(57)【要約】  本発明は、回転電気機械に関する。この機械は、固定子と、この機械内で生成された熱を冷却し、外部に放出するために冷却剤の流れを開始する少なくとも１つのファンを備える冷却装置とを備えている。この冷却装置は、少なくとも１つの熱吸収区域、および少なくとも１つの凝縮区域を有する少なくとも１つのヒートパイプを備えている。前記ヒートパイプは、この機械の固定子によって生成された電流を整流する装置に属する。前記ヒートパイプの凝縮区域は、冷却剤の流れに達するまで延びている。本発明は、自動車のオルタネータ用に、または交流電流スタータ用に利用することができる。
2006528879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電気機械であって、少なくとも１つの前部軸受けプレート（５）および後部軸受けプレート（６）ならびに流体が流れる通路（１２）（１３）を備えるケーシング（４）と、前記ケーシング内に、少なくとも１つの固定子巻線を担持する固定子（３）と、シャフト（２）と、前記前部および後部の軸受けプレートで支持された前記シャフト（２）を使用して、前記固定子内で回転するように装着された回転子と、前記固定子巻線内で生成された電流を整流する電子整流素子（３７）（５９）（１００）を有する整流装置と、少なくとも１つのファン（７）と、前記ファン（７）を使用して、前記ケーシング（４）内の前記流体が流れる通路（１２）（１３）を通って強制的に流される冷却流体の流れによって冷却を行う手段であって、前記機械内で生成された熱を冷却し、外部に放出する手段とを備え、前記冷却／放出手段は、さらに、熱伝達流体および少なくとも１つのカロリダクトを含み、前記カロリダクトは、前記熱伝達流体が流れることによって、第１の相変化により前記熱伝達流体の環境から前記熱が吸収され、別の相変化で前記熱が前記環境に戻される閉じたチャンバ（２９）を備え、前記カロリダクトは、前記熱伝達流体の蒸発によって熱を吸収する少なくとも１つのゾーン（３０）と、前記熱伝達流体の凝縮によって吸収された前記熱を戻す、凝縮ゾーンと称される少なくとも１つのゾーン（３２）とを備える回転電気機械において、
前記カロリダクトは、前記整流装置の一部であり、前記カロリダクトの凝縮ゾーンは、前記冷却流体の流れの中を延びていることを特徴とする回転電気機械。
【請求項２】
前記凝縮ゾーン（３２）は、前記ケーシングの少なくとも１つの前記流体が流れる通路（１２）（１３）と対向する関係にあることを特徴とする、請求項１に記載の機械。
【請求項３】
前記凝縮ゾーン（３２）は、前記通路（１２）（１３）と対向する関係にある少なくとも１つの熱を放散する突出要素（４５）（５３）（５８）（６６）．．．を有することを特徴とする、請求項２に記載の機械。
【請求項４】
前記ファンは、２組のブレード（６０４）（６０５）を有することを特徴とする、請求項１に記載の機械。
【請求項５】
少なくとも１つの前記組のブレードのうち少なくとも１つのブレードは、カロリダクトからなることを特徴とする、請求項４に記載の機械。
【請求項６】
前記チャンバ（２９）．．．は、チューブの形態であることを特徴とする、請求項１に記載の機械。
【請求項７】
前記チャンバ（２９）．．．は、プレートの形態であることを特徴とする、請求項１に記載の機械。
【請求項８】
前記固定子巻線内で生成された前記電流を整流する前記電子整流素子は、熱伝導材料でできている支持手段に装着され、少なくとも１つのカロリダクト（４２）（４９）（５５）（６４）．．．は、前記電子整流素子（３７）（５９）によって生成される熱を吸収し得るように、電子整流素子（３７）（５９）が装着された前記ゾーンと、空気である前記冷却流体の流れの中を延びる前記凝縮ゾーン（３２）との間を延びていることを特徴とする、請求項１に記載の機械。
【請求項９】
電子整流素子の前記支持部材は、カロリダクトの蒸発ゾーンが配設された中空部を含むことを特徴とする、請求項８に記載の機械。
【請求項１０】
電子整流素子の前記支持部材（３８）は、機械的な支持部材を構成するように作製されたカロリダクト（４９）の蒸発ゾーンに装着されていることを特徴とする、請求項９に記載の機械。
【請求項１１】
前記通路（１２）は、前記冷却流体を流すために、前記後部軸受けプレート内に形成された軸方向流れポートからなり、前記カロリダクトの凝縮ゾーン（３２）は、前記軸方向流れポート（１２）の１つの少なくとも上で、前記冷却流体の流れの中に置かれていることを特徴とする、請求項１に記載の機械。
【請求項１２】
前記機械は、前記固定子を冷却する手段を含み、前記手段は、前記ケーシング（４）内に配設され、かつ前記固定子の軸に平行に延びる少なくとも１つのカロリダクト（６８）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の機械。
【請求項１３】
前記前部および後部の軸受けプレートは、それらの外側周辺部に、前記冷却流体の流れを流すための外部流れポートを備え、前記ケーシング（４）に挿入された少なくとも１つのカロリダクト（６８）は、径方向外部流れポート（１３）内を延び、前記外部流れポート内にある前記カロリダクトの部分は、凝縮ゾーン（７４）を構成していることを特徴とする、請求項１２に記載の機械。
【請求項１４】
少なくとも１つのカロリダクト（７６）は、前記機械の前記回転子（１）に軸方向に挿入され、前記カロリダクトの少なくとも１つの端部（７８）は、前記回転子の外側に向かって延び、前記端部は、前記カロリダクトの凝縮ゾーンを構成し、前記端部は、ファンブレード（８０）を備えていることを特徴とする、請求項５に記載の機械。
【請求項１５】
前記固定子は、スロットを備える本体を有し、カロリダクト（１６０）は、前記固定子の前記本体内の少なくとも１つのスロットに配設されていることを特徴とする、請求項２に記載の機械。
【請求項１６】
前記固定子は、前記固定子の前記本体内のスロットに配設されたヘアピンの形態の導体からなる少なくとも１つの固定子巻線を有し、前記ヘアピン（９８）の少なくとも一部は、カロリダクトの形態で作製されていることを特徴とする、請求項１５に記載の機械。
【請求項１７】
前記回転子（１）のシャフト（２）は、カロリダクトの形態で作製されていることを特徴とする、請求項１に記載の機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用のオルタネータまたはオルタネータ−スタータなどの回転電気機械に関する。この回転式電気機械は、前部軸受けプレートおよび後部軸受けプレートとともに構築されたケーシング内に、少なくとも１つの固定子巻線を支持する固定子と、前記前部および後部の軸受けプレートで支持されたシャフトを使用して、この固定子内で回転するように装着された回転子と、固定子巻線内で生成された電流を整流する整流手段と、この機械によって生成された熱を冷却し、外部に放出する手段とを備えるタイプのものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のタイプの回転電気機械の分野では、整流器内で放散された熱を放出する手段を見つけることが特に肝要である。例えば、文献ＥＰ−Ａ−０  ５１５  ２５９号（ＵＳ−Ａ−５２７０６０５号）には、少なくとも１つの回転子巻線を有する回転子とともに回転可能な少なくとも１つのファンによって吸気される冷却流体、この場合には空気の流れを、後部軸受けプレートに付随する保護カバーの注入ポートを介して強制的に流すことによる強制対流によって、整流装置内の熱を放散する要素を冷却することが記載されている。
【０００３】
冷却効果を高めるために、整流器部材が配置される整流器のベースプレート上に、フィンの形態の放散要素を設けることが知られている。吸気された空気は、これらの放散要素を「かすめた」後、この機械の後部軸受けプレート内に形成された流れポートを通過し、次いで、後部軸受けプレート内の、この軸受けプレートの外側周辺部のところに、したがって、ケーシングの外側周辺部のところに形成された径方向外部排気ポートを介して外に出る。
【０００４】
図１は、内部的に通気される冷却装置を備えるオルタネータを模式的に示す。この図では、回転子を１で示し、中心が一致するように、回転子が装着されるシャフトを２で、固定子を３で、固定子の巻線を３’で、ケーシングを全体的に４で、前部および後部の軸受けプレートを構成するケーシング４の部分を、それぞれ５および６で、回転子上に固定された後部ファンを７で、やはり回転子上に固定された前部ファンを８で、整流装置または整流ブリッジを全体的に９で、１０で示す保護端部カバー内の軸方向冷却空気の吸気ポートまたは注入ポートを１１で示す。
【０００５】
後部軸受けプレート６内に設けられた軸方向吸気ポートを１２で示し、この機械から、冷却空気を排気する径方向外部流れポートを１３で示す。前部および後部の軸受けを１４および１５で示す。これらの軸受けによって、前部軸受けプレート５および後部軸受けプレート６は、回転子シャフト２を中心で支持し、それによって、回転子シャフト２がこれらの軸受け内で回転する。
【０００６】
前記軸受けプレート５および６は、中空の形態のものであり、シャフト２の軸に関して全体的に横方向を向いた部分を備え、軸方向ポート１２は、この部分の中に形成されている。この横方向部分は、その外側周辺部のところで、シャフト２の軸に関して、全体的に軸方向を向く周辺部分によって長さ方向に延長されている。この後者の部分に、排気ポート１３が形成されている。排気ポート１３は、軸方向に長い形態のものである（図２参照）。
【０００７】
固定子３は、軸受けプレート５および６の内側周辺部によって、内部に支持されている。
【０００８】
回転電気機械が多相オルタネータである場合、固定子は、電機子巻線を構成する複数の固定子巻線３’を支持し、固定子の出力端は、固定子巻線によって生成される交流電流を整流する整流手段、または整流ブリッジ９に接続される。固定子巻線は、相巻線とも呼ばれ、回転子は、少なくとも１つの励磁巻線を支持している。
【０００９】
回転子は、例えば、先に述べた文献ＥＰ−Ａ−０  ５１５  ２５９号に記載の種類のクロータイプの回転子とすることができ、励磁巻線は、周知のやり方で、極ホイールの径方向プレート部分の間に配設されている。この巻線の端部は、導線接続部を介して、文献ＥＰ−Ａ−０  ５１５  ２５９号で見られるブラシキャリア内に置かれたブラシと係合するスリップリングに接続されている。これらのブラシは、電圧調整器に接続されている。
【００１０】
したがって、このオルタネータの固定子巻線は、電機子巻線であり、回転子巻線は、励磁巻線などのインダクタ巻線である。別のバージョンでは、この電機子は、単一の電機子巻線を有する単相タイプのものである。
【００１１】
別の改変されたバージョンでは、このオルタネータは、可逆的であり、文献ＦＲ−Ａ−２  ７４５  ４４５号（ＵＳ−Ａ−６００２２１９号）に記載されている種類のオルタネータ−スタータを構成する。この文献を参照されたい。この場合、この機械がスタータモードで動作するとき、固定子巻線は、インダクタ巻線であり、回転子巻線は、電機子巻線である。
【００１２】
整流手段または整流ブリッジ９に関して、１６は、固定子巻線内で生成される交流電流を整流するプラスダイオードを示し、１７は、前記ダイオードを装着する放散プレートを示し、１８は、（図示しない）マイナスダイオードが、後部軸受けプレート６によって支持され、コネクタ１８に接続されていると仮定すると、ダイオード１６を合わせて電気的に接続するように構成されたコネクタを示す。
【００１３】
