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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannungssteuerung, die eine Spannung einer elektrischen Leitung, die aus einer Drehkraft bei einem Wechselstromerzeuger, der in einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen oder dergleichen angebracht ist, erzeugt wird, steuert.
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BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
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Eine herkömmliche Spannungssteuerung, die bei einem Wechselstromerzeuger für ein Fahrzeug verwendet wird, weist ein Schaltungssubstrat, eine wärmestrahlende Wärmeleitplatte und ein Gehäuse auf. Die Wärmeleitplatte haftet mit einem hochwärmeleitfähigen Haftmittel an dem Substrat. Die Steuerung ist an einem Rahmen des Wechselstromerzeugers durch einen männlichen Verbinder bzw. Stecker, der mit dem Gehäuse einstückig gebildet ist, befestigt. Chips mit integrierten Schaltungen (IC; IC = Integrated Circuit) für Steuerschaltungen, Transistoren und dergleichen sind an dem Substrat angeordnet, und Wärme, die in den Chips erzeugt wird, wird zu der Wärmeleitplatte durch das Haftmittel geleitet und zu einem kühlenden Wind übertragen.
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Eine Form der Wärmeleitplatte wird, während Randbedingungen der Steuerung bei dem Betrieb derselben und Flussbedingungen des kühlenden Winds berücksichtigt werden, entworfen. Verschiedene Formen von wärmestrahlenden Wärmeleitplatten sind beispielsweise in den veröffentlichten japanischen Erstpatentveröffentlichungen Nr
JP H08 - 85 402 A ,
JP 2000 - 83 358 A und
JP 2003 - 244 913 A offenbart.
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1 ist eine perspektivische Seitenansicht, die eine wärmestrahlende Wärmeleitplatte, die Wärmeleitplatten darstellt, die in den Veröffentlichungen offenbart sind, zeigt. 2 ist eine Ansicht, die Flussrichtungen eines kühlenden Winds, der mit der in 1 gezeigten Wärmeleitplatte kollidiert bzw. zusammenstößt, zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Wärmeleitplatte 270 eine Mehrzahl von rippenähnlichen Vorsprüngen 260 auf, die bei vorbestimmten Intervallen angeordnet sind, und jeder Vorsprung 260 steht auf einer Basis 265 entlang einer Stehrichtung. Eine Rille ist an der Basis 265 zwischen benachbarten Vorsprüngen 260 in jedem Paar gebildet. Wie in 2 gezeigt ist, stößt, wenn ein kühlender Wind 280 hin zu der Wärmeleitplatte 270 parallel zu der Stehrichtung fließt, der Wind mit der Wärmeleitplatte 270 zusammen, dreht seine Flussrichtung und läuft durch die Rillen. Jede Rille wirkt daher als ein Windweg, und Wärme, die zu der Wärmeleitplatte 270 geleitet wird, wird zu dem Wind übertragen.
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Da ein Wechselstromerzeuger mit einer wärmestrahlenden Wärmeleitplatte in einem Fahrzeug angebracht ist, weist ein kühlender Wind unvermeidlich Fremdsubstanzen, wie z. B. Staub, Schmutz und dergleichen, während des Fahrens des Fahrzeugs auf. Daher besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Fremdsubstanzen in den Windweg gepackt bzw. gestopft werden oder sich ablagern, um zu verhindern, dass der Wind durch den Windweg läuft. Bei diesem Fall verschlechtert sich eine Kühlleistung in der Wärmeleitplatte beträchtlich, derart, dass Chips manchmal überwärmt und kaputt gehen. Wenn die Wärmeleitplatte hergestellt wird, ist ferner eine komplizierte Arbeit erforderlich, um rippenähnliche Vorsprünge an einer Wärmeleitplattenbasis zu bilden. Es ist daher schwierig, die Wärmeleitplatte 270 mit einem niedrigen Aufwand herzustellen.
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Die
DE 102 00 665 A1 beschreibt einen Drehstromgenerator, der eine Bürstenhalteanordnung aufweist, welche die Bürsten innerhalb eines Halteabschnitts hält und mit einer Abdeckung versehen ist, die geöffnet werden kann, um die Bürsten zu entfernen, und eine Kappe auf, welche in einem Öffnungsabschnitt zum Entfernen und Einsetzen der Bürste angeordnet ist, wobei der Öffnungsabschnitt an einer Position an dem Gehäuse ausgebildet ist, welche der Abdeckung zugewandt ist. Das Entfernen und Einsetzen der Bürste wird durch den Öffnungsabschnitt bei geöffnetem Öffnungsabschnitt durchgeführt.
