DE102020214664A1 - Rotor eines axialflussmotors - Google Patents

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Abstract

Der Rotor eines Axialflussmotors reduziert Rastmoment und Drehmomentwelligkeit und ist gegenüber einem Stator angeordnet. Der Rotor umfasst: eine Drehwelle; einen Rotorkern, mit dem die Drehwelle verbunden ist, indem sie durch eine Mitte des Rotorkerns hindurchgeht; eine Mehrzahl von Sitznuten, die auf einer dem Stator zugewandten Oberfläche des Rotorkerns konkav ausgebildet sind, während sie entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns gleichmäßig voneinander beabstandet sind; und eine Mehrzahl von Vorsprüngen, die an der Innenwandfläche jeder der Mehrzahl von Sitznuten ausgebildet sind, so dass die Mehrzahl von Vorsprüngen einer Mitte jeder der Mehrzahl von Sitznuten zugewandt ist; und eine Mehrzahl von Magneten, die in eine zugeordnete der Mehrzahl von Sitznuten gepresst und mit dieser verbunden sind, während sie die Mehrzahl von Vorsprüngen des Rotorkerns plastisch verformen.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rotor eines Axialflussmotors.
  • HINTERGRUND
  • Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung und stellen möglicherweise keinen Stand der Technik dar.
  • Im Allgemeinen ist ein Motor eine Kraftmaschine, die durch eine elektrische Wechselwirkung zwischen einem Rotor und einem Stator eine Drehwelle dreht.
  • Die Motoren werden nach der Richtung des magnetischen Flusses in einen Radialflussmotor und einen Axialflussmotor eingeteilt.
  • Beim Radialflussmotor befindet sich ein Rotor innerhalb eines Stators, und der Rotor und der Stator sind einander gegenüberliegend mit einem Spalt dazwischen entlang einer radialen Richtung orthogonal zu einer Achse angeordnet.
  • Beim Axialflussmotor hingegen sind ein Stator und ein Kern eines Rotors so voneinander beabstandet angeordnet, dass ein vorbestimmter Spalt in axialer Richtung gebildet wird. Auf diese Weise wird die Welle des Motors unter Verwendung von Anziehungskraft und Abstoßungskraft gedreht, die zwischen dem im Stator erzeugten Magnetfluss und dem Magnetfluss des am Rotor befestigten Magneten erzeugt werden.
  • Andererseits nimmt beim Axialflussmotor mit zunehmendem Abstand zwischen der Stirnfläche des Stators und der Stirnfläche des Magneten der Abstand des Spaltes von einem Pfad, durch den der magnetische Fluss fließt, zu, wodurch die Leistung des Motors stark reduziert wird. Darüber hinaus wird die gegenüberliegende Oberfläche des Stators und eines einzelnen Magneten durch den Spalt mit einer Abweichung voneinander entfernt. Wenn die Spaltabstandsabweichungen zwischen der Stirnfläche des Stators und den Magneten groß sind, nehmen das Rastmoment und die Drehmomentwelligkeit zu.
  • Unterdessen gibt es zwischen dem Stator und dem Rotor einen idealen Magnetflusspfad; wenn jedoch der vom Magneten erzeugte Magnetfluss zum Rotorkern (einem Teil, an dem die Magnete befestigt sind) durchsickert, weicht der Pfad des Magnetflusses vom idealen Magnetflusspfad ab. Infolgedessen kann es vorkommen, dass die Gesamtmenge des magnetischen Flusses der Magnete nicht vollständig für die Motordrehung genutzt wird. Dementsprechend wird die Leistung des Motors reduziert.
  • Andererseits wird bei der Herstellung des Rotors zur Kopplung einer Mehrzahl von Magneten an den Kern ein Klebstoff oder ein separates Trägerelement oder eine Frontabdeckung verwendet.
  • Alternativ dazu wird der Magnet in einem Zustand, in dem sowohl der Kern als auch der Magnet in die Form eingelegt sind, durch Einspritzen eines Polymermaterials mit dem Kern verbunden.
