JPH11262227A

JPH11262227A - 同期機

Info

Publication number: JPH11262227A
Application number: JP11014314A
Authority: JP
Inventors: Juergen Lechner; レヒナーユルゲン
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 1999-09-24
Also published as: US6150746A; DE19802786A1; FR2774225B1; FR2774225A1

Abstract

(57)【要約】【解決手段】同期機、特に自動車のための発電機又は
モータであって、ステータ又はロータ内の電気的に励磁
される多数の個々のポールから成るクローポールの形状
の励磁機構を備えており、ステータの端部又はロータの
端部に取付けたポール基板の互いに向かい合って位置し
ていて交互に互いに内外に入り組んだクローポールの間
の隙間内に永久磁石が挿入されている。永久磁石１が横
断面Ｕ字形の非磁性的な保持体２内に取付けられてお
り、この保持体のベース脚２ａが永久磁石１を遠心力に
抗して半径方向で支持しており、かつ、永久磁石１を軸
方向に固定するために、保持体２の軸方向の端部が閉じ
ていて、かつポール基板７又はこのポール基板７に接続
された非磁性的な保持板１に結合されている。【効果】漏れ磁束の補償のために必要な永久磁石が軽
量化されかつ簡単化されると共に補償効果が改善され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同期機、特に自動
車のための発電機又はモータであって、ステータ又はロ
ータ内の電気的に励磁される多数の個々のポールから成
る、有利には、少なくとも１つの共通の励磁コイルによ
り励磁されるクローポールの形状の励磁機構を備えてお
り、漏れ磁束の補償のために、ステータの端部又はロー
タの端部に取付けられたポール基板の互いに向かい合っ
て位置していて交互に互いに内外に入り組んだクローポ
ールの間の隙間内に永久磁石が挿入されている形式のも
のに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の同期機はドイツ連邦共和国実用
新案第８９０５３５３号明細書から公知である。その場
合、ロータのクローポールの間の隙間内に挿入される永
久磁石は、隣合うクローポールの間の漏れ磁束を補償す
るように接線方向に磁化されており、かつこれにより同
期機の可能出力を改善する。その場合、これらの永久磁
石は、クローポールの周面側でほぼ軸方向に延びる凹所
内に挿入されて固定された非磁性的な保持板に半径方向
で支持され、他面において永久磁石は互いに隣り合った
クローポールの互いに向かい合った側に当接している。

【０００３】この公知の同期機では、永久磁石の組込み
に著しい組立費用がかかるのみならず、永久磁石がロー
タの軸方向で十分に固定されていない。さらに、クロー
ポールは保持板のための凹所を備えていることでその形
状が複雑である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、永久
磁石が半径方向でも軸方向でも確実に保持され、かつロ
ータでは遠心力に抗して支持されると共に予め製作され
ているロータ内にも組み込むことができるように冒頭に
記載した形式の同期機を簡単化することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、請求項１に記載したように、永久磁石が横断面Ｕ字
形の非磁性的な保持体内に取付けられており、この保持
体のベース脚が永久磁石を遠心力に抗して半径方向で支
持しており、かつ、永久磁石を軸方向に固定するため
に、保持体の軸方向の端部が閉じていて、かつポール基
板又はこのポール基板に接続された非磁性的な保持板に
結合されていることにより、かつ他面において請求項２
に記載したように、各隙間内に横断面Ｕ字形の２つの非
磁性的な保持体が挿入されており、両方の保持体が軸方
向で相前後して配置されており、かつそれらのベース脚
で２つの永久磁石を遠心力に抗して支持しており、か
つ、両方の保持体の軸方向で互いに逆の側の端部が閉じ
ていて、かつポール基板又はこのポール基板に接続され
た非磁性的な保持板に結合されており、かつ、隙間ごと
に２つの永久磁石を軸方向で固定するために、両方の保
持体の互いに向かい合った端部も閉じていて互いに結合
されていることにより解決される。

