JP2010178604A - Rotating electrical machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両用交流発電機などの回転電機に関し、特にその整流装置におけるダイオードの支持構造に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine such as a vehicle alternator, and more particularly to a diode support structure in the rectifier.
従来の車両用交流発電機における整流装置は、内径の異なる円弧帯状の平面からなる表面を有する正極側および負極側冷却板が、該表面を回転軸に直交する同一平面上に位置させて、径方向に重なるように配設され、複数個の正極側ダイオードが正極側冷却板の表面に半田接合されて周方向に配置され、複数個の負極側ダイオードが負極側冷却板の表面に半田接合されて周方向に配置されるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional rectifier in a vehicle alternator, a positive side and a negative side cooling plate having surfaces formed of arc-shaped planes with different inner diameters are positioned on the same plane perpendicular to the rotation axis, The plurality of positive side diodes are soldered to the surface of the positive side cooling plate and arranged circumferentially, and the plurality of negative side diodes are soldered to the surface of the negative side cooling plate. (See, for example, Patent Document 1).
従来の車両用交流発電機における整流装置では、正極側および負極側ダイオードが半田接合により正極側および負極側冷却板の表面に取り付けられている。そこで、半田接合時に、正極側および負極側ダイオードと正極側および負極側冷却板との両者を半田接合に適した温度まで高める必要があり、正極側および負極側ダイオードの取付作業時間が長くなるという課題があった。 In a conventional rectifier in an automotive alternator, positive and negative diodes are attached to the surfaces of the positive and negative cooling plates by solder bonding. Therefore, at the time of soldering, it is necessary to raise both the positive electrode side and negative electrode side diodes and the positive electrode side and negative electrode side cooling plates to a temperature suitable for solder bonding, which increases the work time for mounting the positive electrode side and negative electrode side diodes. There was a problem.
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、ダイオードのヒートシンクベースへの支持構造を工夫し、ダイオードのヒートシンクベースへの取付作業時間を短縮できる整流装置を備えた回転電機を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has been devised to support the diode to the heat sink base, and to provide a rotating device equipped with a rectifier that can shorten the work time for mounting the diode to the heat sink base. The purpose is to obtain an electric machine.
この発明の回転電機は、ケースと、このケースに軸支された回転軸に固着されて該ケース内に配設された回転子と、上記ケースに支持されて上記回転子の外周を覆うように配設され、固定子コイルが固定子鉄心に巻装されてなる固定子と、上記固定子コイルに電気的に接続されて該固定子コイルで生じた交流を直流に整流する整流装置と、を備えている。そして、上記整流装置は、ヒートシンク、および該ヒートシンクのヒートシンクベースの一面に支持された複数個のダイオードを有し、上記複数個のダイオードは、それぞれ、金属ベース、該金属ベース上に接合された整流素子、および整流素子を埋設し、かつ該金属ベースの外周部の一部を露出するように該金属ベース上に形成された絶縁性樹脂部を有している。さらに、ピン挿通部が上記金属ベースの上記絶縁性樹脂部からの露出部に形成され、係止ピンが上記複数個のダイオードを固着可能に上記ヒートシンクベースの一面に立設され、上記複数個のダイオードのそれぞれが、上記係止ピンを上記ピン挿通部に挿通させて上記ヒートシンクベースに配置され、該係止ピンの該ピン挿通部からの延出部を塑性変形させて該ヒートシンクベースに接合され、上記金属ベースの底部を該ヒートシンクベースの一面に密接させて、かつ移動を規制されて支持されている。 The rotating electrical machine according to the present invention includes a case, a rotor fixed to the rotating shaft pivotally supported by the case, and a rotor disposed in the case, and supported by the case so as to cover an outer periphery of the rotor. A stator having a stator coil wound around a stator core, and a rectifier electrically connected to the stator coil and rectifying an alternating current generated in the stator coil into a direct current. I have. The rectifier includes a heat sink and a plurality of diodes supported on one surface of the heat sink base of the heat sink, and the plurality of diodes are respectively a metal base and a rectifier bonded on the metal base. An insulating resin portion is formed on the metal base so as to embed the element and the rectifying element and to expose a part of the outer peripheral portion of the metal base. Further, a pin insertion portion is formed in an exposed portion of the metal base from the insulating resin portion, and a locking pin is erected on one surface of the heat sink base so that the plurality of diodes can be fixed. Each of the diodes is disposed on the heat sink base by inserting the locking pin through the pin insertion portion, and the extension portion of the locking pin from the pin insertion portion is plastically deformed and joined to the heat sink base. The bottom of the metal base is supported in close contact with one surface of the heat sink base, and the movement is restricted.
この発明によれば、係止ピンのピン挿通部からの延出部を塑性変形させて、金属ベースの底部をヒートシンクベースの一面に密接させて、かつ移動を規制されて支持されているので、金属ベースをヒートシンクベースに半田接合することなく、ダイオードをヒートシンクベースに支持できる。そこで、金属ベースとヒートシンクベースとを半田接合に適した温度まで高める必要がなく、ダイオードの取付作業時間の短縮が図られる。 According to the present invention, the extended portion from the pin insertion portion of the locking pin is plastically deformed, the bottom portion of the metal base is brought into close contact with one surface of the heat sink base, and the movement is restricted and supported. The diode can be supported on the heat sink base without soldering the metal base to the heat sink base. Therefore, it is not necessary to raise the temperature of the metal base and the heat sink base to a temperature suitable for solder bonding, and the time for mounting the diode can be shortened.
