JP4906909B2 - AC generator for vehicles - Google Patents
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Description
この発明は、車両用交流発電機に関し、特に固定子巻線の口出導体の端末処理に関するものである。 The present invention relates to a vehicular AC generator, and more particularly to a terminal treatment of a lead conductor of a stator winding.
従来の車両用交流発電機では、金属端子に設けられた接合片が口出導体の端部を両側から抱き込む状態にカシメ固定され、両側から抱き込んだ接合片間が口出導体の一部を露出するように接合片の先端側に設けられた切り欠き近辺でアーク溶接されて、固定子巻線の口出導体と金属端子とが接合、固定されていた(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional vehicle alternator, the joining piece provided on the metal terminal is caulked and fixed so that the end of the lead conductor is embraced from both sides, and the part between the joining pieces embraced from both sides is a part of the lead conductor. Was arc welded in the vicinity of the notch provided on the tip end side of the joining piece so as to expose the wire, and the lead conductor of the stator winding and the metal terminal were joined and fixed (for example, see Patent Document 1). .
しかし、従来の車両用交流発電機では、口出導体の端部を両側から抱き込んだ接合片間が切り欠き近辺でアーク溶接されているので、溶接時に発生するガスが切り欠きから逃げ、ブローホールの発生が抑制されるが、溶接スポット内の接合片の容積が少なく、溶け込み量が少なくなる。これにより、口出導体と金属端子との間の接合強度が低下し、口出導体と金属端子との間の接合部の耐振性が低下し、長期的な信頼性を確保できないという不具合があった。 However, in conventional AC generators for vehicles, since the gap between the joining pieces that embed the end of the lead conductor from both sides is arc welded in the vicinity of the notch, the gas generated during welding escapes from the notch and blows. Although the generation of holes is suppressed, the volume of the joining piece in the welding spot is small and the amount of penetration is small. As a result, the bonding strength between the lead conductor and the metal terminal is lowered, the vibration resistance of the joint between the lead conductor and the metal terminal is lowered, and long-term reliability cannot be secured. It was.
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、口出導体と金属端子との接合部における接合片の溶け込み量を確保すると共に、溶接時に発生するガスを効果的に逃がしてブローホールの発生を抑制して、接合部の耐振性を高め、信頼性に優れた車両用交流発電機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and ensures the amount of penetration of the joining piece at the joint between the lead conductor and the metal terminal, and effectively releases the gas generated during welding to blow holes. An object of the present invention is to obtain an AC generator for a vehicle that suppresses the occurrence of the above and improves the vibration resistance of the joint portion and is excellent in reliability.
この発明による車両用交流発電機は、ブラケットに回転可能に支持された回転子と、固定子鉄心、および固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有し、上記回転子を囲繞するように上記ブラケットに支持された固定子と、上記固定子巻線の口出導体に接合された金属端子が接続され、上記固定子巻線に発生する交流電力を整流する整流器と、を備えている。そして、上記金属端子は、上記整流器に接続されるリング平板状の取付部、該取付部から径方向外方に延在し、所定の周方向幅を有する基部、および該基部の延出端部から該基部の延在方向と直交する方向に延在し、該基部の延在方向に所定の幅を有する一対の接合片を有し、上記口出導体の端部が、その端面を上記取付部に向けて上記基部に宛がわれ、上記一対の接合片により両側から抱き込まれる状態にカシメ固定され、上記口出導体の端部を抱き込んだ上記一対の接合片間がアーク溶接されて接合一体化されており、切り欠きが、上記一対の接合片の溶接領域を外して該溶接領域の周辺に、上記口出導体の一部を露出するように該接合片を切り欠いて形成されている。 An automotive alternator according to the present invention includes a rotor rotatably supported by a bracket, a stator core, and a stator winding wound around the stator core, and surrounds the rotor. A stator supported by the bracket, and a rectifier connected to a metal terminal joined to the lead conductor of the stator winding for rectifying AC power generated in the stator winding. . The metal terminal includes a ring flat plate-shaped mounting portion connected to the rectifier, a base portion extending radially outward from the mounting portion and having a predetermined circumferential width, and an extending end portion of the base portion A pair of joining pieces extending in a direction orthogonal to the extending direction of the base and having a predetermined width in the extending direction of the base, and the end of the lead conductor is attached to the end face And is caulked and fixed in a state of being embraced from both sides by the pair of joint pieces, and arc-welded between the pair of joint pieces embracing the ends of the lead conductors. are joined integrally, notch, the periphery of the weld region by removing the welding region of the pair of joining pieces are formed by cutting out the bonding strip to expose a portion of the lead conductor ing.