  • Wir haben jedoch festgestellt, dass im Falle der Verwendung des Klebstoffs der Magnet oft durch externe Vibrationen und Wärme vom Kern getrennt wird.
  • Darüber hinaus haben wir festgestellt, dass im Falle der Verwendung des separaten Stützteils oder der Einlegespritze ein separates Teil hergestellt werden sollte oder ein zusätzliches Verfahren erforderlich ist.
  • Darüber hinaus kann als Material des Stützelements, das den Magneten mit dem Kern verbindet, ein nichtmagnetisches Kunststoffmaterial verwendet werden, um eine Streuung des magnetischen Flusses zu verhindern, oder rostfreier Stahl, der ein teures nichtmagnetisches Material auf Eisenbasis ist, wenn eine hohe Festigkeit erforderlich ist.
  • Das Vorstehende soll lediglich zum Hintergrundverständnis der vorliegenden Erfindung beitragen und soll nicht bedeuten, dass die vorliegende Erfindung bereits Stand der Technik wäre, der Fachleuten bereits bekannt ist.
  • ÜBERBLICK
  • Erfindungsgemäß wird ein Rotor eines Axialflussmotors zur Verfügung gestellt, wobei der Rotor eingerichtet ist, das Rastmoment und die Drehmomentwelligkeit zu reduzieren, während er einen Magneten ohne ein separates Stützelement mit dem Rotorkern verbindet.
  • In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein Rotor eines Axialflussmotors gegenüber einem Stator des Axialflussmotors angeordnet. Der Motor umfasst insbesondere: eine Drehwelle; einen Rotorkern, mit dem die Drehwelle verbunden ist, indem sie durch ein Zentrum desselben hindurchgeht, eine Mehrzahl von Sitznuten, die auf einer dem Stator zugewandten Oberfläche des Rotorkerns konkav ausgebildet sind, während sie entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns gleichmäßig voneinander beabstandet sind, und eine Mehrzahl von Vorsprüngen, die auf inneren Wandflächen jeder der Sitznuten ausgebildet sind, so dass die Vorsprünge einer Mitte jeder der Sitznuten zugewandt sind; und einen Magneten, der in eine zugeordnete der Sitznuten gedrückt und mit dieser verbunden wird, während er die Vorsprünge des Rotorkerns plastisch verformt.
  • Jede der Sitznuten kann in einer Gestalt ausgebildet werden, die einer Querschnittsform eines zugeordneten Magneten aus einer Mehrzahl von Magneten entspricht, jede der inneren Wandflächen jeder der Sitznuten und eine zugeordnete der äußeren Flächen jedes der Magnete kann eingerichtet sein, um ein vorbestimmtes Intervall voneinander beabstandet zu sein, und das Intervall zwischen jeder der inneren Wandflächen jeder der Sitznuten und der zugeordneten der äußeren Flächen jedes der Magnete kann schmaler sein als eine Länge jedes der Vorsprünge vor der plastischen Verformung jedes der Vorsprünge.
  • Eine Querschnittsform jeder der Sitznuten kann als Polygonform eingerichtet sein, und auf jeder der inneren Wandflächen jeder Sitznut kann ein Vorsprung ausgebildet sein.
  • Jeder der Vorsprünge kann eingerichtet sein, eine Form aufzuweisen, bei der seine Querschnittsfläche von einer zugehörigen Innenwandfläche jeder der Sitznuten aus zur Mitte hin allmählich abnimmt.
  • Jeder der Vorsprünge kann eingerichtet sein, an einem vorbestimmten Punkt eine Kerbe aufzuweisen, wodurch eine plastische Verformung desselben in einem Bereich entsteht, in dem die Kerbe gebildet wird, wenn einer der Magnete in die zugehörige Sitznut gedrückt wird.
  • Jeder der Vorsprünge kann eingerichtet werden, eine Mehrzahl von Kerben auf einer Oberfläche aufzuweisen, die dem Boden einer zugehörigen Sitznut zugewandt ist, so dass er zum Boden derselben hin gebogen wird, wenn einer der Magnete in die zugehörige Sitznut gedrückt wird.
  • Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist in einem Rotorkern eine Mehrzahl von Sitznuten ausgebildet, in denen jeweils ein zugehöriger Magnet sitzen soll, und die Vorsprünge sind an den Innenwandflächen jeder der Sitznuten ausgebildet. Auf diese Weise kann der Magnet ohne ein separates Stützelement mit dem Rotorkern verbunden werden, indem die Vorsprünge plastisch verformt werden, wenn sie in die zugehörige Sitznut gedrückt werden.
  • Darüber hinaus ist es möglich, das Austreten des magnetischen Flusses zu verhindern, indem man die Innenwandflächen jeder der Sitznuten und die jeweiligen Außenflächen jedes der Magnete um einen vorbestimmten Abstand voneinander entfernt.
  • Insbesondere kann ein gewisser magnetischer Fluss durch die Vorsprünge, die mit den Außenflächen der einzelnen Magnete in Kontakt kommen, entweichen, aber die Magnetisierungseigenschaften der Vorsprünge können durch plastische Verformung der Vorsprünge verschlechtert werden, wenn der Magnet in die zugehörige Sitznut gedrückt wird. Dementsprechend kann die Menge des magnetischen Streuflusses durch die Vorsprünge reduziert werden.
  • Wird der Magnet in eine zugeordnete der Sitznuten des Rotorkerns gedrückt wird, können außerdem mehrere Magnete nicht einzeln, sondern gleichzeitig mit den jeweiligen Sitznuten verbunden werden, so dass der Grad, in dem die Magnete durch die Vorsprünge gedrückt werden, konstant sein kann. Dementsprechend ist es möglich, die Spaltabweichung zwischen den Magneten und der Stirnfläche des Stators zu verringern und dadurch das Rastmoment und die Drehmomentwelligkeit zu reduzieren.
  • Weitere Anwendungsbereiche werden sich aus der hier angegebenen Beschreibung ergeben. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und den erfindungsgemäßen Schutzumfang nicht einschränken sollen.
  • Figurenliste
  • Damit die Erfindung gut verständlich ist, werden nun verschiedene Ausführungsformen von dieser beschrieben, wobei beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungsfiguren verwiesen wird, in denen:
    • 1 eine perspektivische Ansicht ist, die einen allgemeinen Axialflussmotor zeigt;
    • 2 ist eine geschnittene Ansicht, die den allgemeinen Axialflussmotor zeigt;
    • 3 ist eine Draufsicht, die einen Rotorkern zeigt, der den Rotor eines Axialflussmotors nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
    • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die die Hauptteile des Rotorkerns zeigt, die den Rotor des Axialflussmotors nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bilden;
    • 5 ist eine Draufsicht, die den Rotorkern und einen Magneten zeigt, der den Rotor des Axialflussmotors nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bildet;
    • 6A, 6B, 6C und 6D zeigen verschiedene Formen von Vorsprüngen, die im Rotorkern, der den Rotor des Axialflussmotors bildet, erfindungsgemäß ausgebildet wurden;
    • 7A bis 7C sind Ansichten, die Schritte zur Herstellung des Rotors des Axialflussmotors nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigen; und
    • 8 zeigt Auftragungen, die die magnetischen Eigenschaften vor und nach der plastischen Verformung der Vorsprünge im Rotorkern, der den Rotor des Axialflussmotors bildet, nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellen;
  • Die hier beschriebenen Zeichnungsfiguren dienen lediglich zur Veranschaulichung und sind nicht dazu gedacht, den erfindungsgemäßen Schutzumfang in irgendeiner Weise einzuschränken.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die vorliegende Erfindung, deren Anwendung oder Verwendung nicht einschränken. Es versteht sich, dass in den Zeichnungsfiguren durchgehend einander entsprechende Bezugsziffern auf ähnliche oder sich entsprechende Teile und Merkmale hinweisen.
  • Im Folgenden werden verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren näher beschrieben.
