本發明涉及一種被車輛的發動機驅動而發電的車用交流發電機,尤其涉及一種對產生于定子繞組的交流電進行整流的整流裝置。
背景技術:
在專利文獻1所記載的現有的車用交流發電機的整流裝置中,正側冷卻翅片和負側冷卻翅片分別在與轉軸方向垂直的方向上重疊,并在相互隔開間隔的狀態、或局部接觸的狀態下配置有多個,多個冷卻翅片的面積設定為,處于離冷卻風扇較遠位置的后方翅片的面積比處于較近位置的前方翅片的面積小,且配置于正側冷卻翅片的后方翅片的正側整流元件的個數比配置于前方翅片的正側整流元件的個數少。根據上述結構,能將較多的冷卻風引導至位于下風處的冷卻翅片,并且能使配置于較小面積的后方翅片的正側整流元件的個數變少,能均衡地對正側整流元件進行冷卻,從而提高整流裝置的可靠性。
此外,專利文獻2所記載的現有的整流裝置的接線柱assy(電路板)配置在第一散熱器與第二散熱器之間而構成為圓弧狀,第一二極管以圓弧狀排列的方式壓入第一散熱器而保持,第二二極管以圓弧狀排列的方式壓入第二散熱器而保持,第一二極管和第二二極管以導線相互面對的方式相對配置。相對配置的第一二極管和第二二極管的導線彎曲并朝徑向外側拉出,且在第一二極管和第二二極管的壓入位置的徑向外側連接于接線柱assy的接線端子。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特許第4367554號公報
專利文獻2:美國專利特許第6707691號說明書
技術實現要素:
發明所要解決的技術問題
在專利文獻1所記載的現有的車用交流發電機的整流裝置中,由于同極的半導體元件在轉軸方向上重疊配置,因此,在與轉軸正交的平面中,連接的正側整流元件與負側整流元件之間的距離會變長。因而,為了通過最短路徑來連接定子繞組、正側整流元件和負側整流元件,需要將配線(電路板)配置于冷卻翅片的內徑側。然而,由于以上述方式配置的冷卻翅片和配線會阻礙通過冷卻風扇產生的冷卻風的軸向的流動,因此,壓力損失會變大,從而冷卻風的流量減小。此外,盡管在上游側的冷卻翅片上開設有風孔,但重疊配置的下游側的冷卻翅片位于風孔的下游。此外,由于穿過風孔的冷卻風與下游側的冷卻翅片的表面發生碰撞而使其流動方向彎曲90度,因此,壓力損失會變大,冷卻風的流量減小。這樣,在專利文獻1所記載的現有的車用交流發電機的整流裝置中,由于冷卻風的流量減小,因此,存在整流裝置的冷卻效率降低的技術問題。
在專利文獻2所記載的現有的整流裝置中,使相對配置的第一二極管和第二二極管的導線以直角彎曲,來縮小軸向的尺寸,但由于第一二極管和第二二極管的導線以直角彎曲,因此,第一二極管和第二二極管的可靠性會降低,并且需要彎曲工序及彎曲夾具,從而存在制造成本變高的技術問題。此外,由于構成與第一二極管和第二二極管的導線連接的連接部、以及構成與定子繞組連接的連接部的接線柱端子配置于整流裝置的最外徑側,因此,在第一散熱器和第二散熱器的外徑側沒有形成翅片的空間,從而存在整流裝置的冷卻效率降低的技術問題。
本發明為了解決上述技術問題而作,其目的在于獲得一種車用交流發電機,能消除整流元件的引線電極(日文:リード電極)的彎曲而提高整流元件的可靠性,且能抑制壓力損失的增大并確保冷卻空氣流量以提高整流裝置的冷卻效率,并且能縮小整流裝置的軸向尺寸。
解決技術問題所采用的技術方案
本發明的車用交流發電機包括:外殼;轉子,該轉子固接于軸,且能旋轉地配設于上述外殼內,上述軸使軸心與上述外殼的軸向一致,并經由軸承能旋轉地支承于軸承保持部,該軸承保持部形成于上述外殼的軸向的兩端部;定子,該定子具有圓筒狀的定子鐵芯和安裝于上述定子鐵芯的定子繞組,上述定子同軸地配設于上述轉子的外周,并保持于上述外殼;風扇,該風扇固接于上述轉子的軸向一側的端面,并與上述轉子連動地旋轉;整流裝置,該整流裝置配設于上述外殼的軸向一側的外側;保護蓋,該保護蓋形成為有底筒狀,并以將上述整流裝置覆蓋的方式配設于上述外殼的軸向