專利名稱：車用發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車用發(fā)電機(jī)。
在已有技術(shù)的內(nèi)置風(fēng)扇型車用發(fā)電機(jī)中，一風(fēng)扇設(shè)置在一轉(zhuǎn)子端面上，該轉(zhuǎn)子端面位于凸于固定鐵芯的相對(duì)側(cè)的電樞繞線端徑向向內(nèi)方向上，由風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流冷卻諸電樞端。在已有技術(shù)的內(nèi)置風(fēng)扇型發(fā)電機(jī)中，在風(fēng)扇和諸電樞端之間的空間相當(dāng)窄，因而往往會(huì)由作用在此并由風(fēng)扇葉片產(chǎn)生的風(fēng)產(chǎn)生風(fēng)扇噪聲。
在已有技術(shù)的內(nèi)置風(fēng)扇型發(fā)電機(jī)中，如

圖18和19所示，一組電樞繞線端具有沿圓周方向延伸的且間隔一定的隆起(凹凸不平)，其由繞線相位之間的相互作用而引起的。因此，已有技術(shù)的內(nèi)置風(fēng)扇型發(fā)電機(jī)存在著產(chǎn)生給定音頻噪聲的問(wèn)題。另外，已有技術(shù)的內(nèi)置風(fēng)扇型發(fā)電機(jī)存在著和間隔噪聲成分相當(dāng)大的問(wèn)題。整個(gè)風(fēng)扇噪聲簡(jiǎn)稱為OA。
日本公開已審專利申請(qǐng)?zhí)?-24939公開了在設(shè)置于定子凹槽內(nèi)相應(yīng)相位單元的線圈端之間，形成徑向延伸的間隙，且由冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生的冷卻風(fēng)沿圓周方向掠過(guò)。
日本公開未審專利申請(qǐng)?zhí)?5-157948公開了至少兩單獨(dú)的線圈被設(shè)置在每相位中，且被插入一凹槽中，從而減少了所述凹槽內(nèi)圓周表面隆起。
日本公開未審專利申請(qǐng)?zhí)?-79742公開了一種這樣設(shè)計(jì)的繞線裝置，通過(guò)兩對(duì)三相電樞繞線形成一線圈端組，其隆起具有不等的間距。
在每一上述已有技術(shù)結(jié)構(gòu)中，由線圈端組形成的內(nèi)圓周表面是不平整的，且線圈端不分開，結(jié)果它們與由風(fēng)扇產(chǎn)生的冷卻風(fēng)一起相互作用。進(jìn)而通風(fēng)條件升高和降低，出現(xiàn)一冷卻風(fēng)壓力差，從而不能足夠降低風(fēng)扇噪聲。
在由日本公開已審專利申請(qǐng)?zhí)?-24939公開的結(jié)構(gòu)中，徑向隔開僅只在一個(gè)間距中獲得，這樣一組三相線圈端作為一單元設(shè)置著。從而，它往往不能足夠抑制其相互作用。
在由日本公開未審專利申請(qǐng)?zhí)?5-157948公開的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)能減少線圈內(nèi)圓周表面隆起時(shí)，相互作用的噪聲往往不能足夠抑制。
在由日本公開未審專利申請(qǐng)?zhí)?-79742公開的結(jié)構(gòu)中，音頻噪聲的頻率能通過(guò)改變裝置的隆起的間距來(lái)改變。由日本公開未審專利申請(qǐng)?zhí)?-79742公開的該結(jié)構(gòu)往往不能足夠減少由相互作用引起的噪聲。
有一減少風(fēng)扇噪聲的方法，其通過(guò)增大發(fā)電機(jī)尺寸同時(shí)減小冷卻風(fēng)扇尺寸。按照該方法，當(dāng)發(fā)電機(jī)尺寸增加時(shí)，風(fēng)扇的冷卻性能卻降低了。
鑒于前述已有技術(shù)的問(wèn)題，完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的目的是提供一車用發(fā)電機(jī)，其保持或改善了冷卻性能，且減少了由冷卻風(fēng)與定子繞線之間的相互作用而引起的風(fēng)扇噪聲。
為了獲得上述發(fā)明目的，本發(fā)明這樣設(shè)計(jì)將線圈端組制成固定葉片形狀，從而冷卻介質(zhì)的流動(dòng)有助于改善冷卻性能。
本發(fā)明提供了一車用發(fā)電機(jī)，其包括一機(jī)殼、一固定到機(jī)殼上且有若干凹槽的定子鐵芯、置于所述凹槽內(nèi)的多相位的電樞線圈，在軸向方向上定子鐵芯一端的定子，用環(huán)形線圈端組形成，作為多相位電樞線圈中的一組若干線圈端，以相對(duì)于所述定子來(lái)固定轉(zhuǎn)子，其中所述線圈端在線圈端組上形成固定葉片形狀，且冷卻介質(zhì)的通道形成于由所述線圈端構(gòu)成的固定葉片形狀之間。
在該結(jié)構(gòu)中，固定葉片形狀由所述線圈端構(gòu)成，在固定葉片形狀之間形成冷卻介質(zhì)的通道。從而有助于冷卻介質(zhì)的流動(dòng)，且便于線圈端的熱輻射。
例如，在冷卻介質(zhì)采用空氣的情形下，由冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生的冷卻風(fēng)將平滑地掠過(guò)線圈端組。從而，可以顯著地減少由線圈端組引起的相互作用聲音和相互作用的噪聲。另外可以減少OA和同時(shí)減少間隔噪聲。而且可以增加電樞線圈熱輻射面積，改善了冷卻性能。
固定葉片的形狀能通過(guò)許多線圈端排列而形成。
按照本結(jié)構(gòu)，在不受形成線圈端的電導(dǎo)體形狀限制下，能提供出該固定葉片形狀，且排列許多線圈端。因而作為線圈端的體積尺寸不會(huì)很大。
通過(guò)將線圈端的截面制成扁平矩形，能形成固定葉片形狀。
按照該結(jié)構(gòu)，可以很容易地提供固定葉片形狀。且可以增加一個(gè)線圈端的表面積。
