JPH05507608A

JPH05507608A - 電気機械、有利には三相交流発電機の固定子を製造するための方法

Info

Publication number: JPH05507608A
Application number: JP91508439A
Authority: JP
Inventors: シェフトルマイアー，ローラント; プフリューガー，ゲルハルト; ファクラー，ベルンハルト; ビュルガー，クラウス　ゲオルク; クノルプ，アルブレヒト
Original assignee: ローベルトボツシユゲゼルシヤフトミツトベシユレンクテルハフツング
Priority date: 1990-06-06
Filing date: 1991-05-10
Publication date: 1993-10-28
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: JP3320714B2; EP0532526B1; DE4018089A1; DE59103511D1; EP0532526A1; US5313698A; WO1991019347A1

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、有利には三相交流発電機の固定子を製造するための方法従来の技術本発明は、請求項１の上位概念に記載された、車両用の電気機械、有利には三相交流発電機のための固定子を製造するための方法に関する。

実公昭５７−６５５７０号公報には、熱を導出するための発電機の固定子ケーシングに冷却リブを備えることが公知である。この冷却リブは、固定子巻線を備えた固定子積層鉄心をあらかじめケーシング内に挿入してから、固定子巻線の巻線オーバーハングにおける環状の室と共に、熱伝導性の成形樹脂によって充てんされている。この場合に巻線オーバーハングは成形樹脂内に完全に埋め込まれているので、内部で生ぜしめられる損失熱は外部に導出され得るようになっている。

このような形式の電気機械における欠点は、巻線オーバーハングを熱伝導性のプラスチック内に埋め込むために、前辺て完全に完成された固定子をそのケーシングと共にプレス成形型又は鋳込み成形型内に挿入しなければならず、これによって鋳込み成形型又はプラスチック成形型をシールするための特別な手段を必要とすることになるという点にある。このような構成によれば、電気機械が、軸方向で相前後して配置された、固定巻線を備えた固定子積層鉄心を有していて、し。

かも、このシステムを林状の固定子ケーシング内に埋め込まなければならない場合は、さらにコストが高くなる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１２８０８１号明細書によれば、閉鎖された水冷ケーシング内に配置された、２重発電機システムを備えた自動車用の三相交流発電機が公知である（図５参照）。この三相交流発電機においては、２つのシステムの巻線オーバーハングが露出している。巻線オーバーハングにおける熱導出特性は比較的低いので、このような電気機械の効率は制限されていて、しかもその外径は構造的に比較的大きいものである。また、２つの固定子積層鉄心は両側から円筒形の固定子ケーシング内に挿入されるようになっているので、ケーシングを林状に構成することはできないようになっている。

本発明の解決策は、軸方向で相前後して配置された２つの固定子システムを備えた、表面冷却式の電気機械において、良好な熱導出特性を有し構造がコンパクトで、しかもできるだけ安価に製造及び組み立てることができるようにすることである。

発明の利点請求項１に記載した特徴を有する、本発明による電気機械は、２つの固定子巻線をプレス成形型内で、固定子巻線の巻線オーバーハングを埋め込んだ熱伝導性のプラスチックによって１つの構造ユニットにあらかじめ組み立てられ、この構造ユニットに、同様にあらかじめ組み立てられた円筒形又は林状のケーシングが焼きばめによって取り付けられるようになっているので、コストの高いプレス成形型又は組み立て装置を省くことができるという利点を有している。固定子積層鉄心と同様にプラスチックは、組み立ててから機械ケーシングの内面に面状に当接するようになっているので、巻線オーバーハングからケーシングに向かって良好な熱導出が保証される。２つの固定子巻線の接続導線のための接続部分は、巻線オーバーハングを熱伝導性のプラスチック内に押し込む際に、ガタつかないように固定されると共に耐腐食特性を与えられる。

請求項２以下に記載した手段によって、請求項１に記載した特徴の有利な実施例及び改良が可能である。

従って例えば、プレス工具の底部として、プレス工具の内側の環状壁と外側の環状壁との間の室を閉鎖する環状円板を使用して、この環状円板上に固定子巻線の接続導線のための接続部分をねじによって固定すると特に有利である。この場合に、接続導体の両端部がそれぞれ、ねじ山付きブンユの６角形部分の平らな面上に溶接され、この６角形部分が後で熱伝導性のプレス内に埋め込まれるようになっていると特に有利である。この構成においては、前側の固定子積層鉄心の前端面側がプレス工具でプラスチックを押し込む前に、環状円板の外周に固定された多数のスペーサビン上に載せられて、接続部分が、前側の巻線オーバーハングの手前で熱伝導性のプラスチック内でガタつき防止及び腐食防止された埋め込まれるようになつている。この場合に、２つの三相交流−固定子巻線のそれぞれに、有利にはそれぞれ４つの接続部分が互いに並んで、熱導電性のプラスチック内に埋め込まれて、１つの接続グループが形成されている。

