JP3179088B2 - スリップリングなしのクローポール型オルタネーター - Google Patents

スリップリングなしのクローポール型オルタネーター

Info

Publication number
JP3179088B2
JP3179088B2 JP13147190A JP13147190A JP3179088B2 JP 3179088 B2 JP3179088 B2 JP 3179088B2 JP 13147190 A JP13147190 A JP 13147190A JP 13147190 A JP13147190 A JP 13147190A JP 3179088 B2 JP3179088 B2 JP 3179088B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alternator
field winding
air gap
brushless
winding support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP13147190A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH037044A (ja
Inventor
ベルンハルト・フアクラー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JPH037044A publication Critical patent/JPH037044A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3179088B2 publication Critical patent/JP3179088B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/22—Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators
    • H02K19/24—Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators with variable-reluctance soft-iron rotors without winding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念に記載の
形式のスリップリングなしのクローポール型オルタネー
ターに関する。
従来の技術 このようなクローポール型オルタネーターは種々の構
成で公知であり、本発明に特に関連するいわゆるブラシ
レスロータ型オルタネーターは、クローポール型オルタ
ネーターの特殊構造を成している。この場合クローポー
ルのみが回転するのに対して、磁束用のリング状の誘導
体を備えた界磁巻線は定置である。つまり前記形式の公
知のブラシレスロータ型オルタネーターは、Bosch社の
自動車工学ポケットブック19版434/435頁（Bosch“Kraf
tfahrtechnisches Taschenbuch",VDI−Verlag GmbH Due
sseldorf,19.Auf.,Seite 434/435）で公知であり、この
場合界磁巻線には、レギュレーターを介して整流器によ
り直接電流が供給される。それというのも、界磁巻線が
定置であるため、スリップリング及びスリップコンタク
トを必要としないからである。これによりオルタネータ
ーの耐用寿命はより長くなるが、出力が同一のクローポ
ール型オルタネーターに比して、重量がより重くなると
いう欠点を有している。それというのも、磁束が作動エ
アギャップに付加的に２つの別のエアギャップを介して
伝達されなければならないからである。従って、出力が
同程度であっても、重量増加以外に、構造長さがより長
くなりかつ所要励磁量も増大する。この場合、公知のブ
ラシレスロータ型オルタネーターの寸法がその他がクロ
ーポール型オルタネーターの寸法と同じであれば、出力
は必然的により小さくなる。公知のブラシレスロータ型
オルタネーターの構造寸法を付加的なエアギャップを短
縮することにより減少させようとする試みは、所要の励
磁電流を更に増加せしめる結果となり、この場合実際に
有効な回避手段を実現するに至らなかった。
発明が解決しようとする課題 従って本発明の課題は、スリップリングなしのブラシ
レスロータ型オルタネーターを改良して、構造長さ、重
量又は付加的なインサートの所要励磁量を増加せしめる
ことなしに、著しい出力向上を達成することができ、
又、ほぼ出力が変らない場合に、構造長さを著しく減少
できるようにすることにある。
課題を解決するための手段 前記課題は本発明によれば、特許請求の範囲第１項の
特徴部分に記載の構成によって解決された。
発明の効果 本発明の利点は、付加的なエアギャップを円錐状又は
階段状に形成することにより、該エアギャップが、界磁
巻線とオルタネーター駆動側（以後Ａ側と呼ぶ）の端面
側部との間のスペースを介して界磁巻線の半径方向及び
軸方向内側もしくは外側にまで案内され、これが、エア
ギャップ面の寸法を拡大するのに寄与しているという点
にある。このことは、従来のスリップリングなしのオル
タネーターに比して例えば25％まで構造長さが著しく減
少されるにも拘わらず、励磁所要量がより小さくて済み
