KR20140007068A

KR20140007068A - 회전 전기 기계용 전압 조정기 장치, 이 장치를 구비한 기계용 베어링, 및 이 베어링을 포함하는 기계

Info

Publication number: KR20140007068A
Application number: KR1020137015894A
Authority: KR
Inventors: 브누와 왈므; 크리스토프 두귀; 브리 레꼴; 피에르 티세랑
Original assignee: 발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2014-01-16
Also published as: WO2012085421A2; EP2656486A2; CN103270675B; CN103270675A; FR2969410A1; US20130334915A1; EP2656486B1; FR2969410B1; US9559562B2; WO2012085421A3; BR112013008852A2; KR101892314B1

Abstract

본 발명은 회전 전기 기계용, 특히 자동차의 교류발전기 및/또는 교류발전기-스타터용의 전압 조정기 장치(14)로서, 상기 전압 조정기 장치(14)는 상기 전기 기계를 제어하는데 기여할 수 있는 하나 또는 몇 개의 전자 구성요소 또는 구성요소들(28)과, 평행한 방열 베인(32, 132)을 가지며 상기 구성요소 또는 구성요소들과 열-교환 관계에 있는 히트 싱크(30)와, 상기 히트 싱크가 그 위에 위치되어 있는 지지부(34)를 포함하는, 전압 조정기 장치(14)에 관한 것이다. 상기 지지부는, 상기 히트 싱크의 베인들이 상기 지지부와 상기 전기 기계 사이에 마련된 함몰부의 영역을 향해 공기 흐름을 배향할 수 있게 하는 방식으로, 상기 전기 기계상에 장착될 수 있다. 또한, 본 발명은 이러한 장치를 구비한 전기 기계의 베어링과, 이러한 베어링을 구비한 전기 기계에 관한 것이다.

Description

회전 전기 기계용 전압 조정기 장치, 이 장치를 구비한 기계용 베어링, 및 이 베어링을 포함하는 기계{VOLTAGE REGULATOR DEVICE FOR A ROTARY ELECTRIC MACHINE, BEARING FOR SUCH A MACHINE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE AND SUCH A MACHINE COMPRISING SUCH A BEARING}

본 발명은 자동차의 교류발전기 및/또는 교류발전기-스타터와 같은 특히 다상 회전 전기 기계용의 전압 조정기 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 이러한 전압 조정기 장치 및 전류 정류 장치를 구비한 회전 전기 기계의 베어링에 관한 것이다.

마지막으로, 본 발명은 이러한 베어링을 구비한 회전 전기 기계에 관한 것이다.

로터의 권취 스테이터와, 로터의 적어도 하나의 계자 권선을 포함하는 자동차의 교류발전기는 현재 공지되어 있다. 이들 교류발전기는 자동차의 탑재된 전력 공급원에 전기를 공급하고 자동차 밧데리를 재충전하는 전류의 발생기로서 기능한다. 이러한 목적을 위해, 교류발전기의 로터는 운동 전달 장치를 거쳐서 자동차의 열기관에 의해 회전되며, 로터의 계자 권선은 여기 전류로서 공지된 전류에 의해 공급된다. 이러한 방법에서 자화된 로터는 AC 전류가 기계의 스테이터의 권선에서 유도되게 하는 방식으로 기전력을 발생하며, 상기 기계는 AC를 DC로 변환하는 적어도 하나의 브릿지 전류-정류기를 거쳐서 탑재된 전력 공급원 및 밧데리에 연결되도록 구성되어 있다.

탑재형 전력 공급부 및 밧데리의 수신기가 손당되지 않고 정확하고 신뢰성있게 작동할 수 있게 하는 방식으로 자동차의 탑재된 전력 공급원 및 밧데리에 공급된 전압을 조정하는 것이 필요하다. 이러한 이유 때문에, 계자 권선의 여기 전류는 제어된다.

이러한 목적을 위해서, 교류발전기 둘레에 끼워맞춰진 하나 또는 몇 개의 전자 구성요소 또는 구성요소들을 포함하는, 전자 회로에 의해 여기 전류를 제어하도록 설계된 조정기 장치가 공지되어 있다. 이러한 전자 회로는 배기되어야 하는 열을 방열한다. 이것은 오히려 성취하기가 용이하지 않은데, 그 이유는 회로가 100℃보다 높은 고온이 가해지며 냉각 기능을 제공하기 위해서 전도성이 아닌 환경에 위치되기 때문이다.

따라서, 히트 싱크를 포함하여 전자 회로에 의해 발생된 열의 배기가 용이해지게 하는 전압 조정기 장치는 이미 제안되어 있다.

그러나, 보닛 아래의 온도가 특정 레벨까지 상향될지라도, 온도 상태가 보다 심각하게 될 때, 예를 들면 120°보다 높게 될 때, 공지된 장치는, 전기 기계의 증가된 파워와, 자동차의 열기관에 가능한 한 근접하게 위치되어야 하는 전압 조정기 장치 및 교류발전기를 콤팩트하게 해야 하는 필요성에 따라 부적절한 것으로 알려져 있다. 다음에, 전압 조정기 장치의 특정 전자 회로 구성요소가 반도체의 형태인 전자 회로의 경우에 전자 회로의 기술에 있어서 한계 이상인 온도, 예를 들면 150°의 온도에서 가능하지 않기 때문에, 히트 싱크의 효율은 중요하다.

본 발명은 상술한 문제점의 해결책을 제안하는 것이며, 회전 전기 기계용, 특히 자동차의 교류발전기 및/또는 교류발전기-스타터용의 전압 조정기 장치로서, 상기 전압 조정기 장치는 상기 전기 기계를 제어하는데 기여할 수 있는 하나 또는 몇 개의 전자 구성요소 또는 구성요소들과, 평행한 방열 베인을 가지며 상기 구성요소 또는 구성요소들과 열-교환 관계에 있는 히트 싱크와, 상기 히트 싱크가 그 위에 위치되어 있는 지지부를 포함하는, 전압 조정기 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 지지부는, 상기 히트 싱크의 베인들이 상기 지지부와 상기 전기 기계 사이에 마련된 함몰부의 영역을 향해 공기 흐름을 배향할 수 있게 하는 방식으로, 상기 전기 기계상에 장착될 수 있다.

따라서, 공기 흐름에 부여된 배향은 그 유량이 보다 직접적인 궤적에서 부여됨으로써 개선되게 할 수 있으며, 이것은 장애물, 특히 브릿지 전류-정류기와 같은 열점(hot point)을 나타내는 장애물을 회피할 수 있게 한다. 이러한 방법에서, 열을 배기하기 위한 용량은 히트 싱크의 베인을 스위핑(sweeping)하는 공기 품질에 의해 증가되고 그리고 보다 효율적인 열 교환기가 제조됨으로써, 전자 구성요소 또는 구성요소들이 심각한 온도 환경일지라도 냉각되게 하며, 이것은 히트 싱크와 관련하여 제조의 용이성을 유지하고, 전압 조정기 장치를 크게 변경하지 않고, 그에 따라 보다 신뢰할만하다.

이러한 방법에서, 조정기 장치는 기술에 의해 부여된 한계 온도, 예를 들면 대략 225°에서 기능할 수 있는 브릿지 전류-정류기 또는 정류기들 보다 온도 상승에 보다 잘 반응하기 때문에, 보다 강력한 교류발전기가 제공된다.

