JP3666480B2

JP3666480B2 - Vehicle alternator

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Publication number: JP3666480B2
Application number: JP2002276940A
Authority: JP
Inventors: 彰哉七條
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2019-02-05
Also published as: JP2003180048A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転子の軸方向の端面に冷却ファンを設け、回転子を回転させたときにこの冷却ファンによって発生する空気流によって固定子巻線の冷却を行う内扇方式の車両用交流発電機が知られている。例えば、特開平４−１６５９４９号公報に開示された発電機では、回転子と固定子をフロント側およびリヤ側のフレームで保持しており、リヤ側のフレームの外側に整流回路やブラシ装置、ＩＣレギュレータ等の各種の機能部品が配置されている。特に、回転子の端面に遠心式の冷却ファンを用いた場合には、衝立となるファンシュラウドを追加することにより風量が増加することが知られており、上述した公報に開示された発電機では、リヤ側のフレームの冷却ファン対向面がファンシュラウドとして機能する。また、このように固定子巻線をフレームによって形成される内部空間に配置し、この固定子巻線に誘起される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路をフレームの外側に配置する場合には、当然ながら、固定子巻線の出力用引出線をリヤ側のフレームを貫通させて、整流回路に結線する必要がある。このため、リヤ側のフレームには、固定子巻線の出力用引出線を取り出す位置に貫通孔が形成されており、この貫通孔にゴムや樹脂材料による絶縁部材を挿入して、固定子巻線の出力用引出線を整流回路の端子まで引き出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の発電機では、リヤ側のフレームに形成された貫通孔を通して固定子巻線の出力用引出線を整流回路まで引き出しているため、フレーム表面に凹凸が形成され、冷却ファンが回転したときに生じるファン騒音が大きくなるという問題があった。例えば、フレームに形成された貫通孔による凹凸の他に、この貫通孔に挿入される絶縁部材や、固定子巻線の出力用引出線のそれぞれがファン騒音の発生源となっていた。
【０００４】
特に、特開平４−２６３４５号公報に開示されているように、２組の三相コイル（Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の組とＵ相、Ｖ相、Ｗ相の組）が１つの固定子に含まれる場合には、６本の出力用引出線を引き出す必要が生じるが、それぞれの引出線に対応する６つの貫通孔をリヤ側のフレームに形成しようとすると、これらの貫通孔によるフレーム表面の凹凸や絶縁部材および引出線の数がそれぞれ２倍となるため、さらにファン騒音が増すことになる。また、これらが通風抵抗となってファン風量が低下して温度上昇につながる。さらに、フレームに形成される貫通孔の数が多くなればなるほど、それぞれの貫通孔に挿入される絶縁部材の数が増し、成形型の形状が複雑になるため、製造コストの上昇を招くことになる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、固定子巻線の出力用引出線周りの構造を工夫することにより、製造コストやファン騒音の低減が可能な車両用交流発電機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用交流発電機は、フレームによって回転子と固定子とを支持するとともにフレームの外側に整流回路を備えており、フレームに形成されている複数の貫通孔の中のいずれかに、固定子から引き出される複数本の出力用引出線であって、整流回路における接続先が異なるものを収容している。１つの貫通孔に固定子から引き出される複数本の出力用引出線を収容することにより、貫通孔の数を減らすことができるため、貫通孔によって生じるフレーム表面の凹凸の数が少なくなってフレームの成形型の形状が単純になるとともに、貫通孔に挿入される絶縁部材等の部品点数が少なくなり、製造コストの低減が可能になる。
【０００７】
また、上述した固定子は、それぞれから出力用引出線が引き出される複数の多相巻線からなる固定子巻線を有することが望ましい。複数の多相巻線を備え、しかもそれぞれの多相巻線から出力用引出線が引き出される場合には、出力用引出線の数が多相巻線の数に比例して多くなるが、これら多数の引出線の複数本をまとめてフレームの各貫通孔に収容することができれば、貫通孔の数を大幅に減らすことができ、製造コスト低減、冷却性向上およびファン音低減の大幅な効果が得られる。
【０００８】
さらに、複数の多相巻線として多相結線された互いに電気角の異なる２つの巻線組を考え、貫通孔の数は多相巻線の相数に対応しており、それぞれの巻線組に含まれる出力用引出線について、電気角が互いに近いもの同士を２本１組にして、貫通孔のそれぞれに各組の２本の出力用引出線を収容することが望ましい。この場合には、誘起される出力電圧の位相が近いもの同士が同一の貫通孔に収容されるため、同じ貫通孔に収容された出力用引出線同士の短絡が生じた場合であっても、比較的短絡の影響が少なく、出力電力を取り出すことができる。
【０００９】
また、上述した回転子の少なくともリヤ側（整流回路側）の軸方向端面には冷却ファンを備え、フレームは冷却ファンに対向していることが望ましい。ファンシュラウド面として機能するフレーム表面の凹凸が減るとともに、貫通孔に挿入される絶縁部材等の数も減るため通風抵抗も低減される。このため、冷却風の風量が増すとともに円滑に径方向に吐出されるようになり、冷却性の向上が可能になる。また、フレーム表面の凹凸や絶縁部材等の突出部分が少なくなるため、ファン騒音がオーバーオールおよびピッチノイズともに低くなる。
【００１０】
また、複数の多相巻線を有する場合に、それぞれの多相巻線に対応させて整流回路を備えることが好ましい。このような構成において引出線の数が多くなるため、製造コスト低減、冷却性向上およびファン音低減の効果がさらに大きくなる。特に、これら複数の整流回路は、正極側および負極側のそれぞれにおいて互いに共通の放熱フィンを有することが望ましい。複数の整流回路において同じ放熱フィンを用いることにより、部品点数の削減と省スペース化および温度の均一化等が可能になる。
【００１１】
なお、多相巻線としては、三相巻線を採用することができ、多相結線としては星型のＹ型あるいは環型の△型を用いることができる。
【００１２】
たとえば三相巻線においてＹ型結線を採用する場合には、同じ巻線組に含まれる２本の出力用引出線を近い位置に集めることができるため、各相の他方端から引き出される中性点用の引出線を各三相巻線ごとに集めることができ、それぞれの三相巻線における中性点の結線処理が容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は、車両用交流発電機の全体構成を示す図である。図１に示す車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、フレーム４、整流回路７等を含んで構成されている。
【００１５】
固定子２は、固定子鉄心２２と、固定子鉄心２２に形成された複数のスロット内に有機絶縁皮膜を施したコイル素線を巻装することにより形成される固定子巻線２３とを備えている。この固定子巻線２３は、一つの多相巻線を一組として、複数組の多相巻線が設けられている。例えば、本実施形態の車両用交流発電機１に含まれる固定子巻線２３は、２組の多相巻線としての三相巻線２３Ａ、２３Ｂからなっており、これら２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが互いに電気角で３０゜異なる位置に巻装されている。一方の三相巻線２３Ａは、Ｙ結線されたＸ相コイル、Ｙ相コイル、Ｚ相コイルを含んでいる。また、他方の三相巻線２３Ｂは、Ｙ結線されたＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを含んでいる。固定子鉄心２２から軸方向両端部に露出しているコイルエンド群は、スロット間の渡線としての複数のコイルエンドが集合した集合体である。各相は、２本の導体が束ねられて巻装された結果、１スロットに４本の導体が挿入されている。
【００１６】
回転子３は、ランデル型のポールコア３１と、このポールコア３１に装着された界磁巻線３２とを有する。ポールコア３１は、一対のクローポール３３を備えており、各クローポール３３は、回転軸３４に嵌合固定されたボス部と、ボス部から径方向外側に向けて広がるディスク部と、ディスク部から軸方向に延びる爪状磁極部とを備える。
【００１７】
回転子３は、界磁巻線３２を一対のクローポール３３によって、回転軸３４を通して両側から挟み込んだ構造を有している。また、フロント側のクローポール３３の端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すために軸流式の冷却ファン３５が溶接等によって取り付けられている。同様に、リヤ側のクローポール３３の端面には、リヤ側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すために遠心式の冷却ファン３６が溶接等によって取り付けられている。
【００１８】
