回転電機
【課題】ブラシおよびスリップリングの当接部の近傍で発生する熱を効率よく外部雰囲気に放出して、ブラシの過度の温度上昇を防止した回転電機を提供する。
【解決手段】樹脂モールド１４されたスリップリング４の内周面にターミナル９の一端が接合され、この樹脂モールド１４から露出するターミナル９の他端に、界磁巻線の口出し線１８が接続される口出し線巻き付け部９ａと、放熱部９ｂとが設けられ、ブラシおよびスリップリングの当接部で発生する熱を前記口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂとから放熱する。
【解決手段】樹脂モールド１４されたスリップリング４の内周面にターミナル９の一端が接合され、この樹脂モールド１４から露出するターミナル９の他端に、界磁巻線の口出し線１８が接続される口出し線巻き付け部９ａと、放熱部９ｂとが設けられ、ブラシおよびスリップリングの当接部で発生する熱を前記口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂとから放熱する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機に関するものであり、特に、ブラシおよびスリップリングの温度上昇を防止したスリップリングのターミナル構造に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車輌用の界磁巻線式の回転電機において、界磁電流はブラシからスリップリングを介して固定子の界磁巻線へと供給される。この際ブラシは、ブラシ後方に取り付けられたスプリングで押し付けられた状態で摺動する。ブラシとスリップリングは、摺動部の電気的損失、摺動摩擦およびそれぞれの通電経路の電気的損失に起因した発熱を生じる。スリップリングとブラシは、プラス側とマイナス側で一組ずつ設置されている。これらのブラシとスリップリングは、一般にプラス側とマイナス側間の電気絶縁性を確保するため熱伝導率の低い絶縁性の樹脂等で覆われ、保持されている。また、ブラシが収納されているブラシホルダとスリップリングのモールド樹脂との間には、外部からの異物や水分の進入を防止するとともに、ブラシ磨耗粉の排出機能をもつ迷路構造が設けられている。この迷路構造には、わずかな隙間が設けられているが、回転子に設置された冷却ファンにより生じた冷却風はスリップリングとブラシの当接部に、供給される割合は少ない。これらの要因により、スリップリングおよびブラシは、当接部を中心に高温になる。この際ブラシが、高温状態になると摩耗速度が大きくなるため、ブラシ寿命の低下が問題となる。
【０００３】
このとき、スリップリングのフロント側に冷却用フィンと通風路を設置し、スリップリングおよびブラシを冷却すると共にブラシ摩耗粉を効果的に排出する構造をとっている（例えば、特許文献１）。あるいはスリップリングとセンサ被検出部との間に冷却ファンを設置することにより、外部から迷路構造を介してセンサ被検出部およびスリップリングとブラシ当接部付近への風の流れを促し、ブラシとスリップリングを冷却すると共にブラシ磨耗粉を効果的に排出する構造が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３０３３５６号公報
【特許文献２】特開２０１０−０６３２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１および特許文献２に示されたものでは、冷却風用の風路の一部が外部からの異物や水などの浸入を防止する迷路構造を含んでいる。この迷路構造に相当する部分の風路断面積が異物や水の侵入を防止する機能上制限される。この結果、スリップリングとブラシに供給される冷却風の流量は制限され、冷却風によるブラシ温度上昇防止効果も限定的である。また、軸方向に追加のファンが設置されているので、回転電機全体の軸長が増大するという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような従来の課題を解消するためになされたものであり、ブラシおよびスリップリング当接部近傍で発生する熱を効率よく外部雰囲気に放出し、ブラシの過度の温度上昇を防止することができる回転電機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明はハウジングに支持される回転軸と、回転軸に固定され界磁巻線が設けられた回転子と、回転軸に固定されたスリップリングと、スリップリングを介して界磁巻線に電流を供給するブラシが設けられた回転電機において、スリップリングは樹脂モールドされているとともに、スリップリングの内周面にターミナルの一端が接合されており、樹脂モールドから露出するターミナルの他端には、界磁巻線の口出し線が接続される口出し線巻き付け部と放熱部とが設けられているものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明による回転電機は、上記の構成を採用しているので、スリップリングとブラシの当接部で発生した熱を、スリップリングに接合して設けられた放熱部から放熱させることが可能となる。これにより、ブラシの過度の温度上昇を防止することで長寿命なブラシをもつ回転電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による回転電機の断面図である。
【図２】実施の形態１による回転電機の回路図である。
【図３】実施の形態１による樹脂モールド後のスリップリングとターミナル接合後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図４】実施の形態２による樹脂モールド後のスリップリングとターミナル接合後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図５】実施の形態３による樹脂モールド後のスリップリングとターミナル接合後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図６】実施の形態３による樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図７】実施の形態３による樹脂モールド後のスリップリングの拡大リア斜視図である。
【図８】実施の形態４による樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図９】実施の形態４による樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図１０】実施の形態４による樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図１１】実施の形態５によるターミナルおよび樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図１２】実施の形態５によるターミナルおよび樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図１３】従来の樹脂モールド後のスリップリングの概観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、実施の形態１の回転電機の断面図である。本実施の形態１で説明する回転電機は、車両用の交流発電電動機（モータジェネレータ）を示しているが車両用の交流発電機でも適用可能である。
【００１１】
本実施の形態１の回転電機１００は、ハウジングとしてのフロントブラケット６及びリアブラケット７と、上記フロントブラケット６のベアリング１９ａ及びリアブラケット７のベアリング１９ｂを介して回転自在に支持されている回転軸１と、上記フロントブラケット６及びリアブラケット７に固定されると共に電機子巻線を有する固定子５と、回転軸１に固定されると共に界磁鉄心２及び界磁巻線３を有する回転子１０と、回転軸１のフロント側の端部に固着されたプーリ２０を備えている。そして、この回転電機１００は、プーリ２０に掛けられたベルト（図示せず）を介してエンジンの回転軸（図示せず）に連結されている。また、回転電機１００の駆動の際の発熱により、回転子１０や固定子５の温度が上昇するため、回転子１０の軸方向両端面には冷却用ファン１２、１３が設けられている。
