DE19939061A1

DE19939061A1 - Rotor für Elektromotor

Info

Publication number: DE19939061A1
Application number: DE19939061A
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Shiga; Kinya Hayashi; Masami Endou
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2000-03-02
Anticipated expiration: 2019-08-19
Also published as: TW434974B; CN1245993A; CN1280970C; ITTO990717A1; IT1310139B1; JP2000069699A; JP3688898B2; KR100327693B1; DE19939061B4; NZ337279A; KR20000016870A; US6093984A

Abstract

Ein Rotor für einen Elektromotor weist einen aus einem Harz gefertigten und einem zylindrischen Joch-Befestigungsabschnitt (30) aufweisenden Rahmen (29) auf, eine eine Endseite des Joch-Befestigungsabschnitts (30) abdeckende Basis (31) sowie einen im Drehzentrum der Basis (31) gelegenden Wellenlagerabschnitt (32), die alle einstückig mit dem Rahmen (29) ausgebildet sind. Ein Rotorjoch (26) ist am Joch-Befestigungsabschnitt (30) vorgesehen und im wesentlichen in eine Mehrzahl von Jocheinheiten (36) unterteilt sowie eine Mehrzahl von Rotormagneten (38) ist am Joch-Befestigungsabschnitt (30) entlang des Rotorjochs (26) angebracht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für Elektromotoren und insbesondere auf einen solchen Rotor, der mit einem aus einem Harz gegossenen Rahmen zum Haltern eines Rotorjochs, auf dem Rotormagneten angeordnet sind, versehen ist.

Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2-211046A (1990) offenbart einen Rotor der oben beschriebenen Art. Fig. 22 zeigt den offenbarten Rotor. Der Rotor umfaßt einen aus einem Kunstharz durch Spritzgießen gefertigten Rahmen 1. Der Rahmen 1 weist einen zylindrischen Jochbefestigungsabschnitt 2 und eine Basis oder dünnen Lagenabschnitt 3 mit einem im wesentlichen V-förmigen Querschnitt auf. Der dünne Lagenabschnitt 3 enthält einen einstückig ausgebildeten, zylindrischen Wellenlagerabschnitt 4. Eine Drehwelle 5 des Rotors ist über den Wellenlagerabschnitt 4 zur Lagerung eingesetzt.

Ein ringförmiges Rotorjoch 6 und eine Mehrzahl von Rotormagneten 7 sind am Jochbefestigungsabschnitt 2 angebracht. Das Rotorjoch 6 und die Rotormagneten 7 werden in einem Gießformaufbau untergebracht, woraufhin ein geschmolzenes Harz in den Gießformaufbau gegossen wird, so daß das Rotorjoch 6 und die Rotormagneten 7 in den Rahmen 1 integriert werden. Das Rotorjoch 6 wird durch Walzen und Aufeinanderschichten von Randstahllagen bzw. -blechen hergestellt.

In dem oben beschriebenen Aufbau ist das Rotorjoch 6 während des Spritzgießens des Rahmens 1 Wärme ausgesetzt, so daß das Rotorjoch in der Richtung von Pfeil A in Fig. 22 oder in einer solchen Richtung verformt wird, daß sich sein Durchmesser vergrößert. Andererseits wird der Durchmesser des Rotorjochs 6 in der Richtung von Pfeil B entgegen Pfeil A während des Abkühlens des Rahmens nach dem Gießen reduziert. Infolge dieser Verformungen und einer weiteren Differenz zwischen den Wärmeschrumpfungsraten des Rotorjochs 6 und des Rahmens 1 ist der dünne Lagenabschnitt 3 während der auf das Gießen folgenden Abkühlung einer Beanspruchung bzw. Spannung unterworfen, woraufhin der Wellenlagerabschnitt 4 axial verformt wird. Obgleich der Gießformaufbau so gestaltet ist, daß er die Verformung des Wellenlagerabschnitts 4 ausgleichen kann, ist die Verformung unstabil und es kann dementsprechend keine ausreichende Maßgenauigkeit erzielt werden. Da damit die während der Schrumpfung und der Expansion des dünnen Lagenabschnitts 3 erzeugte Spannung bestehen bleibt, treten leicht Sprünge oder Risse etc. auf.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Rotor für Elektromotoren bereitzustellen, bei dem das Auftreten von Rissen im Rahmenkörper verhindert werden kann und die Maßgenauigkeit des Wellenlagerabschnitts stabil eingehalten werden kann.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Rotor für einen Elektromotor bereitgestellt, mit einem aus einem Harz gefertigten und einem zylindrischen Jochbefestigungsabschnitt aufweisenden Rahmen, einer eine Endseite des Jochbefestigungsabschnitts abdeckenden Basis sowie einem im Drehzentrum der Basis gelegenen Wellenlagerabschnitt, wobei der Jochbefestigungsabschnitt, die Basis und der Wellenlagerabschnitt einstückig mit dem Rahmen ausgebildet sind, einem am Jochbefestigungsabschnitt vorgesehenen und im wesentlichen in einer Mehrzahl von Jocheinheiten unterteilten Rotorjoch sowie einer Mehrzahl von am Jochbefestigungsabschnitt entlang des Rotorjochs vorgesehenen Rotormagneten.

Gemäß dem oben beschriebenen Rotor ist das Rotorjoch vollständig oder nicht vollständig, beispielsweise durch Schlitze, in eine Mehrzahl der Jocheinheiten unterteilt. Dementsprechend werden eine Dehnung und Schrumpfung des Rotorjochs umfangsmäßig an den unterteilten Abschnitten abgefangen, wenn der Rahmen aus dem Harz gegossen wird. Da dies einen auf die Basis des Rahmens ausgeübte Spannung verringert, wird ein Auftreten von Rissen aufgrund der Restspannung in der Basis verhindert. Da außerdem verhindert wird, daß sich der Wellenlagerabschnitt verschiebt, kann die Maßgenauigkeit des Wellenlagerabschnitts stabilisiert werden.

Die Anzahl der Jocheinheiten ist vorzugsweise gleich der von Teilern, die durch Teilen der Anzahl von Zähnen eines Stators durch die Anzahl von Phasen von Statorwicklungen erhalten wird, wobei der Teiler 1 ausgeschlossen ist. Bei diesem Aufbau befinden sich Zwischenräume zwischen den aneinandergrenzenden Enden aller Jocheinheiten während der Drehung des Rotors gleichzeitig gegenüber den Zähnen des Stators oder gegenüber zwischen den Zähnen festgelegten Schlitzen. Da die Rotormagneten ein gleichmäßiges Drehmoment entwickeln, kann folglich eine Ungleichmäßigkeit in der Drehung des Rotors verringert werden.

Jede Jocheinheit weist vorzugsweise zwei Umfangsenden auf, von denen jedes an jeweils einem Umfangsende der benachbarten Jocheinheiten mit einem Zwischenraum angrenzt, und die Rotormagneten umfassen vorzugsweise diejenigen, von denen jeder einen Umfangs-Mittelabschnitt gegenüber dem Zwischenraum zwischen den benachbarten Enden der Jocheinheiten aufweist. Da dieser Aufbau verhindert, daß ein Strömen eines Magnetflusses an den Zwischenräumen zwischen den aneinandergrenzenden Enden der Jocheinheiten unterbrochen oder geteilt wird, kann die magnetische Eigenschaft verbessert werden.

Das Rotorjoch weist vorzugsweise Schlitze auf, die es im wesentlichen in eine Mehrzahl der Jocheinheiten unterteilen. Bei diesem Aufbau werden die Jocheinheiten vorher miteinander verbunden, und dementsprechend können die Jocheinheiten reibungslos in einer Gießform untergebracht werden.

