JP4100366B2 - AC generator rectifier for vehicle - Google Patents
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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の整流装置に関する。 The present invention relates to a rectifier for a vehicle AC generator mounted on a passenger car, a truck, or the like.
車両用交流発電機は、固定子巻線に発生した交流電圧を整流して直流電圧に変換するために整流装置が用いられている。この整流装置の従来構造としては、外形寸法を抑えるために、正極側放熱フィンと負極側放熱フィンとを重ねて配置するとともに、一方の放熱フィンに取り付けられた整流素子のリードを他方の放熱フィンに形成した穴を通して引き出したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。このような構造を採用することにより、正極側放熱フィンに取り付けられた整流素子のリードと負極側放熱フィンに取り付けられた整流素子のリードとを同一方向に引き出すことができ、これらの各リードを端子台のターミナル電極に接合して所定の整流回路を構成することが可能になる。
ところで、特許文献1に開示された整流装置では、車両用交流発電機の回転軸方向の寸法も短くして発電機全体の小型化を図ろうとすると、一方の放熱フィンに取り付けられた整流素子と、穴が開けられた側の放熱フィンとの間隔が接近することになるが、この間隔が接近しすぎるとこれらの間の隙間が小さくなり、この隙間に泥や塩などの異物が溜まって整流素子が腐食したり、この隙間を通して流れる冷却風の通風抵抗が増して整流素子の温度が上昇して寿命を低下させたりするため、整流装置の耐久性が悪化するという問題があった。 By the way, in the rectifier disclosed in Patent Document 1, when the size of the alternator in the direction of the rotation axis of the vehicle alternator is shortened to reduce the size of the entire generator, the rectifier element attached to one of the heat radiating fins and However, if the distance is too close, the gap between them becomes small, and foreign matter such as mud and salt accumulates in this gap and rectifies. There is a problem that the durability of the rectifier deteriorates because the element is corroded or the resistance of the cooling air flowing through the gap is increased to raise the temperature of the rectifier element and reduce the life.
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、耐久性を向上させることができる車両用交流発電機の整流装置を提供することにある。 This invention is created in view of such a point, and the objective is to provide the rectifier of the alternating current generator for vehicles which can improve durability.
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の整流装置は、回転軸方向に沿って所定の間隔を隔てて重ねて配置された第1および第2の放熱フィンと、第1の放熱フィンに取り付けられた第1の整流素子と、第2の放熱フィンに取り付けられた第2の整流素子と、第1および第2の整流素子を配線する端子台とを備え、第2の放熱フィンは、第1の放熱フィンに取り付けられた第1の整流素子に対応する位置に、第1の放熱フィン側の開口面積が反対側の開口面積よりも大となる開口部を有している。これにより、一方の放熱フィンに取り付けられた整流素子近傍の隙間を拡大することができるため、開口部近傍の2つの放熱フィン間の隙間に泥や塩などの異物が溜まって整流素子を腐食したり、これに伴って冷却風の通風抵抗が増して整流素子の温度が上昇して寿命を低下させることを防止することができ、整流装置の耐久性を向上させることができる。 In order to solve the above-described problem, a rectifier for an AC generator for a vehicle according to the present invention includes first and second heat dissipating fins arranged at predetermined intervals along a rotation axis direction, A first rectifying element attached to the first radiating fin, a second rectifying element attached to the second radiating fin, and a terminal block for wiring the first and second rectifying elements; The radiation fin has an opening where the opening area on the first radiation fin side is larger than the opening area on the opposite side, at a position corresponding to the first rectifying element attached to the first radiation fin. ing. As a result, the gap near the rectifying element attached to one of the radiating fins can be enlarged, so that foreign matter such as mud and salt accumulates in the gap between the two radiating fins near the opening to corrode the rectifying element. As a result, it is possible to prevent the ventilation resistance of the cooling air from increasing and the temperature of the rectifying element to rise to reduce the lifetime, thereby improving the durability of the rectifying device.
また、上述した第1の整流素子は、第1の放熱フィンの表面よりも第2の放熱フィン側に突出する凸部を有することが望ましい。凸部を有する場合には凸部とこれに対向する放熱フィンとの間の隙間にさらに異物が溜まりやすくなるが、凸部に対応する位置に形成された開口部の開口面積を凸部側を大とすることによりこの隙間での異物の滞留を有効に防止することが可能になる。 Moreover, it is desirable that the first rectifying element described above has a convex portion that protrudes toward the second radiating fin from the surface of the first radiating fin. In the case of having a convex portion, foreign matter is more likely to accumulate in the gap between the convex portion and the heat dissipating fin opposite to the convex portion, but the opening area of the opening formed at a position corresponding to the convex portion is set on the convex portion side. By increasing the size, it is possible to effectively prevent foreign matter from staying in the gap.
