JP2013510554A - 電動機のローター - Google Patents

Abstract

本発明は電動機のローター（１）に関し、このローターは個別セグメント（２）から形成され、それぞれの個別セグメント（２）は第１の部分（４）を有し、この第１の部分は、組み立てられた状態において、隣接する個別セグメントの第２の対応部分（５）と接触している。個別セグメントの第１の部分（４）と、隣接する個別セグメントの第２の対応部分（５）とは、半径方向及び円周方向に第１の部分（４）と第２の対応部分（５）との間でポジティブ結合が生じるように形成されている。半径方向と円周方向におけるポジティブ結合によって、組み立てられたローター（１）の自己支持型の環状構造が形成される。従って、全ての個別セグメント（２）をつなぎ合わせて環状にするために、その他の固定又は保持装置は必要ない。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部分に基づく電動機のローターに関する。

電動機のローターは、様々な種類が知られており、各電動機の役割に応じて特別に形成することができる。

特許文献１では、メタルストリップから製造される電動機のローターが示されている。このために、ローターの部分セグメントを連ねたチェーンがメタルストリップから型打ちされるが、これらの部分セグメントは１つのポイントで互いに固定接続されている。この接続ポイントで、このチェーンが１つのローターに曲げられ、このローターは、複数のシートメタル層が重なり合うことによって軸方向の深さを得ている。この部分セグメントは接続ポイントによってすでに相互に固定接続されているので、このローターには、部分セグメントの追加的な固定は必要ない。これらの部分セグメントは、接続ポイントを材料で架橋することによってすでに固定されている。

業界標準の特許文献２から、個別セグメントから形成されている、電動機のローターが知られている。このローターは、この特許文献の中では特に、取付け及び取扱いを簡単にするために、比較的大きな内径を備える電動機用に提案されている。これらのセグメントは、同期モーターの場合、外部に永久磁石が載っているキャリアプレートとして説明されている。これらのセグメントは、次に、修理の際に個別セグメントを再び取り外して交換できるように、ローターの上に固定される。従って、製造においては、個別セグメントをローターの上に固定しなければならないので、取付けの労力と作業工程とが増加する。

独国特許出願公開第１００３７４１０Ａ１号明細書 国際公開第２００３／００３５４１Ａ１号パンフレット

本発明の課題は、ローターの製造を単純化することである。

この課題は、本発明に基づき、請求項１の特徴を備えるローターによって解決される。
これに基づき、個別セグメントから形成されているローターは、個別セグメントの第１の部分と、隣接する個別セグメントの第２の対応部分とを有しており、これらの部分は、第１の部分と第２の部分との間で半径方向と円周方向にポジティブ結合が生じるように形成されている。半径方向と円周方向におけるポジティブ結合によって、組み立てられた状態では、安定した自己支持型の環状構造が生じることになる。従って、全ての個別セグメントをつなぎ合わせて環状にするために、その他の固定又は保持装置は不要である。

もう１つの有利な形態において、このローターは、個別セグメントの第１の部分と、隣接する個別セグメントの第２の対応部分とが、組立て後に両方の隣り合う個別セグメントが実質的に第１の部分に沿って接触するように形成されていることを特徴としている。
製造上の理由から、個別セグメントの第１の部分と、隣接する個別セグメントの第２の対応部分との完全な接触は困難である。それでも、ローターが組み立てられた状態においては、両方の隣接する個別セグメントの間で、できる限り大きな接触面が形成されるように形状を作るべきである。なぜなら、この接触面による、ローター内の電磁流の変化への影響が小さくなるからである。このために、両方の隣接する個別セグメントの接触面は、個別セグメントの第１の部分と隣接する個別セグメントの第２の対応部分との、理論的に可能な接触面の９０％を超えていることが推奨される。

もう１つの有利なローターの実施形態では、個別セグメントの第１の部分の部分領域のみと、隣接する個別セグメントの第２の対応部分の該当する部分領域とが、この第１の部分と第２の部分との間で半径方向及び円周方向にポジティブ結合を生じるように、個別セグメントの第１の部分と、隣接する個別セグメントの第２の対応部分とが形成されている。
従って、半径方向及び円周方向のポジティブ結合を簡単な形状によって確保することができ、これらの形状は、個別セグメントの全ての部分にわたって広がっている必要はない。単純な形状は、より良好に製造することができる。

ローターのもう１つの実施形態では、個別セグメントの第１の部分の形状と、隣接する個別セグメントの第２の対応部分の形状とが、有利にはあり継ぎ形接続部として形成されている。
この形状は、半径方向と円周方向へのポジティブ結合の条件を満たしている。この形状は、簡単な方法で製造することができ、個別セグメントの材料特性に応じて簡単に寸法を決めることができる。

