(57)【要約】【外１】2004518400.tif 000009
2004518400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的な機械、特に自動車のための発電機であって、
ａ）ハウジング（４）と、
ｂ）該ハウジング（４）内で回転軸線（１２）を中心として回転可能に支承されたロータ（１０）とが設けられており、該ロータ（１０）が、
【外１】2004518400.tif 000005
形式のものにおいて、
【外２】2004518400.tif 000006
ことを特徴とする電気的な機械。
【請求項２】
【外３】2004518400.tif 000007
請求項１記載の電気的な機械。
【請求項３】
爪状磁極（１７）が爪状磁極・基部（２６）から爪状磁極・先端部（２７）にかけて軸方向で延びている、請求項１または２記載の電気的な機械。
【請求項４】
爪状磁極（１７）が爪状磁極・基部（２６）において横断面積ＦＷを、かつ爪状磁極・先端部（２７）において横断面積ＦＳを有している、請求項３記載の電気的な機械
【請求項５】
爪状磁極・先端部（２７）における横断面積ＦＳの、爪状磁極・基部（２６）における横断面積ＦＷに対する割合に関して、ＦＳ／ＦＷ＞０．０４、特にＦＳ／ＦＷ＞０．０８が当てはまる、請求項４記載の電気的な機械。
【請求項６】
各爪状磁極（１７）が爪状磁極・基部（２６）において高さＨＷを、かつ爪状磁極・先端部（２７）において高さＨＳを有している、請求項３から５までのいずれか１項記載の電気的な機械。
【請求項７】
爪状磁極・先端部（２７）における高さＨＳの、爪状磁極・基部（２６）における高さＨＷに対する割合に関して、ＨＳ／ＨＷ＞０．２５、特にＨＳ／ＨＷ＞０．３が当てはまる、請求項６記載の電気的な機械。
【請求項８】
爪状磁極（１７）の、爪状磁極・先端部（２７）における高さＨＳに関して、ＨＳ＞４ｍｍ、特にＨＳ＞７ｍｍが当てはまる、請求項６または７記載の電気的な機械。
【請求項９】
各永久磁石（２８）が実質的に軸方向で、隣り合う爪状磁極（１７）間のオーバーラップスペース（３５）内の中央に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の電気的な機械。
【請求項１０】
【外４】2004518400.tif 000008
請求項２記載の電気的な機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の電気的な機械、特に自動車のための発電機に関する。
【０００２】
欧州特許第０７６２６１７号明細書から公知の爪状磁極（クローポール）型・発電機の場合、隣接する爪状磁極間に、漏れ磁束を減じるための永久磁石が配置されている。爪のオーバーラップに対する磁石の長さの割合が５０％〜８０％である場合に、電流増加が、磁石の重量に関連して最大値を取るはずである。このことは、この所定の長さを上回った場合には爪間の漂遊磁界の誘導が急速に減少してしまうことに基づいており、その結果、永久磁石による漂遊磁界補償はもはや意味をなさない。ただし、この作用は、先端部における高さが比較的小さい爪状磁極においてのみ現れる。
【０００３】
本発明の課題は、改良された出力を有する電気的な機械、特に発電機を提供することである。
【０００４】
本発明は、請求項１の特徴部に記載された特徴により解決される。本発明の核心は、隣接する爪状磁極間のオーバーラップ領域を可能な限り完全に永久磁石により充填することにある。本発明の有利な構成により、爪状磁極がその先端部で最低高さを有しているように構成することが有利であることは明らかである。
【０００５】
本発明の別の有利な構成は請求項２以下に記載されている。
【０００６】
本発明の付加的な特徴および詳細は実施例の説明から明らかであって、以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳説する。
【０００７】
電気的な機械として形成された、自動車のための発電機１は、２つのハウジング半部分２，３から成るダイカスト・ハウジング４を有している。ハウジング半部分２は、駆動部軸受け５のためのエンドシールドとして形成されている。ハウジング半部分３は、球軸受け６のためのエンドシールドとして形成されている。ハウジング４内には中央に固定子積層金属薄板体７が固定されており、この固定子積層金属薄板体７は公知の形式で、三相交流を発生させるための三相の固定子巻線８を収容している。固定子積層金属薄板体７は中心に固定子孔９を有しており、この固定子孔９内に、ロータシャフト１１を備えた爪状磁極・ロータ１０が配置されており、ロータシャフト１１は軸受け５，６内で、回転軸線１２を中心として回転可能に支承されている。ロータシャフト１１は中央の領域に導磁性のリングコア１３を支持しており、リングコア１３に、ロータ巻線として形成された界磁巻線１４が配置されている。軸方向で見てリングコア１３の前後に、爪状磁極・プレート１５，１６がロータシャフト１１に固定されており、爪状磁極・プレート１５，１６の指状の爪状磁極１７は交番磁界を形成するために間隔を置いて互い噛み合っている。
