CN104067488A - 旋转电机的转子 - Google Patents

Abstract

本发明的转子的压入前的压入突起部的内径直径处于比轴的直径小的过盈量的关系，另外，在内壁面的通过模塑成形产生的熔接线的部位形成有去除了突起部的非突起部。

Description

旋转电机的转子

技术领域

本发明涉及一种轴上压入有集电环装置的旋转电机的转子。

背景技术

目前，作为车用交流发电机，已知有一种采用了爪极式转子的发电机，该爪极式转子是通过在轴的中间部位对一对爪状磁极进行轴支承而构成的(例如参照专利文献1)。

在该转子中，在轴的前端部压入集电环装置，该集电环装置具有将第一环及第二环绝缘保持并通过模塑成形而形成的成形件主体，该第一环及第二环以彼此分离的方式同轴配置。

另一方面，在通过该模塑成形而形成具有成形件主体的成形件的情况下，当在模具内分支的熔融树脂合流时，会产生熔接线，为了将该熔接线限制至最小限度，采用了提高熔融树脂、模具的温度、提高注塑压力的对策(例如专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第3845952号说明书

专利文献2：日本专利特开2010-221550号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在上述专利文献1的转子中，成形件主体的热膨胀率比轴大，因此，存在产生以下不良情况的问题：在高温时，成形件的轴嵌合部的内径变大，因电刷与第一环及第二环的接触摩擦或由发动机内部的周期性爆发及车辆的速度变化产生的旋转变动，会使集电环装置相对于轴相对地转动。

另外，在以即便高温时也不会产生上述不良情况的方式将成形件主体与轴的过盈量设定得较大的情况下，存在组装时容易发生破裂、破损这样的问题。

此外，尤其存在以下问题：拉伸强度降低至三成左右且因模塑成形而必然产生的熔接线处的破裂产生是显著的。

本发明的技术问题是解决上述问题，其目的在于提供一种旋转电机的转子，过盈量不比成形件主体在高温时膨胀的量小，且能降低将集电环装置组装于轴时因该过盈量导致的成形件主体的破裂、破损产生。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的旋转电机的转子包括：轴，该轴的端部的周面是圆滑面；以及集电环装置，该集电环装置压入至上述轴，上述集电环装置具有：第一环及第二环，该第一环及第二环以彼此分离的方式同轴配置，并与转子线圈电连接；以及成形件主体，该成形件主体将上述第一环及上述第二环绝缘保持，并由树脂模塑成形，在供上述轴压入的上述成形件主体的孔的内壁面上形成有压入突起部，该压入突起部形成有分别沿着轴线方向延伸的多个突起部，其中，压入前的上述压入突起部的内径处于比上述轴的直径小的过盈量的关系，另外，在上述内壁面的通过上述模塑成形产生的熔接线的部位形成有去除了上述突起部的非突起部。

发明效果

根据本发明的旋转电机的转子，压入前的压入突起部的内径直径处于比轴的直径小的过盈量的关系，另外，在成形件主体的孔的内壁面上通过模塑成形产生的熔接线的部位形成有非突起部，因此，降低了朝轴压入集电环装置时成形件主体的破裂、破损。

另外，通过将过盈量设定为不比成形件主体在高温时膨胀的量小，能防止集电环装置相对于轴相对地转动。

附图说明

图1是表示本发明实施方式一的车用交流发电机的转子的侧剖图。

图2是表示图1的集电环装置的立体图。

图3是表示图2的集电环装置的立体剖视图。

图4是表示图2的集电环装置的侧剖图。

图5是图2的成形件主体的剖视图。

图6是表示成形件主体的变形例的剖视图。

图7是表示集电环装置的压入分析结果的图。

图8是表示本发明实施方式二的转子的集电环装置的主要部分剖视图。

图9是沿着图8的IX－IX线的向视剖视图。

图10是沿着图8的X－X线的向视剖视图。

图11是表示本发明实施方式三的转子的主要部分的分解剖视图。

图12是表示本发明实施方式三的转子的主要部分侧剖图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的各实施方式，各图中对于相同或相当构件、部位使用相同符号进行说明。

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转子1的侧剖图。

该车用交流发电机(以下简称为发电机)的转子1设于定子(未图示)的内侧，该定子固定于壳体(未图示)的内壁。

该转子1具有：在一端部固定有带轮(未图示)的轴2；固定于该轴2的中间部并相对的一对爪状磁极3、4；在该爪状磁极3、4的内部卷绕有导线的转子线圈7；以及压入轴2的另一端部的集电环装置5。

