JP5102460B2 - 回転電気機器のロータの位置をモニタする手段に属するターゲット、およびかかるターゲットを備えた回転電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、一般的には、多相回転電気機器のロータの位置をモニタする手段、およびかかるモニタ手段を備える多相回転電気機器に関する。

より詳細には、本発明は、モニタ手段に属するターゲットおよび回転シャフトと、この回転シャフトに回転自在に固定されたロータと、このロータを囲む固定された多相ステータと、ロータの位置をモニタする手段とを備え、これらの手段は、シャフトを囲み、シャフトに回転自在に固定されたターゲットと、このターゲットの近くに配置され、ターゲットと協動する少なくとも１つの固定されたセンサとを備える多相回転電気機器に関する。

この装置のステータは、ロータシャフトを回転取り付けするための少なくとも１つのベアリングを支持する固定されたケーシングを備えている。

このタイプの回転電気機器は、従来技術、特に国際特許出願第WO01/69762号から公知である。この明細書では、回転電気機器は、オルタネータ兼スタータとして知られるリバーシブルなオルタネータであり、このリバーシブルなオルタネータは、第１に、熱エンジンを備える自動車内で発電機として使用でき、第２に、特に自動車の熱エンジンを始動させるための電動モータとして作動できる。この回転電気機器には、モータの位置をモニタする手段が装備されている。このモニタ手段は、ターゲットを備え、このターゲットは、一実施例では、ロータまたはこのロータに固定されたファンに回転自在に接続されている。

ロータまたはファンには、形状による協動作用により、コアが回転自在に接続されている。

変形例では、このコアは、ファンと一体的な部品になっている。

このような構造は、満足できるものである。

それにもかかわらず、ターゲットを回転電気機器に、より容易に取り付けできるようにすることが望まれている。

これに関連し、本発明の目的は、上記条件を満たすことにある。

上記前文により定められている包括的な定義による本発明の目的を達成するために、本発明は、回転電気機器のロータのシャフトを回転自在に取り付けるよう、ベアリングの回転内部レースにターゲットが固定されていることを特徴とする。

上記前文に記載された包括的な定義に係わる回転電気機器は、基本的には、このようなターゲットを含むことを特徴としている。

本発明によれば、ターゲットとベアリングとは、取り扱い、および運搬することができるアセンブリを形成し、このアセンブリは、回転電気機器を、最終的に組み立てる場所と異なる場所、または同じ場所であらかじめ形成できる。

回転電気機器におけるこのような組立体の取り付けは容易であり、このような取り付けによって、回転電気機器の最終組み立て時間が短縮される。

本発明によれば、ターゲットが設けられたベアリングを容易に外し、この組立体を変更できるので、回転電気機器を、より容易にリノベートすることも可能である。

ターゲットがベアリングの回転内側レースにセンタリングされ、自らロータシャフトに密に取り付けられるという事実を活用できる。

ベアリングの２つのレースの間に設けられるシールを変更する必要はなく、そのため、シールは保護される。

このような解決方法は、回転電気機器に隣接するファンまたは回転電気機器のロータを簡略化し、隣接する部品、特に集電リングを支持する集電器を保護する。その理由は、ベアリングにターゲットが結合されているからである。

更に、ターゲットホルダを構成するターゲットのコアの形状に関する自由度が、大きくなっている。その理由は、このコアは、ファンから所定の距離に位置することができ、かつベアリングの外側レース、および回転電気機器の隣接するベアリングに干渉しないように構成できるからである。

回転電気機器のケーシングは、変更されないので、従来技術のタイプのセンサホルダ、および１つ以上のセンサを使用することが可能である。

ベアリングの軸方向の寸法は維持することが好ましく、ターゲットの内周部を受けるように、ベアリングの内側ボアのみが局部的に変更されている。

従って、このような解決案は、簡単であり、かつ経済的である。

ターゲットのコアは、ベアリングレースと異なる態様で、容易に固定できることも理解できよう。

クリンプ加工、スナップ加工または接着によって、この固定を実行できる。

最終的に、接着により、回転電気機器の別の部品にターゲットを固定するよりも、シャフトにターゲットを取り付ける前に、接着により、ベアリングにターゲットを固定することのほうが容易であることが理解できると思う。好ましくは、いくつかのポイントにおけるこのタイプの接着は、最終的に管理が困難であり、費用が多くかかる。その理由は、特に接着剤が乾燥するのを待たなければならないので、回転電気機器の組み立て時間が長くなるからである。

ターゲットを固定するベアリングの内側レースの内側ボア内に、最終的にシャフトを取り付ける際に、ベアリングにターゲットを固定するよう、前記ターゲットの内周部の内径が、ベアリングの内側レースの内側ボアの直径以上となるように、前記ベアリングは、前記ターゲットの内周部のための内側ハウジングを有する。

一実施例では、前記ベアリングの内側レースは、ターゲットが有する前記コアの内周部を、クリンプ加工またはスナップ加工することにより、固定するためにこのハウジング内に形成された溝を備えている。

