(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁損失を減少させることのできる電動機の回転子を提供することであり、更には大きな回転子を備えた高出力電動機を必要とする用途では、磁気駆動要素の分割によって、製造経費が低い小さな永久磁石を使用できるようにする。【解決手段】この回転子は、回転子の回転軸Ａの回りに分布配置されている複数の磁気駆動要素１７を備えており、各磁気駆動要素は、回転子の磁極を画定し、実質的に半径方向の磁軸を有しており、各磁気駆動要素は、少なくとも１つの永久磁石１８を備えている。  或る態様によれば、磁気駆動要素の少なくとも１つは、複数の分離した永久磁石であって、前記又は各磁気駆動要素の磁石が、磁軸に実質的に平行な少なくとも１つの分離面に沿って互いに分離されている。また永久磁石は、各磁気駆動要素の磁石の間に、各分離面に沿って挟まれている絶縁体とを備えている。【選択図】図２
2006109693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機用の回転子であって、前記回転子の回転軸（Ａ）の回りに分布配置されている複数の磁気駆動要素（１７）を備えており、前記各磁気駆動要素（１７）が、前記回転子の磁極を画定し、実質的に半径方向の磁軸を有しており、前記各磁気駆動要素が、少なくとも１つの永久磁石（１８）を備えている、電動機用の回転子において、
前記磁気駆動要素（１７）の少なくとも１つは、複数の分離した永久磁石（１８）であって、前記又は各磁気駆動要素（１７）の磁石（１８）が、前記又は各磁気駆動要素（１７）の磁軸と実質的に平行な少なくとも１つの分離面に沿って互いに分離されている、永久磁石（１８）と、前記又は各磁気駆動要素（１７）の前記磁石（１８）の間に、前記又は各分離面に沿って挟まれている電気絶縁体（５５）と、を備えていることを特徴とする回転子。
【請求項２】
前記絶縁体（５５）は前記各磁石（１８）の全面を覆っていることを特徴とする、請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記又は各磁気駆動要素（１７）は、前記回転子の軸（Ａ）と平行な少なくとも１つの分離面を有していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の回転子。
【請求項４】
前記又は各磁気駆動要素（１７）は、前記回転子の軸（Ａ）に対して垂直な少なくとも１つの分離面を有していることを特徴とする、上記請求項の何れかに記載の回転子。
【請求項５】
前記回転子は、
−ハブをシャフト（９）に取り付けるための穴（２１）が設けられているハブ（１１）と、
−前記ハブ（１１）を取り囲んでいるリム（１３）と、
−前記リム（１３）を取り囲み、そこに取り付けられている積層アッセンブリ（１５）であって、磁界を伝導する軸方向に積み重ねられた環状のプレート（２９）を備えている積層アッセンブリ（１５）と、を備えており、
−前記磁気駆動要素（１７）は、前記積層アッセンブリ（１５）の外周上に分布配置されており、
−前記リム（１３）は、磁束が前記リム（１３）を貫通して伸張できるように、中実で、磁界を伝導する金属又は金属合金で構成されており、前記磁束は、前記回転子が装備されている電動機が作動しているときに、前記磁気駆動要素（１７）の間を循環していることを特徴とする、上記請求項の何れかに記載の回転子。
【請求項６】
前記ハブ（１１）は、中実で、磁界を伝導する金属又は金属合金で構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の回転子。
【請求項７】
前記リム（１３）は、前記ハブ（１１）と一体になっていることを特徴とする、請求項６に記載の回転子。
【請求項８】
前記リム（１３）及び／又は前記ハブ（１１）は、磁界を伝導する鉄又は鋼で構成されていることを特徴とする、請求項５から７の何れかに記載の回転子。
