CN101394113A - 用于车辆的具有转子的交流发电机 - Google Patents

Abstract

一种交流发电机，其具有绕自身轴线旋转的转子以在定子中产生电力。所述转子具有磁极铁心，所述磁极铁心带有沿周向设置的爪部，并且在每一对相邻的两个爪部之间布置有支架单元。每个支架单元具有磁体容纳支架和磁体覆盖支架。每个支架具有一个底壁、四个侧壁和一个开口。所述磁体容纳支架容纳磁体。所述磁体覆盖支架置于所述爪部之间并容纳所述磁体容纳支架同时覆盖暴露于所述磁体容纳支架的开口的磁体。所述磁体容纳支架具有凸出部，所述凸出部位于相应侧壁和底壁中并与所述磁体弹性接触。

Description

用于车辆的具有转子的交流发电机

技术领域

本发明总体涉及一种安装在车辆内的具有转子的交流发电机，并且更具体地涉及一种转子，所述转子具有两个带有多个爪部的磁极铁心，其中磁体设置在每对相邻的两个爪部之间。

背景技术

用于车辆的交流发电机具有圆筒形定子和布置于定子中心孔中的转子。在定子中，多个互相连接的定子线圈卷绕在定子铁心上。转子具有一对伦德尔型(Lundell type)磁极铁心、卷绕在磁极铁心上的励磁线圈以及多个布置在每个磁极铁心一端的爪部。第一磁极铁心的爪部和第二磁极铁心的爪部沿着转子的周向交替设置。转子构造成通过响应于转子的高速旋转通过励磁线圈中感生的磁场使爪部磁化并且旋转由磁化的爪部增强的磁场。因此，置于旋转磁场中的定子铁心被磁化，在定子线圈中感生出电力，并且交流发电机输出该电力。

进一步地，磁体布置在每对的两个相邻的爪部之间使得磁体的磁场被导向以减少由磁化的爪部感生的磁通量的泄漏。这些磁体加强了转子中感生的电场，因而磁体使输出的电力增加。例如在日本专利第一公报No.2005-80472中公开了一种具有这些磁体的交流发电机。在该交流发电机中，每个磁体容纳在支架内，并且带有磁铁的每个支架插入彼此相邻的两个爪部之间的空间内。

然而，在该公报中，每个磁体布置在支架中使得磁体暴露于支架的开口。因此，当交流发电机或转子覆盖有水时，磁体容易暴露于水中并且被水湿润。在这种情况下，磁体被腐蚀从而使磁体的磁性降低。所以，输出的电力可能下降。进一步地，当劣化的磁体受到冲击时，磁体可能碎裂，并且碎块从支架飞出并卡在转子与定子之间。在这种情况下，碎块可能会使转子的旋转停止。

进一步地，保持在支架内的磁体由于制造中的公差而尺寸互不相同。因此，磁体没有很好地固定于支架，因而磁体不可靠地固定在支架中。在这种情况下，磁体容易碎裂，并且/或者磁体在支架内产生咔嗒声。

发明内容

本发明的一个目的是在考虑到传统交流发电机的缺点的情况下提供一种带转子的交流发电机，其中磁体被稳定地保持在置于所述转子的爪部之间的支架中并且被可靠地与水或类似物隔离。

根据本发明的第一方面，通过提供一种带转子的交流发电机来实现所述目的，所述转子布置在定子的中心孔中并且绕其自身的轴线旋转以在定子内产生电力，其中，所述转子包括：磁极铁心，其具有多个沿所述转子的周向布置的爪部；励磁线圈，其布置在所述爪部的沿所述转子的径向的内侧；多个支架单元，每个所述支架单元布置在彼此相邻的两个爪部之间使得所述支架单元和所述爪部沿所述周向交替地设置；以及多个磁体，其分别布置在所述支架单元中。每个所述支架单元包括：磁体容纳支架，其大致形成为箱形以具有底壁、自所述底壁延伸的四个侧壁和位于相应的第六个面上的开口，以及磁体覆盖支架，其大致形成为箱形以具有底壁、自所述底壁延伸的四个侧壁和位于相应的第六个面上的开口。所述磁体容纳支架容纳相应的磁体。所述磁体覆盖支架容纳所述磁体容纳支架以覆盖暴露于所述磁体容纳支架的开口的磁体并且所述磁体覆盖支架布置在相应的爪部之间使得所述磁体覆盖支架的开口朝向所述径向的一侧。所述磁体容纳支架的每个侧壁具有与所述磁体弹性接触的第一凸出体。所述磁体容纳支架和所述磁体覆盖支架中至少其中一个的底壁具有与所述磁体弹性接触的第二凸出体。

由于所述交流发电机的这种结构，所述转子响应于外部旋转力绕其自身的轴线旋转。当电流流经所述励磁线圈同时响应于所述转子的旋转改变流向时，所述励磁线圈感生随所述转子旋转的磁场，并且所述磁极铁心的爪部被该磁场磁化。每一对中相邻爪部的极性彼此不同。布置在所述支架单元中的磁体用于防止被所述爪部增强的磁场从所述交流发电机泄漏。置于旋转磁场中的定子产生电力。该电力从所述交流发电机输出。因此，所述交流发电机从旋转力产生电力。

进一步地，所述第一凸出体布置在所述磁体容纳支架的一个侧壁上以与所述磁体弹性接触，并且所述第二凸出体布置在所述磁体容纳支架或所述磁体覆盖支架的底壁上以与所述磁体弹性接触。因此，所述第一凸出体为所述磁体提供了方向正交于所述侧壁的第一弹性力，并且所述第二凸出体为所述磁体提供了方向正交于所述底壁的第二弹性力。亦即，每个磁体在不同方向被所述磁体容纳支架保持。

