JP2003219592A - オールタネータ用高効率ボビン - Google Patents
オールタネータ用高効率ボビンInfo
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
- H02K3/527—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only
- H02K3/528—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only of the claw-pole type
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
- H02K15/022—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with salient poles or claw-shaped poles
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- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転子内のフィールド電線充填率を増加さ
せ、フィールドから爪形磁極片への熱伝達を改良したオ
ールタネータ用ボビン設計を提供する。 【解決手段】 回転子アセンブリは、ボビンアセンブリ
と、それを位置決めする一体化ハブを有する爪形磁極ア
センブリと、爪形磁極アセンブリ内に受入れられるシャ
フトと、シャフト上のスリップリングアセンブリとを含
む。ボビンアセンブリは、薄い第１及び第２のエンドキ
ャップと、金属スリーブと、内側テープリングと、励磁
コイルと、外側テープリングとを含む。各エンドキャッ
プは、内側及び外側フラップを有する。内側フラップ
を、金属スリーブ上に適合するように内側へ折曲げた後
にそれらの周りに内側テープリングを巻く。それらの上
に励磁コイルを巻いた後に外側フラップを内側に折曲げ
る。外側テープリングを、折曲げた外側フラップ及び励
磁コイルに付着させる。
せ、フィールドから爪形磁極片への熱伝達を改良したオ
ールタネータ用ボビン設計を提供する。 【解決手段】 回転子アセンブリは、ボビンアセンブリ
と、それを位置決めする一体化ハブを有する爪形磁極ア
センブリと、爪形磁極アセンブリ内に受入れられるシャ
フトと、シャフト上のスリップリングアセンブリとを含
む。ボビンアセンブリは、薄い第１及び第２のエンドキ
ャップと、金属スリーブと、内側テープリングと、励磁
コイルと、外側テープリングとを含む。各エンドキャッ
プは、内側及び外側フラップを有する。内側フラップ
を、金属スリーブ上に適合するように内側へ折曲げた後
にそれらの周りに内側テープリングを巻く。それらの上
に励磁コイルを巻いた後に外側フラップを内側に折曲げ
る。外側テープリングを、折曲げた外側フラップ及び励
磁コイルに付着させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用オールタ
ネータに関し、特に、高効率ボビンを有するオールタネ
ータに関する。
ネータに関し、特に、高効率ボビンを有するオールタネ
ータに関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、特に乗用車及び軽トラックを
含むモータビークル（以下、自動車という）応用に使用
するようになっているオールタネータに関する。これら
のデバイスは、典型的には、自動車の内燃機関のクラン
クシャフトに接続された滑車に巻きつけられた駆動ベル
トによって機械的に駆動される。ベルトがオールタネー
タ上の滑車を駆動し、オールタネータは内部回転子アセ
ンブリを回転させて交流（ＡＣ）電力を生成する。この
交流電力は直流（ＤＣ）に整流され、自動車の電気母線
及び蓄電池へ供給される。
含むモータビークル（以下、自動車という）応用に使用
するようになっているオールタネータに関する。これら
のデバイスは、典型的には、自動車の内燃機関のクラン
クシャフトに接続された滑車に巻きつけられた駆動ベル
トによって機械的に駆動される。ベルトがオールタネー
タ上の滑車を駆動し、オールタネータは内部回転子アセ
ンブリを回転させて交流（ＡＣ）電力を生成する。この
交流電力は直流（ＤＣ）に整流され、自動車の電気母線
及び蓄電池へ供給される。
【０００３】オールタネータは、数十年にわたって自動
車に使用されてきたが、現今の自動車の設計、コスト、
及び性能に対する要求から、オールタネータの設計をよ
り効率的にすることが益々強調されてきている。今日の
自動車の特色は、装備される電気システム及びアクセサ
リの数が劇的に増加していることである。これらの電気
デバイスは、室内及び室外照明、空調システム、益々精
巧になってきている動力伝達制御システム、自動車安定
性システム、トラクション制御システム、及びアンチロ
ックブレーキシステムを含む。自動車オーディオ及びテ
レマチックスシステムも、自動車の電気系統にさらなる
要求をもたらす。自動車のオールタネータの出力容量に
ついてのさらなる挑戦は、電気支援式パワーステアリン
グ及び電気ブレーキングシステムが一般的に採用されて
きたことである。これらの設計挑戦を組合わせると自動
車の電気系統に対する要望は広く変化するようになり、
この要望の変化は、オールタネータを駆動している、そ
して種々の駆動条件によって変化する機関の動作速度に
は無関係である。
車に使用されてきたが、現今の自動車の設計、コスト、
及び性能に対する要求から、オールタネータの設計をよ
り効率的にすることが益々強調されてきている。今日の
自動車の特色は、装備される電気システム及びアクセサ
リの数が劇的に増加していることである。これらの電気
デバイスは、室内及び室外照明、空調システム、益々精
巧になってきている動力伝達制御システム、自動車安定
性システム、トラクション制御システム、及びアンチロ
ックブレーキシステムを含む。自動車オーディオ及びテ
レマチックスシステムも、自動車の電気系統にさらなる
要求をもたらす。自動車のオールタネータの出力容量に
ついてのさらなる挑戦は、電気支援式パワーステアリン
グ及び電気ブレーキングシステムが一般的に採用されて
きたことである。これらの設計挑戦を組合わせると自動
車の電気系統に対する要望は広く変化するようになり、
この要望の変化は、オールタネータを駆動している、そ
