JP2008228488A - Ac generator for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用交流発電機に関する。 The present invention relates to a vehicle AC generator mounted on a passenger car, a truck, or the like.
従来から、回転子の回転軸と平行な向きに貫通穴が形成された冷却フィンを含む整流器を備えた車両用交流発電機が知られている(例えば、特許文献1参照。)。回転子に装着された冷却ファンが回転したときにこの貫通穴を通して冷却風が吸入されるため、冷却フィンを効率よく冷却することができる。
ところで、特許文献1に開示された車両用交流発電機では、回転子に装着された冷却ファンの回転によって吸入される冷却風は冷却ファンの回転方向に沿って傾斜しているが、冷却フィンに設けられた貫通穴は回転軸に平行に形成されているため、通風抵抗が増して風速が低下し、冷却性が悪化するという問題があった。冷却フィンの回転軸に沿った長さを長くすることにより、冷却風が接する面積を増加させることができるため、冷却性の向上が可能になるが、車両用交流発電機全体の体格が大きくなって最近の小型・軽量化の要請に反することになり採用は難しい。
Incidentally, in the vehicle alternator disclosed in
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、体格の増大を招くことなく整流器の冷却性を向上させることができる車両用交流発電機を提供することにある。 The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an automotive alternator that can improve the cooling performance of a rectifier without causing an increase in physique. .
上述した課題を解決するために、本発明の車両用交流発電機は、回転子と、回転子に対向配置された固定子と、回転子と固定子とを支持するフレームと、フレームに固定されて整流素子の冷却と電気的接続を行う冷却フィンを有する整流器と、冷却フィンを経由して回転子側に冷却風を吸入する冷却風発生装置とを備えており、冷却フィンは、冷却風発生装置によって生じる冷却風の流れに沿って回転子の回転軸に対して傾斜した壁面を有している。整流器の冷却フィンの壁面の向きを、冷却風が吸入される向きに合わせて傾斜させることにより、冷却風の通風抵抗を低減することができる。これにより、回転軸に沿った整流器の長さ、すなわち車両用交流発電機の体格の増大を招くことなく、整流器の冷却性を向上させることができる。 In order to solve the above-described problems, an AC generator for a vehicle according to the present invention is fixed to a rotor, a stator disposed opposite to the rotor, a frame that supports the rotor and the stator, and the frame. A rectifier having cooling fins for cooling and electrically connecting the rectifying elements and a cooling air generator for sucking cooling air to the rotor side via the cooling fins. It has a wall surface inclined with respect to the rotation axis of the rotor along the flow of cooling air generated by the apparatus. By inclining the direction of the wall surface of the cooling fin of the rectifier according to the direction in which the cooling air is sucked, the ventilation resistance of the cooling air can be reduced. Thereby, the cooling property of a rectifier can be improved, without causing the increase in the length of the rectifier along a rotating shaft, ie, the physique of the vehicle AC generator.
また、上述した冷却フィンは、回転軸に対して垂直な面に沿って開口部を有する貫通穴を備え、傾斜した壁面は、貫通穴を区画する面であることが望ましい。特に、傾斜した壁面は、回転子の回転方向に沿って貫通穴を区画する面であることが望ましい。このように回転軸に対して傾斜した壁面を有する傾斜した貫通穴に冷却風を通すことにより、冷却風の通風抵抗の低減とともに冷却風に接する壁面の面積の増大を図ることができ、整流器の冷却性向上が可能となる。 In addition, the cooling fin described above preferably includes a through hole having an opening along a plane perpendicular to the rotation axis, and the inclined wall surface is preferably a surface defining the through hole. In particular, the inclined wall surface is desirably a surface that partitions the through hole along the rotation direction of the rotor. By passing the cooling air through the inclined through hole having the wall surface inclined with respect to the rotation axis in this way, it is possible to reduce the ventilation resistance of the cooling air and increase the area of the wall surface in contact with the cooling air. Coolability can be improved.
また、上述した冷却風発生装置は、回転子とともに回転する遠心型の冷却ファンであることが望ましい。これにより、内扇式の車両用交流発電機に吸入される冷却風の風量を増加させて車両用交流発電機全体の温度低減を図ることができる。 Moreover, it is desirable that the cooling air generator described above is a centrifugal cooling fan that rotates together with the rotor. Thereby, the air volume of the cooling air drawn into the inner fan type vehicle AC generator can be increased, and the temperature of the entire vehicle AC generator can be reduced.
