DE102017209935A1

DE102017209935A1 - Rotorelement, Rotor und Elektromotor

Info

Publication number: DE102017209935A1
Application number: DE102017209935.6A
Authority: DE
Inventors: Youhei ARIMATSU
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2037-06-14
Also published as: DE102017209935B4; CN107528396B; US20170366055A1; JP6557180B2; CN107528396A; US10340757B2; JP2017225316A; CN206775256U

Abstract

Bereitstellen eines Rotorelements, eines Rotors und eines Elektromotors, der mit denselben ausgestattet ist, die die Spannung oder Streckung unterbinden, die auf einen Teil des zylindrischen Elements konzentriert ist, wodurch ermöglicht wird, die Höchstdrehzahl zu erhöhen, und ermöglicht wird, ein größeres Drehmoment zu erzielen. In einem Rotorelement (300), das durch Presspassen an einem Drehwellenteil einer drehenden elektrischen Maschine befestigt ist, befindet sich ein Schubelement (330), das ein zylindrisches Element (321) in der radialen Richtung zu einer äußeren Seite hin gegen einen Hülsenteil (301) schiebt, zwischen einer Mehrzahl von Magnetsegmenten (311), die sich in der Umfangsrichtung angrenzend befindet.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rotorelement, einen Rotor und einen Elektromotor und bezieht sich im Besonderen auf ein Rotorelement, das einen Elektromotor eines Typs mit auf eine Oberfläche geklebten Magneten bildet, auf einen Rotor und einen Elektromotor, der diese beinhaltet.
Verwandte Technik
Das Rotorelement eines Synchronmotors beinhaltet einen zylindrischen Hülsenteil; eine Mehrzahl von Magnetsegmenten, die so angeordnet ist, dass sie in der Umfangsrichtung an der äußeren Seite in der radialen Richtung des Hülsenteils ausgerichtet ist und insgesamt eine zylindrische Magnetsegmentgruppe bildet; und ein zylindrisches Element, das die Magnetsegmente von der äußeren Seite aus in der radialen Richtung der Magnetsegmentgruppe bedeckt und die Magnetsegmente zwischen sich und den Hülsenteil fügt. Das zylindrische Element ist zum Beispiel aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (carbon fiber reinforced plastic, CFRP) hergestellt. Die innere Umfangsfläche des Hülsenteils weist eine verjüngte Fläche auf. In dem Raum, der von der inneren Umfangsfläche des Hülsenteils eines solchen Rotorelements umgeben ist, wird ein Drehwellenteil, der eine zylindrische Form aufweist, durch Presspassen eingesetzt, wodurch der Rotor des Elektromotors gebildet wird (siehe Patentdokument 1).
Patentdokument 1: japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014-212.680
Übersicht über die Erfindung
Um die Höchstdrehzahl des Synchronmotors, der in dem oben genannten Patentdokument 1 beschrieben wird, zu erhöhen, ist es erforderlich, die Haltefestigkeit (die Haltekraft) des zylindrischen Elements zu erhöhen, das als Magnethalteelement des äußeren Umfangs des Rotors dient, um zu verhindern, dass die Magnetsegmente aufgrund einer Zentrifugalkraft davonfliegen. Bei dem oben genannten Patentdokument 1 wird eine Zugfestigkeit erhöht, indem die Streckung des zylindrischen Elements erhöht wird, wodurch die Haltefestigkeit der Magnetsegmente erhöht wird.
Bei diesem Verfahren wird jedoch eine Zugspannung auf das zylindrische Element ausgeübt. Zu diesem Zeitpunkt muss das zylindrische Element mit einer Vorspannung in der Umfangsrichtung des zylindrischen Elements gleichmäßig gestreckt werden. In der Praxis konzentriert sich jedoch mit zunehmender Zugspannung zusammen mit dem Voranschreiten des Presspassens des Rotorwellenteils auf den Hülsenteil die Reibungskraft, die dadurch erzeugt wird, dass das zylindrische Element anliegt, auf den eckförmigen Abschnitt des Endes der Magnetsegmente in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe, und es wird davon ausgegangen, dass sich die Spannung durch das Strecken auf den Abschnitt des zylindrischen Elements zwischen der Mehrzahl von Magnetsegmenten konzentriert. Darüber hinaus bildet der eckförmige Abschnitt des Magnetsegments einen konvexen Teil aus, und es wird davon ausgegangen, dass dadurch, dass dieser Abschnitt an dem zylindrischen Element anliegt, der Einfluss des zylindrischen Elements aufgrund der Krümmung des zylindrischen Elements lokal größer wird.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Rotorelement, einen Rotor und einen Elektromotor bereitzustellen, der mit denselben ausgestattet ist, die die Spannung oder Streckung unterbinden, die auf einen Teil des zylindrischen Elements konzentriert ist, und dadurch zu ermöglichen, dass die Höchstdrehzahl erhöht wird, und zu ermöglichen, dass ein größeres Drehmoment erzielt wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Rotorelement (zum Beispiel das im Folgenden beschriebene Rotorelement 300, 300A, 300B, 300C), das durch Presspassen an einem Rotorwellenteil (zum Beispiel dem im Folgenden beschriebenen Drehwellenteil 200) einer drehenden elektrischen Maschine (zum Beispiel 100) befestigt ist: einen zylindrischen Hülsenteil (zum Beispiel den im Folgenden beschriebenen Hülsenteil 301), der ein erstes Ende (zum Beispiel das im Folgenden beschriebene erste Ende 302) auf einer in einer axialen Richtung ersten Seite davon und ein zweites Ende (zum Beispiel das im Folgenden beschriebene zweite Ende 303) auf einer in der axialen Richtung zweiten Seite davon aufweist; eine Mehrzahl von Magnetsegmenten (zum Beispiel das im Folgenden beschriebene Magnetsegment 311), die so angeordnet ist, dass sie in einer Umfangsrichtung auf einer äußeren Seite in der radialen Richtung des Hülsenteils ausgerichtet ist; und ein zylindrisches Element (zum Beispiel das im Folgenden beschriebene zylindrische Element 321, 321C), das die Mehrzahl der Magnetsegmente von einer äußeren Seite aus in der radialen Richtung bedeckt und die Mehrzahl der Magnetsegmente zwischen sich und den Hülsenteil fügt, wobei eine innere Umfangsfläche des Hülsenteils eine verjüngte Fläche (zum Beispiel die im Folgenden beschriebene verjüngte innere Umfangsfläche 306) aufweist, die sich zu der äußeren Seite hin in der radialen Richtung durchgehend erweitert, während sie sich von dem ersten Ende aus dem zweiten Ende annähert, und ein Schubelement (zum Beispiel das im Folgenden beschriebene Schubelement 330, 330A, 330B, 330C), das das zylindrische Element in der radialen Richtung zu der äußeren Seite hin gegen den Hülsenteil schiebt, befindet sich zwischen der Mehrzahl der Magnetsegmente, die sich in der Umfangsrichtung angrenzend befindet.