して種々の駆動条件によって変化する機関の動作速度に
は無関係である。
【０００４】自動車のオールタネータに大きい電気的出
力を供給させる挑戦の他にも、ボンネット内の容積が制
限されているためにオールタネータのサイズを、及び自
動車の燃費に関連してオールタネータの質量を最小化す
ることを含む制約も存在している。
力を供給させる挑戦の他にも、ボンネット内の容積が制
限されているためにオールタネータのサイズを、及び自
動車の燃費に関連してオールタネータの質量を最小化す
ることを含む制約も存在している。
【０００５】これらのデバイスの設計者は、電気出力を
高めるような努力に加えて、機関駆動ベルトによって供
給される機械的パワーを電力出力に変換する際の効率を
高める努力もしている。この効率を改善することは、直
ちに、自動車の総合熱効率の改善に、従って燃費の改善
につながる。そして最後に、大量生産される自動車のた
めの全ての成分と同様に、これらの成分を元の機器製造
業者へ競争的にオッファする際に残された要因の１つは
コストである。
高めるような努力に加えて、機関駆動ベルトによって供
給される機械的パワーを電力出力に変換する際の効率を
高める努力もしている。この効率を改善することは、直
ちに、自動車の総合熱効率の改善に、従って燃費の改善
につながる。そして最後に、大量生産される自動車のた
めの全ての成分と同様に、これらの成分を元の機器製造
業者へ競争的にオッファする際に残された要因の１つは
コストである。
【０００６】自動車のオールタネータには、専ら爪形磁
極スタイルの回転子が使用されていることは公知であ
る。標準の爪形磁極回転子は、２つの鉄製の爪形の磁極
片と、巻かれたフィールドコイルを支持する絶縁ボビン
と、シャフトと、スリップリングアセンブリとからな
る。
極スタイルの回転子が使用されていることは公知であ
る。標準の爪形磁極回転子は、２つの鉄製の爪形の磁極
片と、巻かれたフィールドコイルを支持する絶縁ボビン
と、シャフトと、スリップリングアセンブリとからな
る。
【０００７】励磁巻線は、ボビンの周囲に巻かれた連続
する絶縁銅線からなる。各爪形磁極片は、ボビンの内径
の内側へ挿入されるハブ部分を含む。各磁極片のハブ部
分は、対向するハブ面領域と接触してボビンの内径内に
連続する鉄の磁気回路を形成する面領域を有している。
する絶縁銅線からなる。各爪形磁極片は、ボビンの内径
の内側へ挿入されるハブ部分を含む。各磁極片のハブ部
分は、対向するハブ面領域と接触してボビンの内径内に
連続する鉄の磁気回路を形成する面領域を有している。
【０００８】磁極片のアセンブリによって形成された孔
の中にローレット切りされたシャフトが挿入され、磁極
をシャフト上にロックする。磁極アセンブリは、２つま
たは３つの成分を含むことができる。スリップリングア
センブリも、シャフトのローレット切りされた小直径部
分上へ圧入される。フィールドコイルの巻始め及び巻終
わりのリード線は、後側磁極片の背後を横切ってシャフ
トのスロットに導かれる。巻始め及び巻終わりのリード
線は、スリップリングアセンブリの銅シェルに電気的に
接続される。これによって、機械の残余に対して回転子
が回転する時に、機械に取付けられた電気的ブラシが電
流をスリップリングアセンブリ及びフィールドコイルを
通過させることができる。
の中にローレット切りされたシャフトが挿入され、磁極
をシャフト上にロックする。磁極アセンブリは、２つま
たは３つの成分を含むことができる。スリップリングア
センブリも、シャフトのローレット切りされた小直径部
分上へ圧入される。フィールドコイルの巻始め及び巻終
わりのリード線は、後側磁極片の背後を横切ってシャフ
トのスロットに導かれる。巻始め及び巻終わりのリード
線は、スリップリングアセンブリの銅シェルに電気的に
接続される。これによって、機械の残余に対して回転子
が回転する時に、機械に取付けられた電気的ブラシが電
流をスリップリングアセンブリ及びフィールドコイルを
通過させることができる。
【０００９】もし、鋼の磁気回路を飽和させることな
く、回転子のフィールドコイル内の銅の充填率（もしく
は、百分率）を増加させることができれば、オールタネ
ータの電力密度及び効率を改善できることは公知であ
る。回転子の内側に位置決めできるフィールドコイルの
巻回を多くする程、磁束が増加してオールタネータの出
力が高くなる。現在の普通の標準回転子では、フィール
ドコイルのための領域は、対向する爪形磁極片によって
作られている。使用可能な領域は、ボビン及びフィール
ドコイルによって占有される。公知設計では、フィール
ドコイルの許容領域の約16％がボビンのために使用され
ている。残余の領域が、フィールドコイルの銅線のため
に使用することができる。
く、回転子のフィールドコイル内の銅の充填率（もしく
は、百分率）を増加させることができれば、オールタネ
ータの電力密度及び効率を改善できることは公知であ
る。回転子の内側に位置決めできるフィールドコイルの
巻回を多くする程、磁束が増加してオールタネータの出
力が高くなる。現在の普通の標準回転子では、フィール
ドコイルのための領域は、対向する爪形磁極片によって
作られている。使用可能な領域は、ボビン及びフィール
ドコイルによって占有される。公知設計では、フィール
ドコイルの許容領域の約16％がボビンのために使用され
ている。残余の領域が、フィールドコイルの銅線のため
に使用することができる。
【００１０】一般的に言えば、今日市販されているボビ
ンの壁厚は、約0.5−0.9ミリメートル（ｍｍ）である。
現在使用されている殆どのボビンは、ナイロン６−６を
使用して射出成形されている。ボビンを0.5ｍｍより薄
い壁厚で製造することは望ましくない。
ンの壁厚は、約0.5−0.9ミリメートル（ｍｍ）である。
現在使用されている殆どのボビンは、ナイロン６−６を
使用して射出成形されている。ボビンを0.5ｍｍより薄
い壁厚で製造することは望ましくない。
【００１１】オールタネータ用ボビンを製造するための
別の従来技術の設計及びプロセスは、紙またはポリマー
シートのエンドキャップを型抜きすることである。ボビ
ンのエンドキャップは、２つの爪形磁極とは分離してい
る片であるハブ上にアセンブルされる。このハブは、ボ
ビンの内径に構造的な堅牢性を与え、巻線機によって電
線に張力が加えられてもボビンが潰れることなく線を巻
くことも、巻線機から取り外すこともできる。
別の従来技術の設計及びプロセスは、紙またはポリマー
