JP3061043U - 同期機、特に車両用発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 同期機のための永久磁石の保持部材を改良し
て、簡単に組み立てられるようにする。 【解決手段】 保持部材が各１つのリング板５を備え対
向する非磁性の一組の収容ケース２ａから成っており、
リング板５は、ポールパネル１ａの内側と、励磁コイル
の端面側との間に配置される。リング板５に、複数回曲
げられた条片区分７，８，９が一体成形され、収容室６
を永久磁石３のために形成していて、収容室６は、ロー
タの軸方向中央及び中空室の遠心力によって負荷される
側に対して閉鎖されており、収容室６がクローポール１
ａ′，及びポールパネル１ａ又はそのいずれか一方に固
定されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、同期機、特に車両のための発電機であって、電気的に励磁される多 数のユニポールから成る励磁系をロータに有しており、前記ユニポールは少なく とも１つの共通の励磁コイルによって励磁されるクローポールの形状であって、 磁束漏れを補完するために永久磁石が、ロータの軸方向端部に装着されたポール パネルの軸方向で互いに向かい合うクローポールの間にある中空室に挿入されて いて、永久磁石が遠心力に対して保持部材により支持されかつ該保持部材によっ て保持されている形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

このような形式の公知の同期機は、ドイツ連邦共和国実用新案第８９０５３５ ３号明細書に基づいて公知である。この場合永久磁石が、互いに向き合うクロー ポールの間の中空室に遠心力に抗して保持プレートを用いて備え付けられていて 、この永久磁石は磁束漏れを抑制するように磁界を形成している。保持プレート は、周側でクローポールの拡開部に挿入かつ固定され、他方同期機中心軸線に向 かって非磁性的なブシュに支持され、このブシュは励磁コイルを取り囲む。永久 磁石の組み込みは、同期機の磁極数に関連した部品の費用がかかることだけでな く、保持プレートの組立の費用も著しくかかる。そのため同期機のロータの製造 は高価になる。それ以外に永久磁石は軸方向の衝撃に対して安全性を確保できな い。Ｕ字形の永久磁石を励磁コイルとクローポールとの間に差し込むことは、米 国特許第５５４３６７６号明細書に基づいて公知であり、この場合永久磁石のサ イド脚がクローポールの間の中空室に導入される。これらの永久磁石は、中空室 の軸方向中央にまでしか達しない。なぜならば、各クローポールの先端部から永 久磁石が差し込まれるからである。

【０００３】 永久磁石のための蛇行状および環状の保持部材も公知であり、この保持部材は ユニットとして予め製造されており、ロータの組立の際、軸方向の両端からポー ルパネルのクローポールが装着される前に、保持部材は励磁巻線を有するポール コアに被せ填められる。例えば英国特許第２２８１６６５号明細書に示されてい るように、これらのクローポールは軸方向に開口する保持部材の収容部に導入さ れる。この公知の保持部材は構造が複雑であり、製造コストが高い。さらに永久 磁石および保持部材はそれ自体遠心力および軸方向の衝撃に対して安全が確保さ れていない。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ゆえに本考案の課題は、前記のような形式の同期機のための永久磁石の保持部 材を改良して、簡単に組み立てることができ、簡単かつ安価な製造が可能な保持 部材を提供することである。またロータの組立の際に、簡単な形式で永久磁石お よび保持部材が、磁石半径方向および軸方向で確実に固定されるようにすること である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この課題を解決するために本考案の構成では、保持部材が各１つのリング板を 備えた非磁性的な２つの収容ケースから成っており、リング板はポールパネルの 内側と、ポールパネルの間にある励磁コイルの端面側との間に配置されており、 リング板に、複数回曲げられた条片区分が一体成形されており、条片区分は、中 空室ごとに各１つの収容室を少なくとも１つの永久磁石のために形成していて、 収容室は少なくとも、ロータの軸方向中央および中空室の遠心力によって負荷さ れる側に対して閉鎖されており、収容室がクローポールおよびポールパネルまた はそのいずれか一方に固定されているようにした。