相应地，即使当所述支架单元或保持在所述支架单元中的磁体由于制造中的公差而尺寸相互不同时，沿不同方向弹性保持在所述支架单元中的每个磁体也能够稳定地保持在所述支架单元中而不会不可靠地固定在所述支架单元中或在所述支架单元内中产生咔嗒声，并且可防止所述磁体在所述支架单元中碎裂。

进一步地，所述磁体覆盖支架覆盖暴露于所述支架的开口的磁体。因此，即使当所述交流发电机或所述转子覆盖有诸如水之类的液体时，所述支架也能防止所述磁体覆盖有液体。相应地，所述磁体能够可靠地与所述液体隔离，并且能够防止腐蚀物造成的磁体腐蚀。

此外，即使当所述磁体在所述支架单元内破裂时，覆盖所述磁体的磁体覆盖支架也能够可靠地防止碎块从所述支架单元弹出。

根据本发明的第二方面，通过提供带有所述定子和所述转子的交流发电机实现所述目的，其中所述转子包括具有所述爪部的磁极铁芯、所述励磁线圈、所述支架单元和所述磁体。每个所述支架单元包括容纳相应磁体的磁体容纳支架、布置在相应的爪部之间的磁体覆盖支架和弹性构件。所述磁体容纳支架大致形成为箱形并具有开口。所述磁体覆盖支架大致形成为箱形并具有开口。所述磁体覆盖支架的开口朝向所述径向的一侧。所述磁体覆盖支架覆盖暴露于所述磁体容纳支架的开口的磁体。所述弹性构件大致均匀地设置在所述磁体和所述磁体容纳支架之间的空间内以与所述磁体和所述磁体容纳支架弹性接触。

由于所述交流发电机的这种结构，所述磁体容纳支架沿各种方向通过所述弹性构件弹性地保持所述磁体。

相应地，以与所述第一方面相同的方式，每个磁体能够稳定地保持在所述支架单元中而不会不可靠地固定在所述支架单元中或在所述支架单元中产生咔嗒声，并且可防止所述磁体在所述支架单元中碎裂。进一步地，所述磁体覆盖单元能够防止所述磁体覆盖有液体，因而所述磁体能够可靠地与所述液体隔离。此外，所述磁体覆盖支架能够可靠地防止碎块从所述支架单元脱出。

附图说明

图1是根据本发明实施方式的用于车辆的交流发电机的纵向剖视图；

图2是布置在图1所示的交流发电机中的转子的立体侧视图；

图3是大致沿图2的线A-A获取的剖视图；

图4是根据本发明第一实施方式的容纳磁体的支架单元在所述支架单元从图3的P视角侧观察时的局部以截面示出的视图；

图5是容纳磁体的支架单元在所述支架单元从图3的Q视角侧观察时的局部以截面示出的视图；

图6是根据第一实施方式的改型的容纳磁体的支架单元大致沿图2的线A-A获取的剖视图；

图7A是根据第一实施方式的在图3或图6中示出的支架单元中的一个支架的一个壁的立体侧视图；

图7B是根据第一实施方式的改型的在图3或图6中示出的支架单元中的一个支架的一个壁的立体侧视图；

图8是根据本发明第二实施方式的容纳磁体的支架单元的局部以截面示出的平面图；

图9是根据本发明第三实施方式的容纳磁体的支架单元的局部以截面示出的平面图；

图10是根据第三实施方式的改型的容纳磁体的支架单元的局部以截面示出的平面图；

图11是根据本发明第四实施方式的容纳磁体的支架单元大致沿图2的线A-A获取的剖视图；并且

图12是根据第一实施方式的改型的支架单元的侧视示意图。

具体实施方式

现在将参照附图说明本发明的实施方式，其中，除非另有所指，整篇说明书中相似的参考数字表示相似的部件、构件或元件。

实施方式1

图1是根据实施方式的用于车辆的交流发电机的纵向剖视图，图2是布置在图1所示的交流发电机内的转子的立体侧视图。

如图1和图2所示，交流发电机100具有：圆筒形定子2；转子1，其布置在定子2的中心孔内以绕其自身的轴线Ax旋转；前框架3，其覆盖转子1和定子2的前部和中部；后框架4，其覆盖转子1和定子2的后部；皮带轮5，其用于从发动机(未示出)的曲轴接收旋转力并将该力传输至转子1的旋转轴11；附连于轴11的两个滑环6；电刷单元7，其带有两个柔性电刷，所述电刷以可滑动方式与滑环6接触以通过一个环6将励磁电流传输至转子1并通过其他环6从转子1接收电流同时在轴11每旋转半圈时改变所述电流的流向；整流器8，其用于响应于转子1的旋转对定子2中感生的电力的交流电进行整流；以及调节器9，其用于根据所述电力调节所述励磁电流。

定子2具有定子铁心21和卷绕在铁心21上的定子线圈22。铁心21通过螺栓(未示出)固定于框架3和4。前框架3通过轴承31以可旋转方式保持转子1的旋转轴11。后框架4通过轴承41以可旋转方式保持轴11。

转子1具有前磁极铁心12、后磁极铁心13、铁心12和13以固定方式附连于其上的轴11、励磁线圈13和多个容纳在相应的支架单元15中的永久磁体16。铁心12和14是所谓的伦德尔型磁极铁心。更具体而言，铁心12具有附连于轴11的毂部(boss portion)(或铁心体)121、自毂部121的前端向转子1的径向外侧延伸的盘部(或铁心体)122、以及自盘部122的端部向转子1的正交于所述径向的轴向后侧延伸的多个第一爪部123。爪部123沿着转子1的正交于所述径向及轴向的周向设置。盘部122和毂部121彼此整体形成。

