(57)【要約】  電気モータのロータアセンブリは、一般に、長手方向軸線の周りを回転するように構成された中心シャフトと、中心シャフトから半径方向外向きに延びる複数のスペーサとを有し、スペーサは中心シャフトに固定して取り付けられる。複数の軸線方向に積み重ねられた環状積層片は、中心シャフトと同軸に整列され、複数のスペーサによって内周面に半径方向に支持される。複数のスペーサの各々は、積み重ねられた環状積層片の各軸線方向端部に、複数の積み重ねられた環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きに延びる第１および第２の軸線方向拘束要素を有する。複数の積み重ねられた環状積層片は、第１の軸線方向拘束要素と第２の軸線方向拘束要素との間で圧縮され、その結果、複数の積み重ねられた積層片に軸線方向の圧縮力が加えられる。
2019506128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータのロータアセンブリであって、
第１の端部および対向する第２の端部を有する中心シャフトであって、長手方向軸線の周りを回転するように構成された中心シャフトと、
前記中心シャフトから半径方向外向きに延びる複数のスペーサと、
前記スペーサの、軸線方向に延びる近位縁に沿って前記中心シャフトに固定して取り付けられた前記複数のスペーサの各々と、
軸線方向に延びる第１の結合要素を有する、前記複数のスペーサのうちの少なくとも１つの軸線方向に延びる遠位縁と、
前記中心シャフトと同軸に整列され、前記複数のスペーサによって半径方向に支持された複数の軸線方向に積み重ねられた環状積層片と、
前記積層片の内周面内に形成された第２の結合要素を有する前記複数の積み重ねられた環状積層片の各々と
前記積み重ねられた環状積層片の前記第２の結合要素に機械的に係合するように構成された前記スペーサの前記第１の結合要素であって、それにより前記複数の積み重ねられた積層片の前記中心シャフトに対する前記長手方向軸線を中心とする回転運動が拘束される、前記第１の結合要素と
を有する、電気モータのロータアセンブリ。
【請求項２】
前記複数のスペーサが、前記中心シャフトに溶接された軸線方向に細長い放射状のスポークを有する、請求項１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項３】
前記複数のスペーサと前記中心シャフトが単一の一体構造を形成する、請求項１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項４】
前記複数のスペーサが、前記中心シャフトの周りに対称的に円周方向に間隔を置いて配置されている、請求項１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項５】
前記第１の結合要素が、軸線方向に細長い突起または溝を有し、前記第２の結合要素が、前記第１の結合要素と嵌合するように構成された他の突起または溝を有する、請求項１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項６】
前記複数のスペーサのうちの少なくとも２つのスペーサの前記遠位縁が、前記軸線方向に延びる第１の結合部をそれぞれ有し、前記複数の積み重ねられた環状積層片の各々が、前記少なくとも２つの第１の結合部と係合するように構成された複数の第２の結合部を有する、請求項１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項７】
前記積み重ねられた環状積層片が前記スペーサと直接接触している、請求項１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項８】
前記積み重ねられた環状積層片が前記スペーサに締まり嵌めされている、請求項１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項９】
前記積み重ねられた環状積層片が、前記スペーサに対して半径方向内向きの圧縮力を加えるように構成されている、請求項８に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項１０】
前記積み重ねられた環状積層片の各々が、前記圧縮力によって互いに接合され、かつ外部結合剤が、前記積み重ねられた環状積層片の各々を互いに接合するために使用されていない、請求項９に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項１１】
前記複数の積み重ねられた環状積層片の前記内周面を越えて半径方向外向きに延びる第１の軸線方向拘束要素を、前記遠位縁上に、かつ前記積み重ねられた環状積層片の第１の端部のところに有する前記複数のスペーサの各々と、
前記中心シャフトと同軸に整列され、前記積み重ねられた環状積層片の第１の端部環状積層片と前記第１の軸線方向拘束要素との軸線方向の間に配置された第１の環状端板と
をさらに有する、請求項１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項１２】
前記積み重ねられた環状積層片の前記内周面を越えて半径方向外向きに延びる第２の軸線方向拘束要素を、前記遠位縁上に、かつ前記積み重ねられた環状積層片の第２の端部のところに有する前記複数のスペーサの各々と、
前記中心シャフトと同軸に整列され、前記積み重ねられた環状積層片の第２の端部環状積層片と前記第２の軸線方向拘束要素との軸線方向の間に配置された第２の環状端板と、
軸線方向の圧縮力が前記複数の積み重ねられた積層片に加えられるように、前記第１の環状端板と前記第２の環状端板との間で圧縮される前記複数の積み重ねられた環状積層片と
をさらに有する、請求項１１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項１３】
前記第１の軸線方向拘束要素が、
前記スペーサのうちの少なくとも１つのスペーサの前記遠位縁に凹部入口を有する横方向に延びる凹部と、
前記凹部内に部分的に支持される拘束キーであって、前記凹部入口および前記積み重ねられた環状積層片の前記内周面を越えて半径方向外向きに延びる拘束キーと
を有する、請求項１１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項１４】
前記拘束キーが長さと、前記長さによって変わる厚さとを有し、それにより、前記複数の積み重ねられた積層片の前記軸線方向の圧縮力が、前記凹部に支持された前記拘束キーの前記長さの関数として選択的に変化することができる、請求項１３に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項１５】
