JP4369492B2

JP4369492B2 - 車両用交流発電機の端子装置

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Publication number: JP4369492B2
Application number: JP2007078939A
Authority: JP
Inventors: 篤志大橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2027-03-26
Also published as: CN101277041A; JP2008245361A; US20080238225A1; CN101277041B; US7786632B2

Description

この発明は、車両用交流発電機の端子装置に関し、特に、外部接続端子の数が様々で、向きや形状が異なる車両側コネクタにそれぞれ対応するコネクタ接続端子（外部コネクタ端子）と、発電機制御用共通接続端子（共通ベース端子群）とを一体モールドする、車両用交流発電機のレギュレータアセンブリにおける端子装置の構造に関するものである。

車両側コネクタ対応のコネクタ接続端子（以下、外部コネクタ端子ともいう。）と、発電機制御内容対応の制御用接続端子（以下、共通ベース端子群ともいう。）とを一体モールドで構成するようにした従来の車両用交流発電機の端子装置として、例えば、特開平１１−１１３２０８号公報（以下、特許文献１と称す。）に示されるものがある。
また、特開２００４−２４８３５４号公報（以下、特許文献２と称す。）には、外部回路との接続を担うコネクタで、形状が異なる複数の個別コネクタ（外部コネクタ端子）と、レギュレータを整流装置や回転子等の内部回路と接続する端子を有する共通コネクタ（共通ベース端子群）とを備え、同じ共通コネクタを使用し、個別コネクタのみを要求仕様に応じて変更することで、各種の車両用交流発電機に対応することができるようにした車両用交流発電機の端子装置が示されている。

特開平１１−１１３２０８号公報特開２００４−２４８３５４号公報（図３、図６）

しかしながら、特許文献１に記載のものでは、３本の外部装置との接続用外部コネクタ端子（外部コネクタ端子）は、共通ベース端子群と一体に構成されているため、取替えができない。従って、外部装置との接続用外部コネクタ端子の方向が異なるタイプや、端子数の違いに応じて適応することが不可能で、ブラシホルダ毎に交換するしかなく、カーメーカの要求する各種タイプの外部コネクタ端子の適用に柔軟に対応することができなかった。

また、特許文献２のものでは、（１）共通コネクタ（共通ベース端子群）と個別コネクタ（外部コネクタ端子）との電気的接合において、互いに当接する複数の端子同士の半田付けや溶接等を行うので、比較的狭小空間での細かくて信頼性が要求される工程が一挙に増えることとなり、製造コストが高くなる。
（２）共通コネクタのケースと個別コネクタのケースとを互いに嵌合することでコネクタケースを構成しているので、コネクタケースの構成が複雑となり、高コストとなる。
（３）共通コネクタと個別コネクタの端子対に対し、絶縁樹脂によるコーティングを行ったり、絶縁部材によって形成された成形キャップを被せて、隣接した端子対同士の相互の絶縁を確保する必要があり、更なる工程やコスト増が避けられない、という問題点があった。

この発明は、上記のような従来の問題点を解消するためになされたもので、外部接続端子の数が様々で、向きや形状が異なる多種多用な車両側のコネクタに、容易に適合することが出来、且つ、製造コストが安価で、信頼性の高い、車両用交流発電機の端子装置を提供することを目的とする。

この発明に係わる車両用交流発電機の端子装置は、車両用交流発電機の内部回路に接続されるブラシ端子、ア−ス端子、バッテリ端子等の複数の端子を有する共通ベース端子群、一端に外部装置とのコネクタ部となる接続用端子を有し、他端はレギュレータ回路に接続される接続端子部を有する複数の個別コネクタ端子を、プリモールドで端子相互間を一体化して形成される外部コネクタ端子を備え、上記外部コネクタ端子を上記共通ベース端子群に組み合わせて共通ベース端子群の所定位置に配置し、この共通ベース端子群と外部コネクタ端子とを樹脂にて一体モ−ルド成形することにより、ブラシを保持するブラシホルダと、レギュレ−タの回路基板を収納する収納部と、上記共通ベース端子群および外部コネクタ端子を保持する保持部と、上記外部コネクタ端子のコネクタ部とを、一体に構成したものである。

この発明の車両用交流発電機の端子装置によれば、外部接続端子の数が様々で、向きや形状が異なる多種多用な車両側のコネクタに、容易に適合する事が出来、且つ、製造コストが安価で、信頼性の高い、車両用交流発電機の端子装置を得ることができる。

