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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drehwinkelsensor (auch „Resolver” genannt), der über ein spezifisches Aufbaumerkmal zur Befestigung eines Stators in einem Gehäuse verfügt.
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Stand der Technik
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Wird das Gehäuse beim Aufbau eines Drehwinkelsensors zur Befestigung eines Stators eingespannt, und mit dem Stator durch Pressen verbunden, so kommt es bei dem Gehäuse je nach Material oder Form oft zur Rissbildung. Wird ferner die Größe der Einspann-Verformung verringert, um Rissbildung zu vermeiden, so wird die Verbindungskraft tendenziell verringert. Als Aufbau für einen Drehwinkelsensor, in welchem ein Stator in einer zylindrischen Hülse (Gehäuse) befestigt ist, sind Techniken bekannt, die in der
Japanischen ungeprüften Patentanmeldung Offenlegung Nr. 2010-190598 , der
Japanischen ungeprüften Patentanmeldung Offenlegung Nr. 2010-178603 und der
Japanischen ungeprüften Patentanmeldung Offenlegung Nr. 2010-172164 , beschrieben sind. Des Weiteren ist ein Drehwinkelsensor-Aufbau bekannt, bei dem ein Stator in einem Gehäuse mit einem Verfahren unter Verwendung einer Klebemasse befestigt wird (siehe
Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Offenlegung Nr. 2010-178603 ).
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Ein Verfahren, das Ultraschallschweißung verwendet, ist in der japanischen Offenlegungsschrift
JP 2010-190598A offenbart, ein Verfahren, das eine Klebemasse verwendet, ist in der japanischen Offenlegungsschrift
JP 2010-178603A offenbart, und ein Verfahren, das Nieten verwendet, ist in der japanischen Offenlegungsschrift
JP 2010-172164A offenbart. Wird das Ultraschallschweißverfahren verwendet, so werden Ausrüstung und eine Sonotrode zum Schweißen benötigt. Wird die Klebemasse verwendet, so treten Probleme wie Aushärtezeit, Entstehen von Ausgasung nach dem Kleben, usw. auf. Beim Nieten wird die Niete und ein spezielles Gerät zum Einsatz der Niete benötigt. In Anbetracht dieses Sachverhalts ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Drehwinkelsensor bereit zu stellen, in dem ein Stator einfach in ein Gehäuse eingebaut werden kann, ohne dass hierzu eine besondere Vorrichtung benötigt wird.
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Bei einem Befestigungsaufbau unter Verwendung einer Klebemasse gibt es das Problem, dass sich die Klebekraft durch Alterung verringert, und sich der Stator im Gehäuse lockert, was dazu führen kann, dass sich der Stator vom Gehäuse löst. In Anbetracht dieses Sachverhalts ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Verfahrenstechnik bereit zu stellen, in welcher ein Befestigungszustand in einem Drehwinkelsensor-Aufbau, in dem der Stator unter Verwendung einer Klebemasse oder Füllmaterial im Gehäuse befestigt ist, daran gehindert wird, sich durch Alterung zu verschlechtern.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Drehwinkelsensor auf, der folgendes umfasst: ein Gehäuse in annähernd zylinderförmiger Form, ein Statorkern in annähernd ringförmiger Form, der an der Innenseite des Gehäuses befestigt ist, und ein Rotorkern, der auf der Innenseite des Statorkerns angeordnet ist, wobei der Statorkern an der Innenseite des Gehäuses durch Drehung relativ zum Gehäuse befestigt wird.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Drehwinkelsensor gemäß dem ersten Aspekt auf, wobei das Gehäuse durch Aluminium-Druckguss ausgeformt wird.
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Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Drehwinkelsensor gemäß dem ersten Aspekt auf, wobei die Außenseite des Statorkerns mit einer Höhlung versehen ist, wobei ferner ein eingreifender Bereich, der mit dem Statorkern in Eingriff steht, an der Innenseite des Gehäuses angeordnet ist, und der eingreifende Bereich einen in umfänglicher Richtung liegenden Auflagebereich umfasst, der in umfänglicher Richtung mit einem Stufenbereich der Höhlung in Berührung steht, und einen in axialer Richtung liegenden Auflagebereich umfasst, der in axialer Richtung mit einer Endfläche des Statorkerns in Berührung steht.
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Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Drehwinkelsensor gemäß dem dritten Aspekt auf, wobei die Innenseite des Gehäuses mit einem Aufnahmebereich versehen ist, der mit einer in axialer Richtung liegenden Endfläche des Statorkerns in Berührung steht, und der Statorkern zwischen dem Aufnahmebereich und dem in axialer Richtung liegenden Auflagebereich gelagert wird.
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Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Drehwinkelsensor gemäß dem dritten Aspekt auf, wobei ein Bereich, der mit dem in axialer Richtung liegenden Auflagebereich des Statorkerns in Berührung steht, in umfänglicher Richtung geneigt ist.
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Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Drehwinkelsensor auf, der folgendes umfasst: einen Stator, auf dem eine Erregerspule und eine Detektorspule gewickelt sind, einen Rotor, der an der Innenseite des Stators angeordnet ist, und ein Gehäuse, das an der Außenseite des Stators angeordnet ist, wobei ein Hohlraum zwischen dem Stator und dem Gehäuse ausgebildet ist, eine Ausbuchtung an der Innenseite des Gehäuses gegenüber dem Hohlraum ausgebildet ist, ein eingreifender Bereich an der Außenseite des Stators gegenüber dem Hohlraum ausgebildet ist, und eine Klebemasse oder Füllmaterial in den Hohlraum eingebracht wird.
