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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Motor mit innerem Permanentmagneten.
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Stand der Technik
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In einem allgemeinen Motor mit innerem Permanentmagneten sind so viele Magnet-Einsetzlöcher wie die Anzahl der Pole in einer axialen Richtung vorab gebildet, durch einen Rotorkern, der durch Laminieren und Befestigen einer Vielzahl von magnetischen Stahlplatten, die in eine vorherbestimmte Form hinein gestanzt sind, gebildet ist. Wenn der Rotor zusammengesetzt wird, werden Permanentmagnete in entsprechende Magnet-Einsetzlöcher eingesetzt.
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Wenn der elektrische Motor betrieben wird, wirken durch die Änderung der anziehenden Kräfte zwischen dem Magneten und dem zahnführenden Ende und durch die Beschleunigung und die Abbremsung Kräfte auf den Magneten, und deshalb kann sich der Magnet seitlich in eine Umfangsrichtung in dem Magnet-Einsetzloch bewegen. Ein großer Betrag von Bewegung des Magneten in dem Magnet-Einsetzloch verursacht Vibration und Lärm, die weiter Verschleiß, Rissbildung und Abschabung des Magneten verursachen. Deshalb sind in der Umgebung der seitlichen Enden der Magnet-Einsetzlöcher oft Stufen oder Vorsprünge als seitliche Stopper gegen die Bewegung des Magneten gebildet.
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Als ein Beispiel ist in Patentdokument 1 ein Verfahren zum Befestigen des Permanentmagneten offenbart. In diesem Verfahren werden Vorsprünge in der Umgebung der seitlichen Enden der Magnet-Einsetzlöcher gebildet, und der Permanentmagnet wird zwischen dem Paar von Vorsprüngen angeordnet. Der Permanentmagnet ist zwischen dem Paar von Vorsprüngen in derartiger Weise angeordnet, dass die elastische Kraft des Paares von Vorsprüngen auf den Permanentmagneten wirkt. Auf diese Art ist der Permanentmagnet befestigt worden.
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Wenn jedoch die Stufen oder Vorsprünge in dem Magnet-Einsetzloch gebildet werden, wird der Abstand zwischen den Kanten des Loches in diesem Teil verringert, und somit verbreitet sich der magnetische Fluss leichter über den Magneten als verglichen mit dem Fall des Umfelds davon. Deshalb hat es ein Problem damit gegeben, dass, wenn der Magnet einem durch einen Wicklungsstrom eines Stators verursachten magnetischen Feld ausgesetzt wird, der Magnet dazu neigt in der Umgebung der Stufen oder Vorsprünge der Magnet-Einsetzlöcher zu entmagnetisieren.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die vorliegende Erfindung hat als ein Ziel einen Motor mit innerem Permanentmagneten bereitzustellen, der imstande ist die Bewegung eines Magneten, ohne sich auf Stufen oder Vorsprünge in der Umgebung der seitlichen Enden der Magnet-Einsetzlöcher zu verlassen, zu reduzieren, und der imstande ist das Risiko von Lärm und Verschleiß, Rissbildung und Abschabung des Magneten zu verringern.
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Lösung des Problems
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Um das oben dargelegte Ziel zu erreichen, wird entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Motor mit innerem Permanentmagneten bereitgestellt, enthaltend: einen Rotor, der ausgebildet ist, um drehbar zu sein; einen Stator, der ausgebildet ist, um dem Rotor gegenüberliegend zu sein, wobei der Rotor enthält: einen Rotorkern; eine Welle zum Tragen des Rotorkerns; eine Vielzahl von in den Rotorkern eingebetteten Permanentmagneten; und ein Paar von dem Rotorkern bereitgestellten Magnet-Befestigungsteilen, wobei der Rotorkern eine Vielzahl von darin gebildeten Magnet-Einsetzlöchern aufweist, wobei ein entsprechender der Permanentmagnete in ein entsprechendes der Magnet-Einsetzlöcher eingesetzt ist, wobei eine Oberfläche eines jeden Magnet-Befestigungsteils mit einer Vielzahl von Paaren zungenartiger Teile ausgestattet ist, wobei in jedem der Magnet-Befestigungsteile ein entsprechendes Paar der zungenartigen Teile in ein entsprechendes der Magnet-Einsetzlöcher eingesetzt ist, so dass jeder der Permanentmagnete beide Endflächen in der Rotor-Umfangsrichtung zwischen dem entsprechenden Paar zungenartiger Teile angeordnet auf jeder von beiden Seiten der Drehwellen-Richtung aufweist, wobei ein Abstand zwischen dem Paar zungenartiger Teile an einer von einer Basisposition getrennten Position und unter einem Zustand des entsprechenden Permanentmagneten, bevor er dazwischen angeordnet ist, ein Abstand (Dmin) enthält, der kleiner ist als eine Breite (L) des Permanentmagneten in der Rotor-Umfangsrichtung, und wobei ein Abstand (Da) zwischen Vorderenden-Positionen des Paars zungenartiger Teile größer ist als die Breite (L) des Permanentmagneten in der Rotor-Umfangsrichtung, unter dem Zustand des entsprechenden Permanentmagneten, bevor er dazwischen angeordnet ist.
