JP3438577B2 - 車両用交流発電機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用交流発電機
に関し、特に、その整流装置に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、車室内有効容積確保の為にエンジン
ルーム内の省スペース化が求められており、車両用交流
発電機にも小型化が要求されている。このため、省スペ
ース化によるエンジンルーム内の温度環境悪化や車両用
交流発電機自体の小型化による冷却効率悪化等に対応し
て、車両用交流発電機の整流装置の冷却性能の改善が重
要課題となっている。

【０００３】たとえば、図１１に示す従来の車両用交流
発電機では、冷却効率向上の為、整流素子１００を装着
した＋、−フィン１０１、１０２を互いに平行に軸方向
に重ねて配置し、整流素子１００近傍に位置して保護カ
バー１０３に開口した冷却風吸入口１０４から外気を直
接、整流素子に当てる（正確にはフィン１０１、１０２
の整流素子取り付け部の背面に当てる）整流装置構成を
採用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の整流装置の構成では、整流素子１００の近傍を
中心として冷却フィン１０１、１０２の背面に直接冷却
風を当ててはいるものの、冷却フィン１０１、１０２の
素子接続端子側の面には冷却風が回りこみにくく、更に
径外側の整流素子は冷却風下流側に位置するために暖ま
った外気により冷却されてしまうので冷却効率が低下す
るという問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、整流素子と冷却フィンに効率良く冷却風を当て
ることで冷却性能を飛躍的に向上した整流装置を有する
車両用交流発電機を提供する事をその目的としている。

【０００６】

【課題を解決する手段と作用効果】本発明の車両用交流
発電機によれば、冷却フィン表面積を確保し、冷却フィ
ンの表裏両面へ冷却風を通風し、軸方向及び径方向両方
から整流素子近傍へ外気を直接当て、通風路断面を部分
的に狭くすることで冷却風風速を上げ熱伝達を向上する
ことができるので、整流装置を効率良く冷却することが
できる。

【０００７】以下、更に詳しく説明する。請求項１記載
の装置は、フレームの外端面に固定されて、保護カバー
により覆われ、すなわち、フレーム外固定式整流装置を
有する車両用交流発電機に適用される。この整流装置
は、互いに所定間隔を隔てて略径方向に延設される一対
の冷却フィンを有し、フレーム側の冷却フィンは大径フ
ィン、保護カバー側の冷却フィンは小径フィンと呼ばれ
る。両冷却フィンにはそれぞれ整流素子が固定され、こ
の整流素子冷却部材兼整流素子接続導体をなす。たとえ
ば、大径フィンは三相全波整流回路の−出力電極をなし
てバッテリの低位端に接続され、小径フィンはその＋出
力電極をなしてバッテリの高位端に接続される。

【０００８】好適な態様において、大径フィンにはこの
三相全波整流回路のローサイドすなわち下アームの少な
くとも三つの整流素子が固定され、同様に小径フィンに
はこの三相全波整流回路のハイサイドすなわち上アーム
の少なくとも三つの整流素子が固定され、ローサイド整
流素子のアノード側の電極は大径フィンに電気的に接続
され、ハイサイド整流素子のカソード側の電極は小径フ
ィンに電気的に接続され、更に、ハイサイド整流素子の
アノード側の電極及びローサイド整流素子のカソード側
の電極は好ましくは本体から軸方向に突出する接続端子
であって、同一相ごとに接続されて三相電機子巻線すな
わちステータコイルから給電されている。

【０００９】本構成では、小径フィンはそれに対面する
保護カバーの端壁部に形成された外気導入用の軸方向開
口部から流入する低温の外気により良好に冷却され、こ
の外気すなわち冷却風は小径フィンより軸方向内側に位
置する大径フィンを冷却しつつフレーム内部に流入す
る。したがって、大径フィン側の整流素子は、小径フィ
ンおよびそれに固定される整流素子により加温された冷
却風により冷却されることになり、このため大径フィン
側の整流素子の冷却条件は悪化する不具合をもつ。

【００１０】しかし、本構成によれば、保護カバーとフ
レームとの境界部、及び、保護カバーの周壁部の少なく
とも一方に更に径方向開口部を新設し、この径方向開口
部から流入させた外気を大径フィンとフレームとの間の
隙間で、かつ大径フィンの整流子が載せられた部位の裏
面に沿って径内側に導入する。したがって、本構成によ
れば、互いに軸方向に重なり、略径方向に広く平行延設
することにより、必要スペースをいたずらに増大するこ
となく大きな表面積を両冷却フィンに与えるにもかかわ
らず、これら両冷却フィンの両方を良好に冷却を施すこ
とが可能となる。

【００１１】なお、好適な態様においては、これら軸方
向開口部は小径フィン側の整流素子またはその近傍の冷
却フィン部分に近接して開口されることが好ましい。す
なわち、本構成によれば、軸方向開口部から流入した外
気ができるだけ円滑に大径フィン側に到達するように配
慮する必要性が低下するので、軸方向開口部から流入し
た外気をなるべく多く小径フィン側の整流素子またはそ
の近傍の冷却フィン部分に当ててそれを良好に冷却する
ことができる。

【００１２】一方、本構成では、大径フィンはフレーム
の外端面及び小径フィンにそれぞれ所定間隔を隔てて略
径方向に延設される。したがって、大径フィンの両主面
は、フレームと大径フィンの間の径方向通風路及び大径
フィンと小径フィンの間の径方向通風路に面している。
したがって、本構成によれば、径方向開口部をこれら径
方向通風路の径外側の端部に連通ないし直面させること
により、何ら外気通路を追設することなく、径方向開口
部から流入させた外気を大径フィン側の整流素子近傍に
円滑に到達させることができる。

