-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Multipolgenerator vom Außenrotortyp
mit einer Mehrzahl von Wicklungen, welche um eine große Anzahl
von um einen Außenumfang
eines Statorkerns durch eine Spule vorgesehenen vorstehenden Polen
gewickelt sind, einer Mehrzahl von Befestigungsröhrenabschnitten, welche integral
an der Spule derart vorgesehen sind, dass sie den Statorkern über entgegengesetzte
Enden des Statorkerns hinweg durchsetzen, sowie eine Mehrzahl von
Anschlusselementen, welche aus einem leitfähigen Metall hergestellt sind
und in den Befestigungsröhrenabschnitten
derart befestigt sind, dass ihre entgegengesetzten Enden von den
Befestigungsröhrenabschnitten
vorstehen, wobei jede Wicklung mit einem Ende der Anschlusselemente
verbunden ist. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Verbesserung
bei der Struktur der Verbindung der Wicklung mit einem Ende des
Anschlusselements.
-
2. BESCHREIBUNG DES TECHNISCHEN
HINTERGRUNDS
-
Ein
derartiger Multipolgenerator vom Außenrotortyp ist bereits aus
der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 9-93849
und dgl. bekannt, bei der die Wicklung durch Löten mit dem einen Ende des
Anschlusselements verbunden ist.
-
Es
ist allgemein üblich,
dass ein sogenannter Magnetdraht, dessen Außenumfang mit einer Isolierhaut
bedeckt ist, als Wicklung verwendet wird. Bei einem Multipolgenerator
vom Außenrotortyp,
der derart entworfen ist, dass Wicklungen mit Anschlusselementen
durch Löten
verbunden sind, wie bei dem obigen bekannten Multipolgenerator vom
Außenrotortyp,
ist ein Vorgang zum Abziehen der Isolierhaut des Magnetdrahts vor
dem Löten
erforderlich, was zu einem komplizierten Vorgang zum Verbinden der
Wicklungen mit den Anschlusselementen führt und zu einer erhöhten Anzahl
von Schritten des Verbindungsvorgangs führt.
-
Die
EP-A-740397 offenbart eine Wicklungsverbindungsstruktur gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Demzufolge
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wicklungsverbindungsstruktur
in einem Multipolgenerator vom Außenrotortyp bereitzustellen,
bei der der Vorgang zum Verbinden der Wicklungen mit den Anschlusselementen
erleichtert ist und die Anzahl von Schritten des Verbindungsvorgangs
verringert ist.
-
Um
die obige Aufgabe zu lösen,
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Wicklungsverbindungsstruktur bei einem Multipolgenerator
vom Außenrotortyp
vorgesehen, umfassend eine Mehrzahl von Wicklungen, die um eine
große
Anzahl von vorstehenden Polen gewickelt sind, welche um einen Außenumfang
eines Statorkerns durch eine Spule vorgesehen sind, eine Mehrzahl
von Befestigungsröhrenabschnitten,
die integral an der Spule derart vorgesehen sind, dass sie den Statorkern über axial entgegengesetzte
Enden des Statorkerns durchsetzen, und eine Mehrzahl von Anschlusselementen, die
aus einem leitfähigen
Metall hergestellt sind und in den Befestigungsröhrenabschnitten befestigt sind, wobei
ihre entgegengesetzten Enden von den Befestigungsröhrenabschnitten
vorstehen, wobei jede der Wicklungen mit genau einem Ende des Anschlusselementes
verbunden ist, wobei jedes der Anschlusselemente einen flachen,
plattenförmigen
Basisabschnitt umfasst, welcher in den Befestigungsröhrenabschnitten
befestigt ist, sowie einen Klemmplattenabschnitt umfasst, der seitwärts von
einem Ende des Basisabschnitts vorsteht, und wobei ein Ende jeder der
Wicklungen mit einem Ende des Basisabschnitts des Anschlusselementes
durch Schmelzen verbunden ist, wobei der Klemmplattenabschnitt in
einer solchen Weise gefaltet ist, dass das geschmolzene Ende der
Wicklung zwischen dem Klemmplattenabschnitt und dem einen Ende des
Basisabschnitts geklemmt ist.
