车用交流发电机的制作方法

专利名称：车用交流发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及装载在汽车等车辆的车用交流发电机，特别涉及对其冷却构造 的改进。
背景技术：
以往的车用交流发电机的结构是，利用由于固定在转子上的冷却风扇的旋 转而产生的冷却风，对定子线圈的线圈端部进行冷却(例如参照专利文献1)。 即，如图23所示，固定在转子轴ll的转子l的轴向两端部所固定的一对冷却 风扇21、 22与转子1 一体旋转，从而冷却风A、 B从设置在一对壳体3K 32 的进气孔314、 324流入壳体31、 32的内部。
流入壳体31、 32的内部的冷却风A、 B，由于冷却风扇21、 22的旋转所产 生的离心力而从轴向向径向转弯，沿着定子线圈40的线圈端部41、 42的轴向 端面411、 421流动后，从设置在壳体31、 32的排气孔315、 325向外部排出。 此时，各个线圈端部41、 42的轴向端面4U、 421通过与冷却风A、 B进行热 交换从而被冷却。
专利文献l..国际专利公开WO2005 / 093929A1号公报

发明内容
在如上所述构成的以往的车用交流发电机中，定子线圈40的线圈端部41、 42的冷却，是从冷却风扇21、 22向其径向排出的冷却风A、 B与线圈端部41、 42进行热交换而进行的。然而，由于定子线圈40的线圈端部41、 42从定子铁 心5的轴向两端面向轴向延伸，与流过定子铁心5的径向的冷却风A、 B垂直 地配置，因此冷却风A、 B与线圈端部41、 42进行热交换的部位限于线圈端部 41、 42的轴向端面411、 421。因此，以往的车用交流发电机存在的问题是 线圈端部41、 42的冷却不够。
5本发明是为了解决以往的车用交流发电机中的上述问题而完成的，其目的 在于提供一种车用交流发电机，该车用交流发电机可以提高定子线圈的线圈端 部的冷却性能，并且可以增加冷却风量以进一步提高交流发电机整体的冷却性 能。
本发明所涉及的车用交流发电机包括定子铁心，该定子铁心在内周部具 有多条槽； 一对壳体，该一对壳体分别配置在上述定子铁心的轴向的一个端部 和另一端部，具有与上述定子铁心的轴向端面抵接的抵接面；多个贯穿螺栓， 该多个贯穿螺栓将上述一对壳体和上述定子铁心固定为一体，在上述定子铁心 的外周面上沿上述定子铁心的轴向延伸；定子线圈，该定子线圈安装在上述多 条槽，具有分别从上述定子铁心的轴向的一个端部与另一端部向轴向突出的线 圈端部；转子轴，该转子轴被上述一对壳体支承且转动自如；转子，该转子固 定在上述转子轴，配置在上述定子铁心的内侧空间部；以及冷却风扇，该冷却 风扇固定在上述转子的至少一个轴向的端部，上述一对壳体中的至少-一个壳体 具有进气口和排气口，该进气口向上述壳体的内部吸入冷却风，该排气口将上 述冷却风向上述壳体的外部排出，其中，上述一对壳体中的至少一个壳体的上 述抵接面包括冷却风通路，该冷却风通路将上述线圈端部的外周面侧与上述定 子铁心的上述外周面侧连通，在上述定子铁心的外周面侧向上述定子铁心的轴 向开口。
另外，本发明所涉及的车用交流发电机包括定子铁心，该定子铁心在内 周部具有多条槽；--对壳体，该一对壳体分别配置在上述定子铁心的轴向的一 个端部和另一端部，具有与上述定子铁心的轴向端面抵接的抵接面；多个贯穿 螺栓，该多个贯穿螺栓将上述一对壳体和上述定子铁心固定为一体，在上述定 子铁心的外周面上沿上述定子铁心的轴向延伸；定子线圈，该定子线圈安装在 上述多条槽，具有分别从上述定子铁心的轴向的一个端部与另一端部向轴向突 出的线圈端部；转子轴，该转子轴被上述一对壳体支承且转动自如；转子，该 转子固定在上述转子轴，配置在上述定子铁心的内侧空间部；以及冷却风扇， 该冷却风扇固定在上述转子的至少一个轴向的端部，上述一对壳体中的至少一 个壳体具有进气口和排气口，该进气口向上述壳体的内部吸入冷却风，该排气 口将上述冷却风向上述壳体的外部排出，其中，上述一对壳体中的至少一个壳体的上述抵接面包括冷却风通路，该冷却风通路将上述线圈端部的外周面侧与 上述定子铁心的上述外周面侧连通，在上述定子铁心的外周面侧向上述定子铁 心的径向开口。
根据本发明所涉及的车用交流发电机，由于一对壳体中的至少一个壳体的 抵接面包括将线圈端部的外周面侧与定子铁心的外周面侧连通并在定子铁心 的外周面侧向定子铁心的轴向开口的冷却风通路，因此冷却风经由线圈端部的 外周面后，通过冷却风通路沿着定子铁心的外周面流动，可以提高定子线圈的 线圈端部的冷却性能，并且可以增加冷却风量以进一步提高交流发电机整体的 冷却性能。
另外，根据本发明所涉及的车用交流发电机，由于一对壳体中的至少一个 壳体的抵接面包括将线圈端部的外周面侧与定子铁心的外周面侧连通并在定 子铁心的外周面侧向定子铁心的径向开口的冷却风通路，因此冷却风经由线圈 端部的外周面后，通过冷却风通路流到壳体外部，可以提高定子线圈的线圈端 部的冷却性能，并且可以进一步增加冷却风量以进一步提高交流发电机整体的 冷却性能。


