JP2669534B2 - Vehicle alternator - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両用発電機に係り、特に大電流出力に好適
な車両用発電機に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vehicular generator, and more particularly to a vehicular generator suitable for large current output.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のダイオード冷却用フインは実開昭61−96755号
に記載のようにフインベースが矩状である。電流出力の
増大に対応するにはフイン面積の増大が必要であるが円
形断面を持つ車両用発電機内でフイン放熱面積を拡大し
ようとしてもフインベースが平板状であるため全円周の
1/4〜1/3程度にしかフインを設けることができなかつ
た。In the conventional fin for cooling a diode, the fin base has a rectangular shape as described in Japanese Utility Model Publication No. 61-96755. In order to cope with the increase in current output, it is necessary to increase the fin area, but even if an attempt is made to increase the fin heat dissipation area in a vehicle generator with a circular cross section, the fin base is flat and the entire circumference is
The fins could only be provided in about 1/4 to 1/3.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術では、流れ方向からみたフインベースお
よびフインの形状が矩形であるため、軸中心部に軸受，
スリツプリング等を配する交流発電機内では、冷却に必
要な放熱面積を充分確保できず、近年の高出力、小形高
密度実装を追求する車両用発電機での主要な冷却課題で
あるダイオード冷却を充分に行うことができず、ダイオ
ード温度上昇が信頼性を確保できる値以上となる問題が
あつた。In the above prior art, since the fin base and the fins have a rectangular shape when viewed from the flow direction, the bearing at the shaft center,
In the AC generator where the slip ring etc. are arranged, the heat radiation area required for cooling cannot be sufficiently secured, and diode cooling, which is a major cooling issue in recent automotive generators pursuing high output, small and high density mounting, is It cannot be performed sufficiently, and there has been a problem that the temperature rise of the diode is higher than a value that can ensure the reliability.

本発明の目的は車両用発電機の外形形状を増大するこ
となしに増大する電流出力にも対応できる車両用交流発
電機を提供することにある。An object of the present invention is to provide a vehicle alternator that can cope with an increased current output without increasing the external shape of the vehicle generator.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的は、発電機外殻をなすケーシングと、このケ
ーシング内層面に固定されたステータと、このステータ
の内側に配設され回転軸と一体で回転するロータと、ス
テータ内部のリヤ側に設置された交流を整流するための
ダイオード及びその冷却フィンベースとケーシング内部
に配設されケーシング内部に冷却風を流通させるための
冷却ファンとを備えた車両用交流発電機において、前記
冷却フィンベースは、前記回転軸に同心状に配設され前
記回転軸に向かって突出する複数のフィンを有する半円
弧状の第１のフィンベースと、前記回転軸に同心状にこ
の第１のフィンベースと間隔を開けて配設され前記回転
軸と反対の方向に突出する複数のフィンを有する半円弧
状の第２のフィンベースとにより構成されるものであ
り、前記第１のフィンベースのフィン背面に前記ダイオ
ードのうち＋ダイオードを、前記第２のフィンベースの
フィン背面に前記ダイオードのうち−ダイオードを取り
付けることにより達成される。The above object is achieved by installing a casing forming an outer shell of a generator, a stator fixed to an inner layer surface of the casing, a rotor disposed inside the stator and rotating integrally with a rotating shaft, and installed on a rear side inside the stator. A rectifying diode for rectifying the alternating current and a cooling fin base thereof, and a cooling fan disposed inside the casing and having a cooling fan for circulating cooling air inside the casing, wherein the cooling fin base comprises: A semi-circular first fin base having a plurality of fins disposed concentrically on the rotating shaft and protruding toward the rotating shaft; and spaced apart from the first fin base concentrically on the rotating shaft. And a second semi-circular fin base having a plurality of fins projecting in a direction opposite to the rotation axis. The out + diode of the diode fin back of over scan, out of the diode fin rear surface of the second fin base - is achieved by mounting the diode.

