DE102019216313A1

DE102019216313A1 - Verfahren der herstellung eines rotors für drehelektromaschine

Info

Publication number: DE102019216313A1
Application number: DE102019216313.0A
Authority: DE
Inventors: Tatsuki Kawashima; Toshiyuki Yoshizawa; Masayuki Sakaguchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-04-30
Also published as: FR3087965A1; JP2020072481A; FR3087965B1; JP6656338B1

Abstract

Es wird ein Verfahren der Herstellung eines Rotors für eine Drehelektromaschine bereitgestellt, wobei durch das Verfahren ein präziseres Positionieren der Permanentmagnete in Bezug auf klauenförmige Magnetpole in einer radialen Richtung eines Rotors verfügbar wird. Das Verfahren der Herstellung eines Rotors für eine Drehelektromaschine beinhaltet die Schritte: Montieren eines Permanentmagneten 33 in einem Magnethalter 34 und zeitweiliges Fixieren eines Magneten nach der Montage des Permanentmagneten an klauenförmigen Magnetpolen durch Einfügen von Flansch-Bereichen 133 der klauenförmigen Magnetpole 131 zwischen dem Permanentmagneten 33 und einem Flügelbereich 343, der auf dem Magnethalter 34 ausgebildet ist, so dass er auf einer äußeren Seite in Bezug auf den Permanentmagnet 33 in einer Radialrichtung des Rotors lokalisiert ist. Im Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten wird der Permanentmagnet 33 zu den Flansch-Bereichen 133 durch Einfügen der Flansch-Bereiche 133 zwischen dem Permanentmagnet 33 und dem Flügelbereich 343 gedrückt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Drehelektromaschine.
Beschreibung verwandten Stands der Technik
Bislang ist eine Drehelektromaschine bekannt gewesen, die eine Struktur derart aufweist, dass im Rotor jeder der Permanentmagneten in die auf den Seitenoberflächen der klauenförmigen Magnetpole gebildeten Rillen eingeführt wird und die Permanentmagnete zwischen den klauenförmigen Magnetpolen erhalten werden (siehe beispielsweise japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Übersetzung von PCT-Anmeldung) Nr. 2009-538107 ).
Um die Permanentmagneten zwischen den Rillen einzuführen, werden jedoch die Abmessungen jeder der Rillen größer als die Abmessungen jeder der Permanentmagneten in Radialrichtung des Rotors eingestellt. Folglich gibt es das Problem, dass die Permanentmagneten nicht präzise positioniert werden können, in Bezug auf die klauenförmigen Magnetpole, in der Radialrichtung des Rotors.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das oben beschriebene Problem zu lösen und hat als Aufgabe die Bereitstellung eines Verfahrens der Herstellung eines Rotors für eine Drehelektromaschine, durch das Verfahren ist ein präziseres Positionieren von Permanentmagneten in Bezug auf klauenförmigen Magnetpolen in einer Radialrichtung eines Rotors verfügbar.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Drehelektromaschine bereitgestellt, welches die Schritte umfasst: Montieren eines Permanentmagneten in einen Magnethalter; und zeitweiliges Fixieren eines Magneten nach der Montage des Permanentmagneten an klauenförmigen Magnetpolen durch Einfügen von Flansch-Bereichen der klauenförmigen Magnetpole zwischen dem Permanentmagneten und einen Flügelteil, der auf dem Magnethalter so gebildet ist, dass er auf einer äußeren Seite in Bezug auf den Permanentmagneten in einer Radialrichtung des Rotors lokalisiert ist, wobei in dem Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten der Permanentmagnet zu den Flansch-Bereichen durch Einfügen der Flansch-Bereiche zwischen dem Permanentmagneten und dem Flügelbereich gedrückt wird.
Gemäß dem Verfahren der Herstellung eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Flansch-Bereiche der klauenförmigen Magnetpole, die aneinander angrenzen, zwischen den Permanentmagneten und dem Flügelbereich des Magnethalters eingefügt, um dadurch den Permanentmagneten zu den Flansch-Bereichen zu drücken. Mit dieser Struktur kann die Positionierung des Permanentmagneten in Bezug auf die klauenförmigen Magnetpole in der Radialrichtung des Rotors präziser erzielt werden.
Figurenliste

1 ist eine Frontansicht zum Illustrieren einer Drehelektromaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht längs der Linie II-II von 1 bei Sicht von den Pfeilen aus.
3 ist eine Seitenansicht zum Illustrieren eines Rotors von 2.
4 ist eine vergrößerte Ansicht zum Illustrieren eines Hauptteils des Rotors von 3.
5 ist eine Perspektivansicht zum Illustrieren eines Permanentmagneten vor der Anordnung zwischen dem klauenförmigen Magnetpol von 3, die aneinander angrenzen.
6 ist eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI von 4 bei Sicht von den Pfeilen aus.
7 ist eine Schnittansicht längs der Linie VII-VII von 4 bei Sicht von den Pfeilen aus.
8 ist eine Ansicht zum Illustrieren eines Zustands vor Anordnungen des Permanentmagneten und eines Magnethalters von 7 zwischen den klauenförmigen Magnetpolen, die aneinander angrenzend sind.
9 ist eine Ansicht zum Illustrieren eines Zustands nach Abschneiden eines Flügelbereichs von 6.
10 ist ein Flussdiagramm zum Illustrieren eines Verfahrens der Herstellung des Rotors von 3.