シートのエンドキャップを型抜きすることである。ボビ
ンのエンドキャップは、２つの爪形磁極とは分離してい
る片であるハブ上にアセンブルされる。このハブは、ボ
ビンの内径に構造的な堅牢性を与え、巻線機によって電
線に張力が加えられてもボビンが潰れることなく線を巻
くことも、巻線機から取り外すこともできる。
【００１２】この設計には２つの主要な欠陥が存在して
いる。第１に、爪形磁極のためのハブを、爪形磁極から
分離した片とすることが要求されることである。この設
計では、ボビンのエンドキャップをハブにアセンブル
し、定位置に固定（それらを定位置にテーピングするこ
とが多い）しなければならない。次いで、ハブによって
支持されたボビン上にフィールドコイル電線を巻く。第
２に、励磁コイルの電線を定位置に保持するのを援助
し、またエンドキャップを巻線機の支持ツールから取外
した後にエンドキャップが外側にたわむのを防ぐように
するために、型抜きされたエンドキャップは比較的厚く
なっている。
いる。第１に、爪形磁極のためのハブを、爪形磁極から
分離した片とすることが要求されることである。この設
計では、ボビンのエンドキャップをハブにアセンブル
し、定位置に固定（それらを定位置にテーピングするこ
とが多い）しなければならない。次いで、ハブによって
支持されたボビン上にフィールドコイル電線を巻く。第
２に、励磁コイルの電線を定位置に保持するのを援助
し、またエンドキャップを巻線機の支持ツールから取外
した後にエンドキャップが外側にたわむのを防ぐように
するために、型抜きされたエンドキャップは比較的厚く
なっている。
【００１３】ハブを磁極片から分離した成分とすること
が望ましくない理由は幾つかある。第１に、ハブが、１
つの完全仕上げされたプレス加工部品内に磁極の一部と
して作られていないので、製造費がより高価になること
である。そうではなく、磁極は別個にプレス加工され、
ハブは冷間ヘッディングされて最終形状に加工される。
第２に、それが、ハブの端と磁極面との間に１つの余分
な界面を作り出すことである。これは磁極を通して導か
れる磁場を弱くし、機械の電力出力を低下させる。これ
に対して、一体化されたハブを有する磁極は、組立てた
時に磁極ハブ面が接する界面は１つだけである。第３
に、各磁極の構造的な堅牢さが低下することである。高
速回転／分（ＲＰＭ）で動作中、遠心力のために磁極の
指は外側にたわむ傾向がある。ハブを除いてしまうと、
磁極の基本強度が低下して高速ＲＰＭ能力が低下し、ま
た振動による雑音が増加するようになる。
が望ましくない理由は幾つかある。第１に、ハブが、１
つの完全仕上げされたプレス加工部品内に磁極の一部と
して作られていないので、製造費がより高価になること
である。そうではなく、磁極は別個にプレス加工され、
ハブは冷間ヘッディングされて最終形状に加工される。
第２に、それが、ハブの端と磁極面との間に１つの余分
な界面を作り出すことである。これは磁極を通して導か
れる磁場を弱くし、機械の電力出力を低下させる。これ
に対して、一体化されたハブを有する磁極は、組立てた
時に磁極ハブ面が接する界面は１つだけである。第３
に、各磁極の構造的な堅牢さが低下することである。高
速回転／分（ＲＰＭ）で動作中、遠心力のために磁極の
指は外側にたわむ傾向がある。ハブを除いてしまうと、
磁極の基本強度が低下して高速ＲＰＭ能力が低下し、ま
た振動による雑音が増加するようになる。
【００１４】更に、型抜きされるエンドキャップの厚み
を薄くすることが望ましい理由も幾つかある。第１に、
エンドキャップを厚くする程、エンドキャップがより多
くの空間を占めるようになり、回転子内に適合（フィッ
ト）させ得る励磁電線の充填率が減少するからである。
これは、オールタネータの電力密度を低下させ、効率を
低下させるのでオールタネータの電力出力を低下させ
る。第２に、コイルからボビンのエンドキャップを通し
て磁極への熱伝達が低下し、フィールドコイルが高温で
動作するようになるからである。これもまた、オールタ
ネータの効率、電力密度、及び有用寿命を低下させる。
を薄くすることが望ましい理由も幾つかある。第１に、
エンドキャップを厚くする程、エンドキャップがより多
くの空間を占めるようになり、回転子内に適合（フィッ
ト）させ得る励磁電線の充填率が減少するからである。
これは、オールタネータの電力密度を低下させ、効率を
低下させるのでオールタネータの電力出力を低下させ
る。第２に、コイルからボビンのエンドキャップを通し
て磁極への熱伝達が低下し、フィールドコイルが高温で
動作するようになるからである。これもまた、オールタ
ネータの効率、電力密度、及び有用寿命を低下させる。
【００１５】
【発明の概要】本発明は、回転子内のフィールド電線の
充填率を増加させ、そしてフィールドコイルから爪形磁
極片への熱伝達を改善した、改良されたオールタネータ
用ボビンを提供する。本発明のアセンブリは、ボビンの
厚みを実質的に減少させたことによって、フィールドコ
イルの領域を増加させている。また、ボビンが極めて薄
いために、フィールドコイルと爪形磁極片との間の熱抵
抗は劇的に減少する。熱抵抗の減少は、熱がボビンの厚
みを通して爪形磁極片へより容易に散逸することを意味
している。このアセンブリは、一体化されたハブを有す
る磁極と共に使用することができる。更に、電線がボビ
ンまたは磁極に対して回転しないようにするために、電
線に張力を加える新しい方法も開示する。
充填率を増加させ、そしてフィールドコイルから爪形磁
極片への熱伝達を改善した、改良されたオールタネータ
用ボビンを提供する。本発明のアセンブリは、ボビンの
厚みを実質的に減少させたことによって、フィールドコ
イルの領域を増加させている。また、ボビンが極めて薄
いために、フィールドコイルと爪形磁極片との間の熱抵
抗は劇的に減少する。熱抵抗の減少は、熱がボビンの厚
みを通して爪形磁極片へより容易に散逸することを意味
している。このアセンブリは、一体化されたハブを有す
る磁極と共に使用することができる。更に、電線がボビ
ンまたは磁極に対して回転しないようにするために、電
線に張力を加える新しい方法も開示する。
【００１６】本発明の付加的な便益及び長所は、以下の
添付図面に基づく好ましい実施の形態の説明から明白に
なるであろう。
添付図面に基づく好ましい実施の形態の説明から明白に
なるであろう。
【００１７】
【実施の形態】図１に、従来技術のオールタネータ構成