  • Zunächst wird ein allgemeiner Axialflussmotor beschrieben, an dem ein Rotor eines Axialflussmotors nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform angebracht wird.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die den allgemeinen Axialflussmotor zeigt, und 2 ist eine Schnittdarstellung, die den allgemeinen Axialflussmotor zeigt.
  • Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst der Axialflussmotor einen Rotor 100 und einen Stator 200.
  • Der Rotor 100 umfasst eine Drehwelle 110, einen scheibenförmigen Rotorkern 120, mit dem die Drehwelle verbunden ist, indem sie durch dessen Mittelpunkt verläuft, und eine Mehrzahl von Magneten 130, die mit einer Oberfläche des Rotorkerns 120 verbunden sind.
  • Der Stator 200 umfasst einen säulenförmigen Statorkern 210, der in Umfangsrichtung beabstandet angeordnet ist, und eine Spule 220, die um den Statorkern 210 gewickelt ist.
  • Dabei sind der Stator 200 und der Rotor 100 so voneinander beabstandet, dass entlang einer axialen Richtung zwischen einer Oberfläche des Statorkerns 210 des Stators 200 und einer Oberfläche des mit dem Rotorkern 120 verbundenen Magneten 130 ein vorbestimmter Spalt d gebildet werden soll.
  • Dementsprechend wird, wenn Strom an die Spule 220 des Stators 200 angelegt wird, die Drehwelle 110 durch die Anziehungs- und Abstoßungskraft gedreht, die zwischen dem in der Spule erzeugten Magnetfluss und dem Magnetfluss des mit dem Rotor 100 verbundenen Magneten 130 erzeugt wird.
  • Zum anderen wird erfindungsgemäß eine verbesserte Verbindungsstruktur zwischen einem Rotorkern und Magneten, die einen Rotor bilden, zur Verfügung gestellt. Eine Struktur des Rotorkerns und eine sich daraus ergebende Verbindungsstruktur mit dem Magneten wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren beschrieben.
  • 3 ist eine Draufsicht, die einen Rotorkern zeigt, der einen Rotor eines Axialflussmotors nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bildet, 4 ist eine perspektivische Ansicht, die Hauptteile des Rotorkerns zeigt, die den Rotor des Axialflussmotors nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bilden, und 5 ist eine Draufsicht, die den Rotorkern und einen Magneten zeigt, der den Rotor des Axialflussmotors nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bildet.
  • Wie in den Zeichnungsfiguren gezeigt, hat der Rotor 100 des Axialflussmotors, wie der Rotor des allgemeinen Axialflussmotors, nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Drehwelle 110, einen scheibenförmigen Rotorkern 120, mit dem die Drehwelle 110 verbunden ist, indem sie durch dessen Mitte hindurchgeht, und eine Mehrzahl von Magneten 130, die mit einer Oberfläche des Rotorkerns 120 verbunden sind.
  • Im Rotorkern 120 ist jedoch eine Mehrzahl von Sitznuten 121 ausgebildet, in die jeweils ein Magnet durch Eindrücken einzupressen ist. Hierbei verhindert jede der Sitznuten 121, dass der zugehörige Magnet in radialer Richtung auswandert.
  • Zur Abgrenzung ist die Sitznut 121 auf einer dem Stator 200 zugewandten Fläche gegenüberliegender Flächen des Rotorkerns konkav ausgebildet, während sie entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns 120 gelichmäßig voneinander beabstandet sind.
  • Darüber hinaus ist eine Mehrzahl von Vorsprüngen 122 an den inneren Wandflächen jeder der Sitznuten 121 derart vorstehend ausgebildet, dass die Vorsprünge einer Mitte jeder der Sitznuten zugewandt sind.
  • Dementsprechend verformt der Magnet 130 die Vorsprünge 122 des Rotorkerns 120 plastisch, während er in eine zugeordnete der Sitznuten 121 gedrückt wird, und wird dann mit der zugeordneten der Sitznuten in einem Zustand verbunden, in dem er durch die plastisch verformten Vorsprünge 122 gedrückt wird.
