FR2918511B1 - Machine rotative electrique - Google Patents
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Abstract
L'alternateur selon l'invention comprend un rotor comportant des pôles N et des pôles S formés de manière alternée le long d'une direction circonférentielle de celui-ci, un noyau de stator (15) agencé de façon à entourer le rotor et ayant une pluralité de fentes (15a) s'étendant axialement formées à un pas prédéterminé dans la direction circonférentielle de celles-ci, et un stator ayant un enroulement de stator ajusté dans les fentes. Le noyau de stator (15) est formé par déformation par flexion d'un noyau en fer (15A) en forme d'hexaèdre composé de blocs de noyau en fer (30), leurs extrémités adjacentes étant en butée les unes avec les autres et liées par fusion par soudage. Les portions de soudage des blocs (31) ont une profondeur de fusion s'étendant au moins jusqu'à une région de traction où une contrainte de traction du noyau de stator (15) est générée.
Description
MACHINE ROTATIVE ELECTRIQUE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR
La présente invention concerne une machine rotative électrique ayant un noyau de stator formé de tôles en acier qui sont déformées par flexion en une forme cylindrique, leurs faces d'extrémité opposées étant liées par fusion les unes aux autres.
Dans le passé, comme machine rotative électrique sous la forme d'un alternateur pour véhicule, il a été connu une machine qui comprend un rotor comportant des pôles N et des pôles S formés de manière alternée le long d'une direction circonférentielle de celui-ci, un noyau de stator agencé pour entourer le rotor et comportant une pluralité de fentes s'étendant axialement formées à un pas prédéterminé dans la direction circonférentielle, et un stator comportant un enroulement de stator ajusté dans les fentes, dans lequel le noyau de stator est formé en déformant tout d'abord par flexion en une forme cylindrique un noyau en fer en forme d'hexaèdre, qui est formé d'un nombre prédéterminé de tôles en acier laminées stratifiées avec leurs périphéries externes jointes ensemble par soudage au laser (soudage de stratification), puis en liant par fusion les extrémités opposées du noyau en fer les unes aux autres tout en les plaçant en butée les unes avec les autres (voir, par exemple, un premier document de brevet : la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique N° 2001-245 446 (figure 26 et figure 40).
Dans ce cas, l'attache de l'enroulement de stator au noyau de stator est effectuée en insérant des portions droites individuelles de groupes de fils d'élément en forme de courroie, qui constituent ensemble l'enroulement de stator, dans les fentes individuelles, respectivement, dans le noyau en fer, si bien que l'on obtient les avantages suivants. A savoir, l'efficacité ou la facilité de l'attache est élevée, l'endommagement de l'enroulement de stator est faible et le facteur d'espace des conducteurs de l'enroulement de stator dans les fentes est élevé.
De plus, le noyau en fer mentionné ci-dessus est divisé en parties le long d'une direction diamétrale ou radiale dans une dent formée entre des fentes adjacentes, respectivement, et les surfaces de division de celles-ci sont placées en butée l'une avec l'autre et liées par fusion l'une à l'autre. Ainsi, on obtient les avantages suivants. A savoir, l'opération d'aboutement dans les portions de butée est simple et facile, et les surfaces de division sont le long de la direction d'un flux magnétique principal (direction diamétrale), si bien que l'on peut supprimer la réduction de la puissance de sortie de l'alternateur.
Dans le cas du noyau de stator mentionné ci-dessus, le noyau en fer en forme d'hexaèdre est transformé en forme cylindrique et ses faces d'extrémité opposées sont soudées ensemble de façon à être jointes l'une à l'autre, mais une force considérable est requise pour fléchir le noyau en fer, et un retour élastique après flexion du noyau en fer est également fort, si bien qu'un écartement est susceptible d'apparaître entre les faces de jonction du noyau en fer après la formation cylindrique de celui-ci. Si un tel écartement apparaît et se développe pour devenir important, le flux magnétique à travers l'écartement pourrait être influencé de manière préjudiciable de sorte qu'il pourrait être perturbé jusqu'à détériorer le bruit magnétique, et en plus de cela, une force de traction pourrait être appliquée aux extrémités de bobine de l'enroulement de stator ajusté dans les fentes ce qui aura pour effet de les endommager.
De plus, il est connu que le noyau de stator fluctue très légèrement dans une direction diamétrale ou radiale, ce qui affaiblit ainsi le bruit magnétique dû à la résonance à la fréquence naturelle du stator avec une force d'excitation magnétique générée lorsqu'un flux magnétique ou un courant électrique circule à travers le stator, mais le noyau de stator lui-même a la plupart des portions de sa périphérie externe exposées à l'extérieur, et de ce fait, n'est pas construit pour supprimer la résonance diamétrale.
