CN107041164B - 车用交流发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明获得一种车用交流发电机，能抑制整流元件的可靠性和发电机的冷却性的降低，并且能缩小整流装置的轴向尺寸。在上述整流装置(30、30A、30B、30C)中，将第一整流元件连接部(42)以间隙配合的状态配设在形成于第二整流元件保持部(36)的第二贯通孔(46)内，且将第二整流元件连接部(41)以间隙配合的状态配设在形成于第一整流元件保持部(32)的第一贯通孔(45)内，从而使电路板(40、40A、40B)配设在第一整流元件保持部(32)与第二整流元件保持部(36)之间，多个第一整流元件(28)的第一引线电极(28b)分别沿轴向延伸，并与第一整流元件连接部(42)分别连接，多个第二整流元件(29)的第二引线电极(29b)分别沿轴向延伸，并与第二整流元件连接部(41)分别连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种由车辆的发动机驱动而发电的车用交流发电机，特别地涉及对定子绕组所产生的交流电进行整流的整流装置。
背景技术
现有的整流装置包括：正极侧散热器；负极侧散热器，该负极侧散热器在轴向上与正极侧散热器分开配设；以及端子组件，该端子组件配置在正极侧散热器与负极侧散热器之间，正极侧二极管和负极侧二极管以在轴向上相对的方式被压入并保持于正极侧散热器和负极侧散热器(例如，参照专利文献1)。
此外，另一现有的车用交流发电机的整流装置包括：+侧散热翅片，该+侧散热翅片承载高位侧整流元件，并且与高位侧整流元件的阴极连接；－侧散热翅片，该－侧散热翅片承载低位侧整流元件，并且与低位侧整流元件的阳极连接；端子台，该端子台一体成型有将高位侧整流元件的阳极、低位侧整流元件的阴极及定子线圈的相输出端连接的端子，且所述端子台安装于框架；以及框架，该框架具有冷却风的进气口，并且对端子台进行固定，框架兼作－侧散热翅片，高位侧整流元件与低位侧整流元件相对配置，高位侧整流元件的阳极的端部延伸至进气口内(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第6707691号说明书
专利文献2：日本专利特许第3346410号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1中记载的现有的整流装置中，正极侧二极管与负极侧二极管在轴向上相对配置，正极侧二极管和负极侧二极管的引线成型为在以彼此接近的方式沿轴向延伸后，呈直角弯曲而朝径向外侧延伸，实现了整流装置的轴向尺寸的缩小。然而，正极侧二极管和负极侧二极管的引线需要呈直角弯曲，使得可靠性降低，并且需要弯曲工序及弯曲夹具，存在制造成本变高这样的技术问题。
在专利文献2记载的现有的车用交流发电机的整流装置中，形成为高位侧整流元件与低位侧整流元件相对配置，且高位侧整流元件的阳极的端部延伸至进气口内，不需要进行阳极的弯曲而提高了可靠性，并且实现了整流装置的小型化。但是，在高位侧整流元件的阳极的端部与端子台的基壁部及对供上述阳极连接的端子进行支承的内壁部相邻，因此，成为进气口的周围被堵塞的状态。因而，+侧散热翅片和端子台会妨碍沿轴向流动的冷却空气流的一部分，从外部空间吸入后盖内的冷却空气的吸入量变少，存在发电机的冷却性降低这样的技术问题。
本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于获得一种车用交流发电机，该车用交流发电机能抑制整流元件的可靠性和发电机的冷却性的降低，并且能缩小整流装置的轴向尺寸。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的车用交流发电机包括：外壳；转子，该转子固接于轴且能旋转地配设于上述外壳内，上述轴使轴心与上述外壳的轴向一致，并经由轴承能旋转地支承于轴承安装部，该轴承安装部形成于上述外壳的轴向的两端部；定子，该定子具有圆筒状的定子铁芯和安装于上述定子铁芯的定子绕组，该定子同轴地配设于上述转子的外周，并保持于上述外壳；风扇，该风扇固接于上述转子的轴向一侧的端面，并与上述转子连动地旋转；整流装置，该整流装置配设于上述外壳的轴向一侧的外侧；保护盖，该保护盖形成为有底筒状，并以将上述整流装置覆盖的方式配设于上述外壳的轴向一侧，且在底部的与上述整流装置对应的区域形成有冷却空气的吸入口；进气口，该进气口形成于上述外壳的与上述转子的轴向一侧的端面相对的壁面；以及排气口，该排气口形成于上述外壳的与上述定子绕组的轴向一侧的线圈边端相对的壁面，上述车用交流发电机构成有上述冷却空气的流通路，该冷却空气通过上述风扇的旋转，从上述吸入口流入上述保护盖内，并在对上述整流装置进行冷却之后，从上述进气口流入上述外壳内，且被上述风扇朝离心方向弯曲而从上述排气口排出。上述整流装置包括：第一散热器，该第一散热器具有平板状的第一整流元件保持部，该第一整流元件保持部配设于与上述外壳的轴向正交的平面上；多个第一整流元件，该多个第一整流元件保持于上述第一整流元件保持部；第二散热器，该第二散热器具有平板状的第二整流元件保持部，该第二整流元件保持部朝上述外壳一侧与上述第一整流元件保持部隔开间隔，且配设于与上述外壳的轴向正交的平面上；多个第二整流元件，该多个第二整流元件保持于上述第二整流元件保持部；以及电路板，该电路板具有定子绕组连接部、电压调节器连接部、第一整流元件连接部、第二整流元件连接部及外壳连结部，将上述第一整流元件连接部以间隙配合的状态配设在形成于上述第二整流元件保持部的第二贯通孔内，且将上述第二整流元件连接部以间隙配合的状态配设在形成于上述第一整流元件保持部的第一贯通孔内，从而使上述电路板配设在上述第一整流元件保持部与上述第二整流元件保持部之间，多个上述第一整流元件的第一引线电极分别沿轴向延伸，而与上述第一整流元件连接部分别连接，多个上述第二整流元件的第二引线电极分别沿轴向延伸，而与上述第二整流元件连接部分别连接。
