CN103997149A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

一种能阻止填充于接合端子的对接部的钎料流出，以提高接合端子的可靠性的旋转电机。本发明的旋转电机在接合端子(20)的孔部(22)的内周和外周中的至少一方设有槽部(22a、22b、22c、22d、22e)，该槽部(22a、22b、22c、22d、22e)能阻止对接部(23)中的钎料(24)朝外部流出，因此，能解决当接合端子与引出导线熔合时接合端子产生裂纹这样的问题。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及车用交流发电机等旋转电机，尤其涉及定子引出导线的末端处理结构。

背景技术

在装设于车辆的发电机中，通常使用具有爪极式转子(Lundell-typerotor)的三相交流发电机。

在这种交流发电机中，在定子侧的定子铁心中卷绕插入有三相定子线圈，定子线圈具有引出导线，在引出导线的末端安装有金属制的接合端子，并连接固定至设于支架的三相全波整流器。

在定子线圈中使用例如聚酰胺-酰亚胺电线等具有高耐热性的绝缘覆盖膜的铜线，引出导线是铜线从定子线圈延伸出而形成的，接合端子由铜类的金属形成。该接合端子与引出导线的接合例如像专利文献1所述那样进行。

即，接合端子是将铜板弯曲成圆管状而形成的，其对接部通过铜磷钎料的焊接而接合，并具有没有缝隙的管状的孔部，通过朝该孔部插入引出导线，并从其外部利用电极对接合端子进行加压且通以电流，来进行熔合(加压电阻焊接)。其焊接时的温度上升至1000℃左右，通过加压力和温度上升使圆管状的孔部变得扁平，两根引出导线的绝缘覆盖膜被碳化且在扁平的孔部内配置成一列，各引出导线与接合端子接合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003-209944号公报

如上所述，在制造接合端子时，将铜板弯曲成圆管状，在其对接部施加铜磷钎料，通过钎焊接合成圆管状，但在该钎焊时，铜磷钎料会从接合端子的对接部流出，使铜磷钎料附着在圆管状的孔部的内周或外周的规定以上的范围中，或者铜磷钎料会附着在接合端子的强度较弱的部分(扭转部分)，其结果是，铜磷钎料的附着部分变硬，接合端子不易变形。

此外，在该铜磷钎料附着的状态下，当进行接合端子与引出导线的熔合时，该接合端子的表面的镀锡或铜磷钎料因熔合而熔融，变为液态金属，在接合端子的拉伸应力施加部(尤其是从圆管状部突出的接合端子的根部附近的扭转部)的金属组织中，会产生变为液态金属的锡或铜磷钎料扩散而脆化的“液态金属脆化现象”，因而存在冷却的瞬间产生裂纹这样的问题。另外，当铜磷钎料在接合端子的孔部的外周较厚，而且附着在较大的范围中时，该接合端子的孔部的外周与轴向上相对的冷却风扇的叶片之间的轴向间隙变小，当盐水等浸入该轴向间隙时，漏电流在接合端子与冷却风扇的叶片的一端之间流动，在它们之间电化学腐蚀加速，可能会导致接合端子损伤。

发明内容

本发明为解决上述问题而作，其目的在于提供一种能阻止填充于接合端子的对接部的钎料流出，以提高接合端子的可靠性的旋转电机。

本发明技术方案一的旋转电机包括：导线，该导线被绝缘覆盖；以及接合端子，该接合端子与上述导线接合，上述接合端子是将金属的材料弯曲对接而形成的，利用钎料对其对接部进行钎焊，从而设置没有缝隙的管状的孔部，上述接合端子通过熔合而与插入上述孔部的上述导线接合，其特征是，在上述接合端子的上述孔部的内周和外周中的至少一方设有槽部，该槽部能阻止上述钎料从上述对接部流出。

根据本发明技术方案一的旋转电机，通过在接合端子的孔部的内周和外周中的至少一方设置能阻止对接部的钎料朝外部流出的槽部，即便填充于对接部的钎料在钎焊时从对接部流出，该流出的钎料也会填充于槽部，消除了钎料越过该槽部而进一步朝外部流出的可能，因此，该流出的钎料不会附着在接合端子的孔部的内周或外周的规定以上的范围中，另外，流出的钎料不会到达从接合端子的孔部导出的端子部的根部附近的扭转部，因此，即便在使接合端子与导线熔合时，机械强度较弱的部分也不会变硬，不会出现不易变形这样的情况，也不会发生“液态金属脆化现象”，因此，能解决产生裂纹这样的问题。

