JPH0771444A - 駆動軸およびロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率および耐摩耗性を改善する。 【構成】 ロータ２との形状接続的および／または摩擦
接続的な結合のための、軸線１５に対して直角に位置す
る少なくとも１つの連行ディスク９が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクロータ型電気
機械のロータからの力伝達およびロータへの力伝達のた
めの駆動軸であって、ロータが、全周にわたって分配さ
れて配置された積層板状の複数のコイルエレメントから
成る自己支持性の構造体であり、前記コイルエレメント
が、それぞれ半径方向外側と半径方向内側とで互いに導
電結合されており、コンミテータが、ロータ端面の環状
の区分から成っており、ロータと駆動軸との間に絶縁層
が配置されている形式のものに関する。

【０００２】さらに本発明は、ディスクロータ型電気機
械に用いられるロータであって、該ロータに、半径方向
の角度位置で互いに相対的に回転させられてかつ互いに
絶縁された通電性の複数のコイルエレメントが、ロータ
軸線に対して直角な１つまたは複数の異なる平面内で配
置されており、前記コイルエレメントが、それぞれ少な
くとも１つの半径方向の区分を有しており、該区分が、
外側のコイルエレメント区分と内側のコイルエレメント
区分とを結合しており、それぞれ少なくとも２つのコイ
ルエレメントが、ロータの全周にわたって分配された１
つのグループにまとめられて、各コイルエレメントが、
当該グループの隣接したコイルエレメントにそれぞれ半
径方向外側で、かつ場合によっては半径方向内側でも導
電結合されており、コンミテータが、半径方向内側のコ
イルエレメント区分の、両ロータ端面のうちの一方に位
置する表面によって形成されている形式のものに関す
る。

【０００３】

【従来の技術】ディスクロータ型電気機械の原理は、た
とえば専門誌Ｃ．Ｃｌｅｍｅｎｔ著の「Ｃｏｎｓｔｒｕ
ｃｔｉｏｎ ｄｅｓ Ｂｏｂｉｎａｇｅｓ Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｑｕｅｓ」、第１３版、Ｄｕｎｏｄ、Ｐａｒｉｓ
在、１９４２年、第６８頁に開示されているように、既
に久しく知られている。

【０００４】このような形式の駆動軸を備えたディスク
ロータ型電気機械はフランス国特許第１２３２４３８号
明細書に基づき公知である。この公知のディスクロータ
型電気機械では、ディスク形のロータがロータ保持装置
に摩擦接続的に差し込まれている。このロータ保持装置
は駆動軸を外套状に取り囲んで、やはり摩擦接続的な結
合を形成している。上記フランス国特許第１２３２４３
８号明細書に記載されているようなディスクロータ型電
気機械のロータの特殊な構造に基づき、ロータ保持装置
は絶縁性の材料から成っていなければならない。すなわ
ち、ロータは全周にわたって分配されて配置された多数
のコイルエレメントから自己支持性に形成されている。
したがって当然ながら、駆動軸と、ロータを形成するコ
イルエレメントとの間の結合は導電性であってはならな
い。

【０００５】これによって、２つの主問題が生じる。

【０００６】すなわち、ロータと絶縁体との間の摩擦接
続と、絶縁体と軸との間の摩擦接続とは、とりわけ数ｎ
ｍオーダのトルク作用時では永続的に実施することがで
きない。さらに、公知先行技術のこのような構成は、一
部は小さな接触面積に基づき、一部は汎用の絶縁体の材
料特性に基づきロータ保持装置の側方案内力が小さくな
ることにより、狭い許容範囲内で安定的であるロータ運
動特性を可能にしない。しかし、ディスクロータ型電気
機械では、ステータの磁極をできるだけロータの近くに
接近させる目的で、軸方向におけるロータディスクの揺
動運動に対する高い安定性が必要となる。すなわち、デ
ィスクロータ型電気機械の良好な効率を得るためには、
磁極とロータとの間のできるだけ小さな間隔が必要とな
る。

【０００７】ディスクロータ型電気機械に用いられるロ
ータは特にフランス国特許第１４２６２８０号明細書に
基づき公知である。この公知のロータのコイルエレメン
トは、適宜に成形されて曲げ加工された帯状薄板によっ
て形成される。この帯状薄板は、それぞれロータ軸に対
して直角な異なる平面にわたって延びている。この場
合、コンミテータは半径方向のコイルエレメント区分の
半径方向内側に位置する部分によって形成される。すな
わち、ブラシは帯状薄板の扁平面に沿って擦過する。

【０００８】しかし、上記公知先行技術による構成で
は、コンミテータ薄板の間の比較的大きくて、しかも不
均一に成形されたギャップに基づき、ブラシの高い摩耗
が生じてしまう。

【０００９】したがって、公知先行技術によるディスク
ロータ型電気機械はブラシ摩耗の点でも、特に比較的大
きなトルクの場合の駆動軸の力伝達の点でも、ひいては
駆動軸によるロータ運動の側方案内の点でも、改善の余
地が認められる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式のディスクロータ型電気機械、つまり駆動
軸およびロータを改良して、効率および耐摩耗性を改善
することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の駆動軸の構成では、ロータとの形状接続的お
よび／または摩擦接続的な結合のための、軸線に対して
直角に位置する少なくとも１つの連行ディスクが設けら
れているようにした。

