JP3821851B2 - 特に電気機械の界磁極と磁極ケーシングとの間に接合継手を製作する方法並びに該方法によって製作された電気機械 - Google Patents

Description

技術分野：
本発明は、請求項１に発明の上位概念として規定した形式の、特に電気機械の界磁極と磁極ケーシングとの間の接合継手を製作する方法並びに該方法によって製作された電気機械に関する。
背景技術：
界磁を有する電気機械において、界磁巻線を支持する界磁極を、実質的に円筒形に形成された磁極ケーシングの内面に固定することは公知である。界磁極は周知のように例えばねじ継手、溶接継手又は接着継手によって磁極ケーシングに固定することができる。更にまたフランス国特許出願公開第２４８８７４９号明細書に基づいて公知になっている方法では、界磁極は磁極ケーシングに摩擦接続式の接合継手によって固定されており、その場合、界磁極の円錐形の凹設部内に磁極ケーシングの母材が圧入されている。その場合の欠点は、精密工具によって著しく高い経費をかけてしか円錐形の凹設部を製作できないことである。界磁極の、基底へ向かって拡張する円錐形の凹設部内へ磁極ケーシングの母材を確実かつ均等に圧入するためには、凹設部に対する接合工具の高精度の、ひいてはコスト高の調整が必要になる。
発明の利点：
前記公知先行技術に対比して本発明の方法では、請求項１の特徴部に記載した手段によって、界磁極と磁極ケーシングとの間に形状嵌合式−摩擦接続式の接合継手を簡単に形成することが可能であり、しかも界磁極と磁極ケーシングとの間の二次的エアギャップが最小限度に制限される。接合工具によって、磁極ケーシングの母材及びその都度対応する界磁極の母材を、少なくとも１つの接合部位で界磁極の対応する凹設部内へ焦点状に押し込めることによって、界磁極と磁極ケーシングとの間に摩擦接続式結合が簡単な操作工程で得られるばかりでなく、この操作工程は、単純な構造の接合工具によって実施することができる。長期にわたって界磁極が磁極ケーシングに大面積で接触することを保証する高い接合力が発生される。高い接合力の導入によって、界磁極と磁極ケーシングとの間のギャップは、技術的に可能な最小限度に制限される。界磁極の対応する切欠部内への磁極ケーシング母材の単なる焦点状の押込みは、界磁極の母材損失を極く僅かにすることを保証するので、該界磁極の電磁的特性に及ぼされる被害は実質的に排除される。
本発明の有利な構成は、請求項２以降に記載した手段から明らかである。
【図面の簡単な説明】
図１は接合前の状態で示した界磁極と磁極ケーシングとの間の結合部位の概略的な断面図である。
図２は接合後の状態で示した図１の接合部位の概略的な断面図である。
図３は本発明による結合部位のマイクログラフ状の模式図である。
図４は接合後の状態で示した別の実施例による結合部位の概略的な断面図である。
図５は接合前の状態で示した図４の結合部位の概略的な断面図である。
図６は接合後の状態で示した更に別の実施例による結合部位の概略的な断面図である。
図７は別の実施例による界磁極の断面図である。
発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
図１の断面図では、全体的な図示を省いた電気機械の磁極ケーシング１０及び界磁極１２が部分的に図示されている。電気機械は概して４個又は６個の界磁極１２を有し、該界磁極は、円筒形に形成された磁極ケーシング１０の内周面にわたって配置されている。１個の界磁極１２の部分図に基づいて、磁極ケーシング１０と界磁極１２との間の接合継手の製作法を以下に説明するものとする。この製作に当たって複数個の界磁極１２は、接合装置の構成部材である１本のマンドレル１４の全周にわたって配分されている。界磁極１２は、図示を省いた界磁巻線を前以て備えており、かつ適当な形式で該マンドレル１４の外周にロックされている。ところでマンドレル１４は界磁極１２と共に磁極ケーシング１０内へ移動される。この場合、界磁極１２を装備したマンドレル１４を磁極ケーシング１０に対して相対移動させることも、かつ／又は磁極ケーシング１０を固定的に位置決めされた界磁極１２に対して相対移動することも可能である。また接合装置は工具ホルダ１６を備え、該工具ホルダは、接合工具２０を案内するために少なくとも１つの工具ガイド１８を有している。前記接合工具２０は適当な装置、例えば油圧装置又は空圧装置を介して接合力Ｆでもって負荷可能である。
磁極ケーシング１０の位置決め及び／又は界磁極１２を装備したマンドレル１４の位置決めは、界磁極１２内に予め形成された切欠部２２を各接合工具２０に対応配設するように行われる。有利な１実施例では前記接合工具２０は円形プランジャであり、従って該円形プランジャに対して、１つの合致した孔２４（＝切欠部２２）が対応配設されることになる。孔２４はこの場合、図１に図示したように貫通孔として、また別の実施例では止り穴として形成することができる。更に又、図示を省いた実施例では、接合工具２０と切欠部２２との互いに対応した輪郭は、円形とは異なった形状を有することもできる。要するに例えば楕円形横断面又は角形横断面も可能である。更には又、各界磁極１２ごとに複数の切欠部２２を設けておくことも可能であり、この場合、複数の切欠部は例えば軸方向で相互間隔をおいて配置されている。このような実施形態の場合は接合装置は相当数の接合工具２０を備えている。
前記接合工具２０は２段に形成されており、すなわち接合工具は小径区分２６と、これに続く大径区分２８とを有している。接合工具２０の小径区分２６と大径区分２８とはリング段３０を介して互いに移行している。該リング段３０は図示の実施例では、接合力Ｆの作用方向に対して直角に配置されている。しかし図示は省いたが別の実施例ではリング段３０は円錐形状を有することもできる。
