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QUERBEZUG AUF EINE ZUGEHÖRIGE
ANMELDUNG
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Die
vorliegende Anmeldung bezieht sich auf die
japanische Patentanmeldung Nr. 2008-194252 , eingereicht
am 29. Juli 2008, und beansprucht die Priorität dieser
Anmeldung. Der Inhalt der japanischen Patentanmeldung wird hier
durch Bezugnahme eingeführt.
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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 eine rotierende elektrische
Maschine für Fahrzeuge, beispielsweise Personenkraftwagen
und Lastkraftwagen, und insbesondere auf eine rotierende elektrische
Maschine mit einem verbesserten Rotoraufbau, welcher aus Permanentmagneten
und Polkernen mit magnetischen Polklauenteilen besteht.
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2. Beschreibung des zugehörigen
Stands der Technik
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Verschiedene
Arten rotierender elektrischer Maschinen sind auf Fahrzeugen montiert.
Beispielsweise ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr.
JP H09-131030 ein
Wechselstromgenerator oder ein Fahrzeuggenerator für ein
Fahrzeug geoffenbart. Der herkömmliche Wechselstromgenerator
weist Permanentmagneten auf, die zwischen benachbarten magnetischen
Polklauenstücken angeordnet sind. Die magnetischen Polklauenstücke
sind ringförmig an der äußeren Umfangsfläche
eines Rotors der Lundell-Bauart angeordnet. Die magnetischen Polklauenstücke
stehen einander abwechselnd gegenüber. Die bauliche Kombination
der magnetischen Polklauenstücke und der Permanentmagneten
verhindert einen magnetischen Streufluss im Be reich zwischen benachbarten
magnetischen Polklauenstücken und erhöht hierdurch
die Größe des effektiven magnetischen Flusses.
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Zusätzlich
ist ein Flanschteil am äußeren Rand jedes der
magnetischen Polklauenstücke in dem Rotor der Lundell-Bauart
in dem Wechselstromgenerator mit der obigen Struktur angeformt,
um die Permanentmagneten in der Durchmesserrichtung des Rotors gegen
die Zentrifugalkräfte festzuhalten, welche erzeugt werden,
wenn der Rotor der Lundell-Bauart umläuft. Das Vorhandensein
der Flanschteile verhindert daher, dass die Permanentmagneten in
Richtung des Außendurchmessers durch die Zentrifugalkräfte
bewegt werden, welche beim Umlauf des Rotors erzeugt werden.
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Der
herkömmliche Wechselstromgenerator der obigen Struktur
hat jedoch einen Nachteil, da kein Permanentmagnet zwischen den
Flanschen der benachbarten magnetischen Polklauenstücke
angeordnet ist, welche ringförmig an dem Rotor der Lundell-Bauart
vorgesehen sind. Die obige Struktur des herkömmlichen Wechselstromgenerators
lässt daher den magnetischen Streufluss über den
Bereich zwischen den benachbarten Flanschen der benachbarten magnetischen
Polklauenstücke zu und vermindert dadurch die Größe
der elektrischen Leistung des Wechselstromgenerators. Das bedeutet,
je mehr die Dicke jedes der Flanschen, welche an den magnetischen
Polklauenstücken angeformt sind, in Durchmesserrichtung
(oder in Radiusrichtung) des Rotors vermindert wird, desto mehr
wird die Festigkeit der Flanschen gegen die Zentrifugalkräfte
vermindert. Mit anderen Worten, ein dünner Flansch des
magnetischen Polklauenstücks hat eine geringe Festigkeit gegen
die Zentrifugalkraft.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine rotierende elektrische
Maschine für Fahrzeuge zu schaffen, die Flanschen mit verbesserter
Festigkeit gegen Zentrifugalkräfte aufweist, welche zwischen
benachbarte Polklauenstücke von Polkernen eines Rotors
der Lundell-Bauart vorgesehen sind. Die rotierende elektrische Maschine
gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichet
eine Vergrößerung ihres Ausgangs, beispielsweise
einer Größe der elektrischen Leistung, wenn die
rotierende elektrische Maschine ein Wechselstromgenerator für
Fahrzeuge ist, und des Ausgangsdrehmoments der Maschine, wenn die
rotierende elektrische Maschine ein Wechselstrommotor ist.
