DE102007020253A1

DE102007020253A1 - Wechselstromgenerator für Elektromotorrad

Info

Publication number: DE102007020253A1
Application number: DE102007020253A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kariya Sakakibara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2007-12-06
Also published as: JP2007325330A

Abstract

Ein Wechselstromgenerator (1) für ein Elektromotorrad (500) weist eine Drehwelle auf, sowie eine an der Welle (2) befestigte Riemenscheibe (10), die eine Drehkraft aufnimmt, einen Rotor (3), der sich in Reaktion auf die Drehkraft mit der Welle (2) dreht, einen Stator (4), welcher den Rotor (3) umgibt, und einen Rahmen (5), mit welchem der Rotor (3) und der Stator (4) abgedeckt sind. Der Rahmen (5) weist eine zwischen der Riemenscheibe (10) und dem Rotor (3) in einer Axialrichtung der Welle (2) angeordnete Einlassöffnung (52) auf. Die Öffnung (52) weist einen Außendurchmesser entlang einer Radialrichtung, senkrecht zu der Achse der Welle (2) auf, und die Riemenscheibe (10) weist einen Maximaldurchmesser entlang der Radialrichtung auf. Ein Verhältnis des Maximaldurchmessers zu dem Außendurchmesser ist festgesetzt, kleiner oder gleich 0,85 zu sein.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wechselstromgenerator, welcher an einem Elektromotorrad montiert ist und elektrische Leistung erzeugt, mit welcher hauptsächlich eine Batterie geladen wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein Wechselstromgenerator für ein Elektromotorrad ist üblicherweise an einer Maschine des Motorrads angebracht, so dass er außerhalb der Maschine angeordnet und nach außen exponiert ist. Dieser Typ von Wechselstromgenerator ist z.B. in der veröffentlichten japanischen Patenterstoffenlegungsschrift Nr. 8-331786 offenbart. In dieser Offenlegungsschrift ist ein Wechselstromgenerator durch eine Welle des Wechselstromgenerators direkt mit einem Träger einer Maschine verbunden.
Da der in der Offenlegungsschrift offenbarte Wechselstromgenerator jedoch direkt an dem Maschinenträger angebracht ist, gelangt ein Teil der Kühlluft, welcher eine hohe Temperatur aufweist und von dem Wechselstromgenerator ausgestoßen wurde, nochmals durch die in einem Frontrahmen des Wechselstromgenerators ausgebildeten Einlassöffnungen in den Wechselstromgenerator. Die in dem Wechselstromgenerator erzeugte Wärme kann deshalb nicht in ausreichendem Maße nach außen abgegeben werden, so dass sich die Kühlleistung des Wechselstromgenerators verschlechtert. Die Lebensdauer der elektrischen Teile des Wechselstromgenerators ist in diesem Fall verkürzt. Da ein Stator und ein Rotor des Wechselstromgenerators ferner übermäßig er wärmt werden, wird die elektrische Leistungsausgabe des Wechselstromgenerators unerwünschterweise gesenkt. Es ist deshalb wünschenswert die Kühlleistung des Wechselstromgenerators zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in Anbetracht der Nachteile des herkömmlichen Wechselstromgenerators einen Wechselstromgenerator vorzusehen, welcher eine verbesserte Kühlleistung aufweist, so dass die Erzeugung von elektrischer Leistung verbessert wird, ohne dass die Herstellungskosten des Wechselstromgenerators oder das Gewicht des Wechselstromgenerators erhöht werden.
Entsprechend einem Aspekt der Erfindung wird das Ziel durch Vorsehen eines Wechselstromgenerators erreicht, welcher eine Drehwelle aufweist, sowie eine Drehkraftaufnahmevorrichtung, die an der Drehwelle befestigt ist und eine Drehkraft aufnimmt, einen Rotor, welcher sich in Reaktion auf die Drehkraft mit der Drehwelle dreht, so dass ein drehender Magnetfluss erzeugt wird, einen Stator, welcher derart angeordnet ist, dass er den Rotor umgibt und in Reaktion auf den drehenden Magnetfluss elektrische Leistung erzeugt, sowie einen Rahmen, mit welchem der Rotor und der Stator abgedeckt sind. Der Rahmen weist eine um eine Achse der Drehwelle ausgebildete Einlassöffnung auf. Die Einlassöffnung ist zwischen der Drehkraftaufnahmevorrichtung und dem Rotor in einer Axialrichtung der Drehwelle angeordnet und weist einen Außendurchmesser entlang einer Radialrichtung, senkrecht zu der Achse der Drehwelle auf. Die Drehkraftaufnahmevorrichtung ist um die Achse der Drehwelle herum angeordnet und weist einen Maximaldurchmesser entlang der Radialrichtung auf. Ein Verhältnis des Maximaldurchmessers zu dem Außendurchmesser ist festgesetzt, kleiner oder gleich 0,85 zu sein.
