JP5614398B2 - AC generator for vehicles - Google Patents

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Description

本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用交流発電機に関する。   The present invention relates to a vehicle AC generator mounted on a passenger car, a truck, or the like.

従来から、回転軸と垂直な向きに延在する放熱フィンに整流素子を取り付けて整流装置を形成し、回転子に取り付けられた冷却ファンを回転させることにより、リヤカバーの軸方向端面に設けられた吸入窓から冷却風を取り込んで放熱フィンに向け、さらにその表面に沿って流すことにより整流装置を冷却するようにした車両用交流発電機が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。   Conventionally, a rectifying device is formed by attaching a rectifying element to a heat dissipating fin extending in a direction perpendicular to the rotating shaft, and the cooling fan attached to the rotor is rotated to be provided on the end surface in the axial direction of the rear cover. 2. Description of the Related Art A vehicular AC generator that cools a rectifier by taking cooling air from an intake window and directing it toward a heat radiation fin along the surface thereof is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ).

特表２００５−５０９３９３号公報JP 2005-509393 A 特開平１０−５６７６２号公報JP-A-10-56762

ところで、従来の車両用交流発電機に用いられている整流装置では、リヤカバーの軸方向端面に設けられた吸入窓から取り込まれた冷却風は、全体が冷却フィンの全面に沿って流れるわけではないため、冷却性が悪いという問題があった。例えば、特許文献２に開示された車両用交流発電機では、リヤカバーの軸方向端面に設けられた複数の吸入窓の中の最内径側の吸入窓から取り込まれた冷却風は、放熱フィンの表面全体に沿って流れるわけではなく、内径側の一部の表面に沿って流れた後、フレーム内に吸い込まれてしまうため、放熱フィンの冷却に充分寄与しているとはいえない。また、このように整流装置の冷却性が悪いと、整流装置に備わった整流素子の温度が高くなって寿命低下につながったり、冷却性を確保するために放熱フィンの面積を大きくすることにより発電機全体が大きくなったり、耐熱性の高い整流素子を使うことにより部品コストが上昇するなどの不都合を招くことになる。   By the way, in the rectifier used in the conventional vehicle alternator, the cooling air taken in from the suction window provided on the axial end surface of the rear cover does not flow entirely along the entire surface of the cooling fin. Therefore, there was a problem that the cooling performance was poor. For example, in the vehicle alternator disclosed in Patent Document 2, the cooling air taken in from the innermost suction port among the plurality of suction windows provided on the end surface in the axial direction of the rear cover is supplied to the surface of the radiating fin. It does not flow along the entire surface, but flows along a part of the surface on the inner diameter side and is then sucked into the frame, so it cannot be said that it contributes sufficiently to cooling of the radiation fins. In addition, if the cooling performance of the rectifying device is poor, the temperature of the rectifying element provided in the rectifying device increases, leading to a reduction in the life of the rectifying device, or by increasing the area of the radiating fins to ensure cooling performance. The overall size of the machine will increase, and the use of a rectifying element with high heat resistance will cause inconveniences such as an increase in component costs.

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、整流装置の冷却性を向上させることができる車両用交流発電機を提供することにある。   This invention is created in view of such a point, The objective is to provide the alternating current generator for vehicles which can improve the cooling property of a rectifier.

上述した課題を解決するために、本発明の車両用交流発電機は、冷却ファンとともに回転する回転子と、回転子と対向配置された固定子と、回転子と固定子とを支持するフレームと、フレームに固定されて整流素子の冷却を行う放熱フィンを有する整流装置と、整流装置を含む電気部品を覆うリヤカバーとを備える車両用交流発電機において、放熱フィンは、回転子の回転軸に対して径方向に延在する第１のフィンを有し、リヤカバーの側面には、第１のフィンの径方向外側であって、第１のフィンよりもリヤ側の位置に冷却風の吸入窓が形成されているとともに、リヤカバーの軸方向端面であって放熱フィンに対応する対向面には、放熱フィンの冷却風の吸入窓が形成されておらず、冷却ファンの回転に伴って吸入窓からリヤカバーの内部に取り込まれた冷却風が、第１のフィンに沿って径方向外側から径方向内側に流れ、さらに第１のフィンの径方向内側に形成された通風空間から冷却ファン側に流れている。 In order to solve the above-described problems, an automotive alternator according to the present invention includes a rotor that rotates together with a cooling fan, a stator that is disposed to face the rotor, and a frame that supports the rotor and the stator. In the vehicular AC generator including a rectifier having a radiating fin that is fixed to the frame and cools the rectifying element, and a rear cover that covers an electrical component including the rectifying device, the radiating fin is connected to the rotating shaft of the rotor. A first fin that extends in the radial direction, and a cooling air suction window is provided on a side surface of the rear cover on the outer side in the radial direction of the first fin and on the rear side of the first fin. The cooling fan suction window is not formed on the opposite end surface of the rear cover that corresponds to the heat dissipating fin and is formed from the suction window to the rear cover as the cooling fan rotates. Inside Captured cooling air flows from the radially outward radially inward along the first fin, flowing from further formed ventilated space radially inward of the first fin to the cooling fan side.

整流装置の径方向外側から導入された冷却風を、放熱フィンの表面に沿って流すことができるため、冷却風の全体が放熱フィンの冷却に寄与することになり、整流装置の冷却性を向上させることができる。また、整流装置の冷却性向上に伴って、整流素子の温度低減による長寿命化、放熱フィンの面積縮小による発電機全体の小型化、耐熱性の低い整流素子使用による部品コスト削減が可能となる。   Cooling air introduced from the outside in the radial direction of the rectifier can flow along the surface of the radiating fin, so the entire cooling air contributes to cooling of the radiating fin, improving the cooling performance of the rectifier Can be made. In addition, along with the improved cooling performance of the rectifier, it is possible to extend the life by reducing the temperature of the rectifier, reduce the size of the entire generator by reducing the area of the radiating fins, and reduce component costs by using a rectifier with low heat resistance .