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Zum
Erreichen der obigen Zwecke schafft die vorliegende Erfindung eine
rotierende elektrische Maschine für Fahrzeuge. Die rotierende
elektrische Maschine besitzt einen Rotor und einen Stator. Der Rotor
ist hauptsächlich aus einem Paar von Polkernen und einer
Anzahl von Permanentmagneten zusammengesetzt. Jeder der Polkerne
hat eine Anzahl von magnetischen Polklauenstücken. Jeder
der Permanentmagneten ist zwischen ein Paar von magnetischen Polklauenstücken
eingesetzt, welche zueinander benachbart sind. Der Statorkern ist
gegenüber dem Rotor angeordnet. In der rotierenden elektrischen
Maschine ist ein Flanschteil in einer Umfangsrichtung des Rotors
an jedem der magnetischen Polklauenstücke des Paars von
Polkernen angeformt, um die Permanentmagneten daran zu hindern,
sich in Außenradiusrichtung des Rotors zu bewegen. Eine Dicke
des Flanschteils nimmt in Richtung auf die Außenseite von
dem Boden oder der Wurzel des Flansches aus ab.
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Diese
Bauart des Rotors ermöglicht es, dass die nach außen
weisende Fläche der Flanschteile zwischen benachbarten
Polklauenstücken vermindert wird, und vermindert hierdurch
die Größe des magnetischen Steuerflusses zwischen
den benachbarten Flanschen, und erhöht den Ausgang (beispielsweise
die Größe der elektrischen Leistung und das Ausgangsmoment)
der rotierenden elektrischen Maschine gemäß der
vorliegenden Erfindung. Weiter ist es, da die Dicke jedes der Flanschteile
in der Radiusrichtung des Rotors von dem frontseitigen Teil zum
Bodenteil oder zur Wurzel des Flanschteils allmählich zunimmt,
für die Flanschteile der magnetischen Polklauenstücke
der Polkerne in dem Rotor möglich, eine geeignete Festigkeit
(oder eine geeignete Antizentrifugalfestigkeit) gegen Zentrifugalkräfte anzunehmen,
welche in dem Permanentmagneten in Richtung des Radius erzeugt werden,
wenn der Rotor umläuft.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine
bevorzugte, nicht im beschränkenden Sinne zu verstehende
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise
unter Bezugnahem auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es
stellen dar:
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1 eine
Abbildung, welche den gesamten Aufbau eines Wechselstromgenerators
als rotierende elektrische Maschine für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform
der Erfindung erkennen lässt;
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2 eine
Abbildung, welche einen Querschnittsausschnitt eines Teils eines
Rotors der Lundell-Bauart in dem Wechselstromgenerator nach 1 zeigt;
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3 eine
vergrößerte Ansicht, welche ein Flanschteil zeigt,
das an einem magnetischen Polklauenteil eines Polkerns des Rotors
der Lundell-Bauart in dem Wechselstromgenerator nach 1 angeordnet
ist;
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4 eine
Abbildung, welche eine Modifikation des Flanschteils zeigt, welches
an den magnetischen Polklauenteilen in den Polkernen des Rotors der
Lundell-Bauart in dem Wechselstromgenerator nach 1 angeformt
ist;
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5 eine
Abbildung, welche eine weitere Modifikation der magnetischen Polklauenteile
in den Polkernen des Rotors der Lundell-Bauart im Wechselstromgenerator
nach 1 erkennen lässt;
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6 eine
Abbildung, welche eine andere Modifikation des Permanentmagneten
zeigt, der zwischen den benachbarten magnetischen Polklauenstücken
in den Polkernen des Rotors der Lundell-Bauart im Wechselstromgenerator
nach 1 angeordnet ist; und
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7 eine
Abbildung, welche eine andere Modifikation der Flanschen und der
magnetischen Polklauenstücke in den Polkernen des Rotors
der Lundell-Bauart des Wechselstromgenerators nach 1 zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUGNSFORMEN
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Nachfolgend
werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
In der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen
bezeichnen gleiche Bezugssymbole oder Bezugszahlen gleiche oder entsprechende
Bauteile in den verschiedenen Abbildungen.
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Ausführungsform
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Es
sei eine Beschreibung einer rotierenden elektrischen Maschine für
ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 gegeben.