ローターのもう１つの有利な実施形態では、個別セグメントの第１の部分の形状と、隣接する個別セグメントの第２の対応部分の形状とが、もみの木形接続部として形成されている。
半径方向と円周方向へのポジティブ結合の重なり合い部分が複数に分割されることにより、個別重なり合い部分のサイズをより小さくすることができる。このことにより、製造時の破棄部分を減らすことができる。

ローターのもう１つの有利な実施形態では、全ての個別セグメントが同じ形状を有している。
このことにより、個別セグメントの形状を１つ作成するだけで済み、リング内での個別セグメントの位置は決まっていないため、製造が単純化される。従って、１つにつなぎ合わせる際に、それぞれの個別セグメントの位置と順番に注意する必要もない。

ローターのもう１つの有利な実施形態では、それぞれの個別セグメントが１つの積層板から形成されている。
個別セグメントの第１の部分の形状と、隣接する個別セグメントの第２の対応部分の形状とは、個別セグメントの完全な形状を型打ちすることによって、メタルストリップから特に簡単に作ることができる。次に、ローター用の個別セグメントの軸方向の必要な深さを、１つのメタルストリップの深さをもつ個別セグメントの形状から得るために、型打ちされた複数の形状が１つの積層板に形成される。さらに、メタルストリップの素材は、有利な磁気特性を提供する。

ローター内に電磁流を生成するため、ローターのもう１つの有利な実施形態では、それぞれの個別セグメントが軸方向に開口部を有しており、この開口部は永久磁石の収納に用いられる。軸方向の開口部は、半径方向とローターの円周方向に画定されているポケットを形成している。有利には、この開口部の形状が軸方向にわたって一定しているため、開口部の製造及びその他の加工が単純化される。さらに有利には、軸方向の開口部の形状も、挿入する永久磁石に対応するように選択することができるため、永久磁石を簡単にはめ込んで、開口部に固定することができる。
軸方向の開口部に永久磁石をはめ込むことにより、半径方向の永久磁石の位置は、開口部の外部輪郭によって制限される。永久磁石に働く、回転するローターの遠心力は半径方向に作用し、軸方向の開口部の外部輪郭に伝達されるため、永久磁石を特に固定する必要がない。

ローターのもう１つの有利な実施形態では、それぞれの個別セグメントが変形可能な部分を有している。この変形可能な部分は、個別セグメントの第１の部分と永久磁石を収納する開口部との間、及び／又は個別セグメントの第２の対応部分と永久磁石を収納する開口部との間に配置されている。個別セグメントをつなぎ合わせ、個別セグメントの第１の部分が隣接する個別セグメントの第２の対応部分とかみ合わされた後で、永久磁石を収納する開口部が半径方向及び／又は円周方向に縮小されるように、変形可能な部分が変形される。
有利には、個別セグメントをつなぎ合わせる前に、この永久磁石が個別セグメントの開口部にはめ込まれる。個別セグメントをつなぎ合わせた後、個別セグメントの変形可能な部分によって開口部が縮小することにより、永久磁石が開口部に固定される。従って、その他の固定工程及び固定手段が不要となる。
軸方向の開口部と変形可能な部分とは、永久磁石が簡単に開口部にはめ込まれるように形成されており、個別セグメントをつなぎ合わせた後、変形可能な部分が開口部を縮小するが、永久磁石は、その押圧力によって永久磁石に構造的損傷が生じない範囲で開口部に圧入されている。

ローターのもう１つの有利な発展形態では、変形可能な部分が、永久磁石を収納する開口部の範囲内で半径方向に配置されている。
変形可能な部分は、つなぎ合わされた個別セグメントがローターキャリアの上に圧着された後、この変形可能な部分が変形して、永久磁石を収納する開口部が半径方向に縮小されるように形成されている。
有利には、つなぎ合わせた個別セグメントをローターキャリアに圧着する前に、永久磁石が個別セグメントの開口部にはめ込まれる。ローターキャリア上に圧着された後で、変形可能な個別セグメント部分により開口部が半径方向に縮小することにより、永久磁石が開口部に固定される。従って、その他の固定工程及び固定手段が不要となる。
個別セグメントの軸方向の開口部と変形可能な部分とは、永久磁石を簡単に開口部にはめ込めるように形成されており、ローターキャリア上に圧着された後、永久磁石は、変形可能な部分が開口部を縮小し、その押圧力によって永久磁石に構造的損傷が生じない範囲で開口部に圧入されている。

本発明に基づく、ローターのもう１つの有利な実施形態では、個別セグメント内の軸方向の開口部が、第３の可動部分によって画定されている。この可動部分は、第３の部分が動く際に、開口部の半径方向の広がりが変化するように形成されている。開口部の半径方向の広がりの変化は、本発明に基づき、全て同じである必要はないため、第３の可能部分の一方の端部を個別セグメントに固定接続し、もう一方の端部は、この点を中心に半径方向に動かすことができる。この可動端部は、閉じられた状態における個別セグメント又は隣接する個別セグメントの凸形湾曲にかみ合う形状を有しているため、この凸形湾曲により可動部分が固定される。本発明に基づき、この凸形湾曲は、組み立てられたローターの隣接する個別セグメントの一部であり得る。

