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Dokumentenidentifikation DE102007001218A1 20.12.2007
Titel Generator für ein Automobil
Anmelder Mitsubishi Electric Corp., Tokyo, JP
Erfinder Ito, Shinichi, Tokyo, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Anmeldedatum 05.01.2007
DE-Aktenzeichen 102007001218
Offenlegungstag 20.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse H02K 9/00(2006.01)A, F, I, 20070105, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H02K 9/04(2006.01)A, L, I, 20070105, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt ist an einem Abschnitt eines Anschlusses angeordnet, der zu Rippen eines Spannungsreglerkühlkörpers so gegenüber liegt, dass sie sich in eine Richtung eines Arrays der Rippen so erstrecken, dass sie einen vorbestimmten Freiraum relativ zu den Rippen sicherstellen. Eine Lufteinlassöffnung ist durch einen Abschnitt der hinteren Halterung hindurch angeordnet, welche dem Spannungsreglerkühlkörper gegenüberliegt.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Generator für ein Automobil, welcher an einem Fahrzeug montiert ist, und bezieht sich insbesondere auf eine Konstruktion, die einen Spannungsregler kühlt.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Bei herkömmlichen Generatoren für Automobile ist eine Gleichrichteranordnung in einer angenäherten C-Form konfiguriert und ein Spannungsregler, ein Bürstenhalter und ein Anschluss sind integral zu einer Regleranordnung konfiguriert. Der Spannungsregler und der Bürstenhalter sind so angeordnet, dass sie miteinander in einer axialen Richtung einer Welle überlappen, und der Anschluss ist in einer Position angeordnet, welche um einen vorbestimmten Winkel in der Umfangsrichtung vom Spannungsregler und dem Bürstenhalter aus in einer Ebene gedreht ist, welche senkrecht zu der Welle steht und welche den Spannungsregler und den Bürstenhalter so umfasst, dass ein Öffnungsabschnitt radial nach außen deutet. Die Regleranordnung ist in einem Raum in einem Öffnungsabschnitt der C-Form der Gleichrichteranordnung angeordnet. Daher ist die Größe des Kühlkörpers des Gleichrichters durch die Regleranordnung beschränkt und kann nicht vergrößert werden. Weiterhin unterscheiden sich der Belüftungswiderstand in dem Anschluss und der Belüftungswiderstand in dem Spannungsregler voneinander und die Ungleichmäßigkeiten des Belüftungswiderstands auf der Einlassseite, welche die Gleichrichteranordnung umfasst, sind groß.

In Anbetracht dieser Bedingungen wurden verbesserte herkömmliche Generatoren für Automobile vorgeschlagen, welche eine Regleranordnung umfassen, in der ein Spannungsregler und ein Bürstenhalter so angeordnet sind, dass sie in einer Axialrichtung der Welle miteinander überlappen, und der Anschluss derart radial außerhalb des Spannungsreglers in engem Kontakt mit dem Spannungsregler steht, dass ein Öffnungsabschnitt radial auswärts deutet (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1). In diesen verbesserten herkömmlichen Generatoren für Automobile kann, da die Regleranordnung in einem Raum in einem Öffnungsabschnitt der Gleichrichteranordnung, welche eine C-Form aufweist, angeordnet ist, der Kühlkraftkörper des Gleichrichters größer gemacht werden, was die Kühlung des Gleichrichters verbessert. Zusätzlich werden Ungleichmäßigkeiten des Belüftungswiderstands auf der Lufteinlassseite, welche die Gleichrichtereinrichtung umfasst, reduziert.

  • Patent Literatur 1: Japanisches offengelegtes Patent Nr. 2002-142423 (Gazette).

In verbesserten herkömmlichen Generatoren für Automobile ist der Anschluss radial außerhalb des Spannungsreglers angeordnet, um die Kühlung des Gleichrichters zu verbessern. Der Kühlkörper des Spannungsreglers ist so in einer senkrecht zu der Welle stehenden Ebene angeordnet, dass Belüftungskanäle zwischen den Rippen in einer radialen Richtung ausgerichtet sind. Der Anschluss ist in engem Kontakt mit der radialen äußeren Seitenoberfläche des Kühlkörpers des Spannungsreglers angeordnet und liegt derart vor, dass er radiale äußere Öffnungen der Ventilationskanäle zwischen den Rippen blockiert. Daher fließt Kühlungsluft nicht in einer befriedigenden Weise in die Ventilationskanäle zwischen den Rippen des Kühlkörpers des Spannungsreglers, was die Leistung des Wärmekörpers herabsetzt und die Temperatur des Spannungsreglers erhöht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung zielt darauf hin, die obigen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Generator für ein Automobil bereitzustellen, welcher eine Verbesserung von dessen Leistung durch ein Verhindern einer Verschlechterung der Kühlung eines Spannungsreglers, welche aus Verbesserungen beim Kühlen eines Gleichrichters zur Unterdrückung von Temperaturanstiegen in dem Gleichrichter und dem Spannungsregler resultiert, ermöglicht.