【請求項９】
前記磁気駆動要素（１７）は永久磁石であることを特徴とする、請求項５から８の何れかに記載の回転子。
【請求項１０】
前記回転子が、その軸方向端部の少なくとも一方に、前記リム（１３）によって半径方向に、前記ハブ（１１）によって軸方向に、境界が定められている中心凹部（２６）を有するように、前記リム（１３）は前記ハブ（１１）より軸方向に長くなっていることを特徴とする、請求項５から９の何れかに記載の回転子。
【請求項１１】
前記ハブ（１１）は、中心管状部分（１９）と、前記中心管状部分（１９）を前記リム（１３）に半径方向に接続する半径方向ウェブ（２３）とを備えていることを特徴とする、請求項５から１０に記載の回転子。
【請求項１２】
前記中心管状部分（１９）は、前記半径方向ウェブ（２３）より軸方向に長いことを特徴とする、請求項１１に記載の回転子。
【請求項１３】
前記積層アッセンブリ（１５）の半径方向厚さは、２から１００ｍｍ、望ましくは５から５０ｍｍであることを特徴とする、請求項５から１２の何れかに記載の回転子。
【請求項１４】
前記積層アッセンブリの半径方向厚さと前記ハブの半径方向厚さの比は、０．２から５の間にあることを特徴とする、請求項５から１３の何れかに記載の回転子。
【請求項１５】
前記積層アッセンブリの半径方向厚さと前記リムの半径方向厚さの比は、０．２５から１の間にあることを特徴とする、請求項１４に記載の回転子。
【請求項１６】
前記積層アッセンブリ（１５）と前記リム（１３）の厚さは、調波によって誘起される磁界が前記積層アッセンブリ（１５）内を循環し、基本波によって誘起される磁界が前記リム（１３）と前記積層アッセンブリ（１５）内を循環するように選択されることを特徴とする、請求項５から１５の何れかに記載の回転子。
【請求項１７】
前記積層アッセンブリ（１５）は、磁界を伝導し、且つ電磁絶縁体である材料で構成されている第２環状プレート（３１）と交互になっている第１環状プレート（２９）を備えていることを特徴とする、請求項５から１６の何れかに記載の回転子。
【請求項１８】
固定子（３）と回転子（７）を備えている電動機において、上記請求項の何れかに記載の回転子を備えていることを特徴とする電動機。
【請求項１９】
前記回転子（７）と前記固定子（３）は、ハウジング（５）内に収容されており、前記固定子（３）は、前記ハウジング（５）に固定的に連結されており、前記回転子（７）は、シャフト（９）に固定的に連結されており、前記電動機は、前記ハウジング（５）と前記シャフト（９）の間に配置され、回転時にガイドするための軸受（５１）を備えており、少なくとも１つの前記軸受（５１）は、少なくとも部分的には、前記回転子（７）の前記凹部（２６）の中に収容されていることを特徴とする、請求項１０に依存する請求項１８に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機用の回転子であって、回転子の回転軸の回りに分布配置されている複数の磁気駆動要素を備えており、各磁気駆動要素が、回転子の磁極を画定し、実質的に半径方向の磁軸を有し、少なくとも１つの永久磁石を備えている、回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を有する電動機の回転子は、その周辺に分布配置されている永久磁石を備えており、各永久磁石は回転子の磁極を構成している。
作動時、永久磁石の間を循環する磁束は、回転子の材料を通って伸張している。これらの磁束は、永久磁石自体と、電動機の固定子によって誘起される磁界から始まっている。
【０００３】
磁束が回転子内を循環しているために、特に、回転子内に誘起される電流の循環とジュール効果のために、電気損が発生する。
