旋转电机的制作方法

本发明大体上涉及一种旋转电机。

背景技术：

目前对于提高车用旋转电机的动力的需求一直在增长。但增加旋转电机的输出功率以满足上述需求将会导致由旋转电机产生的热量的增加。为了缓解这一问题，正在寻求改进旋转电机的冷却能力。

正在研究对冷却风扇的冷却能力的改进，以提高旋转电机的冷却能力。冷却风扇固定到旋转电机的转轴，以使冷却风扇随着转轴的旋转而旋转。然而，冷却风扇的冷却能力的增强导致了由冷却风扇的旋转引起的机械噪音增加的问题。

为了解决上述问题，日本专利第3983426号公开了一种冷却能力得到改进的交流发电机(即，旋转电机)。具体而言，交流发电机配备有散热翅片，上述散热翅片设置在轴承箱的外周，轴承在上述轴承箱中安装成能旋转地保持交流发电机的转轴。

现有的旋转电机通常构造成使由发热量最高的定子产生的热量经由壳体或外壳传输到轴承箱，然后进行冷却。然而，这一结构面临的问题是，由旋转电机的动力提高引起的、由定子产生的热量的增加需要散热翅片的精细布置，以增加散热翅片的表面积。然而，散热翅片的表面积的增加会导致气流(即，冷却空气)流过散热翅片的阻力增加，这可能会导致旋转电机的冷却效果的恶化。

一些现有的旋转电机具有连接到外部电源的负极的壳体。该结构能使诸如整流器这样的电子设备固定到壳体。然而，这将导致电子设备在旋转电机的操作中产生热量，由此导致经由壳体传导的热量增加。因而，寻求冷却能力得到进一步改进。

特别地，通过壳体传导的热量的增加将导致热量从壳体传递至旋转电机的转轴或轴承，以使旋转电机的转轴或轴承的温度升高，这也需要改进旋转电机的冷却能力。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种设计成散热能力得到增强的旋转电机。

根据本发明的一个方面，提供了一种旋转电机，包括：(a)转子，上述转子具有转子绕组，并且上述转子在通电时形成磁极；(b)定子，上述定子设置成面向上述转子；(c)外壳，在上述外壳中对上述转子和上述定子进行保持；(d)轴承，上述转子通过上述轴承而被上述外壳保持为能旋转；(e)多个进气口，多个上述进气口形成于上述外壳的壁面，并且冷却空气经由多个上述进气口进入上述外壳；(f)多个排气口，多个上述排气口形成于上述外壳的上述壁面，并且冷却空气经由多个上述排气口排出上述外壳；(g)辐条，上述辐条沿上述壳体的径向延伸以限定出位于外壳的壁面的上述进气口，并且上述辐条在外壳的周向上将上述进气口彼此隔离；以及(h)散热器，各个上述散热器配备有翅片，各个散热器设置于对应的辐条。

如上所述，上述旋转电机具有进气口，冷却空气经由上述进气口进入上述外壳，并且上述进气口形成于上述外壳以冷却上述轴承。上述辐条延伸以在外壳的周向上将上述进气口彼此隔离。当位于上述外壳的径向的辐条的外侧的定子产生热量时，使得热量通过由辐条限定出的热传导路径传导至轴承。已在各个辐条上设置有多个散热器中的一个，每个散热器配备有暴露于进气口的翅片，因而能在进气口实现散热。换言之，翅片暴露于进入进气口的冷却气流，因而对传送至辐条的热量进行散热，以减小传导至轴承的导热量。

附图说明

通过下文给出的详细描述和优选实施例的附图将会更充分地理解本发明，然而，这不应理解为限制本发明的具体实施例，而应理解为仅是为了说明和理解。

在附图中：

图1是第一实施例的旋转电机的轴向剖视图。

图2是示出图1的旋转电机的外壳的结构的侧视图。

图3是示出第二实施例的旋转电机的外壳的结构的侧视图。

图4是示出第三实施例的旋转电机的外壳的结构的侧视图。

图5是示出图4的旋转电机的散热器的散热翅片的局部剖视图。

图6是示出第四实施例的旋转电机的散热器的散热翅片的局部剖视图。

图7是示出第五实施例的旋转电机的外壳的结构的侧视图。

图8是示出第六实施例的旋转电机的外壳的结构的侧视图。

具体实施方式

以下，对各实施例进行详细说明。作为一例，各实施例涉及安装于例如汽车的车辆的旋转电机。

第一实施例

图1和图2示出第一实施例的带有内置式控制器的旋转电机1。图1是旋转电机1的一个剖面。

旋转电机1安装于机动车辆，并供给有来自电池的电力，来作为产生驱动力以使车辆移动的电动机工作。旋转电机1还供给有由安装在车辆中的发动机产生的驱动力(即，扭矩)，来作为发电机工作，产生电力以对电池进行充电。旋转电机1配备有控制器2。

