JP2006158200A - Ac generator for vehicle - Google Patents

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Hiroyuki Kanazawa
宏至 金澤
Kazuo Tawara
和雄 田原
Masami Takano
雅美 高野
Toshiyuki Innami
敏之 印南
Atsushi Suzuki
敦 鈴木
Kenichiro Matsubara
謙一郎 松原
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Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an AC generator for a vehicle with a neodymium magnet arranged between claw magnetic poles of a rotor. <P>SOLUTION: The AC generator for the vehicle includes the rotor having a pair of claw type magnetic pole parts which have a profile of a claw type in a peripheral part arranged and in which a field winding is wound around a core, a neodymium magnet arranged between the pair of the claw-type magnetic pole parts and magnetized in the direction in which the poles face each other, a stator having a stator winding arranged so that the inner peripheral surfaces may counter with the rotor and generating an ac voltage by the magnetization of the field winding, and a rectifying circuit for converting the generated ac voltage into a dc voltage. The inner peripheral surface of the stator core and the front surface of the rotor are arranged, separated by a spacing of 0.4-0.6 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は車両用交流発電機に関する。   The present invention relates to a vehicle alternator.

従来の車両用交流発電機としては、特開昭62−217837号公報に記載のものがある。   A conventional vehicle alternator is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-217837.

この公報には、整流器の冷却方法として整流器の片面を水路に接するように配置することが開示されている。   In this publication, as a cooling method for the rectifier, it is disclosed that one side of the rectifier is disposed so as to be in contact with the water channel.

また界磁巻線の冷却方法として、界磁巻線が回転しないブラシレス構造のものを対象に、界磁巻線を直接良熱伝導体に接触させ該良熱伝導体を通じて水路に熱を逃がすことが開示されている。   In addition, as a method for cooling the field winding, for a brushless structure in which the field winding does not rotate, the field winding is directly brought into contact with a good heat conductor to release heat to the water channel through the good heat conductor. Is disclosed.

特開昭62−217837号公報JP 62-217837 A

上記従来技術は整流器をその片面から冷却する構成であるため、ダイオードと固定子コイルを接続するためのターミナル及びダイオードのリード部分での発熱を冷却することは困難であった。従って、ダイオード自体は冷却できてもそれら接続部(ターミナル,リード)で発生するジュール熱を冷却することができないという問題点があった。   Since the prior art is configured to cool the rectifier from one side, it is difficult to cool the heat generated at the terminal for connecting the diode and the stator coil and the lead portion of the diode. Therefore, there is a problem that even if the diode itself can be cooled, the Joule heat generated at the connecting portions (terminal, lead) cannot be cooled.

また、上記従来技術は水路を構成する冷却カバーと整流器が独立して構成されているため、整流器から冷却カバーを介して熱が伝わるときに熱抵抗が大きく、冷却効率が悪いという課題があった。   In addition, since the cooling cover and the rectifier that constitute the water channel are configured independently in the above-described prior art, there is a problem that heat resistance is large when heat is transmitted from the rectifier through the cooling cover, and cooling efficiency is poor. .

本発明の目的は、爪磁極間にネオジム磁石を配置した車両用交流発電機を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an automotive alternator in which neodymium magnets are arranged between claw magnetic poles.

本発明の車両用交流発電機によれば、外周部に爪形の形状を持つ一対の爪形磁極部が配置され、中心部には界磁巻線が巻かれた回転子と、前記一対の爪形磁極部の間に配置され、同極が向かい合う方向に着磁されたネオジム磁石と、内周面が前記回転子と対向するように配置され、前記界磁巻線の磁化により交流電圧を発生する固定子巻線を有する固定子と、発生された交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、を有し、前記固定子コアの内周面と前記回転子の表面は、0.4〜0.6mmの間隔を隔てて配置されていることを特徴としている。   According to the vehicle alternator of the present invention, a pair of claw-shaped magnetic pole portions having a claw-shaped shape are disposed on the outer peripheral portion, and a rotor having a field winding wound around the center portion, and the pair of Neodymium magnets arranged between the claw-shaped magnetic poles and magnetized in the direction in which the same poles face each other, and arranged so that the inner peripheral surface faces the rotor, the AC voltage is generated by the magnetization of the field winding. A stator having a stator winding to be generated, and a rectifier circuit for converting the generated AC voltage into a DC voltage, and the inner peripheral surface of the stator core and the surface of the rotor are 0.4. It is characterized by being arranged with an interval of ˜0.6 mm.

図1は本発明の一実施形態をなす車両用交流発電機の縦断面図である。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an automotive alternator that constitutes an embodiment of the present invention.

車両用交流発電機1は2個のブラケットを備え、このブラケットはプーリ102側に配置されるフロントブラケット103及び反プーリ側リアブラケット104からなる。   The vehicle alternator 1 includes two brackets, and the bracket includes a front bracket 103 and a non-pulley side rear bracket 104 disposed on the pulley 102 side.

両ブラケットの中心部にはシャフト101がプーリ側ベアリング100F,反プーリ側ベアリング100Rを介して支持され、シャフト101の一方の端部にはプーリ102が取り付けられ、もう一方の端部にはスリップリング110が取り付けられている。   A shaft 101 is supported at the center of both brackets via a pulley-side bearing 100F and an anti-pulley-side bearing 100R, a pulley 102 is attached to one end of the shaft 101, and a slip ring is attached to the other end. 110 is attached.