本発明を以下の実施例に基づいて詳しく説明する。

つなぎ合わされている、セグメント化された、電動機のローターである。 メタルストリップ上における個別セグメントの型打ちの配置である。 個別セグメントから構成されているローターの断片図であり、個別セグメントは、個別セグメントの第１の部分と、隣接する個別セグメントの第２の対応部分とを有している。 個別セグメントからなる代替のローターの断片図であり、この場合、個別セグメントの第３の可動部分は、永久磁石を取り付けるための軸方向の開口部が半径方向に拡大されるように位置決めされている。 変形可能な部分を備える個別セグメントからなる代替のローターの断片図である。 個別セグメントからなる代替のローターの断片図であり、この場合、それぞれ１つの変形可能な部分が、永久磁石を収納する開口部の範囲内で半径方向に配置されている。

図１は、電動機のセグメント化されたローター１を軸方向から見た図を示している。このローター１は、リングを形成するように配置されている個別セグメント２から形成されている。
個別セグメント２からなるローター１の製造は、独立した個別セグメントではない部分セグメントのチェーンからなるローターの製造と比較して、個別セグメント２を簡単に型打ちすることができるという利点を提供している。なぜなら、個別セグメント２は、メタルストリップ上に様々に配置することができるからであり、このことは、メタルストリップの破棄部分が少なくなることを意味している。さらに、部分セグメントのチェーンを型打ちする場合は、とりわけ、接続点に注意を払う必要があるが、このことにより、高い作業精度が要求される。
個別セグメント２は、永久磁石の収納に用いられる軸方向の開口部３を示している。軸方向の開口部３は、永久磁石の位置を半径方向と円周方向に画定しており、これによって、永久磁石は開口部に位置決めされている。このことは、永久磁石が回転するローターの遠心力に対して追加的に固定される必要がなく、軸方向に軽く固定するだけで済むという利点がある。永久磁石へ作用する磁界の力も、軸方向の開口部３の外部輪郭へ伝達され、軸方向には作用しない。
個々に示されているローター１は、永久磁石励磁同期モーターでの使用に適している。
有利には、図１から、このローター１は同一の個別セグメント２から形成されていることが分かる。このことにより、個別セグメントの製造が単純化される。なぜなら、同一の個別セグメント２だけを生産すれば済むからであり、また、リング内における個別セグメント２の順番は取り替えることができ、自由に選択できることから、ローター１の組立ても単純化される。

それぞれの個別セグメント２は第１の部分４を有し、この第１の部分は、隣接する個別セグメント２の第２の対応部分５と接触している。第１の部分４は、ローター１のこの実施形態では、円周方向の個別セグメント２の側面部分である。これに対応して、第２の部分５は、個別セグメント２の対向する側面部分である。リング構造により、このことは全ての個別セグメント２に該当する。なぜなら、それぞれの個別セグメント２は、隣接するセグメントを有すると同時に、次の個別セグメント２にとっても隣接するセグメントになるからである。図１には、個別セグメント２の第１の部分４及び第２の対応部分５の特殊な形状が示されている。両方の隣接する個別セグメント２の間には、第１の部分４と第２の対応部分５とによって、半径方向と円周方向にポジティブ結合が生じている。第１の部分４及び第２の対応部分５のこうした有利な形状により、個別セグメント２からなるリングが安定化され、自己支持型構造が形成される。第１の部分４と第２の対応部分５の有利な形状は、図３及び図４のローター１の断片図に示されており、そこで詳しく表示されている。

