DE19909813A1 - Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge - Google Patents

Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge

Info

Publication number
DE19909813A1
DE19909813A1 DE19909813A DE19909813A DE19909813A1 DE 19909813 A1 DE19909813 A1 DE 19909813A1 DE 19909813 A DE19909813 A DE 19909813A DE 19909813 A DE19909813 A DE 19909813A DE 19909813 A1 DE19909813 A1 DE 19909813A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
claw
permanent magnet
shaped magnetic
magnetic poles
magnetic material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19909813A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Kanazawa
Kazuo Tahara
Yoshiaki Honda
Masami Takano
Masahiro Mita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE19909813A1 publication Critical patent/DE19909813A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02Details
    • H02K21/04Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation
    • H02K21/042Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with permanent magnets and field winding both rotating
    • H02K21/044Rotor of the claw pole type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Wechselspannungsge­ neratoren und insbesondere einen Wechselspannungsgenera­ tor, der in einem Fahrzeug verwendet wird, um elektrische Leistung für das Fahrzeug zu erzeugen.
Im allgemeinen enthält ein Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge einen Rotor und einen Stator. Der Rotor ist aus einem Paar einander gegenüber angeordneter klauenförmiger Magnetpole, an deren spitzen Endabschnitten mehrere Klauenabschnitte ausgebildet sind, und aus einer Feld­ wicklung, die die klauenförmigen Magnetpole magnetisie­ ren, gebildet. Der Stator ist in einem vorgegebenen Abstand angeordnet und erzeugt entsprechend der Magneti­ sierung der klauenförmigen Magnetpole des Rotors eine Wechselspannung.
Da sich bei dem obenbeschriebenen Wechselspannungsgenera­ tor für Fahrzeuge der Rotor dreht und in die Feldwicklung ein Gleichstrom fließt, werden in dem Paar der klauenför­ migen Magnetpole ein N-Pol und ein S-Pol erzeugt. Ein magnetischer Fluß, der vom Klauenabschnitt des klauenför­ migen N-Magnetpols ausgeht, bildet einen Magnetkreis, wo­ bei sich der magnetische Fluß durch einen Stator-Eisen­ kern des Stators bewegt und zum Klauenabschnitt des klauenförmigen S-Magnetpols zurückkehrt. Da hierbei der magnetische Fluß des Magnetkreises die Statorwicklung des Stators schneidet, wird in der Statorwicklung eine einen Wechselstrom induzierende Spannung erzeugt.
In dem obenbeschriebenen Wechselspannungsgenerator beein­ flußt der magnetische Fluß, der die Statorwicklung schneidet, die Erzeugung des elektrischen Stroms. Daher ist in einem herkömmlichen Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge zwischen den Klauenabschnitten des klauenförmi­ gen Magnetpols ein Permanentmagnet angeordnet, so daß der Magnetfluß, der durch die Feldwicklung gebildet wird, erhöht wird und der Magnetfluß, der die Statorwicklung schneidet, ebenfalls erhöht wird.
Damit in dem herkömmlichen Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge, der beispielsweise aus JP Hei 4-251553-A und aus JP Hei 7-312854-A bekannt ist, der Permanentmagnet, der zwischen den Klauenabschnitten des klauenförmigen Magnetpols angeordnet ist, nicht aufgrund der durch die Drehung des Rotors hervorgerufenen Zentrifugalkraft herausgeschleudert wird, ist am äußersten Umfangsab­ schnitt des klauenförmigen Magnetpols ein Herausschleude­ rungsverhinderungselement (eine Schutzabdeckung aus nichtmagnetischem Material) angeordnet.
In dem herkömmlichen Wechselspannungsgenerator für Fahr­ zeuge, der aus JP Hei 4-251553-A bekannt ist, kann bei Verwendung der Schutzabdeckung aus nichtmagnetischem Material das Herausschleudern des Permanentmagneten verhindert werden. Da jedoch mehrere Permanentmagneten direkt zwischen den klauenförmigen Magnetpolen angeordnet werden müssen, sinkt die Arbeitseffizienz ab.
Aus JP Hei 3-265450-A ist ein weiterer Wechselspannungs­ generator für Fahrzeuge bekannt, in dem ein Permanentma­ gnet zwischen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole angeordnet ist und nur an einer äußeren Um­ fangsfläche des Permanentmagneten eine Schutzabdeckung aus nichtmagnetischem Material vorgesehen ist. Diese Schutzabdeckung verhindert ein Herausschleudern des Permanentmagneten und hält zugleich diesen Permanentma­ gneten.
In dem aus JP Hei 3-265450-A bekannten Wechselspannungs­ generator für Fahrzeuge dient jedoch das Herausschleude­ rungsverhinderungselement für den Permanentmagneten auch als Halterung des Permanentmagneten, so daß die Größe des Permanentmagneten begrenzt wird, da das Herausschleude­ rungsverhinderungselement im äußeren Umfangsabschnitt des Permanentmagneten und außerdem auf der inneren Umfangs­ seite der klauenförmigen Magnetpole angeordnet werden muß. Da im Ergebnis die Zunahme des Magnetfeldes durch den durch den Permanentmagneten bedingten Magnetfluß klein wird, besteht das Problem, daß eine Verbesserung des Wirkungsgrades in bezug auf die Erzeugung elektri­ scher Leistung nicht zu erwarten ist.
Aus JP Hei 7-15929-A ist ein Wechselspannungsgenerator für einen bürstenlosen Motor aus Austenitstahl offenbart, in dem ein Abschnitt zwischen den klauenförmigen Magnet­ polen ein nichtmagnetisches Material enthält, das durch thermische Verarbeitung geschaffen wird.
In diesem Wechselspannungsgenerator gemäß JP Hei 7-15929-A ist jedoch der klauenförmige Magnetpol selbst unter Verwendung des Austenitstahls gebildet, um den magnetischen Leckfluß klein zu machen. Da die Dicke des Austenitstahls notwendig 5 mm betragen muß, ist eine große Ausgangsleistung des zu verwendenden Lasers erfor­ derlich, so daß die Anlage groß und teuer wird. Wenn eine dünne Platte verwendet wird, besteht das Problem, daß der magnetische Leckfluß zwischen den klauenförmigen Magnet­ polen zunimmt. Wenn der Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge in einem kalten Gebiet verwendet wird, besteht die Gefahr, daß ein nichtmagnetischer Abschnitt wieder ein Magnetpol wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechsel­ spannungsgenerator für Fahrzeuge zu schaffen, bei dem selbst dann, wenn ein Herausschleuderungsverhinderungs­ element zwischen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole angeordnet ist, die Arbeitseffizienz für die Anordnung des Permanentmagneten zwischen den Klauenab­ schnitten verbessert ist und ferner der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung elektrischer Leistung verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 oder 6. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist in einem Wechsel­ spannungsgenerator für Fahrzeuge der Permanentmagnet, der zwischen den Klauenabschnitten des klauenförmigen Magnet­ pols angeordnet ist, durch ein im voraus hergestelltes einteiliges Magnetmodul mit Permanentmagnet-Halteelement gebildet, das Magnetmodul die Klauenabschnitte des klau­ enförmigen Magnetpols eingefügt ist, so daß der erzeugte Strom ansteigt und der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung elektrischer Leistung verbessert werden kann.
Der erfindungsgemäße Wechselspannungsgenerator für Fahr­ zeuge enthält ein Paar einander gegenüber angeordneter klauenförmiger Magnetpole, wovon jeder mehrere Klauenab­ schnitte besitzt, mehrere Permanentmagneten, die zwischen den Klauenabschnitten der einander gegenüber angeordneten klauenförmige Magnetpole angeordnet sind, einen Rotor mit einem Permanentmagnet-Herausschleuderungsverhinderungs­ element und einen Stator, der in einem vorgegebenen Abstand zum Rotor angeordnet ist. Der erfindungsgemäße Wechselspannungsgenerator enthält außerdem ein Permanent­ magnet-Halteelement, das die mehreren Permanentmagneten an einer inneren Umfangsfläche hält, wobei das Element zum Verhindern eines Herausschleuderns des Permanentma­ gneten an den äußeren Umfangsflächen der Klauenabschnitte der klauenförmigen Magnetpole und des Permanentmagneten angeordnet ist.
Da in dem erfindungsgemäßen Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge mit dem obigen Aufbau der Permanentmagnet durch das Permanentmagnet-Halteelement gehalten wird, kann die Arbeitseffizienz bei der Montage des Rotors verbessert werden. Da der Permanentmagnet zwischen den Klauenab­ schnitten der klauenförmigen Magnetpole in der Weise angeordnet ist, daß er durch das Permanentmagnet-Halte­ element am inneren Umfangsabschnitt gehalten wird, kann der Permanentmagnet groß ausgebildet werden, so daß der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung elektrischer Leistung verbessert werden kann.
Zweckmäßig enthält das Permanentmagnet-Herausschleude­ rungsverhinderungselement ein nichtmagnetisches Material.
Zweckmäßig ist die Dicke des Permanentmagnet-Heraus­ schleuderungsverhinderungselements geringer als die halbe Länge des Spalts zwischen dem Rotor und dem Stator.
Dadurch kann eine Zunahme der Länge des magnetischen Spalts verhindert werden.
Zweckmäßig enthält das Permanentmagnet-Herausschleude­ rungsverhinderungselement ein magnetisches Material, wobei auf seiten der äußeren Umfangsfläche des Permanent­ magneten ein Lochabschnitt vorhanden ist.
Da bei dem obenerwähnten Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge das Permanentmagnet-Herausschleuderungsverhin­ derungselement magnetisches Material enthält, ist die Länge des magnetischen Spalts gleich der Länge des mecha­ nischen Spalts, so daß eine Zunahme des magnetischen Widerstandes verhindert werden kann. Die Breite des Permanentmagnet-Herausschleuderungsverhinderungselements ist auf seiten der äußeren Umfangsfläche des Permanentma­ gneten gering, so daß die magnetische Sättigung leicht erfolgen kann. Da der magnetische Leckfluß reduziert werden kann, kann der die Statorwicklung schneidende magnetische Fluß erhöht werden, so daß der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung elektrischer Leistung verbes­ sert werden kann.