  • Jede der Sitznuten 121 ist in einer Gestalt ausgebildet, die einer Querschnittsform eines zugehörigen Magneten 130 entspricht. Die Größe jeder Sitznut 121 ist jedoch etwas größer als die eines zugehörigen Magneten 130, damit die Innenwandflächen jeder Sitznut und die zugehörigen Außenflächen jedes Magneten 130 eingerichtet sein können, in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet zu sein.
  • Zu diesem Zeitpunkt kann der Abstand zwischen jeder der inneren Wandflächen jeder der Sitznuten 121 und der zugehörigen der äußeren Oberflächen jedes der Magnete 130 schmaler sein als die Länge jedes der Vorsprünge 122 vor der plastischen Verformung jedes der Vorsprünge. Wird also der Magnet 130 in die zugehörige Sitznut 121 gedrückt, so können die Vorsprünge 122 durch den zugehörigen Magneten 130 plastisch verformt werden.
  • Befinden sich der Magnet 130 und die inneren Wandflächen der zugehörigen Sitznut 121 in einem Zustand, in dem sie um den vorgegebenen Abstand voneinander beabstandet sind, wird der Magnet 130 durch die Vorsprünge 122 in einem festgelegten Zustand gehalten. Somit wird der magnetische Streufluss jedes der Magnete 130 verhindert, indem der Magnet 130 und die Innenwandflächen der zugeordneten der Sitznuten 121 voneinander beabstandet werden.
  • Andererseits dienen die Vorsprünge 122 dazu, jeden der Magnete mit einer der zugehörigen Sitznuten 121 zu verbinden, jedoch kann der von jedem der Magnete 130 erzeugte magnetische Fluss durch die zugehörigen Vorsprünge 122 entweichen. Dementsprechend können die Anzahl und die Kontaktfläche zwischen jedem der Magnete 130 und den zugehörigen Vorsprüngen 122 minimiert werden.
  • Zum Beispiel kann, wie in 3 gezeigt, eine Querschnittsform jeder der Sitznuten 121 in einer polygonalen Form, wie z.B. einem Viereck, gebildet werden, und es kann nur ein Vorsprung 122 auf jeder der inneren Wandflächen jeder der Sitznuten 121 ausgebildet werden.
  • Darüber hinaus kann jeder der Vorsprünge 122 eingerichtet sein, verschiedene Formen zu haben, die für die plastische Verformung der Vorsprünge 122 geeignet sind, indem er durch den zugeordneten der Magnete 130 leicht gebogen wird, wenn der Magnet 130 in die zugehörige der Sitznuten 121 gedrückt wird.
  • Die 6A, 6B, 6C und 6D zeigen verschiedene Ausführungsformen von Vorsprüngen, die im Rotorkern, der den Rotor des Axialflussmotors bildet, nach einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ausgebildet sind.
  • In den 6A-6D ist eine -z-Achsen-Richtung eine Richtung jeder der inneren Wandflächen jeder der Sitznuten 121, eine z-Achsen-Richtung ist eine Richtung zur Mitte jeder der Sitznuten 121 und die Richtung der y-Achse eine Richtung zum Boden jeder der Sitznuten 121. Wird also der Magnet 130 in die zugehörige Sitznut 121 gedrückt wird, so wird der Magnet von einer -y-Achsenrichtung in die y-Achsenrichtung gedrückt.
  • Wie in 6A und 6B gezeigt, kann jeder der Vorsprünge 122 eingerichtet sein, eine Gestalt zu haben, bei der seine Querschnittsfläche von der Innenwandfläche jeder der Sitznuten 121 zur Mitte hin allmählich abnimmt.
  • Dabei ist jeder der Vorsprünge 122, wie in 6A gezeigt, eingerichtet, eine Gestalt zu haben, bei der, wenn man in Richtung der z-Achse geht, die Breite in x-Achsen-Richtung allmählich abnimmt, ohne dass sich die Dicke in Richtung der y-Achse ändert.
