JP2009273363A - 電気機械のための磁極ハウジングならびに該磁極ハウジングを製作する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】背景技術の欠点を解消する。
【解決手段】電気機械のための磁極ハウジングにおいて、ハウジングベースボディ(2)と、磁気的な接続のための領域(3)とが設けられており、磁気的な接続のための領域(3)がハウジングベースボディ(2)と一体的に形成されており、ハウジングベースボディ(2)の領域の変形加工により形成されているようにした。
【選択図】図3
【解決手段】電気機械のための磁極ハウジングにおいて、ハウジングベースボディ(2)と、磁気的な接続のための領域(3)とが設けられており、磁気的な接続のための領域(3)がハウジングベースボディ(2)と一体的に形成されており、ハウジングベースボディ(2)の領域の変形加工により形成されているようにした。
【選択図】図3
Description
本発明は、電気機械のための磁極ハウジングに関する。
電気機械のための磁極ハウジング(Polgehaeuse)は背景技術から種々異なる構成で公知である。この種の磁極ハウジングは例えば、車両内に設けられ電気的に運転される種々異なる装置を駆動するために、車両のための電動モータで使用される。一般には磁極ハウジング内に永久磁石が固定されている。磁束線を案内するために、磁極ハウジングは一般に磁気的に伝導性の材料から製作されている。磁極ハウジングの肉厚は加えて、飽和効果(Saettigungseffekt)、ひいては磁気的な損失を回避するために、予め決められた最小厚さを有していなければならない。この種の磁極ハウジングは例えば、予め決められた厚さを有する金属薄板ストリップから、実質的に管形の磁極ハウジングを製作するためにローラがけされることができる。その後、アーマチュアの位置固定のために、管形の磁極ハウジングに一般に軸受枠(Lagerbuegel)が固定される。
さらに、磁極ハウジングを深絞り加工により製作することも、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第10115445号明細書に開示されているように公知である。この場合、磁極ハウジングは金属プレートから、磁極ハウジングが種々異なる厚さを備えた領域を有しているように深絞り加工される。この方法はただし極めて手間がかかり、かつ高価である。
本発明の課題は、上記背景技術の欠点を解消することである。
上記課題を解決するために本発明の構成では、ハウジングベースボディと、磁気的な接続のための領域とが設けられており、磁気的な接続のための領域がハウジングベースボディと一体的に形成されており、ハウジングベースボディの領域の変形加工により形成されているようにした。
特許請求項1の特徴部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磁極ハウジングはそれに対して、個別の部分として1回の製作ステップで製作可能であるという利点を有している。この場合、磁気的な接続(magnetischer Rueckschluss)のための領域、すなわち帰磁路(ヨーク)は、磁極ハウジングに、磁極ハウジングのハウジングベースボディの区分の変形加工(Umformen)、特に折り曲げにより製作される。それにより、従来の製作方法、特にロールがけされたバリエーションに比べて、磁極ハウジングのはめあいおよび同心度に関して特に狭い公差が達成されることができる。さらに、本発明による磁極ハウジングにより、材料節減および重量軽減が達成されることができる。それというのも、総じて出発材料として、より薄い肉厚を有する金属薄板が使用されることができるからである。それにより、磁極ハウジングは簡単かつ極めて安価に製作されることができる。
従属請求項は本発明の有利な構成を対象としている。
できるだけ僅かな磁気的な損失を示すよう、磁気的な接続のための領域は有利にはギャップなしにハウジングベースボディに当て付けられている。
特に有利には、磁気的な接続のための領域がハウジングベースボディの外側に配置されている。すなわち、磁気的な接続のための領域が外側への折り曲げにより製作される。このことは比較的簡単かつ安価に実施可能である。本発明の別の有利な構成では、磁気的な接続のための領域がハウジングベースボディの内周面に形成されている。すなわち、磁気的な接続のための領域が内側への折り曲げにより製作される。
さらに有利には、磁気的な接続のための領域が、ハウジングベースボディの、複数回折り曲げられた区分により形成されている。この場合、磁気的な接続のための領域はハウジングベースボディの複数回の折り曲げにより製作される。それにより、磁極ハウジングのための出発材料はさらに薄く選択されることができ、それによりさらなる材料節減および重量節減が達成されることができる。磁気的な接続のための領域はその際ハウジングベースボディの複数の層により形成されている。
