JP2003219604A - 車両用交流発電機 - Google Patents
車両用交流発電機Info
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- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
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- Power Engineering (AREA)
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- Synchronous Machinery (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 整流素子と冷却フィンに効率良く冷却風を当
てることで冷却性能を飛躍的に向上した整流装置を提供
すること。 【解決手段】 フレーム３ｂの周壁部に形成されて外気
を導入する径方向開口部８０２と、フレーム３ｂと大径
フィン５０３との間に形成されて径方向開口部８０２よ
り導入された外気を大径フィン５０３に沿って径内側へ
流通させる径方向通風路８１０とを備えた車両用交流発
電機において、フレーム３ｂには、大径フィン５０３の
−整流素子５０４固定部位に対向する部分において径外
側と径内側とを結ぶ方向に溝８０４が形成されている。
よって、大径フィン５０３及びこれに固定された−整流
素子５０４をより効果的に冷却することができる。
てることで冷却性能を飛躍的に向上した整流装置を提供
すること。 【解決手段】 フレーム３ｂの周壁部に形成されて外気
を導入する径方向開口部８０２と、フレーム３ｂと大径
フィン５０３との間に形成されて径方向開口部８０２よ
り導入された外気を大径フィン５０３に沿って径内側へ
流通させる径方向通風路８１０とを備えた車両用交流発
電機において、フレーム３ｂには、大径フィン５０３の
−整流素子５０４固定部位に対向する部分において径外
側と径内側とを結ぶ方向に溝８０４が形成されている。
よって、大径フィン５０３及びこれに固定された−整流
素子５０４をより効果的に冷却することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用交流発電機
に関し、特に、その整流装置に関する。
に関し、特に、その整流装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車室内有効容積確保の為にエンジ
ンルーム内の省スペース化が求められており、車両用交
流発電機にも小型化が要求されている。このため、省ス
ペース化によるエンジンルーム内の温度環境悪化や車両
用交流発電機自体の小型化による冷却効率悪化等に対応
して、車両用交流発電機の整流装置の冷却性能の改善が
重要課題となっている。
ンルーム内の省スペース化が求められており、車両用交
流発電機にも小型化が要求されている。このため、省ス
ペース化によるエンジンルーム内の温度環境悪化や車両
用交流発電機自体の小型化による冷却効率悪化等に対応
して、車両用交流発電機の整流装置の冷却性能の改善が
重要課題となっている。
【０００３】たとえば、図１０に示す第１の従来例にお
ける車両用交流発電機では、冷却効率向上の為、整流素
子１００を装着した＋、−フィン１０１、１０２を互い
に平行に軸方向に重ねて配置し、整流素子１００近傍に
位置して保護カバー１０３に開口した冷却風吸入口１０
４から外気を直接、整流素子に当てる（正確にはフィン
１０１、１０２の整流素子取り付け部の背面に当てる）
整流装置構成を採用している。
ける車両用交流発電機では、冷却効率向上の為、整流素
子１００を装着した＋、−フィン１０１、１０２を互い
に平行に軸方向に重ねて配置し、整流素子１００近傍に
位置して保護カバー１０３に開口した冷却風吸入口１０
４から外気を直接、整流素子に当てる（正確にはフィン
１０１、１０２の整流素子取り付け部の背面に当てる）
整流装置構成を採用している。
【０００４】しかしながら、上述した第１の従来例の整
流装置の構成では、整流素子１００の近傍を中心として
冷却フィン１０１、１０２の背面に直接冷却風を当てて
はいるものの、冷却フィン１０１、１０２の素子接続端
子側の面には冷却風が回りこみにくく、更に径外側の整
流素子は冷却風下流側に位置するために暖まった外気に
より冷却されてしまうので冷却効率が低下するという問
題があった。
流装置の構成では、整流素子１００の近傍を中心として
冷却フィン１０１、１０２の背面に直接冷却風を当てて
はいるものの、冷却フィン１０１、１０２の素子接続端
子側の面には冷却風が回りこみにくく、更に径外側の整
流素子は冷却風下流側に位置するために暖まった外気に
より冷却されてしまうので冷却効率が低下するという問
題があった。
【０００５】そこで、このような問題点に鑑みて、本願
出願人は、図１１乃至図１２に示す第２の従来例の車両
用交流発電機を提案している（特開平１１−１６４５３
８号公報）。すなわち、この車両用交流発電機は、大径
フィン５０３はフレーム３ｂ側に、小径フィン５０１は
保護カバー８側に位置して、それらの整流素子５０２、
５０４が向き合う姿勢で所定幅の隙間を介して軸方向に
重ねられ、大径フィン５０３は径外側に偏位し、小径フ
ィン５０１は径内側に偏位し、保護カバー８は、＋整流
素子５０２に直接外気を導入する軸方向開口部８０１を
有する。更に、大径フィン５０３とフレーム３ｂとの間
に形成されて−整流素子５０４の中心位置を通る径方向
通風路８１０が形成され、この径方向通風路８１０の径
外側の端部に直接外気を導入する径方向開口部８０２が
形成される。このようにすれば、冷却風が両フィン５０
１、５０３の素子装着面間の隙問を通ることができるの
で、冷却フィン５０１、５０３両面に吸入冷却風を当て
ることができ、良好にフィン５０１、５０３及び整流素
子５０２、５０４を冷却することができるというもので
ある。
出願人は、図１１乃至図１２に示す第２の従来例の車両
