DE102014114944A1

DE102014114944A1 - Lundell-artiger Rotor und Lundell-artiger Motor

Info

Publication number: DE102014114944A1
Application number: DE201410114944
Authority: DE
Inventors: c/o ASMO CO. LTD. Matsumoto Nobuhiro; c/o ASMO CO. LTD. Tajima Hirokazu; c/o ASMO CO LTD. Inoue Yoshiyasu; c/o ASMO CO. LTD. Ozaki Masanori; c/o ASMO CO. LTD. Irie Masaru
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2015-04-23

Abstract

Ein Lundell-artiger Rotor beinhaltet eine Drehwelle, einen ersten Rotorkern, der mehrere erste Klauenpole beinhaltet, einen zweiten Rotorkern, der mehrere zweite Klauenpole beinhaltet, und einen Feldmagneten. Die ersten Klauenpole und die zweiten Klauenpole sind in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Der Feldmagnet lässt die ersten Klauenpole als erste Pole fungieren und die zweiten Klauenpole als zweite Pole fungieren. Der Lundell-artige Rotor beinhaltet ferner einen zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten und einen rückseitigen Hilfsmagneten. Eine zwischen dem zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten und dem Feldmagneten gebildete Lücke ist mit einem Puffermaterial gefüllt. Eine zwischen dem rückseitigen Hilfsmagneten und dem Feldmagneten gebildete Lücke ist mit einem Puffermaterial gefüllt.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lundell-artigen Rotor und einen Lundell-artigen Motor.
Die japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 2012-115085 beschreibt einen Lundell-artigen Rotor als ein Beispiel für einen in einem Motor verwendeten Rotor. Ein Motor, der einen Lundell-artigen Rotor verwendet, wird als ein Lundell-artiger Motor bezeichnet.
Der Lundell-artige Rotor beinhaltet zwei Rotorkerne, die miteinander kombiniert sind, und einen Feldmagneten, der sich zwischen den zwei Rotorkernen befindet. Die Rotorkerne haben jeweils mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Klauenpole. Die Klauenpole fungieren als Pole, die abwechselnd verschieden sind.
In einem Lundell-artigen Rotor besteht ein Bedarf für ein weiter verbessertes Verhalten beim Drehen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Lundell-artigen Rotor und einen Lundell-artigen Motor bereitzustellen, die das Drehungsverhalten verbessern.
Zum Lösen der obigen Aufgabe ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Lundell-artiger Rotor mit einer Drehwelle, einem ersten Rotorkern, der an der Drehwelle befestigt ist und mehrere erste Klauenpole beinhaltet, die in einer Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind, und einen zweiten Rotorkern, der an der Drehwelle befestigt ist und mehrere zweite Klauenpole beinhaltet, die in der Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind. Die ersten Klauenpole und die zweiten Klauenpole sind in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern ist ein Feldmagnet angeordnet. Der Feldmagnet lässt die ersten Klauenpole als erste Pole fungieren und die zweiten Klauenpole als zweite Pole fungieren. Zwischen benachbarten der ersten Klauenpole und der zweiten Klauenpole ist in der Umfangsrichtung ein zwischen den Polen liegender Hilfsmagnet angeordnet. An einer radial inneren Oberfläche eines Polteils von jedem der ersten Klauenpole und der zweiten Klauenpole ist ein rückseitiger Hilfsmagnet angeordnet. Eine zwischen einer radial inneren Oberfläche des zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten und einer äußeren Oberfläche des Feldmagneten gebildeten Lücke ist mit einem Puffermaterial gefüllt. Eine zwischen einer radial inneren Oberfläche des rückseitigen Hilfsmagneten und der äußeren Oberfläche des Feldmagneten gebildete Lücke ist mit einem Puffermaterial gefüllt.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lundell-artiger Motor mit einer Drehwelle und einem Rotor. Der Rotor beinhaltet einen ersten Rotorkern, der an der Drehwelle befestigt ist und eine im Wesentlichen scheibenförmige erste Kernbasis und mehrere erste Klauenpole beinhaltet, die in gleichen Abständen an einem äußeren Umfangsteil der ersten Kernbasis angeordnet sind. Jeder der ersten Klauenpole steht in einer Richtung zu einer radial äußeren Seite hin vor und erstreckt sich in einer axialen Richtung. Ein zweiter Rotorkern ist an der Drehwelle befestigt und beinhaltet eine im Wesentlichen scheibenförmige zweite Kernbasis und mehrere zweite Klauenpole, die in gleichen Abständen an einem äußeren Umfangsteil der zweiten Kernbasis angeordnet sind. Jeder der zweiten Klauenpole steht zu einer radial äußeren Seite hin vor und erstreckt sich in der axialen Richtung. Die erste Kernbasis und die zweite Kernbasis sind einander zugekehrt und die ersten Klauenpole und die zweiten Klauenpole sind in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Ein Feldmagnet ist in einer axialen Richtung zwischen der ersten Kernbasis und der zweiten Kernbasis angeordnet. Der Feldmagnet ist in der axialen Richtung magnetisiert, um die ersten Klauenpole als erste Pole fungieren zu lassen und die zweiten Klauenpole als zweite Pole fungieren zu lassen. Ein Stator beinhaltet einen Statorkern mit Zähnen, die dem Rotor zugekehrt sind, einer um die Zähne gewickelten Wicklung, einem Gehäuse, in dem der Statorkern aufgenommen ist und das von einem magnetischen Körper gebildet wird, und ein an dem Gehäuse befestigtes und die Drehwelle lagerndes Lager. Ein Mittelteil der ersten Kernbasis und der zweiten Kernbasis beinhaltet jeweils eine durchgehende Bohrung, in welche die Drehwelle eingepresst ist. Die erste Kernbasis und die zweite Kernbasis beinhalteten jeweils eine Nabe. Die Nabe ist auf einer Seite, die in der axialen Richtung den ersten Klauenpolen gegenüberliegt, an einem Teil der ersten Kernbasis und auf einer Seite, die in der axialen Richtung den zweiten Klauenpolen gegenüberliegt, an einem Teil der zweiten Kernbasis angeordnet. Die Nabe verläuft um die durchgehende Bohrung. Das Gehäuse beinhaltet eine Lageraufnahme, die das Lager aufnimmt, so dass das Lager von der Nabe beabstandet ist, während es der Nabe zugekehrt ist.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lundell-artiger Rotor mit einer Drehwelle und einem ersten Rotorkern. Der erste Rotorkern beinhaltet eine erste Kernbasis, in der eine durchgehende Bohrung durch einen Mittelteil verläuft, und mehrere erste Klauenpole, die an der ersten Kernbasis in einer Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind. Ein zweiter Rotorkern beinhaltet eine zweite Kernbasis, in der eine durchgehende Bohrung durch einen Mittelteil verläuft, und mehrere zweite Klauenpole, die an der zweiten Kernbasis in der Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind. Die ersten Klauenpole und die zweiten Klauenpole sind in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern ist ein Feldmagnet angeordnet. Ein Mittelteil des Feldmagneten beinhaltet eine durchgehende Bohrung und der Feldmagnet lässt die ersten Klauenpole als erste Pole fungieren und die zweiten Klauenpole als zweite Pole fungieren. Die Drehwelle ist in die durchgehende Bohrung der ersten Kernbasis eingepresst, um den ersten Rotorkern an der Drehwelle zu befestigen. Die Drehwelle ist in die durchgehende Bohrung der zweiten Kernbasis eingepresst, um den zweiten Rotorkern an der Drehwelle zu befestigen. Ein Teil der Drehwelle zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern ist in eine rohrförmige Hülse eingesetzt. Die Hülse hat eine axiale Länge, die größer als eine axiale Länge des Feldmagneten ist. Die durchgehende Bohrung des Feldmagneten hat einen Innendurchmesser, der größer als ein Außendurchmesser der Hülse ist. Die Hülse ist in die durchgehende Bohrung des Feldmagneten eingesetzt.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lundell-artiger Rotor mit einer Drehwelle und einem ersten Rotorkern, der an der Drehwelle befestigt ist. Der erste Rotorkern beinhaltet eine erste Kernbasis und mehrere erste Klauenpole, die an der ersten Kernbasis in einer Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind. Ein zweiter Rotorkern ist an der Drehwelle befestigt und beinhaltet eine zweite Kernbasis und mehrere zweite Klauenpole, die an der zweiten Kernbasis in der Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind. Die ersten Klauenpole und die zweiten Klauenpole sind in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern ist ein Feldmagnet angeordnet. Der Feldmagnet lässt die ersten Klauenpole als erste Pole fungieren und die zweiten Klauenpole als zweite Pole fungieren. Ein Detektionsmagnet erzeugt einen magnetischen Fluss zum Erkennen von Drehstellungen des ersten Rotorkerns und des zweiten Rotorkerns. Der Erkennungsmagnet beinhaltet einen ersten axialen Teil, der nahe dem ersten Rotorkern liegt, und einen zweiten axialen Teil, der von dem ersten Rotorkern getrennt ist. Der erste axiale Teil ist so magnetisiert, dass er den gleichen Pol wie den Pol des in der axialen Richtung gegenüberliegenden der Klauenpole hat. Der Detektionsmagnet hat einen Innendurchmesser, der jeweils größer als ein Außendurchmesser der ersten Kernbasis und der zweiten Kernbasis ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung mag zusammen mit ihren Zielen und Vorteilen am besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen und die begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1 ein Aufriss eines bürstenlosen Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, aus einer axialen Richtung betrachtet, ist;
2 eine Seitenansicht des bürstenlosen Motors von 1 ist;
3 eine Querschnittansicht entlang Linie A-A in 1 ist;
4 eine perspektivische Explosivansicht des bürstenlosen Motors von 1 ist;
5 eine perspektivische Explosivansicht eines Rotors, einer Rotorabdeckung und eines Detektionsmagneten von 4 ist und
6 eine perspektivische Explosivansicht des Rotors von 5 ist;
7 ein Aufriss des Rotors von 6, aus einer axialen Richtung betrachtet, ist;
8A eine perspektivische Ansicht des Rotors von 6, von einem ersten Rotorkern betrachtet, ist;
8B eine perspektivische Ansicht des Rotors von 6, von einem zweiten Rotorkern betrachtet, ist;
9 eine kombinierte Querschnittansicht entlang Linie a-o-a von 7 ist und
10 eine perspektivische Explosivansicht eines Rotors in einem weiteren Beispiel ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird eine Ausführungsform eines Lundell-artigen Motors unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben.
Wie in 1 bis 3 gezeigt, ist ein bürstenloser Motor M der vorliegenden Ausführungsform ein Lundell-artiger Motor. Der bürstenlose Motor M wird mit einer Stellungssteuervorrichtung verwendet, die im Motorraum eines Fahrzeugs angeordnet ist, speziell einer variablen Ventilsteuerungsvorrichtung, die mit dem Motor gekoppelt ist.
Wie in den 1 bis 4 gezeigt, beinhaltet der bürstenlose Motor M ein Motorgehäuse 1. Das Motorgehäuse 1 beinhaltet ein rohrförmiges Gehäusevorteil 2, das von einem rohrförmigen magnetischen Körper mit einem geschlossenen Ende gebildet wird, und eine Endplatte 3, die von einem magnetischen Körper gebildet wird, der eine Öffnung des rohrförmigen Gehäusevorderteils 2 verschließt.
Der bürstenlose Motor M beinhaltet einen Stator 5, der an einer inneren Umfangsfläche des rohrförmigen Gehäusevorderteils 2 befestigt ist, eine an einer Innenseite des Stators 5 angeordnete Drehwelle 6 und einen Rotor 7 mit dem so genannten Lundell-artigen Aufbau. Der Rotor 7 ist an der Innenseite des Stators 5 angeordnet, an der Drehwelle 6 befestigt und wird einstückig mit der Drehwelle 6 gedreht. Die Drehwelle 6 ist eine Welle aus nichtrostendem Stahl mit einem nichtmagnetischen Körper. Die Drehwelle 6 wird relativ zum Motorgehäuse 1 von einem Lager 8, das in einer Lageraufnahme 2a aufgenommen und daran befestigt ist, die in dem rohrförmigen Gehäusevorderteil 2 ausgebildet ist, und einem Lager 9, das in einer in der Endplatte 3 ausgebildeten Lageraufnahme 3a aufgenommen und daran befestigt ist, drehbar gelagert.
Ein distales Ende der Drehwelle 6 steht von dem rohrförmigen Gehäusevorderteil 2 vor. Die Drehung der Drehwelle 6 variiert die Ventileinstellung (relative Drehphase der Nockenwelle zur Kurbelwelle des Motors) gemäß dem Fahrzustand.
Stator 5
