JPS59107545A - 一体化されたオルタネ−タ・ブリツジ型ヒ−トシンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の技術分野 本発明は、一般にヒートシンクに係シ、特に熱を直接に
オルタネータ（自動車用交流（同期）発電機）鋳造材に
伝達する一体化オルタネータブリッジのヒートシンクに
関する。

背景技術 それを通って実質的に大きな電流を流させるダイオード
とトランジスタのような電子デバイスは、若しもその熱
がデバイスからかなシ迅速に散逸されなければ、デバイ
スを自己破壊させようとする多量の熱を発生する。代表
的なものとして、そのデバイスに取付けられるヒートシ
ンク（熱放散器）は、アルミニウムのように軽くて、熱
伝導性のよい金属から作られ、かつできるだけ多くの表
面積を周囲の大気に曝すために「フィンを付けて」いる
。

自動車のオルタネータにおいて使用されるような三相オ
ルタネータ・ブリッジは、それらのアノードを接地端子
に接続させた３個の「負」ダイオードと、それらのカソ
ードを電圧端子に接続させた３個の「正」ダイオードと
を具備している。

「負」ダイオードのカソードの谷々は、３個の「正」ダ
イオードのアノードの一つとオルタネータの３個の固定
子巻線の一つとに接続される。一つの手法は、３個の「
負」ダイオードを銅の如き材料から作られた中間ヒート
シンクに接続する方法を具備してお９、この中間ヒート
シンクは順次、稍々大きなアルミニウムのフィン（ひれ
）付きヒートシンクに接続されている。「正」ダイオー
ドは同様に中間銅製ヒートシンクおよび別のアルミニウ
ム製ヒートシンクに同じ方法で接続されている。ダイオ
ードからの熱は中間銅製ヒートシンク全通ってアルミニ
ウム製ヒートシンクに伝達され、かつ対流によシ周囲の
大気に伝達される。ブリッジは、周囲の空気の温度かは
ソ１００℃に達し得るオルタネータ鋳造材の内部に付着
されている。

今説明したこの方法はダイオードからフィン付きのヒー
トシンクに至るまで大きな熱抵抗を有し、それによシ熱
伝達の効率を減少している。また多量の材料がフィン付
ヒートシンクには必要で、それによって製造価格全増加
させ、かつオルタネータａ造材内部の空間°全減少させ
る。

したがって、必要なことはヒートシンク（放熱器）が熱
発生装置とその熱を吸熱する装置との間に減少した熱抵
抗ヲ有し、かつ価格と空間占積の要求を低減するための
減少した寸法とを有することである。

発明の要約 したがって、本発明の目的とする所は、改良された一体
化オルタネータ・ブリッジのヒートシンク（放熱器）を
得ることにある。

本発明のもう一つの目的はダイオードとヒートシンクと
の間に減少した熱抵抗を有する一体化オルタネータ・ブ
リッジのヒートシンクを得ることである。

その上にもう一つの本発明の目的は、以前に必要であつ
ｒよシも少い材料で間に合う一体化オルタネータ・ブリ
ッジのヒートシンクを与えることである。

本発明の更にもう一つの目的は、直接に鋳造材に取付り
−られ、上記鋳造材はブリッジの電子デバイスから熱全
吸熱するところの一体化オルタネータ・ブリッジのヒー
トシンク？与えることにある。

本発明の別の目的は、その上に取付けられた「負」およ
び「正」ダイオード金有する単一の一体化オルタネータ
・ブリッジのヒートシンクを提供することにある。

本発明の更に別の目的は、三つ組のダイオードと、価格
を軽減し、特性を改良するためにその上に取付けられた
無線周波数の干渉阻止用コンデンサと？’！する一体化
オルタネータ゛ブリッジのヒートシンク全提供すること
にある。

本発明の上記および別の目的を実施する場合に、熱をオ
ルタネータ・ブリッジ回路のダイオードから放熱し、そ
れによってオルタネータ鋳造材に熱が直接に伝達される
ための改良された一体化オルタネータ・ブリッジのヒー
トシンクが得られる。