图1是本发明的实施方式1所涉及的车用交流发电机的主要部分剖视图。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的车用交流发电机的壳体的立体图。
图3是将本发明的实施方式1所涉及的车用交流发电机的一部分剖切进行 表示的俯视图。
图4是用于说明本发明的实施方式1所涉及的车用交流发电机的参考图。 图5是本发明的实施方式1所涉及的车用交流发电机的说明图。 图6是本发明的实施方式1所涉及的车用交流发电机的说明图。 图7是本发明的实施方式1所涉及的车用交流发电机的说明图。 图8是用于说明本发明的实施方式1所涉及的车用交流发电机的参考图。 图9是将本发明的实施方式2所涉及的车用交流发电机的一部分剖切进行 表示的俯视图。
7图10是本发明的实施方式3所涉及的车用交流发电机的主要部分剖视图。
图11是本发明的实施方式3所涉及的车用交流发电机的说明图。
图12是本发明的实施方式3所涉及的车用交流发电机的说明图。
图13是本发明的实施方式3所涉及的车用交流发电机的说明图。
图14是用于说明本发明的实施方式3所涉及的车用交流发电机的参考图。
图15是本发明的实施方式4所涉及的车用交流发电机的说明图。
图16是本发明的实施方式5所涉及的车用交流发电机的说明图。
图17是本发明的实施方式6所涉及的车用交流发电机的主要部分剖视图。
图18是本发明的实施方式6所涉及的车用交流发电机的定子的简要立体图。
图19是本发明的实施方式6所涉及的车用交流发电机的说明图。 图20是本发明的实施方式7所涉及的车用交流发电机的主要部分剖视图。 图21是本发明的实施方式7所涉及的车用交流发电机的说明图。 图22是将本发明的实施方式8所涉及的车用交流发电机的一部分剖切进 行表示的主视图。
图23是以往的车用交流发电机的剖视图。
具体实施例方式
实施方式1.
图1是表示本发明的车用交流发电机的主耍部分的剖视图。图1中，车用 交流发电机100包括 一对壳体31、 32;被该一对壳体31、 32通过轴承122 支承且转动自如的转子轴11;固定在转子轴11的凸极式磁极(以下仅称作磁 极)7;被磁极7保持的励磁线圈8;以及固定在磁极7的轴向两端部的冷却风 扇21、 22。转子轴ll、磁极7和励磁线圈8构成转子1。在转子轴ll的一 端固定有滑轮12，该滑轮12通过皮带等动力传递单元(未图示)与内燃机 (未图示)的输出轴连接。
另外，车用交流发电机100包括轴向两端面被一对壳体31、 32夹住的 定子铁心5;以及安装在该定子铁心5的内周部所设置的多条槽的定子线圈40。 定子线圈40由沿槽的深度方向排列的多个线圈导体构成，包括分别从定子铁心5的轴向两端面向轴向突出的线圈端部41、 42。定子铁心5和定子线圈40 构成定子6。
图2是表示一对壳体中的位于滑轮相反侧的壳体31的立体图。图1及图2 中，壳体31包括固定轴承121(参照图23)的轴承固定部311、和具有贯穿孔 312的固定部件313，该贯穿孔312用于插入将车用交流发电机100固定在车 辆的结构体(未图示)的固定螺栓(未图示)。在壳体31的轴向的端面，形成与 冷却风扇21相对而开口的多个进气口 314，另外，在外周面形成向径向开 口的多个排气口 315。
在壳体31的内周面316，形成轴向的抵接面317与径向的抵接面318。壳 体31的轴向的抵接面317与定子铁心5的轴向端面的外边缘部抵接，径向的 抵接面318与定子铁心5的外周面的轴向端部边缘抵接，安装在定子铁心5的 滑轮相反侧的轴向端面。
在壳体31的内周面316形成的轴向的抵接面317和径向的抵接面318， 沿周向隔开间隔配置多个由凹槽形成的冷却风通路319，轴向的抵接面317与 定子铁心5的轴向端面的接触、以及径向的抵接面318与定子铁心的外周面的 接触，由于多个冷却风通路319而成为间断的接触。各个冷却风通路319，是 在壳体31的内部与定子线圈40的线圈端部41的外周面412相对并沿壳体31 的径向朝向内侧开口，并且，在定子铁心5的外周面侧向定子铁心5的轴向开 □。
另外，位于滑轮侧的壳体32与壳体31相同，包括固定轴承122的轴承固 定部321、和具有贯穿孔的固定部件(未图示)，该贯穿孔插入用于将车用交流 发电机100固定在车辆的结构体的固定螺栓。在壳体32的轴向的端面，形成 与冷却风扇22相对并开口的多个进气口 324，另外，形成在轴向端面和外周面 之间开口的多个排气口 325。
在壳体32的内周面326，与壳体31相同，形成轴向抵接面与径向抵接面。 壳体32的轴向抵接面与定子铁心5的轴向端面的外边缘部抵接，径向抵接面 与定子铁心5的外周面的轴向端部边缘抵接，安装在定子铁心5的滑轮侧的轴 向端面。
