知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6821279
(24)【登録日】2021年1月8日
(45)【発行日】2021年1月27日
(54)【発明の名称】磁気回転構成要素
(51)【国際特許分類】
H02K 1/28 20060101AFI20210114BHJP
H02K 7/14 20060101ALI20210114BHJP
H02K 1/27 20060101ALI20210114BHJP
F04D 29/22 20060101ALI20210114BHJP
F04D 29/20 20060101ALI20210114BHJP
【ＦＩ】
H02K1/28 A
H02K7/14 B
H02K1/27 501Z
F04D29/22 A
F04D29/20
【請求項の数】18
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2019-516055(P2019-516055)
(86)(22)【出願日】2017年6月6日
(65)【公表番号】特表2019-520031(P2019-520031A)
(43)【公表日】2019年7月11日
(86)【国際出願番号】EP2017000650
(87)【国際公開番号】WO2017211449
(87)【国際公開日】20171214
【審査請求日】2019年1月25日
(31)【優先権主張番号】202016102995.3
(32)【優先日】2016年6月6日
(33)【優先権主張国】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】518426608
【氏名又は名称】マックス ベールマン ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100112737
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴
(74)【代理人】
【識別番号】100136168
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 美紀
(74)【代理人】
【識別番号】100196117
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 利恵
(72)【発明者】
【氏名】マーティン ツァイツハイム
【審査官】
宮崎 賢司
(56)【参考文献】
【文献】
独国特許出願公開第０４２０５２４８（ＤＥ，Ａ１）
【文献】
独国特許出願公開第１０２００８００４５８８（ＤＥ，Ａ１）
【文献】
独国特許出願公開第１０２００４０３４１７６（ＤＥ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１４／００２８１１９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
独国特許出願公開第１０２０１５２１０７０５（ＤＥ，Ａ１）
【文献】
独国実用新案第８７０５６９８（ＤＥ，Ｕ１）
【文献】
米国特許出願公開第２００３／２２２５２７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
独国特許出願公開第１０２０１１０７９２２５（ＤＥ，Ａ１）
【文献】
特開２００８−２４０５２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０４６５２１６９（ＵＳ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−０４４７５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１５−１６９０７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表平０９−５０７０１９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０２Ｋ １／２８
Ｆ０４Ｄ ２９／２０
Ｆ０４Ｄ ２９／２２
Ｈ０２Ｋ １／２７
Ｈ０２Ｋ ７／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
永久磁石を有する磁気構成要素（４）と、回転軸（ｒ）を有する回転構成要素（５）とを含む磁気回転構成要素（１）であって、
前記磁気構成要素（４）および前記回転構成要素（５）が、それぞれ、少なくとも１つの、リング形状またはリング・セグメント形状に、かつ、フック状に形成されたフランジング領域（６１）を含み、
前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）と、前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）とが、互いに重ね合わされ、
前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）および前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）において、
前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）と前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）とが、それぞれ、２回曲げられてフック状に形成され、２回曲げられた前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）と２回曲げられた前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）とを互いにフック状にクリンプして係合することによって前記磁気構成要素（４）と前記回転構成要素（５）とが直接相互に接続されることで、
または、
