專利名稱:用于車輛的ac發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于車輛的AC發(fā)電機(jī),特別涉及以改善位于其中的整流器的冷卻性能為目標(biāo)的AC發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù):
目前,用于車輛的AC發(fā)電機(jī)要求大功率輸出,引發(fā)了一個(gè)關(guān)鍵問題改善位于其中的整流器的冷卻能力,因大電流流通整流器產(chǎn)生大量的熱??紤]提高風(fēng)扇的能力以冷卻整流器,但是,這增加了風(fēng)扇的噪音。因此,為了確保車廂不受噪音影響,提高風(fēng)扇的冷卻能力并不總是適合。
JP-2001-037142-A和美國(guó)專利6,184,602以及5,949,166(日本專利3438577)公開了具有開口的AC發(fā)電機(jī),所述開口用于引導(dǎo)外部空氣作為冷風(fēng)流過后機(jī)架和保護(hù)蓋之間的空氣通道,吹到支架肋片以冷卻整流器,所述支架肋片使整流器位于其上。
但是,根據(jù)上面公開的知識(shí),空氣通道形成于支架肋片的后側(cè),因此整流器不直接傾向于冷風(fēng),不能被充分冷卻。此外,后機(jī)架和支架肋片之間形成空氣通道的間隙很狹窄,因而可能造成腐蝕的泥漿水會(huì)停留在其中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明成功解決了上述問題,它的目的是提供一種用于車輛的AC發(fā)電機(jī),所述發(fā)電機(jī)具有高的冷卻整流器裝置的能力,而不需要提高冷卻風(fēng)扇的能力,并能有效地排出侵入到保護(hù)蓋內(nèi)部的泥漿水。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的用于車輛的AC發(fā)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子、帶斜面的機(jī)架、冷卻風(fēng)扇、保護(hù)蓋和整流器。
轉(zhuǎn)子因轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn),例如轉(zhuǎn)矩由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生并傳輸?shù)睫D(zhuǎn)子。機(jī)架旋轉(zhuǎn)地支撐轉(zhuǎn)子。冷卻風(fēng)扇被安裝到轉(zhuǎn)子上,通過與轉(zhuǎn)子整體旋轉(zhuǎn)以吸入冷風(fēng)。保護(hù)蓋布置在機(jī)架外,因而,機(jī)架和保護(hù)蓋中間形成了間隙,用于吸入冷風(fēng)。
整流器布置在機(jī)架和保護(hù)蓋之間,其具有第一端面和第二端面。第一端面面對(duì)著機(jī)架,第二端面背對(duì)著機(jī)架。機(jī)架的斜面面對(duì)整流器。斜面和整流器第一端面之間的距離沿著機(jī)架的徑向朝著外側(cè)增加。
從對(duì)構(gòu)成本申請(qǐng)一部分的下列詳細(xì)描述、附加的權(quán)利要求書和附圖的研究,將意識(shí)到本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),和相關(guān)部件的操作方法及功能。附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于車輛的AC發(fā)電機(jī)的剖視圖;圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的整流器和它的周圍區(qū)域的剖視圖;圖3是根據(jù)第二實(shí)施例的用于車輛的AC發(fā)電機(jī)的剖視圖;圖4是根據(jù)第三實(shí)施例的用于車輛的AC發(fā)電機(jī)的剖視圖;圖5是根據(jù)第三實(shí)施例的熱輻射肋條的側(cè)視圖;圖6是顯示根據(jù)第三實(shí)施例的AC發(fā)電機(jī)效果的圖表;圖7是根據(jù)第四實(shí)施例的用于車輛的AC發(fā)電機(jī)的剖視圖;圖8是根據(jù)第四實(shí)施例的熱輻射肋條的側(cè)視圖;圖9是根據(jù)第五實(shí)施例的用于車輛的AC發(fā)電機(jī)的剖視圖;具體實(shí)施方式
