CN100525019C - 车辆用旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种车辆用旋转电机，使三相电线与三相输出端子的连接部的连接电阻减小，而且连接强度加大，能减小连接部的发热量，同时还能防止车辆振动引起的连接部产生磨损、破坏。其中，将中继构件(27)与输出端子螺栓(25)的外螺纹部(25d)配合，使定子侧端子(33)以面接触状态连接在首部(25a)与连接垫片(26)之间。然后，将螺帽(35)与输出端子螺栓(25)的外螺纹部(25d)配合，使三相电线侧端子(34a)以面接触状态连接中继构件(27)的连接垫片相反侧端面(27b)。进而，在中继构件(27)与排除孔(31)之间介入绝缘筒(30b)，使其覆盖中继构件(27)的外周。

Description

车辆用旋转电机

技术领域

本发明涉及用于车辆的车辆用旋转电机，尤其涉及取出车辆用旋转电机的三相交流输出用的三相输出端子。

背景技术

近年来，从旋转电机直接取出三相交流输出进行使用、或设置交直流互换机从而将旋转电机用作发电电动机的情况不断增多。

已有的车辆用交流发电机中，由树脂将取出三相交流输出的多个端子与风扇护板合为一体地埋入并使其成形，而且利用树脂将外部连接用的连接器部也合为一体地成形(参考例如专利文献1：日本国专利公开平05—268753号公报)。

这种旋转电机领域中，存在的趋势为：随着技术革新，车辆的电负载增大，旋转电机中流通的电流也增大。于是，使旋转电机与外部设备连接的三相电线使用粗电线，以便能适应大电流。

已有的车辆用交流发电机中，将外部的三相电线装在连接器部，以取出三相交流输出。这时，三相电线和端子通过连接器相连，形成基于弹簧力的连接，使接点的连接电阻变大，同时还使连接力小。

因此，流通大电流时，三相电线与端子的接点上的发热量变大。这使端子的温度过分升高，在最坏的情况下，发生接点部熔粘或树脂熔化等弊病。而且，在交流电流的情况下，发热量比直流电流时大，所以取出三相交流输出时，需要使接点的连接电阻减小。

在使用粗的三相电线时，车辆的振动使三相电线摆动，在三相电线与端子的连接部作用过大的应力。由此，可能发生三相电线与端子的连接部磨损或破坏的弊病。

本发明是为解决上述课题而完成的，其目的在于取得一种车辆用旋转电机，使三相电线与三相输出端子部的连接部的连接电阻减小，而且连接强度加大，从而能减小连接部的发热量，同时还能防止发生车辆振动引起的连接部磨损或破坏。

发明内容

本发明的旋转电机，具有壳体；固定于旋转自如地支持在该壳体的轴并且配置在所述壳体内的转子；固定在该转子的轴向的2个端面的冷却风扇；包含配置成围绕所述转子的定子铁心和绕在该定子铁心的定子线圈的定子；以及将该定子的三相交流输出取出到三相电线用的3个三相输出端子部。其中，所述各三相输出端子部，包含具有首部、并在该首部的一侧上延伸的轴部和形成在该轴部的第1外螺纹部的输出端子螺栓；配置成在与所述首部之间夹有电连接所述定子线圈的引出线的定子侧端子的平板状连接垫片；与所述第1外螺纹部配合、并从贯穿所述壳体的取出孔伸出，而且将所述定子侧端子连接在所述首部与所述连接垫片之间的中继构件；从该中继构件的连接垫片相反侧端面伸出的第2外螺纹部；以及与该第2外螺纹部配合、并将电连接所述三相电线的三相电线侧端子固定在所述中继构件的连接垫片相反侧端面的螺帽构件。而且，在该中继构件与所述取出孔之间介入绝缘树脂制的保护构件，使其覆盖所述中继构件的外周。

根据本发明，由与第2外螺纹部配合的螺帽构件，将三相电线侧端子装定在中继构件的连接垫片相反侧端面，因而三相电线侧端子与中继构件的连接构件相反侧端面以面接触状态进行接触，使接触电阻变小，同时还使接触强度变大。因此，能使该接触部的发热量减小，可减小焦耳损失，同时还可防止发生车辆振动引起的该连接部磨损或破坏。