放散器１７は、１９で示すフィンを備えている。矢印付き破線は、冷却空気の流れを示す。具体的には、この機械の後部からの冷却空気の流れは、保護端部カバー１０の軸方向ポート１１を通過し、フィン１９に接触し、後部軸受けプレート６の軸方向ポート１２を通過し、後部ファン７の上を通過し、固定子巻線３’を貫通して通過した後、より正確には、固定子３の（参照数字のない）本体が担持する巻線３’の後部シニョンを通過した後、後部軸受けプレートの径方向外部排気ポート１３を介して出る。この本体は、積層スタックの形態である。図１では、ファン７および８は、遠心タイプのものである。
【００１４】
図１は、整流ブリッジ９を模式的に示す。図２は、回転電気機械の後部軸受けプレート上に固定された整流ブリッジの製造実施形態の斜視図であり、図３は、図１の矢印ＩＩＩの方向から見たものであり、類似の製造バージョンの完全な整流ブリッジを示している。図４は、放散器内で図３のブリッジをコネクタなしで示す。図３および図４に、プラスダイオードを支持する放散器の構成および軸受けプレート６内での軸方向ポート１２に関する冷却フィンの位置を示している。
【００１５】
図２〜図４に示す実施形態では、マイナスダイオードは、後部軸受けプレートに直接はめ込まれ、コネクタ１８は、このブリッジの、プラスダイオードを支持する放散器の径方向外側の周辺部のところにある。これらのダイオードのうち、１６’で示すテール部のコネクタしか見えない。より詳細には、例えば文献ＦＲ−Ａ−２  ８２７  ４３６号の図１３を参照されたい。この図は、図２と同じであり、図２では、ブラシキャリアに符号は付いていない。
【００１６】
図２〜図４からわかるように、図に示す現況技術のフィン付き放散装置の冷却能力は、放散器および冷却フィンが、極めてコンパクトに設計されているので、空気力学的な抵抗をもたらし、それによって、冷却空気の流れを妨害するという点で、望ましい大きさにはなり得ない。その結果、熱を放出する要素、すなわち、プラスダイオード１６およびマイナスダイオードは、比較的高い温度に耐えることができなければならず、そのため、熱を生成する要素を使用することが必要とされ、極めてコストがかかる。
【００１７】
図５は、オルタネータ、またはオルタノ−スタータ（ａｌｔｅｒｎｏ−ｓｔａｒｔｅｒ）と呼ぶオルタネータ−スタータの外部にある現況技術の電子整流器モジュールの断面図を示す。２０で示す熱を整流し放散する電子素子は、例えば文献ＦＲ−Ａ−２  ７４５  ４４５号に記載のＭＯＳトランジスタタイプのものである。これらは、平均電力を放出し、これを冷却することが必要である。この目的で、これらの電子コンポーネントを合わせて、電気的に接続する金属トラックで形成した基板２１によってこれらの素子を支持している。
【００１８】
この基板は、機械的な放散支持部材２２に熱を伝達するのと同時に、電気的な絶縁ももたらす。前記支持部材は、熱および電気の導体であり、放散フィン２３を備えている。これらの電子素子および基板は、端部カバー２４の中に収容されている。
【００１９】
熱を生成する中出力または低出力の整流ブリッジにしか適用可能でないこの解決策では、一般に、自然対流によって冷却を行う。したがって、その冷却性能は、取り付けられる熱交換表面を大きくするために、十分にフィンを細かくし得ないという製造上の制約によって制限される。そのため、この電子ユニットは、関与する熱応力に耐えるために大型にならざるを得ないことが多く、そのため、この解決策には比較的コストがかかる。
【００２０】
後部軸受けプレート自体に冷却フィンを設け、これらが、電子サブアセンブリを支持するベース部材を冷却することも知られている。この解決策には、軸受けプレートへのベース部材の取付けが不良である場合には、電子サブアセンブリの冷却が低下し得るという欠点がある。
【００２１】
現況技術での別の解決策は、電子的な電力ユニットを支持するコンポーネント内で冷却液を流すことによって、熱を放出するようにするか、あるいは、実質的に機械の全表面積を取り囲む水室を設けることによって、機械全体を冷却するようにするというものである。
【００２２】
しかし、この解決策には、機械が複雑、大型、かつ高価になるという大きな欠点がある。
【００２３】
文献ＵＳ−Ａ−４２９５０６７号では、熱を冷却し放出する手段は、第１の相変化によって環境から熱を吸収し、別の相変化によって、この熱を環境に戻すことができる種類の熱伝達流体を、熱生成ゾーンと熱放出ゾーンの間で、この流体を流すための経路とともに含む少なくとも１つの装置を備えている。
【００２４】
前記冷却／放出装置は、熱伝達流体が流れる閉じたチャンバを備えるカロリダクトの形態で作製される。このカロリダクトは、流体の蒸発によって熱を吸収するゾーンおよび流体の凝縮によって吸収された熱を戻すゾーンを含む。
【００２５】
上記で述べた文献ＵＳ−Ａ−４２９５０６７号の図９〜図１４では、オルタネータは、熱伝導材料でできている支持手段に装着された固定子の１つまたは複数の巻線内で生成された電流を整流する電子素子を有する整流ブリッジを備えている。このオルタネータは、電子整流素子によって生成される熱を吸収し得るように、電子整流素子が配置されたゾーンと、吸収された熱を放出するように適合されたゾーンとの間を延びる少なくとも１つのカロリダクトを備えている。
【００２６】
フィンを備えるこのゾーンは、オルタネータの外側に配置され、オルタネータから離れている。そのため、このゾーンは壊れやすく、前記フィンは、押しつぶされる危険性があり、そのため、熱を放出する速度が遅くなる。
【特許文献１】ＥＰ−Ａ−０  ５１５  ２５９号（ＵＳ−Ａ−５２７０６０５号）
【特許文献２】ＦＲ−Ａ−２  ７４５  ４４５号（ＵＳ−Ａ−６００２２１９号）
【特許文献３】ＦＲ−Ａ−２  ８２７  ４３６号
【特許文献４】ＵＳ−Ａ−４２９５０６７号
【特許文献５】ＦＲ−Ａ−２  ８１１  １５６号
【特許文献６】ＦＲ−Ａ−２  ７４１  ９１２号
【特許文献７】ＦＲ−Ａ−２  ４４６  ５４１号
【特許文献８】国際公開ＷＯ０２／０５４５６６号
【特許文献９】ＦＲ  Ａ  ２  ８１１  ５５６号
【特許文献１０】国際公開ＷＯ０２／５０９７６号
【特許文献１１】ＥＰ  ０  ８８１  ７５２号
【特許文献１２】ＵＳ−Ａ−２４０７９３５号
【特許文献１３】国際公開ＷＯ０１／６９７６２号
【特許文献１４】ＦＲ−Ａ−２  ５１５  ８９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明の目的は、上記で論じた現在技術における欠点がない、回転電気機械を冷却する問題の解決策を提案することである。
【００２８】
本発明の別の目的は、カロリダクトを利用することである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明によれば、少なくとも１つのファンを使用し、空気などの冷却流体をケーシング内の通路を介して、強制的に流すことによって冷却を行う装置を有する電気機械において、カロリダクトは整流装置の一部であり、カロリダクトの凝縮ゾーンは、前記冷却流体の流れの中を延びていることを特徴とする。
【００３０】
本発明の特徴によれば、この凝縮ゾーンは、ケーシングの少なくとも１つの前記流体を流す通路と対向する関係にある。
【００３１】
好ましくは、前記凝縮ゾーンは、フィンまたはパッドなど、熱を放散する少なくとも１つの突出要素を有する。この突出要素は、冷却をさらに改善するために、前記通路と対向する関係にある。
【００３２】
本発明によると、整流装置がケーシングに近づき、そのため、カロリダクトまたは各カロリダクトが壊れにくくなり、より簡単な形態のものになる。
【００３３】
ファンが存在するために、したがって、強制対流効果のために、この凝縮ゾーンは通気され、良好に冷却される。この結果は、前記ゾーンが、好ましい状態として、前記通路の上に配置される限り、さらに高められる。
【００３４】
前記通路は、ファンの性質に応じて、すなわち、遠心タイプまたは求心タイプのいずれであるかに応じて、例えば、先に述べた軸方向ポートまたは周辺外部流れポートからなっている。
【００３５】
文献ＵＳ−Ａ−４２９５０６７号の場合と同様に、自然対流ではなく、強制対流を利用する本発明により、極めて良好に熱が放出される。
【００３６】
整流手段は、より浸透性のものである。すなわち、この整流手段は、より良好に通気が行われ、一実施形態では、カバープレートで保護される。
【００３７】
したがって、エネルギー損失が小さくなり、ノイズも減る。
【００３８】
この冷却装置は、コンパクトであり、そのため、改変されたバージョンでは、ケーシングの外側周辺部のところの、ケーシングに形成された周辺ポートの領域内に取り付けることができる。
【００３９】
熱をより良好に放出し、エネルギー損失を小さくし、ノイズを減らし、１つまたは複数のカロリダクトを、より良好に通気し、より良好に冷却を行うために、好ましくは、通気装置は、例えば２０００年６月３０日出願の文献ＦＲ−Ａ−２  ８１１  １５６号に記載の２組のブレードを有する。
【００４０】
改変されたバージョンでは、ファンは、例えば文献ＦＲ−Ａ−２  ７４１  ９１２号に記載の、例えば互いに重なり合った少なくとも２つの径方向プレートおよび少なくとも２組のブレードを含んでいる。
【００４１】
別の改変されたバージョンでは、少なくとも１つの組のブレードのうち、少なくとも１つのブレードは、回転子をも冷却し得るカロリダクトからなっている。
【００４２】
この構成は、あらゆる場合において、簡単かつ安価である。
【００４３】
本発明の別の特徴によれば、チャンバの断面および長さは、変更可能であり、機械の構造的特徴に適合可能である。
【００４４】
本発明の別の特徴によれば、このチャンバは、任意の断面および長を有するチューブまたはプレートの形態をとり得る。
【００４５】
本発明の別の特徴によれば、電子整流素子の支持部材は、カロリダクトの蒸発ゾーンが配設される中空部を含んでいる。
【００４６】
本発明の別の特徴によれば、電子整流素子の支持部材は、機械的な支持部材を構成するように作製されたカロリダクトの蒸発ゾーンに装着されている。
【００４７】
好ましくは、前記支持部材は、その冷却効果を改善するために、少なくとも１つの前記通路に部分的に対向する関係で配置される。
【００４８】
一実施形態では、前記支持部材は、その冷却効果をより改善するフィンを有する。
【００４９】
本発明の別の特徴によれば、冷却空気の流れを通過させる軸方向流れポートを有する後部軸受けプレートを含むタイプの機械において、フィンなどの先に述べた熱を放散させる突出要素は、前記軸方向ポートの上の冷却空気の流れの中に配置される。
【００５０】
本発明の別の特徴によれば、冷却効果イベントをより改善し、整流装置の冷却も改善するために、この機械は、少なくとも１つの補助カロリダクトを備えている。
【００５１】
そのため、一実施形態では、固定子を冷却する手段は、ケーシング内に配設され、好ましくは、固定子の軸に平行に延びる少なくとも１つのカロリダクトを備えている。
【００５２】
別の特徴によれば、複数のカロリダクトは、ケーシングに挿入され、このカロリダクトは、軸受けプレートの周辺部の周りに離間して配置されている。
【００５３】
別の特徴によれば、このケーシングは、カロリダクトに関連し、かつケーシングの外側周辺面上に配置された放散フィンを支持している。
【００５４】
別の特徴によれば、冷却空気を流す横方向外部排気ポートを外側周辺部に有するケーシングを備えるタイプの機械では、このケーシングに挿入された少なくとも１つのカロリダクトは、径方向外部流れポート内を延び、このカロリダクトの外部流れポート内の部分は、凝縮ゾーンを構成している。
【００５５】
