DE102008056360A1

DE102008056360A1 - Generator

Info

Publication number: DE102008056360A1
Application number: DE102008056360A
Authority: DE
Inventors: Yoshiro Imazawa; Hiroya Ikuta; Shinichi Ito; Yoshihiro Shinosaka; Shinji Nishimura; Toshiyuki Oonishi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-11-08
Also published as: JP2010022113A; JP4578546B2; FR2933822A1; US7741742B2; DE102008056360B4; US20100007231A1; FR2933822B1

Abstract

Ein Fahrzeuggenerator wird bereitgestellt, der die Schwingung einer Platine unterdrücken kann. Der Fahrzeuggenerator weist einen Gleichrichter auf, der eine Vielzahl von Dioden, die einen Vollweggleichrichterschaltkreis ausbilden, ein Paar von Wärmesenken der negativen und positiven Anschlussseite, welche die Dioden halten, und eine Platine enthält, welche die Dioden und eine Statorspule miteinander verbindet, wobei die Wärmesenken der negativen und positiven Anschlussseite an einem Gehäuse an einer Vielzahl von Anbringabschnitten, die in einer axialen Richtung einer Welle übereinander liegen, unter Verwendung von Anbringungselementen angebracht sind. Zwischen benachbarten Anbringungselementen sind Angrenzungsabschnitte ausgebildet, in denen die Platine über der Wärmesenke der negativen Anschlussseite oder der Wärmesenke der positiven Anschlussseite liegt und in Angrenzung damit gebracht ist, und die Angrenzungsabschnitte sind miteinander mittels Nieten befestigt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Generator, der mit einem Gleichrichter vorgesehen ist, der beispielsweise in einem Fahrzeug zum Gleichrichten eines Wechselstroms, der in einer Statorspule eines Stators erzeugt wird, in einen Gleichstrom angebracht ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In der Vergangenheit ist in einem Generator für ein Fahrzeug, wie es in einem ersten Patentdokument ( japanisches Patent 4020211 , Absätze 0010–0013 und 2 bis 4) beschrieben ist, dass hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, darin ein Gleichrichter 12 vorgesehen, der mit einer Statorspule 16 zum Gleichrichten eines Wechselstroms, der in der Statorspule 16 erzeugt wird, in einen Gleichstrom elektrisch verbunden ist. Der Gleichrichter 12 enthält eine Vielzahl von Dioden 23, 25, die einen Vollweggleichrichter ausbilden, eine Wärmesenke der negativen Anschlussseite 26 und eine Wärmesenke der positiven Anschlussseite 24, die dazu dienen, diese Dioden 23, 25 entsprechend zu halten, und eine Platine 20, die dazu dient, elektrische Verbindungen zwischen den Dioden 23, 25 und der Statorspule 16 herzustellen, wobei die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 26, die Wärmesenke der positiven Anschlussseite 24 und die Platine 20 an einem Gehäuse 3 an drei Anbringabschnitten 20a, 20b, 20c angebracht werden, die in einer axialen Richtung einer Welle 6 übereinander liegen, unter Verwendung von Schrauben 40.
In diesem Gehäuse ist die Platine 20 des Gleichrichters 12 in einem Brückenzustand zwischen zwei Punkten der Anbringabschnitte 20a, 20b, 20c angeordnet, und Schwingungsunterdrückungsabschnitte 20ab, 20ac, wobei jeder eine Dicke aufweist, die größer als die von jedem der Anbringabschnitte 20a, 20b, 20c ist, sind an den Anbringabschnitten 20a, 20b, 20c so vorgesehen, dass die Einfachheit oder Frequenz bzw. Häufigkeit des Auftretens einer Schwingungsmode verringert wird. Folglich kann das Auftreten der Schwingungsmode der Platine 20 zwischen den oben genannten zwei Punkten unterdrückt werden.
Ferner ist in dem Gleichrichter eines Fahrzeuggenerators, wie er in einem zweiten Patentdokument ( japanisches Patent 3826775 , Abschnitt 0022 und 5) beschrieben ist, das hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, eine Metallbefestigung 58 mit einem Innengewindeabschnitt 59, der darin ausgebildet ist, in einem Anschlussblock 50 eingebracht, und eine Durchgangsöffnung 44 ist in einem Bereich einer Kühlrippe der positiven Anschlussseite 42 an einem Ort ausgebildet, welcher der Metallbefestigung 58 gegenüberliegt, wobei ein Befestigungsbolzen 70 veranlasst wird, sich in die Durchgangsöffnung 44 in der Kühlrippe der positiven Anschlussseite 42 zu erstrecken oder einzudringen, um in einen Gewindeeingriff mit dem Innengewindeabschnitt 59 der Metallbefestigung 58 gebracht zu werden, wodurch die Kühlrippe der positiven Anschlussseite 42 und der Anschlussblock 50 miteinander fest verbunden sind.