この溝は、コアの内周部を受けるための傾斜したフランクを有することが好ましい。

ベアリングの内側レースは、ターゲットコアの回転ロックを完了するためのノッチを含むことが好ましい。

一実施例では、ベアリングの内側レースの対応する正面または背面は、クリンプ加工またはスナップ加工した後に、この面に接触するようになっているコアの回転ロックを完了するためのノッチを有している。

変形例では、ターゲットの内周部にノッチが設けられている。

これらのノッチは、セレーションまたはスパイクから構成できる。

端部におけるシャフトは、ターゲットとベアリングとの組立体をロックし、ターゲットのコアは、ベアリングとシャフトとの間に挟持されることが好ましいことは理解できると思う。

一実施例では、プレス加工によって経済的かつ容易に製造できるように、コアは金属製である。

本発明は、次の特徴事項を、単独で有するか、またはそれらの組み合わせを有する。
コアには、補強手段が設けられている。
補強手段を形成し、ターゲットを強化するように、コアには、リブが設けられているので、コアは、高速で回転でき、更にターゲットとセンサとの間に空気ギャップを設け、よって、ターゲットに対するセンサの位置決め精度を良好にすることができる。
コアは、その内周部と外周部の間に底部を有し、この底部には、底部の内周部と外周部とを軸方向にオフセットするようになっているオフセット部分として内側に延びる横方向を向く部分が設けられている。
このオフセット部分は、ベアリングに接続されるようになっているコアの内周部に接続され、ベアリングの外側レース、および回転機器の対応する前方および後方ベアリングが有するベアリング取り付けスリーブとの干渉を防止するようになっている。
このオフセット部分は、傾斜部分である。
ロータに固定された隣接するファンとコアの底部との間に、弾性材料、例えばエラストマまたはゴムから製造されたターゲットを補強するブレースが挟持され、ターゲットが高速で回転するときの振動を吸収し、コアの開放を防止するようになっている。
コアの底部は、ブレースのセンタリング表面を有する。
ファンは、ブレースのセンタリング表面を有する。
ターゲットは、環状磁気部品と、磁気部分の径方向外側面を囲む補助補強手段とを備え、ターゲットとセンサとの間の空気ギャップを良好に制御し、よって、ターゲットに対してセンサを良好な精度で位置決めできる。

一実施例では、補強手段は、環状磁気部品を、その全周にわたって囲むシリンダを形成している。

更に別の特徴によれば、反対の環状ターゲットの径方向外側に、センサが配置されている。

添付図面を参照し、次の詳細な説明を読めば、本発明の上記以外の特徴、および利点が明らかとなると思う。

図１に示す回転電気機器は、可逆的に作動する自動車用オルタネータである。かかるオルタネータは、オルタネータ兼スタータと称され、ロータリーシャフト１と、このシャフト１に回転自在に固定されたロータ２と、ロータ２を囲むように固定された多相ステータ３と、ロータ１をモニタする手段４とを備えている。

シャフト１の軸線は、本明細書では、多相タイプの回転電気機器の回転軸線Ｘ−Ｘ’である。

シャフト１には、ロータ２が固定されており、このロータは、シャフト１と共にロータアセンブリを形成している。

図２〜図５からより明瞭に分かるように、モニタ手段４は、ターゲット４１を備え、このターゲットは、本実施例では磁気部品１５０を備えている。

ロータ２は、クローロータであり、クローを備える２つの極ホイール２１と、これら極ホイール２１の間に配置された励磁巻線２２とを備えている。各ホイール２１は、フランジを有し、このフランジは、シャフト１とほぼ直角に延びると共に、その外周部に、他方の極ホイールのフランジに向き、軸方向に配向された歯を支持している。これらの歯は、一方の極ホイールから、他方のホイールに円周方向にオフセットしており、互いに連動する。これらの歯の各々は、台形となっている。

各フランジは、シャフト１が嵌合された中心ボアを有し、このフランジは、ホイール２１のフランジの中心ボアに圧嵌めされたシャフト上のルーレットにより、このシャフトに回転自在に固定されている。巻線２２を支持するように、極ホイールのフランジの間に、ハブが挟持されている。

一実施例では、コアは、フランジと別個となっているが、変形例（図１）では、コアは２部品であり、各部品は、関連するフランジと一体的な部品となっている。

励磁巻線２２に給電すると、極ホイール２１のうちの一方の上の歯がＮ極となり、他方の極ホイール２１上の歯がＳ極となる。

ステータ３は、自動車の固定部品に固定されるようになっている。この固定部品のためのこのステータ３は、前方ベアリング３１と後方ベアリング３２とを備え、これらのベアリングは、互いに閉じ、タイロッドによって互いに固定されている。

図１では、一方が３３で示されているこれらベアリングは、ケーシングを形成している。ステータ３は、ステータ本体を備え、１組のステータ巻線を支持するステータアセンブリ３４を備えている。

