JP2009060711A - 車両用交流発電機及び整流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンルーム内の限られたスペース内で効率良く整流装置における整流素子の冷却を行うことのできる車両用交流発電機及び整流装置を提供する。
【解決手段】固定子５を支持するフレーム１，２と、前記固定子巻線４ａより出力された交流電力を整流するための整流素子３ｃを電気的に接続し該整流素子３ｃを冷却するための放熱板３ａ，３ｂを備える整流装置３と、前記整流装置３を経由し前記回転子５側へ冷却風を流入させるファンを備える車両用交流発電機において，前記放熱板３ａ，３ｂの内周には前記回転子５の略軸中心方向へ延びる複数の放熱フィンを３ｆ設け，前記複数の放熱フィン３ｆの相隣り合うそれぞれの放熱フィンの間に略軸方向に空隙を設け，前記複数の放熱フィン３ｆを、略軸中心方向に長さの異なる少なくとも２種類以上の放熱フィンによって構成する。
【選択図】図１

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及び整流装置に関する。

近年、車両においては、電子機器の増加に伴い、電力需要が増加の一途をたどっている。また、エンジンルーム内は、狭小化を来たし、車両用交流発電機には更なる小型化及び高出力化が求められている。一方、車両に搭載される車両用交流発電機は、エンジン回転数が増加すると、それに伴って、車両用交流発電機の回転数は上がり、冷却風の風量も増加する。このため、車両用交流発電機を構成する構成部品である電子部品の冷却性能は、車両用交流発電機の回転数の増加と共に増加する。

しかしながら、車両のエンジン作動中で、ギアがドライブポジションにあって走行状態において、ブレーキを掛けて車両走行を停止させる信号待ち状態、車両を走行させている途中で、エンジンを掛けたまま停車しているアイドリング状態にあるときでは、エンジンの出力に対して十分な冷却風の風量が得られない。このため、車両用交流発電機による冷却風の風量が十分得られず、車両用交流発電機を構成する構成部品の発熱量が増大することになる。この発熱量の増大においては、特に、車両用交流発電機によって発電された交流電力を整流するための整流素子が発熱の影響を受ける。この整流素子が熱によって影響を受け耐熱温度を超えると、急激な劣化を生じてしまう。

そこで、従来、軸方向流速の早い放熱板の内側部に、複数の軸方向放熱フィンを設け、整流素子の放熱性を向上させた放熱フィン構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特表２００５−５０９３９０号公報

ところが、特許文献１では、軸中心方向に延びた冷却フィン４の先端が同一の円弧上に配置されているため、冷却フィン４の先端での空隙が非常に狭くなり流路抵抗も大きくなる。

このため、スリップリング周辺での風量が非常に少なくなると共に、冷却フィン４の先端まで十分な冷却性を確保することが困難となる。

本発明の目的は、車両用交流発電機による冷却風風量を増大させることなく、エンジンルーム内の限られたスペース内で効率良く整流装置における整流素子の冷却を行うことのできる車両用交流発電機及び整流装置を提供することにある。

上述した問題を解決するため、本発明の車両用交流発電機は、多相の固定子巻線が巻装された固定子と、前記固定子に回転空隙を介して設けられた回転子と、前記回転子の回転軸を回転自在に支持すると共に前記固定子を支持するフレームと、前記固定子巻線より出力された交流電力を整流するための整流素子を電気的に接続し該整流素子を冷却するための放熱板を備える整流装置と、前記整流装置を経由し前記回転子側へ冷却風を流入させるファンを備える車両用交流発電機において，
前記放熱板の内周には前記回転子の略軸中心方向へ延びる複数の放熱フィンを設け，
前記複数の放熱フィンの相隣り合うそれぞれの放熱フィンの間に略軸方向に空隙を設け，
前記複数の放熱フィンを、略軸中心方向に長さの異なる少なくとも２種類以上の放熱フィンによって構成したことを特徴とするものである。