一側,且在底部的與上述整流裝置對應的區域形成有冷卻空氣的吸入口;進氣口,該進氣口形成于上述外殼的與上述轉子的軸向一側的端面相對的壁面;以及排氣口,該排氣口形成于上述外殼的與上述定子繞組的軸向一側的線圈邊端相對的壁面,構成有上述冷卻空氣的流通路,該冷卻空氣通過上述風扇的旋轉,從上述吸入口流入上述保護蓋內,并在對上述整流裝置進行冷卻之后,從上述進氣口流入上述外殼內,且被上述風扇朝離心方向彎曲而從上述排氣口排出,上述整流裝置包括:第一散熱器,該第一散熱器具有圓弧帶狀的第一整流元件保持部,該第一整流元件保持部配設在與上述外殼的軸向正交的平面上;第二散熱器,該第二散熱器具有圓弧帶狀的第二整流元件保持部,該第二整流元件保持部朝上述外殼一側與上述第一整流元件保持部隔開間隔,且配設于與上述外殼的軸向正交的平面上;電路板,該電路板配設于上述第一整流元件保持部與上述第二整流元件保持部之間,并具有外殼連結部、定子繞組連接部、電壓調節器連接部、第一整流元件連接部和第二整流元件連接部;多個第一整流元件,多個該第一整流元件分別保持于上述第一整流元件保持部,并沿軸向伸出第一引線電極而連接于上述第一整流元件連接部;以及多個第二整流元件,多個該第二整流元件分別保持于上述第二整流元件保持部,并沿軸向伸出第二引線電極而連接于上述第二整流元件連接部,上述電路板構成為從軸向觀察時,僅上述外殼連結部、上述定子繞組連接部和上述電壓調節器連接部從上述第一整流元件保持部和上述第二整流元件保持部突出,多個第一內徑側翅片以在上述第一內徑側翅片之間構成與軸向平行的冷卻風流路的方式形成于上述第一整流元件保持部的內徑側,多個第二外徑側翅片以在上述第二外徑側翅片之間構成與軸向平行的冷卻風流路的方式形成于上述第二整流元件保持部的外徑側。
發明效果
根據本發明,電路板配設于第一整流元件保持部與第二整流元件保持部之間,保持于第一整流元件保持部的第一整流元件的第一引線電極沿軸向伸出而連接于電路板的第一整流元件連接部,保持于第二整流元件保持部的第二整流元件的第二引線電極沿軸向伸出而連接于電路板的第二整流元件連接部。因而,由于使得第一整流元件的第一引線電線和第二整流元件的第二引線電線的長度變短,因此,能縮小整流裝置的軸向尺寸。此外,無需使第一引線電極和第二引線電極以直角彎曲,從而能提高可靠性,并且無需彎曲工序及彎曲夾具,從而能降低制造成本。
電路板構成為,從軸向觀察時,僅外殼連結部、定子繞組連接部和電壓調節器連接部從第一整流元件保持部和第二整流元件保持部突出。因此,由于電路板不會妨礙由風扇產生的冷卻風的軸向的流動,所以壓力損失變小,冷卻風的流量增大,從而能提高整流裝置的冷卻效率。此外,形成第一內徑側翅片和第二外徑側翅片的空間變大,從而能提高整流裝置的冷卻效率。
附圖說明
圖1是表示本發明實施方式1的車用交流發電機的縱剖視圖。
圖2是從第一散熱器一側觀察本發明實施方式1的車用交流發電機的整流裝置的立體圖。
圖3是從第二散熱器一側觀察本發明實施方式1的車用交流發電機的整流裝置的立體圖。
圖4是從第一散熱器一側觀察本發明實施方式1的車用交流發電機的整流裝置的主視圖。
圖5是表示本發明實施方式1的車用交流發電機中的、構成整流裝置的電路板的主視圖。
圖6是表示將蓋安裝于本發明實施方式1的車用交流發動機的整流裝置的狀態的立體圖。
圖7是對本發明實施方式1的車用交流發電機的整流裝置周圍的主要的冷卻空氣的流動進行說明的示意圖。
圖8是對本發明實施方式2的車用交流發電機的整流裝置周圍的另一冷卻空氣的流動進行說明的示意圖。
具體實施方式
以下,使用附圖,對本發明的車用交流發電機的優選實施方式進行說明。
實施方式1
