(57)【要約】  電動機は、中心軸を中心とする周方向ハウジング壁を含むハウジングと、ハウジングの内側に固定的に取り付けられ、時変磁場を発生するように構成された複数のコイルを含む環状ステータと、バスバーホルダ、および、ステータの少なくとも１つのコイルを電源に電気的に接続して少なくとも１つのコイルを励磁するように構成されている少なくとも１つのバスバーを含むバスバーユニットと、ハウジングの内側に回転可能に取り付けられ、ステータによって発生する磁場との相互作用によって回転するように構成されているロータとを含む。ハウジング壁は、その内面に、バスバーユニットに設けられたバスバーユニット係合構造と係合しているか、または、係合するように構成されたハウジング壁係合構造を有することができる。ハウジング壁係合構造は、ハウジングの内部に凹んでいる、ハウジング壁の一部分として構成されている少なくとも１つの突出部を含むことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を中心とする周方向ハウジング壁を含むハウジングと、
前記ハウジングの内側に固定的に取り付けられ、時変磁場を発生するように構成された複数のコイルを含む環状ステータと、
バスバーホルダ、および、前記ステータの少なくとも１つのコイルを電源に電気的に接続して前記少なくとも１つのコイルを励磁するように構成されている少なくとも１つのバスバーを含むバスバーユニットと、
前記ステータの内側に回転可能に取り付けられ、前記ステータによって発生する前記磁場との相互作用によって回転するように構成されているロータと
を備え、
前記ハウジング壁は、内面に、前記バスバーユニットに設けられたバスバーユニット係合構造と係合しているか、または、係合するように構成されたハウジング壁係合構造を有し、
前記ハウジング壁係合構造は、前記ハウジングの内部に凹んでいる、前記ハウジング壁の一部分として構成されている少なくとも１つの突出部を含む、電動機。
【請求項２】
少なくとも１つの突出部がコーキングによって形成されている、請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記ハウジング壁係合構造が複数の前記突出部を含み、前記突出部は、互いに別個に形成されており、周方向に連続して配置されている、請求項１または２のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項４】
前記ステータの外寸が、前記ハウジング壁に関する前記中心軸に対する少なくとも１つの回転位置において、前記少なくとも１つの突出部を含む軸方向部分における前記ハウジング壁の内寸よりも小さい、請求項１から３のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項５】
前記ステータは、軸方向に連続して形成された少なくとも１つの半径方向外側凹部を備え、半径方向および周方向における前記少なくとも１つの半径方向外側凹部の寸法は、それぞれ半径方向および周方向における前記少なくとも１つの突出部の寸法よりも大きい、請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記ステータが、周方向に連続して配置された複数の前記半径方向外側凹部を備え、隣接する２つの突出部の周方向における中心間の距離は、隣接する２つの凹部の周方向における中心間の距離と等しいか、または該距離の整数倍である、請求項３および５に記載の電動機。
【請求項７】
前記ステータが、周囲に前記複数のコイルが巻回されるステータコアを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項８】
前記ステータコアが、前記ステータの周方向に連続して配置された複数のコアセグメントを備え、前記コアセグメントは、前記コイルがそれぞれ巻回されるコイル巻線部をそれぞれ備える、請求項７に記載の電動機。
【請求項９】
各コアセグメントが、前記コイル巻線部の半径方向外端に位置決めされたコアセグメントフランジ部をさらに備え、隣接する２つのコアセグメントは、該コアセグメントのコアセグメントフランジ部によって互いに固定的に接続される、請求項８に記載の電動機。
【請求項１０】
前記ステータコアの外周部に前記複数の凹部が設けられる、請求項６および請求項７から９のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項１１】
前記複数の凹部がそれぞれ複数の前記コアセグメントフランジ部内に設けられる、請求項９および１０に記載の電動機。
【請求項１２】