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In einem Zustand in dem der Permanentmagnet zwischen dem Paar zungenartiger Teile eingesetzt wird, bis der Permanentmagnet an das Magnet-Befestigungsteil angrenzt, kann eine Lücke zwischen dem Permanentmagneten und jeder der Basispositionen des Paares zungenartiger Teile gebildet werden.
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Wenn der Permanentmagnet und die Magnet-Befestigungsteile zum Rotorkern zusammengesetzt sind, kann ein Teil der zungenartigen Teile an eine ein Loch bildende Oberfläche, die das Magnet-Einsetzloch in dem Rotorkern bildet, angrenzen, und ein anderer Teil der zungenartigen Teile kann an den Permanentmagneten angrenzen. Wenn anderenfalls die Permanentmagneten und die Magnetbefestigungsteile zum Rotorkern zusammengesetzt sind, können die zungenartigen Teile an den Permanentmagneten angrenzen, ohne an eine ein Loch bildende Oberfläche, die das Magnet-Einsetzloch in dem Rotorkern bildet, anzugrenzen.
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Die Vielzahl zungenartiger Teile oder jedes der Magnet-Befestigungsteile kann als Ganzes durch Kunstharzformung gebildet werden.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Entsprechend dem Motor mit innerem Permanentmagneten des einen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist es möglich die Bewegung des Magneten, ohne sich auf Stufen oder Vorsprünge in der Umgebung der seitlichen Enden der Magnet-Einsetzlöcher zu verlassen, zu verringern, und das Risiko von Lärm und Verschleiß, Rissbildung und Abschabung des Magneten zu verringern.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine vertikale Schnittsansicht, die eine schematische Struktur eines Motors mit innerem Permanentmagneten entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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2 ist eine Draufsicht eines einzelnen Magnet-Befestigungsteils, bevor es in einem Rotor zusammengesetzt wurde.
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3 ist eine entlang der Z-Z-Linie in 2 genommene Schnittansicht.
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4 ist eine seitliche Schnittansicht des Rotors.
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5 ist eine entlang der Y-Y-Linie in 4 genommene Schnittansicht.
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6 ist eine Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Magnet zwischen ein Paar zungenartiger Teile eingesetzt ist, bis der Magnet an die Magnet-Befestigungsteile in 3 angrenzt.
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7 ist ein Konturdiagramm, das als Vergleichsbeispiel einen entmagnetisierten Bereich veranschaulicht, wenn Stufen in der Umgebung von seitlichen Enden eines Magnet-Einsetzloches eines Rotorkerns gebildet sind.
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8 ist ein Konturdiagramm, das einen entmagnetisierten Bereich in dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, wenn Stufen in der Umgebung der seitlichen Enden des Magnet-Einsetzloches nicht gebildet sind.
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9 ist eine Ansicht, die in vergrößerter Weise die Umgebung der zungenartigen Teile in 4 veranschaulicht.
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10 ist eine Ansicht, die ein modifiziertes Beispiel von 9 veranschaulicht.
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11 ist eine Ansicht in der gleichen Art wie 9 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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12 ist eine Ansicht in der gleichen Art wie 3 entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel.
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13 ist eine Ansicht, die eine Schnitt-Anordnung („cutting layout”) veranschaulicht, wenn die zungenartigen Teile durch Blechverarbeitung- und -biegung gebildet sind.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Jetzt wird ein Motor mit innerem Permanentmagneten entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder entsprechende Teile kennzeichnen.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 ist eine vertikale Schnittansicht, die eine schematische Konfiguration eines Motors mit innerem Permanentmagneten entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Der Motor mit innerem Permanentmagneten entsprechend diesem Ausführungsbeispiel enthält einen Rotor 1, einen Stator 2, einen Rahmen 3 und eine Klammer 4.
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Der Rotor 1 enthält einen Rotorkern 5, eine Welle 6, eine Vielzahl von Seltenerdmagneten (Permanentmagneten) 7 und ein Paar von oberen und unteren Magnet-Befestigungsteilen 8. Der Rotor 5 ist zum Beispiel durch Laminieren und Befestigen einer Vielzahl von magnetischen Stahlplatten, die in eine vorherbestimmte Form hinein gestanzt sind, gebildet. Der Rotorkern 5 hat zum Beispiel eine im Wesentlichen, wie aus der Drehwellen-Richtung betrachtete, ringförmige Form. Der Rotorkern 5 hat eine Vielzahl von Magnet-Einsetzlöchern 9, die in Teilen näher an dem äußeren Umfang davon gebildet sind. So viele Magnet-Einsetzlöcher 9 wie die Anzahl der Pole sind zum Beispiel im Wesentlichen in gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung angeordnet. Jedes der Magnet-Einsetzlöcher 9 erstreckt sich in der Drehwellen-Richtung, und ist an beiden Endflächen des Rotorkerns 5 in Drehwellen-Richtung geöffnet. Der Seltenerdmagnet 7 ist in jedes der Magnet-Einsetzlöcher 9 eingesetzt.