附图说明

图1是表示本发明实施方式一的交流发电机的整体结构的剖视图。

图2是表示本发明实施方式一的交流发电机的定子的结构的立体图。

图3是表示本发明实施方式一的引出导线与接合端子的接合工序的剖视图。

图4是表示本发明实施方式一的接合端子的立体图。

图5是表示本发明实施方式一的接合端子的俯视图。

图6是表示本发明实施方式一的与引出导线连接的接合端子的俯视图。

图7是表示本发明实施方式二的与引出导线连接的接合端子的剖视图。

图8是表示本发明实施方式三的与引出导线连接的接合端子的剖视图。

图9是表示本发明实施方式四的与引出导线连接的接合端子的剖视图。

图10是表示本发明实施方式五的与引出导线连接的接合端子的剖视图。

图11是表示本发明实施方式六的与引出导线连接的接合端子的剖视图。

(符号说明)

1   前支架

2   后支架

3   定子

5   定子线圈

6   转子

7   转轴

10  励磁线圈

11、12  风扇

13  集电环

16  刷握

17  整流器

18  调节器

19a、19b、19c、19d  引出导线

20、21  接合端子

22  孔部

22a、22b、22c、22d、22e  槽部

23  对接部

24  铜磷钎料

25  电极

26  凹部

A   根部附近的扭转部

具体实施方式

实施方式一

图1是表示本发明实施方式一的车用交流发电机的整体结构的剖视图，图2是表示本发明实施方式一的交流发电机的定子的结构的立体图，图3是表示本发明实施方式一的引出导线与接合端子的接合工序的剖视图，图4是表示本发明实施方式一的接合端子的立体图，图5是表示本发明实施方式一的接合端子的俯视图，图6是表示本发明实施方式一的与引出导线连接的接合端子的俯视图。

另外，在各图中，相同符号表示相同部分。

在各图中，符号1是车用交流发电机的前支架，符号2是后支架，符号3是夹在前支架1与后支架2之间并由定子铁心4和定子线圈5构成的定子，符号6是转子，包括：两端支承于前支架1和后支架2的转轴7；安装于该转轴7的转子铁心8、9；卷绕于转子铁心8与转子铁心9之间的励磁线圈10；设于转子铁心8、9的背面的风扇11、12；以及设于转轴7并朝励磁线圈10供电的集电环13。在上述风扇11、12上分别设有多片叶片。符号14是设于转轴7的带轮。

符号15是朝集电环13供电的电刷，符号16是对该电刷15进行保持的刷握，符号17是对定子线圈5的交流输出进行整流的三相全波结构的整流器，符号18是调节励磁线圈10的电流以对定子线圈5的输出电压进行控制的调节器，这些构件安装于后支架2。如图2所示，卷绕插入定子铁心4的定子线圈5由三相的定子线圈5a、5b、5c及其中性点5d构成，各定子线圈5a、5b、5c、5d的引出导线19a、19b、19c、19d如图1所示朝后支架2侧延伸，引出导线19a、19b、19c、19d的前端与接合端子20连接而连接固定于整流器17的接头17a。另外，图2示出了星形连接的定子的例子，各定子线圈5a、5b、5c的另一方的引出导线5d被一起连接而构成中性点，它们被焊接到接合端子21并同样与整流器17连接。接合端子20、21与风扇12的叶片在轴向上隔着微小的间隙而相对。

在这样构成的车用交流发电机中，转子铁心8、9具有磁极片8a、9a，该磁极片8a、9a以隔着规定的间隙与定子铁心4的内径部相对并交替地啮合的方式排列，且被励磁线圈10交替地磁化成不同磁极，励磁线圈10从未图示的电池经由电刷15及集电环13而被励磁，转子6经由带轮14被发动机驱动而产生旋转磁场，并在定子线圈5中产生三相交流电，该三相交流电被整流器17整流成直流而对电池进行充电，从而朝未图示的负载供电。