先に述べた、プーリ側ベアリング100Fはベアリングの外輪の回り止めとしてベアリングリテーナ120がフロントブラケット103に設けられている。   As described above, the pulley side bearing 100F is provided with the bearing retainer 120 on the front bracket 103 as a detent for the outer ring of the bearing.

プーリ102はベルトを介してエンジンの出力軸に配置されたプーリと接続され、エンジンの回転数に比例して回転する。   The pulley 102 is connected to a pulley disposed on the output shaft of the engine via a belt, and rotates in proportion to the rotational speed of the engine.

スリップリング110にはブラシ111が摺動可能に取り付けられ、ブラシ111から後述する界磁巻線107に界磁巻線口出し線107aを介して電力を供給する。   A brush 111 is slidably attached to the slip ring 110, and power is supplied from the brush 111 to a field winding 107 described later via a field winding lead wire 107a.

また、シャフト101の中央部には回転子(ロータ)が取り付けられている。回転子コア300の外周部には爪形の形状を持つ一対の爪形磁極部108が配置されている。   A rotor (rotor) is attached to the central portion of the shaft 101. A pair of claw-shaped magnetic pole portions 108 having a claw shape are arranged on the outer peripheral portion of the rotor core 300.

また、回転子の中心部には界磁巻線107が巻かれ、この界磁巻線107にスリップリング110からの直流電流を流すことによって前記爪形磁極部108を磁化させる。   A field winding 107 is wound around the center of the rotor, and the claw-shaped magnetic pole portion 108 is magnetized by passing a direct current from the slip ring 110 through the field winding 107.

一対の爪形磁極部108の間には永久磁石118が配置され、残りの空間部分から界磁巻線107の空間部には良熱伝導体116が配置され、回転子の爪形磁極部108の最外周部には良熱伝導体116の飛び出しを防止するための飛散防止カバー117が配置されている。   A permanent magnet 118 is disposed between the pair of claw-shaped magnetic pole portions 108, a good heat conductor 116 is disposed from the remaining space portion to the space portion of the field winding 107, and the claw-shaped magnetic pole portion 108 of the rotor. An anti-scattering cover 117 for preventing the good heat conductor 116 from jumping out is disposed on the outermost peripheral portion of the.

プーリ側フロントブラケット103と反プーリ側リアブラケット104の間には固定子コア105が内蔵されたハウジング115が配置され、この固定子コア105の内周面は回転子の爪形磁極部108表面に配置される飛散防止カバー117と僅かな間隔(機械的ギャップ)を隔てて配置されている。   A housing 115 containing a stator core 105 is disposed between the pulley-side front bracket 103 and the non-pulley-side rear bracket 104, and the inner peripheral surface of the stator core 105 is on the surface of the claw-shaped magnetic pole portion 108 of the rotor. The anti-scattering cover 117 is arranged at a slight distance (mechanical gap).

この機械的ギャップ長は0.4〜0.6mmである。固定子コア105にはティースとスロットが配置され、この固定子コア105の凹部に相当するスロットには固定子巻線106が3相に巻かれており、エンジンの駆動によって爪形磁極部108が回転して磁化されると、固定子巻線106に3相の誘起電圧が発生する。   This mechanical gap length is 0.4 to 0.6 mm. Teeth and slots are arranged in the stator core 105, and stator windings 106 are wound in three phases in slots corresponding to the recesses of the stator core 105, and claw-shaped magnetic pole portions 108 are driven by the engine. When rotated and magnetized, a three-phase induced voltage is generated in the stator winding 106.

固定子コア105はハウジング115の内側にヤキバメにより固定されるが、固定子コア105のスロット内の固定子巻線106の隙間およびコイルエンドには、良熱伝導体
116が充填され、結果的には固定子コア105と固定子巻線106とハウジング115は良熱伝導体116で一体的に成型されて熱的に接続されている。ここで述べた良熱伝導体は、例えば熱伝導率が1.0(W/mK)よりも大きいシリコンゴム系のものや熱伝導率の高いエポキシ樹脂等である。
The stator core 105 is fixed to the inside of the housing 115 by a flare, but the gap and the coil end of the stator winding 106 in the slot of the stator core 105 are filled with a good heat conductor 116, and as a result. The stator core 105, the stator winding 106, and the housing 115 are integrally molded with a good heat conductor 116 and are thermally connected. The good thermal conductor described here is, for example, a silicon rubber-based material having a thermal conductivity higher than 1.0 (W / mK), an epoxy resin having a high thermal conductivity, or the like.

ハウジング115には冷却水が流れるための水路114が形成されている。また、ハウジング115の反プーリ側にはダイオードを冷却するための水路114も構成されている。このダイオードの冷却水路114を塞ぐためにリアプレート112が配置され、そのリアプレート112にダイオードモジュールが配置される。   The housing 115 is formed with a water channel 114 through which cooling water flows. Further, a water channel 114 for cooling the diode is also formed on the side opposite to the pulley of the housing 115. A rear plate 112 is disposed to block the cooling water channel 114 of the diode, and a diode module is disposed on the rear plate 112.

ハウジング115とリアプレート112の間には水漏れを防止するためのシール材(図示せず)が配置されている。そのリアプレート112はその外側に配置されるリアブラケット104によりハウジング115にネジを用いて固定されている。   A sealing material (not shown) for preventing water leakage is arranged between the housing 115 and the rear plate 112. The rear plate 112 is fixed to the housing 115 with screws by a rear bracket 104 disposed on the outside thereof.

