JP4023489B2 - 自動車用交流発電機 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用交流発電機に係り、特に液冷方式の自動車用交流発電機に
関する。
関する。
従来の自動車用交流発電機は、その自己発熱による熱量を、空気中に放熱する
「空冷」方式が主であったが、近年、エンジンルーム内の各部品の表面温度が高
温となり、その結果空気温度が高くなるに従い、空冷では熱量を放散しきれない
ケースも出てきた。
「空冷」方式が主であったが、近年、エンジンルーム内の各部品の表面温度が高
温となり、その結果空気温度が高くなるに従い、空冷では熱量を放散しきれない
ケースも出てきた。
しかし、自動車用交流発電機の制御部は、自己発熱量は小さいものの、絶対的
耐熱性も発電コイルに比較すると低いことから、十分な冷却性の確保が重要な課
題である。
耐熱性も発電コイルに比較すると低いことから、十分な冷却性の確保が重要な課
題である。
特に、低騒音化や出力・効率向上のニーズを背景として、近年の自動車は、エ
ンジンルーム内の高密度化、エンジンの高効率化、低エミッション化の影響によ
り、エンジンルーム内気温の高温化、及びエンジンルーム内の各部品の高温化に
よる輻射熱が増大する傾向にある。その結果として、交流発電機がエンジンルー
ム内において長時間、高温雰囲気に晒され、自動車用交流発電機としての、性能
低下や、寿命の低下に繋がっている。
ンジンルーム内の高密度化、エンジンの高効率化、低エミッション化の影響によ
り、エンジンルーム内気温の高温化、及びエンジンルーム内の各部品の高温化に
よる輻射熱が増大する傾向にある。その結果として、交流発電機がエンジンルー
ム内において長時間、高温雰囲気に晒され、自動車用交流発電機としての、性能
低下や、寿命の低下に繋がっている。
また、低熱伝導性の部材による遮熱板等を、エンジンルーム内の高温部品と自
動車用交流発電機の間に配置し、熱的に遮断するという方法もある。しかし、こ
の方法では、運転時間が長くなるに従いエンジンルーム内全体の空気温度が上昇
するのを避けられず、自動車用交流発電機の高温化対策としては効果が小さい。
動車用交流発電機の間に配置し、熱的に遮断するという方法もある。しかし、こ
の方法では、運転時間が長くなるに従いエンジンルーム内全体の空気温度が上昇
するのを避けられず、自動車用交流発電機の高温化対策としては効果が小さい。
このような自動車用交流発電機の高温化対策として、例えば、特開平７−１９
４０６０号公報や特開２０００−２４５１１１号公報に記載された例のように、
液冷方式の車両用交流発電機が開発されるようになった。
４０６０号公報や特開２０００−２４５１１１号公報に記載された例のように、
液冷方式の車両用交流発電機が開発されるようになった。
特開平７−１９４０６０号公報、ＥＰ１０４１６９９Ａ２、ＥＰ１０９６６４
７Ａ２に記載の交流発電機では、電圧調整器や整流部からの発熱が、ヒートシン
ク、後ハウジング等を介して放散され、冷却される構成になっている。また、特
開２０００−２４５１１１号公報記載の交流発電機では、電圧調整器や整流部か
らの発熱が、放熱板、反プーリ側のリアブラケット、良熱伝導体、水冷ハウジン
グ等を介して放散され、冷却される構成になっている。
７Ａ２に記載の交流発電機では、電圧調整器や整流部からの発熱が、ヒートシン
ク、後ハウジング等を介して放散され、冷却される構成になっている。また、特
開２０００−２４５１１１号公報記載の交流発電機では、電圧調整器や整流部か
らの発熱が、放熱板、反プーリ側のリアブラケット、良熱伝導体、水冷ハウジン
グ等を介して放散され、冷却される構成になっている。
上記特開平７−１９４０６０号公報や特開２０００−２４５１１１号公報に記
載の方式では、制御部を水冷式にするために、制御部のヒートシンクを後ハウジ
ングやリアブラケットに密着させなければならず、制御部、ブラシ、整流器など
の配置に制約が生じ、その制約によって構造的な不具合や、組立て上の問題が生
じる場合がある。
載の方式では、制御部を水冷式にするために、制御部のヒートシンクを後ハウジ
ングやリアブラケットに密着させなければならず、制御部、ブラシ、整流器など
の配置に制約が生じ、その制約によって構造的な不具合や、組立て上の問題が生
じる場合がある。
本発明の目的は、高温のエンジンルーム内に配置される自動車用交流発電機に
おいて、制御部の配置位置の自由度が高く、かつ、充分な冷却能力を有する液冷
方式の自動車用交流発電機を提供することにある。
おいて、制御部の配置位置の自由度が高く、かつ、充分な冷却能力を有する液冷
方式の自動車用交流発電機を提供することにある。
本発明は、発電コイルを有する固定子と、前記固定子内で回転し該固定子に対
して交番磁界を供給する回転子と、発電量の制御を行う制御部と、発電電流の整
流を行う整流部と、前記固定子及び前記回転子を保持する複数のブラケットと、
少なくとも１つの前記ブラケット内に冷却液を流動させて前記発電コイルが自己
発熱する熱を該交流発電機の外部に伝達するための冷却液流路とを備えた自動車
用交流発電機において、良熱伝導性の材料で形成され、前記制御部と該制御部の
ヒートシンクを一体的に前記ブラケットから離れた位置において該ブラケットに
固定する締結部材を有し、該締結部材により前記制御部の熱を前記ブラケットに
伝達するようにしたことを特徴とする。
