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具有散熱肋的用于車輛的交流發(fā)電機(jī)的制作方法

文檔序號(hào):7462956閱讀:241來源:國知局
專利名稱:具有散熱肋的用于車輛的交流發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及一種可安裝在乘用汽車或卡車中的交流發(fā)電機(jī),并且,更具體地涉及一種在其中安裝有散熱器的這樣一種交流發(fā)電機(jī),該交流發(fā)電機(jī)裝備有散熱肋。
背景技術(shù)
一般的汽車交流發(fā)電機(jī)裝備有整流器,整流器具有正極側(cè)肋式散熱體和負(fù)極側(cè)肋式散熱體以冷卻安裝在正極側(cè)肋式散熱體和負(fù)極側(cè)肋式散熱體上的整流器件。日本專利公開No. 3775235教導(dǎo)了這樣一種肋式散熱體,其具有通過壓制而形成以增大肋式散熱體的散熱面積的圓形或長形孔??諝獯┻^該孔以冷卻整流器件。日本專利公開No. 3707477也公開了一種肋式散熱體,其通過模鑄而形成以具有多個(gè)徑向延伸的副肋??諝庠谶@些副肋之間經(jīng)過以冷卻整流器件。
具有圓形或長形孔的肋式散熱體的結(jié)構(gòu)由于壓模的幾何形狀的限制而需要增大孔之間的距離。因此,如后一公開文獻(xiàn)所教導(dǎo)的,難以與在模鑄的肋式散熱體的結(jié)構(gòu)中一樣具有大的散熱面積。太多的圓形或長形孔將導(dǎo)致肋式散熱體的熱容量下降,這導(dǎo)致散發(fā)熱的能力的下降。存在對(duì)前一結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的空間。具有副肋的肋式散熱體的結(jié)構(gòu)面臨著在相鄰的兩個(gè)副肋之間或者在設(shè)置在模之間的副肋的部分上形成毛刺的問題。因此,需要消除副肋的毛刺,這將導(dǎo)致生產(chǎn)過程和生產(chǎn)成本的增加。還需要精確地加工或切割肋式散熱體中的孔,整流器件壓配合在該孔中,這也將造成生產(chǎn)成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的目的是提供一種具有散熱器的交流發(fā)電機(jī),該散熱器在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單并且確保期望程度的冷卻能力以冷卻整流器。根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)方面,提供了一種用于諸如乘用汽車或卡車之類車輛的交流發(fā)電機(jī)。所述交流發(fā)電機(jī)包括(a)框架;(b)轉(zhuǎn)子,所述轉(zhuǎn)子由所述框架保持;(C)定子,所述定子由所述框架保持成面向所述轉(zhuǎn)子,所述定子用于與所述轉(zhuǎn)子一起產(chǎn)生交流(ac)電壓;(d)整流器,所述整流器由所述框架保持,所述整流器包括整流器件以將所述交流電壓整流為直流(dc)電壓;(e)散熱器,所述散熱器設(shè)置在所述整流器中并且具有通過所述散熱器的給定厚度而彼此相反的第一表面和第二表面,所述散熱器用于建立所述整流器件之間的電氣連通并且冷卻所述整流器件;(f)冷卻空氣生成器,所述冷卻空氣生成器生成通過所述整流器中的所述散熱器生成朝向所述轉(zhuǎn)子流動(dòng)的冷卻空氣流;以及(g)多個(gè)副肋,所述副肋設(shè)置在所述散熱器上。所述副肋中的每一個(gè)由凸部和凹部的組合限定,所述凸部形成在所述散熱器的所述第一表面上,所述凹部沿所述給定厚度的方向與所述凸部重合地形成在所述散熱器的所述第二表面中。所述散熱器可由板制成。所述板可被壓制為同時(shí)形成所述凸部和所述凹部。如上所述的所述散熱器具有在所述第一表面與所述第二表面之間的給定厚度。所述凸部中的每一個(gè)和所述凹部中的對(duì)應(yīng)一個(gè)沿所述給定厚度的方向彼此重合設(shè)置,由此允許所述散熱器被變形或被壓制為同時(shí)形成所述凸部和所述凹部以制成所述副肋。與在圓形或長形孔形成在所述散熱器中時(shí)相比,這允許散熱器的散熱面積增大而不需要附加的構(gòu)件以確保所述散熱器的所需程度的熱容量。副肋的壓制成形導(dǎo)致在相鄰的兩個(gè)副肋之間沒有毛刺,從而消除了對(duì)副肋進(jìn)行精加工的附加過程的需求,這導(dǎo)致整流器的生產(chǎn)成本降低。所述副肋可成形為離開所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線徑向地延伸。這導(dǎo)致提高了使冷卻空氣流沿所述副肋朝向所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線的流動(dòng)的效率,從而改進(jìn)了冷卻整流器件的能力。所述副肋的所述凹部中的每一個(gè)可具有沿所述轉(zhuǎn)子的半徑方向延伸的長度并且具有以給定比率改變所述凹部的深度的端部。所述副肋的所述凸部中的每一個(gè)可具有沿所述轉(zhuǎn)子的半徑方向延伸的長度并且具有以給定比率改變所述凸部的高度的端部。這避免了所述副肋的末端周圍的空氣湍流的產(chǎn)生并且改進(jìn)了產(chǎn)生冷卻空氣流的效率。
