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QUERVERWEIS
AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung bezieht sich auf und beansprucht die Priorität der am
10. April 2006 eingereichten japanischen Patentanmeldung
Nr. 2006-107580, deren Inhalt hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen
ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugalternator
bzw. einen Fahrzeugwechselstromerzeuger mit einer verbesserten Einbaufähigkeit
für ein
Fahrzeug.
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2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN
TECHNIK
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Im
Allgemeinen werden Fahrzeuge mit kleineren Maschinenräumen entworfen,
um einen größeren Innenraum
zu liefern. Als ein Resultat ist zunehmend weniger Raum zum Anbringen
von Fahrzeugwechselstromerzeugern innerhalb von Fahrzeugmaschinenräumen verfügbar. Die
Nachfrage nach zunehmend höheren
Leistungsausgaben von Fahrzeugwechselstromerzeugern ist wegen der
erhöhten
elektrischen Lasten, die durch Steuerungen von Sicherheitscharakteristika
und mehrere elektrische Lasten erzeugt werden, zunehmend größer. Ein kleiner
Fahrzeugwechselstromerzeuger mit einer hohen Leistung und einem
niedrigen Aufwand wird stark nachgefragt. Es gibt ferner eine starke
Nachfrage nach einem Zuführen
mehrerer elektrischer Spannungen in einem Fahrzeug gemäß der jüngsten Diversifizierung
von elektrischen Vorrichtungen als elektrische Lasten, die in einem
Fahrzeug angebracht sind. Ein herkömmliches Verfahren wurde vorgeschlagen,
bei dem zwei unterschiedliche Fahrzeugwechselstromerzeuger nahe
einer Maschine angebracht sind. Es ist jedoch angesichts des Spielraums
für eine
Verformung, die durch einen Unfall mit einem Zusammenstoß bewirkt
wird, schwierig, die zwei unterschiedlichen Fahrzeugwechselstromerzeuger,
insbesondere horizontale Fahrzeugwechselstromerzeuger, die horizontal
zu platzieren sind, in einem Raum nahe bei der Maschine des Fahrzeugs anzubringen.
Um auf die vorhergehende Schwierigkeit einzugehen, wurde ein anderes
herkömmliches Verfahren
vorgeschlagen, bei dem ein Paar von Elektroleistungserzeugern bzw.
zwei Elektroleistungserzeuger, die jeweils einen Stator bzw. Ständer und
einen Rotor bzw. Läufer
aufweisen, entlang der Achsenrichtung desselben in einem Gehäuse des
Fahrzeugwechselstromerzeugers platziert sind. Der Fahrzeugwechselstromerzeuger
dieses Typs wird als „Tandemelektrodrehmaschine" oder „Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger" bezeichnet. Eine
japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. JP S57-42565
... (1) hat beispielsweise einen solchen Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger
offenbart.
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Die
japanische offengelegte Patentveröffentlichung (1) zeigt einen
Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger, der mit einem Paar von Elektroleistungserzeugern,
die entlang der Achsenrichtung desselben in dem Gehäuse des
Fahrzeugwechselstromerzeugers platziert sind, ausgerüstet ist.
Jeder elektrische Leistungserzeuger ist hauptsächlich aus einem Stator und
einem Rotor zusammengesetzt.
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Der
Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger einer solchen herkömmlichen
Konfiguration hat jedoch ein Problem eines Wechselwirkens des Fahrzeugwechselstromerzeugers
mit einem seitlichen Auspuffrohr und einem Einlassrohr, die nahe
dem Fahrzeugwechselstromerzeuger angebracht sind, da der Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger
verglichen mit der Größe eines
gewöhnlichen
Fahrzeugwechselstromerzeugers eine vergrößerte effektive Länge in einer
Längsrichtung
desselben hat. Es sind daher zum Anpassen des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers
an verschiedene Anwendungen verschiedene schwierige Probleme zu
lösen.
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Um
die im Vorhergehenden beschriebenen herkömmlichen Probleme zu lösen, hat
der Anmelder gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger, der mit einer Ankerwicklung
als eine Statorspule, die hauptsächlich
aus einer Mehrzahl von sequenziell verbundenen U-förmigen elektrischen
Segmentleitern zusammengesetzt ist (im Folgenden als auf eine „Statorspule
eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung" Bezug genommen),
ausgerüstet
ist, vorgeschlagen. Bei der Konfiguration der Statorspule, die aus
einer Mehrzahl von U-förmigen
elektrischen Segmentleitern zusammengesetzt ist, ist ein Paar von Fußteilen
(oder ein Paar von Endteilen) von jedem U-förmigen elektrischen Segmentleiter
unabhängig von
einer Seite einer Achsenrichtung in ein Paar von Schlitzen, die
durch eine Magnetpolteilung voneinander getrennt sind, eingeführt. Ein
Paar der Spulenenden der Ankerwicklung ist durch jeden Fußteil des U-förmigen elektrischen
Segmentleiters, der hin zu der anderen Seite der Achsenrichtung
extrudiert ist, gebildet. Die Statorspule eines Typs mit einer sequenziellen
Segmentverbindung dieses Typs ist weit und breit bekannt und beispielsweise
durch folgende japanische Patentdokumente (2) bis (4) offenbart.
- (2) Japanisches Patent Nr. 3118837;
- (3) Japanisches Patent Nr. 3178468; und
- (4) Japanisches Patent Nr. 3199068.
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Die
Statorspule eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung
ist fähig,
die Länge
eines Spulenendes in der Achsenrichtung verglichen mit der Länge einer
gewöhnlichen
Statorspule zu reduzieren. Demgemäß kann ein Anwenden der Statorspule
eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung auf den Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger
einen Fahrzeugwechselstromerzeuger einer praktischen Größe in der
Achsenrichtung herstellen, da die Größe des Fahrzeugwechselstromerzeugers
durch eine Gesamtlänge
beider Anker, die in einer Reihe entlang der Achsenrichtung platziert
sind, bestimmt ist, und der Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger
kann verglichen mit dem gewöhnlichen
Fahrzeugwechselstromerzeuger die doppelte Wirkung eines Reduzierens
der Länge
des Spulenendes erhalten. Mit anderen Worten, der gut bekannte herkömmliche
Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger hat erstmals eine praktische
Länge in der Achsenrichtung,
wenn derselbe lediglich die Statorspule eines Typs mit einer sequenziellen
Segmentverbindung verwendet.
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Die
Anmelder gemäß der vorliegenden
Erfindung haben jedoch das folgende Problem, das ein Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger,
der die Statorspule eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung übernimmt
(im Folgenden als auf einen „Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger
eines Segmentspulentyps" Bezug
genommen), mit sich bringt, gefunden. D. h., die Länge eines
Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers in der Achsenrichtung desselben
ist durch eine Summe einer Länge
eines Paars von Ankern, die in einer Tandemanordnung in einer Achsenrichtung
platziert sind, und einer Länge
einer Rotorstruktur, die ein Paar von Lundel-Feldwicklungen, die
in einer Tandemanordnung in der Achsenrichtung derselben platziert
sind, aufweist, bestimmt. D. h., selbst wenn die Gesamtlänge eines
Paars der Anker durch ein Verwenden der Statorspulen eines Typs
mit einer sequenziellen Segmentverbindung in der Achsenrichtung
reduziert ist, ist es immer noch schwierig, die Länge des
Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers in der Achsenrichtung zu reduzieren,
wenn nicht die Länge
der Rotorstruktur in der Achsenrichtung reduziert wird.
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Bei
der im Vorhergehenden beschriebenen Beschreibung weist der Rotor
eine Lundel-Feldwicklung und ein Paar von Lagern, die an den beiden
Enden der Feldwicklung platziert sind, auf. Kühllüfter sind ferner an beiden
Enden der Lundel-Feldwicklung in der Achsenrichtung platziert, und
die beiden Kühllüfter sind
von der Achse der Lundel-Feldwicklung durch eine annähernd gleiche
Entfernung getrennt. D. h., selbst wenn die Gesamtlänge eines Paars
der Anker durch ein Verwenden der Statorspulen eines Typs mit einer
sequenziellen Segmentverbindung reduziert ist, ist es wegen der
Schwierigkeit eines Reduzierens der Länge der Rotorstruktur in der Achsenrichtung
immer noch schwierig, die Gesamtlänge des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers in
der Achsenrichtung zu reduzieren.
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Der
herkömmliche
Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger bringt ferner verschiedene Probleme
wegen der nahen Anordnung eines Paars der Anker in der Achsenrichtung
mit sich.
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Ein
erstes Problem ist eine Schwierigkeit eines Zuführens von kühlender Luft zu einem Paar
von Spulenenden (auf die auch als ein „innenseitiges Spulenende" Bezug genommen ist),
die verlängert sind
und einander gegenüberliegen,
nämlich
eng zwischen einem Paar von Ankereisenkernen platziert sind. Dies
bewirkt einen Temperaturanstieg der Spulenenden. D. h., bei einem
gewöhnlichen
Fahrzeugwechselstromerzeuger (mit einem einzelnen Ankerkern, nicht
einem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger) kühlt der Kühllüfter effizient das Spulenende der
Statorwicklungen, da beide Spulenenden an der Außenseite der Kühllüfter der
Rotorstruktur in der Radiusrichtung platziert sind. Im Gegensatz
dazu ist es bei dem herkömmlichen
Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger schwierig, Kühllüfter zu platzieren, die fähig sind,
das innere Spulenende, das bei dem inneren Teil in der Radiusrichtung
platziert ist, zu kühlen, und
ferner schwierig, die kühlende
Luft dem inneren Spulenende zuzuführen.
