DE60217978T2 - Rotierende elektrische Maschine - Google Patents

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Hisayuki Yokosuka-shi Furuse
Masaki Yokohama-shi Nakano
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02Machines with one stator and two or more rotors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos

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  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine rotierende elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • US 6.114.784 , die der japanischen Patentanmeldungs-Erstveröffentlichung No. 200-14086 entspricht, beschreibt einen Motor in mehreren Ebenen, der einen zylindrischen Stator und zwei zylindrische Rotoren umfasst, die innerhalb und außerhalb des Stators angeordnet sind. Der Stator und der innere sowie der äußere Rotor bilden einen Aufbau in drei Ebenen. Der Stator wird mit einem zusammengesetzten Strom versorgt, um den inneren und den äußeren Rotor separat anzutreiben. Der innere und der äußere Rotor werden durch Steuern des zusammengesetzten Stroms separat betätigt, wodurch separate Drehantriebe des inneren und des äußeren Rotors ermöglicht werden.
  • Da der Stator des Motors des Standes der Technik zwischen den Rotoren radial gegenüberliegend angeordnet ist, wird ein Kühlaufbau für den Stator kompliziert, wobei eine Vielzahl von Kühlkanälen vorgesehen ist, die entlang gegenüberliegender axialer Enden und eines Umfangsrandes des Stators verlaufen. Dies führt zu einer schlechten Kühlwirkung des Stators und zu einem Anstieg der Herstellungskosten des Motors.
  • WO 99/394426 beschreibt eine rotierende elektrische Maschine, enthaltend einen ersten Rotor mit einem ersten Magnet und einem zweiten Magnet. Der zweite Rotor ist konzentrisch mit dem erstes Rotor angeordnet, so dass die Rotoren eine gemeinsame Achse haben, wobei der zweite Magnet vom ersten Magnet radial versetzt ist. Ein Stator der einen radialen Außenabschnitt und einen radialen In nenabschnitt aufweist, ist konzentrisch mit dem ersten und dem zweiten Rotor angeordnet.
  • WO 00/64035 beschreibt einen bürstenlosen Motor mit axialem Luftzwischenraum, der einen Statorkörper hat, der mit Schlitzen, die Statorspulen aufnehmen, und einem scheibenförmigen Rotor ausgestattet ist.
  • EP 0 945 963 B1 beschreibt einen Motor/Generator, bei dem zwei Rotoren und ein Stator koaxial in drei Ebenen angeordnet sind.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Art der Verteilung des magnetischen Flusses zum inneren und zum äußeren Rotor derart zu verteilen, dass die Effizienz der rotierenden elektrischen Maschine verbessert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Ziel durch eine rotierende elektrische Maschine erreicht, die die Kombination der Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand zahlreicher Ausführungsformen derselben in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen detaillierter erläutert.
  • 1 ist ein vertikaler Querschnitt einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 von 1, die einen Statorträger eines Stators zeigt, der bei der rotierenden elektrischen Maschine der ersten Ausführungsform verwendet wird;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht des Statorträgers entlang der Linie 3-3 von 2;
  • 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 von 1, die den Stator darstellt; und
  • 5 ist ein vertikaler Querschnitt, ähnlich 1, zeigt jedoch eine zweite Ausführungsform der rotierenden elektrischen Maschine.
  • Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 wird eine erste Ausführungsform einer rotierenden elektrischen Maschine beschrieben. Wie es in 1 gezeigt ist, enthält die rotierende elektrische Maschine ein Gehäuse 3, das aus einem Gehäusekörper 1 und einer Abschlussabdeckung 2 besteht. Ein Stator 4, ein erster Rotor 5 und ein zweiter Rotor 6 sind im Gehäuse 3 angeordnet. Die Rotoren 5 und 6 haben eine gemeinsame Achse X, um die die Rotoren 5 und 6 gedreht werden können. Die Rotoren 5 und 6 haben eine im wesentlichen scheibenförmige Gestalt und unterscheiden sich im Durchmesser voneinander. Die Rotoren 5 und 6 enthalten Magnete 12 bzw. 21. Der Magnet 12 des Rotors 5 und der Magnet 21 des Rotors 6 sind radial zueinander versetzt. Der Stator 4 ist konzentrisch mit den Rotoren 5 und 6 angeordnet und diesen axial gegenüberliegend angeordnet. Der Stator 4 enthält einen radial außenliegenden Abschnitt 4A, der dem Magneten 21 des Rotors 6 gegenüberliegt, und einen radial innenliegenden Abschnitt 4B, der dem Magnet 12 des Rotors 5 axial gegenüberliegt. Der radial außenliegende Abschnitt 4A und der radial innenliegende Abschnitt 4B können magnetisch betätigt werden, um mit dem Magnet 21 des Rotors 6 bzw. dem Magnet 12 des Rotors 5 zusammenzuwirken, wenn der Stator 4 aktiviert wird.
