(57)【要約】  本発明は、電気機械、特にブラシレスＤＣモータに用いられるロータであって、ほぼ円筒状の形状を有するロータボディ（２）と、載置面（６）を備えた少なくとも１つの磁石（５）とが設けられており、該磁石が、ロータボディ（２）の周面に配置されている形式のものに関する。本発明によるロータは、ロータボディ（２）が、長手方向に向けられた少なくとも１つのウェブ（３）を有していることを特徴としている。
2009512413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械、特にブラシレスＤＣモータに用いられるロータであって、ほぼ円筒状の形状を有するロータボディ（２）と、載置面（６）を備えた少なくとも１つの磁石（５）とが設けられており、該磁石が、ロータボディ（２）の周面に配置されている形式のものにおいて、ロータボディ（２）が、長手方向に向けられた少なくとも１つのウェブ（３）を有していることを特徴とする、電気機械に用いられるロータ。
【請求項２】
ロータボディ（２）が、その周面に沿って、２つのウェブ（３）によって側方を仕切られる、磁石（５）のための少なくとも１つの収容面（４）を有している、請求項１記載のロータ。
【請求項３】
２つの隣接し合ったウェブ（３）の間の間隔が、磁石（５）の幅よりも少しだけ大きく形成されている、請求項１または２記載のロータ。
【請求項４】
磁石（５）が、２つの隣接し合ったウェブ（３）の間にクリップ式に嵌着可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項５】
磁石（５）の載置面（６）が、主としてロータボディ（２）の縁範囲（１２，１３）でウェブ（３）に隣接してロータボディ（２）に載置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項６】
ロータボディ（２）に設けられた収容面（４）が、磁石（５）に設けられた載置面（６）の曲率とは異なる曲率を有している、請求項２から５までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項７】
ウェブ（３）が、ロータボディ（２）と一体に形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項８】
ウェブ（３）の下端部が、くびれ部（１５）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項９】
ロータボディ（２）が、縁範囲（１２，１３）に各１つの凹部（１４）を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項１０】
磁石（５）の側面（８）が、ウェブ（３）に対してほぼ平行に延びる下側の部分（７）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項１１】
当該ロータが、さらに、第１のウェブ（３ａ）を備えた第１のロータ範囲（Ａ）と、第２のウェブ（３ｂ）を備えた第２のロータ範囲（Ｂ）とを有しており、第１のウェブ（３ａ）が、当該ロータ（１）の周方向で第２のウェブ（３ｂ）に対して角度（α）だけずらされて配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項１２】
第１のウェブ（３ａ）が、第２のウェブ（３ｂ）に対して０．１〜３０゜、特に５〜２０゜の角度（α）だけずらされて配置されている、請求項１１記載のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、電気機械、特にブラシレスＤＣモータに用いられるロータであって、ほぼ円筒状の形状を有するロータボディと、載置面を備えた少なくとも１つの磁石とが設けられており、該磁石がロータボディの周面に配置されている形式のものに関する。
【０００２】
ブラシレスＤＣモータには、公知先行技術においては、しばしば別個の表面磁石が装備される。これらの磁石はＤＣモータの大部分においては導磁性の帰路に接着される。この場合、種々の磁石形状、たとえばシェル、直方体または「ブレッドローフ（パン塊；Brotlaibe）」とも呼ばれるＤ形の磁石形状が知られている。ＤＣモータの帰路は鋼からワンピースに一体形成されているか、または重なり合って積層された複数の金属薄板から形成される成層鉄心から成っている。これらの金属薄板はこの場合、互いに対して絶縁されているか、あるいはまた打抜き積層（stanzpaketieren）されていてもよい。
