CN1816957A - 用于交流发电机－起动机的通风机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于交流发电机－起动机的通风机，其固定在所述交流发电机－起动机的一磁极式转子(4)上，且包括：一金属嵌件(13)，所述通风机通过所述金属嵌件固定在所述转子上；一端板(17)和至少一个通风机叶片(12)，它们由塑性材料制成、且模制在所述金属嵌件上。所述通风机包括一磁靶(14)，所述磁靶(14)通过与至少一个传感器相关联来确保对所述转子旋转的一磁跟踪。

Description

用于交流发电机-起动机的通风机

技术领域

[01]本发明涉及一种用于车辆交流发电机的通风机，且特别用于交流发电机-起动机。这种设计用于与交流发电机启动器的转子固连旋转的通风机具有这样的特点，一方面结合了一金属嵌件，且另一方面结合了保证所述转子连续的磁旋转的一磁靶。

[02]本发明用于车辆工业领域且尤其用于车辆的交流发电机和交流发电机-起动机领域。

背景技术

[03]在一汽车中，所述交流发电机可将由所述车的热力马达驱动的感应转子的旋转运动转换为在定子线圈中的一感应电流。所述交流发电机也可逆转。因而其构成一电动机，可通过所述转子轴驱动所述车的热力马达旋转。这种可逆转的交流发动机被称为交流发电机-起动机，或称为交流发电-起动机，且可将机械能转换为电能，或进行相反转换。因而，一交流发电-起动机可起动车辆的马达，构成例如用于驱动一空调压缩机的一辅助马达，或以马达模式进一步起到驱动所述车的作用。

[04]按照一种通常方式，一交流发电-起动机可将由所述车的热力马达驱动的感应转子的旋转运动转换为在定子线圈中的一感应电流。定子以及转子线圈连接于尤其包括一桥式整流器的一电路。由于车的发展，所述电路变得复杂。且所述电路越是复杂，其产的热就越高。因而就需要有效冷却因而通常制出一通风装置设置在靠近所述电路处，通常在所述转子的后部。所述通风机通常固定在所述交流发电机-起动机的转子上，以便于所述转子固连转动。所述通风机还冷却定子和绕组。通常，所述通风机由金属材料制成。嵌件通过焊接、螺接或所述领域任何固定技术固定在所述转子上。一个金属通风机只包括通过剪切或折叠金属板制出的简单形式的通风叶片。此外，根据金属板的尺寸，通风叶片的数量是有限的。然而，为了较好地进行电子冷却，通常需要运用更多数量的通风叶片或形状复杂的通风叶片。

[05]事实上现有由塑料材料制成的通风机，用复合模制(surmoulée)在一金属嵌件上。塑性材料具有比金属材料更易加工的优点。事实上，塑性材料可通过模制制成所述通风机。因而比起用金属制成的一通风机可在叶片上制出更复杂而且不同的形状或增多叶片数量。所述塑性材料制成的通风机通常模制在通过焊接或已知任何固定技术固定在所述转子上的一金属嵌件上。模制在一金属嵌件上的由塑性材料制成的通风机的例子在本申请人的专利申请文件FR-A-2 673 338中进行了描述。在所述申请中所描述的通风机通过一复合模制操作模制在一金属嵌件上，设置在构成所述通风机端板的部分且用作所述通风机固定于所述转子的固定，尤其是通过焊接固定。所述通风机的叶片的数量、结构和布置可根据所述通风机的使用和其所需提供的制冷效率进行选择。

[06]此外，在交流发电机-起动机这种可逆类的装置中，转子围绕通常为三相的一多相定子。所述多相特性需要通过用电马达控制的连续装置保持一连续的角度位置和转子速度，以在合适时在所述定子线圈的所涉及的绕组中注入电流。这些例如在专利文件FR-2 745 444和EP-A-0 260 176中已进行了描述。这类连续装置通常是磁体类型的。