다른 장점을 제공하고 별개로 또는 조합되는 다른 특징부가 제공된다:

- 히트 싱크는 상기 전자 구성요소 또는 구성요소들과 열교환 관계에 있는 베이스를 포함하며, 상기 베인들은 상기 베이스로부터 연장되며,

- 상기 베이스는 접착제 또는 용접과 같은 고정 수단에 의해 상기 전자 구성요소 또는 구성요소들과 직접 접촉되어 있으며,

- 상기 베이스는 상기 베이스와 상기 전자 구성요소 또는 구성요소들 사이에 삽입된 기판을 통해서 전자 구성요소 또는 구성요소들과 간접 접촉되어 있으며,

- 상기 베인들은 상기 베이스에 대해서 실질적으로 수직으로 연장되며, 상기 히트 싱크는, 상기 베인들에 평행하고, 상기 함몰부의 영역을 향해 배향된 축선 D를 구비하며,

- 상기 지지부는 브러시 홀더 하우징으로서 공지된 적어도 하나의 하우징이 마련된 브러시 홀더를 더 포함하며, 상기 브러시 홀더 하우징은 방향 D'에 따라 배향되어 브러시를 수용할 수 있어서, 전기 기계의 로터와의 전기 접속이 설정될 수 있게 하며,

- 상기 히트 싱크의 축선 D 및 상기 브러시 홀더 하우징의 축선 D'는 10°보다 큰 각도를 형성하며,

- 상기 히트 싱크의 축선 D 및 상기 브러시 홀더 하우징의 축선 D'는 40°와 90° 사이의 범위의 각도, 특히 대략 66°의 각도를 형성한다.

상기 히트 싱크가, 베이스의 측면 에지로부터 연장되며, 예를 들면 절첩에 의해 형성되는 U자 프로파일을 형성하는 2개의 방열 베인을 포함하는 것을 제안한다. 따라서, 히트 싱크는 예를 들면 상기 2개의 베인 사이에서 중간에 위치된 적어도 하나의 추가적인 방열 베인을 가능한 한 포함한다. 상기 베인 또는 베인들은 예를 들면 용접에 의해 베이스에 접합되어 있다. 선택적으로, 이들 베인은 베이스에 마련된 하나의 그루브 또는 그루브들에 삽입될 수 있다.

히트 싱크 및 추가적인 베인 또는 베인들은 열-전도성 재료로 제조된다.

이러한 또는 이들 추가적인 베인들에 의해서, 방열이 더욱 개선된다. 본 발명의 이러한 실시예에 따르면, 하기의 특징부가 사용될 수 있다:

- 상기 베인 또는 베인들은 상기 베이스를 지나 내부를 향해 축방향으로 연장된다.

- 상기 베인 또는 베인들은 상기 전기 기계의 중앙 공기 흡입 개구부에 대향되어 위치되도록 구성된 연장부를 구비한다.

- 상기 연장부는 상기 지지부와 상기 전기 기계의 중앙 개구부 사이에 위치될 수 있다.

- 상기 베인 또는 베인들은 전체적으로 L자형이다.

- 상기 히트 싱크는 몇 개의 추가적인 방열 베인을 포함한다.

- 상기 추가적인 베인 또는 베인들은 히트 싱크와 동일한 재료로 제조된다.

추가적으로 또는 상보적으로, 지지부는 상기 히트 싱크가 위치되는 제 1 부분을 포함하며, 상기 제 1 부분은 상기 브러시 홀더 또는 홀더들을 구비한 측면 에지를 구비한다. 하나의 슬롯 또는 슬롯들은 상기 제 1 부분과 상기 브러시 홀더 또는 브러시 홀더들 사이에서 지지부를 통해 마련된다. 이들 슬롯은 공기가 통과될 수 있게 하며, 그에 따라 브러시 홀더 하우징들 둘레를 포함한 부분에서 냉각이 개선된다. 보다 자세하게, 브러시 홀더를 전압 조정기 장치의 전자 회로에 연결하는 전기 트랙들은 보다 균일하게 냉각되어 전자 회로의 온도를 더욱 억제할 수 있다. 회전 전기 기계가 포함되는 집전장치의 집전 링의 온도도 또한 감소된다.

다시 선택적으로 또는 상보적으로, 상기 히트 싱크는 구리로 제조되며, 구성요소 또는 구성요소들과 직접 또는 간접 접촉되어 있다. 이러한 방법에서, 방열은 다시 개선된다.

추가적인 베인 또는 베인들은 구리로 제조된다.

또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 조정기 장치를 구비한 회전 전기 기계 베어링과, 이러한 베어링을 구비한 회전 전기 기계에 관한 것이다.

또한, 베어링은 중앙 개구부를 포함하는 전류 정류 장치를 형성하기 위해서 전기 기계에 의해 발생된 전류를 정류하기 위한 장치를 구비하며, 상기 함몰부의 영역은 상기 개구부 둘레에 위치된다.

특히, 상기 개구부는 베어링의 중앙 개구부의 연장부에 위치되며, 상기 중앙 개구부는 전압 조정기 장치가 속하는 기계를 통해 샤프트가 통과될 수 있도록 설계된다.

본 발명과 다른 장점들은 첨부 도면을 참조한 하기의 설명을 읽으면 보다 잘 이해될 수 있으며, 하기의 설명은 단지 예시로서 제공된 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 의도는 아니다.

도 1은 본 발명의 전기 기계의 예시적인 실시예의 반경방향 단면 평면을 따라 도시하는 도면이다.
도 2는 상기 전기 기계의 변형 실시예의 축방향 단부 부분을 분해도로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 조정기 장치의 예시적인 실시예를 위에서 본 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 축선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 조정기 장치의 변형 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 6은 전압 조정기 장치의 영역에서 공기 흐름을 최적화하도록 구성된 보호 커버를 위에서 본 사시도이다.
도 7은 도 6의 커버를 아래에서 본 사시도이다.
도 8은 콤(comb)의 형상의 방열 베인을 구비한 변형 히트 싱크의 사시도이다.

우선, 본 발명의 조정기 장치가 사용될 수 있는 회전 전기 기계의 일 예를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 특별한 다상 기계는 예를 들면 케이싱(1)을 포함하며, 케이싱(1) 내측에, 샤프트(3)와, 이 샤프트(3)와 일체로 회전하는 로터(2)와, 도면에는 보이지는 않지만 약한 공기-갭이 존재하면서 로터(2)를 둘러싸는 권취 스테이터(4)를 포함하고 있다.

이러한 스테이터(4)는 예를 들면 스테이터(4)의 권선을 장착하기 위한 노치 절연부가 마련된 노치부를 구비한 금속 플레이트의 팩(pack)의 형태인 본체를 포함한다. 스테이터(4)는 몇 개의 상(phase)을 포함하며, 각각의 상은 스테이터의 본체의 어느 한 측면상에 묶음(5)(chignon)을 형성하는 적어도 하나의 롤러 베어링으로 구성된다. 상의 출력은, 탑재된 전력 공급원에 공급하고 그리고 자동차의 밧데리를 재충전하는 작용을 하는, AC를 DC로 변환하는 장치에 속하는 커넥터에 예를 들면 델타 또는 스타 연결되고 그리고 링크연결된다.

로터와 관련된 적어도 하나의 유도 권선(10)을 통해 유도되는 로터는, 샤프트(3)가 회전될 때 스테이터(4)의 권선 내에 교류를 발생한다. 이러한 전류는 AC를 DC로 변환하는 장치에 의해 DC로 변환된다.

여기에서 로터는 예를 들면 미국 특허 공개 제 2002/0175589 A1 호 및 유럽 특허 공개 제 0 454 039 A1 호에 개시된 클로 로터(claw rotor)이며, 이 로터는 2개의 축방향으로 병치된 폴라 휠(7, 8)(polar wheel)을 포함하며, 각각의 폴라 휠은 다른 폴라 휠의 플랜지를 향해 축방향으로 배향된 사다리꼴 형상의 치형부(9)가 그 외부 주연부상에 마련되어 있는 횡단 플랜지를 구비하며, 하나의 폴라 휠의 치형부는 다른 폴라 휠의 2개의 인접한 치형부(9) 사이의 공간을 관통한다. 계자 권선(10)은 휠(7, 8)의 플랜지 사이에서 축방향으로 설치되어 있다. 이러한 권선(10)은 2개의 부분으로 원통형 허브에 의해 지지되며, 각 부분은 휠(7, 8)의 플랜지 중 하나에 속한다. 선택적으로, 허브는 휠(7, 8)의 플랜지와 별개의 고형 주입성형(solid casting)이다. 샤프트(3)는 폴라 휠(7, 8)을 고정하기 위한 널링가공된(knurled) 부분을 구비한다.

