BR102018005069A2

BR102018005069A2 - rotor para máquina elétrica rotativa

Info

Publication number: BR102018005069A2
Application number: BR102018005069A
Authority: BR
Inventors: Kaneshige Keiichi; Ishikawa Yuma
Original assignee: Toyota Motor Co Ltd
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2018-10-30
Also published as: JP6740940B2; KR102006362B1; EP3376641A1; KR20180106922A; US20180269735A1; EP3376641B1; US10666101B2; RU2685244C1; JP2018157669A

Abstract

a presente invenção refere-se a um rotor (10) para uma máquina elétrica rotativa que inclui: um núcleo de rotor (12) incluindo pelo menos uma porção de baixa rigidez (24), rigidez da qual é localmente diminuída no núcleo de rotor (12); uma pluralidade de ímãímãs (14); um eixo rotativo (16); um contato de aperto de arruela (18) com pelo menos uma superfície de extremidade em uma direção axial do núcleo de rotor (12); e uma porca (20). uma extremidade circunferencial externa da arruela (18) é disposta mais radialmente para dentro do que os furos de ímã (22), a arruela (18) tem uma forma circunferencial externa com recessos e projeções nos quais uma distância de um centro de rotação à extremidade circunferencial externa da arruela varia periodicamente, e uma distância (d1) a partir da extremidade circunferencial externa da arruela (18) a cada porção de baixa rigidez (24) é maior do que uma distância (d2) a partir da extremidade circunferencial externa da arruela (18) a cada furo de ímã (22).

Description

(54) Título: ROTOR PARA MÁQUINA

ELÉTRICA ROTATIVA (51) Int. Cl.: H02K 15/12; H02K 1/28 (30) Prioridade Unionista: 16/03/2017 JP 2017051869 (73) Titular(es): TOYOTA JIDOSHA

KABUSHIKI KAISHA (72) Inventor(es): KEIICHI KANESHIGE; YUMA ISHIKAWA (85) Data do Início da Fase Nacional:

14/03/2018 (57) Resumo: A presente invenção refere-se a um rotor (10) para uma máquina elétrica rotativa que inclui: um núcleo de rotor (12) incluindo pelo menos uma porção de baixa rigidez (24), rigidez da qual é localmente diminuída no núcleo de rotor (12); uma pluralidade de ímãímãs (14); um eixo rotativo (16); um contato de aperto de arruela (18) com pelo menos uma superfície de extremidade em uma direção axial do núcleo de rotor (12); e uma porca (20). Uma extremidade circunferencial externa da arruela (18) é disposta mais radialmente para dentro do que os furos de ímã (22), a arruela (18) tem uma forma circunferencial externa com recessos e projeções nos quais uma distância de um centro de rotação à extremidade circunferencial externa da arruela varia periodicamente, e uma distância (Dl) a partir da extremidade circunferencial externa da arruela (18) a cada porção de baixa rigidez (24) é maior do que uma distância (D2) a partir da extremidade circunferencial externa da arruela (18) a cada furo de ímã (22).

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para ROTOR PARA MÁQUINA ELÉTRICA ROTATIVA.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. Campo da Invenção [0001] O presente relatório descritivo descreve um rotor para uma máquina elétrica rotativa com uma arruela interposta entre uma porca aparafusada em um eixo rotativo e um núcleo de rotor.

2. Descrição da Técnica Relacionada [0002] Em geral, um núcleo de rotor é composto pelo empilhamento de uma pluralidade de placa de aço magnética. Foi convencionalmente proposto que tal núcleo de rotor é fixado por uma porca aparafusada em um eixo rotativo de modo a aplicar uma força de compressão na direção axial para o núcleo de rotor. Adicionalmente, tem sido também proposto que uma arruela geralmente anular é interposta entre esta porca e o núcleo de rotor. Pela interposição da arruela entre os mesmos, uma força de fixação pela porca é aplicada ao núcleo de rotor, via esta arruela. Normalmente, o eixo rotativo é inserido através da arruela, e uma extremidade circunferencial externa da arruela está localizada mais radialmente para dentro do que os ímãs, de modo a impedir curto-circuito magnético.

[0003] Entretanto, usualmente, um núcleo de rotor é formado com uma pluralidade de furos de ímã que se prolongam através do núcleo de rotor na direção axial, de modo a inserir os ímãs nestes furos de ímã. Em adição aos furos de ímã, o núcleo de rotor é também formado com furos atravessantes usados para regulação de fluxo de fluxos magnético e formando resistência magnética em alguns casos. Devido a estes furos atravessantes, existem porções de baixa rigidez, rigidez das quais são localmente diminuídas no núcleo de rotor. Por exemplo, de modo a dispor dois ímãs em uma forma de V, dois furos de ímã em uma forma de V são formados no núcleo de rotor. Pode ser dito que

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2/19 uma folga fina entre estes dois furos de ímã, isto é, uma porção referida como uma ponte é uma porção de baixa rigidez, rigidez da qual é localmente diminuída. A Publicação de Pedido de Patente Japonês No. 2015-56911 descreve um rotor tendo tais pontes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0004] Quando uma arruela é empurrada contra uma superfície terminal axial do núcleo de rotor, uma tensão é gerada dentro do núcleo de rotor devido a esta força de impulso (força axial). Se uma posição puxada pela arruela é próxima às porções de baixa rigidez, uma tensão é concentrada nestas porções de baixa rigidez, de modo que deterioração ou ruptura é causada às porções de baixa rigidez. Consequentemente, convencionalmente, uma arruela geralmente anular é configurada para ter um diâmetro menor de modo a não ajustar sua extremidade circunferencial externa muito próxima às porções de baixa rigidez. Infelizmente, quando a arruela é configurada para ter um diâmetro menor, uma área de contato entre a arruela e o núcleo de rotor torna-se menor, e, desse modo, existe tal problema que uma força axial suficiente não pode ser aplicada ao núcleo de rotor total.