又，由于与输出端子螺栓的第1外螺纹配合的中继构件将定子侧端子连接在输出端子螺栓的首部与连接垫片之间，定子侧端子与连接垫片以面接触状态进行接触，使连接电阻变小，同时还使连接强度变大。因此，能使该连接部的发热量减小，可减小焦耳损失，同时还可防止发生车辆振动引起的该连接部磨损或破坏。

附图说明

图1是示出本发明实施方式1的车辆用旋转电机的纵剖视图。

图2是示出本发明实施方式1的车辆用旋转电机中的三相输出端子周围的关键部放大剖视图。

图3是示出本发明实施方式1的车辆用旋转电机中应用的模塑体的俯视图。

图4是示出本发明实施方式1的车辆用旋转电机的在后托架安装模塑体的状态的俯视图。

图5是图4的V-V向视剖视图。

图6是图4的VI-VI向视剖视图。

图7是示出本发明实施方式2的车辆用旋转电机中的三相输出端子周围的关键部放大剖视图。

图8是示出本发明实施方式3的车辆用旋转电机中的三相输出端子周围的关键部放大剖视图。

标号说明

1是壳体，5是轴，9是转子，14是冷却风扇，15是定子，16是定子铁心，17是定子线圈，17a是引出线，15是输出端子螺栓，25a是首部，25b是轴部，25d是外螺纹部(第1和第2外螺纹部)，26是连接垫片，27是中继构件，27b是连接构件相反侧端面，28是垫圈，30是风扇护板(模塑体)，30b是绝缘筒(保护构件)，31是取出孔，32是安装螺钉，33是定子侧端子，34是三相电线，34a是三相电线侧端子，35是螺帽(螺帽构件)，40是输出端子螺栓，40a是首部，40b是轴部，40d是第1外螺纹部，41是中继构件，41a是圆柱部，41b是轴部，41d是第2外螺纹部，41e是连接垫片相反侧端面，42a是首部，42b是第1轴部，42c是第2轴部，42d是第1外螺纹部，42e是第2外螺纹部，43是中继构件，43a是连接垫片部，43b是圆筒部，43d是连接垫片相反侧端面，44是风扇护板(模塑体)，44a是绝缘筒(保护构件)。

具体实施方式

实施方式1

图1是示出本发明实施方式1的车辆用旋转电机的纵剖视图，图2是示出本发明实施方式1的车辆用旋转电机中的三相输出端子周围的关键部放大剖视图，图3是示出本发明实施方式1的车辆用旋转电机中应用的模塑体的俯视图，图4是示出本发明实施方式1的车辆用旋转电机的在后托架安装模塑体的状态的俯视图，图5是图4的V-V向视剖视图，图6是图4的VI-VI向视剖视图。

图1至图6中，壳体1构成使形成杯状的铝制前托架2和后托架3配置成相对，并由螺栓4将两个托架2、3栓定。以轴承6、7为中介，将轴5旋转自如地安装在两个托架2、3上。然后，将带轮8装定在轴5的从前托架2伸出的部分，并通过传动带与发动机的旋转轴连接(未示出)。将吸气孔2a、3a设置成贯穿到前托架2和后托架3的端面的轴承6、7的径向外周侧，将排气孔2b、3b设置成贯穿到前托架2和后托架3的径向外周缘部。

绕轴旋转型转子9，具有流通电流并产生磁通的励磁线圈10、以及设置成覆盖该励磁线圈10并利用该磁通形成磁极的一对磁极铁心11、12。安装该转子9，使一对磁极铁心11、12各自的爪状磁极部咬合，并将其压入轴5，从而旋转自如地装在壳体1内。对各永久磁铁13充磁，使其与接触的爪状磁极极性相同。然后，将冷却风扇14分别装定在压入到轴5的磁极铁心11、12的轴向两个端面。

定子15，包含圆筒状定子铁心16、以及绕装在定子铁心16的定子线圈17。将该定子15安装到壳体1，使定子铁心16的外周两端因螺栓4的栓定力加压而被两个托架2、3夹持，并围绕转子9。

