JP4989727B2 - 発電機のためのインダクタンスアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は発電機に関する。より具体的には、本発明は、その内部にインダクタンスアセンブリが設けられた発電機に関する。

発電機は周知の技術である。それらは通常は固定された固定子と回転するロータとを備えている。一般的に、固定子は外側にあり、ロータは固定子の内部に、固定子と同軸に回転可能に組み付けられている。

いくつかの発電機において、固定子は内側にあり、円筒形のロータは固定子の外側に同軸に組み付けられている。これらの機械は内部固定子発電機として言及される。

いくつかのこれらの発電機はバッテリによってパワー供給されており、ブースト回路を使用してバッテリ電圧を選択的に増加させている。これは多くの装置に関係しており、例えば、バッテリからの電圧が低下した場合、負荷に供給される電圧が一定になるようにすることを確実にしている。

そのようなブースト回路は図１に概略的に示されている。この回路において、インダクタンス、コンデンサ、２つのトランジスタおよび２つのダイオードが、負荷に供給されるバッテリの電圧を上昇するために使用されている。この回路は発電機制御の当業者によって理解されているはずなので、ここではこれ以上詳細に記載されていない。

多くの装置において、強い電流を搬送しなければならないため、インダクタンスのサイズは重要である。また、インダクタンスは熱を発生し、その熱は発電機の確実な操作のために消散されなければならない。

したがって、本発明の目的は、発電機のためのインダクタンスアセンブリを提供することである。

図示された本発明の実施形態によれば、全体的に円筒形状の内面を備えた冷却アセンブリ内に組み込まれるインダクタンスアセンブリが提供される。そのインダクタンスアセンブリは、それぞれが全体的に半円筒形状の外面を備え、冷却アセンブリの全体的に円筒形上の内面に組み付けられるように形成された少なくとも２つの縦長のボディ部であって、それぞれのボディ部には第１および第２の縦長の通路を形成している縦長の中央アームが設けられたボディ部と、第１および第２のヘッド部の間に設けられた、第１および第２の縦長の脚部を備えた少なくとも１つのコイルであって、第１の脚部は第１の縦長の通路内に挿入されるように形成され、第２の脚部は第２の縦長の通路内に挿入されるように形成されたコイルと、少なくとも２つの縦長のボディ部の間に組み付けられて、少なくとも２つの縦長のボディ部の全体的に半円筒形状の外面を冷却アセンブリの全体的に円筒形状の内面に付勢するための少なくとも１つのクリップと、を具備している。

本発明の別の特徴によれば、全体的に円筒形状の内面を備えた内部固定子が設けられた発電機内に組み込まれるインダクタンスアセンブリが提供される。そのインダクタンスアセンブリは、内部固定子内に挿入されるように形成され且つ大きさが決められ、全体的に円筒形状の外面をと全体的に円筒形状の内面を備えた冷却アセンブリと、それぞれが全体的に半円筒形状の外面を備え、冷却アセンブリの全体的に円筒形状の内面に組み付けられるように構成された少なくとも２つの縦長のボディ部であって、それぞれのボディ部には第１および第２の縦長の通路を形成している縦長の中央アームが設けられたボディ部と、第１および第２のヘッドの間に設けられて、第１および第２の脚部が設けられた少なくとも１つのコイルであって、第１の脚部は第１の縦長の通路内に挿入されるように形成され、第２の脚部は第２の縦長の通路内に挿入されるように形成された少なくとも１つのコイルと、少なくとも２つの縦長のボディ部の間に組み付けられて、少なくとも２つの縦長のボディ部の全体的に半円筒形状の外面を冷却アセンブリの全体的に円筒形状の内面に付勢するための少なくとも１つのクリップと、を具備している。

ブースト回路の概略的な回路図を示している。 発電機の内部固定子の内部に組み付けられた、本発明の第１の実施形態によるインダクタンスアセンブリの斜視図を示しており、インダクタンスアセンブリのコイルは簡略化の目的により省略されている。 図２のインダクタンスアセンブリ内に挿入されるコイルの斜視図を示している。 図２のインダクタンスアセンブリの上面の計画図を示しており、発電機の冷却アセンブリが破線で示されている。 図２のインダクタンスアセンブリの側面図を示しており、発電機の冷却アセンブリが破線で示されている。 図２のインダクタンスアセンブリ内で使用される保持要素の斜視図を示している。 発電機の内部固定子の内部に組み付けられた、本発明の第２の実施形態によるインダクタンスアセンブリの斜視図を示しており、インダクタンスアセンブリのコイルは簡略化の目的により省略されている。 図７のインダクタンスアセンブリの上面の計画図を示しており、発電機の冷却アセンブリが破線で示されている。 図７のインダクタンスアセンブリの側面図を示しており、発電機の冷却アセンブリが破線で示されている。 図７のインダクタンスアセンブリ内で使用される保持要素の斜視図を示している。 図７に示されたインダクタンスアセンブリがその内部に組み付けられる冷却アセンブリの上面の計画図を示している。 図１１の線１２−１２に沿った断面を示した図である。 図１１の冷却アセンブリの底部の斜視図を示している。 図７に示されたインダクタンスアセンブリがその内部に組み付けられる冷却アセンブリの上面の計画図を示している。 図１４の線１５−１５に沿った断面を示した図である。

