CN106030983A - 包含夹弓的电机，以及用于制造电机的方法 - Google Patents

Abstract

尤其用于机动地调节在机动车中的能够移动的部件的电机（10）以及用于制造所述电机（10）的方法，该电机具有定子（12），转子（14）能够接入所述转子中，其中，定子（12）具有至少两个对置的永磁体（18），所述永磁体布置在极壳（16）中，其中，每个单个的永磁体（18）分别通过唯一的夹弓稳固夹在极壳（16）中，并且每个夹弓具有第一肱部和第二肱部，所述肱部借助弓部彼此相连，并且夹弓在极壳（16）的周向（32）上包封单个的永磁体（18）。

Description

包含夹弓的电机，以及用于制造电机的方法

背景技术

本发明基于包含夹弓的电机，以及用于制造根据独立权利要求的类型所述的电机的方法。

随着US 4、372、035已经公开的是电动马达，对于所述电动马达来说在极壳中布置有两个对置的永磁体，并且在此永磁体之间布置有两个所谓的跟随极。为了构造所述跟随极，在极壳壁中成型有轮廓，所述轮廓的弧形内表面具有相对于转子的相同的距离，如介壳状的永磁体那样。

为了将永磁体固定在极壳中，已知的是磁体保持弹簧，所述磁体保持弹簧借助弹簧力将永磁体压向壳体壁以便固定此永磁体。DE 102007004873 Al例如展示了这样的磁体保持弹簧，对于所述磁体保持弹簧来说为了其稳定性在两个纵向肱部处成型了轴。两个纵向肱部之间的弓部构造为平整的并且布置在和两个肱部相同的平面内。如果人们针对以上描述的跟随极马达使用这样的磁体保持弹簧，就存在以下的危险，即磁体保持弹簧在跟随极轮廓的区域内径向向内朝向转子倾斜并且接触此转子。这可以导致电动机的损坏。

发明内容

发明优势

带有独立权利要求的特征的根据本发明的电机以及用于制造这样的电机的根据本发明的方法相应与此具有的有优点是，由于夹弓在唯一的永磁体处的布置方式，则没有弓部布置在永磁体之间的截平的区域中，该弓部将两个肱部彼此相连。由于肱部和弓部沿着永磁体的周面走向，则截平的区域的内轮廓自由地设计，而所述弓部不与内轮廓相撞或者不存在夹弓接触转子的危险。借助这种根据本发明的包封永磁体的弹簧弓，每个永磁体能够不依赖于其它的永磁体的装配而固定在极壳中。

通过从属权利要求中所列举的措施，有利的改型方案以及独立权利要求中所给出特征的改进是可能的。尤其有利的是，肱部嵌接到在永磁体的切向的侧面和极壳的紧邻于该侧面的内壁之间的槽中。由此，肱部完全地布置在转子的径向外部，从而在转子和永磁体之间的径向的气隙能够减小。

为了特别简单地将永磁体固定在极壳中，夹弓的两个肱部通过在对置的内壁之间的弓部的弹簧作用而被绷紧。通过在永磁体的侧壁和内壁之间的楔形的槽的楔作用，所述肱部同时也靠置在侧面处。由此，肱部形成了用于永磁体的固定件，而弹簧弓不是将永磁体直接向着内壁挤压。由此，永磁体径向地以及尤其也轴向地固定在壳中。

因为夹弓不引起在两个不同的永磁体之间的胀开作用，而是胀开力横向于永磁体的连接线近似沿着唯一的永磁体起作用，则沿着截平的内壁的结构空间能够不受磁体保持弹簧的约束。由此，在截平的区域的内轮廓和转子之间的气隙能够同样被减小，而不导致与转子的碰撞危险。

如果如此地构造夹弓，即该夹弓经过其整个轴向的结构长度在任何部位均不径向地与转子的径向尺寸重叠，则极壳的结构长度相应地被减小，从而节省了电动马达的重量和结构空间。

尤其有利的是，弓部在两个肱部之间沿着永磁体的端侧走向。由此，弓部拱形地径向地向外从两个肱部所撑开的平面中伸出。因为转子的卷绕头比永磁体的轴向长度在轴向更长地构造，则马达的总结构长度不被弓部影响，该弓部布置在永磁体的端侧和极壳底部之间。

