JP4188564B2 - ステータの周りを回転するロータを備えた電気機械 - Google Patents

Description

【０００１】
背景技術
本発明は請求項１の上位概念に基づく電気機械、特に電動機であって、ステータの周りを回転するロータを備えている形式のものに関する。
【０００２】
印刷物アメリカ合衆国特許第４，３３７，４９１号明細書、アメリカ合衆国特許第５，２２０，２２７号明細書、ヨーロッパ特許第０２３６４６７Ｂ１号明細書、ヨーロッパ特許公開第０４３３４７９号明細書およびドイツ連邦共和国特許公開第４１２２５２９号明細書によれば、それぞれ１つのステータと、ステータの周りを回転するそれぞれ１つのロータと、ステータに対して同心的に回転可能に支承されたそれぞれ１つのロータ軸と、ロータ軸軸受手段と、ロータ軸に対して直角にかつその際ステータと並ぶように方向付けされたそれぞれ１つのベース板と、このベース板から突出していてステータおよびそれぞれ少なくとも１つのロータ軸軸受手段を支持するための支持手段とを備えた電気機械があまねく公知である。支持手段はそれぞれベース板から突出した管状のエレメントの形状で形成されており、この管状のエレメント上にそれぞれのステータが差しはめられており、かつ、これらのエレメント内にそれぞれのロータ軸軸受手段が取付けられている。ベース板が鋳造されているかまたは薄板からプレス成形されているかに応じて、それぞれの管状の支持手段はベース板と一体に鋳造されるかまたは比較的薄肉の管の形状でそれぞれのベース板にフランジ結合されることができ、かつその際、ねじによって確保されるかまたはベース板内に設けられた受容孔内にプレスばめされる。お分かりのように、ステータの耐振動性の支持とロータ軸軸受の受容とのために、管状の支持手段は外側並びに内側が精密に製作されなければならない。その場合、ステータは薄板打抜片から積層され、かつ内側に管状の支持手段に適合した開口を有している。この開口の周りで薄板打抜片は定置のハブとして作用し、このハブからは半径方向で外向きにステータポールスポークが出発している。例えばそれぞれのステータポールスポークは励磁巻線を備えることができるか、またはヨーロッパ特許公開第０４３３４７９号明細書並びにドイツ連邦共和国特許公開第４１２２５２９号明細書によれば多数の励磁コイルの半数がステータポールスポークとして設けられることができ、その結果、ヨーロッパ特許公開第０４３３４７９号明細書から明らかなように、それぞれ励磁コイルを支持する２つのポールスポークの間に、巻線を備えないポールスポークが存在することができる。ロータ軸軸受は選択的に玉軸受対か、外側の円筒状のすべり軸受ブッシュ対か、または外側の球欠状に形成されたすべり軸受ブッシュ対か、または長く形成された管状の１つのだけの軸受ブッシュから成る。ロータは永久磁化された構成部分をほぼカップ状の構成部分支持体内に収容している。この種の構成部分支持体はポールカップとしても記載される。
【０００３】
発明の利点
、ステータの周りを回転するロータと請求項１の特徴部分の特徴とを備えた本発明に基づく電気機械は、ステータポールスポークの半数がベース板に固定されており、かつこれによってこれらのステータポールスポークが振動緩衝されており、かつベース板から突出した従来技術による中央の支持管が不要となるために、簡単に振動緩衝が得られるという利点を有している。振動緩衝されたステータポールスポークは従来技術の自由に起立したステータポールスポークに比してわずかな騒音放出しか生じない。
【０００４】
請求項１以外の請求項に記載した手段によれば、請求項１に記載した電気機械の有利な変化実施形および改善が可能である。
【０００５】
請求項２に記載した特徴は、安価に薄板から製作可能な、支持手段を備えたベース板を生じる。
【０００６】
請求項３に記載した特徴は、特に薄板から成るベース板の使用のための有利な実施例を生じる。
【０００７】
請求項４に記載した特徴および請求項５に記載した特徴は、具体的に選択可能な解決手段を示す。
【０００８】
請求項６に記載した特徴は、ステータポールスポークを通る磁気の流れが、ステータポールスポークから出発してベース板を通り、ステータポールスポークへ戻る渦電流を発生させないという利点を生じる。この種の渦電流の回避は電気エネルギの無駄な使用を回避する。
【０００９】
請求項７に記載した特徴は、特に電気機械がいわゆる小型モータである場合に回転子軸の支承のための安価な構造を生じる。管が軸受メタルから焼結されている場合の別の利点は、さもなければ必要なフリース又はフェルト挿入体のような一般的な補助手段なしに、潤滑剤の比較的大きな貯蔵を電気機械内に取り込むことが可能であることにある。
【００１０】
請求項８に記載した特徴は、ベース板へのステータの取付け時に軸の正確な向きが迅速に得られ、その結果、その後にはベース板に対する相対的なステータの回転調節だけを行えばよいという利点を生じる。
【００１１】
次に本発明に基づく電気機械を図面に略示して以下に詳細に説明する。
【００１２】
実施例の説明
図１および図２による、例えば電動機として駆動可能な電気機械はステータ２、ロータ３およびベース板４を備えている。
【００１３】
図２から分かるように、ステータ２は中央開口６を備えてハブの形状に形成された中央部分５と、このハブ５から交互に突出した第１のステータポールスポーク７および第２のステータポールスポーク８とを備えている。例えば、第１のステータポールスポーク７はステータポールシュー９を、かつ第２のステータポールスポーク８は他のステータポールシュー１０を有することができる。