[0005] Para lidar com isto, a presente invenção proporciona um rotor para uma máquina elétrica rotativa capaz de reduzir a tensão aplicada às porções de baixa rigidez, enquanto segura uma força axial suficiente.

[0006] Um aspecto de exemplo da presente invenção é um rotor para um rotor para uma máquina elétrica rotativa. O rotor para uma máquina elétrica rotativa inclui: um núcleo de rotor sendo uma forma geralmente anular tendo um furo de eixo em um centro, o núcleo de rotor tendo uma pluralidade de furos de ímã dispostos em uma direção circunferencial, o núcleo de rotor incluindo pelo menos uma porção de baixa rigidez, rigidez da qual é localmente diminuída no núcleo de rotor; uma pluralidade de ímãs dispostos nos respectivos furos de ímã;

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3/19 um eixo rotativo fixadamente fixado ao furo de eixo do núcleo de rotor; um contato de aperto de arruela com pelo menos uma superfície de extremidade em uma direção axial do núcleo de rotor; e uma porca aparafusada no eixo rotativo, de modo que a arruela é empurrada contra o núcleo de rotor. Uma extremidade circunferencial externa da arruela é disposta mais radialmente para dentro do que os furos de ímã. A arruela tem uma forma circunferencial externa com recessos e projeções em que uma distância de um centro de rotação para a extremidade circunferencial externa da arruela varia periodicamente. Uma distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela para cada porção de baixa rigidez é maior do que uma distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela para cada furo de ímã. [0007] Pela configuração da arruela para ter uma forma circunferencial externa com recessos e projeções em que a distância a partir do centro de rotação para a extremidade circunferencial externa varia periodicamente, e pelo ajuste de uma distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela para cada porção de baixa rigidez para ser maior do que a distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela para cada furo de ímã, é possível aplicar uma força axial em uma ampla faixa do núcleo de rotor, enquanto que suprime a concentração de tensão nas porções de baixa rigidez. Como um resultado, é possível reduzir a tensão aplicada às porções de baixa rigidez, enquanto que segura uma força axial suficiente.

[0008] O núcleo de rotor pode incluir uma pluralidade de pares dos furos de ímã na direção circunferencial, cada par dos furos de ímã dispostos em uma abertura em forma de V radialmente para fora. Cada ponte como uma folga fina pode ser provida entre cada par dos furos de ímã, e a porção de baixa rigidez pode ser a ponte.

[0009] Com tal configuração, também no rotor incluindo os ímãs dispostos em um arranjo em forma de V, é possível reduzir a tensão

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4/19 aplicada às porções de baixa rigidez, enquanto segura uma força axial suficiente.

[0010] O núcleo de rotor pode incluir os furos de ímã, cada furo de ímã sendo longo na direção circunferencial, e a porção de baixa rigidez pode ser a folga entre os furos de ímã adjacentes entre si na direção circunferencial.

[0011] Com tal configuração, também no rotor incluindo os ímãs dispostos em um arranjo em forma de I, é possível reduzir a tensão aplicada às porções de baixa rigidez, enquanto segura uma força axial suficiente.

[0012] A arruela pode ser disposta de modo que na mesma fase como uma fase de cada porção de baixa rigidez, uma distância a partir do centro de rotação para a extremidade circunferencial externa tornase mínima.

[0013] Através disto, a distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela para cada porção de baixa rigidez pode ser facilmente maior, para, desse modo, mais seguramente suprimir a concentração de tensão nas porções de baixa rigidez.

[0014] O núcleo de rotor pode ter uma pluralidade de conjuntos de furos atravessantes na direção circunferencial, cada conjunto dos furos atravessantes incluindo: um par dos furos de ímã dispostos circunferencialmente adjacentes entre si em uma abertura em forma de V radialmente para fora; e um furo intermediário sendo disposto entre o par dos furos de ímã. Cada porção de baixa rigidez pode ser uma ponte que é a folga fina entre cada furo de ímã e cada furo intermediário. [0015] Com tal configuração, mesmo no rotor formado com os furos intermediários, é possível reduzir a tensão aplicada às porções de baixa rigidez, enquanto segura uma força axial suficiente.

[0016] A arruela pode ser disposta de modo que na mesma fase como uma fase do furo intermediário, a distância a partir do centro de

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5/19 rotação para a extremidade circunferencial externa torna-se mínima. [0017] Através disto, a distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela para cada porção de baixa rigidez pode facilmente ser maior, para, desse modo, mais seguramente suprimir a concentração de tensão nas porções de baixa rigidez.

