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Technisches
Gebiet
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Diese
Erfindung betrifft einen Permanentmagnetrotor eines bürstenlosen
Motors, und insbesondere einen Permanentmagnetrotor eines bürstenlosen
Motors, der ein Joch aufweist, das durch ein Laminieren einer großen Anzahl
von Stahlbögen
ausgeführt
ist, wobei eine gerade Anzahl von Magnetpolen, die auf dem Joch
nach außen
vorstehen, und einen Permanentmagneten für ein Feld, das in jeden Magnetpol
oder jeden zweiten Magnetpol eingeführt wird.
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Stand der
Technik
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Allgemein
bekannte, bürstenlose
Motoren bestehen aus einem Permanentmagnetrotor, der eine Mehrzahl
von Permanentmagneten für
ein Feld aufweist, die in ein Joch eingeführt sind, das durch ein Laminieren
von Stahlbögen
ausgeführt
ist, und einem Stator, der Magnetpole aufweist, die dem äußeren Umfang
der Magnetpole des obigen Permanentmagnetrotors mit einem geringen
Abstand dazwischen gegenüberstehen.
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35 ist
eine Schnittansicht in einer Richtung, die die Drehwelle eines bürstenlosen
Motors, der einen herkömmlichen
Permanentmagnetrotor verwendet, rechtwinklig schneidet. In dieser
Zeichnung besteht ein herkömmlicher,
bürstenloser
Motor 51 aus einem Stator 52 und einem Permanentmagnetrotor 53.
Der Stator 52 weist den Permanentmagnetrotor 53,
drehbar darin gehalten, und viele Statormagnetpole 54,
die nach innen vorstehen, auf. Die Statormagnetpole 54 weisen
eine Spule (nicht gezeigt) auf, die darauf gewickelt ist. Ein Durchleiten
eines Stroms durch die Spule regt einen vorbestimmten Magnetpol
der Statormagnetpole 54 an. Eine Magnetpolfläche 55 an
dem Ende der Statormagnetpole 54 ist oberhalb einer Zylinderfläche in einem
gleichen Abstand von der Mitte einer Drehwelle 56 des Motors positioniert.
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Der
Permanentmagnetrotor 53 besteht aus einem Joch 57,
das durch ein Laminieren vieler Stahlbögen ausgeführt ist, und einem Paar von
Permanentmagneten 58 für
ein Feld. Das Joch 57 weist vier Magnetpole 59 auf,
die nach außen
auf seinem äußeren Umfang
vorstehen, und die Permanentmagnete 58 für das Feld
sind in jede zweite Basis der Magnetpole 59 eingefügt, wobei
N-Pole einander gegenüberstehen.
Eine Magnetpolfläche 60 an
dem Ende jedes Magnetpols 59 ist gebildet, eine gekrümmte Form
in einem gleichen Abstand von dem Zentrum der Drehwelle 56 aufzuweisen
und der Magnetpolfläche 55 in
einem gleichen Abstand an jedem Punkt auf der Fläche der Drehmagnetpolfläche 60 gegenüber zu stehen.
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In
dem obigen Permanentmagnetrotor 53 führt der Rückstoß der N-Pole der Permanentmagnete 58 für das Feld
dazu, dass die Magnetflüsse
aus den Magnetpolflächen 60 ohne
den Permanentmagneten für
das Feld gelangen, wie in der Zeichnung gezeigt, um durch den Stator
zu laufen und in das Joch 57 von den Magnetpolflächen 60 mit
dem Permanentmagneten für
das Feld einzudringen. Dementsprechend werden die Magnetpole, die
den Permanentmagneten des Permanentmagnetrotors 53 aufweisen,
ein S-Pol, und jene, die den Permanentmagneten des Permanentmagnetrotors 53 nicht
aufweisen, werden ein N-Pol.
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Wie
in der Zeichnung gezeigt, wird der Permanentmagnetrotor 53 durch
ein Anregen der Statormagnetpole 54, in dem die Statormagnetpole 54 angeregt
werden, die geringfügig
in der Drehrichtung von der Mitte der Magnetpole 59 des
Permanentmagnetrotors 53 versetzt sind, zu dem N-Pol gedreht. Der
Permanentmagnetrotor 53 wird gedreht, indem er zu den angeregten
Statormagnetpolen 56 angezogen wird. Dann werden die Statormagnetpole 54,
die weiter bezüglich
des gedrehten Permanentmagnetrotors 53 versetzt sind, zu
dem N-Pol angeregt. Der Permanentmagnetrotor 53 wird weiter
gedreht, indem er zu dem neu angeregten Statormagnetpolen 54 angezogen
wird. Diese Prozedur wird wiederholt, um den Permanentmagnetrotor 53 kontinuierlich
zu drehen.
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Der
bekannte herkömmliche,
bürstenlose Motor
verwendet eine elektromotorische Gegenkraft, die durch die Drehung
des Permanentmagnetrotors 53 erzeugt wird, um die Position
des obigen Permanentmagnetrotors zu bestimmen. Spezifisch führt die Drehung
des Permanentmagnetrotors 53 dazu, dass die Magnetflüsse der
Permanentmagnete 58 für
das Feld die Spulen (nicht gezeigt), die auf die Magnetpolflächen 55 des
Stators 52 gewickelt sind, kreuzen, um die elektromotorische
Gegenkraft in den Spulen des Stators 52 zu erzeugen. Die
Position der elektromotorischen Gegenkraft wird erfasst, um die
Position jedes Permanentmagneten für ein Feld des Permanentmagnetrotors 53 zu
erfassen, und die Position der Magnetpole, die auf der Statorseite
anzuregen sind, wird bestimmt, und sie werden angeregt.
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36 zeigt
einen herkömmlichen
Permanentmagnetrotor in einer Explosionsansicht. Ein herkömmlicher
Permanentmagnetrotor 53 weist ein Joch 57 und
Permanentmagnete 58 für
ein Feld auf. Das Joch 57 ist durch ein Laminieren der
großen
Anzahl von Stahlbögen 51 gebildet.
Das Joch 57 weist Magnetpole 57 auf, die auf dem äußeren Umfang
gebildet sind, und an den Basen der Magnetpole 59 sind
jeweils Schlitze 62 gebildet, um in die Permanentmagnete 58 für das Feld
einzugehen. Überdies wird
jeder Strahlbogen 61 gepresst, um Stemmabschnitte 63 zu
bilden, die in der Form eines Rechtecks ausgespart sind. Die Stahlbögen 61 sind integral
laminiert, indem die Stemmabschnitte 53 pressgepasst sind.
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Die
Permanentmagnete 58 für
das Feld sind in einer Größe gebildet,
die in den Schlitzen 62 untergebracht werden kann. Bei
einem Zusammensetzen des Permanentmagnetrotors wird ein Klebemittel
auf die Oberflächen
der Permanentmagnete 58 für das Feld aufgetragen, die
dann in die Schlitze 62 mit ihren gleichen Magnetpolen
einander gegenüberstehend
eingeführt
werden, wie in der Zeichnung gezeigt. Zeilen Q in der Zeichnung
zeigen die Richtungen an, in der die Permanentmagnete 58 für das Feld.
eingeführt
werden.
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Andererseits
sind für
den Permanentmagnetrotor 53, der ein Klebemittel wegen
seiner Anwendungsbedingungen nicht einsetzen kann, die Permanentmagnete 58 für das Feld
gebildet, in die Schlitze 62 eingepasst zu werden, ohne
irgendeinen Spalt übrig
zu lassen. Um den Permanentmagnetrotor 53 zusammen zu setzen,
werden die Permanentmagnete 58 für das Feld in die Richtungen
Q, die in der Zeichnung gezeigt ist, durch eine pneumatische Vorrichtung
geschoben, um so in die Schlitze 62 gedrückt zu werden.
Deswegen wird eine Kraft in zentrifugalen Richtungen R auf Brücken 64 angewandt,
die das vordere Ende der Magnetpole und die Basis des Magnetpols
an beiden Enden des Schlitzes verbinden.
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37 zeigt
einen Permanentmagnetrotor in einer Explosionsansicht, der von dem
Anmelder entwickelt worden ist. Es ist gezeigt, dass Eingriffsklinken 62a vorstehend
gebildet sind, um in einen Permanentmagneten 58 für ein Feld
an dem inneren Umfang der Schlitze 62 einzugreifen, um
den Permanentmagneten für
das Feld einzuführen.
Der Permanentmagnet 58 für das Feld kann in die Schlitze 62 eingeführt werden
und weist eine Querschnittsform auf, um in die Eingriffsklinken 62a einzugreifen.
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Mit
dem obigen Permanentmagnetrotor greift der Permanentmagnet 58 für das Feld
nur in die Eingriffsklinken 62a ein, und sein Reibungswiderstand ist
gering, was es zulässt,
den Permanentmagneten 58 für das Feld in das Joch 57 durch
eine geringe Druckkraft zu press-passen. Und wenn der Permanentmagnet 58 für das Feld
in das Joch 57 press-gepasst ist, können die Eingriffsklinken 62a den
Permanentmagneten 58 für
das Feld halten, um zu verhindern, dass er herauskommt.
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Im
obigen Stand der Technik weisen Permanentmagnetrotoren, die ein
Klebemittel an dem äußeren Umfang
der Permanentmagnete für
das Feld auftragen, bevor sie in die Schlitze des Jochs eingeführt werden,
Nachteile dahingehend auf, dass das Klebemittel durch ein Kühlmittel
oder eine unter Druck stehende Flüssigkeit aufgelöst wird
und die Permanentmagnete für
das Feld herauskommen.
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Andererseits
wird in dem herkömmlichen Permanentmagnetrotor,
der die Permanentmagnete für
das Feld direkt in die Schlitze des Jochs ohne Verwendung eines
Klebemittels drückt,
eine große
Kraft angewandt, um die Permanentmagnete für das Feld zu press-passen,
und diese Kraft zerbricht die Permanentmagnete für das Feld manchmal, oder eine Einfügungskraft
wird auf die Brücken
in den zentrifugalen Richtungen aufgebracht, was möglicherweise zu
ihrem Bruch führt.
