專利名稱：交流發(fā)電機的火花阻塞結(jié)構(gòu)和火花阻塞方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及提供一種火花阻塞的交流發(fā)電機(稱作“交流發(fā)電機”)，并且特別涉及提供一種火花阻塞結(jié)構(gòu)和方法，當該交流發(fā)電機安裝在機動車或小型船舶的發(fā)動機室時，用于在操作期間防止從機體向外放出所產(chǎn)生的火花。
一般來說，交流發(fā)電機是經(jīng)向機動車或小型船舶施加的發(fā)動機功率，由其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生交流電壓。該電壓通過預定電路供給系統(tǒng)負荷或發(fā)動機控制系統(tǒng)。為了概括說明其一般結(jié)構(gòu)，

圖1用斷面圖示出了該交流發(fā)電機。
交流發(fā)電機10包括前座架和后座架1和2，它們各有一個杯狀結(jié)構(gòu)。當前座架和后座架1和2連接在一起時，它們形成一個內(nèi)腔，以密封按如下所述的預定次序組裝的部件。
在內(nèi)腔中環(huán)繞座架1和2的內(nèi)周表面適當安裝一個定子4。在鄰近交流發(fā)電機10的軸的兩端具有較小直徑的圓形孔的周圍各自固定支承軸承5和6，以便轉(zhuǎn)軸7可旋轉(zhuǎn)地支承其間。在內(nèi)腔中轉(zhuǎn)軸7包括一個安裝其上的轉(zhuǎn)子9。轉(zhuǎn)子9包括鐵芯，繞其外周部分安排一個勵磁線圈8。在轉(zhuǎn)軸7上鄰近轉(zhuǎn)子9的前部和后部各自安裝冷卻風扇11和12，它們隨轉(zhuǎn)軸7的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)軸7穿過支承軸承6伸出后座架2，在其端部固定一個皮帶輪13。皮帶輪13與一條皮帶(沒有示出)連接，以便向那里傳送發(fā)動機功率。并且，轉(zhuǎn)軸7有一端以預定長度從支承軸承5突出延伸，一個通常包括兩部分的滑環(huán)14裝配其上，以便與此后敘述的電刷18以面對面結(jié)構(gòu)接觸。滑環(huán)14與轉(zhuǎn)子9電氣連接。
從另一方面來說，在前座架1的外表面上安裝一個端殼15，以密封轉(zhuǎn)軸7的端部。在端殼15中以常規(guī)方式安裝一個電刷夾16。電刷夾16至少包括一個電刷18，用彈簧17彈性夾住，以便電刷18以面對面接觸結(jié)構(gòu)與滑環(huán)14配合。并且，電刷夾16包括一個電壓調(diào)節(jié)器19和一個交流整流器20，適當?shù)夭⑶腋髯缘匕才旁谄湟粋?cè)部和下部?；谶@樣結(jié)構(gòu)，在后座架1密接支承軸承5的一側(cè)上構(gòu)成一個排放通路30，以便把滑環(huán)14與電刷18之間由面對面摩擦所產(chǎn)生的電刷粉末引到外部。交流發(fā)電機10具有與常規(guī)結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，其詳細說明省略。
因此，交流發(fā)電機10使滑環(huán)14能夠與電刷18的下端電氣接觸，以便對勵磁線圈8施加電源。當為了操作系統(tǒng)而對交流發(fā)電機10施加電源時，轉(zhuǎn)子9與轉(zhuǎn)軸7和滑環(huán)14一起旋轉(zhuǎn)。在那個時候，由于滑環(huán)14與電刷18之間形成電氣和機械接觸，引起了電刷粉末和火花產(chǎn)生，并且通過排放通路30引到交流發(fā)電機10外部。這意味著如果交流發(fā)電機安裝在密封的機動車或小型船舶的發(fā)動機室里，就非常危險。實際上，沒有燒完的易燃的燃燒氣體可能留在密封的發(fā)動機室里。如果發(fā)動機室不經(jīng)常通風，就有危險在起動交流發(fā)電機時易燃氣體可能會爆炸。
關(guān)于這些問題，在Chiampas先生等人發(fā)布的美國專利No.4,680,495中公開了一種典型技術(shù)，其目的是提供一種火花阻塞結(jié)構(gòu)，用于密封滑環(huán)和電刷夾。
該專利包括一種火花保護的交流發(fā)電機，在交流發(fā)電機殼的一個端板上有一個外腔，在交流發(fā)電機軸延伸部分上具有連通環(huán)，并且在該外腔內(nèi)安置了配合的金屬電刷。外腔與交流發(fā)電機四周的空氣有效地密封，以便對電刷與連通環(huán)之間產(chǎn)生的火花提供保護，其中利用了殼和板的最小面積。端板從外腔的側(cè)壁整個延伸，部分徑向地環(huán)繞軸延伸部分和連通環(huán)。一個其中固定電刷的電刷夾具有多個突出部分，與側(cè)壁中的多個槽配合，以便徑向地封閉外腔，并且一個端蓋(包括一個墊圈)封閉了外腔的一個開口端，而端板有效地封閉了外腔的另一端。電刷夾構(gòu)成封閉外腔的壁的部分，并且這樣使連通環(huán)和電刷與周圍空氣密封所要求的外腔的尺寸最小。
