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Allgemeiner Stand der Technik
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Rotor mit einem Ausgleichsgewicht zum Einstellen des Rotationsgleichgewichts, sowie einen Motor.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Eine Technik zum Bereitstellen eines Ausgleichsgewichts in einem Rotor eines Motors zum Einstellen des Rotationsgleichgewichts während des Betriebs ist bereits bekannt (siehe zum Beispiel die
Japanische Patentauslegeschrift Nr. H2-246748 , die
Japanische Patentauslegeschrift Nr. 2003-319624 , die ungeprüfte
Japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. H2-118450 und die geprüfte
Japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. H7-9583 ).
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Um die Herstellungsschritte für einen Rotor reibungslos zu automatisieren, ist eine Technik erforderlich, die ein Ausgleichsgewicht durch ein einfacheres Verfahren am Rotor befestigen kann.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Nach einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Rotor eines Motors eine Welle; einen Kern, der radial außen an der Welle befestigt ist und ein sich durch den Kern in einer axialen Richtung erstreckendes Kernloch enthält; und einen Stab, der so in das Kernloch eingeschoben ist, dass er von einer Stirnfläche des Kerns auf einer Seite in der axialen Richtung in Richtung auf die eine Seite in der axialen Richtung hervorsteht.
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Außerdem umfasst der Rotor ein Ausgleichsgewicht, das ein Gewichtsloch bzw. eine Gewichtsöffnung aufweist, in das der Stab eingeschoben wird, und das an der Stirnfläche angelegt ist, während der Stab in das Gewichtsloch eingeschoben wird; und ein Befestigungsteil, das ein Befestigungsloch aufweist, in das der Stab eingeschoben wird, und das das Ausgleichsgewicht von der einen Seite in der axialen Richtung kontaktiert während der Stab in das Befestigungsloch eingeschoben wird, wodurch das Ausgleichsgewicht zwischen dem Befestigungsteil und der Stirnfläche gehalten wird, um das Ausgleichsgewicht zu befestigen.
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Das Ausgleichsgewicht und das Befestigungsteil können ringförmig sein. Das Befestigungsteil kann ein Federteil aufweisen, das um das Befestigungsloch angeordnet ist und das Befestigungsloch begrenzt. Das Federteil kann elastisch verformt werden, um sich durch den Stab aufzuweiten, wenn der Stab in das Befestigungsloch eingeschoben wird, und den Stab durch die im Federteil erzeugte Wirkung einer elastischen Rückstellkraft festziehen.
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Am Federteil kann ein Schlitz ausgebildet sein, der sich von einem inneren Rand des Federteils, der das Befestigungsloch begrenzt, in Richtung auf einen äußeren Rand des Befestigungsteils erstreckt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Motor den oben beschriebenen Rotor.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die oben beschriebenen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, wobei:
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1 eine Seitenansicht eines Motors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
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2 eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Rotors ist;
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3 eine entlang III-III in 2 geschnittene Querschnittsansicht des in 2 gezeigten Rotors ist;
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4 eine von der axialen Vorderseite gesehene perspektivische Ansicht des in 2 gezeigten Rotors ist;
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5 eine Vorderansicht des in 4 gezeigten Ausgleichsgewichts ist;
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6 eine Vorderansicht des in 4 gezeigten Befestigungsteils ist; und
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7 eine entlang VII-VII in 6 geschnittene Querschnittsansicht des in 6 gezeigten Befestigungsteils ist.
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Ausführliche Beschreibung
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung ausführlich anhand der Zeichnungen beschrieben. Zuerst wird mit Bezug auf 1 ein Motor 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es ist anzumerken, dass in der folgenden Beschreibung eine axiale Richtung eine Richtung entlang einer Rotationsachse O1 einer in 1 gezeigten Welle 32 angibt, eine radiale Richtung eine radiale Richtung eines um die Achse O1 zentrierten Kreises angibt und eine Umfangsrichtung eine Umfangsrichtung des um die Achse O1 zentrierten Kreises angibt. Außerdem entspricht nach vorne in der axialen Richtung (axial vorwärts) der Richtung nach links in 1.