前記ゾーンは、ケーシングの外側を延びないという利点を有するので、文献ＵＳ−Ａ−４２９５０６７号のものよりも壊れにくい。このゾーンも、良好に通気される。
【００５６】
別の特徴によれば、この機械は、少なくとも１つのカロリダクトを備える固定子を冷却する手段を備えている。このカロリダクトの蒸発ゾーンは、固定子本体内に置かれ、このカロリダクトの凝縮ゾーンは、この機械のケーシングの外側に置かれる。
【００５７】
別の特徴によれば、径方向カロリダクトの凝縮ゾーンは、この機械のケーシングの外側の自由端である。
【００５８】
別の特徴によれば、この機械のケーシングは、外部ジャケットに取り囲まれ、水などの冷却流体が流れる環状スペースが、このケーシングと外側ジャケットの間に画定される。径方向カロリダクトの凝縮ゾーンは、前記環状スペース内に配設される。
【００５９】
別の特徴によれば、径方向カロリダクトは、その蒸発ゾーンが固定子本体のスロット内に置かれるように構成される。
【００６０】
別の特徴によれば、少なくとも１つの補助カロリダクトは、この機械の回転子に軸方向に挿入され、この補助カロリダクトの少なくとも１つの端部は外側を延び、前記端部は、このカロリダクトの凝縮ゾーンを構成する。
【００６１】
別の特徴によれば、このカロリダクトの外部凝縮端部は、ファンブレードを備えている。
【００６２】
このファンブレードにより、整流装置、また隣接する回転子も、効果的に冷却される。
【００６３】
別の特徴によれば、少なくとも１つのカロリダクトは、この機械の回転子に挿入され、この機械の軸に関して傾いており、それにより、少なくとも、熱伝達流体が遠心力によって、凝縮ゾーンから蒸発ゾーンに戻るように仕向けられる。
【００６４】
別の特徴によれば、少なくとも１つのカロリダクトは、回転子に径方向に挿入され、このカロリダクトの凝縮ゾーンは、回転子と固定子の間に画定されるエアギャップ内にある。
【００６５】
別の特徴によれば、励磁巻線を受けるスロットとともに形成された回転子を有する機械では、回転子内のこれらのスロットの少なくとも一部の基部は、カロリダクトを受けるように構成されている。
【００６６】
別の特徴によれば、補助カロリダクトは、固定子本体の少なくとも１つのスロット内に、好ましくは前記スロットの基部のところに配設される。
【００６７】
別の特徴によれば、軸方向ストレッチャによって定位置に保持される積層スタックを含む機械では、回転子の積層スタックを合わせて保持するこれらのストレッチャを通す通路は、カロリダクトを受ける突出要素を有する。
【００６８】
別の特徴によれば、回転子の積層スタックを保持するこれらのストレッチャの少なくとも一部は、カロリダクトとして構成されている。
【００６９】
別の特徴によれば、固定子本体のスロット内に配設されたヘアピンの形態の導体からなる少なくとも１つの固定子巻線を備えるタイプの機械では、これらのヘアピンの少なくとも一部は、カロリダクトの形態で作製されている。
【００７０】
ヘアピンを使用すると、一般に、エネルギー損失を小さくすることができる。というのは、固定子の両側を延びるシニョンと呼ぶこれらのヘアピンの突出部分は、最も一般的には空気である冷却流体がより通過しやすいからである。
【００７１】
本発明の特徴により、冷却空気は最も良好にケーシング内を流れ、それによって整流装置を最も好都合に冷却することができ、この整流装置は、より完全に通気される。
【００７２】
一般に、固定子が、具体的にはその本体および巻線が最も好都合に冷却されると、この固定子の巻線に接続された整流装置も、実現し得る最良のやり方で冷却される。
【００７３】
別の特徴によれば、この機械のケーシングは、カロリダクトを形成するように構成された中空プレートによって取り囲まれ、それによって、固定子が実現し得る最良のやり方で冷却される。
【００７４】
本発明の別の特徴によれば、回転子のシャフトは、カロリダクトの形態で作製される。
【００７５】
別の特徴によれば、回転子のシャフト内で熱伝達流体を受ける内部スペースは、この回転子の軸に関して傾いた壁を有し、それによって、少なくとも、熱伝達流体が遠心力により、蒸発ゾーン内で凝縮相に戻るように仕向けられる。
【００７６】
別の特徴によれば、回転子シャフトの外側端部は、その周囲外面に、凝縮ゾーンから放出された熱を放散させる要素、例えばフィン、ならびに必要な場合にはファンホイールを備えている。
【００７７】
別の特徴によれば、回転子内に配置された軸方向の、または傾いたカロリダクトの凝縮部は、ファンの放射状プレート部分の中に配設されている。
【００７８】
本発明により、固定子電流を整流するダイオードなどの電子整流素子の数を増やすことができる。
【００７９】
一実施形態では、固定子は、６相タイプのものであり、したがって６つの巻線を有し、整流装置は、少なくとも１つのカロリダクトと、例えば１２個のダイオード、あるいは別のバージョンでは、１２個のＭＯＳＦＥＴタイプのトランジスタまたは１２個の電子マイクローチップとを含んでいる。
【００８０】
別の変形形態では、固定子は、３相タイプのものであり、整流装置は、少なくとも１つのカロリダクトと、例えば６つの電流整流ダイオードとを備えている。
【００８１】
この整流装置は、例えばマイナスの整流ダイオードを支持するマイナスの部分と、例えばプラスの整流ダイオードを支持するプラスの部分の２つの別々の部分からなり得る。これらプラスとマイナスの２つの部分は、それぞれ、少なくとも１つのカロリダクトを含んでいる。
【００８２】
改変されたバージョンでは、このマイナスの部分は、例えば「圧入」タイプのダイオードを含んでいる。このダイオードは、後部軸受けプレートに圧入されるか、あるいは、好ましくはレーザタイプの溶接によって、後部軸受けプレート上に固定されたプレートに溶接される。別の変形形態として、オルタネータ−スタータの場合には、電気絶縁層を介在させることができる。
【００８３】
プラスの部分は、例えば、プラスダイオードを支持する支持部材を有する。この支持部材は、この支持部材に挿入された少なくとも１つのカロリダクトも支持する。好ましくは、このカロリダクトは、例えばアルミニウム製熱放散プレートの形態であり、熱を放出することができる。
【００８４】
別の変形形態では、プレートの形態であることが好ましいこの支持部材は、すべての整流素子（ダイオード、ＭＯＳＦＥＴ、マイクローチップなど）を、少なくとも１つのカロリダクトとともに支持している。前記部材は、後部軸受けプレートに固定され、例えば電気絶縁パッドまたは電気絶縁層を使用して、後部軸受けプレートから電気的に絶縁される。
【００８５】
図２は、Ｂ＋端子と称する端子６００を示す。端子６００は、車両の車上配線回路網およびバッテリのプラス端子に接続されるように配置されている。改変された配置では、この端子は、支持部材に組み込まれる。
【００８６】
別のバージョンでは、カロリダクトは、前記Ｂ＋端子を支持する働きをする。
【００８７】
別の変形形態では、整流素子は、この支持部材に溶接またはろう付けされ、次いでこの支持部材は、例えばろう付けによって、カロリダクトに固定される。
【００８８】
一実施形態では、整流素子は、カロリダクトに直接、あるいは改変されたバージョンでは、熱放散プレート上に、または、一般用語では支持部材上に、直接ろう付けされるか、または粘着結合されるか、あるいは好ましくは、レーザタイプの溶接によって溶接される。その後、この熱放散プレートまたは支持部材は、ろう付け、または粘着結合、あるいは好ましくは、レーザタイプの溶接によって、カロリダクトに取り付けられる。
【００８９】
このようにして、ダイオードなどの整流素子と、その支持部材との間の、あるいは、ダイオードと、場合によっては、カロリダクトとの間の熱接触抵抗が小さくなる。熱は、整流素子の底部を介して、例えば、ダイオードのケーシングを介して放出される。こうすると、熱を流すための最も直接的な経路が得られる。
【００９０】
本発明の特徴によれば、カロリダクトは、導電体として働き得る。
【００９１】
整流素子の表面の一部だけを、例えばダイオードのケーシングの表面積の２０〜３０％を溶接すれば十分なことがあり、それによって、溶接時間が節約され、それに対応して、ダイオードケーシングの突出台座によって支持される半導体素子の露出が少なくなる。このことは、例えば文献ＦＲ−Ａ−２  ４４６  ５４１号に記載されており、より詳細は、この文献を参照されたい。
【００９２】
これらの整流素子は、並べて配置することができ、「圧入」タイプのこれらのダイオードを圧力ばめすることに関連する応力がなくなる。
【００９３】
したがって、支持部材またはカロリダクトがよりコンパクトになる。
【００９４】
以下の説明を添付の図面と併せて読めば、本発明がより明確に理解され、本発明のさらなる目的、特徴、細部、および利点がより明確になると思う。これらの図面は、単なる例であり、本発明のいくつかの実施形態を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９５】
本発明では、カロリダクトタイプのシステム、すなわち、例えば管タイプの中空部材内を流れる熱伝達流体の蒸発および凝縮の閉じたサイクルで、高温源から低温源に熱を伝達するシステムである冷却装置を利用する。
【００９６】
カロリダクト装置は、任意の適切な形態、すなわち、例えば断面が円形、長方形、正方形、またはＵ形のチューブ、あるいはプレートとされる。異なる形態をとり得るので、例えば機械の構造データ、および熱生成ゾーンの関数として、冷却を実施する環境に極めて良好に適合するように、カロリダクトを構成し得るという利点が得られる。
【００９７】
カロリダクトは、任意の所望の断面を有することに加えて、その長手方向に様々なやり方で構成することができる。そのため、直線または曲線にすることもできるし、直線および曲線の部分からなるものとすることもできる。
【００９８】
別の利点は、カロリダクトの長さをかなり自由に選択し得ることである。この冷却装置では、熱伝達流体を使用するので、熱が実際に発生する場所が機械のどこに位置するかにかかわらず、その場所で、直接熱を吸収することができ、次いで、最良のやり方で、機械の構造的要件に完全に適合可能な経路によって、この熱を機械から放出し得る場所に伝達することができる。
【００９９】
本発明によると、冷却装置が、極めて効率的かつ適合可能であるため、熱を考慮することによって課される制約が、かなり小さくなり、高出力の機械を設計することができる。
【０１００】
以下、本発明による冷却システムの多くの可能な利用方法の例として、本発明のいくつかの実施形態について説明する。
【０１０１】
図１８および図１９を参照して、動作方法の点で互いに異なる２つのタイプのカロリダクトについて説明する。図１８のカロリダクトは、熱サイホンタイプのものであり、図１９のカロリダクトは、キャピラリポンプタイプのものである。
【０１０２】
いずれの場合でも、全体的に２７で示すカロリダクトは、銅ベースのチャンバなどの密封された金属チャンバ２９を備えている。チャンバ２９は、平衡状態の液体を有し、その蒸気は、空気、または他のいかなるガスもまったく含まない。
【０１０３】
このカロリダクトは、３つのゾーンを有する。すなわち、液体が、チャンバ２９の一方の端部における環境から熱を吸収する第１ゾーンまたは蒸発ゾーン３０、第２ゾーンまたは中間断熱ゾーン３１、およびチャンバの他方の端部における第３ゾーン３２である。この第３ゾーンは、この液体が凝縮によってその新しい環境に、蒸発ゾーン３０で吸収された熱を放出する凝縮ゾーンである。
【０１０４】