Um die obige Aufgabe zu lösen wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Generator für ein Automobil bereitgestellt, umfassend: ein Gehäuse; eine Welle, welche drehbar durch das Gehäuse gehalten ist; einen Rotor, welcher innerhalb des Gehäuses aufgenommen ist und welcher aufweist: einen an der Welle befestigten Polkern; eine am Polkern montierte Feldwicklung; und zumindest einen zentrifugalen Lüfter, der an einem axialen Ende des Polkernes befestigt ist; einen Stator, der so an dem Gehäuse befestigt ist, dass er den Rotor umgibt; einen Spannungsregler, welcher die Größe einer Wechselspannung, welche in dem Stator erzeugt wird, einstellt; einen Spannungsreglerkühlkörper, welcher auf einer bezüglich des zentrifugalen Lüfters dem Spannungsregler gegenüberliegenden Seite angeordnet ist; und einen Anschluss, welcher an einer äußeren Umfangsseite des Spannungsreglers angeordnet ist und an dem ein externer Stecker montiert werden kann. Eine Mehrzahl von Lufteinlassöffnungen sind an einer Seite des Gehäuses eingeformt, die dem zentrifugalen Lüfter gegenüberliegt, und eine Mehrzahl von Rippen sind umfänglich auf einer Seite des Spannungsreglerkühlkörpers, welche dem Gehäuse gegenüber liegt, angeordnet. Der Generator für ein Automobil ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungsabschnitt für einen Kühlungsluftstromeinlass an einem Abschnitt des Anschlusses angeordnet ist, der dem Spannungsreglerkühlkörper gegenüber liegt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind, da der Anschluss an einer äußeren Umfangsseite des Spannungsreglers angeordnet ist, die Installationsbereiche für den Gleichrichter und den Gleichrichterkühlkörper vergrößert, wodurch Temperaturanstiege in dem Gleichrichter unterdrückt werden. Ein kühler Luftstrom, der durch die Lufteinlassöffnungen hereingeströmt ist, tritt in die Ventilationskanäle zwischen den Rippen des Spannungsreglerkühlkörpers ein. Ein Abschnitt des kühlenden Luftflusses fließt durch die Ventilationskanäle radial einwärts. Ein verbleibender Teil des kühlenden Luftflusses fließt radial auswärts durch die Ventilationskanäle und fließt dann in Umfangsrichtung zwischen den Rippen und dem kühlenden Luftflusseinlassführungsabschnitt. Daher können, da der kühlende Luftfluss durch die gesamte radiale Länge der Ventilationskanäle zwischen den Rippen hindurchfließt und in dem Spannungsregler erzeugte Wärme auf effiziente Weise absorbiert, Temperaturerhöhungen in dem Spannungsregler unterdrückt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Ansicht einer Rückseite eines Generators für ein Automobil gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung;

2 ist ein Querschnitt eines Teils des Generators für ein Automobil gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

3 ist eine vordere Draufsicht auf eine Regleranordnung, welche in dem Generator für ein Automobil gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;

4 ist ein Querschnitt entlang der Linie IV-IV in 3, gesehen in Pfeilrichtung;

5 ist eine Ansicht der Regleranordnung, welche in einem Generator für ein Automobil gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, von einer Seite nahe einem Anschlussöffnungsabschnitt aus;

6 ist eine teilweise Perspektive zur Erklärung der kühlenden Luftflüsse in dem Generator für ein Automobil gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

7 ist eine teilweise Perspektive zur Erklärung der kühlenden Luftflüsse in den Generator für ein Automobil gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

8 ist eine teilweise Perspektive, welche eine Umgebung einer Lufteinlassöffnung in einem Generator für ein Automobil gemäß einer Variation der vorliegenden Erfindung zeigt;

9 ist eine teilweise Perspektive, welche die Kühlungsluftflüsse in dem Generator für ein Automobil gemäß einer Variation der vorliegenden Erfindung erklärt;

10 ist eine teilweise Perspektive, welche eine Umgebung eines Lufteinlasses in einem Generator für ein Automobil zeigt, welcher als Vergleichsbeispiel dient; und

