JP5971947B2

JP5971947B2 - 磁石を固定するための装置

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Publication number: JP5971947B2
Application number: JP2011532662A
Authority: JP
Inventors: バオホクリスタ; シュルツマーティン; エカートオリヴァー; グエンゴック−タッチ; ダイアンクリスティアン
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2029-10-26
Also published as: CN102265482B; DE102008043144B4; WO2010046501A3; BRPI0919872A2; WO2010046501A2; EP2364523A2; DE102008043144A1; JP2012506690A; US9124164B2; CN102265482A; US20120032548A1

Description

DE 10 2006 041 981 A1は、電気機械に関する。殊に、電気機械は自動車用の電気的に励起されるクローポール型発電機である。クローポール型発電機は回転子を有する。回転子は、軸方向に配向されており、また周方向において磁化が変化する複数の磁極と、それらの磁極間に配置されている永久磁石とを備えている。永久磁石は電力を高め、また漏れ磁束を低減するために使用される。永久磁石は、磁極溝において両側が保持されている磁化不可能な薄板によって保護されている。これらの薄板はそれぞれ少なくとも１つの付加的なロックを有しており、それらのロックを用いて薄板は軸方向において磁極に支持されている。付加的なロックは例えば、折り曲げられているか角度が付けられており、また磁極の軸方向の少なくとも１つの端部区間においてバネ弾性的に緊締されて支持されている薄板ラグとして構成されている。

DE 199 51 115 A1は同様に電気機械に関する。この電気機械は、励起系と、固定子または回転子において電気的に励起される複数の個別磁極とを備えた、自動車用の発電機である。固定子ならびに回転子は、周囲において軸方向に配向されており、また周方向において交互に変化する極性によって電磁的に励起される磁極を備えた形態を有する。漏れ磁束を低減するために、磁極間のスペースには永久磁石が設けられている。永久磁石は前述のスペースに嵌め込まれている。固定子ないし回転子における永久磁石の固定は、それぞれの永久磁石が磁気的に励起されない保持エレメントによって保持されるように行われる。この保持エレメントは両側において磁極溝に緊締されることによって接線方向および軸方向に保持され、また磁極溝は長手側において一方の磁極に挿入されており、また磁極溝は長手側において対向磁極に挿入されている。保持エレメントはベース領域を用いて、それぞれの永久磁石を回転子では固定子までの半径方向において覆うか、固定子では回転子までの半径方向において覆う。ベース領域の相互に対向する２つの端部は湾曲された舌片を有し、これらの舌片は嵌め込まれた永久磁石の軸方向の端面において緊締力を及ぼす。

電気機械、例えばDE 10 2006 041 981 A1ならびにDE 199 51 115 A1から公知であるような電気機械では、２０，０００Ｕ／ｍｉｎを上回る高い回転数においては、クローポール型発電機のクローポールが半径方向に外側に向かって曲げられることになる。この変形は、多かれ少なかれ、電気機械の回転数にその都度依存して生じる。

発明の概要
永久磁石をロックするために、クローポールの側面におけるガイド溝には、波状に成形されており、またバネ弾性に形成されている保持エレメントが挿入される。それらの保持エレメントは、組み込み公差を非常に良好に補償調整することができ、また溝の中央に位置決めされた挿入舌片によって、バネ弾性に形成されている保持エレメントが組み付けられるべき溝を自ずと発見することができ、これによって組み付けの容易さが著しく改善される。溝が軸方向に一貫して形成されている実施形態のヴァリエーションでは、バネ弾性に形成されている保持エレメントを用いることにより、組み立てられた回転子に永久磁石を挿入することができる。溝が一貫して形成されていない場合には、クローポールの両側の側縁に軸方向のストッパが規定される。この場合には、クローポールの爪の先端付近における小型の結合舌片を有する、対になった構造様式を実施することができる。

磁石は、波状に成形されており、またバネ弾性に形成されている保持エレメントによって軸方向および半径方向に固定され、位置決めされる。バネ弾性に形成されている保持エレメントは有利には、波状のパターンを有し、且つ、横断方向に延びる平行な複数の波部を有する保持エレメントである。この実施形態は、高速回転時に生じる非常に大きい遠心力から磁石を保護するものとして、壁厚が薄いにもかかわらずたわみに対する非常に良好な剛性を提供する。波状に成形されており、またバネ弾性に形成されている保持エレメントを形成する壁厚が薄いことによって、固有の負荷は非常に小さい。バネ弾性特性、すなわちバネ弾性に形成されている保持エレメントの弾性は正確な位置決めおよび固定を実現する。非磁気的なバネ材料から成る、相応に成形されたバネ弾性に形成されている保持エレメントは電磁的な短絡を阻止する。本発明により提案される電気機械は、磁石とクローポールの側縁との間の比較的小さい空隙および大きい面状の覆いに基づき、電力損失は実質的に低減されている。機械的、電気的および熱的な負荷に対する電気機械のロバスト性は著しく高まっている。定義可能な位置決めによって、機械的および電磁的な不平衡は比較的小さくなり、したがって、永久磁石の軸方向、半径方向および接線方向における高い位置決め精度に基づきノイズも低減される。本発明により提案される解決手段によって、磁石を組み付け後に磁化することができる。