最好將所述固定葉片形狀制成與線圈端厚度相配的厚度，且制成沿冷卻介質(zhì)流動(dòng)方向上延伸且厚度等于或大于線圈端的厚度。按照該結(jié)構(gòu)，需冷卻的線圈端表面能足夠與冷卻介質(zhì)相接觸，且減少冷卻介質(zhì)流動(dòng)阻力，同時(shí)也能抑制冷卻介質(zhì)流動(dòng)的分散。從而，在冷卻介質(zhì)采用空氣情形下，可以改善熱輻射性能，且減少其噪聲。
這里，線圈端能制成與電導(dǎo)體最小單元相配，該電導(dǎo)體被電絕緣且相互隔開。在此情形下，當(dāng)電導(dǎo)體具有一圓形截面，其厚度與其直徑相當(dāng)。當(dāng)電導(dǎo)體具有一扁平矩形截面時(shí)，其厚度與其較短邊尺寸相當(dāng)。當(dāng)電導(dǎo)體具有一橢圓截面時(shí)，其厚度與其較短軸尺寸相當(dāng)。
可以提供一結(jié)構(gòu)，其線圈端具有沿定子鐵芯圓周方向延伸的圓周延伸的部分，和沿定子鐵芯徑向方向延伸的徑向延伸部分，至少通過(guò)徑向延伸部分形成固定葉片。
按照該結(jié)構(gòu)，線圈端具有徑向延伸部分，且通過(guò)徑向延伸部分形成固定葉片。從而可以提供沿徑向延伸的氣道。該徑向延伸部分可制成也沿軸向延伸的形狀。該圓周方向延伸部分可布置成在徑向延伸部分兩側(cè)上的內(nèi)層部分和外層部分。該圓周方向延伸部分可設(shè)置在徑向延伸部分的僅一側(cè)上。
線圈端組最好具有所述氣道，且固定葉片形狀密度在整個(gè)圓周上大致均勻一致。
線圈端組最好將固定葉片形狀在整個(gè)圓周上排列成具有大致均勻一致的形狀。
按照該結(jié)構(gòu)，可以提供與在線圈端組整個(gè)圓周上均勻一致的冷卻介質(zhì)相應(yīng)的氣流特性。在采用冷卻風(fēng)扇的情形下，在與風(fēng)相對(duì)應(yīng)的整個(gè)圓周上可以提供一低噪聲極佳特性。同時(shí)也提供了良好的熱輻射性能和良好的冷卻性能。
可以提供一結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)子具有將冷卻介質(zhì)吹到線圈端的一活動(dòng)葉片和諸活動(dòng)葉片。從而所述活動(dòng)葉片位于線圈端組附近，且可以完成冷卻介質(zhì)的有效流動(dòng)。特別是，在將活動(dòng)葉片用于冷卻風(fēng)扇時(shí)，可以提供一極佳的低噪聲特性，一良好的熱輻射性能，和一良好的冷卻性能。
可以提供一結(jié)構(gòu)，其在定子兩端上相應(yīng)形成線圈端組，且轉(zhuǎn)子形成與相應(yīng)線圈端組相配的活動(dòng)葉片。從而不管線圈端組是否設(shè)在定子兩端上，都可以提供類似上述情形的優(yōu)點(diǎn)。
電樞線圈可以包括U形片，其有容納于定子鐵芯不同凹槽內(nèi)直線部分，和在定子鐵芯端部形成線圈端組的U形折彎部分。按照該結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)電導(dǎo)體改善凹槽占用率。由于很容易控制線圈端組內(nèi)線圈端之間的間隙，能容易地形成固定葉片形狀。
可以提供一結(jié)構(gòu)，其電樞線圈具有設(shè)置在普通定子鐵芯上的一第一的三相連接線圈和一第二的三相連接線圈，且三相連接線圈包括短間距疊加繞線(短間距重疊繞線)，其相應(yīng)相位的連接條件相同，且三相連接線圈的相位以這樣方式設(shè)置在定子鐵芯上，它們之間相差π/3(弧度)。這一結(jié)構(gòu)提供了一布置，其線圈端彼此較少重疊。另外，可以增加固定葉片表面積，從而可以改善其冷卻性能。在采用冷卻風(fēng)扇的情形下，可以減少風(fēng)扇噪聲。
可以這樣設(shè)計(jì)定子，每磁極每相位凹槽數(shù)目將等于兩個(gè)。按照該結(jié)構(gòu)，當(dāng)它們具有均勻一致的氣隙時(shí)，能排列布置所述線圈端，而同時(shí)它們具有均勻一致的氣隙。另外，電樞線圈層數(shù)能被增加或加倍，從而能增加固定葉片表面積。因而，可以改善其冷卻性能。在采用冷卻風(fēng)扇的情形下，可以減少風(fēng)扇噪聲。
至少部分線圈端部分是通過(guò)板型件形成，且制成固定葉片。因而，固定葉片與轉(zhuǎn)子活動(dòng)葉片相配合，從而有效地冷卻電樞線圈。另外，冷卻風(fēng)沿板型件部分的表面滑動(dòng)流過(guò)，從而可以減少由線圈端組引起的相互作用噪聲。
所述線圈端部分由板型件導(dǎo)體制成，其沿由活動(dòng)葉片產(chǎn)生的風(fēng)的流動(dòng)方向延伸或擴(kuò)展，且在不妨礙冷卻風(fēng)流動(dòng)下，能有效地冷卻線圈端部分。另外可以顯著減少由線圈端組引起的相互作用噪聲。
通過(guò)排列從線圈端部伸出的橋連接部分的凸起部分，很容易地形成固定葉片。從而通過(guò)使用固定葉片部分能進(jìn)行冷卻線圈端部分和減少風(fēng)扇噪聲。
將所述片的連接部分用作作為固定葉片的凸起部分，從而在不浪費(fèi)的情形下，能將所述的片當(dāng)作冷卻件及風(fēng)扇噪聲降低件。另外很容易使固定葉片成形，其方向能很容易地被調(diào)整。
在轉(zhuǎn)子上活動(dòng)葉片附近的線圈端的內(nèi)層部分構(gòu)成固定葉片，從而可以增加線圈端的冷卻性能，且有效地減少冷卻風(fēng)的相互作用噪聲。
由于線圈端部的內(nèi)層部分有規(guī)律地以相對(duì)于活動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向的一定角度而延伸，冷卻風(fēng)的流動(dòng)阻力能通過(guò)增加相鄰內(nèi)層部分之間的間隙來(lái)減少。因此，通過(guò)增加冷卻風(fēng)速來(lái)提供冷卻性能的改善。另外，由于沿活動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向產(chǎn)生的冷卻風(fēng)沿內(nèi)層部分流動(dòng)，能加強(qiáng)線圈端部的熱輻射性能。