[0018] A forma circunferencial externa da arruela pode ser uma forma similar à engrenagem tendo cantos arredondados.

[0019] A forma circunferencial externa da arruela não tem cantos afiados, para, desse modo, impedir concentração excessiva de tensão em uma posição local única.

[0020] Uma dentre uma superfície circunferencial interna da arruela e uma superfície circunferencial externa do eixo rotativo podem incluir uma projeção-chave que se projeta para a outra superfície circunferencial, e a outra da superfície circunferencial interna da arruela e a superfície circunferencial externa do eixo rotativo pode ter uma ranhura-chave que aceita a projeção-chave.

[0021] Com tal configuração, é possível restringir seguramente a fase da arruela relativa ao núcleo de rotor.

[0022] De acordo com a configuração acima, é configurado que a arruela tem uma forma circunferencial externa com recessos e projeções em que a distância a partir do centro de rotação para a extremidade circunferencial externa varia periodicamente, e a distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela a cada porção de baixa rigidez é ajustada para ser maior do que a distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela a cada furo de ímã. É possível aplicar uma força axial em uma ampla faixa do núcleo de rotor, enquanto suprime a concentração de tensão nas porções de baixa rigidez. Consequentemente, é possível reduzir a tensão aplicada às porções de baixa rigidez, enquanto fixa uma força axial suficiente.

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BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0023] Características, vantagens e técnicas e significância industrial de modalidades exemplares da invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos acompanhantes, nos quais numerais similares denotam elementos similares, e nos quais:

[0024] a figura 1 é uma vista seccional longitudinal esquemática de um rotor;

[0025] a figura 2 é uma vista do rotor conforme visto de uma direção Y;

[0026] a figura 3 é uma vista ampliada de uma parte A da figura 2; [0027] a figura 4 é uma vista mostrando outra configuração de uma ponte;

[0028] a figura 5 é uma vista mostrando um exemplo de outro rotor;

[0029] a figura 6 é uma vista ampliada de uma parte B da figura 5; [0030] a figura 7 é uma vista mostrando um exemplo de outro rotor;

[0031] a figura 8 é uma vista mostrando um exemplo de outro rotor; e [0032] a figura 9 é uma vista mostrando um exemplo de um rotor da técnica relacionada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES [0033] Daqui por diante, uma configuração de um rotor 10 para uma máquina elétrica rotativa será descrita com referência aos desenhos. A figura 1 é uma vista seccional longitudinal esquemática do rotor 10. A figura 2 é uma vista do rotor 10 conforme visto em uma direção Y. Na figura 2, somente um esboço de uma porca 20 é ilustrado por uma linha de cadeia de dois pontos. A figura 3 é uma vista ampliada de uma parte A da figura 2.

[0034] Este rotor 10 é usado para uma máquina elétrica rotativa,

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7/19 por exemplo, uma máquina elétrica rotativa síncrona de três fases instalada em um veículo elétrico ou similar, como uma fonte de acionamento. O rotor 10 inclui um núcleo de rotor 12, ímãs permanentes 14 embutidos no núcleo de rotor 12, um eixo rotativo 16 fixadamente fixado ao rotor 10, e uma arruela 18 e uma porca 20 que aplicam uma força axial ao núcleo de rotor 12.

[0035] O núcleo de rotor 12 é um corpo de forma geralmente anular que possui um furo de eixo em um centro deste. O núcleo de rotor 12 é formado por empilhamento de uma pluralidade de placas de aço eletromagnéticas (tal como placas de aço de silício) na direção axial. O núcleo de rotor 12 é formado com uma pluralidade de furos de ímã 22 na vizinhança de uma extremidade circunferencial externa do núcleo de rotor 12, e a pluralidade de furos de ímã 22 é disposta com intervalos na direção circunferencial. Cada furo de ímã 22 se prolonga através do núcleo de rotor 12, e um ímã permanente 14 que compõe um polo magnético do rotor 10 é disposto em um lado inferior de cada furo de ímã 22.

[0036] Neste exemplo, os ímãs permanentes 14 são dispostos em um arranjo em forma de V. Isto é, um polo magnético único 15 é composto por um par de ímãs permanentes 14 dispostos em uma abertura em forma de V radialmente para fora. Em um exemplo da figura 2, o rotor 10 tem dezesseis ímãs permanentes 14 que compõem oito polos magnéticos 15. Cada ímã permanente 14 tem uma seção transversal de forma plana e geralmente retangular, e é magnetizado em sua direção axial curta (substancialmente uma direção radial do rotor). Dos ímãs permanentes 14, os ímãs permanentes 14 que compõem polos magnéticos em S são dispostos, de modo que os polos em S estão localizados radialmente para fora, e os ímãs permanentes 14 que compõem polos magnéticos N são dispostos de modo que os polos N estão localizados radialmente para fora.