界磁極１２又は磁極ケーシング１０を位置決めした後、接合工具２０は接合力Ｆで負荷される。この負荷によって磁極ケーシング１０は界磁極１２に向かって押圧される。接合力Ｆに対する対応受け、つまりアンビルとしてマンドレル１４が使用される。製作法上の第１操作段階で接合工具２０はその小径区分２６でもって磁極ケーシング１０に接触し、その際、小径区分２６の設計値に相応して磁極ケーシング１０の特定量の母材を、接合工具２０に対向して位置する切欠部２２内へ押し込める。接合力Ｆを維持することによってリング段３０は磁極ケーシング１０と接触するに至り、その結果、今度は大径区分２８を介して接合力Ｆが磁極ケーシング１０内へ導入される。従ってリング段３０の寸法に相応して、付加的な面圧が磁極ケーシング１０に対して発生するので、切欠部２２の上縁３２が接合力Ｆの作用を受けて切欠部２４内へ押し入る。切欠部２２内への前記上縁３２の押し入りによって、図２に示したように、先に接合工具２０の小径区分２６を介して押し込められた母材がアンダーカットされてリベット３４を形成する。図２に示した製作済みの接合継手に基づいて明らかなように、界磁極１２の母材から成る上縁３２のアンダーカット部３３によって、磁極ケーシング１０の母材から押し込み成形されたリベット３４は固定的に緊締される。本発明の接合中に発生する高い力によって界磁極１２は磁極ケーシング１０の方に向かって押し退けられるので、界磁極１２と磁極ケーシング１０との間に残留するギャップ３５は、技術的な最小限度に制限されている。
界磁極１２と磁極ケーシング１０との間の形状嵌合式−摩擦接続式の結合作用は、接合装置から取外した後も永続的に維持される。切欠部２２及び接合工具２０を例えば円形に形成することによってリベット３４は、上縁３２に沿った１本の円周線上で絞窄され、つまりアンダーカットされる。従って、電気機械の特定の使用中に界磁極の軸方向で作用する力も確実に吸収され、弛み、及びこれに伴うギャップ３５の拡張化が惹起されることはない。界磁極１２と磁極ケーシング１０との間の継手部位の選定数に応じて、確実にして固定的な結合作用を永続的に保証することが可能である。
図３に示した磁極ケーシング１０と界磁極１２との間の継手部位のマイクログラフ状の模式図から明らかなように、磁極ケーシング１０の母材から切欠部２２内へ押し込み成形されたリベット３４には、界磁極１２の上縁３２がアンダーカット状に係合している。
図４及び図５には、界磁極１２と磁極ケーシング１０との間の接合継手を製作するための別の変化実施例が図示されている。図１と同一の構成部分には、同一符号が付されており、かつその重複説明は省いた。接合装置の詳細な図示は概観的な理由から省略した。図５に基づいて明らかなように、切欠部２２は止り穴３６として形成することができる。該止り穴３６は所謂カップ深絞りによって界磁極１２内に形成されるので極めて有利であり、このカップ深絞り時に同時に上縁３２は、切欠部２２をめぐるリングビード３８として張出される。
図４に示した磁極ケーシング１０と界磁極１２との間の接合継手から判るように、接合時に（この場合接合は単段形の型打ちプランジャ２０ａによって行うことができる）接合力Ｆによってリングビード３８は切欠部２２内へ押し込まれるので、接合工具によって切欠部２２内へ押し込み成形されたリベット３４は、界磁極１２の上縁３２によって同じく絞窄つまりアンダーカットされる。従って前記と同様に界磁極１２と磁極ケーシング１０との間を形状嵌合式−摩擦接続式に永続的に結合することが可能である。リベット３４はアンダーカット部３３によって固定的に緊締され、この緊締時に磁極ケーシング１０と界磁極１２との間には、やはり引張り力が形成されるので、ギャップ３５は最小限度に制限されている。これによって二次的なエアギャップの発生は回避される。
図６の断面図では、別の接合継手が概略的に図示されている。同一の構成部分は矢張り同一符号で示し、かつその重複説明は省いた。図６に示した実施例では、界磁極１２の切欠部２２は図１と同様に貫通孔として形成されている。図１乃至図３について説明した接合工程中、接合力Ｆの作用時には切欠部２２内に対抗プランジャ４０が保持され、該対抗プランジャは、磁極ケーシング１０寄り端部に、円錐形の斜め面取り部４２を有している。これによって接合動作中、リベット３４を形成しつつ切欠部２２内へ押し込められる磁極ケーシング１０の母材は、対抗プランジャ４０の斜め面取り部４２の円錐面に沿って流れて側方へ押し退けられる。その結果やはり、界磁極１２と磁極ケーシング１０との間に確実な形状嵌合式−摩擦接続式の結合を保証するアンダーカット部３３が形成されることになる。
図７には、界磁極１２の切欠部２２の別の変化実施形態が図示されている。図７の断面図では明確を期すために界磁極１２だけが示されている。切欠部２２は段付き孔４４として形成されており、該段付き孔は、磁極ケーシング１０寄りの側で段部４６を経て小径区分へ移行している。これによって、リベット３４を形成しつつ押し退けられる磁極ケーシング１０の母材は、図７では図示を省いた対抗プランジャの上面に沿って流れて段部４６の下へ押し退けられるので、この場合もアンダーカット部３３が生じる。
全体的に見て明らかなように、全ての実施例に共通している点は、簡単に実施できる所謂型打ち式リベット締結作用もしくは押抜き式リベット締結作用によって、界磁極１２と磁極ケーシング１０との間に単純にして永続的な接合継手を製作でき、しかも該接合継手が特にアンダーカット部３３の形式によって恒久的に形状嵌合しかつ摩擦接続することである。この場合アンダーカット部３３の形成は、切欠部２２の特定の形成によっても、かつ／又は接合工具２０の特定の形成によっても得ることができる。全ての実施例において接合継手は、型打ちプランジャとして形成された接合工具のただ１回の作業ストロークでもって、摩擦接続式にも形状嵌合式にも製作される。