用交流発電機を提案している（特開平１１−１６４５３
８号公報）。すなわち、この車両用交流発電機は、大径
フィン５０３はフレーム３ｂ側に、小径フィン５０１は
保護カバー８側に位置して、それらの整流素子５０２、
５０４が向き合う姿勢で所定幅の隙間を介して軸方向に
重ねられ、大径フィン５０３は径外側に偏位し、小径フ
ィン５０１は径内側に偏位し、保護カバー８は、＋整流
素子５０２に直接外気を導入する軸方向開口部８０１を
有する。更に、大径フィン５０３とフレーム３ｂとの間
に形成されて−整流素子５０４の中心位置を通る径方向
通風路８１０が形成され、この径方向通風路８１０の径
外側の端部に直接外気を導入する径方向開口部８０２が
形成される。このようにすれば、冷却風が両フィン５０
１、５０３の素子装着面間の隙問を通ることができるの
で、冷却フィン５０１、５０３両面に吸入冷却風を当て
ることができ、良好にフィン５０１、５０３及び整流素
子５０２、５０４を冷却することができるというもので
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
乃至図１１に示す前記第２の従来例の車両用交流発電機
においては、径方向通路８１０が大径フィンの表裏両面
に冷却風を通過させてはいるが、車両用交流発電機の更
なる小型化により冷却ファン２１の風量が減少すると、
リアフレーム３ｂ及び大径フィン５０３間の径方向通風
路８１０を通過する冷却風の風量が減少して、大径フィ
ン５０３の冷却性が低下し、大径フィン５０３に固定さ
れた整流素子５０４の温度が上昇するという問題があっ
た。
乃至図１１に示す前記第２の従来例の車両用交流発電機
においては、径方向通路８１０が大径フィンの表裏両面
に冷却風を通過させてはいるが、車両用交流発電機の更
なる小型化により冷却ファン２１の風量が減少すると、
リアフレーム３ｂ及び大径フィン５０３間の径方向通風
路８１０を通過する冷却風の風量が減少して、大径フィ
ン５０３の冷却性が低下し、大径フィン５０３に固定さ
れた整流素子５０４の温度が上昇するという問題があっ
た。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、大径フィンに効率良く冷却風を当てることで冷
却性能を飛躍的に向上した整流装置を有する車両用交流
発電機を提供する事をその目的としている。
であり、大径フィンに効率良く冷却風を当てることで冷
却性能を飛躍的に向上した整流装置を有する車両用交流
発電機を提供する事をその目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載の車両用交流発電機は、フレーム
と、そのフレームの周壁部に固定される固定子と、前記
フレームに回転自在に支持される回転子と、前記フレー
ムの外端面に固定される整流装置と、その整流装置を覆
って前記フレームに固定される保護カバーと、前記回転
子に固定されて前記整流装置側から冷却風を吸入する冷
却ファンとを備え、前記整流装置は、前記フレームの外
端面に対面しつつ略径方向に延設されて整流素子冷却部
材兼整流素子接続導体をなす大径フィン、前記保護カバ
ーの内端面に対面しつつ整流素子冷却部材兼整流素子接
続導体をなす小径フィン、及び、前記両フィンに固定さ
れる複数の整流素子を有し、前記小径フィンに面して前
記保護カバーの端壁部に形成された外気導入用の軸方向
開口部と、前記フレームの周壁部に形成されて外気を導
入する径方向開口部と、前記フレームと前記大径フィン
との間に形成されて前記径方向開口部より導入された外
気を前記大径フィンに沿って径内側へ流通させる径方向
通風路とを備えた車両用交流発電機において、前記フレ
ームには、前記大径フィンの前記整流素子固定部位に対
向する部分において径外側と径内側とを結ぶ方向に溝が
形成されていることを特徴とする。
に、請求項１に記載の車両用交流発電機は、フレーム
と、そのフレームの周壁部に固定される固定子と、前記
フレームに回転自在に支持される回転子と、前記フレー
ムの外端面に固定される整流装置と、その整流装置を覆
って前記フレームに固定される保護カバーと、前記回転
子に固定されて前記整流装置側から冷却風を吸入する冷
却ファンとを備え、前記整流装置は、前記フレームの外
端面に対面しつつ略径方向に延設されて整流素子冷却部
材兼整流素子接続導体をなす大径フィン、前記保護カバ
ーの内端面に対面しつつ整流素子冷却部材兼整流素子接
続導体をなす小径フィン、及び、前記両フィンに固定さ
れる複数の整流素子を有し、前記小径フィンに面して前
記保護カバーの端壁部に形成された外気導入用の軸方向
開口部と、前記フレームの周壁部に形成されて外気を導
入する径方向開口部と、前記フレームと前記大径フィン
との間に形成されて前記径方向開口部より導入された外
気を前記大径フィンに沿って径内側へ流通させる径方向
通風路とを備えた車両用交流発電機において、前記フレ
ームには、前記大径フィンの前記整流素子固定部位に対
向する部分において径外側と径内側とを結ぶ方向に溝が
形成されていることを特徴とする。
【０００９】従って、大径フィンは、フレームの周壁部
に形成された径方向開口部より導入された外気が、フレ
ームと大径フィンとの間に形成された径方向通風路にて
大径フィンに沿って径内側へ流通することによって、低
温の外気により良好に冷却され、これに固定された整流
素子も良好に冷却される。しかも、フレームには大径フ
ィンの整流素子固定部位に対向する部分において径外側
と径内側とを結ぶ方向に溝が形成されているので、この
溝部分においては、より大量の外気が流通され、大径フ
ィンの整流素子固定部位が一層効果的に冷却される。一
方、小径フィンは、それに対面する保護カバーの端壁部
に形成された外気導入用の軸方向開口部から流入する低
温の外気により良好に冷却され、これに固定された整流
素子も良好に冷却される。また、フレームの溝によって
径方向通風路の一部が拡大されるのみであり、径方向通
風路を流通する風量は大幅には増加しないので、軸方向
