DE102018009296B4

DE102018009296B4 - Rotor und drehende elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102018009296B4
Application number: DE102018009296.9A
Authority: DE
Inventors: Shinobu TAKANO; Takafumi KAJIYA; Kenji Kawai; Hisashi Maeda
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2022-03-31
Anticipated expiration: 2038-11-27
Also published as: CN109980816B; DE102018009296A1; CN209593123U; JP2019106773A; US10630126B2; JP6616388B2; CN109980816A; US20190181707A1

Abstract

Rotor (30), der umfasst: ein Drehrohr (31), dessen innere Umfangsfläche konisch ist und das auf eine Drehwelle (35) aufgepasst ist, deren äußere Umfangsfläche konisch ist;einen Dauermagneten (32), der an einer äußeren Umfangsseite des Drehrohrs (31) angeordnet ist; undein Hüllrohr (33), das so auf eine äußere Umfangsseite des Dauermagneten (32) aufgepasst ist, dass es den Dauermagneten (32) bedeckt,wobei ein mehrschichtiges Element (S) von dem Drehrohr (31) und dem Dauermagneten (32) gebildet wird, undwobei nach einem Aufpassen des mehrschichtigen Elements (S) auf die Drehwelle (35) ein Außendurchmesser (PD) des mehrschichtigen Elements (S) sich längs einer Axialrichtung (X) konisch verringert; undwobei ein Innendurchmesser (QD) des Hüllrohrs (33) derart geformt ist, dass mit der Verringerung des Außendurchmessers (PD) des mehrschichtigen Elements (S) sich ein Übermaß eines Innendurchmessers (QD) des Hüllrohrs (33) und des Außendurchmessers (PD) des mehrschichtigen Elements (S) vor dem Aufpassen längs der Axialrichtung (X) konisch erhöht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor und eine drehende elektrische Maschine, die einen derartigen Rotor umfasst.
Verwandte Technik
Als ein Typ eines Motors, bei dem ein Dauermagnet als Rotor verwendet wird, ist ein Motor bekannt, bei dem ein Dauermagnet an der äußeren Umfangsseite einer Manschette angeordnet ist. Bei diesem Typ von Motor wird zur Reduzierung des Abfallens des Dauermagneten von dem Rotor aufgrund der Zentrifugalkraft bei einer Drehung mit hoher Drehzahl ein zylindrisches Hüllrohr auf die äußere Umfangsseite des Rotors aufgepasst. Als Material für das Hüllrohr wird verbreitet insbesondere ein (nachstehend auch als „CFRP“ (carbon fiberreinforced plastic) bezeichneter) kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff verwendet, da er eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht aufweist.
Als Struktur zur Befestigung eines Rotors an einer Drehwelle ist eine Struktur bekannt, bei der die äußere Umfangsfläche der Drehwelle und die innere Umfangsfläche des Rotors einzeln betrachtet konisch sind. Wenn der Rotor bei dieser Struktur auf die Drehwelle pressgepasst wird, wird von der äußeren Umfangsfläche der Drehwelle Druck auf die innere Umfangsfläche des Rotors aufgebracht, wodurch sich diese nach außen erweitert, und dadurch wird der Rotor an der Drehwelle befestigt (siehe beispielsweise Patentschriften 1 bis 3). Patentschrift 4 beschreibt einen Rotor für permanentmagneterregte elektrische Maschinen, auf dessen Umfangsfläche Permanentmagnete und dazwischen Füllstücke aus unmagnetischem Material angeordnet sind, wobei die Oberfläche der Permanentmagnete und Füllstücke insgesamt leicht konisch ausgebildet ist und von einer separat hergestellten Bandage unter Vorspannung abgedeckt wird.
Patentschrift 5 beschreibt einen Rotor für elektrische Maschinen mit einem Rotorkern und einem Rotormantel, welcher eine den Rotorkern radial stützende Bandage aus faserverstärktem Kunststoff umfasst, wobei der Rotorkern eine Außenmantelfläche mit einem kleinen Konuswinkel aufweist, auf welcher sich der Rotormantel mit einer denselben Konuswinkel aufweisenden Innenmantelfläche abstützt und der Rotormantel zwischen der Innenmantelfläche und der Bandage eine Schutzschicht aufweist.
Patentschrift 6 beschreibt ein Rotorelement welches ein zylindrisches Hülsenteil mit einer runden äußeren Umfangsfläche umfasst, wobei eine Vielzahl von Magneten entlang der äußeren Umfangsfläche angeordnet ist, und umfassend eine innere Umfangsfläche mit einem Krümmungsradius größer als ein Krümmungsradius der äußeren Umfangsfläche, wobei ein zylindrisches Halteelement die Vielzahl von Magneten umgibt und zwischen der äußeren Umfangsfläche des Hülsenteils und der inneren Umfangsfläche der Magneten ein zu einem Umfangsrandteil der Magneten zunehmender Spalt in radialer Richtung ausgebildet ist.
Patentschrift 7 beschreibt einen Rotor für eine dauermagnetische dynamo-elektrische Maschine und dessen Herstellung, wobei ein Schrumpfring aus faserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellt und in einer Keilform mit einer Neigung in der axialen Richtung geformt ist und wobei eine Welle für den Rotor, ein Permanentmagnet und ein Abstandshalter ebenfalls der Keilform entsprechen und in der Keilform mit der Neigung ausgebildet sind.

Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. JP 2000-23 399 A
Patentschrift 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. JP 2014-212 680 A
Patentschrift 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. JP 2016-82 773 A
Patentschrift 4: DE 41 42 461 A1
Patentschrift 5: DE 43 20 894 A1
Patentschrift 6: DE 10 2015 014 405 A1
Patentschrift 7: JP H10-225 032 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der vorstehend beschriebenen Struktur umfasst die Drehwelle die konische äußere Umfangsfläche, deren Außendurchmesser bei einer Erweiterung der äußeren Umfangsfläche in einer Axialrichtung von der Seite eines Endes zur Seite des anderen Endes allmählich zunimmt. Wenn die Drehwelle eine hohle zylindrische Struktur aufweist, erhöht sich die Stärke an einem Teil, an dem der Außendurchmesser vergrößert wird, und verringert sich an einem Teil, an dem sich der Außendurchmesser verringert. Andererseits umfasst der Rotor die konische innere Umfangsfläche, an der der Innendurchmesser einer Manschette bei einer Erweiterung der inneren Umfangsfläche in der Axialrichtung von der Seite des einen Endes zur Seite des anderen Endes allmählich zunimmt. Daher verringert sich die Stärke bei der Manschette an einem Teil, an dem der Innendurchmesser vergrößert wird, und nimmt an einem Teil zu, an dem der Innendurchmesser verringert wird.