将弹簧18填装到轴5的轴承7侧，与轴5合为一体地旋转。使该弹簧18与励磁线圈10电连接。然后，将一对电刷19收装到电刷保持件20中，并设置成分别在弹簧18的表面滑动。又，在轴承7的轴向外方设置检测出转子9对定子15的相对位置的转子位置检测装置21。

输出端子螺栓25用铁等导电材料制作，具有首部25a、从首部25a延伸到另一侧的轴部25b、形成在轴部25b的根部的滚花部25c和形成在轴部25b的外螺纹25d。该外螺纹25d相当于第1和第2外螺纹。

用铁等导电材料将连接垫片26制作成平板状，并在其连接部26a设置贯通孔26a。用铁等导电材料将中继构件27制作成圆筒状，并在其内周面形成内螺纹27a。

用例如聚苯撑硫化物(PPS)树脂将作为模塑体的风扇护板30制作成环状平板。然后，在风扇护板30的规定位置合为一体地嵌入并模塑3个连接垫片26，使各自的连接部26a的两个面露出。又，在风扇护板30上形成缺口30a，以嵌入电刷保持件20。进而，将作为保护构件的绝缘筒30b设置成从风扇护板30合为一体地伸出，以包围连接垫片26的连接部26a。

设置该风扇护板30，使绝缘筒30b从贯穿后托架3的取出孔31伸出，并在后托架3的内壁面装定多个安装螺钉32，使其与轴5正交。然后，风扇护板30使电刷保持件20嵌入缺口30a内，并构成平坦的风扇对置面。风扇对置面是指与冷却风扇14的叶片对置的环状面。3个安装螺钉32以电绝缘状态贯通埋入风扇护板30中的连接垫片26的输出部26c后，装定在后托架3的内壁面。

输出端子螺栓25通过将滚花部25c压入连接垫片26的贯通孔26b，得以安装到各连接垫片26。然后，将垫圈28装到输出端子螺栓25的轴部25b，并且将中继构件27装定在轴部25b上形成的外螺纹部25d。由此，利用配合在输出端子螺栓25的外螺纹部25d的中继构件27的栓定力进行加压，以面接触状态将定子侧定子33的一端夹在首部25a与连接垫片26的连接部26a之间。又，将定子线圈17的引出线17a焊接在定子侧定子33的另一端。

将三相电线34的三相电线侧定子34a装定在各输出端子螺栓25的外螺纹部25d，并利用作为螺帽构件的螺帽35与外螺纹部25d的配合，以面接触状态连接中继构件27的连接垫片相反侧端面27b。然后，安装例如PPS树脂制的绝缘套筒36，使其一端插入取出孔31内，覆盖绝缘筒30b、输出端子螺栓25从绝缘筒30b伸出的部分，进而覆盖三相电线侧定子34a。又，将罩盖37装定于绝缘套筒36，使其覆盖螺帽35的连接部。

这里，输出端子螺栓25、连接垫片26、中继构件27、垫圈28和螺帽35，构成三相输出端子部。也可省略垫圈28，直接使中继构件27接触连接垫片26。

在这样构成的车辆用旋转电机中，从蓄电池(未图示出)经电刷19和弹簧18将电流供给励磁线圈10，从而产生磁通。由该磁通将一磁极铁心11的爪状磁极充磁成N极，将另一磁极铁心12的爪状磁极充磁成S极。另一方面，从发动机的输出轴经传动带和带轮8将发电机的旋转力矩传到轴5，使转子9旋转。因此，对定子线圈17供给旋转磁场，使定子线圈17产生电动势。从三相电线34通过引出线17a、定子侧端子33、连接垫片26、垫圈28和中继构件27，将该交流电动势输出到外部。然后，通过三相电线34输出的三相交流电流输入到外部的三相整流电路(未图示出)，整流成直流电流后，对蓄电池充电，或供给电负载。