前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）または前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）が２回曲げられてフック状に形成され、２回曲げられてフック状に形成された追加のフランジング部品（６２）を、２回曲げられた前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）もしくは２回曲げられた前記前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）にフック状に係合することによって、前記磁気構成要素（４）と前記回転構成要素（５）とが接続されることで、
前記磁気構成要素（４）と前記回転構成要素（５）とが、フランジング（６）によって相互にしっかりと接続されて構成される、磁気回転構成要素（１）。
前記磁気構成要素（４）および前記回転構成要素（５）が、それぞれ、少なくとも１つの、リング形状またはリング・セグメント形状に、かつ、フック状に形成されたフランジング領域（６１）を含み、
前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）と、前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）とが、互いに重ね合わされ、
前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）および前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）において、
前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）と前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）とが、それぞれ、２回曲げられてフック状に形成され、２回曲げられた前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）と２回曲げられた前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）とを互いにフック状にクリンプして係合することによって前記磁気構成要素（４）と前記回転構成要素（５）とが直接相互に接続されることで、
または、
前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）または前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）が２回曲げられてフック状に形成され、２回曲げられてフック状に形成された追加のフランジング部品（６２）を、２回曲げられた前記磁気構成要素（４）の前記フランジング領域（６１）もしくは２回曲げられた前記前記回転構成要素（５）の前記フランジング領域（６１）にフック状に係合することによって、前記磁気構成要素（４）と前記回転構成要素（５）とが接続されることで、
前記磁気構成要素（４）と前記回転構成要素（５）とが、フランジング（６）によって相互にしっかりと接続されて構成される、磁気回転構成要素（１）。
【請求項2】
相互に関連する前記フランジング領域（６１）は、フランジングによって前記フランジング領域を接続するためにフック状にインターロックして構成され、
前記フック状のインターロックは、前記フランジング領域（６１）が２回曲げられてＵ字形に形成されたフック輪郭（６２２）を有し、
前記フック輪郭（６２２）が自由端部（６２３）を有し、該自由端部（６２３）が、前記回転軸（ｒ）に沿った方向を向いている、
請求項１に記載の磁気回転構成要素（１）。
前記フック状のインターロックは、前記フランジング領域（６１）が２回曲げられてＵ字形に形成されたフック輪郭（６２２）を有し、
前記フック輪郭（６２２）が自由端部（６２３）を有し、該自由端部（６２３）が、前記回転軸（ｒ）に沿った方向を向いている、
請求項１に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項3】
前記フランジング部品（６２）は、リング状またはリング・セグメント状に形成される、
請求項１または２に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１または２に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項4】
前記フランジング部品（６２）は、前記フランジング領域（６１）に係合することによって前記フランジング領域（６１）を共にクランプするフランジング・リング（６２１）またはフランジング・リング・セグメントとして形成される、
請求項３に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項３に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項5】
前記フランジング領域（６１）は、前記回転軸（ｒ）に対して前記磁気構成要素（４）の半径方向外側および／または半径方向内側に配置される、
請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項6】
前記磁気構成要素（４）および／または前記回転構成要素（５）は、前記回転軸（ｒ）に対して回転対称および／または円対称に形成される、
請求項１から５のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１から５のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項7】
前記磁気構成要素（４）および前記回転構成要素（５）が前記回転軸（ｒ）の周りで相対的にねじれないように固定するためのねじれ防止装置（７）が設けられる、
請求項１から６のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１から６のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項8】
前記ねじれ防止装置（７）は、前記構成要素（４、５）の一方に、前記構成要素（５、４）の他方に配置された関連する切り欠き（７２）に軸方向に係合する複数のピン（７１）を有する、