【０００６】

【発明の効果】保持体は単独で、又は軸方向に配置され
た閉鎖板とあいまって、棒状の永久磁石のための５つの
側で閉じられた受容部を形成しており、その場合、保持
体のベース脚はロータで生じる遠心力を受け止めること
ができるように配置されている。その際、保持体内に挿
入されている永久磁石は圧縮だけにより負荷される。硬
質フェライト及びＳＥ磁石の圧縮強度が引張強度に比し
て著しく高いため、シンプルな標準形状を備えた簡単か
つ安価に製作される永久磁石を使用することができる。
その場合、永久磁石の横断面が保持体の受容部の横断面
に適合していて保持体の閉じた端面まで延びるように設
計がなされる。

【０００７】永久磁石のための保持体の受容部の端部
は、保持体の軸方向の端部のところでベース脚又は側脚
に、保持体を閉鎖しかつポール基板の外側に結合される
舌片を縁曲げすることにより閉じられるか、又は保持体
が軸方向の端部にベース脚を延長せしめる舌片を有し、
この舌片が保持板の縁曲げにより形成された固定用舌片
に結合されることにより簡単に閉じられる。

【０００８】閉鎖板はポール基板に又はロータの軸に結
合されることができる。

【０００９】保持体の固定のために保持板を使用する場
合、本発明の別の構成では保持板にベンチレータ羽根が
縁の曲げ起しにより形成される。

【００１０】さらに別の構成では、永久磁石が接着、注
入、摩擦係合又は形状係合により保持体内で固定されて
おり、これにより、保持体及び永久磁石はクローポール
の間の隙間内へ半径方向で挿入されることのできる予め
製作されたユニットを形成している。この場合、舌片が
ポール基板にのみ例えば溶接により結合されるだけでよ
い。そのことのために、さらに別の構成では、保持体及
び保持板が高貴鋼、真ちゅう、ブロンズ又はアルミニウ
ムのような非強磁性の溶接可能な材料から成る。

【００１１】保持体内に充填した磁化可能な注入物質か
ら永久磁石を形成し、その硬化の後に、保持体をクロー
ポールの間に挿入するに先立って磁化すれば、保持体の
選択された形状が永久磁石の特別簡単な製作及び組込み
の可能性を提供する。

【００１２】さらに別の構成では、互いに向かい合って
位置していて周方向で交互に配置されたクローポールで
は、機械中央軸線に対して種々異なって傾斜した隙間内
へ、その縦軸線に関して互いに回動（ｖｅｒｓｃｈｒａ
ｅｎｋｅｎ）して位置する鏡像的な保持体が挿入されて
おり、その舌片が保持体の縦軸線に関して隙間の種々異
なる傾斜に適合している。このことにより、クローポー
ルの根元領域内の臨界横断面が増大する。

【００１３】隙間ごとに軸方向で分割された永久磁石で
は、さらに別の構成によれば、１つの隙間内に挿入され
た保持体の互いに向かい合った端部が非磁性的な歯付き
リングの歯に結合されている。

【００１４】さらに別の構成では、遠心力を受け止める
ために、歯付きリングが外歯を備えて形成されており、
かつロータの励磁コイルを囲んでいる。

【００１５】歯付きリングの歯が保持体の幅にわたって
延びている場合には、保持体は歯付きリングの歯に直に
溶接されることができる。

【００１６】軸方向でポール基板からポール基板へ達し
ている保持体では、別の構成によれば、遠心力に対する
安定性を改善するために、歯付きリングが保持体の中央
で歯によって保持体の受容部内に係合していて、隙間ご
とに受容部を２つの永久磁石のための２つの部分受容部
に分割している。