【００１２】
また、回転電機１００は、回転軸１のリヤ側に装着された一対のスリップリング４と、回転軸１のリヤ側外周に位置するようにリヤブラケット７に取り付けられたブラシホルダ８０と、上記一対のスリップリング４に摺接するようにブラシホルダ８０内に配置された一対のブラシ８を備えている。
【００１３】
さらに、回転電機１００は、直流電力を交流電力又は交流電力を直流電力に変換するパワー回路部３０と、回転子１０の界磁巻線３に界磁電流を供給する界磁回路部３１と、パワー回路部３０及び界磁回路部３１を制御する制御回路部３２を備え、外部接続用コネクタ３５及び電源端子（図示せず）を介して外部に接続される。
【００１４】
パワー回路部３０は、複数のパワー素子３０ａ、３０ｂと、当該パワー素子３０ａ、３０ｂに電気的に接続される電極部材を兼ねたヒートシンク３０ｇを備えている。各パワー素子３０ａ、３０ｂ間の接続は、樹脂にインサート成形された導電性部材（図示せず）と、ヒートシンク３０ｇとによって行われ、中継配線部材（図示せず）により制御回路部３２に電気的に接続される。
【００１５】
ここで図１に示す制御回路部３２は、制御回路基板３２ａと、制御回路基板３２ａを収納するための樹脂製のケース３３を備えている。ケース３３は、防水カバー３３ａ等により制御回路基板３２ａへの塩泥水の浸入を防ぐような防水構造を有している。界磁回路部３１は、制御回路基板３２ａと同一基板上に実装することも可能であり、また、制御回路基板３２ａと分離して構成してもよい。図２の回路図に示すように、パワー回路部３０、界磁回路部３１、制御回路部３２でパワーＡＳＳＹ３００が構成されている。外部接続用コネクタ３５は、制御回路部３２の近傍に配設され、制御回路部３２と電気的に接続されている。
【００１６】
また、図１に示す界磁巻線式の回転電機１００において、界磁回路部３１からの界磁電流はリヤブラケット７に固定されたブラシホルダ８０に保持されたブラシ８と回転軸１に取り付けられたスリップリング４を介して供給される。固定されているブラシ８と回転しているスリップリング４が接触するために、両者の摩擦により、ブラシ８とスリップリング４との摺動部では発熱が生じる。また、この摺動部では、ブラシ８とスリップリング４は接触状態で保持されるため、接触部の電気抵抗に起因した発熱も生じる。さらに、通電にともなう各部材中のジュール発熱も同時に生じる。また、ブラシホルダ８０とスリップリング４の間は、外部からの異物や水の進入を防止するため樹脂モールド１４によって形成される迷路１４ａの隙間があるのみで冷却風の流入も制限される。以上の理由から、ブラシ温度が上昇し、ブラシ寿命が低下する問題がある。
【００１７】
そこで、本実施の形態１では、後述するようにスリップリング４と口出し線１８を接続するターミナル９に放熱部を設けたものである。
【００１８】
ここで本願発明をより理解し易くするため、従来の例について述べる。
図１３は、従来の樹脂モールド成型後のターミナル９が接続されたスリップリング４の概観斜視図である。図１３（ａ）に示すようにスリップリング４の内周面には、回転子界磁巻線のコイルの口出し線１８を接続するターミナル９の一端が接合されている。図１３（ｂ）に示すようにこのターミナル９が接合されたスリップリング４は樹脂モールド１４されている。この樹脂モールド１４のフロント側の回転軸１に対する外周面にターミナル９が露出した他端に口出し線巻き付け部９ａがあり、図１３（ｃ）に示すように口出し線１８は、この口出し線巻き付け部９ａに巻かれている。図１にも示しているようにスリップリング４はプラス側とマイナス側でそれぞれ一つずつ配置されており、それぞれのスリップリング４に対して一つずつブラシ８も配置されている。ブラシ８は絶縁性部材からなるブラシホルダ８０に包括されている。ブラシ８のスリップリング４の逆側の面にはスプリング１５が備えられ、スプリング１５の復元力により、スリップリング４の表面にブラシ８が押し付けられる状態を保持している。このブラシ８とスリップリング４の当接部は、ブラシホルダ８０とスリップリング４の樹脂モールド１４により半密閉状態になっている。これにより、外部からの異物や水分の浸入を防ぎ、プラス側とマイナス側のブラシまたはスリップリング４等の部材間の短絡を防止する。しかしながら半密閉状態のブラシ８とスリップリング４の当接部は、ほとんど冷却風を通すことができず、十分な冷却性を得ることは困難である。そこで本発明では、スリップリング４に接合されたターミナル９を用いて冷却風の風量が大きい部分で効率よく放熱させる。
【００１９】
図３（ａ）は、実施の形態１による樹脂モールド１４後のスリップリング４と、ターミナル９を接合した斜視図である。ターミナル９の一端はスリップリング４の内周面に接合され他端は樹脂モールド１４から露出して、口出し線巻き付け部９ａの部分を伸延して放熱部９ｂが設けられている。このため、スリップリング４とブラシ８の当接部で発生した熱は、ターミナル９を通してコイル接続側に伝達され、放熱部９ｂで外部雰囲気へと放熱される。口出し線巻き付け部９ａ付近は、回転子５に設置された冷却ファン１２により大きな冷却風量がある。この時、放熱部９ｂは、大量の冷却風が流れている樹脂モールド１４の外部に配置する。この結果、スリップリング４とブラシ８の放熱が効果的になされる。その結果、長寿命化した回転電機１００が得られる。
【００２０】
この放熱部９ｂは、望ましくはスリップリング４の回転方向に対して、口出し線巻き付け部９ａよりも外周部に設置することが望ましい。また、口出し線巻き付け部９ａから延長する方向に放熱部９ｂを設置すると、一回のプレス加工で形成でるきため、コストを低くできる。
また、図３（ｂ）に示すように放熱部９ｂは、口出し線巻き付け部９ａに対して、折れ曲っていてもよく、さらには折れ曲った垂直面が回転方向に対して傾斜角度をもっていてもよい。これにより、スリップリング４が回転したときに、大量の空気と接し、より冷却性が高まる。
【００２１】
さらに、ターミナル９は回転子５の回転と同期して回転するため、相対的にターミナル表面には高速の冷却風が供給される。また、ターミナル９の形状は、回転軸１に対して均等になるように配置することが望ましい。これにより、回転子１０の回転の偏芯やスリップリング４またはターミナル９の変形を防止できる。
【００２２】
また、ターミナル９の形状は、ターミナル長手方向で幅および厚みが変化しても良い。ターミナル９の形状は、幅と厚さともに大きいほうが放熱性の点で有利である。しかしながら例えば、スリップリング４とターミナル９を超音波接合で接合する場合、ターミナル接合部の面積は接合が可能な大きさあればよく、この様な場合、長手方向に伸びるターミナル９を途中から幅もしくは厚さを増加させることで、ターミナル９の放熱部９ｂまでの熱抵抗を低減でき、ブラシ温度上昇低減効果が向上できる。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態２によるターミナル９の接合後のスリップリング斜視図４（ａ）および樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図４（ｂ）を示す。図４（ａ）に示すように、スリップリング４と口出し線１８を接続する口出し線巻き付け用ターミナル９１ａ以外に、少なくとも一つのスリップリング４につき一個以上の放熱のみの機能を有する放熱用ターミナル９１ｂが接合されている。これにより、伝熱面積が増加し、スリップリング４とブラシ８で発生した熱が効率よく放熱用ターミナル９１ｂへと運ばれる。また、放熱用ターミナル９１ｂの本数が増加したことで、放熱面積も大きくなり、放熱用ターミナル９１ｂからの放熱性能も向上する。この際、口出し線巻き付け用ターミナル９１ａ、放熱用ターミナル９１ｂは、スリップリング４の内周部のどの位置に接合されていてもよい。また、１つのスリップリング４につき２本以上の本数を接合してもよい。スリップリング４の内周部に複数本の口出し線巻き付け用ターミナル９１ａ、放熱用ターミナル９１ｂが接合されていることで、スリップリング４の内周部に放熱経路が点在することになるため、スリップリング４の温度分布も低減できる。また、スリップリング４の熱容量も増加するため、瞬時に大量の電流が流れるモードでのブラシ８の温度上昇も低減できるという効果がある。