前記バスバーユニット係合構造が前記バスバーホルダ上に設けられる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項１３】
前記バスバーユニット係合構造が前記バスバーホルダの外周部として構成されている、請求項１２に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
様々な実施形態は、一般に電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機は、例えば車両のような移動環境で利用される多種多様な駆動システムにおいて不可欠な部品となっている。電動機の動作は、通常、バスバーユニットのホルダに固定的に結合され、電動機のステータの少なくとも１つのコイルに電気的に接続された少なくとも１つのバスバーを含むバスバーユニットを介して電動機に電気的に接続される電子制御回路によって制御される。
【０００３】
通常、バスバーユニットはステータに固定的に結合され、ステータは電動機のハウジングの内側に固定的に取り付けられる。したがって、電動機のハウジング内のステータの位置は、電動機のハウジングに対するバスバーユニットおよび少なくとも１つのバスバーの位置を規定する。
【０００４】
少なくとも１つのバスバーと、少なくとも１つのバスバーへの電力供給を制御するように構成された電子制御ユニットとの明確に規定された電気的接触を確実にするために、少なくとも１つのバスバーは、電動機のハウジングに対して明確に規定された位置を有していなければならない。しかしながら、従来のステータの外寸は、特にそれらのコイルの巻線に起因して高い公差を被り、したがって、電動機のハウジング内の明確に規定された位置に配置することはできない。したがって、従来のステータに結合されたバスバーユニットのバスバーは、電動機のハウジングに対して明確に規定された位置に位置決めすることができない。その結果、バスバーユニットのバスバーと電子制御ユニットとの間の電気的接触を正確に調整することができない。このように、ステータのコイルには明確に規定された電力を供給することができず、その結果、それぞれの電動機の性能が低下する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に鑑み、本発明の目的は、明確に規定された電力が供給されるように構成された電動機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
様々な実施形態によれば、電動機が提供される。電動機は、中心軸を中心とする周方向ハウジング壁を含むハウジングと、ハウジングの内側に固定的に取り付けられ、時変磁場を発生するように構成された複数のコイルを含む環状ステータと、バスバーホルダ、および、ステータの少なくとも１つのコイルを電源に電気的に接続して少なくとも１つのコイルを励磁するように構成されている少なくとも１つのバスバーを含むバスバーユニットと、ステータの内側に回転可能に取り付けられ、ステータによって発生する磁場との相互作用によって回転するように構成されているロータとを備える。ハウジング壁は、その内面に、バスバーユニットに設けられたバスバーユニット係合構造と係合しているか、または、係合するように構成されたハウジング壁係合構造を有する。ハウジング壁係合構造は、ハウジングの内部に凹んでいる、ハウジング壁の一部分として構成されている少なくとも１つの突出部を含む。
【０００７】
図面において、同様の参照符号は、一般に、異なる図を通して同じ部分を指す。図面は必ずしも縮尺通りではなく、代わりに本発明の原理を説明することに重点が置かれている。以下の説明では、本発明の様々な実施形態が、添付の図面を参照しながら説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電動機の断面図である。
【図２】図１に示す電動機のハウジングの内部に取り付けられたステータの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明は、本発明を実践することができる特定の詳細および実施形態を例示として示す添付の図面を参照する。
【００１０】
本明細書では、「例示的」という用語は、「例、実例、または例示としての役割を果たす」ことを意味するために使用されている。本明細書で「例示的」として説明されている任意の実施形態または設計は、他の実施形態または設計よりも好ましいまたは有利であると必ずしも解釈されるべきではない。
【００１１】