また、上述したリヤカバーは、軸方向端面であって放熱フィンに対応する対向面に、冷却風の吸入窓が形成されていないため、放熱フィンの径方向外側のみから冷却風を導入することができ、整流装置の冷却性を確実に向上させることができる。 Further, the rear cover described above, the opposing surface corresponding to the radiating fins a axial end face, since the intake window of the cooling air are not formed, it is possible to introduce cooling air only from the outside in the radial direction of the heat radiation fins In addition, the cooling performance of the rectifier can be reliably improved.

また、上述した放熱フィンは、回転子の回転軸に対して放射状に形成されていて第１のフィンからリヤ側に延在する第２のフィンを有することが望ましい。これにより、放熱フィンの表面積を拡大することが可能となり、整流装置の冷却性をさらに向上させることができる。また、周方向に隣接する２枚の第２のフィンに着目すると、径方向内側になるほどこれらの間の間隔が狭くなるため、径方向内側になるほど冷却風の風速が増し、冷却効率をさらに上げることができる。   Moreover, it is desirable that the above-described heat dissipating fins have second fins that are formed radially with respect to the rotation axis of the rotor and extend from the first fins to the rear side. Thereby, it becomes possible to enlarge the surface area of a radiation fin, and can further improve the cooling property of a rectifier. Further, when focusing on the two second fins adjacent to each other in the circumferential direction, the distance between them becomes narrower toward the inner side in the radial direction. Therefore, the speed of the cooling air increases toward the inner side in the radial direction, and the cooling efficiency is further increased. be able to.

また、上述した第２のフィンは、軸方向に沿ったリヤ側端部がリヤカバーに当接していることが望ましい。これにより、整流装置とリヤカバーの間の隙間を通して流れる冷却風をなくして冷却風全体を放熱フィンを通して流すことができ、冷却風の風量を増すことなく整流装置の冷却性をさらに向上させることができる。   Moreover, as for the 2nd fin mentioned above, it is desirable for the rear side edge part along an axial direction to contact | abut to the rear cover. As a result, the cooling air flowing through the gap between the rectifying device and the rear cover can be eliminated and the entire cooling air can be passed through the radiation fins, and the cooling performance of the rectifying device can be further improved without increasing the amount of cooling air. .

また、上述したリヤカバーは、金属材料によって形成されていることが望ましい。これにより、放熱フィンからリヤカバーに伝熱してリヤカバーを放熱部材として利用することが可能となる。   The rear cover described above is preferably formed of a metal material. As a result, heat is transferred from the radiating fins to the rear cover, and the rear cover can be used as a radiating member.

また、上述したリヤカバーは、放熱フィン側に突出する第３のフィンを有することが望ましい。これにより、リヤカバーを放熱部材として利用する際の放熱効果をさらに高めることができる。   Moreover, it is desirable that the above-described rear cover has a third fin that protrudes toward the heat radiating fin. Thereby, the heat dissipation effect at the time of utilizing a rear cover as a heat radiating member can further be improved.

また、上述した放熱フィンとリヤカバーとを一体で成型したことが望ましい。これにより、部品点数の削減によるコスト低減が可能となる。また、放熱フィンからリヤカバーへの伝熱性を高めることができ、整流装置の冷却性をさらに向上させることができる。   In addition, it is desirable that the above-described radiating fin and the rear cover are integrally molded. Thereby, the cost can be reduced by reducing the number of parts. In addition, the heat transfer from the radiating fin to the rear cover can be improved, and the cooling performance of the rectifier can be further improved.

また、上述したフレームの軸方向端面を第１のフィンとして用いることが望ましい。これにより、部品点数の削減によるコスト低減が可能となる。特に、熱容量の大きいフレームを放熱フィンとして利用することにより、整流素子の過渡時の温度変化を緩和したり、ピーク温度を下げることができる。   In addition, it is desirable to use the axial end face of the frame described above as the first fin. Thereby, the cost can be reduced by reducing the number of parts. In particular, by using a frame having a large heat capacity as a heat radiating fin, it is possible to alleviate the temperature change during the transition of the rectifying element and to reduce the peak temperature.

また、上述した第１のフィンは、回転子の回転軸に沿って複数段に重ねて配置されることが望ましい。これにより、放熱フィンの表面積をさらに拡大することが可能となり、整流装置の冷却性をさらに向上させることができる。   The first fins described above are desirably arranged in a plurality of stages along the rotation axis of the rotor. As a result, the surface area of the radiating fin can be further increased, and the cooling performance of the rectifier can be further improved.

また、上述したリヤカバーの軸方向端面の一部であって、第１のフィンの径方向内側に形成された通風空間に対向する領域の軸方向位置を、径方向内側になるほど冷却ファン側に傾斜させることが望ましい。これにより、放熱フィンの径方向内側に形成された通風空間における冷却風の滞留を防止して流れを円滑にすることができ、通風抵抗の低減に伴う風量増加による冷却性の向上が可能となる。また、リヤカバーを放熱部材として利用する場合には、リヤカバーの放熱性を高めることができる。   In addition, the axial position of a region that is a part of the axial end surface of the rear cover and that is opposed to the ventilation space formed on the radially inner side of the first fin is inclined toward the cooling fan side as the radial inner side is reached. It is desirable to make it. Accordingly, the cooling air can be prevented from staying in the ventilation space formed on the radially inner side of the heat dissipating fin and the flow can be smoothed, and the cooling performance can be improved by increasing the air volume accompanying the reduction of the ventilation resistance. . Further, when the rear cover is used as a heat radiating member, the heat dissipation of the rear cover can be improved.

