(57)【要約】  本発明は自動車のアクチュエータ駆動用電気モーターおよび電気モーターの製造方法に関係する。電気モーターは、モーターハウジングと、ローターモジュールと、ステーターモジュールとを有する。ステーターモジュールは、各背面に切り欠きを備えるステーター歯状部分を有する。ステーターモジュールをモーターハウジング内に固定するために、これらの切り欠きの各々に締結ピンが挿入される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターハウジング（２）と、
ローターシャフト（３ａ）に取り付けられたローターパケット（３ｂ）を有し、前記モーターハウジング（２）に挿入されるローター組立体（３）と、
前記モーターハウジング（２）に挿入され、ステーター歯状部分（４ａ）を有するステーター組立体（４）と、
を有し、
少なくとも１つのステーター歯状部分（４ａ）が、その背面の領域に、切り欠き（４ｃ）を有し、前記切り欠きに固定ピンが挿入されている、
自動車のアクチュエータ駆動用電気モーター（１）であって、
前記切り欠き（４ｃ）と、前記切り欠き（４ｃ）に挿入された前記固定ピン（５）とが相互作用して、力が前記ステーター組立体にその接線方向に沿って働き、その結果として、前記ステーター組立体の外周が全体として拡張され、その結果、力が次に半径方向に沿って前記モーターハウジングに働き、その結果として、前記ステーター組立体（４）が前記モーターハウジング（２）に固定されることを特徴とする電気モーター（１）。
【請求項２】
前記ステーター組立体（４）が、切り欠き（４ｃ）と、前記切り欠きに挿入される固定ピン（５）とを有するステーター歯状部分（４ａ）を３個有し、前記ステーター歯状部分（４ａ）の各々は前記ステーター組立体（４）の円周方向に沿って互いに対して１２０°ずれていることを特徴とする、請求項１に記載の電気モーター。
【請求項３】
前記ステーター組立体（４）のさらなるステーター歯状部分（４ａ）が、そのステーター歯状部分の背面の領域に、切り欠き（４ｄ）を有しているが、前記切り欠きは、固定ピン（５）を収容するためのものではないことを特徴とする、請求項１または２に記載の電気モーター。
【請求項４】
前記固定ピン（５）は、前記切り欠き（４ｃ）の隙間よりも大きい整合ピンであり、その結果として、前記ステーター組立体（４）と前記モーターハウジング（２）との間の押し付け（ｃｌａｍｐｉｎｇ）効果が得られることを特徴とする、請求項１から３の何れか１項に記載の電気モーター。
【請求項５】
前記固定ピン（５）が六角ソケットネジ付きピンであることを特徴とする、請求項１から４の何れか１項に記載の電気モーター。
【請求項６】
前記ステーター組立体（４）は、ステーターコア（４ｉ）を有しており、前記ステーターコアは、複数のステーター歯状部分（４ａ）を有し、そして、円周方向に連続していることを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載の電気モーター。
【請求項７】
前記ステーター組立体（４）は、個々の歯状セグメント（Ｚ１，Ｚ２，．．．）で構成されるステーターコア（４ｉ）をすることを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載の電気モーター。
【請求項８】
前記モーターハウジング（２）は、その内周の、前記固定ピン（５）が挿入される領域に、張出し部（２ａ）を備え、前記固定ピン（５）は、ステーターパケット（４）の外側輪郭を越えて突出する円周の部分が前記張出し部（２ａ）に係合するように、前記ステーター歯状部分（４ａ）の前記切り欠き（４ｃ）に挿入されることを特徴とする、請求項１から７の何れか１項に記載の電気モーター。
【請求項９】
ステーター歯状部分（４ａ）を有するステーター組立体（４）をモーターハウジング（２）に軸方向に沿って挿入するステップと、
切り欠き（４ｃ）と固定ピン（５）とが相互作用して、前記ステーター組立体の外周に全体的に拡がる形で作用する力が、ステーター組立体の接線方向に沿って働くように、前記ステーター歯状部分（４ａ）の背面の領域に設けられた前記切り欠き（４ｃ）に、前記固定ピン（５）を、前記ステーター組立体（４）の前記軸方向に沿って挿入するステップであって、その結果、前記モーターハウジングに半径方向に沿って作用する力が生成され、前記ステーター組立体（４）が前記モーターハウジング（２）内に固定されるところのステップと、