Wie in 3 gezeigt, ist der Stator 5 an der inneren Umfangsfläche des rohrförmigen Gehäusevorderteils 2 befestigt. Der Stator 5 beinhaltet einen rohrförmigen Statorkern 11. Die äußere Umfangsfläche des Statorkerns 11 ist an der Innenfläche des rohrförmigen Gehäusevorderteils 2 befestigt. Wie in 4 gezeigt, sind die Zähne 12 mit gleichmäßigem Abstand zueinander in der Umfangsrichtung angelegt und im Inneren des Statorkerns 11 angeordnet. Jeder Zahn 12 verläuft in der axialen Richtung und in der radialen Richtung nach innen. Jeder Zahn 12 ist ein T-förmiger Zahn und hat eine innere Umfangsfläche in der radialen Richtung, die eine bogenförmige Oberfläche ist, die am Weg eines Bogens eines Kreises entlang liegt, dessen Mittelpunkt die Mittelachse O der Drehwelle 6 ist, und erstreckt sich in der axialen Richtung.
Wie in 3 gezeigt, sind jeweils Wicklungen für drei Phasen (V-Phasenwicklung 15 in 3) mittels eines Isolators 13 um die Zähne 12 gewickelt. Speziell sind, wie in 4 gezeigt, die Dreiphasenwicklungen, nämlich eine U-Phasenwicklung 14, eine V-Phasenwicklung 15 und eine W-Phasenwicklung 16, als konzentrierte Wicklungen sequentiell in der Umfangsrichtung um die zwölf Zähne 12 gewickelt. Der Antriebsstrom für die drei Phasen wird zu jeder der Phasenwicklungen 14, 15 und 16 geleitet, die so gewickelt sind, um im Stator 5 ein Rotations-Magnetfeld zu erzeugen. Dieses dreht den Rotor 7, der an der Drehwelle 6 befestigt ist und an der Innenseite des Stators 5 angeordnet ist, in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung.
Rotor 7
Wie in den 3 und 4 gezeigt, befindet sich der Rotor 7, der an der Drehwelle 6 befestigt ist, an der Innenseite des Stators 5.
Wie in den 6 bis 9 gezeigt, beinhaltet der Rotor 7 einen ersten und einen zweiten Rotorkern 20 und 30 und einen Feldmagneten 40.
Erster Rotorkern 20
Wie in 6 gezeigt, wird der erste Rotorkern 20 von einer elektromagnetischen Stahlplatte gebildet, die aus einem weichen magnetischen Material hergestellt ist, und befindet sich nahe der Endplatte 3. Der erste Rotorkern 20 beinhaltet eine scheibenförmige erste Kernbasis 21. Eine durchgehende Bohrung 21a verläuft durch die Mitte der ersten Kernbasis 21. Eine Nabe 21e mit einer im Wesentlichen rohrförmigen Gestalt steht an einer radial äußeren Seite der durchgehenden Bohrung 21a von der Oberfläche der ersten Kernbasis 1 vor, die der Endplatte 3 zugekehrt ist. In der vorliegenden Ausführungsform werden die durchgehende Bohrung 21a und die Nabe 21e in einer Entgratungsbearbeitung gleichzeitig ausgebildet. Wie in 3 gezeigt, ist der Außendurchmesser D1 der Nabe 21e kleiner als der Außendurchmesser Da des Lagers 9, das eine Seite der Drehwelle 6 rotationsfähig lagert, d.h. der Innendurchmesser der Lageraufnahme 3a der Endplatte 3, die das Lager 9 aufnimmt und befestigt.
Die Drehwelle 6 ist in die durchgehende Bohrung 21a (Nabe 21e) eingepresst und die erste Kernbasis 21 ist an der Drehwelle 6 befestigt. In diesem Fall staucht und befestigt die Bildung der Nabe 21e die erste Kernbasis 21 starr auf die bzw. der Drehwelle 6. Wenn die erste Kernbasis 21 auf die Drehwelle 6 gestaucht und an ihr befestigt ist, ist die Nabe 21e in einer axialen Richtung vom Lager 9 beabstandet, wie in 3 gezeigt, das in der Lageraufnahme 3a aufgenommen und daran befestigt ist.
Mehrere (in der vorliegenden Ausführungsform vier) erste Klauenpole 22 sind in gleichen Intervallen an einer äußeren Umfangsfläche 21d der ersten Kernbasis 21 angeordnet. Jeder erste Klauenpol 22 steht zu der radial äußeren Seite hin vor und erstreckt sich in der axialen Richtung. Beim ersten Klauenpol 22 wird der Teil, der von der äußeren Umfangsfläche 21d der ersten Kernbasis 21 zu der radial äußeren Seite hin vorsteht, als ein erster Basisteil 23 bezeichnet und ein in der axialen Richtung umgebogenes distales Ende als ein erster Polteil 24 bezeichnet.
Zwei umfangsmäßige Stirnflächen 22a und 22b des ersten Klauenpols 22, die den ersten Basisteil 23 und den ersten Polteil 24 einschließen, sind flache Oberflächen, die sich in der radialen Richtung erstrecken (von der axialen Richtung betrachtet nicht relativ zur radialen Richtung geneigt). Der Umfangswinkel jedes ersten Klauenpols 22, d.h. der Winkel zwischen den umfangsmäßigen Stirnflächen 22a und 22b, ist so festgelegt, dass er kleiner als der Winkel einer Lücke zwischen benachbarten der ersten Klauenpole 22 in der Umfangsrichtung ist.
Der erste Polteil 24 beinhaltet eine radial äußere Oberfläche f1, die in einem zur Achse orthogonalen Querschnitt als eine bogenförmige Oberfläche gestaltet ist, die an einem Kreis entlang liegt, der um die Mittelachse O der Drehwelle 6 verläuft. Die radial äußere Oberfläche f1 beinhaltet zwei Nuten, eine erste Hilfsnut 25 und eine zweite Hilfsnut 26.
Im Detail, wie in 7 gezeigt, wird eine Gerade, die von der Mittelachse O der Drehwelle 6 durch eine umfangsmäßige Mittelposition des ersten Polteils 24 in der radial äußeren Oberfläche f1 des ersten Polteils 24 verläuft, als Mittellinie L1 bezeichnet. Die Linien, die sich von der Mittelachse O erstrecken und im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn um den Winkel θ1 von der Mittellinie L1 getrennt sind, werden als eine erste Linie L1a und eine zweite Linie L1b bezeichnet.
Den Winkel θ1 erhält man mithilfe des folgenden arithmetischen Ausdrucks auf der Basis eines Rastmomentzyklus (Winkel φ): θ1 = (1/2 + n)·φ wobei hier n eine Ganzzahl ist und in der vorliegenden Ausführungsform n = 0 ist.
Der Rastmomentzyklus φ ist allgemein ein Wert, den man durch Teilen von 360 Grad durch ein kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl von Polen des Rotors 7 und der Anzahl von Schlitzen des Stators 5 erhält.
In diesem Fall ist die Anzahl der Pole des Rotors 7 acht, wie an späterer Stelle beschrieben wird, und die Anzahl der Schlitze des Stators 5 ist zwölf und das kleinste gemeinsame Vielfache ist daher 24. Der Rastmomentzyklus φ ist somit 15 (= 360/24) Grad.
Daher ist der Winkel θ1 7,5 (= 15/2) Grad.
Die radial äußere Oberfläche f1 beinhaltet Nuten mit konstanter Breite, die in der axialen Richtung ausgespart sind. Die mittleren Positionen der Nuten liegen auf der ersten Linie L1a oder der zweiten Linie L1b, die an Stellen verlaufen, die im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um 7,5 Grad von der Mittellinie L1 getrennt sind.
Die Nut mit der ersten Linie L1a an der umfangsmäßigen Mittelposition ist die erste Hilfsnut 25 und die Nut mit der zweiten Linie L1b an der umfangsmäßigen Mittelposition ist die zweite Hilfsnut 26. Daher fällt ein Winkel zwischen der ersten Hilfsnut 25 und der zweiten Hilfsnut 26 um die Mittelachse O der Drehwelle 6 mit dem Zyklus φ (= 15 Grad) des Rastmoments zusammen.
Genauer sind ein Winkel zwischen der Mittellinie L1 und der ersten Linie L1a und ein Winkel zwischen der Mittellinie L1 und der zweiten Linie L1b jeweils eine Hälfte (= 7,5 Grad) des Rastmomentzyklus φ und die erste Hilfsnut 25 und die zweite Hilfsnut 26 wurden unter Verwendung der Mittellinie L1 als Symmetrieachse an symmetrischen Positionen ausgebildet.
Die ersten und zweiten Hilfsnuten 25 und 26 haben einen U-förmigen Querschnitt in der zur Achse orthogonalen Richtung. Die Bodenflächen der ersten und zweiten Hilfsnuten 25 und 26 sind flach und in einem rechten Winkel zu den Seitenflächen ausgebildet, die sich von den zwei Seiten der Bodenfläche der ersten und zweiten Hilfsnuten 25 und 26 zur radial äußeren Seite hin erstrecken.
Daher sind die Bodenflächen der ersten und zweiten Hilfsnuten 25 und 26 flach und also im zur Achse orthogonalen Querschnitt nicht so geformt, dass sie bogenförmig sind und an einem Kreis entlang liegen, der um die Mittelachse O der Drehwelle 6 verläuft. Infolgedessen ist die Querschnittsform der radial äußeren Oberfläche f1 in der zur Achse orthogonalen Richtung einschließlich der Bodenflächen der ersten und der zweiten Hilfsnut 25 und 26 des ersten Polteils 24 als Ganzes nicht so gestaltet, dass sie mit einem Kreis, der um die Mittelachse O der Drehwelle 6 verläuft, konzentrisch ist.
Wie in den 8A und 9 gezeigt, beinhaltet eine nicht gegenüberliegende Oberfläche 21b der ersten Kernbasis 21 vier Positionierungssicherungslöcher 27, die in gleichen Winkelabständen an einem Kreis entlang ausgebildet sind, dessen Mittelpunkt die Mittelachse O ist. Die Positionierungssicherungslöcher 27 verlaufen durch die erste Kernbasis 21. Die vier Positionierungssicherungslöcher 27 sind an mittleren Positionen zwischen benachbarten der ersten Klauenpole 22 ausgebildet, die in der ersten Kernbasis 21 ausgebildet sind.
Zweiter Rotorkern 30
Wie in 6 gezeigt, ist der zweite Rotorkern 30 aus dem gleichen Material wie der erste Rotorkern 20 hergestellt, mit dem ersten Rotorkern 20 identisch gestaltet und liegt zum rohrförmigen Gehäusevorderteil 2 hin. Der zweite Rotorkern 30 beinhaltet eine scheibenförmige zweite Kernbasis 31. Durch die Mitte des zweiten Rotorkerns 30 verläuft eine durchgehende Bohrung 31a.
Wie in den 8B und 9 gezeigt, steht eine Nabe 31e mit einer im Wesentlichen rohrförmigen Gestalt an einer radial äußeren Seite der durchgehenden Bohrung 31a von der Oberfläche der zweiten Kernbasis 31 vor, die dem rohrförmigen Gehäusevorderteil 2 zugekehrt ist. In der vorliegenden Ausführungsform werden die durchgehende Bohrung 31a und die Nabe 31e in einer Entgratungsbearbeitung gleichzeitig ausgebildet. Wie in 3 gezeigt, ist der Außendurchmesser D2 (= D1) der Nabe 31e kleiner als der Außendurchmesser Db (= Da) des Lagers 8, das die andere Seite der Drehwelle 6 rotationsfähig lagert, d.h. der Innendurchmesser der Lageraufnahme 2a des rohrförmigen Gehäusevorderteils 2, die das Lager 8 aufnimmt und befestigt.
Die Drehwelle 6 ist in die durchgehende Bohrung 31a (Nabe 31e) eingepresst und die zweite Kernbasis 31 ist an der Drehwelle 6 befestigt. Die Bildung der Nabe 21e staucht und befestigt die zweite Kernbasis 31 starr auf die bzw. an der Drehwelle 6. Wenn die zweite Kernbasis 31 auf die Drehwelle 6 gestaucht und an ihr befestigt ist, ist die Nabe 31e in der axialen Richtung von dem Lager 8 beabstandet, das in der Lageraufnahme 2a aufgenommen und daran befestigt ist.
Vier zweite Klauenpole 32 sind in gleichen Abständen an einer Außenumfangsfläche 31d der zweiten Kernbasis 31 angeordnet. Jeder zweite Klauenpol 32 steht zu der radial äußeren Seite hin vor und erstreckt sich in der axialen Richtung. Beim zweiten Klauenpol 32 wird ein Teil, der von der äußeren Umfangsfläche 31d der zweiten Kernbasis 31 zu der radial äußeren Seite hin vorsteht, als ein zweiter Basisteil 33 bezeichnet und ein in der axialen Richtung umgebogenes distales Ende als ein zweiter Polteil 34 bezeichnet.
Zwei umfangsmäßige Stirnflächen 32a und 32b des zweiten Klauenpols 32, die den zweiten Basisteil 33 und den zweiten Polteil 34 einschließen, sind flache Oberflächen, die sich in der radialen Richtung erstrecken. Der Umfangswinkel jedes zweiten Klauenpols 32, d.h. der Winkel zwischen den umfangsmäßigen Stirnflächen 32a und 32b, ist so festgelegt, dass er kleiner als der Winkel der Lücke zwischen benachbarten der zweiten Klauenpole 32 in der Umfangsrichtung ist.
Der zweite Polteil 34 beinhaltet eine radial äußere Oberfläche f2, die in einem zur Achse orthogonalen Querschnitt als eine bogenförmige Oberfläche gestaltet ist, die an einem Kreis entlang liegt, der um die Mittelachse O der Drehwelle 6 verläuft. Die radial äußere Oberfläche f2 beinhaltet zwei Nuten, eine erste Hilfsnut 35 und eine zweite Hilfsnut 36.
Im Detail, wie in 7 gezeigt, wird eine Gerade, die von der Mittelachse O der Drehwelle 6 durch eine in umfangsmäßige Mittelposition des zweiten Polteils 34 in der radial äußeren Oberfläche f2 des zweiten Polteils 34 verläuft, als Mittellinie L2 bezeichnet. Die Linien, die sich von der Mittelachse O erstrecken und im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn um den Winkel θ2 von der Mittellinie L2 getrennt sind, werden als eine erste Linie L2a und eine zweite Linie L2b bezeichnet.
Den Winkel θ2 erhält man mithilfe des folgenden arithmetischen Ausdrucks auf der Basis des Zyklus φ des Rastmoments basiert, wie oben beschrieben. θ2 = (1/2 + n)·φ wobei hier n eine Ganzzahl ist und in der vorliegenden Ausführungsform n = 0 ist.
Der Rastmomentzyklus φ ist 15 (= 360/24) Grad, wie oben beschrieben.
Der Winkel θ2 ist daher 7,5 (= 15/2) Grad, genauso viel wie der Winkel θ1.
Die radial äußere Oberfläche f2 beinhaltet Nuten mit konstanter Breite, die in der axialen Richtung ausgespart sind. Die mittleren Positionen der Nuten liegen auf der ersten Linie L2a und der zweiten Linie L2b, die an Stellen verlaufen, die im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um 7,5 Grad von der Mittellinie L2 getrennt sind.