Comme contre-mesure face à un tel problème, on considère que les faces d'extrémité opposées du noyau en fer sont fortement jointes ou liées l'une à l'autre par liaison par fusion des surfaces entières (région de A-B-C-D) des portions en butée dans une dent, comme le montre la figure 8.
Ici, il faut noter que sur la figure 8, une longueur axiale Le du noyau de stator est plus longue qu'une longueur diamétrale ou radiale d de celui-ci. Ceci provient du fait que la longueur diamétrale d du noyau de stator est rendue plus courte et la longueur axiale Le du noyau de stator est rendue plus longue pour augmenter simplement une région de celui-ci à travers laquelle le flux magnétique passe, de façon à satisfaire une demande de puissance de sortie accrue et d'efficacité accrue d'un alternateur pour véhicule ces dernières années.
En général, toutefois, des produits d'oxydation sont générés sur les surfaces des portions de butée liées par fusion l'une à l'autre, et les oxydes (par exemple Fe2Û3 dans le cas d'une feuille en acier laminée) ainsi générés ont une grande résistance, ainsi si de tels produits d'oxydation s'étendent sur la largeur ou la longueur entière C-D de la surface périphérique diamétralement interne de la dent à travers laquelle un flux magnétique principal d'un circuit magnétique passe, la performance est abaissée indubitablement, conduisant à un obstacle majeur à la commercialisation de l'alternateur pour véhicule.
De plus, lorsque les surfaces entières de la région A-B-C-D sont liées par fusion les unes aux autres, des courants de Foucault, qui sont supprimés par la stratification d'une multitude de fines tôles sous la forme de tôles en acier laminées, circuleront dans la région A-B-C-D, abaissant ainsi l'efficacité.
En outre, pour réaliser un soudage de façon à lier par fusion les surfaces entières de la région A-B-C-D les unes aux autres, cela augmente le temps de l'opération de soudage et agrandit également par là même la taille de l'équipement de soudage.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention est destinée à parer aux problèmes évoqués ci-dessus, et a pour objet d'obtenir une machine rotative électrique qui est capable de réduire la taille de l'équipement de soudage et de raccourcir le temps de l'opération de soudage tout en assurant une haute performance et une haute qualité avec la génération de bruit électrique, etc. supprimée.
En gardant l'objet ci-dessus en mémoire, selon un premier mode de réalisation de la présente invention, il est proposé une machine rotative électrique qui comprend : un rotor comportant des pôles N et des pôles S formés de manière alternée le long d'une direction circonférentielle de celui-ci ; un noyau de stator qui est agencé de façon à entourer le rotor et comporte une pluralité de fentes s'étendant axialement formées à un pas prédéterminé dans la direction circonférentielle de celui-ci ; et un stator comportant un enroulement de stator ajusté dans les fentes. Le noyau de stator est formé de telle manière que le noyau en fer en forme d'hexaèdre est fléchi pour se déformer avec ses faces d'extrémité opposées, qui sont formées en divisant une dent formée entre des fentes adjacentes d'une pluralité de blocs de noyau en fer, étant liées par fusion les unes aux autres tout en étant placées en butée les unes avec les autres. La profondeur de fusion d'une portion de soudage de bloc ainsi liée par fusion est au moins jusqu'à une région de traction dans laquelle une contrainte de traction du noyau de stator est générée.
Selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention, il est proposé une machine rotative électrique qui comprend : un rotor comportant des pôles N et des pôles S formés de manière alternée le long d'une direction circonférentielle de celui-ci ; un noyau de stator qui est agencé pour entourer le rotor et comporte une pluralité de fentes s'étendant axialement formées à un pas prédéterminé dans la direction circonférentielle de celui-ci ; et un stator comportant un enroulement de stator ajusté dans les fentes. Le noyau de stator est formé de telle manière que le noyau en fer en forme d'hexaèdre est fléchi pour se déformer avec ses faces d'extrémité opposées, qui sont formées en divisant une dent formée entre des fentes adjacentes parmi les fentes, étant liées par fusion les unes aux autres tout en étant placées en butée les unes avec les autres. La profondeur de fusion d'une portion de soudage de noyau en fer ainsi liée par fusion est au moins jusqu'à une région de traction dans laquelle une contrainte de traction du noyau de stator est générée.
