DE102018005979A1

DE102018005979A1 - Rotor und drehende elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102018005979A1
Application number: DE102018005979.1A
Authority: DE
Inventors: Shinobu TAKANO; Hisashi Maeda; Takafumi KAJIYA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2019-02-28
Also published as: CN208890498U; US20190068014A1; CN109428417A; US10707711B2; JP6947585B2; JP2019041476A; CN109428417B

Abstract

Es wird ein Rotor bereitgestellt, der zum Unterbinden eines Nachlassens der Festigkeit eines Hüllrohrs bei einer Konfiguration geeignet ist, bei der mehrere unterteilte Dauermagnete versetzt angeordnet sind. Ein Rotor 30 umfasst: ein rotierendes Element 31; einen Dauermagneten 32, der in mehreren Reihen längs einer Umfangsrichtung des rotierenden Elements 31 angeordnet und in einer Richtung X einer Drehachse des rotierenden Elements 31 in mehrere Teile unterteilt ist; und ein Hüllrohr 33, das in der Richtung X der Drehachse des rotierenden Elements 31 in mehrere Teile unterteilt ist und eine äußere Umfangsfläche des Dauermagneten 32 bedeckt, wobei das Hüllrohr aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist, wobei die mehreren Dauermagnete 32 in jeder Reihe in Bezug auf die Richtung X der Drehachse des rotierenden Elements 31 in einer schrägen Richtung angeordnet sind und die in der Anordnungsrichtung benachbarten Dauermagnete 32 in der Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind und mindestens eines der unterteilten Hüllrohre 33 eine äußere Umfangsfläche eines der unterteilten Dauermagnete 32 in der Umfangsrichtung des rotierenden Elements 31 bedeckt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor und eine drehende elektrische Maschine, die diesen umfasst.
Verwandte Technik
Als ein Typ von Motoren, für die Dauermagnete verwendet werden, ist ein Motor des SPM-Typs (SPM = Surface Permanent Magnet, Oberflächendauermagnet) bekannt, bei dem Dauermagnete am äußeren Umfang eines rotierenden Elements (einer Manschette, einer Drehwelle und dergleichen) angeordnet sind. Bei diesem Motor des SPM-Typs ist zum Verhindern einer Ablösung der Dauermagnete von dem Rotor aufgrund der Zentrifugalkraft bei einer Drehung mit hoher Drehzahl ein zylindrisches Hüllrohr (ein Schutzrohr) am äußeren Umfang des Rotors angebracht. Als Material des Hüllrohrs wird aufgrund seiner hohen Festigkeit, seines geringen Gewichts und dergleichen verbreitet faserverstärkter Kunststoff (FRP = fiber-reinforced plastic) (insbesondere (nachstehend als „CFRP“ (= carbon fiber-reinforced plastic) bezeichneter) kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) verwendet (siehe beispielsweise Patentschrift 1).
Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. H11-89142
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei dem vorstehend beschriebenen Rotor ist der Dauermagnet so angeordnet, dass er zur Reduzierung eines aus der Wirkung eines Magnetfelds resultierenden Wirbelstromverlusts in der Richtung der Drehachse des rotierenden Elements unterteilt ist. Überdies sind die unterteilten Dauermagnete zur Reduzierung eines Rastmoments und einer Drehmomentwelligkeit, die die Ursache von Störgeräuschen und Vibrationen sind, in einer in Bezug auf die Richtung der Drehachse des rotierenden Elements schrägen Richtung angeordnet, und in der Anordnungsrichtung benachbarte Dauermagnete sind so angeordnet, dass sie in einer Umfangsrichtung schräg sind (diese Anordnung wird auch als „schräge Anordnung“ bezeichnet).
Wenn mehrere unterteilte Dauermagnete versetzt angeordnet sind, stehen Eckabschnitte der Dauermagnete längs der Anordnungsrichtung in einer Stufe vor. Wenn ein Hüllrohr an der äußeren Umfangsfläche des Dauermagneten angebracht wird, wird eine innere Umfangsfläche des Hüllrohrs durch den vorstehenden Eckabschnitt des Dauermagneten zerschrammt, und die Festigkeit des Hüllrohrs kann nachlassen. Daher ist es bei einer Konfigurationen, bei der mehrere unterteilte Dauermagnete versetzt angeordnet sind, erforderlich, ein Nachlassen der Festigkeit des Hüllrohrs zu unterbinden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor und eine drehende elektrische Maschine bereitzustellen, die zum Unterbinden eines Nachlassens der Festigkeit eines Hüllrohrs bei einer Konfiguration geeignet sind, bei der mehrere unterteilte Dauermagnete versetzt angeordnet sind.

(1) Durch die vorliegende Erfindung wird ein Rotor (beispielsweise ein später beschriebener Rotor 30) bereitgestellt, der umfasst: ein rotierendes Element (beispielsweise eine später beschriebene Manschette 31); einen Dauermagneten (beispielsweise einen später beschriebenen Dauermagneten 32), der längs einer Umfangsrichtung des rotierenden Elements in mehreren Reihen angeordnet und in einer Richtung einer Drehachse (beispielsweise einer später beschriebenen Richtung X einer Drehachse) des rotierenden Elements in mehrere Teile unterteilt ist; und ein Hüllrohr (beispielsweise ein später beschriebenes Hüllrohr 33), das in der Richtung der Drehachse des rotierenden Elements in mehrere Teile unterteilt ist und eine äußeren Umfangsfläche des Dauermagneten bedeckt, wobei das Hüllrohr aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist, wobei die mehreren Dauermagnete in jeder Reihe in Bezug auf die Richtung der Drehachse des rotierenden Elements in einer schrägen Richtung angeordnet sind, und die in der Anordnungsrichtung benachbarten Dauermagnete in der Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind, und mindestens eines der unterteilten Hüllrohre eine äußere Umfangsfläche eines der unterteilten Dauermagnete in der Umfangsrichtung des rotierenden Elements bedeckt.
(2) Bei dem Rotor gemäß (1) kann das unterteilte Hüllrohr an einem Ende einer inneren Umfangsfläche auf einer bei der Anbringung des Hüllrohrs an der äußeren Umfangsseite des Dauermagneten als Vorschubrichtung dienenden Seite einen kegelförmigen Abschnitt (beispielsweise einen später beschriebenen kegelförmigen Abschnitt T1) aufweisen.
(3) Bei dem Rotor gemäß (1) kann das unterteilte Hüllrohr zwischen einem Ende einer inneren Umfangsfläche auf einer bei der Anbringung des Hüllrohrs an der äußeren Umfangsseite des Dauermagneten als Vorschubrichtung dienenden Seite und einem Ende auf der gegenüberliegenden Seite einen kegelförmigen Abschnitt (beispielsweise einen später beschriebenen kegelförmigen Abschnitt T2) aufweisen.
(4) Bei dem Rotor gemäß einem der Punkte (1) bis (3) kann mindestens ein Ende des Hüllrohrs in der Richtung der Drehachse weiter als ein Ende des Dauermagneten in der Richtung der Drehachse nach außen vorstehen.
(5) Bei dem Rotor gemäß einem der Punkte (1) bis (4) weist der Dauermagnet auf einer bei der Anbringung des Hüllrohrs an der äußeren Umfangsseite des Dauermagneten als Vorschubrichtung dienenden Seite einen kegelförmigen Abschnitt (beispielsweise einen später beschriebenen kegelförmigen Abschnitt T4, T5) auf.
