JP2013110800A - 車両用交流発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】整流器の放熱板の設置スペースを拡大せず、整流装置の冷却効率を上昇させ、高品質及び高出力を目的とする。
【解決手段】回転子の回転軸を回転自在に支持すると共に前記固定子を支持するフロントフレームとリヤフレームと、固定子巻線から出力された交流電力を整流するための整流素子を電気的に接続し、整流回路を構成する整流装置を有し、整流装置はリヤフレームの外端部に固定され、保護カバーにより覆われ、保護カバーから整流装置を通り冷却風を吸入する冷却ファンを備え、整流装置は、複数個の＋極の整流素子が圧入された第１放熱板と複数個の−極の整流素子が圧入された第２放熱板を有し、前記第２放熱板に圧入された−極の整流素子は、第２放熱板より突き出されるように圧入され、前記リヤフレームと第２放熱板との間の冷却風通路の空間に整流素子のベース部の一部を配置。
【選択図】 図６

Description

本発明は、車両用の交流発電機に関し、特にはその整流器の冷却に関する。

近年、車両用交流発電機は車両内の電子機器の需要の増加およびエンジンルーム内の搭載されるスペースの縮小化により、搭載される周囲環境の温度は上昇および要求される発電量の増加に伴い、発熱量が増大し、温度上昇による寿命低下が問題となる。

特に車両用交流発電機によって発電された交流電流を整流する整流素子は、発熱による温度の影響を大きく受け、耐熱温度を越えると急激な寿命低下となるため、整流素子の冷却性向上による温度低減が重要課題となっている。

そこで、特許文献１では、整流装置の冷却効率向上のため、＋極（正側のアーム）の整流素子と保護カバーの間、一極（負側のアーム）の整流素子はリヤフレームと第２放熱板の間に外部からの冷却風を効率よく流入及び通過させ、放熱板の冷却効率を上昇させることで整流素子の温度低減させる提案等がなされている。

特開平１１−１６４５３８号公報

しかしながら、近年では車両側の電力需要は益々増加傾向にあり、車両用交流発電機の発電電力の大幅な増加に伴い、特許文献１の整流装置の冷却方式では、放熱板の放熱面積を確保することができず、放熱板の冷却能力も飽和状態に達し、整流素子の温度が耐熱温度を越え急激な寿命低下となる。

本発明は、整流装置の冷却効率を上昇させ、高品質及び高出力の車両用交流発電機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の望ましい態様の１つは次の通りである。
固定子巻線を備えた固定子と、該固定子の内周側に隙間を介して回転可能に支持された回転子とを有し、前記回転子の回転軸を回転自在に支持すると共に前記固定子を支持するフロントフレームとリヤフレームと、前記固定子巻線から出力された交流電力を整流するための整流素子を電気的に接続し、整流回路を構成する整流装置を有し、該整流装置はリヤフレームの外端部に固定され、保護カバーにより覆われ、前記保護カバーから整流装置を通り冷却風を吸入する冷却ファンを備える車両用交流発電機であって、前記整流装置は、複数個の＋極の整流素子が圧入された第１放熱板と複数個の−極の整流素子が圧入された第２放熱板を有し、前記第２放熱板に圧入された−極の整流素子は、第２放熱板より突き出されるように圧入され、リヤフレームと第２放熱板との間の冷却風通路の空間に整流素子のベース部の一部が配置され、冷却風を直接ベース部に効果的に当てることで整流素子の冷却性を向上させる。

本発明によれば、整流素子の冷却性能を向上させた整流装置を備え、低コストで高品質の車両用交流発電機を提供する。

本発明の第１の実施形態による車両用交流発電機の全体構成を示す断面図。 本発明の第１の実施形態による保護カバーを外した状態の車両用交流発電機のリヤ側斜視図。 本発明の第１の実施形態による整流器の斜視図。 本発明の第１の実施形態による車両用交流発電機に用いる整流装置の分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態による整流器のリヤ側正面図。 図５のＡ−Ａ部を断面した図。 本発明の第２の実施形態による整流器の断面図。 本発明の第３の実施形態による整流器の断面図。 本発明の第４の実施形態による整流器の断面図。 本発明の第５の実施形態による整流器の断面図。 本発明の第６の実施形態による整流器の断面図。 本発明の第７の実施形態による整流器の断面図。