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Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung steht die ausgehärtete Klebemasse oder das ausgehärtete Füllmaterial strukturell in Eingriff mit der Ausbuchtung am Gehäuse, und steht des Weiteren mit den eingreifenden Bereichen des Stators in Eingriff. Daher wird in dem Aufbau, bei dem der Stator unter Verwendung der Klebemasse oder des Füllmaterials im Gehäuse befestigt wird, der erfindungsgemäße Befestigungszustand daran gehindert, sich durch Alterung zu verschlechtern. Hierbei bezeichnet „Stator” ein Teil, das aus einem Statorkern und Bauteilen besteht, die am oder im Statorkern angebaut sind (zum Beispiel ein Isolator). Als Klebemasse oder Füllmaterial können Klebemassen oder Füllmaterialien verwendet werden, die über eine ausreichende Formfestigkeit in ausgehärtetem Zustand verfügen.
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Ein siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Drehwinkelsensor gemäß dem sechsten Aspekt auf, wobei der Stator einen Statorkern beinhaltet, sowie einen am Statorkern angebauten Isolator (auch Nutisolator genannt), und im eingreifenden Bereich zwischen Statorkern und Isolator eine Stufe ausgebildet ist. Gemäß des siebten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine axiale Bewegung des Stators gegenüber dem Gehäuse dadurch verhindert, dass die ausgehärtete Klebemasse oder das ausgehärtete Füllmaterial mit der Stufe in Eingriff stehen.
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Ein achter Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Drehwinkelsensor gemäß dem sechsten Aspekt auf, wobei eine Aufnahmefläche, die den Stator in axialer Richtung lagert, an der Innenseite des Gehäuses ausgebildet ist, eine Bewegung des Stators gegenüber dem Gehäuse in der einen axialen Richtung durch die Aufnahmefläche verhindert wird, und eine Bewegung des Stators gegenüber dem Gehäuse in der anderen axialen Richtung durch die eingreifenden Bereiche verhindert wird. Gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bewegung des Stators gegenüber dem Gehäuse in axialer Richtung verhindert.
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Ein neunter Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Drehwinkelsensor gemäß dem sechsten Aspekt auf, wobei der eingreifende Bereich über mindestens eines der folgenden Aufbaumerkmale verfügt: geneigter Bereich, Stufenbereich, Höhlung und Ausbuchtung, die an einer Außenseite des Stators gegenüber dem Hohlraum ausgebildet sind. Gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung steht das eingreifende Aufbaumerkmal, gebildet aus mindestens einem der nachfolgenden Merkmale: geneigter Bereich, Stufenbereich, Höhlung und Ausbuchtung, strukturell mit der Klebemasse oder dem Füllmaterial des Hohlraums in Eingriff, und der Stator ist strukturell mit der Klebemasse oder dem Füllmaterial verbunden, selbst wenn kein Klebeeffekt vorhanden ist.
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Ein zehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Drehwinkelsensor gemäß dem sechsten Aspekt auf, wobei das Gehäuse als Aluminium-Druckguss ausgeformt ist. Ein elfter Aspekt der vorliegenden Erfindung weist den Drehwinkelsensor gemäß dem sechsten Aspekt auf, wobei das Gehäuse aus Kunstharz gefertigt ist.
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Gemäß dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Drehwinkelsensor angegeben werden, bei dem sich ein Stator einfach und ohne besondere Vorrichtung in ein Gehäuse einbauen lässt. Zusätzlich kann gemäß dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung in einem Drehwinkelsensor-Aufbau, in dem ein Stator in einem Gehäuse unter Verwendung einer Klebemasse oder eines Füllmaterials befestigt ist, eine Verfahrenstechnik angegeben werden, die eine Verschlechterung eines Befestigungszustandes durch Alterung verhindert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Drehwinkelsensor eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine perspektivische Explosionszeichnung, die einen Drehwinkelsensor eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Drehwinkelsensor eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Stator der vorliegenden Erfindung und eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Stators zeigt.
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5 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Stator der vorliegenden Erfindung und eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Stators zeigt.
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6 ist eine perspektivische Explosionszeichnung, die einen Drehwinkelsensor eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Drehwinkelsensor eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 ist eine perspektivische Querschnittszeichnung, die einen vergrößerten Abschnitt eines Drehwinkelsensors eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
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9 ist eine perspektivische Querschnittszeichnung, die einen vergrößerten Abschnitt eines Drehwinkelsensors eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
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1. Erstes Ausführungsbeispiel
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Aufbau
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1 zeigt einen Drehwinkelsensor 100 eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht, in der der Drehwinkelsensor 100 in axialer Richtung auseinander gezogen dargestellt ist. Der Drehwinkelsensor 100 ist ein VR-Resolver (Variable Reluctance Resolver) und beinhaltet einen annähernd zylinderförmigen Stator 200 und einen Rotorkern 300, der drehbar im Stator 200 angeordnet ist.
