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Title:
RECTIFIER OF AC GENERATOR FOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/153850
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a rectifier of an AC generator for a vehicle, of which the reliability can be improved by increasing the vibration resistance performance of a diode. The connection lead (33d) in a diode (33) constituting a rectifier comprises a linear part (33f) extending from a metal base (33b) in parallel to each other and a bent part (33g) bent in substantially circular arc form at the angle of 90°or more from the linear part (33f). The bending radius (R) of the bent part (33g) is set to be larger than the distance (w) between the terminal end of the linear part (33f) and the tip end of the connection lead (33d) in the horizontal direction.

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Inventors:
IKUTA, Hiroya (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 10, 10083, JP)
生田 裕也 (〒10 東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 三菱電機株式会社内 Tokyo, 10083, JP)
KIMATA, Hirotaka (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 10, 10083, JP)
木俣 裕敬 (〒10 東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 三菱電機株式会社内 Tokyo, 10083, JP)
Application Number:
JP2008/060959
Publication Date:
December 23, 2009
Filing Date:
June 16, 2008
Export Citation:
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Assignee:
Mitsubishi Electric Corporation (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku Tokyo, 10, 10083, JP)
三菱電機株式会社 (〒10 東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 Tokyo, 10083, JP)
IKUTA, Hiroya (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 10, 10083, JP)
生田 裕也 (〒10 東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 三菱電機株式会社内 Tokyo, 10083, JP)
KIMATA, Hirotaka (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 10, 10083, JP)
International Classes:
H02K19/22; H02K19/36
Foreign References:
JPH11252877A1999-09-17
JP2001175194A2001-06-29
JP3839576B22006-11-01
Other References:
See also references of EP 2290789A4
Attorney, Agent or Firm:
OIWA, Masuo et al. (14-1, Minamitsukaguchi-cho 2-chome Amagasaki-sh, Hyogo 12, 66100, JP)
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Claims:
 ヒートシンクと、
このヒートシンクに直交するように配置された接続端子を有し、上記ヒートシンクに平行に配置されたサーキットボードと、
片面が上記ヒートシンクと接合された金属ベース、この金属ベースの他方の面に接合されたICチップ、このICチップをモールドした封止樹脂体、及び一端を上記ICチップに電気的に接続され、他端を上記サーキットボードの接続端子に接合された接続リードとを有するダイオードとを備え、
車両用交流発電機に内蔵され、その交流出力電圧を直流電圧に整流する車両用交流発電機の整流装置において、
上記ダイオードの接続リードは、上記金属ベースから平行に延出され上記封止樹脂体から露出した直線部と、この直線部から略円弧状に90°以上曲げられた曲げ部とを有し、
上記曲げ部の曲げ半径Rは、上記直線部の終端と上記接続リードの先端部との水平方向における離間距離wより大きい値に設定されていることを特徴とする車両用交流発電機の整流装置。
 上記接続リードは、上記直線部の露出根元から、直角に折り曲げられた部位の中立線までの距離をl[mm]、上記直線部の中立線から、上記接続端子と上記接続リードの接合点までの距離をh[mm]とした場合、h>2lの関係を有す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整流装置。
 上記接続リードは、上記曲げ部から傾斜部を経て直角に折り曲げられた形状を有することを特徴とする請求項1または2記載の車両用交流発電機の整流装置。
Description:
車両用交流発電機の整流装置

 この発明は、車両用交流発電機に内蔵さ 、車両用交流発電機の交流出力電圧を直流 圧に整流する車両用交流発電機の整流装置 関する。

 従来の車両用交流発電機は、特許文献1に示 されるように、界磁電流がブラシおよびスリ ップリングを介して励磁コイルに供給され、 同時にエンジンの回転トルクがプーリおよび ベルトを介して回転軸に伝達され、回転子が 回転駆動される。それによって、固定子が交 流電圧を発生する。そして、整流装置が、リ アブラケットに取り付けられており、固定子 コイルの出力端子に接続されて、固定子で発 生した交流出力電圧を直流電圧に変換する。
そして、整流装置を構成するダイオードは、 ICチップが銅ベース上に半田接合され、銅製 中継リードがICチップに半田接合され、さ に銅製の接続リードが中継リードに半田接 され、封止樹脂体によりモールドされてい 。

特許第3839576号公報

 このような整流装置においては、車両に り付けられた際に生じる振動によりICチッ に発生する応力が緩和されるように、接続 ードには屈曲部や曲げ部が設けられている 、かかる屈曲部や曲げ部は応力集中の原因 なり、更にICチップや中継リードとの接合部 に近いので、振動による接合部の変位により 、大きな応力が発生するため、屈曲部や曲げ 部で破断するという問題がある。