(第一實(shí)施例)如圖1所示,根據(jù)第一實(shí)施例的用于車輛的Ac發(fā)電機(jī)1具有下面將描述的定子2、轉(zhuǎn)子3、電刷4、機(jī)架5,6、整流器7和保護(hù)蓋8。
定子2具有由機(jī)架5,6支撐的定子芯2a和纏繞在定子2上的電樞繞組2b。轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)感應(yīng)出電樞繞組2b的AC電壓。例如,電樞繞組2b具有3組電樞線圈,所述線圈呈Y型連接或三角連接。
轉(zhuǎn)子3具有轉(zhuǎn)子軸3a,發(fā)動(dòng)機(jī)(未顯示)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩由皮帶輪9傳輸給所述轉(zhuǎn)子軸,和固定在轉(zhuǎn)子軸3a上的一對(duì)磁極鐵芯(磁極)3b,以及纏繞在磁極鐵芯3b上的勵(lì)磁繞組3c。皮帶輪9固定在轉(zhuǎn)子軸3a的一端部,通過皮帶(未顯示)與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸皮帶輪(未顯示)連接。
冷卻風(fēng)扇10,11分別固定在磁極鐵芯3b的兩個(gè)軸向端面上,通過與轉(zhuǎn)子3整體旋轉(zhuǎn)從機(jī)架5,6的外部吸入冷風(fēng)(外部空氣)。
電刷4與設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸3a另一端側(cè)的集電環(huán)12滑動(dòng)接觸,向勵(lì)磁繞組3c提供激勵(lì)電流。
機(jī)架5,6由前機(jī)架5和后機(jī)架6組成,所述前機(jī)架通過軸承13支撐轉(zhuǎn)子軸3a的一端側(cè),所述后機(jī)架通過軸承14支撐轉(zhuǎn)子軸3a的另一端側(cè)。機(jī)架5,6支撐插入其間的定子芯2a,通過螺栓15彼此固定。前機(jī)架5具有用于吸入冷風(fēng)的空氣吸入窗口5a和用于排出冷風(fēng)的空氣排出窗口5b。類似地,前機(jī)架6具有用于吸入冷風(fēng)的空氣吸入窗口6a和用于排出冷風(fēng)的空氣排出窗口6b。
整流器7通過全波整流將電樞繞組2b內(nèi)感應(yīng)出的AC電壓轉(zhuǎn)變成DC電壓。整流器7包括以負(fù)電位固定在支架肋片7a上的負(fù)極側(cè)整流裝置(二極管)7b和以正電位固定在支架肋片7c上的正極側(cè)整流裝置(未顯示)。如圖1所示,整流器7布置在后機(jī)架6的軸向外側(cè),通過旋緊螺栓16將其固定在后機(jī)架6上。
此處,負(fù)極側(cè)整流裝置7b與由鋁等制成的支架肋片7a壓力配合。整流裝置7b具有在其一端面與電樞繞組2b連接的引線7b1。背對(duì)引線7b1的整流裝置7b的另一端面(底面)7b2暴露在支架肋片7a的表面上。
支架肋片7a以這種方式布置整流裝置7b的底面7b2面對(duì)后機(jī)架6的外表面。在后機(jī)架6的外表面和支架肋片7a之間形成間隙,用以流通冷風(fēng)。