11 ist eine Perspektivansicht zum Illustrieren eines Hauptteils eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Schnittansicht zum Illustrieren eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß einer dritten Ausführungsform.
13 ist eine Schnittansicht zum Illustrieren eines Zustands, in welchem ein vorragender Bereich von 11 kollabiert ist.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Nachfolgend wird eine Drehelektromaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Frontansicht zum Illustrieren der Drehelektromaschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie II-II von 1 bei Sicht von den Pfeilen aus. In 1 und 2 beinhaltet die Drehelektromaschine 1 einen Drehelektromaschinen-Hauptteil 2 und eine Steuerung 3 die an dem Drehelektromaschinen-Hauptteil 2 montiert ist. Die Drehelektromaschine 1 ist eine Drehelektromaschine vom steuerungsintegrierten Typ. Die Drehelektromaschine 1 ist beispielsweise in einem Fahrzeug zu montieren, welches durch einen Verbrennungsmotor anzutreiben ist. In der ersten Ausführungsform ist die Drehelektromaschine 1 ein Bürstenwechselstrom-Motorgenerator, der eine Art von Wechselstrom-Motorgenerator ist. In der nachfolgenden Beschreibung werden dieselben oder entsprechende Komponenten oder Bereiche durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
Der Drehelektromaschinen-Hauptteil 2 beinhaltet einen Stator 4, einen Rotor 5 und ein Gehäuse 6. Der Stator 4 weist eine zylindrische Form auf. Der Rotor 5 ist in einem inneren Raum des Stators 4 angeordnet und ist in Bezug auf den Stator 4 drehbar. Das Gehäuse 6 ist konfiguriert, den Stator 4 und den Rotor 5 zu unterdrücken. Im unten beschriebenen Beispiel bedeutet der Ausdruck „Axialrichtung“ eine axiale Richtung des Rotors 5, so bedeutet der Ausdruck „Umfangsrichtung“ eine Umfangsrichtung des Rotors 5 und bedeutet der Ausdruck „Radialrichtung“ eine radiale Richtung des Rotors 5.
Das Gehäuse 6 beinhaltet eine Frontklammer 7, eine Rückklammer 8 und Befestigungselemente 9. Die Rückklammer 8 ist so vorgesehen, dass sie der Frontklammer 7 in Axialrichtung gegenüberliegt. Die Befestigungselemente 9 sind zwischen der Frontklammer 7 und der Rückklammer 8 vorgesehen, so dass sie darin eingeführt sind.
Der Stator 4 ist zwischen der Frontklammer 7 und der Rückklammer 8 in Axialrichtung angeordnet. Die Befestigungselemente 9 sind konfiguriert, die Frontklammer 7 und die Rückklammer 8 in einer Richtung so zu befestigen, dass die Frontklammer 7 und die Rückklammer 8 näher aneinander in Axialrichtung gebracht werden. Die Frontklammer 7 und die Rückklammer 8 werden in Axialrichtung so befestigt, dass der Stator 4 zwischen der Frontklammer 7 und der Rückklammer 8 gehalten wird. Eine Vielzahl von Bolzen dient als die Befestigungselemente 9.
Sowohl die Frontklammer 7 als auch die Rückklammer 8 bestehen aus Metall. Jede von der Frontklammer 7 und der Rückklammer 8 wird in einer schüsselartigen Form gebildet. Eine Vielzahl von Einlasslöchern (nicht gezeigt) sind in jedem eines Bodens der Frontklammer 7 und eines Bodens der Rückklammer 8 gebildet. Eine Vielzahl von Entladungslöchern (nicht gezeigt) sind in jedem Schulterbereich der Frontklammer 7 und Schulterbereich der Rückklammer 8 gebildet.
Der Stator 4 beinhaltet einen Statorkern 10 und eine Statorwicklung 11. Der Statorkern 10 weist eine zylindrische Form auf. Die Statorwicklung 11 ist auf dem Statorkern 10 vorgesehen. Der Statorkern 10 ist zwischen der Frontklammer 7 und der Rückklammer 8 eingefügt. Die Frontklammer 7, der Statorkern 10 und die Rückklammer 8 sind miteinander durch die Befestigungselemente 9 befestigt. Mit dieser Struktur wird der Statorkern 10 zwischen der Frontklammer 7 und der Rückklammer 8 gehalten. Die Statorwicklung 11 dient als eine Ankerwicklung der Drehelektromaschine 1. Die Statorwicklung 11 beinhaltet eine Vielzahl von Wicklungsbereichen. Die Statorwicklung 11 ist aus zumindest einer Drei-Phasen-Wicklung gebildet, die durch Verbinden der Vielzahl von Wicklungsbereichen in einer Sternverbindungskonfiguration oder einer Deltaverbindungskonfiguration gebildet werden.