(6) Durch die vorliegende Erfindung wird auch eine drehende elektrische Maschine (beispielsweise ein später beschriebener Motor 1) bereitgestellt, die umfasst: den Rotor nach einem der Punkte (1) bis (5) und einen Stator (beispielsweise einen später beschriebenen Stator 20), der an der äußeren Umfangsseite des Rotors vorgesehen ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Rotor und eine drehende elektrische Maschine bereitzustellen, die zum Unterbinden eines Nachlassens der Festigkeit eines Hüllrohrs bei einer Konfiguration geeignet sind, bei der mehrere unterteilte Dauermagnete versetzt angeordnet sind.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Motors 1 gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Rotors 30.
3 ist eine Seitenansicht des Rotors 30, an dem Dauermagnete 32 angeordnet sind.
4 ist eine Seitenansicht, die den Rotor 30 darstellt, an dem ein Hüllrohr 33 angebracht ist.
5A ist eine Schnittansicht, die eine erste Konfiguration eines Hüllrohrabschnitts 33a gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
5B ist eine Schnittansicht, die eine zweite Konfiguration des Hüllrohrabschnitts 33a gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
5C ist eine Schnittansicht, die eine dritte Konfiguration des Hüllrohrabschnitts 33a gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
6 ist eine Seitenansicht, die einen Rotor 30A darstellt, an dem Dauermagnete 32 gemäß einer dritten Ausführungsform angeordnet sind.
7 ist eine Seitenansicht, die den Rotor 30A darstellt, an dem ein Hüllrohr 33 angebracht ist.
8 ist eine Seitenansicht, die einen Rotor 30B darstellt, an dem Dauermagnete 32 gemäß einer vierten Ausführungsform angeordnet sind.
9 ist eine Seitenansicht, die den Rotor 30B darstellt, an dem das Hüllrohr 33 angebracht ist.
10 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Hüllrohrs 33B gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
11A ist eine Seitenansicht, die eine erste Konfiguration eines Rotors 30D darstellt, an dem Dauermagnete 32 gemäß einer sechsten Ausführungsform angeordnet sind.
11B ist eine Seitenansicht, die eine zweite Konfiguration des Rotors 30D darstellt, an dem die Dauermagnete 32 gemäß der sechsten Ausführungsform angeordnet sind.
12 ist eine Seitenansicht, die eine Konfiguration eines Rotors 30F darstellt, an dem Dauermagnete 32 gemäß einer modifizierten Ausführungsform angeordnet sind.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die der vorliegenden Patentschrift beiliegenden Zeichnungen sind schematische Diagramme; zum besseren Verständnis sind die Formen, die Maßstäbe, das Abmessungsverhältnis in der vertikalen und horizontalen Richtung und dergleichen gegenüber den tatsächlichen verändert oder übertrieben dargestellt. In den Zeichnungen wird auf die Schraffur, die auf einen Querschnitt eines Elements hinweist, gegebenenfalls verzichtet; und Begriffe, die Formen, geometrische Bedingungen und deren Erstreckung angeben (beispielsweise die Begriffe „parallel“, „Richtung“ und dergleichen), schließen zusätzlich zu der strengen Bedeutung des Begriffs einen Bereich von Erstreckungen, die als im Wesentlichen parallel betrachtet werden können, und einen Bereich ein, der im Wesentlichen als die Richtung betrachtet werden kann.
In der vorliegenden Beschreibung und dergleichen wird eine Gerade, die als Drehzentrum einer später beschriebenen Drehwelle 35 dient, als „Drehachsengerade S“ bezeichnet, und eine Richtung längs der Drehachsengerade S wird auch als „Richtung der Drehachse“ bezeichnet. Die „Drehachsengerade S“ und die „Richtung der Drehachse“ werden auf jeweilige Abschnitte angewendet, die einen Rotor bilden (beispielsweise eine Manschette, einen Dauermagneten, ein Hüllrohr und dergleichen, die später beschrieben werden). In der vorliegenden Beschreibung und dergleichen wird eine zu der Drehachsengerade S parallele Richtung als X-Richtung bezeichnet; und die Richtung der Drehachse wird entsprechend als „Richtung X der Drehachse“ bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Zunächst wird als drehende elektrische Maschine ein Motor 1 beschrieben, der einen Rotor 30 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst. Eine Konfiguration des im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform zu beschreibenden Motors 1 haben die später beschriebenen Ausführungsformen gemeinsam. 1 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration des Motors 1 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Die Konfiguration des in 1 dargestellten Motors 1 ist ein Beispiel, und es kann eine beliebige Konfiguration verwendet werden, sofern der Rotor 30 gemäß der ersten Ausführungsform angewendet werden kann.
Wie in 1 dargestellt, umfasst der Motor 1 als Hauptbestandteile ein Gehäuse 10, einen Stator 20, einen Rotor 30 und eine Drehwelle 35. Das Gehäuse 10 ist ein äußeres Element des Motors 1 und umfasst einen Gehäusekörper 11 und eine Wellenöffnung 12.
Der Gehäusekörper 11 ist ein Gehäuse, das den Stator 20 umgibt und hält. Der Gehäusekörper 11 hält den Rotor 30 mittels eines dazwischen angeordneten Lagers 13. Der Gehäusekörper 11 weist eine Zufuhröffnung 14, eine Auslassöffnung 15 und eine Öffnung 16 auf. Die Zufuhröffnung 14 ist eine Öffnung zur Zufuhr eines Kühlmittels zu einem Kanal 23 des Statorgehäuses 22 und mit einem (nicht dargestellten) Kühlmittelzufuhrrohr verbunden. Die Auslassöffnung 15 ist eine Öffnung zur Abgabe des Kühlmittels, das den Kanal 23 durchlaufen hat, und mit einem (nicht dargestellten) Kühlmittelauslassrohr verbunden. Die Öffnung 16 ist eine Öffnung zum Hindurchführen einer (später beschriebenen) aus dem Stator 20 gezogenen Stromleitung 27. Die Wellenöffnung 12 ist eine Öffnung, durch die die (später beschriebene) Drehwelle 35 verläuft.
Der Stator 20 ist ein zusammengesetztes Element, das ein drehendes Magnetfeld zum Drehen des Rotors 30 erzeugt. Der Stator 20 ist in einer allgemein zylindrischen Form ausgebildet und an der Innenseite des Gehäuses 10 befestigt. Der Stator 20 weist einen Eisenkern 21 und ein Statorgehäuse 22 auf.
Der Eisenkern 21 ist ein Element, an dessen Innenseite eine Wicklung 26 angeordnet werden kann. Der Eisenkern 21 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und wird im Inneren des befestigten Statorgehäuses 22 angeordnet. Der Eisenkern 21 weist mehrere (nicht dargestellte) Nuten auf, die an seiner Innenseite ausgebildet sind, und die Wicklung 26 ist in den Nuten angeordnet. Ein Abschnitt der Wicklung 26 steht in einer Axialrichtung des Eisenkerns 21 von beiden Enden des Eisenkerns 21 vor. Der Eisenkern 21 wird durch Aufeinanderschichten mehrerer dünner Platten wie einem elektromagnetischen Stahlblech zur Erzeugung eines Schichtkörpers und Integrieren des Schichtkörpers durch Verkleben, Verstemmen oder dergleichen gefertigt.
Das Statorgehäuse 22 ist ein Element, das an seiner Innenseite den Eisenkern 21 hält. Das Statorgehäuse 22 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und an der Außenseite des Stators 20 angeordnet. Der Eisenkern 21 ist zum Blockieren einer durch das Drehmoment des Rotors 30 erzeugten Repulsionskraft fest mit dem Statorgehäuse 22 verbunden. Wie in 1 dargestellt, weist das Statorgehäuse 22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Kanal 23 zum Kühlen der an den Eisenkern 21 übertragenen Wärme auf. Der Kanal 23 besteht aus einem oder mehreren Sätzen spiralförmiger Nuten, die an einer Außenfläche des Statorgehäuses 22 ausgebildet sind. Das aus der Zufuhröffnung 14 des Gehäusekörpers 11 (des Gehäuses 10) zugeführte (nicht dargestellte) Kühlmittel strömt so durch den Kanal 23, dass es der Außenfläche des Statorgehäuses 22 in der Spiralform folgt und aus der Auslassöffnung 15 des Gehäusekörpers 11 nach außen abgegeben wird.