Selon une machine rotative électrique de la présente invention, on obtient l'avantage suivant. A savoir, il est possible de réduire la taille de l'équipement de soudage et de raccourcir le temps de l'opération de soudage tout en assurant une haute performance et une haute qualité de celui-ci, la génération de bruit électromagnétique, etc., étant supprimée.
Ledit noyau de stator peut être formé de telle manière que ledit noyau en fer en forme d'hexaèdre est fléchi pour se déformer avec ses faces d'extrémité opposées, qui sont formées en divisant ladite dent, lesdites faces d'extrémité opposées étant liées par fusion les unes aux autres tout en étant placées en butée les unes avec les autres, et la profondeur de fusion d'une portion de soudage de noyau en fer ainsi liée par fusion est au moins jusqu'à une région de traction dans laquelle une contrainte de traction dudit noyau de stator est générée.
Dans le premier mode de réalisation, la profondeur de fusion de ladite portion de soudage de bloc peut atteindre partiellement ladite région comprimée dans laquelle une contrainte de compression dudit noyau de stator est générée.
Dans le deuxième mode de réalisation, la profondeur de fusion de ladite portion de soudage noyau en fer peut atteindre partiellement une région comprimée dans laquelle une contrainte de compression dudit noyau de stator est générée.
Dans le premier mode de réalisation, la portion de soudage de bloc a par exemple une longueur axiale plus grande qu'une longueur diamétrale.
Dans le deuxième mode de réalisation, la portion de soudage de noyau en fer peut avoir une longueur axiale plus grande qu'une longueur diamétrale.
Chacune des dites fentes peut avoir une encoche formée dans un fond de celle-ci.
Les fentes individuelles sont par exemple formées de telle manière que des distances entre des lignes centrales qui s'étendent dans des directions diamétrales d'ouvertures de fentes mutuellement adjacentes parmi lesdites fentes individuelles sont inégales les unes par rapport aux autres.
Le nombre des fentes peut être de deux ou plus par pôle 1 pour une phase.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les objets, particularités et avantages ci-dessus et autres de la présente invention apparaîtront plus aisément à l'homme du métier à partir de la description détaillée des modes de réalisation préférés de la présente invention qui va suivre, prise conjointement avec les dessins annexés.
La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un alternateur pour véhicule selon un premier mode de réalisation de la présente invention.
La figure 2 est une vue en perspective globale d'un procédé préliminaire dans lequel le noyau de stator de la figure 1 doit être déformé par flexion.
La figure 3 est une vue de construction d'un procédé préliminaire dans lequel un stator de la figure 1 doit être déformé par flexion.
La figure 4 est un diagramme de construction lorsqu'un noyau en fer de la figure 3 a été déformé par flexion.
La figure 5 est une vue agrandie des portions essentielles de la figure 3.
La figure 6 est une vue de construction d'un procédé préliminaire dans lequel un stator doit être déformé par flexion lorsqu'un noyau en fer dans un alternateur pour véhicule selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention est utilisé.
La figure 7 est une vue de construction lorsque le noyau en fer de la figure 6 est déformé par flexion.
La figure 8 est une vue en perspective montrant des portions de butée d'un noyau de stator qui sont jointes par fusion ou liées les unes aux autres.
La figure 9 est une vue en élévation avant montrant un noyau de stator d'un alternateur pour véhicule selon un troisième mode de réalisation de la présente invention.
La figure 10A est une vue en élévation avant lorsqu'un noyau de stator est développé selon le troisième mode de réalisation.
La figure 10B est une vue de dessous du noyau de stator montré sur la figure 10A.
La figure 11 est une vue en perspective d'une modification du noyau de stator montrant un procédé préliminaire dans lequel le noyau de stator est déformé par flexion.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS A présent, on décrira en détail des alternateurs pour véhicule selon des modes de réalisation préférés de la présente invention tout en se référant aux dessins annexés. Sur les figures respectives, des organes ou parties identiques ou correspondants sont définis par les mêmes références numériques et caractères. • Mode de réalisation 1 :
En se référant aux dessins et tout d'abord à la figure 1, il est montré, dans une vue en coupe transversale, la construction d'un alternateur pour véhicule selon un premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective d'un noyau en fer 15A dans un procédé ou étape préliminaire dans lequel un noyau de stator 15 sur la figure 1 est formé. La figure 3 est une vue de construction partielle du noyau en fer 15A sur la figure 2, et la figure 4 est une vue de construction du noyau en fer 15 sur la figure 3 après que le noyau de stator en fer 15A est déformé.