【００２４】
また、この実施の形態２の回転電機１００では、軸方向に２個配置されたスリップリング４があり、ブラシ８もこれに対になるように設置されている。この場合、１個毎のスリップリング４に接合される口出し線巻き付け用ターミナル９１ａ、放熱用ターミナル９１ｂの本数は異なる本数でもよい。また例えば、２個配置された内のフロント側に配置されるスリップリング４には、口出し線巻き付け用ターミナル９１ａと、放熱用ターミナル９１ｂを接合し、リア側のスリップリングには口出し線巻き付け用ターミナル９１ａのみを接合してもよい。このような構成では、発熱の特性や回転電機構造に起因したスリップリング４間の温度差がある場合、温度差を低減することが可能となる。温度差があると、温度が高い方のブラシ８が、他方のブラシ８よりも早く摩耗が進展することになるため、ブラシ８の寿命は温度が高い方のブラシによって規定される。これに対して、ブラシ８間の温度差がなくなるとブラシ８の摩耗速度の差が小さくなる。この結果、ブラシ８の全長分使い切ることが可能となるため、ブラシ８の寿命が向上する。
【００２５】
また、１個のスリップリング４に接合された複数本の口出し線巻き付け用ターミナル９１ａ、放熱用ターミナル９１ｂは、例えば、図４（ａ）に示した口出し線巻き付け用ターミナル９１ａと放熱用ターミナル９１ｂとの間を樹脂モールド１４の外部で熱伝導性の良い部材（図示省略）で連結されていてもよい。このような構造を採用すると口出し線巻き付け用ターミナル９１ａと放熱用ターミナル９１ｂ同士が連結されていることで、機械的な強度が向上できる。また、連結部分を樹脂モールド１４の外部に設けているので、放熱面積を増加することもできる。
【００２６】
ここで前述した実施の形態１を含み本願発明の全ての実施の形態によるスリップリング４に接合されるターミナル９は、金属（Ｃｕ系金属、Ａｌ系金属、Ｆｅ系金属など）、セラミック、セラミックもしくは金属の微小粒を含有する樹脂系接着剤などの電気伝導性および熱伝導率の良い物質からなる。この際、少なくとも口出し線巻き付け用ターミナル９１ａは、電気伝導性の良い物質からなる。また、口出し線巻き付け用ターミナル９１ａと、放熱用ターミナル９１ｂは、異なる材質でもよい。また、これらは異なる製造方法で作られていても良い。例えば、口出し線巻き付け用ターミナル９１ａは、電気伝導率が高いＣｕを使用し、放熱用ターミナル９１ｂにはアルミのダイキャスト材を使用する。これにより、通電にともなう発熱を抑えるとともに、複雑な形状をもつ放熱性の高い放熱部を持たせることができるため、さらなるブラシ８の温度低減効果が得られる。
【００２７】
ターミナル９は、溶接、ろう付け、接着、かしめ、圧着などによりスリップリング４の内周に接合される。
【００２８】
実施の形態３．
図５に、実施の形態３を示す。図５（ａ）は、スリップリング４とターミナル９の接合後の、図５（ｂ）は、樹脂モールド１４後の斜視図である。図５（ａ）に示すターミナル９は、口出し線巻き付け部９ａから分岐部９ｃから分岐して円周方向に伸延した放熱部９ｂを有している。そして図５（ｂ）に示すように、口出し線巻き付け部９ａおよび放熱部９ｂがモールド樹脂１４を成形後、モールド樹脂１４の外部に露出している。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、ターミナル９は口出し線巻き付け部９ａから放熱部９ｂが分岐部９ｃから樹脂モールド外周部１４ａの円周方向に分岐した形状を有している。これにより、ターミナル９の放熱は口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂの二箇所で行われる。従って、ターミナル９の露出面積を大きくとることが可能となる。その結果、樹脂モールド１４の表面には、回転子１０に設置されたファン１２によって生じた冷却風が直接吹き付けられるため大きな冷却効果が得られる。
このようにターミナル９の樹脂モールド１４の外部に露出した口出し線巻き付け部９ａおよび放熱部９ｂは、スリップリング４の回転軸１の外周方向に突出するように表面露出しているので、スリップリング４が回転すると、ターミナル９が樹脂モールド１４から露出している付近では、大きな風速の冷却風が供給される。このため、スリップリング４およびブラシ８の冷却効果が向上する。
【００３０】
図６は、実施の形態３の他の実施例による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。スリップリング４に接合されたターミナル９は前述した図５（ａ）に示したように分岐している。そして放熱部９ｂが樹脂モールド外周部１４ａに表面を対面するように設置されている。つまり放熱部９ｂを折りたたむようにして樹脂モールド外周部１４ａに対面している。これにより、冷却風の風路に対して大きな放熱面積を得ることができる。この構造では、フロント側からスリップリング４を見た時の投影面積（スリップリングが内接する円の直径）を増大することなく放熱面積を獲得できる。このため、回転電機全体のサイズの増加やスリップリング４の外部に設置される部品との干渉などの問題は生じない。
【００３１】
図７は、実施の形態３の別の実施例による樹脂モールド１４後のスリップリング４をフロント側から見た斜視図である。放熱部９ｂは、樹脂モールド１４の回転軸１に対して垂直な面に対面して折りたたむように配置されている。このため樹脂モールド１４後のスリップリング４本体の大きさを増大することがない。従って、この構造では、回転電機全体のサイズの増加やスリップリング４の外部に設置される部品との干渉という問題は生じず、さらに、放熱部９ｂは、回転軸１に対して垂直な面の中で回転子１０の対向面に設けることで上記効果が大きい。
【００３２】
また、図５または図６において、樹脂モールド外周部１４ａに段差や突起部があってもよい。これにより、口出し線巻き付け部９ａや放熱部９ｂ近傍の冷却風は乱流となり、効率よく熱を放出させる。
【００３３】
また、ターミナル９を構成する口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂとは、２個以上の別部材を接合して製作されていてもよい。すなわち、口出し巻き付け部９ａ部と放熱部９ｂを別部材で作製し、これを後で接合するなどしてもよい。これにより、より複雑な形状のターミナル９が形成可能となる。この結果、さらなる放熱面積の拡大が可能である。また、表面に複雑な形状、例えば凸凹部を設けた形状を形成すれば冷却風は乱流となり、ターミナル９から効率よく熱を放出させる。
【００３４】
実施の形態４．
図８は、実施の形態４による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。図５、図６で示したターミナル９の放熱部９ｂがこの実施の形態４では、複数のフィンを備えたヒートシンク９ｃの形状になっている。これにより、放熱部であるヒートシンク９ｃは、限られた占有体積で高い放熱面積を獲得し、冷却効率が向上する。
【００３５】
