JPH05507607A - 磁気抵抗原理により作動する電動機及び／又は発電機 - 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】 磁気抵抗原理により作動する電動機及び／又は発電機この発明は、請求の範囲１ に記載の磁気抵抗原理により作動する電動機及び／又は発電機に関する。扇形構 造方式で固定子励磁される同期機の原理により作動する請求の範囲１のａ）〜Ｃ ）に記載の特徴による電動機及び／又は発電機は欧州特許第０１０３８２１号明 細書により知られている。

この公知例では扇形固定子の扇形固定子要素が軸方向の間隔空間により相互に分 離されている。電動機及び／又は発電機の回転子として共用される自動車用内燃 機関のはずみ車特に継手の円筒面は、所定の軸方向間隔を置き交互にずらして配 置された二つの極歯車の形に形成されている。

扇形固定子の扇形固定子要素の間の軸方向間隔空間中に、扇形固定子要素の巻線 励磁と逆向きの磁化を有し軸方向に磁化された永久磁石が配置され、それにより その磁界が扇形固定子要素の継鉄中で軸方向／接線方向−半径方向へ、又は固定 子歯、エアギャップ、ずらされた回転子種を経て半径方向へ、かつ回転子継鉄を 経て軸方向／接線方向へ閉じることにより、この種の電動機及び／又は発電機の 作動効率は少ない費用により高めることができる。

この発明の構造的にかつ組立技術的に特に簡単な第１の構成によれば、磁石装置 がそれぞれ主として扇形固定子要素の弓形継鉄を覆う磁石部分だけから成る。

この空間が磁石装置の収容のために全く又は十分に利用できない場合には、この 発明の別の構成により補助的に扇形固定子要素の固定子歯を覆う磁石部分が設け られる。公知の電動機及び／又は発ｉｉ機の最大の改善は１Ｍ３石装置がそれぞ れ扇形固定子要素の弓形継鉄ばかりでなく固定子歯をも覆う磁石部分から成ると きに可能であり、その際磁石部分は焼結された成形磁石から成る一体の磁石装置 となるようにまとめると合目的的である。

一方では部分励磁巻線により制御可能な励磁と他方では磁石装置により与えられ る永久磁化とのこの発明に基づく協働により、励磁の制御が容易に可能であって 励磁巻線銅材を低減でき、特に軸方向に向かい合った扇形固定子要素の積層鉄心 の端面間の望ましくない大きい漂遊磁界を防止できる。

扇形固定子要素の積層鉄心の隣接する端面間の軸方向間隔空間中に磁石装置を保 持するために、例えば向かい合う端面の相互の接着を行うことができる。この発 明の構成によれば、磁石装置に向かう側の板が保持部を備え、この保持部が特に 簡単な方法で磁石部分の下方に入り込み固定子歯の半径方向端部でこの端部から 外へ折り曲げられた舌状部の形に形成されることにより、補助的な形状結合によ る抜は止め特に回転子空間への磁石装置の脱落に対する防止が簡単な構造的手段 により可能である。

この発明並びに従１１：Ｉ求の範囲の特徴に記載のこの発明の別の有利な構成を 、以下に図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は、永久磁石装置を軸方向に前置された扇形固定子要素の、第２図の切断 線Ｉ−Ｉによる断面を含む正面図を示す。

第２図は、自動車の内燃機関内に組み込まれた扇形固定子の、第１図の切断線Ｉ Ｉ−ＩＩによる部分断面図を示す。

第３図は、永久磁石装置に向かう側の折り曲げられた舌状部を備える薄板の軸方 向正面図を示す。

第４図は、弓形片により抱えられた扇形固定子の側面図を示す。

第５図は、対称中心線から横へずらされた分離形極脚部を備える扇形固定子要素 の正面図を示す。

第６図は、第５図の切断線ＶＩ−ＶＩによる扇形固定子の部分断面図を示す。

第１図は、第２図の切断線１−Ｉによる一つの扇形固定子ＳＳを示し、この扇形 固定子は第２図に示すように例えば自動車用内燃機関のクランクケースＭＫに取 り付けられ、例えば約７０°の円周角にわたり回転子Ｒとして共用される内燃機 関のはずみ車上に延びている。ここに示された極分割又はｔ！縁分割の際にこの 発明に基づく電動機及び／又は発ｉｉｉの作動能力は全周に唯一の扇形固定子Ｓ Ｓしか存在しない場合にも与えられるが、それぞれ対を成し相互に接線方向間隔 を置いて配置された扇形固定子がクランクケースの周上に配置され、これらの扇 形固定子がほぼ向かい合い、周上に分散された扇形固定子を電気的に相互接続す る場合に各一つの分岐中に誘導される電圧が全体として同相となるようになって いるのが合目的的である。