  • Insbesondere enthält der Stator 4 einen Statorträger 7 und einen Statorkörper 8, der am Statorträger 7 angebracht ist. Der Statorkörper 8 enthält eine Vielzahl von Statorelementen 8S, in dieser Ausführungsform zwölf Statorelemente. Der Statorträger 7 hat eine im wesentlichen ringförmige Gestalt mit einem doppelwandigen Aufbau. Der Statorträger 7 enthält eine sich radial erstreckende Grundwand 7A mit einer Zentralbohrung, eine Innenumfangswand 7B, die axial entlang eines Innenrandes verläuft, der die Zentralbohrung umgibt, und eine Außenumfangswand 7C, die sich axial entlang eines Außenumfangs der Grundwand 7A erstreckt. Wie es aus 2 und 3 zu erkennen ist, hat die Grundwand 7A eine Scheibenform mit der Zentralbohrung. Außenöffnungen 7D und Innenöffnungen 7E sind in einem Außenumfangsabschnitt der Grundwand 7A bzw. einem Innenumfangsabschnitt derselben ausgebildet. Die Außen- und Innenöffnungen 7D und 7E sind jeweils trapezförmig. Die entsprechenden Anzahlen der trapezförmi gen Öffnungen 7D und 7E entsprechen der Zahl der Statorelemente 8S. Die Außenöffnungen 7D und die Innenöffnungen 7E sind in Umfangsrichtung äquidistant in radialer Ausrichtung angeordnet. Wie es in 3 dargestellt ist, enthält die Grundwand 7A einen Vorsprung 7F, der sich axial zwischen der Innen- und der Außenumfangswand 7B und 7C erstreckt. Eine Nut 7G als Spulenkammer ist im Vorsprung 7F ausgebildet, wobei eine Wicklung 10, die um jedes der Statorelemente 8S gewickelt ist, angeordnet ist, wie es in 1 dargestellt ist.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, hat jedes der Statorelemente 8S die Form laminierter Platten, die aus einem ferromagnetischen Material, wie etwa Stahl, bestehen. Das Statorelement 8S hat einen im wesentlichen C-fömrigen Querschnitt oder den Querschnitt einer Rechteckform mit offenem Ende, wie es in 1 gezeigt ist. Das Statorelement 8S enthält gebogene Endabschnitte 8A und 8B, die voneinander beabstandet sind und in einer Richtung, d.h. nach rechts, in 1 verlaufen. Ein Kernabschnitt 9 ist zwischen den gebogenen Endabschnitten 8A und 8B angeordnet und trägt die Windung 10, die darauf gewickelt ist. Die gebogenen Endabschnitte 8A und 8B sind ausgebildet, indem längliche Endabschnitte der laminierten Platten in derselben Richtung gebogen sind. Die gebogenen Endabschnitte 8A und 8B bilden einen äußeren Magnetpolabschnitt und einen inneren Magnetpolabschnitt auf dem Statorelement 8S, das durch die Wicklung 10 aktiviert wird.
  • Wie es in 4 gezeigt ist, hat jede der laminierten Platten des Statorelementes 8S eine im wesentlichen L-förmige Gestalt und eine Länge, die in der Längsrichtung verläuft, sowie eine Breite, die senkrecht zur Längsrichtung verläuft. Die Breite des äußeren gebogenen Endabschnittes 8A ist größer als jene des inneren gebogenen Endabschnittes 8B und jene des Kernabschnittes. Die Längen der gebogenen Endabschnitte 8A und 8B verlaufen entlang der Achse X von 1 zu den Rotoren 6 bzw. 5.