Und es ist erforderlich, dass der obige Permanentmagnetrotor eine
hohe Verarbeitungspräzision
zum Einpassen der Permanentmagnete für das Feld in die Schlitze
des Jochs hinsichtlich einer Dimensionstoleranz aufweist, was es
erschwert, den Permanentmagnetrotor herzustellen. Darüber hinaus
führt der
enge Kontakt der Permanentmagnete für das Feld mit den Brücken an
beiden Enden der Schlitze dazu, dass die Magnetflüsse der Permanentmagnete
für das
Feld an den Brücken
lecken und dadurch verhindern, dass sie zu dem Außenraum
der Magnetpole laufen, was zu keiner Kreuzung der Magnetflüsse mit
dem Stator eines Motors führt.
Deswegen erzeugen die Magnetflüsse
keine Kraft zum Drehen des Permanentmagnetrotors. Und die Leckage
der Magnetflüsse
an den Brücken
erzeugt Wärme
aufgrund eines Kernverlustes.
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Die
offengelegte, japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nr. 61-104776
offenbart eine Anordnung, in welcher beide Enden des Permanentmagneten
ausgeschnitten sind, so dass in den Ausschnitt-Abschnitten ein Betrag
eines Magnetflusses, der von dem Magnet erzeugt wird, abnimmt, während der
Spalt größer wird,
so dass die Spaltmagnetfluss-Dichte auch abgesenkt wird.
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In
Anbetracht des Obigen besteht eine Aufgabe dieser Erfindung darin,
einen Permanentmagnetrotor bereitzustellen, der verhindert, dass
die Permanentmagnete für
das Feld aufgrund eines Kühlmittels
oder einer unter Druck stehenden Flüssigkeit herauskommen, ein
Positionieren der Permanentmagnete für das Feld ausführt, auf
einfache Weise hergestellt werden kann und ein gutes Betriebsverhalten aufweist.
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Dementsprechend
besteht eine weitere Aufgabe dieser Erfindung darin, einen Permanentmagnetrotor
eines bürstenlosen
Motors bereitzustellen, bei welchem der Permanentmagnet für das Feld durch
eine geringe Druckkraft eingeführt
und am Herauskommen gehindert werden kann, und bei dem die Stahlböden an dem
Ende des Jochs nicht aufgetrennt werden, wenn der Permanentmagnet
für das Feld
press-gepasst und verwendet wird, und ein Verfahren zum Herstellen
desselben bereitzustellen.
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In
Anbetracht des Obigen besteht eine weitere Aufgabe dieser Erfindung
darin, in einem Permanentmagnetrotor eines bürstenlosen Motors, der Permanentmagnete
für ein
Feld aufweist, einen Permanentmagnetrotor bereitzustellen, der ein
Joch bildet, das durch eine Mehrzahl von Stahlbögen laminiert ist, und eine
optimale Brückenbreite
des Jochs unter einer Breite, die ausgestanzt werden kann, einer Breite,
die in Anbetracht der Anzahl von durchlaufenden Magnetflüssen zugelassen
ist, und einer Breite, die in Anbetracht einer mechanischen Festigkeit
hinsichtlich einer Zentrifugalkraft zugelassen ist, aufweist.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Permanentmagnetrotor
bereitzustellen, der gebildet ist, die Magnetflüsse eines Magneten für ein Feld
auf eine vorbestimmte Position eines Magnetpols zu konzentrieren,
und der die Position des Magnetpols exakt erfassen kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein bürstenloser
Motor bereitgestellt, wie er in dem beigefügten, unabhängigen Anspruch 1 definiert
ist. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht, die den Permanentmagnetrotor in einer Explosionsansicht dieser
Erfindung zeigt;
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2 eine
Schnittansicht, die den Permanentmagneten zeigt;
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3 eine
Schnittansicht eines wesentlichen Teils, die eine weitere Ausführungsform
dieser Erfindung zeigt;
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4 eine
perspektivische Ansicht, die den Permanentmagnetrotor in einer Explosionsansicht
einer weiteren Ausführungsform
dieser Erfindung zeigt;
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5 eine
Schnittansicht der Mitte in der laminierten Richtung des Permanentmagnetrotors
dieser Erfindung;
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6 eine
Schnittansicht des Endes in der laminierten Richtung des Permanentmagnetrotors dieser
Erfindung;
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7 eine
Schnittansicht, die den Permanentmagnetrotor in einem teilweise
vergrößerten Zustand
dieser Erfindung zeigt;
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8 eine
Ansicht, die den Prozess zum Ausstanzen eines Stahlbogens für den Permanentmagnetrotor
dieser Erfindung zeigt;
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9 eine
Schnittansicht, die einen Stanzstempel zeigt, der in dieser Erfindung
verwendet wird;
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10 eine
perspektivische Ansicht, die den Permanentmagnetrotor in einer Explosionsansicht dieser
Erfindung zeigt;
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11 eine
Schnittansicht des Permanentmagnetrotors dieser Erfindung;
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12 eine
Schnittansicht des Stahlbogens dieser Erfindung, der in einer Drehrichtung
um m° gedreht
ist;
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13 eine
Schnittansicht des Stahlbogens dieser Erfindung, der in einer Drehrichtung
um m° gedreht
ist;
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14 eine
Schnittansicht des Permanentmagnetrotors dieser Erfindung;
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15 eine
Schnittansicht des Permanentmagnetrotors dieser Erfindung;
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16 eine
perspektivische Ansicht, die den Permanentmagnetrotor in einer Explosionsansicht zeigt,
einer weiteren Ausführungsform
dieser Erfindung;
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17 eine
Schnittansicht des Permanentmagnetrotors einer weiteren Ausführungsform
dieser Erfindung;
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18 eine
perspektivische Ansicht des Permanentmagnetrotors einer weiteren
Ausführungsform
dieser Erfindung;
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19 eine
perspektivische Ansicht des Permanentmagnetrotors einer weiteren
Ausführungsform
dieser Erfindung;
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20 eine
perspektivische Ansicht des Permanentmagnetrotors in einer Explosionsansicht einer
weiteren Ausführungsform
dieser Erfindung;
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21 eine
Schnittansicht des Permanentmagnetrotors einer weiteren Ausführungsform
dieser Erfindung;
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22 eine
perspektivische Ansicht des Permanentmagnetrotors einer weiteren
Ausführungsform
dieser Erfindung;
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23 eine
Schnittansicht des Permanentmagnetrotors einer weiteren Ausführungsform
dieser Erfindung;
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24 einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen der Brückenbreite, der Magnetflussdichte der
Brücken
und der mechanischen Festigkeit der Brücken zeigt;
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25 eine
perspektivische Ansicht des Permanentmagnetrotors einer weiteren
Ausführungsform
dieser Erfindung;
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26 eine
Schnittansicht des Permanentmagnetrotors einer weiteren Ausführungsform
dieser Erfindung;
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27 eine
Vorderansicht des Jochs des Permanentmagnetrotors dieser Erfindung;
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28 eine
Schnittansicht des Jochs des Permanentmagnetrotors dieser Erfindung;
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29 ein
Computeranalysediagramm, das die Strömung von Magnetflüssen in
einem Querschnitt zeigt, der rechtwinklig zu der Drehwelle des Permanentmagnetrotors
eines dreiphasigen Vierpolmotors dieser Erfindung geschnitten ist,
wobei sich der Rotor zufriedenstellend dreht;
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30 ein
Computeranalysediagramm, das die Strömung von Magnetflüssen in
einem Querschnitt zeigt, der die Drehwelle des Permanentmagnetrotors
eines dreiphasigen Vierpolmotors dieser Erfindung senkrecht schneidet,
wobei sich der Rotor dreht;
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31 ein
Computeranalysediagramm, das die Strömung von Magnetflüssen in
einem Querschnitt zeigt, der die Drehwelle des Permanentmagnetrotors
eines dreiphasigen Vierpolmotors dieser Erfindung senkrecht schneidet,
wobei sich der Rotor dreht;
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32 einen
Graphen, der eine Spalt-Magnetflussdichte zeigt;
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33 einen
Graphen, der eine Spalt-Magnetflussdichte zeigt;
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34 eine
Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Permanentmagnetrotor und
dem Stator zeigt;
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35 eine
Schnittansicht, die einen herkömmlichen
Permanentmagnetrotor und einen Stator zeigt;
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36 eine
perspektivische Ansicht, die einen herkömmlichen Magnetrotor in einer
Explosionsansicht zeigt; und
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37 eine
perspektivische Ansicht, die einen herkömmlichen Magnetrotor in einer
Explosionsansicht zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung
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1 zeigt
den Permanentmagnetrotor dieser Erfindung in einer Explosionsansicht.
Ein Permanentmagnetrotor 1 weist ein Ständerjoch 2 und ein Paar
von Platten-Permanentmagneten 3, 3 für ein Feld
auf. Das Joch 2 ist durch ein Laminieren einer großen Anzahl
von Stahlbögen 4, 4 in
einem Körper gebildet.
Das Joch 2 weist vier radial nach außen vorstehende Magnetpole 5 (5a, 5b, 5c und 5d)
auf, die auf dem äußeren Umfang
gebildet sind. Unter diesen Magnetpolen weisen die beiden Magnetpole 5a, 5c, die
einander gegenüberstehen,
an ihren Basen ein Paar von Schlitzen 6, 6 zum
Einführen
des Permanentmagneten 3 für das Feld auf. Überdies
ist in der Mitte des Jochs 2 ein Loch 7 gebildet,
um eine drehbare Welle (nicht gezeigt) hindurchzuführen. Der Stahlbogen 4 weist
seinen Teil ausgespart auf, um Stemmabschnitte 8, 8 zu
bilden, und die Stemmabschnitte 8 werden wechselweise pressgepasst, um
sich in einem Körper
zu laminieren.
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Der
Stahlbogen 4, der die Schlitze 6, 6 bildet, weist
an beiden Enden der Schlitze eine Mehrzahl von Ausstülpungen 9, 9 in
der Form eines Dreiecks auf.
