KR100637732B1

KR100637732B1 - 극간 자석을 구비한 자동차 교류 발전기

Info

Publication number: KR100637732B1
Application number: KR1020007008361A
Authority: KR
Inventors: 폴 아르미롤리; 쟝-필립프 바데이
Original assignee: 발레오 에끼쁘망 엘렉뜨리끄 모뙤르
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2006-10-25
Also published as: JP4705243B2; JP2002532045A; BR9908787A; EP1051791A1; EP1051791B1; DE69938820D1; WO2000033440A1; US6424072B1; CN1289472A; KR20010040501A; FR2786625B1; ES2308863T3; FR2786625A1; CN1204672C

Abstract

끼워진 극 피스(12)를 갖는 회전자(2)와, 극 피스 사이에 위치된 영구 자석(28)과, 적어도 하나의 자석지지 스트립(26)을 포함하는 자동차 교류 발전기이다. 각 스트립(26)은 극 피스(12)의 원주 외측면(18)에 걸쳐서 연장된다.

Description

극간 자석을 구비한 자동차 교류 발전기{Motor Vehicle Alternator with Interpolar Magnets}

본 발명은 일반적으로 자동차 교류 발전기와 같은 고정자와 회전자를 포함하는 형태의 회전기관에 관한 것이다.

공지된 교류 발전기의 회전자는 상호 끼워진 극 피스 또는 클로(claw)를 지탱하는 두 판을 포함한다. 영구 자석이 인접한 극 피스사이의 갭에 위치되고, 극 피스 아래를 통과하는 지지 스트립에 의해서 지탱된다. 그 회전자는 스트립에 의해 점유되는 공간이 극 피스 아래의 회전자 내부의 이용공간을 감소시키는 결점이 있다. 한편, 그것은 판을 함께 조립하기 전에 자석이 정위치될 필요가 있는 데, 이것은 조립 라인이 어떻게 이루어지느냐에 따라 어렵거나 불편할 수 있다.

본 발명의 목적은, 회전자의 내부 부피를 증가시키는 것이 가능한 상이한 형태의 교류 발전기를 제공하는 것에 관한 것이다.

이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 끼워진 극 피스와, 극 피스 사이에 위치된 영구 자석과, 적어도 하나의 자석 지지 스트립을 갖는 회전자를 포함하는 자동차 교류발전기로서, 각 스트립이 극 피스의 원주 외측면에 걸쳐 연장된다.

따라서, (자석과 접촉하는 세그먼트보다 일반적으로 긴) 극 피스와 접촉하는 각 스트립의 세그먼트는 회전자의 내부 부피를 침범하지 않는다. 한편, 이 위치결정은 대부분의 경우에 각 스트립과 자석이, 판을 함께 조립함으로써 극 피스가 끼워진후에 정위치될 수 있도록 한다.

양호하게는, 각 스트립은 자석의 원주 외측면에 걸쳐 연장된다.

이것은 회전자의 내부 이용공간을 증가시킨다. 한편, 극 피스가 끼워진후, 즉, 스트립을 회전자의 축을 중심으로 권선한후에 자석을 정위치시키는 것이 항상 가능하다.

양호하게는, 각 스트립은 회전자의 축을 중심으로 완전한 터언(turn)을 점유한다.

양호하게는, 극 피스는 각 스트립을 수용하기 위한 각각의 홈을 제공한다.

이것은 공기 갭(air gap)에서 회전자의 크기를 증가시킨다.

양호하게는, 홈은 합체된 스트립의 대응 치수보다 큰 회전자의 축에 대한 방사 방향의 치수를 갖는다.

이런 방법으로, 스트립은 회전자의 외경을 침범하지 않는다.

양호하게는, 홈은 챔퍼 또는 회전자의 축에 대한 극 피스의 축 단부면과 접촉한다.

양호하게는, 각 스트립은 자석과 접촉하는 지지 세그먼트와, 자석들 사이에서 연장되고 지지 세그먼트의 대응 폭보다 적은 회전자의 축에 평행한 폭을 갖는 중간 세그먼트를 제공한다.