【０００６】 また保持部材が各１つのリング板を備えた非磁性的な２つの収容ケースから形 成されており、リング板はロータの軸方向中央で、ポールパネルの間に配置され た励磁系を取り囲み、かつ互いに接触しており、リング板に、曲げられた条片区 分が一体成形されていて、条片区分は、中空室ごとに各１つの収容室を少なくと も１つの永久磁石のために形成しており、収容室が少なくともロータの軸方向中 央および中空室の遠心力によって負荷される側に対して、かつ少なくとも部分的 に励磁コイルに対して閉鎖されており、収容室がクローポールおよびポールパネ ルまたはそのいずれか一方で固定されているようにした。

【０００７】

【考案の効果】

保持部材の収容ケースが、打ち抜き・曲げ部分（ｓｔａｎｚ−ｂｉｅｇｅｎｔ ｅｉｌ）として、簡単にかつ安価に製造可能であり、同一に形成できる。永久磁 石が、ロータの組立の際にポールパネルおよび励磁系と一緒に組み込まれる前に 、収容室に挿入されてもよい。合金鋼、真鍮、青銅、もしくはアルミニウムのよ うな非磁性的でかつ溶接可能な材料から成っている収容ケースが製造されるので 、保持部材の安定性を高めるために、付加的に固定するための溶接を行ってもよ い。この場合保持部材の条片区分が、ポールパネルもしくはクローポールと溶接 される。

【０００８】 収容ケースのリング板に中空室ごとに、軸方向中央に向けられたもしくは中央 軸線に対して平行に向けられた各１つの条片区分が接続していて、条片区分はそ れぞれ半径方向で外側に向けられた条片区分に移行しており、半径方向に向けら れた条片区分は軸方向の条片区分に移行し、条片区分はポールパネルの外側へ方 向付けされ、クローポールに固定されていることによってポールパネルの外側か ら永久磁石を受け入れ可能な、３方が閉鎖された収容室の構成が得られる。

【０００９】 遠心力によって負荷される条片区分を固定するためには、ポールパネルの外側 に向けられた、収容室の条片区分が、クローポールのウェブを用いて遠心力に抗 して保持されているか、ポールパネルの外側に向けられた、収容室の条片区分が 、クローポールの溝に導入されており、溝はクローポールの条片区分に向けられ た側に設けられているか、もしくはポールパネルの外側に向けられた、収容室の 条片区分が、かしめられた保持点によってクローポールの縁部で遠心力に抗して 保持されている。

【００１０】 外側収容部は別の構成ではポールパネルの外側端面に向けられた、収容室の条 片区分が、同期機中心軸線に向けられた終端区分に移行していき、終端区分はポ ールパネルの外側端面と溶接されることによって閉鎖される。これによってさら に保持部材の安定性が高まる。

【００１１】 特に永久磁石を備えた収容ケースが予め製造されていて、収容ケースはそれぞ れポールパネルと結合され２つのユニットの１つを形成し、ユニットが励磁系に 被せ填められて励磁系と結合されていることによって、ロータの組立が簡単にな りかつ改良される。

【００１２】 励磁系の軸方向中心のリング板が互いに接触している外側収容部において、励 磁コイルに向けられた、収容室の条片区分が、励磁コイルを取り囲んでいる非磁 性的なブシュに支持されてブシュと結合されていることによって保持部材の安定 性は高まる。

【００１３】 別の構成では、外部収容ケースの外部収容室への永久磁石の備えつけは、交互 に異なって傾けられた中空室、ひいては収容ケースの収容室において、一対の磁 石が使用されていて、磁石は端面側の縁部で互いに結合されていて、互いに当接 する収容室に挿入されていることによって達成される。

【００１４】 別の構成では同期機の冷却効果を高めるために、収容ケースが励磁系の中央で 互いに当接する条片区分の間に空隙を残して形成している。

【００１５】

【考案の実施の形態】

次に、図面につき本考案の実施の形態を詳しく説明する。

【００１６】 図１が示すように、永久磁石３が収容ケース２ａ内で保持される。この場合保 持部材として同一の２つの収容ケース２ａ，２ｂが必要であり、これらの収容ケ ース２ａ，２ｂは図２で示されているように、ロータの両軸方向端部から、ポー ルプレート１ａ，１ｂのクローポール１ａ′，１ｂ′の間の中空室１８に導入さ れる。