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。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における端子装置を装備した車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。この車両用交流発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット１およびリヤブラケット２から構成されたケース３と、このケース３内に設けられ、一端部にプーリ４が固定されたシャフト５と、このシャフト５に固定されたクローポール型の回転子６と、回転子６の軸方向両端面に固定されたファン７ａ、７ｂと、ケース３内に固定された固定子鉄心１７と、固定子鉄心１７のスロットに収納された固定子コイル１８Ａと、固定子鉄心１７と固定子コイル１８Ａで構成される固定子８Ａと、シャフト５の他端部に固定され、回転子６に電流を供給するスリップリング９と、スリップリング９に摺動する一対のブラシ１０と、このブラシ１０を収納するブラシホルダ１１と、固定子コイル１８Ａに電気的に接続され、固定子コイル１８Ａで生じた交流電流を直流電流に整流する整流器１２と、ブラシホルダ１１に嵌着されたヒートシンク１３と、このヒートシンク１３に嵌着され、固定子コイル１８Ａで生じた交流電圧を調整するレギュレータ１４とを有している。

レギュレータ１４の近傍には、図示しない外部プラグが装着されるコネクタ２２が配置されている。レギュレータ１４とブラシホルダ１１とコネクタ２２とは、レギュレータアセンブリ４０を構成している。

回転子６は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル１５と、回転子コイル１５を覆って設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア１６とを有している。
ポールコア１６の軸方向端面には、冷却用のファン７ａ、７ｂが設けられている。

固定子８Ａは、回転子６による回転磁界が通る固定子鉄心１７と、回転磁界により交流出力電流が流れる断面がスロット内で矩形状をした固定子コイル１８Ａとを備えており、固定子コイル１８Ａは固定子鉄心１７の軸方向両端にコイルエンド１９を形成している。

図２はレギュレータアセンブリ４０を、正面、上面、側面（一部断面）からみた様子を示す図である。この実施の形態１のレギュレータアセンブリ４０においては、レギュレータ１４とブラシホルダ１１とがシャフト５の軸方向に重なって配設され、コネクタ２２は、レギュレータ１４の径方向外にレギュレータ１４に隣接して設けられ、開口部を径方向に向けて設けられている。なお、図２は後述する外部コネクタ端子が４本の場合を示している。ブラシホルダ１１、レギュレータ１４、およびコネクタ２２の３者は、モールド成形により一体に設けられている。そして、ブラシホルダ１１、レギュレータ１４、およびコネクタ２２の３者の中心線は、シャフト５の中心線を通り径方向に延びる同一平面上に配設されている。そして、ブラシホルダ１１の両側には、通風孔４０ａが設けられている。
レギュレータ１４は、リヤ側に、複数のフィンを有するヒートシンク１３を有している。

図３は整流器アセンブリ３１とレギュレータアセンブリ４０とを組付けたレギュレータ・整流器アセンブリの斜視図である。整流器アセンブリ３１において、整流器１２は、概略Ｃ字型のヒートシンク２１上にダイオード２０が実装されて構成されている。
ヒートシンク２１は、リヤ側に、複数のフィン２１ａを有している。

次にこの発明の主要部をなすレギュレータアセンブリ４０の端子装置の構成並びに組付け手順について図４〜図６を参照して詳述する。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。
図４はこの発明の実施の形態１におけるレギュレータアセンブリ４０の構成を示すもので、図４（ａ）は軸方向からみた正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、ブラシ１０は省略している。また、図５、図６は共通ベース端子群と外部コネクタ端子の構成および両者の一体化の手順を示すもので、図５は外部コネクタ端子の端子数が３個の場合を、図６は外部コネクタ端子の端子数が４個の場合を示している。

図４において、レギュレ−タ１４は、ヒ−トシンク１３と接着されるレギュレ−タ基板１４Ｐと、このレギュレ−タ基板１４Ｐの反ヒ−トシンク側に装着されたハイブリッド集積回路と、このハイブリッド集積回路を被覆してなるケ−ス１４Ｃと、レギュレ−タ基板１４Ｐの導体部より反ヒ−トシンク側に導出される７本（外部コネクタ端子の端子数が４個の場合は８本）のリ−ド線とを有する。これらの各リ−ド線は後述する共通ベース端子群１００Ａ１（あるいは１００Ａ２）の、B端子、Ｆ端子、Ｅ端子、Ｐ端子の各接続穴に挿入され、同時に、後述の外部コネクタ端子２００Ａ１のＡ端子、ＲＣ端子、Ｌ１端子（あるいは外部コネクタ端子２００Ａ２のＦＲ端子、Ｌ端子、Ｓ端子、Ｇ端子）の各接続穴に挿入され、半田付接続される。

