TWI384728B - 車輛用交流發電機 - Google Patents

Description

車輛用交流發電機

本發明係有關一種搭載於汽車等車輛之車輛用交流發電機者。

藉由搭載於汽車等車輛之內燃機所驅動的車輛用交流發電機，係具備有：整流器，將交流發電機的定子繞組所感應的交流電壓轉換成直流；以及調節器(regulator)，調整定子繞組所感應的電壓。一般而言，調節器係裝載於調節器保持部，並具備有：電路部，具有用以調整定子繞組所感應的電壓之電路；以及散熱片(heatsink)，接觸該電路部表面並將自該電路部所產生的熱予以發散。調節器保持部係與用以保持電刷的電刷保持部以及用以將調節器連接至外部裝置的外部端子予以保持的外部端子保持部共同一體地組入於調節器總成(regulator assembly)。調節器總成係裝設於交流發電機的托架(bracket)的軸方向端部。

於習知的車輛用交流發電機中，設置於調節器總成的調節器保持部係具備有用以收容調節器的電路部之收容部，該收容部的側部係三邊由壁體所包圍而另一邊為開放狀態。調節器的電路部係收容於該調節器保持部的收容部，而固設於電路部的散熱片係固設於壁體，且該壁體周緣部的三邊係包圍收容部。調節器保持部的收容部係構成為藉由從其開放的側部填充至收容部內部的硬化性樹脂，而保護及保持所收容的電路部(例如參照專利文獻1及專利文獻2)。

專利文獻1：日本特開2001－16829號公報專利文獻2：日本特開2002－142423號公報

於習知的車輛用交流發電機中具有下述課題：由於調節器保持部係僅將調節器的散熱片周緣部四邊中的三邊固設於壁體，故散熱片的保持強度不充分，且由於收容有調節器的電路部之收容部於裝設調節器後，側部的一邊亦呈開口狀態，故填充於收容部內的樹脂會露出且經由經年變化而容易導致樹脂的劣化，並降低電路部的保持強度。

本發明乃為了解決習知的車輛用交流發電機中的上述課題而研創者，其目的在於提供一種具備有調節器保持部之車輛用交流發電機，且該調節器保持部係可堅固地保持調節器，且減少填充於用以收容調節器的電路部之收容部內的樹脂之劣化。

本發明的車輛用交流發電機係具有：定子，固定於托架；定子繞組，設置於前述定子；轉子軸，旋轉自如地支撐於前述托架；轉子，固定於前述轉子軸並配置於前述定子的內部空間；磁場繞組，設置於前述轉子；集電環(slip ring)，固定於前述轉子軸並電性連接至前述磁場繞組；電刷，接觸前述集電環並供給磁場電流至前述磁場繞組；調節器，具有具備用以調整前述定子繞組所產生的電壓之值的電路之電路部，以及固設於前述電路部表面使前述電路部所產生的熱予以發散之散熱片；以及調節器總成，具有用以將前述電刷滑動自如地保持之保持部、用以保持前述調節器之調節器保持部、以及將用以連接前述調節器至外部端子的連接器(connector)予以保持的連接器保持部；並且，前述調節器保持部係具備有至少開口部的周緣整體由壁體所包圍的收容部；前述電路部係經由前述開口部而收容於前述收容部的內部；前述散熱片之周緣部係固設於包圍前述開口部周緣整體的壁體且保持於前述收容部，同時將前述開口部予以閉塞；前述收容部係具備有封入於前述收容的電路部週邊的樹脂。

依據本發明的車輛用交流發電機，由於調節器保持部具備有至少開口部的周緣整體由壁體所包圍的收容部、調節器的電路部係經由前述開口部而收容於前述收容部的內部，調節器的散熱片之周緣部係固設於包圍前述開口部周緣整體的壁體且保持於前述收容部的同時將前述開口部予以閉塞、前述收容部係具備有封入於前述收容的電路部週邊的樹脂，故散熱片堅固地固設於壁體，從而調節器被調節器保持部堅固地保持著。此外，能不使填充於收容部內的樹脂整面地露出於外部，而能減少樹脂的劣化。