【００１３】請求項２記載の装置は、フレーム内にて回
転子とフレームの内端面との間に位置してフレームに固
定され、隔絶板により回転子から区画されるフレーム内
固定式整流装置を有する車両用交流発電機に適用され
る。この整流装置は、互いに所定間隔を隔てて略径方向
に延設される一対の冷却フィンを有し、隔絶板側の冷却
フィンは大径フィン、フレームの内端面側の冷却フィン
は小径フィンと呼ばれる。両冷却フィンにはそれぞれ整
流素子が固定され、この整流素子冷却部材兼整流素子接
続導体をなす。たとえば、小径フィンは三相全波整流回
路の−出力電極をなしてバッテリの低位端に接続され、
大径フィンはその＋出力電極をなしてバッテリの高位端
に接続される。

【００１４】好適な態様において、小径フィンにはこの
三相全波整流回路のローサイドすなわち下アームの少な
くとも三つの整流素子が固定され、同様に大径フィンに
はこの三相全波整流回路のハイサイドすなわち上アーム
の少なくとも三つの整流素子が固定され、ローサイド整
流素子のアノード側の電極は小径フィンに電気的に接続
され、ハイサイド整流素子のカソード側の電極は大径フ
ィンに電気的に接続され、更に、ハイサイド整流素子の
アノード側の電極及びローサイド整流素子のカソード側
の電極は好ましくは本体から軸方向に突出する接続端子
であって、同一相ごとに接続されて三相電機子巻線すな
わちステータコイルから給電されている。

【００１５】本構成では、小径フィンはそれに対面する
フレームの端壁部に形成された外気導入用の軸方向開口
部から流入する低温の外気により良好に冷却され、この
外気すなわち冷却風は小径フィンより軸方向内側に位置
する大径フィンを冷却しつつ隔絶板を貫通して回転子側
に流入する。したがって、大径フィン側の整流素子は、
小径フィンおよびそれに固定される整流素子により加温
された冷却風により冷却されることになり、このため大
径フィン側の整流素子の冷却条件は悪化する不具合をも
つ。

【００１６】しかし、本構成によれば、フレームの周壁
部に更に径方向開口部を新設し、この径方向開口部から
流入させた外気を大径フィンに沿って径内側に導入す
る。この外気を、大径フィンと隔絶板との間の隙間で、
かつ大径フィンの整流子が載せられた部位の裏面に流
す。したがって、本構成によれば、互いに軸方向に重な
り、略径方向に広く平行延設することにより、必要スペ
ースをいたずらに増大することなく大きな表面積を両冷
却フィンに与えるにもかかわらず、これら両冷却フィン
の両方を良好に冷却を施すことが可能となる。

【００１７】なお、好適な態様においては、これら軸方
向開口部は小径フィン側の整流素子またはその近傍の冷
却フィン部分に近接して開口されることが好ましい。す
なわち、本構成によれば、軸方向開口部から流入した外
気ができるだけ円滑に大径フィン側に到達するように配
慮する必要性が低下するので、軸方向開口部から流入し
た外気をなるべく多く小径フィン側の整流素子またはそ
の近傍の冷却フィン部分に当ててそれを良好に冷却する
ことができる。

【００１８】一方、本構成では、大径フィンは隔絶板及
び小径フィンにそれぞれ所定間隔を隔てて略径方向に延
設される。したがって、大径フィンの両主面は、隔絶板
と大径フィンの間の径方向通風路及び大径フィンと小径
フィンの間の径方向通風路に面している。したがって、
本構成によれば、径方向開口部をこれら径方向通風路の
径外側の端部に連通ないし直面させることにより、何ら
外気通路を追設することなく、径方向開口部から流入さ
せた外気を大径フィン側の整流素子近傍に円滑に到達さ
せることができる。

【００１９】請求項３記載の車両用交流発電機は、請求
項１記載のフレーム外固定式整流装置を有する車両用交
流発電機の好適な構成であって、整流装置は、接続端子
をもつ−整流素子と、−整流素子が装着される−電位の
大径フィンと、接続端子をもつ＋整流素子と、＋整流素
子が装着される＋電位の小径フィンとを有している。大
径フィンは、軸方向所定幅の隙間を介してフレームに近
接配置され、小径フィンは、軸方向所定幅の隙間を介し
て前記保護カバーに近接配置され、両フィンは、両接続
端子が向き合う姿勢にて所定幅の隙間を介して軸方向に
重ねられ、大径フィンの径内側の端縁は＋整流素子に径
外方向へ所定間隔を隔てて隣接する部分を有し、小径フ
ィンの径外側の端縁は−整流素子に径内方向へ所定間隔
を隔てて隣接する部分を有し、保護カバーは＋整流素子
に軸方向に直接乃至小径フィンを隔てて対面する外気導
入用の軸方向開口部を有する。

【００２０】更に、この整流装置は、大径フィンとフレ
ームとの間に形成されて−整流素子に向けて冷却風が流
れる径方向通風路と、フレームの周壁部、又は、フレー
ムと保護カバーの境界部の少なくとも一方に形成されて
径方向通風路の径外側の端部に外気を導入する径方向開
口部とを備え、この外気を、大径フィンとフレームとの
間の隙間で、かつ大径フィンの−整流子が載せられた部
位の裏面に流す。このように構成することにより以下の
作用効果を奏することができる。

【００２１】まず、小径フィンと大径フィンとが、軸方
向及び径方向にずらして配置されるため、フィン自体の
表面積を十分に確保できる。また、冷却風が両フィンの
素子装着面間の隙問を通ることができるので、冷却フィ
ン両面に吸入冷却風を当てることができ、良好にフィン
及び整流素子を冷却することができる。