Cet alternateur, qui constitue une machine rotative électrique, comprend un boîtier 3 qui est composé d'un support avant 1 et d'un support arrière 2 tous deux formés d'aluminium, d'un arbre 6 qui est agencé dans le boîtier 3, une poulie 4 étant montée de manière fixe sur une extrémité de celui-ci, un rotor de type Randel 7 monté de manière fixe sur l'arbre 6, une paire de ventilateurs de refroidissement par air 5 attachés de manière fixe aux surfaces latérales opposées du rotor 7, et un stator 8 sécurisé de manière fixe à une surface de paroi interne du boîtier 3.
De plus, l'alternateur comprend en outre une paire de bagues collectrices 9 qui sont sécurisées de manière fixe à l'autre extrémité de l'arbre 6 pour fournir un courant au rotor 7, une paire de balais 10 qui peuvent glisser sur et le long des bagues collectrices 9, un porte-balais 11 qui reçoit les balais 10, un collecteur 12 qui est connecté électriquement au stator 8 pour commuter un courant alternatif généré dans le stator 8 en un courant continu, un puits thermique 17 qui est ajusté dans le porte-balais 11 et un régulateur 18 qui est attaché au puits thermique 17 pour réguler la grandeur d'une tension alternative générée dans le stator 8.
Le rotor 7 est composé d'une bobine de rotor 13 qui génère un flux magnétique lorsqu'un courant électrique circule au travers, et une paire de noyaux inducteurs 20, 21 qui sont agencés de façon à enfermer la bobine de rotor 13, leurs pôles magnétiques étant formés par le flux magnétique ainsi généré dans les noyaux inducteurs 20, 21. La paire des noyaux inducteurs 20, 21 est constituée de fer, et est sécurisée de manière fixe à l'arbre 6 avec leurs huit pôles magnétiques en forme de griffe 22, 23 formés sur leurs bords périphériques externes, respectivement, de telle manière qu'ils sont agencés espacés les uns des autres à un pas égal dans la direction circonférentielle de façon à se trouver en prise opposée les uns avec les autres.
Le stator 8 est pourvu du noyau de stator 15 qui est composé d'une pluralité de noyaux en fer stratifiés de forme cylindrique ayant une pluralité de fentes s'étendant axialement 15a formées à un pas prédéterminé dans la direction circonférentielle, comme le montre la figure 4, et un enroulement de stator 16 qui est enroulé autour du noyau de stator 15.
De plus, le support avant 1 et le support arrière 2 ont des trous d'air d'admission la, 2a formés dans les portions latérales axialement opposées de celles-ci, respectivement, et des trous d'échappement lb, 2b formés dans des portions d'épaulement de ceux-ci, respectivement.
Le noyau de stator 15 est formé de telle manière que le noyau en fer 15A en forme d'hexaèdre est déformé par flexion, ses faces d'extrémité opposées étant jointes par fusion ou liées les unes aux autres tout en étant placées en butée les unes avec les autres. Les portions de soudage 33 du noyau en fer 15A jointes par fusion les unes aux autres au moyen d'un soudage au laser CO2 sont formées en une dent 32 entre ses fentes adjacentes 15a. De même, la portion de soudage de noyau en fer 33 est formée de manière continue sur une zone axiale entière du noyau de stator 15 de sa première extrémité à son autre extrémité le long d'une direction axiale de celui-ci.
La portion de soudage de noyau en fer 33 est formée de telle manière que la longueur axiale du noyau de stator 15 est plus longue que la longueur (largeur) diamétrale (radiale) de celui-ci.
Le noyau en fer 15A est composé de deux blocs de noyau en fer 30 qui sont chacun formés d'un nombre prédéterminé de tôles en acier laminées d'une épaisseur prédéterminée stratifiées les unes sur les autres et jointes ou liées ensemble pour être intégrées les unes avec les autres au niveau de leurs périphéries externes au moyen du soudage au laser CO2. Les blocs en noyau de fer 30 sont placés en butée au niveau de leurs faces d'extrémité adjacentes les uns par rapport aux autres et joints par fusion ou liés les uns aux autres au moyen du soudage au laser CO2. Une portion de soudage 31 des blocs de noyau en fer 30 ainsi liés par fusion est formée en une dent 32, similaire à la portion de soudage de noyau en fer 33. De même, la portion de soudage de bloc 31 est formée de manière continue sur la zone axiale entière du noyau de stator 15 à partir de sa première extrémité jusqu'à son autre extrémité le long de la direction axiale de celui-ci.
La portion de soudage de bloc 31 est formée de telle manière que la longueur axiale du noyau de stator 15 est plus longue que la longueur (largeur) diamétrale (radiale) de celui-ci, de manière similaire à la portion de soudage de noyau en fer 33.
