JP2008527955A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

本発明の電動モータは、ロータ（１）と、少なくとも２つの磁石セグメント（２，２′）と、環状ヨーク（３）と、アルミニウム製のケーシング（４）とを有する。ケーシング（４）は外側に、電動モータの長手軸に対して平行に、螺旋形に延在する少なくとも１つの突起部（４′）を有する。ケーシング（４）周辺にはコップ形の外蓋（５）が配置されており、この外蓋（５）の内側に、螺旋形に延在する少なくとも１つの突起部（４′）が接している。コップ形の外蓋（５）は冷却剤入口（６）および冷却剤出口（７）を有する。

Description

本発明は、電動モータおよび該電動モータの使用に関する。

電動モータは公知である。ＤＥ１０２２６９７６Ａ１に、多極ロータと多極ステータとを有する電動モータが記載されている。前記電動モータには、ステータ巻線によって包囲され半径方向にロータに向かっているステータ極が設けられている。ステータとロータとの間には、少なくともロータの長さにわたって延在する剛性の絶縁スリーブが配置されており、この絶縁スリーブは、半径方向にロータに向かって配置された突起部を有し、２つの隣接して配置されたステータ極間にそれぞれ１つの突起部が配置されている。異なる構造形式の電動モータを使用する際には通常、動作時にモータ熱が発生し、このモータ熱を適切に排出しなければならないという欠点が存在する。通常、この排出は周辺空気を介して行われるが、多くの場合、不都合な熱滞留が引き起こされるのを阻止できない。

したがって本発明の課題は、発生したモータ熱をモータの領域から比較的迅速に排出できる電動モータを提供することである。さらに本発明は、電動モータの特別な使用を提供するという課題を基礎としている。

本発明の基礎となる前記課題は、ロータと少なくとも２つの磁石セグメントと環状ヨークとアルミニウム製のケーシングとを備えた次のような電動モータによって解決される。すなわち、前記ケーシングの外側は電動モータの長手軸に対して平行に、螺旋形に延在する少なくとも１つの突起部を有し、該ケーシングの周囲にコップ形の外蓋が配置されており、該外蓋の内側に、螺旋形に延在する該少なくとも１つの突起部が接しており、該コップ形の外蓋は冷却剤入口および冷却剤出口を有する電動モータによって解決される。２つまたは４つまたは６つの磁石セグメントを使用することができ、場合によっては対ごとにそれ以上の数の磁石セグメントを使用することもできる。螺旋形に延在する前記少なくとも１つの突起部を、種々の断面で形成することができる。この突起部は、コップ形の外蓋の内側に接し、密着作用が得られるように保証しなければならない。コップ形の外蓋は冷却剤入口および冷却剤出口を有する。冷却剤としては、たとえば水溶液を使用することができる。螺旋形に延在する前記少なくとも１つの突起部をこのように配置することによって、アルミニウム製のケーシングとコップ形の外蓋との間に、螺旋形に延在する該突起部の領域で、冷却剤の流動空間が形成される。このことにより、アルミニウム製のケーシング周辺を冷却剤が、電動モータのほぼ全長にわたってほぼ均質に流れることが保証される。

驚くことに、アルミニウム製のケーシング周辺をこのように冷却剤が流れることにより、モータ熱を電動モータの領域から比較的迅速に排出することができる。周辺空気への緩慢な排熱に起因して発生する不都合な熱滞留は、このようにして完全に回避される。

本発明の有利な実施形態では、縦断面で隣接して配置された突起部の２つの部分間の平均間隔ｂと突起部の平均的領域Ｂとの比は、２．８〜３の範囲内にある。突起部がたとえば矩形の断面で形成されている場合、平均間隔ｂはちょうど、縦断面で隣接して配置された突起部の２つの部分間の間隔に相応する。この場合、突起部の平均幅Ｂはちょうど、突起部の幅に相応する。

突起部がたとえば台形の断面で形成されている場合、突起部の平均幅Ｂは、縦断面の台形の平均幅を指す。この場合、平均間隔ｂは、縦断面で隣接して配置された突起部の２つの部分間の、平均幅Ｂの高さにおける間隔である。この比を２．８〜３の範囲内に調整すると、形成される流動領域における流動比が最適化される。というのも、冷却剤に対して特に大きな流動断面が実現されるからである。

本発明の別の有利な実施形態では、突起部の両側は傾斜されて形成されており、傾斜角度αは１００°〜１２０°の範囲内にされる。突起部のこのような構造上の構成により、多岐にわたる使用目的での使用が保証され、電動モータの製造が簡略化されるので、量産を比較的容易に実現することができる。

本発明の別の有利な実施形態では、螺旋形に延在する突起部は１つだけ配置され、該突起部は冷却剤入口から冷却剤出口まで延在する。このような実施形態の利点は、アルミニウム製のケーシングを簡単なキャスティング法によって量産することができると同時に、電動モータの長手方向にわたって均質な排熱が保証されることである。