[07]一磁性连续装置例如在专利申请文件WO 01/69762中已进行了描述。在所述专利申请中，所述交流发电机-起动机类的旋转性电装置包括装有一前部轴承和一后部轴承的一中空的支撑，这两个轴承彼此连接，且每个轴承具有被一轴的端部穿过的一轴承装置，所述轴支撑一磁极式转子且被一多相定子围绕，所述多相定子在内部由所述支撑进行支撑。后者包括所述转子旋转的磁连续装置以及和一靶有关的至少一传感器。在所述装置中，所述靶是一带轴向或径向读数的靶。其固定在一靶支撑上，所述靶支撑在所述转子上旋转固定且轴向插入所述转子和其所临近的前部或后部叶片之一的中间。所述临近于靶支撑的前部或后部叶片支撑探测所述磁靶通道的传感器。带Hall效应或磁阻效应的传感器对着所述靶固定在所涉及的所述叶片上，以通过与所述靶的连接确保所述转子旋转的连续性。所述靶位于一靶支撑上，所述靶支撑可以是磁性的或非磁性的。

[08]因而，在这种装置中，一金属通风机结合进所述转子的后部，此外，支撑一磁靶的靶支撑也结合进所述转子的后部，所述磁靶通过连接一或多个传感器可确保所述转子旋转的磁跟踪(suivi magnétique)。所述靶支撑可以是由铁或塑性材料制成的构件，也可为将塑性材料复合模制在一铁制构件上制成的一构件。

[09]但是，所述通风机叶片可能是复杂的且占有一定体积。不仅如此，所述靶支撑必须安装在所述通风机的端部，足够远离所述通风机以不产生被所述通风机叶片混杂的气流运动。因而所述通风机/靶支撑组件在所述交流发电机-起动机内部占有相当的体积。

[10]此外，所述组件的安装需要多个步骤，即，将通风机安装在所述转子上，预先进行不平衡物的平衡校正，然后安装带靶的靶支撑。

发明内容

[11]本发明的目的是在同一体积内同时结合一通风机和一磁连续靶。为此，本发明提供一种由塑性材料模制在所述金属嵌件上且结合了一磁靶的用于交流发电机-起动机通风机，所述磁靶例如由塑磁材料(plasto-aimant)制成。在本发明中，所述通风机起到了靶支撑的作用，这可避免一单独的靶支撑的使用和安装。

[12]根据一种更准确的方式，本发明涉及一种用于交流发电机-起动机的通风机，其固定在所述交流发电机-起动机的一磁极式转子上，且包括：

[13]-一金属嵌件，所述通风机通过所述金属嵌件固定在所述转子上，出于机械强度的考虑，该金属嵌件能构成所述叶片的全部或部分，

[14]-一端板和由塑性材料模制在所述金属嵌件上的至少一个通风机叶片，

[15]其特征在于，其包括连接至少一个传感器的一磁靶，所述磁靶用于确保所述转子旋转的磁跟踪。

附图说明

[16]图1表示装有本发明的一通风机的用于车辆的一交流发电机-起动机的一轴向剖视图；

[17]图2A和2B分别表示根据本发明的用于交流发电机-起动机的一通风机的顶视图和侧视图；

[18]图3A和3B分别表示根据本发明的用于交流发电机-起动机的通风机的一变型的顶视图和侧视图；

[19]-图4表示本发明一变型的轴向剖视图。

具体实施方式

[20]在图1中示出装有本发明的一通风机的交流发电-起动机的例子。所述交流发电-起动机包括一运动传输机构1，所述机构属于图中未示出的一种可以在所述车的热马达和所述交流发电机-起动机之间达成运动传输的装置。所述机构例如可以是一齿轮传动系统，一滑轮系统，等等。当所述装置以交流发电机模式作用时所述机构1是一被支配机构，且当所述装置以发动机模式作用时所述机构1是一支配机构。

[21]所述机构1被一旋转轴2部分通过，因而所述轴向对称轴X-X构成所述装置的旋转轴。所述轴2支撑一转子4，例如为凸极式转子(rotor àgriffes)，所述转子具有激励线圈(bobinagesd′excitation)，其端部通过连接线连接于由所述轴2的后端部支撑的集电器磁道(pistes collectrices)6和7。

[22]所述转子4被一嵌线定子5围绕，所述定子包括一或多个绕组，例如三个绕组以确定三相。

[23]所述转子4至少部分被一前部轴承8和一后部轴承9围绕，两个轴承全都例如通过压接固定在所述轴2上。

[24]在图1所示例子中，所述交流发电-起动机包括一前通风机10和一后通风机11。某些交流发电-起动机只包括一个通风机，通常是比前通风机10功率强劲的后通风机11。