11 ist eine teilweise Perspektive, welche die Kühlungsluftflüsse in dem Generator für ein Automobil erklärt, welcher als Vergleichsbeispiel dient.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

1 ist eine Ansicht eines rückwärtigen Endes eines Generators für ein Automobil gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 2 ist ein Querschnitt eines Teils des Generators für ein Automobil gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 3 ist eine Vorderansicht einer Regleranordnung, die in dem Generator für ein Automobil gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie IV-IV in 3, gesehen in der Pfeilrichtung, 5 ist eine Ansicht der Regleranordnung, die in dem Generator für ein Automobil gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann von einer Seite nahe einem Anschlussöffnungsabschnitt aus, und 6 und 7 sind jeweils teilweise Perspektiven zur Erklärung der Kühlungsluftflüsse in dem Generator für das Automobil gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In den 1 und 2 umfasst ein Generator für ein Automobil: ein Gehäuse 1, welches durch eine vordere Halterung (nicht gezeigt) und eine hintere Halterung 2 ausgebildet ist, die jeweils nahezu schalenförmig sind und aus Aluminium hergestellt sind; eine drehbar durch das Gehäuse 1 gehaltene Welle 3; einen Rotor 4, welcher an der Welle 3 so gehalten wird, dass er innerhalb des Gehäuses 1 drehbar angeordnet ist; Zentrifugallüfter 7, die an zwei axialen Endoberflächen des Rotors 4 befestigt sind; einen durch das Gehäuse 1 gehalten Stator 8, der den Rotor 4umgibt; ein Paar Gleitringe 11, welche an einem rückwärtigen Endabschnitt der Welle 3 so befestigt sind, dass sie dem Rotor 4 einen Feldstrom zuführen; ein Gleichrichter (nicht gezeigt), der elektrisch mit dem Stator 8 verbunden ist, um den in dem Stator 8 erzeugten Wechselstrom in einen Gleichstrom gleichzurichten; und eine Regleranordnung 13.

Der Rotor 4 umfasst: eine Rotorspule 5, die als eine Feldwicklung dient, welche beim Hindurchtreten eines elektrischen Stroms einen Magnetfluss erzeugt, und einen Polkern 6, der so angeordnet ist, dass er die Rotorspule 5 so bedeckt, dass Magnetpole durch den Magnetfluss geformt werden. Der Stator 8 umfasst: einen Statorkern 9 und eine in dem Statorkern 9 derart installierte Statorspule 10, dass ein Wechselstrom aufgrund der Veränderungen des Magnetflusses der Rotorspule 5 welche die die Drehung des Rotors 4 begleiten, auftritt. Dieser Stator 8 ist so angeordnet, dass er den Rotor 4 umgibt, und ist so montiert, dass äußere Umfangskantenabschnitte der zwei axialen Endoberflächen des Statorkerns 9 durch die vordere Halterung und die hintere Halterung 2 unter Druck gehalten werden, welche unter Verwendung von Befestigungsbolzen 12 miteinander befestigt werden.

Als nächstes wird die Konfiguration der Regleranordnung 13 unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 erklärt werden.

Die Regleranordnung 13 umfasst: einen ringförmigen Ölschleuderring 14 (engl. slinger), durch den hindurch die Welle 3 eingesetzt ist; einen Bürstenhalter 15, welcher so angeordnet ist, dass er sich von einer äußeren Umfangswandoberfläche des Ölschleuderrings 14 radial auswärts erstreckt und welcher der so geformt ist, dass eine Bürsteneinsetzungsöffnung 15a, die eine Öffnungsrichtung in der radialen Richtung aufweist, an einer inneren Umfangswandoberfläche des Ölschleuderrings 14 offen ist; ein Paar Bürsten 16, welche innerhalb der Bürsteneinsetzungsöffnung 15a so eingesetzt sind, dass sie sich in einer axialen Richtung des Ölschleuderrings 14 aufreihen und radial bewegbar sind; Federn 17, die innerhalb der Bürsteneinsetzungsöffnung 15a angeordnet sind, um das Paar der Bürsten 16 in Richtung des Ölschleuderringes 14 zu drängen; einen Spannungsregler 18, der an einer ersten Seite des Bürstenhaltes 15 in einer Axialrichtung des Ölschleuderrings 14 angeordnet ist und der die Größe einer Wechselspannung, die in dem Stator 8 erzeugt wird, einstellt; und ein Anschluss 20, an welchem ein externer Stecker 36 montiert ist um einen Feldstrom, welcher der Rotorspule 5 durch die Bürsten 16 und die Gleitringe 11 von der Außenseite zugeführt wird, anzugeben.