Puisque le noyau en fer 15A est composé de deux blocs de noyau en fer 30, le rendement ou similaire dans l'étape d'estampage d'un matériau sous la forme d'une tôle en acier laminée en une forme prédéterminée peut être amélioré.
Dans l'alternateur pour véhicule de la construction mentionnée ci-dessus, des isolants (non montrés) sont placés dans les fentes 15a, respectivement, du noyau en fer 15A, et après cela, des conducteurs de l'enroulement de stator 16 sont ajustés dans le noyau en fer 15A en poussant les conducteurs 34 de l'enroulement de stator en forme de courroie 16 dans les fentes 15a.
Après cela, le noyau en fer 15A en forme d'hexaèdre est déformé par flexion en une forme cylindrique, et les surfaces divisées d'une dent 32 du noyau en fer 15A sont placées en butée les unes avec les autres et jointes par fusion ou liées les unes aux autres, formant ainsi le stator 8.
Dans l'alternateur pour véhicule de la construction mentionnée ci-dessus, un courant est fourni d'une batterie (non montrée) à la bobine de rotor 13 à travers les balais 10 et les bagues collectrices 9 pour générer un flux magnétique, moyennant quoi les pôles magnétiques en forme de griffe 22 d'un noyau inducteur 20 sont polarisés en un pôle N et les pôles magnétiques en forme de griffe 23 de l'autre noyau inducteur 21 sont polarisés en un pôle S sous l'action du flux magnétique. D'autre part, le couple de rotation du moteur est transmis à l'arbre 6 à travers la courroie (non montrée) et la poulie 4 moyennant quoi le rotor 7 est amené à tourner. Par suite, un champ rotatif est donné à l'enroulement de stator 16 si bien qu'une force électromotrice alternative est générée dans l'enroulement de stator 16. La grandeur de la force électromotrice alternative est commandée par le régulateur 18 qui régule le courant circulant à travers le rotor 7. De plus, le courant alternatif généré par la force électromotrice alternative peut être commuté en un courant continu à travers le collecteur 12 de façon à être chargé vers la batterie.
La figure 5 est une vue agrandie de la portion de soudage de bloc 31 du noyau en fer 15A de la figure 3. Le noyau en fer 15A est divisé en une région de traction 40 qui est un côté périphérique externe du noyau de stator 15 dans lequel une contrainte de traction est générée lors d'une déformation par flexion de celui-ci, et une région comprimée 41 qui est un côté interne du noyau de stator 15, un équilibre de force étant maintenu au niveau d'une ligne de liaison 42 qui est la frontière de la région de traction 40 et de la région comprimée 41.
Ici, il faut noter que par rapport à la ligne de liaison 42, la position et le mode ou la manière de celui-ci dans laquelle la ligne de liaison 42 apparaît sont divers en fonction de la rigidité, de l'épaisseur, etc., du matériau, et un exemple de celle-ci est montré sur la figure 5, tout en étant visualisé à des fins de compréhension.
Dans la portion de soudage de bloc 31, la profondeur de fusion atteint une partie de la région comprimée 41 tout en excédant la région de traction 40 et la ligne de liaison 42.
La raison pour laquelle la profondeur de fusion n'atteint pas la zone entière de la région comprimée 41 est que la liaison par fusion est non nécessaire dans la région comprimée 41 dans laquelle des forces sont appliquées, lors d'une déformation par flexion du noyau en fer 15A, aux blocs de noyau en fer 30 dans des directions pour amener les faces d'extrémité adjacentes des blocs de noyau en fer 30 en butée les unes avec les autres pour assurer ainsi une résistance suffisante en tant que force de liaison.
Par rapport à la portion de soudage de noyau en fer 33, de manière similaire à la portion de soudage de bloc 31, la profondeur de fusion atteint une partie d'une région comprimée qui est un côté interne du noyau de stator 15 tout en excédant une région de traction qui est un côté périphérique externe du noyau de stator 15.
La portion de soudage de noyau en fer 33 a une résistance suffisante pour s'opposer au retour élastique du noyau de stator 15 après qu'ils ont été joints ou liés l'un à l'autre par soudage. De même, dans la région comprimée, une contrainte résiduelle agit dans une direction pour amener les faces d'extrémité du noyau en fer 15A en butée les unes avec les autres, assurant ainsi une résistance suffisante en tant que force de liaison.