Die Nut mit der ersten Linie L2a an der umfangsmäßigen Mittelposition ist die erste Hilfsnut 35 und die Nut mit der zweiten Linie L2b an der umfangsmäßigen Mittelposition ist die zweite Hilfsnut 36. Daher fällt ein Winkel zwischen der ersten Hilfsnut 35 und der zweiten Hilfsnut 36 um die Mittelachse O der Drehwelle 6 mit dem Zyklus φ (= 15 Grad) des Rastmoments zusammen.
Genauer sind ein Winkel zwischen der Mittellinie L2 und der ersten Linie L2a und ein Winkel zwischen der Mittellinie L2 und der zweiten Linie L2b jeweils eine Hälfte (= 7,5 Grad) des Rastmomentzyklus φ und die erste Hilfsnut 35 und die zweite Hilfsnut 36 sind unter Verwendung der Mittellinie L2 als Symmetrieachse an symmetrischen Positionen ausgebildet.
Die ersten und zweiten Hilfsnuten 35 und 36 haben einen U-förmigen Querschnitt in der zur Achse orthogonalen Richtung. Die Bodenflächen der ersten und der zweiten Hilfsnuten 35 und 36 sind flach und in einem rechten Winkel zu den Seitenflächen ausgebildet, die sich von den zwei Seiten der Bodenfläche der ersten und zweiten Hilfsnuten 35 und 36 zur radial äußeren Seite hin erstrecken.
Daher sind die Bodenflächen der ersten und zweiten Hilfsnuten 35 und 36 flach und also in einem zur Achse orthogonalen Querschnitt nicht so geformt, dass sie bogenförmig sind und an einem Kreis entlang liegen, der um die Mittelachse O der Drehwelle 6 verläuft. Infolgedessen ist die Querschnittsform der radial äußeren Oberfläche f2 in der zur Achse orthogonalen Richtung einschließlich der Bodenflächen der ersten und der zweiten Hilfsnut 35 und 36 des zweiten Polteils 34 als Ganzes nicht so gestaltet, dass sie mit einem Kreis, der um die Mittelachse O der Drehwelle 6 verläuft, konzentrisch ist.
Wie in den 8B und 9 gezeigt, beinhaltet eine nicht gegenüberliegende Oberfläche 31b der zweiten Kernbasis 31 vier Positionierungssicherungslöcher 37, die in gleichen Winkelabständen an einem Kreis entlang ausgebildet sind, dessen Mittelpunkt die Mittelachse O ist. Die Positionierungssicherungslöcher 37 verlaufen durch die erste Kernbasis 21. Die vier Positionierungssicherungslöcher 37 sind an mittleren Positionen zwischen benachbarten der zweiten Klauenpole 32 ausgebildet, die in der zweiten Kernbasis 31 ausgebildet sind.
Die zweiten Klauenpole 32 des zweiten Rotorkerns 30 sind zwischen entsprechenden der ersten Klauenpole 22 angeordnet. In diesem Fall ist der zweite Rotorkern 30 mit dem ersten Rotorkern 20 gekoppelt, so dass der Feldmagnet 40 (siehe 3 und 9) in der axialen Richtung zwischen der ersten Kernbasis 21 und der zweiten Kernbasis 31 angeordnet ist.
Feldmagnet 40
Wie in den 6 und 9 gezeigt, ist der Feldmagnet 40 ein einen Ferritmagneten beinhaltender scheibenförmiger Permanentmagnet. Eine durchgehende Bohrung 40a erstreckt sich durch die Mitte des Feldmagneten 40. In die durchgehende Bohrung 40a des Feldmagneten 40 ist eine zylindrische Hülse 41 eingesetzt.
Die Hülse 41 wird von einem nichtmagnetischen Körper gebildet und ist in der vorliegenden Erfindung aus dem gleichen nichtrostenden Stahl hergestellt wie die Drehwelle 6. In der vorliegenden Erfindung ist die Länge Dx der Hülse 41 in der axialen Richtung (Länge von einer ersten Stirnfläche 41a zu einer zweiten Stirnfläche 41b) größer als die Dicke oder die axiale Länge Dy des Feldmagneten 40 (Länge von einer Seitenfläche 40b zu einer Seitenfläche 40c).
Die Hülse 41 ist so ausgebildet, dass der Außendurchmesser Ds kleiner als der Innendurchmesser Dt (siehe 6) der durchgehenden Bohrung 40a des Feldmagneten 40 ist und so groß wie die Außendurchmesser D1 und D2 der Naben 21e und 31e oder größer ist. Daher ist der Innendurchmesser Dt der durchgehenden Bohrung 40a des Feldmagneten 40 größer als die Außendurchmesser D1 und D2 der Naben 21e, 31e.
Die Hülse 41 ist in die durchgehende Bohrung 40a des Feldmagneten 40 eingesetzt. In diesem Fall ist die axiale Länge der Hülse 41 größer als die axiale Länge Dy des Feldmagneten 40. Die erste Stirnfläche 41a der Hülse 41 ragt daher aus der Seitenfläche 40b des Feldmagneten 40 heraus und die zweite Stirnfläche 41b der Hülse 41 ragt aus der Seitenfläche 40c des Feldmagneten 40 heraus. Unter diesen Bedingungen sind die äußere Umfangsfläche der Hülse 41 und die innere Umfangsfläche des Feldmagneten 40, welche die durchgehende Bohrung 40a definiert, mit einem Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, das keinen magnetischen Fluss durchlässt, aneinander angeklebt und befestigt.
Genauer wird die Hülse 41, nachdem die Drehwelle 6 in die Hülse 41 eingesetzt worden ist, ohne die Drehwelle 6 einzupressen, in die durchgehende Bohrung 40a des Feldmagneten 40 eingesetzt. In diesem Fall wird vor dem Einsetzen der Hülse 41 ein Klebstoff, der das aushärtende Kunstharz beinhaltet, auf die innere Umfangsfläche der durchgehenden Bohrung 40a aufgetragen. Wenn der Klebstoff ausgehärtet ist, ist der Feldmagnet 40 an der Hülse 41 angeklebt und befestigt.
Da die erste Stirnfläche 41a der Hülse 41 aus dem Feldmagneten 40 ragt, ist die erste Stirnfläche 41a der Hülse 41 mit einer gegenüberliegenden Oberfläche 21c der ersten Kernbasis 21 in Kontakt. Dies bildet eine geringfügige Lücke zwischen der Seitenfläche 40b des Feldmagneten 40 und der gegenüberliegenden Oberfläche 21c der ersten Kernbasis 21. Desgleichen wird zwischen der Seitenfläche 40c des Feldmagneten 40 und der gegenüberliegenden Oberfläche 31c der zweiten Kernbasis 31 eine geringfügige Lücke gebildet.
Die Lücken zwischen dem Feldmagneten 40 und dem ersten und dem zweiten Rotorkern 20 und 30 vergrößern den magnetischen Widerstand. Die Größe der Lücke wird daher innerhalb eines Bereichs festgelegt, so dass die Verringerung der Magnetflussdichte die Drehung nicht behindert. Daher ist die axiale Länge der Hülse 41 größer als die axiale Länge des Feldmagneten 40 und innerhalb eines Bereichs, in dem die Verringerung der Magnetflussdichte die Drehung nicht behindert.
Die erste und die zweite Kernbasis 21 und 31 werden auf die Drehwelle 6 aufgepresst, bis sie die erste und zweite Stirnfläche 41a, 41b der Hülse 41 erreichen, und dann gestaucht und befestigt.
In diesem Fall wird eine geringfügige Lücke zwischen einer Seitenfläche 40b des Feldmagneten 40 und der gegenüberliegenden Oberfläche 21c der ersten Kernbasis 21 und zwischen der anderen Seitenfläche 40c des Feldmagneten 40 und der gegenüberliegenden Oberfläche 31c der zweiten Kernbasis 31 gebildet. Zum Füllen dieser Lücken kann ein Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, auf die zwei Seitenflächen 40b und 40c aufgetragen werden, so dass die Seitenfläche 40b in Kontakt mit der gegenüberliegenden Oberfläche 12c angeklebt wird und die Seitenfläche 40c in Kontakt mit der gegenüberliegenden Oberfläche 31c angeklebt wird.
Der Außendurchmesser des Feldmagneten 40 ist so festgelegt, dass er mit dem Außendurchmesser der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 zusammenfällt. Daher ist die äußere Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 mit den äußeren Umfangsflächen 21d und 31d der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 bündig.
Wie in 9 gezeigt, sind die distalen Stirnflächen 22c der ersten Klauenpole 22 (erste Polteile 24) aufgrund der Dicke des Feldmagneten 40 (axiale Länge der Hülse 41) mit der nicht gegenüberliegenden Oberfläche 31b der zweiten Kernbasis 31 bündig. Ferner sind die distalen Stirnflächen 32c der zweiten Klauenpole 32 (zweite Polteile 34) mit der nicht gegenüberliegenden Oberfläche 21b der ersten Kernbasis 21 bündig.
Wie in 9 gezeigt, wird der Feldmagnet 40 in der axialen Richtung magnetisiert. Speziell wird im Feldmagneten 40 ein Teil, der näher am ersten Rotorkern 20 liegt, zum N-Pol (ersten Pol) magnetisiert, und ein Teil, der näher am zweiten Rotorkern 30 liegt, wird zum S-Pol (zweiter Pol) magnetisiert. Daher lässt der Feldmagnet 40 jeden ersten Klauenpol 22 des ersten Rotorkerns 20 als N-Pol (ersten Pol) fungieren und jeden zweiten Klauenpol 32 des zweiten Rotorkerns 30 als den S-Pol (zweiten Pol) fungieren.
Dementsprechend ist der Rotor 7 der vorliegenden Erfindung der so genannte Lundell-artige Rotor, der den Feldmagneten 40 verwendet. Der Rotor 7 ordnet die ersten Klauenpole 22, die als die N-Pole fungieren, und die zweiten Klauenpole 32, die als die S-Pole fungieren, in der Umfangsrichtung abwechselnd an. Die Anzahl der Pole ist acht Pole.
Bei dem bürstenlosen Motor M der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der Pole des Rotors 7 auf 2 × n (n ist eine natürliche Zahl) festgesetzt und die Anzahl der Zähne 12 des Stators 5 ist auf 3 × n festgesetzt. Speziell ist die Anzahl der Pole des Rotors 7 auf „acht“ festgesetzt und die Anzahl der Zähne 12 des Stators 5 ist auf „zwölf“ festgesetzt.
Erste rückseitige Hilfsmagneten 43
Wie in den 6, 8A und 9 gezeigt, ist an einer Rückfläche 24a (radial innere Oberfläche) des ersten Polteils 24 ein erster rückseitiger Hilfsmagnet 43 angeordnet. Im Detail ist der erste rückseitige Hilfsmagnet 43 in einem Zwischenraum angeordnet, der von der Rückfläche 24a des ersten Polteils 24, der äußeren Umfangsfläche 31d der zweiten Kernbasis 31, der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 und der Oberfläche 23a des ersten Basisteils 23, die dem zweiten Rotorkern 30 zugekehrt ist, gebildet wird.
Der erste rückseitige Hilfsmagnet 43 wird in der vorliegenden Ausführungsform von einem Ferritmagneten gebildet. Der erste rückseitige Hilfsmagnet 43 ist im Wesentlichen kastenförmig und hat in der zur Achse orthogonalen Richtung einen sektorförmigen Querschnitt. Der erste rückseitige Hilfsmagnet 43 ist in der radialen Richtung magnetisiert, so dass der Teil, der mit der Rückfläche 24a des ersten Klauenpols 22 (erster Polteil 24) in Kontakt ist, als der N-Pol fungiert, der derselbe Pol wie der erste Klauenpol 22 ist, und der Teil, der mit der zweiten Kernbasis 31 in Kontakt ist, als der S-Pol fungiert, der derselbe Pol wie die zweite Kernbasis 31 ist. Der erste rückseitiger Hilfsmagnet 43 reduziert an seinem Einbauort magnetischen Leckstrom. In diesem Fall wird zwischen der radial inneren Oberfläche 43a des ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und der äußeren Umfangsfläche 31d der zweiten Kernbasis 31 und zwischen der radial inneren Oberfläche 43a des ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 eine Lücke gebildet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Lücke mit einem Puffermaterial gefüllt. Speziell wird in der vorliegenden Ausführungsform beim Koppeln des ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 ein Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, als das Puffermaterial auf die radial innere Oberfläche 43a aufgetragen, um die radial innere Oberfläche 43a an der äußeren Umfangsfläche 31d der zweiten Kernbasis 31 und an der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 anzukleben und zu befestigen.
Genauer wird die Lücke zwischen der radial inneren Oberfläche 43a des ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und der äußeren Umfangsfläche 31d der zweiten Kernbasis 31 und die Lücke zwischen der radial inneren Oberfläche 43a des ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 mit dem Klebstoff, der das aushärtende Kunstharz beinhaltet, geschlossen. Infolgedessen wird der erste rückseitiger Hilfsmagnet 43 von dem Klebstoff an der zweiten Kernbasis 31 und dem Feldmagneten 40 befestigt. Da der Klebstoff aus einem aushärtenden Kunstharz hergestellt ist, absorbiert der als das Puffermaterial fungierende Klebstoff darüber hinaus die auf den ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 ausgeübte Kraft elastisch, wenn der Klebstoff aushärtet.
Zweite rückseitige Hilfsmagneten 44
Wie in den 6, 8B und 9 gezeigt, ist an einer Rückfläche 34a (Oberfläche an der radial inneren Seite) jedes zweiten Polteils 34 ein zweiter rückseitiger Hilfsmagnet 44 angeordnet. Speziell ist der zweite rückseitiger Hilfsmagnet 44 in einem Zwischenraum angeordnet, der von der Rückfläche 34a des zweiten Polteils 34, der äußeren Umfangsfläche 21d der ersten Kernbasis 21, der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 und der Oberfläche 33a des zweiten Basisteils 33, die dem ersten Rotorkern 20 zugekehrt ist, gebildet wird.
