JP6218871B2 - 小型電気駆動装置、軟磁性磁気帰還路装置および軟磁性磁気帰還路装置の製造方法 - Google Patents

Description

まず第一に、本発明は、小型電気駆動装置に関する。特に、軟磁性磁気帰還路装置の構造の積層された磁鉄帰還路を含む固定子を有する永久磁石で励磁された回転場駆動装置に関する。軟磁性磁気帰還路装置は、固定子を円筒状に囲み、多数のシート状の金属積層板を有する。その多数のシート状の金属積層板は、円環板状をしており、円筒状に積層された磁心を形成するために層状に配置されている。

本発明はまた、小型駆動装置用の軟磁性磁気帰還路装置に関する。その軟磁性磁気帰還路装置は、円筒状に積層された磁心を形成するために積層配置された、円環板状の多数のシート状金属積層板を含んでいる。

最後に、本発明は、このような軟磁性磁気帰還路装置を製造する方法に関する。

ドイツ公開実用新案第９０１０３１８号（Ｕ１）は、小型電子モーターおよびこれの一般的なタイプである磁気帰還路シリンダーを開示する。この特許文献において、複数のシート状金属積層板は、磁性シート状鋼で構成されている。そして、複数のシート状金属積層板は、初めに半分にスタンプされ、積層された磁心を形成するために接合されている。それによって、２つの円筒状のハーフシェル（half-shells）を形成している。そしてハーフシェルは、全磁気帰還路シリンダーを形成するためにお互い連結状態で結合されている。各シート状金属積層板は、特別なラッカー層を備えることによってお互いに一体的に結合されている。積層された磁心を小さくするために、各シート状金属積層板は加熱され、溶融ラッカーを介してお互い一体的に結合されてもよい。しかしながら、シート状金属積層板は、軸性溶接ビードによって一体的に結合されている。このように形成された積層型磁気帰還路シリンダーは、モーターの外側ハウジングの２つの半分を互いに固定する圧力ばめによって、固定子上に取り付けられる。この公知の駆動装置の製造と磁気帰還路の製造は極めて複雑である。これらのプロセスは、近年におけるプロセスに適していない。さらに、極めて高い渦電流損失が積層された磁心とモーターハウジングとの間の大面積による電気的接続が原因で生じる。

ドイツ特許第６００２８４２７号（Ｔ２）は、小型モーターの固定子を組立てるための組立て方法を開示する。その小型モーターは、シート状金属積層板で構成された積層された磁心が、支持スリーブの内壁にくさびで留められている端板によって支持スリーブ（supporting sleeve）と軸方向に固定されている。この方法に関し、端板は傾くことがある危険性がある。その結果、積層された磁心は、密接に固定されていない。さらに、高い渦電流損失が、積層された磁心と支持スリーブとの間の大面積による接続が原因で生じる。

同様に、ドイツ公開特許第４２２４６２８号（Ａ１）は、小型電気モーターを開示する。しかし、これは、積層された磁気帰還路装置を有していない。事実、ポールハウジングは、付加的な磁気帰還路環によって囲まれた状態で、磁気透過性金属シートで円筒状に構成されている。同様に、ポールハウジングは、磁気帰還路断面を大きくするために磁気透過性金属シートで構成されている。そのため、磁気帰還路装置は、２つの同軸円筒状金属シートで構成されている。他の磁気帰還路環は、ポールハウジングを軸方向に突出する２つの部分（エリア）に取り外しできる取っ手（lug）を有しているので、内側ポールハウジング上に遊びなしに軸方向に留められている。その取っ手は、磁気帰還路環が一度ポールハウジングの軸方向に押されると、半径方向内側に湾曲される。その結果、取っ手はポールハウジングの端面を留める。

ヨーロッパ公開特許第１５０１１７０号（Ａ１）は、特別なタイプの固定子を有する電気的装置を開示する。その電気的装置は、ハウジング、固定子および回転子を含んでいる。ハウジングは、ハウジングの内部において全ての固定子を固定するために、内側に突出する少なくとも１つのエリアを有している。このように、この特許文献は、円筒状に積層された磁心を形成するために、円環板状の積層配置されたシート状金属積層板を留めることに関係するものではない。しかし、全体的にみると、あらかじめ組み立てられた固定子が、接着結合することなく、ハウジングの中に取り付けられている。また、この特許文献は、シート状金属積層板付き固定子の初期の組立品に関するものではない。固定子積層板は通常あらかじめ互いに結合されているということが前提となっている。そのために、いわゆるストーブエナメルが通常使用されている。この特許文献の教示によれば、このように固定子を接着結合をすることなく固定することによって、全固定子のみが外側ハウジングに取り付けられている。