して交番磁界を供給する回転子と、発電量の制御を行う制御部と、発電電流の整
流を行う整流部と、前記固定子及び前記回転子を保持する複数のブラケットと、
少なくとも１つの前記ブラケット内に冷却液を流動させて前記発電コイルが自己
発熱する熱を該交流発電機の外部に伝達するための冷却液流路とを備えた自動車
用交流発電機において、良熱伝導性の材料で形成され、前記制御部と該制御部の
ヒートシンクを一体的に前記ブラケットから離れた位置において該ブラケットに
固定する締結部材を有し、該締結部材により前記制御部の熱を前記ブラケットに
伝達するようにしたことを特徴とする。
本発明の他の特徴は、発電コイルを有する固定子と、前記固定子内で回転し該
固定子に対して交番磁界を供給する回転子と、発電量の制御を行う制御部と、発
電電流の整流を行う整流部と、前記固定子及び前記回転子を保持する複数のブラ
ケットと、前記制御部及び前記整流部を覆うカバーと、少なくとも１つの前記ブ
ラケット内に冷却液を流動させて前記発電コイルが自己発熱する熱を該交流発電
機の外部に伝達する冷却液流路とを備えた自動車用交流発電機において、前記複
数のブラケット及び前記カバーは、良熱伝導性の金属で形成されており、前記整
流部は、前記ブラケットの１つに保持されており、前記カバーは、外周部を前記
１つのブラケットと金属接触しており、良熱伝導性の材料で形成され、前記制御
部と該制御部のヒートシンクを一体的に、前記１つのブラケットと前記カバーの
間において前記１つのブラケットに固定する締結部材を有し、該締結部材により
前記制御部の熱を前記１つのブラケットに伝達するようにしたことにある。
固定子に対して交番磁界を供給する回転子と、発電量の制御を行う制御部と、発
電電流の整流を行う整流部と、前記固定子及び前記回転子を保持する複数のブラ
ケットと、前記制御部及び前記整流部を覆うカバーと、少なくとも１つの前記ブ
ラケット内に冷却液を流動させて前記発電コイルが自己発熱する熱を該交流発電
機の外部に伝達する冷却液流路とを備えた自動車用交流発電機において、前記複
数のブラケット及び前記カバーは、良熱伝導性の金属で形成されており、前記整
流部は、前記ブラケットの１つに保持されており、前記カバーは、外周部を前記
１つのブラケットと金属接触しており、良熱伝導性の材料で形成され、前記制御
部と該制御部のヒートシンクを一体的に、前記１つのブラケットと前記カバーの
間において前記１つのブラケットに固定する締結部材を有し、該締結部材により
前記制御部の熱を前記１つのブラケットに伝達するようにしたことにある。
本発明によれば、良熱伝導性の材料で形成された締結部材により、制御部と該
制御部のヒートシンク、あるいは整流部を、ブラケット及びカバーから離れた位
置に固定する。これにより、制御部や整流部が自己発熱する熱量の大部分を前記
ブラケット内に流動する冷却液に伝える。そのため、カバー、ブラケットにほぼ
全周を覆われた制御部、及び整流部の温度は、主に冷却液の温度に支配される。
これによって、長時間、高温雰囲気に晒される場合でも外部の気温及び外部の近
傍にある高温部品からの輻射熱に支配されることが無くなる。そのため、安定し
た冷却性を得ることのできる自動車用交流発電機を提供できる。
制御部のヒートシンク、あるいは整流部を、ブラケット及びカバーから離れた位
置に固定する。これにより、制御部や整流部が自己発熱する熱量の大部分を前記
ブラケット内に流動する冷却液に伝える。そのため、カバー、ブラケットにほぼ
全周を覆われた制御部、及び整流部の温度は、主に冷却液の温度に支配される。
これによって、長時間、高温雰囲気に晒される場合でも外部の気温及び外部の近
傍にある高温部品からの輻射熱に支配されることが無くなる。そのため、安定し
た冷却性を得ることのできる自動車用交流発電機を提供できる。
本発明によれば、良熱伝導性の材料で形成された締結部材により、前記制御部
と該制御部のヒートシンク、あるいは整流部を、前記ブラケット及び前記カバー
から離れた位置に固定する。これにより、制御部や整流部が自己発熱する熱量の
大部分を前記ブラケット内に流動する冷却液に伝える。そのため、カバー、ブラ
ケットにほぼ全周を覆われた制御部、及び整流部の温度は、主に冷却液の温度に
支配される。これによって、長時間、高温雰囲気に晒される場合でも外部の気温
及び外部の近傍にある高温部品からの輻射熱に支配されることが無くなる。
と該制御部のヒートシンク、あるいは整流部を、前記ブラケット及び前記カバー
から離れた位置に固定する。これにより、制御部や整流部が自己発熱する熱量の
大部分を前記ブラケット内に流動する冷却液に伝える。そのため、カバー、ブラ
ケットにほぼ全周を覆われた制御部、及び整流部の温度は、主に冷却液の温度に
支配される。これによって、長時間、高温雰囲気に晒される場合でも外部の気温
及び外部の近傍にある高温部品からの輻射熱に支配されることが無くなる。
また、制御部をハウジングに密着させる必要が無くなるため、配置する自由度
が向上する。
が向上する。
本発明の一実施例を図１〜図５に示す。図１は、本発明の一実施例になる液冷
式自動車用交流発電機の全体構成を示す縦断面図である。また、図２は、図１の
交流発電機の縦断面図である。また、図３は、図１の交流発電機のリアカバーを
外した側面図であり、図４は、同じくリアカバーを外した状態での制御部付近の
外観斜視図である。図５は制御部の回路構成図である。
式自動車用交流発電機の全体構成を示す縦断面図である。また、図２は、図１の