前記第２の軸線方向拘束要素が、前記積み重ねられた環状積層片の前記内周面を越えて半径方向外向きに前記スペーサの少なくとも１つから延びる拘束タブを有する、請求項１２に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項１６】
前記積み重ねられた環状積層片の外面に取り付けられた複数の軸線方向に延びる分割磁石
をさらに有する、請求項１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項１７】
前記分割磁石の周りに円周方向に巻き付けられた外側可撓性バンドによって前記複数の積み重ねられた環状積層片の前記外面に固定された前記複数の分割磁石
をさらに有する、請求項１６に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項１８】
電気モータのロータアセンブリであって、
長手方向軸線の周りを回転するように構成された中心シャフトと、
前記中心シャフトから半径方向外向きに延びる複数のスペーサと、
前記スペーサの、軸線方向に延びる近位縁に沿って前記中心シャフトに固定して取り付けられた前記複数のスペーサの各々と、
前記中心シャフトと同軸に整列され、かつ前記複数のスペーサによって内周面で半径方向に支持された、複数の軸線方向に積み重ねられた環状積層片と、
前記複数の積み重ねられた環状積層片の前記内周面を越えて半径方向外向きに延びる第１の軸線方向拘束要素を、前記積み重ねられた環状積層片の第１の軸線方向端部のところに有する前記複数のスペーサの各々と、
前記複数の積み重ねられた環状積層片の前記内周面を越えて半径方向外向きに延びる第２の軸線方向拘束要素を、前記積み重ねられた環状積層片の第２の軸線方向端部のところに有する前記複数のスペーサの各々と、
軸線方向の圧縮力が前記複数の積み重ねられた積層片に加えられるように、前記第１の軸線方向拘束要素と前記第２の軸線方向拘束要素との間で圧縮される前記複数の積み重ねられた環状積層片と
を有する、電気モータのロータアセンブリ。
【請求項１９】
前記中心シャフトと同軸に整列され、かつ前記積み重ねられた環状積層片の第１の端部環状積層片と前記第１の軸線方向拘束要素との軸線方向の間に配置された第１の環状端板と、前記中心シャフトと同軸に整列され、かつ前記積み重ねられた環状積層片の第２の端部環状積層片と前記第２の軸線方向拘束要素との軸線方向の間に配置された第２の環状端板とをさらに有し、軸線方向の圧縮力が前記複数の積み重ねられた積層片に加えられるように、前記複数の積み重ねられた環状積層片は前記第１の環状端板と前記第２の環状端板との間で圧縮される、請求項１８に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項２０】
前記積み重ねられた環状積層片の各々が、前記軸線方向の圧縮力によって互いに接合され、かつ外部結合剤が、前記積み重ねられた環状積層片の各々を互いに接合するために使用されていない、請求項１８に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１の軸線方向拘束要素が、
前記スペーサのうちの少なくとも１つのスペーサの前記遠位縁に凹部入口を有する横方向に延びる凹部と、
前記凹部内に部分的に支持される拘束キーであって、前記凹部入口および前記積み重ねられた環状積層片の前記内周面を越えて半径方向外向きに延びる拘束キーと
を有する、請求項１８に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項２２】
前記拘束キーが長さと、前記長さによって変わる厚さとを有し、それにより、前記複数の積み重ねられた積層片の前記軸線方向の圧縮力が、前記凹部内に延びる前記拘束キーの前記長さの関数として選択的に変化することができる、請求項２１に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項２３】
前記第２の軸線方向拘束要素が、前記積み重ねられた環状積層片の前記内周面を越えて半径方向外向きに前記スペーサの少なくとも１つから延びる拘束タブを有する、請求項１８に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項２４】
軸線方向に延びる第１の結合要素を有する、前記複数のスペーサのうちの少なくとも１つのスペーサの前記遠位縁と、
前記積層片の前記内周面内に形成された第２の結合要素を有する、前記複数の積み重ねられた環状積層片の各々と、
前記複数の積み重ねられた環状積層片の前記第２の結合要素に機械的に係合するように構成された前記スペーサの前記第１の結合要素であって、それにより前記複数の積み重ねられた環状積層片の前記中心シャフトに対する前記長手方向軸線を中心とする回転運動が拘束される、前記スペーサの前記第１の結合要素と
をさらに有する、請求項１８に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項２５】
前記スペーサと前記中心シャフトとが互いに結合されて単一の一体構造を形成するように前記中心シャフトに溶接された前記スペーサと、
前記中心シャフトの周りに対称に円周方向に間隔をおいて配置された前記スペーサと、
軸線方向に細長い突起または溝を有する前記第１の結合要素、および前記第１の結合要素と嵌合するように構成された他の突起または溝を有する前記第２の結合要素と、
前記スペーサに締まり嵌めされ、かつ前記スペーサと直接接触している前記積み重ねられた環状積層片であって、それにより、前記スペーサに対して半径方向内向きの圧縮力が加えられるように構成されている、前記積み重ねられた環状積層片と、
前記積み重ねられた環状積層片の外面に取り付けられた複数の分割磁石と、
前記分割磁石の周りに円周方向に巻き付けられたバンドによって前記積み重ねられた環状積層片の前記外面に固定された前記複数の分割磁石と
をさらに有する、請求項１８に記載の電気モータのロータアセンブリ。
【請求項２６】
電気モータのロータアセンブリを製造する方法であって、
第１の端部および反対側の第２の端部を有する中心シャフトを提供するステップであって、前記中心シャフトは長手方向軸の周りを回転するように構成されている、ステップと、
複数のスペーサを、その軸線方向に延びる近位縁に沿って前記中心シャフトに固定して取り付けるステップであって、それにより前記スペーサは前記中心シャフトから半径方向外向きに延びている、ステップと、
