JP2004516785A - 自動車用オルタネータ - Google Patents
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Abstract
本発明によれば、前記ステータ(13)の前記本体(14)の一方の側の前記バン(12)(12’)の一つが、3つの入力端(E1)〜(E3)−(E’1)〜(E’3)と前記入力端を電気的に共にリンクする円周方向に配置された導電リンク部品(50)(51)とを支持していることを特徴とする。
Description
(発明の分野)
本発明は、自動車のオルタネータに関する。
【0002】
(技術の状態)
公知のように、自動車用オルタネータは、いくつかの位相コイルを支持する本体が設けられたステータを備え、各位相コイルは、前記ステータの前記本体の外側に設置された入力端および出力端と、第1バンおよび第2バンを形成するように、前記ステータの前記本体の両側において、ネットワーク内に配置され、前記本体を貫通する導電性要素とを備え、少なくとも1つの巻線を形成することによって、前記導電性要素が前記ネットワークを形成するとともに、前記位相コイルの入力端と前記位相コイルの出力端とを接続するように、共にリンクされている。
【0003】
かかる電気機器は、例えば国際公開第WO92/06527号に記載されている。
【0004】
従来の例では、位相巻線の入力端は、星形またはY形に接続され、位相巻線の出力端は、誘導された交流電流を整流するための整流または制御デバイスにリンクされ、一方、入力端は中立点にリンクされている。
【0005】
(本発明の目的)
本発明の目的は、前記中立点を、簡単かつ経済的に設けることにある。
【0006】
本発明によれば、上記タイプのオルタネータにおいて、前記ステータの前記本体の一方の側の前記バンの一つが、3つの入力端と前記入力端を電気的に共にリンクする円周方向に配置された導電リンク部品とを支持していることを特徴とする。
【0007】
本発明によれば、入力端は、共通中立点にリンクするように延長している必要はないので、簡略化できる。このリンクは、ステータの本体の近くに設置されたリンク部品により、簡単かつ経済的に形成される。中立点は、このリンク部品により、ステータにコンパクトな態様で一体化される。
【0008】
位相コイルの入力端は、標準化し、より短くしうる、電気的な抵抗を小さくすることができる。
【0009】
リンク部品によって、オルタネータの電力を増すことができる。
【0010】
リンク部品は、軽量のマッチング部品または部品のセグメントであり、このセグメントは、バンのうちの1つで支持される。円周方向を向くこの部品は、かさばらず、応用例に応じたサイズを有し、ステータをよりコンパクトにできる。更にこの部品は、ステータの電気的抵抗の低減、および出力端の標準化を促進する。
【0011】
リンク部品は、適当な手段によって、入力端に固定される。
【0012】
例えば、クリンプ加工又は接着による導電性の固定とすることができる。
【0013】
前記リンク部品は、溶接により、前記入力端の少なくとも1つにリンクされている。
【0014】
前記リンク部品は、環状のセクタ形状となっている。
【0015】
前記リンク部品は、前記入力端を支持する前記バンの外周部に取り付けられた環状セクタ形となっており、前記リンク部品の幅は、軸方向に向いている。
【0016】
従って、リンク部品は、一実施例では簡単なバーから成っている。このバーには、特にバーが軸方向に向いている時に、延長およびその支持バンの換気を容易にするように、孔を開けておくことが好ましい。
【0017】
このような構造によって、ステータのかさを縮小することができる。その理由は、リンク部品を、入力端の内周部または外周部に固定できるからである。
【0018】
前記リンク部品は、前記バンに属する導電性要素の軸方向端部から成る導電性要素の頂点と、前記スタータの前記本体との間に、軸方向に設けられている。
【0019】
前記リンク部品は、前記バンに属する導電性要素の軸方向端部から成る導電性要素の頂点に設けられている。
【0020】
前記リンク部品は、3つの入力端をリンクするリンク部品である。
【0021】
前記入力端の各々は、軸方向を向く自由部分を含み、前記リンク部品は、これら自由部分をリンクする。
【0022】
前記入力端の各々は、円周方向を向く自由部分を有し、前記リンク部品は、これら自由部分をリンクする。
【0023】
前記入力端からの2つの入力端は、ピンによってリンクされており、前記リンク部品は、円周方向にカーブした第3の入力端の端部部分から成り、前記ピンに溶接されている。
【0024】
好ましくは前記ピンによ ってリンクされている前記2つのリンクは、バンの周辺に従う時には連続した状態となる。
【0025】
好ましくは、前記ピンによって係止されている前記2つの入力端は、バンの周辺に従う時には連続した状態とはならず、周辺端部部分によって、前記ピンに前記第3の入力端がリンクされる。
【0026】
前記リンク部品は、軸方向を向く自由部分として延びている。
【0027】
前記リンク部品は、3つの入力端のうちの1つの円周方向の延長部を構成している。
【0028】
例えば、2つの他の入力端は、各ケースにおいて、円周方向の端部により、リンク部品にリンクされている。
【0029】
寸法をできるだけ小とするために、入力端およびリンク部品は、これら入力端が関連する3つの出力端が設けられている径と異なる径、例えばより大きい径の円周部に設けられる。
【0030】
変形例では、入力端と出力端とは、同じ円周部に設けられる。
【0031】
