CN1713488A - 滑环罩连接在电刷夹上的交流发电机 - Google Patents

滑环罩连接在电刷夹上的交流发电机 Download PDF

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Abstract

一种汽车交流发电机(1)具有连接在转子轴(33)上的滑环(37、38)和覆盖滑环的电刷装置(5)。该电刷装置由一个将电刷(51、52)支承在其内的电刷夹(150)和一个牢固地连接在电刷夹上的滑环罩(250)构成。该滑环罩包括一个弯曲或U字状的弧形壁(252)和一对将该弧形壁的两个轴向端封闭的平直壁(254、256)。在滑环罩的弧形壁(252)和电刷夹的两个侧壁(155、156)之间形成开口(C1)用来使电刷和滑环通风。当电刷位在滑环之下时，开口(C1)是向下方的滑环开启。因此可防止水的通过开口而进入到电刷装置(5)内。

Description

滑环罩连接在电刷夹上的交流发电机
发明领域
本发明涉及一种装在汽车上的交流发电机。
背景技术
对汽车交流发电机来说，重要的是应防止由于水、油或外来微粒掉落在滑环的滑动表面上而造成的滑环的不正常磨损。同样重要的是应耗尽电刷的功率并排除磨擦所产生的热。为此日本专利JP-A-2000-139058曾提出一种设有电刷装置的交流发电机，其中有一形成滑环罩的分隔壁被插置在电刷夹的一个低陷部内。在这电刷装置内可牢靠地得到通风通道，因为通风通道是在制成电刷夹和滑环罩的树脂材料上制出的，而不是在易变形的密封橡胶上制出的。日本专利JP-A-2002-359951曾提出另一种交流发电机，该机包括一个滑环罩，在其环绕滑环的周壁上设有一个通风窗。在这电刷装置的电刷夹的一个轴向端上没有为通风而制出的开口。
但在JP-A-2000-139058所提出的交流发电机中，电刷装置需有较长的轴向长度，因为低陷部必须在电刷夹的轴向端上制出。而在JP-2002-359951示出的交流发电机中，很难阻止水掉落到电刷装置内，因为通风开口是在滑环罩的周壁上制出的。因此当电刷位在滑环之下时，水显然容易进入到含有电刷的空间内。另外，即使水没有从周壁开口进入，由于电刷夹和滑环罩接触处的表面间张力，水也有可能潜入。
发明概述
本发明是有鉴于上述问题而作出的。本发明的一个目的是要提供一种改进的交流发电机，该机设有一个电刷装置，当电刷位在滑环之下时，该电刷装置能阻止外来微粒和水进入到该装置内。本发明另一个目的是要使该电刷装置制造得小巧。
这种汽车交流发电机包括连接到转子轴上的滑环和一个含有与滑环滑动接触的电刷并覆盖滑环外周的电刷装置。该电刷装置由一个将电刷支承在其内的电刷夹和一个滑环罩构成。电刷夹和滑环罩互相连接在一起使电刷装置形成一个整体。该滑环罩由一成为U字形的弧形壁和一对将弧形壁两个轴向端封闭的平直壁构成。在平直壁上制有通孔，而在电刷夹的两侧制有突出部，使当电刷夹被连接到滑环罩上时所说突出部可与通孔接合。
在将电刷夹连接到滑环罩上之前，有一用来将电刷推入到电刷夹内的挡杆被插入到通孔内。而电刷夹被嵌置到滑环罩内，由于在电刷夹上形成的突出部和在滑环罩的平直壁上制出的通孔可接合在一起，电刷夹和滑环罩可互相连接。然后可将由电刷夹和滑环罩构成的电刷装置装在交流发电机上使滑环被电刷装置覆盖。在电刷装置被装在交流发电机上后，就可取出挡杆，从而使电刷可滑动地与滑环接触。
当电刷夹被连接在滑环罩上时，在滑环罩的弧形壁和电刷夹的侧壁之间可制出通风开口。最好，滑环罩的平直壁被这样延伸以便在电刷夹和平直壁的延伸部之间形成间隙。通风开口和间隙被这样制出使它们能互相连通。
当电刷夹被装定在滑环之下致使电刷须被往上向滑环推动时，该滑环罩的弧形壁从上方将滑环覆盖，而开口是在向下的方向上开启。因此可以防止水通过开口而进入到电刷装置内。由于开口是沿着交流发电机的轴向在滑环的两侧制出，因此电刷装置的轴向长度可制得较短。由于电刷夹是通过电刷夹上的突出部和滑环罩上制出的通孔的接合而偶联到滑环罩上，因此两者容易在正确的位置上互相连接。
在清楚理解下面结合附图而说明的优选实施例后本发明的其他一些目的和特点便变得更容易明白。
附图简述
图1为一剖视图，示出一个设有本发明的电刷装置的汽车交流发电机；
图2为一剖视图，放大地示出电刷装置；
图3为一侧视图，示出用于电刷装置的电刷夹；
图4为一后视图，(从图1中的后侧看去)示出电刷夹；
图5示出在图4中按方向V看去的电刷夹；
图6为一侧视图，示出在电刷装置中使用的滑环罩；
图7为一后视图，示出滑环罩；
图8为一前视图，(从图1中的前侧看去)示出滑环罩；
图9为一侧视图，示出由电刷夹和滑环罩构成的电刷装置；
图10为一后视图，示出电刷装置；
图11为一透视图，示出电刷夹连接到滑环罩上的方向；
图12为一透视图，示出电刷装置；