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Der Motor 10 umfasst ein Gehäuse 14, das einen inneren Raum 12 definiert; einen Stator 16, der im inneren Raum 12 des Gehäuses 14 befestigt ist; und einen Rotor 30, der drehbeweglich an der radialen Innenseite des Stators 16 angeordnet ist. Der Stator 16 umfasst einen Statorkern 18 und eine um den Statorkern 18 gewundene Spule 20.
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Als Nächstes wird mit Bezug auf die 2 und die 3 der Rotor 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Rotor 30 umfasst die sich in axialer Richtung erstreckende Welle 32; einen auf der radialen Außenseite der Welle 32 befestigten Rotorkern 34; und mehrere im Rotor 34 angeordnete Magnete 36.
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Der Rotor 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein sogenannter Radialmotor. Der Rotorkern 34 umfasst mehrere Kernabschnitte 38, die in Umfangsrichtung fluchtend in gleichen Abständen ausgerichtet angeordnet sind; und mehrere Kernabschnitte 40, die an einer axialen Rückseite der Kernabschnitte 38 so angeordnet sind, dass sie in Umfangsrichtung fluchtend in gleichen Abständen ausgerichtet sind; und mehrere Kernabschnitte 40, die an einer axialen Rückseite der Kernabschnitte 38 so angeordnet sind, dass sie in der Umfangsrichtung fluchtend in gleichen Abständen ausgerichtet sind.
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Die Kernabschnitte 38 und 40 sind jeweils durch mehrere in axialer Richtung gestapelte magnetische Stahlbleche gebildet (nicht in den Zeichnungen dargestellt). In der vorliegenden Ausführungsform sind insgesamt acht Kernabschnitte 38 und insgesamt acht Kernabschnitte 40 angesetzt.
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Die Kernabschnitte 38 umfassen jeweils ein sich in axialer Richtung durch den Kernabschnitt 38 erstreckendes Loch 46. Gleichermaßen umfasst jeder Kernabschnitt 40 ein sich in axialer Richtung durch den Kernabschnitt 40 erstreckendes Loch 48.
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Der Kernabschnitt 38 und der Kernabschnitt 40 sind relativ zueinander so positioniert, dass das Loch 46 und das Loch 48 in der axialen Richtung geradlinig fluchten. Ein Magnet 36 ist zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Kernabschnitten 38 angeordnet. Gleichermaßen ist ein Magnet 36 zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Kernabschnitten 40 angeordnet. Somit sind in der vorliegenden Ausführungsform insgesamt sechzehn 36 angeordnet.
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Die Magnete 36 haben jeweils eine rechteckige Polform mit einer vorbestimmten Länge, Höhe und Breite. Die Magnete 36 sind jeweils relativ zu den Kernabschnitten 38 und 40 so positioniert, dass deren Längsrichtung entlang der axialen Richtung verläuft, deren Höhenrichtung entlang der radialen Richtung verläuft und deren Breitenrichtung entlang der Umfangsrichtung verläuft.
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Der Rotorkern 34 umfasst ferner zwei Endplatten 42 und 44. Die Endplatte 42 ist an einer Stirnfläche 38a des Kernabschnitts 38 an der axialen Vorderseite angeordnet. Andererseits ist die Endplatte 44 an einer Stirnfläche 40a des Kernabschnitts 40 an der axialen Rückseite angeordnet.
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Die Endplatte 42 enthält insgesamt acht Löcher 50, die an Positionen entsprechend der Löcher 46 des Kernabschnitts 38 ausgebildet sind. Anderseits hat die Endplatte 44 insgesamt acht Löcher 52, die an Positionen entsprechend der Löcher 48 des Kernabschnitts 40 ausgebildet sind.
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Somit fluchten das Loch 50 der Endplatte 42, das Loch 46 des Kernsegments 38, das Loch 48 des Kernsegments 40 und das Loch 52 der Endplatte 44 in der axialen Richtung, um ein Kernloch 54 zu bilden, das sich in axialer Richtung durch das Rotorloch 34 erstreckt. Dadurch werden insgesamt acht Kernlöcher 54 im Rotor 34 gebildet, die so angeordnet sind, dass sie in gleichen Abständen in Umfangsrichtung fluchten.
