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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen mehrere Magnetpole
aufweisenden Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine und auf
ein Herstellungsverfahren eines solchen Rotors.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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In
Bezug auf einen Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine, der
mehrere Permanentmagnete an der Umfangsfläche eines laminierten
Eisenkerns aufweist, der an der Umfangsfläche der Rotorwelle
befestigt ist, wurde bereits eine Konfiguration vorgeschlagen, bei
der beide Achsenrichtungsenden jedes Permanentmagneten mit einer
Abdeckung aus einem nicht-magnetischen Material abgedeckt sind (siehe
beispielsweise Patentdokument 1).
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Bei
dem herkömmlichen Rotor einer umlaufenden elektrischen
Maschine, die in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, ist die nicht-magnetische Abdeckung,
die an dem Rotor vorgesehen ist, an dem Permanentmagneten mit Hilfe
eines Klebestoffs befestigt. Bei dem herkömmlichen Rotor
einer umlaufenden elektrischen Maschine, die auf die zuvor beschriebene
Art und Weise konfiguriert ist, kann die Position des Permanentmagneten
in der Umfangsrichtung des Rotors sicher festgelegt werden, indem der
laminierte Eisenkern und der Permanentmagnet aneinander befestigt
werden, und indem der Permanentmagnet und die Abdeckung aneinander
befestigt werden.
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Als
alternativer herkömmlicher Rotor einer umlaufenden elektrischen
Maschine wurde zudem bereits eine Konfiguration beschrieben, bei
der die Permanentmagneten an der Umfangsfläche eines Jochs
angeordnet sind, wobei die Außenflächen der Permanentmagneten
mit einem Befestigungsring aus einem nicht-magnetischen Material
abgedeckt sind, und der Befestigungsring mit Hilfe eines Befestigungselementes,
wie beispielsweise ein Bolzen, an das Joch gedrückt und
befestigt wird, und zwar in einer Richtung vom Umfang zur radialen
Innenseite des Jochs (siehe beispielsweise Patentdokument 2).
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Bei
dem herkömmlichen Rotor einer umlaufenden elektrischen
Maschine, die in dem Patentdokument 2 offenbart ist, wird der Befestigungsring
von dem Umfang des Jochs in das Joch gedrückt, und es wird
eine Haltekraft auf den Permanentmagneten ausgeübt, so
dass die Position des Permanentmagneten in der Umfangsrichtung gesichert
ist.
- [Patentdokument 1] Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2001-25193
- [Patentdokument 2] Offengelegtes
japanisches Gebrauchsmuster Nr. S55-120285
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Im
Falle des herkömmlichen Rotors einer umlaufenden elektrischen
Maschine, der im Patentdokument 1 beschrieben ist, kann die Position
des Permanentmagneten in der Umfangsrichtung nicht sicher fixiert
werden, während der Klebstoff härtet oder wenn
dieser keine ausreichende Haftkraft aufweist. Die Position in der
Umfangsrichtung des Permanentmagneten hat einen wesentlichen Einfluss auf
das Cogging Torque der umlaufenden elektrischen Maschine; entsprechend
bestand ein Problem dahingehend, dass, wenn die Position in der
Umfangsrichtung des Permanentmagneten nicht an einer vorbestimmten
Position fixiert werden kann, eine Verschlechterung oder Fluktuation
des Cogging Torque hervorgerufen wird, so dass Vibrationen oder Geräusche
bei der umlaufenden elektrischen Maschine auftreten.
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Bei
dem herkömmlichen Rotor einer umlaufenden elektrischen
Maschine, der im Patentdokument 2 offenbart ist, ist ein Befestigungselement
zum Befestigen des Befestigungsrings erforderlich, wie beispielsweise
ein Bolzen; entsprechend werden die Materialkosten, die Verarbeitungskosten
und dergleichen höher. Zudem ist es erforderlich, den Raum
zwischen dem Permanentmagneten größer als die
Größe des Befestigungselementes auszubilden; entsprechend
wird das Moment verschlechtert, wenn nicht die physikalische Konstitution
der umlaufenden elektrischen Maschine geändert wird. Zudem
verursacht eine Kompensation der Verschlechterung des Momentes die
physische Vergrößerung der umlaufenden elektrischen
Maschine, beispielsweise die Abmessung der Welle der umlaufenden
elektrischen Maschine.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung soll die zuvor beschriebenen Probleme des
herkömmlichen Rotors einer umlaufenden elektrischen Maschine
lösen; es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine zu schaffen,
bei der weder eine Verschlechterung noch eine Fluktuation des Cogging
Torque verursacht wird, und der weder eine physikalische Vergrößerung
noch eine Erhöhung der Kosten nach sich zieht.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Herstellungsverfahren
zu schaffen, mit dessen Hilfe ein Rotor einer umlaufenden elektrischen
Maschine, der weder eine Verschlechterung noch eine Fluktuation
des Cogging Torque verursacht, einfach und ohne höhere
Kosten hergestellt werden kann.
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Ein
Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
vorliegenden Erfindung, der mehrere Magnetpole aufweist, die an
einem Rotoreisenkern befestigt und in der Umfangsrichtung des Rotoreisenkerns
voneinander beabstandet angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet,
dass er einen rohrförmigen, nicht-magnetischen Ring aufweist,
der an Außenumfangsflächen der Mehrzahl von Magnetpolen
befestigt ist, und dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische
Ring mehrere Innendurchmesserwölbungsbereiche aufweist,
die an die entsprechenden Außenumfangsflächen
der Mehrzahl von Magnetpolen anstoßen.
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Ein
Herstellungsverfahren eines Rotors einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung, der
mehrere Magnetpole aufweist, die an einem Rotoreisenkern befestigt
und in der Umfangsrichtung des Rotoreisenkerns voneinander beabstandet
angeordnet sind, und einen nicht-magnetischen Ring umfasst, der
mehrere Innendurchmesserwölbungsbereiche aufweist, die
an die entsprechenden Außenumfangsflächen der Mehrzahl
von Magnetpolen anstoßen, ist dadurch gekennzeichnet, dass
es die Schritte des Befestigens eines rohrförmigen, nicht-magnetischen
Rings mit mehreren Innendurchmesserwölbungsbereichen an
Außenumfangsflächen der Mehrzahl von Magnetpolen
und des Ausbildens eines sich in radialer Richtung erstreckenden
Bereichs an wenigstens einem der Achsenrichtungsendbereiche des
befestigten, nicht-magnetischen Rings umfasst, der sich einwärts in
der radialen Richtung des nicht-magnetischen Rings erstreckt.
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Ein
Herstellungsverfahren eines Rotors einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung, der
mehrere Magnetpole, die an einem Rotoreisenkern befestigt und in
der Umfangsrichtung des Rotoreisenkerns voneinander beabstandet
angeordnet sind, und einen nicht-magnetischen Ring umfasst, der
mehrere Innendurchmesserwölbungsbereiche aufweist, die
an die entsprechenden Außenumfangsflächen der
Mehrzahl von Magnetpolen anstoßen, ist dadurch gekennzeichnet, dass
es die Schritte des Aufpressens eines in etwa zylindrischen, nicht-magnetischen
Rings auf Außenumfangsflächen der Mehrzahl von
Magnetpolen und des Ausbildens eines sich in radialer Richtung erstreckenden
Bereichs an wenigstens einem der Achsenrichtungsendbereiche des
aufgepressten, nicht-magnetischen Rings umfasst, der sich einwärts
in der radialen Richtung des nicht-magnetischen Rings erstreckt,
und dadurch gekennzeichnet, dass der in etwa zylindrische, nicht-magnetische
Ring aufgrund des Aufpressens derart deformiert wird, dass die Mehrzahl
von Innendurchmesserwölbungsbereichen des nicht-magnetischen
Rings erzeugt wird.
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Ein
Herstellungsverfahren eines Rotors einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung, der
mehrere Magnetpole, die an einem Rotoreisenkern befestigt und in
der Umfangsrichtung des Rotoreisenkerns voneinander beabstandet
angeordnet sind, und einen nicht-magnetischen Ring umfasst, der
mehrere Innendurchmesserwölbungsbereiche aufweist, die
an die entsprechenden Außenumfangsflächen der
Mehrzahl von Magnetpolen anstoßen, ist dadurch gekennzeichnet, dass
es die Schritte des Aufschrumpfens eines in etwa zylindrischen,
nicht-magnetischen Rings auf Außenumfangsflächen
der Mehrzahl von Magnetpolen und des Ausbildens eines sich in radialer
Richtung erstreckenden Bereichs an wenigstens einem der Achsenrichtungsendbereiche
des aufgeschrumpften, nicht-magnetischen Rings umfasst, der sich
einwärts in der radialen Richtung des nicht-magnetischen
Rings erstreckt, und dadurch gekennzeichnet, dass der in etwa zylindrische,
nicht-magnetische Ring aufgrund des Aufschrumpfens derart deformiert wird,
dass die Mehrzahl von Innendurchmesserwölbungsbereichen
des nicht-magnetischen Rings erzeugt wird.
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Bei
einem Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
vorliegenden Erfindung kann die Mehrzahl von Magnetpolen sicher
an vorbestimmten Positionen an dem Rotor befestigt werden, da ein
nicht-magnetischer Ring mehrere Innendurchmesserwölbungsbereiche
aufweist, die an die entsprechenden Außenumfangsflächen
der Mehrzahl von Magnetpolen anstoßen; entsprechend wird
eine umlaufende elektrische Maschine erzeugt, bei der weder eine
Verschlechterung noch eine Fluktuation des Cogging Torque verursacht
wird, und die weder mit einer physikalischen Vergrößerung
noch mit höheren Kosten einhergeht.