保護(hù)蓋8由模制的樹脂等制成。保護(hù)蓋8罩著上述整流器7、電刷4、電壓調(diào)節(jié)器18等等,所述電壓調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)AC發(fā)電機(jī)1的輸出電壓到預(yù)定電壓,所述保護(hù)蓋8通過螺栓16與支架肋片7a一起固定在后機(jī)架6上。
開口8a形成于保護(hù)蓋8的徑向周邊緣部分,用于引導(dǎo)冷風(fēng)進(jìn)入后機(jī)架6和其自身之間的空間。此外,通風(fēng)窗口8b形成于保護(hù)蓋8的軸向外壁,用于引導(dǎo)冷風(fēng)。
后機(jī)架6在其面對(duì)整流器7的徑向周邊緣部分形成斜面6c,以便引導(dǎo)冷風(fēng)通過開口8a進(jìn)入負(fù)極側(cè)整流裝置7b。例如,如圖2所示,斜面6c按如下方式布置斜面6c與支架肋片7a之間的距離17從始端6c1到末端6c2逐漸增大,所述始端6c1是斜面6c沿徑向靠?jī)?nèi)的一端,所述末端6c2是斜面6c沿徑向靠外的一端。
設(shè)置斜面6c的坡度角以便沿斜面6c進(jìn)入的冷風(fēng)有效地吹到整流裝置7b的底面7b2。特別地,設(shè)置斜面6c的坡度角以便整流裝置7b布置在支架肋片7a與圖2中以虛線表示的斜面6c延長(zhǎng)線的交點(diǎn)處的徑向外側(cè)(圖2下側(cè))。
下面將描述第一實(shí)施例的作用和效果。
如圖1所示,當(dāng)轉(zhuǎn)子3因來自發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸?shù)霓D(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)時(shí),與轉(zhuǎn)子3整體旋轉(zhuǎn)的冷卻風(fēng)扇10,11產(chǎn)生冷風(fēng)A,B和C。由前冷卻風(fēng)扇10產(chǎn)生的冷風(fēng)A流經(jīng)空氣吸入窗口5a進(jìn)入前機(jī)架5的內(nèi)部空間,通過空氣排出窗口5b被排出。
然而,由后冷卻風(fēng)扇11產(chǎn)生的冷風(fēng)B流經(jīng)在保護(hù)蓋8上形成的通風(fēng)窗口8b進(jìn)入保護(hù)蓋8的內(nèi)部空間,接著通過空氣吸入窗口6a進(jìn)入后機(jī)架6的內(nèi)部空間,通過后機(jī)架6的空氣排出窗口6b被排出。
由后冷卻風(fēng)扇11產(chǎn)生的冷風(fēng)C流經(jīng)開口8a進(jìn)入保護(hù)蓋8的內(nèi)部空間,接著通過空氣吸入窗口6a進(jìn)入后機(jī)架的內(nèi)部空間,通過后機(jī)架6的空氣排出窗口6b被排出。
冷卻風(fēng)扇10,11至少起離心風(fēng)扇的作用。后冷卻風(fēng)扇11的葉片比前冷卻風(fēng)扇10的大。每個(gè)冷卻風(fēng)扇10,11都有固定在磁極鐵芯3b的軸向端面上的環(huán)狀基座部分和設(shè)置成垂直于該基座部分的若干葉片。若干葉片排列成環(huán)狀列,在其徑向內(nèi)側(cè)形成空氣吸入空間。冷卻風(fēng)扇10,11從AC發(fā)電機(jī)1的兩端側(cè)沿其軸向方向吸入外部空氣,將空氣排出至AC發(fā)電機(jī)1的徑向外側(cè)。
后冷卻風(fēng)扇11通過機(jī)架6的端面壁上形成的若干空氣吸入窗口6a吸入外部空氣??諝馕氪翱?a大致呈扇形開口,排列在支撐位于機(jī)架6中心的軸承14的軸承箱周圍。因此,機(jī)架6和保護(hù)蓋8之間形成了用于流通冷風(fēng)的通道。保護(hù)蓋8至少罩著機(jī)架6的空氣吸入窗口6a,布置并固定在機(jī)架6的軸向端面上。外部空氣通過設(shè)置在保護(hù)蓋8的軸向端面上的多個(gè)通風(fēng)窗口8b被吸入。
此外,外部空氣也通過保護(hù)蓋8盤形壁面的周邊緣部分處的開口8a被吸入。開口8a開在近似圓柱形的AC發(fā)電機(jī)1的徑向外壁面上。