〔作用〕[Action]

回転軸に同心状に配設され回転軸に向かって突出する
複数のフィンを有する半円弧状の第１フィンベースのフ
ィン背面と、回転軸に同心状にこの第１のフィンベース
と間隔を開けて配設され回転軸と反対の方向に突出する
複数のフィンを有する半円弧状の第２のフィンベースの
フィン背面にダイオードを取り付けるようにしたので、
ダイオードを半径方向に立体的に取り付けることができ
る。このため、フィン面積を大きく取ることができるよ
うになり、大容量化に対応することができる。A fin back surface of a semicircular first fin base having a plurality of fins disposed concentrically on the rotation shaft and protruding toward the rotation shaft, and spaced apart from the first fin base concentrically on the rotation shaft. Since the diode is attached to the fin rear surface of the second semi-arcuate fin base having a plurality of fins protruding in the direction opposite to the rotation axis,
The diodes can be mounted three-dimensionally in the radial direction. For this reason, the fin area can be increased, and it is possible to cope with an increase in capacity.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図〜第３図は本発明の車両用交流発電機の一実施
例を示すもので、これらの図において車両用交流発電機
は発電機外殻をなすケーシング１と、ロータ２およびス
テータ３と、冷却ファン４と、整流用ダイオード５およ
びその冷却フイン６と、その他の電子部品（図示せず）
とにより構成されている。前記ケーシング１はフロント
ケーシング1Aとリヤケーシング1Bとで形成されている。FIGS. 1 to 3 show one embodiment of a vehicle alternator according to the present invention. In these figures, the vehicle alternator comprises a casing 1 forming an outer shell of a generator, a rotor 2 and a stator 3. , A cooling fan 4, a rectifying diode 5 and its cooling fin 6, and other electronic components (not shown)
It is composed of The casing 1 includes a front casing 1A and a rear casing 1B.

前記ステータ３は主ケーシング1Aの内周面に固定さ
れ、該ステータ３の内側に前記ロータ２が配置されてい
る。冷却フアン４はフロント側とリヤ側に配設されて回
転軸７に結合され、該回転軸と一体で回転される。前記
ダイオード５および冷却フイン６は、第２図のIII−III
部の断面を示す第３図に明らかなようにそのベース（フ
インベース）が２重のリング6A,6Bで構成され、外側の
リング6Aの外周面に多数のフイン6Cが、かつ内側のリン
グ（フインベース）6Bの内周面に多数のフイン6Cがそれ
ぞれ設けられている。そして、フインベース6B,6Cは回
転軸７と同心的に配置されている。また対をなすダイオ
ード５の一方は外側のリング6Aの内周面に、かつ他方が
内側のリング6Bの外周面にそれぞれ取り付けられてい
る。また前記ケーシング1A並びに1Bの外周に冷却空気の
吐出口８が設けられ、前記ケーシング1A並びに1Bの側壁
には冷却空気の吸込口９が設けられ、リヤ側のケーシン
グの吸込口９は前記冷却フイン６と対向するように設け
られている。The stator 3 is fixed to the inner peripheral surface of the main casing 1A, and the rotor 2 is arranged inside the stator 3. The cooling fan 4 is disposed on the front side and the rear side, is coupled to the rotating shaft 7, and is rotated integrally with the rotating shaft. The diode 5 and the cooling fin 6 are the same as shown in FIG.
3, the base (fin base) is composed of double rings 6A and 6B, a large number of fins 6C are formed on the outer peripheral surface of the outer ring 6A, and the inner ring (fin base) is formed. ) A large number of fins 6C are provided on the inner peripheral surface of 6B. The fin bases 6B and 6C are arranged concentrically with the rotating shaft 7. One of the paired diodes 5 is attached to the inner peripheral surface of the outer ring 6A, and the other is attached to the outer peripheral surface of the inner ring 6B. A cooling air discharge port 8 is provided on the outer periphery of the casings 1A and 1B, a cooling air suction port 9 is provided on side walls of the casings 1A and 1B, and a suction port 9 of the rear casing is provided with the cooling fin. It is provided so as to face 6.

次に上述した本発明の一実施例の動作を説明する。 Next, the operation of the above-described embodiment of the present invention will be described.