在壳体32的内周面326形成的轴向的抵接面和径向的抵接面，沿周向隔开间隔配置多个由凹槽形成的冷却风通路329，轴向的抵接面与定子铁心5的 轴向端面的接触、以及径向的抵接面与定子铁心5的外周面的接触，由于多个 冷却风通路329而成为间断的接触。各个冷却风通路329，是在壳体32的内部 与定子线圈40的线圈端部42的外周面422相对并沿壳体32的径向朝向内侧 开口，并且，在定子铁心5的外周面侧向定子铁心5的轴向开口。
在壳体31的外周部，围绕壳体31的轴心，以90度的间隔设置4个用于 抒入贯穿螺栓(相当于图23所示的贯穿螺栓9)的螺纹孔3110，同样在壳体32 的外周部，围绕轴心，以90度的间隔设置用于使贯穿螺栓贯穿的贯穿孔(未图 示)。壳体31的4个螺纹孔3110分别与壳体32的4个贯穿孔对应。
从滑轮12侧沿轴向插入壳体32的各个贯穿孔的4个贯穿螺栓，拧入壳体 31的各个对应的螺纹孔3110，将一对壳体31、 32朝互相接近的方向紧固，以 夹住定子铁心5。这4个贯穿螺栓在壳体31与壳体32之间，在定子铁心5的 外周面上沿定子铁心5的轴向延伸。贯穿螺栓与定子铁心5的外周面通过仅有 一点的间隙相对。另夕卜，贯穿螺栓、 一对壳体31、 32、和定子铁心5等的相互 关系与图23所示的以往的装置中的贯穿螺栓9、 一对壳体31、 32、和定子铁 心5的相互关系相同。
设置在一对壳体31、 32的冷却风通路319、 329,分别沿壳体31、 32的周 向，以任意的间距，在贯穿螺栓相互之间配置多个，据此，在车用交流发电机 100的大致整个周向范围配置冷却风通路319、 329，抑制散热性能在周向的偏 差。
图3是将本发明的实施方式1所涉及的车用交流发电机的一部分剖切进行 表示的俯视图，明示出将壳体31、 32的一部分沿剖切线X1、 X2剖切的各个冷 却风通路319、 329。如图3所示，设置在壳体31的多个冷却风通路319，相 对于设置在壳体32的多个冷却风通路329，沿定子铁心5的周向设置在不同的 位置，各个冷却风路319、 329的开口部配置得互相不相对。利用这样的结构， 从壳体31的冷却风通路319向定子铁心5的外周面流出的冷却风A2、与从壳 体32的冷却风通路329向定子铁心5的外周面流出的冷却风B2的流动不会互 相干涉，可以减少损耗。
与之相对，如图4所示的参考图所示，设置在壳体31的冷却风通路319和设置在壳体32的冷却风通路329，沿定子铁心5的周向设置在同一位置，这 时，从各个冷却风通路319、 329流出的冷却风A2、 B2会在定子铁心5的周面 上相碰撞，使损耗增大。根据实施方式1所涉及的车用交流发电机，可以消除 这样的缺点。
图5、图6及图7是本发明的实施方式1所涉及的车用交流发电机的说明 图。如图5所示，定子铁心5的轴向端面51、和与该轴向端面51相对的上述 冷却风通路319的壁面319a之间的距离a，被设定为在定子铁心5的轴向端面 51、和设置在壳体31的排气口 315的壁面315a之间的距离b以下。
另外，如图6所示，定子铁心5的轴向端面51、和设置在壳体31的排气 口 315的壁面315a之间的距离b，被设定为在定子铁心5的轴向端面51、和 从该轴向端面51向轴向突出的线圈端部41的轴向端面411之间的距离c以下。
再有，如图7所示，定子铁心5的轴向端面51、和与该轴向端面51相对 的冷却风通路319的壁面319a之间的距离h，被设定得大于线圈端部41的外 周面412、和壳体31的内周面316之间的距离i。
另外，对于壳体32的构成，也与上述图5、图6及图7所示的壳体31的 情况相同。
接下来，说明本发明的实施方式1所涉及的车用交流发电机的冷却作用。 图1中，若转子1旋转，则固定在其轴向两端部的冷却风扇21、 22与转子1 一起旋转。由于冷却风扇21、 22的旋转，冷却风A、 B从分别设置在壳体 31、 32的进气口 314、 324被吸进壳体内部，从其轴向向冷却风扇21、 22 流入。向冷却风扇21、 22流入的冷却风A、 B，由于冷却风扇21、 22的旋 转所产生的离心力，从冷却风扇21、 22向径向排出。从冷却风扇21、 22 排出的冷却风A、 B，沿着各个线圈端部41、 42的轴向端面411、 421流动， 通过与线圈端部41、 42进行热交换，冷却线圈端部41、 42。
沿着线圈端部41、 42的轴向端面411、 421流过径向外侧的冷却风A、 B， 被分流为冷却风Al、 Bl和冷却风A2、 B2，冷却风Al、 Bl原样从设置在壳体 31、 32的排气口315、 325向壳体31、 32的外部排出，冷却风A2、 B2沿着线 圈端部41、 42的外周面412、 422沿轴向流动，通过设置在壳体31、 32的冷 却风通路319、 329，向定子铁心5的外周面沿轴向排出。分流的冷却风A2、
11B2通过与线圈端部41、 42的外周面412、 422进行热交换，对其进行冷却。在 实施方式1中，将冷却风A1、 B2流过的流通路径称作第一流通路径，将冷 却风A2、 B2流过的流通路径称作第二流通路径。