在線圈端部的內(nèi)層部分外側(cè)上，外層部分與內(nèi)層部分交叉，從而可以形成有規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的線圈端部。通過(guò)將網(wǎng)狀部分迎著由活動(dòng)葉片產(chǎn)生的冷卻風(fēng)，來(lái)完成線圈部的冷卻。通過(guò)用網(wǎng)狀部分罩住活動(dòng)葉片的外部，能減少風(fēng)扇噪聲。
另外，橋連接部分與線圈端部的內(nèi)層部分和外層部分相配，設(shè)置從橋連接部分伸出的凸起部分，該凸起部分具有冷卻作用，且能減少風(fēng)扇噪聲。從而線圈端部溫度能顯著降低，同時(shí)噪聲能有效地被降低。
連接若干片以形成所述電樞線圈，所述片的連接部分被當(dāng)作作為固定葉片的凸起部分。因而，很容易使固定葉片成形，其方向能很容易地被調(diào)整。
所述線圈端部通過(guò)板型導(dǎo)體整體形成，而該板型部分形成葉片件?；顒?dòng)葉片與該葉片件相配合。從而可以有效地冷卻整個(gè)線圈端部。
圖1是示出了本發(fā)明線圈端組形狀的示意圖。
圖2是一示出了在軸向方向上本發(fā)明線圈端組形狀的平面圖。
圖3是示出了本發(fā)明線圈端組形狀的透視圖。
圖4是本發(fā)明用于車輛的發(fā)電機(jī)的局部剖視圖。
圖5是示出了本發(fā)明另一實(shí)施方式的線圈端組形狀的示意圖。
圖6是一大致U形片的平面圖。
圖7是一大致U形片的示意圖。
圖8是示出了本發(fā)明另一實(shí)施方式的線圈端組形狀的示意圖。
圖9是一示出了在軸向方向上本發(fā)明另一實(shí)施方式的線圈端組形狀的平面圖。
圖10是示出了本發(fā)明另一實(shí)施方式的線圈端組形狀的透視圖。
圖11是示出了本發(fā)明另一實(shí)施方式的線圈端組形狀的透視圖。
圖12是示出了本發(fā)明另一實(shí)施方式的線圈端組形狀改動(dòng)實(shí)施例的示意圖。
圖13是一示出了在軸向方向上本發(fā)明另一實(shí)施方式的線圈端組形狀改動(dòng)實(shí)施例的平面圖。
圖14是本發(fā)明繞線結(jié)構(gòu)示意圖。
圖15是本發(fā)明繞線結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16是一示出了在軸向方向上本發(fā)明另一實(shí)施方式的線圈端組形狀的平面圖。
圖17是示出了本發(fā)明另一實(shí)施方式的線圈端組形狀的示意圖。
圖18是示出了在軸向方向上已有技術(shù)的線圈端組形狀的平面圖。
圖19是示出了已有技術(shù)的線圈端組形狀的示意圖。
第一實(shí)施方式圖4示出了本發(fā)明第一實(shí)施方式的車用發(fā)電機(jī)1。
參見(jiàn)圖4，車用發(fā)電機(jī)包括一機(jī)殼10，機(jī)殼10具有前機(jī)殼11和后機(jī)殼12，其通過(guò)若干連接螺栓12連接在一起。機(jī)殼12在軸向方向上形成有作為冷卻風(fēng)的入口的進(jìn)氣口14和15的兩個(gè)端面。另一方面，機(jī)殼10徑向方向上的外圓周表面形成若干出氣口(出氣窗)16和17，根據(jù)徑向外側(cè)的后述冷卻風(fēng)扇，其作為冷卻風(fēng)的窄出氣口。出氣口16和17在圓周方向上彼此相互平行。
轉(zhuǎn)動(dòng)軸20由機(jī)殼10轉(zhuǎn)動(dòng)支承。一皮帶輪21用來(lái)接受發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，并固定在轉(zhuǎn)動(dòng)輪20的前部。轉(zhuǎn)子30固定在轉(zhuǎn)動(dòng)輪20的中央部位上。轉(zhuǎn)動(dòng)輪20后部設(shè)置有一集電器42，其用來(lái)給磁場(chǎng)線圈32提供一磁場(chǎng)電流。集電器42包括一滑環(huán)和一電刷。
轉(zhuǎn)子30具有一LUNDEL型磁極鐵芯31，和一設(shè)置在磁極鐵芯31上的磁場(chǎng)線圈32。磁極鐵芯31包括一對(duì)爪型磁極31a和31b。每一爪型磁極31a和31b包括一裝在并固定在轉(zhuǎn)動(dòng)輪20上的凸臺(tái)部分31c，一從凸臺(tái)部分31c徑向向外方向上延伸并展開的圓盤部分31d，和爪式磁極部分31e從圓盤部分31d沿軸向方向上延伸。在圖4中，僅爪型磁極31a這些部分是通過(guò)字符31c、31d和31e來(lái)表示的。
冷卻風(fēng)扇33和34作為活動(dòng)葉片，固定在轉(zhuǎn)子30兩端面上的軸向方向上，前冷卻風(fēng)扇33包括一風(fēng)扇葉片，其作為離心風(fēng)扇且風(fēng)扇葉片為混流風(fēng)扇葉片。根據(jù)爪型磁極部分31e之間的面積，混流風(fēng)扇的葉片設(shè)置地與形成在圓盤部分31d的U形開口相配合大致位置上。另一方面，后冷卻風(fēng)扇34具有每一用作離心風(fēng)扇的風(fēng)扇葉片。
定子40位于轉(zhuǎn)子30徑向向外方向上。定子40與轉(zhuǎn)子30相對(duì)。定子40固定在機(jī)殼10上。定子40有一鐵芯41。定子鐵芯41是通過(guò)一定厚度的分層而得到的多層鋼板。定子鐵芯41具有圓柱形。定子鐵芯41具有形成若干凹槽的內(nèi)圓周表面。
一電樞線圈50纏繞在定子40上。電樞線圈50由涂敷有絕緣膜的導(dǎo)線(銅導(dǎo)線)制成，例如，銅導(dǎo)線為圓形截面。電樞線圈50部分置入凹槽中，且線圈端組54和55露于軸向方向上的定子40的兩端上。所述的置入凹槽部分稱為置入部分。
