JP2015154638A - 車両用交流発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、放熱性及び耐振性が向上した車両用交流発電機を得る。【解決手段】この発明に係る車両用交流発電機は、リアブラケット２に取り付けられているとともに固定子に電気的に接続され、固定子で生じた交流を直流に整流する整流器を備えている。リアブラケット２は、リブ３３により区画された吸気窓３２、排気窓３４及び軸受を収納する軸受収納部４１を有するブラケット本体３０と、このブラケット本体３０から径方向外側に延びて設けられ被取付部材に取り付けられる取付脚部３１と、この取付脚部３１からブラケット本体３０の周縁部に向かって径方向に拡大した拡大部３７と、を備えている。【選択図】図４

Description

この発明は、固定子で生じた交流を直流に整流する整流器が固定されたブラケットを備えた車両用交流発電機に関する。

車両に搭載される車両用交流発電機については、車両に搭載される電装品の増大に伴い、車両負荷が大きくなり高出力化が要求されると共に、燃費向上のため小型化も要求される。
また、その使用環境は高温、高振動であり、耐熱性、耐振性等、を備えることが望まれている。

従来、耐熱性を向上させた車両用交流発電機として、発電機本体と、この軸線方向に隣接して設けられた放熱部と、ブラケットから軸方向に引き出されて発電機本体と放熱部とを連結するヒートパイプを備えた車両用交流発電機が知られている。

特開平７−１７０６９５号公報

しかしながら、上記車両用交流発電機では、放熱部が発電機本体の外部に設けられており、構造が複雑になるとともに、部品点数の増加により製造工程も複雑になりコストが嵩み、さらには耐振性が悪いという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、簡単な構成で、放熱性及び耐振性を向上させることができる低コストの車両用交流発電機を得ることを目的とする。

この発明に係る車両用交流発電機は、フロントブラケット及びリアブラケットから構成されたケーシングと、このケーシングに軸受により回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに固着された回転子と、この回転子を囲んで前記ケーシングの内壁面に固着された固定子と、前記リアブラケットに取り付けられているとともに前記固定子に電気的に接続され、前記固定子で生じた交流を直流に整流する整流器と、を備え、
前記リアブラケットは、リブにより区画された通気窓及び前記軸受を収納する軸受収納部を有するブラケット本体と、このブラケット本体から径方向外側に延び被取付部材に取り付けられる取付脚部と、この取付脚部から前記ブラケット本体の周縁部に向かって径方向に拡大した拡大部と、を備えている。

この発明に係る車両用交流発電機によれば、リアブラケットは、取付脚部からブラケット本体の周縁部に向かって径方向に拡大した拡大部を有しているので、整流器から被取付部材への熱伝導断面積、及びリアブラケットの放熱面積が拡大し、放熱性が向上する。
また、拡大部を設けることで、被取付部材に支持される車両用交流発電機の基礎部位の体積が増大し、耐振性が向上する。

この発明の実施の形態１の車両用交流発電機を示す側断面図である。 図１の整流器を示す正面図である。 図２の整流器を示す背面図である。 図１のリアブラケットを示す正面図である。 実施の形態１のリアブラケットの変形例を示す正面図である。 図５のリアブラケットを示す側面図である。 この発明の実施の形態２の車両用交流発電機のリアブラケットを示す正面図である。 この発明の実施の形態３の車両用交流発電機のリアブラケットを示す正面図である。 図８のリアブラケットを示す側面図である。 この発明の実施の形態４の車両用交流発電機のリアブラケットを示す側面図である。 この発明の実施の形態５の車両用交流発電機のリアブラケットを示す正面図である。 この発明の実施の形態６の車両用交流発電機のリアブラケットを示す正面図である。

