JP2007522786A - 電気機械に用いられる固定子アッセンブリ - Google Patents

Abstract

本発明は、電気機械のための固定子アッセンブリであって、ケーシング（２）と固定子（４）とを有しており、該ケーシング（２）が、少なくとも１つの、軸方向（Ｘ−Ｘ）に延在していて内側に向けられた条溝（３）を有しているものに関する。

Description

背景技術
電気機械はたとえば電動機として公知先行技術により周知である。このような形式の電動機はしばしば固定子積層体を使用しており、この固定子積層体は複数の固定子薄片から構成されている。これらの固定子薄片は磁極ケーシングによって組み合わされている。この場合に磁極ケーシングは焼きばめ工程によって固定子薄片に焼きばめされ、これによって、薄片は保持されかつ固定される。種々異なる材料に基づき、エンジン駆動中にケーシングと固定子薄片とは種々異なる熱膨張率で膨張する。このことは固定子の位置決めを不確定なものにし、あるいはケーシング金属の塑性変形および固定子の損傷につながる恐れがある。さらに、これによって、構成部品のための必要な許容差を達成するために、ケーシングまたは固定子薄片の後加工がしばしば必要となっている。このような後加工は高価なだけでなく、完全にはいつも除去できない切粉を発生させるものである。この場合に除去されなかった切粉が、作動中に可動子軸と固定子との間に達すると、回転子のひっかかりもしくはロックおよび固定子巻線における短絡を生ぜしめてしまうことになる。この点から、ケーシングと固定子との電気的な接続部の簡単で低コストな接合と位置決めとを可能にし、特に切削加工もしくは後加工を回避するような固定子アッセンブリ（固定子装置）を提供することが望まれている。

発明の利点
請求項１記載の特徴部に記載した特徴を有する、本発明による固定子アッセンブリは、背景技術と比べて、特に深絞り加工もしくは押出し加工によって、とりわけ簡単に低コストで製造可能であるという利点を有している。この場合、固定子アッセンブリのケーシングが、少なくとも１つの、軸方向に延在していてかつ内側に向けられた条溝を有している。ケーシングに形成された条溝で、固定子をケーシングに固定することができる。この場合にばね弾性作用を生ぜしめるように成形された条溝によって、ケーシングと固定子との確実な接合が保証される。

請求項２以下には、本発明の有利な改良形態を記載してある。

さらに、有利には、固定子は少なくとも１つの、軸方向に延在していて内側にまたは外側に向けられた条溝または湾曲成形部を有している。ケーシングおよび固定子に、内側に向けられた条溝が設けられていることによって、固定子アッセンブリのための両方の構成部品を、特に迅速かつ簡単に接合することができる。この場合、条溝は固定子をケーシングに取り付ける前に設けられ、次いでケーシング内での固定子の固定は、ケーシングの、張設力を伴ったばね弾性的な締め付けによってなされる。

固定子の、特に内側にまたは外側に向けられた固定子面における製造誤差を可能な限り小さく保つために、有利には、ケーシングに設けられた条項および固定子に設けられた条項は、組み合わされた状態でケーシングが、複数の接合点で固定子と接合されているように形成されている。この場合、周面方向で個々の接合点の間には１つのギャップがそれぞれ形成されている。したがって、ケーシングと固定子とは張力を伴ってばね弾性的にもしくは締め付けて互いにほぼ点状に接合しているので、極めて僅かな変形力しか、固定子もしくはケーシングに生じない。これによって、固定子と球軸受け座ひいては回転子との間の位置決め誤差を極めて小さく保つことができる。

組み合わされた状態のケーシングの条溝と固定子の条溝との間の１つのギャップは、条溝の最も低い点に設けられている。このことはたとえば、ケーシングおよび固定子の条溝の半径が異なることによって簡単に達成できる。

固定子およびケーシング歪みもしくは変形を可能な限り僅かに保ち、規定された位置決定を可能にするために、固定子の条溝と基準の外径との間の移行部に、組み合わされたケーシングと固定子との間の可能な限り小さなギャップが設けられている。

有利には、ケーシングと固定子にはそれぞれ複数の条溝が形成されていて、これらの条溝は周面方向で互いに等しく離れている。この場合、特に有利には、同軸性の測定のために４個または６個の条溝がそれぞれケーシングおよび固定子に形成されている。

本発明の別の有利な構成によれば、ケーシングに設けられている条溝の軸方向の長さは、固定子に設けられている条溝の軸方向の長さに相当する。これによって、固定子とケーシングとの特に簡単でかつ確実な接合が可能になる。

電気機械のための構成部品の費用をさらに削減するために、有利には、ケーシングに電気機械の可動子のための軸受けが一体に形成されている。さらに有利には、付加的にさらに、球軸受け外レースのためのストッパショルダを備えた固定孔が、電気機械を固定するためにケーシングに一体に形成されている。