ローター組立体（３）を前記軸方向に沿って前記モーターハウジング（２）に挿入するステップと、
エンドプレート（６）を前記軸方向に嵌め込んで、前記モーターハウジング（２）を閉鎖するステップと、
を有する、自動車のアクチュエータ駆動用電気モーターを製造するための方法。
【請求項１０】
前記ステーター組立体（４）の円周方向に沿って、各々が１２０°だけ離れた配置された３本の固定ピン（５）が前記軸方向に挿入される、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のアクチュエータ駆動用電気モーターおよび電気モーターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用アクチュエータ駆動装置のための電気モーターは既に知られている。これらの電気モーターは、たとえば、窓開閉用モーター、サンルーフの突き出しおよび傾きを調整する駆動モーター、または、自動車のステアリング過程を補助する駆動モーターとして使用されている。このようなモーターの、一つの具体的な設計は、たとえば、内部ローターおよび電気的に励磁されるステーターを備えるブラシレス整流モーターである。このようなモーターは一般的に、モーターハウジングと、モーターハウジングに挿入され、線が巻き付けられるステーター歯状部分を有するステーター組立体と、ステーター組立体の内側で同軸にモーターハウジングに挿入されるローター組立体とを有する。ローター組立体は、ローターシャフトと、ローターシャフトに取り付けらるローターパケットとを含む。設計次第で、ローター組立体は、巻線を有して電気的に励磁されてもよく、または、永久磁石で永久励磁されるローターとして設けられてもよい。知られているモーターの多くでは、ステーター組立体は、接着することによって、または、ステーター組立体をモーターハウジングに永久的に接続するシーリング材を硬化状態で導入することによって、モーターハウジング内に取り付けられる。接着によるか、または、シーリング材を用いてステーター組立体をモーターハウジング内に取り付けることの不利な点は、たとえば、修理の目的のために、それぞれのモーターを取り外す場合、モーターの破損が避けられないことである。
【０００３】
電気モーターのステーターをモーターハウジングに接続するさらなる可能性は、たとえば、独国特許出願公開（Ａ１）第１０２５７８８９号明細書に示されている。この技術においては、ステーターは、モーターハウジング内に同軸に挿入され、上記のモーターハウジングがステーターの周りに係合する。取り付けの目的で、モーターハウジングにステーターを押し付ける（ｃｌａｍｐ）ためにステーターとモーターハウジングとの間に少なくとも１個のクリップが導入される。クリップは、この場合、ステーターをハウジングに接線方向にウェッジ接続（ｗｅｄｇｅ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）する。
【０００４】
独国特許出願公開（Ａ１）第１０２６１６１７号明細書は、ハウジングと、ハウジング内に配置されるステーターパケットとを有する電気機械を開示している。ハウジングとステーターパケットとはバネ式押し付け手段によって互いに押し付けられている。この技術においては、ハウジングとステーターパケットとの間に存在し、製造に起因する遊びは、ハウジングとステーターパケットとの間に配置されるバネ式押し付け手段によって補償される。
【０００５】
ハウジング壁とステーターとの間に押し付け手段を挿入すると、押し付け手段は、いわば点状に、ハウジング壁に半径方向の力をかける。その結果、ハウジング壁とステーターの表面とが互いに離れるように押され、ハウジング壁とステーター表面との間に空隙を形成するおそれがある。ハウジング壁は磁束を案内するために、ステーターヨークの一部として設けられることが多い。この場合、ハウジング壁とステーターとの間に空隙が生成されると、大きな悪影響を与える。