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QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE
ANMELDUNG
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Die
vorliegende Anmeldung bezieht sich auf die
japanische Patentanmeldung Nr. 2006-246927 , die
am 12. September 2006 eingereicht wurde, deren Inhalte hier durch
Bezugnahme miteinbezogen werden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeug-Wechselstromgenerator
und spezieller eine Verbesserung bei einer Rahmenkonstruktion des Fahrzeug-Wechselstromgenerators.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Es
gibt einen starken Bedarf nach Fahrzeug-Wechselstromgeneratoren,
die eine kompakte Größe und ein
geringes Geicht aufweisen und eine hohe Ausgangsleistung und einen
hohen Wirkungsgrad besitzen. Um diesen Bedarf zu adressieren müssen Fahrzeug-Wechselstromgeneratoren
eine erhöhte
Luftkühlqualität besitzen.
Demzufolge ist ein typischer herkömmlicher Fahrzeug-Wechselstromgenerator
in der folgenden Weise konfiguriert. Der hintere Rahmen desselben
enthält
einen Umfangswandabschnitt und einen Endwandabschnitt. Der Endwandabschnitt
besitzt einen zentrifugalen druckseitigen Abschnitt, der axialen
Frontenden von Zentrifugalflügeln
eines Kühllüfters gegenüberliegt,
und einen dem Wicklungsende gegenüberliegenden Abschnitt, der
zu einem Wicklungsende einer Statorwicklung hinweist. Der dem Wicklungsende
gegen überliegende
Abschnitt, der sich von dem zentrifugalen druckseitigen Abschnitt
zu dem Umfangswandabschnitt hin erstreckt, ist in einem vorbestimmten
Krümmungsradius
gebogen. Der Grund, warum der dem Wicklungsende gegenüberliegende
Abschnitt zur Seite des Wicklungsendes der Statorwicklung hin gebogen
ist, besteht darin, das Wicklungsende in zufriedenstellender Weise
zu kühlen,
indem die Kühlluft
abgelenkt wird, die radial nach außen hin entlang einer inneren
Endfläche
des Endwandabschnitts geblasen wird und zwar durch die Zentrifugalflügel oder
-schaufeln (Kühllüfter), der
an einer Rotorendfläche
montiert ist, zu dem Wicklungsende der Statorwicklung hin und zwar
so weit wie möglich.
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Es
ist bekannt Kühlluftdurchgänge in dem Wicklungsende
einer Statorwicklung auszubilden, um die Kühlqualität zu verbessern, wie dies beispielsweise
in der
japanischen Patentgazette
Nr. 2997288 offenbart ist, die einen Fahrzeug-Wechselstromgenerator
beschreibt, der eine Statorwicklung eines Segment-Sequenziell-Verbindungstyps
verwendet.
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Es
ist auch bekannt die Größe eines
Kühlluft-Austragfensters
zu vergrößern, welches
in einem äußeren Umfang
eines Rahmens eines Fahrzeug-Wechselstromgenerators ausgebildet
ist, damit die Kühlluftströmung sanft
von dem Austragfenster aus strömen
kann, wie dies in dem Journal von Nippon Denso Technical Disclosure,
veröffentlicht
am 15. März
1987 offenbart ist.
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Es
ist auch bekannt eine Lüfter-Führung vorzusehen,
die dem Kühllüfter gegenüberliegt
und zwar mit einem Vorsprung an einer Position, die radial außerhalb
von den Kühllüfter liegt,
um eine Kühlluftrückströmung durch
einen Spielraum zwischen dem Kühllüfter und
der Lüfterführung zu
blockieren, sodass dadurch der Kühlwirkungsgrad
verbessert wird, wie dies in dem Journal of Japan Institute of Invention and
Innovation offenbart, welches am 20. Dezember 1986 veröffentlicht
wurde.
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Jedoch
ist die Statorwicklung-Kühlkapazität der Konstruktion,
die in der
japanischen Patentgazette
Nr. 2997288 offenbart ist, dafür nicht ausreichend, um dem
wach senden Bedarf gerecht zu werden, dass nämlich Fahrzeug-Wechselstromgeneratoren eine
kompakte Größe und ein
geringes Gewicht aufweisen sollten und eine hohe Ausgangsleistung
besitzen sollten und zwar zusätzlich
mit hohem Wirkungsgrad. Um darüber
hinaus eine hochgesteckte Qualität
in der Geräuschentwicklung
eines Fahrzeugs zu realisieren, wird es erforderlich die Geräuschentwicklung
des Kühllüfters zu
reduzieren. Es wurde daher vorgeschlagen die Größe des Kühllüfters zu erhöhen oder
die Zahl der Lüfterblätter zu
erhöhen,
da ein Erhöhen
des Kühlluftvolumens
darin effektiv ist die Statorwicklung-Kühlkapazität zu vergrößern. Jedoch führt eine
Erhöhung
des Kühlluftvolumens
zu einer Vergrößerung des
Fahrzeug-Wechselstromgenerators und auch zu einer Vergrößerung der
Lüfterantriebsenergie.