所述散熱器可成形為具有圍繞所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的內(nèi)周和外周。所述副肋中的每一個(gè)可具有沿所述轉(zhuǎn)子的半徑方向延伸的長度并且包括彼此相反的第一端部和第二端部。所述第一端部延伸直至所述散熱器的內(nèi)周和外周中的一個(gè)。所述副肋的所述凹部中的每一個(gè)可在所述第二端部處改變深度。所述副肋的所述凸部中的每一個(gè)可在所述第二端部處改變高度。這產(chǎn)生了順利的冷卻空氣流,從而提高了從所述整流器件散發(fā)熱。所述散熱器中的每一個(gè)可具有形成在所述凹部的底表面中的通孔??商娲兀錾崞髦械拿恳粋€(gè)可設(shè)計(jì)為具有形成在所述凹部的底表面中的切口部。這確保了形成穿過所述凹部的冷卻空氣流的穩(wěn)定性并且提高了散熱器的能力以從所述散熱器散發(fā)熱。所述凹部的深度和所述凸部的高度均小于所述散熱器的厚度。這便于容易地通過壓制所述散熱器的所述第二表面制成所述副肋,從而同時(shí)形成所述凹部和所述凸部,并且允許通過調(diào)節(jié)所述散熱器的留在所述凹部中的每一個(gè)與所述凸部中的對(duì)應(yīng)一個(gè)之間的材料量來控制所述散熱器的機(jī)械強(qiáng)度。所述凹部的寬度大于所述凸部的寬度。這允許板被變形為容易地制成所述副肋而不用沖壓或沖制所述板。所述散熱器可設(shè)計(jì)為包括主肋和輔助肋。所述主肋具有安裝在所述主肋上的所述整流器件、和圍繞所述轉(zhuǎn)子延伸的外周。所述輔助肋設(shè)置在所述主肋的所述外周上并且具有形成在所述輔助肋上的所述副肋。所述輔助肋用于產(chǎn)生從所述整流器的外周邊的外側(cè)流動(dòng)到所述主肋中的平穩(wěn)冷卻空氣流,從而提高從安裝在所述主肋上的整流器件散發(fā)熱。所述散熱器具有形成在所述主肋與所述輔助肋之間的斜肩部。這便于冷卻空氣從高處(即,上游側(cè))向低處(即,下游側(cè))流動(dòng),從而提高冷卻空氣從所述輔助肋向所述主肋的引入。所述肩部還用來提高散熱器的機(jī)械強(qiáng)度,從而降低作用于安裝在主肋上的整流器件上的應(yīng)力。所述主肋可具有形成在所述整流器件與所述輔助肋之間的通孔。這將沿所述輔助肋的所述副肋運(yùn)動(dòng)的冷卻空氣流引導(dǎo)到所述主肋后面。這導(dǎo)致所述散熱器的散熱面積的增大,由此提高了所述整流器件附近的冷卻效率。所述通孔中的每一個(gè)沿所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向位于所述副肋的相鄰兩個(gè)副肋之間。這確保了冷卻空氣以小的阻力進(jìn)入到所述通孔中的穩(wěn)定性而不會(huì)沿所述副肋阻礙冷卻空氣的流動(dòng),從而導(dǎo)致增大了穿過所述孔的冷卻空氣的體積。


通過以下給出的詳細(xì)描述并且通過本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的附圖,將更全面的理解本發(fā)明,然而,這不應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明局限于具體實(shí)施方式
,而是僅僅出于解釋和理解的目的。在附圖中圖I是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)的局部縱向剖視圖;圖2是示出安裝在圖I的交流發(fā)電機(jī)中的整流器的平面圖;圖3是圖2中圖示的整流器的后視圖;
圖4是沿圖3中IV-IV線所截取的放大剖視圖;圖5是圖示負(fù)極側(cè)肋式散熱器的立體圖;圖6是圖示圖5的負(fù)極側(cè)肋式散熱器的P部的局部立體圖;圖7是顯示負(fù)極側(cè)肋式散熱器的副肋的尺寸的視圖;圖8是圖示圖I的交流發(fā)電機(jī)的改型的局部剖視圖;圖9是圖示設(shè)置在負(fù)極側(cè)肋式散熱器上的副肋的修改形式的局部剖視圖;圖10是圖示設(shè)置在負(fù)極側(cè)肋式散熱器上的副肋的修改形式的局部剖視圖;圖11是圖示安裝在圖I的交流發(fā)電機(jī)中的整流器的改型的平面圖;圖12 (a)、12 (b)、12 (c)、12 (d)是示出正極側(cè)肋式散熱器和負(fù)極側(cè)肋式散熱器的副肋的布置的改型的視圖;圖13是圖示安裝在圖I的交流發(fā)電機(jī)中的整流器的改型的平面圖,該整流器裝備有設(shè)置在負(fù)極側(cè)肋式散熱器上的輔助肋;圖14是圖示圖I的交流發(fā)電機(jī)的改型的局部剖視圖;圖15是如圖14中圖示的交流發(fā)電機(jī)的Q部的局部放大視圖;以及圖16是沿圖13的線XVI-XVI線所截取的局部放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖,在附圖中相同的附圖標(biāo)記在若干視圖中表示相同的部件,特別參照?qǐng)D1,示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的用于機(jī)動(dòng)車輛的AC (交流)發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)I。交流發(fā)電機(jī)I基本上由轉(zhuǎn)子2、定子3、框架組件4和整流器5構(gòu)成。如圖I清楚示出的轉(zhuǎn)子2由一對(duì)具有爪部的極芯7和保持在極芯7之間的場(chǎng)線圈8組成。場(chǎng)線圈8由涂有絕緣體的銅線制成并且以圓筒狀形式同軸地卷繞。旋轉(zhuǎn)軸6插入穿過極芯7。冷卻風(fēng)扇11焊接到極芯7的前部極芯7 (即,左方極芯7,如圖I所示)的端壁。冷卻風(fēng)扇11用于從交流發(fā)電機(jī)I的前部抽吸空氣并且沿交流發(fā)電機(jī)I的軸向和徑向排放該空氣。類似地,離心式風(fēng)扇12焊接到極芯7的后部極芯7的端壁并且用于從交流發(fā)電機(jī)I的后部抽吸空氣并且沿交流發(fā)電機(jī)I的徑向排放該空氣。作為冷卻空氣生成器的離心式風(fēng)扇12用于通過整流器5將冷卻空氣抽吸到轉(zhuǎn)子2?;h(huán)61和62與場(chǎng)線圈8的末端電連接地形成在旋轉(zhuǎn)軸6的后端部上。交流發(fā)電機(jī)I還包括用于通過滑環(huán)61和62將電力供給到場(chǎng)線圈8的電刷單元70。