図面本発明の実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。

図１は、２つの発電機システムを備えた自動車用の三相交流発電機の部分的な断面図を示し、図２は、固定子巻線及びプレス工具の底部を備えた発電機の、あらかじめ組み立てられた２つの固定子積層鉄心を示し、図３ａは接続部を示し、図３ｂは、固定子巻線の接続導線を接続部に取り付けた状態を示し、図４はプレス工具内であらかじめ組み立てられた２つの固定子システムを示し、図５はプレス工具の底部を示し、図６は発電機固定子の、プラスチック射出成形で完成された構成ユニットを示している。

実施例の説明図１には、自動車、組み立て機械及びこれと類似のものにおける電流供給のための三相交流発電機が符号１０で示されている。この三相交流発電機１０は、ステータとも呼ばれている固定子１１と、駆動軸１３に固定されたクローポール構造の２重・ワインディングレスロータ１２と、２つの励磁巻線１４．１５とから成っている。これら２つの励磁巻線１４．１５は、２つのフライホイールリム１６．１７上に配置されていて、ケーシング底部２０ａ若しくは前側のベアリングキャップ１８に固定されている。駆動軸１３の後端部は、発電機１０の林状のメタルケーシング２０の底部２０ａに設けられた第１のボールベアリング１９内に受容されている。駆動側では、駆動軸１３が別のポールベアリング２０を介してベアリングキャップ１８内に受容されており、該ベアリングキャップ１８は、メタルケーシング２０を駆動側に向かって閉鎖していて、三相交流発電機１０の電気的な接続部２２、並びに図示していない形式で整流器及び調整器を有している。

液体冷却式の三相交流発電機はメタルケーシング２０の外部でスペーサリブ２３を備えていて、（図示されているように）車両の装置２４に相応形状で形成された林状の切欠内に挿入され、ここでねじ２５によって固定されている。冷却液体は、インレット孔２６を介してメタルケーシング２０の外側面まで案内され、発電機１０で生じた熱を奪って、アウトレット孔２７を介して機械の冷却循環回路に導かれる。

三相交流発電機１０の固定子１１は、軸方向で相前後して配置された２つの固定子積層鉄心２８．２９を有しており、これらの固定子積層鉄心２８．２９の溝３０内にはそれぞれ固定子巻線３１．３２が挿入されていて、互いに星形又はその他の形式で接続されている。固定子巻線３１．３２は、それぞれ、２つのクローポールシステム３３．３４を有する２重・ワインディングレスロータ１２と協働するようになっている。

２つの固定子積層鉄心２８．２９はメタルスペーサリング３５によって互いに間隔を保って保持されていて、溝の半分だけ互いにずらして位置決めされている。

これらの固定子積層鉄心２８．２９は、固定子巻線３１．３２の巻線オーバーハングと共に、熱伝導性のプラスチック３６内に埋め込まれていて、あらかじめ完成された１つの構成ユニット３７を形成している。

図２〜図５には、この構成ユニット２７を製造するための種々異なる段階が示されている。この場合、図２によればまず、２つの固定子巻線３１．３２がスペーサリング３５によって軸方向で間隔を保って保持されていて、２つの固定子積層鉄心２８．２９の互いに向き合う端面側で、外周に分配配置された多数の位置決めビン３８によって互いに固定されている。この場合に、これらの位置決めビン３８は固定子積層鉄心の孔内に押し込まれる。位置決めビンはその自由端部が、スペーサリング３５の端面側に形成された対応する形状の切欠３９に係合する。