ステーターからハウジング、および、ハウジングから外部への熱の伝達もまたステーターとハウジングとの間の空隙によって妨げられ、このことは、電気モーターの出力に悪影響を与える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開（Ａ１）第１０２５７８８９号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開（Ａ１）第１０２６１６１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、ステーター組立体がモーターハウジング内に確実に固定されることを保証し、かつ、個々の組立体を破損することなくモーターを取り外すことができるが、同時に、ステーター組立体とハウジング壁との間に空隙が形成されることが確実に阻止される、自動車のアクチュエータ駆動用電気モーターおよび電気モーター製造方法を明示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本目的は、請求項１に特定された特徴を有する電気モーターにより、また、請求項９に特定された特徴を有する方法によって達成される。
【０００９】
自動車のアクチュエータ駆動用の本発明による電気モーターは、モーターハウジングと、モーターハウジング内に挿入されるローター組立体とを有する。ローター組立体はローターシャフトに取り付けられるローターパケットを有する。複数のステーター歯状部分を有するステーター組立体がモーターハウジング内に挿入され、少なくとも１個のステーター歯状部分は、ステーター歯状部分の背面の領域に、固定ピンが挿入される切り欠きを有する。
【００１０】
切り欠きと、この切り欠きに挿入される固定ピンとは、力が接線方向にステーター組立体に作用するように相互作用し、その結果として、ステーター組立体の外周が全体として拡張され、その結果として、力が次に半径方向にモーターハウジングに作用し、その結果として、ステーター組立体（４）がモーターハウジング（２）内に固定される。
【００１１】
発明の有利な改良および発展は従属請求項に記載されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、必要な場合には破損した電気モーターを素早く、かつ簡単に取り外すことができ、適切な場合には、さらなる破損を発生することなく、または、組立体をその過程で解体することなく、修理できることが特に有利である。さらに、本発明は、ステーター組立体が位置ずれや回転を生ずることがないように電気モーターのハウジング内に固定されることを保証する。個々のステーター歯状部分の背面の外側領域において、固定ピンのために設けられている切り欠きに、固定ピンを挿入することによって、ステーター組立体が半径方向に均等に内面に押圧され、それによって、ステーター組立体とハウジング壁との間に空隙を形成することなく、ステーターの全周に亘ってステーター組立体が周囲のモーターハウジングに押し付けられる。
【００１３】
ステーター歯状部分において、固定ピンが取り付けられていない切り欠きを利用することにより、固定ピンが取り付けられていないステーター歯状部分は外側の領域においてステーター歯状部分の半径方向に僅かなバネ性を有するという特性を有することに基づき、公差が補償される。さらに、発明の有利な特性は図面に基づく発明の例示的な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による電気モーターの横断面図である。
【図２】本発明による電気モーターの縦断面図である。
【図３】図１に示された電気モーターの一部分の拡大図である。
【図４】ステーター組立体の個々の歯状部分の２個を示す図である。
【図５】線が巻き付けられた後の図４に示された個々の歯状部分を示す図である。
【図６】第１の実施形態によるステーター組立体の横断面図である。
【図７】第２の実施形態によるステーター組立体を示す拡大図である。
【図８】本発明による電気モーター製造方法を示す簡単なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
同一の対象物および同一の機能ユニットは、すべての図面において同一の参照符号によって表されている。
【００１６】
一実施形態によれば、ステーター組立体は、周囲に沿って連続的に形成されたステーターコアを有し、このステーターコアの外側輪郭は閉じており、このステーターコアは多数の内側へ向けられたステーター歯状部分を備えている。このようなステーターコアは、固体の構成部品として一体的に実現されてもよい。しかし、ステーターコアは、積層ステーターパケットとして、薄膜状の穿孔部品の複数の層から作られることが好ましい。