波状でバネ弾性に形成されている保持エレメントの形状に基づき、また保持エレメントが非電磁的な材料から製造されていることに基づき、側方において波状に形成されおり、またバネ弾性に形成されている保持エレメントによる、軸方向および半径方向のバネ弾性の位置決めおよび固定は、事前に組み付けられた状態ならびに組み込まれた状態で達成される。電力の上昇ないし損失の最小化は側方から自由にアクセス可能な大きい磁石面によって達成され、この磁石面は実質的にクローポールの側面と接触している。

第１の実施形態においては、本発明により提案される、実質的に波状に構成されており、またバネ弾性に形成されている保持エレメントを、クローポールの内側の端面を有していない直方体の磁石のために使用することができる。この磁石は半径方向において直線状の支持部を有する。この構造によって、遠心力は良好に分散され、またバネ弾性に形成されている保持エレメントに対する剛性の要求も低減される。波の数および形状を磁石の長さに応じて変更することができる。

第２の実施形態においては、保持エレメントの薄板が、長手方向に成形された、もしくはプレス加工または型押し加工された面を有し、この面は遠心力負荷が高い際の破損の危険から磁石を保護するための磁石の支持平面を提供する。

斜めに面取りされた磁石の面は、実質的にクローポールの輪郭に対応しており、また材料の節約ならびに生じる遠心力の低減に関して付加的な利点をもたらす。考えられる拡張形態においては、バネ弾性に形成されている保持エレメントは２つの磁石モジュールのためにＶ字形に実施されているか、全ての磁石を有する一貫した冠として実施されている。

成形された平行な長手方向の溝ないし長手方向エンボス加工部は、生じる非常に大きい遠心力から磁石を保護するものとして、たわみに対する非常に良好な剛性ないし相応に高いたわみ慣性トルクを提供する。

以下では、図面に基づき本発明を詳細に説明する。

電気機械、殊に発電機の断面図を示す。ロータないし回転子のクローポールの組の前面図を示す。爪状の磁極の配置構成の平面図ないし側面図を示す。バネ弾性に形成されている保持エレメントによって固定されている永久磁石の詳細図を示す。永久磁石と保持部を示す。バネ弾性に形成されている保持エレメントの波型の構造を示す。直方体の永久磁石と、この永久磁石に被せられる、バネ弾性に形成されている保持エレメントを示す。拡大した縮尺での図３による平面図の斜視図を示す。永久磁石の別の実施形態のヴァリエーション、例えばバネ弾性に形成されている保持エレメントを示す。下側から見た保持エレメントを示す。図９の実施形態のヴァリエーションによる、バネ弾性に形成されている保持エレメントの拡大された斜視図を示す。図１１に示した実施形態ヴァリエーションの側面図を示す。図９の実施形態のヴァリエーションによる、バネ弾性に形成されている保持エレメントの側面図を示す。バネ弾性に形成されている保持エレメントの平面図を示す。保持エレメントの側方に曲げられたセクションの平面図を示す。半径方向に組み込むためのヴァリエーションを用いる電気機械のクローポールの一方の部分を示す。永久磁石を固定する二重バネ弾性式に形成されている保持エレメントの別の実施形態の平面図を示す。図１７によるバネ弾性に形成されている保持エレメントの実施形態のヴァリエーションの側面図および平面図を示す。長手方向エンボス加工部が設けられている、バネ弾性に形成されている保持エレメントの平面図を示す。保持エレメントの別の実施例の立体図を示す。保持エレメントの一部の断面図示す。保持エレメントの別の実施例の側面図を示す。保持エレメントの別の実施例の平面図を示す。保持エレメントの別の実施例の側面図を示す。保持エレメントの別の実施例の平面図を示す。保持エレメントの別の実施例の立体図を示す。