-
Bei
einer solchen Anordnung werden die Enden der Wicklungen in einem
geschmolzenen Zustand zwischen dem Basisabschnitt und dem Klemmplattenabschnitt
verbunden, indem sie mit dem Ende jeder zwischen dem Basisabschnitt
des Anschlusselements und dem Klemmplattenabschnitt geklemmten Wicklung
verschmelzen. Sogar die einen Magnetdraht umfassende Wicklung kann
mit den Anschlusselementen ohne den Vorgang zum Abziehen der Isoierhaut
verbunden werden. Daher wird der Verbindungsvorgang erleichtert
und die Anzahl von Schritten des Verbindungsvorgangs kann verringert werden.
-
Die
obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
deutlich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 bis 9 zeigen
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei
-
1 eine
vertikale Querschnittsansicht eines Multipolgenerators vom Außenrotortyp
ist,
-
2 eine
Planansicht eines Statos in einer Richtung eines Pfeils 2-2 in 1 ist,
-
3 eine
Querschnittsansicht entlang einer Linie 3-3 in 2 ist,
-
4 ein
Schaltbild einer Verbindung von Hauptwicklungen ist,
-
5 ein
Schaltbild einer Verbindung von Gleichstromwicklungen ist,
-
6 ein
Schaltbild einer Verbindung einer Stromquellensteuer/regelwicklung
ist,
-
7 ein
Schaltbild einer Verbindung einer Zündwicklung ist,
-
8a bis 8d Seitenansichten
eines Anschlusselements sind, welche einen Verlauf der Verbindung
des Anschlusselements mit der Wicklung zeigen,
-
9 eine
vergrößerte Ansicht
eines in 3 gezeigten wichtigen Abschnitts
während
eines Wicklungsverbindungsvorgangs ist,
-
10 eine
Planansicht ähnlich
der 2 ist, aber gemäß einer Modifikation eines
Stators,
-
11 ein
Schaltbild einer Verbindung von Hauptwicklungen ist und
-
12 ein
Schaltbild einer Verbindung von Gleichstromwicklungen ist.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun mittels einer Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 1 bis 9 erläutert. Zunächst Bezug
nehmend auf 1 ist eine Hülse 4 an einem Gehäuse 1 eines Multipolgenerators
vom Außenrotortyp
befestigt, wobei ein Abschnitt derselben in das Gehäuse 1 vorsteht.
Eine Kurbelwelle 5 einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt)
ist koaxial in der Hülse 4 angeordnet, wobei
ein Lager 6 und eine Öldichtung 7 zwischen der
Kurbelwelle 5 und der Hülse 4 angeordnet
sind. Ein schüsselförmig ausgebildetes
Rotorjoch 8 ist koaxial an einem Ende der Kurbelwelle 5 durch
einen Bolzen 9 befestigt. Ein Magnet 10 ist an
einem Innenumfang des Rotorjochs 8 gehalten und ein Kühlgebläse 11 ist
an einem äußeren Umfangsrand
des Rotorjochs 8 gehalten.
-
Ein
Stator 12 ist an einem Ende der Hülse 4 durch ein Paar
von Bolzen 13 befestigt. Der an dem Rotorjoch 8 angebrachte
Magnet 10 umgibt den Stator 12 koaxial, um einen
kleinen Luftspalt zwischen dem Magnet 10 und dem Stator 12 zu
definieren.
-
Nun
auch Bezug nehmend auf 2 und 3 weist
der Stator 12 einen Statorkern 14 auf, der aus
einer Mehrzahl von übereinander
geschichteten Kernplatten gebildet ist. Der Statorkern 14 des Stators 12 umfasst
einen ersten bis 21sten vorstehenden Pol 171 bis 1721 , welche im Wesentlichen T-förmig ausgebildet
sind und vorstehend im Abstand voneinander an einem Außenumfang
des Kernbasisabschnitts 16 vorgesehen sind, welcher mit
einer Scheibenform derart ausgebildet ist, dass er an einem mittleren
Abschnitt eine Befestigungsbohrung 15 aufweist, an der
ein an dem Ende der Hülse 4 vorgesehener
zylindrischer Vorsprung 4a befestigt ist.