  • Die Abmessungen der laminierten Platten, die die gebogenen Endabschnitte 8A und 8B bilden, und des Kernabschnittes 9 des Statorelementes 8S sind wie folgt beschaffen. Wie es in 1 dargestellt ist, nehmen die Längen der laminierten Platten, d.h. die Gesamtlängen der gebogenen Endabschnitte 8A und 8B und des Kernabschnittes 9 in einer Achsrichtung, die sich von der Seite der Abschlussabdeckung zur Seite des Gehäusekörpers erstreckt, allmählich zu. Wie es in 4 gezeigt ist, nehmen die Breiten der jeweiligen gebogenen Endabschnitte 8A und 8B radial nach außen allmählich zu. Mit anderen Worten nehmen bei den gebogenen Endabschnitten 8A und 8B, die trapezförmige Querschnitte haben, wie es in 4 gezeigt ist, die Breiten radial nach innen jeweils allmählich ab. Wie es in 1 gezeigt ist, sind die gebogenen Endabschnitte 8A und 8B der ferromagnetischen Platten in radialer Richtung des Stators 4 laminiert, während der Kernabschnitt 9 der ferromagnetischen Platten in Achsrichtung des Stators 4 laminiert ist. Beim Zusammenbau des Stators 4, wird der Statorkörper 8 am Statorträger 7 angebracht. Das Statorelement 8S mit der Wicklung 10 ist in den Statorträger 7 derart eingefügt, dass der äußere gebogene Endabschnitt 8A in die Außenöffnung 7D eingefügt ist und der innere gebogene Endabschnitt 8B in die Innenöffnung 7E von der linken Seite in 1 eingefügt ist. Auf diese Weise ist der Stator 4 als Statoranordnung ausgebildet.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, enthält der Gehäusekörper 1 des Gehäuses 3 eine Abschlusswand 1A mit einer Zentralbohrung und eine Umfangswand 1D, die mit einem Außenumfang der Abschlusswand 1A verbunden ist. Die Nut 1B als Spulenkammer ist in der Abschlusswand 1A auf einer Abschlussfläche derselben ausgebildet, wobei die Wicklung 10 um das Statorelement 8S des Stators 4 gewickelt angeordnet ist. Ein Anschluss L1 der Wicklung 10 verläuft in der Durchgangsbohrung 1G, die in der Abschlusswand 1A ausgebildet ist. Der Gehäusekörper 1 enthält zudem einen Passvorsprung 1C auf den der Statorträger 7 aufgepasst ist. Der Passvorsprung 1C erstreckt sich von der einen Abschlussfläche der Abschlusswand 1A zur Innenseite des Gehäuses 3 in der Richtung der Achse X und entlang eines Innenrandes, der die Zentralbohrung umgibt. Beim Anbringen des Stators 4 am Gehäuse wird die Innenumfangswand 7B des Statorträgers 7 auf den Passvorsprung 1C aufgepasst. Im aufgepassten Zustand, wie er in 1 dargestellt ist, sind der Statorträger 7 und der Gehäusekörper 1 miteinander wie folgt in Kontakt: zwischen einer Innenfläche der Innenumfangswand 7B und einer Außenfläche des Passvorsprungs 1C, zwischen einer Außenfläche der Außenumfangswand 7C und einer Innenfläche 1DD der Umfangswand 1D und zwischen axialen Abschlussflächen der Innen- und der Außenumfangswand 7B und 7C und der Wandfläche 1AA der Abschlusswand 1A des Gehäusekörpers 1. Das Statorelement 8S befindet sich zwischen der Abschlusswand 1A des Gehäusekörpers 1 und dem Statorträger 7 und ist von diesem in der Richtung der Achse X gehalten.
