(57)【要約】【課題】この発明は、半田接合や圧入の固定方法を用いることなく、整流素子を放熱板に取り付けるようにして、整流素子や放熱板の温度上昇に起因する整流素子の外れがない、および取り付け時における整流素子や放熱板の変形、あるいは整流素子の内部破壊整の発生がない整流装置を備えた回転電機を得る。【解決手段】正極側整流器２１は、正極側放熱板３０を正極側放熱板２７に穿設された正極側素子挿入穴２９の両開口を塞口するように装着して正極側放熱板２７に固着し、正極側リード端子２５を正極側保持板３０の形成された切り欠き３２から延出させて正極側整流素子２２を正極側素子挿入穴２９内に遊嵌状態に収納し、正極側金属ベース２３を導電性接着材４９により正極側放熱板２７および正極側保持板３０に接着固着して構成されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子コイルが円筒状の固定子鉄心に装着されてなる固定子と、
上記固定子鉄心の内周側に回転自在に配設され、界磁コイルがポールコアに装着されてなる回転子と、
上記固定子コイルの交流出力を整流する整流装置と、を備えた回転電機において、
上記整流装置は、
複数個の正極側素子挿入穴が穿設された金属製の平板状の正極側放熱板と、上記複数個の正極側素子挿入穴の両開口を少なくとも正極側開口部を有して塞口するように上記正極側放熱板に固着された金属製の正極側保持板と、それぞれ、正極側金属ベース、該正極側金属ベースにアノードを電気的に接続されて該正極側金属ベースの一面に実装された正極側一方向導通素子、該正極側一方向導通素子を埋設する正極側モールド樹脂部、および該正極側一方向導通素子のカソードに電気的に接続されて該正極側モールド樹脂部から延出する正極側リード端子を有し、上記正極側保持板により塞口された上記複数個の正極側素子挿入穴のそれぞれに遊嵌状態に、かつ該正極側リード端子を上記正極側開口部から引き出して収納された正極側整流素子と、上記正極側金属ベースを上記正極側放熱板および上記正極側保持板に接着固定する正極側導電性接着剤と、からなる正極側整流器と、
複数個の負極側素子挿入穴が穿設された金属製の平板状の負極側放熱板と、上記複数個の負極側素子挿入穴の両開口を少なくとも負極側開口部を有して塞口するように上記負極側放熱板に固着された金属製の負極側保持板と、それぞれ、負極側金属ベース、該負極側金属ベースにカソードを電気的に接続されて該負極側金属ベースの一面に実装された負極側一方向導通素子、該負極側一方向導通素子を埋設する負極側モールド樹脂部、および該負極側一方向導通素子のアノードに電気的に接続されて該負極側モールド樹脂部から延出する負極側リード端子を有し、上記負極側保持板により塞口された上記複数個の負極側素子挿入穴のそれぞれに遊嵌状態に、かつ該負極側リード端子を上記負極側開口部から引き出して収納された負極側整流素子と、上記負極側金属ベースを上記負極側放熱板および上記負極側保持板に接着固定する負極側導電性接着剤と、からなる負極側整流器と、を備えていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
放熱フィンが上記正極側保持板および上記負極側保持板の少なくとも一方に形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
固定子コイルが円筒状の固定子鉄心に装着されてなる固定子と、
上記固定子鉄心の内周側に回転自在に配設され、界磁コイルがポールコアに装着されてなる回転子と、
上記固定子コイルの交流出力を整流する整流装置と、を備えた回転電機において、
上記整流装置は、
有底の複数個の正極側素子挿入穴が凹設された金属製の平板状の正極側放熱板と、上記複数個の正極側素子挿入穴の開口を少なくとも正極側開口部を有して塞口するように上記正極側放熱板に固着された金属製の正極側保持板と、それぞれ、正極側金属ベース、該正極側金属ベースにアノードを電気的に接続されて該正極側金属ベースの一面に実装された正極側一方向導通素子、該正極側一方向導通素子を埋設する正極側モールド樹脂部、および該正極側一方向導通素子のカソードに電気的に接続されて該正極側モールド樹脂部から延出する正極側リード端子を有し、上記正極側保持板により塞口された上記複数個の正極側素子挿入穴のそれぞれに遊嵌状態に、かつ該正極側リード端子を上記正極側開口部から引き出して収納された正極側整流素子と、上記正極側金属ベースを上記正極側放熱板に接着固定する正極側導電性接着剤と、からなる正極側整流器と、
有底の複数個の負極側素子挿入穴が凹設された金属製の平板状の負極側放熱板と、上記複数個の負極側素子挿入穴の開口を少なくとも負極側開口部を有して塞口するように上記負極側放熱板に固着された金属製の負極側保持板と、それぞれ、負極側金属ベース、該負極側金属ベースにカソードを電気的に接続されて該負極側金属ベースの一面に実装された負極側一方向導通素子、該負極側一方向導通素子を埋設する負極側モールド樹脂部、および該負極側一方向導通素子のアノードに電気的に接続されて該負極側モールド樹脂部から延出する負極側リード端子を有し、上記負極側保持板により塞口された上記複数個の負極側素子挿入穴のそれぞれに遊嵌状態に、かつ該負極側リード端子を上記負極側開口部から引き出して収納された負極側整流素子と、上記負極側金属ベースを上記負極側放熱板に接着固定する負極側導電性接着剤と、からなる負極側整流器と、を備えていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
