KR20020076318A - 자동차용 교류발전기 - Google Patents

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KR20020076318A
KR20020076318A KR1020027010867A KR20027010867A KR20020076318A KR 20020076318 A KR20020076318 A KR 20020076318A KR 1020027010867 A KR1020027010867 A KR 1020027010867A KR 20027010867 A KR20027010867 A KR 20027010867A KR 20020076318 A KR20020076318 A KR 20020076318A
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automotive alternator
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stator
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KR1020027010867A
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에벤데니스
파베롤피에르
미포장-클로드
타라고장-뤽
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발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르
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Abstract

본 발명은 자동차용 교류발전기에 관한 것으로, 이 교류발전기는 원통형 본체(18)와, 다수의 전기 전도 요소(20)로 형성된 몇 개의 페이즈(P)를 포함하고, 원통형 본체(18)는 적어도 4층의 전도체 요소(20)를 형성하는 적어도 4개의 페이즈 전도체 요소를 수용하기 위한 반경방향 슬롯(L)을 포함하고, 각각의 전도체 요소(20)는 소정의 층에서 슬롯(L)내에 각각 배치된 2개의 브랜치(20a, 20b)와, 주연부 방향에서 보았을 때 "U"자 형상부를 형성하는 헤드(20c)를 구비하고, 슬롯(L)내의제 1 브랜치(20a)에 의해 결합된 전도체 요소의 절반은 동일한 다른 슬롯(L')내의 각각의 제 2 브랜치(20b)에 의해 결합된다.
본 발명에 따르면, 상기 절반의 전도체 요소의 적어도 제 1 및 제 2 전도체 요소(20)는 두 전도체 요소(20)의 "U"자 형상부의 곡률 반경이 실질적으로 동일하다.

Description

자동차용 교류발전기{MOTOR VEHICLE ALTERNATOR}
보다 상세하게는, 본 발명은 스테이터와, 이 스테이터의 내부에 배치되며 입력 와이어 및 출력 와이어로 구성된 여자 코일을 지지하는 N개의 자극 쌍을 갖는 클로-타입 로터를 포함하며, 스테이터는 원통형 본체와, 입력부와 출력부 사이에서 스테이터의 외연을 따라 직렬로 장착된 다수의 전기 전도 요소에 의해 각각 형성된 몇 개의 페이즈(phase)를 포함하며, 원통형 본체는 그것의 반경방향 내측면에 반경방향 슬롯을 포함하여, 적어도 4개의 전도체 요소층을 형성하기 위해 슬롯내에 반경방향으로 병렬 배치된 적어도 4개의 페이즈-전도체 요소를 수용하며, 각각의 전도체 요소는 2개의 슬롯 사이에서 연장하는 핀의 형태이며, 소정의 층의 슬롯내에 배치되는 제 1 브랜치(branch)와 소정의 층의 다른 슬롯내에 배치되는 제 2 브랜치를 구비하며, 두 브랜치 사이에서, 스테이터 본체의 축방향 일측상에는 헤드가 원주방향에서 볼 때 "U"자 형상부를 형성하는 한편, 본체의 다른 측상에는 전도체 요소의 브랜치의 자유 단부가 다른 전도체 요소의 브랜치의 자유 단부에 전기적으로접속되며, 제 1 브랜치에 의해 슬롯내에 결합된 전도체 요소의 절반은 각각의 제 2 브랜치에 의해 동일한 다른 슬롯내에 결합되며, 각각은 두 슬롯 사이에 상기 "U"자 형상부를 형성한다.
이러한 유형의 교류발전기는 종래 기술에 공지되어 있다. 교류발전기의 스테이터의 각 슬롯은 4개의 전도체, 즉 슬롯을 동일한 제 2 슬롯에 결합시키는 2개의 제 1 전도체와, 슬롯을 동일한 제 3 슬롯에 결합시키는 2개의 다른 전도체를 수납한다. 제 1 쌍의 2개의 전도체는 그 헤드가 동심형 부등 "U"자 형상부를 형성하는 방식으로 중첩한다.
이들 교류발전기의 스테이터는 "U"자 형상부의 사이즈에 따라 각각 다른 공구가 구비된 적어도 2개의 핀-형성 스테이션을 제조자에게 요구한다. 또한, 작은 곡률 반경을 갖는 이들 핀은 "U"자 형상부의 가장 뾰족한 영역에서 핀을 보호하기 위한 에나멜이 손상될 위험을 수반한다. 최종적으로, 본체내에 전도체 요소를 삽입하는 것은 동심형 핀의 각 층에 대해 한 단계씩, 적어도 2 단계로 수행되어야 한다.
발명의 요약
따라서 본 발명의 목적은 상술한 어려움을 극복하는 것이다.
본 발명은, 상기 절반의 전도체 요소의 적어도 제 1 및 제 2 전도체 요소는 상기 제 1 전도체 요소의 2개의 브랜치가 속하는 층의 반경방향 간격이 제 2 전도체 요소의 2개의 브랜치가 속하는 층의 반경방향 간격과 동일하고, 2개의 전도체 요소의 "U"자 형상부의 곡률 반경이 실질적으로 동일한 것을 주요 특징으로 한다.
슬롯당 8개의 전도체 요소를 갖는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 동일한 2개의 슬롯 사이에서 연장하는 4개의 전도체 요소를 구비하고, 상기 4개의 전도체 요소는 인접한 전도체 요소의 쌍으로 그룹을 이루며, 상기 반경방향 간격은 한쌍의 2개의 전도체 요소에 대해 동일하고, 한쌍의 2개의 전도체 요소의 "U"자 형상부의 곡률 반경은 실질적으로 동일하다.
유리한 점은, 2개의 쌍중 한쌍의 전도체 요소의 상기 반경방향 간격이 다른 쌍의 전도체 요소의 상기 반경방향 간격과 상이하고, 2개의 쌍의 전도체 요소의 "U"자 형상부의 곡률 반경이 상이하다는 것이다.
바람직하게는, 2개의 쌍중 한쌍의 전도체 요소의 상기 반경방향 간격은 다른 하나의 쌍의 전도체 요소의 상기 반경방향 간격과 동일하고, 2개의 쌍의 전도체 요소의 "U"자 형상부의 곡률 반경은 실질적으로 동일하다.
슬롯당 6개의 전도체 요소를 갖는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전도체 요소중 3개는 동일한 2개의 슬롯 사이에서 연장하고, 상기 전도체 요소중 2개는 인접해 있고 동일한 상기 반경방향 간격을 가지며, 2개의 전도체 요소의 2개의 "U"자 형상부의 곡률 반경은 실질적으로 동일하다.
슬롯당 4개의 전도체 요소를 갖는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전도체 요소중 2개는 동일한 2개의 슬롯 사이에서 연장하고, 상기 전도체 요소의 4개의 층은 본체의 내측 반경방향 면으로부터 분리부가 증가하는 순으로 참조부호(C1, C2, C3 C4)가 부여되며, 이들 2개의 전도체 요소는 인접해 있고, 동일한 상기 반경방향 간격을 가지며, 2개의 전도체 요소의 2개의 "U"자 형상부의 곡률 반경은 실질적으로 동일하다.
유리한 점은, 페이즈 입력부가 층(C1)내의 전도체 요소의 브랜치에 링크연결되고, 대응하는 출력부가 층내의 전도체 요소의 브랜치에 링크연결된다는 점이다.
바람직하게는, 입력부는 층(C4)내의 전도체 요소의 브랜치에 링크연결되고, 대응하는 출력부(S)는 층(C1)내의 전도체 요소의 브랜치에 링크연결된다.
예를 들어, 페이즈 입력부는 층(C2)내의 전도체 요소의 브랜치에 링크연결되고, 대응하는 출력부는 층(C3)내의 전도체 요소의 브랜치에 링크연결되는 것이 바람직하다.
유리한 점은, 페이즈 입력부가 층(C3)내의 전도체 요소의 브랜치에 링크연결되고, 대응하는 출력부가 층(C2)내의 전도체 요소의 브랜치에 링크연결된다는 것이다.
바람직하게는, 각각의 슬롯에 대해, 층(C1, C4)내에 위치된 브랜치의 자유 단부의 적어도 일부분은 제 1 방향을 따라 경사를 이루고, 층(C2, C3)내에 위치된 브랜치의 자유 단부의 적어도 일부분은 슬롯이 위치된 반경방향 평면에 대해 제 1 방향과 대칭인 제 2 방향을 따라 경사를 이룬다.
예를 들어, 각각의 슬롯에 대해, 층(C1, C3)내에 위치된 브랜치의 자유 단부의 적어도 일부분은 제 1 방향을 따라 경사를 이루고, 층(C2, C4)내에 위치된 브랜치의 자유 단부의 적어도 일부분은 슬롯이 위치된 반경방향 평면에 대해 제 1 방향과 대칭인 제 2 방향을 따라 경사를 이룬다.
유리한 점은, 페이즈 입력부의 적어도 일부는 중립점을 형성하도록 전기적으로 링크연결된다는 것이다.
로터는 6, 7, 8 또는 9개의 자극 쌍을 포함하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 스테이터는 3개의 페이즈를 포함한다.
유리한 점은, 스테이터는 전기적으로 30°로 오프셋된 2배의 3개의 페이즈를 포함한다는 것이다.
바람직하게는, 로터는 7개의 자극 쌍을 포함하고, 상기 스테이터의 원통형 본체의 외경은 132mm 내지 138mm 사이의 값이다.
예를 들어, 로터는 6개의 자극 쌍을 포함하고, 상기 스테이터의 원통형 본체의 외경은 137mm 내지 142mm 사이의 값이다.
유리한 점은, 스테이터의 페이즈의 출력부는 적어도 12개의 다이오드를 갖는 전류-정류 장치에 링크연결된다는 것이다.
바람직하게는, 로터는 샤프트와 일체인 2개의 전방 및 후방 자극 휠을 포함하고, 이들 각각은 그 주연부에서 다른 자극 휠을 향해 배향된 7개의 축방향 치형부를 지지하고, 하나의 휠의 축방향 치형부는 그들 사이에 홈을 형성하고, 로터의 코일의 입력 와이어는 샤프트와 후방 자극 휠의 홈중 제 1 홈 사이에서 실질적으로 반경방향으로 연장하고, 출력 와이어는 샤프트와 제 2 홈 사이에서 실질적으로 반경방향으로 연장하고, 이러한 제 2 홈은 제 1 홈에 직경방향으로 대향하는 2개의 홈중 하나인 제 2 홈 사이에서 반경방향으로 연장한다.
