JP4110439B2

JP4110439B2 - 車両用交流発電機

Info

Publication number: JP4110439B2
Application number: JP2000193099A
Authority: JP
Inventors: 由典林; 均入江
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: US6563241B2; US20010054853A1; JP2002010568A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車や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】
特開平９ー１０７６５４号公報は、出力端子の周囲に嵌着された絶縁保護用のブッシングと、このブッシングを締め付け固定するナットと、さらに外側に取り付けられる別のナットとにより、出力線の先端部に設けられた端子を挟圧して出力端子に出力線を締結する車両用交流発電機の出力端子構造を開示している。
【０００３】
特開平４ー１６５９４９号公報は、出力端子を取り出すために設けられた整流回路の＋側ヒートシンク（放熱フィン）の一部（以下、突出部分という）を出力端子に近接する位置にて出力端子に沿って延在させ、出力端子に取り付けたナットをこの突出部分に当接させ、樹脂製のブッシングをこの突出部分に嵌着する車両用交流発電機の出力端子構造を開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、樹脂製のブッシングをナットで締め付ける前者の公報の出力端子構造では、長年の使用によってブッシングが加圧方向に収縮してナットが緩むという可能性が考えられる。
【０００５】
後者の公報の出力端子構造では、ナットは、出力線の先端部を上記突出部分の先端に密着させた状態で出力線を出力端子に締結するために、ブッシングにナット締結力が作用することがなく、その収縮によるナット緩み問題は発生しない。
【０００６】
しかし、この従来出力端子構造では、＋側ヒートシンク（放熱フィン）の一部（以下、突出部分という）の形状を複雑に加工しなければならず、製造工程が複雑化するという欠点と、ブッシングが大型化し、スペース及び材料使用量が増大するという欠点と、ナットがブッシングを締結しないためにブッシングが変位しやすいという欠点が生じた。ナットの外径をブッシングの内径より大きくすれば、ブッシングの脱落は防止することができるが、ナットが無意味に大型化してしまう。また、この場合でも、ブッシングの回動は規制することができない。
【０００７】
また、ブッシングの外周面の一部に凸部を形成しておいて、この凸部を樹脂製の端子台に設けられた凹部に嵌合させブッシングを固定する場合（後者の公報の第６図）では、ブッシングを組み付ける際に端子台に力が加わり、または出力端子へ車両側出力線を組み付ける際に生じる力も端子台に加わるため、端子台の割れ、さらには半田付け等によってフィン上に固定されているダイオ−ドにひずみが生じ、ダイオ−ドの寿命が低下するという問題がある。
【０００８】
更に、例えばリアカバーとブッシングとを同一樹脂成形工程で一体に成形することも考えることができるが、この場合には、ブッシングの形状変更のためにリアカバーを含む大きな成形型を更新する必要が生じるという不具合がある。更に、機種モデルごとにオルタネータの配置位置や出力容量などが異なるため、出力端子やブッシングの大きさや形状や設置姿勢が異なる場合があり、このブッシング形状変更に会わせてリアカバー一体型ブッシング成形金型を準備することが容易ではないという不具合も生じてしまいう。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、簡素な構造及び製造工程でナットの経時的な緩みを防止可能な車両用交流発電機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の車両用交流発電機は、ハウジングの後端壁に固定される整流回路と、前記ハウジングに固定されて前記整流回路を囲覆するリアカバーと、
前記整流回路の＋出力端に締結されて前記リアカバーの嵌入孔から外部に突出する出力端子部と、前記リアカバーの前記嵌入孔に嵌入されるとともに前記出力端子部に嵌着されて前記出力端子を絶縁保護する保護部材とを備える車両用交流発電機において、