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, an AC generator for a vehicle according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す図である。図1に示す車両用交流発電機100は、フロント側フレーム1、リア側フレーム2、固定子4、回転子10、整流器24、電圧制御装置25、ブラシ装置26、リアカバー27等を含んで構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an automotive alternator according to an embodiment. A
フロント側フレーム1およびリア側フレーム2は、共に椀形状を有しており、これらの開口部同士を対向させて固定子4を挟み込んだ状態で、複数本のボルト3によって相互に固定されている。これらのフロント側フレーム1とリア側フレーム2によって回転子10と固定子4が支持される。フロント側フレーム1には円筒状のベアリングボックス7が一体に形成されており、リア側フレーム2には鉄製のベアリングボックス8がローレットを有するボルト9によって取り付けられている。
Both the
固定子4は、回転子10と対向配置され、固定子鉄心5および固定子巻線6を備えている。回転子10は、界磁巻線11、ポールコア12、13、回転軸14等を備えており、ベアリングボックス7、8に固定される一対のベアリング15、16により回転自在に保持されている。ポールコア12、13の軸方向端面には、遠心型の冷却ファン17、18が取り付けられている。フロント側の冷却ファン17は、界磁巻線11への冷却風を生成するために、ブレードが回転子10の回転方向に対して前傾させた斜流式になっている。また、回転軸14の前端にはプーリ19がナット20により結合されており、図示しない車両エンジンにより回転駆動される。さらに、リア側フレーム2の外側に位置する回転軸14の後端には、一対のスリップリング21、22が設けられており、界磁巻線11に電気的に接続されている。
The stator 4 is disposed to face the
整流器24、電圧制御装置25、ブラシ装置26等のいわゆる電気部品は、リア側フレーム2の外側の軸方向端面に、ボルト9等の固定手段によって固定されている。整流器24は、例えば三相の固定子巻線6の出力電圧である三相交流電圧を整流して直流の出力電圧に変換する。電圧制御装置25は、界磁巻線11に流れる励磁電流を調整することにより、車両用交流発電機100の出力電圧を制御する。ブラシ装置26は、整流器24から回転子10の界磁巻線11に励磁電流を流すためのものであり、回転子10の回転軸14に形成されたスリップリング21、22のそれぞれに押圧するブラシが備わっている。
So-called electrical components such as the
リアカバー27は、樹脂製(例えばナイロン製)の外殻部としての保護カバーであって、リア側フレーム2の外側に取り付けられる整流器24、電圧制御装置25、ブラシ装置26等の電気部品を覆って、これらを保護する。このリアカバー27は、ナット28によってリア側フレーム2から延びるボルト9に、整流器24を挟み込んだ状態で締め付け固定されている。
The
リア側フレーム2は、固定子鉄心5の軸方向端面からリア側(スリップリング21、22側)に突出した固定子巻線6に対向した位置に冷却風の吐出窓30を有し、軸方向端面に冷却風の吸入窓31を有している。また、リアカバー27の軸方向端面には、冷却風の吸入窓(図示せず)を有している。
The
上述した構造を有する車両用交流発電機100は、ベルト等を介してプーリ19に車両エンジンからの回転力が伝えられると回転子10が所定方向に回転する。この状態で回転子10の界磁巻線11に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア12、13のそれぞれの爪部が励磁され、固定子巻線6に三相交流電圧を発生させることができ、整流器24に設けられた出力端子からは所定の直流電流が取り出される。また、回転子10の回転に伴って冷却ファン18が回転すると、リアカバー27の吸入窓を通して内部に冷却風が吸入される。この冷却風は、整流器24や電圧制御装置25を冷却した後、リア側フレーム2の吸入窓31を介して冷却ファン18の近傍に導入され、吐出窓30を通して排出される。
In the
次に、整流器24に備わった冷却フィンの詳細について説明する。図2は、整流器24に備わった冷却フィンの形状を示す斜視図である。整流器24に備わった冷却フィン40は、リア側フレーム2に固定されて整流素子50の冷却と電気的接続を行うためのものであって、車両用交流発電機100に組み付けられたときに回転軸14の周囲を包囲する1周未満の筒形状を有しており、内周部41、外周部42、斜行部43、取付部44を含んで構成されている。
Next, details of the cooling fins provided in the
内周部41と外周部42は、回転軸14と同心状に配置された筒状部材であり、それらの間を放射状に連結するように複数(例えば6個)の取付部44と斜行部43が配置されている。それぞれの取付部44には、整流素子50を取り付けるために用いられる取付穴45が形成されている。この取付穴45に整流素子50を圧入することにより、取付部44に対する整流素子50の機械的な取付と電気的な接続が行われる。また、斜行部43は、回転軸14に対して傾斜した向きに配置されている。
The inner
図3は、取付部44と斜行部43の周方向に沿った断面図であり、一の取付部44とその両隣に配置された2つの斜行部43の断面が示されている。図3に示すように、取付部44とこれに隣接する斜行部43との間には、回転軸14に対して垂直な面に沿って開口部を有する貫通穴46を有する。この貫通穴46は、内周部41の外周面、外周部42の内周面、取付部44の周方向(回転方向)側面44A、斜行部43の周方向(回転方向)側面43Aによって区画されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
また、これらの区画面の中で、取付部44の周方向側面44Aと斜行部43の周方向側面43Aは同じ向きに傾斜した壁面を形成しており、貫通穴46全体が回転軸14と平行な向きに対して周方向に傾斜している。この傾斜角は、冷却風の流れに沿った向きに一致させている。すなわち、冷却風発生装置としての遠心型の冷却ファン18によって発生する冷却風は、途中に流れを阻害する障害物がなければ、回転軸14と平行な向きに対して傾斜した角度で冷却風を吸入する。本実施形態では、この自然な吸入角度に一致するように(あるいは近づくように)貫通穴46の傾斜角度が設定されている。
