(57)【要約】【課題】ステータアセンブリおよびそのようなステータアセンブリを具備した磁気ベアリングまたは電気モータを提供する。【解決手段】ステータアセンブリは、同心のハウジングおよびステータを具備し、ステータはハウジングの径方向内側に搭載され、ステータは、ハウジングの内面に径方向に面した外面を備えている。ステータの外面およびハウジングの内面の一方は、窪み形状を備え、ステータの外面およびハウジングの内面の他方は、突出形状を備えている。ハウジングおよびステータの第１相対位置において、突出形状が窪み形状内に挿入され、ハウジングおよびステータの第２相対位置において、この第２位置は第１相対位置に対して、中心軸の周りに角度移動されており、突出形状は、窪み形状を備えたハウジングおよびステータの一方に対して、径方向力を負荷し、ステータをハウジングに対して角度方向および軸方向にロックしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心のハウジング（３）およびステータ（５）を具備したステータアセンブリ（１）であって、前記ステータ（５）は前記ハウジング（３）の径方向内側に搭載され、前記ハウジング（３）は内面（３０）を備え、前記ステータ（５）は、前記ハウジング（３）の内面（３０）に径方向に面した外面（５０）を備え、
前記ステータ（５）の外面（５０）および前記ハウジング（３）の内面（３０）の一方は、窪み形状（３０２；３０ａ；５６；５８）を備え、前記ステータ（５）の外面（５０）および前記ハウジング（３）の内面（３０）の他方は、突出形状（５２；５４；３２）を備え、
前記窪み形状および前記突出形状は、
−  前記ハウジング（３）および前記ステータ（５）の第１相対位置において、前記突出形状が前記窪み形状内に挿入され、前記ステータ（５）が前記アセンブリ（１）の中心軸（Ｘ−Ｘ´）に沿って前記ハウジング（３）の径方向内側に搭載されることが可能であり、
−  前記ハウジング（３）および前記ステータ（５）の第２相対位置において、該第２相対位置は前記第１相対位置に対して、前記中心軸（Ｘ−Ｘ´）の周りに角度移動されており、前記突出形状は、前記窪み形状を備えた前記ハウジング（３）および前記ステータ（５）の一方に対して、径方向力（Ｆ）を負荷し、前記ステータ（５）を前記ハウジング（３）に対して角度方向および軸方向にロックするように配置されていることを特徴とするステータアセンブリ。
【請求項２】
前記ハウジング（３）の内面（３０）の最小径（Ｄ３０）は、前記ステータ（５）の外面（５０）の最大径（Ｄ５０）よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のステータアセンブリ。
【請求項３】
４つの窪み形状（３０２；３０ａ；５６；５８）内に挿入されるように形成された４つの突出形状（５２；５４；３２）を具備していることを特徴とする請求項１または２に記載のステータアセンブリ。
【請求項４】
前記窪み形状は、前記ハウジング（３）の内面（３０）に設けられ、一方で前記突出形状は、前記ステータ（５）の外面（５０）に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のステータアセンブリ。
【請求項５】
前記ハウジング（３）の内面（３０）の窪み形状は、円筒形状を有する窪み（３０ａ）により形成されていることを特徴とする請求項４に記載のステータアセンブリ。
【請求項６】
前記ハウジング（３）の内面（３０）は、横断面において八角形状を有し、前記ハウジング（３）の内面（３０）の窪み形状は、前記八角形状の角（３０２）により形成されていることを特徴とする請求項４に記載のステータアセンブリ。
【請求項７】
前記ステータ（５）の外面（５０）の突出形状は、ボス（５４）により形成されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のステータアセンブリ。
【請求項８】
前記ステータ（５）の外面（５０）の突出形状は、前記アセンブリ（１）の中心軸（Ｘ−Ｘ´）に平行な軸の周りに、前記ステータ（５）に対して回転可能なローラ（５２）により形成されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のステータアセンブリ。
【請求項９】
前記ステータ（５）は、４つの別個の部品（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）から形成され、前記ローラ（５２）は、前記ステータ（５）の前記４つの別個の部品（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）の接触面に設けられた円筒穴内に搭載されていることを特徴とする請求項８に記載のステータアセンブリ。
【請求項１０】
前記窪み形状は、前記ステータ（５）の外面（５０）に設けられ、一方で前記突出形状は、前記ハウジング（３）の内面（３０）に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のステータアセンブリ。
【請求項１１】
前記ハウジングの内面の突出形状は、ボス（３２）により形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のステータアセンブリ。
【請求項１２】