前記スペーサのうちの少なくとも１つスペーサの軸線方向に延びる遠位縁に、軸線方向に延びる第１の結合要素を提供するステップと、
複数の環状積層片を提供するステップと、
前記環状積層片の内周面内に形成された第２の結合要素を有する前記環状積層片の各々を提供するステップと、
前記スペーサの、前記軸線方向に延びる遠位縁に前記中心シャフトの前記第１の端部に近接して第１の軸線方向拘束要素を提供するステップと、
前記複数の環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きに延びる前記第１の軸線方向拘束要素を提供するステップと、
前記スペーサの上に第１の環状端板を配置するステップと、
前記第１の環状端板を前記中心シャフトと同軸に整列させるステップと、
前記環状積層片を加熱するステップと、
前記第１の環状端板を配置する前記ステップの後、前記環状積層片が前記中心シャフトと同軸に整列するように、前記加熱された環状積層片を前記スペーサの上に軸線方向に積み重ねるステップと、
前記積み重ねられた環状積層片の前記中心シャフトに対する前記長手方向軸線を中心とする回転運動が拘束されるように、前記スペーサの前記第１の結合要素を前記環状積層片の前記第２の結合要素に係合させるステップと、
前記環状積層片を積み重ねる前記ステップの後、前記スペーサの上に第２の環状端板を配置するステップと、
前記第２の環状端板を配置する前記ステップの後、軸線方向の圧縮力が前記積み重ねられた環状積層片に加えられるように、前記第１の環状端板と前記第２の環状端板との間で前記積み重ねられた環状積層片を軸線方向に圧縮するステップと、
前記積み重ねられた環状積層片の前記内周面を越えて半径方向外向きに延びる第２の軸線方向拘束要素を提供するステップと、
前記積み重ねられた環状積層片に加えられる前記軸線方向の圧縮力を維持するように、前記第２の軸線方向拘束要素を前記第２の環状端板に係合させるステップと
を含む方法。
【請求項２７】
単一の一体構造を提供するために、前記複数のスペーサを前記中心シャフトと共に鍛造するステップをさらに含む、請求項２６に記載の電気モータのロータアセンブリを製造する方法。
【請求項２８】
前記中心シャフトの周りに円周方向に対称に間隔を置いて前記複数のスペーサを配置するステップをさらに含む、請求項２６に記載の電気モータのロータアセンブリを製造する方法。
【請求項２９】
複数の軸線方向に延びる分割磁石を提供するステップと、
前記分割磁石を前記積み重ねられた環状積層片の外面に取り付けるステップと、
前記複数の分割磁石を外側可撓性バンドで円周方向に巻き付けるステップと、
前記外側可撓性バンドが前記分割磁石を前記積み重ねられた環状積層片に固定するように、前記ロータアセンブリを硬化させるステップと
を含む、請求項２６に記載の電気モータのロータアセンブリを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気モータに関し、特に、回転式電気磁気モータ用のロータアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気電気モータには様々な形状がある。１つの形状はリニア磁気モータである。リニア磁気モータでは、シャフトは、ステータに対して線形移動するように（すなわち直線的に並進するように）駆動される。別の形状は回転磁気モータである。回転磁気モータでは、ロータがステータに対して回転するように駆動される。
【０００３】
従来の回転式電気磁気モータは、一般に、ステータアセンブリと、ステータアセンブリに対して回転するように駆動されるロータとを含む。典型的には、ロータは、少なくとも部分的にステータによって取り囲まれ、ロータは、一連の永久磁石を組み込むことによって磁場を生成する。ステータは、一連のコイルまたは巻線を介して磁場を生成する。ロータの位置および／または運動量に対するコイル内の電流の流れをタイミングすることによって、ロータおよびステータからの磁力の相互作用によりロータが回転する。
【０００４】
したがって、磁気モータでは、ロータとステータの両方に磁場が形成される。これら２つの磁場間の結果が力を、したがってモータのロータまたはシャフトにトルクを生じさせる。これにより、ロータは、ステータ内の励磁されたコイルによって生成された磁力のために、ステータの磁場により移動する。このように、従来の電気モータは、略円筒形の外側ステータコアと、ステータコア内に巻回されたステータコイルと、永久磁石を有し、ステータの磁場との相互作用によって運動を提供するようにステータコアに対して移動する内側ロータとを含む。
【０００５】
ステータは、従来、少なくとも１つのステータコアに巻回された少なくとも１つのコイルを含む。ステータコイルの目的は、ロータ上の永久磁石と相互作用する磁束を発生させることである。様々なステータアセンブリ構成が知られている。ステータは、モジュール部品を積み重ねることによって構築されてもよく、または複数の放射状に延びる積層片（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）から形成されてもよく、他の方法によって形成されてもよい。ステータコアは、通常、積層片（ラミネート）と呼ばれる多くの薄い金属シートで構成されている。積層片は、ソリッドコアを使用した場合に生じるエネルギー損失を低減するために使用される。
【発明の概要】
【０００６】
開示された実施形態の対応する部品、部分または表面を括弧付きで参照すると、単に例示のためであって限定するものではなく、長手方向軸線（ｘ−ｘ）の周りを回転するように構成された中心シャフト（１６）を含む電気モータのロータアセンブリ（１５）が提供される。中心シャフトから半径方向外向きに延びるのは、複数のスペーサ（２０ａ〜２０ｆ）である。複数のスペーサの各々は、スペーサの軸線方向に延びる近位縁（２１）に沿って中心シャフトに固定されて取り付けられる。複数のスペーサのうちの少なくとも１つの軸線方向に延びる遠位縁（２２）は、軸線方向に延びる第１の結合要素（２３）を有する。複数の軸線方向に積み重ねられた環状積層片（３１）は、中心シャフトと同軸に整列され、複数のスペーサによって放射状に支持される。このようにして、複数のボイド（２６）が形成され、２つのスペーサ、中心シャフト、および積層スタックの間に画定される。複数の積み重ねられた環状積層片のそれぞれは、個々の積層片（３０）の内周面（３３）内に形成された第２の結合要素（３２）を有する。スペーサの第１の結合要素は、積み重ねられた環状積層片の第２の結合要素と機械的に係合するように構成され、複数の積み重ねられた環状積層片の、中心シャフトに対する長手方向軸線（ｘ−ｘ）を中心とする回転運動が拘束される。