回転子内の軸方向の電流の形成を制限するために、例えば、文献ＥＰ  １  ２３９  ５６９号にあるように、磁界を伝導し且つ電磁要素の絶縁体となるプレートが挟まれているプレートから成る積層アッセンブリで構成されている回転子を提供し、磁石を、このアッセンブリの周辺に固定することができる。アッセンブリは、シャフト上に直接配置されている。
【０００４】
しかしながら、積層アッセンブリは、製造するのに経費が掛かる。これは、直径が大きい高出力の回転子にも当てはまる。
軽くて剛性があると同時に安価に製造できる回転子を設計する試みがなされてきた。
【０００５】
文献ＥＰ  ０  ８５４  ５５８号には、周囲に積層アッセンブリが配置され、その周辺に永久磁石が配置されているハブとして作用する多孔性の円筒形要素を備えた回転子が記載されている。多孔性の円筒形要素は、粉末状の鉄が充填された樹脂で作られている。或る変更例では、多孔性の円筒形要素は、ハチの巣構造の金属又は樹脂で作られている。
【０００６】
ＥＰ  １  ０５０  ９４６号には、樹脂で構成され且つ自身が非強磁性鋼の条片で取り囲まれた環状要素に取り囲まれている鋼製のハブを備えている複合電動機用の回転子が記載されている。積層アッセンブリは、非強磁性鋼の条片を取り囲み、その周辺に磁石を支持している。
【０００７】
しかしながら、これらの回転子は、重量とそれらの製造経費が、許容する電磁損失の限界に逆らって設定される場合は、完全に満足できるものではない。
【非特許文献１】ＥＰ  １  ２３９  ５６９号
【非特許文献２】ＥＰ  ０  ８５４  ５５８号
【非特許文献３】ＥＰ  １  ０５０  ９４６号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、電磁損失を減少させることのできる電動機の回転子を提供することである。
このため、本発明は、上記型式の電動機回転子において、磁気駆動要素の少なくとも１つは、複数の分離した永久磁石であって、前記又は各磁気駆動要素の磁石が、前記又は各磁気駆動要素の磁軸と実質的に平行な少なくとも１つの分離面に沿って互いに分離されている、永久磁石と、前記又は各磁気駆動要素の磁石の間に、前記又は各分離面に沿って挟まれている電気絶縁体と、を備えていることを特徴とする電動機回転子を提案している。
【０００９】
具体的な実施形態によれば、回転子は、以下の特徴の内の１つ又は複数を、単独に備えているか、技術的に可能な全ての組み合わせに従って備えており、即ち、
−絶縁体は各磁石の全面を覆っており、
−前記又は各磁気駆動要素は、回転子の軸と平行な少なくとも１つの分離面を有しており、
−前記又は各磁気駆動要素は、回転子の軸に対して垂直な少なくとも１つの分離面を有しており、
−回転子は、ハブをシャフトに取り付けるための穴が設けられているハブと、ハブを取り囲んでいるリムと、リムを取り囲み且つリムに取り付けられている積層アッセンブリと、を備えており、積層アッセンブリは、磁界を伝導する積み重ねられた環状のプレートを備えており、磁気駆動要素は、積層アッセンブリの外周上に分布配置されており、リムは、磁束がリムを通って伸張できるように、中実で、磁界を伝導する金属又は金属合金で構成されており、前記磁束は、回転子が装着されている電動機が作動しているときに、磁気駆動要素の間を循環しており、
−ハブは、中実で、磁界を伝導する金属又は金属合金で構成されており、
−リムは、ハブと一体になっており、
−リム及び／又はハブは、磁界を伝導する鉄又は鋼で構成されており、
−磁気駆動要素は永久磁石であり、
−回転子が、その軸方向端部の少なくとも一方に、リムによって半径方向に、ハブによって軸方向に境界が定められている中心凹部を有するように、リムはハブより軸方向に長くなっており、
−ハブは、中心管状部分と、中心管状部分をリムに半径方向に接続する半径方向ウェブとを備えており、
−中心管状部分は、半径方向ウェブより軸方向に長くなっており、
−積層アッセンブリの半径方向厚さは、２から１００ｍｍ、望ましく５から５０ｍｍであり、