放熱フィンが上記正極側放熱板および上記負極側放熱板の少なくとも一方に形成されていることを特徴とする請求項３記載の回転電機。
【請求項５】
上記正極側放熱板、上記正極側保持板、上記負極側放熱板、および上記負極側保持板がアルミ製であることを特徴とする請求項１乃至請求項４にいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
上記正極側放熱板および上記負極側放熱板と上記正極側保持板および上記負極側保持板との一方がアルミ製であり、他方が銅製であることを特徴とする請求項１乃至請求項４にいずれか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用交流発電機などの回転電機に関し、特にその整流装置の整流素子の取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用交流発電機は、車両に搭載され、エンジンからの動力によって駆動されて発電し、その交流電力を整流装置により直流に整流する。この車両用交流発電機の出力により、バッテリが充電され、各種の電装部品が駆動される。
整流装置は、整流素子を放熱板に半田接合して構成されているので、整流素子や放熱板の温度が半田の融点以上となると、半田が溶け、整流素子が外れる不具合が生じる。
【０００３】
このような状況を鑑み、整流素子の金属ベースを放熱板に穿設された貫通穴に圧入して、半田を用いることなく、整流素子と放熱板との間の機械的固定と電気的接続を確保した整流装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４２６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の整流装置では、整流素子と放熱板との接続に半田を用いていないので、整流素子や放熱板の温度が高くなっても、整流素子が外れるような不具合はない。しかし、整流素子の金属ベースを放熱板の貫通穴に圧入しているので、圧入時の応力が、整流素子や放熱板の変形、あるいは整流素子の内部破壊をもたらし、整流装置の歩留まりが低下するという不具合があった。
【０００６】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、半田接合や圧入の固定方法を用いることなく、整流素子を放熱板に取り付けるようにして、整流素子や放熱板の温度上昇に起因する整流素子の外れがない、および取り付け時における整流素子や放熱板の変形、あるいは整流素子の内部破壊整の発生がない整流装置を備えた回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による回転電機は、固定子コイルが円筒状の固定子鉄心に装着されてなる固定子と、上記固定子鉄心の内周側に回転自在に配設され、界磁コイルがポールコアに装着されてなる回転子と、上記固定子コイルの交流出力を整流する整流装置と、を備えている。そして、上記整流装置は、複数個の正極側素子挿入穴が穿設された金属製の平板状の正極側放熱板と、上記複数個の正極側素子挿入穴の両開口を少なくとも正極側開口部を有して塞口するように上記正極側放熱板に固着された金属製の正極側保持板と、それぞれ、正極側金属ベース、該正極側金属ベースにアノードを電気的に接続されて該正極側金属ベースの一面に実装された正極側一方向導通素子、該正極側一方向導通素子を埋設する正極側モールド樹脂部、および該正極側一方向導通素子のカソードに電気的に接続されて該正極側モールド樹脂部から延出する正極側リード端子を有し、上記正極側保持板により塞口された上記複数個の正極側素子挿入穴のそれぞれに遊嵌状態に、かつ該正極側リード端子を上記正極側開口部から引き出して収納された正極側整流素子と、上記正極側金属ベースを上記正極側放熱板および上記正極側保持板に接着固定する正極側導電性接着剤と、からなる正極側整流器と、複数個の負極側素子挿入穴が穿設された金属製の平板状の負極側放熱板と、上記複数個の負極側素子挿入穴の両開口を少なくとも負極側開口部を有して塞口するように上記負極側放熱板に固着された金属製の負極側保持板と、それぞれ、負極側金属ベース、該負極側金属ベースにカソードを電気的に接続されて該負極側金属ベースの一面に実装された負極側一方向導通素子、該負極側一方向導通素子を埋設する負極側モールド樹脂部、および該負極側一方向導通素子のアノードに電気的に接続されて該負極側モールド樹脂部から延出する負極側リード端子を有し、上記負極側保持板により塞口された上記複数個の負極側素子挿入穴のそれぞれに遊嵌状態に、かつ該負極側リード端子を上記負極側開口部から引き出して収納された負極側整流素子と、上記負極側金属ベースを上記負極側放熱板および上記負極側保持板に接着固定する負極側導電性接着剤と、からなる負極側整流器と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、正極側および負極側整流素子が正極側および負極側保持板により塞口された正極側および負極側素子挿入穴に遊嵌状態に収納され、正極側および負極側金属ベースが正極側および負極側導電性接着剤により正極側および負極側放熱板および正極側および負極側保持板に接着固定されている。