前記ステータ（５）の外面（５０）の窪み形状は、円筒形状を有する窪み（５８）により形成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のステータアセンブリ。
【請求項１３】
前記外面（５０）の窪み形状は、前記ステータ（５）に設けられ且つ前記アセンブリ（１）の中心軸（Ｘ−Ｘ´）に平行な軸の周りに前記ステータ（５）に対して回転可能なローラ（５２）の両側（５６）に設けられ、前記ステータ（５）と前記ハウジング（３）との前記第２相対位置において、前記ハウジング（３）の内面（３０）の突出形状（３２）は、前記ローラ（５２）に対して径方向力（Ｆ）を加えていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のステータアセンブリ。
【請求項１４】
前記ステータ（５）は、４つの別個の部品（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）から形成され、前記ローラ（５２）は、前記ステータ（５）の前記４つの別個の部品（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）の接触面に設けられた円筒穴内に搭載されていることを特徴とする請求項１３に記載のステータアセンブリ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のステータアセンブリ（１）を具備した磁気ベアリングまたは電気モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングおよびステータを具備したステータアセンブリに関する。本発明は、そのようなステータアセンブリを具備した磁気ベアリングまたは電気モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータステータまたは磁気ベアリングのための磁気アクチュエータは、ネジまたはリベット等の締結具を使用してハウジングに対して常に中心を合わせることが不可能であり、且つハウジングに締結することが不可能である。アセンブリのサイズ縮小またはその製造の容易化のために、ステータは頻繁にハウジングに適合されるように縮小される。ステータとハウジングとの直径の縮小した接触面は、部品のサイズに対してまたはアセンブリの環境条件に対して、使用される材料の熱膨張に基づいて計算されなければならない。
【０００３】
現在のところ、２つのアセンブリの縮小またはそのハウジング内への組み付けは、熱膨張により実行されている。外部アセンブリまたはハウジングはある温度に加熱されて、収縮値よりも大きい膨張を得て、内部アセンブリの自由な挿入を可能にし、その後、２つの部品は同じ温度に冷却されて、収縮を得る。
【０００４】
現在のこの方法は加熱器を必要とし、その加熱器は加熱される部品のサイズおよび挿入の際の高い精度に従って、部分的な収縮を回避する必要がある。部品が誤った位置で行き詰った場合、一方向のみに幾つかの部品を回収することは、アセンブリを破壊し得るので、アセンブリは損失となる。この種のアセンブリの最終位置は、最終位置を決定し且つ調節不可能なショルダにより、頻繁に固定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、新規のステータアセンブリを提供することであり、そのアセンブリでは、ステータは収縮技術よりもより容易な手段でハウジングに締結されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のために、本発明は、同心のハウジングおよびステータを具備し、ステータはハウジングの径方向内側に搭載され、ハウジングは内面を備え、ステータは、ハウジングの内面に径方向に面した外面を備えたステータアセンブリに関する。このステータアセンブリは、ステータの外面およびハウジングの内面の一方が、窪み形状を備え、ステータの外面およびハウジングの内面の他方が、突出形状を備え、窪み形状および突出形状は、
−  ハウジングおよびステータの第１相対位置において、突出形状が窪み形状内に挿入され、ステータがアセンブリの中心軸に沿ってハウジングの径方向内側に搭載されることが可能であり、
−  ハウジングおよびステータの第２相対位置において、この第２相対位置は第１相対位置に対して、中心軸の周りに角度移動されており、突出形状は、窪み形状を備えたハウジングおよびステータの一方に対して、径方向力を負荷し、ステータをハウジングに対して角度方向および軸方向にロックしている、ように配置されている。
【０００７】
本発明により、ステータのハウジングへの締結は、容易な且つ低コストの手段により得られる。完成したハウジングの加熱を行わないので、ハウジング内のステータの位置は、より正確に得られることが可能であり、それは環境温度においてハウジングを自然冷却させるために、ハウジングをステータの周りに素早く組み立てる必要がないためである。
【０００８】
有利な、しかし必須ではない本発明のさらなる態様により、そのようなステータアセンブリは、１つまたは複数の以下の特徴を統合し得る。
−  ハウジングの内面の最小径は、ステータの外面の最大径よりも小さい。
−  ステータアセンブリは、４つの窪み形状内に挿入されるように形成された４つの突出形状を具備している。