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Die
Permanentmagnete 3, 3 für das Feld sind in einen Hexaeder
gebildet, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist, und werden
jeweils in die Schlitze 6, 6 in den Richtungen
P, die in der Zeichnung gezeigt sind, eingeführt, so dass die Flächen, die
den Magnetismus eines S-Pols aufweisen, dem Loch 7 gegenüberstehen.
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2 ist
eine Schnittansicht eines Permanentmagnetrotors, die einen Querschnitt
in einer Richtung zeigt, die rechtwinklig zu der Drehwelle des Jochs 2 geschnitten
ist. Die Schlitze 6, 6 sind Basen der Magnetpole 5a, 5c des
Jochs 2 und in einem im Wesentlichen gleichen Abstand von
der Drehwelle angeordnet. Die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld sind
mit ihren Flächen,
die den Magnetismus eines N-Pols aufweisen, einander gegenüberstehend
angeordnet, und die Magnetflüsse
kommen aus den Magnetpolen 5a, 5c des Jochs 2 durch
den Rückstoß der Magnetpole
heraus und erreichen die Magnetpole 5b, 5d, wie
in der Zeichnung gezeigt. Folglich zeigen die Magnetpole 5a, 5c den
Magnetismus eines S-Pols, und die Magnetpole 5b, 5d zeigen
den Magnetismus eines N-Pols.
Somit weist der äußere Umfang
des Jochs 2 vier Magnetpole auf, die N- und S-Pole abwechselnd
aufweisen.
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Überdies
weist jedes Ende des Schlitzes 6 eine Brücke 10 auf,
um die Basis und das vordere Ende der Magnetpole 5 zu verbinden,
und es besteht ein Raum zwischen der Brücke 10 und dem Permanentmagneten 3, 3 für das Feld,
so dass die Magnetflüsse
von der Seite des N-Pols der Permanentmagnete für das Feld durch die Brücken 10 laufen,
um die Seite des S-Pols
der Permanentmagnete für
das Feld zu reichen, aber die Magnetflüsse, die durch die Brücke 10 laufen,
sind wegen einem großen
Abstand von den Permanentmagneten für das Feld verringert.
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Wie
in der Zeichnung gezeigt, weisen die Permanentmagneten 3, 3 für das Feld
ihre Oberflächen
teilweise eingreifend in eine Seite der Ausstülpungen 9 auf, wenn
sie press-gepasst sind, und die Ausstülpungen 9 erfahren
eine Ablenkung oder eine plastische Deformation in den zentrifugalen
Richtungen R aufgrund eines Dimensionsunterschieds der Magnete und
werden innerhalb der Schlitze 6, 6 gehalten. Die
Ausstülpungen 9 verhindern,
dass die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld
die Brücken 10 und
den inneren Umfang der Schlitze 6, 6 auf der Seite
der drehbaren Welle kontaktieren. Deswegen ist die Reibung aufgrund
des Kontakts zwischen den Permanentmagneten 3, 3 für das Feld
und den Schlitzen 6, 6 klein, und die Permanentmagnete
für das Feld
können
durch eine kleine Kraft eingeführt
und positioniert werden. Wie in der Zeichnung gezeigt, greift, falls
press-gepasst, der äußere Umfang
der Permanentmagneten 3, 3 für das Feld in eine Seite der
Ausstülpungen 9 ein,
um zu verhindern, dass die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld
herauskommen, und keine zusätzliche
Kraft wird an die Brücken 10 angelegt.
Da der Permanentmagnetrotor dieser Erfindung kein Klebemittel verwendet,
um die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld in den Schlitzen 6, 6 zu
halten, kann verhindert werden, dass die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld
herauskommen, auch wenn der Permanentmagnetrotor in einem Kühlmittel oder
einer unter Druck stehenden Flüssigkeit
verwendet wird, weil sich das Klebemittel in dem Kühlmittel
oder der unter Druck stehenden Flüssigkeit nicht auflöst. Darüber hinaus
können
die Permanentmagnete für
das Feld ungeachtet der Verarbeitungspräzision der Permanentmagnete
für das
Feld befestigt werden.
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3 zeigt
das Joch einer weiteren Ausführungsform
des Permanentmagnetrotors dieser Erfindung.
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In
dieser Ausführungsform
weisen Ausstülpungen 9 des
Stahlbogens 4 eine Horn-Form auf, um in den Permanentmagneten
für das
Feld (nicht gezeigt), und eine Nut 11, die an einer Seite
des Bodens der Horn-Form der Ausstülpungen 9 angeordnet
ist, einzugreifen. Um in den Permanentmagnet für das Feld einzugreifen, müssen die
Ausstülpungen 9 um ein
vorbestimmtes Niveau geneigt sein. Wenn die Ausstülpungen 9 übermäßig groß sind,
leckt der Magnetfluss der Permanentmagnete für das Feld an den Ausstülpungen 9,
was zu einer Zunahme der Leckmagnetflüsse führt. Und wenn die Ausstülpungen 9 nicht
in dem vorbestimmten Niveau geneigt sind, werden die Ausstülpungen 9 durch
das Press-Passen des Permanentmagnets für das Feld deformiert. Ein
Positionieren der Nut 11 auf der Seite des Permanentmagnets
für das
Feld der Ausstülpungen 9 stellt eine
zweckmäßige Neigung
der Ausstülpungen 9 sicher,
ihre zweckmäßige Ablenkung
verringert eine Kraft zum Einführen
des Permanentmagneten für das
Feld und beseitigt die Notwendigkeit eines Entgratens des Hornteils
des Permanentmagneten für das
Feld, was bei einem Press-Passen des Permanentmagneten für das Feld
erforderlich ist. Mit anderen Worten kann der Permanentmagnet für das Feld in
die Schlitze auf einfache Weise eingeführt werden. Überdies
weist jede Seite des Schlitzes die Brücke 10 auf, um die
Basis und das vordere Ende des Magnetpols zu verbinden, und es besteht
ein Raum zwischen der Brücke 10 und
dem Permanentmagneten für
das Feld, so dass eine Basis 10a der Brücke 10 dick ausgeführt werden
kann, was zu einer Zunahme einer Festigkeit der Brücke 10 führt, und
bei der Herstellung wird ein Brechen der Brücke 10 so weit wie möglich verringert.
Zusätzlich
verringert der Raum, der bereitgestellt ist, die Leckmagnetflüsse der
Brücke 10 aufgrund
der Permanentmagnete für
das Feld, und eine Wärmeerzeugung
aufgrund des Kernverlustes an der Brücke 10 kann weggekühlt werden, weil
die Basis 10a eine große
Fläche
aufweist.
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Die
obigen Ausstülpungen 9,
die in die Permanentmagnete für
das Feld eingreifen, sind unter Bezugnahme auf die Form eines Horns
beschrieben worden, die Form ist jedoch nicht darauf beschränkt und
kann in einer runden Form ausgebildet werden.
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4 zeigt
den Permanentmagnetrotor 1 einer zweiten Ausführungsform
in einer Explosionsansicht. Auf die gleiche Weise wie in der ersten
Ausführungsform
ist das Joch 2 durch ein Laminieren einer großen Anzahl
von Stahlbögen 4 (4a, 4b)
gebildet, um so aneinander zu passen. Die Stahlbögen 4b in der Mitte
in der laminierten Richtung des Jochs 2 weisen Eingriffsklinken 12 auf,
die angeordnet sind, von dem inneren Umfang der Schlitze 6 hervorzustehen, um
so in dem Permanentmagneten 3 für das Feld einzugreifen. Andererseits weist
die Anzahl von Stahlbögen 4a an
einem Ende der laminierten Richtung des Jochs 2 Reliefs 13 auf,
die angeordnet sind, eine Biegung der Eingriffsklinken 12 an
dem inneren Umfang der Schlitze 6 zu absorbieren, die den
Eingriffsklinken 12 der Stahlbögen 4b in der Mitte
entsprechen.
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5 zeigt
eine Schnittansicht in der Mitte des Jochs 2, das die Permanentmagneten 3 für das Feld
eingeführt
aufweist. In den Stahlbögen 4b in
der Mitte in der laminierten Richtung des Jochs 2 greifen die
Eingriffsklinken 12 in die Permanentmagnete 3 für das Feld
ein, um einen Press-Pass-Widerstand
der Permanentmagnete 3 für das Feld zu verringern und zu
verhindern, dass sie herauskommen.
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6 zeigt
eine Schnittansicht des Endabschnitts in der Press-Pass-Richtung
des Jochs 2, das die Permanentmagnete 3 für das Feld
aufweist. Das vordere Ende des Permanentmagneten 3 für das Feld,
der zuerst press-gepasst ist, weist die geneigten Flächen auf,
um seine Querschnittsfläche
zu verringern, und die Stahlbögen 4a an
den Enden des Jochs 2 in der Press-Pass-Richtung weisen
nur die Reliefs 13 an dem inneren Umfang des Schlitzes 6 auf,
so dass das vordere Ende des Permanentmagneten für das Feld nicht in Kontakt
mit dem inneren Umfang des Schlitzes 6 der Stahlbögen 4a ist,
wie in 6 gezeigt.
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Der
Betrieb des Permanentmagnetrotors der zweiten Ausführungsform
wird auf der Grundlage des obigen Aufbaus unter Bezugnahme auf 7 beschrieben
werden.
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7 zeigt
das Joch 2 mit seinem vergrößerten Teil, was den laminierten
Zustand der Stahlbögen 4b in
dem mittleren Teil und des Stahlbogens 4a an dem Ende in
der laminierten Richtung, und den eingegriffenen Zustand der Stahlbögen 4a, 4b und des
Permanentmagneten 3 für
das Feld veranschaulicht.
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7 zeigt,
dass der Permanentmagnet für das
Feld geringfügig
in Eingriff mit den Eingriffsklinken 12 der Stahlbögen 4b in
der Mitte des Jochs 2 ist, so dass der Permanentmagnet 3 für das Feld
in das Joch 2 durch eine kleine Press-Kraft mit einem geringen
Reibungswiderstand an dem vorderen Ende der Eingriffsklinken 12 press-gepasst
werden kann. Es ist experimentell bekannt, dass dann, wenn der Permanentmagnet
für das
Feld press-gepasst ist, die Eingriffsklinken 12 jedes Stahlbogens 4b allmählich in die
Press-Pass-Richtung aufgrund des Eingriffs und der Reibung mit dem
Permanentmagnet 3 für
das Feld gebogen wird, und die Biegungen der Eingriffsklinken 12 werden
akkumuliert, um an dem Ende des Jochs 2 groß zu sein.
