JPH0447972Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、オートバイ等の車両において交流発
電機の出力を整流する整流装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

オートバイに搭載されている従来の三相全波整
流装置は第１７図に示す如く、Alの放熱基板１、
エポキシ樹脂から成る絶縁層２、Ni被覆Cu材か
ら成る帯状金属片３、整流素子４、エポキシ樹脂
から成る封止材５から成る。整流素子４は、シリ
コンダイオードチツプ６を半田（図示せず）によ
り帯状金属片３に固着し、シリコンダイオードチ
ツプ６にNi被覆Cu材から成るリード線７を半田
（図示せず）により固着し、シリコンラバーから
成る保護樹脂８によつてシリコンダイオードチツ
プ６の部分を被覆することによつて構成されてい
る。１つの帯状金属片３には極性の異なる整流素
子４が２個固着されて整流体９が構成されてお
り、図示していないが、整流体９が３個並列配置
されている。７ａは、Ni被覆Cu材から成る接続
片で、並列する整流体９を橋渡しするようにリー
ド線７同志を連結し、三相全波整流回路を構成す
るものである。

この三相全波整流装置を組立る際には、第１８
図に示す如く、未硬化の粘液状エポキシ樹脂２ａ
を放熱基板１の上に被覆し、このエポキシ樹脂２
ａに別個に作成した整流体９の帯状金属片３を軽
く押し付けておいて加熱し、エポキシ樹脂２ａを
硬化させる。エポキシ樹脂２ａが硬化して形成さ
れる絶縁層２は、整流体９と放熱基板１１とを接
着しているだけでなく、これらの間を電気的に絶
縁している。

〔考案が解決しようとする問題点〕 ところで、上述のような方法で形成する絶縁層
２を薄くしすぎると、絶縁層２中に残存する気泡
の影響等により絶縁性が低下してしまう。このた
め、絶縁層２は300μm程度の厚さに形成されてい
るのが実状で、これ以上薄くすることは絶縁性が
損なわれるため困難である。

この結果、シリコンダイオードチツプ６で発生
した熱が放熱基板１に伝達されている経路におい
て、絶縁層２の熱抵抗がかなり大きいものとな
る。放熱基板１から大気中への放熱効率は絶縁層
２の熱抵抗が大きいことによつて低下しており、
これを大きな放熱基板１を使用することによつて
補つて所望の放熱能力を持たせている。即ち、放
熱基板１をかなり大型のAlのダイキヤスト品で
形成し、外部放熱体を使用せず、放熱フインを形
成することによつて放熱基板１の放熱表面積を増
大させ、放熱フインから大気中に熱を放散してい
る。従つて、全波整流装置に対する小型化、軽量
化の要求には十分に応えることができない。

また、第１９図に示すように、小型化及び軽量
化するために、板状の薄い放熱基板１ａを使用
し、この放熱基板１ａをオートバイの既存の金属
製構成部材１０に取付け、構成部材１０を全波整
流装置の外部放熱体に使用する構成が考えられ
る。しかし、上述のように整流素子６と放熱基板
１ａの間の熱抵抗が大きいために、オートバイの
構成部材１０がかなり大きな放熱能力を持つてい
る必要がある。従つて、オートバイにおいて整流
器を取付けることが可能な構成部材１ｂが極く一
部（例えばメインフレーム）に限定されてしま
い、設計の自由度が低く、実用化に困難を伴うの
が実状である。