【００１２】さらに上記課題を解決するために本発明の
ロータの構成では、コンミテータの前記半径方向内側の
コイルエレメント区分が、円錐状に成形された表面を有
しており、各２つの隣接した前記半径方向内側のコイル
エレメント区分の間の絶縁ギャップの縁部が、少なくと
もブラシのコンタクト範囲全体で互いに平行に延びてい
るようにした。

【００１３】

【発明の効果】本発明による、ディスクロータ型電気機
械のロータからの力伝達およびロータへの力伝達のため
の駆動軸は、ロータとの形状接続的および／または摩擦
接続的な結合のための、軸線に対して直角に位置する少
なくとも１つの連行ディスクを有しており、この場合、
ロータは周方向で分配されて配置された積層板状の複数
のコイルエレメントから成る自己支持性の構造体であ
る。前記コイルエレメントはそれぞれ半径方向外側と半
径方向内側とで互いに導電結合されており、この場合、
コンミテータは一方のロータ端面の環状の区分から成っ
ており、しかもロータと駆動軸との間には、絶縁層が配
置されている。

【００１４】このような連行ディスクは一方のロータ端
面の比較的大きな範囲をカバーすることができる。した
がって、連行ディスクは運動するロータに対して高い側
方案内力を加えている。さらに、連行ディスクは特に数
Ｎｍのトルクにおいて、ロータ／駆動軸結合の保持可能
性を大きく向上させる。

【００１５】両ロータ端面に２つの連行ディスクがたと
えば互いに緊定されていることにより、絶縁層が介在し
ているにもかかわらず、ロータと駆動軸との間の耐久性
の良い摩擦接続的な結合を得ることができる。連行ディ
スクの充分に大きい寸法設定に基づき、連行ディスクと
ロータとの結合面には所定限界内の力しか生じない。

【００１６】連行ディスクとロータとの間の形状接続的
な結合に基づき、さらに著しく改善された力伝達が生じ
る。こうして、比較的大きなトルクをも問題なく伝達す
ることができる。連行ディスクとロータとの形状接続的
に互いに内外に係合した部分を適当に寸法設定すること
に基づき、場合によってはあまり形状安定的であるとは
云えない前記絶縁層も不都合にならない。

【００１７】本発明のさらに別の有利な構成では、絶縁
層のための材料としてプラスチック、特に熱硬化性樹脂
が使用される。熱硬化性樹脂は、連行ディスクとロータ
との形状接続的な歯列結合なしに連行ディスクとロータ
との間の形状接続的な結合を間接的に形成するために、
充分に形状安定的でかつ耐摩耗性である。

【００１８】このような熱硬化性樹脂はガラス繊維強化
エポキシ樹脂混合物から成っていると有利である。ガラ
ス繊維強化エポキシ樹脂混合物はロッド状プレス成形材
として型で熱間プレス成形することができ、したがって
容易に加工可能である。

【００１９】このような形状安定的な絶縁層の利点は、
特に絶縁層が一方では凸部と切欠きとによって連行ディ
スクに結合されていて、他方ではロータ端面に係合する
連行突起を有している場合に有効となる。すなわち、特
に熱間プレス成形可能なエポキシ樹脂混合物を使用する
場合には、連行ディスクとロータとの間の歯列結合が極
めて簡単なプロセスによって間接的に形成可能である。

【００２０】前記連行突起が、ロータ端面の接触範囲に
おいてコイルエレメント区分の経過に相応して成形され
ていると、別の利点が得られる。すなわち、前記コイル
エレメントがたとえば成形薄板から成っていると、連行
突起を収容するために必要となる凹部は、成形薄板をロ
ータに組み立てる前に既に薄板形状に組み込むことがで
きる。したがって、駆動軸嵌込みの目的で、完成したロ
ータを後処理することは不要になる。

【００２１】駆動軸の伝動装置接続区分の周面に、少な
くとも１つの溝が設けられていると有利である。この溝
を用いて、ディスクロータ型電気機械に接続された伝動
装置との単純な形状接続的結合を形成することができ
る。

【００２２】駆動軸の伝動装置接続区分が前記溝の範囲
に横断面減小部を有していて、しかも有利には前記溝の
基底が横断面減小範囲の周面に整合して移行している
と、形状接続的な結合を形成しながら、ディスクロータ
型電気機械と伝動装置とを簡単に互いに内外に係合させ
ることができる。

【００２３】本発明のさらに別の有利な構成では、単に
１つの連行ディスクが駆動軸に固く結合されている。前
記連行ディスクのロータ側の面に向い合って位置するよ
うに、止めディスクが軸方向摺動可能でかつ位置固定可
能に駆動軸に取り付けられている。このように摺動可能
な止めディスクを用いて、連行ディスクとロータとの
間、および止めディスクとロータとの間のプレス嵌めを
行うことができる。

【００２４】このことは、当然ながら連行ディスクもし
くは止めディスクとロータとの間の摩擦接続的な結合に
おいて有利な作用を有しているが、しかし連行ディスク
とロータとの間の形状接続的な結合においても、特に連
行ディスクの側方案内特性の点でプレス嵌めによる利点
が得られる。

