车辆用交流发电机的转子

摘要

一种车辆用交流发电机的转子，结构简单，并能防止励磁线圈的引线因电腐蚀等而断线。车辆用交流发电机的转子(7)的励磁线圈(13)的卷绕起始部和卷绕结束部的各引线(35)从励磁线圈(13)沿着磁极铁心(15)的衔铁部(21)的一侧面引出，经由钩部(37)而分别卷绕在滑环(40)的连接端子(41)上，并通过钎焊或焊接进行连接，另外，仅对从励磁线圈(13)到连接端子(41)为止的各引线(35)，在这些引线(35)的所有引出部分上施加了管状的绝缘部件(38)。

权利要求

1.一种车辆用交流发电机的转子，其特征在于，包括：轮毂部；

衔铁部，该衔铁部从所述轮毂部的轴向两端缘部分别朝径向外侧延伸设置；

磁极部，该磁极部形成所述衔铁部的外周部；

励磁线圈，该励磁线圈收纳在被所述轮毂部、所述衔铁部和所述磁极部包围的线圈收纳空间内；

轴，该轴插通所述轮毂部的轴心位置，将该轮毂部可旋转地支撑；

环状体，该环状体固接于朝所述磁极部的一端侧伸出的所述轴的部位，具有向所述磁极部侧朝径向突出的凸部；

一对滑环，该一对滑环固接在所述环状体的外周部上；

一对连接端子，该一对连接端子分别以一端与所述一对滑环连接而另一端从所述凸部朝径向外侧伸出的形态配设在所述环状体上，分别供所述励磁线圈的卷绕起始部和卷绕结束部的各引线通过钎焊、焊接或热铆接进行连接；以及一对钩部，该一对钩部在各个所述连接端子的附近形成在所述环状体上，以规定张力与所述励磁线圈的各引线卡合，所述引线从所述励磁线圈沿着所述衔铁部的一侧面引出，经由所述钩部而卷绕在所述连接端子上进行连接，仅在从所述励磁线圈至所述连接端子的所述引线上覆盖了管状的绝缘部件。

2.如权利要求1所述的车辆用交流发电机的转子，其特征在于，在所述引线的从所述励磁线圈到所述连接端子为止的所有引出部分上施加了绝缘部件。

3.如权利要求1所述的车辆用交流发电机的转子，其特征在于，在所述引线的从所述励磁线圈到所述连接端子为止的所有引出部分中，在与所述衔铁部的一侧面接触的部位上施加了绝缘部件。

4.如权利要求1所述的车辆用交流发电机的转子，其特征在于，所述绝缘部件是橡胶管。

说明书

车辆用交流发电机的转子

技术领域

[0001] 本发明涉及一种装设在车辆上的交流发电机的转子，尤其涉及励磁线圈的引出部的构造。

背景技术

[0002] 这种车辆用交流发电机安装在车辆的发动机上使用，但由于水、盐水、泥水等容易从吸气孔和排气孔进入，而且要在暴露于较高的周围温度等极其恶劣的条件下使用，因此，为了防止绝缘部的老化和发电故障等，用绝缘材料对构成零件的露出的金属表面进行了涂布(例如参照专利文献1)。

[0003] 专利文献1：日本专利特开2007-312541号公报(段落0023～0025，图4、图5)[0004] 在以往的结构中，由于磁极铁心、冷却风扇、连接端子、励磁线圈的引线等全部都用绝缘材料进行涂布，因此浪费大，而且很难对励磁线圈的引线与滑环的连接端子之间的连接部的细小部分涂布绝缘材料，因此，会发生绝缘不充分，从而还会存在因电腐蚀而甚至引起励磁线圈的引线断线的问题。

发明内容

[0005] 鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、并能防止励磁线圈的引线因电腐蚀和高温等而断线的车辆用交流发电机的转子。

