JP2000083351A - Alternator and cooler for vehicle - Google Patents

Alternator and cooler for vehicle

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JP2000083351A
JP2000083351A JP10249288A JP24928898A JP2000083351A JP 2000083351 A JP2000083351 A JP 2000083351A JP 10249288 A JP10249288 A JP 10249288A JP 24928898 A JP24928898 A JP 24928898A JP 2000083351 A JP2000083351 A JP 2000083351A
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JP
Japan
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cooling
coolant
stator
vehicle
flow path
Prior art date
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JP10249288A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Innami
Hiroyuki Kanazawa
Nobuo Kawasaki
Atsushi Suzuki
Masami Takano
Shingo Yokoyama
敏之 印南
伸夫 川崎
真吾 横山
宏至 金澤
敦 鈴木
雅美 高野
Original Assignee
Hitachi Ltd
株式会社日立製作所
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an alternator for vehicle in which both the stator and the controller can be cooled surely, regardless of the fluctuations in the flow rate of cooling liquid as a whole. SOLUTION: The alternator for vehicle comprises a rotor 3 excited by a field coil 6, a stator 7 for outputting power, a rectifier 13 for rectifying output power from the stator 7, a voltage regulator 14 for regulating field current which is supplied to the field coil 6, a cooling liquid channel 17a provided on the periphery of the stator 7, and a cooling liquid channel 17c provided on the periphery of the a rectifier 13 and the voltage regulator 14 where the cooling liquid channels 17a, 17c are coupled in series.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、両車用交流発電機
に係り、特に自動車等の車両に搭載される車両用交流発
電機に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alternator for a two-wheeled vehicle, and more particularly to an alternator for a vehicle mounted on a vehicle such as an automobile.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の車両用交流発電機は、車両のエン
ジンより駆動力が伝達され且つ界磁コイルにより励磁さ
れる回転子と、この回転子を囲うように対向して設けら
れた固定子鉄心及び固定子コイルを有する円筒状の固定
子と、回転子を回転可能に支持する軸受を有し、且つ回
転子と一定の相対位置関係をもって固定子を支持する前
ブラケット及び後ブラケットと、発電量調整のために界
磁電流を調整する電圧調整器と、固定子コイルに誘起さ
れた交流を直流に変換する整流器を備えている。
2. Description of the Related Art A conventional vehicle alternator includes a rotor to which a driving force is transmitted from an engine of a vehicle and which is excited by a field coil, and a stator provided so as to surround the rotor. A front bracket and a rear bracket having a cylindrical stator having an iron core and a stator coil, and a bearing rotatably supporting the rotor, and supporting the stator in a fixed relative positional relationship with the rotor; It has a voltage regulator for adjusting the field current for adjusting the amount, and a rectifier for converting an alternating current induced in the stator coil to a direct current.
【0003】この車両用交流発電機において、励磁され
た回転子がエンジンの駆動力により固定子の中を回転す
ると、固定子コイルに誘導起電力が発生する。誘起され
た交流は整流器により直流に変換され、バッテリを介し
て車両に供給される。回転子の界磁電流は電圧調整器に
より調整され、車両の電気負荷の変化に対応して発電量
が調整される仕組みとなっている。
In this vehicle alternator, when the excited rotor rotates in the stator by the driving force of the engine, an induced electromotive force is generated in the stator coil. The induced AC is converted to DC by a rectifier and supplied to the vehicle via a battery. The field current of the rotor is adjusted by a voltage regulator, and the amount of power generation is adjusted according to a change in the electric load of the vehicle.
【0004】近年、自動車で用いられる電気品の多様化
による消費電力の増大に伴い、車両用交流発電機に対し
て高出力化が強く求められている。さらに車内居住性の
向上の要望から、車両用交流発電機には低騒音化が渇望
されている。
In recent years, with the increase in power consumption due to the diversification of electric appliances used in automobiles, there has been a strong demand for high output power for vehicle alternators. Further, from the demand for improvement of the in-vehicle habitability, low noise of the vehicle alternator has been desired.
【0005】従来の空冷開放型車両用交流発電機で上記
の高出力化を図ると、損失熱が増えるので冷却ファンを
大きくする必要がある。しかしながら空冷では自ずから
冷却能力に限界があり、かつファン騒音が増大する問題
がある。そこで冷却能力を上げ、低騒音化を図るために
液冷密閉型車両用交流発電機が注目されるようになっ
た。
[0005] When the above-mentioned high output is achieved with the conventional air-cooled open-type vehicle alternator, the heat loss increases, so that it is necessary to increase the size of the cooling fan. However, air cooling naturally has a problem in that the cooling capacity is limited and fan noise increases. Accordingly, liquid-cooled hermetic AC generators for vehicles have been attracting attention in order to increase the cooling capacity and reduce noise.
【0006】従来の液冷密閉型車両用交流発電機の例と
して特開平7−194060 号公報(従来技術1)及び特開平
8-130854号公報(従来技術2)が挙げられる。従来技術
1には、冷却液が固定子コイルエンド部外側に巻装され
た冷却チューブよりなる固定子冷却用の冷却液流路と、
後ブラケット部に設けられた整流器と電圧調整器に設け
られた制御機器冷却用の冷却流通路とに、各損失熱を冷
却するために必要な所定流量となるように分配される構
成となっている。また、従来技術2には、エンジンを冷
却するための冷却液循環経路中に車両用交流発電機を配
置することによって、冷却液を車両用交流発電機に供給
することが記載されている。
As an example of a conventional liquid-cooled hermetic type alternator for a vehicle, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-194060 (prior art 1) and Japanese Patent Application Laid-Open
JP-A-8-130854 (prior art 2). In the prior art 1, a cooling liquid flow path for cooling the stator, which includes a cooling tube in which the cooling liquid is wound around the stator coil end portion,
It is configured to be distributed to a rectifier provided in the rear bracket part and a cooling flow passage for cooling control equipment provided in the voltage regulator so as to have a predetermined flow rate necessary for cooling each heat loss. I have. Further, Prior Art 2 describes that a coolant is supplied to a vehicle AC generator by arranging the vehicle AC generator in a coolant circulation path for cooling an engine.
【0007】一方、界磁コイルの冷却が不十分である
と、その温度上昇により界磁電流が減少し、起磁力が低
下するために、固定子からの出力電流が著しく低下す
る。これを防ぐために、従来技術1及び2では、界磁コ
イルの冷却は回転子に固着された空冷ファンによる自己
通風方式を採っている。
On the other hand, if the cooling of the field coil is insufficient, the field current decreases due to the temperature rise, and the magnetomotive force decreases, so that the output current from the stator significantly decreases. In order to prevent this, in the prior arts 1 and 2, the cooling of the field coil employs a self-ventilation method using an air-cooling fan fixed to the rotor.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、下記の様な問題がある。上記従来技術1で
は、車両用交流発電機内部に流入される冷却液を固定子
冷却用の冷却液流路と制御機器冷却用の冷却流路とに分
配するため、全体流量の変動に対して所定の分配流量比
を得ることが難しいという問題があった。すなわち、車
両用交流発電機への冷却液の供給にエンジンの冷却液循
環系路を利用した場合、そのウォーターポンプはエンジ
ンの駆動力を動力源としており、その流量はエンジン回
転数にほぼ比例するため、この分配流量比は、ある一定
の全体流量に対して、設計時に決めた所定の分配流量を
得ることはできるが、全体流量が変化すると圧損の変化
や流路形状によって偏流する恐れがある。例えば、アイ
ドリング時に最適流量となるように設計したとしても、
60km/h走行時においても設計時の分配流量が確保
されるとは限らなかった。このため、全体の流量の変化
によって固定子又は制御機器のいずれかの冷却が不十分
となる虞れがあった。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. In the above prior art 1, the coolant flowing into the vehicle alternator is distributed to the coolant passage for cooling the stator and the coolant passage for cooling the control device. There is a problem that it is difficult to obtain a predetermined distribution flow ratio. That is, when an engine coolant circulation system is used to supply the coolant to the vehicle alternator, the water pump uses the driving force of the engine as a power source, and its flow rate is substantially proportional to the engine speed. For this reason, this distribution flow rate ratio can obtain a predetermined distribution flow rate determined at the time of design with respect to a certain constant overall flow rate, but if the overall flow rate changes, there is a risk of drift due to a change in pressure loss or a flow path shape. . For example, even if it is designed to be the optimal flow rate when idling,
Even at a speed of 60 km / h, the distribution flow rate at the time of design was not always ensured. For this reason, there is a possibility that cooling of either the stator or the control device becomes insufficient due to a change in the overall flow rate.