Wie in 7 gezeigt, weist der Stahlbogen 4a an
dem Ende in der laminierten Richtung des Jochs 2 dieser
Ausführungsform
die Reliefe 13 auf, die positionsmäßig zu den Eingriffsklinken 12 passen,
die an dem inneren Umfang des Schlitzes 6 gebildet sind,
um die Biegungen der Eingriffsklinken 12 zu absorbieren,
was dazu führt,
dass verhindert wird, dass sich der Stahlbogen 4a abtrennt.
Und durch ein Einführen
des Permanentmagneten 3 für das Feld werden die Eingriffsklinken 12 und
der Permanentmagnet 3 für
das Feld wechselweise in Eingriff gebracht, was es ermöglicht zu
verhindern, dass der Permanentmagnet 3 für das Feld
herauskommt.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
sind die Stahlbögen 4a,
die die Reliefs 13 aufweisen, an den Enden des Jochs 2 laminiert,
um den Permanentmagneten 3 für das Feld immer länger als
die Eingriffsklinken 12 des Jochs 2 auszuführen, so
dass sämtliche
Eingriffsklinken vollständig
in dem Permanentmagneten 3 für das Feld eingreifen, um einen
stabilen Press-Pass-Zustand bereitzustellen. Somit können die
Nachteile eines herkömmlichen
Permanentmagnetrotors, bei dem bestimmte Eingriffsklinken an den
Enden des Jochs nicht in den Permanentmagneten für das Feld eingreifen, wobei
sie in einen instabilen Press-Pass-Zustand fallen und die Trennung der Stahlbögen durch
Vibration oder dergleichen herbeiführen, behoben werden.
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Ein
Verfahren zum einfachen Herstellen des Permanentrotors dieser Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben
werden.
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8 zeigt
einen Prozess zum Ausstanzen der zu laminierenden Stahlbögen, um
das Joch aus einem Bandstahlbogen zu bilden. Wie in 8 gezeigt,
werden die Stahlbögen 4a, 4b dieser
Ausführungsform
durch ein Schicken eines Bandstahlbogenmaterials 14 durch
einen Stanzstempel in der Richtung P bei einer vorbestimmten Teilung
ausgestanzt. Eine Ausstanzposition A stanzt die Schlitze 6, die
die Eingriffsklinken 12 aufweisen, oder die Schlitze 6,
die die Reliefs 13 aufweisen, aus, eine Ausstanzposition
B stanzt das Loch 7 für
die drehbare Welle aus, und eine Ausstanzposition C stanzt eine Außenform
des zu laminierenden Stahlbogens 4a oder 4b aus
und laminiert diesen gleichzeitig. Der Stahlbogen-Ausstanzprozess
dieser Ausführungsform
verwendet einen Stanzstempel, der die Schlitze 6 mit unterschiedlichen
Formen gemäß einer
Antriebstiefe ausstanzt.
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9 zeigt
den Stanzstempel, der die Schlitze mit unterschiedlichen Formen
gemäß der Antriebstiefe
ausstanzt. Das Stanzwerkzeug besteht aus einem männlichen Gussteil 15 und
einem weiblichen Gussteil 16, wobei das männliche
Gussteil 15 des Stanzwerkzeugs gehalten wird, um vertikal
oberhalb des Stahlbogenmaterials 14 beweglich zu sein, und
das weibliche Stanzteil 16 des Stanzstempels unterhalb
des Stahlbogenmaterials 14 fixiert ist. Nachdem das Stahlbogenmaterial 14 in
einer vorgeschriebenen Teilung vorgeschickt und an einer vorbestimmten
Position gestoppt ist, wird das männliche Gussteil 15 des
Stanzstempels herabgebracht, um durch das Stahlbogenmaterial 14 zu
stanzen und in das weibliche Gussteil 16 des Stanzstempels
einzudringen. Somit wird das Stahlbogenmaterial 14 in die Form
des männlichen
Gussteils 15 des Stanzstempels ausgestanzt.
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Wie
in 9 gezeigt, weist das männliche Gussteil 15 des
Stanzstempels dieser Ausführungsform
unterschiedlich geformte untere und obere Enden auf, wobei ein unteres
Teil 15a eine Form aufweist, um die Schlitze 6 und
die Eingriffsklinken 12 auszustanzen, und das obere Teil
b, das oberhalb des Teils 15a ist, eine Form aufweist,
um die Reliefs 13 auszustanzen. Somit können, wenn eine Antriebstiefe
in einem Bereich zu dem Teil 15a hin ist, die Schlitze 6,
die die Eingriffsklinken 12 aufweisen, ausgestanzt werden,
und wenn die Antriebstiefe das Teil 15b erreicht, können die
Schlitze, die die Reliefs 13 aufweisen, ausgestanzt werden.
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Das
Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform stanzt zunächst eine
vorbestimmte Anzahl der Stahlbögen 4a für ein Ende
des Jochs 2 bei einer Antriebstiefe in einem Bereich unter
Verwendung des Teils 15b aus und laminiert sie, stanzt
die Stahlbögen 4b für die Mitte
des Jochs 2 bei einer Antriebstiefe in einem Bereich unter
Verwendung des Teils 15b aus und laminiert sie und stanzt
eine vorbestimmte Anzahl der Stahlbögen 4a für das andere
Ende des Jochs 2 bei einer Antriebstiefe in einem Bereich
unter Verwendung des Teils 15b aus und laminiert sie, um die
Herstellung des Jochs 2 zu vollenden.
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Gemäß dem obigen
Herstellungsverfahren kann das Joch 2, das die Stahlbögen 4a aufweist,
die die Reliefs 13 an den Enden aufweisen, und das Joch 2,
das die Stahlbögen 4b aufweist,
die die Eingriffsklinken 12 in der Mitte aufweisen, kontinuierlich
durch die gleiche Herstellungsvorrichtung hergestellt werden, die
Herstellungsvorrichtung kann vereinfacht werden, und eine Arbeitseffizienz
kann extensiv verbessert werden.
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Aber
es ist offensichtlich, dass diese Erfindung nicht auf das Obige
beschränkt
ist, sondern auch auf einen Permanentrotor angewandt werden kann,
bei welchem die Permanentmagnete für das Feld in das Joch eingeführt werden,
das aus den Stahlbögen
gebildet ist, die eine vorbestimmte Form aufweisen.
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In
der obigen Beschreibung über
das Herstellungsverfahren werden drei Stanzstempel verwendet, um
einen Stahlbogen sukzessive auszustanzen, aber es ist zu verstehen,
dass ein Stanzstempel verwendet werden kann, um Stahlbögen mit
unterschiedlichen Formen in der Antriebstiefe auszustanzen.
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Wie
oben beschrieben, ordnet das Joch des Permanentmagnetrotors gemäß der zweiten
Ausführungsform
die Stahlbögen,
die die Eingriffsklinken aufweisen, zum Verringern eines Widerstands
bei einem Press-Passen der Permanentmagnete für das Feld und zum Verhindern,
dass sie herauskommen, in der Mitte der laminierten Richtung an,
und ordnet die Stahlbögen,
die die Reliefs aufweisen, um die Biegung der Eingriffsklinken bei
einem Press-Passen der Permanentmagnete für das Feld zu absorbieren, an
den Enden in der laminierten Richtung an, um das Press-Passen der
Permanentmagnete für
das Feld durch eine kleine Druckkraft zuzulassen. Und die Stahlbögen an den
Enden des Jochs sind durch das Press-Passen nicht gedrängt, und
nach der Einführung
wird verhindert, dass die Permanentmagnete für das Feld herauskommen. Und
der Permanentmagnetrotor dieser Ausführungsform kann die Permanentmagnete
für das
Feld einfach einstellen, länger als
das Teil zu sein, das sie Eingriffsklinken des Jochs aufweist, so
dass sämtliche
Eingriffsklinken in die Permanentmagnete für das Feld eingreifen, um einen
stabilen press-gepassten Zustand bereitzustellen, und die Möglichkeit,
dass die Stahlbögen
durch Vibration getrennt werden, kann verringert werden.
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Und
das Verfahren zum Herstellen des Permanentmagnetrotors dieser Ausführungsform
weist den Stanzstempel auf, der die Stahlbögen mit unterschiedlichen Formen
gemäß einer
Antriebstiefe ausstanzen kann, und nur die Antriebstiefe variieren kann,
um das Joch, das die Stahlbögen,
die die Reliefs an den Enden aufweisen, und die Stahlbögen aufweist,
die die Eingriffsklinken in der Mitte aufweisen, durch die gleiche
Herstellungsvorrichtung herzustellen, so dass die Herstellungsvorrichtung
vereinfacht werden kann und die Arbeitseffizienz extensiv verbessert
werden kann.
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10 zeigt
den Permanentmagnetrotor einer dritten Ausführungsform in einer Explosionsansicht.
Ein Permanentmagnetrotor 1 weist zwei Paare von Platten
Permanentmagneten 3, 3 in diesem Fall auf. Das
Joch 2 ist durch ein Ausstanzen vieler Stahlbögen 4 durch
einen Stempel und ein Laminieren auf die gleiche Weise wie in der
obigen Ausführungsform gebildet.
Ein Ende des Jochs 2 ist aus einem Stahlbogen 4' ausgeführt, indem
der Stahlbogen 4 in eine Drehrichtung versetzt worden ist.
Die Stahlbögen 4 weisen
Stemmabschnitte 8 auf, die durch ein teilweises Eindellen
der Stahlbögen
gebildet sind, und die Stemmabschnitte 8 sind wechselweise
press-gepasst, um in einem Körper
laminiert zu werden. Die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld
werden in der Richtung R, die in der Zeichnung gezeigt ist, bewegt, um
jeweils in die Schlitze 6, 6d eingeführt zu werden. Der
Stahlbogen 4',
der in einer Drehrichtung mit dem Loch 7 als dem Zentrum
versetzt ist, wird integral durch die Stemmabschnitte 8 press-gepasst.
