JPH05507400A - 電気機械、特に自動車用３相交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電気機械、特に自動車用３相交流発電機従来の技術 本発明は、請求の範囲第１頂上位概念部分に記載の電気機械、特に自動車用３相 交流発電機に関するものである。

ＤＥ−０５３１２８０８１１：より、すてニ液冷式密閉ケーシングに収容された 複式発電システムを有する自動車用３相交流発電機が公知である。この発電機の 場合、駆動軸の両端が２個のエンドシールドに受容されている。更に、ＤＥ−Ｏ ８３１２８０８１により次の点が公知である。すなわち、カットアウトリレーと 、後方のエンドシールドへの接続部とを有する整流ユニットが、発電機のいわゆ るＢ側に、または駆動軸前端のところのＶベルト車が、いわゆるＡ側に配置され ている点である。

冷却用に自動車の駆動ユニットのポット状凹所内へ直接に収容される電気機械の 場合には、前記の解決策は不可能である。加えて、その種の３相交流発電機のＢ 側は外からは接近不可能なので、機械の接続部をそこに設けることはできないの である。

更にまた、その種の自動車用３相交流発電機の場合にポット状の金属ケーシング を用いて、Ａ側エンドシールドに発電機接続部を設けるようにすることも公知で ある。しかしながら、その場合、整流ユニットとカットアウトリレーを別個に配 置し配線すると、極めて出費が多額になる。

本発明の解決策が目指すところは、２つの軸方向に前後に位置する３相交流発電 システムを有する表面冷却式電気機械の場合に、整流ユニットとカットアウトリ レーとを出来るだけコンパクトに、かつまた電気機械との接続端子と一緒に配置 するようにすることにある。

発明の効果 請求の範囲第１項記載に特徴を有する本発明による電気機械は、次に効果を有し ている、すなわち駆動集合装置その他へ組込むためのポット状ケーシングを有す るカットアウトリレー・整流ユニット・液冷式３相交流発電機が、−揃いのユニ ットとして製造・販売できることである。更に、そのさい、整流ユニットやカッ トアウトリレー内に発生する損失熱をエンドシールド・カバーを介して液冷装置 へ放熱でき、かつそれによってコンパクトな構造形式が達成される利点も有して いる。

請求の範囲第２項以下に記載により、第１項に記載の特徴を有する手段の改善及 び別の有利な構成が可能となる。

図面 図面には本発明の一実施例が示されている。以下では図面につき、この実施例を 詳説する。図１は２つの発電システムを有する自動車用３相交流発電機を、縮尺 部分断面図で示したもの、図２は２つの発電システムの回路構成を示した図、図 ３は図１の発電機のエンドシールド・カバーを前方から見た図、図４は並置され たプラスの冷却体、図５は図３に示したシールド・カバー内の２つの整流ユニッ ト用の条導体板を示した図、図６は、シールド・カバーのところの励磁巻線用の 接続板の図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った拡大断面図、図８は互いに 間隔をおいてシールド・カバーに組付は可能のカットアウトリレーの図、図９は シールド・カバーに取付は可能の条導体カバーの図、図１０及び図１１は固定子 、エンドシールド・カッく−、プラスの冷却体、条導体板、条導体カバーを組付 は前の状態で、図３〜図５、図９、図１２のＸ−Ｘ線とＸＩ−ＸＩ線に沿った断 面図にて示した図、図１３は図８の統合されたカットアウトリレーを有する、図 ９に示した条導体カバーの拡大断面図、図１４はコンデンサ区域での条導体カバ ーの別の拡大断面図である実施例の説明 図１には、自動車、建設機械その他に給電する３相交流発電機が符号１０で示さ れている。この発電機は、ステータとも呼ばれる固定子１１と、クローポール・ システムを有し、駆動軸１３に取付けられた２重導体回転子１２と、２個の極リ ング１６．１７に配置され、固定子１１ないし前部エンドシールド・カバー１８ に取付けられた２個の励磁巻線１４．１５とから成っている。駆動軸１３の後端 部は、発電機１０のポット状金属ケーシング２０の底部２０ａのところの第１玉 軸受１９に受容されている。駆動側（Ａ−側）では、駆動軸１３が別の玉軸受２ １を介してエンドシールド・カバー１８に受容されている。カバー１８は、金属 ケーシング２０を駆動側で密閉しており、発電機１０の電気接続部２２及び後述 する整流・カットアウトリレー・ユニットを保持している。この液冷式発電機１ ０は、金属ケーシング２０の外に冷却液の案内に役立つスペーサリブ２３を備え 、既述のように、車両の集合装置２４の、相応に形成されたポット状凹所に受容 され、ねじ２５で固定されている。冷却液は、流入孔２６を介して金属ケーシン グ２０の外面へ案内され、発電機１０内に発生する熱を吸収し、流出孔２７を介 して発電機の冷却回路内へ排出される。