Bei dieser Anordnung ist eine Positionsbeziehung zwischen der Einlassöffnung des Rahmens und der Drehkraftaufnahmevorrichtung entlang einer Radialrichtung, senkrecht zu der Axialrichtung derart festgesetzt, dass das Verhältnis des Maximal durchmessers zu dem Außendurchmesser kleiner oder gleich 0,85 ist. Die Einlassöffnung ist deshalb derart angeordnet, dass sie von der Drehkraftaufnahmevorrichtung entlang der Radialrichtung hervorsteht. Eine durch eine Peripherie der Drehkraftaufnahmevorrichtung entlang der Axialrichtung strömende Kühlluft kann in diesem Fall durch die Einlassöffnung direkt in den Wechselstromgenerator gelangen.
Der Rotor und der Stator, welche mit dem Rahmen abgedeckt sind, können dementsprechend durch die Kühlluft effizient gekühlt werden, so dass die Kühlleistung des Wechselstromgenerators verbessert wird. Da die Kühlleistung ferner durch lediglich das Ausbilden der Einlassöffnung an dem Rahmen verbessert wird, kann die Erzeugung von elektrischer Leistung in dem Wechselstromgenerator verbessert werden, ohne dass es zu einer Erhöhung der Herstellungskosten oder dem Gewicht des Wechselstromgenerators kommt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 eine Längsschnittansicht mit einer partiellen Seitenansicht zu Zwecken der Übersichtlichkeit eines Wechselstromgenerators für ein Elektromotorrad entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Frontansicht des in 1 gezeigten Wechselstromgenerators;
3 eine Heckansicht des in 1 gezeigten Wechselstromgenerators;
4 eine Seitenansicht eines Elektromotorrads, in welchem der in 1 gezeigte Wechselstromgenerator montiert ist; und
5 die Abhängigkeit einer elektrischen Stromausgabe des Wechselstromgenerators von einem Verhältnis eines Maximaldurchmessers einer Riemenscheibe zu einem Außendurchmesser einer Einlassöffnung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile, Elemente oder Glieder durchweg der Beschreibung bezeichnen, sofern nicht anderweitig bezeichnet. Diese Ausführungsform sollte jedoch nicht als die vorliegende Erfindung auf Anordnungen der Ausführungsform begrenzend ausgelegt werden und die Anordnung dieser Erfindung kann mit einer Anordnung auf der Grundlage des Standes der Technik kombiniert werden.
AUSFÜHRUNGSFORM
1 ist eine Längsschnittansicht mit einer partiellen Seitenansicht zu Zwecken der Übersichtlichkeit eines Wechselstromgenerators für ein Elektromotorrad entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, während 2 eine Frontansicht des in 1 gezeigten Wechselstromgenerators ist. 3 ist eine Heckansicht des in 1 gezeigten Wechselstromgenerators. 4 ist eine Seitenansicht des Elektromotorrads, an welchem der in 1 gezeigte Wechselstromgenerator montiert ist.
Wie in 4 gezeigt ist ein Wechselstromgenerator 1 an einer Halterung 200 einer Maschine 300 eines Elektromotorrads 500 angebracht, so dass eine Riemenscheibe des Wechselstromgenerators 1 an einer Frontseite entlang einer Fahrtrichtung des Motorrads 500 angeordnet ist. Die Riemenscheibe 10 nimmt durch einen Riemen 100 von der Maschine 300 eine Drehkraft auf.
