CN103780023B - 交流发电机 - Google Patents
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Abstract
一种交流发电机，能实现零件的共用化，另外模塑体的成形模具也能使用相同的模具进行应对，从而能大幅降低制造成本。在本发明的车用交流发电机中，在模塑体(45)的一面侧，内置有电容元件的电容器(43)与嵌入导体电连接，在模塑体(45)的另一面侧，仅当装置主体设于交流发电机的外部时，电阻(44)与嵌入导体电连接，并且，仅当装置主体设于车用交流发电机时，装置主体与嵌入导体电连接。
Description
技术领域
本发明涉及能对应于具有调节输出电压大小功能的装置主体设于交流发电机的情况及该装置主体设于交流发电机外部的情况这两个情况的交流发电机。
背景技术
装设于发动机室的车用交流发电机被发动机驱动而旋转，以对电池进行充电或朝车载的电负载供电。根据电池的充电状态、电负载的要求电力等控制该输出电压的构件是电压调节装置。
作为构成为车用交流发电机内的零件的电压调节装置，已知有一种将具有控制输出电压的电压调节功能的装置主体和电容元件装设于保持件内的一体空间内，并将绝缘树脂从一个部位注入，以使双方同时固定化的装置(例如参照专利文献1)。
在该情况下，当注入树脂时，通过热导电件而接合于装置主体的发热部的散热器兼起到了作为底盖的功能，从而具有固定零件的个数削减、制造时间缩短等的效果。
另一方面，在车用交流发电机中，也存在一种在车辆侧的控制装置(ECU)中包括装置主体、但在发电机侧不具有装置主体的所谓无调节器(regulator)型的交流发电机。
在将装置主体设于发电机侧的主流的车用交流发电机中，在多种多样的发电机机种的大半部分中，关于连接器结构相同的发电机，供组装的零件即电压调节装置在可能的范围中被共用。
然而，对于上述无调节器型的车用交流发电机，作为其主要零件的装置主体不在发电机侧，因此，基本上不能用共用零件来应对，因而不得不用不同规格的零件来应对。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011－130639号公报(图4)
上述专利文献1的车用交流发电机将装置主体和电容元件装设于保持件内的一体空间内，并将绝缘树脂从一个部位注入，但当以与无调节器型的车用交流发电机实现共用为目的而使用保持件，并从保持件上除去装置主体时，为了对装置主体进行散热而与装置主体抵接的散热器也将被拆下、即作为树脂承接盖的散热器也被除去，因此，在该状态下，无法将树脂密封于保持件内，电容元件、端子连接部处于露出的状态。
另外，从削减成本、削减零件的方面考虑，不能采用仅为了承接树脂而安装散热器的结构，因而存在无法实现零件共用化、制造成本降低这样的问题。
发明内容
本发明以解决上述问题为技术问题，其目的在于获得一种在具有调节输出电压大小功能的装置主体设于交流发电机的情况以及该装置主体设于交流发电机外部的情况这两种情况下，能将电压调节装置的零件作为共用零件来进行应对，另外模塑体的成形模具的大半部分也能使用相同的部分进行应对，从而能大幅降低制造成本的交流发电机。
本发明的交流发电机包括：定子，该定子卷绕安装有定子绕组；转子，该转子卷绕安装有转子绕组，且因被驱动旋转而在上述定子绕组中感应出交流电动势；以及整流装置，该整流装置将上述交流电动势转换为直流的输出电压，上述交流发电机包括模塑体，在具有调节上述输出电压大小功能的装置主体设于上述交流发电机的情况下和该装置主体设于交流发电机外部的情况下，该模塑体具有大致相同的外形，并具有嵌入导体，在上述模塑体的一面侧，内置有电容元件的电容器与上述嵌入导体电连接，在上述模塑体的另一面侧，仅当上述装置主体设于上述交流发电机外部时，电阻与上述嵌入导体电连接，并且，仅当上述装置主体设于上述车用交流发电机时，上述装置主体与上述嵌入导体电连接。
根据本发明的交流发电机，在模塑体的一面侧，内置有电容元件的电容器与嵌入导体电连接，在模塑体的另一面侧，仅当上述装置主体设于交流发电机的外部时，电阻与嵌入导体电连接，并且，仅当装置主体设于车用交流发电机时，装置主体与嵌入导体电连接，因此，能实现零件的共用化，另外模塑体的成形模具的大半部分也能使用相同的部分进行应对，从而能大幅降低制造成本。
