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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung 2012-133951 , die am 13. Juni 2012 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin miteingebunden ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor einer drehenden elektrischen Maschine, die an einem elektrischen Fahrzeug oder einem Hybridfahrzeug angebracht ist, um als Motor oder Lichtmaschine verwendet zu werden.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Die Offenlegungsschrift der
japanischen Patentanmeldung 2007-236019 beschreibt einen Rotor einer an einem Fahrzeug angebrachten drehenden elektrischen Maschine, die einen Rotorkern, der an einer Rotorwelle fixiert ist und mit Magnetaufnahmelöchern ausgebildet ist, Magnete, die in den Magnetaufnahmelöchern aufgenommen sind, einen Füllabschnitt, der aus einem Kunstharz hergestellt ist und in jedem Magnetaufnahmeloch ausgefüllt ist, eine erste Endplatte, die an der drehenden Welle auf der Seite eines axialen Endes des Rotorkerns fixiert ist, und eine zweite Endplatte, die an der drehenden Welle auf der Seite des anderen axialen Endes des Rotorkerns fixiert ist, umfasst, wobei die fixierende Kraft der zweiten Endplatte gegen die drehende Welle schwächer als diejenige der ersten Endplatte ist.
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Die erste Endplatte steht mit den Magneten in direktem Kontakt während andererseits der Füllabschnitt zwischen der zweiten Endplatte und jedem der Magnete eingefügt ist. Da die erste Endplatte in direktem Kontakt mit den Magneten steht, kann die Wärme, die erzeugt wird während sich der Rotor dreht, zur Außenseite abgeleitet werden.
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Da jedoch der lineare Ausdehnungskoeffizient des Füllabschnitts, der aus Kunstharz besteht, größer als derjenige des Rotorkerns und der Magnete ist, dehnen sich die Füllabschnitte aus und drücken gegen die zweite Endplatte während sich der Rotor dreht und Wärme erzeugt. Demzufolge entfernt sich die zweite Endplatte von dem Rotorkern, wodurch die fixierende Kraft der zweiten Endplatte gegen die drehende Welle abnimmt. Somit nimmt die fixierende Kraft der zweiten Endplatte gegen die drehende Welle, die ursprünglich niedriger als diejenige der ersten Endplatte ist, weiter ab.
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KURZFASSUNG
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Eine beispielgebende Ausführungsform sieht einen Rotor für eine drehende elektrische Maschine vor, der umfasst:
einen Rotorkern, der an einer drehenden Welle der drehenden elektrischen Maschine fixiert ist und mit wenigstens einem Magnetaufnahmeloch ausgebildet ist;
einen Magnet, der in dem Magnetaufnahmeloch aufgenommen ist;
einen Kunstharzabschnitt, der in das Magnetaufnahmeloch, in dem der Magnet aufgenommen ist, eingefüllt ist;
eine erste Endplatte, die an der drehenden Welle auf einer ersten axialen Seite des Rotorkerns fixiert ist; und
eine zweite Endplatte, die an der drehenden Welle auf einer zweiten axialen Seite, die der ersten axialen Seite des Rotorkerns axial gegenüberliegt, fixiert ist, wobei eine axial fixierende Kraft der zweiten Endplatte gegen die drehende Welle kleiner als eine axial fixierende Kraft der ersten Endplatte gegen die drehende Welle ist;
wobei
sich wenigstens ein Teil des Kunstharzabschnitts in einer axialen Fläche zwischen dem Magnet, der in dem Magnetaufnahmeloch aufgenommen ist, und der ersten Endplatte befindet, und der Magnet in direktem Kontakt mit der zweiten Endplatte steht.
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Es ist ein Rotor von dem Typ vorgesehen, der wenigstens einen Magnet umfasst, der in dessen Rotorkern, der an einer drehenden Welle fixiert ist, eingebettet ist, wobei der Rotor die Fähigkeit aufweist, Wärme von dem Magnet effektiv abzuleiten und eine Abnahme der fixierenden Kräfte der Endplatten des Rotorkerns gegen die drehende Welle zu verhindern.