請求項７に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項７に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項9】
前記複数のピン（７１）が、前記回転軸（ｒ）に対して周方向に配置されている、
請求項８に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項８に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項10】
前記切り欠きはそれぞれ、ブラインド切り欠き（７２１）として形成され、
前記ピンは、前記磁気構成要素（４）が前記フランジング（６）によって前記回転構成要素（５）に接続されて構成された接続位置において、前記ブラインド切り欠き（７２１）のベース上に位置するように構成される、
請求項８または９に記載の磁気回転構成要素（１）。
前記ピンは、前記磁気構成要素（４）が前記フランジング（６）によって前記回転構成要素（５）に接続されて構成された接続位置において、前記ブラインド切り欠き（７２１）のベース上に位置するように構成される、
請求項８または９に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項11】
前記接続位置における前記磁気構成要素（４）および前記回転構成要素（５）は、ギャップ（８）によって、軸方向に離間して配置される、
請求項１０に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１０に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項12】
前記接続位置における前記磁気構成要素（４）および前記回転構成要素（５）が、軸方向の初期張力によって軸方向に離間して配置される、
請求項１１に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１１に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項13】
前記ピン（７１）の軸方向高さ（ｈ）は、それぞれの関連する切り欠き（７２）の軸方向深さ（ｔ）よりも大きい、
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項14】
前記磁気構成要素（４）および／または前記回転構成要素（５）はそれぞれ、一体部品として形成される、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１から１３のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項15】
前記磁気構成要素（４）は、射出成形された部品、プレスされた部品、または焼結された部品として、それぞれプラスチック結合永久磁石粒子から形成される、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１から１４のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項16】
前記磁気構成要素（４）は、水ポンプまたは補助冷却剤ポンプのような液体ポンプ用のインペラ（２）として形成され、前記回転構成要素（５）は、軸またはシャフトに取り付けるための中空シャフト（５３）を有するブレード部品（５１）として形成される、
請求項１から１５のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１から１５のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項17】
前記磁気回転構成要素（１）は、軸またはシャフトに取り付けるための回転部品（５）としての軸受けスリーブ（５４）と、磁気構成要素（４）としてのリング状磁石とを有するトルク磁気構成要素（３）として形成される、
請求項１から１５のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１から１５のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
【請求項18】
前記磁気回転構成要素（１）は、軸またはシャフトに取り付けるための回転部品（５）としての軸受けスリーブ（５４）と、磁気構成要素（４）としてのディスク状の磁石とを有するポット磁石（３１）として形成される、
請求項１から１５のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
請求項１から１５のいずれか一項に記載の磁気回転構成要素（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、永久磁石を有する磁気構成要素と、回転軸を有する回転構成要素とを含む磁気回転構成要素に関する。
【背景技術】
【0002】
インペラとして設計されているこの種の磁気回転構成要素は、例えば特許文献１に開示されており、磁気構成要素と回転構成要素は、共通の中心軸ピンによって高価な方法で相互に接続されている。
【0003】
実質的に円筒形の磁石支持体と少なくとも１つの永久磁石とを有する電気機械用の磁気回転構成要素は、特許文献２から知られており、磁石支持体および永久磁石はシャフト上に配置され、永久磁石をねじれないように固定するために、ロータ装置の一方の端面のシャフトに設けられ、磁石支持体および／または永久磁石と係合する固定リングを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】独国実用新案第２９８１５１６３号公報
【特許文献2】独国特許出願公開第１０２００４０３４１７６号公報
【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、簡単な構造であり、簡単かつ安価に組み立てることができる磁気回転構成要素を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