図１は、例示的な電動機１００を示す。電動機１００は、中心軸Ａを中心とする周方向ハウジング壁１０４を含むハウジング１０２と、ハウジング１０２の内側に固定的に取り付けられ、時変磁場を発生するように構成された複数のコイル１０８を含む環状ステータ１０６と、バスバーホルダ１１２、および、ステータ１０６の少なくとも１つのコイル１０８を電源（図示せず）に電気的に接続して少なくとも１つのコイル１０８を励磁するように構成されている少なくとも１つのバスバー１１４を含むバスバーユニット１１０と、ハウジング１０２の内側に回転可能に取り付けられ、ステータ１０６によって発生する磁場との相互作用によって回転するように構成されているロータ１１６とを含む。図１に示すように、ロータ１１６の軸方向部分は、ステータ１０６によって囲むことができる。ステータ１１６を回転させるために、ステータ１０６のコイル１０８によって生成される時変磁場との磁気的相互作用を可能にするために、少なくとも、ステータ１０６によって囲まれたロータ１１６の軸方向部分を少なくとも一時的に励磁することができる。
【００１２】
電動機１００は、例えば潤滑油または冷却剤などの、車両内の供給液などの液体を搬送するように構成された電動ポンプ（図示せず）内で利用することができる。
【００１３】
ハウジング壁１０４は、その内面に、バスバーユニット１１０に設けられたバスバーユニット係合構造１２０と係合しているか、または、係合するように構成されたハウジング壁係合構造１１８を含む。ハウジング壁係合構造１１８は、ハウジング１０２の内部に凹んでいる、ハウジング壁１０４の１つまたは複数の部分として構成されている、少なくとも１つの突出部１２２、または、任意選択的に、複数の突出部１２２を含む。
【００１４】
ハウジング壁係合構造１１８およびバスバーユニット係合構造１２０によって、バスバーユニット１１０自体をハウジング壁１０４に結合することができる。そのため、電動機１００のハウジング１０２内におけるバスバーユニット１１０の軸方向位置は、ステータ１０６の外寸の公差とは無関係に設定することができる。このようにして、少なくとも１つのバスバー１１４と電子制御回路または電源との間の明確に規定された電気的接触を確立することができ、それによってステータ１０６のコイル１０８に明確に規定された電力を供給することが可能になる。
【００１５】
ステータ１０６の軸方向延伸量ｄの公差がバスバーユニット係合構造１２０とハウジング壁係合構造１１８との間の係合に影響を及ぼさないことを確実にするために、ステータ１０６の軸方向延伸量ｄは、少なくとも１つの突出部１２２と、軸方向Ａにおいてハウジング１０２を画定するハウジング１０２の軸方向端壁１２６の内面１２４との間の距離Ｄよりも小さい値に設定することができる。ステータ１０６の軸方向延伸量ｄは、少なくとも１つの突出部１２２とハウジング１０２の軸方向端壁１２６の内面１２４との間の距離Ｄの９０％よりも小さく、任意選択的に８０％よりも小さく、さらに任意選択的に７０％よりも小さくすることができる。
【００１６】
コイル１０６は、互いに電気的に直列に接続された複数のコイル１０６をそれぞれ含む複数の位相グループ、例えば３つの位相グループＵ、Ｖ、Ｗにグループ化することができる。各位相グループに関連して、位相グループのコイル１０６を電源にそれぞれ接続するために少なくとも１つのバスバー１１４を設けることができる。
【００１７】
少なくとも１つの突出部１２２は、コーキングによって形成することができ、すなわち、少なくとも１つの突出部１２２は、ハウジング壁１０４の一体部分として設けることができ、これは、そのために追加の部分を設ける必要はないことを意味する。このようにして、ハウジング壁係合構造１１８は単純な方法で製造することができる。
【００１８】
図２は、ハウジング１０２に取り付けられた図１に示すステータ１０６の概略平面図である。図２では、便宜上、バスバーユニット１１０およびロータ１１６を省略している。バスバーユニット１１０は、図２ではステータ１０６の上に位置決めされることになる。
【００１９】
図２に示すように、ハウジング壁係合構造１１８は、互いに分離して形成され、ハウジング壁１０４の周方向Ｃに連続して配置された複数の突出部１２２を含むことができる。複数の突出部１２２によって、バスバーユニット１１０を周方向Ｃの複数の位置で支持することができる。このようにして、バスバーユニット１１０の全周を明確に規定された軸方向位置に保持することができる。複数の突出部１２２のうちの突出部１２２は、ハウジング１０２の軸方向端壁１２６の内面１２４から同じ距離Ｄを有することができる。
【００２０】
