DE69402707T2

DE69402707T2 - Elektrisch drehende Maschine und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE69402707T2
Application number: DE69402707T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Hayashi; Masami Niimi; Masanori Ohmi; Tsutomu Shiga
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-10-05
Filing date: 1994-12-29
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2014-12-30
Also published as: DE69402707D1; EP0706254B1; EP0706254A1; US5679994A; US5881446A

Description

Diese Erfindung basiert auf der japanischen Patentanmeldung 6-241139, welche am 5. Oktober 1994 hinterlegt wurde, deren Inhalt unter Bezugnahme darauf vollständig in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung aufgenommen wird und deren Priorität in Anspruch genommen wurde.

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektromaschine für einen Anlasser und ein Herstellungsverfahren für dieselbe. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Statorstruktur und dessen Herstellungsverfahren.

2. Bezuggenommener Stand der Technik:

Durch die japanische offengelegte Patentschrift Nr. 61- 10950 ist bekannt, einen Stator einer Elektromaschine herzustellen mittels eines Verfahrens herzustellen, bei dem Permanentmagneten als magnetische Pole an einem Joch befestigt werden, indem ein elastisches Kupferband um einen zylindrischen Körper rundgemacht wird, und indem es entlang der Umfangsenden aneinanderstößt und eingedrückt wird, um die Permanentmagneten auf dem Innenumfang des Jochs zu befestigen.
Bei der herkömmlichen Struktur und des Verfahrens stößt der Umfangsendabschnitt des zylindrischen Körpers aneinander und steht in dem Bereich zwischen der Permanentmagnete vor. Der Innendurchmesser der magnetischen Pole fluktuiert entsprechend der Dicke des Magnets und entsprechend des Dimensionierungsfehlers des Innendurchmessers des Jochs, so daß die Spannkraft des Stoßabschnittes nicht ausreichend sein wird, die Druckkraft des Magnets auf dem Joch durch den zylindrischen Körper abfallen wird, und der Druck zwischen den Permanentmagneten der vorstehenden Abschnitte übermäßig werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Unter Berücksichtigung der obengenannten Probleme hat die vorliegende Erfindung als vorrangige Aufgabe, eine Elektromaschine bereitzustellen, bei der Permanentmagnete als magnetische Pole exakt mit Preßpassung an dem Innenumfang eines zylindrischen Jochs aufgrund eines zylindrischen Körpers befestigt werden, und ein Herstellungsverfahren dafür zur Verfügung stellen.
Erfindungsgemäß wird eine Elektromaschine bereitgestellt mit einem zylindrischen Joch; Magnetpole, die an dem Innenumfang des zylindrischen Jochs anliegen; und einem zylindrischen Körper, der an dem Innenumfang der Magnetpole plaziert ist, wobei der zylindrische Körper einen ersten und zweiten Endabschnitt aufweist, die bezüglich einer Axiallinie geneigt sind und aneinander anliegen.