そこで、正極側および負極側整流素子を正極側および負極側放熱板に実装する際に、ストレスが正極側および負極側整流素子や正極側および負極側放熱板にかからないので、正極側および負極側整流素子や正極側および負極側放熱板の変形、あるいは正極側および負極側整流素子の内部破壊の発生がない。また、正極側および負極側素子挿入穴が正極側および負極側保持板により塞口されているので、正極側および負極側整流素子の外れが阻止される。さらに、正極側および負極側整流素子の正極側および負極側放熱板への半田接合が不要となるので、半田の溶融による正極側および負極側整流素子の外れの問題はない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における整流装置を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器を裏面側から見た斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器を正面側から見た斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器を示す分解斜視図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における整流装置の負極側整流器の径方向に沿った断面図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の電気回路図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器の周方向に沿った断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器を裏面側から見た斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器の径方向に沿った断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器の周方向に沿った断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器の周方向に沿った断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における整流装置を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器を裏面側から見た斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器を正面側から見た斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器を示す分解斜視図、図６は図３のＶＩ−ＶＩ矢視断面図、図７はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における整流装置の負極側整流器の径方向に沿った断面図、図８はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の電気回路図である。
【００１１】
図１において、車両用交流発電機１は、それぞれ略椀形状のアルミ製のフロントブラケット２とリヤブラケット３とからなるケース４と、シャフト７をケース４に軸受５を介して支持されて、ケース４内に回転自在に配設された回転子６と、ケース４のフロント側に延出するシャフト７の端部に固着されたプーリ１３と、回転子６の軸方向の両端面に固定されたファン１４と、回転子６に対して一定のエアギャップを有して、回転子６の外周を囲繞してケース４に固定された固定子１０と、シャフト７のリヤ側に固定され、回転子６に電流を供給する一対のスリップリング１５と、各スリップリング１５に摺動するようにケース４内に配設された一対のブラシ１６と、一対のブラシ１６を収容するブラシホルダ１７と、ブラシホルダ１７に取り付けられたヒートシンク１８に接着固定され、固定子１０で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器１９と、固定子１０に電気的に接続され、固定子１０で生じた交流を直流に整流する整流装置２０と、を備えている。
【００１２】
回転子６は、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁コイル８と、界磁コイル８を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア９と、ポールコア９の軸心位置に貫装されたシャフト７と、を備えている。
固定子１０は、円筒状の固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に巻装され、回転子６の回転に伴い、界磁コイル８からの磁束の変化で交流が生じる固定子コイル１２と、を備えている。
【００１３】
つぎに、整流装置２０の構成について、図２乃至図７を参照しつつ説明する。
整流装置２０は、図２に示されるように、正極側整流器２１と、負極側整流器３５と、から構成されている。
【００１４】
正極側整流器２１は、図２乃至図６に示されるように、正極側整流素子２２と、正極側整流素子２２を電気的、かつ熱的に接続状態に支持する正極側放熱板２７と、正極側放熱板２７に支持された正極側整流素子２２の外れを防止する正極側保持板３０と、から構成されている。
【００１５】
