JP2008259297A - 車両用交流発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】整流装置の負極側放熱フィンをフレームに直接固定する場合に整流装置の冷却性を向上させることができる車両用交流発電機を提供すること。
【解決手段】正極側整流素子が固定される正極側放熱フィン７２と負極側整流素子が固定される負極側放熱フィン７４とを有する整流装置７と、整流装置７が取り付けられるリア側フレーム５とを備えている。正極側放熱フィン７２がリア側フレーム５に近い側に配置され、負極側放熱フィン７４が正極側放熱フィン７２を挟んでリア側フレーム５から離れた位置に配置されている。負極側放熱フィン７２の一部とリア側フレーム５との間を段付きボルト５２を介在させて連結するとともに、この段付きボルト５２を通す位置に対応する逃がし部としての貫通穴８０を正極側放熱フィン７２に設けている。
【選択図】図２

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に関する。

従来から、出力電流が大きい車両用交流発電機の中には、整流装置の接地抵抗を小さくするために、負極側放熱フィンの一部をフレームに直接取り付けるための突き出し部が設けられている構造を有するものがある（例えば、特許文献１参照。）。図５は、突き出し部が設けられた整流装置とその周辺構造を示す部分的な断面図である。図５に示すように、整流装置の負極側放熱フィン１００の突き出し部１０２に対応する位置のフレーム側に筒状の凸部１０４が設けられており、突き出し部１０２に設けられた貫通穴にボルト１０６を通して凸部１０４に締め付け固定している。また、正極側放熱フィンには、フレーム側の筒状の凸部１０４に干渉しないような逃がし（凹部）１１０が設けられている。
特開平９−７４７２７号公報（第５−９頁、図１−１２）

ところで、特許文献１に開示された車両用交流発電機では、負極側放熱フィンの突き出し部１０２に対応する正極側放熱フィンの逃がし１１０を凸部１０４の形状に合わせて大きくする必要があるが、大きくしすぎると正極側放熱フィンの放熱面積が減少し、冷却性が悪化するという問題があった。また、アルミニウムの鋳物あるいはダイカストによってフレームを形成した場合には、突き出し部１０２に設けられた貫通穴の中心位置と凸部１０４に設けられたネジ穴の中心位置とのずれが大きいため、正極側放熱フィンの逃がし１１０をさらに大きくする必要があり、冷却性の悪化がさらに顕著になる。

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、整流装置の負極側放熱フィンをフレームに直接固定する場合に整流装置の冷却性を向上させることができる車両用交流発電機を提供することにある。

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は、正極側整流素子が固定される正極側放熱フィンと負極側整流素子が固定される負極側放熱フィンとを有する整流装置と、整流装置が取り付けられるフレームとを備えており、正極側放熱フィンがフレーム側に配置され、負極側放熱フィンが正極側放熱フィンを挟んでフレームから離れた位置に配置され、負極側放熱フィンの一部とフレームとの間をボルトを介在させて連結するとともに、このボルトを通す位置に対応する逃がし部を正極側放熱フィンに設けている。ボルトを用いてフレームと負極側放熱フィンとを連結することにより、フレーム側にネジ穴付きの凸部を用いて連結する場合に比べてこの連結部の径を小さくすることができる。これにより、この連結部と干渉しないように正極側放熱フィンに設ける逃がし部を小さくすることができ、正極側放熱フィンの面積拡大による正極側放熱フィンおよび整流装置全体の冷却性を向上させることができる。

また、上述した逃がし部は、所定の隙間を介してボルトを貫通させる貫通穴であることが望ましい。これにより、切り欠き形状とする場合に比べて逃がし部を最小限の面積で形成することが可能となる。

また、上述したボルトは、雄ねじ溝が形成されたネジ部とこのネジ部よりも径が大きい台座部とを含む段付き形状を有しており、台座部の軸方向端面に負極側放熱フィンの一方の面を当接させた状態で、ネジ部に螺合するナットを用いて負極側放熱フィンの他方の面を締め付けることにより、負極側放熱フィンとフレームとの間の連結が行われることが望ましい。これにより、負極側放熱フィンの位置決めが容易になるとともに、ナットを用いてボルトに突き出し部を固定する際に別部材が不要になって部品点数を低減することができる。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両用回転電機として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。