−積層アッセンブリの半径方向厚さとハブの半径方向厚さの比は、０．２から５の間にあり、
−積層アッセンブリの半径方向厚さとリムの半径方向厚さの比は、０．２５から１の間にあり、
−積層アッセンブリとリムの厚さは、調波によって誘起される磁界が積層アッセンブリ内を循環し、基本波によって誘起される磁界がリムと積層アッセンブリ内を循環するように選択され、
−積層アッセンブリは、磁界を伝導し、且つ電磁絶縁体である材料で構成されている第２環状プレートと交互になっている第１環状プレートを備えている。
【００１０】
本発明は、更に、先に定義した固定子と回転子を備えた電動機に関する。
或る実施形態では、回転子と固定子は、ハウジング内に収容されており、固定子は、ハウジングに固定的に連結されており、回転子は、シャフトに固定的に連結されており、電動機は、ハウジングとシャフトの間に配置され、回転時にガイドするための軸受を備えており、少なくとも１つの軸受は、少なくとも部分的には、回転子の凹部の中に収容されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、純粋に例として示している以下の説明を、添付図面と関連付けて読めば、良く理解できるであろう。
図１に示しているように、電動機１は、ハウジング５に固定的に接続されている固定子３と、シャフト９に固定的に接続されている回転子７を備えている。
【００１２】
回転子７は、ハブ１１と、ハブ１１を取り囲み且つハブ１１の周辺に固定されているリム１３と、リム１３を取り囲み且つリム１３に固定されている円筒形管状の積層アッセンブリ１５と、積層アッセンブリ１５の外周上に分布配置されている磁気駆動要素１７と、を備えている。
【００１３】
ハブ１１は、管状の中心部分１９に、シャフト９を収容する穴２１が設けられている。ハブ１１とシャフト９は、図示してはいないが例えばキー溝のような駆動手段を使って、回転方向に固定的に連結されている。ハブ１１は、中心部分１９を取り囲み、且つ中心部分１９とリム１３の間を半径方向に伸張している環状の半径方向のウェブ２３を備えている。中心部分１９は、半径方向ウェブ２３より軸方向に長い。
【００１４】
リム１３は、管状且つ円筒形で、円筒形の外側表面２７と内側表面２５を有している。
リム１３は、半径方向ウェブ２３及び中心部分１９より軸方向に長い。その結果、リム１３は、ハブ１１と、リム１３の内側表面２５の軸方向に限定された部分だけで接続されている。
【００１５】
リム１３は、例えば、ハブ１１に対して軸方向に中心が合っている。
従って、凹部２６が、回転子７の各軸方向端部に形成されている。凹部２６は、半径方向にはリム１３の内側表面２５によって、軸方向にはハブ１１によって、境界が定められている。
【００１６】
積層アッセンブリ１５は、環状プレート２９、３１を軸方向に積み重ねて構成されている。積層アッセンブリ１５は、磁界を伝導する第１プレート２９と、電磁絶縁体の材料で構成されている第２プレート３１とを交互に配置した構成になっている。
【００１７】
積層アッセンブリ１５は、リム１３の回りに配置され、その外側表面２７上に装着されている。
少なくとも第１プレート２９は、これらのプレート２９とハブ１１の間に磁気導通状態を作るため、その内縁部でリム１３の外側表面２７に接触しているのが望ましい。
【００１８】
軸方向の凹部が、例えば、磁気駆動要素１７を、積層アッセンブリ１５のリム１３と反対側の外側表面に配置するために設けられている。
図２に示しているように、磁気駆動要素１７は、例えば、円周状に規則的に間隔を空けて配置されており、回転子７の円周に沿って見たとき、半径方向の磁気軸と、交互に変わる極性とを有している。各磁気駆動要素１７は、回転子７の磁極、即ち磁界線が集中する領域を形成している。
【００１９】
回転子７は、例えば、回転子の回転軸の回りに６０°の間隔で分布配置されている６個の磁気駆動要素１７を備えている。