예를 들어, 출력 와이어는 샤프트와 제 1 홈에 직경방향으로 대향하는 홈 사이에서 실질적으로 반경방향으로 연장하고, 로터의 정상적인 회전방향에 각도상으로 오프셋되어 있다.
유리하게는, 출력 와이어는 실질적으로 샤프트와 제 1 홈에 직경방향으로 대향하는 홈 사이에서 반경방향으로 연장하고, 로터의 정상적인 회전방향에 반대 방향으로 각도상으로 오프셋된다.
바람직하게는, 각각의 제 1 및 제 2 홈내에는 캡스턴이 배치되고, 입력 와이어 및 출력 와이어는 제 1 및 제 2 홈내에 배치된 캡스턴(capstan) 주위를 각각 적어도 한바퀴 감는다.
예를 들어, 캡스턴은 각각 로터에 고정된 반경방향 스핀들과, 반경방향 스핀들의 자유 단부에 고정된 스터드(stud)를 포함한다.
2개의 중립점(E1, E2, E3, E4, E5, E6)은 조정되는 것이 바람직하다. 따라서 자동차의 전기 망상체는 보다 많은 전류를 수용할 것이다.
바람직하게는, 슬롯의 폭(L1)에 대한 요크(yoke)의 두께의 비율은 0.51 내지 0.57 사이의 값이어야 한다.
본 발명은 일반적으로 자동차용 교류발전기에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 교류발전기의 절반부 단면도,
도 2는 본체의 슬롯을 나타내기 위해 전도체 요소가 제거된 상태의 도 1의 스테이터의 사시도,
도 3은 페이즈의 권선의 와이어링의 예를 도식적으로 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에서 슬롯내의 전도체 요소의 배열을 도시하는단면도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 스테이터의 평면도,
도 6은 도 5의 스테이터의 동일한 슬롯의 4개의 전도체 요소의 배열을 도시하는 사시도,
도 7은 동일한 페이즈의 2개의 연속적인 슬롯내로 도 6의 전도체 요소의 끼워맞추는 것을 나타내는 도면,
도 8은 도 6의 2개의 전도체 요소의 헤드를 외연방향을 따라 도식적으로 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 제 2 실시예의 동일 페이즈의 2개의 역속적인 슬롯내에 3개의 전도체 요소를 끼워맞추는 것을 도식적으로 나타내는 도면,
도 10은 도 9의 3개의 전도체 요소의 헤드를 외연방향을 따라 도식적으로 나타내는 도면,
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에서 동일 페이즈의 2개의 연속적인 슬롯내로 4개의 전도체 요소를 끼워맞추는 것을 도식적으로 나타내는 도면,
도 12는 도 11의 4개의 전도체 요소의 헤드를 외연방향을 따라 도식적으로 나타내는 도면,
도 13은 본 발명의 제 4 실시예의 동일 페이즈의 2개의 연속적인 슬롯내로 4개의 전도체 요소를 끼워맞추는 것을 도식적으로 나타내는 도면,
도 14는 도 13의 4개의 전도체 요소의 헤드를 외연방향을 따라 도식적으로 나타내는 도면,
도 15는 도 7의 페이즈의 입력부 및 출력부의 끼워맞춤을 나타내는 도 7과 유사한 도면,
도 16은 도 15와 유사한 다른 실시예의 도면,
도 17은 도 7의 전도체 요소의 브랜치의 자유 단부를 도식적으로 나타내는 도면,
도 18은 도 17과 유사한 다른 변형 실시예의 도면,
도 19는 도 18에 대응하는 사시도,
도 20은 도 1의 교류발전기의 로터의 실시예의 배면도,
도 21은 도 20의 교류발전기의 로터의 부분 단면의 평면도,
도 22는 외경 135mm의 스테이터를 구비하고 6, 7 및 8개의 자극 쌍을 각각 포함하는 도 3 내지 도 8에 따른 3개의 교류발전기에 의해 발생되는 전류 세기를 비교한 곡선,
도 23은 외경 140mm의 스테이터를 갖는 3개의 교류발전기에 대한 도 22와 유사한 도면,
도 24는 도 5의 전기 전도 요소의 사시도.
우선 자동차용 교류발전기의 일반적인 구조가 도 1을 참조하여 설명될 것이다.
도 1의 좌측에서 우측으로, 즉 전방에서 후방으로 놓여 있는 교류발전기는샤프트(2)의 전방 단부와 일체인 구동 풀리(1)를 구비하며, 샤프트(2)의 후방 단부는 컬렉터(3)에 속하는 컬렉터 링(도시되지 않음)을 지지한다. 샤프트(2)의 축은 기계의 회전 축을 구성한다.
핵심적으로는, 샤프트(2)는 여자 코일(5)이 고정 설치된 로터(4)를 지지하며, 로터의 단부는 링크에 의해 컬렉터(3)에 링크연결된다. 본 명세서에서, 로터(4)는 룬델 타입(Lundel type)의 클로-타입 로터이며, 따라서 전방 팬(8) 및 후방 팬(9)을 각각 지지하는 2개의 전방 자극 휠(6) 및 후방 자극 휠(7)을 구비한다. 각각의 휠(6, 7)은 샤프트(2)의 축에 수직인 플랜지를 구비한다. 플랜지 치형부의 외주연부는 동일한 재료로 형성되어 축방향으로 연장한다. 치형부는 사라리꼴 형상을 가지며 챔퍼가 형성되어 있다. 하나의 휠의 치형부는 다른 휠을 향하고 있으며, 이 다른 휠의 치형부에 대해 각도상으로 오프셋되어 있다. 권선(5)이 작동되면, 로터(4)가 자화되며, 따라서 로터는 자극의 쌍들을 규정하고, 그리하여 각각의 자극 휠은 치형부로 구성된 N개의 N극과 N개의 S극을 각각 갖게 된다. 보다 상세한 사항을 위해 유럽 특허 제 EP-A-0 515 259 호를 참조하면, 자극 휠의 치형부는 각각 측방향으로 적어도 하나의 방음 챔퍼를 갖는다.
예를 들어 팬(8, 9)은 도 20에 도시된 바와 같이 2열의 블레이드 또는 베인(90, 91)을 가지며, 이 블레이드는 그 사이에 통기 채널을 형성한다. 블레이드는 용접(92) 또는 크림핑 등의 다른 수단에 의해 해당 자극 휠(6, 7)상에 고정된 플랜지를 절단 및 절곡하여 형성되며, 상술한 방법으로 각각의 휠은 하나의 휠의 치형부가 다른 휠내로 겹쳐지도록 다른 휠을 향하는 축방향 치형부를 형성하여, 브러시에 전기적으로 링크연결된 전압 조정기(도시되지 않음)를 위한 지지부로서의 기능을 또한 수행하는 브러시 홀더(10)에 의해 지지되는 브러시(도시되지 않음)와 각각 접촉하고 있는 컬렉터(3)의 컬렉터 링에 의해 권선(5)이 작동될 때 자극을 형성한다.
전압 조정기는 다이오드 브릿지(그것의 2개의 다이오드를 도 1에서 볼 수 있음) 등의 전류 정류 장치(11)에 연결되며, 교류발전기의 스테이터(12)가 포함하는 권선이 구비된 페이즈의 출력부에 그 자체가 링크연결된다.
이들 팬(8, 9)은 전방 베어링(13) 및 후방 베어링(14)의 근처에서 각각 연장한다. 베어링(13, 14)은 팬(8, 9)-로터(4)-샤프트(2) 조립체가 풀리(1)와 결합하는 적어도 하나의 벨트를 포함한 전동 장치를 통해 자동차의 엔진에 링크연결된 풀리(1)에 의해 회전 구동될 때, 팬(8, 9)에 의한 교류발전기의 내부 통기를 위해 관통된다. 이러한 통기는 스테이터(12) 및 코일(5)의 권선과, 그것의 발전기 및 정류 장치(11)를 갖는 브러시 홀더(10)를 냉각하는 것을 가능하게 한다. 베어링(13, 14)의 다양한 구멍을 통해 그리고 기계 내부에 존재하는 냉각 유체(본원에서는 공기)가 따라 흐르는 통로가 도 1에 화살표로 나타내어진다.
정류 장치(11), 브러시 홀더(10), 및 관통된 보호 캡(표시되지 않음)은 베어링(14)에 의해 지지 및 고정되며, 그리하여 후방 팬(9)이 전방 팬(8)보다 강력하게 된다. 공지된 방법에 있어서, 베어링(13, 14)은 본원에서는 스크류에 의해 변형예에서는 지지봉(tie rod)(도시되지 않음)에 의해 서로 링크연결되어 있으며, 그리하여 자동차의 고정 부분상에 장착될 케이싱 또는 지지부를 형성한다.
베어링(13, 14)은 풀리(1)와 컬렉터(3)의 링을 지지하기 위해 베어링을 통과하는 샤프트(2)의 전방 및 후방 단부를 회전 지지하기 위해 각각 볼 베어링(15, 16)을 중점적으로 지지한다.
팬(8, 9)의 블레이드는 베어링(13, 14)이 베어링(15, 16)의 장착을 위한 형상을 갖는 하우징 위로 반경방향으로 연장하며, 그리하여 통기가 이루어진다.
이들 블레이드는 그들 사이에 외측으로 분기하는 채널을 한정한다. 본원에서의 팬은 프랑스 특허 제 2,811,156 호에 의해 개시된 유형과 동일한 유형이며, 보다 상세한 사항에 대해서는 상기 특허를 참조하기 바란다.
그리하여, 일 실시예에 있어서, 블레이드의 적어도 일부는 내주연부로부터 외주연부로 갈수록 높이가 감소하고, 블레이드의 적어도 일부는 채널의 바닥에 대해 돌출하여 이들 상기 제 1 블레이드 위로 유체가 2차 재순환하는 것을 방지하는 수단을 구비한다.
유체의 유동 속도는 가능한 한 일정하고 규칙적이다.
이러한 구성은 또한 전기 기계의 로터의 외주연부에 대해서 축방향 용적을 감소시키는 것이 가능하게 한다.
또한, 팬의 효율과 냉각 유체의 유동 안정성이 증가되며, 해당 블레이드 위로의 2차 유체 재순환을 방지하며, 블레이드의 두께가 감소된다.
