(57)【要約】  円筒形鉄芯を支持する回転子軸を含む中央回転子構造体を有する永久磁化可能な回転子である。回転子は、極性が交互となるように周方向に配置された極要素を含む多極構造体と、多極構造体を覆って長手方向に延びる回転子カバーとをさらに含む。回転子は、鉄芯の端部と係合して配置される係合面を含む端部キャップをさらに含む。端部キャップは、極要素の少なくとも１つが鉄芯の周りを周方向に回転するのを防止するための第１及び第２の回転防止機構を定める。第１の回転防止機構は、第２の回転防止機構とは別に構成され、各回転防止機構は、多極構造体上の異なる位置からのトルクを伝達するためのトルク伝達機構を定める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形鉄芯を支持する回転子軸を含む中央回転子構造体を有する永久磁化可能な回転子であって、前記回転子は、極性が交互となるように周方向に配置された極要素を含む多極構造体と、前記多極構造体を覆って長手方向に延びる回転子カバーとをさらに含み、前記回転子は、
前記鉄芯の端部と係合して配置される係合面を含み、かつ、前記極要素の少なくとも１つが前記鉄芯の周りを周方向に回転するのを防止するための第１及び第２の回転防止機構を定める、端部キャップをさらに含み、
前記第１の回転防止機構は、前記第２の回転防止機構とは別に構成され、前記回転防止機構の各々は、前記多極構造体上の異なる位置からのトルクを伝達するためのトルク伝達機構を定める、回転子。
【請求項２】
前記端部キャップは外周面を含み、前記第１の回転防止機構は、前記外周面内に延び、かつ、前記回転子カバーの端部の対応する個別の部分であり前記端部キャップの前記外周面を超えて半径方向内向きに延びる前記個別の部分により係合される、個別の陥凹部を含む、請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記回転子カバーは、前記第１の回転防止機構の前記個別の陥凹部内に形成され、かつ、前記多極構造体上の半径方向の輪郭の周りに合致するようにさらに形成された、薄い金属部材を含む、請求項２に記載の回転子。
【請求項４】
前記第２の回転防止機構は、前記端部キャップの前記係合面から軸方向に延び、かつ、前記多極構造体の少なくとも１つの端部部分に定められる空間に係合する、タブを含む、請求項１に記載の回転子。
【請求項５】
前記タブは半径方向に向いた外面を有し、前記外面は、前記端部キャップの周方向外縁部と位置合わせして配置される、請求項４に記載の回転子。
【請求項６】
前記タブは、前記端部キャップの中央に向かって互いに半径方向内向きにテーパを付けられた２つの側を含む三角形の断面を定める、請求項５に記載の回転子。
【請求項７】
前記多極構造体は、軸方向の長さ寸法を有し、前記タブは、前記多極構造体の前記長さより短い軸方向の長さを有する、請求項５に記載の回転子。
【請求項８】
所定の形状を有する前記端部キャップの要素と、前記中央回転子構造体上にあり相補的形状を有する協働要素とを含み、かつ、前記端部キャップと前記中央回転子構造体との間の相対的回転を防止する、相互係合構造体を含み、
前記端部キャップは外周面を含み、前記第１の回転防止機構は、前記外周面内に延び、かつ、前記回転子カバーの端部の対応する個別の部分であり前記端部キャップの前記外周面を超えて半径方向内向きに延びる前記個別の部分により係合される、個別の陥凹部を含み、
前記第２の回転防止機構は、前記端部キャップの前記係合面から軸方向に延び、かつ、前記多極構造体の少なくとも１つの端部部分に定められる空間に係合する、タブを含む、
請求項１に記載の回転子。
【請求項９】
前記極要素は別個の要素を含み、各極要素は、前記鉄芯に接着によって固定された半径方向内側部を含む、請求項８に記載の回転子。
【請求項１０】
前記相互係合構造体は、前記係合面から前記鉄芯内に延び、かつ、前記端部キャップと前記鉄芯との間の相対的回転を防止する、端部キャップ支柱を含む、請求項８に記載の回転子。