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann es sich in dem Rotorelement, wie es in dem ersten Aspekt beschrieben worden ist, bei dem Schubelement um ein Element handeln, das die Magnetsegmente auf beiden Seiten, die sich in der Umfangsrichtung angrenzend befinden, den Hülsenteil und das zylindrische Element berührt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann es sich in dem Rotorelement, wie es in dem ersten oder dem zweiten Aspekt beschrieben worden ist, bei dem Schubelement um ein Element handeln, das einen Abschnitt aufweist, der zwischen einen Teil auf einer äußeren Seite in der radialen Richtung der Magnetsegmente auf beiden Seiten, die sich in der Umfangsrichtung angrenzend befinden, und das zylindrische Element gefügt ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Rotor das Rotorelement, wie es in einem des ersten bis dritten Aspekts beschrieben worden ist. Darüber hinaus beinhaltet ein Elektromotor gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung den Rotor, wie er in dem vierten Aspekt beschrieben worden ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Rotorelement, einen Rotor und einen Elektromotor bereitzustellen, der mit denselben ausgestattet ist, die die Spannung oder Streckung unterbinden, die auf einen Teil des zylindrischen Elements konzentriert ist, wodurch ermöglicht wird, die Höchstdrehzahl zu erhöhen, und ermöglicht wird, ein größeres Drehmoment zu erzielen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittansicht, die einen Elektromotor 100 gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
2 ist eine Querschnittansicht in einer axialen Richtung eines Hülsenteils 301 gesehen, die ein Rotorelement 300 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
3 ist eine Querschnittansicht entlang der Wellenmitte des Hülsenteils 301 geschnitten, die das Rotorelement 300 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
4 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die ein Schubelement 330 des Rotorelements 300 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
5 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die ein Schubelement 330A eines Rotorelements 300A gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
6 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die ein Schubelement 330B eines Rotorelements 300B gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt; und
7 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die ein Schubelement 330C eines Rotorelements 300C gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist eine Querschnittansicht, die einen Elektromotor 100 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. 2 ist eine Querschnittansicht entlang der axialen Richtung eines Hülsenteils 301 gesehen, die ein Rotorelement 300 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. 3 ist eine Querschnittansicht entlang der Wellenmitte des Hülsenteils 301 geschnitten, die das Rotorelement 300 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. 4 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die ein Schubelement 330 des Rotorelements 300 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. In der folgenden Erläuterung wird zur Vereinfachung der Erläuterung die Richtung entlang der Wellenmitte eines Drehwellenteils 200 des Elektromotors 100 als axiale Richtung definiert, und in 1 wird die Richtung nach links als in der axialen Richtung nach vorn und die Richtung nach rechts als in der axialen Richtung nach hinten definiert.
Der Elektromotor 100 als drehende elektrische Maschine wird durch einen Synchronmotor gebildet und beinhaltet ein Gehäuse 102, das einen inneren Raum 101 abgrenzt, einen Stator 110, der so angeordnet ist, dass er in dem inneren Raum 101 des Gehäuses 102 feststehend ist, und einen Rotor 400, der an einer inneren Seite in der radialen Richtung des Stators 110 drehbar montiert ist. Der Stator 110 weist einen Statorkern 103 und eine Spule 104 auf, die um den Statorkern 103 gewickelt ist. Der Statorkern 103 wird dadurch hergestellt, dass dünne Bleche aus elektromagnetischem Stahl geschichtet werden.
Eine (nicht veranschaulichte) Stromleitung, die mit der Spule 104 elektrisch verbunden ist, wird aus dem Stator 110 gezogen. Die Stromleitung wird mit einer (nicht veranschaulichten) Stromquelle, die außerhalb des Elektromotors 100 montiert ist, über eine Durchgangsöffnung verbunden, die in dem Gehäuse 102 bereitgestellt wird.
Der Rotor 400 weist einen Drehwellenteil 200, der sich in der axialen Richtung des inneren Raums 101 erstreckt, und ein Rotorelement 300 auf, das an der äußeren Seite in der radialen Richtung des Drehwellenteils 200 befestigt ist.
Bei dem Drehwellenteil 200 handelt es sich um ein zylindrisches Element, das eine Wellenmitte (eine Mittelachsenlinie) O₁ und eine Mittelöffnung 201 aufweist, die mit der Wellenmitte O₁ konzentrisch ist, wie in 3 dargestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Mittelöffnung 201 aufgrund der Annahme, dass ein Einbaumotor in der Spindel einer Werkzeugmaschine verwendet wird, an dem Drehwellenteil 200 ausgebildet; dies ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Drehwellenteil 200 kann mit einem massiven Element hergestellt werden, in dem die Mittelöffnung 201 nicht ausgebildet ist.
Bei der Wellenmitte O₁ des Drehwellenteils 200 handelt es sich um die Drehwellenmitte des Elektromotors 100. Ein Abschnitt auf der vorderen Seite in der axialen Richtung des Drehwellenteils 200 wird durch das Gehäuse 102 über ein (nicht veranschaulichtes) Lager, das in einem Wandteil auf der vorderen Seite des Gehäuses 102 montiert ist, drehbar gelagert. In ähnlicher Weise wird ein Abschnitt auf der hinteren Seite in der axialen Richtung des Drehwellenteils 200 durch das Gehäuse 102 über ein (nicht veranschaulichtes) Lager, das in einem Wandteil auf der hinteren Seite des Gehäuses 102 montiert ist, drehbar gelagert.
Der Drehwellenteil 200 weist eine äußere Umfangsfläche 202 in einer verjüngten Form auf, die sich allmählich zu der äußeren Seite hin in der radialen Richtung erweitert, während sie sich der vorderen Seite in der axialen Richtung des Drehwellenteils 200 von der hinteren Seite aus in der axialen Richtung annähert. Ein Abschnitt 203 auf der vorderen Seite in der axialen Richtung des Drehwellenteils 200 und ein gestufter Teil 204 werden der Einfachheit während der Herstellung halber bereitgestellt. Die verjüngte äußere Umfangsfläche 202 erstreckt sich durchgehend von einem in der axialen Richtung hinteren Ende 205 zu einem in der axialen Richtung vorderen Ende 206. Die äußere Umfangsfläche 207 der zylindrischen Form, die sich linear entlang der axialen Richtung erstreckt, ist hinten in der axialen Richtung des in der axialen Richtung hinteren Endes 205 in der verjüngten äußeren Umfangsfläche 202 ausgebildet.