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Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einschließlich der Zeichnungen und Ansprüche besser verständlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die begleitenden Zeichnungen zeigen:
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1 eine axiale Schnittansicht eines Rotors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Schnittansicht der 1 entlang einer Linie II-II;
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3 eine axiale Schnittansicht eines Rotors gemäß einer Modifikation 1 der ersten Ausführungsform der Erfindung;
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4 eine axiale Schnittansicht eines Rotors gemäß einer Modifikation 2 der ersten Ausführungsform der Erfindung;
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5 eine axiale Schnittansicht eines Rotors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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6 eine Schnittansicht der 5 entlang einer Linie VI-VI;
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7 eine axiale Schnittansicht eines Rotors gemäß einer Modifikation 3 der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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8 eine axiale Schnittansicht eines Rotors gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
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9 eine Schnittansicht der 8 entlang einer Linie IX-IX;
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10 eine axiale Schnittansicht eines Rotors gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung; und
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11 eine Schnittansicht eines Rotors gemäß einer Modifikation 4 der vierten Ausführungsform der Erfindung.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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Bei den unten beschriebenen Ausführungsformen sind dieselben Teile oder Bauteile durch dieselben Bezugszeichen oder Buchstaben angezeigt.
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Erste Ausführungsform
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Ein Rotor 10 gemäß einer ersten Ausführungform der Erfindung wird mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben. Der Rotor 10 wird beispielsweise für eine drehende elektrische Maschine verwendet, die als ein Fahrzeugantriebsmotor verwendet wird. Der Rotor 10 ist auf der Seite des inneren Umfangs eines Stators (nicht dargestellt) der drehenden elektrischen Maschine, der in einem Gehäuse der drehenden elektrischen Maschine untergebracht ist, drehbar angeordnet. Die drehende elektrische Maschine umfasst eine drehende Welle 20, die an dem Gehäuse an dessen beiden Enden durch Lager drehbar gehalten wird. Der Rotor 10 ist an der äußeren Umfangsoberfläche der drehenden Welle 20 eingepasst und fixiert.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, umfasst der Rotor 10 einen Rotorkern 11, der an dem äußeren Umfang der drehenden Welle 20 eingepasst ist, und mit wenigstens einem oder einer Mehrzahl (vier bei dieser Ausführungsform) von Magnetaufnahmelöchern 12 ausgebildet ist, wenigstens einem oder einer Mehrzahl (vier bei dieser Ausführungsform) von Magneten (Permanentmagnete) 13, die jeweils in den Magnetaufnahmelöchern 12 eingebettet sind, Kunstharzabschnitte 14, die jeweils in dem Magnetaufnahmeloch 12 ausgefüllt sind, eine erste Endplatte 15, die an der drehenden Welle 20 auf der axial rechten Seite (rechte Seite in 1) des Rotorkerns 11 fixiert ist, und eine zweite Endplatte 16, die an der drehenden Welle 20 auf der axial linken Seite (linke Seite in 1) des Rotorkerns 11 fixiert ist.
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Der Rotorkern 11 ist in Form eines dickwandigen Zylinders ausgebildet, indem eine Mehrzahl von ringförmigen magnetischen Stahlblechen laminiert sind, von denen jedes mit einem Durchgangsloch 11a in der Mitte ausgebildet ist. Der Rotorkern 11 ist durch Einfügen der drehenden Welle 20 in das Durchgangsloch 11a an dem äußeren Umfang der drehenden Welle 20 fixiert. Die äußere Umfangsfläche des Rotorkerns 11, die der inneren Umfangsfläche des Stators gegenüberliegt, ist mit den vier Magnetaufnahmelöchern 12 ausgebildet, die in der Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet sind. Jedes der Magnetaufnahmelöcher 12 weist in dem Querschnitt senkrecht zur Mittelachsenlinie des Rotorkerns 11 eine rechteckige Form auf. Jedes der Magnetaufnahmelöcher 12 ist derart ausgebildet, dass sich die Linie, die parallel und im gleichen Abstand zu den kürzeren Seiten von diesen verläuft, in der radialen Richtung der drehenden Welle 20 erstreckt.