Der Rotor 5 beinhaltet eine Rotorwelle 12, ein Paar von Rotorkernen 13 und eine Rotorwicklung 14. Die Rotorwelle 12 ist so angeordnet, dass sie sich in der Axialrichtung erstreckt. Der Paar von Rotorkernen 13 ist an einem Zwischenbereich der Rotorwelle 12 in axialer Richtung fixiert. Die Rotorwicklung 14 ist auf einem Paar von Rotorkernen 13 vorgesehen. Die Rotorwicklung 14 dient als eine Feldwicklung der Drehelektromaschine 1. Das Paar von Rotorkernen 13 bildet einen sogenannten klauenförmigen Typ-Magnetpol. Das Paar von Rotorkernen 13 besteht aus Eisen. Jeder der Rotorkerne 13 hat acht klauenförmige Magnetpole 131. Die acht klauenförmigen Magnetpole 131 sind Seit-an-Seit in gleichwinkligen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet. Die klauenförmigen Magnetpole 131 eines der Rotorkerne 13 erstrecken sich in der axialen Richtung zu einem anderen der Rotorkerne 13. Die klauenförmigen Magnetpole 131 eines anderen der Rotorkerne 13 erstreckt sich in der Axialrichtung zu einem Rotorkern 13. Die klauenförmigen Magnetpole 131 des einen Rotorkerns 13 und die klauenförmigen Magnetpole 131 des anderen Rotorkerns 13 sind im Wesentlichen alternativ in Umfangsrichtung angeordnet. Die Rotorrichtung 14 ist von dem Paar von Rotorkernen 13 umgeben.
Der Drehelektromaschinen-Hauptteil 2 beinhaltet ein Paar von Lagern 15, die an der Frontklammer 7 bzw. der Rückklammer 8 vorgesehen sind. Die Rotorwelle 12 ist konfiguriert, die Frontklammer 7 und die Rückklammer 8 zu passieren. Die Rotorwelle 12 ist in der Frontklammer 7 und der Rückklammer 8 über Vermittlung eines Paars von Lagern 15 gehaltert, um so frei rotierbar zu sein.
Ein äußerer Peripheriebereich des Paars von Rotorkernen 13 ist so angeordnet, dass er gegenüberliegt einem inneren Peripheriebereich des Stators 4, über einen Abstand, der eine eingestellte Dimension dazwischen aufweist. Der Drehelektromaschinen-Hauptteil 2 beinhaltet ein Paar von Kühllüfter 16. Die Kühllüfter 16 sind jeweils an axialen Enden der Rotorkerne 13 angeordnet. Die Kühllüfter 16 sind jeweils an den Rotorkernen 13 fixiert. Mit dieser Struktur, wenn der Rotor 5 rotiert wird, wird das Paar von Kühllüftern 16 zusammen mit dem Rotor 5 rotiert.
Der Drehelektromaschinen-Hauptteil 2 beinhaltet ein an einem axialen Ende der Rotorwelle 12 vorgesehene Riemenscheibe 17, die auf der Seite näher an der Frontklammer 7 lokalisiert ist. Die Riemenscheibe 17 ist an der Rotorwelle 12 fixiert. Ein (nicht gezeigter) Antriebsriemen, der in Konjunktion mit einer Drehwelle eines Verbrennungsmotors, der im Fahrzeug montiert ist, zu bewegen ist, wird über die Riemenscheibe 17 eingeschleift. Leistung wird zwischen der Drehelektromaschine 1 und dem Verbrennungsmotor durch Vermittlung des Treibriemens gesendet und empfangen.
Der Drehelektromaschinen-Hauptteil 2 beinhaltet eine Drehpositions-Detektionsvorrichtung 18, der an einem Teil der Rotorwelle 12 vorgesehen ist, die auf der Seite näher an der Rückklammer 8 lokalisiert ist. Die Drehpositions-Detektionsvorrichtung 18 ist konfiguriert, ein Signal gemäß der Rotation der Rotorwelle 12 zu erzeugen.
Der Drehelektromaschinen-Hauptteil 2 beinhaltet ein Paar von Schleifringen 19, die an einem Teil der Rotorwelle 12 vorgesehen sind, welcher auf der Seite näher an der Rückklammer 8 lokalisiert ist. Jeder der Schleifringe 19 ist elektrisch mit der Rotorwicklung 14 verbunden. Jeder der Schleifringe 19 ist an der Rotorwelle 12 fixiert. Jeder der Schleifringe 19 ist in einer ringförmigen Form ausgebildet, welche einen äußeren Peripheriebereich der Rotorwelle 12 umgibt. Jeder der Schleifringe 19 ist aus einem elektrischen leitfähigen Element gebildet.
Der Drehelektromaschinen-Hauptteil 2 beinhaltet ein Paar von Bürsten 20, einen Bürstenhalter 21 und ein Paar von Federn 22. Jede der Bürsten 20 ist aus einem elektrisch leitfähigen Element gebildet, der Bürstenhalter 21 ist an der Rückklammer 8 fixiert und ist konfiguriert, das Paar von Bürsten 20 zu halten. Die Federn 22 sind so vorgesehen, dass sie jeweils den Bürsten 20 entsprechen. Die Bürsten 20 werden in Kontakt mit den Schleifringen 19 auf Eins-zu-Eins-Basis gebracht. Das Paar von Federn 22 drückt das Paar von Bürsten 20 in eine Richtung, so dass die Bürsten 20 in Kontakt mit den Schleifringen 19 jeweils gebracht werden. Die Schleifringe 19 sind konfiguriert, gegenüber den Bürsten 20 zusammen mit der Rotation des Rotors 5 zu gleiten. Ein Feldstrom wird der Rotorwicklung 14 über die Bürsten 20 und die Schleifringe 19 zugeführt.
Die Steuerung 3 beinhaltet zwei Strommodulstrukturen 23 und eine Feldschaltungseinheit 24. Die zwei Strommodulstrukturen 23 sind elektrisch mit der Statorwicklung 11 verbunden. Die Feldschaltungseinheit 24 ist konfiguriert, den Feldstrom, der durch Regulieren eines Gleichstroms aus einer als einer Gleichstromversorgung vorgesehenen Fahrzeugbatterie erhalten wird, an die Rotorwicklung 14 zu liefern.