계자 권선(10)이 전기가 공급되면, 강자성 재료로 제조된 로터(2)는 자화되며, 폴라 휠(7, 8)의 축방향으로 배향된 치형부(9) 둘레에 자북극-자남극을 형성하면서 유도 로터가 된다.

선택적으로, 로터는 예를 들면 국제 공개 팜플랫 제 WO 2002/054566 호에 개시된 바와 같은 세일런트 폴 타입(salient pole type)일 수 있으며, 몇 개의 계자 권선을 포함하며, 각 계자 권선은 이러한 폴 둘레에 감겨지며, 국제 공개 팜플랫 제 WO 2002/054566 호의 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이 직렬로 장착된다.

선택적으로, 로터는 프랑스 특허 제 FR 2 857 517 호에 개시된 바와 같이 2개의 클로 폴라 휠 및 2개의 계자 권선을 포함한다.

선택적으로 다시 로터는 또한 영구 자석을 구비한다.

도 1의 실시예에 있어서 그 전방 단부상의 로터(2)의 샤프트(3)는 교류발전기와 차량의 열기관 사이에서 운동을 전달하기 위한 장치에 속하는 풀리(12)를 지지한다. 상기 전동 장치는 예를 들면 열기관의 크랭크샤프트에 의해 구동되는 도시하지 않은 적어도 하나의 볼트를 포함한다.

도시된 예에 있어서, 그 후방 단부상의 엔진의 샤프트(3)는 예를 들면 집전장치(collector)를 거쳐서 프랑스 특허 제 FR 2 710 200 호에 개시된 바와 같은 타입의 로터(2)의 계자 권선 또는 권선들(10)의 단자에 하드와이어 연결된 집전 링(13)을 지지한다. 브러시(15)는 집전 링(13)상에 마찰되는 방식으로 배치된다. 이들 브러시는, 도시된 예시적인 실시예의 경우에, 후술하게 되는 본 발명의 전압 조정기 장치(14)에 속하는 브러시 홀더(50)에 수용되어 있다. 실제로, 샤프트(3)의 후방 단부에 가장 가까운 집전 링은 접지(earth)에 연결된다.

예를 들면, 케이싱(1)은 2개의 부분, 즉 풀리(12)에 인접하고 전방 베어링이라고 공지된 전방 플랜지(16)와, 본 실시예에서 전압 조정기 장치(14)와 AC를 DC로 변환하는 전류 정류 장치를 지지하는 것으로 후방 베어링으로서 공지된 후방 플랜지(17)를 구성되어 있다.

베어링(16, 17)은 금속이며, 여기에서 알루미늄으로 제조된다. 이들 베어링은 본 실시예에서 중공 형상이다. 선택적으로, 베어링 중 적어도 하나는 평판 형상이다. 이들 베어링(16, 17) 각각은 샤프트(3)의 회전 장착을 위한 각각의 볼 베어링(19, 20)을 중심에 포함하고 있다. 도 1의 실시예에 있어서, 베어링(19)의 내부 링과 폴라 휠(7) 사이에 스페이서(159)가 삽입되며, 풀리(12)는 베어링(19)의 내부 링에 대항해서 안착되는 동시에 너트(360)를 통해서 샤프트(3)의 전방 단부에 고정된다. 이들 베어링(16, 17)은 절취되어, 적어도 하나의 팬의 회전에 의해 발생된 공기의 순환에 의해 교류발전기가 냉각될 수 있게 한다. 이들 베어링(16, 17) 각각은 샤프트(3)의 중심에 있는 축방향 단부용 중앙 개구부가 관통되어 있다.

도시하지 않은 일 실시예에 있어서, 이러한 팬은 풀리(12)에 외부에 인접하여 있다. 도 1에서, 팬은 캐스팅에 내부에 위치되어 있다. 이러한 목적을 위해서, 로터(2)는 그 축방향 단부들 중 적어도 하나를 지지하며, 팬은 이러한 공기 순환을 보장하도록 설계된다. 도시된 실시예에서, 도면부호(23)의 팬은 로터의 전방 면상에 마련되며, 보다 강력한 다른 팬(24)은 후방 면상에 마련되며, 각 팬은 복수의 베인(26)을 구비하고 있다.

선택적으로, 엔진을 냉각시키는 작용을 하는 공기를 발생시키기 위해서, 터빈 또는 원심 펌프는 상술한 특허문헌 프랑스 특허 제 2 744 575 호에서와 같이 사용될 수 있다.

다시 선택적으로, 전압 조정기 장치에 구비된 베어링은 공기에 의해 냉각되는 반면에, 다른 베어링은 물에 의해 냉각된다.

팬에 구비된 베어링의 경우에 있어서, 베어링(16, 17)은 기계의 회전 축선 및 축 대칭을 구성하는 샤프트(3)의 축과 관련해서 전체적인 횡방향 배향의 바닥부를 포함하고 있다. 바닥부들은 복수의 공기 흡입구를 구비하며, 각각의 공기 흡입구는 샤프트(3)의 축에 관련해서 전체적인 축방향 배향의 스커트에 의해 그 외부 주연부상으로 연장되어 있다. 스커트는 복수의 공기 배출 개구부를 구비한다. 즉, 팬에 의해서, 공기 흡입 개구부와 배출 개구부 사이에서 공기 순환이 발생되며, 공기 흐름은 이러한 축방향 경로에서 교류발전기를 침투하여 여기에서 반경방향 경로로 빠져나가서, 스테이터(4)의 권취부의 특히 묶음(5)이 냉각될 수 있게 한다.

예를 들면, 후방 베어링의 공기 흡입 개구부는 전체적으로 사다리꼴 형상이다. 또한, 전류 정류 장치 및 전압 조정기 장치(14)를 씌우는 절취 보호 커버(21)가 마련된다.

스테이터의 본체는 베어링(16)의 스커트의 숄더에 대항해서 안착하는 탄성 시일(40)을 통해서 그리고 이러한 목적을 위해 단차형으로 된 베어링(17)의 스커트에 장착된 탄성 버퍼(41)를 통해서 베어링(16, 17)의 스커트에 장착되는 것을 이해할 수 있다(도 1 참조). 선택적으로, 스테이터(4)의 본체는 베어링(16, 17)의 스커트에 강제적으로 끼워맞춰진다.

도시된 실시예에 따르면, 베어링 중 하나, 여기에서 후방 베어링은 도 1에 부분적으로 도시된 바와 같이 전류 정류 장치 및/또는 전압 조정기 장치(14)를 지지하여, 전류 정류 구성으로서 공지된 유닛을 형성한다. 선택적으로, 전방 베어링이 특허문헌 프랑스 특허 제 2 744 575 호의 도 1에 도시된 바와 같이 전류 정류 장치 및/또는 전압 조정기 장치를 지지할 수 있다.

이러한 구성은 전기 기계와, 자동차에 끼워맞춰질 수 있는 기계 유닛을 형성하는 전류 정류 장치 및/또는 전압 조정기 장치를 제공하는 것을 가능하게 한다. 또한, 이러한 구성은 전류 정류 장치 및/또는 전압 조정기 장치가 상기 팬 또는 팬들에 의해 발생된 공기 흐름에 의해 냉각될 수 있게 한다.

여기에서, 이러한 전류 정류 장치는 예를 들면 3-상, 6-상 또는 5-상 브릿지 전류-정류기를 포함한다. 선택적으로, 몇몇 브릿지 전류-정류기가 제공될 수 있다.