請求項および／または明細書中の“具備する”との語と併せて使用される“ａ”および“ａｎ”との語の使用は“１つの”ということを意味していてもよいが、“１つまたは複数”、“少なくとも１つ”および“１つ以上”との意味でもある。それに類似して、“別の”との語は少なくとも２番目またはそれ以降の意味であってもよい。

この明細書および請求項内で使用される場合、（“具備する”および“具備する”といったような任意の人称の）“具備する”、（“備える”および“備える” といったような任意の人称の）“備える”、（“含む”および“含む” といったような任意の人称の）“含む”、または（“包含する”および“包含する” といったような任意の人称の）“包含する”との語は、包括的または制約のないものであり、付加的な、列挙されていない要素または工程ステップを除外しない。

本発明の他の目的、利点および特徴は、以下の図示された実施形態の非限定的な記載を読むことで明確になるだろう。その実施形態は添付の図を参照することのみによって例示的に与えられる。

概説するならば、本発明による図示されたインダクタンスアセンブリは、発電機の内部固定子内に挿入されてそこに固定的に組み付けられるように形成され、およびサイズが決定されている。

添付の図２〜６に戻ると、本発明による図示された実施形態のインダクタンスアセンブリ２０が記載されている。

図２は、発電機（図示略）の内部固定子２２の内部に組み付けられたインダクタンスアセンブリ２０の部分を図示したものである。より具体的には、インダクタンスアセンブリ２２は全体的に管状の冷却アセンブリ２４の内部に組みつけられており、冷却アセンブリ自身は全体的に管状の内部固定子２２の内部に組みつけられている。

インダクタンスアセンブリ２０は２つのボディ部２６および２８、そのボディ部２６および２８に挿入された複数のコイル３０（図３，４および５参照）、および冷却アセンブリ２４内にインダクタンスアセンブリ２０を維持するための２つのクリップ３２および３４を含んでいる。

コイル３０は、ボディ部２６および２８の特徴をよりよく現すために、図２には示されていないことを記しておく。ボディ部２６および２８は同一のものであるので、簡素化の目的で、ボディ部２６のみがここに記載されていることも記しておく。

図２からよくわかるように、ボディ部２６は全体的にＥ字形状であり、半円筒形状の外面３６を備え、冷却アセンブリ２４の円筒形状の内面３８に適切に接触するように形成され且つ大きさを決定されている。ボディ部２６は中央アーム４０を含み、２つの段付の縦長の通路４２および４４を形成して、コイル３０を受容するように構成されている。

ここで添付の図３を参照すると、コイル３０が記載されている。コイル３０は長方形に多数回巻かれたワイヤを含み、それぞれのコイルには第１の脚部４６および第２の脚部４８が設けられ、それらの脚部はヘッド５０および５２の間に一体的に組みつけられて、連続的なコイルを形成している。

図示されたインダクタンスアセンブリの実施形態において、インダクタンスを形成するために使用された４つの異なったコイル３０が、それぞれのボディ部２６および２８内に挿入されている（図３のみに示されている）。これらの４つのコイルは互いに内部に挿入されるように形成され、大きさが決められている。使用されるコイル３０の数は多様であってもよいことが理解される。

図４および５は４つのコイル３０ａ，３０ｂ，３０ｃおよび３０dを示しており、３０ａが最も小さく、３０ｄが最も大きくなっている。

図４によりよく見られているように、コイル３０ａ〜３０ｄが縦長の通路４２および４４に一旦挿入されると、２つのストッパ５４および５６は通路内で互いに面して三角形のノッチ５８内においてスライドして係合され、コイルを適切な位置に維持している。