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Ein
Herstellungsverfahren eines Rotors einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst
die Schritte des Befestigens eines rohrförmigen, nicht-magnetischen Rings,
der mehrere Innendurchmesserwölbungsbereiche aufweist,
an Außenumfangsflächen der Mehrzahl von Magnetpolen
und des Ausbildens eines sich in radialer Richtung erstreckenden
Bereichs an wenigstens einem der Achsenrichtungsendbereiche des befestigten,
nicht-magnetischen Rings, der sich einwärts in der radialen
Richtung des nicht-magnetischen Rings erstreckt; entsprechend kann
eine umlaufende elektrische Maschine einfach hergestellt werden,
bei der weder eine Verschlechterung noch eine Fluktuation des Cogging
Torque verursacht wird, und die weder mit einer physikalischen Vergrößerung noch
mit höheren Kosten einhergeht.
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Ein
Herstellungsverfahren eines Rotors einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst
die Schritte des Aufpressens eines in etwa zylindrischen, nicht-magnetischen
Rings auf Außenumfangsflächen der Mehrzahl von
Magnetpolen und des Ausbildens eines sich in radialer Richtung erstreckenden
Bereichs an wenigstens einem der Achsenrichtungsendbereiche des aufgepressten,
nicht-magnetischen Rings, der sich einwärts in der radialen
Richtung des nicht-magnetischen Rings erstreckt, und der in etwa
zylindrische, nicht-magnetische Ring wird aufgrund des Aufpressens
derart deformiert, dass die Mehrzahl von Innendurchmesserwölbungsbereichen
des nicht-magnetischen Rings erzeugt wird; entsprechend kann der nicht-magnetische
Ring mit der Mehrzahl von Innendurchmesserwölbungsbereichen
einfach hergestellt werden, wobei eine umlaufende elektrische Maschine
einfach hergestellt werden kann, bei der weder eine Verschlechterung
noch eine Fluktuation des Cogging Torque verursacht wird, und die
weder mit einer physikalischen Vergrößerung, noch
mit höheren Kosten einhergeht.
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Ein
Herstellungsverfahren eines Rotors einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst
die Schritte des Aufschrumpfens eines in etwa zylindrischen, nicht-magnetischen
Rings auf Außenumfangsflächen der Mehrzahl von
Magnetpolen und des Ausbildens eines sich in radialer Richtung erstreckenden
Bereichs an wenigstens einem der Achsenrichtungsendbereiche des
aufgeschrumpften, nicht-magnetischen Rings, der sich einwärts
in der radialen Richtung des nicht-magnetischen Rings erstreckt,
und der in etwa zylindrische, nicht-magnetische Ring wird aufgrund des
Aufschrumpfens derart deformiert, dass die Mehrzahl von Innendurchmesserwölbungsbereichen des
nicht-magnetischen Rings erzeugt wird; entsprechend kann der nicht-magnetische
Ring mit der Mehrzahl von Innendurchmesserwölbungsbereichen einfach
hergestellt werden, so dass auch eine umlaufende elektrische Maschine
einfach hergestellt werden kann, bei der weder eine Verschlechterung
noch eine Fluktuation des Cogging Torque verursacht wird, und die
weder mit einer physikalischen Vergrößerung noch
mit höheren Kosten einhergeht.
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Die
zuvor genannten und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden genauen Beschreibung
der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den beiliegenden
Zeichnungen deutlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine erläuternde Längsschnittansicht des Rotors
einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht des Rotors einer umlaufenden
elektrischen Maschine gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine teilweise vergrößerte erläuternde
Querschnittsansicht des Rotors einer umlaufenden elektrischen Maschine
gemäß der zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
eine erläuternde Ansicht des Rotors einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im nicht montierten Zustand;
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9 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
eine erläuternde Längsschnittansicht des Rotors
einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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11 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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12 ist
ein Satz von erläuternden Ansichten, die einen nicht magnetischen
Ring des Rotors einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der sechsten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
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13 ist
eine erläuternde Längsschnittansicht des Rotors
einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
siebten Ausführungsform der Erfindung;
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14 ist
eine erläuternde Längsschnittansicht eines Rotors
einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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15 ist
eine erläuternde Ansicht zum Erklären eines Herstellungsverfahrens
für einen Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine
gemäß einer neunten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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16 ist
ein Satz von erläuternden Ansichten zum Erklären
des Herstellungsverfahrens eines Rotors einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß der neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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17 ist
eine erläuternde Ansicht zum Erklären eines Herstellungsverfahrens
eines Rotors einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer zwölften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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18 ist
eine erläuternde Ansicht zum Erklären eines Herstellungsverfahrens
eines Rotors einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer dreizehnten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. 1 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 ist
eine erläuternde Längsschnittansicht, die den
Rotor zeigt; 3 ist eine erläuternde Querschnittsansicht,
die den Rotor zeigt. Gemäß den 1 und 2 ist
eine Rotorwelle 1 einer umlaufenden elektrischen Maschine
drehbar mit Hilfe von Lagern (nicht dargestellt) gehalten, die jeweils
in einem Paar von Haltern (nicht gezeigt) vorgesehen sind. Ein Rotoreisenkern 2,
der rohrförmig mit ringförmigen magnetischen dünnen
Platten, die in der radialen Richtung laminiert sind, konfiguriert
ist, und die Rotorwelle 1, die in das zentrale Durchgangsloch
des Rotoreisenkerns 2 mit Hilfe eines Verfahrens zum Erzeugen
einer Presspassung oder dergleichen eingesetzt ist, sind integral
miteinander verbunden.
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Eine
Endplatte 21 ist an einem Ende in Achsenrichtung des Rotoreisenkerns 2 mittels
Crimpen oder dergleichen befestigt. Wie es in den 1 und 3 gezeigt
ist, ist der Rotoreisenkern 2 derart ausgebildet, dass
sein Querschnitt eine Form eines regelmäßigen
Zehnecks aufweist, und ist an seiner Außenumfangsfläche
mit zehn Magnetpolbefestigungsbereichen 22 versehen, die
aus rechteckigen flachen Flächen gebildet sind, die sich
jeweils in der Achsenrichtung des Rotoreisenkerns 2 erstrecken.
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Ein
Magnetpol 3, der aus einem Permanentmagneten ausgebildet
ist, umfasst eine Bodenfläche, die aus der rechteckigen
flachen Fläche ausgebildet ist, vier Seitenflächen,
die aus flachen Flächen ausgebildet sind, die sich nahezu
senkrecht zu der Bodenfläche erstrecken, und eine Außenumfangsfläche,
die mit den Seitenflächen verbunden und in etwa bogenförmig
in der Umfangsrichtung des Rotoreisenkerns 2 ausgebildet
ist. Zehn Magnetpole 3 mit dem zuvor beschriebenen Aufbau
sind an dem Rotoreisenkern 2 derart befestigt, dass ihre
entsprechenden Bodenflächen mit Hilfe eines Klebstoffs
an die entsprechenden Magnetpolbefestigungsbereiche 22 des
Rotoreisenkerns 2 geklebt sind. Diese zehn Magnetpole sind
in der Umfangsrichtung des Rotoreisenkerns 2 in Bezug auf
die Mittelachse der Rotorwelle 1 gleichmäßig
voneinander beabstandet angeordnet, wobei Spalte 10 zwischen
diesen ausgebildet sind.
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Ein
nicht-magnetischer Ring 4, der aus rostfreiem Stahl hergestellt
ist, bei dem es sich um ein nicht-magnetisches Material handelt,
ist derart befestigt, dass er die Außenumfangsflächen
der zehn Magnetpole 3, die an dem Rotoreisenkern 2 befestigt sind,
abdeckt. Der nicht-magnetische Ring 4 umfasst so viele
Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 wie Magnetpole 3 und
hat einen rohrförmigen Körper, wobei dieser Innendurchmesserwölbungsbereich 41 sanfte
Kantenlinien desselben bilden, deren Querschnitt etwa die Form eines
regelmäßigen Zehnecks aufweist.
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Die
Innenfläche des nicht-magnetischen Rings 4 berührt
die entsprechenden Außenumfangsflächen der Magnetpole 3,
wodurch eine Vorspannungskraft auf jeden der Magnetpole 3 ausgeübt wird,
die einwärts der radialen Richtung des nicht-magnetischen
Rings 4 wirkt. Zudem ist der nicht-magnetische Ring 4 derart
konfiguriert, dass Bereiche 42 mit kleinem Durchmesser
an den entsprechenden Positionen ausgebildet sind, die in etwa den
Mitten zwischen den Innendurchmesserwölbungsbereichen 41 entsprechen,
und die Innenumfangsfläche des Bereichs 42 mit
kleinem Durchmesser entspricht dem minimalen Radius des nicht-magnetischen
Rings 4, und die Innenumfangsfläche des Innendurchmesserwölbungsbereichs 41 entspricht dem
maximalen Radius des Innendurchmesserwölbungsbereichs 41.
Die Beziehung zwischen der Umfangslänge L des umschriebenen
Kreises für die Magnetpole 3 und die Innenumfangslänge
L1 des nicht-magnetischen Rings 4 sind derart gewählt, dass
L > L1 ist.