また、上述した開口部の第1の放熱フィン側の開口面積は、回転軸方向と垂直な第1の整流素子の横断面積よりも大であることが望ましい。これにより、整流素子と放熱フィンとの間での異物の滞留を確実に防止することができる。 Moreover, it is desirable that the opening area on the first radiating fin side of the opening described above is larger than the transverse area of the first rectifying element perpendicular to the rotation axis direction. Thereby, the stay of the foreign material between a rectifier and a radiation fin can be prevented reliably.
また、上述した開口部の第1の放熱フィン側の開口面積は、回転軸方向と垂直な凸部の横断面積よりも大であることが望ましい。これにより、整流素子に形成された凸部と放熱フィンとの間での異物の滞留を確実に防止することができる。 Moreover, it is desirable that the opening area on the first radiating fin side of the opening described above is larger than the cross-sectional area of the protrusion perpendicular to the rotation axis direction. Accordingly, it is possible to reliably prevent foreign matter from staying between the convex portions formed on the rectifying element and the heat radiating fins.
また、上述した第1の整流素子は、第2の放熱フィンに設けられた開口部を通して延在するリード部を有することが望ましい。整流素子と放熱フィンとの間への異物の滞留がなくなることにより、開口部を通して延在するリード部が異物を介してその周囲の放熱フィンと短絡することを防止することができ、長期にわたって良好な整流特性を維持することが可能となる。 The first rectifying element described above preferably has a lead portion that extends through an opening provided in the second heat dissipating fin. By eliminating the retention of foreign matter between the rectifying element and the radiating fin, it is possible to prevent the lead portion extending through the opening from being short-circuited to the surrounding radiating fin via the foreign matter, which is good for a long period of time. Rectifying characteristics can be maintained.
また、上述した第2の整流素子のリード部は、第1の整流素子のリード部と回転軸方向に沿って同一方向を向いており、第1および第2の整流素子の各リード部は、第1のおよび第2の放熱フィンに挟まれた空間の外部において端子台によって配線されていることが望ましい。これにより、端子台を2種類の放熱フィンで挟まれた空間の外部に配置することができるため、端子台と反対側から導入される冷却風をこれら2種類の放熱フィンに効率よく当てることができる。また、このような放熱フィンと端子台の配置を実現した場合には、一方の放熱フィンに取り付けられた整流素子のリード部が他方の放熱フィンと交差することになるが、この交差部近傍の隙間における異物の滞留をなくすことができるため、このような構造の整流装置の耐久性を向上させることができる。 Further, the lead portion of the second rectifying element described above faces the same direction as the lead portion of the first rectifying element along the rotation axis direction, and each lead portion of the first and second rectifying elements is It is desirable that the wiring is provided by the terminal block outside the space between the first and second radiating fins. As a result, the terminal block can be arranged outside the space sandwiched between the two types of radiating fins, so that the cooling air introduced from the opposite side of the terminal block can be efficiently applied to these two types of radiating fins. it can. In addition, when the arrangement of such a radiation fin and terminal block is realized, the lead portion of the rectifying element attached to one radiation fin intersects with the other radiation fin. Since the accumulation of foreign matter in the gap can be eliminated, the durability of the rectifier having such a structure can be improved.