それと同様にこの図において見られるのはキー５８とキー溝６０との配列であり、それらはボディ部２６の外面３６と冷却アセンブリ２４の内面３８との間に設けられている。キーとキー溝との配列は、冷却アセンブリ２４内でのインダクタンスアセンブリ２０の回転の防止と、組み立ての間の部ディ部２６および２８の正確な位置決めとに寄与している。

図４はボディ部２６および２８の外面３６も示しており、それらは面取りされた端部６２および６４を含み、ボディ部２６および２８の間に２つのクリップ３２および３４を挿入することを可能にしている。

クリップ３２は図６に図示されている。クリップ３４はクリップ３２と同一であるということを記しておく。クリップ３２は弾性材料で形成されており、縦長の平坦なボディ６６を備え、湾曲したばね部６８が両端において設けられている。したがって、２つのボディ部２６および２８の間で冷却アセンブリ２４内に一旦挿入されると、２つのクリップ３２および３４はボディ部の外面３６を冷却アセンブリ２４の内面３８に向かって付勢する。

インダクタンスを形成するために使用されるコイル３０の数、およびインダクタンスアセンブリの用途によるコイル間の相互接続の方法を決定することは、当業者が想到する範囲内であると考えられる。

ボディ部２６および２８の外面と冷却アセンブリ２４の内面との間の適切な接触がなされているので、コイル３０によって発生する熱は冷却アセンブリ２４に収集され、発電機から除去されるということも、当業者には明確である。

ここで添付図の図７〜１０に戻ると、本発明による図示された第２の実施形態のインダクタンスアセンブリ１００が記載されている。インダクタンスアセンブリ１００は、図２〜６を参照して上述されたインダクタンスアセンブリ２０と非常に似ているので、それらの間の差異点のみが以下に記載されている。

概説するならば、２つのインダクタンスアセンブリの間の差異は冷却アセンブリ２４内の組み付けに使用される方法に関係している。

それぞれにばね部が設けられたクリップ３２および３４がインダクションアセンブリ２０に使用される（図６参照）代わりに、２つの相補的なくさび形ブロック１０２および１０４が使用されて（図１０参照）、互いに離間したボディ部１０６および１０８に付勢している。ブロック１０２および１０４は弾性プラスチックまたはアルミニウム合金のような非磁性材料で有利に形成されている。

２セットの相補的な楔形ブロックは図７のインダクタンスアセンブリ内で使用されており、第３のブロック（図１１および１２参照）がボディ部の中央アーム４０の間で使用されることも可能である。

２つのクリップ３２および３４がボディ部の間に挿入される面取りされた端部６２および６４が必要でないために、ボディ部１０６，１０８の外面１１０も完全に半円筒形状であってもよい。

添付図の図１１〜１６に戻ると、図７のインダクタンスアセンブリ１００が内部に挿入される、２つの代替的な冷却アセンブリが記載されている。

より具体的に図１１〜１３を参照すると、冷却アセンブリ２００が記載されている。冷却アセンブリ２００はアルミニウム合金のような熱伝導性材料で形成されており、冷却液流入口２０２、冷却液流出口２０４、および冷却液流入口２０２と冷却液流出口２０４とを相互に接続した冷却液流路（図示略）を慣習的に含んでいる。

図１２により明確に見られるように、冷却アセンブリは全体的に円筒形ボディ２０６を含み、そのボディには内部ショルダを形成している内部突起２０８が設けられ、クレードル２１０を受容するように構成されている。クレードル２１０は全体的に円筒形状の外面２１１を備え、ボディ２０６の全体的に円筒形状の内面に合致している。内面２１４は全体的にＣ字形状の断面を備え、ショルダ２１６が設けられて、インダクタンスアセンブリ１００を受容するように構成されている一方で、そのコイルは安全にクレードル２１０から離間されている。ショルダ２１６は、インダクタンスアセンブリ１００のための縦長のストッパとして作用する。

図１３は突起２０８が連続的でなく、ファスナ２１８がクレードル２１０をボディ２０６に組み付けるために使用されることを図示している。

より具体的に図１４〜１５を参照すると、冷却アセンブリ３００が記載されている。かさねて、冷却アセンブリ３００はアルミニウム合金のような熱伝導性材料で形成されており、冷却液流入口３０２、冷却液流出口３０４、および冷却液流入口３０２と冷却液流出口３０４とを相互に接続した冷却液流路（図示略）を慣習的に含んでいる。冷却アセンブリ３００は上述の冷却アセンブリ２００と非常に似ている。それに応じて、それらの間の差異点のみがここに記載される。

