JP2007535890A - Multiphase rotating electrical machine for automobile - Google Patents
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Abstract
【課題】磁気リングが、環状磁気部材、およびこの磁気部品の径方向の外面を取り囲む補強手段を有する、多相回転電気機械を提供する。
【解決手段】この電気機械は、ロータシャフトと、ロータシャフトに回転可能に連結されたロータと、ロータを取り囲む固定多相ステータと、ロータの回転を監視するための磁気手段を備えている。磁気手段は、ロータシャフトを取り囲み、このロータシャフトに回転可能に連結された磁気リング(41)と、この磁気リングに近接して配置され、この磁気リングと協働する少なくとも1つの固定センサを有する。磁気リング(41)は、環状磁気部材(411)と、この環状磁気部材(411)の径方向の外面を取り囲む補強手段(412)を有する。
【選択図】図3A multi-phase rotating electrical machine is provided in which a magnetic ring has an annular magnetic member and reinforcing means surrounding a radially outer surface of the magnetic component.
The electric machine includes a rotor shaft, a rotor rotatably connected to the rotor shaft, a fixed multiphase stator surrounding the rotor, and magnetic means for monitoring the rotation of the rotor. The magnetic means has a magnetic ring (41) surrounding the rotor shaft and rotatably connected to the rotor shaft, and at least one fixed sensor disposed proximate to and cooperating with the magnetic ring. . The magnetic ring (41) has an annular magnetic member (411) and reinforcing means (412) surrounding the outer surface in the radial direction of the annular magnetic member (411).
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、多相回転電気機械に関する。 The present invention relates to a multiphase rotating electrical machine.
詳細には、本発明は、発電機として、また内燃機関の起動のための電気モータとして、内燃機関車両に用いることができる多相回転電気機械に関する。 In particular, the present invention relates to a multiphase rotating electrical machine that can be used in an internal combustion engine vehicle as a generator and as an electric motor for starting an internal combustion engine.
この電気機械は、ロータシャフトと、このロータシャフトに回転可能に連結されたロータと、このロータを取り囲む固定多相ステータと、ロータの回転を監視するための磁気手段を備えている。この磁気手段は、ロータシャフトを取り囲み、このロータシャフトに回転可能に連結された磁性リングと、この磁性リングに近接して配置され、この磁性リングと協働する少なくとも1つの固定センサを有する。 The electric machine includes a rotor shaft, a rotor rotatably connected to the rotor shaft, a fixed multiphase stator surrounding the rotor, and magnetic means for monitoring the rotation of the rotor. The magnetic means includes a magnetic ring surrounding the rotor shaft and rotatably coupled to the rotor shaft, and at least one fixed sensor disposed proximate to and cooperating with the magnetic ring.
このタイプの機械は、従来知られており、特に、機械のプーリーに固定された磁性リングを備える磁気手段について述べている特許出願FR2807231号により公知となっている。このプーリー自体は、ロータシャフトに回転可能に連結されている。このような可逆装置は、オルタネータスタータとして知られている。 This type of machine is known in the art, in particular from patent application FR 2807231 which describes magnetic means comprising a magnetic ring fixed to the machine pulley. The pulley itself is rotatably connected to the rotor shaft. Such a reversible device is known as an alternator starter.
前記磁性リングは、ロータシャフトによって高速で回転させられ、大きな遠心力を受ける。さらに、磁性リングは、車両の始動または減速に伴って、繰返し加速サイクルと減速のサイクルにさらされる。 The magnetic ring is rotated at a high speed by the rotor shaft and receives a large centrifugal force. Further, the magnetic ring is subjected to repeated acceleration and deceleration cycles as the vehicle is started or decelerated.
このような応力により、磁性リングの機械疲労が起こり、磁性リングは、本来の寿命よりも早くに故障することとなる。 Such stress causes mechanical fatigue of the magnetic ring, and the magnetic ring fails before its original life.
上記した事情に鑑み、本発明の目的は、上記した問題点を解消することにある。 In view of the circumstances described above, an object of the present invention is to eliminate the above-described problems.
そのため本発明は、磁性リングが、環状磁気部材およびこの磁気部材の径方向の外周を取り囲む補強手段を有することを特徴とし、その他の点は、上記した包括的な定義と一致する機械を提供するものである。 Therefore, the present invention is characterized in that the magnetic ring has an annular magnetic member and reinforcing means surrounding the outer circumference in the radial direction of the magnetic member, and provides a machine that otherwise conforms to the comprehensive definition described above. Is.
