CN102647039A - 车用旋转电机 - Google Patents
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Abstract
一种车用旋转电机，能限制螺钉朝松动方向旋转，并能抑制因螺钉的旋紧而造成电连接部的接触不良的发生。通过电压调整器固定用第二螺钉(44)将凸缘部(24b)旋紧固定至后支架(3)的安装底座(36)，从而将凸缘部(24b)安装于后支架(3)的轴向外侧的端面上，以使电压调整器负极端子(27b)与后支架(3)处于电连接的状态。防止螺钉松动用突起(64)以与电压调整器固定用第二螺钉(44)在轴向上隔开规定间隙(d)相对的方式突出设置于保护罩(50)的底部(51)。
Description
技术领域
本发明涉及一种车用交流发电机等车用旋转电机，尤其涉及一种防止将电压调整器旋紧固定在支架上的螺钉松动的机构。
背景技术
在现有的车用交流发电机中，刷握的树脂制凸缘通过螺钉固定在后支架的壁面上。在该凸缘中埋设有连接配线，连接配线通过螺钉的旋紧力而与后支架电连接(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本专利特开2010-220477号公报
在现有的车用交流发电机中，由于连接配线通过螺钉的旋紧力而与后支架电连接，因此，存在螺钉因车辆振动而松动，从而在连接配线与后支架之间容易产生电接触不良这样的不良情况。尤其是，当将树脂部设置于螺钉的旋紧部时，由于树脂部会因蠕变效应(日文：クリ一プ現象)而移位，使得螺钉的旋紧力减弱，因此，螺钉会因车辆振动而朝松动方向旋转，产生连接配线与后支架之间的电接触不良的危险性很大。
发明内容
本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种车用旋转电机，该车用旋转电机能限制螺钉朝松动方向的旋转，并能抑制因螺钉的旋紧而造成的电连接部的接触不良的发生。
本发明的车用旋转电极，包括：转子，该转子在外壳内被支承成能旋转；定子，该定子具有定子铁心及卷绕安装于定子铁心的定子绕组，且上述定子以围绕上述转子的方式支承于上述外壳；整流装置，该整流装置具有安装有正极侧整流元件的正极侧散热器、安装有负极侧整流元件的负极侧散热器以及将该正极侧整流元件和该负极侧整流元件连接以构成桥式电路的电路板，上述整流元件配置于上述外壳的轴向一侧的外侧，并对在上述定子绕组中产生的交流电进行整流；树脂成形体，该树脂成形体嵌件成形成使电压调整器正极端子和电压调整器负极端子露出至一对电刷部的各个电刷部的一面上，并配置在上述外壳的轴向一侧的外侧；电压调整器，该电压调整器与上述电压调整器正极端子和上述电压调整器负极端子电连接并被组装到上述树脂成形体，对在上述定子中产生的交流电压的大小进行调整；以及树脂制的保护罩，该保护罩制造成由底部和筒形的周壁部构成的有底筒状，且上述保护罩安装于上述外壳以覆盖上述整流装置和上述电压调整器。在上述整流装置中，通过多个整流装置固定用螺钉将上述正极侧散热器、上述负极侧散热器及上述电路板一并旋紧固定到上述外壳的轴向一侧的外侧端面上，以使上述负极侧散热器与上述外壳处于电连接的状态，由此将上述整流装置安装到该外壳上，在上述树脂成形体中，通过电压调整器固定用第一螺钉将上述凸缘部的一个及上述正极侧散热器电绝缘地一并旋紧固定于上述外壳的轴向一侧的外侧端面，以使上述电压调整器正极端子与上述正极侧散热器处于电连接的状态，并通过电压调整器固定用第二螺钉将上述凸缘部的另一个旋紧固定到该外壳的轴向一侧的外侧端面，以使上述电压调整器负极端子与上述外壳处于电连接的状态，由此将上述树脂成形体安装到该外壳上。此外，防止螺钉松动用突起以分别与上述电压调整器固定用第一螺钉及上述电压调整器固定用第二螺钉在轴向上隔开规定间隙相对的方式突出设置于上述保护罩的上述底部。