フレーム４は、固定子２および回転子３を収容しており、回転子３が回転軸３４を中心に回転可能な状態で支持されているとともに、回転子３のポールコア３１の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子２が固定されている。フレーム４は、フロントフレーム４Ａとリヤフレーム４Ｂとからなり、これらが複数本の締結ボルト４１によって締結されて上述した固定子２等の支持が行われる。また、フレーム４は、固定子鉄心２２の軸方向端面から突出した固定子巻線２３に対向した部分に冷却風の吐出窓４２が、軸方向端面に吸入窓４３がそれぞれ設けられている。
【００１９】
リヤフレーム４Ｂの外側には、電圧調整回路６、整流回路７、ブラシ装置８が搭載され、これらを覆うようにリヤカバー５が取り付けられる。
【００２０】
整流回路７は、固定子２に含まれる固定子巻線２３から引き出される出力用引出線が接続されており、印加される三相交流電圧を三相全波整流して直流電圧に変換する。上述したように固定子巻線２３には２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが含まれているため、この整流回路７には２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂのそれぞれに対応する２つの整流回路７Ａ、７Ｂが含まれている。整流回路７の詳細構造については後述する。
【００２１】
上述した構造を有する車両用交流発電機１は、ベルト等を介してプーリ２０にエンジン（図示せず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に回転する。この状態で回転子３の界磁巻線３２に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア３１のそれぞれの爪部が励磁され、固定子巻線２３に三相交流電圧を発生させることができ、整流回路７の出力端子からは所定の直流電力が取り出される。
【００２２】
図２は、本実施形態の車両用交流発電機１の結線図である。上述したように、固定子巻線２３には２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが含まれており、それぞ
れが別々に動作する整流回路７Ａ、７Ｂに接続されている。具体的には、一方の三相巻線２３Ａに含まれるＸ相コイル、Ｙ相コイル、Ｚ相コイルのそれぞれの一方端が出力用引出線として引き出され、整流回路７Ａの３つの端子７１Ａ、７２Ａ、７３Ａに接続されている。また、一方の三相巻線２３Ａに含まれるＸ相コイル、Ｙ相コイル、Ｚ相コイルのそれぞれの他方端が中性点用引出線として引き出され、コイルエンド近傍で互いに接合されて電気的な接続が行われる。同様に、他方の三相巻線２３Ｂに含まれるＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルのそれぞれの一方端が出力用引出線として引き出され、整流回路７Ｂの３つの端子７１Ｂ、７２Ｂ、７３Ｂに接続されている。また、他方の三相巻線２３Ｂに含まれるＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルのそれぞれの他方端が中性点用引出線として引き出され、コイルエンド近傍で互いに接合されて電気的な接続が行われる。なお、Ｙ型（星型）結線の場合には、上述したように中性点が形成されるため、これを外部に引き出して、中性点出力を設けることができる。
【００２３】
図３は、固定子２の平面図であり、リヤ側から見た２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂから引き出される出力用引出線あるいは中性点用引出線の詳細が示されている。図３において、Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１のそれぞれは、一方の三相巻線２３ＡのＸ相、Ｙ相、Ｚ相コイルのそれぞれから引き出される出力用引出線を示している。また、Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２のそれぞれは、一方の三相巻線２３Ａの各相のコイルから引き出される中性点用引出線を示している。Ｘ相の出力用引出線Ｘ１とＹ相の出力用引出線Ｙ１は、互いに接近した位置から引き出されており、Ｚ相の出力用引出線Ｚ１のみが隔たった位置から引き出されている。また、Ｘ相の中性点用引出線Ｘ２は、Ｘ相の出力用引出線Ｘ１の近傍の位置から引き出されている。Ｙ相の中性点用引出線Ｙ２は、Ｙ相の出力用引出線Ｙ１の近傍の位置から引き出されている。Ｚ相の中性点用引出線Ｚ２は、Ｚ相の出力用引出線Ｚ１の近傍の位置から引き出されている。出力用引出線Ｘ１、Ｙ１に対して出力用引出線Ｚ１のみが隔たった位置から引き出されているため、中性点用引出線Ｘ２、Ｙ２に対して中性点用引出線Ｚ２も隔たった位置から引き出されており、この隔たった位置に引き出された中性点用引出線Ｚ２を固定子巻線２３のコイルエンドに沿って円周方向（図３においては時計回り方向）に引き回すことによって３本の中性点用引出線Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２を出力用引出線Ｙ１の近傍に集めることができ、これら３本の中性点用引出線Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２の端部を溶接や半田付けによって接合することによって図２に示す中性点Ｎ１が形成される。
【００２４】
また、図３において、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１のそれぞれは、他方の三相巻線２３ＢのＵ相、Ｖ相、Ｗ相コイルのそれぞれから引き出される出力用引出線を示し
ている。また、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２のそれぞれは、他方の三相巻線２３Ｂの各相のコイルから引き出される中性点用引出線を示している。Ｖ相の出力用引出線Ｖ１とＷ相の出力用引出線Ｗ１は、互いに接近した位置から引き出されており、Ｕ相の出力用引出線Ｕ１は、上述した三相巻線２３ＡのＺ相の出力用引出線Ｚ１と互いに接近した位置から引き出されている。また、Ｕ相の中性点用引出線Ｕ２は、Ｕ相の出力用引出線Ｕ１の近傍の位置から引き出されている。Ｖ相の中性点用引出線Ｖ２は、Ｖ相の出力用引出線Ｖ１の近傍の位置から引き出されている。Ｗ相の中性点用引出線Ｗ２は、Ｗ相の出力用引出線Ｗ１の近傍の位置から引き出されている。出力用引出線Ｖ１、Ｗ１に対して出力用引出線Ｕ１のみが隔たった位置から引き出されているため、中性点用引出線Ｖ２、Ｗ２に対して中性点用引出線Ｕ２も隔たった位置から引き出されており、この隔たった位置に引き出された中性点用引出線Ｕ２を固定子巻線２３のコイルエンドに沿って円周方向（図３においては反時計回り方向）に引き回すことによって３本の中性点用引出線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２を出力用引出線Ｖ１の近傍に集めることができ、これら３本の中性点用引出線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の端部を溶接や半田付けによって接合することによって図２に示す中性点Ｎ２が形成される。
【００２５】
このように、一方の三相巻線２３Ａから引き出される３本の出力用引出線Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１を１グループとし、他方の三相巻線２３Ｂから引き出される３本の出力用引出線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１を別の１グループとして、これら２つのグループに含まれる各出力用引出線が互いに分離するようにしているため、これらの各出力用引出線に対応する中性点用引出線も各三相巻線ごとに隔たった位置に配置される。したがって、各三相巻線の３本の中性点用引出線を結線する際に、他の三相巻線に含まれる中性点用引出線が交差することがなく、中性点の結線作業が容易になる。
【００２６】
図４は、整流回路７の詳細な構造を示す平面図である。図４に示す整流回路７は、一方の三相巻線２３Ａに接続された整流回路７Ａと、他方の三相巻線２３Ｂに接続された整流回路７Ｂとが含まれている。この整流回路７は、負極側の放熱フィン７４と、この放熱フィン７４に接合される複数（例えば６個）の整流素子７５−１〜７５−６と、正極側の放熱フィン７６と、この放熱フィン７６に接合される複数（例えば６個）の整流素子７７−１〜７７−６と、２つの放熱フィン７４、７６の間の間隔を一定に保つとともに対応する各整流素子と出力用引出線との結線を行う端子台７８とを含んで構成されている。上述した複数（例えば合計１２個）の整流素子は、整流素子７７−１〜７７−６からなる正極側素子群と、整流素子７５−１〜７５−６からなる負極側素子群とを含んでいる。そして、一つの正極側素子と負極側素子とが、ともに１本の出力用引出線に接続されて単相整流回路をなしている。
【００２７】
