CN1309154C - 交流发电机 - Google Patents

Abstract

本发明的车辆用交流发电机，具有：将电刷(10)保持在保持部(64a)内并设有在将电刷(10)从保持部(64a)取出时打开的盖(64b)的电刷保持装置(61)、关闭形成于与盖(64b)相对的外壳(33)的部位处的开口部(50)的盖帽(60)，能打开盖帽(60)通过开口部(50)来进行电刷(10)的出入。能简单地进行电刷的调换作业。

Description

交流发电机

技术领域

本发明涉及应用于例如由内燃机驱动的车辆用交流发电机的交流发电机。

背景技术

图20是以往的车辆用交流发电机的剖视图，图21是表示图20的交流发电机的后托架侧的内部的示图，图22是图20的交流发电机的转子的立体图，图23是图20的交流发电机的定子的立体图。

该发电机具有：由铝制的前托架1和后托架2构成的外壳3；设在该外壳3内并在一端部上固定有皮带轮4的轴6；固定在该轴6上的兰德勒(日文：ランドル)型的转子7；固定在该转子7的两侧面上的风扇5a、5b；固定在外壳3内的内壁面上的定子8；固定在轴6的另一端部并向转子7供给电流的集流环9；在集流环9的表面上滑动的一对电刷10；端部与该电刷10连接的导线17；将电刷10向集流环9侧推压的弹簧16；具有容纳电刷10的保持部11a及装拆自如地设在保持部11a头部上的盖11b的电刷保持装置100；与定子8电气连接并将定子8产生的交流电整流成直流电的整流器12；固定在电刷保持装置100上并调整定子8产生的交流电压的大小的调整器13；与该调整器13抵接、固定并将调整器13的发热予以散热、冷却的冷却板14。

转子7具有流过电流而产生磁通的转子线圈18和遮覆该转子线圈18地设置并由该磁通形成磁极的磁极铁心19。磁极铁心19由一对交替啮合的第1磁极铁心部20和第2磁极铁心部21构成。第1磁极铁心部20是铁制的，具有向轴线方向延伸设置的尖细形状的第1爪状磁极22。第2磁极铁心部21是铁制的，具有与第1爪状磁极22相对并向轴线方向延伸设置的尖细形状的第2爪状磁极23。

定子8由通过来自转子线圈18的旋转磁场并层叠多枚钢板而成的定子铁心24和流过输出电流的三相定子线圈25构成。定子铁心24由环状的铁心背部26和从该铁心背部26在圆周方向以等分间隔向半径内侧方向延伸的多个齿27构成。在相邻的齿27之间的全部形成36处的槽28中，收容着卷绕许多圈被覆瓷漆的导线而形成的定子线圈25。

在上述结构的车辆用交流发电机中，从电池(未图示)通过电刷10、集流环9向转子线圈18供给电流而产生磁通，并产生磁场。另一方面，由于通过发动机驱动皮带轮4，借助轴6使转子7旋转，故向定子铁心24赋予旋转磁场，在定子线圈25中产生电动势，根据与车辆用交流发电机连接的外部负荷产生输出电流。

又，在发电开始后，切换成使非电池的交流发电机的输出电流的一部分通过电刷10向转子线圈18供给的所谓自励磁。

在上述结构的车辆用交流发电机中，电刷保持装置100被容纳在封闭的外壳3内，在调换已消耗的电刷10时，首先，分解车辆用交流发电机将电刷保持装置100向外壳3外取出，因此在进行电刷10的调换作业、然后将电刷保持装置100装入外壳3内时存在着必须进行车辆用交流发电机的组装的问题。

发明内容

本发明是将解决上述问题作为课题，其目的在于，获得能简单地进行电刷调换作业、且为小型的冷却性好的交流发电机。

本发明技术方案1的车辆用交流发电机，具有：外壳；贯通该外壳的轴；固定在该轴上、含有流过电流并产生磁通的转子线圈和沿轴向延伸并覆盖所述转子线圈的多个爪状磁极的转子，每个所述爪状磁极利用所述磁通被磁化成N极、S极，所有的所述N极和S极沿圆周方向交替排列；包括含有在圆周方向留有间隔、形成多个沿轴线方向延伸的槽的定子铁心和安装在该定子铁心上的定子线圈的定子；固定在所述轴上的集流环；前端部与该集流环抵接并将来自电源的电流通过集流环而向所述转子线圈供给的电刷；贯通所述轴设置、将所述电刷保持在保持部内、并具有在将电刷从保持部取出时打开的盖的电刷保持装置；关闭形成在与所述盖相对的所述外壳的部位上的开口部的盖帽。

