(57)【要約】【課題】  オルタネータを簡単かつ安価にする。【解決手段】  オルタネータは、ステータ（１２）と、前記ステータ（１２）内に配置され、複数の位相を有するロータ（４）と、少なくとも２つのアーマチュア巻線とを備え、各アーマチュア巻線は、アースと電源ラインとの間に接続された電源の一部であり、各電源は、整流素子のブリッジおよび整流素子の補助ブリッジも備えており、前記オルタネータは、整流素子の前記補助ブリッジが２つの電源の整流素子のブリッジに対して中心に配置されており、前記ブリッジは、オルタネータの後方ベアリングに対して固定された支持体によって支持されていることを特徴とする。
2005512496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ（１２）と、このステータ（１２）内に配置され、少なくとも１つの界磁巻線（５）を支持するロータ（４）とを備え、前記ステータ（１２）は複数の位相を有し、このステータが、自動車の車載ネットワークのために電力を供給するための装置の整流デバイス（１１）に接続された少なくとも２つのアーマチュア巻線を備え、各アーマチュア巻線が、アースと電源ラインとの間に接続された電源の一部であり、各電源が、少なくとも１つのアーマチュア巻線と整流素子、例えばダイオードのブリッジとを備え、前記電源のうちの１つが、正タイプの整流素子の補助ブリッジを有し、他方の電源が、負タイプの整流素子の補助ブリッジを備え、前記２つのブリッジの一方および他方に接続されている手段が、
−第１ステートにおいて、電源に供給される整流電圧が２つの電源の各々のアーマチュア巻線（単数または複数）によって供給され、整流された電圧の和となるように、前記２つの補助ブリッジを直列に接続し、
−第２ステートにおいて、２つの電源の間の接続をブロックし、これによって電源ラインに並列に給電するよう制御されるようになっている、自動車のためのオルタネータにおいて、
前記整流素子の補助ブリッジが、２つの電源の整流素子のブリッジに対して中心に配置されており、かつ前記ブリッジが、オルタネータの後方ベアリングに対して固定された支持体によって支持されていることを特徴とするオルタネータ。
【請求項２】
整流器のブリッジを支持しているのが、後方ベアリング（１４）自身であることを特徴とする、請求項１記載のオルタネータ。
【請求項３】
ブリッジが、オルタネータの後方ベアリングに対して固定されたフェースプレート（３００）によって支持されていることを特徴とする、請求項１記載のオルタネータ。
【請求項４】
前記後方ベアリングまたは前記後方ベアリングに対して固定されたフェースプレートが、水で冷却されるようになっていることを特徴とする、請求項２または３記載のオルタネータ。
【請求項５】
ステータ（１２）と、前記ステータ（１２）内に配置され、少なくとも１つの界磁巻線（５）を支持するロータ（４）とを備え、前記ステータ（１２）が複数の位相を有し、このステータが、自動車の車載ネットワークのために電力を供給するための装置の整流デバイス（１１）に接続された少なくとも２つのアーマチュア巻線を備え、各アーマチュア巻線が、アースと電源ラインとの間に接続された電源の一部であり、各電源が、少なくとも１つのアーマチュア巻線と整流素子、例えばダイオードのブリッジとを備え、前記電源のうちの１つが、正タイプの整流素子の補助ブリッジを有し、他方の電源が、負タイプの整流素子の補助ブリッジを備え、前記２つのブリッジの一方および他方に接続されている手段が、
−第１ステートにおいて、電源に供給される整流された電圧が２つの電源の各々のアーマチュア巻線（単数または複数）によって供給され、整流された電圧の和となるように、前記２つの補助ブリッジを直列に接続し、
−第２ステートにおいて、２つの電源の間の接続をブロックし、これによって、電源ラインに並列に給電するように制御されるようになっている、特に自動車のためのオルタネータにおいて、
整流素子の各ブリッジが、ダイオードを有し、このダイオードが、位相によってグループ分けされ、かつオルタネータの後方ベアリングに支持されていることを特徴とするオルタネータ。
【請求項６】
２つの補助ブリッジを互いに接続する前記手段が、２つの補助ブリッジの間に介在されたＣＭＯＳタイプの少なくとも１つのトランジスタから成る、請求項１〜５のいずれかに記載のオルタネータ。  
【請求項７】
並列に取り付けられたＣＭＯＳタイプの複数のトランジスタが設けられていることを特徴とする、請求項６記載のオルタネータ。
【請求項８】
トランジスタと整流素子のブリッジとが集積化されており、後方ベアリングまたは固定ベアリングに対して固定されたフェースプレートに取り付けられていることを特徴とする、請求項７記載のオルタネータ。
【請求項９】
前記ブリッジおよび前記ＣＭＯＳタイプのトランジスタに、電圧制御回路が関連づけされていることを特徴とする、請求項８記載のオルタネータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、オルタネータまたは自動車用オルタネータ兼スタータに関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、少なくとも１つのベルト、およびロータシャフトに対して固定されたプーリーのような駆動部材とを備える変速装置を介して、自動車の内燃エンジンによって回転させられるようになっているシャフトに対して固定されたロータを囲み、複数の位相を有するステータを備えるオルタネータに関する。
【背景技術】
【０００３】
ステータは、少なくとも２つのアーマチュア巻線を有し、この巻線は、自動車の車載ネットワークに給電するために、電源装置の整流デバイスに接続されている。
【０００４】