正極側整流素子２２は、円盤状に作製された銅製の正極側金属ベース２３と、正極側金属ベース２３の表面にカソード側を接合して配設された正極側一方向導通素子として半導体ペレット２４と、半導体ペレット２４のアノード側に接続された正極側リード端子２５と、を備えている。そして、正極側整流素子２２は、正極側樹脂モールド部２６により正極側金属ベース２３の表面に配設された半導体ペレット２４を埋設して円柱体に作製され、正極側リード端子２５が正極側金属ベース２３と逆側の端面から延出している。
【００１６】
正極側放熱板２７は、アルミ材を円弧状平板に成形して作製されている。そして、取付穴２８が、正極側放熱板２７の周方向両端および中央のそれぞれに穿設されている。さらに、穴形状を円形とする正極側素子挿入穴２９が、正極側放熱板２７の周方向に隣り合う取付穴２８間のそれぞれに、周方向に互いに離間して３つずつ穿設されている。ここで、正極側放熱板２７は、正極側整流素子２２の厚みより僅かに厚い板厚に作製されている。正極側素子挿入穴２９は、正極側整流素子２２の外径より僅かに大きな内径に形成されている。さらに、正極側素子挿入穴２９の穿設位置は、正極側放熱板２７の径方向の中央位置から内径側にシフトしている。
【００１７】
正極側保持板３０は、アルミ材で外径側を開口とする断面コ字状の円弧状に成形して作製されている。ここで、正極側保持板３０は、断面コ字状の溝３１の底部が正極側放熱板２７の内周面と同等の曲率半径を有し、断面コ字状の溝３１の幅は、正極側放熱板２７の板厚とほぼ同等の幅となっている。そして、正極側保持板３０は、正極側放熱板２７の周方向に隣り合う取付穴２８間に穿設された３つの正極側素子挿入穴２９を覆う周方向長さおよび径方向長さに形成されている。さらに、正極側整流素子２２の正極側リード端子２５を非接触状態で挿通させる正極側開口部としての切り欠き３２が正極側保持板３０の断面コ字状の一方の辺に形成されている。
【００１８】
このように構成された正極側整流器２１を組み立てるには、まず、導電性接着剤４９が正極側金属ベース２３および正極側樹脂モールド部２６の外周面に塗布された正極側整流素子２２を正極側素子挿入穴２９のそれぞれに挿入する。ついで、導電性接着剤４９を正極側金属ベース２３の裏面に塗布し、正極側保持板３０を内径側から正極側放熱板２７に装着する。この時、正極側整流素子２２の正極側リード端子２５は非接触状態に切り欠き３２から延出されている。ついで、正極側保持板３０を正極側放熱板２７に正極側整流素子２２から離反した位置でスポット溶接し、正極側保持板３０と正極側放熱板２７とを一体化し、導電性接着剤４９を硬化させて、正極側整流器２１が組み立てられる。
【００１９】
このように組み立てられた正極側整流器２１では、正極側整流素子２２が正極側保持板３０により両開口を塞口された正極側素子挿入穴２９内に遊嵌状態に収容され、導電性接着剤４９により正極側放熱板２７および正極側保持板３０に接着固定されている。ここで、導電性接着剤４９には、例えば銀フィラーをエポキシ系熱硬化性樹脂に添加したものが用いられ、電気導電性および熱伝導性が付与されている。そこで、正極側整流素子２２が導電性接着剤４９を介在させて正極側放熱板２７および正極側保持板３０に支持されており、正極側金属ベース２３が正極側放熱板２７および正極側保持板３０に電気的および熱的に接続されている。
【００２０】
負極側整流器３５は、図２および図７に示されるように、負極側整流素子３６と、負極側整流素子３６を電気的に、かつ熱的に接続状態に支持する負極側放熱板４０と、負極側放熱板４０に支持された負極側整流素子３６の外れを防止する負極側保持板４４と、から構成されている。
【００２１】
負極側整流素子３６は、円盤状に作製された銅製の負極側金属ベース３７と、負極側金属ベース３７の表面にアノード側を接合して配設された負極側一方向導通素子としての半導体ペレット２４と、半導体ペレット２４のカソード側に接続された負極側リード端子３８と、を備えている。そして、負極側整流素子３６は、負極側樹脂モールド部３９により負極側金属ベース３７の表面に配設された半導体ペレット２４を埋設して円柱体に作製され、負極側リード端子３８が負極側金属ベース３７と逆側の端面から延出している。ここで、負極側一方向導通素子は、正極側一方向導通素子と導通方向が異なるだけであり、正極側一方向導通素子と同じ半導体ペレート２４が用いられる。
【００２２】
負極側放熱板４０は、アルミ材を円弧状平板に成形して作製されている。そして、取付穴４１が、負極側放熱板４０の周方向両端および中央のそれぞれに穿設されている。さらに、穴形状を円形とする負極側素子挿入穴４２が、負極側放熱板４０の周方向に隣り合う取付穴４１間のそれぞれに、周方向に互いに離間して３つずつ穿設されている。さらにまた、正極側整流素子２２の正極側リード端子２５を非接触状態で挿通させるための切り欠き４３が負極側放熱板４０に形成されている。ここで、負極側放熱板４０は、負極側整流素子３６の厚みより僅かに厚い板厚に作製されている。負極側素子挿入穴４２は、負極側整流素子３６の外径より僅かに大きな内径に形成されている。さらに、負極側素子挿入穴４２の穿設位置は、負極側放熱板４０の径方向の中央位置から外径側にシフトしている。
【００２３】
負極側保持板４４は、アルミ材で内径側を開口とする断面コ字状の円弧状に成形して作製されている。ここで、負極側保持板４４は、断面コ字状の溝４５の底部が負極側放熱板４０の外周面と同等の曲率半径を有し、断面コ字状の溝４５の幅は、負極側放熱板４０の板厚とほぼ同等の幅となっている。そして、負極側保持板４４は、負極側放熱板４０の周方向に隣り合う取付穴４１間に穿設された３つの負極側素子挿入穴４２を覆う周方向長さおよび径方向長さに形成されている。さらに、負極側整流素子３６の負極側リード端子３８を非接触状態で挿通させる切り欠き４６が負極側保持板４４の断面コ字状の一方の辺に形成されている。