以下、本発明の回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a rotating electrical machine of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機を示す縦断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置を示す斜視図、図3はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置のダイオード未実装状態を示す斜視図、図4はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置に適用されるダイオードを示す斜視図、図5はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置に適用されるダイオードを示す断面図、図6はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置におけるダイオードの取り付け方法を説明する図、図7はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機における電気回路図である。なお、図2中、サーキットボード35が省略されている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a longitudinal sectional view showing an automotive alternator according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a rectifier mounted on the automotive alternator according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing a diode non-mounted state of the rectifier mounted on the vehicle alternator according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 4 is a vehicle alternator according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a diode applied to a rectifier mounted on an automotive alternator according to Embodiment 1 of the present invention; 6 is a diagram for explaining a diode mounting method in the rectifier mounted on the vehicle alternator according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 7 is a vehicle alternator according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. In FIG. 2, the
図1および図2において、車両用交流発電機100は、それぞれ略椀形状のアルミ製のフロントブラケット2とリアブラケット3とからなるケース1と、回転軸19をケース1に軸受4を介して支持されて、ケース1内に回転自在に配設された回転子16と、ケース1のフロント側に延出する回転軸19の端部に固着されたプーリ5と、回転子16の軸方向の両端面に固定されたファン6と、回転子16に対して一定のエアギャップ10を有して、回転子16の外周を囲繞してケース1に固定された固定子13と、回転軸19のリア側に固定され、回転子16に電流を供給する一対のスリップリング7と、各スリップリング7の表面に摺動する一対のブラシ8と、これらのブラシ8を収容するブラシホルダ9と、固定子13に電気的に接続され、固定子13で生じた交流を直流に変換する整流装置20と、ブラシホルダ9に嵌着されたヒートシンク12に取り付けられて、固定子13で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器11と、を備えている。
1 and 2, an
固定子13は、円筒状の固定子鉄心14と、固定子鉄心14に巻装され、回転子の回転に伴い、後述する界磁コイル17からの磁束の変化で交流が生じる固定子コイル15と、を備えている。
The
回転子16は、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁コイル17と、界磁コイル17を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア18と、ポールコア18の軸心位置に貫装された回転軸19と、を備えている。ファン6がポールコア18の軸方向両端面に溶接などにより固着されている。
The
整流装置20は、正極側ダイオード21と、負極側ダイオード22と、正極側ダイオード21を支持する第1ヒートシンク23と、負極側ダイオード22を支持する第2ヒートシンクと、正極側および負極側ダイオード21,22と固定子コイル15とを電気的に接続するサーキットボード35と、を備えている。
The
ここで、正極側および負極側ダイオード21,22の構成について図4および図5を参照しつつ説明する。
正極側ダイオード21は、N型半導体とP型半導体とをPN接合して構成された整流素子21a、整流素子21aのN型半導体のP型半導体と逆側の面に半田接合された矩形平板状の金属ベース21b、整流素子21aと金属ベース21bとをモールドして略直方体に成形された絶縁性樹脂部21c、および一端が整流素子21aのP型半導体に接続されて絶縁性樹脂部21cから延出され、他端がサーキットボード35に接続されるリード端子21dを備えている。ここで、金属ベース21bは、両側部が絶縁性樹脂部21cから突出し、底面が露出している。また、ピン挿通部としての断面円形の挿通孔40が絶縁性樹脂部21cから突出する金属ベース21bの両側部に穿設されている。
Here, the configuration of the positive and
The positive-
負極側ダイオード22は、N型半導体とP型半導体とをPN接合して構成された整流素子22a、整流素子22aのP型半導体のN型半導体と逆側の面に半田接合された矩形平板状の金属ベース22b、整流素子22aと金属ベース22bとをモールドして略直方体に成形された絶縁性樹脂部22c、および一端が整流素子22aのN型半導体に接続されて絶縁性樹脂部22cから延出され、他端がサーキットボード35に接続されるリード端子22dを備えている。ここで、金属ベース22bは、両側部が絶縁性樹脂部22cから突出し、底面が露出している。また、ピン挿通部としての断面円形の挿通孔41が絶縁性樹脂部22cから突出する金属ベース22bの両側部に穿設されている。なお、金属ベース21b,22bの材料には、電気電導および熱伝導の観点から、銅を用いることが好ましい。
The
第1ヒートシンク23は、図3に示されるように、所定の肉厚および所定の径方向幅を有する円弧帯状の平板に形成された第1ヒートシンクベース24と、第1ヒートシンクベース24の裏面から、周方向に所定のピッチで放射状に立設され、それぞれ軸方向に延在する複数の放熱フィン25と、第1ヒートシンクベース24の表面の周方向の両端および中央の3箇所からそれぞれ径方向外方に延設された舌片部26と、を有し、例えばアルミニウム合金を用いてダイカストにより作製される。そして、各舌片部26には、取付用の貫通孔27が穿設されている。さらに、係止ピン28が、第1ヒートシンクベース24の舌片部26間の表面上に、それぞれ、3対ずつ、周方向に所定の間隔をおいて立設されている。対をなす係止ピン28の間隔は、金属ベース21bの両側部に穿設された挿通孔40間の間隔とほぼ等しくなっている。そして、正極側ダイオード21が、挿通孔40に挿通された係止ピン28の頭部を潰して、第1ヒートシンクベース24の舌片部26間の表面上に、それぞれ3個ずつ、周方向に所定の間隔をおいて実装されている。
As shown in FIG. 3, the