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Die
DE 17 63 103 A offenbart eine Drehstrommaschine mit am Maschinengehäuse bzw. Lagerschild angeflanschter, luftgekühlter Gleichrichtereinheit, bestehend aus einem Tragring mit elektrisch isoliert aufgesetzten Gleichrichterelementen und einer die Gleichrichterelemente vom Kühlluftstrom kapselnden Haube, wobei die Kühlung der Gleichrichterelemente über sich innerhalb des Tragringes axial erstreckende, die Kühlluft führende Durchbrüche erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichterelemente direkt auf einen aus Isolierstoff gefertigten Tragring aufgesetzt sind und dass die Kühlrippen ihrer Kühlkörper den Tragring radial bis in die Kühlluft führenden Axialdurchbrüche durchdringen.
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In der
DE 10 2004 007 395 A1 wird Folgendes offenbart: In einem Motorgenerator enthält eine Steuereinheit ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse, das an dem Gehäuse des Motorgenerators integral befestigt ist. Eine Vielzahl von Schaltbauteilen sind in dem Gehäuse enthalten und eine Steuerschaltung ist darin enthalten. Das Gehäuse ist mit einer Metallbasisplatte versehen, welche eine und andere überliegende Flächen aufweist. Die Schaltbauteile sind auf der einen Endoberfläche der Basisplatte montiert. Das Gehäuse ist mit einer ersten rohrförmigen Peripherwand versehen, welche sich von einer äußeren Peripherie der ersten Endoberfläche der Basisplatte in Axialrichtung des Gehäuses erstreckt. Die Basisplatte und die erste Peripherwand sehen einen Montageraum dazwischen vor. Das Gehäuse ist mit einem Harzfüllbereich, der in den Montageraum ausgefüllt ist, versehen. Das Gehäuse ist mit einem Metallkühlelement, das auf der inneren Oberfläche der Basisplatte ausgebildet ist und in Bezug auf das Äußere des Gehäuses ungeschützt bzw. offen ist, versehen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, mit angemessener Berücksichtigung der Nachteile der herkömmlichen Spannungssteuerung eine Spannungssteuerung zu schaffen, die mit einer vorbestimmten Kühlleistung stabil gekühlt wird und mit einem niedrigen Aufwand hergestellt wird. Eine Aufgabe besteht ferner darin, eine elektrische Drehvorrichtung zu schaffen, die mit niedrigem Aufwand hergestellt wird, während dieselbe eine Steuereinheit mit einer vorbestimmten Kühlleistung stabil kühlt.
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Diese Aufgabenstellung wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 und 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung wird die Aufgabe durch das Schaffen einer Spannungssteuerung mit einer Steuerschaltung und einem wärmestrahlenden Bauglied mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche gelöst. Die Steuerschaltung steuert eine Spannung von elektrischer Leistung, die in einem Wechselstromerzeuger eines Fahrzeugs erzeugt wird, während Wärme erzeugt wird. Die zweite Oberfläche des wärmestrahlenden Bauglieds ist in einer glatten Form gebildet. Das wärmestrahlende Bauglied nimmt die Wärme von der Steuerschaltung durch die erste Oberfläche auf und strahlt die aufgenommene Wärme von der zweiten Oberfläche.
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Da das Bauglied keine Vorsprünge oder Hohlräume an der zweiten Oberfläche, die in einer glatten Form gebildet ist, aufweist, kann ein kühlender Wind, der Fremdsubstanzen, wie z. B. Staub, Schmutz und dergleichen, aufweist, durch die zweite Oberfläche ohne ein Stopfen oder Ablagern der Fremdsubstanzen an der zweiten Oberfläche glatt bzw. gleichmäßig laufen. Ein Kühlleistung kann dementsprechend in dem Bauglied während des Fahrens des Fahrzeuges zuverlässig aufrechterhalten werden, und die Spannungssteuerung kann mit einer vorbestimmten Kühlleistung stabil gekühlt werden. Da ferner das Bauglied in einer einfachen Form ohne Vorsprünge oder Hohlräume gebildet ist, kann die Steuerung mit einem niedrigen Aufwand hergestellt werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Erfindung wird die Aufgabe durch das Schaffen einer elektrischen Drehvorrichtung, die eine elektromagnetische Wechselwirkungseinheit mit sowohl einem Stator bzw. einem Ständer als auch einem Rotor bzw. Läufer, eine Steuereinheit und ein wärmestrahlendes Bauglied mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche aufweist, gelöst. Die Wechselwirkungseinheit induziert in dem Stator aus einer Drehkraft des Rotors elektromagnetisch eine elektrische Leistung oder wandelt eine elektrische Leistung, die dem Stator zugeführt wird, elektromagnetisch in eine Drehkraft des Rotors um und gibt die induzierte elektrische Leistung oder die umgewandelte Drehkraft aus. Die Steuereinheit steuert die Wechselwirkungseinheit, um die induzierte elektrische Leistung oder die umgewandelte Drehkraft, die auf einen vorbestimmten Wert eingestellt sind, auszugeben, und erzeugt während der Steuerung der Wechselwirkungseinheit Wärme. Die zweite Oberfläche des wärmestrahlenden Bauglieds ist in einer glatten Form gebildet, und das Bauglied nimmt die Wärme von der Steuereinheit durch die erste Oberfläche auf und strahlt die aufgenommene Wärme von der zweiten Oberfläche.
