CN1112304A - 车用交流发电机 - Google Patents

Abstract

一种车用交流发电机，该发电机中，整流装置 (23)配设在后侧冷却风扇(8)的轴向端面附近，同时， 将正极散热片对向冷却风扇侧延伸，形成延伸部 (17b)，流向冷却风扇外径端部外侧的排出部的排出 冷风，可以直接吹到该延伸部。同时，将负极散热片 直接固定在机壳(2)上，或通过传热材料固定在机壳 2上。在延伸部(17b)上形成缺口(17f)，在吸入侧形 成延伸部(17c、18c)，这样提高整流装置的冷却性 能。

Description

本发明涉及车用交流发电机内整流装置的冷却构造的改良方法。

近年来，为确保车室内有效容积而缩小引擎室的空间，为此，缩小引擎室轴向的长度，将各引擎室的其它辅助机构的轴向长度也相应缩短，车用交流发电机也不例外。

但是，由于缩小了引擎室的空间，温度环境恶化。由于车用交流发电机自身轴长短缩，使冷却风的通路或是变短，或是变复杂，使车用交流发电机的各构成部件的冷却性也恶化。所以，为得到充分的冷却性能就成为重要的课题。

例如，作为现有的构造，有图9和图10所示的车用交流发电机，这种车用交流发电机，在发电机本体100、100’上固定由定子铁心200a、定子绕组200b组成的定子200;在该定子200的内侧，配置包含转子铁心400a、转子绕组400b、转动轴300的、通过皮带轮600带动而转动的转子400;在上述发电机本体的内部，对着上述转子的一侧面，固定马蹄形的冷却片150、150’，在冷却片上设有整流元件120、120’;在上述转子的一侧面，与送风扇800结合。在上述送风扇800和上述冷却片150、150’之间，至少固定一个马蹄形的端子台130，端子台上设有端子160，用于连接相应的整流元件120、120’和上述定子线圈200b。在该端子台对着送风扇800的那一侧面，形成引导面130a，与上述送风扇叶片800a保持微小间隙有作为送风扇侧板的机能，而且，在上述端子160上的与上述定子绕组200b连接的连接部160c设在上述端子台130的引导面130a的外径侧。

作为现有的技术，如美国专利第3198972号所示，在冷却风通路设有整流元件的散热片70、110。

上述前者的车用交流发电机中，整流装置的冷却结构是：整流装置的热源，即整流元件120、120’，是通过冷却片150、150’被复盖的侧面吸入的冷风进行冷却，由于风不能直接吹到整流元件上，所以冷却性能不强。

上述后者车用交流发电机中，由于冷却风排出口158在定子绕组的外周，防碍排出风的流量，使风量自体减低，不易充分冷却。

本发明为解决上述课题中存在的问题、有效地利用排出的冷却风和向机壳的热传导，提高对于整流装置的冷却性能而提供的车用交流发电机。

本发明为解决上述课题中存在的问题，所采取的具体手段是提出一种车用交流发电机，包含：冷却风扇、机壳和整流装置，

所述冷却风扇固定在发电机转子的端面;

所述机壳在该冷却风扇的外径端部的外侧，设有上述冷却风扇吹出的冷却风排出部;

所述整流装置有将上述发电机的定子绕组产生的电进行整流的整流元件;并具有装在上述机壳上的正极散热片和负极散热片;

其特征是：将上述整流装置配设在上述冷却风扇的轴向端面附近，同时，在上述正极散热片及负极散热片内，至少在正极散热片上，将其一部分对向冷却风扇延伸，形成延伸部，这样，由冷却风扇产生的流向上述冷却风扇外径端部外侧的排出部排出的冷却风，可以直接吹到该延伸部;同时，将上述负极散热片直接固定在上述机壳上，或者通过传热材料固定在上述机壳上。