【0009】また、上記従来技術1では、固定子コイル
の抵抗損のみならず、鉄損も発生する固定子コア上部を
十分に冷却できないという問題がある。
Further, in the above-mentioned prior art 1, there is a problem that not only the resistance loss of the stator coil but also the upper portion of the stator core, which causes iron loss, cannot be sufficiently cooled.
【0010】更に、上記従来技術1,2では、界磁コイ
ルの冷却に空冷ファンを用いているので、空冷ファンに
よる低騒音の問題がある。
Further, in the above-mentioned prior arts 1 and 2, since an air-cooling fan is used for cooling the field coil, there is a problem of low noise caused by the air-cooling fan.
【0011】しかも、上記従来技術2では、エンジンを
冷却する冷却循環経路内に車両用交流発電機を配設する
その配設の形態として、エンジン,ラジエータ及び車両
用交流発電機を直列に接続する形態と、ラジエータに対
してエンジン及び車両用交流発電機を並列に接続する形
態とが記載されている。前者は、車両用交流発電機内の
液流路の圧損によって、本来の冷却対象であるエンジン
に対して必要量の冷却液が確保されなくなるという問題
がある。又、後者は、エンジンにウォーターポンプがあ
る場合車両用交流発電機に冷却液を送液するための駆動
力がないため確実に車両用交流発電機を冷却することが
できなくなるという問題がある。
Further, in the above prior art 2, as a mode of disposing the vehicle AC generator in the cooling circulation path for cooling the engine, the engine, the radiator and the vehicle AC generator are connected in series. It describes a configuration and a configuration in which the engine and the vehicle alternator are connected in parallel to the radiator. The former has a problem that a required amount of coolant cannot be secured for an engine to be cooled originally due to a pressure loss in a liquid flow path in the automotive alternator. Further, the latter has a problem that when the engine has a water pump, there is no driving force for sending the cooling liquid to the vehicle alternator, so that the vehicle alternator cannot be reliably cooled.
【0012】本発明は固定子冷却用の冷却液流路と制御
機器冷却用の冷却液流路との偏流がないので、冷却液全
体の流量が変動しても両流路に一定の流量を確保するこ
とができ、固定子及び制御機器の両方を確実に冷却でき
る車両用交流発電機を得ることを目的とする。
In the present invention, since there is no drift between the coolant flow path for cooling the stator and the coolant flow path for cooling the control device, even if the flow rate of the entire coolant fluctuates, a constant flow rate is maintained in both flow paths. It is an object of the present invention to provide a vehicle alternator which can secure both the stator and the control device and can surely cool the stator and the control device.
【0013】また、本発明は、電圧調整器及び整流器の
冷却と共に、固定子全体を十分に冷却しうる車両用交流
発電機を得ることを目的とする。
Another object of the present invention is to provide an automotive alternator capable of sufficiently cooling the entire stator while cooling the voltage regulator and the rectifier.
【0014】本発明は、界磁コイルを完全密閉構造にお
いても効率良く冷却しうる車両用交流発電機を得ること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an automotive alternator that can efficiently cool a field coil even in a completely closed structure.
【0015】本発明は、エンジンを確実に冷却しつつ車
両用交流発電機も冷却しうる車両用冷却装置を得ること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicular cooling apparatus that can also cool an AC generator for a vehicle while reliably cooling an engine.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記第1の目的は、ハウ
ジング内に設けられ車両のエンジンにより駆動力が伝達
され、界磁コイルにより励磁される回転子と、ハウジン
グ内に設けられ電力を出力する固定子と、前記電力を整
流する整流器と、前記固定子が発生する電力量を制御す
る電圧調整器と、内部に冷却液が通流され前記固定子周
辺に設けられた第1の冷却液流路と、内部に冷却液が通
流され前記整流器及び電圧調整器の周辺に設けられた第
2の冷却液流路とを備えた車両用交流発電機において、
前記第1の冷却液流路と前記第2の冷却液流路とを直列
に接続することにより達成される。
A first object of the present invention is to provide a rotor provided in a housing, to which a driving force is transmitted by an engine of a vehicle and excited by a field coil, and an electric power provided in the housing to be output. Stator, a rectifier for rectifying the power, a voltage regulator for controlling the amount of power generated by the stator, and a first coolant through which coolant flows and which is provided around the stator. In a vehicle AC generator including a flow path and a second cooling liquid flow path in which a coolant flows therein and provided around the rectifier and the voltage regulator,
This is achieved by connecting the first coolant flow path and the second coolant flow path in series.
【0017】上記第2の目的は、ハウジングの壁内に第
1の冷却液流路を設け、整流器及び電圧調整器を、ハウ
ジング端部を覆うように設けられ回転子が固定されてい
る回転軸の一端を支持する軸受を有する第1のブラケッ
トの回転子と対向する面と反対の面に装着し、このブラ
ケットに第2の冷却流路を設けることにより達成され
る。
A second object of the present invention is to provide a first coolant flow path in a wall of a housing, and to connect a rectifier and a voltage regulator to a rotating shaft provided to cover an end of the housing and to which a rotor is fixed. This is achieved by mounting the first bracket having a bearing for supporting one end of the first bracket on the surface opposite to the surface facing the rotor, and providing the bracket with a second cooling channel.
【0018】上記第3の目的は、前記車両用交流発電機
において、その界磁コイルと鉄心間の熱抵抗を低減する
ことで界磁コイルの冷却性能を上げ、所定の起磁力を確
保することで、高出力を得ることを目的とする。
A third object of the present invention is to improve the cooling performance of the field coil by reducing the thermal resistance between the field coil and the iron core in the vehicle alternator, and to secure a predetermined magnetomotive force. The purpose is to obtain high output.
【0019】上記第4の目的の前者は、内部に冷却液を
通流させる流路が形成された車両の駆動源となるエンジ
ンと、このエンジンからの冷却液を通過させることによ
り通過した冷却液の温度を低下させるラジエータと、こ
のラジエータからの冷却液を導入して構成部品を冷却す
る冷却液流路を有する車両用交流発電機と、この車両用
交流発電機からの冷却液を前記エンジンの冷却液入口に
帰還させる管路とを備えた車両用冷却装置において、前
記車両用交流発電機の冷却液入口側と出口側とを接続す
る管路とを備えることにより達成される。
The fourth object of the present invention is to provide an engine as a drive source of a vehicle in which a flow path through which a coolant flows is formed, and a coolant which passes by passing the coolant from the engine. A radiator for lowering the temperature of the engine, a vehicle alternator having a coolant flow path for introducing a coolant from the radiator to cool the components, and a coolant from the vehicle alternator for the engine. This is achieved by providing a cooling system for a vehicle having a pipeline for returning to a coolant inlet, the pipeline connecting a coolant inlet side and an outlet side of the automotive alternator.
【0020】また後者は、ハウジング内に設けられ車両
のエンジンにより駆動力が伝達され回転する回転子と、
ハウジング内に設けられ電力を出力する固定子と、前記
電力を整流する整流器と、前記固定子が発生する電力量
を制御する電圧調整器と、冷却液を導入する冷却液入口
と、冷却液を出力する冷却液出口と、前記冷却液入口及
び冷却液出口と接続され、前記固定子、前記整流器及び
前記電圧調整器とを冷却する冷却液流路とを備えた車両
用交流発電機において、前記冷却液流路とは別に前記冷
却液入口及び冷却液出口とを接続する流路とを備えるこ
とにより達成される。
The latter includes a rotor provided in the housing and rotated by driving force transmitted from an engine of the vehicle,
A stator that is provided in the housing and outputs power, a rectifier that rectifies the power, a voltage regulator that controls the amount of power generated by the stator, a coolant inlet that introduces coolant, and a coolant. In a vehicle alternator having a coolant outlet to output, and a coolant passage connected to the coolant inlet and the coolant outlet to cool the stator, the rectifier and the voltage regulator, This is achieved by providing a flow path that connects the cooling liquid inlet and the cooling liquid outlet separately from the cooling liquid flow path.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図を用いて説明す
る。各図において、同一符号は同一物又は相当物を示
す。又、本発明は各図に示された実施例に限定されるも
のではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. In the respective drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding components. Further, the present invention is not limited to the embodiment shown in each drawing.
【0022】図1は本発明の車両用交流発電機の第一実
施例を示す縦断面図である。まず、車両用交流発電機の
基本構成及び機能を図1を用いて説明する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of an automotive alternator according to the present invention. First, the basic configuration and functions of the vehicle alternator will be described with reference to FIG.
