JP4869386B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
このものの場合、貫通孔に圧入された整流素子の底面が、冷却ファンの回転により生じた冷却風の通風路に配置された波形形状の放熱フィンに接触しており、整流素子の放熱性が図られている。
また、整流素子は、波形形状の放熱フィンに底面が線接触で接触しており、接触面積は小さいので整流素子と放熱フィンとの間の熱抵抗が大きなってしまい、整流素子の放熱性が低いという問題点もあった。
また、整流素子のベースがヒートシンクの表面に面接触しているので、整流素子とヒートシンクとの間の熱抵抗は低減し、整流素子の放熱性が向上する。
図1はこの発明の実施の形態1による車両用交流発電機の要部断面図、図2は図1の負極側ヒートシンク18と負極側整流素子19との関係を示す分解斜視図である。
である。
この車両用交流発電機は、アルミニウム製のリヤブラケット1及びフロントブラケット(図示せず)から構成されたケ−スと、リヤブラケット1のベアリング収納部2に嵌着されたリヤベアリング3及びフロントブラケットのベアリング収納部(図示せず)に嵌着されたフロントベアリング(図示せず)により回転自在に支持されているとともに一端部にプ−リ(図示せず)が固定されたシャフト4とを備えている。
また、車両用交流発電機は、シャフト4に固定されたランドル型の回転子5と、ケ−ス内の内壁面に固定された固定子6と、シャフト4のプーリの反対側の端部に固定され回転子5に電流を供給するスリップリング7と、スリップリング7に先端面が摺動する一対のブラシ(図示せず)と、固定子6に電気的に接続され固定子6で生じた交流を直流に整流する整流装置8と、固定子6で生じた交流電圧を所定範囲内に調整する電圧調整器(図示せず)とを備えている。
固定子6は、固定子コア12と、この固定子コア12に導線が巻回され回転子5の回転に伴い、回転子コイル9からの磁束の変化で交流が生じる固定子コイル13とを備えている。この固定子コイル13から導出したリード線14は、端子台15、共通線35を介して整流装置8と電気的に接続されている。
正極側ヒートシンク16及び負極側ヒートシンク18は、共にアルミニウムで構成されている。
正極側ヒートシンク16は、長方形状の正極側ヒートシンク本体20と、この正極側ヒートシンク本体20の裏面に並設された複数個のフィン21と、ヒートシンク本体20の両側に設けられた固定部(図示せず)とを備えている。
負極側ヒートシンク18は、正極側ヒートシンク本体20と平行に対向した長方形状の負極側ヒートシンク本体22と、この負極側ヒートシンク本体22の裏面に並設された複数個のフィン23と、負極側ヒートシンク本体22の両側に設けられた固定部40とを備えている。
挿入部27は、ベース24と一体で銅で形成されている。この挿入部27は、図3に示すように、根元部に縦目ローレット29が形成されている。
挿入部27は、フィン23に対応した位置に形成された挿入穴30に挿入されている。
また、挿入部33の根元部には縦目ローレット(図示せず)が形成され、挿入部33は、フィン21に対応した位置に形成された挿入穴(図示せず)に挿入されている。
即ち、正極側ヒートシンク16の固定部と負極側ヒートシンク18の固定部40とは、絶縁物(図示せず)を介して重ねられ、ボルトが固定部40を貫通してリヤブラケット1に螺着して固定されている。
負極側整流素子19及び正極側整流素子17は、端子台15から導出した、リード線14と電気的に接続された共通線35と接続されており、負極側整流素子19は、リヤブラケット1を介してアースされている。
一列にそれぞれ配置された、負極側整流素子19及び正極側整流素子17は、互いにシフトして対面している。つまり、隣接した負極側整流素子19のそれぞれの挿入部27の中心軸線間の中心点を通る中心線上に、対向した正極側整流素子17の挿入部33の中心軸線を一致させるように、負極側整流素子19及び正極側整流素子17は配置されている。
この場合には、負極側整流素子19の挿入部27を負極側ヒートシンク18に仮挿入後、フィン23の先端側から挿入部27の先端部を掴んで組み込みを完了させることも可能である。その際、挿入部27は、根元部に縦目ローレット29が形成されているので、回転することなく円滑に挿入される。
また、挿入部27の先端部を挿入穴が通る範囲で掴むのに適した形状にすることで、ベース24を圧入プランジャ等で押すことが不要となり、負極側整流素子19の負極側ヒートシンク18に対する取付け工程時の破損を低減することができる。
また、正極側ヒートシンク16の隣接したフィン21間に挿入穴を形成し、この挿入穴に挿入部を遊挿し、挿入部の端部に止め具を装着するようにしてもよい。
まず、電流がバッテリ(図示せず)からブラシおよびスリップリング7を介して回転子5の回転子コイル9に供給され、磁束が発生する。この磁束により、ポールコア10が周方向に交互にN極とS極とに磁化される。
一方、エンジンの回転トルクがベルト(図示せず)およびプーリを介してシャフト4に伝達され、回転子5が回転される。そこで、回転磁界が固定子6の固定子コイル13に与えられ、起電力が固定子コイル13に発生する。
この交流の起電力は、整流装置8で直流電流に整流され、バッテリが充電され、或いは電気負荷に供給される。
なお、図示していないフロントブラケットにおいても、冷却風がフロントブラケットの端面に穿設された吸気孔から吸気され、ファンにより径方向外側に曲げられ、フロントブラケットの側面に穿設された排気孔からフロントブラケット外に排気される。
また、挿入部27は、フィン21,23を構成したアルミニウムよりも熱伝導効率の高い銅で構成されているので、挿入部27が挿入されたフィン21,23は、隣接したアルミニウムで構成されたフィン21,23よりも高い放熱効果が得られる。
