JP2004509590A - ステータ - Google Patents

Abstract

従来技術によるステータでは、巻線と磁極歯との間の不都合な遊びに起因した振動に基づいて騒音及び損傷が生じる。本発明のステータ（３）は、巻線（１１）を磁極歯（９）に固定的に緊締して振動を防止するエラストプラスティック・エレメント（１５）を、巻線（１１）と磁極歯（９）との間に有している。

Description

【０００１】
技術分野：
本発明は、請求項１に発明の上位概念として規定したように、少なくとも１つの磁極歯を形成する成層薄板と、前記磁極歯の１つに配置された少なくとも１つの巻線とから成る形式の、電気機械、特に電動モータ用のステータに関する。
【０００２】
背景技術：
米国特許第５，０８９，７３０号明細書に基づいて公知になっているステータでは、コイルが予め巻枠に巻上げられており、該巻枠はステータ磁極歯に被せられかつ付加的なリングエレメントによって固定されている。コイル巻枠とリングエレメントとの間の不都合な遊びは、システムのマイクロ振動の要因並びに、コイルとコイル外部結線との間の接続点を損傷する要因になる。更にまた巻線とステータ磁極歯との間の熱流が極めて不良である。
【０００３】
欧州特許出願公開第０ ２０５ ０９０号明細書に基づいて公知になっているロータでは、１つのリング状の保持子が磁石を囲み、かつ軸方向及び半径方向の力作用を及ぼすことによって磁石をコイル巻枠内に固定する。その場合前記保持子はコイル巻枠内に固定されねばならない。さもなければ前記の力作用が生じないからである。
【０００４】
コイル巻枠の固定は、このために磁極歯内に形成されたレセスと、コイル巻枠内に形成されたスナップエレメントとによって、コイル巻枠をスナップ嵌合することによって実現することもできる。このような固定形式に基づき、各コイルのためには比較的安定したコイル巻枠を設ける必要がある。更にこの場合も、巻線と成層薄板との間の熱流及び温度保証が妨げられる。特に−４０〜＋１８０°Ｃという極めて広い運転温度範囲を要件とする場合には、成層薄板とコイルの相互位置の確実な遊び補償を完璧にかつ全ての自由度で保証することは、前記の方式をもってしても極めて困難である。
【０００５】
発明の開示：
独立請求項１もしくは独立請求項２の特徴部に記載した構成手段を有する本発明のステータは、前記従来技術に対比して、単純な方式で巻線が成層薄板上に固定されており、かつ巻線と成層薄板との間の熱流が高められるという利点を有している。
【０００６】
従属請求項に記載した構成手段によって、独立請求項１もしくは独立請求項２に記載したステータの有利な実施形態及び改良が可能になる。
【０００７】
ステータは、磁極歯と巻線との間に配置されたエラストプラスティック・エレメントに対して、外向き半径方向力を及ぼすばねリングを有しているのが有利である。それというのは、この構成手段によってエラストプラスティック・エレメントが、磁極歯と巻線との間の空隙内に確保されており、かつ、ばねリングが前記エラストプラスティック・エレメントを前記空隙内へ押込むからである。
【０００８】
その場合、ばねリングと１つのエラストプラスティック・エレメントがスナップ継手を形成し、こうして前記ばねリングがシフトできないようにするのが有利である。
【０００９】
エラストプラスティック・エレメントが有利な形式で１つの支持体に配置されている場合には、該支持体は、ステータ巻線の接続導線のための貫通孔を有しているのが有利である。それというのは、この構成手段よって接続導線が、簡便な方式で接続グリッドに接続できるからである。
【００１０】
発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１１】
図１ａには、電動モータもしくは電気的に切換えられる磁気抵抗機の部分が図示されている。電動モータは殊に、例えば成層薄板５によって形成されたステータ３と、例えば前記ステータの内位に位置するロータ７とから成っている。前記のステータ３及びロータ７は、対称軸線とも呼ばれる共通の中心軸線８を有している。