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11 zeigt
eine Schnittansicht des Stahlbogens 4. Die Schlitze 6, 6 sind
Basen der Magnetpole 5a, 5b, 5c und 5d des
Stahlbogens 4 und in einem im Wesentlichen gleichen Abstand
von der drehbaren Welle des Jochs angeordnet. Die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld
sind jeweils in die Schlitze 6, 6 eingeführt. Die
Permanentmagnete 3, 3 für das Feld sind so angeordnet,
dass der äußere Umfang des
Jochs 2 abwechselnd den Magnetismus von N- und S-Polen
aufweist. Überdies
weist der Stahlbogen 4 Stemmabschnitte 8a, 8b, 8c und 8d innerhalb
der Permanentmagnete für
das Feld auf, um die Stahlbögen
wechselweise zu press-passen, und die Stemmabschnitte 8a, 8b, 8c und 8d werden
wechselweise zum Laminieren press-gepasst.
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Überdies
betragen die Intervalle der Stemmabschnitte 8a, 8b, 8c und 8d bezüglich der
drehbaren Welle m zwischen den Stemmabschnitten 8a und 8b,
zwischen den Stemmabschnitt 8b und 8c und zwischen
den Stemmabschnitten 8c und 8d; und k zwischen
den Stemmabschnitten 8d und 8a, und sind bestimmt,
p × m ≠ 360° (p ist die
Anzahl von Stemmeinheiten) und m ≠ k
zu sein.
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Und
ein Spalt 9a ist nahe dem Stemmabschnitt 8a, um
so in der Lage zu sein, mit den Stemmabschnitten 8a, 8b, 8c und 8d press-gepasst zu
werden, und ein Spalt 9b ist nahe dem Stemmabschnitt 8d,
um so in der Lage zu sein, mit den Stemmabschnitten 8a, 8b, 8c und 8d press-gepasst zu
werden. Ein Intervall T (ein Winkel bezüglich der drehbaren Welle)
zwischen dem Spalt 9a und dem Stemmabschnitt 8a ist
eingestellt T = p × n – 360° (p × n > 360°) zu sein,
und ein Intervall q (ein Winkel bezüglich der Drehwelle zwischen
dem Spalt 9b und dem Stemmabschnitt 8d ist eingestellt,
gleich q = 360° – p × m (p × m > 360°) zu sein.
Und die Stemmabschnitte 8a, 8b, m 8c und 8d und
die Spalte 8'a, 8'b sind auf dem
gleichen Umfang bezüglich
der Drehwelle.
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12 zeigt
eine Schnittansicht (Stahlbogen 4'')
des Stahlbogens 4, der in einer Drehrichtung um m° versetzt
ist. Stemmabschnitte 18a, 18b, 18c und 18d des
Stahlbogens 4'' entsprechen
den Stemmabschnitten 8a, 8b, 8c und 8d,
die nicht versetzt sind, und Spalte 18'a, 18'b entsprechen den Spalten 8'a, 8'b, die nicht
versetzt sind.
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13 zeigt
eine Schnittansicht (Stahlbogen 4') des Stahlbogens 4, der
in einer Drehrichtung um m° versetzt
ist, und sämtliche
Stemmabschnitte 8a, 8b, 8c und 8d sind
herausgezogen, um Spalte zurückzulassen.
Spalte 19a, 19b, 19c und 19d des Stahlbogens 4' entsprechen
den Stemmabschnitten 8a, 8b, 8c und 8d,
die nicht versetzt sind, und die Spalte 19'a, 19'b entsprechen den Spalten 8'a, 8'b, die nicht
versetzt sind. Die Spalte 19a, 19b, 19c und 19d stellen,
wenn ein Stempel tiefer herabgesenkt wird, um die Stahlbögen zu pressen,
vollständig
hohle Stemmabschnitte bereit, und stellen, falls tief abgesenkt
wird, Stemmeinheiten bereit.
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14 zeigt,
dass der Stahlbogen 4 von oben in den Stahlbogen 4'' gestemmt ist. Die Stemmabschnitte 20d, 20a, 20b und 20c des
Stahlbogens 4'' sind auf dem
Spalt 8'a und
den Stemmabschnitten 8b, 8c und 8d des
Stahlbogens 4 platziert. Und der Stahlbogen 4'' kann in der entgegengesetzten
Richtung gedreht werden, um die Stemmabschnitte 20b, 20c, 20d und 20a des
Stahlbogens 4'' auf den Stemmabschnitten 8a, 8b und 8c und
dem Spalt 8'b
zu platzieren.
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Es
ist erforderlich, dass der Spalt 8'b des Stahlbogens 4 auf
den obigen Stahlbogen gesetzt wird, indem er in die entgegengesetzte
Richtung gedreht wird, und er beseitigt eine Richtungsempfindlichkeit
bei einem Laminieren der Stahlbögen.
Zusätzlich
weisen, wenn der Stahlbogen 4'' gestapelt wird,
die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld die Schlitze 6'', 6'' des
Stahlbogens 4'' auf, der bezüglich der
Schlitze des Stahlbogens 4 geneigt gehalten ist, wie in
der Zeichnung gezeigt. Da die Neigung der Schlitze einen Teil des äußeren Umfangs
der Endflächen
der Permanentmagnete 3, 3 für das Feld geringfügig stört, lecken
Magnetflüsse
aus den Magnetendflächen
im Wesentlichen nicht. Überdies
wird, da die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld
in die Schlitze 6, 6 des Stahlbogens 4 auf
die gleiche Weise wie im Stand der Technik eingeführt werden,
keine zusätzliche
Kraft an die Schlitze angelegt. Und auch wenn ein Klebemittel verwendet
wird, um die Permanentmagnete 3, 3 zu befestigen
und der Rotor in einem Kühlmittel
oder einer unter Druck stehenden Flüssigkeit verwendet wird, führt die
Lösung
des Klebemittels in dem Kühlmittel
oder der unter Druck stehenden Flüssigkeit nicht dazu, dass die
Permanentmagnete 3, 3 für das Feld vermöge des Stahlbogens 4'' herauskommen. Darüber hinaus
können
die Permanentmagnete für
das Feld ungeachtet der Verarbeitungspräzision der Permanentmagnete
für das Feld
befestigt werden.
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15 zeigt,
dass der Stahlbogen 4 auf einen Stahlbogen 4' von oben gestemmt
ist. In der Zeichnung sind die Stemmabschnitte 8a, 8b, 8c, 8d des
Stahlbogens 4 auf Spalten 19a, 19b, 19c und 19'b des Stahlbogens 4' platziert.
Das Stapeln des Stahlbogens 4 kann zu dem gleichen Effekt
wie in 14 führen.
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16 zeigt
eine Explosionsansicht des Permanentmagnetrotors gemäß einer
weiteren Ausführungsform
des Permanentmagnetrotors. Ein Joch ist durch zwei geteilt, Stahlbögen 4 sind
auf jeden Stahlbogen 4' von
oben gestemmt, und diese Joche 2 werden in Richtungen R
bewegt, um die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld
einzuführen.
Ein Positionieren der Magnetpole jedes Jochs 2 wird durch die
Permanentmagnete 3, 3 für das Feld bestimmt, und in
diesem Fall kann das Positionieren auf einfache Weise ausgeführt werden,
weil Platten-Permanentmagnete für
das Feld verwendet werden. Da die Permanentmagnete für das Feld
einen versetzten Stahlbogen und einen Schlitz an jedem Ende der
Joche aufweisen, kommen sie nicht heraus, indem es durch diese verhindert
wird. Und die gleiche Wirkung kann erhalten werden, wenn die Schlitze
des Endstahlbogens der Joche eine unterschiedliche Form aufweisen.
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17 zeigt
eine Schnittansicht des Stahlbogens gemäß einer weiteren Ausführungsform
des Permanentmagnetrotors. Schlitze 6, 6 sind
in den Basen der Magnetpole 5a, 5b, 5c und 5d eines
Stahlbogens 4 in dem wesentlichen gleichen Abstand von der
drehbaren Welle des Jochs angeordnet. Ein Permanentmagnet für ein Feld
wird in diese Schlitze 6, 6 eingeführt. Überdies
weist der Stahlbogen 4 Stemmabschnitte 21a, 21b, 21c und 21d,
die innerhalb der Permanentmagnete für das Feld gebildet sind, um die
Stahlbögen
wechselweise zu press-passen, und Spalte 22a, 22b, 22c und 22d auf,
die in der Lage sind, die Stemmabschnitte 21a, 21b, 21c und 21d auch
dann zu press-passen,
wenn die Stahlbögen verdreht
sind, und durch ein Drehen der obigen Stemmabschnitte 21a, 21b, 21c und 21d um
m° werden
die Stemmabschnitte 21a, 21b, 21c und 21d in die
Spalte 22a, 22b, 22c und 22d eingepasst.
Ein Intervall m zwischen dem Stemmabschnitt 21a und dem
Spalt 22b wird bestimmt, b × m ≠ 360° zu sein (p ist die Anzahl von
Stemmeinheiten, m ein Intervall zwischen der Stemmeinheit und dem
Spalt). Und die Stemmeinheit und der Spalt sind bezüglich der
drehbaren Welle punktsymmetrisch, und sie sind auf dem gleichen
Umfang mit der drehbaren Welle in der Mitte, so dass die Stahlbögen bei
einer Hochgeschwindigkeitsdrehung gut ausbalanciert sind.
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18 zeigt
eine Schnittansicht des Stahlbogens gemäß einer weiteren Ausführungsform
des Permanentmagnetrotors. In dieser Ausführungsform weist der Stahlbogen
Stemmabschnitte 23a, 23b, 23c und 23d und
ovale Spalte 24a, 24b, 24c und 24d auf,
die in der Lage sind, die Stemmabschnitte 23a, 23b, 23c und 23d durch
ein Drehen des Stahlbogens zu press-passen, und er wird durch ein
wechselweises Press-Passen der Stemmabschnitte 23a, 23b, 23c und 23d laminiert.
