JPH03178540A - 車両用交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野］ この発明は、自動車等の車両において機関によって駆動
される車両用交流発電機に関し、特に、その冷却の改良
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、車両用交流発電機として第３図に示すような構造
のものが知られている。この発電機は、概ね椀状をなし
た第１のブラケット（１）及び第２のブラケット（２）
によって構成されるハウジングを備え、固定子鉄心（３
ａ）に固定子コイル（３ｂ）を巻回してなる固定子（３
）が上記第１及び第２のブラケット（１）、（２）の両
開口端に嵌合・挟持される形で配設されている。また、
第１及び第２のブラケット（１）、（２）の両側面部中
央部分に嵌合固定されたベアリング（４）（５）に回転
自在に支持されたシャフト（６）には、上記固定子（３
）の内側に位置する磁極鉄心（７）、（８）が固定され
、これら磁極鉄心（７）（８）の内周には励磁コイル（
９）が挟持されている。そして、上記磁極鉄心（７）、
（８）のそれぞれの端面にはファン（ＩＯａ）、（ＩＯ
ｂ）が固定されている。これら一対のファン（１０ａ）
（ｌＱｂ）は上記シャフト（６）の回転に伴って回転す
る。また、シャフト（６）の後端側にはスリップリング
（１１）が固定されている。そして、これらソヤフト（
６）と、磁極鉄心（７）。

（８）と、磁極コイル（９）と、ファン（１０ａ）（１
０ｂ）と、スリップリング（１１）とで、回転子（１２
）が構成されている。

上記第１のブラケット（１）の端面には冷却空気の吸入
孔（１ａ）と吐出孔（１ｂ）が設けられ、また、上記第
２のブラケット（２）の端面にも同様の吸入孔（２ａ）
と吐出孔（図示せず。）か設すられている。また、上記
第２のブラケット（２）の内側端部には、上記スリップ
リング（１１）に摺接するブラシ（１３ａ）を内部に保
持した給電用の集電装置（１３）と、整流器（１４）及
びこの整流、器（１４）で発生する熱を放熱するヒート
シンク（１４ａ）と、発電機電圧を検出して励磁電流を
制御することで端子電圧を所定値に凋整する電圧調整器
（１６）およびこの電圧調整器（１６）で発生する熱を
放熱するヒートシンク（１６ａ）が設けられている。上
記整流器（１４）は、上記ブラシ（１３ａ）から上記ス
リップリング（Ｉｌ）を介して励磁コイル（９）に励磁
電流が供給され、上記励磁コイル（９）及び上記磁極鉄
心（７）、（８）が図示しない機関によりプーリ（１５
）を介して回転駆動されることによって固定子コイル（
３ｂ）に誘起された交流電流を整流し直流電流に変換す
る。なお、図中２０は上記のように固定子鉄心（３ａ）
の外周両端部に開口端を各々嵌合した状態で両ブラケッ
ト（１）、（２）を締め付は固定するボルトである。

従来の車両用交流発電機は上記のように構成され、ブラ
シ（１３ａ）及びスリップリング（１１）を介して励磁
コイル（９）に励磁電流が供給され、かつ、図示しない
機関によりプーリ（＋５）を介して回転子（１２）が回
転されると、固定子コイル（３ｂ）に交流電流が誘起さ
れ、その交流電流が整流器（１４）により整流され、電
圧調整器（１６）により電圧か調整されて出力される。

その際、ファン（１０ａ）、（１０ｂ）が回転すること
によって、冷却風が第１のブラケット（１）の吸入孔（
ｌａ）から図の矢印（ａ）のように流入し、ベアリング
（４）、磁極鉄心（７）、励磁コイル（９）、固定子鉄
心（３ａ）、固定子コイル（３ｂ）を冷却し、吐出孔（
ｌｂ）から外部に排出される。また、同時に冷却風が第
２のブラケット（２）の吸入孔（２ａ）から矢印（ｂ）
のように流入し、ベアリング（５）、電圧調整器（＋６
）、整流器（１４）、磁極鉄心（８）、励磁コイル（９
）、固定子コイル（３ｂ）を冷却し、吐出孔（２ｂ）か
ら排出される。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように従来の車両用交流発電機ではブラケット（
１）、（２）の吸入孔（Ｉａ）、（２ａ）から冷却風を
流入させ、吐出孔（＋ｂ）、（２ｂ）から排出させるこ
とによって固定子コイル（３ｂ）等の冷却を行っている
。ところが、近年、車両用交流発電機においては出力電
流増大化の傾向が特に顕著となってきたことに伴い、励
磁電流の増加による電圧調整器の発熱量の増大や、出力
電流増大による固定子コイル（３ｂ）及び整流器（１４
）の発熱量増大の問題が発生している。