部分点数をさらに減じるために、磁極ハウジングに有利には、電気機械のロータを支承するための軸受領域がインテグラルに形成されている。それにより、電気機械のための製作コストおよび組立コストはさらに減じられることができる。
さらなる重量軽減を達成するために、有利には磁気的な接続のための領域が軸方向で、ハウジングベースボディよりも短く形成されている。特に有利には、磁気的な接続のための領域がその際、磁極ハウジングに配置された磁石エレメントの幅に適合された、すなわち磁気的な接続を最適化するために僅かかばかり長い軸方向の長さを有している。それにより、十分な磁気的な接続が磁極ハウジングの重量の軽減時に保証されることができる。
磁極ハウジングのさらなる重量軽減を達成するために、磁気的な接続のための領域は、磁極ハウジングに配置された磁石エレメントの中央の領域の位置に、有利には切欠きを有している。切欠きがそれにより磁石エレメントの中立的な領域に配置されているために、それにより磁気的な接続に影響が及ぼされることはなく、しかも重量および材料使用はさらに減じられることができる。
特に有利には、磁気的な接続のための領域が、ハウジングベースボディの、折り曲げられた軸方向の端部区分により形成されている。
本発明の別の有利な構成では、磁気的な接続のための領域が、ハウジングベースボディの中央の区分の折り曲げにより形成されている。
個別部分のさらなる減少は、ハウジングベースボディに、有利にはさらに固定エレメントがインテグラルに形成されていることにより達成されることができる。その際、電気機械は固定エレメントを介して例えば車両に固定されることができるか、またはその他の部分が電気機械に固定されることができる。有利にはその際、固定エレメントが、ハウジングベースボディの、付加的な折り曲げられた区分により形成されている。固定エレメントはその際有利には約90°の分だけハウジングベースボディに対して相対的に折り曲げられており、固定手段を受容するための開口もしくは切欠きを有している。磁気的な接続のための領域が、前述のような切欠きを磁石エレメントの中央の領域に有している場合、固定エレメントは有利にはこの切欠きに配置されている。さらに有利には2つまたは3つの固定エレメントが設けられる。
磁極ハウジングの構成スペースおよび材料使用のさらなる減少を図るために、磁極ハウジングは有利には扁平化された領域をその外周面に有している。特に有利にはその際2つの扁平化された領域が設けられ、両者は互いに対向して磁極ハウジングに配置されている。
本発明の別の有利な構成では、貫通開口がハウジングベースボディに形成されている。それにより、冷却空気による電気機械の通流の改善が達成されることができる。これらの開口はもちろん、媒体、例えば水、オイル、ガソリン、冷媒等に対するシール性が電気機械のために不要である場合にのみ設けられることができる。
さらに本発明は前述のような磁極ハウジングを備えた電気機械に関する。電気機械は有利には電動モータとして形成されており、特に有利には車両内で、車両の補助装置、例えばウインドウワイパ、電気的なウインドウレギュレータ、電気的なスライドルーフ、空調装置のベンチレータ、電気的な作動装置等のための駆動装置として使用される。
さらに本発明は電気機械のための磁極ハウジングを製作する方法に関する。その際、磁極ハウジングはハウジングベースボディと、磁気的な接続のための領域とを有しており、磁気的な接続のための領域はインテグラルにハウジングベースボディに、ハウジングベースボディの区分の少なくとも1回の変形加工ステップ、特に折り曲げにより製作されている。
以下に本発明について有利な実施例を参照しながら図面との関連で説明する。
以下に図1〜図3を参照しながら本発明の第1の実施例による磁極ハウジング1について説明する。
図1〜図3に示されているように、ハウジングは、実質的に円筒形のハウジングベースボディ2から成っている。ハウジングベースボディ2にはインテグラルに、電気機械の、図示されていないロータ軸を支承するための軸受領域4が形成されている。その際、軸受領域4とハウジングベースボディ2との間には複数の段付け部が形成されている。段付け部は電気機械の内外の状況に応じて形成される。さらにハウジングベースボディには、磁気的な接続のための領域3が形成されている。十分な磁気的な接続を保証すると共に、その際の磁気的な損失を最小化するもしくは発生しないようにするために、磁気的な接続のための領域3は所定の厚さを有していなければならない。特に図3から見て取れるように、磁気的な接続のための領域は、ハウジングベースボディ3の一方の端部区分を180°折り曲げることにより形成されている。領域3はその際外側に折り曲げられているもしくは折り返されている。その際、磁気的な接続のための領域3とハウジングベースボディ2との間にギャップは存在しない。その結果、領域3は密接にハウジングベースボディ2に当て付けられている。さらに図3から見て取れるように、少なくとも1つの磁石エレメント5がハウジングベースボディ2の内周面に、磁気的な接続のための領域3が形成されている位置で配置されている。その際、磁極ハウジング1は磁石エレメントの領域で、ハウジングベースボディのその他の領域よりも大きな厚さを提供する。その結果、磁気的な接続は損失なしに保証されることができる。