又，发电机启动时，由三相驱动电路(未图示出)通过三相电线34将交流电流依次供给定子线圈17，并通过电刷19和弹簧18将励磁电流供给励磁线圈10。然后，定子线圈17和励磁线圈10形成磁力，转子9则与轴5一起，在定子15内旋转。该轴5的旋转力从带轮8经传动带传到发动机的输出轴，启动发动机。这时，转子位置检测装置21检测出转子9的旋转角度。然后，控制装置(未示出)控制依次供给三相的定子线圈17的交流电流，使转子的旋转方向为一定方向，而且取得规定的旋转速度。

进而，在这种车辆用旋转电机中，使轴5旋转时，冷却风扇14和转子9一起受到驱动。于是，利用冷却风扇14的旋转，从吸气孔2a、3a将外部空气吸入到壳体1内。

然后，从吸气孔2a吸入的外部空气在冷却风扇14往离心方向弯曲，并从排气孔2b排出到壳体1的外部。由此，从壳体1内的作为发热部件的定子线圈17的前方线圈末端将热吸引到冷却风中，对定子15进行冷却。

另一方面，从吸气孔3a吸入的外部空气沿电刷保持件20和风扇护板30往径向的内侧流动，在风扇护板30的内周侧与轴5之间通过，往转子9侧流动。然后，流到转子9侧的空气在冷却风扇14上往离心方向弯曲，从排气孔3b排出到壳体1的外部。由此，从定子线圈17的后侧线圈末端将热吸引到冷却风中，对定子15进行冷却。而且，对输出端子螺栓25与定子侧端子33的电连接部进行冷却。

根据本实施方式1，则输出端子螺栓25使其外螺纹部25d从取出孔31伸出，并且利用螺帽35的栓定力将三相电线侧端子34a以面接触状态装定在与外螺纹部25d配合的中继构件27的连接垫片相反侧端面27b上。由此，三相电线侧端子34a对输出端子螺杆25的连接力加大，中继构件27与三相电线侧端子34a的连接电阻减小。

因此，即使假设流通大电流时，也能抑制中继构件27与三相电线侧端子34a的接点的发热，从而抑制该连接部的温度升高。由此，防止发生接点部熔粘和周围树脂部件熔化。而且，电流造成的焦耳损失减小，使特性和效率提高。

由于将三相电线侧端子34a牢固地连接在中继构件27，因此即使车辆振动使三相电线34摆动，也能防止中继构件27与三相电线侧端子34a的连接部磨损或破坏。

又，由中继构件27的栓定力将定子侧端子33以面接触状态装定在输出端子螺栓25的首部25a与连接垫片26之间。由中继构件27的栓定力将垫圈28以面接触状态装定在连接垫片26与中继构件27之间。由此，从定子侧端子33到三相电线侧端子34a的主电传导路径排除螺纹装定部。即，用面接触部构成该主电传导路径的电连接部。因此，即使假设流通大电流时，也能抑制该主电传导路径的发热，从而能可靠地防止发生接点部熔粘和树脂部件熔化。

又，由于由配合在外螺纹部25d的中继构件27的栓定力牢固地连接输出端子螺杆25和定子侧端子33，即使车辆振动经三相电线34传到输出端子螺杆25，也能防止输出端子螺杆25与定子侧端子33的连接部磨损或破坏。

由于中继构件27从取出孔31伸出到后托架3的外部，能从壳体1的外部进行定子侧端子33与连接垫片26的连接。因此，能在壳体1中安装定子15和转子9后，实施定子侧端子33与连接垫片26的连接作业，使组装性能得到改善。

又，安装螺钉32以电绝缘状态贯通埋入风扇护板30中的连接垫片26的伸出部26b后，装定在后托架3的内壁面。因此，连接垫片26对后托架3又确保绝缘状态，又得以牢固地固定。由此，即使车辆振动经三相电线34传到输出端子螺栓25，也能阻止输出端子螺栓25摆动。于是，能防止输出端子螺栓25与定子侧端子33的连接部损坏。

又，由于配置成风扇护板30构成平坦的风扇对置面，能减小冷却风扇与风扇护板30的干涉造成的风噪声。而且，因冷却风扇14而往离心方向弯曲的冷却风从输出端子螺栓25的首部25a吸热。因此，三相输出端子部产生的热经输出端子螺栓25被吸引到冷却风中，从而抑制温度过分升高。

