JP3905300B2

JP3905300B2 - 車両用交流発電機

Info

Publication number: JP3905300B2
Application number: JP2000330846A
Authority: JP
Inventors: 篤志大橋; 淑人浅尾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2020-10-30
Also published as: US6740995B2; KR20020037732A; JP2002142423A; US20020050750A1; KR100473101B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両等に搭載される車両用交流発電機に関し、特にブラシ、整流器、及びレギュレータを内蔵する車両用交流発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１９は従来の自動車用の車両用交流発電機を示す断面図である。図２０は回転子の斜視図である。この発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット１及びリヤブラケット２から構成されたケース３と、このケース３内に設けられ、一端部にプーリ４が固定されたシャフト５と、このシャフト５に固定されたクローポール型の回転子６と、回転子６の軸方向両端面に固定されたファン７ａ，７ｂと、ケース３内に固定された固定子鉄心１７と、固定子鉄心１７のスロットに収納された固定子コイル１８と、固定子鉄心１７と固定子コイル１８で構成される固定子８と、シャフト５の他端部に固定され、回転子６に電流を供給するスリップリング９と、スリップリング９に摺動する一対のブラシ１０と、このブラシ１０を収納するブラシホルダ１１と、固定子コイル１８に電気的に接続され、固定子コイル１８で生じた交流電流を直流電流に整流する整流器１２と、ブラシホルダ１１に嵌着されたヒートシンク１３と、このヒートシンク１３に嵌着され、固定子コイル１８で生じた交流電圧を調整するレギュレータ１４とを有している。
【０００３】
レギュレータ１４の近傍には、図示しない外部プラグが装着されるコネクタ２２が配置されている。レギュレータ１４とブラシホルダ１１とコネクタ２２とは、レギュレータアッセンブリ３０を構成している。
【０００４】
回転子６は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル１５と、回転子コイル１５を覆って設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア１６とを有している。ポールコア１６の軸方向端面には、冷却用のファン７ａ，７ｂが設けられている。
【０００５】
固定子８は、回転子６による回転磁界が通る固定子鉄心１７と、回転磁界により交流出力電流が流れる固定子コイル１８とを備えており、固定子コイル１８は固定子鉄心１７の軸方向両端にコイルエンド１９を形成している。
【０００６】
図２１はレギュレータアッセンブリ３０の斜視図である。また、図２２はレギュレータアッセンブリ３０を正面・上面・側面から見た様子を示す図である。従来のレギュレータアッセンブリ３０においては、レギュレータ１４とブラシホルダ１１とがシャフト５の軸方向に重なって配設されている。そして、コネクタ２２は、レギュレータ１４とブラシホルダ１１に対して、両者を含みシャフト５を直角に横切る平面内で周方向に所定角度回転した位置に、開口部を外方に向けて設けられている。そして、ブラシホルダ１１の両側には、通風孔３０ａが設けられている。
【０００７】
図２３は整流器１２をサーキットボード２９と組み合わせた整流器アッセンブリ３１の斜視図である。さらに、図２４はリヤブラケットアッセンブリの正面図であり、図２５は図２４のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図である。図において、整流器１２は、概略Ｃ字型のヒートシンク２１上にダイオード２０が実装されて構成され、この整流器１２は、同じく概略Ｃ字型のサーキットボード２９と組み合わされて整流器アッセンブリ３１とされる。そして、この整流器アッセンブリ３１は、サーキットボード２９が発電機の中側となるようにリヤブラケット２に組み付けられる。さらに、整流器アッセンブリ３１は、固定締着手段としてのボルト２８によって締着される。その際、整流器アッセンブリ３１は、概略Ｃ字型をなしているので、Ｃ字の開口部分に空間ができる。そして次に、この空間にレギュレータアッセンブリ３０が挿入されて組み付けられ、図２４及び図２５に示されるリヤブラケットアッセンブリが組み立てられる。尚、放熱板であるヒートシンク２１の大きさの目安となる２個のボルト２８間の角度は、２１０度である。