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Ein sich in axialer Richtung erstreckender Stab 56 ist jeweils in die Kernlöcher 54 eingeschoben. In der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 3 gezeigt, insgesamt acht im Wesentlichen zylindrische Stäbe 56 angeordnet. Die Stäbe 56 sind jeweils so angeordnet, dass sie von einer axialen vorderen Stirnfläche 42a der Endplatte 42 axial nach vorne ragen und von einer axialen hinteren Stirnfläche 44a der Endplatte 44 axial nach hinten ragen.
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Hierbei umfasst der Rotor 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner mindestens ein Ausgleichsgewicht 60 und mindestens ein Befestigungsteil 62 zum Befestigen des Ausgleichsgewichts 60. Als Nächstes werden mit Bezug auf 4 bis 7 das Ausgleichsgewicht 60 und das Befestigungsteil 62 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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In 4 sind das Ausgleichsgewicht 60 und das Befestigungsteil 62 an nur einem Stab 56 befestigt, während nur die Befestigungsteile 62 an den anderen beiden Stäben 56 befestigt sind. Wie in 5 gezeigt ist das Ausgleichsgewicht 60 ein ringförmiges Teil mit einem Gewichtsloch 60a. Das Ausgleichsgewicht 60 ist ein Teil zum Einstellen des Rotationsgleichgewichts des Rotors 30, wenn der Rotor 30 rotiert, und besitzt ein vorbestimmtes Gewicht.
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Wie in 6 und 7 gezeigt ist das Befestigungsteil 62 ein ringförmiges Teil mit einem Befestigungsloch 64. Insbesondere umfasst das Befestigungsteil 62 eine ringförmiges flaches Plattenteil 66; ein zylindrisches äußeres Plattenteil 68, das sich vom Außenumfangsrand des flachen Plattenteils 66 axial nach vorne erstreckt; und ein kegelstumpfförmiges Federplattenteil 70, das sich vom Innenumfangsrand des flachen Plattenteils 66 so axial nach vorne erstreckt, dass es relativ zu dem flachen Plattenteil 66 geneigt ist.
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Das Befestigungsloch 64 des Befestigungsteils 62 ist von dem Federplattenteil 70 umgeben und wird durch den inneren Rand des Federplattenteils 70 begrenzt. Mehrere Schlitze 72 sind am Federplattenteil 70 ausgebildet. Die Schlitze 72 sind jeweils so am Federplattenteil 70 ausgebildet, dass sie sich vom inneren Rand des Federplattenteils 70 (d. h. dem Befestigungsloch 64) in Richtung auf das äußere Plattenteil 68 entlang einer virtuellen Linie L radial von einer Mittelachse O2 des Befestigungsteils 62 erstrecken.
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Wiederum mit Bezug auf 4 wird das Ausgleichsgewicht 60 so angeordnet, dass es in Kontakt mit der Stirnfläche 42a der Endplatte 42 ist, während der Stab 56 in das Gewichtsloch 60a eingeschoben wird. Andererseits ist das Befestigungsteil 62 so angeordnet, dass es das Ausgleichsgewicht 60 axial von der Vorderseite kontaktiert, während der Stab 56 in das Befestigungsloch 64 eingeschoben wird.
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Hierbei ist der Innendurchmesser des Befestigungslochs 64 des Befestigungsteils 62 so eingestellt, dass es kleiner als der Außendurchmesser des Stabs 56 ist. Dadurch wird das Federplattenteil 70 elastisch so verformt, dass es sich durch den Stab 56 aufweitet, wenn der Stab 56 in das Befestigungsloch 64 des Befestigungsteils 62 eingeschoben wird, wodurch der Durchmesser des inneren Rands des Federplattenteils 70, d. h. das Befestigungsloch 64, vergrößert wird.
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Dann wird der Stab 56 durch den inneren Rand des Federplattenteils 70 durch die Wirkung der im Federplattenteil 70 erzeugten elastischen Rückstellkraft festgezogen. Dadurch wird die Bewegung des Befestigungsteils 62 relativ zum Stab 56 verhindert, wodurch das Befestigungsteil 62 an dem Stab 56 durch eine sogenannte Presspassung befestigt wird.