Dies bringt wiederum ein Problem in Bezug auf starke Windgeräusche mit
sich.
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Das
Journal of Nippon Denso Technical Disclosure, welches oben erwähnt wurde,
offenbart eine Konstruktion, bei welcher ein Stufenabschnitt in
einer hinteren Rahmenendwand oder Endwandabschnitt ausgebildet ist,
sodass die Höhe
des Kühlluft-Austragfensters
vergrößert werden
kann, um die Kühlluft dort
hindurch sanft auszutragen und zwar ohne Änderung der longitudinalen
Länge des
Generators. Jedoch verbessert diese Konstruktion nicht die Statorwicklung-Kühlkapazität. Diese
Konstruktion sol. eine Kühlkapazität für eine Gleichrichtervorrichtung
verbessern und zwar durch Vergrößern des
Kühlluftvolumens,
was jedoch ein Problem entsprechend starker Windgeräusche wie
in dem oben erläuterten
Fall mit sich bringt.
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Das
Journal of Japan Institute of Invention and Innovation, welches
oben angegeben ist, offenbart die Ausbildung eines ringförmig gestalteten
Vorsprungs in der Lüfterführung, um
zu verhindern, dass die Kühlluft,
die durch den Kühllüfter geblasen
wird, zurückströmt, um dadurch
den Kühlwirkungsgrad
zu verbessern. Diese Konstruktion enthält jedoch keine Mitte, um die
Statorwicklung-Kühlkapazität zu verbessern.
Zusätzlich
kann bei dieser Konstruktion der Kühllüfter deformiert werden und
mit anderen Teilen interferieren, wenn der Rotor des Generators
mit hoher Drehzahl angetrieben wird (beispielsweise mit 20.000 U/Minute).
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung schafft einen Fahrzeug-Wechselstromgenerator,
mit:
einem Rahmen, der einen Endwandabschnitt und einen peripheren
Wandabschnitt enthält;
einen Statorkern, der an einer inneren Umfangsfläche des peripheren Wandabschnitts
fixiert ist;
eine Statorwicklung, die durch eine Vielzahl von
Phasenwicklungen gebildet ist, wobei die Statorwicklung um den Statorkern
gewickelt ist und hintere und vordere Wicklungsenden aufweist, die
axial nach hinten hin und nach vorne hin jeweils von dem Statorkern aus
ragen;
einem Rotor, der radial innerhalb des Statorkernes gelegen
ist und durch den Rahmen drehbar gehaltert ist; und
einem Kühllüfter mit
Zentrifugal-Lüfterblättern, der
an einer Endfläche
des Rotors befestigt ist;
wobei der periphere Wandabschnitt
eine Kühlluft-Austragsöffnung aufweist,
die sich an den Endwandabschnitt anschließt,
der Endwandabschnitt
einen den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegenden
Abschnitt aufweist, der den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegt bzw. zu diesen hin
weist, und einen dem Wicklungsende gegenüberliegenden Abschnitt aufweist,
der axial dem hinteren Wicklungsende gegenüberliegt,
der dem Wicklungsende
gegenüberliegende
Abschnitt in einem vorbestimmten Krümmungsradius gebogen ist und
sich von dem Abschnitt, welcher den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegt,
zu der Kühlluft-Austragsöffnung hin
erstreckt,
die innere Endfläche
des dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts mit einer Ausnehmung ausgebildet ist, die axial hinterhalb
einer radial verlaufenden Linie einer inneren Endfläche des
den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegenden
Abschnitts gelegen ist.