【０００８】
図２６はリヤブラケットの正面図である。図２７は発電機をリヤ側から見た図である。リヤブラケットに形成された複数の開口部Ｅ（吸気穴）は、概略Ｃ字型の整流器アッセンブリ３１に対応する位置に開口されている。また、開口部Ｇ（吸気穴）は、レギュレータアッセンブリ３０に対応する位置に開口されている。
【０００９】
このような構成の車両用交流発電機においては、図１９に示されるように、回転子６の回転とともにファン７ｂが回転すると、この回転によりケース３の開口部Ｅからケース３内に冷却空気が流入し、その冷却空気は矢印αで示すように流れ、ヒートシンク２１，ダイオード２０を冷却している。その冷却空気は、その後ファン７ｂにより半径外側方向（遠心方向）に流れ、開口部Ｆから外部へ放出される。また、ファン７ｂの回転により開口部Ｇからもケース３内に冷却空気が流入し、その冷却空気は矢印βで示すように流れ、ヒートシンク１３，レギュレータ１４のパワートランジスタを冷却している。その冷却空気はその後ファン７ｂにより、半径外側方向に流れ、開口部Ｈから外部へ放出される。
【００１０】
また、コネクタ２２には、センシングに由来して名づけられたＳ端子と、ランプに由来して名づけられたＬ端子とが設けられ、これらの端子は、図示しない外部プラグを介して車両の各部へつながれている。Ｓ端子は、バッテリ電圧のモニタに使用され、Ｌ端子は、初期励磁用の電流を流したり、また、過発電、過放電等の発電異常時に図示しないランプを点灯させることに使用される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の従来の車両用交流発電機においては、整流器アッセンブリ３１は、概略Ｃ字型をなしＣ字の開口部分の空間に、レギュレータアッセンブリ３０が配置されている。すなわち、整流器アッセンブリ３１とレギュレータアッセンブリ３０とは、シャフト５を直角に横切る同一の平面内に設けられている。そのため、整流器１２のヒートシンク２１の大きさは、レギュレータアッセンブリ３０に制限されるものであった。しかし、整流器１２のヒートシンク２１をさらに拡大できれば、整流器１２の冷却性が向上し、性能が向上すると共に、耐久性を向上できるものであった。また、コネクタ２２は、ヒートシンクに嵌着されたレギュレータ１４とブラシホルダ１１に対して、シャフト５を直角に横切る平面内で周方向に隣接して配置されており、コネクタ２２とヒートシンク配置部の通風抵抗の差のために、レギュレータアッセンブリ３０を通過する冷却風の整流性を阻害し、ひいては、整流器１２を含めたリヤブラケットアッセンブリ全体の冷却性を悪化させていた。また、吸気側の通風抵抗のアンバランスで風騒音を増大させていた。
【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、通風抵抗のアンバランスを改善し、整流器の放熱板の面積を拡大して整流器の冷却性を向上するとともに低騒音とし、高性能、高耐久性及び高品質とした車両用交流発電機を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用交流発電機は、ケースに回転自在に支承されたシャフトと、ケース内に収納され、シャフトに固定された複数の磁極、界磁巻線、及び磁極の軸方向の少なくとも一方端に固着されたファンを有する回転子と、鉄心及び鉄心に巻回された巻線を有し、鉄心の端部には巻線が折り返されて形成されたコイルエンドが設けられ、回転子の外周に位置するようにケースに固定された固定子と、ケース内に配設され、固定子で発生した交流電流を直流に整流する整流素子及び整流素子の発熱を放熱する放熱板を有する整流器と、ケース内に配設され、固定子で発生した交流電圧の大きさを調整するレギュレータと、レギュレータに設けられた放熱用のヒートシンクと、回転子の径方向に進退動作するようケース内に配設され、一端が回転子に接触して回転子の界磁巻線に界磁電流を供給するブラシと、外部プラグが装着されるコネクタとを備え、
ケースは、回転子のファンの取り付けられた側に複数の吸気孔を持ち、ファンの動作により、吸気穴から吸気される冷却風は、整流器を冷却した後、遠心方向に曲げられて、コイルエンドを通風冷却する車両用交流発電機において、
軸方向に沿って形成される平面において、レギュレータとブラシとは軸方向に重なって配設され、コネクタは、ヒートシンクよりも径方向の外側に配設されるとともに、ブラシを保持するブラシホルダの少なくとも一部と軸方向に重なって配設され、レギュレータ、コネクタ及びブラシホルダから一体的に構成されるレギュレータアッセンブリは、ヒートシンクよりも径方向の外側で、かつ軸方向に沿って形成された通風孔を有し、また、整流器は、平面において、シャフトに対して、レギュレータ、ブラシ、及びコネクタと略線対称となるように配設され、ケースには、整流器に対応した位置に複数の吸気孔が形成されている。