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Da dementsprechend das Bauglied keine Vorsprünge oder Hohlräume an der zweiten Oberfläche, die in einer glatten Form gebildet ist, aufweist, kann die Steuereinheit mit einer vorbestimmten Kühlleistung stabil gesteuert werden, und die Vorrichtung kann mit einem niedrigen Aufwand hergestellt werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Seitenansicht, die eine herkömmliche wärmestrahlende Wärmeleitplatte zeigt;
- 2 ist eine Ansicht, die Flussrichtungen eines kühlenden Winds, der mit der in 1 gezeigten Wärmeleitplatte zusammenstößt, zeigt;
- 3 ist eine Längsschnittansicht eines Wechselstromerzeugers für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 4 ist eine Seitenansicht einer Spannungssteuerung des in 3 gezeigten Wechselstromerzeugers;
- 5 ist eine Schnittansicht entlang im Wesentlichen einer Linie V-V von 4;
- 6 ist eine perspektivische vergrößerte Seitenansicht einer wärmestrahlenden Platte der in 4 gezeigten Steuerung;
- 7 ist eine erklärende Ansicht, die Flussrichtungen eines kühlenden Winds, der mit der in 6 gezeigten Platte zusammenstößt, zeigt;
- 8 ist eine erklärende Ansicht, die einen kühlenden Wind, der durch die Platte fließt, zeigt;
- 9 ist eine weitere erklärende Ansicht, die einen kühlenden Wind, der durch die Platte fließt, zeigt;
- 10 ist eine Seitenansicht einer weiteren Spannungssteuerung gemäß einer ersten Modifikation des Ausführungsbeispiels; und
- 11 ist eine Längsschnittansicht einer weiteren Spannungssteuerung gemäß einer zweiten Modifikation des Ausführungsbeispiels.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel sollte jedoch nicht als die vorliegende Erfindung auf eine Struktur des Ausführungsbeispiels begrenzend aufgefasst werden, und die Struktur dieser Erfindung kann mit der auf dem Stand der Technik basierenden kombiniert sein.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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3 ist eine Längsschnittansicht eines Wechselstromerzeugers für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel. Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Wechselstromerzeuger 100, der in einem Fahrzeug angebracht ist, einen Vorderseitenrahmen 1, einen Rückseitenrahmen 2, einen Stator 4, einen Rotor 10, einen Gleichrichter 24, eine Spannungssteuerung 25, eine Bürstenvorrichtung 26 und einen Rückdeckel 27, der aus einer Stahlplatte oder Harz hergestellt ist, auf.
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Jeder der Rahmen 1 und 2 ist in eine Becherform gebildet. Diese Rahmen 1 und 2 sind aneinander durch eine Mehrzahl von Bolzen bzw. Schrauben 3 befestigt, derart, dass Öffnungen der Rahmen 1 und 2 einander direkt berühren, um einen offenen Raum innerhalb der Rahmen 1 und 2 zu bilden. Ein zylindrisches Lagergehäuse 7 ist mit dem Rahmen 1 einstückig gebildet, und ein aus Eisen hergestelltes Lagergehäuse 8 ist an dem Rahmen 2 durch eine Schraube 9 mit einem Rändelabschnitt befestigt.
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Der Rotor 10 weist Feldwicklungen 11, Polkerne 12 und 13, die die Wicklungen 11 umgeben, eine Welle 14, die sich entlang einer axialen Richtung des Wechselstromerzeugers erstreckt und durch ein Paar von Lagern 15 und 16, die an den Lagergehäusen 7 und 8 befestigt sind, drehbar gehalten ist, auf. Der Stator 4 ist an einer äußeren Seite des Rotors 10 in radialen Richtungen des Wechselstromerzeugers angeordnet und an einer inneren Umfangsoberfläche des Rahmens 1 befestigt. Jede radiale Richtung ist von einer Drehachse des Rotors 10 zu einem beliebigen Punkt an einer Ebene senkrecht zu der axialen Richtung gerichtet. Der Stator 4 weist einen Statorkern 5 und Statorwicklungen 6, die drei Phasen entsprechen, auf.