【0023】回転軸1は、その一端部に車両のエンジン
により回転駆動されるプーリ2が固着され、他端部に回
転子磁極鉄心3が固着されている。固定の界磁鉄心4
は、回転軸1の周りに回転軸1と同心で且つ回転子磁極
鉄心3の外周円筒部の内側となるように後ブラケット5
の側面に伝熱的に固着されている。界磁コイル6は、界
磁鉄心4の周面に埋込まれ且つ回転子磁極鉄心3の外周
円筒部の内方に位置して巻装されている。固定子鉄心7
は、固定子鉄心7aとこれに巻装された固定子コイル7
bとにより略円筒形状に構成され、ハウジング9の内壁
に回転軸1と同心となるように焼き嵌め等により伝熱的
に固定されている。ハウジング9は、前ブラケット10
と後ブラケット5との側面間に挾持されている。
The rotating shaft 1 has a pulley 2 fixed to one end of the rotary shaft 1 and a rotor magnetic pole core 3 fixed to the other end. Fixed field core 4
The rear bracket 5 is arranged so as to be concentric with the rotating shaft 1 around the rotating shaft 1 and inside the outer cylindrical portion of the rotor magnetic pole core 3.
Is thermally conductively fixed to the side surface of The field coil 6 is embedded in the peripheral surface of the field core 4 and wound inside the outer cylindrical portion of the rotor pole core 3. Stator core 7
Is a stator core 7a and a stator coil 7 wound therearound.
and b, and is heat conductively fixed to the inner wall of the housing 9 by shrink fitting or the like so as to be concentric with the rotating shaft 1. The housing 9 includes a front bracket 10
And the rear bracket 5 between the side surfaces.
【0024】プーリ2側のブラケットである前ブラケッ
ト10には前軸受け11が設けられ、プーリ2と反対側
のブラケットである後ブラケット5には後軸受け12が
設けられ、回転軸1が回転可能な状態に軸支されてい
る。
The front bracket 10 which is a bracket on the pulley 2 side is provided with a front bearing 11, and the rear bracket 5 which is a bracket on the side opposite to the pulley 2 is provided with a rear bearing 12, so that the rotating shaft 1 can rotate. It is supported by the state.
【0025】さらに、後ブラケット5の界磁鉄心4が取
り付けられている面の反対側の面には、ガスケット16
を介して後ブラケットカバー15が取り付けられてい
る。この後ブラケットカバー15の背面側には整流器1
3及び電圧調整器14が取り付けられている。
Further, a gasket 16 is provided on the surface of the rear bracket 5 opposite to the surface on which the field core 4 is mounted.
The rear bracket cover 15 is attached via the. Thereafter, the rectifier 1 is provided on the rear side of the bracket cover 15.
3 and a voltage regulator 14 are attached.
【0026】界磁コイル6に界磁電流が供給されると、
回転子磁極鉄心3が励磁される。エンジンからの駆動力
がプーリ2を介して回転軸1に伝達されると、回転子磁
極鉄心3が固定子コイル7bと界磁コイル6との間で回
転する。この回転によって、固定子コイル8を横切る磁
束が変化するために、固定子コイル7bに誘導起電力が
発生する。発生した交流を整流器13により直流に変換
して、図示しないバッテリを介して車両に存在する電気
設備に供給する。車両の電気負荷の大きさに応じて電圧
調整器14が界磁コイル6に供給される界磁電流を調整
して適切な発電量を保つ。
When a field current is supplied to the field coil 6,
The rotor pole core 3 is excited. When the driving force from the engine is transmitted to the rotating shaft 1 via the pulley 2, the rotor magnetic pole core 3 rotates between the stator coil 7 b and the field coil 6. Due to this rotation, the magnetic flux crossing the stator coil 8 changes, so that an induced electromotive force is generated in the stator coil 7b. The generated alternating current is converted into direct current by the rectifier 13 and supplied to electric equipment existing in the vehicle via a battery (not shown). The voltage regulator 14 adjusts the field current supplied to the field coil 6 according to the magnitude of the electric load of the vehicle to maintain an appropriate power generation.
【0027】次に、かかる車両用交流発電機の冷却につ
いて図1及び図2を用いて説明する。界磁コイル6,固
定子鉄心7a,固定子コイル7b,整流器13及び電圧
調整器14は運転中それ自身の発熱があるので、各々そ
の機能を維持するために一定温度以下に冷却する必要が
ある。そこで本第一実施例では、ハウジング9に設けら
れた冷却液流路17a、後ブラケット5に設けられた冷
却液流路17b及び液室17c、前ブラケット10に設
けられた冷却液流路17dとを直列に構成して冷却液を
流す。冷却液の流れを分かり易く説明するために、図1
の分解図に相当する図2を示す。図中、重力方向は下方
である。
Next, the cooling of the automotive alternator will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. The field coil 6, the stator core 7a, the stator coil 7b, the rectifier 13, and the voltage regulator 14 generate their own heat during operation, and therefore need to be cooled below a certain temperature in order to maintain their functions. . Therefore, in the first embodiment, the coolant passage 17a provided in the housing 9, the coolant passage 17b and the liquid chamber 17c provided in the rear bracket 5, the coolant passage 17d provided in the front bracket 10, Are arranged in series, and the cooling liquid flows. In order to explain the flow of the cooling liquid in an easy-to-understand manner, FIG.
FIG. 2 corresponding to the exploded view of FIG. In the figure, the direction of gravity is downward.
【0028】冷却液は、後ブラケット5の外周面の側部
に設けた冷却液入口18から流入し、後ブラケット5の
外周側部の約1/4周に設けた第1冷却液流路17b内
に円弧状に広がり、ハウジング9方向に転換され、ハウ
ジング9の側部に設けた円弧状の第1冷却液流路17a
に流入する。冷却液は、ハウジング9の第1冷却液流路
17a内を回転軸1に平行に前ブラケット10方向に流
れ、前ブラケット10の外周部の側部から上部に至る約
半周部に設けられた第1冷却液流路17dに到達する。
この第1冷却液流路17dは、ハウジング9に形成され
第1冷却液流路17aの円弧状部よりも大きい円弧状部
となっている。これはハウジング9の第1冷却液流路1
7aから流入してきた冷却液を再びハウジング9の上部
に設けた異なる第2冷却液流路17aに戻すためであ
り、ハウジング9に設けられた隣接する異なる第1,第
2冷却液流路17aにまたがって前ブラケット10の第
1冷却液流路17dを形成してこれらが容易に接続され
るようになっている。
The coolant flows in from a coolant inlet 18 provided on the side of the outer peripheral surface of the rear bracket 5, and flows into a first coolant flow path 17b provided on about one-fourth of the outer peripheral side of the rear bracket 5. The first coolant flow path 17 a in the form of an arc is provided in the side of the housing 9.
Flows into. The coolant flows in the first coolant channel 17 a of the housing 9 in the direction of the front bracket 10 in parallel with the rotation shaft 1, and is provided at about a half-peripheral portion from the side of the outer peripheral portion to the upper portion of the front bracket 10. The coolant reaches one coolant passage 17d.
The first coolant passage 17d is an arc-shaped portion formed in the housing 9 and larger than the arc-shaped portion of the first coolant passage 17a. This is the first coolant flow path 1 of the housing 9
This is to return the coolant flowing from the housing 7a back to the different second coolant passages 17a provided in the upper part of the housing 9 again, and to the adjacent different first and second coolant passages 17a provided in the housing 9. Also, the first coolant passage 17d of the front bracket 10 is formed so that they can be easily connected.
【0029】第1冷却液流路17dによって折り返され
た冷却液は、第2冷却液流路17aを通過して、後ブラ
ケット5に設けられた液室17cに流入する。液室17
cは後ブラケット5の回転軸部を除く中央部全域に形成
されている。液室17cの上部入口から流入した冷却液
は、液室17c内で広がりながら軸受12方向に向か
い、液室17cの入口の対面に位置する液室17cの下
部出口に至る。液室17cの入口及び出口を上部と下部に
対向するように配置した理由は、例えば90゜の位置関
係にあると、冷却液が淀む箇所ができてしまうことを防
ぐためである。液室17cの下部出口にて折り返された
冷却液は、ハウジング9の下部に設けた前述と異なる第
3冷却液流路17aを介して、前ブラケット10に設け
られた異なる第2冷却液流路17dに至る。そして冷却
液は、第2冷却液流路17dで折り返され、ハウジング
9の側部に設けられた第4冷却液流路17aを通過し
て、後ブラケット5に設けられた第4冷却液流路17b
を経て、冷却液出口19より排出される。
The coolant returned by the first coolant passage 17d passes through the second coolant passage 17a, and flows into a liquid chamber 17c provided in the rear bracket 5. Liquid chamber 17
c is formed over the entire central portion of the rear bracket 5 except for the rotating shaft portion. The cooling liquid flowing from the upper inlet of the liquid chamber 17c spreads in the liquid chamber 17c toward the bearing 12, and reaches the lower outlet of the liquid chamber 17c located opposite the inlet of the liquid chamber 17c. The reason why the inlet and outlet of the liquid chamber 17c are arranged so as to oppose the upper part and the lower part is to prevent a location where the coolant stagnates when the positional relationship is, for example, 90 °. The coolant returned at the lower outlet of the liquid chamber 17c passes through a different third coolant channel 17a provided in the lower portion of the housing 9 to a different second coolant channel provided in the front bracket 10. 17d. Then, the coolant is turned back at the second coolant passage 17 d, passes through the fourth coolant passage 17 a provided on the side of the housing 9, and passes through the fourth coolant passage provided on the rear bracket 5. 17b
Through the cooling liquid outlet 19.