냉각 유체의 2차 재순환을 방지하는 수단은 핀(fin), 브릿지 및/또는 커버로 구성될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 팬의 소음을 줄이면서 팬에 의한 통기를 개선하기 위한 목적으로, 팬은 제 2 열의 블레이드, 소위 제 2 블레이드를 구비하며, 이것은 제 1 열의 블레이드로 불리는 다른 열의 블레이드보다 짧고, 제 1 열의 블레이드의 2개의 연속적인 블레이드 사이에 적어도 하나의 제 2 블레이드가 개재되는 방법으로 2개의 연속적인 제 1 블레이드에 의해 한정되는 적어도 하나의 채널내에서 제 1 벌의 블레이드의 내주연부 위에 반경방향으로 설치된다.
이러한 특징에 의해, 제 2 블레이드를 둘러싸는 제 1 열의 블레이드의 제 1 블레이드에 대해 냉각 유체 흐름의 유동 분리의 위험이 감소된다. 만약 이 유체가 제 1 블레이드로부터 분리된다면, 특히 유체가 제 1 블레이드 사이를 격렬하게 통과하는 경우, 제 2 블레이드는 제 2 블레이드를 둘러싸는 제 1 블레이드상에 유체가 다시 부착되는 것을 허용한다.
이들을 제공함으로써, 팬 중의 하나를 생략할 수 있는데, 이는 나머지 팬의 성능이 개선되기 때문이다. 전방 팬이 생략되는 것이 바람직하다.
변형예에 있어서, 2개의 팬은 동일한 크기를 갖는데, 이는 종래 기술의 팬보다 강력한 전방 팬이 주어진다면, 후방 팬에서의 보다 양호한 성능으로 인해 팬의 크기를 줄이는 것이 가능하기 때문이다.
일반적으로, 팬의 소정 출력을 위해, 팬의 크기 및 그에 따른 기계의 용적, 특히 축방향 용적을 줄이는 것이 가능하다. 소정의 용적을 위해, 교류발전기로부터의 전력을 증가시키는 것이 가능하다. 이러한 사항은 광범위하게 적용될 수 있으며, 따라서 제 2 블레이드가 끼워졌거나 또는 끼워지지 않은 팬에 적용할 수 있다. 상기 프랑스 특허 제 2,811,156 호에 기술된 팬은 보다 양호한 성능 때문에특히 스테이터(12)에 적합하며, 번(bun)중 하나에 의해 지지되며 압력 헤드의 손실을 발생시키는 중립점의 원주방향 연결을 위한 적어도 하나의 부재를 갖는다. 바람직하게는, 중립점을 연결하기 위한 부재는 번의 통기를 가능한 한 작게 저지하기 위해 번중의 하나의 외주연부에 설치된다.
유리하게는, 소음과 필터 진동을 감소시키기 위해, 스테이터(12)의 본체는 지지부(13, 14)와 직접 접촉하지 않으며, 스테이터(12)의 본체와 지지부 또는 케이싱(13, 14) 사이에 개재하는 탄성 수단이 존재한다는 것이다.
보다 상세하게는, 스테이터(12)의 본체(17)의 축방향 단부와 지지부에 속하는 베어링(13, 14)의 축방향 배향 부분(102, 103)의 자유 단부 사이에는 일래스토머 버퍼(100, 101)가 축방향 및 반경방향으로 개재된다. 버퍼(100, 101)는 환형이고 단면은 브래킷 형상으로서 본체(17)의 외주연부를 부분적으로 덮는다. 이 부분(102, 103)의 자유 단부는 숄더를 형성하고 버퍼(100, 101)의 외부 형상에 맞추기 위해 직경 내부로 들어간다.
이들 버퍼는 베어링(13, 14)으로 구성된 케이싱에 대해 스테이터(12)의 본체(17)의 기계적 완충을 제공하기 위해 반경방향 및 축방향으로 탄성 감쇠 수단을 구성한다.
이러한 구성에 의해, 중립점의 연결을 위한 부재와, 페이즈의 입력부를 갖는 용접점은 아래에 기술된 방법으로 핀의 용접점과 함께 형성된다.
변형예에 있어서, 탄성 감쇠 수단은 슬롯 영역내에 슬롯의 에지와, 프랑스 특허 제 FR-A-2 803 128 호에서 설명된 바와 같이 그들내에 장착된 아래에 설명된전기 전도 요소 사이에 개재된다.
변형에 있어서, 2000년 10월 6일자로 출원된 프랑스 특허 출원 제 00 13527 호에 개시된 바와 같이, 본체(14)의 외주연부와, 전방 베어링 등의 베어링 중 적어도 하나의 내주연부 사이에 탄성적으로 변형 가능한 열전도성 수지가 반경방향으로 개재된다. 이 경우에 있어서, 로터(4)의 코일(5)은 프랑스 특허 제 FR-A-2 809 546 호에 개시된 바와 같이 예를 들어 열경화성 타입의 연결층으로 권선 및 코팅된 전도체 요소의 기부상에 구성될 수 있다. 코일(5)은 열을 발산하며 이 열은 열전도성 수지를 통해 제거된다. 이 변형예에 있어서, 본체(14)는 베어링상에 직접 장착된다.
변형예에 있어서, 로터는 2001년 1월 5일자로 출원된 프랑스 특허 출원 제 01 00122 호에 설명된 바와 같이 볼록한 자극을 포함하며, 로터가 포함하는 금속 플레이트의 팩내에 형성된 하주징 내에 영구 자석이 수용된다. 이들 하우징은 로터의 외주연부를 향해 개방되어 있으며, 자석에 대한 접촉부내로 들어오게 되어 있는 비자성 부재에 의해 축방향으로 폐쇄된다.
변형예에 있어서, 교류발전기는 자동차의 내연기관으로부터의 냉각수 등의 냉각 액체에 의해 냉각되며, 후방 베어링은 예를 들어 독일 특허 제 DE-A-100 19 914 호에 개시된 바와 같이 채널을 포함하며, 보다 상세한 사항에 대해서는 상기 특허를 참조하기 바란다. 유리하게는, 상술한 바와 같이, 이 경우의 스테이터는 진동을 여과하고 소음을 줄이기 위해, 예를 들어 탄성 재료로 제조된 버퍼를 사용하여 교류발전기의 케이싱(13, 14)상에 장착된다.
도 2 및 도 3은, 축(X-X')을 갖는 원통형 본체(18)와, 전기적으로 30°시프트되어 있으며 정류 장치측에서 나타낸 6 페이즈 코일처럼 거동하는 2열의 3 페이즈 코일을 구성하는 2열의 3 페이즈(P1 내지 P3, P4 내지 P6)를 포함하는 스테이터(12)를 도시한다. 간략화를 위해, 본 설명의 나머지 부분에서, 6 페이즈는 2열의 3 페이즈 코일을 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 이것은 전기적으로 30°오프셋되어 있으며, 각각의 3 페이즈 코일은 독립적인 중립점을 갖는 별 모양으로 권선된다.
페이즈당 적어도 하나의 페이즈 권선을 형성하기 위해, 각각의 페이즈(P1 내지 P6)는 입력부(E1 내지 E6)와 출력부(S1 내지 S6) 사이에서 스테이터(12)의 주연부를 따라 일렬로 장착된 다수의 전기 전도 요소(20)에 의해 형성된다.
도 2는 플레이트의 팩(pack)으로도 불리는 원통형 본체(18)를 도시하며, 이것은 적어도 4개의 페이즈 전도체 요소(20)를 수용하기 위해 그것의 반경방향 내측면에 반경방향 슬롯(L)을 포함한다. 4개의 전도체 요소를 갖는 슬롯의 경우에 도 4에 도시된 바와 같이 전도체 요소(C1 내지 C4)의 적어도 4개의 층을 형성하기 위해 전도체 요소(20)는 슬롯(L)내에 반경방향으로 정렬된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 전도체 요소(20)는 2개의 슬롯(L) 사이에서 연장하는 핀의 형상을 가지며, 소정의 층의 슬롯내에 배치되는 제 1 브랜치(20a)와, 소정의 층의 다른 슬롯내에 배치되는 제 2 브랜치(20b)를 포함하며, 헤드(20c)는 브랜치(20a, 20b) 사이에서 스테이터의 외연방향에서 보았을 때 "U"자 형상부를 형성한다.
"U"자 형상부의 헤드(20c)는 전체적으로 본체(18)의 제 1 축방향 측부(18A)상에 배치되어, 제 1 번(24)을 형성한다.
전도체 요소의 브랜치(20a 및 20b)는 본체(18)의 제 2 축방향 측부(18b)로부터 자유 단부(20d)를 거쳐 돌출하며, 각각의 자유 단부(20d)는 다른 전도체 요소의 브랜치의 자유 단부에 예를 들어 용접에 의해 전기적으로 접속되며, 그리하여 페이즈 권선을 형성한다. 자유 단부(20d)는 제 2 번(26)을 형성한다.
제 1 슬롯(L)내의 제 1 브랜치(20a)에 의해 결합된 전도체 요소(20)의 절반은 각각의 제 2 브랜치에 의해 동일한 제 2 슬롯(L')내에 결합되며, 각각 2개의 슬롯(L, L') 사이에 상기 "U"자 형상부를 형성한다. 브랜치(20a, 20b)는 모두 축(X-X')에 평행하게 연장한다.
전도체 요소(20), 입력부(E1 내지 E6) 및 출력부(S1 내지 S6)는 금속 바아의형태이며, 전형적으로 구리로 제조되며, 전형적으로 직사각형 단면을 갖지만, 원형 또는 타원형 등의 다른 단면 형상을 고려할 수 있다.
노치(L)는 본체(18)의 축방향 길이 전체에 걸쳐 연장한다. 노치(L)는 도 4에 도시된 바와 같이 반경방향으로 긴 형상이며, 반폐쇄형이다. 이들 노치(L)는 원주방향으로 규칙적으로 분포된다.
전도체 요소(20)는 슬롯(L)을 관통하여 축방향으로 장착된다. 전도체 요소(20)는 또한 반경방향으로 장착될 수 있으며, 그 경우 슬롯(L)은 웨지(wedge)에 의해 또는 슬롯의 에지의 소성변형에 의해 폐쇄될 수 있다.
중간의 "U"자 형상부(20c)는 하나의 층상에 위치된 브랜치(20a)로부터 다른레벨의 층상에 위치된 브랜치(20b)까지 통과할 수 있도록 비틀린다.