在本发明技术方案2的车辆用交流发电机中，电刷保持装置延伸到开口部的附近。

在本发明技术方案3的车辆用交流发电机中，在电刷保持装置上与转子相反侧重叠地设置着对定子产生的连接电压的大小进行调整的调整器和与该调整器抵接的冷却板。

在本发明技术方案4的车辆用交流发电机中，冷却板具有向径向延伸的多个散热片。

在本发明技术方案5的车辆用交流发电机中，具有使通过冷却板的冷却空气向电刷侧迂回的隔板。

在本发明技术方案6的车辆用交流发电机中，隔板与盖帽形成一体化。

在本发明技术方案7的车辆用交流发电机中，在转子与电刷保持装置之间设有使外壳内产生强制对流的冷却用风扇。

在本发明技术方案8的车辆用交流发电机中，在定子线圈的线圈端，导线从定子铁心的端面向轴线方向伸出，并沿圆周方向形成相同的形状。

如上所述，采用本发明技术方案1的车辆用交流发电机，由于具有：外壳；贯通该外壳的轴；固定在该轴上、含有流过电流并产生磁通的转子线圈和沿轴向延伸并覆盖所述转子线圈且利用所述磁通被磁化成N极、S极的多个爪状磁极的转子；包括含有在圆周方向留有间隔形成多个沿轴线方向延伸的槽的定子铁心和安装在该定子铁心上的定子线圈的定子；固定在所述轴上的集流环；前端部与该集流环抵接并将来自电源的电流通过集流环而向所述转子线圈供给的电刷；贯通所述轴设置、将所述电刷保持在保持部内、并具有在将电刷从保持部取出时打开的盖的电刷保持装置；关闭形成在与所述盖相对的所述外壳的部位上的开口部的盖帽，打开盖帽通过开口部就可进行所述电刷的出入，故在调换电刷时不用特意分解交流发电机也能简单地进行。

又，利用盖帽可防止异物、水等进入外壳内。

又，采用本发明技术方案2的车辆用交流发电机，由于电刷保持装置延伸至开口部的附近，故相应地可使电刷的长度方向的尺寸增长，能长期不调换电刷地进行使用。又，由于外壳与电刷保持装置之间的空隙较小，进入外壳内的空气较多地向电刷侧迂回流动，使电刷的冷却性提高。

又，采用本发明技术方案3的车辆用交流发电机，由于在电刷保持装置上与转子相反侧重叠地设置着对定子产生的连接电压的大小予以调整的调整器和与该调整器抵接的冷却板，故在使小型化的同时，调整器的冷却性良好。又，由于在将调整器固定在电刷保持装置上后可将电刷保持装置固定在外壳上，故在将电刷保持装置安装在外壳上时，能不受调整器干扰地进行安装。

采用本发明技术方案4的车辆用交流发电机，由于冷却板具有向径向延伸的多个散热片，故冷却板与冷却空气的接触面积增大，并且冷却空气向径向圆滑地流动，使调整器的冷却性提高。

采用本发明技术方案5的车辆用交流发电机，由于具有使通过冷却板的冷却空气向电刷侧迂回的隔板，故电刷相应地与冷却空气较多地接触，使电刷的冷却效率提高。

采用本发明技术方案6的车辆用交流发电机，由于隔板用树脂与盖帽形成一体化，故在盖帽的树脂成型时可同时简单地形成隔板。

采用本发明技术方案7的车辆用交流发电机，由于在转子与电刷保持装置之间设有使外壳内产生强制对流的冷却用风扇，故电刷保持装置附近的空气不会滞留地流动，使电刷的冷却效率提高。

采用本发明技术方案8的车辆用交流发电机，由于在定子线圈的线圈端的导线从定子铁心的端面向轴线方向伸出，并沿圆周方向形成相同的形状，故在进入外壳内的空气通过线圈端向外壳的外部排出时，在排出侧的线圈端的通气阻力较小，相应地空气在外壳内圆滑地流动，使位于吸入侧的电刷、调整器的冷却性提高。