Der zweite rückseitige Hilfsmagnet 44 wird in der vorliegenden Ausführungsform von einem Ferritmagneten gebildet. Der zweite rückseitige Hilfsmagnet 44 ist im Wesentlichen kastenförmig und hat in der zur Achse orthogonalen Richtung einen sektorförmigen Querschnitt. Der zweite rückseitige Hilfsmagnet 44 ist in der radialen Richtung magnetisiert, so dass der Teil, der mit der Rückfläche 34a des zweiten Klauenpols 32 (zweiter Polteil 34) in Kontakt ist, als der S-Pol fungiert, der derselbe Pol wie der zweite Klauenpol 32 ist, und der Teil, der mit der ersten Kernbasis 21 in Kontakt ist, als der N-Pol fungiert, der derselbe Pol wie die erste Kernbasis 21 ist. Der zweite rückseitige Hilfsmagnet 44 reduziert an seinem Einbauort den magnetischen Leckstrom. In diesem Fall wird zwischen der radial inneren Oberfläche 44a des zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 und der äußeren Umfangsfläche 21d der ersten Kernbasis 21 und zwischen der radial inneren Oberfläche 43a des zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 eine Lücke gebildet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Lücke mit einem Puffermaterial gefüllt. Speziell wird in der vorliegenden Ausführungsform beim Koppeln des zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 ein Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, als das Puffermaterial auf die radial innere Oberfläche 44a aufgetragen, um die radial innere Oberfläche 44a an der äußeren Umfangsfläche 21d der ersten Kernbasis 21 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 anzukleben und zu befestigen.
Genauer wird die Lücke zwischen der radial inneren Oberfläche 44a des zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 und der äußeren Umfangsfläche 21d der ersten Kernbasis 21 und die Lücke zwischen der radial inneren Oberfläche 44a des zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 mit dem Klebstoff, der das aushärtende Kunstharz beinhaltet, geschlossen. Infolgedessen wird der zweite rückseitige Hilfsmagnet 44 von dem Klebstoff an der ersten Kernbasis 21 und dem Feldmagneten 40 befestigt. Da der Klebstoff aus einem aushärtenden Kunstharz hergestellt ist, absorbiert der als das Puffermaterial fungierende Klebstoff darüber hinaus die auf den zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 ausgeübte Kraft elastisch, wenn der Klebstoff aushärtet.
Erste und zweite zwischen den Polen liegende Hilfsmagnete 45 und 46
Wie in den 6 bis 8 gezeigt, sind die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 jeweils in der Umfangsrichtung zwischen den ersten Klauenpolen 22, wo die ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 angeordnet sind, und den zweiten Klauenpolen 32, wo die zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 angeordnet sind, angeordnet und befestigt. Die ersten und die zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagnete 45 und 46, die in vorliegenden Ausführungsform von Ferritmagneten gebildet werden, sind im Wesentlichen kastenförmig und haben in der zur Achse orthogonalen Richtung einen sektorförmigen Querschnitt. Ein Außendurchmesser der ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagnete 45 und 46, wenn sie um die Achse O der radial äußeren Oberflächen angesetzt und befestigt sind, ist kleiner als der Außendurchmesser der radial äußeren Oberflächen f1 und f2 der ersten und zweiten Polteile 24 und 34 um die Mittelachse O.
Im Detail ist jeder erste zwischen Polen liegende Hilfsmagnet 45 zwischen einer flachen Oberfläche, die von einer umfangsmäßigen Stirnfläche 22a eines ersten Klauenpols 22 und einer umfangsmäßigen Stirnfläche eines ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 gebildet wird, und einer flachen Oberfläche, die von der umfangsmäßigen Stirnfläche 32b eines zweiten Klauenpols 32 und einer umfangsmäßigen Stirnfläche eines zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 gebildet wird, angeordnet. In diesem Fall wird zwischen der radial inneren Oberfläche 45a des ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und den äußeren Umfangsflächen 21d und 31d der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 und zwischen der radial inneren Oberfläche 45a des ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 eine Lücke gebildet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Lücke mit einem Puffermaterial gefüllt. Speziell wird in der vorliegenden Ausführungsform beim Koppeln des ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 ein Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, als das Puffermaterial auf die radial innere Oberfläche 45a aufgetragen, um die radial innere Oberfläche 45a an der äußeren Umfangsfläche 21d und 31d der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 anzukleben und zu befestigen.
Genauer wird die Lücke zwischen der radial inneren Oberfläche 45a jedes ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und den äußeren Umfangsflächen 21d und 31d der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 und die Lücke zwischen der radial inneren Oberfläche 45a des ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 mit dem Klebstoff, der das aushärtende Kunstharz beinhaltet, geschlossen. Infolgedessen wird der erste zwischen den Polen liegende Hilfsmagnet 45 von dem Klebstoff an der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 und dem Feldmagneten 40 befestigt. Da der Klebstoff aus einem aushärtenden Kunstharz hergestellt ist, absorbiert der als das Puffermaterial fungierende Klebstoff darüber hinaus die auf den ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 ausgeübte Kraft elastisch, wenn der Klebstoff aushärtet.
Desgleichen wird jeder zweite zwischen Polen liegende Hilfsmagnet 46 zwischen einer flachen Oberfläche, die von einer umfangsmäßigen Stirnfläche 22b eines ersten Klauenpols 22 und einer umfangsmäßigen Stirnfläche eines ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 gebildet wird, und einer flachen Oberfläche, die von einer umfangsmäßigen Stirnfläche 32a des zweiten Klauenpols 32 und einer umfangsmäßigen Stirnfläche des zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 gebildet wird, angeordnet. In diesem Fall wird zwischen der radial inneren Oberfläche 46a des zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 und den äußeren Umfangsflächen 21d und 31d der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 und zwischen der radial inneren Oberfläche 46a des zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 eine Lücke gebildet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Lücke mit einem Puffermaterial gefüllt. Speziell wird in der vorliegenden Ausführungsform beim Koppeln des zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 ein Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, als das Puffermaterial auf die radial innere Oberfläche 46a aufgetragen, um die radial innere Oberfläche 46a an der äußeren Umfangsfläche 21d und 31d der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 anzukleben und zu befestigen.
Genauer wird die Lücke zwischen der radial inneren Oberfläche 46a des zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 und den äußeren Umfangsflächen 21d und 31d der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 und die Lücke zwischen der radial inneren Oberfläche 46a des zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 mit dem Klebstoff, der das aushärtende Kunstharz beinhaltet, geschlossen. Infolgedessen wird der zweite zwischen den Polen liegende Hilfsmagnet 46 von dem Klebstoff an der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 und dem Feldmagneten 40 befestigt. Da der Klebstoff aus einem aushärtenden Kunstharz hergestellt ist, absorbiert der als das Puffermaterial fungierende Klebstoff darüber hinaus die auf den zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 ausgeübte Kraft elastisch, wenn der Klebstoff aushärtet.
Die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagnete 45 und 46 sind in der Umfangsrichtung magnetisiert, um die selben Pole wie die ersten und die zweiten Klauenpole 22, 23 zu haben. Das heißt, die ersten und die zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagnete sind so magnetisiert, dass der Teil nahe dem ersten Klauenpol 22 als der N-Pol fungiert und der Teil nahe dem zweiten Klauenpol 32 als der S-Pol fungiert.
Rotorabdeckung 50
Die Rotorabdeckung 50 ist am Rotor 7 angebracht, der mit der Drehwelle 6 gekoppelt ist.
Wie in 5 gezeigt, beinhaltet die Rotorabdeckung 50 eine erste Platte 51, die nahe dem ersten Rotorkern 20 (axial äußere Oberfläche) angeordnet ist, und eine zweite Platte 52, die nahe dem zweiten Rotorkern 30 (axial äußere Oberfläche) angeordnet ist. Die erste Platte 51 und die zweite Platte 52 sind in der vorliegenden Ausführungsform beide nichtmagnetische Körper aus Messing.
Erste Platte 51
Die erste Platte 51 beinhaltet einen scheibenförmigen ersten Basisteil 53. In der Mitte des ersten Basisteils 53 ist eine durchgehende Aussparung 53a, durch welche die Drehwelle 6 verläuft, ausgebildet. Der Außendurchmesser des ersten Basisteils 53, dessen Mittelpunkt die Mittelachse O ist, ist der gleiche wie der Außendurchmesser der mit dem Rotor 7 gekoppelten ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46, dessen Mittelpunkt die Mittelachse O der radial äußeren Oberflächen ist.
Die Oberfläche des ersten Basisteils 53 nahe dem ersten Rotorkern 20 wird zum Bilden von vier ersten Sicherungsvorsprüngen 54, die in gleichen Winkelabständen vorstehen, einer Pressung unterzogen. Jeder erste Sicherungsvorsprung 54 wird in eines der Positionierungssicherungslöcher 27, die in der nicht gegenüberliegenden Oberfläche 21b der ersten Kernbasis 21 ausgebildet sind, eingesetzt und daran angebracht. In diesem Fall ist die erste Platte 51 mit einem äußeren Umfangsteil der nicht gegenüberliegenden Oberfläche 21b der ersten Kernbasis 21 in Kontakt. Darüber hinaus ist die erste Platte 51 mit den nahe der ersten Kernbasis 21 befindlichen Außenflächen der zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44, der ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und der zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 in Kontakt.
Am äußeren Umfangsrand der ersten Platte 51 ist eine zylindrische Wand 55 ausgebildet. Die zylindrische Wand 55 erstreckt sich von dem ersten Rotorkern 20 weg. Das heißt, die zylindrische Wand 55 erstreckt sich zur Endplatte 3 hin. In der axialen distalen Stirnfläche der zylindrischen Wand 55 sind acht Montageausnehmungen 56 im gleichen Abstand zueinander ausgebildet.
Zweite Platte 52
Die zweite Platte 52 beinhaltet einen scheibenförmigen zweiten Basisteil 57. In der Mitte des zweiten Basisteils 57 ist eine durchgehende Aussparung 57a, durch welche die Drehwelle 6 verläuft, ausgebildet. Der Außendurchmesser des zweiten Basisteils 57, dessen Mittelpunkt die Mittelachse O ist, ist der gleiche wie der Außendurchmesser der mit dem Rotor 7 gekoppelten ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46, dessen Mittelpunkt die Mittelachse O der radial äußeren Oberflächen ist.
Die Oberfläche des zweiten Basisteils 57 nahe dem zweiten Rotorkern 30 wird zum Bilden von vier zweiten Sicherungsvorsprüngen 58, die in gleichen Winkelabständen vorstehen, einer Pressung unterzogen. Jeder zweite Sicherungsvorsprung 58 wird in eines der Positionierungssicherungslöcher 37 eingesetzt und daran angebracht, die in der nicht gegenüberliegenden Oberfläche 31b der zweiten Kernbasis 31 ausgebildet sind. In diesem Fall ist die zweite Platte 52 mit einem äußeren Umfangsteil der nicht gegenüberliegenden Oberfläche 31b der zweiten Kernbasis 31 in Kontakt. Darüber hinaus ist die zweite Platte 52 mit den nahe der zweiten Kernbasis 31 befindlichen Außenflächen der ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43, der ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und der zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 in Kontakt.
Acht Befestigungselemente 59 sind im gleichen Abstand voneinander an einem äußeren Umfangsrand der zweiten Platte 52 angeordnet. Die Befestigungselemente 59 erstrecken sich zum ersten Rotorkern 20 hin. Das heißt, die Befestigungselemente 59 erstrecken sich zur Endplatte 3 hin. Die acht Befestigungselemente 59 sind so angeordnet, dass sie zwischen den ersten Polteilen 24 der ersten Klauenpole 22 und den zweiten Polteilen 34 der zweiten Klauenpole 32 liegen, wenn die zweiten Sicherungsvorsprünge 58 der zweiten Platte 52 in die Positionierungssicherungslöcher 37 der zweiten Kernbasis 31 eingesetzt und daran angebracht sind. Das heißt, die acht Befestigungselemente 59 sind so angeordnet, dass sie den radial äußeren Oberflächen der ersten und der zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 zugekehrt sind.
