滑環罩連接在電刷夾上的交流發電機的製作方法
2023-09-12 17:47:55 2
專利名稱：滑環罩連接在電刷夾上的交流發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種裝在汽車上的交流發電機。
背景技術：
對汽車交流發電機來說，重要的是應防止由於水、油或外來微粒掉落在滑環的滑動表面上而造成的滑環的不正常磨損。同樣重要的是應耗盡電刷的功率並排除磨擦所產生的熱。為此日本專利JP-A-2000-139058曾提出一種設有電刷裝置的交流發電機，其中有一形成滑環罩的分隔壁被插置在電刷夾的一個低陷部內。在這電刷裝置內可牢靠地得到通風通道，因為通風通道是在製成電刷夾和滑環罩的樹脂材料上制出的，而不是在易變形的密封橡膠上制出的。日本專利JP-A-2002-359951曾提出另一種交流發電機，該機包括一個滑環罩，在其環繞滑環的周壁上設有一個通風窗。在這電刷裝置的電刷夾的一個軸向端上沒有為通風而制出的開口。
但在JP-A-2000-139058所提出的交流發電機中，電刷裝置需有較長的軸向長度，因為低陷部必須在電刷夾的軸向端上制出。而在JP-2002-359951示出的交流發電機中，很難阻止水掉落到電刷裝置內，因為通風開口是在滑環罩的周壁上制出的。因此當電刷位在滑環之下時，水顯然容易進入到含有電刷的空間內。另外，即使水沒有從周壁開口進入，由於電刷夾和滑環罩接觸處的表面間張力，水也有可能潛入。
發明概述本發明是有鑑於上述問題而作出的。本發明的一個目的是要提供一種改進的交流發電機，該機設有一個電刷裝置，當電刷位在滑環之下時，該電刷裝置能阻止外來微粒和水進入到該裝置內。本發明另一個目的是要使該電刷裝置製造得小巧。
這種汽車交流發電機包括連接到轉子軸上的滑環和一個含有與滑環滑動接觸的電刷並覆蓋滑環外周的電刷裝置。該電刷裝置由一個將電刷支承在其內的電刷夾和一個滑環罩構成。電刷夾和滑環罩互相連接在一起使電刷裝置形成一個整體。該滑環罩由一成為U字形的弧形壁和一對將弧形壁兩個軸向端封閉的平直壁構成。在平直壁上制有通孔，而在電刷夾的兩側制有突出部，使當電刷夾被連接到滑環罩上時所說突出部可與通孔接合。
在將電刷夾連接到滑環罩上之前，有一用來將電刷推入到電刷夾內的擋杆被插入到通孔內。而電刷夾被嵌置到滑環罩內，由於在電刷夾上形成的突出部和在滑環罩的平直壁上制出的通孔可接合在一起，電刷夾和滑環罩可互相連接。然後可將由電刷夾和滑環罩構成的電刷裝置裝在交流發電機上使滑環被電刷裝置覆蓋。在電刷裝置被裝在交流發電機上後，就可取出擋杆，從而使電刷可滑動地與滑環接觸。
當電刷夾被連接在滑環罩上時，在滑環罩的弧形壁和電刷夾的側壁之間可制出通風開口。最好，滑環罩的平直壁被這樣延伸以便在電刷夾和平直壁的延伸部之間形成間隙。通風開口和間隙被這樣制出使它們能互相連通。
當電刷夾被裝定在滑環之下致使電刷須被往上向滑環推動時，該滑環罩的弧形壁從上方將滑環覆蓋，而開口是在向下的方向上開啟。因此可以防止水通過開口而進入到電刷裝置內。由於開口是沿著交流發電機的軸向在滑環的兩側制出，因此電刷裝置的軸向長度可製得較短。由於電刷夾是通過電刷夾上的突出部和滑環罩上制出的通孔的接合而偶聯到滑環罩上，因此兩者容易在正確的位置上互相連接。
在清楚理解下面結合附圖而說明的優選實施例後本發明的其他一些目的和特點便變得更容易明白。
附圖簡述
圖1為一剖視圖，示出一個設有本發明的電刷裝置的汽車交流發電機；圖2為一剖視圖，放大地示出電刷裝置；圖3為一側視圖，示出用於電刷裝置的電刷夾；圖4為一後視圖，(從圖1中的後側看去)示出電刷夾；圖5示出在圖4中按方向V看去的電刷夾；圖6為一側視圖，示出在電刷裝置中使用的滑環罩；
圖7為一後視圖，示出滑環罩；圖8為一前視圖，(從圖1中的前側看去)示出滑環罩；圖9為一側視圖，示出由電刷夾和滑環罩構成的電刷裝置；圖10為一後視圖，示出電刷裝置；圖11為一透視圖，示出電刷夾連接到滑環罩上的方向；圖12為一透視圖，示出電刷裝置；圖13為一部分視圖，示出在滑環罩的平直壁上制出的通孔；圖14為一後視圖，示出電刷裝置的一個修改型式，其中滑環罩的弧形壁沒有在與電刷縱向平行的方向上開啟；圖15為一側視圖，示出電刷裝置的另一個修改型式，其中在電刷裝置的軸向後端還制有一個開口；及圖16為一後視圖，示出電刷裝置的還有另一個修改型式，其中在滑環罩上制有開口。