【０００７】
複数のスペーサは、中心シャフトに溶接された軸線方向に細長い放射状のスポークを備えてもよく、複数のスペーサは、中心シャフトと単一の一体構造を形成してもよい。スペーサは、中心シャフトの周りに対称的に円周方向に間隔を置いて配置されてもよい。
【０００８】
第１の結合要素は、軸線方向に細長い突起または溝を備えてもよく、第２の結合要素は、第１の結合要素と嵌合するように構成された他方の突起または溝を備えてもよい。複数のスペーサのうちの少なくとも２つのスペーサの遠位縁はそれぞれ、軸線方向に延びる第１の結合部を有し、複数の積み重ねられた環状積層片のそれぞれは、少なくとも２つの第１の結合部と係合するように構成された複数の第２の結合部を有してもよい。
【０００９】
本開示の積み重ねられた環状積層片は、スペーサと直接接触していてもよく、スペーサに締まり嵌め（ｓｈｒｉｎｋ  ｆｉｔ）されていてもよい。積み重ねられた環状積層片は、半径方向内向きの圧縮力（６１）がスペーサに対して加えられるように構成されてもよい。積み重ねられた環状積層片の各々は、この半径方向内向きの圧縮力よって互いに接合され、積層スタックの個々の環状積層片の各々を一緒に接合するために外部結合剤が使用されないように、または必要とされないようにすることができる。
【００１０】
複数のスペーサの各々は、積み重ねられた環状積層片の軸線方向の遠位縁および第１の端部（３８）に、複数の積み重ねられた環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きに延びる第１の軸線方向拘束要素（４０）を有してもよい。第１の環状端板（４１）が、中心シャフトと同軸に整列され、積み重ねられた環状積層片の第１の端部環状積層片と第１の軸線方向拘束要素との間に軸線方向に配置されてもよい。複数のスペーサの各々は、積み重ねられた環状積層片の軸線方向の遠位縁および第２の反対の端部（３９）に、積み重ねられた環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きに延びる第２の軸線方向拘束要素（４２）をさらに有してもよい。第２の環状端板（４３）が、中心シャフトと同軸に整列され、積み重ねられた環状積層片の第２の端部環状積層片と第２の軸線方向拘束要素との間に軸線方向に配置されてもよく、次いで、軸線方向の圧縮力（６０）が複数の積み重ねられた積層片に加えられるように、複数の積み重ねられた環状積層片は、第１の環状端板と第２の環状端板との間で圧縮されてもよい。各環状端板は、１つまたは複数のバランスウェイト（４６）を随意に取り付けるための複数の取り付け穴（４８）を含んでもよい。
【００１１】
第１の軸線方向拘束要素は、スペーサの少なくとも１つの遠位縁に凹部入口（２５）を有する横方向に延びる凹部（２４）と、凹部内に部分的に支持され、凹部入口および積み重ねられた環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きに延びる拘束キー（５０）とを備えてもよい。拘束キーは、複数の積み重ねられた積層片の軸線方向の圧縮力が、凹部に支持された拘束キーの長さの関数として選択的に変化することができるように、長さおよび長さによって変化する厚さを有してもよい。第２の軸線方向拘束要素は、積み重ねられた環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きにスペーサの少なくとも１つから延びる拘束タブを含んでもよい。
【００１２】
ロータアセンブリは、積み重ねられた環状積層片の外周面（３７）に取り付けられた複数の分割磁石（５４）をさらに含んでもよい。複数の分割磁石は、複数の積み重ねられた環状積層片の外面に接着されてもよく、分割磁石の周りに円周方向に巻き付けられた外側バンド（５５）によって複数の積み重ねられた環状積層片にさらに固定されてもよい。個々の環状積層片は、一連の交互の突起（３４）を有してもよく、それにより環状積層片の外周面（３７）の周りにスロット（３６）を形成して、複数の環状積層片がスペーサ上に積み重ねられたとき、複数の積層片の突起およびスロットが整列して複数の磁石チャネルを形成し、その中に各分割磁石が固定して取り付けられる。
【００１３】
別の観点では、長手方向軸線の周りを回転するように構成された中心シャフトと、中心シャフトから半径方向外向きに延びる複数のスペーサとを備えた電気モータのロータアセンブリが提供される。複数のスペーサの各々は、スペーサの軸線方向に延びる近位縁に沿って中心シャフトに固定して取り付けられる。複数の軸線方向に積み重ねられた環状積層片は、中心シャフトと同軸に整列され、複数のスペーサによって内周面に放射状に支持される。複数のスペーサの各々は、積み重ねられた環状積層片の第１の軸線方向端部に、複数の積み重ねられた環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きに延びる第１の軸線方向拘束要素を有する。また、複数のスペーサの各々は、積み重ねられた環状積層片の第２の軸線方向端部に、積み重ねられた環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きに延びる第２の軸線方向拘束要素を有し、複数の積み重ねられた環状積層片は、第１の軸線方向拘束要素と第２の軸線方向拘束要素との間で圧縮され、これにより複数の積み重ねられた積層片に軸線方向の圧縮力が加えられる。
【００１４】
ロータアセンブリは、中心シャフトと同軸に整列され、積み重ねられた環状積層片の第１の端部環状積層片と第１の軸線方向拘束要素との間に軸線方向に配置された第１の環状端板と、中心シャフトと同軸に整列され、積み重ねられた環状積層片の第２の端部環状積層片と第２の軸線方向拘束要素との間に軸線方向に配置された第２の環状端板とをさらに備えてもよい。複数の積み重ねられた環状積層片は、第１の環状端板と第２の環状端板との間で圧縮されてもよく、その結果、複数の積み重ねられた積層片に軸線方向の圧縮力が加えられる。積み重ねられた環状積層片の各々は、積み重ねられた環状積層片の各々を接合するために外部結合剤が使用されないように、軸線方向の圧縮力によって互いに接合されてもよい。
【００１５】