定子3設(shè)置為面向轉(zhuǎn)子2并且包括定子芯32和定子繞組31??蚣芙M件4在其中保持轉(zhuǎn)子2和定子3。具體地,轉(zhuǎn)子2支承為能夠繞旋轉(zhuǎn)軸6旋轉(zhuǎn)。定子3通過給定間隙圍繞極芯7的外周邊布置??蚣芙M件4具有形成在框架組件4的面向定子3的定子繞組31的末端(也稱為線圈末端)的部分中的冷卻空氣出口 42??蚣芙M件4還具有形成在框架組件4的沿交流發(fā)電機(jī)I的軸向方向彼此相對(duì)的末端中的冷卻空氣人口 41。轉(zhuǎn)子2用于在定子3的三相定子繞組31處產(chǎn)生三相交流電壓。整流器5用于整流從三相定子繞組31輸出的三相交流電壓以產(chǎn)生直流電壓。整流器5固定到框架組件4并且裝備有其上安裝有正極整流器件的正極側(cè)肋式散熱體51 (也稱為熱沉)、其上安裝有負(fù)極整流器件的負(fù)極側(cè)肋式散熱體53 (也稱為熱沉)、在其中嵌入連接器端子以在正極整流器件和負(fù)極整流器件之間建立電連接的端子板、和裝配在延伸穿過正極肋式散熱體51的孔中的輸出端子(即,正極端子)57。正極側(cè)肋式散熱體51用于冷卻正極整流器件并且將正極整流器件電連接。類似地,負(fù)極側(cè)肋式散熱體53用于冷卻負(fù)極整流器件并且將負(fù)極整流器 件電連接??傊龢O側(cè)肋式散熱體51和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53各自用作散熱器以從較高溫度至較低溫度散發(fā)或傳遞熱能。稍后將詳細(xì)描述整流器5的結(jié)構(gòu)。電刷單元70用于通過整流器5將激勵(lì)電流提供到轉(zhuǎn)子2的場(chǎng)線圈8并且電刷單元70裝備有電刷71和72,電刷71和72分別彈性地偏置于轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸6上的滑環(huán)61和62??蚣芙M件4由前框架和后框架制成。電刷單元70、整流器5和IC (集成電路)調(diào)節(jié)器74安裝在后框架上。后蓋80固定到后框架以覆蓋電刷單元70、整流器5和IC調(diào)節(jié)器74等,從而物理地保護(hù)這些部件。在交流發(fā)電機(jī)I的運(yùn)行中,當(dāng)通過帶(未示出)將轉(zhuǎn)矩從發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)傳送到帶輪20時(shí),將引起轉(zhuǎn)子2沿給定方向旋轉(zhuǎn)。激勵(lì)電壓至轉(zhuǎn)子2的場(chǎng)線圈8的施加將引起極芯7的爪部被激勵(lì)以在定子繞組31處產(chǎn)生三相交流電壓。整流器5隨后從輸出端子57輸出直流電力。下面將詳細(xì)描述整流器5的結(jié)構(gòu)。圖2是整流器5的平面圖。圖3圖示了整流器5的背部。整流器5包括沿交流發(fā)電機(jī)I的軸向方向彼此重疊地布置的正極側(cè)肋式散熱體51和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的組件。整流器5還包括安裝在正極側(cè)肋式散熱體51中的正極整流器件52、安裝在負(fù)極側(cè)肋式散熱體53中的負(fù)極整流器件54、和端子板55。端子板55支承正極側(cè)肋式散熱體51和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53并且由諸如PPS(聚苯硫醚)之類的絕緣樹脂制成以將正極側(cè)肋式散熱體51與負(fù)極側(cè)肋式散熱體53彼此電絕緣。端子板55具有通過樹脂模制設(shè)置在端子板55中的導(dǎo)電端子56。端子56用于將通過定子4產(chǎn)生的交流電壓傳送到正極整流器件52和負(fù)極整流器件54。正極整流器件52具有面向負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的導(dǎo)體52a。類似地,負(fù)極整流器件54具有面向正極側(cè)肋式52的導(dǎo)體54a。具體地,正極整流器件52裝配在形成在正極側(cè)肋式散熱體51中的通孔中。負(fù)極整流器件54裝配在形成在負(fù)極側(cè)肋式散熱體53中的通孔中。正極整流器件52和負(fù)極整流器件54的導(dǎo)體52a和54a與端子板55的端子56電結(jié)合以形成全波整流橋電路。在本實(shí)施方式中,正極側(cè)肋式散熱體51具有六個(gè)正極整流器件52。類似地,負(fù)極側(cè)肋式散熱體53具有六個(gè)負(fù)極整流器件54,從而與六個(gè)正極整流器件52 —起形成兩對(duì)全波整流橋電路。正極側(cè)肋式散熱體51在它的末端上安裝有從其輸出直流電流的輸出端子57。正極側(cè)肋式散熱體51具有形成在正極側(cè)肋式散熱體51的與設(shè)置正極整流器件51的導(dǎo)體52a的表面相反的主表面上的多個(gè)副肋510。副肋510在正極整流器件52周圍、垂直于正極側(cè)肋式散熱體51的主表面延伸。當(dāng)整流器5安裝在交流發(fā)電機(jī)I中時(shí),副肋510相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸6徑向延伸。正極側(cè)肋式散熱體51由鋁或鋁合金制成并且通過模鑄而模制成型。同時(shí)形成副肋510。負(fù)極側(cè)肋式散熱體53具有形成在負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的與設(shè)置負(fù)極整流器件54的導(dǎo)體54a的表面相反的主表面上的多個(gè)副肋530。副肋530主要在負(fù)極整流器件54中的相鄰兩個(gè)之間、垂直于負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的主表面延伸。