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8/19 [0037] Os furos de ímã 22 são também dispostos em um arranjo em forma de V de modo a aceitar o ímã permanente 14 dispostos em um arranjo em forma de V. Isto é, o núcleo de rotor 12 é provido com múltiplos pares (oito pares no exemplo ilustrado) dos furos de ímã 22 com intervalos iguais na direção circunferencial, cada par dos furos de ímã 22 sendo dispostos em uma abertura em forma de V radialmente para fora. Cada furo de ímã 22 tem uma forma geralmente retangular, uma dimensão axial longa a qual é maior do que aquela de cada ímã permanente 14. Consequentemente, quando cada ímã permanente 14 é inserido em cada correspondente furo de ímã 22, vazios são formados em ambos os lados na direção axial longa deste ímã permanente 14. Tal vazio é denominado uma barreira de fluxo, e funciona como uma porção resistente magnética, de modo a regular as características magnéticas do núcleo de rotor.

[0038] Dois furos de ímã 22 pertencentes ao mesmo polo magnético são próximos entre si na direção circunferencial, e uma ponte 24 que é uma porção de folga fina é formada entre ambos os furos de ímã 22. Pode ser dito que esta ponte 24 é uma porção de baixa rigidez, rigidez da qual é localmente diminuída no núcleo de rotor 12. Para tais pontes 24 (porções de baixa rigidez), tensão é provável de ser concentrada, de modo que deterioração ou ruptura é provável de ser causada às mesmas. Consequentemente, de modo a reduzir concentração de tensão nas pontes 24, a arruela 18 é configurada para estar em uma forma espacial, e isto será descrito mais tarde.

[0039] Neste exemplo, cada ponte 24 é configurada como uma parte do núcleo de rotor 12, mas a ponte 24 pode ser composta pelo uso de um membro diferente das placas de aço empilhadas que compõem o núcleo de rotor 12. Por exemplo, conforme mostrado na figura 4, ela pode ser configurada de modo que um furo atravessante em uma forma geralmente em V contínua em uma linha simples é formaPetição 870180020634, de 14/03/2018, pág. 75/90

9/19 do, e um membro de ponte 25, conforme indicado por uma linha de dois pontos na figura 4, pode ser interposto em uma porção de vale desta forma em V. Neste caso, um material do membro de ponte 25 não é limitado a um material específico, mas é preferível usar um material não magnético para este material.

[0040] O eixo rotativo 16 é inserido no furo de eixo do núcleo de rotor 12, e é fixadamente fixado a este. O eixo rotativo 16 é rotativamente suportado, através de um mancal não ilustrado, e integralmente gira com o núcleo de rotor 12. Um flange 26 que se projeta radialmente para fora é formado na parte média do eixo rotativo 16. O núcleo de rotor 12 através do qual o eixo rotativo 16 é inserido é empurrado contra este flange 26.

[0041] Uma superfície circunferencial externa do eixo rotativo 16, que está localizada na vizinhança do lado oposto ao flange 26 com o núcleo de rotor 12 interposto entre os mesmos, é formada com uma rosca macho. As linhas realçadas na figura 1 indicam uma posição onde a rosca macho é formada. Conforme descrito mais tarde, a porca 20 é aparafusada nesta rosca macho. Neste desenho, o eixo rotativo 16 é ilustrado em uma forma cilíndrica vazada, mas a configuração do eixo rotativo 16 não é limitada a uma configuração específica na medida em que o eixo rotativo 16 é concêntrico ao núcleo de rotor 12, e tem uma superfície circunferencial externa tendo uma seção transversal circular. Consequentemente, o eixo rotativo 16 pode ser como uma forma de barra redonda sólida, ou pode ser formado com uma passagem de fluxo de refrigerante no interior do mesmo.

[0042] A arruela 18 e a porca 20, juntas com o flange 26, restringem o movimento do núcleo de rotor 12 na direção axial, e também aplica uma força de compressão na direção axial ao núcleo de rotor 12. O eixo rotativo 16 é inserido através da arruela 18 de sua porção de extremidade oposta ao flange 26, de modo que a arruela 18 entra

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10/19 em contato com uma superfície de extremidade axial do núcleo de rotor 12. A porca 20 é montada no eixo rotativo 16 de sua porção de extremidade oposta ao flange 26, de modo a ser aparafusada com a rosca macho formada no eixo rotativo 16. Por ser fixado com esta porca 20, o núcleo de rotor 12 é mantido entre a arruela 18 e o flange 26, de modo a restringir o movimento na direção axial, e também receber uma força de compressão (força axial) na direção axial.

[0043] Aqui, no rotor 10 descrito no presente relatório descritivo, para a proposta de prevenção de deterioração local do núcleo de rotor 12, ou similar, enquanto suficientemente fixando a força axial aplicada ao núcleo de rotor 12, a arruela 18 é configurada para ter uma forma especial. Isto será descrito em comparação com a técnica relacionada. Afigura 9 é um exemplo do rotor 10 da técnica relacionada.

[0044] Quando a força axial aplicada ao núcleo de rotor 12 tornase diminuída, uma força de fixação para o núcleo de rotor 12 torna-se naturalmente diminuída. Quando a força axial é diminuída, as folgas entre as placas de aço eletromagnéticas que compõem o núcleo de rotor 12 tornam-se maiores, de modo que vazamento do refrigerante a partir das folgas é causado. Consequentemente, é desejado aplicar uma força axial suficiente ao núcleo de rotor 12.