第１の軸線方向拘束要素は、スペーサの少なくとも１つの遠位縁に凹部入口を有する横方向に延びる凹部と、凹部内に部分的に支持され、凹部入口および積み重ねられた環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きに延びる拘束キーとを備えてもよい。拘束キーは、複数の積み重ねられた積層片の軸線方向の圧縮力が、凹部に延びる拘束キーの長さの関数として選択的に変化することができるように、長さおよび長さによって変化する厚さを有してもよい。第２の軸線方向拘束要素は、積み重ねられた環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きにスペーサの少なくとも１つから延びる拘束タブを含んでもよい。
【００１６】
複数のスペーサのうちの少なくとも１つの遠位縁は、軸線方向に延びる第１の結合要素を有してもよく、複数の積み重ねられた環状積層片の各々は、積層片の内周面内に形成された第２の結合要素を有してもよい。スペーサの第１の結合要素は、積み重ねられた環状積層片の第２の結合要素に機械的に係合するように構成されてもよく、複数の積み重ねられた積層片の中心シャフトに対する長手方向軸線を中心とする回転運動が拘束される。
【００１７】
スペーサは、スペーサと中心シャフトが互いに結合されて単一の一体構造を形成するように、中心シャフトに溶接されて、スペーサは、中心シャフトの周りに対称的に円周方向に間隔を置いて配置されてもよい。
【００１８】
第１の結合要素は、軸線方向に細長い突起または溝を有してもよく、第２の結合要素は、第１の結合要素と嵌合するように構成された他方の突起または溝を有してもよい。
【００１９】
積み重ねられた環状積層片は、スペーサに締まり嵌めされて直接接触していてもよく、積み重ねられた環状積層片は、半径方向内向きの圧縮力がスペーサに対して加えられるように構成される。複数の分割磁石は、積み重ねられた環状積層片の外面に固定して取り付けられてもよく、複数の分割磁石は、分割磁石の周りに円周方向に巻き付けられた外側バンドによって、積み重ねられた環状積層片の外面にさらに固定されてもよい。
【００２０】
別の観点では、電気モータのロータアセンブリを製造する方法が提供される。第１の端部および対向する第２の端部を有する中心シャフトが設けられ、中心シャフトは長手方向軸線の周りを回転するように構成される。複数のスペーサは、複数のスペーサの軸線方向に延びる近位縁に沿って中心シャフトに固定して取り付けられ、スペーサが半径方向外向きに延びるようにする。スペーサの少なくとも１つの軸線方向に延びる遠位縁には、軸線方向に延びる第１の結合要素が設けられている。複数の環状積層片が設けられ、環状積層片の各々は、環状積層片の内側円筒面内に形成された第２の結合要素をさらに備える。第１の軸線方向拘束要素が、スペーサの軸線方向に延びる遠位縁に、中心シャフトの第１の端部に近接して設けられている。第１の軸線方向拘束要素は、複数の環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きに延びるように設けられている。第１の環状端板がスペーサの上に配置され、第１の環状端板は中心シャフトと同軸に整列される。環状積層片が加熱され、その後、第１の環状端板の配置後、加熱された環状積層片は、環状積層片が中心シャフトと同軸に整列するようにスペーサ上に軸線方向に積み重ねられる。スペーサの第１の結合要素は、環状積層片の第２の結合要素と係合し、その結果、積み重ねられた環状積層片の中心シャフトに対する長手方向軸線を中心とする回転運動が拘束される。加熱された環状積層片を積み重ねた後、第２の環状端板がスペーサの上に配置される。第２の環状端板の配置後、積み重ねられた環状積層片は、第１の環状端板と第２の環状端板との間で軸線方向に圧縮され、その結果、積み重ねられた環状積層片に軸線方向の圧縮力が加えられる。積み重ねられた環状積層片の内周面を越えて半径方向外向きに延びる第２の軸線方向拘束要素が設けられ、第２の軸線方向拘束要素が第２の環状端板と係合し、その結果、積み重ねられた環状積層片に加えられる軸線方向の圧縮力が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態による電気モータのロータアセンブリを示す斜視図である。
【図２】図１のロータアセンブリの分解図である。
【図３】図１の複数のスペーサを有する中心シャフトの斜視図である。
【図４】図１の環状積層片の立面図である。
【図５】図４の環状積層片の斜視図である。
【図６】図１のロータアセンブリの中心シャフトの中央で切り取った横方向断面図である。
【図７】図１の中心シャフトおよび複数のスペーサと係合した複数の積み重ねられた環状積層片および端板の斜視図である。
【図８】図１の軸線方向拘束要素を示す拡大部分図である。
【図９】図１の代替の軸線方向拘束要素を示す拡大部分図である。
【図１０】圧縮されていない積層スタック構成の、中心シャフトおよび複数のスペーサを通る、ロータアセンブリの軸線方向断面図である。
【図１１】圧縮され拘束された積層スタック構成の図１０のロータアセンブリの軸線方向断面図である。
【図１２】図１１の軸線方向断面図であり、複数の分割磁石および外側バンドをさらに示している軸線方向段面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
最初に、明らかに、同じ参照符号は、一貫していくつかの図面を通して同じ構成要素、部分または表面を識別することが意図されており、そのような要素、部分または表面は、明細書全体によってさらに記載され説明されるので、この詳細な説明は不可欠な部分である。他に示されない限り、図面は明細書と共に読むことが意図されており、本発明に記載された説明全体の一部とみなされるべきである。以下の説明で使用される場合、「水平」、「垂直」、「左」、「右」、「上」および「下」ならびにそれらの形容詞および副詞の派生語（例えば、「水平方向に」、「右方向に」、「上向きに」など）は、特定の図形が読者に面しているので、図示された構造の向きを単に参照する。同様に、用語「内向きに」および「外向きに」は、一般に、必要に応じて、その伸長軸線または回転軸線に対する表面の向きを指す。
【００２３】
本開示は、要求される構造的完全性を維持しながら、従来のロータ設計と比較して、材料要求、ロータ重量および動作慣性を低減するロータ設計を対象とする。ここで図面、特に図１を参照すると、改良されたロータアセンブリが提供され、その第１の実施形態が全体に１５で示されている。以下に説明するように、ロータアセンブリ１５は、通常、長手方向軸線ｘ−ｘを中心に向けられた中心シャフト１６と、リブまたはスポークの形態の半径方向に延びる複数のスペーサ２０ａ〜２０ｆと、スペーサ２０ａ〜２０ｆによって支持されかつ中心シャフト１６と同軸に整列した積層された円筒形の背面鉄のロータスタック３１と、積層スタック３１の内径と同じ内径を有しかつ中心シャフト１６と同軸に整列した環状端板４１，４３と、を備える。