并且，可将上述整流装置的正极散热片通过传热的电绝缘材料热接固定在上述机壳上。

上述正极散热片的延伸部上有与上述机壳的冷却风排出部相通的缺口或孔。

上述正极散热片或负极散热片的一部分有与上述机壳冷却风吸入部相通的缺口或孔。

可将上述整流元件配设在上述冷却风扇内径端部的外侧。

上述正极散热片及负极散热片至少有一部分在轴向重叠。

上述正极散热片或负极散热片至少有一部分配设在上述冷却风扇和上述冷却风吸入部之间的通路上。

上述冷却风扇有第1叶片部分和第2叶片部分，第1叶片部分对向上述整流装置产生冷却风，第2叶片部分对向上述整流装置以外的部分产生冷却风，两部分叶片用隔离板隔开。

上述冷却风扇的第1叶片部分、第2叶片部分和上述隔离板用树脂制成一体。

本发明还提出一种车用交流发电机，包含：冷却风扇、机壳和整流装置，

所述冷却风扇固定在发电机转子的端面;

所述机壳在该冷却风扇的外径端部的外侧，设有上述冷却风扇排出的冷却风排出部;

所述整流装置有将上述发电机的定子绕组产生的电进行整流的整流元件，并具有装在上述机壳上的正极散热片和负极散热片;其特征是：将整流装置设在上述冷却风扇的轴向端面和上述机壳之间，同时，上述正极散热片设在上述冷却风扇那一侧;上述负极散热片设在上述机壳那一侧，两块散热片在轴向重叠配置，而且，上述正极散热片的一部分对向上述冷却风扇延伸，形成延伸部，由冷却风扇产生的流向上述冷却风扇外径端外侧的上述排出部排出的冷风，可以直接吹到该延伸部，同时，将上述负极散热片直接固定在上述机壳上，或者通过传热材料固定于上述机壳。

上述正极散热片上的整流元件和负极散热片上的整流元件在半径方向上互相偏离，分别配设在各自的散热片上。

以上构成的权利要求1中所述车用交流发电机，至少将正极散热片的一部分对向冷却风扇延伸，形成延伸，这样，由冷却风扇产生的流向上述冷却风扇外径端部外侧的上述排出部排出的冷却风，可以直接吹到延伸部。而负极散热片上的热量能够很好地传到外壳，所以，负极散热片也能充分地冷却。因此，以这种简单的构造就能提高整流装置的冷却性能。

如权利要求2所述车用交流发电机，其中机壳以电绝缘状态将正极散热片的热量传到机壳，通过机壳散热也有散热效果，可以进一步提高冷却性。

如权利要求3所述车用交流发电机，在正极散热片的延伸部设有与机壳排出部相通的缺口或孔，可以减少对排出风的妨碍，进一步提高整流装置的冷却性，排出风量向上，还可以提高固定绕组的冷却性。

如权利要求4所述车用交流发电机，由于在正极散热片或负极散热片的一部分设有与冷却风的吸入部相通的缺口或孔，所以不影响吸入风的风量，在吸入侧也可以进行冷却，可以进一步提高整流装置的冷却性能。

如权利要求5所述车用交流发电机，由于整流元件在冷却风扇内径端部的外侧，所以，冷风容易吹到整流元件上，可以提高整流元件的冷却性能。

如权利要求6所述车用交流发电机，正极散热片和负极散热片在轴向重叠，所以，即不损害冷却性能，又使发电机小型化。

如权利要求7所述车用交流发电机，将正极散热片或负极散热片的一部分配设在吸入侧的风路上，即使在吸入时也能进行冷却，可以进一步提高冷却性能。

如权利要求8所述车用交流发电机，由于冷却风扇的叶片部分用隔离板隔开，冷却风分别在定子那一侧和整流装置那一侧流动，可以防止紊流，提高冷却性。

风扇与隔离板用树脂一体制成，也容易使冷却风扇的精度提高。

本发明提出的另一种车用交流发电机，将正极散热片设在冷却风扇那一侧，负极散热片设在机壳那一侧，并在轴向重叠设置，可以缩小占有面积。而且将正极散热片的一部分对向冷却风扇侧延伸，形成延伸部，流向冷却风扇的外径端部外侧的机壳的排出部排出的冷风，可以直接吹到延伸部;而负极散热板的热量很好地传到机壳上，所以，使这块负极散热片也可以充分冷却。因此，可以使发电机小型化，又大幅度地提高整流装置的冷却性能。