【００１７】
また、ケースへの、レギュレータと整流器の固定締着手段は共用されている。
【００１８】
また、コイルエンドは、ファンと軸方向にほぼラップせず、ファンのつくる冷却風は、コイルエンド頂部を通風する。
【００１９】
さらに、コイルエンドは、ファンと軸方向にラップし、ファンのつくる冷却風は、コイルエンド内部を通過、通風する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の車両用交流発電機を示す断面図である。この発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット１及びリヤブラケット２から構成されたケース３と、このケース３内に設けられ、一端部にプーリ４が固定されたシャフト５と、このシャフト５に固定されたクローポール型の回転子６と、回転子６の軸方向両端面に固定されたファン７ａ，７ｂと、ケース３内に固定された固定子鉄心１７と、固定子鉄心１７のスロットに収納された固定子コイル１８Ａと、固定子鉄心１７と固定子コイル１８Ａで構成される固定子８Ａと、シャフト５の他端部に固定され、回転子６に電流を供給するスリップリング９と、スリップリング９に摺動する一対のブラシ１０と、このブラシ１０を収納するブラシホルダ１１と、固定子コイル１８Ａに電気的に接続され、固定子コイル１８Ａで生じた交流電流を直流電流に整流する整流器１２と、ブラシホルダ１１に嵌着されたヒートシンク１３と、このヒートシンク１３に嵌着され、固定子コイル１８Ａで生じた交流電圧を調整するレギュレータ１４とを有している。
【００２１】
レギュレータ１４の近傍には、図示しない外部プラグが装着されるコネクタ２２が配置されている。レギュレータ１４とブラシホルダ１１とコネクタ２２とは、レギュレータアッセンブリ４０を構成している。
【００２２】
回転子６は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル１５と、回転子コイル１５を覆って設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア１６とを有している。ポールコア１６の軸方向端面には、冷却用のファン７ａ，７ｂが設けられている。
【００２３】
固定子８Ａは、回転子６による回転磁界が通る固定子鉄心１７と、回転磁界により交流出力電流が流れる断面がスロット内で矩形状をした固定子コイル１８Ａとを備えており、固定子コイル１８Ａは固定子鉄心１７の軸方向両端にコイルエンド１９を形成している。
【００２４】
ここで、固定子８Ａの構造について、図２および図３を参照しつつ説明する。なお、図３は１相分の固定子巻線の要部を示している。
固定子８Ａは、軸方向に延びるスロット１７ａが所定ピッチで周方向に設けられた円筒状の固定子鉄心１７と、導体線を固定子鉄心１７の端面側のスロット外で折り返して６スロット毎のスロット１７ａ内に内層と外層とを交互に採るように巻装してなる固定子コイル１８Ａとから構成されている。
この固定子コイル１８Ａを構成する導体線には、絶縁被覆された銅連続線７５が用いられている。また、固定子鉄心１７には、９６個のスロット１７ａが設けられている。
【００２５】
６スロットピッチ（６Ｐ）で並ぶスロット１７ａで構成される各組のスロット群において、第１巻線７６ａが銅連続線７５を６スロット毎のスロット１７ａに３番地と４番地とを交互に採るように波状に固定子鉄心１５に巻装され、第２巻線７６ｂが銅連続線７５を６スロット毎のスロット１７ａに４番地と３番地とを交互に採るように波状に固定子鉄心１５に巻装され、第３巻線７６ｃが銅連続線７５を６スロット毎のスロット１７ａに１番地と２番地とを交互に採るように波状に固定子鉄心１７に巻装され、第４巻線７６ｄが銅連続線７５を６スロット毎のスロット１７ａに２番地と１番地とを交互に採るように波状に固定子鉄心１７に巻装されている。ここで、第１乃至第４巻線７６ａ−７６ｄはそれぞれ１ターンの巻線であり、第２巻線７６ｂは第１巻線７６ａに対して電気角で１８０度ずれて反転巻装されており、第４巻線７６ｄは第３巻線７６ｃに対して電気角で１８０度ずれて反転巻装されている。また、各スロット１７ａ内には、４本の銅連続線７５のスロット収納部７５ｂが径方向（スロット深さ方向）に１列に並んで収納されている。
【００２６】