また、本発明の車両用交流発電機は、多相の固定子巻線が巻装された固定子と、前記固定子に回転空隙を介して設けられた回転子と、前記回転子の回転軸を回転自在に支持すると共に前記固定子を支持するフレームと、前記固定子巻線より出力された交流電力を整流するための整流素子を電気的に接続し該整流素子を冷却するための放熱板を備える整流装置と、前記整流装置を経由し前記回転子側へ冷却風を流入させるファンを備える車両用交流発電機において，
前記放熱板の内周には前記回転子の略軸中心方向へ延びる放熱フィンを複数本を相隣り合うそれぞれの放熱フィンの間に略軸方向に空隙を設けて該空隙によって第一冷却風通路を形成し，
前記複数の放熱フィンを前記放熱フィンを長さの長い放熱フィンと長さの短い放熱フィンで構成し、前記長さの短い放熱フィンを前記長さの長い放熱フィンによってを挟み込む形で配置し、前記長さの長い放熱フィンの先端と前記長さの短い放熱フィンの先端とによって第二冷却風流路を形成していることを特徴とするものである。

また、本発明の整流装置は、複数の同極のダイオードを電気的に接続し冷却するための放熱板と、正ダイオードと負ダイオード及び固定子に多相に巻装された固定子巻線を電気的に接続するための接続端子と、前記放熱板を経由する冷却風を発生させる冷却風発生装置を有する整流装置において，
前記放熱板の内周には前記回転子の略軸中心方向へ延びる複数の放熱フィンを設け，
前記複数の放熱フィンの相隣合うそれぞれの放熱フィンの間に略軸方向に送通する第一の冷却風通路を設け，
前記複数の放熱フィンを、略軸中心方向に長さの異なる少なくとも２種類以上の放熱フィンによって構成し，
前記放熱フィンの略軸中心側に複数の放熱フィンによって形成された第二の冷却風流路を形成することを特徴とするものである。

放熱板内周側のフィン先端部分の流路抵抗を小さくすることで、略軸中心のでの流入空気の流量を低下させることなく、フィンの軸中心方向のフィン長さが長い方のフィンにより、フィン先端部分での放熱効果を得ることができる。

以下、本発明に係る車両用交流発電機、および整流装置を実施するための最良の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１には、本発明に係る車両用交流発電機の一実施の形態の全体構造を表す断面図が示されている。

図１において、図の左右方向に対応する方向を「軸方向」、図の左に対応する位置関係を「前」と、図の右に対応する位置関係を「後」として説明する。

［第一実施例］
図１〜図５には、本発明に係る車両用交流発電機の第一実施例が示されている。

図１に示される本実施形態の車両用交流発電機は、フロントフレーム１と、リアフレーム２と、整流装置３と、固定子４と、回転子５と、ブラシ１２と、ＩＣレギュレータ１５と、保護カバー９とによって構成されている。

フロントフレーム１は、車両用交流発電機の前側に設けられ、環状形状を有しており、固定子４を前側から挟持し、ボルト（図示せず）によって保護カバー９に固定されている。

リアフレーム２は、車両用交流発電機の後側に設けられ、環状形状を有しており、固定子４を後側からフロントフレーム１と協働して挟持し、ボルト（図示せず）によってフロントフレーム１に固定されている。

前記フロントフレーム１には内周側略中心部にフロントベアリング７が嵌合しており、リアフレーム２には内周側略中心部にリアベアリング８が嵌合されており、このベアリング７，８には、シャフト１９が回転自在に支持されている。このシャフト１９の一端側（前端側）は、フロントベアリング７を介してフロントフレーム１の外部に突出している。さらに、このシャフト１９の前端には、プーリー６がナット２５によって取り付けられている。プーリー６は、シャフト１９を回転させるためのものであり、このプーリー６には、エンジンの出力軸に取り付けられるプーリー（図示せず）との間にベルト（図示していない）が懸架されており、エンジンの始動によって回転する出力軸からのエンジン出力を出力軸に取り付けられたプーリーを介してシャフト１９に伝達するものである。

すなわち、プーリー６は、車両に搭載したエンジンの出力軸に設けたプーリーと駆動伝達手段としてのベルトにより連結されている。このようにエンジンの出力軸に取り付けられたプーリーを回転させてベルトを走行させ、このベルトを介してエンジンの回転をプーリー６に伝達し、このプーリー６を介してシャフト１９を回転するようになっている。

一方、シャフト１９の他端側（後端側）は、リアベアリング８からカバー９側に突出しており、このシャフト１９の後端には、導電性の環状部材からなるスリップリング１４が設けてられている。

固定子４は、固定子巻線４ａが巻装されて構成されており、前記フロントフレーム１に支持されている。この固定子巻線４ａには、交流電流を直流電流に整流する整流装置３が接続されている。