Der Ölschleuderring 14, der Bürstenhalter 15 und der Anschluss 20 sind durch einen Kunstharzkörper 30 ausgebildet, der unter Verwendung eines isolierenden Kunstharzes, beispielsweise Polyphenylensulfid (PPS) Kunstharz etc., integral ausgeformt ist. In diesem Kunstharzkörper 30 ist ein Spannungsreglergehäuseabschnitt 31 an der ersten Seite des Bürstenhaltes 15 in der Axialrichtung des Ölschleuderrings 14 eingeformt, und der Anschluss 20 ist radial außerhalb des Spannungsreglergehäuseabschnitts 31 an der ersten Seite des Bürstenhaltes 15 in Axialrichtung des Ölschleuderrings 14 eingeformt. Ein Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt 32 ist entlang des Spannungsreglergehäuseabschnitts 31 an einer Wandoberfläche des Anschlusses 20 innerhalb des Spannungsreglergehäuseabschnitts 31 so eingeformt, dass er einen vorbestimmten Freiraum aufweist. Zusätzlich sind Lüftungsöffnungen 33 an ersten und zweiten Umfangsseiten eines gekoppelten Abschnitts zwischen dem Ölschleuderring 14 und dem Bürstenhalter 15 so eingeformt, dass sie in der axialen Richtung des Ölschleuderrings 14 durch den Kunstharzkörper 30 hindurch dringen. Eine Mehrzahl von Montageabschnitten 34 sind ebenso integral an dem Kunstharzkörper 30 eingeformt. Eingesetzte Leiter 35 werden in dem Kunstharzkörper 30 Einsatz-geformt (engl. insert molded), um eine elektrische Kontinuität zwischen den Komponententeilen auszubilden.

Ein Spannungsreglerkühlkörper 19 umfasst: einen flachen, rechteckigen Basisabschnitt 19a und eine Mehrzahl von Rippen 19b, die aufrecht an einer ersten Oberfläche des Basisabschnitts 19 so angeordnet sind, dass sie in einem vorbestimmten Abstand voneinander ausgerichtet sind. Der Spannungsregler 18 ist an einer zweiten Oberfläche des Basisabschnittes 19a des Spannungsreglerkühlkörpers 19 befestigt. Dieser Spannungsreglerkühlkörper 19 ist an den Spannungsreglergehäuseabschnitt 31 so angepasst, dass er den Spannungsregler 18 innerhalb des Spannungsreglergehäuseabschnitts 31 einschließt. Hier erstrecken sich zwischen den Rippen 19b Ventilationskanäle in einer radialen Richtung des Ölschleuderrings 14. Der Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt 32 ist so geformt, dass er eine Oberflächenform aufweist, welche in Richtung einer radialen äußeren Seitenoberfläche aller der Rippen 19b hingewendet ist, so dass sie einen vorbestimmten Freiraum aufweisen. Weiterhin liegt der Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt 32 ungefähr einer Hälfte des Abschnitts der Ventilationskanäle zwischen den Rippen 19b in einer Tiefenrichtung gegenüber, wie in 4 gezeigt, kann aber ebenso so ausgeformt sein, dass er dem gesamten Bereich der Ventilationskanäle zwischen den Rippen 19b in der Tiefenrichtung gegenüberliegt. Der Freiraum zwischen dem Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt 32 und den Rippen 19b ist größer als der Freiraum zwischen den Rippen 19b.

Eine Regleranordnung 13, die auf diese Weise konfiguriert ist, wird durch Einsetzen des rückwärtigen Endabschnitts des Schafts 3 in den Ölschleuderring 14 so montiert, dass der Bürstenhalter 15 in Richtung des Rotors 4 deutet, und Befestigen der Befestigungsabschnitte 34 an inneren Wandoberflächen der hinteren Halterung 2 unter Verwendung von Montageschrauben (nicht gezeigt). Zu diesem Zeitpunkt sind die Gleitringe 11 innerhalb des Ölschleuderrings 14 positioniert und das Paar Bürsten 16, welches innerhalb der Bürsteneinsetzungsöffnung 15a aufgenommen ist, wird durch die Federn 17 auf die jeweiligen Gleitringe 11 aufgepresst. Der Anschluss 20 erstreckt sich durch eine Anschlusseinsetzungsöffnung 2a, die durch die rückwärtige Halterung 2 hindurch angeordnet ist, auswärts.

Der Gleichrichter ist an inneren Wandoberflächen der rückwärtigen Halterung 2 so montiert, dass er durch Montageschrauben befestigt werden kann, und die Regleranordnung 13 ist in einem Raum in einem Öffnungsabschnitt der C-Form des Gleichrichters aufgenommen. Daher sind die Regularanordnung 13 und der Gleichrichter in einer ringförmigen Form in einer Ebene angeordnet, die senkrecht zu einer zentralen Achse der Welle 3 liegt.