開口部から導入される外気量への影響も少なく、小径フ
ィン及びこれに固定された整流素子の冷却性が低下する
という弊害はない。
に形成された径方向開口部より導入された外気が、フレ
ームと大径フィンとの間に形成された径方向通風路にて
大径フィンに沿って径内側へ流通することによって、低
温の外気により良好に冷却され、これに固定された整流
素子も良好に冷却される。しかも、フレームには大径フ
ィンの整流素子固定部位に対向する部分において径外側
と径内側とを結ぶ方向に溝が形成されているので、この
溝部分においては、より大量の外気が流通され、大径フ
ィンの整流素子固定部位が一層効果的に冷却される。一
方、小径フィンは、それに対面する保護カバーの端壁部
に形成された外気導入用の軸方向開口部から流入する低
温の外気により良好に冷却され、これに固定された整流
素子も良好に冷却される。また、フレームの溝によって
径方向通風路の一部が拡大されるのみであり、径方向通
風路を流通する風量は大幅には増加しないので、軸方向
開口部から導入される外気量への影響も少なく、小径フ
ィン及びこれに固定された整流素子の冷却性が低下する
という弊害はない。
【００１０】また、請求項２に記載の車両用交流発電機
は、前記溝の幅が、前記大径フィンに固定された整流素
子の幅の約０．５倍以上に設定されたことを特徴とす
る。
は、前記溝の幅が、前記大径フィンに固定された整流素
子の幅の約０．５倍以上に設定されたことを特徴とす
る。
【００１１】従って、前記溝の幅が前記大径フィンに固
定された整流素子の幅の約０．５倍以上に設定されてい
るので、径方向通風路における大径フィンの整流素子固
定部位に面する部分を流通する冷却風の風量が十分に確
保され、大径フィン及びこれに固定された整流素子を確
実に冷却することができる。
定された整流素子の幅の約０．５倍以上に設定されてい
るので、径方向通風路における大径フィンの整流素子固
定部位に面する部分を流通する冷却風の風量が十分に確
保され、大径フィン及びこれに固定された整流素子を確
実に冷却することができる。
【００１２】また、請求項３に記載の車両用交流発電機
は、前記溝の幅が、前記大径フィンに固定された整流素
子の幅の約１．５倍以下に設定されたことを特徴とす
る。
は、前記溝の幅が、前記大径フィンに固定された整流素
子の幅の約１．５倍以下に設定されたことを特徴とす
る。
【００１３】従って、前記溝の幅が前記大径フィンに固
定された整流素子の幅の約１．５倍以下に設定されてい
るので、径方向通風路を流通する風量は大幅には増加せ
ず、よって、軸方向開口部から導入される外気量への影
響も少なく、小径フィン及びこれに固定された整流素子
の冷却性が低下するという弊害がない。
定された整流素子の幅の約１．５倍以下に設定されてい
るので、径方向通風路を流通する風量は大幅には増加せ
ず、よって、軸方向開口部から導入される外気量への影
響も少なく、小径フィン及びこれに固定された整流素子
の冷却性が低下するという弊害がない。
【００１４】また、請求項４に記載の車両用交流発電機
は、前記径方向通風路は、前記溝における軸方向高さが
前記大径フィンの厚さの約０．５倍以上に設定されたこ
とを特徴とする。
は、前記径方向通風路は、前記溝における軸方向高さが
前記大径フィンの厚さの約０．５倍以上に設定されたこ
とを特徴とする。
【００１５】従って、前記径方向通風路は、前記溝にお
ける軸方向高さが前記大径フィンの厚さの約０．５倍以
上に設定されているので、径方向通風路における大径フ
ィンの整流素子固定部位に面する部分を流通する冷却風
の風量が十分に確保され、大径フィン及びこれに固定さ
れた整流素子を確実に冷却することができる。
ける軸方向高さが前記大径フィンの厚さの約０．５倍以
上に設定されているので、径方向通風路における大径フ
ィンの整流素子固定部位に面する部分を流通する冷却風
の風量が十分に確保され、大径フィン及びこれに固定さ
れた整流素子を確実に冷却することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した車両用
交流発電機の一実施形態について、図面を参照しつつ説
明する。
交流発電機の一実施形態について、図面を参照しつつ説
明する。
【００１７】この車両用交流発電機は、いわゆるオルタ
ネータと呼ばれるものであって、図１〜図７に示すよう
に、エンジン（図示せず）からベルト（図示せず）、プ
ーリ１を介して回転力を受けて回転するロータ（回転
子）２と、ロータ２をフレーム３ａ、３ｂに回転自在に
支持する軸受け３ｃ、３ｄと、ロータ２を内包しつつフ
レーム３ａ、３ｂ内周に固定されてロータ２の回転によ
り発生する回転磁界により交流電圧を誘起するステータ
（固定子）４と、ステータ４から出力される交流電力を
直流電力に変換する整流装置５と、整流装置５により整
流された直流出力電圧を所望の値に調整するレギュレー
タ６と、ロータ２の界磁巻線２ａに励磁電流を供給する
ブラシ７と、ステータ４、整流装置５、レギュレータ６
及びブラシ７を覆ってフレーム３ｂの端面に被せられる
金属製の保護カバー８とを有している。
ネータと呼ばれるものであって、図１〜図７に示すよう
に、エンジン（図示せず）からベルト（図示せず）、プ
ーリ１を介して回転力を受けて回転するロータ（回転
子）２と、ロータ２をフレーム３ａ、３ｂに回転自在に
支持する軸受け３ｃ、３ｄと、ロータ２を内包しつつフ
レーム３ａ、３ｂ内周に固定されてロータ２の回転によ
り発生する回転磁界により交流電圧を誘起するステータ
（固定子）４と、ステータ４から出力される交流電力を
直流電力に変換する整流装置５と、整流装置５により整
流された直流出力電圧を所望の値に調整するレギュレー
タ６と、ロータ２の界磁巻線２ａに励磁電流を供給する
ブラシ７と、ステータ４、整流装置５、レギュレータ６
及びブラシ７を覆ってフレーム３ｂの端面に被せられる
金属製の保護カバー８とを有している。
【００１８】整流装置５は、フレーム３ｂと保護カバー
８との間に配置され、フレーム３ｂのベアリングボック
