JP4401494B2 - 自動車用のオルタネータ - Google Patents
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のオルタネータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用のオルタネータは、ヨーロッパ特許0762617号公報に記載されているように公知であり、爪状に組まれた極を有する磁石車と、隣接する爪状極の間に設けられた補極磁石とを備えている。この磁石により、磁束漏れを低減して、磁束を強くすることができる。
【０００３】
コスト削減のために、磁石車の製造許容誤差がかなり大きい場合、補極磁石は、ロータの高速回転（磁極端が開く）により発生する遠心力や熱のために、破損する場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、微細な製造許容誤差を必要とすることなく、磁石が破損する危険性を低下させ、磁石を固定することができる自動車用のオルタネータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明による自動車用のオルタネータは、組み合わされた爪状極を有する２つの磁石車と、爪状極の間に設けられた磁石部とを備え、磁石部を構成する磁石は、磁石部よりも可撓性の大きい接着層により固着されている。
【０００６】
この接着層は、可撓性が大きいので、製造許容誤差による遊びを除去し、かつ、高速回転で発生する熱、及び遠心力による部材の変形を吸収する。これにより、磁石部破損の危険性が低下する。磁石部が接着された磁極端の相対運動は、この可撓性材料の接着層により吸収される。
【０００７】
この材料は、鉄を含んでいることが好ましい。これにより、可撓性材料の接着層を通過する磁界の連続性が良好となる。
【０００８】
磁石部は、関連する爪状極の側面の間に設けられ、可撓性材料の接着層は、爪状極の側面と平行に延びていることが好ましい。
【０００９】
可撓性材料の接着層は、爪状極の中心で延びていることが好ましい。
【００１０】
可撓性材料の接着層は、磁石部の極性方向に対して直行している中心面に沿って延びていることが好ましい。
【００１１】
爪状極は、磁石部を収容する溝となっている側面を備えていることが好ましい。
【００１２】
溝は、「Ｕ」形状であることが好ましい。これにより、直方体の磁石部を、爪状極の間に収容することができる。
【００１３】
溝は、１つの面が爪状極の周面と概ね平行となるように、長手方向の断面が「Ｖ」形状となっているのがが好ましい。これにより、台形体の磁石部を、爪状極の間に収容することができる。
【００１４】
爪状極は、内周面と、外周面と、これら周面の間で連続し、オルタネータのシャフトに向かって傾斜している側面とを備えていることが好ましい。これにより、これらの面が台形体のハウジングを構成し、戻りがないように、間隙内に台形体の磁石部を密着して収容することができる。
【００１５】
磁石部は、その長手方向に対して、直角に延びる直方体であるのが好ましい。
【００１６】
磁石部は、上述の材料と同じ材料で、爪状極の少なくとも一方に接着されていることが好ましい。
【００１７】
このオルタネータは、複数の磁石部を備え、そのうちの少なくとも２つ、またはその多数、好ましくは全てが、それぞれ２つの分割体からなっているのが好ましい。
【００１８】
磁石部は、磁石部の長手方向に対して、直角に延びる台形体であるのが好ましい。
【００１９】
本発明の他の特徴、及び利点は、限定されることのない以下の実施例により明らかになると思う。
【００２０】
【実施態様】
本発明による自動車の電気式オルタネータは、公知の要領で、自動車の冷却系統のループに注入された水で冷却される。このオルタネータは、例えば、座席を暖めるためのラジエータと直列、または並列に組み付けられ、また、室内換気機を備える種類のものであっても良い。
【００２１】
このオルタネータは、極及び補極磁石を除いては、例えばヨーロッパ特許第0762617号に記載されているような、軸線（４）を有するシャフトに取り付けられた公知のステータまたはロータ（２）を備えている。
【００２２】
ロータ（２）は、シャフトに同軸で取り付けられたディスク状のプレート（８）を有する２つの極片または磁石車（６）を備えている。２枚のプレート（８）は、互いに等しく、平行に延びている。
【００２３】
各磁石車（６）は、一方のプレートから他方のプレートに延びる、概ね平坦で三角形状の爪状極（１０）を有している。磁石車（６）の爪状極（１０）は、各爪状極（１０）の先端が、磁石車（６）のプレート（８）に近接するように、互いに組み合わされている。このような構造は公知である。
【００２４】
