專利名稱：車用交流發(fā)電機(jī)及其電刷磨損檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝載在汽車等上的車用交流發(fā)電機(jī)及其電刷磨損檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
圖23是表示傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)的縱剖視圖，圖24是從前方側(cè)看到傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)的后托架內(nèi)部的立體圖，圖25是表示應(yīng)用于傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)的電刷保持裝置的立體圖，圖26是表示應(yīng)用于傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的立體圖，圖27是裝載有傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)的車輛的電氣線路圖。
圖23至圖27中，該車用交流發(fā)電機(jī)100，蘭德爾型轉(zhuǎn)子7通過軸6旋轉(zhuǎn)自如地安裝在由鋁制前托架1及后托架2構(gòu)成的外殼3內(nèi)，定子8固定在外殼3的內(nèi)壁面上以覆蓋轉(zhuǎn)子7的外周側(cè)。
軸6由前托架1和后托架2可旋轉(zhuǎn)地支承。在軸6的一端固定著皮帶輪4，內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩通過皮帶(未圖示)傳遞到軸6上。作為向轉(zhuǎn)子7提供電流的供電構(gòu)件的一對滑環(huán)9與軸6的另一端部沿軸心方向相離，并配設(shè)成能與軸6共同旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)子7由轉(zhuǎn)子線圈13、第1及第2磁極鐵心20、21構(gòu)成，轉(zhuǎn)子線圈13流過電流而產(chǎn)生磁通，而第1及第2磁極鐵心20、21設(shè)置成覆蓋該轉(zhuǎn)子線圈13且利用轉(zhuǎn)子線圈13所發(fā)生的磁通而形成磁極。第1磁極鐵心20為鐵制，頭部尖細(xì)狀的第1爪狀磁極22分別使該頭部尖細(xì)方向與軸心方向一致，在外周緣部以圓周方向等角間距形成。同樣，第2磁極鐵心21為鐵制，頭部尖細(xì)狀的第2爪狀磁極23分別使該頭部尖細(xì)方向與軸心方向一致，在外周緣部以圓周方向等角間距形成。第1和第2磁極鐵心20、21相對固定于軸6上使第1和第2爪狀磁極22、23咬合。而且，風(fēng)扇5分別固定于第1和第2磁極鐵心20、21的端面上。一對滑環(huán)9通過轉(zhuǎn)子線圈13而電氣串連連接。
定子8具有槽在圓周方向按規(guī)定間距配設(shè)的圓筒狀定子鐵心15、卷繞在定子鐵心15上的3相定子繞組16。
整流器12用于將定子8產(chǎn)生的交流電整流成直流，將正側(cè)二極管d1和負(fù)側(cè)二極管d2串連連接而成的二極管對利用3對并聯(lián)連接形成的3相全波整流器構(gòu)成并裝在外殼3內(nèi)。
電刷保持裝置29具有將電刷支架部31、環(huán)狀軸插入部32、電路安放部33及接頭部34等由絕緣性樹脂一體成形的本體30。該本體30上插入成形有導(dǎo)體群。導(dǎo)體群構(gòu)成安裝在本體30上的各元件間的配線，同時向接頭部34內(nèi)突出構(gòu)成與外部的連接端子，露出必要部分構(gòu)成與整流器12的電氣接合部的連接端子35。
電刷支架部31上，形成有與軸插入部32的軸心垂直的電刷插入孔(未圖示)以使軸插入部32與外部連通，蓋31a可裝拆地安裝在電刷支架部31的頭部，蓋住電刷插入孔的軸插入部相反側(cè)的開口。并且，一對電刷10受到彈簧11的向軸插入部32側(cè)的施力，而安放在電刷支架部31的電刷插入孔內(nèi)。各電刷10的頭部連接有導(dǎo)線14。
電壓調(diào)節(jié)器18是對定子8產(chǎn)生的交流電壓大小進(jìn)行調(diào)節(jié)用的，固定在散熱器17上。散熱器17嵌裝在電路安放部33上，電壓調(diào)節(jié)器18安放在電路安放部33內(nèi)。
該電刷保持裝置29緊固于后托架2的內(nèi)壁面上使軸插入部32的中心與軸心位置一致。軸6插入在軸插入部32內(nèi)，一對電刷10利用彈簧11的彈力而與一對滑環(huán)9抵接。這樣，電刷10隨著軸6的旋轉(zhuǎn)在滑環(huán)9上滑動。
如此結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)100中，電流從電源即電池27通過電刷10及滑環(huán)9供給轉(zhuǎn)子線圈13，從而產(chǎn)生磁通。該磁通使第1磁極鐵心20的第1爪狀磁極22磁化成N極，第2磁極鐵心21的第2爪狀磁極23磁化成S極。而發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩通過皮帶(未圖示)和皮帶輪4而傳遞給軸6，使轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)。因此，給予定子繞組16旋轉(zhuǎn)磁場，在定子繞線16內(nèi)產(chǎn)生電動勢。該交流電動勢通過整流器12整流為直流，同時其大小由電壓調(diào)節(jié)器18調(diào)節(jié)，對電池27充電，供給電氣負(fù)荷28。
發(fā)電開始后，交流發(fā)電機(jī)100的一部分輸出電流通過電刷10而供給轉(zhuǎn)子線圈13，切換為所謂的自激磁。
該傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)100中，因電刷10由彈簧11而被按壓在滑環(huán)9上，隨著軸6的旋轉(zhuǎn)會磨損。該電刷10過度的磨損會引起發(fā)電不良，因電氣系統(tǒng)的電力不足而使內(nèi)燃機(jī)停機(jī)，導(dǎo)致車輛無法行駛。傳統(tǒng)的車用交流發(fā)電機(jī)100因不具有檢測電刷10磨損的裝置，故電刷10過度磨損，車輛駕駛員無法事先知道，導(dǎo)致車輛無法行駛。
另外，在傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)100發(fā)電不良時，如車輛電氣電路繼續(xù)開放狀態(tài)，則電池27成為放電狀態(tài)。通過電池27的再充電可能使內(nèi)燃機(jī)再起動，但電池27放電一次，其使用壽命將大幅度降低，出現(xiàn)不得不交換電池27的問題。
另外，有關(guān)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電刷磨損檢測裝置比如揭示在日本專利實(shí)用新案登錄第3020646號、實(shí)用新案登錄第3020647號、特公平3-15413號公報(bào)、特許第2922266號、特公昭57-38841號公報(bào)等上。
但是，即使這些電刷磨損檢測裝置應(yīng)用于傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)100而可將電刷10的過度磨損事先告訴車輛駕駛員，但電刷保持裝置29被安放在密封的外殼3內(nèi)，故電刷更換困難，車輛再次行駛需要一定的時間。
即，電刷10磨損后，首先得將車用交流發(fā)電機(jī)100從內(nèi)燃機(jī)上取出并搬至車輛外，拆開車用交流發(fā)電機(jī)100取出電刷保持裝置29。然后拆下蓋31a進(jìn)行電刷10的更換作業(yè)，裝上蓋31a，然后將電刷保持裝置29安裝在后托架2上，再組裝車用交流發(fā)電機(jī)100。接著將車用交流發(fā)電機(jī)100安裝在內(nèi)燃機(jī)上。這樣，電刷的交換作業(yè)工序多、非常煩雜。
近年，出于在規(guī)定的車輛外殼內(nèi)盡可能確保大的室內(nèi)空間的目的而要求內(nèi)燃機(jī)空間縮小化，并且排氣管、水泵等輔助裝置有密集配置在車用交流發(fā)電機(jī)100周圍的趨勢，這樣就使車用交流發(fā)電機(jī)100的裝拆空間減小。因此，車用交流發(fā)電機(jī)100的裝拆更為困難，不能容易地更換電刷。
本發(fā)明是為了解決所述問題而作成的，目的在于提供一種在電刷達(dá)到磨損極限之前車輛駕駛員能識別、從而在發(fā)電不良或電池充電不良發(fā)生之前能方便地進(jìn)行電刷更換的車用交流發(fā)電機(jī)及其電刷磨損檢測系統(tǒng)。
本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及由該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上以覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)且利用該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與所述軸的一端部在軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)的、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而配設(shè)在所述外殼內(nèi)的電刷保持裝置，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量后與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，在所述外殼上設(shè)有開口使所述蓋露出在所述電刷支架部的徑向外側(cè)。
本發(fā)明的車用交流發(fā)電機(jī)具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及由該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上以覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)且利用該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與從所述軸的所述外殼延伸出的一端部沿軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)的、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而可裝拆地配設(shè)在所述外殼的外端面的電刷保持裝置，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量后與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，外罩從所述軸的軸心方向可裝拆地安裝在所述外殼的外壁面上以包住所述電刷保持裝置。