また、ダイオードとサイリスタとを組み合せた
整流装置の小型化、低コスト化及び信頼性の向上
が要望されている。

そこで、本考案の目的は放熱性に優れ、且つ小
型化、低コスト化及び信頼性の向上が可能な車両
の整流装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本考案は、実施例を
示す図面の符号を参照して説明すると、金属板１
２と、前記金属板１２の上に絶縁層１３を介して
設けられ且つ互いに並置されている複数の帯状金
属薄層１４ｂと、前記複数の帯状金属薄層１４ｂ
に半田によつて固着された複数の帯状金属片１７
と、前記複数の帯状金属片１７上に夫々固着され
た複数の第１のダイオードチツプ２１と、前記複
数の帯状金属片１７上に夫々固着され且つ前記第
１のダイオードチツプ２１と逆の極性を夫々有し
ている複数の第２のダイオードチツプ２２と、前
記第１のダイオードチツプ２１と同一極性になる
ように前記複数の帯状金属片１７上に夫々固着さ
れ且つ前記第２のダイオードチツプ２２の隣に配
置された複数のサイリスタチツプ２７と、前記複
数の第１のダイオードチツプ２１、第２のダイオ
ードチツプ２２及びサイリスタチツプ２７に夫々
接続され且つ前記帯状金属片１７の主面に対して
直角に延びるように上方に夫々導出されている複
数の第１，第２、及び第３リード線２３，２４，
２８と、前記サイリスタチツプ２７のゲート電極
に電気的に接続され且つ平面的に見て前記第１の
ダイオードチツプ２１よりも前記第２のダイオー
ドチツプ２２及び前記サイリスタチツプ２７に対
して近い領域に配置されたサイリスタ制御用回路
基板３１と、前記複数の第１のリード線２３を相
互接続している第１の接続片３２と、前記複数の
第２及び第３のリード線２４，２８を相互に接続
している第２の接続片３３と、一端が前記第１の
接続片３２に接続され、他端が前記回路基板３１
に接続され、且つ前記第２の接続片３３の上を横
切るように配置された第１の接続線３９と、一端
が前記第２の接続片３３に接続され、他端が前記
回路基板３１に接続された第２の接続線４０と、
前記複数の帯状金属片１７に夫々接続された複数
の交流入力線３４，３５，３６と、前記第１及び
第２の接続片３２，３３に夫々接続された複数の
直流出力線３７，３８と、前記第１及び第２のダ
イオードチツプ２１，２２及び前記サイリスタチ
ツプ２７を囲むように設けられた封止樹脂４２と
を備えた車両の整流装置に係わるものである。

［作用］ 本考案では、金属板１２と絶縁層１３と金属薄
層１４ｂとの三層構造によつて放熱基板が構成さ
れている。第１及び第２のダイオードチツプ２
１，２２及びサイリスタチツプ２７は金属薄層１
４ｂに直接に固着されずに、帯状金属片１７の上
に固着されている。帯状金属片１７は第１及び第
２のダイオードチツプ２１，２２とサイリスタチ
ツプ２７の支持板としての機能の他に共通の交流
端子部材としての機能を有する。第１の接続片３
２は第１のリード線２３の相互接続の機能の他
に、直流出力端子としての機能を有する。第２の
接続片３３は第２及び第３のリート線２４，２８
の相互接続の機能の他に、直流出力端子としての
機能を有する。

〔実施例〕

次に、第１図〜第１６図により、本考案の１実
施例に係わるオートバイの三相全波整流装置をこ
の組立工程に沿つて説明する。

まず、第４図に示す大面積の放熱基板１１を作
製する。放熱基板１１の断面構造は、第５図に示
すように、Al材から成る放熱金属板１２、エポ
キシ樹脂から成る絶縁層１３、Cu材から成る金
属薄膜１４の三層構造となつている。この三層構
造を作成するには、第６図に示すように、減圧雰
囲気中で金属板１２の上にエポキシ樹脂フイルム
１３ａを介してCu箔１４ａを重ね、Cu箔１４ａ
を全面的に軽く圧しつつ加熱する。エポキシ樹脂
フイルム１３ａは一旦溶融した後に熱硬化して絶
縁層１３となり、金属板１２と金属薄膜１４を接
着させかつ電気的に絶縁する。このとき、第１８
図の従来の場合のように粘液状のエポキシ樹脂２
ａが帯状金属片３によつて局所的に圧せられて薄
くなるようなことがないため、エポキシ樹脂フイ
ルム１３ａの厚み分のエポキシ樹脂がそのまま絶
縁層１３の厚み分を形成することになる。エポキ
シ樹脂フイルム１３ａは薄く均一な厚さで、しか
も良好な絶縁性を有するものを入手できる。この
ため、エポキシ樹脂フイルム１３ａのこれらの長
所が絶縁層１３に引き継がれることになり、例え
ば厚さ80μmの接着性と絶縁性の両方とも問題の
ない絶縁層１３が形成される。

なお、放熱基板１１を作製するには、金属板１
２の上に印刷法によりエポキシ樹脂層を形成し、
その上から高周波イオンプレーテイング法でCu
層を形成する方法などもある。いずれにしても、
金属板１２−絶縁層１３−金属薄膜１４の三層構
造として放熱基板１１を作製するのであれば、絶
縁層１３を絶縁性を損なうことなく従来例の絶縁
層２より大幅に薄く形成することができる。

次に、第７図に示すように、金属薄層１４を部
分的にエツチング除去して、全波整流装置１個分
につき、分離した３個の島状金属薄層１４ｂを並
列に残存させる。この島状金属薄層１４ｂは平面
形状長方形に形成する。