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Der
Radius der Innenumfangsfläche der Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 des
nicht-magnetischen Rings 4 ist derart gewählt,
dass sie gleich dem Abstand zwischen der Mittelachse des Rotoreisenkerns 2 und
der bogenförmigen Außenumfangsfläche
der Magnetpole 3 ist; basierend auf der Zugkraft des nicht-magnetischen
Rings 4 wird eine Vorspannkraft auf jeden der Magnetpole 3 einwärts
in der radialen Richtung des Rotoreisenkerns 2 ausgeübt,
wodurch die Magnetpole 3 an den entsprechenden Magnetpolbefestigungsbereichen 22 des
Rotoreisenkerns 2 befestigt werden.
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Zudem
hat der nicht-magnetische Ring 4, wie es zuvor beschrieben
wurde, in etwa die Form eines regelmäßigen Zehnecks
mit den Innendurchmesserwölbungsbereichen 41 und
den Bereichen 42 mit kleinem Durchmesser, und jeder der
Bereiche 42 mit kleinem Durchmesser ist in dem Spalt 10 zwischen
benachbarten Magnetpolen 3 angeordnet; entsprechend ist
die Umfangsposition jedes der Magnetpole 3 auf dem Rotoreisenkern 2 fest
begrenzt. Somit ändert sich die Umfangsposition jedes der
Magnetpole 3 auf dem Rotoreisenkern 2 nicht aufgrund
von Vibrationen der umlaufenden elektrischen Maschine während
ihres Betriebs.
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Vorliegend
werden die entsprechenden Konfigurationen des Rotoreisenkerns 2,
des Magnetpols 3 und des nicht-magnetischen Rings 4 allgemein
beschrieben. Unter der Annahme, dass die Anzahl von Polen des Rotors
einer umlaufenden elektrischen Maschine, d. h. die Anzahl von Magnetpolen 3,
n ist, ist der nicht-magnetische Ring 4 in etwa in der
Form eines regelmäßigen n-seitigen Vielecks ausgebildet, und
die Magnetpole 3 sind gleichmäßig voneinander beabstandet
in der Umfangsrichtung des Rotors angeordnet. Wie es in 3 gezeigt
ist, ist der Winkel θ zwischen den Achsen, die in Bezug
auf die Mittelachse der Rotorwelle 1 durch die entsprechenden Mitten
der benachbarten Magnetpole 3 führen, 360°/n.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, umfasst der nicht-magnetische Ring 4 in
radialer Richtung erstreckende Bereiche 43 und 44,
die erzeugt werden, indem beide axialen Endbereiche des nicht-magnetischen
Rings 4 einwärts in die radiale Richtung des Rotoreisenkerns 2 gebogen
werden, so dass sich beide der Achsenrichtungsendbereiche in dieser Richtung
erstrecken; der sich in radialer Richtung erstreckende Bereich 43 stößt
an die Endplatte 21 an einen Achsenrichtungsendbereich
des Rotoreisenkerns 2 an, und der sich radial erstreckende
Bereich 44 stößt an die andere Achsenrichtungsendfläche des
Rotoreisenkerns 2 an. Die Beziehung zwischen der Achsenrichtungslinie
H des Magnetpolbefestigungsbereichs 22 des Rotoreisenkerns 2 und
der Achsenrichtungslänge H1 der Bodenfläche der
Magnetpole 3 ist derart gewählt, dass H > H1 ist; der Magnetpol 3 ist
derart angeordnet, dass eine Achsenrichtungsendfläche desselben
axial innerhalb der Achsenrichtungsendfläche des Rotoreisenkerns 2 angeordnet
ist.
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Da
die sich in radialer Richtung erstreckenden Bereiche 43 und 44,
wie es zuvor beschrieben wurde, an den entsprechenden Achsenrichtungsendbereichen
des nicht-magnetischen Rings 4 vorgesehen sind, kann die
Achsenrichtungslageabweichung des nicht-magnetischen Rings 4 beschränkt
werden. Indem eine Achsenrichtungsendfläche des Magnetpols 3 an
die Innenfläche des sich in radialer Richtung erstreckenden
Bereichs 43 des nicht-magnetischen Rings 4 stößt,
kann zudem die Kraft verstärkt werden, welche die Achsenrichtungsposition
des Magnetpols 3 beschränkt.
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Da
beide Richtungsendflächen des Magnetpols 3 mit
den sich in radialer Richtung erstreckenden Bereichen 43 und 44 des
nicht-magnetischen Rings 4 bedeckt sind, können
ferner nicht nur beide Endflächen des Magnetpols 3 vor
ankommenden Fremdmaterialien geschützt werden, sondern
es kann ferner verhindert werden, dass sich die Magnetpole im gebrochenen
Zustand auswärts versprengen. Wie es zuvor beschrieben
wurde, ist die Achsenrichtungslänge H1 der Bodenfläche,
bei der es sich um eine Fläche handelt, an welcher der
Magnetpol 3 an den Eisenkern geklebt ist, kürzer
als die Achsenrichtungslänge H des Magnetpolbefestigungsbereichs 22 des
Rotoreisenkerns 2 gewählt; daher können
die Achsenrichtungsendflächen des Magnetpols 3 axial innerhalb
des nicht-magnetischen Rings 4 ebenso wie der Magnetpolbefestigungsbereich 22 des
Rotoreisenkerns 2 angeordnet werden, wodurch die Achsenrichtungsendflächen
des Magnetpols 3 geschützt werden können.
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Da
bei der ersten Ausführungsform für den nicht-magnetischen
Ring 4 rostfreier Stahl verwendet wird, kann Gewicht in
Bezug auf den nicht-magnetischen Ring 4 eingespart und
dessen Robustheit verbessert werden; somit kann die Vorspannkraft,
die auf den Magnetpol ausgeübt wird, verbessert werden,
und eine hohe Beschränkungskraft kann auf den Magnetpol 3 ausgeübt
werden.
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Bei
dem Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit dem
zuvor beschriebenen Aufbau gibt nicht nur der nicht-magnetische Ring 4,
der aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt ist, eine
Vorspannkraft, die zur Mitte des Rotoreisenkerns 2 gerichtet
ist, auf den Magnetpol 3 aus, der aus einem Permanentmagneten
ausgebildet ist, sondern auch die Umfangsposition des Magnetpols 3 kann
mit Hilfe des Innendurchmesserwölbungsbereichs des nicht-magnetischen
Rings 4 beschränkt werden. Entsprechend kann die
Anordnungsbegrenzung auf die Magnetpole, die in Bezug auf Messungen
des Cogging Torque effektiv ist, einfach ausgeführt werden.
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Zudem
sind die Umfangspositionen der Magnetpole 3, die gleichmäßig
voneinander beabstandet in der Umfangsrichtung des Rotoreisenkerns 2 angeordnet
sind, unter Verwendung der Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 des
nicht-magnetischen Rings 4 beschränkt werden,
so dass sich die Positionen nicht ändern; entsprechend
wird das Cogging Torque in Bezug auf eine Änderung der
Umfangsposition des Magnetpols nicht erhöht, so dass das
Cogging Torque verringert werden kann. Da die Magnetpole 3 gleichmäßig
voneinander beabstandet in der Umfangsrichtung angeordnet sind,
ist zudem die Zugkraft homogen, die in dem nicht-magnetischen Ring 4 erzeugt
wird; somit tritt eine Lageabweichung der Magnetpole 3 kaum
auf, weshalb die Magnetpole 3 sicher in ihren entsprechend
vorbestimmten Positionen gehalten werden können.
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Zweite Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme
auf die 4 und 5 beschrieben. 4 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 5 ist
eine teilweise vergrößerte erläuternde
Querschnittsansicht, die den Rotor zeigt. Gemäß 4 ist
ein nicht-magnetischer Ring 4 aus Aluminium, der an den
Außenumfangsflächen der Magnetpole 3,
die aus einem Permanentmagneten ausgebildet sind, angeordnet ist,
derart geformt, dass seine Innenumfangsfläche auf einer
tangentialen Linie 12, die an die Außenumfangsflächen
der Magnetpole 3 angelegt ist, die einander benachbart
sind, oder auf einer Linie liegt, die von der tangentialen Linie 12 in
Richtung des Rotoreisenkerns 2 versetzt ist. Mit anderen
Worten ist der Abstand d, wie es in 5 gezeigt
ist, in der radialen Richtung des Rotoreisenkerns 2 zwischen
der tangentialen Linie 12, die an die Außenumfangsflächen
der Magnetpole 3 gelegt ist, die einander benachbart sind,
und der Innenumfangsfläche des nicht-magnetischen Rings 4 derart gewählt,
dass d ≥ 0 ist, wobei angenommen wird, dass die Richtung
von der tangentialen Linie 12 zu der Mitte des Rotoreisenkerns 2 positiv
ist. Die sonstigen Konfigurationen stimmen mit denjenigen des Rotors
einer umlaufenden elektrischen Maschine der ersten Ausführungsform überein.