正极散热片上的整流元件和负极散热片上的整流元件，在半径方向上相互偏离，分别设在各散热片上，处于重叠设置的状态，就更可以使整流装置的冷却性能提高。

图1是本发明的第1实施例的整体构成断面图;

图2是在图1中的整流装置的平面图;

图3是在图1中负极侧风扇附近的放大图;

图4是在图1中将整流装置装入外壳内的状态的平面图;

图5中（图A）是图6中P向视的部份图，（图B）是其变型例的部分图;

图6是在图1中正极侧风扇附近的放大图;

图7是本发明的第2实施例的正极侧风扇附近的放大图;

图8是本发明的第3实施例的整流装置的平面图;

图9是现有实例的断面图;

图10是图9所示现有实例的平面图。

实施例

以图1-图8为基础说明本发明的实施例。

图1所示为本发明车用交流发电机的第1实施例的部分断面图。发电机的外壳由一对铝压铸件制成的前机壳1和后机壳2构成，前机壳1和后机壳2用多个双头螺栓13和螺母14连接。在上述前机壳1上设有进风口HIb、排风口HOc等;在上述后机壳2上设有进风口HIa、排风口HOa、HOb。转动轴9支承在前轴承10和后轴承11上，可以自由转动。上述前机壳1上的前轴承10和上述后机壳2上的后轴承11分别压入轮毂1a、2a内，铆接固定。励磁线圈7卷着的圆型励磁铁心（励磁铁心）6压入固定在转动轴9上，构成转子31。围绕励磁铁心6、以2π/3间隔短节距多相卷线方式成形的定子线圈4卷在定子铁心（电枢铁心）5上压入固定在上述前机壳1的内周面，构成定子32。在后机壳2内部，装有整流装置23、电刷装置15、以及电压调整器（图中未示）等电气部件，上述电刷装置15配置在冷却风扇8的内径端部的内侧。

转动轴9压入固定前轴承10的内轮嵌合孔和后轴承11的内轮嵌合孔内，该转动轴9的前轴承10压入固定地突设在前机壳1的前端的轮毂1a内侧，同时，在轮毂1a的外侧插入可以自由转动的皮带轮3，将皮带轮3的内侧接触面与前轴承的内轮侧面压接，用皮带轮锁定螺母12加强固定在转动轴9上。上述励磁铁心6的前侧（皮带轮侧）及后侧（与皮带轮相对的那一侧）的端面，焊接固定有多个叶片的冷却风扇8。

上述整流装置23，如图2、图3和图6所示，由圆弧状的端子台16、正极散热片17、负极散热片18、正极侧整流元件19、负极侧整流元件20、端子17a、18a、引线19a、20a、输出端子21、以及安装用螺钉22等构成。上述正极侧散热片17、负极侧散热片18配设在上述端子台16的内径侧和外径侧，正极侧整流元件19、负极侧整流元件20、端子17a、18a、引线19a、20a配置在上述端子台16的外径侧，上述冷却风扇8内径端部的外侧。而且，上述正极侧散热片17和上述负极侧散热片18并列配置在后机壳2内，在转动轴9的轴向上互不重叠。正极侧散热片17通过端子台16处于电绝缘状态，而负极侧散热片18则直接装在后机壳2的内侧平面部分，处于接地状态。该整流装置23有连接部23a，通过焊锡、焊接等与定子绕组4的末端电气连接，这个连接部与三相绕组的每一相相连。另外，正极侧散热片通过绝缘片等组装更好。