[0045] De modo a intensificar a força axial aplicada ao núcleo de rotor 12, naturalmente, uma força de fixação pela porca 20 pode ser aumentada. Contudo, na configuração da técnica relacionada, a arruela 18 é configurada para ter uma forma anular, o diâmetro da qual é substancialmente o mesmo conforme aquele da porca 20, de modo que a arruela 18 está em contato com o núcleo de rotor 12 por uma área radialmente para dentro um terço maior do que o núcleo de rotor 12. Consequentemente, se a força de fixação pela porca 20 é aumentada, uma força de fixação maior (força axial) é aplicada a somente esta área radialmente para dentro um terço maior do que o núcleo de

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11/19 rotor 12; consequentemente, é difícil aplicar uma força axial suficiente ao núcleo de rotor total 12.

[0046] Para lidar com isto, é natural considerar aumentar a área da arruela 18. Contudo, à luz de prevenção de curto-circuito magnético e radiação de calor dos ímãs permanentes 14, e outros, é preferível que a arruela 18 não cubra o ímã permanente 14. Para lidar com isto, por exemplo, pode ser considerado que o diâmetro externo da arruela 18 em uma forma anular seja ampliado para a vizinhança das extremidades circunferenciais internas dos furos de ímã 22. Com tal configuração, uma força de fixação pela porca 20 pode ser distribuidamente transmitida em uma área mais ampla, e, desse modo, é possível aplicar uma força axial suficiente ao núcleo de rotor total 12.

[0047] Contudo, se o diâmetro externo da arruela anular 18 é simplesmente ampliado, força é aplicada às vizinhanças das pontes 24, rigidez das quais são localmente diminuídas. Neste caso, uma tensão causada no núcleo de rotor 12 por aplicação da força de fixação é provável de ser concentrada nas pontes 24, rigidez das quais são diminuídas. Consequentemente, outros problemas, tais como deterioração e ruptura das pontes 24, são causados.

[0048] Para lidar com isto, no rotor 10 descrito no presente relatório descritivo, a arruela 18 é configurada para ter uma forma espacial. Isto é, conforme mostrado na figura 2 e figura 3, a forma circunferencial externa da arruela 18 deste exemplo está localizada mais radialmente para dentro do que os furos de ímã 22, e uma distância a partir de um centro de rotação O para a extremidade circunferencial externa da arruela 18 varia periodicamente na direção circunferencial, de modo a ter uma forma com recessos e projeções. Em adição, conforme mostrado na figura 3, a arruela 18 tem uma tal forma que uma distância D1 a partir da extremidade circunferencial externa da arruela 18 à cada ponte 24 é não menor do que uma distância D2 a partir da extremidaPetição 870180020634, de 14/03/2018, pág. 78/90

12/19 de circunferencial externa da arruela 18 à cada furo de ímã 22. Aqui, cada dentre a distância D1 e a distância D2 significa uma distância mínima. Por exemplo, a distância D2 a partir da extremidade circunferencial externa da arruela 18 à cada furo de ímã 22 significa uma largura da folga em uma posição onde a largura da folga entre a extremidade circunferencial externa da arruela 18 para este furo de ímã 22 torna-se a menor. Similarmente, a distância D1 a partir da extremidade circunferencial externa da arruela 18 à cada ponte 24 significa uma largura da folga em uma posição onde a largura da folga entre a extremidade circunferencial externa da arruela 18 e esta ponte 24 tornase a menor.

[0049] A forma da arruela 18 é mais especificamente descrita. A forma circunferencial externa da arruela 18 é uma forma geralmente similar à flor ou uma forma geralmente similar à engrenagem tendo cantos arredondados. A forma geralmente similar à flor e a forma geralmente similar à engrenagem cada inclui porções projetantes 18a, cada em uma forma de arco que se projeta radialmente para fora, e porções recessadas 18b, cada em uma forma de arco recessado radialmente para dentro, as porções projetantes 18a e as porções recessadas 18b sendo dispostas alternativamente entre si na direção circunferencial. Tal período variável dos recessos e projeções da forma circunferencial externa da arruela 18 coincide com um passo de arranjo dos polos magnéticos 15, ou um passo de arranjo das pontes 24 como as porções de baixa rigidez. No presente exemplo, existem oito polos magnéticos 15 e oito pontes 24, e cada passo de arranjo deste é 360/8=45°; portanto, as projeções e os recessos da forma circunferencial externa da arruela 18 variam com um período de 45°.

[0050] Em adição, a arruela 18 é disposta tal que um ponto central (daqui por diante referido como um ponto de recesso 19) de cada porção recessada 18b, onde uma distância a partir do centro de rotaPetição 870180020634, de 14/03/2018, pág. 79/90

13/19 ção para a extremidade circunferencial externa da arruela 18 torna-se mínima, é localizada na mesma fase conforme aquela de cada ponte 24. Em outras palavras, a arruela 18 é disposta de modo que cada ponto de recesso 19 e cada ponte 24 são alinhados em uma linha reta na direção radial.

