(57)【要約】  本発明は、電気機器（１０）であって、巻線（２２）が配置された電機子成層鉄芯（２０）を有する電機子（１４）と、ハウジング（１２）とが設けられていて、該ハウジング（１２）内に、少なくともリングマグネットセグメントとして形成された少なくとも１つのマグネット（２４）が配置されている形式のものに関する。このような形式の電気機器において本発明の構成では、電機子成層鉄芯（２０）が軸方向において、少なくとも１つのマグネット（２４）を超えて突出している。このように構成されていると、電気機器（１０）を小型に構成することができ、ひいてはかなりのコストを節減できるという利点が得られる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器（１０）であって、巻線（２２）が配置された電機子成層鉄芯（２０）を有する電機子（１４）と、ハウジング（１２）とが設けられていて、該ハウジング（１２）内に、少なくともリングマグネットセグメントとして形成された少なくとも１つのマグネット（２４）が配置されている形式のものにおいて、電機子成層鉄芯（２０）が軸方向において、少なくとも１つのマグネット（２４）を超えて突出していることを特徴とする電気機器。
【請求項２】
少なくとも１つのマグネット（２４）が軸方向で見て電機子成層鉄芯（２０）に対して中心を合わせられている、請求項１記載の電気機器。
【請求項３】
電機子成層鉄芯（２０）の長さ−マグネット（２４）の長さ＝ａ×マグネット（２４）の厚さであり、式中、ａが１〜８の間、有利には１.５〜５の間における任意の数である、請求項１又は２記載の電気機器。
【請求項４】
電機子成層鉄芯（２０）が、少なくとも１つのマグネット（２４）よりも１ｍｍ〜８ｍｍ長い、請求項１から３までのいずれか１項記載の電気機器。
【請求項５】
電機子成層鉄芯（２０）が、少なくとも１つのマグネット（２４）よりも３ｍｍ〜５ｍｍ長い、請求項１から４までのいずれか１項記載の電気機器。
【請求項６】
少なくとも１つのマグネット（２４）が、希土類・マグネット、特にＮｄＦｅＢ-マグネット又はプラスチックで結合されたＮｄＦｅＢ-マグネットである、請求項１から５までのいずれか１項記載の電気機器。
【請求項７】
少なくとも１つのマグネット（２４）がリングマグネットである、請求項１から６までのいずれか１項記載の電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の電気機器に関する。
【０００２】
永久励磁される直流モータは永久磁石を有しており、これらの永久磁石は軸方向において、対向して位置している金属薄板成層鉄芯よりも、長いか又は少なくとも同じ長さをもって構成されている。整流子モータではこれは電機子もしくはロータであり、ブラシレスのモータではステータ成層鉄芯である。多くの場合今日において、いわゆる「オートモーティブ」の使用のためには、ハードフェライト製の永久磁石が使用される。このような磁石は通常、付加的な磁束をモータ内において生ぜしめるために、金属薄板成層鉄芯よりも明らかに長く構成されている。
【０００３】
例えばＮｄＦｅＢもしくはプラスチックで結合されたＮｄＦｅＢのような高価な磁石材料を使用する場合には、成層鉄芯において極めて高い磁束密度が生じる。このような高い磁束密度を受け入れると、これによって飽和現象が生じ、ひいては磁石コストが極めて高くなる。このような飽和効果を回避するために、金属薄板成層鉄芯において鉄横断面が相応に増大されると、モータ巻線のための巻線室が僅かしか残らなくなる。その結果より大きなモータ体積が必要となり、ひいては間接的にさらに大きなモータコストが必要になる。
【０００４】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による電気機器には、従来技術に比べて次のような利点、すなわち電気機器を小型に構成することができ、ひいてはかなりのコストを節減することができるという利点がある。この利点は、短い永久磁石の使用によって得られる。適宜なジオメトリ設計によって、一方ではモータ巻線のための巻線室を十分に大きく寸法設定することができ、かつ他方では、それにもかかわらず金属薄板成層鉄芯における飽和効果を回避することができる。
【０００５】