第３ゾーンまたは凝縮器３２で凝縮された後、凝縮物の形態の流体は、図１８の場合のように、凝縮器が蒸発器の上に配置されている場合には、重力によって、あるいは、図１９の場合のように、カロリダクトがキャピラリポンプである場合には、チャンバ２９の内壁に沿って並んだ３４で示す多孔性媒体内で形成されるキャピラリ力によって、第１ゾーンまたは蒸発ゾーン３０に戻る。戻り通路も、例えば遠心力などの他の適切な力の効果によって得られる。このキャピラリ網は、様々な形態をとり得る。このキャピラリ網は、焼結形態のものとすることもできるし、組織の層または金属被膜の被覆によって形成することもでき、あるいは、チャンバの内面における軸方向または円周方向の溝からなることもある。
【０１０５】
カロリダクト内で、重力またキャピラリ力による２つの戻り通路手段を組み合わせることも可能である。図２０に示すように、それぞれ、チャンバの一端にある２つの凝縮ゾーン３２と、これらの凝縮ゾーン間に位置する蒸発ゾーン３０とを有するカロリダクト、あるいは、２つの蒸発ゾーン、およびこれら２つの蒸発ゾーン間の１つの凝縮ゾーンを備えるカロリダクトを設計することも可能である。
【０１０６】
次に、図６Ａ〜図６Ｃを参照して、図１〜図３に９で示すような整流ブリッジを設計するいくつかの可能なやり方について説明する。これらは、本発明によるカロリダクトの形態の冷却装置を使用することによって可能になる。
【０１０７】
本発明による新規な放散器設計を、図４でハッチングしたゾーンで表す利用可能なゾーン全体に重なる単一プレートの形態の、固定子巻線内で生成される電流を整流する電子素子３７用の担体である放散器を使用する現況技術の整流ブリッジと比較すると、図に明確に示されるように、支持部材は、任意の形態をとることができ、単一のコンポーネントとする代わりに、複数の支持要素に分割することができ、これら複数の支持要素の形態を変え、かつ環境の構造的要件に適合させることができるという利点を有する。
【０１０８】
これらのカロリダクトの熱伝導率は極めて高く、そのため、高温源から低温源への熱伝達が良好になるという利点が得られる。さらに、好ましくは、カロリダクトの凝縮ゾーンと蒸発ゾーンの接続部分の温度を等しくして、カロリダクトが組み込まれるコンポーネント内の温度を均一に保つことができる。そのため、熱応力および機械的な残留応力がなくなる。
【０１０９】
カロリダクトのチャンバ２９の壁は金属製であり、動作流体は、チャンバの境界のとなる壁の性質、必要とされる性能、およびカロリダクトの動作温度範囲に従って選択する。
【０１１０】
熱伝達流体の性質に関して、酸化などの望ましくない影響をなくすために、いくつかの金属層で、これらの壁を形成することができる。
【０１１１】
例えば、水を動作流体として、内部に銅を被覆した鋼を使用することが可能である。これは、シャフト２の面１３３に関して本明細書で後で記載する図２３に示す実施形態、あるいは改変されたバージョンでは、図１４の管壁９４がそうである。
【０１１２】
図６Ａ〜図６Ｃでは、熱伝達流体は水であり、カロリダクトのチャンバの壁は、銅またはニッケルでできている。改変されたバージョンでは、熱伝達流体はメタノールであり、カロリダクトのチャンバの壁は、銅、ステンレス鋼、またはニッケルである。別の変形形態では、動作流体はアンモニアであり、チャンバの壁は、ニッケル、アルミニウム、またはステンレス鋼である。
【０１１３】
図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃは、それぞれ、断面図、側面図、および平面図である。各図は、オルタネータまたはオルタネータ−スタータの後部に配置された整流ブリッジアセンブリの形態の、固定子巻線内で生成される電流を整流する装置についての第１タイプの解決策の変形形態を含んでいる。
【０１１４】
放出すべきエネルギーを熱の形態で放散する３７で示すトライオード、またはＭＯＳＦＥＴあるいは電子マイクローチップなどの電子整流素子は、例えば金属などの熱伝導材料の支持要素３８の内部に挿入されるか、あるいは、支持要素３８の上に配設される。図に示す実施例では、２つのダイオード３７は、例えばアルミニウム製の小型プレートの形態の支持要素３８に挿入されている。支持要素３８は、例えば、ポスト４０によって、後部軸受けプレート６の上に固定することができる。
【０１１５】
この支持要素または支持部材３８は、１つの、または図に示す実施例では、２つのカロリファイア４２を挿入する陥凹部または孔を有する。カロリファイア４２は、支持プレート３８内をこのプレートの長手方向縁部に沿って延び、これらのカロリファイア４２の間にダイオード３７が配設されている。これら２つのカロリダクト４２は、図６Ｃに明確に示すように、支持部材３８の横縁部を越えて、後部軸受けプレート６に配置された隣接する軸方向ポート１２の上のところまで、それぞれ反対方向に延びている。
【０１１６】
このように、本発明の１つの特徴によれば、少なくとも１つのカロリダクト４２は、隣接するポート１２の上を延び、それによって、熱の放出がより良好に行われる。
【０１１７】
この実施形態では、冷却をさらに改善するために、軸方向ポート１２の上に位置するカロリダクト４２の各突出部分４３は、複数の互いに平行な向きの、したがって、前記ポートを通って流れる冷却空気流内にある熱放散フィン４５を支持している。支持要素３８も、冷却がより良好に行われるように、ポート１２の上に位置している。
【０１１８】
フィンを、矩形断面、先が細くなった形態、またはなんらかの他の形状のものとすることができる。
【０１１９】
フィンを、十字の形態とすれば、それによって、例えばある種の鳥の巣状の網パターンが形成される。
【０１２０】
改変されたバージョンでは、フィンの代わりに、例えば水滴の形態など、好ましくは外形が付けられたパッドを使用する。一般に、このカロリダクトは、複数の熱放散突出要素を支持している。
【０１２１】
同じことが、他の図にも当てはまる。
【０１２２】
図１のフィン１９は取り除かれ、同時に、整流手段または整流ブリッジの性能は改善され、材料は経済的に使用され、そのため、後部軸受けプレート６の領域に、より大きいスペースが得られる。
【０１２３】
したがって、この解決策は、簡単かつ経済的であり、有益である。
【０１２４】
電子素子３７を冷却する冷却装置４２、４３がコンパクトであり、図１に示す空気を通す開口を有する端部キャップ１０によって、電子素子３７が保護されている。
【０１２５】
この冷却装置は、文献ＵＳ−Ａ−４２９５０６７号のものよりも壊れにくく、より良好に通気される。
【０１２６】
さらに、この場合は空気である冷却流体が、流れポート１２、外部ポート１３、端部キャップ１０のポート１１、および冷却装置を通過して、強制的に流れるようにする図１のファン７が存在すると、より有利である。
【０１２７】
図１では、ファン７は、遠心タイプのものである。改変されたバージョンでは、ファン７は、求心タイプのものであり、そのため、外部流れポート１３は、冷却流体用の吸気ポートであり、ポート１２は、冷却流体用の排気ポートであり、空気は、反対方向に流れる。この場合、冷却装置の１つまたは複数のカロリダクトは、ポート１３の１つの上に位置し、後部軸受けプレート６の全体的に軸方向を向いた外側周辺部が、この冷却装置を支持する。
【０１２８】
ポート１３およびポート１２は、少なくとも１つのファン７、８によって強制的に流される冷却流体、この場合には、空気の通路を構成する。
【０１２９】
本発明では、ケーシング内に形成された通路１２および１３を利用する。
【０１３０】
より正確には、本発明によれば、少なくとも１つのファン７、８を使用して、ケーシング内の通路１２および１３を通し、空気などの冷却流体を強制的に冷却する装置を含む回転電気機械は、カロリダクトが整流装置の一部であり、このカロリダクトの凝縮ゾーンが、ちょうど前記冷却流体の流れの中を延びることを特徴とする。
【０１３１】
本発明の１つの特徴によれば、この凝縮ゾーンは、ケーシング内の少なくとも１つの通路と、好ましくは部分的に対向する関係で配設される。
【０１３２】
この凝縮ゾーンは、前記通路と対向する関係のフィンまたはパッドなどの少なくとも１つの突出要素を有する。
【０１３３】
当然のことながら、改変形態では、ケーシング４は、水冷式の前部軸受けを備えることができる。
【０１３４】
改変されたバージョンでは、ケーシング４は、２つ以上の部分、例えば３つの部分からなっている。すなわち、これらは、固定子３を担持する中央部分のいずれかの側を延びる前部軸受けプレートおよび後部軸受けプレートである。
【０１３５】
この中央部分は、所望の場合には水冷とすることができる。
【０１３６】
あらゆる組合せが可能である。
【０１３７】
いかなる場合でも、１つまたは複数のカロリダクトは、文献ＵＳ−Ａ−４２９５０６７号の図９〜図１４に示すように、垂直面内で曲がった部分を含まないので、より壊れにくいことを理解されたい。さらに、凝縮ゾーンは、後部軸受けプレート６に隣接する。
【０１３８】
図１８および図１９を参照し、上記においてカロリダクトを説明したが、カロリダクト４２の蒸発ゾーンは、支持部材３８内でダイオード３７の近くに配設され、それによって、これらのダイオードによって生成された熱は、熱伝達流体の蒸発により吸収され、凝縮ゾーンを構成する外部ゾーン４３に移動し得る。
【０１３９】
当然のことながら、突出要素、すなわちこの場合は、フィン４５の数および形態、ならびにカロリダクトおよびダイオードの配置を変更することができる。支持部材３８の冷却を改善するために、支持部材３８も、ポート１２に対向する関係で配設されたフィンを備えていてもよい。
【０１４０】
フィン４５により、熱を良好に放出し得る。一般用語では突出要素４５であるこのフィンは、ポート１２のレベルで、最良の場所に配置されている。
【０１４１】
これが可能であるのは、支持部材３８のサイズを小さくすることが可能であるからである。
【０１４２】
この場合は空気である冷却流体の流れのために、この冷却装置は、自己清浄型である。具体的には、この冷却装置のフィンは、文献ＵＳ−Ａ−４２９５０６７号の保護されていないフィンと異なり、押しつぶされる危険性がない。
【０１４３】
一般に、凝縮ゾーンの場所の選択肢は広く、そのため、冷却に最も好都合なように、これらのゾーンを選択することによって、利益を得ることが可能である。
【０１４４】
そのため、別の改変されたバージョンでは、凝縮ゾーン、すなわち、１つまたは複数のカロリダクトの低温源は、支持部３８の上に配置することができるが、図１の矢印付きの線で示すように、常に、支持部材の上を通過する空気の流れの中に配置する。これらの支持部材は、ポート１２の上に配置するのが好ましい。
【０１４５】
本発明により、好ましくは熱伝導体であり、分割形態のものとし得る支持部材３８を構成する多くの可能性があるという利益が得られる。
【０１４６】
図７Ａおよび図７Ｂは、本発明による放散器の別の実施形態を示す。この放散器は、複数の小型の支持要素３８を備え、好ましくは、各支持要素３８は、平行６面体の形態であり、マイクローチップの形態の１つのダイオード３７しか挿入し得ないように寸法設定されている。このダイオードは、要素３８の上側部分を占め、下側部分は、図に示す実施例では横断面が矩形のスルーホール４７を有する。
【０１４７】
図７Ａからわかるように、スルーホール４７は、すべての支持部材３８を通って延び、かつ後部軸受けプレートの軸方向ポート１２の上を通るアセンブリを構成するカロリダクト４９が通るように配置されている。支持部材３８内でダイオード３７の下に置かれるカロリダクト４９の部分は、蒸発ゾーンすなわち高温源であり、ポート１２の上の部分５１は、それぞれ、凝縮ゾーンすなわち低温源を構成している。このゾーンは、この実施例では、好ましくはポート１２の上に配置された放散フィン５３である複数の突出要素を支持している。
【０１４８】