反プーリ側リアブラケット104の内側には、整流回路を構成するダイオードのモジュールであるダイオードのマイナスフィン109bの上に絶縁材を介してダイオードのプラスフィン109aが構成され、ダイオードのマイナスフィン109bは直接冷却水路114を密閉するためのリアプレート112に固定されている。   Inside the non-pulley side rear bracket 104, a diode plus fin 109a is formed on a diode minus fin 109b which is a diode module constituting a rectifier circuit via an insulating material, and the diode minus fin 109b is directly connected to the diode minus fin 109b. It is fixed to a rear plate 112 for sealing the cooling water channel 114.

また、発電電圧を調整するためのICレギュレータ113は前記リアブラケット104に冷却面が接するように配置されている。   Further, the IC regulator 113 for adjusting the generated voltage is arranged so that the cooling surface is in contact with the rear bracket 104.

ダイオードのプラスフィン109aは、図示しないバッテリーのプラス電極に接続され、ダイオードのマイナスフィン109bは車両用交流発電機1の本体と同一電位となっていて、図示しないバッテリーのマイナス端子側に電気的に接続される。   The positive fin 109a of the diode is connected to the positive electrode of the battery (not shown), and the negative fin 109b of the diode is at the same potential as the main body of the vehicle alternator 1, and is electrically connected to the negative terminal side of the battery (not shown). Connected.

これらのダイオードは固定子巻線106で発生した3相交流電圧を全波整流し直流電圧に変換する。   These diodes convert the three-phase AC voltage generated in the stator winding 106 into a DC voltage by full-wave rectification.

ICレギュレータ113は、バッテリーを充電するためにダイオードで整流した直流電圧が約14.3V 程度の一定電圧に保たれるよう、界磁巻線電流を制御する。   The IC regulator 113 controls the field winding current so that the DC voltage rectified by the diode for charging the battery is maintained at a constant voltage of about 14.3V.

また、ダイオードのマイナスフィン109b,ダイオードのプラスフィン109a,ダイオードと固定子巻線106の口出し線を接続するためのターミナル121は、良熱伝導体116により密封されリアブラケット104及びリアプレート112に熱的に接続され放熱が良好に行われると共に、防水の効果を持たせている。   In addition, the negative fin 109b of the diode, the positive fin 109a of the diode, and the terminal 121 for connecting the diode and the lead wire of the stator winding 106 are sealed by the good heat conductor 116, and the rear bracket 104 and the rear plate 112 are heated. Are connected to each other for good heat dissipation and have a waterproof effect.

また、回転子コア300の軸方向端部をなす面200に対向する筐体部材のうち、フロントブラケット103に冷却促進部119F,ハウジング115の反プーリ側には冷却促進部119Rが配置されている。これら筐体部材と回転子コア300の軸方向端部をなす面200のギャップ長g1及びg2は0.3mm〜1.0mm程度のものである。   Of the casing members facing the surface 200 forming the axial end of the rotor core 300, the cooling promotion part 119F is disposed on the front bracket 103 and the cooling promotion part 119R is disposed on the opposite side of the housing 115 from the pulley. . The gap lengths g1 and g2 of the surface 200 that forms the axial end of the casing member and the rotor core 300 are about 0.3 mm to 1.0 mm.

以上のように構成した車両用交流発電機1において、エンジンの駆動によってプーリ
102が回転すると、シャフト101はスリップリング110及び回転子と一緒に回転し、ブラシ111からの直流電流が回転子内部の界磁巻線107に通電され、界磁巻線107は爪形磁極部108のそれぞれの磁極にN極及びS極を構成するように動作する。
In the vehicular AC generator 1 configured as described above, when the pulley 102 is rotated by driving the engine, the shaft 101 rotates together with the slip ring 110 and the rotor, and the DC current from the brush 111 is generated inside the rotor. The field winding 107 is energized, and the field winding 107 operates to form an N pole and an S pole on each magnetic pole of the claw-shaped magnetic pole portion 108.

この界磁巻線107による磁束は、N極の爪形磁極部の爪部から出たものが、固定子コア105を通りS極の爪形磁極部の爪部に戻る磁気回路を形成する。この磁気回路の磁束が固定子巻線106を差交することにより、固定子巻線106に3相の誘起電圧が発生する。   The magnetic flux generated by the field winding 107 forms a magnetic circuit in which the magnetic flux output from the claw portion of the N-pole claw-shaped magnetic pole portion passes through the stator core 105 and returns to the claw portion of the S-pole claw-shaped magnetic pole portion. When magnetic flux of this magnetic circuit crosses the stator winding 106, a three-phase induced voltage is generated in the stator winding 106.

この3相の誘起電圧は先のダイオードプラスフィン109aとマイナスフィン109b上に配置されたダイオード群により全波整流され直流電圧に変換される。整流された直流電圧は約14.3V 程度の一定電圧になるようにICレギュレータ113で界磁巻線電流を制御することで達成している。   This three-phase induced voltage is full-wave rectified and converted into a DC voltage by the diode group arranged on the previous diode plus fin 109a and minus fin 109b. This is achieved by controlling the field winding current with the IC regulator 113 so that the rectified DC voltage becomes a constant voltage of about 14.3V.

先に述べた爪磁極間に配置した永久磁石は爪磁極間に同極が向かい合う方向に着磁したもので固定子巻線を通る有効磁束を増加させるためのものである。   The permanent magnets arranged between the claw magnetic poles described above are magnetized in the direction in which the same poles face each other between the claw magnetic poles, and are for increasing the effective magnetic flux passing through the stator winding.