以下、各実施例について図面を用いて説明する。

［第１実施例］
本発明の第１の実施形態による車両用交流発電機の構成について図１及び図２を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態による車両用交流発電機の全体構成を示す断面図で、図２は保護カバーを取外した状態の車両用交流発電機のリヤ側斜視図を示す。

車両用交流発電機３１は、回転子４と、固定子５とを備えている。回転子４は、シャフト２の中心部に界磁巻線１１を備え、その両側に磁性材料にて成形されたフロント側爪磁極９とリヤ側爪磁極１０が界磁巻線１１を覆うように両側から挟むように配置される。フロント側爪磁極９とリヤ側爪磁極１０とは、爪部が互いに対向し、かつ、一方の爪形磁極が他方の爪形磁極に噛み合うように配置される。

回転子４は、固定子５の内周側に、僅かな空隙を介して対向配置されている。回転子４は、フロントベアリング３及びリヤベアリング８の内輪にシャフト２が挿通され、回転自在に支持されている。

固定子５は、固定子鉄心６と固定子巻線７から構成される。固定子鉄心６は、環状に形成された薄板鋼板が複数枚積層され、内周側には突出した歯部（ティース）があり、各歯部の間にスロットが形成されている。各々のスロットに各相の固定子巻線７が複数のティースをまたいで夫々のスロットに挿入され、装着される。固定子５の両端は、フロントフレーム１６とリヤフレーム１７によって保持されている。

シャフト２の一方の端部には、プーリ１が取り付けられている。シャフト２の他方の端部には、スリップリング１２が設けられ、ブラシ１３と接触し、界磁巻線１１に電力を供給している。更に、回転子４のフロント側爪磁極９とリヤ側爪磁極１０の両端面には、外周側に複数の羽根を有する冷却ファンであるフロントファン１４とリヤファン１５が設けられ、回転することによる遠心力によって、外部からの空気を導入し、内部を冷却した空気を外部に排出するように、空気を流通させるようになっている。

フロント側の冷却風２６は、フロントフレーム１６の風窓からフロントファン１４を通過し、固定子巻線７のコイルエンドを冷却して、フロントフレーム１６の風窓から排出される。リヤ側の冷却風２７は、保護カバー２５の開口部から流入し、整流装置１８とＩＣレギュレータ３０を冷却し、リヤフレーム１７の中央部の風窓から、リヤファン１５を通過し、固定子巻線７のコイルエンドを冷却して、リヤフレーム１７の風窓から排出される。

固定子巻線７は、本例では２組の３相巻線で構成されており、それぞれの巻線の口出し線は、整流装置１８に接続されている。整流装置１８は、ダイオード等の整流素子から構成され、全波整流回路を構成している。例えばダイオードの場合、カソード端子は整流素子接続端子１９に接続されている。また、アノード側の端子は車両用交流発電機本体に電気的に接続されている。保護カバー２５は整流装置１８の保護とプラス側端子に直接触れないように電気的な絶縁の役割を果たしている。

次に、発電動作について説明する。
まず、エンジンの始動に伴ってクランクシャフトからベルトを介してプーリ１に回転が伝達されるため、シャフト２を介して回転子４を回転させる。ここで、回転子４に設けられた界磁巻線１１にスリップリング１２を介してブラシ１３から直流電流を供給すると界磁巻線１１の内外周を周回する磁束が生じるため、回転子４におけるフロント側爪磁極９とリヤ側爪磁極１０にＮ極、又は、Ｓ極が周方向に交互に形成される。この界磁巻線１１による磁束は、フロント側爪磁極９のＮ極から固定子鉄心６をとおって固定子巻線７の周りを周回し、回転子４のリヤ側爪磁極１０のＳ極に到達することで回転子４と固定子５を周回する磁気回路が形成される。このように回転子にて生じた磁束が固定子巻線７と鎖交するため、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の固定子巻線７のそれぞれに交流誘起電圧が発生し、全体としては６相分の交流誘起電圧が生じる。