发明效果
根据本发明，将第一整流元件连接部以间隙配合的状态配设在形成于第二整流元件保持部的第二贯通孔内，将第二整流元件连接部以间隙配合的状态配设在形成于第一整流元件保持部的第一贯通孔内，从而使电路板配设在第一整流元件保持部与第二整流元件保持部之间，多个第一整流元件的第一引线电极分别沿轴向延伸，而与第一整流元件连接部分别连接，多个第二整流元件的第二引线电极分别沿轴向延伸，而与第二整流元件连接部分别连接。因而，第一引线电极和第二引线电极的长度变短，因此，能使整流装置的轴向尺寸小型化。此外，无需使第一引线电极和第二引线电极呈直角弯曲，能提高可靠性，并且无需弯曲工序及弯曲夹具，能降低制造成本。另外，由于第一引线电极及第二引线电极与配设于第二整流元件保持部的第二贯通孔内的第一整流元件连接部及配设于第一整流元件保持部的第一贯通孔内的第二整流元件连接部连接，而成为吸入口及进气口的周围不会被堵塞的状态，因此，可确保从吸入口及进气口吸入的冷却空气的吸入量，从而抑制发电机的冷却性的降低。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的车用交流发电机的纵剖视图。
图2是从第一散热器一侧对本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置进行观察的立体图。
图3是从第二散热器一侧对本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置进行观察的立体图。
图4是从第一散热器一侧对本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置进行观察的主视图。
图5是表示构成本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置的电路板的主视图。
图6是表示将盖安装于本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置的状态的立体图。
图7是对本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置周围的主要的冷却空气流进行说明的示意图。
图8是对本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置周围的另一冷却空气流进行说明的示意图。
图9是对本发明实施方式2的车用交流发电机中的整流装置周围的冷却空气流进行说明的示意图。
图10是对本发明实施方式3的车用交流发电机中的整流装置周围的冷却空气流进行说明的示意图。
图11是对本发明实施方式4的车用交流发电机中的整流装置周围的冷却空气流进行说明的示意图。
具体实施方式
以下，使用附图，对本发明的车用交流发电机的优选实施方式进行说明。
实施方式1
图1是表示本发明实施方式1的车用交流发电机的纵剖视图，图2是从第一散热器一侧对本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置进行观察的立体图，图3是从第二散热器一侧对本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置进行观察的立体图，图4是从第一散热器一侧对本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置进行观察的主视图，图5是表示构成本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置的电路板的主视图，图6是表示将盖安装于本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置的状态的立体图，图7是对本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置周围的主要的冷却空气流进行说明的示意图，图8是对本发明实施方式1的车用交流发电机中的整流装置周围的另一冷却空气流进行说明的示意图。另外，在图7和图8中，用箭头表示冷却空气流。
在图1中，车用交流发电机1包括：外壳4，该外壳4由各自呈大致碗状的铝制的前支架2和后支架3构成；轴6，该轴6经由一对轴承5能自由旋转地支承于上述外壳4；带轮7，该带轮7固接于朝外壳4的前侧伸出的轴6的端部；转子8，该转子8固定于轴6且配设在外壳4内；风扇11a、11b，该风扇11a、11b固定在上述转子8的轴向的两端面；定子12，该定子12以围绕转子8的方式固定于外壳4；一对集电环15，一对上述集电环15固定于朝外壳4的后侧伸出的轴6的伸出部，并将电流供给至转子8；整流装置30，该整流装置30被制作成大致C字形，并在集电环15的外周侧的、与轴6的轴心正交的平面上配置成以轴6为中心的扇形，并且对由定子12产生的交流电压进行整流；一对电刷17，一对上述电刷17收纳于一对集电环15的外周侧的、配设在整流装置30的大致C字形的前端间的刷握16内，且在各集电环15上滑动；电压调节器18，该电压调节器18安装于刷握16，以对由定子12产生的交流电压的大小进行调节；连接器19，该连接器19配置在后支架3的后侧，并进行电压调节器18等与外部装置(未图示)的信号的输入、输出；以及保护盖60，该保护盖60由绝缘树脂构成，并且以覆盖整流装置30、刷握16及电压调节器18的方式安装于后支架3。