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Die
vorliegende Erfindung schafft auch einen Fahrzeug-Wechselstromgenerator,
der aufweist:
einen Rahmen, welcher einen Endwandabschnitt und
einen peripheren Wandabschnitt enthält;
einen Statorkern,
der an der inneren Umfangsfläche des
peripheren Wandabschnitts befestigt ist;
eine Statorwicklung,
die durch eine Vielzahl von Phasenwicklungen gebildet ist, wobei
die Statorwicklung um den Statorkern gewickelt ist und hintere und
vordere Wicklungsenden besitzt, die axial nach hinten hin und nach
vorne hin jeweils von dem Statorkern aus ragen;
einen Rotor,
der radial innerhalb des Statorkernes gelegen ist und durch den
Rahmen drehbar gehaltert ist; und
einen Kühllüfter mit Zentrifugal-Lüfterblättern, der
an einer Endfläche
des Rotors befestigt ist;
wobei der periphere Wandabschnitt
eine Kühlluft-Austragsöffnung benachbart
dem Endwandabschnitt aufweist,
der Endwandabschnitt einen den
Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegenden
Abschnitt aufweist, der axial den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegt, und einen dem Wicklungsende
gegenüberliegenden Abschnitt
aufweist, der axial dem hinteren Wicklungsende gegenüberliegt,
wobei
der dem Wicklungsende gegenüberliegende Abschnitt
mit einem vorbestimmten Krümmungsradius
gebogen ist und sich von dem den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegendem Abschnitt zu der Kühlluft-Austragsöffnung hin
erstreckt,
eine innere Endfläche des dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts mit einer Vielzahl von linearen Ausnehmungsnuten und
einer Vielzahl von linearen Vorsprung-Wänden ausgebildet ist, die sich jeweils
radial nach außen
hin erstrecken und so angeordnet sind, dass sie einander abwechselnd
und zwar in einer vorbestimmten Teilung entlang einer Umfangsrichtung
des Rotors.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ferner auch einen Fahrzeug-Wechselstromgenerator,
der folgendes aufweist:
einen Rahmen mit einem Endwandabschnitt
und mit einen peripheren Wandabschnitt;
einen Statorkern, der
an einer inneren Umfangsfläche
des peripheren Wandabschnitts befestigt ist;
eine Statorwicklung,
die durch eine Vielzahl von Phasenwicklungen gebildet ist und die
um den Statorkern herumgewickelt ist und wobei Wicklungsenden axial nach
hinten hin und nach vorne hin jeweils von dem Statorkern aus ragen;
einen
Rotor, der radial innerhalb des Statorkernes gelegen ist und der
durch den Rahmen drehbar gehaltert ist; und
einen Kühllüfter mit
Zentrifugal-Lüfterblättern, der
an einer Endfläche
des Rotors befestigt ist;
wobei der periphere Wandabschnitt
eine Kühlluft-Austragsöffnung benachbart
zu dem Endwandabschnitt aufweist,
der Endwandabschnitt einen
den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegenden
Abschnitt aufweist, der axial den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegt, und einen dem Wicklungsende
gegenüberliegenden Abschnitt
aufweist, der axial zu dem hinteren Wicklungsende hin zeigt,
der
zu dem Wicklungsende hin zeigende Abschnitt bzw. Wicklungsende gegenüberliegende
Abschnitt mit einem vorbestimmten Krümmungsradius gebogen ist und
sich von dem den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegendem
Abschnitt zu der Kühlluft-Austragsöffnung hin
erstreckt,
eine innere Endfläche des dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts mit einem Vorsprung ausgestattet ist, der sich entlang
einer Umfangsrichtung des Rotors an einer Position benachbart der Kühlluft-Austragsöffnung erstreckt
und der zu hinteren Wicklungsende hin ragt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich
einen Fahrzeug-Wechselstromgenerator zu schaffen, der eine gute
Statorwicklung-Kühlqualität bei reduzierten
Windgeräuschen
erreicht.