【００２４】
図１は、完全に組み立てられたロータアセンブリ１５を示している。ロータアセンブリ１５は、第１の端部１８および対向する第２の端部１９を有する中心シャフト１６を含み、中心シャフト１６は、長手方向軸線ｘ−ｘを中心に回転するように構成される。中心シャフト１６に固定して取り付けられるのは、中心シャフト１６から半径方向外向きに延びる複数のスペーサ２０ａ〜２０ｆである。外側バンド５５は、第１の環状端板４１と第２の環状端板４３との間に軸線方向に配置されたロータアセンブリ１５の積層スタック３１の外周面を取り囲んでいる。
【００２５】
図１に示すように、第１の環状端板４１は、積層スタック３１とスペーサ２０ａ〜２０ｆの第１の軸線方向拘束要素４０ａ〜４０ｆとの間で軸線ｘ−ｘ方向に拘束される。第１の軸線方向拘束要素４０ａ〜４０ｆは、第１の環状端板４１の内周面を越えて半径方向外向きに、中心シャフト１６の第１の端部１８に近接して、各スペーサ２０ａ〜２０ｆの軸線方向の遠位縁から延び、これにより第１の環状端板４１はｘ−ｘ方向に第１の端部１８に向かって遠くに移動しないように拘束される。さらに詳細に後述するように、第２の環状端板４３も、対応する第２の軸線方向拘束要素４２ａ〜４２ｆ（図示せず）によって拘束されることが理解されよう。
【００２６】
第１および第２の環状端板４１，４３は、以下にさらに説明するように、動作中にロータアセンブリ１５のバランスをとることを助けること含む多くの目的を果たす。第１および第２の環状端板４１，４３は、好ましくは、１つまたは複数の随意のバランスウェイト４６を取り付けることができる複数の取り付け穴４８を備える。バランスウェイト４６と取り付け穴４８の任意のそのような組合せの使用は、完全に組み立てられたロータ１５に対して実行される較正試験に依存し得る。
【００２７】
図２を参照すると、ロータアセンブリ１５の分解図が示されている。中心シャフト１６およびスペーサ２０ａ〜２０ｆは、好ましくは、相互に固定して取り付けられ、単一の一体構造を形成する。図２は、図１を参照して説明したように、外側バンド５５に加えて、第１および第２の環状端板４１，４３をさらに示している。図２の分解された状態はまた、図１には見えない積層スタック３１、分割磁石５４、および拘束キー５０を明らかにしている。
【００２８】
積層スタック３１は、複数の個々の薄い環状積層片（図４参照）から構成され、軸線方向に積み重ねられ、中心シャフト１６と同軸に整列され、スペーサ２０ａ〜２０ｆによって放射状に支持される。積層スタック３１の外周面には、符号５４で示す複数の分割磁石が取り付けられている。分割磁石５４は、積層スタック３１に接着されることが好ましく、外側バンド５５によって定位置にさらに固定される。拘束キー５０は、以下でさらに詳細に説明するように、第２の軸線方向拘束要素４２（図示せず）の一部を構成する。
【００２９】
図３は、中心シャフト１６および複数のスペーサ２０ａ〜２０ｆの斜視図を示している。シャフト１６は、好ましくは、中心の長手方向軸線ｘ−ｘを中心に配置された中実の円筒状部材である。各スペーサ２０ａ〜２０ｆは、実質的に軸線ｘ−ｘに沿って延びる軸線方向に延びる近位縁２１に沿って中心シャフト１６に直接サブマージアーク溶接を用いて溶接される。図示されているように、６つのスペーサ２０ａ〜２０ｆは、リブまたはスポークの形態で、中心シャフト１６の周りに対称的に円周方向に間隔を置いて配置され、中心シャフト１６から半径方向に延びている。各スペーサ２０ａ〜２０ｆは、中心シャフト１６から遠位縁２２まで半径方向外向きに延び、軸線ｘ−ｘに沿って実質的に延びている。
【００３０】
スペーサ２０ａ〜２０ｆは、慣性を最小にするが、応力を均等に分散させるような大きさ、形状、および位置を有する。リブが示されているが、スペーサ２０ａ〜２０ｆは、特定のロータの要件に応じて、長方形、台形、湾曲形などの様々な形状およびサイズをとることができる。低サイクル疲労および高サイクル疲労の両方のために、必要とされる最高のトルク伝達に耐えることができる最小サイズの最小数のリブを備えたロータアセンブリが設計され、これにより慣性が最小限に抑えられ、応力が均等に分散されるように成形されるのが望ましい。
【００３１】
スペーサ２０ｂおよび２０ｅは、遠位縁２２に隣接して、第１の結合要素２３を有する。この実施形態では、第１の結合要素２３は、スペーサ２０ｂおよび２０ｅの遠位端から半径方向に延びる突起２３ｂおよび２３ｅを含む。突起２３ｂ，２３ｅは、この実施形態ではスロットを含む各環状積層片３０（図示せず）内の対応する第２の結合要素３２と嵌合するように構成される。結合要素２３ｂおよび２３ｅは軸線方向に延びる突起として示され、結合要素３２ｂおよび３２ｅは対応するスロットまたは溝であるが、任意の数またはタイプの結合機構または要素の組合せを使用して、スペーサ２０ａ〜２０ｆを各環状積層片３０と機械的に係合させることができる。スペーサ２０ａ〜２０ｆの各々は、軸線方向に延びる遠位縁２２ａ〜２２ｆに、中心シャフト１６の第１の端部１８に近接して第１の軸線方向拘束要素４０ａ〜４０ｆを備えて示されている。
【００３２】
以下にさらに説明するように、少なくとも２つの対向するスペーサ２０ｂおよび２０ｅの軸線方向に延びる遠位縁２２ｂおよび２２ｅは、積層スタック３１の内周面３３に形成された対応する軸線方向に延びる内向きに面する半径方向に開いたキースロットまたは溝３２ｂ，３２ｅ内に受容されるように構成された軸線方向に延びるキーまたは突起２３ｂ，２３ｅを含む。
【００３３】
図３は、スペーサ２０ａ〜２０ｆが、中心シャフト１６の遠位縁２２ａ〜２２ｆに、第２の端部１９に近接して、それぞれ凹部入口２５ａ〜２５ｆを有する横方向に延びる凹部２４ａ〜２４ｆを有することを示している。各凹部２４ａ〜２４ｆは、以下にさらに詳細に説明するように、第２の軸線方向拘束要素４２ａ〜４２ｆ（図示せず）を形成するために、対応する拘束キー５０（図２に示す）と組み合わさる。
【００３４】
図４および図５を参照すると、本開示の好ましい実施形態による個々の環状積層片３０の図が示されている。環状積層片３０は、好ましくは、厚さ約０．５５ｍｍの薄い環状の電気スチール積層片から形成される。環状積層片３０は、一般に、外周円筒面３７と内周円筒面３３とによって画定される。
【００３５】