２つの磁石車（６）の一方はＮ極、他方はＳ極となっている。各爪状極（１０）は、凸状の外周面（１２）、凹状の内周面（１４）、及び三角形の２面をなし、外周面（１２）及び内周面（１４）と連続している側面（１６）を有している。爪状極（１０）の側面（１６）は、互いに離れて対向している。このような構造は公知である。
【００２５】
本実施例では、各側面（１６）には、「Ｕ」形状のスロットである溝（１８）が設けられている。この溝（１８）は、側面（１６）に沿って長手方向に延びる軸線を有し、かつ、平らな面と、この面と垂直な２つの面を有している。
【００２６】
ロータ（２）は、概ね直方体の磁石部（２０）を有し、磁石部（２０）の長手方向と直交している。各磁石部（２０）は、２つの各爪状極（１０）の側面（１６）と溝（１８）の側面（２２）との間に収容されている。なお、溝（１８）の平らな面に、接着層を設ける場合もある。
【００２７】
各磁石部（２０）は、側面（２２）の一方から他方に延びる方向に沿って、Ｎ極、Ｓ極に分極されている。
【００２８】
各磁石部（２０）は、形状及び寸法が互いに等しい直方体である２つの磁石（２４）からなっている。これら２つの磁石（２４）は、互いに離れており、磁石部（２０）よりも可撓性を有する材料で形成された接着層（２６）により、それぞれが直接的に固着されている。この接着層（２６）は、磁石部（２）の縦中心面、つまり爪状極（１０）の側面（１６）の中間で、かつ側面（１６）と平行に延びている。
【００２９】
可撓性を有する材料は、公知のようにシリコン接着剤である。このシリコン接着剤は、接着層（２６）を通過して、良好な磁気的連続性を得るために、鉄粉を含んでいることが好ましい。
【００３０】
磁石（２４）は、フェライトまたは希土で形成されている。接着層（２６）は、製造許容誤差による遊びをある程度除去し、また、ロータ（２）が高速で回転した時に発生する力（遠心力）及び熱の影響による変形を吸収する。
【００３１】
接着層（２６）の厚さは、磁石部（２０）の寸法と比較すると、無視できるものであるが、図面においては、強調のために誇張して示している。
【００３２】
この接着層（２６）は、磁石部（２０）と溝（１８）の平らな面に層爪状極との間に設けたものと同じであるのが好ましい。
【００３３】
図３の変形例において、溝（１８）は、互いに傾斜している２つの面（３０）を有する「Ｖ」形状となっている。これらの面（３０）の一方は、外周面（１２）及び内周面（１４）と概ね平行であり、側面（１６）とは直角である。一方、面（３０）の他方は、側面（１６）に対して傾斜している。この傾斜している面は、ロータから、より離れて位置している。
【００３４】
各磁石部（２０）は、台形体である。磁石部（２０）の平行な２面のうちの広い面は、溝（１８）の面（３０）の一方に接着されて、シャフトの軸線（４）に近接している磁石部（２０）の縁となっている。中央にある平坦な接着層（２６）は、台形体の磁石部（２０）の平行な面に対して、直交している。
【００３５】
図４の変形例において、爪状極（１０）の側面（１６）には、溝が形成されておらず、外周面（１２）から内周面（１４）にかけて連続している。爪状極（１０）は、シャフトの方向に互いに傾斜している。磁石部（２０）は、図３のものと同じである。台形体である磁石部（２０）の平行でない面は、接着層（図示せず）が設けられた爪状極（１０）の各側面（１６）に接着されている。
【００３６】
図５の変形例は、図２に示したものと類似している。ロータ（２）は、磁石部（２０）よりも大きな可撓性を有する材料、例えば、予備含浸されたプラスチックに埋め込まれたガラス繊維で形成された、平らで長方形の少なくとも１つのプレート、または平板（３２）を備えている。
【００３７】
平板（３２）は、磁石部（２０）の外周面（３４）に固着され、接着層（３６）とともに、外周面（３４）の寸法及び形状を再び定める。平板（３２）は、磁石部（２０）と各溝（１８）とにわたって設けられ、溝（１８）に収容されている。
【００３８】
同様の平板（３２）を、磁石部（２０）の内周面に、選択的に、または、付加的に設けてもよい。
【００３９】
また、図３の変形例において、平板（３２）を設けてもよい。
【００４０】
図５または図３の変形例において、平板（３２）は、磁石（２４）を接着している接着層（２６）による遊びの除去の方向とは別の方向における変形及び遊びを吸収する。
【００４１】
組立の際には、平板（３２）を、各磁石部（２０）に固着してユニット化し、このユニットを、溝（１８）と爪状極（１０）との間に収容する。
【００４２】
または、各磁石部（２０）を爪状極（１０）の間に挿入した後に、平板（３２）を溝（１８）に嵌入するとともに、磁石（２０）に接着するようにしても良い。
【００４３】
さらに、２つの磁石（２４）を接着している接着層（２６）を、爪状極（１０）の外周面（１２）及び外周面（１４）に部分的に平行に、かつ、側面（１６）と直角に設けてもよい。