ロータ２と共に冷却フアン４が回転すると、冷却空気
は吸込口９よりケーシング１内に流入し、リヤ側から吸
込まれた空気は冷却フイン６間を流通した後、冷却フア
ンに吸い込まれ吐出口８よりケーシング１外へ流出す
る。冷却フイン６は発電機の軸に垂直な断面の円周方向
の1/2程度を占めるように配置されており、従来の公知
例構造に比べて大きな放熱面積を確保できる。さらに、
フイン要素6Cは冷却フアンに吸込まれる空気流に平行に
設けられており、小さな流動抵抗しか与えない。When the cooling fan 4 rotates together with the rotor 2, the cooling air flows into the casing 1 from the suction port 9, and the air sucked from the rear side flows between the cooling fins 6, and is then sucked into the cooling fan and discharged from the discharge port 8. It flows out of the casing 1. The cooling fins 6 are arranged so as to occupy about one half of the circumferential direction of the cross section perpendicular to the axis of the generator, so that a large heat radiation area can be secured as compared with the conventional known structure. further,
The fin element 6C is provided parallel to the airflow sucked into the cooling fan and provides only a small flow resistance.

第４図および第５図は本発明の他の実施例を示したも
ので、この実施例はフインベース6A,6Bが多角形状にな
つている。この場合にも発電機の軸に垂直な断面におい
て比較的広い周方向角度にわたつて冷却フイン6Cを配置
することができ、第１の実施例と同等の冷却効果を得る
ことが可能である。4 and 5 show another embodiment of the present invention, in which the fin bases 6A and 6B have a polygonal shape. Also in this case, the cooling fins 6C can be arranged over a relatively wide circumferential angle in a cross section perpendicular to the axis of the generator, and the same cooling effect as in the first embodiment can be obtained.

第６図および第７図は本発明の他の実施例を示したも
ので、この実施例はフイン要素6Cの各々が平行になつて
いる。この場合にはフイン製造を例えば鋳造，精密鋳造
で行う場合に好都合である。このような構造の場合にも
第一の実施例と同等の冷却効果が得られることは容易に
理解できる。なお、第４図のようにフインベース6A,6B
を多角形にして、フイン要素6Cを第６図のようにフイン
要素各々が平行になるように作ることもできる。6 and 7 show another embodiment of the present invention, in which each of the fin elements 6C is parallel. In this case, it is convenient when the fin is manufactured by, for example, casting or precision casting. It can be easily understood that even in such a structure, the same cooling effect as that of the first embodiment can be obtained. As shown in Fig. 4, fin bases 6A, 6B
Can be made polygons, and the fin elements 6C can be made so that the fin elements are parallel as shown in FIG.

第８図〜第９図は本発明の他の実施例を示したもの
で、この実施例はフインベース6A,6Bから該フインベー
ス6A,6Bに直交するようにダイオードベース10A,10Bを設
けたもので、第一の実施例と同程度にフイン放熱面積を
確保できる上に更に次のようなメリツトがある。すなわ
ちダイオードベースが平面状になつているので、ダイオ
ード5A,5Bをダイオードベース10A,10Bにとりつける際に
一方向のみから作業をすることができ組立時間を短縮す
ることができる。FIGS. 8 and 9 show another embodiment of the present invention. In this embodiment, diode bases 10A and 10B are provided from fin bases 6A and 6B so as to be orthogonal to the fin bases 6A and 6B. The fin heat dissipation area can be secured to the same degree as in the first embodiment, and there are further advantages as follows. That is, since the diode bases are formed in a planar shape, when attaching the diodes 5A and 5B to the diode bases 10A and 10B, work can be performed from only one direction, and the assembling time can be reduced.

また、製造上の都合によりフイン６のうちダイオード
ベース10A,10Bをその他の部分と切離して製作し、両者
をネジ等で締結して一体化することも可能である。It is also possible to manufacture the fin 6 by separating the diode bases 10A and 10B from other parts of the fin 6 and to integrate them by screws or the like.

なお、第４図〜第７図で示したフインベースの多角形
化，フイン要素の平行化を第８図の実施例に組み込んで
も同等の効果を得ることができる。Even if the fin base polygonalization and the fin element parallelization shown in FIGS. 4 to 7 are incorporated into the embodiment of FIG. 8, the same effect can be obtained.