【００２２】更に、大径フィンと小径フィンとは、軸方
向に隙間をはさんで両接続端子が対向する姿勢で重ねて
配置され、小径フィンの径外側の端縁は−整流素子に面
して径内側に位置する部分を有し、大径フィンの径内側
の端縁は＋整流素子に面して径外側に位置する部分を有
するので、フィン間の軸方向隙問を小さくでき、かつ、
軸方向からみた両冷却フィンの重なりを大きくすること
ができる。

【００２３】このため、この隙問を通過する冷却風の風
速が増大でき、冷却風が高速で冷却フィンに当たること
ができるので熱伝達効率が向上し、整流素子は良好に冷
却されることができる。また更に、小径フィンは保護カ
バーの軸方向開口部から、大径フィンは径方向開口部か
ら別々冷却風を吸入するので、冷却風下流側が暖かい風
にさらされることがなく、共に冷たい外気を整流素子近
傍に直接当てることができ、発熱部を直接、良好に冷却
することができる。

【００２４】その他、大径フィンと小径フィンとは、そ
れぞれフレームと保護カバーに対し、干渉物のない素子
装着面背面を対向するため、それぞれの隙問を小さくで
きる。これにより、この隙問を通過する冷却風風速が上
がり、冷却風を高速で冷却フィンに当てることができ、
熱伝達効率が向上し、整流素子は良好に冷却されること
ができる。

【００２５】同様に、小径フィン上の整流素子と大径フ
ィン上の整流素子とが、軸方向及び径方向にずらして配
置されているため、整流素子や接続端子などの干渉物を
さけて両フィン間の隙問を小さくできる。このため、こ
の隙間を通過する冷却風風速が上がり、冷却風が高速で
冷却フィンに当たるので、熱伝達効率が向上し、整流素
子は良好に冷却されることができる。

【００２６】その上、各部の隙問を小さくする為に全体
として装置を小型化でき、前述の省スペースに貢献する
という副次的効果もある。請求項４記載の車両用交流発
電機は、請求項２記載のフレーム内固定式整流装置を有
する車両用交流発電機の好適な構成であって、整流装置
は、接続端子をもつ＋整流素子と、＋整流素子が装着さ
れる＋電位の大径フィンと、接続端子をもつ−整流素子
と、−整流素子が装着される−電位の小径フィンとを有
してフレームと前記隔絶板との間に配置されている。

【００２７】大径フィンは、軸方向所定幅の隙間を介し
て隔絶板に近接配置され、小径フィンは、軸方向所定幅
の隙間を介してフレームに近接配置され、両フィンは、
両接続端子が向き合う姿勢にて所定幅の隙間を介して軸
方向に重ねられ、大径フィンの径内側の端縁は、−整流
素子に径外方向へ所定間隔を隔てて隣接する部分を有
し、小径フィンの径外側の端縁は、＋整流素子に径内方
向へ所定間隔を隔てて隣接する部分を有し、フレーム
は、−整流素子に直接乃至小径フィンを隔てて対面する
外気導入用の軸方向開口部を有する。

【００２８】更に、この整流装置は、大径フィンと隔絶
板との間に形成されて＋整流素子に向けて冷却風が流れ
る径方向通風路と、フレームの周壁部に形成されて径方
向通風路の径外側の端部に外気を導入する開口部とを備
え、この外気を、大径フィンと隔絶板との間の隙間で、
かつ大径フィンの−整流子が載せられた部位の裏面にを
流す。このように構成することにより以下の作用効果を
奏することができる。まず、小径フィンと大径フィンと
が、軸方向及び径方向にずらして配置されるため、フィ
ン自体の表面積を十分に確保できる。

【００２９】また、冷却風が両フィンの素子装着面間の
隙問を通ることができるので、冷却フィン両面に吸入冷
却風を当てることができ、良好にフィン及び整流素子を
冷却することができる。更に、大径フィンと小径フィン
とは、軸方向に隙間をはさんで両接続端子が対向する姿
勢で重ねて配置され、小径フィンの径外側の端縁は−整
流素子に面して径内側に位置する部分を有し、大径フィ
ンの径内側の端縁は＋整流素子に面して径外側に位置す
る部分を有するので、フィン間の軸方向隙問を小さくで
き、かつ、軸方向からみた両冷却フィンの重なりを大き
くすることができる。

【００３０】このため、この隙問を通過する冷却風の風
速が増大でき、冷却風が高速で冷却フィンに当たること
ができるので熱伝達効率が向上し、整流素子は良好に冷
却されることができる。また更に、小径フィンは保護カ
バーの軸方向開口部から、大径フィンは径方向開口部か
ら別々冷却風を吸入するので、冷却風下流側が暖かい風
にさらされることがなく、共に冷たい外気を直接整流素
子近傍に当てることができ、発熱部を直接、良好に冷却
することができる。

【００３１】その他、大径フィンと小径フィンとは、そ
れぞれ隔絶板とフレームに対し、干渉物のない素子装着
面背面を対向するため、それぞれの隙問を小さくでき
る。これにより、この隙問を通過する冷却風風速が上が
り、冷却風を高速で冷却フィンに当てることができ、熱
伝達効率が向上し、整流素子は良好に冷却されることが
できる。

【００３２】同様に、小径フィン上の整流素子と大径フ
ィン上の整流素子とが、軸方向及び径方向にずらして配
置されているため、整流素子や接続端子などの干渉物を
さけて両フィン間の隙問を小さくできる。このため、こ
の隙間を通過する冷却風風速が上がり、冷却風が高速で
冷却フィンに当たるので、熟伝達効率が向上し、整流素
子は良好に冷却されることができる。