【０００３】
帰路における磁石の互いに相対的な位置調整は部分的に、プラスチックから成る補助アダプタまたはばねを用いて行われる。これらのばねは隣接し合う磁石の間の間隔を保証する。このようなプラスチックアダプタは、硬化過程の間、接着された磁石を位置決めする役目を持っている。したがって、当業者はアダプタを「ロスト部分」とみなしている。なぜならば、アダプタはロータの機能にとってあまり重要ではないからである。
【０００４】
このアダプタに対して択一的に、接着剤の硬化過程の間でも、手間とコストのかかる補助装置によって磁石を位置決めするか、もしくは押圧することができる。この補助装置は接着剤の硬化後に再び除去されなければならない。接着剤に応じて、硬化過程は最大２４時間となり得る。このときに接着剤は補助装置に接触してはならない。
【０００５】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する、電気機械に用いられる本発明によるロータ、すなわちロータボディが、長手方向に向けられた少なくとも１つのウェブを有していることを特徴とする、電気機械に用いられるロータには、磁石を迅速にかつ信頼性良くロータボディに固定することができるという利点がある。規定された位置決めを正確にかつ一義的に行うことができる。磁石の位置は別の補助手段または別の工具なしでも維持される。別の特徴に対する正確な角度位置、たとえば磁石を有する別の帰路またはセンサ装置に関する正確な角度位置に合わせた磁石の位置決めが可能となることが有利である。さらに、磁化されていない磁石の他に、既に磁化された磁石も、発生する磁力により該磁石が移動することなしに処理され得る。ほぼ円筒状の形状を有するロータボディと、該ロータボディの周面に沿って配置された少なくとも１つの磁石とを備えた本発明によるロータは、半径方向外側へ向けられた少なくとも１つのウェブを有しており、該ウェブはロータボディの長手方向に向けられている。磁石は、長手方向に向けられたウェブに接触していて、このウェブによって位置調整される。ロータに複数の磁石が手動式に装着される場合、ウェブは位置調整補助手段を提供し、この位置調整手段に磁石を当て付けることができる。ロータに磁石が機械により自動的に装着される場合、ウェブはガイドレールとして働き、このガイドレールは磁石の位置調整をアシストして、あとからのずれ滑りを回避する。したがって、ウェブは磁石の適正な位置決めを確保することができる。
【０００６】
請求項２以下には、本発明の有利な改良形が記載されている。
【０００７】
ロータボディが、その周面に沿って磁石のための少なくとも１つの収容面を有していると有利である。この収容面は側方で２つのウェブによって仕切られる、つまり画定される。これらのウェブはやはり長手方向に向けられていると有利である。その場合、両ウェブの間に１つの磁石が導入されて、両側へ向かって位置調整され、こうして可能な運動を制限される。したがって、磁石が長手方向で旋回させられて位置決めされることが阻止される。位置決めしたい磁石の所望の個数に関連して、予め規定された数の収容面が形成される。隣接し合う収容面は、それぞれ１つのウェブにより仕切られていると有利である。これによって、ロータボディ全体が周面に沿って交互に収容面とウェブとを持って形成されていてよい。したがって、磁石の良好な保持および位置固定が得られ、このことはまさに塗布された接着剤の硬化過程において重要となる。磁石の接着固定時に硬化過程の間、磁石を位置固定するために手間のかかる付加的な補助装置を設ける必要はない。たとえば位置固定のためには、ロータ全周に巻き締められる簡単な弾性的なバンドで十分となる。なぜならば、磁石が側方の両ウェブの間に保持されるからである。すなわち、位置固定装置のためにかかるコストを著しく減少させることができる。
【０００８】
ロータボディに設けられたウェブは、磁石が位置決めされて、位置保持されるように配置されている。この場合にロータボディ全体にわたって複数のウェブが長手方向に位置調整される。また、予磁化された磁石を簡単に処理しかつ組み付けることもできる。磁石はウェブの間で位置調整されると同時に位置固定される。２つの隣接し合う磁石の間に規定の間隔を形成するために、付加的な補助装置または器具類を使用する必要はない。
【０００９】
したがって、ロータデザインはポカヨケ原理（Poka-Yoke-Prinzipien）にも基づいている。１つの磁石は適正でかつ取り違いようのない一対一対応の位置においてしか取り付けられ得ない。配置における選択可能性は存在せず、ひいては磁石をロータボディに接着しなければならない組立て作業者が判断に迷う余地も存在しない。このことは、誤りのない、一層迅速でかつ効果的な組付けをもたらす。