Die elektrisch mit der Wicklung 26 verbundene Stromleitung 27 ist aus dem Eisenkern 21 des Stators 20 gezogen. Die Stromleitung 27 ist mit einer außerhalb des Motors 1 vorgesehenen (nicht dargestellten) Stromzufuhrvorrichtung verbunden. Während des Betriebs des Motors 1 wird dem Eisenkern 21 beispielsweise Drei-Phasen-Wechselstrom zugeführt, wodurch ein drehendes Magnetfeld zum Drehen des Rotors 30 erzeugt wird.
Der Rotor 30 ist ein Element, das sich durch eine magnetische Wechselwirkung mit dem durch den Stator 20 erzeugten drehenden Magnetfeld dreht. Der Rotor 30 ist an der inneren Umfangsseite des Stators 20 vorgesehen. Eine Konfiguration des Rotors 30 wird später beschrieben.
Die Drehwelle 35 ist ein Element, das den Rotor 30 hält. Die Drehwelle 35 ist so eingesetzt, dass sie durch die Wellenmitte des Rotors 30 verläuft, und an dem Rotor 30 befestigt. An der Drehwelle 35 sind zwei Lager 13 angebracht. Das Lager 13 ist ein Element, das die Drehwelle 35 drehbar hält und in dem Gehäuse 10 vorgesehen. Die Drehwelle 35 wird durch das Gehäuse 11 und das Lager 13 so gehalten, dass sie um die Drehachsengerade S drehbar ist. Die Drehwelle 35 verläuft durch die Wellenöffnung 12 und ist beispielsweise mit einem Abtragwerkzeug, einem Kraftübertragungsmechanismus, die außerhalb vorgesehen sind, und einem Untersetzungsgetriebe verbunden (die nicht dargestellt sind).
Wenn dem Stator 20 (dem Eisenkern 21) bei dem in 1 dargestellten Motor 1 Drei-Phasen-Wechselstrom zugeführt wird, wird in dem Rotor 30 durch die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Rotor 30 und dem Stator 20, an dem das drehende Magnetfeld erzeugt wird, eine Drehkraft erzeugt, und die Drehkraft wird über die Drehwelle 35 nach außen abgegeben.
Als nächstes wird eine Konfiguration des Rotors 30 beschrieben. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Rotors 30. 3 ist eine Seitenansicht, die den Rotor 30 darstellt, an dem der Dauermagnet 32 angeordnet ist. 4 ist eine Seitenansicht, die den Rotor 30 darstellt, an dem das Hüllrohr 33 angebracht ist. Die 3 und 4 zeigen einen Zustand vor der Befestigung des Rotors 30 an der Drehwelle 35 (siehe 1).
Wie in 2 dargestellt, umfasst der Rotor 30 eine Manschette (ein rotierendes Element) 31, den Dauermagneten 32 und das Hüllrohr 33. Die Manschette 31 ist ein in etwa zylindrisches Element, an dem mehrere Dauermagnete 32 angebracht sind, und an der äußeren Umfangsseite der Drehwelle 35 vorgesehen. Die Manschette 31 ist aus einem magnetischen Material wie beispielsweise unlegiertem Stahl ausgebildet. Der Rotor 30 mit der Manschette 31 an der inneren Umfangsseite wird durch die Befestigung am äußeren Umfang der Drehwelle 35 montiert.
Der Dauermagnet 32 ist ein Element, das ein Magnetfeld erzeugt, und längs der Umfangsrichtung sind, wie in 2 dargestellt, 6 Reihen Dauermagnete an der äußeren Umfangsseite der Manschette 31 vorgesehen (in 2 sind vier Reihen auf der Vorderseite dargestellt). An dem Rotor 30 sind eine Reihe Dauermagnete 32 mit N-Polung und eine Reihe Dauermagnete 32 mit S-Polung abwechselnd in der Umfangsrichtung der Manschette 31 angeordnet. Der Dauermagnet 32 ist durch eine (nicht dargestellte) Klebstoffschicht mit der äußeren Umfangsfläche der Manschette 31 verbunden.
Wie in 3 dargestellt, ist der Dauermagnet 32 in jeder Reihe längs der Richtung X der Drehachse der Manschette 31 in drei Teile unterteilt. Die Längen LM1, LM2 und LM3 der drei unterteilten Dauermagnete 32 in der Richtung X der Drehachse stimmen überein (LM1 = LM2 = LM3), können sich jedoch voneinander unterscheiden. In der folgenden Beschreibung wird die Länge eines Dauermagneten 32 in der Richtung X der Drehachse durch „LM“ bezeichnet.
Überdies ist der Dauermagnet 32 in jeder Reihe in Bezug auf die Richtung X der Drehachse der Manschette 31 in einer (nachstehend auch als „Anordnungsrichtung S1“ bezeichneten) schrägen Richtung angeordnet. Die in der Anordnungsrichtung S1 benachbarten Dauermagnete 32 in jeder Reihe sind in der Umfangsrichtung versetzt. Dies bedeutet, dass die Dauermagnete 32 in der Richtung X der Drehachse der Manschette 31 längs der Anordnungsrichtung S1 angeordnet und längs der zur Richtung X der Drehachse rechtwinkligen Richtung in der Umfangsrichtung parallel versetzt sind. Auf diese Weise stehen Eckabschnitte 321 in jeder Reihe längs der Anordnungsrichtung S1 in Stufenform vor, wie in 3 dargestellt, wenn die Dauermagnete 32 versetzt angeordnet sind.
Das Hüllrohr 33 ist ein zylindrisches Element zur Abdeckung der mehreren Dauermagnete 32. Wie in 4 dargestellt, ist das Hüllrohr 33 an der äußeren Umfangsfläche des an der Manschette 31 angeordneten Dauermagneten 32 angebracht. Das Hüllrohr 33 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist längs der Richtung X der Drehachse des Rotors 30 in drei Teile unterteilt. Wenn das Hüllrohr 33 an der äußeren Umfangsfläche des Dauermagneten 32 angebracht ist, ist es möglich, eine Ablösung des Dauermagneten 32 von dem Rotor 30 durch die durch die Drehung des Rotors 30 erzeugte Zentrifugalkraft zu unterbinden. Obwohl das Hüllrohr 33 bei der vorliegenden Ausführungsform direkt an der äußeren Umfangsfläche des Dauermagneten 32 angebracht ist, das kann Hüllrohr 33 beispielsweise mit einer dazwischen angeordneten Klebstoffschicht oder dergleichen an der äußeren Umfangsfläche des Dauermagneten 32 angebracht sein.
Das Hüllrohr 33 kann durch Wickeln einer CFRP-Faserplatte zusammen mit einem Harz um eine (nicht dargestellte) zylindrische Vorrichtung geformt werden. Als Material zur Erzeugung des Hüllrohrs 33 kann neben CFRP faserverstärkter Kunststoff verwendet werden, der ein Material mit einer hohen spezifischen Festigkeit wie beispielsweise eine Glasfaser, eine Aramidfaser, eine Siliciumcarbidfaser, eine Borfaser oder eine Titanlegierungsfaser enthält. Durch Schneiden des auf die vorstehend beschriebene Weise erzeugten Hüllrohrs 33 auf eine vorgegebene Länge in der Richtung X der Drehachse ist es möglich, mehrere später beschriebene Hüllrohrabschnitte zu erhalten.
