車輛用交流發電機及其製造方法
2024-02-11 08:22:15
專利名稱：車輛用交流發電機及其製造方法
技術領域：
本申請涉及一種車輛用交流發電機，其適於安裝在客車和卡車等上，並涉及一種相關的製造方法。
背景技術：
車輛用交流發電機具有定子繞組以產生電功率，該電功率由連接到該定子繞組的整流器整流而得。為此，定子繞組的導線末端需要藉助一些適當的方法連接到整流器的接線端子。
例如，過去曾嘗試採取這樣的技術，使設置在整流器接線盒中的接線端子的截面形狀與從定子繞組中抽頭的導線的截面形狀相匹配，從而使這些組成部分相互連接，如日本專利臨時公開No.2000-350426(第2-3頁和附圖1-9中)所披露的內容。
關於上述相關技術所披露的這種技術，需要將整流器的接線端子的形狀與導線的截面形狀相匹配。因此，在定子繞組導線具有不同的截面形狀和導線直徑的情況下需要準備多種具有形成為不同形狀的接線端子的整流器。或者，在定子繞組導線改變其截面形狀和導線直徑的情況下需要在外殼挨著外殼的基座上(case-by-case)改變整流器的端子形狀。從而，出現的問題是零部件的數量增加，導致成本增加。此外，如果形成為定子繞組的導體形狀，或者繞組的規格因某些原因而改變，那麼很可能會出現定子繞組導線的截面形狀與接線端子的截面形狀不匹配的問題。例如，在車輛用交流發電機製造於國外的小型產品上的這種情況下，很可能會引起所使用的定子繞組的繞組規格和導體類型因生產工藝的簡化或生產設備的改變而改變，並且認為這樣的定子繞組與規格沒有改變的整流器組合。這種情況下，導線和接線端子之間的連接關係就變得不穩定，導致擔心連接結構的缺陷問題。
發明內容
本發明基於上述考慮實現並且目的在於提供一種車輛用交流發電機及其製造方法，其中在降低成本的情況下定子繞組和整流器能夠彼此穩定地連接。
為解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供一種車輛用交流發電機，其包括可旋轉驅動轉子，其上纏繞有定子繞組的定子，和整流器，從定子繞組中抽頭的導線通過連接部連接到該整流器以將定子繞組中感應的交流電壓變換為直流電壓。整流器包括連接到導線的接線端子，以及包括金屬板狀部件的連接部，接線端子和導線的外圍由該板狀部件包圍。
藉助這種結構，在整流器的接線端子和定子繞組的導線彼此連接的情況下接線端子和導線的外圍由該板狀部件覆蓋並緊固，從而確保定子繞組和整流器彼此可靠連接。同樣，即使接線端子的形狀和導線的截面形狀之間出現不匹配，也能夠避免這些部件之間出現連接關係不穩定的情形。因此，即使定子繞組的導線截面形狀和導線直徑有差異也不需要對接線端子的形狀進行改變。同樣，因商業化使用了在整流器或整個整流器中所使用的接線端子而使得組成部分的數量減少，能夠使成本降低。
此外，上述接線端子，導線和板狀部件優選為互相進行焊接。這使得定子繞組和整流器以更加可靠的形式互相連接。
此外，上述板狀部件可以形成有至少一個通孔。這使得焊料容易通過該通孔流入連接結構的裡面，並且接線端子，導線和板狀部件之間的空隙能夠可靠地用焊料填充，能夠進一步減少連接結構的缺陷。
此外，上述板狀部件具有一個與導線相對的表面，其最好具有與導線的表面輪廓吻合的形狀。這能夠降低導線和板狀部件之間的接觸電阻並進一步實現良好的連接關係。
此外，上述接線端子最好具有扁平形或L形結構。這使得接線端子能夠與具有各種截面形狀的導線相組合。尤其是，使用形成為L形結構的接線端子使得抗彎曲或振動的強度增加，並有效避免出現像導線斷裂這樣的缺陷出現。