もしくは出力をより高くすることができ、しかも同時
に、磁気装置の重量ひいてはオルタネーターの全重量を
減少せしめることができることを意味している。
更に有利には、界磁巻線の半径方向及び軸方向内側も
しくは外側に付加的なエアギャップが部分的に配置され
るため、界磁巻線支持体の基板肉厚は別の観点で、つま
り鉄心内の可能な磁気誘導に応じて寸法設定されかつエ
アギャップ・誘導応じて殆ど寸法設定されない。これに
より、エアギャップ表面積に関する利点も得られる。
請求項２以降の構成により、請求項１で述べたスリッ
プリングなしのクローポール型オルタネーターの別の有
利な構成及び改良が可能である。この場合、階段状に経
過する著しく延長された付加的なエアギャップの構成が
特に有利であり、これにより、円筒面及び平面のみが加
工されればよいため製作が簡略化されかつこの場合生じ
得る長さ誤差はエアギャップ幅には関与せず、むしろ作
業エアギャップの幅に影響を及ぼすことなく平面間に維
持される。
更に有利には、ステータ中心部をオルタネーター駆動
側とは反対側のオルタネーター側（以後Ｂ側と呼ぶ）に
より近付けて配置できるので、機械的に脆弱なＡ側の誘
導体をより高い強度で構成できかつＢ側の誘導体のポー
ルフィンガ尖端部に対して充分な距離を維持して不必要
な漏れ磁束を阻止できる。
更に有利な構成では、外側の付加的なエアギャップを
ラビリンスとして設計でき、この場合互いに向い合う円
筒面が作用エアギャップを形成する。このようなラビリ
ンス状の構成により、Ａ側の誘導体を界磁巻線の可能な
カバー領域から取り出すことができ、これにより、界磁
巻線支持体を分割せずに旋削して、コイルを巻き付ける
ことができ、更に外側の付加的なエアギャップは、この
領域で外方に向けて上昇する界磁巻線支持体とロータの
Ａ側のクロー基部との、互いに形状を適合して形成され
たラビリンス形状によって形成されている。
実施例 次に、種々の実施例につき本発明を説明する。
本発明の基本思想は次の点にある。つまり、クローポ
ール型オルタネーターの特殊構造としてのスリップリン
グなしのブラシレスロータ型オルタネーターにおいて
は、作動エアギャップ以外に必要な付加的な両エアギャ
ップが、界磁巻線と交流・オルタネーターの一方の端面
側部（Ａ側・端面側部）との間のスペースの従来の位置
から出発して、界磁巻線の半径方向及び軸方向内側にま
で案内されしかも同時にオルタネーター縦軸線に対して
傾けて円錐状又は階段状に延びるよう形成されていると
いうことである。
次に第１図に基いてまず、ブラシレスロータ型オルタ
ネーターの基本的な公知な構造について説明する。その
理由は、出力改善及び（又は）重量軽減及び（又は）構
造長さ短縮に関する著しい利点が、従来技術に基くブラ
シレスロータ型オルタネーターと対比して比較した場合
に、確信的に説明できるからである。これらの比較に
は、以下に提示する数式も含まれる。
第１図のブラシレスロータ型オルタネーター10は、Ａ
側・支承シールド11とＢ側・支承シールド12とを有して
いる。この場合選択した用語では、Ａ側・支承シールド
（Ａ側に位置する）はオルタネーター駆動側の端面側部
の支承シールドを意味しかつＢ側・支承シールドはブラ
シホルダ側、オルタネーター駆動側とは反対側の端面側
部の支承シールドを意味する。しかし図示の交流・オル
タネーターの場合は、これがスリップリングなしのオル
タネーターであるため、該当するブラシホルダは存在し
ていないが、よりよく理解できるようにするためにこの
記号を使用する。両支承シールド11及び12は、中間リン
グ13を介して接合され、それぞれ互いに整合する嵌合い
部及び両ケーシング部分を互いに結合する締付けねじ14
を有している。この実施例では、界磁巻線支持体はＡ側
・支承シールド11に取り付けられている。当然同じよう
に界磁巻線支持体をＢ側に固定することもでき、この場
合、Ａ側とＢ側との内部でその位置が交換される。
Ａ側・支承シールド11とＢ側・支承シールド12とは、
有利にはコップ状に形成されていて、ブラシレスロータ
軸16用の両側の軸受14,15を受容している。ステータユ
ニット17は、通常の三相交流ステータ巻線18を有してい
てかつ第１図では、例えば焼嵌めで中間リング13によっ
て保持されている。ステータユニット17は、ブラシレス
ロータ軸のクローポールと共に第１の作動エアギャップ
Ｉを形成しており、この場合ブラシレスロータ軸19は、
交流・オルタネーターの独自に回転する部分を成す。ブ
ラシレスロータ型オルタネーターはクローポール型オル
タネーターの特殊構造を成しているため、ブラシレスロ
ータはクロー状に互いに噛み合うポールを有していて、
該ポールは、交番する磁束が定置のステータコイル18に
作用するように、構成されている。この場合ブラシレス
ロータの一方のポール半部、この場合Ｂ側のポール半部
は、コップ状に形成されていてかつボス成す底部20又は
焼嵌め部を有していて、該底部又は焼嵌め部によってブ
ラシレスロータ19は、該ブラシレスロータを支持する軸
16に固定されている。
よく理解できるように、オルタネーターのＢ側にクロ
ー基部を有するＢ側のクローは、符号19aで示されてい
る。Ｂ側のクローは、第１図で実線で図示されているの
に対して、Ａ側のクローは、ステータ孔の領域内で鎖線
19bによって暗示されている。界磁巻線コイル21は、Ａ
側・支承シールド11に定置に固定された界磁巻線支持体
22によって支持されていて、この場合、第１図断面図で