もちろん、それぞれダイオード３７を支持する小型プレートの形態の支持部材３８を固定し得るチューブの形態で、カロリダクト４９を作製することも可能であると思われる。
【０１４９】
このカロリダクトは、支持部として働き得る。
【０１５０】
図８Ａおよび図８Ｂは、本発明による放散器を実現する別の可能なやり方を示す。この場合、それぞれ２つのダイオード３７を支持する２つの平行な横方向分岐５６を備える十字の形態のカロリダクト５５の上に、４つの整流ダイオードが配設される。４つのダイオード３７を支持するカロリダクトの部分は、このカロリダクトの高温源であり、低温源５７は、十字カロリダクトの立ち上がり部分を構成する部分にある。
【０１５１】
低温源を構成するゾーンは、好ましくは強制対流環境内に配置された複数の熱放散フィン５８を支持し、フィン５６は、図１のファン７が遠心式または求心式のいずれであるかに応じて、吸気ポート１２または吸気ポート１３の上に配置される。
【０１５２】
図６〜図８を参照して上記で説明した本発明による整流装置用放散器の様々な実施形態では、ダイオード用の支持部材または熱伝達要素は、任意の適切なタイプの固定手段、例えば図６Ａおよび図６Ｂの場合と同様に、ポスト４０を使用して、支持部材上に、あるいは場合によっては、直接後部軸受けプレート上に固定されることに留意されたい。
【０１５３】
本発明によると、これらの電子モジュールを簡略化することができ、それによって、図５のフィン２３を割愛しうる。
【０１５４】
図９は、本発明による冷却装置を有するオルタネータ−スタータ用外部電子モジュールの断面図である。このモジュールでは、電子素子５９は、熱伝導性の機械的な支持部６２の上に装着される電子基板６０の上に取り付けられる。１つまたは複数のカロリダクト６４は、この支持部６２に挿入され、このカロリダクトまたは各カロリダクトの蒸発ゾーンは、電子素子５９の下にあり、そのため、電子素子５９によって生成される熱が吸収される。
【０１５５】
この熱は、凝縮ゾーンを構成するカロリダクトの外側部分に伝達され、放散フィン６６によって強制対流環境内に取り込まれる。フィン６６は、図１のファン７が遠心式または求心式のいずれであるかに応じて、吸気ポート１２または吸気ポート１３の上に配置される。
【０１５６】
別の改変されたバージョンでは、１つまたは複数のカロリダクト６４は、機械的な支持部材６２のいずれの側からも、同じように突出していてもよい。例えば、支持部材６２一方の側面からカロリダクト６４が突出し、他方の側面から第２カロリダクトが突出していてもよい。この実施例では、放散フィン６６である突出要素は、熱伝導性の機械的な支持部材６２の上に配置することもできる。
【０１５７】
少なくとも１つの追加のカロリダクトを使用して、ケーシング、固定子、または回転子など、この機械の他のコンポーネントを冷却することも可能である。図１に示す転がり軸受け１４および１５も、良好に冷却され、したがって良い状態に保たれる。
【０１５８】
一般に、機械の熱源の近傍に他のカロリダクトを配置して、この機械の電力出力を増加させることが可能である。改変されたバージョンでは、これらのカロリダクトは、通気機能を発揮することもでき、そのため、例えば、前部ファンを割愛するか、あるいは、例えば２組のブレードを備えるより性能のよいファンを設けることが可能である。これらの組の一方は、少なくとも部分的に、カロリダクトの一部となるベーンを構成するフィンを有している。
【０１５９】
これらのカロリダクトのベーンは、ポート１２およびポート１３の下に配置される。
【０１６０】
図６〜図９では、ファン７を、２組のブレードを備えるファンとし得る。このファンは、文献ＦＲ−Ａ−２  ７４１  ９１２号に記載のもの、すなわち、互いに重なり合った少なくとも２つの放射状プレートと、互いに角度的にずれた少なくとも２組のブレードとを有する少なくとも２つの部分からなるものと同じタイプの２重ファンとすることができる。
【０１６１】
図２９により、この種のファンの一部がわかる。この図は、後部軸受けプレートに隣接するファンの部分斜視図である。
【０１６２】
第１組のブレードのうちの１つのブレードを６０４で示し、第２組のブレードのうちの１つのブレードを６０５で示す。６０６は、このファンのこれらの部分の一方をオルタネータの回転子に固定するゾーンを示し、これら２つの部分は、ゾーン６０７において互いに固定されている。これらの部分は、この場合には金属でできており、先に述べた文献ＦＲ−Ａ−２  ７４１  ９１２号に記載のものと同じタイプのファンの一部である。この文献を参照されたい。
【０１６３】
好ましくは、これらのブレードの組の一方は、少なくとも１つのカロリダクトを有している。
【０１６４】
ブレードの数が増えるので、この機械の後部におけるエネルギー損失は小さくなり、同時に空気の流れは増大する。これは、電子素子３７および５９の冷却に有益である。
【０１６５】
本発明によると、この機械を、より高出力またはよりノイズが小さいものとすることができる。
【０１６６】
これに関連して、図１０Ａは、本発明によるカロリダクトによる冷却、すなわち、図１に示す実施例のものと同じタイプの回転電気機械の固定子の冷却の原理の別の応用例を示す。図１０Ａでは、同じまたは類似の部分またはコンポーネントを示すために、図１と同じ符号を用いている。
【０１６７】
図１０Ａに示す冷却装置によって解決される問題を理解するために、図１の場合と同様に、オルタネータからなる機械の動作では、固定子３の巻線３’内で電流が誘導され、それによって、固定子３が加熱されることを想起されたい。同様に、この誘導電流の生成に関連する電磁現象によっても、この機械の様々なコンポーネント内でエネルギー損失が生じ、これらは、特にケーシング４に伝達され、ケーシング４をも加熱する。
【０１６８】
この機械によって生成される電気的な出力は、加熱量によって直接決まる。固定子３が加熱される量が大きいほど、電気的な出力は小さくなる。したがって、この機械の電力における電気的な出力を増大させるために、固定子を冷却することが必要である。これは、図１０Ａの場合、前部および後部の軸受けプレートに関連する外部ポート１３間に位置するケーシング４の中央部分を冷却することによって実現される。前記中央部分は、積層スタックの形態の固定子３の本体の上に配置される。この中央部分は、ケーシング周囲の外側周辺部の主要部分を構成する。
【０１６９】
先に述べたように、前部および後部の軸受けプレートの形態は中空であり、外部流れポート１３は、これらの軸受けプレートの外側周辺部付近に配置され、ケーシングの外側周辺部に形成されていることを想起されたい。
【０１７０】
したがって、一実施形態では、ケーシングの中央部分は、部分的には、前部軸受けプレートの外側周辺部からなり、部分的には、後部軸受けプレートの外側周辺部からなる。
【０１７１】
別のバージョンでは、この中央部分は、前部および後部の軸受けプレートとは異なる別のコンポーネントであり、前部および後部の軸受けプレートは、ケーシングの中央部分のいずれかの側に配設される。改変形態では、これらの排気ポートは中央部分に設けられる。
【０１７２】
この目的では、任意の形態の１つのカロリダクト６８、好ましくはいくつかのカロリダクト６８は、ケーシング４の内部に挿入される。より具体的には、これらのカロリダクト６８は、少なくともカロリダクトの主要部分が、ケーシング４の中央部分に配置され、図に示す実施例では、実質的に固定子３の全長にわたって機械の軸に平行に延びている。
【０１７３】
図１０Ｂに示すように、好ましくは、これらのカロリダクトは、ケーシング４の周囲で円周方向に等間隔で離間しており、これらのカロリダクトにより、自然対流、好ましくは強制対流の環境で外側に熱が放出されるようにする。こうするために、本発明では、軸受けプレートの外面上に軸方向放散フィン７０を配設して、冷却能力を増大させるようにしている。
【０１７４】
図１０Ａは、カロリダクト６８の冷却能力を増大させる別の可能なやり方を示す。本発明の１つの特徴によれば、破線で示すように、これらのカロリダクトの少なくとも一部は、前部軸受けプレート５または後部軸受けプレート６と同じ側で、さらには両側でこの機械の径方向外部ポート１３内を延びることができ、そのため、７４で示す凝縮ゾーン、すなわちカロリダクト６８の低温源は、軸受けプレートの径方向ポート１３の内部に置かれる。こうすると、前部または後部軸受けプレートの軸方向開口から、ポート１３を介して径方向に出る空気の流れを利用して、これらのカロリダクトの外側部分を冷却することができ、したがって熱を放出することができる。
【０１７５】
改変形態では、ファン７、８の少なくとも１つは、求心タイプのものであり、そのため、空気流は、ポート１３から入り、開口１２から出る。
【０１７６】
この構成は、ポート１３内に少なくとも部分的に配置されたカロリダクト、または各カロリダクトも、少なくとも１つの電子素子３７、５９を担持することと組み合わせることができる。
【０１７７】
改変形態では、この構成を、図６〜図９の構成と組み合わせることができる。それによって、１つのポート１３に、少なくとも１つのカロリダクトが設けられ、１つのポート１２に、少なくとも１つのカロリダクトが設けられる。
【０１７８】
固定子用のカロリダクト式冷却装置の一変形形態では、１つまたは複数のカロリダクトを、固定子３自体の本体内に配置することができる。この本体は、電機子巻線３’が通る積層スタックの形態である。電機子巻線３’は、前記本体とともに形成されたスロットを介して通過する。前記巻線３’は、固定子本体のいずれかの側に突出し、通常のシニョンが形成される。
【０１７９】
これらのカロリダクトを、軸方向または径方向に向けることができる。
【０１８０】
図１１Ａは、例えば図１に示すタイプのオルタネータまたはオルタネータ−スタータなどの回転電気機械のインダクタ回転子の冷却に基づくカロリダクト冷却の応用例を示す。互いに同じまたは類似の部分またはコンポーネントを示すために、両方の図で同じ符号を用いてある。
【０１８１】
この場合、回転子は、文献ＷＯ０２／０５４５６６号に記載のものと同じ形態のものであるのが好ましい。
【０１８２】
したがって、この回転子は、永久磁石と励磁巻線が交互に組み込まれた積層スタックを有する。こうするために、励磁巻線は、回転子本体の積層部の切欠き内に形成された突出極の周りで巻き、永久磁石は、積層スタック内に形成されたハウジング内で受ける。このハウジングは、非磁性部分を備えた保持部材によって閉じられる。
【０１８３】
図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１３は、磁石用の台形ハウジングと交互に並んだこの種の突出極を示す。文献ＷＯ０２／０５４５６６号でわかるように、ストレッチャは、保持部材を合わせて接続するために、この積層スタックを貫通して延びている。より詳細については、この文献を参照されたい。
【０１８４】
図１１Ａに示す本発明の実施形態では、１つまたは複数のカロリダクト７６は、回転子１、この実施形態では回転子１の積層スタックに挿入され、別のバージョンでは、クロータイプの回転子の極ホイールの軸方向を向く歯と歯の間に挿入される。図に示す実施例では、回転子の軸に平行に延びるカロリダクトは、任意の形態をとることができ、７８のところで、回転子本体から、この機械の前部に向かって突出する。当然のことながら、このカロリダクトを、同様に後部に向かって突出させてもよい。
【０１８５】
回転子１の内部のカロリダクト７６または各カロリダクト７６の蒸発ゾーンは、回転子１内で生成された熱を吸収する。次いで、この発熱エネルギーは、このカロリダクトを介して、回転子の外側のゾーン７８に伝達され、その後、軸受けプレートの吸気ポート１２からの空気流を利用して放出される。