  • Darüber hinaus ist jeder der Vorsprünge 122, wie in 6B gezeigt, eingerichtet, eine Gestalt zu haben, bei der sowohl die Dicke in Richtung der y-Achse als auch die Breite in Richtung der x-Achse allmählich abnimmt, wenn man in Richtung der z-Achse geht.
  • Andererseits ist jeder der Vorsprünge 122, wie in 6C gezeigt, eingerichtet, eine Kerbe 122a an einem vorbestimmten Punkt in Richtung der x-Achse und -x-Achse aufzuweisen. Wird der Magnet 130 in die zugehörige der Sitznuten 121 gedrückt, so wird daher leicht eine Biegung in dem Bereich erzeugt, in dem die Querschnittsfläche aufgrund der dort ausgebildeten Kerbe 122a reduziert ist, wodurch die plastische Verformung entsteht.
  • Darüber hinaus ist jeder der Vorsprünge 122, wie in 6D dargestellt, eingerichtet, eine Mehrzahl von Kerben 122b auf einer Oberfläche in Richtung zum Boden (y-Achsenrichtung) jeder der Sitznuten 121 aufzuweisen. Wird daher der Magnet 130 in die zugehörige Sitznut 121 gedrückt, so werden die Vorsprünge 122 dazu bestimmt, sich zum Boden der zugehörigen Sitznut 121 hin zu biegen.
  • Als nächstes wird anhand der Zeichnungsfiguren ein Verfahren zur Kopplung des Magneten an den Rotorkern beschrieben.
  • 7A bis 7C sind Ansichten, die Schritte zur Herstellung des Rotors des Axialflussmotors nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigen.
  • Zunächst wird ein Rotorkern 120 vorbereitet, in dem eine Mehrzahl von Sitznuten 121 und eine Mehrzahl von Vorsprüngen 122 ausgebildet werden.
  • Dann wird eine Spannvorrichtung 300 vorbereitet, die eine Mehrzahl von Magneten 130 auf einmal spannt, um der Anordnung der Sitznuten 121 zu entsprechen.
  • Wie in 7A dargestellt, wird der Magnet 130 in die Spannvorrichtung 300 eingespannt und derart angeordnet, dass er dem Rotorkern 120 zugewandt ist.
  • Dann wird, wie in 7B gezeigt, die Vorrichtung 300 in Richtung des Rotorkerns 120 vorgeschoben, wodurch jeder der Magnete 130 in die zugehörige der Sitznuten 121 des Rotorkerns 120 gedrückt wird. Hierbei biegt jeder der Magnete 130 die zugehörigen Vorsprünge 122, während er in die zugehörige der Sitznuten 121 gedrückt wird, und die zugehörigen Vorsprünge 122 werden plastisch verformt.
  • Wird jeder der Magnete 130 in die zugehörige der Sitznuten 121 gedrückt und dort festgelegt, so werden die Magnete 130 von der Spannvorrichtung 300 getrennt, wie in 7C gezeigt.
  • Auf diese Weise wird jeder der Magnete 130 gleichzeitig mit dem gleichen Druck in die zugehörige der Sitznuten 121 gedrückt, und dann wird ein Zustand beibehalten, in dem jeder der Magnete 130 durch die zugehörigen Vorsprünge 122 bis zur gleichen Tiefe in die zugehörige der Sitznuten 121 gedrückt wird. Dementsprechend ist es möglich, die Abweichung des Spalts zwischen jeder Oberfläche der Magnete 130 und einer zugeordneten, einander zugewandten Oberfläche des Stators 200 zu verringern. Dementsprechend werden das Rastmoment und die Drehmomentwelligkeit reduziert.
  • FG. 8 zeigt Auftragungen, die die magnetischen Eigenschaften vor und nach der plastischen Verformung der Vorsprünge im Rotorkern, der den Rotor des Axialflussmotors bildet, nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulichen.