本実施形態では冷却方式に水冷を採用しているために、低速で発電しても冷却効果が期待できることから、爪磁極間には耐熱性の高いネオジム磁石を採用している。   In this embodiment, since water cooling is adopted as a cooling method, a cooling effect can be expected even when power is generated at a low speed. Therefore, a highly heat-resistant neodymium magnet is adopted between the claw magnetic poles.

次に固定子巻線106で発生する銅損による発熱の冷却について説明する。   Next, cooling of heat generation due to copper loss generated in the stator winding 106 will be described.

先にも述べたように、固定子巻線106が配置される固定子コア105はハウジング
115にヤキバメにより固定され、熱をハウジング115に伝えやすい構造としている。また、先にも説明したように固定子巻線106の放熱向上のために固定子巻線106とハウジング115の内面が熱的に接触させるように、熱伝導の高い樹脂で熱の放熱経路を設けている。
As described above, the stator core 105 in which the stator winding 106 is disposed is fixed to the housing 115 by a flare so that heat can be easily transferred to the housing 115. Further, as described above, in order to improve heat dissipation of the stator winding 106, a heat dissipation path is formed with a resin having high thermal conductivity so that the stator winding 106 and the inner surface of the housing 115 are in thermal contact with each other. Provided.

ハウジング115の外周には軸方向に穴が複数個貫通しており、フロントブラケット
103とリアプレート112により水路は密閉されジグザグ状に水路が構成されている。冷却水はハウジング115の外周面のジグザグ状の水路を流れるように構成されており、固定子コア105の外周面から冷却出来るものである。また、回転子内部で発生する界磁巻線107の銅損による発熱はフロントブラケット103とハウジング115の反プーリ側の内側で、回転子の軸方向の面
200に僅かなギャップで接する冷却促進部119で放熱出来る構造である。
A plurality of holes pass through the outer periphery of the housing 115 in the axial direction, and the water channel is sealed by the front bracket 103 and the rear plate 112 to form a water channel in a zigzag shape. The cooling water is configured to flow in a zigzag channel on the outer peripheral surface of the housing 115, and can be cooled from the outer peripheral surface of the stator core 105. Further, the heat generated by the copper loss of the field winding 107 generated inside the rotor is a cooling promotion portion that is in contact with the axial surface 200 of the rotor with a slight gap inside the front bracket 103 and the housing 115 on the side opposite to the pulley. 119 is a structure that can dissipate heat.

このように回転子の冷却に対して軸方向の面と外周面を冷却水の通る水路114に間接的に接するように配置することで、回転子全体の冷却を促進できる構成である。   In this way, by arranging the axial surface and the outer peripheral surface so as to be indirectly in contact with the water channel 114 through which the cooling water passes, the cooling of the entire rotor can be promoted.

また、図示していないが、本発明ではハウジング115に配置した水路は8本の偶数とし、水の流れは反プーリ側から入りフロントブラケット103で折り返し、また、反プーリ側に流れてプーリ側に折り返すような4往復して反プーリ側から出ていくようにした。   Although not shown, in the present invention, the even number of water channels arranged in the housing 115 is eight, and the water flow enters from the anti-pulley side and turns back at the front bracket 103, and flows to the anti-pulley side to the pulley side. It was made to come out from the non-pulley side after four reciprocations like folding.

このように水路を偶数にすることで同一方向に給排水の配管を設けることが出来、ラジエータホース4のとり回しが容易になる。   Thus, by setting the water channel to an even number, it is possible to provide water supply / drainage piping in the same direction, and the radiator hose 4 can be easily routed.

また、給排水のホースジョイントを反プーリ側に配置することでベルトに絡む可能性を大幅に低減できる。   In addition, the possibility of entanglement with the belt can be greatly reduced by arranging the hose joint for water supply / drainage on the side opposite to the pulley.

前記説明は、ICレギュレータ113をリアブラケット104に配置したが、水路114に直接接するリアプレート112に接するように配置しても良く、水温の検出精度を高めることができる。   In the above description, the IC regulator 113 is disposed on the rear bracket 104. However, the IC regulator 113 may be disposed so as to be in contact with the rear plate 112 that is in direct contact with the water channel 114, so that the water temperature detection accuracy can be improved.

次に整流器であるダイオードの冷却について図2を用いて詳細に説明する。   Next, cooling of the diode as a rectifier will be described in detail with reference to FIG.

図1で示したように全波整流回路のダイオードは、固定子巻線が△結線の場合には6個、Y結線の場合には中性点ダイオードを2個用いるために8個で構成される。本実施形態ではY結線を例に取り説明する。   As shown in FIG. 1, the diode of the full-wave rectifier circuit is composed of 6 diodes when the stator winding is △ -connected and 8 neutral diodes when Y-connected. The In the present embodiment, the Y connection will be described as an example.

ダイオードマイナスフィン109bにはダイオードU-,V-,N-,W-の4個がダイオードマイナスフィン109bに圧入されている。また、ダイオードプラスフィン109aにおいても同様にU+,V+,N+,W+の4個のダイオードが圧入されている。そして、ダイオードのマイナスフィン109bの上に絶縁材109abを介して、ダイオードプラスフィン109aが重なる構成である。 Four diodes U , V , N and W are press-fitted into the diode minus fin 109b in the diode minus fin 109b. Similarly, four diodes U + , V + , N + , and W + are press-fitted in the diode plus fin 109a. The diode plus fin 109a overlaps the diode minus fin 109b via the insulating material 109ab.