設定された目的は、請求項１の特徴によって本発明により解決される。有利な発展は従属請求項に記載されている。設定された目的は、磁気構成要素と回転構成要素がフランジングによって相互にしっかりと接続されて構成されることによってすでに解決されている。
【0007】
フランジングにより、２つの構成要素、磁気構成要素と回転構成要素との間の接続は、驚くほど簡単かつ安価に製造することができる。フランジングは、この場合、機械によって簡単に行うことができる。これらの構成要素は、フランジングによって相互に接続されて接続位置に構成される。
【0008】
特に、２つの構成要素は構造ユニットを形成し得る。好ましくは、２つの構成要素、特に構造ユニットは、円筒軸としての回転軸を有する円筒形状を有し得る。できる限り小さな構造的偏差を除いて、両方の構成要素は、回転軸に対して回転対称である形態を有し得る。
【0009】
回転軸には、回転シャフトの可能性も含まれ、磁気回転構成要素は、回転シャフトの場合には回転シャフトに回転不能に配置され、回転軸の場合には回転シャフトに回転可能に配置される。
【0010】
特に、磁気回転構成要素は、回転軸に関して構造環境に対して回転移動可能になるように構成することができる。
【0011】
これは、特に、磁気回転構成要素および／または構造環境が場合によっては、磁気回転構成要素および構造環境を有する装置のベースに対して回転可能になるように構成されることを含む。すなわち、特に、ベースに関する各場合において、構造環境は固定して配置され、磁気回転構成要素は回転軸によって回転不能に配置されてもよく、または磁気回転構成要素が固定して配置され、構造環境が回転軸によって回転可能に配置されてもよい。これに代えて、構造環境および磁気回転構成要素は、構造環境と磁気回転構成要素との間の相対回転可動性が、回転軸に対して同時に提供されて、特に回転軸に対して回転可能になるように、ベースに対して移動可能に構成することもできる。
【0012】
特に、磁気回転構成要素は、特に構造環境において回転可能になるように埋め込まれて構成されてもよい。特に、構造環境は、磁気回転構成要素の回転軸の軸受け構成であってもよい。
【0013】
磁気回転構成要素は、構造環境と接続されてもよく、特に動作可能に接続されてもよい。
【0014】
特に、この動作可能な接続は、磁気部品の磁場によって行われてもよい。特に、構造環境は、その機能に起因する磁気回転構成要素が、特にその磁気部品の磁場によって構造環境に作用するという特徴を有し得る。
【0015】
これは、例えば、磁気回転構成要素が、電気駆動のためのステータまたはロータとして使用されるという点で行われてもよい。さらに、例えば、構造環境が、回転軸に関して磁気回転構成要素に対して回転可能になるように構成されたセンサを含むという点で、行われてもよい。
【0016】
磁気回転構成要素は、中空シャフトまたはスリーブを有することができ、これにより、回転軸に回転可能に取り付けられるか、または回転シャフトにねじれにくいように取り付けられる。好ましくは、中空シャフトまたはスリーブは、２つの構成要素のうちの１つの一部である。
【0017】
両方の構成要素は、フランジングによって回転不能に一緒に接続することができる。
【0018】
フランジングにより、少なくとも軸方向の変位抵抗、および特にねじり抵抗のある接続を得ることができる。フランジングは、好ましくは弾塑性変形によって、特に圧縮および／または伸長によって行うことができる。
【0019】
具体的には、磁気構成要素および回転構成要素のそれぞれがフランジ領域を有し、この領域が重なり合ってフランジングを形成するようにしてもよい。フランジ領域は、簡単な方法でリング形状に形成すると有利である。フランジ領域は、周辺部の一部または全体にわたって形成されてもよい。特に、フランジ領域は、セグメント状、特に円形リング・セグメント状であってもよく、あるいは円形リングまたは多角形リングの形態であってもよい。これは、構成要素が回転対称または回転軸対称の場合に有利である。
【0020】
磁気構成要素および／または回転構成要素は、複数のフランジ領域を有してもよい。磁気構成要素と回転構成要素の相互に関連するフランジ領域は、重なり合っていてもよい。特に、フランジ領域は、接続疲労強度に関連して相互に周辺に離間して配置されると有利である。
【0021】
好ましくは、２つの構成要素の間の接続、すなわち磁気構成要素と回転構成要素との間の接続は、フランジングのみによって行われる。フランジングは、一方の構成要素のフランジ領域が他方の構成要素のフランジ領域をクリンプするか、または２つの構成要素のフランジ領域が相互にインターロックすることによってクリンプすることによって行われ得る。
【0022】
特に、関連するフランジ領域は、フランジングによってフランジ領域を接続するためにフック状にインターロックして構成することができる。
【0023】
使用される材料の曲げ強度に依存して、フランジ領域は例えば相互に接続されて、少なくとも部分的な破壊のみによって破壊され得る確実な接続を形成するために、スタンディング継ぎ目を有するピッツバーグ継ぎ目を形成し得る。
【0024】
特に磁石に頻繁に接触するような脆い材料の場合には、フランジ領域のあり得る変形に関して制限を設定することができる。
【0025】
したがって、フランジ領域は、ロック挿入接続を形成するためにキャッチ・スタンディング継ぎ目を有するスナップ・ロック継ぎ目によって相互に接続されてもよい。後者は、スナップ・ロック継ぎ目におけるキャッチ・スタンディング継ぎ目の挿入による挿入接続が、スナップ・ロック継ぎ目の弾性的な湾曲のみによってロックすることによって行われるという利点を有する。
【0026】
特に、キャッチ・スタンディング継ぎ目は、磁気構成要素のような脆い材料で形成された構成要素に適用することができる。この継ぎ目は、好ましくは、磁気構成要素の形成と共に完全に十分に形成され得る。
【0027】