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(无调节器型)的侧剖图。
图2是图1的车用交流发电机中除去了保护盖之后的状态下的后视图。
图3是图1的车用交流发电机的电路图。
图4是表示图1的调节装置半体的分解立体图。
图5是沿着图4的V－V线的向视剖视图。
图6是沿着图4的VI－VI线的向视剖视图。
图7是说明双面点焊的示意图。
图8是表示调节装置半体的电路图。
图9是表示模塑体的嵌入导体的立体图。
图10是表示本发明实施方式一的车用交流发电机(有调节器型)的侧剖图。
图11是图10的车用交流发电机中除去了保护盖之后的状态下的后视图。
图12是图10的车用交流发电机的电路图。
图13是图10的电压调节装置的分解立体图。
图14是沿着图13的XIV－XIV线的向视剖视图。
图15是表示本发明实施方式二的车用交流发电机(无调节器型)的调节装置半体的剖视图(对应于图5)。
图16是表示本发明实施方式二的车用交流发电机(无调节器型)的电压调节装置的剖视图(对应于图6)。
图17是说明单面点焊的示意图。
(符号说明)
1 车用交流发电机
2 前支架
3 后支架
4 壳体
5 轴承
6 轴
7 带轮
8 转子
9 励磁绕组
10 磁极铁心
11 风扇
12 定子
13 定子铁心
14a 导线
14 定子绕组
15 集电环
16 电刷
17 刷握
18 散热器
19 装置主体
19a 端子
20 连接器
20a 连接器端子
21 整流装置
22 正极侧散热器
22a 正极侧整流元件
23 负极侧散热器
23a 负极侧整流元件
24 电路板
25 保护盖
40、41、42 螺钉
43 电容器
43a 电容器端子
44a 引线
44 电阻
44a 引线
45、45A、45B 模塑体
45a 端子
45b 凹部
50、50A 调节装置半体
51 金属板
52 电极
53 加压控制装置
54 电流控制装置
55 焊接部
56 分隔部
57 填充件
58 电压调节装置
59 露出部(焊接部)
60 供电端子
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的各实施方式的车用交流发电机，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(无调节器型)的侧剖图，图2是图1的车用交流发电机中除去了保护盖25之后的状态下的后视图，图3是图1的车用交流发电机的电路图。
车用交流发电机1包括：壳体4，该壳体4由分别呈大致碗形状的铝制的前支架2、后支架3构成；轴6，该轴6通过一对轴承5以能自由旋转的方式支承于壳体4；带轮7，该带轮7固接于轴6的朝壳体4的前侧延伸的端部；转子8，该转子8固定于轴6且配置于壳体4内；风扇11，该风扇11固定于转子8的轴向的两端面；定子12，该定子12以将转子8围住的方式固定于壳体4；一对集电环15，这一对集电环15固定于轴6的朝壳体4的后侧延伸的延伸部，并朝转子8供电；以及一对电刷16，这一对电刷16在各集电环15的表面上滑动。
另外，车用交流发电机1包括：刷握17，该刷握17收容上述电刷16；调节装置半体50，该调节装置半体50配置于刷握17的外径侧，并具有电容器43、电阻44及模塑体(moldedbody)45，该电容器43内置有对在电路内产生的噪声进行吸收的电容元件；连接器20，该连接器20进行与电池等外部装置(未图示)的信号的输入输出；整流装置21，该整流装置21配置于后支架3的后侧，并将定子12中产生的交流电动势转换为直流的输出电压；以及保护盖25，该保护盖25以将刷握17、整流装置21覆盖的方式安装于后支架3。
转子8是爪极式转子，其包括：励磁绕组9，在该励磁绕组9中流过有励磁电流而产生磁通；以及磁极铁心10，该磁极铁心10被设置成覆盖励磁绕组9，并利用该励磁绕组9的磁通来形成磁极。另外，定子12包括：圆筒状的定子铁心13；以及定子绕组14，该定子绕组14卷绕安装于定子铁心13，并因随着转子8的旋转使得来自励磁绕组9的磁通变化而感应出交流电动势。定子12配置成使定子铁心13被前支架2和后支架3的开口端从轴向两端夹持，以围住转子8。