を示す。オールタネータ１０は、ハウジング１２内に収
容されている。オールタネータ回転子シャフト１４は、
転がり要素軸受１６、１８によって支持されている。ベ
ルトによって駆動される滑車２０は、回転子シャフト１
４の突き出た前端に固定されている。ファン２２がシャ
フト１４と共に回転し、オールタネータ１０から熱を除
去するための冷却空気流を供給する。オールタネータの
前側磁極片２４及び後側磁極片２６はシャフト１４と共
に回転し、軸方向に伸びる爪形指２８及び３０をそれぞ
れ有している。指２８及び３０はインタレースされて、
公知の“爪形磁極”回転子を構成する。励磁巻線３２
は、磁極片２４と２６との間に形成されている空洞内に
担持される。直流励磁信号は、１対のスリップリング３
４及び３６、及びそれぞれのブラシを通して励磁巻線３
２に印加される。
を示す。オールタネータ１０は、ハウジング１２内に収
容されている。オールタネータ回転子シャフト１４は、
転がり要素軸受１６、１８によって支持されている。ベ
ルトによって駆動される滑車２０は、回転子シャフト１
４の突き出た前端に固定されている。ファン２２がシャ
フト１４と共に回転し、オールタネータ１０から熱を除
去するための冷却空気流を供給する。オールタネータの
前側磁極片２４及び後側磁極片２６はシャフト１４と共
に回転し、軸方向に伸びる爪形指２８及び３０をそれぞ
れ有している。指２８及び３０はインタレースされて、
公知の“爪形磁極”回転子を構成する。励磁巻線３２
は、磁極片２４と２６との間に形成されている空洞内に
担持される。直流励磁信号は、１対のスリップリング３
４及び３６、及びそれぞれのブラシを通して励磁巻線３
２に印加される。
【００１８】磁極片２４及び２６、巻線３２、及びスリ
ップリング３４及び３６を含む回転子アセンブリ３８
は、回転子アセンブリの回転によって極性が交番する磁
場を発生する。スリップリング３４及び３６には直流励
磁信号が印加されるのであるが、磁極２４及び２６が交
互にインタレースされているので、回転子アセンブリ３
８の周りに放射状に配置されている静止コア４０の巻線
には交番極性磁場が提示される。回転子アセンブリ３８
によってコア４０の巻線を横切って提示される交番極性
磁場の運動が、公知のように電気を発生させる。
ップリング３４及び３６を含む回転子アセンブリ３８
は、回転子アセンブリの回転によって極性が交番する磁
場を発生する。スリップリング３４及び３６には直流励
磁信号が印加されるのであるが、磁極２４及び２６が交
互にインタレースされているので、回転子アセンブリ３
８の周りに放射状に配置されている静止コア４０の巻線
には交番極性磁場が提示される。回転子アセンブリ３８
によってコア４０の巻線を横切って提示される交番極性
磁場の運動が、公知のように電気を発生させる。
【００１９】コア４０内に生成されたオールタネータ１
０の電気エネルギ出力は整流用ダイオード（図示してな
い）に印加され、多分自動車の配電母線に接続される前
に濾波されて電力調整デバイスに導かれる。適切なレベ
ルの直流電圧を励磁巻線３２へ印加して、オールタネー
タ１０から出力される交流（コア４０の巻線設計に依存
して、単相または多相の形状であることができる）に所
望のＲＭＳ値を生じさせるために、電圧調整器として知
られる精巧な制御システムが使用される。
０の電気エネルギ出力は整流用ダイオード（図示してな
い）に印加され、多分自動車の配電母線に接続される前
に濾波されて電力調整デバイスに導かれる。適切なレベ
ルの直流電圧を励磁巻線３２へ印加して、オールタネー
タ１０から出力される交流（コア４０の巻線設計に依存
して、単相または多相の形状であることができる）に所
望のＲＭＳ値を生じさせるために、電圧調整器として知
られる精巧な制御システムが使用される。
【００２０】図２に全体を４２で示すボビンアセンブリ
は、第１のエンドキャップ４４、第２のエンドキャップ
４６、堅牢なスリーブ４８、内側テープリング５０、励
磁巻線５２、及び外側テープリング５４を含んでいる。
好ましくは、エンドキャップ４４、４６は型抜きする。
これらは、薄いポリマーのシート、複合材、材料の布シ
ート、またはNOMEXTM、MYLARTMラミネートのようなラミ
ネートされた材料から型抜きすることができる。
は、第１のエンドキャップ４４、第２のエンドキャップ
４６、堅牢なスリーブ４８、内側テープリング５０、励
磁巻線５２、及び外側テープリング５４を含んでいる。
好ましくは、エンドキャップ４４、４６は型抜きする。
これらは、薄いポリマーのシート、複合材、材料の布シ
ート、またはNOMEXTM、MYLARTMラミネートのようなラミ
ネートされた材料から型抜きすることができる。
【００２１】堅牢なスリーブ４８は好ましくは金属であ
り、平らな矩形金属シートをロールすることによって円
筒形に作る。好ましくは、金属は鋼である。好ましくは
壁の厚みは0.1−1.0ｍｍであるが、最も好ましくは0.20
−0.30ｍｍの範囲内である。
り、平らな矩形金属シートをロールすることによって円
筒形に作る。好ましくは、金属は鋼である。好ましくは
壁の厚みは0.1−1.0ｍｍであるが、最も好ましくは0.20
−0.30ｍｍの範囲内である。
【００２２】第１のエンドキャップ４４は全体的に星形
であり、中心に円形アパーチャ５６を有している。第１
のエンドキャップ４４は、外縁の周囲に位置する外側フ
ラップ５８と、内縁の周囲に位置する内側フラップ６０
とを有している。同様に、第２のエンドキャップ４６は
全体的に星形であり、中心に円形アパーチャ６２を有し
ている。第２のエンドキャップ４６も、外縁の周囲に位
置する外側フラップ６４と、内縁の周囲に位置する内側
フラップ６６とを有している。
であり、中心に円形アパーチャ５６を有している。第１
のエンドキャップ４４は、外縁の周囲に位置する外側フ
ラップ５８と、内縁の周囲に位置する内側フラップ６０
とを有している。同様に、第２のエンドキャップ４６は
全体的に星形であり、中心に円形アパーチャ６２を有し
ている。第２のエンドキャップ４６も、外縁の周囲に位
置する外側フラップ６４と、内縁の周囲に位置する内側
フラップ６６とを有している。
【００２３】更に、第１及び第２のエンドキャップ４
４、４６は、各々、外側（外を向いている側）６８、７
０、及び内側（内を向いている側）７２、７４を有して
いる。第１及び第２のエンドキャップ４４、４６の内側
フラップ６０、６６は内側へ折曲げられ、金属スリーブ