【００２５】駆動軸における止めディスクの軸方向摺動
可能でかつ位置固定可能な取付は、止めディスクに設け
られた雌ねじ山と、駆動軸に設けられた対応する雄ねじ
山との螺合によって行うことができる。

【００２６】これに対して択一的に、止めディスクを止
めプレートに結合することもできる。この止めプレート
は駆動軸の止めディスク側の端部をカバーしており、さ
らに前記止めプレートには、ねじがねじ込まれている。
このねじは駆動軸に設けられた中心孔に突入して、この
場所で雌ねじ山に螺合する。このことは、駆動軸に設け
られた雄ねじ山における止めディスクのナット状固定に
比べて、次のような利点を持っている。すなわち、プレ
ス嵌め目的で行われる止めディスクの軸方向摺動が、止
めディスクの回転とは結合されていない。

【００２７】止めディスクは所属のロータ端面に向かっ
て絶縁層で被覆されていると有利である。したがって、
止めディスクは導電性材料、特に金属から成っていても
よい。

【００２８】ディスクロータ型電気機械のステータハウ
ジングにおける駆動軸の支承は、ボールベアリングによ
って行われると有利である。この場合、駆動軸は各１つ
のボールベアリングを固定するための各１つの隆起部お
よび／または溝を有していると有利である。したがっ
て、軸方向摺動に対する駆動軸のガイド、ひいてはロー
ラのガイドも保証されている。

【００２９】止めディスクと止めプレートとを備えた本
発明のよる駆動軸の構成では、ボールベアリングのうち
の１つが止めディスクと止めプレートとの間に設置され
ると特に有利である。なぜならば、止めプレートの中心
のねじを締め付けることにより、止めプレートがボール
ベアリングに押圧され、ボールベアリングが止めディス
クに押圧され、さらに止めディスクがロータに押圧され
るからである。したがって、駆動軸における隆起部と溝
とによるボールベアリングのための別個の固定装置は不
要になる。たとえば連行ディスクもしくは止めディスク
とロータとの間の絶縁層の老化現象に基づきプレス嵌め
が弱まる場合でも、駆動軸の支承による側方案内を危険
にさらすことなく、中心ねじの締付けによって後調節が
可能になる。

【００３０】本発明による駆動軸と、ディスクロータ型
電気機械のステータとの結合は、一方のステータハウジ
ング半部への連行ディスク側のボールベアリングの嵌込
みと、ブラシホルダへの止めディスク側のボールベアリ
ングの嵌込みとによって行われると有利である。ブラシ
ホルダは他方のステータハウジング半部に結合されてい
る。すなわち、簡単な構造手段を用いて、ステータハウ
ジングにおけるロータの安定したガイドが形成される。

【００３１】本発明によるロータによれば、ブラシとコ
ンミテータ・コイルエレメント区分との間の比較的大き
なコンタクト面が得られるだけでなく、これによって電
流伝達の改善、ひいては効率の改善も得られる。さら
に、ブラシのコンタクト範囲全体における絶縁ギャップ
の平行な延びにより、この絶縁ギャップを同じくコンタ
クト範囲全体においてできるだけ細く保持することが可
能になる。すなわち、ブラシ摩耗を著しく減少させるこ
とができる。

【００３２】さらに、絶縁ギャップの平行な形成に基づ
き、本発明によるロータの製造において著しい単純化が
得られる。すなわち、絶縁ギャップは通常ではフライス
加工され、これによりブラシが専らコイルエレメントの
表面だけに接触することが保証される。この場合、平行
に延びる絶縁ギャップは当然ながら、別形状に形成され
る絶縁ギャップよりも簡単にフライス加工することがで
きる。

【００３３】本発明による扁平型ロータの有利な構成で
は、コイルエレメントの半径方向区分の間に強磁性材料
が配置されている。この強磁性材料はその高い磁化率に
基づき、ステータハウジング内で互いに向い合って位置
するように設けられた磁極の間に磁界を生ぜしめ、こう
して本発明による扁平型ロータの組み込まれている電気
機械の効率を著しく高める。

【００３４】この場合、強磁性材料としては、ダイナモ
薄板を使用することができる。

【００３５】本発明による扁平型ロータのさらに別の有
利な構成では、コイルエレメントとして成形薄板が使用
されている。この成形薄板は銅から成っていてよい。成
形薄板の使用は、単純な製造方法を可能にし、薄板、つ
まりコイルエレメントの高い固有安定性に基づき、ロー
タの手間のかかる支持枠を不要にする。

【００３６】１つまたは複数の緊定リングを用いる成形
薄板のセンタリングおよび位置固定は、ロータの安定性
を高めるので有利である。なぜならば、成形薄板が比較
的高い自重を有しており、したがってロータの回転時に
高い遠心力を受けるからである。

【００３７】前記緊定リングを収容するためには、成形
薄板に１つまたは複数の溝が加工成形されていると有利
である。これによって、成形薄板の組付け後に、緊定リ
ングを挿入するための別の作業ステップが必要にならな
い。

【００３８】成形薄板が流込み樹脂を用いた流込み成形
によって位置固定されると、再びロータの一層高い固有
安定性が得られる。

【００３９】高い固有安定性に基づき、ロータ運動の形
状忠実な、振動の少ない特性が得られる。したがって、
ロータと両ステータ半部との間の各ギャップを小さく保
持して、効率を高めることができる。