一実施形態の車両用交流発電機の部分的な断面図である。It is a fragmentary sectional view of the alternator for vehicles of one embodiment. リヤカバーを側面方向から見た部分的な展開図である。It is the partial expanded view which looked at the rear cover from the side. 負極側放熱フィンと正極側放熱フィンを有する整流装置を含む電気部品の配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the electrical component containing the rectifier which has a negative electrode side radiation fin and a positive electrode side radiation fin. 変形例を示す整流装置周辺の部分的な断面図である。It is a fragmentary sectional view around the rectifier which shows a modification. リヤカバー側にフィンを追加した変形例を示す整流装置周辺の部分的な断面図である。It is a fragmentary sectional view around the rectifier showing a modification in which fins are added to the rear cover side. 図５のＶＩ−ＶＩ線の部分的な断面図である。It is a fragmentary sectional view of the VI-VI line of FIG. 放熱フィンとリヤカバーとを一体に成型した変形例を示す整流装置周辺の部分的な断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the periphery of a rectifying device showing a modification in which a radiating fin and a rear cover are integrally molded. フレームを第１のフィンとして用いる変形例を示す整流装置周辺の部分的な断面図である。It is a fragmentary sectional view around the rectifier showing the modification which uses a frame as the 1st fin. ２段構成とした変形例の放熱フィンを側面方向から見た部分的な展開図である。It is the partial expanded view which looked at the radiation fin of the modification made into 2 steps | paragraphs from the side surface direction. リヤカバーの変形例を示す整流装置周辺の部分的な断面図である。It is a fragmentary sectional view around the rectifier showing a modification of the rear cover.

以下、本発明を適用した一実施形態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、一実施形態の車両用交流発電機の部分的な断面図であり、リヤ側部分の断面構造が示されている。図１に示す車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、整流装置４、フレーム５、リヤカバー６等を含んで構成されている。   Hereinafter, an AC generator for a vehicle according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial sectional view of an automotive alternator according to an embodiment, and shows a sectional structure of a rear side portion. The vehicle alternator 1 shown in FIG. 1 includes a stator 2, a rotor 3, a rectifier 4, a frame 5, a rear cover 6, and the like.

固定子２は、固定子鉄心２１と、この固定子鉄心２１に巻回した固定子巻線２２とを備えている。回転子３は、ポールコア３１を回転軸３２に通して、界磁巻線（図示せず）を両側から挟み込んだ構造を有している。ポールコア３１の軸方向端面には、冷却ファン３３が溶接等によって取り付けられており、冷却ファン３３とともに回転子３が回転する。また、回転軸３２の後方端部近傍には、界磁巻線に接続された給電用のスリップリング３４、３５が配置されている。固定子２は、この回転子３と対向配置されている。なお、上述した説明では、界磁巻線は回転子３に備わっているものとしたが、フレーム５側に固定されたブラシレスタイプの構成を採用するようにしてもよい。   The stator 2 includes a stator core 21 and a stator winding 22 wound around the stator core 21. The rotor 3 has a structure in which a pole core 31 is passed through a rotating shaft 32 and a field winding (not shown) is sandwiched from both sides. A cooling fan 33 is attached to the axial end surface of the pole core 31 by welding or the like, and the rotor 3 rotates together with the cooling fan 33. Further, near the rear end of the rotating shaft 32, power-feeding slip rings 34 and 35 connected to the field windings are arranged. The stator 2 is disposed opposite to the rotor 3. In the above description, the field winding is provided in the rotor 3, but a brushless type configuration fixed to the frame 5 side may be employed.

整流装置４は、固定子巻線２２の出力電圧である交流電圧を整流素子４１を用いて整流して直流の出力電力を得るためのものであり、整流素子４１の冷却を行う放熱フィン４２を有する。整流素子４１としては、ダイオードを用いる場合、ＭＯＳ−ＦＥＴ等のスイッチング素子を用いる場合、ダイオードとスイッチング素子を組み合わせる場合などが考えられる。また、放熱フィン４２は、回転軸３２に対して径方向（例えば、垂直方向）に延在する第１のフィン４３と、回転軸３２に対して放射状に形成されているとともに第１のフィン４３からリヤ側に向かって延在する第２のフィン４４とを有する。   The rectifier 4 is for rectifying an AC voltage, which is an output voltage of the stator winding 22, using a rectifier element 41 to obtain a DC output power. The rectifier 4 includes heat radiation fins 42 that cool the rectifier element 41. Have. As the rectifying element 41, a diode may be used, a switching element such as a MOS-FET may be used, or a combination of a diode and a switching element may be considered. Further, the heat radiating fins 42 are formed with a first fin 43 extending in a radial direction (for example, a vertical direction) with respect to the rotation shaft 32, and are formed radially with respect to the rotation shaft 32 and the first fin 43. And a second fin 44 extending toward the rear side.

フレーム５は、固定子２および回転子３を収容しており、回転子３を回転軸３２を中心に回転可能な状態で支持するとともに、回転子３のポールコア３１の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子２を固定する。また、フレーム５は、固定子鉄心２１の軸方向端面から突出した固定子巻線２２に対向した部分に冷却風の吐出窓５１が、軸方向端面の内径側に冷却風の吸入窓５２がそれぞれ設けられている。具体的には、図１に示すように、フレーム５の軸方向端面の中央部には、回転子３を回転可能な状態で支持するために用いられる軸受け７を収容する軸受け収容部５３が形成されており、この軸受け収容部５３の外径側に隣接するように複数の吸入窓５２が形成されている。   The frame 5 accommodates the stator 2 and the rotor 3, supports the rotor 3 in a rotatable state about the rotation shaft 32, and provides a predetermined gap on the outer peripheral side of the pole core 31 of the rotor 3. The stator 2 arranged via is fixed. The frame 5 has a cooling air discharge window 51 at a portion facing the stator winding 22 protruding from the axial end surface of the stator core 21 and a cooling air suction window 52 at the inner diameter side of the axial end surface. Is provided. Specifically, as shown in FIG. 1, a bearing accommodating portion 53 that accommodates a bearing 7 that is used to support the rotor 3 in a rotatable state is formed at the center of the axial end surface of the frame 5. A plurality of suction windows 52 are formed so as to be adjacent to the outer diameter side of the bearing accommodating portion 53.