转子8包括：励磁绕组9，在该励磁绕组9中流过励磁电流以产生磁通；以及磁极铁芯10，该磁极铁芯10设置成覆盖励磁绕组9，并利用励磁绕组9的磁通来形成磁极。此外，定子12包括：圆筒状的定子铁芯13；以及定子绕组14，该定子绕组14卷装于定子铁芯13，且伴随转子8的旋转，利用来自励磁绕组9的磁通的变化来产生交流电，定子铁芯13配设成被前支架2和后支架3从轴向两侧夹持以将转子8包围。在此，转子8为十二极，并将形成于定子铁芯13的切槽数设为七十二个。即，切槽以每极每相两个的比例形成。此外，定子绕组14由被星形连接的两组三相交流绕组构成。
进气口2a、3a形成于前支架2和后支架3的轴向的端面。此外，排气口2b、3b以在前支架2和后支架3的外周缘部位于定子绕组14的线圈边端(日文：コイルエンド)14a、14b的径向外侧的方式形成。后侧的轴承5经由保持件26固定于轴承安装部25，该轴承安装部25设于后支架3。
接着，参照图2至图5，对整流装置30的结构进行说明。
如图3和图4所示，整流装置30具有：第一散热器31，该第一散热器31安装有作为第一整流元件的六个正极侧整流元件28；第二散热器35，该第二散热器35安装有作为第二整流元件的六个负极侧整流元件29，并以隔开间隔的方式配置于第一散热器31的背面侧；以及电路板40，该电路板40配置在第一散热器31与第二散热器35之间，并以构成桥式电路的方式将正极侧整流元件28与负极侧整流元件29连接。
第一散热器31例如是铝制的，如图2至图4所示，上述第一散热器31包括：第一整流元件保持部32，该第一整流元件保持部32被制作成大致圆弧带状的平板；以及多个第一内径侧翅片33a和多个第一外径侧翅片33b，多个上述第一内径侧翅片33a和多个上述第二外径侧翅片33b形成为从第一整流元件保持部32的内周面及外周面突出。此外，六个第一整流元件保持孔34分别形成为贯穿第一整流元件保持部32，并以在周向上相互隔开间隔的方式沿周向呈大致圆弧状排列成一列。
第二散热器35例如是铝制的，如图2至图4所示，上述第二散热器35包括：第二整流元件保持部36，该第二整流元件保持部36被制作成大致圆弧带状的平板；以及多个第二外径侧翅片37a和多个第二内径侧翅片37b，多个上述第二外径侧翅片37a和多个第二内径侧翅片37b形成为从第二整流元件保持部36的外周面及内周面突出。此外，六个第二整流元件保持孔38分别形成为贯穿第二整流元件保持部36，并以在周向上相互隔开间隔的方式沿周向呈大致圆弧状排列成一列。
在此，从厚度方向观察时的第一整流元件保持部32和第二整流元件保持部36的轮廓大致一致。此外，如图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的轮廓大致一致的方式沿厚度方向将第一散热器31和第二散热器35重叠时，第二内径侧翅片37b分别以沿轴向观察时没有超出第一内径侧翅片33a的方式沿与第一内径侧翅片33a相同的方向延伸，第一内径侧翅片33a的突出端位于比第二内径侧翅片37b的突出端更靠径向内侧的位置。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的轮廓大致一致的方式沿厚度方向将第一散热器31和第二散热器35重叠时，第一外径侧翅片33b分别以沿轴向观察时没有超出第二外径侧翅片37a的方式沿与第二外径侧翅片37a相同的方向延伸，第一外径侧翅片33b的突出端位于比第二外径侧翅片37a的突出端更靠径向内侧的位置。此时，第一整流元件保持孔34与第二整流元件保持孔38以各自的形成区域在厚度方向上不重合的方式相互在周向上移位。
如图1所示，正极侧整流元件28是使用树脂将例如pn接合的半导体元件密封而构成的，并具有：引线电极28b，该引线电极28b连接到阳极；以及圆柱状的铜制底座28a，该底座28a连接到阴极。正极侧整流元件28以使引线电极28b朝背面侧突出的方式将底座28a压入各第一整流元件保持孔34，从而安装于第一散热器31。在底座28a的外周面形成有锯齿部，从而确保充分的嵌合强度和电连接。
负极侧整流元件29是使用树脂将例如pn接合的半导体元件密封而构成的，并具有：引线电极29b，该引线电极29b连接到阴极；以及圆柱状的铜制底座29a，该底座29a连接到阳极。负极侧整流元件29以使引线电极29b朝正面侧伸出的方式将底座29a压入各第二整流元件保持孔38，从而安装于第二散热器35。在底座29a的外周面形成有锯齿部，从而确保充分的嵌合强度和电连接。
如图5所示，电路板40是使用聚苯硫醚(PPS)等绝缘树脂制作成大致圆弧带状的平板，并嵌件成型有嵌插导体21，该嵌插导体21将正极侧整流元件28和负极侧整流元件29连接，以构成桥式电路。六个筒状的树脂部分别立设于电路板40的正面侧的、与负极侧整流元件29的引线电极29b对应的位置。此外，对应的嵌插导体21的一端露出于筒状的树脂部的内壁面，从而构成第二整流元件连接部41。此外，六个筒状的树脂部分别立设于电路板40的背面侧的、与正极侧整流元件28的引线电极28b对应的位置。此外，对应的嵌插导体21的一端露出于筒状的树脂部的内壁面，从而构成第一整流元件连接部42。另外，六个筒状的树脂部分别立设于电路板40的径向伸出部的正面侧。此外，对应的嵌插导体21的另一端露出于筒状的树脂部的内壁面，从而构成定子绕组连接部43，该定子绕组连接部43与定子绕组14的引出线20连接。此外，连接到后支架3的外壳连结部44形成于电路板40的周向的两端部和中央部这三个部位处。另外，与电压调节器18连接的电压调节器连接部47形成在电路板40的周向一侧。
