專利名稱：車輛用交流發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝載在轎車、貨車等之中的車輛用交流發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于為減少車輛的行駛阻力而作的斜鼻化設(shè)計(jì)和為確保車室內(nèi)乘坐空間的需要，發(fā)動(dòng)機(jī)室的設(shè)計(jì)不斷變小，車輛用交流發(fā)電機(jī)的裝載空間沒有多余的量。一方面，由于燃料費(fèi)用的提高而使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，從而車輛用交流發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)也下降，但另一方面，由于安全控制器等電氣負(fù)荷的增加，而要求不斷提高發(fā)電能力。進(jìn)而，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的小型、輕量化及功率增加，使得振動(dòng)很大，加在裝載在發(fā)動(dòng)機(jī)上的發(fā)電機(jī)上的振動(dòng)也因此增大。
另外，近年來(lái)，由于降低車外噪音的社會(huì)要求和提高車室內(nèi)安靜程度等商品性能的目的，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音不斷下降，隨著發(fā)電而產(chǎn)生的車輛用交流發(fā)電機(jī)的磁噪音成為最厭煩的狀況。
根據(jù)上述背景，要求廉價(jià)地提供一種小型、大功率、抗振動(dòng)性能好、噪音低的車輛用交流發(fā)電機(jī)。
對(duì)此，在傳統(tǒng)的一般車輛用交流發(fā)電機(jī)中，定子夾持固定在前后兩支架上，在與定子鐵心32接觸的支架的開口部端面附近，在兩支架的對(duì)向位置上沿外徑方向設(shè)有多個(gè)凸緣部，在這些凸緣部上形成有螺栓孔或螺釘孔，通過(guò)螺栓進(jìn)行連接固定，然而，在上述結(jié)構(gòu)上，由于在支架的外徑位置上沿軸向緊固所述支架凸緣部，因此，如圖9所示，增加了力矩的分力M，碗狀支架的開口部端面產(chǎn)生變形，定子鐵心和支架的軸向接觸面減少。因此，接觸面的表面壓力上升，通常，由鋁制的支架材料被鐵制定子鐵心的端面邊緣部磨損。在近年來(lái)加在上述發(fā)電機(jī)上的外部振動(dòng)增加的情況下，更加加速了這種磨損。當(dāng)磨損持續(xù)時(shí)，由于支架之間的軸向距離變短，所以沿軸向連接固定定子鐵心和支架的長(zhǎng)螺栓產(chǎn)生松動(dòng)，從而導(dǎo)致下述問(wèn)題。即，由于轉(zhuǎn)子和定子的中心軸偏離，使得轉(zhuǎn)子外周和定子內(nèi)周的空氣隙不均勻，從而造成通過(guò)空氣隙產(chǎn)生的兩者之間的磁吸引力也不均勻，因而使磁噪音增加。
另外，有可能產(chǎn)生由于發(fā)電機(jī)整體剛性低下而產(chǎn)生與外部振動(dòng)共振的現(xiàn)象，因而有發(fā)生定子鐵心與支架之間沿周向相對(duì)移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，定子卷線和整流器的連接線斷線而導(dǎo)致發(fā)電中止的危險(xiǎn)。另外，由于共振使得發(fā)電機(jī)整體的振動(dòng)劇增，加在整流器等各種部件上的應(yīng)力過(guò)大，增加了其破損的可能性。