次に各端子の構成について図５を参照して説明する。
まず、共通ベース端子群１００Ａ１は、図５（ａ）に示すように、一端がマイナス側ブラシＢＦに他端がレギュレ−タ基板のＦリ−ド線に接続されるＦ端子と、一端がプラス側ブラシＢＢに、中間端Ｂｍが整流器出力端に、他端がレギュレ−タ基板のBリ−ド線に各々接続されるB端子と、一端が整流器の1相出力端Ｐｒに他端がレギュレ−タ基板のPリ−ド線に接続されるP端子と、一端が車両用交流発電機のブラケット（アース）に接続され他端がレギュレ−タ基板のＥリ−ド線に接続されるＥ端子とからなる。
この共通ベース端子群１００Ａ１は、上記各端子が板金にてプレス打ち抜き加工され、成形された後、バラバラにならない様に一部だけ樹脂にてプリモ−ルドされて各端子が連結されている。

次に外部コネクタ端子２００Ａ１について説明する。
外部コネクタ端子２００Ａ１は、図５（ｂ）に示すように、一端には各々外部装置の雌コネクタに挿入される雄コネクタ端子Ａ、ＲＣ、Ｌ１を有し、他端にはこれらの雄コネクタ端子と連接されレギュレ−タ基板のＡリ−ド線、ＲＣリ−ド線、Ｌ１リ−ド線が各々挿入されて接続される挿入穴を有した接続端子部Ａ、ＲＣ、Ｌ１を備えた３本の個別コネクタ端子から構成されている。
なお、個別コネクタ端子の雄コネクタ端子Ａは、バッテリのプラス端子に接続され、バッテリ電圧を検出するためのものであり、雄コネクタ端子ＲＣは、車両側のキースイッチ、充電表示ランプに接続され、キースイッチに連動してレギュレータへの給電を制御するためのものであり、雄コネクタ端子Ｌ１は、外部装置のＥＣＵに接続され、フィールド電流をモニタしてＥＣＵ側へ送るためのものである。
これらの各個別コネクタ端子Ａ、ＲＣ、Ｌ１は、図５（ｃ）に示すように、板金にてプレス抜き加工され、成形された後、バラバラにならない様に端子相互間が一部だけ樹脂にてプリモ−ルドされることによって一体化され、外部コネクタ端子２００Ａ１を形成している。

上記の如く構成された共通ベース端子群１００Ａ１と外部コネクタ端子２００Ａ１とを、図５（ｄ）に示すように、所定のモ−ルド型枠内に組み合わせて配置し、図５（ｅ）に示すように、その型枠内に樹脂を充填して一体モ−ルド成形する。これによって、ブラシを保持するブラシホルダ１１と、レギュレ−タ基板および集積回路を収納する収納部と、共通ベース端子群１００Ａ１および外部コネクタ端子２００Ａ１を保持する保持部と、コネクタ部２２とが一体に構成される。
また、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、レギュレ−タ基板１４Ｐに集積回路を装着し、ケ−ス１４Ｃにて集積回路を被覆し、このレギュレ−タ基板１４Ｐとヒ−トシンク１３を予め接着剤で接合しておく。この後、ヒ−トシンク１３と一体のレギュレ−タ基板１４Ｐの反ヒ−トシンク側には７本のリ−ド線が出ているので、この７本のリード線を各々、共通ベース端子群１００Ａ１、外部コネクタ端子２００Ａ１の各接続穴に挿入し、レギュレ−タ収納部の開口端にレギュレ−タ基板を接着固定する。その後、レギュレ−タ収納部の径方向上部に形成された開口部からシリコン等の樹脂を充填して固化させる。

図６は、外部コネクタ端子の端子数が４個、レギュレータ基板のリード線数が８本の場合の共通ベース端子群１００Ａ２と外部コネクタ端子２００Ａ２の構成および両者の一体化の手順を示すもので、基本的には、図５で説明したものと同様のものである。
すなわち、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、外部コネクタ端子２００Ａ２は、４本の個別コネクタ端子から構成され、図５の外部コネクタ端子２００Ａ１に、一端にＥＣＵに接続される雄コネクタ端子Ｇを有し、他端にレギュレ−タ基板のＧリード線に接続される接続端子部Ｇを有し、エンジンのＥＣＵ側の制御信号をレギュレータへ入力するための個別コネクタ端子を追加したものである。
なお、図６（ｂ）、（ｃ）において、雄コネクタ端子Ｓは、図５の端子Ａに相当しバッテリ電圧を検出するためのものであり、雄コネクタ端子Ｌは、図５の端子ＲＣに相当し、キースイッチに連動してレギュレータへの給電を制御するためのものである。また、雄コネクタ端子ＦＲは、図５の端子Ｌ１に相当し、フィールド電流をモニタしてＥＣＵ側へ送るためのものである。