在组装如上所述构成的整流装置30时，首先，将正极侧整流元件28的引线电极28b从电路板40的正面侧***第一整流元件连接部42的孔中，从而将第一散热器31配置于电路板40的正面侧。接着，将负极侧整流元件29的引线电极29b从电路板40的背面侧***第二整流元件连接部41的孔中，从而将第二散热器35配置于电路板40的背面侧。然后，在第二整流元件连接部41中，使负极侧整流元件29的引线电极29b在不发生弯曲的情况下沿第一散热器31的厚度方向延伸并焊接于嵌插导体21的一端。接着，在第一整流元件连接部42中，使正极侧整流元件28的引线电极28b在不发生弯曲的情况下沿第一散热器31的厚度方向延伸并焊接于嵌插导体21的一端，从而组装成整流装置30。藉此，构成两组三相二极管电桥，每个三相二极管电桥是将三个整流元件对并联连接而成的，其中，上述整流元件对构成为将正极侧整流元件28和负极侧整流元件29串联连接。
此时，电路板40以相对于第一整流元件保持部32和第二整流元件保持部36在轴向上隔开间隔的方式配设。第一整流元件连接部42以间隙配合的状态配设于第二贯通孔46内，该第二贯通孔46形成为贯穿第二散热器35的第二整流元件保持部36。第二整流元件连接部41以间隙配合的状态配设于第一贯通孔45内，该第一贯通孔45形成为贯穿第一散热器31的第一整流元件保持部32。
如图4所示，以上述方式组装好的整流装置30在第一散热器31的厚度方向上，按第一散热器31、电路板40和第二散热器35的顺序重叠，并构成为从第一散热器31的厚度方向观察呈大致C字状。此外，从第一散热器31的厚度方向观察，被第一散热器31和第二散热器35夹持的电路板40的定子绕组连接部43、外壳连结部44、电压调节器连接部47及它们的周边部从第一散热器31和第二散热器35的层叠体突出，第二整流元件连接部41和第一整流元件连接部42的近旁在第一贯通孔45和第二贯通孔46内露出。此外，第一内径侧翅片33a和第一外径侧翅片33b的突出端位于比第二内径侧翅片37b和第二外径侧翅片37a的突出端更靠径向内侧的位置。此外，在相邻的第一内径侧翅片33a之间、相邻的第一外径侧翅片33b之间、相邻的第二内径侧翅片37a之间和相邻的第二外径侧翅片37a之间构成有冷却风流路，该冷却风流路与第一散热器31和第二散热器35的厚度方向平行。此外，在定子绕组连接部43、外壳连结部44、电压调节器连接部47及它们的周边部并没有形成第一内径侧翅片33a、第一外径侧翅片33b、第二内径侧翅片37b和第二外径侧翅片37a。
上述整流装置30将第一散热器31的厚度方向、即第一散热器31、电路板40和第二散热器35的层叠方向设为轴向，使第二散热器35朝向后支架3的端面，而呈圆弧状地配置于集电环15的外周侧。此外，整流装置30通过将穿过外壳连结部44的螺栓(未图示)紧固于后支架3，从而固定于后支架3。藉此，整流装置30在后支架3的后侧，使第一散热器31的正面位于与轴6的轴心正交的平面上，并配置成以轴6为中心的大致圆弧状。另外，构成定子绕组14的两组三相交流绕组的引出线20分别从后支架3朝后侧引出并***定子绕组连接部43的树脂部内，且焊接于嵌插导体21的另一端。此外，电压调节器连接部47通过螺钉紧固于电压调节器18而被固定。另外，如图1和图6所示，保护盖60以从轴向的后侧将整流装置30、刷握16、电压调节器18覆盖的方式安装于后支架3。
保护盖60使用绝缘树脂制作成由圆筒部61和将圆筒部61的一侧开口封堵的底部62构成的有底筒状。此外，在保护盖60的底部62的、与整流装置30相对的区域形成有多个吸入口63。此外，在保护盖60内形成有空间73和空间64，其中，上述空间73由轴承安装部25和第二散热器35围成，上述空间64由第一散热器31、第二散热器35和圆筒部61围成。
在上述车用交流发电机1中，输出端子螺栓(未图示)安装于第一散热器31，并经由第一散热器31而电连接到各正极侧整流元件28的阴极，从而构成整流装置30的输出端子。此外，各负极侧整流元件29的阳极经由第二散热器35和后支架3而被接地。另外，定子绕组14的引出线20通过定子绕组连接部43连接到嵌插导体21的另一端，并连接到三相二极管电桥的正极侧整流元件28与负极侧整流元件29的各连接点。然后，励磁绕组9经由集电环15和电刷17而连接于电压调节器18。
接着，对如上所述构成的车用交流发电机1的动作进行说明。
首先，电流经由电刷17和集电环15而被供给至转子8的励磁绕组9，并产生磁通。通过上述磁通，N极和S极沿周向交替地形成在磁极铁芯10的外周部。
另一方面，发动机(未图示)的转矩经由皮带(未图示)和带轮7而被传递至轴6，从而使转子8旋转。因而，旋转磁场被施加到定子12的定子绕组14，从而在定子绕组14中产生电动势。上述交流的电动势通过整流装置30而被整流，并被供给至车载负载或蓄电池。藉此，车载负载被驱动，蓄电池被充电。
风扇11a、11b与转子8的旋转连动而旋转。在前侧，冷却空气从进气口2a流入前支架2内，并沿轴向流动至转子8的附近。因而，冷却空气被风扇11a朝离心方向弯曲，从而从排气口2b排出到前支架2的外部。在后侧，冷却空气从吸入口63流入保护盖60内，并穿过第一内径侧翅片33a之间、第一外径侧翅片33b之间、第二内径侧翅片37b之间和第二外径侧翅片37a之间而流动到后支架3的附近。接着，冷却空气从进气口3a流入后支架3内，并沿轴向流动到转子8的附近。因而，冷却空气被风扇11b朝离心方向弯曲，从而从排气口3b排出到后支架3的外部。
在定子12中产生的热的一部分从定子绕组14的线圈边端14a、14b而被散热至冷却空气，该冷却空气被风扇11a、11b朝离心方向弯曲并从排气口2b、3b排出。另外，在定子12中产生的热的剩余部分被传递至前支架2和后支架3，并从前支架2和后支架3散热至外部空气。藉此，定子12被冷却。
此外，在正极侧整流元件28和负极侧整流元件29中产生的热被散热至流入保护盖60内并在第一内径侧翅片33a之间、第一外径侧翅片33b之间、第二内径侧翅片37b之间和第二外径侧翅片37a之间流通的冷却空气。藉此，正极侧整流元件28和负极侧整流元件29被冷却。