定子在定子铁心(未图示)上卷绕安装有定子线圈(未图示)。

在上述结构的发电机中，从电池(未图示)通过电刷6、集电环装置5向转子1的转子线圈7供给电流以产生磁通，从而在转子1的爪状磁极3、4上分别产生N极、S极。

另一方面，利用发动机来驱动带轮，并利用轴2使转子1旋转，因此，会朝定子铁心施加旋转磁场，以在定子线圈上产生电动势。

图2是表示图1所示的集电环装置5的立体图，图3是表示图2的集电环装置5的立体剖视图，图4是表示图2的集电环装置5的侧剖图。

集电环装置5包括：第一环10和第二环11；长引线(long lead)12，该长引线12的一端部通过焊接与第一环10连接，另一端部通过焊接与转子线圈7连接；短引线(short lead)13，该短引线13的一端部通过焊接与第二环11连接，另一端部通过焊接与转子线圈7连接；以及成形件14，该成形件14将上述第一环10、第二环11、长引线12及短引线13彼此绝缘地保持，且通过嵌件成形而形成。

成形件14包括：圆筒形状的成形件主体16；圆环状的端子支承部17，该端子支承部17与转子线圈7连接，并对长引线12及短引线13各自的端子部19进行支承；以及连接部18，该连接部18覆盖长引线12及短引线13并将端子支承部17和成形件主体16连接。

然而，为了考虑生产率、增加处理数量，该集电环装置5是使用立式成形机而制造出的。

在该情况下，在模具内，将第一环10及第二环11朝下固定，树脂的浇口位于端子支承部17。

此外，经由浇口而填充于模具内的熔融树脂经由形成端子支承部17的空间、形成两个连接部18的空间而在形成成形件主体16的空间中合流，因此，在成形件主体16上会形成熔接线。

一般而言，熔接线的拉伸强度降低至材料强度的三成左右，因此，容易产生集电环装置5的模塑破裂。

在该实施方式中，在成形件主体16的孔30的内壁面形成有压入突起部20，该压入突起部20形成有分别沿着轴线方向延伸的多个突起部。如图5所示，该压入突起部20在整周上形成。

另外，在内壁面的两端部形成有去除了突起部的非突起部21。该非突起部21相当于熔接线产生的部位。

压入前的压入突起部20的内径直径处于比轴2的直径小的过盈量的关系，该过盈量的值被设定成超过成形件14在高温时膨胀的量。

在该实施方式中，在产生拉伸强度较低的熔接线的成形件主体16的两端部形成有直径尺寸比压入突起部20的内径大的非突起部21，因此，当将轴2压入成形件主体16的孔30时，作用于该轴2的端部的应力较低，从而降低了以成形件主体16的端部为起点的破裂、破损的产生。

因此，能防止在第一环10与第二环11之间产生漏电流而导致输出电流降低。

另外，压入突起部20的过盈量被设定成超过成形件14在高温时膨胀的量，因此，能防止在高温时成形件14相对于轴2转动。

另外，如图6所示，也可根据熔接线的产生部位沿着孔30的内壁面的周向在压入突起部20A中断续地形成非突起部21。

这样，在产生拉伸强度较低的熔接线的部位形成有非突起部21，降低了将轴2压入成形件主体16的孔30时作用于该部位的应力。

因此，与实施方式一相比，能增大压入突起部20A的过盈量，从而能进一步可靠地防止在高温时成形件14相对于轴2转动。

另外，该产生熔接线的部位可由树脂流动分析确定出。

图7是表示本申请发明人进行集电环装置5的压入分析后得到的结果的图。

另外，用于该分析的轴2是碳素钢S48C，成形件14由聚苯硫醚树脂(PPS树脂)构成。

由该图7可知，例如，在压入突起部20的过盈量为200μm的情况下，若成形件主体16的非突起部21的距离a1、a2为1mm，则成形件主体16的端面处的最大主应力为大约380MPa，此外，若成形件主体16的非突起部21的距离a1、a2为2mm，则成形件主体16的端面的最大主应力为大约190MPa，若使非突起部21的轴线方向的距离增大1mm，则成形件主体16的端面处的应力减小一半。另外，还可知，当将非突起部21的距离a1、a2设为3mm时，应力变为50MPa左右，成形件主体16的端面处的最大主应力急剧降低。