Wie vorstehend beschrieben, unterscheiden sich die Drehwelle und die Manschette des Rotors hinsichtlich der Verteilung der Stärke längs der Axialrichtung voneinander. Daher ist der Grad der Erweiterung des Innendurchmessers des Rotors nach außen beim Aufpassen des Rotors auf die Drehwelle in der Axialrichtung unterschiedlich. Genauer nimmt bei dem Rotor der Grad der Erweiterung des Innendurchmessers eines Teils, der auf eine Seite aufgepasst wird, auf der der Außendurchmesser der Drehwelle zunimmt, nach außen im Vergleich zu den anderen Teilen zu. Zudem verringert sich bei dem Rotor der Grad der Erweiterung des Innendurchmessers eines Teils, der auf eine Seite aufgepasst wird, auf der sich der Außendurchmesser der Drehwelle verringert, nach außen im Vergleich zu den anderen Teilen. Dies liegt daran, dass der Grad der Kontraktion beim Presspassen des Rotors zunimmt, da sich an dem Teil, an dem sich der Außendurchmesser der Drehwelle verringert, die Stärke verringert. Wie vorstehend beschrieben, ist der Grad der Erweiterung des Innendurchmessers des Rotors, der auf die Drehwelle aufgepasst wird, nach außen längs der Axialrichtung unterschiedlich. Daher ist das Übermaß eines Hüllrohrs, das auf die äußere Umfangsseite des Rotors aufgepasst ist, längs der Axialrichtung ungleichmäßig.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor und eine drehende elektrische Maschine bereitzustellen, durch die das Übermaß eines Hüllrohrs längs einer Axialrichtung gleichmäßiger gehalten werden kann.

(1) Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor (beispielsweise einen Rotor 30, der später beschrieben wird) der umfasst: ein Drehrohr (beispielsweise eine Manschette 31, die später beschrieben wird), dessen innere Umfangsfläche konisch ist und das auf eine Drehwelle (beispielsweise eine Drehwelle 35, die später beschrieben wird) aufgepasst ist, deren äußere Umfangsfläche konisch ist; einen Dauermagneten (beispielsweise einen Dauermagneten 32, der später beschrieben wird), der an der äußeren Umfangsseite des Drehrohrs angeordnet ist; und ein Hüllrohr (beispielsweise ein Hüllrohr 33, das später beschrieben wird), das so auf die äußere Umfangsseite des Dauermagneten aufgepasst ist, dass es den Dauermagneten bedeckt, wobei mit einer konischen Verringerung eines Außendurchmessers eines von dem Drehrohr und dem Dauermagneten gebildeten mehrschichtigen Elements (beispielsweise eines mehrschichtigen Elements S, das später beschrieben wird) längs einer Axialrichtung (beispielsweise einer Axialrichtung X, die später beschrieben wird) sich ein Übermaß des Hüllrohrs und des mehrschichtigen Elements längs der Axialrichtung konisch erhöht.
(2) Vorzugsweise ist bei dem Rotor gemäß (1) das Hüllrohr so geformt, dass mit der konischen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements längs der Axialrichtung sich ein Innendurchmesser des Hüllrohrs längs der Axialrichtung konisch verringert.
(3) Vorzugsweise ist bei dem Rotor gemäß (1) das Hüllrohr so geformt, dass mit der konischen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements längs der Axialrichtung sich eine Stärke des Hüllrohrs längs der Axialrichtung gegensinnig konisch erhöht.
(4) Vorzugsweise ist bei dem Rotor gemäß (1) das Hüllrohr so geformt, dass mit der konischen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements längs der Axialrichtung sich ein Innendurchmesser des Hüllrohrs längs der Axialrichtung konisch verringert, und dass mit der gegensinnig konischen Erhöhung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements längs der Axialrichtung sich eine Stärke des Hüllrohrs längs der Axialrichtung gegensinnig konisch erhöht.
(5) Die vorliegende Erfindung betrifft eine drehende elektrische Maschine (beispielsweise einen Motor 1, der später beschrieben wird), die den Rotor gemäß einem der Punkte (1) bis (4) und einen Stator (beispielsweise einen Stator 20, der später beschrieben wird) umfasst, der an der äußeren Umfangsseite des Rotors vorgesehen ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Rotor und eine drehende elektrische Maschine bereitzustellen, durch die das Übermaß eines Hüllrohrs längs einer Axialrichtung gleichmäßiger gehalten werden kann.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration eines Motors 1 gemäß einer vorliegenden ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Rotors 30;
3A ist eine Schnittansicht, die die Form eines Hüllrohrs 33 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3B ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration einer Drehwelle 35 und des auf die Drehwelle 35 aufgepassten Rotors 30 zeigt;
4A ist eine Schnittansicht, die die Form eines Hüllrohrs 133 gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
4B ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration einer Drehwelle 35 und eines auf die Drehwelle 35 aufgepassten Rotors 130 zeigt;
5A ist eine Schnittansicht, die die Form eines Hüllrohrs 233 gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
5B ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration einer Drehwelle 35 und eines auf die Drehwelle 35 aufgepassten Rotors 230 zeigt;
6 ist eine Schnittansicht, die die Form eines Hüllrohrs 33A gemäß einer ersten abgeänderten Form zeigt; und
7 ist eine Schnittansicht, die die Form eines Hüllrohrs 33B gemäß einer zweiten abgeänderten Form zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die der vorliegenden Patentschrift beiliegenden Zeichnungen sind sämtlich schematische Ansichten, und zur Erleichterung des Verständnisses und dergleichen sind die Formen, die Maßstäbe, die vertikalen und horizontalen Abmessungsverhältnisse und dergleichen einzelner Abschnitte gegenüber der Wirklichkeit verändert oder übertrieben dargestellt. In den Zeichnungen, die später beschrieben werden und die Konfiguration eines Rotors darstellen, sind beispielsweise die Länge eines Hüllrohrs in einer Axialrichtung und die Länge in einer radialen Richtung dergestalt übertrieben dargestellt, dass sie kürzer sind, die Stärke des Hüllrohrs ist übertrieben dargestellt, und die Gesamtform eines Dauermagneten ist vereinfacht dargestellt. In den Zeichnungen wird auf eine Schraffur, die auf die Querschnitte von Elementen (beispielsweise eines Dauermagneten 32) hinweist, gegebenenfalls verzichtet.
In der vorliegenden Patentschrift und dergleichen umfassen Begriffe, die Formen, geometrische Bedingungen und deren Erstreckungen angeben, beispielsweise Begriffe wie „Richtungen“, nicht nur die strengen Bedeutungen der Begriffe, sondern auch den Bereich der Erstreckung, in dem sie als im Wesentlichen die gleichen Richtungen betrachtet werden. In der vorliegenden Patentschrift und dergleichen erfolgt in Bezug auf die Position eines in 1 gezeigten Rotors 30 eine Beschreibung unter der Annahme, dass eine Richtung nach rechts und links eine X-Richtung ist. Es wird angenommen, dass in der X-Richtung die rechte Seite X1 und die linke Seite X2 ist. Da die X-Richtung mit der „Axialrichtung“ zusammenfällt, die später beschrieben wird, kann beispielsweise eine Beschreibung beispielsweise in Form von „längs der Axialrichtung X von der Seite X2 zur Seite X1“ erfolgen.