図１は、一実施形態の車両用交流発電機の全体構造を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の車両用交流発電機１は、回転子２、固定子３、フロント側フレーム４、リア側フレーム５、ブラシ装置６、整流装置７、電圧調整器８、プーリ９等を含んで構成されている。

回転子２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２１を、それぞれが６個の爪部を有する界磁鉄心２２、２３によって、回転軸２４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（プーリ９側）の界磁鉄心２２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の冷却ファン２５が溶接等によって取り付け固定されている。同様に、リア側の界磁鉄心２３の端面には、リア側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すための冷却ファン２６が溶接等によって取り付け固定されている。固定子３は、固定子鉄心３１と、三相の固定子巻線３２とを備えている。

整流装置７は、固定子３の三相の固定子巻線３２の出力電圧である三相交流を整流して直流出力を得るためのものであり、所定の間隔で固定される正極側放熱フィンおよび負極側放熱フィンと、それぞれの放熱板に半田付け等によって取り付けられた複数個の整流素子とを含んで構成されている。整流装置７の詳細については後述する。

フロント側フレーム４およびリア側フレーム５は、上述した回転子２および固定子３を収納しており、回転子２が回転軸２４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２の界磁鉄心２２、２３の外側に所定の隙間を介して配置された固定子３が固定されている。この固定子３の固定は、回転子２の回転方向に沿って等間隔に設けられた４箇所の支持部４２０にボルト３４を通して締め付けることにより行われる。

電圧調整器８は、界磁巻線２１に流す励磁電流を制御することにより車両用交流発電機１の出力電圧を調整するためのものであり、電気負荷と発電量とに応じて変化する出力電圧をほぼ一定に維持する。プーリ９は、エンジン（図示せず）の回転を車両用交流発電機１内の回転子２に伝えるためのものであり、回転軸２４の一方端（スリップリング等と反対側）にナット９１によって締め付け固定されている。また、ブラシ装置６、整流装置７、電圧調整器８を覆うように、これらを保護するリアカバー１０が取り付けられている。このリアカバー１０は、ナット１１によってリア側フレーム５から延びるボルト５１に、整流装置７を挟み込んだ状態で締め付け固定されている。

次に、整流装置７とその周辺構造について詳細に説明する。図２は、整流装置７近傍の部分的な拡大断面図である。図３は、整流装置７の裏面図であり、リア側フレーム５側から見た形状が示されている。図４は、整流装置７に含まれる負極側放熱フィンの部分的な形状を示す平面図であり、リアカバー側からみた形状が示されている。

整流装置７は、絶縁部材７１を挟んで軸方向に離間して対向するように積層された正極側放熱フィン７２および負極側放熱フィン７４と、正極側放熱フィン７２に半田付け等によって取り付けられた正極側整流素子７３と、負極側放熱フィン７４に半田付け等によって取り付けられた負極側整流素子７５と、これら正極側整流素子７３および負極側整流素子７５と固定子巻線３２との間の電気的接続を行うターミナル７６を内蔵した端子台７７とを備えている。

正極側放熱フィン７２は、負極側放熱フィン７４よりもプーリ側（リア側フレーム５に近い側）に、すなわちリア側フレーム５、正極側放熱フィン７２、負極側放熱フィン７４の順に配置されている。これらの正極側放熱フィン７２と負極側放熱フィン７４のそれぞれの内径はほぼ等しく、外径は負極側放熱フィン７４の方が小径となっている。負極側放熱フィン７４は、外周の一部を外径側に突出させた突き出し部７８を有する。この突き出し部７８には貫通穴７９が形成されている。突き出し部７８の外径は、正極側放熱フィン７２の外径とほぼ等しく、この突き出し部７８に対応する位置の正極側放熱フィン７２には、突き出し部７８の貫通穴７９よりも大径の貫通穴８０が設けられている。