由于在中继构件27与取出孔31之间介入绝缘筒30b，使其覆盖中继构件27的外周，能确保中继构件27与壳体1之间的电绝缘。

由于与风扇护板30合为一体地模塑成形绝缘筒30b，使部件数量减少，组装性能提高。

由于与风扇护板30合为一体地模塑成形3个连接垫片26，使部件数量减少，组装性能提高。

由于用单一的输出端子螺栓25连接定子侧端子33和三相电线侧端子34a，使三相输出端子部结构简化且牢固。

实施方式2

图7是示出本发明实施方式2的车辆用旋转电机中的三相输出端子部周围的关键部放大剖视图。

图7中，输出端子螺栓40用铁等导电材料制作，具有首部40a、从首部40a延伸到一侧的轴部40b、形成在轴部40b根部的滚花部40c和形成在轴部40b的第1外螺纹部40d。

中继构件41用铁等导电材料制作，并制成包含直径大的圆柱部41a和从该圆柱部41a的一个端面同轴地伸出的直径小的轴部41b的带阶梯圆柱状。然后，圆柱部41a的轴心位置上，在离开另一端规定深度的范围形成内螺纹部41c。进而，在轴部41b形成第2外螺纹部41d。圆柱部41a的一个端面成为连接垫片相反侧端面41e。

此外，与上述实施方式1相同地构成其它组成部分。

实施方式2中，将滚花部40c压入到连接垫片26的贯通孔26b，安装在各连接垫片26上。然后，将垫圈28装定在输出端子螺栓40的轴部40b，中继构件41将内螺纹部41c配合到在轴部40b形成的第1外螺纹部40d。由此，由配合在输出端子螺栓40的第1外螺纹部40d的中继构件41的栓定力加压，将定子侧端子33的一端以面接触状态夹在首部40a与连接垫片26的连接部26a之间。又，将定子线圈17的引出线17a焊接在定子侧端子33的另一端。

将三相电线34的三相电线侧端子34a装定在各中继构件41的轴部41b上形成的第2外螺纹部41d，并利用螺帽35对第2外螺纹部41d的配合以面接触状态连接中继构件41的连接垫片相反侧端面41e。

这里，输出端子螺栓40、连接垫片26、中继构件41、垫圈28和螺帽35，构成三相输出端子部。也可省略垫圈28，使中继构件41直接接触连接垫片26。

因此，本实施方式2中，也取得与上述实施方式1相同的效果。

又，输出端子螺栓40的第1外螺纹部40d的长度，在结构上短于上述实施方式1的输出端子螺栓25的外螺纹部25d。因此，中继构件41的输出端子螺栓40的装定工序短，使组装性能改善。

由于通过将螺帽35配合到与中继构件41合为一体地形成的第2外螺纹部41d，安装三相电线侧端子34a，因此使三相电线侧端子34a的连接部刚性高，从而提高组装后的抗振性。

实施方式3

图8是示出本发明实施方式3的车辆用旋转电机中的三相输出端子部周围的关键部放大剖视图。

图8中，输出端子螺栓42用铁等导电材料制作，具有首部42a、从首部42a延伸到一侧的直径大的第1轴部42b、从该第1轴部42b同轴地伸出的直径小的第2轴部42c、形成在第1轴部42b的第1外螺纹部42d和形成在第2轴部42c的第2外螺纹部42e。

中继构件43用铁等导电材料制作，具有平板状的连接垫片部43a、从该连接垫片部43a延伸到一侧的圆筒部43b和形成在该圆筒部43b内并与第1外螺纹部42d配合的内螺纹部43c。圆筒部43b的一个端面成为连接垫片相反侧端面43d。

作为模塑体的风扇护板44，将3个中继构件43合为一体地模塑成形，使连接垫片部43a的连接部露出，并使圆筒部43b伸出。然后，合为一体地形成风扇护板44，使绝缘筒44a覆盖各圆筒部43b的外周。