【００１７】 収容ケース２ａはリング板５から成っており、このリング板５に一体成形され て複数回曲げられた条片区分７，８，９が中空室１８ごとに、つまりポールごと に１つの収容室６を永久磁石３のために形成する。この永久磁石３の磁場が、ク ローポール１ａ′，１ｂ′の間の漂遊磁界を抑制している。これら収容室６の側 方は開放されているが、収容ケース２ａが永久磁石３とまとめられて予め製造さ れたユニットを形成し、励磁巻線１５およびポールパネル１ａ，１ｂと共にポー ルコア１６を有するロータシャフトに組み込まれた後では、隣接するクローポー ル１ａ′；１ｂ′によって収容室６の側方は閉鎖される。中空室１８が交互に異 なって傾いている場合、図１の符号１０が示すようにポールパネル１ａ，１ｂの 外側に接触する領域で２つの収容室６は互いに結合されてもよい。同様のことが 、端面側の縁部３ｃで互いに結合している一対の永久磁石３ａ，３ｂでもいえる 。この場合永久磁石３が、接着、形状接続もしくは摩擦接続によって収容室６内 に保持され得る。

【００１８】 両収容ケース２ａ，２ｂが、ロータの軸方向端部から中空室１８に導入されて いる場合、各中空室１８には２つの永久磁石３が、タンデム配列で永久磁石１８ の間にできる空隙１７を備えて配置されている。図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図 で明らかなように、複数のかしめられた点位置１２が条片区分９を覆い、かつ半 径方向で支持するので、ポールパネル１ａ，１ｂの外側に向けられた条片区分９ は、半径方向で遠心力に抗して固定されている。

【００１９】 図３で示されているように、収容室６の、ポールパネル１ａ，１ｂの外側に向 けられた条片区分９が、クローポール１ａ′，１ｂ′のウェブ１ａ″，１ｂ″に よっても遠心力に抗して支持され得る。

【００２０】 図４で示されているように、収容室６の条片区分９が、隣接するクローポール １ａ′，１ｂ′の溝１ａ″′，１ｂ″′に差し込まれ、半径方向で確実に固定さ れる。

【００２１】 図５による断面図ではロータ内で永久磁石３を備えた保持部材の組み込みの変 化実施例が示されている。ポールコア１６には励磁巻線、つまり励磁コイル１５ が備えられている。鏡像の両収容ケース２ａ，２ｂのリング板５が、互いに向か い合うポールパネル１ａ，１ｂの内側と、ポールパネル１ａ，１ｂに向かい合う 励時コイル１５の端面側との間に配置されている。リング板５の外縁部には収容 ケース２ａ，２ｂが一体成形されていて、これらの収容ケース２ａ，２ｂは、少 なくとも複数回曲げられた条片区分７，８，９から形成されており、クローポー ル１ａ′，１ｂ′の外周側の領域で開放する収容室６を形成する。条片区分７は 励磁系の軸方向中央に向かってつまり励磁コイル１５の上を延びている。条片区 分７は、半径方向に向けられた条片区分８に移行し、これらの条片区分８は最終 的にポールパネル１ａ，１ｂの外側に向けられた条片区分９に移行する。これら の条片区分９は、図５ではクローポール１ｂ′のウェブ１ｂ″によって半径方向 に保持されている。収容室６は、クローポール１ａ′，１ｂ′の間の中空室１８ 内に広がっていて、この場合各収容ケース２ａ，２ｂの永久磁石３を備えた収容 室６は中空室１８に突入する。永久磁石３はまたポールパネル１ａ，１ｂをも覆 う。

【００２２】 これらの構成において収容ケース２ａ，２ｂの強度が十分でない場合、条片区 分９は終端の条片区分１０に移行してもよい。この条片区分１０は、同期機中心 軸線の方向でポールパネル１ａ，１ｂの外側に曲げられかつ、溶接位置１１が示 すように溶接されている。

【００２３】 図６に示された収容ケース２ａ，２ｂのリング板５は、励磁系の軸方向中央の 領域で互いに接触しかつ励磁コイル１５を取り囲んでいてもよい。条片区分７の 内縁部が曲折していて、リング板５が収容室６の半径方向閉鎖部を形成している 。クローポール１ａ′，１ｂ′で位置決めされて、ポールパネル１ａ，１ｂの外 側に向けられた条片区分９は、リング板５の外側縁部で曲げられていて、もう一 度曲げられた終端の条片区部１０に移行する。これらの条片区分１０は、収容室 ６をポールパネル１ａ，１ｂの外側端面の領域で閉鎖し、溶接位置１１で明らか なようにその端面と溶接されている。