Weiter beinhaltet die Steuerung 3 eine Steuerschaltungseinheit 25 und zwei Signalrelaisvorrichtungen 26. Die Steuerschaltungseinheit 25 ist konfiguriert, jede der Strommodulstrukturen 23 und die Feldschaltungseinheit 24 zu steuern. Die zwei Signalrelaisvorrichtungen 26 sind konfiguriert, ein Steuersignal zwischen den Strommodulstrukturen 23 und der Feldschaltungseinheit 24, und der Steuerschaltungseinheit 25 zu senden und zu empfangen.
Die Steuerung 3 beinhaltet einen Verbinder 27 für externe Verbindung, der mit der Steuerschaltungseinheit 25 verbunden ist. Das Signal wird zwischen der Steuerschaltungseinheit 25 und einer externen Vorrichtung über den Verbinder 27 gesendet und empfangen. Als die externe Vorrichtung, die konfiguriert ist, das Signal und aus der Steuerschaltungseinheit 25 zu senden und zu empfangen, wird beispielsweise eine Steuereinheit für den Verbrennungsmotor angegeben.
Die Steuerung 3 ist an einem axialen Ende der Rückklammer 8 fixiert. Der Drehelektromaschinen-Hauptteil 2 beinhaltet eine Abdeckung 28, die konfiguriert ist, die Steuerung 3 abzudecken. Die Abdeckung 28 besteht aus einem isolierenden Polymer. Es ist anzumerken, dass in 1 die Abdeckung 28 nicht illustriert ist.
Die Steuerschaltungseinheit 25 beinhaltet eine Steuerplatine 251 und ein Polymerteil 252. Die Steuerplatine 251 beinhaltet eine Steuerschaltung. Der Polymerteil 252 ist konfiguriert, die Steuerplatine 251 zu schützen. Das Signal aus der Drehpositions-Detektionsvorrichtung 18 wird an die Steuerschaltungseinheit 25 über die Signalrelaisvorrichtungen 26 gesendet. Das Signal aus der externen Vorrichtung wird an die Steuerschaltungseinheit 25 über den Verbinder 27 gesendet. Die Steuerschaltungseinheit 25 führt eine Schaltsteuerung für Schalten von Elementen jeweils an der Feldschaltungseinheit 24 und den Strommodulstrukturen 32 vorgesehen sind, basierend auf dem Signal aus der Drehpositions-Detektionsvorrichtung 18 und dem Signal aus der externen Vorrichtung durch.
Die Feldschaltungseinheit 24 ist aus einer elektrischen Komponente gebildet. Als die elektrische Komponente, welche die Feldschaltungseinheit 24 bildet, wird ein Schaltelement exemplifiziert, das mit einem Gießpolymer vergossen ist. Die Schaltsteuerung wird für die Feldschalteinheit 24 durch die Steuerschaltungseinheit 25 durchgeführt. Auf diese Weise wird der, der Rotorwicklung 24 zuzuführende Feldstrom reguliert.
Die Steuerung 3 beinhaltet einen Kühlkörper 29, der an der Feldschaltungseinheit 24 vorgesehen ist. Der Kühlkörper 29 beinhaltet Kühlrippen 291. Der durch die Feldschaltungseinheit 24 regulierte Feldstrom wird der Rotorwicklung 14 zugeführt. Als Ergebnis wird ein Gleichstrommagnetfeld in der Rotorwicklung 14 erzeugt. Der Magnetfluss in dem Gleichstrommagnetfeld, das durch die Rotorwicklung 14 erzeugt wird, fließt von einem der Rotorkerne 13 zu einem anderen der Rotorkerne 13. Spezifischer fließt der Magnetfluss aus dem klauenförmigen Magnetpol 131 eines der Rotorkerne 13 zu den klauenförmigen Magnetpolen 131 eines anderen der Rotorkerne 13. Zu dieser Zeit sind die klauenförmigen Magnetpole 131 des einen Rotorkerns 13 und die klauenförmigen Magnetpole 131 des anderen Rotorkerns 13 abwechselnd angrenzend aneinander in der Umfangsrichtung. Wenn der Magnetfluss aus einem der klauenförmigen Magnetpole 131 eines der Rotorkerne 13 zu den anderen der klauenförmigen Magnetpole 131 des anderen Rotorkerns 13 fließt, der daran angrenzt, verlinkt sich der Magnetfluss mit der Statorwicklung 11.
Jede der zwei Strommodulstrukturen 23, welche dieselbe Konfiguration aufweisen, beinhalten ein Strommodul 30. Das Strommodul 30 beinhaltet eine Stromumwandlungsschaltung einschließlich sechs Schaltelementen. Die Stromumwandlungsschaltung fungiert als eine Wechselrichterschaltung, die konfiguriert ist, einen Gleichstrom aus der Batterie in einen Wechselstrom zu konvertieren und dann den Wechselstrom der Statorwicklung 11 zuzuführen. Die Stromumwandlungsschaltung fungiert auch als eine Wandlerschaltung, die konfiguriert ist, einen Wechselstrom aus der Statorwicklung 11 in einen Gleichstrom zum Laden der Batterie und Zuführen des Gleichstroms an eine Fahrzeugvorrichtung umzuwandeln. Als die sechs Schaltelemente, die in der Stromumwandlungsschaltung enthalten sind, werden beispielsweise Leistungstransistoren, Metalloxid-Halbleiterfeldeffekt-Transistoren (MOSFETs) und isolierte Gatterbipolar-Transistoren (IGBTs) angegeben. Die zwei Strommodulstrukturen 23 bilden jede Drei-Phasen-Stromumwandlungsschaltungen entsprechend den zwei Sätzen von Ankerwicklungen auf einer Eins-zu-Eins-Basis.