ステータの固定されたケーシング３１、３２には、ステータアセンブリのステータ本体が固定されており、このステータ本体は、ステータのケーシング内に支持されている。本明細書では、簡潔に示すために、断面図にはベアリングが示されていない。

公知のように、ステータアセンブリ３４は、ロータ２を囲み、板金製のパケット状をした本体を備え、このパケット内には、１つの相につき少なくとも１つの巻線の割合で巻線を含む一連のノッチが設けられている。よってこのオルタネータ兼スタータは、本例では三相タイプとなっており、変形例では、六相タイプとなっている。

これらの巻線は、連結コイルを備えたセパレートコイルタイプでもよいし、また例えば国際公開特許第WO92/06527号に記載されているように、Ｕ字形をしたバータイプのものでもよい。

コンパクトタイプであって、かつ内部が換気される回転電気機器の内部で空気を循環させるために、中空状をしたベアリング３１および３２には、孔が開けられており、ロータ２は、それぞれの軸方向端部の各々に、前方ファン２３と後方ファン２４を支持している。

後方ファン２４のほうが前方ファン２３よりも強力である。変形例では、後方ファン２４しか設けられていない。

ステータ３の固定されたケーシングの各ベアリング３１、３２（本例ではアルミ製）は、中心にボールベアリング３５、３６を支持している。

従って、ベアリング３１、３２を備えるステータ３のケーシングは、ロータ２のシャフト１を回転取り付けするために、少なくとも１つのボールベアリングを支持している。

これらベアリング３５、３６は、それぞれシャフト１の前端部および後端部を支持しており、本例では、これらベアリングは、回転内側レースと固定された外側レースとの間に位置する一列のボールとなっている。

本発明の１つの特徴として、図１の実施例では、ベアリング３６と、本例では環状形状をしたターゲット４１とを備え、取り扱い、および運搬が可能なアセンブリを形成するよう、ロータ２のシャフト１を回転取り付けできるという後方ベアリング３６の利点が得られる。

シャフト１を回転取り付けするためのベアリングの内側回転レースには、ロータ２の回転をモニタする手段４を形成するよう、後述するように、少なくとも１つの固定されたセンサ４２と協動するようになっているターゲット４１が固定されている。

このターゲットは、ベアリングの外側レースに対して突出している。

より詳細には、ターゲット４１は、後述するように、ローラベアリング３６の内側回転レースに固定された状態に結合されている。

本例では、後方ベアリング３２の後方ローラベアリング３６のほうが、前方ベアリング３１の前方ローラベアリング３５よりも小さくなっている。

本例では、ナット（番号なし）により、前記ベアリングの外側において、シャフト１に固定されたプーリー状をした運動伝達部材５を支持するように、前方ベアリング３１を越えた状態にシャフト１が延びている。シャフト１に回転自在に固定されたこのプーリーは、Ｖ字形溝（図示せず）を備えるベルトと協動するようになっている。

この電気機器が発電モードで作動しているときに、この溝により、自動車の熱エンジンは、シャフト１とロータ２のアセンブリを駆動するようになっている。この電気機器が、スタータモードで作動するときに、このプーリーおよびこれに連動するベルトは、前記電気機器と逆方向に、自動車の熱エンジンを駆動することもできる。

シャフト１と自動車の熱エンジンとの間の運動伝達装置は、ギアと、分離距離を可変できるプーリーにかけられた少なくとも１つのチェーンまたは少なくとも１つのベルトを備えるものとすることができる。従って、運動伝達部材５は、多くの構造体からなり、ギアと、歯付きホイールと、プーリーなどから成っている。

ロータ２の巻線２２の各端部は、ケーシングの外部にあるシャフト１の後端部に支持された集電リング１１にケーブル接続されている。

このように接続するために、シャフト１の後端部のほうが、シャフト１の前端部のサイズより小さくなっている。

集電リング１１を集電器（図１では符号は付いておらず、この図１の底部により明瞭に示されている）が支持している。この集電器は、シャフト１の後端部に圧嵌めされており、レース１１を支持する本体と、励磁巻線２２の端部に接続するためのリング（符号なし）とを有している。この集電器は、フランス国公開特許第FR-A-2710200号の図８に、より詳細に示されており、詳細については、これを参照されたい。

この部分のためのステータアセンブリ３４の巻線は、回転電気機器の外部に配置された電子管理制御モジュールのパワーステージにケーブルリンク、およびコネクタにより接続されている。図１では、このステータ巻線の出口の１つを見ることができる。

変形例では、電子管理制御モジュールのパワーステージは、オルタネータ兼ステータの後方ベアリングによって支持されている。

本例では、回転電気機器は、国際公開特許第WO01/69762号に記載されているタイプのものであり、詳細については、この特許出願を参照されたい。

ロータ２の位置をモニタする手段４は、シャフト１を囲み、このシャフト１に回転自在に固定された環状ターゲット４１と、ターゲット４１に接近して配置され、ターゲット４１と協動する少なくとも１つの固定されたセンサ４２とを備えている。この手段４は、ホール効果タイプの３つのセンサ４２を備え、図１では、これらセンサのうちの１つしか示されていない。