當(dāng)整流器5安裝在交流發(fā)電機(jī)I中時(shí),副肋530相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸6徑向延伸。與正極側(cè)肋式散熱體51不同,負(fù)極側(cè)肋式散熱體53通過壓制鋁板制成。同時(shí)形成副肋530。圖4是沿圖3中IV-IV線所截取的放大剖視圖。圖5是圖示在負(fù)極整流 器件54被安裝之前負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的立體圖。圖6是圖示圖5的負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的P部的局部立體圖。圖7是顯示副肋530的尺寸的視圖。負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的副肋530中的每一個(gè)由凸部532和凹部534的組合組成,凸部532形成在負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的主表面中的一個(gè)(還將稱作第一表面)上,凹部534沿負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的半徑方向與凸部532對(duì)齊或平行地形成在另一主表面(還將稱作第二表面)中。也就是說,凸部532中的每一個(gè)和凹部532中的對(duì)應(yīng)一個(gè)在負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的厚度(即,第一和第二表面之間的距離)方向上彼此重合設(shè)置。凸部532和凹部534通過將具有厚度t的負(fù)極側(cè)肋式散熱體53壓制為具有用于負(fù)極整流器件54的安裝孔和期望外形而同時(shí)形成??商娲兀稍谕瓿韶?fù)極側(cè)肋式53的主要部分之后單獨(dú)地形成凸部532和凹部534。凹部534中的每一個(gè)具有如圖7中圖示的深度Hl。凸部532中的每一個(gè)具有高度H2。深度Hl和高度H2小于負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的厚度t。凹部534中每一個(gè)具有稍微大于凸部532的寬度Wl的寬度W2。這些尺寸便于通過將板壓制為同時(shí)形成凹部534和凸部532而容易地制成副肋530。負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的機(jī)械強(qiáng)度可通過調(diào)節(jié)留在凹部543中的每一個(gè)和凸部532中的對(duì)應(yīng)一個(gè)之間的、負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的材料量來控制。如上所述,凹部534的寬度W2大于凸部532的寬度W1,從而便于容易地使板變形以制成副肋530而不用沖壓或沖制該板。副肋530 (S卩,凸部532和凹部534)中的每一個(gè)具有沿負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的徑向方向從負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的內(nèi)邊緣延伸的長度段。也就是說,負(fù)極側(cè)肋式散熱體53具有圍繞轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的外周和內(nèi)周。副肋530的長度段具有彼此對(duì)齊的第一端部和第二端部。第一端部延伸到負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的內(nèi)周并且具有位于負(fù)極側(cè)肋式散熱體53內(nèi)周處的內(nèi)邊緣??商娲?,第二端部可成形為延伸直到負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的外周。凹部534中的每一個(gè)限定有凹槽,該凹槽具有向負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的內(nèi)邊緣開口的末端,從而使空氣流平滑通過副肋530的內(nèi)端,從而提高負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的冷卻能力。如上所述,交流發(fā)電機(jī)I的整流器5的副肋530中的每一個(gè)通過將板壓制為同時(shí)形成凹部534和凸部532來形成,凹部534和凸部532布置為沿板的厚度方向彼此重疊,由此與圓形或長形孔形成在負(fù)極側(cè)散熱體53中的情況——如同本申請(qǐng)的引言部分中所討論的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)一相比,允許增大負(fù)極側(cè)散熱體53的散熱面積以確保負(fù)極側(cè)散熱體53的所需程度的熱容量。副肋530的壓制成形導(dǎo)致在副肋530中的相鄰兩個(gè)之間沒有毛刺,從而消除了對(duì)副肋530進(jìn)行精加工的附加過程的需求,這導(dǎo)致降低了整流器5的生產(chǎn)成本。盡管為了便于更好地理解本發(fā)明已按照優(yōu)選實(shí)施方式公開了本發(fā)明,然而應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明可在不脫離本發(fā)明的原理的情況下以多種不同方式實(shí)施。