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Andere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen
und die anhängenden
Ansprüche.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
axiale Querschnittsansicht eines Fahrzeug-Wechselstromgenerators
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
teilweise vergrößerte Ansicht
von 1, wobei ein Teil eines hinteren Rahmens des Fahrzeug-Wechselstromgenerators
dargestellt ist;
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3 eine
teilweise vergrößerte Ansicht
von 2;
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4 eine
Frontansicht des hinteren Rahmens gesehen von der axialen hinteren
Seite her;
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5 eine
perspektivische Ansicht, welche eine Statorwicklung des Segment-Sequenziell-Verbindungstyps
wiedergibt;
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6 eine
Teildraufsicht eines Stators, der die Statorwicklung vom Segment-Sequenziell-Verbindungstyp
enthält;
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7 eine
Querschnittsansicht von den Hauptteilen eines hinteren Rahmens eines
Fahrzeug-Wechselstromgenerators gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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8 eine
Querschnittsansicht von Hauptteilen eines hinteren Rahmens eines
Fahrzeug-Wechselstromgenerators gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung; und
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9 eine
teilweise axiale Querschnittsansicht, welche die Hauptteile des
hinteren Rahmens des Fahrzeug-Wechselstromgenerators gemäß einer dritten
Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Erste Ausführungsform
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1 zeigt
eine axiale Querschnittansicht eines Fahrzeug-Wechselstromgenerators 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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Der
Generator 1 enthält
einen Rotor 2, der drehbar angetrieben wird, indem er mit
einem Drehmoment beaufschlagt wird, welches von einer Fahrzeugmaschine
(nicht gezeigt) über
eine Riemenscheibe her übertragen
wird, enthält
vordere und hintere Rahmen 3a, 3b, von denen jeder
eine napfförmige
Gestalt besitzt und drehbar den Rotor 2 über eine Lager
haltert, einen Stator 4, der zwischen den Rahmen 3a, 3b eingefasst
ist, eine Gleichrichtervorrichtung 5, einen Regulator 6,
welcher eine gleichgerichtete Gleichstrom-Ausgangsspannung der Gleichrichtervorrichtung 5 auf
einen gewünschten
Wert einstellt, eine Bürstenvorrichtung 7,
die einen Erregerstrom einer Feldwicklung 2a des Rotors 2 über einen Schleifring
(nicht gezeigt) zuführt,
eine Endabdeckung 8 mit einer napfförmigen Gestalt, welche an dem
Rahmen 3b angesetzt ist, um die Gleichrichtervorrichtung 5,
den Regulator 6 und die Bürstenvorrichtung 7 abzudecken,
und ein Paar von Kühllüftern 9,
die jeweils an Front- und hinteren Endflächen des Rotors 2 angebracht
sind.
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Der
Stator 4 enthält
einen Statorkern 4a mit einer zylinderförmigen Gestalt und ist radial
außerhalb
des Rotors 2 angeordnet, und eine Statorwicklung 4b,
die um den Statorkern 4a gewickelt ist. Die Statorwicklung 4b besitzt
ein Wicklungsende 4c, welches axial nach vorne hin von
dem Statorkern 4a ragt, und ein Wicklungsende 4d,
welches axial nach hinten hin von dem Statorkern 4a aus
ragt. Im Folgenden wird das Wicklungsende 4c als Front-Wicklungsende
bezeichnet und das Wicklungsende 4d wird als Heck-Wicklungsende
bezeichnet.
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In 2,
welche eine teilweise vergrößerte Ansicht
von 1 wiedergibt, bezeichnet jedes der Bezugszeichen 41, 41 einen
axial vorspringenden Verdrahtungsabschnitt, der sich axial hinterhalb
eines ringförmigen
Hauptabschnittes des Heck-Wicklungsendes 4d erstreckt.
Bei dieser Ausführungsform ist
angenommen, dass die axial vorragenden Verdrahtungsabschnitte 41, 42 einen
Teil des Heck-Wicklungsendes 4d bilden. Jeder der axial
vorspringenden Verdrahtungsabschnitte 41, 42 ist
durch einen Überkreuzungs-Verdrahtungsabschnitt
gebildet, der umfangsmäßig verlaufende Überkreuzungsdrähte aufweist,
und axial verlaufende Überkreuzungsdrähte aufweist,
und aus einem Neutral-Verdrahtungsabschnitt gebildet.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist jede der drei Phasenwicklungen der Statorwicklung 4b durch
eine Vielzahl von Teilwicklungen gebildet, die in Reihe geschaltet
sind und zwar durch die umfangsmäßig verlaufenden Überkreuzungsdrähte oder
die axial verlaufenden Überkreuzungsdrähte. Es
ist zu bevorzugen, dass die umfangsmäßigen Überkreuzungsdrähte und
die axialen Überkreuzungsdrähte in solcher Weise
angeordnet werden, dass sie sich in axialer Richtung nach hinten
hin von dem ringförmigen Hauptabschnitt
des Heck-Wicklungsendes 4d erstrecken, welches durch Wicklungsenden
der Teilwicklungen gebildet ist. Der Neutral-Verdrahtungsabschnitt
enthält
Neutral-Leitungen
oder -Drähte,
die sich in der Umfangsrichtung erstrecken und die ein Ende der
Phasenwicklungen, die an unterschiedlichen umfangsmäßigen Positionen
gelegen sind, mit einem Neutral-Punkt verbinden. Es ist zu bevorzugen,
dass die Neutral-Drähte
auch in solcher Weise angeordnet werden, dass sie sich axial nach
hinten hin von dem ringförmigen
Hauptabschnitt des Heck-Wicklungsendes 4d erstrecken.