Ein Gleichrichterkühlkörper 21 umfasst: einen flachen Basisabschnitt 21a, der eine C-förmige äußere Form und Rippen 21b aufweist, die so angeordnet sind, dass sie in einem radialen Muster in einem vorbestimmten Abstand auf einer ersten Oberfläche des Basisabschnitts 21a angeordnet sind. Der Basisabschnitt 21a des Gleichrichterkühlkörpers 21 ist in einer C-Form in einer Ebene angeordnet, welche derart senkrecht zu einer zentralen Achse der Welle 3 steht, dass die Rippen 21b der hinteren Halterung 2 gegenüber liegen. Wie in 1 gezeigt, ist eine Mehrzahl bogenförmiger Lufteinlassöffnungen 2b durch eine Endoberfläche der rückwärtigen Halterung 2 so angeordnet, dass sie in einer C-Form ausgerichtet sind, so dass sie auf den Basisabschnitt 21a und die Rippen 21b des Gleichrichterkühlkörpers 21 zu zeigen und einen radialen zentralen Bereich des Gleichrichterkühlkörpers 21 freilegen. Eine rechteckige Lufteinlassöffnung 2c ist durch die Endoberfläche der rückwärtigen Halterung 2 hindurch so angeordnet, dass sie dem Basisabschnitt 19a und den Rippen 19b des Spannungsreglerkühlkörpers 19 gegenüberliegt und einen radialen zentralen Bereich des Spannungsreglerkühlkörpers freilegt. Zusätzlich sind eine Mehrzahl von Luftauslassöffnungen 2d durch eine innere Oberfläche der rückwärtigen Halterung 2 hindurch angeordnet.

In einem Generator für ein Automobil, der auf diese Weise konfiguriert ist, wird elektrische Spannung zunächst von einer Batterie (nicht gezeigt) durch die Bürsten 16 und die Gleitringe 11 der Rotorspule 5 des Rotors 4 zugeführt, wodurch ein magnetischer Fluss erzeugt wird. Einige der klauenförmigen magnetischen Pole in dem Polkern 6 sind durch diesen magnetischen Fluss in nordgerichtete (N) Pole magnetisiert und andere klauenförmige Magnetpole in dem Polkern 6 sind in südgerichte (S) Pole magnetisiert. Gleichzeitig wird das Drehdrehmoment des Motors von einer Ausgangswelle des Motors über einen Riemen und eine Riemenscheibe der Welle 3 zugeführt, wodurch sie den Rotor 4 dreht. Daher wird ein rotierendes Magnetfeld der Statorspule 10 des Stators 8 verwendet, wodurch in der Statorspule 10 eine elektromotive Kraft erzeugt wird. Diese elektromotive Wechselstromkraft wird durch den Gleichrichter in Gleichstrom gleichgerichtet, um die Batterie zu laden und um einem elektrischen Verbraucher etc. zugeführt zu werden. Die Größe der Wechselspannung, die in dem Stator 8 erzeugt wird, wird auch durch den Spannungsregler 18 eingestellt.

Die Zentrifugallüfter 7 werden zusammen mit der Drehung des Rotors 4 gedreht. Daher wird zum Beispiel an dem rückwärtigen Ende ein Kühlungsluftfluss durch die Lufteinlassöffnungen 2b in die rückwärtige Halterung hereingesaugt. Dieser Kühlungsluftfluss fließt durch die Ventilationskanäle zwischen den Rippen 21b des Gleichrichterkühlkörpers 21 radial einwärts in eine Umgebung der Welle 3 und fließt dann in Richtung des Rotors 4 in der Umgebung der Welle 3. Der Kühlungsluftfluss, der zu dem Rotor 4 geflossen ist, wird zentrifugal durch die Zentrifugallüfter 7 abgelenkt und wird durch die Luftauslassöffnung 2d ausgelassen. Daher wird Wärme, die durch den Gleichrichter erzeugt wird, von dem Kühlungsluftfluss, der durch die Ventilationskanäle zwischen den Rippen 21b hindurchfließt, absorbiert, was eine Temperaturerhöhung in dem Gleichrichter unterdrückt.