取付は基台はオルタネータ鋳造材上に、良好な熱的伝導
率と電気的導に率とを双方与えるように装着されている
。熱伝導性のよい、しかし電気的に非導電性のエポキシ
樹脂の薄い層が、プレートと取付は基台の一部との間に
挿入されている。ダイオードの一面と取付は用のベース
及びプレート間で電気的接触が行われるように、ダイオ
ードは取付は基台とプレートの両方の上に設置されてい
る。

熱はプレートと取付は基台の両方を通ってオルタネータ
の鋳造材に伝達されることにより、大きな「フィン」（
ひれ）付きヒートシンクの必要性を除去し、かつ消散す
る熱が移動するのに必要のある熱通路を減少するもので
ある。

本発明の上記および他の目的、特徴および利点は、添付
された図面とともに以下の詳細な説明から更に一層よく
理解されるものである。

発明の詳細説明 第１図を参照すれば、代表的なオルタネータ・ブリッジ
の回路１０はオルタネータ固定子巻線１２゜１４　、１
６に接続されている。回路ｌＯはどのような型式のオル
タネータに対しても使用し得るが、特に自動車の電流會
与えるオルタネータに対しては良好に作用するものであ
る。自動車用オルタネータの代表的なものはエンジンに
隣接するアルミニウム鋳造材丙に組込まれている。

オルタネータ固定子巻線１２　、１４　、１６は俗々一
端を相互に接続点４０に相互接続させている。固定予巻
線球の他の端点（部）はダイオード１８のカソードとダ
イオードｍのアノードとに接続されている。固定子巻線
１４の他端はダイオード２２０カソードとダイオード２
４のアノードとに接続されている。固定子巻線１６の他
端はダイオード２６のカソードとダイオード四のアノー
ドとに接続されている。ダイオード１８　、２２　、２
６はそれらのアノードを負端子（９）に接続させており
、通常「負」ダイオードと呼ばれている。ダイオード２
０　、２４　、２８はそれらのカソードを正の端子３２
に接続させ、通常「正」ダイオードと呼ばれている。端
子間は端子３２より低い電圧値となり、代表的に接地さ
れているオルタネータ鋳造材に接続されている。

より進んだオルタネータ・ブリッジは、電気的雑音の抑
制用に、即ち自動車無線用に端子間にコンデンサ３４ｉ
結合させている。それらのカソードとアノー゛ドと全夫
々オルタネータ固定子巻線１２゜１４．１６の中性点も
しくは接続点４０に接続させ、またそれらのアノードと
カソードを夫々端子間と３２とに接続させた付加的な一
組のダイオード３６．３８を高速毎分回転数（ｒｐｍ）
における付加的な電流出力用に備えることができる。

三つ組のダイオード４２　、４４　、４６はそれらのア
ノードを夫々固定子巻線１２　、１４　、１６の端部に
接続させ、それらのカソードを端子４８に接続させてい
る。三つ組のダイオード４２　、４４　、４６は電圧調
整器を介して回転子に磁界励磁（界磁）を与える。端子
４８はまたオルタネータからの適肖なもしくは不適当な
出力の指示を与えるために、自動車運転パネル上の灯火
に接続することもできる。

さて、第２図および第３図を参照するに、回路ｌＯヲ用
いた本発明のヒートシンクが示されている。

取付は基台５０は、例えは開孔５１ｔ−通るボルト締め
によシ、オルタネータ鋳造材即ちフレーム５２上に取付
けられている。鋳造材は代表的には、鋳造材５２の密閉
領域の内部又は外部のいずれかの上に位置する取付は基
台刃に対して密閉領域全形成する。

フィン５５は取付は基台力に一体化して接続され、オル
タネータ鋳造材５２内の開孔５３を通って伸長している
。

熱伝導性エポキシ樹脂馴の層は取付は基台□□□の一部
分上に横たわっている。板５６は取付は基台刃に対し電
気的に非導電性であるように、エポキシ樹脂馴層上に配
置されている。

「負」ダイオード１８　、２２　、２６、「正」タイオ
ード２０　、２４　、２８、および三つ組ダイオード４
２　、４４　、４６はすべてボタンダイオードとして示
されているが、しかしながらどのような形式のダイオー
ドでも使用することができる。ボタンダイオードは当該
技術者にとって周知である。ダイオード１８　、２０　
、２２　、２４　。

