KR20050010712A

KR20050010712A - 고정자의 고정이 개선된 전기 기계

Info

Publication number: KR20050010712A
Application number: KR1020040055446A
Authority: KR
Inventors: 베를러안드레아스
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2003-07-21
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2005-01-28
Also published as: EP1501170A1; DE10332957A1

Abstract

본 발명은 하우징(2), 고정자(4) 및 회전자(5)를 포함하며, 하우징(2)이 하우징(2)의 내부에서 고정자(4)를 고정하도록 적어도 하나의 내측으로 돌출된 영역(3)을 포함하는 전기 기계에 관한 것이다.

Description

고정자의 고정이 개선된 전기 기계{ELECTRIC MACHINE WITH IMPROVED STATOR FIXING}

본 발명은 하우징, 고정자 및 회전자를 포함하는 전기 기계에 관한 것이며, 특히 하우징에 고정자를 보다 양호하게 고정하는 것에 관한 것이다.

전기 기계는 예를 들면 차량의 전기 보조 구동 장치와 같이, 많은 분야에서 모터 또는 발전기로서 사용된다. 영구 여자 전기 기계에서, 대량 생산 시, 고정자는 일반적으로 하우징(포트(pot))에 부착된다. 일반적으로, 고정자는 일측의 돌출된 돌기 및 반대측의 각인된 막힌 구멍을 통해 서로 적층되거나 또는 가압된 복수의 서로 적층된 개별 판으로 이루어진다. 고정자는 천공 가공된 판으로 제작되므로, 고정자는 자체의 천공 에지에서 뾰족한 버어(burr)를 포함한다. 이는 원통형 하우징내로 고정자 적층부를 가압하도록 시도할 때, 제작 공차의 합으로 인해 한편으로는 가장 큰 가압력이 요구되나 다른 한편으로는 가압 중 금속 칩이 고정자의 뾰족한 버어로부터 분리될 수 있음을 나타낸다. 이 칩은 한편 부품의 변형을 발생시키고, 다른 한편 전기 기계내의 자유로운 칩이 조기의 고장을 일으킬 수도 있다. 따라서, 충분한 공정의 신뢰를 보장할 수 있도록, 근래에 고정자는 부착에 의해 전기 기계의 하우징과 결합된다.

이에 비해, 청구범위 제1항의 특징을 포함하는 본 발명에 따른 전기 기계는 하우징과 고정자 사이의 부착 결합을 생략할 수 있다는 장점을 포함한다. 이를 통해 본 발명에 따른 전기 기계는 접착제가 존재하지 않음으로써 보다 고온 영역에서 작동될 수 있다. 본 발명에 따르면, 전기 기계의 하우징과 고정자 사이에는 기계적 열적으로 안정한 결합이 형성된다. 여기서, 하우징은 적어도 하나의 내측으로 돌출된 영역을 포함하여, 고정자는 하우징의 내부에서 내측으로 돌출된 영역에 의해 고정된다. 내측으로 돌출된 영역은 하우징의 내부 재킷형 표면 상에서 국부적으로 한정되어 있으므로, 고정자는 하우징의 재킷형 내부 영역에서 고정될 수 있다. 또한, 고정자와 하우징 사이의 가압 결합을 통해 큰 공차 범위에 걸쳐 대략 일정한 가압력이 발생된다. 본 발명에 따르면, 부착에 의한 종래의 결합 방법에서보다 더 큰 공차가 수용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 최종적으로 칩을 제거하거나 또는 고정자 공차를 감소시키도록, 고정자 적층부 또는 고정자 판을 절삭하여 마무리 가공하는 것이 요구되지 않는다.

종속항들의 대상은 본 발명의 양호한 실시예들을 포함한다.

양호하게는, 하우징은 두 개의 내측으로 돌출된 영역을 포함한다. 이 때, 고정자는 하우징에서 하우징의 두 개의 내측으로 돌출된 영역 및 내부 재킷 표면에 의해 고정된다. 따라서, 고정자는 자체의 외주를 따라 3개의 구간에서 확실하게 고정된다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 고정자는 하우징의 내측으로 돌출된 영역에 의해서만 고정된다.