但是，這個專利是提供防止連通環(huán)與電刷之間產(chǎn)生的火花放出端蓋外部，相反，它并沒有公開保護火花對殼的轉(zhuǎn)子側(cè)釋放的技術(shù)內(nèi)容。換句話說，沒有提供用于排除連通環(huán)與電刷之間接觸處由于摩擦所產(chǎn)生的電刷粉末的結(jié)構(gòu)。它假定火花和電刷粉末可以移入轉(zhuǎn)子側(cè)上形成的一個放出孔，并且然后放出到交流發(fā)電機四周的空氣中。這意味著存在由于火花放出到周圍空氣中而引起的危險。
為了解決這些問題和缺點，本發(fā)明的一個目的是提供一種交流發(fā)電機的火花阻塞結(jié)構(gòu)，用于有效地遮斷火花引向一個座架側(cè)，并把電刷粉末放出到交流發(fā)電機外部，以及一種火花阻塞方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種交流發(fā)電機的火花阻塞結(jié)構(gòu)，制成與一個用于放出電刷粉末的孔的形狀相同，以及一種火花阻塞方法。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種交流發(fā)電機的火花阻塞結(jié)構(gòu)，用于有效地遮斷火花引向一個端殼側(cè)，以及一種火花阻塞方法。
按照本發(fā)明，一臺交流發(fā)電機包括一個座架結(jié)構(gòu)，包括至少一個座架，其中形成一個腔，在該交流發(fā)電機中，在其軸線上可旋轉(zhuǎn)地安裝一個轉(zhuǎn)軸，在該轉(zhuǎn)軸上固定一個轉(zhuǎn)子，并且環(huán)繞其周邊表面安排一個定子；以及在一個座架的后部上安裝一個端殼，在該端殼中，在從座架結(jié)構(gòu)以預定距離伸出的轉(zhuǎn)軸的端部裝配滑環(huán)，并且安裝一個電刷夾，以強制至少一個電刷與滑環(huán)以面對面布置接觸，該端殼包括一個構(gòu)成彎曲狀的放出通路，用于把電刷粉末從滑環(huán)與電刷之間的接觸處引入座架結(jié)構(gòu)，以及可移動地插入該放出通路的火花阻塞部件，以防止火花引入座架結(jié)構(gòu)，其中火花阻塞部件用優(yōu)良導熱材料制成，并且在斷面圖中具有與彎曲放出通路相同的形狀，并且其本體有多個孔或縫隙，以允許電刷粉末通過那里，而強制火花被阻塞。
并且，注意到火花阻塞部件可以構(gòu)成為裝配在滑環(huán)與電刷之間的端部間隙中，由此阻塞火花暴露在端殼外部的周圍空氣中。
因此，保證了本發(fā)明能夠使滑環(huán)與電刷之間接觸處所產(chǎn)生的電刷粉末放出到外部，并且相反火花與周圍空氣隔離，由此改善了產(chǎn)品的可靠性。并且，有一個優(yōu)點，即本發(fā)明其結(jié)構(gòu)簡單，與其它相同產(chǎn)品很好適應。
現(xiàn)在將參考附圖詳細敘述本發(fā)明，其中圖1是說明一般交流發(fā)電機結(jié)構(gòu)的斷面圖；圖2是說明按照本發(fā)明在交流發(fā)電機中安裝火花阻塞結(jié)構(gòu)的斷面圖；圖3是說明按照本發(fā)明的第一實施例構(gòu)造的火花阻塞結(jié)構(gòu)的透視圖；圖4是說明按照本發(fā)明的第二實施例構(gòu)造的火花阻塞結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5是說明按照本發(fā)明的第三實施例構(gòu)造的火花阻塞結(jié)構(gòu)的透視圖；以及圖6是說明按照本發(fā)明的第四實施例構(gòu)造的火花阻塞結(jié)構(gòu)的透視圖。
為了說明本發(fā)明，圖2僅表示一臺交流發(fā)電機的一部分，在那里安裝了火花阻塞結(jié)構(gòu)，其另外部分與圖1中現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)相同。當然，意圖不是把本發(fā)明限定在如下所述的權(quán)利要求和說明的范圍內(nèi)。
參考圖2，在座架1的后部上安裝一個端殼，以在其中形成一個空腔。轉(zhuǎn)軸7的端部穿過支承軸承5以預定距離從座架1伸出?；h(huán)14裝配到轉(zhuǎn)軸7的端部。在端殼15中安裝一個電刷夾17，以便強制至少一個電刷與滑環(huán)以面對面配置接觸，其中電刷18用彈簧19彈性支承。在座架1與支承軸承5之間以彎曲形狀延伸一個放出通路30，以便在交流發(fā)電機10操作期間，把滑環(huán)14與電刷18之間由于面對面摩擦所產(chǎn)生的電刷粉末放出到外部。在放出通路30中可動地安裝一個火花阻塞部件21，并且其本體具有與圖2所示放出通路30相同的結(jié)構(gòu)。