Ferner ist erfindungsgemäß ein Herstellungsverfahren bereitgestellt zur Herstellung einer Elektromaschine, das folgende Schritte aufweist: Plazieren der Magnetpole am Innenumfang eines zylindrischen Jochs einer Elektromaschine; Plazieren eines zylindrischen Körpers am Innenumfang der magnetischen Pole, wobei der zylindrische Körper eine Formgebung enthält, die einen ersten und einen zweiten Endabschnitt äufweist, welche bezüglich einer Axiallinie geneigt sind und welche aneinander anliegen; und Ausführen einer Relativbewegung des ersten und zweiten Endabschnittes in einer im wesentlichen Axialrichtung, um die Magnetpole im Innenumfang des Jochs in Preßpassung zu bringen.
Erfindungsgemäß werden ein erster und ein zweiter Endabschnitt eines zylindrischen Körpers in Anlagekontakt zueinander gebracht und in einer im wesentlichen Axialrichtung relativ zueinander bewegt, so daß ein Durchmesser des zylindrischen Körpers sich in Radialrichtung aufweitet, um die Permanentmagnete als Magnetpole mit einem zylindrischen Joch in Preßpassung zu bringen. Dadurch wird die Fluktuation hinsichtlich des Innendurchmessers der Magnetpole, welche aufgrund des Dimensionierungsfehlers in der Magnetdicke und in dem Innendurchmesser des Jochs auftreten, durch die Relativbewegung des ersten und zweiten Endabschnitts absorbiert bzw. kompensiert. Dadurch wird die Befestigungskraft des Permanentmagnetens stabilisiert und es wird dem Permanentmagneten ermöglicht, sicher ohne übermäßigem Druck auf dem zylindrischen Körper befestigt zu werden.
Vorzugsweise wird der axiale Endabschnitt des zylindrischen Körpers radial nach außen in Richtung der Magnetseite gebogen, so daß die Permanentmagnete sicher an dem Joch befestigt werden können.
Vorzugsweise wird zumindest einer des ersten oder zweiten Endabschnittes bogenförmig ausgestaltet, um die unmittelbare Kontaktlänge des ersten und zweiten Endabschnittes zu reduzieren, während der Durchmesser des zylindrischen Körpers sicher aufgeweitet wird.
Vorzugsweise können aufgrund der Bogenform des ersten oder zweiten Endabschnittes der erste und/oder zweite Endabschnitt sich unmittelbar nahe der Axiallinie des anderen entweder des ersten und des zweiten Endabschittes sich berühren. Dadurch wird die Torsion bzw. Verdrehung des zylindrischen Körpers während des Zusammenbaus reduziert, und die in Umfangsrichtung gerichtete Spannkraft wird stabilisiert.
Vorzugsweise wird ein Führungsabschnitt in dem ersten Endabschnitt ausgebildet, um ein Vorstehen des zweiten Endabschnitts in Richtung des Innenumfangs zu verhindern.
Vorzugsweise wird der erste Endabschnitt für den Führungsabschnitt so gebogen, daß sich die Anzahl der Bauteile nicht erhöht, wobei die Herstellungskosten nicht teuer gehalten werden.

