DE112021003038T5

DE112021003038T5 - Rotierende elektrische maschine und luftfahrzeug, das die rotierende elektrische maschine verwendet

Info

Publication number: DE112021003038T5
Application number: DE112021003038.8T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Miyama; Hiroshi Mitsuda; Kazumasa Ito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2023-03-16
Also published as: US20230163669A1; JPWO2021240871A1; WO2021240871A1; JP7361915B2; CN115715450A

Abstract

Die rotierende elektrische Maschine (1, 1A, 1B) weist zwei bewegliche Teile (10, 20) auf, die mit einem dazwischengefügten Statorkern (31) angeordnet sind und um eine identische Drehwelle rotieren. Zumindest ein Teil des Statorkerns (31) ist durch Stapeln von dünnen Blechen in der Rotationsrichtung der zwei beweglichen Teile (10, 20) gebildet. Der Statorkern (31) weist an beiden Enden Statorkern-Haltebereiche (36, 37) auf, die in der Richtung parallel zu dessen Flächen, die den zwei beweglichen Teilen (10, 20) gegenüberliegen, sowie senkrecht zur Rotationsrichtung der beweglichen Teile (10, 20) verlaufen. Halteflächen (38, 39) der Statorkern-Haltebereiche (36, 37) an beiden Enden sind jeweils von Halteelementen (33, 35) fixiert. Die Halteflächen (38, 39) der Statorkern-Haltebereiche (36, 37) an beiden Enden sind so ausgebildet, dass sie einander zugewandt sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine rotierende elektrische Maschine und ein Luftfahrzeug, das eine solche rotierende elektrische Maschine verwendet.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise ist in Hinblick auf einen Statorkern, der von zwei gegenüberliegenden beweglichen Teilen in einer rotierenden elektrischen Maschine umgeben ist, Folgendes bekannt: Der Statorkern wird durch Stapeln von dünnen Blechen in einer Richtung parallel zu zwei Flächen gebildet, die den beweglichen Teilen zugewandt sind, die Rotoren sind, und senkrecht zur Bewegungsrichtung der beweglichen Teile, und Halteelemente werden in Löcher eingepasst, die so angeordnet sind, dass sie in der Stapelungsrichtung hindurchgehen, so dass der Statorkern gehalten wird (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
Es ist ebenfalls bekannt, dass ein Statorkern in einer rotierenden elektrischen Maschine gebildet wird, indem dünne Bleche in einer Richtung parallel zu den zwei gegenüberliegenden beweglichen Teilen und im Wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung der beweglichen Teile gestapelt werden, Schraubenlöcher zum Halten der gestapelten Bleche in einer Richtung parallel zu zwei Flächen des Statorkerns angeordnet sind, die den beweglichen Teilen zugewandt sind, die Rotoren sind, und senkrecht zur Bewegungsrichtung der beweglichen Teile, und die Schrauben befestigt werden, so dass der Statorkern gehalten wird (siehe beispielsweise Patentdokument 2).
Literaturverzeichnis
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs Offenlegungsschrift JP 2019- 37 084 A
Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs Offenlegungsschrift JP 2018- 85 886 A

Zusammenfassung der Erfindung
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Im Patentdokument 1 wirkt eine elektromagnetische Kraft infolge des Betriebs der rotierenden elektrischen Maschine in einer Richtung, die eine Scherung zwischen den gestapelten Blechen des Statorkerns bewirkt, und daher werden die Halteelemente in die Löcher eingepasst, die in der Stapelungsrichtung hindurchgehen, so dass der Statorkern gehalten wird. Demzufolge wechselwirken die Halteelemente mit dem Magnetpfad des Statorkerns, was zu einer Größenzunahme der Einrichtung und einer Verringerung des Wirkungsgrads führt.
Im Patentdokument 2 gilt wiederum Folgendes: Da der Statorkern durch Ausüben einer Klemmkraft in der Stapelungsrichtung gehalten werden muss, verschlechtern sich die magnetischen Eigenschaften des Statorkerns. Außerdem wird auch in einem anderen Beispiel im Patentdokument 2 der Statorkern von den Montagebereichen gedrückt, und folglich verschlechtern sich die magnetischen Eigenschaften.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um das obige Problem zu lösen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine rotierende elektrische Maschine anzugeben, bei der ein Statorkern gehalten wird, ohne die Größe der Einrichtung zu erhöhen und ohne die magnetischen Eigenschaften zu verschlechtern, sowie ein Luftfahrzeug, das die rotierende elektrische Maschine verwendet.
Lösung der Probleme
Eine rotierende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: einen Statorkern; und zwei bewegliche Teile, die so angeordnet sind, dass der Statorkern dazwischengefügt ist, und die um eine identische Drehwelle rotieren. Zumindest ein Teil des Statorkerns ist durch Stapeln von dünnen Blechen in der Rotationsrichtung der zwei beweglichen Teile gebildet. Der Statorkern weist an beiden Enden Statorkern-Haltebereiche auf, die in der Richtung parallel zu dessen Flächen, die den zwei beweglichen Teilen gegenüberliegen, sowie senkrecht zur Rotationsrichtung der beweglichen Teile verlaufen. Halteflächen der Statorkern-Haltebereiche an beiden Enden sind j eweils in Kontakt mit Halteelementen fixiert. Die Halteflächen der Statorkern-Haltebereiche an beiden Enden sind so ausgebildet, dass sie einander zugewandt sind.
Wirkung der Erfindung
Bei der rotierenden elektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung gilt Folgendes: Da der Statorkern gehalten wird, indem eine Zugspannung darauf ausgeübt wird, wird es möglich, den Statorkern zu halten, ohne die Größe der Einrichtung zu erhöhen und ohne die magnetischen Eigenschaften des Statorkerns zu verschlechtern.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht entlang einer Drehwelle einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1, und sie ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1, und sie ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1.
4 ist eine teilweise Schnittansicht entlang der Richtung senkrecht zur Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1.
5 ist eine Schnittansicht entlang einer Drehwelle einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 2.
6 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die die Struktur eines Stators einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
7 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die die Struktur des Statorkerns der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
8 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die die Struktur des Statorkerns der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 3 zeigt, und ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 7.
9A und 9B zeigen perspektivische Ansichten, die ein Verfahren zum Zusammenbauen des Statorkerns der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 3 angeben.
10 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die die Struktur eines anderen Statorkerns der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
11 ist eine Schnittansicht entlang einer Drehwelle einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4.
12 ist eine Schnittansicht entlang einer Drehwelle einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 5.
13 ist eine Schnittansicht entlang der Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 5, und sie ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 12.
14 ist eine Schnittansicht entlang der Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 5, und sie ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 12.
15 ist eine Schnittansicht entlang einer Drehwelle einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 6.
16 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung senkrecht zur Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 6, und sie zeigt die Struktur eines Stators.
17 ist eine Schnittansicht entlang einer Drehwelle einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 7.
18 ist eine teilweise Schnittansicht entlang der Richtung senkrecht zur Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 7.
19 ist eine Schnittansicht entlang einer Drehwelle einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 8.
20 ist eine teilweise Schnittansicht entlang der Richtung senkrecht zur Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 8.
21 ist eine schematische Ansicht, die ein Luftfahrzeug zeigt, das eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 9 verwendet.
22A und 22B sind schematische Ansichten, die ein anderes Luftfahrzeug zeigen, das eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 9 verwendet.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen sind schematisch dargestellt, und einige Konfigurationen sind zur Erleichterung der Beschreibung weggelassen oder vereinfacht. Die Relation von Größen und Positionen der Komponenten und dergleichen, die in den verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind, sind nicht notwendigerweise präzise dargestellt, und sie können geeignet geändert werden. In der folgenden Beschreibung sind die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und gezeigt, und sie haben auch die gleichen Namen und Funktionen. Daher kann deren detaillierte Beschreibung weggelassen werden, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden.
Ausführungsform 1
Nachfolgend wird eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht entlang einer Drehwelle, die die Struktur einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 zeigt. In 1 weist eine rotierende elektrische Maschine 1 zwei Rotoren auf, die ein Innenrotor 10 und ein Außenrotor 20 sind, sowie einen Stator 30, der zwischen den zwei Rotoren in Radialrichtung angeordnet ist, und sie ist als ein Radialspalt-Motor vom Doppelrotortyp ausgebildet.
Der Innenrotor 10 weist Folgendes auf: eine Welle 2, einen Vorsprung 12, der an die Welle 2 pressgepasst ist und daran fixiert ist, sowie einen Permanentmagneten 14, der an der radialen Außenseite des Vorsprungs 12 gehalten wird bzw. daran festgeklebt ist und daran fixiert ist.
Der Außenrotor 20 weist Folgendes auf: eine Außenwelle 21, die an der Welle 2 fixiert ist, sowie einen Permanentmagneten 22, der an der radialen Innenseite der Außenwelle 21 gehalten wird bzw. daran festgeklebt ist und daran fixiert ist.
Im Stator 30 ist ein Statorkern 31 in Axialrichtung zwischen einem lastseitigen Basis-Halteelement 35, das an einer lastseitigen Basis 34 angebracht ist, und einer nichtlastseitigen Stator-Basis 33 angeordnet, und eine Statorspule 32 ist um den Statorkern 31 gewickelt. Der Stator 30, der zwischen dem Innenrotor 10 und dem Außenrotor 20 angeordnet ist, hält den Innenrotor 10 und den Außenrotor 20 drehbar mittels eines lastseitigen Innenlagers 3, eines lastseitigen Außenlagers 5, eines nichtlastseitigen Innenlagers 4 und eines nichtlastseitigen Außenlagers 6.