半径方向と円周方向におけるポジティブ結合（噛み合わせ結合）によって、個別セグメントを軸方向でのみ組み立てて１つのリングにすることができる。個別セグメントは、互いに軸方向に移動可能であり、ここでの軸方向とは、ローター１内における後の位置と、その回転軸に対する個別セグメント２の軸の向きを意味している。
半径方向と円周方向におけるポジティブ結合によって、ローターリングの自己支持型構造が形成され、この構造を、ローターキャリア上に圧着することができる。これにより、ローター１は、ローターキャリアに固定接続され、また、トルク伝達のためにもこのキャリアに支持されている。このローターキャリアは図には示されていない。個別セグメント２をローターキャリアに固定するために、その他の固定は不要である。同時に、ローターリングをローターキャリアに圧着することにより、隣接する個別セグメント２のポジティブ結合に圧力がかかるため、個別セグメント２はそれ以上軸方向に動くことはできなくなる。従って、個別セグメント２は、ローターキャリア上で全方向に固定されている。
半径方向へのポジティブ結合は、ローター１のローターキャリア上への圧着を可能にするだけでなく、回転するローター１の遠心力にも反対に作用する。従って、半径方向と円周方向のポジティブ結合により、その他の固定装置なしに個別セグメントを安定した１つのローター１につなぎ合わせることが可能になる。それ以外に、個別セグメント２からローター１へ組み立てるために用いられる、例えば、個別セグメントの溶接、接着又はネジ留めなども不要である。従って、それぞれの個別セグメントをローターキャリアに１つ１つ固定する繰り返し作業は、セグメント２の数と同じ数の作業工程を必要とするが、この繰り返し作業も不要となる。
このセグメント化されたローター１は、半径方向のポジティブ結合により、高速回転する電動機に使用できるほど安定している。固定装置が追加される場合、その追加される質量によって、ローター１の慣性モーメントも上昇すると考えられ、この慣性モーメントは、電動機の効率に負の作用を及ぼす。
別個の固定装置、溶接又は接着もまた、ローター１の磁気特性を妨害する。
電磁流は、材料の移行部分においても影響を受ける。このことは、個別セグメント２の間に隙間がある場合に生じる。この中間スペースを塞ぐ作業は技術的に難しく、追加の作業コストを発生させるが、これが塞がれないと、エアギャップが形成され、電磁流は、最初にローター材料と空気との材料移行部を通り、次に再び空気とローター材料との材料移行部を通らなくてはならない。このことを防ぐため、個別エレメント２が実質的に第１の部分４に沿って接触していることが有利である。図１、並びに図３、図４は、有利には、個別セグメント２の第１の部分４と、隣接する個別セグメント２の第２の対応部分５とが、両方の部分の間にエアギャップを形成せずに、実質的に、理論的に可能な接触面全体にわたって接触しているように形成されていることを示している。

従って、図１に示されているローター１の磁気特性は、セグメント化されていないローターの特性にほぼ当てはまり、同様の電磁流を有している。
個別セグメント２の間のエアギャップはローター１の電磁流に影響を及ぼすため、個別セグメントの実質的な接触及びエアギャップの防止は、特に、ローター１の電磁流が存在する、個別セグメント２の第１の部分４と第２の部分５の範囲に関係がある。構造上の理由から、ローター１には、電磁流のない小さな部分が存在し得る。そうした電磁流のない部分が、２つの隣接する個別セグメント２の接触面にある場合、この箇所で、エアギャップは無害である。このエアギャップにより、両方の隣接する個別セグメント２の接触面が、第１の部分４全体に広がることはない。

図２には、メタルストリップ上における個別セグメント２の形状の、考えられる型打ち配置が示されている。
金属板は、ローターのための良好な磁気特性と単純な製造条件とを提供する。そのため、ローターの形状は、金属板から型打ちされ、次に、積層板にまとめられる。セグメント化されていないローターの場合、ローターリング全体が１つの金属板から型打ちされることになり、そのことから、多量の金属板の破棄部分が生じる。このセグメント形状の配置は、実質的に、破棄部分を少なくすることができるように選択できる。個別セグメントを型打ちするためには、個別セグメント２を大量に生産するより小さな型打ち工具も必要である。個別セグメント２の外部形状を型打ちする場合、同時に、永久磁石を収納する軸方向の開口部３も一緒に型打ちされるのが有利である。
金属板は、その製造方法により、大抵の場合、磁気的な優先方向を有しており、個別セグメント２の型打ちを配置する際には、この優先方向も考慮されるため、同様の磁気特性をもつ個別セグメントから作られるローター１もまた、対称な磁気特性を有している。

図３は、個別セグメント２と、永久磁石をはめ込むための軸方向の開口部３とを備えるローター１の断片図を示している。個別セグメント２は、全て同様に実施されており、同じ形状を有している。従って、個別セグメントの順番及び位置は、ローター１の範囲内において交換可能であり、このことが組立てを単純化する。
図に示されている、個別セグメント２の第１の部分４及び隣接する個別セグメント２の第２の対応部分５の外部形状は、軸方向と円周方向のポジティブ結合を形成している。この場合、部分４の点８ａ〜８ｂの第１の範囲は、個別セグメント２の凸形湾曲を形成し、これらの凸形湾曲は、隣接する個別エレメント２の部分５の点８ａ〜点８ｂの第１の範囲の凹形湾曲と対応しており、凸形湾曲と凹形湾曲が半径方向にも円周方向にも重なるように形成されている。部分４の凸形湾曲及び部分５の凹形湾曲の重なり部分の適切な寸法により、半径方向と円周方向のポジティブ結合が形成される。