【００１２】
成層薄板５は少なくとも１つの磁極歯９を有し、該磁極歯の上には少なくとも１つの電気的な巻線１１が配置されている。該巻線１１は例えばバックラックコイル（Ｂａｃｋｌａｃｋｓｐｕｌｅ）であり、或いは巻枠体に巻上げられている。
【００１３】
ロータ７寄りで磁極歯９と巻線１１との間にエラストプラスティック・エレメント１５が配置されて固定されるので、巻線１１は磁極歯９上に固着している。前記エラストプラスティック・エレメント１５は、成層薄板５と巻線１１との間の遊びを補償する。エラストプラスティック・エレメント１５は例えばゴム、プラスチック、電気絶縁材料から、或いは、絶縁材料によって成膜された良好に塑性変形可能な合金から製作されており、すなわち前記エラストプラスティック・エレメント１５は、単に弾性変形又は単に塑性変形するか、或いは弾性・塑性変形することもできる。エラストプラスティック・エレメント１５を楔形に形成することによって、該エラストプラスティック・エレメント１５は、磁極歯９と巻線１１との間の、どのような大きさの空隙２３にも適合することができる。楔形のこのようなエラストプラスティック・エレメント１５は、単独部品として前記空隙２３内へ挿入することができ、或いは全てのエラストプラスティック・エレメント１５を例えばリングとして形成して、例えば支持体１７に結合することもできる。磁極歯９及び巻線１１毎に例えば２つのエラストプラスティック・エレメント１５が使用され、すなわち巻線１１は磁極歯９の中点で磁極歯９上に配置され、従って磁極歯９毎に２つの向き合った空隙２３が生じる。
【００１４】
エラストプラスティック・エレメント１５を、ステータの磁極歯９と巻線１１との間の空隙２３内に固定的に保持するために、例えばばねリング２１を付加的に使用することもできる。
【００１５】
少なくとも１つのエラストプラスティック・エレメント１５は例えば少なくとも１つの支持体１７に配置されている。本実施例のステータ３のためには２つの支持体１７が使用される。エラストプラスティック・エレメント１５はこの場合、前記支持体１７に該エラストプラスティック・エレメント１５を結合する延長アーム１６を有している。延長アーム１６の一方の端部には、巻線１１の周面に係合する突起１８が配置されている（図１ｂ参照）。
【００１６】
支持体１７内には、巻線１１の接続ワイヤ１９を通すための貫通孔４９が設けられている。支持体１７は例えば押抜きグリッド（図示せず）を有し、或いは接続ワイヤ用の押抜きグリッドであり、該押抜きグリッドは例えば接続された磁気抵抗機の作動制御電子回路（図示せず）に相応に電気的に接続されている。押抜きグリッドが同時に作動制御電子回路を保持している場合には、其処には電子出力素子も固定装備されて相応に電気的に接続されている。
【００１７】
エラストプラスティック・エレメント１５を、ステータの磁極歯９と巻線１１との間の空隙２３内に固定的に保持するために、例えばばねリング２１を同じく使用することも可能である。
【００１８】
図１ｂには組立済み状態のステータ３が示されている。組立は例えば次のように行われる。すなわち：個々の巻線１１は各磁極歯９の中点で磁極歯９上に装着される。これによって成層薄板５に沿って、該成層薄板５の軸方向で対向する両側に２つの空隙２３が生じ、両空隙内に、支持体１７を有する又は有しない夫々１つのエラストプラスティック・エレメント１５が挿入される。
【００１９】
次いでばねリング２１が先ず半径方向に圧縮されて、成層薄板５によって形成された内室へ軸方向に挿嵌される。ばね力の戻し作用によってばねリング２１は膨張し、かつ該ばねリング２１は、矢印５１で示した外向き半径方向力をエラストプラスティック・エレメント１５に及ぼす。これによってエラストプラスティック・エレメント１５は空隙２３内に楔止され、かつ、矢印５３で示した外向き軸方向力を巻線１１に対して及ぼす。
【００２０】