純粋なフランジング、すなわち追加の構成要素なしのフランジングに代えてまたは追加して、相互に関連する磁気構成要素および回転構成要素のフランジ領域を相互に固定するフランジング部品を設けることができる。したがって、磁気構成要素、回転構成要素およびフランジング部品を有する構造ユニットは、フランジングによって相互にしっかりと接続された３つの構成要素からなり得る。
【0028】
好ましくは、フランジング部品は、磁気構成要素および回転構成要素の形状に適合する。また、フランジング部品は、磁気構成要素と回転構成要素をクリンプによって一緒に保持する複数のセグメントまたは部品片から構成することもできる。フランジング部品は、ベース本体も有することができ、ベース本体から突出部または複数のフラグ状突出部が好ましくはフラグ状に延び、フランジングのために磁気構成要素および回転構成要素をクリンプする。好ましくは、突起部は、好ましくはベース本体から延びて周辺円から始まって配置され、周方向に等間隔に離間する。好ましくは交互の順序で、好ましくは回転軸に対して軸方向にベース本体から離れて延びる第１の突起部と、反対方向に延びる第２の突起部とが設けられてもよい。機械的に有利な態様では、フランジング部品は、設けられた回転軸に対して回転対称の形態を有し得る。フランジング部品は、例えば、円形セグメント状の突起部または複数の、特に３つまたは４つの円形セグメント状の突起部を有し得る。
【0029】
フランジング部品は、全体的に磁気回転構成要素の形状に適合して形成されてもよい。フランジング部品は、例えばリング形状に形成されていてもよい。このリング形状は、部分的に周辺に、または完全に周辺に形成されてもよい。
【0030】
特に、フランジング部品は、磁気構成要素と回転構成要素のフランジ領域に係合することによって磁気構成要素と回転構成要素のフランジ領域を一緒にクランプするフランジング・リングまたはフランジング・リング・セグメントとして形成することができる。
【0031】
フランジング・リングまたはフランジング・リング・セグメントは、円形または楕円形などの丸い輪郭、または、特に四辺形または六角形のような多角形の角度のついた輪郭を有することができる。
【0032】
磁気回転構成要素の１つの有利な実施形態では、フランジ領域は、特に回転シャフトに対して磁気構成要素の半径方向外側および／または半径方向内側に配置されてもよい。
【0033】
特に、磁気構成要素および／または回転構成要素は、回転シャフトに対して回転対称および／または円対称に形成されてもよい。この場合、この対称性は、純粋な、すなわち幾何学的に正確な回転対称または円対称からのわずかな偏差を有し得る。
【0034】
２つの構成要素のしっかりとした接続は、上記のフランジングによる接続のみによって達成することができる。それにもかかわらず、磁気構成要素と回転構成要素が回転シャフトの周りで相対的にねじれないように固定するための、特に純粋に機械的に有効なねじれ防止装置を、２つの構成要素の相互に対する相対位置をさらに固定するために提供することができる。特に、２つの構成要素が、ねじれ防止装置によって回転シャフトに垂直な平面に関して変位抵抗の態様で相互に対向して接続されるようになっている。
【0035】
有利には、２つの構成要素が相互に好ましくは軸方向に係合する挿入接続が、ねじれ防止装置として設けられてもよい。
【0036】
特に、ねじれ防止装置は、１つの構成要素、すなわち、磁気構成要素および／または回転構成要素上に突起部、特にピンを有することができ、突起部は、挿入接続を形成し、他方の構成要素、すなわち回転構成要素または磁気構成要素に設けられた関連する切り欠きに好ましくは軸方向に係合する。また、複数の突起部、特にピンは、回転軸に対して特に周方向に特に周辺円上に等間隔で設けられてもよく、挿入接続を形成するための突起はそれぞれ、好ましくは軸方向に他方の構成要素、すなわち回転構成要素または磁気構成要素に設けられた関連する切り欠きに係合する。この場合、挿入接続は、同時に、構成要素をセンタリングするためのセンタリング補助具として機能し得る。
【0037】
磁気回転構成要素の構造的に単純な構成では、接続位置における２つの構成要素は、直接的に軸方向に、特にねじれ防止装置を介して平坦に相互に対向して設けられ得る。特に、接続位置における２つの構成要素は、それらの端面を相互に対向させて位置してもよい。構造的に簡単なやり方では、切り欠きはそれぞれ、貫通切り欠きとして形成することができる。
【0038】
回転軸に対する構成要素のセンタリングは、構成要素を組み立てる際のインターロック挿入接続によってすでに行われ得る。さらに、センタリングは、フランジングにおけるフランジ領域のインターロックによって行うことができる。
【0039】
好ましくは、特にプレセンタリングのために、２つの構成要素が、組み立てのためにセンタリング・コア上に引っ張られる。この場合、上記のコアの長手方向軸は回転軸と同一である。
【0040】
特に、接続位置における磁気構成要素および回転構成要素は、軸方向の弾性初期張力下で構成されてもよい。
【0041】
接続位置における磁気構成要素および回転構成要素は、ギャップによって軸方向に離間して配置されてもよい。１つの可能な設計では、切り欠きはそれぞれ、ブラインド切り欠きとして形成することができる。特に、接続位置におけるピンは、いずれの場合にも関連するブラインド切り欠き内のベース上に位置するように構成され得る。
【0042】
相互に対向する２つの構成要素の間にギャップを形成するために、ピンの軸方向の高さは、それぞれ関連する切り欠きの軸方向の深さよりも大きくなるように設計することができる。したがって、フランジ接続を形成する２つの構成要素は、ギャップ内で近づく間、相互に軸方向に弾性的に補強される。この場合、わずかな弾性的な補強が好ましい。これは、最大で５ニュートン（Ｎ）、特に最大で２.５Ｎまたは最大で１.１Ｎであってもよい。
【0043】
磁気回転構成要素の経済的かつ構造的に有利な実施形態では、磁気構成要素を一体に形成することができる。特に、磁気構成要素は、好ましくは、プラスチック結合した、特に粉末状の永久磁石粒子から完全に形成することができる。この目的のために、永久磁石粒子は、プラスチック・マトリックス内に埋め込まれた既知の形態で構成されてもよい。
【0044】