예를 들면, 브릿지는, MOSFET 타입의 다이오드 또는 트랜지스터와 같은 제 1 전류 정류 소자를 지지하는, 네가티브 히트 싱크로서 공지된 제 1 히트 싱크와; MOSFET 타입의 다이오드 또는 트랜지스터와 같은 제 2 전류 정류 소자를 지지하는, 포지티브 히트 싱크로서 공지된 제 2 히트 싱크와; 전기적으로 절연 재료로 제조되고, 전기 전도 브랜치가 내부에 매립되어 있는 본체를 포함하는 커넥터를 포함한다. 이들 브랜치는 개별적으로 도시될 수 있으며, 각각의 브랜치는 히트 싱크들 중 하나의 히트 싱크의 제 1 전류 정류 소자를 다른 히트 싱크의 제 2 전류 정류 소자에 연결하며, 상기 제 1 및 제 2 전류 정류 소자는 상이한 전위이다. 교류발전기 또는 교류발전기-스타터의 위상 출력 각각은 상기 브랜치들에 연결된 제 1 전류 정류 소자와 제 2 전류 정류 소자 사이에 마련된 중심점에서 커넥터의 브랜치에 전기적으로 접속되어 있다.

특허문헌 프랑스 특허 제 2 754 650 호에 도시된 실시예에서, 커넥터의 브랜치는 위상의 각각의 출력부에 접속하기 위한 패드를 포함하며, 브랜치 중 2개는 전압 조정기 장치(14)에 연결하기 위한 절반 링을 그 자유 단부에 연장 구비하고 있다. 즉, 이후에 상세하게 설명하는 바와 같이, 일 실시예에서의 본 발명의 전압 조정기 장치는 엔진의 위상 중 2개에 링크연결된 전도성 브랜치에 연결되어 있다. 선택적으로, 특허문헌 프랑스 특허 제 2 754 650 호의 도 1에 도시된 바와 같이, 브랜치 중 2개는 전압 조정기 장치(14)에 연결시키기 위해 링을 그 자유 단부에 연장 구비하고 있다.

네가티브 히트 싱크는 예를 들면 자동차의 접지에 연결된 교류발전기의 케이싱(1)의, 알루미늄으로 제조된 베어링(16, 17) 중 하나로 구성될 수 있는 반면에, 예를 들면 알루미늄으로 제조된 포지티브 히트 싱크는 이러한 베어링에 의해 전기적으로 절연되어 지지되며, 자동차의 밧데리의 포지티브 단자에 케이블을 통해서 접속되도록 설계된 단자 B+로서 공지된 단자를 구비하고 있다.

예를 들면, 전류 정류기 다이오드는, 예를 들면 특허문헌 국제 공개 제 WO 02/054566 호의 도 14 또는 특허문헌 국제 공개 제 WO 02/093717 호의 도 3에 도시된 바와 같이 네가티브 히트 싱크 및 포지티브 히트 싱크에 각각 강제적으로 끼워맞춰진다. 여기에서, 도 1의 브릿지는 특허문헌 국제 공개 제 WO 02/093717 호의 도 3과 동일한 타입이다.

이러한 실시예에서, 참조로서 본원에 인용되는 특허문헌 프랑스 특허 제 2 807 583 호에 개시된 바와 같이, 또한 포지티브 히트 싱크는, 전압 조정기 장치와의 전기 접촉을 위해, 그리고 이러한 포지티브 히트 싱크의 단자 B+를 통해서 밧데리의 포지티브 단자와의 전기 접속을 위해 천공된 러그의 형상의 연장부를, 단자 B+에 근접한 그 원주 단부에 포함하고 있다.

물론, 전류 정류 소자의 개수는 적용분야에 따라, 특히 기계의 위상 및 브릿지 전류-정류기의 개수에 따라 좌우된다. 따라서, 브릿지 전류-정류기를 포함하는 3-상 타입의 교류발전기에 관련된 특허문헌 국제 특허 제 WO 02/093717 호의 실시예에서 있어서는 3개의 네가티브 다이오드 및 3개의 포지티브 다이오드가 마련된다. 특허문헌 미국 특허 제 7,019,424 호에 있어서는, 6개의 네가티브 다이오드 및 6개의 포지티브 다이오드, 및 2개의 브릿지 전류-정류기가 마련되며, 교류발전기는 3-상 이중 타입이다.

특허문헌 미국 특허 제 7,019,424 호의 도 8과 유사한 사시도를 도시하는 도 2는 이러한 종류의 실시예를 도시하고 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 실시예에 따르면, 여기에서 플라스틱으로 제조되고, 공기 통로 개구부(140, 300, 160)를 포함하는 보호 커버(112)가 사용된다.

전류 정류 장치는 AC를 DC로 변환하는 브릿지 전류-정류기(200)를 포함하며, 상기 브릿지 전류-정류기(200)는 특히 베인(400) 및/또는 단자 B+를 구성하는 단자(500)를 구비한 포지티브 히트 싱크(100)와, 예를 들면 스테이터의 권취부의 위상 출력부를 크림핑함으로써 고정 그립의 형상으로 돌출하는 패드(도면부호가 표시되지 않음)를 구비한 커넥터(90)와, 후방 베어링(17)에 의해 구성된 네가티브 히트 싱크를 포함한다. 예를 들면, 이러한 베어링은 도 1의 샤프트(3)의 축선과 조합된 대칭 X-X의 축방향 축선과 관련된 횡방향 바닥부를 포함한다. 이러한 바닥부는 다이오드를 장착하기 위한 개구부를 그 외부 주연부에 마련하고 있다. 특히, 바닥부의 내부 주연부는 복수의 공기 흡입 개구부를 구비하며, 이 개구부 중 하나가 도면부호(118)로 표시되어 있다. 여기에서 전체적으로 사다리꼴 형상의 이들 개구부(118)는, 집전 링(13)을 구비한 집전장치 및 로터의 샤프트의 후방 단부의 통과를 위해, 2개의 연속적인 개구부(118)를 분리하는 아암에 의해 측방향으로 제한되며 및/또는 중앙 개구부(218)를 제한하는 중앙 링에 의해 내부적으로 제한된다. 축선 X-X는 개구부(218)의 중앙을 통해 통과한다. 이러한 바닥부는, 직사각형 형상의 공기 출력 개구부(162)를 구비한, 축선 X-X에 관련하여 축방향 배향의 스커트(161)에 의해 그 외부 주연부 상으로 연장되어 있다. 또한, 고정 러그(163)는 차량의 고정 부분상에 마련된다. 이러한 도면에 도시된 본 발명의 예시적인 전압 조정기 장치(14)는 포지티브 다이오드를 장착하기 위해 천공된, 포지티브 히트 싱크(100)의 원주방향 단부들 사이에 삽입된다.

전압 조정기 장치(14)는 후방 베어링(17) 및 전류 정류 장치를 포함하는 전류 정류 구성에 속한다.

이제 본 발명의 전압 조정기 장치(14)의 상세한 설명을 한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 전압 조정기 장치는 전자 제어 회로에 하나의 전자 구성요소(28) 또는 몇 개의 전자 구성요소(28)를 포함하여, 상기 전자 기계, 평행한 방열 베인을 갖는 히트 싱크(30), 및 상기 히트 싱크(30)가 내부에 위치되는 지지부(34)를 제어하는데 기여할 수 있다. 상기 히트 싱크는, 특히 후방 베어링(17)에 교차하는 공기 흐름을 통해서 후방 베어링의 냉각을 보장하도록 전자 제어 회로(28)와 열교환 관계에 있다. 전자 제어 회로(28)는, 예를 들면 특히 ASIC 타입의 반도체 또는 전자 칩 회로로 제조된다. 전자 제어 회로는 회전 전기 기계에 의해 공급된 탑재된 전력 공급원에 공급된 전압이 조정되는 것을 보장한다. 이러한 목적을 위해서, 예를 들면, 전자 제어 회로는, 특히 그 중에서도 밧데리의 단자에 이용 가능한 전압, 열기관의 회전 속도 및/또는 열기관의 온도와 같은 다양한 데이터 입력에 따라서, 로터의 계자 권선에 공급된 전류를 제어한다.