整流装置21包括：正极侧散热器22，该正极侧散热器22安装有多个正极侧整流元件22a；负极侧散热器23，该负极侧散热器23安装有多个负极侧整流元件23a；以及电路板24，该整流装置21将电路板24夹在正极侧散热器22与负极侧散热器23之间进行层叠，并构成为沿轴向观察呈大致C字形。此外，正极侧整流元件22a和负极侧整流元件23a通过电路板24连接而构成规定的桥式电路。
如上所述构成的整流装置21在集电环15的外周侧，在与轴6的轴心正交的平面上配置成以轴6为中心的扇形，并利用螺钉40旋紧固定在后支架3的外侧端面。此外，将定子绕组14的导线14a从后支架3拉出而与电路板24的端子连接，从而将整流装置21与定子绕组14电连接。
此外，刷握17配置在整流装置21的呈大致C字形的前端之间，并通过螺钉41旋紧固定于后支架3的外侧端面。同样地，调节装置半体50配置于整流装置21的呈大致C字形的前端位置、且配置于上述刷握17的外径侧。
图4是表示图1的调节装置半体50的立体图，图5是沿着图4的V－V线的向视剖视图，图6是沿着图4的VI－VI线的向视剖视图。
调节装置半体50包括：模塑体45，在该模塑体45上模塑有作为嵌入导体的多个端子45a；电容器43，该电容器43的端子43a与端子45a电连接；以及电阻44，该电阻44的引线44a与端子45a电连接。
除了一体设置的在连接器20内露出的连接器端子20a、接地部(图8、图9的E1)以外，嵌入模塑体45的端子45a的不涉及焊接的部位基本都被模塑，仅在焊接部位处露出两个面。
电容器43及电阻44分设于模塑体45的两个面，在一个面上设有电容器43，在另一个面上设有电阻44。
在模塑体45的另一个面上形成有凹部45b，在电阻44的侧面形成有相邻的分隔部56。
模塑体45利用螺钉42旋紧固定于后支架3的外侧端面。
电容器43的端子43a的上述露出的部位及电阻44的引线44a分别与模塑体45的端子45a重叠，从而通过图7所示的双面点焊(direct welding)而电连接。
双面点焊为以下方法：使两个金属板51重叠，一边利用由加压控制装置53控制的压力从金属板51的连接部位的上下方向对一对电极52进行加压，一边使由电流控制装置54控制的电流流动，以利用金属板51的电阻发热，在接触点形成焊接部55。
电容器43的端子43a的上述露出的部位及电阻44的引线44a与模塑体45的端子45a通过上述双面点焊连接，由于在端子45a的连接部位形成有突起，从而能形成可靠性较高的焊接结构。
另外，俯视观察时，在电阻44的焊接部的外侧配置有电容器43的焊接部，因此，在焊接作业时彼此不会碰撞，作业性较好，能获得具有紧凑结构的零件。
在焊接后，在设于电阻44侧面的分隔部56的内侧设置填充件57，以确保电阻44相对于模塑体45的固定和引线44a与端子45a的连接部的可靠性。
图8是表示调节装置半体50的电路图，图9是表示模塑体45的嵌入导体(虚线)的立体图，虚线表示作为嵌入导体的端子45a。图8的电路图中所示的调节装置半体50的各触点B1－B5、E1、E2与图9所示的端子45a的各部位B1－B5、E1、E2相对应。
在该实施方式中，利用分隔部56仅在电阻44的周围填充填充件57，而不在电容器43及电容器端子43a的周围设置填充件，因而在成本上是优异的。
不在电容器43及电容器端子43a的周围设置填充件的例子例如在日本专利特许登录414186838号公报的图5中示出。
即，图5是车用发电机的调节器的剖视图，由该图5可知，电容元件的高电位侧及低电位侧这两个部位的端子自身分离，除此之外，低电位侧还接地，电容元件的高、低电位侧端子未被填充件覆盖而是露出的。
也可在电容器43和电容器端子43a的周围也单独地设置填充件。
以上，对组装有调节装置半体50的车用交流发电机1(无调节器型)进行了说明，接着对组装有电压调节装置58的车用交流发电机1A(有调节器型)进行说明。
图10是表示该车用交流发电机1A的侧剖图，图11是图10的车用交流发电机1A中除去了保护盖25之后的状态下的后视图，图12是图10的车用交流发电机1A的电路图。