これらのセンサ４２は、後方ベアリング３２内において、この後方ベアリング３２に固定された状態で取り付けられている。これらのセンサは、ロータ１と反対の後方ベアリングと同じ側に配置されたセンサホルダー１４２に取り付けられている。

シャフト１と共にターゲット４１が回転すると、センサ４２が受ける磁界が変化する。

センサ４２は、電子管理制御モジュールに接続されており、受けている磁界に応じた信号を、このモジュールに送るようになっている。このモジュールは、信号からロータ２の回転角方向の位置を誘導するようにこれら信号を処理する。

電子管理制御デバイスは、フランス国公開特許第FR-A-2745444号に記載されているタイプのものであり、インバータ、例えばＭＯＳＦＥＴタイプのトンランジスタが設けられたパワーステージを備え、このインバータは、ステータ３が発生した交流をＤＣ電流に変換するコンバータを構成し、この電子管理制御モジュールは、更にセンサ４２からの情報を受信する制御手段と、ロータ２の巻線１２の励磁電流をレギュレートする手段を備えている。

このレギュレート手段は、図示されていないブラシホルダー装置に電気的に接続されており、このブラシホルダー装置は、シャフト１によって支持されたリング１１に接触するブラシを有する。

環状ターゲット４１は、シャフト１に直角な平面内に延びており、シャフト１上でセンタリングされ、ロータ２の軸方向後方側に配置されている。

この実施例では、ターゲットは、後方ベアリング３２およびケーシング３１、３２の内部で、後方ローラベアリング３６のまわりに実質的に延びている。

図２および図６に見られるように、本発明に係るターゲットは、ここでは後方ボールベアリング３６の回転内側レースに固定される。従って、後方ボールベアリング３６は、搭載型のボールベアリングである。従って、ターゲットは、回転および並進に対し、ベアリング３６の内側レース１３６を介してシャフト１の後端に固定される。ベアリング３６の内側レース１３６は、シャフト１の後端で、圧嵌めされ、すなわちクランプされ、ターゲットのベアリングとの接続が維持されるようになっている。

上記国際公開特許第WO01/69762号に記載の実施例と比較すると、後方ファン２４が簡略化されていることが理解できると思う。その理由は、このファン２４が、例えば溶接ポイントにより、ロータ２に固定されているが、環状形状のターゲット状の支持カップを形成するのに、自由端を一致させる必要はないからである。

ターゲットとファンまたはロータとの間で形状が協動することによる接続は行われないので、簡略化されていることが理解できると思う。

本例では、環状となっているターゲット４１は、スチールで構成することが好ましい、本例では磁気コア１４１の外周部に支持された環状磁気部品１５０を備えている。このコアは、内周部が内側レース１３６に固定的に結合されている。一般的には、このコア１４１は、非磁性材料から製造することが好ましい。

このコア１４１は、プレス加工によって得ることが好ましく、本明細書ではカップ形状となっているので、磁気部品１５０に対するターゲットホルダを構成している。このコアは、好ましくは、ファイバーによって補強することが好ましい成形可能なプラスチック材料から製造されている。この実施例では、接着により、レース１３６にターゲットを固定することも可能である。

図１から分かるように、ターゲット４１の磁気部品１５０の読み出しは、本明細書では軸方向に行われ、センサ４２は、上記国際公開特許第WO01/69762号に記載されているように、較正された空気ギャップが存在した状態で磁気部品１５０の外周部よりも径方向外側に、センサ４２が位置している。

センサ４２は、プラスチック材料から製造されたセンサホルダ１４２に固定されており、一実施例では、センサホルダは軸方向に向いた部分を有し、この軸方向に向いた部分は、後方ベアリング３２の横方向を向く底部に設けられた開口部を、好ましくは円周方向の間隙を生じるように貫通している。

軸方向に向いた部分内には、センサの電気接続部が埋め込まれている。図１では、軸方向に向いた部分（符号なし）が、この実施例では、３つのホール効果センサを支持することが好ましく、これらセンサの電気接続部は、この部分に埋め込まれている。この部分は、好ましくは後方ベアリング３２の底部に設けられたより広い開口部を、好ましくは円周方向の間隙をもって貫通している。

センサホルダ１４２は、ナットとスタッドによるマウント１６０により、ベアリング３２の底部に円周方向に調節自在に取り付けられているので、後方ベアリング３２へ保護カバー１７０を固定することも可能となっている。カバー１７０は、センサホルダ１４２を囲んでいる。

この後方ベアリング３２は、ローラベアリング３６を取り付けるためのソケット１３９を有している。

センサホルダ１４２は、ソケット１３９の内周部に接触するための、軸方向に向いたリムを、内周部に有する。

変形例では、ベアリング３２の底部に設けられた開口部によって、ターゲットの軸方向の読み取りをすることも可能である。

より詳細な情報を望む場合には、上記国際公開特許第WO01/69762号を参照されたい。

ソケット１３９は、その内周部を介し、ソケット１３９の内周部とベアリング３６の外側レース１３７の外周部との間に、径方向に挟持されたカウル１３８の外周部に密に接触している。

