JP2001518779A - 電気的な機械、特にスリップリングなしの三相交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気的な機械、特に固定式の励磁コイル（２４）を備えた三相交流発電機が、駆動軸（１８）に固定的に結合されたポールホイール（１９）を有しており、このポールホイールのケーシングに整流器構成ユニットが配置されており、この整流器構成ユニットが、軸受けシールド（１１）と、この軸受けシールドに結合されて導体プレート（３０）が当て付けられたプラスヒートシンク（２８）と、この導体プレートに結合された電気的なコンタクトリング（３４）とから成っており、このコンタクトリングに、ステータのコイル（２６）のコイル引出し部（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）が解離可能に固定されている。重要な点は、コンタクトリングに４つの接続個所（３５〜３８）が形成されており、これらの接続個所には４つのコイル引出し部が、（ＸおよびＷ）は個々に引き出され、（ＵおよびＹ）は纏められ、（ＶおよびＺ）もやはり纏められるように接続されていることである。こうして、三相交流発電機の簡単にされた有利な構造が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 背景技術 本発明は、請求項１に記載された形式の、電気的な機械、特にスリップリング
なしの、ブラシレス構造の三相交流発電機つまりオルタネータに関する。公知の
このような解決手段（米国特許第５４５１８２３号明細書）の場合、整流器構成
ユニットのプラスもしくはマイナスダイオードがそれぞれヒートシンク上に固定
されており、接続部でこのヒートシンクに電気的に結合されている。これらのヒ
ートシンクは介在する絶縁プレートと一緒にサンドイッチ状に三相交流発電機の
ための軸受けシールドの端面に固定されている。このような整流器構成ユニット
は、リベットによって一緒に保持され、ねじによって三相交流発電機に固定され
る。アーチ状に形成された上側のヒートシンクを冷却するために、このヒートシ
ンクは、その内周面の領域に、相並んで配置された多数の冷却スリットを備えて
いる。これらの冷却スリットを通して冷却空気流が端面側で外方から貫流して、
発電機のロータに固定されたファンに吸い込まれる。冷却空気はファンによって
公知の形式で軸受けシールドの外周面に設けられたスリットを通して半径方向外
側に向かって吹き出される。

【０００２】 このような構造は比較的大きな手間がかかる。冷却空気の貫流のために設けら
れた、整流器構成ユニットの上側のヒートシンクの開口が有する熱導出のための
冷却面積は、比較的小さい。

【０００３】 発明の利点 本発明による電気的な機械、特にスリップリングなしの、ブラシレスロータ構
造の三相交流発電機は、請求項１の特徴によって、外付けの水冷装置を有すると
共に三相交流発電機の構造が著しく簡単になり、導体プレートとこの導体プレー
トに結合されたコンタクトリングとが簡単に形成されるという利点を有している
。さらに、組み付け、および、発電機の内部へのアクセスも比較的簡単である。

【０００４】 本発明の別の構成は請求項２以下と、以下に述べる説明と、図面とに記載され
ている。

【０００５】 実施例の説明 図１には、符号１０で、スリップリングなしの三相交流発電機のほぼポット状
のケーシングが示されている。このケーシングは軸受けシールド１１（マイナス
ヒートシンクとも呼ばれる）によって閉鎖されている。軸受けシールドの真ん中
の孔１２には玉軸受け１３が配置されている。ケーシングの同軸的に対向して位
置する湾曲部１５には玉軸受け１６が配置されている。これらの両玉軸受けには
、誘導体１９Ａが一体的に組み込まれたポールホイール１９の軸１８が支承され
ている。軸１８は、ケーシング１０もしくは軸受けシールド１１から突出したジ
ャーナル１８Ａを有している。このジャーナル１８Ａにはベルトプーリ２０が配
置されている。