Jede der Signalrelaisvorrichtungen 26 beinhaltet ein Signalrelaiselement 31 und einen Signalrelaisverbindungsbereich 32. Die Signalrelaiselemente 31 der Signalrelaisvorrichtungen 26 sind elektrisch mit den Strommodulstrukturen 23 und der Feldschaltungseinheit 24 verbunden. Die Signalrelaisverbindungsbereiche 32 sind jeweils an den Signalrelaiselementen 31 vorgesehen und sind mit der Steuerschaltungseinheit 25 verbunden. Die Signale werden zwischen den Strommodulstrukturen 23 und der Feldschaltungseinheit 24, und der Steuerschaltungseinheit 25 über die Signalrelaisvorrichtungen 26 gesendet und empfangen.
Nunmehr wird der Rotor 5 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. 3 ist eine Seitenansicht zum Illustrieren des Rotor 5 von 2. 4 ist eine vergrößerte Ansicht zum Illustrieren eines Hauptteils des Rotors 5 von 3. Die klauenförmigen Magnetpole 131 eines der Rotorkerne 13 und die klauenförmigen Magnetpole 131 eines anderen der Rotorkerne 13 sind abwechselnd in Umfangsrichtung angeordnet. Ein Luftspalt ist zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 131, die aneinander angrenzen, in Umfangsrichtung, in der Umfangsrichtung gebildet. Der Drehelektromaschinen-Hauptteil 2 beinhaltet Permanentmagnete 33, die in den Luftspalten vorgesehen sind, die jede zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 131, die aneinander in Umfangsrichtung angrenzend sind, ausgebildet werden. Mit dieser Struktur wird der Magnetfluss zuverlässiger zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 131 und dem Stator 4 gesendet und empfangen.
In 4 sind nur die klauenförmigen Magnetpole 131 und die Permanentmagneten 33 illustriert. Drei der klauenförmigen Magnetpole 131, die Seite an Seite in Umfangsrichtung angeordnet sind, werden als ein erster klauenförmiger Magnetpol 131a, ein zweiter klauenförmiger Magnetpole 131b bzw. ein dritter klauenförmiger Magnetpol 131c bezeichnet. Der Permanentmagnet 33, der zwischen dem ersten klauenförmigen Magnetpole 131a und dem zweiten klauenförmigen Magnetpol 131b vorgesehen ist, wird als erster Permanentmagnet 33a bezeichnet. Der Permanentmagnet 33, der zwischen dem klauenförmigen Magnetpol 131b und dem dritten klauenförmigen Magnetpol 131c vorgesehen ist, wird als ein zweiter Permanentmagnet 33b bezeichnet. In 4 gibt eine durch den Pfeil A angegebene Richtung eine Vorderseite der Drehelektromaschine 1 an, an welcher die Riemenscheibe 17 angebaut ist und eine durch den Pfeil B angegebene Richtung gibt eine Rückseite der Drehelektromaschine 1 an, an welcher die Steuerung 3 angebaut ist.
5 ist eine Perspektivansicht zum Illustrieren des Permanentmagneten 33 vor seiner Anordnung zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 131 von 3, die aneinander angrenzen. Der Rotor 5 beinhaltet Magnethalter 34, die alle konfiguriert sind, den Permanentmagneten 33 zu halten. Der Magnethalter 34 besteht aus einer nicht-magnetischen Substanz. Als eine nicht-magnetische Substanz zum Bilden des Magnethalters 34 werden beispielsweise ein Polymer und Edelstahl angegeben.
Der Magnethalter 34 beinhaltet einen Halterhauptteil 342 und einen Flügelbereich 343. Der Halterhauptteil 342 weist ein Durchgangloch 341 auf, in welches der Permanentmagnet 33 einzuführen ist. Der Flügelbereich 343 ist am Halterhauptteil 342 vorgesehen. Der Flügelbereich 343 ist angeordnet, gegenüberliegend einer radialäußeren Oberfläche des Permanentmagneten 33 zu sein. Das Durchgangsloch 341 passiert den Halterhauptteil 342 in der Umfangsrichtung. Der Permanentmagnet 33 ist in das Durchgangsloch 341 angepasst. Durch Einführen des Permanentmagneten 33 in das Durchgangsloch 341 wird der Permanentmagnet 33 in Magnethalter 34 montiert. Der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 sind aneinander fixiert. Der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 können auch aneinander durch Bondieren fixiert sein. Wenn der Magnethalter 34 aus einem Polymer hergestellt ist, können der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 aneinander durch integrierendes Vergießen fixiert sein.