４８上に適合する。換言すれば、内側フラップ６０、６
６は、第１及び第２の両エンドキャップ４４、４６の内
側７２、７４から概ね90°に折り曲げられる。
４、４６は、各々、外側（外を向いている側）６８、７
０、及び内側（内を向いている側）７２、７４を有して
いる。第１及び第２のエンドキャップ４４、４６の内側
フラップ６０、６６は内側へ折曲げられ、金属スリーブ
４８上に適合する。換言すれば、内側フラップ６０、６
６は、第１及び第２の両エンドキャップ４４、４６の内
側７２、７４から概ね90°に折り曲げられる。
【００２４】図３に示すように、第１及び第２のエンド
キャップ４４、４６の内側フラップ６０、６６を金属ス
リーブ４８上に位置決めした後に、内側フラップ６０、
６６を金属スリーブ４８に付着させるために内側テープ
リング５０を内側フラップ６０、６６の周囲に配置する
ことができる。内側フラップを金属スリーブに付着させ
るためには、例えば、限定するものではないが、接着剤
の使用を含む多くの方法を使用することができる。図４
に示すように、励磁巻線５２は、連続した絶縁銅線であ
ることが好ましい。励磁巻線５２は、金属スリーブ４
８、第１のエンドキャップの内側フラップ６０、第２の
エンドキャップの内側フラップ６６、及び内側テープの
リング５０の周りに位置決めされる。励磁巻線５２の第
１及び第２の端７６、７８は、金属スリーブ４８の周り
には巻かれない。
キャップ４４、４６の内側フラップ６０、６６を金属ス
リーブ４８上に位置決めした後に、内側フラップ６０、
６６を金属スリーブ４８に付着させるために内側テープ
リング５０を内側フラップ６０、６６の周囲に配置する
ことができる。内側フラップを金属スリーブに付着させ
るためには、例えば、限定するものではないが、接着剤
の使用を含む多くの方法を使用することができる。図４
に示すように、励磁巻線５２は、連続した絶縁銅線であ
ることが好ましい。励磁巻線５２は、金属スリーブ４
８、第１のエンドキャップの内側フラップ６０、第２の
エンドキャップの内側フラップ６６、及び内側テープの
リング５０の周りに位置決めされる。励磁巻線５２の第
１及び第２の端７６、７８は、金属スリーブ４８の周り
には巻かれない。
【００２５】図５に示すように、第１のエンドキャップ
４４及び第２のエンドキャップ４６の両者の外側フラッ
プ５８、６４は、励磁巻線５２の周りに内側に折曲げら
れる。第１及び第２のエンドキャップ４４、４６の折曲
げられた外側フラップ５８、６４の周りに外側テープリ
ング５４を巻付けて、励磁巻線５２の周りの定位置に外
側フラップ５８、６４を確保することができる。
４４及び第２のエンドキャップ４６の両者の外側フラッ
プ５８、６４は、励磁巻線５２の周りに内側に折曲げら
れる。第１及び第２のエンドキャップ４４、４６の折曲
げられた外側フラップ５８、６４の周りに外側テープリ
ング５４を巻付けて、励磁巻線５２の周りの定位置に外
側フラップ５８、６４を確保することができる。
【００２６】換言すれば、図６に示すように、環状の金
属スリーブ４８が外径４９を限定している。薄い材料の
シートから形成された第１のエンドキャップ４４は、内
側フラップ６０、外側フラップ５８、及び内側フラップ
６０と外側フラップ５８との間の側壁５１を有してい
る。内側フラップ６０は内側へ折曲げられ、金属スリー
ブ４８の外径４９上に適合する。同様に、薄い材料のシ
ートから形成された第２のエンドキャップ４６は、内側
フラップ６６、外側フラップ６４、及び内側フラップ６
６と外側フラップ６４との間の側壁５３を有している。
内側フラップ６６は内側へ折曲げられ、金属スリーブ４
８の外径４９上に適合する。環状の励磁巻線５２は、内
径５５、外径５７、及び対向する側面５９、６１を有し
ている。第１及び第２のエンドキャップ４４、４６の内
側フラップ６０、６６は、金属スリーブの外径４９と環
状励磁巻線５２の内径５５との間に位置する。第１及び
第２のエンドキャップ４４、４６の外側フラップ５８、
６４は、環状励磁巻線５２の外径５７上を伸びるように
内側へ折曲げられる。第１及び第２のエンドキャップ４
４、４６の側壁５１、５３は、励磁巻線５２の対向する
側面５９、６１上に位置する。
属スリーブ４８が外径４９を限定している。薄い材料の
シートから形成された第１のエンドキャップ４４は、内
側フラップ６０、外側フラップ５８、及び内側フラップ
６０と外側フラップ５８との間の側壁５１を有してい
る。内側フラップ６０は内側へ折曲げられ、金属スリー
ブ４８の外径４９上に適合する。同様に、薄い材料のシ
ートから形成された第２のエンドキャップ４６は、内側
フラップ６６、外側フラップ６４、及び内側フラップ６
６と外側フラップ６４との間の側壁５３を有している。
内側フラップ６６は内側へ折曲げられ、金属スリーブ４
８の外径４９上に適合する。環状の励磁巻線５２は、内
径５５、外径５７、及び対向する側面５９、６１を有し
ている。第１及び第２のエンドキャップ４４、４６の内
側フラップ６０、６６は、金属スリーブの外径４９と環
状励磁巻線５２の内径５５との間に位置する。第１及び
第２のエンドキャップ４４、４６の外側フラップ５８、
６４は、環状励磁巻線５２の外径５７上を伸びるように
内側へ折曲げられる。第１及び第２のエンドキャップ４
４、４６の側壁５１、５３は、励磁巻線５２の対向する
側面５９、６１上に位置する。
【００２７】このボビンアセンブリ４２は、自動車のオ
ールタネータのような電気機械のための回転子アセンブ
リ８０内に使用することができる。図７及び８に示す回
転子アセンブリ８０は、前側爪形磁極区分８２、後側爪
形磁極区分８４、シャフト８６、及びスリップリングア
センブリ８８を更に含んでいる。前側及び後側爪形磁極
区分８２、８４は、組合わされて爪形磁極アセンブリ９
０を形成する。好ましくは、爪形磁極アセンブリ９０
は、一体化されたハブ９２を有している。更に、爪形磁
極アセンブリ９０は、シャフト８６を受入れるための孔
９４を形成している。スリップリングアセンブリ８８
は、シャフト８６に取付けられている。
ールタネータのような電気機械のための回転子アセンブ
リ８０内に使用することができる。図７及び８に示す回
転子アセンブリ８０は、前側爪形磁極区分８２、後側爪
形磁極区分８４、シャフト８６、及びスリップリングア
センブリ８８を更に含んでいる。前側及び後側爪形磁極
区分８２、８４は、組合わされて爪形磁極アセンブリ９
０を形成する。好ましくは、爪形磁極アセンブリ９０