[0006] 本发明的车辆用交流发电机的转子包括：轮毂部；从该轮毂部的轴向两端缘部分别朝径向外侧延伸设置的衔铁部；形成该衔铁部的外周部的磁极部；收纳在被所述轮毂部、所述衔铁部和所述磁极部包围的线圈收纳空间内的励磁线圈；插通所述轮毂部的轴心位置、将该轮毂部可旋转地支撑的轴；固接于朝所述磁极部的一端侧伸出的所述轴的部位、具有向所述磁极铁心侧朝径向突出的凸部的环状体；固接在所述环状体的外周部的一对滑环；分别以一端与所述一对滑环连接而另一端从所述凸部朝径向外侧伸出的形态配设在所述环状体上、分别供所述励磁线圈的卷绕起始部和卷绕结束部的各引线进行连接的一对连接端子；以及在各个所述连接端子的附近在所述环状体上形成、以规定张力与所述励磁线圈的各引线卡合的一对钩部，所述引线从所述励磁线圈沿着所述衔铁部的一侧面引出，经由所述钩部而卷绕在所述连接端子上进行连接，仅在从所述励磁线圈至所述连接端子的所述引线上施加了管状的绝缘部件。

[0007] 若采用本发明，则结构简单，并能防止励磁线圈的引线因电腐蚀和高温等而断线。

附图说明

[0008] 图1是采用了本发明实施形态1的转子的车辆用交流发电机的剖视图。

[0009] 图2是表示本发明实施形态1的车辆用交流发电机的转子的立体图。

[0010] 图3是表示本发明实施形态1的车辆用交流发电机的转子的局部剖视图。

[0011] 图4是表示本发明实施形态2的车辆用交流发电机的转子的立体图。

[0012] (符号说明)

[0013] 6 轴

[0014] 7 转动体

[0015] 9 滑环本体

[0016] 13 励磁线圈

[0017] 15 磁极铁心

[0018] 20 轮毂部

[0019] 21 衔铁部

[0020] 22 磁极部

[0021] 33 根部

[0022] 35 引线

[0023] 35a 引线前端部

[0024] 35b 引线基端部

[0025] 37 钩部

[0026] 38 橡胶管

[0027] 40 滑环

[0028] 41 连接端子

[0029] 42 滑环体

[0030] 42a 凸部

[0031] 43 角部

[0032] 44 粘接材料

具体实施方式

[0033] 实施形态1

[0034] 下面参照图1～图3来说明本发明的实施形态1。在各图中对相同或相当的部分标记相同的符号。

[0035] 在图1～图3中，该车辆用交流发电机包括：由铝制的前托架1和后托架2构成的外壳3；设于该外壳3内、一端部固定有带轮4的轴6；固定于该轴6的兰德勒式(日文：ランドル型)转子、即转动体7；固定于转动体7两侧面的风扇5；固定在外壳3内的内壁面上的定子8；固定于轴6、对转动体7供给电流的滑环本体9；一对电刷10；收纳了该电刷10的刷座11；与定子8电连接、将定子8产生的交流电转换成直流电的整流器12；与刷座11嵌合的散热器18；以及与该散热器18粘接、对定子8产生的交流电压进行调整的调节器19。

[0036] 作为转子的转动体7通过在绕线管14上卷绕导线而构成，包括：供电流流过而产生磁通的励磁线圈13；以及以覆盖该励磁线圈13的形态设置、因该磁通而形成磁极的磁极部即磁极铁心15。所述磁极铁心15包括：轮毂部20、从该轮毂部20的轴向两端缘部分别朝径向外侧延伸设置的衔铁部21、以及从该衔铁部21的外周部以交替啮合的形态朝轴向延伸设置的多个爪状磁极部22，磁极铁心15主要用低碳钢通过锻造方法进行制造。

[0037] 定子8包括定子铁心16和定子线圈17，该定子线圈17卷绕在定子铁心16上，随着转动体7的旋转，因来自励磁线圈13的磁通的变化而产生交流电流。

[0038] 滑环本体9包括：压接有电刷10前端、进行滑动的一对滑环40；与这些滑环40电连接的一对连接端子、即接线端子41；以及通过镶嵌成形将一部分除去来埋设接线端子41、并压入有轴6的绝缘树脂制的环状体42。环状体42固接于朝磁极铁心15的一端侧伸出的轴6的部位，具有向磁极铁心15侧朝径向突出的凸部42a。