6 ist eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI von 4 bei Sicht von den Pfeilen aus. In 6 ist der Magnethalter 34 illustriert. In 6 sind der erste klauenförmigen Magnetpol 131a, der zweite klauenförmigen Magnetpol 131b und der erste Permanentmagnet 33a von 4 illustriert. Der klauenförmigen Magnetpol 131 beinhaltet einen Magnetpolhauptteil 132 und Flansch-Bereich 133. Der Magnetpolhauptteil 132 grenzt an den Permanentmagneten 33 in der Umfangsrichtung an. Die Flansch-Bereiche 133 sind an einem radial äußeren Bereich des Magnetpolhauptteils 132 gebildet, um sich so aus dem Magnetpolhauptteil 132 in der Umfangsrichtung zu erstrecken. Der Magnetpolhauptteil 132 des ersten klauenförmigen Magnetpols 131a wird als ein erster Magnetpolhauptteil 132a bezeichnet, und eine der Flansch-Bereiche 133 des ersten klauenförmigen Magnetpols 131a, der auf der Seite näher am Permanentmagneten 33 lokalisiert ist, wird als der erste Flansch-Bereich 133a bezeichnet. Der Magnetpolhauptteil 132 des zweiten klauenförmigen Magnetpols 131b wird als ein zweiter Magnetpolhauptteil 132b bezeichnet und einer der Flansch-Bereiche 133 des zweiten klauenförmigen Magnetpols 131b, der auf der Seite näher an dem Permanentmagneten 33 lokalisiert ist, wird als ein zweiter Flansch-Bereich 133b bezeichnet. Der erste Flansch-Bereich 133a erstreckt sich vom ersten Magnetpolhauptteil 132a zum zweiten Flansch-Bereich 133b. Der zweite Flansch-Bereich 133b erstreckt sich vom zweiten Magnetpolhauptteil 132b zum ersten Flansch-Bereich 133a.
Die Flansch-Bereiche 133 der klauenförmigen Magnetpole 131 die aneinander angrenzen, sind zwischen dem Permanentmagneten 33 und dem Flügelbereich 343 angeordnet. Die Flansch-Bereiche 133 sind konfiguriert, die radial auswärtsgehende Bewegung des Permanentmagneten 33, welche durch eine Zentrifugalkraft verursacht werden kann, zu beschränken. Mit der Anordnung der Flansch-Bereiche 133 zwischen dem Permanentmagneten 33 und dem Flügelbereich 343 wird der Permanentmagnet 33 zu den Flansch-Bereichen 133 gedrückt. Als Ergebnis wird der Permanentmagnet 33 zeitweilig an dem klauenförmigen Magnetpolen 131 fixiert. Weiter wird der Permanentmagnet 33 permanent in engem Kontakt mit den Flansch-Bereichen 133 mit einer elastischen Kraft des Flügelbereichs 343 gehalten. Der erste Permanentmagnet 33a ist in engem Kontakt mit den Flanschbereiche 133 mit einer elastischen Kraft des Flügelbereichs 343 festgehalten. Als Ergebnis wird eine Leckage des Magnetflusses zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 131, welche aneinander in Umfangsrichtung angrenzen, reduziert.
7 ist eine Schnittansicht längs der Linie VII-VII von 4 bei Sicht von den Pfeilen aus. 8 ist eine Ansicht zum Illustrieren eines Zustands, bevor der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 131 angeordnet sind, die aneinander angrenzen. Der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 sind zwischen den klauenförmigen Magnetpol klauenförmigen Magnetpolen 131, die aneinander angrenzend sind, in einem Zustand, in welchem der Flügelbereich 343 abgelenkt ist, angeordnet. Zu dieser Zeit werden der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 längs den Flansch-Bereichen 133 bewegt. Weiter werden die Flansch-Bereiche 133 zwischen dem Permanentmagneten 33 und dem Flügelbereich 343 eingeführt.
Der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 werden stationär an eingestellten Positionen zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 131, die aneinander angrenzen, gehalten. Zu dieser Zeit werden die Flansch-Bereiche 133, die aneinander angrenzen, zwischen dem Permanentmagnet 33 und dem Magnethalter 34 eingefügt, mit einer elastischen Kraft, welche durch Ablenkung des Flügelbereichs 343 erzeugt wird. Daher wird eine Reibungskraft zwischen dem Permanentmagnet 33 und dem Magnethalter 34 erzeugt und den Flansch-Bereichen 133. Als Ergebnis, wenn der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 mit einer größeren Kraft als der Reibungskraft gedrückt werden, werden der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 in Bezug auf die Flansch-Bereiche 133 bewegt. Derweil wird in einem, in einem Herstellprozess für die Drehelektromaschine 1 enthaltenen Lieferschritt verhindert, dass der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 in Bezug auf die Flansch-Bereiche 133 bewegt werden.
Der Flügelbereich 343 und die Flansch-Bereiche 133 können aneinander fixiert sein, nachdem der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 an den eingestellten Positionen zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 131, die aneinander angrenzen, angeordnet sind, so dass der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 und die Flansch-Bereiche 133 zeitweilig aneinander fixiert sind. Als ein Verfahren zum Fixieren des Flügelbereichs 343 und der Flansch-Bereiche 133 wird beispielsweise Adhäsion und Schweißen angegeben. Unter dem oben erwähnten Zustand wird ein Adhäsiv zwischen dem Permanentmagnet 33 und dem Magnethalter 34 und den Flansch-Bereichen 133 aufgebracht. Dann wird das Adhäsiv so ausgehärtet, dass der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 an den eingestellten Positionen in Bezug auf die Flansch-Bereiche 133 fixiert sind. Als Adhäsiv wird beispielsweise eine Firnis angegeben.
9 ist eine Ansicht zum Illustrieren eines Zustands nachdem der Flügelbereich 343 von 6 abgeschnitten ist. Nachdem das Adhäsiv ausgehärtet ist, wird ein unnötiger Bereich einschließlich des Flügelbereichs 343 des Magnethalters 34 durch Bearbeitung abgeschnitten. Auf diese Weise wird der unnötige Bereich entfernt. Als Ergebnis wird ein Volumen des Magnethalters 34 reduziert, wodurch man in der Lage ist, einen Anstieg beim Gewicht des Rotors 5 zu unterdrücken. Als der Magnethalter 34 bleibt nur der Halterhauptteil 342 übrig.