磁极铁心14具有毂部(或铁心体)141、自毂部141的后端向外侧延伸的盘部(或铁心体)142、以及自盘部142的端部向轴向前侧延伸的多个第二爪部143。磁极铁心12和14的形状相同，并且铁心12的后端面与铁心14的前端面接触。铁心12和14由低碳钢磁性物质形成。爪部123和143沿周向以预定间隔交替地设置。励磁线圈13卷绕在磁极铁心12和14上并且被磁极铁心12和14包围以使线圈13沿径向置于爪部123和143的内侧。

容纳磁体16的每个支架单元15布置在两个相邻的爪部123和143之间。设定磁体16的磁化方向以减少爪部123和143内感生的磁通量的泄漏。

由于交流发电机100的这种结构，转子1响应于皮带轮5中接收的旋转力而旋转。当在调节器9中调节的励磁电流通过电刷单元7和环6供应至励磁线圈13时，所述励磁电流的流向响应于环6的旋转在转子1每旋转半圈时改变。因此，励磁线圈13感生随转子1旋转的磁场，并且爪部123和143被所述磁场磁化。每个爪部的磁极性在转子1每旋转半圈时改变，并且彼此相邻的爪部123和143的极性彼此不同。定子2的定子线圈21被转子1内感生的旋转磁场磁化，并且定子线圈22响应于被定子铁心21增强的旋转磁场产生交流电。整流器8将该交流电整流为直流电。然后，将具有所述直流电的电力从交流发电机100输出至用电元件(未示出)和电池(未示出)。

由于磁体16布置在相邻的爪部123和143之间以减少磁化的爪部123和143中感生的磁通量的泄漏，所述爪部的磁通量被增强。相应地，在磁体16没有腐蚀或碎裂的情况下，定子2中感生的电力可被磁体16加强，从而能够高效地获得电力输出。上述交流发电机100的这种结构和运转是公知的，因此将略去对交流发电机100进一步的详细说明。

下面将参照图3至图5详细说明支架单元15和爪部123及143的结构。图3是大致沿图2的线A-A获取的剖视图。图4是容纳磁体16的支架单元15在所述支架单元15从图3的P视角侧观察时的局部以截面示出的视图。图5是容纳磁体16的支架单元15在所述支架单元15从图3的Q视角侧观察时的局部以截面示出的视图。

如图2所示，该实施方式中，每个支架单元15的纵向稍向所述轴向倾斜。然而，为了便于解释，在以下说明中认为每个支架单元15的纵向与转子1的轴向一致。

如图3所示，每个爪部123具有本体123m、自本体123m的外端沿所述周向突出的两个外边沿123a、以及自本体123m的内端沿所述周向突出的两个内边沿123b。同样，每个爪部143具有本体143m、自本体143m的外端沿所述周向突出的两个外边沿143a、以及自本体143m的内端沿所述周向突出的两个内边沿143b。

进一步地，每个爪部123的本体123m具有两个沿所述周向彼此对置的侧面123f，并且每个爪部143的本体143m具有两个沿所述周向彼此对置的侧面143f。每对相邻的爪部123和143的两个侧面123f和143f彼此面对。每个侧面123f置于相应的爪部123的边沿123a和123b之间，并且每个侧面143f置于相应的爪部143的边沿143a和143b之间。每个爪部123具有两个圆角123c和两个圆角123d。每个圆角123c平滑地弯曲并且连接一个外边沿123a和相应的侧面123f。每个圆角123d平滑地弯曲并且连接一个外边沿123b和相应的侧面123f。每个角123c形成曲面并且曲率(曲率半径的倒数)被设定为R2。每个角123d形成曲面并且曲率被设定为R3。同样，每个爪部143具有两个圆角143c和两个圆角143d。每个圆角143c连接一个外边沿143a和相应的侧面143f。每个圆角143d连接一个外边沿143b和相应的侧面143f。每个角143c形成平滑曲面并且曲率被设定为R2。每个角143d形成平滑曲面并且曲率被设定为R3。

容纳在每个支架单元15内的磁体16大致形成为矩形棱柱以具有六个平面。

每个支架单元15由不锈钢制成并具有磁体容纳支架151和包围支架151的磁体覆盖支架152。支架151大致形成为具有五个壁和在相应第六个面上开口的矩形平行六面体(或开口的箱子)形状。支架151在由所述壁围住的内部空间中容纳或接收一个磁体16使得磁体16的一部分暴露于所述开口或从所述开口突出。支架152大致形成为具有五个壁和在相应第六个面上开口的矩形平行六面体(或开口的箱子)形状。支架152在由所述支架152的壁围住的内部空间中容纳或接收支架151使得磁体16暴露于支架151的开口的表面与支架152的一个壁接触。因此，暴露于支架151的开口的磁体16被支架152覆盖，并且支架151和152的开口沿转子1的径向彼此相对地置于支架单元15的两侧。

每个支架单元15置于两个相邻的爪部123和143之间使得支架152的开口沿所述径向朝向内侧。因此，支架151的开口朝向所述外侧(即，定子2)。

如图3、图4和图5所示，每个支架152具有底壁152b、两个沿所述周向彼此相对布置的第一侧壁152s、布置在支架152前侧的第二侧壁152f、以及布置在支架152的后侧而与侧壁152f相对的第三侧壁152r。每个壁大致平坦。底壁与每个侧壁之间的角被倒角以形成圆角。例如，圆角152a形成在底壁152b与每个第一侧壁152s之间。圆角152a的曲面的曲率被设定为R1。圆角152a的曲率R1被设定得小于爪部123的圆角123c和爪部143的圆角143c的曲率R2。