接着，使用图7，对整流装置30周边的主要的冷却空气的流动进行说明。
首先，通过风扇11b的旋转，而在风扇叶片与轴6之间的区域产生负压。
通过在整流装置30的内径侧形成负压部72，从而产生从吸入口63流入保护盖60内的冷却空气流71，上述吸入口63位于配设于第一整流元件保持部32的内径侧的第一内径侧翅片33a的上游侧。流入保护盖60内的冷却空气沿轴向流过第一内径侧翅片33a之间，并将保持于第一整流元件保持部32的正极侧整流元件28的热吸收。由于第二散热器35的内径侧端部位于比轴承安装部25的外径侧端部更靠径向外侧的位置，因此，在轴承安装部25与第二散热器35之间形成有空间73。在第一内径侧翅片33a之间流通的冷却空气的一部分沿轴向流过配设于第二整流元件保持部36的内径侧的第二内径侧翅片37b之间，并将保持于第二整流元件保持部36的负极侧整流元件29的热吸收。在第二内径侧翅片37b之间流通的冷却空气沿轴向流向负压部72。此外，在第一内径侧翅片33a之间流通的冷却空气的剩余部分在空间73内沿轴向流向负压部72，并将保持于轴承安装部25的轴承5的热吸收。
通过在整流装置30的外径侧形成负压部72，从而产生从吸入口63流入保护盖60内的冷却空气流70，其中，上述吸入口63位于配设于第一整流元件保持部32的外径侧的第一外径侧翅片33b的上游侧。由于第二散热器35的外径侧端部位于比第一散热器31的外径侧端部更靠径向外侧的位置，因此，在第一散热器31与保护盖60的圆筒部61之间形成有空间64。流入保护盖60内的冷却空气的一部分沿轴向流过第一外径侧翅片33b之间，并将保持于第一整流元件保持部32的正极侧整流元件28的热吸收。在第一外径侧翅片33b之间流通的冷却空气沿轴向流动，并到达第二散热器35。流入保护盖60内的冷却空气的剩余部分在空间64中沿轴向流动，并在温度几乎不上升的情况下到达第二散热器35。
到达第二散热器35的冷却空气在配设于第二整流元件保持部36的外径侧的第二外径侧翅片37a之间沿轴向流动，并将保持于第二整流元件保持部36的负极侧整流元件29的热吸收。在第二外径侧翅片37a之间流通的冷却空气在形成于第二散热器35与后支架3之间的空间74内朝径向内侧而流向负压部72。
在此，电路板40以相对于第一整流元件保持部32和第二整流元件保持部36在轴向上隔开间隔的方式配置。因而，将整流装置30的外径侧与内径侧沿径向连通的径向通风路48形成在电路板40与第一整流元件保持部32之间以及电路板40与第二整流元件保持部36之间。因而，在第一外径侧翅片33b之间流过的冷却空气的一部分分岔而在径向通风路48中朝径向内侧流动，并与在第一内径侧翅片33a之间流通的冷却空气合流。然后，穿过空间64的、温度几乎没有上升的冷却空气的一部分分岔而在径向通风路48中朝径向内侧流动，并在温度几乎不上升的情况下与在第一内径侧翅片33a之间流通的冷却空气合流。
在整流装置30的内径侧和外径侧流通并到达负压部72的冷却空气被风扇11b朝离心方向弯曲，而在定子铁芯13的后侧朝径向外侧流动，从而将定子铁芯13和定子绕组14的热吸收。
根据本实施方式1，在整流装置30中，电路板40配设在第一整流元件保持部32与第二整流元件保持部36之间。正极侧整流元件28和负极侧整流元件29以在轴向上相互不发生重合的方式保持于第一整流保持部32和第二整流元件保持部36。立设于电路板40的第一整流元件连接部42配设在形成于第二整流元件保持部36的第二贯通孔46内。立设于电路板40的第二整流元件连接部41配设在形成于第一整流元件保持部32的第一贯通孔45内。此外，正极侧整流元件28的引线电极28b在不发生弯曲的情况下沿轴向延伸，并焊接于第一整流元件连接部42的嵌插导体21的一端。此外，负极侧整流元件29的引线电极29b在不发生弯曲的情况下沿轴向延伸，并焊接于第二整流元件连接部41的嵌插导体21的一端。
因而，由于正极侧整流元件28的引线电极28b和负极侧整流元件29的引线电极29b长度变短，因此，能缩小整流装置30的轴向尺寸，并且能抑制周向尺寸的增大。另外，由于无需对正极侧整流元件28的引线电极28b和负极侧整流元件29的引线电极29b进行弯曲，因此，能提高正极侧整流元件28和负极侧整流元件29的可靠性，并且不需要弯曲工序及弯曲夹具，从而能降低制造成本。另外，由于引线电极28b、29b与配设于第二整流元件保持部36的第二贯通孔46内的第一整流元件连接部42及配设于第一整流元件保持部32的第一贯通孔45内的第二整流元件连接部41连接，而成为吸入口63及进气口3a的周围不会被堵塞的状态，因此，可确保从吸入口63及进气口3a吸入的冷却空气的吸入量，能抑制发电机的冷却性的降低。
第一整流元件连接部42以间隙配合的状态配设在形成于第二整流元件保持部36的第二贯通孔46内，第二整流元件连接部41以间隙配合的状态配设在形成于第一整流元件保持部32的第一贯通孔45内。因而，能确保第一整流元件连接部42与第二整流元件保持部36的电绝缘性，并且能确保第二整流元件连接部41与第一整流元件保持部32的电绝缘性。另外，第一整流元件连接部42及第二整流元件连接部41位于第二整流元件保持部36及第一整流元件保持部32内，无需减少第一内径侧翅片33a、第一外径侧翅片33b、第二内径侧翅片37b和第二外径侧翅片37a的个数。
正极侧整流元件28以相互隔开间隔地在周向上排列成一列的方式保持于第一整流元件保持部32，负极侧整流元件29为了与正极侧整流元件28在轴向上不发生重合，而以相互隔开间隔地在周向上排列成一列的方式保持于第二整流元件保持部36。因而，能缩窄第一整流元件保持部32的径向宽度，因此，使得正极侧整流元件28与第一内径侧翅片33a之间的距离变短，且使得正极侧整流元件28与第一外径侧翅片33b之间的距离变短。同样地，由于能缩窄第二整流元件保持部36的径向宽度，因此，使得负极侧整流元件29与第二内径侧翅片37b之间的距离变短，且使得负极侧整流元件29与第二外径侧翅片37a之间的距离变短。藉此，能有效地对正极侧整流元件28和负极侧整流元件29进行冷却，并能抑制正极侧整流元件28和负极侧整流元件29的温度差，从而能提高发电效率。
