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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotor-Haltestruktur für eine elektrische Umlaufmaschine für Hybridfahrzeuge.
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Stand der Technik
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In einigen Fällen nimmt eine an einem Hybridfahrzeug angebrachte elektrische Umlaufmaschine eine Struktur dahingehend an, dass andere Komponenten, wie etwa eine Kupplung, als eine Einheit an einer Innenseite eines Rotor-Nabenbereichs ausgebildet sind. Der Rotor-Nabenbereich weist eine freitragende Struktur an einem Lager auf, das an einem Innenumfangsabschnitt eines Gehäuses gehalten ist. Folglich werden eine Außenumfangsfläche eines Rotorkerns und eine Innenumfangsfläche eines Statorkerns durch eine in einem Permanentmagneten erzeugte magnetische Kraft angezogen, wodurch sich Rotor und Stator in ihrer Position versetzen können. Ein solcher Versatz kann Probleme hervorrufen, wenn, in einem darauf folgenden Vorgang, andere Komponenten, wie eine Kupplung, anzubringen sind.
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Um dieses Problem zu vermeiden, wird folgendes Zusammenbauverfahren vorgeschlagen (PTL 1). Insbesondere werden ein Stator-Gehäuse und ein Rotor-Nabenbereich mit Bolzen unter Verwendung einer Hilfs-Lehre derart befestigt, dass ein Luftspalt zwischen dem Rotorkern und dem Statorkern eingestellt ist.
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Zitatenliste
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Patentliteratur
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Darstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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In der elektrischen Umlaufmaschine, welche in PTL 1 beschrieben ist, ist das Gehäuse an das der Stator angebracht wird, allerdings offen. Zur Abstützung des gesamten Gehäuses ist es deshalb notwendig, eine großdimensionierte Hilfs-Lehre auszubilden. Es ist ferner notwendig, mehrere Schraubenlöcher bereitzustellen, in welche Bolzen zum Befestigen des Gehäuses und des Rotor-Nabenbereichs an die Hilfs-Lehre eingeführt sind. Folglich weist PTL 1 ein Problem dahingehend auf, dass die Arbeitsstunden für Tätigkeiten an dem Gehäuse und dem Nabenbereich des Rotors zunehmen.
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Die Erfindung wurde ersonnen, um das oben beschriebene Problem zu lösen und stellt eine Rotor-Haltestruktur einer elektrischen Umlaufmaschine bereit, welche in der Lage ist, einen Rotor in einem Gehäuse zu halten, während ein Raum zwischen einem Innenumfang eines Statorkerns und einem Außenumfangs eines Rotorkerns sichergestellt ist, und gewährleistet unter Verwendung einer einfachen Struktur und ohne Verwendung einer großdimensionierten Lehre ferner, dass andere Komponente an einer Innenseite eines Nabenbereichs eines Rotors einzupassen sind.
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Lösung des Problems
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Eine Rotor-Haltestruktur einer elektrischen Umlaufmaschine für Hybridfahrzeuge gemäß der Erfindung ist eine elektrische Umlaufmaschine mit einem an einem Gehäuse befestigten Stator und einem von dem gegenüberliegenden Stator um einen vorbestimmten Abstand beabstandeten Rotor. Der Rotor weist einen Rotor-Nabenbereich, der mittels eines Lagers an dem Gehäuse angebracht ist, sowie einen Rotorkern und einen Permanentmagnet auf, welche beide an dem Rotor-Nabenbereich angebracht sind. Mehrere Durchgangslöcher sind sowohl am Gehäuse als auch am Rotor-Nabenbereich an Stellen angeordnet, an welchen die jeweiligen Durchgangslöcher im Gehäuse den entsprechenden Durchgangslöchern in dem Rotor-Nabenbereich entsprechend, sodass der Rotor-Nabenbereich durch Einführen von Abstützungselementen in die jeweiligen Durchgangslöcher gehalten wird.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der Erfindung kann die Position des Rotors bezüglich des Stators aufrechterhalten werden, ohne dass eine großdimensionierte Lehre verwendet werden muss, und Komponenten können ohne Weiteres an der Innenseite des Rotor-Nabenbereichs befestigt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Querschnitt, welcher eine Ausgestaltung einer elektrischen Umlaufmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt.
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2 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht, welche die Ausgestaltung der elektrischen Umlaufmaschine von 1 schematisch darstellt.
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3 ist ein Querschnitt, welcher eine Ausgestaltung eines wesentlichen Abschnitts der elektrischen Umlaufmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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4 ist eine Draufsicht, welche die Ausgestaltung des wesentlichen Abschnitts der elektrischen Umlaufmaschine von 3 darstellt.
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5 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht, welche eine Ausgestaltung eines weiteren wesentlichen Abschnitts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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6 ist eine Draufsicht, welche die Ausgestaltung des wesentlichen Abschnitts der elektrischen Umlaufmaschine von 5 darstellt.
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7 ist ein Querschnitt, welcher eine Ausgestaltung einer elektrischen Umlaufmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt.