【００１７】さらに、コスト節約のために、保持体がそ
れぞれ２つの永久磁石を受容しており、これらの永久磁
石が側脚に当接していて、保持体の受容部の横断面に比
して、有利には、保持体の受容部の横断面の半分に比し
て小さな横断面を有するように設計されており、かつ、
両方の永久磁石の間の中間スペースが弾性的な物質又は
ばねによりフルに充填されている。これによれば、隙間
ごとにわずかな磁石材料しか必要でなく、その上、重量
が軽減され、このことがロータにおいて遠心力の軽減を
生ぜしめる。

【００１８】隙間ごとに永久磁石が分割されている場合
の別の構成では、両方のＵ字形の保持体が隙間ごとに歯
付きリングの歯に溶接されており、かつその側脚の傾斜
が、向かい合ったポール基板から、一体成形されたクロ
ーポールへの移行部の形状に適合しており、これにより
漏れ磁束の補償の効果性が向上する。

【００１９】さらに、永久磁石のための保持体を相互に
回動させて位置させることにより、クローポールの根元
の臨界的な狭窄部の横断面が増大する。

【００２０】

【発明の実施の形態】次ぎに、内部ロータを備えた同期
機につき本発明を説明するが、本発明は外部ロータを備
えた同期機にも適用される。いずれの場合でも、対応す
るステータの構造のために同じことが当てはまる。

【００２１】図１（ａ）に示す保持体２は、ベース脚２
ａと側脚２ｃとにより形成されたＵ字形横断面を有して
いる。保持体２の端部は、図５に示すようにロータの両
方のポール基板７の外側寸法に相応した相互間隔をおい
て位置する舌片２ｂにより閉鎖されている。舌片２ｂは
図１（ｂ）に示したように保持体２のベース脚２ａ又は
側脚２ｃから縁曲げにより形成されている。さらに、こ
れらの舌片２ｂは、クローポール７′の間の隙間が機械
中央軸線に対して平行に、要するに図示の実施例ではロ
ータの軸１０に対して平行に延びておらず、その上、交
互に互いに傾斜している場合でも、保持体２により５つ
の側で閉じられた受容部をその縦方向に対して傾斜して
閉鎖することができる。その場合には、図１（ｃ）で示
したような鏡像的に形成された１対の保持体２．１及び
２．２が必要である。側脚２ｃ′から縁曲げにより形成
された舌片２ｂはクローポール７′の間の隙間内へ挿入
された後では図５の溶接箇所１０．１から分かるように
ポール基板７の外側に平行に向いていてこの外側に溶接
されることができる。永久磁石１の横断面は保持体２の
受容部の横断面に適合しており、かつ永久磁石１は舌片
２ｂまで延びており、要するにロータの全長にわたり延
びている。図２に示したように、永久磁石１は受容部内
に挿入されて接着層３を介して接着されることができ
る。図３が示すように、保持体２の側脚２ｃの端部５は
縁曲げされることができる。この場合、永久磁石１は形
状係合により保持体の受容部内に保持される。端部５は
保持体２の側脚の一部をたんにかしめることで形成され
ることもできる。永久磁石１は摩擦係合により保持体２
内に固定されることもできる。摩擦係合は図４のプレス
箇所４が示すように、側脚２ｃの適当な圧縮によっても
得ることができる。

【００２２】図６は、軸方向で間隔をおいて配置された
２つの非磁性的な２つの保持板１４を示す。これらの保
持板は同期機の内部ロータではポール基板７に接続され
てこのポール基板に又はロータの軸１０に例えば溶接に
より結合される。このことのために、保持板１４は高貴
鋼、真ちゅう、ブロンズ又はアルミニウムのような非強
磁性の溶接可能な材料から製作されている。保持体２は
両方の端部に、ベース脚２ａを延長せしめる舌片２ｂを
有しており、これらの舌片は保持板１４の外向きに曲げ
られた固定用舌片１５に溶接されている。保持体２の傾
斜が交互に変化するため、固定用舌片１５はそれぞれ、
テーパしたクローポール７′の先端を起点としてこのク
ローポールを囲む両方の保持体２を取り付けることがで
きるような幅を有している。