回転子５は、ロータコア５ｃに界磁巻線５ａを巻き付けて構成されている。この回転子５は、シャフト１９と複数の爪磁極を有するロータコア５ｂ，５ｃと、このロータコア５ｂ，５ｃの内部に巻装する界磁巻線５ａにより構成されている。この界磁巻線５ａは、爪磁極を界磁させるためのものである。そして、この回転子５の回転軸であるシャフト１９の一方に２つのスリップリング１４が圧入されている。

また、前記ロータコア５ｂ，５ｃの軸垂直方向の両端面には、外部から冷却用空気を流入させるために冷却風を発生させる冷却用ファン１０，１１が設けられている。

ブラシ１２は、ブラシホルダー２７に支持され、前記スリップリング１４に対応して２つ設けられており、この２つのブラシ１２は、前記スリップリング１４のそれぞれに摺動接触して、前記回転子５の界磁巻線５ａと電気的に接続されている。このブラシ１２は、前記回転子５の界磁巻線５ａに界磁電流を供給するためと、レギュレータからの電力を前記回転子５の界磁巻線５ａへ供給するためのものである。

前記ブラシホルダ２７内には、バネ２６が内装してあり、このバネ２６は、回転するスリップリング１４にブラシ１２を摺動接触するように押圧している。このスリップリング１４のブラシ１２への摺動接触により、バッテリ（図示せず）からのバッテリ電流がブラシ１２、スリップリング１４、界磁巻線端子５ｄを介して、励磁電力として界磁巻線５ａに供給される。

このように、スリップリング１４には、前述した界磁巻線５ａの両端末５ｄが接続されているとともに、ブラシ１２がそれぞれ接触している。

前記ブラシホルダー２７に近接して設けられるＩＣレギュレータ１５は、車両からの要求電力に応じて、前記ブラシ１２を介して前記回転子５の前記界磁巻線５ａに流れる励磁電力を制御し、これにより固定子４の固定子巻線４ａから出力される３相交流を調整するものである。

そして、保護カバー９は、整流装置やレギュレータを保護するためのものである。

また、前記フロントフレーム１の前側端面には、回転軸方向に前記冷却用ファン１１が発生させた冷却風が流入するための流入口２０が設けられている。そして、前記フロントフレーム１の外周部には、前記流入口２０より外周に位置しており、前記流入口２０より流入された冷却風を排気するための流出口２１が設けられている。

一方、前記リアフレーム２の後側端面には、回転軸方向に前記冷却用ファン１０が発生させた冷却風が流入するための流入口２３が設けられている。そして、前記リアフレーム２の外周部には、前記流入口２３より外周に位置しており、前記流入口２３より流入された冷却風を排出するための流出口２４が設けられている。

また、保護カバー９においては、後ろ側端面及び外周部には、前記冷却用ファン１０が発生させた冷却風を流入するための流入口２２が設けられている。

また、リアフレーム２の後方側には、前記スリップリング１４や前記ブラシ１２とともに、整流器３やＩＣレギュレータ(電圧調整器)１５が設けられており、カバー９により保護されている。

整流器３は、固定子４の固定子巻線４ａの出力電力である３相交流を全波整流して直流の出力を得るものである。すなわち、この整流器３は、交流電流を直流電流に整流するものである。

次に整流装置３について、図２、図３を用いて説明する。図２は、整流装置３の平面図であり、図３は、整流装置３の断面図である。

図２において、整流装置３は、複数の正ダイオード３ｃと、これら複数の正ダイオード３ｃを圧入固定した放熱部材である正極側放熱板３ａと、複数の負ダイオード３ｄと、これら複数の負ダイオード３ｄを圧入固定した放熱部材である負極側放熱板３ｂと、正ダイオード３ｃと負ダイオード３ｄを電気的に接続し、正極側放熱板３ａと負極側放熱板３ｂとの間に一定の絶縁距離を保つために設けられる接続端子３ｅとによって構成されている。

本実施の形態においては、前記負極側放熱板３ｂは、前記リアフレーム２後方にある複数の円柱の負極側放熱板支持部２ａにボルト（図示せず）によって締結されて固定支持されている。この前記負極側放熱板３ｂに対し前記保護カバー９のリアカバー側に、接続端子３ｅが前記負極側放熱板３ｂに積層され取り付けられており、さらに前記負極側放熱板３ｂと、間隙を介して積層した正極側放熱板３ａが取り付けられている。