交流発電機の縦断面図である。また、図３は、図１の交流発電機のリアカバーを
外した側面図であり、図４は、同じくリアカバーを外した状態での制御部付近の
外観斜視図である。図５は制御部の回路構成図である。
自動車用交流発電機１００は、センターブラケット１０２とプーリ側に配置さ
れるフロントブラケット１０３と反プーリ側のリアブラケット１０４及びリアカ
バー１１０を有している。フロントブラケット１０３は、アルミダイカスト製で
あり軸受け１３２を介して回転子のシャフト１０１を保持する構造となっている
。センターブラケット１０２も同じくアルミダイカスト製であり、シャフト１０
１をリア軸受け１３４を介して保持している。センターブラケット１０２の内周
部には、固定子１０５が保持されている。また、センターブラケット壁内部及び
リアブラケット壁内部には、冷却液が流動する冷却水路１５０が設けられている
。シャフト１０１の一方の端部にはプーリ１３０が取り付けられ、他端部にはス
リップーリング１２８が取り付けられている。プーリ１３０はベルトを介してエ
ンジンの出力軸に配置されたプーリと接続される。また、シャフト１０１の中央
部には回転子１０７が取り付けられており、この回転子の外周部には爪形の形状
を持つ一対の爪形磁極１０８が配置されている。また、センターブラケット１０
２には固定子コア１０５が内蔵され、この固定子コア１０５の内周面は回転子の
爪形磁極１０８表面と僅かな間隔を隔てて配置されている。固定子コア１０５に
はティースとスロットが配置され、この固定子コア１０５の凹部に相当するスロ
ットには固定子巻線１０６が３相に巻かれている。回転子１０７の中心部には界
磁巻線（発電コイル）１０９が巻かれ、この界磁巻線１０９にブラシ１２１から
スリップーリング１２８を経て直流電流を流すことによって爪形磁極１０８を磁
化させる。エンジンの駆動によって回転子１０７が回転されると、固定子巻線１
０６に３相の誘起電圧が発生する。
れるフロントブラケット１０３と反プーリ側のリアブラケット１０４及びリアカ
バー１１０を有している。フロントブラケット１０３は、アルミダイカスト製で
あり軸受け１３２を介して回転子のシャフト１０１を保持する構造となっている
。センターブラケット１０２も同じくアルミダイカスト製であり、シャフト１０
１をリア軸受け１３４を介して保持している。センターブラケット１０２の内周
部には、固定子１０５が保持されている。また、センターブラケット壁内部及び
リアブラケット壁内部には、冷却液が流動する冷却水路１５０が設けられている
。シャフト１０１の一方の端部にはプーリ１３０が取り付けられ、他端部にはス
リップーリング１２８が取り付けられている。プーリ１３０はベルトを介してエ
ンジンの出力軸に配置されたプーリと接続される。また、シャフト１０１の中央
部には回転子１０７が取り付けられており、この回転子の外周部には爪形の形状
を持つ一対の爪形磁極１０８が配置されている。また、センターブラケット１０
２には固定子コア１０５が内蔵され、この固定子コア１０５の内周面は回転子の
爪形磁極１０８表面と僅かな間隔を隔てて配置されている。固定子コア１０５に
はティースとスロットが配置され、この固定子コア１０５の凹部に相当するスロ
ットには固定子巻線１０６が３相に巻かれている。回転子１０７の中心部には界
磁巻線（発電コイル）１０９が巻かれ、この界磁巻線１０９にブラシ１２１から
スリップーリング１２８を経て直流電流を流すことによって爪形磁極１０８を磁
化させる。エンジンの駆動によって回転子１０７が回転されると、固定子巻線１
０６に３相の誘起電圧が発生する。
リアブラケット１０４には、発電電圧を調整する制御部１２０、ブラシ保持部
１２２及び発電電流の整流を行う整流部１２４が固定されおり、これらはリアカ
バー１１０にて覆われている。制御部１２０は薄板状の基板に形成された集積回
路等からなり、基板の裏面に放熱用の平板状のヒートシンク１２７が面接触する
ように配置されている。
１２２及び発電電流の整流を行う整流部１２４が固定されおり、これらはリアカ
バー１１０にて覆われている。制御部１２０は薄板状の基板に形成された集積回
路等からなり、基板の裏面に放熱用の平板状のヒートシンク１２７が面接触する
ように配置されている。
図３、図４に示すように、制御部１２０及びヒートシンク１２７は、ブラシ１
２１、及び車両側と接続用のコネクタ部１２６と一体に成形された保持器１２２
によって保持されている。制御部１２０及びヒートシンク１２７は、締結部材１
３６によってリアブラケット(またはセンターブラケット)に固定されている。す
なわち、リアブラケット１０４にねじ穴を有する支持柱１３８が設けられており
、これにヒートシンク１２７の取り付けボス部を対応させ、締結部材としての長
軸ボルト１３６により、ヒートシンク１２７をリアブラケット１０４に固定する
。換言すると、制御部１２０のヒートシンク１２７は、支持柱１３８及び取り付
けボス部の長さだけ、リアブラケット１０４から離れた位置にあり、また、リア
カバー１１０から見ても離れた位置にある。そして、制御部１２０のヒートシン
ク１２７は、締結部材１３６によってリアブラケット１０４に熱を伝達するよう
にして固定されている。
２１、及び車両側と接続用のコネクタ部１２６と一体に成形された保持器１２２
によって保持されている。制御部１２０及びヒートシンク１２７は、締結部材１