開口8a布置在機(jī)架6和保護(hù)蓋8的外周邊緣部分之間。開口8a是在保護(hù)蓋8上排列成與C形整流器7一致的C形狹縫,或是排列在保護(hù)蓋8的整個(gè)環(huán)形范圍內(nèi)的狹縫。外部開口8a與整流裝置7b的排列一致地間隔布置。
近似板狀的整流器7布置在保護(hù)蓋8的內(nèi)部。整流器7具有包括支架肋片7a和固定在支架肋片7a上的整流裝置7b的近似板狀部分。整流器7的板狀部分沿著垂直于AC發(fā)電機(jī)1的中軸線的假想平面延伸。整流器7的板狀部分具有沿著保護(hù)蓋8的外周邊緣部分延伸的近似C形的形狀。若干整流裝置7b沿圓周方向間隔排列在整流器7的板狀部分。整流器7的板狀部分位于機(jī)架6的直徑內(nèi)部。
保護(hù)蓋8也位于機(jī)架6的內(nèi)部。整流器7板狀部分的周邊緣與保護(hù)蓋8的周邊緣呈小間隙地布置,或者與保護(hù)蓋8的周邊緣接觸。因此,整流器7的板狀部分在AC發(fā)電機(jī)1的軸向方向劃分了位于保護(hù)蓋8內(nèi)的空間。整流器7由機(jī)架6支撐,以便在整流器7的板狀部分與機(jī)架6的外表面之間形成間隙。
機(jī)架6與整流器7的板狀部分之間的間隙與開口8a和空氣吸入窗口6a相通。機(jī)架6與整流器7的板狀部分和開口8a之間的間隙形成沿著AC發(fā)電機(jī)1徑向方向延伸的空氣流通道??諝饬魍ǖ酪匀缦路绞缴晕A向徑向方向當(dāng)沿著徑向從周邊緣向中心行進(jìn)時(shí),從AC發(fā)電機(jī)1的內(nèi)側(cè)到外側(cè)在軸向方向逐漸偏移。
空氣流通道在其徑向外側(cè)位置被定向?yàn)檩S向外側(cè)??諝饬魍ǖ酪詮膹较蛲鈧?cè)沿著徑向方向線性地吸入空氣流的方式開口,并沿徑向方向延伸。形成這種空氣流通道的機(jī)架6的壁面也形成了斜面6c,所述斜面傾斜以便從徑向外側(cè)到徑向內(nèi)側(cè)逐漸靠近整流器7的板狀部分。斜面6c和整流器7的板狀部分之間形成空氣流通道,所述空氣流通道軸向方向的寬度從徑向外側(cè)到徑向內(nèi)側(cè)逐漸減小。
整流裝置7b的一部分布置在整流器7板狀部分的徑向內(nèi)側(cè)部分。整流裝置7b將它們的底面7b2作為板狀部分表面的一部分暴露出來。整流裝置7b以其底面7b2面對(duì)機(jī)架6的壁面的方式排列。斜面6c傾斜以便形成朝向位于整流器7的板狀部分上的整流裝置7b的空氣流。斜面6c傾斜,因而,空氣流朝向布置和位于整流器7板狀部分的整流裝置7b的底面。斜面6c如此形成,因而空氣流的速度在整流裝置7b的底面7b2處達(dá)到其最大值。
如圖2中的箭頭所示,后機(jī)架6上的斜面6c引導(dǎo)冷風(fēng)C朝著整流裝置7b流過保護(hù)蓋8上的開口8a,以便吹到整流裝置7b的底面7b2,有效地冷卻整流裝置7b。特別在第一個(gè)實(shí)施例,整流裝置7b布置在斜面6c延長(zhǎng)線與支架肋片7a的交點(diǎn)處的徑向外側(cè)。因而,整流裝置7b能通過直接接觸冷風(fēng)C被冷卻,所述冷風(fēng)通過整流裝置7b的底面7b2上的斜面6c引導(dǎo),以便得到有效地冷卻整流裝置7b的效果而不需要改善冷卻風(fēng)扇的性能。
此外,為了有效地使冷風(fēng)C接觸整流裝置7b的底面7b2,后機(jī)架6和支架肋片7a之間的距離17不能設(shè)置太窄,因?yàn)槔鋮s整流裝置7b的性能通過后機(jī)架6上的斜面6c的作用改善。因此,被引導(dǎo)進(jìn)入距離17處的泥漿水能被很好地排出。從而,斜面7c以如下方式傾斜斜面7c和支架肋片7a之間的距離17從始端6c1到終端6c2逐漸增大,因此,泥漿水幾乎不停留其中,支架肋片7a(特別在整流裝置7b被壓力裝配其中的部位)因鹽水而被腐蝕的狀態(tài)能被限制。