はなお、界磁巻線及び接続領域24に給電する電気的なリ
ード線23が図示されている。
Ｂ側の支承シールドには整流ダイオード支持プレート
25が固定されていて、この場合整流ダイオードは符号26
で示されている。レギュレーター27は、これを防護する
固有のケーシング成形部28の内部に位置している。ブラ
シレスロータ型オルタネーターの公知の基本構造につい
ては、これ以上厳密に立ち入らない。この点に関しては
例えば既に述べたボッシュ社の自動車工学ポケットブッ
ク19版434/435頁（Kraftfahrtechnisches Taschenbuch,
Bosch,19.Aufl.,die Seiten 434/435）を参照された
い。
第１図には別個に必要な２つのエアギャップが符号I
I,IIIで示されている。エアギャップIIは、ロータと共
に回転するＡ側の誘導体29とこれに向き合う界磁巻線支
持体面との間に形成されているのに対して、内側の別エ
アギャップIIIは、同じ界磁巻線支持体とＢ側の誘導体3
0のボス状の部分もしくは軸との間に形成されている。
従って、別の両エアギャップII及びIIIは互いに向い合
って位置している。従来技術に属する冒頭に述べた構造
形式では、磁気的に有効な領域は、Ａ側の端面側部か
ら、界磁巻線支持体22上で界磁巻線29が始まる位置まで
延びているに過ぎない。その理由は、界磁巻線支持体が
Ｃ領域で、軸方向に十分な磁束を導かない肉薄管形状を
有していることにある。従って全磁束はＤ領域で溢れ出
ねばならない。更に、界磁巻線21とこれに向き合う内側
のクローリング面との間に非磁性のリング31が設けられ
ていて、該リング31は、クロー19a及び19bを機械的に結
合している。
本発明では、出力が僅かである場合の所要エネルギ、
重量及び構造長さに関し別の両エアギャップによって生
ぜしめられる問題点は、前記エアギャップが延長される
ことにより相対化もしくは回避され、このことは、少く
なくとも内側のエアギャップに関し、該エアギャップが
円錐状又は階段状の形状をとることを意味しており、従
って、本発明ではエアギャップはオルタネーター縦軸線
に対して概ね傾斜して延び、第１図で符号III′で示さ
れている。同様に外側のエアギャップも円錐状形状でオ
ルタネーター縦軸線に対し傾斜して配置され、従って外
側のエアギャップは第１図下側半部において符号II′で
図示されている。この場合別の主要の特徴は、前記両エ
アギャップが最早界磁巻線21とＡ側の端面側部との間の
スペースで案内されるのではなく、界磁巻線の半径方向
及び軸方向内側もしくは外側にまで案内されているとい
うことにあり、これに対応して、符号22′で図示の界磁
巻線支持体の形状及びこれに形状の適合したＡ側の誘導
体29′もしくはＢ側の誘導体30′の形状が修正されてい
る。
エアギャップの円錐状の形状、つまりオルタネーター
縦軸線に対し角度を成してのびる形状に基づき、エアギ
ャップはより長く設計可能でありもしくは有効長さをよ
り長くすることができる。この場合まず、オルタネータ
ーの固有の長さ寸法から出発して、界磁巻線は軸方向に
著しく拡大される。その理由は、界磁巻線21′が軸方向
の長さ区分21′ａだけ拡大されかつＡ側の端面側部に向
けてリング寸法を著しく肉厚に形成される界磁巻線支持
体22′内に突入するからである。
第１図で図示の第１の実施例に対応して別の両エアギ
ャップの形状修正により（エアギャップII′及びII
I′）、２つの異なった見解が生ずる。つまりそれは出
力がほぼ同じに維持される場合、構造長さが25％まで減
少され、これに対応して磁気構造の重量が減少せしめら
れる、又は、 本発明は、出力上昇のために円錐形のエアギャップ構
成で使用される。
従って、以下に詳述するように、異なった計算原理が
得られ、該計算原理によりオルタネーターデータに関す
る重要な改良点を証明できる。この場合以下の数式では
両可能性が考慮されている。
本発明により得られる利点を従来技術と対比して計算
により証明するために、以下にまず従来技術が考慮され
る。このために次の寸法設定が必要であり、比較装置と
して、第１図からも明らかな本出願人のブラシレスロー
タ型オルタネーター（N3−28V15/50A,0122469002）を基
礎としている。この場合： 界磁巻線の巻取スペース長さC;エアギャップIIIの有
効長さ＝D;エアギャップIIIの直径＝E;エアギャップの
厚さ＝δ；エアギャップIIの長さ＝F;エアギャップIIの
直径＝Ｇ。
以下の計算において実際の対象物に基く数値に代えら
れている前記の設定によって、例えば付加的な両エアギ
ャップII及びIIIを介した全磁気力を計算することがで
きる。この際次のような設定を基礎とする： 界磁巻線は、ワイヤ直径0.63mmの場合8.0乃至8.8オー
ムの冷間抵抗値を有する700巻条を有している。
更に公知の装置では、界磁電流は26.5Vの場合定常状
態で約2.45Aになる。
従って全周回路アンペアは 2.45・700＝1715Aとなり、 この際アイドリング時の磁束は φ＝3.34・10-3Wb.（Wb.＝ウエーバ＝磁束の単位）。
エアギャップの寸法数値は、エアギャップIIIの場
合、長さＤ＝32mm;直径Ｅ＝50mm;エアギャップδ＝0.33
mmである。
従ってエアギャップIIIの表面積は 32・50・π・10-6＝5.0265・10-3m2となる。