このように構成された外部コネクタ端子２００Ａ２は、図６（ｄ）に示すように、共通ベース端子群１００Ａ２と共に所定のモ−ルド型枠内に組み合わせて配置され、図６（ｅ）に示すように、その型枠内に樹脂を充填することによって一体モ−ルド成形される。これによって、ブラシを保持するブラシホルダ１１と、レギュレ−タ基板および集積回路を収納する収納部と、共通ベース端子群１００Ａ２および外部コネクタ端子２００Ａ２を保持する保持部と、コネクタ部２２とが一体に構成される。
この実施の形態１のものでは、外部回路との接続用雄端子部が各々平行に配置されているので、コネクタ部２２が扁平となり、軸方向への厚さを薄くでき、コネクタ部２２が径方向に突出される構成と相俟って、レギュレータアセンブリとしてより一層軸方向寸法を小さくできる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図７〜図９を参照して説明する。なお、図中、図４〜図６と
の同一符号は、同一または相当部分を示し重複説明は省略する。
図７はこの発明の実施の形態２における車両用交流発電機の端子装置の他の例を示すもので、レギュレータアセンブリ６０を正面、上面、側面からみた様子を示す図である。
この実施の形態２が実施の形態１と異なるところは、コネクタ２２の開口部が発電機のリヤ方向（軸方向）に向けて設けられている点である。
すなわち、実施の形態２のレギュレータアセンブリ６０においては、レギュレータ１４とブラシホルダ１１とが発電機の軸方向に重なって配設され、コネクタ２２はレギュレータ１４の径方向外にレギュレータ１４に隣接して設けられ、コネクタ２２の開口部は発電機のリヤ方向（軸方向）に向けて設けられている。なお、６０ａはブラシホルダ１１の両側に設けられた通風孔である。

図８、図９は実施の形態２における共通ベース端子群と外部コネクタ端子の構成および両者の一体化の手順を示すもので、図８は外部コネクタ端子の端子数が３個の場合を、図９は外部コネクタ端子の端子数が４個の場合を示すものである。
図８（ｂ）、（ｃ）、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、外部コネクタ端子２００Ｂ１（あるいは２００Ｂ２）は、板金にてプレス抜き加工され、成形された後、バラバラにならない様に端子相互間が一部だけ樹脂にてプリモ−ルドされて一体化された３本（あるいは４本）の個別コネクタ端子によって形成され、外部回路との接続用雄コネクタ端子部Ｌ１、ＲＣ、Ａ（あるいはＧ、Ｓ、Ｌ、ＦＲ）が、発電機の軸方向に向けられた構成とされている。

このように構成された外部コネクタ端子２００Ｂ１（あるいは２００Ｂ２）と、共通ベース端子群１００Ｂ１（あるいは１００Ｂ２）とは、図８（ｄ）（あるいは図９（ｄ））に示すように、所定のモ−ルド型枠内に組み合わせて配置され、図８（ｅ）（あるいは図９（ｅ））に示すように、その型枠内に樹脂を充填することによって一体モ−ルド成形される。これによって、ブラシを保持するブラシホルダ１１と、レギュレ−タ基板および集積回路を収納する収納部と、共通ベース端子群１００Ｂ１（あるいは１００Ｂ２）および外部コネクタ端子２００Ｂ１（あるいは２００Ｂ２）を保持する保持部と、コネクタ部２２とが一体に構成され、コネクタ２２の開口部は発電機の軸方向に向いた構成となっている。
この実施の形態２によれば、コネクタ部２２の開口が軸方向に向けて設けられているので、径方向に小型化が図れ、しかも、外部回路との接続用雄端子部が平行に配置されているので、コネクタ部２２が扁平となり、コネクタ部２２が軸方向に突出されている構成と相俟って、レギュレータアセンブリとして、より一層径方向寸法を小さくできる。