【０００６】 ケーシング１０のほぼ中央には、成層ステータ(Lamellenstaender)２２が配置
されており、軸１８に対して同軸的に、固定式の励磁コイル２４を備えた磁極コ
ア２３が配置されている。誘導体１９Ａは、励磁コイル２４と成層ステータ２２
との間で非磁性のリング２５に固定的に結合されている。これらの部材の間のい
わゆる一次および二次空気ギャップについては、本発明にとって重要ではなくし
かも汎用のものなのでここでは指摘しない。

【０００７】 図１ａは三相交流ステータコイル２６のコイルストランドＲ，Ｓ，Ｔを備えた
三相交流発電機の回路構造を示したものである。この三相交流ステータコイル２
６はコイル端部（コイル引出し部）Ｕ，Ｖ，ＷおよびＸ，Ｙ，Ｚを有している。
これらの端部は、デルタ結線を成して互いに結合されており、ブリッジ整流器の
整流器構成ユニット２７に接続されている。プラス整流器ダイオード（プラスダ
イオード）７０はプラスヒートシンク内２８に、マイナス整流器ダイオード（マ
イナスダイオード）７１は、マイナスヒートシンクとして形成された軸受けシー
ルド１１内に圧入されている。公知の通り、プラスダイオード７０のアノードは
、発電機のプラス接続部に引き出されているのに対して、マイナスダイオード７
１のカソードは、マイナス接続部として直接的に軸受けシールド１１に接触接続
されている。

【０００８】 軸受けシールド１１（マイナスヒートシンク）には、同軸的にプラスヒートシ
ンク２８がねじ２９によってねじ締結されている。半径方向で見てプラスヒート
シンク２８の内側には、導体プレート３０が位置している。この導体プレート３
０はねじ４８によって軸受けシールドに固定されている。これらの部材の間には
、絶縁シート３２が位置している。付言すれば、導体プレート３０はしばしば接
続プレートとも呼ばれる。前記構成部材は、互いにサンドイッチ状に配置されて
いて、保護キャップ３３によって覆われている。保護キャップ３３の内部に、導
体プレート３０の半径方向で見て外側で同軸的に、コンタクトリング３４が位置
している。このコンタクトリングは導体プレートと一緒に本発明にとって重要な
１つの部分を形成している。このコンタクトリングは図２において等角図で示さ
れており、図３においては平面図で示されている。これに対して、図４では図３
のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面が示されている。

【０００９】 コンタクトリング３４の一方の半部には、互いに間隔を置いて、４つの支柱状
の接続個所３５〜３８が一体成形されている。これらの接続個所には、三相交流
ステータコイル２６のコイル引出し部(Wicklungsausgaenge)Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ
，Ｚのためのそれぞれの貫通部３９〜４２が解離可能に、クランプ個所４４（図
４も参照）で接続されている。６つのコイル引出し部のための接続個所が４つだ
けが設けられているので、これらのコイル引出し部は次のように配置されている
。すなわち、コイル引出し部Ｘ，Ｗは個別にそれぞれ１つの接続個所（この場合
３５，３８）に引き出されているのに対して、コイル引出し部ＵおよびＹ、もし
くは、ＶおよびＺは、それぞれ１つに纏められており、例えば接続個所３６，３
７つまりこれらのクランプ個所４４に接続されている。対応する符号Ｘ〜Ｚが図
３において、それぞれの接続個所に記載されている。これにより、コンタクトリ
ング３４を著しく簡単にし、修理する場合に接続部を簡単に取り外すことができ
る。

