JP2013513347A - 干渉放射が低減された電子整流式の電動機 - Google Patents

Abstract

本発明は、電動機（１）のためのステータ装置（７）、とりわけ回転式クローポールモータのためのステータ装置（７）において、
・周方向に延在する巻線チャネルを備えた導電性のステータ（８，９）と、
・前記巻線チャネルに延在するステータ巻線（６）と、
・前記ステータ巻線（６）と電気的にコンタクトするための１つまたは複数の給電線（５）と、
・前記給電線（５）と前記ステータとを電気的に接続するコンタクトエレメント（１３）とを含むことを特徴とするステータ装置に関する。

Description

本発明は、例えばクローポールモータのような、とりわけ電子整流式の電動機に関する。

電動機、とりわけクローポールモータは従来技術から公知である。クローポールモータは少ない回転数が必要とされる場で使用される。クローポールモータは例えばウォーターポンプ等のために使用される。

クローポールモータは、周方向に延在する（巻回された）２つのステータコイルを有し、これらのステータコイルはクロー装置を取り囲んでいる。クロー装置は電動機のステータであり、軸方向に配向された複数のステータ歯を含む。これらのステータ歯によって交番磁界を生じさせることができる。クロー装置は基本的に２つの部材から構成され、すなわち磁性材料からなる２つの部分装置によって構成されている。各部分装置はそれぞれ１つのリングを有し、このリングから軸方向に（すなわちリング面に対して垂直に）ステータ歯が突出している。さらに各部分装置はそれぞれ、ステータ歯の端部にて片側に放射状に外側へ伸長する部分を有する。

これらの部分装置は互いに相補的に構成されており、これらの部分装置の放射方向に外側にある端部は、組み立てられた状態においてプレートリングを介して互いに接続されており、このようにして部分装置と部分装置との間で磁気ヨークが形成される。クロー装置はトーラス形のステータを形成しており、トーラスの内部にはステータコイルが配置されている。部分装置の複数のクローは、組み立てられた状態で互いに噛み合っており、クローとクローは互いにふれあうことなく等間隔を有している。ステータコイルの通電に応じて、隣り合うクローとクローが１つのＳ極と１つのＮ極ないしその逆を形成する。

クローポールモータのクロー装置によって取り囲まれた領域には、基本的にロータの形態の回転子が存在し、ロータには通常永久磁石が設けられているか、またはフェライト材料から形成されている。ステータコイルに交番的に通電することによって隣り合うステータ歯の極性が変化し、これによってロータに対して力が作用しロータが駆動される。

このような電動機に電気的な変化量を供給することによって電磁干渉（ＥＭＩ）が生じる。このような電磁干渉、とりわけ導体からの電磁放射、ならびにケーブルに関連する干渉は、磁気渦流によってＥＭＩ放射へと励起される電動機内の電気素子ならびに金属構成部材によって引き起こされる。通常、例えばコンデンサおよびチョークコイルのような電気素子を駆動回路ないし電動機に組み込むことによってこのような放射が低減される。しかしながらこれは高コストであり、システム全体がよりエラーし易くなってしまう。

したがって本発明の課題は、ＥＭＩ放射が低減されている電子整流式の電動機を提供することである。

この課題は、請求項１に記載のステータ装置ならびに従属請求項に記載の電動機によって解決される。

従属請求項にさらなる有利な実施形態が記載されている。

本発明によれば、電子整流式の電動機のためのステータ装置、とりわけ回転式クローポールモータのためのステータ装置が設けられている。このステータ装置は、
・周方向に延在する巻線チャネルを備えた導電性のステータと、
・前記巻線チャネルに延在するステータ巻線と、
・前記ステータ巻線と電気的にコンタクトするための１つまたは複数の給電線と、
・前記給電線と前記ステータとを電気的に接続するコンタクトエレメント
とを含むことを特徴としている。

本発明は、導電性のステータに、とりわけステータ装置が設けられたコンポーネントに、ステータ巻線を駆動するために使用される給電線の１つを接続することによって、電子整流式の電動機のＥＭＩ放射を低減すべきであるという着想に基づく。これによってとりわけロータの動きによって誘導的に形成されるステータ内の渦流を格段に低減することができる。

