JP4041283B2 - 電気的な機械、特にスリップリングなしの三相交流発電機 - Google Patents

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１に記載された形式の、電気的な機械、特にスリップリングなしの、ブラシレス構造の三相交流発電機つまりオルタネータに関する。公知のこのような解決手段（米国特許第５４５１８２３号明細書）の場合、整流器構成ユニットのプラスもしくはマイナスダイオードがそれぞれヒートシンク上に固定されており、接続部でこのヒートシンクに電気的に結合されている。これらのヒートシンクは介在する絶縁プレートと一緒にサンドイッチ状に三相交流発電機のための軸受けシールドの端面に固定されている。このような整流器構成ユニットは、リベットによって一緒に保持され、ねじによって三相交流発電機に固定される。アーチ状に形成された上側のヒートシンクを冷却するために、このヒートシンクは、その内周面の領域に、相並んで配置された多数の冷却スリットを備えている。これらの冷却スリットを通して冷却空気流が端面側で外方から貫流して、発電機のロータに固定されたファンに吸い込まれる。冷却空気はファンによって公知の形式で軸受けシールドの外周面に設けられたスリットを通して半径方向外側に向かって吹き出される。
【０００２】
このような構造は比較的大きな手間がかかる。冷却空気の貫流のために設けられた、整流器構成ユニットの上側のヒートシンクの開口が有する熱導出のための冷却面積は、比較的小さい。
【０００３】
発明の利点
本発明による電気的な機械、特にスリップリングなしの、ブラシレスロータ構造の三相交流発電機は、請求項１の特徴によって、外付けの水冷装置を有すると共に三相交流発電機の構造が著しく簡単になり、導体プレートとこの導体プレートに結合されたコンタクトリングとが簡単に形成されるという利点を有している。さらに、組み付け、および、発電機の内部へのアクセスも比較的簡単である。
【０００４】
本発明の別の構成は請求項２以下と、以下に述べる説明と、図面とに記載されている。
【０００５】
実施例の説明
図１には、符号１０で、スリップリングなしの三相交流発電機のほぼポット状のケーシングが示されている。このケーシングは軸受けシールド１１（マイナスヒートシンクとも呼ばれる）によって閉鎖されている。軸受けシールドの真ん中の孔１２には玉軸受け１３が配置されている。ケーシングの同軸的に対向して位置する湾曲部１５には玉軸受け１６が配置されている。これらの両玉軸受けには、誘導体１９Ａが一体的に組み込まれたポールホイール１９の軸１８が支承されている。軸１８は、ケーシング１０もしくは軸受けシールド１１から突出したジャーナル１８Ａを有している。このジャーナル１８Ａにはベルトプーリ２０が配置されている。
【０００６】
ケーシング１０のほぼ中央には、成層ステータ(Lamellenstaender)２２が配置されており、軸１８に対して同軸的に、固定式の励磁コイル２４を備えた磁極コア２３が配置されている。誘導体１９Ａは、励磁コイル２４と成層ステータ２２との間で非磁性のリング２５に固定的に結合されている。これらの部材の間のいわゆる一次および二次空気ギャップについては、本発明にとって重要ではなくしかも汎用のものなのでここでは指摘しない。
【０００７】
図１ａは三相交流ステータコイル２６のコイルストランドＲ，Ｓ，Ｔを備えた三相交流発電機の回路構造を示したものである。この三相交流ステータコイル２６はコイル端部（コイル引出し部）Ｕ，Ｖ，ＷおよびＸ，Ｙ，Ｚを有している。これらの端部は、デルタ結線を成して互いに結合されており、ブリッジ整流器の整流器構成ユニット２７に接続されている。プラス整流器ダイオード（プラスダイオード）７０はプラスヒートシンク内２８に、マイナス整流器ダイオード（マイナスダイオード）７１は、マイナスヒートシンクとして形成された軸受けシールド１１内に圧入されている。公知の通り、プラスダイオード７０のアノードは、発電機のプラス接続部に引き出されているのに対して、マイナスダイオード７１のカソードは、マイナス接続部として直接的に軸受けシールド１１に接触接続されている。
【０００８】