また、前記正極側放熱板３ａには、出力端子としてのボルト１３が圧入固定されており、全波整流回路で整流された直流出力を取り出し、バッテリ（図示せず）や外部負荷へ電力を供給する。

前記負極側放熱板３ｂと前記リアフレーム２との間は、図３に示す如く、前記リアフレーム２より後方側に突出している負極側放熱板支持部２ａ以外の部分においては、接触しておらず、軸外周方向より流入する冷却風１０ｄが流入するための間隙を有している。

前記正極側放熱板３ａには、図４に示す如く、ダイオード固定面から軸中心方向に複数の放熱フィン３ｆが延びている。この複数の放熱フィン３ｆのそれぞれの間には、前記冷却風流入口２２，２９から軸方向へ流れる冷却風が通るための開口部１６，１７が設けられている。

前記正極側放熱板３ａに取り付けられた複数の放熱フィン３ｆは、長さの長い放熱フィン３ｆ−１と、長さの短い放熱フィン３ｆ−２とによって構成されている。そして、前記正極側放熱板３ａに取り付けられた複数の放熱フィン３ｆは、長さの長い放熱フィン３ｆ−１と長さの短い放熱フィン３ｆ−２とを、複数の放熱フィン３ｆの軸中心方向の先端が、図４に示す如く、長さの短い放熱フィン３ｆ−２を挟み込む形で、長さの長い放熱フィン３ｆ−１を配置して形成されている。

このように長さの短い放熱フィン３ｆ−２を挟み込む形で、長さの長い放熱フィン３ｆ−１を配置することによって、複数の放熱フィン３ｆとスリップリングケース３０との間に空間を形成し、この空間が冷却風通路１６を形成している。

このように長さの長い放熱フィン３ｆ−１の間に長さの短い放熱フィン３ｆ−２を設けることによって、放熱フィン３ｆにおいて、放熱フィン軸中心方向先端における放熱フィンの密集を避けることができる。この放熱フィン軸中心方向先端における放熱フィンの密集を避けることによって放熱フィンのフィン数を多く立てることが可能となる。これによって、ダイオードフィンの放熱面積を広く取ることが可能となり、放熱フィンの放熱性を増大させることができる。

前記正極側放熱板３ａは、図５に示す如く、軸方向に冷却風通風路１８が設けられており、この冷却風通風路１８の縁部には、放熱フィン３ｊが軸方向に伸びて設けられている。

また、図１，図５に示す如く、正極側放熱板３ａの内周に設けてある放熱フィン３ｆの一部のフィンの放熱フィン３ｆ−９は、軸外周方向へ伸び、正極側放熱板３ａの上に設けられた冷却風通風路１８を横切って形成されている。

正極側放熱板３ａと負極側放熱板３ｂは放熱フィン３ｆと共にアルミダイカストにより成形されている。これらの正極側放熱板３ａ、負極側放熱板３ｂは、熱伝導率を向上させる様に物性を改良した他のアルミダイカスト材や熱伝導率の良い他の金属により成形しても良い。

次に、このように構成される本実施の形態の車両用交流発電機の動作について説明する。

本実施の形態の車両用交流発電機は、ブラシ１２、スリップリング１４を介し界磁巻線５ａに励磁電流を受けると各ロータコア５ｂ，５ｃが励磁される。この各ロータコア５ｂ，５ｃが励磁さた状態でプーリー６を介して車両のエンジン（図示せず）からの回転駆動力がシャフト１９に伝達されて回転子５が回転すると、固定子４の固定子巻線４ａに交流電力を発生させる。この固定子巻線４ａに発生した交流電力は、整流器３における正ダイオード３ｃ及び負ダイオード３ｄで整流されボルトによって構成される出力端子１３を介して車両に搭載された電気機器の駆動及び蓄電用の直流電力として出力される。

このとき、回転子５とともにロータコア５ｂ，５ｃの端面に取り付けた冷却用ファン１０，１１が回転することにより機外の空気が引き込まれ、図１に図示の破線に示すようにフロントフレーム１に設けた冷却風流入口２０や保護カバー９に設けた冷却風流入口２２，２８，２９から車両用交流発電機内に冷却風が流入する。この車両用交流発電機内に流入した冷却風の内、冷却風流入口２０を介して前面から流入した冷却風は、界磁巻線５ａや固定子巻線４ａを冷却し冷却風流出口２１，２４より排出される。

