JP2020529188A - スナップ留めにより固定された保護カバーを備えた回転電気機械 - Google Patents

Abstract

本発明は、主に、ケーシング（１１）と、ケーシングに取り付けられた電子アセンブリ（４７）と、電子アセンブリ（４７）の周囲に配置された保護カバー（５０）と、軸（Ｘ’）に沿って延び、カバー（５０）をケーシング（１１）および／または電子アセンブリ（４７）に固定できるねじ（５５）と、を備える自動車用の回転電気機械に関する。保護カバー（５０）は、ねじ（５５）が通過するための中央開口部（５７）を画定する少なくとも１つの舌部（５６）が延びる留め領域を形成する少なくとも１つの開口部を有する。ねじ（５５）は、ねじ頭部（７０）および保持溝（７１）を有し、舌部（５６）が前記溝（７１）に収容されるようにする。

Description

本発明は、スナップ留めにより固定された保護カバーを備えた回転電気機械に関する。

本発明は、自動車用のオルタネータの分野において特に有利であるが非排他的な用途を有する。

このタイプのオルタネータは、機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、その逆も可能である。このタイプのリバーシブルオルタネータはオルタネータスタータとして知られており、特に車両の熱エンジンを始動するために、電気エネルギーを機械エネルギーに変換することを可能にする。本発明は、電気モータでも実施することができる。

既知の方法で、回転電気機械は、ケーシングと、その内部に、シャフトと回転一体の爪を備えたロータ、および空隙を有してロータを囲むステータを含む。

ロータは、２つのマグネットホイールとコアを含む爪を有するロータで、その周りに励起コイルが巻かれていてもよい。あるいは、ロータは、適切な固定システムによってセットの形で保持される金属板シートのスタックによって形成される本体を備える。ロータは、例えばロータの磁性体に設けられた空洞に収容された永久磁石によって形成された極を含む。あるいは、いわゆる「突出（ｐｒｏｊｅｃｔｉｎｇ）」極構造では、極はロータのアームに巻かれたコイルによって形成される。

加えて、ステータは、クラウンを形成する薄い金属板のスタックで構成される本体を備え、その内面には、相巻線を受けるために内部に向かって開いたノッチが設けられている。これらの巻線は、ステータの本体のノッチを通過し、ステータの本体の両側に突出したシニヨンを形成する。相巻線は、例えば、エナメルで覆われた連続ワイヤから、または溶接によって互いに接続されたピンの形の導電性要素から得られる。これらの巻線は多相巻線であり、位相出力に対応する端部は、特にオルタネータの場合は整流器ブリッジ、および該当する場合はインバータを備える電子制御モジュールに接続される。

電子制御モジュールの周囲にはカバーが取り付けられており、車両の使用中の汚れや液体の噴霧、およびあらゆる衝撃からモジュールを保護する。

図１に見られるように、カバー１を、二重ねじ山が設けられたねじ２によって固定することができる。一方のねじ山部分３は、電子制御モジュールを後部軸受にねじ込むことを可能にし、他方のねじ山部分４は、カバー１の舌部５を部分４のねじ山にスナップ留めすることによってカバー１を固定することを可能にする。

ただし、このタイプの保護は長期的には堅牢ではない。実際、振動試験中、または一定の走行距離後の車両で、熱エンジンの振動のために舌部をやすりとするねじ山と接触するプラスチックの摩耗があることが観察されている。これにより、保護カバー１がその固定ユニットから取り外される。

さらに、アセンブリラインの仕上げ中に解体されたカバー１を再使用することは一般に不可能であり、これは、カバー１を解体すると、舌部５が破損するためである。

本発明の目的は、自動車用の回転電気機械を提案することにより、これらの欠点の少なくとも１つを効率的に除去することである。本発明によれば、機械は、ケーシングと、ケーシングに取り付けられた電子アセンブリと、電子アセンブリの周りに配置された保護カバーと、軸に沿って延び、カバーをケーシングおよび／または電子アセンブリ上に固定できるねじとを備える。再び本発明によれば、保護カバーは、ねじの通過のための中央開口部を画定する少なくとも１つの舌部が延在する固定領域を形成する少なくとも１つの開口部を備える。加えて、ねじは、ねじ頭部と保持溝とを備えており、その結果、舌部は前記溝に収容される。