從徑向方向看，圖1示出了定子40和電樞線圈50。在圖1中，示出了重復(fù)的三股線圈端的一單元。從軸向方向看，圖2示出了定子40和電樞線圈50。在圖2中，示出了一重復(fù)的三股線圈端的單元。圖3立體地示出了定子40和電樞線圈50。電樞線圈50包括一X相位的線圈組51，一Y相位的線圈組52，一Z相位的線圈組53，分別相對(duì)于三相交流發(fā)電機(jī)的諸相位。線圈端組54和55是在兩凹槽之間作為橋路導(dǎo)線的線圈端56的連接點(diǎn)。兩線圈(兩繞線)設(shè)置在作為一相位的一捆上。從而，四個(gè)線圈(四個(gè)繞線)插入一個(gè)凹槽中。
一電壓調(diào)節(jié)電路60和一整流電路70安裝在后機(jī)殼12的外側(cè)，且用板形蓋80蓋住。
圖4所示的發(fā)電機(jī)基本操作如下。當(dāng)轉(zhuǎn)子30由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，一磁場(chǎng)電流從電壓調(diào)節(jié)電路60經(jīng)過(guò)電流集電器42流向磁場(chǎng)30。從而，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且在設(shè)置定子40上的電樞線圈50產(chǎn)生交流電源。交流電源通過(guò)整流電路70整流成直流電源，且從此輸出。
冷卻風(fēng)扇33和34隨著轉(zhuǎn)子30的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，將風(fēng)從軸向兩端吸入，在徑向向外方向上將空氣排出。
在其前側(cè)，冷卻風(fēng)經(jīng)過(guò)進(jìn)氣口14引入。一股冷卻空氣分成直接流向線圈端組54的第一股氣流，和沿軸向爪型磁極31e移動(dòng)的第二股氣流。同時(shí)，迫使通過(guò)在前爪型磁極的圓盤部分上U形口的側(cè)壁表面氣體部分在徑向向外方向上流動(dòng)，直接流到線圈端組54。
在其后側(cè)，氣流穿過(guò)若干形成在蓋上的開口，冷卻電壓調(diào)節(jié)電路60，整流電路70，集電器42后進(jìn)入進(jìn)氣口15。使冷卻空氣流向線圈端組55。同時(shí)，迫使經(jīng)過(guò)爪型磁極31e之間的區(qū)域的冷卻空氣，通過(guò)前爪型磁極的圓盤部分上U形口的側(cè)壁表面在徑向向外方向上流動(dòng)，直接流到線圈端組55。
冷卻風(fēng)扇33和34均作為冷卻裝置。由冷卻風(fēng)扇33和34以此方式產(chǎn)生的冷卻風(fēng)，冷卻車用發(fā)電機(jī)1的整個(gè)結(jié)構(gòu)部件。特別是，冷卻風(fēng)冷卻組成線圈端組54和55的線圈端56，同時(shí)流向出氣口16和17。
下面，解釋線圈端組54和55的結(jié)構(gòu)，及風(fēng)扇噪聲的減少。
如圖4所示，線圈端組54和55位于冷卻風(fēng)道中，冷卻風(fēng)直接取自冷卻風(fēng)扇33和34流向出氣口16和17。線圈端組54和55接近于冷卻風(fēng)扇33和34的外圓周部分，而且位于其直接流向出氣口側(cè)的部位上。軸向方向上的每一線圈端組54和55大致集中了冷卻風(fēng)扇33和34軸向的重量。
如圖1至3所示，線圈端組54和55是多個(gè)線圈端56連接點(diǎn)。如圖3所示，與每一線端56有關(guān)的兩線圈端56a和56b平等地布置著，以構(gòu)成帶型件57。從而，帶型件57厚度與線圈端56a和56b相配。帶型件57寬度大于線圈端56a和56b的直徑。線圈端56a和56b是單元電導(dǎo)體，其彼此絕緣，且為圓形截面。通過(guò)提前捆扎若干電導(dǎo)體來(lái)提供此設(shè)計(jì)，然后在定子41上在交疊基礎(chǔ)上(交錯(cuò)基礎(chǔ)上)纏繞它們。
如圖2所示，兩帶型件57位于一凹槽內(nèi)，因而四個(gè)電導(dǎo)體位于一凹槽內(nèi)。
一個(gè)帶型件57具有兩傾斜部分57a和57b，和一折彎部分57c。傾斜部分57a和57b沿定子鐵芯41的圓周方向延伸。折彎部分57c軸向向上延伸，在徑向方向上折彎或彎曲。傾斜部分57a位于徑向方向上的外側(cè)，而傾斜部分57b位于徑向方向上的內(nèi)側(cè)，折彎部分57c連接傾斜部分57a和57b。
在該實(shí)施方式中，一個(gè)帶型件57構(gòu)成連接兩不同凹槽的橋。在定子鐵芯41的一端表面上，該帶型件57具有一結(jié)構(gòu)圖案，這樣它從一個(gè)凹槽內(nèi)側(cè)伸出，然后進(jìn)入另一凹槽的外側(cè)。若干帶型件位于定子鐵芯41的一端表面上，并且具有相同形狀和相同結(jié)構(gòu)圖案。
所述的帶型件57通過(guò)適當(dāng)間隙或空隙彼此分隔開，從而相互之間形成空氣通道。將帶型件57的所有外層傾斜部分57a、內(nèi)層傾斜部分57b和折彎部分57c制成與定子40徑向方向一致。因此，該帶型件57設(shè)置一相對(duì)定子40的徑向方向的小凸起面積，并設(shè)置沿徑向方向的寬區(qū)域。
至于該形狀，若干帶型件57在徑向方向上平行固定著，且構(gòu)成冷卻風(fēng)扇33和34的固定葉片。從而，由冷卻風(fēng)扇33和34產(chǎn)生的冷卻風(fēng)的壓力吹到機(jī)殼10外圓周部分上出氣口16和17處排出，當(dāng)轉(zhuǎn)子30轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由包括冷卻風(fēng)扇33和34和轉(zhuǎn)子30的爪型磁極的空氣驅(qū)動(dòng)裝置，產(chǎn)生冷卻風(fēng)。該冷卻風(fēng)沿由線圈端構(gòu)成的帶型件57流動(dòng)。因而，線圈端56表面寬區(qū)域能被均勻冷卻。另外，能顯著減少冷卻風(fēng)與線圈端56之間的擾動(dòng)噪聲。