Beschreibung der Zeichnungen

In den beigefügten Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die einen Stator einer Elektromaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht von der Seite, die den in Fig. 1 dargestellten Stator darstellt;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht, die einen Stator gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht von der Seite, die den in Fig. 3 dargestellten Stator darstellt;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Abänderung des in Fig. 3 dargestellten Stators darstellt;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die einen Stator gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht von der Seite, die den in Fig. 6 dargestellten Stator darstellt;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht, die einen Stator gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt; und
Fig. 9 eine Querschnittsansicht, die den in Fig. 8 dargestellten Stator darstellt

Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung wird detailliert unter Bezugnahme auf verschiedenartige Ausführungsformen beschrieben, welche in den Zeichnungen dargestellt sind, in denen lediglich Statorstrukturen einer Elektromaschine kurz dargestellt sind, wobei die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um das gleiche oder ähnliche Teil zu bezeichnen.
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Bei einem Stator einer Elektromaschine sind eine Vielzahl von Magnetpole 3, die aus Permanentmagneten zusammengesetzt sind, am Innenumfang eines zylindrischen Jochs 2 angeordnet. Ein zylindrischer Körper 4 ist am Innenumfang der Magnetpole 3 in Umfangsrichtung angeordnet und bringt die Magnetpole 3 am Innenumfang der Magnetpole 3 in Preßpassung. Der zylindrische Körper ist durch Rundmachen eines bandförmigen Blechs mit abgeschrägten bzw. schräg verlaufenden freien Enden, einem ersten und zweiten Endabschnitt 4a und 4b, gebildet. Der erste und zweite Endabschnitt 4a und 4b werden, wie in Fig. 2 gezeigt ist, in Umfangsrichtung des zylindrischen Körpers 4 unmittelbar durch Stoßkontakt in Anlagekontakt gebracht, und in einer Form ausgestaltet sind, um invers zueinander hinsichtlich der Axiallinie des Jochs schräg zu verlaufen bzw. abgeschrägt zu sein. Der Stoßabschnitt 5 des ersten und zweiten Endabschnitts 4a und 4b kommt unmittelbar mit dem Innenumfang der magnetischen Pole 3 beim Aneinanderstoßen in Anlagekontakt, wobei ein Abweichen bzw. ein Entfernen in Richtung des Außenumfangs durch den Stoßkontakt verhindert wird.
Als nächstes wird das Verfahren für den Zusammenbau bzw. Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Stators erläutert werden. Nachdem die mehrere Magnetpole am Innenumfang des Jochs 2 an einer bestimmten Stelle gesetzt wurden, wird der zylindrische Körper 4, der aus einem bandförmigen Metall bzw. Blech mit abgeschrägten freien Enden hergestellt ist und rundgemacht wurde, um geringfügig größer als der Innendurchmesser der magnetischen Innenpole 3 zu sein, in Axialrichtung so eingefügt, daß der erste und zweite Endabschnitt 4a und 4b direkt in Anlagekontakt zueinander kommen. Indem unmittelbar der erste und zweite Endabschnitt 4a und 4b in Anlagekontakt kommt, und indem der zylindrische Körper 4 in Axialrichtung (Richtung des in Fig. 2 gezeigten Pfeils) verändert bzw. verschoben wird, weitet sich der Durchmesser des zylindrischen Körpers 4 auf, und die Magnetpole 3 werden sicher gegen den Innenumfang des Jochs 2 in Preßpassung gebracht. Nachdem eine adäquate Spannungskraft auf den zylindrischen Körper auferlegt wird, werden die axialen Endabschnitte 4c radial nach außen in Richtung der Magnetpole 3 gebogen. Dadurch werden die Magnetpole 3 in Axialrichtung positioniert und sicher an dem Joch 2 befestigt.
Da der zylindrische Körper 4 durch Rundmachen eines bandförmigen Blechs gebildet ist und der erste und zweite Endabschnitt 4a und 4b in Umfangsrichtung in dem rundgemachten Zustand in Anlagekontakt treten, werden die Magnetpole 3 sicher an dem Innenumfang des Jochs 2 in Preßpassung gebracht, wenn der Durchmesser des zylindrischen Körpers durch Vorschieben der Endabschnitte 4a und 4b in Axailrichtung aufgeweitet wird. Dadurch werden die Veränderungen des Innendurchmessers der magnetischen Pole 3, welche aufgrund der Dimensionierungsfehler in der Dicke der Permanentmagnete und in dem Innendurchmesser des Jochs 2 vorhanden sind, durch die Einstellung bzw. Anpassung