ところで、図４に示した整流回路７は、１組の放熱フィン７４、７６に接合された合計１２個の整流素子７５−１〜７５−６、７７−１〜７７−６を用いて２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂに対応する整流動作を行っており、機能的には三相巻線２３Ａ、２３Ｂのそれぞれに対応した２つの整流回路７Ａ、７Ｂが含まれている。図３に示したように、反時計回り方向に沿って、一方の三相巻線２３Ａの出力用引出線Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１、他方の三相巻線２３Ｂの出力用引出線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１の順に並んでいるため、図４において、放熱フィン７４、７６のほぼ左半分に含まれる６個の整流素子７５−１〜７５−３、７７−１〜７７−３によって一方の三相巻線２３Ａに対応する整流回路７Ａが構成され、放熱フィン７４、７６のほぼ右半分に含まれる６個の整流素子７５−４〜７５−６、７７−４〜７７−６によって他方の三相巻線２３Ｂに対応する整流回路７Ｂが構成されている。このように、放熱フィン７４、７６を２つの整流回路７Ａ、７Ｂで共通に使用することにより、部品点数の低減や省スペース化、温度分布の均一化等が可能になる。
【００２８】
また、図４において左側に位置する絶縁保護部７９に着目すると、この絶縁保護部７９の周方向の一方側に、絶縁保護部７９を通して引き出された出力用引出線Ｘ１に接続される単相整流回路（７７−１、７５−１）が配置されている。また、絶縁保護部７９の周方向の他方側に、絶縁保護部７９を通して引き出された出力用引出線Ｙ１に接続される単相整流回路（７７−２、７５−２）が配置されている。したがって、絶縁保護部７９の周方向の両側に、ほぼ左右対称となるように単相整流回路が配置されている。
【００２９】
本実施形態では、全１２個の整流素子としてのダイオードが、６組の単相整流回路をなしており、３個の絶縁部材としての絶縁保護部７９が配置され、それぞれが２本の出力用引出線を案内するため、ひとつの絶縁保護部７９の周方向両側には、２個ずつの整流素子が配置される。したがって、一つの絶縁部材と、２本の出力用引出線と、４個の整流素子とが一つの整流回路の単位となっている。そして、図４に示されるように、３つの単位を周方向に整然と配置することにより、一つの整流回路が構成されている。
【００３０】
図５は、整流回路７に含まれる端子台７８の部分的な構成を示す正面図であり、固定子２から引き出された２本の出力用引出線を収容する絶縁保護部近傍の詳細が示されている。また、図６はこの絶縁保護部近傍の側面図である。図５に示すように、固定子２から引き出される２本の出力用引出線（例えばＸ１、Ｙ１）が、端子台７８の一部によって形成される絶縁部材としての絶縁保護部７９を介して２つの端子（例えば７１Ａ、７２Ａ）に導かれ、溶接や半田付けによって接合されている。この絶縁保護部７９は、２本の出力用引出線Ｘ１、Ｙ１の互いの電気絶縁を行うとともに、それぞれとリヤフレーム４Ｂとの間の電気絶縁を行うためのものであり、２つの出力用引出線Ｘ１、Ｘ１が互いに分離した状態で収容されている。他の２つの絶縁保護部７９も同様の構成を有しており、２つの出力用引出線Ｚ１、Ｕ１あるいは２つの出力用引出線Ｖ１、Ｗ１が収容されている。これら３つの絶縁保護部７９のそれぞれは、リヤフレーム４Ｂの軸方向端面に形成された貫通孔４４に挿入される。したがって、各貫通孔４４には、多相巻線の組数（本実施形態では二組）に対応した数の引出線が収容される。
【００３１】
このように、絶縁部材としての絶縁保護部７９は、複数の出力用引出線とリヤフレーム４Ｂとの間に介在してこれらの間を絶縁するとともに、複数の出力用引出線の相互の間に介在してこれらの間を絶縁する。また、この絶縁保護部７９は、一体の柱状あるいは筒状と呼びうる形状を有しており、内部に出力用引出線を収納する引出線収容部８０が形成されている。この引出線収容部８０は、出力用引出線毎に独立している。例えば、図５に示すように、この引出線収容部８０は、出力用引出線が貫通して配置される複数の貫通孔８２であり、１つの貫通孔８２に１本の出力用引出線が貫通して配置される。この貫通孔８２は、固定子２側に向けて次第に広がった開口を有しており、固定子２側からの出力用引出線の挿入が容易になっている。また、端子７１Ａ、７２Ａは、これらの貫通孔８２の整流回路７側の開口部に隣接して配置されている。
【００３２】
図７は、絶縁保護部７９近傍の部分的な断面図である。また、図８は図７に示すＰ方向から見た図である。図８に示すように、リヤフレーム４Ｂの軸方向端面には、整流回路７に含まれる絶縁保護部７９が挿入される貫通孔４４が形成されている。図４に示したように、この絶縁保護部７９は、整流回路７全体で３箇所に設けられているため、これらと１対１に対応する３つの貫通孔４４がリヤフレーム４Ｂの軸方向端面に形成されている。
【００３３】
図９は、リヤフレーム４Ｂの詳細形状を示す平面図である。図９に示すように、リヤフレーム４Ｂには複数の貫通孔としての３個の独立した貫通孔４４が形成されている。この貫通孔４４の数は、三相巻線２３Ａ、２３Ｂの相数に対応している。これら複数の貫通孔４４は、同心状に配置されており、それぞれの貫通孔４４の間隔は、一部のみが広く、残部がほぼ等間隔になっている。したがって、複数の貫通孔４４は、全体として同一円上の一部分に偏って位置している。しかも、全ての貫通孔４４は、同一円上であってその円のほぼ半分の領域に偏在して位置している。なお、中性点出力を設ける場合には、貫通孔４４の数は、三相巻線２３Ａ、２３Ｂの相数よりも１多い数となる。
【００３４】
また、図７に示すように、絶縁保護部７９に収容される２本の出力用引出線は、リヤ側の冷却ファン３６から吐出窓４２に向かう冷却風の通路に配置されるため、この２本の出力用引出線を分散せずにまとめて配置することにより、ファン騒音の高次の次数成分を減らすことができる。
【００３５】
このように、本実施形態の車両用交流発電機１においては、リヤフレーム４Ｂに３つの貫通孔４４が形成されており、それぞれの貫通孔４４には、固定子２から整流回路７に延びる６本の出力用引出線の中の２本ずつがまとめられて収容されている。したがって、各貫通孔４４やこれに挿入される整流回路７の絶縁保護部７９によって生じる凹凸が少なくなるため、通風抵抗が少なくなって冷却性の向上が可能になる。また、リヤフレーム４Ｂの冷却ファン３６対向面の凹凸が減ることにより、冷却風とこれらの凹凸との干渉音が減るため、ファン騒音の低減が可能になる。さらに、リヤフレーム４Ｂに形成された貫通孔４４や整流回路７の端子台７８に形成される絶縁保護部７９の数が減ることにより、これらを製造する際に使用される成形型の形状が単純化されるため、型寿命が長くなることによる製造コストを低減も可能になる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、２本の出力用引出線をまとめて１つの絶縁保護部７９に収容するようにしたが、３本以上の出力用引出線をまとめるようにしてもよい。また、固定子２に２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが含まれる場合を説明したが、１組の三相巻線のみによって固定子巻線２３が形成される場合や、３組以上の三相巻線によって固定子巻線２３が形成される場合にも本発明を適用することができる。特に、固定子２に含まれる三相巻線の数が増えると、出力用引出線の数が大幅に増すことになるため、これらの複数本をまとめて絶縁保護部７９に収容して、リヤフレーム４Ｂの１つの貫通孔４４を通して整流回路７に対する結線を行うことにより、ファン騒音の低減、冷却風の風量増加、製造コストの低減の効果はさらに大きくなる。また、固定子巻線２３を構成する複数の三相巻線は、その一部あるいは全部がΔ結線されたものを用いるようにしてもよい。
【００３７】
また、上述した実施形態では、固定子巻線２３から引き出される６本の出力用引出線が、各三相巻線２３Ａ、２３Ｂのそれぞれ毎にグループ分けされて隔たった位置に配置されるようにしたが、各三相巻線２３Ａ、２３Ｂに含まれる３本の出力用引出線の中から互いに電気角が接近しているもの同士を１本ずつ選んで、これらを組にして同一の絶縁保護部７９に収容するようにしてもよい。
【００３８】
図１０は、固定子の変形例を示す平面図であり、電気角が接近した２本の出力用引出線を同一の絶縁保護部７９に収容する場合に適した固定子の巻線の状態が示されている。図１０において、固定子巻線２３のコイルエンドの所定位置から一方の三相巻線２３ＡのＸ相の出力用引出線Ｘ１が引き出されており、その近傍の位置（例えば１スロット分ずれた位置）から他方の三相巻線２３ＢのＵ相の出力用引出線Ｕ１が引き出されている。これら２本の出力用引出線Ｘ１、Ｕ１は、同一の絶縁保護部７９に収容される。また、図１０において、出力用引出線Ｘ１に対して反時計回り方向にほぼ９０°ずれたコイルエンド上の位置から三相巻線２３ＡのＹ相の出力用引出線Ｙ１が引き出されているとともに、その近傍の位置から他方の三相巻線２３ＢのＶ相の出力用引出線Ｖ１が引き出されており、これら２本の出力用引出線Ｙ１、Ｖ１が同一の絶縁保護部７９に収容される。同様に、図１０において、出力用引出線Ｘ１に対して時計回り方向にほぼ９０°ずれたコイルエンド上の位置から三相巻線２３ＡのＺ相の出力用引出線Ｚ１が引き出されているとともに、その近傍の位置から他方の三相巻線２３ＢのＷ相の出力用引出線Ｗ１が引き出されており、これら２本の出力用引出線Ｚ１、Ｗ１が同一の絶縁保護部７９に収容される。
【００３９】
また、三相巻線２３ＡのＹ相の中性点用引出線Ｙ２は、出力用引出線Ｙ１の近傍から引き出され、Ｘ相の出力用引出線Ｘ１の近傍から引き出された中性点用引出線Ｘ２の近傍まで、コイルエンドに沿って円周方向（図１０においては時計回り方向）に引き回される。同様に、三相巻線２３ＡのＺ相の中性点用引出線Ｚ２は、出力用引出線Ｚ１の近傍から引き出され、Ｘ相の出力用引出線Ｘ１の近傍から引き出された中性点用引出線Ｘ２の近傍まで、コイルエンドに沿って円周方向（図１０においては反時計回り方向）に引き回される。このようにして３本の中性点用引出線Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２が出力用引出線Ｘ１の近傍に集められ、これらを接合することにより一方の三相巻線２３Ａの中性点Ｎ１が形成される。