Der Schubabschnitt 203 und der gestufte Teil 204 sind ausgebildet, um einen Montagevorgang während der Herstellung zu erleichtern. Der Schubabschnitt 203 weist eine äußere Umfangsfläche mit einer zylindrischen Form auf, die sich entlang der axialen Richtung erstreckt, und springt so von der verjüngten äußeren Umfangsfläche 202 zu einer äußeren Seite in der radialen Richtung des Drehwellenteils 200 vor, dass der gestufte Teil 204 mit dem in der axialen Richtung vorderen Ende 206 der verjüngten äußeren Umfangsfläche 202 ausgebildet wird.
Wie in 2 dargestellt, weist das Rotorelement 300 einen zylindrischen Hülsenteil 301, eine Mehrzahl von Magnetsegmenten 311 (siehe 3 usw.), die so angeordnet ist, dass sie in der Umfangsrichtung auf der äußeren Seite in der radialen Richtung des Hülsenteils 301 ausgerichtet ist und insgesamt eine zylindrische Magnetsegmentgruppe bildet, und ein zylindrisches Element 321 auf, das die Magnetsegmente 311 von der äußeren Seite aus in der radialen Richtung bedeckt. Das Magnetsegment 311 kann entsprechend einer einfachen Fertigung oder einem einfachen Formen von Magneten in eine Mehrzahl unterteilt werden und wird bei der vorliegenden Ausführungsform in der axialen Richtung in drei unterteilt, wie in 3 dargestellt.
Wie in 1, 3 usw. dargestellt, handelt es sich bei dem Hülsenteil 301 um ein zylindrisches Element, das die Mittelachsenlinie O₂ aufweist. Der Hülsenteil 301 weist ein erstes Ende 302 auf der hinteren Seite in der axialen Richtung als in der axialen Richtung ersten Seite, ein zweites Ende 303 auf der vorderen Seite in der axialen Richtung als in der axialen Richtung zweiten Seite und eine äußere Umfangsfläche 304 mit einer zylindrischen Form auf, die sich entlang der axialen Richtung erstreckt. Ein konvexer Teil 305 an dem hinteren Ende in der axialen Richtung des Hülsenteils 301, der zu der äußeren Seite in der radialen Richtung von der äußeren Umfangsfläche 304 vorspringt, ist ausgebildet, um ein Ausrichten der Position von Magneten in der axialen Richtung während der Herstellung zu erleichtern.
Der Hülsenteil 301 wird aus einem Metallmaterial hergestellt, bei dem es sich um eine magnetische Substanz handelt, wie zum Beispiel SS400 oder S450. Darüber hinaus ist die Dicke des Hülsenteils 301 in der radialen Richtung des Hülsenteils 301 bevorzugt geringer, um den Vorgang des Presspassens des Hülsenteils 301 in den Drehwellenteil 200 zu vereinfachen. Beispielsweise weist der Hülsenteil 301 eine Dicke von 1 mm bis 2 mm an einem Abschnitt auf, an dem die Dicke am geringsten ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Hülsenteil 301 eine verjüngte innere Umfangsfläche 306 als verjüngte Fläche auf, die sich durchgehend zu der äußeren Seite in der radialen Richtung erstreckt, während sie sich von dem ersten Ende 302 dem zweiten Ende 303 annähert. Die verjüngte innere Umfangsfläche 306 erstreckt sich durchgehend von dem ersten Ende 302 bis zu dem zweiten Ende 303 und beinhaltet keinen Abschnitt, in dem dessen Radius in einer Richtung von dem ersten Ende 302 zu dem zweiten Ende 303 als Richtung nach vorn in der axialen Richtung kleiner wird. Mit anderen Worten, in der verjüngten inneren Umfangsfläche 306 nimmt Radius davon in der axialen Richtung nach vorn über den gesamten Bereich von dem ersten Ende 302 bis zu dem zweiten Ende 303 allmählich zu, und es ist kein Abschnitt vorhanden, in dem der Radius der verjüngten inneren Umfangsfläche 306 in einem mittleren Abschnitt von dem ersten Ende 302 bis zu dem zweiten Ende 303 lokal kleiner wird.
In dem Elektromotor 100 wird der Hülsenteil 301 durch Übermaßpassen so an der verjüngten äußeren Umfangsfläche 202 des Drehwellenteils 200 befestigt, dass die Mittelachsenlinie O1 des Drehwellenteils 200 und die Mittelachsenlinie O2 des Hülsenteils 301 übereinstimmen. Wie in 1 dargestellt, liegen das zweite Ende 303 des Hülsenteils 301 und der gestufte Teil 204 des Schubabschnitts 203 dann aneinander an. Der Radius R4 der verjüngten inneren Umfangsfläche 306 an dem zweiten Ende 303 und der Radius der verjüngten äußeren Umfangsfläche 202 an dem in der axialen Richtung vorderen Ende 206 stimmen im Wesentlichen überein. Die verjüngte innere Umfangsfläche 306 des Hülsenteils 301 und die verjüngte äußere Umfangsfläche 202 des Drehwellenteils 200 werden mit großem Oberflächendruck eng zusammengefügt. Der Hülsenteil 301 wird durch den Drehwellenteil 200 zu der äußeren Seite in der radialen Richtung gedrückt, wie durch den Pfeil in 3 dargestellt.
Das Magnetsegment 311 ist durch ein im Wesentlichen bogenförmiges Magnetstück gebildet, das einen inneren Durchmesser mit einem vorgegebenen Krümmungsradius aufweist. Genauer gesagt, das Magnetsegment 311 weist eine Endfläche 312 auf der vorderen Seite in der axialen Richtung und eine Endfläche 313 auf der hinteren Seite in der axialen Richtung; eine Endfläche 314 auf einer Seite in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe und eine Endfläche 315 auf der anderen Seite in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe; und eine innere Umfangsfläche 316 auf der inneren Seite in der radialen Richtung und eine äußere Umfangsfläche 317 auf der äußeren Seite in der radialen Richtung auf, wie in 2, 3 usw. dargestellt.