Die Stemmabschnitte 23a, 23c und die Spalte 24b, 24d sind
auf dem gleichen Umfang, die Stemmabschnitte 23b, 23d und
die Spalte 24a, 24c sind auf einem Umfang unterschiedlich
von dem obigen Umfang, so dass der Spaltbereich an dem Umfang lang
ausgeführt
werden kann, wodurch eine ovale Form in 18 gebildet
wird. Ein Bilden der Spalte in eine ovale Form ermöglicht es weiter,
in jedwedem sehr kleinen Winkel zu drehen. Überdies sind die Stemmeinheiten
und die Spalte bezüglich
dem drehbaren Zentrum punktsymmetrisch, und die Stahlbögen sind
bei einer Hochgeschwindigkeitsdrehung gut ausbalanciert. Zusätzlich ermöglicht es
die Position der Spalte und der Stemmeinheiten auf einer Mehrzahl
von Umfangslinien, dass die Spalte in eine gewünschte Form gebildet werden, was
es zulässt,
das Gewicht des Jochs selbst zu verringern. Die obigen Stemmeinheiten
sind rund, sind aber darauf nicht beschränkt. Sie können beispielsweise in eine
rechteckige V-förmige
Stemmeinheit ausgeführt
werden. Das Joch ist nicht auf die laminierten Stahlbögen beschränkt, sondern
kann aus einem Festkörper-Metall ausgeführt werden.
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19 zeigt
eine weitere Ausführungsform des
Permanentmagnetrotors. In dieser Ausführungsform weist ein Joch 2 eine
Drehung bei einem sehr kleinen Winkel auf, der durch einen Versatz
der Teilung zwischen den Stemmeinheiten mit der drehbaren Welle 7a als
der Mitte gebildet ist, und die Schlitze 6, 6 des
Permanentmagnetrotors 1 sind auch um einen sehr kleinen
Winkel innerhalb des Permanentmagnetrotors 1 versetzt,
was es ermöglicht,
die Permanentmagnete für
das Feld zu fixieren; und an den Magnetpolen wird die höchste elektromotorische
Gegenkraft immer an dem Umfangszentrum jeder sich drehenden Magnetpolfläche erzeugt,
was es somit zulässt,
kachelförmige
Permanentmagnete 3, 3 in den Schlitzen 6, 6 zu
halten.
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20 zeigt
eine Explosionsansicht des Permanentmagnetrotors gemäß einer
weiteren Ausführungsform.
Ein Permanentmagnetrotor 1 bildet ein Joch 2 durch
ein Laminieren einer großen
Anzahl von Stahlbögen 4 in
einen Körper
auf die gleiche Weise wie oben, die Stahlbögen 4 weisen Stemmabschnitte 8 auf,
die durch ein teilweises Eindrücken
derselben gebildet sind, und die Stemmabschnitte 8 sind
wechselweise press-gepasst, um in einem Körper zu laminieren. Die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld
sind in einem Hexaeder gebildet, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist,
und werden jeweils in die Schlitze eingeführt. Dann wird ein runder Stahlbogen 25,
der Stemmabschnitte 8 aufweist, angebracht, um mit seinem äußeren Umfang
die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld leicht abzudecken,
um durch die Stemmabschnitte 8 integral zu press-passen
(siehe 21). Der Aufbau, wie obenstehend
beschrieben ist, lässt
es zu, die Spalte in dem Joch durch einen Positionierungsstift in
einer Drehrichtung zu stemmen, wenn die Stahlbögen gestemmt werden, was es verhindert,
dass sie Permanentmagnete für
das Feld axial herauskommen, und nach einer Schrumpfpassung des
Jochs auf die drehbare Welle können
die Permanentmagnete für
das Feld eingeführt
werden, dann kann der Eisenbogen 25 als letztes gestemmt werden.
Darüber
hinaus verursacht, auch wenn ein Klebemittel verwendet wird, um
die Permanentmagnete für
das Feld zu fixieren und der Rotor in einem Kühlmittel bei einer unter Druck
stehenden Flüssigkeit
verwendet wird, die Lösung
des Klebemittels in dem Kühlmittel
oder der unter Druck stehenden Flüssigkeit vermöge des Stahlbogens 25 nicht,
dass die Permanentmagnete für
das Feld aus den Schlitzen herauskommen. Und die Permanentmagnete
für das Feld
können
ungeachtet der Herstellungspräzision der
Permanentmagnete für
das Feld fixiert werden.
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Somit
weist der Permanentmagnetrotor der dritten Ausführungsform den versetzten Stahlbogen auf,
der die gleiche Form wie die Stahlbögen des Jochs durch eine Teilung
der Stemmeinheiten an zumindest einem Ende der Schlitze zum Einführen des Permanentmagneten
für das
Feld aufweist, um es zu ermöglichen,
den Permanentmagneten für
das Feld axial zu fixieren, und er kann den Versatzgrad der Stahlbögen durch
eine Teilung der Stemmeinheit einstellen; dieser Versatz kann eingestellt
werden, ein sehr kleiner Winkel zu sein, und verhindert es, dass die
Magnetflüsse
an der Endfläche
des Permanentmagneten für
das Feld lecken. Und da der Stahlbogen an einem Ende versetzt ist,
weist er einen Effekt zum Verhindern auf, dass die Stahlbögen in der
axialen Richtung abfallen. Überdies
erleichtern es die Spalte in den Stahlbögen, die Stemmeinheiten der Stahlbögen zu press-passen
und zu positionieren. Da die Spalte in eine gewünschte Form gebildet werden
können,
kann das Joch selbst von geringem Gewicht ausgeführt werden, und die Stemmeinheiten und
die Spalte sind punktsymmetrisch bezüglich der drehbaren Welle,
was es ermöglicht,
dass das Joch gut ausbalanciert ist. Nach einem Schrumpfpassen des
Jochs auf die drehbare Welle können
die Permanentmagnete für
das Feld auf einfache Weise eingeführt werden, und nach einem
Einführen
kann ein anders geformter Eisenbogen auf einfache Weise durch ein
Stemmen bezüglich
des Spalts fixiert werden. Zusätzlich
kann, da eine hohe Verarbeitungspräzision dank der Positionsanpassung
der Schlitze und der Permanentmagnete für das Feld nicht erforderlich
ist, der Permanentmagnetrotor auf einfache Weise hergestellt werden.
Und es kann verhindert werden, dass die Permanentmagnete für das Feld
herauskommen, auch wenn sie in einem Kühlmittel oder einer unter Druck
stehenden Flüssigkeit
verwendet werden, und der Permanentmagnetrotor, der auf einfache
Weise hergestellt und zusammengesetzt werden kann, kann erhalten
werden.
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22 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Permanentmagnetrotors einer vierten
Ausführungsform,
und 23 zeigt einen Querschnitt, der die drehbare Welle
des Permanentmagnetrotors unter rechten Winkeln schneidet. Der Permanentmagnetrotor 1 weist
ein Paar von Platten-Permanentmagneten 3, 3 in
diesem Fall auf. Das Joch 2 ist durch ein Ausstanzen einer
großen
Anzahl von Stahlbögen 4 durch
einen Stempel und ein Laminieren gebildet. Die Stahlbögen 4 weisen
Stemmabschnitte 8 auf, die durch ein teilweises Eindrücken der
Stahlbögen
gebildet sind, und sind in einem Körper durch ein wechselweises
Press-Passen der Stemmabschnitte 8 laminiert. Und in dieser
Ausführungsform
sind Brücken 10, 10 hergestellt,
eine Breite von 0,35 mm aufzuweisen.
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In 23 kreuzen
die Magnetflüsse,
die durch die Brücken 10 laufen,
den Stator eines Motors nicht, weil sie nicht durch den äußeren Raum
des Jochs 23 laufen. Deswegen wird ein Kraft zum Drehen
des Permanentmagnetrotors nicht erzeugt. Die Verringerung der Magnetflüsse, die
durch die Brücken 10 laufen,
können
die Magnetkraft des Permanentmagneten 3 für das Feld
effizienter verwenden.
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Die
Magnetflüsse ϕ,
die durch die Brücken 10 laufen,
werden mit der folgenden Formel berechnet. Unter der Annahme, dass
die Querschnittsfläche der
Brücken 10 S
ist und die magnetische Flussdichte des Stahlbogens 4 B
ist, ergibt sich die folgende Gleichung. ϕ =
B × S
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Es
ist aus der obigen Formel offensichtlich, dass die Magnetflüsse, die
durch die Brücken 10 laufen,
verringert werden können,
indem die Querschnittsfläche
S der Brücken 10 kleiner
ausgeführt wird.
Andererseits wird ein Zentrifugal-Bruch, der an die Brücken angelegt wird aus der
folgenden Formel berechnet. Unter der Annahme, dass die Zentrifugalkraft
F ist, und der Fließpunkt
des Metallbogens D ist, ergibt sich die folgende Formel. F/S < D
-
Und
die Querschnittsfläche
S wird aus der folgenden Formel berechnet. In 22 ergibt
sich unter der Annahme, dass die Brückenbreite M ist, die Stahlbogendicke
T ist, und die Jochdicke N ist, die folgende Formel. S
= M × T × (N/T) × 2
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Es
ist aus der obigen Formel offensichtlich, dass dann, wenn die Jochlänge fixiert
ist, die zugelassene Breite M gemäß der mechanischen Festigkeit
der Brücken 10 erhöht werden
kann. In der obigen Formel ist (N/T) die Anzahl von Stahlbögen 4, und
(x2) bedeutet, dass ein Magnetpol zwei Brücken 10 aufweist.