エアギャップの磁気誘導は この際エアギャップの磁界強度は 従ってエアギャップIII内の磁気力は VIII＝HL・δ＝5,286・105・0,33・10-3＝174 A. エアギャップIIの場合対応する表面積は Ｆ＝24・76・π・10-6＝5.73・10-3m2 この際エアギャップ磁気誘導は エアギャップの磁界強度はHL IIは エアギャップII内の対応する磁気力は VII＝HL・δ＝4,64・105・0,33・10-3＝153 A。
従って両エアギャップを介した全磁気力は 174A＋153A＝327Aとなる。
前記設定は全体として比較される公知装置に該当す
る。
次の計算ではまず、円錐形のエアギャップを備えたオ
ルタネーターの一方の選択構成から出発する。該エアギ
ャップは出力増大のために第１図に対応して与えられる
寸法を維持して使用され、この場合巻取スペース長さの
みが従来のＣ＝37mmからＣ′＝54mmに拡大されかつ構造
長さ及び磁束は不変である。
エアギャップIII′の算定のために円錐台のための公
式が必要であり、該公式は、既述のボッシュ社の自動車
技術ポケットブック、19版49頁（Bosch“Kraftfahrtech
nisches Taschenbuch",19.Auf.,auf Seite49）から明ら
かである。この場合エアギャップデータは：より大きな
直径Ｅ＝50mm（エアギャップIIIの場合に相当）である
のに対して、より小さな直径ｄは、円錐状のエアギャッ
プ形状の傾斜経過に基づき30mmである。エアギャップII
I′を算定するための円錐台の高さは、巻取スペース長
さＣとエアギャップIIIの本来の長さＤとの和、つまり3
2mm＋37mm＝69mm＝Ｈになる。明確に理解できるように
するために、円錐台の表面積計算のために必要であって
上記の数値から算定される数値Ｓに厳密に関与すること
なしに、実際の円錐台の表面積は、 Ｍ＝8761mm2＝8.76・10-3m2であり、 これに対応してエアギャップ磁気誘導は エアギャップ磁界強度は この際エアギャップIII′内の磁気力は ＶIII′＝HL・δ＝3,033・105・0,33・10-3＝100 A. である。
エアギャップII′のためには、これに対応して小さな
直径ｄ＝80mm、大きな直径Ｄ＝95mm、高さＨ＝35mmであ
って、 表面積は Ｍ＝9839.5mm2＝9.84・10-3m2であり、 これに対応してエアギャップ磁気誘導は これに対応してエアギャップ磁界強度は エアギャップII′内の磁気力は ＶII′＝HL・δ＝2,7・105＝0,33・10-3＝89 A. である。
従って本発明に対応して修正された両エアギャップに
を介した全磁気力は単に ＶIII′＋ＶII′＝100＋89＝189Aであるに過ぎない。
このことは磁気力が138Aだけ減少したことを意味して
おり、他面同じ抵抗の場合の新たな周回路アンペアは が可能であり、つまり357Aだけ周回路アンペアが増大す
る。
従って励磁上の全体の利得は138A＋357A＝495Aであ
る。
このことは、このようなオルタネーターの最大の負荷
電流が現在の約55Aから次のように上昇し 公称電流が、同じステータコイル設計の場合に50Aか
ら65Aに高められることを意味している。
これに対比して本発明により得られる実情を構造長さ
減少の観点で考察すると、界磁コイルの寸法、周回路ア
ンペア及び磁束は不変に維持される。つまり、界磁コイ
ルの付加的な軸方向の長さ区分21′ａが省かれ、かつ第
１図で記号Ｈで示した値だけ構造長さを減少したブラシ
レスロータ型オルタネーターの新規な可能な構成が得ら
れ、従って、円錐状のエアギャップ高さはＫでよいこと
になる。この場合実現されるエアギャップ経路（構造長
さ減少の場合）は、第１図で破線により符号II″及びII
I″を付して示されている。
この場合エアギャップIII″のための寸法設定は次の
ようになる：小さな直径ｄ＝30mm;大きな直径Ｄ＝50mm;
円錐台の高さＫ＝52mm;エアギャップの幅は従来通りδ
＝0.33mm。
これにより円錐台の公式に則り、表面積Ｍは Ｍ＝6654mm2＝6.654・10-3m2であり、 これに対応してエアギャップ磁気誘導は これに対応してエアギャップ界磁強度は この結果導かれるエアギャップIII′内の磁気力は ＶIII″＝HL・δ＝3,994・105・0,33・10-3＝132 A. である。
エアギャップII′のために次の寸法が得られる：小さ
い直径ｄ＝80mm;大きい直径Ｄ＝95mm;高さｈ＝25mmであ
り、従ってエアギャップ表面積Ｍは通常の円錐台算定に
より Ｍ＝7175mm2＝7.175・10-3m2であり、 この際エアギャップ磁気誘導は エアギャップ磁界強度は エアギャップII′内の磁気力は ＶII″＝HL・δ＝3,703・0,33・10-3＝122 A である。
従って両方のエアギャップを介した全磁気力は ＶIII″＋ＶII″＝132＋122＝254 A. である。
このことは73Aの周回路アンペアの利得及び17mmの構
造長さの減少に相当し、これにより約650gの重量節減が
得られる。
これら比較データは、ブラシレスロータ型オルタネー
ターにおける本発明による付加的な両ギャップの形状及
び位置修正により得られる主要の利点及び改善を明示し
ている。この場合これに関連して次のことが考慮される
と特に有利である。つまり、界磁巻線の半径方向及び軸
方向内側及び外側にエアギャップを部分的に敷設するこ