[0039] 整流器12包括：呈圆弧带状并在背面具有多个翅片24a的正极侧散热器24；钎焊固定在该正极侧散热器24的表面上的四个正极侧二极管23；呈圆弧带状并在背面具有多个翅片26a的负极侧散热器26；钎焊固定在该负极侧散热器26上的多个负极侧二极管25；以及将各二极管23、25和定子线圈17电连接的电路板27，该整流器12将定子8产生的三相交流电整流成直流电。正极侧散热器24和负极侧散热器26用热传导率高的铝构成，另外，外径侧的负极侧散热器26被直接连接到外壳3上而接地。正极侧二极管23和负极侧二极管25通过树脂模塑成形而使整体形状形成为矩形。

[0040] 在转动体7的绕线管14上，在其一侧的凸缘30上等间隔地设置有圆弧状的止转部31。该止转部31与爪状的磁极部22间的呈圆弧状缺口的根部33卡合，从而防止转动体7和磁极铁心15在周向上相对变位。在相对的一对止转部31上一体地设置有截面呈E字形状的卷绕部34。在该卷绕部34上将从励磁线圈13引出的引线35的基端部35b卷绕两圈。该引线35设置于励磁线圈13的卷绕起始部和卷绕结束部，分别沿着从根部33朝滑环本体9延伸的衔铁部21的槽部36延伸。各引线35与在环状体42上形成的一对钩部37分别卡合，另外，引线35的前端部35a在接线端子41的前端部上卷绕两圈。各引线35的中间部被橡胶管38覆盖，该橡胶管38是用粘接材料44粘接在槽部36内的管状绝缘部件。
该橡胶管38设置在引线35的整个长度上，用于防止因引线35与根部33的角部43抵接、磨损而导致引线35的搪瓷涂层(日文：エナメル被覆)破损，并用于强化引线35的绝缘。
在接线端子41上卷绕有两圈的前端部35a通过钎焊、焊接、热铆接等方法与接线端子41连接。

[0041] 在上述结构的车辆用交流发电机中，从蓄电池(未图示)通过电刷10、滑环40朝励磁线圈13供给电流而产生磁通，另一方面，利用发动机来驱动带轮4，转动体7通过轴6而旋转，因此，定子线圈17被赋予旋转磁场，使定子线圈17产生电动势。该交流电动势通过整流器12的二极管23、25被整流成直流电，并被调节器19调整大小，对蓄电池充电。

[0042] 然而，由于发动机的曲轴带轮(未图示)与带轮4之间的带轮比通常是1比2.2～2.7，因此，车辆用交流发电机的转子即转动体7根据发动机的转速，要承受因15000rpm以上的高速和发动机的急加减速而引起的旋转负载。另外，在高速旋转发电时，由于因发电而在定子8与转动体7之间的间隙A内产生的磁力吸引力，磁极铁心15会大幅度振动。

[0043] 另外，励磁线圈13、定子线圈17、正极侧二极管23、负极侧二极管25、调节器19在交流发电中始终发热。而且，例如在额定输出电流为100A级别的交流发电机中，励磁线圈13约有60W的发热量，定子线圈17约有500W的发热量，正极侧二极管23和负极侧二极管
25加起来约有120W的发热量，调节器19约有6W的发热量。这些发热体的过度发热会使交流发电机的性能变差，并会使零件寿命缩短。因此，风扇5随着转动体7的旋转一起旋转，通过该旋转，大气从外壳3的开口部C流入外壳3内，该大气以图1中箭头D所示的形态流动。即，大气在冷却了负极侧散热器26、负极侧二极管25、正极侧散热器24、正极侧二极管
23之后，通过风扇5的作用朝半径外侧方向流动，对后侧的定子线圈17的端部17a进行冷却，然后从开口部E朝大气释放。

[0044] 另外，通过风扇5的旋转，大气也从开口部F流入外壳3内，该大气以图1中箭头G所示的形态流动。即，大气在冷却了调节器19的功率晶体管之后，通过风扇5的作用朝半径外侧方向流动，对后侧的定子线圈17的端部17a进行冷却，然后从开口部H朝外部释放。同样地，从前托架1的开口部I流入的大气通过风扇5的作用朝半径外侧方向流动，对前侧的定子线圈17的端部17b进行冷却。之后，该大气从开口部J朝外壳3的外部释放。