【００１０】
２つの隣接し合ったウェブの間の間隔が、磁石自体の幅よりもあまり大きく形成されていないと特に有利である。これにより、磁石の位置調整を一層改善することができる。これによって、個々の磁石の間での可能となる位置公差が一層減じられるので、最終効果において、ロータの製造時における一層高い品質が得られる。
【００１１】
さらに、隣接し合ったウェブは、磁石が該ウェブの間にクリップ式に嵌着され得るように配置されていると有利である。これによって、磁石の取付けがクリップ式の係合によりスナップインによって行われる。ロータが引き続き回転させられても、磁石はその位置に留まる。このことは特に、磁石とロータとの間に接着剤が被着される場合に重要となる。その場合、接着剤の硬化段階において、ずれ滑りを阻止するための別の手段を設ける必要はない。このことは、ロータボディが硬化のために炉内または空気循環炉内に位置決めされるのか、または接着剤が、たとえば室温における嫌気性の反応（anaerobe Reaktion）によって硬化するのかどうかとは無関係である。
【００１２】
ウェブはロータボディとワンピースに、つまり一体に形成されていると特に有利である。一体の実施態様では、ウェブが破折するか、またはその位置自体がずれ滑るという危険が生じない。ウェブとロータボディとの分離は不可能である。ロータボディがワンピースから成っていると、ウェブの間の間隙を中実材料から研削除去するか、またはフライス加工することができる。しかし、互いに並設された薄い多数の金属薄板から積層された成層鉄心から成るロータボディの場合は別である。金属薄板はその製造時に打抜き加工される。これによって、打抜き型を変えることにより、個々の金属薄板を簡単に変えることもできる。全体的には、ワンピースに設けられたウェブを備えたロータボディが形成され、このようなロータボディの製造は、ウェブなしのロータボディに比べて高価にならないか、もしくは極めて僅かにしか高価にならない。
【００１３】
磁石は主としてその載置面の側方範囲においてロータボディに載置されていると有利である。したがって、長手方向に向けられた２つの小幅の載置面が生ぜしめられるので、２本のラインに沿った載置と呼ぶことができる。これによって、帰路もしくはロータと磁石との間に、規定された線接触が形成される。すなわち、磁石は極めて規定されてロータボディに載置され、ぐらつきを引き起こすことも、がたつきを引き起こすこともない。したがって、ロータの収容面と磁石の下面との間にギャップが生ぜしめられる。このギャップは接着剤を収容するために使用され得る。
【００１４】
ロータボディに設けられた収容面が、磁石に設けられた載置面の湾曲の曲率とは異なる曲率の湾曲を有しているようなロータが特に有利であることが判った。この場合、両曲率は、磁石が載置面の縁範囲でのみロータボディの収容面に載置されるように設定されなければならない。したがって、曲率の適当な設定により、ロータボディと磁石との間に規定のギャップを形成することができる。その上、接着剤を収容するための規定された接着ギャップもしくは前規定された体積も生じる。このことは、塗布されるべき接着材量と相関し得るので、前記ギャップから接着剤は僅かにないし全く流出しなくなり、それにもかかわらず磁石とロータボディとの大面積にわたる接着が行われる。このようなコンセプトは、接着剤の選択の点でも可変となることを可能にする。すなわち、多数の接着剤、たとえばエクスポキシ（Expoxies）、アクリル酸樹脂、シリコーンまたはポリウレタンを使用することができる。すなわち、ロータボディまたは磁石のデザインに影響を与える必要なしに接着剤を交換することができる。
【００１５】
ウェブの下端部にそれぞれ１つの先細り部もしくはくびれ部が設けられていると特に有利である。この先細り部もしくはくびれ部は、たとえば打抜き加工による切欠き形成によって形成され得る。これによって、ロータボディの収容面のすぐ上で、磁石とロータ成層鉄心との間のウェブの下端部に中空室が得られる。提供されたこの中空室内には、たとえば角張った磁石の張り出した縁部を収容することができる。これによって、このようなウェブを備えたロータは磁石の縁部半径の影響を受けなくなる。さらに、前記中空室は、過剰接着剤を収容し得るようにするための溜めをも形成する。磁石とロータボディとの間に被着された接着剤が、ロータボディへの磁石の押圧時に側方へ押し出されると、この中空室内にある程度の量の接着剤を収容することができるので、この接着剤がウェブを超えて流出することはない。したがって、磁石の外側の表面もしくはウェブの上端部の接着は生じず、ひいては製作装置との接着も生じない。