国際公開第WO01/76052号では、アーマチュア巻線は、アースと電源ラインに接続された電源の各部分となっている。各ソースは、少なくとも１つのアーマチュア巻線と、ダイオードのような整流素子のブリッジとを備えている。
【０００５】
これら２つの電源のうちの一方は、正タイプの整流素子の補助ブリッジを有し、他方は、負タイプの整流素子の補助ブリッジを有し、前記１つのブリッジのうちの一方および他方に接続されている手段が、
−第１ステートにおいて、電源ラインへ供給される整流後の電圧が、２つの電源の各々のアーマチュア巻線（単数または複数）によって供給され、整流される電圧の和となるよう、前記２つの補助ブリッジを直列に接続し、
−第２ステートにおいて、２つの電源の間の接続をブロックし、電源ラインに並列に給電する目的で制御されるようになっている。
【０００６】
その結果、これらオルタネータの性能は、極めて顕著なものとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、この装置を、簡単かつ安価に活用することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上記タイプのオルタネータは、前記整流素子の補助ブリッジが２つの電源の整流素子のブリッジに対して中心に配置されており、前記ブリッジが、オルタネータの後方ベアリングに対して固定された支持体によって支持されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、利用できる空間を、可能な最良の態様で占めることができ、補助ブリッジは、他方のブリッジ内部に位置している。
【００１０】
第１実施例では、整流器のブリッジを支持しているのは、後方ベアリング自身である。
【００１１】
別の実施例では、オルタネータの後方ベアリングに対して固定されたフェースプレートによって、主ブリッジおよび補助ブリッジが支持されている。
【００１２】
別の特徴によれば、前記後方ベアリングまたは前記後方ベアリングに対して固定されたフェースプレートは、水で冷却される。
【００１３】
本発明の別の実施例では、整流素子の各ブリッジは、ダイオードを含み、前記ダイオードは、位相によってグループ分けされ、オルタネータの後方ベアリングに支持されている。
【００１４】
いずれのケースにおいても、２つの補助ブリッジを互いに接続する前記手段は、２つの補助ブリッジの間に介在されたＣＭＯＳタイプの少なくとも１つのトランジスタから成っている。
【００１５】
並列に取り付けられたＣＭＯＳタイプの複数のトランジスタを設けることが好ましい。
【００１６】
前記トランジスタと整流素子のブリッジとは集積化されており、後方ベアリングまたは固定ベアリングに対して固定されたフェースプレートに取り付けられている。
【００１７】
前記ブリッジおよび前記ＣＭＯＳタイプのトランジスタに、電圧制御回路を関連させることが好ましい。
【００１８】
添付図面を参照し、非限定的な例として示された次の説明を読めば、本発明の上記以外の特徴および利点が、より明らかとなると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、図１を参照して、自動車用多層オルタネータの全体構造について説明する。
【００２０】
オルタネータは、図１の左側から右側に向かって、すなわち、前方から後方に向かって、駆動プーリー１を有し、このプーリーは、本例では、ネジによりシャフト２の前端部に対して固定されている。シャフト２の後端部は、集電器３の一部であるスリップリング（番号なし）を支持している。シャフト２の軸線は、装置の回転軸線Ｘ−Ｘとなっている。
【００２１】
シャフト２は、このシャフト２の中心に固定されたロータ４を支持しており、このロータ４には、界磁巻線５が設けられている。界磁巻線の両端部は、図３から判るように、リンクを介して集電器３に接続されている。この界磁巻線は、後述する１組の歯の内側面とロータのコアとの間に構成されるスペースを、できるだけ多く占めるよう、樽状となっていることが好ましい。
【００２２】
本例におけるロータ４は、ランデル（Ｌｕｎｄｅｌ）タイプのクロー式ロータである。従って、２つの極ホイール、すなわち前方極ホイール６と後方極ホイール７とを有し、これらホイールは、それぞれ前方ファン８および後方ファン９を支持しているので、これらのファンにより、所定のサイズで装置の電力を増すと共に、装置からのノイズを小さくできるようになっている。
【００２３】
各ホイール６、７は、シャフト２の軸線に対して直角なラジアルプレートを有する。このラジアルプレートの外周部には、軸方向に延びる歯が形成されている。これらの歯は、台形をしており、装置からのノイズを更に小さくするために、ヨーロッパ特許第0515259号公報に記載されているように、ラジアルプレートに固定されているゾーンの高さにおいて、これら歯には、ノイズ防止チャンファが形成されている。より詳細については、前記明細書を参照されたい。
【００２４】
ホイールのうちの一方の歯は、他方のホイールの方を向いており、他のホイールの歯に対して円周方向にずれている。従って、一実施例では、装置のパワーを更に増すように、歯の間に永久磁石が挟持されるよう、歯は互い違いの状態になっている。例えばフランス国特許公開第2784248号公報に記載されているように、永久磁石が収容されるよう、歯の側方エッジには有形溝が形成されている。
【００２５】
巻線５が附勢されると、ロータ４は磁化され、ロータ４は磁極のペアを構成し、各極ホイールは、歯によって構成されるＮ個のＮ極とＮ個のＳ極とを含む。より詳細については、ヨーロッパ特許公開第0515259号公報を参照されたい。ここでは極ホイールの各歯は、少なくとも１つのノイズ防止用側方チャンファを有する。本例では、各極ホイールは７つの歯を有し、当然ながら、この数は応用例によって決まる。
【００２６】