優選實施例詳細說明下面結合圖1-13說明本發明的一個較優的實施例。首先，參閱圖1，其中示出一個汽車交流發電機1的整體結構，包括定子2、轉子3、框架4、電刷裝置5、整流器6、後罩7、IC(電感電容)調節器9和其他相關的構件。定子2由定子芯22、三相定子繞組23和用來使定子繞組23與定子芯22絕緣的絕緣層24。
轉子3由一對極芯32和一個同軸卷繞在極32之上的場線圈31構成。每一極芯都有六個爪，場線圈32被夾在一對極芯32之間。這對極芯被固定地連接在轉子軸33上。有一冷卻風扇35用焊接或類似方法被連接到後側的極芯32上。前側和後側在圖1中被示出。該冷卻風扇35從前側吸取空氣並在軸向和徑向上把空氣吹出。與此相似，另一個冷卻風扇36用焊接或類似方法被連接到後極芯32上。該冷卻風扇36從後側吸取空氣並在徑向上把空氣吹出。在轉子軸33的後端上制有一對滑環37、38。激勵電流通過電刷裝置5和在電路上與場線圈31連接的滑環37、38被供到場線圈31上。
定子2被夾持在一對框架4(前框架和後框架)之間，而轉子3可旋轉地被一對框架4支承著，從而在定子2和轉子3之間形成一個小的空氣間隙。框架4包括流出窗口41，從該窗口用來冷卻定子繞組23軸向端面附著在定子芯22上的空氣可被吹走。框架4還包括流入窗口42，從該窗口冷卻空氣可被吸入。
電刷裝置5包括一對支承在電刷夾150內的電刷51、52，和一個滑環罩250(參閱圖2)。這對電刷51、52可滑動地與滑環37、38接觸用來將激勵電流供給場線圈31。在這具體的實施例中，電刷裝置5被裝在交流發電機1內使當該電機裝在汽車上時電刷51、52位在滑環37、38之下。有一整流器6被連接到三相定子繞組23上以便將定子繞組23內產生的交流電轉變為直流電。有一後罩7被連接到後框架上以便覆蓋並保護裝在後框架4外側的電刷裝置5、整流器6和IC調節器9。後罩7用金屬螺帽71固緊在從後框架4伸出的螺栓43上從而連接到後框架4上。整流器6被夾置在後框架4和後罩7之間。
參閱圖2-13，電刷裝置5包括將電刷51、52支承在其內的電刷夾150，和滑環罩250，將在下面詳述。如圖2所示，一對支承在電刷夾150內的電刷51、52可被彈簧64、65移動而抵壓在滑環37、38上從而使電刷51、52可滑動地與滑環37、38接觸。電流通過電刷51、52各自的引線被供到電刷51、52 上。滑環罩250覆蓋著滑環37、38如圖2所示。電刷夾150和滑環罩都用樹脂材料製成。
電刷夾150基本上呈盒狀，有一對用來夾持電刷的空檔151、152向電刷夾150的內壁160開啟(參閱圖5)。在內壁160之外沿著轉子軸33的軸向延伸的周壁161與內壁160被製成一體。當電刷裝置5被安裝在交流發電機1上時，周壁161的圓形表面離開轉子軸33旋轉中心的半徑基本上恆定。在交流發電機1後側的周壁後端162的中心制有一個突出部163。與此類似，在前側的周壁前端164的中心制有另一個突出部165。
如圖6-8所示，滑環罩由一個覆蓋滑環37、38周面外側的弧形壁252、一個封閉弧形壁252後軸向端的後平直壁254、和一個封閉弧形壁252前軸向端的前平直壁252構成。弧形壁252在一垂直於軸向的平面上的橫截面呈U字狀，而弧形壁252的兩端252A、252B延伸到一個足夠覆蓋電刷夾150的側壁155、156的位置上。在兩端252A、252B之間的寬度(參閱圖7)大於電刷夾150在兩側壁155、156之間的寬度。當電刷夾150被連接到滑環罩250上時，在滑環罩250和電刷夾150之間形成開口C1(參閱圖10)。