２６　、２８はすべて下部金属円板間と上部金属円板（
イ）とを備えている。下部および上部金属円板５８．６
０の間に挟設されるのは、ダイオードとして作用する薄
い層の半導体をガラスで不活性化したダイ６２である。

下部および上部金属板５８．６０はダイ６２にろう付け
され、ダイ６２に対し良好な電気的接触を与える。負ダ
イオード１８　、２２　、２６の下部金属板５８も又取
付はへ犯にろう付けされている。正ダイオード２０　、
２４　、２８の下部円板５８は板５６にろう付けされて
いる。「負」ダイオード１８　、２２　、２６もしくは
「正」ダイオード２０　、２４　、２８、もしくは両方
のカラス不活性化ダイは低電圧アバランシェ・ダイ金具
備し、それによってオルタネータ（交流発電機）におけ
る高エネルギー過現象を抑制するものである。

三つ組のダイオード４２　、４４　、４６は同様に上部
円板６０とダイ６２１ｃｍＭして構成される。しかしな
がら、下部円板間は、回路１０の端子４８として用いら
れるアーム６６ヲ有する金属条片６４によって置き換え
られる。熱伝導性エポキシ樹脂層６８は金属条片６４と
板５６の間に取付けられる。交互に、三つ組ダイオード
４２　、４４　、４６と層簡は取付は基台ｌ上に取付け
ることができ、それによって板５６の熱抵抗を除去する
。更に、ダイオード１８　、２０　、２２　、２４　、
２６　、２Ｂ　、　４２　、４４　。

４６の円板は、取付は基台刃と板５６用に銅被覆アルミ
のような材料を用いることにより除去することができる
。

エポキシ樹脂層７０は板５６と、回路１０の固定子巻線
１２　、１４　、１６の端部に接続された端子として用
いられる棒材７２　、７４　、７６との間に取付けられ
る。棒材７２は、ダイオード１Ｂ　、　２０　、４２の
上部円板（イ）に接続されている条片７８に電気的に接
続、即ちろう付けによシ接続されている。棒材７４はダ
イオード２２　、２４　、４４の上部円板間に接続され
ている条片８０に接続されている。棒材７６はダイオー
ド２６　、２８　、４６の上部円板ωに接続の条片８２
に接続されている。

コンデンサ３４は下部要素（図示してない）と（図示し
てない）誘電体層により分離された上部部材８６とを具
備している。下部部材は電気的接触を与えるように取付
は基台力に接続される。棒材（イ）は上部部材８６と板
５６の間に接続され、その間の電気的接触を与える。交
互に、コンデンサ３４は、上部部材８６から取付は基台
５０まで電気接触を与える棒材９０に対し板５６上に設
置することができる。もう一つの代案は、電気的導電性
エポキシ樹脂或は鑞（ろう）を用いて、上部部材８６と
下部部材を夫夫板５６及び取付は基台力に接続するよう
にするものであシ、それによって棒材９０ヲ除去しよう
とするものである。

負ダイオード１８　、２２　、２６のダイ６２から元年
した熱は、円板間と取付は基台５ｏを通゛りて鋳造材５
２に伝達するであろう。正ダ・ｒオード２０　、２４　
、２８のダイ６２から発生した熱は、円板団、板Ｉ、エ
ポキシ樹脂層５４および取付は基台５ｏを通って鋳造材
５２に、エポキシ樹脂５４が電気的絶縁を与えている間
、伝達される。三つ組のダイオード４２　、４４　、４
６のダイ６２がら発生した熱は、エポキシ樹脂層６８が
電気的絶縁を与えている間、条片６４．エポキシ樹脂層
間、板５６、エポキシ樹脂層５４および取付は基台５０
金通って鋳造材５２に伝達ばれる。