は、一体化されたハブ９２を有している。更に、爪形磁
極アセンブリ９０は、シャフト８６を受入れるための孔
９４を形成している。スリップリングアセンブリ８８
は、シャフト８６に取付けられている。
【００２８】励磁巻線５２の第１及び第２の端、即ちフ
ィールドコイルのリード７６、７８は、スリップリング
アセンブリ８８に接続するために使用することができ
る。リード７６、７８は、スリップリングアセンブリ８
８に接続するために後側爪形磁極区分８４に沿って導か
れる。
ィールドコイルのリード７６、７８は、スリップリング
アセンブリ８８に接続するために使用することができ
る。リード７６、７８は、スリップリングアセンブリ８
８に接続するために後側爪形磁極区分８４に沿って導か
れる。
【００２９】図９に、本発明の方法をフローチャート１
２０で示す。ステップ１２２において、極めて薄い材料
から、内側フラップ及び外側フラップを有する第１のエ
ンドキャップを型抜きする。ステップ１２４において、
極めて薄い材料から、内側フラップ及び外側フラップを
有する第２のエンドキャップを型抜きする。ステップ１
２６において、平らな矩形金属シートをロールすること
によって円筒形金属スリーブを作る。ステップ１２８に
おいて、第１のエンドキャップの内側フラップを内側へ
折曲げる。ステップ１３０において、第２のエンドキャ
ップの内側フラップを内側へ折曲げる。ステップ１３２
において、第１のエンドキャップの内側へ曲げた内側フ
ラップを金属スリーブ上に配置する。ステップ１３４に
おいて、第２のエンドキャップの内側へ折曲げた内側フ
ラップを金属スリーブ上に配置する。ステップ１３６に
おいて、内側テープリングを、第１及び第２のエンドキ
ャップの内側フラップ及び金属スリーブの外径上に巻
く。ステップ１３８において、第１及び第２のエンドキ
ャップ内に包み込まれるように、励磁巻線コイルをテー
プのリングの周りに巻く。ステップ１４０において、第
１のエンドキャップの外側フラップを励磁巻線コイルの
周りに折曲げる。ステップ１４２において、第２のエン
ドキャップの外側フラップを励磁巻線コイルの周りに折
曲げる。ステップ１４４において、外側テープリング
を、第１及び第２のエンドキャップの折曲げた外側フラ
ップの外径の周りに巻く。ステップ１４６において、ボ
ビンアセンブリを、一体化されたハブを有する爪形磁極
アセンブリ内に配置する。
２０で示す。ステップ１２２において、極めて薄い材料
から、内側フラップ及び外側フラップを有する第１のエ
ンドキャップを型抜きする。ステップ１２４において、
極めて薄い材料から、内側フラップ及び外側フラップを
有する第２のエンドキャップを型抜きする。ステップ１
２６において、平らな矩形金属シートをロールすること
によって円筒形金属スリーブを作る。ステップ１２８に
おいて、第１のエンドキャップの内側フラップを内側へ
折曲げる。ステップ１３０において、第２のエンドキャ
ップの内側フラップを内側へ折曲げる。ステップ１３２
において、第１のエンドキャップの内側へ曲げた内側フ
ラップを金属スリーブ上に配置する。ステップ１３４に
おいて、第２のエンドキャップの内側へ折曲げた内側フ
ラップを金属スリーブ上に配置する。ステップ１３６に
おいて、内側テープリングを、第１及び第２のエンドキ
ャップの内側フラップ及び金属スリーブの外径上に巻
く。ステップ１３８において、第１及び第２のエンドキ
ャップ内に包み込まれるように、励磁巻線コイルをテー
プのリングの周りに巻く。ステップ１４０において、第
１のエンドキャップの外側フラップを励磁巻線コイルの
周りに折曲げる。ステップ１４２において、第２のエン
ドキャップの外側フラップを励磁巻線コイルの周りに折
曲げる。ステップ１４４において、外側テープリング
を、第１及び第２のエンドキャップの折曲げた外側フラ
ップの外径の周りに巻く。ステップ１４６において、ボ
ビンアセンブリを、一体化されたハブを有する爪形磁極
アセンブリ内に配置する。
【００３０】以上の説明は本発明の好ましい実施の形態
に関するものであるが、本発明は、特許請求の範囲から
逸脱することなく変更、変形、及び変化が可能であるこ
とを理解されたい。
に関するものであるが、本発明は、特許請求の範囲から
逸脱することなく変更、変形、及び変化が可能であるこ
とを理解されたい。
【図１】典型的な従来技術のオールタネータの断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明のボビンアセンブリの分解斜視図であ
る。
る。
【図３】組立てられたボビンの斜視図である。
【図４】ボビン上に取付けられた励磁巻線の斜視図であ
る。
る。
【図５】本発明のボビンアセンブリの分解斜視図であ
る。
る。
【図６】本発明のボビンアセンブリの断面図である。
【図７】本発明の回転子アセンブリの分解斜視図であ
る。
る。
【図８】本発明の回転子アセンブリの斜視図である。
【図９ａ】本発明の方法のフローチャートである。
【図９ｂ】本発明の方法のフローチャートである。
１０ オールタネータ
１２ ハウジング
１４ 回転子シャフト
１６、１８ 転がり軸受
２０ 滑車
２２ ファン
２４ 前側磁極片
２６ 後側磁極片
２８、３０ 爪形指
３２ 励磁巻線
３４、３６ スリップリング
３８ 回転子アセンブリ
４０ 静止コア
４２ ボビンアセンブリ
４４ 第１のエンドキャップ
４６ 第２のエンドキャップ
４８ スリーブ
４９ 外径
５０ 内側テープリング
５１、５３ 側壁
５２ 励磁巻線
５４ 外側テープリング
５５ 巻線の内径
５６ 円形アパーチャ
５７ 巻線の外径
５８ 第１のエンドキャップの外側フラップ
５９、６１ 巻線の側面
６０ 第１のエンドキャップの内側フラップ
６２ 円形アパーチャ
６４ 第２のエンドキャップの外側フラップ
６６ 第２のエンドキャップの内側フラップ
６８、７０ エンドキャップの外側
７２、７４ エンドキャップの内側
７６、７８ 励磁巻線の端（リード）
８０ 回転子アセンブリ
８２ 前側爪形磁極区分
８４ 後側爪形磁極区分
８６ シャフト
８８ スリップリングアセンブリ
９０ 爪形磁極アセンブリ
９２ ハブ
９４ 孔
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 トニー ミリテロ
アメリカ合衆国 ミシガン州 48197 イ
プシランティ ソーンヒル ドライヴ
7752