An beiden Enden in Axialrichtung verlaufen beide Seitenbereiche des Statorkerns 31 auf Seiten des Innenrotors 10 und auf Seiten des Außenrotors 20 und stehen in Axialrichtung vor. Lastseitige Statorkern-Haltebereiche 36, die distale Endbereiche des Statorkerns 31 auf der Lastseite sind, sind in L-Formen nach innen gebogen, und nichtlastseitige Statorkern-Haltebereiche 37, die distale Endbereiche des Statorkerns 31 auf der Nichtlastseite sind, sind in L-Formen nach außen gebogen.
Der Statorkern 31 ist aus einem Stahlblech gebildet, und die lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36 und die nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37 sind Teile des Statorkerns 31, und sie sind aus demselben Stahlblech gebildet. Das heißt, der Statorkern 31 wird gebildet, indem dünne Bleche in Rotationsrichtung des Innenrotors 10 und des Außenrotors 20 gebogen werden, und er hat an beiden Enden Statorkern-Haltebereiche, die in der Richtung parallel zu den Flächen verlaufen, die dem Innenrotor 10 und dem Außenrotor 20 gegenüberliegen, sowie senkrecht zur Rotationsrichtung.
2 ist eine vergrößerte Ansicht in einem Bereich X1, der in 1 mit einer unterbrochenen Linie umgeben ist, und 3 ist eine vergrößerte Ansicht in einem Bereich X2, der in 1 mit einer unterbrochenen Linie umgeben ist.2 und 3 zeigen Strukturen an beiden Enden in Axialrichtung des Statorkerns 31.
In 2 sind die lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36, die die distalen Endbereiche sind, die in Richtung der Lastseite verlaufen, die die eine Seite in Axialrichtung des Statorkerns 31 ist, in L-Formen gebogen, so dass sie innerhalb des Axialrichtungs-Bereichs des Statorkerns 31 sind, und sie sind in Nuten im lastseitigen Basis-Halteelement 35 eingeführt. Zu dieser Zeit sind die lastseitigen Halteflächen 38 der lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36 in Kontakt mit dem Nuten im lastseitigen Basis-Halteelement 35 fixiert, das an der lastseitigen Stator-Basis 34 angeordnet ist.
In 3 sind die nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37, die die distalen Endbereiche sind, die in Richtung der Nichtlastseite verlaufen, die die andere Seite in Axialrichtung ist, jeweils in L-Formen gebogen, so dass der verlaufende bzw. sich erstreckende distale Endbereich auf Seiten des Innenrotors 10 in Richtung der Seite des Innenrotors 10 von der Axialrichtung des Statorkerns 31 aus gebogen ist und der verlaufende bzw. sich erstreckende distale Endbereich auf Seiten des Außenrotors 20 in Richtung der Seite des Außenrotors 20 gebogen ist, und sie sind in die Nuten in der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 eingeführt. Zu dieser Zeit sind die nichtlastseitigen Halteflächen 39 der nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37 in Kontakt mit den Nuten in der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 fixiert.
Im Statorkern 31 sind die Richtung, in der die lastseitige Haltefläche 38 mit dem lastseitigen Basis-Halteelement 35 in Kontakt kommt, und die Richtung, in der die nichtlastseitige Haltefläche 39 mit der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 in Kontakt kommt, zueinander in Axialrichtung entgegengesetzt, wie mit den Pfeilen in 2 und 3 dargestellt.
Obwohl nicht dargestellt, haben die Nuten im lastseitigen Basis-Halteelement 35, das an der lastseitigen Stator-Basis 34 angebracht ist, und die Nuten in der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 an einigen Teilen in Umfangsrichtung Öffnungen mit Größen, die ausreichend sind, um eine Einführung der lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36 und der nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37 zu ermöglichen. Nachdem die lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36 und die nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37 in die Öffnungen eingeführt sind, wird eine Rotation in Umfangsrichtung an vorbestimmte Positionen durchgeführt, so dass die lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36 und die nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37 fixiert sind, so dass sie sich in Axialrichtung nicht lösen.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung senkrecht zur Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine 1, und sie ist eine teilweise Schnittansicht entlang der Richtung der Linie A-A in 1.In der Zeichnung hat die rotierende elektrische Maschine 1 eine Konfiguration mit konzentrierter Wicklung, und zwar mit 48 Polen und 72 Nuten. Der Statorkern 31 wird gebildet, indem - im Wesentlichen in der Umfangsrichtung - dünne Stahlbleche gestapelt werden, die in der Axialrichtung lang sind. Die Stahlbleche, die den Statorkern 31 bilden, sind elektromagnetische Stahlbleche, die durch Walzen hergestellt sind, und sie sind so angeordnet, dass die Walzrichtung mit der Radialrichtung des Statorkerns übereinstimmt.
Der Innenrotor 10 und der Außenrotor 20 rotieren mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit in der Zeichnung entgegen dem Uhrzeigersinn. Das heißt, der Innenrotor 10 und der Außenrotor 20 sind bewegliche Teile.
Das lastseitige Innenlager 3 und das nichtlastseitige Innenlager 4, die in 1 gezeigt sind, sind Schräglager. Unter Berücksichtigung der Ausmaße des Statorkerns 31 in Axialrichtung sind das lastseitige Innenlager 3 und das nichtlastseitige Innenlager 4 vorbelastet, und außerdem werden die lastseitigen Halteflächen 38 der lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36 an die lastseitige Stator-Basis 34 (das lastseitige Basis-Halteelement 35) gedrückt, und die nichtlastseitigen Halteflächen 39 der nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37 werden an die nichtlastseitige Stator-Basis 33 gedrückt.
Wie oben beschrieben, gilt bei der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 Folgendes: Da der Statorkern 31 mit darauf in Axialrichtung ausgeübter Zugspannung mittels der lastseitigen Halteflächen 38 und der nichtlastseitigen Haltefläche 39 fixiert ist, tritt eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften infolge von Druckbeanspruchung nicht auf, und der Wirkungsgrad kann verbessert werden. Außerdem sind die Endbereiche des Statorkerns 31 auf Seiten des Innenrotors 10 und auf Seiten des Außenrotors 20 Flansche eines Statorzahns, und sie sind Teile, wo die Statorspule 32 nicht gewickelt werden kann, und diese Teile werden als Haltebereiche verwendet, die in Axialrichtung verlaufen, so dass sie fixiert sind. Demzufolge ist es möglich, den Stator 30 zu fixieren, ohne den Wicklungsabstand zu verringern und ohne den Magnetpfad zu behindern bzw. zu stören.
Die lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36, die die distalen Endbereiche sind, die in Richtung der Lastseite verlaufen, die die eine Seite in Axialrichtung ist, sind in L-Formen gebogen, so dass sie innerhalb der Axialrichtungs-Breite des Statorkerns 31 liegen. Demzufolge kann der Statorkern 31 in einem begrenzten Stauraum gehalten werden.
Die nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37, die die distalen Endbereiche sind, die in Richtung der Nichtlastseite verlaufen, die die andere Seite in Axialrichtung ist, sind in L-Formen gebogen, so dass sie in Richtung der Seite des Innenrotors 10 und der Seite des Außenrotors 20 gebogen sind, und zwar von der Axialrichtung des Statorkerns 31. Demzufolge können die nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37 weitgehend angeordnet werden, und die Haltestärke kann verbessert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Richtungen, in denen der lastseitige Statorkern-Haltebereich 36 und der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37 in L-Formen gebogen sind, voneinander in Radialrichtung verschieden, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass sie sich in Radialrichtung lösen. Sie können jedoch auch in der gleichen Richtung gebogen sein.
Ausführungsform 2
Nachfolgend wird eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 2 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
5 ist eine Schnittansicht entlang der Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine 1 gemäß Ausführungsform 2. In 5 verlaufen an beiden Enden in Axialrichtung beide Seitenbereiche des Statorkerns 31 auf Seiten des Innenrotors 10 und auf Seiten des Außenrotors 20 in Axialrichtung von einem Körperbereich und stehen vor. Der Unterschied zur Ausführungsform 1 ist, dass die lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36, die die distalen Endbereiche auf der Lastseite sind, in L-Formen in stumpfen Winkeln nach innen gebogen sind, und die nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37, die die distalen Endbereiche auf der fixierten Seite sind, in L-Formen in stumpfen Winkeln nach außen gebogen sind. Das heißt, die Winkel der L-Formen sind verschieden. Der Statorkern 31 ist aus einem Stahlblech gebildet, und die lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36 und die nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37 sind Teile des Statorkerns 31, und sie sind aus demselben Stahlblech gebildet.
Wie bei der Ausführungsform 1 sind die lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36, die die distalen Endbereiche sind, die in Richtung der Lastseite verlaufen, die die eine Seite in Axialrichtung ist, in Nuten im lastseitigen Basis-Halteelement 35 eingeführt, das an der lastseitigen Stator-Basis 34 angebracht ist. Zu dieser Zeit sind die lastseitigen Halteflächen 38 der lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36 in Kontakt mit den Nuten im lastseitigen Basis-Halteelement 35 fixiert.