【0030】なお、図2ではハウジング9に冷却液流路
17aを4個設けた例を示したが、冷却液入口18及び
冷却液出口19が後ブラケット5にある場合、ハウジン
グ9に設ける冷却液流路17aの個数は2,4,6,
8,…の偶数個であれば良い。また、冷却液入口18を
後ブラケット5に設け、冷却液出口19を前ブラケット
10に設けることも可能であり、この場合、ハウジング
9に設ける冷却液流路17aの個数は3,5,7,9,
…の奇数個であれば良い。
FIG. 2 shows an example in which four coolant flow paths 17a are provided in the housing 9. However, when the coolant inlet 18 and the coolant outlet 19 are provided in the rear bracket 5, the coolant provided in the housing 9 is provided. The number of channels 17a is 2, 4, 6,
Any number of 8,. It is also possible to provide the coolant inlet 18 on the rear bracket 5 and the coolant outlet 19 on the front bracket 10. In this case, the number of coolant channels 17a provided in the housing 9 is 3, 5, 7,. 9,
It is sufficient if it is an odd number of.
【0031】また、このハウジング9の壁内部にあけら
れる冷却液流路17aは、レーザ加工を施してあけて
も、鋳物にて加工しても構わない。
The coolant passage 17a formed inside the wall of the housing 9 may be formed by laser processing or may be formed by casting.
【0032】冷却液流路17aは図1に示すように、主
に固定子鉄心7a及び固定子コイル7bの冷却を担って
いる。また、液室17cは整流器13,電圧調整器1
4,界磁コイル6及び後軸受け12の冷却を主に担って
いる。更には、冷却液流路17dは冷却液の折り返しの
他、前軸受け11の冷却を担っている。各々の発熱体の
冷却性能を向上させるために、固定子7と、ハウジング
9,前ブラケット10及び後ブラケット5間にワニスや
シリコン等の良熱伝導材20を充填させている。同様に
整流器13及び電圧調整器14と後ブラケットカバー1
5間に良熱伝導材21及び22を介して密着締結させて
いる。
As shown in FIG. 1, the coolant passage 17a mainly serves to cool the stator core 7a and the stator coil 7b. The liquid chamber 17c is provided with the rectifier 13 and the voltage regulator 1
4, mainly responsible for cooling the field coil 6 and the rear bearing 12. Further, the coolant passage 17d is responsible for cooling the front bearing 11 in addition to turning back the coolant. In order to improve the cooling performance of each heating element, a good heat conductive material 20 such as varnish or silicon is filled between the stator 7, the housing 9, the front bracket 10 and the rear bracket 5. Similarly, the rectifier 13, the voltage regulator 14, and the rear bracket cover 1
5 are tightly fastened to each other with good heat conductive materials 21 and 22 therebetween.
【0033】かかる構成を採ることで、発熱体に当たる
固定子7,整流器13及び電圧調整器14からハウジン
グ9,前ブラケット10及び後ブラケット5へ効率良く
放熱される。
With this configuration, heat is efficiently radiated from the stator 7, the rectifier 13, and the voltage regulator 14, which are the heating elements, to the housing 9, the front bracket 10, and the rear bracket 5.
【0034】また、車両用交流発電機内外への冷却液防
液構造は、後ブラケット5背面と後ブラケットカバー1
5間にガスケット16を介し、また前ブラケット10と
ハウジング9間及び、後ブラケット5とハウジング9間
に各々ガスケット23を介して締結することで構成され
ている。本第一実施例ではガスケットによる防液手段を
示したが、防液機能を有しておれば、Oリングの使用
や、シーリング材を各部品間に充填してもよい。なお、
リアカバー24は整流器13及び電圧調整器14を保護
するためのものである。
The structure for preventing the coolant from flowing into and out of the automotive alternator includes a rear surface of the rear bracket 5 and a rear bracket cover 1.
The gasket 23 is fastened between the front bracket 10 and the housing 9 and between the rear bracket 5 and the housing 9 via a gasket 23. In the first embodiment, the liquid-proof means using a gasket is shown. However, as long as it has a liquid-proof function, an O-ring may be used or a sealing material may be filled between the components. In addition,
The rear cover 24 is for protecting the rectifier 13 and the voltage regulator 14.
【0035】以上の本第一実施例によれば、発熱体の固
定子7を冷却する冷却液流路17aと、整流器13と電
圧調整器14を冷却する液室17cとが直列に接続され
ているので、冷却液全体の流量が変化しても両発熱体を
冷却する流路を必ず冷却液が流れ、両発熱体を確実に冷
却することができる。なお、冷却液流路17aと冷却液
室17cとが直列に接続されていればよいのであって、
各流路内は剛性を保つためのリブ等を設けることにより
流路が分割されても差し支えない。
According to the first embodiment described above, the cooling liquid passage 17a for cooling the stator 7 of the heating element and the liquid chamber 17c for cooling the rectifier 13 and the voltage regulator 14 are connected in series. Therefore, even if the flow rate of the entire cooling liquid changes, the cooling liquid always flows through the flow path for cooling both heating elements, and both heating elements can be reliably cooled. Note that the coolant passage 17a and the coolant chamber 17c only need to be connected in series.
The channels may be divided by providing ribs or the like for maintaining rigidity in each channel.
【0036】また、固定子7は、その外周面全周にわた
って冷却液流路17aにて冷却されるので、十分な冷却
が行われる。
Further, since the stator 7 is cooled by the coolant flow passage 17a over the entire outer peripheral surface thereof, sufficient cooling is performed.
【0037】更には、界磁コイル6は、界磁鉄心を介し
て、電圧調整器及び整流器を冷却するための液室17c
と伝熱的に設けられているので、簡単な構成で確実に冷
却することができる。これによって、界磁コイル6を空
冷するためのファンをなくすことができ、低騒音化を図
ることができる。
Further, the field coil 6 is provided with a liquid chamber 17c for cooling the voltage regulator and the rectifier via a field core.
, And can be reliably cooled with a simple configuration. Thus, a fan for cooling the field coil 6 can be eliminated, and noise can be reduced.
【0038】図3は本発明の車両用交流発電機の第二実
施例の縦断面図である。後ブラケット5は、液室17c
が前面側に開口している。後ブラケットカバー15は、
後ブラケット5の前面側、すなわちハウジング9と後ブ
ラケット5間にガスケット16を介して取り付けられて
いる。界磁コイル6は後ブラケットカバー15にガスケ
ット23を介して固着されている。また整流器13及び
電圧調整器14は後ブラケット5背面に後ブラケットカ
バー15を介することなく各々固着されている。これら
の点以外は第一実施例と基本的には同じである。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the automotive alternator according to the present invention. The rear bracket 5 is provided with the liquid chamber 17c.
Is open on the front side. The rear bracket cover 15
The rear bracket 5 is mounted on the front side, that is, between the housing 9 and the rear bracket 5 via a gasket 16. The field coil 6 is fixed to the rear bracket cover 15 via a gasket 23. The rectifier 13 and the voltage regulator 14 are fixed to the rear surface of the rear bracket 5 without the rear bracket cover 15 interposed therebetween. Except for these points, it is basically the same as the first embodiment.