스테이터들은 6, 7, 8 또는 9개의 자극 쌍을 갖는 교류발전기의 부분을 형성한다. 이들 스테이터는 3 페이즈, 2개의 3 페이즈, 6 페이즈 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 각각의 페이즈는 하나, 둘 또는 그 이상의 페이즈 권선을 포함할 수 있다. 각각의 슬롯(L)은 4, 6, 8개의 전도체 요소(20) 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
본체(18)의 슬롯의 개수는 이들 4가지 요인에 따라 좌우된다. 예를 들어, 8개의 자극 쌍, 6 페이즈, 페이즈당 4개의 권선, 및 슬롯당 4개의 전도체 요소를 갖는 교류발전기에 있어서, 본체(18)는 그 주위에 배치된 96개의 슬롯(L1 내지 L96)을 구비한다.
이 특정한 예에 있어서, 만일 제 1 전도체 요소가 소정의 슬롯(Lk)내에 배치된 제 1 브랜치(20a)를 포함한다면, 대응하는 제 2 브랜치(20b)는 6개의 슬롯이 더 배치된 슬롯(Lk+6)내에 배치된다.
제 2 브랜치(20b)는 그것의 자유 단부(20d)에 의해 제 2 전도체 요소(20)의 제 3 브랜치(20a)의 자유 단부에 연결되며, 이 제 3 브랜치(20a)는 다른 6개의 노치가 더 배치된 슬롯(Lk+12)내에 위치된다.
페이즈 권선은 본체(18) 주위를 대략 한 번 감아 형성된 한세트의 링크연결된 전도체 요소에 대응한다.
페이즈는 입력부를 출력부에 링크연결하는 몇몇 페이즈 권선을 직렬로 포함할 수 있으며, 전체적으로는 본체 주위를 수회 감는다. 이 경우에 있어서, 페이즈권선은 특별한 전도체 요소에 의해 링크연결될 수 있으며, 예를 들어 권선의 방향을 반대로 하거나 또는 하나의 슬롯에 의해 권선을 오프셋시키는 것을 가능하게 한다. 이 경우에 있어서, 제 1 권선의 슬롯은 제 2 권선의 슬롯에 인접하며, 6 페이즈 스테이터를 위해 이들 권선 사이에 30°의 전기적인 오프셋을 형성한다.
페이즈 입력부는 중립점을 형성하기 위해 전기적으로 링크연결될 수 있다.
도 3은 6 페이즈 스테이터를 도식적으로 나타낸다. 제 1의 3 페이즈(P1 내지 P3)의 입력부(E1 내지 E3)는 링크연결되어 있으며, 다른 3 페이즈(P4 내지 P6)의 입력부(E4 내지 E6)도 마찬가지로 링크연결되어 있다. 도 3에서, 페이즈(P4 내지 P6)는 페이즈(P1 내지 P3)에 대해 각각 30°로 오프셋되어 있는 것을 볼 수 있으며, 이는 하나의 슬롯(L)에 의한 오프셋을 나타낸다.
앞서 기술한 바와 같이, 제 2 브랜치(20a)에 의해 제 1 슬롯(L)내에 결합되어 있는 전도체 요소(20)의 절반은 그것의 제 2 개별 브랜치에 의해 동일한 제 2 슬롯(L')내에 결합되며, 두 슬롯 사이에 상기 "U"자 형상부를 각각 형성한다.
본 발명에 따르면, 상기 절반의 제 1 및 제 2 전도체 요소(20)중 적어도 하나는 상기 제 1 전도체 요소(20)의 두 브랜치(20a 및 20b)가 속하는 층의 반경방향 간격이 상기 제 2 전도체 요소(20)의 두 브랜치(20a 및 20b)가 속하는 층의 반경방향 간격과 동일하게 한다.
이들 제 1 및 제 2 전도체 요소는 따라서 보다 길이가 긴 부분에 걸쳐 정확하게 평행하게 배치되며, 제 1 및 제 2 전도체 요소(20)의 "U"자 형상부의 곡률 반경은 실질적으로 동일하다.
이러한 해결책의 이점은 차후에 설명된다.
도 5 내지 도 8은 4개의 층(C1 내지 C4) 위에 배치되는 4개의 전도체 요소를 슬롯(L)이 수납하는 제 1 실시예에 있어서, 6 페이즈 코일의 유리한 특징을 나타낸다.
도 8은 본체(18)를 구비하는 6 페이즈 교류발전기 스테이터를 나타내며, 상술한 방법으로 본체(18)는 본원에서 핀으로 불리는 전기 전도 요소(20)에 의해 횡단되는 슬롯(L)이 갖추어진 플레이트의 팩을 포함한다.
페이즈의 스테이터 코일은, 본체(18)의 제 1 축방향 측부(18)상에서, 모든 핀의 모든 헤드(20c)와, 제 1 열의 3 페이즈(P1 내지 P3)를 포함하는 제 1 코일을 위한 페이즈 출력부(S1 내지 S3), 및 제 2 열의 3 페이즈(P4 내지 P6)를 포함하는 제 2 코일을 위한 페이즈 출력부(S4 내지 S6)가 모이는 제 1 번(24)을 구비하며, 상술한 방식으로 6 페이즈 타입의 스테이터 코일은, 별 모양으로 장착되어 있으며 도 3에 도시된 바와 같이 전기적으로 30°오프셋된 2열의 3 페이즈로부터 구성된다. 또한, 번(24)은 앞서 기술한 바와 같이 등전위 지점에 페이즈 입력부(중립 입력부로도 불림)와, 그것의 연결부 또는 접속부를 포함한다. 이러한 6 페이즈 실시예에 있어서, 중립 입력부(6)는 6개이며, 따라서 2개의 별 모양 코일에 대응하는 3개의 입력부의 2 그룹내에 링크연결된다.
도 24는 중립점을 접속하기 위한 장치의 유리한 변형예를 나타낸다. 2개의 제 1 중립 입력부는 핀(160)에 의해 연결된다. 다음으로 제 3 중립 입력부는 예를 들어 전자-빔 용접(162)부의 형태로 형성된 단일 접속점을 통해 상기 핀에 연결된다. 따라서 등전위 중립점을 단지 2개의 특정 전도체(161, 160)를 연결하는 단일 용접부와 접속하여 전기적 접속의 신뢰성을 증가시키는 것이 가능하다. 일련의 용접부의 각각에는 표준 핀(140, 145)과, 페이즈 출력부를 위한 3개의 표준 핀(164, 165, 166)과, 중립점의 접속부를 위한 2개의 특정 핀이 형성된다. 또한 핀(163)이 제공되며, 이것은 페이즈 출력부와 중립점의 영역내에 코일을 접속하는 것을 가능하게 한다. 핀(164 내지 166)은 비늘형 또는 물결형의 표준 핀에 대응하며, 그안에서 브랜치중의 하나가 축방향으로 연장한다. 제 2 열의 페이즈의 3 페이즈 출력부(167)도 또한 이 도면에서 볼 수 있다.
번(24)에 대향하는 측상에서는 페이즈 권선을 형성하기 위해 핀의 자유 단부(20d)의 모든 연결부/접속부를 지지하는 제 2 번(26)을 볼 수 있다. 유리하게는, 이들 접속부는 2001년 2월 28일자로 출원된 프랑스 특허 출원 제 0102735 호에 개시된 바와 같이 전자 빔 또는 레이저에 의한 용접으로 형성되며, 이것은 예를 들어 핀의 자유 단부를 사전에 드러내지 않고 기계적인 공정에 의해 용접하는 것을 가능하게 한다.
각각의 페이즈 권선에 대해 스테이터 코일은 도 6에 도시된 바와 같이 물결형 핀을 비늘형 핀과 조합함으로써 형성된다.
도 6은 2개의 물결형 핀(31, 33)과 2개의 비늘형 핀(32, 34)의 세트를 나타낸다. 브랜치(311, 321, 331)는 도 4에 도시된 바와 같이 스테이터의 본체의 슬롯(L)내에 상기 4개의 핀에 인접하여 반경방향으로 정렬되어 있다. 따라서 도 6에 도시된 일시예에 있어서, 브랜치(311)는 전기 기계의 갭 측상에, 즉 슬롯의 내주연부에 배치되어 있으며, 한편 브랜치(341)는 슬롯의 바닥부 영역에 배치되어 있다. 따라서 브랜치(311)는 물결형 핀에 속하며, 반면 브랜치(341)는 비늘형 핀에 속한다. 갭에 근접하게 배치된 핀이 비늘형이라는 것은 아주 명백하다.
도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 번(24) 영역내의 핀의 헤드(20c)의 정점(20e)들은 축방향으로 실질적으로 동일한 레벨에 위치되어 있다. 이러한 구성은 물결형과 비늘형의 핀을 생산하기 위해 단일 유형의 핀만을 사용하는 것을 가능하게 한다는 점에서 유리하다. 따라서, 이들 핀을 생산하는데는 단일 부재의 설비가 필요하기 때문에 제조 비용이 낮아진다. 핀 형태의 전도체 요소는 그것들의 자유 단부가 스테이터 본체의 다른 측에서 나타날 때까지 축방향으로 슬롯내로 가압함으로써 슬롯내에 체결된다. 다음으로, 번(26)을 형성하기 위해, 핀의 자유 단부는 물결형 및 비늘형 핀을 형성하도록 절곡된다. 핀(20)의 헤드의 정점(20e)들이 실질적으로 동일한 레벨에 위치되어 있다는 사실은, 그들의 정렬이 적절한 공구에 의한 단일 가압 작업에 의해 달성될 수 있다는 점에서 유리하다는 것을 나타낸다. 번(24)의 형성에 의한 다른 이점은 그것의 통기에 관한 것이다. 이것은 핀의 헤드의 모든 정점이 동일한 레벨에 위치되어 있어서, 핀(20c)의 헤드의 내부가 예를 들어 도 1에 도시된 팬(8, 9)에 의해 발생된 냉각 공기의 양호한 순환을 방해할 수 있는 장애물이 없는 챔버를 구성하여 보다 양호한 통기를 허용하기 때문이다. 유리하게는, 공기가 번(24, 26)의 블랭크를 통해 용이하게 관통하며, 도 1의 화살표로 도시된 통기 방향으로 용이하게 빠져나온다. 이 실시예에 있어서, 핀 헤드의 정점(20e)들은 인접해 있으며, 본원에서는 서로 접촉하고 있다는 것이 주목되어야한다. 따라서, 모든 핀이 접촉하여 기계적으로 견고한 조립체를 형성하기 때문에 번(24)은 보다 견고하다. 따라서 보다 양호한 진동 신뢰성을 획득할 수 있다는 점에서 유리하다. 공기역학적 소음도 훨씬 줄어드는데, 이는 전기 기계가 특정 속도에서 작동하는 동안 문제가 되는 공기 역학적 소음을 발생시킬 수 있는 장애물이 번(24)내에 존재하지 않기 때문이다. 마찬가지로, 모든 정점(20e)이 동일한 레벨에 있기 때문에 번(24)의 높이가 낮아진다. 페이즈 출력부(S1 내지 S6)는 헤드(20c) 및 출력부(E1 내지 E6)에 대한 축방향 둘출부내에서 연장한다. 제 2 번(26)의 축방향 길이를 헤드(20c)상에서 다소 가압함으로써 조정하는 것이 가능하다는 것을 주목하여야 하며, 이는 그것들이 동일한 레벨에 있기 때문이다. 최종적으로는 핀의 실질적인 표준화가 이루어진다.