根据本发明，当电压调整器固定用第一螺钉及电压调整器固定用第二螺钉因车辆的振动等而朝松动方向旋转时，会与防止螺钉松动用突起抵接来被限制其进一步的旋转，因此，能阻止电压调整器固定用第一螺钉及电压调整器固定用第二螺钉的旋紧部处的电接触电阻的过度增大，并能抑制接触不良的发生。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的车用交流发电机的纵剖视图。
图2是表示本发明实施方式1的车用交流发电机的后侧端面图。
图3是表示本发明实施方式1的车用交流发电机未安装保护罩的状态的后侧端面图。
图4是表示本发明实施方式1的车用交流发电机的保护罩的主视图。
图5是表示本发明实施方式1的车用交流发电机的保护罩的后视图。
图6是说明本发明实施方式1的车用交流发电机的保护罩的安装方法的主要部分立体图。
图7是图2的VII-VII向视剖视图。
图8是图2的VIII-VIII向视剖视图。
图9是图2的IX-IX向视剖视图。
图10是图2的X-X向视剖视图。
图11是图2的XI-XI向视剖视图。
图12是图2的XII-XII向视剖视图。
图13是图2的XIII-XIII向视剖视图。
图14是表示本发明实施方式2的车用交流发电机安装有保护罩的状态的主要部分剖视图。
(符号说明)
4外壳
8转子
12定子
13定子铁心
14定子绕组
22电压调整器
24连接器(树脂成形体)
24a、24b凸缘部
27a电压调整器正极端子
27b电压调整器负极端子
28整流装置
29正极侧散热器
30正极侧整流元件
31负极侧散热器
32负极侧整流元件
33电路板
40整流装置固定用螺钉
43电压调整器固定用第一螺钉
44电压调整器固定用第二螺钉
46十字孔
50保护罩
51底部
52周壁部
60、63、64防止螺钉松动用突起
66凸部
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的车用旋转电机的优选实施方式进行说明。
实施方式1
图1是表示本发明实施方式1的车用交流发电机的纵剖视图，图2是表示本发明实施方式1的车用交流发电机的后侧端面图，图3是表示本发明实施方式1的车用交流发电机未安装保护罩的状态的后侧端面图，图4是表示本发明实施方式1的车用交流发电机的保护罩的主视图，图5是表示本发明实施方式1的车用交流发电机的保护罩的后视图，图6是说明本发明实施方式1的车用交流发电机的保护罩的安装方法的主要部分立体图，图7是图2的VII-VII向视剖视图，图8是图2的VIII-VIII向视剖视图，图9是图2的IX-IX向视剖视图，图10是图2的X-X向视剖视图，图11是图2的XI-XI向视剖视图，图12是图2的XII-XII向视剖视图，图13是图2的XIII-XIII向视剖视图。
在图1至图3中，车用交流发电机1包括：外壳4，该外壳4由分别呈大致碗状的铝制的前支架2和后支架3构成；轴6，该轴6在该外壳4中被一对轴承5支承成能自由旋转；带轮7，该带轮7固接在朝外壳4的前侧延伸出的轴6的端部；转子8，该转子8固定于轴6并配置在外壳4内；叶片11，该叶片11固定于上述转子8的轴向上的两端面；定子12，该定子12以围绕转子8的方式固定于外壳4；一对集电环15，这一对集电环15固定在朝外壳4的后侧延伸出的轴6的延伸部上，并对转子8供电；一对电刷16，这一对电刷16在各集电环15的表面上滑动；刷握17，该刷握17能收容这些电刷16；电压调整器22，该电压调整器22配置在后支架3的后侧，对定子12中产生的交流电压的大小进行调整；连接器24，该连接器24配置在后支架3的后侧，进行电压调整器22等与外部装置(未图示)的信号的输入输出；整流装置28，该整流装置28配置在后支架3的后侧，将定子12中产生的交流电压整流成直流电压；以及保护罩50，该保护罩50安装于后支架3以覆盖刷握17、电压调整器22、整流装置28。