さらにステータは、電動機の軸方向に伸長するステータ歯を有することができる。

さらにコンタクトエレメントは、ステータおよび／または給電線にコンタクト力を及ぼすために、圧力がかけられた状態で配置されているコンタクトプレートを有することができる。

コンタクトエレメントは、ステータおよび／または給電線とリベット留めされているか、接着されているか、はんだ付けされているか、または溶接されている導体を有することができる。

本発明によれば、上記したステータ装置を備える電動機が設けられている。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいてより詳細に説明する。

図１は、クローポールモータの部分図である。 図２は、図１のクローポールモータの分解図である。 図３は、図１のクローポールモータのステータの部分図である。 図４は、給電線とステータ装置との間に電気的接続を形成するためのコンタクトエレメントを示す図である。

図１は、ケーシング２内に配置されているクローポールモータ１の斜視図である。ケーシング２には制御ユニット３が配置されており、制御ユニット３には差込接続部４を介して電力が供給される。制御ユニット３はクローポールモータ１を電気的に制御するための電気的な制御量を生成する。このためにクローポールモータ１の制御ユニット３とステータコイル６との間には給電線５が設けられている。

給電線５は、電気的な制御量を伝達するための、制御ユニット３とステータコイル６との間の接続線である。接続線は例えば打ち抜きプレート等として形成することができる。

ケーシング２にはリング形ないしトーラス形のステータ装置７が設けられている。ステータ装置７は図２および図３でより詳細に図示している。ステータ装置７は第１クローエレメント８と第２クローエレメント９とを有する。これらのクローエレメントはそれぞれリング形の部分を有しており、これらのリング形の部分は、軸方向にトーラス形のステータボディの互いに対向する側方の境界を画定している。

各クローエレメント８，９のリング形の部分はそれぞれ複数のクロー１０を有する。各クロー１０はそれぞれ外側に向かって先細りになっている形状を有しており、リング形の部分のうち放射方向に内側に存在する縁部に間を置いて配置されている。各クロー１０はそれぞれ軸方向に伸長している。クロー１０はステータ歯を形成している。クロー１０は、２つのクローエレメント８，９において、クローエレメント８，９が組み立てられた状態でも互いに接触することなく互いに噛み合うように配置されている。これによって隣り合うクローとクローの間には空隙１２が残る。つまり周方向に互いに隣り合うクローとクロー１０は直接コンタクトされていないのである。

磁性ヨークを保証するために、クローエレメント８，９は有利には円筒形のヨークリング１１を介して、放射方向に外側に存在する縁部によって互いに接続されている。したがってクロー１０とクローエレメント８，９のリング形の部分とヨークリング１１との間には、２つのステータコイル６のためのチャネルが形成される。

ステータコイル６はこのチャネルにて周方向に巻回されており、したがってステータ７の内側に配置可能なロータ（図示しない）を同心に取り囲んでいる。これら２つのステータコイル６は交番的にそれぞれ一方向にのみ通電され、これら２つのステータコイル６での通電方向は逆向きになっている。換言すると、制御ユニット３はステータコイル６を周期的に制御して、第１期間中は第１のステータコイル６に制御量が通電されるようにしており、こうして隣り合うクローとクロー１０の間の磁界が形成される。第２期間中は、第２のステータコイル６に制御量が通電され、この際第２ステータコイル６には、ステータ装置７の周方向に対して逆の方向に電流が流れる。目下通電されるステータコイル６の選択に応じて、クローとクロー１０の間の空隙１２の周囲には所定の方向の磁界が発生し、この磁界がロータと協働してロータが駆動される。このためにロータは永久磁石を有するか、またはフェライト材料、とりわけプラストフェライト材料から製造することができる。

クローエレメント８，９ならびにヨークリング１１は、金属材料、とりわけ金属プレートから形成されており、したがって導電性である。金属プレートにはステータコイル６によって発生した磁界に基づいて渦流が生じる可能性があり、これによりステータのＥＭＩ干渉放射が生じ得る。この理由から、ステータコイル６を取り囲むステータ装置７を給電線５の１つと電気的に接続することが提案されている。このために給電線５をステータ装置７に電気的に接続する導電性のコンタクトエレメント１３が設けられている。