この発明によれば、金属端子の接合片が口出導体の端部に両側から抱き込む状態にカシメ固定され、口出導体の端部を抱き込んだ接合片間がアーク溶接されて接合一体化されているので、口出導体の端部と金属端子との接合部が十分な引張り強度を有し、疲労破断の発生を抑えることができ、信頼性を高めることができる。 According to the present invention, the joining piece of the metal terminal is caulked and fixed to the end portion of the lead conductor from both sides, and the joining pieces that have tucked the end portion of the lead conductor are arc-welded and joined together. Therefore, the joint portion between the end portion of the lead conductor and the metal terminal has a sufficient tensile strength, the occurrence of fatigue fracture can be suppressed, and the reliability can be improved.
切り欠きが接合片の溶接領域周辺の非溶接領域に口出導体の一部を露出するように形成されているので、溶接時に金属端子や口出導体に含まれる酸化物の還元にともなって発生する水蒸気が溶融導体内に留まらずに切り欠きから抜ける。これにより、溶融導体内にブローホールの発生が抑制され、ブローホールに起因する耐振性の低下や、接合部の電気抵抗の増大を防止することができる。また、溶接スポット内の接合片の面積が大きくなり、溶接時、接合片の溶け込み量が多くなり、接合強度が高められる。 The notch is formed so that a part of the lead conductor is exposed in the non-welded area around the welded area of the joint piece, and this occurs when the oxide contained in the metal terminal and lead conductor is reduced during welding. Water vapor that escapes from the cutout without staying in the molten conductor. Thereby, generation | occurrence | production of a blowhole in a molten conductor is suppressed, and the fall of the vibration resistance resulting from a blowhole and the increase in the electrical resistance of a junction part can be prevented. Moreover, the area of the joining piece in a welding spot becomes large, the amount of penetration of a joining piece increases at the time of welding, and joining strength is raised.
以下、本発明による車両用交流発電機の固定子の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a stator for a vehicle alternator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はこの発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機を示す縦断面図、図2はこの発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機における固定子を示す斜視図、図3はこの発明の一実施の形態に係る車両用交流発電機における固定子巻線の口出導体の端末処理を説明する斜視図である。 1 is a longitudinal sectional view showing a vehicle alternator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a stator in the vehicle alternator according to an embodiment of the present invention, and FIG. These are the perspective views explaining the terminal process of the lead conductor of the stator winding | coil in the alternating current generator for vehicles which concerns on one embodiment of this invention.