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Jedes Magnetaufnahmeloch 12 nimmt einen der Magnete 13 auf, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Der Magnet 13 ist in dem Magnetaufnahmeloch 12 derart aufgenommen, das die zwei langen Seiten des Querschnitts jeweils an der Seite des inneren Umfangs und der Seite des äußeren Umfangs des Rotorkerns 11 angeordnet sind. Der Magnet 13 ist an einer der inneren und äußeren Seite zu einem N-Pol magnetisiert und auf der anderen Seite zu einem S-Pol magnetisiert. Bei dieser Ausführungsform sind die vier Magnete 13 derart magnetisiert, dass sich eine magnetische Polarität in der Umfangsrichtung abwechselt, so dass vier magnetische Pole (zwei N-Pole und zwei S-Pole) entlang der Umfangsrichtung des Rotors 10 gebildet werden. Die axiale Länge des Magnets 13 ist kürzer als diejenige des Magnetaufnahmelochs 12. Der Magnet 13 ist in dem Magnetaufnahmeloch 12 in einem Zustand eingebettet, bei dem dessen eine axiale Endoberfläche an der axialen linken Seite in 1 (nachstehend als „die zweite axiale Seite” bezeichnet) bündig mit einer axialen Endoberfläche der zweiten axialen Seite des Rotorkerns 11 abschließt, und dessen andere axiale Endoberfläche an der axialen rechten Seite in 1 (nachstehend als ”die erste axiale Seite” bezeichnet) innerhalb der Öffnung der ersten axialen Seite des Magnetaufnahmelochs 12 angeordnet ist.
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Der Kunstharzabschnitt 14 wird durch Spritzen eines geschmolzenen Kunstharzes, das beispielsweise in erster Linie aus einem Epoxidharz besteht, in den Raum innerhalb des Magnetaufnahmelochs 12, sowie ein Aushärten des eingespritzten geschmolzenen Kunstharzes gebildet. Bei dieser Ausführungsform wird der gesamte Raum innerhalb des Magnetaufnahmelochs 12 durch den Kunstharzabschnitt 14 ausgefüllt. Das heißt, dass sowohl der Raum an der ersten axialen Seite des Magnets 13, der in dem Magnetaufnahmeloch 12 aufgenommen ist (dieser Raum wird nachstehend als ”der Raum der ersten axialen Seite” bezeichnet), als auch der Raum zwischen der Umfangsoberfläche des Magnets 13 und der Randoberfläche des Magnetaufnahmelochs 12 (dieser Raum wird nachstehend als „Raum der Umfangsseite” bezeichnet), durch den Kunstharzabschnitt 14 ausgefüllt werden. Der Kunstharzabschnitt 14 dient als geschmolzenes Kunstharz, um den Magnet 13, der in dem Magnetaufnahmeloch 12 aufgenommen ist, an dem Rotorkern 11 zu fixieren.
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Die erste Endplatte 15, die an der ersten axialen Seite (die rechte Seite in 1) des Rotorkerns 11 angeordnet ist, ist eine Aluminiummetallplatte, die als Ring geformt ist. Der äußere Durchmesser der ersten Endplatte 15 ist annähernd derselbe wie der äußere Durchmesser des Rotorkerns 11. Die erste Endplatte 15 ist auf der äußeren Umfangsoberfläche der drehenden Welle 20 aufgeschrumpft und fixiert. Die Überlagerung der Aufschrumpfung zwischen der ersten Endplatte 15 und der drehenden Welle 20 ist ausreichend groß eingestellt, so dass die axial fixierende Kraft der ersten Endplatte 15 gegen die drehende Welle 20 größer als die axial fixierende Kraft der zweiten Endplatte 16 gegen die drehende Welle 20 ist. Die erste Endplatte 15 steht an der ersten axialen Seite des Motors 11 mit der axialen Endoberfläche in Oberflächenkontakt. Demzufolge befindet sich ein Teil des Kunstharzabschnitts 14, der in dem Magnetaufnahmeloch 12 aufgenommen ist, innerhalb der axialen Fläche zwischen der Endoberfläche auf der ersten axialen Seite des Magnets 13, der in dem Magnetaufnahmeloch 12 aufgenommen ist, und der ersten Endplatte 15. Das heißt, der Kunstharzabschnitt 14, der in dem Magnetaufnahmeloch 12 ausgefüllt ist, befindet sich ebenso innerhalb der axialen Fläche zwischen dem Magnet 13 und der ersten Platte 15.