특히 양호하게는, 내측으로 돌출된 영역이 하우징의 주연을 따라 동일한 폭으로 서로 이격된다. 이를 통해, 고정력이 고정자 상으로 균일하게 분포되는 것이 달성된다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 고정자와 하우징의 내부 재킷 영역 사이에 양호하게는 고정자를 완전히 둘러싸는 재킷형 중간 요소가 배치된다. 이를통해, 고정자는 우선 재킷형 중간 요소내로 도입되고, 그 다음 재킷형 중간 요소와 함께 전기 기계의 하우징내로 도입될 수 있다. 이를 통해 가압 공정 중 칩 발생이 확실히 감소될 수 있다.

양호하게는, 재킷형 중간 요소는 주연 방향으로 중첩되는 영역을 포함한다. 본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 재킷형 중간 요소는 중첩 영역이 아니라 접합 에지를 포함하도록 형성된다. 재킷형 중간 요소는 중첩 영역 또는 접합 에지에서 예를 들면 용접에 의해 서로 결합될 수 있다.

하우징내로 재킷형 중간 요소를 도입시키는 것을 간단하게 하기 위해, 양호하게는 재킷형 중간 요소는 점차 가늘어지는 영역, 특히 원추형 영역을 포함한다.

특히 양호하게는, 내측으로 돌출된 영역은 하우징의 외측 영역에 형성된 홈을 통해 제작된다. 양호하게는, 홈은 하우징의 축방향으로, 특히 양호하게는 고정자의 전체 축 길이에 걸쳐 연장되거나 또는 복수의 보다 짧은, 연속되거나 또는 주연 방향으로 서로 오프셋되어 배치된 홈이 제공된다.

양호하게는 재킷형 중간 요소는 스프링강으로 제작된다.

또한, 양호하게는, 하우징의 내측으로 돌출된 영역은 경화되어 있거나 또는 하우징의 내측으로 돌출된 영역 상에는 추가적인 경화층이 도포되어 있다. 경화는 예를 들면 질화, 불꽃 경화 또는 유도 경화를 통해 실행될 수 있고, 양호하게는 하우징의 전체 내부 표면이 아니라, 돌출된 영역만이 경화된다.

특히 양호하게는, 전기 기계의 하우징은 포트형으로 형성된다.

양호하게는, 본 발명에 따른 전기 기계는 EC-모터 또는 EC-발전기이며, 특히양호하게는 차량에서, 예를 들면 전기 윈도우 리프트, 전기 슬라이딩 루프, 와이퍼 모터 등과 같은 특히 쾌적 장치용 보조 구동 장치로서 사용된다. 이를 통해, 본 발명에 따른 전기 기계의 제작상의 장점이 대량 생산에 의해 특히 양호하게 사용될 수 있어, 종래 기술에 비해 상당한 비용상의 장점이 발생된다.

이하에서 첨부 도면과 관련하여 본 발명에 따른 전기 기계의 실시예가 설명된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기 기계의 개략적 종단면도이며,

도 2는 도 1에 도시된 전기 기계의 개략적 횡단면도이고,

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기 기계의 개략적 횡단면도이며,

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전기 기계의 개략적 횡단면도이고,

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전기 기계의 개략적 횡단면도이며,

도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 전기 기계의 개략적 횡단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전기 기계

2 : 하우징

3 : 돌출된 영역

4 : 고정자

5 : 회전자

이하에서 도 1 및 도 2와 관련되어 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기 기계(1)가 설명된다. 전기 기계(1)는 차량에서 사용되는 EC-모터이다. 도 1은 도 2의 선(Ⅰ-Ⅰ)을 따른 단면도이다.