従来、温度上昇を防止するために、ヒートシンク（１４
ａ）、（１６ａ）に大きな放熱フィンを多数設けたり、
固定子コイル（３ａ）のコイル径を大きくするなどの対
策がなされてきた。また、特開昭５９−８３５５７号公
報に記載されているように、固定子の外周にそって冷却
液通路を形威し、固定子に連動して回転するファンと上
記冷却液通路内を流動する冷却液とにより発電機を冷却
するようにしたものも提案されている。しかし、車両に
搭載される機関の高出力化傾向に起因して機関室雰囲気
の高温化と発電機の出力電流増大化傾向がさらに進むと
、上記のような対策では特に整流器（１４）及び電圧調
整器（１６）の半導体部品の温度上昇を抑制することが
極めて困難となり、そのために発電特性に支障を来すと
いった不具合が生じる恐れがでてくる。

この発明は、上記のような問題点に鑑み、整流器及び電
圧調整器を効率良く冷却でき、かつ、固定子コイル、励
磁コイル、ベアリング等も充分に冷却でき、しかも生産
性が良好な車両用交流発電機を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る車両用交流発電機は、ブラケット内に冷
却風を流通させるファンを設けるとともに、良熱伝導性
の部材からなる冷却液流通装置をブラケットの側面に設
けて、その流通路に外部からの冷却液を流通させるよう
にし、この冷却液流通装置の外面に整流器と電圧調整器
を取り付け、さらに、ブラケットと保護カバーによって
冷却風の流通路を構成したものである。

［作用］ この発明においては、ブラケットの側面に構成した冷却
液流通装置の流通路に冷却液が流通することによって整
流器及び電圧調整器が冷却され、さらに、ファンの作用
によって、外部の冷却風がブラケットと保護カバーの間
の流通路を流通し、ブラケット内に入ってベアリング、
磁極鉄心、励磁コイル、固定子鉄心及び固定子コイルを
冷却する。

［実施例］ 第１図はこの発明による車両用交流発電機の一実施例の
縦断面図、第２図は同実施例の発電機を保護カバーを外
して示す側面図である。この実施例の発電機の基本的な
構成は第３図に示す従来装置と同様であり、したがって
、同一あるいは相当する部分については説明を省き、以
下、この実施例に特有な部分を中心に説明する。

この実施例において、第２のブラケット（２）の端面に
は、ブラケット（１）、（２）とは別体の、例えば鉄系
またはアルミニウム系合金等の熱伝導良好な部材からな
り、表面にカチオン電着メツキあるいはエポキシ粉体塗
装等によってコーティングが施されたプレス成形による
上側の枠体（１７ａ）と下側の枠体（１７ｂ）とを液状
ガスケット、シート状ガスケット、Ｏリング等からなる
シール部材（１７ｃ）によって液密に固着し、かつ、溶
接あるいはカシメ等の接合手段によって接合することに
より内部に流通路（１７ｄ）を形成した冷却液流通装置
（１７）が、ネジ等で固定されている。そして、この冷
却液流通装置（１７）の上記流通路（＋７ｄ）に対し双
方向に流通可能な旅人管（２３）及び流出管（２４）が
設けられ、また、整流器（１４）のヒートシンク（１４
ａ）および電圧調整器（１６）のヒートシンク（図示せ
ず。）は、この冷却液流通装置（１７）に対し熱伝導良
好に圧着されている。また、第２のブラケット（２）の
端面と密着するごとく配設されて、第２のブラケット（
２）との間で冷却風の流通路（２６）を構成し、その一
部が外部に開口する吸入口部（１８ａ）とされた保護カ
バー（１８）が設けられている。なお、図中（１９）は
固定子コイル（３ｂ）からの口出し線と整流器（１４）
の接続端子（１４ｂ）を接続ネジ（２１）によって結線
しかつ絶縁固定するための絶縁接続端子台、（２２）は
、集電装置（１３）と一体的に設けられたスリップリン
グ（１１）の保護筒（１３ｂ）とでラビリンス構造を形
成するがごとく設けられた保護キャップ、（２５）は出
力端子である。

この実施例では、機関の冷却液循環経路から低温の冷却
液が一部分流されて、ゴムホース等を介し上記流入管（
２３）に導かれ、矢印（ｅ）のように流通して、図示し
ないヒートシンクを介し電圧調整器（１６）を、また、
ヒートシンク（１４ａ）を介し整流器（１４）を効率的
に冷却する。

また、冷却液流通装置（１７）の一部が第２のブラケッ
ト（２）のベアリング（５）の近傍に圧接されているこ
とにより、このベアリング（５）も第２のブラケット（
２）を介して吸熱冷却されろ。