同様の事項が特開平０５−１９９６９５号に全く同様に適用される。

アメリカ公開２００３／００９８６２８号（Ａ１）は、固定子磁心が成形(swaged)ジョイントによって複数の部分で取り付けられた電気モーターを開示する。

さらに、アメリカ公開２００５／０２６９８９５号（Ａ１）は、ブラシレスＤＣモーターを開示する。そのブラシレスＤＣモーターにおいて、固定子磁心と固定子巻線が、固定子の部分組立品を形成するために、共に樹脂でカプセル化されている。このカプセル化された固定子は、円筒状のヨーク（yoke）の中に押し付けられている。

さらに、モーターは、ドイツ公開第６９００４５１３号（Ｔ２）およびヨーロッパ特許第０４１０９３３号（Ｂ１）に記載されている。この特許文献における目的は、合成樹脂、熱収縮ポリエステルフィルムまたは包装用接着テープなどの絶縁性物質で構成されたチューブ状のスリーブによって囲まれる固定子である。

アメリカ特許第２１５１５６１号（Ａ）は、積層された磁心がスリーブに留められた電気的装置を開示する。その磁心は、スタック(stack)のようなスリーブの中に積層板を導入することによってスリーブの内部に挿入される。積層板は、バイオネット接続で、互いに関連して効率的に曲げられるようになっている。特に関連する回転位置において、その目的は、ラッチ接続を作成することにある。しかしながら、いくつかの場合において、スリーブはラッチ接続後円筒状の形状であるから、この位置における積層された磁心とスリーブとの間に半径方向の接合ギャップがある。

最後に、アメリカ特許第１８１６８５９号は、磁心を形成するために軸性溶接ビードによって接続されている積層板を開示する。全磁心は、円筒状に回転され、そして、フレームの半径方向に突出を余儀なくされる。

本発明は、最適化された磁気的特性が低損失を達成する小型電気駆動装置および上述されたような一般的なタイプの“積層された”磁気帰還路装置を改良することを目的としている。これによって、特にプロセス確実性および低コスト生産を簡単に実現している。さらに、本発明の目的は、磁気帰還路装置を製造する特別な方法を提供することにある。

本発明によれば、これは、独立クレーム１、８および９の各特徴によって達成することができる。なお、有利な改良点が各従属クレームに記載されている。

本発明によれば、積層された磁心のシート状金属積層板は、同軸上でそれらを囲む支持スリーブに、半径方向に圧力ばめ（force fit）によって独占的に、および軸方向に連結した状態で適宜留められる。このように、積層された磁心のシート状金属積層板は、接着手段または一体化接合手段なしに、圧力ばめによって半径方向に密接（正確）に、遊びなしに留められている。また、積層された磁心のシート状金属積層板は、シート状金属積層板を圧迫する圧縮応力を与えられて（prestress）連結した状態で軸方向に留められている。この場合において、積層された磁心のシート状金属積層板は、その外周面に分布されている少なくとも３つ（特に６）の接触点で、シート状金属積層板の外周面のエリアにある支持スリーブと接触するという利点を有している。そのため、積層された磁心のシート状金属積層板は、遊びなしに、半径方向に圧力ばめで留められるという利点も有している。支持スリーブは極めて薄い金属シート（特にステンレスシート）で構成されている。そのため、そのシートは磁気フラックスを保持（運搬）しないので、磁気帰還路シート状金属積層板同士の間の単一接触点では、渦電流損失は極めて小さい。なお、シート状金属積層板は、通常の金属磁気シートで構成されている。そして、各積層板は、少なくとも一方の表面側に絶縁性膜を有することが好ましい。これは、極めて小さい渦電流を維持する。

本発明による改良点は、信頼性のあるプロセスによって、磁気帰還路装置の生産能力を提供する。固定されている各シート状金属積層板と積層された磁心の保持は、圧力ばめおよび支持スリーブの半径方向内側に形成されたエンボスエリアによる連結によってのみ補償される。