또한, 이러한 실시예에서의 전자 제어 회로(28)는, 조정기가 예를 들면 특허문헌 프랑스 특허 제 2 649 7978 호에 도시된 바와 같이 기생 전압을 억제함으로써 양호한 조건하에서 작동되게 하는 방식으로, 스테이터의 권선의 위상 중 2개에 대한 정보를 수신한다. 또한, 전자 제어 회로는, 전기 에너지를 특히 열기관을 시동시키기 위한 기계적 에너지로 변환시킬 수 있는 가역 교류발전기로서 일반적으로 공지된 것으로, 특허문헌 프랑스 특허 제 2 745 444 호에 개시된 바와 같은 교류발전기-스타터 모드에서 기계가 작동될 수 있게 한다.

상기 전자 제어 회로(28)는 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이 지지부(34)에 매립된 전기 트랙(29)을 통해 조정기 장치(14)의 다양한 단자에 연결되어 있다.

전자 제어 회로는, 예를 들면 정류기 장치의 대응 단자에 연결되도록 설계되고, 상술한 특허문헌 프랑스 특허 제 2 754 650 호에 개시된 바와 같이 엔진의 위상 중 2개에 링크연결된, 2개의 반부 링(36a, 36b)의 단자(36)를 구비한다. 이러한 실시예에 따르면, 조정기(14)의 지지부(34)는 반부 링을 절연하고 그리고 체결 스크류의 통과가 가능하도록 돌출부 및 상보적인 리세스(도시하지 않음)를 구비할 수 있다.

다시, 전자 제어 회로는 포지티브 히트 싱크의 단자 B+의 근방에서 포지티브 히트 싱크(100)에 상술한 방식으로 전기적으로 접속되도록 설계된 단자(38) 및/또는 이러한 밀폐체를 통해서 접지와 전기 접속을 위해 베어링 밀폐체(17)(도 1에 도시됨)에 고정되도록 설계된 단자(40)를 포함한다.

다시 조정기는 하나 또는 몇 개의 전기 트랙(29)에 의해 전자 제어 회로(28)에 링크연결된 커넥터(42)를 포함하며, 이 커넥터는 특히 차량의 열기관의 전자 제어 유닛에 커넥터(42)를 링크연결하는 단단한-와이어 접속부를 통해서, 자동차의 열기관의 회전 속도 및 온도에 관한 정보를 수집하기 위한 것이다. 상기 커넥터(42)는 장치 외부의 전기 컨덕터에 직접 링크연결될 수 있다. 선택적으로, 커넥터는 이러한 목적을 위해 커버에 링크연결되며, 전기적으로 절연된 재료로 제조되고 커버에 의해 지지된 커넥터에 링크연결된 커버의 본체에 매립된 적어도 하나의 전기 트랙을 포함한다. 이러한 경우에, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 커넥터(42)는 하나의 단자로 구성된다. 물론, 선택적으로 2개의 단자가 마련된다. 이러한 모든 것은 적용분야 및 장치(14)에 의해 수신된 정보의 양에 따라 좌우된다.

예를 들면, 본 발명의 조정기 장치는 조정기를 나사를 사용하여 베어링에 고정하기 위해 중심에 천공된 3개의 고정 러그(44, 46, 48)를 포함한다. 엔진의 위상 중 2개에 접속하는 상기 단자(36), 단자 B+에 접속하는 단자(38), 및 접지에 접속하는 단자(40)는 각각 상기 러그(44, 46, 48) 둘레에 마련된다. 선택적으로, 상술한 방법에서, 단지 하나의 러그(44) 대신에, 2개의 러그가 위상에 각각 접속하도록 마련된다. 이들 러그는 조정기 장치의 하나의 발생부로부터 다른 발생부까지 하나와 다른 하나와 관련되어 표준 방식으로 항상 위치되며, 그 결과 러그들은 동일한 지지부에 고정될 수 있다.

조정기 장치가 브러시 홀더(50)를 구비하고 있는 도시된 예에 있어서, 러그(48)는 브러시 홀더에 가장 근접한 반면에, 2개의 다른 러그(44, 46)는 서로에 대해 근접하고 및/또는 전자 제어 회로(28)에 인접하며, 전기 기계의 위상 중 2개에 연결된 단자(36)에 대응하는 러그(44)는 단자 B+에 연결된 단자에 대응하는 러그(46) 보다는 브러시 홀더(50)에 근접하여 있다.

예를 들면, 상기 제어 회로(28)는, 히트 싱크(30)에서와 같이, 커넥터(42)와 서로에 대해 근접한 2개의 러그(44, 46) 사이에 위치된다. 특히 히트 싱크는 제어 회로(28) 위에 위치된다.

포지티브 히트 싱크(100), 커넥터의 2개의 위상 출력부 및 커넥터(90)의 2개의 위상으로 장치(14)의 전기 접속부를 변경시킴이 없이, 본 발명의 조정기 장치(14)는 상술한 특허문헌 미국 특허 제 7,019,424 호의 도 8의 조정기 장치 대신에 유리하게 사용될 수 있다는 것은 상술한 설명으로부터 명확하다.

상기 지지부(34)는 예를 들면 PPS와 같은 절연 재료로 제조된다. 특히, 히트 싱크(30)는 지지부(34)에 오버몰딩되어 있다.

본 발명에 따르면, 히트 싱크(30)의 베인(32)이 상기 지지부와 상기 전기 기계 사이에 마련된 함몰부(Dp)의 영역을 향해서 공기 흐름을 배향시킬 수 있게 하는 방식으로, 상기 지지부(34)는 전기 기계상에 장착될 수 있다. 이러한 방법으로, 방열이 개선된다.

함몰부의 영역은 예를 들면 포지티브 히트 싱크(100) 및 조정기(14)의 지지부(34)에 의해 형성되며, 상기 조정기의 지지부는 중앙 개구부를 형성함으로써 상기 포지티브 히트 싱크(100)를 원주방향으로 연장시키며, 상기 중앙 개구부는 흡입 개구부로서 공지되고, 도면에 도시되지 않았으며, 베어링(17)의 중앙 개구부(218)의 축방향 연장부에 위치되어 있다. 특히, 함몰부의 상기 영역은 상기 공기 흡입 개구부 둘레에 있다.

특히, 상기 베인(32)은 공기 흐름을 반경방향으로 배향하도록 지향되어 있는데, 즉 전기 기계의 로터(2)의 축선 X-X를 향해 그리고 중앙 공기 흡입 개구부를 향해 지향되어 있다. 다음에, 이러한 공기 흐름은 개구부(218)를 향해 축방향으로 배향된다. 도 3에서, 특허문헌 프랑스 특허 제 2 710 200 호에 개시된 타입의 집전장치(75)가 명확함을 이해할 수 있다. 이러한 집전장치(75)는 샤프트(3)의 후방 단부상에 장착되며, 베어링(17)의 중앙 개구부(218)에 교차하며, 여기에서 공지된 방법으로, 개구부(218)의 에지와 롤러 베어링(20)의 외부 링의 외부 주연부 사이에 반경방향으로 삽입된 링(도 1에서 도면부호가 표시되지 않음)이 장착된다. 이러한 링은 집전장치에 의해 교차된 바닥부(도 1에서 도면부호가 표시되지 않음)를 포함한다. 이러한 바닥부는 절취되며, 직사각형 형상의 복수의 원주방향 개구부를 포함한다. 이러한 링은 베어링(17)과 롤러 베어링(20) 사이에서 발생하는 현상들이 흡수될 수 있게 한다.

예를 들면, 히트 싱크(30)는 전자 제어 회로(28)와 열교환 관계인 베이스(52)를 포함한다. 다음에, 상기 베인(32)은 상기 베이스(52)로부터 연장된다. 특히, 상기 제어 회로(28)는 상기 베이스에 중심설정되어 있다. 예를 들면, 상기 베이스(52)에 대한 상기 회로(28)의 표면 비율은 30%와 60% 사이이다.