このように発電された交流電圧は、ダイオード等の整流素子で構成された整流装置１８によって、全波整流されて直流電圧に変換される。整流された直流電圧は一定電圧になるようにＩＣレギュレータ３０で界磁巻線１１に供給する電流を制御することで達成している。

次に図３〜図６を用いて本実施形態による車両用交流発電機の整流装置の構成について説明する。

図３は本発明の第１の実施形態による整流器の斜視図である。図４は本発明の第１の実施形態による車両用交流発電機に用いる整流装置の分解斜視図である。図５は本発明の第１の実施形態による整流装置のリヤ側からの正面図である。図６は図５のＡ−Ａ部を断面した図である。

図３及び図４に示すように、整流装置１８は、対向配置された金属製の＋極の放熱板２０と金属製の−極の放熱板２１と、両者の間に配置された接続端子板１９とから構成される。＋極の放熱板２０には、６個の＋極の整流素子２２がそれぞれ圧入される６個の圧入穴２０１が設けられている。

＋極の整流素子２２は、図４（ｂ）に示すようにベース部２２１と、リード部２２２とから構成される。整流素子２２の内部にはダイオードなどの半導体素子２２３が固定され、ダイオードのアノードはベース部２２１に接続され、カソードはリード部２２２に接続されている。ベース部２２１の外周側はローレット加工が施されており、＋極の整流素子のリード部２２２側から放熱板の圧入穴２０１にローレット圧入され、機械的及び電気的に接続される。＋極の放熱板２０は、Ｂターミナルボルト２４に接続される。Ｂターミナルボルト２４は、車両のバッテリーに接続される。

−極の整流素子２３は、図４（ｃ）に示すように円盤状のベース部２３１と、端子形状のリード部２３２とから構成される。整流素子２３の内部にはダイオードなどの半導体素子２３３が固定されている。−極の整流素子２３の極性は、＋極の整流素子２２とは逆である。ダイオードのカソードはベース部２３１に接続され、アノードはリード部２３２に接続されている。ベース部２３１の外周側はローレット加工が施されており、−極の整流素子のリード部２３２側から放熱板の圧入穴にローレット圧入され、機械的及び電気的に接続される。

＋極の放熱板２０と−極の放熱板２１との間には、各整流素子を結線し全波整流回路を構成する整流素子接続板（接続端子板）１９を備え、端子板１９は＋極の放熱板２０と−極の放熱板２１との間に一定の電気的絶縁距離を保つ機能を兼ねている。

整流装置１８は、図２に示したようにリヤフレーム１７上に搭載され、整流装置１８とリヤフレ−ム１７は電気的に接続され、リヤフレーム１７を通じ、車両側のアースに電気的に接続されている。

−極の整流素子２３は、図６に示すようにベース部２３１がリヤフレーム１７と−極の放熱板２１との空間に部分的に飛出しており、その空間部を冷却風が通過する際に、−極整流素子２３のベース部２３１の底面及びＢ−Ｂ断面図に示すように側面を通過することで、直接的に整流素子２３を冷却させ、冷却効率を向上させる。

また、図４に示すように−極整流素子のベース２３１側の側面には、ローレット加工が施されているため、放熱面積も大きく冷却性能はさらに向上する形態である。

ベース部の飛出し高さｇは、ローレット圧入時による整流素子の固定力からベース部の高さＨに対し、１／２〜１／３の高さが望ましく。本実施例の場合では、ベース部と飛出し量は１mmから２.５mmの間が望ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に冷却風が通過する空間に配置することにより、直接的に冷却風を当て、冷却性能を向上させ、素子の発熱量に対する温度低減の促進ができる高品質の整流器を有する車両用交流発電機を提供することができる。