ファン８、９は、例えば図２から判るように、異なる長さの２組のブレードまたは翼９０および９１を有し、これらのブレードの間に、換気チャンネルを構成している。ブレードは、例えば適当な極ホイール６、７上の溶接部９２により、またはシーミングのような他の手段によって、固定プレートをプレス加工と曲げ加工することによって、突起として形成されている。
【００２７】
各ホイールは、上記のように軸方向の歯を有し、この歯は、他のホイールの方を向き、一方のホイールの歯は、他方のホイールの歯と交互に配置されている。よって、巻線５が附勢されると、集電器３のスリップリングによって磁極を構成するようになっている。各スリップリングは、ブラシキャリア１０によって支持されたブラシ（符号なし）と接触しており、ブラシキャリア１０は、ブラシに電気的に接続された電圧レギュレータ（図示せず）を支持するようにも働く。
【００２８】
レギュレータは、整流デバイス１１、例えばダイオードブリッジ（このうちの２つが図１に示されている）に接続されており、整流デバイス１１自身は、ロータ４を囲むオルタネータのステータ１２の一部である巻線によって定められる位相の出力端に接続されている。
【００２９】
前方ベアリング１３および後方ベアリング１４には、それぞれファン８、９が接近している。これらベアリング１３、１４は金属製であり、本例ではアルミニウムをベースとする金属である。ベース１３、１４は、これらベアリングを自動車の固定部品に締結するためのラグを有する。オルタネータをアースできるのは、これらのベアリングである。
【００３０】
ファン８、９と、ロータ４と、シャフト２から成るアセンブリが、プーリー１によって回転させられると、ファン８、９により、オルタネータの内部換気を行うように、ベアリング１３、１４には孔が開けられている。プーリー１は、このプーリー１に係合した少なくとも１つのベルトを含む変速装置を介して自動車のエンジンに結合されている。この換気によって、ステータ１２の巻線および巻線５を冷却することができ、更にレギュレータを備えるブラシホルダー１０および整流デバイス１１も冷却できる。
【００３１】
本例では、空気である冷却流体は、ベアリング１３、１４内の種々の開口部を通って流れ、それ自身公知の態様で、装置の内部に進入する。後述するように、ステータ１２の巻線の一部であるシニョンの上を通過するように、流体は、ファン８、９によって吹き付けられる。
【００３２】
次に流体は、後方ベアリングまたは前方ベアリングに設けられたラジアル耳部を通って離間することが好ましい。これら２つのベアリングは、中空状であり、これらベアリングの各々は、外周部が軸方向を向く環状フランジとして延びる横方向プレートを有し、環状フランジの自由端には、ステータ１２の本体１８を取り付け、センタリングするためのショルダーが設けられている。
【００３３】
ロータ４の歯の外周部とベアリング１３、１４によって支持されたステータ１２の本体１８の内周部との間には、放射状の空気ギャップが存在し、ケーシングを構成している。空気を循環させるために、ラジアルプレートおよびベアリングのフランジには、孔が開けられている。従って、ステータのシニョンの方を向く開口部が存在する。
【００３４】
後述するように、前方ファン８よりも後方ファン９のほうがより強力となるように、ベアリング１４によって、整流デバイス１１、ブラシホルダー１０および本例ではプラスチック材料を成形した孔開き保護エンドキャップ１７が支持され、ベアリング１４に締結されている。後方ファン９のほうをより強力とした理由は、電力装置およびステータのための冷却を考慮したためである。
【００３５】
本例ではネジにより、または別の変形例では、図示されていないストレッチャーにより、ベアリング１３、１４は、公知の態様で共に接合され、上記のように、自動車の固定部品に取り付けられるようになっている支持ケーシングを構成している。
【００３６】
ベアリング１３、１４は、シャフト２の前端部および後端部を共に回転するように支持するための中心ボールベアリング１５、１６をそれぞれ支持している。このシャフト２は、ベアリングを貫通し、プーリー１およびスリップリング３を支持している。集電器は従来タイプのものである。より詳細には（図２および図３）、ロータの巻線５の入力ワイヤ５０および出力ワイヤ５１は集電器３に接続されている。
【００３７】
偶数の極ペアを有するオルタネータに対して既に使用されているように、対称形状の従来の集電器を使用できるようにするために、以下、図２および図３を参照して説明する好ましい構造が設けられている。
【００３８】
本明細書で既に述べたように、ロータは、２つの極ホイール、すなわち、前方ホイール６と後方ホイール７とを有し、これら各ホイールは、その周辺に歯（７１〜７７）を有している。これらの歯は、図２の矢印で示すように、ロータ４の正常な回転方向に、後方極ホイールの周辺に従っている。第１実施例におけるオルタネータは、７つの極ペアを有するので、各極ホイールは、７つの歯を有する。
【００３９】
後方極ホイールの歯７１〜７７は、ノッチ７１’〜７７’によって互いに分離している。
【００４０】
ロータ４は、後方極ホイール７の背面によって支持された２つのフック要素７８および７８’も有する。これらフック要素７８および７８’は、シャフト２に接近しており、シャフト２の軸線を基準として互いに径方向に対向している。これらのフック要素は、集電器３に電気的に接続されている。
【００４１】
入力ワイヤ５０は、フック要素７０を巻線５に接続しており、このワイヤは、フック要素７８から第１溝７１’まで径方向に延びている。  
【００４２】
従来技術では、出力ワイヤ５１は、フック７８’を巻線５に接続し、歯７４のベース内に形成された孔を貫通している。すなわち、第１溝７１’と径方向に反対の方向に貫通している。２本の入力ワイヤ５０および出力ワイヤ５１は、装置の回転軸線を中心として対称的である。従って、この装置は、従来の集電器３に適合している。