Claims (11)

1. 接合工具によって接合力を接合部位に及ぼし、それによって磁極ケーシングの母材を界磁極の切欠部内へ押し込めて形状嵌合式及び摩擦接続式の継手を製作するようにした形式の、特に電気機械の界磁極と磁極ケーシングとの間に接合継手を製作する方法において、接合工具（２０）によって磁極ケーシング（１０）の母材及び各界磁極（１２）の母材を、少なくとも１つの接合部位で焦点状に前記界磁極（１２）の切欠部（２２）内へ押し込めることを特徴とする、特に電気機械の界磁極と磁極ケーシングとの間に接合継手を製作する方法。
2. 磁極ケーシング（１０）の母材を、接合工具を形成するプランジャ（２０）による押抜き式リベット締結作用によって切欠部（２２）内へ押し退ける、請求項１記載の方法。
3. 切欠部（２２）の上縁（３２）を、磁極ケーシング（１０）の押し退けられた母材内へ押し込める、請求項１又は２記載の方法。
4. ２段形の型打ちプランジャ（２０）によって押抜き式リベット締結を行う、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 切欠部（２２）の上縁（３２）を囲むリングビード（３８）を少なくとも部分的に、リベット（３４）を生ぜしめる磁極ケーシング（１０）の母材内へ押し込める、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 切欠部（２２）の製作時にリングビード（３８）を形成する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 切欠部（２２）を止り穴（３６）として形成する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 切欠部を貫通孔（２４）として形成する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
9. 接合力（Ｆ）とは逆向きの保持力を、界磁極（１２）用の組立支持体としてのマンドレル（１４）によって生ぜしめる、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. マンドレル（１４）の外周を介して保持されている電気機械所属の複数の界磁極（１２）を磁極ケーシング（１０）内へ移し換え、かつ全ての界磁極（１２）を同時に磁極ケーシング（１０）と接合する、請求項９記載の方法。
11. １個の磁極ケーシングと、該磁極ケーシング内に配置されていて、しかも請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法によって前記磁極ケーシングに固着された複数個の界磁極とを備えた電気機械において、界磁極（１２）と磁極ケーシング（１０）とが、前記界磁極（１２）の少なくとも１つの切欠部（２２）に沿って押し退けられた前記磁極ケーシング（１０）の母材（３４）及び各界磁極（１２）の母材（３２）によって摩擦接続式及び形状嵌合式に結合されていることを特徴とする、電気機械。

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