Das Hüllrohr 33 wird in einem Zustand auf den Rotor 30 aufgesetzt, in dem es durch eine hierfür bestimmte (nicht dargestellte) Vorrichtung zusammengepresst wurde, und wird durch eine einer Verengungsspanne entsprechende Kontraktionskraft an dem Rotor 30 befestigt. Auf diese Weise wird in einer Richtung zur in einer radialen Richtung inneren Seite eine zum Halten des Dauermagneten 32 ausreichende (nachstehend auch als „Kontraktionskraft“ bezeichnete) Repulsionskraft auf das Hüllrohr 33 aufgebracht, die der bei einer Drehung des Rotors 30 erzeugten Zentrifugalkraft standhält. Auf diese Weise wird in einer Richtung zur in der radialen Richtung inneren Seite eine Kontraktionskraft auf das Hüllrohr 33 aufgebracht, wodurch eine Ablösung des Dauermagneten 32 von dem Rotor 30 durch die Zentrifugalkraft unterbunden wird. Die in der radialen Richtung innere Seite ist eine Richtung von der äußeren Seite des Rotors 30 zur Drehachsengerade S.
Wie in 2 dargestellt, ist die Verengungsspanne eine Dimension, die einem Übermaß (D2-D1) eines Außendurchmessers D2 des an der Manschette 31 angeordneten Dauermagneten 32 in Bezug auf einen Innendurchmesser D1 des Hüllrohrs 33 vor der Anbringung entspricht. Je größer die Verengungsspanne ist, desto fester ist das Hüllrohr 33 an der äußeren Umfangsfläche des Dauermagneten 32 angebracht und desto größer ist die durch das angebrachte Hüllrohr 33 zur in der radialen Richtung inneren Seite aufgebrachte Kontraktionskraft.
Wie in 4 dargestellt, ist das Hüllrohr 33 gemäß der ersten Ausführungsform längs der Richtung X der Drehachse des Rotors 30 in drei Teile unterteilt. Bei diesem Beispiel werden die drei unterteilten Hüllrohre 33 als Hüllrohrabschnitte 33a, 33b und 33c bezeichnet. In der folgenden Beschreibung werden die Hüllrohrabschnitte 33a bis 33c auch einfach als „Hüllrohrabschnitt“ bezeichnet, wobei auf die Bezugszeichen 33a bis 33c verzichtet wird.
Wie in 4 dargestellt, stimmen bei der vorliegenden Ausführungsform die Längen L1, L2 und L3 der jeweiligen Hüllrohrabschnitte in der Richtung X der Drehachse überein (L1 = L2 = L3). Überdies sind die Längen L1 bis L3 der jeweiligen Hüllrohrabschnitte so eingestellt, dass sie mit den Längen LM1, LM2 und LM3 (siehe 3) der unterteilten Dauermagnete 32 in der Richtung X der Drehachse übereinstimmen. Daher bedeckt bei der vorliegenden Ausführungsform ein Hüllrohrabschnitt die mehreren in der Umfangsrichtung angeordneten Dauermagnete 32, die in der Richtung X der Drehachse an der gleichen Position angeordnet sind.
Durch Anbringen der Hüllrohrabschnitte an dem Rotor 30 in der Reihenfolge der Hüllrohrabschnitte 33b, 33a und 33c kann eine Gesamtstrecke verkürzt werden, um die der Hüllrohrabschnitt 33 an der äußeren Umfangsfläche des Dauermagneten 32 bewegt wird. Wenn der Hüllrohrabschnitt 33b beispielsweise von der in der Richtung X der Drehachse rechten Seite aufgesetzt wird, wird die innere Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts 33b von den Eckabschnitten 321 der beiden Dauermagnete 32 über eine Länge von LM • 2 zerschrammt, bis der Hüllrohrabschnitt 33b die mittlere Position des Rotors 30 erreicht. Wird überdies der Hüllrohrabschnitt 33a von der in der Richtung X der Drehachse linken Seite aufgesetzt, wird die innere Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts 33a durch den Eckabschnitt 321 eines Dauermagneten 32 über eine Länge LM zerschrammt, bis der Hüllrohrabschnitt 33a die Position des linken Endes des Rotors 30 erreicht. Wird darüber hinaus der Hüllrohrabschnitt 33b von der in der Richtung X der Drehachse rechten Seite aufgesetzt, wird die inneren Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts 33a durch den Eckabschnitt 321 eines Dauermagneten 32 über eine Länge LM zerschrammt, bis der Hüllrohrabschnitt 33b die Position des rechten Endes des Rotors 30 erreicht. Daher beträgt die Länge der inneren Umfangsfläche des Hüllrohrs 33, die von den Eckabschnitten 321 der Dauermagnete 32 zerschrammt wird, insgesamt LM • 4.
Wird andererseits ein langes Hüllrohr mit einer Länge von LM1 + LM2 + LM3 von der in der Richtung X der Drehachse rechten Seite aufgesetzt, wird die innere Umfangsfläche des Hüllrohrs in einem dem Hüllrohrabschnitt 33a entsprechenden Bereich durch die Eckabschnitte 321 der drei Dauermagnete 32 über eine Länge von LM • 3 zerschrammt, bis das Hüllrohr die Position des linken Endes des Rotors 30 erreicht. Überdies wird die innere Umfangsfläche des Hüllrohrs in einem dem Hüllrohrabschnitt 33b entsprechenden Bereich von den Eckabschnitten 321 der beiden Dauermagnete 32 über eine Länge von LM • 2 zerschrammt, bis das Hüllrohr den mittleren Abschnitt des Rotors 30 erreicht. Darüber hinaus wird die innere Umfangsfläche des Hüllrohrs in einem dem Hüllrohrabschnitt 33b entsprechenden Bereich durch den Eckabschnitt 321 eines Dauermagneten 32 über eine Länge von LM zerschrammt, bis das Hüllrohr die Position des rechten Endes des Rotors 30 erreicht. Daher beträgt die durch die Eckabschnitte 321 der Dauermagnete 32 zerschrammte Länge der inneren Umfangsfläche des langen Hüllrohrs insgesamt LM • 6.
Daher kann bei dem unterteilten Hüllrohr 33 (den Hüllrohrabschnitten 33a, 33b und 33c) gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Länge der inneren Umfangsfläche, die beim Aufsetzen durch die Eckabschnitte 321 der Dauermagnete 32 zerschrammt wird, im Vergleich zu dem langen Hüllrohr mit der Länge LM1 + LM2 + LM3 um 2/3 reduziert werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Länge der inneren Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts, die durch die Eckabschnitte 321 der Dauermagnete 32 zerschrammt wird, über das gesamte Hüllrohr 33 reduziert werden, wenn die Hüllrohrabschnitte an der äußeren Umfangsfläche der mehreren versetzt angeordneten Dauermagnete 32 angebracht werden, da das Hüllrohr 33 bei dem Rotor 30 gemäß der ersten Ausführungsform in mehrere Hüllrohrabschnitte unterteilt ist. Daher kann bei dem Rotor 30 gemäß der ersten Ausführungsform ein Nachlassen der Festigkeit des Hüllrohrs 33 unterbunden werden. Da überdies bei dem unterteilten Hüllrohrabschnitt die zwischen der inneren Umfangsfläche und der äußeren Umfangsfläche des Rotors 30 erzeugte Reibungskraft geringer als in einem Fall ist, in dem das lange Hüllrohr auf den Rotor 30 aufgesetzt wird, ist es möglich, den Hüllrohrabschnitt mittels einer geringeren Kraft auf den Rotor 30 aufzusetzen.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird eine Konfiguration des Hüllrohrs 33 gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. 5A ist eine Schnittansicht, die eine erste Konfiguration des Hüllrohrabschnitts 33a gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. 5A und die später beschriebenen 5B und 5C zeigen den Querschnitt längs der Drehachsengerade S des Hüllrohrabschnitts 33a. Obwohl im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform beispielhaft der Hüllrohrabschnitt 33a als Konfiguration des Hüllrohrabschnitts beschrieben ist, kann die Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch auf die Hüllrohrabschnitte 33b und 33c angewendet werden.