【0039】図4は図3の分解図である。図4におい
て、後ブラケット5に設けた冷却液入口18から流入し
た冷却液は、後ブラケット5に設けた冷却液流路17
b,後ブラケットカバー15に設けた冷却液流路17
e,ハウジング9に設けた冷却液流路17a,前ブラケ
ット10に設けた冷却液流路17dを流れる。冷却液流
路17dで折り返された冷却液は、再び冷却液流路17
a,17eを通過して後ブラケット5に設けた液室17
cに入る。冷却液は、液室17cを通過した後、再度折
り返され、冷却液流路17e→17a→17dに至る。
そして冷却液は冷却液流路17dで更に折り返され、冷
却液流路17a→17e→17bを経て、冷却液出口1
9より排出される。
FIG. 4 is an exploded view of FIG. In FIG. 4, the coolant flowing from a coolant inlet 18 provided in the rear bracket 5 is supplied to a coolant passage 17 provided in the rear bracket 5.
b, coolant flow path 17 provided in rear bracket cover 15
e, flows through a coolant passage 17a provided in the housing 9 and a coolant passage 17d provided in the front bracket 10. The coolant that has been turned back in the coolant passage 17d is again supplied to the coolant passage 17d.
a, a liquid chamber 17 provided in the rear bracket 5 after passing through 17e.
Enter c. After passing through the liquid chamber 17c, the cooling liquid is turned back again and reaches the cooling liquid flow paths 17e → 17a → 17d.
Then, the coolant is further turned back in the coolant passage 17d, passes through the coolant passages 17a → 17e → 17b, and then passes through the coolant outlet 1
It is discharged from 9.
【0040】図5は本発明の車両用交流発電機の第三実
施例の縦断面図である。これはハウジング9に冷却液流
路を設ける手段として、銅管等の冷却管をハウジングに
巻き付けたものである。すなわち、ハウジング9外周部
に複数の溝を形成し、その溝に冷却管25を複数回巻き
回し、溝と冷却管25とを金具26で固定し、かつ良熱
伝導材27、例えばシリコンゴムや銀鑞等の手段でその
隙間を充填する。そして巻き回した冷却管25の一端を
冷却液出口19とし、さらに冷却管25のもう一端部2
8と液室17cの一端部29をゴム等による接続管30
で接続する。冷却液は冷却液入口18から液室17cを
通り、一端部29より一旦外部に出た後、接続管30→
一端部28より冷却管25に入り、ハウジング9外周部
を巡り除熱した後、冷却液出口19より排出する。この
構成は第一,第二実施例の場合と比してガスケット数を
3個から1個へ少なくできる利点を有する。さらに、前
述の実施の形態では、ハウジング9の壁内に冷却液流路
17aを加工しなければならなかったが、本第三実施例
では、ハウジング9の外表面に溝を設けるだけでよく加
工が簡単になるという効果がある。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of the automotive alternator according to the present invention. In this case, a cooling pipe such as a copper pipe is wound around the housing as a means for providing a coolant flow path in the housing 9. That is, a plurality of grooves are formed in the outer peripheral portion of the housing 9, the cooling pipe 25 is wound around the grooves a plurality of times, the grooves and the cooling pipe 25 are fixed with the metal fittings 26, and a good heat conductive material 27, The gap is filled by means such as silver solder. One end of the wound cooling pipe 25 is used as a coolant outlet 19, and the other end 2 of the cooling pipe 25
8 and one end 29 of the liquid chamber 17c are connected to a connecting pipe 30 made of rubber or the like.
Connect with. The cooling liquid passes through the liquid chamber 17c from the cooling liquid inlet 18 and once exits from one end portion 29, and then connects to the connection pipe 30 →
After entering the cooling pipe 25 from one end portion 28 and removing heat around the outer peripheral portion of the housing 9, it is discharged from the cooling liquid outlet 19. This configuration has an advantage that the number of gaskets can be reduced from three to one as compared with the first and second embodiments. Further, in the above-described embodiment, the coolant flow path 17a has to be formed in the wall of the housing 9, but in the third embodiment, it is sufficient to form a groove in the outer surface of the housing 9 only. Has the effect of being simpler.
【0041】以上説明した、第一,第二及び第三の実施
例では、車両用交流発電機に設けられた冷却液入口18
から冷却液出口19の間の冷却液流路に分岐部がなく直
列に接続されているので、流入流量の変化による偏流が
抑制される。
In the first, second, and third embodiments described above, the coolant inlet 18 provided in the vehicle alternator is provided.
Since the cooling fluid flow path between the cooling fluid outlet 19 and the cooling fluid outlet 19 is connected in series without a branch portion, drift due to a change in the inflow flow rate is suppressed.
【0042】次に、固定された界磁コイル6の冷却につ
いて述べる。従来の界磁コイルの冷却は、空冷ファンに
より界磁コイル表面に通風させていた。従って、界磁コ
イルボビンは、成型性,コスト、また耐遠心力確保の観
点から、ナイロン樹脂等の材料で製作されていた。この
ように界磁コイル放熱経路の大半が界磁コイル表面から
通風空気への場合、界磁コイルから界磁コイルボビンを
経て界磁鉄心への放熱は、上記熱伝導率の低い材料でも
問題はなかった。しかしながら、液冷密閉構造のブラシ
レス式車両用交流発電機では、界磁コイル表面から空気
への放熱は期待できないため、界磁コイルから界磁コイ
ルボビンを経て、界磁鉄心,冷却液流路への冷却性能を
向上させるしかない。そこで本発明では、図6の界磁コ
イル第一実施例に示すように、界磁コイルボビン31
は、その材質を熱伝導率が良く、かつ電気絶縁が確保で
きる材料(例えばアルミナ添加樹脂)で成型し、界磁コ
イル銅線6aを巻き回して界磁コイル6を製作し、界磁
鉄心4に組み込む。こうすることにより、従来製法の大
幅な変更なしに、界磁コイル6の冷却性能を向上でき
る。
Next, cooling of the fixed field coil 6 will be described. In the conventional cooling of the field coil, the surface of the field coil is ventilated by an air cooling fan. Therefore, the field coil bobbin is made of a material such as nylon resin from the viewpoints of moldability, cost, and ensuring centrifugal resistance. As described above, when most of the heat radiation path of the field coil is from the surface of the field coil to the ventilation air, the heat radiation from the field coil to the field iron core via the field coil bobbin has no problem even with the above-mentioned material having low thermal conductivity. Was. However, in a liquid-cooled hermetic brushless type alternator for a vehicle, since heat radiation from the surface of the field coil to the air cannot be expected, the flow from the field coil through the field coil bobbin to the field iron core and the coolant flow path is not possible. There is no choice but to improve the cooling performance. Therefore, in the present invention, as shown in the first embodiment of the field coil of FIG.
Is made of a material having good thermal conductivity and electrical insulation (for example, an alumina-added resin), and winding a field coil copper wire 6a to produce a field coil 6; Incorporate in. By doing so, the cooling performance of the field coil 6 can be improved without a significant change in the conventional manufacturing method.
【0043】図7は界磁コイルの第二実施例を示す。こ
れは界磁コイルボビン31を用いずに、界磁鉄心4に絶
縁物32を介して界磁コイル銅線6aを巻き回すもので
ある。絶縁物32は、例えば焼き付け塗布した樹脂や絶
縁紙である。ただし、その厚さは界磁コイル6から界磁
鉄心4への熱抵抗低減のために、できるだけ薄くした方
が良い。こうすることにより、界磁コイル銅線6aと界
磁鉄心4との絶縁を確保しつつ、界磁コイルボビン31
なしに界磁コイル6を製作できる。
FIG. 7 shows a second embodiment of the field coil. In this case, the field coil copper wire 6a is wound around the field iron core 4 via the insulator 32 without using the field coil bobbin 31. The insulator 32 is, for example, a resin applied by baking or insulating paper. However, it is better to make the thickness as thin as possible in order to reduce the thermal resistance from the field coil 6 to the field iron core 4. By doing so, the insulation between the field coil copper wire 6a and the field iron core 4 is ensured while the field coil bobbin 31
Thus, the field coil 6 can be manufactured without using the same.
【0044】図8に界磁コイルの第三実施例を示す。こ
れは熱抵抗となるコイルボビンや絶縁物を省略し、界磁
コイル銅線6aを界磁鉄心4に直接巻き回すものであ
る。界磁コイル6が回転する車両用交流発電機では、遠
心力を受けて界磁コイル銅線6aが動き、コイル銅線表
面の被覆が擦れて界磁鉄心と短絡するのを防ぐために、
ボビンや絶縁材を介する必要がある。しかしながら、界
磁コイル6が後ブラケット5に固定されるブラシレス式
車両用交流発電機の場合、その心配が生じない。さら
に、界磁コイル6にかかる電圧が直流12V程度であ
り、界磁コイル銅線6a自体の絶縁被覆で絶縁の確保が
可能である。こうすることで、例えば、界磁コイルから
界磁鉄心間の熱抵抗値は、図7で示した絶縁物32を介
した場合と比して、約25%低減できる。
FIG. 8 shows a third embodiment of the field coil. This is to omit a coil bobbin and an insulator serving as thermal resistance, and directly wind the field coil copper wire 6a around the field iron core 4. In the automotive alternator in which the field coil 6 rotates, the field coil copper wire 6a moves under centrifugal force, and the coating on the surface of the coil copper wire is rubbed to prevent short circuit with the field iron core.