【００３３】その上、各部の隙問を小さくする為に全体
として装置を小型化でき、前述の省スペースに貢献する
という副次的効果もある。請求項５記載の車両用交流発
電機の整流装置によれば、−整流素子が装着されるフィ
ンは、フレームに直接接触した状態で固定されるので、
整流素子冷却性が向上する。

【００３４】請求項６記載の車両用交流発電機の整流装
置によれば、小径フィンは径外側の端縁または径内側の
端縁の少なくとも一部に、軸方向かつ反大径フィン側へ
向けて軸方向へ延びるリブを有するので、小径フィンが
軸方向開口部から吸入する冷却風を素子近傍に集中させ
ることができ、素子近傍の冷却風流速が増大し、熱伝達
効率が向上すると共に、フィン自体の表面積も確保でき
る為、よリ一層良好に冷却を行うことができる。

【００３５】また、小径フィンは吸入する冷却風の流れ
が滑らかになる整流板としての機能をもつので、ファン
騒音が低減される。更に、リブは電位が異なる大径フィ
ンに対して遠ざかる方向に曲げられているので、曲げな
い場合に比して両フィン間での異物付着や腐食生成物の
堆積が回避されるという副次効果もある。

【００３６】請求項７記載の車両用交流発電機の整流装
置によれば、大径フィンは径内側の端縁に、ロータ側か
つ反小径フィン側に向けて軸方向へ延びるリブを有する
ので、大径フィンが径方向開口部から吸入する冷却風を
冷却ファンに向けて滑らかに流すことができ、素子近傍
の冷却風流速が上がり、熱伝達効率が向上すると共に、
フイン自体の表面積も確保できるので、よリ一層良好に
冷却を行うことができる。

【００３７】また、このリブとともに大径フィンの残部
は、吸入する冷却風の流れが滑らかになる整流板として
の機能をもつので、ファン騒音が低減される。更に、リ
ブは電位が異なる小径フィンに対して遠ざかる方向に曲
げられているので、曲げない場合に比して両フィン間で
の異物付着や腐食生成物の堆積が回避されるという副次
効果もある。

【００３８】請求項８記載の車両用交流発電機の整流装
置によれば、小径フィンは環状に閉じている形状である
ので、言い換えれば略輪板形状を有するので、フィン全
体としての熱伝導性能が向上し、熱分布が均―になる
為、フィン全体を冷却媒体として有効に利用でき、フィ
ン自体の表面積も確保できるので、よリ一層良好に冷却
を行うことができる。

【００３９】請求項９記載の車両用交流発電機の整流装
置によれば、フレームは軸受けを支持して径方向に延び
る支持部と，支持部により分割される冷却風吸入口とを
有する。また、小径フィンと大径フィンとの間には、端
子台が配置されてこれら両フィンを互いに絶縁しつつ支
持している。端子台は、接続端子を固定子と接続するス
テータリード端子をもつ。整流置は、端子台とともにフ
レームの支持部に固定され、端子合はフレームの支持部
以外の部位では小径フィンと大径フィンを露出する形状
をもつ。

【００４０】特に、本構成では、端子台とこれら両フィ
ンの少なくとも一方好ましくは両方との間に位置して、
冷却風が端子台の径外側から端子台の径内側へ流すため
の通風隙間が形成されるので、両フィン間の対向面を冷
却することができる。また、小径フィンと大径フィンと
の間を通ってフレームの冷却風吸入口に至る冷却風路を
確保でき、かつ、冷却風の曲がりや障害を減らすことが
できる。このため、冷却風は冷却ファンに向けて滑らか
に流れることができ、整流素子近傍の冷却風流速が増大
し、熱伝達効率が向上すると共に、実効的な冷却フィン
面積を確保でき、よリ一層良好に整流素子の冷却を行う
ことができる。更に、吸入する冷却風の流れが滑らかに
なるので、騒音が低減されるという副次効果もある。

【００４１】なお、整流素子は大径フィンの小径フィン
対向面又は小径フィンの大径フィン対向面にはんだ付け
などの手法により固定されてもよく、あるいはこれらフ
ィンに設けられた開口に嵌入、固定されてもよい。

【００４２】

【発明の実施の形態】本発明の好適な態様を以下の実施
例により説明する。

【００４３】

【第１実施例】本発明の車両用交流発電機の整流装置の
第１実施例を図１〜図５を参照して説明する。この車両
用交流発電機は、いわゆるオルタネータと呼ばれるもの
であって、エンジン（図示せず）からベルト（図示せ
ず）、プーリ１を介して回転力を受けて回転するロータ
（回転子）２と、ロータ２をフレーム３ａ、３ｂに回転
自在に支持する軸受け３ｃ、３ｄと、ロータ２を内包し
つつフレーム３ａ、３ｂ内周に固定されてロータ２の回
転により発生する回転磁界により交流電圧を誘起するス
テータ（固定子）４と、ステータ４から出力される交流
電力を直流電力に変換する整流装置５と、整流装置５に
より整流された直流出力電圧を所望の値に調整するレギ
ュレータ６と、ロータ２の界磁巻線２ａに励磁電流を供
給するブラシ７と、ステータ４、整流装置５、レギュレ
ータ６及びブラシ７を覆ってフレーム３ｂの端面に被せ
られる金属製の保護カバー８とを有している。

