(57)【要約】  本発明は、特に自動車の電動コンプレッサを駆動するためのブラシレスＤＣモータに関しており、このモータは、ばね要素（９，９’）により支持要素（５）に対してプリロードされた複数の永久磁石（６，６’）を有している。これらのばね要素（９，９’）は、永久磁石（６，６’）の縁部（１０，１０’）に背後から係合し、かつ、支持要素（５）の中空溝（１１）内へ係合している。これにより永久磁石（６，６’）は、高回転数が適用される場合でも高い信頼性のもとで保持される。
2017536075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイル（４，４’）を有するステータ（１）と、
前記ステータ（１）内で径方向に配置されかつ複数の永久磁石（６，６’，１５，１５’）を有するロータ（３，１４）と、
前記複数の永久磁石（６，６’，１５，１５’）を保持するための前記ロータ（３，１４）の支持要素（５，１９）と、を備えた、特に自動車の電動コンプレッサを駆動するためのブラシレスＤＣモータにおいて、
前記複数の永久磁石（６，６’，１５，１５’）が、前記ステータ（１）に面する空隙（７）を直接画定し、かつ、前記支持要素（５，１９）の周面に対してプリロードされていることを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項２】
前記支持要素（５，１９）と接続する複数のばね要素（９，９’，１６）が、前記ロータ（３，１４）の回転軸線（２）に対して平行に配置され、かつ、拡幅部を有する前記複数の永久磁石（６，６’，１５，１５’）の縁部（１０，１０’，２０，２０’）に背後から係合している、請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項３】
前記複数の永久磁石（６，６’）は、前記複数のばね要素（９，９’）の部分領域の収容のために、前記回転軸線（２）に対して平行に配置された前記複数の永久磁石（６，６’）の前記縁部（１０，１０’）に配置されたそれぞれ１つの凹部（１２，１２’）を有している、請求項２に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項４】
前記複数のばね要素（９，９’）は、前記ロータ（３）の回転軸線（２）に対して平行に配置された前記支持要素（５）の縁部に背後から係合している、請求項２または３に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項５】
前記支持要素（５，１９）は、前記複数のばね要素（９，９’，１６）の区分（１７）の収容のために、前記ロータ（３，１４）の回転軸線（２）に対して平行に配置された複数の中空溝（１１，１８）を有している、請求項２乃至４の少なくとも１項に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項６】
前記複数のばね要素（９，９’）は、断面がＣ字形に構成されている、請求項２乃至５の少なくとも１項に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項７】
２つの前記ばね要素（９，９’）は、相互に隣接する前記複数の永久磁石（６，６’）を保持するために、相互に支持されている、請求項２乃至６の少なくとも１項に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項８】
前記複数のばね要素（１６）の数は、前記複数の永久磁石（１５，１５’）の数と同じであり、前記複数のばね要素（１６）は、それぞれ、相互に隣接する２つの永久磁石（１５，１５’）の間に配置されている、請求項２乃至５の少なくとも１項に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項９】
前記複数のばね要素（１６）は、それぞれ、中央部分（１７）が、前記支持要素（１９）の中空溝（１８）内に保持されており、さらに、外側部分でもって、それぞれ相互に隣接する前記複数の永久磁石（１５，１５’）を支持している、請求項８に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項１０】
前記複数の永久磁石（６，６’，１５，１５’）および前記支持要素（５）は、平坦な当接面（８）を有している、請求項２乃至９の少なくとも１項に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項１１】