[0051] Consequentemente, a forma circunferencial externa da arruela 18 é similar à uma forma formada pelas linhas de conexão obtidas pelo afastamento das extremidades circunferenciais internas dos furos de ímã 22 dispostos em um arranjo geralmente em forma de V em direção à uma direção radialmente para dentro. Contudo, a arruela 18 tem um ângulo de abertura oc1 em uma posição correspondente à forma de V que é menor do que um ângulo de abertura oc2 nesta posição de cada furo de ímã 22, de modo que a arruela 18 tem uma forma de V mais profunda radialmente para dentro do que aquela do furo de ímã 22. Como um resultado, a distância D1 a partir da extremidade circunferencial externa da arruela 18 para a ponte 24 não é menor do que uma distância D2 a partir da extremidade circunferencial externa da arruela 18 para o furo de ímã 22.

[0052] Dessa maneira, tendo em vista que a distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela 18 à cada ponte 24 torna-se maior, torna-se mais difícil aplicar força à vizinhança de cada ponte 24, rigidez da qual é localmente diminuída, desse modo, suprimindo a concentração de tensão na ponte 24. Consequentemente, é possível suprimir efetivamente a deterioração e danos das pontes 24. Entretanto, da arruela 18, cada porção da fase da qual se desvia a partir da ponte 24 se prolonga mais radialmente para fora do que o rotor 10 da técnica relacionada, e, desse modo, uma força axial pode ser aplicada em uma ampla faixa do núcleo de rotor 12. Consequentemente, de acordo com a arruela 18 do presente exemplo, é possível impedir deterioração local do núcleo de rotor 12, ou similar, enquanto fixa

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14/19 uma força axial suficiente aplicada ao núcleo de rotor 12.

[0053] De modo a suprimir a concentração de tensão nas pontes 24, é necessário alinhar a fase de cada ponto de recesso 19 da arruela 18 com a fase de cada ponte 24. Consequentemente, no rotor 10 descrito no presente relatório descritivo, de modo a alinhar a fase da arruela 18 com a fase do núcleo de rotor 12, a arruela 18 é engatada por chave com o eixo rotativo 16. Especificamente, uma superfície circunferencial interna da arruela 18 é provida com projeções-chave 30 que se projetam radialmente para dentro, e a superfície circunferencial externa do eixo rotativo 16 é provida com ranhuras-chave 32 que aceitam as projeções-chave 30. A arruela 18 é montada ao eixo rotativo 16, tal que as projeções-chave 30 são assentadas nas ranhuras-chave 32, para, desse modo, restringir a fase da arruela 18 relativa ao núcleo de rotor 12 em uma maneira preferível.

[0054] No presente exemplo, a arruela 18 é provida com projeções-chave 30, e o eixo rotativo 16 é provido com as ranhuras-chave 32, mas esta combinação pode ser invertida entre si. Isto significa que o eixo rotativo 16 pode ser provido com as projeções-chave, e a arruela 18 pode ser provida com as ranhuras-chave. O número das ranhuras-chave 32 e o número das projeções-chave 30 podem apropriadamente ser mudados.

[0055] Em seguida, outro exemplo do rotor 10 será descrito. A figura 5 é uma vista mostrando um exemplo de outro rotor 10. A figura 6 é uma vista ampliada de uma parte B da figura 5. Neste rotor 10, cada polo magnético único 15 é composto por três ímãs permanentes 14a, 14b dispostos em uma forma de triângulo invertido (subscritos são omitidos quando os ímãs permanentes 14a, 14b de dois tipos não são distinguidos entre si. Isto é o mesmo nos furos de ímã descritos mais tarde). Isto é, cada polo magnético único 15 é composto por um par dos ímãs permanentes 14a dispostos em uma abertura em forma de V

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15/19 radialmente para fora e um ímã permanente 14b disposto entre respectivas extremidades circunferenciais externas do par dos ímãs permanentes 14a.

[0056] O núcleo de rotor 12 é formado com os furos de ímã 22 para aceitação dos ímãs permanentes 14. Cada par dos furos de ímã 22a é disposto em uma abertura em forma de V radialmente para fora. Nota-se que estes dois furos de ímã 22a não são próximos entre si na direção circunferencial, mas existe um furo intermediário 28 entre respectivas extremidades circunferenciais internas dos dois furos de ímã 22a. Cada furo intermediário 28 é um furo atravessante que se prolonga através do núcleo de rotor 12 na direção axial. Este furo intermediário 28 funciona como uma porção resistente magnética, e pela provisão do furo intermediário 28, os fluxos de fluxo magnético podem ser regulados. Aqui, conforme aparente da figura 6, a ponte 24 como uma rigidez de porção de folga fina da qual é localmente diminuída é formada entre cada furo intermediário 28 e cada furo de ímã 22a.

[0057] Em adição, um furo de ímã 22b que se prolonga na direção circunferencial é formado entre respectivas extremidades circunferenciais externas de todo dois furos de ímã 22a. Um par de furos vazios 29 é formado em ambos os lados circunferenciais de cada furo de ímã 22b. Como similar ao furo intermediário 28, cada furo vazio 29 é um furo atravessante que se prolonga através do núcleo de rotor 12 na direção axial, e funciona como uma porção resistente magnética. Este furo vazio 29 é também provido de modo a regular os fluxos de fluxo magnético.