【０００８】
界磁巻線１４の電流供給のために、ロータシャフト１１の、図１で見て右側の端部に、スリップリング装置１８が設けられており、スリップリング装置１８により、その都度１つのスリップリングは界磁巻線１４の一端部に電気的に接続されている。スリップリングは公知の形式で、図示されていないカーボンブラシ装置と協働する。カーボンブラシ装置内にはレギュレータが組み込まれており、レギュレータにより、界磁巻線１４内を流れる直流が、自動車の車両電気システム内での需要に応じて調整される。爪状磁極・プレート１５，１６の、外側の端面にその都度１つのファンとして働く羽根車１９が固定されており、羽根車１９は、ハウジング半部分に設けられたスリット２０を通して冷却空気流２１を軸方向に吸引し、そして半径方向に、固定子巻線８の、後側の巻線ヘッド２２を流過させて、半径方向のスリット２３を通して外界へ吹き出す。爪状磁極・プレート１５の、図１で見て左側の端面に配置された羽根車１９は冷却空気流を軸方向に、ハウジング半部分２に設けられたスリット２０を通して吸引し、そしてこれを、固定子巻線８の、前側の巻線ヘッド２４を流過させて、外側に位置するスリット２３を通して外界へ吹き出す。図１で見て右側の羽根車１９により軸方向で吸引される冷却空気流内には、後側のハウジング半部分３の外側の端面に、整流器構成ユニット２５が存在しており、整流器構成ユニット２５は固定子巻線８の巻線出力部に、そこで誘導された三相交流を整流するために公知の形式で入力側で接続されている。整流器構成ユニット２５の出力部において公知の形式で、自動車・車両電気システムの給電のために必要な直流電圧が取り出されることができる。
【０００９】
以下に図２〜図４を参照しながら爪状磁極・ロータ１０の構造について説明する。爪状磁極・プレート１５の爪状磁極１７は爪状磁極・基部２６から軸方向で爪状磁極・先端部２７に向かって、爪状磁極・プレート１６の方向に延びている。爪状磁極・プレート１６に結合されている爪状磁極１７は、逆の方向に向かって延びており、かつ交互に指状に、別の爪状磁極１７間に係入している。隣り合う爪状磁極１７間には、その都度１つの、直方体形に形成された永久磁石２８が配置されている。永久磁石２８は爪状磁極１７に対して、例えば実質的に蛇行形の保持スリーブ２９により保持されており、保持スリーブ２９は爪状磁極１７の領域において各爪状磁極１７の下側を延在し、永久磁石２８の領域において各永久磁石２８の上側を延在している。保持スリーブ２９は溶接箇所３０を介して爪状磁極１７に結合されている。永久磁石２８のための保持スリーブ２９のより詳細な構造はドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８０２７８４号明細書から公知であり、これを参照されたい。保持スリーブ２９により、永久磁石２８は遠心力に対して支持される。
【００１０】
【外５】
2004518400.tif 000003
【００１１】
【外６】
2004518400.tif 000004
【００１２】
オーバーラップスペース３５を完全に充填することにより、同時に十分な高さの先端部２７が保証されている場合に、それによって、発電機１の出力向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
爪状磁極・ロータを備えた発電機の横断面である。
【図２】
図１に示した断面線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】
爪状磁極・ロータの側面図である。
【図４】
図３に示した断面線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【図５】
標準磁石長さに関する、発電機電流増加量および磁石質量当たりの発電機電流増加量の経過を示すグラフである。
【図６】
本発明による爪状磁極の様々な箇所の標準横断面積を示すグラフである。
【国際公開パンフレット】
2004518400.tif 000010
2004518400.tif 000011
2004518400.tif 000012
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2004518400.tif 000014