【０１８６】
図に示す実施例では、凝縮ゾーンを構成するカロリダクトの外側部分７８は、対応するファン７または８のブレードの径方向内側縁部のレベルに位置し、それによって、最も有利に冷却されることがわかる。
【０１８７】
改変されたバージョンでは、このカロリダクトは、突出極を備える回転子またはクロータイプの回転子の中央部分内で、１つまたは複数の励磁巻線の下に配置される。
【０１８８】
別の変形形態では、これらのカロリダクトは、クロータイプの回転子の極ホイールの歯の中に配置される。
【０１８９】
別のバージョンでは、これらのカロリダクトは、この機械の前部および後部に向かって、同時に突出している。この場合、２つの端部が凝縮ゾーンとして構成され、それらの間に、蒸発ゾーンが位置する図２０に示すもののようなカロリダクトを利用することが有利である。この場合、蒸発ゾーンは回転子内にある。
【０１９０】
図１１Ｂは、凝縮ゾーンを構成するカロリダクト７６の自由端７８に、ファン上で第２の一連のベーンを形成し得るはずである適切に構成されたベーン８０を配設することによって、図１１Ａによる装置の冷却能力を増大させる１つの可能性を示す。
【０１９１】
このようにすると、フランス国特許出願ＦＲ  Ａ  ２  ８１１  ５５６号に記載されているもののような２組のブレードを備えるファンの利点に基づく利益を得ることができる。このベーンは、カロリダクトに固定された別のコンポーネントとすることもできるし、ベーンを形成するように、凝縮ゾーン７８を構成することもできる。
【０１９２】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、突出極およびハウジングを備えた上記の回転子など、回転電気機械の回転子を冷却するための本発明によるカロリダクト式冷却原理の別の有利な利用法を示す。これらの図には、回転子巻線を受けるスロット８８の基部８６内に、カロリダクト８２および８４を配設することによって回転子を冷却する２つの可能なやり方を示す。
【０１９３】
前記スロットにより、保持ヘッドを伴うアームの形態の（符号のない）突出極の境界が定められる。このようにするために、これらのスロットの基部８６は、回転子の軸に平行に延びるカロリダクトを受けることができるように構成されている。このカロリダクトは、遠心力によって戻るようにするために傾けることもできる。
【０１９４】
図１２Ａの場合、各カロリダクト８２は、実質的にスロットの基部全体が埋まるように構成されている。したがって、このカロリダクトの形態は、スロット８６の基部の形態と一致している。
【０１９５】
図１２Ｂの場合、このカロリダクトは、断面が円形であり、励磁巻線を受けるように確保されたゾーンの下の、カロリダクト８２も配設される基部８６に配設されている。
【０１９６】
図１３は、軸方向切欠き内にカロリダクト９０を配設することによって回転子を冷却する別の可能なやり方を示す。これらの切欠きの形状は、好ましくは矩形であり、回転子本体の積層部を合わせて保持するストレッチャを通すように形成された開口８９から径方向に延びている。
【０１９７】
また、図１３には、図１１Ａで既に示したように、径方向および軸方向に、回転子内の任意の適切な場所に、これらのカロリダクトを配設し得ることが９１で示されている。
【０１９８】
図１４は、９３で模式的に示す積層スタックを合わせて保持するストレッチャとして、かつ冷却器として同時に働くカロリダクト９２を模式的に示す。こうするために、このカロリダクトのチャンバは、鉄などの堅固な材料の管壁９４によって画定されている。管壁９４の内面は、例えば溝掘り操作によって作製されたキャピラリ構造を有する。当然のことながら、このチャンバ内の熱伝達流体は、カロリダクトの材料に適合させる。
【０１９９】
このカロリダクトは、その２つの端部のところに雄ねじ９５を有する。このねじが切られた部分は、前記保持部材を構成する、例えばアルミニウム製の放射状プレート９６内の積層スタック９３の両側で開放されている。このねじが切られた部分は、ねじ９５とナット９７が協働することによって、ストレッチャ内で固定される。
【０２００】
当然のことながら、カロリダクトは、本明細書で後で説明するように、軸方向の向きで、または回転子の動作に関して傾けて、あるいは径方向にさえ、回転子内の任意の場所に配置することが可能である。
【０２０１】
図１５Ａおよび図１５Ｂは、本発明に従って回転電気機械に有利に適用した別の例を示す。この機械の固定子巻線は、これらの図に示すもののようなヘアピンの形態の導電要素で形成されている。
【０２０２】
本発明では、固定子本体のスロットで受けられるヘアピン９８の少なくとも一部が直接冷却される場合には、カロリダクトとしてこれらのヘアピン９８の少なくとも一部を構成することによって、固定子を極めて効果的に冷却する可能なやり方が提案されている。カロリダクトとして管状の形態のヘアピンを構成しても、冷却により電気抵抗が減少し、それによって、ヘアピンの管状の形態のために横断面積が減少することが補償される限りにおいては、ヘアピンの横断面積を大きくする必要はない。
【０２０３】
この導電性ヘアピン９８は、円形または矩形、あるいは任意の他の断面とすることができ、文献ＷＯ０２／５０９７６号に記載のタイプのヘアピンの代わりに取り付けることができる。より詳細については、この文献を参照されたい。
【０２０４】
別のバージョンでは、文献ＥＰ  ０  ８８１  ７５２号の図１１のタイプ、または文献ＵＳ−Ａ−２４０７９３５号に記載のタイプの伝導要素の代わりに、バーの形態のカロリダクトを使用する。これらの文献でわかるように、これらの導電要素を装着するために固定子本体内に形成されたスロットは、径方向に長い形態のものであり、なかば閉じている。
【０２０５】
改変されたバージョンでは、これらのスロットは、閉じているか、あるいは開いているが、最終的に閉じられる。
【０２０６】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、本発明によるカロリダクト式冷却装置を作製する１つの可能なやり方を示す。この装置は、固定子巻線内で生成された電流を整流する電子素子、例えばＭＯＳＦＥＴトランジスタタイプのもの、および機械の後部に配置された電子的な電力ユニットとして働く電子コンポーネントなどの放散素子に特に良好に適合しうる。これらの様々なバージョンの実施形態の冷却装置は、図６〜図８に示す設計で使用し得る。
【０２０７】
図１６Ａは、図１６Ｂの線ＸＶＩＡ−ＸＶＩＡで切断した断面図であり、カロリダクト１０９にろう付けされたＭＯＳＦＥＴタイプの電子整流／放散素子からなる電子アセンブリを示す。この場合、カロリダクト１０１は、機械的かつ電気的な支持部材として働き、この電子ユニットの動作に必要な電流を流す。さらに、カロリダクト１０９は、素子１００（ＭＯＳＦＥＴタイプのトランジスタまたは電子マイクローチップその他のデバイス）によって放散される熱出力が、このカロリダクトを介して、好ましくは、図１に示す後部軸受けプレート６の吸気ポート１２の上の空気流などの強制対流環境内に位置するこのカロリダクトの低温ゾーンに伝達されるために、熱放散器として働く。
【０２０８】
図７および図８の場合と同様に、放散フィン１０３は、エネルギー損失が小さくなるように、冷却空気が流れる方向に平行に配置されている。このように、カロリダクト上に放散素子１００を直接配置することの利点は、熱界面が小さくなり、したがって、冷却効果が改善されることである。当然のことながら、カロリダクト１０１およびフィン１０３は、任意の形態をとり得る。
【０２０９】
図１７Ａ〜図１７Ｃは、レーザ技術によってカロリダクトに電子コンポーネントを直接ろう付けすることができる３つの構成を示す。これらの３つの構成では、このカロリダクトの蒸発ゾーンすなわち高温源ゾーンだけを説明していることに留意されたい。このカロリダクトの低温源ゾーンすなわち凝縮ゾーンは、図１６Ｂの場合と同じにし得るはずである。
【０２１０】
図１７Ａに示す構成は、固体部分１０２と、それに加えて、熱伝達流体が流れるダクト１０３が占める中空部分とを含むカロリダクト１０１を備えている。１００で示すマイクローチップまたはダイオードなどの電子整流素子は、レーザ技術によって、このカロリダクトの固体部分１０２に問題なくろう付けすることができる。矢印はレーザビームを示す。
【０２１１】
図１７Ｂ１および図１７Ｂ２に示す構成では、中央部分の厚さが薄く、その上に、レーザタイプの技術によって、マイクローチップ１００をろう付けする第１部材１０４ａと、ろう付け操作の後で部材１０４ａの下の定位置に取り付ける裏当てプレートの形態の部材１０４ｂの２つの別々のコンポーネント１０４ａおよび１０４ｂを、合わせて組み立てることによって、カロリダクトが作製される。
【０２１２】
この組立が完了した後、これら２つの部材により、あらかじめ選択した場所を除いて密封された内部ダクト１０５が画定される。密封されていない状態で残された隙間を介して、熱伝達流体に圧力をかけて流路内に注入する。その後、この隙間を閉じる。凝縮ゾーンから吸収ゾーンに熱伝達流体が戻るようにするために、ダクト１０５の境界を定めるこれら２つの部材の内面に、例えば網目状の溝などのキャピラリ網を画定する手段を形成する。
【０２１３】
図１７Ｃ１および図１７Ｃ２で示す構成も、カロリダクトを支持する２つの別々の部材、すなわち、プレートの形態の第１部材１０６ａと、図に示す実施例では横断面が矩形の筒状の第２部材１０６ｂとからなるアセンブリに基づいている。部材１０６ｂの内部は、熱伝達流体を流すダクト１０５を形成する。
【０２１４】
第１ステップでは、レーザ技術によって、プレート１０６ａにマイクローチップ１００をろう付けする。次いで、マイクローチップ１００を支持するプレート１０６ａを、ろう付けによって、直接、筒状の部材１０６ｂに固定して熱接触を良好にする。簡易固定の状況では、マイクローチップ１００を支持するプレート１０６ａと、カロリダクトそのものを構成する部材１０６ｂとの間に、熱伝導グリースを加えることができ、それによって、これら２つの部材間で熱伝達が良好に行われる。
【０２１５】
当然のことながら、改変されたバージョンでは、このろう付け操作の代わりに、好ましくはレーザタイプの溶接操作、または粘着剤も導電体とした粘着結合を利用することができる。こうすると、いかなる場合でも、電子整流素子と、その機械的かつ電気的な支持部、例えばカロリダクト、改変形態では熱放散プレートとの間で、熱伝達が改善される。
【０２１６】
上記で、カロリダクトによって冷却を行う様々なバージョンの装置を説明してきたが、これらは、回転電気機械に適用可能である。当然のことながら、これらの実施形態は、本発明がもたらす利点を強調するための単なる例である。本発明の範囲を逸脱することなく、他の可能な応用例を想定し得る。この機械の軸受けプレート４の周りに、プレートの形態のカロリダクトを配置することもできる。
【０２１７】
例えば図２１〜図２７に示すものなど、本発明を適用する他の可能なやり方を想定することができる。
【０２１８】
図２１は、整流ブリッジ、すなわち図６Ａ〜図６Ｃに示す原理に従って作製した整流手段の構造の別のバージョンを示す。図２１に示すバージョンは、円弧状に配置された軸方向ポート１２を含む軸受けプレートに完全に適合する。
【０２１９】
３８で示すダイオード用支持部材は、５つのダイオード３７を担持する熱伝導材料製の弓形プレートからなり、図６Ｃおよび図７Ａの場合と同様に、ポート１２の上に部分的に配設され、やはり弓形の形態の２つのカロリダクト４２は、プレート３８と同様に、隣接する２つの軸方向ポート１２の上まで延びている。各自由端４３は、凝縮ゾーンを構成し、ポート１２の輪郭にぴったり嵌る複数のフィン４５を支持している。