Zweckmäßig ist das Permanentmagnet-Herausschleuderungs­ verhinderungselement an einem niederstufigen Abschnitt angeordnet, der im Klauenabschnitt der klauenförmigen Magnetpole ausgebildet ist, wobei die Dicke des Perma­ nentmagnet-Herausschleuderungsverhinderungselements gleich der Stufendifferenz im niederstufigen Abschnitt ist.
Da in diesem Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge die Oberfläche des Permanentmagnet-Herausschleuderungsverhin­ derungselements mit der Oberfläche des klauenförmigen Magnetpols im wesentlichen bündig ist, kann die mechani­ sche Festigkeit des Rotors erhöht werden, so daß der Strömungsverlust des Rotors reduziert werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge ein Paar einander gegenüber angeordneter klauenförmiger Magnetpole, an deren spitzen Endabschnitten mehrere Klauenabschnitte ausgebildet sind, eine Feldwicklung zum Magnetisieren der klauenförmigen Magnetpole, Permanentmagneten, die zwi­ schen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole angeordnet sind und den magnetischen Fluß, der durch die Feldwicklung erzeugt wird, erhöhen und mit einem Perma­ nentmagnet-Halteelement einteilig ausgebildet sind, einen Stator, der in einem vorgegebenen Abstand zu einem Rotor angeordnet ist und eine Statorwicklung aufweist, die die Wechselspannung durch die Magnetisierung der klauenförmi­ gen Magnetpole erzeugt, sowie ein metallisches Permanent­ magnet-Herausschleuderungsverhinderungselement, das ein Herausschleudern des Permanentmagneten verhindert und am äußersten Umfangsabschnitt der klauenförmigen Magnetpole angeordnet ist.
In dem Wechselspannungsgenerator sind in dem Permanent­ magnet-Herausschleuderungsverhinderungselement ein Ab­ schnitt aus magnetischem Material und ein Abschnitt aus nichtmagnetischem Material enthalten.
Da für das Herausschleuderungsverhinderungselement ein Montageelement verwendet wird, durch das das magnetische Material und das nichtmagnetische Material durch Schwei­ ßen zusammengefügt sind, und da das magnetische Material an der Oberfläche der klauenförmigen Magnetpole angeord­ net ist und das nichtmagnetische Material zwischen den klauenförmigen Magnetpolen angeordnet ist, kann der Leckmagnetfluß ohne Erhöhung der Länge des magnetischen Spalts reduziert werden, so daß eine Leistungsverbesse­ rung erzielt werden kann. Da für das Herausschleuderungs­ verhinderungselement die Verbundmetallabdeckung aus dem magnetischen Material und aus dem nichtmagnetischen Material verwendet wird und da das magnetische Material an der Oberfläche der klauenförmigen Magnetpole angeord­ net ist und das nichtmagnetische Material zwischen den klauenförmigen Magnetpolen angeordnet ist, kann der Leckmagnetfluß reduziert werden und kann die Zunahme der Länge des magnetischen Spalts begrenzt werden, so daß eine gute Leistung erhalten werden kann. In dem Wechsel­ spannungsgenerator für Fahrzeuge ist das Herausschleude­ rungsverhinderungselement ein zylindrisches, kontinuier­ liches Element. Dadurch kann die Installation des Heraus­ schleuderungsverhinderungselement an der äußeren Fläche des Permanentmagneten und an der äußeren Fläche des Klauenabschnitts des klauenförmigen Magnetpols einfach ausgeführt werden.
Am axialen Endabschnitt der äußeren Umfangsfläche des Klauenabschnitts der klauenförmigen Magnetpole ist wenig­ stens ein Stufendifferenzabschnitt mit einer hohen Stufe und einer niedrigen Stufe ausgebildet, wobei an der niedrigen Stufe des Klauenabschnitts die Außenfläche des Herausschleuderungsverhinderungselements so angeordnet ist, daß seine Fläche mit der Umfangsfläche der hohen Stufe des Klauenabschnitts im wesentlichen bündig ist. Dadurch können das Herausschleuderungsverhinderungsele­ ment und der Klauenabschnitt der klauenförmigen Magnet­ pole gut befestigt werden, wobei die mechanische Festig­ keit des Rotors erhöht werden kann, mit der Folge, daß der Strömungsverlust des Rotors reduziert werden kann.
Zweckmäßig ist das Herausschleuderungsverhinderungsele­ ment am Klauenabschnitt der klauenförmigen Magnetpole durch Schweißen oder Schrumpfen (Schrumpfpassung oder Preßpassung usw.) befestigt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält der Wechselspannungsgenerator einen Rotor mit einem Paar einander gegenüber angeordneter klauenförmiger Magnet­ pole, an deren spitzen Endabschnitten mehrere klauenför­ mige Abschnitte ausgebildet sind, eine Feldwicklung zum Magnetisieren der klauenförmigen Magnetpole, einen Perma­ nentmagneten, der zwischen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole zusammengefügt ist und den Magnetfluß erhöht, der durch die Feldwicklung erzeugt wird, ein Magnetmodul, das einteilig mit dem Permanentma­ gneten gebildet ist und eine in eine zylindrischen Form gebogene dünne Platte aufweist, sowie ein Herausschleude­ rungsverhinderungselement, das an der Außenfläche des Permanentmagneten angeordnet ist und ein Herausschleudern des Permanentmagneten verhindert, sowie einen Stator, der in einem vorgegebenen Abstand zum Rotor angeordnet ist und die Wechselspannung erzeugt, wobei der Permanentma­ gnet ein Festkörpermagnet ist und das Magnetmodul durch Kombinieren des Festkörpermagneten mit dem Herausschleu­ derungsverhinderungselement, das an der Außenfläche des Festkörpermagneten mittels eines Schrumpfelements oder eines Harzes angebracht ist, einteilig ausgebildet ist.
Da hierbei der einteilig mit dem Magnetmodul ausgebildete Permanentmagnet ein Festkörpermagnet ist, können im Vergleich zu herkömmlichen Magneten, die durch Verfesti­ gen der magnetischen Pulver unter Verwendung eines Harzes hergestellt werden, die Magnetisierungskraft und das Energieprodukt vergrößert werden, außerdem kann der Magnetfluß vom Klauenabschnitt der klauenförmigen Magnet­ pole erhöht werden, so daß die erzeugte elektrische Leistung erhöht werden kann. Durch Kombinieren des Perma­ nentmagnet-Halteelements, in dem der Permanentmagnet angeordnet ist, mit dem Herausschleuderungsverhinderungs­ element, das an der Außenfläche der klauenförmigen Ma­ gnetpole angeordnet ist, wird eine einteilige Struktur geschaffen, so daß selbst bei rotierendem Rotor und entsprechender Zentrifugalkräfte eine dauerhafte Struktur erhalten werden kann. Bei Verwendung des Permanentmagnet- Halteelements ist es bei der Installation des Rotors nicht notwendig, die mehreren Permanentmagneten zwischen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole einzeln zu installieren, so daß die Montageeffizienz des Rotors verbessert werden kann.
Das Permanentmagnet-Halteelement kann zweckmäßig die Permanentmagneten unter Verwendung des Klauenabschnitts halten, der durch Ausstanzen einer dünnen Platte unter Verwendung einer Stanzmaschine hergestellt wird. Das Magnetmodul, das das Permanentmagnet-Halteelement und die Permanentmagneten enthält, ist am Klauenabschnitt der klauenförmigen Magnetpole unter Verwendung eines Schrump­ fungselements befestigt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung zweckmäßiger Ausführungen, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht der Gesamtkonstruk­ tion des Wechselspannungsgenerators für Fahr­ zeuge gemäß einer ersten Ausführung der Er­ findung;
Fig. 2 eine Draufsicht der Konstruktion eines Perma­ nentmagnet-Halteelements, das in dem Wech­ selspannungsgenerator nach Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3 eine Draufsicht zur Erläuterung eines Halte­ zustands der Permanentmagneten bei Verwendung des Permanentmagnet-Halteelements nach Fig. 2;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A' in Fig. 3;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Konstruktion eines Permanentmagnet-Halteelements, das in dem Wechselspannungsgenerator nach Fig. 1 verwen­ det wird;
Fig. 6 eine Schrägansicht zur Erläuterung der In­ stallation eines Permanentmagnet-Halteele­ ments, das in dem Wechselspannungsgenerator nach Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie B-B' in Fig. 6;
Fig. 8 eine Schrägansicht der Konstruktion eines Permanentmagnet-Halteelements, das in dem Wechselspannungsgenerator nach Fig. 1 verwen­ det wird;
Fig. 9 eine Schrägansicht eines wesentlichen Ab­ schnitts des Wechselspannungsgenerators für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung;
Fig. 10 eine Schrägansicht eines wesentlichen Ab­ schnitts eines Wechselspannungsgenerators für Fahrzeuge gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung;
Fig. 11 eine Schrägansicht des Herausschleuderungs­ verhinderungselements in Fig. 10;
Fig. 12 eine Schrägansicht eines weiteren Heraus­ schleuderungsverhinderungselements gemäß ei­ ner vierten Ausführung der Erfindung;
Fig. 13A eine Schrägansicht eines Wechselspannungsge­ nerators gemäß einer fünften Ausführung der Erfindung;
Fig. 13B eine Teilquerschnittsansicht des Wechselspan­ nungsgenerators nach Fig. 13A;
Fig. 14A eine Schrägansicht eines Wechselspannungsge­ nerators gemäß einer sechsten Ausführung der Erfindung;
Fig. 14B eine Teilquerschnittsansicht des Wechselspan­ nungsgenerators nach Fig. 14A;
Fig. 15A eine Schrägansicht eines Wechselspannungsge­ nerators gemäß einer siebten Ausführung der Erfindung;
Fig. 15B eine Teilquerschnittsansicht des Wechselspan­ nungsgenerators nach Fig. 15A;
Fig. 16A eine Schrägansicht eines Wechselspannungsge­ nerators für Fahrzeuge gemäß einer achten Ausführung der Erfindung; und
Fig. 16B eine Teilquerschnittsansicht des Wechselspan­ nungsgenerators nach Fig. 16A.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 8 die Konstruktion eines Wechselspannungsgenerators für Fahrzeuge gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung erläutert.