Ｆターム(参考） 5H604 AA03 BB03 BB10 BB14 CC02
CC05 CC19 DA14 DA17 DA20
DB26 PB03 PB04
5H619 AA11 BB02 BB05 BB06 BB10
BB17 PP02 PP12 PP17 PP24
Claims (3)
- 【請求項１】 電気機械内に使用するためのボビンアセ
ンブリであって、 外径を限定している環状の堅牢なスリーブと、 薄いシート材料で形成され、内側フラップ、外側フラッ
プ、及び上記内側フラップと上記外側フラップとの間に
位置する側壁を有し、上記内側フラップが内側へ曲げら
れて上記堅牢なスリーブの外径上に適合するようになっ
ている第１のエンドキャップと、 薄いシート材料で形成され、内側フラップ、外側フラッ
プ、及び上記内側フラップと上記外側フラップとの間に
位置する側壁を有し、上記内側フラップが内側へ曲げら
れて上記堅牢なスリーブの外径上に適合するようになっ
ている第２のエンドキャップと、 内径、外径、及び対向している側面を有する環状励磁巻
線と、 を備え、 上記第１及び第２のエンドキャップの内側フラップは上
記堅牢なスリーブの外径と上記環状励磁巻線の内径との
間に位置し、上記第１及び第２のエンドキャップの外側
フラップは上記環状励磁巻線の外径上を伸び、上記第１
及び第２のエンドキャップの側壁は上記励磁巻線の対向
している側表面上を伸びている、 ことを特徴とするボビンアセンブリ。 - 【請求項２】 上記第１のエンドキャップの内側フラッ
プ及び上記第２のエンドキャップの内側フラップを、上
記堅牢なスリーブに付着させる内側テープリングを更に
備えている請求項１に記載のボビンアセンブリ。 - 【請求項３】 上記第１及び第２のエンドキャップの折
曲げられた外側フラップ及び上記励磁巻線の周りに巻付
けられている外側テープリングを更に備えている請求項
１に記載のボビンアセンブリ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/057,061 US7982358B2 (en) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | High efficiency alternator bobbin |
| US10/057061 | 2002-01-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003219592A true JP2003219592A (ja) | 2003-07-31 |
Family
ID=22008266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003015962A Abandoned JP2003219592A (ja) | 2002-01-24 | 2003-01-24 | オールタネータ用高効率ボビン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7982358B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003219592A (ja) |
| DE (1) | DE10302573A1 (ja) |
| GB (1) | GB2390751B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1303740C (zh) * | 2004-02-26 | 2007-03-07 | 三菱电机株式会社 | 旋转电机 |
| JP2013531463A (ja) * | 2010-07-14 | 2013-08-01 | ブルサ エレクトロニック アーゲー | 電気機械用、特に同期モータ用の回転子 |
| JP2016505779A (ja) * | 2012-12-17 | 2016-02-25 | 石家庄五龍制動器股▲ふん▼有限公司 | ガントリー二元同期ブロック型制動機 |
| KR101618715B1 (ko) * | 2008-07-22 | 2016-05-09 | 레미 테크놀러지스 엘엘씨 | 전기 기계용 스풀 조립체 |
| KR101737150B1 (ko) | 2009-11-13 | 2017-05-17 | 발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르 | 자석 및 여자 코일용 절연체를 구비한 클로 로터, 및 이러한 로터를 갖춘 회전 전기 기계 |
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|---|---|---|---|---|
| US7038347B2 (en) * | 2004-05-03 | 2006-05-02 | Visteon Global Technologies, Inc. | Optimized alternator bobbin |
| JP4031505B2 (ja) * | 2006-05-17 | 2008-01-09 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の回転子 |
| US8593029B2 (en) * | 2009-09-30 | 2013-11-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Lundell type rotating machine |
| KR101405225B1 (ko) * | 2012-12-12 | 2014-06-10 | 현대자동차 주식회사 | 보빈 및 그를 이용한 권선형 동기모터의 회전자 |
| FR3007224B1 (fr) * | 2013-06-14 | 2015-08-07 | Valeo Equip Electr Moteur | Rotor de machine electrique tournante equipe d'un isolant d'un bobinage d'excitation comprenant au moins un petale modifie pour le passage d'un aimant lors du montage |