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Wenn
die Innenumfangsfläche des nicht-magnetischen Rings 4 mit
der tangentialen Linie 12 an die Außenumfänge
der einander benachbarten Magnetpole 3 übereinstimmt,
wird die Umfangslänge des nicht-magnetischen Rings 4 geometrisch
minimal; somit wird nicht nur die Menge der verwendeten Materialien
verringert, sondern es werden auch große Vorspannkräfte
auf den Magneten in der radialen Richtung und in der Umfangsrichtung
ausgeübt, so dass eine robuste Lagebeschränkung
erzielt werden kann. Wenn die Innenumfangsfläche des nicht-magnetischen
Rings 4 radial ins Innere der tangentialen Linie 12 an
die Außenumfänge der einander benachbarten Magnetpole 3 fällt,
wird die Kontaktfläche zwischen dem Magnetpol 3 und
dem nicht-magnetischen Ring 4 vergrößert,
so dass die Lagebeschränkungsgenauigkeit besonders verbessert
wird.
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Bei
dem Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
zweiten Ausführungsform mit dem zuvor beschriebenen Aufbau
stimmt die Innenumfangsfläche des nicht-magnetischen Rings 4 mit
der tangentialen Linie 12 an die Außenumfänge der
einander benachbarten Magnetpole 3 überein oder
fällt ins Innere der tangentialen Linie 12 in
der radialen Richtung des Rotors; da die Kontaktfläche zwischen
dem Magnetpol 3 und dem nicht-magnetischen Ring 4 zunimmt,
wird zudem ein Effekt erzielt, bei dem die Umfangsposition des Magnetpols 3 besonders
beschränkt ist, so dass die Genauigkeit der Lageanordnung
für den Magnetpol 3 verbessert wird.
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Da
der nicht-magnetische Ring 4 gemäß der zweiten
Ausführungsform aus Aluminium hergestellt ist, können
die Kosten des Rotors weiter verringert werden, und es kann eine
Verkleinerung des Rotors erzielt werden. Normalerweise nimmt mit
zunehmender Temperatur die Restflussdichte in dem Magnetpol 3,
der aus einem Permanentmagneten hergestellt ist, ab; da der nicht-magnetische
Ring 4 gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung jedoch aus Aluminium hergestellt ist,
das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, und
da, wie es zuvor beschrieben wurde, die Fläche, an welcher
der nicht-magnetische Ring 4 an die Außenumfangsfläche
des Magnetpols 3 stößt, vergrößert
wurde, indem d größer oder gleich Null gewählt
ist, wird die Wärme der Magnetpole 3 effektiv
durch den nicht-magnetischen Ring 4 verteilt, die Wärmemenge,
die aufgrund der Drehung des Rotors von der Außenumfangsfläche
des nicht-magnetischen Rings 4 abgestrahlt wird, kann erhöht
werden; entsprechend können nicht nur die demagnetisierungssicheren
Eigenschaften des Magnetpols 3 verbessert werden, sondern
es können auch die Eigenschaften der umlaufenden elektrischen
Maschine verbessert werden.
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Dritte Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer umlaufenden
elektrischen Maschine gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In den Ausführungsformen 1
und 2 wird die Lagebeschränkung des Magnetpols 3 durch
die mit Hilfe eines Klebestoffs erzeugte Haftkraft zwischen einem Magnetpolbefestigungsbereich 22 eines
Rotoreisenkerns 2 und einem Magnetpol 3 und durch
die Umfangsrichtungslagebeschränkungskraft eines nicht-magnetischen
Rings 4 realisiert; bei dem Rotor einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß der dritten Ausführungsform
sind hingegen Positionierungsmechanismen, welche die Umfangsrichtungspositionen
der Magnetpole 3 beschränken, in dem Rotoreisenkern 2 vorgesehen.
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Mit
anderen Worten, umfasst jeder der Positionierungsmechanismen 6,
wie es in 6 gezeigt ist, ein Vorsprungselement,
das sich an der Außenumfangsfläche des Rotoreisenkerns 2 entlang
der Welle des Rotoreisenkerns 2 erstreckt und aus einem nicht-magnetischen
Material hergestellt ist, wie beispielsweise rostfreier Stahl, Aluminium
oder Harz. Zehn Positionierungsmechanismen 6 sind an der Umfangsfläche
des Rotoreisenkerns 2 vorgesehen; die Positionierungsmechanismen 6 sind
gleichmäßig voneinander beabstandet in der Umfangsrichtung des
Rotoreisenkerns 2 angeordnet.
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Jeder
der Positionierungsmechanismen 6 ist mit Hilfe eines Presssitzes
in einer O-förmigen Nut 61, die in dem Kantenlinienbereich
an der Außenumfangsfläche des Rotoreisenkerns 2 ausgebildet
ist, eingesetzt und derart geformt, dass seine Länge in etwa
der Achsenrichtungslänge des Rotoreisenkerns 2 entspricht;
wenigstens eine der Seitenflächen des Positionierungsmechanismus 6,
die in der Umfangsrichtung desselben ausgerichtet ist, stößt
an wenigstens eine der Seitenflächen des Magnetpols 3 an,
der in die Umfangsrichtung desselben ausgerichtet ist, so dass die
Umfangsrichtungsposition des Magnetpols 3 beschränkt
ist.
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Jeder
der Positionierungsmechanismen 6 kann fest in die U-förmige
Nut 61 eingesetzt und mit Hilfe eines Klebstoffs verklebt
werden, oder kann mit Hilfe eines Klebstoffs befestigt werden, ohne
dass eine U-förmige Nut 61 vorgesehen wird. Ferner
kann jeder Positionierungsmechanismen 6 an der Außenumfangsfläche
des Rotoreisenkerns 2 mittels Schweißen oder dergleichen
befestigt werden, ohne dass die U-förmige Nut 61 vorgesehen
wird. Ansonsten stimmen die anderen Konfigurationen mit denjenigen
der ersten oder zweiten Ausführungsform überein.
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Bei
dem Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann
die Umfangsrichtungsposition des Magnetpols 3 sicher beschränkt werden,
indem der Magnetpol 3 an den Positionierungsmechanismus 6 anstößt.
Durch Kombinieren der Beschränkungskraft aufgrund der Positionierungsmechanismen 6 mit
der Umfangsrichtungsbeschränkungskraft, die auf die Magnetpole 3 aufgrund des
mehreckigen, nicht-magnetischen Rings 4 mit den Innendurchmesserwölbungsbereichen 41 ausgeübt
wird, kann zudem eine sehr große Lagebeschränkungskraft
erzielt werden. Ferner kann das Material, das den Positionierungsmechanismus 6 bildet,
willkürlich gewählt werden; indem jedoch ein nicht-magnetisches
Material, wie beispielsweise rostfreier Stahl, Aluminium oder Harz
verwendet wird, wie es zuvor beschrieben wurde, kann der Kraftflussverlust
von dem Magnetpol verringert werden, so dass das Moment verbessert
werden kann.
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Vierte Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben. 7 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 8 ist
eine erläuternde Ansicht des Rotors im nicht montierten
Zustand. Gemäß den 7 und 8 ist
ein Positionierungsmechanismus 13 aus einem Vorsprungselement
gebildet, das sich radial auswärts von der Außenumfangsfläche
eines Rotoreisenkerns 2 erstreckt. Die Positionierungsmechanismen 13 werden
integral beim Stanzen einer magnetischen dünnen Platte
erzeugt, die in dem Rotoreisenkern 2 integriert ist.
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Zehn
Positionierungsmechanismen 13 mit dem zuvor beschriebenen
Aufbau erstrecken sich in der Achsenrichtung entlang der Kantenlinienvorsprünge
des Rotoreisenkerns 2; jeder der Positionierungsmechanismen 13 ist
derart ausgebildet, dass seine Länge in etwa der Achsenrichtungslänge
des Rotoreisenkerns 2 entspricht; wenigstens eine der Seitenflächen
des Positionierungsmechanismus 13, die in der Umfangsrichtung
desselben ausgerichtet ist, stößt an wenigstens
eine der Seitenflächen eines Magnetpols 3 an,
der zur Umfangsrichtung desselben ausgerichtet ist, so dass die
Umfangsrichtungsposition des Magnetpols 3 beschränkt
ist. Die sonstigen Konfigurationen entsprechen denjenigen der ersten
oder zweiten Ausführungsform.
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Bei
dem Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
der Positionierungsmechanismus 13 zum Positionieren der
Umfangsrichtungspositionen des Magnetpols 3 integral mit dem
Rotoreisenkern 2 ausgebildet; entsprechend ist die Konfiguration
vereinfacht, und die Herstellung kann leicht durchgeführt
werden. Ferner kann, wie im Falle der dritten Ausführungsform,
eine größere Lagebeschränkungskraft,
die auf die Magnetpole 3 ausgeübt wird, erzielt
werden, indem die Beschränkungskraft aufgrund der Positionierungsmechanismen 13 mit
der Umfangsrichtungsbeschränkungskraft aufgrund des mehreckigen,
nicht-magnetischen Rings 4 mit Innendurchmesserwölbungsbereichen 41 kombiniert
wird.
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Fünfte Ausführungsform
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Ein
Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 9 und 10 beschrieben. 9 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der fünften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 10 ist
eine erläuternde Längsschnittansicht, die den
Rotor zeigt. Gemäß den 9 und 10 ist
ein Positionierungsmechanismus 14 aus einem Vorsprungselement
gebildet, dessen Achsenrichtungslänge kurz ist und das
sich radial auswärts von der Außenumfangsfläche
eines Rotoreisenkerns 2 erstreckt. Drei Positionierungsmechanismen 14 sind
voneinander beabstandet in jedem der Kantenlinienbereiche an der
Außenumfangsfläche des Rotoreisenkerns 2 angeordnet.