另一方面，從提供廉價(jià)發(fā)電機(jī)的角度出發(fā)，發(fā)電機(jī)定子鐵心通常是通過(guò)螺旋卷取帶狀鋼板形成的螺旋型鐵心。在這種情況下，作為卷取開始和卷取結(jié)束的軸向兩端面相對(duì)于定子鐵心的中心軸不成90度，而保持向相同方向的傾斜。這樣，一側(cè)的軸向端面與支架的接觸面之間的接觸面積進(jìn)一步減少，另一側(cè)的接觸面順著定子端面的傾斜方向滑動(dòng)，很容易使支架開口部擴(kuò)大，從而使兩支架的軸向距離減少。根據(jù)以上所述，上述螺旋型定子鐵心更易于促使長(zhǎng)螺栓松動(dòng)。
進(jìn)而，對(duì)于將分離的鋼板層疊而成的鐵心，在為了使螺旋型定子鐵心易于卷取成螺旋狀而要求鋼板要薄的同時(shí)，由于卷取后的鋼板中越靠近外周部越薄，所以剛性降低。因此，長(zhǎng)螺栓的緊固力易于使定子鐵心變形，由于內(nèi)周真圓度的變劣而造成磁噪音增大的問(wèn)題。
作為上述問(wèn)題的對(duì)策，支架和定子鐵心的固定不僅僅只用長(zhǎng)螺栓進(jìn)行緊固，就支架和定子鐵心的配合采用過(guò)盈配合來(lái)說(shuō)，既可采用在組裝時(shí)預(yù)先加熱支架的熱嵌裝方式。
另外，有人考慮通過(guò)提高長(zhǎng)螺栓的軸向緊固力，來(lái)提高定子鐵心和支架之間的固定力。然而，由于在這種情況下，力矩分力M也增加，碗狀支架的開口部端面更加變形，因而，考慮使降低變形的支架圓筒外周部壁厚加厚，以提高支架的剛性。
另一方面，由于力矩分力M增加，長(zhǎng)螺栓近旁的定子鐵心在內(nèi)周側(cè)上產(chǎn)生變形，鐵心內(nèi)周真圓度變劣，從而使轉(zhuǎn)子外周和定子內(nèi)周的空氣隙不均勻，產(chǎn)生磁噪音增大的新問(wèn)題。對(duì)于剛性低的螺旋型定子鐵心，這種傾向更加顯著。為解決這一問(wèn)題，如特開平7-245901號(hào)公報(bào)中所記載的，在緊固長(zhǎng)螺栓的支架凸緣部附近設(shè)有切槽，以防止定子鐵心的變形。
在上述熱嵌裝方式中，由于生產(chǎn)工時(shí)、設(shè)備的增加成為阻礙廉價(jià)供給發(fā)電機(jī)的主要原因。另外，當(dāng)由于發(fā)電使發(fā)電機(jī)溫度上升時(shí)，由于作為支架材料的鋁和作為定子鐵心32材料的鐵的膨脹率不同而成為配合松動(dòng)的方向，若在這種狀態(tài)下仍要確保充分過(guò)盈配合，則相反在車輛停止時(shí)，支架始終承受很大的拉伸應(yīng)力，反而產(chǎn)生在寒冷的地域支架斷裂的問(wèn)題。若支架和定子鐵心32同為鐵制的，雖然不會(huì)存在由于膨脹率不同而出現(xiàn)配合的松動(dòng)，但是存在由于磁通量泄漏而使得功率降低，加工費(fèi)用和重量大幅度增加的問(wèn)題。在使用螺旋型定子鐵心的情況下，由于前面所述的剛性降低，也存在與支架的過(guò)盈配合變形很大，內(nèi)周真圓度惡化，導(dǎo)致磁噪音增大的問(wèn)題。
另外，對(duì)于為了減少支架開口部的變形應(yīng)變，而采用厚壁化以提高支架剛性的方法，為了達(dá)到充分的效果，必須相當(dāng)大地增加包括凸緣部的支架整體的外徑厚度，造成發(fā)動(dòng)機(jī)裝載空間變大，和重量增加的問(wèn)題。
進(jìn)而，對(duì)于上述特開平7-245901號(hào)公報(bào)的方法，在凸緣部以外的接觸面上，力矩分力M使支架開口部端面產(chǎn)生應(yīng)變，由此產(chǎn)生的接觸面磨損的發(fā)生與以前相比沒有任何改變，不能解決螺栓緊固力低下的問(wèn)題。另外，在采用剛性低的螺旋型定子鐵心的情況下，由于內(nèi)周真圓度變劣，所以依然存在磁噪音增大的問(wèn)題。
發(fā)明的公開本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而提出的，其目的是廉價(jià)提供一種防止長(zhǎng)螺栓松動(dòng)、小型、大功率、抗振性能好、噪音低的車輛用交流發(fā)電機(jī)。