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Ferner sind die Magnet-Befestigungsteile 8 an beiden Endflächen des Rotorkerns 5 in Drehwellen-Richtung befestigt. Das Paar von Magnet-Befestigungsteilen 8 bedeckt wenigstens teilweise die Öffnungen der Vielzahl von Magnet-Einsetzlöchern 9 in beiden Endflächen des Rotorkerns 5, und verhindert, dass sich die Seltenerdmagneten 7 in großem Umfang innerhalb der Magnet-Einsetzlöcher 9 bewegen. Beispiele von Mitteln zum Befestigen des Magnet-Befestigungsteils 8 an den Endflächen des Rotorkerns 9 können, obwohl nicht gezeigt, Schweißen, Biegen, Befestigen durch Bilden einer Durchgangsbohrung und Verwenden eines Bolzens bzw. einer Schraube oder einer Niete und Pressfitting durch Bilden eines Zapfen-Verbindungsteils einschließen.
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Die Welle 6 ist in ein Wellen-Einbauloch, das in der Mitte des Rotorkerns 5 gebildet ist, eingebaut. Die Welle 6 erstreckt sich entlang der Drehwellen-Richtung in dem Rotorkern 5, und weist eine drehbare, vom Rahmen 3 durch Vermittlung eines Lagers 10 getragene Endseite auf, und eine andere drehbare Endseite, die durch den Rahmen 4 durch Vermittlung eines Lagers 11 getragen wird. Auf der Lageroberfläche des Lagers 10 ist eine Wellscheibe 12 zum Anwenden einer Vorlast angeordnet. Die Welle 6 hat zum Beispiel im seitlichen Querschnitt eine kreisförmige Form, und in diesem Fall ist auch das Wellen-Einbauloch in Übereinstimmung damit in eine kreisförmige Form gebildet.
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Der Stator 2 enthält einen Statorkern 13 und eine Wicklung 14. Der Statorkern 13 ist zum Beispiel durch Laminieren und Befestigen einer Vielzahl von magnetischen Stahlplatten, die in eine vorherbestimmte Form hinein gestanzt sind, gebildet. Der Statorkern hat zum Beispiel eine im Wesentlichen aus der Drehwellen-Richtung betrachtete ringförmige Form. in Teilen des Statorkerns 13, die näher am inneren Umfang davon sind, sind eine Vielzahl von Zähnen (nicht gezeigt) gebildet. Die Zähne sind zum Beispiel in im Wesentlichen gleichen Abständen in der Umfangs-Richtung positioniert. Die Wicklung 14 ist um diese Zähne herum über einen Isolator (nicht gezeigt) gewickelt. Der Stator 2 ist an der inneren Seite des Rahmens 3 durch Methoden wie zum Beispiel Schrumpfanpassung („shrink-fitting”) befestigt, und ist als dem Rotor 1 gegenüberliegend mit einer vorherbestimmten Luft-Lücke 30 installiert.
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Der Rahmen 3 trägt durch Vermittlung des Lagers 10 eine Endseite des Rotors 1, und beherbergt den Stator 2. Der Rahmen 3 hat zum Beispiel eine im Wesentlichen zylindrische Form. Ein Ende des Rahmens 3 in der axialen Richtung ist geöffnet, um eine Flansch-Form aufzuweisen, und das andere Ende davon hat einen Boden.
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Die Klammer 4 trägt die andere Endseite des Rotors 1 durch Vermittlung des Lagers 11. Die Klammer 4 hat zum Beispiel eine im Wesentlichen aus der Drehwellen-Richtung betrachtete zylindrische Form. Ein Ende der Klammer 4 in der Drehwellen-Richtung ist geöffnet, um eine Flansch-Form aufzuweisen, und das andere Ende davon hat ein darin gebildetes Loch, um es der Abtriebsseite der Welle 6 zu erlauben, daraus herauszuragen. Die Klammer 4 und der Rahmen 3 sind miteinander mit Befestigungsmitteln (nicht gezeigt), wie zum Beispiel Schrauben, gekoppelt, während sie zusammen an die darin geformten Flanschteile angrenzen. Es ist zu beachten, dass in dem ersten Ausführungsbeispiel das andere Ende, des durch das Lager 11 innerhalb der Klammer 4 getragenen Rotors 1, der Lastseite zum Zuführen und Ausgeben eines Drehmoments zu und von dem elektrischen Motor entspricht, aber nicht in bestimmter Weise darauf beschränkt ist.