【００１６】
本発明のさらに別の有利な実施態様では、ロータボディがウェブの縁範囲にそれぞれ１つの切欠きもしくは凹部を有している。この凹部はロータボディの収容面に設けられている。この凹部も、過剰接着剤を接着剤溜めの形で収容するという目的を有している。ロータボディに設けられた凹部はウェブの基部に設けられた中空室へ直接に移行していると有利である。
【００１７】
本発明のさらに別の有利な実施態様では、ウェブがロータの長手方向に第１の部分と第２の部分とを有しており、この場合、第１の部分は第２の部分に対してロータの周方向でずらされて配置されている。したがって、２つの範囲を備えたロータが得られる。両範囲におけるウェブおよび磁石の配置は、ある程度の規模で互いに対して回転させられている。ロータにおける両範囲の形成には、ロータが留まったままとなり得るロータの係止位置を阻止することができるという利点がある。この場合、特にロータの、公知先行技術において知られている傾斜を不要にすることもできる。ロータの２つの範囲をずらして配置することはたしかに、出力の軽度の低下という欠点を有するが、しかし望ましくない位置にロータが留まったままとなることを阻止することができる。
【００１８】
ウェブの第１の部分とウェブの第２の部分との間のずれの角度が０．１〜３０゜であると有利である。この角度が５〜２０゜であると特に有利である。
【００１９】
図面
以下に、本発明の有利な実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施例による磁石を備えたロータの斜視図であり；
図２は、図１に示したロータを、６つの磁石が装備された状態で示す平面図であり；
図３は、図２に示したロータの一部を示す拡大図であり；
図４は、本発明の第２実施例によるロータの斜視図である。
【００２１】
図１には、本発明の第１実施例によるロータボディ２を備えたブラシレスＤＣモータのロータ１が図示されている。ロータボディ２はその周面に沿って、該ロータボディ２の長手方向に向けられた６つのウェブ３を有している。これらのウェブ３はロータボディ２にわたって等間隔をおいて分配されている。それぞれ２つのウェブ３の間には、１つの収容面４が形成されており、この収容面４は磁石５を収容するために働く。磁石５は収容面４に載置されていて、それぞれ隣接し合った２つのウェブ３の間に配置されている。これらのウェブ３はロータボディ２の全長にわたって延びている。
【００２２】
図１に示したロータ１には、さしあたり１つの磁石５しか装着されていない。他の５つの収容面４はまだ空いており、これら５つの収容面４には別の作業ステップにおいてそれぞれ磁石が装着される。
【００２３】
図２には、図１に示したロータボディ２の平面図が示されている。ロータボディ２はこの場合、６つの磁石５を備えている。これらの磁石５はそれぞれ２つのウェブ３の間に配置されている。磁石５の載置面６はロータボディ２の収容面４に載置されている。磁石５はウェブ３をはるかに超えて突出している。磁石５の側面８の下側の部分７はウェブ３に対してほぼ平行に延びている。ウェブ３のほぼ上端部のところで、磁石５の側面８は上側の部分９へ移行しており、この上側の部分９は下側の部分７に対して約６０゜の角度を有している。磁石５はそれぞれ第１の側面８と第２の側面８とを有しており、磁石５の第１の側面８の上側の部分９は、同一の磁石５の第２の側面８の上側の部分９と共に平行に延びるように位置調整されている。したがって、２つの隣接し合った磁石５の間には、約１２０゜の切欠き状凹部が生ぜしめられる。
【００２４】
磁石５の載置面６は磁石５の表面１０に対してほぼ平行に延びている。
【００２５】
図２からさらに判るように、ロータボディ２は互いに積層された複数の金属薄板を有する成層鉄心から成っている。ロータボディ２の個々の金属薄板はそれぞれ打抜き加工される。これにより、個々の金属薄板の輪郭が、変えられた形状、つまりウェブ３を有しているけれども、ロータボディを製造するためのコストは同じままとなる。
【００２６】
図３に示した詳細図には、ロータボディ２に接着されている磁石５が示されている。この磁石５は隣接し合う２つのウェブ３の間に配置されている。図面からよく判るように、磁石５の載置面６はロータボディ２の収容面４とは異なる曲率半径を有している。これにより、載置面６と収容面４との間にはギャップ１１が生ぜしめられる。磁石５自体は左右の縁範囲１２，１３でのみ載置面６によってロータボディ２の収容面４に載置されている。これにより、ロータボディ２上での磁石５のぐらつき（Wackeln）またはがたつき（Kippeln）が阻止される。