| DE102015105591A1 (de) | 2015-04-13 | 2016-10-13 | Rolf Prettl | Herstellung einer Magnetspule, Magnetspule für einen magnetischen Aktor |
| US10714998B2 (en) | 2016-06-13 | 2020-07-14 | Borgwarner Inc. | Retention sleeve and balance strategy for a high speed permanent magnet rotor |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3305740A (en) * | 1963-09-06 | 1967-02-21 | Motorola Inc | Rotor assembly |
| US4114056A (en) * | 1976-03-30 | 1978-09-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Rotor for alternating current generator |
| JPS5546858A (en) * | 1978-09-29 | 1980-04-02 | Hitachi Ltd | Rotor for inductor-type generator |
| FR2616280A1 (fr) | 1987-06-04 | 1988-12-09 | Equip Electr Moteur | Carcasse de bobine de conducteurs electriques, destinee a etre montee sur un noyau rigide pour alternateur de vehicule automobile |
| IT212393Z2 (it) * | 1987-09-09 | 1989-07-04 | Magneti Marelli Spa | Rotore per un alternatore partico larmente per autoveicoli |
| US5270604A (en) * | 1992-05-21 | 1993-12-14 | Ford Motor Company | Tandem field alternator having an improved coil and slip ring connection and method of making the same |
| US5325003A (en) * | 1992-11-23 | 1994-06-28 | Ford Motor Company | Molded rotor assembly for an alternator and method for making the same |
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| US5892312A (en) * | 1997-06-04 | 1999-04-06 | Electrical Insulation Suppliers, Inc. | Bobbin for insulating an electric motor stator and method for making same |
| US5945765A (en) * | 1998-01-28 | 1999-08-31 | Chen; Shung-Hsiung | Interior stator assembly for a brushless motor with exciting sheets for enhancing rotor-driving force |
| JP3836608B2 (ja) * | 1998-09-04 | 2006-10-25 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機の回転子 |
| JP2000083336A (ja) * | 1998-09-04 | 2000-03-21 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用交流発電機の回転子 |
-
2002
- 2002-01-24 US US10/057,061 patent/US7982358B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-08 GB GB0300330A patent/GB2390751B/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-22 DE DE10302573A patent/DE10302573A1/de not_active Withdrawn
- 2003-01-24 JP JP2003015962A patent/JP2003219592A/ja not_active Abandoned
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| KR101618715B1 (ko) * | 2008-07-22 | 2016-05-09 | 레미 테크놀러지스 엘엘씨 | 전기 기계용 스풀 조립체 |
| KR101737150B1 (ko) | 2009-11-13 | 2017-05-17 | 발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르 | 자석 및 여자 코일용 절연체를 구비한 클로 로터, 및 이러한 로터를 갖춘 회전 전기 기계 |
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|---|---|
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| GB2390751B (en) | 2004-06-16 |
| GB0300330D0 (en) | 2003-02-05 |
| GB2390751A (en) | 2004-01-14 |
| DE10302573A1 (de) | 2003-08-21 |
| US20110115330A1 (en) | 2011-05-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20050405 |