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Jetzt wird der Rotor 1 im Detail beschrieben, angenommen ein Fall in dem der Rotor 1 zum Beispiel ein Sechs-Pol-Rotor Rotor ist, in anderen Worten gibt es sechs Seltenerdmagneten 7. 2 ist eine Draufsicht des einzelnen Magnet-Befestigungsteil, bevor es zum Rotor zusammengesetzt wird. 3 ist eine entlang der Z-Z-Linie in 2 genommene Schnittansicht. 4 ist eine seitliche Schnittansicht des Rotors. 5 ist eine entlang der Y-Y-Linie in 4 genommene Schnittansicht. Es ist zu beachten, dass in 3 zum leichten Verständnis der Beschreibung des Größenverhältnisses, (ein Teil des Querschnitts) der Querschnitt des Seltenerdmagneten nahe den zungenartigen Teilen veranschaulicht wird.
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Jedes der Magnet-Befestigungsteile 8 hat eine Kreisscheiben-Form, und hat zum Beispiel einen äußeren Durchmesser gleich oder geringfügig kleiner als der äußere Umfang des Rotors 1. Ferner ist im Mittelteil eines jeden Magnet-Befestigungsteils 8 ein Wellen-Einsetzloch 15 gebildet. An einer Oberfläche eines jeden Magnet-Befestigungsteil 8, sind eine Vielzahl von Paaren von aus einem nicht magnetischem Material gefertigten zungenartigen Teilen 16a und 16b gebildet, so dass sie sich beim Zusammensetzen in Richtung der Magnet-Einsetzlöcher 9 erstrecken. In anderen Worten steigen die Vielzahl von Paaren zungenartiger Teile 16a und 16b von einer Oberfläche des entsprechenden Magnet-Befestigungsteils 8 im Wesentlichen senkrecht zu der einen Oberfläche (im Wesentlichen in der Drehwellen-Richtung) an. Ein Paar zungenartiger Teile 16a und 16b entspricht einem Pol. Deshalb ist in dem dargestellten Beispiel wie oben beschrieben die Anzahl der Pole sechs und daher sind sechs Paare von (im Ganzen 12) zungenartigen Teilen gebildet. Ferner ist zum Beispiel jedes der zungenartigen Teile 16a und 16b gebildet, um einen rechteckigen Querschnitt zu haben, in Betrachtung eines Querschnitts, der die Drehwelle des Rotors als Normale hat.
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Die Positionen der sechs Paare zungenartiger Teile 16a und 16b in der Blech-Ebene werden im Voraus eingestellt, so dass, wenn das Paar von Magnet-Befestigungsteilen 8 an den entsprechenden Endflächen des Rotorkerns 5 installiert wird, das Paar zungenartiger Teile 16a und 16b an beide Endflächen des Seltenerdmagneten 7 in Rotor-Umfangsrichtung angrenzt. Detaillierter wird jedes der Paare zungenartiger Teile 16a und 16b gebildet, um einen Zustand zu erhalten, in dem das Paar zungenartiger Teile 16a und 16b an beide Endflächen des Seltenerdmagneten 7 in Rotor-Umfangsrichtung angrenzt, so dass das Paar zungenartiger Teile 16a und 16b den entsprechenden Seltenerdmagneten 7 in Rotor-Umfangsrichtung dazwischen (geschichtet) anordnet.
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Ferner ist in jedem Paar der Abstand der Paare zungenartiger Teile 16a und 16b (Abstand in einem einzigen Zustand, bevor der Seltenerdmagnet 7 dazwischen angeordnet ist) wie folgt. Basispositionen 41 in Bezug auf die Blechoberfläche haben einen Abstand gleich zu oder größer als eine seitliche Breite (Breite, das ist eine innere zwischen beiden Endflächen in der Rotor-Umfangsrichtung) L des Seltenerdmagneten 7, und Zangenpositionen 43, die von der Basisposition 41 ansteigen, in eine Richtung, um von den Blechoberflächen abzutrennen, haben einen Abstand Dmin, der geringfügig kleiner ist als die seitliche Breite L des Seltenerdmagneten 7, in einem Zustand bevor der Seltenerdmagnet 7 dazwischen angeordnet wird. Das heißt, das Paar zungenartiger Teile 16a und 16b umfasst Positionen, wo der Abstand dazwischen Dmin < L erfüllt.
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Jedes Paar zungenartiger Teile 16a und 16b ist mit einem solchen Abstand gebildet. Daher wird, wenn die Seltenerdmagneten 7 und die Magnet-Befestigungsteile 8 zum Rotorkern 5 zusammengesetzt werden, der Abstand zwischen jedem Paar zungenartiger Teile 16a und 16b durch den Seltenerdmagneten 7 erhöht, und eine elastische Wiederherstellungskraft wird in den zungenartigen Teilen 16a und 16b in einer Richtung erzeugt um den Seltenerdmagneten dazwischen (geschichtet) anzuordnen. Mit dieser elastischen Wiederherstellungskraft wird der Seltenerdmagnet 7 in dem Magnet-Einsetzloch 9 eingeklemmt, was abrupte Bewegung und Bewegung in großem Umfang des Seltenerdmagneten 7 unterdrückt.