【００４３】
この解決案には、次の欠点がある。すなわち、孔が存在していることにより、磁束通過横断面が小さくなっており、この孔は、ロータで最も飽和する部分であるので、装置の性能にとって不利である。
【００４４】
出力ワイヤ５１は、めくら状態で孔に通さなければならないので、これによって多くの製造上の欠陥が生じる恐れが生じ、巻線５の取り付けに悪影響が及ぶ。
【００４５】
最後に、孔はアースに接近しているので、回路がショートする危険が生じる。
【００４６】
１つの特徴によれば、出力ワイヤ５１は、フック７８’から第２溝まで径方向に延びている。この第２溝は、溝７４’または溝７５’であり、これら２つの溝は、溝７１’に径方向に対向している。
【００４７】
出力ワイヤ５１は、溝７５’を貫通していることが好ましい。その理由は、フック要素７８’にフック係合するにはこのような構造がより好ましいからである。
【００４８】
このような構造によると、ロータ内に孔を形成することが不要となるが、それにもかかわらず、入力ワイヤ５０および出力ワイヤ５１を対称的な集電器３に接続することができる。
【００４９】
溝７１’および７４’または７５’内にキャプスタン７９が位置している。これらのキャプスタン７９は、一端がロータに固定されたラジアルロッドと、反対の自由端に取り付けられたタイル要素とを有する。
【００５０】
入力ワイヤ５０および出力ワイヤ５１は、巻線５を再接合する前に、第１溝７１’および第２溝７４’または７５’内に位置するキャプスタン７９を１回転する。
【００５１】
このような入力ワイヤ５０および出力ワイヤ５１の構造によって、後方ファン９内にワイヤを通過させる必要が生じることに留意されるべきである。
【００５２】
この構造は、明らかに奇数の極ペアを有するどんなタイプのロータとも使用できる。別の変形例では、磁極ペアの数は偶数であり、各極ホイールは、６個または８個の歯を有する。
【００５３】
後方極ホイールのラジアルプレートとファンとの間を、ワイヤ５０および５１が通過できるようにするレリーフ９３および９４を、後方ファン９に形成することが好ましい。
【００５４】
当然ながら、別の変形例（図４）では、自動車の内燃エンジンの冷却回路からの水のような液体でオルタネータを冷却できる。図４では、オルタネータはファンを有しておらず、前方ベアリング１３０は、簡単なプレートに縮小されており、中空の後方ベアリング１４０は、その周辺フランジおよび後方端部プレートにそれぞれ形成されたチャンバ１４００および１４０１を有する。これらのチャンバは、冷却液のための出力パイプおよび入力パイプに接続されており、これらパイプの一方には符号１４０２が付けられている。
【００５５】
これらのパイプは、自動車のエンジンの冷却回路に接続されているので、熱を除去するために、チャンバ１４００および１４０１に水が流入するようになっている。従って、オルタネータをより大きいパワーにすることができる。フランス国特許公開第2774524号公報に記載されているように、フーコー電流をカットするようロータの歯の外周に螺旋溝が形成されていることが理解できると思う。
【００５６】
別の変形例では、２００１年２月５日に出願されたフランス国特許願第0101526号に記載されているように、軸方向ファンをオルタネータに設けることができる一実施例では、オルタネータは水冷式かつ空冷式である。
【００５７】
別の変形例では、２００１年１月５日に出願されたフランス国特許願第0100122号に記載されているように、ロータは突出した極を有し、このロータ内に、永久磁石が内蔵されている。このケースでは、磁石用ハウジングの各端部は、磁石保持部材によって閉じられている。ロータは、突出した極のまわりに巻かれた複数の界磁巻線を備え、ロータは、積層体のスタックを有する。
【００５８】
当然ながら、オルタネータは、２つの界磁巻線が設けられたロータを有することができ、図１および図４に示すように、２つの極ホイールの２つのエンドプレートの間に、巻線が取り付けられている。この場合、極ホイールの数は、２倍になっており、２つのペアの極ホイールが設けられている。
【００５９】
公知のように、ステータ１２の本体１８は、ステータのアーマチュア巻線が嵌合するための溝を構成するノッチを備える積層体のスタックから成っている。各巻線は、導電性要素を備え、これらの要素は、互いに絶縁されており、ステータの本体を貫通し、本体１８の両側で突出するシニョンを構成する本体のネットワークの外側に形成されている。
【００６０】
これらの巻線は、ワイヤから形成されるが、別の変形例では、ヘアピンのような導電性要素でもよい。
【００６１】
ステータのコイルは、２つの電源を備えるアーマチュアの巻線のコイルであり、これら電源は、アースと自動車の車載ネットワークからの電源ラインとの間に接続されている。整流デバイス１１内の整流ブリッジは、これら巻線に関連している。
【００６２】
公知のように、ロータの巻線が界磁され、プーリー１を介して、自動車のエンジンにより、オルタネータのシャフト２が回転させられると、アーマチュア巻線を備えるステータは、交流アーマチュア電流を発生する誘導回路、すなわち、アーマチュアを構成し、この交流電流は、整流デバイス１１によって直流に整流され、よって自動車の電力消費機器に給電し、自動車のバッテリーを再充電する。
【００６３】
アーマチュア巻線は、国際公開第WO01/76052号に記載されているように、直列かつ並列に作用するよう、整流デバイスに接続されている。より詳細については、この明細書を参照されたい。
【００６４】
より詳細には、アーマチュア巻線のコイルは、自動車の車載ネットワークのための電源装置の一部であり、この電源装置は、アースと電源ラインとの間に接続された少なくとも２つの電源を含み、この電源の各々は、少なくとも１つのアーマチュア巻線と整流素子とから成るブリッジとを備えている。