Mit Bezug auf Fig. 1 wird die Gesamtkonstruktion des Wechselspannungsgenerators für Fahrzeuge gemäß der ersten Ausführung der Erfindung erläutert. Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht des Wechselspannungsgenerators. Dieser Wechselspannungsgenerator enthält einen Träger 1, der durch einen riemenscheibenseitigen Träger 1F und einen der Riemenscheibe gegenüberliegenden Endträger 1B gebildet ist. In der Mitte des Trägers 1 ist eine Welle 41 über Lagerelemente 42F und 42B unterstützt. An einem Endabschnitt der Welle 41 ist eine Riemenscheibe 43 installiert, während am gegenüberliegenden Endabschnitt der Welle 41 ein Gleitring 10 installiert ist. Die Rie­ menscheibe 43 ist mit einer Abtriebswelle einer Brenn­ kraftmaschine über einen nicht gezeigten Riemen verbunden und dreht sich mit einer Drehzahl, die zur Drehzahl der Brennkraftmaschine proportional ist. Am Gleitring 10 ist ein Bürstenelement 11 gleitend angebracht, das an eine in bezug auf das Bürstenelement 11 vorderen Abschnitt ange­ ordnete Feldwicklung 4 elektrische Leistung liefert.
An einem Mittelabschnitt der Welle 41 ist ein Rotor 2 installiert. Der Rotor 2 ist durch ein Joch 17, das an der Welle 41 befestigt ist, die Feldwicklung 4, die um die äußere Umfangsfläche des Jochs 17 gewickelt ist, ein Paar klauenförmiger Magnetpole 3N und 3S, die durch sandwichartige Anordnung des Jochs 17 und der Feldwick­ lung 4 geschaffen werden, sowie aus einem Permanentmagne­ ten 5, der zwischen den Klauenabschnitten der klauenför­ migen Magnetpole 3N und 3S angeordnet ist, gebildet. Wenn vom Gleitring 10 in die Feldwicklung 4 ein Gleichstrom fließt, werden die klauenförmigen Magnetpole 3N und 3S magnetisiert.
Der Permanentmagnet 5 ist durch ein Permanentmagnet- Halteelement 62 befestigt. Ferner ist an den klauenförmi­ gen Magnetpolen 3N und 3S und an der Oberfläche des Permanentmagneten 5 ein Herausschleuderungsverhinderungs­ element 61 angeordnet, das ein Herausschleudern des Permanentmagneten 5 bei einer Drehung des Rotors 2 ver­ hindert. Als Permanentmagnet 5 wird ein Festkörpermagnet verwendet. Durch den Einsatz des Festkörpermagneten als Permanentmagnet werden die Magnetisierungskraft und die Energie der klauenförmigen Magnetpole im Vergleich zu einem Permanentmagneten, der unter Verwendung von magne­ tischen Pulvern gehärtet wird, groß, so daß das Magnet­ feld, das vom Klauenabschnitt der klauenförmigen Magnet­ pole in den Stator gerichtet ist, erhöht werden kann und die erzeugte elektrische Leistung zunimmt, so daß der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung elektrischer Leistung verbessert werden kann.
Der Stator 7 ist zwischen dem riemenscheibenseitigen Endträger 1F und dem der Riemenscheibe gegenüberliegenden Endträger 1B installiert. Der Stator 7 ist in einem kleinen Abstand (einem mechanischen Spalt) zum Rotor 2 angeordnet. Dieser mechanische Spalt hat eine vorgegebene Größe, die sich aus einer mechanischen Eigenschaft ergibt und gewöhnlich ungefähr 0,4 mm beträgt. Der Stator 7 besitzt einen Statoreisenkern 8 mit ungleichmäßiger Form, wobei um einen ausgesparten Abschnitt des Stator-Eisen­ kerns 8 die Statorwicklung 9 mit drei Phasen gewickelt ist. Wenn sich die klauenförmigen Magnetpole 3N und 3S entsprechend dem Antrieb durch die Brennkraftmaschine drehen und magnetisiert werden, werden in der Statorwick­ lung 9 Induktionsspannungen der drei Phasen erzeugt.
In einem Innenabschnitt des Endträgers 1B gegenüber der Riemenscheibe sind eine Gleichrichterschaltung 12 und eine Spannungseinstelleinrichtung 13 angeordnet. Die Gleichrichterschaltung 12 ist mit einem B-Anschluß 14 mit der positiven Elektrode einer in der Figur nicht gezeig­ ten Batterie verbunden und mit einem Erdungsanschluß 15 mit der negativen Elektrode der Batterie verbunden und führt eine Gleichrichtung der induzierten Wechselspannung aus, die in der Statorwicklung 9 erzeugt wird, so daß an seinen Ausgängen eine Gleichspannung anliegt. Die Span­ nungseinstelleinrichtung 13 steuert den Feldwick­ lungsstrom in der Weise, daß die Gleichspannung gehalten wird, die durch die Gleichrichterschaltung 12 gleichge­ richtet worden ist, um die Batterie mit einer konstanten Spannung von ungefähr 14,3 V zu laden.
Wenn in dem Wechselspannungsgenerator der Erfindung die Riemenscheibe 43 durch die Brennkraftmaschine gedreht wird, dreht sich die Welle 41 zusammen mit dem Gleitring 10 und dem Rotor 2, wobei der Feldwicklung 4 im Innenab­ schnitt des Rotors 2 vom Bürstenelement 11 ein Gleich­ strom zugeführt wird und die Feldwicklung 4 in den jewei­ ligen Magnetpolen einen N-Pol und einen S-Pol bildet. Der Magnetfluß von der Feldwicklung 4 bildet einen magneti­ schen Kreis, der im Klauenabschnitt der klauenförmigen Magnetpole 3N beginnt, durch den Stator-Eisenkern 12 verläuft und zum Klauenabschnitt des klauenförmigen Magnetpols 3S zurückkehrt.
Der Magnetfluß des Permanentmagneten 5, der für eine Hilfserregung vorgesehen ist, verläuft parallel zum Magnetfluß der Feldwicklung 4 vom N-Pol zum S-Pol und erhöht somit den Magnetfluß der Feldwicklung 4, wodurch der Gesamtmagnetfluß des Magnetkreises erhöht wird. Da der Magnetfluß des Magnetkreises die Statorwicklung 9 schneidet, wird in der Statorwicklung 9 eine dreiphasige Induktionsspannung erzeugt. Diese dreiphasige Induktions­ spannung wird durch die Gleichrichterschaltung 12 in einen Gleichstrom umgesetzt und durch die Spannungsein­ stelleinrichtung 13 auf ungefähr 14,3 V eingestellt und gehalten.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 2 die Konstruktion des Perma­ nentmagnet-Halteelements, das in dem Wechselspannungsge­ nerator dieser Ausführung verwendet wird, erläutert; ferner wird mit Bezug auf die Fig. 3 bis 5 ein Haltezu­ stand des Permanentmagneten bei Verwendung des Permanent­ magnet-Halteelements dieser Ausführung erläutert.
Fig. 2 ist eine Draufsicht, die die Konstruktion des Permanentmagnet-Halteelements fürs den Wechselspannungsge­ nerator zeigt, Fig. 3 ist eine Draufsicht zur Erläuterung des Haltezustands des Permanentmagneten bei Verwendung des Permanentmagnet-Halteelements dieser Ausführung, Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A' in Fig. 3 und Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Konstruk­ tion des Permanentmagnet-Halteelements, das in dem Wech­ selspannungsgenerator dieser Ausführung der Erfindung verwendet wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist das Permanentmagnet-Hal­ teelement 62 dieser Ausführung aus einer dünnen Platte aus einem nichtmagnetischen Material durch Ausstanzen der gewünschten Form hergestellt. Das Permanentmagnet-Halte­ element 62 besitzt Klauenabschnitte 62m, die axial mittig ausgebildet sind, und Klauenabschnitte 62n, die axial außen ausgebildet sind. Da in diesem Wechselspannungsge­ nerator das Permanentmagnet-Halteelement 62 zwölf Perma­ nentmagneten hält, besitzt das Permanentmagnet-Halteele­ ment 62 vierundzwanzig Klauenabschnitte 62m und vierund­ zwanzig Klauenabschnitte 62n.
Die dünne Platte aus nichtmagnetischem Material besitzt eine Dicke von 0,1 mm bis 1,0 mm, wobei das Material rostfreier Stahl, nichtmagnetischer Federstahl oder Phosphor-Bronze ist. Der Grund, weshalb u. a. der Feder­ stahl verwendet wird, besteht darin, daß durch die Ela­ stizitätseigenschaft des Stahls am Klauenabschnitt das Halten des Permanentmagnets einfach erfolgt, so daß die Bearbeitbarkeit verbessert wird.
Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Zustand, in dem die Perma­ nentmagneten 5a, 5b, 5c, . . ., 5h durch das Permanentma­ gnet-Halteelement 62 gehalten werden. Beispielsweise ist der Permanentmagnet 5e an dem Permanentmagnet-Halteele­ ment 62 angebracht, ferner wird der Permanentmagnet 5e durch Falten der beiden Klauenabschnitte 62m und der beiden Klauenabschnitte 62n sandwichartig angeordnet und gehalten. Der Permanentmagnet 5 besitzt eine rechtwink­ lige Form, wobei die Klauenabschnitte 62m den Permanent­ magneten 5 in Querrichtung halten und die Klauenab­ schnitte 62n den Permanentmagneten 5 in Längsrichtung halten.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist das die Permanentmagneten 5a, 5b, 5c, . . ., 51 haltende Permanentmagnet-Halteelement 62 in eine zylindrische Form gebogen. Der Punkt P in Fig. 5 ist ein Verbindungspunkt, wobei die Verbindung durch Verschweißen erfolgt. Die genaue Erläuterung hier­ von wird weggelassen, es ist jedoch klar, daß bei Verwen­ dung von zwölf Magnetpolen das Permanentmagnet-Halteele­ ment 62 zum Halten der Permanentmagneten 5a, 5b, 5c, . . ., 51 eine Zwölfeckform besitzt. Bei der Zusammenfügung des Permanentmagnet-Halteelements 62 mit dem Rotor 2 in dem in Fig. 5 gezeigten Zustand wird ein vorstehender Ab­ schnitt des Permanentmagneten 5, der sich in dem Perma­ nentmagnet-Halteelement 62 zwischen den klauenförmigen Magnetpolen befindet, so angeordnet, daß er in bezug auf den Rotor 2 die korrekte Position einnimmt.
Im folgenden wird ein Montageprozeß des Rotors 2 mit Bezug auf Fig. 1 erläutert.