１つの実施形態によれば、コンタクトエレメント１３は、図４に図示するように導電性のコンタクトプレートとして形成することができる。コンタクトプレートは第１脚部１４を有することができ、該第１脚部１４はケーシング２の内壁と、ケーシング２内に収容されたステータ装置７、とりわけステータ装置７のヨークリング１１のとの間に配置することができる。第１脚部要素１４は例えば変形部１５を有することができ、該変形部１５は、取り付けられた状態において、ケーシング２の内壁とヨークリング１１との間で力が加えられた状態で配置されている。これによってケーシング２とヨークリング１１との間に弾性力が作用し、これによってステータ装置７はコンタクトエレメント１３を介して弾性にコンタクトされる。

とりわけ変形部１５はＶ字形に形成することができ、第１脚部１４はヨークリング１１と電気的にコンタクトするために、Ｖ字形の変形部１５の頂点がヨークリング１１を押圧するようにして力を加えられた状態で配置されている。択一的に、Ｖ字形の変形部１５の頂点がケーシング２を押圧するようにすることもできる。

ケーシング２は有利には導電性には構成されておらず、したがってクローポールモータの外部周囲を制御量から絶縁させることができる。

コンタクトエレメント１３はさらに第２脚部１６を有している。第２脚部１６は、取り付けられた状態において給電線５を弾性に押圧している。このために上述の給電線５は、ステータ装置７の軸方向の端部に配置されており、脚部１４と脚部１６は鈍角か、直角か、または鋭角をなしている。コンタクトエレメント１３は保持部１７を介して固定されている。保持部１７は、コンタクトエレメント１３を確実にケーシング２に固定し、かつ、第２脚部１６のための押圧力を保証するために、２つのクローエレメント８，９のうちの１つのリング形の部分の１つと、当該リング形の部分に対向している対応するケーシング部分との間に配置されている。

給電線５とステータ装置７との間のコンタクトはさらに、はんだ付けないし溶接されたワイヤ接続により、対応する給電線５およびステータ７と接着された導電性フィルムを介して、すなわち給電線５とステータ装置７との間に設けられる導電性のラッカー等を介して形成することができる。

コンタクトエレメント１３は、例えばリベット留め、溶接、またははんだ付け等の適当な接続によってステータ装置７と接続することができる。

ステータ装置と給電線５の１つとの間の電気的接続は、ステータ装置７に電気的な変化量が印加されているにも拘わらず、クローポールモータの電磁干渉放射を格段に低減している。

Claims (5)

1. 電動機（１）のためのステータ装置（７）、とりわけ回転式クローポールモータのためのステータ装置（７）において、
   ・周方向に延在する巻線チャネルを備えた導電性のステータ（８，９）と、
   ・前記巻線チャネルに延在するステータ巻線（６）と、
   ・前記ステータ巻線（６）と電気的にコンタクトするための１つまたは複数の給電線（５）と、
   ・前記給電線（５）と前記ステータとを電気的に接続するコンタクトエレメント（１３）と
   を含むことを特徴とするステータ装置（７）。
2. 前記ステータ（８，９）は、前記電動機（１）の軸方向に伸長するステータ歯（１０）を有する、
   ことを特徴とする請求項１記載のステータ装置（７）。
3. 前記コンタクトエレメント（１３）は、前記ステータ（８，９）および／または前記給電線（５）にコンタクト力を及ぼすために、圧力がかけられた状態で配置されているコンタクトプレートを有する、
   ことを特徴とする請求項１または２記載のステータ装置（７）。
4. 前記コンタクトエレメント（１３）は、前記ステータ（８，９）および／または前記給電線（５）とリベット留めされているか、接着されているか、はんだ付けされているか、または溶接されている導体を有する、
   ことを特徴とする請求項１または２記載のステータ装置（７）。
5. 請求項１から４のいずれか一項記載のステータ装置（７）を備える電動機（１）。

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