Die nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37, die die distalen Endbereiche sind, die in Richtung der Nichtlastseite verlaufen, die die andere Seite in Axialrichtung ist, sind jeweils in L-Formen gebogen, so dass der verlaufende bzw. sich erstreckende distale Endbereich auf Seiten des Innenrotors 10 in Richtung der Seite des Innenrotors 10 von der Axialrichtung des Statorkerns 31 aus gebogen ist und der verlaufende bzw. sich erstreckende distale Endbereich auf Seiten des Außenrotors 20 in Richtung der Seite des Außenrotors 20 gebogen ist, und sie sind in die Nuten in der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 eingeführt. Zu dieser Zeit sind die nichtlastseitigen Halteflächen 39 der nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37 in Kontakt mit der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 fixiert.
Im Statorkern 31, sind die Richtung, in der die lastseitige Haltefläche 38 mit dem lastseitigen Basis-Halteelement 35 in Kontakt kommt, und die Richtung, in der die nichtlastseitige Haltefläche 39 mit der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 in Kontakt kommt, zueinander in Axialrichtung entgegengesetzt, obwohl sie aufeinander bezogen bzw. gegenseitig einige Komponenten in Radialrichtung haben.
Wie oben beschrieben, zeigen sich auch mit der Konfiguration bei der Ausführungsform 2 die gleichen Wirkungen wie bei der Ausführungsform 1. Außerdem gilt Folgendes: Da die lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36 und die nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37 L-Formen mit stumpfen Winkeln haben, werden die Abmessungen der lastseitigen Statorkern-Haltebereiche 36 und der nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereiche 37 in Radialrichtung relativ zu den Flächen der lastseitigen Halteflächen 38 und der nichtlastseitigen Halteflächen 39 klein. Demzufolge können die Größen der Öffnungen der lastseitigen Stator-Basis 34 und der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 verringert werden, so dass eine Größenverringerung erzielt werden kann.
Ausführungsform 3
Nachfolgend wird eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 3 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der Struktur des Stators 30 der rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 3 zeigt. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur des Statorkerns 31 zeigt. 8 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht in einem Bereich X3 mit unterbrochenen Linien in 7. In den Ausführungsformen 1 und 2 wird der Statorkern 31 durch Stapeln - im Wesentlichen in der Umfangsrichtung, d. h. der Rotationsrichtung - von dünnen Stahlblechen gebildet, die in der Axialrichtung lang sind.
Im Statorkern 31 der Ausführungsformen 1 und 2 verlaufen an beiden Enden in dessen Axialrichtung beide Seitenbereiche auf Seiten des Innenrotors 10 und auf Seiten des Außenrotors 20 in Axialrichtung vom Körperbereich aus und stehen vor, dessen distale Endbereiche 31c auf der Lastseite sind in L-Formen nach innen gebogen, und dessen distale Endbereiche 31d auf der Nichtlastseite sind in L-Formen nach außen gebogen. Der Statorkern 31 bei der Ausführungsform 3 unterscheidet sich dahingehend, dass der Statorkern 31 Seitenbereiche 311 die jeweils dem Innenrotor 10 und dem Außenrotor 20 zugewandt sind, und einen Seitenbereich-Haltebereich 312 aufweist, der beide Seitenbereiche 311 hält und mit der Statorspule 32 gewickelt ist.
Wie in 7 und 8 gezeigt, werden beide Seitenbereiche 311 des Statorkerns 31 durch Stapeln - im Wesentlichen in der Umfangsrichtung, d. h. der Rotationsrichtung - von dünnen elektromagnetischen Stahlblechen gebildet, die in der Axialrichtung lang sind. Der Seitenbereich-Haltebereich 312 des Statorkerns 31 wiederum wird durch Stapeln - in Axialrichtung - von elektromagnetischen Stahlblechen gebildet, die eine vorbestimmte Form haben, und zwar bis zu einer Höhe entsprechend den Permanentmagneten 14, 22 des Innenrotors 10 und des Außenrotors 20.
Der Seitenbereich-Haltebereich 312 hat im Wesentlichen eine Rechteckform, und er hat Aussparungen 312a an zentralen Teilen der Innenumfangsseite, die die Innenrotor-Seite ist, und der Außenumfangsseite, die die Außenrotor-Seite ist. In die Aussparungen 312a sind beide Seitenbereiche 311 eingeführt und werden dort gehalten. Außerdem können Flansche 312b in Umfangsrichtung von der Aussparung 312a aus angeordnet sein, wie in den Zeichnungen gezeigt.
Beide Seitenbereiche 311 des Statorkerns 31 werden in engem Kontakt mit dem Seitenbereich-Haltebereich 312 gehalten, so dass ein magnetischer Fluss in der Richtung senkrecht zur Drehwelle nahtlos bzw. übergangslos fließt. Beide Seitenbereiche 311 verlaufen in Richtung beider Seiten in Axialrichtung vom Seitenbereich-Haltebereich 312 aus, so dass sie distale Endbereiche 31c, 31d aufweisen, die in L-Formen gebogen sind. Die distalen Endbereiche 31c, 31d entsprechen jeweils den lastseitigen Statorkern-Haltebereichen 36 und den nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereichen 37, die in den Ausführungsformen 1 und 2 gezeigt sind.
Der Statorkern 31 gemäß Ausführungsform 3, der beide Seitenbereiche 311, die in Umfangsrichtung gestapelt sind, sowie den Seitenbereich-Haltebereich 312 aufweist, der in Axialrichtung gestapelt ist, wird ebenfalls mittels darauf in Axialrichtung ausgeübter Zugspannung gehalten, wie in den Ausführungsformen 1 und 2. Das heißt, in Relation zu 1 bei der Ausführungsform 1 sind die distalen Endbereiche 31c, 31d beider Seitenbereiche des Statorkerns 31 fixiert, und die nichtlastseitigen Halteflächen 39 in den Nuten in der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 und die lastseitigen Halteflächen 38 im lastseitigen Basis-Halteelement 35 sind so angeordnet, dass sie einander gegenüberliegen.
Das heißt, die L-förmigen Teile der distalen Endbereiche 31c auf Seiten des einen Endes in Axialrichtung der Seitenbereiche 311 des Statorkerns 31 werden dadurch fixiert, dass sie an die Nuten im lastseitigen Basis-Halteelement 35 angepasst sind, und die L-förmigen Teile der distalen Endbereiche 31d auf Seiten des anderen Endes in Axialrichtung der Seitenbereiche 311 des Statorkerns 31 werden dadurch fixiert, dass sie an die Nuten in der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 angepasst sind, so dass eine Zugspannung ausgeübt wird.
In 7 sind die distalen Endbereiche 31c, 31d in Axialrichtung beider Seitenbereiche 311 beide nach innen in Richtung der Seite des Seitenbereich-Haltebereichs 312 gebogen. Wie in 1 und 5 gezeigt, können die distalen Endbereiche auf der fixierten Seite nach außen gebogen sein. Wie in 5 gezeigt, können sie zusätzlich in L-Formen mit stumpfen Winkeln gebogen sein.
Wie bei beiden Seitenbereichen 311 des Statorkerns 31 bei der Ausführungsform 3 werden Teile des Statorkerns 31 durch Stapeln - im Wesentlichen in der Umfangsrichtung, d. h. der Rotationsrichtung - von dünnen elektromagnetischen Stahlblechen gebildet, die in der Axialrichtung lang sind und die mit darauf ausgeübter Zugspannung gehalten werden. Demzufolge wird eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften infolge von Druckbeanspruchung unterdrückt, und der Wirkungsgrad kann verbessert werden.
Als Nächstes wird der Seitenbereich-Haltebereich 312 zum Halten der Seitenbereiche 311 des Statorkerns 31 beschrieben. In den Ausführungsformen 1 und 2 wird der Statorkern 31 durch Stapeln - im Wesentlichen in der Umfangsrichtung, d. h. der Rotationsrichtung - von dünnen Stahlblechen gebildet, die in der Axialrichtung lang sind. Bei der Ausführungsform 3 wiederum sind die Seitenbereiche 311 sowohl auf der Innenumfangsseite, als auch auf der Außenumfangsseite durch Stapeln - im Wesentlichen in der Umfangsrichtung, d. h. der Rotationsrichtung - von dünnen elektromagnetischen Stahlblechen gebildet, die in der Axialrichtung lang sind, wie in den Ausführungsformen 1 und 2, und der Seitenbereich-Haltebereich 312 zum Halten beider Seitenbereiche 311 wird gebildet, indem elektromagnetische Stahlbleche in Axialrichtung gestapelt werden.
Wie oben beschrieben, ist daher in der Richtung senkrecht zur Achse ein im Wesentlichen rechteckiges Stück entsprechend jedem der elektromagnetischen Stahlbleche vorhanden, die den Seitenbereich-Haltebereich 312 bilden, und folglich wird es einfach, eine Verarbeitung in eine gewünschte Form vorzunehmen. Wie in 7 und 8 gezeigt, hat der Seitenbereich-Haltebereich 312 im Wesentlichen eine rechteckige Form, und er hat - an den zentralen Teilen der Innenumfangsseite und der Außenumfangsseite - die Aussparungen 312a, in die beide Seitenbereiche 311 eingeführt sind und gehalten werden. Die Flansche 312b sind in der Umfangsrichtung von der Aussparung 312a aus angeordnet. Eine Verarbeitung in eine solche Form wird auch einfach.
Wie in 4 gezeigt, ist im Axialrichtungs-Querschnitt der rotierenden elektrischen Maschine 1 der Stator 30 zwischen dem Innenrotor 10 und dem Außenrotor 20 angeordnet, und die Statorkerne 31 sind in konstanten Intervallen bzw. Abständen angeordnet. Daher wird der magnetische Fluss infolge der Struktur, in der die Permeabilität nicht konstant ist, bei Betrachtung von den Spalten zwischen dem Stator 30 und dem Innenrotor 10 und dem Außenrotor 20 erzeugt. Der erzeugte magnetische Fluss wird als eine räumliche Harmonische bezeichnet, die zu Verlusten führt.