一方、図３に図示の破線に示すように保護カバー９に設けた冷却風流入口２２，２８，２９から流入した冷却風１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、整流器３やＩＣレギュレータ１５を冷却した後、冷却風流入口２３を介してリアフレーム２内に流入する。このリアフレーム２内に流入した冷却風１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、更に固定子４の固定子巻線４ａを冷却しながら、冷却風流出口２４に誘導され、この冷却風流出口２４から外部に排出される。

このように車両用交流発電機の後方の保護カバー９に設けた冷却風流入口２２，２８，２９から流入した冷却風は、図３に示す如く、３つに分類される。１つは、保護カバー９に設けられた冷却風流入口２２、２９から軸方向に流入し、正極側放熱板３ａの内周に取り付けられている放熱フィン３ｆを通過し、リアフレーム２内へ流入する冷却風１０ａ，１０ｃである。２つは、保護カバー９に設けられた冷却風流入口２８から軸方向に直角に流入し、正極側放熱板３ａとダイオード接続端子３ｅの間を通過し、リアフレーム２の後方の冷却風流入口２３よりリアフレーム２内へ流入する冷却風１０ｂである。３つは、保護カバー９に設けられた冷却風流入口２８から流入し、負極側放熱板３ｂの外周方向から負極側放熱板３ｂとリアフレーム２の間隙を通過してリアフレーム２の後方の冷却風流入口２３へ流入する冷却風１０ｄである。

保護カバー９に設けられた冷却風流入口２９から流入する冷却風１０ｃの一部は、正極側放熱板３ａの上に設けられている図２に図示の冷却風通風口１８を通過し、保護カバー９に設けられている冷却風流入口２２より軸方向に流入している冷却風１０ａと合流し、リアフレーム２内へ流入する。

また、保護カバー９に設けられた冷却風流入口２９から流入する冷却風１０ｃの一部は、図４に示す如く、正極側放熱板３ａに設置してある放熱フィン３ｆの保護カバー９側に突出している長さの長い放熱フィン３ｆ−１と隣り合う長さの短い放熱フィン３ｆ−２との間に形成してある軸中心方向の開口部１７を通り、冷却風１０ａと合流するようになっている。

次に、本実施の形態の車両用交流発電機の作用効果について説明する。

（１）冷却風通路１６，１７，１８の作用効果
本実施の形態において、正極側放熱板３ａに設けた図４に図示の開口部（冷却風通路）１６，１７は、保護カバー９に設けられた冷却風流入口２２，２９より軸方向に流入する冷却風１０ａ，１０ｃの流れに沿う形で形成されている。このため、冷却風流入口２２，２９から流入する冷却風１０ａ，１０ｃの流路抵抗を低減させ、冷却風１０ａ，１０ｃの流れを円滑にすることができ、正極側放熱板３ａに効率的に冷却風を接触させることができる。このため、正極側放熱板３ａに圧入固定してある代表的な発熱体の一つである正ダイオード３ｃの冷却性能を向上させることができる。

また、開口部（冷却風通路）１６においては、放熱フィン３ｆの先端や代表的な発熱体の一つであるスリップリング１４を被うスリップリングケース３０の周辺における流路抵抗を低減することが可能となる。このため、冷却のために十分な流量を確保することができ、放熱フィン３ｆの先端の冷却性能を向上させると共に、スリップリング１４の冷却性も向上させることができる。

また，正極側放熱板３ａに設けた図５に図示の冷却風風路１８は、保護カバー９に設けられた冷却風流入口２９より軸方向に流入する冷却風１０ｃの流れに沿うように開口されている。このため、冷却風風路１８における冷却風１０ｃの流路抵抗を低減させ、冷却風風路１８の縁に配置してある軸方向に伸びた放熱フィン３ｊと、冷却風通路（開口部）１８を貫いている放熱フィン３ｆ−９部における冷却風１０ｃの流れを円滑にすることができるため、正極側放熱フィン３ａの放熱性を向上させることができる。これによって、正極側放熱板３ａに圧入固定してある代表的な発熱体の一つである正ダイオード３ｃの冷却性能を向上させることができる。

また、冷却風通路（開口部）１６，１７，１８により、冷却風の流路抵抗が低減されることで、リアフレーム２内へ流入する冷却風の風量も増加するため、固定子巻線４ａの冷却性能も向上させることができる。