Wie es in 3 des oben genannten ersten Patentdokuments gezeigt ist, ist in diesem Gleichrichter 12 jedes der ersten Isolierelemente 41 von zylindrischer Gestalt und weist einen Flansch auf, der zwischen der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 26 und der Wärmesenke der positiven Anschlussseite 24 angeordnet ist. Die Platine 20, die Wärmesenke der positiven Anschlussseite 24 und die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 26 sind in einer integralen Einheit mittels Veranlassens von zweiten Isolierelementen 42, wobei jedes eine zylindrische Gestalt annimmt und einen Flansch aufweist, sich durch Öffnungen in den ersten Isolierelementen 41 und der Wärmesenke der positiven Anschlussseite 24 und Öffnungen in den Anbringabschnitten 20a, 20b, 20c zu erstrecken, ausgebildet oder zusammengefügt.
Ferner ist der somit integral aufgebaute Gleichrichter 12 fest an einer hinteren Halterung 2 durch Veranlassen der Schraube 40, sich durch die entsprechenden zweiten Isolierelemente 42, die mit der hinteren Halterung 2 zu verschrauben sind, zu erstrecken oder einzudringen, fest gesichert.
Die Flansche der ersten Isolierelemente 41 sind zwischen der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 26 und der Wärmesenke der positiven Anschlussseite 24 angeordnet, die beide aus Aluminium gefertigt sind und folglich Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, die sich von denen der ersten Isolierelemente 41 unterscheiden. Folglich wird in dem Fall, in dem der Generator in einem Fahrzeug angebracht ist und in einer Umgebung verwendet wird, in der sich die Temperatur des Generators von –40°C bis 120°C verändert, die gegenseitige Verbindung oder Kopplung der Platine 20, der Wärmesenke der positiven Anschlussseite 24 und der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 26 oft instabil.
Folglich bestand ein Problem darin, dass Schwingungen, die an dem Generator anliegen, wenn dieser in dem Fahrzeug angebracht ist, direkt Beschädigungen oder Defekte in den Verbindungsabschnitten der Dioden 23, 25 und der Platine 20 verursachen.
Ferner weisen die Schwingungsunterdrückungsabschnitte 20ab, 20ac, die an dem Gleichrichter 12 vorgesehen sind, eine größere Dicke als die Anbringabschnitte 20a, 20b, 20c auf, so dass ferner ein weiteres Problem darin bestand, dass das Gewicht der Platine 20 selbst vergrößert ist, was die Annahme nahe legt, dass das erhöhte Gewicht an die oben genannten Verbindungsabschnitte aufgebracht werden könnte.
Ferner ist in dem oben genannten zweiten Patentdokument die Durchgangsöffnung 44 in der Kühlrippe der positiven Anschlussseite 42, die Potenzial haben wird, ausgebildet, und der Befestigungsbolzen 70 erstreckt sich durch die Durchgangsöffnung 44 oder dringt ein und wird anschließend mit der Metallbefestigung 48 gekoppelt, so dass ferner ein Problem darin bestand, dass eine Teilentladung bei einer Arbeitsumgebung auftreten kann, in der Fremdstoffe dazu neigen, sich an der Kühlrippe der positiven Anschlussseite 42 abzulagern.
Ferner, da die Metallbefestigung 58 in den Anschlussblock 50 eingebracht ist und eine Durchgangsöffnung 36 für einen Kopplungsbetrieb des Befestigungsbolzens 70 in der Kühlrippe der negativen Anschlussseite 32 ausgebildet ist, bestand noch ein weiteres Problem darin, dass eine komplizierte Struktur die Folge war.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Folglich ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung die oben genannten Probleme löst und sie hat zur Aufgabe, einen Generator bereitzustellen, der im Stande ist, die Schwingungen einer Platine unter Berücksichtigung einer einfachen Struktur wirkungsvoll zu unterdrücken.