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Andererseits ist die zweite Endplatte 16, die auf der zweiten axialen Seite (linke Seite in 19) des Rotors 11 angeordnet ist, eine Stahlmetallplatte, die als Ring geformt ist. Der äußere Durchmesser der zweiten Endplatte 16 ist annähernd derselbe wie der äußere Durchmesser des Rotorkerns 11. Die Biegesteifigkeit der zweiten Endplatte 16 ist höher als diejenige der ersten Endplatte 15. Die zweite Endplatte 16 ist an der äußeren Umfangsoberfläche der drehenden Welle 20 aufgeschrumpft und fixiert. Die Überlagerung der Aufschrumpfung zwischen der zweiten Endplatte 16 und der drehenden Welle 20 ist ausreichend klein eingestellt, so dass die axial fixierende Kraft der zweiten Endplatte 16 gegen die drehende Welle 20 kleiner als diejenige der ersten Endplatte 15 ist.
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Da die zweite Endplatte 16 in direktem Kontakt mit den Magneten 13 steht, kann die Wärme, die erzeugt wird während sich der Rotor 10 dreht, durch die Magnete 13 und die zweite Endplatte 16 abgeleitet werden. Somit weist der Rotor 10 gemäß der ersten Ausführungsform eine ausgezeichnete Wärmeabstrahlungsfähigkeit auf und demzufolge ist eine Verminderung seines Leistungsverhaltens klein.
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Zumindest ein Teil des Kunstharzabschnitts 14, der das Magnetaufnahmeloch 12 ausfüllt, befindet sich innerhalb der axialen Fläche zwischen dem Magnet 13, der in diesem Magnetaufnahmeloch 12 aufgenommen ist, und der ersten Endplatte 15. Das heißt, der Rotor 10 gemäß der ersten Ausführungsform ist derart ausgestaltet, dass sich der Kunstharzabschnitt 14 auf der Seite der ersten Endplatte 15 befindet, deren fixierende Kraft gegen die drehende Welle 20 innerhalb des Magnetaufnahmelochs 12 größer ist. Dieser Aufbau ermöglicht es, dass die Wirkung aufgrund der Differenz des linearen Ausdehnungskoeffizients zwischen dem Metallmaterial des Rotorkerns 11 oder der Magnete 13 und dem Kunstharzmaterial des Kunstharzabschnitts 14 weniger Einfluss auf die zweite Endplatte 16 ausübt, so dass ein Abnahme der fixierenden Kraft zwischen der zweiten Endplatte 16 und der drehenden Welle 20 verhindert werden kann.
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Da die axiale Biegesteifigkeit der ersten Endplatte 15 kleiner als diejenige der zweiten Endplatte 16 ist, kann sich die Auswirkung der thermischen Ausdehnung des Kunstharzabschnitts 14 verstärkt auf die erste Endplatte 15 konzentrieren. Da der Einfluss auf die zweite Endplatte 16 durch die Auswirkung der thermischen Ausdehnung des Kunstharzabschnitts 14 verringert werden kann, kann demzufolge zuverlässig verhindert werden, dass die fixierende Kraft der zweiten Endplatte 16 gegen die drehende Welle 20 abnimmt.
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Modifikation 1
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Bei der ersten oben beschriebenen Ausführungsform sind die erste Endplatte 15 und die zweite Endplatte 16 aus verschiedenen Materialien hergestellt, so dass die axiale Biegesteifigkeit der ersten Endplatte 15 geringer als diejenige der zweiten Endplatte 16 ist. Allerdings sind bei einem Rotor 10A, der in 3 gezeigt ist, als eine Modifikation 1 des Rotors 10 die Plattendicken einer ersten Endplatte 15A und einer zweiten Endplatte 16A unterschiedlich zueinander hergestellt, so dass sich die axiale Biegesteifigkeit der ersten und zweiten Endplatte 15A und 16A voneinander unterscheidet, obwohl sie aus demselben Material hergestellt sind.
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Genauer genommen, ist bei der Modifikation 1 die Plattendicke der ersten Endplatte 15A kleiner als diejenige der zweiten Endplatte 16A, so dass die axiale Biegesteifigkeit der ersten Endplatte 15A kleiner als diejenige der zweiten Endplatte 16A ist. Allerdings ist die fixierende Kraft zwischen der ersten Endplatte 15A und der drehenden Welle 20 höher als diejenige zwischen der zweiten Endplatte 16A und der drehenden Welle 20.