Wenn die klauenförmigen Magnetpole 131 durch Schmieden hergestellt werden, kann ein unnötiger Bereich, der auf einer radial äußeren Seite jedes der klauenförmigen Magnetpole 131 existiert, zusammen mit dem Flügelbereich 343 gleichzeitig abgeschnitten werden. Auf diese Weise kann die Genauigkeit einer radialen Abmessung des Rotors 5 verbessert werden. Weiter kann die Oberflächenrauheit einer radial äußeren Oberfläche des Rotors 5 verbessert werden.
Nunmehr wird eine Prozedur des Herstellens des Rotors 5 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. 10 ist ein Flussdiagramm zum Illustrieren eines Verfahrens zur Herstellung des Rotors 5 von 3. Zuerst wird ein Schritt des Montierens eines Magneten ausgeführt. Der Schritt des Montierens eines Magneten entspricht Schritt S1. Im Schritt des Montierens des Magneten wird der Permanentmagnet 33 in dem Magnethalter 34 montiert, wie in 5 illustriert.
Danach wird ein Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten ausgeführt. Der Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten entspricht Schritt S2. Im Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten werden die Flansch-Bereiche 133 der klauenförmigen Magnetpole 131 zwischen dem Permanentmagnet 33 und dem Flügelbereich 343 des Magnethalters 34 eingesetzt, um zeitweilig den Permanentmagneten an den klauenförmigen Magnetpolen 131 zu fixieren. Als Ergebnis kann der Permanentmagnet 33 präzise in Bezug auf die klauenförmigen Magnetpole 131 in der radialen Richtung positioniert werden.
Danach wird ein Schritt des Fixierens des Magneten ausgeführt. Der Schritt des Fixierens des Magneten entspricht Schritt S3. Im Schritt des Fixierens des Magneten wird das Adhäsiv zwischen dem Permanentmagneten 33 und dem Magnethalter 34 und den Flansch-Bereichen 133 aufgebracht. Dann wird das Adhäsiv gehärtet. Als Ergebnis werden der Permanentmagnet 33 und die klauenförmigen Magnetpole 131 aneinander fixiert.
Danach wird ein Schritt des Entfernens eines unnötigen Bereichs entsprechend Schritt S4 ausgeführt. In dem Entfernungsschritt des unnötigen Bereichs wird der notwendige Bereich, der den Flügelbereich 343 des Magnethalters 34 enthält, und der unnötige Bereich, der auf der radial äußeren Seite jedes der klauenförmigen Magnetpole 131 vorhanden ist, durch Bearbeitung entfernt. Auf diese Weise kann ein Anstieg beim Gewicht des Rotors 5 reduziert werden. Weiter kann die Genauigkeit der radialen Abmessung des Rotors 5 verbessert werden. Noch weiter kann die Oberflächenrauheit der radial äußeren Oberfläche des Rotors 5 verbessert werden. Durch die oben beschriebenen Schritte wird die Prozedur der Herstellung des Rotors 5 beendet.
Wie oben beschrieben, werden bei dem Verfahren der Herstellung des Rotors 5 für die Drehelektromaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten die Flansch-Bereiche 133 zwischen dem Permanentmagnet 33 und dem Flügelbereich 343 eingefügt. Als Ergebnis wird der Permanentmagnet 33 zu den Flansch-Bereichen 133 gedrückt. Auf diese Weise wird der Permanentmagnet 33 als Einstellposition in Bezug auf die klauenförmigen Magnetpole 131 angeordnet. Als Ergebnis kann der Permanentmagnet 33 präziser in Bezug auf die klauenförmigen Magnetpole 131 in der Radialrichtung positioniert werden.
Der Flügelbereich 343 besteht aus der nicht-magnetischen Substanz. Als Ergebnis kann der nachteilige Effekt auf den Magnetfluss, der die klauenförmigen Magnetpole 131 passiert, die aneinander in Umfangsrichtung angrenzen, unterdrückt werden.
Im Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten wird der Permanentmagnet 33 zu den Flansch-Bereichen 133 unter Verwendung der elastischen Kraft des Flügelbereichs 343 gedrückt. Als Ergebnis kann der Permanentmagnet 33 zuverlässiger in engem Kontakt mit dem Flansch-Bereichen 133 gehalten werden.
Im Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten werden der Flügelbereich 343 und die Flansch-Bereiche 133 aneinander fixiert. Als Ergebnis kann der Permanentmagnet 33 fester an den klauenförmigen Magnetpolen 131 fixiert werden.
Das Verfahren der Herstellung des Rotors 5 für die Drehelektromaschine 1 beinhaltet, nach dem Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten, den Schritt des Fixierens des Permanentmagneten 33 und der klauenförmigen Magnetpole 131 aneinander über das Adhäsiv. Auf diese Weise kann die Position des Permanentmagneten in Bezug auf die klauenförmigen Magnetpole 131 aufrechterhalten werden.
Das Verfahren der Herstellung des Rotors 5 für die Drehelektromaschine 1 beinhaltet nach dem Schritt des Fixierens des Magneten, den Schritt des Entfernens des Flügelbereichs 343, der ein unnötiger Bereich ist. Als Ergebnis wird das Volumen des Magnethalters 34 reduziert, um die Unterdrückung bei einem Anstieg des Gewichts des Rotors 5 zu ermöglichen.