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8 ist eine Draufsicht, welche eine Ausgestaltung eines wesentlichen Abschnitts der elektrischen Umlaufmaschine von 7 darstellt.
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9 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht, welche die Ausgestaltung des wesentlichen Abschnitts der elektrischen Umlaufmaschine von 7 darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Erste Ausführungsform
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Hernach wird die Erfindung gemäß den eine Ausführungsform darstellenden Zeichnungen beschrieben. 1 stellt einen Querschnitt dar, welcher eine Ausgestaltung einer elektrischen Umlaufmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt. 2 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht, welche die Ausgestaltung von 1 schematisch darstellt. Bezugnehmend auf 1 und 2 weist die elektrische Umlaufmaschine einen Stator 1 und einen Rotor 2 auf, welcher um einen vorbestimmten Abstand beabstandet gegenüber von dem Stator 1 angeordnet ist. Der Stator 1 weist einen Statorkern 11 auf, welcher aus geschichteten Stahlplatten ausgebildet ist. Der Statorkern 11 ist an einem Innenumfang eines ringförmigen Rahmens 4, welcher an einem Gehäuse 3 befestigt ist, pressgepasst und dadurch an diesem befestigt.
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Der Rotor 2 weist einen Rotorkern 21, der aus geschichteten Stahlplatten ausgebildet ist, und einen Permanentmagneten 22 auf, der innerhalb des Rotorkerns 21 angeordnet ist. Der Rotorkern 21 ist entlang eines Außenumfangs eines Rotor-Nabenbereichs 23 pressgepasst und dadurch an diesem befestigt. Der Rotor-Nabenbereich 23 ist über ein Lager 5 drehbar an dem Gehäuse 3 angebracht. Ferner ist der Rotor-Nabenbereich 23 an einer Drehwelle 24 befestigt, welche an eine Motorwelle und eine Kupplung einer Kraftübertragung gekoppelt ist. Ferner ist ein Rotor 25 eines Drehgebers an einem Abschnitt des Rotor-Nabenbereichs 23 angebracht. Indessen ist ein Stator 12 des Drehgebers an dem Gehäuse 3 gegenüber dem Rotor 25 des Drehgebers angebracht, wobei dazwischen ein vorbestimmter Raum eingehalten wird. Diese Konfiguration gestattet es, einen Drehwinkel des Rotors 25 des Drehgebers zu erfassen, wobei der erfasste Drehwinkel zur Steuerung der Rotation der Vorrichtung verwendet wird. Um ein umlaufendes Feld zu erzeugen, wird der Stator 1 durch einen Kabelbaum 7 von außen gespeist. Wird der Rotor 2 durch das umlaufende Feld zur Drehung veranlasst, wird ein Drehmoment ausgegeben.
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Bei der elektrischen Umlaufmaschine, welche die oben beschriebene Struktur des Stators 1 und des Rotors 2 aufweist, wird der Rotor-Nabenbereich 23 an dem Lager 5 wie ein freitragendes Element abgestützt. Daher kann sich der Rotor-Nabenbereich 23 möglicherweise aufgrund einer Anziehungskraft des Permanentmagneten 22 verkippen. Eine solche Neigung erzeugt Probleme, wenn Komponenten, wie eine Kupplung, welche die Kraftübertragung bilden, an der Innenseite des Rotor-Nabenbereichs 23 anzubringen sind.
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Um diese Unzulänglichkeit zu eliminieren, sind am Rotor-Nabenbereich 23 mehrere Durchgangslöcher vorgesehen, wobei Durchgangslöcher auch an dem Gehäuse 3 vorgesehen sind, und zwar an Stellen, welche den Durchgangslöchern des Rotor-Nabenbereichs 23 entsprechend. Ein Jochabschnitt des Rotor-Nabenbereichs 23 auf der Innenumfangsseite wird durch Einführen von Abstützungselementen 6 in die entsprechenden Durchgangslöcher von außen positioniert. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann eine Position des gesamten Rotors 2 bezüglich des Stators 1 aufrechterhalten werden. Folglich können die Komponenten, welche auf der Innenseite des Rotors 2 einzupassen sind, auf eine stabile Weise angeordnet werden. Insbesondere kann nicht nur das Gehäuse 8 der Kupplung oder dergleichen an das Gehäuse 3 befestigt werden, sondern das Gehäuse 8 kann auch über ein Lager 9 an der Drehwelle 24 gelagert werden, während der gesamte Rotor 2 durch die Abstützungselemente 6 positioniert und an dem Lager 5 abgestützt ist. Folglich können Komponenten, wie die Kupplung, welche an der Innenseite des Rotors 2 anzubringen sind, auf effiziente Weise angebracht werden. Die Abstützungselemente 6 werden später entfernt und die resultierende Baugruppe wird als ein Produkt bereitgestellt.