実施形態
図１には電気機械１０の縦断面が示されている。この電気機械１０は、自動車用の発電機ないし三相交流発電機として構成されている。この電気機械１０は殊に２つの部分から成るハウジング１３を有し、このハウジング１３は第１の軸受シールド１３．１および第２の軸受シールド１３．２から成る。第１の軸受シールド１３．１および第２の軸受シールド１３．２は固定子１６を収容する。この固定子１６は実質的に環状であり、固定子鉄心を成す薄板積層体１７から構成されており、この薄板積層体１７の半径方向に内側に向けられており、且つ軸方向に延在する溝内には固定子巻線１８が挿入されているか、引き込まれている。環状の固定子１６の半径方向に内側に向けられており、且つ溝が設けられている表面は、クローポール回転子として構成されている回転子２０を包囲する。殊に、回転子２０は２つのクローポールプレート２２および２３を含み、これらのクローポールプレート２２および２３の外周面には軸方向に延在するか、または湾曲されて構成されているクローポールフィンガ２４および２５がそれぞれ配置されている。２つのクローポールプレート２２および２３は、回転子２０の周面において軸方向に延在するクローポールフィンガ２４，２５が交互になるように回転子２０内に配置されている。これによって、相互に異なる極性に磁化されたクローポールフィンガ２４および２５の間に磁気的に必要なスペースが生じる。以下では、このスペースをクローポールスペースと称する。回転子２０は、シャフト２７と、回転子の各々の側に１つずつ設けられている転がり軸受２８とによって、各軸受シールド１３．１ないしは１３．２内に支承されている。

回転子２０は全部で２つの軸方向端面を有し、それらの軸方向端面にはそれぞれ１つのファン３０が固定されている。このファン３０は基本的に、波形プレート状ないしディスク状の部分から成り、この部分からファンブレードが公知のように延びている。またこれらのファン３０は、軸受シールド１３．１および１３．２内の開口部４０を介して、電気機械１０の外側とこの電気機械１０の内部空間との間で空気交換を行うために使用される。このために、開口部４０は実質的に軸受シールド１３．１および１３．２の軸方向の端部に設けられており、それらの開口部４０を介してファン３０によって冷却空気が電気機械１０の内部空間に吸入される。この冷却空気はファン３０の回転によって半径方向に外側に向かって加速されるので、冷却空気は巻線突出部４５を通過することができる。この作用によって巻線突出部４５は冷却される。冷却空気は巻線突出部４５を通過して流れた後、もしくは巻線突出部４５周辺を流れた後に、この図１には示していない開口部を通過して半径方向に外側へと流れる。

図１の右側には、周囲の影響から種々の構成部材を保護するための保護キャップ４７が設けられている。したがってこの保護キャップ４７は、例えば、励起巻線５１に励起電流を供給するスリップリングモジュール４９を覆う。このスリップリングモジュール４９の周囲に冷却体５３が配置されている。ここで、この冷却体５３は正の冷却体として機能する。いわゆる負の冷却体としては、軸受シールド１３．２が機能する。軸受シールド１３．２と冷却体５３との間に接続プレート５６が配置されており、この接続プレート５６は、軸受シールド１３．２内に配置されているマイナスダイオード５８と、図面においては図示されていないプラスダイオードとを冷却体５３において相互に接続し、ブリッジ回路を形成するために使用される。

図２には、電気機械１０の回転子ブロックの平面図が示されている。

図２には、回転子２０のクローポールプレート２２が示されており、このクローポールプレート２２から参照番号２４が付されたクローポールフィンガが紙面の平面に向かって延びている。軸方向に円錐形に構成されている個々のクローポールフィンガ２４の間には図３から見て取れるようなスペース７４が存在し、このスペース７４内に永久磁石６６が配置されている。永久磁石６６（図４を参照されたい）は漏れ磁束を低減するために使用される。永久磁石６６は、本発明によりバネ弾性に形成されている保持エレメント６０によって、電気機械１０の個々のクローポールフィンガ２４ないし２５の間のスペース７４内に固定されている。このために本発明によれば、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０は相互に向き合った磁極溝９２，９４内に押し込まれており、これは図２において前面図で示唆されている。磁極溝９２ないし９４は実質的にスリットとして構成されており、また、円錐形に構成されている磁極フィンガの側面に沿って軸方向に図２の紙面の平面に向かって延びている。

図３によれば、電気機械１０の図示されている回転子２０が、相互に嵌め合わされた２つのクローポールプレート２２ないし２３を有する。参照番号２４，２５が付された個々のクローポールフィンガはクローポールプレート２２，２３の端面から交互に延びている。図３によれば、クローポールフィンガ２４，２５の間にはスペース７４が広がっている。スペース７４は相互に向き合った磁極溝９２，９４によって境界付けられており、これらの磁極溝９２，９４はクローポールフィンガ２４ないし２５の側面において交互に形成されている。

図３から見て取れるように、本発明によりバネ弾性に形成されている保持エレメント６０が個々のクローポールフィンガ２４，２５の間の磁極溝９２，９４に押し込まれている。バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の端部は湾曲された緊締ブラケット６４をそれぞれ有しており、それらの緊締ブラケット６４は図３の平面図ではバネ弾性に形成されている保持エレメント６０によって覆われている永久磁石６６を固定している。図面を見やすくするために、バネ弾性に形成されている各保持エレメント６０によって固定されている、スペース７４内の漏れ磁束を低減するための永久磁石６６は図示してない。