또한, 핀의 이러한 구성은 "U"자형 영역내의 에나멜을 손상시킬 위험이 있는 작은 곡률 반경의 핀의 필요성을 피하는 것을 가능하게 한다는 것이 추가될 수 있다.
핀의 헤드(20c)의 정점(20e)들은 번(24)의 영역내에서 인접 및 접촉하여 있다. 또한, 이들 정점은 각각의 연속적인 핀의 영역에서 반경방향으로 교대로 오프셋되어 있다. 따라서, 번(24)의 2개의 연속적인 핀의 브랜치가 반경방향으로 및 교대로 오프셋되어 있기 때문에 번(24)의 통기가 개선되는데, 이것이 냉각을 개선한다.
도 7은 상술한 유형의 6 페이즈 코일을 획득하기 위해 슬롯 내에 전도체 요소를 배치하는 것을 도식적으로 나타낸다.
물결형의 핀 헤드는 갭에 근접하여 참조부호(35)로 표시되며, 비늘형의 핀 헤드는 참조부호(36)로 표시되어 있다. 이들 두 핀은 페이즈 권선의 기본 패턴 또는 세그먼트를 구성한다. 보다 상세하게는, 헤드(35)는 핀의 브랜치(A, G)에 연결되어 있으며, 한편 헤드(36)는 이 제 2 핀의 브랜치(B, H)에 연결되어 있다. 상기 브랜치는 슬롯(Lk, Lk+6)를 각각 축방향으로 관통한다. 이들 두 슬롯(Lk, Lk+1) 사이에는 5개의 슬롯이 제공되며, 이 슬롯은 다른 5 페이즈의 권선에 대해 원주방향으로 규칙적으로 분포된다. 이것은 본 실시예의 6 페이즈 코일이 각 자극 및 페이즈에 대해 2개의 슬롯을 구비하기 때문이다. 따라서, 예를 들어 전기 기계의 로터가 8개의 N극 및 S극을 포함한다면, 스테이터는 96개의 슬롯을 구비할 것이다.
본 도면에 도시된 바와 같이, 헤드(36)와 연결되는 브랜치(B)는 헤드(35)와 연결된 브랜치(A)위로 반경방향으로 슬롯(Lk)내에 끼워진다. 마찬가지로, 헤드(36)와 연결된 브랜치(H)는 헤드(35)와 연결된 브랜치(G)위로 반경방향으로 슬롯(Lk+6)내에 끼워진다. 브랜치(H)는 슬롯의 바닥부에 인접하도록, 2개의 다른 핀 헤드에 결합된 2개의 브랜치(F, E)가 브랜치(H, G)아래로 반경방향으로 끼워진다. 마찬가지로, 헤드(35, 36)가 평행하도록, 2개의 다른 핀 헤드와 결합된 2개의 브랜치(D, C)는 브랜치(B, A)위로 반경방향으로 끼워진다. 이러한 패턴은 계속 반복된다. 하나의 슬롯내에는 2쌍의 전기 전도 요소가 존재하며, 이들 요소중 제 1 쌍은 동일 페이즈에 속한 다른 연속적인 슬롯의 내주연부에 끼워진 다른 쌍의 전도체 요소의 헤드에 의해 연결된 슬롯의 외주연부에 끼워진다. 이 쌍은 하나의 슬롯으로부터 다른 슬롯까지 교대로 분포된다.
이러한 규칙적인 패턴은, 헤드(35, 36)에 대응하는 핀이 도 7의 그것들과 동일한 도 15 및 도 16에서의 2개의 가능한 실시예에 따라 나타낸 바와 같이, 해당 페이즈를 위한 입력부 및 출력부의 영역내에서 중단된다. 제 1 실시예에 있어서, 도 7의 전도체(D)에 대응하는 전도체(D')는 해당 권선의 페이즈 출력부를 구성하는 한편, 도 7의 전도체(E)에 대응하는 전도체(E')는 상기 코일의 중립점에 입력부를 구성한다. 제 2 실시예에 있어서, 도 7의 전도체(C)에 대응하는 전도체(C')는 해당 권선의 페이즈 출력부를 구성하는 한편, 도 7의 전도체(F)에 대응하는 전도체(F')는 상기 코일의 중립점에 입력부를 구성한다. 이들 두 실시예에 대해, 입력부와 출력부를 반대로 하는 것이 가능하다는 것은 매우 자명한 사실이다. 도 15의 전도체(C, F) 및 도 16의 전도체(D, E)는 특수한 접속 핀에 의해 각각 연결된다.
이해될 수 있는 바와 같이, 2쌍의 전도체 요소는 제 1 쌍이 제 2 쌍에 대해 위쪽 또는 아래쪽에 끼워지는 방식으로 포개어 장착되며, 이것은 하나의 슬롯으로부터 동일 페이즈의 다른 연속적인 슬롯까지 교대로 발생되어, 핀의 헤드가 평행하게 되며, 이들 핀 헤드의 정점들이 축방향으로 실질적으로 동일한 레벨에 존재하게 된다.
도 8은 핀(35, 36)의 주연부를 나타낸다. 이들 핀의 "U"자형 헤드의 곡률 반경은 실질적으로 동일하다는 것이 명확하게 드러난다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제 2 실시예로서, 슬롯(L)은 6개의 층(C1, C6) 위로 배치된 6개의 전도체 요소를 수납한다.
비늘형 핀의 헤드는 참조부호(37)로 표시되며, 물결형 핀의 헤드는 참조부호(38)로 표시되며, 제 3 핀의 헤드는 참조부호(39)로 표시되며, 이 헤드(39)는 도 9에 도시된 바와 같이 헤드(35, 36) 위로 걸쳐져 있다.
이와 반대의 구성을 갖는 것이 가능하다는 것은 매우 자명한 사실로서, 헤드(37)가 물결형의 핀에 속하고, 헤드(28)가 비늘형의 핀에 속하는 것이 가능하다.
6 페이즈 코일의 경우, 상기 3개의 핀은 슬롯(Lk) 및 슬롯(Lk+6) 사이에서 연장한다. 스테이터가 다른 수의 페이즈를 구비하는 경우 이들 두 슬롯 사이의 간격은 명백히 달라질 것이다.
헤드(37)는 하우징(Lk)의 층(C3)상에 배치된 브랜치를 하우징(Lk+6)의 층(C5)상에 배치된 브랜치에 결합시킨다. 마찬가지로, 헤드(38)는 하우징(Lk)의 층(C2)상에 배치된 브랜치를 하우징(Lk+6)의 층(C5)상에 배치된 브랜치에 결합시킨다. 헤드(37 및 38)는 그것들의 주요 부분의 길이에 걸쳐 평행하다.
헤드(39)는 층(C1)상에 배치된 브랜치를 층(C6)상에 배치된 브랜치에 결합시킨다.
이들 핀은 페이즈 권선의 기본 패턴을 형성하며, 이 패턴은 스테이터의 전체 원주에 걸쳐 반복되며, 핀(39)은 비늘형 또는 물결형이 된다.
도 10에서는 헤드(37 및 38)에 의한 "U"자 형상부를 평행한 방향에서 보았을 때 그들이 실질적으로 동일한 곡률 반경을 갖는 것을 볼 수 있다. 헤드(39)의 "U"자 형상부의 곡률 반경은 그보다 크다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제 3 실시예로서, 슬롯(L)은 8개의 층(C1 내지 C8) 위로 배치된 8개의 전도체 요소를 수납한다.
비늘형 핀의 헤드는 참조부호(40, 42)로 표시되며, 물결형 핀의 헤드는 참조부호(41, 43)로 표시되어 있다.
반대로, 헤드(40)는 물결형 핀에 속할 수 있고, 그 경우 헤드(41)는 비늘형 핀에 속할 수 있다.
마찬가지로, 헤드(42)는 물결형 핀에 속할 수 있고, 그 경우 헤드(43)는 비늘형 핀에 속할 수 있다.
헤드(42, 43)는 헤드(40, 41) 위를 걸쳐 통과한다.
6 페이즈 코일의 경우 상기 4개의 핀은 슬롯(Lk)과 슬롯(Lk+6) 사이에서 연장한다. 스테이터가 다른 수의 페이즈를 구비하는 경우 이들 두 슬롯 사이의 간격은 말할 필요도 없이 달라질 것이다.
헤드(40)는 하우징(Lk)의 층(C4)상에 배치된 브랜치를 하우징(Lk+6)의 층(C6)상에 배치된 브랜치에 결합시킨다. 마찬가지로, 헤드(41)는 하우징(Lk)의 층(C3)상에 배치된 브랜치를 하우징(Lk+6)의 층(C5)상에 배치된 브랜치에 결합시킨다. 헤드(40, 41)는 그들의 주요 부분의 길이에 걸쳐 평행하다.
헤드(42)는 하우징(Lk)의 층(C2)상에 배치된 브랜치를 하우징(Lk+6)의 층(C8)상에 배치된 브랜치에 결합시킨다. 마찬가지로, 헤드(43)는 하우징(Lk)의 층(C1)상에 배치된 브랜치를 하우징(Lk+6)의 층(C7)상에 배치된 브랜치에 결합시킨다. 헤드(42 및 43)는 그들의 주요 부분의 길이에 걸쳐 평행하다.
이들 핀은 페이즈 권선의 기본 패턴을 형성하며, 이 패턴은 스테이터의 전체 원주에 걸쳐 재현되면, 핀(39)은 비늘형 또는 물결형이 된다.
도 12에서는 헤드(40 및 41)에 의한 "U"자 형상부를 평행한 방향에서 보았을 때 그들이 실질적으로 동일한 곡률 반경을 갖는 것을 알 수 있다. 헤드(42, 43)의 "U"자 형상부의 곡률 반경 역시 헤드(40, 41)의 곡률 반경과 실질적으로 동일하거나 그보다 크다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제 4 실시예로서, 슬롯(L)은 8개의 층(C1 내지 C8) 위로 배치된 8개의 전도체 요소를 수납한다.