【００４０】緊定リングおよび／または流込み樹脂によ
る成形薄板の位置固定は、本発明による扁平型ロータを
自己支持性の成形薄板によって製造するために使用され
ると有利である。すなわち、ロータ本体は、付加的な支
持エレメントなしに互いに位置固定された成形薄板の全
体から形成される。このことは、材料の手間と構成の手
間を著しく減少させる。

【００４１】コイルエレメントの半径方向区分の間に、
通常では高い比重を有している強磁性材料が存在してい
ると、このような自己支持性の扁平型ロータでは、安定
性をさらに高める目的で、それぞれコイルエレメントの
種々異なる半径方向平面の間のギャップ内で、ガラス繊
維ベルトが強磁性材料に載着するように１回または数回
ロータ全周にわたって巻き付けられて、流込み樹脂を用
いて流込み成形されることが有利である。流込み樹脂は
硬化後にガラス繊維ベルトと共に高強度の結合を生ぜし
める。このような結合は、回転を受けて強磁性材料に作
用する遠心力に耐える。

【００４２】本発明による扁平型ロータは、有利には永
久励磁式の電動モータのディスクロータとして使用する
ことができる。しかし、本発明による扁平型ロータを永
久励磁式の発電機のディスクロータとして使用すること
も有利である。特に本発明による扁平型ロータが、自動
車用の駆動ユニットとして働くような電気機械において
使用される場合、電動モータとして、かつ必要に応じて
発電機としてのこのような電気機械の使用は極めて有利
になる。

【００４３】コイルエレメントを扁平型ロータの全周に
わたって分配された個々のコイルエレメントグループに
グループ分けするためには、個々のコイルエレメントを
それぞれ隣接するコイルエレメントと半径方向外側でろ
う接するか、または溶接することが有利である。この場
合、各１つのＵ字形の成形薄板を各ろう接個所もしくは
各溶接個所に被せて、一緒にろう接することが有利であ
る。これによって、一層高い結合保持性が得られるが、
とりわけこれによって、成形薄板がコイルエレメントと
して使用される場合に、種々異なる半径方向平面のコイ
ルエレメントの結合が構成的に簡単に形成される。

【００４４】このようなＵ字形の成形薄板結合部の遠心
力に対する保持可能性および安定性は、半径方向外側で
ガラス繊維ベルトがロータ全周にわたって巻き付けられ
て、流込み樹脂を用いて流込み成形されることによって
高められると有利である。

【００４５】成形薄板を備えた本発明による扁平型ロー
タの特に単純で、ひいては特に有利な構成では、成形薄
板の幅がほぼその全長にわたって分割されているので、
同一のコイルエレメントグループに所属する各２つの隣
接するコイルエレメントが同一の成形薄板によって形成
されている。このような手段は、特に本発明による扁平
型ロータが、コイルエレメントを有する２つの半径方向
平面しか有していない場合には、ロータの構成的に極め
て単純な製造をもたらす。成形薄板の一方の半部はロー
タの一方の平面に所属しており、他方の半部は他方の平
面に所属している。これによって、ロータの半径方向内
側に位置する部分における別個の導電結合は不要とな
る。

【００４６】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。

【００４７】図１には、本発明による駆動軸１を部分的
に断面した側面図が示されている。軸線１５に対して垂
直に位置する連行ディスク９は、ロータ座部２８と同様
に絶縁層８で被覆されている。この絶縁層８は連行ディ
スク９に設けられた切欠き１２によって連行ディスク９
と形状接続的に結合されている。ボールベアリングを固
定するためには、隆起部２１と溝２２とが設けられてい
る。駆動軸１に設けられた伝動装置接続区分１３には、
軸方向に延びている溝１４が設けられている。

【００４８】図２には、図１の方向Ａで見た図が示され
ている。図面からは、ボールベアリングを固定するため
の隆起部２１と、連行ディスク９と、絶縁層８に形状接
続的に結合するための前記連行ディスク９に設けられた
円形の切欠き１２と、前記連行ディスク９を越えて突出
した連行突起１０の端部とが認められる。この連行突起
１０は絶縁材料から製造されている。

【００４９】図３には、図１の方向Ｂで見た図が示され
ている。図３から認められるように、この実施例では連
行突起１０が星形に配置されている。さらに、ロータ座
部２８が認められる。このロータ座部には、絶縁層８が
示されている。また、中心孔１９も示されている。

【００５０】図４には、図１の方向Ｃで見た図が示され
ている。図４から認められるように、駆動軸１の伝動装
置接続区分１３には溝１４が設けられている。この溝１
４は伝動装置の形状接続的な結合部分５を収容するため
に働く。ボールベアリングを収容しようとする駆動軸区
分は隆起部２１と溝２２とによって制限されている。

【００５１】図５には、図１のＤ−Ｄ線に沿った断面図
が示されている。溝１４が別の角度で図示されている。

【００５２】図６には、本発明による駆動軸の別の実施
例が図１と類似の図面で示されている。駆動軸１の伝動
装置接続区分１３は溝１４の範囲で横断面減小部を有し
ている。溝１４の基底は横断面減小範囲の周面に整合し
て移行している。これによって、伝動装置を簡単に被せ
嵌めるだけで、この伝動装置に対する形状接続的な結合
を行なうことができる。ロータ座部２８は少しだけ円錐
形に保持されている。このことは絶縁層８によって補償
される。連行ディスク９は絶縁層８と摩擦接続的に結合
されている。すなわち、この実施例では連行突起１０が
歯車状に成形されている。