【０２２０】
図２２は、プラスダイオードを支持し、本発明に従って作製された整流装置の一部である放散器の形態の実際のコンポーネントの斜視図である。この整流装置は、例えば図４で軸方向ポート１２の上のハッチングしたゾーンを占めることによって、図２〜図４に示す種類の整流ブリッジを備えるように適合されたものである。
【０２２１】
図２２に示す放散器は、ダイオード用支持部材として、１１０で示す円弧の形態のプレートと、このプレートの一方の側の１組のフィンの１１１および他方の側の１組のフィン１１２とを有する。支持プレート１１０およびこれらのフィンは、少なくとも１つのポート１２の上を延びている。プレート１１０は、ダイオードをはめ込むための外側周辺部に沿って離間した６つの取付け位置を有する。
【０２２２】
これらの取付け位置は、この実施例では穴１１３の形態で作製され、これらの穴の中に、ダイオードをぴったりはめ込む。支持プレート１１０は、その内側周辺部の近くに、この機械の後部軸受けプレート上で放散器を固定するための２つの取付け位置を有する。これらの取付け位置は、それぞれ、固定ポストを通す穴１１５と、このプレートの上面から突出した筒状のボス１１６とからなる。この内側周辺縁部は、この機械の軸に向かって径方向に延びる６つの冷却フィン１１７を支持する。
【０２２３】
支持プレート１１０に、２つのカロリダクト１１９および１２０を挿入する。このカロリダクトは、それぞれ、３つのダイオード取付け位置１１３と、１つの固定用取付け位置１１５との間を延びている。カロリダクト１１９および１２０が、それぞれプレート１１０と係合する部分は、ほぼ直線であり、全体的にこのプレートの長手方向に延びている。この内側の部分は、カロリダクトの蒸発ゾーンを構成している。この内側の部分は、外側部分１２２の長さだけ、外側に延びている。外側部分１２２は、この図に示す実施例では、ほぼ直線であり、このカロリダクトの凝縮ゾーンを構成している。
【０２２４】
各外部ゾーン１２２は、冷却手段１１１および１１２を構成する多数の平行冷却フィン１２４を支持している。これら一群のフィン１２４は、合わせて、ほぼ三角形を画定している。この三角形の幅は、ダイオード支持プレート１１０から離れる方向に狭くなり、同時に、その外側周辺部の領域で、図２２の放散器を固定する後部軸受けプレートに対応するように湾曲している。この放散器がこのように構成されているので、図４のハッチングしたゾーンの輪郭内に、この放散器をはめ込むことができる。
【０２２５】
支持部材を構成する支持プレート１１０は、この場合には金属でできており、この金属はアルミニウムである。
【０２２６】
各カロリダクトは、蒸発ゾーンおよび凝縮ゾーンを構成する２つの直線部分間に、湾曲ゾーン１２３を有していることにも留意されたい。
【０２２７】
ダイオードをはめ込む穴１１３および固定ポストを通す穴１１５は、異なるやり方で配設することもできる。すなわち、固定ポスト用に設けられた位置に、２つのダイオードをはめ込むことができるはずであり、ダイオードをはめ込む２つの穴を、これらのポストに確保して、後部軸受けプレートに放散器を固定することができる。
【０２２８】
当然のことながら、改変されたバージョンでは、破線で示すように、この支持プレートは、それぞれプラスダイオードおよびマイナスダイオードを担持する２つの別々の部分に分割することができる。図２１に関しても、同じことを実施し得るはずである。
【０２２９】
図２３は、上記で説明した実施例に加えて、カロリダクトによって冷却を行う原理を利用するいくつかの異なる可能なやり方を模式的に示す。
【０２３０】
図２３は、図１０Ａに示すものなどにおける回転電気機械の軸方向断面図であり、さらに、回転子シャフト２の端部に固定された、それ自体周知の種類のプーリ１２６をも示している。プーリ１２６は、鋼製シャフト２を回転駆動するか、あるいは、例えばベルト伝導装置を介して熱機関を駆動するように構成されている。
【０２３１】
図２３に示す機械の１つの具体的な特徴は、シャフト２が中空であって、カロリダクトを形成するように構成されていることである。このカロリダクトの蒸発ゾーンは、回転子の軸方向内部に位置し、外側部分１２８は、このカロリダクトの凝縮ゾーンを構成している。この外部ゾーンは、その端部にプーリ１２６が固定されており、このプーリと転がり軸受け１４の間に、複数の径方向冷却フィン１２９を備えている。
【０２３２】
隠れ線で示すように、シャフト２の外側部分１２８に、必要な場合には、ブレードを支持し得るファンホイール１３０を配置することも可能である。ファン１３０は、前部軸受けプレートの領域内で、矢印付き破線で示す冷却流体の流れを生じさせるか、あるいはその流れを改善する。この場合、シャフト２の軸と平行に延びる冷却フィンも、使用し得るはずである。
【０２３３】
シャフト２を、厚さが一定の管とし、鋼などの適切な材料で作製することができる。このシャフトの内部スペース１３２は、破線で示す形態となるように構成することも可能である。スペース１３２は、凝縮ゾーン１２８に向かって考えると、このシャフトの径方向に狭くなっている。このように、内部スペース１３２の境界を定める面１３３が傾いていると、シャフト２の回転によって生じる遠心力のために、熱伝達流体が、その凝縮状態に戻るのが容易になる。
【０２３４】
図２３には、蒸発ゾーン内で遠心力の影響により、熱伝達流体がその凝縮段階に確実に戻るように、回転子１に挿入され、かつ機械の軸に対して傾いているカロリダクト装置１３４も示している。この目的で、１３５で示す蒸発ゾーンは、回転子の外側の凝縮ゾーンよりも、この機械の軸から径方向に遠くに離れている。
【０２３５】
図に示す実施例では、このカロリダクト装置は、図２０に示すタイプのものであり、すなわち、回転子の中央に軸方向に配設された蒸発ゾーン１３５とともに、２つの外側凝縮ゾーン１３６を、回転子の各端部に１つずつ有している。やはり図２３に示すように、このカロリダクトの各凝縮ゾーン１３６は、放射状プレート１３７と係合している。放射状プレート１３７は、好ましくはアルミニウムでできており、回転子１の前側端面に重なっている。
【０２３６】
放射状プレート１３７は、矢印付き破線で示す冷却流体の流れを形成するファンを支持し得る。このファンは、別のコンポーネントの形態で作製することもできるし、図に示す実施例の場合と同様に、ブレード１３８を伴う径方向成型プレートを備えたアセンブリを構成することもできる。
【０２３７】
また、図２３は、径方向を向くカロリダクト１４０を内部に配置することによって、回転子を冷却する可能性を示す。蒸発ゾーン１４１は、回転子１の内部に配置され、凝縮ゾーン１４２は、回転子１の外側周辺部のエアギャップ１４３内に置かれる。
【０２３８】
効果的な冷却が行われるようにするために、カロリダクト１４０の凝縮ゾーンは、図２４でわかるように、周辺部方向に、回転子の周辺部の大部分にわたって延び、カロリダクト１４０の本体に対して対称な中空管要素１４４の形態で、あるいは、図２３に１４５の破線で示す、回転子を取り囲むスリーブの形態で作製し得る。
【０２３９】
また図２３は、積層スタックの形態の固定子本体３の中に、あるいは、固定子３の巻線３’が装着される前記本体のスロット内に、直接、軸方向カロリダクトを配置する可能性も示している。このカロリダクトは、図２３で理解し得るように、１４７で示す固定子の２つの端部から突出している。このカロリダクトは、好ましくは、例えばなかば閉じたタイプのスロットの基部のレベルのところで、固定子本体に取り付けられている。
【０２４０】
このカロリダクトは、固定子の周りで均等に離間させ、内径方向部および外径方向のレベルで、すなわち、固定子巻線３’の両側で、径方向に配置することができる。
【０２４１】
改変されたバージョンでは、カロリダクト１４７の凝縮ゾーンは、本明細書で前に説明したように、ケーシング４の、より正確には、ケーシング４の前部および後部の軸受けプレートの径方向排気ポートのレベルに置かれる。図２３では、簡単にするために、これらの排気ポートに符号を付していない。
【０２４２】
図２５〜図２７は、補助カロリダクトによる冷却を伴う冷却装置を利用することによって可能になる、他のいくつかの可能な固定子冷却方法を示す。
【０２４３】
まず、必要な場合には、図１０Ａに示すフィン７０の代わりに、（前部軸受けプレートと後部軸受けプレートの間で）ケーシング４の外側周辺部の周りに水浴部を配置することができる。この水浴部は、軸受けプレートの周りで、この軸受けプレートからある径方向距離のところにスリーブ１４８を配置することによって実現し得るはずである。それによって、軸受けプレート４とジャケット１４８の間に、冷却水を流すことができる環状スペース１４９が得られる。
【０２４４】
冷却効果を改善するために、１５１で示すものなどの径方向カロリダクトを使用し得る。カロリダクト１５１の蒸発ゾーンは、例えば１５２で示すように、固定子の積層スタック３の内部に置くこともできるし、あるいは、軸受けプレート４の中だけに置くこともでき、これらのカロリダクトの凝縮ゾーン１５４は、冷却水が流れる環状スペース１４９内を延びている。
【０２４５】
当然のことながら、水浴部を含まない機械のバージョンでは、これらのカロリダクトが、周囲環境に直接排気することもできるはずである。
【０２４６】
図２６は、ねじが切られているか、またはねじが切られていないロッド１５６の形態で、径方向カロリダクト１５１を作製し得ることを示す。カロリダクト１５１は、固定子３の積層スタック内に径方向に延び、必要な場合には、ねじの頭部の形態とし得る他方の端部１５７は、冷却水が流れる環状１４９内に配設し、したがって、この水と接触させることができる。
【０２４７】
図２６は、このカロリダクトが、固定子巻線３’の図示しない導体を受けるスロット１５９内を延びることができる可能性も示している。さらに、またはその代わりに、スロット１５９の基部のところに軸方向カロリダクト１６０を配置することができる。
【０２４８】
図２７は、所望の場合には、ねじの頭部１５７の形態で作製し得る凝縮端部１５７を、冷却水の流れに乱れが生じるように構成し、それによって、凝縮ゾーンが放散した熱が、さらに良好に冷却水に伝達されるように改善し得ることを示すためのものである。
【０２４９】
もちろん、カロリダクトによる冷却の原理を適用して、他の可能性および変形形態を実現することもできる。さらに、当然のことながら、上記で説明し、図面で示したこのカロリダクト式冷却原理の様々な応用例は、別々に、あるいは互いに組み合わせて利用し得るはずである。
【０２５０】
上記で述べたように、本発明は、例えば文献ＷＯ０１／６９７６２号に記載のスタータモードおよびオルタネータモードで働くオルタネータ−スタータと呼ぶ種類の可逆機械に適用可能である。より詳細は、この文献を参照されたい。この文献の図１、図３、および図４には、従来型のクロータイプの回転子の構造が示されている。
【０２５１】
改変されたバージョンでは、オルタネータは、単相タイプのものであり、したがって、１つの固定子巻線しか備えていない。
【０２５２】
これらのカロリダクトは、本明細書の図１に示す前部または後部の軸受けプレートに装着して、図２３の実施形態の場合と同様に、シャフト２が取り付けられた球軸受けを冷却することができる。このようにすると、励磁巻線も適切に冷却することもできる。
【０２５３】
本発明によると、回転子および固定子の１つまたは複数の巻線の電力を増大させることができる。
【０２５４】