本発明の特に有利な改良点にとして、積層された磁心の外周面の接触点は、支持スリーブ上の少なくとも３つ（好ましくは６つ）の縦ビードによって形成される。縦ビードは、支持スリーブの半径方向内側に、リブ状に突出し、かつ軸に対して平行に形成されている。そして、その長さは、積層された磁心の軸方向の全長よりも大きくなっている。この場合において、縦ビードの間に位置された支持スリーブの内表面は、積層された磁心と半径方向の小さい遊びのあるすき間ばめ（clearance fit）を形成する。そして、前記支持スリーブの縦ビードは、積層された磁心と締りばめ（interference fit）を形成する。この場合において、半径方向内側に形成される縦ビードが、断面図（好ましくは縦断面図）でわずかに丸みを帯びた形状（凸部の曲率）をもつことは好ましい。これは、わずかに連続する凹部の曲率をまとめて縦ビードの凸部の曲率にする支持スリーブの円筒断面図で、わずかに湾曲している。その結果、積層された磁心の各シート状金属積層板に対して、遊びの補正とともに自動的に最適な調整をする。また、積層された磁心におけるシート状金属積層板の層（板）は、軸方向に連結した状態で、かつ、支持スリーブ上の軸方向における支持エンボスエリア間の圧縮応力で好ましく留められる。その支持エンボスエリアは、積層された磁心の各軸面（端面）上の円周上に分布して配置されている。そして、支持エンボスエリアは、半径方向内側に突出し、積層された磁心の両端部の円環表面（端面）を留めている。

加えて、支持スリーブと軸方向に係合する支持部を有し、支持スリーブの端部に周方向に分布して配置される支持（係合）エンボスエリアによって取り付けられる各エンドフレームの両軸面上にエンドフレームの留め具（アタッチメント）を提供することは、本発明による支持スリーブにとって好ましい。なお、その支持エンボスエリアは、半径方向内側に突出し、エンドフレームの支持エッジをグリップしている。エンドフレームは、固定子内に配置されている回転子の回転子軸の回転式ベアリングで取り付けられる。それと同時に、本発明による支持スリーブは、小型駆動装置の外側モーターハウジングを形成する。

本発明の製造方法に関し、支持スリーブはまず第１に、フラットブランクとして平面シート状金属材料を打ち抜き（stamped）、このフラット状態で要求されるエンボスエリアを得る。次に、積層された磁心と接触するために、その軸面上に供給される支持エンボスエリア（図９下側の支持エンボスエリア３２）（第１の支持エンボスエリア）を除いた支持エンボスエリア（第２の支持エンボスエリア）が再変形され、ブランクの平面上に戻される。その後、フラットブランクをロールし、周方向における２つの隣接する縦エッジの連結によって、円筒形状の支持スリーブが形成される。２つの隣接する縦エッジは、一方の縦エッジに係合する連結エレメント（特にいわゆるオメガファスナー（Ωファスナー））によって他方の縦エッジに接続される。さらに、少なくとも複数の点（例えば、スポット溶接による接合点）で一体的接合によって付加的に接続される。一方、積層された磁心を形成するために、シート状金属積層板が円環板状にそれぞれ打ち抜かれる。そして、積層板には絶縁物（例えばラッカー）が被覆されることが好ましい。多数のシート状金属積層板は積み重ねられる。本発明によれば、シート状金属積層板は、この目的に適している回転装置によって押圧される。圧力が加えられた押圧状態におけるシート状金属積層板で積層された磁心は、再変形されていない支持エンボスエリア、すなわち、第１の支持エンボスエリアと接触するまで、支持スリーブに軸方向に挿入され、押される。この状態において、積層された磁心の前記軸（端）面と反対の面における第２の支持エンボスエリアが半径方向に再び打ち抜かれる。その結果、エンボスエリアは積層された磁心の端面を留める。そして、シート状金属積層板上の軸圧力のみが解放される。シート状金属積層板は、弾性域で再び軸方向にわずかに拡張する。その結果、積層された磁心は、その両軸面上で圧縮応力を与えられて支持スリーブ上の支持エンボスエリアで静止する。その結果、積層された磁心は、遊びなしに圧力ばめで縦ビードによって半径方向に留められる。また、積層された磁心は、軸方向に維持されている圧縮応力を与えられて、結合状態で軸方向における支持エンボスエリア間に留められる。