-
Die
Mehrzahl von Kernplatten, welche den Statorkern 14 bilden,
sind in einem gegenseitig beschichteten Zustand gehalten, weil sie
teilweise mit einer aus einem Kunstharz hergestellten Spule 18 über entgegengesetzte
Enden in einer Beschichtrichtung bedeckt sind. Die Spule 18 ist
derart ausgebildet, dass sie den Statorkern 14 über dessen
axial entgegengesetzte Enden in einer solchen Weise abdeckt, dass
ein Mittelabschnitt des Kernbasisabschnitts 16 (einschließlich Punkten,
an denen ein Paar von Montagebohrungen 19 angeordnet ist, durch
welche das Paar von Bolzen 13 zum Koppeln des Statorkerns 14 an
die Hülse 4 eingeführt sind) sowie
Spitzenenden des ersten bis 21sten vorstehenden Pols 171 bis 1721 freiliegen.
-
In
einem solchen Statorkern 14 sind Hauptwicklungen 20 jeweils
um achtzehn 171 bis 1718 des ersten bis 21sten vorstehenden
Pols 171 bis 1721 durch
die Spule 18 herumgewickelt, Gleichspannungswicklungen 21 sind
jeweils um den 19ten und 20sten vorstehenden Pol 1719 und 1720 durch die Spule 18 herumgewickelt,
und eine Stromquellensteuer/regelwicklung 22 sowie eine
Zündwicklung 23 sind
um den 21sten vorstehenden Pol 1721 durch
die Spule 18 herumgewickelt. Weiterhin ist ein Trennplattenabschnitt 24 zum
Trennen der Stromquellensteuer/regelwicklung 22 und der
Zündwicklung 23 voneinander
integral an der Spule 18 an einer Stelle entsprechend dem
21sten vorstehenden Pol 1721 ausgebildet.
-
Bezug
nehmend auf 4 dienen die Hauptwicklungen 20 entsprechend
dem ersten bis 18ten vorstehenden Pol 171 bis 1718 dazu, eine Wechselspannung von drei
Phasen bereitzustellen: eine U-Phase, eine V-Phase und eine W-Phase,
und sie sind in drei Sätze
von jeweils sechs Polen unterteilt. Ein Ende jedes Satzes der Hauptwicklungen 20 ist mit
einem Ende jedes der drei Anschlusselemente 251 , 252 und 253 verbunden
und Verbinder 271 , 272 und 273 ,
die einzeln mit Leiterdrähten 261 , 262 und 263 verbunden sind, sind mit anderen Enden
der Anschlusselemente 251 , 252 und 253 verbunden.
Neutralpunkte 28, mit denen die anderen Enden jedes Satzes
der Hauptwicklungen 20 miteinander verbunden sind, sind
mit einem Ende des Anschlusselements 254 verbunden,
und ein Verbinder 274 , der mit einem
geerdeten Leiterdraht 264 verbunden
ist, ist mit dem anderen Ende des Anschlusselements 254 verbunden.
-
Bezug
nehmend auf 5 dienen Gleichspannungswicklungen 21 entsprechend
dem 19ten und 20sten vorstehenden Pol 1719 und 1720 zur Bereitstellung einer Gleichspannung
zum Laden beispielsweise einer Batterie durch Gleichrichtung derselben.
Ein Ende jeder der Gleichspannungswicklungen 21 ist mit
einem anderen Ende jedes der Anschlusselemente 255 und 256 verbunden, und Verbinder 275 und 276 ,
welche mit Leiterdrähten 265 und 266 verbunden
sind, sind jeweils mit den anderen Enden der Anschlusselemente 255 und 256 verbunden.