図３から見て取れるように、バネ弾性に形成されている個々の保持エレメント６０は波状成形部６２を有する。波の数および形状は、必要とされる磁石長、緊締力および回転数に依存する。波状成形部６２は、緊締ブラケット６４から出発して、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の軸方向において、前述の緊締ブラケットとは反対側に位置する、バネ弾性に形成されている緊締ブラケット６４まで延びている。バネ弾性に形成されている緊締ブラケット６４によって、永久磁石６６は自身のそれぞれの端面において固定され、また少なくとも１つの長手方向面は、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の裏面と密着している。

図３には、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０が磁極溝９２，９４に押し込まれていることが示唆されている。このために、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の幅は緊締ブラケット６４の幅よりも広く構成されているので、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の側方において延在している縁部領域はそれぞれの磁極溝９２，９４に突出しており、電気機械１０の回転数が高い場合、また最大回転数であっても永久磁石６６を確実に機械的に固定することができる。

図４は、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０によって固定されている永久磁石６６を斜視図で示している。

図４から見て取れるように、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の端面７０は緊締ブラケット６４によって固定されている。バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の幅の広い構成に基づき、保持エレメント６０の縁部領域は、図４において個々のクローポールフィンガ２４ないし２５内に形成されている磁極溝９２，９４へと押し込まれ、その磁極溝９２，９４において確実に固定される。電気機械１０ないし回転子２０が回転する際に、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０は、離脱に対して安全に形成されており、且つ確実で機械的な永久磁石のための固定部を形成する。永久磁石は、電気機械１０の回転子２０の回転時にそのバネ弾性に形成されている保持エレメント６０の裏面７２に密着する。

図５から見て取れるように、永久磁石は直方体に構成されており、またバネ弾性の緊締ブラケット６４は固定すべき永久磁石６６の相互に対向する端面７０を固く緊締する。永久磁石６６は、やはり図５から見て取れるように、長手方向面６８のうちの少なくとも１つを用いて、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の裏面７２と接触している。さらに図５からは、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の幅が固定すべき永久磁石６６の幅よりも広いことが見て取れる。その理由は、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０が、波状成形部６２の側縁部を用いて、クローポールフィンガ２４，２５の磁極溝９２，９４内へと押し込まれるからである。有利には、波状成形部６２は高速回転時のクローポールフィンガ２４，２５の弾性の変形を受容することができ、また遠心力負荷に起因して生じる変形も補償するので、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０によって固定される永久磁石６６の負荷は機械的に軽減される。熱に起因する負荷に基づき生じる変形も、またそれがクローポールフィンガ２４ないし２５において生じたとしても、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の波状成形部に基づき容易に回避することができる。さらには、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の形状によって、比較的小さい機械的な不平衡を達成することができ、これによってノイズレベルを低減することができる。スペース７４の領域におけるクローポールフィンガ２４，２５の側面における磁極溝９２ないし９４を有利には切削によって成形することができるが、バネ弾性の適合に基づき切削によらずに成形することもできる。

バネ弾性に形成されている保持エレメント６０における緊締ブラケット６４は隙間の中央、すなわちスペース７４に関して中央に構成されているという事情に基づき、組み付けの際には磁極溝９２，９４の位置を自ずと容易に発見することができ、これによって組み付けの容易さが著しく改善される。軸方向に一貫して延びる、すなわち連続的な溝がクローポールフィンガ９２，９４に設けられる場合、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０に組み付けられる永久磁石６６を、組み付け終わった回転子２０に挿入することができる。一貫した磁極溝９２，９４が設けられていない場合、２つのクローポールプレート２２，２３のクローポールフィンガ２４ないし２５の側面によって、両側において軸方向のストッパが規定される。保持エレメント６０を横断する方向に形作られている波状成形部６２の波の部分は、たわみに対して非常に良好な剛性を提供し、また裏面７２に位置決めされた永久磁石６６を保護するものである。壁厚が非常に薄いことによって固有の負荷が非常に小さく、またバネ弾性に形成されることによって正確な固定および位置決めが実現される。バネ弾性に形成されている保持エレメント６０は、有利には電磁性ではなく、且つ錆びない材料から製造されており、またスペース７４において大きい遠心力および腐食から保護されるべき永久磁石６６のバネ弾性の軸方向および半径方向の位置決めを実現する。

図６からは、永久磁石６６の端面７０に被さる緊締ブラケット６４によって、永久磁石６６がその端面７０でどのように固定されているかが見て取れる。さらに図６からは波状成形部６２が見て取れる。

図７からは、永久磁石６６が例えば直方体に構成されていることが見て取れる。永久磁石６６は半径方向において直線状の支持部を有することができる。この構造様式は良好な遠心力分散特性を有し、これによってバネ弾性に形成されている保持エレメント６０の安定性に対する要求を低減することができる。

図８からは、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０が磁極溝９２，９４にどのように押し込まれているかが見て取れる。磁極溝９２，９４は、スペース７４に沿って相互に対向しているクローポールフィンガ２４ないし２５の相互に向き合う側縁に設けられている。