[25]根据本发明，所述后通风机11包括通过一端板复合模制的一嵌件13和由塑性材料制成的通风机叶片12。所述通风机还结合了设计用于确保所述转子旋转的连续性的一磁靶14。所述磁靶连接于至少一个由一传感器架15支撑的传感器16。优选的，在一三相装置中，传感器的数量为三个，都通过所述传感器架15支撑。所述传感器架15固定在所述后轴承9的底部，且更准确地说，在与所述靶14相对的旋转后轴承的表面。

[26]这些传感器是磁性的。其可以是带Hall效应或磁阻效应的传感器，而所述电阻根据磁通量而变化。

[27]图1的传感器16和传感器架15是本领域技术人员已知的常用类型。

[28]在图1所示的例子中，传感器16被设置为与所述靶14轴向相对，在所述传感器和所述靶之间确定一磁间隙，以使所述读数是轴向的。在一交流发电-起动机的另一种实施方式中，所述度数可以是径向的。

[29]靶和传感器组件可实现磁类型转子旋转的一连续性。因而可同时获知所述转子的角度位置和旋转速度。

[30]图2A和2B示出根据本发明的一通风机的一实施方式。图2A示出所述通风机的一顶视图且图2B示出一侧视图。本发明的通风机包括一金属嵌件13，其被由塑性材料制成的一端板17和通风机叶片12复合模制。所述通风机叶片自所述端板17延伸。

[31]换句话说，本发明的通风机包括一嵌件13，例如由铁制成，设计用于通过已知的固定技术如螺接、焊接等等固定在所述转子4上。在图2A和2B所示的实施方式中，所述嵌件13在所述转子4上的固定是通过焊接实现的。为此，所述嵌件包括设计用于当所述通风机焊接在所述转子上时容纳焊接材料的凹陷部分18。一端板17和通风机叶片12被复合模制在所述金属嵌件13背对所述转子4的表面。当所述嵌件被一塑性材料进行复合模制时，要小心避免覆盖体设计用于后面容纳焊接材料的所述凹陷部分18。

[32]在另一实施方式中，所述嵌件通过并非焊接的其它固定方式固定。因而所述嵌件不包括凹陷部分18或这些凹陷部分具有不同的尺寸和/或不同的位置。所述通风机的端板被复合模制在所述嵌件上且因而所述嵌件可包括与嵌件相同的凹陷或不包括所述凹陷。

[33]本发明的通风机具有结合了一所述转子旋转连续性的靶的特征。在图2A和2B所示的实施方式中，所述靶由复合模制在所述通风机的端板17上的一冠体14构成。所述靶14由一种可模制的磁性材料制成，例如塑磁材料。塑磁材料是一种带有磁性材料粒子，例如铁或稀土粒子，的塑性材料。因而可将一种磁性材料模制以赋予其合适的形状。因而在图2A和2B所示的实施方式中，所述塑磁材料被模制为在所述通风机的端板上的一冠体的形状。其也可被直接模制在所述嵌件上并构成所述端板和/或所述通风机的叶片。

[34]如图4所示，由塑磁材料制成的所述靶14根据一实施变型安装在临近由所述金属嵌件13构成的一管段20的一端部21。优选的，所述靶安装在所述截台的外周缘25。这可获得一更大外周缘的靶，因而可获得所述转子的一更好的准确位置。

[35]然后轴向22或径向23位置传感器被设置在所述靶对面以确定所述转子的位置。

[36]根据未示出的一实施变型，所述靶被设置在所述套筒的内周缘24。这种位置具有为所述塑磁材料保持良好的对心性的优点。由于传感器的体积，在这种结构中优选采用轴向定位的传感器。

[37]根据所述靶的一第一种制造方式，由塑磁材料制成的所述靶是被预模制的。然后所述靶被设置在所述套筒的端部并例如通过现有技术已知的粘合装置保持在所述套筒上。

[38]根据一第二种制造方式，由塑磁材料制成的所述靶是通过复合模制被直接模制在所述套筒靠近端部处。因而直接复合模制所述塑磁材料以获得一磁靶。

[39]根据上述靶的一种或另一种安装方法或制造方法，优选的，要注意获得在所述塑磁材料和所述金属套筒之间的磁间隙越小越好。这种很小的间隙具有这样的优点，可实现所述靶磁通量的良好回绕，这使得可选用较为不敏感的传感器。