とにより、界磁巻線支持体22′の基板肉厚を鉄心内の可
能な磁気誘導に応じてのみ配向しかつエアギャップ誘導
に応じて最早配向しないという可能性が得られる。従っ
て基板肉厚を、例えばＢ側の誘導体30の基板肉厚に等し
くすることができ、しかもエアギャップ表面積の極めて
有利な寸法設定の可能性が得られる。
第１図のエアギャップII′,III′乃至II″,III″の円
錐状の形状には、これによって磁気的な利点が得られる
にもかかわらず、製作中に並びに組立て及びこれに起因
するエアギャップの厚さの相関性に関し、軸方向の製作
誤差に基づく問題点が存在している。第２図の図面では
この点を考慮して問題点を解決している。つまり第２図
では、その利点について充分に説明した前述のエアギャ
ップの円錐面は、エアギャップ形状の階段状構成に修正
されていて、これにより磁気的に有効なエアギャップ表
面積は僅かばかり変化する。しかし加工容易な円筒面及
び平面が得られ、この場合難なく推測されるように、円
筒面は作用エアギャップを形成しかつ長さ誤差は平面間
で作用エアギャップの幅に影響を及ぼすことなく受け止
めることができる。
第２図並びに第３図、第４図及び第５図の概略図で
は、同じ構成部材は同一符号で示されている。ロータ軸
16にはＢ側の誘導体30″が係合していて、該誘導体30″
は、界磁巻線21の周囲をボス状に延びていてかつステー
タユニット17に隣接する領域でクローポール19a′,19
b′に移行している。この場合、Ａ側の誘導体29a′は、
Ａ側のクロー19b′の形状の適合したクロー基部として
図示されている。
両エアギャップ、つまり内側のエアギャップIII a′
及び外側のエアギャップII a′の段状構成の個々の段の
形状及び構成自体は任意であるが、段部を設計する際に
はほぼ均一な磁束分布が考慮されねばならない。この場
合段状構成は、第１図実施例によるエアギャップII′及
びIII′の傾斜経過に相応し、この場合同様に高出力又
は出力がほぼ同じである場合に短縮された構造長さを得
ることができる。これによって、オルタネーター縦軸線
とエアギャップの円錐套面との成す角度が若干変化す
る。
第２図によれば、著しく修正された界磁巻線支持体22
a′を分割せずに製作でき、この場合該支持体22a′は、
その外側面に段状のリング形状を有する上側部分22″ａ
によって、界磁コイル21を部分的に覆う。界磁コイル21
は有利には、前以ってコイルに巻かれて、界磁巻線支持
体22a′によって形成された受容領域内に挿入されてい
る。しかし選択的に、界磁巻線21を界磁巻線支持体22
a′に巻き付けることもでき、この場合は、破線の分割
線で暗示されているように、上側部分22a″が別個に製
作され、次いで該部分22a″は、界磁巻線をそのリング
形状に巻付けた後で界磁巻線支持体22a′の基本形状に
焼嵌め又はプレス嵌めされる。
これに関連して、ステータ中心部がＢ側の端面側部の
近くに位置すると有利である。その理由は、円錐形又は
段状に設計されたエアギャップIIによって、機械的に脆
弱なＡ側の誘導体29a′を、高強度で構成できかつ、不
必要な漏れ磁束を阻止するために、Ｂ側の誘導体30′の
ポールフィンガ尖端部から十分な間隔を有することがで
きるからである。
外側の付加的なエアギャップII′乃至II′ aの領域で
は別の有利な修正が可能であり、これにより基本的な利
点を放棄することなしに、著しいコストの節減を達成で
きる。従って、第３図、第４図及び第５図に示されてい
るように、外側のエアギャップの経過をラビリンスの形
式で形成でき、この場合、互いに向かい合う円筒面が、
作用エアギャップを形成する。
このようなラビリンス式のエアギャップII b′の第１
の実施例が第３図に示されている。この実施例では、ラ
ビリンスが界磁巻線支持体22b′の上側領域22b″の環状
溝35に限定されている。環状溝35はロータのＡ側のクロ
ー基部を含み、この場合該クロー基部が、Ａ側の誘導体
29b′を成している。
第４図の実施例によれば、外方のエアギャップII c′
のラビリンス構成は、重なり合う２つのリング溝の形式
で行われ、この場合、対応して形状を適合して形成され
たＡ側クロー基部の突起29c′,29c″はＡ側の誘導体と
して、界磁巻線支持体22c′の上側部分によって形成さ
れたリング溝内に係合する。
最後に第５図の図面によれば、溝の両側で段状に設計
することも可能であり、この場合、メアンダ状に延びる
外側のエアギャップII d′を形成することができ又円錐
状にも形成可能である。
前記第３図、第４図及び第５図の全ての実施例に共通
していることは、任意にラビリンス状に形成されたエア
ギャップ構成が、オルタネーターのＡ側の端面側部の方
向で界磁巻線支承部の後方で終了しており、その結果、
界磁巻線支持体を通常の形式で一体に製作でき、つまり
分割せずに旋削でき、これにも拘わらず界磁巻線を界磁
巻線支持体に直接巻き付けることができる。
明細書、請求項及び図面中に示した全ての特徴は、単
独でも又互いに任意に組合せても、本発明の要旨を成す
ものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、縦軸線に関し上半部が従来技術に基くもの、
下半部が本発明に基いて構成されたものをそれぞれ示し
ている、スリップリングなしのクローポール型オルタネ
ーターの詳細断面図、第２図は、本発明の階段状に段付
けされたエアギャップの部分的な概略図、第３図乃至第