In der vorliegenden Patentschrift und dergleichen wird eine Gerade, die als Drehzentrum einer Drehwelle 35 dient, die später beschrieben wird, als „Drehwellengerade L“ bezeichnet, und eine Richtung längs der Drehwellengerade L wird auch als „Axialrichtung X“ bezeichnet. Diese Bezeichnungen werden auch auf Formen angewendet, bei denen die Elemente des Rotors 30 wie eine Manschette 31, ein Hüllrohr 33, ein mehrschichtiges Element S und dergleichen einzeln dargestellt sind.
(Erste Ausführungsform)
Zunächst wird ein Motor 1 beschrieben, der als drehende elektrische Maschine dient, die einen Rotor 30 gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst. Die Konfiguration des Motors 1 stimmt mit der gemäß den anderen Ausführungsformen überein, die später beschrieben werden. 1 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration des Motors 1 gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform zeigt. Die in 1 gezeigte Konfiguration des Motors 1 ist ein Beispiel, und solange der Rotor 30 gemäß der ersten Ausführungsform angewendet werden kann, bestehen keine Einschränkungen hinsichtlich der Konfiguration.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Motor 1 als Hauptkonfigurationsanforderungen ein Gehäuse 10, einen Stator 20, den Rotor 30, eine Drehwelle 35 und Lager 13. Obwohl bei dem Motor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die innere Umfangsfläche des Rotors 30 und die äußere Umfangsfläche der Drehwelle 35 jeweils so ausgebildet sind, dass sie konisch sind, wie in den Zeichnungen gezeigt, die später beschrieben werden, sind sie in 1 zur Vereinfachung der Beschreibung in der allgemeinen Form eines Zylinders dargestellt.
Das Gehäuse 10 ist ein äußeres Element des Motors 1 und umfasst einen Gehäusehauptkörper 11 und eine Wellenöffnung 12. Der Gehäusehauptkörper 11 ist eine Umhüllung, die den Stator 20 umgibt und hält. Der Gehäusehauptkörper 11 hält den Rotor 30 über die Lager 13. Der Gehäusehauptkörper 11 umfasst eine Zufuhröffnung 14, eine Abgabeöffnung 15 und einen Öffnungsabschnitt 16. Die Zufuhröffnung 14 ist eine Öffnung zur Zufuhr eines Kühlmittels zu einem Strömungsweg 23 in einem Statorgehäuse 22 und mit einem (nicht dargestellten) Zufuhrrohr für das Kühlmittel verbunden. Die Abgabeöffnung 15 ist eine Öffnung zur Abgabe des längs des Strömungswegs 23 umgewälzten Kühlmittels und mit einem (nicht dargestellten) Auslassrohr für das Kühlmittel verbunden. Der Öffnungsabschnitt 16 ist eine Öffnung, durch die eine aus dem Stator 20 gezogene Stromleitung 27 verläuft.
Die Wellenöffnung 12 ist eine Öffnung, durch die die Drehwelle 35 (die später beschrieben wird) verläuft. Der Stator 20 ist ein zusammengesetztes Element, das ein rotierendes Magnetfeld zum Drehen des Rotors 30 erzeugt. Der Stator 20 ist insgesamt in der Form eines Zylinders ausgebildet und in dem Gehäuse 10 befestigt. Der Stator 20 umfasst einen Eisenkern 21 und das Statorgehäuse 22.
Der Eisenkern 21 ist ein Element, in dem eine Wicklung 26 angeordnet werden kann. Der Eisenkern 21 ist in der Form eines Zylinders ausgebildet und im Inneren des Statorgehäuses 22 angeordnet. In der Innenfläche des Eisenkerns 21 sind mehrere (nicht dargestellte) Nuten ausgebildet, und die Wicklung 26 ist in den Nuten angeordnet. Teile der Wicklung 26 stehen in der Axialrichtung des Eisenkerns 21 aus beiden Endabschnitten des Eisenkerns 21 vor. Der Eisenkern 21 wird beispielsweise durch Aufeinanderschichten mehrerer dünner Platten wie elektromagnetischer Stahlplatten und ihre Integration beispielsweise durch Verkleben oder Verpressen hergestellt.
Das Statorgehäuse 22 ist ein Element, das in seinem Inneren den Eisenkern 21 hält. Das Statorgehäuse 22 ist in der Form eines Zylinders ausgebildet und außerhalb des Stators 20 angeordnet. Der Eisenkern 21 ist zur Aufnahme einer durch das Drehmoment des Rotors 30 erzeugten Reaktionskraft fest mit dem Statorgehäuse 22 verbunden. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Statorgehäuse 22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an der Außenfläche den Strömungsweg 23 zur Kühlung der von dem Eisenkern 21 übertragenen Wärme. Der Strömungsweg 23 ist eine spiralförmige, ein- oder mehrgängige Nut, die in der Außenfläche des Statorgehäuses 22 ausgebildet ist. Das aus der Zufuhröffnung 14 des Gehäusehauptkörpers 11 (des Gehäuses 10) zugeführte (nicht dargestellte) Kühlmittel wird in dem Strömungsweg 23 spiralförmig längs der Außenfläche des Statorgehäuses 22 umgewälzt und anschließend aus der Abgabeöffnung 15 des Gehäusehauptkörpers 11 nach außen abgegeben.
Die Stromleitung 27, die elektrisch an die Wicklung 26 angeschlossen ist, ist aus dem Eisenkern 21 des Stators 20 gezogen. Die Stromleitung 27 ist an eine (nicht dargestellte) Stromzufuhrvorrichtung angeschlossen, die außerhalb des Motors 1 installiert ist. Wenn der Motor 1 betrieben wird, wird dem Eisenkern 21 beispielsweise Drei-Phasen-Wechselstrom zugeführt, wodurch das rotierende Magnetfeld zum Drehen des Rotors 30 erzeugt wird.
Der Rotor 30 ist eine Komponente, die durch die magnetische Wechselwirkung mit dem von dem Stator 20 erzeugten rotierenden Magnetfeld gedreht wird. Der Rotor 30 ist an der inneren Umfangsseite des Stators 20 vorgesehen. Die 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 Mitte der Achse des Rotors 30 verläuft, und an dem Rotor 30 befestigt. Zwei Lager 13 sind längs der Axialrichtung X auf die Drehwelle 35 aufgepasst. Die Lager 13 sind Elemente, die die Drehwelle 35 drehbar halten, und in dem Gehäusehauptkörper 11 vorgesehen. Die Drehwelle 35 wird von dem Gehäusehauptkörper 11 und den Lagern 13 so gehalten, dass sie sich frei um die Drehwellengerade L drehen kann. Die Drehwelle 35 verläuft auch durch die Wellenöffnung 12 und ist beispielsweise mit einer Aufspannvorrichtung für ein Abtragwerkzeug oder einem Kraftübertragungsmechanismus, einem Verlangsamungsmechanismus oder dergleichen (die sämtlich nicht dargestellt sind) verbunden, die extern installiert sind.