（２）放熱フィン３ｆ，３ｊ，３ｈの作用効果
正極側放熱板３ａの軸中心方向の内周部にはダイオード固定面から軸方向両端に複数の放熱フィン３ｆが伸びており、それらの放熱フィン３ｆの間は冷却風通路（開口部）１６，１７により円滑な冷却風の流れが形成されているため、複数の放熱フィン３ｆにより得られる十分な表面積により、効率的な冷却作用が得られる。

また，正極側放熱板３ａに設けた冷却風通路（開口部）１８の縁には軸方向に伸びた放熱フィン３ｊと冷却風通路（開口部）１８を貫く様に放熱フィン３ｆ−９が配置してあり、冷却風通路（開口部）１８には円滑な冷却風の流れが形成されている。このため、放熱フィン３ｊ，放熱フィン３ｆ−９によって得られる十分な表面積により、効率的な冷却作用を得ることができる。

さらに、図３に示されるように正極側放熱板３ａと接続端子３ｅとの間に形成されている空隙では、正極側放熱板３ａの接続端子３ｅ側には、正極側放熱板３ａの外周方向から内周方向に向けて複数の放熱フィン３ｈが形成されている。このため正極側放熱板３ａと接続端子３ｅとの間の空隙を通風する冷却風１０ｂを整流し滑らかな風の流れを形成すると同時に、この冷却風１０ｂによって放熱性を拡大することができる。

さらにまた、複数の放熱フィン３ｆが固定されている正極側放熱板３ａの軸中心方向の内周部においては、この複数の放熱フィン３ｆの相隣り合うフィンの間で軸中心方向に開放状態となっているため、流路抵抗を小さくすることができる。したがって、正極側放熱板３ａの表面、及び複数の放熱フィン３ｆの部分においては、正極側放熱板３ａの表面、及び複数の放熱フィン３ｆの部分を流れる冷却風を円滑に流すことが可能となる。このため正極側放熱板３ａの放熱効果を上げることができる。

(３)冷却風１０ｄの作用効果
車両用交流発電機の後方の保護カバー９に設けた冷却風流入口２８から流入し、負極側放熱板３ｂの外周方向から負極側放熱板３ｂとリアフレーム２の間隙を通過し、リアフレーム２の後方の冷却風流入口（冷却風流入路）２３へ流入する冷却風１０ｄは、負ダイオード３ｄの底面を直接冷却しながら負極側放熱板３ｂに沿うように通過することで、負ダイオード３ｄの冷却性を向上することができる。

また、本実施の形態の整流装置３においては、正極側放熱板３ａに設置してある放熱フィン３ｆの保護カバー９側に突出している長さの長い放熱フィン３ｆ−１に挟み込まれた長さの短い放熱フィン３ｆ−２の数量が２本となっているが、この長さの長い放熱フィン３ｆ−１に挟み込む長さの短い放熱フィン３ｆ−２の数量は、２本に限られるものではなく、１本であっても、３本以上の複数本挟み込んでも図４に図示の第一実施例と同様の効果を得ることができる。

またさらに、本実施の形態の整流装置３においては、正極側放熱板３ａに設置してある放熱フィン３ｆの長さの短い放熱フィン３ｆ−２を挟み込む保護カバー９側に突出する長さの長い放熱フィン３ｆ−１の数量が長さの短い放熱フィン３ｆ−２の片側１本ずつ配置されたものとなっているが、この長さの短い放熱フィン３ｆ−２の片側に配置される長さの短い放熱フィン３ｆ−２の数量は、１本に限られるものではなく、２本以上であっても、図４に図示の第一実施例と同様の効果を得ることができる。

すなわち、２本以上の長さの長い放熱フィン３ｆ−１によって、長さの短い放熱フィン３ｆ−２を挟みこんだ形状であっても、図４に図示の第一実施例と同様の効果を得ることができる。

［第二実施例］
図６には、本発明に係る車両用交流発電機の第二実施例が示されている。

図６（Ａ）は、本実施の形態の整流装置３において、正極側放熱板３ａに配置される複数の放熱フィン３ｆの形態を、それぞれ放熱フィン３ｆの根元部３ｆ−４に比べて先端部３ｆ−３を細く形成したものである。