但是，如果在一个替代性的实施方式中存在足够的轴向的结构空间，则弓部能够在与肱部的相同的平面中构造为2维的能够较简单制造的夹弓。在此，弓部在轴向的端部面处径向地与转子重叠，因此相应地，必须提供在转子端部面（卷绕头）和极壳底部之间的轴向的结构空间。

由于肱部的不同长度的构造，则其自由端部轴向地靠置在在两个侧面处的不同的位置处，从而有效地禁止了永磁体的轴向的倾翻。

在本发明的一个改型方案中，隆起弯曲地折弯在肱部的轴向的端部处，从而该隆起径向地与永磁体的轴向的端面搭接。 这种隆起具有止挡面，永磁体利用其端面轴向地靠置在该止挡面处，以便阻碍永磁体的轴向的移动。

跟随极（Folgepole）特别有利地通过每两个在轴向上走向的卷边的模制而实现在极壳壁中。在周向上由此形成了曲形的内轮廓，所述内轮廓磁性地与转子配合作用。此卷边关于周向形成了跟随极的边缘以及同时形成了用于永磁体的保持区域的边界。

跟随极和永磁体近似具有相同的内直径，其中，所述肱部便布置在磁体的侧面和卷边之间。

另外，在跟随极轮廓的卷边和永磁体的侧面之间构造有楔形的缝隙，自由的肱部经过全部的轴向长度嵌入所述缝隙中。在此，为了被定义的定位，肱部在一侧靠置在卷边的倾斜于按压方向布置的内壁处，从而肱部由于楔作用通过内壁同时地在另一侧向着永磁体的侧面挤压。弓部的弹簧力将自由的肱部在装配时主要地向着截平的区域的内壁挤压。由于槽的楔形的构造方案，所述肱部径向地向外被压入槽中，从而所述肱部形成了用于永磁体的卡夹元件，该卡夹元件阻碍永磁体向着径向内部滑动。

极壳有利地构造为极罐，所述极罐在一侧具有（优选地和极罐单件式构造的）底部，所述底部特别地具有用于转子轴承的轴承座。对置的敞开的极罐侧具有法兰，在合装之后，所述法兰靠置在另外的壳件的对应的对接法兰上。在法兰上例如构造有孔，以作为用于至传动机构壳的连接元件（优选地为螺栓或者铆钉）的容纳部。

通过根据本发明的极壳的制造方法，借助深冲，在工作进程中，在花费上有利地和精确地构造带有卷边的跟随极区域、用于磁体的保持区域和具有法兰的容纳区域。在这种情况下，特定的组件的具体尺寸的设计以及在最小材料投入时的壁厚可以通过挑选深冲工具予以实现。夹弓能够随着（或在之后）装入单个的永磁体而轴向地插入极壳中，其中，肱部有利地通过夹弓的胀开方向直接挤压至跟随极的内表面，尤其挤压至卷边的倾斜的边沿。在此，肱部靠置在侧面处，其中，将肱部相连的弓部沿着永磁体的端面走向。在此尤其有利的是，所述弓部径向地完全位于端面的区域中，并且由此径向地不与转子搭接。将转子和电刷架构件轴向地装配到极壳中这一过程使得明确地可预先确定的法兰接口成为可能，所述法兰接口特别有利地适合于模块化的组合部件，该组合部件用于组合不同的极壳和传动机构壳。夹弓也可以作为任选方案结合永磁体的粘入而使用，以便在粘贴过程中可靠地固定此永夹弓。

夹弓特别在花费上有利地由金属丝制造为丝弯件，在所述丝弯件中，具有圆形的或者有棱角的横截面的单件式的丝被弯曲为2维的或3维的形状。通过使用弹簧钢，弹簧弓在其装入时弹性变形，从而此弹簧弓对极壳的内壁施加弹簧力。弹簧弓优选地如此制造，即两个肱部在装入前相互形成一个角度，所述角度例如为5°至35°。在装入时，弹簧弓随后如此变形，即两个肱部近似平行走向。由于肱部近似直线地构造，则在安装时的形变发生在弓部的区域内，或者说发生在从弓部至肱部的过渡区域内。为了更好地将自由的肱部贴靠在侧面上，肱部或者在侧面上具有结构化的表面。永磁体能够具有（特别是连续的）极缩部（Polabhebung）或者两个不同的分立的内半径，由此侧面具有与转子的更大的间距。侧面构造为径向的或者与径向倾斜的，并且优选地在外周处具有斜边。对于永磁体可以例如使用铁素体材料，或者作为替代方案也可以使用稀土磁材料。

