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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Rotoraufbau für einen
bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps,
enthaltend einen Stahlplattenrahmen, der eine scheibenförmige Basisplatteneinheit
mit einer Vielzahl von Belüftungsöffnungen
umfasst, eine hintere Jocheinheit, die von dem äußeren Umfangsabschnitt der
scheibenförmigen
Basisplatteneinheit über
eine vorbestimmte Länge
in Axialrichtung verläuft,
und eine die Steifigkeit in radialer Richtung verbessernde Einheit,
die an einem Endabschnitt der hinteren Jocheinheit gebildet ist,
wobei ein oder eine Vielzahl von Permanentmagneten des Ringtyps
an dem Abschnitt der hinteren Jocheinheit fest verbunden sind, und
eine Befestigungseinheit, die eine in ein Verbindungselement eingeführte und
mit anderen Bauelementen verbundene Antriebswelle befestigt.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst ein allgemeiner bürstenloser
Motor des Außenrotortyps
(BLDC): einen Stator 100, bei dem eine Spule um einen Magnetkern 10 gewickelt
ist; einen Kunststoffrahmen 220 in einer vorbestimmten
Form, der unter Verwendung eines Formwerkzeugs aus einem Kunststoff
hergestellt wurde; einen außerhalb
des Stators 100 angeordneten Rotor 200, der abwechselnd
nach rechts und nach links gedreht werden kann; und eine Sensoreinheit 300,
die mit dem Stator 100 verbunden ist und eine Position
des Permanentmagneten des drehenden Rotors 200 erfasst
und sequenziell Strom zum Stator 100 überträgt.
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Eine
Antriebswelle 400 ist in einen Mittelabschnitt des Rotors 200 eingeführt.
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Der
Aufbau des Rotors 200 wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
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Wie 2a und 2b zeigen,
ist bei einem herkömmlichen
bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps
der Kunststoffrahmen 220, der eine äußere Form des Rotors 200 bildet,
mit einer vorbestimmten Höhe
gebildet, wobei am äußeren Umfangsabschnitt der
scheibenförmigen
Basiseinheit 221 eine Permanentmagnetträgereinheit 222, die
mit dem Permanentmagneten 210 verbunden ist, axial umgebogen ist,
in einer axialen, das heißt
aufwärts
verlaufenden Richtung verläuft
und zum Mittelabschnitt hin umgebogen ist.
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Eine
ringförmige
Einsetznut 223 mit einer vorbestimmten Länge und
Breite ist an der Innenwand der Permanentmagnetträgereinheit 222 gebildet.
Ein ringförmiges
hinteres Joch 230 mit einer vorbestimmten Breite ist in
die Einsetznut 223 eingefügt. Eine Vielzahl von Permanentmagneten 210 ist
eingesetzt und mit dem Innenseitenabschnitt des hinteren Joch 230 in
vorbestimmten Intervallen in Umfangsrichtung verklebt.
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Das
hintere Joch 230 wird hergestellt, indem eine dünne Stahlplatte
gewalzt wird, und dient dazu, eine Magnetschaltung der Permanentmagneten 210 zu
bilden. Das hintere Joch 230 und die Permanentmagnete 210 werden
durch einen thermoplastischen Kunststoff zu einem Einzelkörper geformt.
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Andererseits
ist eine Buchseneinheit 224 mit einer vorbestimmten Länge in dem
Mittelabschnitt der Basiseinheit 221 gebildet. Im Mittelabschnitt
der Buchseneinheit 224 ist eine Durchgangsöffnung 224a gebildet.
Eine Zahnungseinheit 225 mit einer Vielzahl von dreieckförmigen Zähnen ist
an der inneren Umfangsseite der Durchgangsöffnung 224a gebildet.
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Eine
Zahnwelleneinheit 401, die an der äußeren Umfangsfläche der
Antriebswelle 400 gebildet ist, ist in die Zahnungseinheit 225 des
Kunststoffrahmens 220 eingeführt und somit werden der Kunststoffrahmen 220 und
die Antriebswelle 400 verbunden. Ein Abstandhalter 410 ist
in den unteren Abschnitt der Zahnwelleneinheit 401 eingeführt, die
in die Zahnungseinheit 225 des Kunststoffrahmens 220 eingeführt ist.
Eine Mutter 420 ist an einem unteren Abschnitt des Abstandhalters 410,
nämlich
einem Endabschnitt der Antriebswelle 400, befestigt.
