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QUERVERWEIS
AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die
vorliegende Anmeldung bezieht sich auf und beansprucht die Priorität von der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-348671, die am 2. Dezember
2005 angemeldet wurde und deren Inhalte hier unter Bezugnahme voll
miteinbezogen werden
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1.
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Joch, welches einen magnetischen
Kreis einer rotierenden elektrischen Maschine wie beispielsweise
einem Anlasser bildet, welcher in einem Fahrzeug montiert ist.
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2. Beschreibung
des Standes der Technik
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Es
gibt beispielsweise verschiedenartigen Techniken, um ein Joch als
Komponente einer rotierenden elektrischen Maschine (oder eines Motors) wie
beispielsweise einem Anlasser herzustellen, der in einem Fahrzeug
montiert ist. Die offengelegte japanische Patentveröffentlichung
Nr. JP 564-60247 offenbart solche Techniken, bei denen ein Ziehen, Ausschneiden
oder Stanzen und Verstemmen realisiert werden. Bei der früher vorgeschlagenen
Technik wird ein Ziehprozess durchgeführt, um einen zylinderförmig gestalteten
Körper
aus einer Stahlplatte herzustellen. Bei der letzteren Technik wird
der Ausschneidprozess durchgeführt,
um einen zylinderförmig
gestalteten Körper
herzustellen und um dann den Verstemmungsprozess durchzuführen, um
beide Enden des zylinderförmig
gestalteten Körpers
zu verstemmen.
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Jedoch
erfordern beide herkömmlichen Techniken
die Durchführung
einer Beschichtung, um die Oberfläche des zylinderförmig gestalteten
Körpers
mit einem korrosionswiderstandsfähigen
dünnen
Film zu bedecken, um eine Elektroplattierung vorzunehmen und um
dann den korrosionswiderstandsfähigen
dünnen
Film von beiden Endflächen des
zylinderförmig
gestalteten Körpers
zu schneiden, um elektrisch leitende Oberflächen zu erhalten. Somit erfordern
die herkömmlichen
Techniken eine Vielzahl an Herstellungsschritten, um ein Joch herzustellen.
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Kürzlich ergab
sich ein Trend dahingehend das Gewicht eines Anlassers im Hinblick
auf eine Reduzierung des Brennstoffverbrauches zu reduzieren. Eine
Technik, um das Gewicht eines Anlassers zu reduzieren besteht darin,
das gesamte Volumen eines Motors zu vermindern und zwar basierend
auf einem hohen Untersetzungsverhältnis. Obwohl jedoch solch
eine Technik die thermische Kapazität desselben weiter reduziert
und zwar zusätzlich
zur Reduktion der Größe oder
des Volumens des Motors, ergibt sich eine Grenze für das Ausmaß der Reduzierung. Es
verbleibt somit weiterhin ein technologisches Problem auf welche
Weise die Abstrahlkapazität
des Motors erhöht
werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
der Erfindung zugrundliegende Aufgabe besteht darin ein Joch für eine rotierende
elektrische Maschine zu schaffen und auch ein Herstellungsverfahren
zum Herstellen des Joches anzugeben, welches eine erhöhte Abstrahlkapazität besitzt.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Joch einer rotierenden
elektrischen Maschine geschaffen. Das Joch besitzt eine zylinderförmige Gestalt,
die aus einer Stahlplatte durch eine Korrosions-Widerstandsbehandlung
hergestellt wird. Das Joch besitzt eine Vielzahl von Nuten oder
konkaven Abschnitten, die an einer äußeren peripheren Fläche des
Joches ausgebildet sind. Da die Vielzahl der Nuten oder konkaven
Abschnitte an der äußeren Umfangsfläche des
Joches ausgebildet sind, kann die Konfiguration den gesamten Oberflächenbereich des
Joches vergrößern und
kann dadurch auch die Abstrahlkapazität desselben erhöhen.