附图说明

图1是本发明实施形态1的车辆用交流发电机的剖视图。

图2是从箭头A方向看图1的车辆用交流发电机的示图。

图3是表示图1的车辆用交流发电机的内部的后托架侧的示图。

图4是表示图1的车辆用交流发电机的电刷保持装置的示图，图4(a)是电刷保持装置中卸除盖后的俯视图，图4(b)是电刷保持装置的俯视图，图4(c)是电刷保持装置61的主视图。

图5(a)和(b)是表示图1的电刷和电刷用接头的示图。

图6是图1的盖帽的立体图。

图7是表示图6的盖帽的示图，图7(a)是从箭头C方向看图6的示图，图7(b)是从箭头D方向看图6的示图，图7(c)是从箭头E方向看图6的示图，图7(d)是从箭头F方向看图6的示图。

图8是本发明实施形态2的车辆用交流发电机的剖视图。

图9是图8的盖帽的立体图。

图10是图8的冷却板的立体图。

图11是本发明实施形态3的车辆用交流发电机的剖视图。

图12是图11的盖帽的立体图。

图13是装入实施形态3的盖帽变形例结构的车辆用交流发电机的主要部分剖视图。

图14是图13的盖帽的立体图。

图15是本发明实施形态4的车辆用交流发电机的定子的立体图。

图16是表示应用于图15定子的定子线圈的导体整流子片的立体图。

图17是从前侧看图15定子的主要部分的立体图。

图18是从后侧看图15定子的主要部分的立体图。

图19是图15的定子变形例的定子立体图。

图20是以往车辆用交流发电机的剖视图。

图21是看图20车辆用交流发电机的后托架侧的内部示图。

图22是图20的转子的立体图。

图23是图20的定子的立体图。

具体实施方式

以下对本发明的各实施形态进行说明，但对与以往相同的或相当的构件、部位，标上相同符号进行说明。

<实施形态1>

图1是本发明实施形态1的车辆用交流发电机的剖视图，图2是从箭头A方向看图1的车辆用交流发电机的图，图3是表示图1的车辆用交流发电机的内部的后托架侧的图，图4是表示图1的车辆用交流发电机的电刷保持装置61的图，图4(a)是电刷保持装置61中卸除盖64b后的俯视图，图4(b)是电刷保持装置61的俯视图，图4(c)是电刷保持装置61的主视图。

该交流发电机具有：由铝制的前托架1和后托架2构成的外壳33；设在该外壳33内并在一端部上固定有皮带轮4的轴6；固定在该轴6上的兰德勒型的转子7；固定在该转子7的两侧面上的风扇5a、5b；固定在外壳33内的内壁面上的定子8；固定在轴6的另一端部上并向转子7供给电流的集流环9；在集流环9的表面上滑动的一对电刷10；端部与该电刷10连接的导线17；将电刷10向集流环9侧推压的弹簧16；具有容纳电刷10的保持部64a和装拆自如地设在保持部64a头部上的盖64b的电刷保持装置61；与定子8电气连接并将定子8产生的交流电整流成直流电的整流器12；固定在电刷保持装置61上、并调整定子8产生的交流电压大小的调整器13；与该调整器13抵接、固定并将调整器13的发热予以散热、冷却的冷却板14。

具有保持部64a和盖64b的电刷保持装置61，构成用树脂模压成形而形成一体的与作为电源的电池电气连接的接头63。在与电刷保持装置61的盖64b相对的外壳33的部位上形成有开口部50。

如图5(a)、图5(b)所示，在从电刷10延伸的导线17上安装着接头62，该接头62用连接构件的螺钉通过螺纹孔53而固定在电刷保持装置61的接头63上。

在形成于后托架32的开口部50上安装着图6和图7所示的盖帽60。又，电刷保持装置61的接头63在开口部50上露出，在该接头63上通过螺钉65固定有电刷用接头62。该一对螺钉65的前端部指向圆周方向。电刷保持装置61的保持部64a的径向尺寸从图1可知，延伸至后托架32的附近。又，在转子7的两侧面上固定着风扇5a、5b。

转子7具有流过电流而产生磁通的转子线圈18和遮覆该转子线圈18地设置并由磁通形成磁极的磁极铁心19。磁极铁心19由一对交替啮合的第1磁极铁心部20和第2磁极铁心部21构成。第1磁极铁心部20是铁制的，具有向轴线方向延伸设置的尖细形状的第1爪状磁极22。第2磁极铁心部21是铁制的，具有与第1爪状磁极22相对并向轴线方向延伸设置的尖细形状的第2爪状磁极23。