由于圆角152a的曲率R1小于圆角123c和143c的曲率R2，所以支架152未与爪部123的角123c或爪部143的角143c接触，但是在支架152的底壁152b的两端处沿周向的扁平表面与边沿123a的内侧面123i和边沿143a的内侧面143i接触以沿所述径向将支架152保持在爪部123和143上。因此，与支架152的角与爪部123和143的角接触的情况相比，支架152与爪部123和143的接触面积被扩大。相应地，可减少支架152中每单位面积从爪部123和143接收的推力，并且支架152可均匀地挤压磁体16以防止磁体16局部接收过度的应力。亦即，磁体16不太可能破裂或碎裂。

为了沿所述周向通过两个相邻的爪部123和143牢固地保持支架152，支架152沿所述周向的外宽设定为大致等于彼此相邻的两个爪部123和143的侧面123f和143f之间的距离。为了可靠地将容纳磁体16的支架151布置在支架152中，支架151沿所述周向的外宽设定为比支架152沿所述周向的内宽稍短。

每个支架151具有底壁、沿所述周向彼此相对布置的两个第一侧壁、布置在支架151前侧的第二侧壁、以及布置在支架151后侧而与所述第二侧壁相对的第三侧壁。支架151的底壁沿所述周向的两端与边沿123b的外侧面123g和边沿143b的外侧面143g接触以沿所述径向将支架151保持在爪部123和143上。

支架151的每个第一侧壁具有被大致扁平的部分包围的凸出部151a(或第一凸出体)，并且凸出部151a通过磁体16彼此面对。凸出部151a在所述第一侧壁的中部形成为平滑弯曲的凸出形(例如，波浪形、半管形等)以向支架单元15的内侧突出。因此，凸出部151a的突出方向与所述周向一致。

支架151的每个第二侧壁和第三侧壁具有被大致扁平的部分包围的凸出部151b(或另一个第一凸出体)，并且凸出部151b通过磁体16彼此面对。凸出部151b在所述侧壁的中部形成为凸出形以向支架单元15的内侧突出。因此，凸出部151b的突出方向与所述轴向一致并且正交于所述凸出部151a的突出方向。

在磁体16被放入支架151之前，支架151的凸出部151a形成为使得凸出部151a的顶点之间的距离比磁体16在支架151内沿所述周向延伸的一侧16a(即，较短的一侧)的长度稍短。每个凸出部151a可弹性变形。同样，支架151的凸出部151b形成为使得凸出部151b的顶点之间的距离比磁体16在支架151内沿所述轴向延伸的一侧16b(即，较长的一侧)的长度稍短。每个凸出部151b可弹性变形。

支架151的底壁具有被大致扁平的部分包围的凸出部151c(或第二凸出体)。凸出部151c在所述底壁的中部形成为凸出形以从所述扁平的部分向支架单元15的内侧突出抬升高度Hr。因此，凸出部151c的突出方向与所述径向一致，并且凸出部151c向所述外侧突出。凸出部151c形成为使得凸出部151c的顶点与支架151的开口之间的距离比磁体16在支架151内沿所述径向延伸的一侧16c的长度Lt(即，厚度)短。因此，磁体16的一部分从支架151的开口突出。凸出部151c可弹性变形。

当通过支架151的开口将磁体16放入并压紧在支架151中时，布置在支架151的侧壁上的凸出部151a和151b压靠在磁体16相应的平面上而支架151的侧壁的其他部分与磁体16脱离接触。更具体而言，凸出部151a和151b可被插入的磁体16朝向支架151的外侧弹性地变形以扩大凸出部151a之间的距离和凸出部151b之间的距离，并且每个凸出部151a和151b与磁体16弹性接触。进一步地，凸出部151c与磁体16的一个平面弹性接触。在凸出部151a和151b与磁体16的弹性接触期间，凸出部151a和151b倾向于返回至原始形状，因而凸出部151a和151b向磁体16提供了相应的弹力。凸出部151a沿周向为磁体16提供了方向彼此相对的弹力。凸出部151b沿轴向为磁体16提供了方向彼此相对的弹力。

然后，通过支架152的开口将支架151放入支架152内使得磁体16的从支架151突出的表面与支架152的底壁152b接触。因此，形成了带磁体16的支架单元15。

边沿123a的内侧面123i与边沿123b的外侧面123g之间沿所述径向的距离设定为等于边沿143a的内侧面143i与边沿143b的外侧面143g之间沿所述径向的距离。该距离称为支架接收长度。为了沿径向牢固地压紧置于爪部123和143之间的支架单元15，当保持磁体16的支架单元15未置于两个相邻的爪部123和143之间时，所述支架接收长度设定为比用支架151底壁的外表面与支架152底壁的外表面之间的差值表示的支架厚度短。所述支架厚度等于支架151底壁的厚度、凸出部151c的抬升高度Hr、磁体16的厚度Lt和支架152底壁152b的厚度的总和。

为了将支架单元15置于两个相邻的爪部123和143之间以使支架152的开口朝向径向内侧，将支架152的底壁152b推向支架151的底壁。因此，支架151的凸出部151c沿所述径向向支架单元15的外侧弹性变形，并且支架单元15沿所述径向的长度被缩短。然后，将支架单元15压紧到爪部123的表面123f与爪部143的表面143f之间的空间内，支架151的凸出部151c压靠在磁体16上而支架151的底壁的其他部分则与磁体16脱离接触，并且磁体16与凸出部151c弹性接触。在凸出部151c与磁体16弹性接触期间，凸出部151c向所述径向的外侧为磁体16提供了弹力，并且支架152的底壁152b为磁体16提供了与所述弹力相对的反作用力。