リヤカバー６は、フレーム５のリヤ側に突出する回転軸３２の後方端部とともに、リヤ側の外部に取り付けられる整流装置４やブラシ装置、ＩＣレギュレータなどの電気部品の全体を覆って、これらを保護するためのものである。リヤカバー６は、樹脂材料あるいは金属材料によって形成されている。金属材料としてはアルミニウムや鉄などを用いることができる。また、金属材料を用いた場合の製法としては、板材を用いたプレス成型やダイカストなどが考えられる。このリヤカバー６の側面には、整流装置４の第１のフィン４３の径方向外側であって第１のフィン４３よりもリヤ側の位置に冷却風の吸入窓６１が形成されている。一方、このリヤカバー６には、軸方向端面であって放熱フィン４２（第１のフィン４３、第２のフィン４４）に対向する面には、冷却風の吸入窓が形成されていない。   The rear cover 6 covers the entire electrical components such as the rectifier 4, the brush device, and the IC regulator that are attached to the outside of the rear side together with the rear end portion of the rotating shaft 32 protruding to the rear side of the frame 5 to protect them. Is to do. The rear cover 6 is made of a resin material or a metal material. Aluminum or iron can be used as the metal material. In addition, as a manufacturing method using a metal material, press molding using a plate material, die casting, or the like can be considered. On the side surface of the rear cover 6, a cooling air suction window 61 is formed at a position radially outside the first fins 43 of the rectifying device 4 and on the rear side of the first fins 43. On the other hand, the rear cover 6 is not formed with a cooling air suction window on the axial end surface thereof and facing the heat dissipating fins 42 (the first fins 43 and the second fins 44).

図２は、リヤカバー６を側面方向から見た部分的な展開図である。図２に示すように、リヤカバー６の側面には、第１のフィン４３よりもリヤ側の位置に、縦長の矩形形状を有する複数の吸入窓６１が形成されている。なお、吸入窓６１の大きさおよび個数は、異物混入防止および風量確保の観点から適宜変更することが可能である。   FIG. 2 is a partial development view of the rear cover 6 as viewed from the side. As shown in FIG. 2, a plurality of suction windows 61 having a vertically long rectangular shape are formed on the side surface of the rear cover 6 at positions on the rear side of the first fins 43. Note that the size and number of the suction windows 61 can be changed as appropriate from the viewpoint of preventing foreign matter from being mixed and ensuring the air volume.

ところで、整流素子４１としてダイオードを用い、絶縁せずに放熱フィン４２に取り付けて全波整流回路を形成する場合を考えると、放熱フィン４２には、複数の負極側整流素子４１Ａとしてのダイオードのアノードが共通に取り付けられる負極側放熱フィン４２Ａと、複数の正極側整流素子４１Ｂとしてのダイオードのカソードが共通に取り付けられる正極側放熱フィン４２Ｂとが含まれる。そして、正極側放熱フィン４２Ｂの一部に出力端子（図示せず）が取り付けられる。   By the way, considering a case where a diode is used as the rectifying element 41 and the full-wave rectifying circuit is formed by being attached to the radiating fin 42 without insulation, the radiating fin 42 includes anodes of diodes as a plurality of negative-side rectifying elements 41A. Are attached in common, and negative electrode side radiation fins 42A to which cathodes of diodes as a plurality of positive side rectifying elements 41B are commonly attached are included. Then, an output terminal (not shown) is attached to a part of the positive-side radiating fin 42B.

図３は、負極側放熱フィン４２Ａと正極側放熱フィン４２Ｂを有する整流装置４を含む電気部品の配置例を示す図である。図３に示すように、扇形を有する第１のフィン４３Ａとこの第１のフィン４３Ａに対して垂直に延在する第２のフィン４４Ａからなる負極側放熱フィン４２Ａと、扇形を有する第１のフィン４３Ｂとこの第１のフィン４３Ｂに対して垂直に延在する第２のフィン４４Ｂからなる正極側放熱フィン４２Ｂの一方端同士が周方向に沿って所定の隙間を介して隣接配置されており、これら負極側放熱フィン４２Ａおよび正極側放熱フィン４２Ｂのそれぞれの他方端の間に形成された空間にブラシ装置８とＩＣレギュレータ９とが配置されている。   FIG. 3 is a diagram illustrating an arrangement example of electrical components including the rectifier 4 having the negative-side radiating fins 42A and the positive-side radiating fins 42B. As shown in FIG. 3, a negative-side heat dissipating fin 42A comprising a first fin 43A having a fan shape and a second fin 44A extending perpendicularly to the first fin 43A, and a first fan having a fan shape. One ends of the positive-side radiating fins 42B including the fins 43B and the second fins 44B extending perpendicularly to the first fins 43B are arranged adjacent to each other with a predetermined gap along the circumferential direction. The brush device 8 and the IC regulator 9 are arranged in a space formed between the other ends of the negative-side radiating fin 42A and the positive-side radiating fin 42B.

なお、整流素子４１としてダイオードを用い、絶縁した状態で放熱フィン４２に取り付ける場合には、放熱フィン４２全体を同じ電位にすることができ、２つに分ける必要がないため、図３に示した負極側放熱フィン４２Ａと正極側放熱フィン４２Ｂとを一体化した構造とすることができる。   When a diode is used as the rectifying element 41 and attached to the heat radiation fin 42 in an insulated state, the entire heat radiation fin 42 can be at the same potential, and it is not necessary to divide it into two. A structure in which the negative-side radiating fins 42A and the positive-side radiating fins 42B are integrated can be adopted.

この点は、整流素子４１としてダイオード以外の素子（ＭＯＳ−ＦＥＴ等のスイッチング素子）を用いる場合も同様である。ＭＯＳ−ＦＥＴ等のスイッチング素子をモジュール化して放熱フィン４２に取り付ける場合には、放熱フィン４２全体を同じ電位にすることができる場合があるため（例えば、特開２０１１−１５１９７７号公報参照）、放熱フィン４２全体を同じ電位にすることが可能となり、図３に示した負極側放熱フィン４２Ａと正極側放熱フィン４２Ｂとを一体化した構造とすることができる。   The same applies to the case where an element other than a diode (switching element such as a MOS-FET) is used as the rectifying element 41. When switching elements such as MOS-FETs are modularized and attached to the radiation fins 42, the entire radiation fins 42 may be at the same potential (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-151977). The entire fin 42 can be set to the same potential, and the negative-side radiating fin 42A and the positive-side radiating fin 42B shown in FIG. 3 can be integrated.

