JP4886815B2 - Rectifier for rotating electrical machine and fixing method of rectifier element - Google Patents
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Description
この発明は、車両用交流発電機などの回転電機に発生した交流を直流に変換する整流装置並びに整流装置における整流素子の固定方法に関するものである。 The present invention relates to a rectifier that converts alternating current generated in a rotating electrical machine such as an automotive alternator into direct current, and a method of fixing a rectifier element in the rectifier.
従来の車両用交流発電機の整流装置は、円弧状のフィンベース(冷却部材)の側面に整流素子を半田付けにより固定している(例えば特許文献1)。
また、半円弧状のフィンベースを二重リング状に配置し、それぞれ内側リング内周面と外側リング外周面とに径方向に延びる冷却フィンが多数設けられ、フィンベースの冷却フィン背面側にダイオードが取り付けられるものが開示されている(例えば、特許文献2)。
このような構成にすることで、車両用発電機の外形形状を増大することなく、円形断面を持つ車両用発電機内でフィン面積の増大が可能になり、結果、増大する電流出力に対応できる旨記載されている。
In a conventional rectifier for an AC generator for a vehicle, a rectifying element is fixed to a side surface of an arc-shaped fin base (cooling member) by soldering (for example, Patent Document 1).
A semi-arc-shaped fin base is arranged in a double ring shape, and a large number of cooling fins extending in the radial direction are provided on the inner peripheral surface of the inner ring and the outer peripheral surface of the outer ring, respectively. Is disclosed (for example, Patent Document 2).
With such a configuration, it is possible to increase the fin area in the vehicular generator having a circular cross section without increasing the outer shape of the vehicular generator, and as a result, it is possible to cope with an increasing current output. Are listed.
特許文献2に記載のものではフィン面積の増大が可能になる構成が示されているが、半円弧状フィンベースの円周側面に備えるとされる整流素子(ダイオード)の詳細についての説明が無く、その固定方法についても記載されていない。
例えば特許文献2の構成に特許文献1でも周知の半田付けを適用し実際の製品を得ようとすると、下記の問題が生じることが明らかである。
特許文献2 第2図構成:
装着作業時にはフィン先端面あるいは固定端面が安定して下支え可能な構成であることが必要であるだけでなく、溶融した半田を保持する為に作業時にフィンベース面(ダイオード支持面)を水平状態とすることが必要である。装着するダイオード毎に、フィンベースのダイオード固定面を水平状態にする作業を繰り返さなければならない。
他の装着方法として、ダイオードをフィンベースに圧入することを考えた場合も同様で、荷重をかけて圧入することからも、フィンベースのダイオード固定面を水平状態に下支えする作業が各々必要となる。
つまりは、半円弧状のフィンベース(特許文献2)で構成する場合、実際にはダイオード装着時の該部背面の冷却フィン先端加工、削除、等の工夫や、個々に行う配置作業工程など、製造作業性は極端に悪く、量産化が困難とされていた。
The configuration described in
For example, it is apparent that the following problems occur when an actual product is obtained by applying soldering well known in Patent Document 1 to the configuration of
It is not only necessary for the fin tip surface or fixed end surface to be able to support stably during mounting work, but the fin base surface (diode support surface) must be kept horizontal during work in order to hold molten solder. It is necessary to. For each diode to be mounted, the process of making the fin-based diode fixing surface horizontal must be repeated.
The same applies to the case where the diode is press-fitted into the fin base as another mounting method. The work of supporting the diode-fixing surface of the fin base in a horizontal state is also required from the press-fitting with a load. .
In other words, when configured with a semi-arc-shaped fin base (Patent Document 2), in actuality, such as the cooling fin tip processing and deletion of the rear surface of the part at the time of mounting the diode, the arrangement work process to be performed individually, etc. Manufacturability was extremely poor, and mass production was considered difficult.
上記の課題を解決するために、この発明では、弾性変形可能に構成された冷却部材の円弧状本体部から複数のフィンを延出させるとともに、前記円弧状本体部に整流素子を固定する固定溝部を設け、前記固定溝部を拡張する方向に変形させて該固定溝部に素子を配置後、変形を解く構成により、整流素子と前記冷却部材とを一体化するようにした。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, a plurality of fins are extended from an arcuate body portion of a cooling member configured to be elastically deformable , and a fixing groove portion that fixes a rectifying element to the arcuate body portion The rectifying element and the cooling member are integrated by a configuration in which the fixed groove portion is deformed in the extending direction and an element is disposed in the fixed groove portion and then the deformation is released.