このように形成することにより、２つの放熱フィン３ｆの間には、冷却風通路１６−ａと、冷却風通路１７−ａとが形成され、図４に図示の第一実施例と同様の効果を得ることができる。

図６（Ｂ）は、本実施の形態の整流装置３において、正極側放熱板３ａに配置される複数の放熱フィン３ｆの形態を、それぞれ放熱フィン３ｆ−５の根元から先端にかけて細くなるような大きな勾配を設けて形成したものである。

このように形成することにより、各放熱フィン３ｆの先端間距離Ｄ１を各放熱フィン３ｆの根元間距離Ｄ２と同等、もしくは各放熱フィン３ｆの先端間距離Ｄ１を各放熱フィン３ｆの根元間距離Ｄ２に比べて大きく取ることができる。

このため、２つの放熱フィン３ｆ間に形成される冷却風通路１６−ｂと、冷却風通路１７−ｂにおいて、冷却風通路１６−ｂの風量が冷却風通路１７−ｂよりも低下することなく、図４に図示の第一実施例と同様の効果を得ることができる。

図６（Ｃ）は、本実施の形態の整流装置３において、正極側放熱板３ａに配置される複数の放熱フィン３ｆの形態を、保護カバー９側に突出する長さの長い放熱フィン３ｆ−６の先端と長さの短い放熱フィン３ｆ−７の先端を放熱フィン３ｆ−８により連結し、この放熱フィン３ｆ−８の形状を長さの長い放熱フィン３ｆ−６の先端位置と長さの短い放熱フィン３ｆ−７の先端位置とに合わせて湾曲して形成したものである。

このように長さの短い放熱フィン３ｆ−７を挟み込む形で、長さの長い放熱フィン３ｆ−６を配置し、長さの長い放熱フィン３ｆ−６の先端位置と長さの短い放熱フィン３ｆ−７の先端位置とに合わせて湾曲して放熱フィン３ｆ−８を形成している。

このため、放熱フィン３ｆ−８とスリップリングケース３０との間には、空間が形成され、この空間が冷却風通路１６−ｃを形成している。さらに、長さの短い放熱フィン３ｆ−７のそれぞれの間には、保護カバー９に設けられた冷却風流入口２２，２８，２９から軸方向へ流れる冷却風が通るための冷却風通路（開口部）１７−ｃが形成されている。この冷却風通路１６−ｃと冷却風通路（開口部）１７−ｃとによって正極側放熱板３ａと放熱フィン３ｆの冷却を図ることができ、図４に図示の第一実施例と同様の効果を得ることができる。

以上説明した放熱フィンの形状および、ダイオード冷却方法においては正極側放熱板３ａに適用しているものであるが、負極側放熱板３ｂにおいても同様に適用できる。

一実施形態の車両用交流発電機の断面図である。 整流装置の平面図である。 整流装置の断面構造を示す、車両用交流発電機の断面図である。 整流装置における正極側放熱フィンの内周方向側の部分拡大図である。 整流装置における正極側放熱板上の冷却風通風口の拡大図である。 整流装置における正極側放熱フィン形状の他の実施形態図である。 正極側放熱板の傾斜図である。

符号の説明

１…………………………………………フロントフレーム
２…………………………………………リアフレーム
３…………………………………………整流器
３ａ………………………………………正極側放熱板
３ｂ………………………………………負極側放熱板
３ｃ………………………………………正ダイオード
３ｄ………………………………………負ダイオード
３ｅ………………………………………ダイオード接続端子
３ｆ………………………………………正極側内周放熱フィン
３ｇ〜３ｊ………………………………正極側外周表面放熱フィン
４…………………………………………固定子
４ａ………………………………………固定子巻線
５…………………………………………回転子
５ａ………………………………………界磁巻線
５ｂ，５ｃ………………………………ロータコア
６…………………………………………プーリー
７…………………………………………フロントベアリング
８…………………………………………リアベアリング
９…………………………………………リアカバー
１０………………………………………リアファン
１０ａ〜１０ｄ…………………………リア側冷却風
１１………………………………………フロントファン
１２………………………………………ブラシ
１３………………………………………出力端子ボルト
１４………………………………………スリップリング
１５………………………………………ＩＣレギュレータ
１６〜１８………………………………冷却風通路
１９………………………………………シャフト
２０，２２，２３，２８，２９………冷却風流入口
２１，２４………………………………冷却風流出口
２５………………………………………プーリー固定用ナット
２６………………………………………ブラシ固定用バネ
２７………………………………………ブラシホルダー
３０………………………………………スリップリングケース