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Andererseits
sind an der Unterseite der Basiseinheit 221 ein Belüftungsgebläseblatt 226 und eine
Belüftungsöffnung 227 vorgesehen,
um mittels des Zustroms von Außenluft
Wärme zu
kühlen,
die stets während
der Umdrehung des Rotors 200 erzeugt wird.
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Wie 2b zeigt,
ist eine Vielzahl von Belüftungsblättern 226 in
der Basiseinheit 221 in radialer Form um die Buchseneinheit 224 zentriert
gebildet. Die Vielzahl von Belüftungsblättern 226 hat
eine vorbestimmte Dicke und Breite und ist in Axialrichtung von
der Buchseneinheit 224 zu der Permanentmagnetträgereinheit 222 gebildet.
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Zusätzlich ist
eine Vielzahl von Belüftungsöffnungen 227 in
der Basiseinheit 221 in vorbestimmten Abständen in
Umfangsrichtung gebildet. Die Vielzahl der Belüftungsöffnungen 227 ist so
positioniert, dass sie einen konzentrischen Kreis bilden und die Belüftungsblätter 226 schneiden.
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In
dem vorstehend beschriebenen Rotor 200 sind die Permanentmagnete 210 so
positioniert, dass sie einen vorbestimmten Abstand von dem Stator 100 haben.
Die mit dem Kunststoffrahmen 220 verbundene Antriebswelle 400 ist
mit anderen Bauelementen fest verbunden.
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Bei
dem herkömmlichen
bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps
wird dann, wenn ein Strom sequenziell in die um den Stator 100 gewickelte
Spule 20 eingespeist wird, der Rotor 200 gemäß der Wechselwirkung
zwischen dem in der Spule 20 fließenden Strom und dem Permanentmagneten 210 in
Umdrehung versetzt. Die Drehkraft des Rotors 200 wird über die
Antriebswelle 400 auf andere Bauelemente übertragen.
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Beispielsweise
ist im Fall, dass der bürstenlose
Motor des Außenrotortyps
an eine Waschmaschine angepasst ist, der Stator 100 in
einem äußeren Gehäuse angeordnet,
das ein inneres Gehäuse enthält, die
Antriebswelle 400 ist mit dem inneren Gehäuse der
Waschmaschine verbunden und somit kann die Antriebskraft des Rotors
durch die Antriebswelle 400 auf die Einrichtungen, z. B.
die Waschmaschine, übertragen
werden.
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Während der
Umdrehung des Rotors 200 fließt Luft durch die Belüftungsgebläseblätter 226 und
die Belüftungsöffnungen 227 in
den Motor und kühlt
dadurch die im Motor erzeugte Wärme.
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Während der
Rotor jedoch durch die Wechselwirkung mit dem an die Wicklungsspule
des Stators angelegten Strom in Umdrehung versetzt wird, wie in 3a und 3b dargestellt,
vibriert der Rotor für
den herkömmlichen
bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps
in Wellenrichtung und in radialer Richtung.
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Die
Vibration wird erzeugt, da der mit dem Permanentmagneten verbundene
Kunststoffrahmen aus dem Kunststoff besteht und somit die Steifigkeit des
Materials schwach ist (etwa 15% der Stahlplatte). Insbesondere steigert
die Vibration des Kunststoffrahmens, die aus den Vibrationen in
radialer Richtung resultiert, das Geräusch.
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Da
ferner der Rahmen aus Kunststoff besteht, wird bei Betriebsbedingungen
mit hoher Temperatur, hohem Drehmoment und Stoßbelastung die Zahnungseinheit
des Rahmens, die mit der Antriebswelle verbunden ist, die die vom
Rotor erzeugte Antriebskraft überträgt, leicht
verschlissen, und somit ist ihre Lebensdauer reduziert, womit die
Haltbarkeit des Rotors und damit des Motors vermindert wird.
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Zusätzlich sind
die Belüftungsgebläseblätter zum
Kühlen
des Motorinneren mit Außenluft
in Axialrichtung gebildet. Wenn daher der Rotor in eine Richtung
gedreht wird, wird die Luftmenge, die in den Motor fließt und aus
diesem ausgestoßen
wird, erhöht. Da
die Wärmeleitfähigkeit
von Kunststoff niedrig ist, ist die Belüftung nicht effizient, womit
die Haltbarkeit des Motors weiter reduziert wird.