【００４４】整流装置５は、フレーム３ｂと保護カバー
８との間に配置され、フレーム３ｂのベアリングボック
ス支持部３０１に保護カバー８と共に締結固定されてい
る。＋電位の小径フィン５０１には、＋整流素子５０２
が接続端子を大径フィン５０３に向けて半田付けにより
装着されている。−電位の大径フィン５０３には、−整
流素子５０４が接続端子を小径フィン５０１に向けて半
田付けにより装着されている。これら接続端子はそれぞ
れステータリード接続端子５０５によりステータリード
Ｌと接続されている。この構成により、交流ブリッジ回
路が形成されて、＋電位の小径フィン５０１に取り付け
られたＢボルト５０６から直流出力を得ることができ
る。

【００４５】なお、＋整流素子５０２は全波整流回路の
ハイサイド側のダイオードを意味し、−整流素子５０４
はローサイド側のダイオードを意味している。小径フィ
ン５０１及び＋整流素子５０２は、内径側かつ軸方向保
護カバー８側に配置されている。大径フィン５０３及び
−整流素子５０４は外径側かつ軸方向フレーム３ｂ側に
配置されている。保護カバー８の＋整流素子近傍には、
軸方向開口部８０１が設けられ、フレーム３ｂの外周部
と保護カバー８との間には、径方向開口部８０２が設け
られている。

【００４６】軸方向開口部８０１から導入された冷却風
は、小径フィン５０１の＋整流素子５０２が載せられた
部位の裏面に直接当たり、冷却する。また、径方向開口
部８０２から導入された冷却風は、大径フィン５０３の
−整流素子５０４が載せられた部位の裏面に流されて冷
却する。外気が直接、＋、−整流素子５０２、５０４を
冷却できるようになっている。

【００４７】保護カバー８、小径フィン５０１、大径フ
ィン５０３、フレーム３ｂ間はそれぞれ冷却風が通る隙
間を設けてあり、各隙間の軸方向幅は１０ｍｍ以下とさ
れて冷却風を高速化し、小径フィン５０１及び大径フィ
ン５０３を良好に冷却するようになっている。小径フィ
ン５０１は環状に閉じている形状であるので、小径フィ
ン５０１の熱伝導が向上し、熱分布が均一にできるの
で、フィン全体を冷却媒体として有効に利用でき、小径
フィン５０１の表面積も確保できる為、より一層良好に
冷却を行うことができる。

【００４８】大径フィン５０３はフレーム３ｂに直接に
締結固定されているので、大径フィン５０３の熱をフレ
ーム３ｂに良好に伝えることができ、更に良好に冷却を
行うことができる。小径フィン５０１は、その径外側の
端縁及び径内側の端縁を軸方向保護カバー８に向けて折
り曲げることにより、リブ５１０、５１１を形成してい
る。これにより、小径フィン５０１が軸方向開口部８０
１から吸入する冷却風を素子近傍に集中させるため、素
子近傍の冷却風流速が上がり、熱伝達効率が向上すると
共に、小径フィン５０１の表面積も確保できる為、より
一層良好に冷却する。

【００４９】更に、小径フィン５０１は、その配置姿勢
から、吸入する冷却風の流れが滑らかになる整流板とし
ての機能ももつので、ファン騒音が低減される。更に、
リブ５１０、５１１は電位が異なる大径フィン５０３に
対し遠ざかる方向に曲げられているので、曲げない場合
に比して両フィン間での異物付着や腐食生成物の堆積が
回避されるという副次効果もある。

【００５０】大径フィン５０３は径内側の端縁をフレー
ム３ｂに向けて軸方向へ折り曲げてリブ５１２を形成し
ているので、大径フィン５０３が径方向開口部８０２か
ら吸入する冷却風を冷却ファン２１に向けて滑らかに流
すことができる。したがって、素子近傍の冷却風流速が
上がり、熱伝達効率が向上すると共に、大径フィン５０
３の表面積も確保できる為に、より一層良好に冷却を行
うことができる。更に、リブ５１２は大径フィン５０３
の他の部分と共に、吸入する冷却風の流れが滑らかにな
る整流板としての機能も果たすので、ファン騒音が低減
される。また、リブ５１２は電位が異なる小径フィン５
０１に対して遠ざかる方向に曲げられているので、曲げ
ない場合に比して異物付着や腐食生成物の堆積が回避さ
れるという副次効果もある。

【００５１】小径フィン５０１と大径フィン５０３との
間には３個の端子台５１３が介設され、端子台５１３は
べアリングボックス３ｄを支持して径方向に延びる支持
部３０１の三ヶ所に固定されている。小径フィン５０１
及び大径フィン５０３は支持部３０１に端子台５１３と
ともに固定されており、端子台５１３間には小径フィン
５０１及び大径フィン５０３が露出している。また、小
径フィン５０１と大径フィン５０３との間を通ってフレ
ーム３ｂの冷却風吸入口８０３に至る最短の冷却風路を
確保でき、冷却風は冷却ファンへ向けて滑らかに流すこ
とができるので、素子近傍の冷却風流速が上がり、熱伝
達効率が向上すると共に、実効的な冷却フィン面積を確
保でき、よリ一層良好に整流素子を冷却することができ
る。

【００５２】更に、吸入する冷却風の流れが滑らかにな
るので、騒音が低減されるという副次効果もある なお、二つのフィン５０１、５０３は、それらの相対的
な大きさの違いから、小径フィン５０１ならびに大径フ
ィン５０３と呼ばれている。特に、これらのフィン５０
１、５０３は、複数の整流素子を搭載するために、所要
の径方向寸法をもつことが重要である。この実施例で
は、小径フィン５０１は、複数の＋整流素子５０２を、
図３に図示されるように小径の円周上に配置するべく小
径に構成されている。一方、大径フィン５０３は、複数
の−整流素子５０４を、図３に図示されるようにほぼ同
一の大径の円周上に配置するべく大径に構成されてい
る。