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Modifikation 2
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Bei der ersten Ausführungsform unterscheidet sich die Überlagerung der Aufschrumpfung zwischen der ersten Endplatte 15 und der drehenden Welle 20 von derjenigen zwischen der zweiten Endplatte 16 und der drehenden Welle 20, so dass sich die axial fixierende Kraft zwischen der ersten Endplatte 15 und der drehenden Welle 20 von derjenigen zwischen der zweiten Endplatte 16 und der drehenden Welle 20 unterscheidet. Bei einem Rotor 10B, der in 3 als Modifikation des Rotors 10 gezeigt ist, ist jedoch eine erste Endplatte 15B einteilig mit der drehenden Welle 20 ausgebildet, so dass die axial fixierende Kraft zwischen der ersten Endplatte 15A und der drehenden Welle 20 höher als diejenige zwischen einer zweiten Endplatte 16A und der drehenden Welle 20 ist.
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Gemäß der Modifikation 2 ist es möglich, die Anzahl der Bauteile im Vergleich zu der ersten Ausführungsform zu verringern. Ferner kann die erste Endplatte 15B zum Zeitpunkt des Zusammensetzen des Rotorkerns 11 auf dem äußeren Umfang der drehenden Welle 20 als Stopper oder Positionierungselement für den Rotorkern 11 verwendet werden, um die Arbeit zum Zusammensetzen zu vereinfachen.
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Zweite Ausführungsform
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Als Nächstes wird ein Rotor 10C gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben. Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, weicht die zweite Ausführungsform lediglich in dem Aufbau der ersten Endplatte von der ersten Ausführungsform ab. Demzufolge wird die zweite Ausführungsform mit Fokus auf diesen Unterschied beschrieben.
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Eine erste Endplatte 15C des Rotors 10C ist mit einer Perforation 15a ausgebildet, welche die erste Endplatte 15C an einem Abschnitt durchdringt, der dem Kunstharzabschnitt 14, der zur Eröffnung an der ersten axialen Seite (rechte Seite in 5) des Magnetaufnahmelochs 12 freigelegt ist, axial zugewandt ist. Die Perforation 15a ist übereinstimmend mit den vier Magnetaufnahmelöchern 12 des Rotorkerns 11 an vier Stellen ausgebildet. Die Perforation 15a weist einen rechteckigen Querschnitt auf, der größer als die rechteckigen Querschnitte des Magnetaufnahmelochs 12 und des Kunstharzabschnitts 14 in der Richtung senkrecht zu der Achse der drehenden Welle 20 ist.
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Wenn sich der Rotor 10C dreht und Wärme erzeugt, wodurch sich der Kunstharzabschnitt 14 zu der ersten Axialenseite hin ausdehnt, kann bei der zweiten Ausführungsform verhindert werden, dass die erste Endplatte 15C durch den Kunstharzabschnitt 14 zusammengedrückt wird, da der Kunstharzabschnitt 14 in die Perforation 15a eindringt. Demzufolge wird die drückende Kraft, die durch eine thermische Ausdehnung des Kunstharzabschnitts 14 verursacht wird, nicht durch die größere fixierende Kraft auf die erste Endplatte 15C übertragen, die an der drehenden Welle 20 fixiert ist. Da verhindert werden kann, dass sich die Auswirkung einer thermischen Ausdehnung des Kunstharzabschnitts 14 (eine Reaktionskraft zu der zweiten Endplatte 16 hin) durch die kleinere fixierende Kraft auf die zweite Endplatte 16 aufgebracht wird, die an der drehenden Welle 20 fixiert ist, kann demzufolge verhindert werden, dass die fixierende Kraft der zweiten Endplatte 16 gegen die drehende Welle 20 abnimmt.
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Der oben beschriebene Rotor 10C gemäß der zweiten Ausführungsform bietet dieselben Vorteile wie diejenigen, die der Rotor 10 gemäß der ersten Ausführungsform bietet. Da die erste Endplatte 15C mit den Perforation 15a ausgebildet ist, drückt zudem der Kunstharzabschnitt 14 nicht die erste Endplatte 15c zusammen, wenn sich die Kunstharzabschnitte 14 aufgrund der Hitze, die durch den Rotor 10C erzeugt wird, zu dem zweiten axialen Ende ausdehnen, da die ausgedehnten Kunstharzabschnitte 14 in die Perforationen 15a eindringen. Demnach kann verhindert werden, dass die fixierenden Kräfte der ersten und zweiten Endplatte 15C und 16 gegen die drehende Welle 20 abnehmen. Insbesondere kann effektiv verhindert werden, dass die kleinere fixierende Kraft der zweiten Endplatte 16 gegen die drehende Welle 20 abnimmt.