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Da
das Joch nach der vorliegenden Erfindung aus einer Stahlplatte hergestellt
wird, die einer Korrosions-Widerstandsbehandlung unterzogen wird,
wobei diese Behandlung im Voraus bei einem Korrosions-Widerstands-Behandlungsschritt
durchgeführt
wird, ist es nicht erforderlich eine Beschichtung oder Elektroplattierung
nach der Ausbildung des zylinderförmig gestalteten Joches vorzunehmen
und die Nuten brauchen auch nicht mit Produkten wie Reaktionsprodukten
gefüllt
zu werden. Daher nimmt die Abstrahlkapazität des Joches der vorliegenden
Erfindung kaum ab.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Joch einer rotierenden elektrischen
Maschine geschaffen, bei dem die Stahlplatte mit der Korrosions-Widerstandsbehandlung aus
Zn-Al-Mg-plattiertem Stahl gebildet wird. Der Zn-Al-Mg-plattierte Stahl
besitzt eine höhere
Korrosions-Widerstandsfähigkeit
und erzeugt automatisch einen dichten Schutzfilm (oder einen Oxidfilm)
auf der Oberfläche
desselben, wenn die Oberfläche
des Zn-Al-Mg-plattierten Stahles beschädigt werden sollte. Selbst
wenn demzufolge die Vielzahl der Nuten an der äußeren Umfangsfläche des
Joches ausgebildet werden, um die Abstrahlkapazität desselben
zu erhöhen,
wird die Korrosions-Widerstandsfähigkeit
des Joches nicht abgesenkt. Da es sich dabei um eine Silberfarbe
handelt, absorbiert die Oberfläche
des Zn-Al-Mg-platierten Stahls kaum Strahlungswärme und es wird möglich einen
Temperaturanstieg des Joches zu verhindern.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Joch einer rotierenden elektrischen
Maschine geschaffen, bei dem eine Vielzahl an Nuten an der äußeren Umfangsfläche des
Joches ausgebildet sind und zwar in deren axialer Richtung entlang
dem gesamten Umfang derselben. Das heißt das Joch besitzt eine Vielzahl
an Nuten, die an der äußeren Umfangsfläche desselben über den
gesamten Umfang hinweg ausgebildet sind. Da der gesamte Oberflächenbereich
des Joches dadurch erhöht
wird, wird es möglich
die Abstrahlkapazität
des Joches zu erhöhen.
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Ferner
wird gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsverfahren
zur Herstellung des Joches einer rotierenden elektrischen Maschine
geschaffen, welches einen Schneidschritt und einen Walzschritt umfasst.
Der Schneidschritt verwendet eine Stahlplatte mit einer Korrosions-Widerstandsbehandlung
als ein im Handel erhältliches
Produkt, welches im Voraus gemäß einer
Korrosions-Widerstandsbehandlung verarbeitet worden ist. Bei dem
Schneidschritt wird die Stahlplatte auf eine spezifische Länge geschnitten.
Bei dem Walzschritt wird die geschnittene Stahlplatte mit der spezifischen
Länge gewalzt,
wobei eine der Vielzahl der Nuten und konkaven Abschnitte an der äußeren Umfangsfläche der
Stahlplatte ausgebildet werden, um den gesamten Oberflächenbereich
des Joches zu vergrößern.
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Demzufolge
kann bei dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung sowohl
die Nutenausbildung zur Herstellung der Nuten an der äußeren Umfangsfläche der
Stahlplatte als auch der Walzvorgang durchgeführt werden, um die Stahlplatte
gleichzeitig aufzurollen, das heißt es werden beide Prozesse
nicht in unterschiedlichen Schritten durchgeführt. Dies kann in drastischer
Weise die gesamte Zahl der Herstellungsschritte bei der Herstellung
des Joches reduzieren und zwar verglichen mit dem herkömmlichen
Herstellungsverfahren.
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Ferner
wird gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsverfahren
geschaffen, bei welchem die geschnittene Stahlplatte, die auf eine
spezifische Länge
zugeschnitten worden ist, allmählich
gerollt wird, wobei die Nuten an der äußeren Umfangsfläche der
geschnittenen Stahlplatte entlang der axialen Richtung derselben
ausgebildet werden. Die Nuten werden an der äußeren Umfangsfläche der
Stahlplatte ausgebildet während
diese allmählich
aufgerollt wird. Dies kann jegliche Verzerrung abbauen, die in der
Stahlplatte erzeugt wird während
sie aufgerollt wird. Es wird dadurch möglich die äußere Rundheit des Joches zu
vergrößern.
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Darüber hinaus
wird gemäß einem
noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsverfahren
geschaffen, bei welchem die Stahlplatte aus einem Zn-Al-Mg-plattiertem
Stahl besteht. Der Zn-Al-Mg-plattierte Stahl besitzt eine verbesserte Korrosions-Widerstandsfähigkeit
und erzeugt automatisch einen dichten Schutzfilm (oder Oxidfilm)
auf der Oberfläche
desselben, wenn die Oberfläche
des Zn-Al-Mg-plattierten Stahls beschädigt wird. Selbst wenn demzufolge
die Vielzahl der Nuten an der äußeren Umfangsfläche des
Joches ausgebildet werden, um dadurch die Abstrahlkapazität zu erhöhen, wird
die Korrosions-Widerstandsfähigkeit
des Joches nicht reduziert. Da es sich dabei auch um eine Silberfarbe
handelt, kann die Oberfläche
des Zn-Al-Mgplattierten Stahls kaum Wärmestrahlung absorbieren und
es wird möglich
einen Temperaturanstieg des Joches zu verhindern.