また、第１図〜第10図の説明で、ダイオードの個数を
６個としているが、出力電流増大のためにはダイオード
を８個用いることもある。このようにダイオード個数が
増加しても第１図〜第10図の実施例はそのまま適用する
ことが可能である。Although the number of diodes is six in the description of FIGS. 1 to 10, eight diodes may be used to increase the output current. Even if the number of diodes increases in this way, the embodiments of FIGS. 1 to 10 can be applied as they are.

なお、フインベース6Aと6B（第８図の場合にはダイオ
ードベース10Aと10B）の間は電気的に絶縁する必要があ
り、そのため絶縁ブツシユを用いる。その代りに熱電導
性の電気絶縁シートを用いることも可動で、この場合に
はダイオードベース10Aと10Bとの間の温度差を小さくす
ることができダイオード温度にばらつきがある場合に最
大温度を低減するのに有効である。Note that it is necessary to electrically insulate between the fin bases 6A and 6B (the diode bases 10A and 10B in the case of FIG. 8), and therefore an insulating bush is used. Alternatively, it is possible to use a thermoconductive electrically insulating sheet, in which case the temperature difference between the diode bases 10A and 10B can be reduced, and the maximum temperature can be reduced if the diode temperatures vary. It is effective to do.

なお、本発明は第13図に示すように、フロント側のケ
ーシング内に冷却フアン４内に設けた形式のものにも適
用することができる。この場合、ロータ２と共に冷却フ
アン４が回転すると、冷却空気はリア側の吸込口９より
ケーシング内に流入し、冷却フイン６間を流通した後、
ロータ２とステータ３の間を流通し、次いで冷却フアン
４の間を通つて吐出口よりケーシング外へ流出する。こ
のように、ケーシング内を流通する冷却空気のほとんど
がダイオードおよびステータコイルの冷却に寄与するの
で、冷却効率が良くなるので、特に、吐出口８がケーシ
ングの外周部に設けられて、冷却空気が前記吐出口８よ
り流出する過程でケーシングが冷却されるので、ケーシ
ングがステータコイルのヒートシンクとして有効に働
き、ステータコイルの冷却が有効となる。第11図は本発
明の他の実施例を示したものでそのXII−XII断面を第12
図に示す。第８図はの実施例と思想は同じであるが、第
８図における、ダイオードベース10A,10Bをフイン6Cに
設けることにより、第８図の実施例では流れ方向から見
たダイオードベース設置部の冷却をより効果的に行える
ことが特徴である。The present invention can also be applied to the type in which the cooling fan 4 is provided in the casing on the front side as shown in FIG. In this case, when the cooling fan 4 rotates together with the rotor 2, the cooling air flows into the casing through the suction port 9 on the rear side and flows between the cooling fins 6,
It flows between the rotor 2 and the stator 3 and then flows between the cooling fan 4 and out of the casing through the discharge port. As described above, most of the cooling air flowing in the casing contributes to the cooling of the diode and the stator coil, so that the cooling efficiency is improved. In particular, the discharge port 8 is provided in the outer peripheral portion of the casing to prevent the cooling air from flowing. Since the casing is cooled in the process of flowing out from the discharge port 8, the casing effectively acts as a heat sink for the stator coil and the stator coil is effectively cooled. FIG. 11 shows another embodiment of the present invention, and its XII-XII section is shown in FIG.
Shown in the figure. 8 has the same idea as that of the embodiment of FIG. 8, but by providing the diode bases 10A and 10B in the fin 6C in FIG. 8, the diode base installation portion viewed from the flow direction in the embodiment of FIG. The feature is that cooling can be performed more effectively.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発によれば、ダイオード冷却用のフイン面積を従来
に比べて大きくとることができるので、ダイオード温度
の最大値を許容上限以下に保つことができる。その結
果、発電機の出力容量を大きくすることができる。According to the present invention, the fin area for cooling the diode can be made larger than in the conventional case, so that the maximum value of the diode temperature can be kept below the allowable upper limit. As a result, the output capacity of the generator can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は本発明
に用いられる冷却フインの一例の正面図、第３図は第２
図のIII−III断面図、第４図は本発明の他の実施例を示
す図、第５図は第４図のＶ−Ｖ断面図、第６図は本発明