以下、この発明の各実施の形態の車両用交流発電機について図に基づいて説明するが、各図において同一または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１の車両用交流発電機を示す側断面図である。
この車両用交流発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット１及びリアブラケット２から構成されたケーシング３と、このケーシング３に軸受４０により回転自在に支持され、フロントブラケット１側の端部にプーリ４が固着されたシャフト６と、このシャフト６に固着されたランドル型の回転子７と、この回転子７の両側面にそれぞれ固着されたファン５と、回転子７を囲んでケーシング３の内壁面に固着された固定子８と、シャフト６のリアブラケット２側の端部に固着されて固定子８に電流を供給するスリップリング９と、リアブラケット２に固着されたブラシホルダ１１に収納され、スリップリング９に摺動する一対のブラシ１０と、リアブラケット２に取り付けられているとともに固定子８に電気的に接続され、固定子８で生じた交流を直流に整流する整流器１２と、ブラシホルダ１１に嵌着され、固定子８で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１８とを備えている。

回転子７は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル１３と、この回転子コイル１３を覆うように設けられ、回転子コイル１３で発生した磁束によって磁極が形成されるポールコア１４とを備えている。
また、固定子８は、固定子コア１５と、この固定子コア１５に導線を巻回して構成され、回転子７の回転に伴い回転子コイル１３からの磁束の変化で交流が生じる固定子コイル１６とを備えている。

図２は、図１の整流器１２を示す正面図、図３は、図２の整流器１２の背面図である。
整流器１２は、正極側一方向導通素子としての正極側ダイオード２２が実装された正極側冷却板２１と、負極側一方向導通素子としての負極側ダイオード２４が実装された負極側冷却板２３と、サーキットボード２５とから構成されている。
正極側冷却板２１は、アルミ合金を用いてダイカスト法により略円弧帯状に成形され、一方の側が平板状の取付面２１ａとされ、他方の側に放射状に突出する放熱フィン２１ｂが形成されている。
また、正極側冷却板２１の取付面２１ａには、長方形に凹設された４個のダイオード取付穴２１ｃが放射状に設けられ、正極側ダイオード２２が半田付けされる。各正極側ダイオード２２は、リード２２ａがＬ字状に折り曲げられ、そのベース電極面が電気的かつ熱的に良好な接触状態を確保して、リード２２ａを径方向の外方に向けて各ダイオード取付穴２１ｃに半田付けされている。

負極側冷却板２３は、アルミ合金を用いてダイカスト法により正極側冷却板２１よりも大きい曲率半径の略円弧帯状に成形され、一方の側が平板状の取付面２３ａ、他方の側が平面状の直付面２３ｂである。この直付面２３ｂは、シリコンシート２９ａを介してリアブラケット２の内壁面に当接している。
負極側冷却板２３の取付面２３ａには、長方形に凹設された４個のダイオード取付穴２３ｃが放射状に設けられ、負極側ダイオード２４が半田付けされる。各負極側ダイオード２４は、リード２４ａがＬ字状に折り曲げられ、そのベース電極面が電気的かつ熱的に良好な接触状態を確保して、リード２４ａを周方向に向けて各ダイオード取付穴２３ｃに半田付けされている。

サーキットボード２５は、銅板製の４個の接続端子２５ａが絶縁材料により一体に略円弧帯状に成形され、固定子コイル１６、レギュレータ１８、ダイオード２２、２４を電気的に接続するための中継をしている。
なお、図中符号２７は出力端子を示している。

図４は、図１のリアブラケット２を示す正面図である。
このリアブラケット２は、円盤形状のブラケット本体３０と、この円盤形状のブラケット本体３０から径方向外側に延び被取付部材であるエンジンブラケット（図示せず）に取り付けられる取付脚部３１と、この取付脚部３１からブラケット本体３０の周縁部に向かって径方向に拡大した拡大部３７と、を備えている。
ブラケット本体３０は、リブ３３により区画された通気窓である、吸気窓３２及び排気窓３４と、軸受４０を収納する軸受収納部４１と、を有している。 複数の吸気窓３２の径方向の外側には、放射状に延びたリブ３３により区画された複数の排気窓３４が形成されている。
また、ブラケット本体３０の周縁部３０ａには等分間隔で貫通孔３５が形成されている。フロントブラケット１の貫通孔から固定子用ボルト３８が貫通し、その先端部がリアブラケット２の貫通孔３５に螺着することで、固定子用ボルト３８は、リアブラケット２とフロントブラケット１とを固定子コア１５を挟んで固定している。貫通孔３５は、ブラケット本体３０の周縁部３０ａの円形状の外周面よりも内側に形成されている。
取付脚部３１には、車両用交流発電機をエンジンブラケット（図示せず）に取付けるためのボルト（図示せず）を挿通する取付用孔３１ａが形成されている。