内周面３３内には、各スペーサ２０ｂ，２０ｅの突起２３を機械的に受け入れるように構成された少なくとも１つの溝３２ｂ，３２ｅが設けられている。積層スタック３１は、好ましくは、多数の積み重ねられた積層片層またはリング３０から形成される。例えば、ロータ１５の中間スタック長さは、１４００個の個々の積層片層３０であってもよい。好ましい実施形態では、スタックの各環状積層片層３０は、対応する対向するスペーサ２０ｂ，２０ｅのそれぞれのキー２３ｂ，２３ｅを受け入れるための対向する半径方向に開いたスロットとして示された少なくとも２つの溝３２ｂ，３２ｅを含む。付加的な第１および第２の結合要素が主として設けられ、変動する機械加工プロセスを可能にし、それによって一組の結合要素の嵌合が正確に整列されない可能性がある。
【００３６】
外周面３７上に複数のスロット３６を間に画定する複数の突起３４を有する環状積層片３０がさらに示されている。突起３４の間の間隔、および結果としてスロット３６のサイズは、分割磁石５４（図示せず）の幅に対応し、後述するように、複数の環状積層片３０がスペーサ２０ａ〜２０ｆの上に一緒に軸線方向に積み重ねられたときに形成される長手方向または軸線方向に延びるチャネル内に分割磁石５４がぴったりとフィットする。
【００３７】
図６は、中心シャフト１６の中央から見たロータアセンブリ１５の横方向断面図である。好ましい実施形態では、複数の環状積層片３０が加熱され、次いで、環状積層片３０が中心シャフト１６と同軸に整列され、複数のスペーサ２０ａ〜２０ｆによって放射状に支持されるように、スペーサ２０ａ〜２０ｆの上に直接的に軸線方向に積み重ねられる。各環状積層片３０の対応する溝３２ｂ，３２ｅに受け入れられたスペーサ２０ｂ，２０ｅの突起２３ｂ，２３ｅは、中心シャフト１６に対する長手方向軸線ｘ−ｘ（図７参照）の周りの各環状積層片の回転運動が、スタック３１の溝３２ｂ，３２ｅ内の突起２３ｂ，２３ｅによって拘束される。
【００３８】
図６は、複数のスペーサ２０ａ〜２０ｆが、好ましくは中心シャフト１６に直接溶接された軸線方向に細長い放射状のスポークであり、間にシュラウドまたはスリーブを介さずに環状積層片３０がスペーサ２０ａ〜２０ｆに直接接触することをさらに示している。スペーサ２０ａ〜２０ｆは、好ましくは、中心シャフト１６の周りに対称的に円周方向に間隔を置いて配置され、符号２６でいくつか示されているボイドは、スペーサ２０ａおよび２０ｂのような２つの隣接するスペーサ、中心シャフト１６、および環状積層片３０の内周面３３によって区切られた空間内に画定される。
【００３９】
図６は、各積層片突起３４の間に画定された各磁石スロット３６内の環状積層片３０の外面３７の周りに円周方向に配置された複数の分割磁石５４をさらに示している。分割磁石５４は、好ましくは、環状積層片３０の外周面３７上に積み重ねられた磁石スロット３６によって形成されたチャネルに接着され、分割磁石は、外側バンド５５によって環状積層片３０の外周面３７にさらに固定される。軸線方向に延びる分割磁石が好ましいが、環状磁石のような他のタイプの磁石も使用できることが理解される。
【００４０】
外側バンド５５は、好ましくは、磁石５４の上に塗布されて硬化されるガラス繊維バンドであり、分割磁石５４の積層スタック３１への結合不良に起因してロータアセンブリ１５の動作中に磁石５４が飛散するのを防止するのに役立つ。ガラス繊維が好ましい材料であるが、その他のタイプの強く可撓性の非磁性材料を使用することができる。
【００４１】
図７に示し、図６を参照して説明したように、複数の環状積層片３０は、スペーサ２０ａ〜２０ｆ上に軸線方向に積み重ねられ、環状積層スタック３１を形成する。スタック３１は、個々の積層片３０の極端な薄さ（約０．５５ｍｍ）に起因して、滑らかで連続的な外面を有するように、図７に示されている。環状積層スタック３１は、中心シャフト１６と同軸に整列され、複数のスペーサ２０ａ〜２０ｆによって放射状に支持される。好ましい実施形態では、各環状積層片３０がスタック３１を形成する前に加熱されるので、環状積層スタック３１はスペーサ２０ａ〜２０ｆに締まり嵌めされ、これにより環状積層スタック３１は矢印６１に沿って半径方向内向きの圧縮力を加える。さらに、環状積層スタック３１は、好ましくは、第１および第２の環状端板４１，４３の間で軸線ｘ−ｘ方向に圧縮され、環状端板４１，４３は、タブ４０ａ〜４０ｆおよび凹部／キー４２ａ〜４２ｆ（図示せず）によって軸線ｘ−ｘ方向に拘束されている。
【００４２】
各スペーサ２０ｂ，２０ｅのキー２３ｂ，２３ｅと積層スタック３１のキースロット３２ａ，３２ｅとの間には小さな隙間が設けられ、積層スタック３１の内径３３とスペーサ２０ｂ，２０ｅの遠位端２２ｂ，２２ｅとの間に締まり嵌めが形成される。薄い環状積層片３０は、組み立て中にスペーサ２０ａ〜２０ｆの周りに積み重ねられるときに加熱され、これにより冷却時にスタック３１が収縮してロータスペーサ２０ａ〜２０ｆに直接フィットするようになる。積層片３０の弾性が与えられると、力または荷重がスペーサ２０ａ〜２０ｆ上に半径方向内向きに加えられる。積層スタック３１とスペーサ２０ａ〜２０ｆとの間には、追加の溶接された金属構造リングまたはスリーブは存在しない。積層スタック３１は、スペーサ２０ａ〜２０ｆに直接締まり嵌めされる。これにより、より低い質量のロータおよびより良好な透磁率が得られる。
【００４３】
組み立て中、中心シャフト１６は、好ましくは、駆動端を下にして垂直に向けられる。第１の端板４１は、スペーサ２０ａ〜２０ｆの周りに、図示のように好ましくはリブ突出部またはタブの形態であるタブ要素４０ａ〜４０ｆの上方に面する保持面に対して下方に配置される。スタック３１の薄い環状スチール積層片３０は、加熱され、次いで、スペーサ２０ａ〜２０ｆの周りに互いに落下して積み重ねられ、第１の積層片の底環状端面が第１の端板４１の内側環状端面に当接している。積層片３１のスタックが所望の高さに達すると、第２の環状端板４３が上部に配置され、積み重ねられた積層片層３１および第１の端板４１および第１の軸線方向拘束要素４０ａ〜４０ｆに対して押し付けられ、それによって積層スタック３１を所望のスタック圧力に軸線方向に荷重する。このスタック圧力は、その後、第２の軸線方向拘束要素４２ａ−４２ｆを介して維持される。
【００４４】
図８および図９は、第１および第２の拘束要素４０および４２の拡大部分図を示している。図８において、第１の環状端板４１は、拘束タブ４０ａ〜ｆと係合している。この場合、第１の拘束要素４０ａ〜４０ｆは、各スペーサ２０ａ〜２０ｆの第１の端部のそれぞれの遠位縁２２ａ〜２２ｆから、複数の積み重ねられた環状積層片３１の内周面３３を越えて半径方向外向きに延びる拘束タブの形態をとる。図９において、第２の環状端板４２は、拘束用の凹部／キー４２ａ〜４２ｆと係合している。この場合、各第２の拘束要素４２ａ〜４２ｆは、各スペーサ２０ａ〜２０ｆの第２の端部のそれぞれの遠位縁２２ａ〜２２ｆ内に符号２４で示された横方向に延びる凹部を含み、凹部２４は、凹部２４内に少なくとも部分的に支持された拘束キー５０と組み合わされ、積層スタック３１の内周面３３を越えて半径方向外向きに延びている。本実施形態では、タブ、凹部、およびキーが拘束要素として使用されるが、同様に環状端板４１および４３を軸線方向に拘束するための任意の適切な要素が使用され得ることが想定される。