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Um einen kühlenden Wind zu erzeugen, sind kühlende Ventilatoren 17 und 18 eines Zentrifugaltyps an dem Rotor 10 angebracht. Der Ventilator 17 ist an einer Endoberfläche des Polkerns 12 an einer Vorderseite des Wechselstromerzeugers in der axialen Richtung befestigt. Der Ventilator 18 ist an einer Endoberfläche des Polkerns 13 an einer Rückseite des Wechselstromerzeugers in der axialen Richtung befestigt. Um einen kühlenden Wind hin zu den Feldwicklungen 11 zu richten, ist der Ventilator 17 von einem Mischflusstyp. D.h., der Ventilator 17 weist Schaufeln bzw. Blätter auf, die entlang einer Umfangsrichtung des Rotors 10 ausgerichtet sind und hin zu einer Drehrichtung des Rotors 10 geneigt sind.
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Eine Riemenscheibe 19 ist mit einem Vorderende der Welle 14 durch eine Mutter 20 gekoppelt und wird ansprechend auf eine Drehkraft, die in einem Fahrzeugmotor (nicht gezeigt) erzeugt wird, gedreht und angetrieben. Ein Paar von Gleitringen 21 und 22 ist an einem Rückende der Welle 14 außerhalb des Rahmens 2 platziert vorgesehen und mit den Feldwicklungen 11 durch einen Leiter 23 elektrisch verbunden.
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Elektrische Teile des Wechselstromerzeugers, wie z. B. der Gleichrichter 24, die Spannungssteuerung 25 und die Bürste 26, sind außerhalb des Rahmens 2 platziert und durch die Schraube 9 an einer Endoberfläche des Rahmens in der axialen Richtung befestigt. Der Gleichrichter 24 richtet eine Drei-Phasen-Wechselstromspannung einer elektrischen Leistung, die in den Statorwicklungen 6 erzeugt wird, in eine Gleichstromspannung gleich. Die Spannungssteuerung 25 stellt einen Erregerstrom, der durch die Feldwicklungen 11 fließt, ein, um die Spannung, die in dem Gleichrichter 24 erhalten wird, zu steuern. Die Bürstenvorrichtung 26 ist mit Bürsten, die gegen die Gleitringe 21 und 22 gedrückt sind, versehen und bewirkt, dass der Erregerstrom von dem Gleichrichter 24 zu den Feldwicklungen 11 fließt.
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Die elektrischen Teile, die an dem Rahmen 2 angebracht sind und außerhalb des Rahmens 2 platziert sind, sind mit dem Deckel 27 bedeckt, derart, dass die elektrischen Teile zwischen dem Rahmen 2 und dem Deckel 27 platziert sind. Der Deckel 27 ist durch die Kombination der Schraube 9, die sich von dem Rahmen 2 erstreckt, und einer Mutter 28, die an der Schraube 9 festgemacht ist, an dem Rahmen 2 befestigt. Der Deckel 27 weist eine Mehrzahl von Lufteintrittsfenstern, die nahe der Bürstenvorrichtung 26 koaxial gebildet sind, auf.
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Wenn eine Drehkraft von einem Fahrzeugmotor zu der Riemenscheibe 19 durch einen Riemen oder dergleichen übertragen wird, wird der Rotor 10 auf der Drehachse desselben gedreht. Wenn ein Erregerstrom einer Erregerspannung von außen zu den Feldwicklungen 11 des Rotors 10 durch die Bürstenvorrichtung 26 während der Drehung des Rotors 10 zugeführt wird, werden jeweilige Nagelabschnitte der Polkerne 12 und 13 magnetisch erregt. Daher wird eine Drei-Phasen-Wechselstromspannung in den Statorwicklungen 6 elektromagnetisch induziert. Die induzierte Spannung wird in eine Gleichstromspannung in dem Gleichrichter 24 umgewandelt, und ein Gleichstrom der umgewandelten Spannung wird von einem Ausgangsanschluss des Gleichrichters 24 ausgegeben. Die Spannungssteuerung 25 nimmt ein Steuersignal basierend auf der Ausgangsspannung auf und stellt den Erregerstrom, der durch die Feldwicklungen 11 fließt, gemäß dem Steuersignal ein, um die Spannung, die in dem Gleichrichter 24 erhalten wird, auf einen gewünschten Wert zu steuern. Daher wird elektrische Leistung der Spannung, die durch die Steuerung 25 gesteuert wird, ausgegeben.