Wie in 1, 2 und 3 gezeigt, weist der Wechselstromgenerator 1 eine durch die Riemenscheibe 10 repräsentierte Drehkraftaufnahmevorrichtung auf, sowie eine an der Riemenscheibe 10 befestigte Drehwelle 2, welche sich an einer Mittelachse der Welle 2 in Reaktion auf die Drehkraft dreht, einen säulenförmigen Rotor 3, welcher sich mit der Drehwelle 2 dreht, einen zylindrisch geformten Statur 4, welcher außerhalb des Rotors 3 in einer Radialrichtung des Wechselstromgenerators 1 derart angeordnet ist, dass er den Rotor 3 entlang einer Umfangsrichtung des Wechselstromgenerators 1 umgibt, ein Frontrahmen 5, mit welchem der Rotor 3 und der Statur 4 an der Frontseite abgedeckt sind, einen Heckrahmen 6, mit welchem der Rotor 3 und der Statur 4 an einer Heckseite des Wechselstromgenerators 1 abgedeckt sind, einen Gleichrichter 7, eine Bürstenvorrichtung 8, ein Ankerspannungssteuergerät 9, sowie eine Eckabdeckung 13, mit welcher der Gleichrichter 7, die Vorrichtung 8 und das Steuergerät 9 an der Heckseite abgedeckt sind.
Ein Hauptabschnitt des Rahmens 5 ist zwischen der Riemenscheibe 10 und dem Rotor 3 entlang einer Axialrichtung des Wechselstromgenerators 1, welche senkrecht zu der Radialrichtung ist, angeordnet.
Der Rotor 3 wirkt als ein Feld des Wechselstromgenerators 1 und ist mit der Welle 2 drehbar. Der Rotor 3 weist ein Paar von Polkernen 30 und 31 vom Lundell-Typ auf, sowie eine Feldspule 32, welche von den Kernen 30 und 31 umgeben ist, und Kühlgebläse 35 und 36, die jeweils an den Front- und Heckenden des Rotors 3 angeordnet sind. Der Kern 30 ist an der Frontseite des Kerns 31 angeordnet. Jeder der Kerne 30 und 31 weist einen Nabenabschnitt auf, welcher in die Welle 2 gepresst und an dieser befestigt ist, einen Scheibenabschnitt, welcher sich von einem Axialrichtungsende des Nabenabschnitts entlang der Radialrichtung erstreckt, sowie eine Mehrzahl von (z.B. sechs) stiftförmigen Magnetpolen, welche sich von einem äußeren Umfangsende des Scheibenabschnitts entlang der Axialrichtung erstrecken. Die Magnetpole des Kerns 30 und die Magnetpole des Kerns 31 sind entlang der Umfangsrichtung wechselweise derart angeordnet, dass sie nahe an dem Statur 4 sind. Die Spule 32 induziert in Reaktion auf einem Feldstrom ein Magnetfeld und die Magnetpole der Kerne 30 und 31 werden in Reaktion auf das Magnetfeld zu N- und S-Polen magnetisiert, so dass sie einen drehenden Magnetfluss erzeugen.
Das Kühlgebläse 35 ist an einer Frontoberfläche des Kerns 30 durch Schweißen oder dergleichen befestigt, so dass es dem Frontrahmen 5 gegenüberliegt. Das Gebläse 35 weist eine Vielzahl von Blättern auf, welche entlang der Umfangsrichtung ausgerichtet sind, und sämtliche der Blätter oder ein Teil der Blätter sind derart geneigt, dass das Gebläse 35 als ein Mischströmungsgebläse wirkt. Wenn es eine Kühlluft aufnimmt, welche in den Wechselstromgenerator 1 gelassen wird, führt das Gebläse 35 einen Teil der Luft entlang der Radialrichtung (oder Zentrifugalrichtung) und führt den anderen Teil der Luft entlang der Axialrichtung.
Das Gebläse 36 ist an einer Eckoberfläche des Kerns 31 befestigt. Das Gebläse 36 weist eine Vielzahl von Blättern auf, welche entlang der Umfangsrichtung ausgerichtet sind, und sämtliche der Blätter sind derart festgesetzt, dass sie zu der Heckoberfläche des Kerns 31 senkrecht sind, so dass das Gebläse 36 als ein Zentrifugalgebläse wirkt. Wenn es eine Kühlluft aufnimmt, die in den Wechselstromgenerator 1 gelassen wird, fürt das Gebläse 36 die Luft entlang der Radialrichtung (oder Zentrifugalrichtung).