转子8是爪极式转子(日文：ランデル型回転子)，其包括：磁场绕组9，该磁场绕组9中流过励磁电流而产生磁通；以及磁极铁心10，该磁极铁心10设置成覆盖磁场绕组9，并利用磁场绕组9的磁通来形成磁极。此外，定子12包括：圆筒状的定子铁心13；以及定子绕组14，该定子绕组14卷绕安装于定子铁心13，随着转子8的旋转，来自磁场绕组9的磁通的变化而在该定子绕组14中产生交流电。定子12配置成将定子铁心13从轴向两侧夹在前支架2和后支架3的开口端以围住转子8。
刷握17是将聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等绝缘性树脂通过模塑成形制造而成的、嵌件成形有电导体的树脂成形体，其具有：环状的吊环部18；保持部19，该保持部19从吊环部18朝径向外侧延伸设置；以及电刷插入孔20，该电刷插入孔20形成为在径向上贯穿吊环部18和保持部19。此外，嵌件成形于刷握17的电导体的一端分别从刷握17延伸出，来构成电刷负极端子21a及电刷正极端子21b。此外，电导体的另一端分别与插入电刷插入孔20的一对电刷16中的每个电刷电连接。
连接器24是将PBT等绝缘性树脂通过模塑成形制造而成的、嵌件成形有电导体的树脂成形体。此外，电导体的朝连接器部25内延伸的延伸部构成输入输出信号用的输入输出端子26。此外，该电导体的一端的其他端部分别从在连接器24两侧延伸设置的凸缘部24a、24b的下表面露出，来构成电压调整器正极端子27a及电压调整器负极端子27b。此外，该电导体的一端的又一端部从连接器24延伸出，来构成用于与整流装置28进行信号传输的电压调整器电极端子27c。此外，该电导体的一端的又一端部从连接器24延伸出，来构成与电刷正极端子21b连接的电压调整器电刷连接端子27d。此外，电压调整器22与构成输入输出端子26、电压调整器正极端子27a、电压调整器负极端子27b、电压调整器电子端子27c及电压调整器电刷连接端子27d的电导体的另一端电连接，并将散热器23嵌合保持于连接器24。
整流装置28包括：安装有多个正极侧整流元件30的正极侧散热器29；安装有多个负极侧整流元件32的负极侧散热器31；以及电路板33，该整流装置28将电路板33夹在正极侧散热器29与负极侧散热器31之间而形成大致C字形。电路板33是将PBT等绝缘性树脂通过模塑成形制造而成的。此外，正极侧整流元件30和负极侧整流元件32通过嵌件成形于电路板33的电导体连接而构成规定的桥式电路。
在此，对刷握17、连接器24及整流装置28的安装结构进行说明。
整流装置28以使负极侧散热器31朝向后支架3侧的方式在集电环15的外周侧被配置成在与轴6的轴心正交的平面上以轴6为中心的扇形。此外，如图8所示，在周向上分开的三处部位上，通过整流装置固定用螺钉40(以下称为螺钉40)将正极侧散热器29、负极侧散热器31及电路板33一并旋紧固定于后支架3的外侧端面，从而将整流装置28安装到后支架3上。此时，正极侧散热器29与负极侧散热器31及螺钉40电绝缘，负极侧散热器31通过螺钉40的旋紧力而与后支架3电连接。而且，定子绕组14的导线14a从后支架3引出而与电路板33的电极端子连接，从而使整流装置28与定子绕组14电连接。
将刷握17配置在后支架3的轴向外侧，使保持部19位于整流装置28的大致C字形的前端之间，并以围绕集电环15的方式将吊环部18安装到轴6上。此外，如图12及图13所示，通过刷握固定用螺钉41、42(以下称为螺钉41、42)来将电刷负极端子21a旋紧固定到后支架3的外侧端面，从而将刷握17安装到后支架3上，并将电刷正极端子21b与电压调整器电刷连接端子27d旋紧。此时，电刷负极端子21a与后支架3电连接。