以下、図に表された好ましい実施形態に基づいて、本発明をより詳細に説明する。

図面の各図において、同じ部分は、同じ符号が付される。

図１、２から明らかなように、本発明の小型電気駆動装置（小型電気モーター）１は、円筒状に形成された固定子２と、固定子２の内側を回転できるように配置されている回転子４と、固定子２を円筒状に囲む磁気帰還路装置６とを有する。固定子２は、図２に示すように、円筒状に形成された固定子巻線８を使った固定子コアから成っている。すなわち、図２に示すように、固定子２は、固定子巻線８を有している。回転子４は、回転マグネット１２付き回転子コア１０を有している。回転シャフト１４は、回転できるように２つの回転ベアリング１６ａ、１６ｂによって取り付けられている。各回転ベアリング１６ａ、１６ｂは、２つのエンドフレーム１８ａ、１８ｂの一方に押さえられている。

固定子２の固定子巻線８を円筒状に囲む磁気帰還路装置６は、複数のシート状金属積層板２２を有している。各シート状金属積層板２２は、円環板状で、円筒状の積層された磁心２０を形成するように積層して配置されている。
すなわち、段落[０００１]に記載されているように、本発明は、小型電気駆動装置１に関し、特に、軟磁性磁気帰還路装置６の構造の積層された磁鉄帰還路を含む固定子２を有する永久磁石で励磁された回転場駆動装置に関する。この軟磁性磁気帰還路装置６は、固定子２を円筒状に囲み、多数のシート状の金属積層板２２を有する。その多数のシート状の金属積層板２２は、円環板状をしており、円筒状に積層された磁心２０を形成するために層状に配置されている。そのため、この磁気帰還路装置６は、機能的に、固定子２の一部と解することもできる。拡大図、特に図９から図１１を参照されたい。

本発明によれば、磁気帰還路装置６は、支持スリーブ２４を有している。その支持スリーブ２４において、積層された磁心２０のシート状金属積層板２２が軸方向および半径方向に圧力ばめおよび結合した状態で留められている。すなわち、接着手段や一体的接合手段なしに留められている。この場合において、積層された磁心２０のシート状金属積層板２２は、その外周面の領域において少なくとも３つ（好ましくは６つ）の点（接触点２６）だけで支持スリーブ２４と接触している。その接触点２６は、その外周面に均一に分布し（図７と図８の拡大図参照）、そのため、シート状金属積層板２２は半径方向に少なくとも圧力ばめで留められているが、ある部品で軸方向に留められていることが好ましい。積層された磁心２０は、軸方向において、支持スリーブ２４に結合状態で留められている。積層された磁心２０を留める手段として、支持スリーブ２４は、半径方向内側に突出する適度なエンボスエリア２８を有している（図３、６、１２参照）。そのため、積層された磁心２０は、軸方向で支持スリーブ２４の内側で留められる。また、積層された磁心２０は、半径方向に圧縮応力を与えられた（prestress）状態で留められている。

支持スリーブ２４は、薄い金属シートで構成されていることが好ましい。その厚さは極めて薄く、０．１〜０．５ｍｍであることが好ましく、０．３ｍｍ程度であることがより好ましい。金属シートの材料としては、カーボン含有量が少ないステンレススチールが好ましい。これにより、支持スリーブ２４は、磁気フラックスを保持しない（運ばない）。

シート状金属積層板２２は、従来の磁気シート状スチールで構成されている。各シート状金属積層板２２は、少なくとも一方の表面が絶縁性の材料（例えばラッカー）でコーティングされていることが好ましい（図示されていない）。しかしながら、このコーティングは、シート状金属積層板２２の結合に寄与していない。本発明によれば、シート状金属積層板２２は、支持スリーブ２４にのみかつ機械的に留められている。

好ましい改良点の一つとして、積層された磁心２０の周面における接触点２６（図７、８参照）は、支持スリーブ２４上の縦ビード３０の数（好ましくは６つ）によって形成される。縦ビード３０は、エンボスエリア２８のように半径方向内側にリブのように突出し、軸に対して平行に形成されている。また、縦ビード３０は、積層された磁心２０の軸方向の長さよりも大きく形成されている。図８に示すように、支持スリーブ２４は、縦ビード３０同士の間に位置する内表面において、半径方向の少ない遊びで、積層された磁心２０および各シート状金属積層板２２とすき間ばめ（clearance fit）を形成する。また、支持スリーブ２４は、半径方向の遊びなしに、積層された磁心２０および各シート状金属積層板２２と、その縦ビード３０で締りばめ（interference fit）を形成する。縦ビード３０はエンドフレーム１８ａ、１８ｂのセンタリングのために使用されることが好ましい（図１１参照）。