第１図又は第２図に示された扇形固定子ＳＳは、相前後して軸方向間隔ａを置い て分離された二つの扇形固定子要素ＳＳＩ又はＳＳ２を備える。各扇形固定子要 素ＳＳＩ又はＳＳ２は合計８個の固定子歯Ｓｚを有し、これらの固定子歯Ｃよ軸 方向へ一直線上に相前後して配置されている。固定子作動巻線としてそれぞれ９ ０’だけ電気的に相互にずらされた等コイルビ・ソチの巻線分岐Ｓ１、Ｓ２、Ｓ ３、Ｓ４を有する４分岐の巻線が設けられている。ここに示された実施例１でＣ よ巻線分岐Ｓ１、Ｓ３がそれぞれ扇形固定子ＳＳの左歯群の歯の周りに巻力）れ 、巻線分岐Ｓ２、Ｓ４が扇形固定子ＳＳの右歯群の歯の周りに巻かれ、これらの 分岐はそれぞれ軸方向に相前後して置かれた二つの固定子歯を囲んでし）る。

各扇形固定子要素ＳＳＩ又はＳＳ２は、それぞれ集中した部分励磁巻線ＥＷＩ又 はＥＷ２により囲まれ半径方向へ突出する極脚部へつながり、この部分励磁巻線 は半径方向へはめ込み可能な成形コイルとして構成されるのが有利である。部分 励磁巻線ＥＷＩ又はＥＷ２は特に第２図に示すように、扇形固定子要素ＳＳＩと ＳＳ２との間に！かれた両コイル辺中に同じ電流方向が生じるように、制御可能 な直流電圧に接続されている。極脚部ＰＳ１、ＰＳ２の極端部は帰磁路継鉄Ｊに より結合されている。

回転子Ｒとして自動車用内燃機関の継手兼はずみ車の外周が共用され、周囲にし 相互に軸方向間隔を置きかつ軸方向に交互にずらされた回転子歯を備える二つの 歯列ＲＺＩ又はＲＺ２が設けられている。両歯列ＲＺ１．ＲＺ２ｉま中実の鉄製 継手兼はずみ車の一部であるので、磁気的に結合されている。

扇形固定子要素ＳＳＩ又はＳＳ２の間の軸方向間隔空間中には軸方向【こ磁イヒ された永久磁石装置Ｍが設けられ、この永久磁石装置が主として継鉄部分を覆う 磁石部分及び主として固定子歯ＳＺを覆う磁石部分から成る。永久磁石装置Ｍの 磁化は、永久磁石装置が存在しない場合に部分励磁巻線ＥＷＩ、ＥＷ２１こより 発生させられる励磁磁界のうちの扇形固定子要素の間の軸方向間隔空間中へ侵入 する漂遊磁界に対し逆方向に向くようになっている。

部分励磁巻線ＥＷＩ又はＥＷ２中に励磁電流が流れない場合に６よ、・滞磁路継 鉄Ｊを経由する帰磁路が固定子歯ＳＺと回転子Ｒとの間のエアギャップでの永久 磁石装置Ｍの磁位、従ってエアギャップ励磁磁界を問題の無い残留値まで減らす 。

このために帰磁路が永久磁石装置の残留磁束をほとんど飽和せずに短絡できるよ うに断面を設計されるのが合目的的である。部分励磁巻線ＥＷＩ、ＥＷ２に通電 した場合には、これらの磁位力個定子歯と回転子Ｒの回転子歯列ＲＺＩ又はＲＺ ２との間のエアギャップに作用する。部分励磁巻線ＥＷＩ、ＥＷ２の十分な励磁 電流値以上では帰磁路継鉄Ｊの帰磁路を通る磁束が正負符号を変え、それにより 永久磁石装置Ｍの永久磁束と共にエアギャップを通る有効な励磁磁束となる。

一方では永久磁石装置Ｍを通る永久磁石励磁と他方では部分励磁巻線ＥＷＩ又は ＥＷ２による電気的励磁とのこの組み合わせの長所を、次の考察により明らかに する。すなわちもし固定子及び／又は発電機を永久磁石装置だけにより構成する と、扇形固定子要素ＳＳＩ、ＳＳ２の積層鉄心の間の帰磁路が許されないために 励磁磁界は不変である。もし励磁が純粋に電気的に部分励磁巻線ＥＷＩ、ＥＷ２ により行われると、非常に大きい望ましくない漂遊磁界が専ら、軸方向Ｉこ相互 に間隔を置いて向かい合う扇形固定子要素Ｓ３１、ＳＳ２の積層鉄心の端面の間 に生じる。