因此，由于支架单元15与沿所述径向与支架单元15对齐的爪部123的边沿123a、123b和爪部143的边沿143a、143b接合，所以支架单元15牢固地置于边沿123a和123b之间以及边沿143a和143b之间。相应地，支架单元15可沿所述径向固定于爪部123和143，支架单元15的凸出部151c可沿所述径向可靠地为磁体16提供弹力，并且磁体16可沿所述径向弹性地保持在支架单元15内。

进一步地，支架单元15的凸出部151a可沿所述周向可靠地为磁体16提供弹力，并且支架单元15的凸出部151b可沿所述轴向可靠地为磁体16提供弹力。相应地，除所述径向外，磁体16还可沿所述周向和所述轴向每一个方向弹性地保持在支架单元15内。亦即，即使当保持在支架单元15内的磁体16由于制造中的公差而尺寸相互不同时，弹性保持在支架单元15内的每个磁体16可被牢固地保持在支架单元15内而不会不可靠地固定在支架单元15内或者在支架单元15内产生咔嗒声，并且能够防止磁体16在支架单元15内碎裂。

此外，支架152覆盖从支架151的开口突出的磁体16。因此，即使当交流发电机100或转子1覆盖有诸如水之类的液体时，支架152也可防止磁体16覆盖有液体。相应地，磁体16能够可靠地与所述液体隔离，并且可防止腐蚀性物质造成磁体16腐蚀。

此外，即使当磁体16在支架单元15内破裂时，覆盖磁体16的支架152能够可靠地防止碎片从支架单元15飞出。

下面将说明本实施方式的改型。图6是根据第一实施方式的改型的支架单元15大致沿图2的线A-A获取的剖视图。

在本实施方式中，支架152的开口朝向转子1的内侧。然而，如图6所示，支架单元15可置于两个爪部123和143之间使得支架152的开口沿所述径向朝向外侧。

进一步地，在本实施方式中，保持磁体16的支架151的底壁具有凸出部151c以沿所述径向弹性地保持磁体16。然而，如图6所示，覆盖从支架151的开口突出的磁体16的支架152的底壁152b可具有在底壁152b的中部形成为凸出形的凸出部152c以向支架单元15的内侧突出。相应地，具有凸出部152c的支架152可沿所述径向弹性地保持磁体16。

如图6所示，置于两个爪部123和143之间的支架单元15具有带凸出部151a和151b的支架151以及带凸出部152c的支架152。支架151的开口朝向转子1的内侧，并且支架152的开口朝向转子1的外侧。凸出部152c与从支架151的开口突出的磁体16弹性接触以弹性地向外侧推动磁体16。

支架152的圆角152a的曲率R1设定为小于爪部123的角123d和爪部143的角143d的曲率R3。因此，支架152不与爪部123的角123d或爪部143的角143d接触，但是在支架152底壁152b的两端沿所述周向的扁平表面与边沿123b的内侧面123g和边沿143b的内侧面143g面接触以将支架152径向保持在爪部123和143上。因此，与支架152的角与爪部123和143的角进行接触的情况相比，支架152与爪部123和143的接触面积被扩大。

相应地，可减少支架152内每单位面积从爪部123和143接收的推力，并且支架152可均匀地挤压磁体16以防止磁体16局部接受过度的应力。亦即，磁体16不太可能破裂或碎裂。

在该改型中，支架151的底壁不具有凸出部，并且支架151的整个底壁基本上与磁体16面接触。然而，支架151的底壁可具有凸出部151c。在这种情况中，磁体16可被每个支架151和152沿所述径向弹性地保持。

在本实施方式和改型中，支架151在相应的第一侧壁上具有两个凸出部151a。然而，支架151可只具有一个凸出部151a以沿所述周向弹性地保持磁体16。在这种情况中，支架151的与具有凸出部151a的侧壁相对的整个侧壁基本上与磁体16面接触。进一步地，支架151可只具有一个凸出部151b以沿轴向弹性地保持磁体16。在这种情况中，支架151的与具有凸出部151b的侧壁相对的整个侧壁基本上与磁体16面接触。相应地，即使当支架151只具有一个凸出部151a或152b时，支架151也可为磁体16提供弹力。

进一步地，在本实施方式和改型中，支架单元15既具有凸出部151a又具有凸出部151b。然而，支架单元15可只具有一个凸出部151a或151b以及一个凸出部151c或152c。即使在这种情况中，由于沿彼此不同的相应方向从两个凸出部为磁体16提供了的弹力，所以磁体16可被可靠地保持在支架单元15内同时被可靠地与水或类似物隔离。

此外，在本实施方式和改型中，如图5和图7A所示，每个凸出部形成为诸如波浪形、半管形等凸出形。然而，如图7B所示，每个凸出部可形成为半球形等凸出形以与磁体16相应表面的圆形区域接触。

此外，每个凸出部位于相应壁的中部。然而，每个凸出部可位于相应壁的中部之外。

实施方式2

图8是根据第二实施方式的容纳磁体16的支架单元的局部以截面示出的平面图。

如图8所示，由不锈钢制成的支架单元17保持磁体16。支架单元17具有容纳或接收一个磁体16的磁体容纳单元171和容纳或接收支架171的磁体覆盖支架172。支架171具有凸出部151a至151c，其构造成与支架151(见图4)相同的结构。支架172与支架152(见图4)的不同之处在于支架172具有两个凸出部172a(即，第三凸出体)，凸出部172a位于沿所述周向彼此对置的相应侧壁中。支架单元17布置在成对的两个相邻爪部123和143之间以使支架172以与图3所示的支架152相同的方式具有朝向转子1内侧的开口。