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KURZE
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
wird nun im Folgenden eine bevorzugte nicht einschränkende Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels unter Hinweis
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Joches gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei 1 auch eine
Teil-Querschnittsansicht des Joches veranschaulicht;
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2 eine
vergrößerte Schnittansicht,
die eine Querschnittsgestalt einer Nut darstellt, die an der äußeren Umfangsfläche des
Joches ausgebildet wird;
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3 eine
Draufsicht auf ein Joch, welches in einer axialen Richtung zusammengesetzt
ist;
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4 eine
Draufsicht auf eine Stahlplatte, die in einer longitudinalen Richtung
derselben geschnitten wurde; und
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5 ein
Flussdiagramm, welches ein Herstellungsverfahren zur Herstellung
des Joches der Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wiedergibt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Im
Folgenden werden vielfältige
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Bei der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen
Ausführungsformen
sind gleiche Bezugszeichen oder Bezugsnummern verwendet, um gleiche
oder äquivalente
Komponententeile in den mehreren Diagrammen zu bezeichnen.
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Ausführungsform
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Es
folgt eine Beschreibung des Joches 1 einer rotierenden
elektrischen Maschine und eines Herstellungsverfahrens derselben
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die 1 bis 5.
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1 zeigt
eine Seitenansicht des Joches 1 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt
auch eine Teil-Querschnittsansicht des Joches 1.
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Das
Joch 1 der Ausführungsform
bildet einen Anlassermotor (als eine rotierende elektrische Maschine)
zum Starten einer Brennkraftmaschine, die beispielsweise in einem
Fahrzeug montiert ist.
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3 ist
eine Draufsicht auf das Joch 1, welches in einer axialen
Richtung zusammengesetzt ist. Wie in 3 gezeigt
ist, sind eine Vielzahl von Permanentmagneten 2 in dem
Innenumfang des Joches 1 angeordnet und an diesem fixiert
und zwar mit Hilfe von Magnethalterungsteilen 3. Insbesondere
zeigt 3 sechs Permanentmagnete 2, die eine
Jochanordnung als einen Feldmagneten bilden. Wie 1 zeigt,
sind eine Vielzahl von Liniennuten 4 in regulären Intervallen
an der äußeren Umfangsfläche des Joches 1 entlang
dem gesamten Umfang desselben ausgebildet. Jede Liniennut 4 erstreckt
sich zu der axialen Richtung des Joches 1. Zusätzlich sind
eine Vielzahl von konkaven Abschnitten 5 und 6 an
der äußeren Umfangsfläche des
Joches 1 ausgebildet.
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Jeder
konkave Abschnitt 5 wird dazu verwendet, um den Permanentmagneten 2 in
der axialen Richtung zu positionieren (in 3 in der Rechts/Links-Richtung).
Jeder konkave Abschnitt 6 wird dafür verwendet, um eine Staubschutz-Platte
zu positionieren (in den Zeichnungen nicht dargestellt).
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Als
Nächstes
folgt eine Beschreibung des Herstellungsverfahrens zum Herstellen
des Joches 1 der Ausführungsform,
unter Hinweis auf 5.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm des Herstellungsverfahrens zur Herstellung des
Joches 1 gemäß der Ausführungsform
nach der vorliegenden Erfindung.
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Das
Joch 1 der Ausführungsform
wird gemäß den folgenden
Schritten hergestellt.
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Zunächst wird
ein Schneidschritt S101 ausgeführt.
Vor der Durchführung
des Schneidschrittes wird ein riemenförmig gestaltetes Stahlmaterial
mit einer Korrosions-Widerstandsbehandlung
als im Handel erhältliches
Produkt vorbereitet, welches im Voraus einer Korrosions-Widerstandsbehandlung unterzogen
worden ist. Bei dem Schneidschritt S101 wird das riemenförmig gestaltete
Stahlmaterial auf eine spezifische Länge zugeschnitten, um eine
Vielzahl von rechteckförmig
gestalteten Stahlplatten 7 herzustellen. Es werden eine
Vielzahl von konvexen Abschnitten 8 an einem Ende der geschnittenen Stahlplatte 7 ausgebildet,
und es werden eine Vielzahl von konkaven Abschnitten 9 an
dem anderen Ende derselben ausgebildet. 4 zeigt
eine Draufsicht der geschnittenen Stahlplatte 7, die in
einer longitudinalen Richtung derselben geschnitten worden ist.