【００５３】図７には、図６の方向Ｆで見た図が示され
ている。図７からは、溝１４の座部と、伝動装置接続区
分１３に設けられた横断面減小部と、隆起部２１と溝２
２との間のボールベアリングの座部とが認められる。

【００５４】図８には、図６の方向Ｅで見た図が示され
ている。図８からは、この実施例における連行突起１０
の歯車状に加工成形された形状が認められる。この場合
にも、連行突起１０は絶縁層８によって形成されてい
て、その先端は連行ディスク９を越えて延びている。さ
らに、中心孔１９と、ロータ座部２８の縁部と、ロータ
座部範囲に設けられた絶縁層８の縁部とが図示されてい
る。

【００５５】図９には、本発明による駆動軸１のさらに
別の実施例の側面図が示されている。伝動装置接続区分
１３およびロータ座部２８は上記実施例の場合と同様に
形成されている。しかし、連行突起１０の形状は異なっ
ている。同じく上記実施例とは異なり、絶縁層８に形状
接続的に結合するための前記連行ディスク９に設けられ
た切欠き１２が示されている。

【００５６】図１０には、図９の方向Ｇで見た図が示さ
れていて、上記実施例との相違点が明らかとなる。すな
わち、連行突起１０は、この連行突起１０と係合状態に
あるロータのコイルエレメントの経過に相応して成形さ
れている。さらに、図１０には連行ディスク９に対する
絶縁層８の係合輪郭２９が示されている。係合輪郭２９
はこの場合、歯車状に成形されている。したがって、絶
縁層８は連行ディスク９にも、ロータにも、連行突起１
０を介して形状接続的に結合されている。

【００５７】ロータ２の、図１０に示した連行突起１０
に対して嵌合するコイルエレメント４の輪郭は、ロータ
端面７を概略的に示す図１１に示されている。

【００５８】図１２には、ロータ２と結合した本発明に
よる駆動軸１が示されている。このロータから、かつこ
のロータへ駆動軸１はトルクを伝達するようになってい
る。ロータの軸線１５に対して垂直に位置する連行ディ
スク９には、絶縁層８が設けられている。この絶縁層８
は一方では連行ディスク９に設けられた凸部１１と切欠
き１２とによって連行ディスク９に形状接続的に結合さ
れており、他方では連行突起１０によってロータ２と形
状接続的に結合されている。したがって、連行ディスク
９はロータ２に間接的に形状接続的に結合されている
か、もしくはロータ２のコイルエレメント４に形状接続
的に結合されている。連行ディスク９とは反対の側に位
置するロータ端面７は絶縁層２０を介して止めディスク
１６と接触している。止めディスク１６は止めプレート
１７に結合されている。この止めプレートは、駆動軸１
の中心孔１９に設けられた雌ねじ山に螺合するねじ１８
を用いて、締付けによりロータ２に向かって移動させら
れる。こうして、止めディスク１６はロータ２に押圧さ
れ、これによってロータ２の押圧力を連行ディスク９に
加えるので、駆動軸１はプレス嵌めによってロータ２と
形状接続的かつ摩擦接続的に結合されている。

【００５９】図１３に示した状態では、図１２に示した
駆動軸１とロータ２とのユニットがボールベアリング２
３，２４を介してディスクロータ型電気機械のステータ
３０に結合される。ボールベアリング２３は隆起部２１
と固定ディスク３１とによって固定される。この固定デ
ィスクは溝２２に係合している。それに対して、ボール
ベアリング２４は止めプレート１７と止めディスク１６
との間に締付け固定されている。図１２につき説明した
構成の他に、図１３にはさらにブラシホルダ２７と、こ
のブラシホルダに内蔵されたブラシ３２と、このブラシ
によって擦過されるコンミテータ５と、ステータハウジ
ング半部２５，２６と、このステータハウジング半部に
配置された磁極３３とが示されている。

【００６０】図１４には、本発明によるロータ、特にコ
イルエレメント４の形状が概略的に示されている。コイ
ルエレメント４はこの場合、ロータ軸線３４に対して垂
直な２つの異なる平面に配置されている。すなわち、第
１の平面はコイルエレメント４′によって規定され、第
２の平面は同形であるが、鏡像対称的に配置されたコイ
ルエレメント４′′によって規定される。これらのコイ
ルエレメントは半径方向のコイルエレメント区分４ａ
と、外側のコイルエレメント区分４ｂと、内側のコイル
エレメント区分４ｃとから成っている。特別に図示した
コイルエレメント４′，４′′は同一の成形薄板から成
っていて、半径方向内側で互いに導電結合されている。
半径方向内側のコイルエレメント区分４ｃは全体的にコ
ンミテータ５を形成している。半径方向のコイルエレメ
ント区分４ａの間に位置する強磁性材料３８はこの場合
例示的に、それぞれ異なる平面に位置するコイルエレメ
ント４′，４′′の間の５つの中間室に図示されてい
る。