前記複数のばね要素（９，９’）は、および、当該複数のばね要素（９，９’）を保持する前記支持要素（５）の部分領域は、プラスチックによって押出被覆されている、請求項２乃至１０の少なくとも１項に記載のブラシレスＤＣモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコイルを有するステータと、ステータ内で径方向に配置されかつ複数の永久磁石を有するロータと、永久磁石を保持するためのロータの支持要素とを備えた、特に自動車の電動コンプレッサを駆動するためのブラシレスＤＣモータに関する。
【０００２】
そのようなブラシレスＤＣモータは、自動車において、様々な駆動部のために使用されており、実務から公知である。ロータの複数の永久磁石は、従来技術によれば、プラスチックによって押出被覆されている。さらにこれらの永久磁石を、スリーブによって支持要素に固定させることも実務から公知である。
【０００３】
しかしながら公知のＤＣモータにおける欠点は、押出被覆またはスリーブが、これらの永久磁石とコイルとの間の間隔距離の増加につながることである。ただし間隔距離の増加は、磁気の広い拡散を引き起こし、ひいてはＤＣモータの効率の低下に結び付く。さらに永久磁石上へのスリーブのはめ込みも、ＤＣモータの非常に高い取り付けコストにつながる。
【０００４】
本発明が基礎とする課題は、冒頭に述べたようなタイプのＤＣモータにおいて、永久磁石の信頼性の高い固定が可能となり、かつ、ロータの永久磁石とステータのコイルとの間の特に短い間隔距離が可能となるように、ＤＣモータを構成することにある。
【０００５】
前記課題は本発明により、複数の永久磁石が、ロータに面する空隙を直接画定し、かつ、支持要素の周面に対してプリロードされる（予め組み込まれている）ことによって解決される。
【０００６】
この構成により、複数の永久磁石は、ステータのコイルの直前に配置されていてもよい。それ故に空隙の非常に狭幅な寸法は、ほとんど専らステータとロータの隣接する構成要素の熱膨張および製造公差によって画定される。この構成により、本発明に係るＤＣモータは、高い効率を有する。複数の永久磁石を保持するための構成部品は、本発明により、もはやこれらの永久磁石の前方に配置する必要がなくなる。このプリロードは、遠心力を打ち消すように選択可能である。それによりこのプリロードは、高い回転数の場合でも永久磁石の信頼性の高い固定を保証する。それ故本発明に係るブラシレスＤＣモータは、特に自動車の内燃機関の電動コンプレッサの駆動に適している。さらにロータは、本発明により、特に低コストで取り付けることができる。
【０００７】
本発明の別の好ましい改善構成により、永久磁石のプリロードは、支持要素と接続する複数のばね要素がロータの回転軸線に対して平行に配置され、かつ、拡幅部を有する複数の永久磁石の縁部に背後から係合している場合に、特に簡単となる。
【０００８】
本発明の別の好ましい改善構成により、ロータの永久磁石とステータのコイルとの間の空隙を、複数の永久磁石が、複数のばね要素の部分領域の収容のために、回転軸線に対して平行に配置された複数の永久磁石の縁部に配置されたそれぞれ１つの凹部を有している場合に、特に僅かに維持することができる。
【０００９】
本発明の別の好ましい改善構成により、これらのばね要素は、複数のばね要素が、ロータの回転軸線に対して平行に配置された支持要素の縁部に背後から係合している場合に、支持要素と特に簡単に接続することができる。
【００１０】
本発明の別の好ましい改善構成により、ロータは、支持要素が、複数のばね要素の端部の収容のために、ロータの回転軸線に対して平行に配置された複数の中空溝を有している場合に、構造的に特に簡単となる。
【００１１】
本発明の別の好ましい改善構成により、これらのばね要素は、複数のばね要素は断面がＣ字形に構成されている場合に、特に低コストに製造することができる。
【００１２】
別の好ましい改善構成により、これらのばね要素は、２つのばね要素が、相互に隣接する複数の永久磁石の保持のために相互に支持されている場合に、高い信頼性のもとでそれらの位置に支持される。この構成により、これらのばね要素は、永久磁石、支持要素および隣接するばね要素の全部で３カ所において支持されている。従ってロータは高い安定性を有する。このことはさらに、これらの永久磁石を保持する非常に小さな構造空間に結び付く。
【００１３】
本発明の別の好ましい改善構成により、ブラシレスＤＣモータの構成部品の数を、複数のばね要素の数が複数の永久磁石の数と同じであり、かつ、複数のばね要素がそれぞれ、相互に隣接する２つの永久磁石の間に配置されている場合に、特に少なく維持することができる。