Die anderen Enden der Gleichspannungswicklungen 21 sind
gemeinsam mit einem Ende eines Anschlusselementes 257 verbunden, und ein mit einem Leiterdraht 267 verbundener Verbinder 277 ist mit dem anderen Ende des Anschlusselementes 257 verbunden.
-
Bezug
nehmend auf 6 sind entgegengesetzte Enden
der Stromquellensteuer/regelwicklung 22 jeweils mit einem
Ende von Anschlusselementen 258 und 259 verbunden und Verbinder 278 und 279 , welche
mit Leiterdrähten 268 und 269 verbunden
sind, sind jeweils mit den anderen Enden der Anschlusselemente 258 und 259 verbunden.
Wie in 7 gezeigt ist, ist ferner die geerdete Zündwicklung 23 an
einem Ende mit dem anderen Ende des einen Endes eines Anschlusselementes 2510 verbunden und ein mit einem Leiterdraht 2610 verbundener Verbinder 2710 ist mit dem anderen Ende des Anschlusselementes 2510 verbunden.
-
Nun
erneut Bezug nehmend auf 3 sind zehn Befestigungsröhrenabschnitte 30 integral
an der Spule 18 derart vorgesehen, dass sie den Kernbasisabschnitt 16 über dessen
entgegengesetzte Enden hinweg durchsetzen, so dass jeder derselben
einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist. Jedes der Anschlusselemente 251 bis 2510 ist
in jedem der Befestigungsröhrenabschnitte 30 in
einer solchen Weise befestigt, dass deren entgegengesetzte Enden
zu entgegengesetzten Seiten von den Befestigungsröhrenabschnitten 30 vorstehen.
-
Bezug
nehmend auf 8 ist jedes der Anschlusselemente 251 bis 2510 aus
einem leitfähigen Metall
hergestellt. Jedes der Anschlusselemente 251 bis 2510 ist in einem Zustand, in dem es nicht
mit jeder der Wicklungen 20 bis 23 verbunden ist,
im Wesentlichen L-förmig
ausgebildet und umfasst einen flachen plattenförmigen Basisabschnitt 25a,
der in dem Befestigungsröhrenabschnitt 30 befestigt
ist, einen Klemmplattenabschnitt 25b, der seitwärts von
einem Ende des Basisabschnitts 25a vorsteht, sowie einen Verbinderanschlussabschnitt 25c,
der mit dem anderen Ende des Basisabschnitts 25a zur Verbindung
mit jedem der Verbinder 271 bis 2710 verbunden ist. Eine Verbindungsbohrung 31 ist
in dem Verbinderanschlussabschnitt 25c ausgebildet. Der
Klemmplattenabschnitt 25b ist in der Lage, zum Basisabschnitt 25a hin
gefaltet zu werden, und Eingriffsausnehmungen 32 und 33,
welche mit Enden der Wicklungen 20 bis 23 in Eingriff
gelangen können,
sind in einer Verbindung zwischen dem Klemmplattenabschnitt 25b und
dem Basisabschnitt 25a und in einem Endrand des Basisabschnitts 25a vorgesehen.
Die Eingriftsausnehmungen 32 und 33 sind derart
ausgebildet, dass dann, wenn die Klemmplatte 25b gefaltet
ist, ausreichend entgegengesetzte Bereiche in einem Ende des Basisabschnitts 25a und
der Klemmplatte 25b sichergestellt werden können.