전기 기계(1)는 하우징(2), 고정자(4), 그 위에 배치된 영구자석(6)을 포함하는 회전자축(5) 및 전기 플러그형 연결부(8)를 포함한다. 회전자축은 자체의 양 대향 단부에서 2개의 베어링(7)상에 지지된다. 고정자(4)는 공지된 방식으로 절연부와 센서 및 코일을 포함한다. 하우징(2)은 포트형으로 형성되고, 자체의 개방 측면에서 루프 요소(13)에 의해 폐쇄된다. 회전자축(5)의 토크는 전기 기계(1)로부터 돌출되어 회전자축상에 일체형으로 형성된 톱니부(14)를 통해 제거될 수 있다.

도 2는 하우징(2)과 고정자(4) 사이의 연결부를 상세히 도시한다. 보다 양호한 개요를 위해 도 2에는 고정자(4)의 코일이 도시되지 않는다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 하우징(2) 상에서 그 외주연상에는 복수의 길이방향 홈이 형성되어 있어, 하우징(2)의 내부 재킷(jacket) 주연상에는 내측으로 돌출된 영역(3)이 형성된다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 정확히 9개의 돌출된 영역(3)이 형성되어 있다. 돌출된 영역(3)은 하우징(2)의 원통형 부분의 전체 길이에 걸쳐 연장되고, 하우징(2)의 제작 시 간단히 동시에 형성될 수 있다. 고정자(4)는 하우징(2)의 돌출된 영역(3)을 통해 유지되고, 돌출된 영역은 스프링 요소와 같이 작용하여 고정자(4)를 하우징(2)에 고정시킨다. 고정력의 크기는 고정자가 하우징(2)에 대해 비틀리거나 또는 축방향으로 변위될 수 없을 정도로 설정된다. 돌출된 영역(3)은 하우징(2)의 주연상에서 각각 동일한 폭으로 서로 이격되어, 균일한 고정력이 고정자(4)상으로 가해진다.

따라서, 본 발명에 따른 하우징(2)의 형태를 통해 고정자(4)는 하우징(2)에 부착되지 않고 고정될 수 있다. 본 발명에 따른 하우징(2)의 구조에 의해 예를 들면 중심 에러와 같은 전기 기계의 작동 시 단점이 발생되지 않고 보다 큰 공차가 하우징(2)을 통해 수용될 수 있으므로, 고정자 판 적층부는 마무리 가공될 필요가 없다. 양호하게는 하우징(2)은 스프링강 판으로 제작되므로, 본 발명에 따른 전기 기계는 보다 높은 온도 영역에서 고정자가 하우징에 부착된 기계로서 작동될 수 있다. 본 발명에 따른 전기 기계(1)는 부착 단계의 생략을 통해 보다 신속하고 보다 저렴하게 제작될 수 있거나 또는 조립될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기 기계를 도시하며, 동일한 부품 또는 기능적으로 동일한 부품은 제 1 실시예와 동일한 도면 부호로 표시된다.

제 1 실시예와 달리, 제 2 실시예에서는 추가적으로 재킷형 중간 요소(9)가 하우징(2)과 고정자(4) 사이에 배치된다. 재킷형 중간 요소(9)는 본질적으로 관형구조를 포함하고, 고정자(4)를 완전히 둘러싼다. 재킷형 중간 요소(9)의 조립을 위해 양호하게는 우선 고정자(4)가 재킷형 중간 요소(9)내로 도입되고, 그 다음 재킷형 중간 요소(9)가 고정자(4)와 함께 하우징(2)내로 가압된다. 이러한 방법을 통해, 예를 들면 고정자를 하우징내로 가압하는 동안의 절삭이 제거됨으로써 칩 발생이 완전 방지될 수 있다. 고정자(4)는 하우징(2)과 더 이상 직접 접촉되지 않는다. 따라서, 재킷형 중간 요소(9)가 양호하게는 고장 방지가 가장 크게 보장되어야 하는 전기 기계에 대해 사용된다. 그 밖에는, 도 3에 도시된 제 2 실시예는 제 1 실시예와 대응된다.