des Anlagekontakts des ersten und zweiten Endabschnitts 4a und 4b toleriert bzw. kompensiert oder absorbiert. Ein übermäßiger Druck wird somit auf den zylindrischen Körper 4 nicht ausgeübt, wobei die magnetischen Pole 3 sicher an dem Joch 2 befestigt werden können. Sobald das Blech für den zylindrischen Körper 4 verwendet wird, entstehen kostenmäßige Vorteile. Ferner kann unter Verwendung einer spanabhebenden Formgebung, um den zylindrischen Körper zwischen den Magnetpolen 3 vorstehen zu lassen, Material mit einer geringen Dehnbarkeit und großer widerstandsfähigkeit verwendet werden, wodurch die Befestigungsstärke der magnetischen Pole 3 erhöht wird. Dies ist insbesondere für Elektromaschinen vorteilhaft, die in Anlassern etc. verwendet werden, welche eine große Vibrationswiderstands fähigkeit erfordern.
Sobald der Absorptionseffekt des Dimensionierungsfehlers in dem Innendurchmesser der magnetischen Pole 3, welcher aufgrund der Fehler in der Dicke der Permanentmagneten oder dergleichen und aufgrund des Innendurchmessers des Jochs 2 etc. verursacht wird, groß ist, kann ferner die Fehlerabweichung weiter reduziert bzw. besser relaxiert werden, und die Kosten der Teile im größeren Umfang reduziert werden. Darüberhinaus können Klebstoffe verwendet werden, um die Magnetpole 3 an dem Joch 2 gemäß dieser Ausgestaltung zu befestigen.
Die zweite Ausführungsform ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Entsprechend dem ersten und zweiten Endabschnitt 4a und 4b des zylindrischen Körpers 4 wird der erste Endabschnitt 4a in einer linearen bzw. gradlinigen Form ausgebildet und der zweite Endabschnitt 4b als eine schräg verlaufende Bogenform ausgebildet. Wird der zweite Endabschnitt 4b als Bogenform gebildet, so ist die Stelle, an der der zweite Endabschnitt 4b unmittelbar mit dem ersten Endabschnitt 4a in Anlagekontakt tritt bzw. berührt, nahe der Mitte der Axialrichtung des ersten Endabschnitts 4a. Dadurch wird die Torsion des zylindrischen Körpers 4 während des Zusammenbaus reduziert und die in Umfangsrichtung auftretende Spannkrakt stabilisiert.
Gemäß dieser Ausgestaltung wird der erste Endabschnitt 4a als gradlinige Form ausgebildet, jedoch kann dieser Abschnitt ebenso bogenförmig wie der zweite Endabschnitt 4b ausgestaltet sein, wobei die Stelle, an der der zweite Endabschnitt 4b den ersten Endabschnitt 4a unmittelbar berührt, nahe der Mitte der Axialrichtung des ersten Endabschnittes 4a sein kann.
In der obenerwähnten Ausgestaltung wird eine Bogenform für den ersten oder zweiten Endabschnitt 4a oder 4b verwendet, so daß sie nahe der Mitte der Axialrichtung vorsteht. Jedoch kann, wie in Fig. 5 dargestellt, zwei Bogenformen für den ersten oder zweiten Endabschnitt 4a oder 4b gebil det werden, so daß sich der erste und zweite Endabschnitt 4a oder 4b lediglich abschnittsweise unmittelbar an zwei unmittelbaren Kontaktstellen anstelle in der Nähe der Mitte der Axialrichtung berühren. Es soll hervorgehoben werden, daß zwei oder mehr zufällige Kontaktstellen nicht gebildet werden können.
Die Figuren 6 und 7 stellen die dritte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung dar. Ein nach hinten gefalteter Abschnitt 6, der als U-förmiger Führungsabschnitt fungiert, wird durch Umbiegen des ersten Endabschnitts 4a des zylindrischen Körpers 4 gebildet. Der zweite Endabschnitt 4b wirddurch diesen nach hinten gefalteten Abschnitt 6 dazwischen aufgenommen bzw. geschichtet. Dies ermöglicht die Verschiebung der Stoßabschnitte 5 in Richtung des Innen- und Außenumfangs und erlaubt den magnetischen Polen fest bzw. dauerhaft befestigt zu sein. In diesem Fall verhindert der nach hinten gefaltete Abschnitt 6 die magnetischen Pole 3 davon, von der Innenoberfläche vorzustehen, wobei er zwischen zwei benachbarten bzw. nebeneinanderliegenden Polen gesetzt wird.
Die Figuren 8 und 9 stellen die vierte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung dar. Mehrfachnuten bzw. Einschnittsabschnitte 7 werden in dem freien Ende des ersten Endabschnitts 4a eingeschnitten, wobei der U-förmige Führungsabschnitt ähnlich der dritten Ausgestaltung mit einer Vielzahl von Biegeabschnitten 8 strukturiert ist, welche zwischen den Nuten 7 ausgebildet sind. Dies ermöglicht, daß die Dicke in Radialrichtung des nach hinten gefalteten Abschnitts gemäß der dritten Ausgestaltung reduziert wird. Modifikationen sind innerhalb des Schutzbereiches der abhängigen Ansprüche möglich.

