CN101675575B - 车用交流发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明得到一种车用交流发电机，所述车用交流发电机具有可以减小后支架内的电刷架组件的周向的专有空间、并且可以减少水或灰尘等进入调节器电路收纳部的电刷架组件。电刷架组件具有底座和板。底座是将电刷架部、调节器电路收纳部及连接器部一体铸模成形制造的，板安装在电刷架部并具有将调节器电路收纳部的树脂注入口封住的盖板部。电刷架部、调节器电路收纳部及连接器部的各中心线位于包含转轴的轴心的同一平面上。形成在后支架并引出连接器部的引出用开口大致被连接器部及盖板部封住。
Description
技术领域
本发明涉及车用交流发电机，特别是涉及将调节器电路收纳部、连接器部及电刷架部一体构成的、改良的电刷架组件。
背景技术
在以往的车用交流发电机中，电刷架组件是将连接器部配置在调节器电路收纳部与电刷架部的一侧而一体构成的(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本专利第3579298号公报
发明内容
在以往的车用交流发电机中，连接器部位于调节器电路收纳部与电刷架部的一侧。因此，若将电刷架组件与转轴的轴心垂直地配置在支架内，则电刷架组件会沿着周向的大范围延伸。因此，在支架内与电刷架组件在同一平面配设的整流器的设置空间会缩小。
另外，调节器电路收纳部的树脂注入口向径向外侧打开，水或灰尘等容易从形成于支架的连接器部引出用开口进入调节器电路收纳部。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于得到一种车用交流发电机，该车用交流发电机具有可以减小后支架内的电刷架组件的周向的专有空间、并且可以减少水或灰尘等进入调节器电路收纳部的电刷架组件。
本发明所涉及的车用交流发电机包括：转子，该转子与转轴固定；前支架及后支架，该前支架及后支架旋转自如地支承上述转轴并内装有上述转子；定子，该定子被上述前支架及后支架保持并包围上述转子；冷却风扇，该冷却风扇固定在上述转子的轴向端面；以及调节器电路，该调节器电路调整由上述定子产生的交流电压的大小。并且，车用交流发电机包括：底座，该底座将使电刷***孔的孔方向与径向一致且与上述转子相对配置并将电刷保持在该电刷 ***孔内的电刷架部、在该电刷架部的后支架侧将树脂注入口朝向径向外侧配置并收纳保持上述调节器电路的调节器电路收纳部、以及配置在电刷架部的后支架侧的连接器部一体铸模成形，安装在上述后支架内；帽，该帽安装在上述电刷架部的径向外端部并将上述电刷***孔封住；以及树脂制的板，该树脂制的板安装在上述电刷架部并具有将上述树脂注入口封住的盖板部。而且，上述电刷架部、上述调节器电路收纳部及上述连接器部形成为其各中心线位于包含上述转轴轴心的同一平面上，形成在上述后支架并引出上述连接器部的引出用开口大致被上述连接器部及上述盖板部封住。
根据本发明，由于上述电刷架部、上述调节器电路收纳部及上述连接器部形成为各中心线位于包含上述转轴轴心的同一平面上，因此可以减少底座的周向的专有空间。另外，由于引出连接器部的引出用开口大致被上述连接器部及上述盖板部封住，因此可以抑制水或灰尘从引出用开口进入后支架内。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的整体结构的剖视图。
图2是表示从正面、上面及右侧面观察适用于本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的电刷架组件的形态的图。
图3是适用于本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的电刷架组件的立体图。
图4是构成适用于本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的电刷架组件的底座的立体图。
图5是表示从正面、上面及左侧面观察构成适用于本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的电刷架组件的板的形态的图。
图6是构成适用于本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的电刷架组件的板的后视图。
图7是图6的VII-VII向视剖视图。
图8是构成适用于本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的电刷架组件的板的立体图。
图9是构成适用于本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的电刷架组件的板的立体图。