圖1是表示本發明實施方式1的車用交流發電機的縱剖視圖,圖2是從第一散熱器一側觀察本發明實施方式1的車用交流發電機的整流裝置的立體圖,圖3是從第二散熱器一側觀察本發明實施方式1的車用交流發電機的整流裝置的立體圖,圖4是從第一散熱器一側觀察本發明實施方式1的車用交流發電機的整流裝置的主視圖,圖5是表示本發明實施方式1的車用交流發電機中的、構成整流裝置的電路板的主視圖,圖6是表示將蓋安裝于本發明實施方式1的車用交流發電機的整流裝置的狀態的立體圖,圖7是對本發明實施方式1的車用交流發電機的整流裝置周圍的主要的冷卻空氣的流動進行說明的示意圖。另外,在圖7中,用箭頭來表示冷卻空氣的流動。
在圖1中,車用交流發電機1包括:外殼4,該外殼4由分別呈大致碗狀的鋁制的前支架2和后支架3構成;軸6,該軸6經由一對軸承5能自由旋轉地支承于上述外殼4;帶輪7,該帶輪7固接于朝外殼4的前側伸出的軸6的端部;轉子8,該轉子8固定于軸6并配設在外殼4內;風扇11a、11b,該風扇11a、11b固定于上述轉子8軸向的兩端面;定子12,該定子12以圍繞轉子8的方式固定于外殼4;一對集電環15,一對上述集電環15固定于朝外殼4的后側伸出的軸6的伸出部,并向轉子8供給電流;整流裝置30,該整流裝置30制作成大致c字形,在集電環15的外周側,以軸6為中心呈扇狀配置在與軸6的軸心正交的平面上,并對通過定子12產生的交流電壓進行整流;一對電刷17,一對上述電刷17配設于一對集電環15的外周側,且收納于在整流裝置30的大致c字形的前端之間配置的刷握16內,并且在各集電環15上滑動;電壓調節器18,該電壓調節器18安裝于刷握16并對通過定子12產生的交流電壓的大小進行調節;連接器19,該連接器19配置于后支架3的后側,并進行電壓調節器18等與外部裝置(未圖示)的信號的輸入輸出;以及保護蓋60,該保護蓋60由絕緣性樹脂構成,并安裝于后支架3,以將整流裝置30、刷握16、電壓調節器18覆蓋。
轉子8包括:勵磁繞組9,在該勵磁繞組9中流過勵磁電流以產生磁通;以及磁極鐵芯10,該磁極鐵芯10被設成將勵磁繞組9覆蓋,并利用該勵磁繞組9的磁通來形成磁極。此外,定子12包括:圓筒狀的定子鐵芯13;以及定子繞組14,該定子繞組14卷繞于定子鐵芯13,并伴隨著轉子8的旋轉,通過來自勵磁繞組9的磁通的變化產生交流,定子鐵芯13配設成被前支架2和后支架3從軸向兩側夾持并包圍轉子8。在此,轉子8為12極,且形成于定子鐵芯13的切槽數為72個。即,切槽以每極每相兩個的比例形成。此外,定子繞組14由y接線的兩組三相交流繞組構成。
進氣口2a、3a形成于前支架2和后支架3的軸向的端面。此外,排氣口2b、3b形成于前支架2和后支架3的外周緣部,且位于定子繞組14的線圈邊端14a、14b的徑向外側。后側的軸承5經由保持件(日文:フォルダ)26固定于軸承安裝部25,該軸承安裝部25設于后支架3。
接著,參照圖2至圖5,對整流裝置30的結構進行說明。
如圖3及圖4所示,整流裝置30包括:第一散熱器31,該第一散熱器31安裝有作為第一整流元件的六個正極側整流元件28;第二散熱器35,該第二散熱器35安裝有作為第二整流元件的六個負極側整流元件29,并以隔開間隔的方式配置于第一散熱器31的背面側;以及電路板40,該電路板40配置在第一散熱器31與第二散熱器35之間,并以構成橋式電路的方式將正極側整流元件28與負極側整流元件29連接。
如圖2至圖4所示,第一散熱器31使用例如鋁制成,并包括:大致圓弧帶狀的第一整流元件保持部32;以及多個第一內徑側翅片33a和多個第一外徑側翅片33b,多個上述第一內徑側翅片33a和多個上述第一外徑側翅片33b形成為從第一整流元件保持部32的內周面及外周面突出。此外,六個第一整流元件保持孔34分別形成為貫穿第一整流元件保持部32,并以在周向上相互隔開間隔的方式沿周向呈大致圓弧狀排列成一列。
如圖2至圖4所示,第二散熱器35使用例如鋁制成,并包括:大致圓弧帶狀的第二整流元件保持部36;以及多個第二外徑側翅片37a和多個第二內徑側翅片37b,多個上述第二外徑側翅片37a和多個上述第二內徑側翅片37b形成為從第二整流元件保持部36的外周面及內周面突出。此外,六個第二整流元件保持孔38分別形成為貫穿第二整流元件保持部36,并以在周向上相互隔開間隔的方式沿周向呈大致圓弧狀排列成一列。