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Jeder der Ventilatoren 17 und 18 wird ferner mit dem Rotor 10 gedreht, um einen kühlenden Wind zu erzeugen. Ansprechend auf die Drehung des Ventilators 18 wird Luft von den Fenstern 29 des Deckels 27 in den Wechselstromerzeuger 100 als ein kühlender Wind aufgenommen, und der Wind fließt entlang der axialen Richtung von der Rückseite zu der Vorderseite. Der Gleichrichter 24, die Spannungssteuerung 25 und die Bürstenvorrichtung 26, die zwischen dem Deckel 27 und dem Rahmen 2 platziert sind, werden daher durch diesen Wind gekühlt.
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Die Spannungssteuerung 25 ist im Folgenden detailliert beschrieben. 4 ist eine Seitenansicht der Spannungssteuerung 25. 5 ist eine Schnittansicht entlang im Wesentlichen einer Linie V-V von 4.
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Wie in 4 und 5 gezeigt ist, weist die Spannungssteuerung 25 eine Steuerschaltung 250 und ein wärmestrahlendes Bauglied 257, das an der Schaltung 250 angebracht ist, auf. Die Schaltung 250 weist ein Halbleitersubstrat 256 und einen IC-Chip 251, der an dem Substrat 256 angeordnet ist, auf. Das Bauglied 257 weist eine wärmestrahlende Platte 253, die aus Metall, wie z. B. Aluminium, hergestellt ist, und ein hochwärmeleitfähiges Haftmittel 252, durch das die Platte 253 an dem Substrat 256 angebracht ist, auf. Die Platte 253 wird durch Pressen und Formen einer Aluminiumplatte hergestellt. Die Steuerung 25 kann ferner ein Gehäuse 255, das mit einem männlichen Verbinder 254 einstückig gebildet ist, aufweisen. Das Gehäuse 255 verschließt bzw. dichtet die Schaltung 250 mit einem verschließenden Harzabschnitt 258 ab, um die Schaltung 250 in der Steuerung 25 zu befestigen. Die Steuerung 25 ist an dem Rahmen 2 durch den Verbinder 254 angebracht.
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Der Chip 251 weist eine Erregerstromsteuerschaltung und verschiedene Arten von Abnormalitätserfassungsschaltungen auf. Die Steuerschaltung startet und stoppt wiederholt den Erregerstrom, um eine Ausgangsspannung des Wechselstromerzeugers 100 zu steuern. Der Chip 251 erzeugt Wärme während des Betriebs der Schaltungen desselben. Um eine Menge von Wärme, die in dem Chip 251 erzeugt wird, zu reduzieren und die Schaltungen des Chips 251 zu verkleinern, wird bevorzugt, dass mindestens die Erregerstromsteuerschaltung unter Verwendung eines Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistors (MOS-FET; MOS-FET = Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) strukturiert ist.
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Die Platte 253 weist eine Rückseitenoberfläche 253a und eine wärmestrahlende Oberfläche 253b entgegengesetzt zueinander auf. Die Rückseitenoberfläche berührt das Substrat 256 der Schaltung 250 über das Haftmittel 252. Die wärmestrahlende Oberfläche 253b ist gegenüber der Atmosphäre ausgesetzt, um Wärme, die in dem Chip 251 erzeugt wird, in die Atmosphäre zu strahlen. Die wärmestrahlende Oberfläche 253b ist in einer glatten Form, wie z. B. einer gekrümmten Form oder einer flachen Form ohne Vorsprünge (oder Stege) oder Hohlräume (oder Unebenheiten) gebildet. Bei dem Fall der gekrümmten Form kann eine Krümmung der Oberfläche 253b konstant oder allmählich geändert sein, derart, dass die Oberfläche 253b keine Rauhigkeit aufweist. Bei dem Fall der flachen Oberfläche, wie in 5 gezeigt ist, kann die Oberfläche 253b in einer viereckigen Form mit vier Seiten gebildet sein. Die Oberfläche 253b ist vorzugsweise in einer rechtwinkligen Form gebildet, wobei zweite Seiten, die in jedem von zwei Sätzen einander gegenüberliegen, zueinander parallel sind. Die Steuerung 25 ist in dem Wechselstromerzeuger 100 angeordnet, derart, dass die Oberfläche 253b der Platte 253 entlang einer vertikalen Richtung ausgedehnt ist, um im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung zu sein. Die Oberfläche 253b der Platte 253 erstreckt sich daher entlang einer der radialen Richtungen, und eine der radialen Richtungen ist zu einem Schwerpunkt der Oberfläche 253b gerichtet. Diese radiale Richtung, die zu dem Schwerpunkt der Oberfläche 253b gerichtet ist, wird in dieser Beschreibung eine radiale Bezugsrichtung genannt.