有利には、固定子は鋼薄板製の複数の固定子薄片から成っていて、ケーシングも同様に鋼薄板から製造されているので、電気機械の作動中に、高い温度時および低い温度時にケーシングおよび固定子の種々異なる熱膨張もしくは低温収縮に基づく緩みまたは高い圧縮による不都合な影響が発生することはない。さらに有利には、ケーシングに第２の軸受けカバーを固定するためのガイド面が形成されている。これによって、特に、ケーシング内に組み込まれた、可動子軸を支承するための軸受けカバーにおいて、特に高い同軸性を固定子とケーシングに支承されている可動子の間に得ることができる。

ケーシングは、有利には深絞り加工され、条溝は加圧によってケーシングに押圧成形される。固定子は、有利には複数の個別薄板から成っていて、これらの個別薄板は打抜き加工によって製造される。

さらに、本発明は、回転子と固定子とから成る本発明に基づく装置、および特に非同期モータのような電気モータを有する電気機械にも関するものであって、この場合に可動子と固定子との間には、可能な限り僅かな空気ギャップしか存在しない。

図面
以下に、本発明の有利な実施例を添付図面に基づき説明する。

図１は、本発明の第１の実施例による固定子ケーシングの概略的な側面図、
図２は、図１に示されたケーシングの概略的な断面図、
図３は、第１の実施例による固定子薄板を上から見た概略図、
図４は、図３に示された固定子薄板の斜視図、
図５は、個別の複数の固定子薄板を組み合わせた、固定子のアッセンブリの概略的な斜視図、
図６は、第１の実施例によるケーシングと固定子との接合部の部分的な拡大図、
図７は、本発明の第２の実施例による固定子アッセンブリの概略的な斜視図、
図８は、図７に示された固定子アッセンブリの概略的な断面図、
図９は、本発明の第３の実施例による固定子アッセンブリの斜視図である。

実施例の説明
以下に、本発明の第１の実施例による固定子アッセンブリ（固定子装置）を図１から図６に基づき説明する。図１および図６に示したように、本発明による固定子アッセンブリ１はほぼ円筒状のケーシング２と固定子４とを有している。

図２には、ケーシング２の断面図が示されている。この場合、内側に向けられた６個の条溝３が軸方向Ｘ−Ｘに形成されている。これらの条溝３はケーシング２の周面に沿って互いに等間隔に配置されている。これらの条溝３は軸方向Ｘ−Ｘで長さＬを有していて、この長さＬは固定子４の長さｌに相当する（図１および図５を参照）。固定子４が、周知のように個別の複数の固定子薄板４ａから構成されている。特に図３から分かるように、各固定子薄板４ａの外周面にも同様に、内側に向けられた６個の条溝５が周面に沿って等間隔で形成されている。

図６には、固定子薄板積層体が、ケーシング２に取り付けられた状態が示されている。この場合、固定子薄板は、条溝５が、それぞれケーシング２の条溝３に相応するようにケーシング２内に配置されている。この場合、ケーシング２の各条溝３には４つの接合点Ａ，Ｂ，ＣおよびＤが形成される。個々の接合点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの間にはそれぞれ隙間が、ギャップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の形で形成されている。より詳しく述べれば、図６に示されているように、ギャップＳ３が、固定子４の条溝５の最も低い点に形成されている。同様に、接合点ＡとＢもしくはＣとＤとの間のギャップＳ２もしくはＳ４は、ケーシング２と固定子４との間に形成されており、この場合にギャップＳ２もしくはＳ４は、各条溝５から固定子４の基準の外周面への固定子４の移行部に形成されている。

前述のように、ケーシング２は固定子を形成する複数の固定子薄板４ａを受容していて、固定子４を位置決めして固定しており、その結果、固定子４が、ケーシングと固定子薄片との間の締付け作用によって緊締して固定されている。この場合、複数の固定子薄片によって、固定子４とケーシング２との間には線状の接合個所が得られる。

ケーシング２は鋼薄板から製造されていて、個々の固定子薄片４ａも同様に鋼薄板から製造されているので、熱変化が、全温度領域においてケーシング２内での固定子４の固定に影響を与えることはない。ケーシング２と個々の固定子薄片４ａとの間の点状の接合を介してしか、条溝３は固定子４にばね弾性的なプリロード力をかけない。この場合、プリロード力は条溝の形に関連して、たとえば条溝の深さおよび／または条溝の半径に影響され得る。ばね力への影響の他の可能性として、ケーシング２の厚さの適切な選択によるものがある。

この場合、固定子薄片積層体４の固定は、たとえば固定子積層体が、ケーシング内に挿入され、それに続き条溝３が圧力によって形成されるか、または既に予備成形された条溝が、最終的な形に押圧されるようにして行われる。固定子４をケーシング２内に固定する別の可能性は、固定子薄板積層体が、既に形成された条溝によって生ぜしめられるばね力に抗してケーシング２の内部に圧入されることにある。

特に有利には、本発明による固定子アッセンブリ１は電動機に使用される。図１に示されているように、この場合、ケーシング２をたとえばねじによって別の構成部材に固定するために、ケーシング２のフランジ２ａには貫通孔が形成されていてよい。さらに、可動子軸（示されていない）を支承するための軸受けが、円筒状の区分２ｂおよび２ｃに比較的に簡単に取り付けることができる。本発明による固定子アッセンブリは、特に、自動車の補助駆動のための電動機において使用される。