【００４０】
他方の三相巻線２３Ｂについても同様であり、Ｖ相の中性点用引出線Ｖ２は、出力用引出線Ｖ１の近傍から引き出され、Ｕ相の出力用引出線Ｕ１の近傍から引き出された中性点用引出線Ｕ２の近傍まで、コイルエンドに沿って円周方向（図１０においては時計回り方向）に引き回される。同様に、三相巻線２３ＢのＷ相の中性点用引出線Ｗ２は、出力用引出線Ｗ１の近傍から引き出され、Ｕ相の出力用引出線Ｕ１の近傍から引き出された中性点用引出線Ｕ２の近傍まで、コイルエンドに沿って円周方向（図１０においては反時計回り方向）に引き回される。このようにして３本の中性点用引出線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２が出力用引出線Ｕ１の近傍に集められ、これらを接合することにより他方の三相巻線２３Ｂの中性点Ｎ２が形成される。
【００４１】
このように、同一の絶縁保護部７９に収容される２本の出力用引出線に現れる誘起電圧の位相が互いに近くなるように（この場合は３０°）、巻線の状態が工夫されており、絶縁保護部７９内あるいはその近傍でこれらの引出線が短絡した場合であっても、出力電力が全く得られなくなることはない。
【００４２】
また、上述した実施形態では、図３あるいは図１０に示したように、互いに接近した位置から引き出された２本の出力用引出線を大きな変形を伴わずに絶縁保護部７９に収容するようにしたが、隔たった位置から引き出された２本の出力用引出線の形状を整形することにより、同じ絶縁保護部７９に収容するようにしてもよい。
【００４３】
図１１は、２本の出力用引出線がコイルエンドの比較的離れた位置から引き出された固定子の部分的な側面図である。例えば、図３に示した２本の出力用引出線Ｚ１とＵ１とが隔たった位置から引き出されている。
【００４４】
図１２は、図１１に示した固定子を図１に示した車両用交流発電機１に適用可能にした出力用引出線の整形状態を示す図である。図１２に示す固定子においては、２本の出力用引出線Ｚ１、Ｕ１を比較的隔たった位置から引き出し、互いに接近させるように折り曲げた後に、この２本の出力用引出線Ｚ１、Ｕ１をほぼ平行に延在させている。このように出力用引出線を引き出した後にその形状を整形するようにすれば、例えば固定子が比較的散在した位置に６本の出力用引出線を有する場合であっても、それらをほぼ３箇所にまとめて配置することができ、固定子の製造工程における扱いが容易になる。例えば、後工程において出力用引出線の形状を整形するため、引出線の変形を防止することができる。また、図３や図１０に示すように６本の出力用引出線をほぼ３箇所から引き出すことにより、あるいは、分散して引き出された４本以上の出力用引出線を図１２に示したようにクランク状に折り曲げることによって３箇所に集合させることにより、整流回路７との接続の作業性が向上する。特に、図１２に示したようにクランク状に出力用引出線を折り曲げる場合には、このクランク状部分において出力用引出線の変形を吸収できる利点もある。
【００４５】
また、上述した実施形態では、整流回路７の端子台７８の一部を絶縁保護部７９としたが、絶縁保護部７９を端子台７８とは別体の部品としてもよい。また、各出力用引出線と整流回路７の各端子との接続を溶接や半田付け等の接合によって行う場合を説明したが、これらの接続をねじ止め等によって行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態の車両用交流発電機の結線図である。
【図３】固定子の平面図である。
【図４】整流回路の詳細な構造を示す平面図である。
【図５】整流回路に含まれる端子台の絶縁保護部近傍の正面図である。
【図６】整流回路に含まれる端子台の絶縁保護部近傍の側面図である。
【図７】絶縁保護部近傍の部分的な断面図である。
【図８】図７に示すＰ方向から見た図である。
【図９】リヤフレームの詳細形状を示す平面図である。
【図１０】固定子の変形例を示す平面図である。
【図１１】固定子の変形例を示す部分的な側面図である。
【図１２】固定子の変形例を示す部分的な側面図である。
【符号の説明】
１車両用交流発電機
２固定子
３回転子
４フレーム
７整流回路
２３固定子巻線
２３Ａ、２３Ｂ三相巻線
３６冷却ファン
４４貫通孔
７９絶縁保護部
Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１出力用引出線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle AC generator mounted on a passenger car, a truck, or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an internal fan type vehicle alternator for cooling a stator winding by an air flow generated by a cooling fan provided on an end face in the axial direction of a rotor and rotating the rotor. Are known. For example, in a generator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-165949, a rotor and a stator are held by front and rear frames, and a rectifier circuit, a brush device, and an IC are provided outside the rear frame. Various functional parts such as a regulator are arranged. In particular, when a centrifugal cooling fan is used on the end face of the rotor, it is known that the air volume increases by adding a fan shroud that serves as a screen. In the generator disclosed in the above publication, The cooling fan facing surface of the rear frame functions as a fan shroud. Further, when the stator winding is arranged in the internal space formed by the frame in this way, and the rectifier circuit for converting the AC voltage induced in the stator winding into the DC voltage is arranged outside the frame. Of course, it is necessary to connect the output lead wire of the stator winding to the rectifier circuit through the frame on the rear side. For this reason, a through hole is formed in the rear frame at a position where an output lead wire of the stator winding is taken out, and an insulating member made of rubber or a resin material is inserted into the through hole to The lead wire for output of the wire is drawn to the terminal of the rectifier circuit.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described conventional generator, since the output lead wire of the stator winding is drawn to the rectifier circuit through the through hole formed in the rear frame, the surface of the frame is uneven, and the cooling fan is There has been a problem that fan noise generated when the fan rotates is increased. For example, in addition to the unevenness due to the through hole formed in the frame, each of the insulating member inserted into the through hole and the output lead wire of the stator winding is a source of fan noise.