５図は、界磁巻線支持体の一体製作及び支障のない巻付
けを可能にする、本発明の外側のエアギャップ形状を示
す部分的な概略図である。 10……ブラシレスロータ型オルタネーター、11……Ａ側
・支承シールド、12……Ｂ側・支承シールド、13……中
間リング、14……締付けねじ、14,15……軸受、16……
ブラシレスロータ軸、17……ステータユニット、18……
三相交流ステータ巻線、19……ブラシレスロータ、19a
……クロー、19b……クロー、20……底部、21……界磁
巻線、21′ａ……長さ区分、22,22′,22′a,22b′,22
c′,22d′……界磁巻線支持体、22″a,22b″……上側部
分、23……リード線、24……接続領域、25,26……整流
器ダイオード支持プレート、27……レギュレーター、28
……ケーシング成形部、29,29′,29′a,29b′……誘導
体、29c′,29c″……突起、30,30′,30″……誘導体、3
1……リング、35……環状溝、I,II,II′,II″,II′ a,I
I b′,II c′,II d′,III,III′,III″,III′ a……エ
アギャップ、C,D,F……長さ、d,E……直径、Ｈ……高
さ、Ｋ……円錐台高さ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−152355（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−52358（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−60918（ＪＰ，Ａ) 実公 昭44−20423（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 19/00 - 19/38

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】クローポール状に形成されたブラシレスロ
    ータを備えた、自動車、バス、鉄道及びこれに類似の可
    動性ユニットのためのスリップリングなしのオルタネー
    ターであって、定置の界磁巻線を備えた界磁巻線支持体
    から成る定置の内側極において、ブラシレスロータとス
    テータユニットとの間の作動エアギャップに付加的に、
    内側極とブラシレスロータとの間に、付加的な内側及び
    外側のエアギャップが形成されており、付加的な内側の
    エアギャップが、オルタネーター縦軸線に対して傾斜し
    て、円錐状又は階段状に延びるように形成されていてか
    つ界磁巻線の半径方向及び軸方向内側にまで案内されて
    いる形式のものにおいて、付加的な内側のエアギャップ
    （III）が、界磁巻線支持体（22）のオルタネーター駆
    動側の端面側部にまで案内されており、付加的な外側の
    エアギャップ（II）が、円錐状又は階段状の形状を有し
    て、界磁巻線（21）の半径方向及び軸方向外側にまで案
    内されており、界磁巻線（21）が、オルタネーター駆動
    側で界磁巻線支持体（22）内に突入していることを特徴
    とする、ブラシレスのオルタネーター。
  2. 【請求項２】付加的な内側のエアギャップ（III）が、
    界磁巻線支持体（22）のオルタネーター駆動側の端面側
    部から、該端面側部とは反対側の界磁巻線（21,21′）
    の端部まで磁気的に作用するよう案内されていることを
    特徴とする、請求項１記載のオルタネーター。
  3. 【請求項３】外側のエアギャップが、界磁巻線（21,2
    1′）の一部に亘ってのみ案内されていることを特徴と
    する、請求項１又は２記載のオルタネーター。
  4. 【請求項４】付加的な両エアギャップの円錐状又は階段
    状の傾斜に基づき界磁巻線支持体（22）のリング形状
    が、ロータ軸（16）に固定されたブラシレスロータボス
    部もしくは軸（16）の形状に適合して、オルタネーター
    駆動側の固定領域まで厚みを増大して形成されている、
    請求項１から３までのいずれか１項記載のオルタネータ
    ー。
  5. 【請求項５】界磁巻線用の切欠きを上側の材料部分（22
    a″）によって覆う界磁巻線支持体（22a′）において、
    該界磁巻線支持体が、２つの部分から構成されており、
    上側の材料部分（22a″）が、プレス嵌め又は焼き嵌め
    によって界磁巻線の主要支持体部分に結合されているこ
    とを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記
    載のオルタネーター。
  6. 【請求項６】付加的な内側のエアギャップ（III）が、
    界磁巻線支持体（22）のオルタネーター駆動側の端面側
    部にまで案内されており、付加的な外側のエアギャップ
    （II）が、界磁巻線（21）を解放してラビリンス状にほ
    ぼ半径方向に、界磁巻線支持体（22）がブラシレスロー
    タ（29）のオルタネーター駆動側のクロー基部を軸方向
    で取り囲むように、のびていることを特徴とする、請求
    項１記載のオルタネーター。
  7. 【請求項７】付加的な内側のエアギャップ（III,II
    I″）が、一方ではブラシレスロータのオルタネーター