そして、各組のスロット群に巻装された第１乃至第４巻線７６ａ−７６ｄを直列に接続して４ターンの１相分の固定子巻線が構成される。つまり、６スロット毎のスロット１７ａで構成されるスロット群は６組あることから、６相分の固定子巻線が構成される。ついで、３相分の固定子巻線を交流結線して３相交流巻線が構成される。これにより、２組の３相交流巻線から構成された固定子コイル１８Ａが固定子鉄心１７に巻装された固定子８Ａを得る。
【００２７】
このように構成された固定子コイル１８Ａでは、固定子鉄心１７の端面側で、スロット外で折り返された銅連続線７５のターン部７５ａ（コイルエンド）が、径向に２列となって周方向に整列して配列されてフロント側およびリヤ側のコイルエンド１９を構成している。
【００２８】
本実施の形態では、第１および第２巻線７６ａ、７６ｂの各ターン部７５ａはスロット１７ａの３番地からリヤ側に延出し、スロット外で折り返されて６スロット離れたつぎのスロット１７ａの４番地に入っている。同様に、第３および第４巻線７６ｃ、７６ｄの各ターン部７５ａはスロット１７ａの１番地からリヤ側に延出し、スロット外で折り返されて６スロット離れたつぎのスロット１７ａの２番地に入っている。即ち、各ターン部７５ａは略等しい形状に形成されている。そして、コイルエンド１９はターン部７５ａが径向に２列となって周方向に整列して配列されている。
【００２９】
図４はレギュレータアッセンブリ４０を正面・上面・側面から見た様子を示す図である。本実施の形態のレギュレータアッセンブリ４０においては、レギュレータ１４とブラシホルダ１１とがシャフト５の軸方向に重なって配設され、コネクタ２２は、レギュレータ１４の径方向外にレギュレータ１４に隣接して設けられ、開口部を外方に向けて設けられている。ブラシホルダ１１、レギュレータ１４、及びコネクタ２２の３者は、モールド成形により一体に設けられている。そして、ブラシホルダ１１、レギュレータ１４、及びコネクタ２２の３者の中心線は、シャフト５の中心軸を通り径方向に延びる同一平面上に配設されている。そして、ブラシホルダ１１の両側には、通風孔４０ａが設けられている。レギュレータ１４は、リヤ側に、複数のフィンを有するヒートシンク１３を有している。
【００３０】
図５は整流器アッセンブリ３１とレギュレータアッセンブリ４０とを組み付けたレギュレータ・整流器アッセンブリの斜視図である。整流器アッセンブリ３１において、整流器１２は、概略Ｃ字型のヒートシンク２１上にダイオード２０が実装されて構成されている。ヒートシンク２１は、リヤ側に、複数のフィン２１ａを有している。
【００３１】
図６はリヤブラケットの正面図である。また、図７はリヤブラケットアッセンブリの正面図であり、図８は図７のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。また、図９は発電機をリヤ側から見た図である。本実施の形態においても、従来例とほぼ同様の手順にて、リヤブラケット２に、整流器アッセンブリ３１とレギュレータアッセンブリ４０とが組み付けられる。ここで、本実施の形態のレギュレータアッセンブリ４０は、上述のように、ブラシホルダ１１、レギュレータ１４、及びコネクタ２２の３者の中心線は、シャフト５の中心軸を通り径方向に延びる同一平面上に配設されている。そのため、このレギュレータアッセンブリ４０とともにシャフト５を直角に横切る同一平面内に設けられた本実施の形態の整流器アッセンブリ３１は、概略Ｃ字型の端部から端部までの長さが長くされ、全体の面積も大きくされている。本実施の形態においては、整流器アッセンブリ３１の大きさ、言い換えればヒートシンク２１の大きさ、の目安となる２個のボルト２８間の角度は、２６０度である。
【００３２】
そして、整流器アッセンブリ３１（整流器１２）は、ブラシホルダ１１、レギュレータ１４、及びコネクタ２２の３者の中心線を含む同一平面に対して面対称な形状であり、リヤブラケット２（ケース３）には、整流器１２に対応した位置に複数の開口部Ｅが形成されている。
【００３３】
このような構成の車両用交流発電機は、ケース３に回転自在に支承されたシャフト５と、ケース３内に収納され、シャフト５に固定された複数の磁極（ポールコア１６）、界磁巻線（回転子コイル１５）、及び磁極の軸方向の少なくとも一方端に固着されたファン７ａ，７ｂを有する回転子６と、鉄心１７及び鉄心１７に巻回された巻線（固定子コイル１８Ａ）を有し、鉄心の端部には巻線が折り返されて形成されたコイルエンド１９が設けられ、回転子６の外周に位置するようにケース３に固定された固定子８と、ケース３内に配設され、固定子８で発生した交流電流を直流に整流する整流素子（ダイオード２０）及び整流素子の発熱を放熱する放熱板（ヒートシンク２１）を有する整流器１２と、ケース３内に配設され、固定子８で発生した交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１４と、回転子６の径方向に進退動作するようケース３内に配設され、一端が回転子６に接触して回転子６の界磁巻線に界磁電流を供給するブラシ１０と、外部プラグが装着されるコネクタ２２とを備えている。