のさらに他の実施例を示す、第７図は第６図のVII−VII
断面図、第８図は本発明の他の実地例を示す図、第９図
は第８図のIX−IX断面図、第10図は第８図のＸ−Ｘ断面
図、第11図は本発明のさらに他の実施例で示す図、第12
図は第11図のXII−XII断面図、第13図は本発明の他の実
施例を示す縦断面図である。 １……ケーシング、２……ロータ、３……ステータ、４
……冷却フアン、５……整流用ダイオード、６……冷却
フイン、6A,6B……フインベース、6C……フイン要素、
７……軸、８……吐出口、９……吸込口、10……ダイオ
ードベース、10A,10B……それぞれ極性の異るダイオー
ドベース。1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of an example of a cooling fin used in the present invention, and FIG.
III-III sectional view of the drawing, FIG. 4 is a view showing another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a VV sectional view of FIG. 4, and FIG. 6 is a further embodiment of the present invention. Fig. 7 shows VII-VII in Fig. 6.
FIG. 8 is a view showing another embodiment of the present invention, FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of FIG. 8, FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG. 8, and FIG. FIG. 12 is a view showing a still further embodiment of the present invention,
11 is a sectional view taken along line XII-XII in FIG. 11, and FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention. 1 ... Casing, 2 ... Rotor, 3 ... Stator, 4
…… Cooling fan, 5 …… Rectifying diode, 6 …… Cooling fin, 6A, 6B …… Fin base, 6C …… Fin element,
7 ... Axis, 8 ... Discharge port, 9 ... Suction port, 10 ... Diode base, 10A, 10B ... Diode bases with different polarities.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松島 均 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 栗橋 保隆 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社日立製作所佐和工場内 (56)参考文献 特開 昭60−152247（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−2605（ＪＰ，Ｕ) ───────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hitoshi Matsushima 502 Kandachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref. Machinery Research Laboratory, Hitachi, Ltd. Sawa Factory (56) References JP-A-60-152247 (JP, A) Actually developed S53-2605 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】発電機外殻をなすケーシングと、このケー
シング内層面に固定されたステータと、このステータの
内側に配設され回転軸と一体で回転するロータと、ステ
ータ内部のリヤ側に設置された交流を整流するためのダ
イオード及びその冷却フィンベースとケーシング内部に
配設されケーシング内部に冷却風を流通させるための冷
却ファンとを備えた車両用交流発電機において、前記冷
却フィンベースは、前記回転軸に同心状に配設され前記
回転軸に向かって突出する複数のフィンを有する半円弧
状の第１のフィンベースと、前記回転軸に同心状にこの
第１のフィンベースと間隔を開けて配設され前記回転軸
と反対の方向に突出する複数のフィンを有する半円弧状
の第２のフィンベースとにより構成されるものであり、
前記第１のフィンベースのフィン背面に前記ダイオード
のうち＋ダイオードを、前記第２のフィンベースのフィ
ン背面に前記ダイオードのうち−ダイオードを取り付け
た車両用交流発電機。1. A casing forming an outer shell of a generator, a stator fixed to an inner layer surface of the casing, a rotor disposed inside the stator and rotating integrally with a rotating shaft, and installed on a rear side inside the stator. In a vehicle AC generator having a diode for rectifying the alternating current and a cooling fin base thereof and a cooling fan disposed inside the casing and for circulating cooling air inside the casing, the cooling fin base includes: A semi-circular first fin base having a plurality of fins disposed concentrically on the rotation axis and protruding toward the rotation axis; and a distance between the first fin base and the first fin base concentrically on the rotation axis. And a semi-arcuate second fin base having a plurality of fins that are opened and project in a direction opposite to the rotation axis,
An alternator for a vehicle, wherein a + diode of the diodes is mounted on the back surface of the fin of the first fin base, and a − diode of the diodes is mounted on the back surface of the fin of the second fin base.