-
Beim
Verbinden der Enden der Wicklungen 20 bis 23 entsprechend
den An schlusselementen 251 bis 2510 werden die Anschlusselemente 251 bis 2510 jeweils
in den Befestigungsröhrenabschnitten 30 befestigt,
wie in 9 gezeigt ist. In diesem Fall ist jedes der Anschlusselemente 251 bis 2510 in
jedem der Befestigungsröhrenabschnitte 30 befestigt,
wobei ein relativ großer
Vorsprungsbetrag von den ersten Befestigungsröhrenabschnitten 30 benachbart
einem Ende derselben, d.h. benachbart dem Klemmplattenabschnitt 25b,
vorhanden ist. Danach wird in einem Zustand, in dem die Enden der
Wicklungen 20 bis 23 in Eingriff mit der Eingriffsausnehmung 32 und 33 gebracht
sind, wie in 8b gezeigt ist, der Klemmplattenabschnitt 25b gefaltet,
wie in 8c gezeigt ist, so dass die
Wicklungen 20 bis 23 zwischen dem Klemmplattenabschnitt 25b und
einem Ende des Basisabschnitts 25a geklemmt werden, oder
in einem Zustand, in dem die Enden der Wicklungen 20 bis 23 zwischen
den zuvor gefalteten Klemmplattenabschnitt 25b und das
eine Ende des Basisabschnitts 25a eingeführt sind,
während
sie in Eingriff mit der Eingriffsausnehmung 32 und 33 gebracht
werden, das Ende jeder der Wicklungen 20 bis 23 elektrisch mit
einem Ende jedes der Anschlusselemente 251 bis 2510 durch Schmelzen verbunden, wie in 8d gezeigt
ist, während
das eine Ende des Basisabschnitts 25a und der Klemmplattenabschnitt 25b derart
gedrückt
werden, dass sie zueinander hinbewegt werden.
-
In
einem Zustand, in dem die elektrische Verbindung der entsprechenden
Wicklungen 20 bis 23 zu einem Ende jedes der Anschlusselemente 251 bis 2510 fertiggestellt
ist, wird jedes der Anschlusselemente 251 bis 2510 von seinem einen Ende in jeden der
Befestigungsröhrenabschnitte 30 geschoben.
In einem Zustand, in dem die anderen Enden der Anschlusselemente 251 bis 2510 von
den Befestigungsröhrenabschnitten 30 vorgestanden
sind und das eine Ende jedes Anschlusselementes 251 bis 2510 durch eine Aufspannvorrichtung (nicht
gezeigt) oder dgl. gehalten worden sind, werden die Verbinder 271 bis 2710 in
einer eingeführten
Weise mit den Verbinderanschlussabschnitten 25c an den
anderen Enden der Anschlusselemente 251 bis 2510 verbunden.
-
Der
Stator 12 ist an der Kurbelwelle 4 derart angebracht,
dass ein Ende jedes der Anschlusselemente 251 bis 2510 , das heißt das Ende, mit dem jede der
Wicklungen 20 bis 23 verbunden ist, dem Rotorjoch 8 zugewandt
ist. Wenn die Enden der Wicklungen 20 bis 23,
die mit den Anschlusselementen 251 bis 2510 verbunden sind, zu dem Rotorjoch 8 hin
gebogen werden, existiert die Möglichkeit,
dass sie in Kontakt mit dem Rotorjoch 8 gebracht werden.
Weiterhin stehen die einen Enden der Anschlusselemente 251 bis 2510 in
einem relativ großen
Betrag von den Befestigungsröhrenabschnitten 30 vor,
wenn sie mit den Wicklungen 20 bis 23 verbunden
werden, und werden in die Röhrenabschnitte 30 nach
Vervollständigung
der Verbindung mit den Wicklungen 20 bis 23 geschoben.
Nach Beendigung des Einschiebens der einen Enden der Anschlusselemente 251 bis 2510 in die
Befestigungsröhrenabschnitte 30 existiert
eine Möglichkeit,
dass die Enden der Wicklungen 20 bis 23 gelockert
werden. Daher sind eine Mehrzahl von Vorsprüngen 34 integral an
der Spule 18 an einer Stelle vorgesehen, um eine Endfläche des
Statorkerns 14 abzudecken. Da die Enden der aufgrund des
Schiebens der Anschlusselemente 251 bis 2510 in die Befestigungsröhrenabschnitte 30 gelockerten Wicklungen 20 bis 23 jeweils
um die Vorsprünge 34 gewickelt
sind, wird das Biegen der Enden der Wicklungen 20 bis 23 zu
dem Rotorjoch 8 hin vermieden und das Rotorjoch 8 ist
in der Nähe
des Stators 12 angeordnet. Daher kann der Multipolgenerator
vom Außenrotortyp
kompakt hergestellt sein.