It needs to be via bobbins and insulation. However, in the case of a brushless type vehicle alternator in which the field coil 6 is fixed to the rear bracket 5, such a concern does not occur. Further, the voltage applied to the field coil 6 is about DC 12V, and insulation can be ensured by insulating coating of the field coil copper wire 6a itself. By doing so, for example, the thermal resistance value between the field coil and the field iron core can be reduced by about 25% as compared with the case where the insulator 32 shown in FIG. 7 is interposed.
【0045】また、図9は界磁コイル第四実施例を示
す。これは、界磁コイル銅線を界磁鉄心表面に巻き回す
時に、界磁コイル銅線表面の被覆が擦れて短絡するのを
防ぐために、界磁鉄心4の表面に溝33を複数形成し、
溝33に界磁コイル銅線6aを巻き回す。こうすること
により、界磁コイル銅線6aをスムーズに巻き回すこと
ができ、短絡防止の他、作業性も向上し、界磁コイル6
の成型性も良くなる。
FIG. 9 shows a fourth embodiment of a field coil. This is because when the field coil copper wire is wound around the surface of the field core, a plurality of grooves 33 are formed on the surface of the field core 4 in order to prevent the coating of the surface of the field coil copper wire from being rubbed and short-circuited.
The field coil copper wire 6a is wound around the groove 33. This makes it possible to smoothly wind the field coil copper wire 6a, to prevent short-circuiting and to improve workability.
Also improves moldability.
【0046】次に、本発明の車両用冷却装置を図10か
ら図12を用いて説明する。図10は自動車用機関の液
冷却系統概念図である。冷却液は、エンジン駆動軸によ
り駆動されエンジン35と一体に設けられたウォーター
ポンプ34にて、エンジン35に圧送され、エンジン3
5を液冷する。エンジン35の冷却によって熱くなった
冷却液は、配管36を経てラジエータ37に導かれ、車
両の走行風や冷却ファンによって冷却されてラジエータ
37を出て、配管38,サーモスタット39を経て再び
ウォーターポンプ34に戻る。
Next, a vehicle cooling system according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a conceptual diagram of a liquid cooling system of an automobile engine. The coolant is pumped to the engine 35 by a water pump 34 which is driven by an engine drive shaft and is provided integrally with the engine 35, and
5 is liquid cooled. The cooling liquid heated by the cooling of the engine 35 is guided to a radiator 37 via a pipe 36, cooled by a running wind of a vehicle or a cooling fan, exits the radiator 37, passes through a pipe 38 and a thermostat 39, and is again cooled by a water pump 34. Return to
【0047】ところで、エンジン35の過冷却を防ぐた
めに、サーモスタット39の開閉によりラジエータ37
への冷却液の流量をコントロールして、適温に保ってい
る。つまり、冷却液温が極端に冷たい場合、例えばエン
ジン35の始動時において冷却液は、ラジエータ37を
経由せずにサーモスタット39(閉状態)→ウォーター
ポンプ34→エンジン35→バイパス配管40→サーモ
スタット39を循環して適温(約80℃)まで早く上げ
るようにしている。
In order to prevent the engine 35 from being overcooled, the radiator 37 is opened and closed by opening and closing the thermostat 39.
The temperature of the coolant is controlled to maintain an appropriate temperature. That is, when the temperature of the coolant is extremely cold, for example, when the engine 35 is started, the coolant does not pass through the radiator 37 but flows through the thermostat 39 (closed state) → the water pump 34 → the engine 35 → the bypass pipe 40 → the thermostat 39. It circulates so as to quickly raise the temperature to an appropriate temperature (about 80 ° C.).
【0048】図10に示した自動車用機関液冷却系統に
本発明の車両用交流発電機を組み込んで、冷却液を流通
させる第一実施例を図11に示す。図11においては、
ラジエータ37の出口とサーモスタット39(エンジン
内部)とを接続する配管38から車両用交流発電機41
の冷却液入口18へ分岐する配管38aを設けると共
に、冷却液出口19から配管38へ合流する配管38b
を設けている。すなわち、車両用交流発電機41をバイ
パスする流路38を設けるものである。これにより、車
両用交流発電機41に形成された冷却液流路による圧損
分の流量を確保することができる。
FIG. 11 shows a first embodiment in which the automotive alternator of the present invention is incorporated in the vehicle engine liquid cooling system shown in FIG. 10 and the coolant is circulated. In FIG.
A vehicle AC generator 41 is connected to a pipe 38 connecting an outlet of the radiator 37 and a thermostat 39 (inside the engine).
A pipe 38a is provided for branching to the coolant inlet 18 and a pipe 38b merging from the coolant outlet 19 to the pipe 38.
Is provided. That is, the flow path 38 that bypasses the vehicle alternator 41 is provided. Thereby, it is possible to secure a flow rate corresponding to the pressure loss due to the coolant flow path formed in the vehicle alternator 41.
【0049】しかし、バイパスのための配管38に多少
の流路抵抗がないと、車両用交流発電機41に冷却液が
流れ込まなくなるため、配管38aにバルブや絞り等の
流量抵抗42a,主流となる配管38に流量調整抵抗4
2bを設ける。このような構成を採ることで、最小限の
改造だけで機関液冷却系統の圧損の低下、すなわち冷却
流量の低下を防ぎ、車両用交流発電機41及びエンジン
35へ冷却に必要な冷却流量を分配できる。
However, if there is no flow resistance in the pipe 38 for bypass, the cooling liquid will not flow into the AC generator 41 for the vehicle, so that the flow resistance 42a such as a valve or a throttle in the pipe 38a will be the main flow. Flow adjustment resistor 4 in pipe 38
2b is provided. By adopting such a configuration, the pressure loss of the engine liquid cooling system, that is, the cooling flow rate is prevented from being reduced with only a minimum modification, and the cooling flow rate required for cooling is distributed to the vehicle AC generator 41 and the engine 35. it can.
【0050】なお、上記流量調整抵抗42aは、車両用
交流発電機38内の流路が有している抵抗そのものと
し、流量抵抗42bは、この部分の管径を細くしても同
様の効果を得ることができる。
The flow adjustment resistor 42a is the resistance of the flow path in the vehicle alternator 38, and the flow resistance 42b has the same effect even if the diameter of this portion is reduced. Obtainable.
【0051】図11に示した実施の形態では、車両用交
流発電機41をバイパスする流路を別の配管にて構成す
るものであったが、作業時に3本の配管を接続しなけれ
ばならないため、空冷式の車両用交流発電機の取り付け
に比べて、配管3本を取り付ける行程が増加してしま
う。このうち、バイパス流路を構成する配管の取り付け
行程を省く実施の形態を図12を用いて説明する。
In the embodiment shown in FIG. 11, the flow path bypassing the automotive alternator 41 is formed by another pipe, but three pipes must be connected at the time of work. Therefore, the process of attaching three pipes is increased as compared with the case of installing an air-cooled vehicle alternator. Among them, an embodiment in which the installation process of the pipe constituting the bypass flow path is omitted will be described with reference to FIG.
【0052】図12(a)は本発明の水冷式車両用交流
発電機41をエンジンの冷却系に組み込んだ第二実施例
の説明図であり、(b)はその車両用交流発電機41の
後ブラケット5のみを説明する図である。
FIG. 12A is an explanatory view of a second embodiment in which the AC generator 41 for a water-cooled vehicle of the present invention is incorporated in a cooling system of an engine, and FIG. 12B is a diagram illustrating the AC generator 41 for the vehicle. It is a figure explaining only rear bracket 5.
【0053】図12(b)に示されているようにバイパ
ス流路38cは後ブラケット5と一体成形され、冷却液
入口18と冷却液出口19とをダイレクトに接続してい
る。この管径は、車両用交流発電機41の内部の抵抗
(圧損)を考慮して決められる。管径を太くしておいて
バイパス流路38c内部に抵抗を入れてもよい。
As shown in FIG. 12B, the bypass passage 38c is formed integrally with the rear bracket 5 and directly connects the coolant inlet 18 and the coolant outlet 19. This pipe diameter is determined in consideration of the resistance (pressure loss) inside the vehicle alternator 41. The resistance may be provided inside the bypass flow path 38c by increasing the diameter of the pipe.