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1 ist
eine Abbildung, welche den gesamten Aufbau eines Wechselstromgenerators
als rotierende elektrische Maschine für ein Fahrzeug gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 1 dargestellt,
enthält der Wechselstromgenerator 1 gemäß der
Ausführungsform einen Rotor 2 der Lundell-Bauart
(oder kurz ”Rotor 2”), einen Stator 3,
ein frontseitiges Gehäuse 4, ein rückwärtiges
Gehäuse 5, eine Bürstenanordnung 6,
eine Gleichrichtereinrichtung 7, eine Spannungsregeleinheit 8 und
eine Riemenscheibe 9.
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Der
Rotor 2 enthält eine Anzahl von Polkernen 22, 23,
Permanentmagnete 29, Erregerspulen 21 und eine
Welle 24. Jeder der Polkerne 22 und 23 besitzt
einen magnetischen Klauenpol, welcher in Axialrichtung des Rotors 2 umgebogen
ist. Die magnetischen Polklauenstücke der Polkerne 22 und 23 sind
abwechselnd entlang der Umlaufrichtung des Rotors 2 angeordnet,
um einen magnetischen Nordpol (N-Pol) und einen magnetischen Südpol
(S-Pol) auszubilden. Jeder der Permanentmagneten 29 ist zwischen
den benachbarten magnetischen Polklauenstücken der Polkerne 22 und 23 angeordnet,
welche in der Axialrichtung des Rotors 2 einander gegenüberstehen.
Die Erregerspule 21 ist aus einem isolierten Kupferdraht
hergestellt. Die Erregerwicklung 21 ist konzentrisch gewickelt,
um in dem Rotor 2 eine zylindrische Gestalt auszubilden.
Kühlflügel oder Kühlrippen 25 sind
an den Endflächen in der Axialrichtung der Polkerne 22 auf
der Vorderseite (oder auf der Seite der Riemenscheibe 9 des
Wechselstromgenerators 1) durch Schweißung (beispielsweise
durch Vorsprung-Widerstandsschweißung) befestigt. Die Kühlrippen 25 haben
schräggestellte Blätter zur Einführung
von Kühlluft von der Vorderseite her und zur nachfolgenden
Abgabe der Kühlluft in Axialrichtung und in Radialrichtung
des Rotors 2. Die Kühlrippen 25 bilden
somit einen Axiallüfter oder eine Mischung aus einem Axiallüfter
und einem Zyklonlüfter.
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In
entsprechender Weise sind Kühlrippen 26 an die
axiale Endfläche des Polkerns 23 auf der Rückseite
des Wechselstromgenerators 1 durch Schweißung
(beispielsweise durch eine Vorsprung-Widerstandsschweißung)
befestigt. Die Kühlrippen 26 führen Kühlluft
von der Rückseite her zu und geben dann die Kühlluft
in Axialrichtung des Rotors 2 ab. Die oben beschriebene
Kühlluftanordnung liefert Kühlluft zu der Seite
der Permanentmagneten 29 des Rotors 2, um den
Temperaturanstieg der Permanentmagneten 29 zu verhindern.
Dies kann eine Verschlechterung der Magneteigenschaften unterdrücken
und die Zuverlässigkeit der Permanentmagneten 29 erhöhen,
welche an dem Rotor 2 durch Verbindungsmittel befestigt
sind.
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Schleifringe 27 und 28 sind
auf der Rückseite der Welle 24 befestigt. Die
Schleifringe 27 und 28 sind elektrisch mit den
beiden Enden der Erregerwicklung 21 verbunden. Die Bürstenanordnung 6 weist
Bürsten 61 und 62 auf, welche in Kontakt
mit den Schleifringen 27 und 28 gedrückt
werden. Ein Erregerstrom fließt von dem Gleichrichter 7 zu
der Erregerwicklung 21.
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Der
Stator 3 weist eine Anzahl von Nuten auf, die in einem
Statorkern 31 gebildet sind. Der Statorkern 31 steht
der äußeren Umfangsfläche des Rotors 2 gegenüber.
Eine dreiphasige Statorwicklung 32 ist mit vorbestimmten
Zwischenräumen in die Anzahl von Nuten gewickelt. Der Gleichrichter 7 richtet eine
Wechselspannung gleich, welche in der dreiphasigen Statorwicklung 32 induziert
wird und gibt eine Gleichspannung ab. Der Gleichrichter 7 ist
auf der der Riemenscheibe 9 gegenüberliegenden
Seite des Rotors 2 angeordnet. Die Gleichrichtereinrichtung 7 besteht
aus einer Entladungsplatte der positiven Elektrodenseite und einer
Entladungsplatte der negativen Elektrodenseite sowie einer Anzahl
von Gleichrichterelementen. Die Entladungsplatte der positiven Elektrodenseite
und die Entladungsplatte der negativen Elektrodenseite sind an vorbestimmten
Intervallen befestigt. Die Gleichrichterelemente sind durch Lötung
befestigt.