如上所述，由于设置在壳体31、 32的多个冷却风通路319、 329，在定子 铁心5的外周面侧，在周向不同的位置开口，因此从各个冷却风通路319、 329 在定子铁心5的外周面沿轴向排出的冷却风A2、B2，如图3所示不会互相干涉， 顺畅地沿着定子铁心5的外周面流动，与定子铁心5进行热交换而对其进行冷 却。
如图5所示，由于定子铁心5的轴向端面51、和与该轴向端面51相对的 上述冷却风通路319的壁面319a之间的距离a，被设定为在定子铁心5的轴向 端面51、和设置在壳体31的排气口 315的壁面315a之间的距离b以下，因此 在壳体31的排气口 315与冷却风通路319之间，形成在壳体31的整个周向设 置宽度[b —a]的筋部310的结构，因此可以使壳体31具有充分的强度。对于 壳体32也与壳体31相同，在整个周向设置筋部。
另外，如图6所示，由于定子铁心5的轴向端面51、和设置在壳体31的 排气口 315的壁面315a之间的距离b，被设定为在定子铁心5的轴向端面51、 和从该轴向端面向轴向突出的线圈端部41的轴向端面411之间的距离c以下， 因此沿着线圈端部41的轴向端面411流动的冷却风Al不会被壳体1阻挡，可 以从壳体1的排气口 315向外部流出。对于壳体32也一样。
再有，如图7所示，由于定子铁心5的轴向端面51、和与该轴向端面51 相对的冷却风通路319的壁面319a之间的距离h，被设定得大于线圈端部41 的外周面412、和壳体31的内周面316之间的距离i，因此可以确保为了使冷 却风A2大致无损耗地通过冷却风通路319而所需的流通路径宽度，可以抑制 压力损耗。对于壳体32也一样。
图8是用于说明本发明的实施方式1的车用交流发电机的参考图，表示将 定子铁心5的轴向端面51、和与该轴向端面51相对的冷却风通路319的壁面 之间的距离h，设定得小于线圈端部41的外周面412、和壳体31的内周面316 之间的距离i的情况。此时，冷却风A2从线圈端部41的外周面412进入冷却 风通路319时的风路的截面积縮小，与本发明的实施方式1的情况相比，压力损耗增大，冷却风量下降，冷却效果降低。
如上所述，根据本发明的实施方式l所涉及的车用交流发电机，由于除了 以往的车用交流发电机的设置在壳体的排气口，在定子铁心的外周面侧也设置 向定子铁心的轴向排出冷却风的冷却风通路，因此具有的效果是风路的面积 增大，交流发电机整体的冷却风量增加，不仅线圈端部，定子铁心或其他发热 部分的散热性能也会提高。
另外，贯穿孔冷却风通路319、 329还兼有除水孔的功能，可以防止在发
电机内部由于水的积存而产生的电蚀、和盐害。
另外，例如通过压铸等铸造来制造壳体31、 32，不需要用于形成冷却风 通路319、 329的追加加工，可以降低制造成本。再有，在需要利用切削加工 对定子铁心设置接合件时，由于与壳体的槽对齐进行不连续的切削，因此切削 屑不会缠绕在工具上，可以使工具的寿命提高。
另外，设置在壳体31、 32的冷却风通路及排气口的间距、数量、及其截 面形状等不限于上述实施例。另外，在上述实施方式l中，说明了在壳体31、 32—侧设置冷却风通路319、 329的情况，但也可以在定子铁心5—侧形成冷 却风通路，还可以在壳体31、 32 —侧和定子铁心5 —侧这两侧形成冷却风通 路。另外，冷却风通路也可以仅设置在定子1的任意一个轴向端部。
实施方式2.
图9是将本发明的实施方式2所涉及的车用交流发电机的一部分剖切进行 表示的俯视图，明示出将壳体31、 32的一部分沿剖切线X1、 X2剖切的各个冷 却风通路3191、 3291。图9中，设置在壳体31的冷却风通路3191、和设置在 壳体32的冷却风通路3291，分别向冷却风扇的旋转方向倾斜而形成。其他结 构与实施方式l相同。
根据实施方式2所涉及的车用交流发电机，由于从设置在各个壳体31、 32的冷却风通路3191、 3291向定子铁心5的外周面排出的冷却风A2、 B2，在 定子铁心5的外周面上合流，向定子铁心5的周向流动，因此可以得到促进定 子铁心5散热的效果。
另外，贯穿孔冷却风通路3191、 3291还兼有除水孔的功能，可以防止在 发电机内部由于水的积存而产生的电蚀、和盐害。另外，例如通过压铸等铸造来制造壳体31、 32，不需要用于形成冷却风
通路3191、 3291的追加加工，可以降低制造成本。再有，在需要利用切削加 工对定子铁心设置接合件时，由于与壳体的槽对齐进行不连续的切削，因此切 削屑不会缠绕在工具上，可以使工具的寿命提高。
另外，设置在壳体31、 32的冷却风通路及排气口的间距、数量、及其截 面形状等不限于上述实施例。另外，在上述实施方式2中，说明了在壳体31、 32—侧设置冷却风通路3191、 3291的情况，但也可以在定子铁心5—侧形成 冷却风通路，还可以在壳体31、 32—侧和定子铁心5—侧这两侧形成冷却风 通路。另外，冷却风通路也可以仅设置在定子1的任意一个轴向端部。
实施方式3.