Zunächst wird an der Welle 41 der klauenförmige Magnetpol 3N angebracht. Dann wird an der Welle 41 ein Montagekör­ per angebracht, in dem das Joch 17 und die Feldwicklung 4 einteilig ausgebildet sind. Weiterhin wird das Permanent­ magnet-Halteelement 62, das die Permanentmagneten 5 hält, in eine Säulenform wie in Fig. 5 gezeigt verarbeitet und an der Welle 41 installiert, wobei der Permanentmagnet 5 zwischen den Klauenabschnitten des klauenförmigen Magnet­ pols 3N angeordnet wird. Dann wird der klauenförmige Magnetpol 3S an der Welle 41 angebracht, wobei der Perma­ nentmagnet 5 so angeordnet wird, daß er sich zwischen den Klauenabschnitten des klauenförmigen Magnetpols 3S befin­ det.
Wie oben erwähnt worden ist, werden vom Permanentmagnet- Halteelement 62 im voraus mehrere Permanentmagneten 5 gehalten, so daß die Anbringung des Rotors 2 an den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole 3N und 3S einfach ausgeführt werden kann, wodurch die Arbeitseffi­ zienz gesteigert wird.
In den Fig. 6 und 7 ist der Zustand des Permanentmagneten dargestellt, der zwischen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole angeordnet ist; mit Bezug auf die Fig. 6 und 8 wird die Konstruktion des Permanentma­ gnet-Herausschleuderungsverhinderungselements erläutert, das am äußeren Umfang der klauenförmigen Magnetpole angeordnet ist.
Fig. 6 ist eine Schrägansicht zur Erläuterung des Instal­ lationszustands eines Permanentmagnet-Halteelements, das in dem Wechselspannungsgenerator gemäß der ersten Ausfüh­ rung der Erfindung verwendet wird, Fig. 7 ist eine ver­ größerte Querschnittsansicht längs der Linie B-B' in Fig. 6 und Fig. 8 ist eine Schrägansicht zur Erläuterung der Konstruktion des Permanentmagnet-Halteelements in dem Wechselspannungsgenerator der ersten Ausführung.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, sind an den spitzen Endab­ schnitten eines Paars einander gegenüber angeordneter klauenförmiger Magnetpole 3N und 3S mehrere Klauenab­ schnitte 33N und 33S (allgemein mit Klauenabschnitt 33 bezeichnet) gebildet. Der Klauenabschnitt 33 des klauen­ förmigen Magnetpols 3 weist am axialen äußeren Umfang einen Stufenabschnitt auf, der eine kleine Stufe 20a und eine große Stufe 20b umfaßt.
In dem Klauenabschnitt 33N des klauenförmigen Magnetpols 3N und in dem Klauenabschnitt 33S des klauenförmigen Magnetpols 3S ist der Permanentmagnet 5 für eine Hilfsan­ regung so angeordnet, daß gleiche Pole nebeneinander liegen. Der Permanentmagnet 5 ist ein Festkörpermagnet wie etwa ein gesinterter Magnet oder ein Haftmagnet und mittels des Permanentmagnet-Halteelements 62 befestigt.
Wie in der Querschnittsansicht von Fig. 7 gezeigt ist, besitzen die jeweiligen Klauenabschnitte 33N und 33S der klauenförmigen Magnetpole 3N bzw. 3S eine Trapezform, wobei sich die längere Seite des Trapezes am äußeren Umfang befindet und die kürzere Seite des Trapezes am inneren Umfang befindet. In der ersten Ausführung der Erfindung beträgt der Abstand L1 am äußeren Umfang der Klauenabschnitte 33N und 33S der benachbarten klauenför­ migen Magnetpole 3N und 3S 8 mm, während der entspre­ chende Abstand L2 am inneren Umfang 10 mm beträgt. Das Permanentmagnet-Halteelement 62 besitzt eine Dicke von ungefähr 0,1 mm.
Da das Permanentmagnet-Halteelement 62 den Permanentma­ gneten 5 auf seiten des inneren Umfangs des Rotors 2 hält, ist der Klauenabschnitt 62m in einem Spalt zwischen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole 33N und 33S und dem Permanentmagneten 5 angeordnet. Da folg­ lich ein großer Permanentmagnet 5 verwendet werden kann, dessen Länge im wesentlichen gleich der Strecke L1 am äußeren Umfang der klauenförmigen Abschnitte 33N und 33S benachbarter klauenförmiger Magnetpole 3N und 3S ist, kann die Magnetisierungswirkung des Magnetflusses auf­ grund des Permanentmagneten 5 hoch sein, so daß der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung elektrischer Leistung verbessert werden kann.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist an der Außenfläche des Permanentmagneten 5 und an der äußeren Umfangsfläche des Klauenabschnitts 33 des klauenförmigen Magnetpols ein Herausschleuderungsverhinderungselement 61 angeordnet, das einen zylindrischen Körper aus nichtmagnetischem Material enthält und ein Herausschleudern des Permanent­ magneten 5 verhindert. Dieses Herausschleuderungsverhin­ derungselement 61 ist ein zylindrisches Element, das mittels Schrumpfpassung, Preßpassung oder dergleichen am klauenförmigen Magnetpol 3 einfach angebracht werden kann, so daß der Rotor 2 einfach hergestellt werden kann. Ferner kann ein Abheben des klauenförmigen Magnetpols 3 bei hoher Drehzahl verhindert werden.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, besitzt das Herausschleude­ rungsverhinderungselement 61 eine Dicke, die ungefähr gleich der Stufendifferenz zwischen der hohen Stufe 20b und der niedrigen Stufe 20a des Klauenabschnitts 33 ist. An der niedrigen Stufe 20a des Klauenabschnitts 33 ist die Außenfläche des Herausschleuderungsverhinderungsele­ ments 61 angebracht, während an der äußeren Umfangsfläche der hohen Stufe 20b der Klauenabschnitt 33 angebracht ist, wobei das Element 61 und der Klauenabschnitt 33 im wesentlichen bündige Außenflächen besitzen. Ein Endab­ schnitt des Herausschleuderungsverhinderungselements 61 und der Abschnitt 20b der hohen Stufe des Klauenab­ schnitts 33 sind über einen Schweißabschnitt 21 miteinan­ der verschweißt und aneinander befestigt.
Da das Herausschleuderungsverhinderungselement 61 an der niedrigen Stufe des Klauenabschnitts 33 aufgrund der Bildung des Stufenabschnitts am Klauenabschnitt 33 ange­ ordnet sein kann, sind das Herausschleuderungsverhinde­ rungselement 61 und der klauenförmige Magnetpol 3 fest angebracht, so daß die mechanische Festigkeit des Rotors 2 erhöht werden kann.
Da ferner die Außenfläche des Herausschleuderungsverhin­ derungselements 61 und der Abschnitt 20b der hohen Stufe des Klauenabschnitts 33 im wesentlichen bündig sind, kann die Unebenheit der äußeren Umfangsfläche des Rotors 2 beseitigt werden, mit dem Ergebnis, daß der Strömungsver­ lust, der bei der Drehung des Rotors 2 entsteht, redu­ ziert werden kann.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist die Dicke T des aus einem nichtmagnetischen Material bestehenden Abschnitts des Herausschleuderungsverhinderungselements 61 kleiner als die halbe Spaltlänge. In dieser ersten Ausführung der Erfindung beträgt die Spaltlänge zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 7 0,35 mm, während die Dicke des nichtmagneti­ schen Materials im Herausschleuderungsverhinderungsele­ ment 61 0,1 mm beträgt, weshalb die magnetische Spalt­ länge 0,45 mm beträgt. Bei dieser Dicke des Herausschleu­ derungsverhinderungselements 61 ist der Einfluß auf die Erzeugung elektrischer Leistung sehr gering, so daß kein Problem entsteht. Wenn jedoch die Dicke des Herausschleu­ derungsverhinderungselements 61 größer als die halbe Spaltlänge wäre, wäre eine Verschlechterung der Eigen­ schaften unvermeidbar.
Weiterhin ist es wünschenswert, die axiale Länge des Herausschleuderungsverhinderungselements 61 etwas größer als die axiale Länge des Permanentmagneten 5 festzuset­ zen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Breite des Sta­ tor-Eisenkerns 8 des Stators 7 im wesentlichen gleich der Länge des Permanentmagneten 5 in axialer Richtung, der im Rotor 2 angeordnet ist. Da folglich die axiale Länge des Herausschleuderungsverhinderungselements 61 größer als die axiale Länge des Permanentmagneten 5 ist, kann ein Leckmagnetfluß verringert werden.
Wie oben erwähnt worden ist, wird in dem Wechselspan­ nungsgenerator der Erfindung bei Verwendung des Perma­ nentmagnet-Halteelements der Permanentmagnet 5 von der Innenseite aus gehalten, ferner ist das Herausschleude­ rungsverhinderungselement 61 an der äußeren Umfangsfläche des Klauenabschnitts 33 des klauenförmigen Magnetpols 3 und des Permanentmagneten 5 angeordnet. Da folglich der Permanentmagnet 5 durch das Herausschleuderungsverhinde­ rungselement 61 gehalten wird und da der Permanentmagnet 5 am Rotor 2 angebracht ist, kann die Arbeitseffizienz bei der Anbringung des Permanentmagneten 5 verbessert werden.
Da ferner das Permanentmagnet-Halteelement 62 den Perma­ nentmagneten 5 von seiten des inneren Umfangs hält und das Herausschleuderungsverhinderungselement 61 an der äußeren Umfangsfläche angeordnet ist und da ferner der Permanentmagnet 5, der zwischen den Klauenabschnitten 33 des klauenförmigen Magnetpols 3 angeordnet ist, groß ausgebildet werden kann, kann der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung elektrischer Leistung verbessert wer­ den.
Da ferner am Klauenabschnitt 33 des klauenförmigen Ma­ gnetpols 3 der Stufenabschnitt vorgesehen ist und da das Herausschleuderungsverhinderungselement 61, das im we­ sentlichen die gleiche Dicke wie die Stufendifferenz be­ sitzt, an der Stufe angeordnet ist, kann der Strömungs­ verlust während der Drehung des Rotors 2 reduziert wer­ den.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 9 ein Wechselspannungsgenera­ tor für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung erläutert.