【００１７】
図７は、本実施形態によるステーター組立体４を表すステーターコア４ｉの細部の拡大図を示している。ステーター歯状部分４ａの各々は、ステーター歯状部分の背面の領域に、互いに異なる切り欠き４ｃおよび４ｄを有している。固定ピン５が挿入されるべき窪み部４ｃを有するステーター歯状部分４ａは、ステーターコア４ｉまたはステーター組立体４の円周方向に一定の間隔で配置されている。固定ピンの数が３であれば、個々の固定ピン５のそれぞれの間に、１２０°の間隔が作られる。
【００１８】
図１は本発明による例示的な電気モーターの横断面図を表している。図示されているモーター１は、ステーター組立体およびローター組立体が内部に挿入されるモーターハウジング２を有している。ローター組立体は、ローターシャフト３ａと、回転しないように固定された形でローターシャフトに接続されるローターパケット３ｂとを含んでいる。ステーター組立体は、ステーター歯状部分４ａおよびステーター巻線４ｂを有する。さらに、ステーター歯状部分の各々は、モーターハウジングの内面に面するステーター歯状部分の背面の外側領域に切り欠きが設けられている。この切り欠きは、それぞれの背面で歯状部分に関して中心に設けられている。これらの切り欠きのうちの一部が参照符号４ｃによって表されている。これらの切り欠き４ｃは、モーターハウジング２と対向している切り欠きの開口部の外側領域の方が比較的広くされている切り欠きである。固定ピン５はこれらの切り欠き４ｃの各々に挿入されている。これらの固定ピン５は切り欠きに対しては大きい大きさを有する整合ピンであるか、または、前記固定ピン５は、ステーター組立体をモーターハウジングに挿入した後に、軸方向に切り欠き４ｃ内に押し込まれ、強制的に挿入され、または、回転させて挿入される六角ソケットネジ付きピンである。
【００１９】
図１に表されている例示的な実施形態では、全部で３つの固定ピン５が設けられ、上記の固定ピン５はステーター歯状部分４ａ内の切り欠き４ｃに押し込まれ、各々は互いに対して、ステーター組立体の円周方向に１２０°ずれている。さらに、モーターハウジングが、固定ピン５が挿入されているこれらの領域に張出し部２ａをさらに有していること、および、固定ピン５が背面のエッジ領域に配置されたステーター歯状部分の切り欠き４ｃに挿入され、前記固定ピンはさらに、ステーターパケットの外側輪郭を越えて突出するこの固定ピンの円周の一部で、張出し部２ａにさらに係合するようになっていることが図１から明らかである。所与の要件次第で、当然ながら、他の実施形態では、より少数または多数の固定ピンが使用され、円周に亘って分散配置することも可能である。切り欠き４ｃの中へピン５を挿入したり押し込んだりすることによって、ステーター組立体がずれや回転を生ずることがないようにモーターハウジング内に確実に固定される。
【００２０】
固定ピンが設けられていないすべての他のステーター歯状部分も、同様に、ステーター歯状部分の背面の領域に切り欠きを有することが好ましい。これらの切り欠きは、図１において参照番号４ｄで表されている。これらの切り欠き４ｄの外側領域は、切り欠き４ｃの外側領域よりも狭く作られている。これらの切り欠き４ｄを設けることにより、切り欠き４ｄを備えているステーター歯状部分が、モーターハウジング２の内面に隣接しているステーター歯状部分の半径方向外側領域においてバネ特性を有することとなり、有利である。これにより、存在しうる公差が補償され、モーターハウジングに対して、ステーター組立体をより均一に押圧することができる。
【００２１】
切り欠き４ｃおよび４ｄは、各々が、モーターハウジングから遠ざかる方に向いている半径方向内側端部、すなわち、切り欠き底部に丸みが付けられている。この丸みは、切り欠きの効果に対抗することとなり、固定ピンが挿入されるときに、そして、後の運転中に生じる力によって、切り欠き底部において切り欠きが引き裂かれることがなく、したがって、それぞれのステーター歯状部分を進行的に分裂させない点で有利である。
【００２２】
固定ピン５が、上述されているように、六角ソケットネジ付きピンの形で実現される場合、その後モーターを取り外す際には、適当な工具を用いて固定ピンのネジを外すことにより素早く容易に行うことができる。