出力端は入力端と同じバンに属し、ステータの本体と反対方向に、リンク部品が設けられた入力端に対して、軸方向に延びていることが好ましい。
【0032】
導電性要素の巻線は、コイルが別個となっているタイプでもよいし、またコイルがオーバーラップしているタイプでもよいし、波形タイプまたは重ねタイプのものでもよい。
【0033】
巻線は、バンの長さを短くし、リンク部品の固定を容易にし、低電圧で大電流が得られるように、バーを有するタイプのものであることが好ましい。これらバーは、導電性要素の断面を大きくし、入力端に対するリンク部品の固定を容易にするように、断面が長方形であることが好ましい。
【0034】
導電性要素と、入力端と、出力端とは、バー形状となっている。
【0035】
導電性要素と、入口端と出力端の断面は、正方形または長方形のバー状となっていることが好ましい。
【0036】
本発明に係わるリンク部品を備えるステータは、あらゆるタイプのオルタネータに取り付けることができる。
【0037】
このオルタネータは、4つ以上の位相コイルを有することができる。
【0038】
一実施例におけるオルタネータは、6相タイプのものである。
【0039】
上記特徴事項のすべての組み合わせが可能である。一実施例では、6つの位相巻線は、フランス国特許公開第1541530号に記載されているように、中立点に接続された入力端を有する。この場合、リンク部品は6つの入力端を共にリンクする。
【0040】
変形例では、例えばフランス国特許公開第2687861号に記載されているように、2つの整流デバイスにリンクされた2つのシリーズの6つの位相巻線が設けられる。
【0041】
このオルタネータは、各シリーズの3つの位相巻線が中立点を含むときには、2つのリンク部品が設けられるか、または3つの位相巻線のシリーズのうちの1つが中立点を含み、3つの位相巻線の他のシリーズがデルタモードに取り付けられた巻線を含む場合には、1つのリンク部品が設けられる。
【0042】
一実施例における各位相巻線は、例えば欧州特許公開第0762603号および国際公開第WO92/06527号に記載されているように、少なくとも2つの巻線を有する。
【0043】
リンク部品は、導電性要素上に製造することが好ましい。
【0044】
一実施例における入力端およびリンク部品は、本体の一方の側に設けられ、出力端は、前記本体の他方の側に設けられる。
【0045】
巻線を簡略にするために、別の実施例における入力端、出力端およびリンク部品はステータの本体の同じ側に設置される。
【0046】
次の記載は、添付図面を参照して、本発明を説明するものである。
【0047】
(本発明の好ましい実施例の説明)
図中、同一または類似の要素には、同じ符号を付けてある。
【0048】
図1は、内燃エンジンを有する自動車用の三相タイプの、内部を換気したコンパクトなオルタネータとしての多相回転電気機器を示す。
【0049】
このオルタネータは、図1の左から右に向かって、すなわち、前方から後方に向かって駆動プーリー1を有し、このプーリー1は、ナットによって、シャフト2の前端部と一体化されている。シャフト2の後端部は、集電器3に属する集電リング(符号なし)を支持している。このシャフト2の軸線は、電気機器の回転軸線を構成している。
【0050】
シャフト2は、中心にロータ4を支持しており、このロータ4には、励磁コイル5が設けられ、ロータは、コイル5に固定されている。励磁コイル5の両端は、ワイヤーリンクによって集電器3にリンクされている。
【0051】
ロータ4は、本例ではクロータイプのロータであるので、2つの前方極ホイール6と後方極ホイール7とを備え、各ホイールは、所定の軸方向の寸法で、オルタネータの電力を増加し、オルタネータから生じるノイズを小さくするために、前方ファン8および後方ファン9をそれぞれ支持している。
【0052】
図1から判るように、シャフト2には、各ホイール6、7が固定されている。この固定のために、シャフト2には、ローレットが付けられた部分が設けられている。各ホイールは、シャフト2の軸線と直交するフランジを有する。これら2つのホイール6と7との間に、軸方向に励磁コイル5が設けられている。これらフランジの外周部には、軸方向に延びる同じ材料から歯が形成されている。この歯は台形となっており、側方に面取り部が設けられている。ホイールの一方の歯は、他方の歯に向いて曲げられており、この他方のホイールの歯に対して角度がずれている。
【0053】
変形例では、歯の間に永久磁石が挟持され、電気機器の電力を更に増加するように、歯が重ねられている。例えばフランス国特許公開第2748248号に記載されているように、永久磁石を保持するように、歯の側方エッジに、例えば異形溝が形成されている。
【0054】
巻線5が附勢されると、ロータは磁化され、よってこのロータは、磁極のペアを構成する。各極ホイールは、P/2個のN極とP/2個のS極とをそれぞれ有する。より詳細については、欧州特許公開第0515259号を参照されたい。
【0055】
極ホイールの歯の各々は、オルタネータからのノイズ、特に磁気ノイズを更に小さくするよう、当該極ホイールのフランジに固定されている領域において、側方に少なくとも1つのノイズ防止用面取り部を有する。各歯は、軸方向の対称軸線に対して、2つのノイズ防止用面取り部を有することが好ましい。このようにして、オルタネータのノイズは小さくされている。
【0056】
ファン8、9は、第1のシリーズのブレードまたは翼を有し、この翼は、間に換気用チャンネルを形成している。フランス国特許公開第2811156号に記載されているように、異なる長さの2つのシリーズのブレードを設けることが好ましい。従って、第1のシリーズのブレードの2つの連続する長い方のブレードの間には、第2のシリーズのブレードの少なくとも1つのブレードが挟持されている。