Unter Berücksichtigung des obigen Problems enthält ein Generator gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse, eine Welle, die drehbar von dem Gehäuse gelagert wird, einen Rotor, der fest an der Welle angebracht ist, einen Stator, der aus einem Statorkern, der fest an einer Innenwandoberfläche des Gehäuses gesichert ist, und einer Statorspule aufgebaut ist, die um den Statorkern gewickelt ist, und einen Gleichrichter, der mit der Statorspule zum Gleichrichten eines Wechselstroms, der in der Statorspule erzeugt wird, in einen Gleichstrom elektrisch verbunden ist. Der Gleichrichter weist eine Vielzahl von Gleichrichterelementen, die einen Vollweggleichrichterschaltkreis ausbilden, ein Paar von Wärmesenken der negativen und positiven Anschlussseite, welche die Gleichrichterelemente halten, und eine Platine auf, welche die Gleichrichterelemente und die Statorspule miteinander elektrisch verbindet. Die Wärmesenke der negativen Anschlussseite, die Wärmesenke der positiven Anschlussseite und die Platine sind an dem Gehäuse an einer Vielzahl von Anbringabschnitten, die in einer axialen Richtung der Welle übereinander liegen, unter Verwendung der Anbringungselemente angebracht. Zwischen benachbarten Abringabschnitten sind Angrenzungsabschnitte ausgebildet, in denen die Platine über der Wärmesenke der negativen Anschlussseite oder der Wärmesenke der positiven Anschlussseite liegt oder damit in Angrenzung gebracht ist, und die Angrenzungsabschnitte sind durch Mittel einer Befestigungseinrichtung miteinander befestigt.
Gemäß dem Generator der vorliegenden Erfindung sind zwischen benachbarten Anbringabschnitten Angrenzungsabschnitte ausgebildet, in denen die Platine über der Wärmesenke der negativen Anschlussseite oder der Wärmesenke der positiven Anschlussseite liegt und damit in Angrenzung gebracht ist, und sind die Angrenzungsabschnitte mittels der Befestigungseinrichtung miteinander so befestigt, dass eine vorteilhafte Wirkung, dass die Schwingung der Platine auf zuverlässige Weise unterdrückt werden kann, erhalten werden kann.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, einfacher verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Generator für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine vergrößerte Vorderansicht, die einen Gleichrichter in 1 zeigt.
3 ist eine vergrößerte Vorderansicht, die eine Wärmesenke der negativen Anschlussseite 2 zeigt.
4 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie IV-IV in Anbringabschnitten von 2.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in befestigten Abschnitten von 2.
6 ist eine vergrößerte Ansicht von 5.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Im Folgenden wird unten eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den entsprechenden Figuren werden dieselben oder entsprechende Elemente oder Teile mit denselben Referenznummern und Zeichen bezeichnet.
Hier sei bemerkt, dass die Referenznummern und Zeichen, die in der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, keine Relevanz auf diejenigen haben, die bezüglich der vorgenannten ersten und zweiten Patentdokumente, die im Abschnitt Hintergrund der Erfindung beschrieben sind, und die folgende Beschreibung wird mit eigenen Elementen und Teilen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung getätigt, die mit neuen Referenznummern und Zeichen bezeichnet sind.
Ausführungsform 1
Bezugnehmend auf die Zeichnungen und zunächst auf 1, ist in einer Querschnittsansicht ein Generator für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. 2 ist eine Draufsicht, die einen Gleichrichter 14 in 1 zeigt und 3 ist eine Draufsicht der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 von 1. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 2 und 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in 2.
Dieser Generator für ein Fahrzeug (im Folgenden auch als ein Fahrzeuggenerator bezeichnet) ist mit einem Gehäuse vorgesehen, das aus einer vorderen Halterung 1 und einer hinteren Halterung 2, die beide aus Aluminium gefertigt sind, aufgebaut ist, und einer Welle 8 vorgesehen, die von einem vorderen Lager 6, das in einen Lageraufnahmeabschnitt 5 der vorderen Halterung 1 eingepasst ist, und von einem hinteren Lager 4 drehbar gelagert wird, das in eine Lageraufnahmeabschnitt 3 der hintern Halterung 2 eingepasst ist, und eine Rolle 7 aufweist, die daran fest an einem Endabschnitt davon angebracht ist.
Ferner ist der Fahrzeuggenerator außerdem mit einem Rotor der „Rundle” Art 9, der fest an der Welle 8 angebracht ist, einem Stator 10, der fest an einer Innenwandoberfläche des Gehäuses angebracht ist, einem Gleitring 11, der fest an dem anderen Ende der Welle 8 zum Zuführen eines elektrischen Stroms an den Rotor 9 angebracht ist, einem Paar von Bürsten 12, deren vordere Endflächen sich mit dem Gleitring 11 in Gleitkontakt befinden, einem Bürstenhalter 13, der dazu dient die Bürsten 12 aufzunehmen, einem Gleichrichter 14, der elektrisch mit dem Stator 10 zum Gleichrichten eines Wechselstroms, der in dem Stator 10 erzeugt wird, in einen Gleichstrom verbunden ist, und einer Wärmesenke 15, die in den Bürstenhalter 13 eingepasst ist, und einem Spannungsregulator 16 vorgesehen, der an die Wärmesenke 15 zum Steuern und Regulieren einer Wechselspannung gebunden ist, die in dem Stator 10 erzeugt wird, um sich in einem vorbestimmten Bereich zu befinden.