軸受けシールド１１（マイナスヒートシンク）には、同軸的にプラスヒートシンク２８がねじ２９によってねじ締結されている。半径方向で見てプラスヒートシンク２８の内側には、導体プレート３０が位置している。この導体プレート３０はねじ４８によって軸受けシールドに固定されている。これらの部材の間には、絶縁シート３２が位置している。付言すれば、導体プレート３０はしばしば接続プレートとも呼ばれる。前記構成部材は、互いにサンドイッチ状に配置されていて、保護キャップ３３によって覆われている。保護キャップ３３の内部に、導体プレート３０の半径方向で見て外側で同軸的に、コンタクトリング３４が位置している。このコンタクトリングは導体プレートと一緒に本発明にとって重要な１つの部分を形成している。このコンタクトリングは図２において等角図で示されており、図３においては平面図で示されている。これに対して、図４では図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面が示されている。
【０００９】
コンタクトリング３４の一方の半部には、互いに間隔を置いて、４つの支柱状の接続個所３５〜３８が一体成形されている。これらの接続個所には、三相交流ステータコイル２６のコイル引出し部(Wicklungsausgaenge)Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚのためのそれぞれの貫通部３９〜４２が解離可能に、クランプ個所４４（図４も参照）で接続されている。６つのコイル引出し部のための接続個所が４つだけが設けられているので、これらのコイル引出し部は次のように配置されている。すなわち、コイル引出し部Ｘ，Ｗは個別にそれぞれ１つの接続個所（この場合３５，３８）に引き出されているのに対して、コイル引出し部ＵおよびＹ、もしくは、ＶおよびＺは、それぞれ１つに纏められており、例えば接続個所３６，３７つまりこれらのクランプ個所４４に接続されている。対応する符号Ｘ〜Ｚが図３において、それぞれの接続個所に記載されている。これにより、コンタクトリング３４を著しく簡単にし、修理する場合に接続部を簡単に取り外すことができる。
【００１０】
図１が示しているように、クランプ個所４４がラグ４５とねじ４６とを介して不動に締め付けられている。これらのクランプ個所から、導線材が導体プレート３０に通じている。この導体プレートはねじ４８によって、軸受けシールドもしくはマイナスヒートシンク１１に接続されている。このマイナスヒートシンクにおいては、詳細には図示していないマイナスダイオード７１が位置しており、プラスヒートシンク２８には、プラスダイオード７０が位置している。この導体プレートには、導体プレート３０のプラスダイオードのための接続部５８〜６０と、マイナスダイオードのための接続部６１〜６３とが取り付けられている（図５参照）。さらに、この場所には４つのステータ接続部６５〜６８が設けられているのが判る。これらのステータ接続部６５〜６８はラグ４５を介してコイル引出し部Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに接触している。この場合コイル引出し部Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚはねじ４６でラグ４５にねじ締結されている。図１においてはコイル引出し部Ｖ，Ｚが設けられていることが判る。
【００１１】
さらに、図６は三相交流ステータコイル２６を備えた成層ステータ２２と１つのコイル引出し部Ｖ，Ｚとを示している。このコイル引出し部はクランプ個所４４に接続される。念のために述べておくが、さらにつけ加えると、図４に示したように、ねじ４６のためのナット５３がコンタクトリング３４内に、コンタクトリング射出成形時に一緒に埋め込まれて固定されている。
【００１２】
さらに付言すれば、軸受けシールド１１が図示していないねじによって、ケーシング１０のフランジ５６にねじ締結されている。これらのねじを緩めることによって軸受けシールド１１を取り除くことができるので、コンタクトリング３４にアクセス可能である。同様のことが、コンタクトリング３４自体にも、クランプ個所４４を緩めることによって当てはまるので、発電機内部の修理作業を良好に行うことができる。ここでは貫通孔５４，５５が設けられていることも判る。これらの貫通孔を介して、発電機はやはり図示していないねじによって内燃機関に接続されている。さらにこの発電機は、空冷式ではなく水冷式である。
【００１３】