상기 베인(32)은 상기 베이스(52)에 대해서 실질적으로 수직으로 연장된다. 상기 히트 싱크(30)는 베인(32)에 평행하고, 함몰부의 상기 영역을 향해 배향된 축선 D를 구비한다. 즉, 예를 들면 축선 D는 로터의 축선에 대해서 반경방향으로 배향된다.

본 발명의 조정기 장치는 상술한 특허문헌 프랑스 특허 제 2 744 575 호에 개시된 바와 같은 브러시 홀더를 포함할 필요가 없으며, 다음에 로터와 관련된 계자 권선은 고정된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 조정기 장치는 설명된 실시예에서와 같이 마련될 수 있다.

즉, 지지부(34)는 적어도 하나의 하우징에 마련된 브러시 홀더(50)를 포함하며, 상기 브러시 홀더 하우징은 방향 D'에 따라 배향되고, 전기 접속부가 전기 기계의 로터와 함께 설정될 수 있도록 브러시를 가능한 한 수용한다. 실제로, 2개의 하우징은 도 5에 도시된 바와 같이 하나가 다른 하나의 위에 위치되고 그리고 동일한 배향 D'를 갖도록 마련되며, 하나의 하우징은 전자 제어 회로(28)에 의해 결정된 바와 같이 로터의 여기 전류를 공급하는 공급원에 연결되도록 설계된 브러시를 수용하며, 다른 하우징은 도 1에 도시된 바와 같이 접지에 연결되도록 설계된 브러시를 수용한다.

상기 지지부(34)는, 브러시 홀더 하우징 또는 하우징들(50)이 로터 및 중앙 공기 흡입 개구부의 축선의 방향, 즉 베어링(17)의 중앙 개구부(218)에 대응하는 함몰부의 상기 영역의 방향에서 배향되는 것이 가능하게 고정될 수 있도록 구성되어 있다.

예를 들면, 상기 브러시 홀더(50)는 전체적으로 평행육면체 형상이다. 특히, 하우징은 브러시의 하우징의 각각내로 끼워맞추기 위해 전체적으로 장방향 섹션이다. 브러시들은 중심설정된 집전 링(3)의 방향에서 스프링에 의해 반경방향으로 바이어스될 수 있다. 예를 들면, 각각의 브러시는 지지부(34)에 매립된 전기 트랙(29) 중 하나에 전기적으로 연결된 전기 단자 자체에 전기 전도성 브레이드(braid)를 이용하여 연결된다. 이들 트랙은 조정기(14)의 전자 제어 회로(28)에 전기적으로 접속되어 있다.

히트 싱크(30)의 축선 D 및 브러시 홀더 하우징의 축선 D'는 예를 들면 10° 보다 큰 일정 각도, 예를 들면 40°와 90° 사이의 각도, 특히 대략 66°의 각도를 형성한다.

66°의 각도를 가질 때 우수한 결과가 얻어졌다.

도 3 및 도 4에 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 예를 들면 히트 싱크는, U자 프로파일을 형성하는 방식으로 베이스(52)의 측면 에지로부터 연장되는 상기 2개의 방열 베인(32)을 포함한다. 상기 베인의 자유 에지는 베벨형일 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 변형 실시예에 따르면, 히트 싱크(30)는 상기 2개의 방열 베인(32) 사이에 위치된 적어도 하나의 추가적인 방열 베인(54, 55, 56)을 포함한다. 상기 추가적인 베인(54)은 예를 들면 중간에 위치되는데, 즉 전자 회로의 전자 구성요소 또는 구성요소들의 보다 균일한 열의 배기 및 보다 양호한 냉각을 위해 회로(28) 바로 위치에 위치된다. 즉, 히트 싱크는 도 4에 도시된 바와 같이 E자 프로파일을 갖고 있다.

적어도 하나의 다른 추가적인 방열 베인이 마련된다. 도 4에서, 이러한 추가적인 베인은 점선으로 도시되어 있다. 도 5에서, 2개의 다른 추가적인 방열 베인(55, 56)은 예를 들면 히트 싱크(30)의 베이스(52)의 측면 에지로부터 연장되는 제 1 방열 베인(54)과 방열 베인(32) 사이에 마련된다.

상기 중간 베인(54)은 히트 싱크(30)의 베이스(52)를 지나 축선 D에서 그리고 열의 양호한 배기를 위해 중앙 공기 흡입 개구부의 방향에서 축방향으로 연장된다. 선택적으로, 이러한 중간 베인은 다시 내부를 향해 축선 D에서 축방향으로 연장되어 지지부(34)를 지나서 연장되며, 이러한 중앙 공기 흡입 개구부에 반대로 위치된다. 다른 베인(56)은 축선 D에 평행한 내부를 향해 축방향으로 배향된 연장부(57)를 구비하며, 여기에서 이러한 연장부는 중앙 공기 흡입 개구부에 반대로 위치되도록 구성된다. 일 실시예에서, 연장부는 도 5에 도시된 바와 같이 지지부(34)에 수직인 내부 단부를 구비한다. 이러한 연장부는 중앙 공기 흡입 개구부를 향해 배향된다. 즉, 상기 베인(56)은 L자 프로파일을 가진다. 따라서, 상기 베인(54, 55, 56)은 증가된 길이를 갖는다.

물론, 이들 모두는 적용분야에 따라 좌우되며, 변형 형태에서 중간 베인(54)은 베인(56)의 형상과 동일한 L자 형상을 갖는다. 베인의 형상 및 개수의 모든 조합이 가능하다.

예를 들면 상기 히트 싱크(30)는 금속, 예를 들면 구리로 제조된다. 즉, 히트 싱크, 베이스(52) 및/또는 방열 베인(32, 54)의 구성요소들은 구리로 제조된다. 이것은 350W/m.K와 400W/m.K 사이의 전도 효율과, 15와 20 사이의 열팽창 계수를 갖는 적은 양의 구리로 제조된다.

히트 싱크의 베이스(52)와, 이 베이스로부터 나오는 방열 베인(32)은 절첩에 의해 얻어질 수 있다.

히트 싱크(30), 특히 히트 싱크의 베이스(52)는 예를 들면 은 부착에 의해 전자 제어 회로(28)와 접촉되어 있다. 선택적으로, 이 접촉은 기판을 거쳐서 간접적으로 이뤄진다.

추가적인 방열 베인 또는 베인들(54)은 예를 들면 레이저 용접에 의해 히트 싱크의 베이스(52)에 접합될 수 있다. 베인 또는 베인들은 특히 베이스(52)로부터 나오는 팽창 베인(32)의 두께보다 작은 두께를 갖고 있다.

선택적으로, 베인은 베이스에 접합되며, 각 베인은 베이스(52)에 마련된 홈에 삽입된다. 이러한 경우에, 베인은 히트 싱크와 마찬가지로 열 전도성 재료로 제조된다. 베인들은 히트 싱크(30)의 재료와 동일한 재료로 제조되거나, 선택적으로 상이한 재료로 제조되며, 예를 들면 히트 싱크는 구리로 제조되며, 베인은 알루미늄, 또는 열의 전달을 조정할 수 있게 하는 모든 다른 재료로 제조된다. 물론, 베인 중 하나는 구리로 제조될 수 있고, 다른 베인은 상이한 재료, 예를 들면 알루미늄으로 제조될 수 있다. 홈들은 한쌍의 리브에 의해 한정된다. 이들 홈은 표준 히트 싱크가 마련될 수 있게 하며, 상기 표준 히트 싱크에는 필요에 따라 보다 많거나 보다 적은 개수의 베인이 부착된다.