例如,負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的副肋530中的每一個(gè)可設(shè)計(jì)為具有由與負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的主表面垂直延伸的封閉壁所限定的徑向外端??商娲?,凸部532中的每一個(gè)可成形為具有隨著接近徑向外端以給定比率逐漸減小的高度H2。凹部534中的每一個(gè)可成形為具有隨著接近徑向外端以給定比率逐漸減小的深度Hl。圖8是圖示交流發(fā)電機(jī)I的改型的局部剖視圖,在交流發(fā)電機(jī)I的改型中,副肋530中的每一個(gè)的凸部532和凹部534的徑向外部逐漸改變形狀。具體地,凸部532具 有與負(fù)極側(cè)肋式散熱體53 (即,轉(zhuǎn)子2)的半徑方向平行延伸的長度段。凸部532的沿負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的半徑方向位于外側(cè)的長度段部分隨著接近負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的外邊緣以給定比率減小高度,也就是說,其朝向負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的外邊緣呈錐形。類似地,凸部凹部534具有與負(fù)極側(cè)肋式散熱體53 (即,轉(zhuǎn)子2)的半徑方向平行延伸的長度段。凹部534的沿負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的半徑方向位于外側(cè)的長度段部分隨著接近負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的外邊緣以給定比率減小深度,也就是說,其朝向負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的外邊緣呈錐形。圖8中的箭頭A表示冷卻空氣流中的一個(gè),如由安裝在轉(zhuǎn)子2的后部上的冷卻風(fēng)扇12的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生。冷卻空氣被抽入到交流發(fā)電機(jī)I的后蓋80中并且由兩股空氣組成一股空氣通過形成在后蓋80的軸向地面向交流發(fā)電機(jī)I的部分中的軸向入口 82來抽吸,而另一股空氣通過形成在后蓋80的徑向地面向交流發(fā)電機(jī)I的部分中的徑向入口 84來抽吸。在通過軸向入口 82獲取一股冷卻空氣后,該股冷卻空氣在正極側(cè)肋式散熱體51的副肋510之間朝向負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的表面經(jīng)過、進(jìn)入凹部534、在負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)、隨后通過入口 41被抽吸到框架組件4中。凹部534的錐形外部用于便于通過凹部534使該股冷卻空氣進(jìn)入到入口 41中,從而避免在凹部534的外端周圍產(chǎn)生空氣瑞流。該股冷卻空氣一如通過徑向入口 84或后蓋80和框架組件4之間的間隙獲取一沿凸部532 (即,通過凸部532之間的間隙)經(jīng)過負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的背表面、在負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)、隨后通過入口 41被抽吸到框架組件4中。凸部532的錐形外部用于便于在該股冷卻空氣碰撞凸部532的外端之后使該股冷卻空氣進(jìn)入到凸部532中的相鄰兩個(gè)凸部532之間的間隙中,從而避免在凸部532的外端周圍產(chǎn)生空氣湍流。負(fù)極側(cè)肋式散熱體53具有外周,如可從圖I和圖5中看出,該外周朝向框架組件4彎曲,然而可替代地,該外周可朝向空氣流通路向外彎折,從徑向入口 82進(jìn)入的冷卻空氣穿過該空氣流通路,如圖8所示。負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的這種幾何形狀便于將從軸向入口82獲取的冷卻空氣朝向負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的前表面引入,并且這種幾何形狀特別在負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的圓周與后蓋80的內(nèi)壁之間的空氣間隙相對(duì)較大時(shí)是有用的。具體地,負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的圓周的向外彎折用來阻礙冷卻空氣進(jìn)入到空氣間隙中并且朝向負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的副肋530供給盡可能多的空氣。如上所述,負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的副肋530中的每一個(gè)的凹部534延伸直到負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的內(nèi)周緣,然而可替代地,凹部534可改變結(jié)構(gòu)。例如,在凹部534中的每一個(gè)的底部的徑向內(nèi)端部中形成通孔、切口或狹縫,以通過該孔、切口或狹縫將流入到凹部534中的冷卻空氣引入到入口 41。圖9是圖示副肋530A的局部剖視圖,副肋530A是負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的副肋530中的每一個(gè)的修改形式。副肋530A由凸部532A和凹部534A組成并且除了以下各點(diǎn)之外基本上與如上所述的副肋530的結(jié)構(gòu)完全相同。