비늘형 핀의 헤드는 참조부호(44, 46)로 표시되며, 물결형 핀의 헤드는 참조부호(45, 47)로 표시되어 있다.
반대로, 헤드(44)는 물결형 핀에 속할 수 있고, 그 경우 헤드(45)는 비늘형 핀에 속할 수 있다.
마찬가지로, 헤드(46)는 물결형 핀에 속할 수 있고, 그 경우 헤드(47)는 비늘형 핀에 속할 수 있다.
헤드(44, 45)는 헤드(46, 47) 위를 결코 가로지르지 않는다.
6 페이즈 코일의 경우 상기 4개의 핀은 슬롯(Lk)과 슬롯(Lk+6) 사이에서 연장한다. 스테이터가 다른 수의 페이즈를 구비하는 경우 이들 두 슬롯 사이의 간격은 말할 필요도 없이 달라질 것이다.
헤드(44)는 하우징(Lk)의 층(C6)상에 배치된 브랜치를 하우징(Lk+6)의 층(C8)상에 배치된 브랜치에 결합시킨다. 마찬가지로, 헤드(45)는 하우징(Lk)의층(C5)상에 배치된 브랜치를 하우징(Lk+6)의 층(C7)상에 배치된 브랜치에 결합시킨다.
헤드(46)는 하우징(Lk)의 층(C2)상에 배치된 브랜치를 하우징(Lk+6)의 층(C8)상에 배치된 브랜치에 결합시킨다. 마찬가지로, 헤드(47)는 하우징(Lk)의 층(C1)상에 배치된 브랜치를 하우징(Lk+6)의 층(C7)상에 배치된 브랜치에 결합시킨다.
헤드(44, 45, 46 및 47)는 그들의 주요 부분의 길이에 걸쳐 평행하다는 것이 주목될 것이다.
이들 핀은 페이즈 권선의 기본 패턴을 형성하며, 이 패턴은 스테이터의 원주 전체에 걸쳐 반복된다.
도 14에서는 헤드(44, 45, 46 및 47)에 의한 "U"자 형상부를 평행한 방향에서 보면 그들이 실질적으로 동일한 곡률 반경을 갖는 것을 알 수 있다.
도 17 및 도 18은 2개의 변형 실시예로서, 각각의 하우징(L)이 4개의 전도체 요소를 수납하는 제 2 실시예의 전도체 요소의 브랜치의 자유 단부(20d)를 비트는 것을 나타낸다.
제 1 변형예에 있어서, 층(C4, C2)상에 위치된 브랜치의 자유 단부는 평행한 방향으로 비틀리며, 층(C3, C1)상에 위치된 브랜치의 자유 단부는 그와 반대의 평행 방향으로 비틀린다.
도 19는 제 2 변형예의 사시도이다.
전도체 요소의 자유 단부를 비트는 것과 관련이 있는 이들 구성은 말할 필요도 없이 슬롯(L)이 6개 또는 8개의 전도체 요소를 포함하는 실시예에도 적용될 수 있다.
본 발명의 몇몇 바람직한 실시예가 아래에 설명되는데, 여기에서 로터(4)의 N극 쌍의 개수, 및 스테이터의 주요한 치수는 최적화되어 있다.
이러한 최적화에 사용되는 주요 인자는 교류 발전기의 고유 출력, 즉 기본적으로 로터(4)의 코일(5), 스테이터(12)의 페이즈(P), 스테이터(12)의 본체(18), 및 로터(4)의 자극 휠(6, 7)로 구성된 작동 부품의 무게에 대한 교류발전기의 전류 전달 용량이다. 오늘날의 자동차는 그 수가 증가하고 있는 전력 소모 유닛에 공급하기 위해 많은 양의 전력을 요구하기 때문에, 이 인자는 특히 문제가 된다. 그러나, 이러한 전력의 증가가 교류발전기의 외부 치수의 과도한 증가를 수반해서는 않된다. 이는 모두가 알다시피 항상 교류발전기는 이용 가능한 간격이 매우 제한적인 엔진과 보닛(bonet) 아래에 배치되기 때문이다. 따라서, 교류발전기의 외부 사이즈는 한정적인 선택 인자이다. 또한, 자극 쌍의 개수는 교류발전기의 고유 출력에 대해서 영향력있는 파라미터라는 것이 공지되어 있다.
원형 와이어 코일을 갖는 스테이터 권선을 구비하는 교류발전기 분야의 기술자들은, 로터 자극 쌍의 개수가 증가하고, 그리하여 유도 전류의 주파수가 동일한 비율로 증가할 때, 유도 전류 및 철이 스테이터 내에서 손실된다는 사실을 알고 있다. 맴돌이 전류에 의해 발생된 이러한 철손(iron loss)은 교류발전기의 효율을 저하시키는 경향이 있다.
마찬가지로, 원형 와이어 코일을 갖는 스테이터 권선을 구비하는 교류발전기분야의 기술자들은 기계의 직경과 함께 자극 쌍의 개수를 증가시킨다. 사실상 그 목적은 다른 자성을 갖는 인접한 치형부 사이에서의 자속의 손실을 계속해서 제어하기 위한 것이다. 이 유출 자속은 룬델형 로터의 하나의 치형부로부터 그것에 인접한 다른 극의 다른 치형부까지, 스테이터의 본체를 통과하지 않고 직접 진행한다. 그 결과, 유도 전류가 약해지므로 교류발전기의 성능이 약화된다. 이러한 로터 자속 유출을 줄이기 위해, 예를 들어 프랑스 특허 제 2,784, 248 호에 개시된 바와 같이 치형부간 자석을 끼우는 것이 공지되어 있다. 이들 자석은 이중 기능을 갖는데, 한편으로는 로터의 코일의 가진에 의해 생성된 로터 자속에 더해지는 보충 자속을 형성하는 것이고, 다른 한편으로는 치형부간 상술한 자속 유출을 상쇄시키는 것이다.
본 기술의 상태에서는 6, 7 및 8개의 자극 쌍을 갖는 로터를 구비하는 원형 와이어가 권선된 교류발전기가 공지되어 있다.
예를 들어, 1966년 5월 17일자로 출원된 미국 특허 제 3,252,025 호는 7개의 자극 쌍을 갖는 교류발전기를 개시하고 있다. 로터의 이러한 구성은 당시에는 절단전에 자극 휠의 양호한 겹치기를 위해 이용되었으며, 이는 원자재의 소모량을 절감시겼다. 절단후에, 교류발전기의 축에 대해 평행하게 배향된 치형부를 갖는 자극 휠의 최종 형상을 만들어내기 위해 이들 자극 휠은 냉간 절곡되었다. 냉간 절곡에 의해 자극 휠을 제조하는 방법은 재료가 손실되기는 하지만 고온 단조보다 저렴하다. 특히 7개의 자극 쌍의 선택은 경제적인 방법의 필요에 의한 것이며, 교류발전기의 사용중의 최적화에 대한 고려에 의한 것은 아니다.
원형 와이어로 권선된 스테이터내의 자극 쌍의 개수의 선택은 주로 방법에 대한 고려에 의해, 또는 치형부간 자석의 유무에 관계없이 자속의 적절한 유출을 보장하기 위한 기계의 직경에 기초하여 결정된다. 자극 쌍의 개수가 확정되면, 예를 들어 스테이터 또는 로터내에서 발생할 수 있는 철손을 줄이기 위해 교류발전기내 적소에 전용 장치가 배치된다.
마찬가지로, 교류발전기가 비교적 큰 직경을 갖는 경우에는, 스테이터를 분리하거나 타격을 가할 수 있는 로터의 치형부의 영역에 원심력이 작용하는 문제를 주의할 필요가 있다. 따라서, 절곡 또는 단조된 휠은 원심력이 작용하는 동안 상이한 작동 상태를 보이는데, 소정의 직경에 대해, 최상의 기계적 작동 상태를 제공하는 자극 휠의 개수는 방법에 따라 달라질 수 있다.
핀으로 권선된 교류발전기는 원형 와이어로 권선된 교류발전기와 다른 기하학적 형상을 갖는다. 예를 들어, 로터와 대면하는 스테이터의 작동부는 상이한 표면 면적의 작동 자성부를 갖는데, 이는 핀으로 형성된 코일의 경우에 상기 핀은 스테이터의 슬롯의 축방향 구멍을 통해 삽입되며, 통상적인 원형 와이어로 권선된 스테이터에 대한 경우와 같이 슬롯의 반경방향 구멍을 통해 삽입되지는 않는다.
전술한 사항으로부터, 원형 와이어로 권선된 교류발전기는 핀으로 권선된 경우와는 기계의 기하학적 형상이 상이하기 때문에 상이한 자기 반응을 나타낸다.
따라서, 로터 자극 쌍의 개수를 정확하게 선택하는 것이 필요하며, 이것은 최적의 고유 출력을 획득하는 것을 가능하게 하며, 그러한 경우 슬롯당 고정된 개수의 핀과 스테이터 본체의 고정된 외경을 갖는, 핀으로 권선된 교류발전기에 대해서, 이러한 자극 쌍의 개수는 상기 고유 출력에 영향을 줄 수 있는 가장 중요한 파라미터중의 하나이다.
제 1 바람직한 실시예에 있어서, 교류발전기는 7개의 자극 쌍을 갖는 로터(4)와, 전기적으로 30°오프셋된 2열의 3 페이즈(P)를 갖는 6 페이즈 스테이터(12)를 포함한다.
스테이터(12)의 본체(18)는 상술한 바와 같이 도 3 내지 도 8에 따라 배치된 실질적인 사각형 단면의 핀으로서 4개의 전도체 요소(20)를 각각 수납하는 슬롯을 포함한다.
2열의 3 페이즈의 입력부(E1 내지 E3, E4 내지 E6)는 중립점에 각각 연결되어 있다.