【００１４】
第１のステータポールスポーク７の周りには励磁コイル１１が延びている。
【００１５】
第２のステータポールスポーク８は固定用アイの形状の拡大部１２を有しておりかつ該拡大部１２に整合して貫通孔１３を備えている。既に明細書の導入部に説明したように、ステータは薄板打抜片から積層されており、その結果、貫通孔１３は技術的に有利な形式で同様に打抜きの際に製作可能である。
【００１６】
図１に断面して示したベース板４はディスク状部分１４を有しており、このディスク状部分からは、ステータ２へ向かってこの場合には乳頭状突起１５の形状で形成されたステータ支持手段が出発している。図１による縦断面ではこの乳頭状突起１５が１つだけしか示されていない。しかし、図２には第２のステータポールスポーク８が８つ示されているので、図１でも図示された切断平面の背後にその他の乳頭状突起１５を推察しなければならない。実施例では乳頭状突起１５は、乳頭状突起１５に載着されたステータ２の孔１３内に予め差し込まれてあるねじ１７を受容するためのねじ孔１６を有している。図２から分かるように、本実施例ではこのねじ１７が８つ設けられている。乳頭状突起１５から、ひいては薄板からプレス成形されたベース板４のディスク状部分１４から、第２のステータポールスポーク８を電気的に絶縁するために、ねじ１７と第２のステータポールスポーク８との間に絶縁材料から成るつば付きブッシュ１８が挿入されている。
【００１７】
これらのつば付きブッシュ１８が図３に拡大図示されている。図３からは、第２のステータポールスポーク８がねじ１７に対してのみならず、ねじのねじ頭１９に対しても、乳頭状突起１５に対しても絶縁されていることが容易に推察される。絶縁性のつば付きブッシュ１８はステータポールスポークからベース板を通って他のステータポールスポークへ戻される電流通路を遮断し、かつこの形式で電動機運転中の電気的エネルギの損失を生じるであろう短絡電流および渦電流の発生を抑制する。
【００１８】
ここでは製作の理由で金属から製作されているねじの代わりに、択一的に金属製のリベットなどのその他の結合手段を使用することもできるのは勿論であるが、このリベットは周知度が高いため図示されていない。リベット材料としての金属の使用時には、当然ながらこの場合もつば付きブッシュ１８と同じかまたはそれに類似した絶縁手段が使用される。
【００１９】
ロータ３は永久磁石２０および２１と、これらの永久磁石２０，２１に固定された例えば接着されたポールカップ２２とから成っている。ポールカップ２２はこの目的のために永久磁石２０，２１の領域内では円筒状の管２３の形状で形成されており、かつこの管に対して直角にハブ２５へ案内された壁２４を有している。ハブ２５は円筒状の管２３に対して同軸的に向けられており、かつロータ軸２６を受容している。ロータ軸２６はステータ２を貫通しており、かつロータ軸軸受手段２７によって回転可能に支承されており、ロータ軸軸受手段はここでは比較的長い滑り軸受ブッシュの形状で形成されており、かつこの形式で、従来技術では一般的な、支持体を配属した軸受ブッシュ対の代わりに一体構造部分を形成している。例えば、一体構造部分２７は焼結された軸受材料から成り、かつ潤滑剤によって含浸されている。一体構造部分として形成されたこのロータ軸軸受手段２７とハブ２５との間、並びにロータ軸端部２８に配置された軸方向安全リング２９とロータ軸軸受手段との間に有利にはすべりワッシャ３０が取付けられている。
【００２０】
一体構造部分の形状で形成されたロータ軸軸受手段２７はステータ２の開口６内に固定的に座着するように組付けられる。既に記載したように、ステータ２がそれ自体すでにベース板４の乳頭状突起１５に固定されているために、ステータ２および乳頭状突起１５はロータ軸軸受手段２７のための支持手段である。ステータ２およびロータ軸軸受手段２７はベース板４へのステータ２の固定に先立って継ぎ合わされることができる。乳頭状突起１５に対するステータ２の孔１３の方向付けが簡単に可能であるように、ベース板４はディスク状部分１４内の中央にセンタリグ開口３１を有しており、このセンタリング開口内に、ロータ軸軸受手段２７の、ロータ軸端部２８のところに存在する長さ区分が差込み可能である。
【００２１】
ベース板４にはプリント配線板３２が対応して配置されており、このプリント配線板は著しく簡略に図示されており、かつ抵抗およびトランジスタのような図示されていない受動的および能動的な電気的なエレメントを支持しており、かつ１つより多い接続線３３を介して励磁コイル１１に結合されている。ベース板４を通して接続線３３を貫通案内させるために、そのディスク状部分１４内に少なくとも１つの開口３４が配置されている。図示されていない電気的な構成素子の保護のために、プリント配線板３２を覆うカバーフード３５がベース板４上に載着されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づく電気機械の縦断面図である。
【図２】 図１による本発明に基づく電気機械の横断面図である。
【図３】 図１からの拡大部分図である。
【符号の説明】
２ ステータ
４ ベース板
６ 開口
７，８ ステータポールスポーク
１３ 孔
１５ 支持手段（乳頭状突起）
１６ 孔
１７ ねじ
１８，１９ 結合手段（絶縁体）
２５ ハブ
２７ ロータ軸軸受手段
３１ セタンリング開口