凹部534A沒有直接開口向形成在負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的內(nèi)側(cè)的入口 41并且具有由負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的厚度形成的封閉 內(nèi)端壁。凹部534A還具有形成在凹部534A的靠近內(nèi)端壁的底部中的通孔536。如可從附圖中看出,通孔536暴露于凸部532A的內(nèi)端。也就是說,凸部532A的長度比凹部534A的長度短了通孔536的直徑。已進(jìn)入凹部534A的冷卻空氣——如箭頭B所指示——通過孔536流動(dòng)到負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的背表面(即,圖8中的入口 41),從而提高了負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的散熱能力。圖10是圖示副肋530B的局部剖視圖,副肋530B是負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的副肋530中的每一個(gè)的修改形式。副肋530B由凸部532BA和凹部534B組成并且除了以下各項(xiàng)之外基本上與如上所述的副肋530的結(jié)構(gòu)完全相同。凹部534B具有形成在凹部534B的靠近負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的內(nèi)周的底部中的切口部538。切口部538由凹部534B的開口內(nèi)端和開口底部限定。因此,凸部532B的長度比凹部534B的長度短了切口部538的尺寸。已進(jìn)入凹部534B的冷卻空氣——如箭頭C所指示——通過切口部538流動(dòng)到負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的背表面(即,圖8中的入口 41),從而提高了負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的散熱能力。如上所述,正極側(cè)肋式散熱體51由魔鑄鋁制成,但可替代地,可由壓制板制成,而負(fù)極側(cè)肋式散熱體53可由模鑄鋁制成。正極側(cè)肋式散熱體51和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53均可通過對(duì)板進(jìn)行壓制而制成。圖11是圖示整流器5A的平面圖,整流器5A是第一實(shí)施方式的整流器5的修改形式。整流器5A裝備有均由壓制板制成的正極側(cè)肋式散熱體51A和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53。具體地,整流器5A具有替代圖2的整流器5的正極側(cè)肋式散熱體51的正極側(cè)肋式散熱體51A。如同負(fù)極側(cè)肋式散熱體53,正極側(cè)肋式散熱體51A通過壓制鋁板制成。正極側(cè)肋式散熱體51A裝備有與正極側(cè)肋式散熱體51A的主要部分的形成同時(shí)形成的多個(gè)副肋510A。副肋5IOA定向?yàn)楫?dāng)整流器5安裝在交流發(fā)電機(jī)I中時(shí)副肋5IOA從旋轉(zhuǎn)軸6大致徑向延伸。正極側(cè)肋式散熱體51A和副肋510A可使用單獨(dú)的壓模制成。副肋510A分成兩組一組是位于正極側(cè)肋式散熱體51A的內(nèi)周邊周圍的內(nèi)側(cè)組并且另一組是位于正極側(cè)肋式散熱體51A的外周邊周圍的外側(cè)組。副肋510A中的每一個(gè)與如圖4所示的副肋530在結(jié)構(gòu)上是完全相同的,并且包括形成在正極側(cè)肋式散熱體51A的主表面的面向后蓋80的一個(gè)主表面上的凸部和形成在正極側(cè)肋式散熱體51A的另一主表面上的凹槽或凹部。凸部和凹部在正極側(cè)肋式散熱體51A的厚度方向上彼此重合布置。內(nèi)側(cè)組或外側(cè)組可省略。當(dāng)正極側(cè)肋式散熱體51A和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的副肋510A和530通過壓制模制技術(shù)形成在正極側(cè)肋式散熱體51A和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53上時(shí),如圖12 (a)至12 Cd)所示,將具有副肋510A和530的位置和定向的四種組合。圖12 (a)圖示了彼此平行延伸的副肋510A和副肋530。副肋510A的凹部面向副肋530的凹部,而副肋510A的凸部沿與副肋530的凸部凸出的方向相反的方向凸出。也就是說,副肋510A和副肋530是彼此鏡像對(duì)稱的。圖12 (b)圖示了彼此平行延伸的副肋510A和副肋530,但副肋530的凹部中的每一個(gè)面向副肋510A的凸部中的一個(gè)。副肋530中的凸部更加遠(yuǎn)離副肋510A的凹部而形成。也就是說,副肋530的凸部形成在正極側(cè)肋式散熱體51A和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的組件的相對(duì)外表面中的一個(gè)上,而副肋510A的凹部形成在組件的另一外表面中。圖12 (C)圖示了彼此平行延伸的副肋510A和副肋530,但副肋530的凸部中的每一個(gè)面向副肋510A的凹部中的一個(gè)。副肋510A的凸部更加遠(yuǎn)離副肋530的凹部而形成。 也就是說,副肋510A的凸部形成在正極側(cè)肋式散熱體51A和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的組件的相對(duì)外表面中的一個(gè)上,而副肋530的凹部形成在組件的另一外表面中。