專利名稱：具有抗沖擊和抗振動的終端連接件的車輛交流發電機的制作方法
技術領域：
本發明領域本發明涉及具有抗沖擊和抗振動的終端連接件的車輛交流發電機。
現有技術說明在車輛交流發電機中，由整流器將電樞線圈感應產生的交流(AC)電壓整流為直流(DC)電壓。上述電樞線圈和整流器通過軟焊、焊接或采用固定在電樞線圈的引線(引出導線)上的終端接接線夾相連接。
美國專利No.5914546(SP-A-10-4646)公開過一種具有翻邊在電樞線圈的引出導線上的終端接線夾的車輛交流發電機。每根引出導線具有圓形的橫截面，而終端接線夾則翻邊在多根引出導線上。因此，每根引出導線與終端接線夾之間的接觸面積不足。為了增大導電性，在沿引出導線的周圍的空間內填充焊料或者說硬釬料。
近年來，車輛發動機的重量減輕而功率輸出增大。結果，發動機的振動大，這就使安裝交流發電機的空間的工作條件變得惡劣。另外，上述的焊料或者說硬釬料會隨時間而退化，這也可能造成引出導線與終端接線夾之間的電連接不良。
使用終端接線夾需要在其卷邊部分內具有能在引出導線周圍填充焊料或者說硬釬料的空間。由于有了這種空間，引出導線在置入卷邊部分時可能并不處于翻邊的正確位置。在這種情況下，終端接線夾不能正確地翻邊在引出導線上，并且不能形成牢固的電連接。
為了解決上述問題，可使引出導線在終端接線夾翻邊在它上面時發生變形而成為矩形的橫截面。通過使引出導線發生變形而成為矩形截面，可形成足夠的接觸面積。但是，在有振動的場合下，由于變形區域受到應力作用，可能使導線破裂。因此，上述替代方案不適合于實際應用。
本發明概述因此，本發明的目的是提供一種即使在惡劣的安裝條件下也極少發生接觸失效的車輛交流發電機。
本發明的車輛交流發電機具有一個定子、一個整流器和多個終端接線夾。上述定子具有一個定子鐵芯和一個纏繞在定子鐵芯上的電樞線圈。上述電樞線圈具有矩形的橫截面。整流器將電樞線圈感應產生的交流電壓轉換成直流電壓。終端接線夾具有一個卷邊部分和一個連接部分，卷邊部分用于翻邊電樞線圈的引線(引出導線)，上述連接部分通過螺釘與整流器的輸入端子相連接。
當終端接線夾翻邊在引出導線上時，引出導線的相對表面與終端接線夾的卷邊部分形成面接觸。這樣就有足夠的接觸面積而引出導線的塑性變形又極小。這就減少了在惡劣的安裝條件下發生連接失效的可能性。這也可減少焊料或者說硬釬料的用量。如果上述的卷邊部分設計合理而使引出導線與終端接線夾有更好的面接觸，也可不需用焊料或者說硬釬料。
附圖簡述從下面參看附圖所作的詳細說明可以更明白本發明的上述的和其他的目的、特征和優點，附圖中圖1是本發明的一個實施例的交流發電機的剖視圖；圖2是上述實施例的定子的局部平面圖；圖3是上述實施例的定子的局部透視圖；圖4是按照上述實施例的已翻邊有終端接線夾的引出導線的剖視圖；圖5是按照上述實施例的交流發電機的終端接線夾周圍的局部放大剖視圖；圖6是按照上述實施例已被改型的終端接線夾翻邊的引出導線的剖視圖；圖7是被一種改型的終端接線夾翻邊的引出導線的剖視圖；和圖8是具有圖7所示的引出導線和終端接線夾的交流發電機的剖視圖。
優選實施例詳細說明下面參看
本發明的優選實施例。
參看圖1、交流發電機100具有一個機殼1、一個定子2、一個轉軸3、一個固定磁軛4、一個磁場線圈5、一個轉子鐵芯6、一對軸承8和9、和一個整流器10。
定子2具有一個定子鐵芯21和一個纏繞在定子鐵芯21上的電樞線圈7。定子鐵芯21是由鋼片制成的，它固定在機殼1的圓筒形內壁上。在定子鐵芯21的內壁上設置有多個用于接納電樞線圈7的槽。
參看圖2和3，電樞線圈7由多個U形導體段70構成，每個U形導體段70具有一對直線部分701和一個彎曲部分702。每個直線部分701插入定子鐵芯21的按預定節距設置的槽中的一個內。導體段70的端部704沿圓周方向彎曲至規定位置，并與另一個導體段70的端部704相連接，從而構成三相繞組。