Jedes Befestigungselement 59 erstreckt sich von seinem Basisende in der axialen Richtung dorthin, wo sich die zylindrische Wand 55 der ersten Platte 51 befindet. In diesem Fall ist die Innenfläche jedes Befestigungselements 59 so geformt, dass sie die gesamte radial äußere Oberfläche des ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 oder des zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 bedeckt.
Wie in 5 gezeigt, beinhaltet das distale Ende jedes Befestigungselements 59 einen Ansatz 59a. Die Ansätze 59a sind des Weiteren, wie in 5 gezeigt, einwärts gebogen und mit den Passaussparungen 56 in Eingriff gebracht, die in der zylindrischen Wand 55 der ersten Platte 51 ausgebildet sind, um die erste Platte 51 mit der zweiten Platte 52 zu koppeln.
So wird die Rotorabdeckung 50 mit dem Rotor 7 gekoppelt und einstückig mit dem Rotor 7 gedreht. 5 zeigt jeden Ansatz 59a in einer umgebogenen Situation. Jeder Ansatz 59a erstreckt sich aber in der axialen Richtung, bevor er umgebogen wird.
Detektionsmagnet 60
Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist an einer Oberfläche, die an der Innenseite der zylindrischen Wand 55 im ersten Basisteil 53 der ersten Platte 51 liegt, ein ringförmiger Detektionsmagnet 60 angeordnet. Wie in 5 gezeigt, ist eine radial äußere Oberfläche des Detektionsmagneten 60 mit einem Klebstoff an der Innenfläche der zylindrischen Wand 55 befestigt. Der Detektionsmagnet 60 hat einen Innendurchmesser, der größer als die Außendurchmesser der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 ist. Der Detektionsmagnet 60 ist an der ersten Platte 51 befestigt, so dass die Mittelachse des ringförmigen Detektionsmagneten 60 mit der Mittelachse O der Drehwelle 6 zusammenfällt.
Wie in 5 gezeigt, ist der Detektionsmagnet 60 magnetisiert, so dass N-Pole und S-Pole abwechselnd in gleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung liegen. Im Detail beinhaltet der Detektionsmagnet 60 einen Teil (ersten axialen Teil) nahe dem ersten Rotorkern 20 und einen Teil (zweiten axialen Teil), der von dem ersten Rotorkern 20 beabstandet ist. Der erste axiale Teil ist magnetisiert, so dass Abschnitte, die den ersten Klauenpolen 22 in der axialen Richtung zugekehrt sind, als N-Pole fungieren, und Abschnitte, die den zweiten Klauenpolen 32 in der axialen Richtung zugekehrt sind, als S-Pole fungieren. Das heißt, dass der Teil des Dektionsmagneten 60, der näher am ersten Rotorkern 20 liegt, so magnetisiert ist, dass zu N-Polen magnetisierte N-Polteile 60n und zu S-Polen magnetisierte S-Polteile 60s entsprechend den Polen der ersten Klauenpole 22 und den Polen der zweiten Klauenpole 32 positioniert sind. Genauer ist der Detektionsmagnet 60 so gestaltet, dass die Magnetisierungsrichtungen in der axialen Richtung in der Umfangsrichtung abwechseln. In der vorliegenden Ausführungsform wechselt die Magnetisierungsrichtung in gleichen Winkelabständen (45°). Im Detektionsmagneten 60 sind Umfangsbereiche, die den ersten Klauenpolen 22, die als N-Pole fungieren, zugekehrt sind, so gestaltet, dass der erste axiale Teil als N-Pole fungiert und der zweite axiale Teil als S-Pole fungiert. Des Weiteren sind im Detektionsmagneten 60 Umfangsbereiche, die den zweiten Klauenpolen 32, die als S-Pole fungieren, zugekehrt sind, so gestaltet, dass der erste axiale Teil als S-Pole fungiert und der zweite axiale Teil als N-Pole fungiert. Im Detektionsmagneten 60 der vorliegenden Erfindung fällt jede umfangsmäßige Mitte der N-Polteile 60n und der S-Polteile 60s, die den ersten und zweiten Klauenpolen 22 und 32 zugekehrt sind, mit jeder umfangsmäßigen Mitte der ersten und zweiten Klauenpole 22 und 32 zusammen.
Ein Magnetsensor 62 (siehe 3) mit einer integrierten Hall-Schaltung ist an der Endplatte 3 des Motorgehäuses 1 angeordnet, die dem Detektionsmagneten 60 zugekehrt ist, und in der axialen Richtung um einen konstanten Abstand vom Detektionsmagneten 60 beabstandet. Wenn der Rotor 7 gedreht wird, laufen die zu N-Polen magnetisierten N-Polteile 60n und die zu S-Polen magnetisierten Sp-Polteile 602 abwechselnd an der Vorderseite des magnetischen Sensors 62 vorbei. Während der Drehung erkennt der magnetische Sensor 62 die N-Polteile 60n und die S-Polteile 60s des Detektionsmagneten, die abwechseln an ihm vorbeilaufen.
Der magnetische Sensor 62 gibt ein Detektionssignal an eine Steuerschaltung (nicht gezeigt) aus. Die Steuerschaltung berechnet einen Drehwinkel (Drehstellung) des Rotors 7 und berechnet die Drehgeschwindigkeit auf Basis des Detektionssignal von dem magnetischen Sensor 62. Die Steuerschaltung treibt den bürstenlosen Motor M unter Verwendung des berechneten Drehwinkels (Drehstellung) und der Drehgeschwindigkeit an und steuert ihn.
Im Folgenden wird nun ein Verfahren zum Zusammenbauen des Rotors 7 beschrieben.
Zuerst wird die Drehwelle 6 auf einpressfreie Weise in die Hülse 41 eingesetzt. Zum Beispiel wird die ringförmige erste Stirnfläche 41a der Hülse 41 mit einer zylindrischen Einbauvorrichtung axial vorgeschoben, wenn eine der Öffnungen der Hülse 41 (z.B. die Öffnung an der zweiten Stirnfläche 41b) mit der Drehwelle 6 in Kontakt ist. Die Drehwelle 6 wird von der Öffnung der Hülse 41 her eingeführt, indem mit der zylindrischen Einbauvorrichtung gegen die erste Stirnfläche 41a der Hülse 41 gedrückt wird.
Dann wird die Hülse 41, in welche die Drehwelle 6 eingeführt worden ist, in die durchgehende Bohrung 40a des Feldmagneten 40 eingeführt und die äußere Umfangsfläche der Hülse 41 wird an der inneren Umfangsfläche der durchgehenden Bohrung 40a in dem Feldmagneten 40 befestigt.
In diesem Fall ist die axiale Länge Dx der Hülse 41 größer als die Dicke (axiale Länge Dy) des Feldmagneten 40. Die erste Stirnfläche 41a und die zweite Stirnfläche 41b in der axialen Richtung der Hülse 41 stehen also ein wenig von den Seitenflächen 40b und 40c des Feldmagneten 40 vor. Die Hülse 41 und der Feldmagnet 40 werden mit einem Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, das keinen magnetischen Fluss durchlässt, aneinander angeklebt und befestigt.
Bei zur Seitenfläche 40b des Feldmagneten 40 gekehrter gegenüberliegender Oberfläche 21c der ersten Kernbasis 21 wird dann die durchgehende Bohrung 21a des ersten Rotorkerns 20 (erste Kernbasis 21) mit dem oben beschriebenen Verfahren auf die Drehwelle 6 aufgepresst. In diesem Fall wird die durchgehende Bohrung 21a auf die Drehwelle 6 aufgepresst, bis die gegenüberliegende Oberfläche 21c der ersten Kernbasis 21 in der axialen Richtung mit der ersten Stirnfläche 41a der Hülse 41 in Kontakt kommt.
Der Teil am Umfang der durchgehenden Bohrung 21a in der gegenüberliegenden Oberfläche 21c des ersten Rotorkerns 20 kommt mit der ersten Stirnfläche 41a der Hülse 41 in Kontakt. Der erste Rotorkern 20 beschränkt das weitere Aufpressen in der axialen Richtung (zum Feldmagneten 40 hin). Beim Aufpressen des ersten Rotorkerns 20 belastet der erste Rotorkern 20 daher den Feldmagneten 40 nicht. Infolgedessen wird beim Aufpressen des ersten Rotorkerns 20 auf die Drehwelle 6 der Feldmagnet 40 vom ersten Rotorkern 20 nicht direkt belastet. Im Feldmagneten 40 entstehen daher keine Schäden wie z.B. Risse.
In diesem Fall können die gegenüberliegende Oberfläche 21c der ersten Kernbasis 21 und die Seitenfläche 40b des Feldmagneten 40 mit einem Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, aneinander angeklebt und befestigt werden.
Bei zur Seitenfläche 40c des Feldmagneten 40 gekehrter gegenüberliegender Oberfläche 31c der zweiten Kernbasis 31 wird dann die durchgehende Bohrung 31a des zweiten Rotorkerns 30 (zweite Kernbasis 31) mit dem oben beschriebenen Verfahren auf die Drehwelle 6 aufgepresst. In diesem Fall wird der zweite Rotorkern 30 aufgepresst, während seine Umfangsposition relativ zu dem bereits befestigten ersten Rotorkern 20 eingestellt wird.
Die durchgehende Bohrung 21a der zweiten Kernbasis 31 wird auf die Drehwelle 6 aufgepresst, bis die gegenüberliegende Oberfläche 31c der zweiten Kernbasis 31 in der axialen Richtung mit der zweiten Stirnfläche 41b der Hülse 41 in Kontakt kommt.
Der Teil am Umfang der durchgehenden Bohrung 31a in der gegenüberliegenden Oberfläche 31c des zweiten Rotorkerns 30 kommt mit der zweiten Stirnfläche 41b der Hülse 41 in Kontakt. Dies beschränkt das weitere Aufpressen des zweiten Rotorkerns 30 in der axialen Richtung (zum Feldmagneten 40 hin). Beim Aufpressen des zweiten Rotorkerns 30 belastet der zweite Rotorkern 30 daher den Feldmagneten 40 nicht. Infolgedessen wird beim Aufpressen des zweiten Rotorkerns 20 auf die Drehwelle 6 der Feldmagnet 40 vom zweiten Rotorkern 30 nicht direkt belastet. Im Feldmagneten 40 entstehen daher keine Schäden wie z.B. Risse.
In diesem Fall können die gegenüberliegende Oberfläche 31c der zweiten Kernbasis 31 und die Seitenfläche 40b des Feldmagneten 40 mit einem Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, aneinander angeklebt und befestigt werden.
Der erste und der zweite Rotorkern 20 und 30 werden auf die Drehwelle 6 aufgepresst und an ihr befestigt. Die Drehwelle 6 wird auf einpressfreie Weise in die Hülse eingesetzt, die zwischen dem ersten Rotorkern 20 und dem zweiten Rotorkern 30 liegt, die aufgepresst und befestigt sind. Des Weiteren wird der Feldmagnet 40 an der Hülse befestigt.
Die ersten rückseitigen Hilfsmagnete 43 werden an den Rückflächen 24a der ersten Polteile 24 angeordnet und befestigt und die zweiten rückseitigen Hilfsmagnete 44 werden an den Rückflächen 34a der zweiten Polteile 34 angeordnet und befestigt.
Die ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 werden an den Rückflächen 24a der ersten Polteile 24 angeordnet. Genauer werden die ersten rückseitigen Hilfsmagnete 43 in einem von der Rückfläche 24a jedes ersten Polteils 24, der äußeren Umfangsfläche 31d der zweiten Kernbasis 31, der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 und der Oberfläche 23a des ersten Basisteils 23 nahe dem zweiten Rotorkern 30 gebildeten Zwischenraum angeordnet.
In diesem Fall wird ein Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, auf die radial innere Oberfläche 43a jedes ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 aufgetragen, um die radial innere Oberfläche 43a an der äußeren Umfangsfläche 31d der zweiten Kernbasis 31 anzukleben und zu befestigen und um die radial innere Oberfläche 43a der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 anzukleben und zu befestigen.
Desgleichen werden die zweiten rückseitigen Hilfsmagnete 44 an den Rückflächen 44a der zweiten Polteile 34 angeordnet. Speziell werden die zweiten rückseitigen Hilfsmagnete 44 in einem von der Rückfläche 34a des zweiten Polteils 34, der äußeren Umfangsfläche 21d der ersten Kernbasis 21, der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 und der Oberfläche 33a des zweiten Basisteils 33 nahe dem ersten Rotorkern 20 gebildeten Zwischenraum angeordnet. Wie bei den ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 wird ein Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, auf die Rückfläche (radial innere Oberfläche 44a) jedes zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 aufgetragen, um den zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 anzukleben und zu befestigen.
Schließlich werden die ersten und die zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 angesetzt und befestigt.
Speziell wird jeder erste zwischen den Polen liegende Hilfsmagnet 45 zwischen einer flachen Oberfläche, die von einer umfangsmäßigen Stirnfläche 22a eines ersten Klauenpols 22 und einer umfangsmäßigen Stirnfläche eines ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 gebildet wird, und einer flachen Oberfläche, die von einer umfangsmäßigen Stirnfläche 32b eines zweiten Klauenpols 32 und einer umfangsmäßigen Stirnfläche eines zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 gebildet wird, angeordnet. Ein Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, wird auf die radial innere Oberfläche 45a des ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 aufgetragen, um die radial innere Oberfläche 45a an der äußeren Umfangsfläche 21d der ersten Kernbasis 21, der äußeren Umfangsfläche 31d der zweiten Kernbasis 31 und der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 anzukleben und zu befestigen.