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4 zeigt
ferner die geschnittene Stahlplatte 7, bei der vier konvexe
Abschnitte 8 und vier konkave Abschnitte 9 ausgebildet
werden.
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Als
Nächstes
wird ein Walz- oder Rollschritt S102 durchgeführt. Bei dem Rollschritt S102
wird jede geschnittene Stahlplatte 7 zu einem zylinderförmig gestalteten
Stahlteil aufgerollt, wobei die konkaven Abschnitte 9 und
die entsprechenden konvexen Abschnitte 8 miteinander zur
Deckung oder Übereinstimmung
gebracht werden. Bei dem Rollschritt S102 werden eine Vielzahl von
Liniennuten 4 und konkaven Abschnitten 5 und 6 an
der äußeren Umfangsfläche der
geschnittenen Stahlplatte 7 ausgebildet. 2 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche
eine Querschnittsgestalt von jeder Liniennut 4 darstellt,
die an der äußeren Umfangsfläche des Joches 1 ausgebildet
ist. Das heißt 2 zeigt
einen vergrößerten Querschnitt
der Vielzahl der Liniennuten 4, die an der äußeren Umfangsfläche der
geschnittenen Stahlplatte 7 ausgebildet werden.
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Schließlich wird
in Ausrichtschritt (mating step) S103 durchgeführt. Bei dem Ausrichtschritt S103
wird jedes der konvexen Teile 8 und jedes der konkaven
Teile 9 mechanisch dicht aneinander befestigt, indem beide
Enden des konkaven Teiles 9 und des konvexen Teiles 8 gestanzt
werden (punching). Dadurch wird dann das Herstellungsverfahren zum
Herstellen des Joches 1 vervollständigt.
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(Wirkung des Joches 1 der
Ausführungsform)
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Wie
klar in 1 und 4 gezeigt
ist, besitzt das Joch 1 der Ausführungsform eine Vielzahl an
Liniennuten 4, die an der äußeren Umfangsfläche des
Joches 1 über
den gesamten Umfang desselben hinweg ausgebildet sind. Da der gesamte
Oberflächenbereich
des Joches 1 dadurch vergrößert werden kann, wird es möglich die
Abstrahlkapazität
des Joches 1 zu erhöhen.
Da ferner das zylinderförmig gestaltete
Joch 1 (nämlich
das rohrförmige
Joch 1) aus der Stahlplatte 7 hergestellt wird,
die im Voraus einer Korrosions-Widerstandsbehandlung unterzogen
worden ist, ist es nicht erforderlich, jegliche Beschichtung und
Elektroplattierung bzw. die entsprechenden Schritte nach der Vervollständigung
des Schneidschrittes S101, des Aufrollschrittes S102 und des Ausrichtschrittes
S103 auszuführen.
Da die Liniennuten 4 nicht mit vielfältigen Produkten wie beispielsweise
Reaktionsprodukten gefüllt
werden müssen
oder mit vielfältigen
Materialien schockbehandelt werden müssen, die bei dem Beschichtungsschritt zur
Anwendung gelangen oder auch bei dem Elektroplattierungsschritt
zur Anwendung gelangen, verhindert dieses Merkmal eine Reduzierung
der Abstrahlkapazität
des Joches 1.
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Es
wird ferner möglich
den Zn-Al-Mg-plattierten Stahl in Form der Stahlplatte 7 zu
verwenden, der durch eine Korrosions-Widerstandsbehandlung verarbeitet
worden ist. Der Zn-Al-Mg-plattierte Stahl besitzt eine verbesserte
oder höhere
Korrosions-Widerstandskapazität
und erzeugt automatisch einen dichten Schutzfilm (oder einen Oxidfilm)
auf seiner Oberfläche
selbst dann, wenn die Oberfläche
des Zn-Al-Mg-plattierten Stahls beschädigt wird. Selbst wenn daher
die Vielzahl der Liniennuten 4 an der äußeren Umfangsfläche des
Joches 1 ausgebildet werden, um die Abstrahlkapazität zu erhöhen, wird
die Korrosions-Widerstandskapazität des Joches 1 nicht gemindert.
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Da
es sich dabei auch um eine Silberfarbe handelt, absorbiert die Oberfläche des Zn-Al-Mg-plattierten
Stahls kaum Strahlungswärme und
es wird möglich
einen Temperaturanstieg des Joches 1 zu verhindern.