所述彈性構(gòu)件為螺旋彈簧。
所述螺旋彈簧縮設(shè)在所述電刷與所述電刷接頭之間。
由于所述電刷形成將與長度方向垂直的截面作成長方形的長方體，且所述螺旋彈簧呈圓筒形，所述電刷和所述螺旋彈簧配置成使該電刷的長方形中心與該螺旋彈簧的圓筒形中心大致一致，該長方形的短邊長度(E)及長邊長度(F)和該螺旋彈簧的外徑(D)之間滿足E＜D＜F的關(guān)系。
所述電刷插入孔為具有內(nèi)形形狀的孔形狀，該內(nèi)形形狀與將所述螺旋彈簧的圓筒形沿所述電刷的長度方向重疊在所述電刷的長方形上的復(fù)合外形形狀大致一致。
所述導(dǎo)線與所述電刷的一端面中央部連接，可撓性軟管裝在所述導(dǎo)線上。
本發(fā)明的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及利用該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上以覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)且由該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與所述軸的一端部沿軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而配設(shè)在所述外殼內(nèi)的電刷保持裝置；配設(shè)在所述外殼內(nèi)且對所述定子繞線的電動勢進(jìn)行整流輸出的整流器；配設(shè)在所述外殼內(nèi)且調(diào)節(jié)所述定子繞線電動勢大小的電壓調(diào)節(jié)器，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量后與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，具有在所述外殼上設(shè)有開口使所述蓋露出所述電刷支架部的徑向外側(cè)的車用交流發(fā)電機(jī)、通過所述彈性構(gòu)件與所述接點(diǎn)的接觸而告知所述電刷磨損的第1燈。
另外，本發(fā)明的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及利用該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上以覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)且由該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與從所述軸的所述外殼延伸出的一端部沿軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)的、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而可裝拆地配設(shè)在所述外殼的外端面的電刷保持裝置；對所述定子繞線的電動勢進(jìn)行整流輸出的整流器；對所述定子繞線電動勢大小進(jìn)行調(diào)節(jié)的電壓調(diào)節(jié)器，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量后與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，具有外罩從所述軸的軸心方向可裝拆地安裝在所述外殼的外壁面上以包住所述電刷保持裝置的車用交流發(fā)電機(jī)、通過所述彈性構(gòu)件與所述接點(diǎn)的接觸而告知所述電刷磨損的第1燈。
所述彈性構(gòu)件與所述接點(diǎn)接觸時，在所述轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)流動的電流通過該接點(diǎn)分流，流動的電路的電阻值為所述轉(zhuǎn)子線圈的電阻值的5倍以上。
另外，具有對所述定子繞線的相電壓進(jìn)行監(jiān)測、并對檢測所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1控制部；對所述整流器的輸出進(jìn)行監(jiān)測、并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)進(jìn)行檢測的第2控制部；以及對通過所述接點(diǎn)而在所述轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)流過的電流的分流進(jìn)行監(jiān)測、并對所述電刷磨損進(jìn)行檢測的第3控制部，當(dāng)所述第1和第2控制部分別檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)時，所述第1燈點(diǎn)燈，告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)，當(dāng)所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈閃爍，告知所述電刷的磨損。
僅在所述第1控制部未檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)、所述第2控制部未檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)、且所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈閃爍，告知所述電刷的磨損。
僅在所述第1控制部檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)、且所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈閃爍，告知所述電刷的磨損。
所述第1、第2和第3控制部裝在所述電壓調(diào)節(jié)器內(nèi)。
另外，具有對所述定子繞線的相電壓進(jìn)行監(jiān)測、并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1控制部；對所述整流器的輸出進(jìn)行監(jiān)測，并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)進(jìn)行檢測的第2控制部；以及告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)的第2燈，當(dāng)所述第1和第2控制部分別檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)時，所述第2燈點(diǎn)燈，告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)，當(dāng)所述接點(diǎn)與所述彈性構(gòu)件接觸時，所述轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)流過的電流的一部分分流至所述第1燈而使該第1燈點(diǎn)燈，告知所述電刷的磨損。
另外，具有對所述定子繞線的相電壓進(jìn)行監(jiān)測、并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1控制部；對所述整流器的輸出進(jìn)行監(jiān)測、并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)進(jìn)行檢測的第2控制部；對通過所述接點(diǎn)而在所述轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)流過電流的分流進(jìn)行監(jiān)測、并對所述電刷磨損進(jìn)行檢測的第3控制部；以及告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)的第2燈，當(dāng)所述第1和第2控制部分別檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)時，所述第2燈點(diǎn)燈，告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)，當(dāng)所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈點(diǎn)燈，告知所述電刷的磨損。
所述車用交流發(fā)電機(jī)的外部控制裝置，根據(jù)來自所述第1和第2控制部的所述無發(fā)電狀態(tài)和所述過電壓狀態(tài)的檢測信號和來自所述第3控制部的電刷磨損的檢測信號，而對所述第2燈的點(diǎn)燈和所述第1燈的點(diǎn)燈進(jìn)行切換控制。
附圖簡單說明
圖1是從前方側(cè)看到本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的后托架內(nèi)部的立體圖。
圖2是從箭頭A方向看到圖1所示的后托架的立體圖。
圖3是應(yīng)用于本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷保持裝置的立體圖。
圖4是卸下圖3所示電刷保持裝置的蓋后狀態(tài)的立體圖。
圖5是表示本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)中電刷周圍的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是從箭頭C方向看到圖5所示的電刷周圍的立體圖。
圖7是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)中電刷周圍的立體圖。
圖8是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)中電刷和彈簧關(guān)系的說明圖。
圖9是從箭頭B方向看到圖4所示的電刷保持裝置的俯視圖。
