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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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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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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 S64- 60 247 A 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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Die
DE 101 44 652 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Jochs für eine Drehfeldmaschine, welches folgende Schritte in dieser Reihenfolge aufweist: Ausbilden eines rechteckigen Blechs mit Ausbauchungen an einer Seite und Aussparungen auf der anderen Seite der Stahlplatte; Einrollen des rechteckigen Blechs in ein hohles zylindrisches Teil; Einfügen der Ausbauchungen und der Aussparungen ineinander; Festklemmen der Ausbauchungen und der Aussparungen miteinander; elektrostatisches Beschichten einer äußeren Umfangsfläche des hohlen Zylinderteils, um die äußere Umfangsfläche mit einer Beschichtungsmittelschicht zu bedecken.
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Jedoch erfordern die 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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Die oben beschriebende, der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch ein Joch einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines Joches gemäß Anspruch 5.
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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-plattierten 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-Mg-plattierten Stahls kaum Wärmestrahlung absorbieren und es wird möglich einen Temperaturanstieg des Joches zu verhindern.
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Figurenliste
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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:
- 1 eine Seitenansicht eines Joches gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 1 auch eine Teil-Querschnittsansicht des Joches veranschaulicht;
- 2 eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Querschnittsgestalt einer Nut darstellt, die an der äußeren Umfangsfläche des Joches ausgebildet wird;
- 3 eine Draufsicht auf ein Joch, welches in einer axialen Richtung zusammengesetzt ist;
- 4 eine Draufsicht auf eine Stahlplatte, die in einer longitudinalen Richtung derselben geschnitten wurde; und
- 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. 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 aufheben, 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.
