(57)【要約】  電動モータがロータ（１）、少なくとも２つの磁石セグメント（２，２′）及びケーシング（３）を備えている。該ケーシング（３）を取り囲んでプラスチック製のスリーブ（６）が配置されており、該スリーブの外側に、螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部（６′）が設けられている。前記スリーブ（６）を取り囲んでカップ形の外カバー（７）が配置されており、該外カバーの内側に、前記の螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部（６′）が接触している。前記のカップ形の外カバー（７）が、冷却媒体流入部（８）及び冷却媒体流出部（９）を有している。更に、当該電動モータを、自動車のカムシャフトを作動させるために使用する。
2009515496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータであって、ロータ（１）、少なくとも２つの磁石セグメント（２，２′）及びケーシング（３）を備えており、該ケーシング（３）を取り囲んでプラスチック製のスリーブ（６）が配置されており、該スリーブの外側に、螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部（６′）が設けられており、前記スリーブ（６）を取り囲んでカップ形の外カバー（７）が配置されており、該外カバーの内側に、前記の螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部（６′）が接触しており、前記のカップ形の外カバー（７）が、冷却媒体流入部（８）及び冷却媒体流出部（９）を有していることを特徴とする、電動モータ。
【請求項２】
プラスチック製のスリーブ（６）が、金属を含有する充填材を有している、請求項１記載の電動モータ。
【請求項３】
前記突出部（６′）の両側が傾斜して形成されており、長手方向軸線に対する傾斜角度αが５０°〜９０°の範囲内である、請求項１又は２記載の電動モータ。
【請求項４】
前記突出部（６′）の高さＨが１〜２ｍｍである、請求項１から３までのいずれか１項記載の電動モータ。
【請求項５】
螺旋状に延在する単一の突出部（６′）が配置されており、該突出部が冷却媒体流入部（８）から冷却媒体流出部（９）へと延びている、請求項１から４までのいずれか１項記載の電動モータ。
【請求項６】
カップ形の外カバー（７）がアルミニウム製であり、ケーシング（３）が鋼製である、請求項１から５までのいずれか１項記載の電動モータ。
【請求項７】
自動車のカムシャフトを作動させるために使用される、請求項１から６までのいずれか１項記載の電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータ及び該電動モータの使用に関する。
【０００２】
電動モータは公知である。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２２６９７６号明細書には、多極ロータと多極ステータとを備えた電動モータが記載されている。この公知の電動モータには、ステータ巻線によって取り囲まれた、半径方向でロータに対面する複数のステータ極が設けられている。ステータとロータとの間には、少なくともロータの長さにわたって延びる剛性の絶縁スリーブが配置されており、この絶縁スリーブは、ロータに対して半径方向で配置された複数の突出部を有している。各突出部は、それぞれ隣接して配置された２つのステータ極の間に配置されている。それぞれ構成形式が異なる複数の電動モータを使用する場合、一般に不都合なのは、運転中にモータ熱が発生し、このモータ熱を適宜導出しなければならないということである。このことは一般に周辺空気を介して行われるが、多くの場合において、不都合な熱滞留が生じるということは避けられない。
【０００３】
従って本発明の課題は、発生するモータ熱を比較的迅速にモータの領域から導出することを可能にする電動モータを提供することである。本発明の課題は更に、電動モータの特別な使用を提供することである。
【０００４】
本発明の根底を成す前記課題は、ロータ、少なくとも２つの磁石セグメント及びケーシングを備えた電動モータであって、前記ケーシングの周囲に、プラスチックから成るスリーブが配置されており、該スリーブが外側に、螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部を有しており、前記スリーブを取り囲んでカップ形の外カバーが配置されており、該外カバーの内側に、前記の螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部が接触しており、カップ形の外カバーが、冷却媒体流入部及び冷却媒体流出部を有している電動モータにより、解決される。プラスチックから成るスリーブは、例えばポリアミドから製作されていてよい。当該スリーブは、例えばケーシングに被せ嵌められるか、又はケーシングと一体に射出成形される。前記プラスチックは、炭素繊維成分又は別の充填材を有していてよい。螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部は、横断面を種々様々に形成されていてよい。この突出部はモータの長手方向で延在しており、この場合に保証されねばならないことは、当該突出部がカップ形の外カバーの内側に接触しているということであり、この場合はシール作用が達成され得る。カップ形の外カバーは、冷却媒体流入部及び冷却媒体流出部を有しており、この場合、冷却媒体としては、例えば水溶液が使用可能である。螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部を配置することにより、スリーブとカップ形の外カバーとの間の、螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部の領域に、冷却媒体のための流動空間が形成され、この場合、プラスチックから成るスリーブを巡って、ほぼ均等に冷却媒体が流れるということが保証されている。このように冷却媒体がプラスチック製のスリーブを巡って流れると、モータ熱は比較的迅速に電動モータの領域から導出され得るということが判った。この場合、周辺空気への単に遅い熱導出に基づく不都合な熱滞留は、完全に回避される。