【００４４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるオルタネータのロータの部分正面図である。
【図２】図１のロータのＩＩーＩＩ線部分断面図である。
【図３】第１の変形例の部分断面図である。
【図４】第２の変形例の部分断面図である。
【図５】第３の変形例の部分断面図である。
【符号の説明】
２ ロータ
６ 磁石車
４ 軸線
８ プレート
１０ 爪状極
１２ 外周面
１４ 内周面
１６ 側面
１８ 溝
２０ 磁石部
２２ 側面
２４ 磁石
２５ 外周面
２６ 接着層
２７ 内周面
３０ 接着層
３２ 平板
３３ 面
３４ 外周面
３６ 接着層
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のオルタネータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用のオルタネータは、ヨーロッパ特許0762617号公報に記載されているように公知であり、爪状に組まれた極を有する磁石車と、隣接する爪状極の間に設けられた補極磁石とを備えている。この磁石により、磁束漏れを低減して、磁束を強くすることができる。
【０００３】
コスト削減のために、磁石車の製造許容誤差がかなり大きい場合、補極磁石は、ロータの高速回転（磁極端が開く）により発生する遠心力や熱のために、破損する場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、微細な製造許容誤差を必要とすることなく、磁石が破損する危険性を低下させ、磁石を固定することができる自動車用のオルタネータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明による自動車用のオルタネータは、組み合わされた爪状極を有する２つの磁石車と、爪状極の間に設けられた磁石部とを備え、磁石部を構成する磁石は、磁石部よりも可撓性の大きい接着層により固着されている。
【０００６】
この接着層は、可撓性が大きいので、製造許容誤差による遊びを除去し、かつ、高速回転で発生する熱、及び遠心力による部材の変形を吸収する。これにより、磁石部破損の危険性が低下する。磁石部が接着された磁極端の相対運動は、この可撓性材料の接着層により吸収される。
【０００７】
この材料は、鉄を含んでいることが好ましい。これにより、可撓性材料の接着層を通過する磁界の連続性が良好となる。
【０００８】
磁石部は、関連する爪状極の側面の間に設けられ、可撓性材料の接着層は、爪状極の側面と平行に延びていることが好ましい。
【０００９】
可撓性材料の接着層は、爪状極の中心で延びていることが好ましい。
【００１０】
可撓性材料の接着層は、磁石部の極性方向に対して直行している中心面に沿って延びていることが好ましい。
【００１１】
爪状極は、磁石部を収容する溝となっている側面を備えていることが好ましい。
【００１２】
溝は、「Ｕ」形状であることが好ましい。これにより、直方体の磁石部を、爪状極の間に収容することができる。
【００１３】
溝は、１つの面が爪状極の周面と概ね平行となるように、長手方向の断面が「Ｖ」形状となっているのがが好ましい。これにより、台形体の磁石部を、爪状極の間に収容することができる。
【００１４】
爪状極は、内周面と、外周面と、これら周面の間で連続し、オルタネータのシャフトに向かって傾斜している側面とを備えていることが好ましい。これにより、これらの面が台形体のハウジングを構成し、戻りがないように、間隙内に台形体の磁石部を密着して収容することができる。
【００１５】
磁石部は、その長手方向に対して、直角に延びる直方体であるのが好ましい。
【００１６】
磁石部は、上述の材料と同じ材料で、爪状極の少なくとも一方に接着されていることが好ましい。
【００１７】
このオルタネータは、複数の磁石部を備え、そのうちの少なくとも２つ、またはその多数、好ましくは全てが、それぞれ２つの分割体からなっているのが好ましい。
【００１８】
磁石部は、磁石部の長手方向に対して、直角に延びる台形体であるのが好ましい。
【００１９】
本発明の他の特徴、及び利点は、限定されることのない以下の実施例により明らかになると思う。
【００２０】
【実施態様】
本発明による自動車の電気式オルタネータは、公知の要領で、自動車の冷却系統のループに注入された水で冷却される。このオルタネータは、例えば、座席を暖めるためのラジエータと直列、または並列に組み付けられ、また、室内換気機を備える種類のものであっても良い。
【００２１】
このオルタネータは、極及び補極磁石を除いては、例えばヨーロッパ特許第0762617号に記載されているような、軸線（４）を有するシャフトに取り付けられた公知のステータまたはロータ（２）を備えている。