将连接器24配置在后支架3的轴向外侧，使散热器23朝向刷握17并位于整流装置28的大致C字形的前端之间。接着，如图9所示，凸缘部24a重叠配置成使露出至凸缘部24a下表面的电压调整器正极端子27a与正极侧散热器29的端部面对，并与正极侧散热器29一起被电压调整器固定用第一螺钉43(以下称为螺钉43)电绝缘地旋紧固定到后支架3的外侧端面上。此外，如图10所示，凸缘部24b重叠成使露出至凸缘部24b下表面的电压调整器负极端子27b与后支架3的外侧端面面对，并被电压调整器固定用第二螺钉44(以下称为螺钉44)旋紧固定到后支架3的外侧端面上。另外，如图11所示，电压调整器电极端子27c与电路板33的信号配线33a重叠并被电压调整器固定用第三螺钉45(以下称为螺钉45)旋紧固定。藉此，将连接器24安装到后支架3上。
此时，电压调整器正极端子27a与后支架3及螺钉43电绝缘，并通过螺钉43的旋紧力而与正极侧散热器29电连接。此外，电压调整器负极端子27b通过螺钉44的旋紧力而与后支架3电连接。另外，电压调整器电极端子27c通过螺钉45的旋紧力而与电路板33的信号配线33a电连接。
接着，参照图4及图5对保护罩50的结构进行说明。
保护罩50采用PBT、尼龙66等绝缘性树脂，模塑成形成由底部51和圆筒形的周壁部52构成的有底圆筒状。底部51形成有多个吸气孔53。
将保护罩50的底部51和周壁部52的一部分切去而形成连接器引出孔54。输出端子取出孔55形成在保护罩50的连接器引出孔54的周向一侧。而且，三个凹部56分别使周壁部52的一部分朝内径侧凹陷，并从周壁部52的开口端至底部51连续地凹陷设置。
卡定爪57由在各凹部56的周向中央位置从周壁部52的开口端朝凹部56的槽方向延伸设置的轴部58和从轴部58的前端朝周壁部52的径向外侧突出设置的爪部59构成。
防止螺钉松动用突起60～65以分别与螺钉40～45的旋紧位置相对应的方式突出设置于底部51的内壁面。
另外，卡定孔35在后支架3的外周缘部形成为与卡定爪57分别对应。
上述保护罩50与起到对转子8的支承作用和用于将车用交流发电机1安装支承于发动机的外壳4不同，其起到对配置在外壳4外部的电压调整器22及整流装置28等部件进行保护以免于浸水及异物附着的功能，因此，不需要较高的刚性，可制造成能弹性变形的壁厚。
此外，如图6所示，使保护罩50的开口侧朝向后支架3并使卡定爪57与卡定孔35对准，由此将保护罩50安装到后支架3上。因此，如图7所示，卡定爪57插入卡定孔35，且卡定爪57与卡定孔35通过卡扣配合(snap-fitting)而结合，由此将保护罩50保持于后支架3。
在如上所述构成的车用交流发电机1中，吸气孔53与电压调整器22的散热器23及整流装置28的正极侧整流元件30相对。因此，在车用交流发电机1动作时，叶片11与转子8一起被驱动而旋转，外部气体从吸气孔53被吸入保护罩50内，从而有效地对电压调整器22及整流装置28的正极侧整流元件30进行冷却。
在此，如图10所示，连接器24的凸缘部24b载置成使露出至凸缘部24b下表面的电压调整器负极端子27b与突出设置于后支架3的外侧壁面的安装底座36面对，通过将螺钉44旋紧至安装底座36，来进行安装。此外，在安装于后支架3的保护罩50的底部51上突出设置的防止螺钉松动用突起64与螺钉44在轴向上隔开规定间隙d地相对。因此，即使在螺钉44的旋紧力因车辆的振动而减弱、或因树脂制的凸缘部的蠕变效应而减弱，使得螺钉44欲朝减弱旋紧力的方向旋转的情况下，螺钉44的头部也会与防止螺钉松动用突起64抵接，来阻止螺钉44进一步旋转。