図３の好ましい実施形態では、部分４がさらに個別セグメント２の凹形湾曲を備える点８ｂ〜８ｃの第２の範囲を含み、これらの凹形湾曲は、隣接する個別エレメント２の部分５の点８ｂ〜点８ｃの第２の範囲の凸形湾曲と対応しており、同様に、凸形湾曲と凹形湾曲とが半径方向にも円周方向にも重なるように形成されている。同様に半径方向と円周方向にポジティブ結合を形成するこの第２の範囲により、第１の部分４と第２の対応部分５の点８ａ〜点８ｂの第１の範囲の寸法も、点８ｂ〜点８ｃの第２の範囲の寸法も、ポジティブ結合の力が両方の範囲に分割されるため、より小さく形成することができる。凸形湾曲と凹形湾曲の寸法が小さくなることにより、金属板のセグメントを型打ちする際の破棄部分がより少なくなる。
凸形湾曲は、エッジができないように形成されており、このことは金属板の型打ちの際に有利になる。凸形湾曲と凹形湾曲の正確な形状及び重なり部の寸法は、個別セグメント２の使用材料の予想される力と特徴とに左右される。

図４は、個別セグメント１２を備えるローター１１の本発明に基づく代替の実施例を示し、この場合、幾つかの特徴は図３のローター１と一致しているため、ここでは主に相違点を説明し、同一の構成部品又は同一の作用をもつ構成部品は図３から引き継ぐことができる。
ローター１１の全ての個別セグメント１２は同一のものとして実施され、互いに入れ替えることができる。図の様々な取付け状態を分かりやすく区別するため、同一のものとして実施されている個別セグメント１２の２つの異なる取付け状態を符号ａ、ｂで示す。
点１８ａ〜点１８ｂの個別セグメント１２の第２の部分１５の第１の範囲の凹形湾曲は、この凹形湾曲が、永久磁石１０の収納に用いられる軸方向の開口部１３、１３ａ、１３ｂまで達するように形成されている。第２の部分１５に対向する側の円周方向には、変形可能な部分１６が開口部１３、１３ａ、１３ｂの部分に配置されている。この変形可能な部分１６は、開口部１３、１３ａ、１３ｂと個別セグメント１２の第１の部分１４との間に配置されており、第２の部分１５の第１の範囲の、開口部１３、１３ａ、１３ｂまで達する凹形湾曲と共に、個別セグメント１２の第３の可動部分１７ａ、１７ｂを形成する。開口部１３、１３ａ、１３ｂの一方の側の変形可能な部分１６と、開口部１３、１３ａ、１３ｂの他方の側で円周方向に開口部１３、１３ａ、１３ｂまで達する凹形湾曲とによって、軸方向の開口部１３、１３ａ、１３ｂの半径方向の広がりが、第３の可動部分１７ａ、１７ｂを用いて変更可能である。第３の可動部分１７ａと第３の可動部分１７ｂとによって、同じ構成部品の様々な位置が形成され、その結果として、該当する開口部１３ａ、１３ｂの様々な形状が生じる。

個別セグメント１２の部分１５の点１８ｂ〜点１８ｃの第２の範囲と、隣接する個別セグメント１２の部分１４の点１８ｂ〜点１８ｃの第２の範囲とは、図３と同様に、両方の隣接する個別セグメント１２の間で半径方向及び円周方向にポジティブ結合を形成する。
軸方向の開口部１３、１３ａ、１３ｂの半径方向の広がりが変更可能であることにより、永久磁石１０の開口部１３、１３ａ、１３ｂへのはめ込みが容易になる。図４に図示されているように、個別セグメント１２の第３の可動部分１７ａが、開口部１３ａの広がりを半径方向に大きくしている位置にある場合、永久磁石１０は僅かな労力で簡単に軸方向の開口部１３ａにはめ込むことができる。永久磁石１０のはめ込み後、第３の可動部分１７ｂが、軸方向の開口部１３ｂの広がりを半径方向に小さくする位置に移動すると、このことにより、軸方向の開口部１３ｂは半径方向に閉じられ、永久磁石１０は開口部１３ｂに固定される。

可動部分１７ｂは、閉じられた位置において、個別セグメント１２の部分１４の点１８ａ〜点１８ｂの第１の範囲の凸形湾曲によって固定される。
このために、部分１５の点８ａ〜点８ｂの第１の範囲の凹形湾曲は、隣接する個別セグメント１２の部分１４の点８ａ〜点８ｂの第１の範囲の凸形湾曲とともに小さな重なり部分を形成し、永久磁石１０を固定するために動かす際には、外部の力によって可動部分１７ｂが重なり部分に打ち勝つことができるが、永久磁石１０を固定した後は、永久磁石１０にかかる可動部分１７ｂの押圧力が小さな内部の力となり、この力は、重なり部分に打ち勝つには十分ではない。
部分１４の第１の範囲と部分１５の第１の範囲との小さな重なり部分は、可動部分１７ａ、１７ｂを位置に保持し、可動部分１７ｂで示されているようにこれを固定し、同時に永久磁石１０を開口部１３ｂに固定する。永久磁石１０にかかる押圧力は、永久磁石１０に構造的な損傷が生じる可能性のある危険な力よりも常に小さい。永久磁石１０のその他の固定手段及び固定工程は不要である。