第2ヒートシンク29は、図3に示されるように、所定の肉厚および所定の径方向幅を有する円弧帯状の平板に形成された第2ヒートシンクベース30を有し、例えばアルミニウム合金を用いてダイカストにより作製される。そして、取付用の貫通孔31が、第1ヒートシンクベース30の周方向の両端および中央の3箇所に穿設されている。さらに、係止ピン32が、第2ヒートシンクベース30の貫通孔31間の表面上に、それぞれ3対ずつ、周方向に所定の間隔をおいて立設されている。対をなす係止ピン32の間隔は、金属ベース22bの両側部に穿設された挿通孔41間の間隔とほぼ等しくなっている。そして、負極側ダイオード22が、挿通孔41に挿通された係止ピン32の頭部を潰して、第2ヒートシンクベース30の貫通孔31間の表面上に、それぞれ3個ずつ、周方向に所定の間隔をおいて実装されている。
As shown in FIG. 3, the
この第2ヒートシンクベース30の内径は第1ヒートシンクベース24の外径より大径に作製されている。そして、第1および第2ヒートシンク23,29は、第1および第2ヒートシンクベース24,30の表面が同一平面上に位置するように、第2ヒートシンクベース30を第1ヒートシンクベース24の外径側に配置して組み立てられる。このとき、舌片部26は第2ヒートシンクベース30の表面上に延在し、貫通孔27の孔中心が第2ヒートシンクベース30に穿設された貫通孔31の孔中心に一致している。また、負極側ダイオード22が、それぞれ正極側ダイオード21の径方向外方に位置している。そして、図示していないが、絶縁ブッシュが舌片部26と第2ヒートシンクベース30との間に介装され、第1および第2ヒートシンク23,29との間の電気的絶縁が確保されている。
The inner diameter of the second
このように、正極側および負極側ダイオード21,22が実装された第1および第2ヒートシンク23,29は、第1および第2ヒートシンクベース24,30の表面を回転子16に向けて、ブラシホルダ9とともにスリップリング7を囲繞し、かつ回転軸19と同軸にリアブラケット3内に配設される。このとき、第1および第2ヒートシンクベース24,30の両表面は、回転軸19の軸心に直交する同一平面上に位置している。さらに、サーキットボード35が、第1および第2ヒートシンク23,29の回転子16側に配設される。そして、図示していないが、取付ボルトが、サーキットボード35に穿設された貫通孔、舌片部26に穿設された貫通孔27、および第2ヒートシンクベース30に穿設された貫通孔31を挿通してリアブラケット3に締着される。これにより、第2ヒートシンクベース30がリアブラケット3と電気的に接続状態となり、アームされる。そして、径方向に相対する正極側および負極側ダイオード21,22のリード端子21d,22dがそれぞれサーキットボード35を介して、固定子コイル15の各相の口出し線36に接続される。
As described above, the first and
正極側および負極側ダイオード21,22は、図7に示されるように、サーキットボード35により、正極側ダイオード21と負極側ダイオード22とを直列に接続してなる3つのダイオード対による2組のダイオードブリッジ20A,20Bを構成するように接続されている。固定子コイル15は、3つの巻線15a、15b、15cをY結線して作製された三相交流巻線15Aと、3つの巻線15d、15e、15fをY結線して作製された三相交流巻線15Bとに構成され、各巻線15a、15b、15c、15d、15e、15fの各出力端が各ダイオード対の正極側ダイオード21と負極側ダイオード22との接続点に接続されている。そして、三相交流巻線15Aの各出力端から出力される三相交流電圧がダイオードブリッジ20Aにより全波整流されて出力され、三相交流巻線15Bの各出力端から出力される三相交流電圧がダイオードブリッジ20Bにより全波整流されて出力される。
As shown in FIG. 7, the positive and
ここで、正極側および負極側ダイオード21,22の支持構造について図6を参照しつつ説明する。
まず、係止ピン28,32は、金属ベース21b、22bの両側部に穿設された挿通孔40,41の内径より僅かに小さな外径を有し、第1および第2ヒートシンクベース24,30の表面に立設されている。また、第1および第2ヒートシンクベース24,30の表面からの係止ピン28,32の立設高さは、金属ベース21b,22bの厚みより高くなっている。これらの係止ピン28,32は、ダイカストにて第1および第2ヒートシンク23,29を作製する際に同時に形成される。
Here, the support structure of the positive and
First, the locking pins 28 and 32 have outer diameters slightly smaller than the inner diameters of the insertion holes 40 and 41 formed on both sides of the
そして、図6の(a)に示されるように、金属ベース21b,22bの挿通孔40,41に係止ピン28,32を挿通させるように正極側および負極側ダイオード21,22を第1および第2ヒートシンクベース24,30の表面上に載置する。ついで、係止ピン28,32の挿通孔40,41からの延出部を潰す。そこで、係止ピン28,32の延出部は、図6の(b)に示されるように、金属ベース21b,22bの上面に密接するように塑性変形する。このように、金属ベース21b,22bは、対をなす係止ピン28,32の頭部を塑性変形させて、第1および第2ヒートシンクベース24,30に接合される。そこで、金属ベース21b、22bは、第1および第2ヒートシンクベース24,30の表面に押圧された状態を維持しつつ移動を規制されて第1および第2ヒートシンクベース24,30に支持される。
Then, as shown in FIG. 6A, the positive and
このように、実施の形態1によれば、絶縁性樹脂部21c,22cから露出する金属ベース21b、22bの両側部に穿設された挿通孔40,41に第1および第2ヒートシンクベース24,30に立設された係止ピン28,32を挿通させ、係止ピン28,32の挿通孔40,41からの延出部を塑性変形させることにより、正極側および負極側ダイオード21,22が、第1および第2ヒートシンクベース24,30に取り付けられる。そこで、金属ベース21b、22bと第1および第2ヒートシンクベース24,30とを半田接合に適した温度まで高める必要がなく、正極側および負極側ダイオード21,22の取付作業時間を短縮できる。
As described above, according to the first embodiment, the first and second heat sink bases 24, 24 are inserted into the insertion holes 40, 41 formed on both sides of the
また、係止ピン28,32は、ダイカストにて第1および第2ヒートシンク23,29と一体に作製されているので、係止ピン28,32を簡易に作製できるとともに、係止ピン28,32の機械的強度を確保できる。
Further, since the locking pins 28 and 32 are integrally formed with the first and
また、対をなす係止ピン28,32の金属ベース21b,22bの挿通孔40,41からの延出部を潰して金属ベース21b,22bを固着しているので、係止ピン28,32を潰す力が金属ベース21b、22bを第1および第2ヒートシンクベース24,30に押圧するように作用する。そこで、金属ベース21b,22bの底面が第1および第2ヒートシンクベース24,30の表面に密接する。また、係止ピン28,32挿通孔40,41からの延出部が塑性変形しているので、金属ベース21b,22bを第1および第2ヒートシンクベース24、30に押し付ける力が長期的に保持される。そこで、金属ベース21b,22bの抜けや移動が防止され、金属ベース21b,22bと第1および第2ヒートシンクベース24,30との密接状態が保持される。したがって、正極側および負極側ダイオード21,22の脱落が長期的に阻止されるとともに、金属ベース21b,22bと第1および第2ヒートシンクベース24,30との間の良好な熱的および電気的な接続状態が長期的に確保される。
Moreover, since the
実施の形態2.