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Eine Menge von Wärme, die in dem Gleichrichter 24 erzeugt wird, ist allgemein größer als dieselbe in dem Chip 251. Die Anordnung des Wechselstromerzeugers 100 ist daher derart bestimmt, dass der Gleichrichter 24 durch einen kühlenden Wind effektiver als andere elektrische Teile, die innerhalb des Rückdeckels 27 platziert sind, gekühlt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind das Bauglied 257 und die Schaltung 250 der Steuerung 25 angeordnet, um zu dem Gleichrichter 24 entlang einer Umfangsrichtung des Rotors 10 benachbart zu sein. Obwohl ein kühlender Wind in einem Bereich, der den Gleichrichter 24 umgibt, konzentriert ist, kühlt daher eine große Menge des kühlenden Winds die Platte 253 gleichzeitig zu dem Kühlen des Gleichrichters 24. Wärme, die in dem Chip 251 erzeugt wird, kann daher effizient in die Atmosphäre gestrahlt werden.
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6 ist eine perspektivische vergrößerte Seitenansicht der Platte 253, während 7 eine erklärende Ansicht ist, die die Flussrichtungen eines kühlenden Winds, der mit der Platte 253 zusammenstößt, zeigt. Bei dem Fall des in 1 gezeigten Standes der Technik wird die Wärmeleitplatte 270 gekühlt, indem bewirkt wird, dass ein kühlender Wind lediglich entlang einer Längsrichtung der Vorsprünge 260 fließt. Bei diesem Ausführungsbeispiel, wie in 6 und 7 gezeigt ist, fließt im Gegensatz dazu ein kühlender Wind, der durch den Ventilator 18 erzeugt wird, im Wesentlichen entlang der axialen Richtung und stößt mit der Oberfläche 253b der Platte 253 zusammen. Da die Platte 253 in einer flachen Form ohne Vorsprünge oder Hohlräume gebildet ist, sind die Flussrichtungen des Winds, der mit der Platte 253 zusammenstößt, nicht begrenzt und der Wind kann entlang jeder Richtung in dem Bereich von 360 Grad an der Oberfläche 253b fließen. Bei dem tatsächlichen Fluss des Windes wird der Wind, der entlang der axialen Richtung fließt, beeinflusst, um von der äußeren Seite zu der -inneren Seite zu fließen, da der Wind von den Fenstern 29, die auf der äußeren Seite platziert sind, aufgenommen wird.
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Da daher die Oberfläche 253b der Platte 253 in einer flachen Form ohne Vorsprünge oder Hohlräume gebildet ist, kann die Platte 253 verhindern, dass sich Fremdsubstanzen, wie z. B. Staub, Schmutz und dergleichen, die mit dem Wind gemischt sind, an der Oberfläche 253b ablagern. Obwohl ferner die Fremdsubstanzen vorübergehend an der Oberfläche 253b angebracht sind, fallen die Fremdsubstanzen unmittelbar hin zu einer tieferen Richtung.
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Obwohl dementsprechend der Wind, der die Fremdsubstanzen aufweist, auf der Oberfläche 253b fließt, kann die Kühlleistung in der Steuerung 25 zuverlässig aufrechterhalten werden. Da die Platte 253 ferner keine rippenförmigen Abschnitte aufweist und in einer einfachen Form gebildet ist, kann die Steuerung 25 mit einem niedrigen Aufwand hergestellt werden.