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6 ist eine Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Magnet zwischen dem Paar zungenartiger Teile eingesetzt wird, bis der Magnet an das Magnetbefestigungsteil in 3 angrenzt. In dem Paar zungenartiger Teile 16a und 16b werden Eckabschnitte 41a an der Basisposition 41 auf der Magnetseite jeweils in gerundeter Form gebildet. Ferner wird, wie oben beschrieben, der Abstand zwischen dem Paar zungenartiger Teile 16a und 16b von dem Paar von Basispositionen 41 in Richtung des Paares von Einspannpositionen 43 verringert. Deshalb wird, wie in 6 veranschaulicht, in einem Zustand in dem der Seltenerdmagnet 7 zwischen dem Paar zungenartiger Teile 16a und 16b eingesetzt ist bis die Endfläche des Seltenerdmagneten 7 an das Magnet-Befestigungsteil 8 angrenzt, eine Lücke 47 zwischen dem Seltenerdmagneten 7 und jeder der Basispositionen 41 des Paares zungenartiger Teile 16a und 16b gebildet. Mit einer solchen Konfiguration wird, wenn das Paar zungenartiger Teile 16a und 16b den Seltenerdmagneten 7 greift, eine Erzeugung von konzentriertem Druck an den Basispositionen 41 des Paares zungenartiger Teile 16a und 16b unterdrückt, und die mechanische Beständigkeit an den Basispositionen 41 der zungenartigen Teile 16a und 16b kann verbessert werden. Ferner können Fluktuationen in der Breitenausdehnung des Seltenerdmagneten 7 und im Abstand zwischen jedem Paar zungenartiger Teile 16a und 16b absorbiert werden. Auf diese Art kann die Störung zwischen einem Eckabschnitt des Vorderendes des Seltenerdmagneten 7 und jedem Paar zungenartiger Teile 16a und 16b verlässlich vermieden werden. Deshalb gibt es auch einen Vorteil, dass Abkanten an dem Eckabschnitt des Vorderendes des Magneten unnötig ist, und daher die nötigen Kosten zum Herstellelen des Magneten gering gehalten werden können.
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Wenn der Seltenerdmagnet unter hoher Temperatur einem stark entmagnetisierenden Feld ausgesetzt wird, pflegt unumkehrbare Entmagnetisierung aufzutreten. Ein Motor mit innerem Permanentmagneten, der Seltenerdmagneten verwendet, ist entworfen, um eine Entwicklung von Entmagnetisierung oberhalb eines bestimmten Niveaus unter Betriebsbedingungen zu verhindern. 7 ist ein Konturdiagramm, das als Vergleichsbeispiel einen entmagnetisierten Bereich veranschaulicht, wenn Stufen 117 in der Umgebung der seitlichen Enden eines Magnet-Einsetzloches 109 eines Rotorkerns 105 gebildet sind. 8 ist ein Konturdiagramm, das einen entmagnetisierten Bereich in dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, wenn Stufen in der Umgebung der seitlichen Enden des Magnet-Einsetzloches nicht gebildet sind. Es ist zu beachten, dass die Magnetisierungs-Richtung des Seltenerdmagneten die Dicken-Richtung des Magneten (Richtung von einer langen Seite zur anderen langen Seiten in seitlicher Schnittansicht) ist. Ferner veranschaulichen 7 und 8 Ergebnisse durch elektromagnetische Analysen, in denen andere Bedingungen als die Form des Magnet-Einsetzloches gleich eingestellt sind, und stellen dar, dass, wenn die schwarze Farbe dunkler ist, in dem Teil der entmagnetisierende Faktor größer ist.
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Wie aus dem Vergleich zwischen den 7 und 8 verstanden werden kann, sind die seitlichen Endabschnitte des Seltenerdmagneten 7 in 8, wo Stufen in der Umgebung der seitlichen Enden des Magnet-Einsetzloches nicht gebildet sind, weniger entmagnetisiert als in 7, wo die Stufen 117 in der Umgebung der seitlichen Enden des Magnet-Einsetzloches 109 gebildet sind. Der magnetische Fluss, der durch den durch die Wicklung 14 fließenden Strom verursacht wird, fließt nahe der äußeren Randfläche des Rotorkerns in der Umfangsrichtung. Wenn der magnetische Fluss jedoch einen Luftabschnitt (Flusshindernis) 18 zwischen den Polen passiert, fließt er wahlweise in größerer Menge an einer Stelle, wo der Abstand zwischen den Kanten des Magnet-Einsetzloches klein ist. Deshalb erfüllt, auf der Grundlage des Vorhandenseins oder der Abwesenheit der Stufen 117, die Beziehung von durch die Symbole G1 und G2 in den 7 und 8 dargestellten Teilen G1 < G2. Als Ergebnis passiert, wenn die Stufen 117 gebildet sind, eine größere Menge des magnetischen Flusses den Endabschnitt des Seltenerdmagneten 7 gegen die Magnetisierungsrichtung (Dickenrichtung des Magneten), was mehr Entmagnetisierung verursacht.