Claims

1. Elektromaschine mit einem zylindrischen Joch (2); Magnetpolen (3), die an den Innenumfang des zylindrischen Jochs (2) anliegen; und einem zylindrischen Körper (4), der an den Innenumfang der Magnetpole (3) plaziert ist, wobei der zylindrische Körper einen ersten und zweiten Endabschnitt (4a und 4b) aufweist, die bezüglich einer Axiallinie geneigt sind und aneinander anliegen.

2. Elektromaschine gemäß Anspruch 1, wobei der zylindrische Körper (4) einen Axialendabschnitt (4c) aufweist, der radial nach außen in Richtung der Magnetpole (3) gebogen ist, um die Magnetpole (3) zu positionieren.

3. Elektromaschine gemäß Anspruch 1, wobei zumindest der erste Endabschnitt (4a) oder der zweite Endabschnitt (4b) des zylindrischen Körpers (4) bogenförmig ausgebildet ist.

4. Elektromaschine gemäß Anspruch 3, wobei der erste Endabschnitt (4) in einer linearen Form ausgebildet ist, der zweite Endabschnitt (4b) bogenförmig ausgebildet ist und der zweite Endabschnitt (4b) an dem ersten Endabschnitt (4a) nahe der Mitte des ersten Endabschnitts (4a) anliegt.

5. Elektromaschine gemäß Anspruch 1, wobei der erste Endabschnitt (4a) einen Führungsabschnitt (6, 8) aufweist, um den zweiten Endabschnitt (4b) schichtenweise anzuordnen und zu führen.

6. Elektromaschine gemäß Anspruch 5, wobei der Führungsabschnitt (6, 8) durch Umbiegen des ersten Endabschnitts (4a) in eine U-Form gebildet ist, und zwischen zwei benachbart angeordneten magnetischen Polen (3) angeordnet ist.

7. Elektromaschine gemäß Anspruch 5, wobei der erste Endabschnitt (4a) mit einer Vielzahl von Einschnitten (7) gebildet ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer Elektromaschine, das die folgenden Schritte aufweist:

Plazieren der Magnetpole (3) am Innenumfang eines zylindrischen Jochs (2) einer Elektromaschine;

Plazieren eines zylindrischen Körpers (4) am Innenumfang der magnetischen Pole (3), wobei der zylindrische Körper (4) eine Formgebung enthält, die ein ersten und einen zweiten Endabschnitt (4a und 4b) aufweist, welche bezüglich einer Axiallinie geneigt sind und welche aneinander anliegen; und

Ausführen einer Relativbewegung des ersten und zweiten Endabschnitts (4a und 4b) in einer im wesentlichen Axialrichtung, um die Magnetpole (3) im Innenumfang des Jochs (2) in Presspassung zu bringen.

9. Verfahren zur Herstellung einer Elektromaschine gemäß Anspruch 8, das ferner den Schritt aufweist, Biegen eines Axialendes (4c) des zylindrischen Körpers (4) radial nach außen in Richtung der Magnetpole (3) nach dem Schritt des Ausführens der Bewegung, um die Verschiebung der Magnetpole (3) einzuschränken.

10. Verfahren zur Herstellung einer Elektromaschine gemäß Anspruch 8, wobei zumindest einer des ersten Endabschnitts (4a) oder des zweiten Endabschnitts (4b) bogenförmig ist.

11. Verfahren zur Herstellung einer Elektromaschine gemäß Anspruch 101 wobei der erste Endabschnitt in einer Linearform gebildet ist, der zweite Endabschnitt (4b) bogenförmig ausgebildet ist und der zweite Endabschnitt (4b) den ersten Endabschnitt (4a) nahe der Mitte des ersten Endabschnitts (4a) berührt.

12. Verfahren zur Herstellung einer Elektromaschine gemäß Anspruch 8, wobei der erste Endabschnitt (4a) einen Führungsabschnitt (6, 8) aufweist, um den zweiten Endabschnitt (4b) zu führen.

13. Verfahren zur Herstellung einer Elektromaschine gemäß Anspruch 12, wobei der Führungsabschnitt (6, 8) durch Umbiegen des ersten Endabschnitts (4a) U-förmig ausgebildet ist und zwischen zwei nebeneinanderliegenden Magnetpolen (3) gesetzt ist.

14. Verfahren zur Herstellung einer Elektromaschine gemäß Anspruch 12, wobei der erste Endabschnitt (4a) mit einer Vielzahl von Einschnittabschnitten (7) gebildet ist.