［第２実施例］
次に第２実施例を図７に基づいて説明する。
図７は本発明の第２の実施形態による整流器の断面図である。

第１実施例と整流装置１８の形態は同様であるが、第２実施例は−極の整流素子のベース部２３１の底面をリヤフレーム１７に接触させ、放熱性を向上させることを特徴とする。

図７に示すように、ベース部２３１がリヤフレーム１７と−極の放熱板２１との空間に部分的に飛出しており、その空間部を冷却風が通過する際に、−極整流素子２３のベース部２３１の底面及びＣ−Ｃ断面図に示すように側面を通過することで、直接的に整流素子を冷却させ、更には、ベース部２３１の底面をリヤフレーム１７に接触させることでリヤフレーム１７への放熱性を利用し、整流素子の冷却性を向上させる。

ベース部２３１の飛出し高さｇについては、ベース部２３１の底面をリヤフレーム１７に接触させるため固定力は第１実施例に比べ向上し、ベース部２３１の飛出し高さｇも高くすることができる。本実施例の場合、ローレット圧入時による整流素子の固定力からベース部２３１の高さＨに対し、ベース部の飛出し高さｇは１／３〜２／３の高さが望ましい。本実施例の場合では、ベース部と飛出し量は１mmから３mmの間が望ましい。

−極の整流素子のベース部２３１の底面とリヤフレーム１７の接触部については、リヤフレーム１７及び−極整流素子の製造精度から、微小の空間が生じるため、接触部にグリース等の熱伝導性の高い材料を介在させることで、整流素子の冷却性は更に向上する。

以上説明したように、本実施形態によれば、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に冷却風が通過する空間に配置し、直接的に冷却風を当てるとともに、−極の整流素子のベース部２３１をリヤフレーム１７に直接接触させることで冷却性能を向上させ、整流素子の発熱量に対する温度低減の促進ができる高品質の整流器を有する車両用交流発電機を提供することができる。

［第３実施例］
次に第３実施例を図８に基づいて説明する。
図８は本発明の第３の実施形態による整流器の断面図である。

第２実施例と整流装置１８の形態は同様であるが、第３実施例はリヤフレーム１７に設けられた円状の凹部に、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に嵌合させることにより、放熱性をさらに向上させ、整流素子の放熱性を向上させることを特徴とする。

図８に示すように、ベース部２３１がリヤフレーム１７と−極の放熱板２１との空間に部分的に飛出しており、その空間部を冷却風が通過する際に、−極整流素子２３のベース部２３１の底面及びＤ−Ｄ断面図に示すように側面を通過することで、直接的に整流素子を冷却させ、更には、リヤフレーム１７に設けられた円状の凹部に、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に嵌合させることで、第２実施例に比べ接触面積を拡大し、リヤフレーム１７への放熱性を利用し、整流素子の冷却性を向上させる。

ベース部２３１の飛出し高さｇについては、−極の整流素子のベース部２３１にリヤフレーム１７に嵌合させるため固定力は第２実施例同様に第１実施例に比べ向上し、飛出し高さｇも高くすることができる。本実施例の場合、ローレット圧入時による整流素子の固定力からベース部２３１の高さＨに対し、ベース部の飛出し高さｇは１／３〜２／３の高さが望ましい。本実施例の場合では、ベース部と飛出し量は１mmから３mmの間が望ましい。

リヤフレーム１７との嵌合部の深さｈは、冷却風が通る流路の高さの関係上大きくできないため、本実施例の場合、ベース部の飛出し高さｇに対し、嵌合部の深さｈは１／３の高さが望ましい。本実施例の場合では、嵌合部の深さｈは０.２mmから１.２mmの間が望ましい。

−極の整流素子のベース部２３１とリヤフレーム１７の嵌合部については、ローレット圧入でもよいが、生産上の観点からスムーズに入る程度の嵌め合いが良いが、微小の空間が生じるため、嵌合部にグリース等の熱伝導性の高い材料を介在させることで、整流素子の冷却性は更に向上する。