(第二實(shí)施例)如圖3所示,根據(jù)第二實(shí)施例的AC發(fā)電機(jī)1是具有斜面6c的實(shí)例,所述斜面6c的始端6c1位于整流裝置7b的徑向內(nèi)側(cè)(圖3上側(cè))。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),斜面6c和整流裝置7b之間的距離17可以很寬,以便不會(huì)使泥漿水等停留其中,并限制支架肋片7a(特別在整流裝置7b被壓力裝配其中的部位)因鹽水等而被腐蝕。此外,斜面6c引導(dǎo)冷風(fēng)有效地接觸整流裝置7b的底面7b2,以便改善冷卻整流裝置7b的性能。
(第三實(shí)施例)如圖4所示,根據(jù)第三實(shí)施例的AC發(fā)電機(jī)1具有位于負(fù)電位處的支架肋片7a上的熱輻射肋條19。
如圖5所示,多個(gè)熱輻射肋條19布置在后機(jī)架6一側(cè)的支架肋片7a的表面上,以便沿著冷風(fēng)的流通方向位于支架肋片7a的徑向方向。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),支架肋片7a上的熱輻射肋條19增加了支架肋片7a的熱輻射面積,以便改善其熱輻射性能。此外,熱輻射肋條19之間形成了排出通道,用于排出被引入其中的泥漿水,以便更多地改善排出泥漿水等的性能。
此外,后機(jī)架6上的斜面6c引導(dǎo)冷風(fēng)C接觸整流裝置7b的底面7b2,有效地冷卻整流裝置7b,與第一和第二實(shí)施例中的一樣。
根據(jù)在環(huán)境溫度為90℃、轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)速為2500rpm情況下比較帶斜面6c和不帶斜面6c的AC發(fā)電機(jī)冷卻能力的試驗(yàn),圖6描述了斜面6c的效果。每個(gè)AC發(fā)電機(jī)1有6個(gè)整流裝置7b。根據(jù)該試驗(yàn),斜面6c能將整流裝置7b的溫度降低2℃-4℃多。
(第四實(shí)施例)
如圖7所示,根據(jù)第四實(shí)施例的AC發(fā)電機(jī)1與第三實(shí)施例類似,具有位于負(fù)電位處的支架肋片7a上的熱輻射肋條19,熱輻射肋條19的高度以沿著后機(jī)架6的斜面6c的方式改變。也就是,如圖7所示,熱輻射肋條19的高度從s徑向內(nèi)側(cè)到s徑向外側(cè)逐漸增加,因此,熱輻射肋條19之間的間隙近似為常量。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),支架肋片7a上的熱輻射肋條19進(jìn)一步增加了支架肋片7a的熱輻射面積,因而更多地改善了熱輻射性能。此外,如圖8所示,熱輻射肋條19布置在保護(hù)蓋8的開口8a處,以便具有限制泥漿水等通過開口8a侵入保護(hù)蓋8內(nèi)部空間的效果。
(第五實(shí)施例)如圖9所示,根據(jù)第五實(shí)施例的AC發(fā)電機(jī)1具有凸起的斜面6c。
第一實(shí)施例中的斜面6c是平的,然而,第五實(shí)施例中的斜面6c具有凸起的表面,所述凸起表面按如下方式形成斜面6c和支架肋片7a之間的距離17逐漸增加,如圖9所示。這種結(jié)構(gòu)也有與第一實(shí)施例基本上一樣的效果,也就是,通過斜面6c引導(dǎo)冷風(fēng)至整流裝置7,以改善冷卻整流裝置7的性能。