附图说明

发明的实施方案在附图中予以展示并且在后续的说明中具体地解释。

图示：

图1：根据本发明的电机的实施例；

图2：根据现有技术的极壳的横截面；

图3：根据本发明的极壳的横截面；

图4：根据本发明的夹弓的实施例；

图5：在装入状态中的根据本发明的夹弓；

图6：根据本发明的夹弓的另一个实施例；

图7：示意地根据本发明的夹弓的另一个实施变体；

图1中展示了根据本发明的电机10，所述电机构造为电动马达11。电动马达11例如是传动机构驱动单元的组成部分，正如该传动机构驱动单元用于调节机动车中的滑动天窗、窗板或者座椅部分那样。电机10具有定子12，对于所述定子来说，两个永磁体18对置地布置在极壳16中。在所述两个对置的永磁体18之间布置有两个对置的跟随极22，所述跟随极通过极壳16的壳壁26形成。此外在极壳16的截平区域20中分别构造了两个卷边28，所述卷边在轴向30上延伸，优选地延伸直到壳16的壳底部82。在周向32上，在两个卷边28之间，跟随极22构造为曲形的极壳壁26，所述极壳壁连同卷边28形成了极壳16的截平区域20。

永磁体18布置在极壳16的圆节段状的保持区域34，其中，在保持区域34处的直径35大于在截平区域20之间的间距21。极壳16具有轴向地敞开的侧部36，在所述侧部处构造有法兰38，以用于和另外的壳件连接。法兰38具有用于连接元件的容纳部42，所述容纳部例如构造为孔43。通过这些孔43，优选地将螺栓作为连接元件可以拧入对应的对接法兰中。

在图1中，在定子12内插入转子14，其中，较小的径向的气隙46构造在转子14和永磁体18和跟随极22之间。转子14具有转子轴60，在所述转子轴上布置有电枢组62以用于容纳电的绕组64。对此，电枢组64具有转子齿66，所述转子齿由径向的齿柱68形成，所述齿柱由径向外部的齿顶70终止。电的绕组64径向地在齿顶70内缠绕在齿柱68上。

在图2中展示了公知的截平的极壳16，在该极壳中，两个磁体保持弹簧48布置在两个永磁体18之间。磁体保持弹簧48构造为u形的弹簧，该弹簧利用其两个自由的肱部（90'、91'）将永磁体18向着极壳16的内壁17挤压。在此，磁体保持弹簧48的胀开力（箭头50）在平行于截平区域20的方向上起作用并且由此沿着两个永磁体18的连接线（37）起作用。如果此时将内轮廓72构造在截平区域20处，则磁体保持弹簧48会向着径向内部挤压，从而该磁体保持弹簧会在这里与未示出的转子14相撞。