【請求項１１】
円筒形鉄芯を支持する回転子軸を含む中央回転子構造体を有する永久磁化可能な回転子であって、前記回転子は、極性が交互となるように周方向に配置された極要素と、隣り合う前記極要素間に概ね長手方向に延びる空間とを含む多極構造体と、前記多極構造体を覆って長手方向に延びる回転子カバーとをさらに含み、前記回転子は、
端部キャップをさらに含み、前記端部キャップは、
前記鉄芯の端部と係合して配置された係合面と、
前記端部キャップの周縁部に配置された外周面と、
所定の形状を有する前記端部キャップの要素、及び前記中央回転子構造体上にあり相補的形状を有する協働要素を含み、前記端部キャップと前記中央回転子構造体との間の相対的回転を防止する、相互係合構造体と、
前記極要素の少なくとも１つが前記鉄芯の周りを周方向に回転するのを防止するための回転防止機構であって、前記外周面内に延び、かつ、前記回転子カバーの端部の対応する個別の部分であり前記端部キャップの前記外周面を超えて半径方向内向きに延びる前記個別の部分により係合されて、隣り合う前記極要素間の前記空間の位置から周方向の位置へ、前記端部キャップの周囲に沿ってトルクを伝達する、個別の陥凹部を含む、回転防止機構と、
を含む、回転子。
【請求項１２】
前記回転子カバーは、前記回転防止機構の前記個別の陥凹部内に形成される薄い金属部材を含む、請求項１１に記載の回転子。
【請求項１３】
前記極要素は各々、長手方向に延びる一対の縁部を含み、前記空間は隣り合う前記極要素の長手方向縁部同士の間に定められ、前記回転子カバーは、前記極要素の前記長手方向縁部同士の間の前記空間の少なくとも一部分内にさらに形成される、請求項１２に記載の回転子。
【請求項１４】
前記端部キャップの前記係合面から軸方向に延び、かつ、隣り合う前記極要素間の前記空間に係合する、タブを含む、付加的な回転防止機構を含む、請求項１１に記載の回転子。
【請求項１５】
円筒形鉄芯を支持する回転子軸を含む中央回転子構造体を有する永久磁化可能な回転子であって、前記回転子は、極性が交互となるように周方向に配置された極要素を含む多極構造体をさらに含み、前記回転子は、
端部キャップをさらに含み、前記端部キャップは、
前記鉄芯の端部と係合して配置された係合面と、
所定の形状を有する前記端部キャップの要素、及び前記中央回転子構造体上にあり相補的形状を有する協働要素を含み、前記端部キャップと前記中央回転子構造体との間の相対的回転を防止する、相互係合構造体と、
前記極要素の少なくとも１つが前記鉄芯の周りを周方向に回転するのを防止するための回転防止機構であって、前記端部キャップの前記係合面から軸方向に延び、かつ、前記多極構造体の少なくとも１つの端部部分に定められる空間に係合して、前記多極構造体の長手方向端部上の位置から周方向の位置へ、前記端部キャップの周囲に沿ってトルクを伝達する、タブを含む、回転防止機構と、
を含む、回転子。
【請求項１６】
前記タブは、半径方向に向いた外面を有し、前記外面は、前記端部キャップの周方向外縁部と位置合わせして配置される、請求項１５に記載の回転子。
【請求項１７】
前記タブは、前記端部キャップの中央に向けて互いに半径方向内向きにテーパを付けられた２つの側を含む三角形の断面を定める、請求項１５に記載の回転子。
【請求項１８】
前記多極構造体は、軸方向の長さ寸法を有し、前記タブは、前記多極構造体の前記長さより短い軸方向の長さを有する、請求項１５に記載の回転子。
【請求項１９】
前記多極構造体を覆って長手方向に延び、かつ、隣り合う前記極要素間の空間に係合する、回転子カバーをさらに含む、請求項１５に記載の回転子。
【請求項２０】