【００２４】
このように構成された負極側整流器３５を組み立てるには、まず、導電性接着剤４９が負極側金属ベース３７および負極側樹脂モールド部３９の外周面に塗布された負極側整流素子３６を負極側素子挿入穴４２のそれぞれに挿入する。ついで、導電性接着剤４９を負極側金属ベース３７の裏面に塗布し、負極側保持板４４を外径側から負極側放熱板４０に装着する。この時、負極側整流素子３６の負極側リード端子３８は非接触状態に切り欠き４６から延出されている。ついで、負極側保持板４４を負極側放熱板４０に負極側整流素子３６から離反した位置でスポット溶接し、負極側保持板４４と負極側放熱板４０とを一体化し、導電性接着剤４９を硬化させて、負極側整流器３５が組み立てられる。
【００２５】
このように組み立てられた負極側整流器３５では、負極側整流素子３６が負極側保持板４４により両開口を塞口された負極側素子挿入穴４２内に遊嵌状態に収容され、導電性接着剤４９により負極側放熱板４０および負極側保持板４４に接着固定されている。そこで、負極側整流素子３６が導電性接着剤４９を介在させて負極側放熱板４０および負極側保持板４４に支持されており、負極側金属ベース３７が負極側放熱板４０および負極側保持板４４に電気的および熱的に接続されている。
【００２６】
このように組み立てられた正極側整流器２１と負極側整流器３５とは、スペーサ（図示せず）を介して重ねられ、取付穴２８，４１に通された取付ボルト（図示せず）をリヤブラケット３の内壁面に締着して取付けられる。そして、負極側放熱板４０がリヤブラケット３を介して接地され、正極側放熱板４０は負極側放熱板４０と電気的に非接触状態となっている。また、出力端子（図示せず）が正極側放熱板２７に取付けられる。また、負極側放熱板４０の切り欠き４３から回転子６側に延出する正極側整流素子２２の正極側リード端子２５と負極側保持板４４の切り欠き４６から回転子６側に延出する負極側整流素子３６の負極側リード端子３８とが結線される。これにより、図８に示されるように、正極側整流素子２２と負極側整流素子３６とを直列に接続してなる３つの整流素子対によるダイオードブリッジからなる２つの整流装置２０Ａ，２０Ｂが構成される。
【００２７】
固定子コイル１２は、図８に示されるように、ａ相巻線１２ａ、ｂ相巻線１２ｂ、およびｃ相巻線１２ｃをＹ結線して形成された三相交流巻線１２Ａと、ｄ相巻線１２ｄ、ｅ相巻線１２ｅ、およびｆ相巻線１２ｆをＹ結線して形成された三相交流巻線１２Ｂとから構成されている。そして、三相交流巻線１２Ａの各口出し線４８が整流装置２０Ａの各整流素子対の正極側整流素子２２と負極側整流素子３６との接続点、すなわち正極側リード端子２５，３８の結線点に接続される。同様に、三相交流巻線１２Ｂの各口出し線４８が整流装置２０Ｂの各整流素子対の正極側整流素子２２と負極側整流素子３６との接続点、すなわち正極側リード端子２５，３８の結線点に接続される。
【００２８】
つぎに、このように構成された車両用交流発電機１の動作について説明する。
まず、電流がバッテリ（図示せず）からブラシ１６およびスリップリング１５を介して回転子６の界磁コイル８に供給され、磁束が発生される。この磁束により、ポールコア９に磁極が形成される。
一方、エンジンの回転トルクがベルト（図示せず）およびプーリ１３を介してシャフト７に伝達され、回転子６が回転される。そこで、回転磁界が固定子１０の固定子コイル１２に与えられ、起電力が固定子コイル１２を構成する三相交流巻線１２Ａ，１２Ｂに発生する。そして、三相交流巻線１２Ａの各出力端から出力される三相交流電圧が整流装置２０Ａにより全波整流されて出力され、三相交流巻線１２Ｂの各出力端から出力される三相交流電圧が整流装置２０Ｂにより全波整流されて出力される。
【００２９】
このとき、ファン１４が回転子６とともに回転する。そして、フロント側では、外気がフロントブラケット２の端面に形成された吸気孔２ａから吸気され、ファン１４により遠心方向に曲げられてフロントブラケット２の側面に設けられた排気孔２ｂから排出される。この外気の流れにより、固定子コイル１２のフロント側コイルエンドが冷却される。
また、リヤ側では、外気がリヤブラケット３の端面に形成された吸気孔３ａから吸気され、ファン１４により遠心方向に曲げられてリヤブラケット３の側面に設けられた排気孔３ｂから排出される。この外気の流れにより、固定子コイル１２のリヤ側コイルエンド、電圧調整器１９、および整流装置２０が冷却される。
【００３０】
そして、正極側整流素子２２の半導体ペレット２４での発熱は、正極側金属ベース２３から導電性接着剤４９を介して正極側放熱板２７および正極側保持板３０に伝達され、正極側放熱板２７および正極側保持板３０の表面から外気に放熱される。一方、負極側整流素子３６の半導体ペレット２４での発熱は、負極側金属ベース３７から導電性接着剤４９を介して負極側放熱板４０および負極側保持板４４に伝達され、負極側放熱板４０および負極側保持板４４の表面から外気に放熱される。これにより、整流装置２０の過度の温度上昇が抑えられる。
【００３１】