Der Rotor 9 ist aus einer Rotorspule 17, die einen Magnetfluss erzeugt, wenn ein elektrischer Strom hindurchfließt, und einem Feldkern 18 aufgebaut, der so angeordnet ist, dass die Rotorspule 17 eingeschlossen wird, wobei deren Magnetpol durch den Magnetfluss ausgebildet wird, der dadurch in dem Feldkern 18 erzeugt wird. Ein Paar von Zentrifugalkühlrippen 19 sind an die axial gegenüberliegenden Seiten des Feldkerns 18 angeschweißt.
Der Stator 10 ist aus einem Statorkern 20 und einer Statorspule 21 aufgebaut, die aus einem Leiter ausgebildet ist, der um den Statorkern 20 gewickelt ist und dazu dient, einen Wechselstrom gemäß einer Änderung in dem Magnetfluss von der Rotorspule 17 zu erzeugen.
Der Gleichrichter 14 enthält eine Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22, die aus einem Wärmesenkenhauptkörper 22a, einer kreisförmigen Bogenbandgestalt und einer Vielzahl von Rippen 22b, die aufrecht auf einer hinteren Seite des Wärmesenkenhauptkörpers 22a angeordnet sind, aufgebaut ist, eine Vielzahl von Dioden der positiven Anschlussseite 23, die als Gleichrichterelemente dienen, die mittels Harzausformens ausgebildet sind und fest an einer Oberfläche des Wärmesenkenhauptkörpers der positiven Anschlussseite 22a angelötet sind, eine Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 einer kreisförmigen Bogenbandgestalt, die dadurch geerdet ist, dass sie sich in Oberflächenkontakt mit der hinteren Halterung 2 befindet, eine Vielzahl von Dioden der negativen Anschlussseite 25, die als Gleichrichterelemente dienen, die mittels Harzausformens ausgebildet sind und fest an der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 verlötet sind, und eine Platine 26, in der eine Verdrahtung für die elektrische Verbindung zwischen den entsprechenden Dioden 23, 25 und der Statorspule 21 mittels Umspritzens ausgebildet ist, wobei der Dreiphasenwechselstrom, der in dem Stator 10 erzeugt wird, in einen Gleichstrom gleichgerichtet wird.
Die Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 und die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 sind im Wesentlichen in einer diametralen ebenen Konfiguration aufgebaut und sind in dem Gehäuse 3 aufgenommen. Die Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 und die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 sind aus Aluminium einer hohen Wärmeleitfähigkeit gefertigt.
Die Platine 26 dient zum Halten von Anschlüssen geeigneter Gestalten mittels eines Isolierharzes und nimmt eine kreisförmige Bogenbandgestalt an, ähnlich der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 und der Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22.
Eine Vielzahl von Platinenanbringöffnungen 27 ist an gegenüberliegenden Seitenabschnitten und an einem Zwischenabschnitt der Platine 26 ausgebildet. Platinenbefestigungsöffnungen 28 sind zwischen benachbarten Platinenanbringöffnungen 27 ausgebildet.
Die Platine 26, die Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 und die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 sind in einer Seite-an-Seite Beziehung entlang der axialen Richtung angeordnet.
Die Vielzahl der Dioden der positiven Anschlussseite 23 sind in Intervallen bzw. Abständen in Umfangsrichtung auf dem Wärmesenkenhauptkörper 22a der Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 angeordnet. Anbringöffnungen der positiven Anschlussseite 29 sind in dem Wärmesenkenhauptkörper 22a an Orten ausgebildet, die den Platinenanbringöffnungen 27 entsprechen, wie es in 4 gezeigt ist.
Die Vielzahl von Dioden der negativen Anschlussseite 25 sind in Abständen in Umfangsrichtung auf einer Oberfläche der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 an der Seite der Platine 26 angeordnet.
Anbringöffnungen der negativen Anschlussseite 30 sind in der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 an Orten ausgebildet, die den Platinenanbringöffnungen 27 entsprechen.
Wie es in 4 gezeigt ist, weist jedes der ersten Isolierelemente 31 einer zylindrischen Gestalt einen Flansch 31a auf, der zwischen der Wärmesenke 24 der negativen Anschlussseite und der Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 angeordnet ist. Ein zweites Isolierelement 33 einer zylindrischen Gestalt, das einen Flansch aufweist, erstreckt sich durch eine entsprechende Platinenanbringöffnung 27 in der Platine 26, eine entsprechende Anbringöffnung der positiven Anschlussseite 29 in der Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 und eine entsprechende Öffnung in dem ersten Isolierelement 31. Mittels der zweiten Isolierelemente 32, die sich durch die Platine 26, die Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 und die ersten Isolierelemente 31 erstrecken, sind die Platine 26, die Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 und die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 integral miteinander zusammengefügt oder verbunden.