Ainsi, dans la portion de soudage de bloc 31, il est suffisant que la profondeur de fusion atteigne une partie de la région comprimée 41 tout en excédant la région de traction 40 et la ligne de liaison 42 et, de manière similaire, dans la portion de soudage de noyau en fer 33, également, il est suffisant pour la profondeur de fusion d'atteindre une partie de la région comprimée 41 tout en excédant la région de traction 40 et la ligne de liaison 42, moyennant quoi une résistance suffisante des dents 32 intégrées dans la surface divisée de celle-ci peut être mesurée, et dans le même temps, une augmentation dans la résistance des surfaces périphériques internes des dents 32 qui que croise le flux magnétique principal peut être supprimée, en conséquence de quoi l'alternateur pour véhicule avec une haute performance et une haute qualité peut être obtenu sans réduction du flux magnétique.
De plus, par la stratification d'une multitude de fines tôles sous la forme de tôles en acier laminées les unes sur les autres, il est possible de diminuer une région qui perturbe un effet de suppression de courant de Foucault (la portion de soudage de bloc 31) .
En outre, les emplacements de soudage sont non nécessaires du côté des dents 32, si bien que la région de soudage requise peut être réduite en conséquence, rendant ainsi possible de diminuer la taille de l'équipement de soudage et de raccourcir le temps de l'opération de soudage.
Ici, il faut noter que le but de la profondeur de fusion atteignant une partie de la région comprimée 41 tout en excédant la ligne de liaison 42 est de faire face au cas où la contrainte de traction agit sur la partie de la région comprimée 31 due aux forces d'excitation magnétiques, etc.
De plus, la portion de soudage de noyau en fer 33 est formée dans les dents 32, de sorte que lorsque le noyau en fer 15A en forme d'hexaèdre est déformé par flexion et que les extrémités opposées de celui-ci sont jointes ou liées l'une à l'autre par soudage tout en étant placées en butée les unes avec les autres, l'opération de soudage peut être réalisée de manière efficace sans être obstruée par l'enroulement de stator 16.
Ici, la portion de soudage de noyau en fer 33 est formée de telle manière que la longueur axiale du noyau de stator 15 est plus longue que la longueur diamétrale de celui-ci, et la portion de soudage de bloc 31 est également formée de telle manière que la longueur axiale du noyau de stator 15 est plus longue que la longueur diamétrale de celui-ci, si bien que la région à travers laquelle le flux magnétique passe augmente, rendant ainsi possible d'améliorer la puissance de sortie et l'efficacité opérationnelle de l'alternateur pour véhicule.
Ici, il faut noter que le noyau de stator 15 mentionné ci-dessus a, par exemple, un diamètre extérieur de 130 mm, un renfort de noyau de 4 mm (mesure a sur la figure 8), une région de traction 40 de 2 mm, une région comprimée de 2 mm, une largeur circonférentielle de 2,5 mm au niveau de la portion de base de chaque dent 32 et une largeur circonférentielle de 2,0 mm au niveau de l'extrémité de pointe de chaque dent 32. • Mode de réalisation 2 :
Dans un deuxième mode de réalisation de la présente invention, un noyau en fer 15B en forme d'hexaèdre comprenant un bloc de noyau en fer unique est utilisé, comme le montre la figure 6, et est déformé par flexion en une forme cylindrique de sorte que les faces d'extrémité opposées du noyau en fer 15B sont placées en butée les unes avec les autres et jointes par fusion ou liées les unes aux autres pour former une portion de soudage de noyau en fer 33, comme le montre la figure 7.
La construction de ce deuxième mode de réalisation autre que celle ci-dessus est similaire à celle du premier mode de réalisation.
Dans la portion de soudage de noyau en fer 33 formée dans les dents 32, la profondeur de fusion va jusqu'à une partie d'une région comprimée qui excède une région de traction et une ligne de liaison, de manière similaire au premier mode de réalisation. En conséquence, il est possible de réduire une région de soudage et de diminuer la taille de l'équipement de soudage, rendant ainsi possible de raccourcir un temps d'opération de soudage. • Mode de réalisation 3 :
La figure 9 est une vue en élévation avant qui montre un noyau de stator 50 d'un alternateur pour véhicule selon un troisième mode de réalisation de la présente invention. La figure 10A est une vue en élévation avant lorsque le noyau de stator 50 est développé selon le troisième mode de réalisation, et la figure 10B est une vue de dessous du noyau de stator 50 montré sur la figure 10A.