各磁気駆動要素１７は、以下に更に詳しく説明するが、複数の永久磁石１８を備えている。
【００２０】
図１に示すように、積層アッセンブリ１５は、リム１３の軸方向両端部から半径方向に外向きに伸張しているカラー３３によって、リム１３上に軸方向に保持されている。カラー３３は、リム１３に取り付けられているか、又は、例えば曲げ加工によってリム１３と一体に作られている。
【００２１】
リム１３は、中実であり、専ら、磁界を伝導する金属又は金属合金、特に強磁性金属によって作られている。
金属合金は、この例では、１つ又は複数の要素を金属の中に組み込むことによって得られる金属製品を指している。
【００２２】
適した金属は、優れた透磁性と磁気飽和性を有する鉄である。金属合金は、例えば、合金鉄であり、特に鋼、望ましくは軟鋼である。利用可能な鋼のグレードは、標準ＥＮ１００８３によるグレードＣ２２からＣ６０である。
【００２３】
鋼は、一般的に、透磁性と磁気飽和性は鉄より低いレベルにあるが、機械的強度特性は鉄よりも高い。
ハブ１１も中実で、専ら、磁界を伝導する金属又は金属合金、特に強磁性金属で構成されているのが好都合である。
【００２４】
回転子７の製造コストを抑制し、一方ではその強度を増すために、中心部分１９、半径方向ウェブ２３及びリム１３は、一体の単一部品として作られる。
積層アッセンブリ１５の第１プレート２９も、例えば、磁界を伝導する金属又は金属合金、特に強磁性金属で構成されるが、リム１３及び／又は回転子７の材料と同じでも、異なっていてもよい。
【００２５】
積層アッセンブリ１５の半径方向厚さとリム１３の半径方向厚さの比は、例えば、０．１から５の間にあり、０．２５から１の間にあるのが望ましい。
積層アッセンブリ１５の半径方向厚さは、例えば、２から１００ｍｍの間であり、５から５０ｍｍの間であるのが望ましい。
【００２６】
固定子３は、回転子７を取り囲んでいる。固定子３は、回転子７の積層アッセンブリ１５と同様であるが、回転子７の外径より大きい内径を有する、積層アッセンブリ３５を備えている。固定子３は、積層アッセンブリ３５内を、軸方向経路３９を通って軸方向に伸張する巻き線３７を備えている。
【００２７】
巻き線３７は、図示していない方法で、電気供給手段に接続されている。
半径方向に回転子７の積層アッセンブリ１５と固定子３の積層アッセンブリ３５の間に位置している環状の空間は、電動機１の空隙４０を構成している。
【００２８】
ハウジング５は、固定子３を取り囲む管状で円筒形のカバー４１を備えている。固定子３は、カバー４１の内側表面に取り付けられている。
ハウジング５は、その両端が、電動機１の半径方向中心面に関して実質的に対称な２つの環状フランジ４３によって、軸方向に閉じられている。
【００２９】
各フランジ４３は、半径方向に環状の外側クラウン４５と、クラウン４５の最小直径を有する領域から、半径方向内向きに且つ軸方向にハウジング５の内側に向かって伸張している円錐台形の環状内側部分４７と、を備えている。
【００３０】
各フランジ４３の内側部分４７は、従って、他方のフランジ４３の方向に、ハウジング５の内側に向かって、絞り込まれている。
より正確には、各フランジ４３の内側部分４７は、軸方向に回転子７の方向に伸張しており、部分的に、対応する凹部２６の中に突き出ている。
【００３１】
内側部分４７は、その最小直径の領域が、シャフト９を取り囲む環状の突出部４９を形成している。回転自由に案内するためのローラー５１が、各フランジ４３の突出部４９とシャフト９の間に半径方向に配置されている。
【００３２】
密封手段、例えば環状シール５３が、半径方向に各突出部４９とシャフト９の間に、対応するベアリング５１の軸方向各側に、配置されている。シール５３は、ハウジング５の内側の汚染を防ぐために、ハウジング５とシャフト９の間に密封状態を形成している。
【００３３】