Wenn bei dem in 1 gezeigten Motor 1 dem Stator 20 (dem Eisenkern 21) Drei-Phasen-Wechselstrom zugeführt wird, wird durch die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Stator 20, an dem das rotierende Magnetfeld erzeugt wird, und dem Rotor 30 eine Drehkraft an dem Rotor 30 erzeugt, und die Drehkraft wird über die Drehwelle 35 nach außen abgegeben.
Anschließend wird die Konfiguration des Rotors 30 beschrieben. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Rotors 30. Wie in 2 gezeigt, umfasst der Rotor 30 die Manschette (das Drehrohr) 31, Dauermagnete 32 und das Hüllrohr 33. Die Manschette 31 ist ein Element, an dem mehrere Dauermagnete 32 angebracht sind und das im Wesentlichen in der Form eines Zylinders ausgebildet und zwischen der Drehwelle 35 (siehe 1) und den Dauermagneten 32 vorgesehen ist. Die Dauermagnete 32 sind längs der Umfangsrichtung der Manschette 31 angeordnet. Die Manschette 31 ist beispielsweise aus einem magnetischen Material wie unlegiertem Stahl ausgebildet. Der Rotor 30, der an der inneren Umfangsseite die Manschette 31 aufweist, ist auf die äußere Umfangsseite der Drehwelle 35 aufgepasst. In der folgenden Beschreibung wird eine Form, bei der die Dauermagnete 32 an der äußeren Umfangsseite der Manschette 31 vorgesehen sind, auch kollektiv als „mehrschichtiges Element S“ bezeichnet.
Die Dauermagnete 32 sind Elemente zur Erzeugung eines Magnetfelds, und wie in 2 gezeigt, sind die Dauermagnete in acht Reihen entlang einer Umfangsrichtung an der äußeren Umfangsseite der Manschette 31 vorgesehen (in 2 sind nur die Dauermagnete 32 in den vier Reihen auf der vorderen Seite gezeigt). Bei den Dauermagneten 32 in den acht Reihen sind N-Pol-Dauermagnete 32 und S-Pol-Dauermagnete 32 abwechselnd in der Umfangsrichtung der Manschette 31 angeordnet. Die Dauermagnete 32 sind mittels einer Klebstoffschicht 34 (die in den Figuren mit Ausnahme von 2 nicht gezeigt ist) auf die äußere Umfangsfläche der Manschette 31 aufgeklebt. Obwohl im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel beschrieben wird, bei dem der Dauermagnet 32 in jeder der Reihen längs der Axialrichtung X des Rotors 30 in zwei Teile unterteilt ist, besteht keine Beschränkung auf diese Konfiguration, und die Dauermagnete 32 können längs der Axialrichtung X des Rotors 30 in drei oder mehr Teile oder überhaupt nicht unterteilt sein.
Das Hüllrohr 33 ist ein zylindrisches Element zum Abdecken der Dauermagnete 32. Das Hüllrohr 33 wird auf die äußere Umfangsfläche der an der Manschette 31 angeordneten Dauermagnete 32 aufgepasst. Das Hüllrohr 33 wird auf die äußere Umfangsfläche der Dauermagnete 32 aufgepasst, und dadurch ist es möglich, das Abfallen der Dauermagnete 32 von dem Rotor 30 durch die durch die Rotation des Rotors 30 erzeugte Zentrifugalkraft zu reduzieren. Obwohl im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform, wie später beschrieben, ein Beispiel beschrieben wird, bei dem das Hüllrohr 33 direkt auf die äußere Umfangsfläche der Dauermagnete 32 aufgepasst ist, kann das Hüllrohr 33 beispielsweise über die Klebstoffschicht auf die äußere Umfangsfläche der Dauermagnete 32 aufgepasst sein.
Das Hüllrohr 33 kann beispielsweise hergestellt werden, indem eine CFRP-Faserplatte zusammen mit einem Harz um eine röhrenförmige Vorrichtung gewickelt wird. Als Material des Hüllrohrs 33 kann neben dem CFRP beispielsweise faserverstärkter Kunststoff verwendet werden, der Materialien wie eine Glasfaser, eine Aramidfaser, eine Siliciumcarbidfaser, eine Borfaser und eine Titanlegierungsfaser umfasst, die eine hohe spezifische Festigkeit aufweisen.
Das auf den Rotor 30 aufgepasste Hüllrohr 33 ist durch eine einem Übermaß entsprechende Kontraktionskraft an dem Rotor 30 befestigt. Auf diese Weise wirkt an dem Hüllrohr 33 eine zur Befestigung der Dauermagnete 32 ausreichend große Reaktionskraft gegen die durch die Rotation des Rotors 30 erzeugte Zentrifugalkraft in einer radialen Richtung nach innen. Wie vorstehend beschrieben, wirkt bei dem Hüllrohr 33 die Reaktionskraft in der radialen Richtung nach innen, und dadurch wird das Abfallen der Dauermagnete 32 von dem Rotor 30 aufgrund Zentrifugalkraft reduziert. „In der radialen Richtung nach innen“ bezeichnet eine Richtung der Annäherung an die Drehwellengerade L von außerhalb des Rotors 30.
Wie in 2 gezeigt, bezeichnet das Übermaß eine Dimension (PD - QD), die durch Subtrahieren des Innendurchmessers QD des Hüllrohrs 33 vor dem Aufpassen auf die äußere Umfangsseite der Dauermagnete 32 von dem Außendurchmesser PD der an der Manschette 31 angeordneten Dauermagnete 32 ermittelt wird. Bei einer Erhöhung des Übermaßes ist es möglich, mittels des aufgepassten Hüllrohrs 33 das Wirken einer größeren Reaktionskraft in der radialen Richtung nach innen (zur Seite der Dauermagnete 32) zu veranlassen.
Anschließend wird die Konfiguration des Rotors 30 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. 3A ist eine Schnittansicht, die die Form des Hüllrohrs 33 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 3B ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Drehwelle 35 und des auf die Drehwelle 35 aufgepassten Rotors 30 zeigt.
Wie in 3A gezeigt, ist das Hüllrohr 33 gemäß der ersten Ausführungsform in einem Einzelzustand so ausgebildet, dass seine Stärke t längs der Axialrichtung X gleichmäßig ist. Das Hüllrohr 33 ist so ausgebildet, dass beim Aufpassen des Rotors 30 auf die Drehwelle 35 bei einer derartigen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements S, dass er sich längs der Axialrichtung X von der Seite X1 zur Seite X2 verjüngt, der Innendurchmesser derart verringert wird, dass er sich längs der Axialrichtung X verjüngt. Genauer ist das Hüllrohr 33 so geformt, dass ein Innendurchmesser QD2 auf der Seite X2 in der Axialrichtung X, wie in 3A gezeigt, derart verringert wird, dass er sich in Bezug auf einen Innendurchmesser QD1 auf der Seite X1 in der Axialrichtung X verjüngt (QD2 < QD1).