Fig. 9 ist eine Schrägansicht eines wesentlichen Ab­ schnitts des Wechselspannungsgenerators für Fahrzeuge gemäß der zweiten Ausführung. Die Gesamtkonstruktion dieses Wechselspannungsgenerators ist derjenigen des Wechselspannungsgenerators nach Fig. 1 ähnlich, ferner ist der Haltezustand des Permanentmagneten durch das Permanentmagnet-Halteelement demjenigen der Fig. 2 bis 5 ähnlich.
In dem Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung unterscheiden sich die Klauenabschnitte 33N' und 33S' der klauenförmigen Magnet­ pole 3N' und 3S' von der in Fig. 6 gezeigten Ausführung, da der Stufendifferenzabschnitt (d. h. die Stufendiffe­ renz zwischen der hohen Stufe und der niedrigen Stufe), die in Fig. 6 gezeigt ist, nicht vorgesehen ist. Daher ist das Herausschleuderungsverhinderungselement 61, das die dünne Platte aus nichtmagnetischem Material enthält, direkt am äußeren Umfang der Klauenabschnitte 33N' und 33S' der klauenförmigen Magnetpole 3N' und 3S' angeord­ net. Das Herausschleuderungsverhinderungselement 61 ist an den Klauenabschnitten 33N' und 33S' an einem Ver­ schweißungsabschnitt 21 befestigt.
Da in dem Wechselspannungsgenerator gemäß der zweiten Ausführung, in dem das Permanentmagnet-Halteelement 62 verwendet wird, der Permanentmagnet 5 von der Innenseite her gehalten wird und da ferner das Herausschleuderungs­ verhinderungselement 61 am äußeren Umfang der Klauenab­ schnitte 33N' und 33S' der klauenförmigen Magnetpole 3N' und 3S' und des Permanentmagneten 5 angeordnet ist, wird der Permanentmagnet 5 durch das Herausschleuderungsver­ hinderungselement 61 gehalten und ist der Permanentmagnet 5 am Rotor 2 befestigt, so daß die Arbeitseffizienz bei der Anbringung des Permanentmagneten 5 verbessert werden kann.
Da ferner das Permanentmagnet-Halteelement 62 den Perma­ nentmagneten 5 von seiten des inneren Umfangs hält und das Herausschleuderungsverhinderungselement 61 am äußeren Umfang angeordnet ist und da ferner der Permanentmagnet, der zwischen den Klauenabschnitten 33N' und 33S' der klauenförmigen Magnetpole 3N' und 3S' angeordnet ist, groß ausgebildet werden kann, kann der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung elektrischer Leistung verbessert werden.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 10 und 11 ein Wechsel­ spannungsgenerator gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung erläutert
Fig. 10 ist eine Schrägansicht eines wesentlichen Ab­ schnitts des Wechselspannungsgenerators für Fahrzeuge gemäß der dritten Ausführung, während Fig. 11 eine Schrägansicht des in Fig. 10 gezeigten Herausschleude­ rungsverhinderungselements ist. Die Gesamtkonstruktion des Wechselspannungsgenerators gemäß der dritten Ausfüh­ rung ist derjenigen der in Fig. 1 gezeigten ersten Aus­ führung ähnlich, ferner ist ein Haltezustand des Perma­ nentmagneten mittels des Permanentmagnet-Halteelements demjenigen, der in den Fig. 2 bis 5 gezeigt ist, ähnlich.
In dem Wechselspannungsgenerator gemäß der dritten Aus­ führung der Erfindung wird für das Herausschleuderungs­ verhinderungselement 61' ein nichtmagnetisches Material verwendet. In dem Herausschleuderungsverhinderungselement 61' ist die Breite L3 eines Abschnitts 61Z, der mit den klauenförmigen Magnetpolen 33N und 33S überlappt, etwas länger als die Länge des verwendeten Permanentmagneten 5, außerdem besitzt das Herausschleuderungsverhinderungsele­ ment 61' eine ähnliche Form wie die klauenförmigen Ma­ gnetpole 33N und 33S. In einem Abschnitt, der mit den klauenförmigen Magnetpolen 33N und 33S nicht überlappt, d. h. in dem Abschnitt, der sich zwischen den klauenför­ migen Magnetpolen 33N und 33S befindet, ist mittig ein Lochabschnitt 61Y vorgesehen, wobei der nichtüberlappende Abschnitt und der überlappende Abschnitt durch einen Verbindungsabschnitt 61X miteinander verbunden sind. Die Verringerung des Leckmagnetflusses wird durch die geringe Breite L4 des Verbindungsabschnitts 61X aus magnetischem Material verbessert.
Durch die Verwendung des magnetischen Materials für das Herausschleuderungsverhinderungselement 61' stimmt der magnetische Spalt zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 7 mit dem mechanischen Spalt überein, so daß eine Zunahme des magnetischen Widerstandes zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 7 verhindert werden kann. Da aus Sicht des Stators nahezu die gesamte äußere Oberfläche des Rotors aus dem magnetischen Material gebildet ist, kann die Pulsation des magnetischen Flusses in einem Spalt, die entsteht, wenn der Magnetfluß vom Stator zum Rotor ge­ richtet ist, reduziert werden, ferner können die magneti­ schen Schwingungen verringert werden, so daß das Rauschen reduziert werden kann.
Wie mit Bezug auf Fig. 6 erläutert worden ist, kann eine gute Haftung zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 3N und 3S einerseits und dem Herausschleuderungsverhinde­ rungselement 61' andererseits erzielt werden, da der hochstufige Abschnitt 20b und der niederstufige Abschnitt 20a vorgesehen sind. Wenn das Herausschleuderungsverhin­ derungselement 61' aus magnetischem Material hergestellt ist, kann in dem Abschnitt, der sich zwischen den klauen­ förmigen Magnetpolen 3N und 3S (den Außenflächenabschnitt des Permanentmagneten 5) befindet, durch eine verringerte Breite L4 des magnetischen Materials der Leckmagnetfluß reduziert werden. Ferner sind das Herausschleuderungsver­ hinderungselement 61' und die klauenförmigen Magnetpole 3N und 3S im Verschweißungsabschnitt 21 miteinander verschweißt und aneinander befestigt.
In dem in Fig. 11 gezeigten Beispiel können statt des einzigen Lochabschnitts 61Y, der sich in der Mitte befin­ det, mehrere Lochabschnitte 61Y' vorgesehen sein, wie dies in der vierten Ausführung der Erfindung, die in Fig. 12 gezeigt ist, dargestellt ist.
In dem Herausschleuderungsverhinderungselement 61 oder 61' ist ein zylindrisches Element durch Schrumpfpassung am klauenförmigen Magnetpol 3 des Rotors angebracht, wobei der klauenförmige Magnetpol 3 und das Herausschleu­ derungsverhinderungselement 61 durchs Schweißen befestigt sind. Da der Permanentmagnet 5, der zwischen den klauen­ förmigen Magnetpolen 3 angeordnet ist, am Permanentma­ gnet-Halteelement 62 vorläufig befestigt ist, haften der Permanentmagnet 5, das Permanentmagnet-Halteelement 62 und der klauenförmige Magnetpol 3 unter Verwendung eines Schrumpfungsmaterials und ergeben eine einteilige Struk­ tur.
Da in dem Wechselspannungsgenerator gemäß der dritten Ausführung der Erfindung die Außenfläche des Heraus­ schleuderungsverhinderungselements 61 am niederstufigen Abschnitt 20a des Klauenabschnitts 33 und die äußere Umfangsfläche des hochstufigen Abschnitts 22b des Klauen­ abschnitts 33 im wesentlichen bündig sind, stimmt der magnetische Spalt zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 7 mit dem mechanischen Spalt überein, so daß der magneti­ sche Widerstand zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 7 nicht ansteigt.
Da das Herausschleuderungsverhinderungselement 61' aus einer dünnen Platte aus magnetischem Material gebildet ist, verläuft ein Teil des Magnetflusses des Permanentma­ gneten 5 wie durch die Strichlinie in Fig. 10 gezeigt abkürzend durch das Herausschleuderungsverhinderungsele­ ment 61', weshalb der Abschnitt mit geringer Breite des Herausschleuderungsverhinderungselements 61' schnell magnetisch gesättigt ist. Da weiterhin der Betrag des Magnetflusses, der aus dem Herausschleuderungsverhinde­ rungselement 61' leckt, durch einen geringen Anteil des gesamten Magnetflusses des Permanentmagneten 5 kompen­ siert werden kann, wird die Wirkung des Permanentmagneten 5, dessen Magnetfluß durch die Feldwicklung 4 verläuft, nicht beeinträchtigt.
Im Vergleich zu einem herkömmlichen Wechselspannungsgene­ rator, in dem das Halteelement aus magnetischem Material an der Außenfläche des Permanentmagneten 5 zwischen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole angeord­ net ist, kann in dem Wechselspannungsgenerator gemäß der dritten Ausführung der Erfindung der erzeugte elektrische Strom auf einen Wert von 5 Ampère verbessert werden.
Wenn der Stator 7 von der Seite betrachtet wird, ist nahezu die gesamte Umfangsfläche des Rotors 2 aus magne­ tischem Material, ist der magnetische Widerstand zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 7 im wesentlichen konstant, kann die magnetische Pulsation zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 7, die entsteht, wenn der Magnetfluß des Magnetkreises vom Stator 7 in den Rotor 2 verläuft, reduziert werden und können die magnetischen Schwingungen reduziert werden, so daß das Rauschen verringert werden kann.
Da in dem Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge gemäß den verschiedenen Ausführungen gemäß der Erfindung das Herausschleuderungsverhinderungselement aus einem magne­ tischen Material hergestellt ist und da ferner der Ab­ stand benachbarter klauenförmiger Magnetpole gering ist, kann der erzeugte elektrische Strom erhöht werden und kann der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung der elektrischen Leistung verbessert werden.
Da weiterhin die magnetischen Schwingungen zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 7 verringert sind, kann das Rau­ schen verringert werden.
Da der Verschweißungsabschnitt zwischen dem Herausschleu­ derungsverhinderungselement und dem klauenförmigen Ma­ gnetpol 3 nicht korrodiert, wird die Lebensdauer des Rotors 2 verbessert.
Da das Herausschleuderungsverhinderungselement ringförmig ist, kann der Rotor einfach hergestellt werden und kann ein Abheben des klauenförmigen Magnetpols bei hoher Drehzahl verhindert werden.