在图3中在剖面中展示了带有在截平区域20处的内轮廓72的根据本发明的极壳16。永磁体18在其保持区域34中靠置在极壳16的内壁17处。两个永磁体18在径向31上同向地磁化，从而两个永磁体例如在它们的径向内侧处形成了南极。通过极壳16产生了向着跟随极22的磁通，所述极壳形成了磁性的止回部，所述跟随极然后例如在极壳16的内壁17处分别形成了北极。由于在跟随极22的区域内未布置有永磁体18，则极壳16的、在截平区域20之间的最大尺寸21明显小于在两个永磁体18的方向上的直径35。永磁体18在周向32上具有侧面74，该侧面例如近似地在径向31上走向。在周向32上，对置于侧面74，将卷边28成形在截平区域20处，该卷边在内壁17处形成了边沿29，该边沿倾斜于截平区域20构造，或者说倾斜于连接线37构造。卷边28的边沿29与侧面74形成了在永磁体18和内壁17之间的楔形的槽76。夹弓77的自由的肱部90、91插入该槽76中，该肱部将永磁体18固定。夹弓77具有第一肱部90和第二肱部91，所述肱部在其非自由端处借助弓部92彼此相连。弓部92将胀开力51施加至肱部90、91，该胀开力将所述肱部90、91向外向着内壁17挤压。在此，给唯一的永磁体18配设唯一的夹弓77，该夹弓的胀开作用51横向于连接线37定向。肱部90、91通过基于槽76的楔作用所造成的向着倾斜的边沿29的按压而径向地向外挤压并且由此较深地压入槽76中，从而肱部90、91靠置在侧面74处。由此，肱部90、91形成了在楔形的槽76中的楔，从而永磁体18在径向外部保持在保持区域34的内壁17处。弓部92曲形地构造并且沿着永磁体18的端侧75走向。由此，夹弓77完全地沿着侧面74以及端面75构造，由此，沿着截平区域20在永磁体18之间（不同于在图2中的磁体保持弹簧48的传统的构造）没有布置弓部92。由此，为转子14提供了径向地直至完全带有卷边28的内轮廓72的这种结构空间。因而，夹弓77不在永磁体18之间起作用，而是夹弓77自身夹接在极壳16中，以便作为楔元件将唯一的永磁体18保持在内壁17处。在此，弓部92从两个肱部90、91所撑开的平面88中伸出并且径向向外地从转子轴60离开地成形，从而弓部92不与转子14搭接。

在图4中展示了不带有电机10的根据本发明的夹弓11。两个肱部90、91直线地构造并且具有自由的端部95。在对置的端部上，肱部90、91借助弓部92相互连接。两个肱部90、91形成了平面88，其中弓部92从此平面88向外伸出。由此，夹弓77以3维方式构造。在此，弓部92具有弯曲的走势，该走势大约对应永磁体18的曲形。在这个实施例中，两个肱部90、91以角度彼此地布置在平面88内，所述角度例如大约为5°至40°。在装入极壳16（如同图3中所展示的）时，夹弓77随后弹性变形，从而肱部90、91随后靠置在内壁17处并且近似地平行于永磁体18的侧面74地定向。

图5示出了极壳16的轴向截面。弓部92布置在转子14的径向外部并且在永磁体18的端侧75和极壳16的壳底部82之间延伸。因为转子14的轴向的延展由于构造在其端部面15处的卷绕头而长于永磁体18，则相对于现有技术按照图2，以弓部92的厚度93减少了极壳16的轴向的结构长度。极壳16（包括成形在其处的用于转子轴60的轴承座83在内）的结构长度由此直接被卷绕头向着壳底部82的内侧的间距13确定。

在图6中，展示了夹弓77的替代的实施方案，其中弓部92连同肱部90、91位于共同的平面88中。这样的夹弓77在制造工艺方面更加有利地能够制造，但是在轴向30上需要更多的结构空间，因为弓部92此时在转子14的端部面15和壳底部82之间走向。由于弓部92与转子14的这种径向的搭接，结构长度相应于弓部92的厚度93被延长。在图6中展示了在壳底部82处的轴承座83的中央的轴向的隆起，转子轴60借助滚动轴承或滑动轴承能够接入该隆起中。相应于图1中的展示，在卷边28和法兰38之间构造出轴向的过渡区域37，以便提供对于传动机构壳的确定的统一的接口。在此，法兰38在法兰半部上具有三个容纳部42，以便提供用于不同的传动机构壳的灵活的展示图。在永磁体18处，在在侧面74和外部的周面之间的外部的角部处构造出侧边94，以便将永磁体18匹配至截平区域20的内轮廓72。由此避免的是，永磁体18切向地抵接在内壁17处，由此径向的槽76的楔作用不被损害。

图7示意示出了在另外的实施变型方案中的带有所配设的夹弓77的唯一的永磁体18。较好可见的是第一和第二肱部90、91的不同的轴向长度85。第一肱部90延伸大约直至永磁体18的轴向的中部，而第二肱部91延伸经过整个轴向的长度。对置于端侧75（弓部92布置在该端侧处），所述较长的肱部91具有弯曲的隆起96。隆起96与永磁体18的端侧75搭接并且形成了用于永磁体18的轴向的止挡部97，由此该永磁体轴向地可靠地保持固定。肱部90、91和弓部92包封永磁体18，从而利用仅一个夹弓77将永磁体18固定。肱部90、91示意地相应于装入状态被绘出，其中，为了清楚起见，省去了极壳16。肱部90、91在此经过其整个长度靠置在侧面74处并且同时靠置在卷边28的未示出的对置的边沿29处。