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Der Stator 200 hat ein annähernd zylinderförmiges Gehäuse, das aus Aluminum-Druckguss geformt ist. Ein annähernd zylinderförmiger Statorkern 202 ist an der Innenseite des Gehäuses 201 angebracht. Eine Statorkern-Aufnahmefläche 201a zur Auflage eines Randes einer Endseite des Statorkerns 202 in axialer Richtung, ist an der Innenseite des Gehäuses 201 ausgebildet, und der Statorkern 202 steht mit dieser Statorkern-Aufnahmefläche 201a in axialer Richtung in Berührung.
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Der Statorkern 202 ist aus einer Vielzahl von flachen, annähernd ringförmigen magnetischen Teilen (zum Beispiel elektromagnetische Stahlbleche, nachstehend „Statorbleche” genannt) aufgebaut, die in axialer Richtung gestapelt sind. Der Statorkern 202 hat eine Vielzahl von Schenkelpolen 203, die sich radial nach innen in Richtung zur Achse erstrecken. Hierbei bedeutet die „Achse” eine Rotationsachse des Rotorkerns 300. Der vorstehende Pol 203 ist ein Teil, der als Magnetpol des Stators wirkt, und eine Vielzahl von Schenkelpolen ist in umfänglicher Richtung angeordnet. Eine Statorspule, die nicht in 1 und 2 abgebildet ist, ist um den vorstehenden Pol 203 gewickelt. Die Statorspule enthält eine Erregerwicklung und eine Ausgangswicklung (eine Wicklung zum Erkennen einer Sinus-Phase und eine Wicklung zum Erkennen einer Cosinus-Phase). Auf eine detaillierte Erläuterung des Aufbaus der Statorspule wird an dieser Stelle verzichtet, da er dem Aufbau eines üblichen Drehwinkelsensors entspricht.
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Aus Kunstharz gefertigte Isolatoren 204, 205 werden auf beiden Oberflächen des Statorkerns 202 in axialer Richtung angebracht. Freiliegende Teile der Schenkelpole 203, die sich radial nach innen in Richtung der Achse erstrecken, werden durch die Isolatoren 204, 205 isoliert und die Statorwicklungen werden um diese Teile gewickelt. Ausgangsleitungen 207 werden von den Statorwicklungen, die hier nicht abgebildet sind, weggeführt und die Ausgangsleitungen 207 sind mit den Anschlussstiften 206 verbunden, die im Isolator 205 eingebettet sind.
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Auf dem Statorkern 202 sind Statorrillen 202a ausgebildet. Die Statorrillen 202a haben ausgesparte Bereiche, die in axialer Richtung gesehen eine ungefähr rechtwinklige Form aufweisen und eine Rillenstruktur, bei der sich eine Querschnittsform in axialer Richtung erstreckt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Statorrillen 202a an fünf Stellen auf einem Umfang des Statorkerns 202 ausgebildet, die in Umfangsrichtung gesehen gleichwinklig zueinander angeordnet sind. Hierbei ist die Anzahl der Statorrillen 202a nicht auf die Anzahl in diesem Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Ein Rotorkern 300 hat eine annähernd ringförmige Form, bei der sich die Vielzahl von Ausbuchtungen (fünf Stellen in diesem Ausführungsbeispiel) in axialer Richtung gesehen auf dem Außenumfang befinden. Der Rotorkern 300 ist aus einer Vielzahl von flachen, magnetischen Teilen (zum Beispiel elektromagnetischen Stahlblechen) aufgebaut, die in axialer Richtung gestapelt sind. Ein zylinderförmiges Rotorteil, das nicht abgebildet ist, ist an der Innenseite des Rotorkerns 300 befestigt und ein Wellenteil (eine rotierende Welle), die nicht abgebildet ist, ist mit der Mitte des Rotorteils verbunden. Diese rotierende Welle ist durch ein Lager, das nicht abgebildet ist, drehbar am Gehäuse 201 gelagert, und der Rotorkern 300 ist relativ zum Stator 200 drehbar.
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Nachfolgend wird ein Aufbau zur Befestigung des Statorkerns 202 im Gehäuse 201 erläutert. 3 zeigt einen Zustand vor dem Einbau des Statorkerns 202 in das Gehäuse 201. 4 zeigt einen Zustand, bei dem der Statorkern 202 in das Gehäuse 201 eingebaut wird. 5 zeigt einen Zustand, bei dem der Statorkern 202 im Gehäuse 201 eingebaut ist.
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Wie in 3 zu sehen ist, sind an der Innenseite des Gehäuses 201 eingreifende Bereiche 210 ausgebildet. Die Abmessungen der eingreifenden Bereiche 210 in Umfangsrichtung werden auf eine Größe festgelegt, die in den Einbuchtungen 221 des unten beschriebenen Statorkerns 202 aufgenommen werden kann. Die eingreifenden Bereiche 210 sind Ausbuchtungen, die sich entlang einer Umfangsrichtung erstrecken, und sie haben axiale Auflagebereiche 211, die Endbereiche des Statorkerns 202 in axialer Richtung berühren. Ferner haben die eingreifenden Bereiche 210 des unten beschriebenen Statorkerns 202, Stufenbereiche 222 und Auflagebereiche 212 in umfänglicher Richtung, die sich in umfänglicher Richtung berühren. Mit anderen Worten haben die eingreifenden Bereiche 210 eine näherungsweise L-Form, wenn sie aus einer Richtung senkrecht zur Achse gesehen werden, wobei ein länglicher Seitenbereich, der sich in umfänglicher Richtung der L-Form erstreckt, den in axialer Richtung liegenden Auflagebereich 211 bildet und ein kurzer Seitenbereich, der sich in axialer Richtung der L-Form erstreckt, den Auflagebereich 212 in umfänglicher Richtung bildet.