在此,從厚度方向觀察時的第一整流元件保持部32和第二整流元件保持部36的輪廓大致一致。此外,如圖4所示,以使第一整流元件保持部32和第二整流元件保持部36的輪廓大致一致的方式沿厚度方向將第一散熱器31和第二散熱器5重疊時,第二內徑側翅片37b分別以沿軸向觀察時沒有超出第一內徑側翅片33a的方式沿與第一內徑側翅片33a相同的方向延伸,第一內徑側翅片33a的突出端位于比第二內徑側翅片37b的突出端更靠徑向內側的位置。此外,以使第一整流元件保持部32和第二整流元件保持部36的輪廓大致一致的方式沿厚度方向將第一散熱器31和第二散熱器35重疊時,第一外徑側翅片33b分別以沿軸向觀察時沒有超出第二外徑側翅片37a的方式沿與第二外徑側翅片37a相同的方向延伸,第一外徑側翅片33b的突出端位于比第二外徑側翅片37a的突出端更靠徑向內側的位置。此外,第一整流元件保持孔34和第二整流元件保持孔38以各自的形成區域在厚度方向上不重合的方式相互在周向上移位。
如圖1所示,正極側整流元件28使用樹脂將例如pn接合的半導體元件密封而構成,并包括:引線電極28b,該引線電極28b連接到陽極;以及圓柱狀的銅制底座28a,該底座28a連接到陰極。正極側整流元件28以使引線電極28b朝背面側突出的方式將底座28a壓入各第一整流元件保持孔34,從而安裝于第一散熱器31。在底座28a的外周面形成有鋸齒部,從而確保充分的嵌合強度和電連接。
負極側整流元件29構成為用樹脂將例如pn接合的半導體元件密封,并包括:引線電極29b,該引線電極29b連接到陽極;以及圓柱狀的銅制的底座29a,該底座29a連接到陰極。負極側整流元件29以使引線電極29b朝表面側伸出的方式將底座29a壓入各第二整流元件保持孔38,從而安裝于第二散熱器35。在底座29a的外周面形成有鋸齒部,從而確保充分的嵌合強度和電連接。
如圖5所示,電路板40使用聚苯硫醚(pps)等絕緣性樹脂制作成大致圓弧帶狀,并嵌件成型有嵌插導體21,該嵌插導體21將正極側整流元件28和負極側整流元件29連接,以構成橋式電路。六個筒狀的樹脂部分別立設于電路板40的表面側的、與負極側整流元件29的引線電極29b對應的位置。此外,對應的嵌插導體21的一端露出于筒狀的樹脂部的內壁面,從而構成第二整流元件連接部41。此外,六個筒狀的樹脂部分別立設于電路板40的背面側的、與正極側整流元件28的引線電極28b對應的位置處。此外,對應的嵌插導體21的一端露出于筒狀的樹脂部的內壁面,從而構成第一整流元件連接部42。此外,六個筒狀的樹脂部分別立設于電路板40的徑向伸出部的表面側。對應的嵌插導體21的另一端露出于筒狀的樹脂部的內壁面,從而構成定子繞組連接部43,該定子繞組連接部43與定子繞組14的引出線20連接。此外,連接到后支架3的外殼連結部44形成在電路板40的周向的兩端部和中央部這三個部位處。與電壓調節器18連接的電壓調節器連接部47形成在電路板40的周向一側。
在組裝如上所述構成的整流裝置30時,首先,將正極側整流元件28的引線電極28b從電路板40的表面側插入第一整流元件連接部42的孔中,從而將第一散熱器31配置于電路板40的表面側。接著,將負極側整流元件29的引線電極29b從電路板40的背面側插入第二整流元件連接部41的孔中,從而將第二散熱器35配置于電路板40的背面側。然后,在第二整流元件連接部41中,使負極側整流元件29的引線電極29b在不發生彎曲的情況下沿第一散熱器31的厚度方向延伸并焊接于嵌插導體21的一端。接著,在第一整流元件連接部42中,使正極側整流元件28的引線電極28b在不發生彎曲的情況下沿第一散熱器31的厚度方向延伸并焊接于嵌插導體21的一端,從而組裝成整流裝置30。藉此,構成兩組三相二極管電橋,該三相二極管電橋將三個整流元件對并聯連接而成的,其中,上述整流元件對構成為將正極側整流元件28和負極側整流元件29串聯連接。