【００４５】
さらに図９を参照すると、本開示の好ましい実施形態では、シャフト１６の第２の端部１９のスペーサ２０ａ〜２０ｆの遠位縁２２ａ〜２２ｆの各々は、横方向に延びる外向きに面する半径方向に開いたキースロットまたは凹部２４を含み、このキースロットまたは凹部２４は、第２の端板４３の非駆動端部の外側環状端面を拘束する横方向に延びるキーまたは拘束要素５０を受ける。上述したように積層スタック３１に所望の積み重ね圧力が加えられたとき、拘束キーまたは要素５０は、横方向に延びる半径方向に開いたキースロットまたは凹部２４に配置され、一部は第２の端板４３および積層スタック３１の内径を超えて半径方向に延びている。拘束キー５０は、好ましくは、拘束キー５０を凹部２４および第２の端板４３の両方に溶接することによって、適所に固定して取り付けられる。このような拘束要素４２は、積層スタック３１のシャフト１６の中心軸線ｘ−ｘに沿った第２の端部１９に向かう方向の軸線方向の動きを制限する。拘束要素５０の厚さは、所望の軸線方向スタック圧力を維持するように調節されてもよい。このようにして、積層スタック３１は、端板４１，４３の間で軸線方向に圧縮されるため、積層片３１に圧縮応力が提供される。
【００４６】
電気モータのロータアセンブリ１５を製造する方法が、中心シャフト１６と複数のスペーサ２０ｂ，２０ｅを通るロータアセンブリ１５の複数の実施形態の軸線方向断面図を示す図１０〜図１２を参照して説明される。図１０に示すように、中心シャフト１６には、中心シャフト１６に固定して取り付けられた複数のスペーサ２０ａ〜２０ｆが設けられており、中心シャフト１６とスペーサ２０ａ〜２０ｆは単一の一体構造を形成することが好ましい。スペーサ２０ａ〜２０ｆは、中心シャフト１６から半径方向外向きに延びている。複数の環状積層片３０が設けられている。一実施形態では、スペーサ２０ａ〜２０ｆの少なくとも１つの軸線方向に延びる遠位縁２２ａ〜２２ｆには、軸線方向に延びる第１の結合要素２３ｂ，２３ｅが設けられ、環状積層片３０のそれぞれに、上述したように、各環状積層片３０の内周面３３内に形成された第２の結合要素３２ｂ，３２ｅが設けられている。
【００４７】
各スペーサ２０ａ〜２０ｆの第１の軸線方向拘束要素４０ａ〜４０ｆは、各スペーサ２０ａ〜２０ｆの軸線方向に延びる遠位縁２２ａ〜２２ｆに、中心シャフト１６の第１の端部１８に近接して設けられている。さらに、第１の軸線方向拘束要素４０ａ〜４０ｆは、各環状積層片３０の内周面３３を越えて半径方向外向きに延びている。次に、第１の環状端板が中心シャフト１６と同軸に整列されるように、第１の環状端板４１がスペーサ２０ａ〜２０ｆの上に配置される。
【００４８】
次いで、各環状積層片３０が加熱される。第１の環状端板４１の配置後、加熱された環状積層片３０は、環状積層スタック３１が形成され、中心シャフト１６と同軸に整列するように、スペーサ２０ａ〜２０ｆの上に軸線方向に積み重ねられる。スペーサ２０ｂ，２０ｅの第１の結合要素２３ｂ，２３ｅは、各環状積層片３０の第２の結合要素３２ｂ，３２ｅと係合し、これにより環状積層スタック３１の中心シャフト１６に対する長手方向軸線ｘ−ｘを中心とした回転運動が拘束される。この段階で、環状積層スタック３１は圧縮されていない。図１０に示すように、圧縮されていない積層スタック３１は、スペーサ２０の横方向に延びる凹部２４の凹部入口２５を超えて軸線方向に延びている。一実施形態では、凹部２４は、軸線方向に約１０ｍｍを測定する。
【００４９】
図１１を参照すると、環状積層スタック３１がスペーサ２０ａ〜２０ｆの上に組み立てられ、圧縮されていない状態にあるとき、第２の環状端板４３がスペーサ２０ａ〜２０ｆの上に配置される。第２の環状端板４３の配置後、積層スタック３１は、第１の環状端板４１と第２の環状端板４３との間で軸線方向に圧縮され、その結果、軸線方向の圧縮力６０が環状積層スタック３１に加えられる。
【００５０】
次に、拘束キー５０および凹部２４を含む第２の軸線方向拘束要素４２ａ〜４２ｆが設けられる。拘束キー５０は、凹部２４および第２の環状端板４３と係合し、これにより積み重ねられた環状積層片３１に加えられる軸線方向の圧縮力６０が維持される。さらに、積層スタック３１は複数のスペーサ２０ａ〜２０ｆに直接締まり嵌めされているので、積層スタック３１は、中心シャフト１６の方へ半径方向内向きの力６１を及ぼす。半径方向内向きの力６１と軸線方向の圧縮力６０との組合せは、接着剤、溶接、または他の結合剤を必要とせずに、積層スタック３１の複数の環状積層片３０を一緒に保持することを可能にする。一実施形態では、各拘束キー５０は、積層スタック３１が圧縮された後に製造され、各拘束キー５０を必要とされる正確なサイズにすることができる。例えば、凹部２４が軸線方向に約１０ｍｍを測定し、圧縮された積層スタック３１が凹部入口２５の頂部を越えて軸線方向に４ｍｍ延び、凹部２４上に６ｍｍの開放ギャップを残す場合、厚さが６ｍｍになるように拘束キー５０を製造することができるため、開放ギャップが完全に充填され、スタック３１の所望の圧縮力が維持される。
【００５１】
図１２を参照して、電気モータのロータアセンブリ１５を製造する方法を続けると、第２の軸線方向拘束要素４２ａ〜４２ｆが固定された後、好ましくは、複数の分割磁石５４は積層スタック３１の外周面３７に接着される。複数の分割磁石５４を積層スタック３１の外周面３７にさらに固定するために、分割磁石５４の外面の全体を覆う外側バンド５５がロータアセンブリ１５に適用される。したがって、低慣性の表面実装型永久磁石ロータ設計が実現される。特に、ロータアセンブリは、要求される構造的完全性を維持しながら、材料要求、ロータ重量、および動作慣性を低減する。
【００５２】
本発明は、多くの変更および修正を行うことができることを意図する。したがって、ロータの現在好ましい形態が示され、説明されており、いくつかの修正形態および代替形態が議論されているが、当業者であれば、以下の請求項によって定義され区別されるような本発明の範囲から逸脱することなく、様々な追加の変更および修正を行うことができることを容易に理解されよう。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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