【0057】
このような構造によって、オルタネータの換気を高めつつ、オルタネータからのノイズを小さくすることが可能となっている。これらのブレードは、当該極ホイール6、7に溶接またはクリンプ加工のような他の手段によって固定されたフランジをカットアウトし、折り曲げることによって製造されている。
【0058】
上記のように、各ホイールは、他方のホイールに向かう軸方向の歯を有し、この場合、集電器3の集電リングによって、コイル5が附勢される際に磁極を形成するよう、一方のホイールの歯は、他方のホイールに重ねられている。
【0059】
各集電リングは、ブラシ(図示せず)に接触しており、ブラシは、コイル5の電圧を制御するよう、ブラシに電気的にリンクされた電圧レギュレータ(図示せず)のための支持体としても働くブラシホルダー10によって支持されている。
【0060】
電圧レギュレータは、整流デバイス11、例えばダイオードブリッジ(図1にはこれらのうちの2つのダイオードが示されている)にリンクされており、ダイオードブリッジ自身は、オルタネータのステータ13が含む巻線が設けられた位相コイルの出力端にリンクされている。
【0061】
本例におけるブリッジは、欧州特許公開第0743738号に記載されているのと同じタイプである。より詳細についてはこの文献を参照されたい。従って、このブリッジは、正のダイオードが取り付けられた正の熱シンクと、負のダイオードが取り付けられた負のヒートシンクと、コネクタとを有する。ここで、負のヒートシンクは、後述するようなオルタネータの後方ベアリング16のフランジから成っている。
【0062】
変形例では、ブリッジは、2001年7月16日に出願されたフランス国特許願第01 09482号に記載されているタイプと同じである。この場合、正のヒートシンクは、オルタネータの径方向に延びる冷却用翼を有し、後方ベアリングに支持されている負のダイオードは、熱滞留および熱伝達によって冷却される。このタイプのブリッジは、本発明に係わる高出力オルタネータに極めて適している。
【0063】
アーマチュアを形成するステータ13は、ロータ4を囲んでおり、本体14を有する。この本体14の内側には、巻線が含むワイヤーまたはピンを通過させるための軸方向のスロット39、39’が設けられている。
【0064】
公知のように、本例における本体14は、金属プレートのパックから成り、各プレートはスロットを有している。これら細長い形状のスロットは、金属プレートが整合され、本体14の内周部で開口すると溝を形成するようになっている。本体14は、この内周部とロータ4の外周部との間に径方向のギャップが生じるように、ロータ4を囲んでいる。
【0065】
ネットワーク内には巻線が配置され、この巻線は、両端にバン12、12’を形成している。これらのバンは、本体14の両側で軸方向に突出し、他方、ファン8、9の径方向外側に延びている。
【0066】
ファン8、9は、前方ベアリング15および後方ベアリング16のそれぞれの近くで延びている。ベアリング15、16は金属製であり、本例では、アルミニウムをベースとしている。このベアリングは、オルタネータを自動車の固定部品に固定するとともに、オルタネータをアースに電気的にリンクするための爪を、公知の態様で含んでいる。
【0067】
プーリー1により、ファン8、9とロータ4とシャフト2の組立体が共に回転されるように駆動した時に、ファン8、9によってオルタネータの内部が換気されるように、ベアリング15、16には孔が設けられている。プーリー1は、このプーリー1に係合する少なくとも1つのベルトを含む伝達装置を介して、自動車のエンジンにリンクされている。
【0068】
このような換気によって、バン12、12’の巻線およびコイル15だけでなく、電圧レギュレータおよび整流器11を有するブラシホルダー10も冷却することが可能となっている。
【0069】
図1において、ベアリング15、16の種々の開口部、および電気機器の内部を通過する冷却流体、本例では空気が通る通路は矢印で示されている。
【0070】
前方ファン8よりも後方ファン9の方が、より強力となるように、後方ベアリング16によって、整流デバイス11、ブラシホルダーだけでなく、プラスチックで製造することが好ましい孔開けされた保護キャップ(図示せず)が支持され、固定されている。
【0071】
ベアリング15、16は、公知のように、ネジまたは変形例では、図示されていない締結ロッドによって一体となるようにリンクされており、自動車の固定部品に取り付けるようになっているケーシングまたは支持体を形成している。この支持体は本体14を支持している。
【0072】
ベアリング15、16は、シャフト2の前端部および後端部を回転支持するためのボールベアリング17、18を中心に支持している。シャフト2は、プーリー1および集電器3のリングを支持するようにベアリングを貫通している。
【0073】
ファン8、9のブレードは、ベアリング17および18を取り付けるために、ベアリング15、16が有するハウジングの径方向外側に延びており、ハウジングが換気されるようになっている。
【0074】
変形例では、オルタネータは、冷却液、例えば自動車の内燃エンジンからの冷却水によって冷却される。後方ベアリングは、例えばドイツ国特許公開第10019914号に記載されているようなチャンネルを有する。より詳細については、この明細書を参照されたい。
【0075】
この場合におけるステータは、振動を除き、ノイズを小さくするために、ケーシング上に、弾性材料製、例えばエラストマー製のバッファを使用することにより取り付けられている。同じことが図1にも当てはまる。ブラケット状の横断面を有するバッファには符号が付けられていない。