線圈端組54和55是許多帶型件57的連接點(diǎn)，且由以相同的形狀的帶型件在整個(gè)圓周上周期性地形成。從而，線圈端組54和55在整個(gè)圓周上均勻地提供了空氣流動(dòng)阻力。另外，線圈端組54和55在整個(gè)圓周上均勻地提供了冷卻風(fēng)導(dǎo)向角。因此，可以減少由冷卻風(fēng)朝線圈端撞擊而引起的反射波。
特別是，折彎部分57在徑向方向上在線圈端組54和55端部提供了沿徑向方向延伸的帶型部分。從而可以提供諸固定葉片，增強(qiáng)來(lái)自冷卻風(fēng)扇33和34的冷卻風(fēng)的空氣流動(dòng)效率，實(shí)現(xiàn)噪聲減少。
最好在線圈端組上的所有線圈端形狀精確一致，以高精度均勻地裝配。事實(shí)上，部分線圈端具有不規(guī)則形狀，且一部分線圈的布置具有不規(guī)則形狀，該不規(guī)則形狀是由于在制造過(guò)程中誤差、相位之導(dǎo)線連接、多相位的電樞線圈輸出的去除引起。這一程度的部分不規(guī)則性不會(huì)使性能有顯著差異。因而，這一程度的部分不規(guī)則性在允許范圍內(nèi)。盡管線圈端組具有這樣不規(guī)則性，通過(guò)線圈端布置而成的線圈端組在整個(gè)圓周上被認(rèn)為具有大致相同的形狀。事實(shí)上，所述的線圈端組提供的空氣流動(dòng)阻力、具有的密度在圓周上均勻一致。
冷卻風(fēng)扇33和34可以使用具有平板形狀的風(fēng)扇葉片、或具有彎曲表面的風(fēng)扇葉片。在冷卻風(fēng)扇33和34中，許多風(fēng)扇葉片以相同的間隔或不同間隔布置著。僅只要提供一固定在轉(zhuǎn)子30一個(gè)端表面的一個(gè)冷卻風(fēng)扇，而且相對(duì)于冷卻風(fēng)扇的僅一線圈端組可以制造成如上所述的固定葉片形狀。按照這一結(jié)構(gòu)，空氣在線圈端組的流動(dòng)是有成效的，它可以提供諸如噪聲減少和熱輻射性能改善的優(yōu)點(diǎn)。從而，重要的是形成在定子鐵芯兩端表面的至少一線圈端組具有相當(dāng)于本發(fā)明的形狀。
另一實(shí)施方式在本發(fā)明第一實(shí)施方式中，所述的線圈端組54和55具有相同的形狀。另一方面，如圖5所示，線圈端組54和55可以具有不同的形狀，且可以提供具有不同特性的固定葉片形狀。按照本發(fā)明，可以提供一固定的葉片形狀，以適應(yīng)定子鐵芯前后部的空氣流動(dòng)特性。僅將折彎部分57c制成固定葉片形狀，按照本結(jié)構(gòu)，可以減少其噪聲并且在軸向方向上在線圈端組的端部改善其熱輻射，同時(shí)在軸向上減少線圈端組的高度。
僅如圖4所示的一個(gè)線圈端組54和55可以具有固定葉片形狀，在此情形下，另一線圈端組能制造成一特點(diǎn)形狀，使許多線圈端布置在其中不存在間隙。按照本結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)1能根據(jù)所需的說(shuō)明來(lái)減少其尺寸，同時(shí)獲得熱輻射性能的改善和噪聲的降低。
在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，將一扁平矩形截面的大致U形片用來(lái)構(gòu)成一電樞線圈。若干大致U形片安裝在定子鐵芯41上，在定子鐵芯41的一端表面上，U形折彎部分構(gòu)成線圈端。在定子鐵芯41的另一端表面上，每一U形片的兩端與構(gòu)成線圈端的其它片的端部相連。從而，線圈端部能很容易地提供與作為活動(dòng)葉片的冷卻風(fēng)扇相配的固定葉片形狀。
例如，如圖6和7所示，一片90由一具有扁平矩形截面的大致U形電導(dǎo)線構(gòu)成。所述片90有兩個(gè)直線部分91，和連接這兩個(gè)直線部分91的橋連接部分95。直線部分91是被容納部分。該直線部分91具有大約在中心的彎曲部分92。如圖8至11所示，所述片90以這樣方式插入定子凹槽中，一直線部分91置入定子鐵芯凹槽內(nèi)徑向內(nèi)側(cè)，而另一直線部分91置入凹槽徑向外側(cè)，橋連接部分95以彎曲部分92對(duì)半分開，分別形成內(nèi)層部分95a和外層部分95b。內(nèi)層部分95a接近轉(zhuǎn)子的冷卻風(fēng)扇，而外層部分95b與之相隔。
在此方式下，在如圖11所示的定子40一端表面上形成線圈端組。線圈端組通過(guò)U形片90的橋連接部分95布置而形成。每一線圈端具有一內(nèi)層部分95a、外層部分95b和一彎曲部分92。內(nèi)層部分95a和外層部分95b是沿定子40的圓周方向與軸向傾斜延伸的圓周延伸部分。彎曲部分92是沿定子40的徑向延伸至與內(nèi)層部分95a及外層部分95b相連的一徑向延伸部分。
在定子40另一端表面上，形成一如圖10的線圈端組。所述片90的直線部分91端部分別從不同凹槽中伸出。如圖8或10所示，折彎這些端，以便在沿定子圓周方向的相反方向上傾斜內(nèi)層部分和外層部分。所述片90諸端部在不同層上與其它片端部相連，其它片是指從以一定間距相隔的其它凹槽中凸出的片。
例如，一個(gè)片的內(nèi)層部分93a與另一片的外層部分93b相連。由于內(nèi)層部分93a與外層部分93b之間相連，形成凸起部分93c，其在軸向方向上從構(gòu)成內(nèi)層部分93a與外層部分93b的橋連接部分上凸出。在凸起部分93c上在所述片的端部之間通過(guò)超聲波焊、弧焊、錫焊、釬焊、機(jī)械加工、或填縫來(lái)完成，以便完成電連接，且提供一定機(jī)械強(qiáng)度。