図8はこの発明の実施の形態2に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置に適用される正極側ダイオードを示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a positive-side diode applied to a rectifier mounted on an automotive alternator according to
図8において、ピン挿通部としての切り欠き42が、係止ピン28を挿通できる溝幅で、絶縁性樹脂部21cから露出する金属ベース21bの両側部に凹設されている。
In FIG. 8, a
このように構成された正極側ダイオード21Aは、図示していないが、金属ベース21bの切り欠き42に係止ピン28を挿通させ、係止ピン28の切り欠き42からの延出部を潰して塑性変形させ、第1ヒートシンクベース24に支持される。なお、負極側ダイオードも、正極側ダイオード21Aと同様の支持構造で、第2ヒートシンクベースに支持される。
したがって、この実施の形態2においても、上記実施の形態1と同様の効果を奏する。
Although not shown in the figure, the positive-
Therefore, the second embodiment also has the same effect as the first embodiment.
実施の形態3.
図9はこの発明の実施の形態3に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置に適用される正極側ダイオードを示す斜視図である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing a positive-side diode applied to a rectifier mounted on an automotive alternator according to Embodiment 3 of the present invention.
図9において、ピン挿通部としての断面楕円形の挿通孔43が絶縁性樹脂部21cから露出する金属ベース21bの両側部に穿設されている。
In FIG. 9, insertion holes 43 having an elliptical cross section as pin insertion portions are formed on both sides of the
このように構成された正極側ダイオード21Bは、図示していないが、金属ベース21bの挿通孔43に係止ピン28を挿通させ、係止ピン28の挿通孔43からの延出部を潰して塑性変形させ、第1ヒートシンクベース24に支持される。なお、第1ヒートシンクベース24に立設される係止ピン28は、挿通孔43の孔形状に適合する断面楕円形に形成される。また、負極側ダイオードも、正極側ダイオード21Bと同様の支持構造で、第2ヒートシンクベースに支持される。
したがって、この実施の形態3においても、上記実施の形態1と同様の効果を奏する。
The positive-
Therefore, the third embodiment also has the same effect as the first embodiment.
実施の形態4.
図10はこの発明の実施の形態4に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置に適用される正極側ダイオードを示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a positive-side diode applied to a rectifier mounted on an automotive alternator according to
図10において、挿通孔40が絶縁性樹脂部21cから露出する金属ベース21bの両側部にそれぞれ2つずつ穿設されている。
In FIG. 10, two
このように構成された正極側ダイオード21Cは、図示していないが、金属ベース21bの挿通孔40に係止ピン28を挿通させ、係止ピン28の挿通孔40からの延出部を潰して塑性変形させ、第1ヒートシンクベース24に支持される。なお、係止ピン28は、正極側ダイオード21Cのそれぞれに対して、挿通孔40の孔位置に適合するように、第1ヒートシンクベース24に2対ずつ立設されている。また、負極側ダイオードも、正極側ダイオード21Cと同様の支持構造で、第2ヒートシンクベースに支持される。
したがって、この実施の形態3においても、上記実施の形態1と同様の効果を奏する。
Although not shown in the figure, the positive-side diode 21C configured in this way has the locking
Therefore, the third embodiment also has the same effect as the first embodiment.
実施の形態5.
図11はこの発明の実施の形態5に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置に適用される正極側ダイオードを示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing a positive-side diode applied to a rectifier mounted on an automotive alternator according to
図11において、取付腕44が金属ベース21bの両側部の中央部に突設されており、挿通孔40が取付腕44に穿設され、絶縁性樹脂部21cが取付腕44を露出させるように金属ベース21bにモールド成形されている。
In FIG. 11, the mounting
このように構成された正極側ダイオード21Dは、図示していないが、取付腕44の挿通孔40に係止ピン28を挿通させ、係止ピン28の挿通孔40からの延出部を潰して塑性変形させ、第1ヒートシンクベース24に支持される。なお、負極側ダイオードも、正極側ダイオード21Dと同様の支持構造で、第2ヒートシンクベースに支持される。
したがって、この実施の形態5においても、上記実施の形態1と同様の効果を奏する。
Although not shown, the positive-
Therefore, the fifth embodiment also has the same effect as the first embodiment.
実施の形態6.
図12はこの発明の実施の形態6に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置における正極側ダイオードの取り付け方法を説明する図である。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 12 is a diagram for explaining a method of attaching the positive-side diode in the rectifier mounted on the vehicle alternator according to Embodiment 6 of the present invention.