【0076】
これらのバッファは、軸方向に向いたベアリングの周辺部分の自由端と、本体14の反対の軸方向端部との間で作用するようになっている。バッファは、ベアリング15、16から成るケーシングに対して、ステータの本体14の機械的な結合をなくすための、径方向かつ軸方向に作用する弾性ダンピング手段を構成している。これらのベアリングは、ボールベアリング17、18を中心に支持し、周辺部分に接続された横方向フランジも有する。
【0077】
変形例では、弾性ダンピング手段は、スロット39、39’のエッジと、1999年12月23日に出願され、フランス国特許公開第2803126号として公開されたフランス国特許願第99 1369号に記載されているように、エッジ内に取り付けられた、後述する導電性要素との間のスロット39、39’の領域で作動する。変形例では、2000年10月6日に出願されたフランス国特許願第00 113527号に記載されているように、本体14の外周部とベアリングの一方、例えば前方ベアリングの内周部との間に、径方向に弾性変形可能な伝熱性樹脂が挟持されている。この場合、ロータ4のコイル5は、フランス国特許公開第2809546号に記載されているような、例えば熱硬化性タイプのリンク層がコーティングされた導線要素を巻くことによって製造できる。このコイル5は、より多量の熱を発生するが、伝熱性樹脂を通して除去される。
【0078】
変形例では、本体14は、ベアリングに直接取り付けられている。
【0079】
さらに変形例では、ロータは2001年1月5日に出願されたフランス国特許願第01 00122号に記載されているような、突出した極を含み、ロータが含む金属プレートのパック内に形成されたハウジング内に、永久磁石が収容されている。このハウジングは、ロータの外周部に向かって開口し、更に磁石に当接するようになっている非磁性の部品によって、軸方向が閉じられている。
【0080】
図2〜図4において、オルタネータは三相タイプのものであり、3つの位相コイル20〜22を含み、各位相コイルは、各ケースにおいて、入力端E1〜E3および出力端S1〜S3を有する。
【0081】
ロータが励磁され、プーリー1を介して、自動車のエンジンによって回転駆動されると、ステータ13の位相コイルは、交流電流を発生するので、出力端は電流用の整流デバイス11に公知の態様で接続されている。その理由は、自動車電流消費ユニットおよび自動車のバッテリーの充電のために直流を供給するように、交流を整流する必要があるからである。
【0082】
図5〜図7では、オルタネータは六相タイプのものであるので、第1シリーズの3つの位相コイルを構成する位相コイル20〜22の他に、第2のシリーズの3つの位相コイル23〜25を有し、これら位相コイル23〜25は、各ケースにおいて、入力端E’1〜E’3および出力端S’1〜S’3を有する。出力端は、上記のように、例えば上記欧州特許公開第0743738号に記載されているように、整流デバイスにリンクされている。
【0083】
このデバイス11のコネクタは、導電性領域のネットワークに属す出力端を固定するための爪を有する。出力端の爪への固定は、例えばクリンプ加工または溶接によって行われる。各位相コイルは、導電性要素37、38を含む少なくとも1つの巻線を備えている。
【0084】
いずれのケースにおいても、入口端は中立点にリンクされており、自動車用オルタネータは、本体14が設けられ、いくつかの位相コイル20〜25を支持するステータ13を有し、各位相コイルは、ステータ13の本体14の外側に設けられた出力端E1〜E’3、および出力端S1〜S’3を備え、他方で、導電性要素37、38を有する。
【0085】
これら導電性要素は、第1バン12および第2バン12’を形成するように、ステータ13の本体14の両側でネットワーク内に配置されると共に、前記本体を貫通している。導電性要素37、38は共にリンクされ、前記ネットワークを形成すると共に、位相コイルの入力端を位相コイルの出力端に接続し、少なくとも1つの巻線を形成している。
【0086】
本例におけるこれら導線要素は、バー形状となっている。本例におけるバーは断面が長方形であり、好ましくはピンに属する。本例における導線要素は、ペアとしてスロット内に径方向に取り付けられており、これらバーの長手方向部分は、スロットの側方エッジに平行となっている。
【0087】
本発明により、入力端の長さを短縮し、中立点を構成するために、これまで述べたタイプのオルタネータは、前記ステータの前記本体の一方の側の前記バンの一つが、3つの入力端と前記入力端を電気的に共にリンクする円周方向に配置された導電リンク部品とを支持していることを特徴とする。
【0088】
本例では金属製、例えば銅製のリンク部分は、こうして中立点をコンパクト、簡単かつ安価に製造できるようにする。この部分は軽量であり、ステータの重量を軽量化できる。リンク部分は、同じ長さ、および同じ断面の入口端E1〜E3−E’1〜E’3を標準化できるようにしている。リンク部分は、入口端と同じ断面となっていると有利である。
【0089】
本例において、位相コイルの入力端および出力端は、特に経済的な理由から、導電性要素の断面と同じ断面を有している。
【0090】
リンク部分50、51は、一般に溶接によって前記入口端にリンクされる。
【0091】
1つの特徴に係わるリンク部分50、51は、ステータ13の寸法および電気抵抗を低減するために、環状のセクター形状となっている。
【0092】
このセクターは、円周方向に向いた円弧内で所定長さ、所定重量および所定高さを有する。本例では、この高さまたは厚さは、幅よりも小さくなっている。