  • Es ist ein Kühlmittelweg vorgesehen, der ein Kühlmittel zuführt, um den Stator 4 zu kühlen. Der Kühlmittelweg enthält einen Kühlmitteldurchlass 7H, der sich in Umfangsrichtung in der äußeren Umfangswand 7C des Statorträgers 7 erstreckt, sowie einen Einlass 1E und einen Auslass 1F, die in der Umfangswand 1D des Gehäusekörpers 1 ausgebildet sind. Der Kühlmitteldurchlass 7H befindet sich im wesentlichen in einem Achsmittenabschnitt der Außenumfangswand 7C, die im wesentlichen mit einem Achsmittelabschnitt der äußersten Platte des äußeren gebogenen Endabschnittes 8A des Statorelementes 8S ausgerichtet ist. Der Kühlmitteldurchlass 7H hat eine derartige Maximaltiefe, dass ein geeigneter Wärmeaustausch mit dem äußeren und dem inneren gebogenen Endabschnitt 8A und 8B ausgeführt wird, ohne die Festigkeit des Statorträgers 7 zu beeinträchtigen. Der Kühlmitteldurchlass 7H steht mit dem Einlass 1E und dem Auslass 1F der Umfangswand 1D des Gehäusekörpers 1 in Verbindung. Das Kühlmittel wird dem Kühlmitteldurchlass 7H durch den Einlass 1E zugeführt und aus diesem durch den Auslass 1F abgeleitet, wie es mit den Pfeilen EIN und AUS von 1 gekennzeichnet ist.
  • Der scheibenförmige erste Rotor 5 enthält einen ringförmigen Magnethalter 11 mit einer Vielzahl von Magneten 12 und einen Rotorkörper 13, an dem der Magnethalter 11 angebracht ist. Die Magnete 12 sind in Umfangsrichtung äquidistant angeordnet und in die Öffnung 11A eingefügt, die im Magnethalter 11 ausgebildet ist. Der Magnethalter 11 ist in eine ringförmige Aussparung 13A eingefügt, die im Rotorkörper 13 ausgebildet ist, und mit dem Rotorkörper 13 mit Hilfe von Schrauben 14 verbunden. Der Rotorkörper 13 ist integral mit einer ersten Abtriebswelle 15 ausgebildet, die drehbar in der Zentralbohrung der Abschlusswand 1A durch ein Lager 16 gelagert ist. Die Abtriebswelle 15 ist zudem drehbar im Nabenabschnitt 19B des Rotorkörpers 19 des zweiten Rotors 6 durch Lager 17 und 18 gelagert. Die Abtriebswelle 15 ragt von einer Zentralbohrung der Abschlussabdeckung 2 zur Außenseite des Gehäuses 3 hervor, um dadurch die Drehung der Ab triebswelle 15 abzugeben. Der Rotorkörper 13 befindet sich im wesentlichen in einem Achsmittelabschnitt der Abtriebswelle 15. Ein Außendurchmesser des Rotorkörpers 13 ist derart bemessen, dass der Magnet 12 einer axialen Abschlussfläche des inneren gebogenen Endabschnittes 8B des Statorelementes 8S gegenüberliegt.
  • Der scheibenförmige zweite Rotor 6 enthält einen Rotorkörper 19 und einen Magnethalter 20, der am Rotorkörper 19 angebracht ist. Der Rotorkörper 19 hat einen Außendurchmesser, der größer ist als jener des Rotorkörpers 13 des Rotors 5. Der Rotorkörper 19 hat einen ausgesparten Abschnitt 19A an einem radialen Innenabschnitt desselben, in dem der Rotor 5 angeordnet ist. Eine Vielzahl von Magneten 21 sind in Umfangsrichtung äquidistant angeordnet und in die Öffnung 20A eingefügt, die im Magnethalter 20 ausgebildet ist. Die Zahl der N-S-Polpaare des Rotors 6 unterscheidet sich von der des Rotors 5. Der Magnethalter 20 mit den Magneten 21 ist am Rotorkörper 19 angebracht und an diesem durch Schrauben 22 angebracht. Ein Außendurchmesser des Rotorkörpers 19 ist derart bemessen, dass jeder der Magnete 21 einer axialen Abschlussfläche des äußeren gebogenen Endabschnittes 8A des Statorelementes 8S gegenüberliegt. Der Nabenabschnitt 19B des Rotorkörpers 19 ist drehbar in der Zentralbohrung der Abschlussabdeckung 2 durch ein Lager 23 gelagert. Der Nabenabschnitt 19B hat eine gezahnte Innenumfangsfläche 19C, die dazu eingerichtet ist, dass sie mit einer zweiten Abtriebswelle in Eingriff gelangt, die nicht gezeigt ist. Die zweite Abtriebswelle ist von der Zentralbohrung der Abschlussabdeckung 2 in den Nabenabschnitt 19B eingeführt. Durch den Eingriff zwischen der gezahnten Oberfläche 19C und der zweiten Abtriebswelle wird die Drehung des Rotors 6 zur zweiten Abtriebswelle über den Nabenabschnitt 19B übertragen.