−  窪み形状は、ハウジングの内面に設けられ、一方で突出形状は、ステータの外面設けられている。
−  ハウジングの内面の窪み形状は、円筒形状を有する窪みにより形成されている。
−  ハウジングの内面は、横断面において八角形状を有し、ハウジングの内面の窪み形状は、八角形状の角により形成されている。
−  ステータの外面の突出形状は、ボスにより形成されている。
−  ステータの外面の突出形状は、アセンブリの中心軸に平行な軸の周りに、ステータに対して回転可能なローラにより形成されている。
−  ステータは、４つの別個の部品から形成され、ローラは、ステータの４つの別個の部品の接触面に設けられた円筒穴内に搭載されている。
−  窪み形状は、ステータの外面に設けられ、一方で突出形状は、ハウジングの内面に設けられている。
−  ハウジングの内面の突出形状は、ボスにより形成されている。
−  ステータの外面の窪み形状は、円筒形状を有する窪みにより形成されている。
−  外面の窪み形状は、ステータに設けられ且つアセンブリの中心軸に平行な軸の周りにステータに対して回転可能なローラの両側に設けられ、ステータとハウジングとの第２相対位置において、ハウジングの内面の突出形状は、ローラに対して径方向力を加えている。
−  ステータは、４つの別個の部品から形成され、ローラは、ステータの４つの別個の部品の接触面に設けられた円筒穴内に搭載されている。
【０００９】
本発明は、これまでに記載されたステータアセンブリを具備した磁気ベアリングまたは電気モータにも関する。
【００１０】
本発明は、例として示された添付図に対応して、ここに説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１形態にある、本発明の第１実施形態によるステータアセンブリを示した正面図である。
【図２】第２形態にある、図１に類似した図である。
【図３】図１および図２の形態にある、本発明の他の５つの実施形態によるステータアセンブリを示した正面図である。
【図４】図１および図２の形態にある、本発明の他の５つの実施形態によるステータアセンブリを示した正面図である。
【図５】図１および図２の形態にある、本発明の他の５つの実施形態によるステータアセンブリを示した正面図である。
【図６】図１および図２の形態にある、本発明の他の５つの実施形態によるステータアセンブリを示した正面図である。
【図７】図１および図２の形態にある、本発明の他の５つの実施形態によるステータアセンブリを示した正面図である。
【図８】図１および図２の形態にある、本発明の他の５つの実施形態によるステータアセンブリを示した正面図である。
【図９】図１および図２の形態にある、本発明の他の５つの実施形態によるステータアセンブリを示した正面図である。
【図１０】図１および図２の形態にある、本発明の他の５つの実施形態によるステータアセンブリを示した正面図である。
【図１１】図１および図２の形態にある、本発明の他の５つの実施形態によるステータアセンブリを示した正面図である。
【図１２】図１および図２の形態にある、本発明の他の５つの実施形態によるステータアセンブリを示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ステータアセンブリ１が、図１および図２に示されている。ステータアセンブリ１はハウジング３およびステータ５を具備し、それらは中心軸Ｘ−Ｘ´を中心として同心とされている。ステータ５は、ハウジング３の径方向内側に搭載されている。ハウジング３は内面３０を備え、ステータ５は、ハウジング３の内面３０に径方向に面した外面５０を備えている。
【００１３】
ステータ５は、帯磁した金属材料の積層により形成されることが可能である。ステータは、４つの分割部品５ａ、５ｂ、５ｃ、および５ｄから形成されている。
【００１４】
ステータアセンブリ１は、例えば電気モータまたは磁気ベアリングの部品であってもよい。
【００１５】
ハウジング３とステータ５とを一体に締結するために、本発明によれば、外面５０および内面３０のうちの１つが窪み形状を備え、外面５０および内面３０のうちの他方の１つが突出形状を備えている。図１および図２の実施形態においては、窪み形状は内面３０に設けられ、一方で突出形状は外面５０に設けられている。
【００１６】
内面３０は、横断面において八角形の形状を有し、内面３０の窪み形状は、八角形の形状の角３０２によって形成されている。
【００１７】
外面５０の突出形状は４つのローラ５２によって形成されており、これらはステータ５に搭載され、且つステータ５に対して中心軸Ｘ−Ｘ´に平行な回転軸の周りに回転可能である。ステータアセンブリ１には、４つのローラ５２が好適に設けられている。図示されていない変化形として、ステータアセンブリ１は４つよりも多いローラ５２を具備していてもよい。
【００１８】
図１および図２の実施形態においては、ステータ５は４つの別個の部品５ａ、５ｂ、５ｃ、および５ｄから形成されている。ローラ５２は、４つの別個の部品５ａ、５ｂ、５ｃ、および５ｄの接触面に設けられた円筒穴内に搭載されている。
【００１９】
角３０２およびローラ５２は、図１に示されたハウジング３とステータ５のとの第１相対位置において、ローラ５２が角３０２内に挿入されるように配置されている。挿入形態に対応したこの位置において、ステータ５は中心軸Ｘ−Ｘ´に沿って、ハウジング３内に径方向に自由に搭載されることが可能である。