ス支持部３０１に保護カバー８と共に締結固定されてい
る。＋電位の小径フィン５０１には、＋整流素子５０２
が接続端子を大径フィン５０３に向けて半田付けにより
装着されている。−電位の大径フィン５０３には、−整
流素子５０４が接続端子を小径フィン５０１に向けて半
田付けにより装着されている。これら接続端子はそれぞ
れステータリード接続端子５０５によりステータリード
Ｌと接続されている。この構成により、交流ブリッジ回
路が形成されて、＋電位の小径フィン５０１に取り付け
られたＢボルト５０６から直流出力を得ることができ
る。
８との間に配置され、フレーム３ｂのベアリングボック
ス支持部３０１に保護カバー８と共に締結固定されてい
る。＋電位の小径フィン５０１には、＋整流素子５０２
が接続端子を大径フィン５０３に向けて半田付けにより
装着されている。−電位の大径フィン５０３には、−整
流素子５０４が接続端子を小径フィン５０１に向けて半
田付けにより装着されている。これら接続端子はそれぞ
れステータリード接続端子５０５によりステータリード
Ｌと接続されている。この構成により、交流ブリッジ回
路が形成されて、＋電位の小径フィン５０１に取り付け
られたＢボルト５０６から直流出力を得ることができ
る。
【００１９】なお、＋整流素子５０２は全波整流回路の
ハイサイド側のダイオードを意味し、−整流素子５０４
はローサイド側のダイオードを意味している。小径フィ
ン５０１及び＋整流素子５０２は、内径側かつ軸方向保
護カバー８側に配置されている。大径フィン５０３及び
−整流素子５０４は外径側かつ軸方向フレーム３ｂ側に
配置されている。保護カバー８の＋整流素子近傍には、
軸方向開口部８０１が設けられている。また、フレーム
３ｂの外周部と保護カバー８との間には、径方向開口部
８０２が設けられ、大径フィン５０３とフレーム３ｂと
の間には径方向開口部８０２から導入された外気を大径
フィン５０３に沿って径内側へ流通させる径方向通風路
８１０が形成されている。
ハイサイド側のダイオードを意味し、−整流素子５０４
はローサイド側のダイオードを意味している。小径フィ
ン５０１及び＋整流素子５０２は、内径側かつ軸方向保
護カバー８側に配置されている。大径フィン５０３及び
−整流素子５０４は外径側かつ軸方向フレーム３ｂ側に
配置されている。保護カバー８の＋整流素子近傍には、
軸方向開口部８０１が設けられている。また、フレーム
３ｂの外周部と保護カバー８との間には、径方向開口部
８０２が設けられ、大径フィン５０３とフレーム３ｂと
の間には径方向開口部８０２から導入された外気を大径
フィン５０３に沿って径内側へ流通させる径方向通風路
８１０が形成されている。
【００２０】軸方向開口部８０１から導入された冷却風
は、小径フィン５０１の＋整流素子５０２が載せられた
部位の裏面に直接当たり、冷却する。また、径方向開口
部８０２から導入された冷却風は、大径フィン５０３の
−整流素子５０４が載せられた部位の裏面に流されて冷
却する。外気が直接、＋、−整流素子５０２、５０４を
冷却できるようになっている。
は、小径フィン５０１の＋整流素子５０２が載せられた
部位の裏面に直接当たり、冷却する。また、径方向開口
部８０２から導入された冷却風は、大径フィン５０３の
−整流素子５０４が載せられた部位の裏面に流されて冷
却する。外気が直接、＋、−整流素子５０２、５０４を
冷却できるようになっている。
【００２１】保護カバー８、小径フィン５０１、大径フ
ィン５０３、フレーム３ｂ間はそれぞれ冷却風が通る隙
間を設けてあり、各隙間の軸方向幅は１０ｍｍ以下とさ
れて冷却風を高速化し、小径フィン５０１及び大径フィ
ン５０３を良好に冷却するようになっている。小径フィ
ン５０１は環状に閉じている形状であるので、小径フィ
ン５０１の熱伝導が向上し、熱分布が均一にできるの
で、フィン全体を冷却媒体として有効に利用でき、小径
フィン５０１の表面積も確保できる為、より一層良好に
冷却を行うことができる。
ィン５０３、フレーム３ｂ間はそれぞれ冷却風が通る隙
間を設けてあり、各隙間の軸方向幅は１０ｍｍ以下とさ
れて冷却風を高速化し、小径フィン５０１及び大径フィ
ン５０３を良好に冷却するようになっている。小径フィ
ン５０１は環状に閉じている形状であるので、小径フィ
ン５０１の熱伝導が向上し、熱分布が均一にできるの
で、フィン全体を冷却媒体として有効に利用でき、小径
フィン５０１の表面積も確保できる為、より一層良好に
冷却を行うことができる。
【００２２】さらに、フレーム３ｂには、大径フィン５
０３における−整流素子５０４固定部位（−整流素子５
０４搭載面の裏側）に対向する部分において、フレーム
３ｂ周壁部となっている径外側と冷却風吸入口８０３が
位置する径内側とを結び且つフレーム３ｂの中心を通る
方向に、断面が略矩形状の溝８０４が形成されている
（図１，３，４，５参照）。フレーム３ｂに溝８０４が
形成されることにより、径方向通風路８１０の−整流素
子５０４固定部位に面する部分のみが拡大され、当該部
分を流通する冷却風の風量が増大し、大径フィン５０３
の−整流素子５０４固定部位及び−整流素子５０４をよ
り一層効果的に冷却することができる。
０３における−整流素子５０４固定部位（−整流素子５
０４搭載面の裏側）に対向する部分において、フレーム
３ｂ周壁部となっている径外側と冷却風吸入口８０３が
位置する径内側とを結び且つフレーム３ｂの中心を通る
方向に、断面が略矩形状の溝８０４が形成されている
（図１，３，４，５参照）。フレーム３ｂに溝８０４が
形成されることにより、径方向通風路８１０の−整流素
子５０４固定部位に面する部分のみが拡大され、当該部
分を流通する冷却風の風量が増大し、大径フィン５０３
の−整流素子５０４固定部位及び−整流素子５０４をよ
り一層効果的に冷却することができる。
【００２３】また、径方向通風路８１０は全域に亘って
拡大されることなく一部のみが拡大されているので、軸
方向開口部８０１から導入される外気の風量に与える影
響は少ない。すなわち、冷却ファン２１の吸気能力は一
定であるため、径方向通風路８１０が全域に亘って拡大