【００６５】
これら２つの電源の１つは、正タイプの整流素子の補助ブリッジを備え、他方の電源は、負タイプの整流素子の補助ブリッジを備え、前記２つのブリッジの一方または他方に接続された手段が、次の目的のために制御されるようになっている。
すなわち、第１ステートにおいて、電源ラインに供給される整流電圧が、２つの電源の各々のアーマチュア巻線（単数または複数）によって供給され、整流された電圧の和となるように、２つの補助ブリッジを直列に接続し、
第２ステートにおいて、２つの電源の間の接続をブロックし、電源ラインに並列に給電する目的のために制御されるようになっている。
【００６６】
この装置は、次の種々の特徴を有するように構成することが好ましい。
【００６７】
２つの電源ラインが、三相電源である。
【００６８】
一方の制御手段が、２つの補助ブリッジの間に介在された制御可能なインターラプタである。
【００６９】
一方の制御手段が、２つの補助ブリッジの間に介在された被制御式ダイオードである。
【００７０】
一方の制御手段が、２つの補助ブリッジの間に介在されたＣＭＯＳタイプのトランジスタである。
【００７１】
一方の制御手段が、２つの補助ブリッジのうちの一方または他方の整流素子を構成する制御式ダイオードを含む。
【００７２】
２つの補助ブリッジのダイオードが、共通支持体によって支持されている。
【００７３】
２つの電源が同期電源であり、２つの補助ブリッジの整流素子が、ペアに接続されており、補助ブリッジに対応する２つの電源の位相の間の接続部を提供し、２つの補助ブリッジの一方の整流素子と他方の整流素子を接続するブランチが、インターラプタを構成する手段によってペアに接続されており、前記インターラプタ手段が制御手段を構成している。
【００７４】
２つの電源が三相同期電源であり、制御手段は、少なくとも１つの二重インターラプタを含んでいる。
【００７５】
２つのアーマチュア巻線は、デルタ形アーマチュア巻線と星形アーマチュア巻線からそれぞれ構成されている。
【００７６】
デルタ巻アーマチュア巻線は、星形アーマチュア巻線、またはコイル内のスロット当たりの巻き回数に電気装置内の位相の数の平方根を乗じた数に等しくなっている。
【００７７】
当然ながら、２つのデルタ形巻線または２つの星形巻線を、公知の態様で活用することも明らかに可能である。
【００７８】
図１および図４では、整流素子のブリッジに関連したアーマチュア巻線を含む２つの三相電源が設けられている。これらアーマチュア巻線は、上記共通オルタネータのステータ巻線である。
【００７９】
２つの電源は、ダイオードのような整流素子の補助ブリッジとも関連している。
【００８０】
図５には、三相電源を有する１つの可能性のある構造が示されている。
【００８１】
第２電源の三相巻線には、番号Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３が付けられており、第２電源の三相巻線には、番号Ｎ２１、Ｎ２２およびＮ２３が付けられている。
【００８２】
第１電源に関連するブリッジＰ１の正のダイオードには、番号Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３が付けられており、負のダイオードには、番号Ｄ１４、Ｄ１５およびＤ１６が付けられている。
【００８３】
第２電源に関連するブリッジＰ２の正のダイオードには、番号Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３が付けられており、その負のダイオードには、番号Ｄ２４、Ｄ２５、Ｄ２６が付けられている。
【００８４】
２つの補助ブリッジ（一方は正タイプであり、他方は負タイプである）には、参照符号Ｐaux1およびＰaux2が付けられている。ブリッジＰaux1のダイオードは、それらのアノードを介して、電源１のアーマチュア巻線に接続されており、一方、ブリッジＰaux2のダイオードは、それらのカソードを介してソース２のアーマチュア巻線に接続されている。
【００８５】
ポイントＡ１とＡ２との間には、被制御式インターラプタ１が介在されている。これらポイントＡ１およびＡ２は、それぞれ、ブリッジＰaux1のダイオードがカソードを介して接続されたポイントおよびブリッジＰaux2のダイオードが、アノードを介して接続されているポイントである。
【００８６】
このデバイスの作動は、次のとおりである。
【００８７】
インターラプタＩが閉じられた場合、ポイントＡ１で測定される電圧Ｖ’１は、第１三相電源（電源１）によって送られる整流電圧となる。
【００８８】
次に、電圧Ｖｓの値は、Ｖ’１とＶ’２の和となる。ここで、Ｖ’２は、第２三相電源（電源２）が送る整流電圧の値である。電圧Ｖｓは、Ｖ’１より大きいので、ブリッジＰ１の正のダイオード、すなわちＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３は、逆方向の極性となる。従って、このダイオードは、出力電圧Ｖｓから三相システム１をアイソレートし、電流Ｉ１はゼロとなる。
【００８９】
ブリッジ２の負のダイオード、すなわちＤ２４、Ｄ２５、Ｄ２６自身は、ゼロよりも大きいｖ’１によって極性が決まる。次に、これらのダイオードもブロックされ、これらのダイオードは、アースから三相システム２をアイソレートする。
【００９０】
一旦、インターラプタＩが開となると、２つの三相システムは、再び並列に作動し、電流ＩｓはＩ１とＩ２の和となる。
【００９１】
当然ながら、実際には、多数の変形例も考え付くことができる。
【００９２】
特にインターラプタＩは、被制御式ダイオーまたは、図６に示されるようなＣＭＯＳタイプのトランジスタＴのいずれかと置換してもよい。
【００９３】
後者の場合、ＣＭＯＳタイプのトランジスタＴは、このトランジスタが並列に関連する特定のダイオードを、２つの補助ブリッジのダイオードと逆に配置しなければならない。