Ferner ist der so integral zusammengefügte Gleichrichter 14 an der hinteren Halterung 2 durch Veranlassen der Anbringungselemente in der Form von Schrauben (nicht gezeigt), sich durch die entsprechenden zweiten Isolierelemente 32 zu erstrecken oder dahinein zu dringen, um mit der hinteren Halterung 2 verschraubt zu sein, fest gesichert.
In dieser Ausführungsform sind die Platine 26, die Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 und die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 an der hinteren Halterung 2 fest an drei Anbringorten oder Positionen gesichert, die in der axialen Richtung der Welle 8 mittels der Anbringungselemente in der Form von Schrauben übereinander liegen.
Wie es in 5 gezeigt ist, ist die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 mit einer Vielzahl von ersten Vorsprungsabschnitten 34 ausgebildet (obwohl lediglich einer dargestellt ist). Jeder der ersten Vorsprungsabschnitte 34 weist eine Wärmesenkenbefestigungsöffnung 33 auf, die dort hindurch ausgebildet ist, die einer entsprechenden der Platinenbefestigungsöffnungen 28 entspricht. Ferner ist die Platine 26 mit einer Vielzahl von zweiten Vorsprungsabschnitten 35 ausgebildet (obwohl lediglich einer dargestellt ist), wobei jeder davon eine vordere Endoberfläche aufweist, die mit der vorderen Endfläche eines entsprechenden ersten Vorsprungsabschnitts 34 in Angrenzung gebracht ist. Jeder der zweiten Vorsprungsabschnitte 35 weist eine Platinenbefestigungsöffnung 28 auf, die mit der Wärmesenkenbefestigungsöffnung 33 in einem entsprechenden ersten Vorsprungsabschnitt 34 in Ausrichtung angeordnet ist. Eine Vielzahl von Befestigungselementen in der Form von Nieten 36, die eine Befestigungseinrichtung der vorliegenden Erfindung bilden, erstrecken sich entsprechend durch die entsprechenden Platinenbefestigungsöffnungen 28 und die entsprechenden Wärmesenkenbefestigungsöffnungen 33 oder dringen ein. Jede der Nieten 36 ist an einem mittleren Abschnitt in Umfangsrichtung einer Kreisbogenlinie, die benachbarte Anbringungselemente in der Form von Schrauben miteinander verbindet, und an einem Ort in der Nähe von benachbarten Gleichrichterelementen 25 angeordnet. Der vordere Endabschnitt jeder Niete 36 ist bezüglich einer Nut 39 freigelegt, die in der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 ausgebildet ist.
Der vordere Endabschnitt jeder Niete 36 ist in der diametralen Richtung gequetscht, um mit einer Bodenoberfläche jeder entsprechenden Nut 39 einzugreifen, wodurch Angrenzungsorte oder -abschnitte, bei denen sich die vordere Endfläche des ersten Vorsprungsabschnitts 34 und die vordere Endfläche des zweiten Vorsprungsabschnitts 35 miteinander in Angrenzung befinden, mittels der so gequetschten Niete 36 stark miteinander gekoppelt sind.
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptabschnitts von 5, worin jede der Wärmesenkenbefestigungsöffnungen einen Innendurchmesser aufweist, der größer als ein Innendurchmesser jeder Platinebefestigungsöffnung 28 ist. Folglich wird selbst in einem Fall, in dem eine leichte Verschiebung oder Abweichung in der Position der Überlagerung zwischen der Platine 26 und der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 vorliegt, verhindert, dass der Vorderendabschnitt der Niete 36, wenn diese in eine Platinenbefestigungsöffnung 28 und eine Wärmesenkenbefestigungsöffnung 33 eingebracht wird, mit einer Ecke oder einem Umfangsabschnitt einer Einlassöffnung der Wärmesenkenbefestigungsöffnung 33 kollidiert, wodurch eine mögliche Beschädigung oder ein möglicher Bruch der Niete 36 und eines entsprechenden ersten Vorsprungsabschnitts 34 vermieden werden kann und gleichzeitig die Effizienz des Zusammenfügens davon verbessert werden kann.
Ferner wird der Innendurchmesser jeder Wärmesenkenbefestigungsöffnung 33 entlang einer Richtung, in der eine Niete 36 eingebracht wird, kleiner, so dass eine Innenwandoberfläche von jeder Wärmesenkenbefestigungsöffnung 33 eine zugespitzte bzw. konische Oberfläche ausbildet. Diese konische Oberfläche kann auf einfache Weise unter Verwendung einer gezogenen Neigung (drawing slope) ausgebildet werden, wenn die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 mittels Spritzgusses ausgeformt wird.