[0004]
In particular, as disclosed in JP-A-4-26345, two sets of three-phase coils (X-phase, Y-phase, Z-phase set and U-phase, V-phase, W-phase set) are fixed to one. When included in the child, it is necessary to draw out six lead wires for output. However, if six through holes corresponding to the respective lead wires are formed in the frame on the rear side, the frame formed by these through holes is used. Since the number of surface irregularities, insulating members, and lead lines is doubled, fan noise is further increased. Moreover, these become ventilation resistance and the fan air volume falls, leading to a temperature rise. Furthermore, as the number of through-holes formed in the frame increases, the number of insulating members inserted into the respective through-holes increases and the shape of the mold becomes complicated, leading to an increase in manufacturing cost. Become.
[0005]
The present invention was created in view of the above points, and its purpose is to reduce the manufacturing cost and fan noise by devising the structure around the output lead wire of the stator winding. The object is to provide a vehicle alternator.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an AC generator for a vehicle according to the present invention supports a rotor and a stator by a frame and includes a rectifier circuit outside the frame, and is formed in the frame. Double A plurality of output lead lines drawn from the stator and having different connection destinations in the rectifier circuit are accommodated in any of the number of through holes. By accommodating a plurality of output lead wires drawn from the stator in one through hole, the number of through holes can be reduced, so that the number of irregularities on the surface of the frame caused by the through holes is reduced. The shape of the molding die is simplified, and the number of parts such as insulating members inserted into the through holes is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced.
[0007]
Moreover, it is desirable that the above-described stator has a stator winding composed of a plurality of multiphase windings from which output lead lines are drawn. When there are multiple multiphase windings and the output lead wires are drawn from each multiphase winding, the number of output lead wires increases in proportion to the number of multiphase windings. If multiple lead wires can be accommodated together in each through-hole of the frame, the number of through-holes can be greatly reduced, resulting in significant effects of reducing manufacturing costs, improving cooling performance and reducing fan noise. can get.
[0008]
In addition, multi-phase connection was made as multiple multi-phase windings. Different electrical angles Consider two winding sets, The number of through holes corresponds to the number of phases of the multiphase winding, As for the output lead wires included in each winding group, it is desirable to make two sets of output lead wires having close electrical angles to each other and accommodate the two output lead wires of each set in each of the through holes. . In this case, because the induced output voltage close in phase is accommodated in the same through hole, even if a short circuit between the output lead wires accommodated in the same through hole occurs, The output power can be taken out with relatively little influence of a short circuit.
[0009]
A cooling fan is provided on at least the rear end (rectifier circuit side) axial end face of the rotor described above. The frame faces the cooling fan It is desirable. The unevenness of the surface of the frame that functions as the fan shroud surface is reduced, and the number of insulating members and the like inserted into the through holes is reduced, so that the ventilation resistance is reduced. For this reason, as the air volume of the cooling air increases, the air is smoothly discharged in the radial direction, and the cooling performance can be improved. In addition, since the projections such as the unevenness of the frame surface and the insulating member are reduced, the fan noise is reduced in both overall and pitch noise.
[0010]
Further, when a plurality of multiphase windings are provided, it is preferable to provide a rectifier circuit corresponding to each multiphase winding. In such a configuration, since the number of lead wires increases, the effects of reducing manufacturing costs, improving cooling performance, and reducing fan noise are further increased. In particular, it is desirable that the plurality of rectifier circuits have heat radiation fins that are common to each other on the positive electrode side and the negative electrode side. By using the same heat dissipating fins in a plurality of rectifier circuits, it is possible to reduce the number of parts, save space, and make the temperature uniform.
[0011]
As the multiphase winding, a three-phase winding can be adopted, and as the multiphase connection, a star-shaped Y type or a ring-shaped Δ type can be used.
[0012]
For example, when Y-type connection is adopted in a three-phase winding, two output lead wires included in the same winding set can be gathered in a close position, so that the neutrality drawn from the other end of each phase The lead lines for points can be collected for each three-phase winding, and neutral point connection processing in each three-phase winding becomes easy.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an AC generator for a vehicle according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an automotive alternator. The vehicle alternator 1 shown in FIG. 1 includes a stator 2, a rotor 3, a frame 4, a rectifier circuit 7, and the like.
[0015]
The stator 2 includes a stator core 22 and a stator winding 23 formed by winding a coil wire having an organic insulating film in a plurality of slots formed in the stator core 22. ing. The stator winding 23 is provided with a plurality of sets of multiphase windings, with one multiphase winding as a set. For example, the stator winding 23 included in the vehicle alternator 1 of the present embodiment includes three-phase windings 23A and 23B as two sets of multiphase windings, and these two sets of three-phase windings. The wires 23A and 23B are wound at positions different from each other by 30 ° in electrical angle. One three-phase winding 23A includes an X-phase coil, a Y-phase coil, and a Z-phase coil that are Y-connected. The other three-phase winding 23B includes a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil that are Y-connected. The coil end group exposed from the stator core 22 at both ends in the axial direction is an aggregate in which a plurality of coil ends serving as connecting lines between slots are gathered. In each phase, two conductors are bundled and wound, so that four conductors are inserted in one slot.
[0016]
The rotor 3 has a Landel-type pole core 31 and a field winding 32 attached to the pole core 31. The pole core 31 includes a pair of claw poles 33. Each claw pole 33 includes a boss part fitted and fixed to the rotary shaft 34, a disk part extending radially outward from the boss part, and a disk part. A claw-shaped magnetic pole portion extending in the axial direction.
[0017]
The rotor 3 has a structure in which the field winding 32 is sandwiched by a pair of claw poles 33 from both sides through a rotating shaft 34. An axial flow type cooling fan 35 is attached to the end face of the front claw pole 33 by welding or the like in order to discharge the cooling air sucked from the front side in the axial direction and the radial direction. Similarly, a centrifugal cooling fan 36 is attached to the end face of the claw pole 33 on the rear side by welding or the like in order to discharge the cooling air sucked from the rear side in the radial direction.