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24 zeigt
eine Beziehung zwischen der Brückenbreite,
der Magnetflussdichte der Brücken und
der mechanischen Festigkeit der Brücken. Spezifischer zeigt die
horizontale Achse die Brückenbreite
und die vertikale Achse zeigt die Magnetflussdichte der Brücken und
die mechanische Festigkeit aufgrund der Zentrifugalkraft. Und eine
Kurve L1 zeigt eine Magnetflussdichtekurve an, und L2 zeigt eine mechanische
Festigkeitskurve aufgrund der Zentrifugalkraft an. Die Kurve L1
bildet eine gerade Linie ohne irgendeine Änderung zwischen einem Punkt
a mit einer Breite, die durch einen Stempel ausgestanzt werden kann,
und einem Punkt b mit einer Breite einer zugelassenen Magnetflussdichte,
und zeigt, dass die Magnetflussdichte allmählich mit einer Breite größer als
die Breite des Punkts B abgesenkt wird.
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Die
Breite, die von einem Stempel des Punkts a ausgestanzt werden kann,
hängt von
der Stahlbogendicke ab, und die Dicke beträgt 0,1 mm, 0,35 mm oder 0,5
mm. Und die Beziehung der Brückenbreite,
die durch einen Stempel erzeugt werden kann, wird als M/T ≥ 1 ausgedrückt. Beispielsweise dann,
wenn die Stahlbogendicke 0,35 mm und die Brückenbreite 0,35 mm oder mehr
ist, kann die Herstellung auf einfache Weise ausgeführt werden.
Aber die Brückenbreite
ist durch eine Breite beeinflusst, die aufgrund der mechanischen
Festigkeit wegen der Zentrifugalkraft zugelassen ist. Deswegen kann, wenn
die Breite, die aufgrund der mechanischen Festigkeit wegen der Zentrifugalkraft
zugelassen ist, innerhalb einer Breite liegt, die durch einen Stempel hergestellt
werden kann, ein in hohem Maße
effizientes Betriebsverhalten mit einem geringen Verlust der Magnetflüsse der
Permanentmagnete für
das Feld und mit einer minimalen Breite, die durch einen Stempel
hergestellt werden kann, erhalten werden, indem entweder die Breite,
die mit einem Stempel hergestellt werden kann, oder die Breite,
die aufgrund der Magnetflussdichte zugelassen ist, bestimmt wird.
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Und
wenn die Breite, die aufgrund der mechanischen Festigkeit wegen
der Zentrifugalkraft zugelassen ist, zwischen der Breite, die durch
einen Stempel erzeugt wird, und der Breite, die aufgrund der Magnetflussdichte
zugelassen ist, ist, indem entweder die Breite, die aufgrund der
mechanischen Festigkeit wegen der Zentrifugalkraft zugelassen ist, oder
die Breite, die aufgrund der Magnetflussdichte zugelassen ist, bestimmt
wird, können
ein in hohem Maße
effizientes Betriebsverhalten mit einem geringen Verlust der Magnetflüsse der
Permanentmagnete für
das Feld und eine schnelle Ausstanzfähigkeit durch einen Stempel
verwirklicht werden.
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Und
wenn die Breite, die aufgrund der mechanischen Festigkeit wegen
der Zentrifugalkraft zugelassen ist, gleich oder größer als
die Breite ist, die aufgrund der magnetischen Flussdichte zugelassen ist,
wird die Breite, die aufgrund der mechanischen Festigkeit wegen
der Zentrifugalkraft zugelassen ist, ausgewählt. In diesem Fall ist es
vorteilhaft, dass die Herstellung vermöge der Steifheit gegenüber einem Ausstanzen
durch den Stempel einfach ist und die Produktionskosten abgesenkt
sind, weil das Stahlbogenmaterial ein niedrig gesättigtes
Stahlbogenmaterial sein kann.
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Zusammenfassend
wird unter der Breite, die herausgestanzt werden kann, die Breite,
die hinsichtlich der Größe der durchlaufenden
Magnetflüsse
zugelassen ist, und der Breite, die aufgrund der mechanischen Festigkeit
wegen der Zentrifugalkraft zugelassen ist, die Brückenbreite
an jedem Ende des Schlitzes bestimmt, gleich oder größer als
entweder die Breite, die ausgestanzt werden kann, oder die Breite,
die aufgrund der mechanischen Festigkeit wegen der Zentrifugalkraft
zugelassen ist, und gleich oder kleiner als die Breite ist, die
hinsichtlich Größe der durchlaufenden
Magnetflüsse
zugelassen ist, bestimmt. Ganz besonders dann, wenn die Breite,
die ausgestanzt werden kann, und die Breite, die aufgrund der mechanischen
Festigkeit wegen der Zentrifugalkraft zugelassen ist, gleich oder
größer als
die Breite sind, die hinsichtlich der Magnetflussdichte zugelassen
ist, wird sie bestimmt, eine jeweils größere unter der Breite, die
ausgestanzt werden kann, und der Breite, die aufgrund der mechanischen
Festigkeit wegen der Zentrifugalkraft zugelassen ist, zu sein.
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25 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Permanentmagnetrotors einer fünften Ausführungsform,
und 26 zeigt einen Querschnitt, der die drehbare Welle
des Permanentmagnetmotors unter rechten Winkeln schneidet. Der Permanentmagnetrotor 1 weist
ein Paar von Platten-Permanentmagneten 3, 3 in
diesem Fall auf. Das Joch 2 ist durch ein Ausstanzen einer
großen
Anzahl von Stahlbögen 4 durch
einen Stempel und ein Laminieren gebildet. In dieser Ausführungsform
weisen die Stahlbögen 4 Stemmabschnitte 8 auf,
die durch ein teilweises Eindrücken
der Stahlbögen,
die auf jedem Magnetpol angeordnet sind, gebildet sind. Die Stemmabschnitte 18 werden
durch ein teilweises Eindrücken
der Stahlbögen
durch ein Drücken
mittels eines Stempels gebildet. Deswegen weist jeder Magnetpol
Spalte auf, die durch die eingedrückten Abschnitte der Stemmabschnitte 8 gebildet
sind.
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In 26 zeigen
Pfeile in der Zeichnung die Strömung
der Magnetflüsse
zwischen jedem Magnetpol und Statormagnetpolen. Der Stator 26 weist einen
Permanentmagnetrotor darin auf und die Statormagnetpole 27 werden
durch Spulen, die nicht gezeigt sind, angeregt. Die Schlitze 6, 6 sind
in den Basen der Magnetpole 5a, 5c eines Jochs 2 und
in einem gleichen Abstand von der Drehwelle des Jochs 2 positioniert.
Wie oben stehend beschrieben, werden die Permanentmagnete 3, 3 für das Feld
in diese Schlitze 6, 6 eingeführt, wobei die Flächen den
Magnetismus eines N-Pols einander gegenüberstehend aufweisen, und die
Magnetflüsse
gelangen aus den Magnetpolen 5a, 5c des Jochs 2 aufgrund
des Rückstoßes der
Magnetpole, wie gezeigt, und erreichen die Magnetpole 5b, 5d.
Folglich tragen die Magnetpole 5a, 5c den Magnetismus
eines S-Pols, und die Magnetpole 5b, 5d den Magnetismus
eines N-Pols. Und der äußere Umfang
des Jochs 2 weist vier Magnetpole auf, die abwechselnd
N- und S-Pole aufweisen.
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Das
Joch 2 weist auf jedem Magnetpol einen Stemmabschnitt 8 zum
Laminieren von Stahlbögen auf,
und die Strömung
der Magnetflüsse
jedes Magnetpols umgeht den Stemmabschnitt 8 und erreicht die
Magnetpolfläche
des Jochs 2, wie durch die Pfeile in 26 angezeigt.
Dies liegt daran, dass der Stemmabschnitt 8 durch Eindrücken des
Stahlbogens gebildet ist, um einen Raum durch den eingedrückten Abschnitt
zu bilden, so dass der Raum eine niedrige magnetische Permeabilität bezüglich des
Stahlbogens aufweist, was einen Magnetwiderstand an dem Stemmabschnitt 8 erhöht. Deswegen
werden die Magnetflüsse
geteilt, um an beiden Seiten des Stemmabschnitts 8 des
Magnetpols durchzulaufen und sich nicht zu der Drehrichtung hin
zu konzentrieren. Somit ist die elektromotorische Gegenkraft, die
durch die Magnetflüsse
erzeugt wird, am größten in
der Mitte des Magnetpols, was es zulässt, eine fehlerhafte Erfassung
der Position jedes Magnetpols des Permanentmagnetrotors zu verhindern.
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Und
der Stemmabschnitt 8, der an den Magnetpolen 5a bis 5d angeordnet
ist, erschwert es, dass eine externe Kraft an Brücken 10 angelegt wird,
die die Basis und das vordere Ende des Magnetpols verbinden. Und
auch dann, wenn eine unerwartete, externe Kraft an das vordere Ende
des Magnetpols angelegt wird, werden die Stahlbögen des Jochs 2 nicht durch
das Auftreten einer Trennung und von Spalten belastet.
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27 und 28 sind
erläuternde
Ansichten einer weiteren Ausführungsform
des Permanentmagnetrotors, die eine Vorderansicht und eine Schnittansicht
des Jochs 2 zeigen. Die obige Ausführungsform hat Stemmeinheiten
durch ein Eindrücken der
Stahlbögen
zum Verbinden der Stahlbögen 4 verwendet.
Aber diese Ausführungsform
bildet ein Durchloch in den Magnetpolen 5a, 5b, 5c und 5d und führt eine
Welle 28 ein, um die laminierten Stahlbögen 4 zu verbinden,
wodurch das Joch 2 gebildet wird. Die Welle 28 besteht
aus Aluminium, Edelstahl oder anderen nicht-magnetischen Materialien,
um einen Magnetwiderstand an der Welle zu erhöhen, was dazu führt, dass
der gleiche Effekt wie in der obigen Ausführungsform erhalten wird. In
dieser Ausführungsform
ist jedes Ende der Verbindungswelle 28 durch Stemmen fixiert,
aber gewünschte
Wege, wie etwa Schrauben und Schweißen, können beschritten werden.
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Es
ist nicht erforderlich, dass der Verbindungsabschnitt und der Raum
der Magnetpole 5a bis 5d in der Mitte der Magnetpole
positioniert werden. Sie können
an der Seite der Drehrichtung des Rotors bezüglich der Mitte der Magnetpole
positioniert werden und sich gerade dem vorderen Ende des Magnetpols
nähern.