Da die Außenfläche des Herausschleuderungsverhinderungs­ elements und die äußere Umfangsfläche des hochstufigen Abschnitts des Klauenabschnitts im wesentlichen bündig sind, können das Herausschleuderungsverhinderungselement und der klauenförmige Magnetpol gut befestigt werden, so daß der Strömungsverlust im Rotor reduziert werden kann.
Erfindungsgemäß wird der Permanentmagnet, der zwischen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole angeordnet ist, an der inneren Umfangsfläche mittels des Permanentmagnet-Halteelements gehalten, wobei das eintei­ lig ausgebildete Magnetmodul zwischen dem Klauenabschnitt der klauenförmigen Magnetpole zusammengefügt ist, so daß die Arbeitseffizienz während der Montage des Rotors verbessert werden kann.
Da bei der Konstruktion des Herausschleuderungsverhinde­ rungselements, das verhindert, daß der zwischen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole angeord­ nete Permanentmagnet herausgeschleudert wird, dieses Herausschleuderungsverhinderungselement an der Außenflä­ che des Permanentmagneten und zwischen den Klauenab­ schnitten der klauenförmigen. Magnetpole angeordnet ist und ferner das Herausschleuderungsverhinderungselement aus einem nichtmagnetischen Material oder einem magneti­ schen Material gebildet ist, kann der Permanentmagnet große Abmessungen erhalten, so daß der erzeugte elektri­ sche Strom große Werte annehmen kann und der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung elektrischer Leistung verbes­ sert werden kann.
Nun wird das Herausschleuderungsverhinderungselement gemäß einer fünften Ausführung der Erfindung erläutert. In den Fig. 13A und 13B ist ein klauenförmiger Magnetpol 103 eines Rotors 102 gezeigt, wobei als Material für das Herausschleuderungsverhinderungselement 61 eine Metallab­ deckung verwendet wird, die die Eigenschaften eines magnetischen Materials und eines nichtmagnetischen Mate­ rials besitzt. Konkret wird der Fall erläutert, in dem eine 13Cr-Fe-Legierung (C: 0,69, Si: 0,3, Mn: 0,7, P: 0,021, S: 0,002, Cr: 13,1), hergestellt von Hitachi Metal Company, verwendet wird.
Als Magnetkörper-Verbundmaterial wie etwa rostfreier Stahl 13Cr, beispielsweise das obengenannte 13Cr-Fe- Material, kommen ein rostfreier Stahl des Martensit- Systems und ein rostfreier Stahl des Ferrit-Systems in Betracht. Der rostfreie Stahl des Martensit-Systems ist SUS 420J2 oder SUS 403, worin rostfreier Stahl des 13Cr- Systems verwendet wird. In dem Stahl des 13Cr-Systems liegt der verwendbare Bereich von Cr bei ungefähr 12 bis 15. Der rostfreie Stahl des 13Cr-Systems ist aus den Elementen C mit 0,5 bis 0,6 Gew.-%, Si mit weniger als 0,35 Gew.-%, Mn mit 0,6 bis 0,8 Gew.-%, P mit weniger als 0,03 Gew.-%, S mit weniger als 0,02 Gew.-%, Cr mit 12,5 bis 13,5 Gew.-% und Fe für den Rest gebildet.
Der klauenförmige Magnetpol 103 enthält, wie in Fig. 13A gezeigt ist, ein Paar einander gegenüber angeordneter klauenförmiger Magnetpole 103N' und 103S', an deren spitzen Endabschnitten mehrere Klauenabschnitte 133N und 133S (beide allgemein mit Klauenabschnitt 133 bezeichnet) ausgebildet sind. Die Klauenabschnitte 133 des klauenför­ migen Magnetpols 103 können wie in der Figur gezeigt axial am äußeren Umfang vorgesehen sein, ferner können ein niederstufiger Abschnitt 120a und ein hochstufiger Abschnitt 120b vorgesehen sein.
Am Klauenabschnitt 133N des klauenförmigen Magnetpols 103N und am klauenförmigen Abschnitt 133S des klauenför­ migen Magnetpols 103S kann, wie in Fig. 13A gezeigt ist, ein Permanentmagnet 105 für eine Hilfserregung so ange­ ordnet sein, daß gleiche Pole nebeneinander angeordnet sind. Der Permanentmagnet 105 ist ein Festkörpermagnet wie etwa ein gesinterter Magnet und ein Haftmagnet, wobei der Permanentmagnet 105 durch das Permanentmagnet-Halte­ element 162 gehalten wird.
An der Außenfläche des Permanentmagneten 105 und am äußeren Umfang des Klauenabschnitts 133 des klauenförmi­ gen Magnetpols 103 ist, wie in Fig. 13B gezeigt ist, ein zylindrisches Herausschleuderungsverhinderungselement 161 angeordnet, das ein Herausschleudern des Permanentmagne­ ten 105 verhindert. Da somit das Herausschleuderungsver­ hinderungselement 161 eine zylindrische Form besitzt und einfach am klauenförmigen Magnetpol 103 beispielsweise mittels Schrumpfpassung oder mittels Preßpassung ange­ bracht werden kann, kann der Rotor 102 einfach herge­ stellt werden. Ferner kann ein Abheben, das sonst bei einer hohen Drehzahl des klauenförmigen Magnetpols 103 aufträte, verhindert werden.
Das in den Fig. 13A und 13B gezeigte Herausschleuderungs­ verhinderungselement 161 besitzt eine Dicke, die im wesentlichen gleich der Stufendifferenz des Klauenab­ schnitts 133 ist, ferner sind am niederstufigen Abschnitt 120a des Klauenabschnitts 133 die Außenfläche des Heraus­ schleuderungsverhinderungselements 161 und die äußere Umfangsfläche des hochstufigen Abschnitts 120b des Klau­ enabschnitts 133 so angeordnet, daß sie im wesentlichen bündig sind, ferner sind sie in einem Verschweißungsab­ schnitt 121 zwischen einem Endabschnitt des Herausschleu­ derungsverhinderungselements 161 und dem hochstufigen Abschnitt 120b des Klauenabschnitts 133 durch Verschwei­ ßen angebracht.
Da die Stufe am Klauenabschnitt 133 ausgebildet ist und das Herausschleuderungsverhinderungselement 161 am nie­ derstufigen Abschnitt 120 des Klauenabschnitts 133 ange­ ordnet ist, sind das Herausschleuderungsverhinderungsele­ ment 161 und der klauenförmige Magnetpol 133 gut befe­ stigt, so daß die mechanische Festigkeit des Rotors 102 erhöht werden kann. Ferner sind die Außenfläche des Herausschleuderungsverhinderungselements 161 und die äußere Umfangsfläche des hochstufigen Abschnitts 120b des Klauenabschnitts 133 im wesentlichen bündig, so daß die Unebenheit der äußeren Umfangsfläche des Rotors 102 beseitigt wird und folglich der Strömungsverlust, der während der Drehung des Rotors 102 auftritt, reduziert werden kann.
Da in dem Wechselspannungsgenerator gemäß der fünften Ausführung der Erfindung die Länge des magnetischen Spalts nicht erhöht ist, das magnetische Material an der Oberfläche des klauenförmigen Magnetpols vorgesehen ist, das nichtmagnetische Material zwischen den klauenförmigen Magnetpolen vorgesehen ist und das Herausschleuderungs­ verhinderungselement vorgesehen ist, kann der Leckmagnet­ fluß zwischen den klauenförmigen Magnetpolen reduziert werden.
In diesem Wechselspannungsgenerator gemäß der fünften Ausführung der Erfindung beträgt dies Spaltlänge zwischen dem Rotor und dem Stator 0,35 mm, während die Dicke der verwendeten 13Cr-Fe-Legierung 0,5 mm beträgt. Daher ist in dieser fünften Ausführung der Erfindung wie in den Fig. 13A und 13B gezeigt der niederstufige Abschnitt 120a im Vergleich zum hochstufigen Abschnitt 120b niedriger als 0,5 mm. Es ist wünschenswert, die Länge des Heraus­ schleuderungsverhinderungselements 161 in axialer Rich­ tung etwas länger als die axiale Länge des Permanentma­ gneten festzusetzen.
Nun wird das Verfahren zum Herstellen des Körpers aus magnetischem Material und des Körpers aus nichtmagneti­ schem Material erläutert. Die 13Cr-Fe-Legierung, die von Hitachi Metal Company hergestellt wird, ist eine Legie­ rung, die bei Erwärmung des magnetischen Materials die Eigenschaften des nichtmagnetischen Materials zeigt. Wenn Wärme zugeführt wird, wird die Temperatur des Metalls für eine Minute auf 1200-1300°C gehalten oder wird die Metallfläche bei 1500°C für kurze Zeit geschmolzen, woraufhin das magnetische Material in das nichtmagneti­ sche Material umgewandelt werden kann.
In der Legierung, die die Eigenschaften des magnetischen Materials von 13Cr-Fe hat, wird die Temperatur der Legie­ rung unter Verwendung einer Schweißmaschine mittels Plasma-, Laser- oder Elektronenstrahlen nur lokal zwi­ schen den klauenförmigen Magnetpolen oder dergleichen auf ungefähr 1500°C erhöht, so daß das Metall dort schmilzt, woraufhin die Legierung lokal die Eigenschaften des nichtmagnetischen Materials erhält. Es ist wünschenswert, den Strahldurchmesser des Plasmas, des Lasers oder der Elektronen auf die Breite zwischen den klauenförmigen Magnetpolen einzustellen, wenn jedoch der Strahldurchmes­ ser zu gering ist, kann er sich in mehrere Strahlen aufteilen. Um eine Oxidation des Verschweißungsabschnitts zu verhindern, wird der Vorgang in einer Inertgas-Atmo­ sphäre wie etwa in einer Umgebung ausgeführt.