図12において、凹凸面45が金属ベース21bの上面の挿通孔40の周縁部に形成されている。この凹凸面45は、例えばサンドブラストなどの表面処理により形成される。
In FIG. 12, the
このように構成された正極側ダイオード21Eは、図12の(a)に示されるように、金属ベース21bに穿設された挿通孔40に係止ピン28を挿通させて、第1ヒートシンクベース24上に載置される。ついで、係止ピン28の挿通孔40からの延出部を潰す。そこで、係止ピン28の延出部は、図12の(b)に示されるように、金属ベース21bの上面の挿通孔40の周縁部に形成された凹凸面45に密接するように塑性変形する。これにより、金属ベース21bは、第1ヒートシンクベース24の表面に押圧された状態を維持しつつ移動を規制されて第1ヒートシンクベース24に支持される。なお、負極側ダイオードも、正極側ダイオード21Eと同様の支持構造で、第2ヒートシンクベースに支持される。
As shown in FIG. 12A, the positive-
したがって、この実施の形態6においても、上記実施の形態1と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態6では、凹凸面45が挿通孔40の周縁部に形成されているので、係止ピン28の塑性変形部が凹凸面45に密接し、接合強度が高められるとともに、接触面積が増大する。そこで、正極側ダイオード21Eの脱落が長期的に阻止されるとともに、金属ベース21bと第1ヒートシンクベース24との間の熱的および電気的な抵抗が低減される。
Therefore, the sixth embodiment also has the same effect as the first embodiment.
Further, in the sixth embodiment, since the
なお、負極側ダイオードも、正極側ダイオード21Eと同様の支持構造で、第2ヒートシンクベースに支持されているので、負極側ダイオードの脱落が長期的に阻止されるとともに、金属ベースと第2ヒートシンクベースとの間の熱的および電気的な抵抗が低減される。
Since the negative diode is also supported by the second heat sink base with the same support structure as the
実施の形態7.
図13はこの発明の実施の形態7に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置における正極側ダイオードの取り付け状態を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an attachment state of the positive-side diode in the rectifier mounted on the automotive alternator according to
図13において、リベット挿通孔46が、第1ヒートシンクベース24Aの舌片部26(図示せず)間に、それぞれ、3対ずつ、周方向に所定の間隔をおいて穿設されている。対をなすリベット挿通孔46の間隔は、金属ベース21bの両側部に穿設された挿通孔40間の間隔とほぼ等しくなっている。また、挿通孔40とリベット挿通孔46は、円柱状のリベット47を挿通できる孔形状に形成されている。ここで、挿通孔40はリベット挿通部に相当する。
In FIG. 13, three pairs of rivet insertion holes 46 are formed between the tongue pieces 26 (not shown) of the first
そして、正極側ダイオード21は、挿通孔40とリベット挿通孔46に挿通されたリベット47の両端部を潰して塑性変形させ、第1ヒートシンクベース24Aに接合されている。これにより、金属ベース21bは、第1ヒートシンクベース24Aの表面に押圧された状態を維持しつつ移動を規制されて、第1ヒートシンクベース24Aに支持されている。なお、負極側ダイオードも、正極側ダイオード21と同様の支持構造で、第2ヒートシンクベースに支持される。
The positive-
したがって、この実施の形態7においても、上記実施の形態1と同様の効果を奏する。 Therefore, this seventh embodiment also has the same effect as the first embodiment.
実施の形態8.
図14はこの発明の実施の形態8に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置における正極側ダイオードの取り付け状態を示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an attachment state of the positive-side diode in the rectifier mounted on the automotive alternator according to
図14において、リベット挿通孔46より大径の穴48が、第1ヒートシンクベース24Aの裏面にリベット挿通孔46と同心状に凹設されている。
なお、他の構成は上記実施の形態7と同様に構成されている。
In FIG. 14, a
Other configurations are the same as those in the seventh embodiment.
したがって、この実施の形態8においても、上記実施の形態7と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態8では、穴48がリベット挿通孔46と同心状に第1ヒートシンクベース24Aの裏面に凹設されているので、リベット47の塑性変形部が穴48内に納まる。そこで、リベット47の塑性変形部が第1ヒートシンク24Aの裏面から突出せず、第1ヒートシンクの配設が容易となる。
Therefore, this eighth embodiment also has the same effect as the seventh embodiment.
Further, in the eighth embodiment, the
なお、負極側ダイオードも、正極側ダイオード21と同様の支持構造で、第2ヒートシンクベースに支持されているので、リベットの塑性変形部が第2ヒートシンクの裏面から突出せず、リアブラケットの内壁面への取付が容易となる。
The negative side diode is also supported by the second heat sink base with the same support structure as the
なお、上記実施の形態1〜8では、正極側および負極側ダイオードが同じ支持構造で第1および第2ヒートシンクベースに支持されているものとしているが、正極側および負極側ダイオードの支持構造は必ずしも同じである必要はない。つまり、正極側および負極側ダイオードを上記実施の形態1〜8における支持構造から選択された異なる支持構造で第1および第2ヒートシンクベースに支持するようにしてもよい。 In the first to eighth embodiments, the positive electrode side and the negative electrode side diode are supported by the first and second heat sink bases with the same support structure. However, the support structure of the positive electrode side and the negative electrode side diode is not necessarily limited. It doesn't have to be the same. That is, the positive and negative diodes may be supported on the first and second heat sink bases by different support structures selected from the support structures in the first to eighth embodiments.
また、上記実施の形態1〜8では、第1および第2ヒートシンクベースが所定の肉厚および所定の径方向幅を有する円弧帯状の平板に形成されているものとしているが、第1および第2ヒートシンクベースの形状は、円弧帯状の平板に限定されるものではなく、例えば複数の台形平板をその斜辺同士を連結して構成された複数の角部を有する弧状の平板でもよい。 In the first to eighth embodiments, the first and second heat sink bases are formed as arc-shaped flat plates having a predetermined thickness and a predetermined radial width. The shape of the heat sink base is not limited to the circular arc-shaped flat plate, and may be, for example, an arc-shaped flat plate having a plurality of corner portions formed by connecting a plurality of trapezoidal flat plates with their hypotenuses.
実施の形態9.