次に、第８図及び第９図に示すように、この大
面積の放熱基板１１を切断して、全波整流器１個
分の大きさの放熱基板１１ａを作製する。１５は
取付孔である。なお、放熱基板１１ａに分割した
後に、上記金属薄層１４の部分エツチングを行つ
て島状金属薄層１４ｂを得てもよい。

一方、放熱基板１１ａの作製とは別に、第１０
図及び第１１図に示す整流体１６を全波整流器１
個につき３個作製する。１７はNi被覆Cu材から
成る帯状金属片、１８，１９は整流素子、２０は
サイリスタで、これらの極性は第１１図に示す通
りである。整流素子１８，１９は、シリコンダイ
オードチツプ２１，２２を半田（図示せず）によ
り帯状金属片１７に固着し、シリコンダイオード
チツプ２１，２２にNi被覆Cu材から成るリード
線２３，２４を半田（図示せず）により固着し、
更にシリコンラバーから成る保護樹脂２５，２６
によつてシリコンダイオードチツプ２１，２２の
部分を被覆することによつて構成されている。サ
イリスタ２０も同様に、サイリスタチツプ２７の
固着、リード線２８の固着、保護樹脂２９の被覆
によつて構成されている。なお、サイリスタ２０
はゲート電極リードとなるようにサイリスタチツ
プ２７に固着されたAg細線３０を有する。

次に、第１２図に示すように、それぞれ別個に
用意した放熱基板１１ａと３個の整流体１６とを
一体化し、第１３図に示す組立体とする。３個の
整流体１６のそれぞれは、３個の島状金属薄層１
４ｂにそれぞれ半田（図示せず）により固着され
ている。

次に、第１４図に示すように、三相全波整流回
路を構成するための結線等を行う。３１はサイリ
スタ２０の制御回路が構成されたハイブリツド
IC基板で、その詳細は省略する。３２は整流素
子１８のリード線２３の３個分を共通接続するた
めの接続片である。３３は整流素子１９のリード
線２４とサイリスタ２０のリード線２８のそれぞ
れ３個分、合計６個分を共通接続するための接続
片である。各接続片３２，３３はNi被覆Cu材か
ら成る。３４，３５，３６は帯状金属片１７にそ
れぞれ接続された絶縁物被覆Cu線から成る接続
線である。３７，３８は接続片３２，３３に接続
された同じく接続線である。３９，４０は接続片
３２，３３のそれぞれとハイブリツドIC基板３
１とを接続する接続線である。サイリスタ２０の
ゲード電極リードである細線３０は、ハイブリツ
ドIC基板３１に接続される。これらの接続は、
すべて半田（図示せず）固着で行われている。

第１５図は第１４図の結線後の回路図である。
接続線３４，３５，３６は交流入力端子として働
き、交流発電機の三相交流出力に接続される。接
続線３７，３８は直流出力端子として働き、バツ
テリーに接続される。サイリスタ２０とハイブリ
ツドIC基板３１から成る回路は、バツテリーの
過充電を防止するために付加されたものである。
すなわち、バツテリーが過充電になるとハイブリ
ツドIC３１がこれを検出してサイリスタ２０を
３個とも導通させ、接続線３７，３８からの直流
出力を止める。

なお、発電機の発電を止めて過充電を防止する
方式を採用するときなどはサイリスタ２０の必要
がなくなるので、島状金属薄層１４ｂおよび整流
体１６を２個とするのが普通である。すなわち、
第１５図における３個の整流素子１８を帯状金属
片１７上に形成して１つの整流体１６を作製し、
３個の整流素子１９を別の帯状金属片１７上に形
成してもう１つの整流体１６を作製し、これら２
個の整流体１６をそれぞれ島状金属薄層１４ｂに
固着する。この場合、帯状金属片１７が直流出力
端子側、リード線２３，２４を接続する３組の接
続片が交流入力端子側となる。ただし、本考案に
関しては、これらの回路配置上の違いは本質的な
違いとはならない。

次に、エポキシ樹脂から成るケース４１をエポ
キシ系接着剤（図示せず）で放熱基板１１ａに固
着し、その内部にエポキシ樹脂から成る封止樹脂
４２を充てんして、第１５図に示す全波整流器４
３を完成させる。