스테이터의 주요 치수는 주로 도 4를 참조하여 아래에 설명된다. 스테이터의 본체(18)의 외경 렉스트(Rext)는 135mm이다. 이 치수는 교류발전기의 성능에 큰 영향을 주지 않고 132mm 내지 138mm로 변경할 수 있다. 이 본체(18)의 내경 린트(Rint)는 108mm이다. 스테이터는 4.286°의 규칙적인 피치를 따라 본체(18)의 내측 반경방향 면 위에 배치된 84개의 동일한 슬롯(L)을 포함한다. 슬롯의 폭(L1)은 2.05mm이며, 깊이(p1)는 10.3mm이다. 슬롯의 구멍을 부분적으로 막고 있는 일체형 부분의 반경방향 두께(e)는 0.4mm이다. 슬롯내로 통과하는 전도체 요소의 브랜치의 폭(L2)은 1.55mm이며, 두께(p2)는 2.4mm이다. 이들 브랜치의 단면의 구석의 곡률 반경은 0.5mm이다. 이들 브랜치는 160㎛ 두께의 절연 재료 층으로 둘러싸여 있다. 스테이터의 요크는 스테이터의 외주연부와 슬롯의 바닥부 사이에 놓여있는 부분이다. 최적의 고유 출력을 얻기 위해, 슬롯의 길이(L1)에 대한 요크의 두께의 비율은 0.51 내지 0.57 사이의 값이어야 한다.
도 22의 곡선은, 도 3 내지 도 8에 따른 모든 교류발전기로서, 6개의 자극 쌍(PP), 7개의 자극 쌍(PP) 및 8개의 자극 쌍(PP)을 각각 포함하는 외경 135mm의 본체(18)를 갖는 교류발전기에 의해 공급되는 전류의 강도(I)를 암페어 단위로, 1800rpm(곡선 C1)과 6000rpm(곡선 C2)의 두 가지 회전 속도에 대해 나타내고 있다.
1800rpm 및 6000rpm은 각각 자동차 내연기관의 아이들링 속도 및 평균 속도를 나타낸다.
전도체 요소의 사이즈는 3개의 교류발전기에 대해 동일하며, 앞서 주어진 치수에 대응한다.
교류발전기의 질량은 6개의 자극 쌍에서 8개의 자극 쌍까지 거의 변하지 않으므로, 고유 출력은 전류 세기와 동일한 방식으로 자극의 개수의 함수로서 변화한다.
최대 전류 강도 및 그에 따른 최대 고유 출력은 7개의 자극 쌍을 갖는 교류발전기에 의해 발생되며, 그러므로 이것은 135mm의 외경에 대한 최적의 효율을 나타낸다는 것이 명백히 나타나 있다.
본체(18)의 외경이 일단 고정되면, 상술한 바람직한 실시예의 교류발전기의 다른 치수 특징은 당업자의 역량에 의해 직접적인 영향을 받는다.
7개의 자극 쌍을 갖는 이러한 최적 조건은 무엇보다, 이 구성에 있어서 스테이터(12)가 최적의 철/구리 비율, 즉 최적의 자기 경로/전기 경로 비율을 갖는다는사실로서 설명된다.
7개의 자극 쌍은 로터(4)가 전달할 수 있는 전류량을 유지하면서 180A에서 공칭 목표 전류를 위해 개수와 폭에서 이상적인 비율을 가진 2개의 이웃한 슬롯(L)을 분리하는 치형부(80)가 형성된 스테이터 본체를 갖는 것을 가능하게 한다.
다른 한편으로, 8개의 자극 쌍은 지나치게 좁고 자기의 관점에서 포화된 치형부(80)를 갖게 한다. 이러한 구성은 보다 약한 자속을 전달하는 보다 작은 로터에 적합할 것이다.
6개의 자극 쌍은 충분한 전류 강도를 생성하기에 지나치게 많고 자기의 관점에서 포화되기 어려운 치형부(80)를 갖게 한다. 그것들은 로터(4)가 전달할 수 있는 것보다 강한 자속을 통과시킬 수 있으며, 따라서 보다 큰 로터에 적합하다.
바람직한 제 2 실시예에 있어서, 교류발전기는 6개의 자극 쌍을 갖는 로터(4)와, 전기적으로 30°오프셋된 2열의 3 페이즈(P)를 갖는 스테이터(12)를 포함한다.
스테이터(12)의 본체(18)는 상술한 바와 같이 도 3 내지 도 8에 따라 배치된 실질적인 사각형 단면의 핀으로서 4개의 전도체 요소(20)를 각각 수납하는 72개의 슬롯을 포함한다.
스테이터의 본체(18)의 외경 렉스트(Rext)는 140mm이다. 이 치수는 교류발전기의 성능에 큰 영향을 주지 않으면서 137mm 내지 143mm로 변경할 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 23의 곡선은 도 3 내지 도 8에 따른 모든 교류발전기로서, 6개의 자극 쌍(PP), 7개의 자극 쌍(PP) 및 8개의 자극 쌍(PP)을 각각 포함하는 외경 135mm의 본체(18)를 갖는 교류발전기에 의해 공급되는 전류의 강도(I)를 암페어 단위로, 1800rpm(곡선 C1)과 6000rpm(곡선 C2)의 두 가지 회전 속도에 대해 비교하고 있다.
최대 전류 강도 및 그에 따른 최대 고유 출력은 6개의 자극 쌍을 갖는 교류발전기에 의해 발생되며, 그러므로 이것은 140mm의 외경에 대한 최적의 효율을 나타낸다는 것이 명백히 나타나 있다.
본체(18)의 외경이 일단 고정되면, 상술한 바람직한 실시예의 교류발전기의 다른 치수 특징은 당업자의 역량에 의해 직접적인 영향을 받는다. 그들은 본 명세서에 기술되어 있지 않다.
바람직한 두 실시예는 스테이터의 슬롯이 4개의 전도체를 수납하는 경우를 설명하였다. 그들은 슬롯이 6개 또는 8개의 전도체를 수납하는 경우에도 용이하게 적용될 수 있다.
위에 설명된 본 발명의 바람직한 제 1 실시예는 7개의 자극 쌍을 갖는 비대칭 로터(4)를 구동시키는 것에 관한 것이다. 이 로터의 코일(5)의 입력부(50) 및 출력부(51) 와이어는 컬렉터(3)에 연결되어 있다. 짝수개의 자극 쌍을 갖는 교류발전기에 이미 사용되고 있는 통상적인 대칭형 컬렉터를 사용 가능하도록 하기 위해, 하나의 유익한 구성이 본 발명을 위해 제공되며, 이는 도 20 및 도 21을 참조하여 설명될 것이다.
상술한 바와 같이, 로터는 2개의 전방 및 후방 자극 쌍(6, 7)을 포함하며, 이들은 그 주연부에서 도 20에 화살표에 의해 상징적으로 도시된 로터(4)의 회전방향에 수직으로 후방 자극 휠의 주연부를 따라 참조 부호(71 내지 77)로 표시된 치형부를 각각 지지한다. 교류발전기가 바람직한 제 1 실시예에서 7개의 자극 휠을 포함하므로, 각각의 자극 휠은 7개의 치형부를 포함한다.
후방 자극 휠의 치형부(71 내지 77)는 홈(71' 내지 77')에 의해 서로 분리된다.
로터(4)는 후방 자극 휠(7)의 후방 면에 의해 지지되는 2개의 후크(78, 78')를 포함한다. 이들 후크(78, 78')는 샤프트(2)에 근접하여 위치되며, 샤프트(2)의 축에 대해 직경방향으로 대향한다. 그들은 컬렉터(3)에 전기적으로 링크연결된다.
입력 와이어(50)는 후크(78)를 코일(5)에 링크연결한다. 입력 와이어는 후크(78)로부터 제 1 홈(71')까지 반경방향으로 연장한다.
종래 기술에 있어서 출력 와이어(51)는 치형부(74)의 기부에 형성된 구멍을 통해, 즉 제 1 홈(71')에 대해 정확히 직경방향으로 대향하는 방향으로 통과함으로써 후크(78')를 코일(5)에 연결하였다. 입력 와이어(50) 및 출력 와이어(51)는 기계의 회전축에 대해 대칭이며, 따라서 이 장치는 통상적인 컬렉터(3)에 적합하다.
이러한 해결책은 다음의 결점을 갖는다. 구멍의 존재에 의해 자속의 통로를 위한 단면은 줄어들고, 이것은 로터의 가장 포화된 부분내에 존재하며, 이는 기계의 성능의 저하를 야기한다.
코일(5)의 끼워맞춤은 출력 와이어(51)가 폐쇄부를 구멍을 통해 통과하도록 할 필요가 있기 때문에 까다로운데, 이는 수많은 제조상의 결함이 발생할 위험이 있다.
최종적으로는, 구멍은 지면에 가깝게 위치되는데, 이는 회로 단락의 위험을 수반한다.
본 발명에 따르면, 출력 와이어(51)는 후크(78')로부터 제 2 홈까지 반경방향으로 연장하며, 이 제 2 홈은 홈(74') 또는 홈(75')이며, 이들 두 홈은 홈(71')에 대해 직경방향으로 대향한다.
출력 와이어(51)는 홈(75')을 통과하는 것이 바람직한데, 이러한 구성은 후크(78')를 거는데 보다 유리하기 때문이다.
이러한 구성은 로터에 구멍을 뚫을 필요가 없으며, 그럼에도 불구하고 입력 와이어(50) 및 출력 와이어(51)를 대칭형 컬렉터(3)에 접속하는 것을 가능하게 한다.
홈(71', 74'/75')내에는 캡스턴(capstan)(79)이 위치된다. 이들 캡스턴(79)은 일 단부에 로터와 일체인 반경방향 스핀들과, 자유 대향 단부에 장착된 스터드를 각각 포함한다.
입력 와이어(50) 및 출력 와이어(51)는 코일(5)과 재결합하기 전에 제 1 홈(71') 및 제 2 홈(74'/75')내에 각각 위치된 캡스턴(79)을 각각 한 바퀴 감는다.
이러한 입력 와이어(50) 및 출력 와이어(51)의 구성은 와이어가 후방 팬(9)내로 통과하도록 통로가 제공되어야 한다는 것이 주목되어야 한다.
이러한 구성이 홀수개의 자극 쌍을 포함하는 어떠한 로터에도 사용될 수 있음은 명백하다.
유리하게는, 후방 팬(9)이 후방 자극의 플랜지와 팬 사이로 와이어(50, 51)가 지나는 것을 각각 허용하는 간극(93, 94)을 구비한다.
유리하게는, 다른 실시예에 있어서, 2개의 중립점이 조정된다. 따라서, 전기 기계는 전기 망상체에 보다 많은 전류를 전달하는 한편, 만족할 만한 리플(ripple)의 레벨을 나타낸다.