[0018]
The frame 4 accommodates the stator 2 and the rotor 3, is supported in a state where the rotor 3 can rotate around the rotation shaft 34, and a predetermined amount is provided on the outer peripheral side of the pole core 31 of the rotor 3. A stator 2 arranged via a gap is fixed. The frame 4 includes a front frame 4A and a rear frame 4B, which are fastened by a plurality of fastening bolts 41 to support the above-described stator 2 and the like. The frame 4 is provided with a cooling air discharge window 42 at a portion facing the stator winding 23 protruding from the axial end face of the stator core 22 and a suction window 43 at the axial end face.
[0019]
On the outside of the rear frame 4B, a voltage adjustment circuit 6, a rectifier circuit 7, and a brush device 8 are mounted, and a rear cover 5 is attached so as to cover them.
[0020]
The rectifier circuit 7 is connected to an output lead line drawn from a stator winding 23 included in the stator 2, and converts the applied three-phase AC voltage into a DC voltage by three-phase full-wave rectification. As described above, since the stator winding 23 includes two sets of three-phase windings 23A and 23B, this rectifier circuit 7 includes two sets of two-phase windings 23A and 23B. Two rectifier circuits 7A and 7B are included. The detailed structure of the rectifier circuit 7 will be described later.
[0021]
In the vehicle alternator 1 having the above-described structure, the rotor 3 rotates in a predetermined direction when a rotational force from an engine (not shown) is transmitted to the pulley 20 via a belt or the like. In this state, by applying an excitation voltage from the outside to the field winding 32 of the rotor 3, each claw portion of the pole core 31 is excited, and a three-phase AC voltage can be generated in the stator winding 23. A predetermined DC power is taken out from the output terminal of the rectifier circuit 7.
[0022]
FIG. 2 is a connection diagram of the vehicle alternator 1 of the present embodiment. As described above, the stator winding 23 includes two sets of three-phase windings 23A and 23B.
These are connected to rectifier circuits 7A and 7B that operate separately. Specifically, one end of each of the X-phase coil, Y-phase coil, and Z-phase coil included in one three-phase winding 23A is drawn out as an output lead line, and the three terminals 71A, 72A of the rectifier circuit 7A are drawn out. , 73A. In addition, the other ends of the X-phase coil, Y-phase coil, and Z-phase coil included in one three-phase winding 23A are drawn out as neutral point lead wires, and are joined together in the vicinity of the coil ends to be electrically connected. A connection is made. Similarly, one end of each of the U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil included in the other three-phase winding 23B is drawn out as an output lead line, and the three terminals 71B, 72B, 73B of the rectifier circuit 7B are drawn out. It is connected to the. In addition, the other ends of the U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil included in the other three-phase winding 23B are drawn out as neutral point lead wires and joined to each other in the vicinity of the coil ends to be electrically connected. A connection is made. In the case of Y-type (star-shaped) connection, a neutral point is formed as described above, so that it can be drawn out to provide a neutral point output.
[0023]
FIG. 3 is a plan view of the stator 2 and shows details of an output lead wire or a neutral point lead wire drawn from two sets of three-phase windings 23A and 23B as viewed from the rear side. In FIG. 3, X1, Y1, and Z1 indicate output lead lines drawn from the X-phase, Y-phase, and Z-phase coils of one three-phase winding 23A, respectively. Each of X2, Y2, and Z2 indicates a neutral point lead line that is drawn from the coil of each phase of one three-phase winding 23A. The X-phase output lead wire X1 and the Y-phase output lead wire Y1 are drawn from positions close to each other, and only the Z-phase output lead wire Z1 is drawn from a separated position. Further, the X-phase neutral point lead line X2 is drawn from a position near the X-phase output lead line X1. The Y-phase neutral point lead line Y2 is drawn from a position near the Y-phase output lead line Y1. The Z-phase neutral point lead line Z2 is drawn from a position near the Z-phase output lead line Z1. Since only the output lead line Z1 is drawn from the position where the output lead lines X1 and Y1 are separated from each other, the neutral point lead line Z2 is also separated from the neutral point lead lines X2 and Y2. The neutral point lead line Z2 drawn to this separated position is drawn in the circumferential direction (clockwise direction in FIG. 3) along the coil end of the stator winding 23, thereby causing a 3 The neutral point leader lines X2, Y2, and Z2 can be gathered in the vicinity of the output leader line Y1, and the ends of these three neutral point leader lines X2, Y2, and Z2 are welded or soldered. The neutral point N1 shown in FIG. 2 is formed by joining.
[0024]
In FIG. 3, U1, V1, and W1 indicate output lead lines that are drawn from the U-phase, V-phase, and W-phase coils of the other three-phase winding 23B, respectively.
ing. Further, each of U2, V2, and W2 indicates a neutral point lead line drawn from the coil of each phase of the other three-phase winding 23B. The V-phase output lead line V1 and the W-phase output lead line W1 are drawn from positions close to each other, and the U-phase output lead line U1 is the Z-phase winding of the three-phase winding 23A. It is drawn from a position close to the output lead line Z1. Further, the neutral lead line U2 for the U phase is led from a position in the vicinity of the U phase output lead line U1. The V-phase neutral point lead line V2 is drawn from a position in the vicinity of the V-phase output lead line V1. The W-phase neutral point lead line W2 is drawn from a position near the W-phase output lead line W1. Since only the output lead line U1 is drawn away from the output lead lines V1 and W1, the neutral point lead line U2 is also away from the neutral point lead lines V2 and W2. By pulling the neutral point lead U2 drawn to this separated position along the coil end of the stator winding 23 in the circumferential direction (counterclockwise direction in FIG. 3) The three neutral point lead lines U2, V2, W2 can be gathered in the vicinity of the output lead line V1, and the ends of these three neutral point lead lines U2, V2, W2 are welded or soldered. The neutral point N2 shown in FIG. 2 is formed by joining by attaching.
[0025]
Thus, the three output lead wires X1, Y1, Z1 drawn from one three-phase winding 23A are grouped, and the three output lead wires U1, drawn from the other three-phase winding 23B, Since V1 and W1 are set as another group and the output lead lines included in these two groups are separated from each other, the neutral point lead lines corresponding to these output lead lines are also different from each other. Arranged at separate positions for each three-phase winding. Therefore, when connecting the three neutral point lead lines of each three-phase winding, the neutral point lead lines included in the other three-phase windings do not intersect, and the neutral point connection Work becomes easy.
[0026]
FIG. 4 is a plan view showing a detailed structure of the rectifier circuit 7. The rectifier circuit 7 shown in FIG. 4 includes a rectifier circuit 7A connected to one three-phase winding 23A and a rectifier circuit 7B connected to the other three-phase winding 23B. The rectifier circuit 7 includes a negative-side radiating fin 74, a plurality of (for example, six) rectifying elements 75-1 to 75-6 joined to the radiating fin 74, a positive-side radiating fin 76, and the radiating heat. A plurality of (for example, six) rectifying elements 77-1 to 77-6 joined to the fins 76 and the distance between the two heat radiation fins 74 and 76 are kept constant, and the corresponding rectifying elements and output lead lines are provided. And a terminal block 78 for performing connection. The plurality of (for example, a total of 12) rectifying elements described above include a positive electrode side element group including rectifying elements 77-1 to 77-6 and a negative electrode side element group including rectifying elements 75-1 to 75-6. Yes. One positive-side element and negative-side element are both connected to one output lead line to form a single-phase rectifier circuit.