前記出力端子部は、雄ねじ部を有するボルト状端子と、前記ボルト状端子を前記整流回路の＋出力端に締結する出力端子部固定用ナットとを有し、
出力線は、前記雄ねじ部へナットを螺合させて前記出力線を前記座面に密着させることにより前記出力端子部に締結されていることを特徴としている。
【００１１】
すなわち、本構成は、リアカバー及び保護部材より外部に突出する出力端子部の外部飛び出し部分に設けられた出力線締結用の座面に出力線を出力端子部固定用ナットで挟圧されて固定される。このようにすれば、上記挟圧が保護部材を経時的に圧縮変形させて出力線締結状態又は出力端子固定状態が緩むことがなく、簡素な構造及び製造工程でナットの経時的な緩みを防止可能な車両用交流発電機を実現することができる。
【００１２】
出力端子の座面に配設される上記ねじ部は通常座面中央部から突出する雄ねじ部であるが、座面に凹設された雌ねじ部としてもよい。
【００１３】
なお、本構成でいう出力端子部は、整流回路とは別体であり、整流回路特にその＋冷却フィンを含まない。
【００１４】
出力端子部は、たとえば、２つの雄ねじ面を有し、これら２つの雄ねじ面の間に座面を有するボルト状端子とすることができる。出力端子部の基部すなわち頭部側の上記雄ねじ面には出力端子部固定用ナットが螺着されて、出力端子部が整流回路（たとえば＋冷却フィン）に固定される。また、出力端子部の先端部側の上記雄ねじ面には出力線固定用ナットが螺着されて、出力線が出力端子部に固定される。
【００１５】
本発明では、出力端子部は、雄ねじ部を有するボルト状端子と、ボルト状端子を整流回路の＋出力端に締結する出力端子部固定用ナットとを有し、出力線固定用ナットの端面は、リアカバーに固定された保護部材よりも軸方向外側に形成された座面を構成し、出力線が座面に密着した状態でねじ部にねじ部材を螺合することにより出力端子部に出力線が締結されている。
【００１６】
本構成によれば、ボルト状端子に２種類の雄ねじ面と座面とを形成する必要がなく、出力端子部の形状を極めて簡素かつ小型に形成することができる。
【００１７】
請求項２記載の構成によれば請求項１記載の車両用交流発電機において更に、前記保護部材及び前記リアカバーは、前記保護部材の少なくとも軸方向変位を規制する係止部を有する。
【００１８】
このようにすれば、保護部材は、出力線締結用ナットから解放されるにもかかわらず、少なくとも軸方向にがたつくことがなく、良好に出力端子を絶縁保護することができる。
【００１９】
請求項３記載の構成によれば請求項２記載の車両用交流発電機において更に、前記係止部は、前記保護部材の外周面及び前記リアカバーの内周面に互いに嵌合可能に設けられた凹凸部からなることを特徴としている。
【００２０】
本構成は、樹脂製のリアカバー又は保護部材の弾性を利用して両者を凹凸嵌合するので、簡素な構造で両者の軸方向相対変位を規制することができる。
【００２１】
請求項４記載の構成によれば請求項１乃至３のいずれか記載の車両用交流発電機において更に、前記リアカバーの前記嵌入孔は、前記保護部材の回動を規制する形状を有するので、簡素な構造で両者の軸方向相対変位を規制することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用交流発電機の実施形態を図面を参照して以下に説明する。
【００２３】
【実施例１】
図１は、車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。
【００２４】
車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、ブラシ装置４、整流回路５、フレーム６、リアカバー７、プーリ８等を含んで構成されている。
【００２５】
固定子２は、固定子鉄心２１と、この固定子鉄心２１に形成された複数個のスロットに所定の間隔で巻き回された三相の固定子巻線２３とを備えている。
【００２６】
回転子３は、それぞれが６個の爪部を有し、シャフト３３が貫設された一対のポールコア３２によって界磁巻線３１を軸方向に挟持した構造を有している。フロント側のポールコア３２の端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風を軸方向及び径方向に吐き出すために軸流式の冷却ファン３４が溶接等によって取り付けられている。リヤ側のボールコア３２の端面には、リヤ側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すために遠心式の冷却ファン３５が溶接等によって取り付けられている。