图10A是表示适用于本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的板的重叠状态的俯视图。
图10B是表示适用于本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的板的重叠状态的侧视图。
图10C是表示适用于本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的板的重叠状态的后视图。
图11A是表示本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的整流器和电刷架组件的安装状态的主视图。
图11B是表示本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的整流器和电刷架组件的安装状态的剖视图。
图12A是本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的后侧端面图。
图12B是表示本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的引出用开口周围的俯视图。
图13是表示本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的整流器的安装状态的主视图。
图14是说明本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的电刷架组件的安装方法的图。
具体实施方式
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的整体结构的剖视图。
图1中，车用交流发电机包括：壳体3，该壳体3由分别近似碗形的铝制的前支架1与后支架2构成；转轴4，该转轴4被支承在该壳体3的轴心位置，能旋转自如；滑轮5，该滑轮5与向壳体3的前侧延伸的转轴4的一端固定；凸极型转子6，该凸极型转子6固定在该转轴4上并旋转自如地配设在壳体3内；定子8，该定子8包围该转子6并保持在壳体3的内壁面；一对滑环9，该一对滑环9固定在转轴4的另一端部，并向转子6的转子线圈16提供电流； 电刷架部10，该电刷架部10配设在滑环9的外周；电刷11，该电刷11与各滑环9滑动接触那样配设在电刷架部10内；整流器12，该整流器12与定子8的定子线圈19电连接，并将定子线圈19产生的交流电整流为直流电；调节器电路13，该调节器电路13调整定子线圈19产生的交流电压的大小；以及连接器部14，该连接器部14安装有外部连接器。
转子6具有：流过电流并产生磁通的转子线圈16；以及覆盖转子线圈16而设置的、由其磁通形成磁极的磁极铁心17。转轴4插通、固定在磁极铁心17的轴心位置。冷却风扇7a、7b固定在磁极铁心17的轴向两端面。
定子8包括：被前支架1与后支架2夹持、包围转子6而配置的定子铁心18；以及安装在该定子铁心18中的定子线圈19。定子线圈19是将导体线卷绕在定子铁心18的槽中而制造的。导体线从定子铁心18的槽向定子铁心18的轴向两端侧延伸，构成线圈端部20。导体线的收纳在定子铁心18的槽内的部位形成为矩形截面。此处，利用转子6的旋转，对定子线圈19施加旋转磁场，在定子线圈19中产生电动势。
接下来，参照图2至图9说明电刷架组件40的结构。图2是表示从正面、上面及右侧面观察适用于本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的电刷架组件的形态的图；图3是电刷架组件的立体图；图4是构成电刷架组件的底座的立体图。图5是表示从正面、上面及左侧面观察构成电刷架组件的板的形态的图；图6是构成电刷架组件的板的后视图；图7是图6的VII-VII向视剖视图。图8及图9是构成电刷架组件的板的立体图，图8表示板的正面侧，图9表示板的背面侧。
电刷架组件40包括底座41、和装拆自如地安装在电刷架部10的板42，其中底座41是例如使用聚苯硫醚(PPS)树脂将电刷架部10、连接器部14、调节器电路收纳部15及圆筒状的吊环部21一体铸模成形的。此处，由于吊环部21的轴心与转轴4的轴心一致，因此将与吊环部21的轴心垂直的方向作为径向。
电刷架部10从吊环部21的外周面沿径向延伸设置。电刷***孔10a在吊环部21的轴心方向离开，且面对吊环部21内那样形成于电刷架部10。调节器电路收纳部15在电刷架部10的吊环部21的轴心方向一侧与电刷架部10重叠， 且相邻配置。连接器部14将开口部14a朝向径向外侧，在调节器电路收纳部15的径向外侧，与调节器电路收纳部15相邻配置。电刷架部10、连接器部14及调节器电路收纳部15的各中心线位于通过吊环部21的轴心、即转轴4的轴心的同一平面上。在底座41的电刷架部10的周向一侧，贯穿设置有通风孔41a。