Jede Jocheinheit wird vorzugsweise durch mechanisches Verbinden einer Mehrzahl axial geschichteter magnetischer Lagen bzw. Bleche gebildet. Bei diesem Aufbau können die Jocheinheiten im Vergleich mit einem Fall, bei dem dicke magnetische Platten in die Form eines Bogens gewalzt werden, leichter maschinell hergestellt bzw. bearbeitet werden. Folglich kann die Rundheit bzw. Kreisförmigkeit des Rotorjochs verbessert werden.

Jede(s) magnetische Lage bzw. Blech weist vorzugsweise einen Verbindungsabschnitt auf, der einem Umfangs- Mittelabschnitt des Rotormagneten gegenübersteht. Demzufolge kann verhindert werden, daß die Strömung eines Magnetflusses durch den Verbindungsabschnitt obstruiert wird.

Jede Jocheinheit weist vorzugsweise zwei Umfangsendflächen auf, von denen jede eine Mehrzahl unterteilter Flächen und mindestens einen Stufenabschnitt aufweist. Da dadurch ein Kontaktbereich der Umfangsendflächen jeder Jocheinheit mit dem Rahmen vergrößert ist, kann die mechanische Festigkeit des Rotorjochs verbessert werden.

Jede Jocheinheit weist vorzugsweise zwei Umfangsenden auf, von denen jedes mit einer Einkerbung bzw. Nut mit einem offenen axialen Ende und einem offenen Umfangsende ausgebildet ist. Jede Jocheinheit ist an den Einkerbungen bzw. Nuten durch ein Paar Spannelemente festgehalten, die in die Gießform einzubringen sind. Infolgedessen können die Jocheinheiten leicht in der Gießform untergebracht werden.

Der Rahmen weist ein Fenster auf, durch das eine Oberfläche jeder Jocheinheit nach außen freiliegt. Die Gießform ist mit einem dem Fenster entsprechenden Positionierabschnitt versehen. Die Oberfläche der Jocheinheit wird mit dem Positionierabschnitt der Gießform so in Kontakt gebracht, daß die Jocheinheit radial positioniert ist. Da die Positionsbeziehung zwischen der Gießform und den Jocheinheiten stabilisiert ist, kann demzufolge die Rundheit bzw. Kreisförmigkeit des Rotorjochs verbessert werden.

Jede(s) magnetische Lage bzw. Blech weist vorzugsweise einen größeren Außendurchmesserabschnitt mit einem größeren Außendurchmesser auf als seine andere Außenumfangsfläche, und die magnetischen Bleche werden an den größeren Außendurchmesserabschnitten verstemmt. Infolgedessen können magnetische Pfade um die verstemmten Abschnitte herum sichergestellt werden.

Jede(s) magnetische Lage bzw. Blech hat vorzugsweise einen Innenabschnitt größeren Durchmessers mit einem größeren Innendurchmesser als die andere Innenumfangsfläche desselben, bevor die magnetischen Bleche verstemmt werden, und die magnetischen Bleche werden vorzugsweise an den Innenabschnitten größeren Durchmessers verstemmt. Die Innenabschnitte größeren Durchmessers expandieren nach innen, wenn die magnetischen Lagen bzw. Bleche an den Innenabschnitten größeren Durchmessers verstemmt werden. Es kann jedoch verhindert werden, daß eine Innenumfangsfläche des Innenabschnitts größeren Durchmessers zur Innenumfangsseite relativ zu dem anderen Abschnitt der Innenumfangsseite vorsteht. Infolgedessen kann verhindert werden, daß die Rotormagneten zu der Innenumfangsseite hin verschoben werden, wenn sie an der Innenumfangsseitenfläche des Innenabschnitts mit größerem Durchmesser angebracht werden.

Jede Jocheinheit weist vorzugsweise zwei Umfangsenden auf, von denen sich jede mit einem der Umfangsenden der angrenzenden Jocheinheiten überlappt. Die Überlappungsabschnitte können verhindern, daß der Magnetfluß zwischen den Jocheinheiten unterbrochen oder geteilt wird.

Jede Jocheinheit weist vorzugsweise zwei Umfangsenden auf, die mit einem konvexen Abschnitt bzw. einem konkaven Abschnitt ausgebildet sind, und die konvexen und konkaven Abschnitte jeder Jocheinheit stehen vorzugsweise mit den konkaven bzw. konvexen Abschnitten der jeweils angrenzenden Jocheinheiten in Eingriff, wenn die Jocheinheiten in einem Kreis derart angeordnet sind, daß beide Umfangsenden jeder Jocheinheit jeweils an die Umfangsenden der benachbarten Jocheinheiten angrenzen und radial verteilt sind. Wenn eine Mehrzahl der Jocheinheiten radial verteilt ist, greift jede Jocheinheit in die umfangsmäßig benachbarten Jocheinheiten ein, so daß die Jocheinheiten in dem Zustand mit aufgeteiltem Durchmesser gehalten werden. Infolgedessen können die Jocheinheiten in einem vorab verbundenen Zustand leicht in die Gießform für den Rahmen eingebracht werden.

Jede Jocheinheit weist vorzugsweise zwei Umfangsenden mit Einkerbungen in oberen bzw. unteren Kanten auf. In den Enden der aneinandergrenzenden Jocheinheiten ist ein axial offener Zwischenraum mit großer Breite gebildet. Die Umfangsendflächen der Jocheinheiten werden über den Zwischenraum durch ein Paar Spannelemente von der einen axialen Endseite her festgehalten, so daß die Jocheinheiten in die Gießform eingebracht werden können. Folglich können die Jocheinheiten leicht in der Gießform untergebracht werden.

Im folgenden wird die Erfindung lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Rotor für einen Elektromotor einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Motor,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Statorkern des Motors,

Fig. 4 eine teilweise vergrößerte Seitenansicht des Rotors,

Fig. 5 eine teilweise vergrößerte Draufsicht auf den Rotor,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Stahllage bzw. ein Stahlblech zur Erläuterung einer Stanzweise,

Fig. 7 einen Teil-Längsschnitt eines zum Gießen eines Rahmens verwendeten Gießformaufbaus,

Fig. 8 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Rotors einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 9 eine Teil-Seitenansicht eines Rotorjochs,

Fig. 10 eine der Fig. 9 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Rotors einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 11 eine der Fig. 9 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Rotors einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 12 eine der Fig. 9 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Rotors einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 13 eine der Fig. 9 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Rotors einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 14 eine Seitenansicht einer durch Spannelemente festgehaltenen Jocheinheit,

Fig. 15 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Rotors einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 16 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Rotors einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 17 eine Teil-Draufsicht auf ein Rotorjoch des Rotors einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 18 eine der Fig. 17 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Rotorjochs des Rotors einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 19 eine teilweise vergrößerte Ansicht des Rotorjochs in Fig. 18,

Fig. 20 einen Teil-Längsschnitt einer feststehenden Gießform zum Aufnehmen der Jocheinheiten des Rotors einer elften erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 21 eine der Fig. 20 ähnliche Ansicht zur Darstellung einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform, und

Fig. 22 einen Längsschnitt eines herkömmlichen Rotors.