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Wie in 3 gezeigt, sind an einem Umfang des Statorkerns 202 Einbuchtungen 221 ausgebildet. Die Einbuchtungen 221 haben eine Rillenform, die sich in axialer Richtung erstreckt, und sind an fünf Positionen ausgebildet, die in Umfangsrichtung gesehen gleichwinklig angeordnet sind. Hierbei sind die oben genannten eingreifenden Bereiche 210 an fünf Positionen am Umfang des Gehäuses 201 ausgebildet, die den Positionen der Einbuchtungen 221 entsprechen.
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Zusammenbau
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Nachstehend wird ein Beispiel einer Vorgehensweise zum Einbau des Statorkerns 202 in das Gehäuse 201 erläutert. Zuerst werden in einem in 3 abgebildeten Zustand, die Positionen der Einbuchtungen 221 des Statorkerns 202 in axialer Richtung mit den Positionen der eingreifenden Bereiche 210 des Gehäuses 201 in Übereinstimmung gebracht, dann wird der Statorkern 202 im zusammenpassenden Zustand, in axialer Richtung in das Gehäuse 201 eingeschoben, und ein Rand eines in axialer Richtung gelegenen Endbereichs des Statorkerns 202 berührt die Statorkern-Aufnahmefläche 201a. Dieser Zustand ist in 4 abgebildet. Die Größe der einzelnen Bereiche wird dabei so gewählt, dass sich in dem in 4 abgebildeten Zustand bei Drehung des Gehäuses 201 relativ zum Statorkern 202, der in axialer Richtung gelegene Auflagebereich 211 und eine in axialer Richtung gelegene Endfläche des Statorkerns 202 berühren und der in umfänglicher Richtung gelegene Auflagebereich 212 letztendlich den Stufenbereich 222 berührt. Ferner wird in diesem Fall die Größe der einzelnen Bereiche so angepasst, dass der Statorkern 202 fest zwischen dem in axialer Richtung gelegenen Auflagebereich 211 und der Statorkern-Aufnahmefläche 201a gehalten wird.
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Nachdem der in 4 gezeigte Zustand erreicht wurde, wird der Statorkern 202 im Uhrzeigersinn (in der Zeichnung) gedreht (oder das Gehäuse 201 wird entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht), wodurch der in 5 gezeigte Zustand erreicht wird. In diesem Fall wird die obige Drehung ausgeführt, während eine Fläche des in axialer Richtung liegenden Auflagebereichs 211, der dem Statorkern 202 gegenüberliegt, eine in axialer Richtung liegende Endfläche des Statorkerns 202 berührt, und der in umfänglicher Richtung liegende Auflagebereich 212 letztendlich an den Stufenbereich 222 anstößt. Das heißt, dass in dem in 5 gezeigten Zustand der Endbereich des Statorkerns 202 an dem in axialer Richtung liegenden Auflagebereich 211 des Gehäuses 201 anliegt, und der in umfänglicher Richtung liegende Auflagebereich 212 mit dem Stufenbereich 222 in Eingriff steht und der Statorkern 202 daher nicht weiter gedreht (in der Zeichnung im Uhrzeigersinn) werden kann.
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Auf diese Weise wird ein Zustand erreicht, bei dem die eingreifenden Bereiche 210 mit den Einbuchtungen 221 in Eingriff stehen. In diesem Zustand wird der Statorkern 202 zwischen dem in axialer Richtung liegenden Auflagebereich 211 und der Statorkern-Aufnahmefläche 201a (siehe 2 und 3) eingeführt, und der Statorkern 202 wird an dem Gehäuse 201 durch Einschieben befestigt. Hierbei kann der obige in Eingriff stehende Zustand zusätzlich durch einen Kleber oder einer Klemmanordnung befestigt werden. Des Weiteren kann das Gehäuse 201 aus Kunstharz gefertigt sein. In diesem Fall kann die Befestigung unter Verwendung eines Klebers erfolgen, nachdem der Statorkern 202 gedreht und befestigt wurde.
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Als nächstes werden die Isolatoren 204, 205 auf den beiden Flächen des Statorkerns 202, die in axialer Richtung liegen, angebracht. Des Weiteren werden die Statorwicklungen um die Schenkelpole 203 gewickelt, die durch die Isolatoren 204, 205 isoliert sind, wodurch sich der in 1 abgebildete Zustand ergibt.