定子8由通过来自转子线圈18的旋转磁场并层叠多枚钢板而成的定子铁心24和流过输出电流的三相定子线圈25构成。定子铁心24由环状的铁心背部26和从该铁心背部26沿圆周方向以等分间隔向半径内侧方向延伸的多个齿27构成。在相邻的齿27之间的全部形成36处的槽28中，收容着卷绕许多圈被覆瓷漆的导线而形成的定子线圈25。

在上述结构的车辆用交流发电机中，从电池通过电刷10、集流环9向转子线圈18供给电流而产生磁通，并产生磁场。另一方面，由于通过发动机驱动皮带轮4，借助轴6使转子7旋转，向定子铁心24赋予旋转磁场，在定子线圈25中产生电动势，根据与车辆用交流发电机连接的外部负荷产生输出电流。

在上述结构的车辆用交流发电机中，由于在与电刷保持装置61的盖64b相对的外壳33的部位形成有开口部50，在调换电刷10时，只要从电刷保持装置61进行卸除固定于盖64b和螺纹孔53上的螺钉即可，不必特意分解交流发电机。

又，由于连接电刷保持装置61的接头63与电刷用接头62的连接部设有开口部50，故开口部50成为连接作业的空间，能使电刷保持装置61的接头63与电刷用接头62的连接容易进行。

又，由于在开口部50上安装着盖帽60，故能防止异物、水等进入外壳33内。

又，由于在开口部50露出的电刷保持装置61的接头62上利用螺钉65固定着电刷用接头62，故接头63与电刷10的电气连接变得简单，并可提高电刷10调换的作业性。

又，由于该一对螺钉65的前端部指向圆周方向，故可从圆周方向使用拆卸工具，故工具的移动范围不会大大超出外壳33的轴线方向的范围，很适合在轴6的轴线方向上零件密集的内燃机中的电刷10的调换作业性。

又，在上述结构的车辆用交流发电机中，由于电刷保持装置61的径向尺寸延伸至后托架32的附近，相应地可使电刷10的长度尺寸增长，故能长期不调换电刷10地进行使用。又，由于后托架32与电刷保持装置61之间空隙减小，并具有盖帽60，故从通气孔66进入外壳33内的空气，大部分在调整器13、电刷10侧迂回流动，并由盖帽60对气流进行整流，使调整器13和电刷10的冷却性提高。

又，由于在电刷保持装置61上沿转子7的轴线方向重叠地设有调整器13和与该调整器13抵接的冷却板14，故能作成小型、并利用沿转子7的径向设置的电刷10产生空气的离心流动，调整器13的冷却性良好。又，由于在将调整器13固定在电刷保持装置61上后将电刷保持装置61固定在后托架32上，故在将电刷保持装置61安装在后托架32上时不会受到调整器13干扰。

<实施形态2>

图8是本发明实施形态2的车辆用交流发电机的剖视图，图9是图8的盖帽360的立体图。

在该实施形态2中，用于使通过冷却板114的冷却空气向电刷10侧迂回的隔板132被固定在后托架32上。并且，冷却板114如图10所示，具有向转子7的径向延伸设置的多个散热片114a。

除上述结构外，是与实施形态1的车辆用交流发电机同样的结构。

在上述结构的车辆用交流发电机中，由于在后托架32上具有向轴线方向延伸固定的隔板132，故从通气孔66进入的空气不会照原样地从盖帽360的通气孔110向外部排出，由于向调整器13、电刷10侧迂回地向外部排出，故调整器13和电刷10被高效地冷却。又，由于冷却板114具有向径向延伸设置的多个散热片114a，故冷却板114与外部空气的接触面积增大，并且，由于与向转子7的径向延伸的电刷10在轴线方向重叠地配置，故冷却空气沿径向更圆滑地流动、调整器13的冷却性提高。

<实施形态3>

图11是本发明实施形态3的车辆用交流发电机的剖视图，图12是图11的盖帽160的立体图。

在该实施形态3中，在树脂制的盖帽160上形成有用于使从通气孔66进入的空气向调整器13、电刷10侧迂回的隔板160a。

除上述结构外，是与实施形态2同样的结构。

在上述结构的车辆用交流发电机中，在盖帽160的树脂成型时能同时形成隔板160a。并能加大具有电位差的冷却板114与电刷10周围的沿面距离，使绝缘性提高。

<实施形态4>

图15是本发明实施形态4的车辆用交流发电机的定子70的立体图，图16是表示应用于图15定子70的定子线圈73的导体整流子片71的立体图，图17和图18是分别从前侧和后侧看图15定子70的主要部分的立体图。