この実施の形態１によれば、正極側整流素子２２が、正極側素子挿入穴２９内に遊嵌状態に収容され、導電性接着剤４９により正極側放熱板３７および正極側保持板３０に接着固定され、負極側整流素子３６が、負極側素子挿入穴４２内に遊嵌状態に収容され、導電性接着剤４９により負極側放熱板４０および負極側保持板４４に接着固定されている。そこで、正極側整流素子２２は、電気的、かつ熱的な接続状態を確保されて、正極側放熱板２７および正極側保持板３０に機械的に固定されて支持されている。同様に、負極側整流素子３６は、電気的、かつ熱的な接続状態を確保されて、負極側放熱板４０および負極側保持板４４に機械的に固定されて支持されている。
【００３２】
また、正極側整流素子２２および負極側整流素子３６を正極側素子挿入穴２９，４２に挿入する際に、ストレスが正極側整流素子２２および負極側整流素子３６にかかることがない。また、正極側保持板３０および負極側保持板４４を正極側放熱板２７および負極側放熱板４０に装着する際に、ストレスが正極側整流素子２２および負極側整流素子３６にかかることがない。さらに、半田接合が不要となり、半田接合での熱負荷が正極側整流素子２２および負極側整流素子３６にかかることがない。したがって、整流装置２０の組立時に、半導体ペレット２４の損傷や熱劣化、および正極側放熱板２７や負極側放熱板４０の変形が発生せず、歩留まりを高めることができる。
【００３３】
また、正極側保持板３０が正極側整流素子２２を挟み込むように正極側放熱板２７に装着されているので、正極側放熱板２７からの正極側整流素子２２の外れや異物の飛来に伴う正極側整流素子２２の損傷の発生が防止される。同様に、負極側保持板４４が負極側整流素子３６を挟み込むように負極側放熱板４０に装着されているので、負極側放熱板４０からの負極側整流素子３６の外れや異物の飛来に伴う負極側整流素子３６の損傷の発生が防止される。
【００３４】
また、正極側保持板３０が溝３１内に正極側放熱板２７を収容するように正極側放熱板２７に装着され、スポット溶接により固着されているので、正極側整流素子２２から離れた位置でスポット溶接することができ、正極側整流素子２２の熱劣化を防止することができる。同様に、負極側保持板４４が溝４５内に負極側放熱板４０を収容するように負極側放熱板４０に装着され、スポット溶接により固着されているので、負極側整流素子３６から離れた位置でスポット溶接することができ、負極側整流素子３６の熱破壊を防止することができる。
【００３５】
また、正極側および負極側放熱板２７，４０に正極側および負極側保持板３０，４４がスポット溶接されているので、正極側および負極側放熱板２７，４０の耐振性が高められる。そこで、正極側および負極側放熱板２７，４０の振動に起因する導電性接着剤４９の剥離の発生が抑制される。
また、正極側放熱板２７、正極側保持板３０、負極側放熱板４０、および負極側保持板４４がアルミニウムで作製されているので、整流装置２０の軽量化が図られる。さらに、正極側および負極側金属ベース２３，３７を正極側放熱板２７、正極側保持板３０、負極側放熱板４０、および負極側保持板４４に半田接合する必要がないので、アルミニウムの表面にニッケルメッキなどの表面処理を施す必要もない。
【００３６】
なお、上記実施の形態１では、正極側および負極側保持板の一方の辺と正極側および負極側整流素子の正極側および負極側樹脂モールド部との接続については論じていないが、両者間に接着剤を充填するようにしてもよい。この場合、正極側および負極側保持板と正極側および負極側リード端子との電気的短絡を回避することから、電気絶縁性接着剤を用いることが望ましい。
【００３７】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器の周方向に沿った断面図である。
【００３８】
図９において、正極側整流器２１Ａでは、放熱フィン５０が、ほぼ等角ピッチで放射状に正極側保持板３０Ａの断面コ字状の他方の辺の外周面に立設されている。
なお、この実施の形態２の他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００３９】
従って、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様に効果が得られる。
この実施の形態２によれば、放熱フィン５０が正極側保持板３０Ａの断面コ字状の他方の辺の外周面に立設されているので、放熱面積が増大し、正極側整流素子２４での発熱が効果的に放熱される。
【００４０】
なお、上記実施の形態２では、放熱フィンを正極側保持板に形成するものとしているが、負極側整流器においても、放熱フィンを、ほぼ等角ピッチで放射状に負極側保持板の断面コ字状の一方の辺の外周面に立設してもよい。これにより、負極側整流素子での発熱が効果的に放熱される。
【００４１】
実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器を裏面側から見た斜視図である。
【００４２】
図１０において、正極側保持板３０Ｂが１つの正極側整流素子（図示せず）を挟み込む周方向幅を有する断面コ字状に形成されている。そして、正極側整流器２１Ｂは、６つの正極側保持板３０Ｂを、それぞれ、導電性接着剤が塗布されて素子挿入穴のそれぞれに挿入された正極側整流素子を挟み込むように、内径側から正極側放熱板２７に装着し、スポット溶接し、導電性接着剤を硬化して作製されている。そして、図示していないが、負極側整流器も、同様に構成されている。
なお、この実施の形態３の他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４３】