Die Positionierungsmechanismen 14 werden integral mit einer
magnetischen dünnen Platte gestanzt, die in dem Rotoreisenkern 2 integriert
ist. Zudem sollte klar sein, dass die Anzahl der Positionierungsmechanismen 14,
die in jedem der Kantenlinienbereiche an der Außenumfangsfläche
des Rotoreisenkerns 2 vorgesehen ist, willkürlich
gewählt werden kann.
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Die
Positionierungsmechanismen 14 mit dem zuvor beschriebenen
Aufbau erstrecken sich in der Achsenrichtung entlang der Kantenlinienbereiche des
Rotoreisenkerns 2; wenigstens eine der Seitenflächen
jedes der Positionierungsmechanismen 14, die zu der Umfangsrichtung
desselben ausgerichtet ist, stößt an wenigstens
einer der Seitenflächen eines Magnetpols 3 an,
die in der Umfangsrichtung desselben ausgerichtet ist, so dass die
Umfangsrichtungsposition des Magnetpols 3 beschränkt
ist. Die sonstigen Konfigurationen entsprechen denjenigen der ersten
oder zweiten Ausführungsform.
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Bei
dem Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann durch Kombinieren der Beschränkungskraft aufgrund
der Positionierungsmechanismen 14 mit der Umfangsrichtungsbeschränkungskraft
aufgrund eines mehreckigen, nicht-magnetischen Rings 4 mit
Innendurchmesserwölbungsbereichen 41 nicht nur
eine größere Lagebeschränkungskraft erzielt
werden, die auf die Magnetpole 3 ausgeübt wird,
sondern es kann auch das Volumen des magnetischen Elementes, bei
dem es sich um einen Positionierungsmechanismus handelt, der zwischen
den Magnetpolen vorhanden ist, kann, verglichen mit dem Volumen,
im Falle der vierten Ausführungsform verringert werden;
entsprechend kann ein Magnetkraftverlust der Magnetpole verringert
werden, und das Moment der umlaufenden elektrischen Maschine kann
verbessert werden.
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Sechste Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme
auf die 11 und 12 beschrieben. 11 ist
eine erläuternde Querschnittsansicht eines Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der sechsten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 12 zeigt
erläuternde Ansichten eines nicht-magnetischen Rings für
den Rotor. Gemäß 11 ist,
wie im Falle der Ausführungsformen 1 bis 5, ein nicht-magnetischer
Ring 4 mit Innendurchmesserwölbungsbereichen 41 und
Bereichen 42 mit kleinem Durchmesser versehen, deren Anzahl der
Anzahl der Magnetpole 3 entspricht. Positionierungsmechanismen 13,
die denjenigen der vierten Ausführungsform entsprechen,
sind an der Außenumfangsfläche eines Rotoreisenkerns 2 vorgesehen. Zudem
kann der Positionierungsmechanismus 13 in gleicher Weise
wie der Positionierungsmechanismus der dritten oder fünften
Ausführungsform konfiguriert sein. Ferner können
die Positionierungsmechanismen wie im Falle der ersten oder zweiten
Ausführungsform weggelassen werden.
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In
Bezug auf den nicht-magnetischen Ring 4 wird eine flache
Platte 411, die in 12(a) dargestellt
und aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, bei dem es sich um ein
nicht-magnetisches Material handelt, zunächst in ihrer
Längsrichtung gebogen, wie es in 12(b) dargestellt
ist, so dass ein in etwa mehreckig geformtes Rohr mit Innendurchmesserwölbungsbereichen 41 entsteht,
deren Anzahl derjenigen der Magnetpole 3 entspricht. In
diesem Zustand überlappen beide Endbereiche der flachen
Platte 411 einander in einem vorbestimmten Maß.
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Anschließend
wird der Überlappungsbereich wie im Falle der ersten Ausführungsform
mittels WIG-Schweißen, Laserschweißen, Ultraschallschweißen
oder dergleichen verschweißt, so dass ein Verbindungsbereich 413 erzeugt
wird.
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Der
Verbindungsbereich 413 des nicht-magnetischen Rings 3 ist
zwischen den Magnetpolen 3 derart angeordnet, dass er die
Magnetpole 3 nicht beeinträchtigt. Selbst wenn
die Dicke des Verbindungsbereichs 413 des nicht-magnetischen
Rings 4 größer als andere Bereiche desselben
ist, stößt der Verbindungsbereich 413 somit
nicht an die Außenumfangsfläche des Magnetpols 3 an.
Ferner handelt es sich bei der Position des nicht-magnetischen Rings 4 zwischen
den Magnetpolen um eine Position, in der die Konturgröße
des Rotoreisenkerns 2 minimal ist; daher kann der Außendurchmesser
des Verbindungsbereichs 413 kleiner als derjenige eines
Maximaldurchmesserbereichs des nicht-magnetischen Rings 4 ausgebildet
werden.
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Indem
der Verbindungsbereich 413 des nicht-magnetischen Rings 4 zwischen
den Magnetpolen angeordnet wird, kann die Umfangsposition des Magnetpols 3 ferner
sicher beschränkt werden, während ein störender
Einfluss zwischen dem Verbindungsbereich 413 und den Magnetpolen 3 vermieden
wird. Ferner ist das Positionieren des Verbindungsbereichs 413 zwischen
den Magnetpolen eine geeignete Anordnung für den Verbindungsbereich 413 auch
hinsichtlich der Robustheit, da, selbst, obwohl der Verbindungsbereich 413 des
nicht-magnetischen Rings 4 in Bezug auf die Robustheit
anderen Bereichen desselben unterlegen ist, der Verbindungsbereich 413 daran
gehindert wird, mit der Außenumfangsfläche des
Magnetpols 3 in Kontakt zu kommen, dessen Größe
sich so stark ändert, dass eine zusätzliche Robustheit
desselben erforderlich ist. Die sonstigen Konfigurationen entsprechen
denjenigen einer der Ausführungsformen 1 bis 5.
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Bei
dem Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der
den zuvor beschriebenen Aufbau aufweist, wird der nicht-magnetische
Ring 4 hergestellt, indem die flache Platte 411 derart
gebogen wird, dass die Materialausbeute, verglichen mit dem Herstellungsverfahren,
wie beispielsweise Tiefziehen mittels Pressen oder dergleichen,
hoch wird. Ferner ist es möglich, den nicht-magnetischen
Ring 4 aus einem Material mit geringer Dicke oder gleichmäßigen
Dicke herzustellen; entsprechend kann der nicht-magnetische Ring 4,
verglichen mit demjenigen Fall, in dem ein Material mit einer Form
des nicht-magnetischen Rings mit einer vorbestimmten Länge
ausgeschnitten wird, preiswert hergestellt werden.
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Siebte Ausführungsform
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Ein
Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
nachfolgend unter Bezugnahme auf 13 beschrieben. 13 ist
eine erläuternde Längsschnittansicht eines Rotors
einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß 13 umfasst
ein nicht-magnetischer Ring 4 einen sich in radialer Richtung
erstreckenden Bereich 43 an einem Axialrichtungsendbereich
von diesem, der einwärts in der radialen Richtung desselben gebogen
ist und sich in der radialen Richtung desselben erstreckt; und einen
sich in Achsenrichtung erstreckenden Bereich 45, der an
dem radial innen liegenden Endbereich des sich in radialer Richtung
erstreckenden Bereichs 43 gebogen ist und sich entlang
der Achsenrichtung erstreckt. Die sonstigen Konfigurationen entsprechen
denjenigen einer der Ausführungsformen 1 bis 6.
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Durch
Vorsehen des sich in Achsenrichtung erstreckenden Bereichs 45 in
dem nicht-magnetischen Ring 4 kann, wie es zuvor beschrieben
wurde, eine Vorspannkraft verbessert werden, die auf mehrere Magnetpole 3 in
derjenigen Richtung ausgeübt wird, die zur Mitte eines
Rotoreisenkerns 2 ausgerichtet ist. Ferner werden die Variationen
der Achsenrichtungslänge des nicht-magnetischen Rings 4 absorbiert,
indem die Erstreckungslänge des sich in Achsenrichtung
erstreckenden Bereichs 45 eingestellt wird, so dass die
Achsenrichtungslänge zwischen den sich in der radialen
Richtung erstreckenden Bereich 43 und 44, die
an beiden der Achsenrichtungsendbereiche angeordnet sind, beliebig
festgelegt werden kann.
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Da
der nicht-magnetische Ring 4 mit dem sich in Achsenrichtung
erstreckenden Bereich 45 versehen ist, wird ferner der
Abstand zwischen dem Achsenrichtungsende des sich in Achsenrichtung
erstreckenden Bereichs 45 und der Achsenrichtungsendfläche
des Magnetpols 3 groß; entsprechend kann ein Eindringen
von Fremdmaterialien und ein Versprengen von Magnetpolsplittern
nach einem Bruch des Magnetpols 3 sicher verhindert werden.
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Achte Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß einer
achten Ausführungsform beschrieben. 14 ist
eine erläuternde Längsschnittansicht eines Rotors
einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß 14 umfasst
ein nicht-magnetischer Ring 4 Bereiche 46 und 47 mit
großem Durchmesser in der Nähe beider Achsenrichtungsendbereiche,
die radial auswärts von anderen Bereichen vorstehen. Die
sonstigen Konfigurationen entsprechen denjenigen einer der Ausführungsformen
1 bis 6. Zudem kann, wie im Falle der siebten Ausführungsform
der sich in Achsenrichtung erstreckende Bereich 45 ausgebildet sein.