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Ferner
ist der aus Kunststoff bestehende Rahmen gegenüber der Zerstörung durch
Ermüdung sehr
schwach, die aus einer wiederholten Belastung resultiert, die durch
eine Drehrichtungsänderung
der Waschmaschine erzeugt wird. Demgemäß müssen die Belüftungsöffnungen
klein ausgeführt
werden. Kleine Belüftungsöffnungen
können
jedoch keinen ausreichenden Kühlvorgang
durchführen.
Als Folge wird dann, wenn der Kühlvorgang
schlecht durchgeführt
wird, der Widerstand der Spule erhöht, die Effizienz des Motors
reduziert, die Temperatur der Spule weiter gesteigert, so dass die
Spule leicht beschädigt werden
kann. Folglich muss eine teure Spule mit hoher Qualität verwendet
werden.
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Der
Kunststoffrahmen besteht aus dem Kunststoff und somit ist sein Preis
relativ hoch. Auch ist es erforderlich, das hintere Joch separat
herzustellen und zu verbinden, um die Magnetschaltung zu bilden,
was zu gesteigerten Produktions- und
Montagekosten führt.
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Ein
Aufbau eines Rotors für
einen bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps
gemäß der vorstehenden
Beschreibung ist beispielsweise in der
US 5,659,216 aufgezeigt, welcher Rotoraufbau
einen Stahlplattenrahmen enthält,
der eine scheibenförmige
Basisplatteneinheit mit einer Vielzahl von radial gebildeten Belüftungsöffnungen;
eine in axialer Richtung verlaufende hintere Jocheinheit, die von
der scheibenförmigen
Basisplatteneinheit nach außen eine
vorbestimmte Länge
hat; und eine die Steifigkeit in radialer Richtung verbessernde
Einheit, die an einem Endabschnitt der hinteren Jocheinheit gebildet ist;
einen oder eine Vielzahl von Permanentmagneten des Ringtyps, die
an dem Innenseitenabschnitt der hinteren Jocheinheit fest verbunden
sind; und eine Befestigungseinheit umfasst, die eine in ein Verbindungselement
eingeführte
und mit anderen Bauelementen verbundene Antriebswelle befestigt.
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Das
Problem des in der
US 5,659,216 aufgezeigten
Aufbaus ist, dass die Haltbarkeit des Motors relativ gering ist.
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Weitere
Rotoraufbauten sind aus der
US 5,907,206 ,
DE 33 29 720 A1 ,
JP 10210727 A und
JP 61236350 A bekannt.
Auch diese bekannten Aufbauten sind nicht dafür geeignet, die Haltbarkeit
eines entsprechenden bürstenlosen
Motors in ausreichender Weise zu verbessern.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kostengünstigen
Rotoraufbau für
einen bürstenlosen
Motor (BLDC) zu schaffen, der die Haltbarkeit des Motors verbessern
kann.
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Zur
Lösung
der vorstehend beschriebenen Aufgabe der vorliegenden Erfindung
wird ein Rotoraufbau für
einen bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps
geschaffen, enthaltend einen Stahlplattenrahmen, der eine scheibenförmige Basisplatteneinheit
mit einer Vielzahl von Belüftungsöffnungen,
eine von dem äußeren Umfangsabschnitt
der scheibenförmigen
Basisplatteneinheit über
eine vorbestimmte Länge
in axialer Richtung verlaufende hintere Jocheinheit, und eine an
einem Endabschnitt der hinteren Jocheinheit gebildete, die Steifigkeit
in radialer Richtung verbessernde Einheit, einen oder eine Vielzahl
von Permanentmagneten des Ringtyps, die mit dem Innenseitenabschnitt
der hinteren Jocheinheit fest verbunden sind, und eine Befestigungseinheit umfasst,
die eine in ein Verbindungselement eingeführte und mit anderen Bauelementen
verbundene Antriebswelle befestigt, wobei die Basisplatteneinheit eine
Vielzahl von Einführöffnungen
in ihrem Mittelabschnitt hat, wobei die Vielzahl der Belüftungsöffnungen
am Umfangsabschnitt der Einführöffnungen
gebildet ist und eine Vielzahl von Blättern an Seitenabschnitten
der Belüftungsöffnungen
durch Stanzen gebildet sind, wobei das Verbindungselement, das mit
dem Stahlplattenrahmen verbunden ist, mit der Antriebswelle in Eingriff
steht, die in die Welleneinführöffnung der
Vielzahl von Einführöffnungen
eingeführt
ist, die in der Mitte der Basisplatteneinheit positioniert sind,
und wobei die Einheit zur Verbesserung der Steifigkeit in radialer
Richtung an dem Endabschnitt der hinteren Jocheinheit in der Richtung radial
nach innen oder nach außen
verläuft
und ein in Ringform ausgebildeter Tragrahmen an dem äußeren Abschnitt
der Basisplatteneinheit vorgesehen ist und zumindest teilweise den
unteren und den seitlichen Abschnitt der hinteren Jocheinheit umgibt.