図1において、車両用交流発電機1は、それぞれ略椀形状のアルミニウム製のフロントブラケット2とリヤブラケット3とからなるハウジング4と、このハウジング4に軸受5a,5bを介して回転自在に支持されたシャフト6と、ハウジング4のフロント側に延出するシャフト6の端部に固着されたプーリ7と、シャフト6に固定されてハウジング4内に配設された回転子8と、回転子8を囲繞するようにハウジング4に固定された固定子20と、シャフト6のリヤ側に固定され、回転子8に電流を供給する一対のスリップリング12と、各スリップリング12の表面に摺動する一対のブラシ13と、これらのブラシ13を収容するブラシホルダ14と、固定子20に電気的に接続され、固定子20で生じた交流を直流に変換する整流器15と、ブラシホルダ14に取り付けられて、固定子20で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器16と、を備えている。
In FIG. 1, an
回転子8は、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁巻線9と、界磁巻線9を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア10と、ポールコア10の軸心位置に貫装されたシャフト6と、を備えている。ファン11がポールコア10の軸方向両端面に溶接などにより固着されている。
The
固定子20は、フロントブラケット2およびリヤブラケット3に軸方向両側から挟持され、回転子8のポールコア10の外周面との間に均一なギャップを確保してポールコア10を囲繞するように配設された固定子鉄心21と、固定子鉄心21に巻装された固定子巻線22と、を備えている。
The
つぎに、固定子20の構造について図2を参照しつつ説明する。
固定子鉄心21は、円環状のコアバック部21a、それぞれコアバック部21aの内周面から径方向内方に延在し、かつ周方向に等角ピッチで配列するティース部21b、およびコアバック部21aと隣り合うティース部21bとにより画成されるスロット21cを有する。
Next, the structure of the
The
固定子巻線22を構成する相巻線23は、1本の導体線30をスロット21cから軸方向一側に延出し、固定子鉄心21の一端面上を周方向一側に伸びて3スロット離れたスロット21cに入り、当該スロット21cから軸方向他側に延出し、固定子鉄心21の他端面上を周方向一側に伸びて3スロット離れたスロット21cに入るように、波巻きに所定回周回した後、スロット21cから軸方向一側に延出した導体線30を、固定子鉄心21の一端面上を周方向他側に伸びて3スロット離れたスロット21cに入り、当該スロット21cから軸方向他側に延出し、固定子鉄心21の他端面上を周方向他側に伸びて3スロット離れたスロット21cに入るように、波巻きに所定回周回して形成された振り分け巻線に構成されている。
The phase winding 23 constituting the stator winding 22 has one
なお、図2には、相巻線23の一部のみが固定子鉄心21に巻装されているが、実際には、相巻線23が、3スロット毎のスロット21cにより構成されるスロット群のそれぞれに巻装されている。すなわち、3つの相巻線23が、それぞれ巻装されるスロット21cを1スロットずつずらして固定子鉄心21に巻装されている。
In FIG. 2, only a part of the phase winding 23 is wound around the
各相巻線23の巻き始めに対応する導体線30の端部が接合一体化され、中性点24を構成する。これにより、固定子巻線22は、3つの相巻線23をY結線してなる三相交流巻線に構成されている。そして、各相巻線23の巻き終わりに対応する導体線30の端部が各相の口出導体25を構成する。さらに、金属端子26が各口出導体25の先端部に電気的に接続状態に固着されている。ここで、導体線30は、例えば、ポリイミドアミド樹脂などの高耐熱性樹脂からなる絶縁被膜32を断面矩形の銅線31に被覆して作製された絶縁被覆導体線である。
End portions of the
このように構成された固定子20は、フロントブラケット2およびリヤブラケット3に軸方向両側から固定子鉄心21を挟持され、回転子8のポールコア10の外周面との間に均一なギャップを確保してポールコア10を囲繞するように配設される。そして、口出導体25の先端部に固着された金属端子26を整流器15のサーキットボード15aにねじ17により締着固定され、固定子巻線22が整流器15に電気的に接続される。
The
このように構成された車両用交流発電機1は、バッテリ(図示せず)からブラシ13、スリップリング12を介して界磁巻線9に界磁電流が供給されて磁束が発生する。この磁束により、ポールコア10の爪状磁極が周方向に交互にN極とS極とに磁化される。