每个凸出部172a在所述侧壁的中部形成为凸出形以向支架单元17的外侧突出。因此，凸出部172a的突出方向与所述周向一致。在还未置于爪部123和143之间时支架单元17中的凸出部172a的顶点之间的距离设定为比爪部123的侧面123f和爪部143的侧面143f之间的距离(见图3)稍长。当支架单元17压入爪部123和143之间的空间内时，支架172的凸出部172a被爪部123和143向支架单元17的内侧弹性变形以将凸出部172a之间的距离缩短为侧面123f和143f之间的距离，并且每个凸出部172a与爪部123和143弹性接触。因此，凸出部172a沿所述周向为爪部123和143提供了方向彼此相对的弹力，因而支架单元17可沿所述周向弹性地配合于爪部123和143。

相应地，除了第一实施方式中的效果外，支架单元17还可沿周向弹性地配合于爪部123和143而不会不可靠地固定于爪部123和143。

在本实施方式中，支架172具有以与图3所示的支架152相同的方式朝向转子1内侧的开口。然而，支架172也可具有以与图4所示的支架152相同的方式朝向转子1外侧的开口。

实施方式3

每个支架单元内的支架之一可具有多个与其他支架弹性接触的凸出部以更可靠地将所述支架彼此固定。

图9是根据第三实施方式的容纳磁体16的支架单元的局部以截面示出的平面图。

如图9所示，由不锈钢制成的支架单元18保持磁体16。支架单元18具有容纳或接收一个磁体16的磁体容纳支架181以及容纳或接收支架181的磁体覆盖支架182。支架181具有凸出部151a至151c，其构造成与支架151(见图4)相同的结构。支架182与支架152(见图4)的不同之处在于支架182的侧壁具有多个凸出部182a至182f(或第四凸出体)。支架182每个侧壁的这些凸出部与支架181的面对支架182侧壁的侧壁弹性接触。

支架单元18布置在成对的两个相邻的爪部123和143之间以使支架182具有以与图3所示的支架152相同的方式朝向转子1内侧的开口。

支架182具有底壁、沿所述周向彼此相对布置的两个第一侧壁、布置在支架182前侧的第二侧壁和布置在支架182的后侧以与所述第二侧壁轴向相对的第三侧壁。每个凸出部182a至182f在支架182的一个侧壁上形成为凸出形以向支架单元18的内侧突出并且与支架181的平直部分接触。

支架182的一个第一侧壁具有沿所述轴向对齐并且关于所述侧壁的中心对称的凸出部182a和182b。支架182的其他第一侧壁具有沿轴向对齐并且关于所述侧壁的中心对称的凸出部182c和182d。凸出部182a和182c设置成从支架181的凸出部151a向前侧移位并且沿所述周向彼此相对。凸出部182b和182d设置成从支架181的凸出部151a向后侧移位并且沿所述周向彼此相对。凸出部182a至182d的突出方向与所述周向一致。

支架182的第二侧壁具有沿所述周向对齐并且关于所述侧壁的中心对称的凸出部182e和182f。支架182的第三侧壁具有沿所述周向对齐并且关于所述侧壁的中心对称的凸出部182g和182h。凸出部182e和182g设置成从支架181的凸出部151b向所述周向的一侧移位并且沿所述轴向彼此相对。凸出部182f和182h设置成从支架181的凸出部151b向所述周向的另一侧移位并且沿所述轴向彼此相对。凸出部182e至182h的突出方向与所述轴向一致。

在还未装配于支架181时支架182中彼此面对的凸出部的顶点之间的距离设定为比支架181中彼此面对的相应侧壁的外表面之间的距离稍短。容纳磁体16的支架181被强制放入支架182内以使每个凸出部182a至182h与支架181的平直部分弹性接触。因此，支架182的凸出部182a至182h为支架181提供了相应的弹力以使支架181和182牢固地互相配合。进一步地，从支架181的开口突出的磁体16被支架182覆盖。

由于凸出部182a至182h与支架181的凸出部151a不接触，所以每个凸出部182a至182h为支架181提供的弹力指向所述周向或所述轴向。更具体而言，凸出部182a和182c在所述周向为支架181提供了方向彼此相对的弹力，并且凸出部182b和182d在所述周向为支架181提供了方向彼此相对的弹力。凸出部182e和182g在所述轴向为支架181提供了方向彼此相对的弹力，并且凸出部182f和182h在所述轴向为支架181提供了方向彼此相对的弹力。由于凸出部182a和182b关于支架182的一个第一侧壁的中心的对称性和凸出部182c和182d关于支架182的另一第一侧壁的中心的对称性，支架181可从支架182的凸出部182a至182d均匀地接收所述弹力。同样，由于凸出部182e和182f关于支架182的一个第二侧壁的中心的对称性和凸出部182g和182h关于支架182的第三侧壁的中心的对称性，支架181可从支架182的凸出部182e至182h均匀地接收弹力。

相应地，除了第一实施方式中的效果外，容纳磁体16的支架181稳定并牢固地装配于支架182而不会不可靠地固定在支架单元18内。

在本实施方式中，支架182可具有图8所示的凸出部172a。在这种情况中，支架单元18能够以与第二实施方式相同的方式弹性地配合于爪部123和143。

进一步地，在本实施方式中，支架182具有以与图3所示的支架152相同的方式朝向转子1内侧的开口。然而，支架182可具有以与图4所示的支架152相同的方式朝向转子1外侧的开口。