そして、それらのダイオードは点線で図示したようにダイオードのU- のダイオードリード122とダイオードU+ のリードはターミナル121で接続されている。 Then, U of those diodes as is illustrated by dotted lines diode - diode lead 122 and the diode U + leads are connected by the terminal 121.

また、このターミナルのターミナル固定部材から出ている部分は固定子巻線の出力線と接続される。よって、ダイオードのU- はリードの部分はカソードに相当し、フィンに圧入されている側はアノードとなる。また、U+ のダイオードはリード側がアノード、プラスフィン側がカソードに相当する。 The portion of the terminal that protrudes from the terminal fixing member is connected to the output line of the stator winding. Accordingly, the lead portion of U of the diode corresponds to the cathode, and the side press-fitted into the fin serves as the anode. In the U + diode, the lead side corresponds to the anode, and the plus fin side corresponds to the cathode.

そして、これらのダイオードマイナスフィン109b,絶縁材109ab,プラスフィン109a,ターミナル121,ターミナル固定部材109tは、絶縁材料であり熱伝導率の高い良熱伝導体116により一体成型されている。よって、防水特性に優れると共に内部の電圧は絶縁されるために図1に示したようにリアブラケットに直に接して配置することができる。   The diode minus fin 109b, the insulating material 109ab, the plus fin 109a, the terminal 121, and the terminal fixing member 109t are integrally molded by a good heat conductor 116 that is an insulating material and has high thermal conductivity. Therefore, since it is excellent in waterproof properties and the internal voltage is insulated, it can be arranged in direct contact with the rear bracket as shown in FIG.

発熱の最も大きい部分は、電流密度の高いダイオードのリード122部分及びターミナル121部分である。特に、ターミナル121はターミナル固定部材109tにより固定されると共に放熱が阻害されているために温度上昇が最も大きい。   The portions with the largest heat generation are the lead 122 portion and the terminal 121 portion of the diode having a high current density. In particular, since the terminal 121 is fixed by the terminal fixing member 109t and the heat dissipation is hindered, the temperature rise is greatest.

実験による測定ではターミナル121の温度はダイオードの温度に比べ約35℃程度高くなっていた。本実施形態のように良熱伝導体116で囲いリアブラケットに接触させることで、ターミナルの温度を約60℃下げることができた。   In the measurement by experiment, the temperature of the terminal 121 was about 35 ° C. higher than the temperature of the diode. The temperature of the terminal could be lowered by about 60 ° C. by contacting the rear bracket with the good thermal conductor 116 as in this embodiment.

また、本発明では、先に説明したターミナル121は固有抵抗値の小さい銅を用いたが、銅に他の金属を混ぜた銅合金を用いても同様の効果は得られる。   In the present invention, the terminal 121 described above uses copper having a small specific resistance value. However, the same effect can be obtained by using a copper alloy obtained by mixing copper with another metal.

また、冷却効率を上げるためにダイオードを圧入しているプラスフィン及びマイナスフィンの材質に同様の銅又は銅合金を用いることで達成できる。   Moreover, in order to raise cooling efficiency, it can achieve by using the same copper or copper alloy for the material of the plus fin and the minus fin which press-fit the diode.

なお、本発明ではターミナルを保持するためにターミナル固定部材109tを用いたが使用しなくてもよい。   In the present invention, the terminal fixing member 109t is used to hold the terminal, but it may not be used.

次に図3を用いてダイオードのマイナス素子をリアプレート112に配置した場合について説明する。   Next, a case where a negative element of a diode is arranged on the rear plate 112 will be described with reference to FIG.

図2との違いは、ダイオードのマイナスフィン109bを省略してダイオードのマイナス素子を直接リアプレート112に圧入したものである。   The difference from FIG. 2 is that the minus fin 109b of the diode is omitted and the minus element of the diode is directly press-fitted into the rear plate 112.

点線はリアプレート112により塞がれる水路を示したもので、ダイオードを良好に冷却できるものである。   A dotted line indicates a water channel blocked by the rear plate 112 and can cool the diode well.

このように、ダイオードのマイナス素子をリアプレート112に直付けすることで熱抵抗を小さくすることができダイオードの温度上昇を下げることができる。言い換えると、ダイオードのマイナスフィン109bを水路を塞ぐための部材として使用したことにもなる。   Thus, by directly attaching the negative element of the diode to the rear plate 112, the thermal resistance can be reduced, and the temperature rise of the diode can be lowered. In other words, the minus fin 109b of the diode is used as a member for closing the water channel.

図4はその埋め込んだマイナス側のダイオードの断面図を示したものである。構成については図1に示したようにハウジング115の反プーリ側に配置した冷却促進部119R内の水路114を密閉するための部材である。   FIG. 4 shows a cross-sectional view of the embedded negative diode. As shown in FIG. 1, the structure is a member for sealing the water channel 114 in the cooling promotion portion 119 </ b> R disposed on the side opposite to the pulley of the housing 115.

リアプレート112を省略してダイオードのマイナスフィン109bにダイオードのマイナス側を配置している。そのマイナス側フィン109bの上部には絶縁材109abを介してダイオードのプラスフィン109aが配置される。   The rear plate 112 is omitted, and the negative side of the diode is disposed on the negative fin 109b of the diode. A plus fin 109a of a diode is disposed on the minus side fin 109b via an insulating material 109ab.

このダイオードのプラスフィン109aにはダイオードのプラス側が配置され、それぞれのダイオードのリード122はターミナル121により接続されている。   The positive side of the diode is arranged on the positive fin 109 a of the diode, and the lead 122 of each diode is connected by a terminal 121.