本発明による解決手段は、過大なスペースを必要とせず、また電気機械の構造を、簡単かつ経済的に保つことを可能にしている。 The solution according to the invention does not require excessive space and makes it possible to keep the structure of the electric machine simple and economical.
また、磁性リングとセンサとの間の空隙を、十分に管理することができる。 In addition, the gap between the magnetic ring and the sensor can be sufficiently managed.
さらに、電気機械の後部に容易に取り付けることができ、しかも、センサを、磁性リングに対して正確に位置させることができる。 Furthermore, it can be easily attached to the rear of the electric machine and the sensor can be accurately positioned with respect to the magnetic ring.
本発明のある実施形態では、補強手段は、磁性リングの外周全体を取り囲む円筒体である。 In an embodiment of the present invention, the reinforcing means is a cylindrical body that surrounds the entire outer periphery of the magnetic ring.
補強手段は、磁束の良好なリターンのために、非磁気材料から形成されていると有利である。 The reinforcing means is advantageously formed from a non-magnetic material for good return of magnetic flux.
補強手段は、アルミニウム、オーステナイト鋼、プラスチック材料、織布、または不織布からなっているのが好ましい。 The reinforcing means is preferably made of aluminum, austenitic steel, plastic material, woven fabric or non-woven fabric.
さらに、補強手段は、
・磁性リングの周りに、圧嵌してもよい。
・磁性リングの周りに収縮嵌めしてもよい。
・磁性リングの周りに接着してもよい。
・磁性リングの周りに磁気形成してもよい。
・磁性リングの周りに熱形成してもよい。
・磁性リングの周りにモールド成形してもよい。
Furthermore, the reinforcing means
-You may press-fit around a magnetic ring.
-You may shrink fit around the magnetic ring.
-You may adhere around the magnetic ring.
-You may magnetically form around a magnetic ring.
-You may heat-form around a magnetic ring.
-You may mold around a magnetic ring.
別法として、磁性リングを、補強手段内に成形してもよい。 Alternatively, the magnetic ring may be molded into the reinforcing means.
磁性リングがプラスチック磁石であると有利である。 It is advantageous if the magnetic ring is a plastic magnet.
別の有利な特徴として、補強手段を、磁性リングの径方向の外面に押圧した薄層とする。 As another advantageous feature, the reinforcing means is a thin layer pressed against the radial outer surface of the magnetic ring.
この薄層を、例えば、フォイルまたはフィルムとすることができる。 This thin layer can be, for example, a foil or a film.
この薄層を、硬質のものとすることができる。 This thin layer can be hard.
この薄層を、開口を有するものとすることがある。 This thin layer may have an opening.
この場合、磁性リングを薄層の開口内に満たし、磁性リングが、この開口を介して、薄層の外面と同一面となるようにできる。 In this case, the magnetic ring can be filled in the opening of the thin layer, and the magnetic ring can be flush with the outer surface of the thin layer through the opening.
さらに別の有利な特徴によると、センサは、磁性リングに面して、かつこの磁性リングの径方向外側に配置される。 According to yet another advantageous feature, the sensor is arranged facing the magnetic ring and radially outside the magnetic ring.
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら行う、限定目的ではない単なる例である以下の詳細な説明から、明らかになると思う。 Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, which is given by way of illustration only and not as a limitation, with reference to the accompanying drawings.
図1に示す回転電気機械は、可逆的に作動する自動車用オルタネータである。このようなオルタネータは、オルタネータスタータとして知られ、ロータシャフト1、このロータシャフト1に回転可能に連結された爪型ロータ2、このロータ2の周りを取り囲む固定多相ステータ3、およびロータ2の回転を監視するための磁気手段4を備えている。 The rotating electrical machine shown in FIG. 1 is an automobile alternator that operates reversibly. Such an alternator is known as an alternator starter, and includes a rotor shaft 1, a claw-type rotor 2 rotatably connected to the rotor shaft 1, a fixed multiphase stator 3 surrounding the rotor 2, and rotation of the rotor 2. Is provided with a magnetic means 4.
ロータシャフト1の軸線は、この場合、多相型である回転電気機械の回転軸X‐X’を定めている。 In this case, the axis of the rotor shaft 1 defines a rotation axis X-X ′ of the rotary electric machine which is a multiphase type.
ロータ2は、ロータシャフト1に連結され、これら両者により、ロータアセンブリが構成されている。 The rotor 2 is connected to the rotor shaft 1, and a rotor assembly is constituted by both of them.
ロータ2は、2つの爪型極ホイール21と、これらの極ホイール21の間に位置する励磁巻線22を備えている。各極ホイール21は、ロータシャフト1に対してほぼ直交するフランジを備えている。このフランジの外周には、他方の極ホイールのフランジに向かって軸方向を向く歯が設けられている。これらの歯は、一方の極ホイールと他方の極ホイールにおいて周方向にずれて、互いに噛合している。各歯は、台形である。 The rotor 2 includes two claw-type pole wheels 21 and an excitation winding 22 positioned between these pole wheels 21. Each pole wheel 21 includes a flange that is substantially orthogonal to the rotor shaft 1. On the outer periphery of the flange, teeth that face in the axial direction toward the flange of the other pole wheel are provided. These teeth are engaged with each other by shifting in the circumferential direction in one pole wheel and the other pole wheel. Each tooth is trapezoidal.
各フランジは、ロータシャフト1を受容する中心孔を備えており、このロータシャフト1の溝と協働するリブによって、このロータシャフト1に回転可能に連結されている。 Each flange includes a central hole for receiving the rotor shaft 1 and is rotatably connected to the rotor shaft 1 by a rib that cooperates with a groove of the rotor shaft 1.
励磁巻線22に電力を供給すると、一方の極ホイール21の歯がN極となり、他方の極ホイール21の歯がS極となる。 When power is supplied to the excitation winding 22, the teeth of one pole wheel 21 become N poles and the teeth of the other pole wheel 21 become S poles.
自動車の固定された部品に取り付けられるようになっているステータ3は、その部品として、フロント主ベアリング31およびリヤ主ベアリング32を備えている。主ベアリング31と32は、この場合は、図1に示すタイロッド33によって、互いに重ねて固定され、ケーシングを形成している。
The stator 3 adapted to be attached to a fixed part of the automobile includes a front main bearing 31 and a rear
ステータ3は、一連のステータ巻線を保持するステータ本体を有するステータアセンブリ34も備えている。公知の要領で、ステータアセンブリ34は、ロータ2を取り囲み、一連のノッチが形成されているラミネーションの形態の本体を有する。このノッチは、ここでは3相型であるオルタネータスタータの各相に対して、少なくとも1つの割合で巻線を受容する。
The stator 3 also includes a
この巻線は、別個のコイルか、またはインターレイスコイルとしても良いし、例えば、国際公開第92/06527号に開示されているようなU字型のバーなどのバーの形態のものでも良い。 The winding may be a separate coil or an interlace coil, or may be in the form of a bar such as a U-shaped bar as disclosed in WO 92/06527, for example.
主ベアリング31と32は、中空型であり、機械の内部を空気が循環できるように、孔があけられている。この機械は、コンパクト型で、この場合にはロータ2である内部換気要素を有する。ロータ2は、図1に示すように、その軸端部にファン23を備えている。ファン23を1個のみにすることもある。
The
主ベアリング31と32は、この場合には、アルミニウムから形成されており、図1に示すように、中心にボールベアリング35を有する。これら各ボールベアリングは、ロータシャフト1の前端部および後端部を支持している。
In this case, the
リヤ主ベアリング32に用いられるボールベアリング35は、フロント主ベアリング31のボールベアリング35よりも小さい。 The ball bearing 35 used for the rear main bearing 32 is smaller than the ball bearing 35 of the front main bearing 31.
ロータシャフト1は、フロント主ベアリング31を越えて、主ベアリング31の外側のロータシャフト1に回転可能に固定されているプーリー、すなわち運動伝達部5まで延びている。このプーリーは、V型溝(不図示)を備えるベルトと協働するようになっている。 The rotor shaft 1 extends beyond the front main bearing 31 to a pulley that is rotatably fixed to the rotor shaft 1 outside the main bearing 31, that is, the motion transmission unit 5. This pulley is adapted to cooperate with a belt having a V-shaped groove (not shown).
電気機械が発電モードで作動している場合、熱機関が、このベルトを介して、ロータシャフト1およびロータ2全体を駆動する。このプーリー、およびこのプーリーに取り付けられているベルトにより、電気機械がスタータモードで作動する時に熱機関を駆動するべく、この電気機械を逆方向に回転させることが可能となっている。 When the electric machine is operating in the power generation mode, the heat engine drives the entire rotor shaft 1 and the rotor 2 via this belt. The pulley and the belt attached to the pulley allow the electric machine to rotate in the reverse direction to drive the heat engine when the electric machine operates in starter mode.
自動車の熱機関とロータシャフト1との間の運動の伝達には、別法として、複数の歯車対、間隔可変型の少なくとも1つのプーリーのチェーン、または少なくとも1つのベルトを用いることができる。したがって、運動伝達部5を、様々な構造、例えば歯車の組、歯付き輪、またはプーリーなどからなるものとすることができる。 Alternatively, a plurality of gear pairs, a variable spacing chain of at least one pulley, or at least one belt can be used to transfer motion between the automotive heat engine and the rotor shaft 1. Therefore, the motion transmission part 5 can be made of various structures, for example, a set of gears, a toothed ring, a pulley, or the like.
ロータ2の巻線22の各端部は、ロータシャフト1によって支持されたスリップリング11に接続されている。ステータアセンブリ34の巻線の一部は、電気機械の外側に配置されている電子制御装置(不図示)に結線によって接続されている。
Each end of the winding 22 of the rotor 2 is connected to the slip ring 11 supported by the rotor shaft 1. A part of the winding of the
この電気機械は、国際公開第01/69762号に開示されているタイプのものであり、この文献は、本明細書の参考になるものである。 This electric machine is of the type disclosed in WO 01/67962, which is the reference of this specification.
ロータ2を監視するための磁気手段4は、ロータシャフト1を取り囲むようにして、ロータシャフト1に回転可能に連結された磁性リング41、およびこの磁性リング41に近接して配置され、この磁性リング41と協働する少なくとも1つの固定センサ42を備えている。磁気手段4は、通常は、ホール効果型の3つのセンサ42を有する。
The magnetic means 4 for monitoring the rotor 2 is disposed so as to surround the rotor shaft 1 and in close proximity to the
磁性リング41は、ロータシャフト1に対して垂直な平面に延在し、ロータシャフト1と同軸的に、ロータ2の軸方向後側に配置されている。
The
磁性リング41は、ステータ3の内側のリヤボールベアリング35の周りに延在している。
The
一実施形態では、磁性リング41は、ロータ2に連結されているリヤ金属ファン23に固着されている。このファン23は、例えば、前記した国際公開第01/69762号の図12に示されているファンと同様のものとすることができ、その自由端は、磁性リング41の保持キャップを形成している。この保持キャップは、軸線X‐X’と反対方向である横方向の環状リムに近接して、外側に向かって延びる軸方向リムを備えている。この横方向リムの高さは、磁性リングよりも低い。
In one embodiment, the
磁性リング41は、例えば形状の一致により直接的に、または間接的に、ロータに回転可能に連結された中心駆動される固定ハブ413を備えている。
The
間接的にロータに連結する場合、ハブ413は、例えば、前記した国際公開第01/69762号の図1に示されているように、ファンを介してロータに連結される。
In the case of being indirectly connected to the rotor, the
ハブ413は、軸方向部および横方向の環状リムを備える、前記したタイプの金属キャップを備えている。このハブ413は、形状を一致させてあることにより、ファンに回転可能に連結されている。
The
別法として、ハブ413は、磁性リングを固定するために、軸方向の環状部分に近接して、その外周部で延長された横方向リムを備える金属製のキャップを有するものとすることができる。
Alternatively, the
図1〜図6に示す実施形態では、ハブ413は、スリップリング11を保持するコレクタ12によって、ロータに回転可能に連結されている。このコレクタ12は、詳細がフランス国特許公開第2710200号の図8のものと同様のものである。コレクタ12は、ロータシャフト1の後端部に加圧により外嵌されている管状本体121、およびロータシャフト1と同軸上に管状本体121に連結された環状体122を備えている。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 6, the
管状本体121は、スリップリング11を保持している。管状本体121と環状体122は、図1に示すように、互いに離間しており、管状本体121は、リヤ主ベアリング32の外側に位置し、環状体122は、リヤ主ベアリング32の内側のボールベアリング35とロータ2との間に位置している。
The tubular main body 121 holds the slip ring 11. As shown in FIG. 1, the tubular body 121 and the
環状体122は、ロータ2の巻線22の端部の電気接点としての要素123を有する。この要素123は、環状体122から外側に向かって径方向に突出している。この要素123は、スリップリング11に電気的に接続されている。
The
また、環状体122は、例えば、外側に向かって径方向に突出するリリーフを備え、磁性リング41のハブ413が、これらのリリーフとの形状の一致によって、環状体122に回転可能に連結されている。
In addition, the
センサ42は、ステータ3の内側のリヤ主ベアリング32に固定されている。このセンサ42は、後述する要領で、ロータ2と反対のリヤ主ベアリング32の側に配置されたセンサポートに取り付けられている。
The sensor 42 is fixed to the rear
ロータシャフト1と連動する磁性リング41の回転により、各センサ42が受け取る磁場が変化する。
The magnetic field received by each sensor 42 is changed by the rotation of the
このセンサ42は、電子制御装置に接続されており、受け取った磁場に応じた信号を電子制御装置に送信し、電子制御装置は、この信号を処理して、ロータ2の角度位置を導出する。 The sensor 42 is connected to the electronic control unit, and transmits a signal corresponding to the received magnetic field to the electronic control unit. The electronic control unit processes this signal and derives the angular position of the rotor 2.
この電子制御装置は、フランス国特許公開第2710200号に開示されているタイプのものであり、ステータ3によって生成された交流を直流に変換する変換器、センサ42から情報を受け取る制御手段、およびロータ2の励磁電流を制御するための手段を備えている。このような制御手段は、ロータシャフト1に支持されたスリップリング11に接触しているブラシを有するブラシ/ホルダ装置(不図示)に結線によって接続されている。 This electronic control device is of the type disclosed in French Patent Publication No. 2710200, a converter for converting alternating current generated by the stator 3 into direct current, a control means for receiving information from the sensor 42, and a rotor Means for controlling the two excitation currents. Such a control means is connected by wire connection to a brush / holder device (not shown) having a brush in contact with a slip ring 11 supported on the rotor shaft 1.
本発明によると、磁性リング41は、環状磁気部材411、およびこの磁気部材411の径方向外面を取り囲む補強手段412を備えている。
According to the present invention, the
図3から分かるように、磁性リング41のハブ413は、キャップの形態の金属コア43、およびこの金属コア43上に成形されたプラスチック材料からなる駆動部材44を備えている。
As can be seen from FIG. 3, the
金属コア43は、軸線X‐X’に対して垂直な平面に延在するディスクの形態の中心プレート431と、この中心プレート431の径方向外面によって支持された後部に延びる真直端部432と、中心プレート431の反対側において、真直端部432から径方向外側に延びるリム433とを有する。
The
プレート431の中心には、ロータシャフト1を受容する孔が設けられ、かつ周辺部には、接点要素123をスリップリング11に接続する導体の通路となる多数の孔が設けられている。
A hole for receiving the rotor shaft 1 is provided at the center of the
磁気部材411は、直線状縁432の径方向の外面に固着されている。
The
駆動部材44は、金属コア43上に成形されており、プレート431の前面にリリーフを画定している。このリリーフは、環状体122のリリーフと協働して、コレクタ12と磁性リング41を回転可能に連結している。
The drive member 44 is formed on the
図2および図3に示すように、駆動部材44が、リム433に平行な第2のリム441を画定している。この第2のリム441は、リム433と同一の径方向の幅を有し、プレート431の平面に実質的に延在し、プレート431に対して、外側に向かって僅かに突出している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the drive member 44 defines a
磁気部材411は、リム433とリム441との間に延在する径方向内側部、およびこの径方向内側部に続いて、2つリム433および441よりも径方向外側に延びる径方向外側部を有する。
The
磁気部材411の径方向の断面は、実質的に矩形であり、実質的に円筒状で、ロータシャフト1と同軸の径方向外面414を有する。
The radial cross section of the
磁気部材411は、内部に磁石粒子が分散したプラスチック材料からなるプラスチック磁石である。
The
径方向外面414は、補強手段412によって覆われている。この補強手段412は、環状磁気部材411の全外周面を取り囲む円筒をなしている。
The radially
もちろん、補強手段を、図1の磁性リングの磁気部材の上に取り付け、最終的に、この磁気部材を磁化することもできる。 Of course, the reinforcing means can be mounted on the magnetic member of the magnetic ring of FIG. 1 and finally the magnetic member can be magnetized.
図2〜図6から分かるように、補強手段412は、磁気部材411の径方向外面を取り囲み、外面414を押圧する薄層415を画定している。
As can be seen from FIGS. 2 to 6, the reinforcing means 412 surrounds the radially outer surface of the
薄層415は、外面414の形状と一致する円筒状であり、この外面414全体を覆っている。薄層415の径方向の厚さが、環状磁気部材に比べて小さいため、全体として、装置の大きさは変わらない。
The
別の一実施形態では、薄層415は、図5および図6に示すように、隙間のない連続した構造である。
In another embodiment, the
ある実施形態では、薄層415は、図2〜図4に示すように開口416を有する。この開口416は、薄層415の軸方向の幅、およびその直径に比べて小さい。薄層415は、その全面に対して規則的に、軸方向および周方向に分布された多数の開口416を有している。
In some embodiments, the
このようにするために、薄層を、図4に示すように、正方形の開口416を有する線材からなる網とすることができる。このような線材は、規則的なメッシュを有し、各線材は、正方形の開口の実質的に半分の幅を有する。線材の幅は、その長手方向と直交する寸法である。
To do so, the thin layer can be a net made of wire with
線材は、薄層415の軸方向の縁に対して、実質的に45度傾斜する2方向のものからなっている。各方向の線材は、互いに平行であり、他方向の線材と直交している。
The wire consists of two directions that are substantially inclined by 45 degrees with respect to the axial edge of the
開口416を、菱形、丸形、長方形、楕円形、または三角形などの他の形状にすることもできる。
The
この場合、図3に示すように、磁気部材411は、薄層415の開口416を満たし、薄層415の径方向の外面と同一面となっている。
In this case, as shown in FIG. 3, the
したがって、開口416を満たす磁気部材411は、薄層の外面によって画定された円筒面と完全に一致している。
Thus, the
補強手段412は、非磁気材料から形成されている。 The reinforcing means 412 is made of a nonmagnetic material.
具体的には、補強手段412は、通常は、アルミニウム、オーステナイト鋼、プラスチック材料、織布、またはフエルトなどの不織布から形成される。 Specifically, the reinforcing means 412 is usually formed from a nonwoven fabric such as aluminum, austenitic steel, plastic material, woven fabric, or felt.
プラスチック材料は、例えばガラス繊維などの補強材を含んでいても含んでいなくても良い。 The plastic material may or may not contain a reinforcing material such as glass fiber.
補強手段412は、様々な方法で、環状磁気部材411に固定することができる。
The reinforcing means 412 can be fixed to the annular
補強手段412は、図5および図6に示すように、環状磁気部材411の周りに収縮嵌めすることができる。
The reinforcing means 412 can be shrink-fitted around the annular
この場合、補強手段412は、ロータシャフト1と同軸上の円筒薄層415に加えて、このロータシャフト1に対して垂直に延びる環状ウイング417を有する。このウイング417は、円筒薄層415の軸側に結合され、この薄層415から径方向内側に延びている。ウイング417は、磁気部材411の軸方向の表面を押圧している。
In this case, the reinforcing means 412 has an
薄層415の内径は、磁気部材411の外径よりも僅かに小さい。この差は、補強手段412を、磁気部材411の外面414に適切に外嵌できるように選択される。
The inner diameter of the
補強手段412を、環状磁気部材411の周りに、加圧により外嵌することもできる。
The reinforcing means 412 can be fitted around the annular
補強手段412を、環状磁気部材411の外面414の周りに、接着することもできる。この場合、補強手段412は、外面414に接着される面に接着剤が設けられた粘着テープから形成することができる。
The reinforcing means 412 can also be glued around the
補強手段412を、環状磁気部材411の周りに磁気形成することもできる。この場合、補強手段412は、適当な金属材料から形成される。
The reinforcing means 412 can be magnetically formed around the annular
最後に、補強手段412を、環状磁気部材411の周りに熱形成することもできる。この場合、補強手段412は、適当なプラスチック材料から形成される。
Finally, the reinforcing means 412 can be thermally formed around the annular
図2〜図4に示す実施形態では、環状磁気部材411は、補強手段412内に成形されている。これは、この磁気部材411がプラスチック磁石であるため、可能となっている。この方法によると、磁気部材411を構成する材料が、補強手段412の開口416を満たす条件が容易に得られる。
In the embodiment shown in FIGS. 2 to 4, the annular
さらに、この方法は、例えば織布または不織布などの繊維材料から形成されている補強手段412に特に適している。なぜなら、このような材料の天然の多孔性により、成形の際に、磁気部材411のプラスチック基材への機械的な取付けが容易になるからである。
Furthermore, this method is particularly suitable for reinforcing
さらに別の実施形態では、補強手段412は、プラスチック材料から形成され、環状磁気部材411の周りに成形される。補強手段412は、磁気部材411の外面のみを覆っても良いし、磁気部材411の軸方向の表面を、部分的または完全に覆っても良い。
In yet another embodiment, the reinforcing means 412 is formed from a plastic material and is molded around the annular
図1から分かるように、センサ42が支持体421に取り付けられている。この支持体421は、好ましくは角度調節を備えているが、別法では、ステータ3すなわちロータ2の外側のリヤ主ベアリング32に固着される主支持体422と、この主支持体422から前方に向かって軸方向に延び、リヤ主ベアリング32の孔を介してステータ内に至る3つのフィンガー423を備えている。
As can be seen from FIG. 1, the sensor 42 is attached to the
センサ42は、フィンガー423の前端部に固着され、磁気リング41に面して、この磁気リング41の径方向外側に位置する。所定距離の空隙をもって、センサ42は、補強手段412の薄層415の径方向の外面から離間している。
The sensor 42 is fixed to the front end portion of the finger 423, faces the
別法では、フィンガー423は、リヤ主ベアリングの大きな孔を通過するべく、互いに結合されて単一体を形成している。さらなる詳細については、国際公開第01/69762号を参照されたい。この特許文献は、支持体421の角度調節を可能にし、かつ主ベアリング32内に固着された植込みナットによって、支持体421の閉塞を可能にする長円形の孔を備える突起部についても開示している。
Alternatively, the fingers 423 are joined together to form a single body to pass through a large hole in the rear main bearing. For further details, see WO 01/67962. This patent document also discloses a protrusion having an oval hole that allows the angle of the
薄層415の径方向の厚さは、空隙よりも小さいことに留意されたい。
Note that the radial thickness of the
この文脈において、補強手段412に開口416が形成されている別の実施形態では、この開口を、磁気部材411の材料で満たすのが、特に有利である。
In this context, in another embodiment in which an
なぜなら、このようにすることにより、開口416における磁気部材411とセンサ42との間の距離が、空隙と一致するためである。薄層415が隙間のない連続した構造の場合には、磁気部材411とセンサ42との間の距離は、空隙に薄層415の厚さを加えた寸法になる。
This is because the distance between the
したがって、上記した電気機械は、様々な利点を有することが分かると思う。 Thus, it can be seen that the electrical machine described above has various advantages.
補強手段412は、環状磁気部材411の枠を形成し、この枠により、環状磁気部材411が、ロータシャフト1が高速で回転する際に生じる遠心力に耐えることが可能となる。このような補強手段412は、遠心力に対する磁気リングの機械抵抗を大きく増大させる。
The reinforcing means 412 forms a frame of the annular
このような補強手段は、径方向の厚さが薄くて小さい。そのため、磁気部材とセンサとの間の距離が大きく増大することはない。薄層が開口を有する場合、この距離は全く増大しない。センサによって生成される信号の質は、何れの場合も維持される。 Such a reinforcing means has a small radial thickness. Therefore, the distance between the magnetic member and the sensor does not increase greatly. If the thin layer has openings, this distance does not increase at all. The quality of the signal produced by the sensor is maintained in any case.
環状磁気部材への補強手段の取付けは、加圧による外嵌や、収縮嵌めなどの方法により、簡単かつ迅速に行うことができる。 Attachment of the reinforcing means to the annular magnetic member can be performed easily and quickly by a method such as external fitting by pressurization or shrink fitting.
さらに、ここで用いる磁気リングを補強する方法により、この磁気リングの径方向外側に、センサを配置することが可能となる。図1を見れば分かるように、磁気リングの径方向内側ではなく外側、そして、この磁気リングの軸方向後側に、センサを取り付けるのが容易であるため、この構成が望ましい。 Furthermore, it becomes possible to arrange | position a sensor in the radial direction outer side of this magnetic ring by the method of reinforcing the magnetic ring used here. As can be seen from FIG. 1, this configuration is desirable because it is easy to mount the sensor on the outer side of the magnetic ring, not on the inner side in the radial direction, and on the rear side in the axial direction of the magnetic ring.
本発明の概念から逸脱することなく、上記した電気機械の他の実施形態も考えられる。 Other embodiments of the electrical machine described above are also possible without departing from the concept of the invention.
磁気リングを、実質的に長方形ではない径方向の断面を有することもできる。この径方向の断面は、正方形、円形、楕円形、または使用するセンサに適した任意の他の形状にすることができる。 The magnetic ring can also have a radial cross section that is not substantially rectangular. This radial cross section can be square, circular, oval, or any other shape suitable for the sensor used.
磁気リングを、プラスチック磁石ではなく、金属や鉱物を含む材料から形成することもできる。 The magnetic ring can also be formed from a material containing metal or mineral instead of a plastic magnet.
補強手段412に開口が形成されている場合、薄層に形成される開口の数、および開口の大きさは、磁気リングの機械抵抗が不足しない範囲で、様々に変更することができる。 When openings are formed in the reinforcing means 412, the number of openings formed in the thin layer and the size of the openings can be variously changed within a range in which the mechanical resistance of the magnetic ring is not insufficient.
もちろん、本発明は、ここに開示した実施形態に限定されるものではない。 Of course, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein.
例えば、別法として、ロータを、周りに励磁巻線が巻かれた突出した極を備えるタイプとする。 For example, as an alternative, the rotor is of a type with protruding poles around which excitation windings are wound.
別法では、オルタネータは、国際公開第02/054566号に開示されているようなロータ内に永久磁石が組み込まれ、周りに励磁巻線が巻かれた突出した極を備えるタイプである。 Alternatively, the alternator is of the type provided with a protruding pole with a permanent magnet built into the rotor, around which an excitation winding is wound, as disclosed in WO 02/045466.
オルタネータのケーシングは、例えばネジによって互いに連結される2つ以上の部品、例えば3つの部品を備えることができる。このような3つの部品には、内部にステータアセンブリを保持する中心部品の両側に配置された2つの主ベアリングが含まれる。 The casing of the alternator can comprise two or more parts, for example three parts, connected to one another by screws, for example. These three parts include two main bearings located on either side of the central part that holds the stator assembly therein.
別法として、フィンガー423を挿入できるように孔が設けられたフロント主ベアリング31の端部と、極ホイール21の近接フランジとの間に取り付けられるターゲットポートに構造を変更することも可能である。このセンサポートは、ロータの反対側となるフロント主ベアリング31の表面に固定される。 Alternatively, the structure can be changed to a target port that is attached between the end of the front main bearing 31 provided with a hole so that the finger 423 can be inserted and the proximity flange of the pole wheel 21. This sensor port is fixed to the surface of the front main bearing 31 on the opposite side of the rotor.
別法として、ハブ413を、ファンに接着することもある。
Alternatively, the
1 ロータシャフト
2 ロータ
3 ステータ
4 磁気手段
5 運動伝達部
11 スリップリング
12 コレクタ
21 極ホイール
22 励磁巻線
23 ファン
31 フロント主ベアリング
32 リヤ主ベアリング
33 タイロッド
34 ステータアセンブリ
35 ボールベアリング
41 磁気リング
42 センサ
43 金属コア
44 駆動部材
121 管状本体
122 環状体
123 接点要素
411 磁気部材
412 補強手段
413 ハブ
414 外面
415 薄層
416 開口
417 環状ウイング
421 支持体
422 主支持体
423 フィンガー
431 中心プレート
432 直線状縁
433 リム
441 第2のリム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor shaft 2 Rotor 3 Stator 4 Magnetic means 5 Motion transmission part 11 Slip ring 12 Collector 21 Polar wheel 22 Excitation winding 23 Fan 31 Front
Claims (19)
ロータシャフト(1)と、
このロータシャフト(1)に回転可能に連結されたロータ(2)と、
このロータ(2)を取り囲む固定多相ステータ(3)と、
前記ロータ(2)の回転を監視するための磁気手段(4)を備え、
この磁気手段(4)は、前記ロータシャフト(1)を取り囲み、かつこのロータシャフト(1)にそれとともに回転しうるようにして連結された磁性リング(41)、およびこの磁性リング(41)に近接して配置され、この磁性リング(41)と協働する少なくとも1つの固定センサ(42)を有しており、かつ
前記磁性リング(41)は、環状磁気部材(411)、およびこの環状磁気部材(411)の径方向の外面を取り囲む補強手段(412)を有することを特徴とする多相回転電気機械。 A multiphase rotating electrical machine that can be used in an internal combustion engine vehicle as a generator and as an electric motor for starting an internal combustion engine,
A rotor shaft (1);
A rotor (2) rotatably connected to the rotor shaft (1);
A fixed multiphase stator (3) surrounding the rotor (2);
Magnetic means (4) for monitoring the rotation of the rotor (2),
The magnetic means (4) surrounds the rotor shaft (1) and is connected to the rotor shaft (1) so as to be able to rotate therewith, and to the magnetic ring (41). It has at least one fixed sensor (42) arranged in close proximity and cooperating with this magnetic ring (41), and said magnetic ring (41) comprises an annular magnetic member (411) and this annular magnetic A multi-phase electric rotating machine comprising reinforcing means (412) surrounding a radially outer surface of the member (411).
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