 この発明は、上記のような問題を解決す ためになされたもので、ダイオードの耐振 を向上させることができる車両用交流発電 の整流装置を得ることを目的とする。

 この発明は、ヒートシンクと、このヒー シンクに直交するように配置された接続端 を有し、上記ヒートシンクに平行に配置さ たサーキットボードと、片面が上記ヒート ンクと接合された金属ベース、この金属ベ スの他方の面に接合されたICチップ、このIC チップをモールドした封止樹脂体、及び一端 を上記ICチップに電気的に接続され、他端を 記サーキットボードの接続端子に接合され 接続リードとを有するダイオードとを備え 車両用交流発電機に内蔵され、その交流出 電圧を直流電圧に整流する車両用交流発電 の整流装置において、上記ダイオードの接 リードは、上記金属ベースから平行に延出 れ上記封止樹脂体から露出した直線部と、 の直線部から略円弧状に90°以上曲げられた 曲げ部とを有し、上記曲げ部の曲げ半径Rは 上記直線部の上記封止樹脂体から露出した 元部と上記接続リードの先端部との水平方 における離間距離wより大きい値に設定され いる。

 本発明によれば、ダイオードの接続リー における曲げ部の曲げ半径Rをより大きくで きるため、整流装置が小型化されてもダイオ ードの接続リードにおける曲げ部に発生する 応力集中を緩和して曲げ部の破断を抑制でき 、信頼性の高い車両用交流発電機の整流装置 を得ることができる。

この発明の実施の形態1に係る整流装置 を内蔵した車両用交流発電機を示す断面図で ある。 実施の形態1に係る整流装置を示す斜視 図である。 実施の形態1に係る整流装置に適用され るダイオードの概略側面図である。 実施の形態1におけるダイオードのリー ド形状について説明する概略説明図である。 従来の整流装置に適用されるダイオー の概略側面図である。 従来の整流装置に適用されるダイオー の他の例を示す概略側面図である。 実施の形態1に係る整流装置に適用され るダイオードの他の例を示す概略側面図であ る。

符号の説明

100:車両用交流発電機
18:整流装置
30:ヒートシンク
32:サーキットボード
33:ダイオード
33a:ICチップ
33b:金属ベース
33c:中継リード
33d:接続リード
33e:封止樹脂体
33f:直線部
33g:曲げ部
33h:接合部
33i:傾斜部
34:ダイオード
37:接続端子

実施の形態1.
 図1は、この発明の実施の形態1に係る整流 置を内蔵した車両用交流発電機を示す断面 、図2は、図1における整流装置を示す斜視図 である。
図1において、固定子1は、固定子コア2と、こ の固定子コア2に巻回された固定子コイル3と ら構成されている。回転子4は、互いに対向 する一対のポールコア5、6と、コア5、6間に 装された励磁コイル7と、回転軸8と、この回 転軸8に固着されたスリップリング9とから構 されている。そして、リアブラケット13が 着ボルト14によりフロントブラケット12に固 されて、固定子1がフロントブラケット12と アブラケット13との間に支持されている。 転軸8は、ベアリング15、16を介してフロント ブラケット12とリアブラケット13とに支持さ ている。プーリ17が回転軸8の一端に固着さ ている。
整流装置18は、リアブラケット13に取り付け れており、固定子コイル3の出力端子に接続 れて、固定子1で発生した交流電圧を直流電 圧に変換する。電圧調整器19は、ブラシホル 20とともにリアブラケット13に取り付けられ ている。ブラシホルダ20はブラシ21がスリッ リング9に当接するようにブラシ21を支持し いる。

 このような車両用交流発電機100において 界磁電流がブラシ21およびスリップリング9 介して励磁コイル7に供給され、同時にエン ジンの回転トルクがプーリ17およびベルト(図 示せず)を介して回転軸8に伝達され、回転子4 が回転駆動される。それによって、固定子1 交流電圧を発生する。そして、この交流電 が整流装置18によって直流電圧に変換される 。

 ここで、整流装置18の構成について図2を参 しつつ説明する。
整流装置18は、複数の+側ダイオード33が実装 れた+側ヒートシンク30、複数の-側ダイオー ド34が実装された-側ヒートシンク31およびサ キットボードアッセンブリ32から構成され いる。
+側ヒートシンク30は、アルミニウム製で、欠 円環部30aおよびこの欠円環部30aの裏面に複数 立設された放熱フィン30bを有する。また、位 置決め用のガイド部30cがこの欠円環部30aの両 端および中央の3ケ所から径方向外方に延設 れ、+側ダイオード実装部30dが欠円環部30aの 面に周方向に複数凹設されている。そして +側ダイオード33が各+側ダイオード実装部30d に接合されて欠円環部30aの主面に周方向に複 数実装されている。
-側ヒートシンク31は、アルミニウム製で、欠 円環部31a、この欠円環部31aの両端および中央 の3ケ所に設けられたガイド部31bおよびこの 円環部31aの主面に周方向に複数凹設された- ダイオード実装部31cを有している。そして -側ダイオード34が各-側ダイオード実装部31c に接合されて欠円環部31aの主面に周方向に複 数実装されている。
サーキットボード32は、鉄製のサーキットボ ドがポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂 よりモールドされて欠円環形状に成形され 樹脂体36と、この樹脂体36の両端および中央 3ケ所に設けられたガイド部36aとから構成さ れている。そして、サーキットボードの接続 端子37が周方向の複数の位置で樹脂体36から 方に突出されている。