在电机10的制造方法中，极壳16优选借助深冲被制造为具有作为被定义的接口的容纳区域37和法兰38的极罐，其中，卷边28一同在工作过程中予以成形。随后将永磁体18装入极壳16中，其中此永磁体可以作为任选方案能够粘接在此极壳的内壁17上。对于每个永磁体18，准确地将夹弓77插入在截平区域20的内壁17和侧面74之间的楔形的槽76中。在此，弓部92利用两个肱部90、91包封侧面74和端面75。通过将夹弓77夹接，肱部90、91作为锁止部起作用，该锁止部将永磁体18轴向地和径向地固定在其位置中。在固定永磁体18之后，将转子14和电刷架构件轴向地插入极壳16中，从而电刷架构件布置在容纳区域37中并且轴向地经过法兰38向外伸出。随后，传动机构壳轴向地经过转子轴60放置在电刷架构件上，直到法兰38靠置在传动机构壳的对接法兰处。随后，连接元件（优选地为螺栓）插入法兰38的容纳部42中并且与传动机构壳连接。转子轴60具有蜗杆并且借助滑动轴承（尤其是球帽轴承）支承在电刷架构件中。传动机构例如构造为蜗杆传动机构，对于所述蜗杆传动机构来说，布置在电动马达11的转子轴60上的蜗杆与在被支承在传动机构壳中的蜗轮啮合。电动马达11的驱动力矩由蜗轮继续传递至从动元件（尤其是从动齿轮），所述从动元件例如驱动（特别地在机动车中的）待调节的部分。电动马达11的极壳16由金属制造并且作为磁性的止回部起作用。

要注意的是，鉴于附图中和描述中显示的实施例，单个特征相互之间的各种组合可能性是可能的。从而，夹弓77尤其其弓部92的具体的造型能够例如变化并且匹配极壳16的几何的位置关系。在此，肱部90、91能够例如具有相对于轴向线的不同的角度。取代卷边28，跟随极轮廓也可以以其它的方式构造，其中，夹弓77随后相应地向着内轮廓72挤压。电机10优选地应用于机动车中的伺服驱动装置，例如用于调节座椅部件、车窗板、滑动天窗以及遮盖口部，然而不限于这样的应用。

Claims (14)

1.电机（10），该电机尤其用于机动地调节在机动车中的能够移动的部件，该电机具有定子（12），转子（14）能够插入所述转子中，其中，定子（12）具有至少两个对置的永磁体（18），所述永磁体布置在极壳（16）中，其中，每个单个的永磁体（18）分别通过唯一的夹弓（77）稳固地夹在极壳（16）中，并且每个夹弓（77）具有借助弓部（92）彼此相连的第一肱部（90）和第二肱部（91），并且夹弓（77）在极壳（16）的周向（32）上包封单个的永磁体（18）。

2.按照权利要求1所述的电机（10），其特征在于，永磁体（18）在周向（32）上具有侧面（74），所述侧面相应地连同极壳（16）的这种对置的内壁（17）形成了关于径向（31）尤其楔形的槽（76），第一肱部（90）和第二肱部（91）布置在该槽中。

3.按照权利要求1或2中任一项所述的电机（10），其特征在于，极壳（16）在永磁体（18）之间具有截平区域（20），并且夹弓（77）的第一肱部（90）和第二肱部（91）基本上向着截平区域（20）的对置的内壁（17）尤其在其边缘区域处挤压。

4.按前述权利要求中任一项所述的电机（10），其特征在于，第一和第二肱部（90、91）的胀开作用横向于对置的永磁体（18）的假想的连接线（37）走向，并且尤其所述肱部（90、91）被弓部（92）的弹簧作用基本上向着从永磁体（18）的侧壁（74）离开的方向挤压。