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Nebenbei ist es möglich, die Perforationen 15a in der ersten Endplatte 15C auszubilden, da die fixierende Kraft der ersten Endplatte 15C gegen die drehende Welle 20 größer als diejenige der zweiten Endplatte 16 ist. Das heißt, falls die zweite Endplatte 16 mit Perforationen ausgebildet ist, wird die Steifigkeit der zweiten Endplatte 16 gesenkt, und dementsprechend wird die fixierende Kraft der zweiten Endplatte 16 gegen die drehende Welle 20 wesentlich gesenkt.
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Modifikation 3
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Bei der zweiten Ausführungsform sind die Perforationen 15a derart ausgebildet, dass sie die erste Endplatte 15C in der Plattendickenrichtung durchdringen. Bei einem Rotor 10D als Modifikation 3 der zweiten Ausführungsform ist eine erste Endplatte 15D jedoch anstelle einer Ausbildung mit Perforationen mit Ausnehmungen 15b an Abschnitten ausgebildet, die den Kunstharzabschnitten 14 an der ersten axialen Seite (die rechte Seite in 7) axial zugewandt sind. Die Modifikation 3 bietet zusätzlich zu den Vorteilen, welche die zweite Ausführungsform bietet, einen Vorteil, dass verhindert werden kann, dass die Kunstharzabschnitte 14 zu der Seite der ersten Endplatte 15D freigelegt werden.
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Dritte Ausführungsform
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Als Nächstes wird ein Rotor 10E gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die 8 und 9 beschrieben. Wie in den 8 und 9 gezeigt ist, unterscheidet sich die dritte Ausführungsform von der ersten Ausführungsform lediglich in dem Aufbau der ersten Endplatte. Demnach wird die dritte Ausführungsform mit Fokus auf diesen Unterschied beschrieben.
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Eine erste Endplatte 15E des Motors 10E ist derart ausgestaltet, dass das radial äußere Ende derselben weiter radial einwärts als die radial inneren Enden der Magnetaufnahmelöcher 12 und der Kunstharzabschnitte 14 angeordnet sind. Das heißt, bei dieser Ausführungsform ist das Verhältnis von R1 < R2 erfüllt, wenn der Abstand zwischen der Achsenlinie L1 der drehenden Welle 20 und dem äußeren Umfangsende der ersten Endplatte 15E R1 ist, und der Abstand zwischen der Achsenlinie L1 und der drehenden Welle 20 und den inneren Umfangsenden der Magnetaufnahmelöcher 12 und der Kunstharzabschnitte 14 R2 ist, so dass sich die erste Endplatte 15E und die Kunstharzabschnitte 14 nicht gegenseitig radial überlappen. Somit ist bei der dritten Ausführungsform, wie bei der zweiten Ausführungsform und der Modifikation 3 die erste Endplatte 15E nicht den Kunstharzabschnitten 14 axial zugewandt, die zu den Öffnungen an der ersten axialen Seite der Magnetaufnahmelöcher 12 freigelegt sind.
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Daher drücken bei dieser Ausführungsform die Kunstharzabschnitte 14 die erste Endplatte 15E nicht zusammen, wenn sich die Kunstharzabschnitte 14 zu der ersten axialen Seite ausdehnen, und demnach kann verhindert werden, dass die fixierende Kraft der ersten Platte 15E und ebenso die fixierende Kraft der zweiten Endplatte 16 gegen die drehende Welle 20 abnimmt.
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Der Rotor 10E gemäß der dritten Ausführungsform bietet dieselben Vorteile wie diejenigen, die der Rotor 10C gemäß der zweiten Ausführungsform bietet. Zudem können die direkten Materialkosten wesentlich verringert werden, da die erste Endplatte 15E sehr viel kleiner als die erste Endplatte 15C der zweiten Ausführungsform und die erste Endplatte 15D der Modifikation 3 hergestellt werden kann.