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Bei
dem Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
achten Ausführungsform werden die Spalte zwischen den Bereichen 46 und 47 mit
großem Durchmesser und dem Stator verkleinert, indem die
Bereiche 46 und 47 mit großem Durchmesser
des nicht-magnetischen Rings 4 ausgebildet werden, wobei
lediglich ihre Konturgrößen größer
als andere Bereiche ausgebildet werden; somit kann ein Eindringen
von Fremdmaterialien von den Achsenrichtungsendbereichen des Rotors
verhindert werden. Aufgrund der Bearbeitung zur Ausbildung der Bereiche 46 und 47 mit
großem Durchmesser wird der nicht-magnetische Ring 4 ferner
versteift; somit können die Lagebeschränkungskraft,
die auf die Magnetpole 3 ausgeübt wird, und die
Lagebeschränkungskraft, die auf den nicht-magnetischen Ring 4 selbst
ausgeübt wird, verbessert werden.
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Neunte Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Herstellungsverfahren eines Rotors einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß einer neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert. In der nachfolgenden
Beschreibung wird ein Fall erläutert, in dem der Rotor
einer umlaufenden elektrischen Maschine, die in den 1 bis 3 dargestellt
ist, gemäß der ersten Ausführungsform
hergestellt wird. Die 15 und 16 sind
erläuternde Ansichten zum Erklären eines Herstellungsverfahrens
des Rotors einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zunächst
wird ein Herstellungsverfahren des nicht-magnetischen Rings 4 erläutert.
Die flache Platte 411, die in 15(a) dargestellt
ist, ist aus rostfreiem Stahl hergestellt, bei dem es sich um ein
nicht-magnetisches Material handelt. Die flache Platte 411 hat die
Form eines Rechtecks, dessen Längsseite die gleiche Länge
wie die Umfangsrichtungslänge des herzustellenden, nicht-magnetischen
Rings 4 aufweist, und dessen Querseite die gleiche Länge
wie die Achsenrichtungslänge des herzustellenden, nicht-magnetischen
Rings 4 aufweist.
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Daraufhin
wird die flache Platte 411 aus rostfreiem Stahl, wie es
in 15(b) dargestellt ist und zuvor
beschrieben wurde, in der Längsseitenrichtung gebogen,
so dass der nicht-magnetische Ring erzeugt wird. In diesem Zustand
ist die flache Platte 411 derart biegend geformt, dass
ein Vieleck mit Innendurchmesserwölbungsbereichen 41 entsteht,
deren Anzahl derjenigen der an dem Rotoreisenkern 2 angeordneten Magnetpole 3 entspricht.
Daraufhin werden die beiden Endflächen der gebogenen flachen
Platte 411 aneinander gelegt und mittels WIG-Schweißen
miteinander verbunden, so dass die Herstellung des nicht-magnetischen
Rings 4 abgeschlossen ist. Zudem sollte klar sein, dass
der Verbindungsbereich 412 der beiden Endflächen
der flachen Platte 411 auch mittels Laserschweißen,
Ultraschallschweißen oder dergleichen erzeugt werden kann.
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Wie
es zuvor beschrieben wurde, wird der nicht-magnetische Ring 4 hergestellt,
indem die flache Platte 411 gebogen wird, so dass die Materialausbeute
im Vergleich mit dem Herstellungsverfahren, wie beispielsweise Tiefziehen
mittels Pressbearbeitung oder dergleichen, hoch wird. Zudem ist
es möglich, den nicht-magnetischen Ring 4 aus
einem Material mit geringer Dicke oder gleichmäßiger
dicke herzustellen; entsprechend kann der nicht-magnetische Ring 4,
verglichen mit dem Fall, in dem ein Material mit einer Form des
nicht-magnetischen Rings mit einer vorbestimmten Länge
ausgeschnitten wird, preiswert hergestellt werden.
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Gemäß 16 wird
anschließend ein Einführungsbereich 414,
dessen Durchmesser nach und nach entlang der Achsenrichtung zunimmt,
an einem Achsenrichtungsendbereich des nicht-magnetischen Rings 4,
wie zuvor beschrieben, erzeugt. Die Bodenflächen der Magnetpole 3,
die aus einem Permanentmagneten ausgebildet sind, werden mit Hilfe
eines Klebstoffs an die Magnetpolbefestigungsbereiche 22 geklebt,
die an der Außenumfangsfläche des Rotoreisenkerns 2 vorgesehen
sind. Anstelle eines Klebens der Magnetpole 3 an dem Magnetpolbefestigungsbereich 22 können
die Magnetpole 3 an dem Magnetpolbefestigungsbereich 22 auch
unter Verwendung irgendeiner Art von Vorrichtung gehalten sein.
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Anschließend
wird der nicht-magnetische Ring 4 in die durch den Pfeil
A in 5 gekennzeichnete Richtung bewegt, d. h. in Richtung
des Rotoreisenkerns 2; mehrere Magnetpole 3 werden
in den nicht-magnetischen Ring 4 durch den Einführungsbereich 414 eingesetzt;
und anschließend wird der nicht-magnetische Ring 4 an
der Außenumfangsfläche der Mehrzahl von Magnetpolen 3 befestigt.
In diesem Zustand werden die Magnetpole 3 in den nicht-magnetischen
Ring 4 derart eingesetzt, dass die Außenumfangsflächen
der Magnetpole 3 mit den Innenumfangsflächen der
Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 des nicht-magnetischen
Rings 4 in Kontakt kommen. Da der Einführungsbereich 414 an dem
nicht-magnetischen Ring 4 ausgebildet wurde, kann der nicht-magnetische
Ring 4 einfach an den Außenumfangsflächen
der Magnetpole 3 befestigt werden.
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Wenn
der nicht-magnetische Ring 4 an der Mehrzahl der Magnetpole 3 etwa
bis zu einer vorbestimmten Position befestigt wurde, werden anschließend
die Achsenrichtungsendbereiche des nicht-magnetischen Rings 4,
wie es in 2 dargestellt ist, einwärts
in die radiale Richtung des nicht-magnetischen Rings 4 gebogen,
um die sich in radialer Richtung erstreckenden Bereiche 43 und 44 zu
erzeugen, die sich in der radialen Richtung erstrecken; der sich in
radialer Richtung erstreckende Bereich 43 stößt
an die Endplatte 21 an einem Achsenrichtungsendbereich
des Rotoreisenkerns 2 an, und der sich in radialer Richtung
erstreckende Bereich 44 stößt an die andere
Achsenrichtungsendfläche des Rotoreisenkerns 2 an.
Der Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
ersten Ausführungsform, der in den 1 bis 3 dargestellt
ist, wird auf die zuvor beschriebene Weise hergestellt.
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Bei
dem zuvor beschriebenen Rotorherstellungsverfahren gemäß der
neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann
die Mehrzahl von Magnetpolen 3 sicher an vorbestimmten
Positionen in dem Rotor mit Hilfe des nicht-magnetischen Rings 4 befestigt
werden; entsprechend kann eine umlaufende elektrische Maschine in
einfacher Art und Weise hergestellt werden, bei der weder eine Verschlechterung,
noch eine Schwankung des Cogging Torque verursacht wird, und die
weder eine physikalische Vergrößerung, noch höhere
Kosten nach sich zieht.
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Zehnte Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Herstellungsverfahren eines Rotors einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß einer zehnten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei der zuvor beschriebenen
neunten Ausführungsform werden die Innendurchmesserwölbungsbereiche 41,
deren Anzahl derjenigen der Magnetpole entspricht, vorab in dem
nicht-magnetischen Ring 4 ausgebildet, woraufhin der nicht-magnetische
Ring 4 auf der Mehrzahl der Magnetpole 3 befestigt
wird; gemäß der nachfolgend beschriebenen zehnten
Ausführungsform wird der nicht-magnetische Ring 4 vorab
hingegen als kreisförmiges Rohr ausgebildet, und der nicht-magnetische
Ring 4 wird umgeformt, indem er unter Bildung eines Presssitzes
auf den Außenumfangsflächen der Mehrzahl der Magnetpole 3,
die an dem Rotoreisenkern 2 befestigt sind, angeordnet
wird, so dass der nicht-magnetische Ring 4 erzeugt wird,
der die Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 aufweist,
deren Anzahl derjenigen der Magnetpole entspricht.
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Nachfolgend
wird ein Fall beschrieben, in dem der Rotor einer umlaufenden elektrischen
Maschine gemäß der ersten Ausführungsform,
der in den 1 bis 3 dargestellt
ist, hergestellt wird. Zunächst wird die in 15(a) dargestellte, nicht-magnetische
flache Platte 411 längs derart gebogen, dass sie
in etwa eine Kreisform aufweist, wodurch der nicht-magnetische Ring 4 in
Form des kreisförmigen Rohrs (nicht dargestellt) erzeugt
wird. Das Verfahren, bei dem beide der Endflächen der flachen
Platte 411, die zu einem kreisförmigen Rohr gebogen
wurde, aneinander angelegt werden, und das Verfahren, bei dem der
Einführungsbereich 414 an einem Achsenrichtungsendbereich
des nicht-magnetischen Rings 4 ausgebildet wird, entsprechen
dem Herstellungsverfahren gemäß der neunten Ausführungsform.