此外，还可知，当非突起部21的距离a1、a2为3.5mm左右时，成形件主体16的端面处的最大主应力大致为零。

由此，通过将非突起部21距成形件主体16的端面的距离a1、a2设为3mm以上，能使作用于成形件主体16的端面的最大主应力大幅降低，从而能相应地大幅降低当将轴2压入成形件主体16的孔30时以成形件主体16的端面为起点的破裂、破损。

实施方式二

图8是表示本发明实施方式二的转子1的集电环装置5的主要部分剖视图，图9是沿着图8的IX－IX线的向视剖视图，图10是沿着图8的X－X线的向视剖视图。

在该实施方式中，压入突起部20B中左右的非突起部21的位置相差90°。

其他结构与实施方式一的转子1相同。

根据该实施方式的转子1，能获得与实施方式一的转子1相同的效果，并能在产生拉伸强度较低的熔接线的部位降低施加的应力，此外，也存在轴2与成形件主体16在周向上的嵌合均匀分布这样的效果。

另外，非突起部21也可沿着内壁面的轴线方向断续地形成。

实施方式三

图11是表示本发明实施方式三的转子1的主要部分的分解剖视图，图12是图11的转子1的主要部分侧剖图。

在该实施方式中，在成形件主体16的孔30的内壁面的两端部形成有非突起部21。在该非突起部21之间，在第一环10侧形成有压入突起部20，在第二环11侧形成有圆滑面31。

在轴2的前端部形成有圆滑面23及被压入突起部22。当轴2的前端部被压入成形件主体16的孔30时，成形件主体16的压入突起部20与轴2的圆滑面23嵌接，成形件主体16的圆滑面31与轴2的被压入突起部22嵌接。

其他结构与实施方式一相同。

在该实施方式中，当轴2的前端部被压入成形件主体16的孔30时，与实施方式一的转子1比较，缩短了压入突起部20与轴2的嵌合距离，从而能高效地将集电环装置5插入轴2。

另外，此时，成形件主体16的圆滑面31与轴2的被压入突起部22嵌接，与实施方式一的转子1相同，能获得集电环装置5相对于轴2的组装强度。

另外，在上述各实施方式中，集电环装置5是使用立式成形机而制造出的，熔接线形成于成形件主体16的两端部，因此，在该两端部形成非突起部21，但未必一定限定于该部位。在利用卧式成形机制造集电环装置的情况下，产生熔接线的部位当然不同，与此相应，形成非突起部的部位也发生变化。

另外，在上述各实施方式中，在非突起部21的内径与轴2的外径之间存在过盈量，但也可以是间隙配合。

另外，在上述实施方式中，对车用交流发电机的转子1进行了说明，但本发明也能应用于车辆以外的例如舷外机用交流发电机的转子。

另外，本发明也能应用于电动机的转子。

符号说明

1 转子

2 轴

3、4 爪状磁极

5 集电环装置

6 电刷

7 转子线圈

10 第一环

11 第二环

12 长引线

13 短引线

14 成形件

16 成形件主体

17 端子支承部

18 连接部

19 端子部

20、20A、20B 压入突起部

21 非突起部

22 被压入突起部

23、31 圆滑面

30 孔。

Claims (7)

1.一种旋转电机的转子，包括：

轴，该轴的端部的周面是圆滑面；以及

集电环装置，该集电环装置压入至所述轴，

所述集电环装置具有：

第一环及第二环，该第一环及第二环以彼此分离的方式同轴配置，并与转子线圈电连接；以及

成形件主体，该成形件主体将所述第一环及所述第二环绝缘保持，并由树脂模塑成形，

在供所述轴压入的所述成形件主体的孔的内壁面形成有压入突起部，该压入突起部形成有分别沿着轴线方向延伸的多个突起部，

其特征在于，

压入前的所述压入突起部的内径处于比所述轴的直径小的过盈量的关系，

另外，在所述内壁面的通过所述模塑成形产生的熔接线的部位形成有去除了所述突起部的非突起部。

2.如权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述非突起部形成于所述成形件主体的两端部中的至少一方。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述轴是碳素钢S48C，所述成形件主体是聚苯硫醚树脂(PPS树脂)，所述非突起部的轴线方向的尺寸距所述成形件主体的端面3mm以上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述非突起部是沿着所述内壁面的周向断续地形成的。

5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述非突起部是沿着所述内壁面的轴线方向断续地形成的。

6.如权利要求1至5中任一项所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述非突起部形成于所述内壁面的所述轴的压入侧，

在所述轴的前端部形成有与所述压入突起部嵌接的圆滑面和与所述非突起部嵌接的被压入突起部。

7.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述旋转电机是车用交流发电机。