旋转电机1还配备有外壳10、定子11、转子12、冷却风扇14、滑环15以及电刷16。

在外壳10中设置有定子11和转子12，上述定子11和上述转子12彼此面对，上述外壳10起到通过轴承13将转子12(即，转轴123)保持成能旋转的支承件的作用。在外壳10中还保持有控制器2。在外壳10中还形成有进气口103和排气口104，上述进气口103供冷却空气进入，上述排气口104供冷却空气排出。

壳体10包括前壳101和后壳102。如图1清楚地示出，前壳101和后壳102是形成有底部的中空圆柱形，并且组装成开口彼此固定。转轴123贯穿前壳101和后壳102的底部。

具体而言，前壳101和后壳102各自具有多个进气口103和多个排气口104，多个上述进气口103形成在上述前壳101和上述后壳102各自的底部(即，图1所示的侧壁)，多个上述排气口104形成在上述前壳101和上述后壳102各自的侧壁(即，外壳10的周壁)。图2示出从左侧(即，后壳102的底部)沿着图1中的旋转电机1的轴向观察时，形成于后壳102的进气口103和排气口104的布局。

由图2可知，进气口103由在转轴123的径向上形成于转轴123的外侧且在转轴123的周向上彼此远离地布置的四个开口限定。具体而言，外壳10(即，后壳102)具有中空圆柱形轴承外壳250，该中空圆柱形轴承外壳250形成在外壳10的底壁上，并且与轴承13配合。外壳10(即，后壳102)还具有辐条(spoke)105，上述辐条105在外壳10的径向上从轴承外壳205的外周一体地连续。换言之，辐条105各自从与其在物理上和热学上接触的轴承13延伸。进气口103通过辐条105而彼此隔离，上述辐条105在旋转电机1的径向上从轴承13(更具体而言，外壳10的轴承外壳250)延伸。换言之，辐条105在外壳10的底壁限定出进气口103，并且上述辐条105在外壳10的周向上将进气口103彼此隔离。

如图2所示，在各个辐条105上都设置有散热器106。散热器106并非是在旋转电机1的生产过程中无意形成的，而在几何形状上成形为具有预先设计的形状。例如，各个散热器106具有至少1mm以上的高度各个散热器106具有与转轴123的轴线平行且与辐条105的长度垂直地延伸的主表面。如图2清楚地示出，散热器106设置于对应的进气口103。各个散热器106具有多个直翅片106a至106d，多个上述直翅片106a至106d配置成沿着后壳102的底面(即，与转轴123的轴线垂直的方向，换言之，辐条105延伸的方向)彼此远离。翅片106a至106d从对应的辐条105突出，并且具有与辐条105的长度垂直的相同的长度(即，高度)。各个翅片106a至106d具有对置的主表面，上述对置的主表面与外壳10(即，转子12)的轴向大致平行地延伸，即，冷却气流进入相应的一个进气口103。翅片106a至106d直接暴露于进入进气口103的冷却气流。虽然各个翅片106a至106d从辐条105笔直地延伸，但也可以成形为具有弯曲的形状。虽然各个翅片106a至106d具有在翅片106a至106d从辐条105延伸的方向上大致恒定的厚度，但也可以将各个翅片106a至106d设计成朝向其头部变细。各个翅片106a至106d也可以设计成具有矩形的截面、圆形的截面或是具有朝向冷却气流的上游或下游侧逐渐变细的头部的球形的形状(即，洋葱形状)。各个翅片106a至106d也可以具有弯曲成百叶窗形状的截面，上述百叶窗的形状起到对冷却空气的流动方向进行固定的流动引导件的作用。