有利なことに、簡単な方法で、磁気構成要素またはその少なくとも一部を、射出成形された部品、プレスされた部品、または焼結された構成要素として製造することができる。
【0045】
フランジング時の磁気構成要素の有害な変形を回避するために、例えば上述した挿入接続および上述したフランジ領域を、射出成形、プレスまたは焼結のみによって、必要なすべての形状、特にフックを備えるように形成することができる。かくして、フランジング時に磁気構成要素は回転構成要素によってクリンプされ得、その際に全く塑性変形しない。
【0046】
同様に、回転部品は一体に形成されていてもよい。したがって、最も単純な実施形態の磁気回転構成要素は、磁気構成要素と回転構成要素という２つの構成要素からのみ製造されてもよい。上述のフランジングのためのフランジング部品が追加されている場合、多くても３つの構成要素が存在する。
【0047】
磁気回転構成要素の特に好ましい実施形態では、磁気回転構成要素は、水ポンプまたは補助冷却剤ポンプのような液体ポンプ用のインペラとして形成することができる。この目的のために、回転構成要素は、好ましくは中空シャフトまたはスリーブを有する回転軸を有するブレード部品として形成されてもよい。
【0048】
磁気構成要素は、好ましくはリング状磁石として、好ましくはリング磁石またはリング・セグメント磁石として形成することができる。有利には、磁気構成要素は、回転対称の形態を有してもよい。特に、磁気構成要素は、中空円筒磁石として形成することができる。磁気構成要素は、例えば、回転電界によって磁気回転構成要素を駆動するためのステータまたはロータとして機能することができる。
【0049】
液体が中空シャフトを通って妨げられずに流れるためには、磁気構成要素の内径は、中空シャフトの内径よりも大きく、特に中空シャフトの内径の２倍より大きくてもよい。
【0050】
好ましくは、回転軸を有する中空円筒磁石およびブレード部品は、軸方向に実質的に一方が他方よりも後方に配置される。この場合、中空円筒磁石およびブレード部品は、フランジングおよび／またはねじれ防止装置の領域において軸方向に重なり合ってもよい。
【0051】
磁気回転構成要素のさらなる特別な実施形態では、磁気回転構成要素は、回転軸に作用するトルクを検出するためのトルク磁気構成要素として形成することができる。回転部品は、回転軸に好ましくは回転自在に取り付け可能な軸受けスリーブとして形成することができる。磁気構成要素は、リング磁石として形成することができる。
【0052】
トルク磁気構成要素の場合、回転部品および磁気構成要素は、回転部品と同軸に磁気構成要素の半径方向内側に配置されてもよい。代替的には、回転部品と磁気構成要素は、軸方向に前後に配置されてもよい。この目的のために、磁気回転構成要素は、磁石要素として、回転部品に同軸かつ軸方向に隣接し、好ましくはギャップによって間隔を置いて配置されたディスク状磁石を有し得る。
【0053】
あるいは、同軸配置の場合の回転部品および／または磁気構成要素は、それぞれ別の方向に軸方向に他のそれぞれの部品を超えて突出して配置されてもよい。回転部品は、フランジ領域を有してもよく、回転部品は、フランジ領域を用いてクリンプによって磁気構成要素のフランジ領域に係合する。あるいは、回転部品および磁気構成要素の外側に同軸に配置され、回転部品の一方の軸方向端部および磁気構成要素の他方の軸方向端部にクリンプによってクランプ状に係合する、好ましくは中空の円筒状フランジング部品が設けられてもよい。
【0054】
特に、好ましくは、純粋に機械的に有効な手段が、エラー回避原理としてのポカヨケシステムに従って、例えば回転シャフトまたは回転軸に磁気回転構成要素の移送不可能な組み立てのために設けられてもよい。
【0055】
本発明を、図面に記載されたガイダンスの複数の実施形態を参照して、以下により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【発明を実施するための形態】
【0057】
本明細書では、上、下、前、後、右および左などの位置を説明するためのすべての概念は、特に明記しない限り、それぞれの図自体に示されるように意図される。
【0058】
図１から図５または図６から図１０には、磁気回転構成要素１の第１または第２の実施形態がそれぞれ様々な図で示されており、磁気回転構成要素１はここではインペラ２として形成されている。同様に、図１１から図１５、図１６から図２０、図２１から図２２、図２３、図２４から図２６、および図２７から図２９のそれぞれのグループにおいて、ここではトルク磁気構成要素３として形成された磁気回転構成要素１のさらなる実施形態が様々な図で示されている。
【0059】
すべての実施形態において、磁気回転構成要素１は、磁気構成要素４と、回転軸ｒを有する回転構成要素５とを含み、磁気構成要素４と回転構成要素５は、フランジング６によって相互にしっかりと接続される。
【0060】
図面から推測できるように、磁気回転構成要素１は、すべての実施形態において対称的に形成されている。この場合、図１から図１０による回転構成要素５は、回転軸ｒに関して軸対称に構成され、図１１から図２０による回転構成要素５は、回転軸ｒに関して実質的に回転対称に構成されている。同様に、両方の構成要素４、５の磁気構成要素４は、同様に実質的に回転対称に形成される。ここで「実質的に」とは、それぞれ磁気回転構成要素１の基本形態が回転対称に対応して構成されていることを意味するが、例えばさらに下方に導入されたブレード５２および／またはピン７１に関して、対称性の偏差を有していてもよい。
【0061】
図面から推測できるように、磁気構成要素４および回転構成要素５はそれぞれ、少なくとも１つのリング形状またはリング・セグメント形状のフランジ領域６１を有し、２つの構成要素４、５のフランジ領域６１は重なっている。
【0062】
図１１から図２０の実施形態によれば、磁気構成要素４と回転構成要素５とは、フランジング６によって直接相互に接続されている。このために、磁気構成要素４および回転構成要素５のフランジ領域６１は、フック状に相互に係合する。
【0063】
図１から図１０によれば、磁気構成要素４を回転構成要素５に接続するためにさらにフランジング部品６２が設けられている。本発明をこれに限定することを望まないが、ここに示す実施形態では、ここでは実質的に円筒形である磁気回転構成要素１の形状に適合したフランジング部品６２がフランジング・リング６２１として形成されている。