【００９４】
別の変形例では、ＣＭＯＳトランジスタＴを、並列の３つのＣＭＯＳトランジスタＴ１と置換し、各トランジスタが、フライホイールダイオードを含むように、内部抵抗を低減する。
【００９５】
本発明の１の特徴によれば、整流素子の補助ブリッジは、整流ブリッジＰ１、Ｐ２に対して、２つの電源から中心に接続される。主ブリッジと称されるブリッジＰ１、Ｐ２は、補助ブリッジと共に支持体によって支持されている。この支持体は、オルタネータの後方ベアリングに対して固定されている。補助ブリッジは、回転電気機器の回転軸線Ｘ−Ｘに接近するように、中心に取り付けられている。従って、補助ブリッジと整流ブリッジとの接続は、容易となり、有利である。
【００９６】
次に、整流ブリッジのダイオードは、主ブリッジのダイオードによって囲まれている。
【００９７】
図４において、後方ベアリング１４０を水冷すると仮定した場合、ブリッジ、従って整流デバイスを直接支持するのは、後方ベアリング１４０の軸線Ｘ−Ｘに対して横方向に配置された壁である。
【００９８】
図１において、１つの特徴として、整流デバイスを支持するのは、フェイスプレート３００であり、このフェイスプレートは、例えばスペーサーバー３０１によって後方ベアリング１４に締結されている。フェイスプレート３００は、金属製、好ましくはアルミニウムをベースとする金属製であり、図４に示すように、自動車のエンジンの冷却回路に接続された入出力ダクトに接続されたチャンバ３０２を有する。
【００９９】
一実施例では、フェイスプレート３００は、ブラシホルダーとレギュレータから成るサブアセンブリ１０を、その厚さ部分内に取り付けるための局部的開口部を有する。スペーサ３０１の長さは、このサブアセンブリ１０の厚さに応じて決まる。これらのスペーサによって、空気が循環できる。
【０１００】
別の変形例では、フェイスプレート３００はチャンバ３０２を有しておらず、フェイスプレート３００の正面で生じる空気流のみによって冷却が行われる。矢印Ｆｍは、冷却流体の流れ方向を示しており、冷却流体は、後方ベアリングの背面とフェイスプレート３００の正面との間に放射状に進入する。その後、冷却流体は、後方ファン９によって生じた吸引効果により、入力耳部１４２０を通ってオルタネータの内部に進入する。その後、空気は、後方ベアリングに位置するラジアル耳部１４２１を通って離間する。
【０１０１】
液体による冷却と空気による冷却を組み合わせて、フェイスプレート３００の冷却を改善してもよい。
【０１０２】
キャップ１７は、フェイスプレート３００の背面の領域に開口部を有することが好ましい。
【０１０３】
従って、フェイスプレート３００または後方ベアリング１４に、主ブリッジおよび補助ブリッジが、フラットに取り付けられている。
【０１０４】
本例では、前記ブリッジは、ダイオード状をした整流素子を有する。実際には、これらダイオードは、プレス嵌合タイプのダイオード状となっている。すなわち、フェイスプレート３００の背面に電気的に絶縁された状態で、フラットに取り付けられた放熱器に形成された開口部へ圧嵌めされている。
【０１０５】
図１および図４では、これらダイオードのうちの２つが、放熱器上のルーレットが付けられた本体により圧嵌めされた状態に示されており、本体は、熱の排出を改善するために金属製となっている。
【０１０６】
後方放熱器２０１は、図５または図６における電源ラインを介して、車両のバッテリーの正極ターミナルに接続されているので、正の放熱器２０１と称され、他方、前方放熱器２０２は、自動車のアースに接続されているので、負の放熱器と称される。別の変形例では、これらのダイオードは、関連する放熱器にハンダ付けされる。
【０１０７】
ダイオードは、ベアリング１４またはフェイスプレート３００の背面に向き、コネクタ２００に形成された開口部を貫通するテール２０９を有する。このコネクタは、現場での成形方法により、電気的絶縁性材料内に封入された導電性トラックのネットワークを有する。これらトラックは、ダイオードのテール２０９の領域が剥き出しとなっている軸方向を向くラグを有し、ラグを、ダイオードにハンダ付けできるようになっている。
【０１０８】
このコネクタは、締結部材が貫通する絶縁ブラシ２０７も有し、締結部材は、コネクタをフェイスプレート３００またはベアリング１４に締結するためのネジ２０８となっている。各ブラシ２０７には、ブラシ２０７のショルダーとフェイスプレート３００またはベアリング１４の背面との間に、放熱器２０２、２０１をグリップするためのショルダーが設けられている。
【０１０９】
当然ながら、放熱器２０２と２０１との間には、電気絶縁体２０４が挟持されている。同様に、負の放熱器２０２とフェイスプレートまたはベアリングの背面との間に、電気絶縁体２０３を挟持してもよい。
【０１１０】
コネクタ２００は、図７から判るように、アーマチュア巻線の一部であるステータのコイルの両端を締結するためのラグ２１１も有する。
【０１１１】
１つの特徴によれば、正の放熱器２０１の内周部は、主ブリッジＰ１およびＰ２の負のダイオードを通過させるための開口部を構成するよう、スプライン形状となっている。従って、正のダイオードは、負のダイオードの半径よりも大きい半径上に位置する。放熱器は、締結ラグ１４２２として延びている環状セクタ状をしており、支持体４００のラグと支持体を主ブリッジに接続するためのラグとの間に取り付けられるようになっている。
【０１１２】
本例における支持体４００は、電圧制限回路５００と共に上記３つのトランジスタＴ１を支持している。
【０１１３】