另外，上述整流器最好具有塑料樹脂製成的接線盒，可連接到接線端子的導線插入到其中而且其這樣形成使得從接線盒突出的接線端子的高度與板狀部件的寬度相配合。這使得當採用板狀部件形成連接部時容易進行板狀部件的位置調整，從而能夠簡化工藝並減少安裝定位的變化。
此外，上述導線最好由多個彼此平行設置的導體形成。這使得當導線由板狀部件覆蓋時該多個導體能夠同時連接，比依次連接多個導體進一步簡化了工藝。
根據本發明的另一方面，提供一種製造車輛用交流發電機的方法，包括第一步將從定子繞組抽頭的導線的位置與整流器接線端子的位置相互匹配，第二步用金屬板狀部件將導線和接線端子的外圍包圍，以及第三步將板狀部件變形為與導線和接線端子的外形一致。
藉助這種製造方法，通過僅僅將整流器的接線端子和定子繞組的導線的位置相匹配以相應使得這些組成部分由板狀部件覆蓋並彼此緊固，定子繞組和整流器能夠彼此可靠地連接。同樣，即使接線端子和導線截面之間在形狀上存在不匹配，也能避免這些組成部分之間的不穩定接觸關係。因此，即使定子繞組的截面形狀和導線直徑存在差異也不需要改變接線端子的形狀以滿足各種規格，從而因商業化使用了在整流器或整個整流器中所使用的接線端子而使得組成部分的數量減少，能夠使成本降低。
此外，上述第三步之後，本發明的製造方法最好包括第四步將接線端子，導線和板狀部件焊接。
藉助該焊接步驟，定子繞組和整流器能夠以更可靠的方式彼此連接。
為更好地理解本發明並表明怎樣實施本發明，現在將參考附圖，僅以示範的形式對本發明的特定實施例進行描述，其中圖1是示出本發明一個實施例的車輛用交流發電機的整個結構的截面圖；圖2示出了定子的外形和局部截面結構。
圖3是整流器的底視圖；圖4是整流器的局部側視圖；圖5是圖4所示接線端子的平面圖；圖6示出了導線和整流器彼此連接的情況；圖7示出從側面看導線和整流器彼此連接的情況；圖8是組裝之前板狀部件的透視圖；圖9示出導線採用矩形截面的連接部的變形形式；圖10是示出形成有通孔的板狀部件的變形形式的透視圖。
具體實施例方式
下面，將參考附圖對本發明一個實施例的車輛用交流發電機進行描述。雖然這裡以示例的形式參考車輛用交流發電機及相關的製造方法進行描述，但是應該理解本發明也可以用於其它固定領域如家用或工業使用的AC發電。
圖1是示出本發明一個實施例的車輛用交流發電機的整體結構的截面圖。
圖1所示的車輛用交流發電機1由定子2，轉子3，前架4，後架5，電刷設備6，整流器7和後蓋9等構成。
定子2包括定子鐵心22，纏繞在定子鐵心22上的三相定子繞組23，以及用於提供定子鐵心22和三相定子繞組23之間的電絕緣的絕緣體24。
圖2是定子2的外形和局部截面結構的示意圖。
如圖2所示，可連接到整流器7的導線25從纏繞在定子鐵心22上的定子繞組23抽頭。就當前的實施例來說，每個形成為定子繞組23的三相繞組包括相互平行纏繞的兩個導體部分，每個導體部分具有圓形截面並由絕緣膜覆蓋。每個導線25由互相平行的兩個導體部分形成，每個導體部分具有圓形截面。同樣，定子繞組23包括形成為Y-連接的三相繞組，三相導線25從各相繞組的端子抽頭，同時還從中性點抽取另一導線25。
轉子3形成為夾心結構，其中勵磁繞組31夾在勵磁繞組31兩側的磁極鐵心32之間，該勵磁繞組31由同軸纏繞成圓柱形的電絕緣銅線形成。每個磁極鐵心32具有六個抓部並僅僅固定在用於旋轉的旋轉軸33上。此外，藉助某種適當方式如焊接或類似在前側磁極鐵心32的端面上安裝有冷卻扇35，從前側吸入的冷風藉助該冷卻扇35沿軸向和徑向吹出以冷卻各部件。同樣，藉助某種適當方式如焊接或類似在後側另一磁極鐵心32的端面上安裝有冷卻扇36，從後側吸入的冷風藉助該冷卻扇35沿軸向和徑向吹出。此外，在後側旋轉軸33的端部附近設置有兩個集電環37，38，其電連接到勵磁繞組31的兩端用於將電力從電刷設備6提供到勵磁繞組31。
