专利名称：滑环盖上有空气口的交流发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及装在载客轿车、卡车等上的车辆交流发电机。
在JP-B2-4-79224中公开的电刷单元中，圆柱形滑环盖轴向方向上的开口被密封橡胶所封闭，该圆柱形滑环盖装在电刷保持件上，该密封橡胶具有和滑环与电刷之间的滑动接触部分连通的空气通道。在这种结构中，密封橡胶在弹性变形状态下被后盖压在并造成贴靠在滑环盖的边缘部分上，由此保证滑环周围的气密性密封。
在这种电刷单元中，由于诸如后盖、滑环盖等元件形状上的变形，密封橡胶不能被均匀地压在滑环盖的边缘部分上，所以难于保证稳定的气密性密封。再有，由于密封橡胶的弹性变形，由密封橡胶形成的空气通道区域被缩小了，导致通过滑环与电刷之间的滑动接触部分的冷却空气不足。
在美国专利6,294,856(JP-A-2000-139058)中公开的另一个电刷单元中，在电刷保持件上制有凹陷，并且在电刷保持件中，制成在滑环盖上的间隔部分被插入该凹陷以构成弯曲的空气通道，该空气通道与滑环的滑动接触部分相通。由于它在轴向末端部分具有迷宫式结构，需要增加其轴向尺寸以保证所需量的吸入空气，这和缩减尺寸的现代要求背道而驰。
根据本发明，用于车辆的一种交流发电机具有转子及电刷单元。该转子具有旋转轴、磁场绕组以及设置在旋转轴一个端部并在电路上与磁场绕组连接的滑环。该电刷单元具有与滑环保持滑动接触的电刷、推压电刷的弹簧、具有容纳电刷的部分的电刷保持件，以及用于盖住滑环外周边的滑环盖。空气吸入/排出口制成在滑环盖的周围方向上。应用这样制成的吸入/排出口，当电刷单元被装入交流发电机时，可以防止吸入/排出口变形并因此防止空气通道区域缩小，结果是保证有足够量的冷却空气。
定子2设置有定子铁心22、三相定子绕组23和使定子铁心22与定子绕组23电绝缘的绝缘体24。
转子3设置有磁场绕组31及磁极铁心32。磁场绕组用绝缘的铜线成圆柱形地及同轴地绕制而成，并在两侧用磁极铁心32包夹。每个磁极铁心32具有6个爪，带有插入其径向中心内的旋转轴33。
再有，用于排出沿轴向及径向从前侧吸入的冷却空气的冷却风扇35通过焊接安装在前侧的磁极铁心32的轴向端部表面。类似地，用于排出沿径向从后侧吸入的冷却空气的冷却风扇36通过焊接安装在后侧的磁极铁心32的轴向端部表面。再有，两个滑环37及38构造在旋转轴33后侧的轴向端部部分的附近。滑环37及38电路上与磁场绕组31的两个端部连接，使得电从电刷单元5供向磁场绕组31。
支架4盛纳定子2及转子3。转子3可转动地支承在旋转轴33的周围。定子2布置及固定在转子3的磁极铁心32的外周边侧，并且定子2与磁极铁心32之间具有预定的间隙。再有，支架4在其与定子绕组23相对的部分具有冷却空气排放窗口41并在端部表面于轴向上具有冷却空气吸入窗口42，该定子绕组23在定子铁心22的轴向上从端部表面突出。
设有电刷单元5以便从整流器6经过转子3的磁场绕组31流过励磁电流，并且该电刷单元还有电刷51及52压在构造于转子3的旋转轴33上的滑环37及38上。整流器6对作为三相定子绕组23的输出电压产生的三相交流电压进行整流，以产生直流输出功率。
后盖7罩住和保护装在后侧支架4外边的电刷单元5、整流器6及IC调节器9等。当整流器6处于被包夹在后侧支架4与后盖7之间的状态下，这个后盖7用金属螺母71紧固在从后侧支架4伸出的螺栓43上。
在交流发电机1中，当旋转力从发动机(未图示)经带子或类似物传递至皮带轮8时，转子3就在预定方向旋转。当励磁电流在这种状态下从外部供向转子3的磁场绕组31时，磁极铁心32的各个爪被激励而在定子绕组23中产生三相交流电压，以从设在整流器6上的输出端输出直流电。