第1圖係本發明的實施形態1的車輛用交流發電機的剖面圖，第2圖係該車輛用交流發電機的後拖架側的側面圖。於第1圖及第2圖中，搭載於汽車等之車輛用交流發電機100係具備有由環狀的定子鐵心1與插入該定子鐵心1的插槽之定子繞組2所構成的定子10。定子10係配置於前托架3與後托架4之間。前托架3與後托架4係藉由複數個螺栓5而朝相互接近的方向鎖緊，並挾持配置於其間的定子10。

爪極式(Claw－pole type)的轉子20係配置於定子鐵心1的內側空間部，並具備有磁場繞組6。於轉子20的軸方向兩端部分別固定有冷卻用的風扇7、8。轉子軸9係被壓入至轉子20的中央貫穿孔，且兩端部係藉由前托架3與後托架4而經由軸承11、12旋轉自如地被支撐。滑輪(pulley)13係固定於轉子軸9的前托架側的端部，並藉由未圖示的內燃機(未圖示)經由皮帶(未圖示)而連結。

一對集電環14、15係固定於轉子軸9的後托架側，並經由磁場導線16連接至轉子20的磁場繞組6。如第2圖所示，整流器總成30係形成C字狀，並保持用以將定子繞組2所感應的交流電壓予以整流的六個正極側二極體161至166與未圖示的六個負極側二極體。這些正極側二極體161至166與負極側二極體係構成兩組三相橋式(bridge)整流電路，其輸入側係經由定子導線17連接至定子繞組2的三相輸出端子，而輸出側係導出至車輛用交流發電機100的外部，以連接至車輛用電池(未圖示)的正負兩端子。該整流器總成30係配置成包圍轉子軸9，並藉由螺絲(screw)18、19、21固定於後托架4。

調節器52係具備有：電路部521，具備有用以控制流通於磁場線圈6的電流，並調整定子繞組2所感應的交流電壓之電路；以及散熱片522，使該電路部521所產生的熱予以發散。電路部521係於形成為矩形的樹脂塑模(mold)內部具備有安裝在基板上的混合式(hybrid)IC。散熱片522係一方的面固設於電路部521的表面5211，另一方的面具備有複數個平板狀的散熱翼片(fin)523。調節器52係保持於後述的調節器總成50的調節器保持部53。

一對電刷54、55係接觸設置於轉子軸9的前托架4側的一對集電環14、15，並經由磁場導線16而將磁場電流供給至磁場線圈(coil)6。一對電刷54、55係滑動自如地保持於設置在後述的調節器總成50的電刷保持部56。如第2圖所示，調節器總成50係配置於整流器總成30呈C字狀開口的部分，並藉由螺絲22、23固定於後托架4。

接著，針對該發明特徵的調節器總成50加以詳細說明。第3圖至第10圖係顯示調節器總成50。於第3圖至第10圖中，調節器總成50係具備有：環狀的轉子軸貫穿部51，供轉子軸9貫穿；調節器保持部53，保持調節器52；電刷保持部56，滑動自如地保持一對電刷54、55；以及連接器保持部57，將用以連接調節器52至外部端子的連接器58予以保持。這些轉子軸貫穿部51、調節器保持部53、電刷保持部56以及連接器保持部57係藉由絕緣物所形成，並被固定成一體。

調節器總成50係於調節器保持部53的短邊側兩側分別具有安裝用孔501、502，且調節器總成50係藉由貫穿安裝用孔501、502而螺合於後托架4的螺絲22、23而固定至後托架4。由於調節器總成50係於調節器保持部53的兩側且於接近轉子軸的內徑側固定在後托架4，故能將對於調節器52的電路部521或散熱片522的激振力抑制到最低限度。