이것은 지지 세그먼트상에 자석을 지지하는 품질을 해하지 않고도 중간 세그먼트에서 재료를 감소 시킬 수 있다. 양호하게는, 자석은 스크립에 고착된다.

본 발명은, 회전자를 조립하는 단계를 포함하는 교류 발전기 제조 방법으로서, 극 피스를 끼워 넣는 단계와, 자석을 극 피스사이에 위치시키기 위해서 극 피스의 원주 외측면상에 영구 자석을 지탱하는 적어도 하나의 스트립을 고정시키는 단계를 포함한다.

양호하게는, 각 스트립이 회전자의 축을 중심으로 극 피스상에 롤링되어서 정위치 된다.

본 발명의 다른 특징과 특성들이 비제한적인 예로서 양호한 실시예로부터 첨부된 도면을 참도하여 다음과 같이 기술된다.

도1은 스트립이 없는 본 발명의 교류발전기 회전자의 축단면도 및 측면도,

도2는 도1회전자의 스트립에 대한 단면도,

도3은 스트립상의 자석을 도시하는 도2에 유사한 도면,

도4는 도3의 Ⅳ-Ⅳ 평면상의 자석과 스트립에 대한 단면도,

도5는 스트립이 회전자에 권선되는 단계에 대한 축단부도,

도6은 스트립을 지탱하는 도1 회전자의 상세한 사항을 도시하는 부분 축단면도,

도7은 자석의 면들의 일반적인 방향을 도시하는 개략도,

도8 및 도9는 자석의 두 실시예를 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시예인 도1 및 도5를 참조하면, 모터 자동차 교류발전기의 회전자(2)는 축(axis, 6)의 샤프트(shaft, 4)와, 각각이 축(6)상의 디스크 형태의 평면 중심 벽(11)을 갖는 두 개의 극 판(8, 10)을 갖는다. 도1의 좌측에서의 판(8)은 우측의 다른 판(10)과 다르게 교류발전기의 콜렉터에 인접하도록 구성된다.

일반적인 방법으로, 각 판(8,10)은 축(6)에 대해서 평행하게 연장되는 평면 삼각형 형태의 극 피스(12)를 갖는다. 각 판상에, 극 피스(12)는 다른 판을 향하여 연장되는 각 극 피스의 팁을 구비한 중심 벽(11)으로부터 연장되고, 그들 모두는 동일한 방향이다. 각 판상에서, 극 피스는 다른 판의 극 피스를 수용하기 위해서 그들 사이에 갭을 형성하도록 서로 각각으로부터 이격되어서, 두 판의 극 피스는 서로 끼워진다. 각 판(8, 10)은 축(6)에 대해 수직으로 연장되는 극 피스(12)의 축방향 단부면(16)과, 축(6)에 대해서 평행하게 연장되는 극 피스의 원주 외측면(18)사이의 접합부에서, 이 경우는 축(6)에 대하여 45°에서, 챔퍼(14)를 갖는다.

극 피스의 원주 외측면(18)상에, 챔퍼(14)와 접촉하고, 외측면(18)과 축(6)에 평행한 수평 플랜크( flank, 22)와, 그곳에 수직인 직사각형 플랜크(24)를 갖는 옆면이 L 자형인 홈(20)이 구비된다. 직사각형 플랜크(24)는 축에 대해서 방사방향으로 연장하는 홈의 깊이에 대응하는 높이(H)를 갖는다. 수평 플랜크(22)는 축에 대해서 평행한 홈의 폭에 대응하는 폭(L)을 갖는다.