【００５３】しかも、この実施例では、小径フィン５０
１の内径縁は、大径フィン５０３の内端縁よりも小さく
形成されており、小径フィン５０１の外径縁は、大径フ
ィンの外径縁よりも小さく形成されている。そして、車
両用交流発電機としての軸に関して、小径フィン５０１
は、内径側に配置され、大径フィン５０３は外径側に配
置されている。

【００５４】このように、二つのフィン５０１、５０３
の径の違いは、＋整流素子５０２と、−整流素子５０４
との搭載位置を径方向にずらすために必要とされる。そ
して、それらの内径縁及び外径縁は、放熱性の要求など
に応じて部分的に拡張あるいは縮小されることができ、
部分的に小径フィン５０１の外径縁が大径フィン５０３
の外径縁を上回ることがあってもよい。 （変形態様）上述の実施例では図５に示すように３個の
独立した樹脂製の端子台５１３を用いていたが、図６に
示すように、結合部５１３ａにより各端子台５１３を結
合して円弧形状に一体成形することも可能である。この
場合には、結合部５１３ａを薄肉とすることにより、図
７に示すように、小径フィン５０１と結合部５１３ａと
の間の隙間８０４、及び大径フィン５０３と結合部５１
３ａとの間の隙間８０５を設けることにより、冷却風の
通路を塞ぐことなく端子台組み付け性を向上することが
できる。

【００５５】また、上述の実施例では両整流素子５０
２、５０４を半田付けによって小径フィン５０１及び大
径フィン５０３に装着したが、図８に示すようにプレス
フィットタイプの整流素子９００を用いて、少なくとも
小径フィン５０１及び大径フィン５０３のいずれかには
め込んでもよい。この場合、開口部８０１、８０２から
導入された冷却風は、両フィン間を貫通して露出された
プレスフィットタイプの整流素子９００の底面へ直接流
される。

【００５６】また、上述の実施例では小径フィン５０１
は環状に閉じた形状としたが、概ね馬蹄形のフィンでも
良い。更に、大径フィン５０３は、図９に示すように、
部分的に小径フィン５０１の径内側の端縁端近傍に達す
るまで延伸する延伸部５２１を有し，小径フィン５０１
は部分的に大径フィン５０３の径外側の端縁近傍に達す
るまで延伸する延伸部５２０を有しても良い。

【００５７】また、実施例では保護カバー８を金属製と
したが、保護カバ−８をナイロンのような絶縁材で形成
してもよい。これにより、保護カバ−８と小径フィン５
０１の間の耐環境性が向上し、隙間を小さくすることが
できるので、軸方向開口部８０１から導入される冷却風
を拡散させずにより集中して＋整流素子５０２が載せら
れた部位の裏面に当てることができるので、更に＋整流
素子を良好に冷却することができる。

【００５８】以上述べた実施例では、整流素子としてダ
イオードを用いたが、整流素子としてトランジスタ、あ
るいはＦＥＴといったスイッチング素子を採用してもよ
い。これらのスイッチング素子を用いる場合でも、これ
ら素子を所定のタイミングでスイッチング駆動すること
で整流素子として機能させることができる。

【００５９】

【第２実施例】本案の他の実施例を図１０を用いて説明
する。上述した第１実施例は、フレーム３ｂの外に整流
装置５が配置されていたのに対し、この実施例では、整
流装置５はフレーム３ｂの内部に配置されている。即
ち、整流装置５は、ファン２１の吐出風から整流装置５
を隔絶する為のＰＰＳなどの絶縁材からなる隔絶板９と
フレーム３ｂとの間に配置され、フレーム３ｂのベアリ
ングボックス支持部に隔絶板９と一体に締結固定されて
いる。−電位の小径フィン５０１には−整流素子５０４
が接続端子を大径フィン５０３側に向けて半田付けによ
り装着され、＋電位の大径フィン５０３には＋整流素子
５０２が接続端子を小径フィン５０１側に向けて半田付
けにより装着されている。各接続端子がそれぞれステー
タリード接続端子によリステータリードと接続される点
は実施例１の場合と同じである。

【００６０】この構成により交流ブリッジ回路が形成さ
れて＋電位の大径フィン５０３に取り付けられたＢボル
ト（図示せず）から直流出力を得ることができる。小径
フィン５０１及び−整流素子５０４は径内側かつ軸方向
においてフレーム３ｂ側に配置され、大径フィン５０３
及び＋整流素子５０２は径外側かつ軸方向において隔絶
板９側に配置されている。フレーム３ｂの端壁部の−整
流素子５０４近傍には軸方向開口部８０１ａが設けられ
ている。フレーム３ｂの周壁には、隔絶板９と大径フィ
ン５０３との間に面して径方向開口部８０２ａが設けら
れ、実施例１と同様に外気が整流素子５０２、５０４を
直接冷却するようになっている。