以上のように、この発明の実施の形態１および実施の形態２の車両用交流発電機の端子装置によれば、共通ベース端子群と複数の外部コネクタ端子のいずれか１つを組み合わせて一体モールド成形することで、共通ベース端子群を共通にして所望のレギュレータケースを得ることができ、共通ベース端子群と外部コネクタ端子との組合せは、型枠内でそれぞれを所望の配置にセッティングするだけで可能である。したがって、外部接続端子の数が様々で、向きや形状が異なる多種多用な車両側のコネクタに、容易に適合する事が出来、且つ、製造コストが安価で、信頼性の高い、車両用交流発電機の端子装置を得ることができる。

より具体的にいえば、従来装置における、共通コネクタと個別コネクタの端子同士の半田付けや溶接等の電気的接続の工程が不要となり、狭小空間での細かくて信頼性が要求される工程をなくすことができる。また、共通コネクタと個別コネクタの端子対に対し、絶縁樹脂によるコーティングを行ったり、絶縁部材によって形成された成形キャップを被せて、隣接した端子対同士の相互の絶縁を確保する必要がなく、製造工程を少なくし、製造コストが安価で、信頼性の高い、車両用交流発電機の端子装置を得ることができるものである。

この発明の実施の形態１における端子装置を装備した車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。この発明の実施の形態１におけるレギュレータアセンブリを、正面、上面、側面からみた様子を示す図である。整流器アセンブリとレギュレータアセンブリとを組付けたレギュレータ・整流器アセンブリの斜視図である。この発明の実施の形態１におけるレギュレータアセンブリの構成を示すもので、図４（ａ）は軸方向からみた正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図、図４（ｃ）は図（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。この発明の実施の形態１における共通ベース端子群と外部コネクタ端子の構成および両者の一体化の手順を示す図である。この発明の実施の形態１における共通ベース端子群と外部コネクタ端子の他の構成および両者の一体化の手順を示す図である。この発明の実施の形態２における車両用交流発電機の端子装置の他の例を示すもので、レギュレータアセンブリを正面、上面、側面からみた様子を示す図である。この発明の実施の形態２における共通ベース端子群と外部コネクタ端子の構成および両者の一体化の手順を示す図である。この発明の実施の形態２における共通ベース端子群と外部コネクタ端子の他の構成および両者の一体化の手順を示す図である。

符号の説明

１フロントブラケット、２リヤブラケット、３ケース、５シャフト、
６回転子、８Ａ固定子、１０ブラシ、１１ブラシホルダ、１２整流器、
１３ヒートシンク、１４レギュレータ、１４Ｃケース、１４Ｐレギュレ−
タ基板、２２コネクタ、４０、６０レギュレータアセンブリ、１００Ａ１、
１００Ａ２、１００Ｂ１、１００Ｂ２共通ベース端子群、２００Ａ１、２００Ａ２、
２００Ｂ１、２００Ｂ２外部コネクタ端子。

Claims

車両用交流発電機の内部回路に接続されるブラシ端子、ア−ス端子、バッテリ端子等の複数の端子を有する共通ベ−ス端子群、一端に外部装置とのコネクタ部となる接続用端子を有し、他端はレギュレータ回路に接続される接続端子部を有する複数の個別コネクタ端子を、プリモールドで端子相互間を一体化して形成される外部コネクタ端子を備え、上記外部コネクタ端子を上記共通ベース端子群に組み合わせて共通ベース端子群の所定位置に配置し、この共通ベース端子群と外部コネクタ端子とを樹脂にて一体モ−ルド成形することにより、ブラシを保持するブラシホルダと、レギュレ−タの回路基板を収納する収納部と、上記共通ベ−ス端子群および外部コネクタ端子を保持する保持部と、上記外部コネクタ端子のコネクタ部とを一体に構成してなる車両用交流発電機の端子装置。
上記共通ベ−ス端子群の各端子は、プリモ−ルドされてい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端子装置。
上記外部コネクタ端子のコネクタ部は、上記収納部の外周側に隣接して配置されてい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端子装置。
上記外部コネクタ端子のコネクタ部は、車両用交流発電機の径方向に向けて突出されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用交流発電機の端子装置。
上記外部コネクタ端子のコネクタ部は、車両用交流発電機の軸方向に向けて突出されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用交流発電機の端子装置。
レギュレ−タの回路基板の収納部は、上記ブラシホルダの軸方向一側面部に設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用交流発電機の端子装置。
上記外部コネクタ端子は、各々平行に配置された３本以上の外部装置との接続用個別コネクタ端子を有していることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の車両用交流発電機の端子装置。