[40]因而获得包括一金属嵌件的一通风机，在所述金属嵌件上复合模制至少一叶片和一磁靶。作为变型，所述金属嵌件也可包括至少一个金属叶片，所述通风机包括由塑性材料制成的一第一叶片部分，和由金属材料制成的一第二叶片部分。在所述金属插件上也被复合模制一塑性端板17，所述塑性端板17的作用是确保塑性叶片的机械稳定。

[41]在本发明的一变型中，所述磁靶由在构成所述端板和/或通风机的叶片的塑性材料中引入磁性材料构件例如铁或稀土制成。

[42]在图2A和2B所示的实施方式中，通风机叶片被凹陷部分18两个两个分开。显而易见，叶片的数量和分开数是可以根据冷却的需要不同的。

[43]同样的，在图2A和2B中，叶片具有微向右偏的曲线形状。这些叶片的形状显然是可以有所不同的。通过将塑性材料复合模制在一金属嵌件上，本发明的通风机叶片可以具有各种可能的形状，更为简单或更为复杂。

[44]同样的，在图2A和2B所示的例子中，所述通风机只包括一层通风机叶片。但是，本发明的通风机可包括两层甚至三层叶片。

[45]换句话说，本发明的通风机可由各种可能的已知的用于由塑性材料模制在一金属嵌件上的通风机的变型制造。

[46]此外，为了具有例如为铁的一金属嵌件，可采用已知的固定技术以及已经使用的在通过将塑性材料复合模制在一金属嵌件上制造已知通风机的技术。所述金属嵌件除了所述通风机的机械稳定功能和将所述通风机固定在所述转子上的功能外，所述金属嵌件还有构成所述靶的磁性材料的一磁性导引件的作用。

[47]图3A和3B示出本发明的通风机的另一种实施方式。和上述实施方式相同，所述通风机通过将塑性材料复合模制在一金属嵌件13上而制出。在所述实施方式中，与在图2A和2B中示出的相同，所述通风机包括一端板17，通风叶片12和凹陷部分18。

[48]在本发明的所述实施方式中，所述通风机包括由塑性材料制成的构成一加强板(contreplaque)的一冠体19。事实上，在某些装置中，例如在专利文件WO2004/040738所述中，散热片以夹层方式安装在所述交流发电-起动机的后部轴承上。所述散热片也可直接安装在所述后部轴承上。在这种情况下，可有更多的从侧部进入散热片的气流径向流入散热片的中心。

[49]在本发明中，提出同时模制所述加强板、所述端板和通风机叶片。这种加强板由一冠体19构成，位于与所述端板相对的叶片的端部。所述冠体19构成部分在所述通风机顶部的一通道开口。在所述实施方式中，通风叶片从所述端板17延伸至所述冠体19。

[50]在一变型中，通风叶片被分为两层，层中的一层的叶片具有一更大的尺寸。换句话说，两层叶片具有不同的高度。在这种情况下，所述冠体位于更高高度的叶片的顶部。

[51]因而，在图3A和3B所示的实施方式中，由于所述冠体19的存在，所述加强板通过所述通风机本身构成。此外，所述冠体19还具有不使所述通风机的叶片上部的体积损失的优点，这进一步改善了所述通风机的作用，也就是说改进了由所述通风机旋转提供的气流的量。因此，由于通过所述通风机的气流增强，就可以减小所述通风机的叶片高度，这可减小所述通风机的体积。

[52]此外，所述冠体19与所述通风机同时通过模制制成。因而所述加强板的安装不构成一额外的安装步骤。所述加强板与所述通风机的其它部分同时安装。

[53]所述塑磁物质也可以其它形式被模制在所述通风机的端板上。其可覆盖体所述端板和/或通风叶片的部分或全部。优选的，所述靶14被复合模制或粘合在所述盖体上，例如如图4的左侧叶片所示。