【０００５】
本発明の有利な構成は、プラスチックから成るスリーブが、金属を含有する充填材を有しているという点にある。このことは、熱導出を有利に促進し、この場合、金属としては例えば銅又は銀が使用可能である。従って、金属を含有する充填材としては、金属化合物の他に、例えば板片又は薄片の形でプラスチックに添加される純粋金属も使用される。更に、特に有利には、プラスチックにガラス繊維添加物を付与することが可能である。
【０００６】
本発明の別の有利な構成では、突出部の両面が傾斜されて形成されており、この場合、長手方向軸線に対する傾斜角度αは、５０°〜９０°の範囲である。突出部のこの構造的な構成は、様々な用途のための運転を保証し且つ電動モータの製作を簡単にするので、大量生産が比較的簡単に実現され得る。
【０００７】
本発明の更に別の有利な構成では、突出部の高さＨが１〜２ｍｍである。これにより、特に有利な形式で比較的良好な流れ横断面が得られ、同時に所要の構成空間が最適化される。
【０００８】
本発明の更に別の有利な構成では、螺旋状に延在する唯一の突出部が配置されており、この突出部は冷却媒体流入部から冷却媒体流出部へと延びている。この場合に有利なのは、プラスチックから成るスリーブが簡単に大量生産可能であると同時に、電動モータの長辺側にわたって均等な熱導出が保証されることである。
【０００９】
本発明の更に別の有利な構成は、カップ形の外カバーがアルミニウム製であり、ケーシングが鋼製であるという点にある。これによりカップ形の外カバーは、特に有利な形式で鋳造法で大量生産可能であると同時に、ケーシングは磁束の帰路リングとして作用することが可能である。このようにして、磁束の帰路リングを付加的に配置することが、特に有利な形式で省かれる。
【００１０】
最後に本発明の対象は、自動車のカムシャフトを作動させるための電動モータの使用である。自動車のカムシャフトを駆動する電動モータでは正に、従来のモータ熱の導出が問題となっている。この問題は、特に有利には流動空間を形成することによって解決され得、この場合、冷却媒体としては、特に有利な形式で自動車の冷却回路から水が取り出される。
【００１１】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１２】
図１には整流子無しの電動モータが縦断されて示されており、この電動モータはロータ１、２つの磁石セグメント２，２′及びケーシング３を有している。このケーシングを取り囲んで、プラスチックから成るスリーブ６が配置されており、このスリーブ６は外側に、螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部６′を有している。スリーブ６を取り囲んで、カップ形の外カバー７が配置されており、この外カバー７の内側に、螺旋状に延在する前記の少なくとも１つの突出部６′が接触しており、しかも、カップ形の外カバー７は冷却媒体流入部８及び冷却媒体流出部９を有している。冷却媒体としては、当該電動モータが自動車のカムシャフトを作動させるために使用される限りは、例えば自動車の冷却回路からの水を使用することができる。この場合、冷却媒体は冷却媒体流入部８及び冷却媒体流出部９を矢印方向で通流する。ロータ１は、軸４を介して回転可能に支承されており、この場合、軸受けとしては玉軸受け５が使用される。この場合、螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部６′としては、螺旋状に延在する単一の突出部６′が配置されており、この突出部６′は、冷却媒体流入部８から冷却媒体流出部９へと延びている。突出部６′を配置することにより、電動モータの長手方向にわたるスリーブ６の外面のほぼ全体を巡って、冷却媒体が流れるということが保証されている。特に有利な構成では、カップ形の外カバー７はアルミニウムから、ケーシング３は鋼から成っており、このことは殊にモータ熱の導出に関しても、やはり優れている。このことは付加的に、スリーブ６のプラスチックに金属の充填材を添加することにより促進される。
【００１３】
図２には、図１に符号Ａで示した部分が拡大されて示されている。突出部６′の高さＨは、１〜２ｍｍの範囲内である。このことは、様々な用途に関して特に有利であるということが判った。高さＨに対する中間間隔ａの比率は、特に有利には、１．９〜２．２である。螺旋状に延在する突出部の両側が傾斜されて形成されており、この場合、長手方向軸線に対する傾斜角度αが５０°〜９０°の範囲内であると、特に有利である。この場合、傾斜角度αとは、長手方向軸線若しくは該長手方向軸線の平行線と、突出部の傾斜した外面との間の、その時々の最小角度であると見なされる。これにより、冷却媒体のための流れ横断面が最適化され、このことはモータ熱の特に有利な導出をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】整流子無しの電動モータの縦断面図である。
【図２】図１に符号Ａで示した部分の拡大図である。
【図１】
2009515496.tif 000003
【図２】
2009515496.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月16日(2007.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータであって、ロータ（１）、少なくとも２つの磁石セグメント（２，２′）、ケーシング（３）及び螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部（６′）を備えており、該突出部が、冷却媒体流入部（８）及び冷却媒体流出部（９）を備えた流動空間を形成している形式のものにおいて、