Desgleichen wird jeder zweite zwischen den Polen liegende Hilfsmagnet 46 zwischen einer flachen Oberfläche, die von einer umfangsmäßigen Stirnfläche 22b eines ersten Klauenpols 22 und einer umfangsmäßigen Stirnfläche eines ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 gebildet wird, und einer flachen Oberfläche, die von einer umfangsmäßigen Stirnfläche 32a des zweiten Klauenpols 32 und einer umfangsmäßigen Stirnfläche des zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 gebildet wird, angeordnet. Wie bei den ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 wird ein Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, auf die Rückfläche (radial innere Oberfläche 46a) des zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 aufgetragen, um den zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 anzukleben und zu befestigen.
Damit wird das Zusammenbauen des Rotors 7 beendet.
Im Folgenden wird nun die Funktionsweise der Ausführungsform beschrieben.
Aufgrund des Feldmagneten 40 fungieren die ersten Klauenpole 22 des ersten Rotorkerns 20 als N-Pole und die zweiten Klauenpole 32 des zweiten Rotorkerns 30 fungieren als S-Pole. In diesem Fall sind die Naben 21e und 31e der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 in der axialen Richtung von den Lagern 8 und 9 beabstandet, die in den Lageraufnahmen 2a und 3a aufgenommen und daran befestigt sind. Des Weiteren sind die Außendurchmesser D1 und D2 der Naben 21e und 31e kleiner als die Außendurchmesser Da und Db der Lager 8 und 9.
Dies begrenzt magnetischen Leckfluss vom Feldmagneten 40 zum Motorgehäuse 1 durch die Lager 8 und 9 und die Lageraufnahmen 2a und 3a. Die Leistung des bürstenlosen Motors M kann somit erhöht werden.
Außerdem ist der Außendurchmesser Ds der Hülse 41, die von einem nichtmagnetischen Körper gebildet wird, so groß wie die Außendurchmesser D1 und D2 der an der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 ausgebildeten Naben 21e und 31e oder größer. Dies begrenzt den magnetischen Leckfluss vom Feldmagneten 40 durch die Naben 21e und 31e. Das heißt, der magnetischen Leckfluss zum Motorgehäuse 1 ist begrenzt. Dies erhöht die Leistung des bürstenlosen Motors M noch weiter.
Die von einem nichtmagnetischen Körper gebildete Hülse 41 liegt an der Innenseite des Feldmagneten 40. Der magnetische Fluss des Feldmagneten 40 tritt daher nicht durch die Hülse 41 zur Innenseite hin aus.
Bei dem bürstenlosen Motor M wird im Stator 5 ein Rotations-Magnetfeld gebildet, wenn der dreiphasige Antriebsstrom zu den Phasenwicklungen 14, 15 und 16 des Statorkerns 11 geleitet wird. Das Rotations-Magnetfeld dreht den Rotor 7, der an der Drehwelle 6 befestigt ist, die sich im Inneren des Stators 5 befindet.
Während der Drehung dreht sich auch der ringförmige Detektionsmagnet 60, der auf der ersten Platte 51 angeordnet und an ihr befestigt ist, um die Drehwelle 6. Der magnetische Sensor 62 erfasst abwechselnd die N-Polteile 60n und die S-Polteile 60s des Detektionsmagneten 60, die beim Drehen des Detektionsmagneten 60 an ihm vorbeilaufen. Die Steuerschaltung berechnet den Drehwinkel (Drehstellung) des Rotors 7 und berechnet auch die Drehgeschwindigkeit auf der Basis des Detektionssignals vom magnetischen Sensor 62. Unter Verwendung des berechneten Drehwinkels (Drehstellung) und der Drehgeschwindigkeit treibt die Steuerschaltung den bürstenlosen Motor M an und steuert ihn.
Genauer wird, z.B. wenn ein Steuerelement zum Variieren der Ventileinstellung gemäß den Fahrbedingungen beim Fahren des Fahrzeugs [sic], der dreiphasige Antriebsstrom von der Steuerschaltung zu den Phasenwicklungen 14, 15 und 16 geleitet, um ein Rotations-Magnetfeld zu bilden. Dieses dreht den Rotor 7 und treibt ihn an und die variable Ventilsteuerungsvorrichtung variiert die Ventilsteuerung (Drehphase der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle des Motors).
Die ersten und zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 werden während der Drehung des Rotors 7 mit einem Klebstoff befestigt. Die ersten und zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 bewegen sich daher nicht. Infolgedessen kommt es nicht zu abnormalen Geräuschen, Schäden und Störung durch des magnetischen Flusses, die durch eine solche Bewegung verursacht werden könnten. Da die ersten und zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 mit dem Klebstoff befestigt werden, kann die Positionierung und Befestigung leicht und genau durchgeführt werden.
Desgleichen werden die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 während der Drehung des Rotors 7 mit einem Klebstoff befestigt. Die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagnete 45 und 46 bewegen sich daher nicht. Infolgedessen kommt es nicht zu abnormalen Geräuschen, Schäden und Störung des magnetischen Flusses, die durch eine solche Bewegung verursacht werden könnten. Da die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 mit dem Klebstoff befestigt werden, kann die Positionierung und Befestigung leicht und genau durchgeführt werden.
Die zwei Seitenflächen in der axialen Richtung des Rotors 7 werden von der ersten Platte 51 und der zweiten Plate 52 der Rotorabdeckung 50 bedeckt. Im Fall, dass sich der Klebstoff während der Drehung auftrennt, werden die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagnete 45 und 46 und die ersten und zweiten rückseitigen Hilfsmagnete 43 und 44 nicht in der axialen Richtung ausgetrieben.
Des Weiteren halten die Befestigungselemente 59 der Rotorabdeckung 50 die radial äußeren Oberflächen der entsprechenden ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 fest. Nur für den Fall, dass der Klebstoff sich auftrennt, wenn die Drehung die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 mit Fliehkraft beaufschlagt, werden die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagnete 45 und 46 daher nicht aus dem ersten und zweiten Rotorkern 20 und 30 ausgetrieben.
Der bürstenlose Motor M wird in der variablen Ventilsteuerungsvorrichtung verwendet, die sich in einem Fahrzeugmotorraum befindet. Der Feldmagnet 40 des Rotors 7 in dem bürstenlosen Motor M ist in der axialen Richtung zwischen dem ersten Rotorkern 20 und dem zweiten Rotorkern 30 angeordnet. Dies begrenzt externen Einfluss auf den Feldmagneten 40. Daher wird zum Beispiel selbst dann, wenn die Temperatur im Fahrzeugmotorraum hoch wird, die Entmagnetisierung (irreversible Temperaturveränderung) des Feldmagneten 40 begrenzt. Die Positionssteuerung kann daher stabil durchgeführt werden, d.h. die Ventilsteuerung kann variierbar geändert werden.
Die ersten Polteile 24 und die zweiten Polteile 34 stehen von den äußeren Umfangsteilen der im Wesentlichen scheibenförmigen ersten und zweiten Kernbasis 20 und 30 vor und erstrecken sich axial, um die radial äußere Oberfläche des Feldmagneten 40 zu bedecken. Dies begrenzt externe Einflüsse auf den Feldmagneten 40. Daher wird die Entmagnetisierung (irreversible Temperaturveränderung) des Feldmagneten 40 zum Beispiel selbst dann begrenzt, wenn die Temperatur im Fahrzeugmotorraum hoch ist.
Der Feldmagnet 40 befindet sich an der radial inneren Seite der äußeren Umfangsteile der scheibenförmigen ersten und zweiten Kernbasis 21 und 31 des ersten und des zweiten Rotorkerns 20 und 30. Dies begrenzt externe Einflüsse auf den Feldmagneten 40 noch mehr. Daher wird die Entmagnetisierung (irreversible Temperaturveränderung) des Feldmagneten 40 zum Beispiel selbst dann noch stärker begrenzt, wenn die Temperatur im Fahrzeugmotorraum hoch ist.
Wenn die Speisung der Phasenwicklungen 14, 15 und 16 mit dem dreiphasigen Antriebsstrom aufhört, geht das Rotations-Magnetfeld verloren und der Rotor 7 kommt zum Stillstand. In diesem Fall hält der Rotor 7 an einer Drehstellung an, wo der magnetische Fluss, der vom ersten Polteil 24 des ersten Rotorkerns 20 in die Zähne 12 des Statorkerns 11 einfließt, und der magnetische Fluss, der von den Zähnen 12 des Statorkerns 11 in den zweiten Polteil 34 des zweiten Rotorkerns 30 einfließt, am meisten stabilisiert sind.
Die Halteposition ist dort, wo eine umfangsmäßige Mittelposition in der radial äußeren Oberfläche f1 (radial äußeren Oberfläche f2) eines ersten oder zweiten Polteils 24 oder 34 (die Position, wo die radial äußere Oberfläche f1 oder die Mittellinie L sich schneiden, oder die Position, wo die radial äußere Oberfläche f2 und die Mittellinie L2 sich schneiden) der umfangsmäßigen Mittelposition der radial inneren Umfangsfläche des gegenüberliegenden Zahns 12 zugekehrt ist.
Zum Beispiel ist die umfangsmäßige Mittelposition an der radial äußeren Oberfläche f1 eines ersten Polteils 24 (die Position, wo die radial äußere Oberfläche f1 und die Mittellinie L1 sich schneiden) der umfangsmäßigen Mittelposition der radial inneren Umfangsfläche des gegenüberliegenden Zahns 12 zugekehrt. In diesem Fall ist der bürstenlose Motor M ein Motor, bei dem der Rotor 7 acht Pole hat und der Stator 5 zwölf Schlitze hat. Die Mittellinie L2 der radial äußeren Oberfläche f2 des zweiten Polteils 34 verläuft daher durch eine Mittelposition zwischen zwei Zähnen 12.
Wenn der Rotor 7 (Drehwelle 6) in dieser Situation gedreht wird, bewegt sich die radial äußere Oberfläche f1 jedes ersten Polteils 24 in der Umfangrichtung in Bezug auf die radial innere Umfangsfläche des gegenüberliegenden Zahns 12.
Die ersten und zweiten Hilfsnuten 25 und 26 sind in der radial äußeren Oberfläche f1 jedes ersten Polteils 24 ausgebildet. Die radial äußeren Oberflächen f1 der ersten Polteile 24 haben daher insgesamt keine Querschnittsform in der Richtung, die zu der Achse orthogonal ist, die mit einem um die Mittelachse O der Drehwelle 6 verlaufenden Kreis nicht konzentrisch ist. Die ersten und zweiten Hilfsnuten 35 und 36 sind in der radial äußeren Oberfläche f2 jedes zweiten Polteils 34 ausgebildet. Die radial äußeren Oberflächen f2 der zweiten Polteile 34 haben daher insgesamt keine Querschnittsform in der Richtung, die zu der Achse orthogonal ist, die mit einem um die Mittelachse O der Drehwelle 6 verlaufenden Kreis konzentrisch ist. Eine durch Bewegung verursachte Veränderung des magnetischen Flusses wird daher äußerst groß im Vergleich damit, wenn radial äußere Oberflächen der ersten Klauenpole mit einem Kreis konzentrisch sind, dessen Mittelpunkt die Mittelachse der Drehwelle 6 ist, die den radial inneren Umfangsflächen der Zähne 12 gemeinsam ist.
Eine Haltekraft (Haltemoment), die zum Zurückführen des magnetischen Flusses in einen stabilen Zustand wirkt, steht mit Veränderungen des magnetischen Flusses im Zusammenhang. Infolgedessen nimmt die Haltekraft (Haltemoment) zu, wenn die ersten und zweiten Hilfsnuten 35 und 36 ausgebildet werden, da die Veränderung des Magnetfelds äußerst groß ist.
Des Weiteren sind die ersten Hilfsnuten 25 und 35 und die zweiten Hilfsnuten 26 und 36 unter Verwendung der Mittellinien L1 und L2 als Symmetrieachsen an symmetrischen Positionen ausgebildet. Die ersten Hilfsnuten 25 und 35 und die zweiten Hilfsnuten 26 und 36 haben daher in jeder Drehrichtung des Rotors 7 (Drehwelle 6) die gleiche Haltekraft (Haltemoment).
Der Winkel zwischen der ersten Hilfsnut 25 (erste Linie Lla) und der zweiten Hilfsnut 26 (zweite Linie Llb) fällt mit dem Rastmomentzyklus φ (= 15 Grad) zusammen. Desgleichen fällt der Winkel zwischen der ersten Hilfsnut 35 (erste linie L2a) und der zweiten Hilfsnut 36 (zweite Linie L2b) mit dem Rastmomentzyklus φ (= 15 Grad) zusammen.
Genauer ist das ursprüngliche Haltemoment vor der Nutenbildung, welches das ursprüngliche Drehmoment vor der Bildung der ersten Hilfsnuten 25 und 25 und der zweiten Hilfsnuten 26 und 36 ist, mit dem Hilfsnutenhaltemoment phasengleich. Das Haltemoment vor der Nutenbildung wird daher mit dem Hilfsnutenhaltemoment überlagert und das gesamte Haltemoment wird maximiert.
Dies begrenzt die durch Vibration oder dergleichen im Fahrzeugmotorraum verursachte Drehung des Rotors 7, wenn er nicht angetrieben wird.
Des Weiteren ist die Anzahl von Polen des Rotors 7 auf 2 × n (n ist eine natürliche Zahl) festgesetzt und die Anzahl der Zähne 12 des Stators 5 ist auf 3 × n festgesetzt. Daher wird das kleinste gemeinsame Vielfache klein und viele ersten und zweiten Klauenpole 22, 32 und die Zähne 12 können einander entgegengesetzt werden. Infolgedessen wird das Haltemoment größer. Das heißt, die durch Vibration oder dergleichen verursachte Drehung des Rotors 7, wenn er nicht angetrieben wird, kann begrenzt werden.
Die oben beschriebene Ausführungsform hat die unten beschriebenen Vorteile.