【0093】
リンク部分50、51を構成する環状セクターは、できるだけステータの径方向の寸法を縮小し、オルタネータの支持体15、16の軸方向を向く外周部との干渉を防止するように、軸方向を向く所定の幅を有する。
【0094】
変形例では、この幅は、径方向を向いている。従って、図2〜図11に示された実施例では、リンク部分は、カーブしたバー状の独立した部品から成っている。
【0095】
このリンク部品50、51は、導電性材料の層で被覆されている。入力端E1〜E3−E’1〜E’3の領域は、剥き出しとなっており、これら入力端に溶接できるようになっている。部品50、51には、例えばエナメルが塗布されている。
【0096】
例えば図2から判るように、入力端は、部品50、51の幅にわたって溶接されている。
【0097】
より詳細には、入力端は断面が長方形であり、入口端の幅は、部品50、51の幅、すなわち平坦部に溶接されている。
【0098】
出力端S1〜S3が設けられる径と同じ径の円周部にわたって、図2〜図4の入力端E1〜E3が設けられ、この場合、リンク部品と部品50によって囲まれた2つの出力端S1〜S3との間に、わずかな間隙が生じ、他方の出力端S1は、部品50に対して円周方向にずれている。
【0099】
図5〜図7では、入力端E’1〜E’3に関連する出力端S’1〜S’3が設けられている径と異なる径の円周部にわたって、入力端E’1〜E’3およびリンク部品50、51が設けられている。
【0100】
入力端E’1〜E’3に関連する出力端S’1〜S’3が設けられている径よりも大きい径の円周部にわたって、入力端E’1〜E’3およびリンク部品50が設けられている。
【0101】
このような構造によって、出力端は、デバイス11に対し径方向へより接近するので、出口端S’1〜S’3と整流デバイス11とを接続することが容易となる。
【0102】
言うまでもなく、変形例において、入力端E1〜E3−E’1〜E’3に関連する出力端S1〜S3−S’1〜S’3が設けられている径よりもより小さい径の円周部にわたって、入力端E1〜E3−E’1〜E’3およびリンク部品50、51が設けられているように、構造を反転することも可能である。
【0103】
出力端S1〜S3−S’1〜S’3は、入力端E1〜E3−E’1〜E’3と同じバン12、12’に属し、リンク部品50、51が設けられた入力端E1〜E3−E’1〜E’3に対して軸方向に突出するように、ステータ13の本体14と反対方向に延びている。
【0104】
図示の実施例では、出力端は、ステータ13の後方に設けられており、後方ベアリング16を貫通し、ダイオードタイプの整流デバイス11に接続されるように、公知の態様に構成されている。
【0105】
従って、出力端の長さは、デバイス11の位置に応じて決まる。
【0106】
言うまでもなく変形例では、出口S1〜S3−S’1〜S’3は、入力端E1〜E3−E’1〜E’3と同じバン12、12’には属しない。いずれのケースにおいても、出力端は当該バンに対して軸方向に突出するように延びている。
【0107】
ここで、バン12、12’は、特にファン9が存在しているために、軸方向に同じ長さとなっている。変形例では、バンの一方が他方よりも軸方向に長くなっている。
【0108】
リンク部品は、導電性要素37、38の頂点に隣接していてもよく、導電性要素37、38は、本例では互いに、かつ電気的に絶縁されると共に、更にステータ13が本体14を形成するように、公知の態様で、金属プレートのパックに対しても電気的に絶縁されている。この目的のために、これら要素37、38だけでなく、入力端E1〜E3−E’1〜E’3および出力端S1〜S3−S’1〜S’3は、電気的に絶縁性の材料の層で被覆されている。これら構成部品は、例えば、エナメル被覆される。
【0109】
リンク部品の位置は、変わってもよい。リンク部品50、51は、当該バン12、12’に属するこれら要素37、38の軸方向端部から成る導電性要素37、38の頂点と、ステータ13の本体14との間に軸方向に設置できる。従って、リンク部品は、バンの頂点と本体14との間に軸方向に設けられる。
【0110】
リンク部品は、当該バンの内周部または外周部の一方に設けられるので、このことが可能である。図面では、リンク部品は、できるだけ晩の換気を妨害しないよう、この部品に部分的に囲まれているバン12の外周部に設けられている。変形例では、この部品は、バンの内周部に設置されている。
【0111】
導電性要素37、38、入力端および出力端は、断面が長方形をした金属バー状となっている。ステータ13の本体14は、上記のように金属プレートのパックを有し、これら金属プレートには、導電性要素37、38が横断するスロット39、39’が設けられている。
【0112】
上記のような導電性要素37は、断面が長方形の、U字形バーであり、スロット39、39’に軸方向に挿入されることによって取り付けられた分岐、およびこれら分岐を本体14の外側に接続する底部を有する。分岐の端部は、本体14の外側で溶接によって合体するようにリンクされている。互いに溶接するようになっている分岐を含む2つのスロット39と39’との間の間隔は、ロータ4のN極とS極との間の、1つの磁極のピッチに対応している。
【0113】
上方分岐と称されるU字形の分岐の一方は、スロットの底部に取り付けられ、下方分岐と称される他の分岐は、同じ位相コイルの連続するスロットの開口部分の領域に取り付けられるように、U字形の底部がねじられている。従って、導線要素37は、互いに電気的に絶縁されると共に、スロット内の下方層、および上方層内に取り付けられている。導電性要素37は、当該入力端と出力端との間で直列に取り付けられ、1つの層当たり、少なくとも1つの巻線を構成している。