【0064】
特に図３、図４、図８および図９から推測できるように、フランジング・リング６２１は、磁気構成要素４および回転構成要素５の２つのフランジ領域６１に係合する。フランジング・リング６２１は、磁気構成要素４および回転構成要素５のフランジ領域６１を軸方向の全周にわたって包囲する。この場合、フランジング・リング６２１は、回転構成要素５の平坦な上部から軸方向に延在し、ここでは同様にフック状に形成された磁気構成要素４のフランジ領域６１にフック状に係合する。
【0065】
フック状インターロックの場合、フランジ領域６１またはフランジング・リング６２１はそれぞれ、輪郭が２度曲がったリング形状フック輪郭６２２を有する。したがって、フック輪郭６２２には、回転軸ｒの方向にその自由端部６２３が突き出ているＵ字形の、ここでは直角のフック輪郭６２２が設けられている。両方の場合において、フランジ領域６１またはフランジング・リング６２１を磁気構成要素４のフランジ領域６１にフック状にインターロックすることにより、回転軸ｒに垂直な平面に対する変位に対して抵抗のある接続が生じる。この場合、ねじれに対する抵抗は、フランジ領域６１および／またはフランジング・リング６２１の互いに対する摩擦接触によってもたらされる。
【0066】
図６から図１０による実施形態における磁気構成要素４および回転構成要素５のフランジ領域６１は、磁気構成要素４に対して半径方向内側に、したがって磁気構成要素４によって規定される内部４１において保護されるように配置される。これに対して、図１から図５および図１１から図２０による他の実施形態ではそれぞれ、それらは半径方向外側に配置され、したがって、フランジング６を用いたアセンブリの場合により容易にアクセス可能である。
【0067】
特に、ここでは純粋に機械的に有効なねじれ防止装置７が、磁気構成要素４および回転構成要素５が回転軸ｒの周りで相対的にねじれないように固定するために設けられている。
【0068】
この目的のためのねじれ防止装置７は、２つの構成要素４、５の一方に、外接円上にあり、回転軸ｒに対して周方向に等間隔に離間した複数の軸方向ピン７１を含み、回転軸ｒに対するこれらのピンはそれぞれ、他の構成要素５、４に設けられた関連する切り欠き７２に軸方向に係合し、挿入接続部を形成する。この場合、図１１から図１５による磁気回転構成要素１の実施形態におけるピン７１はそれぞれ、磁気構成要素４に配置され、このピン７１に関連する軸方向切り欠き７２は、回転構成要素５に対応して配置される。他の図１から図１０または図１６から図２０による磁気回転構成要素１の実施形態では、ピン７１および切り欠き７２の配置が逆転しており、ピン７１が回転構成要素５に配置され、切り欠き７２が磁気構成要素４に配置される。
【0069】
ピン７１および対応して関連する切り欠き７２の数は、ここで示された磁気回転構成要素１の各実施形態で異なっており、磁気回転構成要素１がインペラ２として形成された実施形態においては、６つのピン７１が周方向に６０°離間して設けられ、磁気回転構成要素１がトルク磁気構成要素３として形成された実施形態においては、３つのピン７１が周方向に１２０°離間して設けられている。
【0070】
図６から図２０による磁気回転構成要素１の実施形態では、接続位置における磁気構成要素４および回転構成要素５は、相互に軸方向に平坦に配置される。これから逸脱する磁気回転構成要素の構成は、ここではインペラ２として形成された磁気回転構成要素１の第１の実施形態に関する詳細表現Ｖによって示されている。ここでは、ピン７１の軸方向の高さｈは切り欠き７２の軸方向の深さｔよりも大きく、これらはそれぞれブラインド切り欠き７２１として形成されている。その結果、接続位置のピン７１はそれぞれ、関連するブラインド切り欠き７２１内の基部において延在し、磁気構成要素４と回転構成要素５との間に低いギャップ高さｓを有する回転軸ｒに垂直な平面内に存在する環状ギャップ８を形成する。ギャップ高さｈはここでは、１０分の１ミリメートルの領域にある。
【0071】
フランジング・リング６２１を有する磁気構成要素４および回転構成要素５のフランジ領域６１のオーバーフランジは、磁気構成要素４と回転構成要素５が環状ギャップ８の領域でわずかに互いに接近するように設定することができ、したがって所望のわずかな程度まで弾力的に変形し、これらの構成要素４、５の少なくともフランジ領域６１の材料構成要素は、回転構成要素５が排他的に弾性的に補強されるように選択される。この弾力性のある補強のために、強度の増加およびフランジ６の緩みのリスクの低減を達成することができる。
【0072】
インペラ２として形成された磁気回転構成要素において、回転構成要素５は、軸方向に延びているブレード５２と、取り付け位置においてここには図示されていない構造環境の回転軸ｒに回転自在に取り付けられている中空のシャフト５３またはスリーブと、を有するブレード部品５１として形成される。
【0073】
トルク磁気構成要素３として形成された磁気回転構成要素１の場合、回転構成要素５は、中空シャフト５３を有する軸受けスリーブ５４として形成され、トルク・ピックアップのために軸受けスリーブ５４にトルク磁気構成要素３をここでは図示しないシャフトに軸方向に押し付けることができる。
【0074】
インペラ２およびトルク磁気構成要素３の場合、磁気構成要素４はそれぞれ、実質的に中空の円筒形状を有し、中空の円筒形状の内径ｄｍは、回転構成要素５の最小内径よりも大きい、すなわち中空シャフト５３の内径ｄｈよりも大きい。
【0075】
図１１から図１５による実施形態のトルク磁気構成要素３の場合における軸受けスリーブ５４および磁気構成要素４は、重なり合うフランジ領域６１を除いて、前後に配置される。図１６から図２０または図２４から図２６によれば軸受けスリーブ５４および磁気構成要素４は、軸受けスリーブ５４が磁気構成要素４の半径方向内側にあり、同軸に配置される。図１６から図２０の磁気構成要素４は、軸受けスリーブ５４の半径方向外側に直接配置され、トルク磁気構成要素３を安定化する。
【0076】