拡大部３７は、図１から分かるように軸線方向において取付脚部３１に向って連続的に肉薄になっている厚肉部３７ｂを有する本体３７ａと、本体３７ａの表面に設けられリブ３３の先端部から連続的に径外側方向に延びたフィン部３７ｃとから構成されている。

このように構成された車両用交流発電機では、バッテリ（図示せず）からブラシ１０及びスリップリング９を介して回転子コイル１３に電流が供給され、回転子コイル１３に磁束が発生する。エンジン（図示せず）の回転トルクがプーリ４に伝達されてシャフト６が回転駆動され、回転子７が回転される。
これにより、固定子コイル１６には回転磁界が与えられ、起電力が固定子コイル１６に生じる。この交流の起電力は、整流器１２を通って直流に整流されるとともに、その大きさがレギュレータ１８により調整されて、バッテリに充電される。

回転子７とともに回転するファン５の回転により、冷却空気が径方向の内側の吸気窓３２からケーシング３内に入り、径方向の外側の排気窓３４から外部に排出される。
整流器１２では、正極側ダイオード２２からの熱は、主に冷却空気に晒された放熱フィン２１ｂを通じて外部に放出される。
また、負極側ダイオード２４からの熱は、冷却空気を通じて外部に放出されるとともに、負極側冷却板２３、ブラケット本体３０、拡大部３７及び取付脚部３１を通じて、外気に晒されたエンジンブラケットに熱伝導により伝達される。

この実施の形態による車両用交流発電機によれば、リアブラケット２は、取付脚部３１からブラケット本体３０の周縁部３０ａに向かって径方向に拡大した拡大部３７を有しているので、整流器１２からエンジンブラケットへの熱伝達断面積、及びリアブラケット２の放熱面積が拡大し、リアブラケット２の放熱性が向上する。
また、拡大部３７を設けることで、エンジンブラケットに支持される車両用交流発電機の基礎部位の体積が増大し、耐振性が向上する。
また、貫通孔３５は、ブラケット本体３０の周縁部３０ａの円形状の外周面の内側に設けられており、周縁部３０ａの円形状の外周面が径外側方向に延びた分ブラケット本体３０の放熱面積がそれだけ増大し、リアブラケット２の放熱性がより向上する。

また、拡大部３７は、取付脚部３１からブラケット本体３０の周縁部３０ａに向かって径方向に拡大しており、取付脚部３１を超えていないので、車両用交流発電機をエンジンブラケットに取付ける際の障害にはならない。

また、拡大部３７は、本体３７ａと、この本体３７ａの表面に設けられリブ３３の先端部から連続的に径外側方向に延びたフィン部３７ｃを有しているので、拡大部３７の放熱面積が拡大し、リアブラケット２の放熱性がより向上する。

また、拡大部３７は、本体３７ａの軸線方向においてフロントブラケット１と反対側に、肉盛りされた厚肉部３７ｂを有しているので、整流器１２からエンジンブラケットへの熱伝導断面積がより増大して、整流器１２の放熱性がより向上する。

また、貫通孔３５は、ブラケット本体３０の周縁部３０ａの円形状の外周面の内側に設けられており、周縁部３０ａの円形状の外周面が径外側方向に延びた分ブラケット本体３０の放熱面積がそれだけ増大し、リアブラケット２の放熱性がより向上する。

なお、図５及び図６に示すように、取付脚部３１が一つである場合にも、リアブラケット２に拡大部３７を設けることで、伝熱経路の断面積及び放熱表面積が増大し、リアブラケットの放熱性が向上する。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２の車両用交流発電機におけるリアブラケット２を示す正面図である。
この実施の形態では、拡大部３７のフィン部３７ｃの先端部が、本体３７ａから径方向の外側に延びている。
また、貫通孔３５は、ブラケット本体３０の周縁部３０ａの円形状の外周面上に設けられている。
他の構成は、実施の形態１の車両用交流発電機と同じである。