前記端部キャップの外周面内に延び、かつ、前記回転子カバーの端部の対応する個別の部分であり前記端部キャップの外周面を超えて半径方向内向きに延びる前記個別の部分により係合される、個別の陥凹部を含む、付加的な回転防止機構をさらに含む、請求項１９に記載の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モータに関し、より具体的には、磁石構造体の位置を回転子上に保持するための少なくとも１つの機構（ｆｅａｔｕｒｅ）を含むモータ用の回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスＤＣモータなどの、永久磁石を備えた回転子を含む電気モータは、一般に、複数の別個に形成された磁石を支持する回転子コアつまり鉄芯を含む。回転子の周知の構成において、磁石は、鉄芯に軸方向、半径方向及び周方向に接着によって保持され、接着剤は、磁石を鉄芯に保持する唯一の手段である場合がある。磁石は、磁石の外面を覆って緊密に嵌まり、磁石を軸方向及び半径方向に保持する二次的手段として働く磁石回転子カバーで囲まれるが、磁石回転子カバーは磁石の周方向の動きを防止しない。例えば、回転子カバーは磁石を覆って長手方向に延び、磁石の軸方向端部を覆って形成されて、磁石を半径方向及び軸方向に保持することができる。さらに、端部キャップを配置して磁石の端部を覆い、回転子カバーが軸方向端部に形成された縁部に沿って磁石を形成する材料の損傷を防止することができる。しかしながら、回転子カバー及び端部キャップは、接着剤の不具合が生じた場合、磁石を周方向に保持して磁石が鉄芯の周りを回転するのを防止するための積極的な保持機構とならない。
【０００３】
また、磁石は、種々の機構により、所定の周方向位置に配置することができる。例えば、鉄芯に、隣り合う磁石の間に配置された小さいタブを形成し、それにより、接着剤の不具合が生じた場合、磁石が鉄芯の周りを回転するのを防止することができる。しかしながら、かかる機構の使用は、製造工程、結果として得られるモータの性能、及び鉄芯設計の複雑さに影響を及ぼす。上述の機構の少なくとも１つは、引用により本明細書に組み入れられる米国特許第５，５６３，４６３号に開示される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の態様によれば、円筒形鉄芯を支持する回転子軸を含む中央回転子構造体を有する永久磁化可能な回転子が提供され、回転子は、極性が交互となるように周方向に配置された極要素を含む多極構造体と、多極構造体を覆って長手方向に延びる回転子カバーとをさらに含む。回転子は、鉄芯の端部と係合して配置される係合面を含む端部キャップをさらに含む。端部キャップは、極要素の少なくとも１つが鉄芯の周りを周方向に回転するのを防止するための第１及び第２の回転防止機構を定める。第１の回転防止機構は、第２の回転防止機構とは別に構成され、各々の回転防止機構は、多極構造体上の異なる位置からのトルクを伝達するためのトルク伝達機構を定める。
【０００５】
本発明のさらに別の態様によれば、端部キャップは外周面を含み、第１の回転防止機構は、外周面内に延び、かつ、回転子カバーの端部の対応する個別の部分であり端部キャップの外周面を超えて半径方向内向きに延びる個別の部分により係合される、個別の陥凹部を含むことができる。回転子カバーは、第１の回転防止機構の個別の陥凹部内に形成され、かつ、多極構造体上の半径方向の輪郭の周りに適合するようにさらに形成された、薄い金属部材を含むことができる。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、第２の回転防止機構は、端部キャップの係合面から軸方向に延び、かつ、多極構造体の少なくとも１つの端部部分に定められた空間で係合する、タブを含むことができる。タブは半径方向に向いた外面を有し、外面は、端部キャップの周方向外縁部と位置合わせして配置することができる。タブは、端部キャップの中央に向かって互いに半径方向内向きにテーパを付けられた２つの側を含む三角形の断面を定めることができる。多極構造体は、軸方向の長さ寸法を有し、タブは、多極構造体の長さより短い軸方向の長さを有することができる。
【０００７】