此時,第一整流元件連接部42以自由嵌合狀態配設于第二貫穿孔46內,該第二貫穿孔46形成為貫穿第二散熱器35的第二整流元件保持部36。此外,第二整流元件連接部41以自由嵌合狀態配設于第一貫穿孔45內,該第一貫穿孔45形成為貫穿第一散熱器31的第一整流元件保持部32。
如圖4所示,以上述方式組裝好的整流裝置30在第一散熱器31的厚度方向上,按第一散熱器31、電路板40和第二散熱器35順序相互接觸而重疊,并構成為從第一散熱器31的厚度方向觀察時呈大致c字狀。此外,從第一散熱器31的厚度方向觀察,被第一散熱器31和第二散熱器35夾持的電路板40的定子繞組連接部43、外殼連結部44和電壓調節器連接部47從第一散熱器31和第二散熱器35的層疊體突出,第二整流元件連接部41和第一整流元件連接部42的周邊在第一貫穿孔45和第二貫穿孔46內露出。此外,第一內徑側翅片33a和第一外徑側翅片33b的突出端位于比第二內徑側翅片37b和第二外徑側翅片37a的突出端更靠徑向內側的位置。此外,在相鄰的第一內徑側翅片33a之間、相鄰的第一外徑側翅片33b之間、相鄰的第二外徑側翅片37a之間和相鄰的第二內徑側翅片37b之間構成有冷卻風流路,該冷卻風流路與第一散熱器31和第二散熱器35的厚度方向平行。此外,在定子繞組連接部43、外殼連結部44、電壓調節器連接部47及它們的周邊部并沒有形成有第一內徑側翅片33a、第一外徑側翅片33b、第二外徑側翅片37a和第二內徑側翅片37b。
上述整流裝置30將第一散熱器31的厚度方向、即第一散熱器31、電路板40和第二散熱器35的層疊方向設為軸向,使第二散熱器35朝向后支架3的端面,而呈圓弧狀地配置于集電環15的外周側。此外,整流裝置30將穿過外殼連結部44的螺栓(未圖示)緊固于后支架3,從而固定于后支架3。藉此,整流裝置30在后支架3的后側,使第一散熱器31的表面位于與軸6的軸心正交的平面上,并配置成以軸6為中心的大致圓弧狀。另外,構成定子繞組14的兩組三相交流繞組的引出線20分別從后支架3朝后側引出并插入定子繞組連接部43的樹脂部內,且焊接于嵌插導體21的另一端。此外,電壓調節器連接部47通過螺釘緊固于電壓調節器18而被固定。另外,如圖1和圖6所示,保護蓋60以從軸向的后側將整流裝置30、刷握16、電壓調節器18覆蓋的方式安裝于后支架3。
保護蓋60使用絕緣性樹脂制作成由圓筒部61和將圓筒部61的一側開口封堵的底部62構成的有底筒狀。此外,在保護蓋60的底部62的、與整流裝置30相對的區域形成有多個吸入口63。此外,在保護蓋60內形成有空間73和空間64,其中,上述空間73由軸承安裝部25和第二散熱器35圍成,上述空間64由第一散熱器31、第二散熱器35和圓筒部61圍成。
在上述車用交流發電機1中,輸出端子螺栓(未圖示)安裝于第二散熱器31,并經由第一散熱器31而電連接到各正極側整流元件28的陰極,從而構成整流裝置30的輸出端子。此外,各負極側整流元件29的陽極經由第二散熱器35和后支架3而被接地。另外,定子繞組14的引出線20通過定子繞組連接部43連接到嵌插導體21的另一端,并連接到三相二極管電橋的正極側整流元件28與負極側整流元件29的各連接點。然后,勵磁繞組9經由集電環15和電刷17而連接于電壓調節器18。
接著,對如上所述構成的車用交流發電機1的動作進行說明。
首先,電流經由電刷17和集電環15而被供給至轉子8的勵磁繞組9,并產生磁通。通過上述磁通,n極和s極沿周向交替地形成在磁極鐵芯10的外周部。
另一方面,發動機(未圖示)的轉矩經由皮帶(未圖示)和帶輪7而被傳遞至軸6,從而使轉子8旋轉。因而,旋轉磁場被施加到定子12的定子繞組14,從而在定子繞組14中產生電動勢。上述交流的電動勢通過整流裝置30而被整流,并被供給至車載負載或蓄電池。藉此,車載負載被驅動,蓄電池被充電。