為了解決這一課題，本發(fā)明的發(fā)電機(jī)在螺旋型定子鐵心的外周部的軸向上設(shè)有凹部，通過(guò)規(guī)定導(dǎo)入凹部的長(zhǎng)螺栓的軸的中心位置，大幅度減少長(zhǎng)螺栓軸向緊固時(shí)的力矩分力，抑制支架和定子鐵心的接觸面的磨損，當(dāng)長(zhǎng)螺栓發(fā)生松動(dòng)時(shí)，抑制螺旋型定子鐵心的變形，防止磁噪音的增加。
根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明為一種車輛用交流發(fā)電機(jī)，包括在軸向端部的至少一側(cè)上具有葉片的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子，具備與所述轉(zhuǎn)子的外周對(duì)向配置的、在內(nèi)徑側(cè)具有多個(gè)狹縫、在外徑側(cè)具有軛鐵部的層疊鐵心和收存在前述狹縫內(nèi)的定子線圈的定子，支撐所述轉(zhuǎn)子和定子的一對(duì)碗狀支架，通過(guò)前述一對(duì)支架在軸向上連接固定所述定子的長(zhǎng)螺栓，其特征為，所述定子鐵心是以螺旋狀卷取、層疊帶狀鋼板而成大致為圓筒狀，所述軛鐵部的軸向兩端面與所述支架的碗狀部的開口部端面接觸，在所述大致為圓筒狀的定子鐵心的外周面上沿軸向形成多條凹下的凹部，所述長(zhǎng)螺栓的軸心配置在前述凹部中的較前述定子鐵心假想最大外徑長(zhǎng)出所述長(zhǎng)螺栓徑向斷面直徑的三分之一長(zhǎng)度的半徑的圓內(nèi)。因此，由于大幅度地減少了長(zhǎng)螺栓的軸向緊固力所引起的力矩分力，抑制支架開口部端面的應(yīng)變，從而可確保定子鐵心和支架的軸向接觸面積，防止支架接觸面的磨損，保持長(zhǎng)螺栓的軸向緊固力，同時(shí)，由于軸向緊固力大體上用于定子鐵心和支架的固定，因而發(fā)電機(jī)整體的剛性提高，可以應(yīng)付近年對(duì)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的外部振動(dòng)條件嚴(yán)格管理的環(huán)境。特別地，在采用卷取層疊成螺旋狀的螺旋型定子鐵心的情況下，可以消除由于鐵心軸向兩端面傾斜而引起的使一側(cè)的支架接觸面積進(jìn)一步減少以及由于另一側(cè)支架開口部的滑動(dòng)而引起的接觸面積擴(kuò)大的問(wèn)題，與傳統(tǒng)的連接固定結(jié)構(gòu)相比，進(jìn)一步提高了長(zhǎng)螺栓的軸向緊固力的保持效果。進(jìn)而，由于可抑制因螺旋型定子鐵心的剛性降低而引起的變形，因而也不會(huì)由于內(nèi)周真圓度的變劣而使噪音增大。
根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明為如權(quán)利要求1所述的車輛用交流發(fā)電機(jī)，其特征為，所述凹部大致為半圓形，所述長(zhǎng)螺栓的斷面為圓形，同時(shí)，通過(guò)將所述長(zhǎng)螺栓被導(dǎo)入所述半圓形凹部中，使所述長(zhǎng)螺栓的軸心配置在前述凹部中的較前述定子鐵心假想最大外徑長(zhǎng)出所述長(zhǎng)螺栓徑向斷面直徑三分之一長(zhǎng)度的半徑的圓內(nèi)。
因此，由于長(zhǎng)螺栓的外徑被沿著凹部導(dǎo)入，所以在組裝長(zhǎng)螺栓時(shí)易于將螺栓插入螺孔中，在螺孔的開口部不必進(jìn)行導(dǎo)向，使組裝性能和加工性能更為容易。
根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)明為如權(quán)利要求1或2所述的車輛用交流發(fā)電機(jī)，其特征為，所述層疊鐵心在前述凹部表面上，通過(guò)沿軸向進(jìn)行焊接接合起來(lái)，從而，由長(zhǎng)螺栓的緊固而產(chǎn)生壓縮力，提高了該凹部的剛性，由于防止了定子鐵心32的變形而不會(huì)發(fā)生因內(nèi)周真圓度不高而造成的磁噪音的增大，同時(shí)，由于不存在鐵心和支架接觸面附近的焊接隆起等，因此組裝操作性能也得以提高。