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Daraufhin
wird der auf die zuvor beschriebene Weise hergestellte, nicht-magnetische
Ring 4 mit der Form eines kreisförmigen Rohrs
in Richtung des Rotoreisenkerns 2 bewegt und von dem Einführungsbereich 414 auf
den Außenumfangsflächen der Mehrzahl von Magnetpolen 3 unter
Bildung eines Presssitzes befestigt. Dabei wird der nicht-magnetische
Ring deformiert, indem seine Innenumfangsfläche gegen die
Außenumfangsflächen der Mehrzahl von Magnetpolen 3 gedrückt
wird, wodurch automatisch der mehreckige, nicht-magnetische Ring
erzeugt wird, der die Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 aufweist,
deren Anzahl derjenigen der Mehrzahl von Magnetpolen 3 entspricht.
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Das
Verfahren, bei dem die sich in radialer Richtung erstreckenden Bereiche 43 und 44 an
beiden Achsenrichtungsendbereichen des nicht-magnetischen Rings 4,
der unter Erzeugung eines Presssitzes angeordnet wurde, ausgebildet
werden, bei dem anschließend die sich in radialer Richtung
erstreckenden Bereiche 43 und 44 an die Endplatte 21 und die
Achsenrichtungsendfläche des Rotoreisenkerns 2 angelegt
werden, die an den entsprechenden Achsenrichtungsendbereichen des
Rotoreisenkerns 2 vorgesehen sind, entspricht dem Herstellungsverfahren
gemäß der neunten Ausführungsform, das
zuvor beschrieben wurde. Auf die zuvor beschriebene Art und Weise
wird der Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
ersten Ausführungsform, der in den 1 bis 3 dargestellt
ist, hergestellt.
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Bei
dem zuvor beschriebenen Rotorherstellungsverfahren gemäß der
zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
es lediglich erforderlich, den nicht-magnetischen Ring 4 auszubilden,
der die Form eines kreisförmigen Rohrs und nicht die eines
Mehrecks aufweist; entsprechend kann der nicht-magnetische Ring 4 einfach
hergestellt werden. Beim Aufpressen stößt die
Innenumfangsfläche des nicht-magnetischen Rings 4 ferner
an die Mehrzahl von Magnetpole 3 an, so dass Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 ausgebildet
werden; entsprechend ist es im Gegensatz zur neunten Ausführungsform,
bei der die Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 vorab
an dem nicht-magnetischen Ring 4 ausgebildet werden, nicht
erforderlich, dass die Magnetpole 3 in den nicht-magnetischen
Ring 4 derart eingesetzt werden, dass die Positionen des
Innendurchmesserwölbungsbereichs 41 und der Außenumfangsfläche
des Magnetpols 3 miteinander übereinstimmen; somit
ist die Umfangspositionierung nach dem Aufpressen des nicht-magnetischen
Rings 4 nicht erforderlich.
-
Da
sich der nicht-magnetische Ring 4 während des
Aufpressens in der Umfangsrichtung erstreckt, können zudem
Variationen in dem Außendurchmesser des Rotors einschließlich
der Außenumfangsfläche des Magnetpols 3 und
in dem Innendurchmesser des nicht-magnetischen Rings 4 absorbiert
werden.
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Elfte Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Herstellungsverfahren gemäß einer elften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei der zuvor beschriebenen zehnten Ausführungsform wird
der nicht-magnetische Ring 4 in Form eines kreisförmigen
Rohrs auf die Außenumfangsflächen der Mehrzahl
von Magnetpolen 3 aufgepresst; bei der elften Ausführungsform
wird der nicht-magnetische Ring 4 hingegen vorab als kreisförmiges
Rohr ausgebildet, und dieser nicht-magnetische Ring 4 wird
durch Aufschrumpfen auf die Außenumfangsflächen
der Mehrzahl von Magnetpolen 3, die an dem Rotoreisenkern 2 befestigt sind,
deformiert, so dass der nicht-magnetische Ring 4 erzeugt
wird, der die Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 aufweist,
deren Anzahl derjenigen der Magnetpole entspricht.
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In
der nachfolgenden Beschreibung wird ein Fall erläutert,
bei dem der Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
ersten Ausführungsform, der in den 1 bis 3 dargestellt
ist, hergestellt wird. Zunächst wird der nicht-magnetische
Ring 4, wie im Falle des Herstellungsverfahrens gemäß der
zehnten Ausführungsform, vorab zu einem kreisförmigen
Rohr ausgebildet. Zudem wird der Einführungsbereich 414,
dessen Durchmesser nach und nach entlang der Achsenrichtung zunimmt,
an einem Achsenrichtungsendbereich des nicht-magnetischen Rings 4,
wie zuvor beschrieben, erzeugt.
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Daraufhin
wird der nicht-magnetische Ring 4, der derart erwärmt
wurde, dass er sich thermisch ausdehnt, ausgehend von dem Einführungsbereich 414 in
Richtung des Rotoreisenkerns 2 bewegt und auf die Außenumfangsflächen
der Mehrzahl von Magnetpolen 3 aufgeschrumpft.
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Anschließend
wird der aufgeschrumpfte, nicht-magnetische Ring 4 derart
gekühlt, dass er sich zusammenzieht, woraufhin seine Innenumfangsfläche
gegen die Außenumfangsflächen der Mehrzahl von
Magnetpolen 3 gedrückt wird. Zu diesem Zeitpunkt
wird der nicht-magnetische Ring 4 derart deformiert, dass
der mehreckige, nicht-magnetische Ring 4 automatisch ausgebildet
wird, der Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 aufweist,
deren Anzahl derjenigen der Mehrzahl von Magnetpolen 3 entspricht.
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Das
Verfahren, bei dem die sich in radialer Richtung erstreckenden Bereiche 43 und 44 an
den beiden Achsenrichtungsendbereichen des nicht-magnetischen Rings 4,
der aufgeschrumpft wurde, erzeugt und dann die sich in radialer
Richtung erstreckenden Bereiche 43 und 44 entsprechend
an die Endplatte 21 und die Achsenrichtungsendfläche
des Rotoreisenkerns 2 angelegt werden, die an den entsprechenden
Achsenrichtungsendbereichen des Rotoreisenkerns 2 vorgesehen
sind, entspricht dem zuvor beschriebenen Herstellungsverfahren gemäß der neunten
oder zehnten Ausführungsform. In der zuvor beschriebenen
Art und Weise wird der Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine
gemäß der ersten Ausführungsform, der
in den 1 bis 3 dargestellt ist, hergestellt.
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Bei
dem zuvor beschriebenen Rotorherstellungsverfahren gemäß der
elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann
aufgrund der Verwendung der thermischen Ausdehnung des nicht-magnetischen
Rings 4 nicht nur der nicht-magnetische Ring 4 einfach
an den Außenumfangsflächen der Magnetpole 3 befestigt
werden, sondern der nicht-magnetische Ring 4 muss auch
nur als kreisförmiges Rohr ausgebildet werden; aus diesem
Grund kann der nicht-magnetische Ring 4 einfach hergestellt
werden. Zudem ist es nicht erforderlich, dass die Positionen des
Magnetpols 3 und des Innendurchmesserwölbungsbereichs 41 des
nicht-magnetischen Rings 4 miteinander übereinstimmen;
entsprechend ist das Umfangspositionieren nach dem Aufschrumpfen
des nicht-magnetischen Rings 4 nicht erforderlich. Ferner
kann die thermische Spannung die Vorspannkraft, die auf die Magnetpole 3 in der
Richtung ausgeübt wird, die zur Mitte des Rotoreisenkerns 2 gerichtet
ist, erhöhen.
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Zwölfte Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Herstellungsverfahren eines Rotors gemäß einer
zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
erläutert. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Fall
beschrieben, in dem der Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine
gemäß der ersten Ausführungsform, der
in den 1 bis 3 dargestellt ist, hergestellt
wird. 17 ist eine erläuternde
Ansicht zum Erklären eines Herstellungsverfahrens eines
Rotors einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß 17 wird
zunächst eine flache Platte aus einem nicht-magnetischen
Material in der Längsrichtung gebogen, dass ein nicht-magnetischer
Ring 4 erzeugt wird, der in etwa die Form eines kreisförmigen
Rohrs aufweist. Das Herstellungsverfahren entspricht demjenigen
der zehnten oder elften Ausführungsform.
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Daraufhin
wird an einem Axialrichtungsendbereich des nicht-magnetischen Rings 4,
der zu einem kreisförmigen Rohr ausgebildet wurde, der
sich in radialer Richtung erstreckende Bereich 44 erzeugt, der
derart gebogen ist, dass er sich in der Richtung erstreckt, die
zur Mitte eines Rotoreisenkerns 2 ausgerichtet ist. Zudem
wird der Einführungsbereich 414 an dem anderen
Achsenrichtungsendbereich des nicht-magnetischen Rings 4 ausgebildet.
Der Einführungsbereich 414 kann zeitgleich mit
dem sich in radialer Richtung erstreckenden Bereich 44 ausgebildet
werden, oder alternativ auch zu einem anderen Zeitpunkt.