図９は、実施の形態４の別の実施例による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。ターミナル９は例えば、前述した実施の形態２の図５に示すような放熱部９ｂの平面上に別体のヒートシンク９ｃが設置されている。このヒートシンク９ｃは熱伝導率の良い部材で形成されている。このように、放熱作用の高い別体のヒートシンク９ｃを放熱部９ｂ上に設置しているのでブラシ温度上昇低減効果が得られる。また、ターミナル形状を単純化でき生産性、成形性の観点で有利となる。別体のヒートシンク９ｃを放熱部９ｂへ接続する際は、溶接、ろう付け、接着、かしめ、圧着などの方法で行う。
【００３６】
図１０は、実施の形態４の他の実施例による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。ターミナル９は、例えば図５に示した放熱部９ｂの平面上にフィン９ｄが、スリップリング回転方向に対してファンとして作用するような平面になる位置に設けられている。これにより、回転電機１００の動作にともなってスリップリング４が回転する際に、フィン９ｄがファンとして作用する。この結果、ブラシ８とスリップリング４からの熱を放熱すると同時に、スリップリング４周りに風の流れを生じさせる。この風により、回転電機１００の内の熱が外部に放出されるのを後押しするとともにスリップリング４周りに配置された部材の温度上昇を防止する。このファン状に配置されたフィン９ｄは平面形状でも流線型になっていてもよい。また、図１０では、回転軸１に対して放射状に配置したが、角度がついていてもよい。また、スリップリング４の回転方向に垂直に対面する方向に向いていても良いし、この面が回転方向に対して傾斜して面するように配置しても良い。これにより、フィン９ｄに大量の冷却風が供給される。また、回転方向に対して傾斜して面するように配置することで、回転にともなって生じる音を低減することができる。
【００３７】
実施の形態５．
図１１（ｃ）は、実施の形態５による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。ターミナル９は、図１１（ａ）に示すように、口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂがそれぞれ突起部９ｅを有して別個に作成され、別個の部品を図１１（ｂ）に示すように、スリップリング４に接合、図１１（ｃ）に示すように、樹脂モールド１４成型後上記別部品の口出し線巻き付け部９ａ、放熱部９ｂを突起部９ｅで溶接、ロウ付け、かしめ、接着、あるいは圧着することで接合する。なお、放熱部９ｂは樹脂モールド１４ａに対面している。このように口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂとを別個に作成後突起部９ｅで接合するため、複雑なターミナル形状にしたときの、ターミナル成形性の向上およびモールド成形不良の防止ができる。また、口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂの突起部９ｅがスリップリング４の樹脂モールド１４の外部に露出しているため、露出面積が増大し、放熱性能が向上する。また突起部９ｅがお互いの平面同士が合わせられるように配置されるため、接合された突起部９ｅ付近の熱流束の伝熱方向に対するターミナル断面積が増大し、熱抵抗が減少することにより放熱性が向上する。
【００３８】
図１２は、実施の形態５の他の実施例による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。図１２（ａ）に示すように、口出し線巻き付け部９２ａと放熱部９２ｂとが別個の部品で、かつ放熱部９２ｂには、口出し線巻き付け部９２ａと接合する接合面９２ｂ−１が設けられている。なお放熱部９２ｂは樹脂モールド外周部１４ａに対面している。図１２（ｂ）に示すように、スリップリング４に口出し線巻き付け部９２ａの平坦面９２ａ−１と放熱部９２ｂの接合面９２ｂ−１上に図示省略した口出し線を載置あるいは巻きつけて、これら３部品を溶接、ロウ付け、かしめ、あるいは圧着を行う工程で一括で接合される。その後、図１２（ｃ）に示すように樹脂モールド１４を行うこのような構造を採用しているので、別途口出し線巻き付け部９１ａと放熱部９１ｂ同士を接合するプロセスが簡略化され、工程の増加や新規設備の導入が不要となるためコストの面で有利である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 回転軸、３ 界磁巻線、４ スリップリング、８ ブラシ、９ ターミナル、
９ａ 口出し線巻き付け部、９ｂ 放熱部、９ｃ ヒートシンク、９ｄ フィン、
９ｅ 突起部、１０ 回転子、１４ 樹脂モールド部、１４ａ 樹脂モールド外周部、
１８ コイル口出し線、３０ パワー回路部、３１ 界磁回路部、３２ 制御回路部、
９２ａ 口出し線巻き付け部、９２ｂ 放熱部、１００ 回転電機。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機に関するものであり、特に、ブラシおよびスリップリングの温度上昇を防止したスリップリングのターミナル構造に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車輌用の界磁巻線式の回転電機において、界磁電流はブラシからスリップリングを介して固定子の界磁巻線へと供給される。この際ブラシは、ブラシ後方に取り付けられたスプリングで押し付けられた状態で摺動する。ブラシとスリップリングは、摺動部の電気的損失、摺動摩擦およびそれぞれの通電経路の電気的損失に起因した発熱を生じる。スリップリングとブラシは、プラス側とマイナス側で一組ずつ設置されている。これらのブラシとスリップリングは、一般にプラス側とマイナス側間の電気絶縁性を確保するため熱伝導率の低い絶縁性の樹脂等で覆われ、保持されている。また、ブラシが収納されているブラシホルダとスリップリングのモールド樹脂との間には、外部からの異物や水分の進入を防止するとともに、ブラシ磨耗粉の排出機能をもつ迷路構造が設けられている。この迷路構造には、わずかな隙間が設けられているが、回転子に設置された冷却ファンにより生じた冷却風はスリップリングとブラシの当接部に、供給される割合は少ない。これらの要因により、スリップリングおよびブラシは、当接部を中心に高温になる。この際ブラシが、高温状態になると摩耗速度が大きくなるため、ブラシ寿命の低下が問題となる。
【０００３】
このとき、スリップリングのフロント側に冷却用フィンと通風路を設置し、スリップリングおよびブラシを冷却すると共にブラシ摩耗粉を効果的に排出する構造をとっている（例えば、特許文献１）。あるいはスリップリングとセンサ被検出部との間に冷却ファンを設置することにより、外部から迷路構造を介してセンサ被検出部およびスリップリングとブラシ当接部付近への風の流れを促し、ブラシとスリップリングを冷却すると共にブラシ磨耗粉を効果的に排出する構造が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３０３３５６号公報
【特許文献２】特開２０１０−０６３２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１および特許文献２に示されたものでは、冷却風用の風路の一部が外部からの異物や水などの浸入を防止する迷路構造を含んでいる。この迷路構造に相当する部分の風路断面積が異物や水の侵入を防止する機能上制限される。この結果、スリップリングとブラシに供給される冷却風の流量は制限され、冷却風によるブラシ温度上昇防止効果も限定的である。また、軸方向に追加のファンが設置されているので、回転電機全体の軸長が増大するという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような従来の課題を解消するためになされたものであり、ブラシおよびスリップリング当接部近傍で発生する熱を効率よく外部雰囲気に放出し、ブラシの過度の温度上昇を防止することができる回転電機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明はハウジングに支持される回転軸と、回転軸に固定され界磁巻線が設けられた回転子と、回転軸に固定されたスリップリングと、スリップリングを介して界磁巻線に電流を供給するブラシが設けられた回転電機において、スリップリングは樹脂モールドされているとともに、スリップリングの内周面にターミナルの一端が接合されており、樹脂モールドから露出するターミナルの他端には、界磁巻線の口出し線が接続される口出し線巻き付け部と放熱部とが設けられているものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明による回転電機は、上記の構成を採用しているので、スリップリングとブラシの当接部で発生した熱を、スリップリングに接合して設けられた放熱部から放熱させることが可能となる。これにより、ブラシの過度の温度上昇を防止することで長寿命なブラシをもつ回転電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による回転電機の断面図である。