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Hierbei wurden Gehäuse 201 und Statorkern 202 vormontiert. Ein Aufbau ergibt sich jedoch auch, wenn die Isolatoren 204, 205 auf den beiden Flächen des Statorkerns 202, die in axialer Richtung liegen, angebracht werden, und die Statorwicklungen um die Schenkelpole 203 gewickelt werden, die durch die Isolatoren 204, 205 isoliert sind, und diese Anordnung dann in dem Gehäuse 201 eingebaut werden kann. Abwandlungen
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Eine Fläche des Auflagebereichs 211, die senkrecht zur Rotationsachse angeordnet ist und die mit dem Statorkern 202 in Berührung steht, ist vorzugsweise nicht-parallel zur Endfläche des Statorkerns 202 angeordnet und so geneigt sein, dass sie, aus einer Richtung senkrecht zur Achse gesehen, dem Statorkern 202 allmählich näher kommt, bis sie ihn berührt und auch den in umfänglicher Richtung gelegenen Auflagebereich 212 berührt. Das heißt, dass die Fläche des in axialer Richtung liegenden Auflagebereichs 211, die mit dem Statorkern 202 in Berührung steht, eine abgeschrägte Form haben kann, die so geneigt ist, dass die Entfernung zum Statorkern 202 allmählich verringert wird, und dabei an dem in umfänglicher Richtung gelegenen Auflagebereich 212 fest anliegt. Wird dieser Aufbau verwendet, so kann der Statorkern 202 leichter und sicherer unter Verwendung der eingreifenden Bereiche 210 mit dem Gehäuse 201 verbunden werden.
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Vorteile
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Gemäß dem obigen Aufbau, bei dem das Gehäuse 201 und der Statorkern 202 verbunden werden, kann der Statorkern in dem Gehäuse 201 eingebaut werden, indem der Statorkern 202 in das Gehäuse 201 eingeführt wird und dann gedreht wird. Bei diesem Verfahren, kann ein Stator einfach, ohne besondere Vorrichtung in ein Gehäuse eingebaut werden.
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2. Zweites Ausführungsbeispiel
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Aufbau
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Da im zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem ein Statorkern 202 in einem Gehäuse 201 eingebaut wird, ein Aufbaumerkmal verschieden ist von dem im ersten Ausführungsbeispiel, wird nachfolgend nur dieses Aufbaumerkmal erläutert. 6 zeigt einen Zustand vor dem Einbau des Statorkerns 202 in das Gehäuse 201. 7 zeigt einen Zustand, bei dem der Statorkern 202 im Gehäuse 201 eingebaut ist. 8 zeigt einen Zustand, bei dem Isolatoren 204, 205 und Wicklungen 217 in dem in 7 abgebildeten Zustand eingebaut sind.
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Eine Ausbuchtung 213, die in Richtung Mittelachse herausragt, ist am Gehäuse 201 ausgebildet. Die Ausbuchtung 213 wird einstückig mit dem Gehäuse 201 ausgeformt, während das Gehäuse 201 einstückig gegossen wird. Eine Öffnung 214 zum Freigeben einer Gussform, die zur Ausformung der Ausbuchtung 213 benötigt wird, ist in einem ringförmigen Bereich, der eine Statorkern-Aufnahmefläche 201a bildet, ausgeformt.
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Wie in 8 zu sehen ist, weist der obere Isolator 205 eine ringförmige Wand 205b auf. Zusätzlich ist in dem Zustand, in dem der untere Isolator 204 am Statorkern 202 angebaut ist, ein oberer Bereich einer inneren Kante des Isolators 204 an einer Statorrille 202a frei liegend, wodurch ein Stufenbereich 204a gebildet wird. Zusätzlich wird ein Stufenbereich 205a auf ähnliche Art und Weise an einer Seite des Isolators 205 ausgebildet. Das heißt, dass in einem Zustand, in dem der obere Isolator 205 am Statorkern 202 angebaut ist, ein unterer Bereich einer inneren Kante des Isolators 205 an der Statorrille 202a frei liegt, wodurch ein Stufenbereich 205a gebildet wird.
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Ferner wird in dem in 8 gezeigten Zustand durch die Statorrille 202a ein Hohlraum zwischen dem Gehäuse 201 und dem Statorkern 202 gebildet. Zusätzlich wird in einem Bereich oberhalb des Statorkerns 202 auch ein Raum zwischen dem Gehäuse 201 und der ringförmigen Wand 205b gebildet. Einen in 9 abgebildeten Zustand erhält man, indem eine Klebemasse 216 in den Hohlraum eingebracht wird, der durch die Statorrille 202a zwischen dem Gehäuse 201 und dem Statorkern 202 gebildet wird. Die Klebemasse 216 wird ferner in den Raum zwischen dem Gehäuse 201 und der ringförmigen Wand 205b im oberen Bereich der Statorrille 202a eingebracht.
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Der Statorkern 202 wird durch Aushärten der Klebemasse 216 mit dem Gehäuse 201 verbunden und ist strukturell an der Innenseite des Gehäuses 201 befestigt. Das heißt, die ausgehärtete Klebemasse 216 steht durch eine Ausbuchtung 213 mit dem Gehäuse 201 in Eingriff (nachfolgend wird dieser Eingreifzustand als ein Verankerungseffekt beschrieben) und steht mit den Stufenbereichen 204a und 205a in axialer Richtung in Eingriff. Daher steht die ausgehärtete Klebemasse 216 strukturell mit dem Gehäuse 201 in axialer Richtung in Eingriff und steht auch mit einem Statorteil, bestehend aus Statorkern 202 und den Isolatoren 204, 205 in axialer Richtung in Eingriff. Dadurch ergibt sich ein Aufbau, bei dem zusätzlich zu der Klebekraft der Klebemasse 216, die ausgehärtete Klebemasse 216 mit dem Gehäuse 201 in axialer Richtung in Eingriff steht und auch mit dem Statorteil, bestehend aus Statorkern 202 und den Isolatoren 204, 205 in Eingriff steht.