これらの切欠３９は、２つの固定子積層鉄心２８．２９が互いに、溝の半分だけずらして位置固定されるように配置されている。しかも、固定子積層鉄心３１．３２の、この位置決め作業時に、後ろの固定子巻線が前の固定子積層鉄心２８の溝３０を通って、前方若しくは下方に、機械の接続側に向かって貫通案内される。この場合に接続導線４０の端部４０ａは、それぞれ、図３ａで拡大して示されたねじ山付きブシュ４１の６角形部分４１ａの、固定子１１の接続部を形成する平らな面に接触する。この接続部はまず、図４に示された、プレス工具４２の底部として構成された環状円板４３上にねじ４４によって固定され、まず接続導線４０の端部４０ａが図３ｂに従って曲げられる。環状円板４３はさらに図５に示されているように、外周部に分配配置された多数のスペーサピン４５を有しており、このスペーサピン４５上に、前／下側の固定子積層鉄心２８の前端面倒が、接続部４１が前／下側の巻線オーバーハング３１ａの手前で位置決めされるように被せはめられる。こうして、２つの固定子巻線３１．３２の、それぞれ４つの接続部若しくはねじ山付きブシュ４１が、それぞれ１つの接続グループにまとめられ、こうして形成された２つの接続グループが互いに向き合う位置を占めるようになっている。前方に折り曲げられた、接続導線４０の端部は、ねじ山付きブシュ４０の６角形部分４１ａの平らな面に溶接されるようになっている。

次いで、図４に示されているように、あらかじめ組み立てられた２つの固定子積層鉄心２８．２９はその外径部でスペーサリング３５と一緒にプレス工具４２の外側の環状壁４６内に挿入される。この環状壁はプレス工具４２の底部としての環状円板４３にまで延びている。次いで、固定子積層鉄心２８．２９の内径部にプレス工具４２の軸方向ガイドされたポンチ４７の、内側の環状壁４８が挿入される。この場合に、プレス工具４２の底部としての環状円板４３は、内側の環状壁４８と外側の環状壁４６との間の室を閉鎖する。

ポンチ４７の取り入れ口４９を介して、熱伝導性のプラスチック、例えばグラスファイバーを含有したポリエステル・プラスチックが高圧下で熱い状態で内側の環状壁４８と外側の環状！４６との間に押し込められ、こうして、固定子積層鉄心２８，２９、スペーサリング３５、巻線オーバーハ”Ｊグ３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ並びにねじ山付きブシュ４１が、図６に示されているように熱伝導性のプラスチック３６内に埋め込まれ固定される。この場合に、互いに向き合う２つの接続グループが、熱伝導性のプラスチック３６の軸方向のそれぞれ１つの突起部５０内に埋め込まれる。これは、環状円板４３がプレス工具４２の底部内の、２つの接続グループ間でそれぞれ１つのフランジ部分５１を備えていることによって達成される。このフランジ部分５１は、前側の巻線オーバーハング３１ａのすぐ手前に達している。同様形式で、後ろの１巻線オーバーハング３２ｂの範囲内でも、ポンチ４７の相応の成形部によって、巻線オーバーハング３２ｂのプラスチック取り囲み部３６に突起部５２が一体成形されている。

熱伝導性のプラスチック３６の硬化後に、プレス工具４２が開放され、次いで、ねじ４４がねじ山付きブシュ４１から外された、環状円板４３がスペーサピン４５と共に、完成された固定子構成ユニット３７の前側の端面側から引き出される。プレス工具４２から取り出された、図６に示された固定子構成ユニット３７は次いで、加熱されたメタルケーシング２０内に挿入され、この時に、後ろの巻線オーバーハング３２ｂにおける熱伝導性のプラスチック３６の突起部５２が、林状のメタルケーシング２０の底部２０ａにおけるストッパとして用いられる。次いで焼きばめ作業によって、メタルケーシング２０が、熱伝導性のプラスチック３６の外側の環状面３６ａ、固定子積層鉄心３１゜３２及びスペーサリング３５に、熱伝導状態で焼きばめされる。

ＦＩＧ、１要　約　書本発明は、軸方向で互いに相前後して配置された固定子積層鉄心（２８，２９）と、該固定子積層鉄心（２８，２９）内に挿入された２つの固定子巻線（３１，３２）とを備えた表面冷却式の固定子を有する電気機械、特に車両用の三相交流発電機の固定子を製造するための方法を提案したものであって、固定子巻線の、端面側に突き出る巻線オーバーハング（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、、３２ｂ）と２つの固定子積層鉄心（２８，２９）とがメタルケーシングによって取り囲まれていて、このメタルケーシング内に熱伝導状態を維持しつつはめ込まれている。

良好な熱導出性を有し、しかも簡単でコンパクトな固定子を製造するために、固定子積層鉄心（２８，２９）を固定子巻線（３１，３２）の接続導線（４０）及びスペーサ手段（３５）に接触させる接続部（４１）を、接続部を支持する底部を有する１つのプレス工具内で、熱導電性のプラスチック（３６）内で１つの構成ユニット（３７）に埋め込むようにした（図６）。