発電機１０の固定子１１は、２個の軸方向に前後して配置された成層鉄心２８． ２９を有している。これら成層鉄心のスロット内には、それぞれ３相交流巻線３ １．３２が、いわゆる固定子巻線としてそう人され、互いに星形に接続されてい る。巻線３１．３２は、２個のクローポール・システム３３．３４を有する２重 導体回転子１２と、それぞれ協働する。２個の固定子成層鉄心２８．２９は、金 属スペーサリング３５により互いに間隔をおいて保持され、スロットピッチの１ ７２だけ互いにずらされて位置決めされている。これら成層鉄心は、巻線３１． ３２の巻線端と一緒に、熱伝導性プラスチック３６内に埋め込まれてプレハブ形 式の構造ユニットを形成している。

図２は、２つの互いに無関係の３相交流システム３８．３９を有する発電機１０ の電気回路を示したものである。これらのシステム３８．３９は、それぞれ整流 ユニット４０．４１、カットアウトリレー４２．４３、標準符号Ｂ＋、Ｌ、Ｓ、 Ｗを有するスイッチ接続端子２２を有している。この場合、Ｂ十端子は、公知の 形式（ＥＰ　Ｏ２３２８２８Ａ２）で各１２ボルトの２つの別個の蓄電池に接続 されている。これらの蓄電池は、選択的に１２Ｖ又は２４Ｖの消費器に並列又は 直列に接続される。発電機内へそう人されている付加的な金属部材により、双方 のＢ十端子の間に場合によりブリッジを生じさせることができる。発電機１０の 金属ケーシング２０は、その場合、大地電位にされ、その結果、双方の整流ユニ ット４０．４１のすべてのマイナスのダイオード４４は、陽極側が接地されてお り、すべてのプラスのダイオード４５が陰極側をＢ＋接続端子２２と接続されて いる。この例は、共通のマイナスの接地点との接続に相当する。これに対し、電 気的中心が接地された個別システムが直列接続する場合には、一方のシステムの マイナスのダイオードと、他方のシステムのプラスのダイオードが、ケーシング と接続されねばならない。

整流ユニット４０，４１、調整スイッチ４２．４３、発電機１０のシールド・カ バー１８のところの３相電流巻線及び励磁巻線３１．３２ないし１４．１５の具 体的な配置と配線とについて、残りの図面を用いて詳説する。

図３はシールドカバー１８を単一の部材として前方から見た図である。マイナス ・ダイオード４４を圧入する孔４６が形成され、ダイオード４４は、図１０に見 られるように、シールドカバー１８の外縁部に各４個ずつ２グループに分けられ て並列配置されている。