図７には成層ステータ２２が三相交流ステータコイル２６の端部Ｕ，Ｖ，ＷおよびＸ，Ｙ，Ｚとともに立体的に示されている。コイルストランドＲ，Ｓ，Ｔは２つの半部で巻かれているのでコイル端部はそれぞれ２つの線材から成っている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、水冷式のスリップリングのない発電機を示す縦断面図であり、図１ａは回路図を示している。
【図２】 コンタクトリングを示す等角図である。
【図３】 コンタクトリングを示す平面図である。
【図４】 コンタクトリングを図３のＩＩ−ＩＩ線に沿って示す断面図である。
【図５】 導体プレートを示す等角図である。
【図６】 成層ステータを示す断面図である。
【図７】 三相交流ステータコイルを簡単に示す等角図である。
【符号の説明】
１０ ケーシング、 １１ 軸受けシールド（マイナスヒートシンク）、 １２ 孔、 １３，１６ 玉軸受け、 １５ 湾曲部、 １８ 軸、 １８Ａ 誘導体、 １９ ポールホイール、 １９Ａ 誘導体、 ２０ ベルトプーリ、 ２２ 成層ステータ、 ２３ 磁極コア、 ２４ 励磁コイル、 ２５ リング、 ２６ 三相交流ステータコイル、 ２７ 整流器構成ユニット、 ２８ プラスヒートシンク、 ２９ ねじ、 ３０ 導体プレート、 ３２ 絶縁シート、 ３３ 保護キャップ、 ３４ コンタクトリング、 ３５〜３８ 接続個所、 ３９〜４２ 貫通部、 ４４ クランプ個所、 ４５ ラグ、 ４６，４８ ねじ、 ５３ ナット、 ５４，５５ 貫通孔、 ５６ フランジ、 ５８〜６３ 接続部、 ６５〜６８ ステータ接続部、 ７０ プラス整流器ダイオード、 ７１ マイナス整流器ダイオード、 Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ コイル引出し部（コイル端部）

Claims (4)

1. 電気的な機械、特にスリップリングなしの、ブラシレスロータ構造の三相交流発電機であって、ほぼポット状のケーシング（１０）と、軸受けシールド（１１）から成る整流器構成ユニットと、該整流器ユニットに結合されたプラスヒートシンク（２８）と、さらに、やはり軸受けシールド（１１）に配置された導体プレート（３０）とが設けられており、該導体プレートが整流器ダイオード（７０，７１）と整流器ステータコイル（２６）の接続部とを結合している形式のものにおいて、
   導体プレート（３０）が接続部（６５〜６８）を介してコンタクトリング（３４）に結合されており、該コンタクトリングに、ステータ（２２）の三相交流コイル（２６）のコイル引出し部（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）が接触接続されており、三相交流コイル（２６）がデルタ結線を成して配置された３つのコイルストランド（Ｒ，Ｓ，Ｔ）を有しており、該コイルストランドがそれぞれ２つの半部で巻かれており、コンタクトリング（３４）が導体プレート（３０）の周りを同軸的に巡っていて、４つの接続個所（３５〜３８）を有しており、該接続個所に三相交流コイル（２６）のコイル引出し部（Ｕ〜Ｚ）が、接続個所のうちの２つの個所（３６，３７）でコイルストランド（Ｒ，Ｓ，Ｔ）の各２つの端部（Ｕ，ＹおよびＶ，Ｚ）が結線され、他の２つの接続個所（３５，３８）に２つのコイルストランド（Ｔ，Ｒ）の各１つの端部（Ｗ，Ｘ）が接続されるように、案内されて接続されていることを特徴とする、電気的な機械、特にスリップリングなしの、ブラシレスロータ構造の三相交流発電機。
2. 接続個所（３５〜３８）に固定手段（４６）が取り付けられており、該固定手段（４６）に、コイル引出し部のためのクランプ個所（４４）が当て付けられている、請求項１記載の機械。
3. 導体プレート（３０）に、プラスヒートシンク（２８）内および軸受けシールド（１１）内に配置されたダイオード（７０，７１）のための接続部（５８〜６３）が位置しており、さらに、コンタクトリング（３４）のための接続部（６５〜６８）が位置している、請求項１または２記載の機械。
4. 固定手段の部分が、コンタクトリング（３４）に差し込まれたナット（５３）であり、該ナットに、導体プレート（３０）の接続部（５８〜６３）のためのねじ（４６）が螺合されている、請求項２または３記載の機械。

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