Bei der inneren Umfangsfläche 316 handelt es sich um eine Bogenfläche, die einen vorgegebenen Krümmungsradius aufweist, und sie erstreckt sich entlang der axialen Richtung so, dass sie eine Seite, die die Endfläche 312 ausbildet, die sich auf der inneren Seite in der radialen Richtung der Magnetsegmentgruppe befindet, und eine Seite verbindet, die die Endfläche 313 ausbildet, die sich auf der inneren Seite in der radialen Richtung der Magnetsegmentgruppe befindet. Die äußere Umfangsfläche 317 ist durch eine gleichmäßig gekrümmte Linie gebildet, die sich entlang der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe erstreckt. Ein Abschnitt an einem Ende des Magnetsegments 311 in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe ist so mit bei Annäherung an die Kante abnehmender Dicke gestaltet, dass sich die äußere Umfangsfläche 317 der inneren Umfangsfläche 316 annähert, wie in 4 usw. dargestellt.
Wie in 1 und 2 dargestellt, handelt es sich bei dem zylindrischen Element 321 um ein Element mit einer zylindrischen Form, das eine Form aufweist, die sich in der axialen Richtung erstreckt. Genauer gesagt, das zylindrische Element 321 weist eine Endfläche 322 auf der in der axialen Richtung vorderen Seite, eine Endfläche 323 auf der in der axialen Richtung hinteren Seite und eine zylindrische innere Umfangsfläche 324 und äußere Umfangsfläche 325 auf. Das zylindrische Element 321 weist keine vollkommen kreisförmige zylindrische Form auf, sondern weist eine nichtkreisförmige zylindrische Form auf, bei der der Radius im Vergleich mit sonstigen Abschnitten des zylindrischen Elements 321, wie in 2 usw. dargestellt, an einem Abschnitt, der dem Raum zwischen einer Mehrzahl von Magnetsegmenten 311, die sich angrenzend in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe befinden, und der Umgebung davon zugewandt ist, kleiner wird.
Das zylindrische Element 321 ist in der Lage, sich geringfügig in die Umfangsrichtung des zylindrischen Elements 321 zu strecken, weist eine hohe Festigkeit im Hinblick auf eine Verformung auf, die sich zu der äußeren Seite in der radialen Richtung aufwölben würde, und folglich verändert sich der Radius (der Durchmesser) des zylindrischen Elements 321 kaum. Darüber hinaus wird das zylindrische Element 321 unter dem Gesichtspunkt, eine Wärmeerzeugung durch einen magnetischen Fluss und eine Leistungsverschlechterung aufgrund eines Austretens des magnetischen Flusses zu verhindern, bevorzugt aus einem nichtmagnetischen Material gefertigt. Des Weiteren weist das zylindrische Element 321 bevorzugt eine geringe Dichte auf, um die Zentrifugalkraft zu verringern, die aus einer Drehung entsteht.
Beispielsweise sind als Material des zylindrischen Elements 321 Materialien ideal, die in der spezifischen Festigkeit (Zugfestigkeit je Dichteeinheit) überlegen sind, etwa Kohlenstofffaser, Glasfaser, Aramidfaser, Siliciumcarbidfaser, Borfaser, Titanlegierungsfaser, Polyethylenfaser mit ultrahohem Molekulargewicht oder Polybutylenterephthalatfaser. Darüber hinaus ist als Material des zylindrischen Elements 321 auch FRP (faserverstärktes Harz), das mithilfe von Kohlenstofffaser, Glasfaser, Aramidfaser, Siliciumcarbidfaser, Borfaser, Titanlegierungsfaser, Polyethylenfaser mit ultrahohem Molekulargewicht oder Polybutylenterephthalatfaser oder einer Zusammensetzung hergestellt wird, die durch Kombinieren mehrerer von diesen hergestellt wird, ebenso ideal. Darüber hinaus kann als Material des zylindrischen Elements 321 auch ein nichtmagnetisches Metall wie zum Beispiel austenitischer nichtrostender Stahl, Titan oder eine Titanlegierung verwendet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird CFRP (kohlenstofffaserverstärktes Harz) als Material des zylindrischen Elements 321 verwendet.
Wie aus 2 und 3 ersichtlich wird, sind insgesamt zwölf der Magnetsegmente 311 in dem Rotorelement 300 angeordnet. Genauer gesagt, an der Umfangsrichtungsposition, die durch A in 2 gekennzeichnet ist, sind drei der Magnetsegmente 311 so angeordnet, dass sie in der axialen Richtung aneinandergrenzen. In ähnlicher Weise sind an den Umfangsrichtungspositionen, die durch B, C und D in 2 gekennzeichnet sind, drei Magnetsegmente 311 so angeordnet, dass sie jeweils in der axialen Richtung aneinandergrenzen.
Auf diese Weise sind in dem Rotorelement 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sechs Paare von Magnetsegmenten 311 so angeordnet, dass sie in im Wesentlichen gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Hülsenteils 301 an der äußeren Umfangsfläche 304 des Hülsenteils 301 angeordnet sind. Jedes der Magnetsegmente 311, die auf der in der axialen Richtung hinteren Seite positioniert sind, ist durch einen Aufbau, wie dass zum Beispiel der konvexe Teil 305 an dem Hülsenteil 301 bereitgestellt wird, wie in 1 usw. dargestellt, an Ausrichtungspositionen in der axialen Richtung angeordnet.
Auf der äußeren Seite in der radialen Richtung von sechs Paaren mit insgesamt zwölf Magnetsegmenten 311 in der Umfangsrichtung des Hülsenteils 301 wird das zylindrische Element 321 so bereitgestellt, dass es die Gesamtheit der Magnetsegmente 311 von der äußeren Seite in der radialen Richtung des Hülsenteils 301 bedeckt wie auch abdichtet. Wie oben erwähnt, wird dabei in dem Elektromotor 100, wie in 1 dargestellt, der Hülsenteil 301 durch den Drehwellenteil 200, wie durch den Pfeil in 3 dargestellt, zu der äußeren Seite in der radialen Richtung gedrückt. Durch dieses Drücken versucht der Hülsenteil 301 die äußere Seite in der radialen Richtung zu verformen, und drückt jedes der Magnetsegmente 311 zu der äußeren Seite in der radialen Richtung.