プラスチック材料から製造することが好ましいカウル１３８は、スナップ嵌合によりソケット１３９に固定されており、アルミニウムをベースとする後方ベアリング３２とベアリング３６の外側レース１３７との間の膨張の差を吸収することを可能にしている。

更にこのカウル１３８は、特に後方ベアリング３６における振動を除去することも可能であるので、レース１３６に固定されたターゲット４１の振動の吸収にも関与する。

カップ１４１の形状をした固定されたコアは、軸方向を向く環状リム１４５を外周部１４４に備え、このリムは、軸線Ｘ−Ｘ’に対して逆方向に向いた横方向の環状リム１４６として後方まで延びている。この横方向リムは、磁気部品１５０よりも高さが低く、磁気部品を軸方向に固定するように働く。

磁気部品１５０は、横方向断面が四角形となっており、例えばプラスチック母材内に磁気粒子を分散させた磁気プラスチックから製造されている。

カップ１４１は、磁気部品１５０およびリム１４５がソケット１３９よりも軸方向外側に延び、かつ後方ファン２４のブレードよりも軸方向内側に位置するように、中空状となっている。

このようにするため、カップ１４１は、底部１４８、１４９を備え、これら底部には、軸方向リム１４５に接続されたほぼ横方向を向く部品１４８が設けられ、次に傾斜した部分１４９が設けられ、傾斜部分１４９は、部分１４８を内側に延長させ、カップの内周部１４３に接続されている。

傾斜部分１４９は、ベアリング３６の内側レース１３６の前端部の方向に傾斜している。

傾斜部分１４９は、底部１４８の外周部１４４と底部１４９の内周部１４３との間の軸方向にオフセットした部分であり、このオフセットした部分によって、ターゲット４１とソケット３９、またはベアリングの外側レース１３７との間の干渉が防止される。

従って軸方向の間隙は、ソケット１３９の前端部とカップ１４１の部分１４８とを分離している。

１つの特徴によれば、ターゲットが高速で回転し、遠心力を受けるときの磁気部品１３０の外周部と、センサ４２との間の正確な空気ギャップを保証するために、カップ１４１の底部１４８、１４９には、補強リブ１５１が設けられている。

底部には、溶接部２２と上記集電器とを、ケーブル接続するための２つの間隙孔も設けてある。

この底部１４８、１４９は、本発明によって簡略化された後方ファン２４のフランジ１２４から軸方向のある距離にある。

本明細書では、径方向を向く（図５）これらのリブ１５１は、ターゲットを補強し、高速で回転できるようにする手段を構成している。

リブ１５１の数、およびリブ１５１の長さは、用途、特に追加補強手段が存在するかどうかに応じて決まる。
これらの追加手段は、弾性的とすることができる。

従って、１つの特徴によれば、カップ１４１の底部１４８、１４９と、後方ファン２４の環状形状をしたフランジ１２４の背面との間には、好ましくはプレストレスを加えた状態で、形状が環状のプラスチック材料製の補強ブレース１９０が軸方向に挟持されている。このブレースは、フランジ１２４に当接し、本明細書では、底部の部分１４８に軸方向に作用し、この部分を軸方向に支持している。

ブレース１９０は、エラストマーまたはゴム製であり、本明細書では、センタリング表面１５２により、底部部分１４８を径方向に保持するように、本例では、ステップ状（図３）となっている。
ブレース１９０は、前方に軸方向に向いた環状リム１９１を有し、この環状リム１９１は、ブレースの前面１９５およびブレース１９０の外周部まで延びる横方向を向くリム１９２に接続されている。

このブレース１９０は、後方の軸方向を向く環状リム１９１を有し、この環状リム１９１は、ブレースの背面１９６およびブレースの内周部まで延びる横方向を向くリム１９３に接続されている。

軸方向リム１９４の直径と、軸方向リム１９１の直径とは、ほぼ等しくなっている。

横方向リム１９２と１９３とは、逆の径方向に向いている。
図１から分かるように、リム１９１は、このリムのためのセンタリング表面を構成するフランジ１２４の内周部に密に接触するようになっている。一方、リム１９２は支持表面を構成するフランジ１２４の背面に接触するようになっている。

同じように、リム１９４は、フランジ１２４の底部１４８、１４９上の軸方向を向く環状リム１５２に密に接触するようになっている。一方、リム１９３は、底部１４８、１４９の前面に接触するようになっている。

底部１４８、１４９は、軸方向を向く環状リム１４５と環状リム１５２とを接続する横方向を向くリム１５３を有し、従って、リム１５３は、ブレース１９０の背面１９６に接触するようになっている。リム１５２、１５３は、リブ１５１よりも径方向外側に延びている。環状形状をしたこれらのリム１５２、１５３は、それぞれ、ブレース１９０に対するセンタリングおよび支持を行う。