【００２３】図７に示すように、保持板１４に固定用フ
ランジ１５と並べて、ベンチレータ羽根１３を縁の曲げ
起しにより形成することもできる。

【００２４】図８から図１０までに示すように、保持体
２は付加的に、定置のユニットを成すように中央に結合
されることもできる。その場合、歯付きリング８が使用
され、その歯９は外歯を形成していて保持体２の凹所内
に挿入される。溶接箇所１０．１が保持体２の舌片２ｂ
をポール基板７の外側に結合せしめている。さらに、歯
付きリング８の歯９は、図１０の溶接箇所１０．２が示
すように、保持体２のベース脚２ａに溶接されることが
できる。永久磁石１はこの場合２つの同じ部分１′及び
部分１″を備えており、これらの部分は保持体２の分割
された受容部内で半径方向で遠心力に抗して支持されて
いて軸方向の衝撃力に対して安全に保護されている。保
持体２の舌片２ｂは保持体２のベース脚２ａ又は側脚２
ｃのところに縁曲げにより形成されることができる。

【００２５】図１１に示すように、歯９の幅は保持体２
の受容部の幅に適合している。歯９はそれぞれ保持体２
の受容部をフルに充填しており、かつ部分・受容部の間
の非磁性的な仕切壁を形成している。

【００２６】歯付きリング８が使用された場合、図１１
の保持体半部２′及び２″が示すように、保持体２も分
割されることができる。互いに向かい合った保持体半部
２′，２″は閉じており、かつ、歯付きリング８が高貴
鋼、真ちゅう、ブロンズ又はアルミニウムのような非磁
性的な溶接可能な材料からなる場合には、歯付きリング
８の歯９に例えば溶接により結合される。さらに図１１
から分かるように、両方の保持体半部２′，２″は互い
に回動して位置しており、その結果、図１２から看取さ
れるように、側脚の傾斜が、向かい合ったポール基板７
と、一体形成されたクローポール７′との間の移行部
７″に適合している。このことは、クローポール７′の
弱化された根元領域での漏れ磁束補償の改善をもたら
す。保持板１４の固定用フランジ１５には、それぞれク
ローポール７′の互いに向かい合った先端を囲む２つの
保持体半部２′，２″の舌片２ｂが溶接される。図１２
に示すポール基板７の平面図はロータの他方の端部のと
ころでも援用される。その場合、他方のポール基板７の
ところでは、互いに突き合わされた隙間の保持体半部
１′，２″が側脚２ｃの傾斜に関して移行部７″に相応
して設計される。保持体半部２′，２″の舌片はポール
基板７又は閉鎖板１４に溶接される。

【００２７】保持体２内に挿入された永久磁石は、図１
３が示すように、横断面に関してもＵ字形の保持体２の
受容部の横断面に比して小さく設計されることができ
る。本実施例では２つの永久磁石１１が保持体２の受容
部内に挿入されていて側脚２ｃに当接している。中間ス
ペースは弾性的な充填材１２．１又はばね１２．２によ
りフルに充填されており、この充填材が永久磁石１１を
保持体２の側脚２ｃに当接するように保持している。こ
の構成によれば、磁性材料が節約され、かつ重量軽減に
より遠心力が減少する。永久磁石の２分割は図８から図
１０までにもとづく保持体２にも適用可能である。

【００２８】本発明は外部ロータでも同様に有利に適用
可能である。その場合には、保持体のベース脚２ａが遠
心力を受け止めるように保持体が挿入される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は一方のポール基板から他方のポール基
板まで達していてこれらのポール基板に結合された保持
体の側面図、（ｂ）は同保持体の端面図、（ｃ）は隙間
が機械中央軸線に対して平行に延びていずに互いに傾斜
している場合の、同期機のための保持体対を示す図であ
る。