Wie in 2 gezeigt, wird das Hüllrohr 33 auf die äußere Umfangsseite des mehrschichtigen Elements S aufgepasst. Das Hüllrohr 33 wird auf das mehrschichtige Element S aufgepasst, und dadurch wird der Rotor 30 erzeugt. Der Rotor 30 wird von der Seite X2 der Drehwelle 35 aufgesetzt, wobei die Seite X1 als die Seite mit dem größeren Durchmesser auf der Vorderseite dient. Der auf die Drehwelle 35 aufgesetzte Rotor 30 wird pressgepasst, wobei die Axialrichtung X der Drehwelle 35 zur Seite X1 gerichtet ist, und an einer vorgegebenen Position in der Axialrichtung X1 befestigt, wie in 3B gezeigt.
Wie zuvor beschrieben, unterscheiden sich die Drehwelle 35 und die Manschette 31 des Rotors 30 hinsichtlich der Verteilung der Stärke längs der Axialrichtung X voneinander, und daher ist beim Presspassen des Rotors 30 auf die Drehwelle 35 der Grad der Erweiterung des Innendurchmessers des Rotors 30 in der Axialrichtung X unterschiedlich. Anders ausgedrückt nimmt auf der Seite XI, auf der der Außendurchmesser der Drehwelle 35 zunimmt, der Grad der Erweiterung des Innendurchmessers des Rotors 30 im Vergleich zur Seite X2 zu, auf der sich der Außendurchmesser der Drehwelle 35 verringert. Zudem verringert sich auf der Seite X2, auf der sich der Außendurchmesser der Drehwelle 35 verringert, der Grad der Erweiterung des Innendurchmessers des Rotors 30 im Vergleich zur Seite XI, auf der der Außendurchmesser der Drehwelle 35 zunimmt.
Ein herkömmliches Hüllrohr ist so geformt, dass die Stärke längs der Axialrichtung gleichmäßig ist und dass der Innendurchmesser längs der Axialrichtung gleich ist. Daher erhöht sich beim Aufpassen des Rotors 30 einschließlich des Hüllrohrs auf die Drehwelle 35 der Grad der Erweiterung des Innendurchmessers des Rotors 30 durch die Drehwelle 35 auf der Seite XI, auf der der Außendurchmesser der Drehwelle 35 zunimmt, wogegen sich auf der Seite X2, auf der sich der Außendurchmesser der Drehwelle 35 verringert, der Grad seiner Erweiterung durch die Drehwelle 35 verringert. Dementsprechend ist das Übermaß des auf die äußere Umfangsseite des Rotors 30 aufgepassten Hüllrohrs längs der Axialrichtung ungleichmäßig. Anders ausgedrückt lockert sich bei dem Rotor 30, auf den das herkömmliche Hüllrohr aufgepasst ist, das Übermaß auf der Seite X2, auf der sich der Außendurchmesser der Drehwelle 35 verringert, im Vergleich zur Seite XI, auf der der Außendurchmesser der Drehwelle 35 zunimmt.
Wie vorstehend beschrieben, verringert sich an einem Teil des Rotors 30, an dem das Übermaß des Hüllrohrs locker ist, die Kraft zur Befestigung der Dauermagnete 32. In einem Fall, in dem das Übermaß des Hüllrohrs längs der Axialrichtung bei dem Rotor 30 ungleichmäßig ist, verschieben sich die Dauermagnete 32 an dem Teil, an dem das Übermaß locker ist, wenn sich der Rotor 30 mit einer hohen Drehzahl dreht, wodurch die Möglichkeit besteht, dass kein geeignetes Drehmoment erzielt werden kann. Die vorstehend beschriebene Tendenz wird bei einer Erhöhung der Drehzahl des Rotors 30 ausgeprägter.
Das Hüllrohr 33 gemäß der ersten Ausführungsform ist dagegen so geformt, dass bei einer derartigen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements S, dass er sich längs der Axialrichtung X von der Seite X1 zur Seite X2 verjüngt, der Innendurchmesser derart verringert wird, dass er sich längs der Axialrichtung X verjüngt. Obwohl sich bei dem Rotor 30, auf den das Hüllrohr 33 aufgepasst ist, der Grad seiner Erweiterung durch die Drehwelle 35 an einem Teil verringert, der auf die Seite X2 aufgepasst wird, auf der sich der Außendurchmesser der Drehwelle 35 verringert, nimmt auf diese Weise an diesem Teil das Übermaß des Hüllrohrs 33 zu (ist der Innendurchmesser derart verringert, dass er sich längs der Axialrichtung X verjüngt), und dadurch können die Dauermagnete 32 an diesem Teil mit einer ausreichenden Reaktionskraft befestigt werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei dem Rotor 30, auf den das Hüllrohr 33 gemäß der ersten Ausführungsform aufgepasst ist, der Teil reduziert, an dem das Übermaß des Hüllrohrs 33 locker ist, und dadurch ist das Übermaß des Hüllrohrs 33 längs der Axialrichtung X gleichmäßiger. Daher ist es unwahrscheinlich, dass sich die Dauermagnete 32 verschieben, wenn sich der Rotor 30 mit einer hohen Drehzahl dreht. Dadurch ist eine Drehung des Rotors 30, auf den das Hüllrohr 33 gemäß der ersten Ausführungsform aufgepasst ist, mit einer höheren Drehzahl möglich.
Es kann überlegt werden, den Festsitz längs der Axialrichtung bei dem herkömmlichen Hüllrohr im Vergleich zu einem normalen Fall zu erhöhen, wodurch ein Teil, an dem das Übermaß locker ist, entfernt wird. Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird jedoch an einem Teil des Rotors 30, der auf die Seite X1 aufgepasst ist, auf der der Außendurchmesser der Drehwelle 35 zunimmt, das Übermaß übermäßig erhöht, wodurch die Dauermagnete 32 an diesem Teil verformt werden können. Bei dem Rotor 30 gemäß der ersten Ausführungsform ist jedoch das Übermaß des Hüllrohrs 33 längs der Axialrichtung X gleichmäßiger, und dadurch wird ein Fall reduziert, in dem das Übermaß teilweise übermäßig erhöht wird, wodurch es möglich ist, die Verformung der Dauermagnete 32 zu reduzieren.
Bei dem Hüllrohr 33 gemäß der ersten Ausführungsform ist, wie in 3A gezeigt, die Stärke t längs der Axialrichtung X gleichmäßig, und daher kann das Hüllrohr 33, wie zuvor beschrieben, leicht durch das Verfahren gefertigt werden, bei dem die CFRP-Faserplatte zusammen mit dem Harz um die röhrenförmige Vorrichtung gewickelt wird.