この実施の形態の車両用交流発電機によれば、実施の形態１のものと比較してフィン部３７ｃの径方向の長さが長くなった分、拡大部３７の放熱面積が増大し、リアブラケット２の放熱性が増大する。

実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３の車両用交流発電機におけるリアブラケット２を示す正面図、図９は図８のリアブラケット２を示す側面図である。
この実施の形態では、ブラケット本体３０からリブ３３は、軸線方向に沿ってケーシング３の外側に突出している。
また、貫通孔３５は、ブラケット本体３０の周縁部３０ａの円形状の外周面上に設けられている。
他の構成は、実施の形態１の車両用交流発電機と同じである。

この実施の形態の車両用交流発電機によれば、実施の形態１のものと比較してリブ３３の軸線方向の長さが長くなった分、ブラケット本体３０の放熱面積が増大し、リアブラケット２の放熱性が増大する。

実施の形態４．
図１０は、この発明の実施の形態４の車両用交流発電機におけるリアブラケット２を示す側面図である。
この実施の形態では、拡大部３７は、回転子７側にも厚肉部３７ｂが形成されている。
他の構成は、実施の形態１の車両用交流発電機と同じである。
この実施の形態によれば、実施の形態１と比較して回転子７側にも厚肉部３７ｂが形成されたことで、本体３７ａの軸線方向の両面に厚肉部３７ｂが形成されたことになり、拡大部３７での伝熱断面積が増大し、整流器１２からエンジンブラケットへの熱伝導断面積がより増大し、整流器１２の放熱性がより向上する。

実施の形態５．
図１１は、この発明の実施の形態５の車両用交流発電機におけるリアブラケット２を示す正面図である。
この実施の形態では、ブラケット本体３０は、軸受収納部４１を囲った最内周側の吸気窓３２に、径方向に延びて、対向した吸気窓３２の両辺部を繋ぐ複数の窓用リブ３６が設けられている。
また、貫通孔３５は、ブラケット本体３０の周縁部３０ａの円形状の外周面上に設けられている。
他の構成は、実施の形態１の車両用交流発電機と同じである。

この実施の形態による車両用交流発電機によれば、吸気窓３２に窓用リブ３６を形成することで、軸受４０を収納しリアブラケット２の中心部に形成された軸受収納部４１と取付脚部３１とを繋ぐ伝熱経路が増大し、軸受４０の放熱性が向上する。

実施の形態６．
図１２は、この発明の実施の形態６の車両用交流発電機におけるリアブラケット２を示す正面図である。
この実施の形態では、エンジンブラケットに取り付けるための取付脚部４２には取付用孔が形成されてなく、また取付脚部４２からブラケット本体３０の周縁部３０ａに向かって径方向に拡大した拡大部３７が設けられている。
この実施の形態の車両用交流発電機は、この取付脚部４２で例えば埋め込みボルトを用いてエンジンブラケットに固定される。
また、貫通孔３５は、ブラケット本体３０の周縁部３０ａの円形状の外周面上に設けられている。
他の構成は、実施の形態１の車両用交流発電機と同じである。

この実施の形態による車両用交流発電機によれば、エンジンブラケットに取り付けるための取付脚部４２には取付用孔が形成されてなく、この取付脚部４２からブラケット本体３０の周縁部に向かって拡大した拡大部３７が設けられているので、拡大部３７での伝熱断面積が増大し、整流器１２からエンジンブラケットへの熱伝導断面積がより増大し、整流器１２の放熱性がより向上する。