図２に示すハウジング壁１０４に関する中心軸Ａに対するステータ１０６の回転位置において、ステータ１０６の半径方向外側の寸法は、複数の突出部１２２を含むハウジング壁１０４の軸方向部分内の、ハウジング壁１０４の対応する半径方向内側の寸法よりも小さい。この構成によって、バスバーユニット係合構造１２０をハウジング壁係合構造１１８と係合させるために、ステータ１０６を突出部１２２に通すことができる。図２に示すステータ１０６の回転位置では、ステータ１０６は、突出部１２２によって妨げられることなく、図１に示すハウジング１０２の開放端１２７からハウジング１０２内に挿入することができる。
【００２１】
図２に示すように、ステータ１０６は、軸方向Ａに連続して形成された少なくとも１つの半径方向外側凹部１２８を含むことができる。半径方向および周方向における少なくとも１つの半径方向外側凹部１２８の寸法は、それぞれ半径方向および周方向における少なくとも１つの突出部１２２の対応する寸法よりも大きい。このようにして、少なくとも１つの凹部１２８が少なくとも１つの突出部１２２と位置整合されたときに、ステータ１０６を、ハウジング壁１０４に設けられた突出部１２２に通すことができることが確実にされる。
【００２２】
図２に示すように、ステータ１０６は、周方向Ｃに沿って連続して配置された複数の半径方向外側凹部１２８を含むことができる。凹部１２８は、周方向Ｃに等間隔で配置することができる。例示的な実施形態において、突出部１２２もまた、周方向Ｃに等間隔で配置することができる。
【００２３】
隣接する２つの突出部１２２の周方向Ｃにおける中心間の距離Ｄ１は、隣接する２つの凹部１２８の周方向Ｃにおける中心間の距離Ｄ２と等しいか、または距離Ｄ２の整数倍とすることができる。この構成によって、１つの凹部１２８が突出部１２２と位置整合するとき、凹部１２８および突出部１２２がそれぞれ周方向Ｃにおいて等間隔で配置されている場合、他のすべての凹部１２８もまたそれぞれの突出部１２２と位置整合する。したがって、ステータ１０６が突出部１２２を通過することができる、中心軸１０４を考慮した、ハウジング壁１０４に対するステータ１０６の複数の回転位置が存在する。したがって、ステータ１０６のハウジング１０２への挿入は単純な方法で実施することができる。
【００２４】
図２に示すように、ステータ１０６は、その周囲に複数のコイル１０８が巻回されるステータコア１３０を含み得る。便宜上、図２ではコイル１０８を省略している。ステータコア１３０は、強磁性鋼のような強磁性材料から作成することができる。
【００２５】
ステータコア１３０は、ステータ１０６の周方向Ｃに連続して配置された複数のコアセグメント１３２を含む。各コアセグメント１３２は、その周囲にコイル１０８がそれぞれ巻回されるコイル巻線部１３４を含むことができる。コイル巻線部１３４は、ステータ１０６の半径方向Ｒに延伸する細長い部材として構成することができる。各コアセグメント１３２は、コイル巻線部１３４の半径方向外端に配置されたコアセグメントフランジ部１３６をさらに含むことができる。コアセグメントフランジ部１３６は、コイル１０８の半径方向外側位置を規定するための手段として機能することができる。
【００２６】
周方向Ｃに隣接する２つのコアセグメント１３２は、それらのコアセグメントフランジ部１３６によって、例えば溶接、はんだ付け、または他の適切な固定手段によって互いに固定的に接続することができる。このようにして、２つの隣接するコアセグメント１３２のコイル巻線部１３４が、それぞれのコイル巻線部１３４の周りに巻回されたそれぞれのコイル１０８を収容するために明確に定義された相互距離を有することを保証することができる。図２に示すように、複数の凹部１２８を、複数のコアセグメントフランジ部１３６内に設けることができる。
【００２７】
バスバーユニット係合構造１２０は、バスバーホルダ１１２に取り付けられた別個の部材として、またはバスバーホルダ１１２の外周部として、例えばその一体部分として構成されて、バスバーホルダ１１２上に設けることができる。バスバーユニット係合構造１２０は、ハウジング壁係合構造１１８の突出部１２２をその中に受け入れるように構成された少なくとも１つのホルダ凹部を含むか、または当該ホルダ凹部として構成することができる。このような構成により、バスバーユニット１１０は、ハウジング壁係合構造１１８と係合したバスバーユニット係合構造１２０によって周方向Ｃにおいても明確に規定された位置に維持され得る。
【００２８】
以下に、本発明のいくつかの実施例を説明する。
【００２９】