  • Die rotierende elektrische Maschine arbeitet wie folgt. Wenn zusammengesetzter Strom der Wicklung 10 des Stators 4 über die Anschlüsse L1 zugeführt wird, verhalten sich die gebogenen Endabschnitte 8A und 8B des Stators 4 wie Magnetpolabschnitte, zwischen denen ein Magnetfeld erzeugt wird. Das Magnetfeld wirkt sich auf die Magneten 12 und 21 der Rotoren 5 und 6 aus, so dass die Rotoren 5 bzw. 6 angetrieben werden. Durch Regulieren des zusammengesetzten Stroms werden die Drehabtriebe der Rotoren 5 und 6 unabhängig gesteuert und auf die erste Abtriebswelle 15, die integraler Bestandteil des Rotors 5 ist, und auf die zweite Abtriebswelle, über den Nabenabschnitt 19B des Rotors 6 übertragen.
  • Mit der axial gegenüberliegenden Anordnung des Stators 4 und der Rotoren 5 und 6 ist der Kühlmittelweg, der aus dem Kühlmitteldurchlass 7H und dem Einlass 1E sowie dem Auslass 1F besteht, entlang des Umfangsrandes des Stators 4 ausgebildet, um dadurch einen einfachen Zugang des Kühlmittels zum Stator 4 zu ermöglichen. Dadurch ist ein einfacher Kühlaufbau für den Stator 4 im Vergleich zum Kühlaufbau eingerichtet, der bei dem Motor in mehreren Ebenen des oben beschriebenen Standes der Technik verwendet wird, wodurch die Kühleffizienz des Kühlaufbaus für den Stator 4 verbessert ist und die Herstellungskosten der rotierenden elektrischen Maschine verringert werden. Weiterhin kann mit der axial gegenüberliegenden Anordnung eine Abmessung des Stators 4 realisiert werden, die durch die Durchmesser der Rotoren 5 und 6 nicht nachteilig beeinflusst wird. Zudem kann die radiale Größe der Lager 16, 17 und 18 zum Lagern des Stators 4 und der Rotoren 5 und 6 verringert werden.
  • Mit der Nut 1B als Spulenkammer für die Wicklung 10 in der Abschlusswand 1A des Gehäusekörpers 1 des Gehäuses 3 kann zudem eine axiale Länge der Nut 1B, die sich in der Richtung der Achse X erstreckt, auf einfache Weise entsprechend der Änderung der Größe der Wicklung 10 eingestellt werden. Dies gestattet eine Änderung des Aufbaus der Wicklung 10 zum Erzielen einer gewünschten Intensität eines elektromagnetischen Feldes, das durch Aktivieren der Wicklung 10 erzeugt wird.
  • Zudem ist der Stator 4 in Gestalt der Statoranordnung mit dem Statorträger 7 und dem Statorkörper 8 vorgesehen, der am Statorträger 7 angebracht ist. Durch diesen Aufbau des Stators 4 kann der Statorträger 7 Wärme im Statorkörper 8 abstrahlen, so dass die Wärmeabstrahleigenschaft des Stators 4 verbessert werden kann. Selbst wenn der Statorkörper 8 aus einer großen Zahl von Statorelementen 8S besteht, kann der Stator 4 zudem als eine Einheit ausgebildet sein und anschließend am Gehäuse 8 angebracht werden. Dies dient der Verbesserung der Effizienz beim Zusammenbau des Stators 4 und der Anbringung des Stators 4 am Gehäuse 3. Zudem wird dadurch der Spielraum bei der Entwicklung des Stators erweitert.