上述した構造を有する車両用交流発電機１は、ベルト等を介して回転軸３２に取り付けられたプーリにエンジン（ともに図示せず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に回転する。この状態で回転子３の界磁巻線に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア３１が励磁され、固定子巻線２２に交流電圧を発生させることができ、整流装置４の出力端子からは直流の出力電力が取り出される。   In the vehicle alternator 1 having the above-described structure, the rotor 3 rotates in a predetermined direction when a rotational force from an engine (both not shown) is transmitted to a pulley attached to the rotary shaft 32 via a belt or the like. To do. In this state, by applying an excitation voltage to the field winding of the rotor 3 from the outside, the pole core 31 can be excited and an AC voltage can be generated in the stator winding 22, from the output terminal of the rectifier 4. DC output power is taken out.

また、回転子３とともに冷却ファン３３が回転すると、その内周側が負圧になって、リヤカバー６の吸入窓６１を通して冷却風がリヤカバー６の外部から内部に取り込まれる。このようにして冷却ファン３３の回転に伴って吸入窓６１からリヤカバー６の内部に取り込まれた冷却風は、第１のフィン４３（４３Ａ、４３Ｂ）に沿って径方向外側から径方向内側に流れ、さらに第１のフィン４３の径方向内側に形成された通風空間４５（図３）から冷却ファン３３側に流れた後、冷却ファン３３によって径方向外側に押し出されてフレーム５の吐出窓５１から排出される。これらの冷却風の流れが図１では矢印Ｆで示されている。   Further, when the cooling fan 33 rotates together with the rotor 3, the inner peripheral side thereof becomes negative pressure, and the cooling air is taken into the inside from the outside of the rear cover 6 through the suction window 61 of the rear cover 6. The cooling air taken into the rear cover 6 from the suction window 61 as the cooling fan 33 rotates in this way flows from the radially outer side to the radially inner side along the first fins 43 (43A, 43B). Further, after flowing to the cooling fan 33 side from the ventilation space 45 (FIG. 3) formed on the radially inner side of the first fin 43, it is pushed radially outward by the cooling fan 33 and from the discharge window 51 of the frame 5. Discharged. The flow of these cooling airs is indicated by an arrow F in FIG.

このように、本実施形態の車両用交流発電機１では、リアカバー６は側面に冷却風の吸入窓６１が形成されており、整流装置４の径方向外側から導入された冷却風を、放熱フィン４２の表面に沿って流すことができるため、冷却風の全体が放熱フィン４２の冷却に寄与することになり、整流装置４の冷却性を向上させることができる。また、整流装置４の冷却性向上に伴って、整流素子４１の温度低減による長寿命化、放熱フィン４２の面積縮小による発電機全体の小型化、耐熱性の低い整流素子４１の使用による部品コスト削減が可能となる。特に、リヤカバー６の軸方向端面であって放熱フィン４２に対応する対向面に冷却風の吸入窓が形成されていないため、放熱フィン４２の径方向外側のみから冷却風を導入することができ、整流装置４の冷却性を確実に向上させることができる。   As described above, in the vehicle alternator 1 of the present embodiment, the rear cover 6 has the cooling air suction window 61 formed on the side surface, and the cooling air introduced from the radially outer side of the rectifying device 4 is used as the heat radiation fin. Since it can flow along the surface of 42, the whole cooling air will contribute to cooling of the radiation fin 42, and the coolability of the rectifier 4 can be improved. Further, along with the improvement of the cooling performance of the rectifying device 4, the life of the rectifying element 41 is extended by reducing the temperature, the size of the entire generator is reduced by reducing the area of the radiating fin 42, and the cost of parts due to the use of the rectifying element 41 having low heat resistance is increased. Reduction is possible. In particular, since the cooling air suction window is not formed on the opposite end surface of the rear cover 6 corresponding to the radiating fins 42, the cooling air can be introduced only from the radially outer side of the radiating fins 42. The cooling property of the rectifier 4 can be improved reliably.

また、第２のフィン４４が回転子３の回転軸３２に対して放射状に形成されていて第１のフィン４３からリヤ側に延在しており、これにより、放熱フィン４２の表面積を拡大することが可能となり、整流装置４の冷却性をさらに向上させることができる。また、周方向に隣接する２枚の第２のフィン４４に着目すると、径方向内側になるほどこれらの間の間隔が狭くなるため、径方向内側になるほど冷却風の風速が増し、冷却効率をさらに上げることができる。   Further, the second fins 44 are formed radially with respect to the rotation shaft 32 of the rotor 3 and extend rearward from the first fins 43, thereby increasing the surface area of the heat radiation fins 42. Therefore, the cooling performance of the rectifying device 4 can be further improved. Further, when focusing on the two second fins 44 adjacent to each other in the circumferential direction, the distance between them becomes narrower toward the inner side in the radial direction. Therefore, the wind speed of the cooling air increases toward the inner side in the radial direction, further increasing the cooling efficiency. Can be raised.

図４は、変形例を示す整流装置周辺の部分的な断面図である。図４に示す変形例では、整流装置４を構成している放熱フィン４２の第２のフィン４４は、軸方向に沿ったリヤ側端部がリヤカバー６に当接している。これにより、整流装置４とリヤカバー６の間の隙間を通して流れる冷却風をなくして冷却風全体を放熱フィン４２を通して流すことができ、冷却風の風量を増すことなく整流装置４の冷却性をさらに向上させることができる。   FIG. 4 is a partial cross-sectional view around the rectifying device showing a modification. In the modification shown in FIG. 4, the second fin 44 of the radiating fin 42 constituting the rectifying device 4 has a rear side end portion in contact with the rear cover 6 along the axial direction. This eliminates the cooling air flowing through the gap between the rectifying device 4 and the rear cover 6 and allows the entire cooling air to flow through the radiation fins 42, further improving the cooling performance of the rectifying device 4 without increasing the amount of cooling air. Can be made.