根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明為如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的車輛用交流發(fā)電機(jī)，其特征為，所述長(zhǎng)螺栓的外周面在與所述凹部相對(duì)的部分處與凹部非?？拷瑥亩勾帕€也可從長(zhǎng)螺栓內(nèi)通過(guò)，因此與它們彼此不靠近的情況相比，起到了定子鐵心32內(nèi)的磁路擴(kuò)大的作用，使功率提高。
根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)明為如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的車輛用交流發(fā)電機(jī)，其特征為，所述定子線圈至少是位于所述狹縫內(nèi)的部分為沿著狹縫的大致矩形形狀，由多個(gè)線圈填充在所述狹縫內(nèi)。因此，由于定子整體的剛性提高，防止了因長(zhǎng)螺栓的緊固而造成的定子鐵心的變形和隨之而來(lái)的定子鐵心內(nèi)周真圓度不高，并不會(huì)增加磁噪音。
根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)明為如權(quán)利要求1所述的車輛用交流發(fā)電機(jī)，其特征為，所述長(zhǎng)螺栓的軸心配置在前述凹部中的較前述定子鐵心假想最大外徑小所述長(zhǎng)螺栓徑向斷面直徑的三分之二長(zhǎng)度的半徑的圓外。
因此，通過(guò)大幅度減少由長(zhǎng)螺栓的軸向緊固力引起的力矩分力，防止支架接觸面的磨損，保持長(zhǎng)螺栓的軸向緊固力，抑制螺旋型定子的變形，不會(huì)增大磁噪音，并且，可抑制由于磁回路上的磁路斷面減少而引起的功率降低。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的車輛用交流發(fā)電機(jī)的主要部分的剖面圖。
圖2是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例中定子周邊的軸向剖面圖(除去轉(zhuǎn)子)。
圖3是第一個(gè)實(shí)施例的定子周邊的徑向剖面圖(除去轉(zhuǎn)子，表示出定子線圈的一部分的定子部分的剖面圖)。
圖4是表示定子鐵心32的制作方法的圖示。
圖5表示長(zhǎng)螺栓的徑向位置與螺栓的轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。
圖6是定子線圈沿著狹縫形狀大致成矩形的情況下的定子部分的剖面圖。
圖7是另一實(shí)施例中定子周邊的徑向剖面圖。
圖8表示長(zhǎng)螺栓的徑向位置與功率的關(guān)系。
圖9是表示傳統(tǒng)的定子連接固定時(shí)的作用的軸向剖面圖。
圖10是表示傳統(tǒng)的定子連接固定時(shí)的作用的軸向剖面圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，根據(jù)圖中所示的各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的車輛用交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。
圖1至圖3表示本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，圖1是本實(shí)施例的汽車用交流發(fā)電機(jī)的主要部分的軸向剖面圖，圖2是本實(shí)施例的定子周邊的軸向剖面圖(除去轉(zhuǎn)子)，圖3是本實(shí)施例的定子周邊的徑向剖面圖(除去轉(zhuǎn)子，表示定子線圈的一部分)。車輛用交流發(fā)電機(jī)1由起勵(lì)磁作用的轉(zhuǎn)子2，起電樞作用的定子3，支撐所述轉(zhuǎn)子和定子的支架4、5和與所述定子3電連接、將交流電轉(zhuǎn)變成直流的整流器6等構(gòu)成。