从冷却风导入用的进风口HIa吸入的冷风，吹到两个散热片17、18的延伸部17c、18c上，而且，如图6的P视即图5（a）所示那样，正极散热片17其外径端部以比较大的角度折曲，延伸形成的延伸部17b在冷却风扇8的外径部的外侧，排出的冷风可以直接吹到延伸部17b上。负极侧散热片18设有将外径端部折曲在冷却风扇侧的延伸部18b，在这里，排风口HOa形成在冷却风扇8的外径端部的径向外侧。又，如图2所示，在正极侧及负极侧散热片的进风口侧的延伸部17c，18c上，设有缺口17d、18d、孔17e、18e;在排风口侧的延伸部17b、18b上，设有缺口17f、18f上，这样可以确保冷却风量。另外，如图5（b）所示那样，也可以在正极侧散热片17的延伸部17b上，设孔17g。

图3所示是图1中冷却风扇8周围的扩大图，图4是在后机壳2内装入整流装置的平面图。冷却风扇8由第1叶片部分8a和第2叶片部分8b组成，两部分叶片由隔离板8c隔开。第1叶片部分8a对着整流装置23产生冷却风Wj，第2叶片部分8b对着整流装置以外的部分产生冷却风Wi。整流装置23的端子台16的前侧面，有一个用于形成冷却风扇8的冷风吸入通路的覆盖面16a。因此，在端子台16的下风口，由于风压释放，从进风口HIa到排风口HOa就产生风速较大的冷却风Wj。在和整流装置的端子台16的没有覆盖面16a同一圆周面上，将电刷装置15配置在冷却风扇8的内径侧，这样，在后机壳2的内壁，即内侧底面及内侧横面，可以形成冷却风扇的覆盖面2a’，由该后机壳2的内壁形成冷却风扇的覆盖面2a’。覆盖面16a和2a’与冷却风扇的端面分别有不同的间隙，用于吸收安装误差的覆盖面2a’的间隙比覆盖面16a的间隙大。

上述整流元件19、20，引线19a、20a、散热片17、18以及端子17a、18a位于上述冷却风Wj中。整流装置23有以上这种构成，由于在风速大的冷却风Wj中，设有上述整流元件19、20，引线19a、20a，散热片17、18以及端子17a、18a，所以，使冷却性能提高。上述端子台覆盖面16a和后机壳覆盖面2a’在同一个圆周面连续设置，也可以防止风量紊流，确保风量大的冷风。

上述构成的本发明实施例的车用交流发电机，如上所述，整流元件19、20和散热片17、18露出在冷却风扇8的端面那一侧，风速大的冷风可以直接吹到整流元件和散热片上，这样，就提高了整流装置23的冷却性。而且，排出风可以对正极散热片的延伸部冷却;外机壳2有传热效果;两个散热片的延伸部可以受到从进风口进入的冷却风的冷却;冷却风扇的隔离板可以防止紊流;通过外机壳、整流装置对向冷却风扇端面的部分和覆盖面的作用，可以提高风速，也就更加提高对于整流装置23的冷却性。

再者，如图7的第2实施例所示，将正极散热片17通过传热的电绝缘材料24与后机壳2热性密接，进一步提高冷却性能。

图8所示是本发明的第3实施例，在该实施例中，正极散热片17和负极散热片18在轴向重叠，将正极散热片17对着冷却风扇8侧，负极散热片18对着后机壳2侧安装。而且，在正极散热片17的外径端部设有延伸部17b和缺口17f。在正极侧的整流元件19设在端子台16的外侧，负极侧的整流元件20设在端子台16的内侧。这样，即可确保冷却性能的提高，还可以减少整流装置占有的面积，使其小型化。

本发明不仅限于上述各实施例，例如将前机壳1和后机壳2用铝压铸件代替，或用铁板冲压或铁片的激光加工等方法加工形成的机壳，性能也良好。

符号说明：

1、前机壳

2、后机壳

2a’、后机壳覆盖面

4、定子绕组

5、定子铁心

6、励磁铁心

7、励磁绕组

8、冷却风扇

8a、第1叶片部分

8b、第2叶片部分

8c、隔离板

9、转动轴

16、端子台

16a、端子台覆盖面

17、正极侧散热片

17b、18b、延伸部

17c、18c、延伸部

17d、18d、缺口

17e、18e、孔

18、负极侧散热片

17a、18a、端子

19、正极侧整流元件

19a、20a、引线

20、负极侧整流元件

23、整流装置

24、传热电绝缘材料

HIa、HIb、进风口

HOa-HOc、排风口

Claims (11)