圖10是裝載了本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的車輛電氣線路圖。
圖11是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)中電壓調(diào)節(jié)器控制部的方框圖。
圖12是說明本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器控制部動作的流程圖。
圖13是裝載了本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的車輛電氣線路圖。
圖14是裝載了本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的車輛電氣線路圖。
圖15是本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)中電刷周圍的立體圖。
圖16是本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)中電壓調(diào)節(jié)器控制部的方框圖。
圖17是說明本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)中電壓調(diào)節(jié)器控制部動作的流程圖。
圖18是裝載了本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的車輛電氣線路圖。
圖19是裝載了本發(fā)明第5實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的車輛電氣線路圖。
圖20是說明本發(fā)明第6實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)中電壓調(diào)節(jié)器控制部動作的流程圖。
圖21是裝載了本發(fā)明的第7實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的車輛電氣線路圖。
圖22是本發(fā)明第8實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的縱剖視圖。
圖23是傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)的縱剖視圖。
圖24是從前方側(cè)看到傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)的后托架內(nèi)部的立體圖。
圖25是表示應(yīng)用于傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)的電刷保持裝置的立體圖。
圖26是表示應(yīng)用于傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的立體圖。
圖27是裝載有傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)的車輛電氣線路圖。
發(fā)明的最佳實(shí)施方式以下利用附圖對本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)作說明。
實(shí)施形態(tài)1圖1是從前面看到本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的后托架內(nèi)部的立體圖，圖2是從箭頭A方向看到圖1所示的后托架的立體圖，圖3是表示應(yīng)用于本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷保持裝置的立體圖，圖4是表示卸下圖3所示電刷保持裝置的蓋后的狀態(tài)的立體圖，圖5是表示本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)中電刷周圍的結(jié)構(gòu)圖，圖6是從箭頭C的方向看到圖5所示的電刷周圍的立體圖，圖7是表示本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)中電刷周圍的立體圖，圖8是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)電刷和彈簧關(guān)系的說明圖，圖9是從箭頭B方向看到圖4所示的電刷保持裝置的俯視圖，圖10是裝載了本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的車輛電氣線路圖。
圖3至圖9中，電刷保持裝置40具有將電刷支架部42、環(huán)狀軸插入部43、電路安放部44及接頭部45等用絕緣性樹脂一體成形的本體41。電刷支架部42從軸插入部43的外周部向徑向延伸設(shè)置，電路安放部44形成于電刷支架部42的軸心方向一側(cè)(后側(cè))，接頭部45形成于電刷支架部42的圓周方向一側(cè)。該本體41上插入成形有導(dǎo)體群(未圖示)。導(dǎo)體群構(gòu)成安裝在本體41上的各元件之間的配線，同時向接頭部45內(nèi)突出構(gòu)成與外部的連接端子(比如Q端子、L端子、S端子)，露出必要部分構(gòu)成與整流器12的作為電氣結(jié)合部的連接端子46等。
電刷支架部42上，一對電刷插入孔42a排列在軸插入孔43的軸心方向，且分別使孔中心與軸插入部43的軸心垂直相交，連通軸插入部43和外部。蓋42b可裝拆地安裝在電刷支架部42的頭部上，蓋住二個電刷插入孔42a的軸插入部相反側(cè)的開口。各電刷插入孔42a的與孔中心垂直的截面上的孔形狀構(gòu)成在長方形(短邊長為E′，長邊長為F′)的二長邊中央部具有以該長方形的中心為圓中心的直徑為D′的圓弧部。E′、F′及D′比后述的E、F、D稍大。
一對接頭47，被插入成形為其一端從各電刷插入孔42a的軸插入部相反側(cè)的開口緣部延伸出來。而且，磨損檢測接頭48被插入成形為使鉤狀的接點(diǎn)48a從電刷插入孔42a的直徑D′的圓弧部中央向電刷插入孔42a內(nèi)延伸。該接點(diǎn)48a的延伸長度d設(shè)定為，d＜(D′-E′)/2，該接點(diǎn)48a在電刷插入孔42a的深度方向的位置設(shè)定為當(dāng)距電刷50的磨損極限線50X的所剩距離比如為2mm時可檢測出電刷磨損。
而一方的接頭47的另一端與整流器12的輸出端電氣連接，另一方的接頭47的另一端與電壓調(diào)節(jié)器18的F端子電氣連接。磨損檢測接頭48與接頭部45的Q端子電氣連接。
電刷50由銅粉末和碳的混制材料通過加壓成形來制作。該電刷50形成為將與長度方向垂直的截面作成長方形的大致長方體形狀(長a、截面短邊長E、截面長邊長F)。各電刷50的一側(cè)面標(biāo)有磨損極限線50x。由軟線股線銅條構(gòu)成的導(dǎo)線51在電刷50加壓成形時，其一端埋設(shè)固定于電刷50的后端部中央。另外，比如硅橡膠制的可撓性軟管52裝在導(dǎo)線51上。作為彈性構(gòu)件的彈簧53由不銹鋼制圓筒壓縮螺旋彈簧構(gòu)成，其直徑D為E＜D＜F。L字狀的金屬制電刷接頭54通過焊錫或焊接而與穿過彈簧53內(nèi)的導(dǎo)線51的另一端連接。這樣，彈簧53縮設(shè)在電刷50和電刷接頭54之間，導(dǎo)線51被彈簧53的彈力拉緊，電刷50、導(dǎo)線51、可撓性軟管52、彈簧53及電刷接頭54如圖7所示成為一體化。
彈簧53、電刷接頭54等一體化的電刷50插入在電刷支架部42的各電刷插入孔42a內(nèi)，并利用螺釘49將電刷接頭54緊固于接頭47上，然后裝入電刷支架部42內(nèi)。
電壓調(diào)節(jié)器18將散熱器17嵌裝固定在電路安放部44上并安放在電路安放部44內(nèi)。此時，電壓調(diào)節(jié)器18的各端子與在本體41內(nèi)插入成形的導(dǎo)體群的端子電氣接線。
如此結(jié)構(gòu)的電刷保持裝置40如圖1和圖2所示，緊固于后托架2A的內(nèi)壁面，以使軸插入部43的軸心與后托架2A的軸心位置一致。此時，電刷支架部42的電刷插入孔42a的孔方向與直徑方向一致，電刷支架部42的頭部從后托架2A的開口2a露出，接頭部45位于后托架2A的開口2b內(nèi)。
第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)，除用后托架2A和電刷保持裝置40代替后托架2和電刷保持裝置29外，其他與傳統(tǒng)車用交流發(fā)電機(jī)100的結(jié)構(gòu)相同。
在如此結(jié)構(gòu)的車用交流發(fā)電機(jī)中，電刷50的前端面利用縮設(shè)在電刷50和電刷接頭54之間的彈簧53的彈力而抵接在滑環(huán)9上，電流通過電刷50和滑環(huán)9供給轉(zhuǎn)子線圈13。軸6的旋轉(zhuǎn)使電刷50在滑環(huán)9上滑動、磨損。
此時，彈簧53隨電刷50的磨損而伸長，確保了電刷50對于滑環(huán)9的按壓負(fù)荷，電刷50能在滑環(huán)9上穩(wěn)定地滑動。另外，電刷50和電刷接頭54之間的距離因彈簧53的收縮而相對于導(dǎo)線51的長度要短，導(dǎo)線51撓曲后容納在彈簧53內(nèi)。導(dǎo)線51隨彈簧53的伸長而伸長，從而確保彈簧53的伸長動作的穩(wěn)定性。
在電刷50到達(dá)磨損極限之前，彈簧53與接點(diǎn)48a抵接，在電刷磨損極限之前被檢測出來。
然后，彈簧53隨著電刷50的進(jìn)一步的磨損而向接點(diǎn)48a的相反側(cè)伸長，彈簧53的電刷側(cè)傾斜地按壓電刷50，直至電刷磨損極限為止確保對于電刷50的按壓負(fù)荷。
下面對該車用交流發(fā)電機(jī)的電刷更換作業(yè)進(jìn)行說明。
首先，從開口2a取下蓋42b，拆卸螺釘49解除電刷接頭54與接頭47的連接。然后，手持電刷接頭54從徑向?qū)㈦娝?0從電刷插入孔42中拔出。將彈簧53、電刷接頭54等一體化的新的電刷50從開口2a插入電刷插入孔42a內(nèi)，用螺釘49將電刷接頭54擰緊固定于接頭47上。然后，將蓋42b嵌接在電刷支架部42的頭部，結(jié)束電刷50的更換。
下面參照圖10至圖12對裝載該車用交流發(fā)電機(jī)的車輛的動作進(jìn)行說明。圖10中，101是第1實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)，25和26分別是設(shè)置在車輛駕駛室儀表盤內(nèi)的充電燈(第2燈)和電刷磨損告知燈(第1燈)。
車輛中，將鑰匙開關(guān)24插入鑰匙并轉(zhuǎn)動鑰匙開關(guān)24驅(qū)動啟動器，從而使發(fā)動機(jī)驅(qū)動。