こ＼に説明した完全なヒートシンクは、外部接続の場合
およびエポキシ樹脂やフェノール樹脂のような熱硬化性
又は熱可塑性物質を用いて、交流機の鋳造材５２と接触
している外部接続及び取付は基台刃の表面を除去すれば
、環境保護用に完全に鋳造することができる。それ以上
の冷部と取付は基台Ｉと板５６の寸法（５ｉｚｅ　）の
減少は、鋳型全弁して気流路ｌで伸長している（図示し
てない）一つ以上の「フィン」を備えた条片７８　、　
ｓｏ　、　ｓ２によシ得ることができる。別の実施例は
、取付は基台刃と一体に形成された「フィン」５５が開
口５３ヲ通って気流路まで伸長している取付は基台５０
の一部に隣接して、オルタネータ鋳造材５２内に関し１
５３を具備することができる。冷却はそれからオルタネ
ータ鋳造材５２を通るのと同様に、「フィン」５５のま
わりの対流によシ完成されるであろう。

今までに改良された一体化オルタネータ・ブリッジ型ヒ
ートシンクが得られたことを理解すべきである。この装
置により冗長なヒートシンク全除去し、一層簡潔な装置
（ユニット）に帰着するパッケージ方式によυ、材料を
一層良好に利用することが可能となる。更に装置のザン
ドイツチ構成は、従来公知のオルタネータ・ヒートシン
クよりも堅牢であり、低い熱抵抗を有している。簡潔な
配置により、正と負のダイオードの両方が同じヒートシ
ンクを使用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、代表的なオルタネータ・ブリッジ回路の概略
図である。 第２図は、本発明に係るオルタネータ・ブリッジ回路装
置の上面図である。 第３図は、第２図の３−３ｍに沿った断面図である。 図において、 １８　、２２　、２６・・・負ダイオード、２０　、２
４　、２８・・・正ダイオード、４２．４４．４６・・
・三つ組ダイオード、４８・・・端子、関・・・取付は
基台、５１・・・開孔、５２・・・オルタネータ鋳造材
（フレーム）、５３・・・開孔、５４・・・エポキシ樹
脂層、５５・・・フィン、５６・・・板、５８・・・下
部金属円板、６０・・・上部金属円板、６２・・・ダイ
、倒・・・金属条片、６６・・・アーム、６Ｂ・・・熱
伝導性エポキシ樹脂層、７０・・・エポキシ樹脂層、？
２　、７４　、７６・・・棒利、７８　、８０　、８２
・・・条片、８６・・・上部　　、９０・・・棒材。 特許出願人　　モトローラ・インコ〜ボレーテッド代理
人弁理士　玉　蟲　　久　五　部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．３個の負ダイオードと３個の正ダイオードとを具備
   し、各ダイオードはアノードとカソードヲ有し、更に上
   記負ダイオードと上記正ダイオードから、３個の固定予
   巻ｉ１１！Ｊを有するオルタネータ會密閉する鋳造材ま
   で熱を放熱する装置全具備するオルタネータ・ブリッジ
   において、 熱伝導性と電気的導電性を与え、かつ上記負ダイオード
   を電気的および熱的に接続させるように、上記鋳造材に
   固着された熱的および電気的伝導性の材料の取付は基台
   と、 上記負ダイオードに隣接する上記取付は基台に固着され
   、熱的に伝導性であるが、電気的に非導電性である第１
   の層と、 上記第１の層に熱伝導性を与えるような方法で固着され
   た熱的および電気的伝導性の材料から成る板と、を具備
   し、上記板の第１の部分は上記正ダイオードに電気的お
   よび熱的に接続され、上記板は第１の電圧を受ける如く
   適合し、かつ上記取付は基台は第２の電圧を受ける如く
   適合していることを特徴とするオルタネータ・ブリッジ
   。 ２　上記装置は、 上記板の第２の部分に隣接し、電気的に非導電性である
   熱伝導性エポキシ樹脂の第２の層、上記第２の層に熱的
   および電気的に接続された少くとも３個の三つ組のダイ
   オード、 とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオルタネー
   タ・ブリッジ。 ３、　上記装置は、第１の電極と第２の電極を有するコ
   ンデンサを具備し、上記第１の＠極はその間に電気的接
   触を与えるように上記取付は基台に隣接しており、上記
   第２の電極は上記板に電気的に接続されている特許請求
   の範囲第１項記載のオルタネータ・ブリッジ。