この発明によれば、困難であった複数の整流素子を円周側面に配置する事が出来るようになり、主に円筒形状の回転電気機器内に合わせて、余剰空間無く効率良く整流装置を配置出来るようになるだけでなく、複数の整流素子を同時に円弧状周側面に配置することができる。これにより回転電機の小型がはかられ、材料コスト、製造コストが低減出来る。
且つ、整流素子固定部直下に配した冷却フィンを、円筒状の回転電気機器の軸線に向くように、冷却流体がフィン間を通って軸端へ抜けるように、配置することができる為、回転電気機器内の軸方向の冷却流体による冷却効果が向上し、整流装置の信頼性が上がるとともに整流装置の寿命が延びるという効果がある。
According to the present invention, a plurality of rectifying elements that have been difficult can be arranged on the circumferential side surface, and the rectifying device is efficiently arranged without excess space mainly in a cylindrical rotary electric device. In addition to being able to do so, a plurality of rectifying elements can be simultaneously arranged on the arcuate peripheral side. As a result, the rotating electrical machine can be reduced in size, and material costs and manufacturing costs can be reduced.
In addition, the cooling fins arranged directly under the rectifying element fixing part can be arranged so that the cooling fluid passes through the fins and goes to the shaft end so as to face the axis of the cylindrical rotating electric device. The cooling effect by the axial cooling fluid in the electrical equipment is improved, and there is an effect that the reliability of the rectifier increases and the life of the rectifier extends.
以下、この発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明を適用した車両用交流発電機の要部断面図、図2はその冷却部材への整流素子の固定方法の一例を模式的に示す平面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of an automotive alternator to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of a method of fixing a rectifying element to the cooling member.
先ず、車両用交流発電機の全体構造を図1に基づいて説明する。構成部品をその内側に取り囲んで支承するケーシング2の中には、回転子3が配置されている。この回転子3の外周には、一対のポールコア31、32の爪状磁極と僅かな間隔を介して固定子4が配置され、さらに上記回転子3が備えるシャフト33にはプーリが設けられ、ベルト(図示せず)により回転駆動できるように構成されている。また、ポールコア31、32の内部には、両ポールコアを異なる磁極に励磁するための界磁巻線34が装着され、ポールコア31、32の外部には、冷却手段としての冷却ファン35が取り付けられている。
First, the overall structure of the vehicle alternator will be described with reference to FIG. A
更に、シャフト33の一端にはスリップリング5が設けられ、界磁巻線34と電気的に接続されており、このスリップリング5及びブラシ(図示せず)を介して外部から電流が供給されるようになっている。またケーシング2が支承する構成部品として、前記界磁巻線34に電流が供給され回転駆動されて生じる回転磁界により固定子4の巻線41に発生する交流の起電力を、直流に整流する整流装置6と、その発生した電力を規定値に制限する電圧調整器(図示せず)とが配置される。
Further, a
次いで、整流装置6について説明する。正極側冷却部材61は、フィン63を内周方向に突出させて配置し、負極側冷却部材71はフィン73を外周方向に突出させて配置され、そのフィンの反対側の対向面には、それぞれ正極側整流素子65、負極側整流素子75が配置される。フィン63、73は、冷却効率を上げるよう冷却ファン35によって生じる冷却風の流れに沿って、複数隣接して設けられている。上記複数の正極側整流素子65、負極側整流素子75の引出端子と、固定子巻線41のリード42とを電気的に接続する端子台8が整流装置6と固定子4との間に配置されている。
Next, the
上記整流素子、放熱フィンを備えた冷却部材の構成を、組立の順を追って図2により説明する。
正極側冷却部材61はベース部62が略円弧形状にされ、その中心軸側に面する側面に、中心軸に向かって延びる複数のフィン63が設けられ、ベース部のフィン63が設けられた反対側には複数の固定溝部64が形成されている。
The structure of the cooling member provided with the rectifying element and the heat radiating fin will be described with reference to FIG.
The positive-
図2は冷却部材への整流素子の固定方法を説明する図である。
正極側冷却部材61は、フィン面積を確保する為、ベース部62を半円弧形状にし、軸方向の風の流れを妨げないように径方向に多数の冷却フィン63を形成している。冷却部材ベース部62のフィン63に対向する背面には正極側整流素子65を取り付ける為、奥に行くに従い広くなるテーパを設けた固定溝部64を設けている(図2(a))。
なお、この固定溝部64の開口幅は整流素子65のベース66幅より小さく決められている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of fixing the rectifying element to the cooling member.