如图2至图7所示，电刷单元5包括树脂制的电刷保持件60，在电刷保持件60中埋设有连接端子61及62，使电刷对51及52在电路上与连接端子61及62相连接的引线63，树脂制的滑环盖70，以及弹簧64及65。
电刷保持件60通常是盒形的并且在与滑环37及38相对的侧边具有电刷容纳部分66、67及引线容纳部分68、69的多个开口和具有径向沟槽，在该径向沟槽内具有滑环盖70的盖部分72的延伸部分73。再有，在电刷保持件60上制有盖部分81，用于在轴向上在旋转轴33的后端部(与皮带轮相对的侧边端部部分)封闭该端部。
引线63用堵头铜制件的力量连接并固定于电刷51及52和焊接在连接端子61及62上，该连接端子61及62沿径向在端部部分上埋设于电刷保持件60内，由此与连接在连接端子61及62上的其它部件(整流器6及IC调节器9)在电路上相连接。电刷51及52用弹簧64及65推压在滑环37及38上，弹簧64及65布置在电刷51及52的背后端部(在与滑环相对的侧边上)。
通过把突出部分74配装入开口82内，使电刷保持件60与滑环盖70互相结合，该突出部分74制成在位于滑环盖70的轴向端部的盖部分72上，而该开口82制成在封闭电刷保持件60的轴向端部的盖部分81上。这些突出部分74及开口82构成一种配装部分，并应用这种配装部分使电刷保持件60易于固定地组装在滑环盖70之内，这能改善在组装及密封方面的可施工性。
除了盖部分72，滑环盖70包括第一壁部分75及第二壁部分76以及侧壁部分77，该第一及第二壁部分75、76的形状近似于圆弧形。制有盖部分72以便在旋转轴33的后端部封闭轴向端部部分。
第二壁部分76布置在第一壁部分75的内侧并在周边方向上与第一壁部分75重叠。于是，在周边方向上就具有空气吸入/排出口79。这就是说，每个吸入/排出口79造在第二壁部分76的一部分上而第一壁部分75被制成盖住吸入/排出口79，以便由此防止异物进入吸入/排出口79。再有，电刷保持件60的盖部分81的一部分延伸至第一壁部分75并封盖形成于第二壁部分76与第一壁部分75之间的轴向端部侧的间隙，由此防止了异物通过该间隙进入吸入/排出口79。
再有，第一壁部分75具有开口及突出部分78，该开口制成在与吸入/排出口79连通的空间内，而该突出部分78在径向上面朝外沿该开口的边缘制成。沿第一壁部分75的外周边进入该开口的异物的移动方向被该突出部分78所改变。
再有，上述的吸入/排出口79在交流发电机1安装在车辆上的情况下被构成得几乎是面朝地面。这能可靠地防止会变成最大麻烦的水滴的进入。
仍然有的是，滑环盖70的盖部分72具有在径向延伸的延伸部分73。然后，延伸部分73被插入制成在电刷保持件60上的径向沟槽80内，而造成盖部分72靠在盖部分81上，由此防止异物从轴向端部部分进入。再有，为使延伸部分73更容易插入径向沟槽80中，在电刷保持件60的径向沟槽80上制有斜表面83。
在电刷单元5中，在支架侧端部部分由电刷保持件60及滑环盖70构成的圆柱部分以小间隙配装入中心孔中，该中心孔制成在后侧支架4上用以通过旋转轴33。这样可保证这部分的水密性。
由于吸入/排出口79以这种方式造在滑环盖70的周边方向上，当电刷单元5被装入交流发电机1内时，有可能防止吸入/排出口79的变形，并因此防止空气通道的区域被缩小，结果是保证了足够量的冷却空气。再有，即使每个吸入/排出口79被制成具有足够区域，它们不会增大轴向的尺寸，所以有可能减小电刷单元5的尺寸。
仍然还有的是，由于吸入/排出口79被制成不使用密封橡胶，根据电刷单元5被组装入交流发电机内的状态，有可能避免在吸入/排出口79与该密封橡胶之间制造必需的间隙，并因此保证了滑环37及38的周围的充分气密性密封。