したがって、保持溝の存在により、本発明は、保護カバーの取り外しにつながる可能性があるように舌部を過度に強い摩耗にさらすことなく、舌部の保持を確保することを可能にし、これは、ねじのねじ山領域と舌部を摩擦させる従来技術によるシステムの場合と同様である。

一実施形態によれば、ねじ頭部および保持溝には、ねじ山部分がない。

一実施形態によれば、舌部は、保持溝の軸方向端部を画定するねじ頭部の肩部に対して支持される。

一実施形態によれば、肩部は、ねじの軸に対して実質的に半径方向に突出して延びる。言い換えれば、肩部は半径方向の平面上に延びる。

例えば、溝と肩部はねじの全周に延びている。

特に、肩部は、保持溝の外周からねじの軸に対して半径方向に測定された厚さを有し、その厚さは０．１ｍｍから１ｍｍの間に含まれ、好ましくは約０．５ｍｍである。

一実施形態によれば、舌部は可撓性である。

この場合、各固定領域は少なくとも２つの舌部を備える。例えば、舌部は固定領域の周囲に規則的に分布している。

一実施形態によれば、ねじ頭部は、軸に対して傾斜した外側半径方向表面を有し、舌部は、中央開口部を画定するようにねじ頭部の前記外面の傾斜を補完する方法で軸に対して傾斜した内側半径方向表面を有する。このタイプの形を使用すると、カバーを完全にスナップ留めする前に、電気機械の取り付け板を移動する際に保護カバーを確実に保持できる。この場合、ねじ頭部と保護カバーの開口部は、相補的な円錐台形を有する。

一実施形態によれば、ねじ頭部の外側半径方向表面を通る２つの直線の間に画定される開口角は、１０°から４５°の間に含まれ、好ましくは３０°であり、前記直線は軸に対して互いに対向している。

一実施形態によれば、保護カバーは、軸に対して傾斜した少なくとも１つの解体リブを備える。このリブにより、保護カバーを損傷せずに解体できるため、機械の保守作業後に保護カバーを取り付けたり、最初の保護カバーに欠陥がある場合は別の機械で再利用したりできる。この場合、カバーは、固定領域の周囲に分布する複数のリブを含む。

一実施形態によれば、解体リブの半径方向の厚さは、肩部の厚さに少なくとも等しく、好ましくはそれより大きい。例えば、解体リブの厚さは０．１ｍｍから１ｍｍの間に含まれ、好ましくは０．６ｍｍである。

一実施形態によれば、解体レイプの軸に対する傾斜角は５°から１５°の間に含まれ、好ましくは１０°である。

一実施形態によれば、解体リブの軸方向長さは２ｍｍから６ｍｍの間に含まれ、好ましくは４ｍｍである。

一実施形態によれば、舌部は、ねじ頭部を受け入れるためのウェルを画定するために、固定領域の開口部から延びる壁の端部から得られる。

一実施形態によれば、ねじの第２の部分は、ねじ込み工具によって把持するための部分と、ケーシングおよび／または電子アセンブリ上のねじの保持を可能にするねじ山部分とを含む。

一実施形態によれば、保護カバーは複数の固定領域を備え、各領域は貫通するねじを有する。

一実施形態によれば、回転電気機械は、オルタネータまたはオルタネータスタータまたは可逆機械、あるいは電気モータも形成する。

本発明は、以下の説明を読み、それに付随する図を調べることにより、よりよく理解されよう。これらの図は、単に例示のために提供されるものであり、決して本発明を限定するものではない。