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Ein
zweites Problem besteht darin, dass in einer Ankerspule, die auf
ein Paar der Ankereisenkerne gewickelt ist, durch einen Dreiphasen-Wechselstrom,
der durch die andere Ankerspule fließt, wegen einer Induktivität, die zwischen
den beiden inneren Spulenenden bei einem Paar der Statoren, die nah
zueinander platziert sind, erzeugt wird, ein Dreiphasen-Wechselstrom
induziert wird. Dieser induzierte Dreiphasen-Wechselstrom verschlechtert das unabhängige Steuern
von jeder Elektroleistungserzeugungseinheit.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten
Fahrzeugwechselstromerzeuger mit einer reduzierten Länge in der Achsenrichtung
desselben, der fähig
ist, einen Temperaturanstieg von Ankerspulen, die um ein Paar von An kereisenkernen
gewickelt sind, zu reduzieren, und ferner fähig ist, das unabhängige Steuern
für jede
der Elektroleistungserzeugungseinheiten effizient durchzuführen, zu
schaffen.
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Um
die vorhergehenden Ziele zu erfüllen, schafft
die vorliegende Erfindung einen Fahrzeugwechselstromerzeuger mit
einem Paar von Elektroleistungserzeugungseinheiten (bzw. zwei Elektroerzeugern),
die entlang der Achsenrichtung desselben in einer Tandemanordnung
benachbart platziert sind. Jede Elektroleistungserzeugungseinheit
hat einen Anker und eine Feldwicklung des Lundel-Typs. Jede Feldwicklung
des Lundel-Typs
bildet einen Rotor eines Tandem-Typs. Ein Paar der Feldwicklungen
des Lundel-Typs
ist an einer gleichen Drehwelle des Fahrzeugwechselstromerzeugers
befestigt.
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Jede
Feldwicklung des Lundel-Typs hat einen Bossenteil bzw. Buckelteil
und ein Paar von Scheibenteilen. Der Bossenteil ist aus einem zylindrischen
Eisenkern, der an der Drehwelle des Fahrzeugwechselstromerzeugers
befestigt ist, zusammengesetzt. Eine Feldwicklung ist auf eine äußere Oberfläche des
Bossenteils gewickelt. Ein Paar der Scheibenteile liegt einander
gegenüber,
und jeder Scheibenteil ist aus einem Ringplatteneisenkern, der sich
in der Radiusrichtung von einem Ende des Bossenteils hin zu einer
Außenrichtung
erstreckt, zusammengesetzt. Eine gerade Zahl von Klauenpolen liegt einander
abwechselnd gegenüber
und erstreckt sich von einem äußeren Endteil
von jedem Scheibenteil in der Radiusrichtung in der Achsenrichtung,
und bildet abwechselnd einen Nordpol und einen Südpol. Der Anker hat einen zylindrischen
Ankereisenkern, der an einem Gehäuse
des Fahrzeugwechselstromerzeugers befestigt ist. Eine Ankerwicklung
ist um den zylindrischen Ankereisenkern, der bei der Außenseite
der Klauenpole entlang der Radiusrichtung in dem Fahrzeugwechselstromerzeuger
platziert ist, gewickelt. Die Ankerwicklung ist aus mehreren U-förmigen elektrischen
Leitern zusammengesetzt. Jeder Leiter ist durch eine Seite eines
Paars von Schlitzen, die in der Achsenrichtung angeordnet und sequenziell
miteinander verbunden sind, eingeführt.
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Bei
dem Fahrzeugwechselstromerzeuger bildet ein Scheibenteil bei einem
Paar der Scheibenteile einen inneren Scheibenteil, und eine Mittelposition des
inneren Schei benteils, aus der Achsenrichtung betrachtet, ist innerhalb
einer Breite des zylindrischen Ankereisenkerns, aus der Achsenrichtung
des zylindrischen Ankereisenkerns betrachtet, platziert, und der
innere Scheibenteil von jeder Elektroleistungserzeugungseinheit
ist auf der Außenseite
der Achse des Rotors des Tandem-Typs platziert.
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Die
vorliegende Erfindung verwendet das Charakteristikum eines Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers,
der mehrere Statorspulen eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung verwendet,
die einen Ankereisenkern als einen Statorkern bilden, der verglichen
mit einer Länge
von jedem Spulenende bei einem gewöhnlichen Fahrzeugwechselstromerzeuger,
der die Statorspulen eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung nicht
verwendet, eine kürzere
Länge von
jedem Spulenende hat. Angesichts des vorhergehenden Charakteristikums
der Statorspulen eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung
ist jeder Anker in einem Paar der Anker in der Achsenrichtung nach außen zu der
Position von jeder entsprechenden Feldwicklung des Lundel-Typs verschoben.
Dadurch ist es möglich,
einen großen
Zwischenraum zwischen den einander gegenüberliegenden Spulenenden in
einem Paar der Ankereisenkerne zu halten.
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Zusätzlich kann,
da die axiale Länge
des Fahrzeugwechselstromerzeugers im Allgemeinen durch die Größe der gesamten
Struktur der Rotoren, die aus einem Paar der Feldwicklungen des
Lundel-Typs zusammengesetzt sind, bestimmt ist, die Verwendung der
Statorspulen eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung
die Erhöhung
der axialen Gesamtlänge
der Ankereisenkerne verhindern, selbst wenn ein Paar der Anker voneinander hinsichtlich
einer Position in der Achsenrichtung getrennt ist.
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Da
ein großer
Zwischenraum zwischen den Spulenenden eines Paars der Anker, die
einander in der Achsenrichtung gegenüberliegen, erhalten wird, ist
es ferner ohne weiteres möglich,
ein Paar der Spulenenden zu kühlen
und eine thermische Wechselwirkung zwischen jenen Spulenenden, deren
Temperatur während
eines Betriebs hoch wird, zu verhindern. Da weiterhin die Größe einer
induzierten Spannung zwischen einem Paar der Spulenenden unter einer elektromagnetischen
Kopplung reduziert werden kann, ist es dadurch möglich, die Steuerungsfähigkeit
eines Paars der Elektroleistungserzeugungseinheiten zu verbessern.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselstromerzeuger
geschaffen, bei dem der andere Scheibenteil in einem Paar der Scheibenteile
ein äußerer Scheibenteil
ist. Die Mitte des äußeren Scheibenteils
ist in der Achsenrichtung auf der Außenseite der Breite des zylindrischen
Ankereisenkerns, aus der Achsenrichtung desselben betrachtet, die
auf der Innenseite der Achse des Rotors des Tandem-Typs platziert
ist, platziert. Da der äußere Scheibenteil
von dem inneren Raumbereich, der in der Radiusrichtung des zylindrischen
Ankereisenkerns liegt, nach außen
verschoben ist, ist es möglich,
den Platzierungsraum für die
Feldspule in der Feldwicklung des Lundel-Typs (Rotor) zu vergrößern, und
ist es ferner möglich,
einen Zwischenraum einer angemessenen Länge zwischen beiden Spulenenden
in einem Paar der Anker, die einander benachbart gegenüberliegen,
auf der Innenseite eines Paars der Anker in der Achsenrichtung zu
halten.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselstromerzeuger
geschaffen, bei dem ein Permanentmagnet in einem Zwischenraum entlang
der Umfangsrichtung zwischen dem Klauenpol, der sich von dem inneren Scheibenteil
erstreckt, und dem Klauenpol, der sich von dem äußeren Scheibenteil erstreckt,
platziert ist. Der Permanentmagnet ist magnetisiert, um eine magnetische
Kraft des Klauenpols zu verbessern. Diese Konfiguration erhöht die Ausgangsleistung
des Fahrzeugwechselstromerzeugers.
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Für eine detailliertere
Erklärung,
in einem Paar der Anker, die in der Achsenrichtung verschoben sind, überlappen
die Klauenpole, die sich von dem äußeren Scheibenteil erstrecken
und die ferner auf der Außenseite
des inneren Scheibenteils in der Radiusrichtung platziert sind,
in der Achsenrichtung mit dem entsprechenden inneren Scheibenteil.
Die Klauenpole, die sich von dem äußeren Scheibenteil erstrecken,
liegen der Oberfläche
des inneren Scheibenteils zusätzlich
zu den Klauenpolen des inneren Scheibenteils, der dem äußeren Scheibenteil
benachbart ist, durch einen spezifizierten Zwi schenraum entlang
der Umfangsrichtung gegenüber.
Diese Konfiguration bewirkt das Lecken des magnetischen Flusses
und erhöht
ferner die Menge des Leckens des magnetischen Flusses und verringert
dadurch die Ausgangsleistung des Fahrzeugwechselstromerzeugers.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, enthält der Fahrzeugwechselstromerzeuger
mit der Tandemkonfiguration gemäß der vorliegenden
Erfindung die Permanentmagneten. Jeder Permanentmagnet ist in dem
Zwischenraum zwischen den benachbarten Klauenpolen entlang der Umfangsrichtung
platziert, und jeder Permanentmagnet ist in der Richtung magnetisiert,
um das Magnetfeld von jedem Klauenpol zu verstärken. Diese Konfiguration der
Feldwicklungen des Lundel-Typs kann die Menge des Leckens des magnetischen
Flusses reduzieren und erhöht
dadurch die Ausgangsleistung des Fahrzeugwechselstromerzeugers.