ダイオード４４と同心的に更に内方にそれぞれ２個の細長い穴４７が設けられて いる。これらの穴４７には、図１０に見られるように、３相交流巻線３１．３２ の巻線端を埋込んだプラスチック３６の各１つのカラー４８がはめ込まれる。合 計４つのカラー４８内には、それぞれ対をなして双方の巻線３１．３２の接続部 が、ねじブツシュ４９の形式で、耐食措置を施されて埋込まれている。シールド ・カバー１８の上部には、別の孔５０があり、これらの孔内へは、図１２に示さ れているように、接続ねじ２２ａが、絶縁されてねじ込まれている。これらの接 続ねじ２２ａは、この場合、図２に見られる接続端子り、Ｓ、Ｗを形成している 。更に、エンドシールド区域には、各４個の孔５１゜５２が設けられている。こ れらの孔には、図１に見られるように、エンドシールド・カバー１８が、ねじ５ ３により、ないしはシールド被覆リング５４が、ねじ５５により、それぞれ極リ ング１６のところに取り付けられる。エンドシールド・カバー１８の下半部には 、孔５６．５７が設けられ、これらの孔には、各１つの励磁巻線１４．１５の接 続線５８（図１）が通される。

プレハブ式のエンドシールド・カバー１８上には、熱伝導性の薄いリング状絶縁 フォイル５９（図１１）が当てがわれ、カバー１８の上方区域には、図４に示さ れた２個のプラスチック冷却体６０が配置されている。プラス冷却体６０の各４ 個の孔６１内には、プラスのダイオード４５が圧入され（図１１）、各１個の別 の接続ねじ２２ｂが、Ｂ十端子２２として、別の相応に形成された、６角穴部を 有する孔６２内にねじ固定されている。２個の別の孔６３は、プラス冷却体６０ をエンドシールド・カバー１８上に固定するのに役立っている。すなわち、これ らの孔には、接続ねじ２２ａの各２個が、図１２に見られるように絶縁されて貫 通している。

図５は、重なって位置する２個の回路基板のうちの下側の基板を示している。こ の基板は、条導体板６５として構成されており、並置されているマイナス・ダイ オード４４とプラス冷却体６０とを整流ユニットとして半円状にカバーしている 。基板６５は、条導体６６を有し、この場合は、条導体６６は透明の絶縁材料内 に埋込まれて示されている。これらの条導体６６は、プラスとマイナスのダイオ ード４４．．４５をそれぞれ対にして相互に接続している。すなわちダイオード ４４．５５の接続ビン６７が、それぞれ条導体６６の鉤状端部６６ａと溶接され ている。条導体６６は、加えて、その区域６６ｂが巻線３１．３２の各位相のね じブツシュ４９と、ねじ６８及び金属スリーブ６９を介して接触している（図１ ０）６ 区域６６ｃでは、条導体６６の１つが、発電機のＷ接続端子用の接続ねじ２２ａ と接触せしめられる。

図６と図７には、エンドシールド・カバー１８の下方区域に配置され、絶縁材に より射出成形された接続板７０が示されている。接続板７０には、双方の励磁巻 線１４．１５の破線で示した接続導体５８の端部７９用の４個のねじボルト７１ が固定されている。接続板７０は、４個の皿穴７２を介してエンドシールド・カ バー１８のねじ穴７４内にねじ７３により固定される。

図８には、２つの調整ユニットが示されている。これらのユニットは、カバー１ ８の下半部の１、破線で示した輪郭内に互いに間隔をおいて配置されているので 、その中間に接続板７０が配置されている。これらの調整ユニットは、空間的に はそれぞれ、これらユニットに配属されている整流ユニットに並置されている、 言いかえるとそれぞれマイナス・ダイオード４４の下方に位置している。カット アウトリレー４２．４３は、それぞれ冷却板７５．７６の穴内にはめ込まれ、底 板７７．７８を介して冷却板にリベット止めされている。エンドシールド・カバ ー１８上では、双方の冷却板７５．７６は、絶縁フォイル５９の直ぐ上方に位置 しているので、カットアウトリレー４２．４３内に発生する損失熱はエンドシー ルド・カバー１８を介して放出することができる。カットアウトリレー４２゜４ ３のＤＦ−接続部６４は、それぞれ調整ユニットのケーシングに付加溶接され、 組立て時にねじポルト７１を介して励磁巻線接続部と接触せしめられる。