従って、ブレース１９０は、フランジ１２４の背面と底部１４８、１４９の前面との間に、好ましくはプレストレスがかけられた状態で軸方向に挟持され、フランジ１２４および強化された底部１４８、１４９により径方向に保持されるようになっている。

変形例では、ブレースのうちの軸方向端部の少なくとも一方は、フランジ１２４に、または底部１４８、１４９に接合されている。
変形例として、接着により固定するように、ブレースを複数のセクタに分割できる。

ブレースは、ターゲットが高速で回転しているときの遠心力の作用を受けた場合の振動を除去し、更に、カップが傘のように開くことを防止できる。

１つの特徴にかかわるカップ１４１は、内周部１４３が後方ベアリング３６の回転する内側レース１３６に接続されている。
このようにするために、１つの特徴によれば、ベアリング１３６の回転レースの内側レース１３６とカップ１４１、従って、ターゲット４１の内周部１４３との間で、固定手段２００（図２）が作用する。

この目的のために、内側レース１３６の中心ボア２０６のサイズを局部的に大きくし、固定手段２００のためのハウジングを形成している。
この手段（図６）は、ベアリング３６の内側レース１３６の前端部に設けられた環状溝２０１を備えている。この図６から分かるように、中心ボア２０６は、溝２０１のポイント、すなわち回転レース１３６の前端部でのサイズが局部的に大きくなっている。

この固定手段２００は、図６ではクリンプ手段となっている。
より詳細に説明すれば、この内部の中心内側ボア２０６により、ブレース１３６の内周部に溝２０１が設けられている。溝２０１は、傾斜した前方フランク２０２、ほぼ軸方向を向く底部２０３、およびほぼ横方向を向く後方フランク２０４によって、境界が定められている。

前方フランク２０２とレース１３６の前方横方向面２０５とは、丸くされた接続部分２０７によって接続されている。

図４から分かるように、組み立て前に中空状をしているコア１３１の内周部１４３は、軸方向を向くスリーブ２０８を備え、このスリーブは、横方向を向く部分２０９に接続されている。
横方向を向く部分２０９は、レース１３６の前方横方向面２０５に当接するようなサイズとなっている。

レース１３６と共にターゲット４１が組み立てられると、この部分２０９は、レースの正面２０５に当接し、次にクリンプ工具によりスリーブ２０８が溝２０１に進入し、この溝の底部２０３上にある前方フランク２０２と接触するように、スリーブ２０８の材料が変形される。組み立て後、スリーブは、図６における２１０から分かるように、波形状となる。

丸くされた接続部分２０７により、溝２０１におけるスリーブ２０８の材料の折りたたみが容易となっていることが理解できると思う。一般的には、リブ１５１は底部１４８、１４９の変形を阻止するので、これらのリブ１５１は、このクリンプ作業を容易にする。
従ってこの実施例では、レース１３６に対するターゲット４１の固定は、クリンプ作業によって実行される。

変形例では、固定手段２００は、スナップ手段であるので、固定は、スナップ作業により実行される。
このことは、溝２０１および部分２０８を維持することによって達成できる。これを行うために、スリーブ２０８は、図６における波形形状２１０となるように、あらかじめ形状を定めてある。

組み立て時において、スナップ工具により、部分２０９に押し込みを行い、波形形状をしたスリーブ２１０の自由端を、接続部分２０７に接触させ、スリーブ２０１の自由端を配置し、次に、レース連続部に対してターゲット４１を相対運動させると、元の形状が再び得られ、溝２０１内で広がり、溝内にロックできる。

当然ながら、変形例では、部分２０７は、進入面取り部を有してもよく、この変形例では、好ましくはリブ１５１は内周部に所定の弾性を与えるように短くされており、ブレース１９０もターゲット４１の変形を制限する。

従って、用途によっては、ブレースを省略できる。

クリンピングまたはスナッピングを容易にするため、変形例では、スリーブ２０８、２１０をラグに分割できる。

当然ながら、ラグに分割できるスリーブ２０８は、図４に示された形状でもよい。この場合、これを行うために、自由端に直径が変化した部分を備えたレース１３６の内側ボア２０８に、スリーブを圧嵌めする。従って、溝２０１は、必ずしもなくてもよい。

変形例では、スリーブまたは部分２０９を接着することによって固定を行ってもよい
変形例では、コアの内周部１４３の回転ロックを完了するために、レース１３６にはノッチ、例えばセレーションまたはスパイクが設けられる。例えば円周方向に一定に分散されたこれらノッチは、前面２０５に影響を与え得る。

変形例では、スリーブ２０８または部分２０９は、かかるノッチを有する。

いずれの場合においても、レース１３６には、ターゲットのコアのためのハウジング（図６）が設けられ、よって、内側ボア２０６にシャフト１が取り付けられたときに破損されないよう、ターゲットの内周部１４３の内径Ｄ１は、レース１３６のボア２０６の内径Ｄ２以上となっている。