されることにより径方向通風路８１０を通過する冷却風
の風量が大幅に増大すると、これに伴って軸方向開口部
８０１を通る冷却風の風量が減少してしまうが、本実施
形態ではそのような不具合はない。従って、小径フィン
５０１及び小径フィン５０１に保持される＋整流素子５
０２の冷却性が低下するという弊害はない。
拡大されることなく一部のみが拡大されているので、軸
方向開口部８０１から導入される外気の風量に与える影
響は少ない。すなわち、冷却ファン２１の吸気能力は一
定であるため、径方向通風路８１０が全域に亘って拡大
されることにより径方向通風路８１０を通過する冷却風
の風量が大幅に増大すると、これに伴って軸方向開口部
８０１を通る冷却風の風量が減少してしまうが、本実施
形態ではそのような不具合はない。従って、小径フィン
５０１及び小径フィン５０１に保持される＋整流素子５
０２の冷却性が低下するという弊害はない。
【００２４】図７は、大径フィン５０３及び溝８０４形
成部位を含むフレーム３ｂの取り付け状態を示す側面図
である。ここで、大径フィン５０３とフレーム３ｂの溝
８０４底部との隙間寸法（以下、径方向通風路８１０の
軸方向高さと称する）をＨ、溝８０４の幅をＷ、−整流
素子５０４の外径寸法をＹ、大径フィン５０３の厚さ寸
法をＪとしたとき、Ｈ＝Ｊ、Ｗ≒１．２Ｙの関係が成り
立つように設定されている。
成部位を含むフレーム３ｂの取り付け状態を示す側面図
である。ここで、大径フィン５０３とフレーム３ｂの溝
８０４底部との隙間寸法（以下、径方向通風路８１０の
軸方向高さと称する）をＨ、溝８０４の幅をＷ、−整流
素子５０４の外径寸法をＹ、大径フィン５０３の厚さ寸
法をＪとしたとき、Ｈ＝Ｊ、Ｗ≒１．２Ｙの関係が成り
立つように設定されている。
【００２５】次に、径方向通風路８１０の軸方向高さＨ
を一定（Ｈ＝Ｊ＝４ｍｍ）とし、溝８０４の幅Ｗを変化
させた場合の＋整流素子５０２及び−整流素子５０４に
おける温度低減効果を示す実験結果について、図８のグ
ラフを参照しつつ説明する。尚、図８のグラフ及び以下
の説明において温度の単位は摂氏とし、溝８０４を形成
していない前記従来の車両用交流発電機と比較して、数
値がマイナスの場合は温度低減効果の向上が見られたこ
とを、数値がプラスの場合は温度低減効果が低下したこ
とを、数値が０の場合は温度低減効果に変化がなかった
ことをそれぞれ表している。
を一定（Ｈ＝Ｊ＝４ｍｍ）とし、溝８０４の幅Ｗを変化
させた場合の＋整流素子５０２及び−整流素子５０４に
おける温度低減効果を示す実験結果について、図８のグ
ラフを参照しつつ説明する。尚、図８のグラフ及び以下
の説明において温度の単位は摂氏とし、溝８０４を形成
していない前記従来の車両用交流発電機と比較して、数
値がマイナスの場合は温度低減効果の向上が見られたこ
とを、数値がプラスの場合は温度低減効果が低下したこ
とを、数値が０の場合は温度低減効果に変化がなかった
ことをそれぞれ表している。
【００２６】Ｗ＝０．５Ｙの条件下では、両整流素子５
０３，５０４において温度低減効果に変化は見られなか
った。Ｗ＝０．７５Ｙの条件下では、＋整流素子５０２
に−１度、−整流素子５０４に−３度の温度低減効果の
向上がそれぞれ認められた。Ｗ＝Ｙの条件下では、＋整
流素子５０２に−２度の温度低減効果が、−整流素子５
０４に−２０度の大幅な温度低減効果の向上がそれぞれ
認められた。Ｗ＝１．３Ｙの条件下では、−整流素子５
０４に−２３度の大幅な温度低減効果の向上が認められ
たが、＋整流素子５０２においては＋３度となり温度低
減効果が僅かながら低下に転じたことがわかる。
０３，５０４において温度低減効果に変化は見られなか
った。Ｗ＝０．７５Ｙの条件下では、＋整流素子５０２
に−１度、−整流素子５０４に−３度の温度低減効果の
向上がそれぞれ認められた。Ｗ＝Ｙの条件下では、＋整
流素子５０２に−２度の温度低減効果が、−整流素子５
０４に−２０度の大幅な温度低減効果の向上がそれぞれ
認められた。Ｗ＝１．３Ｙの条件下では、−整流素子５
０４に−２３度の大幅な温度低減効果の向上が認められ
たが、＋整流素子５０２においては＋３度となり温度低
減効果が僅かながら低下に転じたことがわかる。
【００２７】以上の結果は、諸条件によって変化するこ
とが考えられるので、溝８０４の幅Ｗを−整流素子５０
４の外径Ｙの約０．５倍以上に設定することにより、−
整流素子５０４における温度低減効果が向上すると考え
られる。また、溝８０４の幅Ｗを−整流素子５０４の外
径Ｙの約１．５倍以下に設定することにより、＋整流素
子５０２における温度低減効果の低下を少なく抑えるこ
とができると考えられる。さらに、上記の実験結果よ
り、溝８０４の幅Ｗは、−整流素子５０４の外径Ｙの
０．７５倍乃至１．３倍の範囲内に設定するのが好まし
く、０．８倍乃至１．２倍の範囲内に設定するのがより
好ましい。
とが考えられるので、溝８０４の幅Ｗを−整流素子５０
４の外径Ｙの約０．５倍以上に設定することにより、−
整流素子５０４における温度低減効果が向上すると考え
られる。また、溝８０４の幅Ｗを−整流素子５０４の外
径Ｙの約１．５倍以下に設定することにより、＋整流素
子５０２における温度低減効果の低下を少なく抑えるこ
とができると考えられる。さらに、上記の実験結果よ
り、溝８０４の幅Ｗは、−整流素子５０４の外径Ｙの
０．７５倍乃至１．３倍の範囲内に設定するのが好まし
く、０．８倍乃至１．２倍の範囲内に設定するのがより
好ましい。
【００２８】一方、径方向通風路８１０の軸方向高さＨ
は、大径フィン５０３の厚さＪの０．５倍以上（Ｈ≧
０．５Ｊ）に設定するのが好ましく、Ｊと同等以上（Ｈ
≧Ｊ）に設定するのがより好ましい。このように径方向
通風路８１０の軸方向高さＨを設定することにより、風
量を十分に確保でき、−整流素子５０４における温度低
減効果が向上する。
は、大径フィン５０３の厚さＪの０．５倍以上（Ｈ≧
０．５Ｊ）に設定するのが好ましく、Ｊと同等以上（Ｈ
≧Ｊ）に設定するのがより好ましい。このように径方向
通風路８１０の軸方向高さＨを設定することにより、風