なお、図３に示したように、放熱フィン４２が負極側放熱フィン４２Ａと正極側放熱フィン４２Ｂとによって構成されている場合には、リヤカバー６の材質によって若干の違いが生じる。例えば、リヤカバー６が樹脂材料によって形成されている場合には、第２のフィン４４Ａ、４４Ｂの電位に関係なく、これらをリヤカバー６に当接することができる。   As shown in FIG. 3, when the radiating fin 42 is composed of the negative-side radiating fin 42 </ b> A and the positive-side radiating fin 42 </ b> B, a slight difference occurs depending on the material of the rear cover 6. For example, when the rear cover 6 is formed of a resin material, these can be brought into contact with the rear cover 6 regardless of the potentials of the second fins 44A and 44B.

一方、リヤカバー６が金属材料によって形成されている場合には、正極電位を有する第２のフィン４４Ｂとリヤカバー６との間を電気的に絶縁する必要がある。この絶縁は、例えばリヤカバー６の表面に塗布等によって形成された絶縁塗装によって行ったり、第２のフィン４４Ｂとリヤカバー６との間に熱伝導性が良好な絶縁シートを挿入することで行ったり、これらを同時に行ったりすることが考えられる。   On the other hand, when the rear cover 6 is formed of a metal material, it is necessary to electrically insulate between the second fin 44B having the positive potential and the rear cover 6. This insulation is performed by, for example, insulating coating formed on the surface of the rear cover 6 by application or by inserting an insulating sheet having good thermal conductivity between the second fins 44B and the rear cover 6, It is conceivable to perform these simultaneously.

また、絶縁した状態で整流素子４１を放熱フィン４２に取り付ける場合であって、放熱フィン４２全体をリヤカバー６と同電位にすることができる場合には、リヤカバー６が金属材料によって形成されている場合であっても第２のフィン４４の全部をリヤカバー６に当接することができる。   Further, when the rectifying element 41 is attached to the radiating fin 42 in an insulated state, and the entire radiating fin 42 can be set to the same potential as the rear cover 6, the rear cover 6 is formed of a metal material. Even so, the entire second fin 44 can be brought into contact with the rear cover 6.

また、リヤカバー６を金属材料で形成し、第２のフィン４４の端部を当接した場合には、第２のフィン４４からリヤカバー６に伝熱してリヤカバー６を放熱部材として利用することができる。この場合には、リヤカバー６側にフィンを追加することで、さらに放熱性を向上させることができる。   Further, when the rear cover 6 is formed of a metal material and the end portions of the second fins 44 are in contact with each other, heat is transferred from the second fins 44 to the rear cover 6 so that the rear cover 6 can be used as a heat radiating member. . In this case, the heat dissipation can be further improved by adding fins to the rear cover 6 side.

図５は、リヤカバー６側にフィンを追加した変形例を示す整流装置周辺の部分的な断面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線の部分的な断面図である。図４に示す変形例では、隣接する２枚の第２のフィン４４の間に配置されるように、第３のフィン６２がリヤカバー６と一体に形成されている。この第３のフィン６２は、吸入窓６１からリヤカバー６の内部に取り込まれた冷却風によって冷却されるため、第２のフィン４４からの伝熱によって温度が上昇した放熱部材としてのリヤカバー６を効率的に冷却することできる。   FIG. 5 is a partial cross-sectional view around the rectifying device showing a modification in which fins are added to the rear cover 6 side. 6 is a partial cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. In the modification shown in FIG. 4, the third fins 62 are formed integrally with the rear cover 6 so as to be disposed between the two adjacent second fins 44. Since the third fin 62 is cooled by the cooling air taken into the rear cover 6 from the suction window 61, the rear cover 6 serving as a heat radiating member whose temperature has been increased by heat transfer from the second fin 44 is efficiently used. Can be cooled.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、放熱フィン４２とリヤカバー６とを別部品としたが、これらが同電位の場合には一体で成型するようにしてもよい。図７は、放熱フィン４２とリヤカバー６とを一体に成型した変形例を示す整流装置周辺の部分的な断面図である。例えば、ダイカストによって一体に成型する場合が考えられる。これにより、部品点数の削減によるコスト低減が可能となる。また、放熱フィン４２からリヤカバー６への伝熱性を高めることができ、整流装置４の冷却性をさらに向上させることができる。但し、この場合には、型の抜き方向を考慮して吸入窓６１の形状等を決定する必要がある。例えば、隣接する２つの吸入窓６１の中間位置に第２のフィン４４を配置し、吸入窓６１から径方向外側に型が抜けるようにすることが考えられる。また、必ずしも放熱フィン４２の全体とリヤカバー６と一体に成型する必要はなく、例えば、図３に示した負極側放熱フィン４２Ａ側のみをリヤカバー６と一体に成型し、正極側放熱フィン４２Ｂ側を別部品によって形成するようにしてもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, the radiating fins 42 and the rear cover 6 are separate parts, but they may be integrally molded when they have the same potential. FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the periphery of the rectifying device showing a modification in which the radiating fins 42 and the rear cover 6 are integrally molded. For example, the case where it shape | molds integrally by die casting can be considered. Thereby, the cost can be reduced by reducing the number of parts. Moreover, the heat transfer property from the radiation fin 42 to the rear cover 6 can be enhanced, and the cooling performance of the rectifying device 4 can be further improved. However, in this case, it is necessary to determine the shape and the like of the suction window 61 in consideration of the mold drawing direction. For example, it is conceivable that the second fin 44 is disposed at an intermediate position between two adjacent suction windows 61 so that the mold can be removed from the suction window 61 radially outward. Further, it is not always necessary to mold the entire radiation fin 42 and the rear cover 6 together. For example, only the negative side radiation fin 42A side shown in FIG. 3 is molded integrally with the rear cover 6, and the positive side radiation fin 42B side is formed. You may make it form with another component.