【００６１】図１５には、互いに所属し合う２つのコイ
ルエレメント４′，４′′が示されている。これらのコ
イルエレメントは同一の成形薄板から製造されている。
図面はロータ軸線に対して平行な方向で見た図である。
したがって、コンミテータ５の範囲に位置するコイルエ
レメント区分の円錐状に成形された表面３５が認められ
る。

【００６２】図１６には、コンミテータのコイルエレメ
ント区分の本発明により円錐状に加工成形された形状が
示されている。隣接し合うコイルエレメント４の円錐状
の表面３５は絶縁ギャップ３６を取り囲んでいる。この
絶縁ギャップの縁部３７はブラシのコンタクト範囲全体
で平行に延びている。

【００６３】図１７には、図１４と同様にロータ軸線３
４の方向で見た、本発明によるロータ２の図面が示され
ている。コイルエレメント４はこの場合、成形薄板３９
から成っている。この成形薄板は半径方向の２つの平面
を介してロータ２の全周にわたって分配して、各１つの
グループ４６にまとめることができる。各グループ４６
のコイルエレメント４の間の半径方向内側に位置する導
電結合部は、互いに所属の各２つのコイルエレメントの
構成によって同一の成形薄板として製造されている。半
径方向外側に位置する結合はＵ字形の成形薄板４４を用
いて前記両平面を跨ぐように行なわれる。遠心力を受け
る場合のこのような結合の安定性はガラス繊維ベルト４
５によって助成される。

【００６４】図１８には、それぞれ互いに所属の隣接し
た３つの成形エレメント対が示されており、この場合、
円錐状の表面３５がコンミテータ５の範囲で介在する絶
縁ギャップ３６とどのように協働するのかが判る。さら
に、成形薄板３９を位置固定しようとする緊定リング４
０の装着位置も判る。

【００６５】図１９には、ロータ軸線３４に対して垂直
に位置する方向で見た、互いに所属する２つの成形コイ
ルエレメント４′，４′′の図が示されている。すなわ
ち、図１９は図１５に対応している。図面から判るよう
に、互いに所属する２つのコイルエレメント４′，
４′′は同一の成形薄板３９から加工成形されている。
この成形薄板はほぼ全長にわたってギャップにより分割
されている。このギャップ４２は両ロータ平面を分割し
ている。それぞれ互いに所属のコイルエレメント４′，
４′′の間の半径方向内側に位置する結合は、既に説明
したように成形薄板３９の特別な加工成形により確保さ
れる。半径方向外側に位置する結合はＵ字形の成形薄板
４４を介して行なわれる。図１９にはさらに、強磁性材
料３８の位置と、ブラシ３２の位置も認められる。ま
た、ギャップ４２に巻き付けられた、強磁性材料３８を
位置固定するために働くガラス繊維ベルト４３と、Ｕ字
形の成形薄板４４を位置固定するために働くガラス繊維
ベルト４５も図示されている。成形薄板３９は各ロータ
端面７に固定用の溝４１を有している。しかし、コンミ
テータ５とは反対の側のロータ端面７にしか、緊定リン
グ４０は埋め込まれていない。

【００６６】図２０には、曲げ加工後にコイルエレメン
トとして使用したい成形薄板３９の出発形状が示されて
いる。この場合、ロータ端面に向かって配置したい表面
が見えている。また、ブラシ擦過範囲に位置させたい区
分の円錐状の表面３５も認められる。さらに、成形薄板
３９の間に位置してこれらの成形薄板３９を電気的に互
いに絶縁する絶縁層４７も示されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による駆動軸の側面図である。