  • Wie in 8 gezeigt, konnte bestätigt werden, dass die Permeabilität und die magnetische Flussdichte der Vorsprünge 122 nach der plastischen Verformung der Vorsprünge 122 geringer waren als vor der plastischen Verformung der Vorsprünge 122. Dementsprechend konnte bestätigt werden, dass der durch die Vorsprünge 122 austretende magnetische Fluss durch die plastische Verformung der Vorsprünge 122 reduziert werden kann, wenn jeder der Magnete 130 in die zugehörige der Sitznuten 121 gedrückt wird.
  • Sind die Magnete hingegen einzeln am Rotorkern befestigt, so tritt im Spalt d zwischen jedem der Magnete und dem Statorkern eine Abweichung auf, und diese Abweichung wird zu einer Ursache für die Erhöhung des Rastmoments, das beim Drehen des Motors erzeugt wird.
  • In einer Ausführungsform werden die Magnete 130 in die Spannvorrichtung 300 eingespannt, und mit deren Hilfe wird jeder der Magnete 130 in einem einzigen Arbeitsgang in eine zugeordnete der Sitznuten in den Rotorkern 120 gepresst und dort festgelegt, wobei die Sitznuten 121 mit den Vorsprüngen 122 gebildet werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Abweichung des Spaltes d zwischen jedem der Magnete 130 und einer zugeordneten Fläche des Statorkerns 210 zu verringern.
  • Um solche Ergebnisse zu überprüfen, werden sowohl ein Rotor eines Vergleichsbeispiels, in dem eine Mehrzahl von Magneten einzeln festgelegt ist, als auch ein Rotor eines Axialflussmotors nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform jeweils zur Messung des Rastmoments verwendet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 unten dargestellt.
    Einteilung Vergleichsbeispiel Aus führungsform
    Gesamtmoment (mNm@30RPM) 171 88
    Rastmoment, das durch den mit dem Magneten verbundenen Rotor erzeugt wird (mNm@30RPM) 81 26
  • Dabei wird das Rastmoment ausgedrückt, indem es in das vom Motor erzeugte Gesamtmoment und das vom Rotor, an den die Magnete verbunden sind, erzeugte Rastmoment unterteilt wird.
  • Das Gesamtrastmoment ist ein gemessener Wert des Rastmoments, das erzeugt wird, wenn sich der Motor dreht, und das Rastmoment, das durch den Rotor erzeugt wird, an den die Magnete verbunden sind, ist ein Wert, der gebildet wird, indem er durch Ordnungsanalyse unter den Signalen für das Gesamt-Rastmoment getrennt wird.
  • Hierbei bezieht sich die Ordnungsanalyse auf ein Verfahren, das eine von einem Magneten erzeugte Wellenform unter Signalen, die Wellenformen für das Rastmoment sind, unterscheidet und analysiert.
  • Darüber hinaus kann bei dem von dem Rotor, an den die Magnete verbunden sind, erzeugten Rastmoment darauf geschlossen werden, dass es aufgrund der Abweichung des Spaltes d zwischen dem Statorkern und den mit dem Rotorkern verbundenen Magneten erzeugt wird
  • Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, konnte bestätigt werden, dass das Gesamtrastmoment bei einer Ausführungsform im Vergleich zum Vergleichsbeispiel um 83 mNm@30RPM, und damit auf 51% reduziert wurde.
  • Betrachtet man insbesondere das Rastmoment (mNm@30RPM), das von dem Rotor erzeugt wird, an den die Magnete verbunden wurden, getrennt vom gesamten Rastmoment, so wurde das Rastmoment, das von dem Rotor erzeugt wird, an den die Magnete verbunden wurden, in der Ausführungsform im Vergleich zum Vergleichsbeispiel um 55 mNm@30RPM reduziert.
  • Aus den obigen Ergebnissen geht hervor, dass das Verhältnis zwischen dem Reduktionswert des durch den Rotor, an den die Magnete verbunden waren, erzeugten Rastmoments und dem Reduktionswert des gesamten Rastmoments etwa 66% betrug. Dementsprechend wurde bestätigt, dass das Rastmoment durch Verringerung der Abweichung des Spalts d zwischen dem mit dem Rotorkern verbundenen Magneten und dem Statorkern erheblich reduziert werden kann.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren und die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Daher können Fachleute die beispielhaften Ausführungsformen im Rahmen der technischen Erfindungsidee auf verschiedene Weise modifizieren und verändern.