前記ケーシング（３）を取り囲んでプラスチック製のスリーブ（６）が配置されており、該スリーブの外側に、前記の螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部（６′）が設けられており、前記スリーブ（６）を取り囲んでカップ形の外カバー（７）が配置されており、該外カバーの内側に、前記の螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部（６′）が接触しており、前記のカップ形の外カバー（７）が、前記冷却媒体流入部（８）及び冷却媒体流出部（９）を有していることを特徴とする、電動モータ。
【請求項２】
プラスチック製のスリーブ（６）が、金属を含有する充填材を有している、請求項１記載の電動モータ。
【請求項３】
前記突出部（６′）の両側が傾斜して形成されており、長手方向軸線に対する傾斜角度αが５０°〜９０°の範囲内である、請求項１又は２記載の電動モータ。
【請求項４】
前記突出部（６′）の高さＨが１〜２ｍｍである、請求項１から３までのいずれか１項記載の電動モータ。
【請求項５】
螺旋状に延在する単一の突出部（６′）が配置されており、該突出部が冷却媒体流入部（８）から冷却媒体流出部（９）へと延びている、請求項１から４までのいずれか１項記載の電動モータ。
【請求項６】
カップ形の外カバー（７）がアルミニウム製であり、ケーシング（３）が鋼製である、請求項１から５までのいずれか１項記載の電動モータ。
【請求項７】
自動車のカムシャフトを作動させるために使用される、請求項１から６までのいずれか１項記載の電動モータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
電動モータは公知である。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２２６９７６号明細書には、多極ロータと多極ステータとを備えた電動モータが記載されている。この公知の電動モータには、ステータ巻線によって取り囲まれた、半径方向でロータに対面する複数のステータ極が設けられている。ステータとロータとの間には、少なくともロータの長さにわたって延びる剛性の絶縁スリーブが配置されており、この絶縁スリーブは、ロータに対して半径方向で配置された複数の突出部を有している。各突出部は、それぞれ隣接して配置された２つのステータ極の間に配置されている。それぞれ構成形式が異なる複数の電動モータを使用する場合、一般に不都合なのは、運転中にモータ熱が発生し、このモータ熱を適宜導出しなければならないということである。このことは一般に周辺空気を介して行われるが、多くの場合において、不都合な熱滞留が生じるということは避けられない。
米国特許出願公開第５７９８５８７号明細書から公知の高速モータの冷却においては、冷却ジャケットが、ケーシングとスピンドルモータとの間に配置されている。前記冷却ジャケットは、モータの熱を導出するために、内部を冷却液が循環する複数の螺旋形の通路を有している。更に、米国特許出願公開第２００４／１２４７２０号明細書に記載の電動モータの場合は、冷却用に、ステータケーシングの内部と外部との間に、螺旋状に延びる１本の通路が配置されている。英国特許第１４０４４８５号明細書に開示された電動モータのステータコアは、冷却ジャケットにより包囲されており、この冷却ジャケットは、外壁と内壁とから成っており、この内壁は複数の環状通路を有している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
従って本発明の課題は、発生するモータ熱を比較的迅速にモータの領域から導出することを可能にする、簡単に製作されるべき電動モータを提供することである。本発明の課題は更に、電動モータの特別な使用を提供することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明の根底を成す前記課題は、ロータ、少なくとも２つの磁石セグメント、ケーシング及び螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部を備えた電動モータであって、前記突出部が、冷却媒体流入部及び冷却媒体流出部を備えた流動空間を形成している形式のものにおいて、前記ケーシングの周囲に、プラスチックから成るスリーブが配置されており、該スリーブが外側に、螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部を有しており、前記スリーブを取り囲んでカップ形の外カバーが配置されており、該外カバーの内側に、前記の螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部が接触しており、カップ形の外カバーが、冷却媒体流入部及び冷却媒体流出部を有している電動モータにより、解決される。プラスチックから成るスリーブは、例えばポリアミドから製作されていてよい。当該スリーブは、例えばケーシングに被せ嵌められるか、又はケーシングと一体に射出成形される。前記プラスチックは、炭素繊維成分又は別の充填材を有していてよい。螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部は、横断面を種々様々に形成されていてよい。この突出部はモータの長手方向で延在しており、この場合に保証されねばならないことは、当該突出部がカップ形の外カバーの内側に接触しているということであり、この場合はシール作用が達成され得る。カップ形の外カバーは、冷却媒体流入部及び冷却媒体流出部を有しており、この場合、冷却媒体としては、例えば水溶液が使用可能である。螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部を配置することにより、スリーブとカップ形の外カバーとの間の、螺旋状に延在する少なくとも１つの突出部の領域に、冷却媒体のための流動空間が形成され、この場合、プラスチックから成るスリーブを巡って、ほぼ均等に冷却媒体が流れるということが保証されている。このように冷却媒体がプラスチック製のスリーブを巡って流れると、モータ熱は比較的迅速に電動モータの領域から導出され得るということが判った。この場合、周辺空気への単に遅い熱導出に基づく不都合な熱滞留は、完全に回避される。
【国際調査報告】
2009515496.tif 000005
2009515496.tif 000006
2009515496.tif 000007
2009515496.tif 000008