３６によってリアブラケット(またはセンターブラケット)に固定されている。す
なわち、リアブラケット１０４にねじ穴を有する支持柱１３８が設けられており
、これにヒートシンク１２７の取り付けボス部を対応させ、締結部材としての長
軸ボルト１３６により、ヒートシンク１２７をリアブラケット１０４に固定する
。換言すると、制御部１２０のヒートシンク１２７は、支持柱１３８及び取り付
けボス部の長さだけ、リアブラケット１０４から離れた位置にあり、また、リア
カバー１１０から見ても離れた位置にある。そして、制御部１２０のヒートシン
ク１２７は、締結部材１３６によってリアブラケット１０４に熱を伝達するよう
にして固定されている。
締結部材１３６は、鉄または黄銅を採用することが望ましく、熱伝導率λは３
０Ｗ／ｍＫ以上であることが望ましい。また、リアブラケット１０４、リアカバ
ー１１０は、共に熱の良伝導体であるアルミダイカスト製である。
０Ｗ／ｍＫ以上であることが望ましい。また、リアブラケット１０４、リアカバ
ー１１０は、共に熱の良伝導体であるアルミダイカスト製である。
なお、アルミダイカストは製法の一例であり、リアブラケット１０４、リアカ
バー１１０は、例えばアルミの板材から、プレス成形にて作ることも可能である
。
バー１１０は、例えばアルミの板材から、プレス成形にて作ることも可能である
。
なお、締結部材の構成は、実施例に示した長軸ボルトと支持柱の組み合わせに
限定されるものではなく、制御部１２０及びヒートシンク１２７を、リアブラケ
ット１０４とリアカバー１１０の双方から離れた位置に保持するとともに、制御
部１２０の熱をリアブラケットに効率よく伝達できるものであればよい。
限定されるものではなく、制御部１２０及びヒートシンク１２７を、リアブラケ
ット１０４とリアカバー１１０の双方から離れた位置に保持するとともに、制御
部１２０の熱をリアブラケットに効率よく伝達できるものであればよい。
また、制御部１２０と発電電流を整流する整流部１２４、及び回転子に電流を
供給するためのブラシ１２１が略同一平面に配置されている。
供給するためのブラシ１２１が略同一平面に配置されている。
反プーリ側の軸受け１３４は、センターブラケット１０２により保持され、制
御部１２０、整流部１２４及びブラシ１２１を配置するリアカバー１１０よりも
内側にある。
御部１２０、整流部１２４及びブラシ１２１を配置するリアカバー１１０よりも
内側にある。
本実施例においては、制御部１２０の発熱がヒートシンク１２７を伝わり、締
結部材１３６を介して冷却水路１５０を循環する冷却液へと放熱される。締結部
材１３６を介して放熱されるため、ヒートシンク１２７とリアブラケット１０４
の間に樹脂製の保持器１２２を挟んだとしても、制御部１２０からリアブラケッ
ト１０４への熱の伝達は良好である。
結部材１３６を介して冷却水路１５０を循環する冷却液へと放熱される。締結部
材１３６を介して放熱されるため、ヒートシンク１２７とリアブラケット１０４
の間に樹脂製の保持器１２２を挟んだとしても、制御部１２０からリアブラケッ
ト１０４への熱の伝達は良好である。
この液冷式交流発電機において、交流発電機内を冷却液が循環する冷却水路１
５０は、センターブラケットの軸方向に伸びる環状凹部１５１（図２参照）の端
面の一方又は両方が開口しており、それらの開口部が、フロントブラケット１０
３やリアブラケット１０４にて其々塞がれ、密閉された流路として構成されてい
る。本実施例では、冷却水路が後方のみ開口している例を示している。この冷却
水路１５０は、センターブラケット１０２の外周に設けられた冷却液給排水孔１
５２に連通している。
５０は、センターブラケットの軸方向に伸びる環状凹部１５１（図２参照）の端
面の一方又は両方が開口しており、それらの開口部が、フロントブラケット１０
３やリアブラケット１０４にて其々塞がれ、密閉された流路として構成されてい
る。本実施例では、冷却水路が後方のみ開口している例を示している。この冷却
水路１５０は、センターブラケット１０２の外周に設けられた冷却液給排水孔１
５２に連通している。
発電電圧を調整する制御部１２０のヒートシンクの熱は、締結部材１３６を介
して冷却水路１５０の一部を構成するリアブラケット１０４に固定されており、
制御部１２０の熱が締結部材１３６を介してリアブラケット１０４に伝達され、
冷却水で冷却され放熱される。冷却水路１５０は、センターブラケット１０２の
外周に設けられた冷却液給排水孔１５２を介して、エンジンの冷却水循環経路に
連通している。この冷却水循環経路には、ラジエータ、サーモスタット及びポン
プが接続されている。交流発電機で発生した熱は、冷却水循環経路を流れる液体
を冷媒とし、ラジエータにおいて熱交換されて放熱される。
して冷却水路１５０の一部を構成するリアブラケット１０４に固定されており、
制御部１２０の熱が締結部材１３６を介してリアブラケット１０４に伝達され、
冷却水で冷却され放熱される。冷却水路１５０は、センターブラケット１０２の
外周に設けられた冷却液給排水孔１５２を介して、エンジンの冷却水循環経路に
連通している。この冷却水循環経路には、ラジエータ、サーモスタット及びポン
プが接続されている。交流発電機で発生した熱は、冷却水循環経路を流れる液体
を冷媒とし、ラジエータにおいて熱交換されて放熱される。
図３、図４に示すように、制御部１２０はブラシ１２１、及び車両側と接統用
のコネクタ部１２６と一体に成形された制御部保持器１２３によって保持されて