電流從電池27通過電刷50及滑環(huán)9供給轉(zhuǎn)子線圈13，從而產(chǎn)生磁通。該磁通使第1磁極鐵心20的第1爪狀磁極22被磁化為N極，第2磁極鐵心21的第2爪狀磁極23被磁化為S極。而發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩通過皮帶(未圖示)和皮帶輪4傳遞到軸6，使轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)。因此，給予定子繞線16旋轉(zhuǎn)磁場，在轉(zhuǎn)子繞線16內(nèi)產(chǎn)生電動勢。該交流電動勢通過整流器12整流為直流，對電池27充電，供給電氣負(fù)荷28。
在此，電壓調(diào)節(jié)器18如圖11所示，具有由第1、第2和第4控制部61、62、64構(gòu)成的控制部60。第1控制部61通過P端子對定子繞線16的相電壓(Ep)進(jìn)行監(jiān)測，相電壓為0伏時充電燈25點(diǎn)燈，告訴駕駛員發(fā)動機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)。第2控制部62通過B端子對整流器12輸出電壓(Eout)進(jìn)行監(jiān)測，判斷該輸電壓是否超過第2設(shè)定電壓(E2)，該輸出電壓超過第2設(shè)定電壓時，充電燈25點(diǎn)燈，告訴駕駛員過電壓(異常)情況。第4控制部64通過B端子對整流器12輸出電壓(Eout)進(jìn)行監(jiān)測，控制對轉(zhuǎn)子線圈13的通電，使該輸出電壓為第1設(shè)定電壓(E1)。不過，12伏系列的車用交流發(fā)電機(jī)的場合，設(shè)定為E114v、E216v。
以下參照圖12的流程圖對電壓調(diào)節(jié)器的控制部的動作和電刷磨損檢測動作進(jìn)行說明。
首先，在步驟200中，判斷鑰匙開關(guān)24是否打開(接通)。此時，如L端子上沒有外加電壓，則判斷鑰匙開關(guān)24關(guān)閉，進(jìn)入步驟201，斷開晶體管Tr1、Tr2。當(dāng)L端子上外加電壓，則判斷鑰匙開關(guān)24打開，進(jìn)入步驟202。
在步驟202中，判斷通過P端子監(jiān)測的定子繞線16的相電壓(Ep)是否為0伏。相電壓為0伏時進(jìn)入步驟203，晶體管Tr2接通，充電燈25點(diǎn)燈。這樣駕駛員可確認(rèn)發(fā)電機(jī)處于無發(fā)電狀態(tài)即發(fā)動機(jī)停機(jī)的狀態(tài)。
當(dāng)步驟202判斷為相電壓不為0伏時，進(jìn)入步驟204。在步驟204中，通過B端子而監(jiān)測整流器12的輸出電壓(Eout)，判斷該輸出電壓(Eout)是否大于第2設(shè)定電壓(E2)。如輸出電壓大于第2設(shè)定電壓，則進(jìn)入步驟205，晶體管Tr2接通，充電燈25點(diǎn)燈。這樣，駕駛員可確認(rèn)運(yùn)行車輛的異常(過電壓)。而在步驟204中，當(dāng)判斷輸出電壓的第2設(shè)定電壓時，進(jìn)入步驟206，晶體管Tr2斷開，充電燈25熄燈。這樣，駕駛員可確認(rèn)運(yùn)行車輛正常。
在步驟207中，通過B端子而監(jiān)測整流器12的輸出電壓(Eout)，判斷該輸出電壓(Eout)是否大于第1設(shè)定電壓(E1)。如輸出電壓小于第1設(shè)定電壓，則晶體管Tr1接通(步驟208)，大于第1設(shè)定電壓時，Tr1斷開(步驟209)，控制向轉(zhuǎn)子線圈13的通電。這樣可控制整流器12的輸出電壓為恒定。
當(dāng)電刷50磨損、彈簧53與接點(diǎn)48a抵接時，則開關(guān)SW1閉合。通向轉(zhuǎn)子線圈13的電流的一部分通過檢測接頭48和Q端子流入電刷磨損告知燈26內(nèi)，使電刷磨損告知燈26點(diǎn)燈。這樣，駕駛員可確認(rèn)必須更換電刷50。然后按所述順序更換電刷。
根據(jù)該第1實(shí)施形態(tài)，從車用交流發(fā)電機(jī)101的外部利用后托架2A的開口2a，將電刷50沿徑向拔出插入電刷插入孔42內(nèi)進(jìn)行電刷的更換。因而不必將車用交流發(fā)電機(jī)101搬出到車輛外進(jìn)行分解，使電刷更換作業(yè)極其簡單，車輛在極短的時間內(nèi)可重新開始行駛。另外可減小電刷更換的空間，可在規(guī)定的車輛框架內(nèi)盡可能地確保大的室內(nèi)空間。
導(dǎo)線51與電刷50的后端部中央連接，且插通在可撓性軟管52內(nèi)，導(dǎo)線51在彈簧53內(nèi)撓曲且導(dǎo)線51的股線的開線由可撓性軟管52阻止，可防止導(dǎo)線51與彈簧53的糾纏。這樣可預(yù)防導(dǎo)線51的切斷事故，確保通過導(dǎo)線51向轉(zhuǎn)子線圈13的通電，提高車用交流發(fā)電機(jī)的可靠性。同樣，也可防止切斷的導(dǎo)線51的股線與接點(diǎn)48a接觸而引起的電刷磨損的誤檢測。
可撓性軟管52由硅橡膠制成，故可撓性軟管52具有伸縮性，可抑止在彈簧53內(nèi)撓曲的導(dǎo)線51的擴(kuò)散。因而能可靠地防止導(dǎo)線51和彈簧53的糾纏。
彈簧53為圓筒壓縮螺旋彈簧，無論彈簧53轉(zhuǎn)動，彈簧53的彈力都能對電刷50穩(wěn)定地作用。這樣可減少電刷50不對稱磨損，使電刷50在滑環(huán)9上穩(wěn)定地滑動。彈簧53與接點(diǎn)42a接觸時的沖擊通過彈簧53的彈力而得到緩和，在與接點(diǎn)42a接觸后，也能確保對電刷50的按壓負(fù)荷。
因彈簧53縮設(shè)在導(dǎo)線51連接的電刷50和電刷接頭54之間，彈簧53的彈力可穩(wěn)定地對電刷作用。而且，電刷50、導(dǎo)線51、彈簧53和電刷接頭54成為一體化，電刷50的更換作業(yè)簡單。
彈簧53為不銹鋼制壓縮螺旋彈簧，彈簧53具有優(yōu)良的耐腐蝕性，可長期穩(wěn)定地確保彈簧53的彈力和電刷磨損檢測時的彈簧53的通電性。
彈簧53的外徑D比電刷50的短邊E大，而且檢測接頭48的接點(diǎn)48a配設(shè)在電刷50長邊的外側(cè)，因而能避免電刷50與接點(diǎn)48a的接觸，防止電刷磨損極限的誤檢測。
電刷插入孔42a的孔形狀為在長方形(短邊長為E′，長邊長為F′)的二長邊中央部具有以該長方形的中心為圓心的直徑為D′的圓弧部的內(nèi)形形狀。E′、F′及D′比后述的E、F、D稍大。因而電刷50由電刷插入孔42a的長方形的4個角落導(dǎo)向，可在電刷插入孔42a內(nèi)光滑地移動。同樣，彈簧53由電刷插入孔42a的直徑D′的圓弧部導(dǎo)向，可在電刷插入孔42a內(nèi)光滑地移動。這樣，可防止外部振動引起地電刷50和彈簧53的位置偏差。
電刷50由銅粉末和碳的混合物制成，電刷50與滑環(huán)9的滑動能順利進(jìn)行，并可減小該滑動部的電阻。
該第1實(shí)施形態(tài)的電刷磨損檢測系統(tǒng)中，裝載車用交流發(fā)電機(jī)101，通過彈簧53和接點(diǎn)48a的接觸使電刷磨損告知燈26點(diǎn)燈，故駕駛員可目視確認(rèn)電刷50的磨損，迅速地進(jìn)行電刷更換。因而可事先防止發(fā)電不良引起的車輛無法行駛的發(fā)生或電池27的放電。
由于在距電刷50的磨損極限線50x剩下2mm的位置檢測出電刷50的磨損，故車輛在預(yù)報(bào)后還能行駛約3萬公里。因而，從電刷50磨損預(yù)報(bào)到電刷更換為止有足夠的時間，能可靠地防止發(fā)電不良引起的車輛無法行駛的發(fā)生或電池的放電。
所述第1實(shí)施形態(tài)中，使用了硅橡膠制可撓性軟管52，但可撓性軟管52得的材料并不局限于硅橡膠，只要是可撓性材料比如氟橡膠即可。
所述第1實(shí)施形態(tài)中，使用了不銹鋼制的彈簧53，但彈簧53的材料并不局限于不銹鋼，只要是具有彈性的金屬材料比如碳鋼即可。
第2實(shí)施形態(tài)第2實(shí)施形態(tài)如圖13所示，電阻R插入從開關(guān)SW1至Q端子的配線線路中。其他結(jié)構(gòu)與所述第1實(shí)施形態(tài)相同。
在第2實(shí)施形態(tài)中，彈簧53與接點(diǎn)48a接觸，當(dāng)開關(guān)SW1閉合時，在轉(zhuǎn)子線圈13內(nèi)流動的電流的一部分分流至電刷磨損告知燈26。此時，因電阻R串連插入從開關(guān)SW1至Q端子的配線線路中，故減小了該配線線路的流入電流，能穩(wěn)定地確保轉(zhuǎn)子線圈13的通電電流量。另外，因流入該配線線路的電流為弱電流，故開關(guān)SW1關(guān)閉時，不會發(fā)生電火花和電弧，抑止接點(diǎn)48a的損傷，提高可靠性。
車用交流發(fā)電機(jī)101為12伏系列時，接點(diǎn)48a閉合時，在轉(zhuǎn)子線圈13內(nèi)流動的電流的一部分通過接點(diǎn)48a進(jìn)行分流，若將電路的電阻值設(shè)定為轉(zhuǎn)子線圈13的電阻值的5倍，則當(dāng)開關(guān)SW1閉合時，能可靠地防止電火花和電弧的發(fā)生。因此，接點(diǎn)48a閉合時，電阻R的通過接點(diǎn)48a進(jìn)行分流的電路的電阻值最好設(shè)定為轉(zhuǎn)子線圈13的電阻值的5倍以上。
第3實(shí)施形態(tài)圖14是裝載有本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的車輛電氣線路圖，圖15是本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)電刷周圍的立體圖，圖16是本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器控制部的方框圖，圖17是說明本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器控制部動作的流程圖。
圖14至圖16中，該車用交流發(fā)電機(jī)102，其電壓調(diào)節(jié)器18A的控制部60A由第1至第4控制部61～64構(gòu)成。磨損檢測接頭48的端子48b向電刷保持轉(zhuǎn)子40的電路安放部44內(nèi)延伸出來，由釬焊等方式與電壓調(diào)節(jié)器18A的Q端子連接。第3控制部63通過Q端子監(jiān)測開關(guān)SW1閉合時流動的電流，當(dāng)電流通過Q端子輸入，充電燈25閃爍，告知駕駛員必須更換電刷50。
其他結(jié)構(gòu)與所述第1實(shí)施形態(tài)相同。
以下參照圖17的流程圖對電壓調(diào)節(jié)器的控制部的動作進(jìn)行說明。