図3から明らかであるように、その際磁極ハウジング1のために、僅かな肉厚を有する出発材料が使用されることができる。それというのも磁気的な接続のための領域3が折り曲げにより製作され、それによりこの領域に出発材料の2倍の肉厚が存在するからである。背景技術に比して、それにより材料も構成スペースも節減されることができる。磁極ハウジング1はその際平らな金属薄板片から、絞り加工と、引き続いてのまたは同時の折り曲げもしくは折り返しとにより製作されることができる。磁極ハウジング1の最終状態で、その際肉厚は1.8mm〜2mmである。その結果、接続領域3には3.6mm〜4mmの肉厚が存在する。それにより、磁石のための接続領域は磁極ハウジングの2層の区分により提供され、特に簡単かつ安価に絞り加工および変形加工、特に折り曲げにより製作されることができる。軸受座4の領域およびその他のハウジングベースボディ領域はその際、必要な強度要件を満たし、それにもかかわらずかなりの重量節減および材料節減を可能にする出発金属薄板厚さで製作されている。
以下に図4を参照しながら第2の実施例による磁極ハウジング1について説明する。第2の実施例はその際実質的に第1の実施例に相当する。ただし、構成スペースを減じるために磁極ハウジング1に2つの扁平化された領域6が形成されている。扁平化された領域6は磁極ハウジングに、互いに対向して配置されている。磁石エレメント5はその際磁極ハウジングの内部に、互いに対向する位置で配置されている。その際、扁平化された領域6は磁石エレメント5の位置の間に配置されている。その他の点ではこの実施例は第1の実施例に相当する。そのため第1の実施例で述べた説明を参照されたい。
以下に図5を参照しながら本発明の第3の実施例による磁極ハウジング1について説明する。その際、先行の実施例と同じもしくは機能的に同じ部分にはやはり同じ符号を付した。
第3の実施例は実質的に第2の実施例に相当し、やはり扁平化された領域6を有している。第2の実施例とは異なり、第3の実施例ではただし付加的な切欠き7が、磁気的な接続のための領域3に形成されている。切欠き7はその際磁石エレメント5の中央の区分に、すなわち磁石エレメント5の中立的な領域を取り巻くように形成されている。それにより、磁石エレメント5毎に、磁石エレメント5の一方の端部に磁気的な接続のための第1の領域3aが、磁石エレメント5の周方向で見て他方の端部に磁気的な接続のための第2の領域3bが得られる。切欠き7を設けたことにより、それにより磁気的な接続の悪化なしに、さらなる重量軽減および材料節減が得られる。
図6には、本発明の第4の実施例による磁極ハウジング1が示されている。第4の実施例は実質的に、図5に示した実施例に相当する。第3の実施例とは異なり、第4の実施例では付加的にさらに少なくとも1つの固定エレメント8が設けられている。より正確に言えば、その都度180°の分だけ互いに対向して配置されている2つの固定エレメント8が設けられている。固定エレメント8はその際、貫通開口を備えた張り出した領域として形成されており、実質的に磁極ハウジングのハウジングベースボディ2に対して垂直に外側に張り出している。その際、固定エレメント8は、切欠きが磁気的な接続のための第1の領域3aと第2の領域3bとの間に配置されている領域に形成されている。それにより、この実施形態は付加的にさらに、電気機械の簡単な固定のための組み込まれた固定エレメントを有している。
図7には、本発明の第5の実施例による磁極ハウジング1が示されている。この実施例では、磁極ハウジング1のポット状の端部領域に、軸受領域4に隣接して、複数の貫通開口9a,9b,9c,9dが形成されている。この貫通開口により、電気機械の冷却の改善が可能である。電気機械が例えば車両の空調装置に設けられたブロワのための電気的な駆動装置として使用される場合、冷却の改善は貫通開口9a,9b,9c,9dを通した通流に基づいて得られる。さらに貫通開口により、電気的な駆動装置の連続運転に関する利点が得られる。