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Die in den Abbildungen 8 und 9 gezeigten Spulen 217 enthalten hierbei eine Erregerwicklung oder eine Ausgangswicklung (eine Sinusphase-Detektorwicklung oder eine Cosinusphase-Detektorwicklung).
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Zusammenbau
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Nachstehend wird ein Beispiel einer Verfahrensweise zum Einbau eines Statorkerns 202 in das Gehäuse 201 erläutert. Zunächst wird in einem in 6 abgebildeten Zustand, die Lage einer Statorrille 202a des Statorkerns 201 mit der Lage einer Ausbuchtung 213 in axialer Richtung in Übereinstimmung gebracht. In diesem Zustand wird der Statorkern 202 dann in axialer Richtung in das Gehäuse 201 eingeschoben, und ein Rand eines in axialer Richtung liegenden Endbereichs des Statorkerns 202 wird mit der Statorkern-Aufnahmefläche 201a in Berührung gebracht. Dieser Zustand ist in 7 abgebildet. In dem in 7 abgebildeten Zustand ist die Ausbuchtung 213 des Gehäuses 201 in einem Bereich angeordnet, der der Statorrille 202a des Statorkerns 202 gegenüber liegt.
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Als nächstes werden die Isolatoren 204, 205 auf beiden in axialer Richtung gelegenen Flächen des Statorkern 202 angebracht. Ferner werden die Statorwicklungen um die Schenkelpole 203 gewickelt, die durch die Isolatoren 204, 205 isoliert sind. Als Ergebnis ergibt sich der in 8 gezeigte Zustand.
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Nachdem der in 8 gezeigte Zustand erreicht ist, wird die Klebemasse in die Statorrille 202a eingebracht. In diesem Fall wird die Klebemasse auch in den Raum zwischen dem Gehäuse 201 und der ringförmigen Wand 205b im Bereich oberhalb der Statorrille 202a eingebracht. Auf diese Art und Weise ergibt sich für die Klebemasse 216 der in 9 abgebildete Zustand. Zu diesem Zeitpunkt wird die Klebemasse 216 auch in die Öffnung 214 eingebracht. Dann werden der Stator 202, die Isolatoren 204, 205 und das Gehäuse 201 durch Aushärten der Klebemasse 216 miteinander verbunden.
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Hierbei wird die ausgehärtete Klebemasse 216 zusätzlich zu seiner eigenen Klebekraft strukturell durch den Verankerungseffekt der Ausbuchtung 213 festgehalten, wodurch eine Verschiebung gegenüber dem Gehäuse 201 verhindert wird. Des Weiteren steht die ausgehärtete Klebemasse 216 mit den Stufenbereichen 204a und 205a in axialer Richtung in Eingriff.
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Vorteile
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Wie oben beschrieben ist der durch die Statorrille 202a gebildete Hohlraum zwischen dem Statorkern 202 und dem Gehäuse 201 ausgebildet, und die Ausbuchtung 213 ist an der Innenseite des Gehäuses 201, das diesem Hohlraum gegenüberliegt, ausgebildet. Der Stufenbereich 204a, der ein eingreifender Bereich ist, ist in einem Grenzbereich zwischen Statorkern 202 und dem Isolator 204 ausgebildet, der diesem Hohlraum gegenüberliegt, und der Stufenbereich 205a, der ein eingreifender Bereich ist, ist in einem Grenzbereich zwischen Statorkern 202 und dem Isolator 205 ausgebildet, der diesem Hohlraum gegenüberliegt Dann wird die Klebemasse 216 in den obigen Hohlraum eingebracht.
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Gemäß diesem Aufbau wird ein Umfang der Ausbuchtung 213 von der Klebemasse 216 bedeckt, und die Ausbuchtung 213 wird in die ausgehärtete Klebemasse 216 eingebettet, wodurch sich die Befestigungskraft der Klebemasse 216 gegenüber dem Gehäuse 201 steigern lässt. Ferner steht die ausgehärtete Klebemasse 216 in axialer Richtung mit den Stufenbereichen 204a und 205a in Berührung, wodurch die Isolatoren 204, 205 und der Statorkern 202 an dem Gehäuse 201 noch fester in axialer Richtung fixiert werden können.
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Gemäß dem Aufbau, bei dem in diesem Ausführungsbeispiel das Gehäuse 201 und der Statorkern 202 in dem in 9 gezeigten Zustand vereint sind, berührt der Stufenbereich 204a die ausgehärtete Klebemasse 216 und steht mit ihr in Eingriff, wobei sich die ausgehärtete Klebemasse 216 durch den Verankerungseffekt der Ausbuchtung 213 nicht in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse 201 bewegen kann, wenn sich die Klebekraft der Klebemasse 216 verringert, selbst wenn der Statorkern 202 nach oben gezogen wird. Dadurch lassen sich der Isolator 204 und der mit ihm verbundene Statorkern 202 kaum gegenüber dem Gehäuse 201 nach oben (in der Abbildung) bewegen.