図４にも示されているように、個別セグメント１２の可動部分１７ａ、１７ｂは、半径方向に軸方向の開口部１３、１３ａ、１３ｂの範囲内にあるのが有利である。なぜなら、可動部分１７ａ、１７ｂの固定及び開口部１３、１３ａ、１３ｂ内の永久磁石１０の固定は、回転するローター１１の外側へ作用する遠心力によって、及びローターキャリアへのローター１１の圧着によって強化されるからである。
部分１４と部分１５の凸形湾曲と凹形湾曲とは、この場合もエッジができないように形成されており、それは、この形状が金属板の型打ちの際に作業を容易にするからである。

図５は、個別セグメント２２を備えるローター２１の本発明に基づく代替の実施例を示し、この場合、幾つかの特徴は図４のローター１１と一致しているため、ここでは主に相違点を説明し、同一の構成部品又は同一の作用をもつ構成部品は図４から引き継ぐことができる。

図５のローター２１は、最初に部分的にのみつなぎ合わされた状態で示されており、全ての個別セグメント２２がつながっているわけではないので、それぞれの個別セグメント２２全てが両方の側に隣接する個別セグメント２２を有してはいない。個別セグメント２２は、全て同一のものとして実施されており、この取付け状態において、ローター２１の範囲内で分かりやすく区別できるようにするため、個別セグメント２２には符号ａ、ｂが付けられ、隣接する個別セグメント２２を１つだけもつ個別セグメント２２ａと、隣接する個別セグメント２２を２つもつ個別セグメント２２ｂとが区別されている。

個別セグメント２２は第１の部分２４と第２の部分２５とを有し、個別セグメント２２の第１の部分２４は、つなぎ合わされた状態において、隣接する個別セグメント２２の第２の部分２５と、円周方向と半径方向にポジティブ結合を生じている。個別セグメント２２は、永久磁石２０を収納する軸方向の開口部２３ａ、２３ｂを有している。開口部２３ａ、２３ｂと第１の部分２４、２４ａとの間には、変形可能な部分２６ａ、２６ｂが配置されている。

個別セグメント２２ａは、この取付け状態において、個別セグメント２２ａの第２の部分２５によって、隣接する個別セグメント２２ｂの第１の部分２４とポジティブ結合によって接続されている。個別セグメント２２ａの第１の部分２４ａは、隣接する個別セグメント２２にはまだ接続されてない。第１の部分２４ａ、開口部２３ａ、及び開口部２３ａと個別セグメント２２ａの第１の部分２４ａとの間に配置されている変形可能な部分２６ａは、それらの元の形状で示されており、変形可能な部分２６ａは、外部の力の作用によって変形されていない。開口部２３の基本形状は、大きな労力を伴わず簡単に永久磁石２０を開口部２３ａ内にはめ込むことができるように形成されている。このために、特に、開口部２３ａの半径方向及び／又は円周方向の広がりは、永久磁石２０のそれぞれの広がりよりも大きくすることができる。この取付け状態において、永久磁石２０は、もう１つの個別セグメント２２が個別セグメント２２ａの第１の部分２４ａと接続される前（もう１つの設置状態）に、開口部２３ａにはめ込まれている。

個別セグメント２２ｂは、２つの隣接する個別セグメント２２を有しているため、個別セグメント２２ｂの第１の部分２４によっても、個別セグメント２２ｂの第２の部分２５ｂによっても、隣接する個別セグメント２２にポジティブ結合が確立されている。個別セグメント２２ａの第２の部分２５と個別セグメント２２ｂの第１の部分２４とをつなぎ合わせることにより、外部の力が加えられ、この力は、個別セグメント２２ａと個別セグメント２２ｂとをつなぎ合わせる際に、個別セグメント２２ｂの変形可能な部分２６ｂを変形し、すでに挿入されている永久磁石２０を備える開口部２３ｂが円周方向及び／又は半径方向に縮小されるようにする。個別セグメント２２をつなぎ合わせる際の変形可能な部分２６ｂによる開口部２３ｂの縮小は、永久磁石２０への開口部２３ｂの押圧力を発生させるため、永久磁石２０は、この押圧力によって開口部２３ｂの中に固定される。永久磁石２０にかかる押圧力は、永久磁石２０に構造的な損傷が生じる可能性のある危険な力よりも常に小さい。永久磁石２０のその他の固定手段及び固定工程は不要である。