軸受５１と、突出部４９によって支持されている密封手段５３は、部分的には、対応する凹部２６内に入っている。この様に、凹部２６が在るので、電動機１の全体的軸方向空間要件が抑制されたものになっている。
【００３４】
作動時には、巻き線３７に、特定の形状、例えば正弦波又は矩形波の周期的な形状を有する電気的励起信号を有する電気エネルギーが、供給される。
巻き線３７は、固定子３の内側で調整可能な電磁励起界を作り出す。この電磁励起界が加えられる磁気駆動要素１７は、円周方向に向かう力を受ける。回転子７は、その結果、シャフト９の軸の回りに回転駆動される。
【００３５】
磁束は、電動機１内を循環しており、固定子３から空隙４０を通って磁気駆動要素１７に向かい、次に（図２の矢印Ｆ１で示すように）積層アッセンブリ１５の第１プレート２９とリム１３を通って磁気駆動要素１７の間を通り、その後、空隙４０を経て固定子３に向かって戻る。磁束は、（図２の矢印Ｆ２で示すように）固定子内を循環し、その後、回転子７に向かって戻る。
【００３６】
フーコー電流型の電流は、電磁界内での変位によって、回転子７の中に形成される傾向がある。
これらの電流は、回転子７内を主として軸方向に移動する。積層アッセンブリ１５が在るので、この種の電流の形成を防ぐことができ、結果的に、電磁損失、特にジュール効果による損失を抑制することができる。
【００３７】
定期的な励起信号は、その形状に従って、大きい振幅と低い周波数を有する基本信号と、小さな振幅と基本信号の周波数の何倍かの周波数を有する調波信号と、を含む複数の正弦波信号に分割される。
【００３８】
回転子７内で誘起される電磁界は、同じやり方で、基本信号によって誘起される電磁界と、調波信号によって誘起される磁界とに分割される。
基本信号によって誘起される電磁界は、主に回転子７を回転駆動することができる。
【００３９】
調波信号によって誘起される電磁界は、電磁損失の大きな原因である。
基本又は調波信号それぞれによって誘起される電磁界の半径方向透過の深さは、その周波数に逆比例する。
【００４０】
調波信号によって誘起される電磁界は、従って、回転子７の半径方向厚さの透過深度が、基本信号によって誘起される電磁界の透過深度より浅い。
積層アッセンブリ１５の半径方向厚さは、作動時に、その厚さが、調波信号によって誘起される電磁界の透過深度より大きくなるように選択される。
【００４１】
リム１３の半径方向厚さは、積層アッセンブリ１５の半径方向厚さをリム１３の半径方向厚さに加えたものが、基本信号によって誘起される電磁界の最大透過深度より大きくなるように設定されている。
【００４２】
この様に、アッセンブリ１５とリム１３は、基本信号によって誘起された電磁界の磁束が、磁気駆動要素１７の間で円周方向に循環できるようにしている。積層アッセンブリ１５は、調波信号によって誘起された電磁界の磁束の経路を、磁気駆動要素１７の間で円周方向に確保しながら、一方で調波信号によって誘起された電磁界から生じる電流の軸方向の伝播を防いでいる。これによって、調波信号から生じる電磁損失を限られたものにすることができる。
【００４３】
例えば、周期的な矩形波の信号では、基本周波数は、矩形波の信号の周波数と等しく、第１調波周波数は、基本周波数の５倍である。従って、基本信号によって誘起される電磁界の透過深度は、第１調波信号によって誘起される電磁界の透過深度の５倍である。
【００４４】
従って、この例では、リム１３の半径方向厚さの４倍以下の半径方向厚さを有する積層アッセンブリ１５を提供することができる。一般的に、積層アッセンブリ１５の半径方向厚さを制限すると、回転子７の製造コストを抑えることができる。
【００４５】
中実、即ち空洞や孔が無く、全体が磁界を伝導する金属又は金属合金で作られているリム１３は、多孔性の材料又は樹脂とは対照的に、鉄の粒子を充填しても高レベルの透磁性と磁気飽和性を有している。これによって、回転子７の中の磁束の回路を輪にして、回転子７内の磁束の経路に対する抵抗を抑え、特にシャフト９に伝達することのできる最大回転速度とトルクに関して効率レベルが改良された電動機を作ることができるようになる。