Ferner stehen die ersten Vorsprungsabschnitte 34 in Richtung der Platine 26 von der Anbringoberfläche der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 hervor, an der die Dioden der negativen Anschlussseite 25 fest angebracht sind, folglich kollidiert ein erhöhter Betrag von Kühlluft, die gemäß der Drehung der Zentrifugalrippen 19 erzeugt wird, mit den ersten Vorsprungsabschnitten 34 und den zweiten Vorsprungsabschnitten 35 und folglich dienen die ersten Vorsprungsabschnitte 34 und die zweiten Vorsprungsabschnitte 35 als Rippen für die Wärmeabfuhr. Ferner, da die ersten Vorsprungsabschnitte 34 und die zweiten Vorsprungsabschnitte 35 an Orten in der Nähe der entsprechenden Dioden der negativen Anschlussseite 25, die Heizelemente sind, angeordnet sind, ist die Wirkung der Wärmeabfuhr aufgrund der ersten Vorsprungsabschnitte 34 und der zweiten Vorsprungsabschnitte 35 groß.
Ferner ist jede der Platinenbefestigungsöffnungen 28 an einer Außendurchmesserseite eines Kreisbogens ausgebildet, der die Platinenanbringöffnungen 27, die an drei Orten ausgebildet sind, verbindet. Folglich ist eine Außendurchmesserseite der Platine 26, bei der die Amplitude von Schwingungen davon größer als an einer Innendurchmesserseite davon ist, integral mit der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 gekoppelt, wodurch der Schwingungswiderstand der Platine 26 verbessert werden kann.
Ferner erstrecken sich die ersten Vorsprungsabschnitte 34, die an der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 ausgebildet sind, entlang der axialen Richtung der Nieten 36, und die Angrenzungsabschnitte der vorderen Endfläche von jedem ersten Vorsprungsabschnitt 34 und der vorderen Endfläche von jedem entsprechenden zweiten Vorsprungsabschnitt 35 sind in der Nähe der Verbindungsabschnitte eines Anschlusses 37 angeordnet, der von der Platine 26 freigelegt ist, und ein entsprechender Anschluss 38 ist von der entsprechenden Dioden der positiven Anschlussseite 23 herausgeführt. Folglich wird der Abstand zwischen den Angrenzungsabschnitten und den entsprechenden Verbindungsabschnitten kleiner, folglich kann die Amplitude einer Schwingung der Verbindungsabschnitte bezüglich der Schwingung der Platine 26 um die Angrenzungsabschnitte, was die Ursache der Schwingung ist, auf ein kleines Maß unterdrückt werden, wodurch es ermöglicht wird, den Schwingungswiderstand der Verbindungsabschnitte zu verbessern.
Ferner, unter der Annahme, dass die Höhe der zweiten Vorsprungsabschnitte 35 der Platine 26 S1 ist und die Höhe der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 H1 ist, ist der Wert S1 im Wesentlichen gleich der Summe der Dicke S2 der Platine 26 an den Anbringöffnungen 27 und einer Dicke H2 des Flansches 31a eines ersten Isolierelements 31.
Die Platine 26 ist beispielsweise aus Polyphenylensuflidharz (PPS) gefertigt, und die ersten Isolierelemente 31 sind auch aus demselben Harz wie die Platine 26 gefertigt. Selbst ausgesetzt einer Wärmeentwicklung, sind die Platine 26 und die ersten Isolierelemente 31 an den Anbringabschnitten in der Umgebung der Anbringöffnungen 27, 29, 30 und die Platine 26 an den Befestigungsabschnitten in der Umgebung der Befestigungsöffnungen 28, 33 im Wesentlichen gleich, hinsichtlich des Zustands der Veränderung, und folglich ist es möglich, die Erzeugung einer Störung in der Brückkonstruktion zu vermeiden.
Es sei bemerkt, dass die Platine 26 und die ersten Isolierelemente 31 nicht notwendigerweise aus demselben Harzmaterial gefertigt sein müssen, aber aus Materialien gefertigt sein sollten, die ähnliche physikalische Eigenschaften aufweisen.
Ferner ist es in den Angrenzungsabschnitten, in denen sich die vordere Endfläche von jedem ersten Vorsprungsabschnitt 34 und die vordere Endfläche von jedem entsprechenden zweiten Vorsprungsabschnitt 35 in Angrenzung befinden, wünschenswert, dass das Verhältnis (A2/A1) der Dicke A2 der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24, die ein Metallelement ist, zur Dicke A2 des Gleichrichters 14, die von einer Vorderoberfläche der Platine 26 zu einer Rückoberfläche der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 ist, gleich oder größer als 1/2 ist.
Dadurch kann der Einfluss einer Veränderung der Abmessungen aufgrund eines Verschleißes in dem Harzmaterial soweit wie möglich verringert werden.