図６、図９、図１０に示される好ましい形態のように、積層された磁心２０における積層されたシート状金属積層板２２は、支持スリーブ２４の軸方向の支持エンボスエリア３２間に結合した状態で留められる。その支持エンボスエリア３２は、エンボスエリア２８のように、積層された磁心２０の各軸面上の円周に分布して配置されている。そして、支持エンボスエリア３２は、半径方向内側に突出して、積層された磁心２０の各軸面を支持する。図５および図１２に示すように、４つの支持エンボスエリア３２が各軸面上に形成されている。特に、図９および図１０に示すように、支持エンボスエリア３２は、ストリップ状に形成されている。そのストリップ（支持エンボスエリア３２）は、周方向に形成され、２つの平行な切り口または打ち抜かれたフリーエリアによって形成されている。その切り口またはフリーエリアで、半径方向内側に凸部を形成するようにエンボスされている。その凸部が、すなわち支持エンボスエリア３２であり、支持スリーブ２４で、スリーブ状に形成されている。したがって、内側に向けて凹部が形成される。

支持スリーブ２４は、ブランク３４のようにフラットなシート状金属材料から打ち抜かれる（本実施形態において図１２参照）。そして、特にローリングによって、円筒状に形成される。この場合において、周方向に互いに隣接する２つの縦エッジ３６ａ、３６ｂは、互いに係合する結合エレメント３８ａ、３８ｂによって互いに結合される。好ましい実施形態の図（図１２）において、これは、いわゆるオメガファスナーでる。このオメガファスナーは、Ω形状のアタッチメント４０である連結エレメント３８ａと、そのアタッチメント４０に相当する凹部４２形状の他の結合エレメント３８ｂとを有している。アタッチメント４０は凹部４２に連結した状態で係合する。全体的に、２つの縦エッジ３６ａ、３６ｂは、一方の縦エッジに対して、反対の形となっている。このことは、本実施形態において、図３に示される。支持スリーブ２４の縦エッジ３６ａ、３６ｂは、少なくとも複数の点（多数のスポット溶接による接合点）で連結状態で互いに付加的に結合されてもよい。

本発明による磁気帰還路装置６の支持スリーブ２４は、エンドフレーム１８ａと１８ｂを留められるために好適に使用される。このため、各エンドフレーム１８ａ、１８ｂは、支持スリーブ２４に軸方向に係合する支持部を有し、複数の支持（係合）エンボスエリア４４によって取り付けられている。そして、複数の支持エンボスエリア４４は、エンボスエリア２８が半径方向内側に突出しているように、支持スリーブ２４の端部の内周面に分布して配置されている。そして、それぞれ、エンドフレーム１８ａ、１８ｂの支持エッジと係合している。図４、５、１２に示すように、４つの支持エンボスエリア４４が支持スリーブ２４の一方の端部（図１２における下端、図４）に備えられ、５つの支持エンボスエリア４４が支持スリーブ２４の他方の端部（図１２における上端、図５）に備えられているがこれに限定されない。これらの支持エンボスエリア４４のそれぞれは、支持スリーブ２４の端部エッジエリアに直接配置されている。そして、各支持エンボスエリア４４は、周方向に形成された切り込みによるストリップ状に形成されている。また、各支持エンボスエリア４４は、半径方向内側に凸部状に突出し、積層された磁心２０のための支持エンボスエリア３２に類似している。

前述したように、本発明は、小型電気駆動装置１全体だけでなく、磁気帰還路装置の主構成部品にも関する。本実施形態においては前述されている。

次に、本発明による磁気帰還路装置６を製造する方法を以下、詳細に説明する。本発明によれば、円環板状に打ち抜かれた複数のシート状金属積層板は、円筒状の積層された磁心２０を形成するため、積層配置される。そして、それらを留めるために複数のシート状金属積層板は、支持スリーブ２４の中に挿入される。その結果、シート状金属積層板２２は、半径方向に圧力ばめでおよび軸方向に結合状態で留められる。すなわち、接着手段や一体的接合手段なしに留められる。