引出導線73從定子2的彎曲部分的一側C見圖(右側)平行于轉軸3伸出并與整流器10相連接。終端接線夾74翻邊在引出導線73的端部上。引出導線73的橫截面是矩形的(如圖4所示)。終端接線夾74翻邊在引出導線73上。
參看圖4和5，終端接線夾74具有卷邊部分741和連接部分742，該連接部分742用穿過墊片3102的螺釘3101固定在輸入端子24上。卷邊部分741則翻邊在引出導線73上。當卷邊部分741完成卷邊后其橫截面形狀如圖4所示，該截面形狀是一個梯形，其上邊長度大致與引出導線73的寬度相同，這就可使引出導線73在卷邊部分741內正確定位。
上述的卷邊部分741具有底部741a和爪形部741b和741c。將爪形部741b和741c彎曲并對其施加一個沿圖4的垂直方向的力，從而使它們緊壓在引出導線73的上表面上，與此同時，底部741a也緊壓引出導線73的下表面。結果，爪形部741a和741b都與引出導線73的上表面相接觸，同時彼此連接在一起。
卷邊部分741和引出導線73分別具有梯形和矩形的橫截面，因此，由卷邊部分741與引出導線73組成的空間的橫截面是三角形的，該空間在圖4上的標號為75。用焊料或者說硬釬料填充上述的三角形空間75可以降低引出導線73與終端接線夾74之間的接觸電阻。
圖6示出一種改型的終端接線夾。在兩個爪形部741b與741c之間形成一個空隙743，在使爪形部741b和741c卷邊時，引出導線73發生塑性變形，其一部分被置入上述空隙74 內，這就可減小引出導線73與終端接線夾74之間的空間尺寸，結果便可使它們之間的接觸電阻降低。另外，由于引出導線73的一部分置入空隙743內，也可使引出導線73正確地定位在卷邊部分741內，這就保證了穩定的連接條件。
如圖2和3所示，U形導體段70構成了前線圈端71和后線圈端72。各U形導體段70的直線部分701處于相對于定子鐵芯21的周圍的對角線位置，并且互相平行。結果，便沿徑向和軸向均勻地形成多條橫截面為菱形的空氣通道1000。在前線圈端部71內，沿軸向伸出端部704，并彼此固定，這就在端部704之間形成徑向的空氣通道1001。每個導體段70沿徑向或軸向概不重疊。因此，所有導體段70均可在沿徑向或軸向進行通風時得到冷卻而流體阻力損失較小。
轉軸3分別通過軸承8和9支承在前端壁11和后端壁12上。在前端壁11的外面用螺帽將一個皮帶輪(未示出)固定。
固定磁軛4是一個包圍著轉軸3并用螺栓41將其固定在前端壁11上的圓筒形的軟鐵芯，沿其前端附近的外壁上環繞有一條凹槽。磁場線圈5環繞著固定磁軛4而纏繞在上述凹槽內。
固定在轉軸3上的轉子鐵芯6與固定磁軛4一起形成磁場磁力線的磁路。轉子鐵芯6具有一對轉子磁軛61和62、多個第一爪極63和第二爪極64、和支承件65。轉子磁軛61和62安置成沿軸向互相靠近，并且固定在轉軸3上。爪極63和64與轉子磁軛62做成整體。支承件65是由非磁性材料制成的環圈，用來將第一和第二爪極63和64連成整體。
轉子磁軛61是圓筒形的軟鐵芯，其外壁與固定磁軛4的內壁相對，二者之間有一個小的間隙。另一個轉子磁軛62也是圓筒形的軟鐵芯，它由第一鐵芯部分621和第二鐵芯部分622兩部分構成。第一鐵芯部分621位于固定磁軛4之內，二者之間有一個小間隙。它的圓周面對著固定磁軛4的內壁。第二鐵芯部分622位于第一鐵芯部分621的后面，它的直徑大于固定磁軛4的內徑。
第一爪極63的每個爪從第二鐵芯部分622沿軸向伸出，好像這些爪就固定在轉子鐵芯62的外壁上一樣。這些沿圓周方向按恒定間距設置的爪被插入由定子鐵芯21的內壁與磁場繞組5的外壁形成的爪極容納區內。在轉子鐵芯62的頂部安裝一個可產生沿軸向和離心方向流動的冷卻氣流的冷卻風扇66。轉子鐵芯62的頂部位于相對于后線圈端部72更向內的位置。