位于该供电路径上的定子线圈5a、5b、5c是绝缘覆盖导线，在铜线的外周均匀地覆盖着聚酰胺-酰亚胺类(amide-imide-based)的绝缘保护膜，引出导线19a、19b、19c不去除绝缘保护膜就与接合端子20焊接在一起。图3示出了该接合端子20的接合工序，图6是说明焊接后的接合状态的俯视图。

图3(a)示出了两根引出导线19a插入接合端子20的管状的孔部22的状态，接合端子20由铜板制成，孔部22是将铜板弯成圆管状并利用铜磷钎料24接合其对接部23而形成的没有缝隙的圆管状的孔部22，然后，对接合端子20的整个表面进行5μｍ镀锡。在接合端子20的孔部22的内周上，截面为四边形的槽部22a隔着对接部23等间隔地形成于两处部位。因此，当将焊接后的铜磷钎料24填充到对接部23的间隙时，虽然铜磷钎料会从对接部23的内周渗出，但由于内周侧填充有渗出至槽部22a内的铜磷钎料24，从而可阻止铜磷钎料24进一步流出。图3(b)示出了在图3(a)的状态下利用电极25加压通以电流而进行加压电阻焊接的状态，焊接时的温度上升至1000℃左右，通过加压力和温度上升使圆管状的孔部22变得扁平，两根引出导线19a在扁平的孔部22内被配置成一列。图3(c)是焊接后的剖视图。引出导线19a也呈椭圆形状并一起塑性变形。另外，聚酰胺-酰亚胺类的绝缘保护膜的碳化温度为大约600℃，碳化后的绝缘保护膜集中在引出导线19a的间隙中，锡残留于凹部26与去除了绝缘保护膜之后的引出导线19a之间。

另外，其它各两根引出导线19b、19c也同样地通过加压电阻焊接分别与接合端子20接合。此外，同样地，关于中性点侧的六根引出导线19d，也预先将六根引出导线19d呈一列地配置于接合端子21的孔部22内，在该接合端子21中，截面呈四边形的槽部22a隔着对接部23等间隔地形成在接合端子21的孔部22的内周的两个部位，接着，利用电极25对接合端子21进行加压并通以电流，从而通过加压电阻焊接将接合端子21与引出导线19d接合。

如上所述，在本实施方式一中，设置有引出导线19a～19d和与该引出导线19a～19d接合的接合端子20、21，上述接合端子20、21具有没有缝隙的管状的孔部22，且在整个表面上覆盖着熔融温度处于上述引出导线19a～19d的绝缘保护膜的碳化温度以下的镀锡，导入上述孔部22内的上述引出导线19a～19d通过上述作为助接合剂的锡而与上述接合端子20、21焊接，由于设置有没有缝隙的管状的孔部22，因此，引出导线19a～19d容易插入，容易保持，生产率良好，在焊接时，在不从该部分扩大而处于紧缩的状态下进行焊接，能获得较强的紧固力，并且尺寸也稳定，因此，接合稳定，提高了接合部的连接可靠性。另外，由于覆盖着熔融温度处于绝缘保护膜的碳化温度以下的锡，通过该锡与接合端子20、21焊接，因此，无需不必要地提高焊接温度，能在短时间内进行必要部位的接合，提高了生产率、绝缘性及耐振性。另外，作为助接合剂的锡容易传递热量，因此，绝缘保护膜的剥离较快，无需不必要地提高焊接温度，能在短时间内不对线圈造成损伤地进行焊接。此外，通过与管状的孔部22的叠加效果，即便是熔融温度比较低的锡，也可被紧缩接合，另外，由于焊接温度也是低温，因此，锡不易被排出而存在于接合部，也能使连接可靠性变得良好。此外，由于将镀锡覆盖于接合端子20、21的整个表面，因此，利用防锈作用而在长时间内不生锈，使接合端子20、21的连接可靠性良好，另外，与助接合剂为同一物质，因此，价格便宜。特别能适用于对温度、振动、防锈、成本等条件要求较高的车用交流发电机，因此，能获得生产率良好、接合部的可靠性较高的车用交流发电机。

另外，在该实施方式中，在接合端子20、21的孔部22的内周，截面为四边形的槽部22a隔着对接部23等间隔地形成于两个部位，因此，当对接合端子20、21进行钎焊时，在熔融的铜磷钎料24填充到对接部23的间隙时，从该对接部23的内周渗出的铜磷钎料24会填充于槽部22a内，以阻止铜磷钎料24越过该槽部22a而进一步流出。