以上説明したように、本実施形態によれば、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に冷却風が通過する空間に配置し、直接的に冷却風を当てるとともに、−極の整流素子のベース部２３１をリヤフレーム１７に部分的に嵌合させ放熱させることで冷却性能を向上させ、整流素子の発熱量に対する温度低減の促進ができる高品質の整流器を有する車両用交流発電機を提供することができる。

［第４実施例］
次に第４実施例を図９に基づいて説明する。
図９は本発明の第４の実施形態による整流器の断面図である。

第３実施例ではリヤフレーム１７に設けられた円状の凹部に、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に嵌合させることにより、放熱性をさらに向上させ、整流素子の放熱性を向上させることを特徴としたが、本実施例では、リヤフレーム１７に設けられた円状の凹部を貫通穴の単純加工とすることで、冷却性の向上とともに安価に製作できる構造を特徴とする。

図９に示すように、ベース部２３１がリヤフレーム１７と−極の放熱板２１との空間に部分的に飛出しており、その空間部を冷却風が通過する際に、−極整流素子２３のベース部２３１の底面及びＥ−Ｅ断面図に示すように側面を通過することで、直接的に整流素子を冷却させ、更には、リヤフレーム１７に設けられた円状の貫通穴に、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に嵌合させることで、第３実施例に比べリヤフレーム１７との接触面積を低下するが、リヤフレーム１７の凹形状の穴から、単純な貫通穴となるため製造コストを下げるとともに−極整流素子２３のベース部２３１の側面を部分的に嵌合させ、接触させることでリヤフレーム１７の放熱性を利用し、整流素子の冷却性を向上させる。

ベース部２３１の飛出し高さｇについては、−極の整流素子のベース部２３１にリヤフレーム１７に側面を嵌合させているが、第３実施例に比べベース部２３１の底面が抑えられておらず、整流素子の固定力が低下するため、飛出し高さｇは第１実施例と同様にベース部２３１の高さＨに対し、１／２〜１／３の高さが望ましく、本実施例の場合では、ベース部と飛出し量は１mmから２.５mmの間が望ましい。

リヤフレーム１７との嵌合部の深さｈは、冷却風が通る流路の高さの関係上大きくできないため、本実施例の場合、ベース部の飛出し高さｇに対し、嵌合部の深さｈは１／３の高さが望ましい。本実施例の場合では、嵌合部の深さｈは０.２mmから１.２mmの間が望ましい。

−極の整流素子のベース部２３１とリヤフレーム１７の嵌合部については、ローレット圧入が良いが貫通穴の加工精度及び組立て性を考慮するとコストの上昇が考えられるため貫通穴と−極の整流素子のベース部２３１との間は、スムーズに入る程度が良く、微小の空間が生じるため、嵌合部にグリース等の熱伝導性の高い材料を介在させることで、整流素子の冷却性を確保でき、安価なものとなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に冷却風が通過する空間に配置し、直接的に冷却風を当てるとともに、−極の整流素子のベース部２３１の側面をリヤフレーム１７に部分的に嵌合させ放熱させることで冷却性能を向上させ、整流素子の発熱量に対する温度低減の促進ができる高品質で安価な整流器を有する車両用交流発電機を提供することができる。

［第５実施例］
次に第５実施例を図１０に基づいて説明する。
図１０は本発明の第５の実施形態による整流器の断面図である。

第３実施例ではリヤフレーム１７に設けられた円状の凹部に、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に嵌合させることにより、放熱性をさらに向上させ、整流素子の放熱性を向上させることを特徴としたが、本実施例では、リヤフレーム１７にボスを設け、ボス上に−極の整流素子のベース部２３１の底面を接触させる構造を特徴とする。

図１０に示すように、ベース部２３１がリヤフレーム１７と−極の放熱板２１との空間に部分的に飛出しており、その空間部を冷却風が通過する際に、−極整流素子２３のベース部２３１の底面及びＦ−Ｆ断面図に示すように側面を通過することで、直接的に整流素子を冷却させ、更には、リヤフレーム１７に設けられたボスに、−極の整流素子のベース部２３１の底面を接触させることで、整流素子の放熱性を向上させ、Ｇ−Ｇ断面に示されるようにボスに冷却風を当てることで更に冷却性が向上する。