いる。また、制御部１２０と発電電流を整流する整流部１２４、及び回転子に電
流を供給するためのブラシ１２１が、軸方向に見て略同一位置、換言すると略同
一平面に配置されている。１２５は整流回路を構成するダイオードである。制御
部１２０のヒートシンク１２７は、リアブラケット１０４に保持器を挟む様にし
て、固定保持される。
のコネクタ部１２６と一体に成形された制御部保持器１２３によって保持されて
いる。また、制御部１２０と発電電流を整流する整流部１２４、及び回転子に電
流を供給するためのブラシ１２１が、軸方向に見て略同一位置、換言すると略同
一平面に配置されている。１２５は整流回路を構成するダイオードである。制御
部１２０のヒートシンク１２７は、リアブラケット１０４に保持器を挟む様にし
て、固定保持される。
図５において、制御部１２０は、バッテリーを充電するためにダイオード１２
５で整流した直流電圧が約１４.３Ｖ 程度の一定電圧に保たれるよう、界磁巻線
電流を制御する。ダイオード１２５のプラスフィンは、バッテリー１３０のプラ
ス電極に接続され、マイナスフィンは交流発電機１００と同一電位となっていて
、バッテリー１３０のマイナス端子側に電気的に接続される。これらのダイオー
ドは固定子巻線１０６で発生した交流の誘起電圧を全波整流し直流電圧に変換す
る。
５で整流した直流電圧が約１４.３Ｖ 程度の一定電圧に保たれるよう、界磁巻線
電流を制御する。ダイオード１２５のプラスフィンは、バッテリー１３０のプラ
ス電極に接続され、マイナスフィンは交流発電機１００と同一電位となっていて
、バッテリー１３０のマイナス端子側に電気的に接続される。これらのダイオー
ドは固定子巻線１０６で発生した交流の誘起電圧を全波整流し直流電圧に変換す
る。
本実施例において、交流発電機の固定子１０５内部で、回転子１０７が磁界を
伴って回転することで、固定子１０５に発電電流が流れ、その発電電流は整流部
１２４にて直流に整流される。また、回転子１０７に磁界を与える界磁電流は制
御部１２０により制御される。
伴って回転することで、固定子１０５に発電電流が流れ、その発電電流は整流部
１２４にて直流に整流される。また、回転子１０７に磁界を与える界磁電流は制
御部１２０により制御される。
また、界磁巻線（発電コイル）１０９は、その外周をセンターブラケット１０
２に接している。センターブラケット１０２は、例えばアルミダイカストの様な
熱伝導率が８０W/m.K以上の良熱伝導体で構成されており、その壁内に設けられ
た冷却水路１５０に冷却液を流動させている。従って、界磁巻線１０９発電コイ
ルの自己発熱による熱量は、その大部分を冷却液に放散することが出来る。
２に接している。センターブラケット１０２は、例えばアルミダイカストの様な
熱伝導率が８０W/m.K以上の良熱伝導体で構成されており、その壁内に設けられ
た冷却水路１５０に冷却液を流動させている。従って、界磁巻線１０９発電コイ
ルの自己発熱による熱量は、その大部分を冷却液に放散することが出来る。
さらに、制御部１２０は、自己発熱量が比較的小さい為、放散すべき熱量も小
さいが、絶対的耐熱性が比較的低い為に、環境温度による影響が大きい。本発明
では、この制御部１２０と整流部１２４の周囲を、例えばアルミダイカストの様
な熱伝導率が８０W/m.K以上の良熱伝導体で構成されているカバー１１０により
覆っている。また、このカバー１１０は、その外周部を、同じくアルミダイカス
トの様な熱伝導率が８０W/m.K以上の良熱伝導体で構成されているリアブラケッ
ト１０４を介してセンターブラケット１０２に固定されている。制御部１２０は
ヒートシンク１２７に熱的に接触し、このヒートシンク１２７は、リアブラケッ
ト１０４に固定されている。そして、ヒートシンクは、熱伝導率が８０W/m.K以
上の良熱伝導体で構成されている。従って、制御部１２０や整流部１２４は、そ
れらの自己発熱をセンターブラケット１０２に伝達し、冷却液を介して放散する
ことが出来る。
さいが、絶対的耐熱性が比較的低い為に、環境温度による影響が大きい。本発明
では、この制御部１２０と整流部１２４の周囲を、例えばアルミダイカストの様
な熱伝導率が８０W/m.K以上の良熱伝導体で構成されているカバー１１０により
覆っている。また、このカバー１１０は、その外周部を、同じくアルミダイカス
トの様な熱伝導率が８０W/m.K以上の良熱伝導体で構成されているリアブラケッ
ト１０４を介してセンターブラケット１０２に固定されている。制御部１２０は
ヒートシンク１２７に熱的に接触し、このヒートシンク１２７は、リアブラケッ
ト１０４に固定されている。そして、ヒートシンクは、熱伝導率が８０W/m.K以
上の良熱伝導体で構成されている。従って、制御部１２０や整流部１２４は、そ
れらの自己発熱をセンターブラケット１０２に伝達し、冷却液を介して放散する
ことが出来る。
本発明では、固定子１０５及び回転子１０７を保持するブラケット（１０２、
１０３、１０４）が、熱伝導率８０W/(m.K)以上の良熱伝導性の金属で形成され
ている。また、界磁巻線（発電コイル）１０９が自己発熱する熱量の大部分を、
前記ブラケット内に流動する冷却液に伝える構造となっている。
１０３、１０４）が、熱伝導率８０W/(m.K)以上の良熱伝導性の金属で形成され
ている。また、界磁巻線（発電コイル）１０９が自己発熱する熱量の大部分を、
前記ブラケット内に流動する冷却液に伝える構造となっている。