In der vorliegenden Ausführungsform haben die Seitenbereich-Haltebereiche 312 die Flansche 312b, die dazu dienen, die Zwischenräume zwischen den in Umfangsrichtung angrenzenden Teilen des Stators 30 zu füllen, so dass die räumliche Harmonische verringert werden kann. Da der Seitenbereich-Haltebereich 312 in Richtung der Drehwelle gestapelt ist, ist außerdem die Fläche des Leiters klein, die mit einem magnetischen Verkettungsfluss in Umfangsrichtung verkettet ist. Demzufolge nimmt der Widerstand des Leiters zu, und Wirbelströme können verringert werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Anbringen zwischen den Seitenbereichen 311 und dem Seitenbereich-Haltebereich 312 beschrieben.
9A zeigt den Seitenbereich-Haltebereich 312, der in Axialrichtung gestapelt ist, und 9B zeigt beide Seitenbereiche 311, die in Umfangsrichtung gestapelt sind. Die Aussparung 312a des Seitenbereich-Haltebereichs 312 schließt zwei Typen von Aussparungen ein, d. h. flach ausgeschnittene Aussparungen 312a1 und tief ausgeschnittene Aussparungen 312a2, und der Seitenbereich-Haltebereich 312 ist so gestapelt, dass die Aussparungen 312a1 und 312a2 vorbestimmte Dicken d2 bzw. d1 haben. Sowohl auf der Innenumfangsseite, als auch auf der Außenumfangsseite stehen die gestapelten Teile an den flach ausgeschnittenen Aussparungen 312a1 relativ zu den gestapelten Teilen und den tief ausgeschnittenen Aussparungen 312a2 vor.
Die Seitenbereiche 311 sind so angeordnet, dass deren Innenumfangsseite und Außenumfangsseite einander gegenüberliegen, und sie haben - auf Seiten des Haltebereichs - vorstehende Bereiche 311A und ausgesparte Bereiche 311B, die nacheinander in Längen ausgebildet sind, die den Dicken d1 bzw. d2 entsprechen. Die Niveau-Differenz bzw. Höhendifferenz d3 zwischen dem vorstehenden Bereich 311A und dem ausgesparten Bereich 311B entspricht der Differenz zwischen den Ausschnitt-Tiefen der flach ausgeschnittenen Aussparung 312a1 und der tief ausgeschnittenen Aussparung 312a2 des Seitenbereich-Haltebereichs 312.
Der Seitenbereich-Haltebereich 312 in 9A und beide Seitenbereiche 311 in 9B sind so angepasst, dass der gestapelte Teil an der flach ausgeschnittenen Aussparung 312a1 und der ausgesparte Bereich 311B aneinander angepasst sind, und dass der gestapelte Bereich an der tief ausgeschnittenen Aussparung 312a2 und der vorstehende Bereich 311A aneinander angepasst sind. Das heißt, die Aussparungs- und Vorsprungs-Formen beider Elemente sind aneinander in der Richtung der Pfeile in der Zeichnung angepasst, so dass der Statorkern 31 gebildet wird, wie in 6 gezeigt.
Wie oben beschrieben, gilt Folgendes: Da die Aussparungs- und Vorsprungs-Formen, die an den Aussparungen 312a des Seitenbereich-Haltebereichs 312 ausgebildet sind, und die Aussparungs- und Vorsprungs-Formen, die an beiden Seitenbereichen 311 ausgebildet sind, aneinander angepasst sind, kann der Statorkern 31 in einem Zustand ausgebildet sein, in dem die dünnschichtförmigen elektromagnetischen Stahlbleche, die in voneinander unterschiedlichen Richtungen gestapelt sind, in engem Kontakt miteinander sind, ohne voneinander getrennt zu werden.
Die Aussparungs- und Vorsprungs-Formen, die an den Aussparungen 312a des Seitenbereich-Haltebereichs 312 ausgebildet sind, und die Aussparungs- und Vorsprungs-Formen, die an beiden Seitenbereichen 311 ausgebildet sind, sind nicht auf die oben genannten beschränkt. Beispielsweise können Formen nicht nur zum Passen in Radialrichtung, sondern auch zum Passen oder Eingreifen in Axialrichtung verwendet werden.
10 zeigt eine Modifikation von 6 und ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines weiteren Stators 30 gemäß Ausführungsform 3 zeigt. Der Unterschied zu 6 ist, dass in beiden Seitenbereichen 311 des Statorkerns 31 Teile auf der vorauseilenden Seite in Rotationsrichtung in 4 durch Strukturkörper 311b gebildet werden, die keine gestapelten elektromagnetischen Stahlbleche sind und aus einem Nichtmetall oder einem nichtmagnetischen Material gebildet sind. Teile auf der nacheilenden Seite in Rotationsrichtung werden durch die gestapelten Körper 311a der elektromagnetischen Stahlbleche gebildet.
Bei elektromagnetischen Stahlblechen, die in Umfangsrichtung gestapelt sind, wird ein Wirbelstrom in der Ebene erzeugt, und der erzeugte Wirbelstrom neigt dazu, auf der vorauseilenden Seite in Rotationsrichtung größer zu sein. Wenn die Teile auf der vorauseilenden Seite in Rotationsrichtung durch Bestandteile gebildet werden, die keine elektromagnetischen Stahlbleche sind, wie in 10 gezeigt, können die Verluste infolge des Wirbelstroms auf der vorauseilenden Seite in Rotationsrichtung verringert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Harz mit hoher Festigkeit für die Strukturkörper 311b verwendet, die aus einem nichtmetallischen oder nichtmagnetischen Material gebildet sind. Die Formen der Strukturkörper 311b und der gestapelten Körper 311a der elektromagnetischen Stahlbleche sind nicht auf die gezeigten beschränkt, und sie können in der Größe in Umfangsrichtung oder dergleichen verschieden sein.
Wie oben beschrieben, werden gemäß Ausführungsform 3 beide Seitenbereiche 311, die den Statorkern 31 bilden, durch Stapeln - im Wesentlichen in der Umfangsrichtung, d. h. der Rotationsrichtung - von dünnen elektromagnetischen Stahlblechen gebildet, die in der Axialrichtung lang sind, und es wird darauf eine Zugspannung ausgeübt. Folglich wird wie in den Ausführungsformen 1 und 2 eine Verschlechterung infolge von Druckbeanspruchung unterdrückt, und der Wirkungsgrad kann verbessert werden.
Außerdem wird der Seitenbereich-Haltebereich 312 des Statorkerns zum Halten beider Seitenbereiche 311 dadurch ausgebildet, dass im Wesentlichen rechteckige elektromagnetische Stahlbleche in Axialrichtung gestapelt werden, und er hat Flansch-Formen auf der Innenumfangsseite und der Außenumfangsseite. Eine solche Struktur trägt dazu bei, die räumliche Harmonische und den Wirbelstrom zu unterdrücken, so dass eine Wirkungsgrad-Verbesserung erzielt wird.
Außerdem werden in beiden Seitenbereichen 311, die den Statorkern 31 bilden, Teile der vorauseilenden Seite in Rotationsrichtung durch die Strukturkörper 311b gebildet, die keine gestapelten Körper aus elektromagnetischen Stahlblechen sind und aus einem nichtmetallischen oder einem nichtmagnetischen Material gebildet sind. Folglich wird es möglich, die Verluste infolge von Wirbelströmen zu verringern.
Ausführungsform 4
Nachfolgend wird eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 4 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
11 ist eine Schnittansicht entlang der Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine 1 gemäß Ausführungsform 4. In 11 ist der Unterschied zur Ausführungsform 1, dass an beiden Enden in Axialrichtung Radialrichtungs-Zentrumsteile des Statorkerns 31 in Axialrichtung verlaufen und vorstehen, während sie kleinere Breiten als die Breite des Statorkerns 31 haben, der dem Innenrotor 10 und dem Außenrotor 20 gegenüberliegt. Der lastseitige Statorkern-Haltebereich 36, der der vorstehende distale Endbereich auf der Lastseite ist, und der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37, der der vorstehende distale Endbereich auf der fixierten Seite ist, sind in T-Formen gebildet.
In der T-Form hat ein Verbindungsbereich zwischen einem Teil, das in Axialrichtung verläuft, und einem Teil, das in Radialrichtung verläuft, eine konische bzw. sich verjüngende Form. Der Statorkern 31 ist aus einem elektromagnetischen Stahlblech gebildet, und der lastseitige Statorkern-Haltebereich 36 und der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37 sind Teile des Statorkerns 31, und sie sind aus demselben Stahlblech gebildet.
Wie bei den Ausführungsformen 1 und 2 ist der lastseitige Statorkern-Haltebereich 36, der der distale Endbereich ist, der in Richtung der Lastseite verläuft, die die eine Seite in Axialrichtung ist, in die Nut im lastseitigen Basis-Halteelement 35 eingeführt, das an der lastseitigen Stator-Basis 34 angebracht ist. Zu dieser Zeit ist die lastseitige Haltefläche 38 des Radialrichtungs-Teils des lastseitigen Statorkern-Haltebereichs 36, der in der T-Form gebildet ist, in Kontakt mit der Nut im lastseitigen Basis-Halteelement 35 fixiert.