Gleichzeitig wird aufgrund der Drehung der Zentrifugallüfter 7 ein Kühlungsluftfluss A durch die Lufteinlassöffnung 2c in die rückwärtige Halterung 2 hereingesaugt. Dieser Kühlungsluftfluss A fließt durch die Ventilationskanäle der Rippen 19b des Spannungsreglerkühlkörpers 19, wie es durch die Pfeile in 2, 6 und 7 angedeutet ist, radial einwärts. Der Kühlungsluftfluss A fließt von den Ventilationskanälen zwischen den Rippen 19b aus radial einwärts und fließt entlang einer äußeren Wandoberfläche an der radialen inneren Seite des Spannungsreglergehäuseabschnitts 31 zu den Ventilationsöffnungen 33. Ein Kühlungsluftfluss B fließt durch die Ventilationskanäle zwischen den Rippen 19b des Spannungsreglerkühlkörpers 19 radial auswärts und fließt aus den Ventilationskanälen radial auswärts, wie es durch die Pfeile in den 2, 6 und 7 angedeutet ist. Der Kühlungsluftfluss B, der herausgeflossen ist, trifft den Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt 32, fließt umfänglich (also in Umfangsrichtung) zwischen dem Spannungsreglerkühlkörper 19 und dem Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt 32 und fließt dann entlang einer umfangsäußeren Wandoberfläche des Spannungsreglergehäuseabschnitts 31 zu den Ventilationsöffnungen 33. Die Kühlungsluftflüsse A und B werden dann miteinander verbunden und fließen durch die Ventilationsöffnungen 33 in Richtung des Rotors 4. Die Kühlungsluftflüsse A und B, die zu dem Rotor 4 geflossen sind, werden zentrifugal durch die Zentrifugallüfter 7 abgelenkt und werden durch die Luftauslassöffnungen 2d ausgelassen. Daher wird Wärme, die durch den Spannungsregler 18 erzeugt wird, in den Kühlungsluftflüssen A und B, die durch die Ventilationskanäle zwischen den Rippen 19b hindurchfließt, absorbiert, wodurch Temperaturanstiege in dem Spannungsregler 18 unterdrückt werden.

Als nächstes werden Positionsbeziehungen zwischen der Lufteinlassöffnung 2c und dem Spannungsreglerkühlkörper 19 unter Bezugnahme auf die 8 und 9 erklärt werden. Darüber hinaus ist 8 eine teilweise Perspektive, die eine Umgebung einer Lufteinlassöffnung in einen Generator für ein Automobil gemäß einer Variation der vorliegenden Erfindung zeigt, und 9 ist eine teilweise Perspektive, welche die Kühlungsluftflüsse in dem Generator für ein Automobil gemäß einer Variation der vorliegenden Erfindung erklärt.

In dem Generator für ein Automobil, der in 8 gezeigt ist, ist die rechteckige Lufteinlassöffnung 2c so durch die hintere Halterung 2 hindurch angeordnet, dass sie radial äußerste Enden der Rippen 19b des Spannungsreglerkühlkörpers 19 freilegt, wenn sie von der Rückseite aus betrachtet werden. Mit anderen Worten ist der äußere radiale Endabschnitt der Lufteinlassöffnung 2c radial außerhalb der radialen äußeren Endabschnitte der Rippen 19b des Spannungsreglerkühlkörpers 19 positioniert. Ein Lüftungswiderstand in den Lüftungskanälen zwischen den Rippen 19b ist größer als der Lüftungswiderstand zwischen dem Spannungsreglerkühlkörper 19 (den Rippen 19b) und dem Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt 32. Daher ist es wahrscheinlicher, dass der Kühlungsluftfluss, der durch die Lufteinlassöffnung 2c hindurchfließt, zwischen dem Spannungsreglerkühlkörper 19 und dem Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt 32 hindurchfließt, und er fließt hauptsächlich entlang des Flusskanals, der durch die Pfeile in 9 angedeutet ist. Mit anderen Worten fließt ein großer Teil des Kühlungsluftflusses umfangsmäßig zwischen dem Spannungsreglerkühlkörper 19 und dem Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt 32, ohne zwischen den Rippen 19b einzutreten, und fließt dann entlang einer umfangsmäßigen äußeren Wandoberfläche des Spannungsreglergehäuseabschnitts 31 zu den Lüftungsöffnungen 33. Daher wird der Spannungsreglerkühlkörper 19 nicht effektiv verwendet, was eine Kühlung des Spannungsreglers 18 reduziert.