Demgegenüber weist das zylindrische Element 321 eine hohe Festigkeit gegenüber Verformung auf, die sich zu der äußeren Seite in der radialen Richtung aufwölben würde, wie oben erwähnt. Daher wird die Spannung, die von den Magnetsegmenten 311 ausgeübt wird, durch die Zugspannung des zylindrischen Elements 321 aufgenommen, die in der Umfangsrichtung des zylindrischen Elements 321 erzeugt wird, und als Reaktionskraft davon wird das Magnetsegment 311 zu der inneren Seite in der radialen Richtung zurückgedrückt. Aus diesem Grund wird das Magnetsegment 311 fest zwischen den Hülsenteil 301 und das zylindrische Element 321 gefügt. Selbst in einem Fall, in dem sich das Rotorelement 300 mit hoher Drehzahl während des Antreibens des Elektromotors 100 dreht, wird dadurch unterbunden, dass sich die Magnetsegmente 311 im Verhältnis zu dem Hülsenteil 301 und dem zylindrischen Element 321 relativ bewegen.
Das Schubelement 330, das das zylindrische Element 321 im Verhältnis zu dem Hülsenteil 301 stützt, indem es einen Schub zu der äußeren Seite in der radialen Richtung des Hülsenteils 301 durchführt, befindet sich in dem Raum zwischen einer Mehrzahl von Magnetsegmenten 311, die sich angrenzend in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe befinden. Das Schubelement 330 ist aus einem nichtmagnetischen Material gebildet, das eine Elastizität und ein geringes Gewicht aufweist, z. B. Harz, Kautschuk, Titan, Aluminium usw., und ist bei der vorliegenden Ausführungsform aus Harz gebildet.
Wie in 4 dargestellt, weist das Schubelement 330 eine massive, elliptische Form in einem Querschnitt orthogonal zu der axialen Richtung des Hülsenteils 301 auf und erstreckt sich von dem ersten Ende 302 bis zu dem zweiten Ende 303 in der axialen Richtung des Hülsenteils 301. Bei dem Schubelement 330 ist in einem Zustand, in dem keine äußere Kraft von außen auf das Schubelement 330 einwirkt, die Länge des Schubelements 330 größer als der Abstand zwischen den angrenzenden Magnetsegmenten 311 in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe, und die Länge des Schubelements 330 (die Dicke) ist größer als der Abstand zwischen der inneren Umfangsfläche 324 des zylindrischen Elements 321 und der äußeren Umfangsfläche 304 des Hülsenteils 301 in der radialen Richtung des Hülsenteils 301 und des zylindrischen Elements 321. Aus diesem Grund berührt das Schubelement 330 jede der Endflächen 314, 315 der Magnetsegmente 311, die sich angrenzend auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe befinden, die äußere Umfangsfläche 304 des Hülsenteils 301 und die innere Umfangsfläche 324 des zylindrischen Elements 321 in einem Zustand, in dem es in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe und der radialen Richtung des Hülsenteils 301 und des zylindrischen Elements 321 komprimiert und elastisch verformt ist, wie in 2 dargestellt.
Aus diesem Grund führt das Schubelement 330 einen Schub durch, indem es das zylindrische Element 321 zu der äußeren Seite in der radialen Richtung des zylindrischen Elements 321 gegen den Hülsenteil 301 drückt. Der Abschnitt des zylindrischen Elements 321, der durch das Schubelement 330 gestützt wird, springt zu der äußeren Seite in der radialen Richtung des zylindrischen Elements 321 vor, und das zylindrische Element 321 nimmt anstelle einer zylindrischen Form eine nichtzylindrische Form an. Wie zuvor erwähnt, ist der Abschnitt des Endes des Magnetsegments 311 in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe des Weiteren so gestaltet, dass die Dicke mit einer Annäherung an die Kante (die Endfläche 314 oder die Endfläche 315) geringer wird, so dass sich die äußere Umfangsfläche 317 der inneren Umfangsfläche 316 annähert, wie in 4 usw. dargestellt; daher ist die innere Umfangsfläche des zylindrischen Elements 321 so getrennt, dass sie geringfügig zu der äußeren Seite in der radialen Richtung des zylindrischen Elements 321 relativ zu einem Abschnitt des Endes des Magnetsegments 311 (einschließlich des Eckabschnitts des Endes) in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe ansteigt.
Als Nächstes wird ein Betrieb des Elektromotors 100 durch Bezugnahme auf 1, 2 usw. erläutert. Wenn ein Strom von der außerhalb des Elektromotors 100 montierten Stromquelle über eine Stromleitung zu der Spule 104 fließt, wird durch den Rotor 110 ein Drehfeld um die Wellenmitte O₁ erzeugt. Das Magnetsegment 311 des Rotorelements 300 nimmt die elektromagnetische Kraft in der Umfangsrichtung des Magnetsegments über das durch den Rotor 110 erzeugte Drehfeld auf. Infolgedessen dreht sich das Rotorelement 300 integral mit dem Rotorwellenteil 200.
Auf die obige Weise beinhaltet gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Rotorelement 300, das durch Presspassen an dem Rotorwellenteil 200 des Elektromotors 100 befestigt ist, der als drehende elektrische Maschine dient: den zylindrischen Hülsenteil 301, der ein erstes Ende 302 auf einer in der axialen Richtung ersten Seite und ein zweites Ende 303 auf einer in der axialen Richtung zweiten Seite aufweist; eine Mehrzahl der Magnetsegmente 311, die so angeordnet ist, dass sie in der Umfangsrichtung auf einer äußeren Seite in der radialen Richtung des Hülsenteils 301 ausgerichtet ist und insgesamt die zylindrische Magnetsegmentgruppe bildet; und das zylindrische Element 321, das die Mehrzahl von Magnetsegmenten 311 von der äußeren Seite aus in der radialen Richtung bedeckt und die Mehrzahl von Magnetsegmenten 311 zwischen sich und den Hülsenteil 301 fügt. Die innere Umfangsfläche des Hülsenteils 301 weist eine verjüngte innere Umfangsfläche 306 als verjüngte Fläche auf, die sich durchgehend zu der äußeren Seite hin in der radialen Richtung erweitert, während sie sich von dem ersten Ende 302 aus dem zweiten Ende 303 annähert, und das Schubelement 330, das das zylindrische Element 321 zu der äußeren Seite in der radialen Richtung des zylindrischen Elements 321 gegen den Hülsenteil 301 schiebt, befindet sich zwischen einer Mehrzahl der Magnetsegmente 311, die sich angrenzend in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe befindet.