また、第２実施例〜第４実施例では、ベース部２３１の飛出し高さｇが冷却風の流路の高さと関係していたが、リヤフレーム１７にボスを設けることで、冷却風の流路の高さを任意に変更でき、風量も向上できることから冷却性は飛躍的に向上する。

リヤフレーム１７のボスの形状は、円筒形が望ましいが、例えば四角形状及び台形形状でも同様の効果は得られる。

ベース部２３１の飛出し高さｇについては、ベース部２３１の底面をリヤフレーム１７のボス上に接触させるため固定力は第１実施例に比べ向上し、ベース部２３１の飛出し高さｇも高くすることができる。本実施例の場合、ローレット圧入時による整流素子の固定力からベース部２３１の高さＨに対し、ベース部の飛出し高さｇは１／３〜２／３の高さが望ましい。本実施例の場合では、ベース部と飛出し量は１mmから３mmの間が望ましい。

リヤフレーム１７のボス高さｊは、高ければ高いほど風量が増加し、冷却性能は向上するが、本例の場合では保護カバー内に整流装置１８を収める制約条件と１０mm以下であり、最低限の風量を確保するために、ボス高さは２mm以上が望ましい。

−極の整流素子のベース部２３１の底面とリヤフレーム１７のボスとの接触部については、リヤフレーム１７及び−極整流素子の製造精度から、微小の空間が生じるため、接触部にグリース等の熱伝導性の高い材料を介在させることで、整流素子の冷却性は更に向上する。

以上説明したように、本実施形態によれば、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に冷却風が通過する空間に配置し、直接的に冷却風を当てるとともに、リヤフレーム１７にボスを設け、−極の整流素子のベース部２３１の底面を接触させることにより、冷却風の流路の高さ向上による風量アップ及びリヤフレーム１７への放熱効果により、冷却性能を向上させ、整流素子の発熱量に対する温度低減の促進ができる高品質な整流器を有する車両用交流発電機を提供することができる。

［第６実施例］
次に第６実施例を図１１に基づいて説明する。
図１１は本発明の第６の実施形態による整流器の断面図である。

第５実施例ではリヤフレーム１７にボスを設け、ボス上に−極の整流素子のベース部２３１の底面を接触させる構造として、本実施例はリヤフレーム１７のボス上に設けられた円状の凹部に、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に嵌合させることにより、放熱性をさらに向上させ、整流素子の放熱性を向上させることを特徴とする。

図１１に示すように、ベース部２３１がリヤフレーム１７と−極の放熱板２１との空間に部分的に飛出しており、その空間部を冷却風が通過する際に、−極整流素子２３のベース部２３１の底面及びＪ−Ｊ断面図に示すように側面を通過することで、直接的に整流素子を冷却させ、更には、リヤフレーム１７のボス上に設けられた円状の凹部に、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に嵌合させることで、第２実施例に比べ接触面積を拡大し、整流素子の放熱性を向上させ、Ｋ−Ｋ断面に示されるようにボスに冷却風を当てることで更に冷却性が向上する。

リヤフレーム１７のボスの形状は、円筒形が望ましいが、例えば四角形状及び三角形状でも同様の効果は得られる。

ベース部２３１の飛出し高さｇについては、ベース部２３１の底面をリヤフレーム１７のボス上に嵌合させるため固定力は第１実施例に比べ向上し、ベース部２３１の飛出し高さｇも高くすることができる。本実施例の場合、ローレット圧入時による整流素子の固定力からベース部２３１の高さＨに対し、ベース部の飛出し高さｇは１／３〜２／３の高さが望ましい。本実施例の場合では、ベース部と飛出し量は１mmから３mmの間が望ましい。