Der Stator 4 weist einen Statorkern 40 und eine Statorwicklung 41 auf. Der Kern 40 weist eine Vielzahl von Schlitzen (nicht gezeigt) auf und die Wicklung 41 ist in die Schlitze eingefügt und von beiden Endoberflächen des Kerns 40 in Axialrichtung exponiert. Die von den Endoberflächen des Kerns 40 exponierte Wicklung 41 bildet an der Frontseite ein Frontspulenende und an der Heckseite ein Heckspulenende.
Die Riemenscheibe 10 ist um die Mittelachse der Welle 2 herum angeordnet und steht von dem Mittelpunkt des Frontrahmens 5 in Richtung der Frontseite entlang der Axialrichtung hervor. Der Rahmen 5 weist eine Vielzahl von Einlassöffnungen 52, sowie eine Vielzahl von Auslassöffnungen 51 auf. Die Öffnungen 52 sind um die Mittelachse der Welle 2 konzentrisch ausgebildet, so dass sie entlang der Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Die Öffnungen 52 sind zwischen der Riemenscheibe 10 und dem Ro tor 3 in Axialrichtung angeordnet und liegen dem Kühlgebläse 35 entlang der Axialrichtung gegenüber. Eine Kühlluft, welche entlang der Axialrichtung strömt, passiert durch die Öffnungen 52 in Richtung der Blätter des Gebläses 35. Die Öffnungen 51 sind um die Mittelachse der Welle 2 an einer äußeren Umfangsseite des Frontspulenendes der Wicklung 41 ausgebildet, so dass sie entlang der Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Der Rahmen 5 weist ferner ein Lager 54 mit einem Innenring 53 auf, und der Innenring 53 ist an einem Frontende der Welle 2 angebracht, so dass er die Welle 2 drehbar hält.
Sowohl der Frontrahmen 5 als auch der Heckrahmen 6 weisen eine Vielzahl von Löchern auf, welche entlang der Umfangsrichtung ausgerichtet sind, so dass sie in den Löchern eine Vielzahl von Sätzen von Gewindebolzen 60 und Mutter 63 aufnehmen. Der Statorkern 40 des Stators 4 weist eine Vielzahl von Löchern auf, welche in einem äußeren Umfangsabschnitt des Stators 4 geöffnet und entlang der Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Jeder Gewindebolzen 60 dringt durch die Löcher des Kerns 40 und die Rahmen 5 und 6, welche entlang der Axialrichtung ausgerichtet sind, ein, und ist mit der Mutter 63 festgezogen, so dass der Stator 4 zwischen dem Rahmen 5 und 6 befestigt ist. Der Rahmen 6 weist ferner ein Lager 61 auf, so dass er ein Heckende der Welle 2 drehbar hält. Die Rahmen 5 und 6 halten deshalb die Welle 2 drehbar. Der Rahmen 6 weist eine größere Einlassöffnung 62 und eine Vielzahl von Auslassöffnungen (nicht gezeigt) auf. Die Einlassöffnung 62 ist an der Heckseite des Kühlgebläses 36 ausgebildet. Die Auslassöffnungen sind an einer äußeren Umfangsseite des Heckspulenendes der Wicklung 41 ausgebildet und entlang der Umfangsrichtung ausgerichtet.
Die Heckabdeckung 13 weist eine Vielzahl von Einlassöffnungen 14 auf, welche entlang der Umfangsrichtung an ihrer Endoberfläche der Heckseite ausgerichtet sind.
Die Riemenscheibe 10 ist derart angeordnet, dass sie in Bezug auf die Mittelachse der Welle 2 beinahe symmetrisch ist. Die Riemenscheibe 10 weist einen scheibenförmigen Nabenabschnitt 11 und eine zylindrische Riemenaufnahmevorrichtung 12 auf, welche sich von dem Nabenabschnitt 11 in Richtung der Frontseite entlang der Axialrich tung erstreckt. Der Nabenabschnitt 11 ist an sowohl einem Frontende der Drehwelle 2, als auch dem Innenring 53 des Lagers 54 des Rahmens 5 entlang der Axialrichtung angebracht. Die Riemenaufnahme 12 weist eine Vielzahl von Auskehlungen auf, welche entlang der Axialrichtung an ihrer äußeren Oberfläche ausgerichtet sind, so dass der Riemen 100 (siehe 4), welcher um die Riemenaufnahme 12 gewickelt ist, sich an der Riemenaufnahmevorrichtung 12 bewegt, ohne an der Riemenaufnahmevorrichtung 12 durchzurutschen. Um die Riemenscheibe 10 an der Welle 2 zu befestigen, weist die Welle 2 ein in einem Loch ihres Frontendes ausgebildetes Innengewinde auf, sowie eine Mutter 20, und ein in einem Mittelloch des Nabenabschnitts 11 sowie das Loch der Welle 2 eingefügter Bolzen machen den Nabenabschnitt 11 an der Welle 2 fest.