一方、エンジンの回転トルクがベルト(図示せず)およびプーリ7を介してシャフト6に伝達され、回転子8が回転される。そこで、回転磁界が固定子20の固定子巻線22に与えられ、起電力が固定子巻線22に発生する。そして、固定子巻線22に発生した交流の起電力が、整流器15により直流に整流されるとともに、その出力電圧の大きさが電圧調整器16により調整され、バッテリや車載電気負荷に供給される。
In the
On the other hand, the rotational torque of the engine is transmitted to the shaft 6 via a belt (not shown) and the
つぎに、固定子巻線22の口出導体25の端末処理について図3を参照しつつ説明する。
金属端子26は、銅、銅合金などで作製され、リング平板状の取付部27と、取付部27から径方向外方に延設されたカシメ部28と、を有する。カシメ部28は、取付部27から径方向外方に延在し、所定の周方向幅を有する矩形平板状の基部28aと、基部28aの延出端部から基部28aの延出方向と直交する方向に延在する一対の接合片28b,28cと、を有する。一対の接合片28b,28cは、基部28aの延出方向に所定の幅を有する矩形平板状の後端側の角部を切り欠いた形状に形成されている。これにより、一対の接合片28b,28cが露出する銅線31を両側から抱き込んだ際に、接合片28b,28c間の後端側、即ち取付部27と反対側に銅線31の一部が露出されるようになっている。
Next, terminal processing of the
The
口出導体25の端部は絶縁被膜32が除去され、銅線31が露出されている。そして、口出導体25の端部がその端面を取付部27に向けてカシメ部28に宛がわれ、接合片28b,28cにより両側から抱き込まれる状態にカシメ固定される。ついで、例えばTIG溶接などのアーク溶接が接合片28b,28c間の先端側に施され、口出導体25の端部と金属端子26とが溶接、固定される。図3中、矢印Aが溶接領域を示している。このとき、切り欠き29が、露出する銅線31を両側から抱き込んだ接合片28b,28c間の取付部27と反対側に形成され、銅線31の一部が露出されている。
The insulating
この口出導体25の端末処理構造では、口出導体25の端部が接合片28b,28cにより両側から抱き込まれる状態にカシメ固定された後、接合片28b,28c間をアーク溶接している。そこで、口出導体25の端部と金属端子26との接合部が十分な引張り強度を有し、疲労破断の発生を抑えることができ、信頼性を高めることができる。
In the terminal treatment structure of the
切り欠き29が口出導体25の端部を両側から抱き込んだ接合片28b,28c間の後端側に形成されている。そこで、溶接時に金属端子26や導体線30に含まれる酸化物の還元にともなって発生する水蒸気が溶融導体内に留まらず切り欠き27から抜ける。これにより、溶融導体内にブローホールの発生が抑制され、ブローホールに起因する耐振性の低下や、接合部の電気抵抗の増大を防止することができる。また、切り欠き29が形成されているので、接合片28b,28cの容積がその分小さくなる。そこで、溶接時に、接合片28b,28cの溶接領域Aに入射した熱が効率的に銅線31に伝達され、接合片28b,28cと銅線31とが同時に溶融され、接合強度が高められ、接合部の電気抵抗が低減される。
A
接合片28b,28c間の先端側がアーク溶接されている。そこで、金属端子26の後端側に位置する絶縁被膜32が熱劣化しにくくなり、口出導体25の耐食性の低下が抑えられる。
切り欠き29が溶接領域Aを外れて形成されているので、溶接領域A、即ち溶接スポット内の接合片28b,28cの面積が大きくなる。そこで、溶接時、接合片28b,28cの溶け込み量が多くなり、接合強度が高められる。
The tip side between the joining
Since the
なお、上記実施の形態では、切り欠きが接合片の後端側に形成されているものとしているが、切り欠きの形成位置は、接合片の後端側に限定されるものではなく、接合片の溶接領域周辺の非溶接領域に形成されていればよい。 In the above embodiment, the notch is formed on the rear end side of the joining piece. However, the position where the notch is formed is not limited to the rear end side of the joining piece. What is necessary is just to be formed in the non-welding area | region of the welding area periphery.