図15はこの発明の実施の形態9に係る車両用交流発電機を示す縦断面図、図16はこの発明の実施の形態9に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置を示す斜視図である。
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a vehicle alternator according to
図15および図16において、整流装置50は、6個の正極側ダイオード21が実装された第1ヒートシンク51と、6個の負極側ダイオード22が実装された第2ヒートシンク29と、サーキットボード35と、から構成される。なお、この実施の形態9による車両用交流発電機101は、整流装置20に代えて整流装置50が搭載されている点を除いて、上記実施の形態1による車両用交流発電機100と同様に構成されている。
15 and 16, the
第1ヒートシンク51は、所定の軸方向長さおよび所定の肉厚を有し、軸方向と直交する断面が円弧状の筒体に形成された第1ヒートシンクベース52と、第1ヒートシンクベース52の内周面から、周方向に等角ピッチで放射状に立設され、それぞれ軸方向に延在する複数の放熱フィン53と、第1ヒートシンクベース52の軸方向の一端部の周方向の両端部および中央部の3箇所からそれぞれ径方向外方に延設された舌片部54と、を有し、例えばアルミニウム合金を用いてダイカストにより作製される。
The
そして、第1ヒートシンクベース52の外径が、第2ヒートシンクベース30の内径より小径に形成されている。また、第1ヒートシンクベース52の外周面には、径方向に直交する平面からなる取付面55が、舌片部54間のそれぞれに、周方向に離間して3つずつ形成されている。さらに、係止ピン56の対が、各取付面55上に、金属ベース21bの両側部に穿設された挿通孔40間の間隔とほぼ等しい間隔で穿設されている。さらにまた、各舌片部54には、図示していないが、取付用の貫通孔が穿設されている。そして、正極側ダイオード21が、挿通孔40に挿通された係止ピン56の頭部を潰して、第1ヒートシンクベース52の各取付面55に取り付けられている。
The outer diameter of the first
ここで、正極側ダイオード21を第1ヒートシンクベース52に取り付けるには、挿通孔40に係止ピン56を挿通させて金属ベース21bを第1ヒートシンクベース52の取付面55上に載置し、金属ベース21bを取付面55に押圧しながら、係止ピン56の挿通孔40からの突出部を金属ベース21b側に押圧して潰す。そこで、係止ピン56の頭部は、金属ベース21bの上面に密接するように塑性変形し、正極側ダイオード21が第1ヒートシンクベース52に接合される。これにより、正極側ダイオード21が、金属ベース21bを第1ヒートシンクベース52の取付面55に押圧された状態で、かつ移動を規制されて第1ヒートシンクベース52に支持される。
Here, in order to attach the positive-
そして、第1ヒートシンク51が、第1ヒートシンクベース52の軸方向一端側を回転子16に向けて、第2ヒートシンク29が、第2ヒートシンクベース30の表面を回転子16に向けて、ブラシホルダ9とともにスリップリング7を囲繞し、かつ回転軸19と同軸にリアブラケット3内に配設される。さらに、サーキットボード35が、第1および第2ヒートシンク51,29の回転子16側に配設される。そして、図示していないが、取付ボルトが、サーキットボード35、舌片部54、および第2ヒートシンクベース30に穿設された貫通孔を挿通してリアブラケット3に締着される。これにより、第2ヒートシンクベース30がリアブラケット3と電気的に接続状態となり、アームされる。そして、正極側および負極側ダイオード21,22のリード端子21d,22dがそれぞれサーキットボード35を介して、固定子コイル15の各相の口出し線36に接続され、図7に示される回路が構成される。
Then, the
この実施の形態9においても、正極側および負極側ダイオード21,22が、第1および第2ヒートシンクベース52,30に立設された係止ピン56,32の挿通孔40,41からの延出部を潰して塑性変形させることにより、第1および第2ヒートシンクベース52,30に支持されているので、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
Also in the ninth embodiment, the positive and
実施の形態10.
図17はこの発明の実施の形態10に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置を示す斜視図、図18はこの発明の実施の形態10に係る車両用交流発電機に搭載される整流装置に適用される正極側ダイオードを示す斜視図である。
FIG. 17 is a perspective view showing a rectifier mounted on an automotive alternator according to
図17および図18において、第1ヒートシンク51Aは、所定の軸方向長さおよび所定の肉厚を有し、軸方向と直交する断面が円弧状の筒体に形成された第1ヒートシンクベース52Aと、第1ヒートシンクベース52Aの内周面から、周方向に等角ピッチで放射状に立設され、それぞれ軸方向に延在する複数の放熱フィン53と、第1ヒートシンクベース52Aの軸方向の一端部の周方向の両端部および中央部の3箇所からそれぞれ径方向外方に延設された舌片部54と、を有し、例えばアルミニウム合金を用いてダイカストにより作製される。また、第1ヒートシンクベース52Aの外周面には、径方向に直交する平面からなる取付面55が、舌片部54間のそれぞれに、周方向に離間して3つずつ形成されている。そして、取付片57が、各取付面55の周方向中央位置で、取付面55と面一となるように第1ヒートシンクベース52Aの軸方向他端部から軸方向に延出され、係止ピン56が各取付片57に立設されている。
17 and 18, the
また、正極側ダイオード21Fは、取付腕58が金属ベース21bの一端部の中央部に突設されており、挿通孔40が取付腕58に穿設され、絶縁性樹脂部21cが取付腕58を露出させるように金属ベース21bにモールド成形されている。そして、正極側ダイオード21Fが、挿通孔40に係止ピン56を挿通させて金属ベース21bを第1ヒートシンクベース52Aの取付面55上に載置し、金属ベース21bを取付面55に押圧しながら、係止ピン56の挿通孔40からの突出部を潰して塑性変形させて、第1ヒートシンクベース52Aの各取付面55に支持されている。
Further, in the
ここで、整流装置50Aは、正極側ダイオード21および第1ヒートシンク51に代えて正極側ダイオード21Fおよび第1ヒートシンク51Aを用いている点を除いて、上記実施の形態9と同様に構成されている。
Here, the
したがって、この実施の形態10においても、上記実施の形態9と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態10では、係止ピン56が立設された取付片57が各取付面55の周方向中央位置で、第1ヒートシンクベース52Aの軸方向他端部から軸方向に延出されているので、係止ピン56の立設位置が放熱フィン53の設置領域から外れる。そこで、放熱フィン53と干渉することなく、係止ピン56の挿通孔40からの延出部を潰すことができ、放熱フィン53を薄肉化して放熱面積を増大させることができる。
Therefore, the tenth embodiment also has the same effect as the ninth embodiment.
In the tenth embodiment, the mounting
ここで、上記実施の形態9,10では、係止ピンの頭部を塑性変形させて正極側ダイオードを第1ヒートシンクベースに接合するものとしているが、リベットを用いて正極側ダイオードを第1ヒートシンクベースに接合するようにしてもよいことは言うまでもないことである。 Here, in the ninth and tenth embodiments, the head of the locking pin is plastically deformed to join the positive diode on the first heat sink base, but the positive diode is connected to the first heat sink using a rivet. It goes without saying that it may be joined to the base.
なお、上記各実施の形態では、車両用交流発電機について説明しているが、この発明は、車両用交流発電機に限らず、車両用電動機や車両用発電電動機などの回転電機に適用しても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、整流装置がリアブラケット内に配設されているものとしているが、整流装置はリアブラケットの外側の端面に取り付けられてリアブラケットの軸方向外方に配設されてもよい。この場合、整流装置を覆うようにリアカバーをリアブラケットに装着することが好ましい。
In each of the above embodiments, the vehicle alternator has been described. However, the present invention is not limited to the vehicle alternator, and is applied to rotating electric machines such as a vehicle motor and a vehicle generator motor. Produces the same effect.
In each of the above embodiments, the rectifying device is disposed in the rear bracket. However, the rectifying device is attached to the outer end face of the rear bracket and is disposed on the outer side in the axial direction of the rear bracket. May be. In this case, it is preferable to attach the rear cover to the rear bracket so as to cover the rectifier.
また、上記各実施の形態では、正極側ダイオードを第1ヒートシンクに実装するものとしているが、負極側ダイオードを第1ヒートシンクに実装するようにしてもよい。この場合、正極側ダイオードが実装される第2ヒートシンクは、リアブラケットに対して熱接触状態を確保しつつ、電気的に絶縁状態に取り付けられることになる。
また、上記各実施の形態では、第1および第2ヒートシンクが回転軸と同軸に配設されているものとしているが、第1および第2ヒートシンクは必ずしも回転軸と同軸に配設されている必要はなく、ブラシホルダと協働して回転軸を囲繞するように配設されていればよい。
In each of the above embodiments, the positive diode is mounted on the first heat sink. However, the negative diode may be mounted on the first heat sink. In this case, the second heat sink on which the positive-side diode is mounted is attached in an electrically insulated state while ensuring a thermal contact state with the rear bracket.
In each of the above embodiments, the first and second heat sinks are arranged coaxially with the rotation axis. However, the first and second heat sinks are not necessarily arranged coaxially with the rotation axis. Instead, it only has to be arranged so as to surround the rotating shaft in cooperation with the brush holder.
また、上記各実施の形態では、正極側および負極側ダイオードが略直方体に作製されているものとして説明しているが、正極側および負極側ダイオードの形状は略直方体に限定されるものではなく、例えば、正極側および負極側ダイオードの絶縁性樹脂部を円柱状とし、金属ベースを絶縁性樹脂部より大径の円盤状としてもよい。 In each of the above embodiments, the positive electrode side and the negative electrode side diode are described as being formed in a substantially rectangular parallelepiped, but the shape of the positive electrode side and the negative electrode side diode is not limited to a substantially rectangular parallelepiped, For example, the insulating resin portions of the positive electrode side and the negative electrode side diode may be columnar, and the metal base may be a disk having a larger diameter than the insulating resin portion.
また、上記各実施の形態では、三相交流巻線がY結線されているものとして説明しているが、三相交流巻線がΔ結線されていても、同様の効果を奏する。また、上記各実施の形態では、第1および第2ヒートシンクのそれぞれに6個の正極側および負極側ダイオードが実装されているものとしているが、第1および第2ヒートシンクのそれぞれに実装される正極側および負極側ダイオードの個数は6個に限定されるものではない。例えば、固定子コイルが1組の三相交流巻線で構成され、三相交流巻線の出力をダイオードブリッジで全波整流する場合には、第1および第2ヒートシンクのそれぞれに実装される正極側および負極側ダイオードの個数は3個となる。また、固定子コイルが1組の三相交流巻線で構成され、三相交流巻線の3つの出力端に加え、Y結線された中性点の出力をダイオードブリッジで全波整流する場合には、第1および第2ヒートシンクのそれぞれに実装される正極側および負極側ダイオードの個数は4個となる。 In each of the above embodiments, the three-phase AC winding is described as being Y-connected. However, even if the three-phase AC winding is Δ-connected, the same effect can be obtained. In each of the above embodiments, six positive side and negative side diodes are mounted on each of the first and second heat sinks. However, the positive electrode mounted on each of the first and second heat sinks. The number of side and negative side diodes is not limited to six. For example, when the stator coil is composed of a set of three-phase AC windings and the output of the three-phase AC windings is full-wave rectified by a diode bridge, the positive electrodes mounted on the first and second heat sinks, respectively. The number of side and negative side diodes is three. Also, when the stator coil is composed of a set of three-phase AC windings, and in addition to the three output terminals of the three-phase AC windings, the output of the neutral point Y-connected is full-wave rectified with a diode bridge. The number of positive side and negative side diodes mounted on each of the first and second heat sinks is four.
1 ケース、13 固定子、14 固定子鉄心、15 固定子コイル、16 回転子、19 回転軸、20,50,50A 整流装置、21,21A,21B,21C,21D,21E,21F 正極側ダイオード、21a 整流素子、21b 金属ベース、21c 絶縁性樹脂部、22 負極側ダイオード、22a 整流素子、22b 金属ベース、22c 絶縁性樹脂部、23,51,51A 第1ヒートシンク、24,24A,52,52A 第1ヒートシンクベース、28,32 係止ピン、29 第2ヒートシンク、30 第2ヒートシンクベース、40,41,43 挿通孔(ピン挿通部、リベット挿通部)、42 切り欠き(ピン挿通部、リベット挿通部)、44 取付腕、45 凹凸面、46 リベット挿通孔、47 リベット、56 係止ピン、57 取付片、58 取付腕。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case, 13 Stator, 14 Stator iron core, 15 Stator coil, 16 Rotor, 19 Rotating shaft, 20, 50,
Claims (5)
上記整流装置は、ヒートシンク、および該ヒートシンクのヒートシンクベースの一面に支持された複数個のダイオードを有し、
上記複数個のダイオードは、それぞれ、金属ベース、該金属ベース上に接合された整流素子、および整流素子を埋設し、かつ該金属ベースの外周部の一部を露出するように該金属ベース上に形成された絶縁性樹脂部を有し、
ピン挿通部が上記金属ベースの上記絶縁性樹脂部からの露出部に形成され、
係止ピンが上記複数個のダイオードを固着可能に上記ヒートシンクベースの一面に立設され、
上記複数個のダイオードのそれぞれが、上記係止ピンを上記ピン挿通部に挿通させて上記ヒートシンクベースに配置され、該係止ピンの該ピン挿通部からの延出部を塑性変形させて該ヒートシンクベースに接合され、上記金属ベースの底部を該ヒートシンクベースの一面に密接させて、かつ移動を規制されて支持されていることを特徴とする回転電機。 A case, a rotor fixed to a rotation shaft supported by the case and disposed in the case, and a stator coil supported by the case so as to cover the outer periphery of the rotor. A stator wound around a stator core, and a rectifier that is electrically connected to the stator coil and rectifies alternating current generated in the stator coil into direct current,
The rectifier includes a heat sink and a plurality of diodes supported on one surface of the heat sink base of the heat sink,
Each of the plurality of diodes has a metal base, a rectifying element bonded on the metal base, and a rectifying element embedded therein, and a part of the outer periphery of the metal base is exposed on the metal base. Having the formed insulating resin part,
A pin insertion part is formed in an exposed part from the insulating resin part of the metal base,
A locking pin is erected on one surface of the heat sink base so that the plurality of diodes can be fixed,
Each of the plurality of diodes is disposed on the heat sink base by inserting the locking pin through the pin insertion portion, and the extension portion of the locking pin from the pin insertion portion is plastically deformed to thereby deform the heat sink. A rotating electrical machine, wherein the rotating electrical machine is supported by being bonded to a base, the bottom of the metal base being in close contact with one surface of the heat sink base, and movement restricted.
上記整流装置は、ヒートシンク、および該ヒートシンクのヒートシンクベースの一面に支持された複数個のダイオードを有し、
上記複数個のダイオードは、それぞれ、金属ベース、該金属ベース上に接合された整流素子、および整流素子を埋設し、かつ該金属ベースの外周部の一部を露出するように該金属ベース上に形成された絶縁性樹脂部を有し、
リベット挿通部が上記金属ベースの上記絶縁性樹脂部からの露出部に形成され、
リベット挿通孔が上記複数個のダイオードの上記リベット挿通部に対応するように上記ヒートシンクベースに穿設され、
上記複数個のダイオードのそれぞれが、上記リベット挿通部および上記リベット挿通孔に挿通されたリベットの両端を塑性変形させて上記ヒートシンクベースに接合され、上記金属ベースの底部を該ヒートシンクベースの一面に密接させて、かつ移動を規制されて支持されていることを特徴とする回転電機。 A case, a rotor fixed to a rotation shaft supported by the case and disposed in the case, and a stator coil supported by the case so as to cover the outer periphery of the rotor. A stator wound around a stator core, and a rectifier that is electrically connected to the stator coil and rectifies alternating current generated in the stator coil into direct current,
The rectifier includes a heat sink and a plurality of diodes supported on one surface of the heat sink base of the heat sink,
Each of the plurality of diodes has a metal base, a rectifying element bonded on the metal base, and a rectifying element embedded therein, and a part of the outer periphery of the metal base is exposed on the metal base. Having the formed insulating resin part,
A rivet insertion part is formed in an exposed part from the insulating resin part of the metal base,
Rivet insertion holes are formed in the heat sink base so as to correspond to the rivet insertion portions of the plurality of diodes,
Each of the plurality of diodes is bonded to the heat sink base by plastically deforming both ends of the rivet insertion portion and the rivet inserted through the rivet insertion hole, and the bottom of the metal base is in close contact with one surface of the heat sink base. A rotating electrical machine characterized by being supported and supported by movement.
取付片が上記ヒートシンクベースの一面と面一となるように該ヒートシンクベースに突設され、かつ上記係止ピンあるいは上記リベット挿通孔が上記取付片に形成されて、上記ダイオードが、上記取付片に接合されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。 The heat sink includes a plurality of heat radiation fins erected on the other surface facing one surface of the heat sink base,
The mounting piece protrudes from the heat sink base so as to be flush with one surface of the heat sink base, and the locking pin or the rivet insertion hole is formed in the mounting piece, and the diode is attached to the mounting piece. The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotating electric machine is joined.
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