[0045] 在实际的车辆运行时，车辆的发动机室的环境温度为100℃的高温，因此，励磁线圈13、定子线圈17、二极管23、25的瞬间温度上升至约200℃，调节器19的散热器18的瞬间温度上升至约150℃。而且，滑环本体9和引线35会因与二极管23、25等发热体进行了热交换的空气的热量以及来自定子线圈17的辐射热量而成为150℃以上的高温。

[0046] 在实施形态1的结构中，在从励磁线圈13的绕线管14的卷绕部34引出并一直到滑环40的连接端子即接线端子41的引线35的大致整个长度上覆盖有作为绝缘管的橡胶管38，因此，不再存在引线35的露出部分，即使有水、盐水、泥水等沾到引线35的连接部上，也可利用橡胶管38来防止其进入，从而可防止以往那样的因电腐蚀和高温而导致引线腐蚀老化、甚至是断线的不良情况。

[0047] 另外，由于在励磁线圈13的引线35的大致整个长度上利用橡胶管38进行了保护，因此可防止引线35与磁极铁心15和环状体42直接抵接而磨损，还可防止引线35的搪瓷涂层破损。

[0048] 另外，可以仅在励磁线圈13的引线35的引出部分上利用橡胶管38进行覆盖，因此结构简单，能可靠地防止引线35断线并提高其绝缘性。

[0049] 另外，由于引线35和橡胶管38与钩部37卡合，以保持规定张力的状态与滑环40的接线端子41连接，因此，能利用钩部37可靠地固定橡胶管38，可防止橡胶管38偏移、脱开之类的不良情况。

[0050] 另外，在上述实施形态1中，在接线端子41与引线35的前端部35a的钎焊、焊接、热铆接等时，需要采取措施来防止橡胶管38被加热而老化。因此，可通过下面的方法来防止热量的影响，即在钎焊、焊接、热铆接之前，在橡胶管38的前端开设切槽，将橡胶管38前端沿着该切槽朝钎焊部、焊接部、热铆接部的相反方向卷起，在此状态下进行钎焊、焊接、热铆接，在完成钎焊、焊接、热铆接后使橡胶管38回到原来的状态，用橡胶管38来覆盖引线35的连接部。

[0051] 实施形态2

[0052] 下面参照图4来说明本发明的实施形态2。另外，对与实施形态1相同或相当的部分标记相同的符号并省略其说明。在实施形态2的结构中，橡胶管38仅覆盖了磁极铁心15的槽部36附近、即引线35与衔铁部21的一侧面接触的部位，其它部分则用搪瓷涂层覆盖。

[0053] 励磁线圈13的引线35与滑环40的接线端子41之间的连接部在对引线35涂布了搪瓷涂层的状态下在接线端子41的前端部上卷绕了两圈。之后，通过焊接对卷绕在接线端子41上的引线35与搪瓷涂层一起加热，使搪瓷涂层碳化而剥落，与此同时，将引线35与接线端子41以焊接方式固接。

[0054] 引线最容易老化的部位是暴露在高热量下的部位，也就是衔铁部21接触的地方。在实施形态2中，对引线35仅将从励磁线圈13到连接端子41的所有的引出部分中与衔铁部21的一侧面接触的部位使用作为绝缘部件的橡胶管38覆盖。因此，可缩短橡胶管38的长度，并可容易地将橡胶管38安装到引线35上，作业变得简单。

[0055] 另外，在上述实施形态1、2中，作为绝缘管例示的是橡胶管，除此之外，若用环氧玻璃等耐热性高的材料或耐热性高的纤维形成，则即使受到因接线端子41与引线35的前端部35a之间的钎焊或焊接而产生的热量，也不会发生老化。

[0056] 另外，在上述两个实施形态中，例示了应用于单一功能的车辆用交流发电机的转子的结构，但也可应用于可同时用作交流发电机和启动电动机的转子。