【００２０】
図２に示されたハウジング３とステータ５のとの第２相対位置において、その位置は第１相対位置に対して中心軸Ｘ−Ｘ´の周りに角度移動されており、ローラ５２は、角３０２の間にある内面３０の平坦部３０４と接触している。ロック形態に対応したこの位置において、ローラ５２は内面３０に対して径方向力Ｆを負荷し、ステータ５をハウジング３に対して角度方向および軸方向にロックする。
【００２１】
この径方向力Ｆを得るために、平坦部３０４の中心と中心軸Ｘ−Ｘ´との間の距離に対応した内面３０の最小径Ｄ３０は、ローラ５２と中心軸Ｘ−Ｘ´との間の最大距離に対応した外面５０の最大径Ｄ５０よりも小さい。
【００２２】
作業者がステータアセンブリ１を製造する場合、作業者はハウジング３およびステータ５を互いに対して別個に位置決めし、ステータ５が図１に示されたように中心軸Ｘ−Ｘ´に沿ってハウジング内に搭載される場合、ローラ５２が角３０２内に挿入されることが可能であるようにしなければならない。このステップが実行された場合、図１の矢印Ａで示されたように、作業者は中心軸Ｘ−Ｘ´の周りにハウジング３をステータ５に対して、またはその逆にステータ５をハウジング３対して回転させて、図２に示されたようなステータアセンブリ１の締結を得る必要があるのみである。
【００２３】
追加の特徴として、ステータアセンブリ１は、ステータ５の角度位置をハウジング３に対してロックするための、少なくとも１つのネジ６を具備している。図示された例においては、ステータアセンブリ１は１つのネジ６を具備し、そのネジは、中心軸Ｘ−Ｘ´に対して中心に向かう方向においてハウジング３のネジ穴３８内に挿入されている。ネジ６は、径方向外面５０に対して径方向力Ｆ６を負荷している。
【００２４】
本発明の他の実施形態が、図３〜図１２に示されている。これらの実施形態において、第１実施形態と共通の要素には同一の参照符号が付されており、同じ様式で作動する。第１実施形態に対する差異のみが、これ以降詳細に記載されている。
【００２５】
図３および図４の実施形態においては、ステータ５は特有のモノリシック部品から形成されている。ステータ５の外面５０の突出形状は、ボス５４によって形成されている。図３に示された挿入形態において、ボス５４は、角３０２内に挿入されている。図４に示されたロック形態において、ボス５４は平坦部３０４と接触し、ハウジング３およびステータ５が一体に締結される。
【００２６】
図５および図６の実施形態は、図１および図２の実施形態とは異なり、内面３０は横方向の八角形の形状を有しておらず、内面３０の窪み形状は、円筒形状を有する窪み３０ａによって形成されている。図５に示された挿入形態において、ローラ５２は窪み３０ａ内に挿入される。図６に示されたロック形態において、ローラ５２は内面３０の一部に接触し、その位置には窪み３０ａは設けられておらず、その直径Ｄ３０は最大径Ｄ５０よりも小さい。
【００２７】
図７および図８の実施形態は、図３および図４の実施形態と図５および図６の実施形態との組み合わせである。この実施形態においては、内面３０の窪み形状は窪み３０ａにより形成され、一方でステータ５は特有のモノリシック部品により形成され、外面５０の突出形状はボス５４により形成されている。
【００２８】
図９および図１０の実施形態においては、窪み形状は外面５０に設けられ、一方で突出形状は内面３０に設けられている。この実施形態においては、内面３０の突出形状は、円筒形状を有するボス３２により形成されている。ステータ５は、図１および図２の実施形態の構造と略同一の構造を備えている。外面５０の窪み形状は、ローラ５２の両側に設けられた窪み５６により形成されている。
【００２９】
図９に示された挿入形態において、ボス３２は窪み５６内に挿入される。図１０に示されたロック形態において、ボス３２はローラ５２と接触しており、アセンブリ１はロックされている。
【００３０】
図１１および図１２の実施形態は、図９および図１０の実施形態とは異なっており、ステータ５は、特有のモノリシック部品から形成されている。外面５０の窪み形状は、円筒形状を有する窪み５８により形成されている。
【００３１】
図１１に示された挿入形態において、ボス３２は窪み５８内に挿入されている。図１２に示されたロック形態において、ボス３２は外面５０の一部と接触し、その位置には窪み５８は設けられておらず、外面５０は内面３０の最小径Ｄ３０よりも大きい最大径Ｄ５０を有する。
【００３２】
前述の実施形態の技術的特徴および変形は、組み合わされて、本発明の新たな実施形態を形成することが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ・・・ステータアセンブリ
３  ・・・ハウジング
５  ・・・ステータ
６  ・・・ネジ
３０  ・・・内面
３２  ・・・ボス
５０  ・・・外面
５２  ・・・ローラ
５４  ・・・ボス
５６、５８  ・・・窪み
３０２  ・・・角
３０４  ・・・平坦部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2016185064.tif 000013
【図１２】
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【外国語明細書】
2016185064000001.pdf