The positive-
The opening width of the fixed
まず、固定溝部64に整流素子65のベースを挿入する為、冷却部材61先端に図2(b)のように内径方向に荷重を作用させ、冷却部材61を弾性変形させてやることで固定溝部64の開口幅を整流素子65ベース幅より広げて、整流素子ベース66を固定溝部64に配置する(図2(c))。このときの挿入方向は径方向・軸方向のどちらでも可能である。
First, in order to insert the base of the rectifying
次いで、整流素子ベース66を固定溝部64に配置した状態で、冷却部材61に作用させている荷重を除荷してやることで、固定溝部64の開口幅は初期の状態(図2(a))近くまで戻り、整流素子ベース66は固定溝部64で固定され、冷却フィン63を備えた冷却部材61と整流素子65は一体化される。
Next, with the rectifying
なお、整流素子ベース66の冷却部材61への固定がされれば良いので、整流素子65取り付け前の状態(図2(a))の内寸法Aと、整流素子65取り付け後の状態(図2(d))の内寸法Bが厳密にまったく同一寸法である必要は無く、整流装置として車両用交流発電機に組み込む際に支障がない範囲で寸法の大小は可能である。実際では寸法Aを寸法Bよりわずかに大きく設けることで、整流素子ベース66を挿入後の冷却部材ベース部62の変形を考慮した構成が得られる。
Since the rectifying
なお、図2の説明では、冷却部材ベース部への荷重例として先端部周辺に円弧状矢印67や直線状矢印68を示したが、これに限定するもので無く、その所望変形度合いや冷却部材ベース形状を加味した荷重例が適宜選択可能である。また、場合によっては、図示しない冶具で整流素子65の固定溝部64以外の箇所を保持しながら荷重を作用させても良い。このようにすれば、作業時間は増大するが、個々の整流素子ごとに確実に取付けが行える。
In the description of FIG. 2, the arc-shaped
また、上述の説明では固定用の固定溝部64を奥が広くなるテーパ状とし、整流素子ベース66をこれに合うよう同様にテーパ状に構成したが、双方が固定できるようであればそれぞれが非テーパ状に構成されるものであっても適用可能である。
実施の形態2.
Further, in the above description, the fixing
図3は負極側冷却部材71への負極側整流素子75の固定方法を説明する図である。図2と異なるのは、フィン73が外径側、固定溝部74が内径側に配してあり、冷却部材ベース部72先端に図3(b)のように外径方向に荷重(円弧状矢印77や直線状矢印78)を作用させ、弾性変形させてやることで固定溝部74開口幅を整流素子ベース幅76より広げている。その他は図2の場合と同様である。固定溝部74への整流素子ベース76挿入前後の冷却部材の寸法については、挿入前(図3(a))の内寸法Cは、挿入後(図3(d))の内寸法Dよりわずかに小さくするとよい。
FIG. 3 is a view for explaining a method of fixing the negative electrode
なお、実施の形態1、実施の形態2いずれにおいても固定溝の形状を変えることで、円筒形状の整流素子及びその他の形状の素子にも対応可能である。
また、冷却部材ベース部から突出させるフィンが内径方向であるか外径方向であるかは、適宜選択する構成であり、正極側負極側がいずれであっても良いことは言うまでもない。
Note that both the first and second embodiments can be applied to cylindrical rectifying elements and other elements by changing the shape of the fixing groove.
Moreover, it is a structure which selects suitably whether the fin protruded from a cooling member base part is an internal-diameter direction or an outer-diameter direction, and it cannot be overemphasized that any may be sufficient as the positive electrode side negative electrode side.
2 ケーシング、3 回転子、4 固定子、5 スリップリング、6 整流装置、8 端子台、31、32 ポールコア、33 シャフト、34 界磁巻線、35 冷却ファン、41 固定子巻線 42 リード線、61 正極側冷却部材、62 冷却部材ベース部、63 フィン、64 固定溝部、65 正極側整流素子、66 整流素子ベース、71 負極側冷却部材、72 冷却部材ベース部、73 フィン、74 固定溝部、75 負極側整流素子、76 整流素子ベース。 2 casing, 3 rotor, 4 stator, 5 slip ring, 6 rectifier, 8 terminal block, 31, 32 pole core, 33 shaft, 34 field winding, 35 cooling fan, 41 stator winding 42 lead wire, 61 Positive side cooling member, 62 Cooling member base part, 63 Fin, 64 Fixed groove part, 65 Positive side rectifying element, 66 Rectifying element base, 71 Negative side cooling member, 72 Cooling member base part, 73 Fin, 74 Fixed groove part, 75 Negative side rectifier, 76 Rectifier base.
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