[0027]
Meanwhile, the rectifier circuit 7 shown in FIG. 4 includes two sets of rectifier elements 75-1 to 75-6 and 77-1 to 77-6 that are joined to a set of heat radiation fins 74 and 76. The three-phase windings 23A and 23B are rectified, and functionally, two rectifier circuits 7A and 7B corresponding to the three-phase windings 23A and 23B are included. As shown in FIG. 3, along the counterclockwise direction, output lead lines X1, Y1, Z1 of one three-phase winding 23A, output lead lines U1, V1, of the other three-phase winding 23B, Since they are arranged in the order of W1, in FIG. 4, one of the three-phase windings is formed by six rectifying elements 75-1 to 75-3 and 77-1 to 77-3 included in almost the left half of the heat radiation fins 74 and 76. The rectifier circuit 7A corresponding to the line 23A is configured, and the other three-phase winding is constituted by six rectifier elements 75-4 to 75-6 and 77-4 to 77-6 included in almost the right half of the heat radiation fins 74 and 76. A rectifier circuit 7B corresponding to the line 23B is configured. Thus, by using the radiation fins 74 and 76 in common for the two rectifier circuits 7A and 7B, it is possible to reduce the number of parts, save space, and make the temperature distribution uniform.
[0028]
Further, when attention is paid to the insulation protection part 79 located on the left side in FIG. 4, the single-phase rectification connected to the output lead line X <b> 1 drawn out through the insulation protection part 79 on one side in the circumferential direction of the insulation protection part 79. Circuits (77-1, 75-1) are arranged. In addition, single-phase rectifier circuits (77-2, 75-2) connected to the output lead wire Y1 drawn through the insulation protection part 79 are arranged on the other side in the circumferential direction of the insulation protection part 79. Accordingly, single-phase rectifier circuits are arranged on both sides of the insulation protection portion 79 in the circumferential direction so as to be substantially symmetrical.
[0029]
In this embodiment, the diodes as all 12 rectifying elements form 6 sets of single-phase rectifying circuits, and the insulating protection portions 79 as the three insulating members are arranged, each of which has two outputs. In order to guide the leader line, two rectifying elements are arranged on both sides in the circumferential direction of one insulating protection part 79. Therefore, one insulating member, two output lead lines, and four rectifying elements are a unit of one rectifier circuit. And as FIG. 4 shows, one rectifier circuit is comprised by arrange | positioning three units orderly in the circumferential direction.
[0030]
FIG. 5 is a front view showing a partial configuration of the terminal block 78 included in the rectifier circuit 7, and shows details of the vicinity of the insulation protection portion that accommodates the two output lead wires drawn from the stator 2. Has been. FIG. 6 is a side view of the vicinity of the insulation protection portion. As shown in FIG. 5, two output lead wires (for example, X 1 and Y 1) drawn from the stator 2 are connected via an insulating protection portion 79 as an insulating member formed by a part of the terminal block 78. It is led to one terminal (for example, 71A, 72A) and joined by welding or soldering. The insulation protection portion 79 is for electrically insulating the two output lead wires X1 and Y1 from each other and for electrically insulating each from the rear frame 4B. The lines X1 and X1 are accommodated in a state separated from each other. The other two insulation protection parts 79 have the same configuration and accommodate two output lead lines Z1 and U1 or two output lead lines V1 and W1. Each of these three insulation protection portions 79 is inserted into a through hole 44 formed in the axial end surface of the rear frame 4B. Accordingly, each through hole 44 accommodates a number of lead wires corresponding to the number of sets of multiphase windings (two in this embodiment).
[0031]
As described above, the insulation protection portion 79 as an insulating member is interposed between the plurality of output lead wires and the rear frame 4B to insulate them, and between the plurality of output lead wires. Insulates between them by intervening. Further, the insulation protection portion 79 has a shape that can be called an integral columnar shape or a cylindrical shape, and a lead wire accommodating portion 80 that accommodates an output lead wire is formed therein. The lead wire accommodating portion 80 is independent for each output lead wire. For example, as shown in FIG. 5, the lead line accommodating portion 80 is a plurality of through holes 82 through which the output lead lines are arranged, and one output lead line is provided in one through hole 82. It is arranged through. The through-hole 82 has an opening that gradually widens toward the stator 2 side, and insertion of an output lead line from the stator 2 side is facilitated. Further, the terminals 71A and 72A are arranged adjacent to the openings on the rectifier circuit 7 side of these through holes 82.
[0032]
FIG. 7 is a partial cross-sectional view in the vicinity of the insulation protection part 79. FIG. 8 is a view seen from the P direction shown in FIG. As shown in FIG. 8, a through hole 44 into which the insulation protection part 79 included in the rectifier circuit 7 is inserted is formed in the end face in the axial direction of the rear frame 4B. As shown in FIG. 4, since the insulation protection portion 79 is provided at three places in the entire rectifier circuit 7, three through holes 44 corresponding to the rectifier circuit 7 are provided on the end face in the axial direction of the rear frame 4B. Is formed.
[0033]
FIG. 9 is a plan view showing the detailed shape of the rear frame 4B. As shown in FIG. 9, the rear frame 4B has three independent through holes 44 as a plurality of through holes. The number of through holes 44 corresponds to the number of phases of the three-phase windings 23A and 23B. The plurality of through-holes 44 are concentrically arranged, and the intervals between the respective through-holes 44 are wide at only a part, and the remaining parts are substantially equally spaced. Therefore, the plurality of through-holes 44 are biased to a part on the same circle as a whole. Moreover, all the through-holes 44 are located on the same circle and are unevenly distributed in almost half of the circle. In the case where a neutral point output is provided, the number of through holes 44 is one more than the number of phases of the three-phase windings 23A and 23B.
[0034]
Further, as shown in FIG. 7, the two output lead wires accommodated in the insulation protection portion 79 are arranged in the cooling air passage from the rear cooling fan 36 toward the discharge window 42. By arranging the output leader lines together without dispersing them, higher order components of fan noise can be reduced.
[0035]
Thus, in the vehicle alternator 1 of the present embodiment, the rear frame 4B is formed with three through holes 44, and each through hole 44 extends from the stator 2 to the rectifier circuit 7. Two of the output leader lines are collected and accommodated. Therefore, the unevenness generated by each through-hole 44 and the insulating protection part 79 of the rectifier circuit 7 inserted in the through-hole 44 is reduced, so that the ventilation resistance is reduced and the cooling performance can be improved. Further, since the unevenness of the surface of the rear frame 4B facing the cooling fan 36 is reduced, the interference noise between the cooling air and the unevenness is reduced, so that fan noise can be reduced. Furthermore, since the number of through holes 44 formed in the rear frame 4B and the insulation protection portions 79 formed in the terminal block 78 of the rectifier circuit 7 is reduced, the shape of the molding die used for manufacturing them is simple. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost due to the longer mold life.
[0036]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, two output lead lines are collectively accommodated in one insulation protection part 79, but three or more output lead lines may be combined. Moreover, although the case where the stator 2 includes two sets of three-phase windings 23A and 23B has been described, when the stator winding 23 is formed by only one set of three-phase windings, The present invention can also be applied when the stator winding 23 is formed by a three-phase winding. In particular, as the number of three-phase windings included in the stator 2 increases, the number of output lead wires greatly increases. By connecting to the rectifier circuit 7 through one through hole 44 of the frame 4B, the effects of reducing fan noise, increasing the amount of cooling air, and reducing manufacturing costs are further increased. Further, as the plurality of three-phase windings constituting the stator winding 23, a part or all of them may be Δ-connected.
[0037]
In the above-described embodiment, the six output lead wires drawn from the stator windings 23 are arranged in groups and separated from each other for the three-phase windings 23A and 23B. However, one of the three output lead wires included in each of the three-phase windings 23A and 23B, which are close to each other in electrical angle, is selected one by one, and these are combined to form the same insulation protection. You may make it accommodate in the part 79. FIG.