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Es ist zu beachten, dass in diesem Ausführungsbeispiel der Seltenerdmagnet als Permanentmagnet verwendet wird, aber ähnliche Effekte selbst erhalten werden können, wenn andere Typen von Magneten verwendet werden. Zum Beispiel in dem Fall eines Ferritmagneten unterscheidet sich der Ferritmagnet von dem Seltenerdmagneten nur darin, dass die unumkehrbare Entmagnetisierung aufzutreten pflegt, wenn der Magnet bei niedriger Temperatur einem stark entmagnetisierenden Feld ausgesetzt wird. Wenn die vorliegende Erfindung angewandt wird, können ähnliche Effekte auch in dem Falle eines Ferritmagneten erhalten werden.
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9 ist eine Ansicht, die in vergrößerter Weise die Umgebung der zungenartigen Teile in 4 veranschaulicht. Wenn die Seltenerdmagneten 7 und die Magnet-Befestigungsteile 8 zum Rotorkern zusammengesetzt werden, grenzen Teile von jedem Paar der zungenartigen Teile 16a und 16b an eine Loch bildende Oberfläche an, die die Magnet-Einsetzlöcher 9 in dem Rotorkern 5 bildet, und ein anderer Teil eines jeden Paares der zungenartigen Teile 16a und 16b grenzt an den Seltenerdmagneten 7 an, Auf das in 9 veranschaulichte Beispiel wird für eine spezifische Beschreibung Bezug genommen. Eine Oberfläche von jedem der zungenartigen Teile 16a und 16b, die einen wie oben beschriebenen rechteckigen Querschnitt aufweisen, grenzt an eine ein Loch bildende Fläche 5a, die eine radiale äußere Seite des Magnet-Einsetzloches 9 im Rotorkern bildet, und eine andere Oberfläche von jedem der zungenartigen Teile 16a und 16b grenzt an eine entsprechende Endfläche des Seltenerdmagnete 7 in seitlicher Richtung an. Es ist zu beachten, dass ein modifiziertes Beispiel von 9 in 10 veranschaulicht wird. In dem spezifischen Beispiel in 10 grenzt eine Oberfläche von jedem der zungenartigen Teile 16a' und 16b' an eine ein Loch bildende Fläche 5b an, die eine radiale innere Seite des Magneteinsetzloches 9 im Rotorkern bildet, und eine andere Oberfläche von jedem der zungenartige Teile 16a' und 16b' grenzt an eine entsprechende Endfläche des Seltenerdmagneten in seitlicher Richtung 7 an. Mit einer solchen Konfiguration wird eine relative Position des Magnet-Befestigungsteils 8 in Bezug auf die Kante des Magnet-Einsetzloches 9 bestimmt, und somit kann der Seltenerdmagnet 7 leicht relativ zu dem Magnet-Einsetzloch positioniert werden. Insbesondere ist die relative Position in der Rotor-Umfangsrichtung zwischen dem Magnet-Einsetzloch 9 und dem Seltenerdmagneten 7 sehr wichtig. Zum Beispiel nähert sich der rechte Endabschnitt des Seltenerdmagneten 7, wenn der Seltenerdmagnet 7 zur rechten Seite in dem Magnet-Einsetzloch 9 verschoben wird, der rechten Endkante des Magnet-Einsetzloches 9, was ein Problem der Verringerung der Entmagnetisierungs-Beständigkeit verursachen kann. Dagegen wird in diesem Ausführungsbeispiel der Seltenerdmagnet durch das Paar zungenartiger Teile positioniert, und ferner werden diese zungenartigen Teile durch die Loch-bildenden Fläche des Rotorkerns positioniert. Deshalb kann der Seltenerdmagnet 7 leicht in der Mitte des Magnet-Einsetzloches 9 positioniert werden, und das Problem der Verringerung der Entmagnetisierungs-Beständigkeit auf einer wie oben beschriebenen Seite kann vermieden werden. Es ist zu beachten, dass in diesem Ausführungsbeispiel, wie für einen Pol, der Seltenerdmagnet, das Magnet-Einsetzloch 9, die Luftabschnitte 18, die später beschrieben werden, und das Paar zungenartiger Teile 16a und 16b in Achsensymmetrie in Bezug auf die magnetische Mittellinie in den 9 und 10 gebildet sind.