量を十分に確保でき、−整流素子５０４における温度低
減効果が向上する。
【００２９】大径フィン５０３はフレーム３ｂに直接に
締結固定されているので、大径フィン５０３の熱をフレ
ーム３ｂに良好に伝えることができ、更に良好に冷却を
行うことができる。小径フィン５０１は、その径外側の
端縁及び径内側の端縁を軸方向保護カバー８に向けて折
り曲げることにより、リブ５１０、５１１を形成してい
る。これにより、小径フィン５０１が軸方向開口部８０
１から吸入する冷却風を素子近傍に集中させるため、素
子近傍の冷却風流速が上がり、熱伝達効率が向上すると
共に、小径フィン５０１の表面積も確保できる為、より
一層良好に冷却する。
締結固定されているので、大径フィン５０３の熱をフレ
ーム３ｂに良好に伝えることができ、更に良好に冷却を
行うことができる。小径フィン５０１は、その径外側の
端縁及び径内側の端縁を軸方向保護カバー８に向けて折
り曲げることにより、リブ５１０、５１１を形成してい
る。これにより、小径フィン５０１が軸方向開口部８０
１から吸入する冷却風を素子近傍に集中させるため、素
子近傍の冷却風流速が上がり、熱伝達効率が向上すると
共に、小径フィン５０１の表面積も確保できる為、より
一層良好に冷却する。
【００３０】更に、小径フィン５０１は、その配置姿勢
から、吸入する冷却風の流れが滑らかになる整流板とし
ての機能ももつので、ファン騒音が低減される。更に、
リブ５１０、５１１は電位が異なる大径フィン５０３に
対し遠ざかる方向に曲げられているので、曲げない場合
に比して両フィン間での異物付着や腐食生成物の堆積が
回避されるという副次効果もある。
から、吸入する冷却風の流れが滑らかになる整流板とし
ての機能ももつので、ファン騒音が低減される。更に、
リブ５１０、５１１は電位が異なる大径フィン５０３に
対し遠ざかる方向に曲げられているので、曲げない場合
に比して両フィン間での異物付着や腐食生成物の堆積が
回避されるという副次効果もある。
【００３１】大径フィン５０３は径内側の端縁をフレー
ム３ｂに向けて軸方向へ折り曲げてリブ５１２を形成し
ているので、大径フィン５０３が径方向開口部８０２か
ら吸入する冷却風を冷却ファン２１に向けて滑らかに流
すことができる。したがって、素子近傍の冷却風流速が
上がり、熱伝達効率が向上すると共に、大径フィン５０
３の表面積も確保できる為に、より一層良好に冷却を行
うことができる。更に、リブ５１２は大径フィン５０３
の他の部分と共に、吸入する冷却風の流れが滑らかにな
る整流板としての機能も果たすので、ファン騒音が低減
される。また、リブ５１２は電位が異なる小径フィン５
０１に対して遠ざかる方向に曲げられているので、曲げ
ない場合に比して異物付着や腐食生成物の堆積が回避さ
れるという副次効果もある。
ム３ｂに向けて軸方向へ折り曲げてリブ５１２を形成し
ているので、大径フィン５０３が径方向開口部８０２か
ら吸入する冷却風を冷却ファン２１に向けて滑らかに流
すことができる。したがって、素子近傍の冷却風流速が
上がり、熱伝達効率が向上すると共に、大径フィン５０
３の表面積も確保できる為に、より一層良好に冷却を行
うことができる。更に、リブ５１２は大径フィン５０３
の他の部分と共に、吸入する冷却風の流れが滑らかにな
る整流板としての機能も果たすので、ファン騒音が低減
される。また、リブ５１２は電位が異なる小径フィン５
０１に対して遠ざかる方向に曲げられているので、曲げ
ない場合に比して異物付着や腐食生成物の堆積が回避さ
れるという副次効果もある。
【００３２】小径フィン５０１と大径フィン５０３との
間には３個の端子台５１３が介設され、端子台５１３は
べアリングボックス３ｄを支持して径方向に延びる支持
部３０１の三ヶ所に固定されている。小径フィン５０１
及び大径フィン５０３は支持部３０１に端子台５１３と
ともに固定されており、端子台５１３間には小径フィン
５０１及び大径フィン５０３が露出している。また、小
径フィン５０１と大径フィン５０３との間を通ってフレ
ーム３ｂの冷却風吸入口８０３に至る最短の冷却風路を
確保でき、冷却風は冷却ファンへ向けて滑らかに流すこ
とができるので、素子近傍の冷却風流速が上がり、熱伝
達効率が向上すると共に、実効的な冷却フィン面積を確
保でき、よリ一層良好に整流素子を冷却することができ
る。
間には３個の端子台５１３が介設され、端子台５１３は
べアリングボックス３ｄを支持して径方向に延びる支持
部３０１の三ヶ所に固定されている。小径フィン５０１
及び大径フィン５０３は支持部３０１に端子台５１３と
ともに固定されており、端子台５１３間には小径フィン
５０１及び大径フィン５０３が露出している。また、小
径フィン５０１と大径フィン５０３との間を通ってフレ
ーム３ｂの冷却風吸入口８０３に至る最短の冷却風路を
確保でき、冷却風は冷却ファンへ向けて滑らかに流すこ
とができるので、素子近傍の冷却風流速が上がり、熱伝
達効率が向上すると共に、実効的な冷却フィン面積を確
保でき、よリ一層良好に整流素子を冷却することができ
る。
【００３３】更に、吸入する冷却風の流れが滑らかにな
るので、騒音が低減されるという副次効果もある。な
お、二つのフィン５０１、５０３は、それらの相対的な
大きさの違いから、小径フィン５０１ならびに大径フィ
ン５０３と呼ばれている。特に、これらのフィン５０
１、５０３は、複数の整流素子を搭載するために、所要
の径方向寸法をもつことが重要である。この実施例で
は、小径フィン５０１は、複数の＋整流素子５０２を、
図３に図示されるように小径の円周上に配置するべく小
径に構成されている。一方、大径フィン５０３は、複数
の−整流素子５０４を、図３に図示されるようにほぼ同
一の大径の円周上に配置するべく大径に構成されてい
る。
るので、騒音が低減されるという副次効果もある。な
お、二つのフィン５０１、５０３は、それらの相対的な
大きさの違いから、小径フィン５０１ならびに大径フィ
ン５０３と呼ばれている。特に、これらのフィン５０
１、５０３は、複数の整流素子を搭載するために、所要