Im folgenden wird eine erste Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf Fig. 1 bis 7 beschrieben. In der Ausführungsform ist die Erfindung auf einen dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor des Außenrotortyps angewandt, bei dem ein Rotor außerhalb eines Stators angeordnet ist. Zunächst ist in Fig. 3 ein Statorkern 11 des bürstenlosen Gleichstrommotors dargestellt. Der Statorkern 11 umfaßt sechs Kerneinheiten 12, von denen jede ein bogenförmiges Joch 13 und sechs im wesentlichen T-förmige Zähne 14 aufweist. Die Bezugsziffer 15 bezeichnet Schlitze, von denen jeder durch die nebeneinanderliegenden Zähne 14 festgelegt ist. Jede Kerneinheit 12 weist zwei Umfangsenden hinsichtlich des Jochs 13 auf, wobei die Enden mit einem konvexen Abschnitt 16 bzw. einem konkaven Abschnitt 17 ausgebildet sind. Der konvexe Abschnitt 16 jeder Kerneinheit 12 wird so in den konkaven Abschnitt 17 der benachbarten Kerneinheit 12 gezwungen, daß die sechs Kerneinheiten 12 mechanisch und magnetisch miteinander verbunden werden. Jede Kerneinheit 12 wird durch axiales Aufeinanderschichten einer Mehrzahl von Stahllagen bzw. -blechen (nicht gezeigt) hergestellt.

Eine dünne, plattenförmige Gießformschicht 18, die aus einem Kunstharz gegossen bzw. geformt ist, ist an der Oberfläche des Statorkerns 11 gemäß Fig. 2 ausgebildet. Der Statorkern 11 wird in einen Gießformaufbau eingebracht, woraufhin ein geschmolzenes Harz in den Gießformaufbau gegossen wird, so daß die Gießformschicht 18 gebildet wird. Die Gießformschicht 18 weist eine Mehrzahl von Befestigungsstücken 19 auf, die einstückig an einem Innenumfangsabschnitt derselben in gleichen Abständen ausgebildet sind. Eines der Befestigungsstücke 19 ist dargestellt. Die Befestigungsstücke 19 sind mit Durchgangslöchern 20 ausgebildet, durch die Schrauben 21 jeweils von der axialen unteren Endseite eingesetzt sind.

Eine erste Basis 22 weist eine obere Öffnung auf und ist in der Form eines Behältnisses bzw. einer Aufnahme ausgebildet. Ein oberes Ende jeder Schraube 21 erstreckt sich durch den Boden der ersten Basis 22 und ragt in das Innere der ersten Basis 22 vor. Mit den oberen Enden der Schrauben 21 stehen jeweils Muttern 21a in Eingriff. Die Befestigungsstücke 19 und die Basis 22 sind zwischen Köpfen 21b der Schrauben 21 und den Muttern 21a festgeklemmt, so daß der Statorkern 11 am Boden der Basis 22 befestigt ist. Zwölf U-Phasen-Wicklungen 23u, zwölf V-Phasen-Wicklungen 23v sowie zwölf W-Phasen-Wicklungen 23w sind auf der seinerseits am Statorkern 11 angebrachten Gießformschicht 18 angebracht. Die zwölf Wicklungen pro Phase werden durch kontinuierliches Wickeln eines einzigen Magnetdrahts auf die zwölf Zähne 14 gebildet. Die Wicklungen sind regelmäßig in der Reihenfolge der U-, V- und W-Phasen-Wicklungen 23u, 23v und 23w angeordnet, wie es durch Buchstaben in Klammern in Fig. 3 angegeben ist. Die Bezugsziffer 24 in Fig. 2 bezeichnet einen Stator 24 mit dem Statorkern 11 und den auf den Statorkern gewickelten Wicklungen 23u, 23v und 23w.

Die erste Basis 22 ist an einer zweiten Basis 25 befestigt, wie Fig. 2 zeigt. Zwei Lager 26 weisen an der ersten bzw. zweiten Basis 22 bzw. 25 befestigte Außenringe auf. Eine Drehwelle 27 erstreckt sich durch Innenringe der betreffenden Lager 26. Die Drehwelle 27 weist ein unteres Ende auf, an der ein Rotor 28 befestigt ist.

Nachstehend wird der Rotor 28 im einzelnen beschrieben. Ein Rahmen 29 des Rotors 28 ist mittels des Spritzgießverfahrens aus einem Kunstharz hergestellt und weist einen zylindrischen Jochbefestigungsabschnitt 30 sowie eine sich an den Jochbefestigungsabschnitt 30 anschließende flache Basis 31 auf. Die Basis 31 hat einen zylindrischen Harzansatz 32, der einstückig in deren Mitte ausgebildet ist. Der Ansatz 32 dient als Wellenlager- bzw. -tragabschnitt. In den Ansatz 32 ist ein zylindrischer Ansatzkörper 33 eingesetzt. Der Ansatzkörper 33 ist aus einem Metall gefertigt und weist einen an einer Innenumfangsfläche desselben ausgebildeten Stufenabschnitt 34 auf.

Ein zylindrisches Rotorjoch 35 ist am Jochbefestigungsabschnitt 30 angebracht. Das Rotorjoch 35 umfaßt sechs unterteilte, bogenförmige Jocheinheiten 36 mit gleicher radialer Breite (sh. Fig. 1). Jede Jocheinheit 36 weist zwei gerade Umfangsendflächen oder unterteilte Flächen 37 auf, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Zwischen den aneinandergrenzenden unterteilten Flächen 37 ist ein Zwischenraum festgelegt. Vierundzwanzig Rotormagneten 38 sind an der Innenumfangsfläche des Rotorjochs 35 im Abstand von 15° (sh. Fig. 1) angebracht. Die Rotormagneten 38 umfassen sechs, von denen jeder einen Umfangs-Mittelabschnitt dem Zwischenraum zwischen den unterteilten Flächen 37 der einander benachbarten Jocheinheiten 36 gegenüberliegen hat. Die Rotormagneten 38 sind durch Verbindungsabschnitte 29a miteinander verbunden, die einstückig mit dem Jochbefestigungsabschnitt 30 des Rahmens 29 in einem Kreis ausgebildet sind. Eine Außenumfangsfläche jedes Rotormagneten 38 haftet fest bzw. eng an der Innenumfangsfläche der Jocheinheit 36, so daß jeder Rotormagnet 38 magnetisch mit der Jocheinheit verbunden ist.

Der Jochbefestigungsabschnitt 30 des Rotors 28 weist rechteckige Fenster 39 auf, die entsprechend jedem Umfangsende jeder Jocheinheit 36 ausgebildet sind (sh. Fig. 4). Ein Teil der Außenumfangsfläche der Jocheinheit 36 liegt durch jedes Fenster 39 frei. Jede Jocheinheit 36 wird durch Aufeinanderschichten einer Mehrzahl von Stahlblechen bzw. -lagen 40 (sh. Fig. 6) in Axialrichtung bezüglich des Rotors hergestellt. Die axial geschichteten Stahlbleche 40 werden an den Umfangs-Mittelabschnitten der Rotormagneten 38 entsprechenden Abschnitten verstemmt (caulked), wie durch Bezugsziffer 41 in Fig. 5 gezeigt ist, so daß die Stahlbleche 40 mechanisch miteinander verbunden sind bzw. werden. Die Stahlbleche 40 dienen als ein magnetisches Blech, und jeder verstemmte Abschnitt 41 dient als Verbindungsabschnitt. Die Drehwelle 27 weist einen Stufenabschnitt 42 und einen sich vom Stufenabschnitt erstreckenden Gewindeabschnitt 43 kleinen Durchmessers auf. Der Gewindeabschnitt 43 der Welle 27 wird durch den Ansatzkörper 33 eingeführt, und eine Mutter 44 wird dann mit dem Gewindeabschnitt 43 in Eingriff gebracht, so daß der Ansatzkörper 33 zwischen dem Stufenabschnitt 42 und der Mutter 44 festgeklemmt wird, wodurch der Rotor 28 an der Welle 27 so befestigt wird, daß sie sich gemeinsam drehen.