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Entsprechend dem wie oben gestalteten Motor mit innerem Permanentmagneten des ersten Ausführungsbeispiels, wird der Permanentmagnet von den aus nicht-magnetischem Material der Magnet-Befestigungsteile, welche getrennte Teile des Rotorkerns sind, gefertigten zungenartigen Teilen von beiden Seiten in der Drehwellen-Richtung in dem Rotorkern gepresst. Daher kann, ohne sich auf Stufen oder Vorsprünge in der Umgebung der seitlichen Enden des Magnet-Einsetzloches zu verlassen, die Bewegung des Magneten verringert werden, und die Gefahr von Lärm und Verschleiß, Rissbildung und Abschabung des Magneten, die durch die Bewegung des Magneten in großem Umfang verursacht werden, kann verringert werden. Das heißt, die Gefahr von Lärm und Verschleiß, Rissbildung und Abschabung des Magneten kann verringert werden, während die Entmagnetisierung der seitlichen Endabschnitte des Permanentmagneten unterdrückt wird. Ferner wird in dem ersten Ausführungsbeispiel der Permanentmagnet in einem Zustand gehalten, in dem die elastische Wiederherstellungskraft der zungenartigen Teile auf den Permanentmagneten wirkt, und so der Permanentmagnet und die zungenartigen Teile dauerhaft in einem Zustand nahen Kontakts gehalten werden. Selbst so kann die Gefahr von Lärm und Verschleiß, Rissbildung und Abschabung des Magneten verringert werden.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Als nächstes wird mit Bezug zu 11 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 11 ist eine Ansicht der gleichen Art wie 9 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel. Es ist zu beachten, dass das zweite Ausführungsbeispiel außer für den unten beschriebenen Teil gleich dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist. Wie in 11 veranschaulicht grenzt in diesem Ausführungsbeispiel, wenn die Seltenerdmagneten 7 und die Magnet-Befestigungsteile 8 zum Rotorkern zusammengesetzt sind, jedes Paar zungenartiger Teile 56a und 56b an den Seltenerdmagneten 7 an, ohne an die das Loch bildende Fläche, die das Magnet-Einsetzloch 9 bildet, anzugrenzen.
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Entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel, das wie oben beschrieben gestaltet ist, können die folgenden Vorteile erhalten werden. Das heißt, in dem zweiten Ausführungsbeispiel kann in einem Schritt des Zusammensetzens des Rotors (Schritt des Einsetzens des Seltenerdmagneten in die Magnet-Einsetzlöcher, und dann Einsetzen der Magnet-Befestigungsteile von den beiden Endflächen in Drehwellen-Richtung, um so zwei Seitenflächen des Seltenerdmagneten in Breiten-Richtung einzuklemmen) der Abstand zwischen den zungenartigen Teilen und der Kante des Magnet-Einsetzloches hinreichend gesichert werden. Deshalb wird das Zusammensetzen erleichtert, weil das zungenartige Teil nicht verfangen ist, und somit wird die Produktivität erhöht. Ferner tritt, wenn das Magnet-Befestigungsteil aus einem Material gefertigt wird, das es Elektrizität erlaubt, leicht durchzukommen, wie zum Beispiel Stahlbleche, ein Problem auf, dass, wenn die zungenartigen Teile des Magnet-Befestigungsteils an die Kante des Magnet-Einsetzloches angrenzen, die laminierten und befestigten magnetischen Stahlbleche elektrisch miteinander verbunden sind, so dass ein Wirbelstromverlust erhöht wird. In diesem Ausführungsbeispiel jedoch ist ein hinreichender Abstand zwischen dem zungenartigen Teil und der Kante des Magnet-Einsetzloches sichergestellt, und somit kann ein solches Problem im Voraus verhindert werden.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Als nächstes wird mit Bezug zu 12 ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. 12 ist eine Ansicht der gleichen Art wie 3 entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel. Es ist zu beachten, dass das dritte Ausführungsbeispiel außer in dem unten beschriebenen Teil gleich dem oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist.
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Wie in 12 veranschaulicht enthält ein Paar zungenartiger Teile 216a und 216b, dass in jedem der Magnet-Befestigungsteile 8 gebildet ist, die Basispositionen 41 und die Einspannpositionen 43 Abstand: Dmin) mit Abständen gleich denen in dem Falle der oben erwähnten zungenartigen Teile 16a und 16b. Ferner haben Vorderendpositionen 245 der zungenartigen Teile 216a und 216b einen Abstand Da größer als die seitliche Breite L des Seltenerdmagneten 7. Das heißt, der Abstand Da zwischen den Vorderendpositionen 245 der zungenartigen Teile 216a und 216b und der seitlichen Breite L des Seltenerdmagneten werden eingestellt, um die Beziehung von Da > L zu erfüllen.