(Zweite Ausführungsform)
Die drehende elektrische Maschine 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der gemäß der ersten Ausführungsform hinsichtlich der Konfiguration eines Hüllrohrs. Die drehende elektrische Maschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform stimmt hinsichtlich der weiteren Konfigurationen mit der gemäß der ersten Ausführungsform überein. Daher werden im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform nur ein Rotor 130 und eine Drehwelle 35 dargestellt, und auf die Gesamtdarstellung der drehenden elektrischen Maschine 1 wird verzichtet. In der Beschreibung und Zeichnungen zu der zweiten Ausführungsform sind Elemente, die mit denen gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmen, oder Teile, die ähnliche Funktionen erfüllen, durch die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform oder gegebenenfalls durch Anhängen der gleichen Bezugszeichen an die Enden (die beiden letzten Stellen) bezeichnet, und auf eine Wiederholung ihrer Beschreibung wird verzichtet.
4A ist eine Schnittansicht, die die Form eines Hüllrohrs 133 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. 4B ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Drehwelle 35 und eines auf die Drehwelle 35 aufgepassten Rotors 130 zeigt.
Wie in 4A gezeigt, ist das Hüllrohr 133 gemäß der zweiten Ausführungsform so geformt, dass der Außendurchmesser längs der Axialrichtung X gleich bleibt. Anders ausgedrückt stimmt bei dem Hüllrohr 133 ein Außendurchmesser PD1 auf der Seite X1 in der Axialrichtung X mit einem Außendurchmesser PD2 auf der Seite X2 in der Axialrichtung X überein (PD1 = PD2). Das Hüllrohr 133 ist so geformt, dass beim Aufpassen des Rotors 130 auf die Drehwelle 35 bei einer derartigen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements S, dass er sich längs der Axialrichtung X von der Seite X1 zur Seite X2 verjüngt, die Stärke derart erhöht wird, dass sie längs der Axialrichtung X von der Seite X1 zur Seite X2 konisch ist. Genauer ist das Hüllrohr 133, wie in 4A gezeigt, so geformt, dass eine Stärke t2 auf der Seite X2 in der Axialrichtung X derart erhöht wird, dass sie in der Axialrichtung X in Bezug auf eine Stärke t1 auf der Seite X1 gegensinnig konisch ist (t2 > t1). Anders ausgedrückt ist das Hüllrohr 133 so geformt, dass der Innendurchmesser QD2 in der Axialrichtung X auf der Seite X2 derart verringert ist, dass er sich in der Axialrichtung X in Bezug auf einen Innendurchmesser QD1 auf der Seite X1 verjüngt (QD2 < QD1).
Das vorstehend beschriebene Hüllrohr 133 gemäß der zweiten Ausführungsform ist so geformt, dass beim Aufpassen des Rotors 130 auf die Drehwelle 35 bei einer derartigen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements S, dass er sich längs der Axialrichtung X von der Seite X1 zur Seite X2 verjüngt, die Stärke des Hüllrohrs 133 derart erhöht wird, dass sie sich längs der Axialrichtung X gegensinnig verjüngt. Auf diese Weise wird bei dem Rotor 130, auf den das Hüllrohr 133 aufgepasst ist, an einem Teil, der auf die Seite X2 aufgepasst ist, auf der sich der Außendurchmesser der Drehwelle 35 verringert, das Übermaß des Hüllrohrs 133 erhöht (die Stärke wird derart erhöht, dass sie sich längs der Axialrichtung X gegensinnig verjüngt), und daher können die Dauermagnete 32 an diesem Teil mit einer ausreichenden Reaktionskraft befestigt werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei dem Rotor 130, auf den das Hüllrohr 133 gemäß der zweiten Ausführungsform aufgepasst ist, der Teil reduziert, an dem das Übermaß des Hüllrohrs 133 locker ist, und daher ist das Übermaß des Hüllrohrs 133 längs der Axialrichtung X gleichmäßiger, wodurch eine Verschiebung der Dauermagnete 32 bei einer Drehung des Rotors 130 mit einer hohen Drehzahl unwahrscheinlich ist. Dadurch ist eine Drehung des Rotors 130, auf den das Hüllrohr 133 gemäß der zweiten Ausführungsform aufgepasst ist, mit einer höheren Drehzahl möglich. Bei dem Hüllrohr 133 gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Übermaß des Hüllrohrs 133 längs der Axialrichtung X gleichmäßiger, und daher wird ein Fall reduziert, in dem das Übermaß teilweise übermäßig erhöht wird, wodurch es möglich ist, die Verformung der Dauermagnete 32 zu reduzieren.
Da bei dem Hüllrohr 133 gemäß der zweiten Ausführungsform der Außendurchmesser längs der Axialrichtung X gleich bleibt, kann der Rotor 130 beim Einpassen des Rotors 130 in die innere Umfangsseite des Stators 20 (siehe 1) in der Axialrichtung X leicht gerade in den Stator 20 eingesetzt werden. Andererseits wird in einem Fall, in dem der Außendurchmesser des Rotors längs der Axialrichtung X konisch ist, der Rotor beim Einpassen des Rotors 130 in die innere Umfangsseite des Stators 20 durch die magnetische Kraft der Dauermagnete 32 von der inneren Umfangsseite des Stators 20 angezogen, wodurch er sich in Bezug auf die Axialrichtung X leicht neigt. Dadurch behindern das auf die äußere Umfangsseite des Rotors aufgepasste Hüllrohr und der Stator 20 einander, und dadurch wird das Hüllrohr leicht beschädigt.
Wenn jedoch der Rotor 130 gemäß der zweiten Ausführungsform in die innere Umfangsseite des Stators 20 eingepasst wird, kann der Rotor 130 in der Axialrichtung X leicht gerade in den Stator 20 eingesetzt werden. Daher ist es bei dem Rotor 130 gemäß der zweiten Ausführungsform unwahrscheinlich, dass das auf die äußere Umfangsseite aufgepasste Hüllrohr 133 und der Stator 20 einander behindern. Daher ist es bei dem Rotor 130 gemäß der zweiten Ausführungsform möglich, die Beschädigung des Hüllrohrs 133 beim Einpassen des Rotors 130 in die innere Umfangsseite des Stators 20 zu reduzieren.
(Dritte Ausführungsform)
Die drehende elektrische Maschine 1 gemäß einer dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der gemäß der ersten Ausführungsform hinsichtlich der Konfiguration eines Hüllrohrs. Die drehende elektrische Maschine 1 gemäß der dritten Ausführungsform stimmt hinsichtlich der weiteren Konfigurationen mit der gemäß der ersten Ausführungsform überein. Daher werden im Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform nur ein Rotor 230 und eine Drehwelle 35 dargestellt, und auf die Gesamtdarstellung der drehenden elektrischen Maschine 1 wird verzichtet. In der Beschreibung und den Zeichnungen zu der dritten Ausführungsform sind Elemente, die mit denen gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmen, bzw. Teile, die ähnliche Funktionen erfüllen, durch die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform oder gegebenenfalls durch Anhängen der gleichen Bezugszeichen an die Enden (die beiden letzten Stellen) bezeichnet, und auf eine Wiederholung ihrer Beschreibung wird verzichtet.
5A ist eine Schnittansicht, die die Form eines Hüllrohrs 233 gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. 5B ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Drehwelle 35 und des auf die Drehwelle 35 aufgepassten Rotors 230 zeigt.