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Es
ist bevorzugt, dass jeder Permanentmagnet in der Achsenrichtung
mit dem inneren Scheibenteil überlappt.
Es ist dadurch möglich,
das Lecken des magnetischen Flusses, das zwischen dem inneren Scheibenteil
und den Klauenpolen, die an dem entsprechenden äußeren Scheibenteil gebildet
sind, erzeugt wird, zu verhindern.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselstromerzeuger
geschaffen, bei dem eine Breite einer Vorderspitzenendoberfläche von
jedem Zahn entlang der Umfangsrichtung auf der Innenseite in der
Radiusrichtung des zylindrischen Ankereisenkerns schmaler als eine
Breite des Permanentmagneten entlang der Umfangsrichtung ist. Diese
Konfiguration ermöglicht
es, die Menge des Leckens des magnetischen Flusses bei einem vorderen
Zahn, bei dem der magnetische Fluss durch den Vorderendenspitzenteil
des Zahns in der Radiusrichtung ausfließt, zu reduzieren und dadurch
die Ausgangsleistung des Fahrzeugwechselstromerzeugers um die Menge
des Leckens des magnetischen Flusses zu erhöhen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselstromerzeuger
geschaffen, bei dem jede Phase eine Mehrzahl von Schlitzen in dem
zylindrischen Ankereisenkern hat. Diese Konfiguration ermöglicht es,
den magnetischen Widerstand des magnetischen Kreises des Ankereisenkerns
zu reduzieren und ferner die Sättigungsmenge
des magnetischen Flusses des Ankereisenkerns zu halten, da die Zahl
von Schlitzen pro Pol und pro Phase erhöht ist, mit anderen Worten,
die Zahl von Zähnen
pro Pol und pro Phase ist erhöht,
selbst wenn die Vorderendenspitzenoberfläche von jedem Zahn in der Radiusrichtung
auf der Innenseite des Ankers reduziert ist. Als ein Resultat ist es
möglich,
die Verringerung der Ausgangsleistung, die durch ein Erhöhen der
Menge des magnetischen Widerstands in dem magnetischen Kreis der
Ankerseite bewirkt wird, zu verhindern.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselstromerzeuger
geschaffen, bei dem mehrere linienförmige konkave Rillen mit einer
spezifizierten Teilung bzw. einem spezifizierten Abstand in einer äußeren Umfangsoberfläche von
jedem Klauenpol gebildet sind. Diese Konfiguration ermöglicht es,
die Menge eines Wirbelstroms, der bei der Vorderendenspitzenoberfläche von
jedem Klauenpol der Radiusrichtung auf der Innenseite erzeugt wird,
zu reduzieren. Es ist bevorzugt, dass die Tiefe von jeder linienförmigen konkaven
Rille annähernd
gleich der Zwischenraumlänge
zwischen dem Statorkern (als dem Ankereisenkern) wird den Klauenpolen
ist. Es ist jedoch auch akzeptabel, die Tiefe von jeder linienförmigen konkaven Rille
innerhalb eines Bereichs zu haben, in dem der Fluss des magnetischen
Feldflusses nicht verhindert wird. Es ist bevorzugt, die Breite
von jeder linienförmigen
konkaven Rille so schmal wie möglich
zu verringern, um zu verhindern, dass die Menge des magnetischen
Flusses von den Klauenpolen zu den Zähnen fließt. Es ist ferner bevorzugt,
die Teilung der linienförmigen
konkaven Rillen auf kleiner als die Breite des Zahns des Statorkerns
entlang der Umfangsrichtung zu reduzieren. Dies kann die Wirkung,
die durch ein Verlängern
des Flusswegs des Wirbelstroms erhalten wird, stärken und die Erhöhung der
Ausgangsleistung des Fahrzeugwechselstromerzeugers erreichen. D.
h., es ist möglich,
den Wirbelstromverlust bei dem Vorderspitzenendteil der Zähne in der
Radiusrichtung auf der Innenseite des Ankers, der durch die zusätzlichen
Permanentmagneten und durch ein Erhöhen der Zahl der Zähne bewirkt
würde,
wirksam zu verhindern. Es ist dadurch möglich, den Temperaturanstieg
der Feldspulen zu verhindern.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselstromerzeuger
mit einer Feldwicklung des Lundel-Typs und einem Anker geschaffen.
Bei dem Fahrzeugwechselstromerzeuger hat die Feldwicklung des Lundel-Typs einen
Bossenteil, ein Paar von Scheibenteilen und eine gerade Zahl von
Klauenpolen. Der Bossenteil ist aus einem zylindrischen Eisenkern,
der an einer Drehwelle des Fahrzeugwechselstromerzeugers befestigt
ist, zusammengesetzt. Eine Feldwicklung ist um eine äußere Oberfläche des
Bossenteils gewickelt. Ein Paar der Scheibenteile liegt einander
gegenüber.
Jeder Scheibenteil ist aus einem Ringplatteneisenkern, der sich
in der Radiusrichtung von einem Ende des Bossenteils in eine äußere Richtung erstreckt,
zusammengesetzt. Die gerade Zahl von Klauenpolen liegt einander
gegenüber
und erstreckt sich von einem äußeren Endteil
von jedem Scheibenteil, der in der Radiusrichtung platziert ist,
in der Achsenrichtung und bildet abwechselnd einen Nordpol und einen
Südpol.
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Der
Anker hat einen zylindrischen Ankereisenkern, der an einem Gehäuse des
Fahrzeugwechselstromerzeugers befestigt ist. Eine Ankerwicklung ist
um den zylindrischen Ankereisenkern gewickelt und ist auf der Außenseite
der Klauenpole entlang der Radiusrichtung platziert.
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Die
Feldwicklung des Lundel-Typs hat ferner Permanentmagneten, die magnetisiert
sind, um eine magnetische Kraft jedes Klauenpols zu verstärken. Jeder
der Permanentmagneten ist in einem Zwischenraum zwischen den Klauenpolen,
die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, platziert. Mindestens
einer von einem Paar der Scheibenteile bildet einen inneren Scheibenteil.
Eine Mittelposition des inneren Scheibenteils, aus der Achsenrichtung betrachtet,
ist innerhalb einer Breite des zylindrischen Ankereisenkerns, aus
der Achsenrichtung des zylindrischen Ankereisenkerns betrachtet,
platziert.
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Die
vorliegende Erfindung hat ein verbessertes Charakteristikum, bei
dem die Mittelposition von mindestens einem Scheibenteil bei einem
Paar der Scheibenteile des Feldeisenkerns des Lundel-Typs in der
Achsenrichtung hin zu der Innenposition der Endoberfläche des
Ankereisenkerns in der Achsenrichtung verschoben ist. Im Gegensatz
dazu ist bei einem herkömmlichen
Fahrzeugwechselstromerzeuger des Lundel-Typs eine Mittelposition
des Scheibenteils in der Achsenrichtung auf der Außenseite der
Endoberfläche
des Ankereisenkerns in der Achsenrichtung platziert. Aus diesem
Grund kommt der Scheibenteil den Klauenpolen des anderen Scheibenteils
nahe, und das Lecken des magnetischen Flusses wird ferner erhöht, und
als ein Resultat ist dadurch die Ausgangsleistung des Fahrzeugwechselstromerzeugers
verringert, wenn die Mittelposition des einen Scheibenteils in der
Achsenrichtung auf der Innenseite der Endoberfläche des Ankereisenkerns in
der Achsenrichtung platziert ist.
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Im
Gegensatz dazu ist bei der vorliegenden Erfindung jeder Permanentmagnet
in dem Zwischenraum zwischen den benachbarten Klauenpolen, die einander
entlang der Umfangsrichtung gegenüberliegen, platziert, und jeder
Permanentmagnet ist in der Richtung magnetisiert, um das Magnetfeld
jedes Klauenpols zu verstärken.
Diese Konfiguration ermöglicht
es, die Länge
des Feldeisenkerns des Lundel-Typs in der Achsenrichtung zu reduzieren,
während
das Lecken des Magnetfeldflusses der Klauenpole in den inneren Scheibenteil
verhindert wird, selbst wenn die Klauenpole in der Radiusrichtung
auf der Außenseite
des Scheibenteils platziert sind, wenn die Mittelposition des Scheibenteils
des Feldeisenkerns des Lundel-Typs in der Radiusrichtung auf der
Innenseite des Ankereisenkerns platziert ist.
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Für eine detailliertere
Erklärung,
wenn die Klauenpole in der Achsenrichtung mit dem inneren Scheibenteil überlappen
und in der Radiusrichtung auf der Außenseite des inneren Scheibenteils
positioniert sind, liegen die Klauenpole, die sich von dem anderen
Scheibenteil (nämlich
von dem äußeren Scheibenteil)
erstrecken, der Oberfläche
des inneren Scheibenteils zusätzlich
zu den Klauenpolen des benachbarten inneren Scheibenteils in der
Umfangsrichtung durch einen spezifizierten Zwischenraum getrennt
gegenüber.