一方、ロータ（１２）が図示しない機関によって駆動さ
れ回転することによって、ロータ（１２）の両端面に各
々固定されたファン（１０ａ）、（１ｏｂ）の作用で外
部から冷却風を吸入する。すなわち、第１のブラケット
（１）（！１１１のファン（１０ａ）が回転すると、図
で矢印（ｃ）のように吸入孔（Ｉａ）から外部の冷却風
が吸入されて、ベアリング（５）、磁極鉄心（８）、励
磁コイル（９）、固定鉄心（３ａ）、固定子コイル（３
ｂ）を冷却し、吐出孔（１ｂ）から外部に排出される。

同様に、第２のブラケット（２）側のファン（１０ｂ）
が回転すると、矢印（ｄ）のように保護カッく−（１８
）の一部に設けられた吸入口部（１８ａ）から比較的低
温の外部の冷却風が流通路（２６）に吸入され、次いで
、吸入孔（２ａ）からブラケ・ソト内部に吸入されて、
ベアリング（５）、磁極鉄心（８）、励磁コイル（９）
、固定子鉄心（３ａ）固定子コイル（３ｂ）を冷却し、
吐出孔（２ｂ）から外部に排出される。

ここで、保護カバー（１８）に設けられた吸入口部（１
８ａ）を機関室の比較的雰囲気温度の低い部位に位置せ
しめることにより、矢印（ｄ）のように流れてブラケッ
ト内部に入る冷却風の温度を低くすることができる。ま
た、吸入口部（１８ａ）の周辺から吐出孔（２ｂ）を離
すようにすれば、吐出孔（２ｂ）から排出される高温の
冷却風が一部吸入孔（２ａ）に回り込むというような不
測の事態も防止できる。

また、この実施例では、前述のように、冷却液流通装置
（１７）は、少なくとも上側の枠体（１７ａ）の表面に
カヂオン電着、エポキシ扮体塗装等を施して絶縁被膜を
形成しているため、たとえ整流器（１４）及び電圧調整
器（１６）の電極端子部に塩水を含んだ堆積物が形成さ
れたとしても、電食が発生することばない。

なお、上記実施例では冷却液流通装置（１７）の上側の
枠体（１７ａ）の冷却液流通部分に放熱フィン等は設け
ていないが、勿論、放熱フィン等を設けてもよく、そう
することにより冷却効率はさらに向上する。

また、上記実施例では冷却液流通装置（１７）の上側の
枠体（１７ａ）と下側の枠体（１７ｂ）をシール部材（
１７ｃ）によって夜密に接合しているが、勿論、溶接等
により全接触面を接合して一体化してもよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、ブラケットの側面に設
けた冷却液流通装置の流通路に流通させる冷却液によっ
て整流器及び電圧調整器を冷却し、一方、ファンの作用
により保護カバーに設けられた吸入口部から吸入されて
ブラケットと保護カバーの間の流通路を流通し、次いで
ブラケット内に吸入される冷却風によってベアリング、
磁極鉄心励磁コイル、固定子鉄心、固定子コイル等を冷
却するように構成したので、冷却が効率良く行われ、し
たがって、励磁電流を増加して出力電流を増大させるこ
とができ、しかも生産性に優れた車両用交流発電機が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による車両用交流発電機の一実施例の
縦断面図、第２図は第１図の発電機を保護カバーを外し
て示す側面図、第３図は従来の車両用交流発電機の縦断
面図である。 図において、（１）は第１のブラケット、（２）は第２
のブラケット、（３）は固定子、（３，ａ）は固定子鉄
心、（３ｂ）は固定子コイル、（４）。 （５）はベアリング、（６）はシャフト、（７）（８）
は磁極鉄心、（９）は励磁コイル、（１０ａ）、（１０
ｂ）はファン、（１２）は回転子、（１４）は整流器、
（１６）は電圧調整器、（１７）は冷却液流通装置、（
１７ｄ）は流通路、（１８）は保護カバー　（１８ａ）
は吸入口部である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸に固着され励磁コイルにより励磁される回
   転子磁極鉄心と、この磁極鉄心を囲い、固定子コイルが
   装着された固定子鉄心と、この固定子鉄心を支持すると
   ともに、それぞれ軸受を介し上記回転軸を支持する第１
   のブラケット及び第２のブラケットと、上記磁極鉄心の
   両端に取り付けられ、上記第１のブラケット及び第２の
   ブラケットの内部に冷却風を流通させる一対のファンと
   、整流器及び電圧調整器とを備えた車両用交流発電機に
   おいて、上記第１のブラケットあるいは第２のブラケッ
   トの側面に良熱伝導性の部材からなる冷却液流通装置を
   設けて、その内部に外部から冷却液を流通させる流通路
   を形成し、その冷却液流通装置の外面に上記整流器と電
   圧調整器を取り付け、上記第１のブラケットあるいは第
   ２のブラケットの側面に冷却風の流通路を構成する保護
   カバーを取り付けた車両用交流発電機。