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Das
frontseitige Gehäuse 4 und das rückwärtige
Gehäuse 5 nehmen den Rotor 2 und den
Stator 3 auf. Der Rotor 2 ist an der Welle 24 in
dem frontseitigen Gehäuse 4 und dem rückwärtigen
Gehäuse 5 drehbar gelagert. Der Stator 3 ist
von der Außenfläche der Polkerne 22 und 23 des
Rotors 2 mit bestimmtem Zwischenraum beabstandet. Der Stator 3 ist
an vier Tragteilen 420 durch Schrauben 34 befestigt.
Die vier Tragteile sind in regelmäßigen vorbestimmten
Abständen längs der Drehrichtung des Rotors 2 angeordnet.
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Die
Spannungsregeleinrichtung 8 regelt die Ausgangsspannung
des Wechselstromgenerators 1 durch Einstellung des Erregerstroms,
der in der Erregerwicklung 21 fließt. Die Spannungsregeleinheit 8 hält
die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 1, welche
entsprechend der elektrischen Belastung und der Größe
der elektrischen Leistungserzeugung schwankt, annähernd
konstant.
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Die
Riemenscheibe 9 überträgt die Drehkraft der
Verbrennungsmaschine (nicht dargestellt) auf den Rotor 2 des
Wechselstromgenerators 1. Die Riemenscheibe 9 ist
an einem Ende (auf der den Schleifringen 27, 28 gegenüberliegenden
Seite) der Welle 24 durch eine Mutter 91 befestigt.
Die hintere Abdeckung 92 nimmt die Bürstenanordnung 6,
die Gleichrichtereinrichtung 7 und die Spannungsregeleinheit 8 auf.
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In
dem Wechselstromgenerator 1 mit der oben beschriebenen
Struktur nimmt der Rotor 2 die von der Maschine mit innerer
Verbrennung (nicht dargestellt) über einen Treibriemen
(nicht dargestellt) und die Riemenscheibe 9 übertragene
Drehkraft auf und dreht sich somit. Zu dieser Zeit wird, wenn eine Erregerspannung
an die Erregerwicklung 21 angelegt wird, um die magnetischen
Polklauenstücke der Polkerne 22 und 23 zu
erregen, eine Dreiphasen-Wechselspannung in dem Wechselstromgenerator 1 erzeugt.
Die Gleichrichtereinrichtung 7 gibt einen vorbestimmten
Gleichstrom ab.
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Als
nächstes sein nun eine Beschreibung des äußeren
Aufbaus der Permanentmagneten 29 gegeben, welche zwischen
den magnetischen Polklauenstücken im Rotor 2 des
Wechselstromgenerators 1 angeordnet sind.
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2 ist
eine Abbildung, welche einen Querschnitt eines Teils des Rotors 2 der
Lundell-bauart im Wechselstromgenerator 1 nach 1 zeigt.
Mit anderen Worten, 2 zeigt einen ausschnittsweisen Querschnitt
des Rotors 2 in einer Vertikalrichtung der Welle 24 an
einer Stirnfläche der Polkerne 22 und 23. 3 ist
eine Abbildung, welche einen vergrößerten Flanschteil
zeigt, welcher an den magnetischen Polklauenstücken in
den Polkernen 22 und 23 gemäß 2 angeordnet
ist. Jeder der Permanentmagnete 29 ist zwischen den magnetischen
Polklauenstücken 22A und 23A in einem
Paar von Polkernen 22 und 23 in solcher Ausrichtung
angeordnet, dass ein magnetischer Streufluss verhindert wird. Wenn
beispielsweise der Erregerstrom in der Erregerwicklung 21 fließt
und das magnetische Polklauenstück 22A des Polkerns 22 ein
Nordpol wird, und das andere magnetische Polklauenstück 23A des
Polkerns 23 ein Südpol wird, dann wird die Seite
des Permanentmagneten 29, welche dem magnetischen Polklauenstück 22A gegenübersteht,
ein Nordpol und die andere Seite des Permanentmagneten, welche dem
magnetischen Polklauenstück 23A gegenübersteht,
wird ein Südpol.