【００３４】
そして、ケース３は、回転子６のファン７ｂの取り付けられた側に複数の吸気孔（開口部Ｅ，Ｇ）を持ち、ファン７ｂの動作により、吸気穴から吸気される冷却風は、整流器１２を冷却した後、遠心方向に曲げられて、コイルエンド１９を通風冷却する。一方、レギュレータ１４側は、吸気孔Ｇから冷却風が、ヒートシンク１３を冷却した後、ヒートシンク１３より内径側にあるブラシホルダ１１の横に設けられた通風孔４０ａを通過し、遠心方向に曲げられて外部へ放出される。
【００３５】
そしてさらに、レギュレータ１４とブラシ１０は軸方向に重なって配設されて、かつレギュレータ１４、ブラシ１０、及びコネクタ２２は、中心線が、径方向に延びる同一平面上に配設されて、整流器１２は、この同一平面に対して略線対称となるように配設され、リヤブラケット２には、整流器１２に対応した位置に複数の開口部Ｅが形成されている。
【００３６】
本実施の形態においては、このように、レギュレータ１４とブラシ１０が軸方向に重なって配設されているので、レギュレータ１４に妨害されることなくブラシ１０を径方向に長くすることができる。これにより、発電機の寿命を長くすることができる。
【００３７】
また、整流器１２の放熱板２１の面積を拡大して裏面に設けられるフィン２１ａの数も多くすることができ、整流器１２とブラシ１０の冷却性が向上し、更には、通風抵抗の大きなレギュレータ１４、ブラシ１０、及びコネクタ２２に対し、線対称に整流器１２と吸気孔を設けたので、通風抵抗のバランスが良いため、更に冷却効率が向上して、また風騒音も低減する。
【００３８】
また、コネクタ２２は、レギュレータ１４とブラシ１０の外周側に配置されて、３者は、中心線が、シャフト５を通り径方向に延びる同一平面上に配設されている。そのため、更に整流器１２の放熱板２１の面積を拡大でき、更に通風抵抗が低減され、冷却効率が向上して、また風騒音も低減する。
【００３９】
また、本実施の形態の車両用交流発電機のコイルエンド１９は、ファン７ａ，７ｂと軸方向にほぼラップして（重なって）おらず、ファン７ａ，７ｂのつくる冷却風は、コイルエンド１９の頂部を通風する。そのため、吐出側の通風抵抗が低減し、整流器１２の冷却効率が向上し、また風騒音が低減する。
【００４０】
尚、本実施の形態においては、ブラシホルダ１１、レギュレータ１４、及びコネクタ２２の３者の中心線は、シャフト５の中心軸を通り径方向に延びる同一平面上に配設されているが、３者の中心線は、ほぼ同一平面上に配設されていれば同様の効果を得ることができる。
【００４１】
実施の形態２．
図１０はこの発明の車両用交流発電機の他の例を示す断面図である。図１１はこの発電機の固定子の斜視図である。図１２は１相分の固定子巻線の要部を示す斜視図である。
本実施の形態の固定子８Ｂの構造について、図１０〜１２を参照しつつ説明する。なお、図１３は１相分の固定子巻線の要部を示している。
固定子８Ｂは、軸方向に延びるスロット１７ａが所定ピッチで周方向に設けられた円筒状の固定子鉄心１７と、導体線を固定子鉄心１７の端面側のスロット外で折り返して６スロット毎のスロット１７ａ内に内層と外層とを交互に採るように巻装してなる固定子コイル１８Ｂとから構成されている。
この固定子コイル１８Ｂを構成する導体線には、絶縁被覆された短尺の銅線材を略Ｕ字状に折り曲げ成形した大導体セグメント７１と小導体セグメント７２とが用いられている。そして、大導体セグメント７１は、ターン部７１ａにより一対のスロット収納部７１ｂを連結した略Ｕ字状に形成されている。同様に、小導体セグメント７２は、ターン部７２ａにより一対のスロット収納部７２ｂを連結した略Ｕ字状に形成されている。また、固定子鉄心１７には、９６個のスロット１７ａが設けられている。
【００４２】
まず、小導体セグメント７２が、固定子鉄心１７のリヤ側から、６スロット離れて対をなすスロット１７ａの各対にスロット深さ方向の内周側から３番目の位置（以下、３番地という）と２番目の位置（以下、２番地という）とに挿入され、大導体セグメント７１が、固定子鉄心１７のリヤ側から、６スロット離れて対をなすスロット１７ａの各対にスロット深さ方向の内周側から１番目の位置（以下、１番地という）と４番目の位置（以下、４番地という）とに挿入される。これにより、各スロット１７ａ内には、４本のスロット収納部７１ｂ、７２ｂが径方向（スロヅト深さ方向）に１列に並んで収納されている。