図９から見て取れるように、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の有利な実施形態において、この保持エレメント６０が波状成形部６２の領域において、例えば長手方向エンボス加工部７６の形態の長手方向補強部を有することができる。図９からは、長手方向エンボス加工部７６が、ここでは波状に成形された保持エレメント６２の上面に加工されている、つまり、例えばプレス加工または型押し加工されている。図９によれば、長手方向エンボス加工部７６が中央において一方の緊締ブラケット６４から他方の緊締ブラケット６４へと延びている。

図１０は、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の材料に長手方向エンボス加工部７６が型押し加工もしくはプレス加工されることによって、保持エレメント６０の裏面７２には平坦に延在するエンボス加工部底部７８が生じていることが示されている。図９および図１０に示されているように、中央に加工ないし型押し加工された１つの長手方向エンボス加工部７６の代わりに、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０内に、長手方向において隣り合うよう延びる２つまたはそれ以上の数の長手方向エンボス加工部７６を形成することもできる。

図１１は、長手方向エンボス加工部７６が一方の緊締ブラケット６４から他方の緊締ブラケット６４へと延びており、また、ここでは直方体に形成されている永久磁石６６の端面７０が緊締ブラケット６４によって固定されていることが示されている。直方体の形状の永久磁石６６はその長手方向面６８を用いて、図１０に示したように平坦に構成されているエンボス加工部底部７８と接触している。このことは図１２および図１３に示されているように、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の側面図から非常に良く見て取れる。

図１２から見て取れるように、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０のエンボス加工部底部７８の裏面には、永久磁石６６の長手方向面６８が密着している。相互に対向する端面７０において、永久磁石６６はバネ弾性に形成されている緊締ブラケット６４によって取り囲まれている。

図１３には、緊締ブラケット６４が、エンボス加工部底部７８に関して、すなわちバネ弾性に形成されている保持エレメント６０の裏面７２に関して、０°〜６０°、有利には１５°〜４５°の範囲のクランプ角度８０で曲げられて角度が付けられていることが示されている。波状成形部６２の側面を開放することができるか、閉鎖する、つまり、例えば充填材料で注型することができる。図１３からは、波状成形部６２に長手方向エンボス加工部７６が加工されていることによって、平坦に延びるエンボス加工部底部７８が生じていることが見て取れる。このエンボス加工部底部７８は平坦面を表し、永久磁石６６の少なくとも１つの長手方向面６８は回転子２０の回転時にこの平坦面に密着する。

図１４の平面図からは、長手方向エンボス加工部７６が波状成形部６２に加工されていることが見て取れる。波状成形部６２の縁部領域は、クローポールフィンガ２４，２５の相応に構成されている磁極溝９２，９４に押し込まれ、したがって磁極溝９２，９４においてロックされる。図１４から見て取れるように、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の幅８４は、緊締ブラケット６４の幅（図１５を参照されたい）を上回る。波状成形部６２の縁部領域は、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０をクローポールフィンガ２４，２５の磁極溝９２，９４にロックするために使用される。

図１５には、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の幅８４（図１４を参照されたい）は緊締ブラケット６４の幅８２の約２倍の幅であることが示されている。緊締ブラケットの幅８２は、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０が磁極溝９２，９４に取り付けられた状態で緊締ブラケットによって永久磁石６６の端面７０がほぼ完全に覆われるように寸法設計されているので、周速度が高速であっても、また生じる遠心力が大きい場合であっても、クローポールフィンガ２４，２５間のスペース７４における保持エレメント６０の確実な固定が保証されている。

図１６は、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の実施形態の別のヴァリエーションを示す。この実施形態は、組み立てられた回転子モジュールにおいて、上方ないし外方から内側に向かって半径方向に組み込む際に殊に適している。

図１６から見て取れるように、クローポールプレート２２は複数のクローポールフィンガ２４を有し、クローポールフィンガ２４，２５間には相応の自由空間が形成されており、この自由空間において他方のクローポールプレート２３のクローポールフィンガ２４が係合されている。より見やすくするために、図１６の斜視図には、クローポールプレート２２，２３のうちの一方のみが示されている。図１６においても、永久磁石６６はやはりバネ弾性に形成されている保持エレメント６０によって固定されているが、図９に示したバネ弾性に形成されている保持エレメント６０の実施形態のヴァリエーションとは異なり、磁石の破折の危険を回避するための長手方向に延びる長手方向リブ加工部８６を有している。図１６から見て取れるように、長手方向リブ加工部８６は相互に平行に延びる２つの凹部、すなわち長手方向エンボス加工部７６に相当するものであり、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０において永久磁石を覆う面を表す。長手方向リブ加工部８６の両側には張り出し部９０が延びており、この張り出し部９０はクローポールプレート２２，２３のクローポールフィンガ２４，２５の磁極溝９２，９４に係合される。