図6はこの発明の実施の形態2における車両用交流発電機の負極側整流素子19Bを示す側面図である。
この負極側整流素子19Bは、ベース24の底面に取付け部である、コの字形状の挿入部27Bが接着されている。この挿入部27Bを挿入穴30Bに挿入し、露出した先端部をかしめ変形することで、図7に示すように、負極側整流素子19Bは、ブロック状の負極側ヒートシンク18Bに取付けられる。
また、負極側整流素子19Bの取付け作業時に、負極側整流素子19Bの挿入部27Bの除く部位には、過度な応力が加わることなく、信頼性が向上する。
なお、正極側整流素子についても、負極側整流素子19Bと同じ構成であり、その説明は省略する。
また、他の構成は、実施の形態1と同じである。
なお、実施の形態1と同様に、負極側整流素子19Bのベース24と挿入部27Bとは一体構成であってもよい。
また、正極側整流素子が取付けられる正極側ヒートシンクについても、負極側ヒートシンク18Cと同じであり、その説明は省略する。
図9はこの発明の実施の形態3による車両用交流発電機の要部断面図、図10は図9の要部分解斜視図である。
この実施の形態では、正極側整流素子17C及び負極側整流素子19Cのそれぞれの樹脂パッケージ26A,32Aが直方体形状である。
他の構成は、実施の形態1と同じである。
このものの場合、正極側整流素子17C及び負極側整流素子19Cが正極側ヒートシンク、負極側ヒートシンク18Dに取付けられた時点で、それぞれの相対位置が定まる。即ち、断面形状が円形の挿入部27,33のように、挿入後の周方向の位置ずれのおそれはない。
例えば、円弧帯形状のヒートシンク本体をシャフトを中心にして配置し、ヒートシンク本体に、複数のフィンを立設するようにしてもよい。
また、図12に示すように、円弧帯形状の負極側ヒートシンク本体22Aをシャフトを中心にして配置し、負極側ヒートシンク本体22Aに、複数のフィン23Aを放射線状に立設するようにしてもよい。正極側ヒートシンについても同様である。
また、ケースに整流装置のヒートシンクを面接触して一体化して構成された車両用交流発電機においても、このヒートシンクにこの発明の整流素子を面接触して取付けるようにしてもよい。
また、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たが、この発明は、勿論車両用に限定されるものではなく、また電動機にも適用できる。
Claims (11)
- ケースと、
このケースに回転自在に支持されたシャフトと、
このシャフトに固定された回転子と、
前記ケースの内壁面に固定された固定子コア及びこの固定子コアに巻装された固定子コイルとから構成された固定子と、
前記固定子コイルに電気的に接続され交流を直流に整流する整流素子及びこの整流素子を放熱するヒートシンクを有する整流装置とを備え、
前記整流素子は、前記ヒートシンクの表面に面接触したベースと、このベースに搭載された半導体素子チップと、前記ベースから前記ヒートシンク側に突出した取付け部とを有し、この取付け部がヒートシンクに係合して、整流素子はヒートシンクに取付けられており、
前記取付け部は、軸線に対して垂直方向に沿って切断した断面の大きさが、前記ヒートシンクに面接触した前記ベースの面の大きさよりも小さいことを特徴とする回転電機。 - 前記ヒートシンクの前記整流素子が取付けられた面と反対側の面には、複数のフィンが立設されており、前記取付け部は、このフィンに挿入されてフィンと一体化されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記取付け部は、前記ヒートシンクに挿入されて外部に露出した先端部が折曲されて、前記整流素子がヒートシンクに取付けられていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記ヒートシンクは、前記ヒートシンクに挿入された前記取付け部の先端部の周辺部位が折曲されて、前記整流素子がヒートシンクに取付けられていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記取付け部は、前記ヒートシンクに挿入されて外部に露出した端部に係止した止め具により、前記整流素子がヒートシンクに取付けられていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記取付け部は、前記ヒートシンクよりも熱伝導率が高い材料で構成されることを特徴とする請求項1ないし5の何れか1項に記載の回転電機。
- 前記ベースと前記取付け部とは同一部材で一体に形成されていることを特徴とする請求項1ないし6の何れか1項に記載の回転電機。
- 前記整流素子は、直方体形状であることを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載の回転電機。
- 前記取付け部は、矩形平板状であり、この取付け部は、前記ヒートシンクに形成された長穴形状の挿入穴に挿入されていることを特徴とする請求項1ないし8の何れか1項に記載の回転電機。
- 前記ヒートシンクは、正極側ヒートシンク及びこの正極側ヒートシンクに対面した負極側ヒートシンクであり、
前記整流素子は、間隔を空けて前記正極側ヒートシンクに一列に配置された複数の正極側整流素子及び間隔を空けて前記負極側ヒートシンクに一列に配置された複数の負極側整流素子であり、
各前記正極側整流素子及び前記負極側整流素子は、互いに列方向にシフトして対面していることを特徴とする請求項1ないし9の何れか1項に記載の回転電機。 - 前記回転電機は車両用交流発電機であることを特徴とする請求項1ないし10の何れか1項に記載の回転電機。
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