このように、リアプレート112を省略することでダイオードから水路114までの熱抵抗とリアプレート112とリアプレート112とマイナスフィン109bとの接触熱抵抗を低減できる効果がある。   Thus, by omitting the rear plate 112, there is an effect that the thermal resistance from the diode to the water channel 114 and the contact thermal resistance between the rear plate 112, the rear plate 112, and the minus fin 109b can be reduced.

図5はリアプレート112に、マイナス側ダイオードだけではなくプラス側ダイオードを混在させた場合を示したものである。   FIG. 5 shows a case where not only the minus side diode but also the plus side diode are mixed in the rear plate 112.

この場合は、プラス側ダイオードのディスク109dを電気的に絶縁する必要があるためディスク109dの外周部分には絶縁材109abが配置される。この絶縁材109abは熱伝導特性の良いものを使用することはいうまでもない。先の図2ではリアプレート112の上にダイオードマイナスフィン109bの上部にダイオードプラスフィンを絶縁材109abを用いて重ねて配置したが、他の方法としてはリアプレート112に対してマイナスダイオードは直付け、プラスフィンは絶縁材109abを介して直接リアプレート112に固定することも可能である。   In this case, since it is necessary to electrically insulate the disk 109d of the plus-side diode, an insulating material 109ab is disposed on the outer periphery of the disk 109d. Needless to say, the insulating material 109ab has a good thermal conductivity. In FIG. 2, the diode plus fin is placed on the rear plate 112 over the diode minus fin 109b using the insulating material 109ab. However, as another method, the minus diode is directly attached to the rear plate 112. The plus fins can be directly fixed to the rear plate 112 via the insulating material 109ab.

こうすることで、ダイオードのプラスフィン109aは絶縁物のみで水路に近いリアプレート112に接することができ良好な冷却が可能になる。   By doing so, the positive fin 109a of the diode can be in contact with the rear plate 112 close to the water channel only with an insulator, and good cooling can be achieved.

図6は、図1に示した車両用交流発電機1の縦断面図を示したものである。図1と同符号は同じものを示すため詳細な説明は省略する。   FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the vehicle alternator 1 shown in FIG. Since the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components, detailed description thereof is omitted.

図1との違いはプーリ側に配置したベアリング100Fの外輪の回り止めに設けているベアリングリテーナ120を省略し冷却促進部119Fを大きくしてベアリングのリテーナと共用化したものである。この冷却促進部119Fはアルミ部材で構成されフロントブラケット103にネジにより固定される。   The difference from FIG. 1 is that the bearing retainer 120 provided in the rotation stop of the outer ring of the bearing 100F disposed on the pulley side is omitted, and the cooling promoting portion 119F is enlarged to be shared with the bearing retainer. This cooling promotion part 119F is comprised with the aluminum member, and is fixed to the front bracket 103 with a screw | thread.

このように、冷却促進部119Fをロータの内周側にまで配置できることでロータの界磁巻線107の冷却を促進できる効果がある。フロントブラケット103に設けた冷却促進部119Fの高さをH1、界磁巻線の巻高さH2、反プーリ側に配置した冷却促進部
119Rの高さをH3とした場合、それぞれの冷却促進部の高さは以下の式を満足するものとする。
As described above, the cooling promotion part 119F can be arranged up to the inner peripheral side of the rotor, so that the cooling of the field winding 107 of the rotor can be promoted. When the height of the cooling promotion part 119F provided on the front bracket 103 is H1, the winding height H2 of the field winding, and the height of the cooling promotion part 119R arranged on the opposite pulley side is H3, each cooling promotion part Is assumed to satisfy the following formula.

H1≧H2,H3≧H2
また、突き合わせ面のギャップ長g1及びg2は0.3mm〜1.0mm程度である。この理由は界磁巻線107の放熱効果を十分に確保するためである。
H1 ≧ H2, H3 ≧ H2
Moreover, the gap lengths g1 and g2 of the butted surfaces are about 0.3 mm to 1.0 mm. This is because the heat dissipation effect of the field winding 107 is sufficiently secured.

図7は、図6に示した車両用交流発電機1の縦断面図を示す。図6と同符号は同じものを示すため詳細な説明は省略する。   FIG. 7 shows a longitudinal sectional view of the vehicle alternator 1 shown in FIG. Since the same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same components, detailed description thereof is omitted.

図6との違いは界磁巻線107の口出し線107aを爪磁極の側面に溝を設けてその凹部に配線を埋め込んだものである。この口出し線107aと爪形磁極部の凹部はワニスにより固定されている。よって、回転子の反プーリ側の面は平面とすることができるために冷却促進部119Rの効果を十分発揮することができる。   The difference from FIG. 6 is that the lead wire 107a of the field winding 107 is provided with a groove on the side surface of the claw magnetic pole and the wiring is embedded in the recess. The lead wire 107a and the concave portion of the claw-shaped magnetic pole portion are fixed by varnish. Therefore, since the surface on the side opposite to the pulley of the rotor can be a flat surface, the effect of the cooling promoting portion 119R can be sufficiently exerted.

図6の場合には界磁巻線口出し線107aの外側と冷却促進部119Rのギャップ長を0.3mm に設定しても、口出し線の線径分はギャップ長が広がってしまうために実際のギャップ長は2mm程度になっていた。そのために反プーリ側の冷却促進部110Rの冷却効果は小さかった。   In the case of FIG. 6, even if the gap length between the outside of the field winding lead wire 107a and the cooling promoting portion 119R is set to 0.3 mm, the wire length of the lead wire is increased because the gap length is increased. The gap length was about 2 mm. Therefore, the cooling effect of the cooling promoting portion 110R on the side opposite to the pulley is small.