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Ein
Flanschteil 22B ist an dem magnetischen Polklauenstück 22A des
Polkerns 22 angeformt, welches von der äußeren
umfangsmäßigen Kante des magnetischen Polklauenstücks 22A gegen
die Radiusrichtung des Rotors 2 (gegen die Außendurchmesserseite
der Rotorwelle 24) vorsteht. Der Flanschteil 22B verhindert,
dass der Permanentmagnet 29 sich gegen die Außendurchmesserseite
des Rotors 2 bewegt. In entsprechender Weise ist ein Flanschteil 23B an
das magnetische Polklauenstück 23B des Polkerns 23 angeformt,
welches von der Außenumfangskante des magnetischen Polklauenstücks 23A gegen
die Radiusrichtung des Rotors 2 vorsteht. Das Flanschteil 23B verhindert,
dass sich der Permanentmagnet 29 in Richtung auf die Außendurchmesserseite
des Rotors 2 bewegt.
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Die
Dicke des Flanschteils 22B in Durchmesserrichtung erhöht
sich allmählich von der Dicke A an der Frontseite in Richtung
auf die Dicke B auf der Bodenseite oder an der Wurzel des Flanschteils,
wie in der 3 gezeigt ist.
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Die
Außenumfangsfläche (welche dem Statorkern 31 gegenübersteht)
des Flanschteils 22B hat einen konstanten Radius rund um
die Rotorwelle 24. Hierdurch kann ein Abstand vorbestimmter
Weite zwischen dem Statorkern 31 und dem Flanschteil 22B eingehalten
werden. An der inneren Umfangsfläche des Flanschteils 22B nimmt
der Radius, gemessen von der Rotorwelle 24 zu dem Flanschteil 22B allmählich
von dessen frontseitigem Ende zur Wurzel des Flanschteils 22B ab.
Jeder der Permanentmagnete 29 hat solche Gestalt, dass
sie der Innenumfangsfläche der Flanschteile 22B und 23B angepasst ist.
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In
dem Aufbau des Wechselstromgenerators 1 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform ist die radiale Dicke des
frontseitigen Teils dünner als diejenige des Bodenteils
oder der Wurzel jedes der Flanschteile 22B, 23B.
Das bedeutet, dass es möglich ist, die Fläche
zu vermindern, mit welcher sich die Flanschteile 22B und 23B,
welche an einem Paar der benachbarten magnetischen Polklauenstücke 22A, 23A angeformt
sind, einander gegenüberstehen. Diese Konstruktion der
Flanschteile 22B, 23B verhindert den magnetischen
Streufluss zwischen den Flanschteilen 22B und 23B und
ermöglicht es, dass die Größe der elektrischen
Ausgangsleistung des Wechselstromgenerators 1 erhöht
wird. Da weiter die radiale Dicke jedes der Flanschteile 22B, 23B sich von
dem Frontende zur Wurzel des jeweiligen Flanschteils vergrößert,
ist es möglich, dass die Flanschteile 22B, 23B ihre
Antizentrifugalfestigkeit gegen die Zentrifugalkräfte der
Permanentmagneten 29 beibehalten, wenn sich der Rotor 2 dreht.
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Da
der Permanentmagnet 29 ein Profil hat, bei welchem die
Außenseite mit Bezug auf die Radialrichtung des Permanentmagneten 29 sich
der inneren Umfangsfläche der entsprechenden Flanschteile 22B, 23B der
magnetischen Polklauenstücke 22A, 23A anpasst,
ist es möglich, dass die gesamte Innenfläche der
Flanschteile 22B, 23B die Zentrifugalkräfte von
dem Permanentmagneten 29 aufnimmt. Dies verhindert, dass
ein Teil des Permanentmagneten 29 eine übergroße
Beanspruchung erfährt und zu Bruch geht.