回路５００は、ヨーロッパ特許公開第1032110号公報に記載されているものと同じタイプのものであり、より詳細についてはこの明細書を参照されたい。この回路は、電圧レギュレータと連動しており、ロータ４の界磁巻線と直列接続された被制御式電力インターラプタを有する。このインターラプタは、オルタネータの出力に過電圧が発生することに応答する手段によって制御され、界磁巻線５のターミナルにおける電圧が所定の逆消磁電圧に達するまで、電力インターラプタをブロックするようになっている。
【０１１４】
図８から判るように、ブラシホルダ１０は、制御デバイス１１の中心で突出しており、フェイスプレート３００またはベアリングには、中心孔が形成されている。放熱器を保護し、塩分スプレー水および腐食から保護するために、セラミックコーティングまたはプラズマコーティングを使用することが好ましい。
【０１１５】
別の変形例では、支持体４００によって支持され、トランジスタＴ１と回路５００とを含む電力モジュールが、ＳＭＩタイプの絶縁基板に製造されるか、またはパワー技術によって製造される。
【０１１６】
電圧レギュレータおよび整流デバイス１１は、本例では、４２Ｖの車載ネットワークと共に作動するように構成されている。
【０１１７】
別の変形例では、パワー技術を使って、主ブリッジと補助ブリッジとを製造できる。
【０１１８】
より詳細には、直−並列電流の整流機能全体は、共通基板または剥き出しチップ部品の交換を可能にする複数の基板上にまとめられている。このようなコンセプトは、フェイスプレート３００または後方ベアリングを水冷する場合に、極めて適当である。図１０は、これを示している。
【０１１９】
本例では、オルタネータは、上記のような２つの電源と、６つのアーマチュア巻線とを有する。主ブリッジおよび補助ブリッジの１２個の剥き出しチップダイオードは、３つのトランジスタＴ１および電圧レギュレータと制限回路とから成るサブアセンブリ６００と共に、共通基板上に、３つのダイオードの６個のラジアルセクタとしてまとめられている。
【０１２０】
後に理解できるように、提案したデバイスのダイオードは、適当な制限電圧を有するツェナータイプのダイオード、またはいわゆるショットキーダイオードと置換してもよい。
【０１２１】
別の変形例では、デルタ巻きされた、図３で番号Ｎ２１、Ｎ２２およびＮ２３が付けられた第２電源の三相巻線を、星形巻線に有利に置換できる。
【０１２２】
デルタ巻線だけの２つのアーマチュア巻線を含むタイプの構造は、各アーマチュア巻線内の位相の数の２倍に等しい低いウェーブ比、例えば三相巻線に対しては６のオーダーの比を有する。
【０１２３】
上記実施例のいずれにおいても、当然、デルタ形のアーマチュア巻線と星形アーマチュア巻線とを相互に交換できる。
【０１２４】
当然ながら、本発明は、上記タイプのものであって、バー状をした大きい直径の導線が巻かれたステータを含む自動車用オルタネータに適用できる。かかるステータ巻線は、例えば国際公開第WO92/06257号に記載されている。
【０１２５】
バー状をした導線はステータ本体内のスロットを良好に満たし、一般にヘアピン状に製造されるが、導線は好ましくは横断面が丸いか、正方形か、または長方形のヘアピン状に一般に製造される。例えば曲がったバー状をした導線をヘアピンの代わりにすることができる。
【０１２６】
本発明によれば、バー状をした大きい導線のかかるステータ巻線は、容易に冷却できる。
【０１２７】
ベアリング１３、１４によって境界が定められたケーシング内に設けられたステータ構造は、自動車のオルタネータ、または、それ自体公知であり、更にスタータモータまたはオルタネータとして交互に作動できるようになっているオルタネータ兼スタータタイプの電気機器にも好ましく適用できる。より詳細については、２０００年３月１０日に出願されたフランス国特許願第0003131号を参照されたい。
【０１２８】
図１１および図１２は、デルタ巻線およびステータ１２による解決案を示している。ステータ１２は、軸線Ｘ−Ｘ’を有する円筒形本体１８および３つの位相の２つの組Ｐ１〜Ｐ３およびＰ４〜Ｐ６を含み、３０度だけ電気的にずれた三相巻線の２つの組を構成するとともに、整流デバイスの側面から見て、六相巻線状となっている。
【０１２９】
本明細書の説明の残りの部分を簡潔にするために、六相とは、３０°だけ電気的にずれた三相巻線の２つの組を意味するものであり、各三相巻線は、星形巻であり、独立した中立点を有する。
【０１３０】
各位相Ｐ１〜Ｐ６は、複数の導電性要素２０によって構成され、これらの要素は、それぞれの入力端Ｅ１〜Ｅ６とそれぞれの出力端Ｓ１〜Ｓ６との間で、ステータ１２の周辺に沿って直列に接続され、各位相に対し、少なくとも１つの位相巻線を構成している。
【０１３１】
図１１に示すように、積層体のスタックとも称される円筒形本体１８は、少なくとも４つの位相導線要素２０が嵌合される径方向内側のフェースラジアルノッチＬを有する。導線要素２０は、スロットＬ内で径方向に並置され、４つの導線要素を有するスロットのケースに対しては、図１３に示すように、導線要素Ｃ１〜Ｃ４の少なくとも４つのベッドを構成している。
【０１３２】
各導線要素２０は、２つのスロットＬの間で延びるヘアピン状をしている。このヘアピンは、所定のベッド内のスロット内に配置された第１ブランチと、所定のベッド内の別のスロット内に配置された第２ブランチと、これら２つのブランチの間にあって、ステータの周方向に見たときにＵ字形を形成するヘッドとを有する。
【０１３３】
Ｕ字形ヘッドの全ては、第１シニョンを形成するよう、本体１８の軸方向の第１側面に配置される。
【０１３４】
導線要素のブランチは、本体１８の軸方向の第２側面を越えて延びる自由端部分を有し、各自由端部分は、例えばハンダ付けにより、別の導線要素のブランチの自由端部分に電気的に接続され、位相巻線を形成している。自由端部分は、第２シニョンを構成する。
【０１３５】
第１スロットＬ内の第２ブランチが係合している導線要素２０の半分は、共通する第２スロット内のそれぞれの第２ブランチに係合しており、各々は、２つのスロットの間に前記Ｕ字形を形成している。これらのブランチは、いずれも、軸線Ｘ−Ｘ’に平行に延びている。