此外，在该实施方式中，凸出部182a至182f形成在所述磁体覆盖支架中以与所述磁体容纳支架弹性接触。然而，根据第三实施方式的改型，多个凸出部可形成在所述磁体容纳支架中以与所述磁体覆盖支架弹性接触。图10是根据第三实施方式的这个改型的容纳磁体16的支架单元的局部以截面示出的平面图。

如图10所示，布置在每对爪部123和143之间的支架单元183具有磁体覆盖支架152和磁体容纳支架184。支架184与支架151的不同之处在于支架184另外具有多个位于其四个侧壁中的凸出部184a至184h(或第四凸出体)。

布置在一个第一侧壁上与一个凸出部151a对称的凸出部184a和184b与支架152的朝向所述第一侧壁的一个侧壁弹性接触。布置在另一个第一侧壁上与另一凸出部151a对称的凸出部184c和184d与支架152的朝向另一第一侧壁的一个侧壁弹性接触。布置在一个第二侧壁上与一个凸出部151b对称的凸出部184e和184f与支架152的朝向所述第二侧壁的一个侧壁弹性接触。布置在另一第二侧壁上与另一凸出部151b对称的凸出部184g和184h与支架152的朝向另一第二侧壁的一个侧壁弹性接触。

相应地，可获得与第三实施方式中相同的效果。

实施方式4

在所述第一至第三实施方式中，每个支架单元的磁体容纳支架具有与磁体16弹性接触的凸出部。然而，本发明不限于所述凸出部。每个支架单元的磁体容纳支架可通过弹性构件与磁体16弹性接触。

图11是根据第四实施方式的容纳磁体的支架单元大致沿图2的线A-A获取的剖视图。

如图11所示，支架单元19布置在成对的两个相邻的爪部123和143之间。支架单元19具有容纳或接收一个磁体16的磁体容纳单元191、容纳或接收支架191的磁体覆盖支架192以及弹性构件193。支架191大致形成为具有五个壁和在相应的第六个面上开口的矩形平行六面体(或开口的箱子)形状。支架191的每个壁大致扁平。支架192大致形成为具有五个扁平的壁和在相应第六个面上开口的矩形平行六面体(或开口的箱子)形以构造成与图3所示的支架152相同的结构。弹性构件193由诸如树脂、橡胶等弹性材料制成。因此，构件193可弹性变形。

构件193均匀布置在支架191的内部空间中以均匀地与支架191的整个内表面接触。磁体16通过构件193布置在支架191内使得磁体16与支架191之间的整个空间基本上填充有构件193。因此，构件193置于支架191与磁体16之间以与支架191和磁体16接触。磁体16的一部分从支架191的开口突出。通过构件193，容纳磁体16的支架191置于支架192内以使支架192覆盖磁体16。

当支架单元19未被置于爪部123和143之间时，支架单元19在支架191底壁的外表面与支架192底壁的外表面之间的厚度稍大于爪部123的表面123i和123g之间(或爪部143的表面143i和143g之间)的支架接收长度。为了将支架单元19置于爪部123和143之间，将支架192的底壁推向支架191以使构件193变形并且将支架单元19的厚度缩短为所述支架接收长度。因此，磁体16被压入支架191同时均匀地承受来自构件193的推斥力。亦即，磁体16与构件193均匀地弹性接触。

相应地，即使当保持在支架单元15内的磁体16由于制造中的公差而尺寸互相不同时，均匀布置在磁体16与支架191之间的空间中的构件193可防止磁体16被不可靠地固定在支架单元19内，并且磁体16可稳定地布置在支架单元19内。

在本实施方式中，支架单元19置于爪部123和143之间以使支架192具有以与图3所示的支架152相同的方式朝向转子1内侧的开口。然而，支架192可具有以与图4所示的支架152相同的方式朝向转子1外侧的开口。

进一步地，在本实施方式中，支架191可具有凸出部151a、151b、151c和/或172a。支架191可具有代替支架192的支架182。支架191可具有代替支架191的支架184。

下面将参照图12说明第一至第四实施方式的改型。

图12是根据第一实施方式的改型的支架单元15的示意性侧视图。

如图12所示，转子1可具有用于将支架单元15的磁体容纳支架或磁体覆盖支架或者部分支架单元15串接的连接单元200。连接单元200具有多个支架连接构件210，每个支架连接构件210通过一个爪部123或143连接彼此相邻的两个支架单元。构件210布置在爪部组与励磁线圈13(见图1)之间。

当支架152具有朝向转子1内侧的开口时，每个构件210的两端与支架151连接。相反，当支架152具有朝向转子1外侧的开口时，每个构件210的两端与支架152连接。

相应地，转子1的支架单元可作为转子1的一个构件对待，因而所述支架单元可容易地附连于磁极铁心12和14。

在本改型中，转子1的所有支架单元15互相串接。然而，转子1的支架单元可被分隔为多个块以通过用于每个块的构件210串接支架单元15。未在不同块之间布置连接构件。例如，每个块具有两个、三个或四个支架单元。

进一步地，连接单元200可将支架单元17、18、183或19的磁体容纳支架或磁体覆盖支架或者部分支架单元17、18、183或19串接。

不应认为这些实施方式将本发明限制于这些实施方式的结构，而且本发明的结构可与基于现有技术的结构相结合。

Claims (14)