１ フロントブラケット、２ リアブラケット、３ ケーシング、４ プーリ、５ フィン、６ シャフト、７ 回転子、８ 固定子、９ スリップリング、１０ ブラシ、１１ ブラシホルダ、１２ 整流器、１３ 固定子コイル、１４ ポールコア、１５ 固定子コア、１６ 固定子コイル、１８ レギュレータ、２１ 正極側冷却板、２１ａ 取付面、２１ｂ 放熱フィン、２１ｃ ダイオード取付穴、２２ 正極側ダイオード、２２ａ リード、２３ 負極側冷却板、２３ａ 取付面、２３ｂ 直付面、２３ｃ ダイオード取付穴、２４ 負極側ダイオード、２４ａ リード、２５ サーキットボード、２５ａ 接続端子、２７ 出力端子、２９ａ シリコンシート、３０ ブラケット本体、３０ａ 周縁部、３１ 取付脚部、３１ａ 取付用孔、３２ 吸気窓（通気窓）、３３ リブ、３４ 排気窓（通気窓）、３５ 貫通孔、３６ 窓用リブ、３７ 拡大部、３７ａ 本体、３７ｂ 厚肉部、３７ｃ フィン部、３８ 固定子用ボルト、４０ 軸受、４１ 軸受収納部、４２ 取付脚部。

この発明に係る車両用交流発電機は、フロントブラケット及びリアブラケットから構成されたケーシングと、このケーシングに軸受により回転自在に支持されたシャフトと、
このシャフトに固着された回転子と、この回転子を囲んで前記ケーシングの内壁面に固着された固定子と、前記リアブラケットに取り付けられているとともに前記固定子に電気的に接続され、前記固定子で生じた交流を直流に整流する整流器と、を備え、
前記リアブラケットは、リブにより区画された通気窓及び前記軸受を収納する軸受収納部を有するブラケット本体と、このブラケット本体から径方向外側に延び被取付部材に取り付けられる取付脚部と、この取付脚部から前記ブラケット本体の周縁部に向かって径方向に拡大した拡大部と、を備え、
前記拡大部は、本体と、この本体の前記シャフトの軸線方向の両面のうち少なくとも一方に前記軸線方向に肉盛りされた厚肉部とを有している。

拡大部３７は、本体３７ａと、図１から分かるように軸線方向において取付脚部３１に向って連続的に厚肉になっている厚肉部３７ｂと、本体３７ａの表面に設けられリブ３３の先端部から連続的に径外側方向に延びたフィン部３７ｃとから構成されている。

Claims (8)

1. フロントブラケット及びリアブラケットから構成されたケーシングと、
   このケーシングに軸受により回転自在に支持されたシャフトと、
   このシャフトに固着された回転子と、
   この回転子を囲んで前記ケーシングの内壁面に固着された固定子と、
   前記リアブラケットに取り付けられているとともに前記固定子に電気的に接続され、前記固定子で生じた交流を直流に整流する整流器と、を備え、
   前記リアブラケットは、リブにより区画された通気窓及び前記軸受を収納する軸受収納部を有するブラケット本体と、このブラケット本体から径方向外側に延び被取付部材に取り付けられる取付脚部と、この取付脚部から前記ブラケット本体の周縁部に向かって径方向に拡大した拡大部と、を備えている車両用交流発電機。
2. 前記拡大部は、本体と、この本体の表面に設けられ前記リブの先端部から連続的に径外側方向に延びたフィン部を有している請求項１に記載の車両用交流発電機。
3. 前記フィン部は、前記本体から径方向の外側に延びている請求項２に記載の車両用交流発電機。
4. 前記拡大部は、前記本体の軸線方向の両面のうち少なくとも一方に、軸線方向に肉盛りされた厚肉部を有している請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用交流発電機。
5. 前記ブラケット本体は、前記周縁部に、前記リアブラケットと前記フロントブラケットとを前記固定子を挟んで固定する固定子用ボルトが貫通する貫通孔が形成され、
   この貫通孔は、前記周縁部の外周面の内側に設けられている請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用交流発電機。
6. 前記リブは、軸線方向に沿って前記ケーシングの外側に突出している請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用交流発電機。
7. 前記ブラケット本体は、前記軸受収納部を囲った最内周側の前記通気窓に、径方向に延びて、対向した前記通気窓の両辺部を繋ぐ窓用リブが設けられている請求項１〜６の何れか１項に記載の車両用交流発電機。
8. 前記被取付部材は、エンジンブラケットである請求項１〜７の何れか１項に記載の車両用交流発電機。

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