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Weitere
Ausführungsformen
können
aus den Unteransprüchen
abgeleitet werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
besser verständlich,
die nur zur Veranschaulichung dienen und somit die vorliegende Erfindung
nicht einschränken,
in denen:
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1 eine
geschnittene Vorderansicht ist, die einen herkömmlichen bürstenlosen Motor des Außenrotortyps
(BLDC) darstellt;
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2a eine
geschnittene Vorderansicht ist, die einen Aufbau eines Rotors für den herkömmlichen
bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps
zeigt;
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2b eine
Draufsicht ist, die den Aufbau des Rotors für den herkömmlichen bürstenlosen Motor des Außenrotortyps
zeigt;
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3a eine
geschnittene Vorderansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem
der Rotor während des
Betriebs des herkömmlichen
bürstenlosen
Motors des Außenrotortyps
in radialer Richtung vibriert;
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3b eine
geschnittene Vorderansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem
der Rotor während des
Betriebs des bürstenlosen
Motors des Außenrotortyps
in Richtung der Welle vibriert;
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4a eine
geschnittene Vorderansicht ist, die den Aufbau des Rotors eines
weiteren herkömmlichen
bürstenlosen
Motors des Außenrotortyps zeigt;
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4b eine
Draufsicht ist, die den Aufbau des Rotors des herkömmlichen
bürstenlosen
Motors des Außenrotortyps
zeigt;
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4c eine
Unteransicht ist, die den Aufbau eines Rotors eines weiteren herkömmlichen
bürstenlosen
Motors des Außenrotortyps
zeigt;
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5a eine
Querschnittsansicht ist, die eine die Steifigkeit verbessernde Rippe
zeigt, die an dem Rotor eines herkömmlichen bürstenlosen Motors des Außenrotortyps
gebildet ist;
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5b eine
Querschnittsansicht ist, die eine weitere herkömmliche Ausführungsform
aus 5a zeigt;
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6 eine
Unteransicht ist, die eine weitere herkömmliche Ausführungsform
aus 4c zeigt;
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7a eine
Querschnittsansicht ist, die Belüftungsöffnungen
und Blätter
zeigt, die am Rotor eines herkömmlichen
bürstenlosen
Motors des Außenrotortyps
gebildet sind;
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7b eine
Querschnittsansicht ist, die eine weitere herkömmliche Ausführungsform
aus 7a zeigt;
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8 eine
geschnittene Vorderansicht ist, die schematisch ein erstes Beispiel
eines mit einem äußeren Umfangsabschnitt
einer hinteren Jocheinheit des Rotors des bürstenlosen Motors des Außenrotortyps
gemäß vorliegender
Erfindung verbundenen Tragrahmens zeigt;
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9 eine
geschnittene Vorderansicht ist, die schematisch ein zweites Beispiel
des Tragrahmens aus 8 zeigt;
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10 eine
geschnittene Vorderansicht ist, die schematisch ein Beispiel eines
herkömmlichen Tragrahmens
zeigt; und
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11 eine
geschnittene Vorderansicht ist, die schematisch ein weiteres Beispiel
eines herkömmlichen
Tragrahmens zeigt.
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Ein
Aufbau eines Rotors für
einen bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps
(BLDC) gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Hier
sind mit dem Stand der Technik identische Bauelemente mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet.
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Wie
in 4a bis 4c gezeigt,
enthält
der Rotor eines herkömmlichen
bürstenlosen
Motors des Außenrotortyps
einen Stahlplattenrahmen 510 in Zylinderform, der eine
Vielzahl von Einführöffnungen 511 in
seinem Mittelabschnitt hat, dessen oberer Abschnitt geöffnet ist.
Eine hintere Jocheinheit 513 ist umgebogen und verläuft in axialer
Richtung mit einer vorbestimmten Länge von einer Basisplatteneinheit 512 nach
außen,
wobei eine Vielzahl von Permanentmagneten 520 mit der Innenseite
der hinteren Jocheinheit 513 fest verbunden sind.
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Die
Basisplatteneinheit 512 ist scheibenförmig ausgebildet und ihr Mittelabschnitt
springt in axialer Richtung vor und bildet mit den Umfangsabschnitten
eine unregelmäßige Form.