Claims (8)

1. 電気機械、特に電動機であって、中央の開口を備えていてハブを形成している中央部分と、この中央部分から半径方向で外向きに突出した第１のステータポールスポークおよび第２のステータポールスポークと、第１のステータポールスポークを囲む励磁コイルとを有するステータが設けられており、かつ、ステータに対して同心的に向けられたロータ軸によって支承されていてステータの周りを循環回転するロータが設けられており、かつ、ベース板が設けられており、かつ、ステータのための支持手段と、ロータ軸を回転可能に受容するロータ軸軸受手段のための支持手段が設けられている形式のものにおいて、ステータ（２）に対応して配置された支持手段が、それぞれ第２のステータポールスポーク（８）の投影内でベース板から出発していてそれぞれの第２のステータポールスポーク（８）に結合された支持手段（１５）から形成されており、かつ、ロータ軸軸受手段（２７）に対応して配置された支持手段がステータ（２）のハブ（２５）であることを特徴とするステータの周りを回転するロータを備えた電気機械。
2. ベース板（４）が薄板から成形されており、かつ、支持手段（１５）がベース板（４，１４）から突出した乳頭状突起（１５）から形成されており、これらの乳頭状突起に第２のステータポールスポーク（８）が固定されていることを特徴とする請求項１記載の電気機械。
3. 乳頭状突起（１５）との結合のために第２のステータポールスポーク（８）が軸平行な孔（１３）を、かつ乳頭状突起（１５）が合同に整合する孔（１６）を有しており、これらの孔（１３，１６）を貫通して結合手段（１８，１９）が配置されていることを特徴とする請求項２記載の電気機械。
4. 乳頭状突起（１５）内の孔（１６）がねじ孔として、かつ結合手段が金属製のねじ（１７）として形成されていることを特徴とする請求項３記載の電気機械。
5. 結合手段が金属製のリベットとして形成されていることを特徴とする請求項３記載の電気機械。
6. 電気的な絶縁体（１８）が一方ではステータ（２）とベース板（４）との間に、かつ他方ではステータ（２）と結合手段（１７）との間に取付けられていることを特徴とする請求項４または５記載の電気機械。
7. ロータ軸軸受手段（２７）が軸受メタルから成る管状の構成部分として形成されており、かつ、この構成部分がステータ（２）の開口（６）内で固定的に座着するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の電気機械。
8. ベース板（４）が、ロータ軸軸受手段（２７）に対応して配置されたセンタリング開口（３１）を有しており、かつ、ロータ軸軸受手段（２７）がこのセンタリング開口（３１）内に没入していることを特徴とする請求項７記載の電気機械。

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