调节器电路13与具有多个翅片的散热器22固定，从调节器电路收纳部15的吊环部21的轴心方向一侧的开口收纳、保持在调节器电路收纳部15内。然后，绝缘树脂从调节器电路收纳部15的向径向外侧开口的树脂注入口15a填充至调节器电路收纳部15内。电刷11***电刷架部10的各电刷***孔10a，被弹簧25的作用力向吊环部21一侧按压。
将电刷***孔10a封住的帽为由树脂帽23与橡胶帽24构成的双层结构。树脂帽23的两端凹部23a与从电刷架部10的径向上端部向周向两侧突出设置的凸缘部10b嵌合来进行安装。橡胶帽24与树脂帽23的内表面固定，将各电刷***孔10a封住。
板42具有：例如使用PPS树脂铸模成形、将表面作为平坦面的整流板部43；以及从整流板部43成直角延伸设置、几乎覆盖调节器电路收纳部15的树脂注入口15a的盖板部44。
与板42嵌入成形的***导体的一端从整流板部43露出并构成端子部46、47，另一端延伸至凹下设在整流板部43的背面的电容器收纳部49内。防噪声用的电容器48与在电容器收纳部49内延伸的***导体的端部连接，收纳在电容器收纳部49内。填充树脂50填充在电容器收纳部49内，将电容器48埋入其中。
与电刷架部10嵌合的嵌合部51形成为在整流板部43的盖板部44的根部附近与电刷架部10的径向上端部的外形形状配合的一部分为阶梯状的内形形状。沿盖板部44的延伸方向延伸的三条突起52在与盖板部44的延伸方向垂直的方向以规定的间隔设置在盖板部44的内周面。板42将嵌合部51与电刷架部10嵌牢而安装在底座41上。据此，突起52按压树脂帽23的上端面，防止树脂帽23的脱离。另外，电刷架部10与整流板部43处于大致同一面的位置，整体上构成平坦面。
在盖板部44的外周面，沿盖板部44的延伸方向延伸的三条凹槽53以与突起52嵌合的槽形状，设置在与突起52对应的位置。槽54在盖板部44的周向一侧，使槽方向与凹槽53的槽方向一致，形成在整流板部43的侧壁。嵌合用的销55与槽54靠近，竖直设置在整流板部43的背面边缘部。即，突起52与凹槽53构成可重叠的嵌合卡合部，槽54与销55构成可重叠的嵌合卡合部。据此，使一个盖板部44的凹槽53与另一个盖板部44的突起52嵌合重合时，一个槽54与另一个销55嵌合，可以使两片板42实现紧凑的重叠。
因此，例如板42能以各重合五片的紧凑状态进行运送。此时，5片板42如图10A至图10C所示，相邻的板42的整流板部43的表面和背面两面互相接触，且盖板部44的表面和背面两面互相接触，偏离盖板部44的厚度的量进行重合。而且，相邻的板42的突起52与凹槽53嵌合，且槽54与销55嵌合，以防止板42之间的位置偏离。
接下来，说明整流器和电刷架组件的安装状态。
图11A及图11B是分别表示本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的整流器和电刷架组件的安装状态的主视图及剖视图；图12A是本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的后侧端面图；图12B是表示本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的引出用开口周围的俯视图；图13是表示本发明的一个实施方式所涉及的车用交流发电机的整流器的安装状态的主视图。
整流器12是将安装有多个二极管31的近似C字形的散热器32a、32b同心状地配设在同一平面上，将近似C字形的电路板33重叠在散热器32b上进行组装。安装在散热器32a、32b上的二极管31利用电路板33构成整流电路那样进行连接。
整流器12如图13所示，绕着后支架2的轴心配置为圆弧状，紧固在后支架2的内壁面。在近似C字形的整流器12的端面间的后支架2的内壁面，设置用于将连接器部14定位的定位部2f，较大的进气孔2g与调节器电路13的散热器22相对那样贯穿设置。
电刷架组件40如图11A及图11B所示，使吊环部21的轴心与后支架2的轴心一致，配置在整流器12的近似C字形的端面间，紧固在后支架2的内壁面。据此，整流板部43的表面与整流器12的相对冷却风扇7b的叶片的面处于同一面位置，构成平坦的环状的叶片相对面。
在后支架2，如图12A所示，设置许多进气孔2a与排气孔2b。另外，用于将外部连接器与连接器部14连接的引出用开口2c和B端子引出用开口2d分别贯穿设置在后支架的一部分。如图12B所示，引出用开口2c的除了连接器部14的引出部的大部分被板42的盖板部44封住。