シャフト１は、ターゲット４１とベアリング３６の内側レースとの接続を維持していることが理解できると思う。

詳細な説明および図面から明らかなように、特に底部１４８、１４９の傾斜した部分１４９により、ベアリング３６の外側レース１３７よりも、径方向外側に突出するように磁気部分１５０が延びている。リブ１５１またはブレース１９０は、ターゲットを補強する手段を構成している。

別の特徴によれば、補助補強手段は、遠心力の作用に対する抵抗力をより大きくするために、磁気部分１５０の径方向外側を囲み、更に空気ギャップをより正確にするように、ターゲットの変形も低減している。
この補助補強手段は、リブ１５１またはブレース１９０と組み合わされている。

例えば磁気部分１５０の径方向外側表面１８５は、磁気部分１５０の径方向外側を囲む層を形成する補強手段によってコーティングされており、この層は、外側表面１８５に押圧されている。
この層の厚さは、回転電気機器のサイズが全体に変化しないよう、環状磁気部品の厚みと比較して薄くなっていることが好ましい。

変形実施例では、この層は開口部を有し、この開口部は、層の軸方向の幅およびその直径と比較して、小さい寸法となっていることが好ましい。
一実施例では、磁気部分１５０は開口部を介し、層の径方向外側面と同一面となるように、補強層内の開口部を満たしている。

更に補強手段は、非磁気材料から成っている。

より正確には、この手段は、一般に、アルミまたはオーステナイト鋼またはプラスチック材料または織物または不織材料、例えばフェルトから成っている。

補強手段は、次の種々の異なる方法で、環状磁気部品１５０と一体的に製造できる。すなわち
補強手段は、
環状磁気部品のまわりに圧嵌めでき、
環状磁気部品のまわりに編組でき、
環状磁気部品のまわりに接着でき、
環状磁気部品のまわりにマグネット成形でき、
環状磁気部品のまわりに熱形成でき、または
環状磁気部品のまたは成形できる。

環状磁気部品は、プラスチックマグネットであることが好ましい。
別の有利な特徴によれば、補強手段は、磁気部品の径方向外側に押圧された、好ましくは薄い層を形成している。
この薄い膜は、例えばストリップまたはフィルム状に製造される。

この薄い膜は、中実にできる。これとは異なり、この薄い膜を、開口部を有するものとすることができる。

この場合、磁気部品は、薄い膜内の開口部を満たし、この開口部を通して、薄い膜の外側に面一状に嵌合する。

上記のようなターゲットの磁気部品を補強する方法により、ターゲットの径方向外側に、センサを位置決めすることが可能となることが理解できると思う。センサの位置は、図１を検討すれば明瞭に理解できるように、ターゲットの径方向内側よりも、ターゲットの外側、またはターゲットの軸方向後方にすることが比較的容易であるので、このような構造が好ましい。

当然ながら、本発明は、上記実施例だけに限定されるものではない。
本発明の範囲から逸脱することなく、上記回転機器の別の変形実施例を想到することができる。

環状磁気部品は、実質的に四角形でない径方向または横方向断面を有することができる。この断面は、正方形、円形または楕円形でもよく、または関連するセンサに適合するその他の任意の形状でもよい。
この環状磁気部品は、プラスチックマグネットでなくてもよいが、母材は、金属または無機物である材料から成っている。

変形例では、ロータは、突出した極を備えたタイプのものであり、この極のまわりに励磁巻線が巻かれる。
変形例では、オルタネータは国際公開特許第WO02/054566号に記載されているように、励磁巻線が巻かれた突出する極およびロータ内に一体化された永久磁石を有する。より詳細については、この国際公開特許を参照されたい。

オルタネータのケーシングは、３つ以上の部品、例えばネジにより、一体に接続された３つの部品を含むことができる。これら３つの部品は、ステータアセンブリを内部に支持する中心部品の各側面に配置された２つのベアリングを備えている。

このオルタネータを、水冷式とすることができる。

変形例として、上記構造を逆にすることも可能である。すなわち、センサを支持する部分を貫通するための孔を内部に有する前方ベアリング３１の底部と、極ホイール２１上の隣接するフランジとの間に、ターゲットホルダが設けられた構造にすることができる。

これらセンサホルダは、ロータに対して逆方向を向くベアリング３１の面に固定される。この場合、シャフト１を回転自在に取り付けるために、ベアリング３５の内側レースに、ターゲット４１が固定される。

変形例として、回転電気機器は、公知の態様でブラシを有しておらず、ロータのシャフトを回転自在に取り付けるためにステータの固定されたケーシングにより、中心に支持された単一ベアリングを有している。
変形例では、このベアリングは、２列のボールを有し、また変形例では、ベアリングはローラベアリングとなっている。