図９には、条導体カバー８０として構成され、重なって位置する２つの回路基板 のうちの上側の基板が示されている。条導体カバー８０のプラスチック内には、 条導体８１が埋込まれているのが見られる。これらの条導体を介して発電機接続 部Ｂ＋、Ｌ、Ｓの接続ねじ２２ａ、２２ｂが、相応の、カットアウトリレー４２ ．４３の接続部と電気的に接続される。接続板７０（図６及び図７）は、エンド シールド・カバー１８上の、双方のカットアウトリレー４２．４３の間にねじ固 定されているので、励磁巻線１４．１５の接続導体５８も、ねじボルト７１を介 して条導体カバー８０内の条導体８１の各１個の端区域８１ａに接触せしめられ 、これら条導体８１を介してカットアウトリレー４２．４３の相応の接続ビン８ ２と接続されている。

図１３は、その場合、カプトアウトリレー４２，４３が先ず、条導体８１の各端 部８１ｂと溶接され、しかるのちに条導体８１が、カバー８０のプラスチックに よりエクストル−シコン・コーティングを施されることが示されている。双方の ３相交流システム３８゜３９のＢ十接続部は、その場合、各１つの条導体８１を 介して、励磁巻線１４．１５の各１つの接続部及び各カットアウトリレー４２． ４のＢ十接続部と電気接続される。双方のカットアウトリレー４２．４３は、冷 却板７５．７６を介して各導体カバー８０のところに固定配置されている。この 条導体カバー８０は、シールド・カバー１８の下方区域には、ねじ８３を介して 、上方区域には接続ねじ２２ａ、２２ｂを介してねじ付けられている。加えて、 双方の各カットアウトリレー４２．４３用に各１個のコンデンサ８４．８５が、 条導体カバー８０内に配置され、配属のカットアウトリレー４２．４３のＢ＋と Ｄの接続部間に条導体８１を介して接続される。そのさい、接続部の１つは、図 １４から分かるように、ねじ８３を介してシールド・カバー１８にねじ止めされ 、それにより大地電位に置かれるのに対し、他方の接続部は、相応の励磁巻線の 接続導体と接触せしめられる。

図及び図９〜図１１から分かるように、条導体カッく−８０は、重ねられた双方 の回路基板のうちの上側の基板としてリング状に構成され６かつまた、その場合 に、半円形の条導体板６５と、カプトアウトリレー４２．４３と、励磁巻線１４ ．１５の接続端を有する接続板７０とを覆っている。更に、これらの図から分か るように、エンドシールド・カバー１８は、巻線３１．３２の接続部と、励磁巻 線１４．１５の接続端７９を受容しており、かつまた、これら接続部がエンドシ ールド・カバー１８上に配置された、マイナスとプラスのダイオード４４．．４ ５から成る整流ユニット４０．４１と電気的に接続されているだけでな（、カッ トアウトリレーや発電機接続端子２２とも、絶縁材内に埋込まれた条導体６６． ８１を介して、電気的に接続されている。最後に、３相交流巻線３１．３２及び 励磁巻！１．４．１５の接続部や、整流ユニット及びカットアウトリレーは、カ バー８１に取付けられた条導体カバー８０によって外側が被覆されている。その 場合接続ねじ２２ａ、２２ｂは、条導体カバー８０のカラー８０ａによって囲ま れている。電磁的な妨害を防止するためには、条導体カバー８０の両表面の少な くとも一方の表面、有利には、図１４に示したように、外表面に導電層８０ｂを 設け、アースとしてのこの導電層をケーシング２０と接続するのがよい。