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8 ist eine erklärende Ansicht, die einen kühlenden Wind zeigt, der durch bzw. über die Platte 253 fließt, und 9 ist eine weitere erklärende Ansicht, die einen kühlenden Wind zeigt, der durch bzw. über die Platte 253 fließt. Wie in 8 gezeigt ist, kann bei diesem Ausführungsbeispiel, um eine Kühlleistung in der Steuerung 25 zu steigern, die Platte 253, die eine Oberfläche 253b mit einer rechtwinkligen Form aufweist, derart angeordnet sein, dass jede der vier Seiten der rechtwinkligen Form der Oberfläche 253b zu der radialen Bezugsrichtung R, die zu dem Schwerpunkt der Oberfläche 253b gerichtet ist, nicht parallel ist. Jede Seite kann, mit anderen Worten, hinsichtlich der radialen Bezugsrichtung R geneigt sein. Die Platte 253 kann insbesondere derart angeordnet sein, dass sich eine von diagonalen Linien DL1 und DL2 in der rechtwinkligen Form der Oberfläche 253b entlang der radialen Bezugsrichtung R erstreckt. Wie in 9 gezeigt ist, kann die Platte 253 alternativ derart angeordnet sein, dass eine der diagonalen Linien DL1 und DL2 in der rechtwinkligen Form der Oberfläche 253b senkrecht zu der radialen Bezugsrichtung R ist. Im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Platte 253 derart angeordnet ist, dass zwei gegenüberliegende Seiten in der rechtwinkligen Form der Oberfläche 253b parallel zu der radialen Bezugsrichtung R sind, verlängert daher die auf diesem Ausführungsbeispiel basierende Anordnung eine Länge der Oberfläche 253b entlang einer Breitenrichtung, die senkrecht zu der radialen Bezugsrichtung R ist, auf einer Ebene der Oberfläche 253b, und eine Durchschnittslänge der Oberfläche 253b entlang der radialen Bezugsrichtung R ist verkürzt.
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Die Argumentation, dass die Anordnung der Platte 253, die in 8 und 9 gezeigt ist, eine Kühlleistung in der Steuerung 25 steigert, ist beschrieben. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wird ein kühlender Wind W zum Kühlen der Steuerung 25 beeinflusst, um von der äußeren Seite zu der inneren Seite zu fließen. Eine Flussrichtung des Winds W an einer Ebene senkrecht zu der Drehachse ist daher entgegengesetzt zu der radialen Bezugsrichtung. Wenn der Wind W durch eine Oberfläche der Platte 253 fließt, wird die Temperatur des Winds allgemein erhöht, sowie der Wind von einer oberen Stromseite zu einer unteren Stromseite fließt. Eine Kühleffizienz auf der oberen Stromseite ist daher höher als dieselbe auf der unteren Stromseite. Sowie die Länge einer Oberfläche mit einer festen Fläche entlang einer Flussrichtung des Winds W verkürzt wird und entlang einer Richtung senkrecht zu der Flussrichtung verlängert wird, wird, mit anderen Worten, eine Durchschnittstemperatur des Winds W, der auf der Oberfläche 253b läuft, gesenkt. Da ferner der Wind W aus einer Luft erzeugt wird, die aus den Fenstern 29, die entlang der Breitenrichtung ausreichend geöffnet sind, genommen wird, weist der Wind W eine Dichte auf, die über die gesamte Länge der Oberfläche 253b entlang der Breitenrichtung konstant ist. Eine Durchschnittstemperatur des Winds, der auf der Oberfläche 253b läuft, kann dementsprechend zuverlässig gesenkt werden, und die Kühlleistung kann weiter verbessert werden.
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10 ist eine Seitenansicht einer Spannungssteuerung gemäß einer ersten Modifikation des Ausführungsbeispiels.
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Wie in 10 gezeigt ist, unterscheidet sich eine Spannungssteuerung 25A gemäß einer ersten Modifikation von der in 4 gezeigten Steuerung 25 dahingehend, dass die Platte 253 entlang einer Uhrzeigerrichtung an einer oberen Oberfläche des Gehäuses 255 verschoben ist. Die Platte 253 kann insbesondere derart angeordnet sein, dass zwei gegenüberliegende Seiten in der rechtwinkligen Form der Oberfläche 253b zu der radialen Bezugsrichtung R parallel sind. Da die Oberfläche 253b der Platte 253 in einer flachen Form ohne Vorsprünge oder Hohlräume gebildet ist, kann die Platte 253 verhindern, dass Fremdsubstanzen, wie z. B. Staub, Schmutz und dergleichen, an der Oberfläche 253b abgelagert werden. Eine Kühlleistung in der Steuerung 25A kann dementsprechend zuverlässig aufrechterhalten werden.
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11 ist eine Längsschnittansicht einer Spannungssteuerung gemäß einer zweiten Modifikation des Ausführungsbeispiels.
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Wie in 11 gezeigt ist, unterscheidet sich eine Spannungssteuerung 25B gemäß einer zweiten Modifikation von der Steuerung 25, die in 4 gezeigt ist, dahingehend, dass die Platte 253 hinsichtlich einer oberen Oberfläche des Gehäuses 255 geneigt ist. Die Platte 253 kann insbesondere derart angeordnet sein, dass eine Ebene, die die Oberfläche 253b aufweist, eine Linie, die sich entlang der radialen Bezugsrichtung R erstreckt, in einem vorbestimmten Winkel θ schneidet. D. h., die Oberfläche 253b ist hinsichtlich der vertikalen Richtung geneigt.