従来技術による回転電気機械のアセンブリねじに保護カバーをスナップ留めするためのシステムの断面図である。 本発明による回転電気機械の縦断面図である。 保護カバーとねじとの間の本発明によるアセンブリの一例の斜視図である。 本発明の実施例による保護カバーのスナップ留めを可能にするねじの側面図である。 図３の例による保護カバーのスナップ留めの前の保護カバーとねじの断面図である。 図３の例による保護カバーのスナップ留めの後の保護カバーとねじの断面図である。 一実施形態による保護カバーの固定領域の上方から見た図である。 図６の軸Ｆ−Ｆに沿った断面図であり、解体溝の形態の例を示している。

図２から図７では、同一、同様、または類似の要素は、ある図から別の図にわたって同じ参照を保持する。

図２は、特に自動車用の多相小型オルタネータ１０を示している。オルタネータ１０は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換することができ、その逆も可能である。オルタネータスタータとして知られるこのタイプのリバーシブルオルタネータは、特に車両の熱エンジンを始動するために、電気エネルギーを機械エネルギーに変換することを可能にする。

このオルタネータ１０は、ケーシング１１と、その内部に、シャフト１３に取り付けられた爪１２を備えたロータと、空隙を有してロータ１２を囲むステータ１６とを備える。シャフト１３がそれに沿って延びる軸Ｘは、電気機械の軸を形成する。

ケーシング１１は、ステータ１６を支持する前部軸受１７および後部軸受１８を備える。軸受１７，１８は中空の形状を有しており、それぞれが、シャフト１３を回転可能に取り付けるためのボール軸受を中央で支持している。

より具体的には、ロータ１２は２つの磁石ホイール２４，２５を備え、各ホイールは、外周に例えば台形形状および軸方向の向きを有する爪２９を備えた横向きのフランジ２８を有する。一方のホイール２４，２５の爪２９は、他方のホイールのフランジ２８に向かって軸方向に面している。一方の磁石ホイール２４，２５の爪２９は、他方の磁石ホイールの２つの隣接する爪２９の間に存在する空間に侵入し、その結果、磁石ホイール２４，２５の爪２９は互いに対して重なり合う。

円筒コア３０は、ホイール２４，２５のフランジ２８間に軸方向に挿入されている。この場合、コア３０は、フランジ２８の１つにそれぞれ属する２つのハーフコアから構成される。このコア３０は、コア３０とコイル３１との間に半径方向に挿入された絶縁体３２に巻かれた励起巻線３１をその外周に支持している。

シャフト１３を、磁石ホイール２４，２５の中央穴に押し込むことができる。シャフト１３は、その前端側で、自動車のオルタネータ１０と熱エンジンとの間に少なくとも１つのベルトを備えた運動伝達装置に属する滑車３５を支持する。

後部軸受１８は、ロータ１２の巻線への供給を確実にするために、コレクタ４１のリング４０をこするように設計されたブラシ３９を備えたブラシホルダ３８を支持する。

さらに、ステータ１６は、ステータ１６の位相を合わせるためのノッチ絶縁を備えたノッチが設けられた一組の金属板の形態の本体４３を含む。各相は、ステータ本体４３のノッチを通過する少なくとも１つの巻線を含み、すべての位相とともに、ステータ本体４３の両側に前部シニヨン４４および後部シニヨン４５を形成する。

相巻線は、例えばエナメルで覆われた連続ワイヤから、または例えば溶接によって互いに電気的に接続されたピンの形の導電性要素から得られる。

各相巻線４７は、電子アセンブリ４７に接続された相出力を形成する端部を含む。このアセンブリは、特に、例えばＭＯＳＦＥＴタイプのダイオードまたはトランジスタによって構成されるインバータおよび／または整流器ブリッジを備え、制御モジュールも備えることができる。アセンブリ４７は、電子モジュールおよび／またはダイオードの冷却を可能にする放熱器を備える。電子アセンブリ、特に放熱器は、少なくとも１つのねじ５５によって後部軸受１８に取り付けられている。