Dies bewirkt eine Menge des Leckens des magnetischen Flusses und
reduziert dadurch verglichen mit einer gewöhnlichen Feldwicklung des Lundel-Typs
die Ausgangsleistung des Fahrzeugwechselstromerzeugers. Dieser Nachteil kann
durch ein Aufnehmen der Permanentmagneten zwischen die Klauenpole
in dem inneren Schei benteil und dem äußeren Scheibenteil drastisch
verhindert und eliminiert werden. Es ist bevorzugt, diese Permanentmagneten
so zu platzieren, dass jeder Permanentmagnet in der Achsenrichtung
mit dem inneren Scheibenteil überlappt.
Dadurch ist es möglich,
das Lecken des magnetischen Flusses, das zwischen dem inneren Scheibenteil
und den Klauenpolen des äußeren Scheibenteils
bewirkt wird, effizient zu unterdrücken.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselstromerzeuger
geschaffen, bei dem die Ankerwicklung aus mehreren U-förmigen elektrischen
Leitern zusammengesetzt ist und jeder Leiter durch eine Seite eines
Paars von Schlitzen, die in der Achsenrichtung angeordnet und sequenziell
miteinander verbunden sind, eingefügt ist.
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Selbst
wenn die Länge
des Feldeisenkerns des Lundel-Typs in der Achsenrichtung reduziert
ist, ist die Wirkung, die gesamte Länge des Fahrzeugwechselstromerzeugers
zu reduzieren, begrenzt, wenn die Länge des Spulenendes des Ankers
so lang in der Achsenrichtung wie die Länge eines Spulenendes eines
gewöhnlichen
Fahrzeugwechselstromerzeugers ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden, übernimmt
die vorliegende Erfindung das Spulenende einer kürzeren Länge in der Achsenrichtung, das
aus den mehreren U-förmigen
elektrischen Leitern zusammengesetzt ist. Diese Konfiguration kann gleichzeitig
sowohl ein Reduzieren der Länge
des Feldeisenkerns des Lundel-Typs in der Achsenrichtung als auch
der Länge
des Ankers in der Achsenrichtung realisieren, und als ein Resultat
ist es möglich,
die gesamte Länge
des Fahrzeugwechselstromerzeugers in der Achsenrichtung zu reduzieren.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselstromerzeuger
geschaffen, bei dem jeder Permanentmagnet sich in der Radiusrichtung
hin zu der Außenseite
des inneren Scheibenteils erstreckend platziert ist. Es ist dadurch
möglich,
das Lecken des magnetischen Flusses zwischen dem inneren Scheibenteil
und dem Vorderendenspitzenteil der Klauenpole, die sich in der Radiusrichtung
zu dem äußeren Bereich
des inneren Scheibenteils erstrecken, effizient zu reduzieren.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselstromerzeuger
geschaffen, bei dem eine Mittelposition des äußeren Scheibenteils als der
andere Scheibenteil in einem Paar der Scheibenteile innerhalb einer
Breite des zylindrischen Ankereisenkerns, aus der axialen Richtung
des zylindrischen Ankereisenkerns betrachtet, liegt. Es ist dadurch
möglich,
die Reduzierungswirkung des Feldeisenkerns des Lundel-Typs in der
Achsenrichtung zweimal oder mehr zu erhöhen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dieselbe so gebildet,
dass eine Breite einer Vorderspitzenendoberfläche von jedem Zahn entlang
der Umfangsrichtung in der Radiusrichtung auf der Innenseite des
zylindrischen Ankereisenkerns schmaler als eine Breite des Permanentmagneten
entlang der Umfangsrichtung ist. Diese Konfiguration ermöglicht es,
die Menge des Leckens des magnetischen Flusses bei einem vorderen
Zahn, bei dem der magnetische Fluss durch den Vorderendenspitzenteil
des Zahns in der Radiusrichtung ausfließt, zu reduzieren, wenn die
Vorderspitzenendoberfläche
von jedem Zahn des Ankereisenkerns in der Radiusrichtung auf der
Innenseite den Platzierungsbereich der Permanentmagneten in der
Umfangsrichtung schneidet, und dadurch die Ausgangsleistung des
Fahrzeugwechselstromerzeugers um die Menge des Leckens des magnetischen
Flusses zu erhöhen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselstromerzeuger
geschaffen, bei dem jede Phase eine Mehrzahl der Schlitze in dem
zylindrischen Ankereisenkern hat. Diese Konfiguration ermöglicht es,
den magnetischen Widerstand des magnetischen Kreises des Ankereisenkerns
zu reduzieren und ferner die Menge der magnetischen Sättigung
des Ankereisenkerns zu halten, da die Zahl von Schlitzen pro Pol
und pro Phase, mit anderen Worten, die Zahl von Zähnen pro
Pol und pro Phase, erhöht
ist, selbst wenn die Vorderspitzenendoberfläche von jedem Zahn in der Radiusrichtung
auf der Innenseite des Ankers reduziert ist. Als ein Resultat ist
es möglich,
die Verringerung der Ausgangsleistung, die durch ein Erhöhen der
Menge des magnetischen Widerstands in dem magnetischen Kreis der
Ankerseite bewirkt wird, zu verhindern.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselstromerzeuger
geschaffen, bei dem mehrere linienförmige konkave Rillen mit einer
spezifizierten Teilung in einer äußeren Umfangsoberfläche jedes
Klauenpols gebildet sind. Diese Konfiguration ermöglicht es,
die Menge eines Wirbelstroms, der an der Vorderspitzenendoberfläche jedes
Klauenpols in der Radiusrichtung auf der Innenseite erzeugt wird,
zu reduzieren. Es ist bevorzugt, dass die Tiefe von jeder linienförmigen konkaven
Rille eine Tiefe hat, die schmaler als die Zwischenraumlänge zwischen
dem Statorkern (als dem Ankereisenkern) und den Klauenpolen ist. Es
ist ferner bevorzugt, die linienförmigen konkaven Rillen mit
einer spezifizierten Teilung, die kleiner als die Breite des Zahns
des Statorkerns in der Umfangsrichtung bei dem innersten Bereich
in der Radiusrichtung ist, zu bilden. Die linienförmigen konkaven Rillen
sind in der Richtung gebildet, um den Wirbelstromweg, der in der
Oberfläche
von jedem Klauenpol gemäß der Änderung
des magnetischen Flusses der Zähne
des Ankereisenkerns erzeugt wird, zu verlängern. Dies kann die Ausgangsleistung
des Fahrzeugwechselstromerzeugers erhöhen. D. h., es ist möglich, den
Wirbelstromverlust bei dem Vorderspitzenendteil der Zähne in der
Radiusrichtung auf der Innenseite des Ankers, der durch die zusätzlichen Permanentmagneten
und durch ein Erhöhen
der Zahl der Zähne
bewirkt würde,
wirksam zu verhindern. Es ist dadurch möglich, den Temperaturanstieg der
Feldspulen zu verhindern.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Ein
bevorzugtes, nicht begrenzendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist im Folgenden anhand eines Beispiels unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine
Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers,
der mit zwei Elektroleistungserzeugungseinheiten, die in einer Achsenrichtung
platziert sind, ausgerüstet
ist, gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
2 eine
Schnittansicht, die hauptsächlich eine
Elektroleistungserzeugungseinheit bei dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger,
der in 1 gezeigt ist, zeigt;
-
3 ein
teilweise gestreckter Aufriss eines Lundel-Rotorkerns bei dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger,
der in 1 gezeigt ist;
-
4A ein
teilweise gestreckter Aufriss eines Statorkerns bei dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger,
der in 1 gezeigt ist;
-
4B ein
teilweise gestreckter Aufriss des anderen Statorkerns bei dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger,
der in 1 gezeigt ist;
-
5A ein
teilweise gestreckter Aufriss eines Statorkerns bei einem vergleichenden
Beispiel;
-
5B ein
teilweise gestreckter Aufriss des anderen Statorkerns bei dem vergleichenden
Beispiel;
-
6A eine
Ansicht, die ein modifiziertes Beispiel des Statorkerns bei dem
Fahrzeugwechselstromerzeuger, der in 1 gezeigt
ist, zeigt;
-
6B eine
Ansicht, die ein modifiziertes Beispiel des Statorkerns bei dem
Fahrzeugwechselstromerzeuger, der in 1 gezeigt
ist, zeigt;
-
7 eine
Ansicht, die ein Beispiel von linienförmigen konkaven Rillen, die
in der Oberfläche von
jedem Klauenpol bei dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger, der
in 1 gezeigt ist, gebildet sind, zeigt;
-
8 eine
schematische Schnittansicht des Fahrzeugwechselstromerzeugers, der
mit einer einzelnen Elektroleistungserzeugungseinheit gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist; und
-
9 ein
teilweise gestreckter Aufriss eines Lundel-Rotorkerns bei dem Fahrzeugwechselstromerzeuger,
der in 8 gezeigt ist.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN
-
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Im
Folgenden sind verschiedene Ausführungsbeispiele
des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers unter Verwendung einer
Segmentspule gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Bei
der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele
bezeichnen gleiche Bezugszeichen oder -ziffern gleiche oder äquivalente
Bauteile in den verschiedenen Diagrammen.
-
ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
-
(Gesamtkonfiguration)
-
Es
ist eine Beschreibung der Konfiguration und der Wirkung des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers
des Segmentspulentyps gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf 1 angegeben.