2004518400.tif 000015
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2004518400.tif 000017
2004518400.tif 000018
2004518400.tif 000019
2004518400.tif 000020
2004518400.tif 000021
2004518400.tif 000022
2004518400.tif 000023
2004518400.tif 000024
2004518400.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月20日(2003.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的な機械、特に自動車のための発電機であって、
ａ）ハウジング（４）と、
ｂ）該ハウジング（４）内で回転軸線（１２）を中心として回転可能に支承されたロータ（１０）とが設けられており、該ロータ（１０）が、
【外１】2004518400.tif 000026
【外２】2004518400.tif 000027
ｄ）爪状磁極（１７）が爪状磁極・基部（２６）から爪状磁極・先端部（２７）にかけて軸方向で延びており、
ｅ）各爪状磁極（１７）が爪状磁極・基部（２６）において高さＨＷを、かつ爪状磁極・先端部（２７）において高さＨＳを有している
形式のものにおいて、
ｆ）爪状磁極・先端部（２７）における高さＨＳの、爪状磁極・基部（２６）における高さＨＷに対する割合に関して、ＨＳ／ＨＷ＞０．２５が当てはまる
ことを特徴とする電気的な機械。
【請求項２】
爪状磁極・先端部（２７）における高さＨＳの、爪状磁極・基部（２６）における高さＨＷに対する割合に関して、ＨＳ／ＨＷ＞０．３が当てはまる、請求項１記載の電気的な機械。
【請求項３】
【外３】2004518400.tif 000028
請求項１記載の電気的な機械。
【請求項４】
爪状磁極（１７）が爪状磁極・基部（２６）において横断面積ＦＷを、かつ爪状磁極・先端部（２７）において横断面積ＦＳを有している、請求項１記載の電気的な機械
【請求項５】
爪状磁極・先端部（２７）における横断面積ＦＳの、爪状磁極・基部（２６）における横断面積ＦＷに対する割合に関して、ＦＳ／ＦＷ＞０．０４、特にＦＳ／ＦＷ＞０．０８が当てはまる、請求項４記載の電気的な機械。
【請求項６】
爪状磁極（１７）の、爪状磁極・先端部（２７）における高さＨＳに関して、ＨＳ＞４ｍｍ、特にＨＳ＞７ｍｍが当てはまる、請求項１記載の電気的な機械。
【請求項７】
各永久磁石（２８）が実質的に軸方向で、隣り合う爪状磁極（１７）間のオーバーラップスペース（３５）内の中央に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の電気的な機械。
【請求項８】
【外４】2004518400.tif 000029
請求項３記載の電気的な機械。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の電気的な機械、特に自動車のための発電機に関する。
フランス国特許公開第２７９３０８５号明細書から、上位概念部に記載された形式の爪状磁極型・発電機は公知である。
フランス国特許公開第２７８６６２５号明細書から、互いに噛み合った爪状磁極を備えた爪状磁極型・発電機が公知である。隣り合って配置された爪状磁極間にその都度１つの永久磁石が配置されており、その永久磁石の軸方向の磁石長さは、軸方向の爪オーバーラップに合致している。
これらの公知の爪状磁極型・発電機は、その効率に関して、さらなる改善の余地を有している。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
欧州特許第０７６２６１７号明細書から同じく、爪状磁極（クローポール）型・発電機が公知であって、この爪状磁極型・発電機の場合、隣接する爪状磁極間に、漏れ磁束を減じるための永久磁石が配置されている。爪のオーバーラップに対する磁石の長さの割合が５０％〜８０％である場合に、電流増加が、磁石の重量に関連して最大値を取るはずである。このことは、この所定の長さを上回った場合には爪間の漂遊磁界の誘導が急速に減少してしまうことに基づいており、その結果、永久磁石による漂遊磁界補償はもはや意味をなさない。ただし、この作用は、先端部における高さが比較的小さい爪状磁極においてのみ現れる。




【国際調査報告】
2004518400.tif 000030
2004518400.tif 000031
2004518400.tif 000032
2004518400.tif 000033