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断面図である。図1に示す車両用交流発電機1は、固定子2、回転子3、ブラシ装置4、整流装置5、フレーム6、リヤカバー7、プーリ8等を含んで構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of an automotive alternator according to an embodiment. The vehicle alternator 1 shown in FIG. 1 includes a
固定子2は、固定子鉄心21と、この固定子鉄心21に形成された複数個のスロットに所定の間隔で巻き回された三相の固定子巻線23とを備えている。回転子3は、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に巻き回した界磁巻線31を、それぞれが6個の爪部を有するポールコア32によって、回転軸33を通して両側から挟み込んだ構造を有している。また、フロント側のポールコア32の端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すために軸流式の冷却ファン34が溶接等によって取り付けられている。同様に、リヤ側のポールコア32の端面には、リヤ側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すために遠心式の冷却ファン35が溶接等によって取り付けられている。ブラシ装置4は、整流装置5から回転子3の界磁巻線31に励磁電流を流すためのものであり、回転子3の回転軸33に形成されたスリップリング36、37のそれぞれに押圧するブラシ41、42を有する。
The
整流装置5は、三相の固定子巻線23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力を得るためのものであり、配線用電極50を内部に含む端子台51と、所定の間隔で配置された正極側放熱フィン52および負極側放熱フィン53と、それぞれの放熱フィンに設けられた打ち込み孔に圧入することにより取り付けられた複数個の整流素子54、55とを含んで構成されている。整流装置5は2枚の放熱フィン52、53を電気的に絶縁して積層配置して構成されている。整流装置5は、車両用交流発電機1の回転軸33を中心としてほぼC字形あるいはU字形と呼びうる形状に構成されている。整流装置5は、その周方向に沿って離れた複数の位置において、少なくとも正極側放熱フィン52をフレーム6から電気的に絶縁する部材を介してボルトなどの固定手段によりフレーム6に固定されている。整流装置5の詳細については後述する。
The
フレーム6は、固定子2および回転子3を収容しており、回転子3が回転軸33を中心に回転可能な状態で支持されているとともに、回転子3のポールコア32の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子2が固定されている。また、フレーム6は、固定子鉄心21の軸方向端面から突出した固定子巻線23に対向した部分に冷却風の吐出窓61が、軸方向端面に冷却風の吸入窓62がそれぞれ設けられている。リヤカバー7は、リヤ側のフレーム6の外側に取り付けられるブラシ装置4、整流装置5およびICレギュレータ12の全体を覆って、これらを保護するためのものである。
The
次に、整流装置5の詳細について説明する。図2は、整流装置5の部分的な拡大断面図である。
Next, details of the
図2に示すように、負極側放熱フィン53には、整流素子55を圧入して取り付けるための打ち込み孔が形成されている。この打ち込み孔は貫通孔であって、その直径は、整流素子55の外形よりも若干小さな値に設定されている。整流素子55は、負極側放熱フィン53とほぼ同じ厚みを有する金属材料(例えば銅)の円筒状台座160上に半導体ペレット162の一方の面を半田付けし、さらこの半導体ペレット162の他方の面にリード部164を半田付けすることにより形成されている。上述した半導体ペレット162の周囲は、円筒状の樹脂リング166によって覆われており、半導体ペレット162の全体を保護するためにその内部にシリコン樹脂等の保護層が充填されている。円筒状の樹脂リング166は、負極側放熱フィン53の表面よりも正極側放熱フィン52側に突出する凸部となる。また、上述した台座160の外周には、ローレット部168が形成されている。このローレット部168の外径を、負極側放熱フィン53に形成された打ち込み孔の内径よりも若干小さく形成することにより、打ち込み孔に整流素子55の台座160を圧入した際にこれらがローレット部168の変形を伴って結合される。なお、これらの詳細構造や取り付け方法については正極側放熱フィン52と整流素子54についても同様である。
As shown in FIG. 2, the negative side
ところで、上述した負極側放熱フィン53と正極側放熱フィン52は、回転軸33に沿った方向に所定間隔を隔てて重ねて配置されており、これらに挟まれた空間の外部に配置された端子台51の配線用電極50に整流素子54、55の各リード部が電気的に接続されている。このように、正極側放熱フィン52を挟んで反対側に負極側放熱フィン53に取り付けられた整流素子55と端子台51とが配置されており、整流素子55のリード部164を端子台51の配線用電極50に接続するために、正極側放熱フィン52に開口部150が形成されている。
By the way, the negative electrode side
開口部150は、負極側放熱フィン53に取り付けられた整流素子55に対応する位置に、例えば貫通孔として形成されている。この開口部150は、負極側放熱フィン53側の開口面積が反対側(端子台51側)の開口面積よりも大となる段付きの断面形状を有している。例えば、開口部150の端子台51側の直径は、整流素子55の樹脂リング166の直径とほぼ同じ値に設定されており、開口部150の負極側放熱フィン53側の直径は、整流素子55の樹脂リング166およびローレット部168のそれぞれの直径よりも大きな値に設定されている。
The