【００２４】 保持部材の強度を高めるために収容ケース２ａ，２ｂの両条片区分７はブシュ ４で支持され、固定位置１３で明らかなようにこのブシュ１４と結合されてもよ い。ブシュ４が非磁性体であり、励磁系を取り囲む。この構成では収容室６が、 クローポール１ａ′，１ｂ′の間の全中空室をポールパネル１ａ，１ｂの外側ま で満たす。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロータにおける永久磁石を保持する収容ケース
の斜視図である。

【図２】永久磁石を備えた２つの収容ケースが位置決め
されたロータの周側部分図である。

【図３】永久磁石を備えた収容ケースをクローポールに
位置決めするための変化実施例の断面図である。

【図４】永久磁石を備えた収容ケースをクローポールに
位置決めするための別の変化実施例の断面図である。

【図５】曲折されて組み込まれた保持部材を有するロー
タの縦部分断面図である。

【図６】曲折されて組み込まれた保持部材を有するロー
タの別の縦部分断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ ポールパネル、 １ａ′，１ｂ′ クロー
ポール、 １ａ″，１ｂ″ ウェブ、 １ａ″′，１
ｂ″′ 溝、 ２ａ，２ｂ 収容ケース、 ３永久磁
石、 ３ａ，３ｂ 対、 ３ｃ 縁部、 ４ ブシュ、
５ リング板、６ 収容室、 ７，８，９ 条片区
分、 １０ 符号、 １１ 溶接位置、１２ 点位置、
１３ 固定位置、 １５ 励磁コイル、 １６ ポー
ルコア、１７ 空隙、 １８ 中空室

フロントページの続き (72)考案者 アレクサンダー シェンディ ドイツ連邦共和国 アスペルク イン ド ルンヘッケン ２ (72)考案者 シルヴェイン ブライアント イギリス国 カージフ ケンリー クロー ス 21