도 3 및 도 4의 실시예를 다시 참조하면, 예를 들면 지지부는 히트 싱크(30)가 위치되는 제 1 부분(60)을 포함하며, 상기 제 1 부분(60)은 브러시 홀더(50)를 구비한 측면 에지(62)를 갖고 있다. 다음에, 하나의 슬롯 또는 슬롯들(64)은 상기 제 1 부분(60)과 상기 브러시 홀더 하우징 또는 하우징들(50) 사이에서 지지부(34)를 통해 마련될 수 있다. 이러한 실시예에서 지지부(34)는 베어링(17)의 적어도 하나의 공기 흡입 개구부(118)를 커버한다. 슬롯(64)은 공기 흡입 개구부(118)와 대향되어 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 브러시 홀더의 내부 단부 둘레에 간극(164)이 마련된다. 내부를 향해 개방된 이러한 간극은 러그(44)와 브러시 홀더(50)의 내부 주연부 사이로 연장되는 장치(141)의 측면 에지에 영향을 준다. 이러한 방법에 의해, 공기의 통과 및 브러시 홀더(50) 및 브러시들의 냉각이 증가된다.

제 1 부분(60)과 브러시 홀더 사이에 잔류하는 재료 브릿지들(68)은 조정기 장치(14)의 이들 2개 영역 사이에서의 기계적인 결합 및 전기 트랙(29)의 통과를 확실하게 할 수 있다. 이러한 목적과 관련하여, 보강 리브(200)는 지지부(34)의 제 1 부분(60)과 브러시 홀더(50) 사이에 마련될 수 있다. 여기에서, 리브들은 2개이다. 이들 리브들은 슬롯(64)의 양 측면에 위치된다.

도 2에서, 방열 베인(12) 및 전압 조정기 장치(14)의 브러시 홀더(50)만이 상세하게 도시되어 있으며, 다른 구성요소, 특히 전기 단자들은 명료함을 위해 생략되어 있다.

하나의 방법에 따르면, 상기 조정기 장치(14)는 2개의 부분: 전자 제어 회로(28) 및 전기 트랙(29)을 갖는 하나의 전자 부분과, 브러시 홀더 케이지가 끼워맞춰진 지지부(34) 뿐만 아니라 히트 싱크(30)를 구비하는 하나의 메카트로닉 부분을 포함한다.

상기 설명 및 도면으로부터 명료한 바와 같이, 베인(54, 56)의 연장부는, 중앙 공기 흡입 개구부에 의해 구성된, 기계의 중앙 개구부를 향해 배향된다. 이들 연장부는 적어도 지지부(34)와 상기 중앙 개구부 사이에 위치되도록 구성되며, 연장부(57)는 이러한 중앙 개구부를 관통한다.

지지부(34)는 공기 흡입 개구부(118)를 적어도 부분적으로 커버하는 반면에, 이러한 실시예에 있어서, 포지티브 히트 싱크(100)의 베인들은 공기 흐름이 상술한 특허문헌 미국 특허 제 7,019,424 호의 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 개구부를 통해 축방향으로 통과할 수 있게 한다. 이들 개구부(118)를 통한 통과는 적용분야, 및 브릿지 전류-정류기 또는 정류기들의 형태에 따라 좌우된다.

중앙 공기 흡입 개구부는 지지부(34)와 회전 전기 기계 사이에 마련된 함몰부의 영역을 구성한다.

히트 싱크의 배향에 의해서, 전자 회로(28)의 온도는, 전자 회로가 그 한계 온도 이하로 유지되게 하는 방식으로 감소된다. 따라서, 회전 전기 기계는, 전압 조정기 장치가 브릿지 전류 정류기 또는 정류기들보다 온도가 상승하기 보다 민감한 점을 고려하면, 보다 강력하고 보다 신뢰성을 제공한다.

본 발명에 의하면, 브러시 하우징 또는 하우징들의 온도는, 브러시들의 슬립 운동이 용이하게 되게 하는 방식으로 감소될 수 있다.

물론, 전압 조정기 장치(14)의 온도는 히트 싱크(30)를 스치는 공기 흐름을 최적화함으로써 더욱 감소될 수 있으며, 그에 따라 방열 용량은 특히 대류에 의해 증가될 수 있다.

이러한 목적에 따르면, 도 2의 커버는 하기의 특징부 중 적어도 하나에 따라 변형된다.

- 커버의 개구부의 위치설정은 히트 싱크(30)와 관련해서 변경된다.

- 커버의 개구부의 사이즈는 히트 싱크와 관련하여 변경된다.

- 바닥부는 히트 싱크와 관련하여 커버에 보다 근접하게 된다.

- 히트 싱크 둘레에서 커버에 억제부가 형성된다.

따라서, 도 6 및 도 7의 실시예에 도시된 바와 같이, 중공 형상의 커버(112)는, 도 2의 커버와 마찬가지로, 스커트(312)에 의해 그 외부 주연부상으로 연장되는 바닥부(212)를 포함하여, 브릿지 정류 정류기 및 전압 조정기 장치(14)를 씌울 수 있다.

히트 싱크(30)에 대향된 커버의 바닥부(212)의 개구부는 변형되어 있다. 이들 개구부는 전체적으로 사각형 형상인 4개의 개구부(311)를 포함하며, 이들 4개의 개구부들은 도 4 및 도 5의 히트 싱크의 베이스(52) 및 임의의 가능한 추가적인 베인(54, 55, 56)에 대향되어 있다. 개구부들(311)은 도 6의 점선으로 도시된 히트 싱크(30)의 베인들(32) 사이에 마련되어 있다. 또한, 베인(32)의 외측상의 히트 싱크(30)의 외부 주연부 및 임의의 가능한 추가적인 베인에 대향하게 되도록 설계된 개구부(310)가 있다. 따라서, 이러한 목적에 따르면, 개구부(310)는 직사각형 형상이며, 2개의 개구부(311) 사이에 존재하는 재료 밴드(band)의 두께에 의해 증가된 개구부(311)의 폭의 두배와 동일한 전체 길이를 갖고 있다.

개구부(310, 311)의 위치설정은 도 2의 개구부(도면부호가 표시되지 않음)와 관련하여 상이한 것이 상술한 것으로부터 명료하다. 개구부(310, 311)의 위치설정은 본 발명의 방열 베인(30)의 위치설정 및 배향의 기능이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 개구부(310, 311)의 사이즈는 도 2의 커버의 개구부(도면부호가 표시되지 않음)와 전체적으로 동일한 사이즈와 관련하여 상이하며, 개구부(311)의 사이즈가 보다 크다.

다른 특징부에 따르면, 개구부(310, 311)는 히트 싱크(30)와 관련하여 보다 근접하게 되어 있다.

이러한 목적에 따르면, 개구부(310, 311)는 이러한 목적으로 위해 커버(112)의 바닥부(212)를 국부적으로 포함하고 있는 함몰부(315)에 마련되어 있다. 이러한 함몰부(315)는 히트 싱크(30)의 베인(32)에 보다 근접하게 되어 있다.

다른 특징부에 따르면, 히트 싱크(30) 둘레에 위치된 억제부(313, 314)가 형성되어 있다. 공기 흐름을 흐르게 하기 위한 이들 억제부(313, 314)는 도 7에 도시된 바와 같이 개구부(310)와 전체적으로 평행한 바닥부(313)와 개구부(310)와 평행한 2개의 분기부(314)를 갖는 전체적인 U자 형상이며, 이러한 방법에서 베인(32)과 이들 분기부(314) 사이에 약한 공간이 존재한다. 또한, 약한 공간은 바닥부(313)와 개구부(310) 사이에 존재한다. 이들 억제부(313, 314)는 공기를 안내할 수 있으며, 개구부(310, 311)의 표면들은 최대화되고, 자연 대류를 최적화하기 위해서 히트 싱크(30)에 대향되어 있다. 또한, 베인(32)과 커버의 바닥부(212) 사이의 거리는 감소된다. 물론, 억제부의 사이즈는 히트 싱크의 베인(32)의 사이즈의 함수이며, 억제부(313, 314)는 베인(32)보다 약간 높다.