調節器保持部53係具備有側部四邊由壁體531所構成的矩形收容部532，並具備有朝轉子軸的軸心方向，亦即相對於轉子軸貫穿部51的軸心X方向呈正交的方向開口的開口部533。開口部533的周緣整體係被壁體531所包圍。調節器52的電路部521係經由開口部533插入並收容於調節器保持部53的收容部532內。形成為矩形的調節器52的散熱片522，其整體周緣部，亦即矩形的周緣部5211的四邊係藉由接著劑而固設於用以構成收容部532之四邊側部之壁部531的內側，並將收容部532的開口部533予以閉塞。調節器52的電路部521係將用以固設散熱片522的基板表面5211相對於轉子軸貫穿部51的軸心X呈正交配置，並收容於收容部53內。具有電路部521與固設於該電路部521的散熱片522之調節器52，係從調節器總成50的反轉子20側安裝至調節器保持部53。

調節器52的散熱片522係在實施形態1中設定成其矩形的長邊與短邊的尺寸分別比電路部521的長邊及短邊的尺寸還大，且藉由接著劑僅將散熱片522的周緣部固設至壁部531，但亦可將散熱片522與電路部521的長邊及短邊的尺寸設為相同，且藉由接著劑將這些周緣部皆固設於壁部531。該情形下，調節器52係更加堅固地被保持於調節器保持部53。此外，亦可僅將散熱片522的長邊或短邊的一方的尺寸預先設成與電路部521的長邊或短邊的一方為相同尺寸且將另一方的尺寸設成較大，再藉由接著劑將兩者相同尺寸的周緣部固設於壁部531。此外，散熱片522與電路部521的任一者皆可不為矩形，或亦可僅將一方作成矩形而將另一方作成矩形以外的形狀。

電刷保持部56係配置成從轉子軸貫穿部51的側面朝與軸心X正交的方向延伸，並具備有用以滑動自如地保持電刷54、55的一對貫穿孔561、562。如第1圖所示，保持於電刷保持部56的一對電刷54、55係分別於貫穿孔561、562內藉由彈簧541、551而總是朝集電環14、15的方向押壓，並接觸至各自的集電環14、15的表面。於電刷保持部56係設置有用以連接各自的電刷54、55的接頭(terminal)(未圖示)，且該接頭係經由導線接腳(lead pin)而於調節器總成50的反轉子20側予以銲錫接合至調節器52的電路部521。

連接器保持部57係配置成其一端部571固定於用以構成收容部53之側部的一邊之壁部5311，且其一端部571至另一端部572係朝與轉子軸貫穿部51的軸心X方向正交的方向延伸。由連接器保持部57所保持的連接器58係將調節器52的電路部521連接至已連接到車輛的控制裝置(未圖示)之外部端子(未圖示)。藉此，調節器50的電路部521係經由連接器58而從控制裝置接收控制信號，以控制磁場電流並控制定子繞組2所感應的交流電壓。

如第3圖及第4圖所示，於固定有連接器保持部57之一端部571之收容部532的壁部5311，係設置有一對樹脂封入孔591、592。這些樹脂封入孔591、592係具備有用以使這些樹脂封入孔的剖面積從收容部532的外側朝內部逐漸縮小的錐面(taper)5911、5921。

如第10圖所示，於調節器總成50的轉子20側的側面，亦即相對於調節器52的散熱片522露出之側面而成為相反側之側面，安裝有用以構成樹脂製殼體的後板601，並於該後板601固定有雜音防止用電容器60。該雜音防止用電容器60係具備有已銲錫接合於經捲繞的薄膜狀電容元件的兩端之端子，並將該等收容於用以構成樹脂製殼體的後板601內，且藉由環氧樹脂予以塑模成形為薄板狀。

如上述所構成的調節器總成50係從其開口部533將調節器52的電路部521收容至調節器保持部53的收容部532的內部，並藉由接著劑將散熱片522的周緣部四邊固設至壁部531的內側，藉此將調節器52保持於調節器保持部53。接著，將液狀的熱硬化性樹脂61從一對樹脂封入孔591、592注入至收容部532的內部，並使熱硬化性樹脂61予以熱硬化。被封入於收容部532內而硬化的樹脂61係將電路部521堅固地固定於收容部532內。由於設置有一對樹脂封入孔591、592，故熱硬化性樹脂61的注入即使為黏性高的熱硬化性樹脂，亦可從收容部532之內部輕易將空氣抽出，而消除所封入的熱硬化性樹脂61內殘留的空氣。

