CN101395787B - 交流发电机 - Google Patents
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Abstract
在与本发明相关的交流发电机的整流器中，包括：第1散热器；在该第1散热器的表面上隔开一定间隔而配置的第1单向性通电元件体；与该第1散热器隔开而设置的第2散热器；在该第2散热器的表面上隔开一定间隔而配置的第2单向性通电元件体；以及具有连接上述第1单向性通电元件体与上述第2单向性通电元件体以构成桥式电路的接头的电路板，上述第1单向性通电元件体的第1端子、和第2单向性通电元件体的第2端子分别在上述接头的同一个面上相邻并连接，以构成端子侧连接部。因此，能够提高第1单向性通电元件体的第1端子以及第2单向性通电元件体的第2端子、与接头的连接作业性。
Description
技术领域
本发明涉及一种交流发电机，该交流发电机具有将由例如安装在车辆上的车辆用交流发电机的定子所产生的交流整流成直流的整流器。
背景技术
作为过去的车辆用交流发电机，已知具有：壳体；设置在该壳体内且固定在轴上、同时在端部具有风扇的转子；包围该转子那样设置且利用来自转子的旋转磁场而产生交流的定子；以及设置在上述轴的端部一侧且对由上述定子所产生的上述交流进行整流的整流器，整流器包含：第1散热器；在该第1散热器的表面上隔开一定间隔所配置的第1单向性通电元件体；设置在该第1散热器的径向外侧的第2散热器；在该第2散热器的表面上隔开一定间隔所配置的第2单向性通电元件体；以及具有连接上述第1单向性通电元件体与上述第2单向性通电元件体以构成桥式电路的接头的电路板(例如，参照专利文献1)。
这种情况下，接头的内径一侧端部沿着轴线方向向转子一侧弯曲，在该接头的上述轴一侧的一个面上，与被引出的上述第1单向性通电元件体的第1端子进行焊接，并且在上述接头的相反轴一侧的另一个面上，与被引出的上述第2单向性通电元件体的第2端子进行焊接。
另外，电路板虽然是将模铸树脂部与接头一体化而构成的，但是接头的上述内径一侧端部从模铸树脂部向着径向内侧突出。
专利文献1：WO2006/033136号公报(图1)
在过去的车辆用交流发电机的整流器中，在将第1单向性通电元件体的第1端子定位在接头一个面上的规定位置以后利用焊接将其固定，接着在将第2单向性通电元件体的第2端子定位在接头另一个面上的规定位置以后再利用焊接将其固定，从而在第1端子及第2端子与接头的连接中采用接头的两个面，这里存在着连接作业性不好的问题。
另外，因为接头的内径一侧端部从模铸树脂部向着径向内侧突出，所以该接头的突出部对由于固定在转子侧面的风扇旋转而产生的冷却风的阻力增大，第1单向性通电元件体及第2单向性通电元件体的冷却性能下降，而且还存在着风噪声大的问题。
本发明所确定的课题正是为了解决上述问题，要得到一种交流发电机，该交流发电机提高了第1单向性通电元件体的第1端子以及第2单向性通电元件体的第2端子、与接头的连接作业性，并且降低了对由于风扇的旋转而产生的冷却风的阻力以及风噪声。
发明内容
在与本发明相关的交流发电机中，包括：壳体；设置在该壳体内且固定在轴上、同时具有设置在轴线方向端部上的风扇的转子；包围该转子那样设置并且利用来自转子的旋转磁场而产生交流的定子；以及设置在上述轴的端部一侧且对由上述定子所产生的上述交流进行整流的整流器，该整流器包括：第1散热器；在该第1散热器的表面上隔开一定间隔而配置的第1单向性通电元件体；与该第1散热器隔开而设置的第2散热器；在该第2散热器的表面上隔开一定间隔而配置的第2单向性通电元件体；以及具有连接上述第1单向性通电元件体与上述第2单向性通电元件体以构成桥式电路的接头的电路板，被引出的上述第1单向性通电元件体的第1端子、和被引出的上述第2单向性通电元件体的第2端子分别相邻连接在上述接头的同一面上，从而构成端子侧连接部。
如果采用与本发明相关的交流发电机，则提高了第1单向性通电元件体的第1端子以及第2单向性通电元件体的第2端子、与接头的连接作业性，并且降低了对由于风扇的旋转而产生的冷却风的阻力以及风噪声。
附图说明