[0038]
FIG. 10 is a plan view showing a modified example of the stator, and the state of the stator winding suitable for accommodating two output lead wires with close electrical angles in the same insulation protection part 79 is shown in FIG. It is shown. In FIG. 10, the X-phase output lead wire X1 of one three-phase winding 23A is drawn from a predetermined position at the coil end of the stator winding 23, and a position in the vicinity thereof (for example, a position shifted by one slot). ) From which the U-phase output lead line U1 of the other three-phase winding 23B is drawn. These two output lead wires X1 and U1 are accommodated in the same insulation protection part 79. In FIG. 10, the Y-phase output lead line Y1 of the three-phase winding 23A is drawn from a position on the coil end that is shifted by approximately 90 ° counterclockwise with respect to the output lead line X1. The V-phase output lead line V1 of the other three-phase winding 23B is drawn out from the position in the vicinity thereof, and these two output lead lines Y1 and V1 are accommodated in the same insulation protection part 79. . Similarly, in FIG. 10, the Z-phase output lead line Z1 of the three-phase winding 23A is drawn from a position on the coil end that is shifted by approximately 90 ° clockwise relative to the output lead line X1. The W-phase output lead line W1 of the other three-phase winding 23B is drawn out from a position in the vicinity thereof, and these two output lead-out lines Z1 and W1 are accommodated in the same insulation protection part 79. .
[0039]
The Y-phase neutral point lead wire Y2 of the three-phase winding 23A is drawn from the vicinity of the output lead wire Y1 and is drawn from the vicinity of the X-phase output lead wire X1. The wire is drawn in the circumferential direction (clockwise in FIG. 10) along the coil end up to the vicinity of the line X2. Similarly, the Z-phase neutral point lead wire Z2 of the three-phase winding 23A is drawn from the vicinity of the output lead wire Z1 and is drawn from the vicinity of the X-phase output lead wire X1. The wire is drawn in the circumferential direction (counterclockwise in FIG. 10) along the coil end up to the vicinity of the lead line X2. In this way, three neutral point lead lines X2, Y2, and Z2 are gathered in the vicinity of the output lead line X1, and by joining them, a neutral point N1 of one three-phase winding 23A is formed. Is done.
[0040]
The same applies to the other three-phase winding 23B. The V-phase neutral point lead line V2 is drawn from the vicinity of the output lead line V1, and is drawn from the vicinity of the U-phase output lead line U1. The coil is routed in the circumferential direction (clockwise direction in FIG. 10) along the coil end to the vicinity of the neutral point lead line U2. Similarly, the neutral lead line W2 for the W phase of the three-phase winding 23B is drawn from the vicinity of the output lead line W1 and is for the neutral point drawn from the vicinity of the U-phase output lead line U1. It is drawn in the circumferential direction (counterclockwise direction in FIG. 10) along the coil end to the vicinity of the lead line U2. In this way, the three neutral point lead lines U2, V2, and W2 are gathered in the vicinity of the output lead line U1, and by joining them, the neutral point N2 of the other three-phase winding 23B is formed. Is done.
[0041]
In this way, the state of the winding is devised so that the phases of the induced voltages appearing on the two output lead wires accommodated in the same insulation protection part 79 are close to each other (in this case, 30 °). Even when these lead wires are short-circuited in or near the insulation protection portion 79, the output power is not lost at all.
[0042]
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 3 or FIG. 10, the two output lead lines drawn from positions close to each other are accommodated in the insulation protection portion 79 without significant deformation. However, it may be accommodated in the same insulation protection part 79 by shaping the shape of the two output lead lines drawn from the separated positions.
[0043]
FIG. 11 is a partial side view of the stator in which two output lead wires are led out from a relatively distant position of the coil end. For example, the two output lead lines Z1 and U1 shown in FIG. 3 are drawn from a separated position.
[0044]
FIG. 12 is a diagram showing a shaping state of the output lead wire in which the stator shown in FIG. 11 is applicable to the vehicle alternator 1 shown in FIG. In the stator shown in FIG. 12, after the two output lead lines Z1 and U1 are pulled out from a relatively separated position and bent so as to approach each other, the two output lead lines Z1 and U1 are almost It extends in parallel. If the output lead lines are drawn out in this way and then shaped in shape, for example, even when six output lead lines are provided at positions where the stators are relatively scattered, they are approximately 3 times. It can arrange | position collectively in a location and the handling in the manufacturing process of a stator becomes easy. For example, since the shape of the output leader line is shaped in a subsequent process, the leader line can be prevented from being deformed. Further, as shown in FIG. 3 and FIG. 10, six output lead lines are drawn from almost three places, or four or more output lead lines drawn in a distributed manner are shown in FIG. As a result, the workability of connection with the rectifier circuit 7 is improved. In particular, when the output lead wire is bent in a crank shape as shown in FIG. 12, there is an advantage that the deformation of the output lead wire can be absorbed in the crank-shaped portion.
[0045]
In the embodiment described above, a part of the terminal block 78 of the rectifier circuit 7 is the insulation protection part 79, but the insulation protection part 79 may be a separate component from the terminal block 78. Moreover, although the case where the connection between each output lead wire and each terminal of the rectifier circuit 7 is performed by joining such as welding or soldering, the connection may be performed by screwing or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a vehicle AC generator.
FIG. 2 is a connection diagram of the vehicle alternator of the present embodiment.
FIG. 3 is a plan view of a stator.
FIG. 4 is a plan view showing a detailed structure of a rectifier circuit.
FIG. 5 is a front view of the vicinity of an insulation protection part of a terminal block included in the rectifier circuit.
FIG. 6 is a side view of the vicinity of the insulation protection part of the terminal block included in the rectifier circuit.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view in the vicinity of an insulation protection portion.
8 is a view as seen from the P direction shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a plan view showing a detailed shape of a rear frame.
FIG. 10 is a plan view showing a modified example of the stator.
FIG. 11 is a partial side view showing a modified example of the stator.
FIG. 12 is a partial side view showing a modified example of the stator.
[Explanation of symbols]
1 AC generator for vehicles
2 Stator
3 Rotor
4 frames
7 Rectifier circuit
23 Stator winding
23A, 23B Three-phase winding
36 Cooling fan
44 Through hole
79 Insulation protection part
X1, Y1, Z1, U1, V1, W1 Output leader

Claims

A rotor that is driven to rotate, a stator that is disposed opposite to the outer periphery of the rotor, a frame that supports the rotor and the stator, and a plurality that is disposed outside the frame and is drawn from the stator. In a vehicle AC generator comprising a rectifier circuit to which an output lead wire of the book is connected,
A cooling fan is attached to the rotor at least on an axial end surface on the side close to the rectifier circuit,
The frame faces the cooling fan;
The frame has a through-hole of the multiple is formed for passing the output lead lines,
In any one of the through holes, a plurality of the output lead lines drawn from the stator and having different connection destinations in the rectifier circuit,
The stator has a stator winding composed of a plurality of multi-phase windings from which the output lead wires are drawn, and the plurality of multi-phase windings are connected to each other in an electrical angle with a multi-phase connection . Two different winding sets, the number of through-holes corresponds to the number of phases of the multi-phase winding , and an electrical angle of the plurality of output lead wires included in each winding set A vehicle alternator characterized in that two sets close to each other are made into one set, and the two output lead wires of each set are accommodated in each of the through holes.

In claim 1,
The stator has a stator core with a slot around which the multiphase winding is wound,
The multiphase winding has a coil end portion exposed from the stator core to an axial end portion as a crossover portion between the slots,
Each of the multiphase windings composed of two winding sets is Y-connected,
An AC generator for a vehicle , wherein a neutral point of the Y-connected multiphase winding is formed at the coil end portion .

In claim 1 or 2,
The vehicle alternator according to claim 1, wherein the through hole is provided with an insulating member that electrically insulates the frame and the plurality of output lead wires accommodated adjacent to each other.

In any one of Claims 1 thru | or 3,
An automotive alternator comprising a plurality of the rectifier circuits corresponding to each of the plurality of multiphase windings.

In claim 4,
The plurality of rectifier circuits have heat radiation fins that are common to each other on the positive electrode side and the negative electrode side.