5.按前述权利要求中任一项所述的电机（10），其特征在于，夹弓（77）尤其其弓部（92）的在轴向（30）上的投影不与装入极壳（16）中的转子（14）径向地重叠。

6.按前述权利要求中任一项所述的电机（10），其特征在于，永磁体（18）半介壳状地构造，并且弓部（92）沿着永磁体（18）的轴向的端侧（75）同样在周向（32）上曲形地走向并且尤其靠置在端侧（75）处，其中优选地，弓部（92）从平面（88）中伸出，第一和第二肱部（90、91）在空间中撑开该平面。

7.按照前述权利要求1到5中任一项所述的电机（10），其特征在于，弓部（92）位于带有第一和第二肱部（90、91）的平面（88）中，并且特别地，弓部（92）的在轴向（30）上的投影与转子（14）径向地重叠，并且弓部（92）优选地轴向地布置在转子（14）的轴向的端部面（15）和极壳（16）的轴向的壳底部（82）之间。

8.按前述权利要求中任一项所述的电机（10），其特征在于，两个肱部（90、91）具有不相等的长度（85）并且优选地近似直线地构造，其中，尤其地，两个肱部（90、91）具有近似圆形的横截面（13）。

9.按前述权利要求中任一项所述的电机（10），其特征在于，两个肱部（90、91）中的至少之一具有折弯的隆起（96），该隆起在永磁体（18）的对置于弓部（92）的端侧（75）上形成了用于永磁体（18）的轴向的止挡部（97），其中，尤其隆起（96）径向地与端侧（75）搭接地延伸。

10.按前述权利要求中任一项所述的电机（10），其特征在于，极壳（16）形成磁性的止回部，并且对置的永磁体（18）在径向（31）上同向地磁化，并且彼此对置的磁性的跟随极（22）构造在截平区域（20）处，并且特别地，截平区域（20）中的每个具有两个大约平行地在轴向（30）上延伸的卷边（28），所述卷边形成跟随极（22）的边缘。

11.按前述权利要求中任一项所述的电机（10），其特征在于，肱部（91、92）尤其倾斜于按压方向向着卷边（28）的内壁（17）挤压，并且永磁体（18）利用其侧面（75）靠置在肱部（91、92）处并且形成了与肱部（91、92）的形状配合，从而阻碍了永磁体（18）的向内的径向的运动。

12.按前述权利要求中任一项所述的电机（10），其特征在于，在径向（31）上楔形的槽（76）构造在永磁体（18）的侧面（74）和卷边（28）的斜向的内壁（17）之间，并且肱部（90、91）径向地嵌接到槽（76）中并且在轴向（30）上在该槽中延伸。

13.按前述权利要求中任一项所述的电机（10），其特征在于，两个对置的截平区域（20）的间距（21）小于在永磁体（18）的区域中的极壳（16）的直径（35），并且极壳（16）在第一轴向端部（33）处闭合地构造，优选地，壳底部（82）一体式地与极壳（16）构造，并且在这种端部（33）处构造了用于转子（14）的轴承的容纳部（83），其中，所述对置的第二轴向端部（36）敞开地构造并且具有法兰（38），该法兰能够与另外的壳件优选地与传动机构壳相连。

14.优选地按前述权利要求中任一项所述的用于制造电机（10）特别是机动车中的伺服驱动装置的方法，其特征在于以下方法步骤：

- 尤其借助深冲来构造金属的极壳（16），其中，为了构造跟随极（22），构造了轴向地延伸的卷边（28）和在周向（32）上连接在该卷边处的用于永磁体（18）的保持区域（34），

- 将永磁体（18）装到保持区域（34）中，其中特别地，永磁体（18）关于径向（31）同向地磁化，

- 如此地插入夹弓（77），使得准确一个夹弓（77）的肱部（90、91）的两个自由端（95）分别挤压至对置的卷边（28）的内壁（17），如此地，即唯一的永磁体（18）的两个侧面（74）在周向（32）上靠置在准确一个夹弓（77）的两个肱部（90、91）处，并且特别地，将两个肱部（90、91）相连的弓部（92）从平面（88）径向地向外成形，两个肱部（90、91）撑开所述平面，

- 将具有转子轴（60）的转子（14）轴向地装入极壳（16），该极壳优选地具有包封转子轴（60）的电刷架构件，其中特别地，接下来，传动机构壳件轴向地被接至电刷架构件并且利用对接法兰被紧固在极壳（16）的法兰（38）处。