[0058] Nos exemplos mostrados na figura 5 e figura 6, a arruela 18 é disposta na superfície de extremidade axial do núcleo de rotor 12, e a arruela 18 é empurrada contra o núcleo de rotor 12 com uma força de fixação pela porca 20 (não ilustrada na figura 5 e figura 6). Como similar ao exemplo mostrado na figura 2, a forma circunferencial exterPetição 870180020634, de 14/03/2018, pág. 82/90

16/19 na da arruela 18 deste exemplo está localizada mais radialmente para dentro do que os furos de ímã 22, e a distância deste a partir do centro de rotação O para a extremidade circunferencial externa varia periodicamente na direção circunferencial, de modo a ter uma forma com recessos e projeções. Em adição, conforme mostrado na figura 6, a arruela 18 tem tal forma que uma distância D1 a partir da extremidade circunferencial externa da arruela 18 à cada ponte 24 não é menor do que uma distância D2 a partir da extremidade circunferencial externa da arruela 18 a cada furo de ímã 22.

[0059] De maneira mais específica, a forma circunferencial externa da arruela 18 é uma forma geralmente similar à flor, ou uma forma geralmente similar à engrenagem tendo cantos arredondados. A forma geralmente similar à flor e a forma geralmente similar à engrenagem cada inclui as porções projetantes 18a, cada em uma forma de arco que se projeta radialmente para fora, e as porções recessadas 18b, cada em uma forma de arco recessado radialmente para dentro, as porções projetantes 18a e as porções recessadas 18b sendo dispostas alternativamente entre si na direção circunferencial. O período variável dos recessos e projeções da forma circunferencial externa da arruela 18 coincide com o passo de arranjo dos polos magnéticos 15.

[0060] Em adição, a arruela 18 é disposta de modo que cada ponto de recesso 19, onde uma distância a partir do centro de rotação para a extremidade circunferencial externa da arruela 18 torna-se mínima, é localizada na mesma fase conforme aquela do centro circunferencial do furo intermediário 28. Em outras palavras, a arruela 18 é disposta de modo que cada ponto de recesso 19 e o centro circunferencial de cada furo intermediário 28 são alinhados em uma linha reta na direção radial. Com tal configuração, é possível reduzir a concentração de tensão nas pontes 24, e é também possível aplicar uma força axial em uma ampla faixa do núcleo de rotor 12.

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17/19 [0061] Nota-se que cada porção recessada 18b é formada em uma forma geralmente de arco recessado radialmente para dentro nos exemplos da figura 5 e figura 6, mas esta porção recessada 18b pode ser uma forma reta que se prolonga na direção geralmente circunferencial, conforme mostrado na figura 7. Com tal configuração, comparada com os casos da figura 5 e a figura 6, a distância D1 a partir da extremidade circunferencial externa da arruela 18 para a ponte 24 pode ser maior, para, desse modo, suprimir mais concentração de tensão em cada ponte 24.

[0062] Em seguida, outro exemplo do rotor 10 será descrito. A figura 8 é uma vista mostrando um exemplo de outro rotor 10. Neste rotor 10, cada polo magnético único 15 é composto por um ímã permanente único 14 que é longo na direção geralmente circunferencial. No exemplo da figura 8, o rotor 10 inclui dezesseis polos magnéticos 15 e dezesseis ímãs permanentes 14.

[0063] O núcleo de rotor 12 é formado com os furos de ímã 22 para aceitação destes ímãs permanentes 14. Cada furo de ímã 22 é uma forma retangular plana que é longa na direção geralmente circunferencial, e uma dimensão axial longa é maior do que uma dimensão axial longa do ímã permanente 14. Uma porção de folga 36 tendo uma largura delgada é formada entre cada dois furos de ímã 22 adjacentes entre si na direção circunferencial. Pode ser dito que esta porção de folga 36 é uma porção de baixa rigidez, rigidez da qual é localmente diminuída, como com a ponte 24 acima descrita.

[0064] Como com a arruela 18 mostrada na figura 2, a arruela 18 em contato apertado com este núcleo de rotor 12 tem uma forma circunferencial externa localizada mais radialmente para dentro do que os furos de ímã 22, e tendo recessos e projeções em que a distância a partir do centro de rotação O para a extremidade circunferencial externa varia periodicamente na direção circunferencial. Em adição, conPetição 870180020634, de 14/03/2018, pág. 84/90

18/19 forme mostrado na figura 8, a arruela 18 tem tal forma que a distância D1 a partir da extremidade circunferencial externa da arruela 18 à cada porção de folga 36 é não menor do que a distância D2 a partir da extremidade circunferencial externa da arruela 18 a cada furo de ímã 22. [0065] Para ser mais específico, a forma circunferencial externa da arruela 18 é uma forma geralmente similar à flor, ou uma forma geralmente similar à estrela tendo cantos arredondados. A forma geralmente similar à flor e a forma geralmente similar à estrela cada inclui porções projetantes 18a, cada em uma forma de arco que se projeta radialmente para fora, e porções recessadas 18b, cada em uma forma de arco recessado radialmente para dentro, as porções projetantes 18a e as porções recessadas 18b sendo dispostas alternativamente entre si na direção circunferencial. O período variável dos recessos e projeções da forma circunferencial externa da arruela 18 coincide com o passo de arranjo dos polos magnéticos 15.