また、上述した実施形態では、第１のフィン４３とフレーム５とを別部品としたが、これらが同電位の場合には、フレーム５の軸方向端面を第１のフィン４３として用いるようにしてもよい。図８は、フレーム５を第１のフィン４３として用いる変形例を示す整流装置周辺の部分的な断面図である。フレーム５への整流素子４１の取り付けは、接着材を用いる方法や、フレーム５に形成した取付穴に圧入する方法などが考えられる。これにより、部品点数の削減によるコスト低減が可能となる。特に、熱容量の大きいフレーム５を放熱フィン４２として利用することにより、整流素子４１の温度をさらに下げることができる。但し、必ずしも第１のフィン４３の全体とフレーム５を用いて実現する必要はなく、例えば、図３に示した負極側放熱フィン４２Ａの第１のフィン４３Ａのみをフレーム５によって実現し、正極側放熱フィン４２Ｂの第１のフィン４３Ｂをフレーム５とは別部品によって形成するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the first fin 43 and the frame 5 are separate components. However, when they are at the same potential, the axial end surface of the frame 5 is used as the first fin 43. Also good. FIG. 8 is a partial cross-sectional view around the rectifying device showing a modification using the frame 5 as the first fins 43. For the attachment of the rectifying element 41 to the frame 5, a method using an adhesive or a method of press-fitting into a mounting hole formed in the frame 5 can be considered. Thereby, the cost can be reduced by reducing the number of parts. In particular, the temperature of the rectifying element 41 can be further lowered by using the frame 5 having a large heat capacity as the heat radiation fins 42. However, it is not always necessary to use the entire first fin 43 and the frame 5. For example, only the first fin 43A of the negative-side radiating fin 42A shown in FIG. The first fins 43 </ b> B of the heat radiating fins 42 </ b> B may be formed by separate parts from the frame 5.

また、上述した実施形態では、放熱フィン４２を軸方向に沿って重ねない１段構成としたが、複数の放熱フィン４２を軸方向に沿って重ねた複数段構成（例えば２段構成）としてもよい。   In the above-described embodiment, the radiating fins 42 are not stacked in the axial direction. However, a plurality of radiating fins 42 are stacked in the axial direction (for example, a two-stage configuration). Good.

図９は、２段構成とした変形例の放熱フィン４２を側面方向から見た部分的な展開図である。２段構成とする場合には、同電位の放熱フィン４２同士を重ねる場合と、異なる電位の放熱フィン４２を重ねる場合が考えられる。前者は、放熱フィン４２全体が単一の電位を有し、これら２つの放熱フィン４２を２段に重ねる場合である。整流素子４１は、いずれか一方の放熱フィン４２のみに取り付けるようにしてもよいが、両方の放熱フィン４２に取り付けるようにしてもよい。後者は、負極電位（あるいはグランド電位）を有する負極側放熱フィン４２Ａと正極側放熱フィン４２Ｂとを２段に重ねる場合である。また、それぞれの放熱フィン４２の間および放熱フィン４２とリヤカバー６との間は、隙間を設ける場合や当接する場合の他にこれらを組み合わせるようにしてもよい。電位の異なるフィン同士を当接する場合には、絶縁塗装や絶縁シートを用いて電気的に絶縁する必要がある。   FIG. 9 is a partial development view of the heat dissipating fin 42 of the modified example having a two-stage configuration as viewed from the side. In the case of a two-stage configuration, it is conceivable that the radiation fins 42 having the same potential are overlapped with each other and the radiation fins 42 having different potentials are overlapped. The former is a case where the entire radiating fin 42 has a single potential and the two radiating fins 42 are stacked in two stages. The rectifying element 41 may be attached to only one of the heat radiating fins 42 or may be attached to both of the heat radiating fins 42. The latter is a case where the negative electrode-side heat radiation fin 42A and the positive electrode-side heat radiation fin 42B having a negative electrode potential (or ground potential) are stacked in two stages. Further, in addition to the case where a gap is provided between the heat radiating fins 42 and between the heat radiating fins 42 and the rear cover 6, these may be combined. When fins having different potentials are brought into contact with each other, it is necessary to electrically insulate them using an insulating coating or an insulating sheet.

また、上述した実施形態では、リヤカバー６の軸方向端面を平坦な面としたが冷却風の流れに沿って部分的に傾斜させることにより通風抵抗を低減するようにしてもよい。図１０は、リヤカバー６の変形例を示す整流装置周辺の部分的な断面図である。図１０に示すように、リヤカバー６は、軸方向端面の一部であって、放熱フィン４２（第１のフィン４３）の径方向内側に形成された通風空間４５に対向する領域の軸方向位置を、径方向内側になるほど冷却ファン３３側に傾斜させている。放熱フィン４２の第２のフィン４４の端部はリヤカバー６に当接させてもよいが、図１等に示すようにこれらの間に隙間を形成するようにしてもよい。また、放熱フィン４２を複数段構成としたり、放熱フィン４２とリヤカバー６とを一体に成型するようにしてもよい。   In the embodiment described above, the axial end surface of the rear cover 6 is a flat surface. However, the ventilation resistance may be reduced by partially inclining along the flow of the cooling air. FIG. 10 is a partial cross-sectional view around the rectifying device showing a modification of the rear cover 6. As shown in FIG. 10, the rear cover 6 is a part of the axial end surface, and is an axial position of a region facing the ventilation space 45 formed on the radially inner side of the radiating fin 42 (first fin 43). Is inclined toward the cooling fan 33 toward the inner side in the radial direction. The end of the second fin 44 of the heat dissipating fin 42 may be in contact with the rear cover 6, but a gap may be formed between them as shown in FIG. Further, the radiation fins 42 may have a plurality of stages, or the radiation fins 42 and the rear cover 6 may be molded integrally.

このように、リヤカバー６の一部を傾斜させることにより、放熱フィン４２の径方向内側に形成された通風空間４５における冷却風の滞留を防止して流れを円滑にすることができ、通風抵抗の低減に伴う風量増加による冷却性の向上が可能となる。また、リヤカバー６を放熱部材として利用する場合には、この傾斜部分に冷却風が直接あたるため、リヤカバー６の放熱性を高めることができる。   In this way, by inclining a part of the rear cover 6, it is possible to prevent the cooling air from staying in the ventilation space 45 formed on the radially inner side of the radiating fin 42, thereby smoothing the flow. The cooling performance can be improved by increasing the air volume accompanying the reduction. Further, when the rear cover 6 is used as a heat radiating member, the cooling air is directly applied to the inclined portion, so that the heat dissipation of the rear cover 6 can be improved.