さらに、制御部１２０、ブラシ保持部１２２及び整流部１２４を覆うリアカバ
ー１１０は、熱伝導率が８０W/(m.K)以上の良熱伝導性の金属で形成されその外
周部の大部分が前記ブラケットと金属接触する構造である。
ー１１０は、熱伝導率が８０W/(m.K)以上の良熱伝導性の金属で形成されその外
周部の大部分が前記ブラケットと金属接触する構造である。
そして、制御部１２０が自己発熱する熱量の大部分を、締結部材１３６を介し
てリアブラケット１０４ブラケット（１０２、１０３、１０４）内に流動する冷
却液に伝える。このように、整流部１２０が自己発熱する熱量の大部分を、ブラ
ケット（１０２、１０３、１０４）内に流動する冷却液に伝える構造をとること
により、リアカバー１１０及びブラケット（１０２、１０３、１０４）にほぼ全
周を覆われた制御部１２０、及び整流部１２４の温度は、主に冷却液の温度に支
配される。
てリアブラケット１０４ブラケット（１０２、１０３、１０４）内に流動する冷
却液に伝える。このように、整流部１２０が自己発熱する熱量の大部分を、ブラ
ケット（１０２、１０３、１０４）内に流動する冷却液に伝える構造をとること
により、リアカバー１１０及びブラケット（１０２、１０３、１０４）にほぼ全
周を覆われた制御部１２０、及び整流部１２４の温度は、主に冷却液の温度に支
配される。
これにより、交流発電機が長時間、高温雰囲気に晒される場合でも、外部の気
温及び外部の近傍にある高温部品からの輻射熱に支配されることが無くなる。
温及び外部の近傍にある高温部品からの輻射熱に支配されることが無くなる。
先に述べたように、制御部のヒートシンクを水路側のハウジングに密着させる
方式では、制御部、ブラシ、整流器などの配置に制約が生じ、その制約によって
構造的な不具合や、組立て上の問題が生じる場合がある。本発明によれば、締結
部材１３６を介して制御部の熱をハウジングに伝える構造を採用することによっ
て、制御部１２０をハウジングに密着させる必要が無くなるため、制御部、ブラ
シ、整流器などの配置の自由度が向上する。
方式では、制御部、ブラシ、整流器などの配置に制約が生じ、その制約によって
構造的な不具合や、組立て上の問題が生じる場合がある。本発明によれば、締結
部材１３６を介して制御部の熱をハウジングに伝える構造を採用することによっ
て、制御部１２０をハウジングに密着させる必要が無くなるため、制御部、ブラ
シ、整流器などの配置の自由度が向上する。
図６に、冷却性能に関する実験結果示す。図６は、制御部の冷却方式を空冷の
状態と締結部材を介した水冷方式の場合のレギュレータケースの温度の差を示し
ている。空冷方式では制御部の保持器は空冷オルタネータと共用可能なものを用
いた。グラフ中の温度差は、締結部材１３６を介した冷却の効果代を示す。本発
明の締結部材を介した水冷式によればレギュレータケースの温度は７０℃以下に
保たれる。一方、空冷方式ではレギュレータケースの温度が９０℃〜１２０℃の
高い温度になってしまう。このように、図６の例からも明らかなとおり、本発明
の締結部材を介した水冷式にすることにより、制御部の確実な冷却と、取り付け
の自由度の両立を図ることができる。
状態と締結部材を介した水冷方式の場合のレギュレータケースの温度の差を示し
ている。空冷方式では制御部の保持器は空冷オルタネータと共用可能なものを用
いた。グラフ中の温度差は、締結部材１３６を介した冷却の効果代を示す。本発
明の締結部材を介した水冷式によればレギュレータケースの温度は７０℃以下に
保たれる。一方、空冷方式ではレギュレータケースの温度が９０℃〜１２０℃の
高い温度になってしまう。このように、図６の例からも明らかなとおり、本発明
の締結部材を介した水冷式にすることにより、制御部の確実な冷却と、取り付け
の自由度の両立を図ることができる。
なお、自動車用交流発電機１００を、フロントブラケット１０３とリアブラケ
ット１０４及びリアカバー１１０で構成し，センターブラケットを省略しても良
い。制御部１２０は、リアブラケット１０４に保持される。この場合は，フロン
トブラケット１０３とリアブラケット１０４の各壁内部に、冷却液が流動する冷
却水路が設けられる。センターブラケットを省略することにより、部品点数を削
減できる。
ット１０４及びリアカバー１１０で構成し，センターブラケットを省略しても良
い。制御部１２０は、リアブラケット１０４に保持される。この場合は，フロン
トブラケット１０３とリアブラケット１０４の各壁内部に、冷却液が流動する冷
却水路が設けられる。センターブラケットを省略することにより、部品点数を削
減できる。
次に、図７は、本発明の他の実施例になる液冷式自動車用交流発電機の全体構
成を示す縦断面図である。この実施例では、制御部１２０は、ブラシ１２１、及
び車両側と接続用のコネクタ部１２６と一体に成形された保持器１２２によって
保持されている。制御部１２０のヒートシンク１２７は、締結部材１３６によっ
てリアブラケット１０４に固定されている。制御部１２０と整流部１２４、及び
ブラシ１２１は、略同一平面に配置されている。
成を示す縦断面図である。この実施例では、制御部１２０は、ブラシ１２１、及
び車両側と接続用のコネクタ部１２６と一体に成形された保持器１２２によって
保持されている。制御部１２０のヒートシンク１２７は、締結部材１３６によっ
てリアブラケット１０４に固定されている。制御部１２０と整流部１２４、及び