图13为一部分视图，示出在滑环罩的平直壁上制出的通孔；
图14为一后视图，示出电刷装置的一个修改型式，其中滑环罩的弧形壁没有在与电刷纵向平行的方向上开启；
图15为一侧视图，示出电刷装置的另一个修改型式，其中在电刷装置的轴向后端还制有一个开口；及
图16为一后视图，示出电刷装置的还有另一个修改型式，其中在滑环罩上制有开口。
优选实施例详细说明
下面结合图1-13说明本发明的一个较优的实施例。首先，参阅图1，其中示出一个汽车交流发电机1的整体结构，包括：定子2、转子3、框架4、电刷装置5、整流器6、后罩7、IC(电感电容)调节器9和其他相关的构件。定子2由定子芯22、三相定子绕组23和用来使定子绕组23与定子芯22绝缘的绝缘层24。
转子3由一对极芯32和一个同轴卷绕在极32之上的场线圈31构成。每一极芯都有六个爪，场线圈32被夹在一对极芯32之间。这对极芯被固定地连接在转子轴33上。有一冷却风扇35用焊接或类似方法被连接到后侧的极芯32上。前侧和后侧在图1中被示出。该冷却风扇35从前侧吸取空气并在轴向和径向上把空气吹出。与此相似，另一个冷却风扇36用焊接或类似方法被连接到后极芯32上。该冷却风扇36从后侧吸取空气并在径向上把空气吹出。在转子轴33的后端上制有一对滑环37、38。激励电流通过电刷装置5和在电路上与场线圈31连接的滑环37、38被供到场线圈31上。
定子2被夹持在一对框架4(前框架和后框架)之间，而转子3可旋转地被一对框架4支承着，从而在定子2和转子3之间形成一个小的空气间隙。框架4包括流出窗口41，从该窗口用来冷却定子绕组23轴向端面附着在定子芯22上的空气可被吹走。框架4还包括流入窗口42，从该窗口冷却空气可被吸入。
电刷装置5包括一对支承在电刷夹150内的电刷51、52，和一个滑环罩250(参阅图2)。这对电刷51、52可滑动地与滑环37、38接触用来将激励电流供给场线圈31。在这具体的实施例中，电刷装置5被装在交流发电机1内使当该电机装在汽车上时电刷51、52位在滑环37、38之下。有一整流器6被连接到三相定子绕组23上以便将定子绕组23内产生的交流电转变为直流电。有一后罩7被连接到后框架上以便覆盖并保护装在后框架4外侧的电刷装置5、整流器6和IC调节器9。后罩7用金属螺帽71固紧在从后框架4伸出的螺栓43上从而连接到后框架4上。整流器6被夹置在后框架4和后罩7之间。
参阅图2-13，电刷装置5包括将电刷51、52支承在其内的电刷夹150，和滑环罩250，将在下面详述。如图2所示，一对支承在电刷夹150内的电刷51、52可被弹簧64、65移动而抵压在滑环37、38上从而使电刷51、52可滑动地与滑环37、38接触。电流通过电刷51、52各自的引线被供到电刷51、52 上。滑环罩250覆盖着滑环37、38如图2所示。电刷夹150和滑环罩都用树脂材料制成。
电刷夹150基本上呈盒状，有一对用来夹持电刷的空档151、152向电刷夹150的内壁160开启(参阅图5)。在内壁160之外沿着转子轴33的轴向延伸的周壁161与内壁160被制成一体。当电刷装置5被安装在交流发电机1上时，周壁161的圆形表面离开转子轴33旋转中心的半径基本上恒定。在交流发电机1后侧的周壁后端162的中心制有一个突出部163。与此类似，在前侧的周壁前端164的中心制有另一个突出部165。
如图6-8所示，滑环罩由一个覆盖滑环37、38周面外侧的弧形壁252、一个封闭弧形壁252后轴向端的后平直壁254、和一个封闭弧形壁252前轴向端的前平直壁252构成。弧形壁252在一垂直于轴向的平面上的横截面呈U字状，而弧形壁252的两端252A、252B延伸到一个足够覆盖电刷夹150的侧壁155、156的位置上。在两端252A、252B之间的宽度(参阅图7)大于电刷夹150在两侧壁155、156之间的宽度。当电刷夹150被连接到滑环罩250上时，在滑环罩250和电刷夹150之间形成开口C1(参阅图10)。
如图7所示，封闭弧形壁252轴向后端的后平直壁254被延伸到形成一个形状与电刷夹150相对应的延伸部254A。在后平直壁254上制有一个可与电刷夹150的突出部163接合的通孔255。如图8所示，前平直壁256有一前突缘258，通过该突缘转子轴33可延伸到滑环罩250之内。前平直壁256被延伸到形成一个形状与电刷夹150相对应的延伸部256A。在前平直壁256上制有一个可与电刷夹150的突出部165接合的通孔257。如图13所示，通孔255由一个方形部255A和一个椭圆形部255B连接在一起构成。另一个通孔257具有与通孔255相同的形状。前突缘258延伸到后框架4的前侧，前突缘258的外直径基本上等于后框架的孔直径，转子轴33延伸通过后框架的孔。