【図２】実施の形態１による回転電機の回路図である。
【図３】実施の形態１による樹脂モールド後のスリップリングとターミナル接合後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図４】実施の形態２による樹脂モールド後のスリップリングとターミナル接合後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図５】実施の形態３による樹脂モールド後のスリップリングとターミナル接合後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図６】実施の形態３による樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図７】実施の形態３による樹脂モールド後のスリップリングの拡大リア斜視図である。
【図８】実施の形態４による樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図９】実施の形態４による樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図１０】実施の形態４による樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図１１】実施の形態５によるターミナルおよび樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図１２】実施の形態５によるターミナルおよび樹脂モールド後のスリップリングの拡大斜視図である。
【図１３】従来の樹脂モールド後のスリップリングの概観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、実施の形態１の回転電機の断面図である。本実施の形態１で説明する回転電機は、車両用の交流発電電動機（モータジェネレータ）を示しているが車両用の交流発電機でも適用可能である。
【００１１】
本実施の形態１の回転電機１００は、ハウジングとしてのフロントブラケット６及びリアブラケット７と、上記フロントブラケット６のベアリング１９ａ及びリアブラケット７のベアリング１９ｂを介して回転自在に支持されている回転軸１と、上記フロントブラケット６及びリアブラケット７に固定されると共に電機子巻線を有する固定子５と、回転軸１に固定されると共に界磁鉄心２及び界磁巻線３を有する回転子１０と、回転軸１のフロント側の端部に固着されたプーリ２０を備えている。そして、この回転電機１００は、プーリ２０に掛けられたベルト（図示せず）を介してエンジンの回転軸（図示せず）に連結されている。また、回転電機１００の駆動の際の発熱により、回転子１０や固定子５の温度が上昇するため、回転子１０の軸方向両端面には冷却用ファン１２、１３が設けられている。
【００１２】
また、回転電機１００は、回転軸１のリヤ側に装着された一対のスリップリング４と、回転軸１のリヤ側外周に位置するようにリヤブラケット７に取り付けられたブラシホルダ８０と、上記一対のスリップリング４に摺接するようにブラシホルダ８０内に配置された一対のブラシ８を備えている。
【００１３】
さらに、回転電機１００は、直流電力を交流電力又は交流電力を直流電力に変換するパワー回路部３０と、回転子１０の界磁巻線３に界磁電流を供給する界磁回路部３１と、パワー回路部３０及び界磁回路部３１を制御する制御回路部３２を備え、外部接続用コネクタ３５及び電源端子（図示せず）を介して外部に接続される。
【００１４】
パワー回路部３０は、複数のパワー素子３０ａ、３０ｂと、当該パワー素子３０ａ、３０ｂに電気的に接続される電極部材を兼ねたヒートシンク３０ｇを備えている。各パワー素子３０ａ、３０ｂ間の接続は、樹脂にインサート成形された導電性部材（図示せず）と、ヒートシンク３０ｇとによって行われ、中継配線部材（図示せず）により制御回路部３２に電気的に接続される。
【００１５】
ここで図１に示す制御回路部３２は、制御回路基板３２ａと、制御回路基板３２ａを収納するための樹脂製のケース３３を備えている。ケース３３は、防水カバー３３ａ等により制御回路基板３２ａへの塩泥水の浸入を防ぐような防水構造を有している。界磁回路部３１は、制御回路基板３２ａと同一基板上に実装することも可能であり、また、制御回路基板３２ａと分離して構成してもよい。図２の回路図に示すように、パワー回路部３０、界磁回路部３１、制御回路部３２でパワーＡＳＳＹ３００が構成されている。外部接続用コネクタ３５は、制御回路部３２の近傍に配設され、制御回路部３２と電気的に接続されている。
【００１６】
また、図１に示す界磁巻線式の回転電機１００において、界磁回路部３１からの界磁電流はリヤブラケット７に固定されたブラシホルダ８０に保持されたブラシ８と回転軸１に取り付けられたスリップリング４を介して供給される。固定されているブラシ８と回転しているスリップリング４が接触するために、両者の摩擦により、ブラシ８とスリップリング４との摺動部では発熱が生じる。また、この摺動部では、ブラシ８とスリップリング４は接触状態で保持されるため、接触部の電気抵抗に起因した発熱も生じる。さらに、通電にともなう各部材中のジュール発熱も同時に生じる。また、ブラシホルダ８０とスリップリング４の間は、外部からの異物や水の進入を防止するため樹脂モールド１４によって形成される迷路１４ａの隙間があるのみで冷却風の流入も制限される。以上の理由から、ブラシ温度が上昇し、ブラシ寿命が低下する問題がある。
【００１７】
そこで、本実施の形態１では、後述するようにスリップリング４と口出し線１８を接続するターミナル９に放熱部を設けたものである。
【００１８】
ここで本願発明をより理解し易くするため、従来の例について述べる。
図１３は、従来の樹脂モールド成型後のターミナル９が接続されたスリップリング４の概観斜視図である。図１３（ａ）に示すようにスリップリング４の内周面には、回転子界磁巻線のコイルの口出し線１８を接続するターミナル９の一端が接合されている。図１３（ｂ）に示すようにこのターミナル９が接合されたスリップリング４は樹脂モールド１４されている。この樹脂モールド１４のフロント側の回転軸１に対する外周面にターミナル９が露出した他端に口出し線巻き付け部９ａがあり、図１３（ｃ）に示すように口出し線１８は、この口出し線巻き付け部９ａに巻かれている。図１にも示しているようにスリップリング４はプラス側とマイナス側でそれぞれ一つずつ配置されており、それぞれのスリップリング４に対して一つずつブラシ８も配置されている。ブラシ８は絶縁性部材からなるブラシホルダ８０に包括されている。ブラシ８のスリップリング４の逆側の面にはスプリング１５が備えられ、スプリング１５の復元力により、スリップリング４の表面にブラシ８が押し付けられる状態を保持している。このブラシ８とスリップリング４の当接部は、ブラシホルダ８０とスリップリング４の樹脂モールド１４により半密閉状態になっている。これにより、外部からの異物や水分の浸入を防ぎ、プラス側とマイナス側のブラシまたはスリップリング４等の部材間の短絡を防止する。しかしながら半密閉状態のブラシ８とスリップリング４の当接部は、ほとんど冷却風を通すことができず、十分な冷却性を得ることは困難である。そこで本発明では、スリップリング４に接合されたターミナル９を用いて冷却風の風量が大きい部分で効率よく放熱させる。