【００２７】
ロータボディ２と磁石５との間のギャップ１１は、ロータボディ２に磁石５を接着するために接着剤を収容するために働く。
【００２８】
ロータボディ２の収容面４は縁範囲１２，１３において各１つの凹部１４を有している。この凹部１４はウェブ３のくびれ部１５へ移行している。これによって、過剰接着剤を収容するために適した中空室１６が提供される。
【００２９】
磁石５の下縁部が角張っているか、または完全にバリなしではない場合、張り出したバリを前記中空室１６内に収容することができる。これによって、磁石はその縁部性質の影響をほとんど受けずに位置決めされ得るようになる。
【００３０】
側面８の下側の部分７とウェブ３との間には、間隔１７が形成される。この間隔１７はやはり接着剤で充填され得る。この場合、第１には過剰接着剤が流れ込むようになり、第２にはウェブ３にも接着剤が塗布され得るので、間隔１７は埋められ、磁石５は２つの隣接し合ったウェブ３の間においても側方で接着される。択一的には、ウェブ３と磁石との間に間隔が設けられ得ないので、２つの隣接し合ったウェブの間に磁石をクリップ式に係合させることができる。さらに、前記間隔１７は磁石の、公差に基づいた寸法超過分を収容するためにも働く。
【００３１】
図４には、本発明の第２実施例によるロータ１が示されている。図４から判るように、ロータ１は第１の範囲Ａと第２の範囲Ｂとを有している。第１の範囲Ａには、第１実施例と同様に多数のウェブ３ａが形成されており、この場合、それぞれ２つの互いに隣接し合うウェブ３ａは互いの間に１つの磁石５ａを収容している。第２の範囲Ｂは同じく多数のウェブ３ｂを備えており、この場合、それぞれ２つの互いに隣接し合うウェブ３ｂの間に１つの磁石５ｂが配置されている。ウェブ３ａおよびウェブ３ｂの構造は第１実施例において図示した構造に相当している。
【００３２】
図４から判るように、ロータ１の第２の範囲Ｂは第１の範囲Ａに対して約３０゜の角度αだけずらされて配置されている。この手段により、ロータが、電気機械の望ましくない係止位置に留まったままとなることが阻止される。このことは本発明によれば、たとえば公知先行技術において知られているロータの傾斜が必要となることなしにロータボディ２の第１の範囲Ａと第２の範囲Ｂとの間の、簡単に形成可能なずらしによって達成され得る。
【００３３】
第２実施例におけるロータは種々異なる構造を有していてよい。このロータは一方では一体的に形成されたウェブ３ａ,３ｂと共にワンピースの部分として製造されていてよい。択一的には、第１の範囲Ａと第２の範囲Ｂとを形成する、２つの短い別個のロータによってロータ１もしくはロータボディ２を提供することができる。この場合、両範囲は組付け時に単に互いに角度αだけ回転させられるだけである。さらに択一的な別の実施態様では、ロータ１もしくはロータボディ２の第１の範囲Ａおよび第２の範囲Ｂをそれぞれ多数の金属薄板によって形成することもできる。その場合、これらの金属薄板は第２の範囲Ｂにおいて第１の範囲Ａに対して角度αだけずらされて配置されている。その他の点において、この第２実施例は前記第１実施例に相当しているので、これらの点についての詳細な説明は省略する。
【００３４】
前記間隔１７が自由のままとなると、磁石５は、この磁石５を挟み込んでいる両ウェブ３の間にある程度の遊びを有する。この遊びは手作業による組付けならびに自動化された製作をも容易にする。その場合、磁石５の軸方向の位置調整は簡易化されて行われ得るようになる。この場合、磁石５を遊びによってウェブ３に対して容易に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施例による磁石を備えたロータの斜視図である。
【図２】図１に示したロータを、６つの磁石が装備された状態で示す平面図である。
【図３】図２に示したロータの一部を示す拡大図である。
【図４】本発明の第２実施例によるロータの斜視図である。
【図１】
2009512413.tif 000003
【図２】
2009512413.tif 000004
【図３】
2009512413.tif 000005
【図４】
2009512413.tif 000006
【国際調査報告】
2009512413.tif 000007
2009512413.tif 000008
2009512413.tif 000009
2009512413.tif 000010