風扇11a、11b與轉子8的旋轉連動而旋轉。在前側,冷卻空氣從進氣口2a流入前支架2內,并沿軸向流動至轉子8的附近。因而,冷卻空氣被風扇11a朝離心方向彎曲,從而從排氣口2b排出到前支架2的外部。在后側,冷卻空氣從吸入口63流入保護蓋60內,并穿過第一內徑側翅片33a之間、第一外徑側翅片33b之間、第二內徑側翅片37b之間和第二外徑側翅片37a之間而流動到后支架3的附近。接著,冷卻空氣從進氣口3a流入后支架3內,并沿軸向流動到轉子8的附近。因而,冷卻空氣被風扇11b朝離心方向彎曲,從而從排氣口3b排出到后支架3的外部。
在定子12中產生的熱的一部分從定子繞組14的線圈邊端14a、14b而被散熱至冷卻空氣,該冷卻空氣被風扇11a、11b朝離心方向彎曲并從排氣口2b、3b排出。另外,在定子12中產生的熱的剩余部分被傳遞至前支架2和后支架3,并從前支架2和后支架3散熱至外部空氣。藉此,定子12被冷卻。
此外,在正極側整流元件28和負極側整流元件29產生的熱被散熱至流入保護蓋60內并在第一內徑側翅片33a之間、第一外徑側翅片33b之間、第二內徑側翅片37b之間和第二外徑側翅片37a之間流通的冷卻空氣。藉此,正極側整流元件28和負極側整流元件29被冷卻。
接著,使用圖7,對整流裝置30周邊的主要的冷卻空氣的流動進行說明。
首先,通過風扇11b的旋轉,而在風扇葉片與軸6之間的區域產生負壓。因而,產生朝向上述負壓部72的冷卻空氣流70、71等。
通過在整流裝置30的內徑側形成有負壓部72,從而產生從吸入口63流入保護蓋60內的冷卻空氣流71,上述吸入口63位于配設于第一整流元件保持部32的內徑側的第一內徑側翅片33a的上游側。流入保護蓋60內的冷卻空氣沿軸向流過第一內徑側翅片33a之間,并將保持于第一整流元件保持部32的正極側整流元件28的熱吸收。由于第二散熱器35的內徑側端部位于比軸承安裝部25的外徑側端部更靠徑向外側的位置,因此,在軸承安裝部25與第二散熱器35之間形成有空間73。在第一內徑側翅片33a之間流通的冷卻空氣的一部分沿軸向流過配設于第二整流元件保持部36的內徑側的第二內徑側翅片37b之間,并將保持于第二整流元件保持部36的負極側整流元件29的熱吸收。在第二內徑側翅片37b之間流通的冷卻空氣沿軸向流向負壓部72。此外,在第一內徑側翅片33a之間流通的冷卻空氣的剩余部分在空間73內沿軸向流向負壓部72,并將保持于軸承安裝部25的軸承5的熱吸收。
通過在整流裝置30的外徑側形成有負壓部72,從而產生從吸入口63流入保護蓋60內的冷卻空氣流70,其中,上述吸入口63位于配設于第一整流元件保持部32的外徑側的第一外徑側翅片33b的上游側。由于第二散熱器35的外徑側端部位于比第一散熱器31的外徑側端部更靠徑向外側的位置,因此,在第一散熱器31與保護蓋60的圓筒部61之間形成有空間64。流入保護蓋60內的冷卻空氣的一部分沿軸向流過第一外徑側翅片33b之間,并將保持于第一整流元件保持部32的正極側整流元件28的熱吸收。在第一外徑側翅片33b之間流通的冷卻空氣沿軸向流動,并到達第二散熱器35。流入保護蓋60內的冷卻空氣的剩余部分在空間64中沿軸向流動,并在溫度幾乎不上升的情況下到達第二散熱器35。
到達第二散熱器35的冷卻空氣在配設于第二整流元件保持部36的外徑側的第二外徑側翅片37a之間沿軸向流動,并將保持于第二整流元件保持部36的負極側整流元件29的熱吸收。在第二外徑側翅片37a之間流通的冷卻空氣在形成于第二散熱器35與后支架3之間的空間74內朝向負壓部72流向徑向內側。
在整流裝置30的內徑側和外徑側流通并到達負壓部72的冷卻空氣被風扇11b朝離心方向彎曲,并通過定子鐵芯13的后側流向徑向外側,并將定子鐵芯13和定子繞組14的熱吸收。