1.一种交流发电机，包括：

定子；以及

布置在所述定子的中心孔内的转子，其绕自身的轴线旋转以在所述定子中产生电力，

所述转子包括：

磁极铁心，其具有多个沿所述转子的周向布置的爪部；

励磁线圈，其布置在所述爪部的沿所述转子的径向的内侧；

多个支架单元，每个所述支架单元布置在彼此相邻的两个爪部之间使得所述支架单元和所述爪部沿所述周向交替地设置；以及

多个磁体，其分别布置在所述支架单元中，

每个所述支架单元包括：

磁体容纳支架，其大致形成为箱形以具有底壁、自所述底壁延伸的四个侧壁和位于相应的第六个面上的开口，所述磁体容纳支架容纳相应的磁体；以及

磁体覆盖支架，其大致形成为箱形以具有底壁、自所述底壁延伸的四个侧壁和位于相应的第六个面上的开口，所述磁体覆盖支架容纳所述磁体容纳支架以覆盖暴露于所述磁体容纳支架的开口的磁体，并且所述磁体覆盖支架布置在相应的爪部之间使得所述磁体覆盖支架的开口朝向所述径向的一侧，

所述磁体容纳支架的每个侧壁具有与所述磁体弹性接触的第一凸出体，

所述磁体容纳支架和所述磁体覆盖支架中至少其中一个的底壁具有与所述磁体弹性接触的第二凸出体。

2.如权利要求1所述的交流发电机，其中，所述第一凸出体具有位于所述磁体容纳支架的侧壁或所述磁体容纳支架的某些侧壁中的凸出部以向所述磁体提供相应的弹力，使得所述弹力沿彼此不同的相应方向施加到所述磁体。

3.如权利要求1所述的交流发电机，其中，所述第一凸出体与所述磁体的一个平直面弹性接触。

4.如权利要求1所述的交流发电机，其中，每个所述爪部具有沿着所述周向自所述爪部的径向外端突出的外边沿，并且所述支架单元与沿所述径向与所述支架单元对齐的每个相应爪部的外边沿接合。

5.如权利要求4所述的交流发电机，其中，所述磁体覆盖支架布置在相应的爪部之间使得所述磁体覆盖支架的开口朝向所述转子的径向内侧，所述磁体覆盖支架具有将所述底壁和沿所述周向彼此对置的每个侧壁相连接的圆角，每个所述爪部具有将所述外边沿和沿所述周向彼此对置的两个侧表面之一相连接的圆角，并且所述磁体覆盖支架的每个圆角的曲率小于相应的爪部的圆角的曲率。

6.如权利要求4所述的交流发电机，其中，每个所述爪部具有沿所述周向自所述爪部的径向内端突出的内边沿，并且所述支架单元与沿所述径向与所述支架单元对齐的每个所述爪部的内边沿和外边沿接合。

7.如权利要求6所述的交流发电机，其中，在所述支架单元未与所述爪部接合的状态下，对应于每个支架单元的每个所述爪部的内边沿和外边沿之间的距离小于所述磁体容纳支架的底壁的外表面与所述磁体覆盖支架的底壁的外表面之间的距离。

8.如权利要求6所述的交流发电机，其中，所述磁体覆盖支架布置在相应的爪部之间使得所述磁体覆盖支架的开口朝向所述转子的径向外侧，所述磁体覆盖支架具有将所述底壁和沿所述周向彼此对置的每个侧壁相连接的圆角，每个所述爪部具有将所述内边沿和沿所述周向彼此对置的两个侧表面之一相连接的圆角，并且所述磁体覆盖支架的每个圆角的曲率小于相应的爪部的圆角的曲率。

9.如权利要求1所述的交流发电机，其中，每个磁体覆盖支架中面对所述爪部的侧壁之一具有与相应的爪部弹性接触的第三凸出体。

10.如权利要求1所述的交流发电机，其中，所述支架之一具有与其他支架弹性接触的第四凸出体。

11.如权利要求1所述的交流发电机，其中，所述转子具有将所述支架单元的磁体容纳支架或磁体接收支架互相连接的连接单元。

12.如权利要求1所述的交流发电机，其中，所述磁极铁心包括：

第一磁极铁心，其具有第一铁心体和多个第一爪部，每个所述第一爪部自所述第一铁心体向所述转子的轴向一侧延伸；以及

第二磁极铁心，其具有第二铁心体和多个第二爪部，每个所述第二爪部自所述第二铁心体向轴向的另一侧延伸，所述第一爪部和所述第二爪部沿所述周向交替设置作为所述爪部。

13.一种交流发电机，包括：

定子；以及

布置在所述定子的中心孔内的转子，其绕自身的轴线旋转以在所述定子中产生电力，

所述转子包括：

磁极铁心，其具有沿所述转子的周向布置的多个爪部；

励磁线圈，其布置在所述爪部的沿所述转子的径向的内侧；

多个支架单元，每个所述支架单元布置在彼此相邻的两个爪部之间使得所述支架单元和所述爪部沿所述周向交替地设置；以及

多个磁体，其分别布置在所述支架单元中，

每个所述支架单元包括：

磁体容纳支架，其大致形成为箱形并且具有开口，所述磁体容纳支架容纳相应的磁体；

磁体覆盖支架，其大致形成为箱形并且具有开口，所述磁体覆盖支架容纳所述磁体容纳支架以覆盖暴露于所述磁体容纳支架的开口的磁体，并且所述磁体覆盖支架布置在相应的爪部之间使得所述磁体覆盖支架的开口朝向所述径向的一侧；以及

弹性构件，其大致均匀地布置在所述磁体与所述磁体容纳支架之间的空间中以与所述磁体和所述磁体容纳支架弹性接触。

14.如权利要求13所述的交流发电机，其中，所述磁体与所述磁体容纳支架之间的空间填充有所述弹性构件。

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