第二爪極64的每個爪設置在因定磁軛4的外面，二者之間留有一個小的間隙，其內壁面對著固定磁圈4的外壁。上述的爪設置在沿圓周排列的第一爪極63之間并沿軸向延伸而插入爪極容納區內。第二爪極按恒定間距沿圓周方向排列，它包括一個有效電極部分641和一個長形部分642。
長形部分642具有多個也起到磁場磁力線的磁路作用的翼片643，還具有一個將這些翼片643連接起來的管狀件。長形部分位于固定磁軛4的外面，二者之間留有一個小間隙，且其內壁面對著固定磁軛4的外壁。
機殼1具有排氣孔13和14和進氣孔15。上述排氣孔13和14位于線圈端部71和72附近，進氣孔15則位于后端壁12上。軸承8由與它部分地連接的后端表面固定在固定磁軛4的前端表面上。
整流器10由穿過機殼1的后壁12的螺栓30和螺帽31固定到機殼1上，它具有一組二極管(未示出)、正向冷卻片2200、反向冷卻片2300、絕緣子27和終端夾頭25。二極管對電樞線圈7的交流(AC)電壓輸出實行全波整流。在這些二極管中，正極二極管由正向冷卻片2200冷卻，而負極二極管則由反向冷卻片2300冷卻。絕緣子27由電絕緣材料制成。終端夾頭25夾住輸入端子24。
用螺栓30按順序(從后端壁12起)將反向冷卻片2300、中間絕緣子271、正向冷卻片2200、和終端夾頭25固定住，然后蓋上后蓋200，并用螺母31和墊片32固定螺栓30。
由絕緣樹脂制成的絕緣子27包括中間絕緣子271和引出導線的絕緣子272。大致為極狀的中間絕緣子271使正向冷卻片2200與反向冷卻片2300之間形成電絕緣。引出導線的絕緣子272是一個從中間絕緣子271的邊緣沿軸向向前伸出的管狀件，它插入機殼1上的一個通孔內。當通過引出導線的絕緣子272抽拉引出導線73時，導線73與機殼1是電絕緣的。
當轉子鐵芯6轉動時，電樞線圈7便產生感應電壓，該電壓對磁場繞組5供給勵磁電流。通過引出導線73將上述感應電壓加到整流器10上，并轉換成直流(DC)電壓。
冷卻風扇66隨轉子鐵芯6而轉動，從而產生流過后蓋200與后端壁12之間的空間的冷卻氣流，或者說通過后蓋200上的進氣孔流過部件室S。然后，冷卻氣流通過進氣孔15流入機殼1內，并分叉成沿軸向和離心方向的兩股氣流。沿軸向流動的冷卻氣流主要通過爪極63和64之間的空間流向固定磁軛4。冷卻氣流使線圈端部41降溫，然后通過排氣孔13排出到機殼1之外。沿離心方向流動的冷卻氣流使線圈端部72降溫，然后通過排氣孔14排出到機殼1之外。
本發明的效果說明如下終端接線夾74翻邊在引出導線73上，使引出導線73與終端接線夾74的表面互相接觸，因此，可形成足夠的接觸面積，而電樞線圈7的塑性變形較小。這就可減少在苛刻的安裝條件下產生的連接不良，也減少了用于增大導電性的焊料或者說硬釬料的總量。
如果卷邊部分設計合理而具有良好的電連接，就可以不需要焊料或者說硬釬料，這就降低了制造成本。但是，如圖4和6所示，最好在卷邊部分741與引出導線73之間形成空間75以便加入焊料或者說硬釬料。由于焊料或者說硬釬料改善了導電性，故在上述空間75內加入焊料或者說硬釬料可減少接觸電阻。這樣就可減少不良的連接。而且，引出導線73所需的用于填充焊料或者說硬釬料的空間比公知的橫截面為圓形的引出導線要小，換言之，本發明的引出導線73所需要的焊料或者說硬釬料的用量較少，因此可降低制造成本。
卷邊部分741具有底部741a和爪形部741b和741c，該爪形部741b和741c分雖位于底部741a的兩側。將爪形部741b和741c彎曲以使它們互相接觸。采用這種爪形部741b和741c，終端接線夾74可以牢牢地翻邊在引出導線73上。
電樞線圈7由U形導體段70構成。在導體段70插入定子鐵芯21的槽內之后，將各導體段70的一端互相連接起來便構成三相繞組。因此，可在電樞線圈7插入定子鐵芯21之前將終端接線夾74卷邊。這就增大了設計制造工藝過程的靈活性。與普通的具有圓形截面的波形繞法繞圈相比，上述三相繞組的電阻可顯著減小，這就可減小焊料或者說硬釬料的熱退化，并提高可靠性。