图10是表示本发明的实施方式3所涉及的车用交流发电机的主要部分的 剖视图。图10中，壳体31、 32在与定子铁心5的轴向端面及其附近的外周面 相对的轴向的端面及径向的端面，包括由贯穿壳体31、 32的径向的缺口状的 切除部构成的冷却风通路3192、 3292。该冷却风通路3192、 3292将线圈端 部41、 42的外周面412、 422 —侧与定子铁心5的外周面侧连通，在定子 铁心5的外周面侧向定子铁心5的径向开口。
图11、图12及图13是本发明的实施方式2所涉及的车用交流发电机的说 明图。如图11所示；定子铁心5的轴向端面51、和与该轴向端面51相对的上 述冷却风通路3192的壁面3192a之间的距离a，被设定为在定子铁心5的轴向 端面51、和设置在壳体31的排气口 315的壁面315a之间的距离b以下。
另外，如图12所示，定子铁心5的轴向端面51、和设置在壳体31的排 气口 315的壁面315a之间的距离b，被设定为在定子铁心5的轴向端面51、 和从该轴向端面向轴向突出的线圈端部41的轴向端面411之间的距离c以下。
再有，如图13所示，定子铁心5的轴向端面51、和与该轴向端面51相 对的冷却风通路3192的壁面3192a之间的距离h，被设定得大于线圈端部41 的外周面412、和壳体31的内周面316之间的距离i。
另外，对于壳体32的构成，也与上述图ll、图12及图13所示的壳体31 的情况相同。另外，其他结构与实施方式l相同。
接下来，在如上所述构成的本发明的实施方式3所涉及的车用交流发电机中，若转子1旋转，则固定在其轴向两端部的冷却风扇21、 22与转子1一起
旋转。由于冷却风扇21、 22的旋转，从分别设置在壳体31、 32的进气口314、 324吸入壳体内部的冷却风A、 B，从其轴向向冷却风扇21、 22吸进，由于风 扇21、 22的旋转所产生的离心力沿径向排出。从冷却风扇21、 22排出的冷 却风A、 B，沿着各个线圈端部41、 42的轴向端面411、 421沿径向流动， 利用与线圈端部41、 42进行热交换，冷却线圈端部41、 42。
沿着线圈端部41、 42的轴向端面411、 421沿径向流动的冷却风A、 B被 分流为冷却风A1、 B1和冷却风A3、 B3，冷却风A1、 Bl原样从设置在壳体31、 32的排气口315、 325向壳体31、 32的外部排出，冷却风A3、 B3沿着线圈端 部41、 42的外周面412、 422沿轴向流动，通过设置在壳体31、 32的冷却风 通路3192、 3292，在定子铁心5的外周面侧向径向排出。在本实施方式3中， 将冷却风A1、 B2流过的流通路径称作第一流通路径，将冷却风A3、 B3流过的 流通路径称作第二流通路径。
如图11所示，由于定子铁心5的轴向端面51、和与该轴向端面51相对的 上述冷却风通路3192的壁面3192a之间的距离a，被设定为在定子铁心5的轴 向端面51、和设置在壳体31的排气口 315的壁面315a之间的距离b以下，因 此在壳体31的排气口 315与冷却风通路3192之间，形成在壳体31的整个周 向设置宽度[b — a]的筋部310的结构，因此可以使壳体31具有充分的强度。 壳体32也与壳体31相同，在整个周向设置筋部。
另外，如图12所示，由于定子铁心5的轴向端面51、和设置在壳体31 的排气口 315的壁面3151之间的距离b，被设定为在定子铁心5的轴向端面 51、和从该轴向端面向轴向突出的线圈端部41的轴向端面411之间的距离c 以下，因此沿着线圈端部41的轴向端面411流动的冷却风Al不会被壳体1阻 挡，可以从壳体l的排气口 315向外部流出。对于壳体32也一样。
再有，如图13所示，由于定子铁心5的轴向端面51、和与该轴向端面51 相对的冷却风通路3192的壁面3192a之间的距离h，被设定得大于线圈端部 41的外周面412、和壳体31的内周面316之间的距离i，因此可以确保为了使 冷却风A2大致无损耗地通过冷却风通路319而所需的流通路径宽度，可以抑 制压力损耗。对于壳体32也一样。图14是用于说明本发明的实施方式3的车用交流发电机的参考图，表
示将定子铁心5的轴向端面51、和与该轴向端面51相对的冷却风通路3192 的壁面3192a之间的距离h，设定得小于线圈端部41的外周面412、和壳 体31的内周面316之间的距离i的情况。此时，冷却风A3从线圈端部41 的外周面412进入冷却风通路3192时的风路的截面积縮小，与本发明的实施 方式3的情况相比，压力损耗增大，冷却风量下降，冷却效果降低。
如上所述，根据本发明的实施方式3所涉及的车用交流发电机，由于除了 以往的车用交流发电机的设置在壳体的排气口，在定子铁心的外周面也设置向 径向排出冷却风的冷却风通路，因此具有的效果是排气面积增大，交流发电 机整体的冷却风量增加，不仅线圈端部，定子铁心或其他发热部分的散热性能 也会提高。
另外，贯穿孔冷却风通路3192、 3292还兼有除水孔的功能，可以防止在 发电机内部由于水的积存而产生的电蚀、和盐害。
另外，例如通过压铸等铸造来制造壳体31、 32，不需要用于形成冷却风 通路3192、 3292的追加加工，可以降低制造成本。再有，在需要利用切削加 工对定子铁心设置接合件时，由于与壳体的槽对齐进行不连续的切削，因此切 削屑不会缠绕在工具上，可以使工具的寿命提高。
另外，设置在壳体31、 32的冷却风通路及排气口的间距、数量、及其截 面形状等不限于上述实施例。另外，在上述实施方式3中，说明了在壳体31、 32 —侧设置冷却风通路3192、 3292的情况，但也可以在定子铁心5 —侧形成 冷却风通路，还可以在壳体31、 32—侧和定子铁心5—侧这两侧形成冷却风 通路。另外，冷却风通路也可以仅设置在定子1的任意一个轴向端部。
实施方式4.