这样，根据本发明，由于电刷架部10、调节器电路收纳部15及连接器部14形成为各中心线位于包含转轴4的轴心的同一平面上的位置，因此可以缩小电刷架组件40的周向的专有空间。因此，可以增大电刷架组件40与配置于与转轴4的轴心垂直的同一平面上的整流器12的周向的专有空间，可以扩大散热器32a、32b的散热面积，可以有效对来自二极管31的发热进行散热。
由于引出连接器部14的引出用开口2c被连接器部14及盖板部44大致封住，因此可以减少水或灰尘从外部进入后支架2内。此时，由于调节器电路收纳部15的树脂注入口15a被板42的盖板部44封住，因此可以抑制水或灰尘进入调节器电路收纳部15。
另外，由于盖板部44从整流板部43的径向上端到达连接器部14附近那样延伸设置，因此可以与连接器部14协同工作将引出用开口2c大致封住。
由于整流板部43与整流器12及电刷架部10协同工作构成与冷却风扇7b的叶片相对的平坦的环状的叶片相对面，因此可以抑制因冷却风扇7b的旋转而产生的风噪声。
由于将设置在板42的嵌合部51与电刷架部10的径向上端侧嵌牢，而将板42安装在底座41上，因此板42的安装很简便。
由于突起52突出设置在盖板部44的内壁面，因此在将板42的嵌合部51与电刷架部10嵌牢时，突起52会按压树脂帽23。据此，板42的嵌牢力通过突起52作用在树脂帽23，可以阻止树脂帽23的脱离。
由于防噪声用的电容器48埋设在板42的整流板部43，形成一体，因此可以省略安装电容器48的构件，削减零部件数量，并且在电容器48发生故障时，只更换板42即可，也提高了维护性。
由于设置在盖板部44的内周面与外周面的突起52与凹槽53构成可重叠 的嵌合卡合部，同样，设置在整流板部43的两面的槽54与销55构成可重叠的嵌合卡合部，因此可以将多片板42紧凑地重叠，板42的运送变得容易，并且运送容积也减小了。
由于连接器部14向径向外侧突出，因此可以将电刷架组件40简便安装在后支架2内。即，如图14所示，将电刷架组件40沿轴向***后支架2内，接着向径向外侧移位，维持该状态并沿轴向压入，从而可以使连接器部14不接触后支架2，而顺畅组装。
另外，在上述实施方式中，连接器部14是将开口部14a朝向径向外侧并从后支架2向径向突出，但连接器部也可以将开口部朝向轴向并从后支架向轴向突出来进行制造。此时，可以减小电刷架组件的径向尺寸。
Claims (8)
1.一种车用交流发电机，其特征在于，包括：
转子，所述转子与转轴固定；
前支架及后支架，所述前支架及后支架旋转自如地支承所述转轴并内装有所述转子；
定子，所述定子被所述前支架及后支架保持并包围所述转子；
冷却风扇，所述冷却风扇固定在所述转子的轴向端面；
调节器电路，所述调节器电路调整由所述定子产生的交流电压的大小；
底座，所述底座将使电刷***孔的孔方向与径向一致且与所述转子相对配置并将电刷保持在所述电刷***孔内的电刷架部、在所述电刷架部的后支架侧将树脂注入口朝向径向外侧配置并收纳保持所述调节器电路的调节器电路收纳部、以及配置在电刷架部的后支架侧的连接器部一体铸模成形，安装在所述后支架内；
帽，所述帽安装在所述电刷架部的径向外端部并将所述电刷***孔封住；
树脂制的板，所述树脂制的板安装在所述电刷架部并具有将所述树脂注入口封住的盖板部；以及
与所述转子相对并安装在所述后支架内的整流器，
所述电刷架部、所述调节器电路收纳部及所述连接器部形成为各中心线位于包含所述转轴的轴心的同一平面上，
与所述电刷架部及所述整流器协同工作、构成与所述冷却风扇的叶片相对的环状的平坦面的整流板部一体形成在所述板上，
所述盖板部从所述整流板部的径向上端沿轴向延伸设置到所述连接器部的附近，
形成在所述后支架并引出所述连接器部的引出用开口被所述连接器部及所述盖板部封住，
所述径向是指与所述转子的轴心垂直的方向。
2.如权利要求1所述的车用交流发电机，其特征在于，所述连接器部与所述调节器电路收纳部的外径侧相邻配置。
3.如权利要求1或2所述的车用交流发电机，其特征在于，所述连接器部向径向外侧突出。
4.如权利要求1或2所述的车用交流发电机，其特征在于，防噪声用电容器埋设在所述板上。
5.如权利要求1或2所述的车用交流发电机，其特征在于，所述板可装拆地安装在所述电刷架部。
6.如权利要求1或2所述的车用交流发电机，其特征在于，所述帽构成为与所述电刷***孔的径向上部开口嵌牢的橡胶帽部和保持所述橡胶帽部的树脂帽部的双层结构。
7.如权利要求1或2所述的车用交流发电机，其特征在于，在所述盖板部形成将所述帽向所述电刷架部按压的突起。
8.如权利要求1或2所述的车用交流发电机，其特征在于，在所述板设置可重叠的嵌合卡合部。
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