此外，与上述实施方式1的相同地构成其它组成部分。

本实施方式3中，通过将以电绝缘状态贯通连接垫片部43a的一部分的安装螺钉(未图示出)装定在后托架3的内壁面，安装风扇护板44。然后，将垫圈28和定子侧端子33装定在第1轴部42b，将第1外螺纹部42d配合到圆筒部43b的内螺纹部43c。由此，将定子侧端子33的一端以面接触状态连接中继构件43的连接垫片部43a的连接部。又，将定子线圈17的引出线17a焊接在定子侧端子33的另一端。

然后，将三相电线34的三相电线侧端子34a装定在从取出孔31伸出的各输出端子螺栓42的第2轴部42c上形成的第2外螺纹部42e，并利用螺帽35对第2外螺纹部42e的配合，以面接触状态连接中继构件43的连接垫片相反侧端面43d。

这里，输出端子螺栓42、中继构件43和螺帽35构成三相输出端子部。

因此，本实施方式3中，也取得与上述实施方式1相同的效果。

根据本实施方式3，则用单一构件的中继构件3制作上述实施方式1的连接垫片26和中继构件27，因而使部件数量减少，组装性能提高，同时也使三相输出端子部的强度提高。

又，在相同的输出端子螺栓42上形成第1和第2外螺纹部42d、42e。即，用单一输出端子螺栓42连接定子侧端子33和三相电线侧端子34a。因此，使三相输出端子部的结构简化且牢固。

Claims (9)

1、一种车辆用旋转电机，具有壳体；固定于旋转自如地支持在该壳体的轴并且配置在所述壳体内的转子；固定在该转子的轴向的2个端面的冷却风扇；包含配置成围绕所述转子的定子铁心和绕在该定子铁心的定子线圈的定子；以及将该定子的三相交流输出取出到三相电线用的3个三相输出端子部，其特征在于，

所述各三相输出端子部，包含

具有首部、并在该首部的一侧上延伸的轴部和形成在该轴部的第1外螺纹部的输出端子螺栓；

如下进行配置的平板状连接垫片：在所述平板状连接垫片与所述首部之间夹有电连接所述定子线圈的引出线的定子侧端子；

与所述第1外螺纹部配合、并从贯穿所述壳体的取出孔伸出，而且将所述定子侧端子连接在所述首部与所述连接垫片之间的中继构件；

从该中继构件的连接垫片相反侧端面伸出的第2外螺纹部；以及

与该第2外螺纹部配合、并将电连接所述三相电线的三相电线侧端子固定在所述中继构件的连接垫片相反侧端面的螺帽构件，

在该中继构件与所述取出孔之间介入绝缘树脂制的保护构件，使其覆盖所述中继构件的外周。

2、如权利要求1中所述的车辆用旋转电机，其特征在于，

在所述输出端子螺栓的所述轴部，形成所述第2外螺纹部。

3、如权利要求1中所述的车辆用旋转电机，其特征在于，

在从所述中继构件的连接垫片相反侧端面延伸并与该端面合为一体地设置的轴部，形成所述第2外螺纹部。

4、如权利要求1至3中任一项所述的车辆用旋转电机，其特征在于，

以单一构件方式，形成所述连接垫片和所述中继构件。

5、如权利要求1至3中任一项所述的车辆用旋转电机，其特征在于，

以模塑成形方式，与绝缘树脂制的模塑体合为一体地形成3个所述连接垫片。

6、如权利要求5中所述的车辆用旋转电机，其特征在于，

以模塑成形方式，与所述模塑体合为一体地形成所述保护构件。

7、如权利要求5中所述的车辆用旋转电机，其特征在于，

将所述模塑体配置成与所述轴正交，使其形成环状、并构成平坦的风扇对置面。

8、如权利要求7中所述的车辆用旋转电机，其特征在于，

以模塑成形方式，与所述模塑体合为一体地形成所述保护构件。

9、如权利要求5中所述的车辆用旋转电机，其特征在于，

利用以电绝缘状态贯通所述各连接垫片的一部分的安装螺钉，将所述模塑体连接并固定在所述壳体上。

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