도2-4를 참조하면, 회전자는 적어도 하나의 긴 플랩 스트립(26)을 갖고, 이 경우에 회전자는 두 개의 스트립을 가지며, 도3,4,7,8 및 9를 참조하면, 회전자는 또한 영구 자석(28)을 갖는다. 자석들은 서로 동일하다. 자석들은 일반적으로 그것의 치수중 하나가 긴 직각의 평행 육면체형태이다. 상기 치수에 평행하게 연장되는 평행 육면체의 네 개의 긴면(30)은 직사각형 단면을 형성하나, 서로 각각에 평행한 평행 육면체의 단부면(34)은 상기 치수에 대해서 경사진다. 모양은 따라서 단부면이 길이방향 축에 대해서 경사진 것을 제외하고는 직각의 평행 육면체이다. 도7,8 및 9를 참조하면, 각 자석(28)은 자석의 하부(38)에 대향으로 좁은 폭의 상부를 형성하도록 또는 상부 주위에서 둥근 단면을 갖도록 두 개의 길이방향 챔퍼(36)를 가질 수 있다.

두 스트립(26)은 그들의 주요면이 동일한 평면상에서 서로 각각에 대해서 평행하게 연장된다. 자석(28)은 스트립상에 그들의 하부(38)가 놓이도록 배치되어서, 자석의 단부면(34)이 스트립(26)의 길이 방향에 평행하게 된다. 결과적으로, 각 자석(28)의 길이방향 축은 스트립의 길이 방향에 대해서 경사진다. 한편, 자석(28)은 그들 단부면(34)의 경사각이 독립적인(absolute) 조건에서 일정하나, 한 측면과 다른 측면과 관련해서는 가변적이다. 따라서, "좌측" 자석과 "우측" 자석으로 참조되는 두 그룹의 자석들(28)이 존재하며, 스트립(26)을 따라서 교대로 구성되어, 자석의 축의 경사각은 교대가 된다. 그 결과, 자석(28)은 지그재그 형상을 한다. 영구 자석(28)은 극화되어서 자석의 길이방향 측면과 합체된 동일한 극, 북과 남극이 자석의 연속적인 쌍 사이에서 서로 각각 접하게 된다.

자석은 스트립의 동일한 면에 위치하고, 자석의 하부(38)는 스트립(26)에 인접하나 자석의 상부는 스트립으로부터 떨어져서 놓인다. 스트립(26)은 평면에서 볼때에 자석(28)사이의 갭을 횡단하여 연장하는 중간 세그먼트(40)를 갖는다. 이들 모든 세그먼트(40)는 동일한 폭(i)을 갖는다. 세그먼트 사이에 스트립은, 자석(28)을 지지하고 중간 세그먼트(40) 사이에 위치된 스트립의 지지 세그먼트(43)로부터 연장하는 돌출부(42)를 갖는다. 돌출부(42)는 중간 세그먼트(40)의 엣지중의 하나에 평행하게 연장되는 각각의 단부 엣지(44)와, 자석과 동일한 각으로 경사지는 측면 엣지를 갖는다. 돌출부(42)는 다른 스트립과 접촉하는 각 스트립의 측부로부터 돌출하여, 각 지지 세그먼트(43)의 폭(s)이 중간 세그먼트(40)의 폭(i)보다 크게 된다. 자석(28)은 자석의 축단부가 돌출부(42)상에 놓이게 위치하여 스트립(26)사이에 브리지를 형성한다. 자석은 접착제에 의해서 돌출부에 고정된다. 스트립(26)은 홈(20)의 높이(H)보다 작은 두께(e)를 갖는다. 중간 세그먼트(40)의 폭(i)은 홈(20)의 폭(L)보다 작다. 스트립(26)은 서로 각각 동일하며, 자석을 수용하기 전에 도2에서 볼수 있는 바와 같이 특정 길이방향으로 옵셋 되는 상태에서 서로 바라보도록 위치된다.