-
1 ist
eine Schnittansicht, die eine Konfiguration des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers
mit zwei Elektroleistungserzeugungseinheiten, die in einer Achsenrichtung
platziert sind, gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Der
Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger, der in 1 gezeigt
ist, hat ein Gehäuse 1,
einen primären
Drehelektromaschinenabschnitt 2, einen sekundären Drehelektromaschinenabschnitt 3,
eine Rotorwelle 4, eine Riemenscheibe 5, Lager 6 und 7, eine
Schaltung 8, die aus verschiedenen Vorrichtungen, wie einem
Gleichrichter und einem Regler, zusammengesetzt ist, einen Vorderseitenkühllüfter 9 und
einen Hinterseitenkühllüfter 10.
-
Das
Gehäuse 1 ist
aus einem vorderen Gehäuse 11,
einem mittleren Gehäuse 12 und
einem hinteren Gehäuse 13 zusammengesetzt.
Diese Gehäusekomponenten 11, 12 und 13 des
Gehäuses 1 sind
durch Schrauben (nicht gezeigt) fest aneinander befestigt.
-
Die
Rotorwelle 4 ist an dem Gehäuse 1 durch die Lager 6 und 7 getragen.
Die Riemenscheibe 5 ist an dem vorderen Endteil der Rotorwelle 4,
der von der vorderen Endoberfläche
des Gehäuses 1 vorragt, befestigt.
Die Schaltung 8, die den Gleichrichter und den Regler und
dergleichen aufweist, ist an dem äußeren Umfangsteil des hinteren
Gehäuses 13 befestigt.
-
Die
primäre
Drehelektromaschine 2 ist hauptsächlich aus einem Rotorkern 21 des
Lundel-Typs, einer Feldwicklung des Lundel-Typs, einem Statorkern 23 und
einem Anker zusammengesetzt. Der Rotorkern 21 des Lundel-Typs
ist aus einem weichen Metall hergestellt. Die Feldwicklung des Lundel-Typs
ist aus einer Feldspule 22, die um den Rotorkern 21 des
Lundel-Typs gewickelt ist, zusammengesetzt. Der Statorkern 23 ist
bei dem äußeren Teil des
Rotorkerns 21 des Lundel-Typs in der Radiusrichtung angeordnet.
Der Anker ist aus der Statorspule 24, die um den Statorkern 23 gewickelt
ist, zusammengesetzt.
-
Der
Rotorkern des Lundel-Typs, nämlich
ein Feldkern 21 des Lundel-Typs, ist aus einem Bossenteil 211,
einem Paar von Scheibenteilen 212 und 212' und einer geraden
Zahl von Klauenpolen 213 zusammengesetzt. Der Bossenteil 211 ist
aus einem zylinderförmigen
Eisenkern, der fest mit der Drehwelle 4 verbunden ist,
hergestellt. Jeder der Scheibenteile 212 und 212' ist aus ringförmigen Eisenkernen,
die sich in der Radiusrichtung von beiden Enden des Bossenteils 211 nach
außen
erstrecken, hergestellt. Die mehreren Klauenpole 213, die
abwechselnd Nordpole und Südpole
bilden, die einander in einer Umfangsrichtung gegenüberliegen,
erstrecken sich von der äußeren Umfangsoberfläche (oder
dem äußeren Endteil
in der Radiusrichtung) von den beiden Scheibenteilen 212 und 212' in der Achsenrichtung. Der
Rotorkern 21 des Lundel-Typs ist aus einem Paar von Halbkernen,
bei denen die Bossenteile 211 der Halbkerne einander in
der Achsenrichtung gegenüberliegen,
zusammengesetzt. Die Feldspule 22 ist um jeden Bossenteil 211 des
Rotorkerns 21 des Lundel-Typs gewickelt. Der Statorkern 23 ist
aus einem zylinderförmigen
magnetischen Stahl hergestellt und zwischen dem vorderen Gehäuse 11 und
dem mittleren Gehäuse 12 in
der Achsenrichtung platziert. Die Statorspule 24 ist aus
den Statorspulen eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung, die
um den Statorkern 23 gewickelt sind, hergestellt.
-
Die
sekundäre
Drehelektromaschine 3 ist hauptsächlich aus einem Rotorkern 31 des
Lundel-Typs, einer Feldwicklung des Lundel-Typs, einem Statorkern 33 und
einem Anker zusammengesetzt. Der Rotorkern 31 des Lundel-Typs
ist aus einem weichen Metall hergestellt. Die Feldwicklung des Lundel-Typs
ist aus einer Feldspule 32, die um den Rotorkern 31 des
Lundel-Typs gewickelt ist, zusammengesetzt. Der Statorkern 33 ist
bei dem äußeren Teil des
Rotorkerns 31 des Lundel-Typs in der Radiusrichtung angeordnet.
Der Anker ist aus der Statorspule 34, die um den Statorkern 33 gewickelt
ist, zusammengesetzt.
-
Der
Rotorkern 31 des Lundel-Typs (als ein Feldkern des Lundel-Typs)
ist aus einem Bossenteil 311, einem Paar von Scheibenteilen 312 und 312' und einer geraden
Zahl von Klauenpolen 313 zusammengesetzt. Der Bossenteil 311 ist
aus einem zylinderförmigen
Eisenkern, der fest mit der Drehwelle 4 verbunden ist,
hergestellt. Jeder der Scheibenteile 312 und 312' ist aus ringförmigen Eisenkernen,
die sich in der Radiusrichtung von beiden Enden des Bossenteils 311 nach
außen
erstrecken, hergestellt. Die mehreren Klauenpole 313, die
abwechselnd einen Nordpol und einen Südpol bilden, die einander in einer
Umfangsrichtung gegenüberliegen,
erstrecken sich von der äußeren Umfangsoberfläche (oder
dem äußeren Endteil
in der Radiusrichtung) von beiden Scheibenteilen 312 und 312' in der Achsenrichtung. Der
Rotorkern 31 des Lundel-Typs ist aus einem Paar von Halbkernen,
bei denen die Bossenteile 311 der Halbkerne einander in
der Achsenrichtung gegenüberliegen,
zusammengesetzt. Die Feldspule 32 ist um jeden Bossenteil 311 des
Rotorkerns 31 des Lundel-Typs gewickelt. Der Statorkern 33 ist
aus einem zylinderförmigen
magnetischen Stahl hergestellt und zwischen dem mittleren Gehäuse 12 und
dem hinteren Gehäuse 13 in
der Achsenrichtung platziert. Die Statorspule 34 ist aus
Statorspulen eines Typs mit sequenzieller Segmentverbindung, die
um den Statorkern 33 gewickelt sind, hergestellt.
-
Sowohl
die primäre
Drehelektromaschine 2 als auch die sekundäre Drehelektromaschine 3,
die im Vorhergehenden beschrieben sind, ist eine Drehelektromaschine,
die mit einem typischen Rotorkern des Lundel-Typs ausgerüstet ist.
Da die anderen Komponenten von sowohl der primären Drehelektromaschine 2 als
auch der sekundären
Drehelektromaschine 3 die gleichen Konfigurationen von
denselben eines gewöhnlichen
Rotorkerns des Lundel-Typs haben, ist die Erklärung für diese Komponenten hier weggelassen.
-
Obwohl
andere Komponenten, wie Schleifringe und Bürsten, bei dem hinteren Endteil
der Drehwelle 4 angebracht sind, sind diese Komponenten aus
der Zeichnung weggelassen.
-
Ein
zylindrischer Abstandshalter 9a aus einem nicht magnetischen
Material ist zwischen dem äußeren Scheibenteil 212' des Rotorkerns 21 und dem äußeren Scheibenteil 312' des Rotorkerns 31 platziert.
Bei den Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung ist der zylindrische Abstandshalter 9a aus
einer Kupferringplatte, durch die thermische Energie zwischen dem
Rotorkern 21 und dem Rotorkern 31 übertragen
wird, hergestellt.
-
Sowohl
der vordere Kühllüfter 9 als
auch der hintere Kühllüfter 10 haben
einen Radialkühllüfter. Der
vordere Kühllüfter 9 ist
an dem Klauenpol 213 bei der Vorderseite des Rotorkerns 21 befestigt,
und der hintere Kühllüfter 10 ist
an dem Klauenpol 313 bei der Rückseite des Rotorkerns 31 befestigt.
-
Der
vordere Kühllüfter 9 saugt
eine kühlende Luft
durch ein Einlassloch bei der Vorderseitenwand des vorderen Gehäuses 11 an
und beschleunigt die angesaugte kühlende Luft und gibt dann die
beschleunigte kühlende
Luft durch Auslasslöcher,
die in der Umfangswand des vorderen Gehäuses 11 gebildet sind,
zu einem Spulenende 241 aus, um das Spulenende 241 der
Statorspule 24 zu kühlen.
Der vordere Kühllüfter 10 saugt
eine kühlende
Luft durch ein Einlassloch bei der Rückseitenwand des hinteren Gehäuses 13 an
und beschleunigt die angesaugte kühlende Luft und gibt dann die
beschleunigte kühlende
Luft durch Auslasslöcher,
die in der Umfangswand des hinteren Gehäuses 13 gebildet sind,
zu einem Spulenende 341 aus, um das Spulenende 341 der
Statorspule 34 zu kühlen.