Der Frontrahmen 5 weist zwei Streben 55 und 56 auf, welche sich beinahe entlang der Radialrichtung erstrecken und entlang der Umfangsrichtung weg voneinander angeordnet sind. Wie in 4 gezeigt, ist jede der Streben 55 und 56 an einer äußeren Oberfläche des Maschinenträgers 200 angebracht, so dass die Riemenscheibe 10 z.B. an der Frontseite der Einlassöffnungen 52 entlang der Fahrtrichtung des Motorrads 500 angeordnet ist. Der Wechselstromgenerator 1 kann deshalb an dem Motorrad 500 montiert sein.
Wenn eine Drehkraft von der Maschine 300 durch den Riemen 100 an die Riemenscheibe 10 übertragen wird, dreht sich der Rotor 3 mit der Drehwelle 2 an der Mittelachse der Welle 2. Ferner wird ein Feldstrom von einer Batterie (nicht gezeigt) an die Feldspule 32 des Rotors 3 durch die Bürstenvorrichtung 8 bereitgestellt, so dass die Magnetpole der Kerne 30 und 31 wechselweise zu N- und S-Polen magnetisiert werden. Da sich der Rotor 3 dreht, erzeugt der Rotor 3 einen drehenden Magnetfluss. Der Stator 4, welcher den Rotor 3 umgibt, erzeugt in Reaktion auf den drehenden Magnetfluss eine elektrische Leistung einer Wechselspannung. Das Ankerspannungssteuergerät 9 stellt die Wechselspannung ein und der Gleichrichter 7 richtet einen Wechselstrom der Spannung gleich. Eine eingestellte und gleichgerichtete elektrische Leistung wird an die Batterie bereitgestellt.
Das Gebläse 35 dreht sich ferner um den Rotor 3, so dass eine Kühlluft durch die Einlassöffnungen 52 entlang der Axialrichtung in den Wechselstromgenerator 1 gelangt und zu dem Gebläse 35 geführt wird. Das Gebläse 35 drückt einen Teil der Luft entlang der Axialrichtung heraus und drückt den anderen Teil der Luft entlang der Radialrichtung (oder Zentrifugalrichtung) heraus. Die entlang der Axialrichtung geführte Luft passiert durch einen offenen Raum zwischen den Magnetpolen der Kerne 30 und 31 und einen offenen Raum zwischen der Gruppe der Magnetpole, sowie dem Stator, so dass der Rotor 3 und der Stator 4 gekühlt werden. Die Luft wird anschließend von den Auslassöffnungen des Heckrahmens 6 ausgestoßen. Die andere Luft, welche entlang der Radialrichtung geführt wird, passiert durch das Frontspulenende der Wicklung 41, so dass die Wicklung 41 gekühlt wird, und wird von den Auslassöffnungen 51 ausgestoßen.
In dieser Ausführungsform wird eine Strömungsgeschwindigkeit der Luft, welche durch die Öffnungen 52 passiert, maximiert, da die Riemenscheibe 10 an der Frontseite des Wechselstromgenerators 1 derart angeordnet ist, dass eine Richtung der von der Öffnung 52 aufgenommenen Luft entgegensetzt der Fahrtrichtung des Motorrads 500 festgesetzt wird. Ein Volumen bzw. eine Menge der Luft ist deshalb groß. In 1 und 4 ist eine Strömungsrichtung der Kühlluft durch jeden der durch die gestrichelten Linien angegebenen Pfeile angegeben.
Das Gebläse 36 dreht sich mit dem Rotor 3, so dass eine Kühlluft durch die Einlassöffnungen 14 entlang der Axialrichtung in den Wechselstromgenerator 1 gelangt und den Gleichrichter 7, die Vorrichtung 8 und das Steuergerät 9 kühlt. Die Luft passiert anschließend durch die Einlassöffnung 62 und wird in die Nähe des Gebläses 36 geführt. Die Luft wird anschließend durch das Gebläse 36 in Richtung der Radialrichtung herausgedrückt und kühlt das Heckspulenende der Wicklung 41. Die Luft wird anschließend von den Auslassöffnungn des Heckrahmens 6 ausgestoßen.