因此，能解决目前这样的问题：当对接合端子20、21进行钎焊时，从对接部23的内周渗出的铜磷钎料24会流出至接合端子20、21的孔部22的内周或机械强度较弱的接合端子20、21的根部附近的扭转部A，该部分会变硬而不易变形，在加压电阻焊接时，因镀锡或铜磷钎料的熔融金属而产生“液态金属脆化现象”，导致产生裂纹。

此外，通过在接合端子20、21的孔部22的一部分上设置凹部26，在对引出导线19a～19c进行加压电阻焊接时，这些引出导线19a～19c各自的一部分会嵌入接合在凹部内，因此，接合强度增大，能进一步牢固地接合到接合端子20、21。

实施方式二

图7是表示本发明实施方式二的与引出导线连接的接合端子的剖视图。

在图7中，符号22b是设于接合端子20的孔部22的外周的截面为四边形的槽部，它们隔着对接部23等间隔地形成于两个部位。

在该实施方式二中，从接合端子20的外周的对接部23流出的铜磷钎料会填充至槽部22b，从而能阻止铜磷钎料24进一步流出，因此，对于从接合端子20的外周流出的铜磷钎料24，能在接合端子20、21的孔部22的外周的规定以上的范围中阻止铜磷钎料24流出，并且，铜磷钎料24不会到达接合端子20的根部附近的扭转部A，因此，即便在现有这样的接合端子20与引出导线19a～19c熔合时，也丝毫不会使接合端子20的机械强度较弱的根部附近的扭转部A变硬，不会出现不易变形这样的情况，也不会产生“液态金属脆化现象”，因此，能解决产生裂纹的问题。另外，从接合端子20的对接部23流出的铜磷钎料24填充至槽部22b，因此，与现有技术相比，附着于接合端子20的孔部22外周的铜磷钎料24的轴向厚度变小，而且，附着范围也变小。因此，即便如以往那样，盐水等浸入接合端子20的孔部22的外周与冷却风扇12的叶片在轴向上的间隙，由于轴向间隙较大，而且其范围也变大，因此，接合端子(＋电位)与冷却风扇12的叶片(－电位)间的漏电流不流动，能防止接合端子20的电化学腐蚀的加速，从而能提高接合端子20的可靠性。

另外，若将本实施方式适用于在冷却风扇12的叶片的轴向端面设置有环状的侧板类型的车用交流发电机，则与接合端子20的孔部22的外周相对的部分增加，因此，效果更明显。

实施方式三

图8是表示本发明实施方式三的与引出导线连接的接合端子的剖视图。

在图8中，在接合端子20的孔部22的内周及外周设有截面为四边形的槽部22a、22b，各槽部22a、22b分别隔着对接部23等间隔地形成于两处部位。

在该实施方式三中，由于在接合端子20的孔部22的内周及外周设有截面为四边形的槽部22a、22b，因此，从接合端子20的对接部23的内外周流出的铜磷钎料24会分别填充至设于其附近的槽部22a、22b，因而能阻止铜磷钎料24越过该槽部22a、22b流出的情况。

因此，比起上述实施方式一、二，能更可靠地阻止铜磷钎料24附着在接合端子20的孔部22的内周及外周的规定以上的范围中，并能阻止铜磷钎料24到达接合端子20的根部附近的扭转部A，因此，能可靠地防止裂纹产生，另外，能防止接合端子20的电化学腐蚀的加速，从而能实现可靠性的提高。

实施方式四

图9是表示本发明实施方式四的与引出导线连接的接合端子的剖视图。

在图9中，符号22c是设于接合端子20的孔部22的内周且截面为梯形的槽部，该槽部22c隔着对接部23等间隔地形成于两处部位，设定槽部22c距对接部23的距离及槽部22c的容积，以使从对接部23流出的铜磷钎料24在填充后不会越过槽部22c而流出。

在该实施方式四中，与上述实施方式一相同，从接合端子20的对接部23流出的铜磷钎料24会填充至槽部22c，因此，能阻止铜磷钎料24越过该槽部22c而附着在孔部22的内周的规定以上的范围中，并能阻止铜磷钎料24到达接合端子20的根部附近的扭转部A，因此，能防止裂纹产生。