因而，每一線圈端具有一內(nèi)層部分93a、一外層部分93b和一凸起部分93c。內(nèi)層部分93a和外層部分93b是沿定子40的圓周方向與軸向傾斜延伸的圓周延伸部分。凸起部分93c是沿定子40的徑向延伸至與內(nèi)層部分93a及外層部分93b相連的一徑向延伸部分。
在圖8至11的實(shí)施方式中，兩電導(dǎo)體容納于定子40的凹槽內(nèi)。
在該實(shí)施方式中，構(gòu)成電樞線圈的電導(dǎo)體截面制成矩形，與線圈端相配的整個(gè)所有部分設(shè)置為固定葉片形狀。因此，可以改善熱輻射性能及減少其噪聲。按照本結(jié)構(gòu)，迎著冷卻風(fēng)扇冷卻風(fēng)的電樞線圈的表面積能增加。從而能減輕熱輻射且能增強(qiáng)冷卻性能。另外能減少通過(guò)線圈端的風(fēng)撞擊聲，從而可減少噪聲。
在該實(shí)施方式中，在一個(gè)線圈端的部分中，所述彎曲部分92或凸起部分93c形成與定子鐵芯相分離的軸向端，且其面積和傾斜角(斜交角)有效地作為固定葉片，即，在其尖端，電導(dǎo)體布置在沿冷卻風(fēng)扇順風(fēng)方向的傾斜角(斜交角)上。在軸向方向上的線圈端的一端部上，由于熱傳導(dǎo)至定子鐵芯而引起，存在著較低的冷卻效果。所述較低的冷卻效果能被補(bǔ)償，且可獲得一高冷卻性能。軸向的線圈端尖端迎著從轉(zhuǎn)子冷卻風(fēng)扇來(lái)的相對(duì)較強(qiáng)風(fēng)。通過(guò)將這些部分制成固定葉片形狀，可以減少噪聲。
在該實(shí)施方式中，在一個(gè)線圈端的部分中，內(nèi)層部分95a和93a，其內(nèi)層部分位于定子鐵芯軸向內(nèi)側(cè)，且具有作為固定葉片的形狀。因而，諸固定葉片位于冷卻風(fēng)扇附近，作為設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的活動(dòng)葉片。
按照本實(shí)施方式，至于具有內(nèi)層部分和外層部分的一個(gè)線圈端，內(nèi)層部分位于相對(duì)于冷卻風(fēng)扇33和34轉(zhuǎn)動(dòng)方向的前側(cè)，與活動(dòng)葉片相配，而外層部分位于后側(cè)。從而，一個(gè)線圈端能很容易地設(shè)置一沿冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)方向傾斜的固定葉片。
特別是，在通過(guò)折彎矩形導(dǎo)體而形成的彎曲部分92上，提供了一這樣形狀，其內(nèi)層部分是平滑的且連續(xù)地與外層部分相連。同樣，在通過(guò)連接平板導(dǎo)體而形成的凸起部分93c上，提供了一這樣形狀，其內(nèi)層部分是平滑的且連續(xù)地與外層部分相連。因此，可以提供一沿冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)方向傾斜的固定葉片。
在該實(shí)施方式中，所述的電導(dǎo)體使用了一扁平矩形銅導(dǎo)線，其截面寬度大于厚度，而且通過(guò)一扁平矩形銅導(dǎo)線的扁平表面提供一固定葉片。因而，簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)就能設(shè)置一固定葉片。另外，在一凹槽與另一凹槽之間橋連接的整個(gè)一線圈端提供了一固定葉片。
并且，電樞線圈由若干片組成，因而能很容易地將線圈端部分加工成固定葉片形狀。
在該實(shí)施方式中，在定子鐵芯一個(gè)端表面上，若干線圈以環(huán)形布置著，且形成一組線圈端，即一線圈端組。在差不多所有的線圈端之間設(shè)置有空隙或間隙，而差不多所有的線圈端作為固定葉片置于風(fēng)扇的風(fēng)流動(dòng)上。從而事實(shí)上整個(gè)線圈端區(qū)域與由冷卻風(fēng)扇提供的冷卻風(fēng)相接觸。而且，位于定子鐵芯一個(gè)端表面上的差不多所有的線圈具有相同形狀。
因而，在線圈端組中，所述線圈在其整個(gè)圓周上以均勻密度而布置著，由于將線圈端布置成這樣，其截面的縱向方向?qū)⒀刂鴱较蚍较颍c徑向方向有關(guān)的氣流阻力小于與圓周方向有關(guān)的氣流阻力。將具有相同形狀線圈布置著，因此所述線圈端組提供了具有傾斜角(斜交角)的固定葉片和在整個(gè)圓周上均勻一致的氣流。從而，在車用發(fā)電機(jī)中，其包括在轉(zhuǎn)子端的冷卻風(fēng)扇，通過(guò)使用固定葉片，能通過(guò)風(fēng)扇提供一高冷卻性能。另外，可以獲得噪聲降低。
所述線圈端組具有一很好的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，且環(huán)繞所述冷卻風(fēng)扇33和34。從而該線圈端組作為網(wǎng)狀風(fēng)屏，且提供了減少與風(fēng)有關(guān)的擾動(dòng)噪聲的作用。
在定子鐵芯兩端表面上，存在著構(gòu)成相似的線圈端組。從而，在定子鐵芯的兩端上，通過(guò)固定葉片提供了一優(yōu)點(diǎn)。結(jié)果，在車用發(fā)電機(jī)中，其包括在轉(zhuǎn)子端的冷卻風(fēng)扇，通過(guò)使用固定葉片，能通過(guò)風(fēng)扇提供一高冷卻性能。另外，可以獲得噪聲降低。特別是，兩個(gè)線圈端組能均勻冷卻。另外，可以減少由兩冷卻風(fēng)扇引起的風(fēng)吹噪聲。
在圖8至11所示的實(shí)施方式中，兩電導(dǎo)體置于定子40的一凹槽內(nèi)。四個(gè)電導(dǎo)體可置于一個(gè)凹槽內(nèi)。在此情形下，可獲得上述實(shí)施方式提供的類似的優(yōu)點(diǎn)。
如圖12和13所示，很容易地改變所述片的固定葉片部分的傾角(斜交角)。從而，固定葉片部分角度能隨轉(zhuǎn)子冷卻風(fēng)扇的冷卻風(fēng)的排出方向而適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> 下面，描述電導(dǎo)線繞線的方式及其連接方式來(lái)形成能用于上述實(shí)施方式中的一多相線圈。