이하에서 도 4와 관련되어 본 발명의 제 3 실시예가 설명되며, 동일한 부품은 제1 실시예와 동일한 도면 부호로 표시된다.

제 3 실시예는 제 2 실시예와 마찬가지로 재킷형 중간 요소(9)를 포함한다. 그러나, 제 2 실시예와 달리, 제 3 실시예에서는 단지 2개의 내측으로 돌출된 영역(3)만이 하우징(2)에 형성되어 있다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 고정자(4)는 하우징(2)의 2개의 내측으로 돌출된 영역(3)과 내부 재킷 영역(10) 사이에서 고정된다. 두 개의 내측으로 돌출된 영역(3)은 대략 120°에 걸쳐 주연을 따라 서로 오프셋 배치되어, 내부 영역(10) 및 돌출된 영역(3)을 통해 균일한 고정력이 제공된다.

도 5 및 도 6에는 각각 재킷형 중간 요소(9)를 포함하는 제 4 또는 제 5 실시예가 도시되어 있다. 재킷형 중간 요소(9)는 장방형 판형으로 제작된다. 도 5에 도시된 실시예는 주연 방향으로 대향 위치된 본질적으로 원통형인 중간 요소(9)의2개의 단부가 중첩되어 있는 중첩 영역(11)을 도시한다. 중첩부는 하우징의 2개의 돌출된 영역(3) 사이의 영역에 배치되어 있다. 이를 통해 돌출된 영역(3)에 의해 제공되는 고정력에 대한 불리한 작용이 발생되지 않는다.

도 6에 도시된 실시예도 마찬가지로 재킷형 중간 요소(9)를 포함하지만, 중첩 영역 대신에 접합 에지(12)가 주연 방향으로 위치된 중간 요소(9)의 단부 사이에 형성되어 있다. 접합 에지(12)는 중간 요소(9)의 주연 단부를 매끄럽게 연결시킨다.

주연 단부는 예를 들면 용접에 의해서도 서로 고정 연결될 수 있다는 것을 알 수 있다. 주연 단부는 예를 들면 레이저 용접에 의해 또는 부착에 의해서도 조합될 수 있다. 그러나, 중간 요소(9)의 주연 단부를 서로 고정 조합하는 것이 반드시 필요한 것은 아니다.

본 발명에 따르면, 전기 기계는 하우징과 고정자 사이의 부착 결합을 생략할 수 있는 효과가 있다.

Claims

하우징(2), 고정자(4) 및 회전자(5)를 포함하는 전기 기계에 있어서,

상기 하우징(2)은 상기 하우징(2)의 내부에서 상기 고정자(4)를 고정하도록 적어도 하나의 내측으로 돌출된 영역(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
제1항에 있어서, 상기 하우징(2)은 두 개의 내측으로 돌출된 영역(3)을 포함하며, 상기 고정자(4)는 상기 하우징의 두 개의 내측으로 돌출된 영역(3) 및 내부 표면 영역(10)에 의해 하우징(2)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정자(4)는 상기 하우징(2)의 내측으로 돌출된 영역(3)에 의해서만 고정되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내측으로 돌출된 영역(3)은 상기 하우징의 주연을 따라 동일한 폭으로 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정자(4)와 상기 하우징(2) 사이에는 재킷형 중간 요소(9)가 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
제5항에 있어서, 상기 재킷형 중간 요소는 상기 고정자(4)를 완전히 둘러싸며, 중첩 영역(11) 또는 접합 에지 영역(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 재킷형 중간 요소(9)는 점차 가늘어지는 영역, 특히 원추형으로 형성된 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내측으로 돌출된 영역(3)은 전기 기계의 축방향(X-X)으로 상기 고정자(4)의 전체 축 길이에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징의 내측으로 돌출된 영역(3)은 경화되어 있거나 또는 상기 하우징의 내측으로 돌출된 영역(3) 상에는 경화층이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징(2)은 포트형으로 형성된 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 사익 전기 기계는 EC-모터 또는 EC-발전기인 것을 특징으로 하는 전기 기계.