ついで、固定子鉄心１７のフロント側に延出する大導体セグメント７１および小導体セグメント７２の開放端部側が、外開き状に折り曲げられる。そして、固定子鉄心１７のフロント側において、スロット１７ａの２番地から延出する小導体セグメント７２の開放端部７２ｃが６スロット離れたスロット１７ａの１番地から延出する大導体セグメント７１の開放端部７１ｃに径方向に重ねられ、アーク溶接等により接合される。同様に、固定子鉄心１７のフロント側において、スロット１７ａの４番地から延出する大導体セグメント７１の開放端部７１ｃが６スロット離れたスロット１７ａの３番地から延出する小導体セグメント７２の開放端部７２ｃに径方向に重ねられ、アーク溶接等により接合される。
【００４３】
これにより、６スロットピッチ（６Ｐ）で並ぶスロット１７ａで構成される同一スロット群に挿入されている大導体セグメント７１と小導体セグメント７２とが接合されて、１スロット群当たり１ターンの巻線が４本形成される。そして、各スロット群に挿入された４本の巻線を直列に接続して４ターンの１相分の固定子巻線が構成される。つまり、６スロット毎のスロット１７ａで構成されるスロット群は６組あることから、６相分の固定子巻線が構成される。ついで、３相分の固定子巻線を交流結線して３相交流巻線が構成される。これにより、２組の３相交流巻線から構成された固定子コイル１８Ｂが固定子鉄心１７に巻装された固定子８Ｂを得る。
【００４４】
図１３はこの発明の車両用交流発電機の他の例を示すリヤブラケットアッセンブリの正面図である。また、図１４はリヤブラケットの正面図、図１５は発電機をリヤ側から見た図である。本実施の形態の整流器アッセンブリ３１は、概略Ｃ字型の端部から端部までの長さがさらに長くされ、全体の面積も大きくされている。そして、整流器アッセンブリ３１の両端部は、レギュレータアッセンブリ４０の両端部と軸方向に重なっている。そして、固定締着手段としてのボルト２８は、整流器アッセンブリ３１とレギュレータアッセンブリ４０の両者を同時に固定している。
【００４５】
図１４及び図１５に示されるように、リヤブラケット２には、整流器１２に対応した位置に複数の開口部Ｅが形成されていが、整流器アッセンブリ３１の拡大にともない開口部Ｅは従来より大きくされている。そのため、冷却風の風量が多くなり、冷却効率が向上する。
【００４６】
また、このような構成の車両用交流発電機においては、レギュレータ１４と整流器１２の固定締着手段を共用とした。そのため、空いたスペースを整流器１２の放熱板２１の拡大に利用でき、冷却効率が向上し、通風抵抗がさらに下がり、また風騒音も低減する。
【００４７】
さらに、本実施の形態のコイルエンド１９は、頂部が、ファン７ａ，７ｂと軸方向にラップしている（重なっている）。このような構成とすることにより、固定子８の冷却性を向上させながら、吐出側の通風抵抗の増大を抑えて、整流器１２の冷却効率を向上させ、また風騒音が低減する。
【００４８】
実施の形態３．
図１６はこの発明の車両用交流発電機のさらに他の例を示すリヤブラケットアッセンブリの正面図である。図１７は図１６のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。本実施の形態のレギュレータアッセンブリ５０には、コネクタ２２が設けられていない。コネクタ２２は、シャフト５を中心にしてレギュレータアッセンブリ５０と点対称な位置に配置されている。そして、ブラシホルダ１１、レギュレータ１４、及びコネクタ２２の３者の中心線は、シャフト５の中心軸を通り径方向に延びる同一平面上に配設されている。
【００４９】
このような構成の車両用交流発電機においては、レギュレータ１４とブラシ１０は、シャフト５を中心にしてコネクタ２２と点対称な位置に配置され、３者は、中心線が、径方向に延びる同一平面上に配設されている。そのため、通風抵抗が左右対称となり、アンバランスが是正され、冷却効率が向上し、風騒音が低減する。
【００５０】
実施の形態４．
図１８はこの発明の車両用交流発電機のさらに他の例を示すレギュレータアッセンブリを正面・上面・側面から見た様子を示す図である。本実施の形態のレギュレータアッセンブリ６０においては、レギュレータ１４とブラシホルダ１１とがシャフト５の軸方向に重なって配設され、コネクタ２２は、レギュレータ１４の径方向外にレギュレータ１４に隣接して設けられ、開口部を発電機のリア方向に向けて設けられている。
【００５１】
このような構成の車両用交流発電機においては、レギュレータ１４とブラシ１０は軸方向に重なって配設されて、コネクタ２２はブラシホルダ１１と軸方向に重なって配設され、３者は、中心線が、径方向に延びる略同一平面上に配設されている。そのため、コネクタが外周側へ突出することがなく発電機を小型化することができる。
【００５２】
尚、本実施の形態においては、コネクタ２２はブラシホルダ１１と軸方向に重なって配設されているが、ブラシ１０とレギュレータ１４とコネクタ２２の３者が軸方向に重なって配設されても同様の効果を得ることができる。