In these section screens, the
このように、本実施形態の車両用交流発電機100では、整流器24の冷却フィン40の壁面の向きを、冷却風が吸入される向きに合わせて傾斜させている。具体的には、冷却フィン24は、回転軸14に対して垂直な面に沿って開口部を有する貫通穴46を備え、この貫通穴46を区画する面(特に回転方向に沿って貫通穴46を区画する面)を傾斜させている。これにより、冷却風の通風抵抗を低減することができ、回転軸14に沿った整流器24の長さ、すなわち車両用交流発電機100の体格の増大を招くことなく、整流器24の冷却性を向上させることができる。また、冷却風発生装置としての遠心型の冷却ファン18が用いられており、内扇式の車両用交流発電機100に吸入される冷却風の風量を増加させて車両用交流発電機100全体の温度低減を図ることができる。
Thus, in the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、冷却フィン40が整流器24の正極側の冷却フィンであるか負極側の冷却フィンであるかを特に限定しなかったが、冷却性向上の観点からは両方の冷却フィンを図2に示した構造にすることが望ましい。但し、いずれか一方の冷却フィンを図2に示した構造にするようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. In the above-described embodiment, whether the cooling
1 フロント側フレーム
2 リア側フレーム
4 固定子
10 回転子
24 整流器
25 電圧制御装置
26 ブラシ装置
27 リアカバー
40 冷却フィン
41 内周部
42 外周部
43 斜行部
44 取付部
45 取付穴
46 貫通穴
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記冷却フィンは、前記冷却風発生装置によって生じる冷却風の流れに沿って前記回転子の回転軸に対して傾斜した壁面を有することを特徴とする車両用交流発電機。 A rotor, a stator disposed opposite to the rotor, a frame that supports the rotor and the stator, and a cooling fin that is fixed to the frame and cools and electrically connects the rectifying element. In a vehicle AC generator comprising a rectifier and a cooling air generating device that sucks cooling air into the rotor side via the cooling fins,
The vehicular AC generator, wherein the cooling fin has a wall surface inclined with respect to a rotation axis of the rotor along a flow of cooling air generated by the cooling air generator.
前記冷却フィンは、前記回転軸に対して垂直な面に沿って開口部を有する貫通穴を備え、
前記傾斜した壁面は、前記貫通穴を区画する面であることを特徴とする車両用交流発電機。 In claim 1,
The cooling fin includes a through hole having an opening along a plane perpendicular to the rotation axis,
The vehicle alternator according to claim 1, wherein the inclined wall surface is a surface defining the through hole.
前記傾斜した壁面は、前記回転子の回転方向に沿って前記貫通穴を区画する面であることを特徴とする車両用交流発電機。 In claim 2,
The vehicle alternator according to claim 1, wherein the inclined wall surface is a surface that partitions the through hole along a rotation direction of the rotor.
前記冷却風発生装置は、前記回転子とともに回転する遠心型の冷却ファンであることを特徴とする車両用交流発電機。 In any one of Claims 1-3,
The vehicle alternator according to claim 1, wherein the cooling air generator is a centrifugal cooling fan that rotates together with the rotor.
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FR2950752A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-01 | Valeo Equip Electr Moteur | POLYPHASIC ROTATING ELECTRIC MACHINE HAVING A PROTECTIVE COVER, IN PARTICULAR ALTERNATOR FOR A MOTOR VEHICLE |
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KR20120091031A (en) * | 2009-09-30 | 2012-08-17 | 발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르 | Multiphase rotary electric machine including a protective cover, in particular a motor vehicle alternator |
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