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Der
Kühllüfter 9 an
der hinteren Seite besitzt Zentrifugal-Lüfterblätter, die radial nach außen von Kühlluft-Einlasslöchern 30 gelegen
sind, die in dem hinteren Rahmen 3b ausgebildet sind, und
radial innerhalb der Statorwicklung 4b ausgebildet sind.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Kühllüfter 9 radial innerhalb
eines axialen Spielraumes X zwischen dem Heck-Wicklungsende 3d und
der inneren Endfläche des
Rahmens 3b gelegen. Es sei darauf hingewiesen, dass, obwohl
dies in 1 nicht gezeigt ist, die umfangsmäßigen Überkreuzungsdrähte, die
axialen Überkreuzungsdrähte und
auch die neutralen Drähte bzw.
Neutral-Drähte
des Heck-Wicklungsendes 4d in dem axialen Spielraum X gelegen
sind.
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Der
Kühllüfter 9 an
der hinteren Seite arbeitet in solcher Weise, um Zentrifugal-Kühlluft, welche in die Rahmen 3a, 3b strömt, durch
Kühlluft-Einlassfenster
zu blasen, die in der Endabdeckung 8 ausgebildet sind,
und über
Kühlluft-Einlasslöcher 30,
die in dem Rahmen 3b ausgebildet sind, um die Statorwicklung 4b und
andere Teile zu kühlen.
Da die Örtlichkeit,
die Konstruktion und die Betriebsweise des Kühllüfters an der Frontseite ähnlich mit
denjenigen des Kühllüfters an
der hinteren Seite sind, wird hier eine Erläuterung weggelassen.
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Als
nächstes
folgt eine Erläuterung
in Verbindung mit dem Rahmen 3b unter Hinweis auf 2.
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Der
Rahmen 3b, der durch einen Endwandabschnitt 31 und
einen peripheren Wandabschnitt 32 gebildet ist, ist einstückig oder
zusammenhängend
in der Gestalt eines Napfes durch Aluminium-Tiefziehformung ausgebildet.
Da der Rahmen 3a ähnlich
dem Rahmen 3b in der Konstruktion ist, wird eine Erläuterung
des Rahmens 3a hier weggelassen.
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Der
periphere Wandabschnitt 32 besitzt eine Kühlluft-Austragsöffnung 33,
die sich grob entlang dem gesamten Umfang desselben erstreckt und zwar
an dessen hinterem Endabschnitt benachbart dem Umfangsrand des Endwandabschnittes 31.
Die Kühlluft-Austragsöffnung 33 ist
mit einer Vielzahl von Rippen ausgestattet, die in regulären Intervallen
entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind. Der Endwandabschnitt
enthält
einen Ringabschnitt 311, der radial außerhalb von Kühlluft-Einlassöffnungen 30 gelegen
ist, einen Nabenabschnitt 312, der eine Drehwelle des Rotors
abstützt,
und einen Speichenabschnitt, der von dem Nabenabschnitt 312 zu
dem Ringabschnitt 311 verläuft.
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Der
Ringabschnitt 311 des Endwandabschnittes 31 enthält einen
den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegenden
Abschnitt 313, der radial innerhalb von dem radial äußeren Endabschnitt
des Kühllüfters 9 gelegen
ist, wie dies durch eine Zweipunkt-Strichlierungslinie Y in 2 gezeigt
ist, und welcher axial einem axialen hinteren Endabschnitt des Kühllüfters 9 gegenüberliegt,
und mit einem dem Wicklungsende gegenüberliegenden Abschnitt 314,
der radial außerhalb
von dem radialen äußeren Endabschnitt
des Kühllüfters 9 gelegen
ist und axial dem Heck-Wicklungsende 4d gegenüberliegt.
Der den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegende
Abschnitt 313 steht in Kontakt mit den Kühlluft-Einlasslöchern 30 an
dessen radialer innerer Endfläche 315.
Der dem Wicklungsende gegenüberliegende
Abschnitt 314 steht in Kontakt mit der Kühlluft-Austragsöffnung 33 und
zwar an dessen radialem inneren Endabschnitt. In 2 bezeichnet
das Bezugszeichen 313 eine innere Endfläche des den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegenden
Abschnitts 313, und das Bezugszeichen 316 bezeichnet eine
innere Endfläche
des dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314.