Claims (6)

  1. Rotor eines Axialflussmotors, wobei der Rotor einem Stator gegenüberliegend angeordnet ist, und wobei der Rotor umfasst: einen dem Stator zugewandten Rotorkern; eine Drehwelle, die mit dem Rotorkern verbunden und eingerichtet ist, durch einen Mittelpunkt des Rotorkerns zu verlaufen; eine Mehrzahl von Sitznuten, die konkav auf einer Oberfläche des Rotorkerns ausgebildet sind, während sie in gleichen Abständen entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns voneinander beabstandet sind; eine Mehrzahl von Vorsprüngen, die auf einer Innenwandfläche jeder Sitznut der Mehrzahl von Sitznuten ausgebildet sind, wobei die Vorsprünge der Mehrzahl von Vorsprüngen einer Mitte einer Sitznut der Mehrzahl von Sitznuten zugewandt sind, die einem Magneten entspricht; und den Magneten einer Mehrzahl von Magneten, der, während er die Mehrzahl von Vorsprüngen des Rotorkerns plastisch verformt, in eine zugeordnete der Mehrzahl von Sitznuten gepresst und mit dieser verbunden wird.
  2. Rotor nach Anspruch 1, wobei jede Sitznut der Mehrzahl von Sitznuten mit einer Gestalt ausgebildet ist, die einer Querschnittsform des Magneten der Mehrzahl von Magneten entspricht, wobei die Innenwandfläche jeder Sitznut der Mehrzahl von Sitznuten und eine Außenfläche des Magneten der Mehrzahl von Magneten um ein vorbestimmtes Intervall voneinander beabstandet sind, und wobei das vorbestimmte Intervall zwischen jeder Innenwandfläche der jeweiligen Sitznut der Mehrzahl von Sitznuten und der zugehörigen der Außenflächen des jeweiligen Magneten der Mehrzahl von Magneten schmaler ist als eine Länge jedes Vorsprungs der Mehrzahl von Vorsprüngen vor der plastischen Verformung des jeweiligen Vorsprungs der Mehrzahl von Vorsprüngen.
  3. Rotor nach Anspruch 1, wobei eine Querschnittsform jeder Sitznut der Sitznuten eine polygonale Form aufweist, und an jeder Innenwandfläche der jeweiligen Sitznut der Mehrzahl von Sitznuten ein Vorsprung ausgebildet ist.
  4. Rotor nach Anspruch 1, wobei jeder Vorsprung der Mehrzahl von Vorsprüngen eine Querschnittsform hat, bei der eine Querschnittsfläche von dieser von einer zugeordneten der Innenwandfläche jeder Sitznut der Mehrzahl von Sitznuten zur Mitte hin allmählich abnimmt.
  5. Rotor nach Anspruch 1, wobei jeder Vorsprung der Mehrzahl von Vorsprüngen an einem vorbestimmten Punkt eine Kerbe aufweist, wodurch eine plastische Verformung in einem Bereich, in dem die Kerbe ausgebildet ist, induziert wird, wenn einer der Mehrzahl von Magneten in die zugehörige der Mehrzahl von Sitznuten gedrückt wird.
  6. Rotor nach Anspruch 1, wobei jeder Vorsprung der Mehrzahl von Vorsprüngen eine Mehrzahl von Kerben an einer Oberfläche aufweist, die einem Boden der zugeordneten der Mehrzahl von Sitznuten zugewandt ist, so dass jeder Vorsprung der Mehrzahl von Vorsprüngen in Richtung des Bodens der zugeordneten der Mehrzahl von Sitznuten gebogen wird, wenn einer der Mehrzahl von Magneten in die zugeordnete der Mehrzahl von Sitznuten gedrückt wird.
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