Daher ist es wünschenswert, den äußeren radialen Endabschnitt der Lufteinlassöffnung 2c radial innerhalb der äußeren radialen Endabschnitte der Rippen 19b (der äußersten radialen Position des Spannungsreglerkühlkörpers 19) zu positionieren und die Lufteinlassöffnung 2c so auszuformen, dass sie eine Öffnungsform aufweist, die den radialen zentralen Bereich der Rippen 19b des Spannungsreglerkühlkörpers 19 freilegt, wenn er von dem rückwärtigen Ende aus betrachtet wird, so dass der Kühlungsluftfluss, der durch die Lufteinlassöffnung 2c hereingeflossen ist, dazu gezwungen wird, in die Ventilationskanäle zwischen den Rippen 19b zu fließen. Weiterhin ist das Zentrum des Bereichs des Kühlkörpers 19, der durch die Lufteinlassöffnung 2c freigelegt ist, nicht beschränkt auf das radiale Zentrum des Kühlkörpers 19 und kann in einer Richtung radial verschoben sein.

Wenn die Lufteinlassöffnung 2c so hergestellt ist, dass sie eine Öffnungsform aufweist, welche die Rippen 19b an zwei Umfangsenden des Spannungsreglerkühlkörpers 19 freilegt, wenn er von dem rückwärtigen Ende aus betrachtet wird, kann eine verbesserte Kühlleistung erreicht werden, da die Kühlluftflüsse außerhalb der Rippen 19b an den beiden Umfangsenden fließen und ein Wärmeaustausch mit diesen Rippen 19b durchgeführt wird. Eine Kühlung kann auch verbessert werden, wenn die Rippen 19b an einem Umfangsende innerhalb der Lufteinlassöffnung 2c positioniert sind.

Als nächstes wird der Effekt des Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnittes 32 erklärt werden. Weiterhin ist 10 eine teilweise Perspektive, die eine Umgebung einer Lufteinlassöffnung in einem Generator für ein Automobil zeigt, welcher als ein Vergleichsbeispiel dient, und 11 ist eine teilweise Perspektive, die die Kühlungsluftflüsse in dem Generator für ein Automobil erklärt, der als ein Vergleichsbeispiel dient.

In dem Vergleichsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, steht eine radiale innere Wandoberfläche eines Anschlusses 20A in engem Kontakt mit radialen äußeren Seitenoberflächen von allen Rippen 19b des Spannungsreglerkühlkörpers 19. Daher tritt der Kühlungsluftfluss, der durch die Lufteinlassöffnung 2c hereingeflossen ist, in die Lüftungskanäle zwischen den Rippen 19b ein und fließt durch die Lüftungskanäle radial einwärts und auswärts. Hier wird der Kühlungsluftfluss, der durch die Lüftungskanäle radial auswärts fließt, durch die Wandoberfläche des Anschlusses 20A blockiert und kann nicht aus den Lüftungskanälen heraus fließen. Mit anderen Worten, wie durch Pfeile in 11 gezeigt, fließt der Kühlungsluftfluss durch die Lüftungskanäle radial einwärts, kann aber nicht radial auswärts durch die Lüftungskanäle fließen.

In der vorliegenden Erfindung, da der Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt 32 so geformt ist, dass er den radialen äußeren Seitenoberflächen aller der Rippen 19b des Spannungsreglerkühlkörpers 19 gegenüberliegt, während er einen vorbestimmten Abstand sicherstellt und parallel zu diesen Seitenoberflächen liegt, sind die radialen äußeren Enden der Lüftungskanäle zwischen den Rippen 19b offen. Daher ist, zusätzlich zu einem Flusskanal für einen Kühlungsluftfluss, um durch die Lufteinlassöffnung 12c hereinzufließen in die Lüftungskanäle zwischen den Rippen 19b einzutreten und radial einwärts durch die Lüftungskanäle zu fließen, ebenso ein Flusskanal für einen Kühlungsluftfluss konfiguriert, um radial auswärts durch die Lüftungskanäle zu fließen. Es wurde dadurch möglich, eine Wärmestrahlungsleistung des Spannungsreglerkühlkörpers 19 um mehr als 3% verglichen mit dem obigen Vergleichsbeispiel zu verbessern.

Daher kann gemäß der vorliegenden Erfindung, da der Spannungsreglergehäuseabschnitt 31 auf einer ersten Seite des Bürstenhaltes 15 in der axialen Richtung des Ölschleuderrings 14 ausgeformt ist und der Anschluss 20 radial außerhalb des Spannungsreglergehäuseabschnitts 31 an der ersten Seite des Bürstenhaltes 15 in der axialen Richtung des Ölschleuderringes 14 eingeformt ist, die Umfangsbreite der Regleranordnung 13 reduziert werden, was es ermöglicht, dass die Umfangsbreite des Gleichrichters proportional dazu vergrößert werden kann. Entsprechend kann der Gleichrichterkühlkörper 21 so konfiguriert sein, dass er eine große Wärmeabstrahlungsfläche aufweist, was es ermöglicht, dass die Kühlung des Gleichrichters verbessert ist.