 図3は、実施の形態1に係る整流装置に適用 れるダイオードの概略側面図である。
図3において、+側ダイオード33は、ICチップ33a が銅製の金属ベース33b上に半田接合され、銅 製の中継リード33cがICチップ33aに半田接合さ 、さらに銅製の接続リード33dが中継リード3 3cに半田接合され、封止樹脂体33eによりモー ドされて構成されている。
そして、接続リード33dは、封止樹脂体33eから 上記金属ベース33bに平行に延出された直線部 33fから略円弧状に90°以上に曲げられた曲げ 33gを形成しながらほぼ直角に曲げられた形 を有し、その先端部にはサーキットボード 接続端子37に接合される接合部33hが形成され ている。
ここで、接続リード33dの曲げ部33gの曲げ半径 Rは、直線部33fの終端と接続リード33dの先端 の水平方向における離間距離wより大きい値 設定されている。
 なお、-側ダイオード34も+側ダイオード33と 様に構成されている。

 これにより、整流装置18の小型化に伴い、 続リード33dの接合部(サーキットボード32の 続端子37との接合部分)と直線部33fの露出根 の距離lが短い場合でも、曲げ部33gの曲げ半 Rをより大きくできるため、曲げ部33gに発生 する応力集中を緩和でき、曲げ部33gの破断を 抑制できる。
また、曲げ部33gがバネ構造になるために、振 動を吸収でき、ICチップ33aに発生する応力を 減できる。

 なお、上記実施の形態1において、曲げ半 径Rが大きければ、大きいほど曲げ部33gに発 する応力は緩和されるが、このような曲げ 33gを設けた方が応力が緩和されるのは、上 接続リード33dの根元部から、直角に折り曲 られた部位の中立線までの距離をl[mm]、直線 部33fの中立線から、接続リード先端部の接合 部33hまでの距離をh[mm](図4参照)とすると、h> ;2lのときである。逆に、h≦2lの場合では、曲 げ部33gを設けない方が良い。

 例えば、h=10[mm],l=4[mm]の場合における、従来 のダイオードの例を図5、図6に示す。図5のよ うに曲げ半径R’≦lの曲げ部40を設けただけ 場合には、車両に取り付けた際の振動を吸 するダンパーの役割を曲げ部40が担うことに なるが、曲げ半径R’が小さいために、ダン ー効果が小さく、ICチップ33aに発生する応力 を低減できない。また曲げ半径R’が小さい めに、そこに発生する応力集中が大きく、 げ部で破断してしまう。
次に、図6に示すように、屈曲部41を直線部に 設けた場合には、その屈曲部41がダンパーと るため、ICチップ33aに発生する応力を低減 ることができるが、距離h[mm]の間に曲げ部40 屈曲部41の両方を設けるので、屈曲部の曲 半径Rが小さくならざるを得ず、屈曲部に応 が集中してしまう。また接合部33hの変位に って屈曲部41に発生する応力は、接合部33h の距離に反比例するが、図から解るように 合部33hと屈曲部41の距離が小さいため、接合 部33hの変位によって屈曲部41には大きな応力 発生してしまう。上記の二つの理由で振動 より曲げ部40あるいは屈曲部41で破断してし まう。

 これに対して、図3に示す実施の形態1のよ な曲げ部33gを設けた場合では、曲げ部33gが ネ構造になるため、ICチップ33aに発生する応 力を低減できる。また、曲げ部の曲げ半径R 大きいため、曲げ部に発生する応力集中を 和できる。また図6に対して、接合部33hと曲 部33gの距離が大きいため、接合部の変位に って発生する応力を小さくできる。これら ことより、接続リード33dを破断させること く、ICチップ33aに発生する応力を低減でき 。
応力解析を実施した結果では、従来の曲げ部 40の場合の、接続リード33dに発生する最大応 を1、ICチップ33aに発生する応力を1とすると 、図6のように直線部33Fに屈曲部41を設けた場 合では、接続リード33dに発生する最大応力は 1.5、ICチップ33aに発生する応力は0.6であるの 対し、図3に示すような曲げ部33gを設けた場 合には、接続リード33dに発生する最大応力は 0.7、ICチップ33aに発生する応力は0.5となり、 発明の効果を確認できた。

 なお、図3に示す接続リード33dの形状に限 らず、例えば図7のように曲げ部33gから傾斜 33iを経て直角に折り曲げられた形状でも同 の効果を有する。