因此，如圖3所示，放出部件21具有一個基于放出通路30的菱形形狀，并且其本體具有多個預定布置的孔22?？?2有足夠尺寸通過電刷粉末，但是防止火花從那里通過。并且，孔22可以具有如圖4所示的多邊形狀。并且，孔22可以如圖5所示那樣，用環(huán)繞火花阻塞部件周邊部分以迷宮形式形成的多個間隙23來代替。
如圖6所示，火花阻塞部件21包括多個薄板，其中薄板在放出通路30中以預定間隔安排。各火花阻塞薄板還有多個取預定形狀的孔?；鸹ㄗ枞考?1能構(gòu)造為裝配在滑環(huán)14與電刷18之間的端部空間中，其形狀與該空間相同，由此阻塞火花暴露在端殼外部的周圍空氣中?；鸹ㄗ枞考?1最好用鋁、銅、不銹鋼等優(yōu)良導熱材料制成。
如上所述，盡管一臺裝備了火花阻塞結(jié)構(gòu)的交流發(fā)電機安裝在一個密封的發(fā)動機室里，但是交流發(fā)電機中產(chǎn)生的火花與留在發(fā)動機室中的沒有燃燒的易燃氣體相隔離。因此，本發(fā)明防止了由于電刷粉末引起的交流發(fā)電機的內(nèi)部污染，并且強制火花與周圍空氣隔離，由此改善了產(chǎn)品的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種用于交流發(fā)電機的火花阻塞結(jié)構(gòu)，該交流發(fā)電機包括一個座架結(jié)構(gòu)，其包括至少一個座架，其中形成一個空腔，在該交流發(fā)電機中，在其軸線上可旋轉(zhuǎn)地安裝一個轉(zhuǎn)軸，一個轉(zhuǎn)子固定在該轉(zhuǎn)軸上，并且一個定子環(huán)繞其外周表面安排；以及在一個座架的后部上安裝一個端殼，其中在以預定距離從座架結(jié)構(gòu)伸出的轉(zhuǎn)軸的端部裝配滑環(huán)，并且安裝一個電刷夾，以強制至少一個電刷以面對面布置與滑環(huán)接觸，其中，所述火花阻塞結(jié)構(gòu)包括一個以彎曲形狀構(gòu)成的放出通路，用于把電刷粉末從滑環(huán)與電刷之間的接觸處引入座架結(jié)構(gòu)中；以及一個在放出通路中可動插入的火花阻塞部件，用于防止火花引入座架結(jié)構(gòu)；其中火花阻塞部件用優(yōu)良導熱材料制成，并且在斷面圖中具有與彎曲放出通路相同的形狀，并且其本體有多個孔或間隙，以允許電刷粉末通過那里，而強制火花被阻塞。
2.如權(quán)利要求1所述的火花阻塞結(jié)構(gòu)，其中所述火花阻塞部件有多個穿通的孔。
3.如權(quán)利要求2所述的火花阻塞結(jié)構(gòu)，其中所述孔具有多邊形狀。
4.如權(quán)利要求1所述的火花阻塞結(jié)構(gòu)，其中所述火花阻塞部件有多個在其側(cè)邊部分上以迷宮形式構(gòu)成的間隙。
5.如權(quán)利要求1所述的火花阻塞結(jié)構(gòu)，其中所述火花阻塞部件有多個在放出通路中以預定間隔安排的薄板。
6.一種用于交流發(fā)電機的火花阻塞方法，該交流發(fā)電機包括一個座架結(jié)構(gòu)，其包括至少一個座架，其中形成一個空腔，在該交流發(fā)電機中，在其軸線上可旋轉(zhuǎn)地安裝一個轉(zhuǎn)軸，一個轉(zhuǎn)子固定在該轉(zhuǎn)軸上，并且一個定子環(huán)繞其外周表面安排；以及在一個座架的后部上安裝一個端殼，其中在以預定距離從座架結(jié)構(gòu)伸出的轉(zhuǎn)軸的端部裝配滑環(huán)，并且安裝一個電刷夾，以強制至少一個電刷以面對面布置與滑環(huán)接觸，其中，所述火花阻塞方法包括以彎曲形狀構(gòu)成一個放出通路，用于把電刷粉末從滑環(huán)與電刷之間的接觸處引入座架結(jié)構(gòu)；安裝一個裝備了多個孔的滑環(huán)阻塞部件，可動地插入放出通路中；以及防止火花引入座架結(jié)構(gòu)，而允許電刷粉末通過那里。
全文摘要
在一臺交流發(fā)電機中，一種火花阻塞部件包括一個安裝在座架與支承軸承之間的放出通路中，并且包括多個以預定形狀在其上構(gòu)成孔的火花阻塞部件，該火花阻塞部件用優(yōu)良導熱材料制成，由此阻塞火花使得與周圍空氣隔離，而將電刷粉末放出。
文檔編號H02K5/136GK1141530SQ96104518
公開日1997年1月29日 申請日期1996年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月10日
發(fā)明者樸真豪 申請人:萬都機械株式會社