前架4和後架5以包圍定子2和轉子3的方式相互連接。轉子3固定在旋轉軸33上以在定子2內部繞軸旋轉。前架4和後架5緊緊支撐定子2，在定子2的內邊緣和磁極鐵心32的外邊緣之間有一給定氣隙。前架4上形成有凸起部44，軸承43緊緊安裝到該凸起部44。
進一步，前架4具有環形邊緣和前部軸向端面，該環形邊緣形成有通風窗口41，用於將附近位置的冷風通風到從定子鐵心22的前部軸向端面突起的定子繞組23的前端面，該前部軸向端面形成有空氣進入窗口42，用於將冷空氣從外部吸入。同樣，後架5具有環形邊緣和後部軸向端面，該環形邊緣形成有通風窗口51，用於將附近位置的冷風通風到從定子鐵心22的後部軸向端面突起的定子繞組23的後端面，該後部軸向端面形成有空氣進入窗口52，用於將冷空氣從外部吸入。
電刷設備6用於使勵磁電流從整流器7流向轉子3的勵磁繞組31，並且包括與形成在轉子3的旋轉軸33上的集電環37，38保持壓力接觸的電刷61，62。整流器7用於將三相定子繞組23的輸出電壓的三相交流電壓整流，以得到直流輸出電壓。後蓋9用於遮蓋電氣元件，如電刷設備6，整流器7和IC調節器8等等，以保護這些元件。
下面將詳細描述整流器7。圖3是整流器7的底視圖。如圖1和3所示，整流器7構成為具有負極散熱片72，正極散熱片74和塑料樹脂制的接線盒75，其中負極整流元件71通過適當的方式如焊接或壓力裝配連接到該負極散熱片72，正極整流元件73通過適當的方式如焊接或壓力裝配連接到該正極散熱片74，負極散熱片72和正極散熱片74緊緊固定到接線盒75而且內部配線通過該接線盒75延伸。接線盒75具有以插入形式製成的接線端子76。利用該接線端子76使得連接到負極散熱片72的整流元件71以及連接到正極散熱片74的整流元件73通過插入到接線盒75的導線部分(未示出)而相互導線連接，從而構成三相全波整流電路。
圖4是整流器7的局部側視圖並示出了從接線盒75露出的接線端子76的外圍結構。並且，圖5是接線端子76的平面圖。此外，這些附圖示出了標準整流器7的局部結構，並且圖6和7示出了從定子繞組23抽頭的導線25連接到整流器7的情況。
如圖6和7所示，接線端子76具有從接線盒75延伸的突出部，其具有L形截面。從定子繞組23抽頭的導線25包括與L形接線端子76的一個表面接觸的兩個導電體25A，25B。同樣，對於當前的實施例來說，在導線25與接線端子76保持接觸的情況下，接線端子76與導線25的外緣由金屬(如鍍錫的鋼板或類似)製成的板狀部件77包圍，從而形成連接部78。進一步，如圖6所示，板狀部件77具有與在採用板狀部件77的情況下從接線盒75突出以形成連接部78的接線端子76的高度基本相當所確定的寬度(圖6中垂直方向的長度)，板狀部件77的末端與接線端子76基本對齊。
圖8是在組裝之前板狀部件77的透視圖。如圖8所示，組裝之前板狀部件77具有U形截面。板狀部件77組裝到接線端子76和導線25上使得具有L形截面的接線端子76的一個表面與兩個相對表面77A，77B中的一個表面77A基本在全部區域內保持接觸，而接線端子76的另一個表面與兩個相對表面77A，77B之外的另一個表面77C基本在全部區域內保持接觸。因此，板狀部件77的兩個相對表面77A，77B，另一個表面77C(與接線端子76不保持接觸的表面)被從外部擠壓並變形，使得包圍形成導線25的兩個導電體25A，25B與這些部件的形狀一致，從而形成連接部78。