【００２２】
ロータ（２）は、シャフトに同軸で取り付けられたディスク状のプレート（８）を有する２つの極片または磁石車（６）を備えている。２枚のプレート（８）は、互いに等しく、平行に延びている。
【００２３】
各磁石車（６）は、一方のプレートから他方のプレートに延びる、概ね平坦で三角形状の爪状極（１０）を有している。磁石車（６）の爪状極（１０）は、各爪状極（１０）の先端が、磁石車（６）のプレート（８）に近接するように、互いに組み合わされている。このような構造は公知である。
【００２４】
２つの磁石車（６）の一方はＮ極、他方はＳ極となっている。各爪状極（１０）は、凸状の外周面（１２）、凹状の内周面（１４）、及び三角形の２面をなし、外周面（１２）及び内周面（１４）と連続している側面（１６）を有している。爪状極（１０）の側面（１６）は、互いに離れて対向している。このような構造は公知である。
【００２５】
本実施例では、各側面（１６）には、「Ｕ」形状のスロットである溝（１８）が設けられている。この溝（１８）は、側面（１６）に沿って長手方向に延びる軸線を有し、かつ、平らな面と、この面と垂直な２つの面を有している。
【００２６】
ロータ（２）は、概ね直方体の磁石部（２０）を有し、磁石部（２０）の長手方向と直交している。各磁石部（２０）は、２つの各爪状極（１０）の側面（１６）と溝（１８）の側面（２２）との間に収容されている。なお、溝（１８）の平らな面に、接着層を設ける場合もある。
【００２７】
各磁石部（２０）は、側面（２２）の一方から他方に延びる方向に沿って、Ｎ極、Ｓ極に分極されている。
【００２８】
各磁石部（２０）は、形状及び寸法が互いに等しい直方体である２つの磁石（２４）からなっている。これら２つの磁石（２４）は、互いに離れており、磁石部（２０）よりも可撓性を有する材料で形成された接着層（２６）により、それぞれが直接的に固着されている。この接着層（２６）は、磁石部（２）の縦中心面、つまり爪状極（１０）の側面（１６）の中間で、かつ側面（１６）と平行に延びている。
【００２９】
可撓性を有する材料は、公知のようにシリコン接着剤である。このシリコン接着剤は、接着層（２６）を通過して、良好な磁気的連続性を得るために、鉄粉を含んでいることが好ましい。
【００３０】
磁石（２４）は、フェライトまたは希土で形成されている。接着層（２６）は、製造許容誤差による遊びをある程度除去し、また、ロータ（２）が高速で回転した時に発生する力（遠心力）及び熱の影響による変形を吸収する。
【００３１】
接着層（２６）の厚さは、磁石部（２０）の寸法と比較すると、無視できるものであるが、図面においては、強調のために誇張して示している。
【００３２】
この接着層（２６）は、磁石部（２０）と溝（１８）の平らな面に層爪状極との間に設けたものと同じであるのが好ましい。
【００３３】
図３の変形例において、溝（１８）は、互いに傾斜している２つの面（３０）を有する「Ｖ」形状となっている。これらの面（３０）の一方は、外周面（１２）及び内周面（１４）と概ね平行であり、側面（１６）とは直角である。一方、面（３０）の他方は、側面（１６）に対して傾斜している。この傾斜している面は、ロータから、より離れて位置している。
【００３４】
各磁石部（２０）は、台形体である。磁石部（２０）の平行な２面のうちの広い面は、溝（１８）の面（３０）の一方に接着されて、シャフトの軸線（４）に近接している磁石部（２０）の縁となっている。中央にある平坦な接着層（２６）は、台形体の磁石部（２０）の平行な面に対して、直交している。
【００３５】
図４の変形例において、爪状極（１０）の側面（１６）には、溝が形成されておらず、外周面（１２）から内周面（１４）にかけて連続している。爪状極（１０）は、シャフトの方向に互いに傾斜している。磁石部（２０）は、図３のものと同じである。台形体である磁石部（２０）の平行でない面は、接着層（図示せず）が設けられた爪状極（１０）の各側面（１６）に接着されている。
【００３６】
図５の変形例は、図２に示したものと類似している。ロータ（２）は、磁石部（２０）よりも大きな可撓性を有する材料、例えば、予備含浸されたプラスチックに埋め込まれたガラス繊維で形成された、平らで長方形の少なくとも１つのプレート、または平板（３２）を備えている。
【００３７】
平板（３２）は、磁石部（２０）の外周面（３４）に固着され、接着層（３６）とともに、外周面（３４）の寸法及び形状を再び定める。平板（３２）は、磁石部（２０）と各溝（１８）とにわたって設けられ、溝（１８）に収容されている。
【００３８】
同様の平板（３２）を、磁石部（２０）の内周面に、選択的に、または、付加的に設けてもよい。
【００３９】
また、図３の変形例において、平板（３２）を設けてもよい。
【００４０】