【００６１】隔絶板９、小径フィン５０１、大径フィン
５０３及びフレーム３ｂの間にはそれぞれ冷却風が通る
隙問が設けられており、各隙問は１０ｍｍ以下とされて
いる。これにより、冷却風がこれら隙間を高速で通過し
て、小径フィン５０１及び大径フィン５０３に当たって
良好に冷却を行うようになっている。小径フィン５０１
は、径外側の端縁をフレーム３ｂに向けて軸方向にリブ
５１１を形成しているので、小径フィン５０１が軸方向
開口部８０１ａから吸入する冷却風を素子近傍に集中さ
せることができ、これにより素子近傍の冷却風流速が上
がり、熱伝達効率が向上すると共に、小径フィン５０１
の表面積も確保できるので、一層良好に冷却を行うこと
ができる。更に、吸入する冷却風の流れが滑らかになる
整流板としての機能により、ファン騒音が低減される。
また、リブ５１１は電位が異なる大径フィン５０３に対
して遠ざかる方向に曲げられているので、曲げない場合
に比して両フィン間での異物付着や腐食生成物の堆積が
回避されるという副次効果も生じる。

【００６２】大径フィン５０３は径外側の端縁を冷却フ
ァン２１に向けて軸方向にリブ５１２を形成しているの
で、大径フィン５０３が径方向開口部８０２ａから吸入
する冷却風を冷却ファン２１に向けて滑らかに流すこと
ができる。これにより、素子近傍の冷却風流速が増大
し、熱伝達効率が向上すると共に、大径フィン５０３の
表面積も確保できる為よリ一層良好に冷却を行うことが
できる。更に、リブ５１２及び大径フィン５０３の残部
は、吸入する冷却風の流れが滑らかになる整流板として
の機能をもつのでファン騒音が低減される。また、リブ
５１２は電位が異なる小径フィン５０１に対して遠ざか
る方向に曲げられるために、曲げない場合に比して両フ
ィン間での異物付着や腐食生成物の堆積が回避されると
いう副次効果もある。 （変形態様）上述した図１０では、隔絶板９は整流装置
５と共に固定され、冷却ファン２１の端縁に平行な面を
形成して、シユラウドとしての機能を果たしているが、
ロータファン端面にロータと一体に形成しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の車両用交流発電機の軸方向一部破断
断面図である。

【図２】図１の車両用交流発電機の要部拡大部分断面図
である。

【図３】図１の車両用交流発電機の保護カバー８をはず
した状態での正面図である。

【図４】図１の車両用交流発電機の整流装置５及び保護
カバー８をはずした状態での正面図である。

【図５】図１の車両用交流発電機の端子台５１３の配置
状態を示す配置図である。

【図６】図１の車両用交流発電機の端子台５１３の変形
態様を示す配置図である。

【図７】図６の端子台５１３のＡ−Ａ線矢視位置におい
て、端子台５１３及びそれに小径フィン５０１及び大径
フィン５０３を重ねた状態を示す断面図である。

【図８】小径フィン５０１及び大径フィン５０３への整
流素子の他の取り付け例を示す断面図である。

【図９】図１の車両用交流発電機の変形態様を示すため
の、保護カバー８をはずした状態での正面図である。

【図１０】実施例２の車両用交流発電機の軸方向一部破
断断面図である。

【図１１】従来の車両用交流発電機の軸方向一部破断断
面図である。

【符号の説明】

４は固定子（ステータ）、２は回転子（ロータ）、３
ｃ、３ｄは軸受け、２１は冷却ファン、５は整流装置、
８は保護カバー、３ａ、３ｂはフレーム、５０１は小径
フィン、５０２は＋整流素子、５０３は大径フィン、５
０４は−整流素子、８０１，８０１ａは軸方向開口部、
８１０は径方向通風路、８０２、８０２ａは径方向開口
部、９は隔絶板、５１０、５１１、５１２はリブ、５１
３は端子台。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−244770（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−78504（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−107666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−20748（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−9478（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 19/36 H02K 9/02 H02K 9/06