整流素子55のリード部164は、このような形状を有する開口部150のほぼ中央を通して延在して端子台51の配線用電極50に到達し、電気的に接続されている。この実施形態では、リード部164は正極側放熱フィン52に開設された開口部150を貫通している。一方の放熱フィンである負極側放熱フィン53に搭載された整流素子55から延びるリード部164は、他方の放熱フィンである正極側放熱フィン52のリア側とフロント側との間をまたいで延びており、正極側放熱フィン52の反負極側放熱フィン53側に設けられた端子台51に設けた配線用電極50に電気的に接続されている。また、この配線用電極50には、整流素子54のリード部も電気的に接続されている。このようにして各整流素子54、55が接続されて整流回路が構成されている。この実施形態では、2枚の放熱フィンのうち、一方の放熱フィンには、それら放熱フィンの間に向けて伸び出すリード部を備えた整流素子が搭載されている。このリード部は、他方の放熱フィンのさらに外側に配置された電極に接続されるべく、他方の放熱フィンに設けられた開口部を通して延びている。開口部は、一方の放熱フィン側の表面において大きく開口し、その反対側の表面において小さく開口するように形成されている。開口部は、一方の放熱フィン側において、リードの両面において開口を区画している。この結果、他方の放熱フィンとリード部との間の距離は、一方の放熱フィン側の表面において長く、反対側の表面において短くされる。他方の放熱フィンは、一方の放熱フィン側に向けて拡がる開口部を区画している。
The
このように、整流素子55のリード部164を貫通させる正極側放熱フィン52の開口部150を段付き形状に形成して整流素子55側の開口面積を大きくすることにより、整流素子55近傍の隙間を拡大することができるため、開口部150近傍の2種類の放熱フィン52、53間の隙間に泥や塩などの異物が溜まって整流素子55を腐食したり、これに伴って冷却風の通風抵抗が増して整流素子55の温度が上昇して寿命を低下させることを防止することができ、整流装置5の耐久性を向上させることができる。
As described above, the
また、凸部となる樹脂リング166が整流素子55に形成されている場合であっても、この樹脂リング166とこれに対向する正極側放熱フィン52との間の隙間に対する異物の滞留を有効に防止することが可能になる。
Further, even when the
また、開口部150の負極側放熱フィン53側の開口面積を、回転軸33方向と垂直な整流素子55の横断面積(ローレット部168の断面積)や、凸部である樹脂リング166の横断面積よりも大とすることにより、整流素子55と正極側放熱フィン52との間での異物の滞留を確実に防止することができる。
Further, the opening area of the
また、整流素子55と正極側放熱フィン52との間への異物の滞留がなくなることにより、開口部150を貫通するリード部164が異物を介してその周囲の正極側放熱フィン52と短絡することを防止することができ、長期にわたって良好な整流特性を維持することが可能となる。
Further, since the foreign matter does not stay between the rectifying
また、本実施形態の整流装置5では、整流素子54、55の各リード部が回転軸33方向に沿って同一方向を向いており、正極側放熱フィン52と負極側放熱フィン53に挟まれた空間の外部において端子台51によって配線されている。このように端子台51を2種類の放熱フィン52、53で挟まれた空間の外部に配置することにより、端子台51と反対側(リヤカバー7側)から導入される冷却風をこれら2種類の放熱フィン52、53に効率よく当てることができる。また、このような放熱フィン52、53と端子台51の配置を実現した場合には、一方の負極側放熱フィン53に取り付けられた整流素子55のリード部164が他方の正極側放熱フィン52と交差することになるが、段付き形状の開口部150を設けることにより、この交差部近傍の隙間における異物の滞留をなくすことができるため、このような構造の整流装置5の耐久性を向上させることができる。
Further, 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。例えば、上述した実施形態では、正極側放熱フィン52に段付き形状の開口部150を形成したが、これ以外の断面形状として、一方の放熱フィンとしての負極側放熱フィン53に向けて拡がる形状の開口部を採用してもよい。
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. For example, in the above-described embodiment, the step-shaped
図3は、正極側放熱フィン52に形成された開口部の変形例を示す図である。図3に示す変形例では、正極側放熱フィン52に形成された開口部152は、負極側放熱フィン53側の開口面積が反対側(端子台51側)の開口面積よりも次第に大となるように傾斜した側面を有している。このようないわゆるテーパ孔形状の開口部152を採用する場合にも段付き形状の開口部150と同様の効果を得ることができる。
FIG. 3 is a view showing a modification of the opening formed in the positive-
図4は、正極側放熱フィン52に形成された開口部の他の変形例を示す図である。図4に示す変形例では、正極側放熱フィン52に形成された開口部154は、負極側放熱フィン53側の開口面積が反対側(端子台51側)の開口面積よりも途中から次第に大となるように傾斜した側面を有している。端子台51側の一部をストレート孔形状に、残りの部分をテーパ孔形状にした開口部154を採用する場合にも段付き形状の開口部150と同様の効果を得ることができる。
FIG. 4 is a view showing another modification of the opening formed in the positive-
また、上述した実施形態では、貫通孔として開口部150を形成したが、正極側放熱フィン52の外縁から延びるスリット状の開口部を採用してもよい。例えば、図5に示すように、正極側放熱フィン52の径方向外側の外周縁部から径方向内側へ向けて延びる溝部としての段付き形状やテーパ孔形状の開口部156を採用してもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、負極側放熱フィン53と端子台51の間に正極側放熱フィン52を配置したが、正極側放熱フィン52と端子台51の間に負極側放熱フィン53を配置する場合には負極側放熱フィン53に段付き形状等の開口部を形成し、正極側放熱フィン52に搭載した整流素子のリード部を当該開口部に通して配置することにより本発明を適用することができる。