【００４６】
中実のリム１３は、例えば、ハチの巣形態の材料とは対照的に、強くて作るのも簡単である。
リム１３は、実質的に管状で、その内側表面の限定された軸方向領域だけでハブ１１に接続されているので、回転子７は、強くて磁束が循環できるようになっているのに軽い。
【００４７】
電動機１は、非常に高レベルのトルクを必要とする用途に用いることができる。例えば、電動機１は、汽車又は電車のような軌条車両を駆動するのに用いられる。
図２を見れば分かるように、各磁気駆動要素１７は、隣接しており且つ隣接する磁石１８の間の電流の循環を防ぐ電気絶縁体５５によって互いに分離されている、例えば４つのような複数の永久磁石１８に分割され、それで構成されている。
【００４８】
更に正確に言えば、各要素１７の磁石１８は、回転子７の回転軸方向に細長く、回転子７の円周に沿って互いに側面を接して配置されている。各要素１７の磁石１８は、軸方向面、即ち軸Ａと平行で、軸Ａを通って伸張する面に沿って互いに分離されている。
【００４９】
絶縁体５５は、各要素１７の磁石１８の間に、分離面に沿って伸張するフィルムの形態で配置されている。
各要素１７の磁石１８は、同じ極性の実質的に半径方向の磁軸を有している。従って、各要素１７は、半径方向に向き、要素１７を構成している磁石１８と同じ極性を有する合成磁軸を有している。
【００５０】
絶縁体５５は、磁石１８の軸方向分離面、即ち磁石１８の磁軸と平行な面に沿って挟み込まれている。更に正確に言えば、絶縁体５５は、各磁石１８を被覆し、各磁石１８の全ての面、特に半径方向の内向きと外向きに向いた面を覆っている。
【００５１】
作動時、磁束（矢印Ｆ１とＦ２）は、磁石１８の磁軸に従って磁石１８を半径方向に貫通して伸張する。軸Ａに対して軸方向及び円周方向に誘起された電流は、磁石１８それ自体の中で形成される傾向がある。
【００５２】
絶縁体５５は、特に空隙の厚さ（例えば５ｍｍ）又は磁石の厚さ（例えば１０ｍｍ）と比べると薄い（例えば２０マイクロメーター）ので、絶縁体５５が磁束の循環を妨げることはない。
【００５３】
逆に、絶縁体５５は、同じ要素１７の磁石１８の間での、軸Ａに対し円周方向に誘起された電流の循環を自然に阻む。
その結果、回転子内のジュール効果による電磁損失は、磁石１８の領域で低減する。
【００５４】
図３の実施形態では、回転子７は、磁気駆動要素１７を支持しており、各要素１７は、半径方向分離面に沿って、軸Ａに対して垂直に分割されており、また、軸方向に整列し、且つ半径方向分離面に沿って伸張するフィルムの形態をした絶縁体５５で分離されている複数の磁石１８を備えている。
【００５５】
図３に示しているように、磁気駆動要素１７は、積層アッセンブリ１５で構成されている回転子７の上に配置されている。或る変更例では、磁気駆動要素１７は、図１の回転子７の上に配置されており、より一般的には、どの様な型式の回転子７の上にでもよい。
【００５６】
或る変更例では、図４に示しているように、要素１７は、軸方向分離面と半径方向分離面に沿って分割されている。
或る変更例では、磁石１８の間の分離は、１つ又は複数の左側表面に沿って実行される。
【００５７】
より一般的には、要素１７は、要素１７の磁軸と平行な１つ又は複数の分離面に沿って分割され、この分離面は、互いに平行な場合も平行でない場合もある。
まず最初に、要素１７が分割されればされるほど、電磁損失は少なくなる。図５と図６に示すように、粗い分割でも、相当に少なくすることができる。
【００５８】
図５では、ループ５７は、磁軸が図５の面に垂直な単一の永久磁石５９によって作られた磁気駆動要素５８内に誘起される電流の循環を示している。