図１５により明確に見られるように、冷却アセンブリ３００のボディ３０６はクレードル部を含んだ１つのモールド成型要素であり、クレードル部は図１２の分離したクレードルの形状と類似している。かさねて、ショルダ３０８はインダクタンスアセンブリ１００を適切な位置で受容し、インダクタンスアセンブリ１００のための縦長のストッパとして作用する。

長方形ワイヤがここに図示されたコイル３０を形成するために使用される一方で、他の断面形状のワイヤが使用されることも可能である。

インダクタンスアセンブリの組み立ての間、ボディは、一旦コイル３０がその内部に挿入されると、単独で樹脂で充満されることが可能であることを記しておく。もちろん、双方のボディは同時に充満されることが可能である。

これまでに図示されたインダクタンスアセンブリが２つのボディを含んでいる一方で、当業者は２つ以上のボディを使用した本発明の原理によるインダクタンスアセンブリを設計することが可能であることも記しておく。

絶縁フィルム（図示略）がコイルとボディとの間に設けられることが可能であることも記しておく。当業者は適切な絶縁フィルムを決定して適切に配置することができるだろう。

接着剤（図示略）がボディとコイルアセンブリとの間に塗布されてもよいことも記しておく。当業者は適切な接着剤決定して適切に配置することができるだろう。

本発明はその用途を、これまでの添付図に示されたおよび記載内容の構成および部品の詳細に限定されるものではないということが理解されるべきである。本発明は様々な態様の実施形態および、実施方法で実施可能である。ここで使用された表現または専門用語は記載の目的であり、限定の目的ではない。したがって、本発明はその実施形態を利用してこれまでに記載されているが、本発明の思想、範囲および主題から逸脱することなく改良可能である。

２０，１００ ・・・インダクタンスアセンブリ
２２ ・・・内部固定子
２４，２００，３００ ・・・冷却アセンブリ
２６，２８ ・・・ボディ部
３０ ・・・コイル
３２，３４ ・・・クリップ
４０ ・・・中央アーム
４２，４４ ・・・通路
４６ ・・・第１の脚部
４８ ・・・第２の脚部
５０，５２ ・・・ヘッド
５４ ・・・ストッパ
１０２，１０４ ・・・くさび形ブロック
１０６，１０８ ・・・ボディ部
２０６，３０６ ・・・ボディ
２１０ ・・・クレードル
２１６，３０８ ・・・ショルダ

Claims (25)