[54]在本发明的一变型中，所述通风机可包括一粉末槽。我们知道转子的连接线连接于集电器，且为了避免这些线在所述通风机旋转时移动，这些线固定于在所述粉末槽(bacàpoudre)中的一粉末装置。这种粉末通常是环氧(Epoxy)树脂。在本发明中，所述粉末槽设置在所述通风机的端板或所述通风机的冠体上，处于被两个叶片限定的空间内。

[55]在本发明中，所述通风机可以所述交流发电-起动机的旋转轴为中心。这可便于所述通风机定中心并且减轻了其的平衡问题。事实上，所述通风机可由塑性材料制出本身提供了所述通风机在就位前平衡的可能性。因而可摆脱不平衡问题。

[56]在所述发明中，所述通风机，靶支撑和所述加强板在所述旋转轴上的定中心为一个操作。

[57]因而实现了，根据本发明的通风机具有更高的性能，因为其可具有不同且复杂的形状，完全结合了一磁靶的功能，且在一变型中，结合了一加强板和/或一粉末槽的性能。

[58]所述通风机具有安装简单的优点，因为其至少将三个构件组合为一个，即所述嵌件、通风机和磁靶。对此还可增加一加强板19。在所述通风机转子上的装配引入所述磁靶是通过与将塑性材料制成的通风机复合模制在一金属嵌件上的一通常操作相同的一个操作实现的。本发明的通风机的制造成本也降低了，因为可通过一次模制制造所述通风机和所述加强板。此外，可不对一靶支撑进行制造，因为所述通风机本身起到了所述靶支撑的作用。

[59]此外，用于制造所述通风机、靶和所述加强板所采用的材料可改善冷却并因而更有效地冷却定子的髻盘(chignon)，这减少了电磁损失并且造成所述装置的一更高效率。

Claims (17)

1.用于交流发电机-起动机的通风机，其固定在所述交流发电机-起动机的一磁极式转子(4)上，且包括：

-一金属嵌件(13)，所述通风机通过所述金属嵌件固定在所述转子上，

-一端板(17)和至少一个通风机叶片(12)，它们由塑性材料制成、且模制在所述金属嵌件上。

其特征在于，所述通风机包括一磁靶(14)，所述磁靶(14)通过与至少一个传感器相关联来确保对所述转子旋转的一磁跟踪。

2.如权利要求1所述的通风机，其特征在于：所述磁靶(14)被复合模制在所述金属嵌件(13)上。

3.如权利要求1所述的通风机，其特征在于：所述磁靶(14)被粘合在所述金属嵌件(13)上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的通风机，其特征在于：所述磁靶(14)安装在一管段(20)上，所述金属嵌件(13)包括所述管段(20)。

5.如权利要求4所述的通风机，其特征在于：所述磁靶(14)安装在所述管段(20)的内壁(24)上。

6.如权利要求4所述的通风机，其特征在于：所述磁靶(14)安装在所述管段(20)的外壁(25)上。

7.如权利要求1所述的通风机，其特征在于：所述磁靶包括一磁性材料，所述磁性材料组合到所述端板和/或通风叶片的塑性材料。

8.如权利要求1所述的通风机，其特征在于：所述磁靶的磁性材料包括铁或稀土。

9.如权利要求1所述的通风机，其特征在于：所述磁靶的磁性材料是一塑磁材料。

10.如权利要求1所述的通风机，其特征在于：所述通风机包括一构成加强板的、由塑性材料制成的冠体(19)，所述通风叶片中的至少一些从所述端板延伸到所述冠体。

11.如上述权利要求中任一项所述的通风机，其特征在于：所述磁靶(14)安装在所述盖体(19)上。

12.如权利要求10所述的通风机，其特征在于：所述磁靶(14)抵靠着所述盖体(19)的内周缘安装。

13.如权利要求1所述的通风机，其特征在于：所述通风机制出用于所述转子的连接线的一粉末槽。

14.如权利要求1所述的通风机，其特征在于：所述叶片为复杂形状。

15.如权利要求1所述的通风机，其特征在于：所述通风叶片被分为至少两层。

16.如权利要求1所述的通风机，其特征在于：所述通风叶片被分为至少两层。

17.如权利要求1所述的通风机，其特征在于：所述叶片的一部分由塑性材料制成，并复合模制在所述金属嵌件上；且所述叶片的另一部分是金属，并来自与所述金属嵌件在一起的材料。

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