Dadurch wird ermöglicht, dass die innere Umfangsfläche des zylindrischen Elements 321 in einen Zustand übergeht, in dem sie von der Ecke des Endes des Magnetsegments 311 in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe getrennt ist. In dem Fall, in dem das zylindrische Element 321 eine nichtzylindrische Form aufweist, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, ist es dadurch möglich zu unterbinden, dass die innere Umfangsfläche des zylindrischen Elements 321 und die Ecke dieses Endes des Magnetsegments 311 aneinander anliegen, und so an dem zylindrischen Element 321 eine Entstehung einer Spannungskonzentration aus diesem Anliegen zu vermindern. Infolgedessen ist es möglich zu unterbinden, dass sich das zylindrische Element 321 in der Umfangsrichtung des zylindrischen Elements 321 zwischen einer Mehrzahl von Magnetsegmenten 311 lokal streckt. Aus diesem Grund wird ermöglicht, eine höhere Zugspannung entsprechend der Streckung in der Umfangsrichtung des zylindrischen Elements 321 zu erzielen und sich weiter einer Gleichmäßigkeit des zylindrischen Elements 321 insgesamt anzunähern, wodurch ermöglicht wird, die Höchstdrehzahl des Elektromotors 100 zu erhöhen. Darüber hinaus weisen dickere, stärkere Magnetsegmente 311 aufgrund des höheren Gewichts eine größere Zentrifugalkraft auf, und selbst bei derselben Drehzahl ist eine höhere Zugspannung erforderlich; da es jedoch möglich ist, dies zu beherrschen, können eine Erhöhung des Drehmoments und eine Erhöhung der Leistung ohne eine Verringerung der Höchstdrehzahl des Elektromotors 100 erzielt werden. Dann wird es möglich, die oben erwähnten Verbesserungen der Leistungsfähigkeit des Elektromotors 100 zu erzielen wie auch das Auftreten eines Lösens der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Elements 321 zu unterbinden, und auf diese Weise können die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer verbessert werden. Darüber hinaus ist der kohlenstofffaserverstärkte Kunststoff (CFRP), der das zylindrische Element 321 bildet, bei der vorliegenden Ausführungsform beständig gegen Ziehen, jedoch schwach gegenüber Biegen. Aus diesem Grund ist der Aspekt des Vermeidens eines Aufbaus, bei dem sich ein Biegen auf das zylindrische Element 321 konzentriert, das auf die oben erwähnte Weise an einem Ende des Magnetsegments 311 anliegt, besonders vorteilhaft in einem Fall, in dem CFRP als Material des zylindrischen Elements 321 verwendet wird.
Darüber hinaus handelt es sich bei dem Schubelement 330 um ein Element, das die Magnetsegmente 311 auf beiden Seiten, die in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe angrenzend sind, den Hülsenteil 301 und das zylindrische Element 321 berührt. Durch Zwischenfügen des Schubelements 330, das beide Magnetsegmente 311 auf beiden Seiten, die in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe angrenzend sind, das zylindrische Element 321 und den Hülsenteil 301 berührt, ist es dadurch möglich, zuverlässig zu vermeiden, dass das zylindrische Element 321 das Ende des Magnetsegments 311 in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe berührt. Dadurch ist es möglich, ein Problem bei der Spannungskonzentration auf das zylindrische Element 321 an dem Ende des Magnetsegments 311 zuverlässig zu vermeiden. Dadurch, dass das Schubelement 330 jedes der Magnetsegmente 311 berührt, die in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe aneinander angrenzen, ist es darüber hinaus möglich, das Schubelement 330 in der Mitte zwischen den Magnetsegmenten 311 zu positionieren.
Darüber hinaus wird zum Beispiel ein Aufbau zum Konstanthalten des Abstands zwischen Magneten in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. H11-107.920 offenbart. In derselben Veröffentlichung ist jedoch keine Beschreibung in Bezug auf das Vermeiden einer Spannungskonzentration auf die Seite eines Halteelements enthalten, die durch die Magnetkanten verursacht wird. Darüber hinaus wird der Gedanke eines Schiebens zum Anheben des Halteelements nicht beschrieben. Infolgedessen wäre es einem Fachmann unmöglich, die oben erwähnte Ausführungsform auf Grundlage dieser Veröffentlichung zu konzipieren.
Darüber hinaus beschreibt die japanische Offenlegungsschrift Nr. S59-056.857 eine Erfindung zum Erzielen eines Elektromotors mit einem guten mechanischen Wirkungsgrad durch Kombinieren eines magnetischen Körpers und eines nichtmagnetischen Körpers. In derselben Veröffentlichung sind keinerlei verwandte Beschreibungen für eine Vermeidung einer Spannungskonzentration auf der Seite des Halteelements durch das Magnetende oder eine Gestaltung vorhanden, die mit der Absicht einer Vereinheitlichung der Zugspannung an dem Halteelement erstellt wird, wie zum Beispiel bei der oben genannten Ausführungsform, vorhanden. Infolgedessen wäre es einem Fachmann unmöglich, die oben erwähnte Ausführungsform auf Grundlage dieser Veröffentlichung zu konzipieren.
Darüber hinaus besteht das Ziel der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2010-233.325 in einem magnetischen Körper, der in der Lage ist, einen magnetischen Fluss anzupassen, und in einer Anpassung eines Rastmoments. Die oben erwähnte Ausführungsform hat jedoch keinerlei Bezug zu der Anpassung eines magnetischen Flusses oder der Anpassung eines Rastmoments. Dadurch, dass die funktionalen Auswirkungen auf diese Weise völlig andere sind, wäre es einem Fachmann unmöglich, die oben erwähnte Ausführungsform auf Grundlage dieser Veröffentlichung zu konzipieren.
Darüber hinaus sind zylindrische Magnete kostspielig, und ein Positionieren von geteilten Magneten ist arbeitsaufwendig, und folglich handelt es sich bei der Erfindung, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2005-012.870 beschrieben wird, um eine Erfindung, die auf eine funktionale Auswirkung von Haftelementen zum Zweck eines Positionierens abzielt, um diese Probleme zu lösen. Aus einer funktionalen Auswirkung, die durch einen Aufbau mit dem Ziel eines Positionierens herbeigeführt wird, hätte ein Fachmann eine Gestaltung, die eine Spannungskonzentration auf das zylindrische Element 321 wie bei der oben erwähnten Ausführungsform unterbindet, nicht konzipieren können.
Darüber hinaus beschreibt die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-069.696 eine Gestaltung, bei der ein Rotor mit einem Gehäuse bedeckt wird, um eine Stauberzeugung durch den Rotor zu verhindern, und ein Harz zwischen Magnete gefüllt wird. Mit anderen Worten, der Rotor wird einfach mit einem Gehäuse bedeckt, und es wird einfach ein Harz zwischen Magnete gefüllt. Auf Grundlage derselben Veröffentlichung wäre es einem Fachmann unmöglich, zu einem Konzept wie zum Beispiel einem Stützen des zylindrischen Elements 321 in einem Zustand eines Schiebens gegen den Hülsenteil 301 mit dem Ziel zu gelangen, zu unterbinden, dass die Spannung auf das zylindrische Element 321 einwirkt.