进气口103由位于靠近轴承13处的开口形成，以便于冷却气流流向轴承13。如图2所示，排气口104是形成于各个前壳101和后壳102的侧壁的狭缝状开口。

定子11包括定子铁芯110和定子绕组111。定子绕组111包括三个以上的相绕组，并且具有设置在形成于定子铁芯110的插槽中的部分。定子铁芯110由多片磁性钢板层叠而成，以避免产生涡电流，从而降低铁损。定子11以彼此远离给定间隔的方式面向转子12(后文将详细描述)。选择定子11和转子12之间的间隔，使得磁通量将在定子11和转子12之间流通，并且消除由上述定子11和上述转子12之间的接触引起的物理损伤的风险。

转子12包括一对转子铁芯120、121、转子绕组122以及转轴123。

转子铁芯120、121由磁性材料制成，并且在转子12的轴向上彼此面对。各个转子铁芯120、121一体形成，并且具有多个爪状磁极(未图示)。各个转子铁芯120、121可以像定子铁芯110一样，一部分由一叠钢板制成。各个转子铁芯120、121的爪形磁极沿转子12的周向配置在定子铁芯110附近，并且各个转子铁芯120、121形成为沿转子12的轴向以给定的曲率逐渐变细。

由图1可知，转子铁芯120、121可以成形为具有限定对应的爪形磁极的l形截面，并且还具有除了爪形磁极以外的圆形主体。爪形磁极也可以形成为具有j形或u形截面。圆形主体可以是环形、盘形或中空圆柱形。转子铁芯120的爪形磁极以错位的方式与转子铁芯121的爪形磁极面对，以使两者彼此嵌合。各个转子铁芯120、121的至少爪形磁极由磁性材料制成。

转子绕组122设置在转子铁芯120与转子铁芯121之间。当转子绕组122通电时，转子铁芯120的爪形磁极和转子铁芯121的爪形磁极分别磁化成具有n极和s极。

转轴123与转子铁芯120、121组装。转轴123在外壳10内被轴承13保持为能旋转。转轴123与转子12一起旋转。

转轴123具有：第一端部(即，图1中的左侧)，如图1清楚地示出，滑轮200通过紧固件安装于上述第一端部；以及第二端部(即，图1中的右侧)，上述第二端部与滑环15配合。例如，传送带缠绕于滑轮200，以将来自安装于车辆的内燃机的转轴的扭矩传递至滑轮200，从而使驱动力在旋转电机1与内燃机之间传递。

轴承13将转轴123保持为能旋转。轴承13用作能旋转地支承转轴123的机械部分，并且可以通过滚珠或滚动轴承或滑动轴承来实现。本实施例的各个轴承13包括外轨道、内轨道、滚子以及保持件。外轨道固定到外壳10。内轨道与转轴123配合。

冷却风扇14固定到转子12的、靠近定子绕组111的轴向相反的端部处。当冷却风扇14通过转子12的转动而转动时，会引起冷却空气经由进气口103吸入外壳10并从排气口104排出。冷却空气在外壳10内流动，因而使包括轴承13和定子11的旋转电机1冷却。

滑环15通过导体连接到转子绕组122。滑环15配置成与电刷16接触，以在两者之间实现电力或信号的传输。

电刷16设置于对应的刷握160。各个刷握160由电绝缘构件制成，电刷16保持在各个刷握160内。刷握160具有端子，上述端子连接到转子绕组122和调节器，用以在上述转子绕组122与上述调节器之间传输电力或信号。电刷16分别用作正极和负极。

控制器2起到控制旋转电机1的打开和关闭操作的作用。控制器2包括电力转换器和调节器。

电力转换器将旋转电机1的绕组(即，定子绕组111和转子绕组122)连接到外部电源，以在旋转电机1的绕组与外部电源之间实现电力的转换和传输。具体而言，当旋转电机1处于电动机模式时，电源作为直流电源工作，以通过电力转换器将电力输送至旋转电机1的绕组。当旋转电机1处于再生模式时，旋转电机1的绕组用于通过电力转换器将电力输送至电源。

电力转换器不限于上述结构，可以通过在现有的旋转电机中使用的常用的转换器来实现。例如，多个(例如，两个或三个)电力转换器可以配置在转轴123的外周并连接在一起，以在相邻的两个电力转换器之间实现电力或信号的传输。