【0054】この構成によれば、ラジエータ37から冷
却液入口18とを配管38aで接続し、冷却液出口19
とエンジン側液入口とを配管38bで接続するだけで作
業が終了する。
According to this configuration, the radiator 37 is connected to the coolant inlet 18 by the pipe 38a, and the coolant outlet 19 is connected.
The operation is completed only by connecting the fuel tank and the engine-side liquid inlet with the pipe 38b.
【0055】図11及び図12のものはエンジン(内燃
機関)により走行する自動車に水冷の車両用交流発電機
を用いたものであるが、次に、エンジン及び電気モータ
を併用したハイブリット自動車駆動システムの一例(シ
リーズ方式)に水冷の車両用交流発電機を用いた本発明
の第三実施例を図13を用いて説明する。
FIGS. 11 and 12 show a vehicle driven by an engine (internal combustion engine) using a water-cooled vehicle alternator. Next, a hybrid vehicle drive system using both an engine and an electric motor will be described. A third embodiment of the present invention using a water-cooled vehicle alternator as an example (series system) will be described with reference to FIG.
【0056】このハイブリット自動車は、エンジン35
の駆動力が車両用交流発電機41に伝達され、交流電力
を発生する。この交流電力は図中の矢印で示すように、
電力変換器45(コンバータ,インバータ)を介して電
力制御された三相交流がモータ44へ入力される。一
方、余剰電力はバッテリ43に充電される。
This hybrid vehicle has an engine 35
Is transmitted to the vehicle AC generator 41 to generate AC power. This AC power, as shown by the arrow in the figure,
The three-phase alternating current whose power is controlled via the power converter 45 (converter, inverter) is input to the motor 44. On the other hand, surplus power is charged in battery 43.
【0057】そしてモータ44の回転力が動力伝達装置
46を介して車輪47を回転させることによりハイブリ
ット自動車が走行する。ここで、車両用交流発電機41
からモータ44へ流れる電力が一時的に不足する場合
(登坂や加速時)には、その不足分の電力がバッテリ4
3からモータ44へ放電される。
Then, the hybrid vehicle travels by rotating the wheels 47 via the power transmission device 46 by the rotational force of the motor 44. Here, the vehicle alternator 41
When the electric power flowing from the motor to the motor 44 is temporarily insufficient (during climbing or accelerating), the insufficient electric power is supplied to the battery 4.
3 to the motor 44.
【0058】上記システムでは自動車全体に対してバッ
テリ43の占める体積が大きいため、他の部品を極力小
さくする必要がある。そこで水冷の様に効率良く車両用
交流発電機41を冷却することにより、車両用交流発電
機41の小型化が図れ、その分バッテリ43の占有体積
を増やすことができる。
In the above system, since the volume occupied by the battery 43 in the entire vehicle is large, it is necessary to reduce other parts as much as possible. Thus, by cooling the vehicle alternator 41 efficiently like water cooling, the vehicle alternator 41 can be downsized, and the volume occupied by the battery 43 can be increased accordingly.
【0059】また、エンジンにより走行する自動車に比
べて発電量が増加するので、確実に冷却するための偏流
をなくした車両用交流発電機41の効果は大きい。
Further, since the amount of power generation is increased as compared with an automobile running by an engine, the effect of the vehicle AC generator 41 which eliminates drift for sure cooling is great.
【0060】[0060]
【発明の効果】本発明によれば、固定子冷却用の冷却液
流路と制御機器冷却用の冷却液流路との偏流がなくなる
ので、冷却液全体の流量が変動しても両流路に一定流量
を確保することができ、固定子及び制御機器の両方を確
実に冷却できる車両用交流発電機が得られる。又、界磁
コイルを完全密閉構造においても効率よく冷却でき、空
冷ファンを用いない車両用交流発電機が得られる。更に
は、エンジンを確実に冷却しつつ車両用交流発電機も冷
却しうる車両用冷却装置が得られる。
According to the present invention, there is no uneven flow between the coolant flow path for cooling the stator and the coolant flow path for cooling the control device. Thus, it is possible to obtain an automotive alternator that can secure a constant flow rate and can surely cool both the stator and the control device. In addition, the field coil can be efficiently cooled even in a completely sealed structure, and an automotive alternator that does not use an air-cooling fan can be obtained. Further, a vehicular cooling device capable of cooling the vehicular AC generator while reliably cooling the engine is obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の車両用交流発電機の第一実施例を示す
縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of an automotive alternator according to the present invention.
【図2】本発明の車両用交流発電機の第一実施例を示す
組立図である。
FIG. 2 is an assembly view showing a first embodiment of the automotive alternator of the present invention.
【図3】本発明の車両用交流発電機の第二実施例を示す
縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the automotive alternator of the present invention.
【図4】本発明の車両用交流発電機の第二実施例を示す
組立図である。
FIG. 4 is an assembly view showing a second embodiment of the automotive alternator of the present invention.
【図5】本発明の車両用交流発電機の第三実施例を示す
縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the automotive alternator of the present invention.
【図6】本発明の車両用交流発電機に用いる界磁コイル
部の第一実施例を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a field coil unit used in the automotive alternator of the present invention.
【図7】本発明の車両用交流発電機に用いる界磁コイル
部の第二実施例を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a second embodiment of the field coil unit used in the automotive alternator of the present invention.
【図8】本発明の車両用交流発電機に用いる界磁コイル
部の第三実施例を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a third embodiment of a field coil unit used in the automotive alternator of the present invention.
【図9】本発明の車両用交流発電機に用いる界磁コイル
部の第四実施例を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a fourth embodiment of a field coil unit used in the automotive alternator according to the present invention.
【図10】本発明の自動車用エンジンの液冷却系統説明
図である。
FIG. 10 is an explanatory view of a liquid cooling system of an automobile engine according to the present invention.
【図11】本発明の車両用交流発電機の第一実施例冷却
系統図である。
FIG. 11 is a cooling system diagram of the first embodiment of the automotive alternator of the present invention.
【図12】本発明の車両用交流発電機の第二実施例冷却
系統図である。
FIG. 12 is a cooling system diagram of a second embodiment of the automotive alternator of the present invention.
【図13】本発明の車両用交流発電機を用いたハイブリ
ット自動車駆動システムの図である。
FIG. 13 is a diagram of a hybrid vehicle drive system using the vehicle alternator of the present invention.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1…回転軸、2…プーリ、3…回転子磁極鉄心、4…界
磁鉄心、5…後ブラケット、6…界磁コイル、7…固定
子鉄心、8…固定子コイル、9…ハウジング、10…前
ブラケット、11…前軸受け、12…後軸受け、13…
整流器、14…電圧調整器、15…後ブラケットカバ
ー、16,23…ガスケット、17…冷却液流路、18
…冷却液入口、19…冷却液出口、20…良熱伝導材、
21,22,27…良熱伝導材、24…リアカバー、2
5…冷却管、26…金具、28,29…一端部、30…
接続管、31…界磁コイルボビン、32…絶縁物、33
…溝、34…ウォーターポンプ、35…エンジン、3
6,38…配管、37…ラジエータ、39…サーモスタ
ット、40…バイパス配管、41…車両用交流発電機、
42…流量調整装置、43…バッテリ、44…モータ、
45…電力変換器、46…動力伝達装置、47…車輪。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary shaft, 2 ... Pulley, 3 ... Rotor magnetic pole iron, 4 ... Field iron core, 5 ... Rear bracket, 6 ... Field coil, 7 ... Stator iron core, 8 ... Stator coil, 9 ... Housing, 10 ... front bracket, 11 ... front bearing, 12 ... rear bearing, 13 ...
Rectifier, 14: Voltage regulator, 15: Rear bracket cover, 16, 23: Gasket, 17: Coolant flow path, 18
... coolant inlet, 19 ... coolant outlet, 20 ... good heat conductive material,
21, 22, 27: good thermal conductive material, 24: rear cover, 2
5 ... cooling pipe, 26 ... metal fittings, 28, 29 ... one end, 30 ...