Als Nächstes wird ein Rotorelement gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 erläutert. 5 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die ein Schubelement 330A eines Rotorelements 300A gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
In dem Rotorelement 300A gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich das Schubelement 330A von dem Schubelement 300 gemäß der ersten Ausführungsform. Da die sonstige Gestaltung der Gestaltung des Rotorelements 300 gemäß der ersten Ausführungsform ähnelt, wird Gestaltungen, die den jeweiligen Gestaltungen der ersten Ausführungsform ähneln, ein ähnliches Bezugszeichen zugewiesen, und Erläuterungen davon werden weggelassen.
Wie in 5 dargestellt, weist das Schubelement 330A eine massive, im Wesentlichen rechteckige Form in einem Querschnitt orthogonal zu der axialen Richtung des Hülsenteils 301 auf und erstreckt sich von dem ersten Ende 302 bis zu dem zweiten Ende 303 in der axialen Richtung des Hülsenteils 301. Bei dem Schubelement 330A ist in einem Zustand, in dem keine äußere Kraft von außen auf das Schubelement 330A einwirkt, die Länge des Schubelements 330A größer als der Abstand zwischen den angrenzenden Magnetsegmenten 311 in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe, und die Länge des Schubelements 330A (die Dicke) ist größer als der Abstand zwischen der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Elements 321 und der äußeren Umfangsfläche des Hülsenteils 301 in der radialen Richtung des Hülsenteils 301 und des zylindrischen Elements 321. Aus diesem Grund berührt das Schubelement 330A jede der Endflächen der Magnetsegmente 311 auf beiden Seiten angrenzend in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe, die äußere Umfangsfläche 304 des Hülsenteils 301 und die innere Umfangsfläche 324 des zylindrischen Elements 321 in einem Zustand, in dem es in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe und der radialen Richtung des Hülsenteils 301 und des zylindrischen Elements komprimiert und elastisch verformt ist, wie in 5 dargestellt.
Aus diesem Grund schiebt das Schubelement 330A das zylindrische Element 321 so gegen den Hülsenteil 301, dass es zu der äußeren Seite in der radialen Richtung des zylindrischen Elements 321 drückt. Der Abschnitt des zylindrischen Elements 321, der durch das Schubelement 330A gestützt wird, springt zu der äußeren Seite des zylindrischen Elements 321 vor, und das zylindrische Element 321 nimmt anstelle einer zylindrischen Form eine nichtzylindrische Form an. Wie zuvor erwähnt, ist der Abschnitt des Endes des Magnetsegments 311 in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe des Weiteren so gestaltet, dass die Dicke mit einer Annäherung an die Kante (die Endfläche 314 oder die Endfläche 315) geringer wird, so dass sich die äußere Umfangsfläche 317 der inneren Umfangsfläche 316 annähert, wie in 5 usw. dargestellt; daher ist die innere Umfangsfläche des zylindrischen Elements 321 so getrennt, dass sie zu der äußeren Seite in der radialen Richtung des zylindrischen Elements 321 relativ zu einem Abschnitt des Endes des Magnetsegments 311 (einschließlich des Eckabschnitts des Endes) in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe ansteigt.
Als Nächstes wird ein Rotorelement gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6 erläutert. 6 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die ein Schubelement 330B eines Rotorelements 300B gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
In dem Rotorelement 300B gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich das Schubelement 330B von dem Schubelement 330 gemäß der ersten Ausführungsform. Da die sonstige Gestaltung der Gestaltung des Rotorelements 300 gemäß der ersten Ausführungsform ähnelt, wird Gestaltungen, die den jeweiligen Gestaltungen der ersten Ausführungsform ähneln, ein ähnliches Bezugszeichen zugewiesen, und Erläuterungen davon werden weggelassen.
Wie in 6 dargestellt, weist das Schubelement 330B eine massive, elliptische Form in einem Querschnitt orthogonal zu der axialen Richtung des Hülsenteils 301 auf und erstreckt sich von dem ersten Ende 302 bis zu dem zweiten Ende 303 in der axialen Richtung des Hülsenteils 301.
Als Nächstes wird ein Rotorelement gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 erläutert. 7 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die ein Schubelement 330C eines Rotorelements 300C gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
In dem Rotorelement 300C gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich das Schubelement 330C von dem Schubelement 330A gemäß der zweiten Ausführungsform. Darüber hinaus unterscheidet sich ein zylindrisches Element 321C von dem zylindrischen Element 321 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform. Da die sonstige Gestaltung der Gestaltung des Rotorelements 300A gemäß der zweiten Ausführungsform ähnelt, wird Gestaltungen, die den jeweiligen Gestaltungen der zweiten Ausführungsform ähneln, ein ähnliches Bezugszeichen zugewiesen, und Erläuterungen davon werden weggelassen.
Das zylindrische Element 321C weist eine vollkommen kreisförmige zylindrische Form, deren innerer Durchmesser und äußerer Durchmesser jeweils gleichbleibend ist, in einem Segment in der axialen Richtung von einer in der axialen Richtung vorderen Endfläche bis zu einer in der axialen Richtung hinteren Endfläche des zylindrischen Elements 321C (entsprechend der in der axialen Richtung vorderen Endfläche 322 bis zu der in der axialen Richtung hinteren Endfläche 323 des zylindrischen Elements 321) auf. Der innere Durchmesser des zylindrischen Elements 321C stimmt mit einem Wert überein, der dadurch erzielt wird, das von dem Durchmesser des Rotors 400, der durch den dicksten Abschnitt des Magnetsegments 311 in der radialen Richtung der Magnetsegmentgruppe geführt wird, die Dicke des zylindrischen Elements 321C auf der Seite eines Endes dieses Durchmessers und die Dicke des zylindrischen Elements 321C auf der Seite des anderen Endes dieses Durchmessers subtrahiert wird.