圖12 Cd)圖示了彼此平行延伸的副肋510A和副肋530,但副肋510A的凸部面向副肋530的凸部,而副肋510A的凹部沿與副肋530的凹部開口的方向相反的方向開口。也就是說,副肋510A和副肋530是彼此鏡像對(duì)稱的。如圖12 (a)至12 (d)中的每一個(gè)所示,副肋510A和副肋530沿正極側(cè)肋式散熱體51A和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的半徑方向彼此對(duì)齊延伸,但可替代地,可沿正極側(cè)肋式散熱體51A和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的周向方向彼此偏移或錯(cuò)開。內(nèi)側(cè)組的副肋530的凹部534具有向負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的內(nèi)周開口的內(nèi)端,但可設(shè)計(jì)成具有開口外端和封閉內(nèi)端或者具有均向負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的內(nèi)周開口的外端和內(nèi)端。圖13圖示了整流器5B,整流器5B是整流器5的修改形式。圖14是沿圖13的XIV-XIV線所截取的局部剖視圖,其圖示了在其中安裝有整流器5B的交流發(fā)電機(jī)I。圖15是在圖14中圖示的交流發(fā)電機(jī)I的Q部的局部放大視圖。圖16是沿圖13的XVI-XVI線所截取的局部放大剖視圖。整流器5B裝備有正極側(cè)肋式散熱體51B和負(fù)極側(cè)肋式散熱體53。整流器5B與圖2的整流器5的不同之處僅僅在于使用正極側(cè)肋式散熱體51B替代正極側(cè)肋式散熱體51。如同負(fù)極側(cè)肋式散熱體53,正極側(cè)肋式散熱體51B由壓制鋁板制成并且裝備有在其中安裝正極整流器件52的主肋51B1和從主肋51B1的外周邊(即,圍繞轉(zhuǎn)子2延伸的外周)徑向延伸的三個(gè)輔助肋51B2。輔助肋51B2中的每一個(gè)具有沿交流發(fā)電機(jī)I的旋轉(zhuǎn)軸6徑向延伸的多個(gè)副肋510B。如圖15中的箭頭所指示,輔助肋51B2用于產(chǎn)生從整流器5B外周邊的外側(cè)到主肋51B1中的平穩(wěn)冷卻空氣流,從而提高安裝在主肋51B1上的正極整流器件52的散熱性。如圖15清楚所示,正極側(cè)肋式散熱體51B具有在輔助肋51B2中的每一個(gè)與主肋51B1之間的斜肩部520。肩部520從輔助肋51B2中的每一個(gè)的內(nèi)周邊延伸。限定副肋51B中的每一個(gè)的凹部和凸部具有斜端壁,使得凸部的內(nèi)端表面與肩部520的外表面對(duì)齊地向正極側(cè)肋式散熱體51B的主表面傾斜。也就是說,凸部的內(nèi)端表面的傾斜度與肩部520的外表面的傾斜度相同。這便于冷卻空氣從高處(即,上游側(cè))向低處(即,下游側(cè))流動(dòng),從而增強(qiáng)冷卻空氣從輔助肋51B2向主肋51B1的引入。肩部520還用來提高正極側(cè)肋式散熱體51B的機(jī)械強(qiáng)度,從而降低作用于安裝在主肋51B1上的正極整流器件52上的應(yīng)力。如圖13清楚所示,正極側(cè)肋式散熱體51B的主肋51B1具有形成在輔助肋51B2中的每一個(gè)與正極整流器件52之間的通孔522,以將沿輔助肋51B2的副肋510B運(yùn)動(dòng)的冷卻空氣流引導(dǎo)到主肋51B1后面。這導(dǎo)致正極側(cè)肋式散熱體51連同輔助肋51B2的散熱面積的增大。通孔522位于輔助肋51B2中的每一個(gè)與正極整流器件52之間,由此提高了正極整流器件52附近的冷卻效率。如可從圖13中看出,通孔522中的每一個(gè)沿正極側(cè)肋式散熱體51B的周向方向(即,轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)方向)位于副肋510B中的相鄰兩個(gè)之間。也就是說,通孔522中的每一個(gè)與副肋510B不對(duì)齊地定向,從而確保冷卻空氣以小的阻力進(jìn)入到通孔522中的穩(wěn)定性而而不會(huì)沿副肋510B阻礙冷卻空氣的流動(dòng)??商娲兀?fù)極側(cè)肋式散熱體53可設(shè)計(jì)成具有與裝備有主肋51B1和輔助肋51B2的正極側(cè)肋式散熱體51B的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。形成在主肋51B1與輔助肋51B2之間的肩部520或主肋51B1的通孔522可以省略。
如上所述,負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的副肋503中的每一個(gè)通過凹部534和凸部532的組合而形成。凹部534例如由凹槽限定。凸部532例如由長形脊限定。凹部534和凸部532沿負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的厚度方向彼此平行排列。凹部534和凸部532的組合由壓制加工金屬板制成。負(fù)極側(cè)肋式散熱體53的這種結(jié)構(gòu)允許增大散熱面積,與當(dāng)圓形或長形孔形成在負(fù)極側(cè)散熱體53中時(shí)相比,這確保了負(fù)極側(cè)散熱體53的所需程度的熱容量。副肋530的壓制加工導(dǎo)致在副肋530中的相鄰兩個(gè)之間沒有毛刺,從而消除了對(duì)副肋530進(jìn)行精加工的附加過程的需求,這導(dǎo)致整流器5在生產(chǎn)成本上的降低。