  • Weiterhin ist der Statorkörper 8 durch den Statorträger 7 und die Abschlusswand 1A des Gehäusekörpers 1 des Gehäuses derart axial gehalten, dass eine axiale Verschiebung des Statorkörpers 8 infolge einer in ihm erzeugten Reaktionskraft verhindert werden kann. Da der Statorträger 7 auf den Passvorsprung 1C des Gehäusekörpers 1 aufgepasst ist, kann zudem eine axiale und radiale Positionierung des Stators 4 durchgeführt werden. Dadurch wird die Starrheit des Halteaufbaus für den Stator 4 verbessert.
  • Weiterhin ist das Statorelement 8S durch eine Vielzahl laminierter ferromagnetischer Platten ausgebildet, wobei jede Platte über gebogene Endabschnitte 8A und 8B verfügt, die sich in derselben Richtung erstrecken und die Magnetpolabschnitte beim Aktivieren des Statorelementes 8S bilden. Infolge der Ausrichtung der gebogenen Endabschnitte 8A und 8B sind die Rotoren 5 und 6 auf derselben Seite in der Achsrichtung ausgerichtet.
  • Zudem kann ein einfacher Kühlaufbau vorgesehen sein. Das heißt, der Kühlweg zum Kühlen des Stators 4 besteht aus dem Kühlmitteldurchlass 7H, der in der Außenumfangswand 7C ausgebildet ist, und dem Einlass 1E sowie dem Auslass 1F, die in der Umfangswand 1D des Gehäusekörpers 1 ausgebildet sind.
  • Wendet man sich nun 5 zu, so ist eine zweite Ausführungsform der rotierenden elektrischen Maschine dargestellt, die sich in der Anordnung der zwei Rotoren und in der Konstruktion des Stators und des Gehäuses von der ersten Ausführungsform unterscheidet. Ähnliche Bezugszeichen kennzeichnen ähnliche Teile, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet wird. Wie es in 5 gezeigt ist, unterscheidet sich der Stator 104 im Aufbau des Statorträgers 107 und des Statorkörpers 108 vom Stator 4 der ersten Ausführungsform. Das Statorelement 108S des Statorkörpers 108 gleicht dem Statorelement 8S des Statorkörpers 8 der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der gebogenen Endabschnitte 108A und 108B die in entgegengesetzten Richtungen entlang der Achse X verlaufen. Der Statorträger 107 gleicht dem Statorträger 7 der ersten Ausfüh rungsform, mit der Ausnahme, dass die Grundwand 7A lediglich eine Außenöffnung 7D hat, in der ein äußerer gebogener Endabschnitt 108A des Statorelementes 108S angeordnet ist. Beim Zusammensetzen des Stators 104 wird das Statorelement 108S mit der Wicklung 10 in den Statorträger 107 derart eingefügt, dass der gebogene Endabschnitt 108A in die Außenöffnung 7D von der linken Seite in 5 eingesteckt ist.
  • Der Stator 104 ist im Gehäuse 103 in eingepasster Beziehung zum Gehäusekörper 101 angeordnet. Eine Außenfläche der Außenumfangswand 7C des Statorträgers 107 steht mit der Innenfläche 1DD der Umfangswand 1D des Gehäusekörpers 101 in Kontakt. Die axialen Abschlussflächen der Innen- und der Außenumfangswand 7B und 7C des Statorträgers 107 berühren die Wandfläche 1AA der Stirnwand 1A des Gehäusekörpers 101. Das Statorelement 108S ist zwischen der Abschlusswand 1A des Gehäusekörpers und dem Statorträger 107 angeordnet und dadurch in axialer Richtung gehalten.