如圖7所示，封閉弧形壁252軸向後端的後平直壁254被延伸到形成一個形狀與電刷夾150相對應的延伸部254A。在後平直壁254上制有一個可與電刷夾150的突出部163接合的通孔255。如圖8所示，前平直壁256有一前突緣258，通過該突緣轉子軸33可延伸到滑環罩250之內。前平直壁256被延伸到形成一個形狀與電刷夾150相對應的延伸部256A。在前平直壁256上制有一個可與電刷夾150的突出部165接合的通孔257。如圖13所示，通孔255由一個方形部255A和一個橢圓形部255B連接在一起構成。另一個通孔257具有與通孔255相同的形狀。前突緣258延伸到後框架4的前側，前突緣258的外直徑基本上等於後框架的孔直徑，轉子軸33延伸通過後框架的孔。
如圖6和9所示，在後平直壁254上制有一個臺階部254B，當電刷夾150被連接到滑環罩250上時該臺階部將與電刷夾150的對接端162A對接。同樣，在前平直壁256上制有一個臺階部256B，該臺階部將與電刷夾150的對接端164A對接。當電刷夾150被嵌置在滑環罩250內如圖11所示時，對接端162A、164A將分別與臺階部254B、256B對接，從而可確定電刷150相對於滑環罩250的位置。
圖9-12示出將電刷夾150連接到滑環罩250上而構成的電刷裝置5。如圖11所示，電刷夾150被嵌置到滑環罩250之內。在電刷夾150的對接部162A、164A與滑環罩250的臺階部254B、256B對接的同時，電刷夾150的突出部163、165與滑環罩250的通孔255、257接合。這樣便可將電刷夾150連接到滑環罩250上如圖12所示。
滑環罩250的後平直壁254隻與電刷夾150周壁161的後端162接觸，從而在後平直壁254的延伸部254A與電刷夾150的側面之間形成一個間隙C2如圖9所示。同樣，前平直壁256隻與周壁161的前端164接觸，從而在前平直壁256的延伸部256A與電刷夾150的側面之間形成另一個間隙C3。這兩個間隙C2和C3都與在電刷夾150的側壁155、156和滑環罩250的弧形壁252之間形成的開口C1連通。換句話說，間隙C2、C3沿著電刷夾150的外周面繼續延伸到開口C1內。
在將電刷夾150嵌置到滑環罩250內之前，須將一個擋杆300插置到通孔255的橢圓部255B之內一直到該擋杆到達另一個通孔257為止。這樣，該擋杆就可被夾持在兩個通孔255、257的橢圓部之內。當電刷夾150的突出部163、165與通孔255、257的方形部255A接合時，支承在電刷夾150內的電刷51、52可用擋杆300克服彈簧64、65的回彈力將它推向到後方的電刷夾內。因此當電刷裝置5是用電刷夾連接到滑環罩250上製成時，電刷51、52可基本上完整地被包含在電刷夾150內。
電刷裝置5被裝配到交流發電機1上以便覆蓋滑環37、38，同時將電刷51、52保持在擋杆300所擋止的位置上。在電刷裝置安裝好以後，就可將擋杆300取出。這樣，電刷裝置5就可容易地被裝配到交流發電機1上，而可在裝配過程中避免電刷51、52與滑環37、38的接觸。
本發明具有下列優點。當電刷51、52被定位在滑環37、38之下時，在電刷夾150和滑環罩250之間的開口C1是向下方(重力方向)開啟。因此可以防止外來微粒包括水的從上方進入到開口C1內。由於開口C1被固定地在電刷夾150和滑環罩250之間制出，開口C1能可靠地被維持而可不管電刷裝置的安裝狀態如何。由於開口C1是沿著滑環37、38的外周面制出並與軸向平行，因此電刷裝置的軸向長度可做得較短。
弧形壁252被延伸到一個可覆蓋電刷夾150的位置。因此，開口C1可被製造得足夠寬，這樣同時可防止水的由於表面間張力而潛入到電刷裝置5之內。周壁161的後端162和前端164分別與後平直壁254和前平直壁對接。因此，電刷裝置5的軸向長度可進一步被縮短。後、前平直壁254、256的延伸部254A、256A分別面向電刷夾150的側面，從而形成間隙C2、C3。間隙C2、C3可防止水的由於表面間張力而潛入到電刷裝置5的內部空間內。另外，由於開口C1和間隙C2、C3被製成連續的，因此可防止水的沿著後、前平直壁254、256而潛入到電刷裝置5內。
在將電刷夾150連接到滑環罩250上的過程中，電刷夾150相對於滑環罩250的位置可由電刷夾150的對接端162A、164A和滑環罩250的臺階部254B、256B自動設定。另外，電刷夾150可容易地偶聯到滑環罩250上只要使突出部163、165與通孔255、257接合即可。當將電刷裝置5裝配到交流發電機1上時，電刷51、52可被擋杆300推到電刷夾150內，因此，電刷裝置5可容易地被裝配到交流發電機1上，不會由於電刷51、52而被幹擾。