实施方式五

图10是表示本发明实施方式五的与引出导线连接的接合端子的剖视图。

在图10中，符号22d是设于接合端子20的孔部22的内周且截面为三角形的槽部，该槽部22d隔着对接部23等间隔地形成于两处部位，设定槽部22d距对接部23的距离及槽部22d的容积，以使从对接部23流出的铜磷钎料24在填充后不会越过槽部22d而流出。

在该实施方式五中，与上述实施方式一相同，将从接合端子20的对接部23流出的铜磷钎料24填充至槽部22d，因此，能阻止铜磷钎料24越过该槽部22d而附着在孔部22的内周的规定以上的范围中，并能阻止铜磷钎料24到达接合端子20的根部附近的扭转部A，因此，能防止裂纹产生。

实施方式六

图11是表示本发明实施方式六的与引出导线连接的接合端子的剖视图。

在图11中，符号22e是设于接合端子20的孔部22的内周且截面为半圆形的槽部，该槽部22e隔着对接部23等间隔地形成于两处部位，设定槽部22e距对接部23的距离及槽部22e的容积，以使从对接部23流出的铜磷钎料24在填充后不会越过槽部22e而流出。

该实施方式六也能起到与上述实施方式一相同的作用效果。

另外，在上述实施方式四～六中，也可如上述实施方式二那样在接合端子20的孔部22的外周设置槽部22c～22e，另外，若如上述实施方式三那样在接合端子20的孔部22的内周和外周这两者上均设置槽部22c～22e，则能更可靠地防止接合端子20产生裂纹。

另外，在上述实施方式中，示出了内周的槽部22a、22c、22d、22e的截面积与外周的槽部22b的截面积相同的情况，但外周侧的槽部22b会填充较多的铜磷钎料24这样的钎料，因此，若将外周侧的槽部22b的截面积设定得比内周侧的槽部22a、22c、22d、22e的截面积大，则能使铜磷钎料24可靠地积存于槽部22b内，从而能防止铜磷钎料24从槽部22b流出。

另外，在上述实施方式中，例示出了内周的槽部22a、22c、22d、22e设于对接部23的两侧，但只要将槽部22a、22c、22d、22e相对于对接部23仅设于旋转方向侧例如图中左侧即可。在对接合端子20、21进行钎焊焊接时，将它们固接于夹具，分别旋转并依次进行钎焊，因此，它们在钎焊结束后旋转规定角度之后停止，因其停止时作用的冲击力会使从对接部23渗出的铜磷钎料24朝旋转方向侧飞散，因此，通过设置槽部22a能更有效地阻止铜磷钎料24的流出。

另外，在上述实施方式二～六中，例示出了两根引出导线和接合端子20的接合结构，但也能适用于中性点侧的六根引出导线与接合端子21的接合。

而且，在上述各实施方式中，例示出了适用于车用交流发电机，但当然也能应用于具有汽车的启动电动机和交流发电机这两者的功能的启动电动机兼发电机。

除此之外，在上述实施方式中例示出了采用铜磷钎料24以作为将接合端子20、21接合成圆管状的材料的例子，但并不限定于此，除此之外也可使用银钎焊等。

Claims (9)

1.一种旋转电机，包括：

导线，该导线被绝缘覆盖；以及

接合端子，该接合端子与所述导线接合，

所述接合端子是将金属的板材弯曲对接而形成的，利用钎料对其对接部进行钎焊，从而设置没有缝隙的管状的孔部，所述接合端子通过熔合而与插入所述孔部的所述导线接合，其特征在于，

在所述接合端子的所述孔部的内周和外周中的至少一方设有槽部，该槽部能阻止所述钎料从所述对接部流出。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述槽部隔着所述接合端子的对接部而设于所述孔部的内周的两处部位。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

将所述接合端子的对接部接合的钎料是铜磷钎料。

4.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述导线呈一列地配置在所述接合端子的孔部内。

5.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述槽部的截面形成为矩形。

6.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述槽部的截面形成为半圆形。

7.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

设于所述外周的槽部的截面积形成得比设于所述孔部的内周的槽部的截面积大。

8.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

设于所述内周的槽部隔着所述接合端子的对接部仅设于旋转方向侧。

9.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

设于所述外周的槽部在轴向上隔着间隙与冷却风扇的叶片相对。