轉(zhuǎn)子2與軸6一體旋轉(zhuǎn)，由二組倫德爾型磁極鐵心7、冷卻風(fēng)扇9、勵(lì)磁線圈8、集流環(huán)11等構(gòu)成。軸6與滑輪12相連接，由裝載在汽車中的行駛用發(fā)動(dòng)機(jī)(圖中未示出)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
定子3由定子鐵心32和定子線圈33、以及使鐵心和定子線圈之間電絕緣的絕緣體34構(gòu)成。定子鐵心32由磁極齒部35和軛鐵部36構(gòu)成，在圍繞磁極齒部35和軛鐵部36的狹縫部37中容納有卷線33及絕緣體34。另外，如圖4所示，定子鐵心32是通過(guò)以螺旋狀卷取帶狀鋼板39而成的，軛鐵部36的外周大致成圓筒狀。在外周面上沿軸向形成許多大致為半圓形的凹部38，凹部38的周向?qū)挾壬系闹行木€與磁極齒部35的寬度上的中心線基本一致。另外，如圖4所示，凹部38是通過(guò)在帶狀鋼板39的階段預(yù)先進(jìn)行沖壓加工而形成。
支架4、5大致為碗狀，其開口側(cè)的端面41、51分別與所述軛鐵部36的外徑側(cè)的軸向兩端面接觸。在開口側(cè)端面41、51的附近，沿外徑方向形成多對(duì)凸緣部42、52，在其一側(cè)上具有貫通長(zhǎng)螺栓13的貫通孔，在另一側(cè)上具有螺孔。在與多對(duì)凸緣部對(duì)應(yīng)的位置上以使定子鐵心32的凹部38重合的方式相互配置支架4、5和定子3，從前述凸緣部的貫通孔插入的長(zhǎng)螺栓13被導(dǎo)入凹部38，插入、組裝到相對(duì)向的凸緣部的螺孔中。借助長(zhǎng)螺栓13的軸向連接力，將定子鐵心32的軸向兩端面夾持固定在支架4、5上。如圖2、3所示，若定子鐵心32的假想最大外徑為φD，長(zhǎng)螺栓13的軸向斷面的最大內(nèi)接圓直徑為φd，長(zhǎng)螺栓13的軸心和假想最大外徑φD在外徑方向的距離為X，則X小于d的三分之一。在此，假想最大外徑是表示在定子鐵心32的軸向端面上連接半徑極大點(diǎn)的圓的外徑。
圖5為準(zhǔn)備好僅改變長(zhǎng)螺栓的徑向位置的支架，改變上述的比率X/d，測(cè)定對(duì)車輛用交流發(fā)電機(jī)的單體進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)之后的長(zhǎng)螺栓13的轉(zhuǎn)矩，并表示相對(duì)與試驗(yàn)前所規(guī)定的緊固轉(zhuǎn)矩值的比率。振動(dòng)試驗(yàn)為用形成于支架上的安裝孔43，由螺栓、螺母將車輛用交流發(fā)電機(jī)連接固定在振動(dòng)盤上的安裝卡具上，考慮到加在裝載于發(fā)動(dòng)機(jī)中的發(fā)電機(jī)上的振動(dòng)環(huán)境下，振動(dòng)條件為以200m/s2的加速度在5分鐘內(nèi)使頻率從100Hz至400Hz往復(fù)變換，分別在發(fā)電機(jī)的徑向和軸向上振動(dòng)10小時(shí)。長(zhǎng)螺栓13為用于一般車輛用交流發(fā)電機(jī)的M5型，定子被4根長(zhǎng)螺栓4夾持在兩支架之間。從而，若X被設(shè)定在d的三分之一以下，則證明可以大幅度改善長(zhǎng)螺栓13的轉(zhuǎn)矩降低的問(wèn)題。即，按照上述設(shè)置，可防止由于螺栓松動(dòng)而使磁噪音增大和由于定子轉(zhuǎn)動(dòng)而使線圈斷線，以及各部件因振動(dòng)而受損等問(wèn)題。