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Vierte Ausführungsform
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Als Nächstes wird ein Rotor 10F gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 10 beschrieben. Wie in 10 gezeigt ist, weist der Rotor 10F einen gestapelten Körper 18 auf, der vier geteilte Baugruppen 17 umfasst, die in der axialen Richtung gestapelt sind und auf dem äußeren Umfang der drehenden Welle 20 eingepasst sind, wobei die erste Endplatte 15 an der ersten axialen Seite (die rechte Seite in 10) des gestapelten Körpers 18 an der drehenden Welle 20 fixiert ist, und die zweite Endplatte 16 an der ersten axialen Seite (die linke Seite in 10) des gestapelten Körpers 18 fixiert ist. Die axial fixierende Kraft der zweiten Endplatte 16 gegen die drehende Welle 20 ist kleiner als diejenige der ersten Endplatte 15.
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Bei der vierten Ausführungsform sind der Rotorkern 11, die Magnete 13 und die Kunstharzabschnitte 14, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, durch den gestapelten Körper 18 ersetzt, der die vier geteilten Baugruppen 17 aufweist, die in der axialen Richtung gestapelt sind. Mit dieser Ausnahme hat die vierte Ausführungsform denselben Aufbau wie die erste Ausführungsform. Demnach wird die vierte Ausführungsform mit Fokus auf diesen Unterschied beschrieben.
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Der gestapelte Körper 18 wird durch Stapeln der vier geteilten Baugruppen 17 in der axialen Richtung gebildet, die denselben Aufbau aufweisen. Jede geteilte Baugruppe 17 wird durch Zusammensetzen eines geteilten Rotorkerns 11F, geteilte Magnete 13F und geteilte Kunstharzabschnitte 14F gebildet, die jeweils durch ein axiales Teilen des Rotorkerns 11, der Magnete 13 und der Kunstharzabschnitte 14, die in der ersten Ausdrucksform beschrieben sind, in vier Teilen erhalten werden.
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Das heißt, in jeder geteilten Baugruppe 17 nimmt jedes von vier geteilten Magnetaufnahmelöchern 12F, die in dem geteilten Rotorkern 11F ausgebildet sind, einen der vier geteilten Magnete 13F auf, deren axiale Länge kürzer als die axiale Länge der geteilte Magnetaufnahmelöcher 12F ist. Ebenso wie bei der ersten Ausführungsform ist der geteilten Magnet 13F in dem geteilten Magnetaufnahmeloch 12F in einem Zustand aufgenommen, bei dem eine Endoberfläche an der zweiten axialen Seite (die linke Seite in 10) mit der Endoberfläche an der zweiten axialen Seite des geteilten Rotorkerns 11F bündig abschließt, und dessen andere Endoberfläche an der ersten axialen Seite (die rechte Seite in 10) von der Öffnung an der ersten axialen Seite des geteilten Magnetaufnahmelochs 12F aus einwärts angeordnet ist.
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Demzufolge ist der erste axiale Seitenraum an der ersten axialen Seite des geteilten Magnets 13F ausgebildet, der in dem geteilten Magnetaufnahmeloch 12F aufgenommen ist. Ferner ist der Umfangsseitenraum zwischen der Wandoberfläche des geteilten Magnetaufnahmelochs 12F und der Umfangsoberfläche des geteilten Magnets 13F ausgebildet. Der geteilte Kunstharzabschnitt 14F ist in dem ersten axialen Seitenraum und dem Umfangsseitenraum vollständig ausgefüllt. Das heißt, der geteilte Kunstharzabschnitt 14F, der in dem ersten axialen Zeitenraum ausgefüllt ist, befindet sich innerhalb der axialen Fläche zwischen der Endoberfläche auf der ersten axialen Seite des geteilten Magnets 13 und der ersten Endplatte 15.
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Die vier geteilten Baugruppen 17 weisen denselben Aufbau auf und sind in derselben Richtung orientiert in der axialen Richtung gestapelt, um den gestapelten Körper 18 zu bilden. Dementsprechend ist diejenige von den vier geteilten Baugruppen 17 auf der zweiten axialen Seite (diejenige ganz links in 10) in einem Zustand angeordnet, bei dem die Endoberfläche auf der zweiten axialen Seite des geteilten Rotorkerns 11F und die Endoberfläche auf der zweiten axialen Seite des geteilten Magnets 13, der in dem geteilten Magnetaufnahmeloch 12F aufgenommen ist, mit der Endoberfläche der zweiten Endplatte 16 in Oberflächenkontakt stehen.