如图13、图14所示，该电压调节装置58包括：模塑体45A，在该模塑体45A上模塑有作为嵌入导体的端子45a；电容器43，该电容器43配置于模塑体45A的一面侧，且该电容器43的端子43a与端子45a电连接；装置主体19，该装置主体19配置于模塑体45A的另一面侧，且该装置主体19的端子19a与端子45a电连接；以及散热器18，该散热器18被配置成与具有调节电压输出大小功能的该装置主体19的底面抵接。
嵌入模塑体45的端子45a与上述车用交流发电机1的类似，在焊接部位处露出两个面。
在模塑体45A的另一个面上形成有凹部45b。
模塑体45A利用螺钉42旋紧固定于后支架3的外侧端面。
上述结构的电压调节装置58朝模塑体45A的凹部45b***装置主体19，使模塑体45A的端子45a的上述露出的部位与装置主体19的端子19a重叠并通过双面点焊而电连接。
接着，使模塑体45a翻转，使电容器43的端子43a与模塑体45A的端子45a的上述露出的部位重叠并通过双面点焊而电连接。
另外，俯视观察时，在装置主体19的焊接部的外侧配置有电容器43的焊接部，因此，在焊接作业时彼此不会碰撞，作业性较好，能获得具有紧凑的结构的零件。
然后，将散热器18隔着热传导件以抵接的方式配置于装置主体19，且固接于模塑体45A，从而覆盖凹部45b。
最后，朝凹部45b内填充填充件57。
端子19a的端子宽度自身较细，另外，彼此的距离也较狭小。与端子19a对应的端子45a也比其它部位细，彼此的间隔较狭小。
因此，在该填充中，利用绝缘树脂将端子19a的电连接部周边大致覆盖，以进行保护避免在装设于车辆时受到浸水、异物附着等的影响。
另外，若需分别在电容器43及电容器端子43a的周围设置填充件57，则能通过增加填充件57的填充量直至图14所示到达装置主体19的端子19a的上方即电容器端子43a为止，来简单地加以应对。
虽然图5所示的调节装置半体50用的模塑体45和图14所示的电压调节装置58用的模塑体45A存在是否具有分隔部56的差异，但它们具有大致相同的外形。
另外，仅各模塑体45、45A的作为嵌入导体的端子45a的结构不同，即便是所谓有调节器、无调节器这两种类型，也能以相同的成形模具来应对大半部分。
如上所述，根据该实施方式的车用交流发电机1、1A，在大致相同外形的模塑体45、45A的一面侧，内置有电容元件的电容器43与嵌入导体电连接，在另一面侧，仅当装置主体19设于车用交流发电机1的外部时，电阻44与嵌入导体电连接，并且，仅当装置主体19设于车用交流发电机1A上时，装置主体19与嵌入导体电连接。
因此，无调节器型的车用交流发电机1和有调节器型的车用交流发电机1A均能使用大致共用的模塑体45、45A来简单地对应于两种类型的车用交流发电机1、1A。
另外，模塑体45、45A具有大致相同的外形，并能用同一模具来应对模塑体的成形模具的大半部分，从而能大幅降低制造成本。
另外，电阻44或装置主体19配置于电容器43的投影面积内，另外，收纳于凹部45b内，因此，电压调节装置58是小型的。
此外，作为嵌入导体的多个端子45a的两个面在与电容器43、电阻44及装置主体19电连接的连接部位处露出，因此，通过所谓双面点焊隔着焊接部55施加较高的加压力，就能牢固地将端子45a与电容器43、电阻44及装置主体19连接。
另外，在嵌入导体的连接部位处形成有朝电容器43、电阻44及装置主体19一侧突出的突起，因此，提高了双面点焊的可靠性。
此外，即便突起形成于电容器43、电阻44及装置主体19，也能获得相同的效果。
另外，在模塑体45A的与电容器43相反一侧的面上形成有收纳装置主体19的凹部45b，因此，装置主体19在组装工序中与收纳于凹部45b同时，被设置于模塑体45A的规定位置，从而也提高了嵌入导体与装置主体19的端子19a的焊接作业性。
另外，还包括覆盖模塑体45A的凹部45b并配置成与装置主体19抵接的散热器18，因此，提高了装置主体19的散热性，并且散热器18也具有作为朝凹部45b内注入绝缘树脂时的底盖的功能。
实施方式二
图15、图16是表示本发明实施方式二的车用交流发电机1的调节装置半体50A的剖视图。