図２には、ステータ３の特に有利な実施形態が図示されている。エラストプラスティック・エレメント１５は支持体１７に配置されている。エラストプラスティック・エレメント１５に対置する方の延長アーム１６の端部に配置された突起１８が、巻線１１の周面に係合している。突起１８の組成及び形態は、例えばエラストプラスティック・エレメント１５と同様に構成されている。延長アーム１６はこの場合、ロータ７に面した方の巻線１１の内面側を、少なくとも部分的にカバーしている。ばねリング２１は第２の突起２７でもって支持体１７の端面に係合している。更にまた前記のエラストプラスティック・エレメント１５及びばねリング２１は、空隙２３の近傍で一種のスナップ継手２９を形成するように構成されているので、ばねリング２１がシフトすることはあり得ない。
【００２１】
図３ａは、本発明のステータ３の更に別の実施例を示す。エラストプラスティック・エレメント１５は、ロータ７から離反した方の側の空隙２３内に配置されている。更に少なくとも１つの支持体１７が必要であり、該支持体は次のように構成されている。支持体１７は、軸方向で成層薄板５に対向する支持体内面側３１に第２のばねエレメント３３を有し、かつ少なくとも１つの第１アーム３７と少なくとも１つの第２アーム３９を備え、第１と第２のアームは共に軸方向に延びており、こうしてＵ字形を形成している。組立のためには支持体１７は軸方向に（中心軸線に対して平行に）巻線１１に装嵌される。その場合第２アーム３９は巻線１１の内面側２５に当接し、かつばねエレメント３３は、支持体内面側３１に対向する方の巻線１１の外面側に当接する。第１アーム３７はその端部にフック４１を有し、該フックはエラストプラスティック・エレメント１５に係合して、矢印５３で示した外向き軸方向力をエラストプラスティック・エレメント１５及び巻線１１に対して及ぼすことができ、これによって巻線１１は磁極歯９上に固定されることになる。すでに前述の通り、ばねリング２１が同じく内室へ挿嵌され、これによって第２アーム３９が巻線１１に固定的に圧着され、こうして支持体１７を、矢印５１で示した外向き半径方向力５１によって固定的に位置決めする。巻線１１は半径方向で成層薄板５に当接している。
【００２２】
図３ｂには組立済み状態のステータ３が図示されている。第２アーム３９は巻線１１の内面側２５に当接している。組立時に第２のばねエレメント３３は、フック４１がエラストプラスティック・エレメント１５に係合するまで少なくとも部分的に軸方向に圧縮される。次いで第２のばねエレメント３３もしくは支持体１７に対するばね力が少なくとも部分的に撤回され、ばねリング２１が組付けられるので、支持体１７はその位置に固定的に留まる。第２のばねエレメント３３はその場合巻線１１に当接して、支持体１７に対してばね力を外向き軸方向に及ぼすので、第１アーム３７はエラストプラスティック・エレメント１５に係合し、かつ外向き軸方向５３に伸長する。これによって巻線１１は成層薄板５に対して付加的にかしめられる。
【００２３】
図４には、本発明のステータ３の別の実施例が示されている。磁極歯９はその半径方向自由端部に、内向き半径方向に突出する少なくとも２つの凸部４３を有し、該凸部は、弾性撓曲可能及び／又は塑性変形撓曲可能であり（矢印符号Ａ参照）かつエラストプラスティック・エレメント１５を形成している。前記凸部４３は例えば成層薄板５と一体的に構成されている。ステータの磁極歯９上に巻線１１を固定するために、ばねリング２１が導入され、該ばねリングは両凸部４３を相互離隔方向に撓曲し（矢印符号Ｂ参照）、従って屈曲された凸部４３は巻線１１に圧着されかつ該巻線を成層薄板５に固定する（矢印符号Ｃ参照）。それに伴って個々の巻線１１と、所属の磁極歯９との遊びはすべて補償される。
【００２４】