-
(Anordnung des Rotorkerns
des Lundel-Typs und des Statorkerns)
-
Im
Folgenden ist eine Beschreibung der Anordnung des Rotorkerns des
Lundel-Typs (Feldeisenkerns
des Lundel-Typs) und des Statorkerns (Ankereisenkerns) bei dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger
des ersten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf 2 angegeben.
-
2 ist
eine axiale Querschnittansicht, die hauptsächlich ein Paar der Elektroerzeuger
(als zwei Elektroleistungserzeugungseinheiten), die bei dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger
des ersten Ausführungsbeispiels,
der in 1 gezeigt ist, platziert sind, zeigt. Das Gehäuse 1 ist
aus 2 weggelassen, um die Struktur der Rotoren und
der Anker bei dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger, der in 1 gezeigt
ist, deutlich zu zeigen.
-
In 2 ist
auf die Scheibenteile 212 und 312 als innere Scheibenteile
Bezug genommen, und ähnlich
ist auf die Scheibenteile 212' und 312' als äußere Scheibenteile Bezug genommen.
-
In 2 bezeichnet
das Bezugszeichen C1 eine Mittelposition des inneren Scheibenteils 212 des Rotorkerns 21 des
Lundel-Typs in der axialen Richtung, und C2 bezeichnet eine Mittelposition
des äußeren Scheibenteils 212' des Rotorkerns 21 des
Lundel-Typs in der axialen Richtung. Das Bezugszeichen C3 bezeichnet
eine Mittelposition des äußeren Scheibenteils 312' des Rotorkerns 31 des
Lundel-Typs in der axialen Richtung, und C4 bezeichnet eine Mittelposition
des inneren Scheibenteils 312 des Rotorkerns 31 des
Lundel-Typs in der axialen Richtung.
-
Wie
in 2 deutlich gezeigt ist, ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel
die Mittelposition C1 des inneren Scheibenteils 212 in
der Achsenrichtung auf der Rückseite
der vorderen Endoberfläche
f des Statorkerns 23 platziert, und die Mittelposition
C2 des äußeren Scheibenteils 212' in der Achsenrichtung
ist auf der Vorderseite der hinteren Endoberfläche f' des Statorkerns 23 platziert.
Ferner ist die Mittelposition C3 des äußeren Scheibenteils 312' in der Achsenrichtung
auf der Vorderseite der vorderen Endoberfläche b des Statorkerns 33 platziert,
und die Mittelposition C4 des inneren Scheibenteils 312 in
der Achsenrichtung ist auf der Vorderseite der hinteren Endoberfläche b' des Statorkerns 33 platziert.
-
D.
h., verglichen mit dem Fall eines gewöhnlichen Fahrzeugwechselstromerzeugers
ist bei dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Statorkern 23 (Ankerkern) bei dem vorderen Bereich
zu der Position des Rotorkerns 21 des Lundel-Typs platziert,
und der Statorkern 33 (Ankerkern) ist bei dem hinteren Bereich
zu der Position des Rotorkerns 31 des Lundel-Typs platziert.
-
Dadurch
ist es möglich,
das Spulenende 242 in einem Paar der Spulenenden 241 und 242 der
Statorspule 24 innerhalb eines Bereichs in der vorderen Richtung
zu verschieben, sofern nicht die Statorspule 24 die innere
Oberfläche
des vorderen Endteils des Gehäuses 1 (siehe 1)
berührt. Ähnlich ist
es dadurch möglich,
das Spulenende 342 in einem Paar der Spulenenden 341 und 342 der
Statorspule 34 innerhalb eines Bereichs in der hinteren
Richtung zu verschieben, sofern nicht die Statorspule 34 die
innere Oberfläche
des hinteren Endteils des Gehäuses 1 (siehe 1)
berührt.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, sind die Position der inneren Oberfläche des
vorderen Endteils und die Position der inneren Oberfläche des
hinteren Endteils des Gehäuses 1 in
der Achsenrichtung im Wesentlichen durch die Position der Lager 6 und 7 in
der Achsenrichtung bestimmt. Die Position von jedem der Lager 6 und 7 in
der Achsenrichtung ist im Wesentlichen durch die Länge von
jedem der Rotorkerne 21 und 31 des Lundel-Typs
in der Achsenrichtung bestimmt.
-
Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
sind die Statorspulen 24 und 34 aus Statorspulen
eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung, die gut bekannt
sind, zusammengesetzt. Siehe beispielsweise herkömmliche Patentdokumente, wie
die folgenden japanischen Patentdokumente: (2) japanisches Patent
Nr. 3118837, (3) japanisches Patent Nr. 3178468 und (4) japanisches
Patent Nr. 3199068. Die Erklärungen
der Konfiguration der Statorspulen 24 und 34 sind
dadurch hier weggelassen.
-
Jede
Phasenwicklung einer Mehrphasen-Statorspule ist durch ein sequenzielles
Verbinden der vorderen Spitzenteile von elektrischen U-Segmentleitern,
die hin zu dem Spulenendteil vorspringen, gebildet. Dadurch ist
es möglich,
jede Länge
entlang der Achsenrichtung der Spulenenden 241 und 242 der
Statorspule 24, die um den Statorkern 23 gewickelt
ist, verglichen mit derselben der Statorspule bei einem Fahrzeugwechselstromerzeuger
eines gewöhnlichen
gewickelten Typs zu reduzieren. Es ist ferner möglich, jede Länge entlang
der Achsenrichtung der Spulenenden 341 und 342 der
Statorspule 34, die um den Statorkern 33 gewickelt
ist, verglichen mit derselben der Sta torspule bei einem Fahrzeugwechselstromerzeuger
eines gewöhnlichen
gewickelten Typs zu reduzieren.
-
Es
ist dadurch möglich,
den Statorkern 23 bei dem vorderen Teil zu platzieren,
ohne den vorderen Endteil des Spulenendes 241 mit dem vorderen Gehäuse 11 zu
berühren,
und es ist ferner möglich, den
Statorkern 33 bei dem hinteren Teil zu platzieren, ohne
den Spitzenendteil des Spulenendes 341 mit dem hinteren
Gehäuse 13 zu
berühren.
-
Nebenbei
bemerkt, ist es nötig,
den Statorkern 23 bei dem vorderen Teil innerhalb eines
Bereichs zu platzieren, so dass die vordere Endoberfläche des
Statorkerns 23 nicht vor der vorderen Endoberfläche des
Rotorkerns 21 des Lundel-Typs positioniert ist, um den
magnetischen Fluss zwischen dem Statorkern 23 und dem Rotorkern 21 des
Lundel-Typs weiter
fließen
zu lassen. Ähnlich
ist es ferner nötig,
den Statorkern 33 bei dem hinteren Teil innerhalb eines
Bereichs zu platzieren, so dass die hintere Endoberfläche des
Statorkerns 33 nicht vor der hinteren Endoberfläche des
Rotorkerns 31 des Lundel-Typs positioniert ist, um den magnetischen
Fluss zwischen dem Statorkern 33 und dem Rotorkern 31 des
Lundel-Typs weiter fließen
zu lassen.
-
Der
Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger des ersten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit der im Vorhergehenden beschriebenen Konfiguration
hat folgende Wirkungen.
-
Wie
aus der Konfiguration des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
wie in 2 gezeigt ist, offensichtlich ist, ist es durch
die Reduzierung entlang der Achsenrichtung von jedem Spulenende
möglich,
das Spulenende 242 auf der Innenseite entlang der Achsenrichtung
bei dem vorderen Teil des Statorkerns 23 zu platzieren,
und ferner möglich,
das Spulenende 342 auf der Innenseite entlang der Achsenrichtung bei
dem hinteren Teil in der Position des Statorkerns 33 zu
platzieren. Diese Charakteristik kann durch ein Verwenden der Statorspulen
eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung erhalten werden. Demgemäß kann diese Konfiguration
einen Zwischenraum G (siehe 2) entlang
der Achsenrichtung zwischen den Spulenenden 242 und 342 erhöhen, ohne
die Länge
des Gehäuses 1 in
der Achsenrichtung desselben zu erhöhen. Die Erhöhung des Zwischenraums
G entlang der Achsenrichtung kann den gegenseitigen thermischen
Einfluss zwischen den Spulenenden 242 und 342,
deren Temperatur sich während
des Betriebs des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers erhöht, verringern
und dadurch den Temperaturanstieg der Spulenenden 242 und 342 verhindern.
Wie aus 1 offensichtlich ist, wird,
da es schwierig ist, die Spulenenden 242 und 342,
die verglichen mit den Spulenenden 241 und 341 auf
der Innenseite entlang der Achsenrichtung platziert sind, effizient
zu kühlen,
ein Erhöhen
des Zwischenraums G ein wichtiges Element zum Kühlen der Spulenenden 242 und 342 bei
dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger.
-
Es
ist ferner möglich,
eine induzierte Spannung, die durch ein Ändern des Stroms, der durch
die gegenüberliegenden
Spulenenden der Spulenenden 242 und 342 fließt, erzeugt
wird, wegen eines Reduzierens der magnetischen Verbindung, nämlich der Gegeninduktivität zwischen
den Spulenenden 242 und 342, durch ein Erhöhen des
Zwischenraums G in der Achsenrichtung zu reduzieren. Dadurch ist
es möglich,
die Unabhängigkeit
eines Steuerns von jeder der Statorspulen 24 und 34 zu
erhöhen.