图1是根据本发明的实施形态1而得到的车辆用交流发电机的侧视剖面图。
图2是图1的车辆用交流发电机的电路图。
图3是表示图1的转子的立体图。
图4是当从车辆用交流发电机的前侧来看焊接工序前的图1的整流器时的正视图。
图5是沿着图4的A-A线箭头的剖面图。
图6是当从转子一侧来看焊接工序前的图1的整流器时的部分正视图。
图7是表示图1的\整流器的焊接工序时的部分剖面图。
具体实施方式
下面，根据附图来说明本发明的各实施形态，但是在各图中，对于相同或者相当部分、部位标有相同的标号，来进行说明。
实施形态1
图1是本发明的实施形态1的车辆用交流发电机(下面，简称为交流发电机)的侧视剖面图，图2是图1的交流发电机的电路图，图3是表示图1的转子6的立体图。
在该交流发电机中，在由铝制的前端盖1及后端盖2构成的壳体3内，设置在一端部上固定有带轮4的轴5，并且能够自由旋转。在该轴5上，固定兰德尔型转子6。在转子6的外周，包围转子6那样在壳体3的内壁面上固定定子9。
在轴5的另一个端部上，固定有向转子6供电的滑环10。在该滑环10的表面上，放置在刷握12内的一对电刷11滑动接触。
在刷握12中，固定有对由定子9所产生的交流电压的大小进行调整的电压调整器13。另外，在后端盖2内，设置与定子9电连接且将交流整流成直流的整流器14。
在前端盖1上，在内径一侧形成多个吸入孔1a，并且在外径一侧形成多个排出孔1b。在后端盖2上，在内径一侧形成多个吸入孔2a，并且在外径一侧形成多个排出孔2b。
上述转子6具有：流过电流并产生磁通的转子线圈15；覆盖该转子线圈15而设置的磁极铁心；固定在带轮4一侧的磁极铁心端面上的前侧风扇7；以及固定在带轮4相反一侧的磁极铁心端面上的后侧风扇8。该磁极铁心具有利用磁通而磁化为N极、S极的前侧磁极铁心体16以及后侧磁极铁心体17。前侧磁极铁心体16以及后侧磁极铁心体17分别具有以爪形相互咬合的前侧爪形磁极18、后侧爪形磁极19。对前侧风扇7，在带轮4一侧的端部上设置圆环形的平板70。对后侧风扇8，在整流器14一侧的端部上设置圆环形的平板71。
上述定子9具有：来自转子6的旋转磁场通过的定子铁心20；以及设置在该定子铁心20的内径一侧的定子线圈21。在层叠钢片而构成的定子铁心20的内径一侧，遍及整个圆周并隔开相等间隔来设置多个在轴线方向上延伸而形成的槽。
定子线圈21如图2所示，由3个绕组部80经过三相Y形联接后的2个三相交流绕组81构成，2个三相交流卷线81相互间具有30度电角度的相位差。
上述整流器14如图4所示，具有：形成为马蹄形的铝制的正极侧的第1散热器30；在该第1散热器30的表面上沿圆周方向隔开一定间隔而配置的长方体形状的第1单向性通电元件体31；配置在该第1散热器30的径向外侧且形成为马蹄形的铝制的负极侧的第2散热器32；在该第2散热器30的表面上沿圆周方向隔开一定间隔而配置的长方体形状的第2单向性通电元件体33；以及覆盖该第2单向性通电元件体33而设置且形成为马蹄形的电路板34。
在铝制的第1散热器30的背面上，呈放射状地形成多个散热性叶片30a。第1单向性通电元件体31是通过二极管利用绝缘性树脂进行嵌入模铸成形而形成的。
铝制的第2散热器32的背面的一部分与后端盖2面接触。第2单向性通电元件体33是通过二极管利用绝缘性树脂进行嵌入模铸成形而形成的。
电路板34是将模铸树脂部60、与设置在该模铸树脂部60的沿面上的多个接头35经过嵌入成形而形成一体化的。利用该接头35，连接第1单向性通电元件体31与第2单向性通电元件体33以构成桥式电路，而且2个整流器14并联电连接。另外，利用接头35连接定子线圈21与整流器14。
接头35的内径一侧端部如图1所示，向第1单向性通电元件体31、第2单向性通电元件体33一侧发生弯曲。在该接头35的内径一侧端部的内侧面上，第1单向性通电元件体31的第1端子36与第2单向性通电元件体33的第2端子37相邻地连接。
第1单向性通电元件体31的第1端子36与第2单向性通电元件体33的第2端子37分别在接头35的同一个面上相邻连接而形成的端子侧连接部40，与后侧风扇8对向。
图5是沿着图4的A-A线箭头的剖面图。