In the above-described embodiment, the positive electrode side
1 車両用交流発電機
5 整流装置
50 配線用電極
51 端子台
52 正極側放熱フィン
53 負極側放熱フィン
54、55 整流素子
150 開口部
160 台座
162 半導体ペレット
164 リード部
168 ローレット部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記第1の放熱フィンに取り付けられた第1の整流素子と、
前記第2の放熱フィンに取り付けられた第2の整流素子と、
前記第1および第2の整流素子を配線する端子台と、を備え、
前記第2の放熱フィンは、前記第1の放熱フィンに取り付けられた前記第1の整流素子に対応する位置に、前記第1の放熱フィン側の開口面積が反対側の開口面積よりも大となる円形の開口部を有し、
前記第1の整流素子は、前記第1の放熱フィンの表面よりも前記第2の放熱フィン側に突出する樹脂リングおよびローレット部からなる凸部を有し、
前記開口部の前記第1の放熱フィン側の直径は、前記第1の整流素子の凸部の直径よりも大きな値に設定されており、かつ
前記開口部は、前記第2の放熱フィンの径方向外側の外周縁部から径方向内側へ向けて延びる溝部としての開口部(156)を有するスリット状であることを特徴とする車両用交流発電機の整流装置。 First and second heat dissipating fins arranged to be overlapped at predetermined intervals along the rotation axis direction;
A first rectifying element attached to the first radiation fin;
A second rectifying element attached to the second radiation fin;
A terminal block for wiring the first and second rectifying elements,
The second radiation fin has an opening area on the first radiation fin side larger than an opening area on the opposite side at a position corresponding to the first rectifying element attached to the first radiation fin. Has a circular opening,
The first rectifying element has a convex portion formed of a resin ring and a knurled portion that protrudes toward the second radiating fin from the surface of the first radiating fin,
The diameter of the opening on the first radiating fin side is set to a value larger than the diameter of the convex portion of the first rectifying element, and
The vehicular AC power generation is characterized in that the opening has a slit shape having an opening (156) as a groove extending radially inward from an outer peripheral edge on the outer side in the radial direction of the second radiating fin. Machine rectifier.
前記第1の整流素子は、前記第2の放熱フィンに設けられた前記開口部を通して延在するリード部を有することを特徴とする車両用交流発電機の整流装置。 In claim 1 ,
The rectifying device for an AC generator for a vehicle, wherein the first rectifying element has a lead portion that extends through the opening provided in the second radiating fin.
前記第2の整流素子のリード部は、前記第1の整流素子のリード部と前記回転軸方向に沿って同一方向を向いており、
前記第1および第2の整流素子の各リード部は、前記第1および第2の放熱フィンに挟まれた空間の外部において前記端子台によって配線されていることを特徴とする車両用交流発電機の整流装置。 In claim 2 ,
The lead portion of the second rectifying element faces the same direction as the lead portion of the first rectifying element along the rotational axis direction,
Each of the lead portions of the first and second rectifying elements is wired by the terminal block outside the space sandwiched between the first and second radiating fins. Rectifier.
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