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Bei der vierten Ausführungsform sind die vier geteilten Magnete 13F jeweils derart in den vier geteilten Magnetaufnahmelochlöchern 12F eingebettet, dass sich magnetische Polaritäten in der Umfangsrichtung abwechseln, so dass vier magnetische Pole (zwei N-Pole und zwei S-Pole) in der Umfangsrichtung gebildet werden.
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Der oben beschriebene Rotor 10F gemäß der vierten Ausführungsform bietet dieselben Vorteile wie der Rotor 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Zudem hat der Rotor 10F einen Vorteil, das Charakteristiken des Leistungsverhaltens desselben durch Änderung der Anzahl der geteilten Baugruppen 17, die den gestapelten Körper 18 bilden, oder die Art wie die geteilten Baugruppen 17 zusammengesetzt sind, einfach eingestellt und geändert werden können. Da der Hauptkörper des Motors in eine Mehrzahl von Teile geteilt ist und eine Mehrzahl von geteilten Magneten 13F verwendet wird, kann ferner der Wirbelstromverlust des Rotors verringert werden.
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Modifikation 4
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Bei der oben beschriebenen vierten Ausführungsform sind die vier geteilten Baugruppen 17, die den gestapelten Körper 18 bilden, in derselben Richtung ausgerichtet. Bei einem Rotor 10G einer Modifikation 4 der vierten Ausführungsform, die in 11 gezeigt ist, sind jedoch zwei geteilte Baugruppen 17b und 17c von den vier geteilten Baugruppen 17a bis 17d, die axial innen angeordnet sind, in der entgegengerichteten Richtung zu derjenigen der vierten Ausführungsform ausgerichtet. Es kann ebenso lediglich eine der geteilten Baugruppen 17b und 17c in der entgegengerichteten Richtung zu derjenigen der vierten Ausführungsform ausgerichtet sein.
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Allerdings muss die Ausrichtung der geteilten Baugruppen 17a und 17d, die einen axialen Enden des gestapelten Körpers 18 angeordnet sind, unverändert bleiben. Dies liegt daran, dass die geteilten Magnete 13, die in den geteilten Magnetaufnahmelöchern 12F aufgenommen sind, mit der zweiten Endplatte 16 in Kontakt stehen müssen, um eine ausreichende Wärmeabstrahlung von den geteilten Magneten 13 sicherzustellen. Um eine Abnahme der fixierende Kräfte der ersten und zweiten Endplatte 15 und 16 gegen die drehende Welle 20 zu verhindern, muss sich ferner ein Teil von jedem geteilten Kunstharzabschnitt 14F zwischen der Endoberfläche an der ersten axialen Seite des geteilten Magnets 13F, der in dem geteilten Magnetaufnahmeloch 12F der geteilten Baugruppe 17d aufgenommen ist, und der zweiten Endplatte 16 befinden.
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Andere Ausführungsform
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Es versteht sich, dass verschiedene Modifikationen der oben beschriebenen Ausführungsformen wie nachstehend beschrieben vorgenommen werden können.
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Bei der ersten Ausführungsform sind die erste und zweite Endplatte 15 und 16 an der drehenden Welle 20 aufgeschrumpft und eingepasst. Allerdings können diese durch Presspassen, Gesenkschmieden oder Schweißen an der drehenden Welle 20 fixiert sein.
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Bei der ersten Ausführungsform besteht der Kunstharzabschnitt 14 aus einem Epoxidharz. Allerdings kann dieser aus einem Polyesterharz oder einem Phenolharz bestehen.
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Die Rotoren, die in den oben genannten Ausführungsformen beschrieben sind, sind für einen Fahrzeugantriebsmotor gedacht. Allerdings kann die vorliegende Erfindung auf eine drehende elektrische Maschine angewendet werden, die als Motor oder Generator oder Motor-Generator in einem Fahrzeug angebracht ist.
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Die oben erklärten bevorzugten Ausführungsformen sind beispielgebend für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung, die lediglich durch die nachstehend angehängten Ansprüche beschrieben ist. Es ist verständlich, dass Modifikationen der bevorzugten Ausführungsformen vorgenommen werden können, die sich für den Fachmann ergeben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012-133951 [0001]
- JP 2007-236019 [0003]