回転子は、所定の形状を有する端部キャップの要素と、中央回転子構造体上にあり相補的形状を有する協働要素とを含み、かつ、端部キャップと中央回転子構造体との間の相対的な回転を防止する、相互係合構造体をさらに含むことができ、端部キャップは外周面を含み、第１の回転防止機構は、外周面内に延び、かつ、回転子カバーの端部の対応する個別の部分であり端部キャップの外周面を超えて半径方向内向きに延びる個別の部分により係合される、個別の陥凹部を含むことができ、第２の回転防止機構は、端部キャップの係合面から軸方向に延び、かつ、多極構造体の少なくとも１つの端部部分に定められる空間に係合することができる、タブを含むことができる。極要素は、別個の要素を含み、各々の極要素は、鉄芯に接着によって固定された半径方向内側部を含む。さらに、相互係合構造体は、係合面から鉄芯内に延び、かつ、端部キャップと鉄芯との間の相対的回転を防止する、端部キャップ支柱を含むことができる。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、円筒形鉄芯を支持する回転子軸を含む中央回転子構造体を有する永久磁化可能な回転子が提供され、回転子は、極性が交互となるように周方向に配置された極要素と、隣り合う極要素間に概ね長手方向に延びる空間とを含む多極構造体と、多極構造体を覆って長手方向に延びる回転子カバーとをさらに含む。回転子は、鉄芯の端部と係合して配置された係合面を含む端部キャップと、端部キャップの周縁部に配置された外周面とをさらに含む。所定の形状を有する端部キャップの要素、及び中央回転子構造体上にあり相補的形状を有する協働要素を含み、端部キャップと中央回転子構造体との間の相対的回転を防止する、相互係合構造体が提供される。極要素の少なくとも１つが鉄芯の周りを周方向に回転するのを防止するための回転防止機構が提供される。回転防止機構は、外周面内に延び、かつ、回転子カバーの端部の対応する個別の部分であり端部キャップの外周面を超えて半径方向内向きに延びる個別の部分により係合されて、隣り合う極要素間の空間の位置から周方向の位置へ、端部キャップの周囲に沿ってトルクを伝達する個別の陥凹部を含む。
【０００９】
本発明の付加的な態様によれば、回転子カバーは、回転防止機構の個別の陥凹部内に形成された薄い金属部材を含むことができる。極要素は各々、長手方向に延びる一対の縁部を含むことができ、空間は隣り合う極要素の長手方向縁部同士の間に定めることができ、回転子カバーは、極要素の長手方向縁部同士の間の空間の少なくとも一部分内にさらに形成することができる。端部キャップの係合面から軸方向に延び、かつ、隣り合う極要素間の空間で係合する、タブを含む、付加的な回転防止機構を設けることができる。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、円筒形の鉄芯を支持する回転子軸を含む中央回転子構造体を有する永久磁化可能な回転子が提供され、回転子は、極性が交互となるように周方向に配置された極要素を含む多極構造体をさらに含む。回転子は、鉄芯の端部と係合して配置された係合面を含む端部キャップをさらに含む。所定の形状を有する端部キャップの要素、及び中央回転子構造体上にあり相補的形状を有する協働要素を含み、端部キャップと中央回転子構造体との間の相対的回転を防止する、相互係合構造体が提供される。極要素の少なくとも１つが鉄芯の周りを周方向に回転するのを防止する回転防止機構が提供される。回転防止機構は、端部キャップの係合面から軸方向に延び、かつ、多極構造体の少なくとも１つの端部部分に定められる空間に係合して、多極構造体の長手方向端部上の位置から周方向の位置へ、端部キャップの周囲に沿ってトルクを伝達する、タブを含む。
【００１１】
本発明のさらに別の態様によれば、タブは、半径方向に向いた外面を有することができ、外面は、端部キャップの周方向外縁部と位置合わせして配置することができる。タブは、端部キャップの中央に向けて互いに半径方向内向きにテーパを付けられた２つの側を含む三角形の断面を定めることができる。多極構造体は、軸方向の長さ寸法を有することができ、タブは、多極構造体の長さより短い軸方向の長さを有することができる。