Connection pipe, 31 ... Field coil bobbin, 32 ... Insulator, 33
... groove, 34 ... water pump, 35 ... engine, 3
6, 38: piping, 37: radiator, 39: thermostat, 40: bypass piping, 41: AC generator for vehicles,
42 ... flow regulating device, 43 ... battery, 44 ... motor,
45: power converter, 46: power transmission device, 47: wheels.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金澤 宏至 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 高野 雅美 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 印南 敏之 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 鈴木 敦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Fターム(参考) 5H609 BB01 BB13 PP02 PP05 PP06 PP07 PP08 PP09 PP10 PP11 PP16 QQ04 QQ09 RR27 RR31 RR37 RR42 RR43 RR46 RR63 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Kanazawa 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratory Co., Ltd. Address Co., Ltd.Automotive Equipment Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Toshiyuki Inami 502, Kandate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.Mechanical Research Laboratories, Ltd. F-term in Hitachi Machinery Laboratory (reference) 5H609 BB01 BB13 PP02 PP05 PP06 PP07 PP08 PP09 PP10 PP11 PP16 QQ04 QQ09 RR27 RR31 RR37 RR42 RR43 RR46 RR63

Claims (8)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】車両のエンジンにより駆動力が伝達され、
    界磁コイルにより励磁される回転子と、前記回転子と対
    向して配置され、電力を出力する固定子と、前記固定子
    の出力電力を整流する整流器と、前記界磁コイルに供給
    する界磁電流を調整する電圧調整器と、内部に冷却液が
    通流され前記固定子周辺に設けられた固定子冷却用の冷
    却液流路と、内部に冷却液が通流され前記整流器及び電
    圧調整器の周辺に設けられた制御機器冷却用の冷却液流
    路とを備えた車両用交流発電機において、前記固定子冷
    却用の冷却液流路と前記制御機器冷却用の冷却液流路と
    を直列に接続したことを特徴とする車両用交流発電機。
    A driving force is transmitted by an engine of a vehicle,
    A rotor that is excited by a field coil, a stator that is arranged to face the rotor and outputs power, a rectifier that rectifies output power of the stator, and a field that is supplied to the field coil. A voltage regulator for adjusting a current; a coolant flow path for cooling the stator provided around the stator, through which the coolant flows; and a rectifier and a voltage regulator, through which the coolant flows, inside the stator. And a cooling fluid flow path for cooling control equipment provided around the control device, wherein the cooling fluid flow path for cooling the stator and the cooling fluid flow path for cooling the control equipment are connected in series. An alternator for a vehicle, wherein the alternator is connected to a vehicle.
  2. 【請求項2】ハウジングに固定子を伝熱的に接続して設
    け、前記固定子冷却用の冷却液流路は、前記ハウジング
    の壁内に設けられた流路であり、前記整流器及び電圧調
    整器は、前記ハウジング端部を覆うように設けられ前記
    回転子が固定されている回転軸の一端を支持する軸受を
    有する後ブラケットの前記回転子と対向する面と反対の
    面に装着されものであり、前記制御機器冷却用の冷却後
    流路は、このブラケットに設けられた流路であることを
    特徴とする請求項1記載の車両用交流発電機。
    2. A cooling liquid flow path for cooling the stator is provided in a wall of the housing, wherein a stator is provided in a housing so as to be conductively connected to the stator. The device is mounted on a surface of the rear bracket opposite to the surface facing the rotor, the bearing having a bearing provided to cover the end of the housing and supporting one end of a rotating shaft to which the rotor is fixed. 2. The vehicle alternator according to claim 1, wherein the post-cooling passage for cooling the control device is a passage provided in the bracket.
  3. 【請求項3】車両のエンジンにより駆動力が伝達され、
    界磁コイルにより励磁される回転子と、前記回転子と対
    向して配置され、電力を出力する固定子と、前記固定子
    の出力電力を整流する整流器と、前記界磁コイルに供給
    する界磁電流を調整する電圧調整器と、内部に冷却液が
    通流され前記固定子周辺に設けられた固定子冷却用の冷
    却液流路と、内部に冷却液が通流され前記整流器及び電
    圧調整器の周辺に設けられた制御機器冷却用の冷却液流
    路とを備えた車両用交流発電機において、前記固定子冷
    却用の冷却液流路と前記制御機器冷却用の冷却液流路と
    を直列に接続し、前記界磁コイルの界磁鉄心を前記制御
    機器冷却用の冷却液流路に伝熱的に接続したことを特徴
    とする車両用交流発電機。
    3. A driving force is transmitted by an engine of a vehicle,
    A rotor that is excited by a field coil, a stator that is arranged to face the rotor and outputs power, a rectifier that rectifies output power of the stator, and a field that is supplied to the field coil. A voltage regulator for adjusting a current; a coolant flow path for cooling the stator provided around the stator, through which the coolant flows; and a rectifier and a voltage regulator, through which the coolant flows, inside the stator. And a cooling fluid flow path for cooling control equipment provided around the control device, wherein the cooling fluid flow path for cooling the stator and the cooling fluid flow path for cooling the control equipment are connected in series. And a field iron core of the field coil is connected to the cooling liquid flow path for cooling the control device in a heat conductive manner.
  4. 【請求項4】前記固定子冷却用の冷却液流路は、前記ハ
    ウジング外周を巻回するように設けられた流路であり、
    前記整流器及び電圧調整器は、前記ハウジング端部を覆
    うように設けられ前記回転子が固定されている回転軸の
    一端を支持する軸受を有する第1のブラケットの前記回
    転子と対向する面と反対の面に装着されるものであり、
    前記第2の冷却流路は、このブラケットに設けられた流
    路であることを特徴とする請求項1記載の車両用交流発
    電機。
    4. The cooling liquid flow path for cooling the stator is a flow path provided so as to wind around the housing.
    The rectifier and the voltage regulator are opposite to a surface facing the rotor of a first bracket having a bearing provided to cover an end of the housing and supporting one end of a rotation shaft to which the rotor is fixed. Is attached to the surface of
    The alternator according to claim 1, wherein the second cooling passage is a passage provided in the bracket.
  5. 【請求項5】界磁コイルにより励磁される回転子と、電
    力を出力する固定子と、前記電力を整流する整流器と、
    前記固定子が発生する電力量を制御する電圧調整器と、
    冷却液を導入する冷却液入口と、冷却液を出力する冷却
    液出口と、前記冷却液入口及び冷却液出口間に接続され
    て前記固定子,前記整流器及び前記電圧調整器を冷却す
    る冷却液流路とを備えた車両用交流発電機において、前
    記冷却液流路とは別に前記冷却液入口及び冷却液出口と
    を接続するバイパス流路を設けたことを特徴とする車両
    用交流発電機。
    5. A rotor that is excited by a field coil, a stator that outputs power, and a rectifier that rectifies the power.
    A voltage regulator for controlling the amount of power generated by the stator;
    A coolant inlet for introducing a coolant, a coolant outlet for outputting a coolant, and a coolant flow connected between the coolant inlet and the coolant outlet to cool the stator, the rectifier, and the voltage regulator. An alternator for a vehicle comprising a road and a bypass flow path connecting the coolant inlet and the coolant outlet separately from the coolant flow path.
  6. 【請求項6】前記界磁コイルは、前記界磁鉄心に複数設
    けられた溝に沿って前記界磁コイル銅線を複数巻き回し
    て形成されたことを特徴とする請求項1記載の車両用交
    流発電機。
    6. The vehicle according to claim 1, wherein the field coil is formed by winding the field coil copper wire a plurality of times along a plurality of grooves provided in the field iron core. Alternator.
  7. 【請求項7】内部に冷却液を通流させる流路が形成され
    た車両の駆動源となるエンジンと、このエンジンからの
    冷却液を通過させることにより通過した冷却液の温度を
    低下させるラジエータと、このラジエータからの冷却液
    を導入して構成部品を冷却する冷却液流路を有する車両
    用交流発電機と、この車両用交流発電機からの冷却液を
    前記エンジンの冷却液入口に帰還させる管路とを備えた
    車両用冷却装置において、前記車両用交流発電機の冷却
    液入口側と出口側とを接続するバイパス管路を設け、こ
    のバイパス管路に所定の流路抵抗を持たせたことを特徴
    とする車両用冷却装置。
    7. An engine as a drive source of a vehicle having a flow path through which a cooling liquid flows, and a radiator for lowering the temperature of the cooling liquid passed by passing the cooling liquid from the engine. A vehicle alternator having a coolant flow path for introducing a coolant from the radiator to cool the components, and a pipe for returning the coolant from the vehicle alternator to a coolant inlet of the engine. And a bypass line connecting the coolant inlet side and the outlet side of the vehicle alternator, and the bypass line has a predetermined flow resistance. A vehicle cooling device characterized by the above-mentioned.
  8. 【請求項8】前記エンジンの回転動力を前記車両用交流
    発電機により電力に変換してモータを駆動し、このモー
    タの回転動力を車輪に伝達するものであることを特徴と
    する請求項7記載の車両用冷却装置。
    8. A motor according to claim 7, wherein said engine power is converted into electric power by said vehicle AC generator to drive a motor, and the motor power is transmitted to wheels. Vehicle cooling system.
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