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Die
Vielzahl der Einführöffnungen 511 sind im
Mittelabschnitt gebildet und umfassen eine Welleneinführöffnung 511a,
in welche eine Antriebswelle 400 eingeführt ist, und eine Vielzahl
von Einführöffnungen 511b für Befestigungselemente,
die am äußeren Umfangsabschnitt
der Welleneinführöffnung 511a gebildet
sind und in die Befestigungselemente 520 eingeführt werden.
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Andererseits
ist eine Verbindungsführungseinheit 514 in
axialer Richtung vorspringend am äußeren Umfangsabschnitt der
Einführöffnungen 511b für Befestigungselemente
in der Basisplatteneinheit 512 gebildet, so dass ein Verbindungselement 530, das
durch das Befestigungselement 520 am Stahlplattenrahmen 510 befestigt
ist, ohne weiteres mit der Basisplatteneinheit 512 verbunden
werden kann.
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Das
Verbindungselement 530 besteht aus Stahlmaterial und ist
mit dem Stahlplattenrahmen 510 fest verbunden.
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Wie 4b und 4c zeigen,
ist zur Steigerung einer Eigenfrequenz des Rotors 500 eine Vielzahl
von die Steifigkeit verbessernden Rippen 515, die längs in radialer
Richtung geprägt
sind, in radialer Form in einem vorbestimmten Abschnitt der Basisplatteneinheit 512 gebildet.
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Die
die Steifigkeit verbessernden Rippen 515 dienen dazu, die
Entstehung von Resonanz mit anderen Bauelementen während des
Betriebs des Rotors 500 zu verhindern.
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Wie 5a und 5b zeigen,
ist der Endabschnitt der die Steifigkeit verbessernde Rippen 515 nach
dem Stand der Technik beispielsweise in Form eines gleichschenkligen
Dreiecks gebildet. Die Prägerichtung
springt zu dem oberen oder unteren Abschnitt der Basisplatteneinheit 512 vor.
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Zusätzlich sind
mehrere Belüftungsöffnungen 516 an
den äußeren Umfangsabschnitten
der Vielzahl von Einführöffnungen 511 gebildet,
die im Mittelabschnitt der Basisplatteneinheit 512 gebildet sind.
Ein Blatt 517 zum Leiten eines Zuluftstroms durch Umdrehung
des Rotors 500 ist an den Seitenabschnitten der jeweiligen
Belüftungsöffnungen 516 gebildet.
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Die
Belüftungsöffnung 516 und
das Blatt 517 können
gleichzeitig durch einen Pressvorgang gebildet werden, oder das
Blatt 517 kann angebracht werden, nachdem die Belüftungsöffnung 516 gebildet wurde.
Eine oder mehrere Belüftungsöffnungen 516 und
Blätter 517 sind
zwischen den die Steifigkeit verbessernden Rippen 515 in
vorbestimmten Abständen gebildet.
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Gemäß einer
weiteren herkömmlichen
Ausführungsform,
wie in 4c gezeigt, sind eine Belüftungsöffnung 516 und
ein Blatt 517 zwischen den die Steifigkeit verbessernden
Rippen 515 gebildet. Gemäß einer weiteren herkömmlichen
Ausführungsform,
wie in 6 gezeigt, sind zwei Belüftungsöffnungen 516 und zwei
Blätter 517 zwischen
den die Steifigkeit verbessernden Rippen 515 gebildet.
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Allgemein
ist es bevorzugt, dass die Belüftungsöffnungen 516 in
maximaler Anzahl gebildet sind, solange die strukturelle Steifigkeit
der Basisplatteneinheit 512 aufrechterhalten bleibt, so
dass die in den Motor strömende
Luftmenge maximiert wird.
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Die
Form der Belüftungsöffnung 516 wird nachfolgend
im Detail beschrieben. Die Belüftungsöffnung 516 ist
in radialer Richtung in der Basisplatteneinheit 512 länglich gebildet.
Das Blatt 517 wird gebildet, nachdem eine Kante eines Stanzabschnitts der
Belüftungsöffnung 516 um
einen vorbestimmten Winkel gedreht wurde.
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Im
Einzelnen wird nach dem Stand der Technik, wie in 7a und 7b gezeigt,
zum Bilden der Belüftungsöffnung 516 ein
vorbestimmter Abschnitt der Basisplatteneinheit 512 in
radialer Richtung gestanzt. Der Stanzabschnitt wird über eine
vorbestimmte Länge
(h) gedreht, und zwar um einen Mittelpunkt an einem Abschnitt, der
einer Länge
(L) zu der Umfangsrichtung der Belüftungsöffnung 516 entspricht,
und fixiert, wodurch das Blatt 517 gebildet wird.