従って、この実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
この実施の形態３によれば、正極側保持板３０Ｂの周方向幅が１つの正極側整流素子を挟み込む長さとなっているので、正極側保持板３０Ｂの容積が小さくなる。そこで、整流装置を冷却する外気の通風路の通風抵抗が低減されるので、冷却風（外気）の風量が多くなり、整流装置を効果的に冷却することができる。
【００４４】
実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器の径方向に沿った断面図である。
【００４５】
図１１において、正極側素子挿入穴２９Ａは、正極側整流素子２２が遊嵌状態に挿入可能な断面円形の有底の穴であり、正極側放熱板２７Ａの表面に開口するように凹設されている。正極側保持板３０Ｃは、正極側リード端子２５を引き出すための切り欠き３２を有し、正極側素子挿入穴２９Ａを塞口する形状の平板に形成されている。そして、正極側整流器２１Ｃは、導電性接着剤４９が塗布された正極側整流素子２２を正極側素子挿入穴２９Ａのそれぞれに挿入し、正極側リード端子２５を切り欠き３２から延出させて正極側整流素子２２を覆うように正極側保持板３０Ｃを載置し、正極側保持板３０Ｃを正極側放熱板２７Ａにスポット溶接し、導電性接着剤４９を硬化して作製されている。そして、図示していないが、負極側整流器も、同様に構成されている。
なお、この実施の形態４の他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４６】
従って、この実施の形態４においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
この実施の形態４によれば、正極側素子挿入穴２９Ａが有底の穴に形成されているので、正極側素子挿入穴２９Ａに挿入された正極側整流素子２２を覆うように正極側保持板３０Ｃを正極側放熱板２７Ａに固着すればよく、整流装置の組立性が向上する。
【００４７】
なお、上記実施の形態４では、正極側および負極側保持板と正極側および負極側整流素子の正極側および負極側樹脂モールド部との接続については論じていないが、両者間に接着剤を充填するようにしてもよい。この場合、正極側および負極側保持板と正極側および負極側リード端子との電気的短絡を回避することから、電気絶縁性接着剤を用いることが望ましい。
【００４８】
実施の形態５．
図１２はこの発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器の周方向に沿った断面図である。
【００４９】
図１２において、正極側整流器２１Ｄでは、放熱フィン５１が等角ピッチで放射状に正極側放熱板２７Ｂの裏面に立設されている。
なお、実施の形態５の他の構成は、上記実施の形態４と同様に構成されている。
【００５０】
従って、この実施の形態５においても、上記実施の形態４と同様の効果が得られる。
この実施の形態５によれば、放熱フィン５１が正極側放熱板２７Ｂの裏面に立設されているので、放熱面積が増大し、正極側整流素子２４での発熱が効果的に放熱される。
【００５１】
なお、上記実施の形態５では、放熱フィンを正極側放熱板に形成するものとしているが、負極側整流器においても、放熱フィンを負極側放熱板の表面に負極側保持板を避けて立設してもよい。これにより、負極側整流素子での発熱が効果的に放熱される。
【００５２】
実施の形態６．
図１３はこの発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機における整流装置の正極側整流器の周方向に沿った断面図である。
【００５３】
図１３において、正極側整流器２１Ｅでは、正極側放熱板２７Ｃの裏面が凹凸面５２に形成されている。
なお、実施の形態６の他の構成は、上記実施の形態４と同様に構成されている。
【００５４】
従って、この実施の形態６においても、上記実施の形態４と同様の効果が得られる。
この実施の形態６によれば、正極側放熱板２７Ｃの裏面が凹凸面５２に形成されているので、放熱フィン５１を形成する場合に比べ、加工性に優れるとともに、放熱面積が増大し、正極側整流素子２４での発熱が効果的に放熱される。
【００５５】
なお、上記実施の形態６では、正極側放熱板の裏面を凹凸面に形成するものとしているが、負極側整流器においても、負極側放熱板の裏面を凹凸面に形成してもよい。これにより、負極側整流素子での発熱が効果的に放熱される。
【００５６】
実施の形態７．
図１４はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機を示す要部断面図である。
【００５７】
図１４において、正極側整流器２１と負極側整流器３５とが、スペーサ（図示せず）を介して正極側整流素子２２の正極側リード端子２５の延出方向と負極側整流素子３６の負極側リード端子３８の引き出し方向とを相対するように重ねられ、取付ボルト（図示せず）によりリヤブラケット３の内壁面に締着固定されている。そして、正極側リード端子２５、３８が結線されて負極側放熱板４０の切り欠き４３から回転子６側に引き出され、固定子コイル１２の各相の口出し線４８に結線される。
なお、実施の形態７の他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００５８】