【００１９】
図３（ａ）は、実施の形態１による樹脂モールド１４後のスリップリング４と、ターミナル９を接合した斜視図である。ターミナル９の一端はスリップリング４の内周面に接合され他端は樹脂モールド１４から露出して、口出し線巻き付け部９ａの部分を伸延して放熱部９ｂが設けられている。このため、スリップリング４とブラシ８の当接部で発生した熱は、ターミナル９を通してコイル接続側に伝達され、放熱部９ｂで外部雰囲気へと放熱される。口出し線巻き付け部９ａ付近は、回転子５に設置された冷却ファン１２により大きな冷却風量がある。この時、放熱部９ｂは、大量の冷却風が流れている樹脂モールド１４の外部に配置する。この結果、スリップリング４とブラシ８の放熱が効果的になされる。その結果、長寿命化した回転電機１００が得られる。
【００２０】
この放熱部９ｂは、望ましくはスリップリング４の回転方向に対して、口出し線巻き付け部９ａよりも外周部に設置することが望ましい。また、口出し線巻き付け部９ａから延長する方向に放熱部９ｂを設置すると、一回のプレス加工で形成でるきため、コストを低くできる。
また、図３（ｂ）に示すように放熱部９ｂは、口出し線巻き付け部９ａに対して、折れ曲っていてもよく、さらには折れ曲った垂直面が回転方向に対して傾斜角度をもっていてもよい。これにより、スリップリング４が回転したときに、大量の空気と接し、より冷却性が高まる。
【００２１】
さらに、ターミナル９は回転子５の回転と同期して回転するため、相対的にターミナル表面には高速の冷却風が供給される。また、ターミナル９の形状は、回転軸１に対して均等になるように配置することが望ましい。これにより、回転子１０の回転の偏芯やスリップリング４またはターミナル９の変形を防止できる。
【００２２】
また、ターミナル９の形状は、ターミナル長手方向で幅および厚みが変化しても良い。ターミナル９の形状は、幅と厚さともに大きいほうが放熱性の点で有利である。しかしながら例えば、スリップリング４とターミナル９を超音波接合で接合する場合、ターミナル接合部の面積は接合が可能な大きさあればよく、この様な場合、長手方向に伸びるターミナル９を途中から幅もしくは厚さを増加させることで、ターミナル９の放熱部９ｂまでの熱抵抗を低減でき、ブラシ温度上昇低減効果が向上できる。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態２によるターミナル９の接合後のスリップリング斜視図４（ａ）および樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図４（ｂ）を示す。図４（ａ）に示すように、スリップリング４と口出し線１８を接続する口出し線巻き付け用ターミナル９１ａ以外に、少なくとも一つのスリップリング４につき一個以上の放熱のみの機能を有する放熱用ターミナル９１ｂが接合されている。これにより、伝熱面積が増加し、スリップリング４とブラシ８で発生した熱が効率よく放熱用ターミナル９１ｂへと運ばれる。また、放熱用ターミナル９１ｂの本数が増加したことで、放熱面積も大きくなり、放熱用ターミナル９１ｂからの放熱性能も向上する。この際、口出し線巻き付け用ターミナル９１ａ、放熱用ターミナル９１ｂは、スリップリング４の内周部のどの位置に接合されていてもよい。また、１つのスリップリング４につき２本以上の本数を接合してもよい。スリップリング４の内周部に複数本の口出し線巻き付け用ターミナル９１ａ、放熱用ターミナル９１ｂが接合されていることで、スリップリング４の内周部に放熱経路が点在することになるため、スリップリング４の温度分布も低減できる。また、スリップリング４の熱容量も増加するため、瞬時に大量の電流が流れるモードでのブラシ８の温度上昇も低減できるという効果がある。
【００２４】
また、この実施の形態２の回転電機１００では、軸方向に２個配置されたスリップリング４があり、ブラシ８もこれに対になるように設置されている。この場合、１個毎のスリップリング４に接合される口出し線巻き付け用ターミナル９１ａ、放熱用ターミナル９１ｂの本数は異なる本数でもよい。また例えば、２個配置された内のフロント側に配置されるスリップリング４には、口出し線巻き付け用ターミナル９１ａと、放熱用ターミナル９１ｂを接合し、リア側のスリップリングには口出し線巻き付け用ターミナル９１ａのみを接合してもよい。このような構成では、発熱の特性や回転電機構造に起因したスリップリング４間の温度差がある場合、温度差を低減することが可能となる。温度差があると、温度が高い方のブラシ８が、他方のブラシ８よりも早く摩耗が進展することになるため、ブラシ８の寿命は温度が高い方のブラシによって規定される。これに対して、ブラシ８間の温度差がなくなるとブラシ８の摩耗速度の差が小さくなる。この結果、ブラシ８の全長分使い切ることが可能となるため、ブラシ８の寿命が向上する。
【００２５】
また、１個のスリップリング４に接合された複数本の口出し線巻き付け用ターミナル９１ａ、放熱用ターミナル９１ｂは、例えば、図４（ａ）に示した口出し線巻き付け用ターミナル９１ａと放熱用ターミナル９１ｂとの間を樹脂モールド１４の外部で熱伝導性の良い部材（図示省略）で連結されていてもよい。このような構造を採用すると口出し線巻き付け用ターミナル９１ａと放熱用ターミナル９１ｂ同士が連結されていることで、機械的な強度が向上できる。また、連結部分を樹脂モールド１４の外部に設けているので、放熱面積を増加することもできる。
【００２６】
ここで前述した実施の形態１を含み本願発明の全ての実施の形態によるスリップリング４に接合されるターミナル９は、金属（Ｃｕ系金属、Ａｌ系金属、Ｆｅ系金属など）、セラミック、セラミックもしくは金属の微小粒を含有する樹脂系接着剤などの電気伝導性および熱伝導率の良い物質からなる。この際、少なくとも口出し線巻き付け用ターミナル９１ａは、電気伝導性の良い物質からなる。また、口出し線巻き付け用ターミナル９１ａと、放熱用ターミナル９１ｂは、異なる材質でもよい。また、これらは異なる製造方法で作られていても良い。例えば、口出し線巻き付け用ターミナル９１ａは、電気伝導率が高いＣｕを使用し、放熱用ターミナル９１ｂにはアルミのダイキャスト材を使用する。これにより、通電にともなう発熱を抑えるとともに、複雑な形状をもつ放熱性の高い放熱部を持たせることができるため、さらなるブラシ８の温度低減効果が得られる。
【００２７】
ターミナル９は、溶接、ろう付け、接着、かしめ、圧着などによりスリップリング４の内周に接合される。
【００２８】
実施の形態３．
図５に、実施の形態３を示す。図５（ａ）は、スリップリング４とターミナル９の接合後の、図５（ｂ）は、樹脂モールド１４後の斜視図である。図５（ａ）に示すターミナル９は、口出し線巻き付け部９ａから分岐部９ｃから分岐して円周方向に伸延した放熱部９ｂを有している。そして図５（ｂ）に示すように、口出し線巻き付け部９ａおよび放熱部９ｂがモールド樹脂１４を成形後、モールド樹脂１４の外部に露出している。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、ターミナル９は口出し線巻き付け部９ａから放熱部９ｂが分岐部９ｃから樹脂モールド外周部１４ａの円周方向に分岐した形状を有している。これにより、ターミナル９の放熱は口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂの二箇所で行われる。従って、ターミナル９の露出面積を大きくとることが可能となる。その結果、樹脂モールド１４の表面には、回転子１０に設置されたファン１２によって生じた冷却風が直接吹き付けられるため大きな冷却効果が得られる。