如图6和9所示，在后平直壁254上制有一个台阶部254B，当电刷夹150被连接到滑环罩250上时该台阶部将与电刷夹150的对接端162A对接。同样，在前平直壁256上制有一个台阶部256B，该台阶部将与电刷夹150的对接端164A对接。当电刷夹150被嵌置在滑环罩250内如图11所示时，对接端162A、164A将分别与台阶部254B、256B对接，从而可确定电刷150相对于滑环罩250的位置。
图9-12示出将电刷夹150连接到滑环罩250上而构成的电刷装置5。如图11所示，电刷夹150被嵌置到滑环罩250之内。在电刷夹150的对接部162A、164A与滑环罩250的台阶部254B、256B对接的同时，电刷夹150的突出部163、165与滑环罩250的通孔255、257接合。这样便可将电刷夹150连接到滑环罩250上如图12所示。
滑环罩250的后平直壁254只与电刷夹150周壁161的后端162接触，从而在后平直壁254的延伸部254A与电刷夹150的侧面之间形成一个间隙C2如图9所示。同样，前平直壁256只与周壁161的前端164接触，从而在前平直壁256的延伸部256A与电刷夹150的侧面之间形成另一个间隙C3。这两个间隙C2和C3都与在电刷夹150的侧壁155、156和滑环罩250的弧形壁252之间形成的开口C1连通。换句话说，间隙C2、C3沿着电刷夹150的外周面继续延伸到开口C1内。
在将电刷夹150嵌置到滑环罩250内之前，须将一个挡杆300插置到通孔255的椭圆部255B之内一直到该挡杆到达另一个通孔257为止。这样，该挡杆就可被夹持在两个通孔255、257的椭圆部之内。当电刷夹150的突出部163、165与通孔255、257的方形部255A接合时，支承在电刷夹150内的电刷51、52可用挡杆300克服弹簧64、65的回弹力将它推向到后方的电刷夹内。因此当电刷装置5是用电刷夹连接到滑环罩250上制成时，电刷51、52可基本上完整地被包含在电刷夹150内。
电刷装置5被装配到交流发电机1上以便覆盖滑环37、38，同时将电刷51、52保持在挡杆300所挡止的位置上。在电刷装置安装好以后，就可将挡杆300取出。这样，电刷装置5就可容易地被装配到交流发电机1上，而可在装配过程中避免电刷51、52与滑环37、38的接触。
本发明具有下列优点。当电刷51、52被定位在滑环37、38之下时，在电刷夹150和滑环罩250之间的开口C1是向下方(重力方向)开启。因此可以防止外来微粒包括水的从上方进入到开口C1内。由于开口C1被固定地在电刷夹150和滑环罩250之间制出，开口C1能可靠地被维持而可不管电刷装置的安装状态如何。由于开口C1是沿着滑环37、38的外周面制出并与轴向平行，因此电刷装置的轴向长度可做得较短。
弧形壁252被延伸到一个可覆盖电刷夹150的位置。因此，开口C1可被制造得足够宽，这样同时可防止水的由于表面间张力而潜入到电刷装置5之内。周壁161的后端162和前端164分别与后平直壁254和前平直壁对接。因此，电刷装置5的轴向长度可进一步被缩短。后、前平直壁254、256的延伸部254A、256A分别面向电刷夹150的侧面，从而形成间隙C2、C3。间隙C2、C3可防止水的由于表面间张力而潜入到电刷装置5的内部空间内。另外，由于开口C1和间隙C2、C3被制成连续的，因此可防止水的沿着后、前平直壁254、256而潜入到电刷装置5内。
在将电刷夹150连接到滑环罩250上的过程中，电刷夹150相对于滑环罩250的位置可由电刷夹150的对接端162A、164A和滑环罩250的台阶部254B、256B自动设定。另外，电刷夹150可容易地偶联到滑环罩250上只要使突出部163、165与通孔255、257接合即可。当将电刷装置5装配到交流发电机1上时，电刷51、52可被挡杆300推到电刷夹150内，因此，电刷装置5可容易地被装配到交流发电机1上，不会由于电刷51、52而被干扰。
本发明并不限于上述实施例，而可作各种修改。例如在电刷夹150和滑环罩250之间的开口“0”可向不是与电刷51、52的纵长方向即推动滑环的方向平行的方向开启如图14所示。在电刷夹150和滑环罩250之间的开口可被制成只覆盖滑环37、38轴向长度的一部分。在滑环37、38的两侧都制出开口C1可能并非必需。可以只在滑环的一侧制出一个开口。如图15所示，可在电刷装置5的一个轴向端上制出一个开口来增添或替代侧向开口C1。
开口可在电刷夹150上或滑环罩250上制出，或在两者之上制出。图16示出开口“0”在滑环罩230上制出的一例。在该例中，滑环罩被制成后框架的一个整体部，开口可在电刷夹150和后框架4之间被制出。
虽然本发明已结合上面的较优实施例示出并说明，但虽然本行业的行家仍能在形式和细节上作出各种改变而并不偏离本发明在所附权利要求中所限定的范围。