特别是，由于吸入/排出口79制成在第一壁部分75与第二壁部分76之间，当冷却空气被吸入时，第二壁部分76能阻碍异物进入，并因此可切实防止异物的进入。
再有，由于第二壁部分76与第一壁部分75在周边方向上重叠并盖住吸入/排出口79，从外部与吸入/排出口79连通的空间可制成具有迷宫式结构，并因此可进一步切实地防止异物的进入。
以上实施例可以各种方法进行修改。例如，考虑到车辆的条件，诸如当交流发电机1被安装在车辆上的状况和水飞溅向该车辆的方向，第一壁部分75及第二壁部分76可在位置上作适当改变，由此适当地改变吸入/排出口79的位置。
滑环盖70可如图8所示那样进行修改。在这个修改中，第一壁部分75及第二壁部分76在周边方向上改变其位置，由此使吸入/排出口79的位置在周边方向上改变。
再有，滑环盖70可如图9中所示进行修改。在这个修改中，两者都制成在滑环盖70上的肋状突出部100和沟槽102贴靠在电刷保持件60上。在滑环盖70的侧壁部分77上制有肋状突出部100及沟槽102，两者都在滑环盖70插入电刷保持件60内方向的垂直方向上延伸。
由于滑环盖70可被组装入电刷保持件60内，在它们通过这些突出部100切实地彼此贴靠在一起的状态下，就可能利用毛细作用阻碍异物从电刷保持件60与滑环盖70之间的间隙进入。相似地，由于通过形成沟槽12在滑环盖70贴靠在电刷保持件60的状态下区域被分成多个部分，就可能利用毛细作用阻碍异物从电刷保持件60与滑环盖70之间的间隙进入。
此处，当滑环盖70贴靠在电刷保持件60上时，这些肋状突出部100或沟槽102可在滑环盖70的全部表面上构成。再有，该肋状突出部100或沟槽102可互相连接。仍然有的是，只构成肋状突出部100与沟槽102中的一个。特别是，即使制成它们中的一些，靠接区域可被分成多个部分。
仍然有的是，电刷保持件60及滑环盖70可如
图10及图11所示分别进行修改。图10显示当从电刷保持件60被装入支架4中的方向所见时的形状，而图11显示当从滑环盖70被装入支架中的方向所见时的形状。这些修改的电刷保持件60及滑环盖70的组装如图12所示。
如在这些图中所示，所示的电刷保持件60及滑环盖70被制成这样，即在电刷保持件60的轴向延伸的壁部分200和在径向延伸的壁部分202盖住滑环盖70的一部分。这种结构封闭了沿滑环盖70的轴向在壁部202与端部部分300之间形成的间隙，并防止异物通过该间隙进入。特别是，如果肋状突出部302形成在在滑环盖70的侧壁部分77上和轴向端部部分300上(此处滑环盖70被制成贴靠在电刷保持件60上)并被制成贴靠电刷保持件60，就可能实现更可靠的贴靠状态。
再有，凹陷206制成在于电刷保持件60的轴向上延伸的壁部分204上，而突出部306制成在贴靠壁部分204的滑环盖70的壁部分304上。当突出部306配装在凹陷206内以构成配装部分时，滑环盖70可容易地装入并固定在电刷保持件60上。因此，这可改善组装及气密性密封方面的可施工性。
本发明不应被限制于以上实施例及修改，但却以各种方法去实现而不背离本发明的精神。
权利要求
1.一种用于车辆的交流发电机(1)，其包括转子(3)，其具有旋转轴(33)、磁场绕组(31)，以及设置在该旋转轴的一个端部上并电连接于该磁场绕组的滑环(37，38)；和电刷单元(5)，其具有与该滑环保持滑动接触的电刷(51，52)、用于推压该电刷的弹簧(64，65)、具有用于容纳该电刷的部分的电刷保持件(60)、和用于盖住该滑环的外周边的滑环盖(70)，其中吸入/排出口(79)在该滑环盖的周边方向上形成。