Die U-Phasenwicklungen 23u, die V-Phasenwicklungen 23v und die W-Phasenwicklungen 23w sind über eine Wechselrichter- Hauptschaltung (nicht dargestellt) an eine Gleichstromversorgung (nicht dargestellt) angeschlossen. Die Wechselrichter-Hauptschaltung umfaßt sechs Schaltelemente (nicht dargestellt), die in einer Drei-Phasen- Brückenkonfiguration verbunden sind. Wenn der Wechselrichter- Hauptschaltung zur Schaltsteuerung ein PWM-Signal geliefert wird, wird jeder der Spulen 23u, 23v und 23w eine Antriebsenergie zugeführt, so daß der Rotor 28 gedreht wird. Ein Hall-Element 45, das als ein Magnetsensor dient, ist so angeordnet, daß es einem axialen oberen Ende des Rotorjochs 35 gegenüberliegt (sh. Fig. 2). Wenn jeder Rotormagnet 38 dem Hall-Element 45 bei Drehung des Rotors 28 gegenüberliegt, gibt das Hall-Element ein magnetisches Erfassungssignal ab. Auf der Basis des magnetischen Erfassungssignals werden Phasen der den jeweiligen Phasen U, V und W gelieferten PWM- Signale verschoben, so daß ein Schalt-Timing der Wechselrichter-Hauptschaltung eingestellt wird.

Fig. 7 zeigt eine Gießformanordnung bzw. -aufbau 46, die zum Gießen des Rahmens 29 verwendet wird. Die Gießformanordnung 46 weist eine feststehende Gießform 47 und eine bewegliche Gießform 48 auf. Der feststehende Kontakt 47 ist mit einem ringförmigen, abgestuften Jocheinsetzabschnitt 49 ausgebildet. Die Jocheinheiten 36 werden auf den Jocheinsetzabschnitt 49 so gesetzt, daß sie axial positioniert sind. Die feststehende Gießform 47 ist mit vorsprungsartigen Joch-Positionierabschnitten 50 ausgebildet, welche den jeweiligen Umfangsenden der Jocheinheiten 36 entsprechen. Die Joch-Positionierabschnitte 50 sind zum Bilden der Fenster 39 gemäß Fig. 4 im Rahmen 29 vorgesehen. Die Jocheinheiten 36 werden gegen die Jochpositionierabschnitte 50 gedrückt, so daß sie axial positioniert werden. Die feststehende Gießform 47 ist ferner mit einem ringförmigen, konkaven Magneteinsetzabschnitt 51 ausgebildet. Die Rotormagneten 38 werden durch Innen- und Außenumfangsflächen und den Boden des Magneteinsetzabschnitts 51 axial positioniert.

Im folgenden wird das Herstellungsverfahren des Rotors 28 beschrieben. Auf den Joch-Einsetzabschnitt 49 der feststehenden Gießform 47 werden sechs Jocheinheiten 36 gesetzt, und die Außenumfangsflächen der Jocheinheiten 36 werden gegen die Joch-Positionierabschnitte 50 gedrückt. Sodann werden vierundzwanzig Rotormagneten 38 in den Magnet- Einsetzabschnitt 51 der feststehenden Gießform 47 eingesetzt, woraufhin die bewegliche Gießform 48 bewegt wird, um die feststehende Gießform 47 zu schließen. Eine vorbestimmte Menge geschmolzenen Harzes wird dann in den Gießformaufbau 46 gegossen, so daß der Rahmen 29 geformt wird. Danach wird die bewegliche Gießform 48 bewegt, so daß sie die feststehende Gießform 47 öffnet und der Rahmen 29 wird aus dem Gießformaufbau 46 herausgenommen. Der Ansatzkörper 33 wird in den Harzansatz 32 des Rahmens 29 eingesetzt.

Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Rotorjoch 35 in sechs Jocheinheiten 36 unterteilt. Dementsprechend werden Dehnung und Schrumpfung des Rotorjochs 35 umfangsmäßig zerstreut bzw. abgefangen, wenn der Rahmen 29 aus dem Harz gegossen wird. Da dies einen auf die Basis 31 des Rahmens 29 in der Drehrichtung gemäß Pfeil B in Fig. 2 ausgeübten Spannungsbetrag verringert, kann das Auftreten von Sprüngen oder Rissen aufgrund der Restspannung in der Basis 31 verhindert werden. Da außerdem verhindert wird, daß sich der Harzansatz 32 des Rahmens 29 verschiebt, kann die Maßgenauigkeit des Harzansatzes 32 stabilisiert werden.

Wenn ferner der Zwischenraum zwischen den vorbestimmten, umfangsmäßig aneinandergrenzenden Jocheinheiten 36 oder zwischen den unterteilten Flächen derselben dem Zahn 14 gegenüberliegt, liegen alle anderen Zwischenräume zwischen den Jocheinheiten 36 den Zähnen 14 jeweils gegenüber, wie in Fig. 1 durch doppelt-strichpunktierte Linien angedeutet ist. Wenn darüber hinaus der Zwischenraum zwischen den vorbestimmten, umfangsmäßig aneinandergrenzenden Jocheinheiten 36 dem Schlitz 15 gegenüberliegt, so liegen alle anderen Zwischenräume zwischen den Jocheinheiten 36 jeweils den Schlitzen 15 gegenüber, wie in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Da durch die jeweiligen Rotormagneten 38 ein einheitliches Drehmoment entwickelt wird, kann infolgedessen eine Ungleichmäßigkeit in der Drehung des Rotors 28 verringert werden und während der Drehung des Rotors 28 eine Erzeugung anormaler Geräusche und Erschütterungen verhindert werden.

In einem Fall, in dem das Rotorjoch 35 in zwei Jocheinheiten unterteilt ist, wird ein Stanzabstand L1 zwischen Stahlblechen 53 erhöht, wenn die aufeinanderzuschichtenden Stahlbleche 53 aus einem Bandstahl 52 gestanzt werden, wie durch eine doppelt-strichpunktierte Linie in Fig. 6 dargestellt ist. Dies verringert die Ergiebigkeit der Stahlbleche 53 und erhöht dementsprechend die Materialkosten. In der oben beschriebenen Ausführungsform jedoch ist das Rotorjoch 35 in die sechs Jocheinheiten 36 unterteilt. Infolgedessen kann, da der Stanzabstand L2 zwischen den Stahlblechen 40 kleiner ist, die Ergiebigkeit verbessert werden und es können Materialkosten eingespart werden. Ferner liegt der Umfangs-Mittelabschnitt des Rotormagneten 38 jedem Zwischenraum zwischen umfangsmäßig aneinandergrenzenden Jocheinheiten 36 gegenüber (sh. Fig. 5).

Folglich werden magnetische Bahnen von einem Rotormagneten 38 über die Jocheinheit 36 zu einem anderen Rotormagneten 38 durch den Zwischenraum nicht unterbrochen oder geteilt, wie durch Pfeile in Fig. 5 dargestellt ist. Die magnetische Eigenschaft kann dementsprechend verbessert werden.