【図２】図１に示した保持体内に永久磁石を固定した状
態を示す図である。

【図３】保持体内で永久磁石を形状係合により固定した
状態を示す断面図である。

【図４】保持体内に永久磁石を摩擦係合により固定した
状態を示す断面図である。

【図５】両方のポール基板の後方で保持体を固定した状
態を示す略示図である。

【図６】隣合う隙間の２つの保持体を、軸方向に間隔を
おいて配置された保持板に固定した状態を示す部分斜視
図である。

【図７】縁の曲げ起しにより形成されたベンチレータ羽
根を備えた保持板の部分斜視図である。

【図８】軸方向で分割された永久磁石を備えた保持体を
示す図である。

【図９】その歯が図１の保持体の受容部内へ係合してお
り、かつ両方の永久磁石が隙間ごとに軸方向で固定され
ている歯付きリングを示す図である。

【図１０】保持体に結合された歯付きリングをロータに
固定した状態を示す図である。

【図１１】隙間ごとに保持体を分割し、互いに回動して
位置する両方の保持体半部を歯付きリングに固定した状
態を示す図である。

【図１２】隙間ごとに互いに回動して位置する保持体半
部を備えたポール基板の部分端面図である。

【図１３】永久磁石を横断面の小さな２つの永久磁石に
分割した場合を示す図である。

【符号の説明】

１永久磁石、２保持体、２ａベース脚、２
ｂ舌片、２ｃ側脚、７ポール基板、７′
クローポール、８歯付きリング、９歯、１０
軸、１１永久磁石、１２．１，１２．２弾性
的な物質、１４保持板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同期機であって、ステータ又はロータ内
の電気的に励磁される多数の個々のポールから成る励磁
機構を備えており、漏れ磁束の補償のために、ステータ
の端部又はロータの端部に取付けられたポール基板の互
いに向かい合って位置していて交互に互いに内外に入り
組んだクローポールの間の隙間内に永久磁石が挿入され
ている形式のものにおいて、永久磁石（１）が横断面Ｕ字形の非磁性的な保持体
（２）内に取付けられており、この保持体のベース脚
（２ａ）が永久磁石（１）を遠心力に抗して半径方向で
支持しており、かつ、永久磁石（１）を軸方向に固定す
るために、保持体（２）の軸方向の端部が閉じていて、
かつポール基板（７）又はこのポール基板（７）に接続
された非磁性的な保持板（１４）に結合されていること
を特徴とする同期機。
【請求項２】同期機であって、ステータ又はロータ内
の電気的に励磁される多数の個々のポールから成る励磁
機構を備えており、漏れ磁束の補償のために、ステータ
の端部又はロータの端部に取付けられたポール基板の互
いに向かい合って位置していて交互に互いに内外に入り
組んだクローポールの間の隙間内に永久磁石が挿入され
ている形式のものにおいて、各隙間内に横断面Ｕ字形の２つの非磁性的な保持体
（２′，２″）が挿入されており、両方の保持体が軸方
向で相前後して配置されており、かつそれらのベース脚
（２ａ）で２つの永久磁石（１′，１″）を遠心力に抗
して支持しており、かつ、両方の保持体（２′，２″）
の軸方向で互いに逆の側の端部が閉じていて、かつポー
ル基板（７）又はこのポール基板（７）に接続された非
磁性的な保持板（１４）に結合されており、かつ、隙間
ごとに２つの永久磁石（１′，１″）を軸方向で固定す
るために、両方の保持体（２′，２″）の互いに向かい
合った端部も閉じていて互いに結合されていることを特
徴とする同期機。
【請求項３】保持体（２）の軸方向の端部にはベース
脚（２ａ）又は側脚（２ｃ）のところで舌片（２ｂ）が
縁曲げにより形成されており、これらの舌片が保持体
（２，２．１，２．２，２′，２″）を閉鎖していて、