Wie in 5A dargestellt, weist der Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der ersten Konfiguration auf einer Seite in der X-Richtung einen kegelförmigen Abschnitt T1 an einem Ende der inneren Umfangsfläche auf. Der kegelförmige Abschnitt T1 ist längs der Umfangsrichtung des Hüllrohrabschnitts 33a auf einer Seite in der X-Richtung an dem Ende der inneren Umfangsfläche vorgesehen. Bei dem Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der ersten Konfiguration ist die Seite, auf der der kegelförmige Abschnitt T1 ausgebildet ist, bei der Anbringung des Hüllrohrabschnitts 33a an dem Rotor 30 eine Vorschubrichtung (Aufsetzrichtung) (siehe 4).
Wenn bei dem Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der ersten Konfiguration der Hüllrohrabschnitt 33a auf den Rotor 30 aufgesetzt wird, ist es möglich, ein Zerschrammen der inneren Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts 33a durch den Eckabschnitt 321 des Dauermagneten 32 zu unterbinden, da der kegelförmige Abschnitt T1 in einer schrägen Richtung mit dem Eckabschnitt 321 des Dauermagneten 32 in Kontakt gelangt. Überdies kann beim Aufsetzen des Hüllrohrabschnitts 33a auf den Rotor 30 der Widerstand beim Aufsetzen des Hüllrohrabschnitts 33a auf den Rotor 30 verringert werden, da der Durchmesser des Endes des Hüllrohrabschnitts 33a in der Nähe der Seite X1 durch den kegelförmigen Abschnitt T1 allmählich zunimmt.
5B ist eine Schnittansicht, die eine zweite Konfiguration des Hüllrohrabschnitts 33a gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Wie in 5B dargestellt, weist der Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der zweiten Konfiguration einen kegelförmigen Abschnitt T2 auf, der sich von einem Ende der inneren Umfangsfläche auf einer Seite in der X-Richtung zum Ende der inneren Umfangsfläche auf der anderen Seite erstreckt. Der kegelförmige Abschnitt T2 ist längs der Umfangsrichtung zwischen dem Ende der inneren Umfangsfläche auf einer Seite in der X-Richtung und dem Ende der inneren Umfangsfläche auf der anderen Seite vorgesehen. Bei dem Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der zweiten Konfiguration ist eine Seite, auf der der Innendurchmesser des kegelförmigen Abschnitts T2 am größten ist, bei der Anbringung des Hüllrohrsabschnitts 33a an dem Rotor 30 die Vorschubrichtung (Aufsetzrichtung) (siehe 4).
Da bei dem Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der zweiten Konfiguration beim Aufsetzen des Hüllrohrabschnitts 33a auf den Rotor 30 der kegelförmige Abschnitt T2 in einer schrägen Richtung mit dem Eckabschnitt 321 des Dauermagneten 32 in Kontakt gelangt, ist es möglich, ein Zerschrammen der inneren Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts 33a durch den Eckabschnitt 321 des Dauermagneten 32 zu unterbinden. Da bei dem Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der zweiten Konfiguration der Gradient des kegelförmigen Abschnitts T2 allmählicher als bei dem ersten kegelförmigen Abschnitt T1 gemäß der ersten Konfiguration ist, ist es möglich, den Widerstand beim Aufsetzen des Hüllrohrabschnitts 33a auf den Rotor 30 weiter zu verringern.
5C ist eine Schnittansicht, die eine dritte Konfiguration des Hüllrohrabschnitts 33a gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Wie in 5C dargestellt, ist der Hüllrohrabschnitt 33a bei der dritten Konfiguration so konfiguriert, dass seine Intensitätsverteilung und sein Außendurchmesser von einem Ende in der X-Richtung zum anderen Ende allmählich zunehmen. Bei dem Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der dritten Konfiguration ist der kegelförmige Abschnitt T3 zwischen einem Ende in der X-Richtung und dem anderen Ende ausgebildet. Der kegelförmige Abschnitt T3 ist längs der Umfangsrichtung zwischen dem Ende der inneren Umfangsfläche auf einer Seite in der X-Richtung und dem Ende der inneren Umfangsfläche auf der anderen Seite vorgesehen. Bei dem Hüllrohrabschnitt 33a ist der kegelförmige Abschnitt T3 so ausgebildet, dass die Stärke in einem Bereich von einem Ende in der X-Richtung zum anderen Ende gleich bleibt. Bei dem Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der dritten Konfiguration ist eine Seite, auf der der Innendurchmesser des kegelförmigen Abschnitts T3 am größten ist, bei der Anbringung des Hüllrohrsabschnitts 33a an dem Rotor 30 die Vorschubrichtung (Aufsetzrichtung) (siehe 2).
Mit dem Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der dritten Konfiguration werden die gleichen Vorteile wie mit dem Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der zweiten Konfiguration erzielt. Da bei dem Hüllrohrabschnitt 33a gemäß der dritten Konfiguration die Stärke des als kegelförmiger Abschnitt T3 dienenden Hüllrohrabschnitts 33a von einem Ende in der X-Richtung zum anderen Ende gleich bleibt, ist es möglich, den Dauermagneten 32 längs der Richtung X der Drehachse des Rotors 30 mit einer gleichmäßigeren Kontraktionskraft zu halten.
(Dritte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine Konfiguration eines Rotors 30A gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben. 6 ist eine Seitenansicht, die einen Rotor 30A darstellt, an dem ein Dauermagnet 32 gemäß der dritten Ausführungsform angeordnet ist. 7 ist eine Seitenansicht, die den Rotor 30A darstellt, an dem ein Hüllrohr 33 angebracht ist. Die 6 und 7 zeigen einen Zustand vor der Befestigung des Rotors 30A an der Drehwelle 35 (siehe 1) . In der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen sind Abschnitte, die die gleichen Funktionen wie bei der ersten Ausführungsform erfüllen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine redundante Beschreibung wird gegebenenfalls verzichtet.
Bei dem Rotor 30A gemäß der dritten Ausführungsform ist der Dauermagnet 32 in jeder Reihe, wie in 6 dargestellt, längs der Richtung X der Drehachse der Manschette 31 in drei Teile unterteilt. Der Dauermagnet 32 in jeder Reihe ist in Bezug auf die Richtung X der Drehachse der Manschette 31 längs der Anordnungsrichtung S1 angeordnet. In jeder Reihe sind die in der Anordnungsrichtung S1 benachbarten Dauermagnete 32 so angeordnet, dass sie parallel zu der zur Richtung X der Drehachse in etwa rechtwinkligen Richtung S2 versetzt sind. Dies bedeutet, dass die Dauermagnete 32 in der Richtung X der Drehachse der Manschette 31 längs der Anordnungsrichtung S1 angeordnet und so angeordnet sind, dass sie in der Umfangsrichtung längs der zur Richtung X der Drehachse in etwa rechtwinkligen Richtung S2 parallel versetzt sind. Wie vorstehend beschrieben, stehen bei der Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Eckabschnitte 321 der versetzt angeordneten Dauermagnete 32 in jeder Reihe längs der Anordnungsrichtung S1 in Stufenform vor, wie in 6 dargestellt.