このようにターミナル９の樹脂モールド１４の外部に露出した口出し線巻き付け部９ａおよび放熱部９ｂは、スリップリング４の回転軸１の外周方向に突出するように表面露出しているので、スリップリング４が回転すると、ターミナル９が樹脂モールド１４から露出している付近では、大きな風速の冷却風が供給される。このため、スリップリング４およびブラシ８の冷却効果が向上する。
【００３０】
図６は、実施の形態３の他の実施例による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。スリップリング４に接合されたターミナル９は前述した図５（ａ）に示したように分岐している。そして放熱部９ｂが樹脂モールド外周部１４ａに表面を対面するように設置されている。つまり放熱部９ｂを折りたたむようにして樹脂モールド外周部１４ａに対面している。これにより、冷却風の風路に対して大きな放熱面積を得ることができる。この構造では、フロント側からスリップリング４を見た時の投影面積（スリップリングが内接する円の直径）を増大することなく放熱面積を獲得できる。このため、回転電機全体のサイズの増加やスリップリング４の外部に設置される部品との干渉などの問題は生じない。
【００３１】
図７は、実施の形態３の別の実施例による樹脂モールド１４後のスリップリング４をフロント側から見た斜視図である。放熱部９ｂは、樹脂モールド１４の回転軸１に対して垂直な面に対面して折りたたむように配置されている。このため樹脂モールド１４後のスリップリング４本体の大きさを増大することがない。従って、この構造では、回転電機全体のサイズの増加やスリップリング４の外部に設置される部品との干渉という問題は生じず、さらに、放熱部９ｂは、回転軸１に対して垂直な面の中で回転子１０の対向面に設けることで上記効果が大きい。
【００３２】
また、図５または図６において、樹脂モールド外周部１４ａに段差や突起部があってもよい。これにより、口出し線巻き付け部９ａや放熱部９ｂ近傍の冷却風は乱流となり、効率よく熱を放出させる。
【００３３】
また、ターミナル９を構成する口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂとは、２個以上の別部材を接合して製作されていてもよい。すなわち、口出し巻き付け部９ａ部と放熱部９ｂを別部材で作製し、これを後で接合するなどしてもよい。これにより、より複雑な形状のターミナル９が形成可能となる。この結果、さらなる放熱面積の拡大が可能である。また、表面に複雑な形状、例えば凸凹部を設けた形状を形成すれば冷却風は乱流となり、ターミナル９から効率よく熱を放出させる。
【００３４】
実施の形態４．
図８は、実施の形態４による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。図５、図６で示したターミナル９の放熱部９ｂがこの実施の形態４では、複数のフィンを備えたヒートシンク９ｃの形状になっている。これにより、放熱部であるヒートシンク９ｃは、限られた占有体積で高い放熱面積を獲得し、冷却効率が向上する。
【００３５】
図９は、実施の形態４の別の実施例による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。ターミナル９は例えば、前述した実施の形態２の図５に示すような放熱部９ｂの平面上に別体のヒートシンク９ｃが設置されている。このヒートシンク９ｃは熱伝導率の良い部材で形成されている。このように、放熱作用の高い別体のヒートシンク９ｃを放熱部９ｂ上に設置しているのでブラシ温度上昇低減効果が得られる。また、ターミナル形状を単純化でき生産性、成形性の観点で有利となる。別体のヒートシンク９ｃを放熱部９ｂへ接続する際は、溶接、ろう付け、接着、かしめ、圧着などの方法で行う。
【００３６】
図１０は、実施の形態４の他の実施例による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。ターミナル９は、例えば図５に示した放熱部９ｂの平面上にフィン９ｄが、スリップリング回転方向に対してファンとして作用するような平面になる位置に設けられている。これにより、回転電機１００の動作にともなってスリップリング４が回転する際に、フィン９ｄがファンとして作用する。この結果、ブラシ８とスリップリング４からの熱を放熱すると同時に、スリップリング４周りに風の流れを生じさせる。この風により、回転電機１００の内の熱が外部に放出されるのを後押しするとともにスリップリング４周りに配置された部材の温度上昇を防止する。このファン状に配置されたフィン９ｄは平面形状でも流線型になっていてもよい。また、図１０では、回転軸１に対して放射状に配置したが、角度がついていてもよい。また、スリップリング４の回転方向に垂直に対面する方向に向いていても良いし、この面が回転方向に対して傾斜して面するように配置しても良い。これにより、フィン９ｄに大量の冷却風が供給される。また、回転方向に対して傾斜して面するように配置することで、回転にともなって生じる音を低減することができる。
【００３７】
実施の形態５．
図１１（ｃ）は、実施の形態５による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。ターミナル９は、図１１（ａ）に示すように、口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂがそれぞれ突起部９ｅを有して別個に作成され、別個の部品を図１１（ｂ）に示すように、スリップリング４に接合、図１１（ｃ）に示すように、樹脂モールド１４成型後上記別部品の口出し線巻き付け部９ａ、放熱部９ｂを突起部９ｅで溶接、ロウ付け、かしめ、接着、あるいは圧着することで接合する。なお、放熱部９ｂは樹脂モールド１４ａに対面している。このように口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂとを別個に作成後突起部９ｅで接合するため、複雑なターミナル形状にしたときの、ターミナル成形性の向上およびモールド成形不良の防止ができる。また、口出し線巻き付け部９ａと放熱部９ｂの突起部９ｅがスリップリング４の樹脂モールド１４の外部に露出しているため、露出面積が増大し、放熱性能が向上する。また突起部９ｅがお互いの平面同士が合わせられるように配置されるため、接合された突起部９ｅ付近の熱流束の伝熱方向に対するターミナル断面積が増大し、熱抵抗が減少することにより放熱性が向上する。
【００３８】
図１２は、実施の形態５の他の実施例による樹脂モールド１４後のスリップリング４の斜視図である。図１２（ａ）に示すように、口出し線巻き付け部９２ａと放熱部９２ｂとが別個の部品で、かつ放熱部９２ｂには、口出し線巻き付け部９２ａと接合する接合面９２ｂ−１が設けられている。なお放熱部９２ｂは樹脂モールド外周部１４ａに対面している。図１２（ｂ）に示すように、スリップリング４に口出し線巻き付け部９２ａの平坦面９２ａ−１と放熱部９２ｂの接合面９２ｂ−１上に図示省略した口出し線を載置あるいは巻きつけて、これら３部品を溶接、ロウ付け、かしめ、あるいは圧着を行う工程で一括で接合される。その後、図１２（ｃ）に示すように樹脂モールド１４を行うこのような構造を採用しているので、別途口出し線巻き付け部９１ａと放熱部９１ｂ同士を接合するプロセスが簡略化され、工程の増加や新規設備の導入が不要となるためコストの面で有利である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 回転軸、３ 界磁巻線、４ スリップリング、８ ブラシ、９ ターミナル、
９ａ 口出し線巻き付け部、９ｂ 放熱部、９ｃ ヒートシンク、９ｄ フィン、
９ｅ 突起部、１０ 回転子、１４ 樹脂モールド部、１４ａ 樹脂モールド外周部、
１８ コイル口出し線、３０ パワー回路部、３１ 界磁回路部、３２ 制御回路部、