保護カバー５０は、自動車の使用中に汚れや液体の噴霧から保護するために、電子アセンブリ４７の周りに配置されている。図３に見られるように、カバー５０は、半径方向の向きの壁５１と、軸Ｘに対して軸方向の向きのリム５２とを備える。このカバー５０は、固定ねじ５５にスナップ留めすることにより固定される。

ここに表される例では、保護カバー５０は、固定領域を形成する開口部を備える。各固定領域は、以下により詳細に説明するねじ５５の頭部を受け入れるように設計された中央開口部５７を画定する３つの可撓性舌部５６を含む。この場合、複数の固定領域、例えば３つの舌部５６によってそれぞれ画定された３つの固定領域が提供される。舌部５６は、図６に示すように、参照符号５９の分離スロットによって互いに分離されている。例えば、舌部は固定領域の周囲に規則的に分布しており、この場合、互いに１２０°の間隔を空けている。

図５ａおよび図５ｂに示される例では、ねじ頭部を受け入れるためのウェル６２を画定する壁６１の端部から舌部５６が得られる。例えば、壁６１は、カバー５０の半径方向壁５１から突出して延び、円筒形を有する。半径方向壁５１に対して、ウェル６２の壁６１は、電子アセンブリ４７に向かって軸方向に面している。舌部５６は、壁６１の下端から突出して、カバーの壁５１に向かって延びている。あるいは、分離スロット５９は、各舌部がウェル６２の開口端に面する対応する各壁６１のリムを形成するように、壁６１上に延びることもできる。

カバー５０は、プラスチック材料から形成されることが好ましい。舌部５６、壁６１、壁５１およびリム５２は単一部品であり、モールディングにより形成され、すなわち、それらは互いに一体である。

さらに、図４の例に示すように、ねじ５５は、カバーの保持を可能にする第１の部分と、ケーシングおよび電子アセンブリへのねじの固定を可能にする第２の部分とを含む。したがって、この例では、ねじの第２の部分により、ケーシング１１、特に後部軸受１８に電子アセンブリ４７を固定することができる。ねじは軸Ｘ’に沿って延び、この軸は、オルタネータ１０の軸Ｘに実質的に平行であることが好ましい。「実質的に平行」とは、これら２つの軸間の角度が０から２０°の間に含まれることを意味する。変形例として、軸Ｘ’は、軸Ｘに対して実質的に垂直である、または傾斜することができる。

ねじの第２の部分には、放熱器を後部軸受１８に固定するためのねじ山部分６４が設けられている。制御接合部片６５は、ねじ５５をねじ込む前に、軸受１８の固定穴内のねじ５５の定位置への挿入を容易にすることを可能にする。さらに、ねじ５５の第２の部分には、自動ねじ込み工具によるねじ５５の操作を可能にするために、例えば６つの面を有するタイプの把持部６７が設けられている。この把持部は、例えば、ねじの第１の部分に隣接する方法で配置される。ねじ山部分６４は、把持部６７まで延びることができる。変形例として、ねじ５５は、ねじ山部分６４と把持部６７との間にねじ山のない平滑領域６８を含むことができる。

ねじ５５の第１の部分は、頭部７０と保持溝７１とを備える。保持溝７１は、最初にねじ頭部７０の肩部７２によって、次に把持部６７側に位置する肩部７３によって軸方向に画定されている。変形例として、この肩部７３を、把持部６７の半径方向面によって構成することができる。

ねじ頭部７０は、図５ｂに示すように、可撓性舌部５６が保持溝７１に収容されるように、舌部５６によって画定された中央開口部５７の内部に挿入されるように設計されている。カバー５０が取り付けられると、舌部５６はねじ頭部７０の肩部７２に対して支持される。この目的のために、図５ａに示すように、舌部５６の自由端で測定された開口部５７の内径Ｌ１は、肩部７２の外径Ｌ２よりわずかに小さい。