本發明並不限於上述實施例，而可作各種修改。例如在電刷夾150和滑環罩250之間的開口「0」可向不是與電刷51、52的縱長方向即推動滑環的方向平行的方向開啟如圖14所示。在電刷夾150和滑環罩250之間的開口可被製成只覆蓋滑環37、38軸向長度的一部分。在滑環37、38的兩側都制出開口C1可能並非必需。可以只在滑環的一側制出一個開口。如圖15所示，可在電刷裝置5的一個軸向端上制出一個開口來增添或替代側向開口C1。
開口可在電刷夾150上或滑環罩250上制出，或在兩者之上制出。圖16示出開口「0」在滑環罩230上制出的一例。在該例中，滑環罩被製成後框架的一個整體部，開口可在電刷夾150和後框架4之間被制出。
雖然本發明已結合上面的較優實施例示出並說明，但雖然本行業的行家仍能在形式和細節上作出各種改變而並不偏離本發明在所附權利要求中所限定的範圍。
權利要求
1.一種汽車交流發電機(1)，具有連接到交流發電機轉子軸(33)上的滑環(37、38)；用來支承電刷(51、52)使其可滑動地與這些滑環接觸的電刷夾(150)；用來覆蓋這些滑環的滑環罩(250)，該滑環罩被連接到該電刷夾上；及用來將空氣供應給這些滑環的開口(C1)，該開口在該電刷夾上或在該滑環罩上或在該滑環罩和該電刷夾之間被制出，其中從滑環(37、38)看去，該出口(C1)通向電刷夾(150)。
2.權利要求1的汽車交流發電機，其特徵在於該電刷夾(150)和滑環罩(250)構成一整體的電刷裝置(5)，而該開口(C1)在該電刷夾和該滑環罩之間被制出.
3.權利要求2的汽車交流發電機，其特徵在於滑環罩(250)包括一個包圍這些滑環外圓面的弧形壁(252)，並且該開口(C1)在弧形壁(252)和面向該弧形壁的電刷夾(150)之間被制出。
4.權利要求3的汽車交流發電機，其特徵在於該弧形壁(252)延伸到覆蓋電刷夾(150)的側壁(155、156)的一個位置。
5.權利要求3的汽車交流發電機，其特徵在於該滑環罩(250)包括一對連接到弧形壁(252)上而與該轉子軸垂直的平直壁(254、256)；每一平直壁(254、256)與該電刷夾接觸，並從其接觸該電刷夾的一個位置延伸，形成一個延伸部(254A，256A)；及在該延伸部和該電刷夾之間形成間隙(C2、C3)。
6.權利要求5的汽車交流發電機，其特徵在於開口(C1)和間隙(C2、C3)是沿該電刷夾(150)的外周面連續的。
7.權利要求5的汽車交流發電機，其特徵在於在每一個平直壁(254、256)上，在該電刷夾接觸該平直壁的位置上，制有一個通孔(255、257)；及在電刷夾(150)上制有一對突出部(163、165)，使每一個突出部與該通孔接合。
8.權利要求7的汽車交流發電機，其特徵在於當電刷(51、52)被推到電刷夾(150)內並被包含在其內時，每個通孔(255、257)的位置與電刷末梢所在位置相對應；並且這些通孔用作將一擋杆(300)插入其內的孔，以使這些電刷停止在被包含在電刷夾(150)內的位置上。
全文摘要
一種汽車交流發電機(1)具有連接在轉子軸(33)上的滑環(37、38)和覆蓋滑環的電刷裝置(5)。該電刷裝置由一個將電刷(51、52)支承在其內的電刷夾(150)和一個牢固地連接在電刷夾上的滑環罩(250)構成。該滑環罩包括一個彎曲或U字狀的弧形壁(252)和一對將該弧形壁的兩個軸向端封閉的平直壁(254、256)。在滑環罩的弧形壁(252)和電刷夾的兩個側壁(155、156)之間形成開口(C1)用來使電刷和滑環通風。當電刷位在滑環之下時，開口(C1)是向下方的滑環開啟。因此可防止水的通過開口而進入到電刷裝置(5)內。
文檔編號H02K5/14GK1713488SQ20051007799
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月16日 優先權日2004年6月16日
發明者增野幹男 申請人:株式會社電裝