Beim Schritt des Entfernens des unnötigen Bereichs wird der auf der radial äußeren Seite jedes der klauenförmigen Magnetpole 131 existierende unnötige Bereich zusammen mit dem Flügelbereich 343 entfernt. Als Ergebnis kann die Genauigkeit der Radialabmessung des Rotors 5 verbessert werden. Weiter kann die Oberflächenrauheit der radial äußeren Oberfläche des Rotors 5 verbessert werden.
Zweite Ausführungsform
11 ist eine Perspektivansicht zum Illustrieren eines Hauptteils eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 11 sind nur der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 illustriert. Der Magnethalter 34 beinhaltet den Halterhauptteil 342, den Flügelbereich 343 und Führungsbereich 344. Der Flügelbereich 343 ist an einem radial äußeren Bereich des Halterhauptteils 342 vorgesehen. Die Führungsbereiche 344 sind an Axialenden des Flügelbereichs 343 gebildet. Die Führungsbereiche 344 werden so ausgebildet, dass sie vom Halterhauptteil 342 in der Axialrichtung weg von dem Flügelbereich 343 getrennt sind. Als Ergebnis, wenn der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 längs der Flansch-Bereiche 133 bewegt werden, wird verhindert, dass der Flügelbereich 343 auf irgendeinem der Flansch-Bereiche 133 gefangen wird. Die verbleibende Konfiguration ist die gleiche wie diejenige in der ersten Ausführungsform.
Wie oben beschrieben, beinhaltet beim Verfahren des Herstellens des Rotors 5 für die Drehelektromaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Magnethalter 34 die Führungsbereiche 344, die so ausgebildet sind, dass sie vom Halterhauptteil 342 in der Axialrichtung weg vom Flügelbereich 343 getrennt sind. Als Ergebnis kann der Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten leicht ausgeführt werden.
Dritte Ausführungsform
12 ist eine Schnittansicht zum Illustrieren eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Magnethalter 34 beinhaltet den Halterhauptteil 342 und einen vorragenden Bereich 345. Der vorragende Bereich 345 erstreckt sich radial auswärts von einem radial äußeren Ende des Halterhauptteils 342. Der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 sind zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 131, die aneinander angrenzen, eingeführt.
13 ist eine Schnittansicht zum Illustrieren eines Zustands, in welchem der vorragende Bereich 345 von 11 kollabiert ist. Im Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten, nachdem der Permanentmagnet 33 und der Magnethalter 34 zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 131, die aneinander angrenzen, eingeführt werden, wird der vorragende Bereich 345 radial einwärts gedrückt, so dass er kollabiert. Als Ergebnis wird der vorragende Bereich 345 so deformiert, dass der Magnethalter 34 den Flügelbereich 343 aufweist. Die verbleibende Konfiguration ist die gleiche wie diejenige in der ersten Ausführungsform.
Wie oben beschrieben, gemäß dem Verfahren des Herstellens des Rotors für die Drehelektromaschine gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, im Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten, wird der Flügelbereich 343 durch Deformieren des vorragenden Bereichs 345 des Magnethalters 34 gebildet. Als Ergebnis kann der Schritt des zeitweiligen Fixieren des Magneten leicht ausgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009538107 [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Drehelektromaschine, umfassend die Schritte: Montieren eines Permanentmagneten (33) in einen Magnethalter (34); und zeitweiliges Fixieren eines Magneten nach der Montage des Permanentmagneten (33) an klauenförmigen Magnetpolen (131) durch Einfügen von Flansch-Bereichen (133) der klauenförmigen Magnetpole (131) zwischen dem Permanentmagneten (33) und einen Flügelteil (343), der auf dem Magnethalter (34) so gebildet ist, dass er auf einer äußeren Seite in Bezug auf den Permanentmagneten (33) in einer Radialrichtung des Rotors lokalisiert ist, wobei in dem Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten der Permanentmagnet (33) zu den Flansch-Bereichen (133) durch Einfügen der Flansch-Bereiche (133) zwischen dem Permanentmagneten (33) und dem Flügelbereich (343) gedrückt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß Anspruch 1, wobei der Flügelbereich (343) aus einer nicht-magnetischen Substanz hergestellt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Magnet-Zeitweilig-Fixierschritt der Permanentmagnet (33) zu Flansch-Bereichen (133) unter Verwendung einer elastischen Kraft des Flügelbereichs (343) gedrückt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten der Flügelbereich (343) und die Flansch-Bereiche (133) aneinander fixiert sind.
Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend, nach dem Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten, einen Schritt des Fixierens des Permanentmagneten (33) und der klauenförmigen Magnetpole (131) aneinander unter Verwendung eines Adhäsivs.
Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß Anspruch 5, weiter umfassend, nach dem Schritt des Fixierens des Magneten, einen Schritt des Entfernens eines unnötigen Flügelbereichs.
Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß Anspruch 6, wobei im Schritt des Entfernens des unnötigen Bereichs ein auf einer radial äußeren Seite jedes der klauenförmigen Magnetpole (131) existierender unnötiger Bereich zusammen mit dem Flügelbereich (343) entfernt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Drehelektromaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei im Schritt des zeitweiligen Fixierens des Magneten der Flügelbereich (343) durch Deformieren eines vorragenden Bereiches (345) gebildet wird, der auf dem Magnethalter (34) so gebildet wird, dass er auf einer äußeren Seite in Bezug auf dem Permanentmagneten (33) in der Radialrichtung lokalisiert ist.