Im Folgenden wird eine Positionsbeziehung zwischen der Riemenscheibe 10 und den Einlassöffnungn 52 des Frontrahmens 5 ausführlich beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, weist die mit der Achse der Welle 2 beinahe symmetrisch ausgebildete Riemenscheibe 10 einen Maximaldurchmesser ΦA entlang der Radialrichtung auf. Die Einlassöffnung 52 des Rahmens 5, welche um die Achse der Welle 2 konzentrisch ausgebildet sind, weisen einen Außendurchmesser ΦB entlang der Radialrichtung auf. Ein Verhältnis ΦA/ΦB des Maximaldurchmessers zu dem Außendurchmesser ist festgesetzt, kleiner oder gleich 0,85 zu sein.
Die Öffnungen 52 können in diesem Fall zuverlässigerweise außerhalb der Riemenscheibe 10 in Radialrichtung angeordnet sein. Eine beinahe entlang der Axialrichtung strömende Kühlluft kann mit anderen Worten durch die Öffnungen 52 gleichmäßig in den Wechselstromgenerator 1 gelangen, und die Öffnungen 52 können die Kühlluft, welche durch die Peripherie der Riemenscheibe 10 strömt, von der Frontseite direkt aufnehmen. Die Kühlleistung des Wechselstromgenerators 1 kann dementsprechend verbessert werden.
Eine Beziehung zwischen dem Verhältnis ΦA/ΦB und einem elektrischen Strom Ia, welcher von dem Wechselstromgenerator 1 ausgegeben wird, ist in 5 gezeigt. Diese Beziehung wird durch Messen des Stroms Ia erhalten, während das Verhältnis ΦA/ΦB in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 verändert wird. Der Wechselstromgenerator 1 ist während dieser Messung an dem Motorrad 500 in einem in 4 gezeigten Montagezustand montiert, und die Drehzahl der Maschine 300 ist auf 3000 U/min festgelegt.
Wenn das Verhältnis ΦA/ΦB, wie in 5 gezeigt kleiner oder gleich 0,5 ist, wird der elektrische Strom Ia im Wesentlichen auf einem Maximalwert gehalten. Wenn das Verhältnis ΦA/ΦB dagegen größer als 0,85 wird, wird der elektrische Strom Ia unerwünschter Weise gesenkt. Es wird dementsprechend realisiert, dass der Wechselstromgenerator 1 aufgrund der Verbesserung der Kühlleistung die elektrische Leistung effizient erzeugen kann.
Der Nabenabschnitt 11 der Riemenscheibe 10 weist ferner, wie in 1 gezeigt, einen Außendurchmesser ΦC entlang der Radialrichtung auf und der Außendurchmesser ΦC ist festgesetzt, kleiner als der Maximaldurchmesser ΦA der Riemenscheibe 10 zu sein. Der Außendurchmesser der Riemenaufnahmevorrichtung 12 gleicht deshalb dem Maximaldurchmesser ΦA, und der Außendurchmesser des Nabenabschnitts 11 ist kleiner als der Außendurchmesser der Riemenaufnahmevorrichtung 12. Ein offener Raum, welcher durch den Nabenabschnitt 11 unterteilt ist, kann in diesem Fall an der Frontseite der Einlassöffnung 52 erhalten werden, so dass ein Strömungswiderstand, der auf die Kühlluft wirkt, so dass verhindert wird, dass die Kühlluft durch die Öffnungen 52 in den Wechselstromgenerator 1 gelangt, verringert werden kann.
Die Öffnungen 52 weisen überdies einen Innendurchmesser ΦD entlang der Radialrichtung auf, und der Außendurchmesser ΦC des Nabenabschnitts 11 ist festgesetzt, kleiner als der Innendurchmesser ΦD zu sein. Ein weit offener Raum kann deshalb zuverlässiger Weise an der Frontseite der Einlassöffnung 52 erhalten werden und eine Kühlluft kann durch die Öffnungen 52 passieren, ohne wesentlich durch den Rahmenabschnitt 11 gestört zu werden. Der Strömungswiderstand kann dementsprechend weiter verringert werden.