図６では、図５の磁気駆動要素と同じ寸法の磁気駆動要素１７が、図６の面に垂直な分離面に沿って分離された複数の磁石１８で構成されており、各分離面に沿って、電気絶縁体５５が伸張している。
【００５９】
作動時に誘起された電流は、各磁石１８内のループ６５に沿って伝播される。
図６のループ６５の長さの合計は、図５の単一のループ５７の長さより長い。従って、誘起される電流は、図６の要素１７内の循環に対するより大きな抵抗に遭遇し、誘起される電流は、より大きな困難さを伴って要素１７内に形成されることになる。結果的に、要素１７と５８を貫いて伸張する磁束が同じであれば、要素１７内で誘起される電流とジュール効果による損失は、要素５８内のそれより少なくなる。
【００６０】
大きな回転子を備えた高出力電動機を必要とする用途では、磁気駆動要素の分割によって、製造経費が低い小さな永久磁石を使用できるようになる。
理解頂けるように、図１の回転子７は、それぞれが単一の永久磁石又は巻き線の形態である磁気駆動要素を備えている場合でも、電磁損失、強度、製造経費及び重量を抑制することに関して、固有の特性を有している。
【００６１】
より一般的には、本発明の目的は、シャフトに取り付けるための穴が設けられているハブと、ハブを取り囲んでいるリムと、リムを取り囲み且つそれに固定されている積層アッセンブリと、を備えた回転子であり、積層アッセンブリは、磁界を伝導する積み重ねられた環状のプレートを備えており、積層アッセンブリの外周上には、磁気駆動要素が分布配置されており、リムは、中実で、磁束がリムを貫いて伸張できるように磁界を伝導する金属又は金属合金で構成されており、前記磁束は、回転子が装備されている電動機が作動するとき、磁気駆動要素の間を循環するようになっている。磁気駆動要素１７は、アッセンブリ１５の外周上に分布配置されている。磁気駆動要素は、例えば、円周方向に規則的に間隔を空けて配置されており、極性が交互する磁石で形成されている。少なくとも磁気駆動要素の１つは、複数の分離した永久磁石を備えており、前記又は各磁気駆動要素の磁石は、前記又は各磁気駆動要素の磁軸と実質的に平行な、少なくとも１つの分離面に沿って互いに分離されている、複数の分離した永久磁石と、前記又は各磁気駆動要素の磁石の間に、前記又は各分離面に沿って挟まれている絶縁材と、を備えている必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による回転子を備えている永久磁石を有する電動機の軸方向断面図である。
【図２】図１の回転子のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１と同様の図であり、本発明の或る変更例による回転子だけを示している。
【図４】磁気駆動要素の斜視図である。
【図５】電動機が作動している間に、磁気駆動要素内を流れるフーコー電流を示している概略平面図である。
【図６】電動機が作動している間に、磁気駆動要素内を流れるフーコー電流を示している概略平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ      回転子の回転軸
３      固定子
５      ハウジング
７      回転子
９      シャフト
１１    ハブ
１３    リム
１５    積層アッセンブリ
１７    磁気駆動要素
１８    永久磁石
１９    中心管状部分
２１    ハブを取り付けるための穴
２３    半径方向ウェブ
２６    凹部
２９    第１環状プレート
３１    第２環状プレート
５１    軸受
５５    絶縁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006109693.tif 000007
【図６】
2006109693.tif 000008
【外国語明細書】
2006109693000001.pdf