首先，在步驟300中，判斷鑰匙開關(guān)24是否打開。此時，如L端子上沒有外加電壓，則判斷為鑰匙開關(guān)24為打開，進(jìn)入步驟301，斷開晶體管Tr1、Tr2。當(dāng)L端子上外加電壓，則判斷鑰匙開關(guān)24為條開，進(jìn)入步驟302。
在步驟302中，判斷通過P端子監(jiān)測的定子繞線16的相電壓(Ep)是否為0伏。相電壓為0伏時進(jìn)入步驟303，晶體管Tr2接通，充電燈25點(diǎn)燈。這樣駕駛員可確認(rèn)發(fā)電機(jī)處于無發(fā)電狀態(tài)即發(fā)動機(jī)停機(jī)的狀態(tài)。
當(dāng)步驟302判斷相電壓不為0伏時，進(jìn)入步驟304。在步驟304中，通過B端子監(jiān)測整流器12的輸出電壓(Eout)，判斷該輸出電壓(Eout)是否大于第2設(shè)定電壓(E2)。如輸出電壓大于第2設(shè)定電壓，則進(jìn)入步驟305，晶體管Tr2接通，充電燈25點(diǎn)燈。這樣，駕駛員可確認(rèn)運(yùn)行車輛的異常(過電壓)。
而在步驟304中，當(dāng)判斷輸出電壓小于第2設(shè)定電壓時，進(jìn)入步驟306。在步驟306中，監(jiān)測是否有從Q端子輸入的電流，當(dāng)電流從Q端子輸入，判斷開關(guān)SW1為打開，進(jìn)入步驟307。在步驟307中，晶體管Tr2脈沖狀接通、斷開，使充電燈25閃爍，告訴駕駛員需要更換電刷50。而在步驟306中，如電流沒有從Q端子輸入時，則進(jìn)入步驟308，晶體管Tr2斷開，充電燈25熄燈。
另外，在步驟309中，通過B端子監(jiān)測整流器12的輸出電壓(Eout)，判斷該輸出電壓(Eout)是否小于第1設(shè)定電壓(E1)。如輸出電壓小于第1設(shè)定電壓，則晶體管Tr1接通(步驟310)，大于第1設(shè)定電壓時，Tr1斷開(步驟311)，控制向轉(zhuǎn)子線圈13的通電。這樣可控制整流器12的輸出電壓為恒定。
第3實(shí)施形態(tài)中，充電燈25在車輛發(fā)動機(jī)停機(jī)時點(diǎn)燈，行駛時熄燈。另外，在行駛時發(fā)生過電壓的場合，充電燈25點(diǎn)燈，告訴駕駛員車輛有異常。并且正常行駛時電刷磨損使開關(guān)SW1閉合，充電燈25閃爍，告訴駕駛員要更換電刷。
并且，行駛時(Ep≠0v)，由于進(jìn)行過電壓檢測(步驟304)和電刷磨損檢測(步驟306)，故鑰匙開關(guān)24打開時，充電燈25點(diǎn)燈，從而判斷充電燈25為正常。即，即使電刷磨損使開關(guān)SW1閉合，充電燈25也不閃爍，而是點(diǎn)燈。
在第3實(shí)施形態(tài)中，用充電燈25的點(diǎn)燈來告知無發(fā)電或過電壓狀態(tài)，電刷磨損預(yù)報(bào)用充電燈25的閃爍來告知。因而通過充電燈25的點(diǎn)燈或閃爍，而區(qū)別告知過電壓狀態(tài)(或無發(fā)電狀態(tài))和電刷磨損，能使燈共用化，能省略所述第1實(shí)施形態(tài)所需的電刷磨損告知燈26，使車輛側(cè)的電氣線路簡單化。
此外，由于將診斷發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)的第1控制部61、診斷發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)的第2控制部62、檢測電刷即將達(dá)到磨損極限前的第3控制部63及使發(fā)電機(jī)的輸出電壓恒定的構(gòu)成第4控制部64的電氣電路組裝在電壓調(diào)節(jié)器18A內(nèi)，故容易構(gòu)成電氣電路，實(shí)現(xiàn)小型化。
第4實(shí)施形態(tài)所述第3實(shí)施形態(tài)中，磨損檢測接頭48配置在轉(zhuǎn)子線圈13的輸入側(cè)，而在本第4實(shí)施形態(tài)中，如圖18所示，將磨損檢測接頭48配置在轉(zhuǎn)子線圈13的輸出側(cè)，通過將SW2閉合而檢測電刷50即將達(dá)到磨損極限前。
因此，即使在第4實(shí)施形態(tài)中也能得到與所述第3實(shí)施形態(tài)相同的效果。
第5實(shí)施形態(tài)在所述第3實(shí)施形態(tài)中，磨損檢測接頭48配置在轉(zhuǎn)子線圈13的輸入側(cè)，而在第5實(shí)施形態(tài)中，如圖19所示，將磨損檢測接頭48配置在轉(zhuǎn)子線圈13的輸入側(cè)及輸出側(cè)，并且將SW1和SW2閉合時流動的電流從Q1端子和Q2端子通過OR電路輸入，通過第4控制部64檢測電刷磨損。
在第5實(shí)施形態(tài)中，即使在一對電刷50不均勻磨損的場合，只要SW1和SW2的一方閉合，充電燈25就閃爍，可告訴駕駛員即將達(dá)到電刷磨損極限前。因而能在剛電刷磨損極限之前可靠地進(jìn)行預(yù)報(bào)，防止發(fā)電不良或電池的充電不良的發(fā)生。
第6實(shí)施形態(tài)圖20是說明裝載本發(fā)明第6實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的車輛控制部的動作流程圖。
本第6實(shí)施形態(tài)的車輛電路圖與第3實(shí)施形態(tài)相同。
這里參照圖20對電壓調(diào)節(jié)器的控制部的動作進(jìn)行說明。
首先，在步驟400中，判斷鑰匙開關(guān)24是否打開。此時，如L端子上沒有外加電壓，則判斷鑰匙開關(guān)24關(guān)閉，進(jìn)入步驟401，斷開晶體管Tr1、Tr2。當(dāng)L端子上外加電壓時，則判斷鑰匙開關(guān)24為打開，進(jìn)入步驟402。
在步驟402中，監(jiān)測是否有從Q端子輸入的電流，當(dāng)電流從Q端子輸入，判斷開關(guān)SW1為打開，在存儲器內(nèi)立起標(biāo)記(步驟403)，當(dāng)電流沒有從Q端子輸入時，判斷SW1為關(guān)閉，降下存儲器的標(biāo)記。(步驟404)。
步驟405中，判斷通過P端子監(jiān)測的定子繞線16的相電壓(Ep)是否為0伏。相電壓為0伏時進(jìn)入步驟406，判斷存儲器的標(biāo)記是否立起。如標(biāo)記立起，則晶體管Tr2脈沖狀接通、斷開，充電燈25閃爍(步驟407)，如標(biāo)記降下，則晶體管Tr2接通，充電燈25點(diǎn)燈(步驟408)。駕駛員通過充電燈25的閃爍確認(rèn)電刷即將達(dá)到磨損極限前，而且通過充電燈25的點(diǎn)燈，可確認(rèn)發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)即發(fā)動機(jī)停機(jī)狀態(tài)。
當(dāng)步驟405判斷相電壓不為0伏時，進(jìn)入步驟409。在步驟409中，通過B端子監(jiān)測整流器12的輸出電壓(Eout)，判斷該輸出電壓(Eout)是否是第2設(shè)定電壓(E2)以上。如輸出電壓是第2設(shè)定電壓以上，則進(jìn)入步驟408，晶體管Tr2接通，充電燈25點(diǎn)燈。這樣，駕駛員可確認(rèn)運(yùn)行車輛的異常(過電壓)。而在步驟409中，當(dāng)輸出電壓小于第2設(shè)定電壓時，進(jìn)入步驟410，晶體管Tr2斷開，充電燈25熄燈。
在步驟411中，通過B端子監(jiān)測整流器12的輸出電壓(Eout)，判斷該輸出電壓(Eout)是否小于第1設(shè)定電壓(E1)。如輸出電壓小于第1設(shè)定電壓，則晶體管Tr1接通(步驟412)，第1設(shè)定電壓以上時Tr1斷開(步驟413)，控制向轉(zhuǎn)子線圈13的通電。這樣可控制整流器12的輸出電壓為恒定。
在第6實(shí)施形態(tài)中，充電燈25在車輛的內(nèi)燃機(jī)停機(jī)時點(diǎn)燈，行駛時熄燈。另外，在行駛時發(fā)生過電壓的場合，充電燈25點(diǎn)燈，告訴駕駛員車輛有異常。并且若電刷磨損使開關(guān)SW1閉合，則第3控制部63使存儲器的標(biāo)記立起。車輛的內(nèi)燃機(jī)停機(jī)時存儲器的標(biāo)記立起，則充電燈25閃爍，告訴駕駛員要更換電刷。
在第6實(shí)施形態(tài)中，通過第3控制部63檢測出電刷即將達(dá)到磨損極限前時，僅在車輛停止時充電燈25閃爍告訴駕駛員。因而，行駛時充電燈25不會突然閃爍而使駕駛員受到驚嚇，確保車輛的安全行駛。
第7實(shí)施形態(tài)圖21是裝載有本發(fā)明的第7實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的車輛電氣線路圖。
圖21中，作為發(fā)電機(jī)外部控制裝置的ECU(Electronic Control Unit)56，輸入來自L端子的控制信號，該控制信號為恒定波信號時，將充電燈25與L端子連接，當(dāng)該控制信號為脈沖列信號時，磨損告知燈26與L端子連接。另外，電壓調(diào)節(jié)器18A的第1控制部61在判斷相電壓為0伏時通過L端子向ECU56輸出恒定波信號，同時晶體管Tr2接通。電壓調(diào)節(jié)器18A的第2控制部62，在判斷整流器12的輸出電壓為過電壓時，通過L端子向ECU56輸出恒定波信號，同時晶體管Tr2接通。電壓調(diào)節(jié)器18A的第3控制部63，在判斷SW1合上時，通過L端子向ECU輸入脈沖列信號，同時晶體管Tr2接通。
其他結(jié)構(gòu)與所述第3實(shí)施形態(tài)相同。
第7實(shí)施形態(tài)中，第1控制部61判斷相電壓為0伏時通過L端子向ECU56輸出恒定波信號，同時晶體管Tr2接通。ECU56將充電燈25與L端子連接。因而充電燈25點(diǎn)燈，向駕駛員告知發(fā)動機(jī)停止。
第2控制部62判斷整流器12的輸出電壓超過第2設(shè)定電壓時，通過L端子向ECU56輸出恒定波信號，同時晶體管Tr2接通。ECU56將充電燈25與L端子連接。因而充電燈25點(diǎn)燈，向駕駛員告知發(fā)電機(jī)的過電壓(異常)。
第3控制部63判斷SW1閉合時，通過L端子向ECU56輸出脈沖列信號，同時晶體管Tr2接通。ECU56將磨損告知燈26與L端子連接。因而磨損告知燈26點(diǎn)燈，向駕駛員告知電刷即將達(dá)到磨損極限前。
因此，第7實(shí)施形態(tài)也能得到與所述第3實(shí)施形態(tài)相同的效果。
在第7實(shí)施形態(tài)中，通過磨損告知燈26的點(diǎn)燈，預(yù)報(bào)電刷即將達(dá)到磨損極限前，因此磨損告知燈26不會突然閃爍而使駕駛員受到驚嚇，確保車輛的安全行駛。