Der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37, der der distale Endbereich ist, der in Richtung der Nichtlastseite verläuft, die die andere Seite in Axialrichtung ist, ist in die Nut in der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 eingeführt. Zu dieser Zeit ist die nichtlastseitige Haltefläche 39 des Radialrichtungs-Teils des nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereichs 37, der in der T-Form gebildet ist, in Kontakt mit der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 fixiert.
Auch in der vorliegenden Ausführungsform sind im Statorkern 31 die Richtung, in der die lastseitige Haltefläche 38 mit dem nichtlastseitigen Basis-Halteelement 35 in Kontakt kommt, und die Richtung, in der die nichtlastseitige Haltefläche 39 mit der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 in Kontakt kommt, einander in Axialrichtung entgegengesetzt, obwohl sie aufeinander bezogen bzw. gegenseitig einige Komponenten in Radialrichtung haben.
Wie oben beschrieben, zeigen sich auch mit der Konfiguration bei der Ausführungsform 4 die gleichen Wirkungen wie bei der Ausführungsform 1. Außerdem haben der lastseitigen Statorkern-Haltebereich 36 und der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37 T-Formen, und die Abmessungen des lastseitigen Statorkern-Haltebereichs 36 und des nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereichs 37 in Radialrichtung sind relativ zu den Flächen der lastseitigen Haltefläche 38 und der nichtlastseitigen Haltefläche 39 klein. Daher können die Größen der Öffnung des lastseitigen Basis-Halteelements 35, das an der lastseitigen Stator-Basis 34 angebracht ist, und die Öffnung der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 verringert werden.
Außerdem gilt Folgendes: Da der lastseitige Statorkern-Haltebereich 36 und der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37 jeweils an einem Teil in der Axialrichtung angeordnet sind, kann die Anzahl von Haltebereichen verringert werden, und demzufolge kann eine Größenverringerung erzielt werden. Außerdem hat in den T-Formen des lastseitigen Statorkern-Haltebereichs 36 und des nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereichs 37 der Verbindungsbereich zwischen dem Teil, das in Axialrichtung verläuft, und dem Teil, das in Radialrichtung verläuft, eine konische bzw. sich verjüngende Form. Daher kann gewährleistet werden, dass der Verbindungsbereich eine gewisse Stärke bzw. Festigkeit hat.
Ausführungsform 5
Nachfolgend wird eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 5 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
12 ist eine Schnittansicht entlang der Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine 1 gemäß Ausführungsform 5. In 12 ist der Unterschied zur Ausführungsform 1, dass an beiden Enden in Axialrichtung Radialrichtungs-Zentrumsteile des Statorkerns 31 in Axialrichtung verlaufen und vorstehen, während sie kleinere Breiten als die Breite des Statorkerns 31 haben, der dem Innenrotor 10 und dem Außenrotor 20 gegenüberliegt. Außerdem ist der Unterschied zur Ausführungsform 4, dass die distalen Endbereiche, die in Axialrichtung verlaufen und vorstehen, Eingriffslöcher haben. Der Statorkern 31 ist aus einem elektromagnetischen Stahlblech gebildet, und der lastseitige Statorkern-Haltebereich 36 und der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37 sind Teile des Statorkerns 31, und sie sind aus denselben Stahlblechen gebildet.
13 ist eine vergrößerte Ansicht im Bereich X4, der in 12 mit einer unterbrochenen Linien dargestellt ist. 14 ist eine vergrößerte Ansicht im Bereich X5, der in 12. mit einer unterbrochenen Linien dargestellt ist. 13 und 14 zeigen Strukturen an beiden Enden in Axialrichtung des Statorkerns 31.
In den Zeichnungen ist ein Loch 36a, das im lastseitigen Statorkern-Haltebereich 36 angeordnet ist, der der distale Endbereich ist, der in Richtung der Lastseite verläuft, die die eine Seite in Axialrichtung ist, an einen Befestigungsstift 40 angepasst, der am lastseitigen Basis-Halteelement 35 angebracht ist, und folglich ist die lastseitige Haltefläche 38 an der lastseitigen Stator-Basis 34 fixiert, während sie einen Kontakt mit dem Befestigungsstift 40 am lastseitigen Basis-Halteelement 35 herstellt.
Ein Loch 37a, das im nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereich 37 angeordnet ist, der der distale Endbereich ist, der in Richtung der Nichtlastseite verläuft, die die andere Seite in Axialrichtung ist, ist an einen Befestigungsstift 40 angepasst, der an der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 angebracht ist, und folglich ist die nichtlastseitige Haltefläche 39 an der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 fixiert, während sie einen Kontakt mit dem Befestigungsstift 40 an der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 herstellt.
Auch in der vorliegenden Ausführungsform gilt Folgendes: Die Richtung, in der die lastseitige Haltefläche 38 mit dem lastseitigen Basis-Halteelement 35 in Kontakt kommt, und die Richtung, in der die nichtlastseitige Haltefläche 39 mit der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 in Kontakt kommt, sind zueinander in Axialrichtung entgegengesetzt, obwohl sie aufeinander bezogen bzw. gegenseitig einige Komponenten in Radialrichtung haben.
Wie oben beschrieben, zeigen sich auch mit der Konfiguration bei der Ausführungsform 5 die gleichen Wirkungen wie bei der Ausführungsform 1. Da außerdem der lastseitige Statorkern-Haltebereich 36 und der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37 mit den Befestigungsstiften 40 in Eingriff sind, werden Öffnungen zum Einführen des lastseitigen Statorkern-Haltebereichs 36 und des nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereichs 37 in der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 und der lastseitigen Stator-Basis 34 nicht benötigt, und folglich kann eine Größenverringerung erzielt werden. Außerdem gilt, wie bei der Ausführungsform 4, Folgendes: Da der lastseitige Statorkern-Haltebereich 36 und der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37 jeweils an einem Teil in der Axialrichtung angeordnet sind, kann die Anzahl von Haltebereichen verringert werden, und dies trägt auch zur Größenverringerung bei.
Ausführungsform 6
Nachfolgend wird eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 6 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
15 ist eine Schnittansicht entlang der Drehwelle, die die Struktur einer rotierenden elektrischen Maschine 1A gemäß Ausführungsform 6 zeigt. 16 ist eine Schnittansicht, die die Struktur eines Stators 30A zeigt, und sie ist eine teilweise Schnittansicht entlang der Richtung der Linie B-B in 15. In den Zeichnungen weist die rotierende elektrische Maschine 1A zwei Rotoren auf, die ein nichtlastseitiger Rotor 10A und ein lastseitiger Rotor 20A sind, sowie einen Stator 30A, der zwischen den zwei Rotoren in Radialrichtung angeordnet ist, und sie ist als ein Axialspalt-Motor vom Doppelrotortyp ausgebildet.
Der nichtlastseitige Rotor 10A weist Folgendes auf: eine Welle 2A, einen nichtlastseitigen Vorsprung 12A, der an die Welle 2A pressgepasst ist und daran fixiert ist, und einen Permanentmagneten 14A, der an der Lastseite des nichtlastseitigen Vorsprungs 12A gehalten wird bzw. daran festgeklebt ist und daran fixiert ist.
Der lastseitige Rotor 20A weist einen lastseitigen Vorsprung 21A auf, der an der Welle 2A fixiert ist, sowie einen Permanentmagneten 22A, der an der Nichtlastseite des lastseitigen Vorsprungs 21A gehalten wird bzw. daran festgeklebt ist und daran fixiert ist.
Der Stator 30A ist zwischen dem nichtlastseitigen Rotor 10A und dem lastseitigen Rotor 20A angeordnet und hält den nichtlastseitigen Rotor 10A und den lastseitigen Rotor 20A drehbar, und zwar mittels eines lastseitigen Innenlagers 3A und eines nichtlastseitigen Innenlagers 4A.
Im Stator 30A ist ein Statorkern 31A zwischen einem Halteelement 35A auf der radialen Außenseite und einem Halteelement 33A auf der radialen Innenseite angeordnet, und eine Statorspule 32A ist um den Statorkern 31A herum gewickelt. Das Halteelement 35A auf der radialen Außenseite ist an einer nichtlastseitigen Basis 41A und einer lastseitigen Basis 41B befestigt, die getrennt von der Welle 2A angeordnet sind, so dass sie die zwei Rotoren umgeben, d. h. den nichtlastseitigen Rotor 10A und den lastseitigen Rotor 20A. Die Welle 2A steht drehbar von einem zentralen Teil der lastseitigen Basis 41B vor und ist von der lastseitigen Basis 41B getrennt.
Der Statorkern 31A wird durch Stapeln - im Wesentlichen in der Umfangsrichtung, d. h. der Rotationsrichtung - von dünnen Stahlblechen gebildet, die in der Radialrichtung lang sind. An beiden Enden in Radialrichtung verlaufen beide Radialrichtungs-Seitenbereiche des Statorkerns 31A auf Seiten des nichtlastseitigen Rotors 10Aund auf Seiten des lastseitigen Rotors 20A und stehen vor.
Von beiden vorstehenden Seitenbereichen des Statorkerns 31A haben Haltebereiche 36A auf der radialen Außenseite L-förmige distale Endbereiche, die in Axialrichtung nach außen gebogen sind, d. h. so gebogen sind, dass beide Seitenbereiche voneinander getrennt sind. Jedes L-förmige Teil ist mit einer Nut 35Aa im Halteelement 35A auf der radialen Außenseite im Eingriff, und eine Haltefläche 38A auf der radialen Außenseite des Statorkern-Haltebereichs 36A auf der radialen Außenseite ist in Kontakt mit der Nut 35Aa.