ブラシ１２１は、略同一平面に配置されている。
本実施例のように，ヒートシンク１２７が保持器を挟まず、締結部材１３６に
よって直接リアブラケット１０４と固定されていても、先の実施例と同様の効果
を得ることが出来る。
よって直接リアブラケット１０４と固定されていても、先の実施例と同様の効果
を得ることが出来る。
次に、図８は、本発明の他の実施例になる液冷式自動車用交流発電機の全体構
成を示す縦断面図である。図９は、同じくリアカバーを外した状態での制御部付
近の外観斜視図である。この実施例では、制御部１２０が、保持器１２２とリア
ブラケット１０４の間に配置されている。制御部１２０のヒートシンク１２７は
、締結部材１３６によってリアブラケット１０４に固定されている。この実施例
でも、先に述べた実施例と同様の効果を得ることが出来る。
成を示す縦断面図である。図９は、同じくリアカバーを外した状態での制御部付
近の外観斜視図である。この実施例では、制御部１２０が、保持器１２２とリア
ブラケット１０４の間に配置されている。制御部１２０のヒートシンク１２７は
、締結部材１３６によってリアブラケット１０４に固定されている。この実施例
でも、先に述べた実施例と同様の効果を得ることが出来る。
次に、図１０は、本発明の他の実施例になる液冷式自動車用交流発電機の全体
構成を示す縦断面図である。図１１は、同じくリアカバーを外した状態での制御
部付近の外観斜視図である。この実施例では、自動車用交流発電機１００が、フ
ロントブラケット１０３とリアブラケット１０４及びリアカバー１１０を有して
いる。制御部１２０はブラシ１２１、及び車両側と接統用のコネクタ部１２６と
一体に成形された制御部保持器１２３によって保持されている。また、制御部１
２０は、整流部１２４及びブラシ１２１に対して、交流発電機の軸方向に並んで
、外側に配置されている。ヒートシンク１２７及び締結部材１３６は、熱伝導率
が８０W/m.K以上の良熱伝導体で構成されている。従って、制御部１２０や整流
部１２４の自己発熱が効果的にセンターブラケット１０２に伝達され、冷却液を
介して放散される。
構成を示す縦断面図である。図１１は、同じくリアカバーを外した状態での制御
部付近の外観斜視図である。この実施例では、自動車用交流発電機１００が、フ
ロントブラケット１０３とリアブラケット１０４及びリアカバー１１０を有して
いる。制御部１２０はブラシ１２１、及び車両側と接統用のコネクタ部１２６と
一体に成形された制御部保持器１２３によって保持されている。また、制御部１
２０は、整流部１２４及びブラシ１２１に対して、交流発電機の軸方向に並んで
、外側に配置されている。ヒートシンク１２７及び締結部材１３６は、熱伝導率
が８０W/m.K以上の良熱伝導体で構成されている。従って、制御部１２０や整流
部１２４の自己発熱が効果的にセンターブラケット１０２に伝達され、冷却液を
介して放散される。
また、ブラシ１２１と制御部１２０が発電機の軸方向に対し直列に配置されて
いる形状にすることによって、制御器１２０の保持器１２２の円周方向の面積を
小さくし、リアカバー１１０内における他の部品の配置の自由度を向上させるこ
とが出来る。
いる形状にすることによって、制御器１２０の保持器１２２の円周方向の面積を
小さくし、リアカバー１１０内における他の部品の配置の自由度を向上させるこ
とが出来る。
次に、図１２は、本発明の他の実施例になる液冷式自動車用交流発電機の全体
構成を示す縦断面図である。この実施例は、前の各実施例に対して、回転子のス
リップーリング１２８が、反プーリ側のベアリング１３５の内側に配置されてい
る点で異なる。換言すると、制御部１２０や整流部１２４を、よりセンターブラ
ケット１０２の近くに配置することが出来るので、それらの自己発熱を効果的に
センターブラケット１０２に伝達し冷却することが出来る。
構成を示す縦断面図である。この実施例は、前の各実施例に対して、回転子のス
リップーリング１２８が、反プーリ側のベアリング１３５の内側に配置されてい
る点で異なる。換言すると、制御部１２０や整流部１２４を、よりセンターブラ
ケット１０２の近くに配置することが出来るので、それらの自己発熱を効果的に
センターブラケット１０２に伝達し冷却することが出来る。
また、制御部をハウジングに密着させる必要が無くなるため、配置する自由度
が向上する。
が向上する。
１００：自動車用交流発電機、１０２：センターブラケット、１０３：フロン
トブラケット、１０４：リアブラケット、１１０：リアカバー、１２０：制御部
、１２７：ヒートシンク、１３６：締結部材、１３８：支持柱。
トブラケット、１０４：リアブラケット、１１０：リアカバー、１２０：制御部
、１２７：ヒートシンク、１３６：締結部材、１３８：支持柱。
Claims (6)
- 発電コイルを有する固定子と、
該固定子に対して交番磁界を供給する回転子と、
前記固定子及び前記回転子を保持するブラケットと、
前記発電コイルから出力される発電量を制御する制御部と、
該制御部に熱的に接触するヒートシンクと、
前記ブラケットに前記制御部を固定するための締結部材とを備え、
前記ブラケットは熱伝導性部材によって構成されており、
前記ブラケットの内部には、冷却液を流動させて、前記発電機コイルの発熱を外部に伝達するための冷却液流路が形成されており、
前記ブラケットの端面には支持柱が形成されており、