同样地，如图8、图9、图11～图13所示，由于防止螺钉松动用突起60～63、65分别与螺钉40～43、45隔开规定间隙d地相对，因此，即使螺钉40～43、45朝减弱旋紧力的方向旋转，螺钉40～43、45的头部也会与防止螺钉松动用突起60～63、65抵接，来阻止螺钉40～43、45进一步旋转。
首先，由于电压调整器正极端子27a的旋紧部及电压调整器负极端子27b的旋紧部在结构上无法确保有较宽的空间，因此，螺钉43、44无法采用大径的螺钉，也就无法期望螺钉43、44的旋紧力增大。而且，由于凸缘部24a、24b设置于该旋紧部，因此，在长久之后，可能会因凸缘部24a、24b的蠕变效应而发生变形。但是，根据本实施方式1，由于防止螺钉松动用突起63、64以与螺钉43、44的头部隔开规定间隙d相对的方式突出设置于保护罩50的底部51的内壁面，因此，即使因车辆振动或因凸缘部24a、24b的蠕变效应而使螺钉43、44朝松动的方向旋转，螺钉43、44的头部也会与防止螺钉松动用突起63、64抵接，来阻止其进一步的旋转。其结果是，能确保螺钉43、44的规定的旋紧力，并能避免该电连接部的电阻过度增大，还能抑制接触不良的发生。
由于在整流装置28的旋紧至后支架3的旋紧部上设置有树脂部，因此，在长久之后，可能会因树脂部的蠕变效应而发生变形。根据本实施方式1，由于防止螺钉松动用突起60以与螺钉40的头部隔开规定间隙d相对的方式突出设置于保护罩50的底部51的内壁面，因此，即使万一因树脂部的蠕变效应而使螺钉40朝松动方向旋转，螺钉40的头部也会与防止螺钉松动用突起60抵接来阻止其进一步的旋转，因此，能确保螺钉40的规定的旋紧力，并能可靠地抑制接触不良的发生。
此外，由于电刷正极端子21b的旋紧部及电压调整器电极端子27c的旋紧部在结构上无法确保较宽的空间，因此，螺钉42、45无法使用大径的螺钉，也无法期望螺钉42、45的旋紧力增大。但是，根据本实施方式1，由于防止螺钉松动用突起62、65以与螺钉42、45的头部隔开规定间隙d相对的方式突出设置于保护罩50的底部51的内壁面，因此，即使因车辆振动或因树脂部的蠕变效应而使螺钉42、45朝松动方向旋转，螺钉42、45的头部也会与防止螺钉松动用突起62、65抵接，来阻止其进一步的旋转。其结果是，能确保螺钉42、45的规定的旋紧力，并能避免该电连接部的电阻的过度增大，还能抑制接触不良的发生。
此外，虽然在电刷负极端子21a的旋紧部没有设置有树脂部，但由于该旋紧部在结构上无法确保较宽的空间，因此，无法使用大径的螺钉作为螺钉41，也无法长时间抑制螺钉41的松动。但是，根据本实施方式1，由于防止螺钉松动用突起61以与螺钉41的头部隔开规定间隙d相对的方式突出设置于保护罩50的底部51的内壁面，因此，即使因车辆振动而使螺钉41朝松动方向旋转，螺钉41的头部也会与防止螺钉松动用突起61抵接，来阻止其进一步的旋转。其结果是，能确保螺钉41的规定的旋紧力，并能避免该电连接部的电阻过度增大，还能抑制接触不良的发生。
在此，从抑制因螺钉40～45的旋转而导致旋紧力降低进而引起的电连接部上的电阻过度增大的方面看，间隙d设定为螺钉40～45的螺距一半以下较为理想。
此外，防止螺钉松动用突起60配置成分别与三个螺钉40相对，但限制螺钉松动用突起60不必配置成分别与三个螺钉40相对，只要配置成与至少一个螺钉40相对即可。此时，保护罩50的制造变得容易，且防止螺钉松动用突起60与螺钉40的对位也变得容易，由此实现低成本化。
实施方式2
图14是表示本发明实施方式2的车用交流发电机安装有保护罩的状态的主要部分剖视图。
在图14中，凸部66突出设置在防止螺钉松动用突起64的顶部中央。此外，凸部66形成为当将保护罩50A安装到后支架3时，凸部66插入到形成于螺钉44的头部的顶部的十字孔46内。
此外，凸部66也可形成为突出设置在防止螺钉松动用突起60～63、65的顶部中央，并插入到形成于螺钉40～43、45的头部的顶部的十字孔46内，但由于它们的效果与凸部66突出设置在防止螺钉松动用突起64的顶部中央的方式的效果相同，因而在此省略其说明。