【００２３】
図２は本発明による電気モーターの縦断面図を示している。同図から、電気モーターは、ローターシャフト３ａおよびローターパケット３ｂを有するローター組立体３が挿入されるモーターハウジング２を有することも明らかである。さらに、図２に示されているモーターは、ステーター歯状部分を有するステーターコア４ｉとステーター巻線４ｂとを備えるステーター組立体を有している。ステーター巻線４ｂの巻線接続部は参照番号４ｇによって表されている。また図２から、ローターシャフト３ａは、モーターハウジング２のベアリングステージにおけるベアリング３ｃによって、そして、エンドプレート６のベアリングステージにおけるさらなるベアリング３ｄによって、回転自在に取り付けられていることが明らかである。さらに、図２は、ステーター歯状部分の切り欠きに挿入され、ステーターコア４ｉとモーターハウジング２との間に位置付けられている固定ピン５を明瞭に示している。図示されている固定ピンは六角ソケット５ａを備えているので、必要に応じて、この場合も適当な工具を用いて迅速かつ容易に取り外され得る。
【００２４】
図３は図１に示された電気モーターの一部分の拡大図を示している。この拡大図では、ステーター組立体４の本実施例が個々の歯状セグメントとして形成された別々のステーター歯状部分４ａにより構成されていることが明らかである。図３には、参照符号Ｚ１、Ｚ２およびＺ３によって表わされる３個の隣接した個々の歯状セグメントが示されている。中央に配置されている個々の歯状セグメントＺ２は、固定ピン５が挿入される切り欠き４ｃを有する。モーターハウジングは、この固定ピン５の領域に張出し部２ａを有する。図示されている例示的な実施形態では、個々の歯状セグメントＺ１、Ｚ２およびＺ３の各々が、個々の歯状部分用巻線を含むステーター巻線４ｂを備えている。
【００２５】
個々の歯状セグメントは、歯状セグメントの背面が互いに接して取り付けられ、それにより閉じた丸いステーターが形成される。これに関連して、互いに当接している背面の側面の各々は、舌部および溝部の形で一方が他方内に係合する張出し部および窪み部４ｅ／４ｆを有している。個々の歯状セグメントＺ２の背面の左側面に設けられている張出し部４ｅは、この場合、個々の歯状セグメントＺ１の背面の右側面の窪み部４ｆ内に係合している。この方式はさらなる個々の歯状セグメントに続けられる。
【００２６】
個々の歯状セグメントＺ１およびＺ３の各々はモーターハウジング２の内面に面する個々の歯状セグメントの背面の領域内に切り欠き４ｄを有している。切り欠きの開口部の領域が切り欠き４ｃより狭いこれらの切り欠き４ｄには、固定ピンは挿入されない。
【００２７】
個々の歯状セグメントＺ２の背面の領域において固定ピン５を切り欠き４ｃに挿入することによって、図３において有向矢印Ｒ１およびＲ１’によって示されているように、接線方向に作用する力がかかる。接線方向に作用するこれらの力は、隣接するステーター歯状部分に伝達され、全体的に拡張させるようにステーター組立体の外周上に作用する。その結果、矢印Ｒ３およびＲ３’によって示されているように、半径方向にモーターハウジングに作用する力が生成される。接線方向に作用する力によって拡張することによって半径方向に押し付けられること（ｃｌａｍｐｉｎｇ）により、本実施形態では個々の歯状セグメントもまた互いに接して接線方向に押し付けられることとなり、さらに優位である。これにより得られる歯状セグメント間の接触圧力は、本実施形態におけるセグメント間の空隙を低減するか、あるいは無くすことさえあり、それによって磁束が改善され、モーターの出力に好ましい効果をもたらす。
【００２８】
ステーター組立体の全周の拡張の可能な範囲はモーターハウジングによって制限されるので、拡張の弾性補償を行うべきであり、この補償により同時にステーター組立体とモーターハウジングとの間の接触圧力を維持できる。接線方向における拡張力Ｒ１／Ｒ１’が伝達されると、接線方向における拡張力はその後固定ピンがない切り欠き４ｄに作用し、その結果、弾性バネ式に圧縮される。これによって、矢印Ｒ２およびＲ２’によって示されているように、拡張を補償することができる。この力の分散によって、ステーター組立体はモーターハウジング２に対して半径方向に固定的に押圧されることが保証され、これにより、ステーター組立体は、回転、および位置ずれを生ずることがないように、モーターハウジング内に固定されることが保証される。