Bei dem Rotor 30A gemäß der dritten Ausführungsform ist das Hüllrohr 33, wie in 7 dargestellt, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform längs der Richtung X der Drehachse in drei Teile unterteilt. Da die Konfiguration der als Hüllrohr 33 dienenden Hüllrohrabschnitte 33a bis 33c mit der gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmt, wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
Bei dem Rotor 30A gemäß der dritten Ausführungsform stehen die Eckabschnitte 321 der versetzt angeordneten Dauermagnete 32 in jeder Reihe längs der Anordnungsrichtung S1 in Stufenform vor. Da bei der vorliegenden Ausführungsform das Hüllrohr 33 in mehrere Teile unterteilt ist, kann jedoch die Länge der inneren Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts reduziert werden, die von den Eckabschnitten 321 der Dauermagnete 32 zerschrammt wird. Daher kann bei dem Rotor 30A gemäß der dritten Ausführungsform ein Nachlassen der Festigkeit des Hüllrohrs 33 aufgrund des Eckabschnitts 321 des Dauermagneten 32 unterbunden werden. Überdies ist es bei dem unterteilten Hüllrohrabschnitt möglich, den Hüllrohrabschnitt mit einer geringeren Kraft auf den Rotor 30A aufzusetzen, da die zwischen der inneren Umfangsfläche und der äußeren Umfangsfläche des Rotors 30A erzeugte Reibungskraft geringer als die bei einem Aufsetzen des langen Hüllrohrs auf den Rotor 30A ist.
Als Konfiguration der Hüllrohrabschnitte 33a bis 33c kann die Konfiguration gemäß der zweiten Ausführungsform (siehe 5A, 5B, und 5C) für den Rotor 30A gemäß der dritten Ausführungsform angewendet werden. Obwohl bei dem Rotor 30A gemäß der dritten Ausführungsform eine kurze Seite des in der Anordnungsrichtung S1 anschließenden Dauermagneten 32 parallel zu der zur Richtung X der Drehachse in etwa rechtwinkligen Richtung ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine kurze Seite des in der Anordnungsrichtung S1 anschließenden Dauermagneten 32 kann so konfiguriert sein, dass sie zu der zur Anordnungsrichtung S1 in etwa rechtwinkligen Richtung parallel ist.
(Vierte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine Konfiguration eines Rotors 33B gemäß der vierten Ausführungsform beschrieben. 8 ist eine Seitenansicht, die den Rotor 30B darstellt, bei dem der Dauermagnet 32 gemäß der vierten Ausführungsform angeordnet ist. 9 ist eine Seitenansicht, die den Rotor 30B darstellt, an dem das Hüllrohr 33 angebracht ist. Die 8 und 9 zeigen einen Zustand vor der Befestigung des Rotors 30 an der Drehwelle 35 (siehe 1). In der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen sind Abschnitte, die die gleichen Funktionen wie bei der ersten Ausführungsform erfüllen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine redundante Beschreibung wird gegebenenfalls verzichtet.
Bei dem Rotor 30B gemäß der vierten Ausführungsform ist, wie in 8 dargestellt, der Dauermagnet 32 in jeder Reihe längs der Richtung X der Drehachse der Manschette 31 in drei Teile unterteilt. Der Dauermagnet 32 in jeder Reihe ist in Bezug auf die Richtung X der Drehachse der Manschette 31 längs der Anordnungsrichtung S1 angeordnet. In jeder Reihe sind die in der Anordnungsrichtung S1 benachbarten Dauermagnete 32 so angeordnet, dass sie parallel zu der zur Richtung X der Drehachse in etwa rechtwinkligen Richtung S2 versetzt sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die in der Anordnungsrichtung S1 benachbarten Dauermagnete 32 so angeordnet, dass ihre langen Seiten in Bezug aufeinander durchgehend sind. Dies bedeutet, dass die Dauermagnete 32 in der Richtung X der Drehachse der Manschette 31 längs der Anordnungsrichtung S1 angeordnet sind und längs der zur Richtung X der Drehachse in etwa rechtwinkligen Richtung S2 so parallel angeordnet sind, dass ihre langen Seiten in der Umfangsrichtung in Bezug aufeinander durchgehend sind.
Bei dem Rotor 30B gemäß der vierten Ausführungsform ist das Hüllrohr 33, wie in 9 dargestellt, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform längs der Richtung X der Drehachse in drei Teile unterteilt. Da die Konfiguration der als Hüllrohr 33 dienenden Hüllrohrabschnitte 33a bis 33c mit der gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmt, wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
Wenn bei dem Rotor 30B gemäß der vierten Ausführungsform die Dauermagnete 32 in jeder Reihe versetzt angeordnet sind, wie in 8 dargestellt, kann die Position eines oder mehrerer Dauermagnete 32 in der Umfangsrichtung versetzt sein. Da in diesem Fall bei dem Rotor 30B ein oder mehrere Eckabschnitte 321 (siehe 6) in der Anordnungsrichtung S1 vorstehen, wird beim Aufsetzen des Hüllrohrabschnitts auf den Rotor 30B die innere Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts durch die vorstehenden Eckabschnitte 321 zerschrammt. Wenn das Hüllrohr 33 jedoch, wie in 9 dargestellt, in drei Teile unterteilt ist, ist es möglich, ein Nachlassen der Festigkeit des Hüllrohrs 33 zu unterbinden, da die Länge der inneren Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts, die von dem Eckabschnitt 321 des Dauermagneten 32 zerschrammt wird, reduziert werden kann.
(Fünfte Ausführungsform)
10 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Hüllrohrs 33C gemäß der fünften Ausführungsform darstellt. 10 zeigt einen Querschnitt längs der Drehachsengerade S des Rotors 30C. In der Beschreibung und der Zeichnung zu der fünften Ausführungsform sind Elemente, die denen gemäß der ersten Ausführungsform entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet, und auf ihre redundante Beschreibung wird gegebenenfalls verzichtet.
Wie in 10 dargestellt, ist bei dem Rotor 30C gemäß der fünften Ausführungsform der Dauermagnet 32 längs der Richtung X der Drehachse in drei Teile unterteilt. Überdies ist das Hüllrohr 33C längs der Richtung X der Drehachse des Rotors 30 in drei Teile unterteilt. Bei dem Rotor 30C gemäß der fünften Ausführungsform stimmt die Anzahl der Unterteilungen des Dauermagneten 32 und des Hüllrohrs 33 mit der gemäß der ersten Ausführungsform überein.
Bei dem Rotor 30C gemäß der fünften Ausführungsform stehen die an beiden Enden in der Richtung X der Drehachse angeordneten Enden der Hüllrohrabschnitte 33a und 33c weiter als der Dauermagnet 32 nach außen vor. In der Richtung X der Drehachse ist die Länge L10 der weiter als der Dauermagnet 32 nach außen vorstehenden Enden der Hüllrohrabschnitte 33a und 33c unabhängig von der Größe des Rotors 30C vorzugsweise auf beispielsweise etwa 1 bis 10 mm eingestellt. Wenn die Länge L10 zu groß ist, kann eine Ablösung des CFRP, aus dem der Hüllrohrabschnitt ausgebildet ist, fortschreiten, da die Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Enden der Hüllrohrabschnitte 33a und 33c durch den Winddruck vibrieren.