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Nach
dem Stand der Technik ist es bekannt, die Vielzahl der Blätter 517 so
zu bilden, dass sie in der gleichen Richtung geneigt sind, und die
Breite der Belüftungsöffnung 516 so
zu bilden, dass sie gleich einer oder größer als eine Höhe des Blattes 517 (h/L < 1) ist. Zusätzlich ist
das Blatt 517 gegen die Innenseite oder Außenseite
der Statorspule 20 geneigt. Hier ist ein Neigungswinkel
vorzugsweise zwischen 60° und
90° in Bezug
auf die Oberfläche
der Basisplatteneinheit 512.
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7a zeigt
einen Zustand, in dem das Blatt 517 gegen die Außenseite
der Statorspule 20 feststehend geneigt ist, und 7b zeigt
einen Zustand, in dem das Blatt 517 feststehend gegen seine
Innenseite geneigt ist. Im ersten Fall strömt eine große Menge Luft in den Motor,
aber während
der Montage der Bauelemente kann ein Unfall auftreten. In letzterem Fall
ist die Menge der in den Motor strömenden Luft mehr oder weniger
gering, aber ein Unfall wird vermieden.
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Um
einen oder mehrere ringförmige
Permanentmagneten 540 in Umfangsrichtung in vorbestimmten
Intervallen aufzunehmen, ist eine Backe 513a mit einer
vorbestimmten Breite in einer horizontalen, d. h. radialen Richtung
und einer in einer vertikalen, d. h. axialen Richtung zu der Backe 513a verlaufenden
Kontaktfläche 513b an
der Innenfläche
der hinteren Jocheinheit 513 gebildet.
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Die
Permanentmagnete 540 sind an der Backe 513a positioniert,
stehen mit der Kontaktfläche 513b in
Berührung
und sind durch einen Klebstoff oder durch Anbringung eines Haftkunststoffs 550 an ihren
oberen Abschnitten mit der hinteren Jocheinheit 513 fest
verbunden.
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Um
die Steifigkeit des Stahlplattenrahmens 510 in radialer
Richtung zu verbessern, ist eine Einheit 518 zur Verbesserung der
Steifigkeit in radialer Richtung axial umgebogen und in Richtung
nach außen
verlaufend an dem axialen Endabschnitt der hinteren Jocheinheit 513 gebildet.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, wie in 8 gezeigt,
zur weiteren Erhöhung
der Steifigkeit in radialer Richtung eine Einheit 518 zur
Verbesserung der Steifigkeit in radialer Richtung an dem oberen
Abschnitt eines die Magnete 540 tragenden Bereichs nach
innen umgebogen, so dass dadurch die Magnete 540 durch
eine elastische Kraft der Basisplatteneinheit 512 getragen werden.
Um zusätzlich
die Steifigkeit der aus einem Stahlmaterial bestehenden Basisplatteneinheit 512 in
radialer Richtung zu verbessern, ist an dem äußeren Abschnitt der Basisplatteneinheit 512 ein
Tragrahmen 660 vorgesehen und ein axialer Endabschnitt
desselben ist radial umgebogen und verläuft in Richtung nach außen.
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Das
heißt,
dass der Tragrahmen 660 mehrmals umgebogen ist und somit
teilweise die Außenseite
des unteren und seitlichen Abschnitts der hinteren Jocheinheit 613 umgibt.
Der axiale Endabschnitt desselben ist nach außen umgebogen und verlängert.
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Andererseits
ist gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie in 9 gezeigt,
eine Einheit 718 zur Verbesserung in radialer Richtung
an dem axialen Endabschnitt einer hinteren Jocheinheit 713 axial
umgebogen und in Richtung nach außen verlängert, und ein Tragrahmen 716 ist
so umgebogen, dass er die gesamte Außenseite des unteren und seitlichen
Abschnitts der hinteren Jocheinheit 713 umgibt.
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Gemäß einer
weiteren herkömmlichen
Ausführungsform
ist, wie 10 zeigt, eine Einheit 818 zur
Verbesserung in radialer Richtung in umgekehrter U-Form in Richtung
nach außen
an dem axialen Endabschnitt der hinteren Jocheinheit 813 erweitert gebildet.