電機子又はステータの金属薄板断面を適宜に寸法設定すると、永久磁石によって生ぜしめられる磁束を、金属薄板成層鉄芯の軸方向長さ全体にわたって「広げる」ことができる。このことは従来不可能であると思われていた。しかしながら測定によって、磁束が実際に軸方向において分配されていることが判明している。従って歯付ウェブの幅を細く設計することができ、これによってさらに大きな溝横断面ひいては巻線室が可能になる。
【０００６】
そのために、電気機器は、巻線が配置された電機子成層鉄芯を有する電機子と、ハウジングとを有していて、このハウジング内に、少なくともリングマグネットセグメントとして形成された少なくとも１つのマグネットが配置されており、しかも電機子成層鉄芯は軸方向において、少なくとも前記マグネットを超えて突出している。
【０００７】
磁束を最適に広げるために有利な構成では、マグネットが軸方向で見て電機子成層鉄芯に対して中心を合わせられている。
【０００８】
また磁石の軸方向長さは、電機子成層鉄芯の軸方向長さよりも短く設計される。有利には、マグネットの長さを差し引いた電機子成層鉄芯の長さは、マグネットの厚さに、１〜８の間、有利には１.５〜５の間における任意の数を掛けた値に相当する。有利には、マグネット長さは電機子成層鉄芯よりも１ｍｍ〜８ｍｍ短く、つまりマグネットは、通常のように突出しているのとは逆に、それぞれの側において０.５〜４ｍｍ凹んでいる。電機子成層鉄芯に比べて３〜５ｍｍ短い磁石が、特に有利であることが判明している。
【０００９】
マグネットの短縮は特に、希土類・マグネットの使用時、特にＮｄＦｅＢ-マグネットもしくはプラスチックで結合されたＮｄＦｅＢ-マグネットの使用時に有利である。
【００１０】
図面
次に図面を参照しながら本発明の１実施例を説明する。
【００１１】
図１は、本発明による電気機器を示す縦断面図である。
【００１２】
実施例の記載
図１に示された電気機器１０は、有利には自動車において使用される駆動ユニットの一部である。この駆動ユニットは例えば、ウインド昇降機、スライドルーフ駆動装置、駆動ストランド調節装置、自動車座席調節装置のシート調節駆動装置、ファン、ポンプ又はこれに類したものである。
【００１３】
電気機器１０は有利には丸められたハウジング１２を有しており、このハウジング１２内には、図示されていない軸受で電機子１４が配置されている。この電機子１４は、整流子１８を備えた軸１６を有している。軸１６には、整流子１８に接続された巻線２２を備えた電機子成層鉄芯２０が配置されている。電機子成層鉄芯２０は、打ち抜いてユニット化された積層板複合体である。択一的に「ＳＭＣ」材料（Soft Magnetic Composite）から成る構造体も可能である。
【００１４】
ハウジング１２内にはリングマグネット２４が配置されている。択一的に、２つ又はそれ以上のシェル形のマグネットを使用することも可能である。それぞれがリングマグネットセグメントである典型的な２つのマグネットシェルでは、リングマグネットセグメントが周囲において例えばそれぞれ１２０°の角度を成していて、ハウジング１２内において直径方向で互いに向かい合って位置している。リングマグネット２４は希土類・マグネット、特にＮｄＦｅＢ-マグネット又はプラスチックで結合されたＮｄＦｅＢ-マグネットである。
【００１５】
電機子成層鉄芯２０は軸方向においてリングマグネット２４を超えて延びている。この電機子成層鉄芯２０の突出に関する値として理想的な値は次の通りである：
電機子成層鉄芯２０の長さ−マグネット２４の長さ＝ａ×マグネット２４の厚さ
式中、ａは１〜８の間、有利には１.５〜５の間における任意の数である。マグネット２４の厚さは例えば１〜８ｍｍである。
【００１６】
電機子成層鉄芯２０はリングマグネット２４よりも１〜８ｍｍ長く、この場合電機子成層鉄芯２０は有利にはリングマグネット２４よりも３〜５ｍｍ長い。この場合リングマグネット２４は軸方向で見て電機子成層鉄芯２０に対して真ん中を合わせられている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による電気機器を示す縦断面図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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