変形例では、ターゲットは、磁気部品を含まず、ロータの位置をモニタリングする手段は、例えば光学タイプのものとされる。

変形例では、ターゲットの底部の内周部と外周部との間を軸方向にオフセットするために、傾斜した部分１４９は、波形部分に置換される。

本発明にかかわる多相回転電気機器の軸方向断面図である。 矢印Ａで示された図１内のボックス内における本発明の第１実施例に係わるターゲット−ホルダベアリングの詳細図である。 矢印Ａで示された図１内のボックス内における弾性材料から製造された、ブレースの詳細図である。 後方ベアリングに取り付けられる前のターゲットの側面図である。 図４における矢印Ｂの方向に見た図である。 図２を拡大した図である。

符号の説明

１ シャフト
２ ロータ
３ ステータ
４ モニタ手段
５ 運動伝達部材
２１ 極ホイール
２２ 励磁巻線
２３、２４ ファン
３１、３２ ベアリング
３４ ステータアセンブリ
３５、３６ ボールベアリング
４１ ターゲット
４２ センサ
１２４ フランジ
１３２ 内側レース
１３７ 外側レース
１３８ カウル
１３９ ソケット
１４１ カップ
１４２ センサホルダ
１４４ 外周部
１４５ 環状リム
１４８、１４９ 底部
１５０ 磁気部品
１５１ 補強リブ
１６０ マウント
１７０ 保護カバー
１９０ ブレース
１９１、１９４ リム
２００ 固定手段
２０１ 環状溝
２０２ フランク
２０５ 横方向面
２０６ 中心ボア
２０７ 接続部分
２０８ スリーブ
２０９ 横方向を向く部分
２１０ スリーブ

Claims (8)

1. 多相回転電気機器であって、回転シャフト（１）と、ロータ（２）と、ステータ（３）と、ロータの位置をモニタする手段とを備え、
   前記ロータ（２）は、前記シャフトに回転可能に取り付けられ、前記ステータ（３）は、前記ロータ（２）を囲み、またケーシング（３１）（３２）を備え、前記ケーシング（３１）（３２）は、前記シャフトを回転可能に取り付けるための少なくとも１つのベアリング（３６）を支持し、
   前記ベアリング（３６）は、回転内側レース（１３６）と、固定外側レース（１３７）とを備え、
   ロータの位置をモニタする手段（４）は、ターゲット（４１）を備え、前記ターゲット（４１）は、少なくとも１つの固定センサ（４２）と協働し、また前記回転内側レース（１３６）に固定される、多相回転電気機器において、
   前記ベアリング（３６）の前記回転内側レース（１３６）に対する前記ターゲット（４１）の機械的接続を維持するように、前記ターゲット（４１）のコア（１４１）は、前記回転内側レース（１３６）と前記回転シャフト（１）との間に挟まれることを特徴とする、多相回転電気機器。
2. 前記ベアリングは、前記ターゲット（４１）の内周部（１４３）のための内側ハウジングを有し、前記ターゲット（４１）の内周部の内径（Ｄ１）が、前記ターゲット（４１）が固定される前記ベアリングの内側レース（１３６）の内側ボア（２０６）の径（Ｄ２）以上となっていることを特徴とする請求項１記載の多相回転電気機器。
3. 前記ターゲットは、コア（１４１）を有し、前記ベアリングの内側レース（１３６）は、溝（２０１）を有し、前記溝（２０１）は、前記内側ハウジングに形成され、前記ターゲットが有するコア（１４１）の内周部（１４３）を、クリンピングまたはスナッピングにより固定するためのものであることを特徴とする請求項２記載の多相回転電気機器。
4. 前記コア（１４１）は、形状が中空であり、また補強手段（１５１）の形成のためのリブが設けられた底部（１４８）（１４９）を有することを特徴とする、請求項１記載の多相回転電気機器。
5. 前記ターゲット（４１）は、コア（１４１）を有し、前記コア（１４１）は、その内周部と外周部との間に底部を備え、前記底部は、オフセット部分（１４９）により延びる横方向を向く部分（１４８）が設けられ、オフセット部分（１４９）は、前記コアの内周部に接続され、前記底部の外周部（１４４）と内周部（１４３）との間の軸方向オフセットがもたらされるようになっていることを特徴とする請求項１記載の多相回転電気機器。
6. 前記ターゲットは、コア（１４１）を有し、前記コア（１４１）は、その外周部において、環状の磁気部品（１５０）を支持していることを特徴とする請求項１記載の多相回転電気機器。
7. 前記ターゲットは、環状の磁気部品（１５０）と、補強手段とを備え、前記補強手段は、径方向外側で前記磁気部品を包絡することを特徴とする、請求項６記載の多相回転電気機器。
8. 前記ロータ（２）は、両端の一方でファン（２４）を支持し、前記ターゲット（４１）は、ベアリング（３６）に固定するコア（１４１）を有し、例えばエラストマーまたはゴムなどの弾性材料から作られたブレース（１９０）は、前記ファン（２４）と前記コア（１４１）との間に、軸方向に挟持されていることを特徴とする請求項７記載の多相回転電気機器。

Images