【００１０】 図１が示しているように、クランプ個所４４がラグ４５とねじ４６とを介して
不動に締め付けられている。これらのクランプ個所から、導線材が導体プレート
３０に通じている。この導体プレートはねじ４８によって、軸受けシールドもし
くはマイナスヒートシンク１１に接続されている。このマイナスヒートシンクに
おいては、詳細には図示していないマイナスダイオード７１が位置しており、プ
ラスヒートシンク２８には、プラスダイオード７０が位置している。この導体プ
レートには、導体プレート３０のプラスダイオードのための接続部５８〜６０と
、マイナスダイオードのための接続部６１〜６３とが取り付けられている（図５
参照）。さらに、この場所には４つのステータ接続部６５〜６８が設けられてい
るのが判る。これらのステータ接続部６５〜６８はラグ４５を介してコイル引出
し部Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに接触している。この場合コイル引出し部Ｕ，Ｖ，
Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚはねじ４６でラグ４５にねじ締結されている。図１においてはコ
イル引出し部Ｖ，Ｚが設けられていることが判る。

【００１１】 さらに、図６は三相交流ステータコイル２６を備えた成層ステータ２２と１つ
のコイル引出し部Ｖ，Ｚとを示している。このコイル引出し部はクランプ個所４
４に接続される。念のために述べておくが、さらにつけ加えると、図４に示した
ように、ねじ４６のためのナット５３がコンタクトリング３４内に、コンタクト
リング射出成形時に一緒に埋め込まれて固定されている。

【００１２】 さらに付言すれば、軸受けシールド１１が図示していないねじによって、ケー
シング１０のフランジ５６にねじ締結されている。これらのねじを緩めることに
よって軸受けシールド１１を取り除くことができるので、コンタクトリング３４
にアクセス可能である。同様のことが、コンタクトリング３４自体にも、クラン
プ個所４４を緩めることによって当てはまるので、発電機内部の修理作業を良好
に行うことができる。ここでは貫通孔５４，５５が設けられていることも判る。
これらの貫通孔を介して、発電機はやはり図示していないねじによって内燃機関
に接続されている。さらにこの発電機は、空冷式ではなく水冷式である。

【００１３】 図７には成層ステータ２２が三相交流ステータコイル２６の端部Ｕ，Ｖ，Ｗお
よびＸ，Ｙ，Ｚとともに立体的に示されている。コイルストランドＲ，Ｓ，Ｔは
２つの半部で巻かれているのでコイル端部はそれぞれ２つの線材から成っている
。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、水冷式のスリップリングのない発電機を示す縦断面図であり、図１ａ
は回路図を示している。

【図２】 コンタクトリングを示す等角図である。

【図３】 コンタクトリングを示す平面図である。

【図４】 コンタクトリングを図３のＩＩ−ＩＩ線に沿って示す断面図である。

【図５】 導体プレートを示す等角図である。

【図６】 成層ステータを示す断面図である。

【図７】 三相交流ステータコイルを簡単に示す等角図である。

【符号の説明】

１０ ケーシング、 １１ 軸受けシールド（マイナスヒートシンク）、 １
２ 孔、 １３，１６ 玉軸受け、 １５ 湾曲部、 １８ 軸、 １８Ａ 誘
導体、 １９ ポールホイール、 １９Ａ 誘導体、 ２０ ベルトプーリ、
２２ 成層ステータ、 ２３ 磁極コア、 ２４ 励磁コイル、 ２５ リング
、 ２６ 三相交流ステータコイル、 ２７ 整流器構成ユニット、 ２８ プ
ラスヒートシンク、 ２９ ねじ、 ３０ 導体プレート、 ３２ 絶縁シート
、 ３３ 保護キャップ、 ３４ コンタクトリング、 ３５〜３８ 接続個所
、 ３９〜４２ 貫通部、 ４４ クランプ個所、 ４５ ラグ、 ４６，４８
ねじ、 ５３ ナット、 ５４，５５ 貫通孔、 ５６ フランジ、 ５８〜
６３ 接続部、 ６５〜６８ ステータ接続部、 ７０ プラス整流器ダイオー
ド、 ７１ マイナス整流器ダイオード、 Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ コイル引
出し部（コイル端部）