図９，１０，１１，１２，１３，１４および１５に示した、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の第１の実施形態とは異なり、図１６に示されている、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０はフック８８を有し、これらのフック８８に磁石保持部９６が形成されている。磁石保持部９６はアンダーカットとして形成されているので、永久磁石６６は、図１６によるバネ弾性に形成されている保持エレメント６０に簡単にクリップ止めされ、即座に組み付け位置を取る。有利には、図１６によるバネ弾性に形成されている保持エレメント６０は半径方向において、すなわち外周から、図１６に示された個々のクローポールフィンガ２４間のスペース７４に組み付けられる。フック８８のバネ弾性に基づき、フック８８は第１のクローポールプレート２２の相応に構成されているアンダーカットにスナップ止めされ、またフック８８がその幾何学に応じて形成されている突起部と接触していることによって、周速度が高速であっても、したがって生じる遠心力が大きい場合であってもフック８８は確実に固定されている。

図１７，１８および１９には、バネ弾性に形成されている保持エレメントの別の実施形態の詳細が示されている。

図１７は、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０において永久磁石６６を覆っている長手方向面６８に長手方向リブ加工部８６が形成されており、この長手方向リブ加工部８６にそれぞれ張り出し部９０が続いていることが示されている。張り出し部９０は、２つのクローポールプレート２２，２３の個々のクローポールフィンガ２４，２５に形成されている磁極溝９２，９４に係合される。図１７からは、長手方向リブ加工部８６が例えば、一方のフック８８から反対側に位置する他方のフック８８まで延びている２つのエンボス加工部９８を有することが見て取れる。

図１８から見て取れるように、フック８８の上方には、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０をそれぞれのクローポールプレート２２，２３に固定するために磁石保持部９６が設けられており、この磁石保持部９６は、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている事前に組み付けられた保持エレメント６０において事前に固定すべき永久磁石６６を所定の位置に移動させ、その位置において保持する。さらに図１８には、側方において延びている張り出し部９０が示されており、それらの張り出し部９０を用いることにより、図１６，１７，１８および１９に示されている、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の実施形態の別のヴァリエーションがクローポールプレート２２，２３のスペース７４内に固定される。

図１９から見て取れるように、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の実施形態の別のヴァリエーションは、対称的に相互に並んで延在する２つの長手方向エンボス加工部７６を有し、これらは長手方向リブ加工部リブ８６を表す。バネ弾性に形成されているフック８８は、有利には保持部材として形成されている、プレス加工された保持エレメント、例えばプレス加工されバネ弾性に形成されている保持エレメント６０をクローポールプレート２２，２３に固定するために使用される。

図５，６，７，１２，１６においては、実質的に直方体に構成されている永久磁石が図示されているが、永久磁石を直方体とは異なる幾何学、例えば斜めに面取りされた面を有する幾何学で構成することもできる。有利には、永久磁石６６の幾何学はクローポールフィンガ２４，２５の相応の輪郭に対応するように選択される。つまり、例えば、２組の永久磁石モジュールを形成することができるか、または、結合舌片を介して結合されており、且つ、全ての永久磁石を有する一貫した冠を表すことができる。結合舌片は下方において、もしくは中央において、クローポールフィンガ２４，２５の先端の領域における切り欠き部において包囲され、そこにおいて支持される。

図４から図１５に示されている、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の第１の実施形態においては、保持エレメント６０の組み付けはスペース７４の軸方向において実質的にクローポールプレート２２，２３の端面７０から行われているが、本発明により提案される、バネ弾性に形成されている保持エレメント６０の別の第２の実施形態では、保持エレメント６０を半径方向において、すなわち周囲からクローポールプレート２２，２３のスペース７４にクリップ止めすることができる。

図２０Ａには、非磁気的、もしくはほぼ非磁気的な金属薄板もしくは薄鋼板からなる保持エレメント６０が示されており、この薄板はスペース７４の長手方向を横断する方向に波状成形部６２を有している。ここでは、クローポールフィンガ２４の側縁に実質的に平行に延びる方向を長手方向とする。永久磁石６６の上方の中央には波の谷部１００が位置しており、この波の谷部１００において永久磁石６６の半径方向に外側に向けられている上面が支持されている。この波の谷部１００の両側には、長手方向に成形されている波の山部１０３が設けられており、これらの波の山部１０３は半径方向に内側に向けられている縁部１０６を有し、その縁部１０６に永久磁石６６が支持されている。長手方向において永久磁石６６の両側には、ワンピースで形成されたテンションロッド１０９が設けられており、これらのテンションロッド１０９は実質的に半径方向に内側に向けられて延在しており、また長手方向において永久磁石６６の４つ全ての角では、テンションロッド１０９に相対的な永久磁石６６の長手方向における変位を阻止する。テンションロッド１０９にはワンピースの渦状保持部１１２が繋がっている。渦状保持部１１２はそれぞれ、長手方向において実質的に丸い輪郭を有するように、永久磁石６６から離れる方向に曲げられている。永久磁石６６の長手方向に延在する長手方向面におけるそれぞれ２つの渦状保持部１１２は相互に整合されており、ここでは図示していないクローポールフィンガ２４の磁極溝９２に押し込まれている。磁極が反対のそれぞれ２つの磁極溝９２への挿入を容易にするために、渦巻保持部１１２には傾斜面１１５が設けられている。周方向において隣接する２つの渦巻保持部１１２の間にはそれぞれ緊締ブラケット６４が設けられており、この緊締ブラケット６４は長手方向において反対側に位置する緊締ブラケット６４と一緒に、それらの緊締ブラケット６４の間において永久磁石６６を緊締する。