扇形固定子要素ＳＳＩとＳＳ２の向かい合う端面の間に永久磁石装置Ｍを保持す るために、例えば接着結合を用いることができる。補助的な固定のために、特に 半径方向下方に存在する回転子空間中への永久磁石装置Ｍの脱落を防止するため に、この発明の構成によれば第３区に示すように、扇形固定子要素の間の軸方向 間隔空間に向かう側の最後の板の固定子歯ＳＺの半径方向端部が軸方向へ少なく とも部分的に折り曲げられ、舌状部Ｚの形で半径方向抜は止めとして永久磁石装 置Ｍの下方に入り込む。

永久磁石装置Ｍの接線方向の補助の形状結合的な抜は止めのために非磁性の弓形 片Ｂ１〜Ｂ４を用いることができ、これらの弓形片は第３図及び第４図に示すよ うに両扉形固定子要素ＳＳＩ又はＳＳ２を軸方向に抱えかつこれらに例えば溶接 されている。第３図に示すように弓形片Ｂ１、Ｂ４は半径方向外側を扇形固定子 要素ＳＳＩ又はＳＳ２の突起Ｎｌ又はＮ２によりアンダカット状に抱えられ、内 燃機関又は継手のケースに取り付けられた弓形片Ｂ１、Ｂ４は同時に、回転子空 間中への扇形固定子要素の脱落に対する形状結合的な抜は止めとして共用できる ようになっている。

この発明の別の構成によれば特に、扇形固定子要素ＳＳＩ又はＳＳ２の内側端面 の間に永久磁石装置Ｍを容易に挿入するために、かつ同時に半径方向組み立て高 さを有利に低減するために１部分励磁巻線ＥＷＩ又はＥＷ２を収容する極細部Ｐ Ｓ１又はＰＳ２が別個の構成部品として構成され、扇形固定子要素の半径方向対 称中心線ＭＬからそれぞれ横へずらして配置される。このために扇形継鉄には特 に第３図又は第５図に示すように載置面Ａ１又はＡ２がこの継鉄の板に打ち抜き 成形され、この載置面には極細部ＰＳ１又はＰＳ２を載せて固定することができ る。部分励磁巻線ＥＷ１．ＥＷ２を取り付けられた極細部Ｐｓｉ、ＰＳ２を扇形 固定子要素ＳＳＩ又はＳＳ２に固定するために弓形ばねＦが用いられ、これらの 弓形ばねは同時に帰磁路継鉄Ｊを極細部に押えつけ、その扇形固定子側端部によ り軸方向に扇形固定子要素ＳＳＩ又はＳＳ２を越えて突出する弓形片Ｂ２又は扇 形固定子要素の各積層鉄心は各一つの極細部のための載置面として用いることが できる二つの面Ａ１又はＡ２を備λるのが有利であり、これらの面はこの発明の 構成によれば対称中心１ｉ１ＭＬに対し相互に鏡面対称に配置されている。それ により種々の組み込み状態に適合して部分励磁巻線ＥＷＩ又はＥＷ２を備える極 細部ＰＳ１又はＰＳ２を左の載置面Ａ１又は右の載置面Ａ２に取り付けること、 あるいは電力消費量の大きい場合に永久磁石装置Ｍの組み込み後に両載置面Ａ１ 、Ａ２上に部分励磁巻線及び帰磁路継鉄を備λた各一つの極細部装置を設けるこ と、あるいは特に励磁電力の一定の場合に対の極細部の組み立て寸法を縮小しそ れにより扇形固定子要素の間の軸方向間隔空間への永久磁石装置の挿入を容易に することが可能である。

要約書 軸方向間隔を置いて相前後して配置されそれぞれ逆向きの極性を有する励磁巻線 （已Ｗ１又はＥＷ２）により巻線１ｂｖＬされた積ＮＮＹ３固定子要素Ｃ３Ｓ１ 又は５３２）を備えた固定子励磁形同期機において、扇形固定子要素（３３１又 乙よ５Ｓ２）間の軸方向間隔空間中に、扇形固定子要素中の巻線励磁と逆向きの 磁イヒを有する永久磁石装置（Ｍ）が設けられることにより、少ない費用により 作動効率力（高められる。磁石装置（Ｍ）の位置を保証するために磁石装置（Ｍ ）に開力・う側の積層板が主径方向に下方に入り込む折り曲げられた舌状部（Ｚ ）を有する。