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年３月２７日（２０００．３．２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン レヒナー ドイツ連邦共和国 エーバーディンゲン− ヌスドルフ ケルナーシュトラーセ ３ (72)発明者 ゲールハルト プフリューガー ドイツ連邦共和国 マルクグレーニンゲン シラーシュトラーセ 23 (72)発明者 ヴォルフガング ゴットフリート ドイツ連邦共和国 オーバースウルム ユ クスクエルシュトラーセ １ (72)発明者 エーリッヒ ヴォルフ ドイツ連邦共和国 ファイヒンゲン ゲー テシュトラーセ 68 (72)発明者 ライナー ブラーヒェルト ドイツ連邦共和国 グンデルフィンゲン ／ドナウ ベートーヴェンリング 81 (72)発明者 ケヴィン グレイ イギリス国 ロジャーストーン ニューポ ート ラスキン アヴェニュー 97 (72)発明者 トーマス レンゲンフェルダー イギリス国 カージフ ミスキン ポンテ ィクルン （番地なし) Ｆターム(参考） 5H611 AA09 BB02 TT01 TT03 UA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的な機械、特にスリップリングなしの、ブラシレスロー
   タ構造の三相交流発電機であって、固定式の励磁コイル（２４）と、駆動軸（１
   ８）に結合されて誘導体（１９Ａ）が一体的に組み込まれたポールホイール（１
   ９）とが設けられており、駆動軸（１８）が両側で発電機内に配置された転がり
   軸受け（１３，１６）に支承されており、さらに、ほぼポット状のケーシング（
   １０）と、軸受けシールド（マイナスヒートシンク１１）から成る整流器構成ユ
   ニットと、軸受けシールドに結合されたプラスヒートシンク（２８）とが設けら
   れており、さらに、軸受けシールド（１１）に導体プレート（３０）が配置され
   ており、該導体プレートが整流器ダイオード（７０，７１）と、三相交流ステー
   タコイル（２６）の接続部とを結合している形式のものにおいて、 導体プレート（３０）が接続部（６５〜６８）を介して、コンタクトリング（
   ３４）に結合されており、該コンタクトリング（３４）に、ステータ（２２）の
   三相交流コイル（２６）のコイル引出し部（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）が接触接
   続されており、コンタクトリング（３４）が導体プレート（３０）の周りを同軸
   的に巡っていることを特徴とする、電気的な機械、特にスリップリングなしの三
   相交流発生器。
2. 【請求項２】 コンタクトリング（３４）が４つの接続個所（３５〜３８）
   を有しており、該接続個所には、三相交流コイル（２６）のコイル引出し部（Ｕ
   〜Ｚ）が、接続個所のうちの２つの個所（３６，３７）でコイルストランド（Ｒ
   ，Ｓ，Ｔ）の各２つの端部（Ｕ，ＹおよびＶ，Ｚ）が結線され、他の２つの接続
   個所（３９，４２）に２つのコイルストランド（Ｔ，Ｒ）の各１つの端部（Ｗ，
   Ｘ）が接続されるように、案内されて接続されている、請求項１記載の電気的な
   機械。
3. 【請求項３】 接続個所（３５〜３８）に固定手段（４６）が取り付けられ
   ており、該固定手段（４６）に、コイル引出し部のためのクランプ個所（４４）
   が当て付けられている、請求項１または２記載の機械。
4. 【請求項４】 導体プレート（３０）に、プラスヒートシンク（２８）内お
   よび軸受けシールド（１１）内に配置されたダイオード（７０，７１）のための
   接続部（５８〜６３）が位置しており、さらに、コンタクトリング（３４）のた
   めの接続部（６５〜６８）が位置している、請求項１から３までのいずれか１項
   記載の機械。
5. 【請求項５】 固定手段の部分が、コンタクトリング（３４）に差し込まれ
   たナット（５３）であり、該ナットに、導体プレート（３０）の接続部（５８〜
   ６３）のためのねじ（４６）が螺合されている、請求項３または４記載の機械。