また、上述した実施形態では、第１のフィン４３のリヤ側に第２のフィン４４が形成されている場合について説明したが、整流素子４１の発熱量が少ない場合などにおいては、第１のフィン４３のみで放熱フィン４２を形成し、第２のフィン４４を省略するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the second fin 44 is formed on the rear side of the first fin 43 has been described. However, when the amount of heat generated by the rectifying element 41 is small, the first fin The heat radiation fins 42 may be formed only by 43 and the second fins 44 may be omitted.

上述したように、本発明によれば、整流装置４の径方向外側から導入された冷却風を、放熱フィン４２の表面に沿って流すことができるため、冷却風の全体が放熱フィン４２の冷却に寄与することになり、整流装置４の冷却性を向上させることができる。   As described above, according to the present invention, the cooling air introduced from the outside in the radial direction of the rectifying device 4 can flow along the surface of the radiation fin 42, so that the entire cooling air is cooled by the radiation fin 42. Thus, the cooling performance of the rectifying device 4 can be improved.

１ 車両用交流発電機
２ 固定子
３ 回転子
４ 整流装置
５ フレーム
６ リヤカバー
８ ブラシ装置
９ ＩＣレギュレータ
３２ 回転軸
３３ 冷却ファン
４１ 整流素子
４２ 放熱フィン
４３ 第１のフィン
４４ 第２のフィン
４５ 通風空間
５１ 吐出窓
５２ 吸入窓
６１ 吸入窓 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle alternator 2 Stator 3 Rotor 4 Rectifier 5 Frame 6 Rear cover 8 Brush device 9 IC regulator 32 Rotating shaft 33 Cooling fan 41 Rectifier element 42 Radiation fin 43 First fin 44 Second fin 45 Ventilation space 51 Discharge window 52 Suction window 61 Suction window

Claims (9)

冷却ファンとともに回転する回転子と、前記回転子と対向配置された固定子と、前記回転子と前記固定子とを支持するフレームと、前記フレームに固定されて整流素子の冷却を行う放熱フィンを有する整流装置と、前記整流装置を含む電気部品を覆うリヤカバーとを備える車両用交流発電機において、
前記放熱フィンは、前記回転子の回転軸に対して径方向に延在する第１のフィンを有し、
前記リヤカバーの側面には、前記第１のフィンの径方向外側であって、前記第１のフィンよりもリヤ側の位置に冷却風の吸入窓が形成されているとともに、前記リヤカバーの軸方向端面であって前記放熱フィンに対応する対向面には、前記放熱フィンの冷却風の吸入窓が形成されておらず、
前記冷却ファンの回転に伴って前記吸入窓から前記リヤカバーの内部に取り込まれた冷却風が、前記第１のフィンに沿って径方向外側から径方向内側に流れ、さらに前記第１のフィンの径方向内側に形成された通風空間から前記冷却ファン側に流れることを特徴とする車両用交流発電機。 A rotor that rotates together with the cooling fan; a stator that is disposed opposite to the rotor; a frame that supports the rotor and the stator; and a heat radiation fin that is fixed to the frame and cools the rectifying element. A vehicle alternator comprising a rectifier having a rear cover that covers an electrical component including the rectifier,
The heat dissipation fin has a first fin extending in a radial direction with respect to a rotation axis of the rotor,
On the side surface of the rear cover, a cooling air suction window is formed at a position radially outside the first fin and on the rear side of the first fin, and an axial end surface of the rear cover is formed. And on the facing surface corresponding to the heat radiating fin, a cooling air suction window of the heat radiating fin is not formed,
Cooling air taken into the rear cover from the suction window as the cooling fan rotates flows from the radially outer side to the radially inner side along the first fin, and further the diameter of the first fin. An AC generator for a vehicle, which flows from a ventilation space formed inside in a direction toward the cooling fan. 請求項１において、
前記放熱フィンは、前記回転子の回転軸に対して放射状に形成されていて前記第１のフィンからリヤ側に延在する第２のフィンを有することを特徴とする車両用交流発電機。 In claim 1,
2. The vehicle alternator according to claim 1, wherein the heat dissipating fin includes a second fin that is formed radially with respect to a rotating shaft of the rotor and extends from the first fin to the rear side. 請求項２において、
前記第２のフィンは、軸方向に沿ったリヤ側端部が前記リヤカバーに当接していることを特徴とする車両用交流発電機。 In claim 2,
The second fin has a rear end along the axial direction that is in contact with the rear cover. 請求項３において、
前記リヤカバーは、金属材料によって形成されていることを特徴とする車両用交流発電機。 In claim 3,
The vehicular AC generator is characterized in that the rear cover is made of a metal material. 請求項４において、
前記リヤカバーは、前記放熱フィン側に突出する第３のフィンを有することを特徴とする車両用交流発電機。 In claim 4,
The vehicular AC generator, wherein the rear cover has a third fin protruding toward the heat radiating fin. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記放熱フィンと前記リヤカバーとを一体で成型したことを特徴とする車両用交流発電機。 In any one of Claims 1-5,
An AC generator for a vehicle, wherein the radiating fin and the rear cover are integrally molded. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記フレームの軸方向端面を前記第１のフィンとして用いることを特徴とする車両用交流発電機。 In any one of Claims 1-5,
An AC generator for a vehicle, wherein an axial end surface of the frame is used as the first fin. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記第１のフィンは、前記回転子の回転軸に沿って複数段に重ねて配置されることを特徴とする車両用交流発電機。 In any one of Claims 1-6,
The AC generator for vehicles, wherein the first fins are arranged in a plurality of stages along a rotation axis of the rotor. 請求項１〜８のいずれかにおいて、
前記リヤカバーの軸方向端面の一部であって、前記第１のフィンの径方向内側に形成された前記通風空間に対向する領域の軸方向位置を、径方向内側になるほど前記冷却ファン側に傾斜させることを特徴とする車両用交流発電機。 In any one of Claims 1-8,
A part of the axial end surface of the rear cover, and an axial position of a region facing the ventilation space formed on the radially inner side of the first fin is inclined toward the cooling fan side toward the radially inner side. An AC generator for a vehicle, characterized in that
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