第8實(shí)施形態(tài)圖22是本發(fā)明的第8實(shí)施形態(tài)的車用交流發(fā)電機(jī)的縱剖視圖。
圖22中，轉(zhuǎn)子7通過軸6旋轉(zhuǎn)自如地安裝在由前托架1和后托架2B構(gòu)成的外殼3內(nèi)，定子8固接在外殼3的內(nèi)壁面上使其覆蓋轉(zhuǎn)子7的外周側(cè)。
軸6由前托架1和后托架2B可旋轉(zhuǎn)地支承，其另一端從后托架2B延伸出來。皮帶輪4固定在從前托架1延伸出的軸6的一端部上，一對滑環(huán)9固定在從后托架2B延伸出的軸6的另一端上。
電刷保持裝置40擰緊固定于后托架2B的外壁面使軸插入部43的軸心與軸心位置一致。軸6的另一端部插入軸插入部43內(nèi)，一對電刷50利用彈簧53的彈力而與滑環(huán)9抵接并電氣連接。整流器12夾住軸緊固于后托架2B的外壁面，使其與電刷保持裝置40相對。
后罩57緊固于后托架2B的外壁面，使其從軸6的軸心方向覆蓋電刷保持裝置40和整流器12。
其他結(jié)構(gòu)與所述第1實(shí)施形態(tài)相同。電刷即將達(dá)到磨損極限前的檢測和其預(yù)報(bào)與所述第1實(shí)施形態(tài)相同，在此省略說明。
對此結(jié)構(gòu)的車用交流發(fā)電機(jī)103的電刷更換作一說明。
首先，拆開后罩57與后托架2B的結(jié)合，拆下后罩57。然后，拆開電刷保持裝置40與后托架2B的結(jié)合后，將電刷保持裝置40從軸向拔出。然后卸下蓋42b，卸下螺釘49，拆開電刷接頭54與接頭47的結(jié)合。手持電刷接頭54將電刷50從電刷插入孔42a拔出。將彈簧53、電刷接頭54等一體化的新的電刷50從電刷插入孔42a內(nèi)插入，用螺釘49將電刷接頭54緊固于接頭47上。然后，將蓋42b嵌裝在電刷支架部42的頭部。
然后，將更換了電刷的電刷保持裝置40從軸向插入軸6，緊固于后托架2B上。再將后罩57緊固于后托架2B上，從而完成電刷更換。
即使在第8實(shí)施形態(tài)中，也與所述第1實(shí)施形態(tài)相同，通過電刷磨損告知燈26的點(diǎn)燈告訴駕駛員電刷50即將達(dá)到磨損極限前，可迅速更換電刷，事先防止發(fā)電不良引起的車輛不能行駛的發(fā)生或電池27的放電。
在第8實(shí)施形態(tài)中，拆開后罩57，將電刷保持裝置40向軸向拔出，再將更換好電刷的電刷保持裝置40軸向裝在軸6上，緊固于后托架2B上，進(jìn)行電刷更換作業(yè)。這樣，車用交流發(fā)電機(jī)從車輛拆卸、分解、組裝與傳統(tǒng)的裝置相比，電刷更換作業(yè)簡化，作業(yè)時間縮短。
在第8實(shí)施形態(tài)中，針對從后托架2B拆卸電刷保持裝置40然后進(jìn)行電刷50更換的方式進(jìn)行了說明，但也可拆卸后罩57，在電刷保持裝置40與后托架2B緊固的狀態(tài)下，拆卸蓋42b后進(jìn)行電刷50的更換。這種情況下，不需拆卸電刷保持裝置40，可縮短作業(yè)時間。
在所述第2～7實(shí)施形態(tài)中，當(dāng)然也可用車用交流發(fā)電機(jī)103代替車用交流發(fā)電機(jī)101、102。
本發(fā)明因具有以上結(jié)構(gòu)，故具有以下效果。
本發(fā)明具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及由該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上以覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)、且由該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與所述軸的一端部在軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)的、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而配設(shè)在所述外殼內(nèi)的電刷保持裝置，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量后與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，在所述外殼上設(shè)有開口使所述蓋露出在所述電刷支架部的徑向外側(cè)，在發(fā)電不良或電池充電不良發(fā)生之前檢測出電刷磨損，獲得一種不必拆卸發(fā)電機(jī)就可更換電刷的車用交流發(fā)電機(jī)。
本發(fā)明具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及由該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上以覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)、且由該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與從所述軸的所述外殼延伸出的一端部沿軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)的、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而可裝拆地配設(shè)在所述外殼的外端面的電刷保持裝置，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量后與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，由于外罩從所述軸的軸心方向可裝拆地安裝在所述外殼的外壁面上以包住所述電刷保持裝置，故在發(fā)電不良或電池充電不良發(fā)生之前檢測出電刷磨損，獲得不必拆卸發(fā)電機(jī)就可更換電刷的車用交流發(fā)電機(jī)。
所述彈性構(gòu)件為螺旋彈簧，螺旋彈簧的彈力穩(wěn)定地作用于電刷，抑止電刷的不對稱磨損。
所述螺旋彈簧縮設(shè)在所述電刷和所述電刷接頭之間，電刷、電刷接頭和螺旋彈簧等被一體化，提高了電刷的更換性。
所述電刷形成將與長度方向垂直的截面作成長方形的長方體，且所述螺旋彈簧呈圓筒形，所述電刷和所述螺旋彈簧配置成使該電刷的長方形中心與該螺旋彈簧的圓筒形中心大致一致，該長方形的短邊長度(E)及長邊長度(F)和該螺旋彈簧的外徑(D)之間滿足E＜D＜F的關(guān)系，故接點(diǎn)與電刷不會接觸，防止電刷磨損的誤檢測。
由于所述電刷插入孔為具有內(nèi)形形狀的孔形狀，該內(nèi)形形狀與將所述螺旋彈簧的圓筒形沿所述電刷的長度方向重疊在所述電刷的長方形上的復(fù)合外形形狀一致，故電刷和螺旋彈簧被引導(dǎo)至電刷插入孔內(nèi)而可順利地移動，防止外部振動引起的電刷和螺旋彈簧位置的偏移。
由于所述導(dǎo)線與所述電刷的一端面中央部連接，可撓性軟管裝在所述導(dǎo)線上，故可抑止導(dǎo)線與彈性構(gòu)件的糾纏，抑止導(dǎo)線斷線的發(fā)生。
本發(fā)明具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及由該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上以覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)、且由該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與從所述軸的所述外殼延伸出的一端部在軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而可裝拆地配設(shè)在所述外殼的外端面的電刷保持裝置；配設(shè)在所述外殼內(nèi)且對所述定子繞線的電動勢進(jìn)行整流的整流器；配設(shè)在所述外殼內(nèi)且調(diào)節(jié)所述定子繞線電動勢大小的電壓調(diào)節(jié)器，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量后與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，具有在所述外殼上設(shè)有開口使所述蓋露出在所述電刷支架部的徑向外側(cè)的車用交流發(fā)電機(jī)、通過所述彈性構(gòu)件與所述接點(diǎn)的接觸而告知所述電刷磨損的第1燈，故駕駛員通過第1燈可確認(rèn)電刷磨損，在發(fā)電不良或電池充電不良發(fā)生之前可更換電刷，同時不必拆卸發(fā)電機(jī)就可更換電刷，得到能縮短車輛再次行駛所需時間的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)。
本發(fā)明具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及由該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上以覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)、且利用該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與從所述軸的所述外殼延伸出的一端部在軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)的、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而可裝拆地配設(shè)在所述外殼的外端面的電刷保持裝置；配設(shè)在所述外殼內(nèi)且對所述定子繞線的電動勢進(jìn)行整流的整流器；配設(shè)在所述外殼內(nèi)且調(diào)節(jié)所述定子繞線電動勢大小的電壓調(diào)節(jié)器，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量后與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，具有外罩從所述軸的軸心方向可裝拆地安裝在所述外殼的外壁面上以包住所述電刷保持裝置的車用交流發(fā)電機(jī)、通過所述彈性構(gòu)件與所述接點(diǎn)的接觸告知所述電刷磨損的第1燈，故駕駛員通過第1燈可確認(rèn)電刷磨損，在發(fā)電不良或電池充電不良發(fā)生之前可更換電刷，同時不必拆卸發(fā)電機(jī)就可更換電刷，獲得一種能縮短車輛再次行駛所需時間的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)。