마찬가지로, 변형예에 있어서, 교류발전기는 예컨대 프랑스 특허 제 FR-A-2 806 224 호에 설명된 바와 같이 교류발전기/시동기, 즉 풀리가 자동차의 엔진에 의해 구동될 때 교류발전기를 구성하거나 또는 풀리를 거쳐 차량의 엔진을 구동하기 위한 시동기를 구성하는 겸용 기계이다. 이러한 경우에 있어서, 로터에 의해 구비되는 자기 목표의 통과를 감지하기 위해 베어링(15, 16)중의 하나는 예를 들어 적어도 하나의 자기 타입 센서를 구비한다.
그 경우 정류 브릿지는 정류 및 제어 브릿지이며, 이것은 일 실시예에 있어서 겸용 교류발전기의 외부에 설치된다. 페이즈 출력부는 교류발전기에 구비되는 커넥터에 연결되며, 케이블을 통해 정류 및 제어 장치에 연결된다. 보다 상세한 사항은 상기 특허를 참조하기 바란다.
연결부를 갖는 본 발명에 따른 전기 기계는 고출력이며, 컴팩트하고, 소음이 적으며, 냉각이 양호한 기계이다.

Claims (26)

  1. 자동차용 교류발전기로서, 스테이터(12)와, 상기 스테이터(12)내에 배치되어 입력 와이어(50) 및 출력 와이어(51)로 구성된 여자 코일(5)을 지지하는 N개의 자극 쌍을 갖는 클로 타입 로터(4)를 포함하며, 상기 스테이터(12)는 원통형 본체(18)와, 입력부(E)와 출력부(S) 사이에서 스테이터의 외연을 따라 직렬로 장착된 다수의 전기 전도 요소(20)에 의해 각각 형성된 몇 개의 페이즈(P)를 포함하며, 원통형 본체(18)는 그것의 반경방향 내측면에 반경방향 슬롯(L)을 포함하여, 적어도 4개의 전도체 요소층을 형성하기 위해 슬롯(L)내에 반경방향으로 병렬 배치된 적어도 4개의 페이즈-전도체 요소(20)를 수용하며, 각각의 전도체 요소(20)는 2개의 슬롯(L) 사이에서 연장하는 핀의 형태를 취하고, 소정의 층의 슬롯(L)내에 배치되는 제 1 브랜치(20a)와 소정의 층의 다른 슬롯내에 배치되는 제 2 브랜치(20b)를 구비하며, 두 브랜치(20a, 20b) 사이에서 스테이터 본체(18)의 축방향 일측(18a)상에는, 헤드(20c)가 원주방향에서 볼 때 "U"자 형상부를 형성하는 한편, 본체의 다른 측상에서는 전도체 요소(20)의 브랜치의 자유 단부(20d)가 다른 전도체 요소의 브랜치의 자유 단부(20d)에 전기적으로 접속되며, 제 1 브랜치(20a)에 의해 슬롯(L)내에 결합된 전도체 요소(20)의 절반은 각각의 제 2 브랜치(20b)에 의해 동일한 다른 슬롯(L')내에 결합되며, 각각은 두 슬롯(L) 사이에 상기 "U"자 형상부를 형성하는, 교류발전기에 있어서,
    상기 절반의 적어도 제 1 및 제 2 전도체 요소(20)는, 상기 제 1 전도체 요소(20)의 2개의 브랜치(20a, 20b)가 속하는 층의 반경방향 간격이 제 2 전도체 요소(20)의 2개의 브랜치(20a, 20b)가 속하는 층의 반경방향 간격과 동일하고, 2개의 전도체 요소(20)의 "U"자 형상부의 곡률 반경이 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    슬롯(L)당 8개의 전도체 요소(20)를 구비하고, 이들 전도체 요소(20)중 4개는 동일한 2개의 슬롯 사이에서 연장하며, 상기 4개의 전도체 요소(20)는 인접한 전도체 요소의 쌍으로 그룹을 이루고, 상기 반경방향 간격은 한쌍의 2개의 전도체 요소에 대해 동일하며, 한쌍의 2개의 전도체 요소의 "U"자 형상부의 곡률 반경은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    2개의 쌍중 한쌍의 전도체 요소의 상기 반경방향 간격은 다른 쌍의 전도체 요소의 상기 반경방향 간격과 상이하고, 2개의 쌍의 전도체 요소의 "U"자 형상부의 곡률 반경은 상이한 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    2개의 쌍중 한쌍의 전도체 요소의 상기 반경방향 간격은 다른 한쌍의 전도체 요소의 상기 반경방향 간격과 동일하고, 2개의 쌍의 전도체 요소의 "U"자 형상부의 곡률 반경은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    슬롯(L)당 6개의 전도체 요소(20)를 구비하고, 이들 전도체 요소(20)중 3개는 동일한 2개의 슬롯 사이에서 연장하며, 상기 전도체 요소(20)중 2개는 인접해 있고 동일한 상기 반경방향 간격을 가지며, 2개의 전도체 요소의 2개의 "U"자 형상부의 곡률 반경은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    슬롯(L)당 4개의 전도체 요소(20)를 구비하고, 이들 전도체 요소(20)중 2개는 동일한 2개의 슬롯 사이에서 연장하며, 상기 전도체 요소(20)의 4개의 층은 본체(18)의 내측 반경방향 면으로부터 분리부가 증가하는 순으로 참조부호(C1, C2, C3 C4)가 부여되며, 이들 2개의 전도체 요소는 인접해 있고 동일한 상기 반경방향 간격을 가지며, 2개의 전도체 요소의 2개의 "U"자 형상부의 곡률 반경은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    페이즈(P) 입력부(E)는 층(C1)내의 전도체 요소(20)의 브랜치(20a, 20b)에 링크연결되고, 대응하는 출력부(S)는 층(C4)내의 전도체 요소(20)의 브랜치(20a, 20b)에 링크연결되는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    페이즈(P) 입력부(E)는 층(C4)내의 전도체 요소(20)의 브랜치(20a, 20b)에 링크연결되고, 대응하는 출력부(S)는 층(C1)내의 전도체 요소(20)의 브랜치(20a, 20b)에 링크연결되는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    페이즈(P) 입력부(E)는 층(C2)내의 전도체 요소(20)의 브랜치(20a, 20b)에 링크연결되고, 대응하는 출력부(S)는 층(C3)내의 전도체 요소(20)의 브랜치(20a, 20b)에 링크연결되는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    페이즈(P) 입력부(E)는 층(C3)내의 전도체 요소(20)의 브랜치(20a, 20b)에 링크연결되고, 대응하는 출력부(S)는 층(C2)내의 전도체 요소(20)의 브랜치(20a, 20b)에 링크연결되는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  11. 제 6 항에 있어서,
    각각의 슬롯(L)에 대해, 층(C1, C4)내에 위치된 브랜치(20a, 20b)의 자유 단부(20d)의 적어도 일부분은 제 1 방향을 따라 경사를 이루고, 층(C2, C3)내에 위치된 브랜치(20a, 20b)의 자유 단부(20d)의 적어도 일부분은 슬롯(L)이 위치된 반경방향 평면에 대해 제 1 방향과 대칭인 제 2 방향을 따라 경사를 이루는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  12. 제 6 항에 있어서,
    각각의 슬롯(L)에 대해, 층(C1, C3)내에 위치된 브랜치(20a, 20b)의 자유 단부(20d)의 적어도 일부분은 제 1 방향을 따라 경사를 이루고, 층(C2, C4)내에 위치된 브랜치(20a, 20b)의 자유 단부(20d)의 적어도 일부분은 슬롯(L)이 위치된 반경방향 평면에 대해 제 1 방향과 대칭인 제 2 방향을 따라 경사를 이루는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    페이즈(P) 입력부(E)의 적어도 일부는 중립점을 형성하도록 전기적으로 링크연결되어 있는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터(4)는 6, 7, 8 또는 9개의 자극 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이터는 3개의 페이즈(P)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스테이터는 전기적으로 30°로 오프셋된 2배의 3 페이즈(P)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터(4)는 7개의 자극 쌍을 포함하고, 상기 스테이터(12)의 원통형 본체(18)의 외경은 132mm 내지 138mm 사이의 값인 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터(4)는 6개의 자극 쌍을 포함하고, 상기 스테이터(12)의 원통형 본체(18)의 외경은 137mm 내지 142mm 사이의 값인 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이터(12)의 페이즈(P)의 출력부(S)는 적어도 12개의 다이오드를 갖는 전류-정류 장치(11)에 링크연결되는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 로터(4)는 샤프트(2)와 일체인 2개의 전방 및 후방 자극 휠(6, 7)을 포함하고, 이들 각각은 그 주연부에서 다른 자극 휠을 향해 배향된 7개의 축방향 치형부를 지지하고, 하나의 휠의 축방향 치형부는 그들 사이에 홈을 형성하고, 로터(4)의 코일(5)의 입력 와이어(50)는 샤프트(2)와 후방 자극 휠(7)의 상기 홈(71')중 제 1 홈 사이에서 실질적으로 반경방향으로 연장하고, 출력 와이어(51)는 샤프트(2)와 제 2 홈 사이에서 실질적으로 반경방향으로 연장하고, 이러한 제 2 홈은 제 1 홈(71')에 직경방향으로 대향하는 2개의 홈(74', 75')중 하나인 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 출력 와이어(51)는 샤프트(2)와 제 1 홈(71')에 직경방향으로 대향하는 홈(74') 사이에서 실질적으로 반경방향으로 연장하고, 로터의 정상적인 회전 방향에 각도상으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 출력 와이어(51)는 샤프트(2)와 제 1 홈(71')에 직경방향으로 대향하는 홈(75') 사이에서 실질적으로 반경방향으로 연장하고, 로터의 정상적인 회전방향에 반대 방향으로 각도상으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  23. 제 20 항에 있어서,
    각각의 제 1 및 제 2 홈(71', 74'/75)내에는 캡스턴(79)이 배치되고, 입력 와이어(50) 및 출력 와이어(51)는 제 1 및 제 2 홈(71', 74'/75)내에 위치된 캡스턴(79) 주위를 각각 적어도 한바퀴 감는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 캡스턴(79)은 로터(4)에 고정된 반경방향 스핀들과, 반경방향 스핀들의 자유 단부에 고정된 스터드를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  25. 제 13 항에 있어서,
    2개의 중립점(E1, E2, E3; E4, E5, E6)은 정류되는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
  26. 제 1 항에 있어서,
    슬롯의 폭(L1)에 대한 요크의 두께의 비율은 0.51 내지 0.57 사이의 값을 가져야 하는 것을 특징으로 하는
    자동차용 교류발전기.
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