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Weiterhin
hat gemäß der vorliegenden Ausführungsform
der Erfindung die äußere Umfangsfläche
jedes der Flanschteile 22B, 23B denselben Radius
und es ist ein Abstand vorbestimmter Intervalle zwischen dem Statorkern 31 und
den Flanschteilen 22B, 23B vorgesehen. Diese Konstruktion
ermöglicht es, dass der magnetische Fluss zwischen den
magnetischen Polklauenteilen 22A, 23A einschließlich der
Flanschteile 22B, 23B und dem Stator 3 zustande
kommt. Durch diese Konstruktion wird auch die Größe
des Ausgangs elektrischer Leistung des Wechselstromgenerators 1 erhöht.
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Ferner
nimmt der Radius, gemessen von der inneren Umfangsfläche
jedes der Flanschteile 22B, 23B von der Seite
der Rotorwelle 24 des Rotors 2 aus gemessen allmählich
von dem frontseitigen Teil zu der Wurzel hin ab. Diese Konstruktion
stellt sicher, dass die Festigkeit jedes der Flanschteile 22B, 23B zunimmt.
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Modifikationen
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Das
Konzept der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform
des Wechselstromgenerators 1 beschränkt. Es ist
möglich, die Konstruktion der magnetischen Polklauenstücke
und der Flanschteile in dem Rotor des Wechselstromgenerators 1 zu
modifizieren.
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4 ist
eine Abbildung, welche eine Modifikation der Flanschteile zeigt,
die an den magnetischen Polklauenstücken in den Polkernen
des Rotors der Lundell-Bauart im Wechselstromgenerator 1 nach 1 angeformt
sind. Die Konstruktion der Flanschteile, welche in 4 gezeigt
ist, stellt eine Modifikation der Konstruktion der Flanschteile
gemäß 2 dar.
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Wie
in 4 gezeigt, hat der Bodenteil oder die Wurzel jedes
der Flanschteile 22B, 23B eine runde Gestalt oder
eine gekrümmte Gestalt. Diese Konstruktion gestattet es,
dass die innere Umfangsfläche der Flanschteile 22B, 23B sich
sanft in die magnetischen Polklauenstücke 22A, 23A einfügt.
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5 ist
eine Abbildung, welche eine weitere Modifikation der magnetischen
Polklauenstücke in den Polkernen des Rotors der Lundell-Bauart
im Wechselstromgenerator nach 1 verdeutlicht.
Die Konstruktion der magnetischen Polklauenstücke nach 5 stellt
eine Modifikation des Aufbaus der magnetischen Polklauenstücke
gemäß 2 dar. Wie in 5 gezeigt,
hat jedes der magnetischen Polklauenstücke 22A, 23A einen
konkaven Teil, welcher der äußeren Umfangsgestalt
des Permanentmagneten 29 in der Umfangsrichtung entspricht.
Das bedeutet, dass ein Teil des Permanentmagneten 29 in
den konkaven Teilen der benachbarten magnetischen Polklauenstücke 22A und 23A des
Paars der Polkerne 22 und 23 aufgenommen oder
eingepasst ist. Die Konstruktion der magnetischen Polklauenstücke
gemäß 5 gestattet es, dass die Permanentmagneten 29 an
den Polkernen 22 und 23 unabhängig von
einer Drehung des Rotors 2 befestigt sind. Weiter macht
es diese Konstruktion gemäß 5 möglich,
dass die Permanentmagneten 29 leicht in die magnetischen
Polklauenstücke der Polkerne des Rotors 2 des
Wechselstromgenerators 1 eingebaut werden können.
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6 ist
eine Abbildung, welche eine weitere Modifikation des Permanentmagneten
zeigt, der zwischen die benachbarten magnetischen Polklauenstücke
in den Polkernen des Rotors der Lundell-Bauart im Wechselstromgenerator
nach 1 angeordnet werden können. Die Konstruktion
der Permanentmagneten nach 6 ist eine
Modifikation der Konstruktion der Permanentmagneten nach 2.
Wie in 6 gezeigt, ist von der äußeren Oberfläche
jedes Permanentmagneten 29 mindestens eine von einer bodenseitigen
Oberfläche verschiedene Fläche durch ein Abdeckteil 30 bedeckt. Die
bodenseitige Oberfläche des Permanentmagneten 29,
welche nicht mit dem Abdeckteil abgedeckt ist, ist der Seite der
Rotorwelle zugewandt. Das Abdeckteil 30 ist aus einem nichtmagnetischen
Werkstoff gefertigt. Das Vorhandensein des Abdeckteils 30 kann
die während der Drehung des Rotors 2 auf die Permanentmagneten 29 wirkende
Spannung vermindern. Weiter verhindert das Vorhandensein des Abdeckteils 29 ein
Abplatzen von Fragmenten, wenn der Permanentmagnet 29 bricht.