Jede Jocheinheit 36 wird durch axiales Aufeinanderschichten einer Mehrzahl der Stahlbleche 40 gebildet. Dementsprechend können die Jocheinheiten leichter hergestellt werden im Vergleich zu einem Fall, bei dem dickere magnetische Bleche in die Form eines Bogens gewalzt werden. Da dies die Rundheit bzw. Kreisförmigkeit des Rotorjochs 35 verbessert, kann die mechanische Unregelmäßigkeit in der Drehung des Rotors 28 verringert werden. Außerdem werden die Positionen der Rotormagnete 38 stabilisiert, und eine magnetische Unregelmäßigkeit in der Drehung des Rotors 28 wird verringert. Folglich kann die Erzeugung anormaler Geräusche und Erschütterungen während der Drehung des Rotors 28 verhindert werden. Da außerdem die axial geschichteten Stahlbleche 40 voneinander isoliert sind, kann ein Wirbelstromverlust um den Magnetfluß verhindert werden und die magnetische Eigenschaft entsprechend verbessert werden.

Die axial aufeinandergeschichteten Stahlbleche 40 werden verstemmt, um mechanisch miteinander verbunden zu werden. Demgemäß können die Stahlbleche 40 positioniert und verstemmt werden, wenn sie in die Gießform eingebracht werden. Da dies die Rundheit bzw. Kreisförmigkeit des Rotorjochs 35 verbessert, können anormale Geräusche und Erschütterungen während der Drehung des Rotors 28 verhindert werden. Ferner sind die Verstemmungsabschnitte 41 der axial aufeinandergeschichteten Stahlbleche 40 an den Umfangs- Mittelabschnitten der betreffenden Rotormagnete 38 vorgesehen. Dadurch wird die Strömung des Magnetflusses von einem Rotormagneten 38 über die Jocheinheit 36 zu einem anderen Rotormagneten 38 nicht durch die Verstemmungsabschnitte 41 behindert, wie durch Pfeile in Fig. 5 gezeigt ist. Folglich kann ein Verlust im Magnetfluß durch die Verstemmungsabschnitte 41 verhindert und die magnetische Eigenschaft dementsprechend verbessert werden.

Außerdem ist der Rahmen 29 mit den Fenstern 39 ausgebildet, durch welche die Teile der Außenumfangsflächen der Jocheinheiten 36 nach außen freiliegen. Die Jocheinheiten 36 werden entsprechend gegen die Joch-Positionierabschnitte 50 gedrückt, wenn sie auf den Joch-Einsetzabschnitt 49 der feststehenden Gießform 47 gegeben werden, so daß die Jocheinheiten 36 radial positioniert werden können. Infolgedessen kann die Rundheit bzw. Kreisförmigkeit des Rotorjochs 35 verbessert, und die Erzeugung anormaler Geräusche und Erschütterungen während der Drehung des Rotors 28 verhindert werden.

In den Fig. 8 und 9 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. In der zweiten Ausführungsform ist statt des Rotorjochs 35 ein zylindrisches Rotorjoch 54 am Jochbefestigungsabschnitt 30 des Rahmens 29 gemäß Fig. 8 angebracht. Das Rotorjoch 54 umfaßt drei bogenförmige Jocheinheiten 55. Jede Jocheinheit 55 weist zwei gerade Umfangs-Endflächen oder unterteilte Flächen 56 auf. Zwischen den aneinandergrenzenden, unterteilten Flächen 56 ist ein Zwischenraum festgelegt. Jede Jocheinheit 55 wird durch axiales Aufeinanderschichten einer Mehrzahl von Stahlblechen und Verstemmen der aufeinandergeschichteten Stahlbleche gebildet. Jede Jocheinheit 55 weist einen Schlitz 57 auf, der in dessen Umfangs-Mittelabschnitt gemäß Fig. 9 ausgbildet ist, und als Unterteilungsabschnitt dient. Der Schlitz 57 unterteilt im wesentlichen jede Jocheinheit 55 in zwei Jocheinheiten 58 und hat zwei geschlossene, gerade axiale Enden.

Die vierundzwanzig Rotormagnete 38 sind an der Innenumfangsfläche des Rotorjochs 54 in einem Abstand von 15° (sh. Fig. 8) angebracht. Die Rotormagnete 38 weisen drei Rotormagnete auf, von denen jeder einen Umfangs- Mittelabschnitt dem jeweiligen Schlitz 57 gegenüberliegen hat. Weitere drei Rotormagnete 38 haben Umfangs- Mittelabschnitte den Zwischenräumen zwischen den Jocheinheiten 55 bzw. den unterteilten Flächen 56 gegenüberliegend. Die drei Jocheinheiten 55 und die Rotormagnete 38 werden gemäß Fig. 7 in einen Gießformaufbau 46 eingebracht, und das geschmolzene Harz wird in den Gießformaufbau 46 so gegossen, daß das Rotorjoch 54 und die Rotormagnete 38 in den Rahmen 29 integriert werden.

Gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Rotorjoch 54 mit einer Mehrzahl der Schlitze 57 ausgebildet, so daß das Rotorjoch 54 im wesentlichen in eine Mehrzahl der Jocheinheiten 58 unterteilt ist. Da die Jocheinheiten 58 mechanisch über den Abschnitt verbunden sind, der nicht der Schlitz 57 ist, muß eine Mehrzahl der Jocheinheiten 58 nicht einzeln in den Gießformaufbau 46 eingebracht werden, und dementsprechend können die Jocheinheiten 48 leicht in dem Gießformaufbau 46 untergebracht werden.

Da ferner das axiale obere Ende jedes Schlitzes 57 geschlossen ist, liegt das geschlossene obere Ende jedes Schlitzes 57 dem Hall-Element 45 gegenüber, wie Fig. 9 zeigt. Der Schlitz 57 würde die Empfindlichkeit des Hall-Elements 45 verändern, falls das obere Ende des Schlitzes offen wäre, was eine unerwünschte Verschiebung des Schalt-Timings der Wechselrichter-Hauptschaltung zur Folge hätte. In der zweiten Ausführungsform jedoch kann dies verhindert werden, und die Drehung des Rotors 28 gleichförmig gemacht werden.

Obwohl beide axiale Enden jedes Schlitzes 57 in der zweiten Ausführungsform geschlossen sind, kann das axiale untere Ende jedes Schlitzes offen sein und das axiale obere Ende jedes Schlitzes geschlossen, wie es als dritte Ausführungsform in Fig. 10 dargestellt ist.

In der zweiten und dritten Ausführungsform kann eine Mehrzahl von Schlitzen 57 in einem zylindrischen Rotorjoch mit gleichmäßigem Abstand gebildet sein, so daß das Rotorjoch in die Jocheinheiten unterteilt ist, deren Anzahl gleich der der Schlitze 57 ist. Bei diesem Aufbau werden, wenn der Rahmen 29 aus dem Harz gegossen wird, die Dehnung und Schrumpfung des Rotorjochs im Vergleich mit einem Fall, bei dem das Zylinderjoch ohne Schlitze ausgebildet ist, leichter umfangsmäßig zerstreut bzw. ausgeglichen. Infolgedessen kann ein Auftreten von Sprüngen oder Rissen aufgrund der Restspannung in der Basis 31 verhindert werden.