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Das bedeutet, dass der Statorkern 202 nicht nur durch die Klebekraft der Klebemasse, sondern auch durch die ausgehärtete Klebemasse 216 physikalisch am Gehäuse 201 befestigt ist. Dadurch lässt sich verhindern, dass sich der Statorkern 202 in dem Zustand in dem der Statorkern 202 am Gehäuse 201 befestigt ist, locker oder lösen kann, selbst wenn sich die Klebekraft der Klebemasse 216 durch Alterung verringert. Ferner wird der Statorkern 202 in dem in 9 gezeigten Zustand durch ein Aufbaumerkmal, bei dem der Statorkern 202 mit der Statorkern-Aufnahmefläche 201a in Berührung steht, daran gehindert, sich nach unten zu bewegen.
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Zusätzlich wird die Verbindungskraft zwischen dem Gehäuse 201 und der Klebemasse 216 in Richtung einer Verdrehung um die Achse vergrößert, indem die Klebemasse 216 in die Öffnung 214 eingebracht wird.
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3. Drittes Ausführungsbeispiel
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Die ringförmige Wand 205b des zweiten Ausführungsbeispiels kann eine Form haben, bei der die ringförmige Wand 205b in ihrem Verlauf nach oben in 8 zu einem axialen Mittelpunkt hin geneigt ist, das heißt eine Form, die einen geneigten Bereich hat, in dem sich die Entfernung zwischen ringförmiger Wand 205b und einer Innenwand des Gehäuses 201 in ihrem Verlauf nach oben in 8 allmählich vergrößert. (In 8 nicht zeichnerisch dargestellt). In diesem Fall steht die ausgehärtete Klebemasse 216 mit dem obigen geneigten Bereich der ringförmigen Wand 205b in Berührung. Gemäß diesem Aufbau steht die ausgehärtete Klebemasse 216 mit diesem geneigten Bereich in Eingriff, und der Statorkern 202 wird daran gehindert, sich nach oben zu bewegen, selbst wenn der Statorkern 202 gegenüber dem Gehäuse 201 in dem in 9 gezeigten Zustand nach oben gezogen wird. Einen ähnlichen Effekt erhält man durch Bildung des Stufenbereichs an der Außenseite der ringförmigen Wand 205b an Stelle des geneigten Bereichs. Zusätzlich lässt sich ein ähnlicher Effekt erzielen, indem eine Einbuchtung an der Außenseite der ringförmigen Wand 205b ausgebildet wird, die der Innenwand des Gehäuses 201 gegenüberliegt, und die Klebemasse 216 in diese Einbuchtung eingebracht wird. Ferner lässt sich ein ähnlicher Effekt erzielen, indem eine Ausbuchtung oder eine konvex-konkave Struktur an der Außenseite der ringförmigen Wand 205b ausgebildet wird. Diese Aufbaumerkmale können ferner miteinander kombiniert werden.
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4. Viertes Ausführungsbeispiel
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Die Statorrille 202a kann so ausgebildet sein, dass sich eine Höhlung an einem Teil des Statorkerns 202 bildet und Klebemasse in die Höhlung eingebracht wird. Gemäß diesem Aufbaumerkmal wird ein Verankerungseffekt des Statorkerns 202 durch die Klebemasse 216 erzielt, und der Statorkern 202 wird dadurch noch fester befestigt. Als Beispiel für diesen Aufbau kann ein Aufbau verwendet werden, bei dem eine Aussparung an einer Position im Bereich der Statorrille 202a ausgebildet ist, und zwar an einem ungefähr in der Mitte liegenden Statorblech der Vielzahl von Statorblechen zur Bildung des Statorkerns 202. Der Statorkern 202 wird so zusammengebaut, dass ein Bereich mit diesem Aussparungsmerkmal als Höhlung verwendet werden kann. Hierbei kann dieses Aufbaumerkmal in Kombination mit anderen, in der vorliegenden Anmeldung offenbarten Aufbaumerkmalen verwendet werden.
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5. Fünftes Ausführungsbeispiel
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In der Statorrille 202a kann ein Aufbaumerkmal verwendet werden, bei dem eine Ausbuchtung in einem Bereich des Statorkerns 202 ausgebildet ist, die in einen Hohlraum hineinragt, in den eine Klebemasse eingebracht wird. Als Beispiel für diesen Aufbau kann ein Aufbau verwendet werden, bei dem eine Stelle im Bereich der Statorrille 202a an einem ungefähr in der Mitte liegenden Statorblech der Vielzahl von Statorblechen zur Bildung des Statorkerns 202 in einer Richtung weg von einer Achsenmitte heraus ragt. Der Statorkern 202 wird dabei so zusammengebaut, dass diese herausragende Stelle als Ausbuchtung ausgebildet ist. Hierbei kann dieses Aufbaumerkmal in Kombination mit anderen, in der vorliegenden Anmeldung offenbarten Aufbauten verwendet werden.
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Indem zum Beispiel das vierte Ausführungsbeispiel mit dem fünften Ausführungsbeispiel kombiniert wird, kann eine konvex-konkave Struktur entlang einer axialen Richtung in einem Bereich ausgebildet werden, der der Statorrille 202a des Statorkerns 202 gegenüberliegt. Gemäß diesem Aufbaumerkmal steht die konvex-konkave Struktur am Statorkern 202 mit der Klebemasse 216 in Eingriff, und der Statorkern 202 und die Klebemasse 216 stehen noch fester in Eingriff.