(1) In der vorliegenden Ausführungsform ist die axiale Länge der Hülse 41 größer als die axiale Länge des Feldmagneten 40 und die erste Stirnfläche 41a der Hülse 41 ragt geringfügig aus der Seitenfläche 40b des Feldmagneten 40 heraus. Daher hat der erste Rotorkern 20 beim Aufpressen des ersten Rotorkerns 20 auf die Drehwelle 6 einen Teil am Umfang der durchgehenden Bohrung 21a der gegenüberliegenden Oberfläche 21c, der mit der ersten Stirnfläche 41a der Hülse 41 in Kontakt kommt, die geringfügig aus der Seitenfläche 40b des Feldmagneten 40 herausragt. Dies beschränkt das weitere Aufpressen in der axialen Richtung (Aufpressen zum Feldmagneten 40 hin).

Infolgedessen wird der Feldmagnet 40 beim Aufpressen des ersten Rotorkerns 20 auf die Drehwelle 6 von dem ersten Rotorkern 20 nicht direkt belastet. Im Feldmagneten 40 entstehen bei einem Zusammenbauvorgang daher keine Schäden wie z.B. Risse.

(2) In der vorliegenden Ausführungsform ist die axiale Länge der Hülse 41 größer als die axiale Länge des Feldmagneten 40 und die zweite Endfläche 41b der Hülse ragt geringfügig aus der Seitenfläche 40c des Feldmagneten 40 heraus. Daher hat der zweite Rotorkern 30 beim Aufpressen des zweiten Rotorkerns 30 auf die Drehwelle 6 einen Teil am Umfang der durchgehenden Bohrung 31a der gegenüberliegenden Oberfläche 31c, der mit der zweiten Stirnfläche 41a der Hülse 41 in Kontakt kommt, die geringfügig aus der Seitenfläche 40c des Feldmagneten 40 herausragt. Dies beschränkt das weitere Aufpressen in der axialen Richtung (Aufpressen zum Feldmagneten 40 hin).

Infolgedessen wird der Feldmagnet 40 beim Aufpressen des zweiten Rotorkerns 30 auf die Drehwelle 6 von dem zweiten Rotorkern 30 nicht direkt belastet. Im Feldmagneten 40 entstehen bei einem Zusammenbauvorgang daher keine Schäden wie z.B. Risse.

(3) In der vorliegenden Ausführungsform wird der Feldmagnet 40 mit einem Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, das keinen magnetischen Fluss durchlässt, an der Hülse 41 befestigt. Der Feldmagnet 40 wird daher an der Hülse 41 befestigt, ohne belastet zu werden. Im Feldmagneten 40 entstehen bei einem Zusammenbauvorgang daher keine Schäden wie z.B. Risse. Des Weiteren verhindert der Feldmagnet 40 ferner magnetischen Leckfluss, da der Feldmagnet 40 mit einem Klebstoff befestigt ist, das keinen magnetischen Fluss durchlässt.
(4) In der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 mit einem Klebstoff befestigt und bewegen sich nicht. Es kommt daher nicht zu abnormalen Geräuschen und Schäden, die durch die Bewegung der ersten und zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 verursacht werden. Infolgedessen tritt keine Störung des magnetischen Flusses auf und der Rotor wird genau gedreht und gesteuert.

Da die ersten und zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 mit einem Klebstoff befestigt werden, lässt sich die Positionierung und Befestigung leicht und genau durchführen.

(5) In der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagnete 45 und 46 mit einem Klebstoff befestigt und bewegen sich nicht. Es kommt daher nicht zu abnormalen Geräuschen und Schäden, die durch die Bewegung der ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 verursacht werden. Des Weiteren kommt es nicht zu einer durch die Bewegung der ersten und zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 verursachten Störung des magnetischen Flusses. Infolgedessen tritt keine Störung des magnetischen Flusses auf. Der Rotor wird daher genau gedreht und gesteuert.

Da die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagnete 45 und 46 mit einem Klebstoff befestigt werden, lässt sich die Positionierung und Befestigung leicht und genau durchführen.

(6) In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der Rotor 7 die Rotorabdeckung 50 und die Befestigungselemente 59 der Rotorabdeckung 50 halten die radial äußere Oberfläche der entsprechenden ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 fest. Daher werden, falls sich der Klebstoff auftrennt, wenn die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 mit durch Drehung erzeugte Fliehkraft beaufschlagt werden, die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagnete 45 und 46 und die ersten und zweiten Rotorkerne 20 und 30 daran gehindert, ausgetrieben zu werden.
(7) In der vorliegenden Ausführungsform ist der ringförmige Detektionsmagnet 60 an der zylindrischen Wand 55 angeordnet, die an der ersten Platte 51 der Rotorabdeckung 50 ausgebildet ist. Der Detektionsmagnet 60 ist so magnetisiert, dass N-Pole und S-Pole in der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen abwechselnd angeordnet sind. Der magnetische Sensor 62 erkennt die N-Polteile 60n und die S-Polteile 60s des Detektionsmagneten 60, die abwechselnd an ihm vorbeilaufen. Daher wird der Drehwinkel (Drehstellung) des Rotors 7 auf Basis des Detektionssignals genau berechnet und die Drehgeschwindigkeit wird genau berechnet. Des Weiteren trägt dies mit einer einfachen Konfiguration, die den Detektionsmagneten 60 auf der ersten Platte 51 beinhaltet, zu einer hoch genauen Drehungssteuerung des bürstenlosen Motors M bei. Der Detektionsmagnet 60 hat einen größeren Innendurchmesser als die Außendurchmesser der ersten und zweiten Kernbasis 21 und 31. Jeder der N-Polteile 60n und der S-Polteile 60s des Detektionsmagneten 60 hat den gleichen Pol wie der gegenüberliegende Klauenpol. Dies begrenzt magnetischen Leckfluss in der axialen Richtung von den ersten und zweiten Klauenpolen 22 und 32 zum Detektionsmagneten 60. Der Einfluss des magnetischen Flusses von dem Detektionsmagneten 60 zu den ersten und zweiten Klauenpolen 22 und 32 auf den magnetischen Sensor 62 wird dadurch reduziert. Des Weiteren wird der Drehwinkel (Drehstellung) des Rotors 7 vom magnetischen Sensor 62 mit hoher Genauigkeit erkannt.
(8) In der vorliegenden Ausführungsform sind die Naben 21e und 31e der ersten und zweiten Kernbasis 21 und 31 in der axialen Richtung von den Lagern 8 und 9 beabstandet, die in den Lageraufnahmen 2a und 3a aufgenommen und daran befestigt sind. Dies begrenzt magnetischen Leckfluss des Feldmagneten 40 vom Motorgehäuse 1 durch die Lager 8 und 9 der Lageraufnahmen 2a und 3a. Dies erhöht die Leistung des bürstenlosen Motors M. Des Weiteren erhöhen die Naben 21e und 31e die Befestigungskraft des ersten und des zweiten Rotorkerns 20 und 30 und der Drehwelle 6.
(9) In der vorliegenden Ausführungsform sind die Außendurchmesser D1, D2 der Naben 21e und 31e kleiner als die Außendurchmesser Da und Db der Lager 8 und 9. Dies begrenzt magnetischen Leckfluss von dem Feldmagneten 40 zum Motorgehäuse 1 durch die Lager 8 und 9 und die Lageraufnahmen 2a und 3a. Infolgedessen wird die Leistung des bürstenlosen Motors M erhöht. Des Weiteren ermöglicht die begrenzte Leckage eine Verringerung des Abstands der Naben 21e und 31e von den Lagern 8 und 9. Die Dicke des bürstenlosen Motors M kann daher verkleinert werden.
(10) In der vorliegenden Ausführungsform ist der Außendurchmesser Ds der von einem nichtmagnetischen Körper gebildeten Hülse 41 so groß wie die Außendurchmesser D1 und D2 der in der ersten und der zweiten Kernbasis 21 und 31 ausgebildeten Naben 21e und 31e oder größer. Dies begrenzt magnetischen Leckfluss vom Feldmagneten 40 durch die Naben 21e und 31e. Das heißt, die Leckage von magnetischem Fluss des Feldmagneten 40 zum Motorgehäuse 1 wird noch weiter begrenzt. Dies erhöht die Leistung des bürstenlosen Motors M weiter.

Wie Vorteil (9) ermöglicht die begrenzte Leckage die Verringerung des Abstands der Naben 21e und 31e von den Lagern 8 und 9. Die Dicke des bürstenlosen Motors M kann daher verkleinert werden.

(11) In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die von einem nichtmagnetischen Körper gebildete Hülse 41 an der Innenseite des Feldmagneten 40. Die Hülse 41 begrenzt magnetischen Leckfluss von dem Feldmagneten 40 zur Innenseite.
(12) In der vorliegenden Ausführungsform wird die Hülse 41 in den Feldmagneten 40 eingesetzt und der Feldmagnet 40 wird mit einem Klebstoff an der Hülse 41 angeklebt und befestigt. Der Feldmagnet 40 wird daher beim Zusammenbauen nicht beschädigt.
(13) In der vorliegenden Ausführungsform wird die Drehwelle 6 auf einpressfreie Weise in die Hülse 41 eingesetzt. Die Hülse 41 kann daher relativ zur Drehwelle 6 frei eingestellt werden.