Eine Anordnung des Raums oder des Verbindungsabschnitts auf der
Seite der Drehrichtung unterbricht die Strömung der Magnetflüsse, die
zu der Drehrichtung hin konzentriert werden, was somit die Wirkung
einer Beschleunigung der Konzentration der Magnetflüsse in der
Mitte des Magnetpols verstärkt.
Die Magnetflüsse,
die an einer Konzentration zu der Drehrichtung hin gehindert werden,
werden in dem Raum oder dem Verbindungsabschnitt dispergiert, und
wieder zu der Drehrichtung des Magnetpols hin konzentriert. Aber
die Anordnung des Raums oder Verbindungsabschnitts an der Position unmittelbar
in der Nähe
des vorderen Endes des Magnetpols in der Drehrichtung des Rotors
verursacht, dass die dispergierten Magnetflüsse das vordere Ende des Magnetpols
vor einem Konzentrieren zu der Drehrichtung hin erreichen, was zu
einem Konzentrieren der Magnetflüsse
in der Mitte des Magnetpols führt.
Somit wird weiter sichergestellt, dass eine fehlerhafte Erfassung
der Position jedes Magnetpols verhindert wird.
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Der
Verbindungsabschnitt oder -Raum ist nicht darauf beschränkt, an
jedem Magnetpol zu sein und kann in mehr als einem angeordnet sein.
Die obige Ausführungsform
ist beschrieben worden unter Verwendung des Rotors, der den Aufbau
hat, dass die vier Magnetpole an dem äußeren Umfang des Jochs gebildet
sind und der Permanentmagnet für das
Feld in jedem zweiten Magnetpol eingeführt wird. Aber diese Ausführungsform
ist nicht auf dem obigen Aufbau beschränkt und kann auf einen Fall
angewandt werden, in dem eine gewünschte Anzahl von Magnetpolen
gebildet ist und der Permanentmagnet für das Feld in jedem Magnetpol
eingeführt
wird.
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In
dem Permanentmagnetrotor dieser Ausführungsform ist der Abschnitt
zum Verbinden der Stahlbögen
an jedem Magnetpol angeordnet, so dass der Magnetwiderstand an dem
Verbindungsabschnitt erhöht
wird, um die Konzentration der Magnetflüsse zu der Drehrichtung hin
zu unterdrücken. Und
die Anordnung des Verbindungsabschnitts jedes Magnetpols, um so
die Magnetflüsse
zu forcieren, sich in der Mitte jedes Magnetpols zu konzentrieren, erzeugt
die größte elektromotorische
Gegenkraft in der Mitte des Magnetpols, was es somit ermöglicht, einen
positionssensorlosen, bürstenlosen
Motor zu erhalten, der die Position des Magnetpols des Permanentmagnetrotors
genau erfassen kann.
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Darüber hinaus
erschwert es die Anordnung des Verbindungsabschnitts auf jedem Magnetpol, dass
die externe Kraft zu den Brücken,
die die Basis und das vordere Ende des Magnetpols verbinden, übertragen
wird, und auch dann, wenn die unerwartete, externe Kraft an das
vordere Ende des Magnetpols angelegt wird, wird verhindert, dass
die Stahlbögen
des Jochs, das den Permanentmagnetrotor bildet, durch das Auftreten
einer Trennung und Spalte belastet werden, womit ermöglicht wird,
den Permanentmagnetrotor in der Festigkeit überragend bereitzustellen.
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29 ist
ein Computeranalyseprogramm, das die Strömung der Magnetflüsse auf
einem Querschnitt zeigt, der die Drehwelle des Permanentmagnetrotors
eines dreiphasigen Vierpolmotors (24 Pole) unter rechten Winkeln
schneidet, wobei sich der Rotor zufriedenstellend dreht. Es ist
aus der Strömung der
Magnetflüsse
zu ersehen, dass der Magnetpol oberhalb des Permanentmagneten für das Feld
die Magnetflüsse
von dem Statormagnetpol (Pol) biegt, und die Magnetflüsse von
drei Statormagnetpolen strömen
zu einem Permanentmagneten für
das Feld. Da eine Hälfte
des Betrags der Magnetflüsse
des Magneten durch den Magnetpol oberhalb des Permanentmagneten
für das
Feld läuft,
ist eine Breite a zwischen dem Permanentmagneten für das Feld
und der äußeren Umfangskante
des Magnetpols vorzugsweise in einer Beziehung (a = 1,5 × b) (einschließlich einem
Fall, dass a nahezu (1,5 × b)
ist) bezüglich
einer Breite b des Statormagnetpols. Mit anderen Worten, läuft eine
Hälfte
des Betrags der Magnetflüsse
des Magneten durch den Teil a und tritt in 1,5 Statormagnetpole
ein. In dem Fall von oben (a = 1,5 × b) strömen die Magnetflüsse einfach
und lecken nicht viel, weil beide Magnetflussdichten gleich sind,
was zu einer bemerkenswerten Motoreffizienz mit einem geringen Verlust
führt.
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Da
die Breite b des Statormagnetpols im Allgemeinen fest ist, wenn
die Breite a größer als
(1,5 × b)
ist, ist der Permanentmagnet für
das Feld relativ nahe an der Drehwelle, weil der Spalt zwischen
dem Rotor und dem Stator fest ist und der Magnetpol außerhalb
des Permanentmagneten für
das Feld eine große
Fläche
aufweist, was eine Spalt-Magnetflussdichte außerhalb des Rotors verringert. Überdies wird,
wenn der Magnetpol eine große
Fläche
aufweist, die Brückenbreite
erhöht,
um die Größe einer Zentrifugalkraft
zu erhalten, was einen Verlust erhöht und eine Motoreffizienz
absenkt. Darüber
hinaus weist der Magnet einen langen Magnetpfad auf, und eine Leckagemenge
wird erhöht.
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Umgekehrt
ist, wenn die Breite a kleiner als (1,5 × b) ist, der Permanentmagnet
für das
Feld relativ weit weg von der Drehwelle und nähert sich dem Stator, der Magnetpol
außerhalb
des Permanentmagneten für
das Feld weist eine kleine Fläche
auf, was es erschwert, dass sich die Magnetflüsse biegen und einfach gesättigt werden.
Somit nimmt die Magnetflussdichte zu und ein Verlust (Kernverlust)
wird erhöht,
was den Magneten einfach durch Wärme
demagnetisiert.
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Wie
obenstehend beschrieben können, wenn
a nahezu gleich (1,5 × b)
ist, die obigen Nachteile behoben werden, und ein Ausschnitt kann
an den Rotormagnetpolen (was eine lokale Konzentration der Magnetflüsse beseitigt)
angeordnet werden, was nachstehend zu beschreiben ist, während die Festigkeit
der Brücken
sichergestellt ist. Es ist zu verstehen, dass die obige Breite a
größer als
die der Brückenbreite
ist.
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30 und 31 sind
Computeranalysediagramme, die die Strömung der Magnetflüsse in einem
Querschnitt zeigen, der die Drehwelle des Permanentmagnetrotors
eines dreiphasigen Vierpolmotors (24 Pole) unter rechten Winkeln
schneidet, wobei sich der Rotor dreht. 30 zeigt
den Rotormagnetpol mit einem Ausschnitt 29, und 31 zeigt
ihn ohne denselben. 32 und 33 sind
Graphen, die eine Schaltmagnetflussdichte zeigen, die den 30 bzw. 31 entspricht.
Wenn der Ausschnitt 29 nicht angeordnet ist, konzentrieren
sich die Magnetflüsse
auf Statormagnetpolen 103, 104 bzw. 105, und
der Betrag der Magnetflüsse
ist in der Größenordnung
des Magnetflusses des Magnetpols 103, des Magnetflusses
des Magnetpols 104 und des Magnetflusses des Magnetpols 105 proportional
zu dem Durchlauf (Drehmomentgröße) eine
Stroms durch die Statorwicklung, die Magnetflüsse sind lokal gesättigt, das
Drehmoment zwischen den jeweiligen Statormagnetpolen ist nicht gleichförmig, und
die Drehung des Rotors wird variiert.
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Andererseits
tritt dann, wenn der Ausschnitt 29 angeordnet ist, im Wesentlichen
ein gleicher Betrag von Magnetflüssen
in Statormagnetpolen 203, 204 und 205 ein,
die Magnetflüsse
biegen sich nicht extrem an den Rotormagnetpolen, eine Sättigung
ist nicht zu groß an
den Magnetpolen, jeder Statormagnetpol weist das gleiche Drehmoment
auf, und der Rotor dreht sich ohne viel Änderungen oder Vibrationen.
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34 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Permanentmagnetrotor
und dem Stator eines dreiphasigen Vierpolmotors (24 Pole) zeigt,
wobei A ein Intervall zwischen den Enden zweier Statormagnetpole
(2 Pole) ist, und eine Breite des Ausschnitts 29 dem obigen
Intervall entspricht. Mit anderen Worten ist der Winkel A ein Ausschnittwinkel.
In 34 beträgt
ein Spalt G an einem nicht-ausgeschnittenen Teil 0,5 mm, ein maximaler
Spalt B an dem ausgeschnittenen Teil beträgt 1,3 mm, ein Winkel des maximalen
Spalts B von der Rotormitte beträgt
25°, und
ein Winkel des ausgeschnittenen Endteils von der Rotormitte beträgt 34°. Die obigen
Werte sind die gleichen wie in den Fällen von 12 Polen und 36 Polen
eines dreiphasigen Vierpolmotors. In den Fällen von 18 Polen und 36 Polen
eines dreiphasigen Sechspolmotors beträgt der Ausschnittwinkel A 16,7°, und ein
Winkel des ausgeschnittenen Endteils von der Rotormitte beträgt 22,7°.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Diese
Erfindung ist für
einen Rotor eines bürstenlosen
Motors geeignet, der für
kompakte Plattenspieler, verschiedene Typen von Akustikgeräten, OA-Geräte und andere
verwendet wird, die eine genaue Drehung und eine Haltbarkeit erfordern.