根據本實施方式1,電路板40具有第一整流元件連接部42和第二整流元件連接部41,并配設于第一整流元件保持部32與第二整流元件保持部36之間。保持于第一整流元件保持部32的正極側整流元件28的引線電極28b沿軸向延伸并連接于電路板40的第一整流元件連接部42。保持于第二整流元件保持部36的負極側整流元件29的引線電極29b沿軸向延伸并連接于電路板40的第二整流元件連接部41。
因而,由于正極側整流元件28的引線電極28b和負極側整流元件29的引線電極29b的長度變短,因此,引線電極28b、29b的抗振性得到提高,從而能提高正極側整流元件28和負極側整流元件29的可靠性。此外,由于引線電極28b從正極側整流元件28沿軸向朝負極側整流元件29一側延伸,引線電極29b從負極側整流元件29沿軸向朝正極側整流元件28一側延伸,因此,能縮小整流裝置30的軸向尺寸,并且能抑制周向尺寸的增大。此外,由于不需要使正極側整流元件28的引線電極28b和負極側整流元件29的引線電極29b彎曲,因此,正極側整流元件28和負極側整流元件29的可靠性得到提高,并且無需彎曲工序及彎曲夾具,從而能降低制造成本。
配置于第一散熱器31與第二散熱器35之間的電路板40從軸向觀察時形成為,除了定子繞組連接部43、外殼連結部44、電壓調節器連接部47及它們的周邊部分以外,其余部分沒有超出第一整流元件保持部32和第二整流元件保持部36的層疊體這樣的外形(輪廓)。因此,電路板40不會妨礙由負壓部72產生的冷卻空氣流。藉此,冷卻空氣的流通路的壓力損失減小,冷卻空氣的流量增大,從而能高效地對軸承5和整流裝置30進行冷卻。此外,由于電路板40的內徑側和外徑側的空間變大,因此,能增大第一內徑側翅片33a、第一外徑側翅片33b、第二內徑側翅片37b和第二外徑側翅片37a的散熱面積,從而能高效地對整流裝置30進行冷卻。此外,由于在定子繞組14的線圈邊端14b周圍流通的冷卻空氣的流量增大,因此,從線圈邊端14b釋放到冷卻空氣的熱量變多,從而能抑制定子12的溫度上升,并能提高車用交流發電機1的性能。
正極側整流元件28以相互隔開間隔地在周向上排成一列的方式保持于第一整流元件保持部32,負極側整流元件29以相互隔開間隔地在周向上排成一列而與正極側整流元件28在軸向上不重疊的方式保持于第二整流元件保持部36。因而,能減小第一整流元件保持部32的徑向幅度,因此,使得正極側整流元件28與第一內徑側翅片33a之間的距離變短,正極側整流元件28與第一外徑側翅片33b之間的距離變短。同樣地,由于能減小第二整流元件保持部36的徑向幅度,因此,使得負極側整流元件29與第二外徑側翅片37a之間的距離變短,且使得負極側整流元件29與第二內徑側翅片37b之間的距離變短。藉此,能高效地對正極側整流元件28和負極側整流元件29進行冷卻,使得正極側整流元件28和負極側整流元件29的溫度差得到抑制,從而能提高發電效率。
在整流裝置30中,第一內徑側翅片33a的突出端位于比第二內徑側翅片37b的突出端更靠徑向內側的位置,第一外徑側翅片33b的突出端位于比第二外徑側翅片37a的突出端更靠徑向內側的位置。
因而,在第一內徑側翅片33a的突出端側,第一內徑側翅片33a與第二內徑側翅片37b在軸向上不發生重疊,因此,冷卻空氣在整流裝置30的內徑側流動時的壓力損失減小。此外,由于從軸向觀察時,第二內徑側翅片37b構成為突出方向與第一內徑側翅片33a的突出方向相同且與第一內徑側翅片33a發生重疊,即,第二內徑側翅片37b沒有超出第一內徑側翅片33a,因此,冷卻空氣在整流裝置30的內徑側流動時的壓力損失進一步減小。因而,在整流裝置30的內徑側流動的冷卻空氣的流量增大,從而能高效地對正極側整流元件28進行冷卻。此外,由于在第一內徑側翅片33a之間流通的冷卻空氣的一部分不在第二內徑側翅片37b之間流通,因此,冷卻空氣的溫度上升被抑制,并能用于軸承安裝部25的冷卻,從而能高效地對軸承5進行冷卻。