Ｉ ミー 要　約　書 本発明は、液冷式のポット状金属ケーシング（２０）を有する自動車用電気機械 、特に３相交流発電機であって、ケーシング内には、軸方向に前後して位置する ２つの３相交流システムが配置され、かつまた発電機の駆動軸（１３）の一端が 金属ケーシング底部に、他端が駆動側でエンドシールド・カバー（１８）内に支 承されている形式のものに関する。２つの３相交流システムと、整流ユニット及 びカットアウトリレーを有する励磁システムとの回路をコンパクトに構成するた め、次のようにすることを提案する。すなわち、エンドシールド・カバー（１８ ）のところに３相交流巻線（３１，３２）及び励磁巻線（１４，１５）の接続部 を受容し、これらの接続部が、カバー（１８）の外側に配置された、整流ユニッ トのプラス及びマイナスのダイオード（４４，４５）と、電気機械の接続端子（ ２２）及びカットアウトリレーとして、回路基板（６５，８０）を介して電気接 続されるようにするのである。マイナスのダイオードは、その場合、カバー（１ ８）内に、又プラスのダイオードはプラスの冷却体（６０）内に、それぞれ圧入 され、その場合、冷却体（６０）は、熱を伝導しつつ電気的には絶縁されてカバ ー（１８）の外側に固定されている。汚れや水その他を防ぐため、また電気的な 接続のため、巻線接続部、整流ユニット、カットアウトリレーは、カバー（１８ ）に取付けられた回路基板（６５，８０）の少なくとも１つにより外側が被覆さ れている（図１）。