Da bei dem Rotor 30C gemäß der fünften Ausführungsform die Enden der Hüllrohrabschnitte 33a und 33c weiter als der Dauermagnet 32 nach außen vorstehen, ist es selbst dann möglich, die Herstellung einer engen Verbindung des Dauermagneten 32 mit der Manschette 31 zuverlässiger zu veranlassen, wenn sich die in der Richtung X der Drehachse an beiden Enden angeordneten Endflächen an der Außenseite des Dauermagneten 32 verziehen. Da dadurch eine Kontaktfläche zwischen dem Dauermagneten 32 und der Manschette 31 sichergestellt werden kann, ist es möglich, die Reibungskraft ihnen zwischen zu erhöhen. Daher ist es bei der Konfiguration gemäß der fünften Ausführungsform möglich, einen Versatz des Dauermagneten 32 in der Umfangsrichtung aufgrund der Massenträgheit bei einer Drehung des Rotors 30C effektiver zu unterbinden. Da bei der Konfiguration gemäß der fünften Ausführungsform der Dauermagnet 32 überdies nicht auf der Außenseite des Rotors 30C freiliegt, ist es möglich, eine Ablösung des Dauermagneten 32 zur in der radialen Richtung äußeren Seite durch die aufgrund der Drehung des Rotors 30C erzeugte Zentrifugalkraft zu unterbinden.
Als Konfiguration der Hüllrohrabschnitte 33a bis 33c kann die Konfiguration gemäß der zweiten Ausführungsform (siehe 5A, 5B, und 5C) für den Rotor 30C gemäß der fünften Ausführungsform angewendet werden. Überdies kann als Konfiguration des Dauermagneten 32 beispielsweise die Konfiguration gemäß der dritten Ausführungsform (siehe 6) für den Rotor 30C gemäß der fünften Ausführungsform verwendet werden.
(Sechste Ausführungsform)
Als nächstes wird eine Konfiguration des Hüllrohrs 33 gemäß der sechsten Ausführungsform beschrieben. 11A ist eine Seitenansicht, die eine erste Konfiguration eines Rotors 30D darstellt, an dem der Dauermagnet 32 gemäß der sechsten Ausführungsform angeordnet ist. 11B ist eine Seitenansicht, die eine zweite Konfiguration des Rotors 30D darstellt, an dem der Dauermagnet 32 gemäß der sechsten Ausführungsform angeordnet ist. Die 11A und 11B zeigen einen Zustand vor der Befestigung des Rotors 30D an der Drehwelle 35 (siehe 1). In der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen sind Abschnitte, die die gleichen Funktionen wie bei der ersten Ausführungsform erfüllen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine redundante Beschreibung wird gegebenenfalls verzichtet. In den 11A und 11B wird auf eine Darstellung der Drehachsengerade S, der Anordnungsrichtung S1 und dergleichen, die zur Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform nicht erforderlich sind, verzichtet. Obwohl bei der sechsten Ausführungsform beispielhaft die erste Ausführungsform (siehe 3) als Anordnung der Dauermagnete 32 beschrieben ist, kann die Anordnung der Dauermagnete 32 beispielsweise mit der gemäß der dritten Ausführungsform (siehe 6) übereinstimmen.
Wie in 11A dargestellt, umfasst bei dem Rotor 30D gemäß der ersten Konfiguration der sechsten Ausführungsform der Dauermagnet 32 einen kegelförmigen Abschnitt T4 an einer Ecke auf der bei der Anbringung des Hüllrohrsabschnitts (beispielsweise der in 1 dargestellten Hüllrohrabschnitte 33a bis 33c) an der äußeren Umfangsseite des Dauermagneten 32 als Vorschubrichtung dienenden Seite. 11A zeigt ein Beispiel, bei dem die Richtung von der linken Seite zu der rechten Seite in der Richtung X der Drehachse bei dem Rotor 30D die Vorschubrichtung des Hüllrohrabschnitts ist. Der kegelförmige Abschnitt T4 weist eine Form auf, bei der der in diesem Abschnitt vorgesehene Eckabschnitt 321 linear eingekerbt ist. Wenn bei dem Rotor 30D die Richtung von der rechten Seite zur linken Seite in der Richtung X der Drehachse die Vorschubrichtung des Hüllrohrabschnitts ist, ist der kegelförmige Abschnitt T4 in Bezug auf die in 11A dargestellte Position an einer Ecke des Dauermagneten 32 auf der gegenüberliegenden Seite (der auf einer diagonalen Linie gegenüberliegenden Seite) vorgesehen.
Wenn bei der ersten Konfiguration gemäß der sechsten Ausführungsform der Hüllrohrabschnitt (das Hüllrohr 33) auf den Rotor 30D aufgesetzt wird, ist es möglich, ein Zerschrammen der inneren Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts durch den Eckabschnitt 321 des Dauermagneten 32 zu unterbinden, da der kegelförmige Abschnitt T4 des Dauermagneten 32 in einer schrägen Richtung mit der inneren Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts in Kontakt gelangt. Bei dem in 11A dargestellten Rotor 30D kann der Dauermagnet 32 die kegelförmigen Abschnitte T4 an seinen vier Ecken aufweisen.
Wie in 11B dargestellt, weist der Dauermagnet 32 bei dem Rotor 30D gemäß der zweiten Konfiguration der sechsten Ausführungsform auf einer bei der Anbringung des Hüllrohrsabschnitts (beispielsweise der in 1 dargestellten Hüllrohrabschnitte 33a bis 33c) an der äußeren Umfangsseite des Dauermagneten 32 als Vorschubrichtung dienenden Seite und seiner gegenüberliegenden Seite kegelförmige Abschnitte T5 auf.
Wenn bei der zweiten Konfiguration gemäß der sechsten Ausführungsform der Hüllrohrabschnitt (das Hüllrohr 33) auf den Rotor 30D aufgesetzt wird, ist es möglich, ein Zerschrammen der inneren Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts durch den Eckabschnitt 321 des Dauermagneten 32 zu unterbinden, da der kegelförmige Abschnitt T5 des Dauermagneten 32 in einer schrägen Richtung mit der inneren Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts in Kontakt gelangt.
Da bei der zweiten Konfiguration gemäß der sechsten Ausführungsform der Hüllrohrabschnitt in Bezug auf die Richtung X der Drehachse in einer Y-Richtung auf den Rotor 30D aufgesetzt werden kann, ist es nicht erforderlich, die Richtung der Anordnung des Dauermagneten 32 in Bezug auf die Manschette 31 zu berücksichtigen. Daher ist es bei der zweiten Konfiguration gemäß der sechsten Ausführungsform möglich, die Rentabilität des Rotors 30D zu verbessern. Bei dem in 11B dargestellten Rotor 30D kann der Dauermagnet 32 die kegelförmigen Abschnitte T5 an seinen vier Seitenaufweisen.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, die ist vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es können verschiedene Modifikationen und Abänderungen wie die später beschriebene modifizierte Ausführungsform erfolgen, und diese Modifikationen und Abänderungen liegen innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden Erfindung. Die im Zusammenhang mit den Ausführungsformen beschriebenen vorteilhaften Ergebnisse zeigen lediglich beispielhaft die bevorzugtesten der durch die vorliegende Erfindung erzielten Ergebnisse, und die vorteilhaften Ergebnisse der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die im Zusammenhang mit den Ausführungsformen beschriebenen beschränkt. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und die später beschriebenen modifizierten Ausführungsformen können in geeigneter Kombination verwendet werden, auf eine genaue Beschreibung dieser wird jedoch verzichtet.
(Modifizierte Ausführungsform)
12 ist eine Seitenansicht, die eine Konfiguration eines Rotors 30E darstellt, an dem ein Dauermagnet 32 gemäß einer modifizierten Ausführungsform angeordnet ist. 12 zeigt einen Zustand vor der Befestigung des Rotors 30E an der Drehwelle 35 (siehe 1). In der folgenden Beschreibung und Zeichnungen sind Abschnitte, die die gleichen Funktionen wie bei der ersten Ausführungsform erfüllen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine redundante Beschreibung wird gegebenenfalls verzichtet.