Ferner sind die Wärmesenkenbefestigungsöffnungen 33 lediglich in der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 ausgebildet, um ohne Bereitstellen irgendeiner Öffnung in der Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22, die nicht an der Platine 26 befestigt ist, befestigt zu sein, und die Nieten 36 sind eingebracht, um sich durch die Platinenbefestigungsöffnungen 28 der Platine 26 und die Wärmesenkenbefestigungsöffnungen 33 zu erstrecken oder einzudringen, so dass die Platine 26 und die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 mittels Quetschens vorderer Endabschnitte der Nieten 36 in einer diametralen Richtung stark miteinander gekoppelt sind.
Ferner ist die Platine 26 fest an der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 gesichert, die geerdet ist, wodurch es möglich ist, die Erzeugung einer Entladung selbst in einer Arbeitsumgebung zu unterdrücken, in der sich Fremdkörper an den oben genannten Befestigungsabschnitten ablagern.
Ferner, selbst wenn die Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 elektrolytisch korrodiert wurde, verliert die Platine 26, die direkt an der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 befestigt ist, nicht deren Haltbarkeit und Schwingungswiderstand.
Ferner sind die vorderen Endabschnitte der Nieten 36 gequetscht, während diese in der diametralen oder radialen Richtung vergrößert oder ausgedehnt sind ohne von der Nut 39 hervorzustehen, folglich besteht keine Notwendigkeit, die Gestalt der hinteren Befestigung 2 aufgrund der Nieten 36 zu verändern oder zu modifizieren.
Es sei hier bemerkt, dass in der oben genannten Ausführungsform die Nieten 36 als Befestigungselemente verwendet werden, allerdings können andere Befestigungselemente, wie beispielsweise Schrauben, Pins, Spannstifte oder dergleichen angewendet werden. Ferner können Blindnieten angewendet werden.
Ferner werden die Nieten 36, welche die Befestigungselemente sind, als die Befestigungseinrichtung verwendet, die dazu dient, die Angrenzungsabschnitte miteinander zu befestigen, wobei sich die vorderen Endflächen der ersten Vorsprungsabschnitte 34 und die vorderen Endflächen der zweiten Vorsprungsabschnitte 35 miteinander in Angrenzung befinden, aber die vorderen Endflächen der ersten Vorsprungsabschnitte 34 und die vorderen Endflächen der zweiten Vorsprungsabschnitte 35 können unter Verwendung von Binde- oder Haftvermittlern oder Materialien als die Befestigungseinrichtung anstelle der Verwendung der Befestigungselemente befestigt werden. Mit der Verwendung solcher Binde- oder Haftvermittler oder Materialien kann die Schwingung der Platine 26 ohne Vergrößerung deren Gewichts unterdrückt werden.
Ferner können die zweiten Vorsprungsabschnitte 35 der Platine 26 weggelassen werden oder müssen nicht ausgebildet werden, und die vorderen Endflächen der ersten Vorsprungsabschnitte 34 der Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 können in direktem Kontakt mit der Platine 26 angeordnet werden.
Ferner, obwohl in der oben genannten Ausführungsform die Angrenzungsabschnitte der Platine 26 und die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 unter Verwendung der Nieten 36 fest miteinander verbunden sind, können die Angrenzungsabschnitte der Platine 26 und die Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 unter Verwendung einer Befestigungseinrichtung, wie beispielsweise Nieten, Binde- oder Haftmaterialien usw., fest miteinander verbunden sein.
Ferner kann die hintere Befestigung 2 als Wärmesenke der negativen Anschlussseite dienen.
Obwohl in der oben genannten Ausführungsform auf den Fahrzeuggenerator Bezug genommen wurde, in dem die Wärmesenke der negativen Anschlussseite 24 an einem Ort diametral außerhalb der Wärmesenke der positiven Anschlussseite 22 angeordnet ist, kann die vorliegende Erfindung selbst für einen Fahrzeuggenerator angewendet werden, in dem die Wärmesenke der positiven Anschlussseite an einem Ort diametral außerhalb einer Wärmesenke der negativen Anschlussseite angeordnet ist.
Ferner, obwohl in der oben genannten Ausführungsform auf den Generator für die Verwendung in einem Fahrzeug Bezug genommen wurde, kann die vorliegende Erfindung auch für andere Arten von Generatoren angewendet werden, die angetrieben werden, um sich mittels einer Antriebsquelle, wie beispielsweise eines Verbrennungsmotors, eines elektrischen Motors, einer Wassermühle usw., zu drehen, anstelle eines Verbrennungsmotors für die Verwendung in Fahrzeugen.
Ferner können als Gleichrichterelemente beispielsweise MOS-FETs, IGBTs oder bipolare Transistoren anstelle der Dioden 23, 25 verwendet werden.