前記締結部材は、前記制御部及び前記ヒートシンクが前記ブラケットから離れた位置に保持されるように、前記制御部と前記ヒートシンクとを一体的に前記支持柱に固定しており、
前記ヒートシンクは熱伝導体によって構成されて、前記支持柱に前記締結部材によって直接固定されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。 - 請求項１に記載の車両用交流発電機において、
前記ブラケットは、
前記固定子を保持しかつ前記回転子を回転可能に保持するセンターブラケットと、
前記回転子を回転可能に保持するフロントブラケットと、
前記センターブラケットと共に前記冷却液流路を構成するリアブラケットとを備えており、
前記制御部及び前記ヒートシンクは、前記リアブラケットの端面に形成された前記支持柱に前記締結部材によって一体的に固定されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
- 請求項１に記載の車両用交流発電機において、
前記制御部を覆うカバーを備え、
前記カバーは、熱伝導性を有する金属で構成されて、前記ブラケットに接触しており、
前記制御部及び前記ヒートシンクは前記カバーから離れた位置にある、
ことを特徴とする車両用交流発電機。 - 請求項３に記載の車両用交流発電機において、
前記ブラケットは、
前記固定子を保持しかつ前記回転子を回転可能に保持するセンターブラケットと、
前記回転子を回転可能に保持するフロントブラケットと、
前記センターブラケットと共に前記冷却液流路を構成するリアブラケットとを備えており、
前記カバーは前記リアブラケットに接触しており、
前記制御部及び前記ヒートシンクは、前記リアブラケット及び前記カバーから離れた位置に保持されるように、前記リアブラケットと前記カバーとの間において、前記リアブラケットの端面に形成された前記支持柱に前記締結部材によって一体的に固定されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。 - 請求項１に記載の車両用交流発電機において、
前記回転子に電流を供給するブラシと、
該ブラシを保持する保持器とを備え、
前記ヒートシンクと前記保持器は、前記ヒートシンクが前記ブラケット側に配置されるように、発電機の軸方向に並置されている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。 - 請求項１に記載の車両用交流発電機において、
前記ヒートシンクには、前記支持柱に前記締結部材によって固定されるボス部が設けられている、
ことを特徴とする車両用交流発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005029995A JP4023489B2 (ja) | 2005-02-07 | 2005-02-07 | 自動車用交流発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005029995A JP4023489B2 (ja) | 2005-02-07 | 2005-02-07 | 自動車用交流発電機 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002001287A Division JP3690348B2 (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | 自動車用交流発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005130700A JP2005130700A (ja) | 2005-05-19 |
| JP4023489B2 true JP4023489B2 (ja) | 2007-12-19 |
Family
ID=34651161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005029995A Expired - Fee Related JP4023489B2 (ja) | 2005-02-07 | 2005-02-07 | 自動車用交流発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4023489B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006060009B4 (de) * | 2006-12-19 | 2009-12-24 | Siemens Ag | Rollenantrieb für eine Förderanlage sowie Förderanlage |
| JP5567989B2 (ja) * | 2010-11-11 | 2014-08-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車両用交流発電機の制御装置 |
| JP5942967B2 (ja) * | 2013-11-29 | 2016-06-29 | 株式会社デンソー | 駆動装置 |
-
2005
- 2005-02-07 JP JP2005029995A patent/JP4023489B2/ja not_active Expired - Fee Related
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