このようにして製作した全波整流器４３は、絶
縁層１３が従来の絶縁層２よりも大幅に薄く形成
されていることにより、整流素子１８，１９およ
びサイリスタ２０と放熱基板１１ａの間の熱抵抗
が小さく、金属板１２からの熱放散の効率が良
い。このため、この全波整流器４３を従来のよう
に外部放熱体に取付けることなく使用するとして
も、放熱基板１１ａの熱容量は従来の放熱基板１
よりもかなり小さいもので足りる。しかし、これ
では全波整流器４３の特長は十分には生きてこな
い。そこで、第１図に示すように、全波整流器４
３をオートバイの既存の金属製構成部材であるス
タータモータ４４のリヤカバー４５に取付けて、
全波整流装置を構成する。

第２図及び第３図は、スタータモータ４４に全
波整流器４３を取付ける様子を示す。リヤカバー
４５はAlのダイキヤスト品から成り、エンドブ
ラケツトとも呼ばれる部分である。４６は平坦面
とされたリヤカバーの外側主面（モータの側面）、
４７はFe材から成る胴部ケース、４８はAlのダ
イキヤスト品から成るフロントカバー、４９はシ
ヤフトの先端の歯車部分、５０，５１はゴム製Ｏ
リング、５２はスタータモータ４４をオートバイ
の所定部分にねじ止めで固定するためにリヤカバ
ー４５と一体に形成されている台座部、５３はボ
ルトを通すための孔、５４は全波整流器４３を外
部に露出しないようにするためのAl材から成る
保護カバーである。図示するように、全波整流器
４３は、ボルト５５をワツシヤー５６と取付孔１
５を通じてねじ穴５７にねじ込むことにより、リ
ヤカバー４５の外側主面４６に取付けられる。保
護カバー５４は、ワツシヤー５８とボルト５９に
よつてリヤカバー４５に取付けられる。ボルト５
９は、保護カバー５４とリヤカバー４５にそれぞ
れ設けられた孔６０，６１を通つて、フロントカ
バー４８に設けられたねじ穴６２にねじ込まれ
る。ボルト５９は、フロントカバー４８とリヤカ
バー４５とを引き寄せるようにしてスタータモー
タ４４を組み立てているものであるが、ここで
は、保護カバー５４の取付にも利用している。全
波整流器４３の取付孔１５がボルト５９を通す位
置に来るように放熱基板１１ａの形状を変更すれ
ば、ボルト５９を全波整流器４３の取付けにも利
用できる。

スタータモータ４４に通電されてモータの回転
と発熱が生じるエンジンの始動時は、ごく短時間
であることに加えてエンジンが微速回転であるた
めに交流発電機はほとんど発電せず、全波整流器
４３の発熱は無視できる。エンジンが始動した後
は、スタータモータ４４はリヤカバー４５を主た
るものとして全波整流器４３の外部放熱体として
利用されるが、モータへの通電による発熱が同時
に加わることはない。スタータモータ４４の放熱
体としての放熱能力は比較的大きく、全波整流体
１６の外部放熱体として好都合である。更にスタ
ータモータ４４と交流発電機はいずれもギヤを介
してエンジンのクランクシヤフトに連結されるも
のであるため、互いに近い所に位置している。こ
のため、スタータモータ４４に取付けた全波整流
器４３と交流発電機の間を結線する上で、配線が
短くかつ配線による電力の損失が少なくなるので
好都合である。

このように、全波整流器４３を取付ける既存の
構成部材としてスタータモータ４４は好適であ
る。スタータモータ４４への取付け場所として
は、主たる放熱体としての適性と取付の容易さか
ら、実施例のようにリヤカバー４５が好適であ
る。

本考案は上述の実施例に限定されるものではな
く、変形可能なものである。例えば、整流器４３
を取付ける構成部材に要求される放熱能力は低く
てよいし、取付スペースも狭くてよいので、構成
部材として種々選択でき、例えば、ステツプホル
ダー、エンブレム、チエーンケース、交流発電機
などに整流器４３を取付けることができる。この
場合、金属板１２自体は整流器４３の強度を維持
できる程度のものでよい。例えば、金属板１２を
２mm厚のAl板とすれば足りる。金属板１２が薄
いとプレス加工が可能であるため、金属板１２の
平面形状の変更要求があつても、簡単に応じるこ
とができる。

〔考案の効果〕

上述から明らかなように本考案は次の効果を有
する。

(イ) 帯状金属薄層１４ｂの上に直接に第１及び第
２のダイオードチツプ２１，２２及びサイリス
タチツプ２７を固着せずに金属片１７の上に固
着したので、放熱性が良くなる。即ち、過渡的
大電流による発熱の吸収と定常時の効率の良い
放熱との両方を良好に行うことができる。