Claims (8)

1.一种汽车交流发电机(1)，具有：
连接到交流发电机转子轴(33)上的滑环(37、38)；
用来支承电刷(51、52)使其可滑动地与这些滑环接触的电刷夹(150)；
用来覆盖这些滑环的滑环罩(250)，该滑环罩被连接到该电刷夹上；及
用来将空气供应给这些滑环的开口(C1)，该开口在该电刷夹上或在该滑环罩上或在该滑环罩和该电刷夹之间被制出，其中：
从滑环(37、38)看去，该出口(C1)通向电刷夹(150)。
2.权利要求1的汽车交流发电机，其特征在于：
该电刷夹(150)和滑环罩(250)构成一整体的电刷装置(5)，而该开口(C1)在该电刷夹和该滑环罩之间被制出.
3.权利要求2的汽车交流发电机，其特征在于：
滑环罩(250)包括一个包围这些滑环外圆面的弧形壁(252)，并且
该开口(C1)在弧形壁(252)和面向该弧形壁的电刷夹(150)之间被制出。
4.权利要求3的汽车交流发电机，其特征在于：
该弧形壁(252)延伸到覆盖电刷夹(150)的侧壁(155、156)的一个位置。
5.权利要求3的汽车交流发电机，其特征在于：
该滑环罩(250)包括一对连接到弧形壁(252)上而与该转子轴垂直的平直壁(254、256)；
每一平直壁(254、256)与该电刷夹接触，并从其接触该电刷夹的一个位置延伸，形成一个延伸部(254A，256A)；及
在该延伸部和该电刷夹之间形成间隙(C2、C3)。
6.权利要求5的汽车交流发电机，其特征在于：
开口(C1)和间隙(C2、C3)是沿该电刷夹(150)的外周面连续的。
7.权利要求5的汽车交流发电机，其特征在于：
在每一个平直壁(254、256)上，在该电刷夹接触该平直壁的位置上，制有一个通孔(255、257)；及
在电刷夹(150)上制有一对突出部(163、165)，使每一个突出部与该通孔接合。
8.权利要求7的汽车交流发电机，其特征在于：
当电刷(51、52)被推到电刷夹(150)内并被包含在其内时，每个通孔(255、257)的位置与电刷末梢所在位置相对应；并且
这些通孔用作将一挡杆(300)插入其内的孔，以使这些电刷停止在被包含在电刷夹(150)内的位置上。
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