【0114】
位相コイルの巻線は、これら巻線が、公知のように互いに円周方向にオフセットするように、波形タイプとなっている。
【0115】
従って、分岐の溶接された端部、および本例ではピン状をした導電性要素37のU字形の底部は、第1バン12’および第2バン12を形成するように、ステータ13の本体14の両側でネットワーク内に配置されている。
【0116】
オルタネータの後方に位置するバン12は位相コイルのための入力端および出力端だけでなく、導電性要素を構成するピン37のヘッドを形成するU字形底部も有する。バン12’は、本体14を軸方向に貫通するピン37の溶接された端部を有する。このような構造によって、ステータ13の製造が容易となっている。
【0117】
変形例では、ピンはピン37のヘッドの領域、およびバン12の領域に、溶接部が存在するよう、2部品タイプとなっている。
【0118】
言うまでもなく、ピン、従ってバーは、断面が丸くてもよいし、正方形でもよい。いずれにせよ、バン12、12’は、バーによって長さが短くなっている。
【0119】
図2〜図7では、ロータ4は極ホイールを有し、これら各極ホイールには、16個の磁極(ホイール6、7につき8つの極)に対応する8個の歯が設けられており、一方、ステータは96個のスロットを有する。
【0120】
言うまでもなく、この数は応用例によって決まる。例えば12個の磁極、および72個のスロットを有する構造を採用することもできる。変形例では、各極ホイール6、7は7つの極を有する。
【0121】
図2〜図4では、各位相コイルは2本の巻線を有し、スロット39ごとに1対の導線要素37が設けられている。国際公開第WO92/0657号に記載されているように、符号38で反転ピンが示されている。第1巻線を同じ位相コイルの第2巻線にリンクすることに関する詳細については、この国際特許出願を参照されたい。反転ピン38は軸方向かつ円周方向に延びており、これら各ピンは、出力端の下方に設けられている。
【0122】
従って、ステータのまわりに1回巻かれた巻線の端部における反転ピン38により、第2巻線を再接合するように、別のスロットに進入している。一実施例では、同じ位相コイルの巻線は隣接するスロットに取り付けられている。
【0123】
公知のように、コイルに関し、同じ位相コイルの隣接するスロットの各ペアは、他の位相コイルの巻線を取り付けるのに必要なスロットの数だけ、このコイルに続く隣接スロットのペアからオフセットしている。従って、導線要素は、重ねられて取り付けられた導線要素の少なくとも1つのペアを形成し、下方レイヤーまたは内側レイヤーと、上方レイヤーまたは外側レイヤーを形成するように、各スロット内に重ねられて取り付けられている。
【0124】
3つの入力端E1〜E3をリンクし、中立点を構成するための単一のリンク部品50が設けられている。
【0125】
同じ位相コイルの巻線は直列に取り付けられている。
【0126】
変形例では、図5〜図7から判るように、3つの位相コイルが存在するように、巻線は平行に取り付けられている。これら図5〜図7では、導電性要素37の2つのペアが設けられており、これらのペアは、各スロット39’内で重ねられた状態に示されている。従って、六相タイプのオルタネータは、第1シリーズの3つの位相コイルを構成する位相コイル20〜22の他に、第2のシリーズの3つの位相コイル23〜25を含み、これら位相コイルは、各々のケースにおいて入力端E’1〜E’3および出力端S’1〜S’3を有する。従って、2つのシリーズの3つの入口端および2つのシリーズの3つの出力端が設けられている。
【0127】
これら2つのシリーズの3つの位相コイルは、2つの整流デバイスに、例えばダイオードが設けられるよう、並列に取り付けられている。一実施例におけるこれら2つのデバイスは、フランス国特許公開第2687861号に記載されているように、対称的に並置された状態に取り付けられる。
【0128】
この実施例では、2つのシリーズの3つの位相コイルには、2つのリンク部品50、51が設けられ、各部品が同じシリーズの3つの位相コイルの3つの入力端を共にリンクするように、図6から判るような中立点を有する。これらリンク部品50、51は、互いに円周方向にオフセットしており、出力端が設けられている径よりも大きい径の同じ円周部に設けられる。
【0129】
変形例では、シリーズの一方は、1つのリンク部品しか設けられないように、デルタ状に取り付けられた巻線を有する。
【0130】
図2〜図7において、入力端はハーフピンによって形成され、各ハーフピンは、スロット39、39’を軸方向に貫通する直線状の中心部分と、中心部分の両側で延びる2つのターミナル部分を有している。
【0131】
図2〜図4においては、入力端は、出力端に対して円周方向にオフセットしているが、図5〜図7では、入力端と出力端は径方向に整合している。いずれのケースにおいても、出力端と入力端は、本体14を貫通するバーに属する。
【0132】
入力端の各ターミナル部分は、中心部分に接続され、直線状の自由部分として延びている傾斜部分を有する。従って、これらの部分は、リンク部品50、51に溶接されるようになっている軸方向を向く直線状の自由部品である。入力端は、スロット39、39’の外周部に取り付けられた分岐に属する。
【0133】
図8〜図16は、リンク部品50、51の配置のいくつかの変形例を示す。
【0134】
図8および図9に示す変形例では、電気抵抗がより小となるように、入力端のターミナル部分の方が小さくなっている。各リンク部品50、51は、環状セグメントの形状をした部品によって形成されており、この環状セグメントは、各ターミナル部分の適当な側面に、その幅部分(平坦部分)が溶接されている。その結果、ステータの本体14の当該軸方向端部に、リンク部品50が隣接している。
【0135】
図10および図11に示された変形例では、入力端の各ターミナル部分の直線状自由端部は、円周方向、すなわち周方向にカーブしており、リンク部品が溶接される爪を構成している。溶接のために働くのは、部品の厚さ部分であり、爪は、溶接のための面積を広くしている。
【0136】
この部品は、バンの頂点の領域に位置しており、この領域は、この部品を位相コイルの巻線から分離している。
【0137】
この解決案は、軸方向によりかさばるが、換気には好ましい。
【0138】
図12および図13に示された実施例では、2つの第1中立入力端は、円周方向に延び、2つの入力端E2−E3を形成する2本のピンの傾斜部分と一体的となっている部分を含むピン160によってリンクされており、2つの入力端は、バンの周辺で互いに続いている。第3の中立入力端E1は、円周方向にカーブした端部部分を有する。
【0139】
この入力端E1は、例えば電子ビーム溶接部162状に製造された単一接続点によって、部品160にリンクできるよう、この部品160まで延びている。従って、ピン160の長さに換算したこのピンの長方形の断面に関連して溶接が実行される。従って、2つの特定の導線だけをリンクする単一溶接部と中立点とを接続し、電気接続の信頼性を高めることができる。端部部分160’は、軸方向外側の部品160の面に溶接されることが理解できよう。
【0140】
変形例では、第3中立点E1の部分160’は、図14に示されるような短い長さ、または図15に示されるような長い長さの、軸方向開口部163の自由部分だけ溶接点を越えるように延長できる。この後者の長い長さの軸方向配向部の配置は、特に3つの入力端を整流デバイス11にリンクする上で有利である。
【0141】
図16に示す変形例では、周辺ピン部分160によってリンクされた2つの入力端E2、E3は、バン(12、12’)の周辺に従うようには連続しておらず、これらバンの間には、第3入力端E1が挟持されている。図12に示されるような第3入力端は部分160の下方に接続された周辺端部部分160を有する。
【0142】
図12〜図16の変形例では、中立点を構成するように、溶接点によって、2つの部品が接続されている。
【0143】
図17に示される別の実施例では、リンク部品50、51は、スロット39、39’を軸方向に貫通する一方の入力端、ここでは、E1の直線状部分の延長部を構成している。これらリンク部分は、例えば溶接によって他の2つの入力端E2、E3が接続される軸方向に向いた環状セクター状となっている。
【0144】
この目的のために、各入力端E2、E3の端部はステータの軸方向に部品50、51の下方で部品50、51に平行な固定爪を形成するようにカーブしている。部品50、51は、バンの頂点の領域に位置していることに留意すべきである。このように、3本の導線をリンクする2つの溶接部と中立点とを接続することができる。
【0145】
言うまでもなく、これまで説明した原理を適用することによって、中立点を構成する別の方法を考え付いてもよい。巻線に対するのと同じ方法で、同じ長さのピンヘッドを設けるよう、2001年10月19日に出願されたフランス国特許願第01 13553号に記載されている構造を採用することもできる。
【0146】
従って、図5〜図7に示されるように、径方向に1つのスロット当たり導電性要素の4つの層が設けられる。第1スロットの上方の層は導電性要素の同じ上方ペアに属し、他方の2つの下方層は導電性要素の第2の下方ペアに属する。
【0147】
上方ペア(ピンの上方分岐)は、ピンのU字形の底部によって同じ位相コイルの第2連続スロット内に設けられた下方ペア(同じピンの下方分岐)にリンクされている。第1スロットの下方ペアは、ピンのU字形の底部によって、同じ位相コイルの第3の連続スロット内に接続された上方ペアにリンクされている。第2スロットと第3スロットとは、第1スロットの両側に対称的に配置されており、他の位相コイルの導電性要素の設置に必要な多数のスロットによって、第1スロットから分離されている。
【0148】
言うまでもなく、変形例の4つの導電性要素は、上記のように国際公開第WO92/06527号に記載されているように、ペアとなっている各スロット内に取り付けられている。
【0149】
同じように変形例では、このオルタネータは、オルタネータ兼スタータである。すなわち、例えばフランス国特許公開第2806224号に記載されているように、プーリーを介して自動車のエンジンを駆動するためのスタータを構成するリバーシブルな電気機器となっている。このケースでは、ベアリング15、16の一方は、ロータによって支持された磁気ターゲットの通過を検出するよう、例えば磁気タイプの少なくとも1つのセンサを支持している。
【0150】
整流ブリッジは、整流兼制御ブリッジであり、このブリッジは、一実施例ではリバーシブルなオルタネータの外部に設けられる。次に、位相コイルの出力端が、オルタネータによって支持されているコネクタにリンクされ、ケーブルを介して、整流兼制御デバイスにリンクされる。より詳細については、上記明細書を参照されたい。
【0151】
リンク部品を有する本発明に係わる電気機器は、大電力で、コンパクトで、低ノイズで、良好に冷却される機器となっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明に係わるリンク部品が設けられたステータを示すオルタネータの軸方向半断面図である。
【図2】