【００１２】
さらに、回転子は、多極構造体を覆って長手方向に延び、かつ、隣り合う極要素間の空間で係合する、回転子カバーを含むことができる。端部キャップの外周面内に延び、かつ、回転子カバーの端部の対応する個別の部分であり端部キャップの外周面を超えて半径方向内向きに延びる個別の部分により係合される、個別の陥凹部を含む、付加的な回転防止機構を提供することができる。
【００１３】
本明細書は、本発明を具体的に示し、明確に特許請求する特許請求の範囲で結論するが、本発明は、同様の参照符号が同様の要素を示す添付図面と併せて、以下の説明からより良く理解されると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の態様によるモータの回転子組立体の分解斜視図である。
【図２】本発明の態様を示す回転子の端部キャップである。
【図３】本発明の態様を示す、部分的に組み立てられた回転子の斜視図である。
【図４】回転子の断面図である。
【図５】回転子の端部部分を示す斜視図である。
【図５Ａ】端部キャップの別個の陥凹部内に形成された回転子カバーの一部を示す、図５の線５Ａ−５Ａに沿って取られた断面図である。
【図６】概略的に表わされるモータの固定子との関連で、回転子を示す斜視図である。
【図７】本発明のさらに別の態様を示す部分断面平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
好ましい実施形態の以下の詳細な説明においては、詳細な説明の一部を成し、限定ではなく例として、本発明を実施できる特定の好ましい実施形態を示す添付図面を参照する。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態を用いることができ、変更することができることを理解されたい。
【００１６】
本発明の態様によれば、ブラシレスＤＣモータを含むが必ずしもこれに限定されないモータで用いるために、極要素を備える周方向に延びる多極構造体が回転子の中央回転子構造体に対して所定の周方向位置に維持される回転子が提供される。以下の説明から理解できるように、本発明の態様は、中央回転子構造体と多極構造体との間に、複数の明確な回転防止結合経路を提供する。また、以下の議論は、例えば、複数の別個の極要素を含む多極構造体などの、本発明を特徴付ける原理を例示するための特定の構造体を参照して提示されるが、以下に説明される回転防止結合構造体で動作するような輪郭にされた構造体を有する構成にされたユニット式多極構造体を含む、かかる構造体の他の構成を、本発明の趣旨及び範囲内で実施することができる。
【００１７】
図１及び図６を参照すると、本発明の態様に従って構成された永久磁化可能な回転子が全体として１０で示され、本発明の限定的ではない表現として提示される。具体的に図６に示されるように、回転子１０は、複数の界磁コイル１３を支持する固定子１１を有するように部分的に図示されるブラシレスＤＣモータ１５などの、電動機械で用いるように構成することができる。固定子１１は、固定子のコイル１３で生じる磁場により固定子１１に対して回転可能に駆動される回転子１０を受けるための中央通路を含む。
【００１８】
図１に示すように、回転子１０は、鉄芯１２と、鉄芯１２を通って延び鉄芯に剛直に取り付けられた、回転子１０を支持して回転させるための回転子軸１７とを含む、中央回転子構造体９を含む。回転子１０は、鉄芯１２上に支持された少なくとも１つの端部キャップ１４と、本明細書では複数の別個に形成された弧状の磁化可能な極要素１６を含むように示される多極構造体１９とをさらに含む。以下でさらに説明されるように、回転子１０は、磁化可能な極要素１６の周方向の周り及び長手方向を覆って延び、かつ、磁化可能な極要素１６と係合して、少なくとも一方向において鉄芯１２に対する極要素１６の保持を容易にする、外側回転子カバー１８をさらに含む。