本發(fā)明的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的,因而,不脫離本發(fā)明要旨的變動(dòng)被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。這種變動(dòng)并不被認(rèn)為脫離了本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的AC發(fā)電機(jī)(1)包括轉(zhuǎn)子(3),其通過傳輸?shù)狡渖系霓D(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn);機(jī)架(5,6),其可旋轉(zhuǎn)地支撐所述轉(zhuǎn)子(3);冷卻風(fēng)扇(10,11),其固定在所述轉(zhuǎn)子(3)上,用于通過與所述轉(zhuǎn)子(3)整體旋轉(zhuǎn)從外部吸入冷風(fēng)(A,B,C);保護(hù)蓋(8),其布置在所述機(jī)架(6)外側(cè),因而,所述機(jī)架(6)和所述保護(hù)蓋(8)之間形成間隙(8a),用于吸入冷風(fēng)(C);以及整流器(7),其布置在所述機(jī)架(6)和所述保護(hù)蓋(8)之間,具有面對(duì)所述機(jī)架(6)的第一端面和背對(duì)所述機(jī)架(6)的第二端面,其中所述機(jī)架(6)具有面對(duì)所述整流器(7)的斜面(6c);以及所述斜面(6c)與所述間隙(8a)處的所述整流器(7)的第一端面之間的距離在所述機(jī)架(6)的徑向方向朝著外側(cè)增加。
2.如權(quán)利要求1所述的AC發(fā)電機(jī)(1),其特征在于所述整流器(7)包括支架肋片(7a)和固定在所述支架肋片(7a)上的整流裝置(7b);所述整流裝置(7b)的引線(7b1)布置在所述整流器(7)的第二端面;以及所述整流裝置(7b)的端面(7b2)暴露在所述整流器(7)的第一端面。
3.如權(quán)利要求1所述的AC發(fā)電機(jī)(1),其特征在于所述斜面(6c)是朝著所述整流器(7)凸起的曲面。
4.如權(quán)利要求1中任一項(xiàng)所述的AC發(fā)電機(jī)(1),其特征在于所述整流裝置(7b)布置在所述斜面(6c)的假想延長(zhǎng)線的徑向方向外側(cè)。
5.如權(quán)利要求1中任一項(xiàng)所述的AC發(fā)電機(jī)(1),其特征在于所述整流裝置(7b)布置在所述斜面(6c)的內(nèi)端(6c1)的徑向方向外側(cè)。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的AC發(fā)電機(jī)(1),還包括若干布置在所述整流器(7)的第一端面上的熱輻射肋條(19),每個(gè)熱輻射肋條(19)在所述冷風(fēng)(C)的氣流方向延伸。
7.如權(quán)利要求6所述的AC發(fā)電機(jī)(1),其特征在于每個(gè)熱輻射肋條(19)的高度在徑向方向朝著外側(cè)逐漸增加,因而,每個(gè)熱輻射肋條(19)的背脊沿著所述斜面(6c)延伸。
全文摘要
AC發(fā)電機(jī)(1)具有壓力裝配到支架肋片(7a)的負(fù)極側(cè)整流裝置(7b),以便將所述整流裝置(7b)的底面(7b2)布置在所述支架肋片(7a)的表面上。所述支架肋片(7a)以所述整流裝置(7b)的底面(7b2)面對(duì)所述AC發(fā)電機(jī)(1)的后機(jī)架(6)的方式布置。所述后機(jī)架(6)與所述底面(7b2)之間形成間隙,用于所述整流裝置(7b)的冷風(fēng)(C)流過所述間隙。所述后機(jī)架(6)在其外壁面配置有斜面(6c),用于引導(dǎo)從AC發(fā)電機(jī)(1)的保護(hù)蓋(8)的開口(8a)引入的所述冷風(fēng)(C)到所述整流裝置(7b)。因而,通過所述斜面(6c)引入的所述冷風(fēng)(C)能直接接觸所述整流裝置(7b)的底面(7b2),以便更好地冷卻所述整流裝置(7b)。
文檔編號(hào)H02K9/04GK1677796SQ20051005955
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月29日
發(fā)明者甲村雅敏, 井畑幸一, 小池昭仁 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