一実施形態によれば、肩部７２は、溝７１の外周から測定した軸Ｘ’に対して半径方向の厚さＬ３（図４参照）を有し、これは０．１ｍｍから１ｍｍの間に含まれ、好ましくはおよそ０．５ｍｍである。この厚さＬ３は、ねじ５５の軸Ｘ’に対して半径方向に測定される。

ここに示されている例では、保護カバー５０のねじ頭部７０と開口部５７は、相補的な円錐台形を有する。したがって、ねじ頭部７０は、軸Ｘ’に対して半径方向の平面上で円形断面を有し、その直径は、ねじ頭部７０の肩部７２からその自由端に向かうときに減少する。厳密に同等の方法で、ねじ頭部７０は多角形の可変断面を有することができる。一実施形態によれば、頭部７０の円錐台形は、図５ｂに示すように、１０°から４５°、好ましくは３０°の開口角Ａ１を有する。

特に図６および図７に見られるように、保護カバー５０は、ねじ５５からのカバー５０の解体を可能にするために、傾斜した解体リブ７６を備える。これらのリブ７６は、ねじ頭部７０を受け入れるためのウェル６２を画定する壁６１から半径方向に突出して延びている。好ましくは、リブは壁６１と一体である。例えば、固定領域は、舌部と同じ数のリブを備える。

この目的のために、解体リブ７６の軸Ｘ’に対して半径方向の厚さＬ４は、肩部７２の厚さに少なくとも等しく、好ましくはそれより大きい。例えば、リブ７６の厚さＬ４は、０．１ｍｍから１ｍｍの間に含まれ、好ましくは０．６ｍｍである。軸Ｘ’に対するリブ７６の傾斜角Ａ２は、５°から１５°の間に含まれ、好ましくは１０°である。リブ７６の軸方向長さＬ５は、２ｍｍから６ｍｍの間に含まれ、好ましくは４ｍｍである。これらの寸法は例示として与えられており、当業者は、特に肩部の厚さ、ならびに舌部の傾斜および軸方向の長さに応じて適合できることを理解されよう。

図５ａおよび図５ｂを参照して、保護カバー５０の固定ねじ５５への取り付け／固定ねじ５５からの取り外しについて以下に説明する。このねじ５５は、２つの機能を提供すること、すなわち、軸受１８上に電子アセンブリ４７を固定すること、およびスナップ留めにより保護カバー５０を保持することを可能にする。

第１段階では、ねじ５０は、放熱器および後部軸受のそれぞれの開口部に配置され、後部軸受の開口部は、電子アセンブリをケーシングに取り付けるために、ねじの第２の部分のねじ山に対応するタップ部分を含む。

次に、図５ａに示すように、保護カバー５０を所定の位置に配置し、ねじ頭部７０がカバー５０の開口部５７と協働するようにする。ねじ頭部７０は、中央開口部５７の内部に完全に挿入されるのではなく、部分的にのみ挿入され、これにより、電気機械の取り付け板のある場所から他の場所への移動中に保護カバー５０の円周方向および半径方向の保持を確実にすることが可能になる。

次いで、図５ｂに示すように、舌部５６が溝７１の内部に位置し、それらの自由端が肩部７２に対して支持されるまで、ねじ頭部７０を開口部５７の内部に貫通させることにより、カバー５０の完全なスナップ留めが行われる。次いで、ねじ頭部７０は、図３に見られるように、カバー５０に対して突出しないように、ウェル６２の内部に配置される。

保護カバー５０の取り外しを必要とする電子アセンブリ４７の保守作業中、オペレータは、ねじ頭部７０の周りを通過するために、中空円筒形のツール６３をウェル６２の内部に挿入することができる。

図７に示されるように、このツール６３は、リブ７６の傾斜の取り入れ口、すなわち、カバー５０の壁５１に最も近いリブの軸方向端部で測定されたウェル６２の直径Ｌ６に実質的に等しい外径Ｌ７を有する。ツール６３は、リブ７６の軸方向長さＬ５全体に沿って矢印Ｆ１で示される方向に挿入され、これは、肩部７２に対して、肩部７２に対する支持を排除するのに十分な半径方向距離だけ、舌部５６を矢印Ｆ２の方向に離間させる効果を有し、舌部５６の軸方向の抵抗なしにカバー５０の取り外しを可能にする。