【図２】図１の方向Ａで見た図である。

【図３】図１の方向Ｂで見た図である。

【図４】図１の方向Ｃで見た図である。

【図５】図１のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

【図６】本発明による駆動軸の別の実施例を示す側面図
である。

【図７】図６の方向Ｆで見た図である。

【図８】図６の方向Ｅで見た図である。

【図９】本発明による駆動軸のさらに別の実施例を示す
側面図である。

【図１０】図９の方向Ｇで見た図である。

【図１１】ロータのロータ端面の平面図である。

【図１２】ロータを固定された本発明による駆動軸の側
面図である。

【図１３】本発明による駆動軸を備えたディスクロータ
型電気機械を部分的に断面して示す図である。

【図１４】本発明によるロータのロータ端面の平面図で
ある。

【図１５】互いに所属の２つのコイルエレメントの概略
図である。

【図１６】２つの隣接したコイルエレメントのコンミテ
ータ範囲を示す概略図である。

【図１７】本発明によるロータのロータ端面の平面図で
ある。

【図１８】ロータ端面のさらに別の平面図である。

【図１９】ロータ軸線に対して直角な方向から見た、２
つの互いに所属のコイルエレメントの図である。

【図２０】成形薄板の基本形状を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 駆動軸、 ２ ロータ、 ３ ディスクロータ型電
気機械、 ４，４′，４′′ コイルエレメント、 ５
コンミテータ、 ６ 区分、 ７ ロータ端面、 ８
絶縁層、 ９ 連行ディスク、 １０ 連行突起、
１１ 凸部、１２ 切欠き、 １３ 伝動装置接続部
分、 １４ 溝、 １５ 軸線、 １６止めディスク、
１７ 止めプレート、 １８ ねじ、 １９ 中心
孔、 ２０ 絶縁層、 ２１ 隆起部、 ２２ 溝、
２３，２４ ボールベアリング、２５，２６ ステータ
ハウジング半部、 ２７ ブラシホルダ、 ２８ ロー
タ座部、 ２９ 係合輪郭、 ３０ ステータ、 ３１
固定ディスク、 ３２ブラシ、 ３３ 磁極、 ３４
ロータ軸線、 ３５ 表面、 ３６ 絶縁ギャップ、
３７ 縁部、 ３８ 強磁性材料、 ３９ 成形薄
板、 ４０ 緊定リング、 ４１ 溝、 ４２ ギャッ
プ、 ４３ ガラス繊維ベルト、 ４４成形薄板、 ４
５ ガラス繊維ベルト、 ４６ グループ、 ４７ 絶
縁層