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Gemäß einer
weiteren herkömmlichen
Ausführungsform
ist, wie 11 zeigt, eine Einheit 918 zur
Verbesserung in radialer Richtung an dem axialen Endabschnitt der
hinteren Jocheinheit 913 axial umgebogen und in Richtung
nach außen
erweitert, und ein Tragrahmen 960 ist in Scheibenform mit
leerem Mittelabschnitt gebildet, als ob er den oberen Umfangsabschnitt
des Stahlplattenrahmens 512 zu dessen innerem Abschnitt
weisend bedeckt.
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Wie
vorstehend beschrieben ist der Tragrahmen gemäß den jeweiligen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in Richtung nach innen oder außen der
Basisplatteneinheit 512 vorspringend gebildet, wodurch
er die Steifigkeit in radialer Richtung ausreichend verbessert.
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Andererseits
umfasst das Verbindungselement 530: eine ringförmige Flanscheinheit 531,
die eine vorbestimmte Dicke und Fläche hat; eine im Mittelabschnitt
der Flanscheinheit 531 axial verlaufende Buchseneinheit 532,
die einen vorbestimmten Außendurchmesser
und eine vorbestimmte Länge
hat; eine gezahnte Öffnung 533,
die an einem inneren Umfangsabschnitt einer in der Buchseneinheit 532 in Richtung
nach oben und unten gebildeten Durchgangsöffnung 532a gebildet
ist und mit der an der Antriebswelle 400 gebildeten Zahnwelleneinheit 401 in Eingriff
steht; und eine Vielzahl von Verbindungselement-Kombinationseinheiten 534,
die an der Flanscheinheit 531 gebildet sind und an dem
Befestigungselement 520 befestigt sind.
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Die
Vielzahl der Verbindungselement-Kombinationseinheiten 534,
die an der Flanscheinheit 531 gebildet sind, sind Schraubenöffnungen,
die eine konzentrische Kreisform bilden.
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Eine
Führungsöffnung 535,
in welche die an dem oberen Abschnitt der Basisplatteneinheit 512 gebildete
Verbindungsführungseinheit 514 eingeführt wird,
ist mit einer vorbestimmten Tiefe an dem unteren Abschnitt der Verbindungselement-Kombinationseinheit 534 gebildet.
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Obgleich
in der Zeichnung nicht dargestellt, kann andererseits ein spezieller
Führungsstift
in der Verbindungsführungseinheit 514 gebildet
sein.
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Die
Befestigungseinheit 520 umfasst eine Vielzahl von Schrauben.
Die Schrauben werden durch die Einführöffnungen 511b für die Befestigungseinheit
geführt
und anschließend
an der Verbindungselement-Kombinationseinheit 534 befestigt, wodurch
das Verbindungselement 530 an der Basisplatteneinheit 512 des
Stahlplattenrahmens 510 befestigt wird. Eine spezielle
Mutter kann an der Befestigungseinheit 520 befestigt werden.
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Die
Zahnwelleneinheit 401 ist am äußeren Umfangsabschnitt der
Antriebswelle 400 gebildet und überträgt die Drehkraft des Rotors 500 in
der Weise, dass sie mit der gezahnten Öffnung 533 des Verbindungselements 530 in
Eingriff steht, und eine Gewindezapfeneinheit 402 ist an
ihrem unteren Abschnitt gebildet.
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Die
Antriebswelle 400 ist mit der gezahnten Öffnung 533 des
Verbindungselements 530 verbunden, die mit dem Stahlplattenrahmen 510 verbunden ist.
Gleichzeitig ist der Abstandhalter 410 in den Endabschnitt
der Antriebswelle 400 eingeführt und die Mutter 420,
welche eine Befestigungseinheit ist, ist an der Gewindezapfeneinheit 402 befestigt
und verbindet dadurch die Antriebswelle 400 fest mit dem Stahlplattenrahmen 510.
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Der
Montagevorgang des Rotors für
den bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend erläutert.
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Zuerst
wird die Form des Stahlplattenrahmens 510 durch eine Presse
hergestellt. Die Permanentmagnete 540 werden an dem inneren
Umfangsabschnitt der hinteren Jocheinheit 513 des Stahlplattenrahmens 510 positioniert.
Anschließend
werden die Permanentmagnete 540 durch den Klebstoff oder den
Haftkunststoff 550 fest an der hinteren Jocheinheit 513 verklebt.
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Die
Schraubenöffnung 534,
welche die Verbindungselement-Kombinationseinheit ist, stimmt mit der
Einführöffnung 511b der
Befestigungseinheit der Basisplatteneinheit 512 des Stahlplattenrahmens 510 überein und
eine Schraube, welche die Befestigungseinheit 520 ist,
wird daran befestigt und verbindet dadurch das Verbindungselement 530 mit
dem Stahlplattenrahmen 510.