図8には、本発明の第6の実施例による磁極ハウジング1が示されている。先行の実施例とは異なり、図8に示した磁極ハウジング1はもはや実質的にポット状ではなく、実質的に円筒形/管形に形成されている。磁気的な接続のための領域3はその際、2つの折り曲げられた領域10,11により形成されている。両折り曲げられた領域10,11はその際、それぞれハウジングベースボディ2の、軸方向で位置する端部を外側に折り曲げることにより形成されている(図8参照)。それにより磁気的な接続領域3が提供される。図8から見て取れるように、ここでは折り曲げられた領域10が軸方向で、折り曲げられた領域11よりも若干長い。それにより、折り曲げられた領域10にはなお問題なく固定エレメント8が配置されることができる。固定エレメント8は領域10の小さな区分の折り曲げにより製作される。固定エレメント8にはその際、固定手段、例えばねじを受容するためのU字形の切欠きが形成されている。先行の実施例と同様に、折り曲げられた領域10,11はやはりギャップなしにハウジングベースボディ2に対して180゜折り曲げられている。その結果、磁気的な接続のための損失は発生しない。電気機械のロータ軸は例えば、磁極ハウジングに固定された1つまたは2つの軸受枠により支承されることができる。
両領域10,11はその際、互いに向き合って方向付けられた端面にできるだけ小さなギャップ12が形成されるにすぎないように折り曲げられる。ギャップ12を最小化するもしくは完全に除去するために、磁極ハウジング1は軸方向で圧縮されることもできる。もちろん、磁極ハウジングの一方の端部だけが折り返されることもできる。その際、そうすると折り返し長さは完成した磁極ハウジングのハウジング長さに相当する。
図9および図10には、本発明の2つの別の有利な実施例が示されている。先行の実施例とは異なり、これらの両実施例ではただし磁気的な接続のための領域3がもはやハウジングベースボディの端部区分の折り曲げにより製作されておらず、ハウジングベースボディ2の中央の区分の折り曲げにより製作されている。図9に見て取れるように、この実施例ではハウジングベースボディの中央の区分がまず180゜外側に曲げられ、引き続いて再度180゜逆方向に曲げられている。その結果、磁気的な接続のための3層の領域3が生じる。3層の領域3はその際個々の層3a,3b,3cを有している。折り曲げはその際それぞれ実質的に領域3の軸方向の全長にわたって実施される(図9参照)。図10に示した実施例ではやはり磁気的な接続のための3層の領域3が形成されている。この領域はただしハウジングベースボディの中央の区分の2回の折り曲げにより得られ、その際、領域3は個々の層3a,3b,3c,3d,3eから成る。ここでは層3a,3bおよび層3d,3eは、磁気的な接続のための領域3の軸方向長さの半分にほぼ相当する軸方向の長さを有している(図10参照)。図9および図10に示した実施例では、ハウジングベースボディの厚さは1.2mm〜1.35mmである。その結果、領域3における厚さはその出発厚さの約3倍である。
図11には、本発明による磁極ハウジング1の別の実施例が示されている。図11に示した実施例はその際実質的に第1の実施例に相当する。その際、第1の実施例とは異なり、磁気的な接続のための領域3は内側に折り曲げられている。それにより、磁気的な接続のための領域はハウジングベースボディ2の内周面にギャップなしに当て付けられている(図11参照)。さらに、領域3の、軸方向X−Xでの長さは、磁石長さに合わせて最適化されているように選択されている。その結果、磁束の最適な接続が提供されている(図11参照)。それにより、特に磁石エレメントの中立的な領域に設けられた、領域3の切欠きとの関連で、最適化された材料使用が保証されることができる。
磁気的な接続のための、実施例に示した領域3が、説明したように、切欠き7の有無、固定エレメント8の有無もしくは貫通開口9a,9b,9c,9dの有無に関して任意に組み合わされることができることを指摘しておく。さらに、ハウジングベースボディ2の複数回の折り曲げと、領域3の複数の層からの製作とにより、その都度ハウジングベースボディ2の肉厚が減じられることができる。それというのも、複数回の折り曲げにより、磁気的な接続のために必要な厚さが達成されるからである。ハウジングベースボディの肉厚の下限はその際磁極ハウジングの強度要件にある。
本発明による磁極ハウジングは特に有利には、車両内で電気的な補助装置および/または快適装置を駆動するために使用される電気的な駆動装置で使用される。
磁極ハウジングを製作する本発明による方法は一般に、円筒形のハウジングベースボディ2の製作のステップと、磁気的な接続のための2層または多層の領域3を提供するための、ハウジングベースボディ2の区分の変形加工のステップとを有している。磁極ハウジングが、インテグラルに形成された軸受領域4も有しているべきならば、その際折り曲げのステップは、軸受領域を製作する絞り加工ステップと同時にまたは絞り加工ステップの後に実施されることができる。ハウジングベースボディはその際、例えばハウジングベースボディの端部区分が完全に内側にまたは外側に折り返されるか、または磁気的な接続領域3を、磁気的な接続領域3の間に位置する切欠き7を備えて形成するために、ハウジングベースボディに切欠きが例えば打抜きにより提供され、引き続いてハウジングベースボディの相応の区分が折り曲げられるようにして加工されることができる。