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Als
nächstes
folgt eine Erläuterung
einer Gestalt der inneren Endfläche 316 des
dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314, welche ein charakteristisches Merkmal dieser
Ausführungsform
ist, und zwar unter Hinweis auf 3, die eine teilweise
vergrößerte Ansicht
von 2 ist. In 3 sind der
Statorkern 4a und das Heck-Wicklungsende 4d zur Vereinfachung
der Darstellung weggelassen. Der durch unterbrochene Linie schraffierte
Bereich in 3 zeigt einen Abschnitt, der
aus der inneren Endfläche
eines herkömmlich
ausgebildeten dem Wicklungsende gegenüberliegenden Abschnitts ausgeschnitten
ist, um die innere Endfläche 316 des
dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314 dieser Ausführungsform herzustellen.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist die innere Endfläche 316 des
dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314 mit einer ringförmig gestalteten Ausnehmung 317 ausgebildet,
die axial hinterhalb einer Fortsetzungslinie W der inneren Endfläche 315 gelegen
ist und zwar von dem den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegendem Abschnitt 313,
der sich in radialer Richtung nach außen erstreckt. Mit anderen
Worten erstreckt sich die innere Endfläche 316 des dem Wicklungsende
gegenüberliegenden
Abschnitts 314 radial nach außen und zwar in einer Kurve,
die zu der axialen hinteren Seite von dem radial äußeren Ende
der inneren Endfläche 315 des
den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegenden
Abschnitts 313 gekrümmt
verläuft.
Wie in 2 gezeigt ist, ist die innere Endfläche 316 des dem
Wicklungsende gegenüberliegenden Abschnitts 314 axial
nach innen hin gebogen und zwar stärker an dem radialen äußeren Endabschnitt
desselben als an dem radialen inneren Endabschnitt desselben.
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In 3 zeigt
die Zweipunkt-Strichlierungslinie Z eine Gestalt der inneren Endfläche des
in herkömmlicher
Weise ausgebildeten dem Wicklungsende gegenüberliegenden Abschnitts in
einem axialen Querschnitt. Wie aus 3 hervorgeht
ist die innere Endfläche
des in herkömmlicher
Weise ausgebildeten dem Wicklungsende gegenüberliegenden Abschnitts R-gestaltet,
um die innere Endfläche 315 des den
Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegenden Abschnitts 313 mit
sanftem Übergang
oder glattem Übergang
mit der inneren Umfangsfläche
des peripheren Wandabschnitts 32 zu verbinden, und ist nicht
mit der Ausnehmung 317 ausgestattet.
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Im
Folgenden werden die hydrodynamischen Wirkungen der Ausnehmung 317 erläutert.
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Zuerst
wird die Kühlluft,
die entlang der inneren Endfläche 315 des
den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegenden
Abschnitts 313 und die innere Endfläche 316 des dem Wicklungsende
gegenüberliegenden
Abschnitts 314 axial nach vorne hin an einem Grenzbereich
zwischen der inneren Endfläche 315 und
der inneren Endfläche 316 abgelenkt.
Da dies bedeutet, dass eine Querschnittsfläche des Kühlluftdurchganges vergrößert ist,
tritt dort eine Wirbelströmung
der Kühlluft
auf. Dies erhöht
die Kühlqualität an dem
Rahmen 3b, da eine Grenzschicht sich von dem Rahmen 3b ablöst. Da zusätzlich die Kühlluft turbulent
ausgebildet wird, strömt
als ein Ergebnis ein Teil der Kühlluft
zu dem hinteren Wicklungsende 4d und es wird dadurch die
Kühlqualität an dem
hinteren Wicklungsende 4d ebenfalls verbessert. Ferner
werden die axial vorspringenden Verdrahtungsabschnitte 41, 42,
die in dem Spielraum X zwischen dem hinteren Wicklungsende 4d und
der inneren Endfläche 316 des
dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts gelegen sind, ebenfalls durch die Turbulenz der Kühlluft gut
gekühlt.
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Da
zweitens die innere Endfläche 316 des den
Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314 axial nach hinten hin an deren radialen
inneren Abschnitt gebogen ist, ist der radial äußere Abschnitt der inneren
Endfläche 316 des
dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314 axial nach vorne gebogen ist auch stärker gekrümmt als
der radial äußere Abschnitt
der in herkömmlicher
Weise ausgebildeten inneren Endfläche, die durch die Zweipunkt-Strichlierungslinie
Z gezeigt ist.
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Als
ein Ergebnis wird die Kühlluft,
die axial nach hinten hin entlang dem radialen inneren Abschnitt
der inneren Endfläche 316 des
dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314 strömt,
axial nach vorne hin abgelenkt und zwar aufgrund der abrupten Krümmung oder
Biegung zur axialen Frontseite der inneren Endfläche 316 des dem Wicklungsende
gegenüberliegenden
Abschnitts 314 hin. Es folgt daraus, dass die Kühlluft auf
das hintere Wicklungsende 4d geblasen wird, um das hintere Wicklungsende 4d zu
kühlen.