Im Folgenden wird die Verbindung des Wechselstromgenerators 1 mit dem Maschinenträger 200 ausführlich beschrieben.
Die Streben 55 und 56 des Rahmens 5 weisen jeweils, wie in den 1 bis 3 gezeigt, Befestigungsabschnitte 55a und 56a, sowie flache Befestigungsoberflächen 55b und 56b auf, und die Anbringungslöcher 55c und 56c dringen jeweils durch die Abschnitte 55a und 56a entlang einer Eindringungsrichtung beinahe senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung der Oberflächen 55b und 56b ein. Die Streben 55 und 56 sind an dem Maschinenträger 200 derart angeordnet, dass jede flache Befestigungsoberfläche mit der oberen Oberfläche des Trägers 200 Kontakt bildet und sich im Wesentlichen parallel zu einer Ebene, welche die Axialrichtung enthält, erstreckt. Die Eindringungsrichtung der Anbringungslöcher 55c und 56c ist im Wesentlichen senkrecht zu der Axi alrichtung. Ein Befestigungselement, wie z.B. ein Bolzen und eine Mutter (nicht gezeigt) macht jede der Streben 55 und 56 an der Maschinenhalterung 200 durch Einfügen des Bolzens in jedes der Löcher 55c und 56c fest. Der Wechselstromgenerator 1 ist deshalb an dem Träger 200 fest angebracht.
Da die Befestigungselemente in die Löcher 55c und 56c, welche sich entlang der Einfügerichtung erstrecken, die im Wesentlichen senkrecht zu der Axialrichtung ist, eingefügt werden, können sich die flachen Oberflächen 55b und 56b der Streben 55 und 56 entlang der Axialrichtung erstrecken und eine Höhe H1 (siehe 2) des Befestigungsabschnitts 55b sowie eine Höhe H2 (siehe 2) des Befestigungsabschnitts 56b entlang der Einfügerichtung kann im Vergleich zu einem Fall, in welchem die flache Befestigungsoberfläche sich entlang einer im Wesentlichen zu der Axialrichtung senkrechten Richtung erstreckt, verkürzt sein, obwohl die Streben 55 und 56 in diesem Fall verhindern, dass eine Kühlluft im Wesentlichen entlang der Axialrichtung strömt, so dass er durch die Einlassöffnung 52 in den Wechselstromgenerator 1 gelangt, sowie ein Volumen der Kühlluft, das durch die Streben 55 und 56 verhindert wird, verringert werden kann.
Diese Ausführungsform sollte nicht als auf diese Ausführungsform begrenzt ausgelegt werden. Der Wechselstromgenerator 1 ist in dieser Ausführungsform z.B. an dem Elektromotorrad 500 montiert. Der Wechselstromgenerator 1 kann jedoch an einem Fahrzeug, wie z.B. einem Trike, einem Quad, einem vierrädrigen Fahrzeug oder dergleichen montiert sein.
Anstatt der Riemenscheibe 10 kann ferner eine jegliche Drehkraftaufnahmevorrichtung, welche an der Welle 2 befestigt ist und eine Drehkraft der Maschine aufnimmt, verwendet werden.
Obwohl die Riemenscheibe 10 überdies an der Frontseite entlang der Fahrtrichtung des Motorrads 500 dieser Ausführungsform angeordnet ist, so dass die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft, welche durch die Öffnungen 52 aufgenommen wird, ma ximiert wird, kann die Riemenscheibe 10 an einer jeglichen Seite, wie z.B. der Heckseite entlang der Fahrtrichtung unter der Bedingung angeordnet sein, dass die Öffnungen 52, die zwischen der Riemenscheibe 10 und dem Rotor 30 in Axialrichtung angeordnet sind, das Verhältnis ΦA/ΦB kleiner oder gleich 0,85 erfüllen.
Obwohl die Riemenscheibe 10 dieser Ausführungsform durch den Riemen 100 gedreht wird, kann eine Drehkraftaufnahmevorrichtung, welche an der Welle 2 befestigt ist, eine Drehkraft von der Maschine 300 durch eine mit der Aufnahme koaxial verbundene Drehkraftübertragungsvorrichtung aufnehmen.
Obwohl die Vielzahl von Öffnungen 52 entlang der Umfangsrichtung des Wechselstromgenerators 1 angeordnet sind, kann eine einzelne Einlassöffnung 52, welche einen Außendurchmesser entlang der Radialrichtung aufweist, an dem Rahmen 5 angeordnet sein.