따라서, 히트 싱크(30)는 커버(112)의 캐비티 내에 적어도 부분적으로 수용된다. 이러한 캐비티는 내부를 향해 개방되어 있으며, 억제부(313, 314)에 의해 그리고 커버의 바닥부(212)의 함몰부(315)에 속하는 천공된 바닥부에 의해 제한된다. U자 형상 억제부(313, 314)는 함몰부(315)로부터 나와서, 커버의 내부를 향해 배향되어 있다.

이들 모든 특징부는 전자 구성요소 또는 구성요소들(28)의 온도를 보다 균일하게 감소시킬 수 있게 한다. 전자 구성요소 또는 구성요소들(28)로부터의 열의 방열은 상당히 개선되며, 이러한 방법에서 열 인가(125°의 주위 온도)는 증가적으로 허용될 수 있다.

물론, 모든 경우에서의 지지부(34)는 예를 들면 특히 구성요소 또는 구성요소들(28)의 양호한 전기적 절연을 보장하고 그리고 양호한 저항성을 얻기 위해서 고성능 폴리머 PPS로 제조될 수 있다.

도 6 및 도 7에서 이해할 수 있는 바와 같이, 뚜껑은 커버를 후방 베어링에 나사고정하기 위한 3개의 배럴(도면부호가 표시되지 않음)을 포함한다. 도 6 및 도 7에서 이해할 수 있는 바와 같이, 함몰부(315)는 브러시 홀더에 영향을 주지 않는다. 이것은 커버의 스커트(312)의 개구부(도면부호가 표시되지 않음)는 단자 B+ (500)의 출력부에 전용이다.

방열을 증가시키기 위해서, 다른 베인(32)은 분할되어, 억제부(313, 314)와 베인(32) 사이의 공기 흐름의 통과를 보다 균일하게 최적화시킬 수 있다.

따라서, 일 실시예에 있어서, 베인(132)(도 8)은 콤(comb)의 형상이다. 이러한 구성은 공기 흐름에서의 난류가 생성될 수 있게 하고, 열-전도 표면들이 증가될 수 있게 하며, 물론 히트 싱크가 예를 들면 콤의 형상으로 선택적으로 분할될 수 있는 추가적인 베인(54, 55, 56)을 구비하도록 할 수 있다.

선택적으로, 이러한 형태의 히트 싱크는 도 2에서 커버와 관련될 수 있다.

물론, 선택적으로 베인(32, 132)의 두께는 히트 싱크(30)의 베이스(52)의 두께보다 작다.

도 8에서, 베인(132)의 두께는 베인의 외부 주연부에서 감소되는 것은 명확하다. 이것은 도 4 및 도 5의 베인(32)에 대해서도 동일하다. 이것은 베인(54, 55, 56)에 대해서도 적용 가능하다.

따라서, 베인(32, 132)은 베인의 외부 주연부에서 테이퍼져 있다.

물론, 커버는 금속 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 선택적으로, 개구부(311)는 다른 형상일 수 있다. 따라서, 선택적으로 개구부(311)는 장방형 또는 다각형 형상이다.

3 : 로터 14 : 전압 조정기 장치
28 : 전자 구성요소 또는 전자 제어 회로
30 : 히트 싱크 32, 132 : 방열 베인
34 : 지지부 50 : 하우징
52 : 베이스 54, 55, 56 : 방열 베인
62 : 측면 에지 64 : 슬롯 또는 슬롯들
112 : 커버 315 : 함몰부

Claims

회전 전기 기계용, 특히 자동차의 교류발전기 및/또는 교류발전기-스타터용의 전압 조정기 장치(14)로서, 상기 전압 조정기 장치(14)는 상기 전기 기계를 제어하는데 기여할 수 있는 하나 또는 몇 개의 전자 구성요소 또는 구성요소들(28)과, 평행한 방열 베인(32, 132)을 가지며 상기 구성요소 또는 구성요소들과 열-교환 관계에 있는 히트 싱크(30)와, 상기 히트 싱크가 그 위에 위치되어 있는 지지부(34)를 포함하는, 전압 조정기 장치(14)에 있어서,
상기 지지부는, 상기 히트 싱크의 베인들이 상기 지지부와 상기 전기 기계 사이에 마련된 함몰부의 영역을 향해 공기 흐름을 배향할 수 있게 하는 방식으로, 상기 전기 기계상에 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 히트 싱크는 상기 전자 구성요소 또는 구성요소들과 열-교환 관계인 베이스(52)를 포함하며, 상기 베인들은 상기 베이스로부터 연장되는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 베인들은 상기 베이스에 대해서 실질적으로 수직으로 연장되며, 상기 히트 싱크는, 상기 베인들에 평행하고, 상기 함몰부의 영역을 향해 배향된 축선 D를 갖는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 지지부는 적어도 하나의 하우징(50)이 마련된 브러시 홀더를 더 포함하며, 상기 브러시 홀더 하우징은 방향 D'에 따라 배향되어 브러시를 수용할 수 있어서, 상기 전기 기계의 로터(2)와의 전기 접속이 설정될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 히트 싱크의 축선 D 및 상기 브러시 홀더 하우징의 축선 D'는 10°보다 큰 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 히트 싱크의 축선 D 및 상기 브러시 홀더 하우징의 축선 D'는 40°와 90° 사이의 범위의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 히트 싱크는, U자 프로파일을 형성하는 방식으로, 베이스의 측면 에지로부터 연장되는, 상기 방열 베인을 2개 포함하는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 히트 싱크는 상기 2개의 베인 사이에 위치된 적어도 하나의 추가적인 방열 베인(54, 55, 56)을 포함하는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 베인 또는 베인들(55, 56)은 상기 베이스를 지나서 내부를 향해 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 베인 또는 베인들은 상기 전기 기계의 중앙 공기 흡입 개구부에 대향되어 위치되도록 구성된 연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 연장부는 상기 지지부와 상기 전기 기계의 중앙 개구부 사이에 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 베인 또는 베인들(56)은 전체적으로 L자 형상인 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 4 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지부는 상기 히트 싱크가 위치되는 제 1 부분(60)을 포함하며, 상기 제 1 부분은 상기 브러시 홀더를 구비한 측면 에지(62)를 구비하며,
하나의 슬롯 또는 슬롯들(64)은 상기 제 1 부분과 상기 브러시 홀더 또는 브러시 홀더들 사이에서 지지부를 통해 마련되는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
구리로 만들어진 상기 히트 싱크는 구성요소와 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 히트 싱크는 구성요소와 접촉하는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 히트 싱크는 기판을 통해서 구성요소와 접촉하는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방열 베인(132)은 콤(comb)의 형상인 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방열 베인(32, 132)은 베인의 외부 주연부상에서 테이퍼져 있는 것을 특징으로 하는
전압 조정기 장치.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 전압 조정기 장치를 구비한 회전 전기 기계의 베어링.
제 19 항에 있어서,
중앙 개구부를 포함하는 전류 정류 구성을 형성하기 위해서 상기 전기 기계에 의해 발생된 전류를 정류하기 위한 장치를 더 포함하며, 상기 함몰부의 영역은 상기 개구부 둘레에 위치되는 것을 특징으로 하는
회전 전기 기계의 베어링.
제 19 항 또는 제 20 항에 따른 베어링을 구비한
회전 전기 기계.
제 21 항에 있어서,
상기 회전 전기 기계는 전압 조정기 장치(14)를 씌우는 커버(112)를 포함하며,
상기 커버(112)는 히트 싱크(30)에 대향된 개구부(311, 310)를 포함하는 것을 특징으로 하는
회전 전기 기계.
제 22 항에 있어서,
상기 히트 싱크(30)는, 내부를 향해 개방되고 억제부(313, 314)에 의해 제한된 커버(112)의 캐비티 내에 적어도 부분적으로 수용되는 것을 특징으로 하는
회전 전기 기계.
제 23 항에 있어서,
상기 캐비티는 상기 커버(112)의 바닥부(212)의 함몰부(315)에 속하는 천공된 바닥부에 의해 제한되며,
상기 억제부는 함몰부로부터 나오며, U자 형상인 것을 특징으로 하는
회전 전기 기계.