９２ａ 口出し線巻き付け部、９２ｂ 放熱部、１００ 回転電機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに支持される回転軸と、この回転軸に固定され界磁巻線が設けられた回転子と、前記回転軸に固定されたスリップリングと、該スリップリングを介して前記界磁巻線に電流を供給するブラシが設けられた回転電機において、
前記スリップリングは樹脂モールドされているとともに、前記スリップリングの内周面にターミナルの一端が接合されており、前記樹脂モールドから露出する前記ターミナルの他端には、前記界磁巻線の口出し線が接続される口出し線巻き付け部と放熱部とが設けられていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
ハウジングに支持される回転軸と、この回転軸に固定され界磁巻線が設けられた回転子と、前記回転軸に固定されたスリップリングと、該スリップリングを介して前記界磁巻線に電流を供給するブラシが設けられた回転電機において、
前記スリップリングは樹脂モールドされているとともに、前記スリップリングの内周面に口出し線巻き付け用ターミナルおよび放熱用ターミナルの一端が接合されており、前記口出し線巻き付け用ターミナルおよび放熱用ターミナルの他端は前記樹脂モールドから露出し、前記界磁巻線の口出し線が前記口出し線巻き付け用ターミナルに接続されることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
前記樹脂モールドから露出する前記ターミナルの他端は、前記口出し線巻き付け部と一体で、前記スリップリングの円周方向に分岐した放熱部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記樹脂モールドから露出する前記ターミナルの他端は、前記口出し線巻き付け部と前記放熱部とが別部品で形成されるとともに、それぞれに設けられた突起部で接合して一体化され、かつ前記放熱部が前記樹脂モールドの外周部に対面して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
前記樹脂モールドから露出する前記ターミナルの他端は、前記口出し線巻き付け部と前記放熱部とが別部品で形成されるとともに、前記放熱部に設けられた接合面と前記口出し線巻き付け部とを合わせ、これに載置した前記界磁巻線の口出し線とが結合、一体化され、かつ前記放熱部が前記樹脂モールド外周部に対面して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項６】
前記放熱部は、前記樹脂モールドの外周部に対面して折りたたむように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項７】
前記放熱部は、前記スリップリングのフロント側であって前記回転軸に対して垂直となる前記樹脂モールド外周部に対面して、折りたたむように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項８】
前記放熱部は、前記樹脂モールドの円周方向に伸延した複数のフィンによって形成されるヒートシンクであることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項９】
前記放熱部は、前記樹脂モールドの外周部に対面した複数のフィンによって形成されるヒートシンクであることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記放熱部は、前記樹脂モールドの外周部から径方向に放射状に突出した複数のフィンによって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項１】
ハウジングに支持される回転軸と、この回転軸に固定され界磁巻線が設けられた回転子と、前記回転軸に固定されたスリップリングと、該スリップリングを介して前記界磁巻線に電流を供給するブラシが設けられた回転電機において、
前記スリップリングは樹脂モールドされているとともに、前記スリップリングの内周面にターミナルの一端が接合されており、前記樹脂モールドから露出する前記ターミナルの他端には、前記界磁巻線の口出し線が接続される口出し線巻き付け部と放熱部とが設けられていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
ハウジングに支持される回転軸と、この回転軸に固定され界磁巻線が設けられた回転子と、前記回転軸に固定されたスリップリングと、該スリップリングを介して前記界磁巻線に電流を供給するブラシが設けられた回転電機において、
前記スリップリングは樹脂モールドされているとともに、前記スリップリングの内周面に口出し線巻き付け用ターミナルおよび放熱用ターミナルの一端が接合されており、前記口出し線巻き付け用ターミナルおよび放熱用ターミナルの他端は前記樹脂モールドから露出し、前記界磁巻線の口出し線が前記口出し線巻き付け用ターミナルに接続されることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
前記樹脂モールドから露出する前記ターミナルの他端は、前記口出し線巻き付け部と一体で、前記スリップリングの円周方向に分岐した放熱部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記樹脂モールドから露出する前記ターミナルの他端は、前記口出し線巻き付け部と前記放熱部とが別部品で形成されるとともに、それぞれに設けられた突起部で接合して一体化され、かつ前記放熱部が前記樹脂モールドの外周部に対面して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
前記樹脂モールドから露出する前記ターミナルの他端は、前記口出し線巻き付け部と前記放熱部とが別部品で形成されるとともに、前記放熱部に設けられた接合面と前記口出し線巻き付け部とを合わせ、これに載置した前記界磁巻線の口出し線とが結合、一体化され、かつ前記放熱部が前記樹脂モールド外周部に対面して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項６】
前記放熱部は、前記樹脂モールドの外周部に対面して折りたたむように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項７】
前記放熱部は、前記スリップリングのフロント側であって前記回転軸に対して垂直となる前記樹脂モールド外周部に対面して、折りたたむように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項８】
前記放熱部は、前記樹脂モールドの円周方向に伸延した複数のフィンによって形成されるヒートシンクであることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項９】
前記放熱部は、前記樹脂モールドの外周部に対面した複数のフィンによって形成されるヒートシンクであることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記放熱部は、前記樹脂モールドの外周部から径方向に放射状に突出した複数のフィンによって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１２５０３５（Ｐ２０１２−１２５０３５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７３１３２（Ｐ２０１０−２７３１３２）
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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