所述彈性構(gòu)件與所述接點(diǎn)接觸時，在所述轉(zhuǎn)子線圈流動的電流，通過該接點(diǎn)分流而流動的電路的電阻為所述轉(zhuǎn)子線圈的電阻值的5倍以上，故可防止接點(diǎn)閉合時電火化和電弧的發(fā)生，抑止接點(diǎn)的損傷。
另外，由于具有對所述定子繞線的相電壓進(jìn)行監(jiān)測并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1控制部、對所述整流器的輸出進(jìn)行監(jiān)測并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)進(jìn)行檢測的第2控制部以及對通過所述接點(diǎn)而在所述轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)流動電流的分流進(jìn)行監(jiān)測并對所述電刷磨損進(jìn)行檢測的第3控制部，當(dāng)所述第1和第2控制部分別檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)時，所述第1燈點(diǎn)燈，告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)，當(dāng)所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈閃爍，告知所述電刷的磨損，因此，可利用一個燈預(yù)報(bào)車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)、過電壓狀態(tài)和電刷磨損檢測，簡化車輛側(cè)的線路。
僅在所述第1控制部未檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)、所述第2控制部未檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)、且所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈閃爍，告知所述電刷的磨損，故鑰匙開關(guān)打開時，第1燈不會閃爍。因而鑰匙開關(guān)條開時，通過第1燈的點(diǎn)燈，可確認(rèn)第1燈為正常。
僅在所述第1控制部檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)、且所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈閃爍，故車輛行駛時，第1燈的閃爍不會使駕駛員受驚。
由于所述第1、第2和第3控制部裝在所述電壓調(diào)節(jié)器內(nèi)，電氣電路簡單，故可實(shí)現(xiàn)小型化。
另外，具有對所述定子繞線的相電壓進(jìn)行監(jiān)測、并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1控制部；對所述整流器的輸出進(jìn)行監(jiān)測并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)進(jìn)行檢測的第2控制部；以及告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)的第2燈，當(dāng)所述第1和第2控制部分別檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)時，所述第2燈點(diǎn)亮，告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)，當(dāng)所述接點(diǎn)與所述彈性構(gòu)件接觸時，所述轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)流過的電流的一部分分流至所述第1燈而使該第1燈點(diǎn)燈，告知所述電刷的磨損，通過各種燈點(diǎn)燈，來預(yù)報(bào)無發(fā)電狀態(tài)及過電壓狀態(tài)、電刷磨損的檢測，使駕駛員容易識別。
另外，具有對所述定子繞線的相電壓進(jìn)行監(jiān)測并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1控制部；對所述整流器的輸出進(jìn)行監(jiān)測并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)進(jìn)行檢測的第2控制部；對通過所述接點(diǎn)而在所述轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)流過電流的分流進(jìn)行監(jiān)測、并對所述電刷磨損進(jìn)行檢測的第3控制部；以及告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)的第2燈，當(dāng)所述第1和第2控制部分別檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)時，所述第2燈點(diǎn)燈，告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)，當(dāng)所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈點(diǎn)燈，告知所述電刷的磨損，通過各種燈點(diǎn)燈，來預(yù)報(bào)無發(fā)電狀態(tài)及過電壓狀態(tài)、電刷磨損的檢測，使駕駛員容易識別。
所述車用交流發(fā)電機(jī)的外部控制裝置，由于根據(jù)來自所述第1和第2控制部的所述無發(fā)電狀態(tài)和所述過電壓狀態(tài)的檢測信號和來自所述第3控制部的電刷磨損的檢測信號，而對所述第2燈的點(diǎn)燈和所述第1燈的點(diǎn)燈進(jìn)行切換控制，故通過各種燈點(diǎn)燈來預(yù)報(bào)無發(fā)電狀態(tài)及過電壓狀態(tài)、電刷磨損的檢測，使駕駛員容易識別。
權(quán)利要求
1.一種車用交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及由該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上使其覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)、且利用該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與所述軸的一端部在軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)的、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而配設(shè)在所述外殼內(nèi)的電刷保持裝置，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量后與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，在所述外殼上設(shè)有開口使所述蓋露出在所述電刷支架部的徑向外側(cè)。
2.一種車用交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，本發(fā)明具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及由該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上以覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)、且利用該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與從所述軸的所述外殼延伸出的一端部在軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)的、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而可裝拆地配設(shè)在所述外殼的外端面的電刷保持裝置，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，外罩從所述軸的軸心方向可裝拆地安裝在所述外殼的外壁面上以包住所述電刷保持裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車用交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述彈性構(gòu)件為螺旋彈簧，所述螺旋彈簧縮設(shè)在所述電刷與所述電刷接頭之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車用交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述電刷形成將與長度方向垂直的截面作成長方形的長方體，且所述螺旋彈簧呈圓筒形，所述電刷和所述螺旋彈簧配置成使該電刷的長方形中心與該螺旋彈簧的圓筒形中心大致一致，該長方形的短邊長度(E)及長邊長度(F)和該螺旋彈簧的外徑(D)之間滿足E＜D＜F的關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車用交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述電刷插入孔為具有內(nèi)形形狀的孔形狀，該內(nèi)形形狀與將所述螺旋彈簧的圓筒形沿所述電刷的長度方向重疊在所述電刷的長方形上的復(fù)合外形形狀大致一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車用交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)線與所述電刷的一端面中央部連接，可撓性軟管裝在所述導(dǎo)線上。