Der obige Sachverhalt ist für das Herausschleuderungsver­ hinderungselement mit dem Abschnitt aus magnetischem Material und dem Abschnitt aus nichtmagnetischem Material bei Verwendung der 13Cr-Fe-Legierung erläutert worden, eine ähnliche Wirkung kann jedoch erhalten werden, wenn in dem Herausschleuderungsverhinderungselement 161 ein Abschnitt 161a aus magnetischem Material und ein Ab­ schnitt 161b aus nichtmagnetischem Material regelmäßig angeordnet sind und die jeweiligen Verbindungsabschnitte durch Verschweißen zusammengefügt werden. Hierbei befin­ det sich zwischen den klauenförmigen Magnetpolen, wo der Leckmagnetfluß leicht auftritt, der Abschnitt 161b aus nichtmagnetischem Material, wodurch der Leckmagnetfluß reduziert werden kann, ferner ist an einer Stelle, wo die Spaltlänge gering ist, der Abschnitt 161a aus magneti­ schem Material angeordnet, so daß die Spaltlänge gering ist und daher eine gute Stromerzeugungsleistung erzielt werden kann.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 14A und 14B eine sechste Ausführung eines Wechselspannungsgenerators für Fahrzeuge erläutert.
Die Fig. 14A und 14B zeigen den Klauenabschnitt, in dem die obenerwähnten 13Cr-Fe-Legierungsringe mit einer Dicke von 0,1 mm-1,0 mm an einer äußeren Umfangsfläche des Rotors 102 axial geschichtet sind, wobei an einem Ort zwischen den klauenförmigen Magnetpolen das Metall unter Verwendung eines Argongases mittels eines Lasers, eines Elektronenstrahls oder dergleichen lokal geschmolzen wird und ein Abschnitt aus nichtmagnetischem Material gebildet wird.
Die obengenannte Legierung ist am äußersten Umfangsab­ schnitt des klauenförmigen Magnetpols mittels Schrumpf­ passung oder Preßpassung angeordnet. Da der durch die Laminatstruktur erhaltene Effekt den Verlust aufgrund von Wirbelströmen reduziert, besitzt die 13Cr-Fe-Legierung eine Drahtform, die auf die äußere Umfangsfläche des klauenförmigen Magnetpols gewickelt werden kann. Hierbei kann durch Ausführen der thermischen Verarbeitung in der Umgebung des Abschnitts zwischen den klauenförmigen Magnetpolen unter Verwendung der obenerwähnten Schweißma­ schine eine ähnliche Wirkung erhalten werden.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 15A und 15B eine siebte Ausführung des erfindungsgemäßen Wechselspannungsgenera­ tors für Fahrzeuge erläutert. Gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 13A und 13B bezeichnen in den Fig. 15A und 15B die gleichen Elemente. Der Unterschied zwischen den Fig. 15A und 15B einerseits und 13A und 13B andererseits besteht darin, daß zwischen den klauenförmigen Magnetpo­ len des Herausschleuderungsverhinderungselements 161 ein Lochabschnitt 161y vorgesehen ist. Das Bezugszeichen L6 bezeichnet die Breite eines Überlappungsabschnitts mit dem klauenförmigen Magnetpol, während das Bezugszeichen L7 die Breite des Körpers aus magnetischem Material in einen Verbindungsabschnitt 161x bezeichnet.
In den Fig. 15A und 15B wird bei Verwendung des Lochab­ schnitts 161y nur ein Verbindungsabschnitt mittels der thermischen Verarbeitung in einen Abschnitt aus nichtma­ gnetischem Material umgewandelt. In dieser Ausführung können ähnliche Wirkungen wie oben erhalten werden.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 16A und 16B eine achte Ausführung des erfindungsgemäßen Wechselspannungsgenera­ tors für Fahrzeuge erläutert. Die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 15A und 15B bezeichnen in den Fig. 16A und 16B die gleichen Elemente. Der Unterschied zwischen den Fig. 16A und 16B und den Fig. 15A und 15B besteht darin, daß wenigstens ein Klauenabschnitt 170 am Heraus­ schleuderungsverhinderungselement vorgesehen ist. Der Klauenabschnitt 170 bildet einen Teil des Herausschleude­ rungsverhinderungselements. Er unterstützt einerseits den Montagevorgang des Klauenabschnitts und dient als An­ schlagmechanismus des Klauenabschnitts. Durch den Klauen­ abschnitt 170 kann die räumliche Ausrichtung zwischen den klauenförmigen Magnetpolen des Rotors erzielt werden.
In der fünften, der sechsten, der siebten und der achten Ausführung der Erfindung ist die Stufendifferenz am Klauenabschnitt der klauenförmigen Magnetpole ausgebildet und ist das Herausschleuderungsverhinderungselement 161 an der äußeren Umfangsfläche des Klauenabschnitts des klauenförmigen Magnetpols angebracht. Wenn jedoch die Stufendifferenz nicht vorgesehen wäre, könnten im wesent­ lichen die gleichen Wirkungen erhalten werden.
In dem erfindungsgemäßen Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge, der das Herausschleuderungsverhinderungsele­ ment enthält, das verhindert, daß die Permanentmagneten, die zwischen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole angeordnet sind, herausgeschleudert werden, ist das Herausschleuderungsverhinderungselement an der Außenfläche des Permanentmagneten und zwischen den Klau­ enabschnitten der klauenförmigen Magnetpole angeordnet und ist das Material des Herausschleuderungsverhin­ derungselements ein Verbundmaterial, in dem ein nicht­ magnetisches Material und ein magnetisches Material enthalten sind, mit dem Ergebnis, daß der erzeugte elektrische Strom große Werte erreichen kann und der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung elektrischer Leistung verbessert werden kann.
Da der Permanentmagnet zwischen den Klauenabschnitten der klauenförmigen Magnetpole durch das Permanentmagnet Halteelement im voraus als einteiliges Magnetmodul zusam­ mengefügt werden kann und der Permanentmagnet, der zwi­ schen den Klauenabschnitte der klauenförmigen Magnetpole angeordnet ist, ein Festkörpermagnet ist, kann der er­ zeugte elektrische Strom große Werte erreichen und kann der Wirkungsgrad in bezug auf die Erzeugung elektrischer Leistung verbessert werden.

Claims (13)

1. Wechselspannungsgenerator für die Verwendung in Fahrzeugen, mit
einem Paar einander gegenüber angeordneter klau­ enförmiger Magnetpole (3N, 3S), wovon jeder mehrere Klauenabschnitte (33) besitzt,
mehreren Permanentmagneten (5a bis 5h), die zwischen den Klauenabschnitten (33) der einander gegen­ über angeordneten klauenförmigen Magnetpole (3N, 3S) angeordnet sind,
einem Rotor (2), der ein Elemente (61) besitzt, das ein Herausschleudern der Permanentmagneten (5a bis 5h) verhindert, und
einem Stator (7), der in einem vorgegebenen Abstand zum Rotor (2) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Permanentmagnet-Halteelement (62) vorgesehen ist, das die mehreren Permanentmagneten (5a bis 5h) von ihrer inneren Umfangsfläche aus hält, und
das Permanentmagnet-Herausschleuderungsverhinde­ rungselement (61) an den äußeren Umfangsflächen der Klauenabschnitte (33) der klauenförmigen Magnetpole (3N, 3S) und der Permanentmagneten (5a bis 5h) angeordnet ist.
2. Wechselspannungsgenerator nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Permanentmagnet-Herausschleuderungsverhinde­ rungselement (61) ein nichtmagnetisches Material enthält.
3. Wechselspannungsgenerator nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dicke des Permanentmagnet-Herausschleude­ rungsverhinderungselements (61) kleiner als die halbe Breite des zwischen dem Rotor (2) und dem Stator (7) gebildeten Spalts ist.
4. Wechselspannungsgenerator nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Permanentmagnet-Herausschleuderungsverhinde­ rungselement (61) ein magnetisches Material enthält und einen Lochabschnitt (61Y) aufweist, der sich auf seiten des äußeren Umfangs der Permanentmagneten (5a bis 5h) befindet.
5. Wechselspannungsgenerator nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß
das Permanentmagnet-Herausschleuderungsverhinde­ rungselement (61) an einem niederstufigen Abschnitt (20a) eines Stufendifferenzabschnitts, der im Klauenabschnitt der klauenförmigen Magnetpole (3N, 3S) ausgebildet ist, angeordnet ist und
die Dicke des Permanentmagnet-Herausschleude­ rungsverhinderungselements (61) im wesentlichen gleich der Stufendifferenz des Stufendifferenzabschnitts ist.
6. Wechselspannungsgenerator für die Verwendung in Fahrzeugen, mit
einem Paar einander gegenüber angeordneter klau­ enförmiger Magnetpole (3N, 3S), an deren spitzen Endab­ schnitten mehrere Klauenabschnitte (33) ausgebildet sind,
einer Feldwicklung (4), die die klauenförmigen Magnetpole (3N, 3S) magnetisiert,
Permanentmagneten (5a bis 5h), die zwischen den Klauenabschnitten (33) der klauenförmigen Magnetpole (3N, 3S) angeordnet sind, um den durch die Feldwicklung (4) erzeugten Magnetfluß zu erhöhen, und durch ein Permanent­ magnet-Halteelement (62) zu einem einzigen Körper zusam­ mengefaßt sind,
einem Stator (7), der in einem vorgegebenen Abstand zu einem Rotor (2) angeordnet ist und eine Sta­ torwicklung (9) aufweist, die aufgrund der Magnetisierung der klauenförmigen Magnetpole (3N, 3S) eine Wechselspan­ nung erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein metallisches Herausschleuderungsverhinde­ rungselement (61) vorgesehen ist, das ein Heraus­ schleudern der Permanentmagneten (5a bis 5h) verhindert und am äußersten Umfangsabschnitt der klauenförmigen Magnetpole (3N, 3S) angeordnet ist, und
in dem metallischen Herausschleuderungsverhinde­ rungselement (61) ein Abschnitt aus magnetischem Material und ein Abschnitt aus nichtmagnetischem Material enthal­ ten sind.
7. Wechselspannungsgenerator nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß
der Abschnitt aus magnetischem Material des Herausschleuderungsverhinderungselements (61) im wesent­ lichen die gleiche Form wie die klauenförmigen Magnetpole (3N, 3S) besitzt und mit den klauenförmigen Magnetpolen (3N, 3S) überlappend angeordnet ist, und
andere Abschnitte mit Ausnahme des genannten Abschnitts aus nichtmagnetischem Material gebildet sind.
8. Wechselspannungsgenerator nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abschnitt aus magnetischem Material und der Abschnitt aus nichtmagnetischem Material des Heraus­ schleuderungsverhinderungselements (61) einen Ring bil­ den, der durch Verbindung mittels Schweißens eines unab­ hängigen magnetischen Metalls und eines unabhängigen nichtmagnetischen Metalls als einteiliger Körper herge­ stellt ist.