在第1散热器30的凹部中，通过利用焊锡而进行的钎焊来接合第1单向性通电元件体31。第1单向性通电元件体31的第1端子36通过接头35与突起62并利用电阻焊来连接。
在第2散热器32的凹部中，通过利用焊锡而进行的钎焊来接合第2单向性通电元件体33。第2单向性通电元件体33的第2端子37也通过接头35与突起并利用电阻焊来连接。
接着，根据图6及图7，来详细叙述第1单向性通电元件体31的第1端子36、第2单向性通电元件体33的第2端子37、与接头35的电阻焊。
为了使电路板34在嵌入成形时容易起模，接头35的内径一侧端部倾斜一定角度来形成。因此，在组装时，各个第1端子36及第2端子37要倾斜规定角度，并且离开内径一侧端部，以使其不会与接头35的内径一侧端部相碰。
在这样的组装状态下，分别使正电极64与第1端子36接触，使负电极65与第2端子37接触，并且使其向着图7的箭头E的方向移动，以将各端子36、37的突起62、63按压在接头35的内径一侧端部上。然后，来自电源(未图示)的电流通过突起62、63向各电极64、65通电，各端子36、37以及接头35以各突起62、63为基点进行熔融并焊接。
在上述结构的车辆用交流发电机中，从蓄电池(未图示)通过电刷11、滑环10向转子线圈15供电，产生磁通，在爪形磁极18、19上分别生成N极、S极。
另一方面，因为由发动机驱动带轮4，转子6利用轴5而旋转，所以对定子铁心20给予旋转磁场，在定子线圈21上产生电动势。
该交流电动势的大小经过电压调整器13的调整，同时通过整流器14而整流成直流，再向蓄电池充电。
利用固定在转子6的端面上的后侧风扇8的旋转，在后端盖2一侧通过吸入孔2a将外部空气吸入，如图1中的箭头A所示，冷却整流器14，然后在冷却端子侧连接部40、及定子线圈21的线圈端部之后，从排出孔2b向外部排出。另外，如图1中的箭头B所示，外部空气在冷却了电压调整器13、然后冷却了定子线圈21之后，从排出孔1b向外部排出。
另外，如图1中的箭头C、D所示，在前端盖1一侧，外部空气在通过吸入孔1a被吸入之后，利用前侧风扇7向离心方向转弯以冷却定子线圈21的线圈端部，最后从排出孔1b向外部排出。
如果采用根据该实施形态的交流发电机，则第1单向性通电元件体31的第1端子36与第2单向性通电元件体33的第2端子37分别在接头35的内径一侧端部的内周侧面上相邻地连接，从而构成端子侧连接部40，使电极64、65从同一方向移动以按压端子36、37，同时能够将端子36、37焊接在接头35上，提高焊接作业性。
另外，因为在电路板34上，接头35的内径侧端部不会从模铸树脂部60向着径向内侧突出，而是接头35设置在模铸树脂部60的表面上，所以能够降低对由于后侧风扇8的旋转而产生的冷却风的阻力及风噪声。
另外，端子侧连接部40设置在电路板34的内周侧面，如图1中的箭头A所示，从吸入孔2a进入的外部空气通过端子侧连接部40从排出孔2b向外部排出，从而抑制第1单向性通电元件体31以及第2单向性通电元件体33的温度上升。
而且，当将端子侧连接部设置在后侧离心风扇的径向外侧时，来自离心风扇的离心方向的外部空气与端子侧连接部直接碰撞，更能够抑制第1单向性通电元件体以及第2单向性通电元件体的温度上升。
另外，风扇7、8具有固定在转子6端面上的圆环状的平板70、71，利用与电路板34对向的后侧风扇8的平板71产生的整流作用，能够降低由于后侧风扇8的旋转而产生的、因表面凹凸形状的电路板34而引起的噪音。
另外，因为第1单向性通电元件体31的端子36、第2单向性通电元件体33的端子37以及接头35分别沿着轴线方向延伸连接以构成端子侧连接部40，所以由于端子侧连接部40接受到更多如箭头A所示沿着径向流动的外部空气，因此更加能够抑制第1单向性通电元件体31以及第2单向性通电元件体33的温度上升。
另外，因为在形成为马蹄形的第1散热器30的径向外侧配置形成为马蹄形的第2散热器32，所以能够使第1单向性通电元件体31以及第2单向性通电元件体33的各自的端子36、37的长度大致相同，并且通过端子36、37能够更加均衡地冷却第1单向性通电元件体31以及第2单向性通电元件体33。