另外，其它结构与上述实施方式1的结构相同。
在本实施方式2中，凸部66插入到形成于螺钉44的头部的顶部的十字孔46内。此外，十字孔46为由圆孔和从圆孔十字状地朝径向延伸的槽构成的孔状。因此，若螺钉44朝松动方向旋转，则在螺钉44与防止螺钉松动用突起64的顶部接触之前，十字孔46的槽的圆孔侧的壁面卡住凸部66，来限制其进一步的旋转。
因此，根据本实施方式2，通过十字孔46的壁面与凸部66的卡合，能在旋转的初期阶段就可靠地限制螺钉44的旋转，从而能可靠地防止电压调整器负极端子27b与后支架3之间的电连接部处的接触不良的发生。
此外，从螺钉44开始旋转到旋转受限的旋转量比上述实施方式1的旋转量少，因此，能长期地将电压调整器负极端子27b与后支架3之间的电连接部处的电阻维持成较低的电阻。
在此，若考虑卡住十字孔46的槽的圆孔侧的壁面，将凸部66形成三角形、四边形等有角的截面形状较为理想。
另外，在上述各实施方式中，对车用交流发电机进行了说明，但本发明不局限于车用交流发电机，即使应用在车用电动机、车用发电电动机等车用旋转电机上，也能起到同样的效果。
此外，在上述各实施方式中，刷握与连接器被制造成分体的树脂成形体，但也可将刷握与连接器制造成一体的树脂成形体。
Claims (3)
1.一种车用旋转电机，其特征在于，包括：
转子，该转子在外壳内被支承成能旋转；
定子，该定子具有定子铁心及卷绕安装于定子铁心的定子绕组，且所述定子以围绕所述转子的方式支承于所述外壳；
整流装置，该整流装置具有安装有正极侧整流元件的正极侧散热器、安装有负极侧整流元件的负极侧散热器以及将该正极侧整流元件和该负极侧整流元件连接以构成桥式电路的电路板，所述整流元件配置于所述外壳的轴向一侧的外侧，并对在所述定子绕组中产生的交流电进行整流；
树脂成形体，该树脂成形体嵌件成形成使电压调整器正极端子和电压调整器负极端子露出至一对电刷部的各个电刷部的一面上；
电压调整器，该电压调整器与所述电压调整器正极端子和所述电压调整器负极端子电连接并被组装到所述树脂成形体，对在所述定子中产生的交流电压的大小进行调整；以及
树脂制的保护罩，该保护罩制造成由底部和筒形的周壁部构成的有底筒状，且所述保护罩安装于所述外壳以覆盖所述整流装置和所述电压调整器，
在所述整流装置中，通过多个整流装置固定用螺钉将所述正极侧散热器、所述负极侧散热器及所述电路板一并旋紧固定到所述外壳的轴向一侧的外侧端面上，以使所述负极侧散热器与所述外壳处于电连接的状态，由此将所述整流装置安装到该外壳上，
在所述树脂成形体中，通过电压调整器固定用第一螺钉将所述凸缘部的一个及所述正极侧散热器电绝缘地一并旋紧固定于所述外壳的轴向一侧的外侧端面，以使所述电压调整器正极端子与所述正极侧散热器处于电连接的状态，并通过电压调整器用第二螺钉将所述凸缘部的另一个旋紧固定到所述外壳的轴向一侧的外侧端面，以使所述电压调整器负极端子与所述外壳处于电连接的状态，由此将所述树脂成形体安装到该外壳上，
防止螺钉松动用突起以分别与所述电压调整器固定用第一螺钉及所述电压调整器固定用第二螺钉在轴向上隔开规定间隙相对的方式突出设置于所述保护罩的所述底部。
2.如权利要求1所述的车用旋转电机，其特征在于，
所述防止螺钉松动用突起以与所述多个整流装置固定用螺钉中的至少一个在轴向上隔开间隙相对的方式突出设置于所述保护罩的所述底部。
3.如权利要求1或2所述的车用旋转电机，其特征在于，
凸部突出设置在所述防止螺钉松动用突起的顶部的中央，并将该凸部插入到形成于与该凸部相对的螺钉的头部的顶部的孔内。
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