Es ist zu bevorzugen, dass die gesamte Außenfläche
des Permanentmagneten 29 mit dem Abdeckteil 30 überdeckt wird. Es
ist auch möglich, das Abdeckteil 30 bei jeder
der Konstruktionen des Rotors 2 nach den 2 und 4 anzubringen.
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7 ist
eine Abbildung, welche eine weitere Modifikation der Flansche und
der magnetischen Polklauenstücke in den Polkernen des Rotors
der Lundell-Bauart des Wechselstromgenerators nach 1 zeigt.
Die Konstruktion des Rotors nach 7 ist eine
Modifikation der Konstruktion des Rotors nach 2.
Wie in 7 gezeigt, sind der Permanentmagnet 29,
das Abdeckteil 30, die magnetischen Polklauenstücke 22 und 23 mit
dem Flanschteil 22B und dem Flanschteil 23B durch
Klebemittel 131, 132 verbunden. Die Klebstoffteile 131, 132 sind
aus Kunstharz oder Gummi gefertigt. Es ist auch möglich, einen
Teil der gesamten Oberfläche des Permanentmagneten 29,
des Abdeckteils 30, der magnetischen Polklauenstücke 22, 23 mit
den Flanschteilen 22B, 23B durch Klebstoffteile
zu verbinden. In der Konstruktion des Rotors nach 7 sind
die Klebstoffteile 131, 132 in der Konstruktion
des Rotors gemäß 6 hinzugefügt.
Es ist auch möglich, die Klebstoffteile 131, 132 zu
den Konstruktionen gemäß dem Rotoraufbau nach
den 2, 4 und 5 hinzuzufügen.
In diesen Fällen liefern die Kühlflügel
oder Kühlrippen 25, 26 Kühlluft
zu den Klebstoffteilen 131, 132, um die Temperatur
der Klebstoffteile 131, 132 zu erniedrigen. Dies
erhöht die Zuverlässigkeit des Rotors des Wechselstromgenerators 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung.
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In
der zuvor beschriebenen Ausführungsform und den zuvor beschriebenen
Modifikationen wird das Konzept nach der vorliegenden Erfindung auf
einen Wechselstromgenerator 1 angewendet. Die vorliegende
Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform
und die Modifikationen beschränkt. Beispielsweise ist es
möglich, das Konzept nach der vorliegenden Erfindung auf
vielerlei Arten von rotierenden elektrischen Maschinen für
Fahrzeuge anzuwenden, beispielsweise auf eine rotierende elektrische
Maschine, welche sowohl die Funktion der Erzeugung elektrischer
Leistung als auch der Erzeugung eines Ausgangsdrehmoments hat, oder
auf eine rotierende elektrische Maschine, welche ein Ausgangsdrehmoment
ohne die Erzeugung elektrischer Leistung liefert.
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Weitere Merkmale und Wirkungen der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bei einer rotierenden
elektrischen Maschine vorzuziehen, dass eine äußere Oberfläche
jedes der Permanentmagneten eine Gestalt hat, welche der inneren
Umfangsfläche des Flanschteils jedes der magnetischen Polklauenstücke
angepasst ist. Diese Konstruktion ermöglicht es, dass die
gesamte Oberfläche des Permanentmagneten, welche Kontakt
mit den entsprechenden Flanschteilen hat, die Zentrifugalkräfte
aufnehmen kann. Das bedeutet, dass es möglich ist, übergroße Beanspruchungen,
welche auf einen Teil des Permanentmagneten wirken, zu vermeiden.
Dies verhindert Brüche der Permanentmagneten aufgrund von Überbeanspruchung.
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Gemäß wieder
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bei der rotierenden elektrischen
Maschine vorzuziehen, dass eine äußere Umfangsfläche
jedes der Flanschteile einen konstanten Radius, gemessen von einer
Mittelachse der Welle des Rotors, hat. Auch ist vorzuziehen, dass
ein Abstand vorbestimmter Weite zwischen einem Statorkern des Stators
und den Flanschteilen der magnetischen Polklauenstücke
der Rotorkerne in der rotierenden elektrischen Maschine gebildet
ist. Diese Konstruktion ermöglicht, dass die Größe
des magnetischen Flusses zwischen dem Stator und den magnetischen
Polklauenstücken einschließlich der Flanschteile
zustande kommt. Demzufolge ist es möglich, das Ausgangsdrehmoment
der rotierenden elektrischen Maschine (wenn diese ein Wechselstrommotor
ist) zu erhöhen, und die Größe der elektrischen
Leistung zu erhöhen, welche durch die rotierende Maschine
erzeugt wird (wenn die rotierende elektrische Maschine ein Wechselstromgenerator ist).