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Wie in 1 gezeigt, sind die Abstützungselemente 6 wie Kreiszylinder mit Köpfen ausgeformt, und eine ringförmige Nut 3a zur Aufnahme der Köpfe ist an dem Gehäuse 3 ausgebildet. Wie aus 3 und 4, welche einen Zustand darstellen, bei denen die Abstützungselemente 6 weggelassen sind, abgeleitet werden kann, sind die Durchgangslöcher 3b und 23a an dem Gehäuse 3 und dem Rotor-Nabenbereich 23 jeweils auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet. Dadurch, dass die Abstützungselemente 6 in diese Durchgangslöcher 3b und 23a eingeführt werden, kann der Rotor-Nabenbereich 23 von außerhalb des Gehäuses 3 positioniert werden. Die Abstützungselemente 6 sind derart ausgebildet, dass die Köpfe einen größeren Durchmesser als ein Durchmesser der Durchgangslöcher 3b aufweisen. Diese Ausgestaltung verhindert, dass die Abstützungselemente 6 herausfallen, indem sie durch das Gehäuse 3 treten. Dadurch, dass das Gehäuse 3 mit einer ringförmigen Nut 3a zur Aufnahme der Köpfe der Abstützungselemente 6 versehen ist, kann ferner verhindert werden, dass die Köpfe der Abstützungselemente 6 von einer Endfläche des Gehäuses 3 hervorstehen.
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Dadurch, dass die vorderen Enden der Abstützungselemente 6, welche an dem Gehäuse 3 angebracht sind, zu einer Position unterhalb der Abstützungsfläche des an dem Gehäuse 3 angebrachten Lagers 5 vorstoßen können, kann der Rotor-Nabenbereich 23, wie beschrieben, in Axialrichtung über einen langen Bereich positioniert und abgestützt werden. Folglich kann der gesamte Rotor 2 davon abgehalten werden, sich zu neigen.
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Falls Stellen, an denen die Abstützungselemente 6 einzuführen sind, an der Außenumfangsseite des Stators 12 des Drehgebers liegen, sind, wie in 5 und 6 gezeigt, ferner auch an dem Stator 12 des Drehgebers mehrere Durchgangslöcher 12a ausgebildet, sodass die Abstützungselemente 6 in die Durchgangslöcher 12a eingeführt werden können.
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Zweite Ausführungsform
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7 ist ein Querschnitt, welcher eine Ausgestaltung einer elektrischen Umlaufmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt. 8 ist eine Draufsicht von 7. 9 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht, welche eine Ausgestaltung eines wesentlichen Abschnitts der zweiten Ausführungsform darstellt. Bezugnehmend auf die Zeichnungen sind mehrere Abstützungselemente einstückig mit einer scheibenförmigen Platte 6a ausgebildet und die scheibenförmige Platte 6a ist in die ringförmige Nut 3a in dem Gehäuse 3 eingepasst. Die ringförmige Platte 6a wird mit Schrauben 6b hernach fest an dem Gehäuse 3 befestigt. Dadurch, dass die Abstützungselemente 6 auf diese Weise einstückig mit der scheibenförmigen Platte 6a ausgebildet werden, kann die Anzahl der Komponenten reduziert werden. Da die Platte 6a an dem Gehäuse 3 angeschraubt ist, können, verglichen mit dem Fall, dass die Anbringelemente 6 einzeln angebracht werden, zusätzlich die Vorgänge des Anbringens und Entfernens einfacher ausgeführt werden. Falls die elektrische Umlaufmaschine an einem Ort zusammengesetzt wird, der sich von dem Ort unterscheidet, an dem das Fahrzeug zusammengesetzt wird, wird die elektrische Umlaufmaschine ferner transportiert und mit der Kupplung und dergleichen als eine Einheit ausgebildet. Misslichkeiten, welche in einem solchen Zustand möglicherweise auftreten können, können durch Abstützen des Lagers durch die Abstützungselemente 6 allerdings verhindert werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie beschrieben wurde, kann die Erfindung einen Rotor unter Verwendung einer einfachen Struktur und ohne die Verwendung einer großformatigen Lehre davon abhalten, sich zu neigen, weshalb der Schwierigkeitsgrad eines Befestigungsvorgangs einer elektrischen Umlaufmaschine in einem Hybridfahrzeug vereinfacht werden kann.
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Es sollte gewürdigt werden, dass die Ausführungsformen der Erfindung innerhalb des Rahmens der Erfindung modifiziert oder diese auch gänzlich unbeachtlich sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stator
- 2
- Rotor
- 3
- Gehäuse
- 4
- Rahmen
- 5
- Lager
- 6
- Abstützungselement
- 11
- Statorkern
- 12
- Stator des Drehgebers
- 21
- Rotorkern
- 22
- Permanentmagnet
- 24
- Drehwelle
- 25
- Rotor des Drehgebers
- 23
- Rotor-Nabenbereich
- 3a
- ringförmige Nut
- 3b, 12a, und 23a
- Durchgangslöcher
- 6a
- Platte
- 6b
- Schraube