图15是本发明的实施方式4所涉及的车用交流发电机的说明图。图15中， 关于形成在壳体31的冷却风通路3193，是在定子铁心5的外周面侧向轴向开 口，且其内壁3193a向定子铁心5的轴向倾斜。设置在另一壳体的冷却风通 路也形成得与壳体31的情况相同。
其他结构与实施方式l相同。
根据这样构成的实施方式3所涉及的车用交流发电机，由于冷却风通路3193的内壁3193a向轴向倾斜而设置，因此冷却风A2从线圈端部41的外周面 侧顺畅地在冷却风通路3193内流动，可以减少损耗。
另外，在实施方式4中，冷却风通路也可以仅设置在定子1的任意一个轴 向端部。
实施方式5.
图16是本发明的实施方式5所涉及的车用交流发电机的说明图。图16中， 关于形成在壳体31的冷却风通路3194，是在定子铁心5的外周面侧向径向开 口，且其内壁3194a向定子铁心5的轴向倾斜。设置在另一壳体的冷却风通 路也形成得与壳体31的情况相同。其他结构与实施方式1相同。
根据这样构成的实施方式5所涉及的车用交流发电机，由于冷却风通路 3194的内壁3194a向轴向倾斜而设置，因此冷却风A3从线圈端部41的外周面 412侧顺畅地在冷却风通路3194内流动，可以减少损耗。
另外，在实施方式5中，冷却风通路也可以仅设置在定子1的任意一个轴 向端部。
实施方式6.
图n是本发明的实施方式6所涉及的车用交流发电机的主要部分剖视图，
图18是其定子的简要立体图。图17及图18中，在定子铁心5的槽内沿槽的 深度方向排列、容纳的多个线圈导体，在定子铁心5的轴向两端面51、 52从 槽向轴向突出，分别形成线圈根部分列413、 423。
各个线圈根部分列413、 423沿槽的深度方向延仲。而且，在定子铁心5 的轴向两端面51、 52，相邻的线圈根部分列413、 423，分别形成沿槽的深度 方向、即定子铁心5的径向延伸的铁心端面空间部413a、 423a。这些铁心端面 空间部413a、 423a，与形成在壳体31、 32的冷却风通路319、 329的线圈端部 侧的开口相对而设置。其他结构与实施方式l相同。
在如上所述构成的实施方式6所涉及的车用交流发电机中，如图19所示， 由于冷却风扇21的旋转而向径向转弯的冷却风A被分流为冷却风A4、冷却风 A1和冷却风A2，冷却风A4沿着线圈端部41的内周面414向铁心端面空间部 413a流入；冷却风Al沿着线圈端面411流动并从壳体31的排出口 315向外部 排出；冷却风A2沿着线圈端部41的外周面412流动。冷却风A2与冷却风A4
17流入冷却风通路319内，沿轴向向定子铁心5的外周面侧排出。虽然未图示， 但在壳体32侧也有与冷却风A1、 A2、 A4对应的冷却风B1、 B2、 B4流过。 是一样的。在实施方式6中，将冷却风A1、 B2流过的流通路径称作第一流 通路径，将冷却风A2、 B2流过的流通路径称作第二流通路径，将冷却风A4、 B4流过的流通路径称作第三流通路径。
根据实施方式6所涉及的车用交流发电机，由于在线圈根部分列413、 423 的相互间，沿着定子铁心5的轴向端面51、 52形成沿槽的深度方向延伸的多 个铁心端面空间部413a、 423a，因此利用通过线圈端部41、 42的内周面414、 424流入铁心端面空间部413a、 423a的冷却风A4，可以冷却线圈端部41、 42 的内周面414、 424、以及线圈根部分列413、 423。因此，与冷却风A1、 A2所 带来的线圈端部41、 42的冷却效果一起，可以极度提高线圈端部41、 42的冷 却效果。
另外，与实施方式l的情况相比，由于新构筑了铁心端面空间部413a、 423a，因此风路增加，其结果是，由于冷却风量增加，因此不仅线圈端部41、 42，而且定子铁心5等其它发热部分的冷却效果也得到提高。再有，由于铁心 端面空间部413a、 423a与形成于壳体31、 32的冷却风通路319、 329的线圈 端部侧的开口相对而设置，因此通过铁心端面空间部413a、 423a的冷却风A4 可以大致无损耗地向壳体31、 32的外部排出，可以进一步提高冷却效果。
另外，贯穿孔冷却风通路319、 329还兼有除水孔的功能，可以防止在发 电机内部由于水的积存而产生的电蚀、和盐害。
另外，例如通过压铸等铸造来制造壳体31、 32，不需要用于形成冷却风 通路319、 329的追加加工，可以降低制造成本。再有，在需要利用切削加工 对定子铁心设置接合件时，由于与壳体的槽对齐进行不连续的切削，因此切削 屑不会缠绕在工具上，可以使工具的寿命提高。
另外，设置在壳体31、 32的冷却风通路及排气口的间距、数量、及其截 面形状等不限于上述实施例。另外，在上述实施方式l中，说明了在壳体31、 32—侧设置冷却风通路319、 329的情况，但也可以在定子铁心5—侧形成冷 却风通路，还可以在壳体31、 32—侧和定子铁心5—侧这两侧形成冷却风通 路。另外，冷却风通路也可以仅设置在定子1的任意一个轴向端部。实施方式7.