配置在第一散热器31与第二散热器35之间的电路板40形成为从轴向观察，除了定子绕组连接部43、外壳连结部44、电压调节器连接部47以及它们的周边部分之外，没有从第一整流元件保持部32和第二整流元件保持部36的层叠体伸出的外形形状(轮廓)。因而，电路板40不会妨碍由负压部72的形成而产生的冷却空气流。藉此，冷却空气在整流装置30中流动时的压力损失降低，冷却空气的流量增大，能有效地对轴承5和整流装置30进行冷却。另外，由于在定子绕组14的线圈边端14b周围流通的冷却空气的流量增大，因此，从线圈边端14b散热至冷却空气的热量变多，能抑制定子12的温度上升，并能提高车用交流发电机1的性能。
在整流装置30中，第一内径侧翅片33a及第一外径侧翅片33b的突出端位于比第二内径侧翅片37b及第二外径侧翅片37a的突出端更靠径向内侧的位置。
因而，在第一内径侧翅片33a的突出端一侧，第一内径侧翅片33a与第二内径侧翅片37b不会在轴向上重合，能降低冷却空气在整流装置30的内径侧流动时的压力损失。此外，由于构成为从轴向观察，使第二内径侧翅片37b以相同的突出方向与第一内径侧翅片33a重合、即构成为使第二内径侧翅片37b不从第一内径侧翅片33a伸出，因此，能进一步降低冷却空气在整流装置30的内径侧流动时的压力损失。因而，在整流装置30的内径侧流动的冷却空气的流量增大，能有效地对正极侧整流元件28进行冷却。另外，由于在第一内径侧翅片33a之间流通的冷却空气的一部分没有在第二内径侧翅片37b之间流通，因此，冷却空气在抑制了温度上升后被用于轴承安装部25的冷却，从而能有效地对轴承5进行冷却。
另一方面，在第二外径侧翅片37a的突出端一侧，第一外径侧翅片33b与第二外径侧翅片37a在轴向上没有重合，因此，能降低冷却空气在整流装置30的外径侧流动时的压力损失。此外，由于从轴向观察，使第一外径侧翅片33b以相同的突出方向与第二外径侧翅片37a重合、即构成为使第一外径侧翅片33b不从第二外径侧翅片37a伸出，因此，能进一步降低冷却空气在整流装置30的外径侧流动时的压力损失。因而，在整流装置30的外径侧流动的冷却空气的流量增大。另外，冷却空气的一部分没有在第一外径侧翅片33b之间流通，而到达第二外径侧翅片37a。藉此，由于在温度没有上升的情况下被供给至第二外径侧翅片37a的冷却空气的流量变多，因此，能有效地对负极侧整流元件29进行冷却。
径向通风路48形成在第一整流元件保持部32与电路板40之间以及第二整流元件保持部36与电路板40之间。因而，在第一外径侧翅片33b的径向外侧流动的、温度没有上升的冷却空气的一部分分岔，而经由径向通风路48流入整流装置30的内径侧。经由径向通风路48流入整流装置30的内径侧的冷却空气在温度没有上升的情况下，与在第一内径侧翅片33a之间流通的冷却空气合流。藉此，在第一内径侧翅片33a之间流通的冷却空气的温度降低。接着，温度降低后的冷却空气的一部分在第二内径侧翅片37b内流通，从而能有效地对负极侧整流元件29进行冷却。此外，温度降低后的冷却空气的剩余部分在空间73内流通，从而能有效地对轴承安装部25和轴承5进行冷却。
此时，由于在第一外径侧翅片33b之间和在空间64内流过的冷却空气的一部分经由径向通风路48而朝内径侧分岔，因此，在第二外径侧翅片37a之间流通的冷却空气的流量减少，第二外径侧翅片37a的冷却性能降低。然而，在第一内径侧翅片33a之间流通后流入第二内径侧翅片37b之间的冷却空气通过与经由径向通风路48流入整流装置30的内径侧的冷却空气合流，从而能使温度降低，流量增加，因此，能提高第二内径侧翅片37b的冷却性能。藉此，第二外径侧翅片37a的冷却性能的降低可通过第二内径侧翅片37b的冷却性能的提高来弥补，从而能抑制负极侧整流元件29的温度上升。
接着，使用图8，对整流装置30周边的另一冷却空气流进行说明。另外，图8对在形成于第一整流元件保持部32的第一贯通孔45中流过的冷却空气流进行说明。
在整流装置30中，正极侧整流元件28和负极侧整流元件29以在轴向上相互不发生重合的方式，且在周向上排列成一列地保持于第一整流保持部32和第二整流元件保持部36。第一整流元件连接部42立设于电路板40，以贯穿形成于第二整流元件保持部36的第二贯通孔46，第二整流元件连接部41立设于电路板40，以贯穿形成于第一整流元件保持部32的第一贯通孔45。此外，正极侧整流元件28的引线电极28b在不发生弯曲的情况下沿轴向延伸，而被***第一整流元件连接部42，且被焊接于嵌插导体21的一端。此外，负极侧整流元件29的引线电极29b在不发生弯曲的情况下沿轴向延伸，而被***第二整流元件连接部41，且被焊接于嵌插导体21的一端。因而，能缩小整流装置30的轴向尺寸，并且防止周向尺寸变得过大。
正极侧整流元件28和负极侧整流元件29分别在周向上排列成一列地保持于第一整流保持部32和第二整流元件保持部36。因而，能缩短正极侧整流元件28与第一内径侧翅片33a之间、正极侧整流元件28与第一外径侧翅片33b之间的距离、负极侧整流元件29与第二内径侧翅片37b之间的距离和负极侧整流元件29与第二外径侧翅片37a之间的距离，从而能提高正极侧整流元件28和负极侧整流元件29的冷却性。但是，由于第一散热器31、电路板40和第二散热器35在轴向上层叠，因此，位于下游侧的第二散热器35的冷却性能比位于上游侧的第一散热器31的冷却性能低。