図２１から図２３において、磁気回転構成要素１は、ポット磁石３１として形成されている。ここでは、軸受けスリーブ５４は、ギャップ８を介して磁気構成要素４から同軸に離間して配置されている。磁気構成要素４は、フック輪郭６２２を有する半径方向外側のフランジ領域６１を有するディスク状でありリング状の永久磁石を有する。同様に、軸受けスリーブ５４は、ここでは軸方向に延びるフック輪郭６４２を有し、磁石構成要素４および軸受けスリーブ５４は、フック輪郭６１１を介してインターロックしている。フランジ領域６１の１つの構成では、軸受けスリーブ５４は、ここでは磁気構成要素４の半径方向外側の軸部分と係合する。次いで、軸受けスリーブ５４のフランジ領域６１は、フック状に半径方向内側に折り畳まれる。さらに、フランジ領域６１は、磁気構成要素４のフランジ領域６１をフック状にクリンプする４つの周方向に等間隔の円周のセグメント６１１に分割される。円周のセグメント６１１の周方向の間には、ねじれ防止装置７が配置された中断部６１２が設けられている。この目的のために、磁気構成要素４は、各中断部６１２に対して半径方向ノッチ４２を有し、このノッチ４２を介して、軸受けスリーブはそれぞれ、関連する中断部６１２にねじれにくい態様で一定の遊びを持って配置されるように、半径方向内向きのタブを用いてフック状に延びる。
【0077】
これに代わる実施形態が図２１に関連して図２３に示されており、ここではフランジング６を形成するためにフランジング部品６２が追加的に設けられている。この部品は、両方の構成要素、磁気構成要素４および軸受けスリーブ５４に、軸方向および半径方向の外側にクランプ状に係合する。磁気構成要素４および軸受けスリーブ５４は、ギャップ８によって相互に軸方向に離間して配置されている。フランジング部品６２が磁気構成要素４と係合するフランジング部品６２のフランジ領域６１は、図２２による磁気回転構成要素１の構成の軸受けスリーブ５４のフランジ領域６１と同一に形成される。フランジング部品６２の他端のフランジ領域６１は、回転構成要素５、すなわち軸受けスリーブ５４に半径方向内側に係合する。図２１から図２３による磁気回転構成要素１の両方の実施形態は、例えばスロットル・バルブの場合、回転軸ｒに対して特定の回転角を選択するように設計される。
【0078】
図２４から図２５による磁気回転構成要素１の実施形態では、回転構成要素５は、両端部にフランジ領域６１を有する軸受けスリーブ５４として形成され、磁気構成要素４は、同様に両端部にフランジ領域６１を有する実質的に中空の円筒状の永久磁石として形成される。磁気構成要素４は、軸受けスリーブ５４に対して同軸かつ半径方向外側に配置される。構造的に簡単でかつ組み立て容易な方法で、フランジ領域６１は、対称面としての断面の中央平面に関して互いに実質的に鏡面対称に形成されている。
【0079】
それぞれ磁気回転構成要素１の端面図を示す２つの図２４および図２５に見られるように、磁気構成要素４は、それぞれピン７１を介して軸受けスリーブ５４の底部および上部に係合し、ねじれ防止装置７を形成する。この目的のために、ピン７１は、丸いピンとして底部に形成され、各ピン７１はそれぞれ、軸受けスリーブ５４に設けられている関連する対応の円形の切り欠き７２に正のロックで係合する。上述した図２１および図２２による磁気回転構成要素１の実施形態と同様に、フランジ領域６１における軸受けスリーブ５４は、ここでは半径方向外向きに延びるタブ６１３によって回転構成要素５に係合する、すなわちそれぞれ磁気構成要素４に設けられたノッチ４２を通る。
【0080】
組み立てのために、磁気構成要素４は、軸受けスリーブ５４の端面の円形切り欠き７２内にピン７１が当たって係合するまで、軸受けスリーブ５４に軸方向に押し込むことができる。軸受けスリーブ５４に対する磁気構成要素４の位置的に安定した座りを得るために、タブ６１３がそれぞれ関連する中断部６１２を通って延び、正のロックを形成し、軸方向において半径方向外側に曲げられ、軸受けスリーブ５４の他端に向くように、タブ６１３をフック状に曲げる必要があるだけである。
【0081】
図２７から図２８による磁気回転構成要素１の実施形態は、特に、磁気構成要素４がセグメント磁石４３を有する円形セグメント状の形態を有する点で異なる。磁気構成要素４は、軸受けスリーブ５４と同軸に配置される。セグメント磁石４３は、例えば、軸受けスリーブ５４に対して直接的に半径方向内側に配置されてもよい。しかしながら、ここで示される磁気回転構成要素１の実施形態において、測定の点で有利な回転軸ｒからより大きな距離を得るために、ここでは軸受けスリーブ５４に一体に接続されたスペーサ部品５５が設けられており、スペーサ部品５５は半径方向外側に延びており、ここではセグメント磁石４３と同様に円形セグメント状の形態を有する。スペーサ５５は、フランジ領域６１によって両側で周方向に規定されたレセプタクル５６を有する。組み立てるには、単にセグメント磁石４３をレセプタクル５６内に配置し、フランジ領域６１でクリンプするだけでよい。レセプタクル５６のベースには、図２８および図２９による縦断面図から推測できるように、ねじれ防止装置７が設けられている。この目的のために、セグメント磁石４３は下面に、ここでは円形セグメント状の断面を有するピン７１を有し、取り付け位置では、レセプタクル５６内に設定された切り欠き７２に正のロックで係合する。切り欠き７２は、ピン７１に適合して形成される。切り欠き７２は、ブラインド切り欠きとして形成される。
【符号の説明】
【0083】
１ 磁気回転構成要素２ インペラ
３ トルク磁気構成要素
３１ ポット磁石
４ 磁気構成要素
４１ 内部
４２ ノッチ
４３ セグメント磁石
５ 回転構成要素
５１ ブレード部品
５２ ブレード
５３ 中空シャフト
５４ 軸受けスリーブ
５５ スペーサ
５６ リセプタクル
６ フランジング
６１ フランジ領域
６１１ 円周のセグメント
６１２ 中断部
６１３ タブ
６２ フランジング部品
６２１ フランジング・リング
６２２ フック輪郭
６２３ 端部
７ ねじれ防止装置
７１ ピン
７２ 切り欠き
７２１ ブラインド切り欠き
８ 環状ギャップ
ｄｍ 内径
ｄｈ 内径
ｈ 高さ
ｒ 回転軸
ｓ ギャップの高さ
ｔ 深さ