Fig. 11 stellt eine vierte Ausführungsform der Erfindung dar. Jede Jocheinheit 36 weist an einem Umfangsende desselben ein rechteckiges Stück oder einen Vorsprung 59, der sich an dem oberen Axialabschnitt befindet, und an dem anderen Umfangsende desselben ein rechteckiges Stück oder einen Vorsprung 59 auf, der sich an dem unteren Axialabschnitt befindet. Damit sind jeweils beide Enden jeder Jocheinheit 36 mit Stufen am Umfang ausgebildet. Jeder Vorsprung 59 liefert umfangsmäßig versetzte, gerade, unterteilte Flächen 60 und 61 an der Jocheinheit 36. Zwischen den umfangsmäßig gegenüberliegenden unterteilten Flächen 60 bzw. zwischen den umfangsmäßig unterteilten Flächen 61 sind Zwischenräume festgelegt. Außerdem sind zwischen axial gegenüberliegenden rechteckigen Stücken 59 Zwischenräume ausgebildet.

Gemäß der vierten Ausführungsform sind die Umfangs- Endflächen jeder Jocheinheit 36 in die unterteilten Flächen 60 bzw. 61 ausgebildet. Folglich kann, da ein Kontaktbereich zwischen den Umfangsendflächen jeder Jocheinheit 36 und dem Jochbefestigungsabschnitt 30 des Rahmens 29 vergrößert wird, eine Haltekraft des Jochbefestigungsabschnitts 30 für die Jocheinheiten 36 erhöht und die mechanische Festigkeit des Rotors 28 entsprechend verbessert werden.

Fig. 12 stellt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung dar. Ein Umfangsende jeder Jocheinheit 36 weist einen im allgemeinen L-förmigen Eingriffsabschnitt 62 auf, der sich an dem oberen axialen Ende desselben befindet. Das andere Umfangsende jeder Jocheinheit 36 weist ebenfalls einen im allgemeinen L-förmigen Eingriffsabschnitt 62 auf, der sich an dem unteren axialen Ende desselben befindet. Diese Eingriffsabschnitte 62 bilden umfangsmäßig versetzte, gerade, unterteilte Flächen 63 und 64. Zwischen den umfangsmäßig gegenüberliegenden, unterteilten Flächen 63 bzw. 64 sind Zwischenräume festgelegt. Auch zwischen den axial gegenüberliegenden Eingriffsabschnitten 62 sind Zwischenräume festgelegt.

Gemäß der fünften Ausführungsform weisen die Umfangsenden jeder Jocheinheit 36 jeweils die L-förmigen Eingriffsabschnitte 62 auf, welche die unterteilten Flächen 63 bzw. 64 bilden. Da der Kontaktbereich zwischen den Umfangsendflächen jeder Jocheinheit 36 und dem Jochbefestigungsabschnitt 30 des Rahmens 29 vergrößert wird, kann infolgedessen eine Haltekraft des Jochbefestigungsabschnitts 30 für die Jocheinheiten 36 erhöht und die mechanische Festigkeit des Rotors 28 entsprechend verbessert werden. Wenn ferner die sechs bogenförmigen Jocheinheiten 36 in einem Kreis angeordnet sind, so daß beide Umfangsenden jeder Jocheinheit 36 jeweils an die der benachbarten Jocheinheiten 36 angrenzen und radial auseinandergespreizt bzw. verteilt werden, greifen die umfangsmäßig aneinandergrenzenden Eingriffsabschnitte 62 ineinander ein, so daß die sechs Jocheinheiten 36 in einem Zustand mit verteiltem Durchmesser gehalten werden. Infolgedessen kann, da die Jocheinheiten 36 in den Gießformaufbau 46 in einem vorab verbundenen Zustand eingebracht werden, die Arbeitsleistung im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Jocheinheiten 36 einzeln in den Gießformaufbau 46 eingebracht werden, verbessert werden.

Die Fig. 13 und 14 stellen eine sechste Ausführungsform der Erfindung dar. Beide Umfangsenden jeder Jocheinheit 36 sind mit Einkerbungen 65 mit jeweils L-förmig geschnittenen Enden ausgebildet. Die Einkerbungen 65 bilden umfangsmäßig versetzte unterteilte Flächen 66 und 67. Zwischen den umfangsmäßig gegenüberliegenden, unterteilten Flächen 66 bzw. 64 sind Zwischenräume festgelegt. Eine Umfangsbreite W zwischen den unterteilten Flächen 66 ist auf einen zwischen 1 und 3 mm liegenden, vorbestimmten Wert festgesetzt.

Fig. 14 zeigt Spannelemente 68, die mit Armen eines Industrieroboters (nicht dargestellt) verbunden sind. Die Umfangsendflächen der Jocheinheiten 36 werden durch die gepaarten Spannelemente 68 gehalten, die dann durch den Robotor getragen werden, so daß die Jocheinheit 36 auf den Joch-Einsetzabschnitt 49 plaziert wird.

Gemäß der sechsten Ausführungsform werden die Einkerbungen 65 jeweils an den Umfangsendflächen jeder Jocheinheit 36 ausgebildet. Dementsprechend wird vermieden, daß jedes Spannelement 68 die umfangsmäßig benachbarte Jocheinheit 36 stört. Da ferner die Jocheinheiten 36 durch die Spannelemente 68 automatisch auf den Joch- Einsetzabschnitt 49 gesetzt werden, kann die Arbeitsleistung verbessert werden, wenn die Jocheinheiten 36 in den Gießformaufbau 46 eingebracht werden.

Obgleich in der sechsten Ausführungsform beide Umfangsenden jeder Jocheinheit 36 jeweils Einkerbungen 65 aufweisen, kann auch nur eines der Umfangsenden eine Einkerbung 65 haben. In diesem Fall wird die umfangsmäßige Breite jeder Einkerbung 65 vorzugsweise auf 2W festgesetzt, so daß verhindert wird, daß jedes Spannelement 68 die umfangsmäßig benachbarte Jocheinheit 36 stört.

Fig. 15 stellt eine siebte Ausführungsform der Erfindung dar. Jede Jocheinheit 36 weist breitere Abschnitte 69 auf, von denen jeder so ausgebildet ist, daß er dem umfangsmäßigen Mittelabschnitt des Rotormagneten 38 entspricht. Jeder breitere Abschnitt 69 dient als Abschnitt größeren Außendurchmessers mit einem Außendurchmesser Ra, der größer als die übrige Außenumfangsfläche der Jocheinheit 36 festgelegt ist. Die axial aufeinandergeschichteten Stahlbleche 40 werden an den radialen und umfangsmäßigen Mittelabschnitten des breiteren Abschnitts 69 verstemmt. Die Bezugsziffer 41 bezeichnet den verstemmten Abschnitt.

Gemäß der siebten Ausführungsform vergrößert jeder breitere Abschnitt 69 die magnetische Bahn um den verstemmten Abschnitt 41 herum, durch den der Magnetfluß schwer zu leiten ist. Da der Magnetfluß den verstemmten Abschnitt, wie durch Pfeile in Fig. 15 dargestellt ist, umgeht, kann die magnetische Eigenschaft verbessert werden. Da die radiale Breite des verstemmten Abschnitts 41 vergrößert wird, kann darüber hinaus die mechanische Verbindungsstärke der geschichteten Stahlbleche 40 erhöht werden.

Fig. 16 stellt eine achte Ausführungsform der Erfindung dar. Jede Jocheinheit 36 weist einen Innenabschnitt 70 vergrößerten Durchmessers auf, der dem umfangsmäßigen Mittelabschnitt des Rotormagneten 38 entsprechend ausgebildet ist. Jeder Innenabschnitt 70 vergrößerten Durchmessers weist einen Innendurchmesser Rb auf, der größer ist als die übrige Innenumfangsfläche jeder Jocheinheit 36 vor dem Verstemmen, wie durch eine doppelt-strichpunktierte Linie dargestellt ist. Ein Außendurchmesser Ra ist ebenfalls größer als die übrige Außenumfangsfläche festgesetzt.