特に、図示されていないその他の実施例では、この変形可能な部分を、個別セグメントの第２の部分と永久磁石を収納する軸方向の開口部との間に配置するか、又はそれぞれ１つの変形可能な部分を、第１の部分と開口部との間、及び第２の部分と開口部との間にそれぞれ配置することができる。２つの変形可能な部分が永久磁石２０を収納する開口部の両側にある場合、変形可能な部分のそれぞれの変形は僅かに低下するが、それでも開口部の全体的な縮小により永久磁石を開口部に固定することができる。変形可能な部分の変形に必要な外部の力は、変形が小さい場合は僅かであるため、個別セグメントのつなぎ合わせは簡単であり、材料を保護することが可能である。

図６は、個別セグメント３２を備えるローター３１の本発明に基づく代替の実施例を示し、この場合、幾つかの特徴は図５のローター２１と一致しているため、ここでは主に相違点を説明し、同一の構成部品又は同一の作用をもつ構成部品は図５から引き継ぐことができる。

図６のローター３１は、最初に部分的にだけつなぎ合わされた状態で示されており、全ての個別セグメント３２がつながっているわけではないので、それぞれの個別セグメント３２全てが両方の側に隣接する個別セグメント３２を有してはいない。個別セグメント３２は、全て同一のものとして実施されており、この取付け状態において、ローター３１の範囲内で分かりやすく区別できるようにするため、個別セグメント３２には符号ａ、ｂが付けられ、隣接する個別セグメント３２を１つだけもつ個別セグメント３２ａと、隣接する個別セグメント３２を２つもつ個別セグメント３２ｂとが区別されている。

個別セグメント３２は第１の部分３４と第２の部分３５とを有し、個別セグメント３２の第１の部分３４は、つなぎ合わされた状態において、隣接する個別セグメント３２の第２の部分３５と、円周方向と半径方向にポジティブ結合を生じている。個別セグメント３２は、永久磁石３０を収納するための軸方向の開口部３３ａ、３３ｂを有している。開口部３３ａ、３３ｂと第１の部分３４、３４ａとの間には、変形可能な部分３６ａ、３６ｂが配置されており、変形可能な部分３６ａ、３６ｂの部分領域３６ｃは、半径方向に開口部３３ａ、３３ｂの範囲内に配置されている。変形可能な部分３６ａ、３６ｂの部分領域３６ｃは、円周方向に開口部３３ａ、３３ｂと重なっているため、変形可能な部分３６ａ、３６ｂが変形すると、部分領域３６ｃは開口部３３ａ、３３ｂを変形方向へ縮小する。永久磁石３０は、変形の前に開口部３３ａ、３３ｂの中にはめ込まれている。部分領域３６ｃの変形により、開口部３３ａ、３３ｂが半径方向に縮小することにより、永久磁石３０は、開口部３３ａ、３３ｂの押圧力によって開口部３３ａ、３３ｂの中に固定される。

図６に示されているローター３１の組立て状態では、変形可能な部分３６ａ、と開口部３３ａとがまだ変形していない状態であり、ローター３１につなぎ合わせる前の個別セグメント３２ａの形状を示している。
変形可能な部分３６ｂは、個別セグメント３２ａと個別セグメント３２ｂとをつなぎ合わせる組立て段階において、開口部３３ｂが円周方向に縮小され、永久磁石を開口部３３ｂに固定するように変形された。開口部３３ｂは、変形可能な部分３６ｂの部分領域３６ｃとの重なり部分において、永久磁石３０よりも大きな半径方向への広がりをまだ有している。ローター３１がローターキャリアに圧着される際、圧着力によって外部の変形力が生じ、この変形力は、変形可能な部分３６ａ、３６ｂの部分領域３６ｃを半径方向へ変形し、開口部３３ａ、３３ｂの半径方向への広がりを縮小する。半径方向への開口部３３ａ、３３ｂの縮小は、開口部３３ａ、３３ｂの永久磁石３０への押圧力を発生させ、この押圧力が永久磁石を開口部３３ａ、３３ｂの中に固定する。

特に、部分領域３６ｃの変形は、個別セグメント３２をローター３１につなぎ合わせる際の変形可能な部分３６ａ、３６ｂの変形と一緒に行うこともでき、個別セグメント３２の第１の部分３４と、隣接する個別セグメント３２の第２の部分３５とをつなぎ合わせる際、このつなぎ合わせによって、開口部３３ａ、３３ｂの範囲内における半径方向の１つのポジションで、部分領域３６ｃへの変形力が生じる。

永久磁石３０にかかる押圧力は、永久磁石３０に構造的な損傷が生じる可能性のあるほどの危険な力よりも常に小さい。永久磁石３０のその他の固定手段及び固定工程は不要である。