下面是操作方式的實施例，該操作方式使得導線25和接線端子26在連接部78相連接；(1)從定子繞組23抽頭的導線25和整流器7的接線端子76在適當的位置進行匹配(第一步)。
(2)從定子繞組23抽頭的導線25和接線端子76整個由具有U形截面的板狀部件77包圍(第二步)。
(3)板狀部件77形變為與導線25和接線端子76的形狀一致(第三步)。
(4)將接線端子76，導線25和板狀部件77焊接(第四步)。
因此，對於當前實施例的車輛用交流發電機1來說，通過藉助將整流器7的接線端子76與定子繞組23的導線25固定在適當位置而使金屬板狀部件77將接線端子76和導線25的外緣覆蓋，定子繞組23和整流器7能夠以可靠的方式彼此連接。同樣，即使接線端子76的形狀與導線25的截面之間不相匹配(即，當前實施例中，導線25具有圓形截面而接線端子76形成為L形截面的情況)，也能夠避免這些部件之間的不穩定接觸關係。因此，即使定子繞組23的導線25的截面或導線直徑出現差異，也不需要使接線端子76的形狀改變為與導線25的截面或導線直徑相一致。這樣的結果是因商業化使用了在整流器7或整個整流器7中所使用的接線端子76而使得組成部分的數量減少，從而使成本降低。尤其是，由於接線端子76，導線25和板狀部件77彼此相互焊接，所以定子繞組23和整流器7能夠更加可靠地相互連接。
進一步，形變之後的板狀部件77具有面嚮導線25的表面，其具有與導線25的表面外形一致的形狀，並且因此能夠減小導線25和板狀部件77之間的接觸阻抗，使得在接線中能夠得到更好的連接關係。
進一步，接線端子76具有L形結構並且能夠與圓形截面的導線25以及各種截面形狀的其它導線相組合。尤其是接線端子76形成L形截面能夠增加抵抗彎曲和振動的強度，從而可以避免發生像導線斷裂這樣的現象。
進一步，整流器7包括塑料樹脂製成的接線盒75，連接到接線端子76的導線部分插入到該接線盒75，並且從接線盒75突出的接線端子76的高度基本與板狀部件77的寬度相當。這使得當利用板狀部件77形成連接部78時容易實現板狀部件77的位置校準，能夠簡化工藝並降低安裝位置的變化。
另外，本發明並不限於上面所列的實施例而是在本發明的精神和範圍之內可以進行各種替換，修改和變形。雖然上述實施例結合示意性情形進行了描述，其中由具有圓形截面的兩個導電體25A，25B構成的導線25與接線端子76在連接部78相連接，但是應該理解本發明也可以應用於具有矩形截面或其它形狀的導線。例如，如圖9所示的例子中，具有矩形截面的導線124放置在連接部78上，同時導線124和接線端子76的外緣由板狀部件77覆蓋以實現可靠的連接關係。
此外，雖然圖9所示的情形中，所示的導線124包括單個導電體，但是導線也可以由每個具有矩形截面的兩個(或多於兩個)導電體形成。另一實施例中，即使採用當前實施例的每個具有圓形截面的導電體形成的導線，導線也可以由單個導電體形成。
進一步，對於當前實施例，雖然焊接工作在板狀部件形變之後進行，但是在板狀部件77，接線端子76和導線25之間的接觸阻抗較小的情況下或者流過連接部78的電流位於低電平的情況下，也可以省略焊接工作。另一實施例中，如圖10所示，採用具有形成有一個或多個(圖10所示為兩個位置)通孔178的一個側壁的板狀部件177，使得焊料通過通孔178流到板狀部件177的裡面。這使得焊料容易流進覆蓋有板狀部件177的整個內部區域，並且接線端子76，導線25和板狀部件177之間的間隙能夠由焊料以可靠的方式填充，能夠進一步減小焊料連接中出現缺陷的可能性。