かつポール基板（７）の外側に結合されている請求項１
又は２記載の同期機。
【請求項４】保持体（２，２．１，２．２，２′，
２″）が軸方向の端部に、ベース脚（２ａ）を延長せし
める舌片（２ｂ）を有しており、この舌片が保持板（１
４）の縁曲げにより形成された固定用舌片（１５）に結
合されている請求項１又は２記載の同期機。
【請求項５】保持板（１４）がポール基板（７）に、
又はロータの軸（１０）に結合されている請求項４記載
の同期機。
【請求項６】保持板（１４）にベンチレータ羽根（１
３）が縁の曲げ起しにより形成されている請求項４又は
５記載の同期機。
【請求項７】永久磁石（１，１′，１″）が断面に関
して保持体（２，２．１，２．１，２′，２″）の受容
部の横断面に適合しており、かつ保持体（２，２．１，
２．１，２′，２″）の閉じられた端部まで延びている
請求項１から６までのいずれか１項記載の同期機。
【請求項８】永久磁石（１，１′，１″）が接着
（３）、注入、摩擦係合（４）又は形状係合（５）によ
り保持体（２）内に固定されている請求項１から７まで
のいずれか１項記載の同期機。
【請求項９】永久磁石（１，１′，１″）が、保持体
（２）内に充填された磁化可能な注入物質から形成さ
れ、かつその硬化後に、クローポール（７′）の間の隙
間内への挿入に先立って磁化されて成っている請求項１
から８までのいずれか１項記載の同期機。
【請求項１０】保持体（２，２．１，２．２，２′，
２″）及び保持板（１４）が、高貴鋼、真ちゅう、ブロ
ンズ又はアルミニウムのような非強磁性の溶接可能な材
料から成る請求項１から９までのいずれか１項記載の同
期機。
【請求項１１】互いに向かい合っていて周方向で交互
に配置されたクローポール（７′）において、機械中央
軸線に対して種々異なって傾斜した隙間内に、その縦軸
線に関して互いに回動して位置する鏡像的な保持体
（２．１，２．２）が挿入されており、これら保持体の
舌片（２ｂ）が、保持体（２．１，２．２）の縦軸線に
関して隙間の種々異なる傾斜に適合している請求項１又
は２記載の同期機。
【請求項１２】隙間内に挿入された保持体（２′，
２″）の互いに向かい合った端部が、非磁性的な歯付き
リング（８）の歯（９）に結合されている請求項２から
１１までのいずれか１項記載の同期機。
【請求項１３】歯付きリング（８）が外歯を備えて形
成されており、かつ内部ロータの励磁コイルを囲んでい
る請求項１２記載の同期機。
【請求項１４】歯付きリング（８）の歯（９）が保持
体（２′，２″）の幅にわたって延びている請求項２か
ら１３までのいずれか１項記載の同期機。
【請求項１５】歯付きリング（８）が保持体（２，
２．１；２．２）の中央で歯（９）によって保持体の受
容部内へ係合しており、かつ隙間ごとにこの受容部を２
つの永久磁石のための２つの部分受容部に分割している
請求項１記載の同期機。
【請求項１６】保持体（２；２．１，２．２；２′，
２″）がそれぞれ２つの永久磁石（１１）を受容してお
り、これらの永久磁石が側脚に当接しており、保持体
（２；２．１，２．２；２′，２″）の受容部の横断面
に比して、有利には保持体（２；２．１，２．２；
２′，２″）の受容部の横断面の半分に比して小さな横
断面を有しており、かつ、両方の永久磁石（１１）の間
の中間スペースが弾性的な物質（１２．１）又はばね
（１２．２）によりフルに充填されている請求項１から
１５までのいずれか１項記載の同期機。
【請求項１７】両方のＵ字形の保持体（２′，２″）
が隙間ごとに歯付きリング（８）の歯（９）に溶接され
ており、かつ、その側脚（２ｃ）が傾斜に関して、向か
い合ったポール基板（７）から、一体形成されたクロー
ポール（７′）への移行部の形状に適合している請求項
２記載の同期機。