调节器用于基于从外部设备发送的信息来调节流至转子绕组122的磁场电流。调节器可以连接到安装于控制器2(例如，电力转换器)的开关设备的控制端子，以使外部设备可以用于控制旋转电机1的旋转或停止。调节器既可以连接到电力转换器，也可以不连接到电力转换器。

外部设备用于向定子绕组111和转子绕组122输送电流，以控制旋转电机1的旋转或提供由定子绕组111产生的电力，以对直流电源充电。外部设备包括诸如ecu(电子控制单元：electroniccontrolunit)或计算机这样的运算单元。外部设备可以安装在旋转电机1的内部或外部。

直流电源包括燃料电池、太阳能电池、锂离子电池以及铅酸蓄电池中的至少一种。燃料电池和太阳能电池用作输出直流电力的主电池。锂离子电池和铅酸蓄电池用作副电池，上述副电池可以选择性地充电、放电到负载中，并且可充电多次。在本实施例中，直流电源优选由锂离子电池或铅酸蓄电池实现，以便在电动机模式和再生模式中选择性地操作旋转电机1。

本实施例的旋转电机具有以下有益的优点。

优点一

本实施例的旋转电机1具有通过轴承13被外壳10保持为能旋转的转子12。在外壳10中形成有进气口103和排气口104，冷却空气通过上述进气口103进入以吸收来自轴承13的热量，已对轴承13进行冷却后的冷却空气从上述排气口104排出。外壳10还具有辐条105，上述辐条105沿外壳10的径向延伸，以限定出在外壳10的周向上配置成彼此远离的进气口103。外壳10还具有散热器104，各个散热器106配备有翅片106a、106b、106c、106d，上述翅片106a、106b、106c、106d与外壳10的轴向平行地延伸，即，与辐条105径向延伸的方向垂直。换言之，各个翅片106a至106d具有与进入相应的进气口103的冷却气流大致平行地延伸的主表面，进而使得冷却空气通过翅片106a至106d时受到更小的流动阻力。

在旋转电机1的上述结构中，在进气口103(即，散热器106)的开口处发生吸热，冷却空气经由上述进气口103进入外壳10。冷却空气以更小的流动阻力进入外壳10，从而在外壳10中有效地对热传递路径进行冷却。这导致通过外壳10(即，辐条105)传递至轴承13的热量减少。确保了旋转电机1操作的稳定性。

具体而言，当旋转电机1在电动机模式或再生模式下起动时，电流将流经旋转电机1的绕组(即，定子绕组111和转子绕组122)。面向转子12的定子11具有通常比转子绕组122更致密的定子绕组111。因此，当电流流经定子11的定子绕组111时，会导致定子绕组111产生更多的热量。然后，热量从定子11传递至前壳101和后壳102的侧壁，并沿外壳10的轴向扩散。

在传导至外壳10的侧壁(即，周壁)并到达前壳101和后壳102的底壁之后，热量通过底壁沿径向传导，换言之，通过辐条105向内朝转轴123传递。

如上所述，在旋转电机1上设置有散热器106，上述散热器106延伸到进气口103。已传导至辐条105的热量通过散热器106被经由进气口103流入外壳10的冷却空气吸收，因而导致从外壳10传递至转轴123的热量减少，从而对转轴123和轴承13进行热保护。

如上所述，本实施例的旋转电机1具有增强的散热能力。

优点二

本实施例的旋转电机1具有散热器106，各个上述散热器106配备有翅片106a、106b、106c及106d，上述翅片106a、106b、106c及106d以与外壳10的轴线垂直的方式从辐条105延伸。各个翅片106a至106d具有与通过进气口103的冷却气流大致平行地延伸的主表面。

换言之，散热器106的翅片106a至106d在进气口103中延伸，以使热量从散热器106散发至经由进气口103进入外壳10的冷却空气。这导致通过轴承13从外壳10传导至转轴123的热量减少，并且也使得外壳10在热学上增加的长度最小化。

第二实施例

第二实施例的旋转电机1仅在散热器106的结构上与第一实施例中的散热器有所不同。而其它配置相同，此处省略详细描述。图3是示出第二实施例中的旋转电机1的散热器106的侧视图。

由图3可知，在各个散热器106中具有在高度上彼此不同的翅片106a、106b、106c、106d，即，各个翅片106a至106c的端部与辐条105的外周之间的距离彼此不同，换言之，各个翅片106a至106d从辐条105延伸的距离彼此不同。在本实施例中，高度从翅片106a至翅片106d逐渐增大，上述翅片106a位于外壳10的径向的最内侧，上述翅片106d位于外壳10的径向的最外侧。