本發明不應局限上面所述和圖中所示的實施例，而是可在不違背本發明精神的情況下按各種各樣的方法予以實施。
圖7和8所示的車輛交流發電機在其定子鐵21的外壁上設置有數目與槽相同的軸向排氣管210，為了使冷卻氣流順利流過軸向排氣管210，在比圖1所示的排氣孔13更靠前處設置一個排氣孔16。由冷卻風扇66產生的冷卻氣流沿離心方向流動，并使線圈端部72冷卻。然后，冷卻氣流沿軸向流動，并通過軸向排出管210流到線圈端部71。在冷卻氣流沿徑向或者說向前流過線圈端部71的同時冷卻了線圈端部71，然后通過排氣孔16排出機殼1之外。通過增大線圈端71周圍的冷卻氣流量，可使定子2更容易冷卻下來。
也可以不設置軸向排氣管210，而是在定子鐵芯21上沿軸向設置多個供氣流流過的孔。
本發明可應用于具有電刷和隨轉子轉動的磁場繞組的車輛交流發電機。
權利要求
1.一種車輛交流發電機(100)，它具有一個定子鐵芯(21)；一個纏繞在定子鐵芯(21)上并具有橫截面形狀大致為矩形的引出導線(73)的電樞線圈(7)；一個用于將電樞線圈(7)感應產生的交流電壓整流為直流電壓的整流器(10)；一個具有一個專門翻邊在電樞線圈(7)的引出導線(73)上的卷邊部分(741)和一個固定在整流器(10)的輸入端子(24)上的連接部分(742)的終端接線夾(74)；其中，上述的引出導線(73)具有兩對相對的表面，其中的一對表面與終端接線夾(74)相接觸。
2.根據權利要求1的車輛交流發電機(100)，其特征在于，上述另一對相對表面與終端接線夾(74)隔開而形成導電的填料的空間(75)。
3.根據權利要求1或2的車輛交流發電機(100)，其特征在于，上述的卷邊部分(741)具有一個與引出導線(73)的相對表面之一相接觸的底部(741a)和從該底部(741a)之兩側伸出的爪形部(741b，741c)。
4.根據權利要求3的車輛交流發電機(100)，其特征在于，上述引出導線(73)的相對表面之一發生塑性變形。
5.根據權利要求4的車輛交流發電機(100)，其特征在于，上述爪形部(741b，741c)的端部彼此面對，它們之間有一間隙；和上述的發生塑性變形的導線(73)的該相對表面的一部分置于上述間隙內。
6.根據權利要求3的車輛交流發電機(100)，其特征在于，上述的置入引出導線(73)的空間的橫截面形狀大致為梯形。
7.根據權利要求6的車輛交流發電機(100)，其特征在于，上述的大致為梯形截面的空間的短底邊的長度與引出導線(73)的跟該短底邊線接觸的橫截面部分的長度大致相等。
8.根據權利要求1或2的車輛交流發電機(100)，其特征在于，上述的電樞線圈(7)由大致為U形導體段(70)構成并具有矩形的橫截面；上述導體段(70)互相連接構成多相繞組，并被置入定子鐵芯(21)的槽內。
9.根據權利要求1的車輛交流發電機(100，其特征在于，上述的相對表面基本上沿其整個表面積與終端接線夾的表面直接接觸。
10.根據權利要求2的車輛交流發電機(100)，其特征在于，上述的空間(75)內充有導電的填料。
全文摘要
一種車輛交流發電機(100)具有一個電樞線圈(7)、一個整流器(10)、和一個終端接線夾(74)。電樞線圈(7)的橫截面大致為矩形。整流器(10)對電樞線圈(7)感應產生的電壓進行整流。終端接線夾(74)具有一個卷邊部分(741)和一個連接部分(742)，上述卷邊部分(741)翻邊在電樞線圈(7)的引出導線(73)上，上述連接部分(742)用螺釘固定在整流器(10)的輸入端子(24)上。終端接線夾(74)的卷邊部分(741)翻邊在引出導線(73)上使引出導線(73)的兩相對表面與終端接線夾(74)形成面接觸。
文檔編號H02K3/50GK1521917SQ0310199
公開日2004年8月18日 申請日期2003年1月30日 優先權日2003年1月30日
發明者村田中人, 丹良樹, 松原慎一, 一 申請人:株式會社電裝