另一方面,在第二外徑側翅片37a的突出端側,由于第一外徑側翅片33b與第二外徑側翅片37a在軸向上不發生重疊,因此,冷卻空氣在整流裝置30的外徑側流動時的壓力損失減小。此外,由于從軸向觀察時,第一外徑側翅片33b構成為突出方向與第二外徑側翅片37a的突出方向相同且與第二外徑側翅片37a重疊,即,第一外徑側翅片33b沒有超出第二外徑側翅片37a,因此,冷卻空氣在整流裝置30的外徑側流動時的壓力損失進一步減小。因而,在整流裝置30的外徑側流動的冷卻空氣的流量增大。此外,冷卻空氣的一部分不會在第一外徑側翅片33b之間流通而是到達第二外徑側翅片37a。藉此,由于在溫度不上升的情況下被供給至第二外徑側翅片37a的冷卻氣體的流量變多,因此,能高效地對負極側整流元件29進行冷卻。
實施方式2
圖8是對本發明實施方式2的車用交流發電機的整流裝置周圍的冷卻空氣流進行說明的示意圖。另外,在圖8中,用箭頭來表示冷卻空氣流。
在圖8中,電路板40a以與第一散熱器31和第二散熱器35在軸向上隔開間隔的方式配設。
另外,其它結構構成為與上述實施方式1相同。
在以上述方式構成的整流裝置30a中,由于電路板40a以與第一整流元件保持部32和第二整流元件保持部36在軸向上隔開間隔的方式配置,因此,使整流裝置30的外徑側和內徑側在徑向上連通的徑向通風路48形成于電路板40a與第一整流元件保持部32之間、以及形成于電路板40a與第二整流元件保持部36之間。
因而,在第一外徑側翅片33b的徑向外側流動的、溫度不上升的冷卻空氣的一部分分岔,并穿過徑向通風路48而流入整流裝置30a的內徑側。穿過徑向通風路48流入整流裝置30a的內徑側的冷卻空氣在溫度幾乎不上升的情況下與在第一內徑側翅片33a之間流通的冷卻空氣匯合,使在第一內徑側翅片33a之間流通的冷卻空氣的溫度降低。溫度降低的冷卻空氣的一部分流入第二內徑側翅片37b之間,從而能提高利用第二內徑側翅片37b實現的冷卻性能。此外,溫度降低后的冷卻空氣的剩余部分在空間73中流通,從而能高效地對軸承安裝部25和軸承5進行冷卻。
此時,由于在第一整流元件保持部32的徑向外側流動的冷卻空氣的一部分朝內徑側分岔,因此,在第二外徑側翅片37a之間流通的冷卻空氣的流量會減小,從而第二外徑側翅片37a的冷卻性能降低。然而,由于在第一內徑側翅片33a之間流通之后流入第二內徑側翅片37b之間的冷卻空氣與穿過徑向通風路48流入整流裝置30的內徑側的冷卻空氣發生匯流,使得溫度得以降低,因此,能提高第二內徑側翅片37b的冷卻性能。藉此,第二外徑側翅片37a的冷卻性能的降低能通過第二內徑側翅片37b的冷卻性能的提高而被彌補,從而能抑制負極側整流元件29的溫度上升。
因而,在本實施方式2中,也能獲得與上述實施方式1相同的效果。
另外,在上述實施方式2中,電路板與第一整流元件保持部和第二整流元件保持部兩者在軸向上均隔開間隔,但電路板只要與第一整流元件保持部或第二整流元件保持部在軸向上隔開間隔即可。
此外,在上述各實施方式中,第一整流元件保持孔和第二整流元件保持孔以它們的形成區域在軸向上不發生重疊的方式形成于第一整流元件保持部和第二整流元件保持部,但只要能使正極側整流元件的引線電極及負極側整流元件的引線電極與負極側整流元件及正極側整流元件不發生干涉地沿軸向延伸,則第一整流元件保持孔和第二整流元件保持孔的形成區域也可以在軸向上部分重疊。
此外,在上述各實施方式中,轉子的極數是12極,定子鐵芯的切槽數設為72個,但極數和切槽數并不局限于此。
此外,在上述各實施方式中,對每極每相的切槽數為2的情況進行了說明,但每極每相的切槽數并不限定于2。
此外,在上述各實施方式中,將正極側整流元件設為安裝于第一散熱器的第一整流元件,將負極側整流元件設為安裝于第二散熱器的第二整流元件,但也可以將正極側整流元件設為安裝于第二散熱器的第二整流元件,而將負極側整流元件設為安裝于第一散熱器的第一整流元件。