-
Bei
der Konfiguration des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
ist auf sowohl das Spulenende 241 als auch das Spulenende 341,
die jeweils bei dem axialen äußeren Teil
der Statorspulen 24 bzw. 34 platziert sind, als
ein Fußteil-Spulenende
Bezug genommen, und auf sowohl das Spulenende 242 als auch
das Spulenende 342, die jeweils bei dem axial inneren Teil
der Statorspulen 24 bzw. 34 platziert sind, ist
als ein Kopfteil-Spulenende Bezug genommen. Es ist dadurch möglich, den
Zwischenraum G in der Achsenrichtung weiter zu reduzieren. Für eine detailliertere
Erklärung,
jede der Statorspulen 24 und 34 ist aus den mehreren
U-förmigen
elektrischen Segmentleitern hergestellt, d. h. hat den Kopfteil
von und den Fußteil
von den U-förmigen
elektrischen Segmentleitern, und auf den ersteren ist als „das Kopf-Spulenende" Bezug genommen,
und auf den letzteren ist als „das
Fuß-Spulenende" Bezug genommen.
-
Da
die Notwendigkeit besteht, die Spitzenendteile der Fußteile der
U-förmigen
elektrischen Segmentleiter zu verbinden, hat das Fuß-Spulenende
eine größere Länge entlang
der Achsenrichtung als dieselbe des Kopf-Spulenendes. Demgemäß ist es
möglich,
den Zwischenraum G in der Achsenrichtung durch ein Bilden von jedem
der Spulenenden 242 und 342, die auf der Innenseite
der Statorkerne 24 und 34 entlang der Achsenrichtung
platziert sind, durch ein Verwenden des Kopf-Spulenendes der Statorspule,
die aus den mehreren Statorspulen eines Typs mit einer sequenziellen
Segmentverbindung hergestellt ist, weiter zu erhöhen.
-
(Zwischen Klauenpolen
angeordnete Permanentmagneten 25 und 35)
-
Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel,
wie in 1 gezeigt ist, ist jeder Permanentmagnet 25 zwischen
den benachbarten Klauenpolen 213 und 213 und zwischen
den benachbarten Klauenpolen 313 und 313 in der
Umfangsrichtung der jeweiligen Lundel-Rotorkerne 21 und 31 platziert
angeordnet. 3 zeigt die Anordnung der Permanentmagneten 25 bei dem
Lundel-Rotorkern 21. D. h., 3 ist ein
teilweise gestreckter Aufriss des Lundel-Rotorkerns bei dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger,
aus der Richtung hin zu der Mitte des Rotorkerns betrachtet.
-
Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
erreichen, da jeder der Klauenpole 213 und 313,
der hin zu der Außenseite
der axialen Richtung von jedem der äußeren Scheibenteile 212' und 312' vorsteht, den
Außenbereich
von jedem der inneren Scheibenteile 212 und 312 in
der radialen Richtung erreicht, die Permanentmagneten 25 und 35 den
Außenbereich
der inneren Scheibenteile 212 und 312 in der Radiusrichtung.
D. h., der vordere Teil des Permanentmagneten 25 steht
vor dem hinteren Teil des inneren Scheibenteils 212 vor,
und das hintere Ende des Permanentmagneten 35 steht zu
dem hinteren Teil des vorderen Endes des inneren Scheibenteils 312 vor.
Es ist dadurch möglich,
ein Lecken des magnetischen Flusses zwischen den Klauenpolen 313, die
in der Umfangsrichtung benachbart sind, zu reduzieren, und ein Lecken
des magnetischen Flusses zwi schen den inneren Scheibenteilen 212 und 312 und
den Klauenpolen 213 und 313 weiter zu unterdrücken. D.
h., es ist wegen eines Unterdrückens
eines Leckens des magnetischen Flusses, das zwischen jeder Oberfläche der
Klauenpole 213 und 313, die in der Umfangsrichtung
liegen, und jeder Oberfläche
der inneren Scheibenteile 212 und 312, die in
der Radiusrichtung platziert sind, erzeugt würde, möglich, den magnetischen Feldfluss
zu verstärken
und die Ausgangsleistung des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers
zu erhöhen.
-
(Form von jedem der Zähne 231 und 331)
-
Bei
dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist die Breite der vorderen Spitzenoberfläche von
jedem Zahn entlang der Umfangsrichtung auf der Innenseite des Statorkerns (Ankereisenkerns) 23 in
der Radiusrichtung schmaler als die Breite des Permanentmagneten 25 entlang der
Umfangsrichtung gebildet, und die Breite der vorderen Spitzenendoberfläche von
jedem Zahn entlang der Umfangsrichtung auf der Innenseite des Statorkerns
(Ankereisenkerns) 33 in der Radiusrichtung ist schmaler
als die Breite des Permanentmagneten 35 entlang der Umfangsrichtung
gebildet.
-
4A ist
ein teilweise gestreckter Aufriss des Statorkerns 23 bei
dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger,
der in 1 gezeigt ist. 4B ist ein
teilweise gestreckter Aufriss des Statorkerns 33 bei dem
Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger, der in 1 gezeigt
ist. In 4A bezeichnet die Bezugsziffer 231 die
Zähne des
Statorkerns 23, und das Bezugszeichen „t" zeigt die Breite entlang der Umfangsrichtung
an. In 4B bezeichnet die Bezugsziffer 331 jeden
Zahn des Statorkerns 33, und das Bezugszeichen „t" zeigt die Breite
von jedem Zahn 331 entlang der Umfangsrichtung an.
-
Es
ist möglich,
den Fluss eines kurzgeschlossenen magnetischen Flusses bei der vorderen Endoberfläche des
Zahns in der Radiusrichtung, wenn die vordere Spitzenend oberfläche der
Zähne 231 und 331 auf
der Innenseite entlang der Radiusrichtung den Platzierungsbereich
der Permanentmagneten 25 und 35 entlang der Umfangsrichtung kreuzt,
zu eliminieren oder zu verhindern. Es ist dadurch möglich, die
Ausgangsleistung des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers des ersten Ausführungsbeispiels
um die Menge des kurzgeschlossenen magnetischen Flusses zu erhöhen.
-
(Vergleichendes Beispiel)
-
5A ist
ein teilweise gestreckter Aufriss eines Statorkerns bei einem Fahrzeugwechselstromerzeuger
als ein vergleichendes Beispiel. 5B ist ein
teilweise gestreckter Aufriss des anderen Statorkerns bei dem Fahrzeugwechselstromerzeuger
als vergleichendes Beispiel.
-
Der
Fahrzeugwechselstromerzeuger als das vergleichende Beispiel, das
in 5A und 5B gezeigt
ist, hat die Zähne 231' und 331' eines Paars der
Statorkerne (Ankereisenkerne) 23 und 33, bei denen
die Breite der vorderen Spitzenendoberfläche von jedem Zahn entlang
der Umfangsrichtung auf der Innenseite in der Radiusrichtung größer als
die Breite von jedem der Permanentmagneten 25 und 35 entlang
der Umfangsrichtung gebildet ist. In 5B bezeichnet
das Bezugszeichen t' die
Breite von jedem der Zähne 231' und 331' entlang der
Umfangsrichtung. Bei diesem Fall ist es offensichtlich, einen Kurzschluss
zwischen einem Nordpol (N) und einem Südpol (S) von jedem der Permanentmagneten 25 und 35,
der bei einem Paar von Seitenoberflächen hin zu einer annähernden
Umfangsrichtung des Permanentmagneten durch die vordere Spitzenendoberfläche von
jedem der Zähne 231' und 331' auf der Innenseite
in der Radiusrichtung erzeugt wird, zu bewirken.
-
In 4A, 4B, 5A und 5B zeigt
jeder Pfeil die Richtung des Leckens des magnetischen Flusses der
Permanentmagneten 25 und 35 an, und die Größe des Pfeils
zeigt eine Menge des Leckens des magnetischen Flusses an, wobei
die Länge
des Pfeils eine Länge
des magnetischen Wegs bzw. des Kraftlinienwegs bezeichnet. 5A und 5B zeigen
die Pfeile verschiedener Größen, die
einer unterschiedlichen Zwischenraumlänge von jedem Teil bei den
Permanentmagneten 25 und 35, die durch eine Neigung
des Permanentmagneten bewirkt wird, entsprechen.
-
Wie
aus 4A und 4B offensichtlich ist,
ist die Besetzungsrate der Zähne 231 und 331 in der
Umfangsoberfläche
des Statorkerns 23 und 33 reduziert, wenn die
Breite der vorderen Spitzenendoberfläche von jedem der Zähne 231 und 331 entlang der
Umfangsrichtung auf der Innenseite in der Radiusrichtung schmal
wird. Dies verringert die Menge des magnetischen Feldflusses, der
von den Lundel-Rotorkernen 21 und 31 zu den Statorkernen 23 und 33 fließt, und
die Ausgangsleistung des Fahrzeugwechselstromerzeugers wird dadurch
verringert.
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Es
ist möglich,
eine solche Verringerung der Ausgangsleistung durch ein Erhöhen der
Zahl von Schlitzen pro Pol und pro Phase, wie in 6A und 6B gezeigt
ist, verglichen mit der Konfiguration der Schlitze, die in 4A, 4B, 5A und 5B gezeigt
ist, zu beheben. 6A ist eine Ansicht, die ein
Verformungsbeispiel des Statorkerns bei dem Fahrzeugwechselstromerzeuger,
der in 1 gezeigt ist, zeigt. 6B ist
eine Ansicht, die ein Verformungsbeispiel des Statorkerns bei dem Fahrzeugwechselstromerzeuger,
der in 1 gezeigt ist, zeigt. In 6A und 6B bezeichnet
das Bezugszeichen S einen Schlitz des Statorkerns.