    駆動側とは反対側の誘導体のボス部分もしくは軸によっ
    てかつ他方では該ボス部分もしくは軸の形状に適合した
    形状を有する界磁巻線支持体（22,22a′,22b′,22c′,2
    2d′）によって形成されており、他方外側のエアギャッ
    プ（II′,II″,II a′,II b′,II c′,II d′）が、オ
    ルタネーター駆動装置側の誘導体（29′,29a′,29b′,2
    9c′,29d′）及び同様に該誘導体に形状の適合した界磁
    巻線支持体によって形成されていることを特徴とする、
    請求項１から６までのいずれか１項記載のブラシレスの
    オルタネーター。
  8. 【請求項８】ラビリンス状に形成された外側のエアギャ
    ップ（II）が、オルタネーター駆動側の誘導体（22
    b′）の少なくとも１つの軸方向の環状溝（35）によっ
    て形成されており、該環状溝内に、ロータのオルタネー
    ター駆動側のクロー基部の環状突起が突入していること
    を特徴とする、請求項７記載のブラシレスのオルタネー
    ター。
  9. 【請求項９】ラビリンス状の外側のエアギャップ（II）
    が、軸方向の重なり合う２つの溝と突起とによって形成
    されていることを特徴とする、請求項６から８までのい
    ずれか１項記載のブラシレスのオルタネーター。
JP13147190A 1989-05-27 1990-05-23 スリップリングなしのクローポール型オルタネーター Expired - Fee Related JP3179088B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3917343,7 1989-05-27
DE3917343A DE3917343C2 (de) 1989-05-27 1989-05-27 Schleifringloser Klauenpol-Generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH037044A JPH037044A (ja) 1991-01-14
JP3179088B2 true JP3179088B2 (ja) 2001-06-25

Family

ID=6381546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13147190A Expired - Fee Related JP3179088B2 (ja) 1989-05-27 1990-05-23 スリップリングなしのクローポール型オルタネーター

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5543677A (ja)
JP (1) JP3179088B2 (ja)
DE (1) DE3917343C2 (ja)
FR (1) FR2647605B1 (ja)
GB (1) GB2232012B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11821412B2 (en) 2019-06-14 2023-11-21 Actuation Lab Ltd Contractile device for use as an actuator, pump or compressor

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4214038C2 (de) * 1991-05-07 1993-12-16 Rolf Backhaus Elektrische Maschine mit zahn- rechteck- oder wellenförmigem Luftspalt
JP2976039B2 (ja) * 1992-05-11 1999-11-10 株式会社牧野フライス製作所 変位検出装置
US5325009A (en) * 1993-05-07 1994-06-28 Sundstrand Corporation Rotor shaft with integral wedge retainers for core of a two-pole generator
DE4342870C1 (de) * 1993-12-16 1995-10-19 Bosch Gmbh Robert Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator
JP3461123B2 (ja) * 1998-07-28 2003-10-27 ミネベア株式会社 クロ−ポ−ル型ステッピングモ−タのステ−タ構造
DE10153578B4 (de) * 2000-11-06 2012-01-26 Denso Corporation Wechselstromgenerator für Fahrzeuge mit Permanentmagneten im Rotor und Verfahren zur Herstellung desselben
ES1059626Y (es) 2004-10-21 2005-12-16 Rodriguez Arturo Perez Alternador electrico de bobina inductora fija y hierro inductor movil.