リヤフレーム１７のボス高さｊは、高ければ高いほど風量が増加し、冷却性能は向上するが、本例の場合では保護カバー内に整流装置１８を収める制約条件と１０mm以下であり、最低限の風量を確保するために、ボス高さは２mm以上が望ましい。

リヤフレーム１７との嵌合部の深さｈは、冷却風が通る流路の高さの関係上大きくできないため、本実施例の場合、ベース部の飛出し高さｇに対し、嵌合部の深さｈは１／３の高さが望ましい。本実施例の場合では、嵌合部の深さｈは０.２mmから１.２mmの間が望ましい。

−極の整流素子のベース部２３１とリヤフレーム１７の嵌合部については、ローレット圧入でもよいが、生産上の観点からスムーズに入る程度の嵌め合いが良いが、微小の空間が生じるため、嵌合部にグリース等の熱伝導性の高い材料を介在させることで、整流素子の冷却性は更に向上する。

以上説明したように、本実施形態によれば、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に冷却風が通過する空間に配置し、直接的に冷却風を当てるとともに、リヤフレーム１７のボス上に凹部を設け、−極の整流素子のベース部２３１を嵌合させることにより、放熱面積を拡大し、冷却風の流路の高さ向上による風量アップ及びリヤフレーム１７への放熱効果により、冷却性能を向上させ、整流素子の発熱量に対する温度低減の促進ができる高品質な整流器を有する車両用交流発電機を提供することができる。

［第７実施例］
次に第７実施例を図１２に基づいて説明する。
図１２は本発明の第７の実施形態による整流器の断面図である。

第５実施例ではリヤフレーム１７にボスを設け、ボス上に−極の整流素子のベース部２３１の底面を接触させる構造として、本実施例はリヤフレーム１７のボス上に冷却風の方向に沿うようにスリットを設け、ボスの放熱性を向上させることで整流素子の冷却性を向上させることを特徴とする。

図１０に示すように、ベース部２３１がリヤフレーム１７と−極の放熱板２１との空間に部分的に飛出しており、その空間部を冷却風が通過する際に、−極整流素子２３のベース部２３１の底面及びＬ−Ｌ断面図に示すように側面を通過することで、直接的に整流素子を冷却させ、更には、リヤフレーム１７に設けられたボスに、−極の整流素子のベース部２３１の底面を接触させることで、整流素子の放熱性を向上させ、Ｇ−Ｇ断面に示されるようにボスに冷却風を当てることで更に冷却性が向上する。

また、リヤフレーム１７に設けられたボスには、冷却風の方向にあわせ、スリットが設けられており、スリットを冷却風が通過することでボスの冷却フィン効果により冷却性が更に向上する構造である。

リヤフレーム１７のボスの形状は、円筒形が望ましいが、例えば四角形状及び三角形状でも同様の効果は得られる。

ベース部２３１の飛出し高さｇについては、ベース部２３１の底面をリヤフレーム１７のボス上に接触させるため固定力は第１実施例に比べ向上し、ベース部２３１の飛出し高さｇも高くすることができる。本実施例の場合、ローレット圧入時による整流素子の固定力からベース部２３１の高さＨに対し、ベース部の飛出し高さｇは１／３〜２／３の高さが望ましい。本実施例の場合では、ベース部と飛出し量は１mmから３mmの間が望ましい。

リヤフレーム１７のボス高さｊは、高ければ高いほど風量が増加し、冷却性能は向上するが、本例の場合では保護カバー内に整流装置１８を収める制約条件と１０mm以下であり、最低限の風量を確保するために、ボス高さは２mm以上が望ましい。

リヤフレーム１７のボスに設けられたスリットの幅ｂは、本例の場合は２mm〜５mmの間に設けることが望ましい。

−極の整流素子のベース部２３１の底面とリヤフレーム１７のボスとの接触部については、リヤフレーム１７及び−極整流素子の製造精度から、微小の空間が生じるため、接触部にグリース等の熱伝導性の高い材料を介在させることで、整流素子の冷却性は更に向上する。

また、第６実施例のボスに本例と同様のスリットを追加しても同様の冷却性能が得られる。

以上説明したように、本実施形態によれば、−極の整流素子のベース部２３１を部分的に冷却風が通過する空間に配置し、直接的に冷却風を当てるとともに、リヤフレーム１７のボス上に凹部を設け、−極の整流素子のベース部２３１を嵌合させることにより、放熱面積を拡大し、冷却風の流路の高さ向上による風量アップ及びリヤフレーム１７への放熱効果により、冷却性能を向上させ、整流素子の発熱量に対する温度低減の促進ができる高品質な整流器を有する車両用交流発電機を提供することができる。

以上、上述の各実施形態では、車両用交流発電機における３相巻線を二組の固定子を有する整流装置の冷却方法について述べてきたが、その他、３相巻線または５相及び６相巻線等の整流装置についても同様に適用できる。

１ プーリ
２ シャフト
３ フロントベアリング
４ 回転子
５ 固定子
６ 固定子鉄心
７ 固定子巻線
８ リヤベアリング
９ フロント側爪磁極
１０ リヤ側爪磁極
１１ 界磁巻線
１２ スリップリング
１３ ブラシ
１４ フロントファン
１５ リヤファン
１６ フロントフレーム
１７ リヤフレーム
１７ａ 第２放熱板とリヤフレームの空隙
１８ 整流装置
１９ 整流素子接続端子
１９ａ 絶縁材部
１９ｂ 接続ターミナル
２０ ＋極の放熱板
２１ −極の放熱板
２４ Ｂターミナルボルト
２５ 保護カバー
３０ ＩＣレギュレータ
３１ 車両用交流発電機
２０１ ＋極放熱板の整流素子の圧入穴
２０２ ＋極放熱板の冷却穴
２０３ ＋極放熱板の冷却穴内の放熱フィン
２０４ ＋極放熱板の冷却穴側面の放熱フィン

Claims (8)

1. 固定子巻線を備えた固定子と、該固定子の内周側に隙間を介して回転可能に支持された回転子とを有し、
   前記回転子の回転軸を回転自在に支持すると共に前記固定子を支持するフロントフレームとリヤフレームと、前記固定子巻線から出力された交流電力を整流するための整流素子を電気的に接続し、整流回路を構成する整流装置を有し、該整流装置はリヤフレームの外端部に固定され、保護カバーにより覆われ、前記保護カバーから整流装置を通り冷却風を吸入する冷却ファンを備える車両用交流発電機であって、
   前記整流装置は、複数個の＋極の整流素子が圧入された第１放熱板と、複数個の−極の整流素子が圧入された第２放熱板を有し、
   前記第２放熱板に圧入された−極の整流素子は、第２放熱板より突き出されるように圧入され、リヤフレームと第２放熱板との間の冷却風通路の空間に整流素子のベース部の一部が配置された車両用交流発電機。
2. 前記整流装置は、第２放熱板より突き出た整流素子のベース部の底面がリヤフレームと接触させることを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機。
3. 前記リヤフレーム上に凹部があり、第２放熱板より突き出た整流素子のベース部の一部が嵌合し接触させることを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機。
4. 前記リヤフレーム上に貫通穴があり、第２放熱板より突き出た整流素子のベース部の一部が嵌合し接触させることを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機。
5. 前記整流装置は、リヤフレーム上にボスが設けられており、第２放熱板より突き出た整流素子のベース部の底面が接触させることを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機。
6. 前記リヤフレーム上のボスには中心から外周側に向かって、放射状にスリットが設けられており、第２放熱板より突き出た整流素子のベース部の底面が前記ボスの上面に接触させることを特徴とする請求項５に記載の車両用交流発電機。
7. 前記リヤフレーム上のボス上には凹部があり、第２放熱板より突き出た整流素子のベース部の一部が嵌合し接触させることを特徴とする請求項５記載の車両用交流発電機。
8. 前記リヤフレーム上のボス上には凹部があり、第２放熱板より突き出た整流素子のベース部の一部が嵌合し接触させることを特徴とする請求項７記載の車両用交流発電機。