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Gemäß wiederum
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bei der rotierenden elektrischen
Maschine von Vorteil, wenn ein Radius, gemessen von der Welle aus,
von einem frontseitigen Teil zu einem unteren Teil oder zur Wurzel
an der inneren Umfangsfläche jedes der Flanschteile allmählich
abnimmt. Diese Konstruktion kann die Festigkeit der Flanschteile
erhöhen, da die Dicke von dem vorderen Endteil zur Wurzel
jedes Flanschteils allmählich zunimmt.
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Weiter
ist es bei der rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorteilhaft, wenn jeder
der Flanschteile an seiner Wurzel sanft in das entsprechende magnetische
Polklauenstück übergeht. Diese Konstruktion vermindert
eine übergroße Beanspruchung, welche auf den unteren
Teil oder die Wurzel jedes Flanschteils einwirkt. Diese Konstruktion kann
die Flanschteile, welche an die magnetischen Polklauenstücke
in den Polkernen des Rotors angeformt sind, mit einer großen
Zentrifugalfestigkeit gegen die Zentrifugalkräfte ausstatten,
welche auf die Permanentmagneten wirken, wenn die rotierende elektrische
Maschine umläuft.
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In
der rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat jedes der magnetischen
Polklauenstücke bevorzugtermaßen einen konkaven
Bereich, in welchen der entsprechende Permanentmagnet eingesetzt
ist, und jeder der Permanentmagneten ist mit einem Paar von benachbarten
Polkernen über die konkaven Bereiche der Polklauenstücke
der benachbarten Polkerne zusammengebaut. Diese Konstruktion ergibt
eine verbesserte und erhöhte Zuverlässigkeit der
Halterung der Permanentmagneten sowohl für den Fall des
Umlaufes als auch im Stillstand. Dieser Aufbau ermöglicht
weiter einen leichten Zusammenbau der Permanentmagneten mit den
Polkernen des Rotors der rotierenden elektrischen Maschine.
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Weiter
ist gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden
Erfindung bevorzugtermaßen mindestens eine von einer unteren
Oberfläche verschiedene Oberfläche der Außenfläche
der Permanentmagneten mit einem Abdeckteil bedeckt, welches aus
nicht magnetischem Werkstoff hergestellt ist, wobei die untere Oberfläche
der Seite der Rotorwelle zugewandt ist. Diese Konstruktion vermindert
die Größe der Beanspruchung der Permanentmagneten
durch Zentrifugalkraft, welche erzeugt wird, wenn die rotierende elektrische
Maschine umläuft. Weiter verhindert dieser Aufbau, dass
Bruchstücke der Permanentmagnete abgeschleudert werden,
wenn der Permanentmagnet in Stücke bricht.
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Bei
der rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bevorzugtermaßen
jeder der Permanentmagnete und die Polklauenstücke durch
ein Klebstoffteil verbunden. Auch sind bevorzugtermaßen
mindes tens zwei der folgenden Bauteile, nämlich der Permanentmagnet,
das Abdeckungsteil und das Polklauenstück, durch ein Klebstoffteil
verbunden. Diese Konstruktion erhöht weiter die Zuverlässigkeit
der Befestigung der Permanentmagneten durch die Polkerne des Rotors
der rotierenden elektrischen Maschine.
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Während
spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
im Einzelnen beschrieben wurden, versteht es sich für die
Fachleute, dass vielerlei Modifikationen und Alternativen bezüglich der
Details unter Berücksichtigung der Gesamtlehre der gegebenen
Offenbarung entwickelt werden können. Demgemäß sind
die Konstruktionen, welche angegeben wurden, als beispielsweise
zu verstehen und begrenzen nicht den Grundgedanken der Erfindung,
der in seiner vollen Breite durch die folgenden Ansprüche
und alle Äquivalente davon definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2008-194252 [0001]
- - JP 09-131030 [0003]