また、上記実施の形態では、断面矩形の導体線を用いるものとしているが、導体線は断面矩形に限定されるものではなく、断面円形でもよいし、断面円形の導体線を用い、端部を断面矩形に塑性変形させてもよい。
また、上記実施の形態では、1本の導体線を両側から一対の接合片で抱き込んで溶接、固定するものとしているが、巻線の構成によっては、複数本の導体線を一対の接合片で抱き込んで溶接、固定することになる。
In the above embodiment, a conductor wire having a rectangular cross section is used. However, the conductor wire is not limited to a rectangular cross section, and may be a circular cross section. It may be plastically deformed into a rectangular cross section.
Further, in the above embodiment, one conductor wire is held by a pair of joining pieces from both sides and welded and fixed, but depending on the configuration of the winding, a plurality of conductor wires may be paired with a pair of joining pieces. It will be held in place and welded and fixed.
2 フロントブラケット、3 リヤブラケット、8 回転子、15 整流器、20 固定子、21 固定子鉄心、22 固定子巻線、25 口出導体、26 金属端子、28b,28c 接合片、29 切り欠き、A 溶接領域。 2 Front bracket, 3 Rear bracket, 8 Rotor, 15 Rectifier, 20 Stator, 21 Stator core, 22 Stator winding, 25 Lead conductor, 26 Metal terminal, 28b, 28c Joint piece, 29 Notch, A Welding area.
Claims (2)
固定子鉄心、および固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有し、上記回転子を囲繞するように上記ブラケットに支持された固定子と、
上記固定子巻線の口出導体に接合された金属端子が接続され、上記固定子巻線に発生する交流電力を整流する整流器と、を備え、
上記金属端子は、上記整流器に接続されるリング平板状の取付部、該取付部から径方向外方に延在し、所定の周方向幅を有する基部、および該基部の延出端部から該基部の延在方向と直交する方向に延在し、該基部の延在方向に所定の幅を有する一対の接合片を有し、
上記口出導体の端部が、その端面を上記取付部に向けて上記基部に宛がわれ、上記一対の接合片により両側から抱き込まれる状態にカシメ固定され、
上記口出導体の端部を抱き込んだ上記一対の接合片間がアーク溶接されて接合一体化されており、
切り欠きが、上記一対の接合片の溶接領域を外して該溶接領域の周辺に、上記口出導体の一部を露出するように該接合片を切り欠いて形成されていることを特徴とする車両用交流発電機。 A rotor rotatably supported by the bracket;
A stator core, and a stator winding wound around the stator core, the stator supported by the bracket so as to surround the rotor, and
A metal terminal joined to the lead conductor of the stator winding, and a rectifier that rectifies AC power generated in the stator winding, and
The metal terminal includes a ring flat plate-shaped attachment portion connected to the rectifier, a base portion extending radially outward from the attachment portion and having a predetermined circumferential width, and an extending end portion of the base portion. Extending in a direction perpendicular to the extending direction of the base, and having a pair of joining pieces having a predetermined width in the extending direction of the base,
The end portion of the lead conductor is directed to the base portion with its end surface facing the mounting portion, and is caulked and fixed in a state of being embraced from both sides by the pair of joining pieces,
Between the pair of joining pieces that embrace the end of the lead conductor is arc-welded and joined and integrated,
Notch, the periphery of the weld region by removing the welding region of the pair of joining pieces, characterized in that it is formed by notching the bonding strip to expose a portion of the lead conductor AC generator for vehicles.
上記切り欠きは、上記一対の接合片の後端角部を切り欠いて形成されていることを特徴とする請求項1記載の車両用交流発電機。 The lead conductor and the metal terminal are integrated by arc welding at the tip side between the joining pieces embedding the end of the lead conductor ,
2. The vehicle alternator according to claim 1 , wherein the notch is formed by notching a rear end corner of the pair of joining pieces .
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