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Das Ausgleichsgewicht 60 wird zwischen der Stirnfläche 42a der Endplatte 42 und dem Befestigungsteil 62 gehalten, um dazwischen befestigt zu werden. Wenn das Ausgleichsgewicht 60 nicht am Stab angelegt ist und nur das Befestigungsteil 62 am Stab 56 angelegt ist, dann ist das Befestigungsteil 62 so angeordnet, dass es die Stirnfläche 42a der Endplatte 42 kontaktiert.
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Die Anzahl und das Gewicht der Ausgleichsgewichte 60 werden abhängig von Parametern, wie z. B. die maximale Drehfrequenz des Motors 10 usw., entsprechend eingestellt. Außerdem funktioniert in der vorliegenden Ausführungsform das Befestigungsteil 62 als ein zweites Ausgleichsgewicht zum Einstellen des Rotationsgleichgewichts des Rotors 30 zusammen mit dem Ausgleichsgewicht 60. Somit werden die Anzahl und das Gewicht der Befestigungsteile 62 abhängig von Parametern, wie z. B. die maximale Drehfrequenz des Motors 10, und von der Anzahl und dem Gewicht der Ausgleichsgewichte 60 entsprechend eingestellt.
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Somit ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform leicht möglich, das Ausgleichsgewicht 60 zu befestigen, indem das Ausgleichsgewicht 60 zwischen dem Befestigungsteil 62 und der Stirnfläche 42a der Endplatte 42 eingeklemmt wird. Im Ergebnis kann ein Befestigungsvorgang des Ausgleichsgewichts 60 vorteilhaft automatisiert werden, sodass es möglich ist, die Herstellungseffizienz zu verbessern. Außerdem ist es möglich, die Anzahl von Bauteilen zu reduzieren, da keine zusätzliche Struktur zum Befestigen des Ausgleichsgewichts 60 erforderlich ist.
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Es wird angemerkt, dass in oben beschriebener Ausführungsform ein Fall beschrieben wird, bei dem das Ausgleichsgewicht 60 an der Stirnfläche 42a der Endplatte 42 angeordnet ist. Das Ausgleichsgewicht 60 kann jedoch an der Stirnfläche 44a der Endplatte 44 angeordnet sein. In diesem Fall ist das Befestigungsteil 62 so angeordnet, dass es das Ausgleichsgewicht 60 axial von der Rückseite kontaktiert, wodurch das Ausgleichsgewicht 60 zwischen dem Befestigungsteil 62 und der Stirnfläche 44a der Endplatte 44 gehalten wird, um das Ausgleichsgewicht 60 zu befestigen.
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Ferner wird in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Fall beschrieben, bei dem der Stab 56 eine zylindrische Form hat. Der Stab 56 kann jedoch beispielsweise eine vieleckige Form aufweisen. In diesem Fall sind das Kernloch 54 (d. h. das Loch 50 der Endplatte 42, das Loch 46 des Kernabschnitts 38, das Loch 48 des Kernabschnitts 40 und das Loch 52 der Endplatte 44) so ausgebildet, dass es der Außenform des Stabs 56 entspricht. Ferner ist ein Befestigungsloch eines Befestigungsteils so ausgebildet, dass es ein inneres Abmaß hat, das kleiner als das Abmaß des Außenumfangs des Stabs ist.
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Außerdem wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein Fall beschrieben, bei dem der Rotor 30 ein sogenannter radialer Typ ist. Der Rotor 30 kann jedoch ein beliebiger Typ von Rotor sein. Beispielsweise kann ein Rotor einen ringförmigen Rotorkern enthalten, der sich durchgehend in der Umfangsrichtung erstreckt, sowie mehrere bogenförmige Magnete enthalten, die im Rotorkern so angeordnet sind, dass sie in Umfangsrichtung fluchten.
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Bislang wurde die Erfindung durch die Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei jedoch die oben beschriebene Ausführungsform die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht einschränkt. Außerdem können durch Kombinieren der in der Ausführungsform beschriebenen Merkmale erhaltenen Formen im technischen Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, wobei jedoch all diese Kombinationen der Merkmale nicht unbedingt für die Lösung der Erfindung wesentlich sind. Weiterhin ist es für einen Fachmann naheliegend, dass verschiedene Abänderungen oder Verbesserungen zu der oben beschriebenen Ausführungsform hinzugefügt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2-246748 [0002]
- JP 2003-319624 [0002]
- JP 2-118450 [0002]
- JP 7-9583 [0002]