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Entsprechend dem dritten, wie oben gestalteten Ausführungsbeispiel, können zusätzlich zu den Vorteilen in dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel oder dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel die folgenden Vorteile erhalten werden. Das heißt, wenn der Seltenerdmaget 7 in einen Raum zwischen den zungenartigen Teilen 216a und 216b eintritt, bedingt durch den oben beschriebenen, eingestellten Abstand für die Vorderendpositionen 245, wird der Seltenerdmagnet 7 reibungslos zwischen dem Paar zungenartiger Teile 216a und 216b angeordnet. Deshalb wird das Zusammensetzen des Seltenerdmagneten 7 und der Magnet-Befestigungsteile 8 erleichtert. Es ist zu beachten, dass als ein Verfahren zum Erhöhen des Raumes zwischen den Vorderendpositionen der zungenartigen Teile 216a und 216b, zusätzlich zu einem Verfahren zum Bilden der Vorderendpositionen in eine verjüngte Form, wie zum Beispiel in 12 veranschaulicht, es ein Verfahren gibt zum Bilden von Eckabschnitten an der inneren Seite der Vorderenden der zungenartigen Teile 216a und 216b in eine abgeschrägte oder gerundete Form.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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Als nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das vierte Ausführungsbeispiel hat ein Merkmal darin, dass die Vielzahl zungenartiger Teile oder jedes der Magnet-Befestigungsteile als Ganzes durch Kunstharzformung gebildet sind. Das dargestellte Beispiel wird durch Anwendung des Merkmals des vierten Ausführungsbeispiels auf die Struktur des oben erwähnten ersten Ausführungsbeispiels beschrieben, aber das vierte Ausführungsbeispiel ist nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann durch Anwendung von Kunstharzformung auf die Struktur des oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels oder des oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels ausgeführt werden.
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In dem Motor mit innerem Permanentmagneten ist es möglich einen Fall anzunehmen, wo mit dem Ziel, zu verhindern, dass der Seltenerdmagnet in axialer Richtung herausrutscht, und zu verhindern, dass zerbrochene Stücke zerstreut werden, wenn Rissbildung oder Absplitterung auftritt, aus nicht-magnetischem Material gefertigte Metallbleche, die Endbleche genannt werden, an beiden Endflächen des Rotorkerns in axialer Richtung platziert werden, um dadurch die Öffnungsabschnitte der Magnet-Einsetzlöcher zu schließen. Deshalb ist es denkbar für die Magnet-Befestigungsteile 8 in dem oben erwähnten ersten bis dritten Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Bilden der zungenartigen Teile 16a und 16b zu verwenden, wobei solche Metallendbleche einer Metallblechbearbeitung ausgesetzt werden. In diesem Fall jedoch tritt der folgende Umstand wegen der Schnitt-Anordnung („cutting layout”) auf. 13 ist eine Ansicht, die die Schnitt-Anordnung („cutting layout”) veranschaulicht, wenn die zungenartigen Teile, durch Metallblechbearbeitung und -biegung geformt werden.
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Das heißt, dass das zungenartige Teil 16b zum Pressen der rechten Endfläche des Seltenerdmagneten 7 eines bestimmten Pols in der Umgebung eines Abschnitts zwischen den Polen positioniert wird, und somit das zungenartige Teil 16b und das zungenartige Teil 16a zum Pressen der linken Endfläche des Seltenerdmagneten 7 des benachbarten Pols sich um ein Material drängeln. Um das zu verhindern, wird wie in 13 veranschaulicht verlangt, dass das zungenartige Teil 16b durch Biegen eines Materials 19 auf der linken Seite davon gebildet wird. Als Ergebnis kann der seitliche Endabschnitt des Seltenerdmagneten 7 eingespannt werden, aber ein Teil der axialen Endfläche des Seltenerdmagneten ist exponiert. Deshalb wird, wenn Rissbildung oder Absplitterung im Seltenerdmagneten bedingt durch einige Faktoren oder Unfälle auftritt, die Rolle, um Zerstreuen der zerbrochenen Teile zu verhindern, geringfügig verringert. Um so ein Problem zu verhindern, werden im vierten Ausführungsbeispiel die zungenartigen Teile 16a und 16b oder das ganze Magnet-Befestigungsteil 8 durch Kunstharzformung gebildet, um so das oben erwähnte Problem ohne Vergrößern der Herstellungskosten zu lösen, und das Paar von Magnet-Befestigungsteilen 8 kann im Wesentlichen vollständig die Öffnungen der Vielzahl von Magnet-Einsetzlöchern 9 an beiden Endflächen des Rotorkerns 5 bedecken.
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Obwohl die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung oben eigens mit Bezug zu den bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben werden, ist es offensichtlich, dass Fachmänner verschiedene Modifikationen, auf der Grundlage der grundlegenden technischen Konzepte und Lehren der vorliegenden Erfindung, übernehmen können.
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Bezugszeichenliste
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- 1 Rotor, 2 Stator, 5 Rotorkern, 6 Welle, 7 Seltenerdmagnet (Permanentmagnet), 8 Magnet-Befestigungsteil, 9 Magnet-Einsetzloch, 16a, 16b, 16a', 16b', 56a, 56b, 216a, 216b Zungenartiges Teil, 41 Basisposition