Dans ce troisième mode de réalisation de la présente invention, deux jeux d'un premier enroulement de stator et d'un second enroulement de stator (non montrés) sont incorporés dans le noyau de stator 50. Un rotor 7 comporte seize pôles magnétiques, dont chacun correspond à six (2 χ 3) phases, et 96 fentes 50a et des dents 51 sont formées à des intervalles ou distances entre les lignes centrales s'étendant dans des directions diamétrale ou radiale des ouvertures de fentes individuelles adjacentes 50a, respectivement, qui sont des pas inégaux ou irréguliers d'angles mécaniques de 36 degrés et 24 degrés. Ces pas inégaux ou irréguliers sont formés en changeant les largeurs circonférentielles des dents individuelles 51.
Le noyau de stator 50 est construit comme suit. A savoir, un noyau en fer 50A en forme d'hexaèdre comprenant un bloc de noyau en fer unique est utilisé et déformé par flexion en une forme cylindrique de sorte que les faces d'extrémité opposées du noyau en fer 50A sont placées en butée les unes avec les autres et jointes par fusion ou liées les unes aux autres par soudage au laser CO2 pour former une portion de soudage de noyau en fer 33. La portion de soudage de noyau en fer 33 est formée de telle manière que le noyau de stator 15 a une longueur axiale Le plus longue qu'une longueur (largeur) radiale d de celui-ci. La construction de ce troisième mode de réalisation autre que celle qui précède est similaire à celle du deuxième mode de réalisation.
Dans ce troisième mode de réalisation de la présente invention, les fentes individuelles 50a sont formées de telle manière que des intervalles ou distances entre les lignes centrales qui s'étendent dans des directions diamétrale ou radiale d'ouvertures de fentes individuelles mutuellement adjacentes 50a sont inégaux ou irréguliers les uns par rapport aux autres, si bien que l'on obtient l'effet avantageux suivant, comme décrit dans la description de brevet japonais enregistré N° 3 490 659 déposé par le même demandeur que celui de la demande sujet. A savoir, il est possible de réduire un son électromagnétique et un son de vent d'une composante 12f qui sont des harmoniques très déplaisantes en termes d'audibilité, moyennant quoi un bruit déplaisant ou gênant peut être soulagé.
Le fonctionnement et les effets de ce troisième mode de réalisation autres que ceux ci-dessus sont similaires à ceux du deuxième mode de réalisation.
Ici, il faut noter que la présente invention peut être appliquée, par exemple, à un alternateur pour véhicule dans lequel le nombre total de fentes est de 72, et le nombre de pôles magnétiques est de 12, ou à un alternateur pour véhicule dans lequel le nombre total de fentes est de 120 et le nombre de pôles magnétiques est de 20.
Bien que dans les modes de réalisation respectifs mentionnés ci-dessus, par rapport au stator 8, le noyau en fer 15A, 15B ou 50A soit déformé par flexion en une forme cylindrique après que l'enroulement de stator 16 est ajusté dans les fentes 15a, 50a, la présente invention n'est bien entendu pas limitée à un tel stator.
De plus, bien que la portion de soudage de bloc 31 et la portion de soudage de noyau en fer 33 soient formées en continu sur la zone axiale entière du noyau de stator 15 ou 50 à partir de sa première extrémité vers son autre extrémité le long de la direction axiale de celui-ci, elles peuvent être formées en discontinu ou elles peuvent être formées selon une inclinaison par rapport à l'axe du noyau de stator tant qu'une force de liaison souhaitée peut être assurée.
De plus, la portion de soudage de bloc 31 et la portion de soudage de noyau en fer 33 peuvent être formées non dans les dents 32 mais au lieu de cela, dans les fonds des fentes 15a.
En outre, comme le montre la figure 11, en formant une encoche 52 sur le fond de chaque fente 15a dans le noyau en fer 15A du premier mode de réalisation, le noyau en fer 15A peut être facilement formé selon la forme cylindrique, et dans le même temps, sa forme arrondie peut être améliorée. Bien entendu, une telle encoche peut être formée sur le fond de chaque fente 15a dans le noyau en fer 15B du deuxième mode de réalisation, ou sur le fond de chaque fente 50a dans le noyau en fer 50A du troisième mode de réalisation.
De plus, bien que dans les modes de réalisation mentionnés ci-dessus, référence ait été faite à une machine rotative électrique sous la forme d'un alternateur pour une utilisation dans un véhicule, la présente invention n'est pas limitée à des machines rotatives électriques pour une utilisation dans un véhicule mais peut également être appliquée à d'autres types de machines rotatives électriques telles que des moteurs électriques.
Alors que l'invention a été décrite en termes de modes de réalisation préférés, l'homme du métier reconnaîtra que l'invention peut être mise en pratique avec des modifications entrant dans la cadre de la présente invention.