従って、この実施の形態７においても、上記実施の形態１と同様に効果が得られる。
【００５９】
実施の形態８．
上記各実施の形態では、正極側および負極側放熱板と、正極側および負極側保持板とをアルミニウムで作製しているが、この実施の形態８では、正極側および負極側放熱板と、正極側および負極側保持板との一方をアルミニウムで作製し、他方を銅で作製している。
この実施の形態８によれば、整流装置の重量の増大を抑えて、熱伝導性および導電性を向上させることができる。
【００６０】
なお、上記各実施の形態では、正極側および負極側保持板を正極側および負極側放熱板にスポット溶接するものとしているが、両者の接合方法はスポット溶接に限定されるものではなく、摩擦拡散接合、メカニカルクリンチなどの方法でもよい。
また、上記各実施の形態では、正極側および負極側整流素子が円柱体に作製されているものとしているが、正極側および負極側整流素子の形状は円柱体に限定されるものではなく、例えば、直方体に作製されてもよい。この場合、素子挿入穴も、正極側および負極側整流素子を遊嵌できる内形形状に形成される。
【００６１】
また、上記各実施の形態では、正極側整流素子が正極側放熱板に内径側にシフトして実装され、負極側整流素子が負極側放熱板に外径側にシフトして実装されているものとしているが、正極側整流素子が正極側放熱板に外径側にシフトして実装され、負極側整流素子が負極側放熱板に内径側にシフトして実装されてもよい。この場合、正極側および負極側保持板の大型化を抑制する観点から、正極側保持板を外径側から正極側放熱板に装着し、負極側保持板を内径側から負極側放熱板に装着することが好ましい。
【００６２】
また、上記実施の形態では、負極側整流器が回転子側に位置するように正極側整流器と負極側整流器とを回転軸の軸方向に重ねて配設しているが、正極側整流器が回転子側に位置するように正極側整流器と負極側整流器とを回転軸の軸方向に重ねて配設してもよい。
また、上記各実施の形態では、正極側整流器と負極側整流器とを回転軸の軸方向に重ねて配設しているが、正極側整流器と負極側整流器とを同心状に径方向に併設してもよい。
【００６３】
また、上記各実施の形態では、固定子コイルを構成する各三相交流巻線が３つの相巻線をＹ結線して構成されているものとしているが、三相交流巻線は３つの相巻線をΔ結線して構成してもよい。
また、上記各実施の形態では、正極側および負極側整流素子が正極側および負極側放熱板に６つずつ実装されているものとしているが、正極側および負極側整流素子の実装数はこれに限定されるものではなく、回路構成により適宜選択される。例えば、固定子コイルが３つの相巻線をＹ結線した１つの三相交流巻線で構成されていれば、正極側および負極側整流素子の実装数は３つとなる。また、固定子コイルが３つの相巻線をＹ結線した１つの三相交流巻線で構成され、３相の出力に加えてその中性点の出力を全波整流する場合には、正極側および負極側整流素子の実装数は４つとなる。
【００６４】
また、上記各実施の形態では、正極側および負極側放熱板と、正極側および負極側保持板とをアルミニウムあるいは銅で作製しているが、正極側および負極側放熱板と、正極側および負極側保持板との材料はアルミニウムや銅に限定されるものではなく、金属であればよい。
また、上記各実施の形態では、車両用交流発電機について説明しているが、この発明は、車両用交流発電機に限らず、車両用電動機や車両用発電電動機などの回転電機に適用しても、同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００６５】
６  回転子、８  界磁コイル、９  ポールコア、１０  固定子、１１  固定子鉄心、１２  固定子コイル、２０  整流装置、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ  正極側整流器、２２  正極側整流素子、２３  正極側金属ベース、２４  半導体ペレット（正極側および負極側一方向素子）、２５  正極側リード端子、２６  正極側樹脂モールド部、２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ  正極側放熱板、２９，２９Ａ  正極側素子挿入穴、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  正極側保持板、３２  切り欠き（正極側開口部）、３５  負極側整流器、３６  負極側整流素子、３７  負極側金属ベース、３８  負極側リード端子、３９  負極側樹脂モールド部、４０  負極側放熱板、４２  負極側素子挿入穴、４４  負極側保持板、４６  切り欠き（負極側開口部）、４９  導電性接着剤（正極側および負極側導電性接着剤）、５０，５１  放熱フィン。
【図１】
2010166764.tif 000003
【図２】
2010166764.tif 000004
【図３】
2010166764.tif 000005
【図４】
2010166764.tif 000006
【図５】
2010166764.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010166764.tif 000009
【図８】
2010166764.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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