Von beiden vorstehenden Seitenbereichen des Statorkerns 31A haben Statorkern-Haltebereiche 37A auf der radialen Innenseite L-förmige distale Endbereiche, die in Axialrichtung nach innen gebogen sind, d. h. so gebogen sind, dass beide Seitenbereiche einander gegenüberliegen. Jeder davon ist mit einer L-förmigen Nut 33Ab in Eingriff, die im Halteelement 33A auf der radialen Innenseite angeordnet ist, und eine Haltefläche 39A auf der radialen Innenseite des Statorkern-Haltebereichs 37A auf der radialen Innenseite ist in Kontakt mit der Nut 33Ab fixiert.
Im Statorkern 31A sind die Richtung, in der die Haltefläche 38A auf der radialen Außenseite mit der Nut 35Aa im Halteelement 35A auf der radialen Außenseite in Kontakt ist, und die Richtung, in der die Haltefläche 39A auf der radialen Innenseite mit der Nut 33Ab in Kontakt ist, die im Halteelement 33A auf der radialen Innenseite angeordnet ist, einander in Radialrichtung entgegengesetzt. Das heißt, der Statorkern 31A wird mit darauf ausgeübter Zugspannung fixiert.
Auch in der Konfiguration des Axialspalt-Motors gemäß Ausführungsform 6 wird der Statorkern 31A mit darauf ausgeübter Zugspannung fixiert, so dass die gleichen Wirkungen wie bei der Ausführungsform 1 erhalten werden. Das heißt, eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften infolge von Druckbeanspruchung tritt nicht auf, und der Wirkungsgrad wird verbessert. Demzufolge kann eine rotierende elektrische Maschine mit hohem Wirkungsgrad erhalten werden.
Die rotierende elektrische Maschine 1A gemäß Ausführungsform 6 hat eine Konfiguration mit konzentrierter Wicklung, und zwar mit 10 Polen und 12 Nuten. Der Statorkern 31A wird gebildet, indem - im Wesentlichen in der Umfangsrichtung - dünne Stahlbleche gestapelt werden, die in der Radialrichtung lang sind, wie oben beschrieben. Der nichtlastseitige Rotor 10A und der lastseitige Rotor 20A rotieren mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit.
Die dünnen Stahlbleche des Statorkerns 31A sind elektromagnetische Stahlbleche, die durch Walzen hergestellt sind, und sie sind so angeordnet, dass die Walzrichtung mit der Axialrichtung des Statorkerns 31A übereinstimmt, d. h. der Richtung, in der der nichtlastseitige Rotor 10A und der lastseitige Rotor 20A einander entgegengesetzt sind.
Ausführungsform 7
Nachfolgend wird ein magnetisches Getriebe als eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 7 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
17 ist eine Schnittansicht entlang der Drehwelle, die die Struktur eines magnetischen Getriebes 1B gemäß Ausführungsform 7 zeigt, und 18 ist eine teilweise Schnittansicht entlang der Richtung der Linie C-C. Das magnetische Getriebe 1B weist die Statorspule 32 nicht auf. Wie in 18 gezeigt, ist der Statorkern 31 flach bzw. eben und hat keine gebogenen Bereiche (Flansche) an beiden Seitenbereichen in Radialrichtung. Für den Innenrotor 10 und den Außenrotor 20 dienen die Statorkerne 31 als Polstücke zum Modulieren der magnetischen Flüsse des Innenrotors 10 und des Außenrotors 20 gemäß der Größe/Kleinheit des magnetischen Widerstands bzw. der Reluktanz, und zwar auf der Basis des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins der Statorkerne 31 in Umfangsrichtung.
In 17 und 18 sind der Innenrotor 10 und der Außenrotor 20 des magnetischen Getriebes 1B nicht miteinander verbunden. Der Innenrotor 10 rotiert in der Zeichnung gegen den Uhrzeigersinn, und der Außenrotor 20 rotiert in der Zeichnung im Uhrzeigersinn, und zwar mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie der Innenrotor 10. Hier wird beispielsweise angenommen, dass die Anzahl von Polen des Außenrotors 20 einen Wert von 60 hat und die Anzahl von Polen des Innenrotors 10 einen Wert von 12 hat, so dass die Anzahl von Polen des Außenrotors 20 das 5-Fache der Anzahl von Polen des Innenrotors 10 beträgt.
In diesem Fall kann das magnetisches Getriebe mit einem Geschwindigkeits-Reduktionsverhältnis von 5 erhalten werden. Während die Anzahl von Polen des Außenrotors 20, der ein Niedriggeschwindigkeits-Rotor ist, 60 beträgt und die Anzahl von Polen des Innenrotors 10, der ein Hochgeschwindigkeits-Rotor ist, 12 beträgt, ist die Anzahl von Statorkernen 31, die Polstücke in der Umfangsrichtung sind, so vorgegeben, dass sie die folgende Gleichung erfüllt: $\begin{array}{l} (Anzahl von Polst \ddot{u} cken) = (Anzahl von Polen des Niedriggeschwindigkeits - Rotors) \\ \pm (Anzahl von Polen des Hochgeschwindigkeits - Rotors) . \end{array}$
Daher ist die Anzahl von Statorkernen 31 wie folgt: 60 ± 12 = 72 oder 48. In diesem Beispiel ist sie mit 48 vorgegeben.
An beiden Enden in Axialrichtung verlaufen Radialrichtungs-Zentrumsteile des Statorkerns 31 in Axialrichtung und stehen vor. Der lastseitige Statorkern-Haltebereich 36, der der distale Endbereich ist, der in Richtung der Lastseite verläuft, die die eine Seite in Axialrichtung ist, hat ein Eingriffsloch wie bei der Ausführungsform 4, und das Loch ist an den Befestigungsstift 40 des lastseitigen Basis-Halteelements 35 angepasst, das an der lastseitigen Stator-Basis 34 angeordnet ist, so dass die lastseitige Haltefläche 38 in Kontakt mit dem Befestigungsstift 40 des lastseitigen Basis-Halteelements 35 fixiert ist.
Der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37, der der distale Endbereich ist, der in Richtung der Nichtlastseite verläuft, die die andere Seite in Axialrichtung ist, ist in einer T-Form ausgebildet, wie bei der Ausführungsform 3, und er ist in die Nut in der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 eingeführt. Zu dieser Zeit ist die nichtlastseitige Haltefläche 39 des Radialrichtungs-Teils des nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereichs 37, der in der T-Form gebildet ist, in Kontakt mit der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 fixiert.
Der Statorkern 31 ist aus einem elektromagnetischen Stahlblech gebildet, und der lastseitige Statorkern-Haltebereich 36 und der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37 sind Teile des Statorkerns 31, und sie sind aus demselben Stahlblech gebildet. Die übrigen Konfigurationen sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1.
Auch in der vorliegenden Ausführungsform sind im Statorkern 31 die Richtung, in der die lastseitige Haltefläche 38 mit dem nichtlastseitigen Basis-Halteelement 35 in Kontakt kommt, und die Richtung, in der die nichtlastseitige Haltefläche 39 mit der nichtlastseitigen Stator-Basis 33 in Kontakt kommt, einander in Axialrichtung entgegengesetzt, obwohl sie aufeinander bezogen bzw. gegenseitig einige Komponenten in Radialrichtung haben. Das heißt, der Statorkern 3 1 A wird mit darauf ausgeübter Zugspannung fixiert.
Wie oben beschrieben, zeigen sich auch mit der Struktur des magnetischen Getriebes gemäß Ausführungsform 7 die gleichen Wirkungen wie bei der Ausführungsform 1. Das heißt, im magnetischen Getriebe 1B ist der Statorkern 31 in Axialrichtung verlängert und mit darauf ausgeübter Zugspannung fixiert, so dass der Statorkern 31 gehalten werden kann, ohne dessen magnetische Eigenschaften zu verschlechtern. Demzufolge können der Wirkungsgrad und das Drehmoment des magnetischen Getriebes verbessert werden. Außerdem gilt Folgendes: Da der lastseitige Statorkern-Haltebereich 36 und der nichtlastseitige Statorkern-Haltebereich 37 jeweils an einem Teil in der Axialrichtung angeordnet sind, kann die Anzahl von Haltebereichen verringert werden, und demzufolge kann eine Größenverringerung erzielt werden.
Auch in den übrigen Ausführungsformen können die Haltestrukturen des lastseitigen Statorkern-Haltebereichs 36 und des nichtlastseitigen Statorkern-Haltebereichs 37 voneinander verschieden sein, wie in der vorliegenden Ausführungsform.
In der obigen Beschreibung wird beschrieben, dass die Rotationsrichtungen des Innenrotors 10 und des Außenrotors 20 einander entgegengesetzt sind, aber deren Rotationsrichtungen können auch gleich sein. In diesem Fall kann die Anzahl von Statorkernen 31, die Polstücke sind, 72 anstelle von 48 betragen. Außerdem kann die Anzahl von Polen des Innenrotors 10 und des Außenrotors 20 gemäß dem Änderungs-Übersetzungsverhältnis des magnetischen Getriebes für Ziele vorgegeben sein, die vom Innenrotor 10 und vom Außenrotor 20 angetrieben werden sollen.