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクロータ型電気機械（３）のロー
   タ（２）からの力伝達およびロータ（２）への力伝達た
   めの駆動軸であって、ロータ（２）が、全周にわたって
   分配されて配置された積層板状の複数のコイルエレメン
   ト（４）から成る自己支持性の構造体であり、前記コイ
   ルエレメント（４）が、それぞれ半径方向外側と半径方
   向内側とで互いに導電結合されており、コンミテータ
   （５）が、ロータ端面（７）の環状の区分（６）から成
   っており、ロータ（２）と駆動軸（１）との間に絶縁層
   （８）が配置されている形式のものにおいて、ロータ
   （２）との形状接続的および／または摩擦接続的な結合
   のための、軸線（１５）に対して直角に位置する少なく
   とも１つの連行ディスク（９）が設けられていることを
   特徴とする、駆動軸。
2. 【請求項２】 ロータ（２）と駆動軸（１）もしくは連
   行ディスク（９）との間の絶縁層(８)が、プラスチック
   から成っている、請求項１記載の駆動軸。
3. 【請求項３】 ロータ（２）と駆動軸（１）もしくは連
   行ディスク（９）との間の絶縁層(８)が、熱硬化性樹脂
   から成っている、請求項１記載の駆動軸。
4. 【請求項４】 前記熱硬化性樹脂が、ガラス繊維強化エ
   ポキシ樹脂混合物から成っている、請求項３記載の駆動
   軸。
5. 【請求項５】 前記絶縁層（８）が、凸部（１１）と切
   欠き（１２）とによって前記連行ディスク（９）に形状
   接続的に結合されている、請求項２から４までのいずれ
   か１項記載の駆動軸。
6. 【請求項６】 前記連行ディスク（９）および／または
   該連行ディスク（９）の絶縁層（８）が、連行突起（１
   ０）を有しており、該連行突起が、ロータ端面（７）に
   係合している、請求項１から５までのいずれか１項記載
   の駆動軸。
7. 【請求項７】 前記連行突起（１０）が、ロータ端面
   (７)の接触範囲でコイルエレメント区分の形状に対応し
   て成形されている、請求項６記載の駆動軸。
8. 【請求項８】 駆動軸に設けられた伝動装置接続区分
   （１３）が、その周面に少なくとも１つの溝（１４）を
   有している、請求項１記載の駆動軸。
9. 【請求項９】 前記伝動装置接続区分（１３）が、前記
   溝（１４）の範囲に横断面減小部を有している、請求項
   ８記載の駆動軸。
10. 【請求項１０】 前記横断面減小部の周面が、少なくと
    も前記溝（１４）の基底に相当している、請求項９記載
    の駆動軸。
11. 【請求項１１】 少なくとも１つの連行ディスク（９）
    が、駆動軸（１）に固く結合されており、前記連行ディ
    スク（９）のロータ側の面に向い合って位置するよう
    に、プレス嵌めを形成するための止めディスク（１６）
    が軸方向摺動可能でかつ位置固定可能に駆動軸（１）に
    取り付けられている、請求項１記載の駆動軸。
12. 【請求項１２】 前記止めディスク（１６）が雌ねじ山
    を有していて、駆動軸（１）に設けられた対応する雄ね
    じ山に螺合している、請求項１１記載の駆動軸。
13. 【請求項１３】 前記止めディスク（１６）が止めプレ
    ート（１７）に結合されており、該止めプレート（１
    ７）が、駆動軸（１）の止めディスク側の端部をカバー
    しており、さらに前記止めプレート（１７）にねじ（１
    ８）がねじ込まれており、該ねじが、駆動軸（１）に設
    けられた中心孔（１９）に突入していて、この場所で対
    応する雌ねじ山に螺合している、請求項１１記載の駆動
    軸。
14. 【請求項１４】 前記止めディスク（１６）が、該止め
    ディスクに所属のロータ端面（７）に向かって絶縁層
    （２０）で被覆されている、請求項１１記載の駆動軸。
15. 【請求項１５】 駆動軸（１）が、少なくとも１つのボ
    ールベアリング（２３）を固定する目的で、少なくとも
    それぞれ１つの隆起部（２１）および／または溝（２
    ２）を有している、請求項１記載の駆動軸。
16. 【請求項１６】 前記止めディスク（１６）と前記止め
    プレート（１７）との間に、ボールベアリング（２４）
    が配置されている、請求項１３から１５までのいずれか
    １項記載の駆動軸。
17. 【請求項１７】 連行ディスク側のボールベアリング
    （２３）がディスクロータ型電気機械（３）の一方のス
    テータハウジング半部（２５）に結合されており、止め
    ディスク側のボールベアリング（２４）がブラシホルダ
    （２７）に結合されており、該ブラシホルダが他方のス
    テータハウジング半部（２６）に結合されている、請求
    項１６記載の駆動軸。
18. 【請求項１８】 ディスクロータ型電気機械に用いられ
    るロータであって、該ロータ（２）に、半径方向の角度
    位置で互いに相対的に回転させられかつ互いに絶縁され
    た通電性の複数のコイルエレメント（４）が、ロータ軸
    線（３４）に対して直角な１つまたは複数の異なる平面
    内で配置されており、前記コイルエレメント（４）が、
    それぞれ少なくとも１つの半径方向の区分（４ａ）を有
    しており、該区分が、外側のコイルエレメント区分（４
    ｂ）と内側のコイルエレメント区分（４ｃ）とを結合し
    ており、それぞれ少なくとも２つのコイルエレメント
    (４）が、ロータ（２）の全周にわたって分配された１
    つのグループ（４６）にまとめられて、各コイルエレメ
    ント（４）が、当該グループ（４６）の隣接したコイル
    エレメント（４′，４′′）にそれぞれ半径方向外側
    で、かつ場合によっては半径方向内側でも導電結合され
    ており、コンミテータ（５）が、半径方向内側のコイル
    エレメント区分（４ｃ）の、両ロータ端面（７）のうち
    の一方に位置する表面によって形成されている形式のも
    のにおいて、コンミテータ（５）の前記半径方向内側の
    コイルエレメント区分（４ｃ）が、円錐状に成形された
    表面（３５）を有しており、各２つの隣接した前記半径
    方向内側のコイルエレメント区分（４ｃ）の間の絶縁ギ
    ャップ（３６）の縁部（３７）が、少なくともブラシ
    （３２）のコンタクト範囲全体で互いに平行に延びてい
    ることを特徴とする、ディスクロータ型電気機械に用い
    られるロータ。
19. 【請求項１９】 コイルエレメント（４）の前記半径方
    向の区分（４ａ）の間に、強磁性材料が配置されてい
    る、請求項１８記載のロータ。
20. 【請求項２０】 強磁性材料（３８）がダイナモ薄板か
    ら成っている、請求項１９記載のロータ。
21. 【請求項２１】 コイルエレメント（４）が成形薄板
    （３９）である、請求項１８から２０までのいずれか１
    項記載のロータ。
22. 【請求項２２】 前記成形薄板（３９）が銅から成って
    いる、請求項２１記載のロータ。
23. 【請求項２３】 前記成形薄板（３９）が、少なくとも
    １つの緊定リング(４０）によって束ねられている、請
    求項２１記載のロータ。
24. 【請求項２４】 前記成形薄板（３９）が、前記半径方
    向内側のコイルエレメント区分（４ｃ）に、前記緊定リ
    ング（４０）を収容するための少なくとも１つの溝（４
    １）を有している、請求項２３記載のロータ。
25. 【請求項２５】 前記成形薄板（３９）が、流込み樹脂
    を用いて流込み成形されて、互いに位置固定されてい
    る、請求項２１記載のロータ。
26. 【請求項２６】 ロータ（２）の本体が、互いに位置固
    定された成形薄板(３９）全体から成っている、請求項
    ２１から２５までのいずれか１項記載のロータ。
27. 【請求項２７】 コイルエレメント（４）の種々異なる
    半径方向平面の間のギャップ（４２）に、それぞれガラ
    ス繊維ベルト（４３）が、前記強磁性材料(３８）に載
    着するようにロータ全周にわたって１回または数回巻き
    付けられて、流込み樹脂によって流込み成形されてい
    る、請求項１９または２６記載のロータ。
28. 【請求項２８】 ロータ（２）が、永久励磁式の電動モ
    ータのディスクロータである、請求項１８記載のロー
    タ。
29. 【請求項２９】 ロータ（２）が、永久励磁式の発電機
    のディスクロータである、請求項１８記載のロータ。
30. 【請求項３０】 コイルエレメント（４）が、当該コイ
    ルエレメントグループのそれぞれ隣接したコイルエレメ
    ント（４′，４′′）に半径方向外側でろう接されてい
    るか、または溶接されている、請求項１８記載のロー
    タ。
31. 【請求項３１】 各１つのＵ字形の成形薄板が、各ろう
    接個所に被せられて、一緒にろう接されているか、もし
    くは一緒に溶接されている、請求項２１または３０記載
    のロータ。
32. 【請求項３２】 半径方向外側でロータ（２）の全周に
    わたってガラス繊維ベルト（４５）が巻き付けられて、
    流込み樹脂を用いて流込み成形されている、請求項１４
    記載のロータ。
33. 【請求項３３】 前記成形薄板（３９）の幅が、ほぼそ
    の全長にわたって分割されており、半径方向内側で導電
    結合された、当該グループ（４６）に所属のそれぞれ隣
    接した２つのコイルエレメント（４′，４′′）が、同
    一の成形薄板（３９）によって形成されている、請求項
    ２１から３２までのいずれか１項記載のロータ。