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Es wird bevorzugt, dass dieser Winkel θ höher als 0 Grad und gleich oder kleiner als 45 Grad eingestellt ist, um zu bewirken, dass der Wind, der mit der Oberfläche 253b zusammenstößt, entlang einer Richtung entgegengesetzt zu der radialen Bezugsrichtung R hin zu dem Gleichrichter 24 und der Bürstenvorrichtung 26 zuverlässig fließt. Die Kühlleistung der Platte 253 kann allgemein maximiert werden, wenn der kühlende Wind mit der Oberfläche 253b der Platte 253 bei einem Winkel fast senkrecht zu der Oberfläche 253b zusammenstößt. Bei diesem Fall wird jedoch, da ein Störungsgrad des Flusses des Winds vergrößert ist, die Kühlleistung des gesamten Wechselstromerzeugers 100 gesenkt. Wenn dementsprechend ein Störungsgrad des Flusses des kühlenden Winds durch Einstellen eines Schnittwinkels (Neigungswinkels) der Oberfläche 253b auf einen Winkel gleich oder niedriger als 45° gesenkt wird, kann die Kühlleistung in dem Wechselstromerzeuger 100 verbessert werden, während die Kühlleistung in der Steuerung 25B im Wesentlichen aufrechterhalten wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel und Modifikationen desselben begrenzt, und verschiedene Modifikationen des Ausführungsbeispiels sind innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung möglich.
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Bei den im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen und Modifikationen derselben ist beispielsweise die Oberfläche 253b der Platte 253 in einer rechtwinkligen Form gebildet. Die Oberfläche 253b kann jedoch in einer viereckigen Form mit vier Seiten gebildet sein. Bei diesem Fall ist die Platte 253 vorzugsweise derart angeordnet, dass sich eine kürzere der diagonalen Linien in der viereckigen Form der wärmestrahlenden Oberfläche entlang der radialen Bezugsrichtung R erstreckt. Die Platte 253 ist alternativ vorzugsweise derart angeordnet, dass eine längere der diagonalen Linien in der rechtwinkligen Form der wärmestrahlenden Oberfläche senkrecht zu der radialen Bezugsrichtung R ist.
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Als eine Kombination des Ausführungsbeispiels und der zweiten Modifikation ist ferner, wenn eine Ebene, die die wärmestrahlende Oberfläche aufweist, eine Linie schneidet, die sich entlang der radialen Bezugsrichtung R ausdehnt, die Platte 253 vorzugsweise derart angeordnet, dass jede der Seiten der viereckigen Form hinsichtlich einer Bezugsrichtung, die von einem Schnitt der Drehachse des Rotors 10 und einer Ebene, die die wärmestrahlende Oberfläche aufweist, zu dem Schwerpunkt der wärmestrahlenden Oberfläche gerichtet ist, geneigt ist.
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Das Bauglied 257 ist außerdem in dem Wechselstromerzeuger 100 angeordnet. Eine wärmestrahlendes Bauglied mit der gleichen Konfiguration und Funktion wie dieselben des Bauglieds 257 kann jedoch in einer elektrischen Drehvorrichtung angeordnet sein, um Wärme, die in einer Steuereinheit erzeugt wird, in die Atmosphäre zu strahlen. Bei dieser Vorrichtung weist eine elektromagnetische Wechselwirkungseinheit den Stator 4 und den Rotor 10 auf. Diese Einheit induziert in dem Stator aus einer Drehkraft des Rotors elektromagnetisch elektrische Leistung oder wandelt elektrische Leistung, die dem Stator zugeführt wird, in eine Drehkraft des Rotors elektromagnetisch um und gibt die induzierte elektrische Leistung oder die umgewandelte Drehkraft aus. Die Steuereinheit steuert die elektromagnetische Wechselwirkungseinheit, um die induzierte elektrische Leistung oder die umgewandelte Drehkraft, die auf einen vorbestimmten Wert eingestellt sind, auszugeben, und erzeugt während der Steuerung der elektromagnetischen Wechselwirkungseinheit Wärme. Das Bauglied in der Vorrichtung kann dementsprechend die Steuereinheit stabil kühlen, und die Vorrichtung mit dem Bauglied kann mit einem niedrigen Aufwand auf die gleiche Art und Weise wie die Steuerung 25 des Wechselstromerzeugers 100 hergestellt werden.