【０１３６】
導線要素２０、入力端Ｅ１〜Ｅ６および出力端Ｓ１〜Ｓ６は、一般に銅製の、横断面が長方形をした金属バー状となっているが、他の形状の断面、例えば円形または楕円形の断面も使用できる。
【０１３７】
本体１８の軸方向全長にわたって、スロットＬが延びている。このスロットは、径方向の形状が長円形であり、図１３から判るように、閉じた半分のタイプのものである。スロットＬは、一定の間隔で円周方向に分散されている。
【０１３８】
スロットＬ内には、導線要素２０が軸方向に嵌合されている。これらの導線要素は、径方向に嵌合してもよく、スロットＬがクサビまたはスロットのエッジを、塑性変形によって閉じてもよい。
【０１３９】
中間Ｕ字形部分は、１つのベッド上に位置するブランチから異なる高さの別のベッド上に位置するブランチへ通過できるようにねじられている。従って、各位相、すなわちアーマチュア巻線は、２つのコイルを含む。
【０１４０】
２００１年１０月１９日に出願されたフランス国特許願第0113553号に記載された構造のすべてを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明にかかわるオルタネータの断面図である。
【図２】図１のオルタネータにおけるロータの１つの形態の構造の背面図である。
【図３】図１のオルタネータにおけるロータの一部切り欠き平面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す、図１に類似する図である。
【図５】図１および４のオルタネータに取り付けられた２つの三相電源を有する電源装置の回路図である。
【図６】別の変形例を示す、図５に類似する図である。
【図７】オルタネータのエンドキャップおよび後方ベアリングがない、図１における矢印７の方向に見た図である。
【図８】エンドキャップおよび整流デバイスのコネクタのない、図１における矢印７の方向に見た図である。
【図９】整流デバイス内に設けられたインターラプタと電源制限回路から成るサブアセンブリの図である。
【図１０】整流デバイスを備えた集積アセンブリの斜視図である。
【図１１】本体内のスロットを示すよう、導電要素を除いた、図１のステータの斜視図である。
【図１２】位相巻線の接続部の一例の図である。
【図１３】本発明の第１実施例におけるスロット内の導電性要素の構造を示す、横方向断面図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１    駆動プーリー
２    シャフト
３    集電器
４    ロータ
５    界磁巻線
６    前方極ホイール
７    後方極ホイール
８    前方ファン
９    後方ファン
１０    ブラシキャリア
１１    整流デバイス
１３    前方ベアリング
１４    後方ベアリング
１５、１６    中心ボールベアリング
１７    エンドキャップ
１８    本体
２０    導電性要素
５０    入力ワイヤ
５１    出力ワイヤ
７１〜７７    歯
７１’    溝
７４’、７５’    溝
７８、７８’    フック要素
７９    キャプスタン
９０、９１    ブレードまたは翼
９２    溶接部
９３、９４    レリーフ
１３０    前方ベアリング
１４０    後方ベアリング
２００    コネクタ
２０１    後方放熱器
２０２    前方放熱器
２０３、２０４    絶縁体
２０７    絶縁ブッシュ
２０８    ネジ
２０９    テール
３００    フェイスプレート
３０１    スペーサーバー
３０２    チャンバ
４００    支持体
５００    電圧制限回路
６００    サブアセンブリ
１４００、１４０１    チャンバ
１４０２    パイプ
１４２０    入力耳部
１４２１    ラジアル耳部
１４２２    締結ラグ
Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３    第１電源の三相巻線
Ｎ２１、Ｎ２２、Ｎ２３    第２電源の三相巻線
Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３    正のダイオード
Ｄ１４、Ｄ１５、Ｄ１６    負のダイオード
Ｄ２１、Ｄ２２，Ｄ２３    正のダイオード
Ｄ２４、Ｄ２５、Ｄ２６    負のダイオード
Ｅ１〜Ｅ６    入力端
Ｐ１、Ｐ２    整流ブリッジ
Ｐaux1、Ｐaux2    補助ブリッジ
Ｓ１〜Ｓ６    出力端
【図１】
2005512496.tif 000003
【図２】
2005512496.tif 000004
【図３】
2005512496.tif 000005
【図４】
2005512496.tif 000006
【図５】
2005512496.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005512496.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005512496.tif 000011
【図１０】
2005512496.tif 000012
【図１１】
2005512496.tif 000013
【図１２】
2005512496.tif 000014
【図１３】
2005512496.tif 000015
【国際調査報告】
2005512496.tif 000016
2005512496.tif 000017
2005512496.tif 000018
2005512496.tif 000019
2005512496.tif 000020
2005512496.tif 000021