图20是本发明的实施方式7所涉及的车用交流发电机的主要部分剖视图。 图20中，在壳体31、 32，在与各个定子铁心5的轴向端面及其附近的外周面 相对的轴向端部，包括由贯穿壳体的径向的缺口状的切除部构成的冷却风通路 3192、 3292。 i亥冷却风通路3192、 3292将线圈端部41、 42的外周面412、 422 —侧与定子铁心5的外周面侧连通，在定子铁心5的外周面侧向定子铁 心5的径向开口。其他结构与实施方式6的情况相同。
在如上所述构成的实施方式7所涉及的车用交流发电机中，如图21所示， 由于冷却风扇21的旋转而向径向转弯的冷却风A被分流为冷却风A4、冷却风 Al和冷却风A2，冷却风A4沿着线圈端部41的内周面414向铁心端面空间部 413a流入；冷却风Al沿着线圈端面411流动并从壳体31的排出口 315向外部 排出；冷却风A2沿着线圈端部41的外周面412流动。冷却风A2与冷却风A4 流入冷却风通路3192内，沿径向在定子铁心5的外周面侧排出。虽然未图示， 但在壳体32 —侧也有与冷却风Al、 A2、 A4对应的冷却风Bl、 B2、 B4流过。 在实施方式7中，将冷却风A1、 B2流过的流通路径称作第一流通路径，将 冷却风A2、 B2流过的流通路径称作第二流通路径，将冷却风A4、 B4流过 的流通路径称作第三流通路径。
根据实施方式7所涉及的车用交流发电机，由于在线圈根部分列413、 423 的相互间，沿着定子铁心5的轴向端面51、 52形成沿槽的深度方向延伸的多 个铁心端面空间部413a、 423a，因此利用通过线圈端部41 、 42的内周面414、 424流入铁心端面空间部413a、 423a的冷却风A4，可以冷却线圈端部41、 42 的内周面414、 424、以及线圈根部分列413、 423。因此，与冷却风A1、 A2所 带来的线圈端部41、 42的冷却效果一起，可以极度提高线圈端部的冷却效果。
另外，与实施方式3的情况相比，由于新构筑了铁心端面空间部413a、 423a，因此风路增加，其结果是，由于冷却风量增加，因此不仅线圈端部41、 42，而且其定子铁心5等其它发热部分的冷却效果也得到提高。再有，由于铁 心端面空间部413a、 423a与形成于壳体31、 32的冷却风通路3192、 3292的 线圈端部侧的开口相对而设置，因此通过铁心端面空间部413a、 423a的冷却 风A4可以大致无损耗地向壳体的外部排出，可以进一步提高冷却效果。另外，贯穿孔冷却风通路3192、 3292还兼有除水孔的功能，可以防止在发电机内部由于水的积存而产生的电蚀、和盐害。
另外，例如通过压铸等铸造来制造壳体31、 32，不需要用于形成冷却风通路3192、 3292的追加加工，可以降低制造成本。再有，在需要利用切削加工对定子铁心设置接合件时，由于与壳体的槽对齐进行不连续的切削，因此切削屑不会缠绕在工具上，可以使工具的寿命提高。
另外，设置在壳体31、 32的冷却风通路3192、 3292及排气口 315、 325的间距、数量、及其截面形状等不限于上述实施例。另外，说明了在壳体31、32—侧设置冷却风通路3192、 3292的情况，但也可以在定子铁心5—侧形成冷却风通路，还可以在壳体31、 32—侧和定子铁心5—侧这两侧形成冷却风通路。另外，冷却风通路也可以仅设置在定子1的任意一个轴向端部。
实施方式8.
图22是表示本发明的实施方式8所涉及的车用交流发电机的主视图，明示出将壳体31、32的一部分沿剖切线X1、X2剖切的各个冷却风通路3195、3295。在实施方式8中，将多个冷却风通路中的、 一部分的冷却风通路3195、 3295的周向的宽度形成得大于其他冷却风通路的周向的宽度。其他结构与实施方式1相同。
根据本发明的实施方式8所涉及的车用交流发电机，如果将需要特别提高冷却效果的部位的冷却风通路的周向宽度设定得较大，则该部位的冷却风量增大，可以提高冷却效果。
另外，贯穿孔冷却风通路3195、 3295还兼有除水孔的功能，可以防止在发电机内部由于水的积存而产生的电蚀、和盐害。
另外，例如通过压铸等铸造来制造壳体31、 32，不需要用于形成冷却风通路3195、 3295的追加加工，可以降低制造成本。再有，在需要利用切削加工对定子铁心设置接合件时，由于与壳体的槽对齐进行不连续的切削，因此切削屑不会缠绕在工具上，可以使工具的寿命提高。
另外，设置在壳体31、 32的冷却风通路及排气口的间距、数量、及其截面形状等不限于上述实施例。另外，说明了在壳体31、 32 —侧设置冷却风通路3195、 3295的情况，但也可以在定子铁心5 —侧形成冷却风通路，还可以
20在壳体3K 32—侧和定子铁心5—侧这两侧形成冷却风通路。另外，冷却风
通路也可以仅设置在定子1的任意一个轴向端部。工业上的实用性
本发明可以用于装载在汽车等车辆上的交流发电机。
权利要求