プロセスは、図１２に示すように、シート状金属材料（特にステンレススチールシートすなわちフラットブランク３４）から出発する。まず、フラットブランク３４は、支持スリーブ２４のために打ち抜かれる。平面状態でフラット性を維持するこのブランク３４は、縦ビード３０および積層された磁心２０のための支持エンボスエリア３２（好ましくはエンドフレーム１８ａ、ｂのための支持エンボスエリア４４）に相当する必要なすべてのエンボスエリア２８を備えている。支持エンボスエリア３２、４４に関し、ストリップ状の部分は、周方向に形成された隙間（溝）によって、切り取られるかまたは打ち抜かれる。支持エンボスエリア３２、４４は、フラットブランク３４の平面上で変形される。このとき、積層された磁心２０と接触するための積層された磁心２０の一方の軸面（端面）上に備えられる支持エンボスエリア３２（例えば、図６の下側の支持エンボスエリア３２）（第１の支持エンボスエリア）を除いて、支持エンボスエリア（第２の支持エンボスエリア）３２および支持エンボスエリア４４は再変形され、フラットブランク３４の平面上に戻される。この方法が以下に詳細に説明される。

支持スリーブ２４は、図１２に示されるフラットブランク３４を用いて、ローリングによって、円筒状に形成される。２つの隣接する縦エッジ３６ａ、３６ｂは、互いに係合する連結エレメント３８ａ、３８ｂによって接続される。また、付加的な一体的接合点（レーザースポット溶接による接合点）によって任意に接続される。

一方、支持スリーブ２４の製造で記載されたこととは別に、シート状金属積層板２２は、円環板状にそれぞれ打ち抜かれる。そして、絶縁性の膜（例えば、ラッカー）が形成されることが好ましい。各シート状金属積層板２２は、シート状金属積層板２２の厚さと積層された磁心２０の軸方向の長さに応じて、積層された磁心２０を形成するために積層される。各シート状金属積層板２２は、適当なスタンプで圧縮（圧着）される。この場合において、各シート状金属積層板２２の半径方向の高さが確認され、必要であれば訂正されるかそれらは交換される。最初に用意され積層された磁心２０を支持スリーブ２４に挿入するために、シート状金属積層板２２は、軸方向に圧迫される。その結果、積層された磁心２０の全体はいくらか弾性変形する。この圧迫された状態で、積層された磁心２０は、支持スリーブ２４の軸方向に挿入される。そして、縦ビード３０の影響で、締りばめ（すなわち、圧力ばめ）で押されることにより支持スリーブ２４と密着する。これは、積層された磁心２０が圧迫される軸面上の第２の支持エンボスエリア３２と支持エンボスエリア４４が再変形されて、支持スリーブが円筒状に戻されているという事実から可能である。積層された磁心２０は、再変形されてフラットブランク３４の平面上に戻されていない、すなわち、第１の支持エンボスエリア３２と接触するまで、挿入される。積層された磁心２０の圧迫状態において、積層された磁心２０の他の軸面上のその支持エンボスエリア（第２の支持エンボスエリア）３２は、再び半径方向内側にエンボスされる。その結果、支持エンボスエリア３２は、積層された磁心２０の端面を半径方向および軸方向に留める。そして、シート状金属積層板２２の軸方向の圧力のみが解放される。積層された磁心２０は再び、弾性的に、かつ適度に、軸方向に拡張する。その結果、積層された磁心２０は、連結状態でかつ維持されている残余圧縮応力で、軸方向における各支持エンボスエリア３２間に位置する。適当な付属ツールが、圧力をかけるために使用される。なお、その付属ツールは、図示されていないが、たとえば、マンドレルのようなものであり、シート状金属積層板２２によって内側にガイドされる。

その後、エンドフレーム１８ａ、ｂの取り付けのために、それらは（それらの支持部）、支持スリーブ２４の両端側から挿入される。これは、支持エンボスエリア４４が再変形されて、円筒形上に戻されているから可能である。エンドフレーム１８ａ、ｂを取り付けるために、支持エンボスエリア４４が再び半径方向内側に押される。これは、図２の支持エンボスエリア４４に示される。その支持エンボスエリア４４は、図２左側のエンドフレーム１８ｂのエリアに示される。