此外，一對電刷54、55係分別插入於電刷保持部56的一對貫穿孔561、562內，並於調節器總成50的反調節器52側面將後板601固定成如第10圖所示。

如上述所組裝的調節器總成50係如第1圖及第2圖所示配置於C字形的整流器總成30的開口部分，使轉子軸9貫穿於轉子軸貫穿部51並藉由螺絲21、22固定於後托架4。此時，調節器總成50的連接器保持部57的另一端部572係抵接於後托架4的面部41，並藉由後托架4保持。此外，第2圖係顯示電刷54、55接觸集電環14、15之表面之前的狀態。

依據本發明實施形態1的車輛用交流發電機，由於散熱片522的周緣部的四邊全部藉由接著劑而固定於收容部53的壁部531，故能堅固地將調節器52固定於調節器保持部53。此外，由於調節器保持部53的收容部532的側部四邊係藉由壁部531所構成，故不會如習知裝置般使封入至收容部532內部的樹脂61從不具有收容部532的壁部之側部的一邊大幅地露出至外部，而可減少經年變化所導致的劣化，並能堅固地保護及保持電路部521。

此外，由於調節器總成50配置於整流器總成30的C字形的開口部分，故能緊密地固定於後托架4，且由於藉由螺絲22、23堅固地固定於後托架4，故能防止因施加至電路部521或散熱片522的震動所導致的脫落等。此外，由於熱硬化性樹脂61封入至收容部532的內部，故能將熱硬化性樹脂61與壁部531密接而更堅固地保持電路部521。

(產業上的可利用性)

本發明之車輛用交流發電機雖然主要係適用在搭載於汽車上的交流發電機，但亦可適用作為汽車以外的車輛用交流發電機。

1．．．定子鐵心

2．．．定子繞組

3．．．前托架

4．．．後托架

5．．．螺栓

6．．．磁場繞組

7、8．．．風扇

9．．．轉子軸

10．．．定子

11、12．．．軸承

13．．．滑車

14、15．．．集電環

16．．．磁場導線

17．．．定子導線

18、19、21、22、23．．．螺絲

20．．．反轉子

30．．．整流器總成

41．．．面部

50．．．調節器總成

51．．．轉子軸貫穿部

52．．．調節器

53．．．調節器保持器

54、55．．．電刷

56．．．電刷保持部

57．．．連接器保持器

58．．．連接器

60．．．雜音防止用電容器

61．．．熱硬化性樹脂

100．．．車輛用交流發電機

161至166．．．正二極側二極體

501、502．．．安裝孔

521．．．電路部

522．．．散熱片

523．．．散熱翼片

531．．．壁體

532．．．收容部

533．．．開口部

541、551．．．彈簧

561、562．．．貫穿孔

571．．．一端部

572．．．另一端部

591、592．．．封入孔

601．．．後板

5211．．．電路部的表面

5311．．．壁部

5911、5921．．．錐面

第1圖係本發明的實施形態1的車輛用交流發電機的剖面圖。

第2圖係本發明的實施形態1的車輛用交流發電機的後拖架側的側面圖。

第3圖係本發明的實施形態1的車輛用交流發電機的的調節器總成的俯視圖。

第4圖係從第3圖的箭頭D方向所視的調節器總成的側面圖。

第5圖係從第3圖的箭頭E方向所視的調節器總成的側面圖。

第6圖係從沿著第3圖的A－A剖線的箭頭方向所視的調節器總成的剖面圖。

第7圖係從沿著第3圖的B－B剖面的箭頭方向所視的調節器總成的剖面圖。

第8圖係本發明的實施形態1的調節器總成的底面圖。

第9圖係本發明的實施形態1的調節器的散熱片的斜視圖。

第10圖係本發明的實施形態1的調節器總成的斜視圖。

1．．．定子鐵心

2．．．定子繞組

3．．．前托架

4．．．後托架

5．．．螺栓

6．．．磁場繞組

7、8．．．風扇

9．．．轉子軸

10．．．定子

11、12．．．軸承

13．．．滑車

14、15．．．集電環

16．．．磁場導線

17．．．定子導線

20．．．反轉子

30．．．整流器總成

41．．．面部

50．．．調節器總成

54、55．．．電刷

56．．．電刷保持部

100．．．車輛用交流發電機

521．．．電路部

522．．．散熱片

541、551．．．彈簧

Claims (10)