また、リア側フレーム５には、リアカバー１０の締め付けに用いられるボルト５１以外に、軸方向後方に延びる段付きボルト５２が取り付けられている。この段付きボルト５２は、雄ねじ溝が形成された先端のネジ部５２Ａと、ネジ部５２Ａよりも径が大きい円筒状の台座部５２Ｂとを含んでいる。台座部５２Ｂを正極側放熱フィン７２の貫通穴８０に隙間を介在させた状態で貫通させ、ネジ部５２Ａを突き出し部７８の貫通穴７９に貫通させた状態で、台座部５２Ｂの軸方向端面に負極側放熱フィン７４の一方の面を当接させ、ネジ部５２Ａに螺合するナット１２を用いて負極側放熱フィン７４の他方の面を締め付けることにより、負極側放熱フィン７４とリア側フレーム５との間の段付きボルト５２を介した連結が行われる。

このように、本実施形態の車両用交流発電機１では、段付きボルト５２を用いてリア側フレーム５と負極側放熱フィン７４とを連結することにより、ネジ穴付きの凸部を用いて連結する場合に比べて、この連結部（段付きボルト５２）の径を小さくすることができる。これにより、この連結部と干渉しないように正極側放熱フィン７２に設ける逃がし部を小さくすることができ、正極側放熱フィン７２の面積拡大による正極側放熱フィン７２および整流装置７全体の冷却性を向上させることができる。

また、逃がし部を所定の隙間を介して段付きボルト５２を貫通させる貫通穴８０とすることにより、切り欠き形状とする場合に比べて逃がし部を最小限の面積で形成することが可能となる。また、段付きボルト５２を用いることにより、負極側放熱フィン７４の位置決めが容易になるとともに、ナット１２を用いて段付きボルト５２に突き出し部７８を固定する際に別部材が不要になって部品点数を低減することができる。

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。上述した実施形態では、段付きボルト５２を用いたが、部品点数の増加を許容する場合には、ボルトの周囲に筒状部材を配置して負極側放熱フィン７４の軸方向の固定を行ってもよい。また、正極側放熱フィン７２に逃がし部としての貫通穴８０を形成したが、外径（あるいは内径）から凹部となる切り欠き形状を形成した逃がし部としてもよい。

一実施形態の車両用交流発電機の全体構造を示す断面図である。 整流装置近傍の部分的な拡大断面図である。 整流装置の裏面図である。 整流装置に含まれる負極側放熱フィンの部分的な形状を示す平面図である。 従来の整流装置とその周辺構造の部分的な断面図である。

符号の説明

１ 車両用交流発電機
２ 回転子
３ 固定子
４ フロント側フレーム
５ リア側フレーム
６ ブラシ装置
７ 整流装置
８ 電圧調整器
９ プーリ
１０ リアカバー
１１、１２ ナット
５２ 段付きボルト
５２Ａ ネジ部
５２Ｂ 台座部
７１ 絶縁部材
７２ 正極側放熱フィン
７３ 正極側整流素子
７４ 負極側放熱フィン
７５ 負極側整流素子
７７ 端子台
７８ 突き出し部
７９、８０ 貫通穴

Claims (3)

1. 正極側整流素子が固定される正極側放熱フィンと負極側整流素子が固定される負極側放熱フィンとを有する整流装置と、前記整流装置が取り付けられるフレームとを備える車両用交流発電機において、
   前記正極側放熱フィンがフレーム側に配置され、前記負極側放熱フィンが前記正極側放熱フィンを挟んで前記フレームから離れた位置に配置され、
   前記負極側放熱フィンの一部と前記フレームとの間をボルトを介在させて連結するとともに、このボルトを通す位置に対応する逃がし部を前記正極側放熱フィンに設けることを特徴とする車両用交流発電機。
2. 請求項１において、
   前記逃がし部は、所定の隙間を介して前記ボルトを貫通させる貫通穴であることを特徴とする車両用交流発電機。
3. 請求項１または２において、
   前記ボルトは、雄ねじ溝が形成されたネジ部とこのネジ部よりも径が大きい台座部とを含む段付き形状を有しており、
   前記台座部の軸方向端面に前記負極側放熱フィンの一方の面を当接させた状態で、前記ネジ部に螺合するナットを用いて前記負極側放熱フィンの他方の面を締め付けることにより、前記負極側放熱フィンと前記フレームとの間の連結が行われることを特徴とする車両用交流発電機。

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