また、ロータの爪磁極側面に界磁巻線を通すための凹部を爪磁極を成型するときに爪磁極の数ほど設けることで、組立時に界磁巻線とロータ爪磁極の位置合わせを必要としないため量産性向上の効果がある。   In addition, the number of claw magnetic poles when the claw magnetic poles are formed on the side surfaces of the claw magnetic poles of the rotor is set as many as the number of claw magnetic poles. This has the effect of improving mass productivity.

また、使わない凹部はロータ外周に向かって放射状に配置されるため内扇ファンの機能を持たせることができるため、機内空気の攪拌が可能となり冷却促進の効果もある。   In addition, since the concave portions that are not used are arranged radially toward the outer periphery of the rotor, the function of the internal fan can be provided, so that the air in the apparatus can be agitated and the cooling can be promoted.

図8は、図7に示した車両用交流発電機1の縦断面図を示す。図7と同符号は同じものを示すため詳細な説明は省略する。   FIG. 8 shows a longitudinal sectional view of the vehicle alternator 1 shown in FIG. Since the same reference numerals as those in FIG. 7 denote the same components, detailed description thereof is omitted.

図7との違いはフロントブラケット103の固定子巻線106とほぼ同じ外径部に放熱用の開口部122を設けたものである。この開口部122は回転部分と直接接していないため異物が混入しても回転子が固着し難い利点がある。また、爪形磁極部による攪拌作用により機内の冷却に有効であることから、界磁巻線温度を低くすることが出来るため界磁巻線の信頼性向上効果及び爪磁極間に配置した永久磁石の高温減磁抑制効果がある。   The difference from FIG. 7 is that a heat radiating opening 122 is provided in the outer diameter portion substantially the same as the stator winding 106 of the front bracket 103. Since the opening 122 is not in direct contact with the rotating portion, there is an advantage that the rotor is not easily fixed even if foreign matter is mixed in. In addition, because it is effective for cooling in the machine by the stirring action by the claw-shaped magnetic pole part, the field winding temperature can be lowered, so the effect of improving the reliability of the field winding and the permanent magnet disposed between the claw magnetic poles High temperature demagnetization suppression effect.

また、本発明の基礎となる請求の範囲を以下に示す。   In addition, the scope of claims which form the basis of the present invention is shown below.

複数の磁極を備えた回転子と、前記複数の磁極が磁化されることによって交流電圧を発生する固定子と、前記交流電圧を整流して出力するものであって、複数の正極側整流素子及び複数の負極側整流素子によって構成された整流回路と、前記固定子を固定するものであって、前記固定子を冷却するための第1冷却水路が設けられたハウジングと、前記回転子の軸方向端部と対向する部位に配置され、前記整流回路を冷却するための第2冷却水路を構成する第1部材と、前記第2冷却水路を構成する第2部材とを有し、少なくとも前記複数の負極側整流素子は前記第2部材に設けられて冷却されることを特徴とする車両用交流発電機。   A rotor having a plurality of magnetic poles; a stator that generates an alternating voltage by magnetizing the plurality of magnetic poles; and a rectifier that outputs the alternating voltage, and a plurality of positive-side rectifying elements and A rectifier circuit constituted by a plurality of negative-side rectifier elements, a housing for fixing the stator, provided with a first cooling water channel for cooling the stator, and an axial direction of the rotor A first member constituting a second cooling water channel for cooling the rectifying circuit, and a second member constituting the second cooling water channel, the second member constituting the second cooling water channel, and disposed at a portion facing the end portion; An AC generator for a vehicle, wherein the negative rectifier element is provided on the second member to be cooled.

請求項1に記載の車両用交流発電機において、前記複数の正極側整流素子が設けられた冷却フィンと、該冷却フィンを絶縁するための絶縁部材とを有し、前記冷却フィンは前記絶縁部材を介して前記第2部材上に設けられていることを特徴とする車両用交流発電機。   2. The vehicle alternator according to claim 1, further comprising: a cooling fin provided with the plurality of positive-side rectifying elements; and an insulating member for insulating the cooling fin, wherein the cooling fin is the insulating member. An AC generator for a vehicle, which is provided on the second member via

請求項1に記載の車両用交流発電機において、前記複数の正極側整流素子を絶縁するための絶縁部材を有し、前記複数の正極側整流素子は、前記絶縁部材を介して前記第2部材に設けられて冷却されることを特徴とする車両用交流発電機。   2. The vehicular AC generator according to claim 1, further comprising an insulating member for insulating the plurality of positive-side rectifying elements, wherein the plurality of positive-side rectifying elements are interposed between the second member and the insulating member. An AC generator for a vehicle that is provided and cooled.

請求項1に記載の車両用交流発電機において、前記第2部材の外側に配置されて前記第2冷却水路に接したブラケットと、前記整流回路を覆う良熱伝導体とを有し、前記整流回路は前記良熱伝導体を介して前記ブラケットに接していることを特徴とする車両用交流発電機。   2. The vehicular AC generator according to claim 1, further comprising: a bracket disposed outside the second member and in contact with the second cooling water channel; and a good heat conductor covering the rectifier circuit, An AC generator for a vehicle, wherein the circuit is in contact with the bracket via the good heat conductor.