【００２７】
ブラシ装置４は、励磁電流を整流回路５から回転子３の界磁巻線３１へ通電するためのものであり、回転子３のシャフト３３に形成されたスリップリング３６、３７のそれぞれに押圧されるブラシ４１、４２を有する。
【００２８】
整流回路５は、三相の固定子巻線２３から出力される三相交流電圧を整流するためのものであり、配線用電極を内部に含む端子台５１と、整流素子が取り付けられた正極側の放熱フィン５２および負側の放熱フィン５３とを有し、正極側の放熱フィン５２には出力端子５４が取り付けられている。放熱フィン５２、５３に取り付けられた整流素子によって、三相全波整流が行われる。出力端子５４には、絶縁保護を目的として保護部材としての樹脂製のブッシング９が嵌着されている。ブッシング９の詳細形状や取り付け構造の詳細については後述する。
【００２９】
ハウジングをなすフレーム６は、固定子２および回転子３を収容しており、回転子３がシャフト３３を中心に回転可能な状態で支持されている。フレーム６の内周面には、回転子３のポールコア３２の径外側に位置して固定子２が固定されている。フレーム６には、固定子鉄心２１の軸方向端面から突出した固定子巻線に対向する位置にて冷却風の吐出窓６１が、軸方向端面に位置して冷却風の吸入窓６２がそれぞれ設けられている。
【００３０】
リアカバー７は、フレーム６に固定されて、リヤ側のフレーム６の外側に配設されたブラシ装置４、整流回路５およびＩＣレギュレータ１０を囲覆している。
【００３１】
上述した構造を有する車両用交流発電機１において、ベルト等を介してプーリ８にエンジン（図示せず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に回転する。この状態で回転子３の界磁巻線３１に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア３２の各爪部が周方向極性交互に励磁され、固定子巻線２３が三相交流電圧を発生し、出力端子５４から直流電力が出力される。
【００３２】
次に、出力端子５４近傍に配置されたブッシング９、リアカバー７の形状および取り付け構造の詳細について説明する。
【００３３】
図２は出力端子５４の周辺を出力端子５４の軸方向（長手方向）に切断した断面図、図３はブッシング９の斜視図、図４はリアカバー７の斜視図である。
【００３４】
図２に示すように、出力端子５４の根元部近傍にはローレットが形成されており、このローレットを正極側の放熱フィン５２の端部に設けられた貫通孔に通した後、出力端子５４を金属製のナット５５で締め付けることにより、出力端子５４が放熱フィン５２に締結される。ナット５５の出力端子５４の軸方向に沿った長さすなわち軸方向長は、ブッシング９の対向する部分の長さよりも長く設定されている。これにより、ナット５５の一方の端面（座面）５６は、ブッシング９を取り付けた後、ブッシング９の端面９１よりも外側に突出するようになっている。このため、出力線９２をナット９３によって端面５６に固定しても、出力線９２と正極側の放熱フィン５２との間に金属製造のナット５５のみが介在することになり、ブッシング９が圧縮状態で介在することがなく、樹脂収縮等によるナット９３のゆるみを防止することができる。
【００３５】
ブッシング９は、出力端子５４を取り付けるために使用されるナット５５の外径とほぼ等しい内径寸法を有する筒形に形成されており、その外周面の一部に、径方向に飛び出した凸部９６が形成されている。いわゆるフックをなすこの凸部９６がリアカバー嵌入孔７４の内壁に設けられた凹部７１に嵌合することにより、ブッシング９の軸方向への移動が拘束される。
【００３６】
また、図３等に示すように、ブッシング９の端面９１に出力線９２の位置決めおよび回動防止用の凹部９５が形成されている。この場合、凹部９５をあらかじめ決められた角度に正確に取り付ける必要がある。しかし、出力線９２を組み付けるナット９３を締め付ける際に出力端子５４の軸を中心にブッシング９を回動させる力が加わる。
【００３７】