１、１１、２１、３１ ローター
２、１２、２２、２２ａ、２２ｂ、３２、３２ａ、３２ｂ 個別セグメント
３、１３、１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ、３３ａ、３３ｂ 開口部
４、１４、２４、２４ａ、３４、３４ａ 第１の部分
５、１５、２５、２５ｂ、３５、３５ｂ 第２の対応部分
点８ａ〜８ｂ、点１８ａ〜１８ｂ 第１の範囲
点８ｂ〜８ｃ、点１８ｂ〜１８ｃ 第２の範囲
１０、２０、３０ 永久磁石
１６、２６ａ、２６ｂ、３６ａ、３６ｂ 変形可能な部分
１７ａ、１７ｂ 第３の可動部分
３６ｃ 変形可能な部分の部分領域

Claims (11)

1. 個別セグメント（２、１２、２２、３２）から形成され、
   それぞれの前記個別セグメント（２、１２、２２、３２）は、第１の部分（４、１４、２４、３４）を有し、該第１の部分は、組み立てられた状態において、隣接する前記個別セグメントの第２の対応部分（５、１５、２５、３５）と接触している、電動機のローターであって、
   前記個別セグメントの前記第１の部分（４、１４、２４、３４）と、隣接する前記個別セグメントの前記第２の対応部分（５、１５、２５、３５）とは、半径方向及び円周方向に前記第１の部分（４、１４、２４、３４）と前記第２の対応部分（５、１５、２５、３５）との間でポジティブ結合が生じるように形成されていることを特徴とする、ローター。
2. 両方の隣り合う前記個別セグメントが、組立て後に前記第１の部分（４、１４、２４、３４）に実質的に沿って接触するように、前記個別セグメントの前記第１の部分（４、１４、２４、３４）と、隣接する前記個別セグメントの前記第２の対応部分（５、１５、２５、３５）とが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のローター。
3. 前記個別セグメントの前記第１の部分（４、１４、２４、３４）の部分領域のみと、隣接する前記個別セグメントの前記第２の対応部分（５、１５、２５、３５）の該当する部分領域とが、半径方向及び円周方向に前記第１の部分（４、１４、２４、３４）と前記第２の部分（５、１５、２５、３５）との間で前記ポジティブ結合を生じることを特徴とする、請求項１〜２のいずれか一項に記載のローター。
4. 前記個別セグメントの前記第１の部分（４、１４、２４、３４）と、隣接する前記個別セグメントの前記第２の対応部分（５、１５、２５、３５）とが、あり継ぎ接続部の形で実施されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のローター。
5. 前記個別セグメントの前記第１の部分（４、１４、２４、３４）と、隣接する前記個別セグメントの前記第２の対応部分（５、１５、２５、３５）とが、もみの木形接続部の形で実施されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のローター。
6. 全ての前記個別セグメント（２、１２、２２、３２）が、同一の形状を有していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のローター。
7. それぞれの前記個別セグメント（２、１２、２２、３２）が、１つの積層板から形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のローター。
8. それぞれの前記個別セグメント（２、１２、２２、３２）が、永久磁石を収納する軸方向の開口部（３、１３、２３、３３）を含んでいることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のローター。
9. それぞれの前記個別セグメント（１２、２２、３２）が変形可能な部分（１６、２６ａ、２６ｂ、３６ａ、３６ｂ）を有しており、該変形可能な部分は、前記個別セグメントの前記第１の部分（１４、２４、３４）と前記開口部（１３、２３、３３）との間、及び／又は前記個別セグメントの前記第２の対応部分（１５、２５、３５）と前記開口部（１３、２３、３３）との間に配置されているため、前記変形可能な部分（１６、２６ａ、２６ｂ、３６ａ、３６ｂ）が、前記個別セグメント（１２、２２、３２）のつなぎ合わせの後に変形され、永久磁石を収納する前記開口部（１３、２３、３３）が半径方向及び／又は円周方向に縮小されることを特徴とする、請求項８に記載のローター。
10. 前記変形可能な部分（１６、２６ａ、２６ｂ、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）が、前記開口部（１３、２３、３３）の範囲内に半径方向に配置されており、
    つなぎ合わされた前記個別セグメント（１２、２２、２３）がローターキャリアの上に圧着された後で、前記変形可能な部分（１６、２６ａ、２６ｂ、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）が変形して、永久磁石を収納する前記開口部（１３、２３、３３）が半径方向に縮小されるように形成されていることを特徴とする、請求項９に記載のローター。
11. 前記開口部（１３）が、前記個別セグメント（１２）の第３の可動部分（１７ａ、１７ｂ）によって部分的に画定されており、
    前記開口部（１３）が半径方向に拡大できるように、及び前記第３の可動部分（１７ａ、１７ｂ）がローターの作動中に前記個別セグメント又は隣接する前記個別セグメントの凸形湾曲によって固定されるように形成されていることを特徴とする、請求項８、９又は１０のいずれか一項に記載のローター。
    

Images