9. Wechselspannungsgenerator nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abschnitt aus magnetischem Material und der Abschnitt aus nichtmagnetischem Material des Heraus­ schleuderungsverhinderungselements (61) unter Verwendung eines Verfahrens geschaffen werden, bei dem ein ein magnetisches Verbundmaterial enthaltendes magnetisches Material in das nichtmagnetische Material durch lokale Temperaturerhöhung des magnetischen Materials umgewandelt wird.
10. Wechselspannungsgenerator nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß
das Herausschleuderungsverhinderungselement (61) aus mehreren in axialer Richtung übereinander angeordne­ ten magnetischen Verbundmaterialschichten gebildet ist und
ein Bereich zwischen den klauenförmigen Magnetpo­ len (3N, 3S) ein nichtmagnetisches Material enthält, das durch eine thermische Verarbeitung umgewandelt worden ist.
11. Wechselspannungsgenerator nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß
das Herausschleuderungsverhinderungselement (61) durch Wickeln eines Drahts aus magnetischem Verbundmate­ rial in Ringform an der äußersten Umfangsfläche der klauenförmigen Magnetpole (3N, 3S) gebildet ist und
ein Bereich zwischen den klauenförmigen Magnetpo­ len (3N, 3S) ein nichtmagnetisches Material enthält, das durch eine thermische Verarbeitung umgewandelt worden ist.
12. Wechselspannungsgenerator nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß
das Herausschleuderungsverhinderungselement (61) mit den Klauenabschnitten (33) der klauenförmigen Magnet­ pole (3N, 3S) verschweißt ist und
das Permanentmagnet-Halteelement (62), die Perma­ nentmagneten (5a bis 5h) und die klauenförmigen Magnet­ pole (3N, 3S) durch ein Schrumpfungselement zu einem einzigen Teil zusammengefügt sind.
13. Wechselspannungsgenerator nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß an dem Herausschleuderungsverhinderungselement (161) wenigstens ein Klauenabschnitt (170) vorgesehen ist, der der Ausrichtung zwischen den klauenförmigen Magnetpolen (103N, 103S) des Rotors (102) dient.
DE19909813A 1998-03-05 1999-03-05 Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge Withdrawn DE19909813A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5332698 1998-03-05
JP5471098 1998-03-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19909813A1 true DE19909813A1 (de) 1999-09-09

Family

ID=26394039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19909813A Withdrawn DE19909813A1 (de) 1998-03-05 1999-03-05 Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6104118A (de)
KR (1) KR19990077581A (de)
DE (1) DE19909813A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6608424B2 (en) * 2001-10-22 2003-08-19 Denso Corporation Rotary electric machine having annular rotor core with slits
EP1717928A1 (de) * 2004-02-17 2006-11-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Rotor für eine elektrische drehmaschine
DE10153578B4 (de) * 2000-11-06 2012-01-26 Denso Corporation Wechselstromgenerator für Fahrzeuge mit Permanentmagneten im Rotor und Verfahren zur Herstellung desselben

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2786625B1 (fr) * 1998-11-30 2001-02-16 Valeo Equip Electr Moteur Alternateur de vehicule automobile a aimants interpolaires
US6172441B1 (en) * 1999-06-28 2001-01-09 Visteon Global Technologies, Inc. Rotor assembly
DE10005781A1 (de) * 2000-02-10 2001-08-16 Bosch Gmbh Robert Elektrische Maschine
JP4206602B2 (ja) * 2000-03-31 2009-01-14 株式会社デンソー 車両用交流発電機
JP4300702B2 (ja) * 2000-10-25 2009-07-22 株式会社デンソー 交流発電機の界磁回転子
JP3740375B2 (ja) * 2001-02-27 2006-02-01 株式会社日立製作所 車両用交流発電機
JP2002320363A (ja) * 2001-04-20 2002-10-31 Denso Corp 車両用発電電動機
JP3964302B2 (ja) * 2002-10-15 2007-08-22 三菱電機株式会社 回転電機の回転子
US20050057106A1 (en) * 2002-12-10 2005-03-17 Ballard Power Systems Corporation Methods and systems for electric machines having windings
JP2004266965A (ja) * 2003-03-04 2004-09-24 Mitsubishi Electric Corp 回転電機の回転子
JP4524657B2 (ja) * 2005-09-01 2010-08-18 株式会社デンソー 回転子の磁石保護構造及び磁石保護方法
JP4654970B2 (ja) * 2006-05-15 2011-03-23 株式会社デンソー 車両用交流発電機
FR2906942B1 (fr) * 2006-10-10 2014-07-04 Valeo Equip Electr Moteur Rotor a griffes muni d'elements ferromagnetiques interpolaires de largeur optimisee et machine tournante equipe d'un tel rotor
FI119960B (fi) * 2007-03-02 2009-05-15 Abb Oy Sähkökoneen roottorin napamoduuli ja sähkökoneen roottori
EP2182613B1 (de) * 2008-10-31 2018-02-28 Denso Corporation Rotor für eine rotierende elektrische Maschine
DE102012021048A1 (de) 2011-10-31 2013-05-02 Asmo Co., Ltd. Rotor und Motor
DE102012021109B4 (de) * 2011-10-31 2023-04-27 Denso Corporation Rotor und Motor
EP2808984B1 (de) * 2012-01-25 2018-06-13 Mitsubishi Electric Corporation Rotierende maschine vom lundell-typ
CN103633759B (zh) 2012-08-20 2017-12-01 阿斯莫有限公司 转子以及电动机
KR102040495B1 (ko) * 2012-11-08 2019-11-05 엘지이노텍 주식회사 동력 변환 장치
JP6673032B2 (ja) * 2016-06-03 2020-03-25 株式会社デンソー 回転電機用回転子
JP6641601B2 (ja) * 2016-07-04 2020-02-05 株式会社デンソー 回転電機用回転子

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4959577A (en) * 1989-10-23 1990-09-25 General Motors Corporation Alternating current generator
JP2785423B2 (ja) * 1990-03-13 1998-08-13 株式会社デンソー 車両用交流発電機の回転子およびその製造方法
JP2924184B2 (ja) * 1990-12-27 1999-07-26 株式会社デンソー 交流発電機
JP3237217B2 (ja) * 1991-08-08 2001-12-10 株式会社デンソー 車両用交流発電機の回転子
JPH0715929A (ja) * 1993-06-28 1995-01-17 Nippondenso Co Ltd 車両用発電機
JP3972396B2 (ja) * 1997-01-16 2007-09-05 株式会社デンソー ランデルコア型回転電機
US5793144A (en) * 1993-08-30 1998-08-11 Nippondenso Co., Ltd. Rotor for a rotating electric machine
JPH07131946A (ja) * 1993-11-02 1995-05-19 Hino Motors Ltd オルタネータ用ロータ
JP3340259B2 (ja) * 1994-03-23 2002-11-05 株式会社日立製作所 自動車用オルタネータ
US5578885A (en) * 1994-12-22 1996-11-26 General Motors Corporation Rotor assembly for hybrid alternator
US5747913A (en) * 1995-05-12 1998-05-05 General Motors Corporation Rotor for hybrid generator having improved magnet retention
JPH0998556A (ja) * 1995-10-03 1997-04-08 Hitachi Ltd 車両用交流発電機
JPH09163700A (ja) * 1995-12-08 1997-06-20 Mitsubishi Electric Corp 交流発電機

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10153578B4 (de) * 2000-11-06 2012-01-26 Denso Corporation Wechselstromgenerator für Fahrzeuge mit Permanentmagneten im Rotor und Verfahren zur Herstellung desselben
US6608424B2 (en) * 2001-10-22 2003-08-19 Denso Corporation Rotary electric machine having annular rotor core with slits
EP1717928A1 (de) * 2004-02-17 2006-11-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Rotor für eine elektrische drehmaschine
EP1717928A4 (de) * 2004-02-17 2012-06-27 Mitsubishi Electric Corp Rotor für eine elektrische drehmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990077581A (ko) 1999-10-25
US6104118A (en) 2000-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19909813A1 (de) Wechselspannungsgenerator für Fahrzeuge
EP0729217B1 (de) Hybriderregte elektrische Maschine
DE69531022T2 (de) Rotierende Maschine der permanentmagnetischen Bauart
DE60118515T2 (de) Klauenpolgenerator mit Permanentmagneten
DE10318636B4 (de) Rotor für eine Wechselstromlichtmaschine für den Einsatz in Fahrzeugen
DE102009002739B4 (de) Elektrische Maschine
DE102008057863A1 (de) Herstellung einer Elektromotorkomponente
DE10153578B4 (de) Wechselstromgenerator für Fahrzeuge mit Permanentmagneten im Rotor und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102004020307B4 (de) Magnetzündergenerator
DE102012223701A1 (de) Elektrische Maschine
WO2010063546A1 (de) Hybriderregte elektrische maschine mit polumschaltbarem rotor
DE102007035321B4 (de) Elektrische Maschine, vorzugsweise Generator, mit Hybriderreger
DE102012223711A1 (de) Elektrische Maschine
EP2319164B1 (de) Rotor für eine elektrische maschine mit reduziertem rastmoment
DE102018125197A1 (de) Elektrische maschine mit magnetisch modifiziertem bereich
DE3844074C2 (de)
DE4427323C2 (de) Elektrische Maschine mit Permanentmagneten und Erregerfeldwicklungen
DE102010029514A1 (de) Elektrische Maschine mit reduzierter Geräuschentwicklung
DE10047675A1 (de) Statorbaueinheit für eine Synchronmaschine mit transversaler Flußführung und Synchronmaschine
EP2319160B1 (de) Hybriderregte elektrische maschine
DE102010002390A1 (de) Elektrische Maschine mit Rotoreinrichtung und Rotoreinrichtung mit optimiertem Magnetfluss und Verfahren zum Betreiben der elektrischen Maschine
DE19648758A1 (de) Dauermagnetisch erregte elektrische Maschine mit Rotorrückschluß
DE102009044945A1 (de) Polumschaltbare elektrische Maschine
DE112017002801T5 (de) Rotor einer elektrischen drehmaschine
DE3144063C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: MERH-IP MATIAS ERNY REICHL HOFFMANN, 80336 MUENCHE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20111001