本発明は、図示され、説明された実施形態に限定されない。また、本発明の目的を達成する他のすべての相当する形態を適用することもできる。さらに、本発明は、各独立クレームに記載された特徴の組み合わせに限定されない。また、本発明は、開示された特徴のすべての特徴の他の好ましい組み合わせによって記載されることもできる。これは、各従属クレームの特徴は省略されることができ、出願に開示されている少なくとも１つの特徴によって置換されることもできるということを意味している。この範囲のために、クレームは発明のための第１の設計の試みとして考えられるべきである。

本発明の小型電気駆動装置の軸端図である（図２に示される矢印Ｉの方向から見ている）。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線拡大軸断面図である。 本発明の磁気帰還路装置を示す側面図（図２に示される図よりも小さいスケール）である。 図３における矢印ＩＶの方向から見た図である。 図３における矢印Ｖの方向から見た図である。 図５におけるＶＩ−ＶＩ線軸断面図である。 図３におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図７におけるエリアＶＩＩＩの拡大模式図である。 図６におけるエリアＩＸの拡大詳細図である。 図６におけるエリアＸの拡大詳細図である。 図３におけるＸＩ−ＸＩ線拡大ハーフ軸断面図である。 本発明の支持スリーブのためのフラットブランクを示す図である。

Claims (7)

1. 円筒形状に形成された固定子（２）と、
   円筒状に積層された磁心（２０）を形成するために層状に積層された円環板状の複数のシート状金属積層板（２２）と、非磁性導電性金属材料から形成され、前記複数のシート状金属積層板（２２）を同軸上に囲む円筒状の支持スリーブ（２４）とを有する軟磁性磁気帰還路装置（６）と、
   前記固定子（２）の内側に配置され、回転マグネット（１２）を有する回転子（４）と、を有し、
   前記固定子（２）は、円筒状に形成された固定子巻線（８）を有し、前記軟磁性磁気帰還路装置（６）が前記固定子（２）の前記固定子巻線（８）を円筒状に囲んでいる永久磁石で励磁された回転場駆動装置の小型電気駆動装置（１）であって、
   前記積層された磁心（２０）における前記複数のシート状金属積層板（２２）は、前記支持スリーブ（２４）内で、半径方向に圧力ばめで圧縮応力を与えられて留められ、かつ接着手段または一体化接合手段なしに、軸方向に連結した状態で圧縮応力を与えられて軸方向に留められ、
   前記積層された磁心（２０）における前記複数のシート状金属積層板（２２）は、前記支持スリーブ（２４）の内周面に分布された少なくとも３つの接触点（２６）で前記支持スリーブ（２４）と接触し、かつ前記積層された磁心（２０）の各軸面の円周上に分布して配置され、前記支持スリーブ（２４）の半径方向内側に突出している、軸方向における支持エンボスエリア（３２）同士の間に留められ、
   前記積層された磁心（２０）の前記接触点（２６）は、前記支持スリーブ（２４）内で前記半径方向内側に向かってリブ状に突出し、前記積層された磁心（２０）の軸の軸方向の全長より長く、当該軸に対して平行に形成されている少なくとも３つの縦ビード（３０）によって形成され、
   前記小型電気駆動装置（１）は、前記支持スリーブ（２４）の両端に取り付けられたエンドフレーム（１８ａ、１８ｂ）を有し、
   前記エンドフレーム（１８ａ、１８ｂ）は、前記縦ビード（３０）によって、前記軸に対してセンタリングされていることを特徴とする小型電気駆動装置。
   