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Anschließend
wird der nicht-magnetische Ring 4, der auf die zuvor beschriebene
Art und Weise hergestellt wurde, ausgehend von dem Einführungsbereich 414 in
der in 17 durch einen Fall A gekennzeichneten
Richtung, d. h. in Richtung des Rotoreisenkerns 2, auf
dem mehrere Magnetpole 3 befestigt sind, auf die Außenumfangsflächen
der Mehrzahl der Magnetpole 3 bewegt und anschließend
aufgepresst. Zu diesem Zeitpunkt wird der Rotoreisenkern 2 in
den nicht-magnetischen Ring 4 eingesetzt, bis der sich
in radialer Richtung erstreckende Bereich 44 des nicht-magnetischen
Rings 4 an der Achsenrichtungsendfläche des Rotoreisenkerns 2 anschlägt,
so dass der nicht-magnetische Ring 4 auf den Außenumfangsflächen
der Mehrzahl von Magnetpolen 3 befestigt wird.
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Der
nicht-magnetische Ring 4 wird deformiert, indem seine Innenumfangsfläche
gegen die Außenumfangsflächen der Mehrzahl von
Magnetpolen 3 gepresst wird, so dass automatisch die Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 erzeugt
werden, deren Anzahl derjenigen der Mehrzahl von Magnetpolen 3 entspricht.
Daraufhin wird der sich in radialer Richtung erstreckende Bereich 43,
der in 2 dargestellt ist, erzeugt und an der Endplatte 21 angelegt. Auf
die zuvor beschriebene Art und Weise wird der Rotor einer umlaufenden
elektrischen Maschine gemäß der ersten Ausführungsform,
der in den 1 bis 3 dargestellt
ist, hergestellt.
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Bei
dem zuvor beschriebenen Rotorherstellungsverfahren gemäß der
zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird der sich in radialer Richtung erstreckende Bereich 44 vorab
an einem Achsenrichtungsendbereich des nicht-magnetischen Rings 4 ausgebildet;
daher kann das Achsenrichtungspositionieren des nicht-magnetischen
Rings 4 unter Verwendung des sich in radialer Richtung
erstreckenden Bereichs 44 als Referenz ausgeführt werden.
Durch die Ausbildung des sich in radialer Richtung erstreckenden
Bereichs 44 wird ferner die Steifheit des nicht-magnetischen
Rings 4 verbessert; wenn der nicht-magnetische Ring 4 auf
die Außenumfangsflächen der Magnetpole 3 aufgepresst
wird, wird der Rotoreisenkern 2 in den nicht-magnetischen Ring 4 derart
eingesetzt, dass er an der Achsenrichtungsendfläche des
nicht-magnetischen Rings 4 anstößt, wobei
verhindert werden kann, dass der nicht-magnetische Ring 4 einem
solchen Druck ausgesetzt wird, dass er deformiert wird.
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Dreizehnte Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Herstellungsverfahren gemäß einer dreizehnten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Fall beschrieben, bei
dem der Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
ersten Ausführungsform, der in den 1 bis 3 dargestellt
ist, hergestellt wird. 18 ist eine erläuternde
Ansicht zum Erklären eines Herstellungsverfahrens eines
Rotors einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Gemäß 18 wird,
wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen 10 bis
12, zunächst die flache Platte 411, die aus einem
nicht-magnetischen Material hergestellt ist, in der Längsrichtung
derart gebogen, dass in etwa ein kreisförmiges Rohr erzeugt
wird.
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Daraufhin
wird an einem Axialrichtungsendbereich des nicht-magnetischen Rings 4,
der die Form eines kreisförmigen Rohrs aufweist, ein sich
in radialer Richtung erstreckender Bereich 48 ausgebildet,
der derart gebogen ist, dass er sich in der Richtung erstreckt,
die zur Mitte eines Rotoreisenkerns 2 ausgerichtet ist.
Der sich in radialer Richtung erstreckende Bereich 48 wird
erzeugt, indem er von der Außenumfangsfläche des
nicht-magnetischen Rings 4 in einem Winkel gebogen wird,
der größer als 90° ist. Zudem wird der
Einführungsbereich 414 an dem anderen Achsenrichtungsendbereich
des nicht-magnetischen Rings 4 erzeugt. Der Einführungsbereich 414 kann
zeitgleich mit dem sich in radialer Richtung erstreckenden Bereich 48 ausgebildet
werden, oder alternativ auch zu einem anderen Zeitpunkt.
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Anschließend
wird der auf die zuvor beschriebene Weise erzeugte, nicht-magnetische
Ring 4, ausgehend von dem Einführungsbereich 414,
in die in 18 durch einen Pfeil A gekennzeichnete Richtung,
d. h. in Richtung des Rotoreisenkerns 2, auf dem mehrere
Magnetpole 3 befestigt sind, auf die Außenumfangsflächen
der Mehrzahl von Magnetpolen 3 bewegt und daraufhin aufgepresst.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Rotoreisenkern 2 in den nicht-magnetischen
Ring 4 eingesetzt, bis der sich in radialer Richtung erstreckende
Bereich 48 des nicht-magnetischen Rings 4 an der
Achsenrichtungsendfläche des Rotoreisenkerns 2 anschlägt
und der Biegewinkel des sich in radialer Richtung erstreckenden
Bereichs 48 von der Außenumfangsfläche
des nicht-magnetischen Rings 4 etwa 90° wird,
so dass der nicht-magnetische Ring 4 an den Außenumfangsflächen
der Mehrzahl der Magnetpole 3 befestigt ist.
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Der
nicht-magnetische Ring 4 wird deformiert, indem seine Innenumfangsfläche
gegen die Außenumfangsflächen der Mehrzahl von
Magnetpolen 3 gedrückt wird, so dass die Innendurchmesserwölbungsbereiche 41 automatisch
erzeugt werden, deren Anzahl derjenigen der Mehrzahl von Magnetpolen 3 entspricht.
Daraufhin wird der sich in radialer Richtung erstreckende Bereich 43,
der in 2 gezeigt ist, ausgebildet und an der Endplatte 21 angelegt.
Auf die zuvor beschriebene Weise wird der Rotor einer umlaufenden
elektrischen Maschine gemäß der ersten Ausführungsform,
der in den 1 bis 3 dargestellt
ist, hergestellt.
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Bei
dem zuvor beschriebenen Rotorherstellungsverfahren gemäß der
dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird der sich in radialer Richtung erstreckende Bereich 48 vorab
an einem Achsenrichtungsendbereich des nicht-magnetischen Rings 4 erzeugt,
indem er von der Außenumfangsfläche des nicht-magnetischen
Rings 4 um einen Winkel gebogen wird, der größer
als 90° ist; daher kann die Achsenrichtungspositionierung
des nicht-magnetischen Rings 4 unter Verwendung des sich
in radialer Richtung erstreckenden Bereichs 48 als Referenz
ausgeführt werden, und indem nach dem Einsetzen des Rotoreisenkerns 2 der
sich in radialer Richtung erstreckende Bereich 43 an dem
anderen Achsenrichtungsendbereich des nicht-magnetischen Rings 4 ausgebildet
wird, gibt der sich in radialer Richtung erstreckende Bereich 48 eine
Vorspannkraft auf den nicht-magnetischen Ring 4 in der Achsenrichtung
aus, wodurch die Lageabweichung des nicht-magnetischen Rings 4 unterdrückt
werden kann.
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Durch
die Ausbildung des sich in radialer Richtung erstreckenden Bereichs 48 wird
ferner die Steifheit des nicht-magnetischen Rings 4 verbessert; wenn
der nicht-magnetische Ring 4 auf die Außenumfangsflächen
der Magnetpole 3 aufgepresst wird, wird der Rotoreisenkern 2 in
den nicht-magnetischen Ring 4 derart eingesetzt, dass er
an die Achsenrichtungsendfläche des nicht-magnetischen
Rings 4 anstößt, wodurch verhindert werden
kann, dass der nicht- magnetische Ring 4 derart gepresst
wird, dass er deformiert wird.
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Abweichende Beispiele der Ausführungsformen
9 bis 13
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Die
zuvor beschriebenen Herstellungsverfahren gemäß den
Ausführungsformen 9 bis 13 zur Herstellung des Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine bezogen sich auf einen Fall, in
dem ein Rotor einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß der
ersten Ausführungsform hergestellt wird; es sollte jedoch
klar sein, dass die Herstellungsverfahren gemäß den
Ausführungsformen 9 bis 13 zur Herstellung des Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine auch auf die Herstellung des Rotors einer
umlaufenden elektrischen Maschine gemäß den Ausführungsformen
2 bis 8 angewendet werden können. Jedoch unterscheidet
sich das Verfahren zur Herstellung des in den 11 und 12 dargestellten
Rotors gemäß der sechsten Ausführungsform
dahingehend von den zuvor beschriebenen Herstellungsverfahren, dass
beide Endbereiche des nicht-magnetischen Rings, der mittels Biegen
einer flachen Platte erzeugt wurde, einander überlappend angeordnet
und miteinander verbunden werden. Wenn der in 13 dargestellte
Rotor gemäß der siebten Ausführungsform
hergestellt wird, wird zudem der Prozess des Ausbildens des sich
in Achsenrichtung erstreckenden Bereichs 45 den zuvor beschriebenen
Prozessen zugefügt; wenn der in 14 dargestellte
Rotor gemäß der achten Ausführungsform
hergestellt wird, wird den zuvor beschriebenen Prozessen der Prozess
des Ausbildens der sich in Achsenrichtung erstreckenden Bereiche 46 und 47 hinzugefügt.
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Fachleuten
sollte klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen
an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können,
ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen,
und es sollte ferner klar sein, dass die darstellenden Ausführungsformen,
die zuvor beschrieben wurden, nicht einschränkend sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2001-25193 [0005]
- - JP 55-120285 [0005]