在该实施形态4中，定子70具有定子铁心72、卷装在定子铁心72上的定子线圈73和安装在槽74内并相对定子铁心72对定子线圈73进行绝缘的绝缘构件75。定子铁心72，是将板状磁性构件的薄钢板层叠后的圆筒状的层叠铁心，沿轴向延伸的槽74在圆周方向以规定级距多个地设置成向内周侧开口的状态。定子线圈73，是将作成许多短尺寸的导线的导体整流子片71接合构成规定的线圈图形。也就是说，将成形为大致U字状的短尺寸的导体整流子片71的端部从后侧插入定子铁心72的槽74中，构成将向前侧伸出的其端部相互间接合。

除上述定子70的结构以外，是与实施形态3的车辆用交流发电机的结构同样的。

在该实施形态4中，多个导体整流子片71整齐地排列在定子铁心72上，在定子线圈73的后侧线圈端76和前侧线圈端77中，在相邻的导体整流子片71之间形成有空隙，且在圆周方向形成为相同形状。因此，在从通气孔66进入外壳33内的空气通过线圈端76、77向外壳33的外部排出的场合，在排出侧的线圈端76、77中通气阻力变小，相应地空气在外壳33内圆滑地流动，位于吸入侧的电刷10、调整器13的冷却性提高。

又，如图19所示，也可以是使连接导线在定子铁心72的端面侧的槽74外折返、在每规定槽数的槽74内具有采取使内层与外层沿槽深度方向交替地卷绕的定子线圈173的车辆用交流发电机。在该场合，在定子线圈173的线圈端176、177中，也使连接导线从定子铁心72的端面向轴线方向伸出，并沿圆周方向形成为相同形状。

在该交流发电机中，与具有在前侧使导体整流子片71的端部相互间接合的接合部的情况不同，在前线圈端177侧无接合部，也使线圈端177中的通气阻力进一步减小，位于吸入侧的电刷10、调整器13的冷却性进一步提高。

又，在上述各实施形态中，对将2个电刷10容钠于电刷保持装置中的车辆用交流发电机作了说明，但即使例如具有4个电刷的车辆用交流发电机，也能应用本发明。

Claims (8)

1.一种交流发电机，其特征在于，具有：

外壳；

贯通该外壳的轴；

固定在该轴上、含有流过电流并产生磁通的转子线圈和沿轴向延伸并覆盖所述转子线圈的多个爪状磁极的转子，每个所述爪状磁极利用所述磁通被磁化成N极、S极，所有的所述N极和S极沿圆周方向交替排列；

包括含有在圆周方向留有间隔、形成多个向轴线方向延伸的槽的定子铁心和安装在该定子铁心上的定子线圈的定子；

固定在所述轴上的集流环；

前端部与该集流环抵接并将来自电源的电流通过集流环而向所述转子线圈供给的电刷；

贯通所述轴设置、将所述电刷保持在保持部内、并具有在将电刷从保持部取出时打开的盖的电刷保持装置；

关闭形成在所述盖相对的所述外壳的部位上的开口部的盖帽。

2.如权利要求1所述的交流发电机，其特征在于，电刷保持装置延伸至开口部的附近。

3.如权利要求1或2所述的交流发电机，其特征在于，在电刷保持装置上与转子相反侧重叠地设置着对定子产生的交流电压的大小予以调整的调整器和与该调整器抵接的冷却板。

4.如权利要求3所述的交流发电机，其特征在于，冷却板具有向径向延伸的多个散热片。

5.如权利要求3所述的交流发电机，其特征在于，具有使通过冷却板的冷却空气向电刷侧迂回的隔板。

6.如权利要求5所述的交流发电机，其特征在于，隔板与盖帽形成一体化。

7.如权利要求1或2所述的交流发电机，其特征在于，在转子与电刷保持装置之间设有使外壳内产生强制对流的冷却用风扇。

8.如权利要求1或2所述的交流发电机，其特征在于，在定子线圈的线圈端，导线从定子铁心的端面向轴线方向伸出，并沿圆周方向形成相同的形状。

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