1. 一種車輛用交流發電機，係具備有：定子，固定於托架；定子繞組，設置於前述定子；轉子軸，旋轉自如地支撐於前述托架；轉子，固定於前述轉子軸並配置於前述定子的內部空間；磁場繞組，設置於前述轉子；集電環，固定於前述轉子軸並電性連接至前述磁場繞組；電刷，接觸前述集電環並供給磁場電流至前述磁場繞組；調節器，具有具備用以調整前述定子繞組所產生的電壓之值的電路之電路部，以及固設於前述電路部表面將前述電路部所產生的熱予以發散之散熱片；以及調節器總成，具有用以將前述電刷滑動自如地保持之電刷保持部、用以保持前述調節器之調節器保持部、以及將用以連接前述調節器至外部端子的連接器予以保持的連接器保持部；其特徵在於，前述調節器保持部係具備有至少開口部的周緣整體由壁體所包圍的收容部；前述電路部係經由前述開口部而收容於前述收容部的內部；前述散熱片之周緣部的四邊係被固定於包圍前述 開口部之周緣整體的壁體的內側壁面且保持於前述收容部，同時將前述開口部予以閉塞；前述收容部係具備有封入於前述收容的電路部週邊的樹脂；其中，前述收容部的開口部係形成為具有四邊之形狀；前述開口部之前述四邊係由前述壁體所包圍；前述散熱片係形成為具有四邊之形狀，且其四邊係藉由接著劑而固設於前述四邊的壁體。
2. 如申請專利範圍第1項之車輛用交流發電機，其中，前述散熱片之周緣部的尺寸係形成為比前述電路部的周緣部的尺寸還大，且前述散熱片的周緣部係固設於前述壁體。
3. 如申請專利範圍第1項之車輛用交流發電機，其中，前述散熱片係形成為其周緣部的尺寸至少一部分與前述電路部的周緣部的尺寸相同；前述散熱片之周緣部係固設於包圍前述開口部的周緣整體之壁體且保持於前述收容部，同時將前述開口部予以閉塞；前述電路部係於與前述散熱片的周緣部為相同尺寸的周緣部中固設於前述壁體。
4. 如申請專利範圍第1項之車輛用交流發電機，其中，前述調節器總成係具備有使前述轉子軸貫穿之大致環狀的轉子軸貫穿部；前述電刷保持部係配置成從前述轉子軸貫穿部的側面朝相對於前述軸心的方向呈正交的方向延伸。
5. 如申請專利範圍第1項之車輛用交流發電機，其中，前述連接器保持部係配置成其一端部固定於前述收容部的側部，且前述一端部至另一端部朝與前述軸心正交的方向延伸。
6. 如申請專利範圍第5項之車輛用交流發電機，其中，前述連接器保持部的前述另一端部係藉由前述托架所支撐。
7. 如申請專利範圍第5項之車輛用交流發電機，其中，前述收容部的側部係於固定有前述連接器保持部的一端部之位置附近，具備有用以連通至前述收容部內部的一對樹脂封入孔。
8. 如申請專利範圍第7項之車輛用交流發電機，其中，前述樹脂封入孔係形成為剖面朝前述收容部的內部方向逐漸變小。
9. 如申請專利範圍第1項之車輛用交流發電機，其中，前述調節器係從前述調節器總成的反轉子側安裝至前述調節器保持部。
10. 如申請專利範圍第1項之車輛用交流發電機，其中，前述調節器總成係在前述調節器保持部的兩側位置且於較前述調節器保持部之外端緣靠轉子軸側固定於前述托架。