【００５３】
また、本実施の形態は、アディショナルダイオードを合わせ持った三相全波整流用のダイオードを２組で合計１６個有する整流器の例であるが、１組で８個の場合、また、アディショナルダイオードを持たない１２個や６個の場合でも良い。この場合、ダイオード１個あたりのヒートシンク表面積が増すので、本願の構成はさらに効果的である。
【００５４】
【発明の効果】
この発明に係る車両用交流発電機は、ケースに回転自在に支承されたシャフトと、ケース内に収納され、シャフトに固定された複数の磁極、界磁巻線、及び磁極の軸方向の少なくとも一方端に固着されたファンを有する回転子と、鉄心及び鉄心に巻回された巻線を有し、鉄心の端部には巻線が折り返されて形成されたコイルエンドが設けられ、回転子の外周に位置するようにケースに固定された固定子と、ケース内に配設され、固定子で発生した交流電流を直流に整流する整流素子及び整流素子の発熱を放熱する放熱板を有する整流器と、ケース内に配設され、固定子で発生した交流電圧の大きさを調整するレギュレータと、レギュレータに設けられた放熱用のヒートシンクと、回転子の径方向に進退動作するようケース内に配設され、一端が回転子に接触して回転子の界磁巻線に界磁電流を供給するブラシと、外部プラグが装着されるコネクタとを備え、
ケースは、回転子のファンの取り付けられた側に複数の吸気孔を持ち、ファンの動作により、吸気穴から吸気される冷却風は、整流器を冷却した後、遠心方向に曲げられて、コイルエンドを通風冷却する車両用交流発電機において、
軸方向に沿って形成される平面において、レギュレータとブラシとは軸方向に重なって配設され、コネクタは、ヒートシンクよりも径方向の外側に配設されるとともに、ブラシを保持するブラシホルダの少なくとも一部と軸方向に重なって配設され、レギュレータ、コネクタ及びブラシホルダから一体的に構成されるレギュレータアッセンブリは、ヒートシンクよりも径方向の外側で、かつ軸方向に沿って形成された通風孔を有し、また、整流器は、平面において、シャフトに対して、レギュレータ、ブラシ、及びコネクタと略線対称となるように配設され、ケースには、整流器に対応した位置に複数の吸気孔が形成されている。
そのため、レギュレータとブラシが軸方向に重なって配設されているので、レギュレータに妨害されることなくブラシを径方向に長くすることができる。これにより、発電機の寿命を長くすることができる。
また、整流器の放熱板の面積を拡大して整流器の冷却性を向上し、更には、通風抵抗の大きなレギュレータ、ブラシ、及びコネクタに対し、線対称に整流器と吸気孔を設けたので、通風抵抗のバランスが良いため、更に冷却効率が向上して、また風騒音も低減する。
また、コネクタは、ヒートシンクよりも径方向の外側に配設されるとともに、ブラシを保持するブラシホルダの少なくとも一部と軸方向に重なって配設されている。そのため、コネクタ全体がブラシホルダから外周側へ突出することがなく発電機を小型化することができる。
【００５８】
また、ケースへの、レギュレータと整流器の固定締着手段は共用されている。レギュレータと整流器の固定締着手段を共用としたので、空いたスペースを整流器の放熱板の拡大に利用でき、更に通風抵抗が低減され、冷却効率が向上して、また風騒音も低減する。
【００５９】
また、コイルエンドは、ファンと軸方向にほぼラップせず、ファンのつくる冷却風は、コイルエンド頂部を通風する。そのため、コイルエンドとファンを軸方向にラップしない構成であるので、吐出側の通風抵抗が低減し、整流器の冷却効率が向上し、また風騒音が低減する。
【００６０】
さらに、コイルエンドは、ファンと軸方向にラップし、ファンのつくる冷却風は、コイルエンド内部を通過、通風する。そのため、コイルエンドとファンを軸方向にラップさせ、固定子の冷却性を向上させながら、吐出側の通風抵抗の増大を抑えて、整流器の冷却効率を向上させ、また風騒音が低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の車両用交流発電機を示す断面図である。
【図２】実施の形態１の発電機の固定子の斜視図である。
【図３】実施の形態１の１相分の固定子巻線の要部を示す斜視図である。
【図４】レギュレータアッセンブリを正面・上面・側面から見た様子を示す図である。
【図５】整流器アッセンブリとレギュレータアッセンブリとを組み付けたレギュレータ・整流器アッセンブリの斜視図である。
【図６】リヤブラケットの正面図である。
【図７】リヤブラケットアッセンブリの正面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【図９】発電機をリヤ側から見た図である。