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6. Sechstes Ausführungsbeispiel
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In jedem der Ausführungsbeispiele Zwei bis Fünf kann Füllmaterial mit geringer Klebekraft (oder ohne Klebekraft) verwendet werden anstelle der Klebemasse 216. Als Füllmaterial können auf Kunstharz basierende Füllmaterialen zum Einbringen in einen Hohlraum verwendet werden. In diesem Fall wird in den mit dem Bezugszeichen 216 bezeichneten Bereichen „Klebemasse” durch aushärtbares „Füllmaterial” ersetzt (nachfolgend Füllmaterial 216 genannt).
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Wird das vorliegende Ausführungsbeispiel zum Beispiel auf das Zweite Ausführungsbeispiel angewendet, so wird dabei keine Klebekraft erwartet, da das Füllmaterial 216 keine Klebemasse ist. Der im zweiten Ausführungsbeispiel erläuterte Stufenbereich 204a steht jedoch mit dem ausgehärteten Füllmaterial 216 in Eingriff. Dadurch kann der Isolator 205 daran gehindert werden, nach oben gezogen zu werden, bzw. der Statorkern 202, der mit dem Isolator 205 einstückig ausgebildet ist, wird daran gehindert, sich nach oben zu bewegen.
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Wird das vorliegende Ausführungsbeispiel ferner zum Beispiel auf das Dritte Ausführungsbeispiel angewendet, so steht der geneigte Bereich der ringförmigen Wand 205b, der im Dritten Ausführungsbeispiel erläutert wird, mit dem ausgehärteten Füllmaterial 216 in Eingriff. Dadurch kann der Isolator 205 daran gehindert werden, nach oben gezogen zu werden, oder der mit dem Isolator 205 einstückig ausgebildete Statorkern 202 kann daran gehindert werden, sich nach oben zu bewegen.
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Wird das vorliegende Ausführungsbeispiel ferner zum Beispiel auf das Vierte Ausführungsbeispiel angewendet, so wird das Füllmaterial 216 in die Höhlung eingebracht, die in dem Bereich der Statorrille 202a auf dem Statorkern 202 ausgebildet ist, der im Vierten Ausführungsbeispiel erläutert wird, und der mit dem Isolator 205 einstückig ausgebildete Statorkern 202 kann durch einen Verankerungseffekt auf Grund des Füllmaterials 216 daran gehindert werden, sich nach oben zu bewegen.
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Wird ferner das vorliegende Ausführungsbeispiel zum Beispiel auf das Fünfte Ausführungsbeispiel angewendet, so ragt die in dem Fünften Ausführungsbeispiel erläuterte Ausbuchtung, die im Bereich der Statorrille 202a auf dem Statorkern 202 ausgebildet ist, in das Füllmaterial 216 hinein, und der mit dem Isolator 205 einstückig ausgebildete Statorkern 202 kann durch einen Verankerungseffekt auf Grund des Füllmaterials 216 daran gehindert werden, sich nach oben zu bewegen. Sonstiges
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Das Gehäuse 201 kann durch Kunstharzguss ausgeformt werden. Ferner kann die Ausbuchtung 213 in eine Höhlung oder eine Öffnung geändert werden, die an einer inneren Wand des Gehäuses 201 als eingreifender Bereich ausgebildet wird. In diesem Fall ergibt sich der Verankerungseffekt durch Einbringen der Klebemasse 216 in die Höhlung oder die Öffnung, die an einer inneren Wand des Gehäuses 201 ausgebildet ist, die dem Statorrillenbereich 202a gegenüberliegt. Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist dabei nicht auf die einzelnen, oben aufgeführten Ausführungsbeispiele beschränkt und beinhaltet verschiedenartige Abwandlungen, die von einem Fachmann erwartet werden können. Des Weiteren sind auch die Auswirkungen der vorliegenden Erfindung nicht auf die obigen Beschreibungen beschränkt. Das heißt, dass verschiedenartige Zusätze, Änderungen, und teilweise Weglassungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen und das generelle Ziel und Konzept der vorliegenden Erfindung zu verlassen, das sich aus den in den Ansprüchen dargelegten Beschreibungen und ihren Entsprechungen ergibt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Drehwinkelsensor (Resolver)
- 200
- Stator
- 201
- Gehäuse
- 201a
- Statorkern-Aufnahmefläche
- 202
- Statorkern
- 202a
- Statorrille
- 203
- Schenkelpol
- 204, 205
- Isolatoren (auch Nutisolatoren genannt)
- 204a, 205a
- Stufenbereich
- 205b
- Ringförmige Wand
- 206
- Anschlussstifte
- 207
- Ausgangsleitung
- 210
- Eingreifender Bereich
- 211
- Axialer Auflagebereich
- 212
- Umfänglicher Auflagebereich
- 213
- Ausbuchtung
- 214
- Öffnung
- 216
- Klebemasse bzw. Füllmaterial
- 217
- Wicklungen
- 221
- Einbuchtung
- 222
- Stufenbereich
- 300
- Rotorkern
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010-190598 [0002]
- JP 2010-178603 [0002, 0002]
- JP 2010-172164 [0002]
- JP 2010-190598 A [0003]
- JP 2010-178603 A [0003]
- JP 2010-172164 A [0003]