第二实施例的有益优点

除了如上所述的优点一和二，旋转电机1的结构还提供了以下优点三。

优点三

如上所述，旋转电机1具有在高度上彼此不同的翅片106a至106d。翅片106a至106d中最内侧的翅片、即翅片106a是在高度上距离辐条105的外周最小的。换言之，位于外壳10的径向外侧的翅片106b至106d具有比最内侧的翅片106a大的高度。

通常，从翅片106a至106d散发的热量与对应的翅片106a至106d的突出高度成正比。换言之，与沿着外壳10的径向位于翅片106d内侧的翅片106a至106c相比，位于外壳10的轴向最外侧的翅片106d能散发更多的热量。外侧翅片106d增加的突出高度允许内侧翅片106a至106c的高度减小，因而减小了沿径向经过进气口103的内侧部分的冷却气流的阻力。这避免了通过进气口103的冷却空气的流速下降，从而确保了旋转电机1所需的冷却能力。

第三实施例

第三实施例的旋转电机1仅在散热器106的结构上与第一实施例中的散热器有所不同。而其它配置相同，此处省略详细描述。图4是示出第三实施例中的旋转电机1的散热器106的侧视图。图5是沿图4中的v-v线截取的剖视图。

由图4和图5可知，各个散热器106设置在对应的辐条105的周部，上述辐条105不直接面向进气口103。换言之，各个散热器106的翅片106a至106d在外壳10(即，转子12或转轴123)的轴向上从辐条105彼此大致平行地延伸。翅片106a至106d的突出高度彼此相等。

第三实施例的有益的优点

除了如上所述的优点一至优点三，旋转电机1的结构还提供了以下优点四。

优点四

本实施例的旋转电机1具有散热器106的翅片106a至106d，上述翅片106a至106d定向成在旋转电机1的轴向上从辐条105延伸。

换言之，翅片106a至106d没有突出到进气口103，以使已进入进气口103的冷却空气不会被散热器106阻挡。本实施例的旋转电机1设计成使通过进气口103的冷却空气的流速下降最小化，以增强旋转电机1的冷却能力。

第四实施例

第四实施例的旋转电机1仅在散热器106的结构上与第三实施例中的散热器有所不同。而其它配置相同，此处省略详细描述。图6是示出第四实施例中的旋转电机1的散热器106的侧视图。

由图6可知，各个散热器106具有突出高度彼此不同的翅片106a、106b、106c、106d。在本实施例中，从位于外壳10的径向的最内侧的翅片106a开始，至位于外壳10的径向的最外侧翅片106d为止，高度逐渐增大。

第四实施例的有益的优点

本实施例的旋转电机1的结构提供了与如上所述的优点三和四大致相同的优点。

具体而言，本实施例的旋转电机1具有在高度上彼此不同的翅片106a至106d。翅片106a至106d中最内侧的翅片、即翅片106a是在高度上距离辐条105的外周最小的。换言之，位于外壳10径向外侧的翅片106b至106d具有比最内侧的翅片106a大的高度。

从翅片106a至106d散发的热量与对应的翅片106a至106d的突出高度成正比。

换言之，与沿着外壳10的径向位于翅片106d内侧的翅片106a至106c相比，位于外壳10的径向最外侧的翅片106d能散发更多的热量。外侧翅片106d增加的突出高度允许内侧翅片106a至106c的高度减小，因而减小了沿径向经过进气口103的内侧部分的冷却气流的阻力。这避免了经过进气口103的冷却空气的流速下降，从而确保了旋转电机1所需的冷却能力。

第五实施例

第五实施例的旋转电机1在电子设备17固定到外壳10这一点上与第一实施例有所不同。而其它配置相同，此处省略详细描述。图7是示出第五实施例中的旋转电机1的电子设备17和散热器106的布局的侧视图。

由图7可知，旋转电机1具有电子设备17，上述电子设备17安装于外壳10的后壳102的底壁。

具体而言，外壳10连接到外部电源的负极，以使外壳10的电势与负极相同，换言之，外壳10用作接地的导电路径。这使得电子设备17不使用电路板就能与外壳10电连接且机械连接。