図２１Ａには、非磁気的、もしくはほぼ非磁気的な金属薄板もしくは薄鋼板からなる保持エレメント６０が示されており、この薄板も同様にスペース７４の長手方向を横断する方向に波状成形部６２を有している。ここでは、クローポールフィンガ２４の側縁に実質的に平行に延びる方向を長手方向とする。永久磁石６６の上方の中央には波の谷部１００が位置しており、この波の谷部１００において永久磁石６６の半径方向に外側に向けられている上面が支持されている。この波の谷部１００の両側には、長手方向に成形されている波の山部１０３が設けられており、この波の山部１０３はロール状保持部１２０に移行する。ロール状保持部１２０は保持エレメント６０とワンピースで実施されている。巻き込み端部１２３が永久磁石１６０と接触するようにロール状保持部１２０は巻かれており、巻き込み端部１２３と波の山部１０３との間のロール状保持部１２０は磁極溝９２内に配置されている。保持エレメント６０は両側において、それぞれ１つのロール状保持部１２０を用いてそれぞれ１つの磁極溝９２内に支持されている。押し込みを容易にするために、各ロール状保持部１２０の端部側には傾斜面１１５が設けられている。周方向において隣接する２つのロール状保持部１２０の間にはそれぞれ緊締ブラケット６４が設けられており、この緊締ブラケット６４は長手方向において反対側に位置する緊締ブラケット６４と一緒に、それらの緊締ブラケット６４の間において永久磁石６６を緊締する。負荷のピークを低減するために、ロール状保持部１２０と波の谷部１００との間にはスリット１２６が形成されている。各ロール状保持部１２０は有利には、直方体の永久磁石６６の縁部に平行に延在している。

図２２Ａには、非磁気的、もしくはほぼ非磁気的な金属薄板もしくは薄鋼板からなる別の保持エレメント６０の側面図が示されており、この薄板も同様にスペース７４の長手方向において波状成形部６２を有している。保持エレメント６０は、幾つかの個所において重なって密着している２つの部分から構成されている。一方の部分は上側部分１３０であり、この上側部分１３０は複数の波の山部１３０と、それぞれ１つの端部において緊締ブラケット６４とを有する。押し込みを容易にするために、上側部分１３０の一方の端部には先細り部１３３が設けられており、この先細り部１３３によって磁極溝９２への押し込みが容易になる。上側部分１３０と永久磁石６６との間には下側部分１３６が設けられている（図２２Ｂも参照されたい）。下側部分１３６の側方においては各側にそれぞれ３つのアーム１３９が延びており、これらのアーム１３９は下側部分１３６にも設けられている先細り部１３３から離れる方向に延びている。駆動時に永久磁石が支持される平坦な本体１４２とアーム１３９との間にはスリット１４５が設けられている。アーム１３９は上側部分１３０と結合された状態では波の縁部１４８と密着し、上側部分１３０と下側部分１３６との間においては緩和された摩擦が生じ、これにより振動および相対運動が抑制される。先細り部１３３の領域において下側部分１３６から延びる２つの舌片１５１は、上側部分１３０の側方の相互に対向する側からこの上側部分１３０を取り囲むので、上側部分１３０および下側部分１３６は相互に結合されている。下側部分１３６も必要に応じて、上側部分１３０の緊締ブラケット６４の形状に適合されている緊締ブラケット６４を有することもできる。永久磁石６６の一方の端部に配置されている、上側部分１３０および下側部分１３６の２つの緊締ブラケット６４は、有利には一緒に永久磁石６６の一方の端部に押し付けられる。