회전자를 제조하기 위해서, 도1에서 볼 수 있는 여러 부품이 함께 조립되고, 특히, 극 피스(12)를 갖는 판(8, 10)과 샤프트(6)가 사이에 끼워진다. 도3 및 도4에 도시된바와 같이 스트립(26)과 그곳에 조립된 자석(28)을 회전자가 수용하도록 하기 위해서, 각 스트립(26)의 자유 단부(46)는 회전자에 고정되고 상기 단부는 각각의 홈(20)을 점유하며, 예컨대, 평면 지지부(47) 상에서, 스트립(26)이 연장되어, 홈과 직선이며 동일 평면을 이루도록, 즉 축(6)에 대해서 방사 방향인 평면에 수직이다. 자석(28)은 회전자를 마주보는 스트립(26)의 측면으로부터 돌출한다. 이어서 그것은 회전자상에 스트립(26)을 원주 방향으로 회전시키는데 충분해져서, 예컨대, 회전자를 지지부(47)를 따라서 스트립에 걸쳐서 롤링시킴으로써 스트립이 홈(20)을 점유한다. 자석은, 그들의 상부부터 인접 극 피스(12)사이의 갭내로 삽입되는 방법으로 스트립상에 위치된다. 스트립(26)은 각 스트립이 회전자의 축(6)둘레에 하나의 완전한 터언(turn)을 만들도록 하는 길이를 갖는다. 롤링은 스트립의 단부들을 정확하게 단부 대 단부로 그리고 동일 평면 관계로 위치시킴으로써 종료된다. 단부들은 이어서 함께 결합된다.

스트립은 접착제, 브레이징(brazing) 또는 용접(spot-welding)에 의해서 회전자에 고정될 수 있다.

따라서 스트립(26)이 극 피스(12)의 원주 외측면(18)과 원주 방향으로 외측면이 되는 자석의 하부(38)상에 걸쳐 연장되는 회전자가 얻어진다.

스트립은 쉬트로부터 절단에 의해서 비자성 재료로 제조된다. 예를들면, 홈(20)의 높이(L)는 0.3mm-2mm, 그리고 폭(L)은 2mm-5mm 사이에 놓인다.

Claims

끼워진 극 피스(12)와 극 피스 사이에 위치된 영구 자석(28)과 적어도 하나의 자석지지 스트립(26)을 갖는 회전자를 포함하는 자동차 교류발전기에 있어서,

각 스트립이 극 피스(12)의 원주 외측면(18)에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는 자동차 교류 발전기.
제1항에 있어서,

각 스트립(26)이 자석(28)의 원주 외측면(38)에 걸쳐서 연장되는 것을 특징으로 하는 자동차 교류 발전기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

각 스트립(26)은 회전자의 축(6)을 중심으로 완전한 터언을 점유하는 것을 특징으로 하는 자동차 교류 발전기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

극 피스(12)가 각 스트립(26)을 수용하기 위한 각 홈(20)을 제공하는 것을 특징으로 하는 자동차 교류 발전기.
제4항에 있어서,

홈(20)이 합체된 스트립(26)의 대응 치수(e)보다 큰 회전자의 축(6)에 대한 방사 방향 치수(H)를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 교류 발전기.
제4항에 있어서,

상기 홈(20)이 챔퍼(14) 또는 회전자의 축(6)에 대한 극 피스(12)의 축 단부면(16)과 접촉하는 것을 특징으로 하는 자동차 교류 발전기.
제1항, 제2항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

각 스트립(26)이 자석(28)과 접촉하는 지지 세그먼트(43)와, 자석들(28) 사이에서 연장하고 지지 세그먼트(43)의 대응 폭(s)보다 적은 회전자의 축(6)에 평행한 폭(i)을 갖는 중간 세그먼트(40)를 제공하는 것을 특징으로 하는 자동차 교류 발전기.
제1항에 있어서,

자석(28)이 스트립(26)에 고착되는 것을 특징으로 하는 자동차 교류 발전기.
회전자(2)를 조립하는 단계를 포함하는 교류 발전기 제조 방법에 있어서,

극 피스(12)를 끼워 넣는 단계와,

자석을 극 피스사이에 위치시키기 위해서 극 피스의 원주 외측면(18)상에 영구 자석을 지탱하는 적어도 하나의 스트립(26)을 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 발전기 제조 방법.
제9항에 있어서,

각 스트립(26)이 회전자의 축(6)을 중심으로 극 피스(12)상에 롤링되어서 정위치 되는 것을 특징으로 하는 교류 발전기 제조 방법.