Bei dem Rotor 30E gemäß dieser modifizierten Ausführungsform ist, wie in 12 dargestellt, der Dauermagnet 32 in jeder Reihe längs der Richtung X der Drehachse der Manschette 31 in drei Teile unterteilt. Der Dauermagnet 32 ist in jeder Reihe in Bezug auf die Richtung X der Drehachse der Manschette 31 längs der Anordnungsrichtung S1 angeordnet. In jeder Reihe sind die in der Anordnungsrichtung S1 benachbarten Dauermagnete 32 so angeordnet, dass sie abwechselnd parallel zu der zur Richtung X der Drehachse in etwa rechtwinkligen Richtung S2 versetzt sind. Auf diese Weise sind bei dieser modifizierten Ausführungsform die Dauermagnete 32 längs der Anordnungsrichtung S1 in der Richtung X der Drehachse der Manschette 31 angeordnet und so angeordnet, dass sie in der Umfangsrichtung abwechselnd parallel zu der zur Anordnungsrichtung S1 in etwa rechtwinkligen Richtung S2 versetzt sind. Daher sind bei dieser modifizierten Ausführungsform die Dauermagnete 32 teilweise versetzt angeordnet. Daher stehen, wie in 12 dargestellt, die Eckabschnitte 321 der Dauermagnete 32 in jeder Reihe längs der Anordnungsrichtung S1 in Stufenform vor.
Bei dieser modifizierten Ausführungsform stehen die Eckabschnitte 321 der teilweise versetzt angeordneten Dauermagnete 32 in jeder Reihe längs der Anordnungsrichtung S1 in Stufenform vor. Wie in 4 und dergleichen dargestellt, kann jedoch beispielsweise die Länge der inneren Umfangsfläche des Hüllrohrabschnitts reduziert werden, die durch den Eckabschnitt 321 des Dauermagneten 32 zerschrammt wird, da das Hüllrohr 33 in mehrere Teile unterteilt ist. Daher kann auch bei dem Rotor 30E gemäß dieser modifizierten Ausführungsform ein Nachlassen der Festigkeit des Hüllrohrs 33 aufgrund des Eckabschnitts 321 des Dauermagneten 32 unterbunden werden. Da überdies bei dem unterteilten Hüllrohrabschnitt die zwischen der inneren Umfangsfläche und der äußeren Umfangsfläche des Rotors 30E erzeugte Reibungskraft geringer als bei einem Aufsetzen des langen Hüllrohrs auf den Rotor 30E ist, ist es möglich, den Hüllrohrabschnitt mit einer geringeren Kraft auf den Rotor 30E aufzusetzen. Als Konfiguration der Hüllrohrabschnitte 33a bis 33c kann die Konfiguration gemäß der zweiten Ausführungsform (siehe 5A, 5B und 5C) für den Rotor 30E gemäß dieser modifizierten Ausführungsform angewendet werden.
Im Zusammenhang mit den Ausführungsformen wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Hüllrohrabschnitt die mehreren in der Richtung X der Drehachse an der gleichen Position positionierten und in der Umfangsrichtung angeordneten Dauermagnete 32 bedeckt; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es können zwei oder drei Hüllrohrabschnitte die mehreren in der Richtung X der Drehachse an der gleichen Position positionierten und in der Umfangsrichtung angeordneten Dauermagnete 32 bedecken. Obwohl im Zusammenhang mit den Ausführungsformen ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem der Dauermagnet 32 in jeder Reihe längs der Richtung X der Drehachse in drei Teile unterteilt ist, ist die Anzahl der Unterteilungen nicht darauf beschränkt. Der Dauermagnet 32 kann längs der Richtung X der Drehachse des Rotors 30 in zwei Teile und in vier oder fünf oder mehr Teile unterteilt sein.
Obwohl im Zusammenhang mit den Ausführungsformen die Manschette 31 als Beispiel des rotierenden Elements beschrieben wurde, das den Rotor 30 bildet, ist das rotierende Element nicht darauf beschränkt. Bei einer Konfiguration, bei der der Dauermagnet 32 ohne die dazwischen angeordnete Manschette 31 an der äußeren Umfangsseite der Drehwelle 35 angeordnet ist, kann das rotierende Element die Drehwelle 35 sein. Obwohl im Zusammenhang mit den Ausführungsformen ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem das Hüllrohr 33 aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFRP) ausgebildet ist, ist das Material nicht darauf beschränkt. Das Hüllrohr 33 kann aus einem zuvor beispielhaft genannten faserverstärkten Kunststoff (FRP) ausgebildet sein, und es kann aus einem zusammengesetzten Element ausgebildet sein, das hauptsächlich aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht.
Bezugszeichenliste

1:: Motor
20:: Stator
30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E:: Rotor
31:: Manschette
32:: Dauermagnet
33, 33B:: Hüllrohr
33a, 33b, 33c:: Hüllrohrabschnitt
35:: Drehwelle
T1 ~ T5:: kegelförmiger Abschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP H1189142 [0003]

Claims

Rotor (30), der umfasst: ein rotierendes Element (31); einen Dauermagneten (32), der in mehreren Reihen längs einer Umfangsrichtung des rotierenden Elements (31) angeordnet und in einer Richtung (X) einer Drehachse des rotierenden Elements (31) in mehrere Teile unterteilt ist; und ein Hüllrohr (33), das in der Richtung (X) der Drehachse des rotierenden Elements (31) in mehrere Teile unterteilt ist und eine äußere Umfangsfläche des Dauermagneten (32) bedeckt, wobei das Hüllrohr aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist, wobei die mehreren Dauermagnete (32) in jeder Reihe in Bezug auf die Richtung (X) der Drehachse des rotierenden Elements (31) in einer schrägen Richtung angeordnet sind und die in der Anordnungsrichtung benachbarten Dauermagnete (32) in der Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind und mindestens eines der unterteilten Hüllrohre (33) eine äußere Umfangsfläche eines der unterteilten Dauermagnete (32) in der Umfangsrichtung des rotierenden Elements (31) bedeckt.
Rotor (30) nach Anspruch 1, wobei das unterteilte Hüllrohr (33) an einem Ende einer inneren Umfangsfläche auf einer bei der Anbringung des Hüllrohrs (33) an der äußeren Umfangsseite des Dauermagneten (32) als Vorschubrichtung dienenden Seite einen kegelförmigen Abschnitt (T1) aufweist.
Rotor (30) nach Anspruch 1, wobei das unterteilte Hüllrohr (33) zwischen einem Ende einer inneren Umfangsfläche auf einer bei der Anbringung des Hüllrohrs (33) an der äußeren Umfangsseite des Dauermagneten (32) als Vorschubrichtung dienenden Seite und einem Ende auf der gegenüberliegenden Seite einen kegelförmigen Abschnitt (T2) aufweist.
Rotor (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens ein Ende des Hüllrohrs (33) in der Richtung (X) der Drehachse weiter nach außen vorsteht als ein Ende des Dauermagneten (32) in der Richtung (X) der Drehachse.
Rotor (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Dauermagnet (32) auf einer bei der Anbringung des Hüllrohrs (33) an der äußeren Umfangsseite des Dauermagneten (32) als Vorschubrichtung dienenden Seite einen kegelförmigen Abschnitt (T4, T5) aufweist.
Drehende elektrische Maschine (1), die umfasst: den Rotor (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und einen Stator (20), der an der äußeren Umfangsseite des Rotors (30) vorgesehen ist.