只要可以安装于外壳10，电子设备17可以是任何类型的电子设备。例如，电子设备17可以由整流器或控制器2的其它电子元器件实现。

电子设备17在外壳10的径向上位于外壳10(即，后壳102)的辐条105和进气口103的外侧。具体而言，每两个或一对电子设备17固定到后壳102的底壁的区域，在后壳102的径向上，上述区域与进气口103外侧的一个辐条105的对应的侧面对齐。

第五实施例的有益的优点

除了如上所述的优点一和优点二，旋转电机1的结构还提供了以下优点五。

优点五

本实施例的旋转电机1具有电子设备17，上述电子设备17在外壳10的径向上固定到位于辐条105外侧的外壳10。

当电子设备17(例如，整流器)产生热量时，使热量直接传递至外壳10，然后，与由定子11产生的热量同样地，传导至转轴123。具体而言，热量通过辐条105传导至转轴123。在辐条105上安装有散热器106，上述散热器106用于吸收传导至转轴123的热量。

由以上讨论应当清楚，由固定到外壳10的电子设备17产生的热量通过辐条105(即，散热器106)散发。本实施例的旋转电机1的辐条105限定了导热路径，由定子绕组111和电子设备17两者产生的热量通过上述导热路径传递。各个散热器106的翅片106a至106d设置于相应的一个辐条105，因而使得由定子绕组111和电子设备17产生并传递至轴承13的热量最小化。

第六实施例

第六实施例的旋转电机1仅在轴承13的结构上与第一实施例中的轴承有所不同。而其它配置相同，此处省略详细描述。图8是示出安装于后壳102的轴承13的截面的侧视图。前壳101可以具有与后壳102相同的结构。

如图8所示，本实施例的旋转电机1具有轴承13，上述轴承13安装于外壳10的圆柱形后壳102的底壁，以将转轴123保持为能旋转。具体而言，轴承13通过作为机械阻尼的缓冲构件18固定到后壳102。前壳101可以设计成具有这样的结构。

缓冲构件18由树脂中空圆柱体制成，上述树脂中空圆柱体限定出与轴承13配合的圆形轴承外壳。缓冲构件18形成为环绕或覆盖轴承13的外轨道的外周面，并且在上述缓冲构件18中形成一个中心腔室(即，轴承外壳)，轴承13例如与上述中心腔室按压配合。

缓冲构件18将轴承13保持在外壳10，并且，上述缓冲构件18例如由耐热树脂制成，上述缓冲构件18用于吸收轴承13和外壳10中的至少一个的、由例如自身的热膨胀引起的体积变化。制造缓冲构件18的树脂比制造外壳10的金属的导热率低，因此，上述树脂用作绝热体以使轴承13和外壳10之间的热传导最小化。

如上所述，缓冲构件18由仅覆盖轴承13外周的大致中空的圆柱体制成，但是也可以形成为覆盖轴承13的轴向相反的端部以及外周。

第六实施例的有益的优点

除了如上所述的优点一和优点二，旋转电机1的结构还提供了以下优点六。

优点六

如上所述，第六实施例的旋转电机1具有缓冲构件18，上述缓冲构件18固定到外壳10(例如，辐条105)，以将轴承13保持在上述缓冲构件18自身与外壳10之间，并且上述缓冲构件18用于吸收轴承13或外壳10的热体积变化。

通过外壳10传导的热量将引起轴承13和外壳10中的至少一个的热膨胀，从而导致其体积变化。缓冲构件18用于吸收上述体积变化，并且例如在外壳10的体积改变时确保轴承13的操作稳定性。

缓冲构件18用于阻止轴承13与外壳10之间的热传导，并且吸收由轴承13产生的热量，以使轴承13的体积变化最小化。

旋转电机1可以制成具有上述实施例的特征的所有可能的组合。

为公开的简洁，以上讨论使用图2至图8以仅涉及后壳102的结构，但是，前壳101可以设计成具有与后壳102大致相同的结构，即，在进气口103、轴承外壳250和/或辐条105的结构上，与后壳102中的结构相同。

虽然已根据优选实施例公开了本发明以更好地理解本发明，但应当认为，在不脱离本发明原理的范围内，本发明可以以各种方式实施。因此，本发明应理解为包括在不脱离所附的权利要求书所述的本发明原理的情况下能够实施的所示实施例的所有可能实施例和修改。