度上昇を抑制する車両用交流発電機に、特に有用である。

Claims (11)

1. 環状のスリンガーと、
   上記スリンガーの外周壁面から径方向に延設され、ブラシ挿入穴が該スリンガーの内周壁面に開口するように形成されたブラシホルダと、
   上記スリンガーの軸方向に並んで、かつ、該スリンガーの径方向に移動自在に上記ブラシ挿入穴に挿入された正極および負極ブラシと、
   車両用交流発電機の出力電圧を制御する回路が形成されたＩＣを有する電圧調整器と、
   上記電圧調整器の出力電圧の制御により発生するサージを吸収するサージ吸収器と、
   外部装置との入出力のためのコネクタと、
   を備えた車両用交流発電機の電圧制御装置において、
   上記スリンガー、上記ブラシホルダおよび上記コネクタが絶縁性樹脂により一体に成形された樹脂ボディーにより構成され、
   上記電圧調整器、上記サージ吸収器および上記コネクタが、上記ブラシホルダの周方向一側に、かつ、該ブラシホルダに沿って、上記スリンガーの径方向外側に配設されていることを特徴とする車両用交流発電機の電圧制御装置。
2. 電圧調整器用収納穴およびサージ吸収器用収納穴が上記スリンガーと上記コネクタとの間の上記樹脂ボディーの部位に上記径方向に並んで形成され、
   上記電圧調整器用収納穴およびサージ吸収器用収納穴に収納された上記電圧調整器および上記サージ吸収器と上記コネクタとが、上記径方向に１列に並んで配設されていることを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機の電圧制御装置。
3. 上記電圧調整器用収納穴およびサージ吸収器用収納穴は上記軸方向の一側に開口するように上記樹脂ボディーに形成され、上記電圧調整器および上記サージ吸収器が上記電圧調整器用収納穴および上記サージ吸収器用収納穴に上記軸方向の一側から収納されていることを特徴とする請求項２記載の車両用交流発電機の電圧制御装置。
4. 複数のインサート導体が、上記軸方向の一側に露出して電圧調整器用接続ターミナルおよびサージ吸収器用接続ターミナルを構成するように上記樹脂ボディーにインサート成形され、上記電圧調整器および上記サージ吸収器が上記軸方向の一側で上記電圧調整器用接続ターミナルおよび上記サージ吸収器用接続ターミナルにそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項３記載の車両用交流発電機の電圧制御装置。
5. 樹脂桶が上記電圧調整器用収納穴、上記サージ吸収器用収納穴、上記電圧調整器用接続ターミナルおよび上記サージ吸収器用接続ターミナルを取り囲むように上記樹脂ボディーに配設され、絶縁性樹脂が上記電圧調整器と上記電圧調整器用接続ターミナルとの接続部および上記サージ吸収器と上記サージ吸収器用接続ターミナルとの接続部を埋め込むように上記樹脂桶内に充填されていることを特徴とする請求項４記載の車両用交流発電機の電圧制御装置。
6. 電圧調整器用収納穴が上記スリンガーと上記コネクタとの間の上記樹脂ボディーの部位に形成され、上記電圧調整器用収納穴に収納された上記電圧調整器および上記コネクタが径方向に１列に並んで配設され、上記サージ吸収器が１列に配設された上記電圧調整器および上記コネクタの上記軸方向の一側に重なって配設されていることを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機の電圧制御装置。
7. 上記電圧調整器用収納穴は上記軸方向の一側に開口するように上記樹脂ボディーに形成され、複数のインサート導体が、上記軸方向の一側に露出して電圧調整器用接続ターミナルおよびサージ吸収器用接続ターミナルを構成するように上記樹脂ボディーにインサート成形され、上記電圧調整器および上記サージ吸収器が上記軸方向の一側で上記電圧調整器用接続ターミナルおよび上記サージ吸収器用接続ターミナルにそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項６記載の車両用交流発電機の電圧制御装置。
8. カバーが上記電圧調整器用収納穴、上記電圧調整器用接続ターミナルおよび上記サージ吸収器用接続ターミナルを内包するように上記樹脂ボディーに配設され、樹脂注入用貫通穴が上記軸方向の他側と上記カバー内とを連通するように上記樹脂ボディーに穿設され、絶縁性樹脂が上記電圧調整器と上記電圧調整器用接続ターミナルとの接続部および上記サージ吸収器と上記サージ吸収器用接続ターミナルとの接続部を埋め込むように上記樹脂注入用貫通穴を介して上記カバー内に充填されていることを特徴とする請求項７記載の車両用交流発電機の電圧制御装置。
9. 上記ＩＣは、ＩＣチップが樹脂封止されたモールドタイプＩＣで構成されている特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の車両用交流発電機の電圧制御装置。
10. 上記ＩＣは、ＩＣチップが絶縁性基板に実装されたハイブリッドＩＣで構成されている特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の車両用交流発電機の電圧制御装置。
11. 上記電圧調整器用収納穴は上記軸方向の一側に開口するように上記樹脂ボディーに形成され、
    上記ＩＣは、ＩＣチップが上記電圧調整用収納穴内に配設されたヒートシンクの露出面に直接接合された１チップＩＣで構成され、
    複数のインサート導体が、上記電圧調整用収納穴の外周側に露出して電圧調整器用接続ターミナルおよびサージ吸収器用接続ターミナルを構成するように上記樹脂ボディーにインサート成形され、
    上記ＩＣチップが上記電圧調整器用接続ターミナルにボンディングワイヤを介して接続され、
    上記サージ吸収器が上記サージ吸収器用接続ターミナルに接続され、
    絶縁製樹脂のゲル材が上記ＩＣチップ、上記電圧調整器用接続ターミナル、上記サージ吸収器用接続ターミナル、上記ボンディングワイヤ、上記ボンディングワイヤと上記電圧調整器用接続ターミナルとの接続部、上記ボンディングワイヤと上記ＩＣチップとの接続部および上記サージ吸収器と上記サージ吸収器用接続ターミナルとの接続部を埋め込むように配設されていることを特徴とする請求項６記載の車両用交流発電機の電圧制御装置。
    

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