-
Die
Funktionsweise der Ausführungsform wird
im Folgenden beschrieben. Jedes der Anschlusselemente 251 bis 2510 enthält den flachen,
plattenförmigen
Basisabschnitt 25a, der in den Befestigungsröhrenabschnitten 30 der
Spule 18 befestigt ist, und den Klemmplattenabschnitt 25b,
der seitwärts
von einem Ende des Basisabschnitts 25a vorsteht. In dem Zustand,
in dem der Klemmplattenabschnitt 25b in einer solchen Weise
gefaltet ist, dass die Wicklungen 20 bis 23 zwischen
dem Klemmplattenabschnitt 25b und einem Ende des Basisabschnitts 25a geklemmt sind,
werden die Enden der Wicklungen 20 bis 23 mit einem
Ende der Anschlusselemente 251 bis 2510 durch Schmelzen verbunden. Daher
werden die Enden der Wicklungen 20 bis 23 in einer
geschmolzenen Weise zwischen dem Basisabschnitt 25a und dem
Klemmplattenabschnitt 25b verbunden. Sogar wenn die Wicklungen 20 bis 23 aus
einem Magnetdraht hergestellt sind, können daher die Enden der Wicklungen 20 bis 23 mit
den Anschlusselementen 251 bis 2510 ohne einen Vorgang zum Abziehen einer Isolierhaut
verbunden werden. Daher wird der Verbindungsvorgang erleichtert
und die Anzahl von Schritten beim Verbindungsvorgang kann verringert werden.
-
10 bis 12 zeigen
eine Modifikation des Stators, wobei Abschnitte oder Komponenten, die
denjenigen der obigen Ausführungsform
entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
-
Bei
diesem Stator 12' sind
elf Befestigungsröhrenabschnitte 30 (siehe 9)
integral an einer Spule 18 derart vorgesehen, dass sie
einen Kernbasisabschnitt 16 eines Statorkerns 14 über entgegengesetzte
Enden des Kernbasisabschnitts 16 durchsetzen, so dass jeder
derselben einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist. Anschlusselemente 251 bis 2511 sind
in den Befestigungsröhrenabschnitten 30 befestigt.
-
Wie
in 11 gezeigt ist, ist ein Ende jedes der drei Sätze von
Hauptwicklungen 20, die jeweils sechs Hauptwicklungen 20 umfassen,
mit einem Ende jedes von drei Anschlusselementen 251 , 252 und 253 verbunden,
und Verbinder 271 , 272 und 273 , die
individuell mit Leiterdrähten 261 , 262 und 263 verbunden sind, sind jeweils mit den
anderen Enden der Anschlusselemente 251 , 252 und 253 verbunden.
Die anderen Enden der Hauptwicklungen 20 jedes Satzes sind
jeweils mit einem Ende jedes der Anschlusselemente 254 , 257 und 2511 verbunden und ein Verbinder 274 ' , der mit einem geerdeten
Leiterdraht 264 verbunden ist,
ist mit den anderen Enden der Anschlusselemente 254 , 257 und 2511 verbunden.
-
Wie
in 12 gezeigt ist, ist ein Ende jedes eines Paars
von Gleichstromwicklungen 21 mit einem Ende jedes von Anschlusselementen 255 und 256 verbunden,
wobei deren andere Enden miteinander verbunden sind.
-
Sogar
bei dieser Modifikation kann ein ähnlicher Effekt wie derjenige
der oben beschriebenen Ausführungsform
erreicht werden.
-
Obwohl
die Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurde, versteht es
sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene
Ausführungsform
beschränkt
ist und verschiedene Modifikationen ge macht werden können, ohne
von dem Rahmen der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert
ist, abzuweichen.