実施例１は電動機である。電動機は、中心軸を中心とする周方向ハウジング壁を含むハウジングと、ハウジングの内側に固定的に取り付けられ、時変磁場を発生するように構成された複数のコイルを含む環状ステータと、バスバーホルダ、および、ステータの少なくとも１つのコイルを電源に電気的に接続して少なくとも１つのコイルを励磁するように構成されている少なくとも１つのバスバーを含むバスバーユニットと、ハウジング、例えばステータの内側に回転可能に取り付けられ、ステータによって発生する磁場との相互作用によって回転するように構成されているロータとを含むことができる。ハウジング壁は、その内面に、バスバーユニットに設けられたバスバーユニット係合構造と係合しているか、または、係合するように構成されたハウジング壁係合構造を有することができる。ハウジング壁係合構造は、ハウジングの内部に凹んでいる、ハウジング壁の一部分として構成されている少なくとも１つの突出部を含むことができる。
【００３０】
実施例２において、実施例１の主題は、少なくとも１つの突出部がコーキングによって形成されることを任意選択的にさらに含むことができる。
【００３１】
実施例３において、実施例１または２のいずれか１つの主題は、ハウジング壁係合構造が複数の突出部を含むことを任意選択的にさらに含むことができる。突出部は、互いに別個に形成することができ、周方向に連続して配置することができる。
【００３２】
実施例４において、実施例１から３のいずれか１つの主題は、ステータの外寸が、ハウジング壁に関する中心軸に対する少なくとも１つの回転位置において、少なくとも１つの突出部を含む軸方向部分におけるハウジング壁の内寸よりも小さいことを任意選択的にさらに含むことができる。
【００３３】
実施例５において、実施例４の主題は、ステータが軸方向に連続的に形成された少なくとも１つの半径方向外側凹部を含むことを任意選択的にさらに含むことができる。半径方向および周方向における少なくとも１つの半径方向外側凹部の寸法は、それぞれ半径方向および周方向における少なくとも１つの突出部の寸法より大きくすることができる。
【００３４】
実施例６において、実施例３および５の主題は、ステータが、周方向に連続して配置された複数の半径方向外側凹部を含むことを任意選択的にさらに含むことができる。隣接する２つの突出部の周方向における中心間の距離は、隣接する２つの凹部の周方向における中心間の距離と等しいか、または当該距離の整数倍とすることができる。
【００３５】
実施例７において、実施例１から６のいずれか１つの主題は、ステータが、周囲に複数のコイルが巻回されるステータコアを含むことを任意選択的にさらに含むことができる。
【００３６】
実施例８において、実施例７の主題は、ステータコアが、ステータの周方向に連続して配置された複数のコアセグメントを含むことを任意選択的にさらに含むことができる。コアセグメントは、コイルがそれぞれ巻回されるコイル巻線部をそれぞれ含むことができる。
【００３７】
実施例９において、実施例８の主題は、各コアセグメントが、コイル巻線部の半径方向外端に位置決めされたコアセグメントフランジ部をさらに含むことを任意選択的にさらに含むことができる。隣接する２つのコアセグメントは、それらのコアセグメントフランジ部によって互いに固定的に接続することができる。
【００３８】
実施例１０において、実施例６および実施例７から９のいずれか１つの主題は、ステータコアの外周部に複数の凹部が設けられることを任意選択的にさらに含むことができる。
【００３９】
実施例１１において、実施例９および１０の主題は、複数の凹部がそれぞれ複数のコアセグメントフランジ部内に設けられることを任意選択的にさらに含むことができる。
【００４０】
実施例１２において、実施例１から１１のいずれか１つの主題は、バスバーユニット係合構造がバスバーホルダ上に設けられることを任意選択的にさらに含むことができる。
【００４１】
実施例１３において、実施例１２の主題は、バスバーユニット係合構造がバスバーホルダの外周部として構成されることを任意選択的にさらに含むことができる。
【００４２】
本発明は、特定の実施態様を参照して詳細に図示および説明したが、添付の請求項によって規定されるような、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細に様々な変更を加えることができることは、当業者には理解されるはずである。したがって、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって示され、したがって特許請求の範囲の均等の意味および範囲内にあるすべての変更が包含されることが意図されている。
【図１】
2020511920.tif 000003
【図２】
2020511920.tif 000004
【国際調査報告】
2020511920.tif 000005