そこで図４に示すように、リアカバー嵌入孔７４の形状を略Ｄ字状に成形し、かつ嵌入孔７４に挿入される部分のブッシング９の形状を同じ形状に成形することにより、回動防止用の凹部９５を正確かつ容易にあらかじめ決められた角度で取り付けることができ、更に出力端子５４を軸としたブッシング９の回動を拘束ことが出来る。
【００３８】
なお、本実施形態では、このような回転防止のためにリアカバー嵌入孔７４の形状を略Ｄ字状に形成したが、必ずしも嵌入孔７４を略Ｄ字状にする必要はなく、円形以外であればブッシング９が回転しようとしたときに同様に回転拘束される。
（変形態様）
この変形態様では、図４、図５、図６に示すように、リアカバー７のブッシング嵌入孔７４に微小突起７２が突設されている。
【００３９】
リアカバー嵌入孔７４の内壁に形成された微小突起７２は、この嵌入孔７４に挿入されるブッシング９の外形と常に接触する高さに設定されている。これによりリアカバー嵌入孔７４の中心とブッシング９の中心が常に一致するため、前記したリアカバー７の凹部７１をブッシング９の凸部９６を確実に嵌合させることができる。
【００４０】
更に、この微小突起７２を出力端子５４に沿った方向に延在させることにより、ブッシング９をリアカバー７に組み付ける際に、ブッシング９の外径と微小突起７２は部分的に接触するため、大きな力を加えずに組み付けすることができる。
（変形態様）
他の変形態様を図７，図８に示す。図７は、他の実施例の出力端子５４の周辺を出力端子５４の軸方向（長手方向）に切断した断面図である。図８は、他の実施例のリアカバー７の斜視図である。
【００４１】
この変形態様によれば、ブッシング９の外周面の一部に、凹部７７を形成し、リアカバーのブッシング嵌入孔７１に凸部７３を設けた場合でも、ブッシング９が出力端子５４に沿った方向の移動を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】出力端子の周辺を出力端子の軸方向に切断した断面図である。
【図３】ブッシングの斜視図である。
【図４】リアカバーの斜視図である。
【図５】リアカバーの微小突起の状態を示す部分的な形状を示す斜視図である。
【図６】リアカバーの微小突起の状態を示す部分的な形状を示す正面図である。
【図７】ブッシングに凹部を形成した場合の出力端子の周辺を出力端子の軸方向に切断した断面図である。
【図８】ブッシングに凹部を形成した場合のリアカバーの斜視図である。
【符号の説明】
１車両用交流発電機
２固定子
３回転子
４ブラシ装置
５整流回路
６フレーム
７リアカバー
９ブッシング（保護部材）
１０ＩＣレギュレータ
５４出力端子（出力端子部の一部）
５５出力端子部固定用ナット（出力端子部の残部）
９２出力線
９３出力線固定用ナット

Claims

ハウジングの後端壁に固定される整流回路と、
前記ハウジングに固定されて前記整流回路を囲覆するリアカバーと、
前記整流回路の＋出力端に締結されて前記リアカバーの嵌入孔から外部に突出する出力端子部と、
前記リアカバーの前記嵌入孔に嵌入されるとともに前記出力端子部に嵌着されて前記出力端子を絶縁保護する保護部材と、
を備える車両用交流発電機において、
前記出力端子部は、雄ねじ部を有するボルト状端子（５４）と、前記ボルト状端子（５４）を前記整流回路の＋出力端に締結する出力端子部固定用ナット（５５）とを有し、
前記出力線固定用ナット（５５）の端面は、前記リアカバー（７）に固定された前記保護部材（９）よりも軸方向外側に形成された座面（５６）を構成し、
出力線（９２）は、前記雄ねじ部へナット（９３）を螺合させて前記出力線（９２）を前記座面（５６）に密着させることにより前記出力端子部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記載の車両用交流発電機において、
前記保護部材及び前記リアカバーは、前記保護部材の軸方向変位を規制する係止部を有することを特徴とする車両用交流発電機。
請求項２記載の車両用交流発電機において、
前記係止部は、前記保護部材の外周面及び前記リアカバーの内周面に互いに嵌合可能に設けられた凹凸部からなることを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１乃至３のいずれか記載の車両用交流発電機において、
前記リアカバーの前記嵌入孔は、前記保護部材の回動を規制する形状を有することを特徴とする車両用交流発電機。