Der Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt 32 ist an dem Kunstharzkörper 30 so geformt, dass er den radialen äußeren Seitenoberflächen aller Rippen 19b des Spannungsreglerkühlkörpers 19 gegenüberliegt, während ein vorbestimmter Freiraum sichergestellt wird und parallel zu diesen Seitenoberflächen liegt, mit anderen Worten, an einem Abschnitt des Anschlusses 20, der dem Spannungsreglerkühlkörper 19 gegenüberliegt. Daher fließt der Kühlungsluftfluss A, der durch die Lufteinlassöffnung 2c hereingeflossen ist, durch die Lüftungskanäle radial einwärts zwischen den Rippen 19b, und der Kühlungsluftfluss B fließt radial auswärts durch die Lüftungskanäle zwischen den Rippen 19b. Daher wird ein Wärmeaustausch mit den Kühlungsluftflüssen radial über die Lüftungskanäle zwischen den Rippen 19b hinweg durchgeführt, was es ermöglicht, dass ein Kühlen des Spannungsreglers 18 verbessert ist.

Weiterhin sind in dem obigen Ausführungsbeispiel die Rippen 19b an einer Oberfläche des Basisabschnitts 19a so geformt, dass sie parallel zueinander ausgerichtet sind, aber die Rippen 19b können ebenso auf einer Oberfläche des Basisabschnitts 19a geformt sein, so dass sie in einem radialen Muster ausgerichtet sind. In diesem Fall kann der Spannungsreglerkühlkörper 19 so angeordnet sein, dass die Rippen 19b in dem radialen Muster in einer radialen Richtung ausgerichtet sind.

In dem obigen Ausführungsbeispiel sind der Ölschleuderring 14, der Bürstenhalter 15, der Anschluss 20 und der Spannungsreglergehäuseabschnitt 31 integral in dem Kunstharzkörper 30 eingeformt, aber der Anschluss 20 und der Spannungsreglergehäuseabschnitt 31 können ebenso als separate, kunstharzgeformte Teile, getrennt von dem Bürstenhalter 15 zusammen geformt werden.


Anspruch[de]
Generator für ein Automobil, umfassend:

ein Gehäuse (1);

eine Welle (3), die drehbar durch das Gehäuse (1) gehalten ist;

einen Rotor (4), der innerhalb des Gehäuses (1) aufgenommen ist, umfassend:

einen Polkern (6), der an der Welle (3) befestigt ist;

eine Feldwicklung (5), die an dem Polkern (6) montiert ist; und

zumindest einen zentrifugalen Lüfter (7), der an einem axialen Ende des Polkernes (6) befestigt ist;

einen Stator (8), der an dem Gehäuse (1) so befestigt ist, dass er den Rotor (4) umgibt;

einen Spannungsregler (18), der die Größe einer Wechselspannung einregelt, die in dem Stator (8) erzeugt wird;

einen Spannungsreglerkühlkörper (19), der auf einer gegenüberliegenden Seite des Spannungsreglers (18) von dem Zentrifugallüfter (7) aus angeordnet ist; und

einen Anschluss (20), der an einer äußeren Umfangsseite des Spannungsreglers (18) angeordnet ist und an dem ein externer Stecker (36) montiert werden kann,

wobei eine Mehrzahl von Lufteinlassöffnungen (2c) an einer Seite des Gehäuses (1) eingeformt sind, die dem zentrifugalen Lüfter (7) gegenüber liegt und eine Mehrzahl von Rippen (19b) sind umfangsmäßig an einer Seite des Spannungsreglerkühlkörpers (19) ausgerichtet, welche dem Gehäuse (1) gegenüberliegt,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlungsluftflusseinlassführungsabschnitt (32) an einem Abschnitt des Anschlusses (20) angeordnet ist, der dem Spannungsreglerkühlkörper (19) gegenüber liegt.
Generator für ein Automobil gemäß Anspruch 1, wobei der Spannungsreglerkühlkörper (19) so angeordnet ist, dass eine äußerste radiale Position dessen radial außerhalb der Lufteinlassöffnung (2c) angeordnet ist, welche dem Spannungsreglerkühlkörper (19) gegenüber liegt. Generator für ein Automobil gemäß entweder Anspruch 1 oder 2, wobei die Rippen (19b) an einem oder beiden Umfangsenden des Spannungsreglerkühlkörpers (19) so angeordnet sind, dass sie innerhalb der Lufteinlassöffnung (2c) angeordnet ist, welche dem Spannungsreglerkühlkörper (19) gegenüber liegt.






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