別の改変されたバージョンでは、図２８に示すように、図２２の支持プレート１１０は、バッテリの正端子および車両の車上配線回路網に電気的に接続されるように構成された端子Ｂ＋を支持している。この端子は、この場合にはアルミニウムでできているプレート１１０とともに、この実施例では、成型することによって一体に作製されている。端子６０１は、図２の端子６００に対応している。端子６０１には、ねじを切ることができる。
【０２５５】
改変形態では、プレート１１０は、接地されるように構成されたＢ−で示す端子を支持している。
【０２５６】
別の改変形態では、端子Ｂ＋またはＢ−の一方を支持するのは、カロリダクト自体である。
【０２５７】
図面では、少なくとも１つの内部ファン７、８が、ケーシング４内に装着され、回転子の軸方向端部の一方に対して固定されている。
【０２５８】
これは、ケーシング４の外側にあり、オルタネータのプーリの近傍で固定されたファンを、周知のやり方で配置することによって行ない得る。この場合、空気の通路は、軸受けプレート５および６のポート１２からなる。
【０２５９】
別の改変形態では、このファンは、シャフトおよび回転子のいずれからも独立している。このファンは、文献ＦＲ−Ａ−２  ５１５  ８９３号に記載されているやり方で、電動モータによって駆動される。この場合、この電動モータは、オルタネータの近傍、またはその中に装着するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０２６０】
【図１】従来技術における回転電気機械を軸方向断面した模式図である。
【図２】図１に示す種類の機械内の整流ブリッジの実際の実施形態の斜視図である。
【図３】図２の矢印ＩＩＩの方向から見た図である。
【図４】図３に示す機械の後部を、放散器およびコネクタなしで示す図である。
【図５】回転電気機械の外側にある現況技術の電子整流ブリッジを断面で示す模式図である。
【図６Ａ】本発明による、図１に示すタイプの回転電気機械用の整流手段を構成する整流ブリッジの類似の実施形態を断面して示す模式図である。
【図６Ｂ】本発明による、図１に示すタイプの回転電気機械用の整流手段を構成する整流ブリッジの類似の実施形態を断面して示す模式図である。
【図６Ｃ】本発明による、図１に示すタイプの回転電気機械用の整流手段を構成する整流ブリッジの類似の実施形態を断面して示す模式図である。
【図７Ａ】本発明による、図１に示すタイプの機械用の整流ブリッジの別の実施形態を示す、機械の軸方向から見た模式図である。
【図７Ｂ】本発明による、図１に示すタイプの機械用の整流ブリッジの別の実施形態を示す、図７Ａの線ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢに沿う断面図である。
【図８Ａ】本発明による、図１に示すタイプの機械用の整流ブリッジの別の実施形態を示す、機械の軸方向から見た図である。
【図８Ｂ】本発明による、図１に示すタイプの機械用の整流ブリッジの別の実施形態を示す、図８Ａの線ＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢにおける断面図である。
【図９】本発明による冷却装置を備えた外部電子モジュールの断面図である。
【図１０Ａ】本発明による冷却装置を有する固定子を備える、図１に示す種類の回転電気機械の軸方向断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示す冷却装置の細部を示す図である。
【図１１Ａ】回転子が冷却装置を備える図１に示す種類の回転電気機械の軸方向断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの冷却装置の細部を示す図である。
【図１２Ａ】本発明による冷却装置が回転子巻線のスロット内に配設された、図１に示す種類の機械の回転子の断面図である。
【図１２Ｂ】本発明による冷却装置が回転子巻線のスロット内に配設された、図１に示す種類の機械の回転子の断面図である。
【図１３】回転子の積層スタックを支持するストレッチャ内に本発明による冷却装置を備える、図１による機械の回転子の断面図である。
【図１４】図１による機械の回転子の積層スタック用の、カロリダクトの形態をとる支持ストレッチャの構造を示す模式図である。
【図１５Ａ】図１による機械の固定子巻線の、カロリダクトの形態で作製されたヘアピン要素を示す図である。
【図１５Ｂ】図１による機械の固定子巻線の、カロリダクトの形態で作製されたヘアピン要素を示す図である。
【図１６Ａ】図１６Ｂの線ＸＶＩＡ−ＸＶＩＡで切断した断面図であり、本発明によるカロリダクトの形態で作製した電子コンポーネント用支持要素を示す。
【図１６Ｂ】機械を軸方向から見た図であり、本発明によるカロリダクトの形態で作製した電子コンポーネント用支持要素を示す。
【図１７Ａ】本発明によるカロリダクトの形態の冷却装置として構築された電子コンポーネント用支持要素の別の実施形態の断面図である。
【図１７Ｂ１】本発明によるカロリダクトを備える冷却装置の形態で作製された電子コンポーネント用支持要素の構造を断面で示す模式図である。
【図１７Ｂ２】本発明によるカロリダクトを備える冷却装置の形態で作製された電子コンポーネント用支持要素の構造を断面で示す模式図である。
【図１７Ｃ１】本発明によるカロリダクトを備える冷却装置の形態の電子コンポーネント用支持要素を作製する別の方法を示す断面図である。
【図１７Ｃ２】本発明によるカロリダクトを備える冷却装置の形態の電子コンポーネント用支持要素を作製する別の方法を示す断面図である。
【図１８】本発明によるカロリダクトの形態を示す模式図である。
【図１９】本発明によるカロリダクトの形態を示す模式図である。
【図２０】本発明によるカロリダクトの形態を示す模式図である。
【図２１】本発明による整流ブリッジの別の改変実施形態を示す、図６Ｃに類似の図である。
【図２２】本発明に従って作製された、プラスダイオードを担持する放散器の斜視図である。
【図２３】回転電気機械の軸方向断面図であり、本発明によるカロリダクトの形態の冷却装置のいくつかの実施形態を示す。
【図２４】図２３に示す機械の回転子の径方向断面図であり、回転子を冷却する改変構成を図２３の線ＸＸＩＶ−ＸＸＩＶに沿った断面で示す。
【図２５】図１に示すものと同じタイプの機械を径方向断面で示す模式図であり、本発明によるカロリダクトの形態の冷却装置によって固定子を冷却するいくつかの可能な手法を示す。
【図２６】図２５に示す装置に類似のカロリダクトによって回転電気機械の固定子を冷却する様々な可能な手法を、より大きな尺度で示す部分図である。
【図２７】図２６に示すカロリダクトによる冷却手段を備えるケーシング４の周辺面を模式的に示す斜視図である。
【図２８】別の実施形態を示す図２２に類似する図である。
【図２９】２組のブレードを備えるファンの部分斜視図である。
【符号の説明】
【０２６１】
１  回転子
２  回転子シャフト
３  固定子
３’  固定子巻線、電機子巻線
４  ケーシング
５  前部軸受けプレート
６  後部軸受けプレート
７  後部ファン
８  前部ファン
９  整流手段、整流ブリッジ
１０  保護端部カバー、端部キャップ
１１  ポート
１２  流体流れ通路、ポート
１３  流体流れ通路、ポート
１４  前部軸受け、転がり軸受け
１５  後部軸受け、転がり軸受け
１６  プラスダイオード
１６’  コネクタ
１７  放散器プレート
１８  コネクタ
１９  フィン
２０  電子素子
２１  基板
２２  放散支持部材
２３  放散フィン
２４  端部カバー
２７  カロリダクト
２９  チャンバ
３０  第１ゾーン、蒸発ゾーン
３１  第２ゾーン、中間断熱ゾーン
３２  第３ゾーン、凝縮ゾーン、凝縮器
３４  多孔性媒体
３７  電子整流素子、ダイオード
３８  支持要素、支持部材、支持プレート
４０  ポスト
４２  カロリダクト、カロリファイア、冷却装置
４３  突出部分、外部ゾーン、自由端、冷却装置
４５  突出要素、フィン
４７  スルーホール
４９  カロリダクト
５１  凝縮ゾーン、低温源
５３  突出要素、放散フィン
５５  カロリダクト
５６  横方向分岐
５７  低温源
５８  突出要素、熱放散フィン
５９  電子整流素子
６０  電子基板
６２  支持部材
６４  カロリダクト
６６  突出要素、放散フィン
６８  カロリダクト
７０  軸方向放散フィン
７４  凝縮ゾーン
７６  カロリダクト
７８  外側部分、自由端、凝縮ゾーン
８０  ファンブレード、ベーン
８２  カロリダクト
８４  カロリダクト
８６  基部
８８  スロット
８９  開口
９０  カロリダクト
９１  カロリダクト
９２  カロリダクト
９３  積層スタック
９４  管壁
９５  雄ねじ
９６  放射状プレート
９７  ナット
９８  ヘアピン
１００  電子整流素子、放散素子、マイクローチップ、ダイオード
１０１  カロリダクト
１０２  固体部分
１０３  放散フィン、ダクト
１０４ａ  第１部材
１０４ｂ  第２部材
１０５  内部ダクト
１０６ａ  第１部材、プレート
１０６ｂ  第２部材、プレート
１１０  支持プレート
１１１  冷却手段、フィン
１１２  冷却手段、フィン
１１３  取付け位置、穴
１１５  取付け位置、穴
１１６  ボス
１１７  冷却フィン
１１９  カロリダクト
１２０  カロリダクト
１２２  外側部分、外部ゾーン
１２３  湾曲ゾーン
１２４  冷却フィン
１２６  プーリ
１２８  外側部分、凝縮ゾーン
１２９  冷却フィン
１３０  ファンホイール
１３２  内部スペース
１３３  面
１３４  カロリダクト装置
１３５  蒸発ゾーン
１３６  凝縮ゾーン
１３７  放射状プレート
１３８  ブレード
１４０  カロリダクト
１４１  蒸発ゾーン
１４２  凝縮ゾーン
１４３  エアギャップ
１４４  中空管要素
１４５  スリーブ
１４７  カロリダクト
１４８  スリーブ、ジャケット
１４９  環状スペース
１５１  カロリダクト
１５２  蒸発ゾーン
１５４  凝縮ゾーン
１５６  ロッド
１５７  ねじの頭部、凝縮端部
１５９  スロット
１６０  カロリダクト
６００  端子
６０１  端子
６０４  ブレード
６０５  ブレード
６０６  固定ゾーン
６０７  固定ゾーン
Ｂ＋  端子
Ｂ−  端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ１】
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【図１７Ｂ２】
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【図１７Ｃ１】
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【図１７Ｃ２】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2006528879.tif 000040
【図２６】
2006528879.tif 000041
【図２７】
2006528879.tif 000042
【図２８】
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【図２９】
2006528879.tif 000044
【国際調査報告】
2006528879.tif 000045
2006528879.tif 000046
2006528879.tif 000047
2006528879.tif 000048
2006528879.tif 000049
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