JP4677812B2 (ja) * 2005-03-30 2011-04-27 株式会社デンソー タンデム式回転電機
JP2008022630A (ja) * 2006-07-13 2008-01-31 Denso Corp 車両用ブラシレス交流発電機
JP2008048501A (ja) * 2006-08-11 2008-02-28 Denso Corp 車両用ブラシレス交流発電機
US7989084B2 (en) 2007-05-09 2011-08-02 Motor Excellence, Llc Powdered metal manufacturing method and devices
WO2008141214A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Motor Excellence, Llc. Electrical output generating devices and driven electrical devices with reduced flux leakage using permanent magnet components, and methods of making and using the same
JP2012507983A (ja) 2008-11-03 2012-03-29 モーター エクセレンス， エルエルシー 多相の横方向および／またはコンミュテート式磁束システム
WO2010116921A1 (ja) * 2009-04-07 2010-10-14 公立大学法人大阪府立大学 磁気回路構造体
WO2011115633A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-22 Motor Excellence Llc Transverse and/or commutated flux system for electric bicycles
DK2548289T3 (da) * 2010-03-15 2020-02-17 Motor Excellence Llc Tværgående og/eller kommuterede strømningssystemer med faseforskydning
WO2011115632A1 (en) 2010-03-15 2011-09-22 Motor Excellence Llc Transverse and/or commutated flux systems configured to provide reduced flux leakage, hysteresis loss reduction, and phase matching
US8405275B2 (en) 2010-11-17 2013-03-26 Electric Torque Machines, Inc. Transverse and/or commutated flux systems having segmented stator laminations
WO2012067895A2 (en) 2010-11-17 2012-05-24 Motor Excellence, Llc Transverse and/or commutated flux system coil concepts
WO2012067896A2 (en) 2010-11-17 2012-05-24 Motor Excellence, Llc Transverse and/or commutated flux systems having laminated and powdered metal portions
DE102014113648B4 (de) 2014-09-22 2017-09-21 Technische Universität Berlin Elektrodynamischer Wandler

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1245483B (de) * 1960-07-08 1967-07-27 Licentia Gmbh Elektrische Klauenpolmaschine mit Wechselpolen
DE1438586A1 (de) * 1960-07-14 1969-03-06 Siemens Ag Wechselstrom- bzw. Drehstromgenerator mit Klauenpollaeufer
US3283188A (en) * 1963-02-08 1966-11-01 Reliance Electric & Eng Co Coil construction
DE1193589B (de) * 1963-09-21 1965-05-26 Siemens Ag Polrad fuer Wechselpol-Synchronmaschine
AT247963B (de) * 1964-04-11 1966-07-11 Siemens Ag Elektrische Maschine mit Klauenpolläufer, insbesondere Zuglichtgenerator
DE1283947B (de) * 1965-06-19 1968-11-28 Siemens Ag Elektrische Maschine mit Hilfsluftspalten
FR1469058A (fr) * 1965-12-08 1967-02-10 Paris & Du Rhone Générateur tournant de courant alternatif sans balai
JPS5424081B1 (ja) * 1968-03-06 1979-08-18
DE2050932C3 (de) * 1970-10-16 1981-02-26 Bunker Ramo Corp., Oak Brook, Ill. (V.St.A.) Flanschdose
US3953753A (en) * 1975-01-20 1976-04-27 Barrett Edward L Three phase alternators
US4358695A (en) * 1980-11-03 1982-11-09 Litton Industrial Products, Inc. Eddy current coupling having bearing flux shunt
US4683392A (en) * 1982-04-26 1987-07-28 Magnetek, Inc. Eddy current coupling having stepped rotor and coil support
US4611139A (en) * 1982-09-29 1986-09-09 Motorola, Inc. Axial air gap brushless alternator
ZA836677B (en) * 1982-09-29 1984-09-26 Motorola Inc Axial air gap brushless alternator
GB8322835D0 (en) * 1983-08-25 1983-09-28 Manufacturing Electrical Desig Electric generator
US4980588A (en) * 1986-02-14 1990-12-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Water-cooled vehicle generator
CN1036484A (zh) * 1988-05-20 1989-10-18 福建省仙游电机厂 一种新型的无刷发电机
US4949000A (en) * 1988-07-18 1990-08-14 Mueller And Smith, Lpa D.C. motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11821412B2 (en) 2019-06-14 2023-11-21 Actuation Lab Ltd Contractile device for use as an actuator, pump or compressor

Also Published As

Publication number Publication date
FR2647605A1 (fr) 1990-11-30
FR2647605B1 (fr) 1996-08-23
GB2232012A (en) 1990-11-28
DE3917343A1 (de) 1990-11-29
GB9006900D0 (en) 1990-05-23
JPH037044A (ja) 1991-01-14
US5543677A (en) 1996-08-06
GB2232012B (en) 1994-01-05
DE3917343C2 (de) 2002-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3179088B2 (ja) スリップリングなしのクローポール型オルタネーター
KR101120352B1 (ko) 미니 캡을 갖는 기계-전기 변환기 고정자 코어
US4546280A (en) Alternator with unitary brush-holder and bearing hub
CN101416370B (zh) 用于多相位电机的定子以及制造该定子的方法
US6313559B1 (en) Stator arrangement of rotary electric machine
KR100455264B1 (ko) 차량용 교류발전기
EP0766367B1 (en) AC generator
US8205321B2 (en) Method of assembling a magneto generator
EP0774825B1 (en) AC generator
US20020175589A1 (en) Automotive alternator
US9030073B2 (en) Claw rotor equipped with insulator for an excitation coil and magnets, and rotary electrical machine equipped with rotor of this type
EP3910768B1 (en) Rotating electric machine rotor
JP2010514406A (ja) 多相回転電気機械のステータ、このステータを有する多相回転電気機械、およびこのステータの製造方法
US20070284963A1 (en) Rotor for tandem type alternator and tandem type alternator using such rotor
US6441526B1 (en) Alternator
JPH05308751A (ja) 車両用交流発電機
US20010022483A1 (en) Rotor
US6362550B1 (en) Electric machine, especially a three-phase generator, with an exciter
US6291921B1 (en) Automotive alternator
US20230036949A1 (en) End shield for a rotary electric machine
JP2001112206A (ja) モールドモータ
JP4934635B2 (ja) 回転電機
KR100557886B1 (ko) 차량용 교류발전기의 회전자
JPS634416B2 (ja)
JP5144180B2 (ja) ステータの中点連結構造

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees