JP2004517597A - 電気機械のための構成エレメント - Google Patents

Abstract

従来技術による構成エレメントは、巻線を配置するのに不経済であると共に磁極歯の間の充填が最適でない１つの支持体から成っている。
本発明による構成エレメント１は少なくとも、磁極歯１１を備えた２つの支持体３，５から成り、その場合、巻き付け法またはコイルの取付けが著しく簡単化され、かつ磁極歯１１の間の最適な充填が得られるように、個々の支持体３，５の直接隣合う磁極歯１１の間の間隔が極めて大きい。

Description

【０００１】
背景技術
ヨーロッパ特許公開第７３０３３４号明細書はアウタポール形電気機械を示しており、この電気機械ではステータが２つの部分から構成されている。ステータが２分割された形状を有することにより、個々の部分に巻線を巻き付けることができず、個々の部分は予め製作された巻線と一緒に組立てられなければならない。ステータのこの種の構成の利点は主として２極のためにしか生じない。多極のための実施例も存在するものの、その場合にはそれはサイドポールのみであり、かつ２つより多い極ではスロットの良好な充填という所望の利点はもはや得られない。
【０００２】
日本国特許公開第２０００２０９７９４号明細書またはアメリカ国特許明細書第５，８５９，４８６号明細書は存在する磁極歯の数と同じ数の多数のセグメントから成るステータを示している。このことにより構成部分の数が多くなり、組立が極めて不経済である。
【０００３】
アメリカ国特許第５，５５２，６５１号明細書は２部分から構成されたロータを示している。しかし、このロータは磁極歯の周りに巻線を有していない。
【０００４】
さらに、磁極歯が個別的に設置されるステータまたはロータが公知である。その場合にはそれぞれの磁極歯が固定されなければならず、このことにより、不経済な組立プロセスが必要とされる。これらのステータの安定性は減少する。さらに、それぞれの単１の巻線が接触結合されなければならず、このことにより、多数の接触箇所と例えば打抜格子による不経済な結線とが生じる。
【０００５】
発明の利点
これに対して、請求項１の特徴概念に記載した特徴を備えた、電気機械のための本発明による構成エレメントか有する利点は、電気機械のための構成エレメントが簡単に形成され、しかも、巻線またはコイルパケットによるスロットの最適な充填が得られることにある。電気機械の比較的小さな構造寸法も得ることができる。さらに、巻き付け法のための著しく簡単な条件も生じ、その結果、例えばフライヤ巻き付けおよびニードル巻き付けのような種々の巻き付け法が使用可能である。さらに、巻き付け時に巻線がスロット開口を通して挿入される必要がないため、任意に小さなスロット開口が製作可能である。さらに、太い線材を有するコイルも実現されることができる。
【０００６】
構成エレメントの、周方向で直接隣合う磁極歯が同じ支持体によって形成されていない場合には、そのことによって個々の支持体の磁極歯の間に大きな間隔が存在するため、巻き付け法のために有利な条件が生じる。巻線を２部分から（図１，２）または分割せずに（図３）形成することにより、個々に設置される磁極歯に対比してコイル端の数が著しく削減される。このことにより、結線技術および接触結合技術が著しく簡単となる。
【０００７】
支持体が薄板積層体から成ると、このことにより渦電流が減少するため有利である。
【０００８】
支持体がプラスチックと磁性材料との混合物から成ると、これは簡単に製作可能であるため有利である。
【０００９】
この種の構成エレメントは有利にステータまたはロータを形成することができる。
【００１０】
実施例の説明
図１ａは本発明による構成部分１を非組立状態で示す。この構成エレメント１は例えば電気的なコイルまたは磁石によって磁気的に励磁可能であり、かつ例えばモータまたは発電機のような電気機械のために使用される。
【００１１】
構成エレメント１は少なくとも１つの第１の支持体３と、１つの第２の支持体５とから成る。両方の支持体３，５は例えば同一に形成されており、かつ軸方向７で組立てられており、かつ互いに固定されている。この軸方向７は例えば構成エレメント１の中央軸線を形成する。
【００１２】
支持体３，５は例えば外側のリング９を有しており、このリングには例えば少なくとも１つの磁極歯１１が形成されている。磁極歯１１は外側のリング９と例えば一体に形成されている。磁極歯１１はさらに、例えば差込みまたは一体射出成形によりリング９に固定されていてもよい。本実施例では、例えば鳩尾状に形成されていて外側のリング９と一体に形成された３つの磁極歯１１が設けられている。磁極歯１１はリング９を軸方向に越えて突出している。
【００１３】
支持体３，５の相互の固定のために、磁極歯１１は外周に差込エレメント１３を有しており、この差込エレメントは他方の支持体５，３のリング９に設けた対応する凹所１５内へ差し込まれる。これにより、支持体３，５が半径方向で互いに回動することが阻止される。それと同時に、差込エレメント１３と凹所１５との間でプレスばめが行われる場合には支持体３，５が互いに固定されることもできる。支持体３，５は別の形式で固定されることもできる。この実施例では、構成エレメント１は６つの磁極歯１１を有している。
【００１４】
支持体３，５は例えば薄板積層体または中実な材料から成る。支持体３，５はプラスチックと、磁性材料、特に柔らかい磁性材料とから成る混合物から成ることもでき、この混合物は例えば射出されることができる。ここに磁性材料というのは磁化可能な材料およびまたは磁化された材料を意味する。この材料は硬い磁性材料およびまたは柔らかい磁性材料であることができる。
【００１５】
いずれか一方の支持体３，５が薄板積層体から成ることができ、他方がプラスチックと磁性材料とから成ることができる。
【００１６】
図１ｂは支持体３，５が互いに内外に部分的に差し込まれた状態で構成エレメント１を示す。支持体３，５の、例えばリングセグメント状に形成された差込エレメント１３は周方向で直接互いに当接している。支持体３，５は一方の支持体３の磁極歯１１が他方の支持体５の磁極歯１１の間で延びるように継ぎ合わされる。
【００１７】
図１ｃは組立て完了状態で構成エレメント１を示す。磁極歯１１は例えばそれぞれ他方の支持体３，５によって周方向で交互に形成されている。同様に支持体３，５のリング９、並びに支持体３，４の差込エレメント１３および凹所１５が互いに直接当接しており、その結果、これらはほぼ１つの外側のリング９を形成している。このような構成エレメント１はインナロータモータのステータのために使用される。
【００１８】
図１ａに示されているような非組立状態で、それぞれの磁極歯１１の回りには予め製作されたコイルパケット１７が既に配置されており、または巻線１７が巻き付けられている。図１ａおよび図１ｂでは、支持体３，５がどのように構成され、かつどのように相互に継ぎ合わされるかを示すために、巻線１７は意識的に図示されていない。非組立状態では個々の支持体３，５の磁極歯１１の間隔が大きいことにより、巻付け過程時に極めて多くのスペースが巻付け工具、特に巻付けニードルのために与えられており、その結果、巻き付け過程が著しく簡単化される。組立状態（図１ｃ）では磁極歯１１の間のスペースが最適に充填される。それというのは、巻線１７が軸方向７に著しく密に互いに押し合わされることができるからである。巻き付け過程時には、巻付けニードルが挟み込まれないように、例えば巻付けニードルのために充分なスペースが、要するに次ぎの巻線１７までの充分な間隔が存在しなければならない。
【００１９】
図２ａは本発明による構成エレメント１の別の１実施例を示す。この構成エレメント１は同様に２つの支持体３，５から成り、支持体は、内側のリング９に設けられていて半径方向および軸方向でこのリング９から離れるように延びている磁極歯１１を有している。支持体３，５は図１ａ、図１ｂおよび図１ｃで説明したと同様の形式で組立られる。組立のために、磁極歯１１にはリング９の近くに例えばリングセグメント状の差込エレメント１３が形成されており、これらの差込エレメントはそれらの間に、他方の支持体３，５の差込エレメント１３を差し込むため凹所１５を形成している。この場合も、予め例えば鳩尾状に形成された磁極歯１１の周りに例えば巻線１７がすでに配置されているが、この巻線は図面簡単のためここには図示されていない。
【００２０】
構成エレメント１は図２ｂでは部分的に組立てられた状態で、図２ｃでは組立状態で示されている。支持体３，５のリング９は組立状態では開口１９を有するリング９′を形成し、この開口１９内には例えばロータ軸が差し込まれて固定される。この種の構成エレメント１は例えばアウタロータモータのためのステータ、またはインナロータモータのためのロータを形成する。
【００２１】
図３ａおよび図３ｂでは、支持体３，５が図２ａ、図２ｂおよび図２ｃに対する説明の通りに形成されている。しかし、一方の支持体５は他方の支持体３の磁極歯１１とは異なって形成された中間磁極１１′しか有していない。要するにこの中間磁極１１′は、周方向でみて磁極歯１１の磁極ヘッドより狭い磁極ヘッド２１を有している。中間磁極１１′の周りには巻線１７が配置されておらず、または巻線が巻き付けられていない。このいわゆる中間磁極１１′は磁気の流れの案内のために役立つのみである。
【００２２】
巻線は中断なく完全に支持体３に取付けられている。リング９の近くでは中間磁極１１′および磁極歯１１に、組立に役立つ差込エレメント１３と凹所１５とが設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】
本発明による構成エレメントの第１実施例を非組立状態で示す図である。
【図１ｂ】
同実施例を部分的に組立てた状態で示す図である。
【図１ｃ】
同実施例を組立て状態で示す図である。
【図２ａ】
本発明による構成エレメントの別の１実施例を非組立状態で示す図である。
【図２ｂ】
同実施例を部分的に組立てた状態で示す図である。
【図２ｃ】
同実施例を組立て状態で示す図である。
【図３ａ】
本発明による構成エレメントのさらに別の１実施例を非組立状態で示す図である。
【図３ｂ】
同実施例を部分的に組立てた状態で示す図である。

Claims (10)

1. 電気機械のための磁気的に励磁可能な構成エレメントにおいて、少なくとも２つの支持体（３，５）が軸方向（７）に組み立てられて前記構成エレメント（１）を形成することを特徴とする電気機械のための構成エレメント。
2. 少なくとも一方の支持体（３，５）が少なくとも１つの磁極歯（１１）を有しており、この磁極歯の周りに少なくとも１つの巻線（１７）が配置されていることを特徴とする請求項１記載の構成エレメント。
3. 少なくとも一方の支持体（３，５）が磁極歯（１１）を有しており、構成エレメント（１）の、周方向で直接隣合っている磁極歯（１１）が同じ支持体（３、５）によって形成されていないことを特徴とする請求項１または２記載の構成エレメント。
4. 支持体（３，５）が薄板積層体から成ることを特徴とする請求項２または３記載の構成エレメント。
5. 磁極歯（１１）が少なくとも部分的に支持体（３，５）のリング（９）に結合されていることを特徴とする請求項２または３記載の構成エレメント。
6. 構成エレメント（１）がステータを形成していることを特徴とする請求項１または３記載の構成エレメント。
7. 構成エレメント（１）がロータを形成していることを特徴とする請求項１または３記載の構成エレメント。
8. 少なくとも一方の支持体（３，５）が少なくとも１つの差込エレメント（１３）を有しかつ少なくとも一方の支持体（３，５）が差込エレメント（１３）のための少なくとも１つの凹所（１５）を有しており、支持体（３，５）が少なくとも１つの差込エレメント（１３）と少なくとも１つの凹所（１５）とによって互いに回動しないように互いに結合されていることを特徴とする請求項２から４までのいずれか１項記載の構成エレメント。
9. 一方の支持体（３，５）が巻線（１７）を備えた磁極歯（１１）を有しており、他方の支持体（３，５）が中間極（１１′）を有しており、この中間極の周りには巻線が配置されておらず、この中間極が支持体（３，５）の組立の後に周方向でみて磁極歯（１１）の間に位置していることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項記載の構成エレメント。
10. 支持体（３，５）がプラスチックと磁性材料との混合物から成ることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の構成エレメント。