請求項1に記載の車両用交流発電機において、前記第1部材には、前記界磁巻線の巻線厚み以上の厚みを有する冷却促進部が設けられていることを特徴とする車両用交流発電機。   2. The vehicle AC generator according to claim 1, wherein the first member is provided with a cooling promotion portion having a thickness equal to or larger than a winding thickness of the field winding. Generator.

請求項5に記載の車両用交流発電機において、前記回転子のシャフトを支持するベアリングを有し、前記冷却促進部は、前記ベアリングのリテーナを兼ねていることを特徴とする車両用交流発電機。   6. The vehicle alternator according to claim 5, further comprising a bearing that supports the shaft of the rotor, wherein the cooling promoting portion also serves as a retainer of the bearing. .

請求項5に記載の車両用交流発電機において、前記界磁巻線は口出し線を備えており、前記口出し線は前記回転子のコア側面に埋め込まれていることを特徴とする車両用交流発電機。   6. The vehicular AC generator according to claim 5, wherein the field winding includes a lead wire, and the lead wire is embedded in a core side surface of the rotor. Machine.

請求項1に記載の車両用交流発電機において、前記整流器は、前記整流回路と前記固定子の巻線とを電気的に接続するためのターミナルを備えており、前記ターミナルは銅又は銅合金のものであることを特徴とする車両用交流発電機。   The alternating current generator for vehicles of Claim 1 WHEREIN: The said rectifier is equipped with the terminal for electrically connecting the said rectifier circuit and the coil | winding of the said stator, and the said terminal is copper or a copper alloy. An AC generator for a vehicle characterized by being a thing.

請求項1に記載の車両用交流発電機において、前記固定子及び前記回転子の軸方向両側を覆う2つのブラケットを有し、前記2つのブラケットのうち、少なくとも1つのブラケットには、前記固定子の巻線とほぼ同じ外径の開口部が設けられていることを特徴とする車両用交流発電機。   2. The vehicle alternator according to claim 1, further comprising: two brackets covering axially opposite sides of the stator and the rotor, wherein at least one of the two brackets includes the stator. An AC generator for a vehicle, characterized in that an opening having an outer diameter substantially the same as that of the winding is provided.

車両用交流発電機の縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view of the alternating current generator for vehicles is shown. 整流回路の全体構成上面図を示す。The top view of the whole structure of a rectifier circuit is shown. 整流回路の全体構成上面図を示す。The top view of the whole structure of a rectifier circuit is shown. ダイオード部分の縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view of a diode part is shown. ダイオード部分の縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view of a diode part is shown. 車両用交流発電機の縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view of the alternating current generator for vehicles is shown. 車両用交流発電機の縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view of the alternating current generator for vehicles is shown. 車両用交流発電機の縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view of the alternating current generator for vehicles is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1…車両用交流発電機、104…ブラケット、107…界磁巻線、109…ダイオード、114…冷却水路、116…良熱伝導体、119…冷却促進部、121…ターミナル、122…開口部、200…軸方向端部を構成する面、300…回転子コア。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle alternator, 104 ... Bracket, 107 ... Field winding, 109 ... Diode, 114 ... Cooling water channel, 116 ... Good heat conductor, 119 ... Cooling promotion part, 121 ... Terminal, 122 ... Opening part, 200... Surface constituting the axial end portion, 300... Rotor core.

Claims (4)

外周部に爪形の形状を持つ一対の爪形磁極部が配置され、中心部には界磁巻線が巻かれた回転子と、
前記一対の爪形磁極部の間に配置され、同極が向かい合う方向に着磁されたネオジム磁石と、
内周面が前記回転子と対向するように配置され、前記界磁巻線の磁化により交流電圧を発生する固定子巻線を有する固定子と、
発生された交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
を有し、
前記固定子コアの内周面と前記回転子の表面は、0.4〜0.6mmの間隔を隔てて配置されていることを特徴とする車両用交流発電機。
A pair of claw-shaped magnetic pole portions having a claw-shaped shape are arranged on the outer periphery, and a rotor around which a field winding is wound at the center,
A neodymium magnet disposed between the pair of claw-shaped magnetic pole portions and magnetized in a direction in which the same poles face each other;
A stator having a stator winding that is arranged so that an inner peripheral surface faces the rotor and generates an AC voltage by magnetization of the field winding;
A rectifier circuit for converting the generated AC voltage into a DC voltage;
Have
An AC generator for a vehicle, wherein an inner peripheral surface of the stator core and a surface of the rotor are arranged with an interval of 0.4 to 0.6 mm.
請求項1に記載の車両用交流発電機において、
前記整流回路及び前記固定子を冷却する冷却水路を有することを特徴とする車両用交流発電機。
In the vehicle alternator according to claim 1,
A vehicular AC generator comprising a cooling water passage for cooling the rectifier circuit and the stator.
請求項1乃至2に記載の車両用交流発電機において、
前記爪形磁極部における残りの空間部分から界磁巻線の空間部には良熱伝導体が配置されていることを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 1 or 2,
An AC generator for vehicles, wherein a good heat conductor is disposed from the remaining space portion of the claw-shaped magnetic pole portion to the space portion of the field winding.
請求項1乃至3に記載の車両用交流発電機において、
前記回転子の前記爪形磁極部の最外周部には飛散防止カバーが配置されていることを特徴とする車両用交流発電機。
In the vehicle alternator according to any one of claims 1 to 3,
An AC generator for vehicles, wherein a scattering prevention cover is disposed on an outermost peripheral portion of the claw-shaped magnetic pole portion of the rotor.
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