在本实施方式1中，如图8所示，从吸入口63流入的冷却空气与在第一贯通孔45中流通并在第一散热器31与电路板40之间及在第二散热器35与电路板40之间朝径向内侧流动的冷却空气合流。然后，在第一散热器31与电路板40之间及在第二散热器35与电路板40之间朝径向内侧流动的冷却空气与在第一内径侧翅片33a之间流通的冷却空气合流。因而，由于流入第二内径侧翅片37b之间的冷却空气的流量增大且温度降低，因此，能提高位于下游侧的第二散热器35的冷却性能。藉此，能均匀地对正极侧整流元件28和负极侧整流元件29进行冷却。
实施方式2
图9是对本发明实施方式2的车用交流发电机中的整流装置周围的冷却空气流进行说明的示意图。另外，在图9中，用箭头表示冷却空气流。
在图9中，在第一散热器31A中，仅第一内径侧翅片33a配设于第一整流元件保持部32。
另外，其它结构构成为与上述实施方式1相同。
在以上述方式构成的整流装置30A的外径侧，通过形成负压部72而产生从吸入口63流入保护盖60内的冷却空气流70、71，其中，上述吸入口63位于第二外径侧翅片37a和第一内径侧翅片33a的上游侧。此外，从吸入口63流入保护盖60内的冷却空气在第一内径侧翅片33a之间流过后，在第一内径侧翅片37b之间和空间73内沿轴向流动。此外，从吸入口63流入保护盖60内的冷却空气在第一散热器31A与圆筒部61之间的空间64内沿轴向流动。在空间64内流动的、温度没有上升的冷却空气的一部分分岔，而经由径向通风路48朝径向内侧流动，并与在第一内径侧翅片33a之间流动的冷却空气合流。在空间64内流动的、温度没有上升的冷却空气的剩余部分在第一外径侧翅片37a之间流动。
因而，在本实施方式2中，也能获得与上述实施方式1相同的效果。
实施方式3
图10是对本发明实施方式3的车用交流发电机中的整流装置周围的冷却空气流进行说明的示意图。另外，在图10中，用箭头表示冷却空气流。
在图10中，电路板40A以与第一整流元件保持部32在轴向上隔开间隔、而与第二整流元件保持部36接触的方式配置。
另外，其它结构构成为与上述实施方式1相同。
在以上述方式构成的整流装置30B的外径侧，通过形成负压部72而产生从吸入口63流入保护盖60内的冷却空气流70，其中，上述吸入口63位于配设于第二整流元件保持部36的外径侧的第二外径侧翅片37a的上游侧。在此，由于电路板40A与第二整流元件保持部36接触，因此，没有形成经由电路板40A与第二整流元件保持部36之间而朝径向内侧流动的冷却空气的流通路。因而，从吸入口63流入保护盖60内并流向第二外径侧翅片37a一侧的冷却空气的、朝径向内侧发生分岔的流量减少。藉此，供给至第二外径侧翅片37a的冷却空气的流量增大，能有效地对负极侧整流元件29进行冷却。
因而，能与负极侧整流元件29的发热量相适地缩短第二整流元件保持部36的外径侧的第二外径侧翅片37a的径向尺寸，并缩小整流装置30B的径向尺寸。
另外，在上述实施方式3中，电路板40A配置成仅与第二整流元件保持部36接触，但也可将电路板40A配置成与第一整流元件保持部32和第二整流元件保持部36双方均接触。
实施方式4
图11是对本发明实施方式4的车用交流发电机中的整流装置周围的冷却空气流进行说明的示意图。另外，在图11中，用箭头表示冷却空气流。
在图11中，电路板40B以与第一整流元件保持部32和第二整流元件保持部36双方均接触的方式配置。此外，在电路板40B的与第一贯通孔45相对的部分形成有引导槽49，该引导槽49将在第一贯通孔45中流通的冷却空气朝径向内侧引导。
另外，其它结构构成为与上述实施方式1相同。
在以上述方式构成的整流装置30C中，从吸入口63流入的冷却空气在第一贯通孔45中流通，并经由引导槽49朝径向内侧引导，并与在配设于第一整流元件保持部32的内径侧的第一内径侧翅片33a之间流通的冷却空气合流。因而，由于流入配设于第二整流元件保持部36的内径侧的第二内径侧翅片37b之间的冷却空气的流量增大且温度降低，因此，能提高位于下游侧的第二散热器35的冷却性能。
另外，在上述各实施方式中，将转子的极数设为十二极，将定子铁芯的切槽数设为七十二个，但极数和切槽数并不限定于此。
此外，在上述各实施方式中，对每极每相的切槽数为两个的情况进行了说明，但每极每相的切槽数并不限定于两个。
此外，在上述各实施方式中，第一整流元件保持孔与第二整流元件保持孔以使它们的形成区域在轴向上不发生重合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，但只要正极侧引线电极及负极侧引线电极能在不与负极侧整流元件及正极侧整流元件发生干涉的情况下沿轴向延伸，则第一整流元件保持孔与第二整流元件保持孔的形成区域也可以在轴向上局部重叠。
此外，在上述实施方式1中，将正极侧整流元件作为安装于第一散热器的第一整流元件，将负极侧整流元件作为安装于第二散热器的第二整流元件，但也可将正极侧整流元件作为安装于第二散热器的第二整流元件，而将负极侧整流元件作为安装于第一散热器的第一整流元件。
Claims (12)
1.一种车用交流发电机，包括：
外壳；
转子，该转子固接于轴且能旋转地配设于所述外壳内，所述轴使轴心与所述外壳的轴向一致，并经由轴承能旋转地支承于轴承安装部，该轴承安装部形成于所述外壳的轴向的两端部；
定子，该定子具有圆筒状的定子铁芯和安装于所述定子铁芯的定子绕组，所述定子同轴地配设于所述转子的外周，并保持于所述外壳；
风扇，该风扇固接于所述转子的轴向一侧的端面，并与所述转子连动地旋转；
整流装置，该整流装置配设于所述外壳的轴向一侧的外侧；
保护盖，该保护盖形成为有底筒状，并以将所述整流装置覆盖的方式配设于所述外壳的轴向一侧，且在底部的与所述整流装置对应的区域形成有冷却空气的吸入口；
进气口，该进气口形成于所述外壳的与所述转子的轴向一侧的端面相对的壁面；以及