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Drittens
sorgt das Vorsehen der Ausnehmung 317 für einen Vorteil gemäß einer
Erhöhung
eines axialen Spielraumes zwischen den Spitzen der axial vorspringenden
Verdrahtungsabschnitte 41, 42 des hinteren Wicklungsendes 4d und
der inneren Endfläche 316 des
dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314. Dies verbessert die elektrische Isolation
der axial vorspringenden Verdrahtungsabschnitte 41, 42.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die oben erläuterte Gestalt der inneren
Endfläche 316 dem Wicklungsende
gegenüberliegenden
Abschnitts 314 auch für
das Front-Wicklungsende 4c angewendet werden
kann.
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4 zeigt
die Gestalt der Ausnehmung 317 im radialen Querschnitt.
In dieser Figur ist die Ausnehmung 317 in Gestalt von kreisförmigen Bögen ausgebildet
und mit einer Strichlierung versehen. Die Kühlluft-Einlasslöcher 30 sind
nicht dort gelegen, wo die Ausnehmung 317 an der radialen äußeren Seite nicht
vorhanden ist, um dadurch die Steifigkeit des Rahmens 3b zu
erhöhen.
Die Zahl der Abschnitte, wo die Ausnehmung 317 nicht ausgebildet
ist, kann beliebig sein.
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Als
nächstes
folgt eine Erläuterung
der Statorwicklung 4b.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird als Statorwicklung
4b eine Statorwicklung vom Segment-Sequenziell-Verbindungstyp
verwendet, wie in
5 und in
6 gezeigt
ist. Die Statorwicklung vom Segment-Sequenziell-Verbindungstyp besitzt eine
Konstruktion, bei der U-gestaltete Segmentleiter
100 (siehe
5)
in Schlitze des Statorkernes
4a axial hinter dem Statorkern
4a eingeführt sind
und die Enden der U-gestalteten
Segmentleiter
100 ragen dabei axial nach vorne hin und
zwar vorderhalb von dem Statorkern
4a und sind sequenziell
miteinander verbunden. Um hier mehr Details zu erfahren, wird beispielsweise
auf die
japanische Patentgazette
Nr. 2997288 hingewiesen. Wie aus
6 zu ersehen
ist, besitzen das Front-Wicklungsende
4c und das Heck-Wicklungsende
4d der
Statorwicklung
4b des Segment-Sequenziell-Verbindungstyps
eine Konstruktion, bei der die U-gestalteten Segmentleiter
100 dreidimensional
in einer geordneten Weise angeordnet sind. Dies schafft die Möglichkeit
kleine Kühlluftdurchgänge vorzusehen,
die in einer geordneten Weise angeordnet sind, derart, dass sie
zwischen benachbarten U-gestalteten Segmentleitern
100 liegen. Dies
schafft auch die Möglichkeit
in exakter Weise die Positionen der axial vorspringenden Verdrahtungsabschnitte
41,
42 zu
bestimmen, sodass dadurch wiederum die Möglichkeit geschaffen wird zu
verhindern, dass die axial vorspringenden Verdrahtungsabschnitte
41,
42 sich übermäßig der
Ausnehmung
317 nähern
oder diese berühren.
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Zweite Ausführungsform
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Als
nächstes
wird eine zweite Ausführungsform
der Erfindung unter Hinweis auf 7 erläutert. Die
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hinsichtlich der
Gestalt der inneren Endfläche 316 des
dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist die innere Endfläche 316 mit
einem knotenförmigen
Vorsprung 318 ausgestattet, der axial vorderhalb an einem
radialen äußeren Endab schnitt
derselben vorragt und zwar angrenzend an die Kühlluft-Austragsöffnung 33. Dieser
knotenförmige
Vorsprung 318 (knot-like projection) ist in einer ringförmigen Gestalt
oder bogenförmigen
Gestalt ähnlich
der Ausnehmung 317 ausgebildet, die in Verbindung mit der
ersten Ausführungsform
beschrieben wurde.
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Da
bei der vorliegenden Ausführungsform die
Kühlluft
entlang der inneren Endfläche 316 des dem
Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314 strömt
und den radial äußeren Endabschnitt
des Rahmens 3b erreicht, wird diese zwangsweise zu dem
Heck-Wicklungsende 4d durch den knotenförmigen oder schleifenförmigen Vorsprung 318 abgelenkt
und es wird möglich
die Kühlqualität an dem Heck-Wicklungsende 4d ohne
Vergrößerung des
Volumens der Kühlluft
zu verbessern.