當(dāng)X/d的比率大時(shí)，螺栓松動(dòng)也大，關(guān)于其原因，以如圖9、10所示的傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實(shí)例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。如圖9所示，長(zhǎng)螺栓13位于定子鐵心32的外周還靠徑向外側(cè)的位置，當(dāng)通過(guò)長(zhǎng)螺栓13在軸向上緊固凸緣部42、52時(shí)，產(chǎn)生以定子鐵心32的軸向兩側(cè)面的邊緣部321為支點(diǎn)的力矩分力M，支架開口部端面41、51向定子鐵心32側(cè)傾斜，從而，開口部端面41、51和定子鐵心32只在側(cè)面邊緣部321處接觸。因而接觸部的表面壓力處于很高的狀態(tài)。并且，由于定子在發(fā)電機(jī)中所占重量很大，因而振動(dòng)載荷很大，由于從發(fā)動(dòng)機(jī)處受到軸向振動(dòng)，使得上述接觸面的表面壓力更大。因此，比定子鐵心32的材料硬度還要低的支架的開口部端面41、51受到磨損。磨損使得凸緣間的距離變短，長(zhǎng)螺栓13的軸向緊固力低下，即產(chǎn)生松動(dòng)。另外，由于徑向的外部振動(dòng)，上述磨損波及支架的整個(gè)接觸面，自然會(huì)進(jìn)一步增大發(fā)電機(jī)的振動(dòng)，加速其磨損。
圖10表示在采用如圖4所示的螺旋狀地卷取帶狀鋼板而形成的螺旋形定子鐵心32的情況下，定子鐵心32和支架開口部端面41、51接觸的狀況。由于是以螺旋狀卷取，當(dāng)卷取開始和卷取結(jié)束時(shí)，定子兩端面相對(duì)于定子中心軸對(duì)應(yīng)的垂直面向同一方向傾斜。因而，在圖10的支架開口部端面41側(cè)，定子鐵心32的軸向端面邊緣部321在接觸面上受到比圖9情況下更高的表面壓力，易于加速磨損。在另一側(cè)的開口部端面51側(cè)，由于開口部端面51的傾斜與定子鐵心32的端面的傾斜方向相同，兩者沿該傾斜滑動(dòng)，易于使支架開口部擴(kuò)大，導(dǎo)致兩支架的軸向距離減少，因而使長(zhǎng)螺栓13易于松動(dòng)。因此，在采用近年來(lái)的一般螺旋型定子鐵心32的情況下，比采用圖9的分離型層疊板定子鐵心32的情況下更易使長(zhǎng)螺栓13松動(dòng)。
另外，本實(shí)施例中，由于大幅度地減少了力矩分力并抑制支架開口部的應(yīng)變，所以抑制了定子鐵心32向內(nèi)周側(cè)的變形，不會(huì)因定子鐵心32的內(nèi)周真圓度不高而增加磁噪音。
另外，對(duì)于采用層疊分離型鋼板作為定子鐵心32的車輛用交流發(fā)電機(jī)，X/d處于本實(shí)施例的范圍內(nèi)，但是，當(dāng)為了降低成本而一般采用以螺旋狀卷取帶狀鋼板而形成的螺旋型定子鐵心時(shí)，會(huì)產(chǎn)生功率低下的問(wèn)題。其原因是由于螺旋狀卷取而使鋼板厚度越靠近外周部越薄，另一方面，由于定子鐵心的層疊厚度是由內(nèi)周部的鋼板厚度確定的，定子鐵心內(nèi)的實(shí)際磁路面積只減少外周部較薄的部分，使磁回路上的磁阻抗增加所引起的。因此，在定子鐵心的周邊外側(cè)配置長(zhǎng)螺栓13，由于取消了縮小定子鐵心內(nèi)的磁路面積的外周部凹部，所以可防止功率降低的問(wèn)題。
在本實(shí)施例中，利用在發(fā)電機(jī)內(nèi)部配置冷卻風(fēng)扇的快速冷卻結(jié)構(gòu)，降低熱損失，實(shí)現(xiàn)大功率輸出，因而，即使在螺旋型定子鐵心的外周部上形成凹部，也可確保充分滿足車輛所需的功率。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，由于長(zhǎng)螺栓13與凹部38配置的極為接近，所以通過(guò)使磁力線也從長(zhǎng)螺栓內(nèi)通過(guò)，因此，與兩者不靠近的情況相比，起到擴(kuò)大定子鐵心32中的磁路面積的作用，有提高功率的作用。