上述實(shí)施方式能用各種繞線方式來(lái)形成電樞線圈50。例如，繞線的方式為波浪型繞線、疊加型繞線、集中型繞線、或分散型繞線。相對(duì)于全間隔繞線而言，所述的繞線間隔不受限制。
圖14示出了兩組電樞線圈，其設(shè)置在同一定子鐵芯上，為了容易理解，說(shuō)明中將其分為兩個(gè)。該電樞線圈50具有一第一多相位線圈組510和第二多相位線圈組520。第一多相位線圈組510包括若干線圈511、512和513，其以與轉(zhuǎn)子磁極間隔相配的短間隔疊加繞線方式設(shè)置在定子鐵芯上。在一多相位中連接線圈511、512和513形成一多相位線圈。第二多相位線圈組520包括若干線圈521、522和523，其以與轉(zhuǎn)子磁極間隔相配的短間隔疊加繞線方式設(shè)置在定子鐵芯上。在一多相位中連接線圈521、522和523形成一多相位線圈。而且，在第一多相位線圈組510中的一線圈和在產(chǎn)生與到此相配的一相位輸出的第二多相位線圈組520中的一線圈，彼此被轉(zhuǎn)換為或被偏移π/3(弧度)。在圖14中存在著三個(gè)相位，圖15示出了繞線的詳細(xì)說(shuō)明的實(shí)施例，其用于定子凹槽的數(shù)目為每磁極和每相位兩個(gè)的情形下。圖15(A)所示的導(dǎo)線和圖15(B)所示的導(dǎo)線在VII-VII線處和VIII-VIII線處相連。圖15示出布置成環(huán)形的電樞線圈50。
在該實(shí)施方式中，就轉(zhuǎn)子的兩個(gè)磁極間隔而言，在定子鐵芯凹槽之間存在著十二個(gè)齒。所述電樞線圈50有一第一多相位的線圈組530和一第二多相位的線圈組540。第一多相位的線圈組530包括若干線圈531、532和533，其以與轉(zhuǎn)子磁極間隔相配的短間隔疊加繞線方式設(shè)置在定子鐵芯上。第二多相位線圈組540包括若干線圈541、542和543，其以與轉(zhuǎn)子磁極間隔相配的短間隔疊加繞線方式設(shè)置在定子鐵芯上。線圈541、542和543在多相位上相連。而且，在第一多相位線圈組530中的一線圈和在產(chǎn)生與到此相配的一相位輸出的第二多相位線圈組540中的一線圈，彼此被轉(zhuǎn)換為或被偏移π/6(弧度)。在圖15中存在著三個(gè)相位。
在上述實(shí)施方式中構(gòu)成電樞線圈的電導(dǎo)體能使用一銅導(dǎo)線，其涂敷有一絕緣膜。可以使用裸銅線。在此情形下，將絕緣膜施加在裸銅線上以提供必要的絕緣。電導(dǎo)體的截面形狀例如是圓形、扁平矩形、或多邊形。
圖16和17示出了一改動(dòng)結(jié)構(gòu)，其電樞線圈具有一連續(xù)導(dǎo)線的繞線，且電樞線圈諸端加工形成墻壁樣固定葉片部分，有規(guī)則地沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向布置著。在圖16和17改動(dòng)結(jié)構(gòu)中，固定葉片部分彼此相互隔開，使冷卻風(fēng)在其之間流動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種車用發(fā)電機(jī)，包括一機(jī)殼；一固定在機(jī)殼上且有形成若干凹槽的定子鐵芯的定子，所述定子具有一容納于所述凹槽中的多相位的電樞線圈，在軸向方向上的所述定子端部設(shè)置有線圈端組，其作為所述電樞線圈的各線圈端組；和一相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)子；其特征在于在線圈端組中所述線圈端形成固定葉片形狀，且在形成于線圈端組中的固定葉片形狀之間構(gòu)成冷卻介質(zhì)通道。
2.如權(quán)利要求1的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述固定葉片形狀通過(guò)許多線圈端排列而形成。
3.如權(quán)利要求1的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述固定葉片形狀通過(guò)將線圈端截面制成扁平矩形而形成。
4.如權(quán)利要求1至3任意之一的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述固定葉片形狀厚度與線圈端厚度相當(dāng)，其寬度大于線圈端的厚度，且沿冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向延伸。
5.如權(quán)利要求1至4任意之一的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述線圈端具有圓周延伸部分和徑向延伸部分，所述的圓周延伸部分沿定子鐵芯圓周方向延伸，而所述的徑向延伸部分沿定子鐵芯徑向方向延伸，至少所述的徑向延伸部分構(gòu)成固定葉片形狀。
6.如權(quán)利要求1至5任意之一的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述線圈端組具有固定葉片形狀和通道，其密度在其整個(gè)圓周上大致均勻一致。
7.如權(quán)利要求1至6任意之一的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述線圈端組包括固定葉片形狀的排列，所述的固定葉片形狀具有在其整個(gè)圓周上大致均勻一致的形狀。
8.如權(quán)利要求1至6任意之一的發(fā)電機(jī)，還包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子上用來(lái)將冷卻介質(zhì)吹至線圈端組的活動(dòng)葉片。