1. 全体的に円筒形状の内面を備えた冷却アセンブリ内に組み込まれるインダクタンスアセンブリであって、該インダクタンスアセンブリは、
   それぞれが全体的に半円筒形状の外面を備え、前記冷却アセンブリの全体的に円筒形状の前記内面に組み付けられるように形成された少なくとも２つの縦長のボディ部であって、それぞれの前記ボディ部には第１および第２の縦長の通路を形成している縦長の中央アームが設けられたボディ部と、
   第１および第２のヘッド部の間に設けられた、第１および第２の縦長の脚部を備えた少なくとも１つのコイルであって、前記第１の脚部は前記第１の縦長の通路内に挿入されるように形成され、前記第２の脚部は前記第２の縦長の通路内に挿入されるように形成されたコイルと、
   少なくとも２つの前記縦長のボディ部の間に組み付けられて、少なくとも２つの前記縦長のボディ部の全体的に半円筒形状の前記外面を前記冷却アセンブリの全体的に円筒形状の前記内面に付勢するための少なくとも１つのクリップと、
   を具備していることを特徴とするインダクタンスアセンブリ。
2. 前記縦長の中央アームは前記ボディ部と一体となっていることを特徴とする請求項１に記載のインダクタンスアセンブリ。
3. 前記第１および第２の縦長の通路は段付の通路であることを特徴とする請求項１に記載のインダクタンスアセンブリ。
4. 前記少なくとも１つのコイルは４つのコイルを含み、該４つのコイルは互いに内部に挿入されるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のインダクタンスアセンブリ。
5. それぞれの前記コイルは、前記ボディ部の段付の通路の１つの段に対応して位置決めされるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のインダクタンスアセンブリ。
6. 前記少なくとも１つのコイルは長方形ワイヤの複数回の巻き付けを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のインダクタンスアセンブリ。
7. 前記少なくとも１つのコイルはそれぞれが長方形ワイヤを複数回巻きつけて形成された、４つのコイルを含み、互いに内部に挿入されるように形成され且つ大きさが決定されていることを特徴とする請求項１に記載のインダクタンスアセンブリ。
8. それぞれの前記少なくとも１つのクリップは弾性材料で形成され、縦長の平坦なボディを備え、ボディには縦長の両端に湾曲されたばね部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインダクタンスアセンブリ。
9. それぞれの前記少なくとも１つのクリップは２つの相補的なくさび形ブロックを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のインダクタンスアセンブリ。
10. 前記少なくとも２つの縦長のボディ部の全体的に半円筒形状の外面と、前記冷却アセンブリの全体的に円筒形の内面とは、相補的なキーおよびキー溝を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のインダクタンスアセンブリ。
11. 前記少なくとも２つの縦長のボディ部の全体的に半円筒形状の外面と前記冷却アセンブリの全体的に円筒形状の内面との間に、接着剤が塗布されていることを特徴とする請求項１に記載のインダクタンスアセンブリ。
12. 全体的に円筒形状の内面を備えた内部固定子が設けられた発電機内に組み込まれるインダクタンスアセンブリであって、該インダクタンスアセンブリは、
    内部固定子内に挿入されるように形成され且つ大きさが決められ、全体的に円筒形状の外面と全体的に円筒形状の内面を備えた冷却アセンブリと、
    それぞれが全体的に半円筒形状の外面を備え、前記冷却アセンブリの全体的に円筒形状の内面に組み付けられるように構成された少なくとも２つの縦長のボディ部であって、それぞれの前記ボディ部には第１および第２の縦長の通路を形成している縦長の中央アームが設けられたボディ部と、
    第１および第２のヘッドの間に設けられて、第１および第２の脚部が設けられた少なくとも１つのコイルであって、前記第１の脚部は前記第１の縦長の通路内に挿入されるように形成され、前記第２の脚部は前記第２の縦長の通路内に挿入されるように形成された少なくとも１つのコイルと、
    前記少なくとも２つの縦長のボディ部の間に組み付けられて、前記少なくとも２つの縦長のボディ部の全体的に半円筒形状の外面を前記冷却アセンブリの全体的に円筒形状の内面に付勢するための少なくとも１つのクリップと、
    を具備している。ことを特徴とするインダクタンスアセンブリ。
13. 前記冷却アセンブリはショルダを含み、該ショルダは前記内面に設けられて、前記少なくとも２つのボディ部のための縦長のストッパとして寄与していることを特徴とする請求項１２に記載のインダクタンスアセンブリ。
14. 前記ショルダは前記冷却アセンブリの内面と一体となっていることを特徴とする請求項１３に記載のインダクタンスアセンブリ。
15. 前記ショルダは、前記冷却アセンブリ内に挿入可能なクレードル要素によって設けられていることを特徴とする請求項１３に記載のインダクタンスアセンブリ。
16. 前記縦長の中央アームは前記ボディ部と一体となっていることを特徴とする請求項１２に記載のインダクタンスアセンブリ。
17. 前記第１および第２の縦長の通路は段付の通路であることを特徴とする請求項１２に記載のインダクタンスアセンブリ。
18. 前記少なくとも１つのコイルは４つのコイルを含み、該４つのコイルは互いに内部に挿入されるように構成されていることを特徴とする請求項１７に記載のインダクタンスアセンブリ。
19. それぞれの前記コイルは、前記ボディ部の段付の通路の１つの段に対応して位置決めされるように構成されていることを特徴とする請求項１８に記載のインダクタンスアセンブリ。
20. 前記少なくとも１つのコイルは長方形ワイヤの複数回の巻き付けを含んでいることを特徴とする請求項１２に記載のインダクタンスアセンブリ。
21. 前記少なくとも１つのコイルはそれぞれが長方形ワイヤを複数回巻きつけて形成された、４つのコイルを含み、互いに内部に挿入されるように形成され且つ大きさが決定されていることを特徴とする請求項１２に記載のインダクタンスアセンブリ。
22. それぞれの前記クリップは弾性材料で形成され、縦長の平坦なボディを備え、ボディには縦長の両端に湾曲されたばね部が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載のインダクタンスアセンブリ。
23. それぞれの前記クリップは２つの相補的なくさび形ブロックを含んでいることを特徴とする請求項１２に記載のインダクタンスアセンブリ。
24. 前記少なくとも２つの縦長のボディ部の全体的に半円筒形状の外面と、前記冷却アセンブリの全体的に円筒形の内面とは、相補的なキーおよびキー溝を含んでいることを特徴とする請求項１２に記載のインダクタンスアセンブリ。
25. 前記少なくとも２つの縦長のボディ部の全体的に半円筒形状の外面と前記冷却アセンブリの全体的に円筒形状の内面との間に、接着剤が塗布されていることを特徴とする請求項１２に記載のインダクタンスアセンブリ。

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