7.一種車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)，其特征在于，具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及由該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上以覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)、且利用該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與從所述軸的所述外殼延伸出的一端部在軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)的、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而可裝拆地配設(shè)在所述外殼內(nèi)的電刷保持裝置；配設(shè)在所述外殼內(nèi)且對所述定子繞線的電動勢進(jìn)行整流輸出的整流器；配設(shè)在所述外殼內(nèi)且調(diào)節(jié)所述定子繞線電動勢大小的電壓調(diào)節(jié)器，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量后與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，具有在所述外殼上設(shè)有開口使所述蓋露出在所述電刷支架部的徑向外側(cè)的車用交流發(fā)電機(jī)、通過所述彈性構(gòu)件與所述接點(diǎn)的接觸而告知所述電刷磨損的第1燈。
8.一種車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)，其特征在于，具有外殼；由該外殼旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸；固定于該軸上且配設(shè)在該外殼內(nèi)、具有流過電流而產(chǎn)生磁通的轉(zhuǎn)子線圈及由該轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁通而磁化的多個磁極的轉(zhuǎn)子；具有安裝在所述外殼上以覆蓋該轉(zhuǎn)子外周側(cè)、且利用該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生電動勢的定子繞線的定子；與從所述軸的所述外殼延伸出的一端部沿軸心方向相離且配設(shè)成與該軸可一起旋轉(zhuǎn)、通過所述轉(zhuǎn)子線圈而電氣串連連接的一對供電構(gòu)件；位于所述一對供電構(gòu)件的徑向外側(cè)而可裝拆地配設(shè)在所述外殼的外端面的電刷保持裝置；對所述定子繞線的電動勢進(jìn)行整流輸出的整流器；配設(shè)在所述外殼內(nèi)且調(diào)節(jié)所述定子繞線電動勢大小的電壓調(diào)節(jié)器，所述電刷保持裝置具有作成孔方向與所述軸的軸心垂直的一對電刷插入孔在所述軸的軸心方向相離穿設(shè)的電刷支架部；可裝拆地安裝在該電刷支架部的頭部上且可蓋住所述一對電刷插入孔的蓋子；沿孔方向可自由移動地安放在所述各電刷插入孔內(nèi)的一對電刷；成為所述電刷輸出輸入端子的一對電刷接頭；一端與所述電刷的一端部連接、另一端與所述電刷接頭連接的一對導(dǎo)線；配設(shè)在所述各電刷插入孔內(nèi)、對所述各電刷的另一端側(cè)向所述軸側(cè)施力而使其與所述供電構(gòu)件彈性接觸的導(dǎo)電性的彈性構(gòu)件；配設(shè)在所述一對電刷插入孔的至少一方、具有在所述電刷磨損規(guī)定量后與所述彈性構(gòu)件接觸的接點(diǎn)的磨損檢測接頭，具有外罩從所述軸的軸心方向可裝拆地安裝在所述外殼的外壁面上以包住所述電刷保持裝置的車用交流發(fā)電機(jī)、通過所述彈性構(gòu)件與所述接點(diǎn)的接觸而告知所述電刷磨損的第1燈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述彈性構(gòu)件與所述接點(diǎn)接觸時，所述轉(zhuǎn)子線圈中流動的電流，通過該接點(diǎn)分流而流動的電路的電阻值為所述轉(zhuǎn)子線圈的電阻值的5倍以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)，其特征在于，具有對所述定子繞線的相電壓進(jìn)行監(jiān)測、并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1控制部；對所述整流器的輸出進(jìn)行監(jiān)測、并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)的第2控制部；以及對通過所述接點(diǎn)而在所述轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)流動電流的分流進(jìn)行監(jiān)測、并對所述電刷磨損進(jìn)行檢測的第3控制部，當(dāng)所述第1和第2控制部分別檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)時，所述第1燈點(diǎn)燈，告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)，當(dāng)所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈閃爍，告知所述電刷的磨損。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)，其特征在于，僅在所述第1控制部未檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)、所述第2控制部未檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)、且所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈閃爍，告知所述電刷的磨損。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)，其特征在于，僅在所述第1控制部檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)、且所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈閃爍，告知所述電刷的磨損。
13.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)，其特征在于，具有對所述定子繞線的相電壓進(jìn)行監(jiān)測、并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1控制部；對所述整流器的輸出進(jìn)行監(jiān)測并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)進(jìn)行檢測的第2控制部；以及告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)的第2燈，當(dāng)所述第1和第2控制部分別檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)時，所述第2燈點(diǎn)燈，告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)，當(dāng)所述接點(diǎn)與所述彈性構(gòu)件接觸時，所述轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)流過的電流的一部分分流至所述第1燈而使該第1燈點(diǎn)燈，告知所述電刷的磨損。
14.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)，其特征在于，具有對所述定子繞線的相電壓進(jìn)行監(jiān)測、并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行檢測的第1控制部；對所述整流器的輸出進(jìn)行監(jiān)測、并對所述車用交流發(fā)電機(jī)的過電壓狀態(tài)進(jìn)行檢測的第2控制部；對通過所述接點(diǎn)而在所述轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)流過電流的分流進(jìn)行監(jiān)測、并對所述電刷磨損進(jìn)行檢測的第3控制部；以及告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)的第2燈，當(dāng)所述第1和第2控制部分別檢測出所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)時，所述第2燈點(diǎn)燈，告知所述車用交流發(fā)電機(jī)的無發(fā)電狀態(tài)和過電壓狀態(tài)，當(dāng)所述第3控制部檢測出所述電刷磨損時，所述第1燈點(diǎn)燈，告知所述電刷的磨損。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的車用交流發(fā)電機(jī)的電刷磨損檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述車用交流發(fā)電機(jī)的外部控制裝置，根據(jù)來自所述第1和第2控制部的所述無發(fā)電狀態(tài)和所述過電壓狀態(tài)的檢測信號和來自所述第3控制部的電刷磨損的檢測信號，而對所述第2燈的點(diǎn)燈和所述第1燈的點(diǎn)燈進(jìn)行切換控制。
全文摘要
一種交流發(fā)電機(jī)及其電刷磨損檢測系統(tǒng)，其電刷保持裝置(40)安裝在后托架(2A)的內(nèi)壁面上，裝在電刷支架部(42)頭部上的蓋(42b)從后托架(2A)的開口(2a)露出。電刷容納在電刷支架部(42)的電刷插入孔內(nèi)，在彈簧的作用下與滑環(huán)彈性接觸。磨損檢測接頭插入成形在電刷支架部上，其接點(diǎn)延伸到電刷插入孔內(nèi)，在電刷磨損規(guī)定量時與彈簧接觸。駕駛員可在電刷達(dá)到磨損極限之前知道，在發(fā)電不良或電池充電不良發(fā)生之前能簡單地更換電刷。
文檔編號H02K19/36GK1426156SQ02156160
公開日2003年6月25日 申請日期2002年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月11日
發(fā)明者柏原利昭, 佐佐木勝宏, 淺尾淑人, 足立克己 申請人:三菱電機(jī)株式會社