手続補正書 平成４年　７月と日ｌ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ）固定子が、回転子（Ｒ）の周囲にわたり分散され磁気的に相互に分離さ れた扇形固定子（ＳＳ）を有し、 ｂ）各扇形固定子（ＳＳ）が、歯切りされ軸方向間隔（ａ）を置いて相前後して 配置され共通に固定子歯（ＲＺ）の間のスロット中に収容された作動巻線（巻線 分岐Ｓ１〜Ｓ４）を備える二つの扇形固定子要素（ＳＳ１又はＳＳ２）を有し、 ｃ）各扇形固定子要素（ＳＳ１又はＳＳ２）が半径方向へ突出する極脚部（ＰＳ ２又はＰＳ２）へ接続され、これらの極脚部がそれぞれ逆向きの極性となるよう に巻き付けられた部分励磁巻線（ＥＷ１又はＥＷ２）により励磁され、半径方向 外側では帰磁路継鉄（Ｊ）により結合され、ｄ）扇形固定子要素（ＳＳ１又はＳ Ｓ２）の間の軸方向間隔空間中には、軸方向に磁化され扇形固定子要素中の巻線 励磁と逆向きの磁化を有する永久磁石装置（Ｍ）が設けられる ことを特徴とする磁気抵抗原理により作動する電動機及び／又は発電機。
2. ２．ｅ）永久磁石装置（Ｍ）がそれぞれ主として扇形固定子要素（ＳＳ１又はＳ Ｓ２）の弓形継鉄を覆う磁石部分から成ることを特徴とする請求の範囲１記載の 磁気抵抗原理により作動する電動機及び／又は発電機。
3. ３．ｆ）永久磁石装置（Ｍ）がそれぞれ扇形固定子要素（ＳＳ１又はＳＳ２）の 弓形継鉄ばかりでなく固定子歯（ＳＺ）をも覆う磁石部分から成ることを特徴と する請求の範囲１記載の磁気抵抗原理により作動する電動機及び／又は発電機。
4. ４．ｇ）永久磁石装置（Ｍ）が扇形固定子要素（ＳＳ１又はＳＳ２）の弓形継鉄 ばかりでなく固定子歯（ＲＺ）をも覆う一体の磁石部分（Ｍ）から成ることを特 徴とする請求の範囲３記載の磁気抵抗原理により作動する電動機及び／又は発電 機。
5. ５．ｈ）永久磁石装置（Ｍ）に向かう側の少なくとも１枚の板が、永久磁石装置 （Ｍ）を扇形固定子要素（ＳＳ１又はＳＳ２）の間の軸方向中間空間からの脱落 に対し保護する保持部を有することを特徴とする請求の範囲１ないし４の一つに 記載の板から積層された扇形固定子要素を備え磁気抵抗原理により作動する電動 機及び／又は発電機。
6. ６．ｉ）保持部として磁石装置（Ｍ）に向かう側の板が、固定子歯（ＳＺ）の半 径方向端部で永久磁石装置（Ｍ）の下方に入り込む舌状部（Ｚ）の形に折り曲げ られていることを特徴とする請求の範囲５記載の磁気抵抗原理により作動する電 動機及び／又は発電機。
7. ７．ｊ）扇形固定子（ＳＳ）の扇形固定子要素（ＳＳ１又はＳＳ２）が、板と形 状結合及び／又は力結合により結合された非磁性の固定用弓形片（Ｂ１〜Ｂ４） により抱えられていることを特徴とする請求の範囲１ないし６の一つに記載の板 から積層された扇形固定子要素を備え磁気抵抗原理により作動する電動機及び／ 又は発電機。
8. ８．ｋ）極脚部（ＰＳ１又はＰＳ２）が扇形固定子（ＳＳ）の半径方向対称中心 線（ＭＬ）に対し横へずらされていることを特徴とする請求の範囲１ないし７の 一つに記載の磁気抵抗原理により作動する電動機又は発電機。
9. ９．１）極脚部（ＰＳ１又はＰＳ２）が別個の構成部品としてそれぞれ扇形固定 子要素（ＳＳ１又はＳＳ２）の対応する載置面（Ａ１又はＡ２）に向かって接触 固定されていることを特徴とする請求の範囲８記載の磁気抵抗原理により作動す る電動機及び／又は発電機。
10. １０．ｍ）扇形固定子要素（ＳＳ１又はＳＳ２）が、第１の載置面（Ａ１）及び この面に対し鏡面対称な第２の載置面（Ａ２）を備え対称中心線（ＭＬ）に対し 鏡面対称な板切面部を有することを特徴とする請求の範囲９記載の磁気抵抗原理 により作動する電動機及び／又は発電機。