(其它實(shí)施例)在第一個(gè)實(shí)施例中，容納在狹縫內(nèi)的導(dǎo)線留有一定間隙地填充在狹縫內(nèi)，但是，也可以用斷面為沿狹縫形狀的矩形導(dǎo)體基本完全充滿狹縫。這樣，由于狹縫部分也與軛鐵部分成為一體，使定子整體剛性提高，從而，提高了對(duì)因長(zhǎng)螺栓13的緊固而使定子鐵心32變形的抵抗力，抑制了由于定子鐵心32內(nèi)周的真圓度不高而造成的磁噪音增加。
在第一個(gè)實(shí)施例中，在卷取前預(yù)先在帶狀鋼板39上間斷地由沖壓加工等形成凹部38，但是也不排除在卷取后進(jìn)行去除加工來(lái)形成。另外，凹部38具有大體為半圓形的軸向斷面，但只要是長(zhǎng)螺栓13的導(dǎo)向件，則軸向斷面形狀可以是三角形、四邊形或多邊形。
在第一個(gè)實(shí)施例中，用于防止螺栓松動(dòng)的長(zhǎng)螺栓13的中心軸規(guī)定了定子鐵心32外周位于外側(cè)的位置，但在長(zhǎng)螺栓13的中心軸比定子鐵心32外周配置得更靠?jī)?nèi)側(cè)的情況下，無(wú)論長(zhǎng)螺栓13對(duì)磁路起到怎樣的作用也還是有空隙存在，還是遺留有由于空隙增加而使功率低下的問(wèn)題。因此，如圖7所示，定子鐵心32的假想最大外徑為φD，長(zhǎng)螺栓13的軸向斷面最大內(nèi)接圓直徑為φd，長(zhǎng)螺栓13的軸心與假想最大外徑φD在內(nèi)徑方向的距離為Y，改變比率Y/d，對(duì)發(fā)電機(jī)的功率值變化進(jìn)行研究。對(duì)于額定功率為70A、100A、130A級(jí)的各種發(fā)電機(jī)，測(cè)定環(huán)境溫度為20℃，轉(zhuǎn)速為5000rpm時(shí)的飽和功率，Y/d＝-0.5，即以沒有凹部38時(shí)的功率值為1，隨Y的增加功率值的比率如圖8所示。另外，長(zhǎng)螺栓13中，在所述級(jí)別的車輛用交流發(fā)電機(jī)中標(biāo)準(zhǔn)地采用4根5M大小的螺栓。根據(jù)圖8可知，若將Y設(shè)定為d的三分之二以下，則可抑制較大的功率低下。因而，在保持高功率方面，在第一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在長(zhǎng)螺栓13的軸心和凹部38處的定子端面的假想最大外徑向內(nèi)方向的距離最好在長(zhǎng)螺栓13的斷面最大內(nèi)接圓直徑的三分之二以下。
另外，長(zhǎng)螺栓13的軸向斷面一般為圓形，但也可以是多邊形斷面。這種情況下，本申請(qǐng)中規(guī)定的尺寸d可采用最大內(nèi)接圓直徑。
另外，在一個(gè)支架凸緣部上設(shè)定長(zhǎng)螺栓13的貫通孔，在另一個(gè)支架凸緣部上設(shè)有螺孔，但也可在雙方上設(shè)置貫通孔，通過(guò)螺栓和螺母連接固定起來(lái)。
進(jìn)而，支架凸緣部從支架外周沿徑向凸出，但是在為了將發(fā)電機(jī)裝載在發(fā)動(dòng)機(jī)上，該凸緣部靠近與凸緣部一樣地從支架外周向徑向凸出的裝載用支架的安裝撐條部的情況下，撐條部的一部分也可兼作凸緣部。