   
2. 前記支持スリーブ（２４）は、ステンレススチールシートで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の小型電気駆動装置。
3. 前記複数のシート状金属積層板（２２）は、磁気スチールシートまたは絶縁性膜を有する磁気スチールシートで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の小型電気駆動装置。
4. 前記縦ビード（３０）同士の間の位置の前記支持スリーブ（２４）の内表面で前記積層された磁心（２０）に対するすき間ばめを形成し、前記支持スリーブ（２４）の前記縦ビード（３０）で前記積層された磁心（２０）に対する締りばめを形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の小型電気駆動装置。
5. 前記支持スリーブ（２４）は、前記半径方向内側に突出するように、その両端部の前記内周面に分布して配置される複数の係合エンボスエリア（４４）を有し、
   前記複数の係合エンボスエリア（４４）がそれぞれの前記エンドフレーム（１８ａ、１８ｂ）の対応する支持エッジと係合することにより、前記エンドフレーム（１８ａ、１８ｂ）が前記支持スリーブ（２４）の前記両端に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の小型電気駆動装置。
6. 前記エンドフレーム（１８ａ、１８ｂ）は、前記固定子（２）内に配置された前記回転子（４）の回転シャフト（１４）に、回転ベアリング（１６ａ、１６ｂ）を介して取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の小型電気駆動装置。
7. 円筒状に形成された固定子巻線（８）を有し、円筒形状に形成された固定子（２）と、前記固定子（２）の内側に配置され、回転マグネット（１２）を有する回転子（４）と、を有する永久磁石で励磁された回転場駆動装置の小型電気駆動装置（１）で用いられる軟磁性磁気帰還路装置（６）の製造方法であって、
   当該軟磁性磁気帰還路装置（６）は、前記固定子（２）の固定子巻線（８）を円筒状に囲み、円筒状に積層された磁心（２０）を形成するために層状に積層された円環板状の複数のシート状金属積層板（２２）と、非磁性導電性金属材料から形成され、前記複数のシート状金属積層板（２２）を同軸上に囲む円筒状の支持スリーブ（２４）とを含み、
   前記製造方法は、
   ａ）前記金属材料のシート状フラットブランク（３４）を前記支持スリーブ（２４）のために打ち抜く工程と、
   ｂ）前記支持スリーブ（２４）の少なくとも３つの縦ビード（３０）と、前記積層された磁心（２０）のための第１の支持エンボスエリア（３２）と、第２の支持エンボスエリア（３２）と、エンドフレーム（１８ａ、１８ｂ）のための複数の係合エンボスエリア（４４）とに相当する必要なすべてのエンボスエリア（２８）を前記フラットブランク（３４）上に得る工程と、
   ｃ）前記積層された磁心（２０）と接触するための軸面上に備えられる前記第１の支持エンボスエリア（３２）を除いて、前記複数の係合エンボスエリア（４４）と前記第２の支持エンボスエリア（３２）を変形させて、前記フラットブランク（３４）の平面上に戻す工程と、
   ｄ）前記フラットブランク（３４）の互いに係合する連結部（３８ａ、３８ｂ）、またはスポット溶接による接合点によって連結される２つの縦エッジ（３６ａ、３６ｂ）によって、円筒状の前記支持スリーブ（２４）を形成する工程と、
   ｅ）あらかじめ円環板状に打ち抜かれ、または絶縁性材料で塗膜された前記複数のシート状金属積層板（２２）を積層することによって円筒状の前記積層された磁心（２０）を形成する工程と、
   ｆ）特定の圧力で前記積層された前記複数のシート状金属積層板（２２）を押圧する工程と、
   ｇ）前記第１の支持エンボスエリア（３２）と接触するまで、前記縦ビード（３０）との圧力ばめによる圧迫状態で、前記支持スリーブ（２４）の中に前記積層された磁心（２０）を軸方向に挿入する工程と、
   ｈ）前記積層された磁心（２０）の前記軸面の反対側の軸面を留めるために、前記支持スリーブ（２４）の前記第２の支持エンボスエリア（３２）を半径方向に再変形させる工程と、
   ｉ）軸方向両側に備えられている前記第１の支持エンボスエリア（３２）と前記第２の支持エンボスエリア（３２）との間で連結状態で接触する前記積層された磁心（２０）の前記複数のシート状金属積層板（２２）にかけられている圧力を解放し、それによって、前記積層された磁心（２０）を軸弾性膨張させる工程とを有し、
   前記積層された磁心（２０）における前記複数のシート状金属積層板（２２）は、前記支持スリーブ（２４）内で、前記半径方向に圧力ばめで圧縮応力を与えられて留められ、かつ接着手段または一体化接合手段なしに、前記軸方向に連結した状態で圧縮応力を与えられて前記軸方向に留められ、
   前記積層された磁心（２０）における前記複数のシート状金属積層板（２２）は、前記少なくとも３つの縦ビート（３０）で前記支持スリーブ（２４）と接触し、かつ前記積層された磁心（２０）の各軸面の円周上に分布して配置され、前記支持スリーブ（２４）の半径方向内側に突出している、前記軸方向における前記第１の支持エンボスエリア（３２）と、前記第２の支持エンボスエリア（３２）との間に留められていることを特徴とする製造方法。

Images