  • Die Rotoren 5 und 6 sind auf axial gegenüberliegenden Seiten des Stators 104 angeordnet. Der Rotor 5 ist an einem Endabschnitt, auf der linken Seite in 5, der Abtriebswelle 15 ausgebildet. Ein Außendurchmesser des Rotorkörpers 13 ist derart bemessen, dass der Magnet 12 einer axialen Abschlussfläche des inneren gebogenen Endabschnittes 108B des Statorelementes 108S gegenüberliegt. Der Rotor 6 hat im wesentlichen denselben Aufbau, wie er in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, wobei der Magnet 21 einer axialen Abschlussfläche des äußeren gebogenen Endabschnittes 108A des Statorelementes 108S gegenüberliegt.
  • Die Abschlusswand 1A des Gehäusekörpers 101 hat eine Rotorkammer 101H, in der der Rotor 5 angeordnet ist. Die Rotorkammer 101H ist durch einen ausgenommenen Abschnitt der Abschlusswand 1A definiert, die von der Wandoberfläche 1AA zur Außenseite, d.h. zur linken Seite in 5, in der Richtung der Achse A ausgenommen ist. Die Abtriebswelle 15 mit dem Rotor 5 ist drehbar am Gehäusekörper 101 durch Lager 124, 17 und 18 gelagert. Das Lager 124 ist an einem Abschnitt geringen Durchmessers der Abtriebswelle 15 angebracht, die axial benachbart zum Rotorkörper 13 des Rotors 5 angeordnet ist. Das Lager 124 ist zwi schen dem Abschnitt geringen Durchmessers der Abtriebswelle 15 und einer Bodenfläche der Rotorkammer 101H angeordnet.
  • Die zweite Ausführungsform der rotierenden elektrischen Maschine wird in derselben Art und Weise betrieben, wie sie bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Die zweite Ausführungsform der rotierenden elektrischen Maschine kann den Freiheitsgrad bei der Anordnung der Rotoren 5 und 6 in der Achsrichtung verbessern und dieselben Effekte ausführen, wie sie bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.

Claims (20)

  1. Rotierende elektrische Maschine, die umfasst: einen ersten Rotor (5), der einen ersten Magneten (12) enthält; einen zweiten Rotor (6), der konzentrisch zu dem ersten Rotor (5) angeordnet ist, so dass die Rotoren (5, 6) eine gemeinsame Achse (X) bilden, wobei der zweite Rotor (6) einen zweiten Magneten (21) enthält, der zu dem ersten Magneten (12) radial versetzt ist; und einen Stator (4, 104), der konzentrisch zu dem ersten und dem zweiten Rotor (5, 6) angeordnet ist, wobei der Stator (4, 104) einen radial außen liegenden Abschnitt (4A) und einen radial innen liegenden Abschnitt (4B) umfasst, wobei der radial außen liegende Abschnitt (4A) dem Magneten eines der Rotoren (5, 6) axial gegenüber liegt und der radial innen liegende Abschnitt (4B) dem Magneten des anderen der Rotoren (5, 6) axial gegenüber liegt, dadurch gekennzeichnet, dass Endabschnitte (8A, 8B, 108A, 108B) aus ferromagnetischem Material an dem radial außen liegenden Abschnitt (4A) bzw. dem radial innen liegenden Abschnitt (4B) des Stators (4, 104) angeordnet sind, wobei die Endabschnitte (8A, 8B, 108A, 108B) in Bezug auf einen dazwischen angeordneten Kernabschnitt (9) so gebogen sind, dass sie sich entlang der gemeinsamen Achse (X) jeweils auf die Rotoren (5, 6) zu erstrecken, und die Endabschnitte (8A, 108A, 108B) voneinander durch den Kernabschnitt (9) beabstandet sind, der eine darauf gewickelte Wicklung (10) trägt.
  2. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren (5, 6) scheibenförmig und in konzentrischer Beziehung zueinander in einem Gehäuse (3) angeordnet sind.
  3. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) eine Abschlusswand (1A) umfasst, die den Stator (4, 4A) daran trägt, wobei die Abschlusswand (1A) mit einer ersten Nut (1B) versehen ist und die Wicklung (10) in der ersten Nut (1B) angeordnet ist.