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレームと、前記フレームの周壁部に固定
   される固定子と、前記フレームに回転自在に支持される
   回転子と、前記フレームの外端面に固定される整流装置
   と、前記整流装置を覆って前記フレームに固定される保
   護カバーと、前記回転子に固定されて前記整流装置側か
   ら冷却風を吸入する冷却ファンとを備え、前記整流装置
   は、前記フレームの外端面に対面しつつ略径方向に延設
   されて整流素子冷却部材兼整流素子接続導体をなす大径
   フィン、前記保護カバーの内端面に対面しつつ整流素子
   冷却部材兼整流素子接続導体をなす小径フィン、及び、
   前記両フィンに固定される複数の整流素子を有する車両
   用交流発電機において、 前記整流装置に、前記小径フィンに面して前記保護カバ
   ーの端壁部に形成された外気導入用の軸方向開口部と、
   前記保護カバーとフレームとの境界部、及び、前記保護
   カバーの周壁部の少なくとも一方に形成されて前記大径
   フィンに沿って径内側へ外気を導入する径方向開口部と
   を設け、前記径方向開口部から導入された冷却風を、前
   記大径フィンと前記フレームとの間の隙間で、かつ前記
   大径フィンの整流子が載せられた部位の裏面に流すよう
   にしたことを特徴とする車両用交流発電機。
2. 【請求項２】フレームと、前記フレームの周壁部に固定
   される固定子と、前記フレームに回転自在に支持される
   回転子と、前記フレーム内における前記回転子の軸方向
   一端側に位置して前記フレームに固定される整流装置
   と、前記フレームに固定されて前記整流装置を前記回転
   子から区画する隔絶板と、前記回転子に固定されて前記
   隔絶板を貫通して前記整流装置側から冷却風を吸入する
   冷却ファンとを備え、 前記整流装置は、前記隔絶板に対面しつつ略径方向に延
   設されて整流素子冷却部材兼整流素子接続導体をなす大
   径フィン、前記フレームの内端面に対面しつつ整流素子
   冷却部材兼整流素子接続導体をなす小径フィン、及び、
   前記両フィンに固定される複数の整流素子を有する車両
   用交流発電機において、 前記整流装置に、前記小径フィンに面して前記保護カバ
   ーの端壁部に形成された外気導入用の軸方向開口部と、
   前記フレームの周壁部に形成されて前記大径フィンに沿
   って径内側へ外気を導入する径方向開口部とを設け、前
   記径方向開口部か ら導入された冷却風を、前記大径フィ
   ンと前記隔絶板との間の隙間で、かつ前記大径フィンの
   整流子が載せられた部位の裏面に流すようにしたことを
   特徴とする車両用交流発電機。
3. 【請求項３】固定子と、回転子と、前記回転子を回転自
   在に支持する軸受けと、前記回転子に設けられた冷却フ
   ァンと、前記回転子の軸方向側に配置される整流装置
   と、前記整流装置を覆う保護カバーと、前記固定子、軸
   受け、整流装置及び保護カバーを固定するフレームとを
   備える車両用交流発電機において、 前記整流装置は、接続端子をもつ−整流素子と、前記−
   整流素子が装着される−電位の大径フィンと、接続端子
   をもつ＋整流素子と、前記＋整流素子が装着される＋電
   位の小径フィンとを有して前記フレームと前記保護カバ
   ーとの間に配置されてなり、 前記大径フィンは、軸方向所定幅の隙間を介して前記フ
   レームに近接配置され、前記小径フィンは、軸方向所定
   幅の隙間を介して前記保護カバーに近接配置され、 前記両フィンは、前記両接続端子が向き合う姿勢にて所
   定幅の隙間を介して軸方向に重ねられ、 前記大径フィンの径内側の端縁は、前記＋整流素子に径
   外方向へ所定間隔を隔てて隣接する部分を有し、 前記小径フィンの径外側の端縁は、前記−整流素子に径
   内方向へ所定間隔を隔てて隣接する部分を有し、 前記保護カバーは、前記＋整流素子に軸方向に直接乃至
   前記小径フィンを隔てて対面する外気導入用の軸方向開
   口部を有し、 更に、 前記大径フィンと前記フレームとの間に形成されて前記
   −整流子に向けて冷却風が流れる径方向通風路と、前記
   フレームの周壁部、又は、前記フレームと保護カバーの
   境界部の少なくとも一方に形成されて前記径方向通風路
   の径外側の端部に外気を導入する径方向開口部とを設
   け、前記径方向開口部から導入された冷却風を、前記大
   径フィンと前記フレームとの間の隙間で、かつ前記大径
   フィンの−整流子が載せられた部位の裏面に流すように
   したことを特徴とする車両用交流発電機。
4. 【請求項４】固定子と、回転子と、前記回転子を回転自
   在に支持する軸受けと、前記回転子に設けられた冷却フ
   ァンと、前記回転子の軸方向側に配置される整流装置
   と、前記回転子から前記整流装置を隔絶する隔絶板と、
   前記固定子、軸受け、整流装置を固定するフレームとを
   備える車両用交流発電機において、 前記整流装置は、接続端子をもつ＋整流素子と、前記＋
   整流素子が装着される＋電位の大径フィンと、接続端子
   をもつ−整流素子と、前記−整流素子が装着される−電
   位の小径フィンとを有して前記フレームと前記隔絶板と
   の間に配置されてなり、 前記大径フィンは、軸方向所定幅の隙間を介して前記隔
   絶板に近接配置され、 前記小径フィンは、軸方向所定幅の隙間を介して前記フ
   レームに近接配置され、前記両フィンは、前記両接続端
   子が向き合う姿勢にて所定幅の隙間を介して軸方向に重
   ねられ、 前記大径フィンの径内側の端縁は、前記−整流素子に径
   外方向へ所定間隔を隔てて隣接する部分を有し、 更に、 前記大径フィンと前記隔絶板との間に形成されて前記＋
   整流子に向けて冷却風が流れる径方向通風路と、前記フ
   レームの周壁部に形成されて前記径方向通風路の径外側
   の端部に外気を導入する径方向開口部とを設け、前記径
   方向開口部から導入された冷却風を、前記大径フィンと
   前記隔絶板との間の隙間で、かつ前記大径フィンの−整
   流子が載せられた部位の裏面に流すようにしたことを特
   徴とする車両用交流発電機。
5. 【請求項５】前記−整流素子が装着される前記フィン
   は、前記フレームに直接接触した状態で固定されること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の車両用交
   流発電機。
6. 【請求項６】前記小径フィンは、径内側又は径外側の端
   縁の少なくとも一部から軸方向かつ反大径フィン側へ延
   びるリブを有することを特徴とする請求項１乃至５のい
   ずれか記載の車両用交流発電機。
7. 【請求項７】前記大径フィンは、径内側の端縁から軸方
   向回転子側かつ反小径フィン側へ向けて延びるリブを有
   することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の
   車両用交流発電機。
8. 【請求項８】前記小径フィンは、環状に閉じている形状
   であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載
   の車両用交流発電機。
9. 【請求項９】前記小径フィンと前記大径フィンとの間に
   介設されて前記両フィンを互いに絶縁しつつ支持すると
   共に、前記接続端子を前記固定子と接続するステータリ
   ード端子を有する端子台を備え、 前記フレームは、前記軸受けを支持して径方向に延びる
   複数の支持部と、前記支持部により分割される冷却風吸
   入口とを有し、 前記整流装置は、前記端子台とともに前記フレームの支
   持部に固定され、 前記端子台は、前記小径フィン及び前記大径フィンの少
   なくとも一方との間にて前記冷却風吸入口に連通する通
   風路を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
   か記載の車両用交流発電機。