【図１０】実施の形態２の車両用交流発電機を示す断面図である。
【図１１】実施の形態２の発電機の固定子の斜視図である。
【図１２】実施の形態２の１相分の固定子巻線の要部を示す斜視図である。
【図１３】この発明の車両用交流発電機の他の例を示すリヤブラケットアッセンブリの正面図である。
【図１４】リヤブラケットの正面図である。
【図１５】発電機をリヤ側から見た図である。
【図１６】実施の形態３の車両用交流発電機のリヤブラケットアッセンブリの正面図である。
【図１７】図１６のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。
【図１８】実施の形態４の車両用交流発電機のレギュレータアッセンブリを正面・上面・側面から見た様子を示す図である。
【図１９】従来の自動車用の車両用交流発電機を示す断面図である。
【図２０】従来の発電機の斜視図である。
【図２１】従来のレギュレータアッセンブリの斜視図である。
【図２２】従来のレギュレータアッセンブリを正面・上面・側面から見た様子を示す図である。
【図２３】整流器をサーキットボードと組み合わせた整流器アッセンブリの斜視図である。
【図２４】従来のリヤブラケットアッセンブリの正面図である。
【図２５】図２４のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図である。
【図２６】従来のリヤブラケットの正面図である。
【図２７】従来の発電機をリヤ側から見た図である。
【符号の説明】
１フロントブラケット、２リヤブラケット、３ケース、５シャフト
６回転子、７ａ，７ｂファン、８固定子、１０ブラシ、１１ブラシホルダ、１２整流器、１４レギュレータ、１５回転子コイル（界磁巻線）、１６ポールコア（磁極）、１７固定子鉄心（鉄心）、１８固定子コイル（巻線）、１９コイルエンド、２０ダイオード（整流素子）、２１ヒートシンク（放熱板）、２２コネクタ、Ｅ，Ｇ開口部（吸気孔）。

Claims

ケースに回転自在に支承されたシャフトと、
前記ケース内に収納され、前記シャフトに固定された複数の磁極、界磁巻線、及び該磁極の軸方向の少なくとも一方端に固着されたファンを有する回転子と、
鉄心及び該鉄心に巻回された巻線を有し、前記鉄心の端部には前記巻線が折り返されて形成されたコイルエンドが設けられ、前記回転子の外周に位置するように前記ケースに固定された固定子と、
前記ケース内に配設され、前記固定子で発生した交流電流を直流に整流する整流素子及び該整流素子の発熱を放熱する放熱板を有する整流器と、
前記ケース内に配設され、前記固定子で発生した交流電圧の大きさを調整するレギュレータと、
前記レギュレータに設けられた放熱用のヒートシンクと、
前記回転子の径方向に進退動作するよう前記ケース内に配設され、一端が該回転子に接触して該回転子の前記界磁巻線に界磁電流を供給するブラシと、
外部プラグが装着されるコネクタと
を備え、
前記ケースは、前記回転子のファンの取り付けられた側に複数の吸気孔を持ち、前記ファンの動作により、前記吸気穴から吸気される冷却風は、前記整流器を冷却した後、遠心方向に曲げられて、前記コイルエンドを通風冷却する車両用交流発電機において、
前記軸方向に沿って形成される平面において、前記レギュレータと前記ブラシとは軸方向に重なって配設され、前記コネクタは、前記ヒートシンクよりも前記径方向の外側に配設されるとともに、前記ブラシを保持するブラシホルダの少なくとも一部と軸方向に重なって配設され、
前記レギュレータ、前記コネクタ及び前記ブラシホルダから一体的に構成されるレギュレータアッセンブリは、前記ヒートシンクよりも前記径方向の内側で、かつ前記軸方向に沿って形成された通風孔を有し、
また、前記整流器は、前記平面において、前記シャフトに対して、前記レギュレータ、前記ブラシ、及び前記コネクタと略線対称となるように配設され、前記ケースには、前記整流器に対応した位置に複数の前記吸気孔が形成されている
ことを特徴とする車両用交流発電機。
前記ケースへの、前記レギュレータと前記整流器の固定締着手段は共用されている
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機。
前記コイルエンドは、前記ファンと軸方向にほぼラップせず、該ファンのつくる前記冷却風は、前記コイルエンド頂部を通風する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用交流発電機。
前記コイルエンドは、前記ファンと軸方向にラップし、該ファンのつくる前記冷却風は、前記コイルエンド内部を通過、通風する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用交流発電機。