Ausführungsform 8
Nachfolgend wird eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 8 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
19 ist eine Schnittansicht entlang der Drehwelle, die die Struktur der rotierenden elektrischen Maschine 1 gemäß Ausführungsform 8 zeigt. In 19 ist der Unterschied zur Ausführungsform 1, dass die Außenwelle 21 nicht an der Welle 2 fixiert ist. Diese rotierende elektrische Maschine 1 entspricht einem Motor mit magnetischem Getriebe, der erhalten wird, indem die Statorspule 32 um das magnetische Getriebe gemäß Ausführungsform 7 gewickelt wird. Daher sind der Innenrotor 10 und der Außenrotor 20 der rotierenden elektrischen Maschine 1 nicht miteinander verbunden, und beispielsweise rotieren der Innenrotor 10 und der Außenrotor 20 in zueinander entgegengesetzten Richtungen, und der Außenrotor 20 rotiert mit einer Winkelgeschwindigkeit, die 1/2 der Winkelgeschwindigkeit des Innenrotors 10 beträgt.
20 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung senkrecht zur Drehwelle der rotierenden elektrischen Maschine 1, und sie ist eine teilweise Schnittansicht entlang der Richtung der Linie D-D in 19.In 20 rotiert der Innenrotor 10 gegen den Uhrzeigersinn, und der Außenrotor 20 rotiert im Uhrzeigersinn. Der Statorkern 31 wird gebildet, indem - im Wesentlichen in der Umfangsrichtung - dünne elektromagnetische Stahlbleche gestapelt werden, die in der Axialrichtung lang sind. Die Seitenbereiche, die beide Seitenbereiche entlang der Axialrichtung des Statorkerns 31 sind und dem Innenrotor 10 und dem Außenrotor 20 gegenüberliegen, haben keine gebogenen Bereiche (Flansche).
Die übrigen Konfigurationen sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1, und wie bei der Ausführungsform 7 beschrieben, ist der Statorkern 31 bei der Ausführungsform 8 auch mit darauf ausgeübter Zugspannung angebracht.
In der obigen Beschreibung ist das Beispiel gezeigt, bei dem der Innenrotor 10 und der Außenrotor 20 in einander entgegengesetzten Richtungen rotieren, und die Winkelgeschwindigkeit des Außenrotors 20 ist 1/2 derjenigen des Innenrotors 10. Die Rotationsrichtungen des Innenrotors 10 und des Außenrotors 20 können jedoch auch gleich sein, und deren Rotationsgeschwindigkeiten können unabhängig voneinander vorgegeben sein.
Wie oben beschrieben, zeigen sich gemäß Ausführungsform 8 die gleichen Wirkungen wie bei der Ausführungsform 1. Das heißt, der Stator 30 ist zwischen dem Innenrotor 10 und dem Außenrotor 20 angeordnet, die mit der Welle 2 als Achse beweglich sind, und der Stator 30 weist den Statorkern 31 auf, der durch Stapeln von dünnen Blechen in Rotationsrichtung gebildet ist und mit darauf ausgeübter Zugspannung in Axialrichtung gehalten wird, so dass der Statorkern 31 gehalten werden kann, ohne dessen magnetische Eigenschaften zu verschlechtern. Demzufolge können der Wirkungsgrad und das Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine verbessert werden.
Da der Innenrotor 10 und der Außenrotor 20 der rotierenden elektrischen Maschine 1 nicht miteinander verbunden sind, können außerdem die Rotationsrichtungen und die Rotationsgeschwindigkeiten der jeweiligen Rotoren unabhängig voneinander vorgegeben werden. Selbst in dem Fall, in dem die jeweiligen Rotoren verschiedene Ziele antreiben, kann daher eine Steuerung durchgeführt werden, bei der deren Rotationsrichtungen und Rotationsgeschwindigkeiten jeweilig vorgegeben sind.
Ausführungsform 9
Nachfolgend wird ein Luftfahrzeug gemäß Ausführungsform 9 beschrieben.
21 zeigt ein Beispiel eines Luftfahrzeugs 100 gemäß Ausführungsform 9, und die rotierende elektrische Maschine, die in der jeweiligen der Ausführungsformen 1 bis 8 beschrieben ist, ist daran vorhanden. In 21 sind in einem Triebwerkgehäuse 210 des Luftfahrzeugs 100 ein Fan 230, die rotierende elektrische Maschine 1, 1A, das magnetische Getriebe 1B sowie ein Triebwerk 220 angeordnet und mittels einer Welle verbunden. Die rotierende elektrische Maschine 1, 1A ist ein Motor und wird zum Antreiben des Fans 230 verwendet. Das magnetische Getriebe 1B wird als Getriebe zum Erhöhen/Verringern der Geschwindigkeit verwendet.
In dem Fall, in dem die rotierende elektrische Maschine 1, 1A vorhanden ist, kann - obwohl nicht dargestellt - ein Zahnrad bzw. Getriebe zum Ändern der Anzahl von Umdrehungen zwischen dem Fan 230 und der rotierenden elektrischen Maschine 1, 1A und/oder zwischen der rotierenden elektrischen Maschine 1, 1A und dem Triebwerk 220 angeordnet sein. In diesem Fall kann das Zahnrad bzw. Getriebe ein mechanisches Getriebe, wie z. B. Stirnrad oder ein Planetenrad sein, oder es kann das magnetische Getriebe 1B sein.
In dem Fall, in dem die rotierende elektrische Maschine 1, 1A angeordnet ist, sind in 21 die rotierende elektrische Maschine 1, 1A und das Triebwerk 220 koaxial mit dem Fan 230 angeordnet. Sie können jedoch auch mit verschiedenen Achsen über ein Getriebe bzw. Zahnrad oder dergleichen angeordnet sein, so dass sich die gleichen Wirkungen zeigen.
Bei der rotierenden elektrischen Maschine, die bei den jeweiligen vorstehend beschriebenen Ausführungsform 1 bis 6, 8 gezeigt ist, gilt Folgendes: Da eine Zugspannung auf den Statorkern ausgeübt wird, kann der Statorkern sicher gehalten werden, ohne dass die magnetischen Eigen-schaften verschlechtert werden, und es kann ein hohes Ausgangs-Drehmoment erhalten werden. Daher wird die rotierende elektrische Maschine geeignet für ein Rotations-Ziel verwendet, das am Luftfahrzeug angeordnet ist.
Bei dem bei der Ausführungsform 7 gezeigten magnetischen Getriebe kann der Statorkern sicher gehalten werden, ohne die magnetischen Eigenschaften zu verschlechtern, und ein Teil, das einer Abnutzung unterworfen ist, ist nicht vorhanden, und zwar verglichen mit einem mechanischen Getriebe. Daher wird das magnetische Getriebe geeignet für eine Mechanismus-Komponente verwendet, die am Luftfahrzeug vorhanden ist.
22A und 22B zeigen ein weiteres Beispiel des Luftfahrzeugs 100 gemäß Ausführungsform 9. 22A zeigt das Luftfahrzeug 100, das ein Fangehäuse 240 am Heck aufweist, und 22B ist eine schematische vergrößerte Ansicht des Fangehäuses 240. In den Zeichnungen ist auf ähnliche Weise die rotierende elektrische Maschine angeordnet, die in der jeweiligen Ausführungsform 1 bis 8 beschrieben ist. In 21 ist die rotierende elektrische Maschine in demselben Triebwerkgehäuse 210 wie das Triebwerk 220 aufgenommen, wohingegen - wie in 22A und 22B gezeigt - die rotierende elektrische Maschine auch in einem Gehäuse aufgenommen sein kann, das von dem Gehäuse für das Triebwerk 220 verschieden ist, um ein Antriebsziel anzutreiben.
22A und 22B zeigen das Beispiel, bei dem die rotierende elektrische Maschine 1, 1A oder das magnetische Getriebe 1B über eine Welle mit dem Fan 230 im Fangehäuse 240 am Heck verbunden ist. In dem Fall, in dem das magnetische Getriebe 1B verbunden ist, ist die rotierende elektrische Maschine 1, 1A oder das Triebwerk 220 außerdem verbunden, um den Antrieb durchzuführen.
Alternativ - ohne das Triebwerk 220, aufzuweisen - kann das Luftfahrzeug 100 auch die rotierende elektrische Maschine 1, 1A aufweisen, und zwar als Antriebs-Triebkraft-Quelle. Obwohl nicht dargestellt, kann die rotierende elektrische Maschine 1, 1A auch an einem Rotorblatt eines Helikopters, eines Multikopters mit einer Mehrzahl von Rotorblättern oder dergleichen angebracht sein, und zwar anstelle des Luftfahrzeugs 100, das feststehende Tragflächen hat, und als eine Antriebsquelle verwendet werden.
Wie oben beschrieben, wird gemäß Ausführungsform 9 die rotierende elektrische Maschine, die in der jeweiligen Ausführungsform 1 bis 8 gezeigt ist, auf ein Luftfahrzeug angewendet. Demzufolge kann der Statorkern sicher gehalten werden, ohne dass die magnetischen Eigenschaften verschlechtert werden, und ein hohes Ausgangs-Drehmoment kann erhalten werden, so dass die Flug-Reichweite pro Kraftstoffeinheit verbessert werden kann.
Modifikation und ergänzender Hinweis für die Ausführungsformen
In den obigen Ausführungsformen ist es wünschenswert, dass der Statorkern mit darauf ausgeübter Zugspannung gehalten wird, und zwar auf einem Niveau, das 100 MPa nicht überschreitet. Das Zugspannungs-Niveau kann jedoch auch ein solches Niveau sein, bei dem ein Ausfall oder ein Versagen durch die Spannung bzw. Belastung nicht verursacht wird.