1、一种车用交流发电机，包含：冷却风扇、机壳和整流装置，

所述冷却风扇固定在发电机转子的端面；

所述机壳在该冷却风扇的外径端部的外侧，设有上述冷却风扇吹出的冷却风排出部；

所述整流装置有将上述发电机的定子绕组产生的电进行整流的整流元件；并具有装在上述机壳上的正极散热片和负极散热片；

其特征是：

将上述整流装置配设在上述冷却风扇的轴向端面的附近，同时，在上述正极散热片和负极散热片内，至少在正极散热片上有一部分对向冷却风扇延伸，形成延伸部，这样，由冷却风扇产生的流向上述冷却风扇外径端部外侧的上述排出部排出的冷却风，可以直接吹到该延伸部；同时，将上述负极散热片直接固定在上述机壳上，或者通过传热材料固定于上述机壳。

2、如权利要求1所述车用交流发电机，其特征是：将上述整流装置的正极散热片通过传热的电绝缘材料热接固定在上述机壳上。

3、如权利要求1、2所述车用交流发电机，其特征是：上述正极散热片的延伸部上有与上述机壳的冷却风排出部连通的缺口或孔。

4、如权利要求1到权利要求3中某一个权利要求所述车用交流发电机，其特征是：上述正极散热片或负极散热片的一部分有与上述机壳冷却风吸入部连通的缺口或孔。

5、如权利要求1到权利要求4中某一个权利要求所述车用交流发电机，其特征是：将上述整流元件配设在上述冷却风扇内径端部的外侧。

6、如权利要求1到权利要求5中某一个权利要求所述车用交流发电机，其特征是：上述正极散热片及负极散热片至少有一部分在轴向重叠。

7、如权利要求1到权利要求6中某一个权利要求所述车用交流发电机，其特征是：上述正极散热片或负极散热片至少有一部分配设在上述冷却风扇和上述冷却风吸入部之间的通路上。

8、如权利要求1到权利要求7中某一个权利要求所述车用交流发电机，其特征是：上述冷却风扇有第1叶片部分和第2叶片部分。第1叶片部分对向上述整流装置产生冷却风，第2叶片部分对向上述整流装置以外的部分产生冷却风，两部分叶片用隔离板隔开。

9、如权利要求8所述车用交流发电机，其特征是：上述冷却风扇的第1叶片部分、第2叶片部分和上述隔离板用树脂制成一体。

10、一种车用交流发电机，包含：冷却风扇、机壳和整流装置，

所述冷却风扇固定在发电机转子的端面;

所述机壳在该冷却风扇的外径端部的外侧，设有上述冷却风扇排出的冷却风排出部;

所述整流装置有将上述发电机的定子绕组产生的电进行整流的整流元件，并具有装在上述机壳上的正极散热片和负极散热片;

其特征是：

将上述整流装置配设在上述冷却风扇的轴向端面和上述机壳之间，同时，上述正极散热片设在上述冷却风扇那一侧;上述负极散热片设在上述机壳那一侧，两块散热片在轴向重叠配置，而且，上述正极散热片的一部分对向上述冷却风扇延伸，形成延伸部，由冷却风扇产生的流向上述冷却风扇外径端外侧的上述排出部排出的冷风，可以直接吹到该延伸部，同时，将上述负极散热片直接固定在上述机壳上，或者通过传热材料固定于上述机壳。

11、如权利要求9所述车用交流发电机，其特征是：上述正极散热片上的整流元件和负极散热片上的整流元件在半径方向上互相偏离，分别配设在各自的散热片上。

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