Das Hüllrohr 233 gemäß der dritten Ausführungsform ist so geformt, dass beim Aufpassen des Rotors 230 auf die Drehwelle 35 bei einer derartigen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements S, dass er sich längs der Axialrichtung X von der Seite X1 zur Seite X2 verjüngt, der Innendurchmesser derart verringert wird, dass er sich längs der Axialrichtung X verjüngt. Genauer ist das Hüllrohr 233 so geformt, dass der Innendurchmesser QD2 in der Axialrichtung X auf der Seite X2, wie in 5A gezeigt, derart verringert ist, dass er sich in der Axialrichtung X in Bezug auf den Innendurchmesser QD1 auf der Seite X1 verjüngt (QD2 < QD1).
Das Hüllrohr 233 ist so geformt, dass beim Aufpassen des Rotors 130 auf die Drehwelle 35 bei einer derartigen Erhöhung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements S, dass er sich längs der Axialrichtung X von der Seite X2 zur Seite X1 gegensinnig verjüngt, die Stärke derart erhöht wird, dass sie sich längs der Axialrichtung X von der Seite X2 zur Seite X1 gegensinnig verjüngt. Genauer ist, wie in 5A gezeigt, das Hüllrohr 233 so geformt, dass eine Stärke t4 auf der Seite X1 in der Axialrichtung X derart erhöht wird, dass sie sich in Bezug auf eine Stärke t3 auf der Seite X2 in der Axialrichtung X gegensinnig verjüngt (t4 > t3). Anders ausgedrückt ist das Hüllrohr 233 so geformt, dass ein Außendurchmesser PD1 auf der Seite X1 in der Axialrichtung X in Bezug auf einen Außendurchmesser PD2 auf der Seite X2 in der Axialrichtung X zunimmt (PD2 < PD1).
Das vorstehend beschriebene Hüllrohr 233 gemäß der dritten Ausführungsform ist so geformt, dass beim Aufpassen des Rotors 230 auf die Drehwelle 35 bei einer derartigen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements S, dass er sich längs der Axialrichtung X von der Seite X1 zur Seite X2 verjüngt, der Innendurchmesser des Hüllrohrs 233 derart verringert wird, dass er sich längs der Axialrichtung X verjüngt. Auf diese Weise erhöht sich bei dem Rotor 230, auf den das Hüllrohr 233 aufgepasst ist, an einem Teil, der auf die Seite X2 aufgepasst wird, auf der sich der Außendurchmesser der Drehwelle 35 verringert, das Übermaß des Hüllrohrs 33 (der Innendurchmesser wird derart verringert, dass er sich längs der Axialrichtung X verjüngt), und daher können die Dauermagnete 32 an diesem Teil mit einer ausreichenden Reaktionskraft befestigt werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei dem Rotor 230, auf den das Hüllrohr 233 gemäß der dritten Ausführungsform aufgepasst ist, der Teil reduziert, an dem das Übermaß des Hüllrohrs 233 locker ist, und dadurch ist das Übermaß des Hüllrohrs 233 längs der Axialrichtung X gleichmäßiger, wodurch eine Verschiebung der Dauermagnete 32 bei einer Rotation des Rotors 230 mit einer hohen Drehzahl unwahrscheinlich ist. Dadurch ist eine Rotation des Rotors 230, auf den das Hüllrohr 233 gemäß der dritten Ausführungsform aufgepasst ist, mit einer höheren Drehzahl möglich. Bei dem Hüllrohr 233 gemäß der dritten Ausführungsform ist der Festsitz des Hüllrohrs 233 längs der Axialrichtung X gleichmäßiger, und daher wird ein Fall reduziert, in dem das Übermaß teilweise übermäßig erhöht wird, wodurch es möglich ist, die Verformung der Dauermagnete 32 zu reduzieren.
Überdies ist das Hüllrohr 233 gemäß der dritten Ausführungsform so geformt, dass bei einer derartigen Erhöhung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements S, dass er sich längs der Axialrichtung X von der Seite X2 zur Seite X1 gegensinnig verjüngt, die Stärke des Hüllrohrs 233 derart erhöht wird, dass sie sich längs der Axialrichtung X gegensinnig verjüngt. Auf diese Weise nimmt beim Aufpassen des Rotors 230 auf die Drehwelle 35 der Grad der Kontraktion des Hüllrohrs 233 in der radialen Richtung nach innen zu, und daher kann der Außendurchmesser des Rotors 230 nach dem Aufpassen des Rotors 230 auf die Drehwelle 35 längs der Axialrichtung X im Wesentlichen gleichmäßig gehalten werden.
Obwohl vorstehend die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, verschiedene Abänderungen und Modifikationen wie bei den abgeänderten Formen, die später beschrieben werden, sind möglich, und sie sind ebenfalls in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung aufgenommen. Die im Zusammenhang mit den Ausführungsformen beschriebenen Ergebnisse sind einfach eine Auflistung der bevorzugtesten Ergebnisse, die durch die vorliegende Erfindung erzielt werden, und es besteht keine Beschränkung auf die im Zusammenhang mit den Ausführungsformen beschriebenen Ergebnisse. Obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und die abgeänderten Formen, die später beschrieben werden, gegebenenfalls auch kombiniert verwendet werden können, wird auf ihre genaue Beschreibung verzichtet.
(Abgeänderte Formen)
Obwohl im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform, wie in 3A gezeigt, das Beispiel beschrieben ist, in dem die Stärke des Hüllrohrs 33 längs der Axialrichtung X gleichmäßig ist, besteht keine Beschränkung auf diese Konfiguration. Die Querschnittsform des Hüllrohrs 33 kann beispielsweise entsprechend dem Außendurchmesser der Dauermagnete 32 verändert werden. 6 ist eine Schnittansicht, die die Form eines Hüllrohrs 33A gemäß einer ersten abgeänderten Form zeigt. 7 ist eine Schnittansicht, die die Form eines Hüllrohrs 33B gemäß einer zweiten abgeänderten Form zeigt. In den 6 und 7 ist die Querschnittsform des Hüllrohrs übertrieben dargestellt.
Wie in 6 gezeigt, ist das Hüllrohr 33A gemäß der ersten abgeänderten Form so geformt, dass die Querschnittsform des Hüllrohrs 33A längs der Axialrichtung X die Form einer Kelle aufweist. Hierbei bezeichnet die Form einer Kelle eine Form, bei der, wie in 6 gezeigt, bei der Querschnittsform der Seitenfläche des Hüllrohrs 33A die Stärke in der Axialrichtung X auf der Seite X2 zunimmt, zur Seite X1 allmählich abnimmt und ab der Nähe der Mitte in der Axialrichtung X zur Seite X1 allmählich zunimmt. Anders ausgedrückt bezeichnet die Kellenform die Form, bei der sich der Innendurchmesser des Hüllrohrs 33A bei einer Gesamtbetrachtung des Hüllrohrs 33A in der Axialrichtung X auf der Seite X2 verringert, zur Seite X1 allmählich zunimmt und ab der Nähe der Mitte in der Axialrichtung X allmählich zur Seite X1 abnimmt.