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Die
Zahnwelleneinheit 401 der Antriebswelle 400 wird
in die gezahnte Öffnung 533 des
Verbindungselements 530 eingeführt, der Abstandhalter 401 wird
in den unteren Abschnitt der Antriebswelle 400 eingesetzt
und die Mutter 420 wird an der Gewindezapfeneinheit 402 der
Antriebswelle 400 befestigt, wodurch die Antriebswelle 400,
der Stahlplattenrahmen 510 und das Verbindungselement 530 fest
verbunden werden.
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Bei
dem bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps
gemäß vorliegender
Erfindung sind die den Rotor 500 bildenden Permanentmagnete 540 so
positioniert, dass sie den Stator 100 umgeben, und die Antriebswelle 400 ist
mit anderen Bauelementen verbunden.
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Bei
dem bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps
gemäß vorliegender
Erfindung wird dann, wenn an die den Stator 100 bildende
Spule 20 Strom angelegt wird, der Rotor 500 durch
die Wechselwirkungskraft zwischen dem in der Spule 20 fließenden Strom
und den Permanentmagneten 540 in Umdrehung versetzt, und
die mit dem Rotor 500 verbundene Antriebswelle 400 überträgt die von
dem Rotor 500 erzeugte Drehkraft auf andere Bauelemente.
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Gemäß vorliegender
Erfindung besteht der Stahlplattenrahmen 510 aus einem
Stahlmaterial und somit ist die Steifigkeit relativ hoch. Zusätzlich sind an
der Basisplatteneinheit des Stahlplattenrahmens 510 die
die Steifigkeit verbessernde Rippen 515 gebildet, um die
Steifigkeit in Richtung der Welle zu verbessern, und die Einheit 518 zur
Verbesserung in radialer Richtung ist gebildet, um die Steifigkeit
in radialer Richtung zu verbessern. Der Tragrahmen ist mit dem äußeren Abschnitt
der die Steifigkeit verbessernden Einheit 518 verbunden
und erhöht
somit die strukturelle Steifigkeit und reduziert Vibrationen. Als Resultat
wird die Geräuscherzeugung
beschränkt.
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Ferner
sind die an der Basisplatteneinheit 512 des Stahlplattenrahmens 510 gebildeten
Blätter 517 vorspringend
in eine Richtung geneigt und somit kann Außenluft ungestört während der
Umdrehung in den Rotor strömen.
Demgemäß kann die
im Motor entstehende Wärme
effizient gekühlt
werden.
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Ferner
ist das mit der Antriebswelle 400 verbundene Verbindungselement 530 durch
die Schraube, welche die Befestigungseinheit 520 ist, fest
mit dem Stahlplattenrahmen 510 verbunden. Auch ist die Steifigkeit
des Materials hoch und widersteht somit hohem Drehmoment, Stoßbelastung
und hoher Temperatur. Als Resultat können die Bauteile nicht verschlissen
oder beschädigt
werden und ihre Haltbarkeit wird verbessert.
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Ferner
bestehen der Stahlplattenrahmen 510 und andere Bauteile
aus Stahlmaterial und somit werden ihre Herstellungskosten im Vergleich
mit dem Kunststoff gemäß dem Stand
der Technik um annähernd
das Fünffache
reduziert. Während
ferner nach dem Stand der Technik das hintere Joch 230 durch Walzen
einer dünnen
Stahlplatte hergestellt wird, wird es gemäß vorliegender Erfindung nicht
speziell gefertigt, sondern in einem einzigen Körper mit dem Stahlplattenrahmen 510 gebildet.
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Wie
vorstehend erörtert
erhöht
der Aufbau des Rotors für
den bürstenlosen
Motor des Außenrotortyps
gemäß vorliegender
Erfindung die strukturelle Steifigkeit und beschränkt die
Erzeugung von Vibrationen und Geräuschen während des Betriebs, so dass
die Zuverlässigkeit
verbessert wird. Zusätzlich kühlt die
vorliegende Erfindung effizient die im Motor während des Betriebs erzeugte
Wärme und
verbessert damit die Effizienz des Motors. Darüber hinaus wird die hintere
Jocheinheit nicht speziell hergestellt, sondern mit dem Stahlplattenrahmen
in einem einzigen Körper
gebildet, womit die Herstellungskosten reduziert werden.