Die geschichteten Stahlbleche 40 werden an den umfangsmäßigen radialen Mittelabschnitten jedes Innenabschnitts größeren Durchmessers 70 verstemmt, so daß der verstemmte Abschnitt 41 an jedem Innenabschnitt 70 größeren Durchmessers gebildet wird. Im Ergebnis erstreckt sich der Innenabschnitt 70 größeren Durchmessers so, daß r nach innen expandiert. Da jedoch der Innendurchmesser Rb des Innenabschnitts 70 größeren Durchmessers vor dem Verstemmen größer als die übrige Innenumfangsfläche festgesetzt ist, wird verhindert, daß die Innenumfangsfläche des Innenabschnitts 70 größeren Durchmessers relativ zum übrigen Abschnitt nach innen vorsteht. Infolgedessen kann verhindert werden, daß die Rotormagneten 38 nach innen verschoben bzw. versetzt werden, und dementsprechend können die Positionen der Rotormagneten 38 stabilisiert werden. Ferner kann die Ungleichmäßigkeit in der Drehung des Rotors 28 reduziert werden, und die Erzeugung anormaler Geräusche und Erschütterungen kann während der Drehung des Rotors 28 verhindert werden.

Fig. 17 stellt eine neunte Ausführungsform der Erfindung dar. Beide Umfangsenden jeder Jocheinheit 36 sind jeweils mit inneren und äußeren dünnen Überlappungsabschnitten 71 ausgebildet. Jeder Überlappungsabschnitt 71 und der umfangsmäßig benachbarte sind miteinander überlappt, um unterteilte Flächen 72 und 73 zu bilden, die zueinander einen Unterschied in der Höhe aufweisen. Zwischen den umfangsmäßig gegenüberliegenden unterteilten Flächen 72 bzw. 73 sind Zwischenräume festgelegt. Auch zwischen den axial gegenüberliegenden Überlappungsabschnitten 71 sind jeweils Zwischenräume festgelegt.

Gemäß der neunten Ausführungsform überlappen sich jeder Überlappungsabschnitt 71 und der umfangsmäßig benachbarte miteinander. Infolgedessen kann, da verhindert wird, daß der Magnetfluß durch den Zwischenraum zwischen den umfangsmäßig benachbarten Jocheinheiten 36 vollständig unterbrochen wird, die magnetische Eigenschaft verbessert werden.

Die Fig. 18 und 19 stellen eine zehnte Ausführungsform der Erfindung dar. Ein Umfangsende jeder Kerneinheit 36 ist mit einem trapezoidförmigen, konkaven Abschnitt 74 ausgebildet, während das andere Umfangsende desselben mit einem trapezoidförmigen Vorsprung 75 ausgebildet ist. Die Vorsprünge 75 werden axial in die konkaven Abschnitte 74 eingeführt, so daß sie jeweils die Innenflächen der konkaven Abschnitte radial überlappen. Gemäß Fig. 19 liefert jeder konkave Abschnitt 74 umfangsmäßig unterteilte Flächen 76 bis 78, und jeder Vorsprung 75 liefert umfangsmäßig unterteilte Flächen 79 bis 81. Zwischen den unterteilten Flächen 76 und 79, den unterteilten Flächen 77 und 80 sowie den unterteilten Flächen 78 und 81 sind jeweils Zwischenräume festgelegt.

Gemäß der zehnten Ausführungsform überlappt der Vorsprung 75 jeder Jocheinheit 36 radial die Innenfläche des konkaven Abschnitts 74 der angrenzenden Jocheinheit 36. Infolgedessen kann, da dies verhindert, daß der Magnetfluß zwischen den umfangsmäßig aneinandergrenzenden Jocheinheiten 36 vollständig unterbrochen wird, die magnetische Eigenschaft verbessert werden. Wenn ferner die sechs bogenförmigen Jocheinheiten 36 in einem Kreis angeordnet sind, so daß beide Umfangsenden jeder Jocheinheit 36 an jene der benachbarten Jocheinheiten 36 jeweils angrenzen und radial auseinandergespreizt bzw. verteilt sind, greifen die Vorsprünge 75 jeweils in die Innenflächen der konkaven Abschnitte 74, so daß die sechs Jocheinheiten 36 in einem Zustand mit gespreiztem Durchmesser gehalten werden. Infolgedessen kann, da die Jocheinheiten 36 in einem vorab verbundenen Zustand in den Gießformaufbau 46 eingebracht werden, die Arbeitsleistung verbessert werden.

Fig. 20 stellt eine elfte Ausführungsform der Erfindung dar. Beide Umfangsenden jeder Jocheinheit 36 weisen rechteckige Einkerbungen 82 auf, die sich jeweils an den Unterkanten derselben befinden. Jede Einkerbung 82 liefert unterteilte Flächen 83 und 84 mit einem Höhenunterschied relativ zueinander. Zwischen den umfangsmäßig gegenüberliegenden unterteilten Flächen 83 und zwischen den umfangsmäßig gegenüberliegenden unterteilten Flächen 84 sind jeweils Zwischenräume festgelegt.

Gemäß der elften Ausführungsform sind auf dem Joch- Einsetzabschnitt 49 der feststehenden Gießform 47 eine Mehrzahl von Positioniervorsprüngen 85 vorgesehen. Wenn die Jocheinheiten 36 auf den Joch-Einsetzabschnitt 49 gesetzt werden, werden die Innenflächen der Einkerbungen 82 mit den Positioniervorsprüngen 85 in Kontakt gebracht, so daß die Jocheinheiten 36 umfangsmäßig positioniert werden. Infolgedessen können, da die Rundheit bzw. Kreisförmigkeit des Rotorjochs 35 verbessert wird und die Ungleichmäßigkeit in der Drehung des Rotors 28 verringert wird, die Erzeugung anormaler Geräusche und Erschütterungen während der Drehung des Rotors 28 verhindert.

Die Einkerbungen 82 sind jeweils in den axialen Unterkanten der beiden Umfangsenden jeder Jocheinheit 36 in der elften Ausführungsform ausgebildet. Gemäß einer zwölften Ausführungsform in Fig. 21 können die Einkerbungen 82 jedoch auch in den Oberkanten beider Umfangsenden jeder Jocheinheit 36 ausgebildet sein. In diesem Fall wird ein Paar Spannelemente 68 in die gepaarten Einkerbungen 82 eingesetzt, die an den axialen Oberseiten jeder Jocheinheit 36 gelegen sind, so daß die Innenflächen der Einkerbungen 82 jeweils durch die Spannelemente 68 festgehalten werden, wodurch die Jocheinheiten 36 auf den Joch-Einsetzabschnitt 49 gesetzt werden. Infolgedessen kann die Arbeitsleistung verbessert werden, wenn die Jocheinheiten 36 in den Gießformaufbau 46 eingebracht werden.

Das Rotorjoch 35 ist in dem ersten und in den dritten bis zwölften Ausführungsformen in die sechs Jocheinheiten 36 unterteilt. Statt dessen kann das Rotorjoch 35 jedoch auch in eine Anzahl von Jocheinheiten 36 unterteilt sein, die nicht sechs ist. Die Anzahl von Jocheinheiten wird vorzugsweise so festgelegt, daß sie gleich mit Teilern ist, die durch Teilen der Anzahl von Zähnen 14 eines Stators durch die Anzahl von Phasen der Statorwicklungen 23u, 23v und 23w ist, wobei der Teiler 1 ausgeschlossen ist.