１つの磁極歯９上に巻線１１をこのように配置することによって、巻線１１と成層薄板５との間の直接的な接触が少なくとも部分的に可能になるので、成層薄板は巻線１１用の冷却体として使用することができる。巻枠体は高い機械的強度を有する必要がないので、肉薄に構成することができ、こうして良好な熱交換を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】
未組立状態で示した本発明により構成されたステータの第１実施例の断面図である。
【図１ｂ】
組立済み状態で示した本発明により構成されたステータの第１実施例の断面図である。
【図２】
ばねリング及びエラストプラスティック・エレメントの配置を示す断面図である。
【図３ａ】
未組立状態で示した本発明により構成されたステータの第２実施例の断面図である。
【図３ｂ】
組立済み状態で示した本発明により構成されたステータの第２実施例の断面図である。
【図４】
本発明により構成されたステータの更に別の実施例の部分断面図である。
【符号の説明】
３　　ステータ、　５　　成層薄板、　７　　ロータ、　８　　中心軸線、　９　　磁極歯、　１１　　巻線、　１５　　エラストプラスティック・エレメント、　１６　　延長アーム、　１７　　支持体、　１８　　突起、　１９　　接続導線又は接続ワイヤ、　２１　　ばねリング、　２３　　空隙、　２５　　巻線の内面側、　２７　　第２の突起、　２９　　スナップ継手、　３１　　支持体内面側、　３３　　第２のばねエレメント、　３７　　第１アーム、　３９　　第２アーム、　４１　　フック、　４３　　凸部、　４９　　貫通孔、　５１　　外向き半径方向力を示す矢印、　５３　　外向き軸方向力を示す矢印

Claims (12)

1. 少なくとも１つの磁極歯（９）を形成する成層薄板（５）と、前記磁極歯（９）の１つに配置された少なくとも１つの巻線（１１）とから成る形式の、電気機械、特に電動モータ用のステータにおいて、巻線（１１）と磁極歯（９）と間に少なくとも１つのエラストプラスティック・エレメント（１５）が配置されていることを特徴とする、電気機械用のステータ。
2. 少なくとも１つの磁極歯（９）を形成する成層薄板（５）と、前記磁極歯（９）の１つに配置された少なくとも１つの巻線（１１）とから成る形式の、電気機械、特に電動モータ用のステータにおいて、磁極歯（９）が少なくとも１つのエラストプラスティック・エレメント（１５）を有していることを特徴とする、電気機械用のステータ。
3. 少なくとも１つのばねリング（２１）が、１つのエラストプラスティック・エレメント（１５）に対して半径方向力を及ぼす、請求項１又は２記載のステータ。
4. ばねリング（２１）と１つのエラストプラスティック・エレメント（１５）がスナップ継手（２９）を形成している、請求項３記載のステータ。
5. 少なくとも１つの１つのエラストプラスティック・エレメント（１５）が延長アーム（１６）によって少なくとも１つの支持体（１７）と結合されている、請求項３又は４記載のステータ。
6. 巻線（１１）が接続導線（１９）を有し、かつ該接続導線（１９）のために支持体（１７）が少なくとも１つの貫通孔（４９）を有している、請求項５記載のステータ。
7. ステータ（３）が少なくとも１つの支持体（１７）を有しており、該支持体（１７）に対して少なくとも１つのばねリング（２１）が半径方向力（５１）を及ぼす、請求項１記載のステータ。
8. 支持体（１７）がＵ形であり、該支持体（１７）が、エラストプラスティック・エレメント（１５）に係合する少なくとも１つの第１アーム（３７）を有し、かつ前記支持体（１７）が、成層薄板（５）に当接する少なくとも１つの第２アーム（３９）を有し、かつこの第２アームにばねリング（２１）が係合する、請求項７記載のステータ。
9. 磁極歯（９）が少なくとも２つの凸部（４３）を有している、請求項２記載のステータ。
10. ばねリング（２１）が凸部（４３）を巻線（１１）に圧着している、請求項９記載のステータ。
11. 巻線（１１）が巻枠体に巻き上げられている、請求項６又は１０記載のステータ。
12. 支持体（１７）が、接続導線（１９）を接続した押抜きグリッドを有している、請求項６記載のステータ。