In den obigen Ausführungsformen können die lastseitige Stator-Basis 34 und die nichtlastseitige Stator-Basis 33 aus einem magnetischen Material, wie z. B. Eisen gebildet sein, aber es ist wünschenswert, dass sie aus einem Material mit einer kleinen Permeabilität oder einem nichtmagnetischen Material gebildet sind. Folglich kann ein magnetischer Fluss, der zwischen den Statorkernen 31 in Umfangsrichtung über die lastseitige Stator-Basis 34 und die nichtlastseitige Stator-Basis 33 geht, verringert oder beseitigt werden, so dass das Drehmoment verbessert werden kann und die Größe und das Gewicht verringert werden können.
In den obigen Ausführungsformen sind die rotierenden elektrischen Maschinen 1, 1A als Motor beschrieben. Die gleichen Wirkungen zeigen sich jedoch aber auch dann, wenn die rotierenden elektrischen Maschinen 1, 1A als elektrischer Generator betrieben werden.
Obwohl die Erfindung oben in Form von verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen und Implementierungen beschrieben ist, versteht es sich, dass die verschiedenen Merkmale, Aspekte und Funktionen, die in einer oder mehreren der einzelnen Ausführungsformen beschrieben sind, in deren Anwendbarkeit nicht auf die einzelne Ausführungsform beschränkt sind, bei der sie beschrieben sind, sondern stattdessen - allein oder in verschiedenen Kombinationen - bei einer oder mehreren der Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können.
Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen verwendet werden können, die nicht beispielhaft beschrieben sind, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann zumindest eine der Bestandteils-Komponenten modifiziert, hinzugefügt oder weggelassen werden. Zumindest eine der Komponenten, die in zumindest einer der bevorzugten Ausführungsformen erwähnt ist, kann ausgewählt und mit den Komponenten kombiniert werden, die bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1, 1A: rotierende elektrische Maschine
1B: magnetisches Getriebe
2, 2A: Welle
3, 3A: lastseitiges Innenlager
4, 4A: nichtlastseitiges Innenlager
5: lastseitiges Außenlager
6: nichtlastseitiges Außenlager
10: Innenrotor
10A: nichtlastseitiger Rotor
12: Vorsprung
12A: nichtlastseitiger Vorsprung
14, 14A: Permanentmagnet
20: Außenrotor
20A: lastseitiger Rotor
21: Außenwelle
21A: lastseitiger Vorsprung
22, 22A: Permanentmagnet
30, 30A: Stator
31, 31A: Statorkern
32, 32A: Statorspule
33: nichtlastseitige Stator-Basis
33A: Halteelement auf der radialen Innenseite
33Ab: Nut
34: lastseitige Stator-Basis
35: lastseitiges Basis-Halteelement
35A: Halteelement auf der radialen Außenseite
35Aa: Nut
36: lastseitiger Statorkern-Haltebereich
36a, 37a: Loch
36A: Statorkern-Haltebereich auf der radialen Außenseite
37: nichtlastseitiger Statorkern-Haltebereich
37A: Statorkern-Haltebereich auf der radialen Innenseite
38: lastseitige Haltefläche
38A: Haltefläche auf der radialen Außenseite
39: nichtlastseitige Haltefläche
39A: Haltefläche auf der radialen Innenseite
40: Befestigungsstift
41A: nichtlastseitige Basis
41B: lastseitige Basis
100: Luftfahrzeug
210: Triebwerkgehäuse
220: Triebwerk
230: Fan
240: Fangehäuse
311: Seitenbereich
311A: vorstehender Bereich
311B: ausgesparter Bereich
311a: gestapelter Körper
311b: Strukturkörper
312: Seitenbereich-Haltebereich
312a, 312a1: Aussparung
312a2: Aussparung
312b: Flansch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201937084 A [0003]
JP 201885886 A [0003]

Claims

Rotierende elektrische Maschine, die Folgendes aufweist: - einen Statorkern; und - zwei bewegliche Teile, die so angeordnet sind, dass der Statorkern dazwischengefügt ist, und die um eine identische Drehwelle rotieren, wobei zumindest ein Teil des Statorkerns durch Stapeln von dünnen Blechen in der Rotationsrichtung der zwei beweglichen Teile gebildet ist, der Statorkern an beiden Enden Statorkern-Haltebereiche aufweist, die in der Richtung parallel zu dessen Flächen, die den zwei beweglichen Teilen gegenüberliegen, sowie senkrecht zur Rotationsrichtung der beweglichen Teile verlaufen, Halteflächen der Statorkern-Haltebereiche an beiden Enden jeweils in Kontakt mit Halteelementen fixiert sind, und die Halteflächen der Statorkern-Haltebereiche an beiden Enden so ausgebildet sind, dass sie einander zugewandt sind.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die Statorkern-Haltebereiche so ausgebildet sind, dass an jedem von beiden Enden des Statorkerns dessen beide Seitenbereiche auf den zwei Seiten der beweglichen Teile verlängert sind.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 2, wobei distale Endbereiche der Statorkern-Haltebereiche L-Formen aufweisen, die von deren Erstreckungsrichtungen aus gebogen sind und in Nuten eingeführt sind, die in den Halteelementen ausgebildet sind.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei die distalen Endbereiche der Statorkern-Haltebereiche L-Formen aufweisen, die in stumpfen Winkeln von den Erstreckungsrichtungen aus gebogen sind und in die Nuten eingeführt sind, die in den Halteelementen ausgebildet sind.
Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Statorkern Folgendes aufweist: zwei Seitenbereiche, die jeweils den zwei beweglichen Teilen gegenüberliegen, und einen Seitenbereich-Haltebereich, der die zwei Seitenbereiche zwischen den zwei beweglichen Teilen hält, wobei die Seitenbereiche jeweils durch Stapeln von dünnen Blechen in der Bewegungsrichtung der zwei beweglichen Teile gebildet sind, der Seitenbereich-Haltebereich durch Stapeln - in der Richtung der Drehwelle - von dünnen Blechen gebildet ist, die Aussparungen auf den Seiten aufweisen, die den zwei beweglichen Teilen jeweils gegenüberliegen, wobei die zwei Seitenbereiche von den Aussparungen des Seitenbereich-Haltebereichs gehalten werden, und der Statorkern an beiden Enden der zwei Seitenbereiche die Statorkern-Haltebereiche aufweist, die in Richtung der Drehwelle vom Seitenbereich-Haltebereich aus verlaufen.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die Statorkern-Haltebereiche von den Zentren an beiden Enden des Statorkerns aus verlaufen, während sie kleinere Breiten aufweisen als die Breite des Statorkerns, die den zwei beweglichen Teilen gegenüberliegt.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei ein distaler Endbereich des Statorkern-Haltebereichs auf zumindest einer Endseite eine T-Form mit einem Teil orthogonal zu dessen Erstreckungsrichtung aufweist und in eine Nut eingeführt ist, die im Halteelement ausgebildet ist.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 7, wobei ein Verbindungsbereich des Teils senkrecht zur Erstreckungsrichtung in der T-Form in einer sich verjüngenden Form ausgebildet ist.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei ein distaler Endbereich des Statorkern-Haltebereichs auf zumindest einer Endseite ein Loch aufweist, das mit einem Befestigungsstift in Eingriff ist, der am Halteelement angebracht ist.
Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Spule um den Statorkern gewickelt ist.
Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eines der beweglichen Teile ein erster Rotor ist und der erste Rotor einen Vorsprungsbereich aufweist, der an die Drehwelle pressgepasst und daran fixiert ist, sowie einen ersten Magneten, der an der radialen Außenseite des Vorsprungs gehalten wird und daran fixiert ist, ein weiteres der beweglichen Teile ein zweiter Rotor ist und der zweite Rotor eine Außenwelle aufweist, die an der Drehwelle fixiert ist, sowie einen zweiten Magneten, der an einer radialen Innenseite der Außenwelle gehalten wird und daran fixiert ist, der Statorkern zwischen dem ersten Magneten und dem zweiten Magneten angeordnet ist, der Statorkern-Haltebereich auf der einen Endseite dadurch fixiert ist, dass er an einer nichtlastseitigen Stator-Basis angebracht ist, die drehbar den ersten Rotor und den zweiten Rotor hält, und der Statorkern-Haltebereich auf der anderen Endseite dadurch fixiert ist, dass er an einer lastseitigen Stator-Basis angebracht ist, die drehbar den ersten Rotor und den zweiten Rotor hält.
Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eines der beweglichen Teile ein erster Rotor ist und der erste Rotor einen nichtlastseitigen Vorsprungsbereich aufweist, der an die Drehwelle pressgepasst und daran fixiert ist, sowie einen ersten Magneten, der an der Axialrichtungs-Lastseite des nichtlastseitigen Vorsprungs gehalten wird und daran fixiert ist, eine anderes der beweglichen Teile ein zweiter Rotor ist und der zweite Rotor einen lastseitigen Vorsprungsbereich aufweist, der an die Drehwelle pressgepasst und daran fixiert ist, sowie einen zweiten Magneten, der an der Axialrichtungs-Lastseite des nichtlastseitigen Vorsprungs gehalten wird und daran fixiert ist, der Statorkern zwischen dem ersten Magneten und dem zweiten Magneten angeordnet ist, der Statorkern-Haltebereich auf der einen Endseite dadurch fixiert ist, dass er an einem nichtlastseitigen Halteelement angebracht ist, das drehbar den ersten Rotor und den zweiten Rotor hält, und der Statorkern-Haltebereich auf der anderen Endseite dadurch fixiert ist, dass er an einem Halteelement auf der radialen Außenseite angebracht ist, das drehbar den ersten Rotor und den zweiten Rotor hält.
Luftfahrzeug, das eine rotierende elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 verwendet.