  4. Rotierende elektrische Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (4, 104) einen Statorträger (7, 107) und einen Statorkörper (8, 108) umfasst, der an dem Statorträger (7, 107) angebracht ist, wobei die Wicklung (10) auf die Kernabschnitte (9) des Statorkörpers (8, 108) gewickelt ist.
  5. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkörper (8, 108) eine Vielzahl von Statorelementen (8S, 108S) umfasst, die in in Umfangsrichtung beabstandeter Beziehung angeordnet sind.
  6. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Statorelemente (8S, 108S) die Form laminierter Platten hat, wobei jede der laminierten Platten die Endabschnitte (8A, 8B, 108A, 108B) und den Kernabschnitt (9) umfasst.
  7. Rotierende elektrische Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (8A, 8B, 108A, 108B) in der gleichen Richtung gebogen sind.
  8. Rotierende elektrische Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (8A, 8B, 108A, 108B) in einander entgegengesetzten Richtungen gebogen sind.
  9. Rotierende elektrische Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (8A, 8B, 108A, 108B) eine Breite haben, die sich senkrecht zu einer Längsrichtung desselben erstreckt, wobei die Breite der gebogenen Endabschnitte (8A, 8B, 108A, 108B) radial nach außen allmählich zunimmt.
  10. Rotierende elektrische Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (8A, 8B, 108A, 108B) magnetische Polabschnitte an dem Statorkörper (8, 108) bilden, die über die Wicklung (10) erregt werden.
  11. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorträger (7, 107) eine scheibenförmige Grundwand (7A) umfasst, die mit ersten Öffnungen (7D) und zweiten Öffnungen (7E) versehen ist, wobei die ersten Öffnungen (7D) und die zweiten Öffnungen (7E) an einem radialen Außenumfang der Grundwand (7A) bzw. einem radialen Innenumfang derselben angeordnet sind, die ersten Öffnungen (7D) und die zweiten Öffnungen (7E) in in Umfangsrichtung beabstandeter Beziehung angeordnet sind, einer der Endabschnitte (8A, 8B, 108A, 108B) in die ersten Öffnungen (7D) eingepasst ist und der andere der Endabschnitte (8A, 8B, 108A, 108B) in die zweiten Öffnungen (7E) eingepasst ist.
  12. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundwand (7A) des Statorträgers (7, 107) eine zweite Nut (7G) umfasst, in der die Wicklung (10) angeordnet ist.
  13. Rotierende elektrische Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Statorelementen (8S, 108S) zwischen dem Statorträger (7, 107) und der Abschlusswand (1A) des Gehäuses (3) angeordnet sind und davon in der axialen Richtung des Statorträgers (7, 107) getragen werden, wobei der Statorträger (7, 107) an das Gehäuse (3) gepasst ist.
  14. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusswand (1A) des Gehäuses (3) einen Passvorsprung (1C) umfasst, der sich von ihr aus entlang der axialen Richtung des Statorträgers (7, 107) erstreckt, wobei der Statorträger (7, 107) eine Innenumfangswand (7B) umfasst, die auf den Passvorsprung (1C) aufgepasst ist.
  15. Rotierende elektrische Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) eine Umfangswand (1D) umfasst, der Statorträger (7, 107) eine Außenumfangswand (7C) umfasst, die mit der Umfangswand (1D) des Gehäuses (3) in Kontakt ist, wobei die Außenumfangswand (7C) mit einem Kühlmitteldurchlass (7H) versehen ist, der ein Kühlmittel hindurch lässt.
  16. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand (1D) des Gehäuses (3) mit einem Einlass (1E) und einem Auslass (1F) versehen ist, die mit dem Kühlmitteldurchlass (7H) des Statorträgers (7, 107) in Verbindung stehen.
  17. Rotierende elektrische Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Rotoren (5, 6) mit einem vertieften Abschnitt (19A) versehen ist, in dem der andere der Rotoren (5, 6) angeordnet ist.
  18. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren (5, 6) axial an einer Seite des Stators (4, 104) angeordnet sind.
  19. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren (5, 6) an axial einander gegenüberliegenden Seiten des Stators (4, 104) angeordnet sind.
  20. Rotierende elektrische Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (4, 104) so eingerichtet ist, dass er mit zusammengesetztem Strom (compund current) gespeist wird.
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