2.根据权利要求1所述的交流发电机(1)，其特征在于该滑环盖(70)具有第一壁部分(75)和第二壁部分(76)，该第一壁部分(75)形成垂直于该旋转轴的弧形截面，而该第二壁部分(76)形成在该第一壁部分的内侧，以及该吸入/排出口(79)形成于该第一壁部分与该第二壁部分之间。
3.根据权利要求2所述的交流发电机(1)，其特征在于该第一壁部分(75)与该第二壁部分(76)在该周边方向上重叠并盖住该吸入/排出口(79)。
4.根据权利要求2或3所述的交流发电机(1)，其特征在于该电刷保持件(60)部分地延伸至该第一壁部分。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的交流发电机(1)，其特征在于在该交流发电机被装在车辆上的状态下，该吸入/排出口(79)通常面朝地面。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的交流发电机(1)，其特征在于每个该电刷保持件(60)及该滑环盖(70)具有用于在该旋转轴的一个轴向端侧封闭其端部的盖部分(72，81)，并且在这些盖部分被制成互相贴靠的状态下该电刷保持件(60)安装在滑环盖(70)上。
7.根据权利要求6所述的交流发电机(1)，其特征在于接合部分(74，82)形成在盖部分(72，81)上并互相接合。
8.根据权利要求2至4中任何一项所述的交流发电机(1)，其特征在于该第一壁部分(75)具有制成在与该吸入/排出口(79)连通的空间内的开口，而在径向上面朝外侧的突出部(100)沿该开口的边缘形成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的交流发电机(1)，其特征在于该滑环盖(70)具有相对于该旋转轴(33)的方向垂直形成的侧壁部分(77)，并且至少一个突出部(100)及沟槽(102)形成在该侧壁部分上以便把该滑环盖(70)贴靠在该电刷保持件(60)上的区域分成多个部分。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的交流发电机(1)，其特征在于该电刷保持件(60)及该滑环盖(70)具有形成在支架侧端部处的圆柱形部分，而该圆柱形部分以小间隙配装在中心孔内，该中心孔制成在支架(4)中，该电刷保持件(60)配装在该支架(4)上，以便使该旋转轴(33)通过。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的交流发电机(1)，其特征在于延伸部分(73)沿轴向形成在滑环盖(70)的至少一个端部上以沿径向延伸，并被插入径向沟槽(80)内，该径向沟槽形成在电刷保持件(60)上。
12.根据权利要求11所述的交流发电机(1)，其特征在于该滑环盖(70)具有肋状突出部并被制成贴靠该电刷保持件，该肋状突出部形成在一表面上，在该表面处该滑环盖贴靠在该电刷保持件上。
全文摘要
车辆用的交流发电机(1)具有电刷单元(5)。该电刷单元(5)包括与滑环(37,38)保持滑动接触的电刷(51,52)、用于推压该电刷的弹簧(64,65)、具有容纳该电刷的部分的电刷保持件(60),以及用于盖住该滑环的外周边的滑环盖(70),该滑环制成在旋转轴(33)上。该滑环盖(70)含有第一壁部分(75)及第二壁部分(76),通常它们的形状像圆弧,用于在轴向上封闭该端部部分的盖部分(72),以及侧壁部分(77)。该第一壁部分(75)及该第二壁部分(76)彼此重叠,而吸入/排出口(79)制成在这些壁部分(75,76)之间。
文档编号H02K11/04GK1379532SQ0210498
公开日2002年11月13日 申请日期2002年3月29日 优先权日2001年3月29日
发明者柘植隆文 申请人:株式会社电装