国際調査報告 −１−−−＾−１ｃ−−＆、ＰＣＴ／ＤＥ９１１００３１１５

Claims

【特許請求の範囲】１．表面冷却されたメタルケーシング内に軸方向で相前後して間隔を保って、挿入された２つの固定子積層鉄心が設げられており、これらの固定子積層鉄心の溝内にそれぞれ１つの固定子巻線が挿入されていて、これらの固定子積層鉄心が２つのクローポールシステムと協働し、これら２つの積層鉄心が、機械の互いに向き合う端面側で軸受けされた駆動軸に配置されており、この場合に固定子巻線の、端面側で突出する巻線オーバーハングが、熱を導出するためにメタルケーシングによって取り囲まれている形式の車両用の電気機械、有利には三相交流発電機の固定子を製造するための方法において、ａ）固定子巻線（３１，３２）を支持する２つの固定子積層鉄心（２８，２９）を、プレス工具（４２）内に挿入するために、スペーサ手段（３５）によって互いに位置決めし、この時に後ろの固定子巻線（３２）の接続導線（４０）を前側の固定子積層鉄心（２８）の溝を通って貫通案内し、ｂ）プレス工具（４２）の底部（４３）に固定子巻線（３１，３２）のための接続部（４１）を解除可能に固定して、この場合に接続部（４１）を固定子巻線（３１，３２）の接続導線（４０）も接触させるようになっており、ｃ）２つの固定子積層鉄心（２８，２９）の外径部をスペーサ手段（３５）と共にプレス工具（４２）の外側の環状壁（４６）内に挿入し、固定子積層鉄心（２８，２９）の内径部にプレス工具（４２）の、軸方向でガイドされたポンチ（４７）によって形成された、プレス工具（４２）の内側の環状壁（４８）を挿入し、ｄ）熱伝導性のプラスチック（３６）を熱い状態で内側の環状壁（４８）と外側の環状壁（４６）との間に押し込み、これによって、固定子積層鉄心（２８，２９）、スペーサ手段（４１）、巻線オーバーハング（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）及び接続部（４１）を、１つの構成ユニット（３７）として、熱伝導性のプラスチック（３６）内に埋め込み及び／又は固定するようにした、ことを特徴とする、電気機械、有利には三相交流発電機の固定子を製造するための方法。２．プレス工具（４２）の底部（４３）として環状円板を使用するようにし、該環状円板によって、内側の環状壁（４８）と外側の環状壁（４６）との間の室を閉鎖し、該環状円板に、ねじ山付きブシュの形状の接続部（４１）をねじ（４４）によって解除可能に固定するようにした、請求項１記載の方法。３．固定子巻線（３１，３２）の接続導線（４０）の端部（４０ａ）を、ねじ山付きブシュ（４１）の６角形部分（４１ａ）の平らな面に溶接し、該６角形部分（４１ａ）を後で熱伝導性のプラスチック（３６）内に埋め込む、請求項２記載の方法。４．前側の固定子積層鉄心（２８）の前側の端面側を、工具（４２）内でプラスチックによって取り囲む前に、底部（４３）の外周に固定された多数のスペーサピン（４５）上に載せて、接続部（４１）を前側の巻線オーバーハング（３１ａ）の手前で熱伝導性のプラスチック内に埋め込むようにする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。５．２つの固定子巻線（３１，３２）のためのそれぞれ４つの接続部（４１）を、１つの接続グループにまとめて熱伝導性のプラスチック（３６）内に埋め込むようにする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。６．互いに向き合う２つの接続グループを、熱伝導性のプラスチック（３６）のそれぞれ１つの軸方向の突起部（５０）内に埋め込み、この時に２つの接続グループの間でそれぞれ、２つのフランジ部分（５１）を備えたプレス工具（４２）の底部（４３）を、機械の前側の巻線オーバーハング（３１ａ）のすぐ手前まで達するようにする、請求項５記載の方法。７．２つの固定子積層鉄心（２８，２９）を、熱伝導性のスペーサリング（３５）によって軸方向で互いに間隔を保って保持する、請求項１記載の方法。８．２つの固定子積層鉄心（２８，２９）の互いに向き合う端面側に、外周に分配して配置した多数の位置決めピン（３８）を固定子積層鉄心（２８，２９）の孔内に押し込んで、スペーサリング（３５）の端面側に形成された対応する切欠（３９）内に、２つの固定子積層鉄心（２８，２９）が溝の半分だけ互いにずらして位置保持されるように係合させるようにする、請求項７記載の方法。