最後に、本発明の対象は、本電動モータを自動車におけるカムシャフトの操作に使用することである。自動車においてカムシャフトを駆動する電動モータでは、モータ熱の従来の排熱は問題的であった。この問題は、前記のような流動空間の形成によって特に有利に解決され、冷却剤として特に有利には水が、自動車の冷却循環から取り出すことができる。

本発明を以下で、例として図面（図１〜図３）に基づいて詳細に説明する。
図１ 整流子を有さない電動モータの縦断面図である。
図２ 図１の細部Ａを拡大して示す。
図３ アルミニウム製のケーシングの外側を示す側面図である。

図１に、整流子を有さない電動モータの縦断面が示されている。この電動モータはロータ１と、２つの磁石セグメント２，２′と、環状ヨーク３と、アルミニウム製のケーシング４とを有する。ケーシング４は外側に、電動モータの長手軸に対して平行に、螺旋形に延在する突起部４′を有する。ケーシング４周辺にはコップ形の外蓋５が配置されており、この外蓋の内側に、螺旋形に延在する前記突起部４′が接している。コップ形の外蓋５は冷却剤入口６および冷却剤出口７を有し、これらを通って冷却剤は矢印方向に流れる。このようにして、冷却剤は冷却剤入口６から、電動モータのほぼ全長にわたって冷却剤出口７まで輸送され、アルミニウム製のケーシング４周辺を均質に流れ、モータ熱の排熱が迅速になる。冷却剤入口６から冷却剤出口７まで到達するために、このようにして冷却剤は流動空間８を通流する。アルミニウム製のケーシング４は通常、キャスティング法によって製造される。したがって図１では、螺旋形に延在する突起部４′は１つだけ配置されており、これは冷却剤入口６から冷却剤出口７まで延在する。

図２は、図１の細部Ａを拡大して示す。縦断面で隣接して配置された突起部４′の２つの部分間の平均間隔ｂと突起部４′の平均的領域Ｂとの比は、２．８〜３の範囲内にある。平均幅Ｂと第２の高さＨとの比は、有利には０．５〜０．８の範囲内にある。これによって、モータ熱の排熱が非常に良好になる。したがってここに図示されたケースでは、螺旋形に延在する突起部４′は台形の断面で形成されている。第１の高さｈと、ケーシング４の本来の壁厚さに相応する第２の高さＨとの比は、通常は１〜１．２の間である。このことにより、ケーシングの大きな表面が保証され、ケーシングから冷却媒体への熱移動が加速化される。突起部４′の両側は傾斜されて形成されており、傾斜角度αは１００°〜１２０°の範囲内にある。

図３に、アルミニウム製のケーシング４の側面図が示されている。アルミニウム製のケーシング４は外側に、電動モータの長手軸に対して平行に、螺旋形に延在する突起部４′を有し、これによって、冷却剤の流動空間８が形成される。自動車においてカムシャフトを操作するために本電動モータを使用する場合には、特に有利には、自動車の冷却循環から取り出される冷却水が冷却剤として適している。

整流子を有さない電動モータの縦断面図である。 図１の細部Ａを拡大して示す。 アルミニウム製のケーシングの外側を示す側面図である。

Claims (5)

1. ロータ（１）と、少なくとも２つの磁石セグメント（２，２′）と、環状ヨーク（３）と、アルミニウム製のケーシング（４）とを備えた電動モータにおいて、
   該ケーシング（４）は外側において、電動モータの長手軸に対して平行に、螺旋形に延在する少なくとも１つの突起部（４′）を有し、
   該ケーシング（４）の周囲にコップ形の外蓋（５）が配置されており、
   該外蓋（５）の内側に、螺旋形に延在する該少なくとも１つの突起部（４′）が接しており、
   該コップ形の外蓋（５）は冷却剤入口（６）および冷却剤出口（７）を有することを特徴とする、電動モータ。
2. 縦断面で隣接して配置された前記突起部（４′）の２つの部分間の平均間隔ｂと該突起部（４′）の平均的領域Ｂとの比は、２．８〜３の範囲内にある、請求項１記載の電動モータ。
3. 前記突起部（４′）の両側は傾斜されて形成されており、傾斜角度αは１００°〜１２０°の範囲内である、請求項１または２記載の電動モータ。
4. 螺旋形に延在する突起部（４′）は１つだけ配置されており、該突起部（４′）は前記冷却剤入口（６）から前記冷却剤出口（７）まで延在する、請求項１から３までのいずれか１項記載の電動モータ。
5. 請求項１から４までのいずれか１項記載の電動モータを自動車において、カムシャフトの操作に使用する使用方法。

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