Die Anzahl der Streben ist nicht auf zwei begrenzt und kann eine, oder drei, oder mehr sein.

Claims

Wechselstromgenerator, aufweisend: eine Drehwelle (2); eine Drehkraftaufnahmevorrichtung (10), welche an der Drehwelle (2) befestigt ist und eine Drehkraft aufnimmt; einen Rotor (3), welcher sich mit der Drehwelle (2) in Reaktion auf die Drehkraft dreht, so dass ein drehender Magnetfluss erzeugt wird; einen Stator (4), welcher derart angeordnet ist, dass er den Rotor (3) umgibt, und in Reaktion auf den drehenden Magnetfluss elektrische Leistung erzeugt; und einen Rahmen (5; 6), mit welchem der Rotor (3) und der Stator (4) abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (5; 6) eine Einlassöffnung (52) aufweist, die um eine Achse der Drehwelle (2) derart ausgebildet ist, dass die Einlassöffnung (52) zwischen der Drehkraftaufnahmevorrichtung (10) und dem Rotor (3) in einer Axialrichtung der Drehwelle (2) angeordnet ist und einen Außendurchmesser entlang einer Radialrichtung, senkrecht zu der Achse der Drehwelle (2) aufweist, die Drehkraftaufnahmevorrichtung (10) um die Achse der Drehwelle (2) angeordnet ist und einen Maximaldurchmesser entlang der Radialrichtung aufweist, und ein Verhältnis des Maximaldurchmessers zu dem Außendurchmesser festgesetzt ist, kleiner oder gleich 0,85 zu sein.
Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, wobei die Drehkraftaufnahmevorrichtung (10) aus einer Riemenscheibe (10) ausgebildet ist, welche sowohl einen Nabenabschnitt (11), der an der Drehwelle (2) befestigt ist, sowie eine Riemenaufnahmevorrichtung (12), die sich von dem Nabenabschnitt (11) entlang der Radialrichtung erstreckt und die Drehkraft von einem Riemen (100) aufnimmt, aufweist, und ein Außendurchmesser des Nabenabschnitts (11) entlang der Radialrichtung kleiner als der Maximaldurchmesser ist.
Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, wobei die Drehkraftaufnahmevorrichtung (10) aus einer Riemenscheibe (10) ausgebildet ist, welche sowohl einen Nabenabschnitt (11) aufweist, welcher an der Drehwelle (2) befestigt ist, als auch eine Riemenaufnahmevorrichtung (12) aufweist, welche sich von dem Nabenabschnitt (11) entlang der Radialrichtung erstreckt und die Drehkraft von einem Riemen (100) aufnimmt, und ein Außendurchmesser des Nabenabschnitts (11) entlang der Radialrichtung kleiner als ein Innendurchmesser der Einlassöffnung (52) entlang der Radialrichtung ist.
Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rahmen (5; 6) eine Strebe (55; 56) aufweist, welche sich entlang einer Richtung, die beinahe senkrecht zu der Axialrichtung ist, erstreckt, die Strebe (55; 56) einen Befestigungsabschnitt (55a; 56a) mit einer Befestigungsoberfläche (55b; 56b) und einem Anbringungsloch (55c; 56c) aufweist, welches durch den Befestigungsabschnitt (55a; 56a) entlang einer Erstreckungsrichtung eindringt, die Befestigungsoberfläche (55b; 56b) sich im Wesentlichen parallel zu einer Ebene, welche die Achse der Drehwelle (2) enthält, erstreckt, so dass sie mit einer äußeren Oberflä che eines Maschinenträgers (200) eines Elektromotorrads (500) Kontakt bildet, wenn ein Befestigungselement, das in das Anbringungsloch (55c; 56c) eingefügt ist, den Wechselstromgenerator an dem Maschinenträger (200) befestigt, und die Erstreckungsrichtung im Wesentlichen senkrecht zu der Achse der Drehwelle (2) ist.
Wechselstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rahmen (5; 6) eine Strebe (55; 56) aufweist, welche an einem Maschinenträger (200) eines elektrischen Motorrads (500) derart angebracht ist, dass die Drehkraftaufnahmevorrichtung (10) an einer Frontseite der Einlassöffnung (52) entlang einer Fahrtrichtung des elektrischen Motorrads (500) angeordnet ist.