Claims (8)
- REVENDICATIONS1. Machine rotative électrique comprenant : - un rotor (7 ) comportant des pôles N et des pôles S formés de manière alternée le long d'une direction circonférentielle de celui-ci, - un noyau de stator (15) qui est agencé de façon à entourer ledit rotor (7) et comporte une pluralité de fentes s'étendant axialement (15a) formées à un pas prédéterminé dans la direction circonférentielle de celui-ci, et - un stator (8) comportant un enroulement de stator (16) ajusté dans lesdites fentes (15a), où ledit noyau de stator (15) est formé de telle manière que ledit noyau en fer (15A) en forme d'hexaèdre est fléchi pour se déformer avec ses faces d'extrémité opposées, qui sont formées en divisant une dent (32) formée entre des fentes adjacentes (15a) d'une pluralité de blocs de noyau en fer (30), lesdites faces d'extrémité opposées étant liées par fusion les unes avec les autres tout en étant placées en butée les unes avec les autres, ledit noyau en fer (15A) est divisé en une région de traction (40) qui est un côté périphérique externe du noyau de stator (15) dans lequel une contrainte de traction est générée lors d'une déformation par flexion de celui-ci, et une région comprimée (41) qui est un côté interne du noyau de stator (15), un équilibre de force étant maintenu au niveau d'une ligne de liaison (42) qui est la frontière de la région de traction (40) et de la région comprimée (41), et la profondeur de fusion d'une portion de soudage de bloc (31) ainsi liée par fusion atteint partiellement ladite région comprimée (41).
- 2. Machine rotative électrique comprenant : - un rotor (7) comportant des pôles N et des pôles S formés de manière alternée le long d'une direction circonférentielle de celui-ci, - un noyau de stator (15) qui est agencé de façon à entourer ledit rotor (7) et comporte une pluralité de fentes s'étendant axialement (15a) formées à un pas prédéterminé dans la direction circonférentielle de celui-ci, et - un stator (8) comportant un enroulement de stator (16) ajusté dans lesdites fentes (15a), où ledit noyau de stator (15) est formé de telle manière que ledit noyau en fer (15A) en forme d'hexaèdre est fléchi pour se déformer avec ses faces d'extrémité opposées, qui sont formées en divisant une dent (51) formée entre des fentes adjacentes parmi lesdites fentes (15a,), lesdites faces d''extrémité opposées étant liées par fusion les unes avec les autres tout en étant placées en butée les unes avec les autres, ledit noyau en fer (15A) est divisé en une région de traction (40) qui est un côté périphérique externe du noyau de stator (15) dans lequel une contrainte de traction est générée lors d'une déformation par flexion de celui-ci, et une région comprimée (41) qui est un côté interne du noyau de stator (15), un équilibre de force étant maintenu au niveau d'une ligne de liaison (42) qui est la frontière de la région de traction (40) et de la région comprimée (41) , et la profondeur de fusion d'une portion de soudage de noyau en fer (33) ainsi liée par fusion atteint partiellement ladite région comprimée (41).
- 3. Machine rotative électrique selon la revendication 1, dans laquelle ledit noyau de stator (15) est formé de telle manière que ledit noyau en fer (15A) en forme d'hexaèdre est fléchi pour se déformer avec ses faces d'extrémité opposées, qui sont formées en divisant ladite dent (32), lesdites faces d'extrémité opposées étant liées par fusion les unes aux autres tout en étant placées en butée les unes avec les autres, et la profondeur de fusion d'une portion de soudage de noyau en fer (33) ainsi liée par fusion atteint partiellement ladite région comprimée (41).
- 4. Machine rotative électrique selon la revendication 1 ou 3, dans laquelle ladite portion de soudage de bloc (31) a une longueur axiale plus grande qu'une longueur diamétrale.
- 5. Machine rotative électrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle ladite portion de soudage de noyau en fer (33) a une longueur axiale plus grande qu'une longueur diamétrale.
- 6. Machine rotative électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle chacune desdites fentes (15a, 50a) a une encoche formée dans un fond de celle-ci.
- 7. Machine rotative électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle lesdites fentes individuelles (50a) sont formées de telle manière que des distances entre des lignes centrales qui s'étendent dans des directions diamétrales d'ouvertures de fentes mutuellement adjacentes parmi lesdites fentes individuelles (50a) sont inégales les unes par rapport aux autres.
- 8. Machine rotative électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le nombre desdites fentes (15a, 50a) est de deux ou plus par pôle 1 pour une phase.
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