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Da
der knotenförmige
oder schleifenförmige Vorsprung 318 in
dem radialen äußeren Endabschnitt
des dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314 vorgesehen ist, entsteht keine Gefahr dafür, dass
die axial vorspringenden Verdrahtungsabschnitte 41, 42 mit
dem knotenförmigen oder
schleifenförmigen
Vorsprung 318 interferieren.
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Dritte Ausführungsform
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Als
nächstes
wird eine dritte Ausführungsform
der Erfindung unter Hinweis auf 8 erläutert. Die
dritte Ausführungsform
unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform hinsichtlich der
Gestalt der inneren Endfläche 316 des
dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind zusätzlich zu
dem schleifenförmigen
oder knotenförmigen
Vorsprung 318 linear verlaufende Ausnehmungsnuten 319 und
lineare vorspringende Wände 320 an
der inneren Endfläche 316 des
dem Wicklungsende gegenüberliegenden
Abschnitts 314 in solcher Weise vorgesehen, dass diese
radial innerhalb des schleifenförmigen
Vorsprungs 318 gelegen sind und sich umfangsmäßig miteinander
in einer bestimmten Teilung abwechseln. Jede Ausnehmungsnut 319 erstreckt
sich von der inneren Endfläche 315 des
den Zentrifugal-Lüfterblättern gegenüberliegenden
Abschnitts 313 zu der Kühlluft-Austragsöffnung 33.
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9 zeigt
eine axiale Teil-Querschnittsansicht, welche die linearen Ausnehmungsnuten 319 und
die linearen Vorsprungswände 320 zeigt
und zwar gesehen von der Seite des Heck-Wicklungsendes 4d aus.
Wie in dieser Figur dargestellt ist, besitzt jede lineare Vorsprungswand 320 eine
Gestalt, die grob die gleiche ist wie ein Zentrifugal-Lüfterblatt und ein radial innenliegendes
Ende 321 derselben ist stromaufwärts von einem radialen äußeren Ende desselben
in Bezug auf die Drehrichtung des Rotors gelegen. Wie ferner aus
dieser Figur hervorgeht, besitzt jede lineare Vorsprungswand 320 eine
solche Gestalt, dass der Tangenten-Neigungswinkel θ1 derselben
an dessen radialem äußeren Ende
kleiner ist als der Tangenten-Neigungswinkel θ2 derselben an dessen radialem
inneren Ende. In 9 bezeichnet r1 einen Radius
der radialen inneren Enden der linearen Ausnehmungsnut 319 und
der linearen Vorsprungswand 320, und r2 bezeichnet einen
Radius der radialen äußeren Enden
der linearen Ausnehmungsnut 319 und der linearen Vorsprungswand 320.
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Bei
der oben beschriebenen Konfiguration dieser Ausführungsform wird die Kühlluft,
die radial entlang der inneren Endfläche 314 des dem Wicklungsende
gegenüberliegenden
Abschnitts 314 entlangströmt, sanft zu der axialen Frontseite
hin abgelenkt, da die Länge
des Kühlluftdurchgangs
oder Kühlluftkanals,
der zu dem schleifenförmigen
Vorsprung 318 führt,
lang ausgebildet ist und zwar aufgrund des Vorsehens der linearen
Ausnehmungsnuten 319 und der linearen Vorsprungswände 320.
Dies führt
zu den Vorteilen, dass der hydraulische Verlust reduziert wird und
dass auch die Kühlqualität an dem Heck-Wicklungsende 4d weiter
verbessert wird, da eine spiralförmige
Strömung
der Kühlluft
erzeugt wird und zwar axial hinterhalb dem Heck-Wicklungsende 4d.
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Die
Ausnehmungsnut 319 besitzt eine große Umfangsweite an einem Abschnitt,
welcher den axial vorspringenden Verdrahtungsabschnitten 41, 42 gegenüberliegt
und demzufolge kann eine Interferenz zwischen den axial vorspringenden
Verdrahtungsabschnitten 41, 42 und den Vorsprungswänden 320 einfach
verhindert werden.
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Die
oben erläuterten
bevorzugten Ausführungsformen
stellen Beispiele der Erfindung dar, deren Umfang sich einzig aus
den anhängenden
Ansprüchen
ergibt. Es sei darauf hingewiesen, dass Modifikationen an den bevorzugten
Ausführungsformen
von Fachleuten vorgenommen werden können.