Claims (12)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 同期機であって、電気的に励磁される多
   数のユニポールから成る励磁系をロータに有しており、
   前記ユニポールは少なくとも１つの共通の励磁コイルに
   よって励磁されるクローポールの形状であって、磁束漏
   れを補完するために永久磁石が、ロータの軸方向端部に
   装着されたポールパネルの軸方向で互いに向かい合うク
   ローポールの間にある中空室に挿入されていて、永久磁
   石が遠心力に対して保持部材により支持されかつ該保持
   部材によって保持されている形式の同期機において、 保持部材が各１つのリング板（５）を備えた非磁性的な
   ２つの収容ケース（２ａ，２ｂ）から成っており、 前記リング板（５）はポールパネル（１ａ，１ｂ）の内
   側と、該ポールパネル（１ａ，１ｂ）の間にある励磁コ
   イル（１５）の端面側との間に配置されており、前記リ
   ング板（５）に、複数回曲げられた条片区分（７，８，
   ９）が一体成形されており、該条片区分（７，８，９）
   は、中空室（１８）ごとに各１つの収容室（６）を少な
   くとも１つの永久磁石（３）のために形成していて、収
   容室（６）は少なくとも、ロータの軸方向中央および中
   空室の遠心力によって負荷される側に対して閉鎖されて
   おり、収容室（６）がクローポール（１ａ′，１ｂ′）
   およびポールパネル（１ａ，１ｂ）またはそのいずれか
   一方に固定されていることを特徴とする同期機。
2. 【請求項２】 同期機であって、電気的に励磁される多
   数のユニポールから成る励磁系をロータに有しており、
   前記ユニポールは少なくとも１つの共通の励磁コイルに
   よって励磁されるクローポールの形状であって、磁束漏
   れを補完するために永久磁石が、ロータの軸方向端部に
   装着されたポールパネルの軸方向で互いに向かい合うク
   ローポールの間にある中空室に挿入されていて、永久磁
   石が遠心力に対して保持部材により支持されかつ該保持
   部材によって保持されている形式の同期機において、 保持部材が各１つのリング板（５）を備えた非磁性的な
   ２つの収容ケース（２ａ，２ｂ）から形成されており、
   前記リング板（５）はロータの軸方向中央で、ポールパ
   ネル（１ａ，１ｂ）の間に配置された励磁系（１５）を
   取り囲み、かつ互いに接触しており、前記リング板
   （５）に、曲げられた条片区分（７，９）が一体成形さ
   れていて、該条片区分（７，９）は、中空室（１８）ご
   とに各１つの収容室（６）を少なくとも１つの永久磁石
   （３）のために形成しており、収容室（６）が少なくと
   もロータの軸方向中央および中空室の遠心力によって負
   荷される側に対して、かつ少なくとも部分的に励磁コイ
   ル（１５）に対して閉鎖されており、収容室（６）がク
   ローポール（１ａ′，１ｂ′）およびポールパネル（１
   ａ，１ｂ）またはそのいずれか一方で固定されているこ
   とを特徴とする同期機。
3. 【請求項３】 収容ケース（２ａ，２ｂ）が、打ち抜き
   ・曲げ部分として合金鋼、真鍮、青銅、もしくはアルミ
   ニウムのような非磁性的でかつ溶接可能な材料から成っ
   ている、請求項１又は２記載の同期機。
4. 【請求項４】 収容ケース（２ａ，２ｂ）のリング板
   （５）に中空室ごとに、軸方向中央に向けられたもしく
   は中央軸線に対して平行に向けられた各１つの条片区分
   （７）が接続していて、該条片区分（７）はそれぞれ半
   径方向で外側に向けられた条片区分（８）に移行してお
   り、半径方向に向けられた条片区分（８）は軸方向の条
   片区分（９）に移行し、該条片区分（９）はポールパネ
   ル（１ａ，１ｂ）の外側へ方向付けされ、クローポール
   （１ａ′，１ｂ′）に固定されている、請求項１から３
   までのいずれか１項記載の同期機。
5. 【請求項５】 前記ポールパネル（１ａ，１ｂ）の外側
   に向けられた、収容室（６）の条片区分（９）が、クロ
   ーポール（１ａ′，１ｂ′）のウェブ（１ａ″，１
   ｂ″）を用いて遠心力に抗して保持されている、請求項
   ４記載の同期機。
6. 【請求項６】 前記ポールパネル（１ａ，１ｂ）の外側
   に向けられた、収容室（６）の条片区分（９）が、クロ
   ーポール（１ａ′，１ｂ′）の溝（１ａ″′，１
   ｂ″′）に導入されており、該溝（１ａ″′，１
   ｂ″′）はクローポール（１ａ′，１ｂ′）の、条片区
   分（９）に向けられた側に設けられている、請求項４記
   載の同期機。
7. 【請求項７】 前記ポールパネル（１ａ，１ｂ）の外側
   に向けられた、収容室（６）の条片区分（９）が、かし
   められた保持点（１２）によってクローポール（１
   ａ′，１ｂ′）の縁部で遠心力に抗して保持されてい
   る、請求項４記載の同期機。
8. 【請求項８】 前記ポールパネル（１ａ，１ｂ）の外側
   端面に向けられた、収容室（６）の条片区分（９）が、
   同期機中心軸線に向けられた終端区分（１０）に移行し
   ていき、該終端区分（１０）はポールパネル（１ａ，１
   ｂ）の外側端面と溶接されている、請求項４記載の同期
   機。
9. 【請求項９】 永久磁石（３）を備えた収容ケース（２
   ａ，２ｂ）が予め製造されていて、該収容ケース（２
   ａ，２ｂ）はそれぞれポールパネル（１ａ，１ｂ）と結
   合されて２つのユニットの１つを形成し、該ユニットが
   励磁系に被せ填められて励磁系と結合されている、請求
   項１から８までいずれか１項記載の同期機。
10. 【請求項１０】 励磁コイル（１５）に向けられた、収
    容室（６）の条片区分（７）が、励磁コイル（１５）を
    取り囲んでいる非磁性的なブシュ（４）に支持されて該
    ブシュ（４）と結合されている、請求項２記載の同期
    機。
11. 【請求項１１】 交互に異なって傾けられた中空室、ひ
    いては収容ケース（２ａ，２ｂ）の収容室（６）におい
    て、一対の磁石（３ａ，３ｂ）が使用されていて、該磁
    石（３ａ，３ｂ）は端面側の縁部（３ｃ）で互いに結合
    されていて、互いに当接する収容室（６）に挿入されて
    いる、請求項１から１０までのいずれか１項記載の同期
    機。
12. 【請求項１２】 収容ケース（２ａ，２ｂ）が励磁系の
    中央で互いに当接する条片区分（９）の間に空隙（１
    ７）を残して形成している、請求項１から１１までのい
    ずれか１項記載の同期機。