図２３には、別の保持エレメント６０が示されている。この保持エレメント６０は成形によって生じたものであり、また例えば、有利にはファイバ強化されたサーモプラストまたはデューロプラストから構成されている。保持エレメント６０はスペース７４の長手方向に対して横断する方向に同様に波状成形部６２を有する。ここでは、クローポールフィンガ２４の側縁に実質的に平行に延びる方向を長手方向とする。永久磁石６６の上方の中央には波の谷部１００が位置しており、この波の谷部１００において永久磁石６６の半径方向に外側に向けられている上面が支持されている。この波の谷部１００の両側には、長手方向に成形されている波の山部１０３が設けられており、この波の山部１０３は保持折り曲げ部１５０に移行する。保持折り曲げ部１５０は保持エレメント６０とワンピースで実施されており、それぞれ磁極溝９２のうちの一方に挿入されている。保持エレメント６０は両側においてそれぞれ１つの保持折り曲げ部１５０でもって支持される。波の谷部１００からは凹部１５３が延びており、これらの凹部１５３は平坦な底部１５６を有し、この底部１５６と永久磁石６６の１つの面１５９が接触する。それぞれ２つの凹部１５３は波の谷部１００から磁極溝９２の方向へと延びている。永久磁石６６の端面１６２においては、ワンピースで保持エレメント６０と結合されているスナップフック１６５に永久磁石６６が背後から係合されており、また保持エレメント６０と係合されている。保持折り曲げ部１５０からは整合方向（磁極溝９２）へと保持アーム１６８が延びており、この保持アーム１６８は保持エレメント６０の他の領域よりも著しく可塑性に構成されている。保持アームの端部には保持タブ１７１が設けられており、この保持タブ１７１は側面１７４を用いることにより、永久磁石６６を有する保持エレメント６０の磁極溝９２内での位置固定された状態を保証する。保持アーム１６８はさらに磁極溝９２に係合され、他方では側面１７４がクローポールの根元の側面に密着している。スペース７４の両側におけるクローポールの根元におけるこの密着によって、保持エレメント６０の位置、したがって永久磁石６６の位置は一義的に保証される。磁極溝９２はクローポールの根元の側面において終端する。

Claims

電気機械（１０）であって、
励起系と永久磁石（６６）とを備え、
前記励起系は、付加的な磁界強度によって電力を高めるために、周囲において軸方向に配向されており、且つ、周方向において極性が交互に変わる、電磁的に励起される磁極（２２，２３；２４，２５）の形態である、回転子（２０）において電気的に励起される複数の個別磁極からなるものであり、
前記永久磁石（６６）は、漏れ磁束を低減するために、極性が交互に変わる前記磁極（２４，２５）の間のスペース（７４）に嵌め込まれているものであり、
さらに前記永久磁石（６６）は、磁気的に励起されない保持エレメント（６０）を用いて保持され、前記保持エレメント（６０）の両側は磁極溝（９２，９４）内に保持されている、電気機械（１０）において、
前記保持エレメント（６０）は、バネ弾性的に形成されており、且つ、波状成形部（６２）を有しており、前記波状成形部（６２）を有する前記保持エレメント（６０）の側方の縁部は、それぞれが前記スペース（７４）の境界を成す磁極溝（９２，９４）に押し込まれている、または、
前記保持エレメント（６０）は、バネ弾性的に形成されており、且つ、エンボス加工部（７６，７８，８６）を有しており、前記エンボス加工部（７６，７８，８６）は、前記保持エレメント（６０）の長手方向の一端から他端まで延在する長手方向リブ加工部（８６）として形成されており、且つ、前記保持エレメント（６０）において、磁極溝（９２，９４）に係合される張り出し部（９０）が、両側に延在している、
ことを特徴とする、電気機械（１０）。
前記保持エレメント（６０）は、前記永久磁石（６６）を前記永久磁石（６６）の端面（７０）および少なくとも１つの長手方向面（６８）において固定するための緊締ブラケット（６４）を有する、
請求項１記載の電気機械（１０）。
前記波状成形部（６２）は、前記緊締ブラケット（６４）間において前記保持エレメント（６０）の軸方向に連続的または非連続的に延びている、
請求項２記載の電気機械（１０）。
前記波状成形部（６２）には長手方向補強部が形成されている、
請求項１記載の電気機械（１０）。
前記長手方向補強部は、少なくとも１つの長手方向エンボス加工部（７６，７８）または長手方向リブ加工部（８６）である、
請求項４記載の電気機械（１０）。
前記少なくとも１つの長手方向エンボス加工部（７６）のエンボス加工部底部（７８）は、平坦に形成されており、
前記永久磁石（６６）は、少なくとも１つの長手方向面（６８）に沿って、前記少なくとも１つの長手方向リブ加工部（８６）または前記少なくとも１つの長手方向エンボス加工部（７６）の前記エンボス加工部底部（７８）に支持されている、
請求項５記載の電気機械（１０）。
緊締ブラケット（６４）は、前記保持エレメント（６０）の裏面（７２）に関して０°〜６０°のクランプ角度（８０）で、側方において内側に向かって閉鎖されているか開放されている、
請求項２記載の電気機械（１０）。
前記緊締ブラケット（６４）は、前記保持エレメント（６０）の幅（８４）よりも狭い幅（８２）を有する、
請求項２記載の電気機械（１０）。