排气口，该排气口形成于所述外壳的与所述定子绕组的轴向一侧的线圈边端相对的壁面，
所述车用交流发电机构成有所述冷却空气的流通路，该冷却空气通过所述风扇的旋转，从所述吸入口流入所述保护盖内，并在对所述整流装置进行冷却之后，从所述进气口流入所述外壳内，且被所述风扇朝离心方向弯曲而从所述排气口排出，
所述车用交流发电机的特征在于，
所述整流装置包括：第一散热器，该第一散热器具有平板状的第一整流元件保持部，该第一整流元件保持部配设于与所述外壳的轴向正交的平面上；多个第一整流元件，该多个第一整流元件保持于所述第一整流元件保持部；第二散热器，该第二散热器具有平板状的第二整流元件保持部，该第二整流元件保持部朝所述外壳一侧与所述第一整流元件保持部隔开间隔，且配设于与所述外壳的轴向正交的平面上；多个第二整流元件，该多个第二整流元件保持于所述第二整流元件保持部；以及电路板，该电路板具有定子绕组连接部、电压调节器连接部、第一整流元件连接部、第二整流元件连接部及外壳连结部，
将所述第一整流元件连接部以间隙配合的状态配设在形成于所述第二整流元件保持部的第二贯通孔内，且将所述第二整流元件连接部以间隙配合的状态配设在形成于所述第一整流元件保持部的第一贯通孔内，从而使所述电路板配设在所述第一整流元件保持部与所述第二整流元件保持部之间，
所述第一整流元件连接部具有：多个筒状的第一树脂部，该多个筒状的第一树脂部分别立设于所述电路板的所述第二整流元件保持部一侧的面的、与多个所述第一整流元件对应的位置；以及多个第一嵌插导体的端部，该多个第一嵌插导体的端部分别露出于多个筒状的所述第一树脂部的内壁面，
所述第二整流元件连接部具有：多个筒状的第二树脂部，该多个筒状的第二树脂部分别立设于所述电路板的所述第一整流元件保持部一侧的面的、与多个所述第二整流元件对应的位置；以及多个第二嵌插导体的端部，该多个第二嵌插导体的端部分别露出于多个筒状的所述第二树脂部的内壁面，
多个所述第一整流元件的第一引线电极分别沿轴向延伸并***对应的筒状的所述第一树脂部，而与多个所述第一嵌插导体的端部分别连接，
多个所述第二整流元件的第二引线电极分别沿轴向延伸并***对应的筒状的所述第二树脂部，而与多个所述第二嵌插导体的端部分别连接。
2.如权利要求1所述的车用交流发电机，其特征在于，
所述第一整流元件保持部被制作成在所述轴的轴心周围呈圆弧状配设的圆弧带状，
多个第一内径侧翅片形成于所述第一整流元件保持部的内径侧，以在所述第一内径侧翅片之间构成与所述外壳的轴向平行的冷却风流路，
所述第二整流元件保持部被制作成在所述轴的轴心周围呈圆弧状配设的圆弧带状，
多个第二外径侧翅片形成于所述第二整流元件保持部的外径侧，以在所述第二外径侧翅片之间构成与所述外壳的轴向平行的冷却风流路。
3.如权利要求2所述的车用交流发电机，其特征在于，
多个第二内径侧翅片形成于所述第二整流元件保持部的内径侧，以在所述第二内径侧翅片之间构成与所述外壳的轴向平行的冷却风流路，
多个所述第一内径侧翅片的内径端位于比多个所述第二内径侧翅片的内径端更靠内径侧的位置。
4.如权利要求2所述的车用交流发电机，其特征在于，
多个第一外径侧翅片形成于所述第一整流元件保持部的外径侧，以在所述第一外径侧翅片之间构成与所述外壳的轴向平行的冷却风流路，
多个所述第一外径侧翅片的外径端位于比多个所述第二外径侧翅片的外径端更靠内径侧的位置。
5.如权利要求3所述的车用交流发电机，其特征在于，
多个第一外径侧翅片形成于所述第一整流元件保持部的外径侧，以在所述第一外径侧翅片之间构成与所述外壳的轴向平行的冷却风流路，
多个所述第一外径侧翅片的外径端位于比多个所述第二外径侧翅片的外径端更靠内径侧的位置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的车用交流发电机，其特征在于，
所述电路板以与所述第一整流元件保持部和所述第二整流元件保持部中的至少一方在轴向上隔开间隔的方式配设。
7.如权利要求1至5中任一项所述的车用交流发电机，其特征在于，
在所述电路板的与所述第一整流元件保持部对应的面形成有引导槽，该引导槽将从所述第一贯通孔流出的所述冷却空气朝径向内侧引导。
8.如权利要求6所述的车用交流发电机，其特征在于，
在所述电路板的与所述第一整流元件保持部对应的面形成有引导槽，该引导槽将从所述第一贯通孔流出的所述冷却空气朝径向内侧引导。
9.如权利要求1至5中任一项所述的车用交流发电机，其特征在于，
所述第一整流元件保持部和所述第二整流元件保持部从轴向观察具有相同的轮廓，
所述电路板构成为从轴向观察，仅所述定子绕组连接部、所述电压调节器连接部及所述外壳连结部从所述第一整流元件保持部和所述第二整流元件保持部突出。
10.如权利要求6所述的车用交流发电机，其特征在于，
所述第一整流元件保持部和所述第二整流元件保持部从轴向观察具有相同的轮廓，
所述电路板构成为从轴向观察，仅所述定子绕组连接部、所述电压调节器连接部及所述外壳连结部从所述第一整流元件保持部和所述第二整流元件保持部突出。
11.如权利要求7所述的车用交流发电机，其特征在于，
所述第一整流元件保持部和所述第二整流元件保持部从轴向观察具有相同的轮廓，
所述电路板构成为从轴向观察，仅所述定子绕组连接部、所述电压调节器连接部及所述外壳连结部从所述第一整流元件保持部和所述第二整流元件保持部突出。
12.如权利要求8所述的车用交流发电机，其特征在于，
所述第一整流元件保持部和所述第二整流元件保持部从轴向观察具有相同的轮廓，
所述电路板构成为从轴向观察，仅所述定子绕组连接部、所述电压调节器连接部及所述外壳连结部从所述第一整流元件保持部和所述第二整流元件保持部突出。
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