此外，對於當前的實施例來說，雖然具有L形截面的的接線端子76和具有U形截面的板狀部件77在安裝步驟之前就相結合，但是在安裝步驟之前也可以採用具有簡單形狀如扁平形或L形截面的板狀部件。同樣，在安裝步驟之前具有扁平形或L形截面的板狀部件可以用於在安裝步驟期間形變以包圍整個接線端子76和導線25。另一實施例中，形變步驟之後板狀部件77的公共端部可以相互重疊放置。
此外，當前實施例中，雖然從接線盒75突出的接線端子76的部分的高度與板狀部件77的長度相當，但是板狀部件77可以比接線端子76的高度長或者短。同樣，雖然板狀部件7組裝為形成連接部78使得在靠近接線盒75的板狀部件77的端部與接線盒75保持毗連嚙合，但是板狀部件77可以這樣組裝使得板狀部件77與接線盒75的端面分開。
此外，當前實施例中，雖然在板狀部件77形變之後進行焊接，但是板狀部件77可以粘接固定在合適的位置以替代焊接。
雖然對本發明的特定實施例進行了詳細描述，但是本領域的技術人員應該理解在其公開內容的啟示下本領域技術人員可以對這些細節進行各種修改和替換。因此，所公開的特定布置僅在於示意而不是對發明範圍的限制，其涵蓋了下面權利要求的全部範圍和所有等效替換。
權利要求
1.一種車輛用交流發電機，包括可旋轉驅動轉子；其上纏繞有定子繞組的定子；和整流器，從定子繞組抽頭的導線通過連接部連接到該整流器，用以將定子繞組中感應的交流電壓變換為直流電壓；其中整流器包括連接導線的接線端子，並且連接部包括金屬板狀部件，通過該板狀部件包圍接線端子和導線的外緣。
2.根據權利要求1所述的車輛用交流發電機，其中接線端子，導線和板狀部件相互焊接。
3.根據權利要求2所述的車輛用交流發電機，其中板狀部件形成有至少一個通孔。
4.根據權利要求1-3任一所述的車輛用交流發電機，其中板狀部件具有一個面嚮導線的表面，其形成為具有與導線的表面外形吻合的形狀。
5.根據權利要求1-4任一所述的車輛用交流發電機，其中接線端子具有扁平形或L形結構。
6.根據權利要求1-5任一所述的車輛用交流發電機，其中整流器包括塑料樹脂製成的接線盒，連接到接線端子的導線插入到該接線盒，其中從接線盒突出的接線端子的高度與板狀部件的寬度基本相當。
7.根據權利要求1-6任一所述的車輛用交流發電機，其中導線由多個相互平行設置的導電體形成。
8.一種製造車輛用交流發電機的方法，包括第一步，將從定子繞組抽頭的導線的位置與整流器的接線端子的位置相匹配；第二步，用金屬板狀部件包圍導線和接線端子的外緣；以及第三步，使板狀部件形變為與導線和接線端子的外形一致。
9.根據權利要求8所述的製造車輛用交流發電機的方法，進一步包括，在第三步之後第四步，將接線端子，導線和板狀部件焊接。
全文摘要
公開了一種車輛用交流發電機及其製造方法，其中可旋轉驅動轉子3容納在定子2中，該定子2上纏繞有連接到整流器7的定子繞組23，從定子繞組抽頭的導線25通過連接部78連接到整流器7上，以將定子繞組中感應的交流電壓變換為直流電壓。整流器7包括連接導線的接線端子76。通過金屬板狀部件77包圍接線端子和導線的外緣使得連接部78形成為給定的外形。
文檔編號H02K19/16GK1627612SQ200410047168
公開日2005年6月15日 申請日期2004年12月8日 優先權日2003年12月8日
發明者中野一敏 申請人:株式會社電裝