国際調査報告 １ｍＮ＋ｗｌｌ＊−＾”ｌｃ”−”’　Ｐｅｒ／ＤＥ９１１００３５１国際調査 報告 ＤＥ　９１００３５１ ＳＡ　４６６７７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．接続端子と液冷式のポット状金属ケーシングとを有する自動車用電気機械、 特に３相交流発電機であって、前記金属ケーシング内には、軸方向に前後に間隔 をおいて位置し、スロット内に３相交流巻線がそう入された固定子成層鉄心が収 容されており、これら固定子成層鉄心が、各１個の励磁巻線付きの、駆動軸に取 付けられた２つのクローポール回転子と協働し、そのさいこの駆動軸は、一端が ポット状金属ケーシング底部に、他端が、発電機駆動側で金属ケーシングを閉じ ているエンドシールドに支承されている形式のものにおいて、駆動側のエンドシ ールド・カバー（１８）が、３相交流巻線（３１，３２）の接続部と、励磁巻線 （１４，１５）の接続部とを受容しており、かつまたこれらの接続部が、エンド シールド・カバー（１８）のところに配置された整流ユニット（４０，４１，４ ４，４５）と、マイナス及びプラスのダイオード（４４，４５）と、カットアウ トリレー（４２，４３）と、発電機の接続端子（２２）と、それぞれ電気的に接 続されていることを特徴とする、自動車用の電気機械、特に３相交流発電機。 ２．整流ユニット（４０，４１）のマイナス・ダイオード（４４）がエンドシー ルド・カバー（１８）内に、またプラス・ダイオード（４５）がプラス冷却体（ ６０）内に、それぞれ圧入され、熱伝導性と電気絶縁性を有するこの冷却体がエ ンドシールド・カバー（１８）の外側に取付けられており、かつまたこれらのダ イオード（４４，４５）が、３相交流巻線（３１，３２，７９）や励磁巻線（１ ４，１５）の接続部（４９）、接続端子（２２）、カットアウトリレー（４２， ４３）それぞれとの接続のため、エンドシールド・カバー（１８）に取付けられ た少なくとも１つの回路基板（６５，８０）により、外方から被覆されているこ とを特徴とする、請求項１記載の電気機械。 ３．双方の３相交流巻線（３１，３２）の接続部（４９）が、一方では、プラス とマイナスのダイオード（４４，４５）のグループから成る電気的に互いに遮断 された整流ユニット（４０，４１）を介して、他方では励磁巻線（１４，１５） の接続部が、互いに電気的に遮断されたカットアウトリレー（４２，４３）を介 して、発電機の、互いに電気的に遮断された接続端子（２２）と一緒に、エンド シールド・カバー（１８）上に配置されており、しかも、マイナス・ダイオード （４４）のグループは、マイナス冷却体であるエンドシールド・カバーの外周区 域の相応の孔（４６）内へ、またプラス・ダイオード（４５）のグループは、２ つのプラス冷却体（６０）の相応の孔（６１）内へ圧入されていることを特徴と する、請求項２記載の電気機械。 ４．双方の３相交流巻線（３１，３３）の接続部（４９）が、２グループのねじ プッシュ内にそれぞれまとめられ、これらねじプッシュ（４９）が、３相交流巻 線（３１，３２）の巻線端を包囲する熱伝導性プラスチック（３６）のカラー（ ４８）に埋込まれており、これらのカラー（４８）が、それぞれ、エンドシール ド・カバー（１８）の相応の孔内に係合していることを特徴とする、請求項１か ら３までのいずれか１項記載の電気機械。 ５．２つの整流ユニット（４０，４１）と並んで、２つのカットアウトリレー（ ４２，４３）が互いに間隔をおいて各１個の冷却板（７５，７６）上に配置され ており、この冷却板が、熱を伝導しつつ電気的には絶縁されてエンドシールド・ カバー（１８）上に載置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項記載の電気機械。 ６．カットアウトリレー（４２，４３）の２つの冷却板（７５，７６）の間に、 絶縁材料製の接続板（７０）がエンドシールド・カバー（１８）上に固定されて おり、この接続板が２つの励磁巻線（１４，１５）の接続端（７９）用のねじボ ルト（７１）を保持し、これらねじボルトが、回路基板（６５，８０）の１つの 条導体（８１）を介してカットアウトリレー（４２，４３）と電気的に接続され ていることを特徴とする、請求項５記載の電気機械。 ７．２つのプラス冷却体（６０）が、エンドシールドカバー（１８）上に並置さ れ、かつ各１個の接続ねじ（２２ｂ）をＢ＋接続端子として保持しており、回路 基板（６５，８０）の１つを介して、２つの励磁巻線（１４，１５）の各１つの 接続部（７９）、及び各１つのカットアウトリレー（４２，４３）のＢ＋接続部 と電気的に接続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 項記載の電気機械。 ８．２つの重なり合った回路基板（６５，８０）のうちの下側の基板が条導体板 （６５）として構成されており、この条導体板が並列配置された２つの整流ユニ ット（４０，４１）をカバーし、かつ条導体（６６）を有し、これらの条導体（ ６６）が、整流ユニット（４０，４１）のプラスとマイナスのダイオード（４４ ，４５）をそれぞれ対をなして互いに接続し、かつ３相交流巻線（３１，３２） の各１つの位相の接続部と接続することを特徴とする、請求項１から７までのい ずれか１項記載の電気機械。 ９．２つの重なり合う回路基板のうちの上側の基板が条導体カバー（８０）とし て構成されており、このカバー（８０）が、半円形の条導体板（６５）と、カッ トアウトリレー（４２，４３）と、励磁巻線（１４，１５）の接続端（７９）を 有する接続板（７０）とを被覆し、かつ条導体（８１）を有し、これらの条導体 （８１）が、カットアウトリレー（４２４３）を電気機械の相応の接続端子（２ ２）及び励磁巻線（１４，１５）の接続部と接続していることを特徴とする、請 求項８記載の電気機械。 １０．冷却板（７５，７６）を有する２つのカットアウトリレー（４２．４３） が、条導体カバー（８０）に取付けられていることを特徴とする、請求項９記載 の電気機械。 １１．電気機械の接続端子（２２）が接続ねじ（２２ａ２２ｂ）として構成され ており、これら接続ねじが、Ｂ＋接続部とＷ接続部を除いてエンドシールドカバ ー（１８）内に絶縁されてそう入されており、かつまたカットアウトリレー（４ ２，４３）へ通じる、条導体カバー（８０）の条導体（８１）と接続されている ことを特徴とする、請求項１０記載の電気機械。 １２．２つのカットアウトリレー（４２，４３）のそれぞれのための各１つのコ ンデンサ（８４，８５）が条導体カー（８０）内に設けられ、条導体（８１）を 介して、カットアウトリレー（４２，４３）のＢ＋とＤとの接続部間に接続され ていることを特徴とする、請求項９記載の電気機構。 １３．条導体カバー（８０）の両面のうち少なくとも片面に導電性の層（８０ｂ ）が備えられ、この層が電気機械の電気的な接地導体（ケーシング２０）と接続 されていることを特徴とする、請求項８から１２までのいずれか１項記載の電気 機械。