以下に、本発明による第２の実施例に基づいた固定子アッセンブリ１を、図７および図８につき説明する。同じもしくは機能的に同じ部分は第１の実施例と同様の符号で表す。

第１の実施例とは異なり第２の実施例では、ケーシング２の一方の端部に可動子軸のためのさらに１つの軸受け６が一体に形成されている。ケーシング２はたとえば深絞り加工によって製造される。さらに、カバー２の他方の端部には第２の軸受けカバーが、領域２ｂに容易に装着される。このために、ケーシング２の領域２ｂに小さな段部が形成されているので、領域２ｂは可動子軸を備えた第２の軸受けを装着するためのガイドリングとして役立つ。これによって、ケーシングひいては固定子に対して、可動子軸の極めて良好な同軸性が得られる。

この場合、特に有利には、第２の軸受けが同時にカバーとしても形成されているので、電動機のケーシングは覆われている。この場合、有利には、シール部材を、ケーシング２と第２の軸受けカバーとの間の領域２ｂにも取り付けることができる。この場合、シール部材は、一方で半径方向および軸方向に取り付けられ、かつケーシング２に容易に装着可能である。さらに、示されていないが、シール部材は、フランジ領域２ａと電気機械の他の接続部分との間にも設けられていてよい。

第２の実施例で使われた固定子積層体ついては、図３から図５までに示した固定子積層体に相応し、図６に示したように、ケーシング２に接合されるので、前述の通りである。

図９には、本発明の第３の実施例による固定子アッセンブリ１が示されている。この場合も、同じもしくは機能的に同じ部分は第１の実施例と同様の符号で表す。

第３の実施例は、特に、第２の実施例の特徴に関して、ケーシング２に組み込まれた軸受け６が形成されているという点で同一である。さらに、軸受け６に関しては、さらに３個の固定孔７が、ケーシング２と一体に形成されている。これによって、ケーシング２を所定の構成部品に固定することができる。さらに、図９から分かるように、ケーシング２の別の端部に軸受けカバーを固定するための複数の切欠き８が形成されていて、これらの切欠き８はほぼＴ字形に形成されている。この場合も、シール部材等々は第２の実施例と同じようにケーシング２の領域２ｂに設けることができる。

本発明の第１の実施例による固定子ケーシングの概略的な側面図である。 図１に示されたケーシングの概略的な断面図である。 第１の実施例による固定子薄板を上から見た概略図である。 図３に示された固定子薄板の斜視図である。 個別の複数の固定子薄板を組み合わせた、固定子のアッセンブリの概略的な斜視図である。 図６は、第１の実施例によるケーシングと固定子との接合部の部分的な拡大図である。 本発明の第２の実施例による固定子アッセンブリの概略的な斜視図である。 図７に示された固定子アッセンブリの概略的な断面図である。 本発明の第３の実施例による固定子アッセンブリの斜視図である。

Claims (10)

1. 電気機械のための固定子アッセンブリであって、ケーシング（２）と固定子（４）とを有しており、該ケーシング（２）が、少なくとも１つの、軸方向（Ｘ−Ｘ）に延在していて内側に向けられた条溝（３）を有していることを特徴とする、電気機械のための固定子アッセンブリ。
2. 固定子（４）が、少なくとも１つの、軸方向に延在していて内側または外側に向けられた条溝（５）を有している、請求項１記載の固定子アッセンブリ。
3. ケーシング（２）の条溝（３）および固定子（４）の条溝（５）が互いに次のように形成されており、すなわち、ケーシング（２）と固定子（４）とが組み合わされた状態において複数の接合点（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）で接合されていて、それぞれ接合点（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の間で周面方向にギャップ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）が形成されている、請求項２記載の固定子アッセンブリ。
4. 組み合わされた状態においてケーシング（２）の条溝（３）と固定子（４）の条溝（５）との間で条溝の最も低い点にギャップ（Ｓ３）が設けられている、請求項２または３載の固定子アッセンブリ。
5. 組み合わされた状態でケーシング（２）の条溝（３）と固定子（４）の条溝（５）との間の、固定子の外径から条溝（５）への移行部に、ケーシング（２）と固定子（４）との間のギャップ（Ｓ２，Ｓ４）が形成されている、請求項２から４までのいずれか１項記載の固定子アッセンブリ。
6. ケーシング（２）と固定子（４）とにそれぞれ複数の条溝が形成されていて、これらの条溝がそれぞれ、特に周面方向で互いに等間隔に離間されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の固定子アッセンブリ。
7. ケーシング（２）の条溝（３）が、軸方向（Ｘ−Ｘ）で固定子（１）の軸方向（Ｘ−Ｘ）の長さに相応している、請求項１から６までのいずれか１項記載の固定子アッセンブリ。
8. ケーシング（２）に、電気機械の可動子のための軸受け（６）が一体に形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の固定子アッセンブリ。
9. ケーシング（２）に電気機械を固定するための固定孔（７）が一体に形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の固定子アッセンブリ。
10. 請求項１から９までのいずれか１項記載の固定子アッセンブリを有している電気機械。

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