Während die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung mit Modifikationen innerhalb des Geistes und Gegenstandes der beigefügten Ansprüche ausgeführt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 4020211 [0002]
- JP 3826775 [0004]

Claims

Generator, der umfasst: ein Gehäuse (3); eine Welle (8), die drehbar von dem Gehäuse (3) gelagert ist; einen Rotor (9), der an der Welle (8) fest angebracht ist; einen Stator (10), der aus einem Statorkern (20), der fest an einer Innenwandoberfläche des Gehäuses (3) gesichert ist, und einer Statorspule (21) aufgebaut ist, die um den Statorkern (20) gewickelt ist; und einen Gleichrichter (14), der mit der Statorspule (21) zum Gleichrichten eines Wechselstroms, der in der Statorspule (21) erzeugt wird, in einen Gleichstrom elektrisch verbunden ist; bei dem der Gleichrichter (14) eine Vielzahl von Gleichrichterelementen (25), die einen Vollweggleichrichterschaltkreis ausbilden, ein Paar von Wärmesenken der negativen und positiven Anschlussseite (24, 22), welche die Gleichrichterelemente (25) halten, und eine Platine (26) aufweist, welche die Gleichrichterelemente (25) und die Statorspule (21) miteinander elektrisch verbindet; bei dem die Wärmesenke der negativen Anschlussseite (24), die Wärmesenke der positiven Anschlussseite (22) und die Platine (20) an dem Gehäuse (3) an einer Vielzahl von Anbringabschnitten (20a, 20b, 20c), die in einer axialen Richtung der Welle (8) übereinander liegen, unter Verwendung von Anbringungselementen angebracht sind; und bei dem zwischen benachbarten Anbringabschnitten (20a, 20b, 20c) Angrenzungsabschnitte ausgebildet sind, in denen die Platine (26) über der Wärmesenke der negativen Anschlussseite (24) oder der Wärmesenke der positiven Anschlussseite (22) liegt und in Angrenzung damit angeordnet ist, und die Angrenzungsabschnitte mittels einer Befestigungseinrichtung miteinander befestigt sind.
Generator nach Anspruch 1, bei dem die Befestigungseinrichtung an einem Ort diametral außerhalb einer Kreisbogenlinie angeordnet ist, welche die Anbringungselemente miteinander verbindet.
Generator nach Anspruch 2, bei dem die Befestigungseinrichtung an einem in Umfangsrichtung zentralen Abschnitt einer Kreisbogenlinie, die zwischen benachbarten Anbringungselementen verbindet, und an einem Ort in der Nähe von benachbarten Gleichrichterelementen (25) angeordnet ist.
Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem in den Angrenzungsabschnitten, die Wärmesenke der negativen Anschlussseite (24) oder die Wärmesenke der positiven Anschlussseite (22), die der Platine (26) zugewandt sind, einen Vorsprungsabschnitt (34 oder 35) aufweist, der in Richtung der Platine (26) hervorsteht, und die vordere Endfläche des Vorsprungsabschnitts (34 oder 35) in Angrenzung mit der Platine (26) gebracht ist.
Generator nach Anspruch 4, bei dem der Vorsprungsabschnitt (34 oder 35) eine Wärmesenkenbefestigungsöffnung (33) aufweist, die dort hindurch ausgerichtet mit einer Platinenbefestigungsöffnung (28) ausgebildet ist, die durch die Platine (26) ausgebildet ist, und die Wärmesenkenbefestigungsöffnung (33) einen Innendurchmesser an deren Seite in der Nähe der Platine (26) aufweist, der größer als ein Innendruchmesser der Platinenbefestigungsöffnung (28) ist; und bei dem ein Befestigungselement (23), das die Befestigungseinrichtung bildet, in die Platinenbefestigungsöffnung (28) und die Wärmesenkenbefestigungsöffnung (33) eingebracht ist.
Generator nach Anspruch 5, bei dem die Wärmesenke der negativen Anschlussseite (24) oder die Wärmesenke der positiven Anschlussseite (22), in der die Wärmesenkenbefestigungsöffnung (33) ausgebildet ist, eine Nut (39) aufweist, die darin in Kommunikation mit der Wärmesenkenbefestigungsöffnung (33) an einer Seite davon gegenüber der Platine (26) ausgebildet ist, und das Befestigungselement (36) einen vorderen Endabschnitt im Eingriff mit einer Bodenoberfläche der Nut (39) aufweist.
Generator nach Anspruch 6, bei dem das Befestigungselement (36) in die Platinenbefestigungsöffnung (28) und die Wärmesenkenbefestigungsöffnung (33) eingebracht ist, die in der Wärmesenke der negativen Anschlussseite (24) ausgebildet ist.
Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Gehäuse (3) aus einer ersten Halterung (2) und einer zweiten Halterung (1) aufgebaut ist und die erste Halterung (2) als Wärmesenke der negativen Anschlussseite (24) dient.