工業(yè)上應(yīng)用的可能性根據(jù)如上所述的本發(fā)明，沿定子鐵心32外周部的軸向具有凹部38，通過(guò)規(guī)定導(dǎo)入凹部38的長(zhǎng)螺栓13的軸心位置，可廉價(jià)提供大幅度減小長(zhǎng)螺栓13軸向緊固時(shí)的力矩分力，防止長(zhǎng)螺栓13發(fā)生松動(dòng)，不必?fù)?dān)心功率低下，小型化和抗振性好，噪音低的車輛用交流發(fā)電機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種車輛用交流發(fā)電機(jī)，包括在軸向端部的至少一側(cè)上具有葉片的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子，具備與所述轉(zhuǎn)子的外周對(duì)向配置的、在內(nèi)徑側(cè)具有多個(gè)狹縫、在外徑側(cè)具有軛鐵部的層疊鐵心和收存在前述狹縫內(nèi)的定子線圈的定子，支撐所述轉(zhuǎn)子和定子的一對(duì)碗狀支架，通過(guò)前述一對(duì)支架在軸向上連接固定所述定子的長(zhǎng)螺栓，其特征為，所述定子鐵心是以螺旋狀卷取、層疊帶狀鋼板而成大致為圓筒狀，所述軛鐵部的軸向兩端面與所述支架的碗狀部的開口部端面接觸，在所述大致為圓筒狀的定子鐵心的外周面上沿軸向形成多條凹下的凹部，所述長(zhǎng)螺栓的軸心配置在前述凹部中的較前述定子鐵心假想最大外徑長(zhǎng)出所述長(zhǎng)螺栓徑向斷面直徑的三分之一長(zhǎng)度的半徑的圓內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛用交流發(fā)電機(jī)，其特征為，所述凹部大致為半圓形，所述長(zhǎng)螺栓的斷面為圓形，同時(shí)，通過(guò)將所述長(zhǎng)螺栓被導(dǎo)入所述半圓形凹部中，使所述長(zhǎng)螺栓的軸心配置在前述凹部中的較前述定子鐵心假想最大外徑長(zhǎng)出所述長(zhǎng)螺栓徑向斷面直徑的三分之一長(zhǎng)度的半徑的圓內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車輛用交流發(fā)電機(jī)，其特征為，所述層疊鐵心在前述凹部表面上，通過(guò)沿軸向進(jìn)行焊接接合起來(lái)，
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的車輛用交流發(fā)電機(jī)，其特征為，所述長(zhǎng)螺栓的外周面在與所述凹部相對(duì)的部分處與凹部非?？拷?。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的車輛用交流發(fā)電機(jī)，其特征為，所述定子線圈至少是位于所述狹縫內(nèi)的部分為沿著狹縫的大致矩形形狀，由多個(gè)線圈填充在所述狹縫內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的車輛用交流發(fā)電機(jī)，其特征為，所述長(zhǎng)螺栓的軸心配置在前述凹部中的較前述定子鐵心假想最大外徑小所述長(zhǎng)螺栓徑向斷面直徑的三分之二長(zhǎng)度的半徑的圓外。
全文摘要
車輛用交流發(fā)電機(jī)的定子鐵心32,通過(guò)螺旋狀地卷取、層疊帶狀鋼板,形成大致圓筒狀。該定子鐵心32的軛鐵部被夾持在一對(duì)支架之間。定子鐵心32的外周部上設(shè)有沿軸向延伸的槽狀凹部38,在凹部38內(nèi)配置長(zhǎng)螺栓13。通過(guò)規(guī)定長(zhǎng)螺栓13的軸心位置,可廉價(jià)地提供一種大幅度降低長(zhǎng)螺栓13軸向緊固時(shí)的力矩分力,并防止長(zhǎng)螺栓13發(fā)生松動(dòng),不必?fù)?dān)心功率降低,小型且抗振性能好,噪音低的車輛用交流發(fā)電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K1/18GK1240540SQ9718071
公開日2000年1月5日 申請(qǐng)日期1997年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月17日
發(fā)明者中村重信, 志賀孜 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