Bei dem Schubelement 330C handelt es sich um ein Element, bei dem ein Abschnitt zwischen das zylindrische Element 321C und Teile der Magnetsegmente 311 auf beiden Seiten angrenzend in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe auf einer äußeren Seite in der radialen Richtung der Magnetsegmentgruppe gefügt ist. Genauer gesagt, weist das Schubelement 330C, wie in 7 dargestellt, einen rechteckigen Teil 331C mit einer massiven, rechteckigen Form in einem Querschnitt orthogonal zu der axialen Richtung des Hülsenteils 301 und einen Spalteinfügeteil 332C auf, der zwischen der äußeren Umfangsfläche 317 des Magnetsegments 311 und der inneren Umfangsfläche 324C des zylindrischen Elements 321C vordringt, und diese werden durch Anformen gebildet. Das Schubelement 330C erstreckt sich von dem ersten Ende 302 bis zu dem zweiten Ende 303 in der axialen Richtung des Hülsenteils 301.
Der rechteckige Teil 331C weist dieselbe Gestaltung wie das Schubelement 330A in der zweiten Ausführungsform auf. Der Spalteinfügeteil 332C dringt zwischen der äußeren Umfangsfläche 317 des Magnetsegments 311 und der inneren Umfangsfläche 324C des zylindrischen Elements 321C in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe von dem rechteckigen Teil 331C vor und erreicht eine vorgegebene Position in derselben Richtung. Der Spalteinfügeteil 332C stützt dadurch das zylindrische Element 321C gegen das Magnetsegment 311 zu der äußeren Seite hin in der radialen Richtung des zylindrischen Elements 321C.
Auf die obige Weise handelt es sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei dem Schubelement 330C um ein Element, das einen Abschnitt aufweist, der zwischen das zylindrische Element 321C und die äußere zylindrische Fläche 317 gefügt ist, wobei es sich um einen Teil der Magnetsegmente 311 auf beiden Seiten angrenzend in der Umfangsrichtung der Magnetsegmentgruppe auf der äußeren Seite in der radialen Richtung der Magnetsegmentgruppe handelt. Es ist dadurch ein Stützen durch Schieben der inneren Umfangsfläche 324C des zylindrischen Elements 321C gegen die äußere Umfangsfläche des Magnetsegments 311 zu der äußeren Seite hin in der radialen Richtung des zylindrischen Elements 321C möglich. Infolgedessen wird ermöglicht, das zylindrische Element 321C so zu gestalten, dass es eine vollkommen kreisförmige zylindrische Form aufweist, bei der der innere Durchmesser und der äußere Durchmesser jeweils gleichbleibend ist. Aus diesem Grund wird eine Gestaltung ermöglicht, bei der das zylindrische Element 321C gleichmäßig in die Umfangsrichtung des zylindrischen Elements 321C gestreckt wird. Darüber hinaus wird eine Herstellung des zylindrischen Elements 321C einfach.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind zwar oben erläutert worden, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt.
Darüber hinaus führen die bei den vorliegenden Ausführungsformen beschriebenen Wirkungen lediglich die bevorzugtesten Wirkungen auf, die durch die vorliegende Erfindung erzeugt werden, und die Wirkungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf diejenigen beschränkt, die bei den vorliegenden Ausführungsformen beschrieben werden.
Beispielsweise sind die Gestaltungen des Rotorelements, des Rotors und des Elektromotors, der diese aufweist, nicht auf die Gestaltungen des Rotorelements 300, 300A, 300B, 300C, des Rotors 400 und des Elektromotors 100, der diese aufweist, der vorliegenden Ausführungsformen beschränkt. Wenngleich zum Beispiel zwölf der Magnetsegmente 311 bereitgestellt werden, ist dies nicht auf diese Anzahl beschränkt. Darüber hinaus ist die Gestaltung des Schubelements nicht auf die Gestaltungen der Schubelemente 330, 300C der vorliegenden Ausführungsformen beschränkt.
Bezugszeichenliste

100: Elektromotor (drehende elektrische Maschine)
200: Drehwellenteil
300, 300A, 300B, 300C: Rotorelement
301: Hülsenteil
302: erstes Ende
303: zweites Ende
306: verjüngte innere Umfangsfläche
311: Magnetsegment
321, 321C: zylindrisches Element
330, 330A, 330B, 330C: Schubelement
400: Rotor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014-212680 [0002]
JP 11-107920 [0047]
JP 59-056857 [0048]
JP 2010-233325 [0049]
JP 2005-012870 [0050]
JP 2000-069696 [0051]

Claims

Rotorelement (300, 300A, 300B, 300C, das durch Presspassen an einem Drehwellenteil (200) einer drehenden elektrischen Maschine (100) befestigt ist, das aufweist: einen zylindrischen Hülsenteil (301), der ein erstes Ende (302) auf einer in einer axialen Richtung ersten Seite davon und ein zweites Ende (303) auf einer in der axialen Richtung zweiten Seite davon aufweist; eine Mehrzahl von Magnetsegmenten (311), die so angeordnet ist, dass sie in einer Umfangsrichtung auf einer äußeren Seite in der radialen Richtung des Hülsenteils (301) ausgerichtet ist; und ein zylindrisches Element (321, 321C), das die Mehrzahl der Magnetsegmente (311) von einer äußeren Seite aus in der radialen Richtung bedeckt und die Mehrzahl der Magnetsegmente (311) zwischen sich und den Hülsenteil (301) fügt, wobei eine innere Umfangsfläche des Hülsenteils (301) eine verjüngte Fläche (306) aufweist, die sich zu der äußeren Seite hin in der radialen Richtung durchgehend erweitert, während sie sich von dem ersten Ende (302) aus dem zweiten Ende (303) annähert, und wobei sich ein Schubelement (330, 330A, 330B, 330C), das das zylindrische Element (321, 321C) in der radialen Richtung zu der äußeren Seite hin gegen den Hülsenteil (301) schiebt, zwischen der Mehrzahl der Magnetsegmente (311) befindet, die sich in der Umfangsrichtung angrenzend befindet.
Rotorelement nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Schubelement (330, 330A, 330B, 330C) um ein Element handelt, das die Magnetsegmente auf beiden Seiten, die in der Umfangsrichtung angrenzend sind, den Hülsenteil (301) und das zylindrische Element (321, 321C) berührt.
Rotorelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem Schubelement (330C) um ein Element handelt, das einen Abschnitt aufweist, der zwischen einen Teil auf einer äußeren Seite in der radialen Richtung der Magnetsegmente (311) auf beiden Seiten, die sich in der Umfangsrichtung angrenzend befinden, und das zylindrische Element (321C) gefügt ist.
Rotor (400), der das Rotorelement (300, 300A, 300B, 300C) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aufweist.
Elektromotor (100), der den Rotor (400) nach Anspruch 4 aufweist.