9.如權(quán)利要求8的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述線圈端組分別形成在定子兩端上，且轉(zhuǎn)子分別形成有與線圈端組相配的活動(dòng)葉片。
10.如權(quán)利要求1至9任意之一的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述電樞線圈具有各U形片，其每一U形片有兩直線部分和一U形折彎部分，所述兩直線部分分別容納于定子鐵芯的所述凹槽之間的不同凹槽中，所述U形折彎部分在定子鐵芯一端上的線圈端之間形成一線圈端。
11.如權(quán)利要求1至10任意之一的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述電樞線圈具有一第一的三相位連接線圈和一第二的三相位連接線圈，且所述第一的三相位連接線圈包括與相應(yīng)相位連接方式相同的短間隔疊加繞線，而所述第二的三相位連接線圈被轉(zhuǎn)換了π/3(弧度)且設(shè)置在定子鐵芯上。
12.如權(quán)利要求1至11任意之一的發(fā)電機(jī)，其特征在于在定子中所述凹槽的數(shù)目為每磁極每相位兩個(gè)。
13.一種車用發(fā)電機(jī)，包括一定子，其包括一定子鐵芯和一多相位的電樞線圈，所述定子鐵芯具有若干凹槽，所述多相位的電樞線圈被設(shè)置在定子鐵芯上；和一轉(zhuǎn)子，其用來(lái)產(chǎn)生與所述定子相交的轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)；其中所述電樞線圈具有若干容納部分和若干線圈端部，所述容納部分容納于所述凹槽中，所述線圈端部在凹槽內(nèi)與容納部分相連，所述凹槽在鐵芯一端上以一定間隔分開著；其中轉(zhuǎn)子有用來(lái)將空氣吹至線圈端的活動(dòng)葉片；其中所述凹槽彼此分開且在其間設(shè)置空氣流動(dòng)通道；和其中至少部分線圈端位于由板型導(dǎo)體形成的空氣流動(dòng)通道中，且形成與活動(dòng)葉片相配的固定葉片。
14.如權(quán)利要求13的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述線圈端位于由板型導(dǎo)體形成的空氣流動(dòng)通道中，其板型導(dǎo)體順著由活動(dòng)葉片引起的氣流方向延伸。
15.如權(quán)利要求14的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述線圈端具有橋連接部分和凸起部分，所述橋連接部分與凹槽的容納部分相連，其凹槽以一定間隔分開著，所述凸起部分從所述橋連接部分伸出且形成固定葉片。
16.如權(quán)利要求15的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述電樞線圈由若干所述片形成，所述凸起部分是所述片的連接部分。
17.如權(quán)利要求14的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述線圈端有接近活動(dòng)葉片的內(nèi)層部分，和形成固定葉片的內(nèi)層部分。
18.如權(quán)利要求17的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述內(nèi)層部分與活動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向成一定角度而延伸。
19.如權(quán)利要求18的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述線圈端再具有與活動(dòng)葉片隔開的外層部分，和與內(nèi)層部分交叉的外層部分。
20.如權(quán)利要求19的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述線圈端具有橋連接部分和凸起部分，所述橋連接部分由內(nèi)層部分和外層部分，所述凸起部分從所述橋連接部分伸出且形成固定葉片。
21.如權(quán)利要求20的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述電樞線圈由若干片相連而形成，所述凸起部分作為所述片的連接部分。
22.如權(quán)利要求14的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述線圈端由板型導(dǎo)體形成，且形成與活動(dòng)葉片相配的固定葉片。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一車用發(fā)電機(jī),其保持或改善了冷卻性能,且減少了由冷卻風(fēng)與定子繞線之間的相互作用而引起的風(fēng)扇噪聲。一設(shè)置在定子(40)上的電樞線圈50包括一X相位的線圈組51,一Y相位的線圈組52,一Z相位的線圈組53,分別相對(duì)于三相交流發(fā)電機(jī)的諸相位。線圈端組是在兩凹槽之間作為橋路導(dǎo)線的線圈端的連接點(diǎn)。該線圈端組具有固定葉片形狀,構(gòu)成直接從轉(zhuǎn)子冷卻風(fēng)扇到機(jī)殼出氣口的冷卻風(fēng)通道。能減少在冷卻風(fēng)與線圈端組之間相互作用的噪聲,同時(shí)增強(qiáng)了冷卻性能。
文檔編號(hào)H02K19/22GK1200591SQ98114999
公開日1998年12月2日 申請(qǐng)日期1998年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月26日
發(fā)明者梅田敦司, 志賀孜, 草瀨新 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