Die oben beschriebene Ausführungsform kann wie unten modifiziert werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 und die zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 als separate Körper gestaltet. Stattdessen wird, wie in 10 gezeigt, ein Hilfsmagnet 42 [sic], bei dem die rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 und die zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 einstückig zu einer Ringform ausgebildet sind. Die Hilfsmagnete 42 sind polare anisotrope Magneten.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Befestigungselement 59 an der zweiten Platte 52 angeordnet, wie in 5 gezeigt. Stattdessen kann das Befestigungselement 59 an der ersten Platte 51 angeordnet sein.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Detektionsmagnet 60 an der ersten Platte 51 angeordnet, wie in 5 gezeigt. Stattdessen kann der Detektionsmagnet 60 an der zweiten Platte 52 angeordnet sein.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Drehwelle 6 in die Hülse 41 eingesetzt. Nach dem Einsetzen können die Drehwelle 6 und die Hülse 41 zum Beispiel mit einem Klebstoff, der keinen magnetischen Fluss durchlässt, befestigt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Feldmagnet 40 mit einem Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, das keinen magnetischen Fluss durchlässt, an der Hülse 41 angeklebt und befestigt. Stattdessen kann der Feldmagnet 40 mit einem Klebstoff an der Hülse 41 befestigt werden, der den magnetischen Fluss durchlässt.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Klebstoff so aufgetragen, dass die radial innere Oberfläche 43a des ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 sowohl an der äußeren Umfangsfläche 31d der zweiten Kernbasis 31 als auch der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 angeklebt und befestigt wird. Stattdessen kann der Klebstoff so aufgetragen werden, dass die radial innere Oberfläche 43a des ersten rückseitigen Hilfsmagneten 43 nur an der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 angeklebt und befestigt wird.
Desgleichen wird der Klebstoff in der oben beschriebenen Ausführungsform so aufgetragen, dass die radial innere Oberfläche 44a des zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 sowohl an der äußeren Umfangsfläche 21d der ersten Kernbasis 21 als auch der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 angeklebt und befestigt wird. Stattdessen kann der Klebstoff so aufgetragen werden, dass die radial innere Oberfläche 44a des zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 44 nur an der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 angeklebt und befestigt wird.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Klebstoff so aufgetragen, dass die radial innere Oberfläche 45a des ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 jeweils an der äußeren Umfangsfläche 21d und 31d der ersten und zweiten Kernbasis 21 und 31 und an der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 angeklebt und befestigt wird. Stattdessen kann der Klebstoff so aufgetragen werden, dass die radial innere Oberfläche 45a des ersten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 nur an der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 angeklebt und befestigt wird.
Desgleichen wird der Klebstoff in der oben beschriebenen Ausführungsform so aufgetragen, dass die radial innere Oberfläche 46a des zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 jeweils an den äußeren Umfangsflächen 21d und 31d der ersten und zweiten Kernbasis 21 und 31 und an der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 angeklebt und befestigt wird. Stattdessen kann der Klebstoff so aufgetragen werden, dass die radial innere Oberfläche 46a des zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 46 nur an der äußeren Umfangsfläche 40d des Feldmagneten 40 angeklebt und befestigt wird.
In der oben beschriebenen Ausführungsform sind der Feldmagnet 40, die ersten und zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 und die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 aus einem gesinterten Ferritmagneten hergestellt. Der Feldmagnet 40, die ersten und die zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 und die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 können stattdessen aus einem gesinterten Neodymmagneten, einem Samariumcobaltmagneten und dergleichen hergestellt sein. Der Feldmagnet 40 kann aus einem Neodymmagneten hergestellt sein und die ersten und zweiten rückseitigen Hilfsmagneten 43 und 44 und die ersten und zweiten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten 45 und 46 können aus einem gesinterten Ferritmagneten, einem Samariumcobaltmagneten oder dergleichen hergestellt sein.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Hülse 41, die von einem nichtmagnetischen Körper gebildet wird, aus einem nichtrostenden Stahl hergestellt. Die Hülse braucht nur ein nichtmagnetischer Körper zu sein und die Hülse kann zum Beispiel eine Hülse 41 aus Aluminium oder eine Hülse 41 aus Kunstharz sein.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der bürstenlose Motor M als Antriebsquelle der variablen Ventilsteuerungsvorrichtung verwendet, er kann aber eine Antriebsquelle anderer Vorrichtungen (z.B. Drosselklappensteuervorrichtung und dergleichen) sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-115085 [0002]

Claims

Lundell-artiger Rotor, umfassend: eine Drehwelle; einen ersten Rotorkern, der an der Drehwelle befestigt ist und mehrere erste Klauenpole beinhaltet, die in einer Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind; und einen zweiten Rotorkern, der an der Drehwelle befestigt ist und mehrere zweite Klauenpole beinhaltet, die in der Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind, wobei die ersten Klauenpole und die zweiten Klauenpole in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind; einen zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern angeordneten Feldmagneten, wobei der Feldmagnet die ersten Klauenpole als erste Pole fungieren lässt und die zweiten Klauenpole als zweite Pole fungieren lässt; einen zwischen benachbarten der ersten Klauenpole und der zweiten Klauenpole in der Umfangsrichtung angeordneten zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten und einen an einer radial inneren Oberfläche eines Polteils von jedem der ersten Klauenpole und der zweiten Klauenpole angeordneten rückseitigen Hilfsmagneten, wobei eine zwischen einer radial inneren Oberfläche des zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten und einer äußeren Oberfläche des Feldmagneten gebildeten Lücke mit einem Puffermaterial gefüllt ist und eine zwischen einer radial inneren Oberfläche des rückseitigen Hilfsmagneten und der äußeren Oberfläche des Feldmagneten gebildete Lücke mit einem Puffermaterial gefüllt ist.
Lundell-artiger Rotor nach Anspruch 1, wobei das Puffermaterial ein Klebstoff ist, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet.
Lundell-artiger Rotor nach Anspruch 1 oder 2, der ferner eine Rotorabdeckung aufweist, wobei die Rotorabdeckung Folgendes beinhaltet: eine erste und eine zweite Platte, die jeweils an axial äußeren Oberflächen des ersten Rotorkerns bzw. des zweiten Rotorkerns angeordnet sind, ein Befestigungselement, das sich von einem radial äußeren Umfangsrand der zweiten Platte über eine radial äußere Oberfläche des zwischen den Polen liegenden Hilfsmagneten und zur ersten Platte hin erstreckt, und einen Verbindungsansatz, der an einem distalen Ende jedes Befestigungselements angeordnet ist, und wobei die erste Platte und die zweite Platte durch Verbiegen des Verbindungsansatzes auf einen äußeren Umfangsteil der ersten Platte miteinander gekoppelt und aneinander befestigt werden.
Lundell-artiger Rotor nach Anspruch 3, wobei ein ringförmiger Detektionsmagnet, der zur Erkennung einer Drehung des Rotors verwendet wird, an einer axial äußeren Oberfläche der ersten Platte angeordnet ist und der Detektionsmagnet magnetisiert ist, so dass die ersten Pole und die zweiten Pole in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.
Lundell-artiger Motor, der den Lundell-artigen Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.
Lundell-artiger Motor, umfassend: eine Drehwelle; einen Rotor, der Folgendes beinhaltet: einen ersten Rotorkern, der an der Drehwelle befestigt ist und eine im Wesentlichen scheibenförmige erste Kernbasis und mehrere erste Klauenpole beinhaltet, die in gleichen Abständen an einem äußeren Umfangsteil der ersten Kernbasis angeordnet sind, wobei jeder der ersten Klauenpole in einer Richtung zu einer radial äußeren Seite hin vorsteht und sich in einer axialen Richtung erstreckt, einen zweiten Rotorkern, der an der Drehwelle befestigt ist und eine im Wesentlichen scheibenförmige zweite Kernbasis und mehrere zweite Klauenpole beinhaltet, die in gleichen Abständen an einem äußeren Umfangsteil der zweiten Kernbasis angeordnet sind, wobei jeder der zweiten Klauenpole zu einer radial äußeren Seite hin vorsteht und sich in der axialen Richtung erstreckt, die erste Kernbasis und die zweite Kernbasis einander zugekehrt sind und die ersten Klauenpole und die zweiten Klauenpole in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind, und einen Feldmagneten, der in einer axialen Richtung zwischen der ersten Kernbasis und der zweiten Kernbasis angeordnet ist, wobei der Feldmagnet in der axialen Richtung magnetisiert ist, um die ersten Klauenpole als erste Pole fungieren zu lassen und die zweiten Klauenpole als zweite Pole fungieren zu lassen; und einen Stator, der Folgendes beinhaltet: einen Statorkern mit Zähnen, die dem Rotor zugekehrt sind, eine um die Zähne gewickelten Wicklung, ein Gehäuse, in dem der Statorkern aufgenommen ist und das von einem magnetischen Körper gebildet wird, und ein an dem Gehäuse befestigtes und die Drehwelle lagerndes Lager; wobei ein Mittelteil der ersten Kernbasis und der zweiten Kernbasis jeweils eine durchgehende Bohrung beinhaltet, in welche die Drehwelle eingepresst ist, die erste Kernbasis und die zweite Kernbasis jeweils eine Nabe beinhalten, die Nabe auf einer Seite, die in der axialen Richtung den ersten Klauenpolen gegenüberliegt, an einem Teil der ersten Kernbasis und auf einer Seite, die in der axialen Richtung den zweiten Klauenpolen gegenüberliegt, an einem Teil der zweiten Kernbasis angeordnet ist, die Nabe um die durchgehende Bohrung verläuft und das Gehäuse eine Lageraufnahme beinhaltet, die das Lager aufnimmt, so dass das Lager von der Nabe beabstandet ist, während es der Nabe zugekehrt ist.
Lundell-artiger Motor nach Anspruch 6, wobei jede Nabe einen Außendurchmesser hat, der kleiner als ein Außendurchmesser des Lagers ist.
Lundell-artiger Motor nach Anspruch 6 oder 7, der ferner eine Hülse aufweist, die von einem nichtmagnetischen Körper gebildet wird, wobei die Hülse sich an einer Innenseite des Feldmagneten zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern befindet.
Lundell-artiger Motor nach Anspruch 8, wobei die Hülse einen Außendurchmesser hat, der so groß wie ein Außendurchmesser der Nabe oder größer ist.
Lundell-artiger Motor nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Drehwelle auf einpressfreie Weise in die Hülse eingesetzt ist und der Feldmagnet mit einem Klebstoff an der Hülse angeklebt und befestigt ist.
Lundell-artiger Rotor, umfassend: eine Drehwelle; einen ersten Rotorkern, der eine erste Kernbasis, in der eine durchgehende Bohrung durch einen Mittelteil verläuft, und mehrere erste Klauenpole, die an der ersten Kernbasis in einer Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind, beinhaltet; einen zweiten Rotorkern, der eine zweite Kernbasis, in der eine durchgehende Bohrung durch einen Mittelteil verläuft, und mehrere zweite Klauenpole, die an der zweiten Kernbasis in der Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind, beinhaltet, wobei die ersten Klauenpole und die zweiten Klauenpole in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind; und einen Feldmagneten, der zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern angeordnet ist, wobei ein Mittelteil des Feldmagneten eine durchgehende Bohrung beinhaltet und der Feldmagnet die ersten Klauenpole als erste Pole fungieren lässt und die zweiten Klauenpole als zweite Pole fungieren lässt, wobei die Drehwelle in die durchgehende Bohrung der ersten Kernbasis eingepresst ist, um den ersten Rotorkern an der Drehwelle zu befestigen, die Drehwelle in die durchgehende Bohrung der zweiten Kernbasis eingepresst ist, um den zweiten Rotorkern an der Drehwelle zu befestigen, ein Teil der Drehwelle zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern in eine rohrförmige Hülse eingesetzt ist, die Hülse eine axiale Länge hat, die größer als eine axiale Länge des Feldmagneten ist, die durchgehende Bohrung des Feldmagneten einen Innendurchmesser hat, der größer als ein Außendurchmesser der Hülse ist, und die Hülse in die durchgehende Bohrung des Feldmagneten eingesetzt ist.
Lundell-artiger Rotor nach Anspruch 11, wobei die Drehwelle auf einpressfreie Weise in die Hülse eingesetzt ist.
Lundell-artiger Rotor nach Anspruch 11 oder 12, wobei eine äußere Umfangsfläche der Hülse mit einem Klebstoff, der ein aushärtendes Kunstharz beinhaltet, an einer inneren Umfangsfläche der durchgehenden Bohrung des Feldmagneten angeklebt und befestigt ist.
Lundell-artiger Rotor nach einem der Ansprüche 11 bis 13, der ferner einen rückseitigen Hilfsmagneten aufweist, der an einer radial inneren Oberfläche eines Polteils von jedem der ersten Klauenpole und der zweiten Klauenpole angeordnet ist, wobei eine radial innere Oberfläche des rückseitigen Hilfsmagneten und eine äußere Oberfläche des Feldmagneten mit einem Klebstoff befestigt sind.
Lundell-artiger Motor, der den Lundell-artigen Rotor nach einem der Ansprüche 11 bis 14 aufweist.
Lundell-artiger Rotor, umfassend: eine Drehwelle; einen ersten Rotorkern, der an der Drehwelle befestigt ist und eine erste Kernbasis und mehrere erste Klauenpole beinhaltet, die an der ersten Kernbasis in einer Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind; einen zweiten Rotorkern, der an der Drehwelle befestigt ist und eine zweite Kernbasis und mehrere zweite Klauenpole beinhaltet, die an der zweiten Kernbasis in der Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind, wobei die ersten Klauenpole und die zweiten Klauenpole in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind; einen Feldmagneten, der zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern angeordnet ist, wobei der Feldmagnet die ersten Klauenpole als erste Pole fungieren lässt und die zweiten Klauenpole als zweite Pole fungieren lässt; und einen Detektionsmagneten, der einen magnetischen Fluss zum Erkennen von Drehstellungen des ersten Rotorkerns und des zweiten Rotorkerns erzeugt, wobei der Erkennungsmagnet einen ersten axialen Teil, der nahe dem ersten Rotorkern liegt, und einen zweiten axialen Teil, der von dem ersten Rotorkern getrennt ist, beinhaltet, der erste axiale Teil so magnetisiert ist, dass er den gleichen Pol wie den Pol des in der axialen Richtung gegenüberliegenden der Klauenpole hat, und der Detektionsmagnet einen Innendurchmesser hat, der jeweils größer als ein Außendurchmesser der ersten Kernbasis und der zweiten Kernbasis ist.