1 磁極ハウジング
2 ハウジングベースボディ
3 磁気的な接続のための領域
3a,3b,3c,3d 層
4 軸受領域
5 磁石エレメント
6 扁平化された領域
7 切欠き
8 固定エレメント
9a,9b,9c,9d 貫通開口
10,11 折り曲げられた領域
12 ギャップ
2 ハウジングベースボディ
3 磁気的な接続のための領域
3a,3b,3c,3d 層
4 軸受領域
5 磁石エレメント
6 扁平化された領域
7 切欠き
8 固定エレメント
9a,9b,9c,9d 貫通開口
10,11 折り曲げられた領域
12 ギャップ
Claims (19)
- 電気機械のための磁極ハウジングにおいて、ハウジングベースボディ(2)と、磁気的な接続のための領域(3)とが設けられており、磁気的な接続のための領域(3)がハウジングベースボディ(2)と一体的に形成されており、ハウジングベースボディ(2)の領域の変形加工により形成されていることを特徴とする、電気機械のための磁極ハウジング。
- 磁気的な接続のための領域(3)がギャップなしにハウジングベースボディ(2)に当て付けられている、請求項1記載の磁極ハウジング。
- 磁気的な接続のための領域(3)が、ハウジングベースボディ(2)の領域を外側に折り曲げることにより形成されている、請求項1または2記載の磁極ハウジング。
- 磁気的な接続のための領域(3)が、ハウジングベースボディ(2)の領域を内側に折り曲げることにより形成されている、請求項1または2記載の磁極ハウジング。
- 磁気的な接続のための領域(3)が、複数の折り曲げられた領域(3a,3b;3a,3b,3c,3d,3e;10,11)から形成されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の磁極ハウジング。
- ハウジングベースボディ(2)に、電気機械のロータを支承するための軸受領域(4)がインテグラルに形成されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の磁極ハウジング。
- 磁気的な接続のための領域(3)が軸方向で、ハウジングベースボディ(2)の軸方向の長さよりも短く形成されている、請求項1から6までのいずれか1項記載の磁極ハウジング。
- 磁気的な接続のための領域(3)が軸方向で、磁極ハウジングに配置された磁石エレメント(5)の幅よりも若干大きな長さを有している、請求項7記載の磁極ハウジング。
- 磁気的な接続のための領域(3)が磁石エレメント(5)の中央の領域の位置に切欠き(7)を有している、請求項1から8までのいずれか1項記載の磁極ハウジング。
- 磁気的な接続のための領域(3)が、ハウジングベースボディ(2)の、折り曲げられた軸方向の端部区分により形成されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の磁極ハウジング。
- 磁気的な接続のための領域が、ハウジングベースボディ(2)の、折り曲げられた中央の区分により形成されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の磁極ハウジング。
- ハウジングベースボディ(2)に固定エレメント(8)がインテグラルに形成されている、請求項1から11までのいずれか1項記載の磁極ハウジング。
- 固定エレメント(8)が、ハウジングベースボディの、折り曲げられた別の領域により形成されている、請求項12記載の磁極ハウジング。
- 固定エレメント(8)が、磁気的な接続のための領域(3)の切欠き(7)内に配置されている、請求項12または13記載の磁極ハウジング。
- 扁平化された領域(6)が磁極ハウジングの外周面に設けられている、請求項1から14までのいずれか1項記載の磁極ハウジング。
- ハウジングベースボディが実質的に円筒形に形成されており、磁気的な接続のための領域(3)が、ハウジングベースボディ(2)の、軸方向で位置する片側または両側の端部領域の折り曲げにより形成されている、請求項1から15までのいずれか1項記載の磁極ハウジング。
- ハウジングベースボディ(2)に貫通開口(9a,9b,9c,9d)が形成されている、請求項1から16までのいずれか1項記載の磁極ハウジング。
- 電気機械、特に電気的な駆動装置において、請求項1から17までのいずれか1項記載の磁極ハウジングが設けられていることを特徴とする、電気機械、特に電気的な駆動装置。
- ハウジングベースボディ(2)を備えた磁極ハウジング(1)を製作する方法において、磁石エレメント(5)の磁気的な接続のための、磁極ハウジングにインテグラルに形成される領域(3)を、ハウジングベースボディ(2)の区分の少なくとも1回の変形加工ステップにより製作することを特徴とする、磁極ハウジングを製作する方法。
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