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(Linienrillenstruktur
der Klauenpole 213 und 313)
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Wenn
die Zahl der Permanentmagneten 25 und 35 und der
Zähne 231 und 331 erhöht wird,
erhöht
sich die Menge eines Wirbelstroms bei der äußeren Umfangsoberfläche der
Klauenpole 213 und 313, und der Wirbelstromverlust
wird dadurch erhöht, und
die Temperatur der Feldspule ist durch die Wärmeübertragung von den Klauenpolen 213 und 313 erhöht.
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Das
Problem kann durch ein Bilden von mehreren Rillen 2131 in
der Oberfläche
von jedem Klauenpol 213 bei dem Rotorkern 21 des
Lundel-Typs gelöst
werden, um die Gesamtlänge
des Stromwegs des Wirbelstroms zu verlängern, wie in 7 gezeigt ist. 7 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel von linienförmigen konkaven Rillen, die
in der Oberfläche
von jedem Klauenpol gebildet sind, mit der Konfiguration, die in 3 gezeigt
ist, zeigt. Die linienförmigen
Rillen sind ferner in der Oberfläche
von jedem Klauenpol 313 des Rotorkerns 31 des
Lundel-Typs gebildet.
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In 7 ist
eine Tiefe der linienförmigen
Rille 2131 annähernd
gleich der Breite eines Zwischenraums oder einer Zwischenraumlänge zwischen
dem Klauenpol 213 und dem Statorkern 23. Es ist
jedoch akzeptabel, die Zwischenraumlänge innerhalb eines spezifizierten
Bereichs zu ändern,
wenn der Fluss des magnetischen Feldflusses nicht verhindert wird.
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Es
ist bevorzugt, die Breite von jeder linienförmigen konkaven Rille 2131 so
schmal wie möglich zu
verringern, um zu verhindern, dass die Menge des magnetischen Flusses
von den Klauenpolen 213 und 313 zu den Zähnen 231 und 331 fließt. Es ist
ferner bevorzugt, die Teilung der linienförmigen konkaven Rillen 2131 auf
kleiner als die Breite der Zähne 231 des
Statorkerns 23 entlang der Umfangsrichtung zu reduzieren.
Dies kann die Wirkung, die durch ein Verlängern des Flusswegs des Wirbelstroms
erhalten wird, verstärken.
Bei diesem Fall ist es bevorzugt, die Tiefe von jeder Rille 2131 so
groß wie
möglich
zu bilden, wenn der Fluss des magnetischen Feldflusses nicht verhindert
wird.
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Obwohl
es bevorzugt ist, dass die Richtung eines Verlängerns der linienförmigen konkaven
Rillen 2131, die parallel zueinander in der Oberfläche von jedem
Klauenpol gebildet sind, den Fluss des Wirbelstroms in einem rechten
Winkel schneidet, ist dieselbe durch diese Bedingung, wie beispielsweise
in 7 gezeigt ist, nicht begrenzt. Es ist ferner akzeptabel,
anstatt der linienförmigen
konkaven Rille 2131 eine kurvenförmige Rille zu bilden.
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Die
Verwendung der kurvenförmigen
Rille kann die Dichte des magnetischen Flusses zwischen den Klauenpolen 213 und 313 und
den Statorkernen 23 und 33 erhöhen und dadurch den Wirbelstromverlust
an der äußeren Umfangsoberfläche der
Klauenpole 213 und 313 verringern und die Erhöhung der Temperatur
der magnetischen Feldspule unterdrücken, selbst wenn die Zahl
der Zähne 231 und 331 erhöht wird.
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(Experimentelles Resultat)
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Ein
herkömmlicher
Fahrzeugwechselstromerzeuger hat eine einzelne Elektroleistungserzeugungseinheit
von 2,5kW mit einem Außendurchmesser
von 143mm und einer Längslänge oder
einer axialen Länge
von 140mm. Im Gegensatz dazu hat der Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger
mit der Konfiguration, die im Vorhergehenden gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben ist, ein Paar der Elektroleistungserzeugungseinheiten
von 2,5kW, und jede Einheit hat einen Außendurchmesser von 143mm und
eine axiale Länge
von 140mm. D. h., der Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger des ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung hat ein Paar der Elektroleistungserzeugungseinheiten, das
unabhängig
gesteuert werden kann, ohne die Größe des Fahrzeugwechselstromerzeugers
zu erhöhen,
nämlich
den Außendurchmesser
und die axiale Länge
des Fahrzeugwechselstromerzeugers verglichen mit der Größe des herkömmlichen
Fahrzeugwechselstromerzeugers zu erhöhen.
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ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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Im
Folgenden ist unter Bezugnahme auf 8 und 9 eine
Beschreibung der Konfiguration und des Charakteristikums des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angegeben.
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8 ist
eine schematische Schnittansicht des Fahrzeugwechselstromerzeugers,
der gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung mit einer ein zelnen Elektroleistungserzeugungseinheit,
die hauptsächlich
aus einem Rotorkern des Lundel-Typs und einem Anker zusammengesetzt ist,
ausgerüstet
ist. 9 ist ein teilweise gestreckter Aufriss des Lundel-Rotorkerns,
aus der Richtung hin zu dem Mittelpunkt des Lundel-Rotorkerns, der
in 8 gezeigt ist, betrachtet.
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Der
Fahrzeugwechselstromerzeuger gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
hat die einzelne Elektroleistungserzeugungseinheit, die sich hinsichtlich
der Konfiguration von dem Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeuger mit
einem Paar der Elektroleistungserzeugungseinheiten des ersten Ausführungsbeispiels,
das in 1 gezeigt ist, unterscheidet.
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Das
erste Charakteristikum des Fahrzeugwechselstromerzeugers gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
ist, dass die Mittelposition C11 von einem Scheibenteil 212 bei
einem Paar der Scheibenteile des Rotorkerns 21 des Lundel-Typs
in der Achsenrichtung auf der Rückseite
der vorderen Endoberfläche
f1 des Statorkerns 23 platziert ist, und die Mittelposition
C21 von dem anderen Scheibenteil 212' bei einem Paar der Scheibenteile
des Rotorkerns 21 des Lundel-Typs in der Achsenrichtung
auf der Vorderseite der hinteren Endoberfläche f1' des Statorkerns 23 platziert
ist. D. h., die Mittelposition von jedem der Scheibenteile 212 und 212' ist bei der Innenposition
des Statorkerns 23 platziert. Diese Konfiguration eines
Paars der Scheibenteile des Rotorkerns des Lundel-Typs kann die
axiale Länge
des Rotorkerns des Lundel-Typs in der Achsenrichtung reduzieren.
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Die
Statorspule 24 ist wie bei der Konfiguration der Statorspule 24 des
ersten Ausführungsbeispiels
aus den Statorspulen eines Typs mit einer sequenziellen Segmentverbindung
zusammengesetzt. Es ist dadurch möglich, die Länge der
Spulenenden 241 und 242 der Statorspule 24 in
der Achsenrichtung zu reduzieren.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
sind ferner die Permanentmagneten 25 zwischen den benachbarten
Klauenpolen in der Umfangsrichtung platziert, und jeder Klauenpol 213 erreicht
jeden äußeren Bereich
des inneren Scheibenteils 212 und 212' in der Radiusrichtung,
und jeder Permanentmagnet 25 erreicht die Außenseite
der inneren Scheibenteile 212 und 212' in der Radiusrichtung.
Es ist dadurch möglich,
das Auftreten des Leckens des magnetischen Flusses zwischen den
Klauenpolen 213 und den inneren Scheibenteilen 212 und 212' zu verhindern.
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Weiterhin
ist es wie bei der Konfiguration des ersten Ausführungsbeispiels akzeptabel,
die gleiche Charakteristik des ersten Ausführungsbeispiels zu haben, bei
der die Breite des vorderen Spitzenendteils von jedem Zahn des Statorkerns
(als der Ankereisenkern) 23 entlang der Umfangsrichtung
auf der Innenseite in der Radiusrichtung schmaler als die Breite
des Permanentmagneten 25 in der Umfangsrichtung und so
schmal wie möglich
ist. D. h., die verschiedenen Charakteristika der Konfiguration
des Tandem-Fahrzeugwechselstromerzeugers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
können
bei Fahrzeugwechselstromerzeugern eines verschiedenen Typs, wie
einem Fahrzeugwechselstromerzeuger eines herkömmlichen Typs, mit den gleichen
Wirkungen und der gleichen Wirkungsweise angewandt werden.
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Obwohl
spezifische Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben sind, ist es für Fachleute
offensichtlich, dass angesichts der allgemeinen Lehren der Offenbarung
verschiedene Modifikationen und Alternativen zu diesen Details entwickelt
werden könnten.
Demgemäß sollen
die besonderen Anordnungen, die offenbart sind, lediglich darstellend
sein und nicht auf den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung,
dem die volle Breite der folgenden Ansprüche und aller Äquivalente derselben
zu geben ist, begrenzt sein.