(ロ) 交流入力線３４，３５，３６は金属片１７に
接続され、直流出力線３７，３８は第１及び第
２の接続片３２，３３に接続されているので、
主電流が回路基板３１を通つて流れない。従つ
て、主電流通路の放熱性を大きくすることがで
きる。

(ハ) 第１の接続線３９を第２の接続片３３の上を
横切るように配置するので、第１の接続線３９
の垂下が第２の接続片３３で制限され、ダイオ
ードチツプ２１，２２及びサイリスタチツプ２
７の樹脂封止を良好に行うことができる。

(ニ) 絶縁層１３によつて電気的分離を達成し、且
つ第１及び第２の接続片３２，３３で第１，第
２及び第３のリード線２３，２４，２８の相互
接続を行うので、小型化が達成されるのみでな
く、堅牢化及び信頼性の向上が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１６図は本考案の実施例に係わるオ
ートバイの全波整流装置を示すものであり、第１
図は整流装置部分の断面図、第２図はスタータモ
ータと整流器との関係を示す分解斜視図、第３図
はスタータモータと整流器との関係を示す一部切
欠正面図、第４図は放熱基板の斜視図、第５図は
第４図の放熱基板の一部断面図、第６図は放熱基
板の作製方法を示す断面図、第７図は金属層をエ
ツチングした放熱基板を示す斜視図、第８図は切
断後の放熱基板を示す斜視図、第９図は第８図の
−線断面図、第１０図は整流体を示す斜視
図、第１１図は第１０図のXI−XI線断面図、第
１２図は放熱基板と整流体との関係を示す断面
図、第１３図は放熱基板と整流体との組み合せ構
造を示す斜視図、第１４図は外装前の全波整流器
を示す斜視図、第１５図は全波整流器の回路図、
第１６図は外装後の全波整流器を示す斜視図、第
１７図は従来の全波整流装置を示す断面図、第１
８図は第１７図の全波整流装置の組立方法を示す
断面図である。第１９図は従来の別の全波整流装
置を示す断面図である。 １１ａ……放熱基板、１２……金属板、１３…
…絶縁層、１４ｂ……金属薄層、１６……整流
体、１７……金属片、１８，１９……整流素子、
２０……サイリスタ、４３……整流器、４４……
スタータモータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 金属板１２と、 前記金属板１２の上に絶縁層１３を介して設け
   られ且つ互いに並置されている複数の帯状金属層
   １４ｂと、 前記複数の帯状金属層１４ｂに半田によつて固
   着された複数の帯状金属片１７と、 前記複数の帯状金属片１７上に夫々固着された
   複数の第１のダイオードチツプ２１と、 前記複数の帯状金属片１７上に夫々固着され且
   つ前記第１のダイオードチツプ２１と逆の極性を
   夫々有している複数の第２のダイオードチツプ２
   ２と、 前記第１のダイオードチツプ２１と同一極性に
   成るように前記複数の帯状金属片１７上に夫々固
   着され且つ前記第２のダイオードチツプ２２の隣
   に配置された複数のサイリスタチツプ２７と、 前記複数の第１のダイオードチツプ２１、第２
   のダイオードチツプ２２及びサイリスタチツプ２
   ７に夫々接続され且つ前記帯状金属片１７の主面
   に対して直角に延びるように上方に夫々導出され
   ている複数の第１、第２、及び第３リード線２
   ３，２４，２８と、 前記サイリスタチツプ２７のゲート電極に電気
   的に接続され且つ平面的に見て前記第１のダイオ
   ードチツプ２１よりも前記第２のダイオードチツ
   プ２２及び前記サイリスタチツプ２７に対して近
   い領域に配置されたサイリスタ制御用回路基板３
   １と、 前記複数の第１のリード線２３を相互接続して
   いる第１の接続片３２と、 前記複数の第２及び第３のリード線２４，２８
   を相互に接続している第２の接続片３３と、 一端が前記第１の接続片３２に接続され、他端
   が前記回路基板３１に接続され、且つ前記第２の
   接続片３３の上を横切るように配置された第１の
   接続線３９と、 一端が前記第２の接続片３３に接続され、他端
   が前記回路基板３１に接続された第２の接続線４
   ０と、 前記複数の帯状金属片１７に夫々接続された複
   数の交流入力線３４，３５，３６と、 前記第１及び第２の接続片３２，３３に夫々接
   続された複数の直流出力線３７，３８と、 前記第１及び第２のダイオードチツプ２１，２
   ２及び前記サイリスタチツプ２７を囲むように設
   けられた封止樹脂４２と を備えた車両の整流装置。