【００１４】
本発明の別の好ましい改善構成により、ブラシレスＤＣモータは、複数のばね要素が、それぞれ中央部分において支持要素の中空溝内に保持され、さらに外側部分でもって、それぞれ相互に隣接する複数の永久磁石を支持している場合に、特に高速回転に対して適するようになる。この構成により、支持要素の接触面に亘る永久磁石のプリロードが特に均一になる。これは、永久磁石の縁部への強い負荷を防止する。
【００１５】
本発明の別の好ましい改善構成により、永久磁石および支持要素の製造は、永久磁石および支持要素が平坦な当接面を有している場合に、特に低コストになる。
【００１６】
本発明の別の好ましい改善構成により、ばね要素の付加的な位置固定、およびそれに伴う永久磁石の付加的な位置固定も、複数のばね要素および当該複数のばね要素を支持する支持要素の部分領域がプラスチックによって押出被覆されている場合に、簡単に達成することができる。
【００１７】
本発明は多数の実施形態が可能である。それらの基本原理のさらなる明確化のために、それらのうちの２つが図面に示されており、これらは以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ブラシレスＤＣモータの概略的断面図
【図２】図１からのＤＣモータのロータの部分領域を大幅に拡大した図
【図３】ロータのさらなる実施形態
【図４】ロータのさらなる実施形態の断面図
【００１９】
図１は、固定されたステータ１と、図平面に対して垂直方向に配置される回転軸線２を中心に回動可能に支承されたロータ３とを備えたブラシレスＤＣモータの断面を概略的に示す。このステータ１は、複数のコイル４，４’を有している。このロータ３は、支持要素５に配置された複数の永久磁石６，６’を有している。支持要素５は、積層体として構成されている。複数の永久磁石６，６’と複数のコイル４，４’との間には、空隙７が存在している。それにより複数の永久磁石６，６’は、直接空隙７を画定している。複数の永久磁石６，６’および支持要素５は、平坦な当接面８を有している。ロータ３は、支持要素５に対して永久磁石６，６’をプリロードするために、複数のばね要素９，９’を有している。
【００２０】
図２は、２つの永久磁石６，６’およびロータ３の支持要素５の相互に隣接する領域を大幅に拡大して示す。複数のばね要素９，９’は、それぞれＣ字形に構成され、複数の永久磁石６，６’の各縁部１０，１０’に背後から係合している。支持要素５は、中空溝１１を有しており、この中空溝１１に、ばね要素９、９’が背後から係合する。この中空溝１１および複数の永久磁石６，６’の縁部１０，１０’は、図平面に対して垂直方向に配置され、それと共にロータ３の回転軸線２に対して平行に配置されている。これらの縁部１０，１０’は、複数のばね要素９，９’の部分領域の収容のためにそれぞれ１つの凹部１２，１２’を有している。さらに図２は、相互に隣接するばね要素９，９’が相互に支持していることを示している。
【００２１】
図３は、２つの永久磁石６，６’の相互に隣接する領域におけるロータ３のさらなる実施形態を示しており、この実施形態は、図２からの実施形態と次の点でのみ異なっている。すなわち、複数のばね要素９，９’が、相互に隣接する領域において、プラスチックによる押出被覆１３を有している点でのみ異なっている。この押出被覆１３は、これらのばね要素９，９’を、それらの図示の位置に固定している。
【００２２】
図４は、図１に示されたブラシレスＤＣモータのためのロータ１４を示し、このロータ１４は、図１からのロータと次の点で異なっている。すなわち永久磁石１５，１５’の数と、ばね要素１６の数とが等しい点で異なっている。これらのばね要素１６は、中央部分１７において、支持要素１９の中空溝１８内に保持され、永久磁石１５，１５’の縁部２０，２０’に背後から係合している。中空溝１８内の形状結合的な保持のために、ばね要素１６の中央部分１７は、ループ形態を有している。
【図１】
2017536075.tif 000003
【図２】
2017536075.tif 000004
【図３】
2017536075.tif 000005
【図４】
2017536075.tif 000006
【国際調査報告】
2017536075.tif 000007
2017536075.tif 000008
2017536075.tif 000009
2017536075.tif 000010
2017536075.tif 000011
2017536075.tif 000012