図５または図３の変形例において、平板（３２）は、磁石（２４）を接着している接着層（２６）による遊びの除去の方向とは別の方向における変形及び遊びを吸収する。
【００４１】
組立の際には、平板（３２）を、各磁石部（２０）に固着してユニット化し、このユニットを、溝（１８）と爪状極（１０）との間に収容する。
【００４２】
または、各磁石部（２０）を爪状極（１０）の間に挿入した後に、平板（３２）を溝（１８）に嵌入するとともに、磁石（２０）に接着するようにしても良い。
【００４３】
さらに、２つの磁石（２４）を接着している接着層（２６）を、爪状極（１０）の外周面（１２）及び外周面（１４）に部分的に平行に、かつ、側面（１６）と直角に設けてもよい。
【００４４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるオルタネータのロータの部分正面図である。
【図２】図１のロータのＩＩーＩＩ線部分断面図である。
【図３】第１の変形例の部分断面図である。
【図４】第２の変形例の部分断面図である。
【図５】第３の変形例の部分断面図である。
【符号の説明】
２ ロータ
６ 磁石車
４ 軸線
８ プレート
１０ 爪状極
１２ 外周面
１４ 内周面
１６ 側面
１８ 溝
２０ 磁石部
２２ 側面
２４ 磁石
２５ 外周面
２６ 接着層
２７ 内周面
３０ 接着層
３２ 平板
３３ 面
３４ 外周面
３６ 接着層
Claims (12)
- 組み合わされた２個の爪状磁極（１０）を備えた２個の磁石車（６）と、２個の爪状磁極（１０）の間に介挿された少なくとも１個の磁石部（２０）とを備えた自動車用オルタネータであって、
イ．磁石部（２０）は２個の磁石（２４，２４）から構成されていて、２個の磁石（２４，２４）は、それぞれ、磁石部（２０）が介挿された２個の爪状磁極（１０）の一方だけに固定されていること、及び
ロ．磁石部（２０）の２個の磁石（２４，２４）は、それぞれ、磁石部（２０）よりも可撓性が大きな接着層（２６）により固着されていることを特徴とする自動車用のオルタネータ。 - 接着層（２６）は、鉄を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の自動車用のオルタネータ。
- 磁石部（２０）は、爪状磁極（１０）の側面（１６）の間で延び、接着層（２６）は、爪状磁極（１０）の側面（１６）と平行に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車用のオルタネータ。
- 各磁石部（２０）は、形状及び寸法が互いに等しい直方体である２個の磁石（２４、２４）から構成されていて、接着層（２６）は、爪状磁極（１０）の中間で延びていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用のオルタネータ。
- 各磁石部（２０）は、形状及び寸法が互いに等しい直方体である２個の磁石（２４、２４）から構成されていて、接着層（２６）は、磁石部（２０）の極性方向とは直角に、磁石部（２０）の中間で延びていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用のオルタネータ。
- 爪状磁極（１０）は、磁石部（２０）を収容する溝（１８）が形成された側面（１６）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の自動車用のオルタネータ。
- 溝（１８）の長手方向の断面は「Ｕ」形状であることを特徴とする請求項６記載の自動車用のオルタネータ。
- 溝（１８）の長手方向の断面は「Ｖ」形状であり、その１つの面は、爪状磁極（１０）の外周面（１２）及び内周面（１４）と平行であることを特徴とする請求項６に記載の自動車用のオルタネータ。
- 磁石部（２０）は、磁石部（２０）の長手方向に対して直角に延びる直方体となっていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の自動車用のオルタネータ。
- 磁石部（２０）は、磁石部（２０）の長手方向に対して直角に延びる台形体となっていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の自動車用のオルタネータ。
- 磁石部（２０）は、接着層（２６）と同じ接着剤で、爪状極（１０）の少なくとも一方に接着されていることを特徴とする請求項１〜１０いずれかに記載の自動車用のオルタネータ。
- 複数の磁石部（２０）を備え、そのうちの少なくとも２個の磁石部（２０）は、２個の磁石（２４，２４）からなっていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の自動車用のオルタネータ。
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