前述の説明は単に例として提供されたものであり、本発明の分野を限定するものではなく、本発明からの逸脱は、異なる要素を他の同等物で置き換えることによって構成されるものではないことが理解されよう。例えば、本発明の文脈からの逸脱は、受け入れウェル６２を排除することにより構成されるものではない。この例では、固定領域は壁６１を備えておらず、舌部は壁５１から直接延びている。

さらに、本発明の異なる特性、変形、および／または実施形態は、それらが非互換または相互排他的でない限り、様々な組み合わせに従って互いに関連付けることができる。

Claims (11)

1. 自動車用の回転電気機械であって、前記機械（１０）が、
   ケーシング（１１）と、
   前記ケーシングに取り付けられた電子アセンブリ（４７）と、
   前記電子アセンブリ（４７）の周囲に配置された保護カバー（５０）と、
   軸（Ｘ’）に沿って延び、前記ケーシング（１１）および／または前記電子アセンブリ（４７）に前記カバー（５０）を固定できるねじ（５５）と、
   を備え、
   前記機械は、前記保護カバー（５０）が、前記ねじ（５５）の通過のための中央開口部（５７）を画定する少なくとも１つの舌部（５６）で延びる固定領域を形成する少なくとも１つの開口部を備えること、および、前記ねじ（５５）がねじ頭部（７０）および保持溝（７１）を備えることを特徴とし、前記舌部（５６）は前記溝（７１）に収容されるようになっている、
   回転電気機械。
2. 前記舌部（５６）が、前記保持溝（７１）の軸方向端部を画定する前記ねじ頭部（７０）の肩部（７２）に対して支持されることを特徴とする、請求項１に記載の回転電気機械。
3. 前記肩部（７２）が、前記ねじの前記軸（Ｘ’）に対して実質的に半径方向に突出して延びることを特徴とする、請求項２に記載の回転電気機械。
4. 前記舌部（５６）が可撓性であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電気機械。
5. 前記ねじ頭部（７０）が、前記軸（Ｘ’）に対して傾斜した外側半径方向表面を有し、前記舌部（５６）が、前記中央開口部（５７）を画定するように前記ねじ頭部の前記外面の傾斜を補完する方法で前記軸（Ｘ’）に対して傾斜した内側半径方向表面を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電気機械。
6. 前記ねじ頭部（７０）の前記外側半径方向表面を通る２つの直線の間に画定される開口角（Ａ１）が、１０°から４５°の間に含まれ、好ましくは３０°であり、前記直線は前記軸（Ｘ’）に対して互いに対向していることを特徴とする、請求項５に記載の回転電気機械。
7. 前記保護カバー（５０）が、前記軸（Ｘ’）に対して傾斜した少なくとも１つの解体リブ（７６）を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電気機械。
8. 前記解体リブ（７６）の半径方向の厚さ（Ｌ４）が、前記肩部（７２）の半径方向の厚さ（Ｌ３）に少なくとも等しく、好ましくはそれよりも大きいことを特徴とする、請求項７に記載の回転電気機械。
9. 前記軸（Ｘ’）に対する前記解体リブ（７８）の傾斜角（Ａ２）が、５から１５°の間に含まれ、好ましくは１０°であることを特徴とする、請求項７または８に記載の回転電気機械。
10. 前記解体リブ（７６）の軸方向長さ（Ｌ５）が、２ｍｍから６ｍｍの間に含まれ、好ましくは４ｍｍであることを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載の回転電気機械。
11. 前記舌部（５６）が、前記ねじ頭部（７０）を受け入れるためのウェル（６２）を画定するために、前記固定領域の前記開口部から延びる壁（６１）の端部から得られることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の回転電気機械。

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