Jede Jocheinheit 36 wird in der ersten und in den dritten bis zwölften Ausführungsformen durch Aufeinanderschichten einer Mehrzahl der Stahlbleche 40 gebildet. Auch in der zweiten Ausführungsform ist jede Jocheinheit 55 durch Aufeinanderschichten einer Mehrzahl der Stahlbleche gebildet. Statt dessen können die Jocheinheiten 36 oder 55 jedoch auch durch Formen eines dicken Stahlmaterials in eine Bogenform gebildet sein.

Die axial aufeinandergeschichteten Stahlbleche 40 werden verstemmt, um sie dadurch in der ersten und der dritten bis zwölften Ausführungsform mechanisch miteinander zu verbinden. Auch in der zweiten Ausführungsform werden die axial aufeinandergeschichteten Stahlbleche verstemmt, um sie dadurch mechanisch miteinander zu verbinden. Statt dessen können jedoch auch Nieten oder ein Klebemittel verwendet werden, um die Stahlbleche zu verbinden.

In den vorangehenden Ausführungsformen wird der Metallansatzkörper 33 in den Harzansatz 32 des Rahmens 29 eingesetzt. Statt dessen kann jedoch beispielsweise auch das geschmolzene Harz in den Gießformaufbau 46 gegossen werden, wobei der Ansatzkörper 33 in den Gießformaufbau so eingebracht wird, daß der Ansatzkörper in den Harzansatzabschnitt 32 integriert wird. Ferner kann statt dessen der Ansatzkörper 33 auch weggelassen werden. In diesem Fall wird der Harzansatz 32 vorzugsweise zwischen der Mutter 44 und dem Stufenabschnitt 42 festgeklemmt, so daß der Rotor 28 an der Welle 27 befestigt wird.

Obgleich in der vorangehenden Ausführungsform die Basis 31 des Rahmens 29 in die flache Form ausgebildet ist, kann sie auch so ausgebildet sein, daß sie einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt hat, wie Fig. 21 zeigt. In den vorangehenden Ausführungsformen ist die Erfindung zwar auf den Rotor 28 für den bürstenlosen Gleichstrommotor des Außenrotortyps angewandt, die Erfindung kann jedoch auch auf Rotoren für bürstenlose Gleichstrommotoren des Innenrotortyps angewandt werden, bei denen sich der Rotor innerhalb des Stators dreht.

Die vorangehende Beschreibung und die Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung und sind nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen. Verschiedene Änderungen und Modifikationen sind für den Durchschnittsfachmann ersichtlich. Es wird davon ausgegangen, daß alle diese Änderungen und Modifikationen in den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Ein Rotor für einen Elektromotor mit
einem aus einem Harz gefertigten und einen zylindrischen Jochbefestigungsabschnitt aufweisenden Rahmen,
einer eine Endseite des Jochbefestigungsabschnitts abdeckenden Basis sowie
einem im Drehzentrum der Basis gelegenen Wellenlagerabschnitt, wobei der Jochbefestigungsabschnitt, die Basis und der Wellenlagerabschnitt einstückig mit dem Rahmen ausgebildet sind,
einem am Jochbefestigungsabschnitt vorgesehenen Rotorjoch und
einer Mehrzahl von am Jochbefestigungsabschnitt entlang des Rotorjochs vorgesehener Rotormagneten, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorjoch im wesentlichen in eine Mehrzahl von Jocheinheiten (36, 55, 58) unterteilt ist.

2. Der Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Jocheinheiten (36, 55, 58) gleich der von Teilern ist, die durch Teilen der Anzahl von Zähnen bzw. Polen eines Stators durch die Anzahl von Phasen von Statorwicklungen erhalten wird, wobei der Teiler 1 ausgeschlossen ist.

3. Der Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Jocheinheiten (36, 55) 3 oder 6 beträgt.

4. Der Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Jocheinheit (36) zwei Umfangsenden aufweist, von denen jedes an jeweils einem Umfangsende der benachbarten Jocheinheiten (36) mit einem Zwischenraum dazwischen angrenzt, und die Rotormagneten diejenigen umfassen, von denen jeder einen Umfangs-Mittelabschnitt gegenüber dem Zwischenraum zwischen den benachbarten Enden der Jocheinheiten (36) aufweist.

5. Der Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorjoch Schlitze (57) aufweist, die dieses im wesentlichen in eine Mehrzahl der Jocheinheiten (58) unterteilt.

6. Der Rotor gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen an einer axialen Endseite des Rotorjochs vorgesehenen Magnetsensor (45), und dadurch, daß jeder Schlitz (57) ein geschlossenes axiales Ende dem Magnetsensor (45) gegenüberliegen hat.

7. Der Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Jocheinheit (36) durch mechanisches Verbinden einer Mehrzahl axial geschichteter magnetischer Lagen bzw. Bleche gebildet ist.

8. Der Rotor gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede(s) magnetische Lage bzw. Blech einen einem umfangsmittelabschnitt des Rotormagneten gegenüberliegenden Verbindungsabschnitt (41) aufweist.

9. Der Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Jocheinheit (36) zwei Umfangsendflächen aufweist, von denen jede eine Mehrzahl unterteilter Flächen (60, 61) und mindestens einen Stufenabschnitt aufweist.

10. Der Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Jocheinheit (36) zwei Umfangsenden aufweist, von denen jedes mit einer Einkerbung bzw. Nut (65) mit einem offenen axialen Ende und einem offenen Umfangsende ausgebildet ist.

11. Der Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen ein Fenster (39) aufweist, durch das eine Oberfläche jeder Jocheinheit (36) nach außen freiliegt.

12. Der Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Jocheinheit (36) durch Verstemmen bzw. Verklemmen mehrerer axial aufeinandergeschichteter magnetischer Lagen bzw. Bleche gebildet ist.

13. Der Rotor gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede(s) magnetische Lage bzw. Blech einen Außenabschnitt (69) größeren Durchmessers aufweist, der einen größeren Außendurchmesser als die andere Außenumfangsfläche desselben hat, und die magnetischen Lagen bzw. Bleche an den Außenabschnitten (69) größeren Durchmessers verstemmt bzw. verklemmt sind.

14. Der Rotor gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede(s) magnetische Lage bzw. Blech einen Innenabschnitt (70) größeren Durchmessers aufweist, der einen größeren Innendurchmesser als die andere Innenumfangsfläche desselben hat, bevor die magnetischen Lagen bzw. Bleche verstemmt werden, und die magnetischen Lagen bzw. Bleche an den Innenabschnitten (70) größeren Durchmessers verstemmt sind.

15. Der Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Jocheinheit (36) zwei Umfangsenden (71) aufweist, von denen jedes an einem der Umfangsenden (71) der angrenzenden Jocheinheiten (36) überlappt ist.

16. Der Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Jocheinheit (36) zwei Umfangsenden aufweist, die mit einem konvexen Abschnitt (75) bzw. einem konkaven Abschnitt (74) ausgebildet sind, und die konvexen und konkaven Abschnitte (75, 74) jeder Jocheinheit (36) mit den konkaven und konvexen Abschnitten (74, 75) der jeweils angrenzenden Jocheinheiten (36) in Eingriff stehen, wenn die Jocheinheiten (36) in einem Kreis derart angeordnet sind, daß beide Umfangsenden jeder Jocheinheit (36) jeweils an die Umfangsenden der benachbarten Jocheinheiten (36) angrenzen und radial verteilt sind.

17. Rotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Jocheinheit (36) zwei Umfangsenden mit Einkerbungen (82) in oberen bzw. unteren Kanten aufweist.