在实施方式一的调节装置半体50中，具有端子45a的两个面在模塑体45的焊接部位处露出而形成的露出部59(图6的焊接部)，但该实施方式的调节装置半体50A的模塑体45B采用仅端子45a的任意一个面在焊接部位处露出的结构。其他结构与实施方式一的车用交流发电机1相同。
在该调节装置半体50A的情况下，电容器43的端子43a及电阻44的引线44a以与模塑体45B的端子45a的上述露出的一侧部位分别重叠的方式载置，并通过图17所示的单面点焊而电连接。
该单面点焊为以下方法：将两个金属板51重叠，一边对金属板51的连接部位的一个电极52进行加压，一边使电流在电极52与供电端子60之间流动，以利用金属板51的电阻发热，在接触点上形成焊接部55。
作为该单面点焊的情况下的供电端子60的安装部位，能使用端子45a的其它露出部位、例如图9的部位B5、E1等。
根据该实施方式的车用交流发电机1，仅有嵌入导体的与电容器43、电阻44电连接的一个面露出，因此，即便处于存在大量水、泥等的恶劣条件下，由于端子45a的露出更少，因此，可靠性进一步提高。
此外，虽然无法如实施方式一所示，像夹住焊接部的双面点焊那样施加较高的加压力，但只要不使端子45a的焊接部的一侧露出即可，因此，模塑体45B的结构的自由度也较高，另外，在例如容易从图内上下方向接触水等的车载设备中是特别有用的。
另外，在上述实施方式二中，对所谓无调节器型的车用交流发电机1进行了说明，但当然也能适用于有调节器型的车用交流发电机1A。
另外，关于焊接方法，在实施方式一中，电容器端子43a、引线44a均通过双面点焊进行焊接，在实施方式二中，均通过单面点焊(indirect welding)进行焊接，但只要恰当地采用适于各个部位的方法即可，并不限定于上述方式。
另外，在上述各实施方式中，对车用交流发电机1、1A进行了说明，但本发明当然也能适用于车用发电机以外的发电机。
Claims (9)
1.一种交流发电机，包括：
定子，该定子卷绕安装有定子绕组；
转子，该转子卷绕安装有转子绕组，且因被驱动旋转而在所述定子绕组中感应出交流电动势；以及
整流装置，该整流装置将所述交流电动势转换为直流的输出电压，
其特征在于，
所述交流发电机包括模塑体，在具有调节所述输出电压大小功能的装置主体设于所述交流发电机的情况下和该装置主体设于交流发电机外部的情况下，该模塑体具有大致相同的外形，并具有嵌入导体，
在所述模塑体的一面侧，内置有电容元件的电容器与所述嵌入导体电连接，
在所述模塑体的另一面侧，仅当所述装置主体设于所述交流发电机外部时，所述嵌入导体与电阻电连接，并且，仅当所述装置主体设于所述交流发电机时，所述嵌入导体与所述装置主体电连接。
2.如权利要求1所述的交流发电机，其特征在于，
所述电容器和所述电阻配置成彼此相对，且当俯视观察时，在将所述电阻与所述嵌入导体电连接的连接部位的外侧配置有将所述电容器与所述嵌入导体电连接的连接部位。
3.如权利要求1所述的交流发电机，其特征在于，
所述电容器和所述装置主体配置成彼此相对，且当俯视观察时，在将所述装置主体与所述嵌入导体电连接的连接部位的外侧配置有将所述电容器与所述嵌入导体电连接的连接部位。
4.如权利要求1至3中任一项所述的交流发电机，其特征在于，
所述嵌入导体在与所述电容器及所述电阻连接的连接部位处、或是与所述电容器及所述装置主体电连接的连接部位处，有两个面露出。
5.如权利要求1至3中任一项所述的交流发电机，其特征在于，
所述嵌入导体在与所述电容器及所述电阻连接的连接部位处、或是与所述电容器及所述装置主体电连接的连接部位处，仅进行接合的一个面露出。
6.如权利要求2或3所述的交流发电机，其特征在于，
在所述连接部位处，在所述电容器、所述电阻及所述装置主体与所述嵌入导体中的一方形成有朝另一方侧突出的突起。
7.如权利要求1至3中任一项所述的交流发电机，其特征在于，
在所述模塑体的所述另一面侧形成有收纳所述装置主体的凹部。
8.如权利要求7所述的交流发电机，其特征在于，
包括将所述凹部覆盖并与所述装置主体面接触的散热器。
9.如权利要求1至3中任一项所述的交流发电机，其特征在于，
所述交流发电机是车用交流发电机。
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