Claims (10)

1. 多相の固定子巻線が巻装された固定子と、前記固定子に回転空隙を介して設けられた回転子と、前記回転子の回転軸を回転自在に支持すると共に前記固定子を支持するフレームと、前記固定子巻線より出力された交流電力を整流するための整流素子を電気的に接続し該整流素子を冷却するための放熱板を備える整流装置と、前記整流装置を経由し前記回転子側へ冷却風を流入させるファンを備える車両用交流発電機において，
   前記放熱板の内周には前記回転子の略軸中心方向へ延びる複数の放熱フィンを設け，
   前記複数の放熱フィンの相隣り合うそれぞれの放熱フィンの間に略軸方向に空隙を設け，
   前記複数の放熱フィンを、略軸中心方向に長さの異なる少なくとも２種類以上の放熱フィンによって構成したことを特徴とする車両用交流発電機。
2. 前記複数の放熱フィンは，
   前記放熱板の前記整流素子であるダイオードを固定している固定面から軸方向両側に延ばして形成したものである請求項１に記載の車両用交流発電機。
3. 前記複数の放熱フィンは，
   前記放熱板の軸方向側面から略軸垂直方向に向かい、長さの長い放熱フィンと長さの短い放熱フィンで構成し，
   前記複数の放熱フィンには、相隣り合う放熱フィンの間に空隙を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用交流発電機。
4. 前記放熱板は，
   軸方向へ冷却風を流入させるために略軸方向に開口部を設け、前記複数の放熱フィンの１本を前記放熱板外周方向に伸ばして、前記放熱板上に形成する開口部内部まで延在させたことを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機。
5. 前記放熱板に形成される冷却風通路の開口部の縁部には，
   前記放熱板の外周方向から内周方向にむけて複数の放熱フィンを形成したことを特徴とする請求項４に記載の車両用交流発電機。
6. 前記複数の放熱フィンは，
   アルミダイカストによって形成されるものである請求項１，２，３，４又は５に記載の車両用交流発電機。
7. 多相の固定子巻線が巻装された固定子と、前記固定子に回転空隙を介して設けられた回転子と、前記回転子の回転軸を回転自在に支持すると共に前記固定子を支持するフレームと、前記固定子巻線より出力された交流電力を整流するための整流素子を電気的に接続し該整流素子を冷却するための放熱板を備える整流装置と、前記整流装置を経由し前記回転子側へ冷却風を流入させるファンを備える車両用交流発電機において，
   前記放熱板の内周には前記回転子の略軸中心方向へ延びる放熱フィンを複数本を相隣り合うそれぞれの放熱フィンの間に略軸方向に空隙を設けて該空隙によって第一冷却風通路を形成し，
   前記複数の放熱フィンを前記放熱フィンを長さの長い放熱フィンと長さの短い放熱フィンで構成し、前記長さの短い放熱フィンを前記長さの長い放熱フィンによってを挟み込む形で配置し、前記長さの長い放熱フィンの先端と前記長さの短い放熱フィンの先端とによって第二冷却風流路を形成していることを特徴とする車両用交流発電機。
8. 前記放熱板は，
   内周に、第一冷却風通路および第二冷却風流路を軸方向に形成したものである請求項７に記載の車両用交流発電機。
9. 前記放熱板内周部に形成されている前記放熱フィンにおいて、前記軸方向流路と合流する軸垂直方向の冷却風通路を形成することを特徴とする請求項７の車両用交流発電機。
10. 複数の同極のダイオードを電気的に接続し冷却するための放熱板と、正ダイオードと負ダイオード及び固定子に多相に巻装された固定子巻線を電気的に接続するための接続端子と、前記放熱板を経由する冷却風を発生させる冷却風発生装置を有する整流装置において，
    前記放熱板の内周には前記回転子の略軸中心方向へ延びる複数の放熱フィンを設け，
    前記複数の放熱フィンの相隣合うそれぞれの放熱フィンの間に略軸方向に送通する第一の冷却風通路を設け，
    前記複数の放熱フィンを、略軸中心方向に長さの異なる少なくとも２種類以上の放熱フィンによって構成し，
    前記放熱フィンの略軸中心側に複数の放熱フィンによって形成された第二の冷却風流路を形成することを特徴とする整流装置。

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