1.一种车用交流发电机，包括定子铁心，所述定子铁心在内周部具有多条槽；一对壳体，所述一对壳体分别配置在所述定子铁心的轴向的一个端部和另一端部，具有与所述定子铁心的轴向端面抵接的抵接面；多个贯穿螺栓，所述多个贯穿螺栓将所述一对壳体和所述定子铁心固定为一体，在所述定子铁心的外周面上沿所述定子铁心的轴向延伸；定子线圈，所述定子线圈安装在所述多条槽中，具有分别从所述定子铁心的轴向的一个端部与另一端部向轴向突出的线圈端部；转子轴，所述转子轴被所述一对壳体支承且转动自如；转子，所述转子固定在所述转子轴上且配置在所述定子铁心的内侧空间部；以及冷却风扇，所述冷却风扇固定在所述转子的至少一个轴向的端部，所述一对壳体中的至少一个壳体具有进气口和排气口，所述进气口向所述壳体的内部吸入冷却风，所述排气口将所述冷却风向所述壳体的外部排出，所述车用交流发电机的特征在于，所述一对壳体中的至少一个壳体的所述抵接面包括冷却风通路，所述冷却风通路将所述线圈端部的外周面侧与所述定子铁心的所述外周面侧连通，在所述定子铁心的外周面侧向所述定子铁心的轴向开口。
2. 如权利要求l所述的车用交流发电机，其特征在于， 在所述一对壳体的所述抵接面分别设置所述冷却风通路，设置在所述一个壳体的所述冷却风通路和设置在另一壳体的所述冷却风通路，在所述定子铁心 的周向的不同位置开口。
3. 如权利要求l所述的车用交流发电机，其特征在于， 所述冷却风通路向所述冷却风扇的旋转方向倾斜而设置。
4. 如权利要求l所述的车用交流发电机，其特征在于， 向所述冷却风扇的径向排出的冷却风沿着所述线圈端部的轴向的端面流动后，被分流为第一流通路径和第二流通路径，所述第一流通路径从所述壳体 的所述排气口向所述壳体的外部流出，所述第二流通路径沿着所述线圈端部的 外周面流动，通过所述冷却风通路沿着所述定子铁心的外周面流动。
5. —种车用交流发电机，包括定子铁心，所述定子铁心在内周部具有多条槽； 一对壳体，所述一对壳体分别配置在所述定子铁心的轴向的一个端部 和另一端部，具有与所述定子铁心的轴向端面抵接的抵接面；多个贯穿螺栓， 所述多个贯穿螺栓将所述一对壳体和所述定子铁心固定为一体，在所述定子铁 心的外周面上沿所述定子铁心的轴向延伸；定子线圈，所述定子线圈安装在所 述多条槽中，具有分别从所述定子铁心的轴向的一个端部与另一端部向轴向突 出的线圈端部；转子轴，所述转子轴被所述一对壳体支承且转动自如；转子， 所述转子固定在所述转子轴上且配置在所述定子铁心的内侧空间部；以及冷却 风扇，所述冷却风扇固定在所述转子的至少一个轴向的端部，所述一对壳体中 的至少一个壳体具有进气口和排气口 ，所述进气口向所述壳体的内部吸入冷却 风，所述排气口将所述冷却风向所述壳体的外部排出，所述车用交流发电机的 特征在于，所述一对壳体中的至少一个壳体的所述抵接面包括冷却风通路，所述冷却 风通路将所述线圈端部的外周面侧与所述定子铁心的所述外周面侧连通，在所 述定子铁心的外周面侧向所述定子铁心的径向开口。
6. 如权利要求1或5所述的车用交流发电机，其特征在于， 所述定子铁心的轴向的端面和与所述轴向的端面相对的所述冷却风通路的壁面之间的距离被设定为在所述定子铁心的轴向的端面和所述排气口的轴 向的壁面之间的距离以下。
7. 如权利要求1或5所述的车用交流发电机，其特征在于， 所述定子铁心的轴向的端面和所述排气口的轴向的壁面之间的距离被设定为在所述定子铁心的轴向的端面和所述线圈端部的轴向的端面之间的距离 以下。
8. 如权利要求1或5所述的车用交流发电机，其特征在于， 所述定子铁心的轴向的端面和与所述轴向的端面相对的所述冷却风通路的壁面之间的距离被设定为大于所述线圈端部的外周面和所述壳体的内周面 之间的距离。
9. 如权利要求1或5所述的车用交流发电机，其特征在于， 所述定子线圈包括沿所述槽的深度方向排列的多个线圈导体，从所述各个槽的开口部向所述轴向突出的所述多个线圈导体构成沿所述槽的深度方向延伸的线圈根部分列，在相邻的所述线圈根部分列之间形成沿着所述定子铁心的 轴向的端面并沿所述槽的深度方向延伸的铁心端面空间部。
10. 如权利要求9所述的车用交流发电机，其特征在于， 所述铁心端面空间部与所述冷却风通路的线圈端部侧的开口相对而配置。
11. 如权利要求9所述的车用交流发电机，其特征在于，向所述冷却风扇的径向排出的冷却风被分流为第一流通路径、第二流通路 径和第三流通路径，所述第一流通路径经由所述线圈端部的轴向的端面从所述 壳体的所述排气口向所述壳体的外部流出，所述第二流通路径经由所述线圈端 部的所述轴向的端面及外周面并通过所述冷却风通路向所述壳体的外部流出， 所述第三流通路径经由所述铁心端面空间部并通过所述冷却风通路向所述壳 体的外部流出。
12. 如权利要求1或5所述的车用交流发电机，其特征在于， 所述冷却风通路在所述多个贯穿螺栓的相互之间至少设置1个。
全文摘要
本发明的车用交流发电机，在与定子铁心的轴向端面抵接的一对壳体的至少一个壳体的抵接面包括冷却风通路，所述冷却风通路将线圈端部的外周面侧与定子铁心的外周面侧连通并在定子铁心的外周面侧向轴向开口，可以提高定子线圈的线圈端部的冷却性能，并且增加冷却风量，进一步提高交流发电机整体的冷却性能。
文档编号H02K9/06GK101682232SQ200780053419
公开日2010年3月24日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者今泽义郎, 伊藤慎一, 西村慎二 申请人:三菱电机株式会社