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Bei
dem herkömmlichen
Jochherstellungsverfahren nach dem Stand der Technik, welches in
einem früheren
Abschnitt mit dem Titel "Beschreibung des
Standes der Technik" beschrieben
wurde, muss nach der Ausbildung eines Rohres ein Elektroplattierungsschritt
in Verbindung mit dem Rohr ausgeführt werden. Dann muss der Korrosions-Widerstands-Behandlungsfilm,
der auf der Oberfläche
des Rohres aufgeschichtet ist, geschnitten werden, um eine elektrische
Leitfähigkeit
zu erhalten und zwar an der Endfläche des Rohres in der axialen
Richtung. Danach werden auch nachfolgende erforderliche Schritte durchgeführt, um
ein Joch herzustellen. Somit müssen
bei dem herkömmlichen
Jochherstellungsverfahren eine Vielzahl von Herstellungsschritten
durchgeführt
werden und zwar verglichen mit dem Herstellungsverfahren nach der
vorliegenden Erfindung. Dies erhöht
auch die Herstellungskosten.
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Im
Gegensatz dazu ist es, da die Stahlplatte 7 (in spezifischer
Weise die Zn-Al-Mg-plattierte
Stahlplatte) im Voraus einer Korrosions-Widerstandsbehandlung unterzogen
worden ist und diese dann verwendet wird, nicht erforderlich den
Elektroplattierungsschritt oder Beschichtungsschritt auszuführen und
auch nicht den Schneidschritt zum Schneiden oder Abschneiden der
Endfläche
des Joches in der axialen Richtung nachdem die zylinderförmige Gestalt
des Joches hergestellt worden ist. Das heißt das Herstellungsverfahren
der vorliegenden Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung vermeidet die Durchführung
des Beschichtungsschrittes oder des Elektroplattierungsschrittes.
Das Herstellungsverfahren selbst führt zu dem Schneidschritt gemäß einem
Schneidvorgang der Enden des Joches 1 in der axialen Richtung,
um das Joch elektrisch mit dem Massepotenzial zu verbinden nachdem
das zylinderförmig
gestaltete Joch 1 hergestellt wurde. Demzufolge kann das
Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung in drastischer
Weise die Gesamtzahl der Herstellungsschritte reduzieren.
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Ferner
werden die Nuten 4 an der äußeren Umfangsfläche des
Joches 1 während
des Rollschrittes beim Aufrollen der Stahlplatte 7 durchgeführt. Mit anderen
Worten werden die Nuten 4 an der äußeren Umfangsfläche des
Joches 1 ausgebildet während diese
allmählich
aufgerollt wird. Dies kann jegliche Verzerrung ausheben, die in
der Stahlplatte 7 während
des Aufrollvorganges der Stahlplatte 7 erzeugt wird. Es
ist daher möglich
die äußere Rundheit
des Joches 1 zu vergrößern.
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(Abgewandelte Ausführungsformen)
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Die
Ausführungsform
nach der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurde, offenbart
ein Beispiel für
die Ausbildung der Vielzahl der Liniennuten 4 an der äußeren Umfangsfläche des
Joches, um den gesamten Bereich oder Flächenbereich des Joches 1 zu
vergrößern. Jedoch
ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben dargelegte Weise
beschränkt
und es ist auch möglich
konkave Abschnitte an der äußeren Umfangsfläche des
Joches anstelle der Ausbildung der Liniennuten 4 auszubilden.
Die konkaven Abschnitte oder Teile 5 und die konvexen Abschnitte
oder Teile 6 (siehe 1) zum Positionieren
der Permanentmagnete und der Staubschutzplatte (nicht gezeigt),
die an der äußeren Umfangsfläche des
Joches 1 ausgebildet sind, können den Oberflächenbereich
des Joches 1 vergrößern.
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Obwohl
ferner die Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung so offenbart wurde, dass die Permanentmagnete 2 an
dem Innenumfang des Joches 1 fixiert sind, ist es auch
möglich
eine Feldwicklung anstelle der Permanentmagnete 2 zu verwenden.
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Es
wurden spezifische Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung in Einzelheiten beschrieben, und es sei für Fachleute
darauf hingewiesen, dass vielfältige
Abwandlungen und alternative Ausführungsformen in Verbindung
mit diesen Einzelheiten im Rahmen der Gesamtlehre der hier gegebenen Offenbarung
möglich
sind und entwickelt werden können.
Demzufolge sind die speziellen Anordnungen, wie sie offenbart wurden,
lediglich als veranschaulichend zu interpretieren und bedeuten keine Einschränkung des
Rahmens der Erfindung, der durch die nachfolgenden Ansprüche und Äquivalente derselben
gegeben ist.