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的交流發(fā)電機(jī),包括 框架; 轉(zhuǎn)子,所述轉(zhuǎn)子由所述框架保持; 定子,所述定子由所述框架保持成面向所述轉(zhuǎn)子,所述定子用干與所述轉(zhuǎn)子一起產(chǎn)生交流電壓; 整流器,所述整流器由所述框架保持,所述整流器包括整流器件以將所述交流電壓整流為直流電壓; 散熱器,所述散熱器設(shè)置在所述整流器中并且具有通過給定厚度而彼此相対的第一表面和第二表面,所述散熱器用于建立所述整流器件之間的電氣連通并且冷卻所述整流器件; 冷卻空氣生成器,所述冷卻空氣生成器生成通過所述整流器中的所述散熱器朝向所述轉(zhuǎn)子流動(dòng)的冷卻空氣流;以及 多個(gè)副肋,所述副肋設(shè)置在所述散熱器上,所述副肋中的每ー個(gè)由凸部和凹部的組合限定,所述凸部形成在所述散熱器的所述第一表面上,所述凹部沿所述給定厚度的方向與所述凸部重合地形成在所述散熱器的所述第二表面中。
2.如權(quán)利要求I所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述散熱器由被壓制為形成所述副肋的所述凹部和所述凸部的板制成。
3.如權(quán)利要求I所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述副肋沿所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的徑向延伸。
4.如權(quán)利要求3所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述副肋的所述凹部中的每ー個(gè)具有沿所述轉(zhuǎn)子的半徑方向延伸的長度段,并且該長度段具有以給定比率改變所述凹部的深度的端部,以及,所述副肋的所述凸部中的每ー個(gè)具有沿所述轉(zhuǎn)子的半徑方向延伸的長度段,并且該長度段具有以給定比率改變所述凸部的高度的端部。
5.如權(quán)利要求3所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述散熱器成形為具有圍繞所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的內(nèi)周和外周,所述副肋中的每ー個(gè)具有沿所述轉(zhuǎn)子的半徑方向延伸的長度段,并且該長度段包括彼此相対的第一端部和第二端部,所述第一端部延伸直至所述散熱器的所述內(nèi)周和外周中的ー個(gè),以及,所述副肋的所述凹部中的每ー個(gè)在所述第二端部處改變深度,所述副肋的所述凸部中的每ー個(gè)在所述第二端部處改變高度。
6.如權(quán)利要求I所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述散熱器中的每ー個(gè)具有形成在所述凹部的底表面中的通孔。
7.如權(quán)利要求I所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述散熱器中的每ー個(gè)具有形成在所述凹部的底表面中的切ロ部。
8.如權(quán)利要求I所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述凹部的深度和所述凸部的高度均小于所述散熱器的厚度。
9.如權(quán)利要求I所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述凹部的寬度大于所述凸部的寬度。
10.如權(quán)利要求I所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述散熱器包括主肋和輔助肋,所述主肋具有安裝在其上的所述整流器件并且具有圍繞所述轉(zhuǎn)子延伸的外周,以及,所述輔助肋設(shè)置在所述主肋的所述外周上并且具有形成在其上的所述副肋。
11.如權(quán)利要求10所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述散熱器具有形成在所述主肋與所述輔助肋之間的斜肩部。
12.如權(quán)利要求11所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述主肋具有形成在所述整流器件與所述輔助肋之間的通孔。
13.如權(quán)利要求12所述的交流發(fā)電機(jī),其中,所述通孔中的每ー個(gè)沿所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向位于所述副肋中的相鄰兩個(gè)副肋之間。
全文摘要
提供了一種具有散熱肋的用于車輛的交流發(fā)電機(jī),所述交流發(fā)電機(jī)裝備有散熱器和冷卻空氣生成器。所述散熱器設(shè)置在整流器中以冷卻整流器件。所述冷卻空氣生成器生成流動(dòng)至所述散熱器的冷卻空氣流。所述散熱器具有形成在所述散熱器上的多個(gè)副肋。所述副肋中的每一個(gè)由凸部和凹部的組合限定。所述凸部形成在所述散熱器的相對(duì)的主表面中的一個(gè)上,而所述凹部形成在另一主表面上,凹部與所述凸部中的每一個(gè)沿所述散熱器的厚度方向重合。這允許所述散熱器被壓制為同時(shí)形成所述凸部和所述凹部以制成所述副肋,由此允許散熱面積增大以確保所述散熱器的所需熱容量程度。
文檔編號(hào)H02K11/00GK102842988SQ20121021192
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者小納谷一芳, 濱田寬, 增野干男, 近藤圣慈 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝
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