另外，因为第2散热器32的外周部与后端盖2面接触，所以第2散热器32的热量能够更有效地利用热传导并通过后端盖2向外部释放出去。
另外，因为第1散热器30以及第2散热器32是铝制的，所以比铜的热导率要高且便宜，相应能够降低制造成本。
另外，因为第1单向性通电元件体31通过利用焊锡的钎焊接合在第1散热器30上，而且第2单向性通电元件体33通过利用焊锡的钎焊接合在第2散热器32上，所以第1单向性通电元件体31以及第2单向性通电元件体33各自的热量能够利用热传导而顺利地传递给第1散热器30以及第2散热器32。
另外，因为端子侧连接部40是利用电阻焊而形成的，所以能够利用比较便宜的设备来进行焊接作业。
另外，因为连接定子线圈21的引线38与电路板34的接头35的引线侧连接部50向转子6一侧延伸出去，所以与端子侧连接部40一样，也利用从吸入孔2a进入的外部空气来冷却引线侧连接部50，能够与第1单向性通电元件体31以及第2单向性通电元件体33一起来抑制定子线圈21的温度上升。
另外，在上述实施形态中，虽然说明的是车辆用交流发电机，但是本发明对于将除了车载用发动机以外的内燃机、电动机以及水轮机等作为驱动源来进行旋转驱动的其它交流发电机当然也适用。
另外，虽然散热器30、32是铝制的，但是当然并不限定于此，也可以是例如铜制的。
另外，端子侧连接部40也可以代替电阻焊而利用TIG焊接来形成。
另外，对于端子侧连接部40与引线侧连接部50，也可以在铆接之后，通过利用焊锡的钎焊来进行接合。
另外，作为第1单向性通电元件体31对第1散热器30的固定、以及第2单向性通电元件体33对第2散热器32的固定，虽然作为钎焊材料采用的是焊锡，但是当然也并不限定于焊锡。
另外，即使是第1散热器、第2散热器在轴线方向上相互离开而配置的交流发电机的整流器、以及通过绝缘薄片而紧靠的交流发电机的整流器，当然也适用于本发明。
Claims (10)
1.一种交流发电机，其特征在于，
包括：
壳体；
设置在该壳体内且固定在轴上、同时具有设置在轴线方向端部上的风扇的转子；
设置成包围该转子并且利用来自转子的旋转磁场而产生交流的定子；以及
设置在所述轴的端部一侧且对由所述定子所产生的所述交流进行整流的整流器，
该整流器包括：第1散热器；在该第1散热器的表面上隔开间隔而配置的第1单向性通电元件体；在该第1散热器的径向外侧隔开而设置的第2散热器；在该第2散热器的表面上隔开间隔而配置的第2单向性通电元件体；以及被设置成覆盖该第2单向性通电元件体、并具有连接所述第1单向性通电元件体与所述第2单向性通电元件体以构成桥式电路的接头的电路板，
被引出的所述第1单向性通电元件体的第1端子、和被引出的所述第2单向性通电元件体的第2端子分别相邻连接在所述接头的同一面上，从而构成端子侧连接部。
2.如权利要求1中所述的交流发电机，其特征在于，
所述电路板具有与所述接头一体的模铸树脂部，在该模铸树脂部的表面上设置所述接头。
3.如权利要求1或2中所述的交流发电机，其特征在于，
所述风扇是离心风扇，所述端子侧连接部设置在所述离心风扇的径向外侧。
4.如权利要求1或2中所述的交流发电机，其特征在于，
所述风扇具有设置在所述电路板一侧的端部上的圆环形的平板。
5.如权利要求1或2中所述的交流发电机，其特征在于，
在马蹄形的所述第1散热器的径向外侧，配置马蹄形的所述第2散热器。
6.如权利要求1或2中所述的交流发电机，其特征在于，
所述第2散热器的外周部与所述壳体面接触。
7.如权利要求1或2中所述的交流发电机，其特征在于，
所述第1散热器以及所述第2散热器是铝制的。
8.如权利要求1或2中所述的交流发电机，其特征在于，
所述端子侧连接部是利用电阻焊接而形成的。
9.如权利要求1或2中所述的交流发电机，其特征在于，
所述端子侧连接部是利用TIG焊接进行的连接而形成的。
10.如权利要求1或2中所述的交流发电机，其特征在于，
连接所述定子的引线与所述电路板的所述接头的引线侧连接部向所述转子侧延伸出去。
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