ステータのスロットを示すよう、導電性要素を除いた、図1のステータの斜視図である。
【図3】
位相コイルの巻線の配線を示す図である。
【図4】
図1の導電性要素の斜視図である。
【図5】
本発明に係わる第2実施例の、図1に類似した図である。
【図6】
本発明に係わる第2実施例の、図3に類似した図である。
【図7】
本発明に係わる第2実施例の、図4に類似した図である。
【図8】
本発明に係わるリンク部品の変形実施例の横断図である。
【図9】
図8の横方向断面図である。
【図10】
本発明に係わるリンク部品の別の変形実施例の横方向図である。
【図11】
図10の横方向断面図である。
【図12】
本発明の別の実施例の横方向図である。
【図13】
図12のステータの横方向断面図である。
【図14】
図13に示された、本発明の実施例の変形例の横方向図である。
【図15】
図13に示された、本発明の実施例の別の変形例の横方向図である。
【図16】
図13に示された本発明の実施例の別の変形例の横方向図である。
【図17】
本発明の別の実施例の横方向図である。
【符号の説明】
1−−−駆動プーリー
2−−−シャフト
3−−−集電器
4−−−ローター
5−−−励磁コイル
6、7−−−極ホィール
8、9−−−ファン
11−−−整流デバイス
12、12’−−−バン
13−−−ステータ
14−−−本体
15、16−−−ベアリング
17、18−−−ベアリング
20〜25−−−位相コイル
37、38−−−導電性要素
39、39’−−−スロット
50、51−−−リンク部品
E1〜E’3−−−入力端
S1〜S’3−−−出力端
Claims (14)
- いくつかの位相コイル(20)〜(25)を支持する本体(14)が設けられたステータ(13)を備え、各位相コイルが、前記ステータ(13)の前記本体(14)の外側に設置された入力端(E1)〜(E’3)および出力端(S1)〜(S’3)と、第1バン(12)および第2バン(12’)を形成するように、前記ステータ(13)の前記本体(14)の両側において、ネットワーク内に配置され、前記本体を貫通する導電性要素(37)(38)とを備え、少なくとも1つの巻線を形成することによって、前記導電性要素(37)(38)が前記ネットワークを形成するとともに、前記位相コイルの入力端と前記位相コイルの出力端とを接続するように、共にリンクされている、自動車用オルタネータにおいて、
前記ステータ(13)の前記本体(14)の一方の側の前記バン(12)(12’)の一つが、3つの入力端(E1)〜(E3)−(E’1)〜(E’3)と、前記入力端を電気的に共にリンクする円周方向に配置された導電リンク部品(50)(51)とを支持することを特徴とする自動車用オルタネータ。 - 前記リンク部品(50)(51)が、溶接により前記入力端の少なくとも1つにリンクされていることを特徴とする、請求項1記載のオルタネータ。
- 前記リンク部品(50)(51)が、環状のセクタ形状となっていることを特徴とする、請求項1記載のオルタネータ。
- 前記リンク部品(50)(51)が、前記入力端を支持する前記バン(12)(12’)の外周部に取り付けられた環状セクタ形状となっており、前記リンク部品(50)(51)の幅方向が、軸方向を向いていることを特徴とする、請求項3記載のオルタネータ。
- 前記リンク部品(50)(51)が、前記バン(12)(12’)に属する導電性要素(37)(38)の軸方向端部から成る導電性要素の頂点と、前記スタータ(13)の前記本体(14)との間に、軸方向に設置されていることを特徴とする、請求項2記載のオルタネータ。
- 前記リンク部品(50)(51)が、前記バン(12)(12’)に属する導電性要素(37)(38)の軸方向端部から成る導電性要素の頂点に設けられていることを特徴とする、請求項2記載のオルタネータ。
- 前記リンク部品が、3つの入力端(E1)〜(E3)−(E1’)〜(E3’)をリンクするリンク部品(50)(51)であることを特徴とする、請求項1記載のオルタネータ。
- 前記入力端(E1)〜(E3)−(E1’)〜(E3’)が、それぞれ軸方向を向く自由部分を含み、かつ前記リンク部品(50)(51)が、これら自由部分をリンクしていることを特徴とする、請求項7記載のオルタネータ。
- 前記入力端(E1)〜(E3)−(E’1)〜(E’3)が、それぞれ円周方向を向く自由部分を含み、かつ前記リンク部品(50)(51)が、これら自由部分をリンクしていることを特徴とする、請求項7記載のオルタネータ。
- 前記入力端(E1)〜(E3)−(E’1)〜(E’3)からの2つの入力端が、ピン(160)によってリンクされており、かつ前記リンク部品(50)(51)が、円周方向にカーブした第3の入力端の端部部分(160’)から成り、前記ピン(160)に溶接されていることを特徴とする、請求項1記載のオルタネータ。
- 前記リンク部品(50)(51)が、軸方向を向く自由部分(163)として延びていることを特徴とする、請求項10記載のオルタネータ。
- 前記リンク部品(50)(51)が、3つの入力端(E1)〜(E3)−(E’1)〜(E’3)のうちの1つの円周方向の延長部を構成していることを特徴とする、請求項1記載のオルタネータ。
- 前記導電性要素(37)(38)と、前記入力端(E1)〜(E’3)と、出力端(S1)〜(S’3)と、電気リンク部品(50)(51)とが、断面が正方形または長方形のバー状となっていることを特徴とする、請求項1記載のオルタネータ。
- 前記リンク部品が、導電性要素の上に製造されていることを特徴とする、請求項1記載のオルタネータ。
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