【００２９】
図１および３に関して上述されたこの第１の実施形態によれば、ステーター組立体は多数の個々の歯状セグメントを用いて構築される。
【００３０】
図４は、第１の実施形態において設けられているような個々の歯状セグメントを２個、個々に、かつ、線が巻き付けられていない状態で示す、斜視図である。図４の左側に示されている個々の歯状セグメントは、この歯状セグメントの背面の領域に、固定ピンを保持するようには設けられていない切り欠き４ｄを有するセグメントである。図４の右側に示されている個々の歯状セグメントは、この歯状セグメントの背面の領域に、固定ピンを保持する目的のための比較的幅の広い切り欠き４ｃを備えているセグメントである。張出し部および窪み部４ｅ／４ｆもまた背面の側面に明瞭に認められ、この張出し部および窪み部は個々の歯状セグメントが接合されるときに互いに係合する。
【００３１】
図５に示されているように、その後のステップにおいて、これらの個々の歯状部分の各々は個々の歯状部分用巻線４ｈを巻き付けられ分離されている。これらの巻線の巻線接続部は図５において符号４ｇによってそれぞれ表されている。
【００３２】
図５に示されている、個々の巻線４ｈが設けられた個々の歯状セグメントは、各々に巻線４ｈが設けられている他の個々の歯状セグメントと結合されていき、図６に示されているようなステーター組立体４が形成される。図６は、合計３個のＡタイプの個々の歯状セグメントと、合計９個のＢタイプの個々の歯状セグメントとを示している。Ａタイプの個々の歯状セグメントは、切り欠き４ｃ、すなわち、ステーター組立体をモーターハウジングに挿入した後に固定ピン５が挿入される切り欠き、がこの歯状セグメントの背面の領域に設けられている個々の歯状セグメントである。これに対してＢタイプの個々の歯状セグメントは、ステーター組立体４をモーターハウジング２に挿入した後に固定ピン５が挿入されない切り欠き４ｄがこの歯状セグメントの背面の領域に設けられている個々の歯状セグメントである。
【００３３】
図８は本発明による電気モーターを製造する方法を示すフローチャートである。第１のステップＳ１において、モーターハウジング２が利用できるようにされる。モーターハウジング２は、一方側が開いているポットの形で、または、両側が開いているチューブの形で実現することができる。エンドプレートが端面に取り付けられている管状ハウジングからなる、事前取り付けされた組立体であってもよい。
【００３４】
この後に、第２のステップＳ２において、ステーター組立体４が上述の第１または第２の実施形態に従って軸方向にモーターハウジング２に挿入される。
【００３５】
ステーター組立体４がモーターハウジング２に挿入されるならば、モーターハウジング内でのステーター組立体の取り付けは、第３のステップＳ３において、何本かの固定ピン５を、個々のステーター歯状部分４ａの背面の領域に設けられている切り欠き４ｃに軸方向に沿って挿入するように実施される。これについては、各々がステーター組立体４の円周方向に沿って１２０°だけ相互に離れて配置された合計３個の固定ピンが挿入されることが好ましい。
【００３６】
モーターハウジング２の実施形態によっては、最初に、図８に破線で示されている、さらなる搭載ステップＳ３’において、ローターシャフト３ａのためのベアリング３ｃを備えるエンドプレートをモーターハウジング２の端面に搭載することが必要な場合がある。
【００３７】
次の搭載ステップＳ４において、ローターシャフト３ａと、ローターシャフトに取り付けられているローターパケット３ｂとを有するローター組立体３がモーターハウジング２に軸方向に沿って挿入され、適切な場合には、同時にローターシャフト３ａが第１のベアリング３ｃに挿入される。
【００３８】
最後に、第５の搭載ステップＳ５において、モーターハウジング（２）の端側であって、第１のエンドプレート、即ち、ハウジング底部部材の反対側に位置する端側において、エンドプレート（６）が、ローターシャフト（３ａ）のための第２のベアリング（３ｄ）に嵌め込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2009539338.tif 000012
2009539338.tif 000013
2009539338.tif 000014