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration die Querschnittsform der Dauermagnete 32 (siehe 2) längs der Axialrichtung X die Form einer Trommel aufweist (siehe die Querschnittsform des Hüllrohrs 33B, das später beschrieben wird), ist es unwahrscheinlich, dass zwischen der inneren Umfangsfläche des auf das mehrschichtige Element S aufgepassten Hüllrohrs 33A und der äußeren Umfangsfläche der Dauermagnete 32 ein Spalt entsteht. Wie vorstehend beschrieben, ist es bei dem Hüllrohr 33A gemäß der ersten abgeänderten Form selbst dann unwahrscheinlich, dass ein Spalt zwischen dem Hüllrohr 33A und den Dauermagneten 32 entsteht, wenn die Querschnittsform der Dauermagnete 32 längs der Axialrichtung X die Form einer Trommel aufweist, und daher kann das Übermaß des mehrschichtigen Elements S längs der Axialrichtung X gleichmäßiger gehalten werden.
Wie in 7 gezeigt, ist das Hüllrohr 33B gemäß der zweiten abgeänderten Form so geformt, dass die Querschnittsform des Hüllrohrs 33B längs der Axialrichtung X die Form einer Trommel aufweist. Hierbei bezeichnet die Form einer Trommel eine Form, bei der sich, wie in 7 gezeigt, bei der Querschnittsform der Seitenfläche des Hüllrohrs 33B die Stärke in der Axialrichtung X auf der Seite X2 verringert, zur Seite X1 allmählich zunimmt und ab der Nähe der Mitte in der Axialrichtung X zur Seite X1 allmählich abnimmt. Anders ausgedrückt bezeichnet die Form einer Trommel die Form, bei der der Innendurchmesser des Hüllrohrs 33B bei einer Gesamtbetrachtung des Hüllrohrs 33B in der Axialrichtung X auf der Seite X2 zunimmt, sich zur Seite X1 allmählich verringert und ab der Nähe der Mitte in der Axialrichtung X zur Seite X1 allmählich zunimmt.
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration die Querschnittsform der Dauermagnete 32 (siehe 2) längs der Axialrichtung X die Form einer Kelle aufweist (siehe die vorstehend beschriebene Querschnittsform des Hüllrohrs 33A), ist es unwahrscheinlich, dass ein Spalt zwischen der inneren Umfangsfläche des auf das mehrschichtige Element S aufgepassten Hüllrohrs 33B und der äußeren Umfangsfläche der Dauermagnete 32 entsteht. Wie vorstehend beschrieben, ist es bei dem Hüllrohr 33B gemäß der zweiten abgeänderten Form selbst dann unwahrscheinlich, dass ein Spalt zwischen dem Hüllrohr 33B und den Dauermagneten 32 entsteht, wenn die Querschnittsform der Dauermagnete 32 längs der Axialrichtung X die Form einer Kelle aufweist, und daher kann das Übermaß des mehrschichtigen Elements S längs der Axialrichtung X gleichmäßiger gehalten werden.
Obwohl im Zusammenhang mit den Ausführungsformen das Beispiel beschrieben ist, bei dem das Hüllrohr aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFRP) ausgebildet ist, besteht keine Beschränkung auf dieses Beispiel. Das Hüllrohr kann aus dem vorstehend aufgeführten faserverstärkten Kunststoff (FRP (fiber reinforced plastic)) oder aus einem zusammengesetzten Element ausgebildet sein, dessen Hauptmaterial der faserverstärkte Kunststoff ist. Das Hüllrohr kann nicht nur aus dem faserverstärkten Kunststoff, sondern beispielsweise auch aus einem metallischen Material wie rostfreiem Stahl ausgebildet sein. Obwohl im Zusammenhang mit den Ausführungsformen der Motor als Beispiel als drehende elektrische Maschine beschrieben ist, auf die der Rotor gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, besteht keine Beschränkung auf dieses Beispiel. Die drehende elektrische Maschine kann ein Generator sein.
Bezugszeichenliste

1: Motor,
20: Stator,
30, 130, 230: Rotor,
32: Dauermagnet,
33, 133, 233, 33A, 33B: Hüllrohr,
35: Drehwelle,
S: mehrschichtiges Element,
X: Axialrichtung

Claims

Rotor (30), der umfasst: ein Drehrohr (31), dessen innere Umfangsfläche konisch ist und das auf eine Drehwelle (35) aufgepasst ist, deren äußere Umfangsfläche konisch ist; einen Dauermagneten (32), der an einer äußeren Umfangsseite des Drehrohrs (31) angeordnet ist; und ein Hüllrohr (33), das so auf eine äußere Umfangsseite des Dauermagneten (32) aufgepasst ist, dass es den Dauermagneten (32) bedeckt, wobei ein mehrschichtiges Element (S) von dem Drehrohr (31) und dem Dauermagneten (32) gebildet wird, und wobei nach einem Aufpassen des mehrschichtigen Elements (S) auf die Drehwelle (35) ein Außendurchmesser (PD) des mehrschichtigen Elements (S) sich längs einer Axialrichtung (X) konisch verringert; und wobei ein Innendurchmesser (QD) des Hüllrohrs (33) derart geformt ist, dass mit der Verringerung des Außendurchmessers (PD) des mehrschichtigen Elements (S) sich ein Übermaß eines Innendurchmessers (QD) des Hüllrohrs (33) und des Außendurchmessers (PD) des mehrschichtigen Elements (S) vor dem Aufpassen längs der Axialrichtung (X) konisch erhöht.
Rotor (30) nach Anspruch 1, wobei das Hüllrohr (33) so geformt ist, dass mit der konischen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements (S) längs der Axialrichtung (X) sich ein Innendurchmesser des Hüllrohrs (33) längs der Axialrichtung (X) konisch verringert.
Rotor (30) nach Anspruch 1, wobei das Hüllrohr (33) so geformt ist, dass mit der konischen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements (S) längs der Axialrichtung (X) sich eine Stärke des Hüllrohrs (33) längs der Axialrichtung (X) gegensinnig konisch erhöht.
Rotor (30) nach Anspruch 1, wobei das Hüllrohr (33) so geformt ist, dass mit der konischen Verringerung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements (S) längs der Axialrichtung (X) sich ein Innendurchmesser des Hüllrohrs (33) längs der Axialrichtung (X) konisch verringert, und dass mit der gegensinnig konischen Erhöhung des Außendurchmessers des mehrschichtigen Elements (S) längs der Axialrichtung sich eine Stärke des Hüllrohrs (33) längs der Axialrichtung (X) gegensinnig konisch erhöht.
Drehende elektrische Maschine (1), die umfasst: den Rotor (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4; und einen Stator (20), der an einer äußeren Umfangsseite des Rotors (30) vorgesehen ist.