の径方向寸法をもつことが重要である。この実施例で
は、小径フィン５０１は、複数の＋整流素子５０２を、
図３に図示されるように小径の円周上に配置するべく小
径に構成されている。一方、大径フィン５０３は、複数
の−整流素子５０４を、図３に図示されるようにほぼ同
一の大径の円周上に配置するべく大径に構成されてい
る。
【００３４】しかも、この実施例では、小径フィン５０
１の内径縁は、大径フィン５０３の内端縁よりも小さく
形成されており、小径フィン５０１の外径縁は、大径フ
ィンの外径縁よりも小さく形成されている。そして、車
両用交流発電機としての軸に関して、小径フィン５０１
は、内径側に配置され、大径フィン５０３は外径側に配
置されている。
１の内径縁は、大径フィン５０３の内端縁よりも小さく
形成されており、小径フィン５０１の外径縁は、大径フ
ィンの外径縁よりも小さく形成されている。そして、車
両用交流発電機としての軸に関して、小径フィン５０１
は、内径側に配置され、大径フィン５０３は外径側に配
置されている。
【００３５】このように、二つのフィン５０１、５０３
の径の違いは、＋整流素子５０２と、−整流素子５０４
との搭載位置を径方向にずらすために必要とされる。そ
して、それらの内径縁及び外径縁は、放熱性の要求など
に応じて部分的に拡張あるいは縮小されることができ、
部分的に小径フィン５０１の外径縁が大径フィン５０３
の外径縁を上回ることがあってもよい。
の径の違いは、＋整流素子５０２と、−整流素子５０４
との搭載位置を径方向にずらすために必要とされる。そ
して、それらの内径縁及び外径縁は、放熱性の要求など
に応じて部分的に拡張あるいは縮小されることができ、
部分的に小径フィン５０１の外径縁が大径フィン５０３
の外径縁を上回ることがあってもよい。
【００３６】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々
の変更を施すことが可能である。
るものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々
の変更を施すことが可能である。
【００３７】例えば、前記実施形態では、フレーム３ｂ
の大径フィン５０３における−整流素子５０４固定部位
に対向する部分に径外側から径内側の中心を通る方向
（径方向）に溝８０４を形成したが、図９に示すよう
に、溝８０４をフレーム３ｂの径内側の中心を通らない
方向に形成してもよい。要するに、フレーム３ｂの溝８
０４は、大径フィン５０３の−整流素子５０４固定部位
に対向する部分においてフレーム３ｂの径外側と径内側
（冷却風吸入口８０３側）とを結ぶ方向に形成されてい
ればよいのである。
の大径フィン５０３における−整流素子５０４固定部位
に対向する部分に径外側から径内側の中心を通る方向
（径方向）に溝８０４を形成したが、図９に示すよう
に、溝８０４をフレーム３ｂの径内側の中心を通らない
方向に形成してもよい。要するに、フレーム３ｂの溝８
０４は、大径フィン５０３の−整流素子５０４固定部位
に対向する部分においてフレーム３ｂの径外側と径内側
（冷却風吸入口８０３側）とを結ぶ方向に形成されてい
ればよいのである。
【００３８】また、前記実施形態では、溝８０４の断面
形状は図５に示されるように矩形状であったが、Ｕ字状
等の他の形状であっても構わない。
形状は図５に示されるように矩形状であったが、Ｕ字状
等の他の形状であっても構わない。
【００３９】また、前記実施形態では、整流素子５０
２，５０４がフィン５０１，５０３に半田付けにより装
着されているが、打ち込み式で装着するように構成して
も構わない。
２，５０４がフィン５０１，５０３に半田付けにより装
着されているが、打ち込み式で装着するように構成して
も構わない。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたように本発明の請求項１に記
載の車両用交流発電機によれば、フレームには大径フィ
ンの整流素子固定部位に対向する部分において径外側と
径内側とを結ぶ方向に溝が形成されているので、この溝
部分においては、より大量の外気が流通され、大径フィ
ンの整流素子固定部位が一層効果的に冷却されるという
効果を奏する。また、フレームの溝によって径方向通風
路の一部が拡大されるのみであり、径方向通風路を流通
する風量は大幅には増加しないので、軸方向開口部から
導入される外気量への影響も少なく、小径フィン及びこ
れに固定された整流素子の冷却性が低下するという弊害
はないという効果を奏する。
載の車両用交流発電機によれば、フレームには大径フィ
ンの整流素子固定部位に対向する部分において径外側と
径内側とを結ぶ方向に溝が形成されているので、この溝
部分においては、より大量の外気が流通され、大径フィ
ンの整流素子固定部位が一層効果的に冷却されるという
効果を奏する。また、フレームの溝によって径方向通風
路の一部が拡大されるのみであり、径方向通風路を流通
する風量は大幅には増加しないので、軸方向開口部から
導入される外気量への影響も少なく、小径フィン及びこ
れに固定された整流素子の冷却性が低下するという弊害
はないという効果を奏する。
【００４１】また、請求項２に記載の車両用交流発電機
によれば、径方向通風路における大径フィンの整流素子
固定部位に面する部分を流通する冷却風の風量が十分に
確保され、大径フィン及びこれに固定された整流素子を
確実に冷却することができるという効果を奏する。
によれば、径方向通風路における大径フィンの整流素子
固定部位に面する部分を流通する冷却風の風量が十分に
確保され、大径フィン及びこれに固定された整流素子を
確実に冷却することができるという効果を奏する。
【００４２】また、請求項３に記載の車両用交流発電機
によれば、径方向通風路を流通する風量は大幅には増加
せず、よって、軸方向開口部から導入される外気量への
影響も少なく、小径フィン及びこれに固定された整流素
子の冷却性が低下するという弊害がないという効果を奏
する。
によれば、径方向通風路を流通する風量は大幅には増加