[0066] Em adição, a arruela 18 é disposta, de modo que o ponto de centro circunferencial de cada porção recessada 18b (daqui por diante, referido como um ponto de recesso 19), onde a distância a partir do centro de rotação O à extremidade circunferencial externa da arruela 18 torna-se mínima, está localizado na mesma fase conforme aquela da porção de folga 36. Em outras palavras, a arruela 18 é disposta de modo que cada ponto de recesso 19 e a porção de folga 36 são alinhados em uma linha reta na direção radial. Com tal configuração, é possível reduzir a concentração de tensão nas porções de folga 36, e é também possível aplicar uma força axial em uma ampla faixa do núcleo de rotor 12.

[0067] Conforme aparente da descrição acima, de acordo com o rotor 10 revelado no presente relatório descritivo, é possível reduzir a tensão aplicada na porção de baixa rigidez. A configuração revelada no presente relatório descritivo é um exemplo, e na medida em que a

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19/19 distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela à cada porção de baixa rigidez não é menor do que a distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela a cada furo de ímã, as outras configurações podem apropriadamente serem mudadas. Por exemplo, na descrição acima, a arruela 18 é formada em uma forma geralmente similar à engrenagem, os cantos da qual são todos redondos, mas podem ser formados em uma forma geralmente similar à engrenagem tendo cantos afiados. Contudo, de modo a evitar concentração excessiva de tensão em uma posição local única, é preferível evitar cantos afiados para a forma circunferencial externa da arruela 18, o máximo possível.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Rotor (10) para uma máquina elétrica rotativa, caracterizado por compreender:

um núcleo de rotor (12) sendo uma forma geralmente anular tendo um furo de eixo em um centro, o núcleo de rotor tendo uma pluralidade de furos de ímã (22) dispostos em uma direção circunferencial, o núcleo de rotor incluindo pelo menos uma porção de baixa rigidez (24, 36), rigidez da qual é localmente diminuída no núcleo de rotor (12);

uma pluralidade de ímãímãs (14) dispostos nos respectivos furos de ímãímã (22);

um eixo rotativo (16) fixadamente fixado ao furo de eixo do núcleo de rotor (12);

um contato de aperto de arruela (18) com pelo menos uma superfície de extremidade em uma direção axial do núcleo de rotor (12); e uma porca (20) aparafusada no eixo rotativo (16) de modo que a arruela (18) é empurrada contra o núcleo de rotor (12), no qual uma extremidade circunferencial externa da arruela (18) é disposta mais radialmente para dentro do que os furos de ímãímã (22), a arruela (18) tem uma forma circunferencial externa com recessos e projeções em que uma distância de um centro de rotação à extremidade circunferencial externa da arruela varia periodicamente, e uma distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela (18) a cada porção de baixa rigidez (24, 36) é maior do que uma distância a partir da extremidade circunferencial externa da arruela (18) a cada furo de ímã (22).
2. Rotor (10) para a máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o núcleo de rotor (12) inclui uma pluralidade de pares de fuPetição 870180020634, de 14/03/2018, pág. 87/90

2/3 ros de ímã (22a) na direção circunferencial, cada par dos furos de ímã (22a) dispostos em uma abertura em forma de V radialmente para fora, cada ponte (24) como uma folga fina é provida entre cada par dos furos de ímã (22a), e a porção de baixa rigidez é a ponte (24).
3. Rotor (10) para a máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o núcleo de rotor (12) inclui os furos de ímã (22), cada furo de ímã sendo longo na direção circunferencial, e a porção de baixa rigidez (24; 36) é a folga (36) entre os furos de ímã adjacentes entre si na direção circunferencial.
4. Rotor (10) para a máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a arruela (18) é disposta tal que na mesma fase como uma fase de cada porção de baixa rigidez (24; 36), uma distância a partir do centro de rotação à extremidade circunferencial externa torna-se mínima.
5. Rotor (10) para a máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o núcleo de rotor (12) tem uma pluralidade de conjuntos de furos atravessantes na direção circunferencial, cada conjunto dos furos atravessantes incluindo: um par dos furos de ímã (22a) dispostos circunferencialmente adjacentes entre si em uma abertura em forma de V radialmente para fora; e um furo intermediário (28) sendo disposto entre o par dos furos de ímã (22a), e cada porção de baixa rigidez é uma ponte (24) que é a folga fina entre cada furo de ímã (22a) e cada furo intermediário (28).
6. Rotor (10) para a máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a arruela (18) é

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3/3 disposta de modo que na mesma fase como uma fase do furo intermediário (28), a distância a partir do centro de rotação à extremidade circunferencial externa torna-se mínima.
7. Rotor (10) para a máquina elétrica rotativa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a forma circunferencial externa da arruela (18) é uma forma similar à engrenagem tendo cantos arredondados.
8. Rotor (10) para a máquina elétrica rotativa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma dentre uma superfície circunferencial interna da arruela (18) e uma superfície circunferencial externa do eixo rotativo (16), inclui uma projeção-chave (30) que se projeta para a outra superfície circunferencial, e a outra da superfície circunferencial interna da arruela (18) e a superfície circunferencial externa do eixo rotativo (16) tem ranhurachave (32) que aceita a projeção-chave (30).

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