せず、よって、軸方向開口部から導入される外気量への
影響も少なく、小径フィン及びこれに固定された整流素
子の冷却性が低下するという弊害がないという効果を奏
する。
【００４３】また、請求項４に記載の車両用交流発電機
によれば、径方向通風路における大径フィンの整流素子
固定部位に面する部分を流通する冷却風の風量が十分に
確保され、大径フィン及びこれに固定された整流素子を
確実に冷却することができるという効果を奏する。
によれば、径方向通風路における大径フィンの整流素子
固定部位に面する部分を流通する冷却風の風量が十分に
確保され、大径フィン及びこれに固定された整流素子を
確実に冷却することができるという効果を奏する。
【図１】 本発明の実施形態である車両用交流発電機の
軸方向一部破断断面図である。
軸方向一部破断断面図である。
【図２】 図１の車両用交流発電機の要部拡大部分断面
図である。
図である。
【図３】 図１の車両用交流発電機の保護カバー８をは
ずした状態での正面図である。
ずした状態での正面図である。
【図４】 図１の車両用交流発電機の整流装置５及び保
護カバー８を外した状態での正面図である。
護カバー８を外した状態での正面図である。
【図５】 図４におけるＰ線矢視方向の要部拡大側面図
である。
である。
【図６】 図１の車両用交流発電機の端子台５１３の配
置状態を示す配置図である。
置状態を示す配置図である。
【図７】 大径フィン及びリアフレームの取り付け状態
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図８】 ＋整流素子、−整流素子における温度低減効
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
【図９】 変形例における車両用交流発電機の整流装置
５及び保護カバー８をはずした状態での正面図である。
５及び保護カバー８をはずした状態での正面図である。
【図１０】 第１の従来例における車両用交流発電機の
軸方向一部破断断面図である。
軸方向一部破断断面図である。
【図１１】 第２の従来例における車両用交流発電機の
軸方向一部破断断面図である。
軸方向一部破断断面図である。
【図１２】 第２の従来例における車両用交流発電機の
整流装置５及び保護カバー８を外した状態での正面図で
ある。
整流装置５及び保護カバー８を外した状態での正面図で
ある。
４…固定子（ステータ）、２…回転子（ロータ）、２１
…冷却ファン、５…整流装置、８…保護カバー、３ａ、
３ｂ…フレーム、５０１…小径フィン、５０２…＋整流
素子、５０３…大径フィン、５０４…−整流素子、８０
１，８０１ａ…軸方向開口部、８０２、８０２ａ…径方
向開口部、８０４…溝、８１０…径方向通風路。
…冷却ファン、５…整流装置、８…保護カバー、３ａ、
３ｂ…フレーム、５０１…小径フィン、５０２…＋整流
素子、５０３…大径フィン、５０４…−整流素子、８０
１，８０１ａ…軸方向開口部、８０２、８０２ａ…径方
向開口部、８０４…溝、８１０…径方向通風路。
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フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H605 AA01 AA05 BB03 BB10 CC01
DD03 DD07 DD09 DD12 DD31
EB10 EB12
5H609 BB05 BB13 BB18 PP02 PP06
PP07 PP16 QQ02 QQ12 QQ23
RR03 RR10 RR16 RR24 RR27
RR38 RR42 RR43 RR63 RR69
5H611 AA09 BB02 BB06 TT03 UA04
5H619 AA11 BB02 BB06 BB17 PP01
PP25 PP31
Claims (4)
- 【請求項１】 フレームと、そのフレームの周壁部に固
定される固定子と、前記フレームに回転自在に支持され
る回転子と、前記フレームの外端面に固定される整流装
置と、その整流装置を覆って前記フレームに固定される
保護カバーと、前記回転子に固定されて前記整流装置側
から冷却風を吸入する冷却ファンとを備え、前記整流装
置は、前記フレームの外端面に対面しつつ略径方向に延
設されて整流素子冷却部材兼整流素子接続導体をなす大
径フィン、前記保護カバーの内端面に対面しつつ整流素
子冷却部材兼整流素子接続導体をなす小径フィン、及
び、前記両フィンに固定される複数の整流素子を有し、
前記小径フィンに面して前記保護カバーの端壁部に形成
された外気導入用の軸方向開口部と、前記フレームの周
壁部に形成されて外気を導入する径方向開口部と、前記
フレームと前記大径フィンとの間に形成されて前記径方
向開口部より導入された外気を前記大径フィンに沿って
径内側へ流通させる径方向通風路とを備えた車両用交流
発電機において、 前記フレームには、前記大径フィンの前記整流素子固定
部位に対向する部分において径外側と径内側とを結ぶ方
向に溝が形成されていることを特徴とする車両用交流発
電機。 - 【請求項２】 前記溝の幅は、前記大径フィンに固定さ
れた整流素子の幅の約０．５倍以上に設定されたことを
特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機。 - 【請求項３】 前記溝の幅は、前記大径フィンに固定さ
れた整流素子の幅の約１．５倍以下に設定されたことを
特徴とする請求項２に記載の車両用交流発電機。 - 【請求項４】 前記径方向通風路は、前記溝における軸
方向高さが前記大径フィンの厚さの約０．５倍以上に設
定されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載の車両用交流発電機。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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