【００１９】
鉄芯１２は、周知の又は従来の任意の方法で形成することができる。例えば、一実施形態において、鉄芯１２は、互いに結合された複数の積層で形成して円筒形構造体を形成することができる。代替的に、鉄芯１２は、焼結鉄又は機械加工コアなどの、中実の金属コアを含むことができる。
【００２０】
回転子カバー１８は、比較的薄い構造体として形成することができ、アルミニウムで形成することができる。回転子カバー１８は、図４に示すように、回転子１０上に容易に形成されるように構成される一方で、モータ１５などの電動機械（図６）における回転子１０の使用の際に、その形状を保持するのに十分な厚さを有するように構成されることも好ましい。例えば、回転子カバー１８は、磁気成形プロセスにおいて回転子１０を覆って形成することができ、約０．２ｍｍ〜約０．３ｍｍの範囲の厚さを有する、アルミニウムシートなどの、かかるプロセスを容易にすることができる金属シート材料で製造することができる。以下にさらに説明するように回転子カバー１８を構成できる限り、回転子カバー１８は、本明細書で具体的に説明するもの以外の材料及び寸法で形成できることを理解されたい。さらに、本発明の態様に従って説明される成形作業は、全体的に又は少なくとも部分的に、機械的プレス作業を含むことができることを理解されたい。
【００２１】
図１において、磁化可能な極要素１６により形成された多極構造体１９は、当技術分野において周知であるように、例えば磁化可能な希土類材料を含むことができる８つの極要素１６によって示される。図示した実施形態の極要素１６は、鉄芯１２の外面２０に接着によって取り付けることができる、極性が交互となるように配置（以下、交互配置という。）された極要素１６Ｎ、１６Ｓを含み、熱活性化接着剤により鉄芯１２に取り付けて、鉄芯及び磁石組立体２１（図３）を形成することができる。本明細書に示すように、図３から理解されるように、極要素１６は、所定の間隙つまり空間２２が、隣り合う極要素１６の長手方向縁部２４ａ、２４ｂ（図１）の間に定められるような大きさにされ、鉄芯１２の周りに周方向に配置される。間隙２２の深さは、極要素１６の厚さと概ね等しいか又はこれにより定められる。
【００２２】
本発明の付加的な態様によれば、多極構造体１９は、鉄芯１２の周りに配置された、又は鉄芯に接着された、又は鉄芯の周りにプレスされた、ユニット式円筒形構造体（図示せず）を含むことができる。ユニット式多極構造体は、鉄芯１２の周囲に、極が交互配置された個別に磁化された極要素を含むことができ、所定の深さの長手方向溝つまり間隙を、交互配置された極間の境界などの多極構造体の表面に定めることができる。代替的に、以下にさらに説明されるように、成形作業において、回転子カバー１８と協働するために他の表面機構を多極構造体内に形成することができる。
【００２３】
図１及び図２を参照すると、端部キャップ１４は、概ね平坦な又はディスク形状の部材であって、第１の面つまり外面２６と、第２の面つまり係合面２８と、外面２６と係合面２８との間に外周面３１（図１及び図３）を定める周縁部３０とを有する。外周面３１は、ある半径を有するように形成することができ、かつ、半径方向内向きに角度をつけられ、係合面２８から外面２６に向かって延びる。端部キャップ１４は、本明細書に説明される構成に容易に形成できる任意の材料で形成されてもよい。例えば、端部キャップ１４は、鋳造若しくは成形合金又は樹脂材料で形成することができる。
【００２４】
端部キャップ１４は、鉄芯１２の外側積層によって定めることができる、鉄芯１２の端面３２上に、係合面２８が端面３２と係合した状態で配置される。本発明の態様によれば、端部キャップ１４は、極要素１６の少なくとも１つの、鉄芯１２に対する周方向の回転を防止するための第１及び第２の回転防止機構を含む。以下に説明されるように、回転防止機構のどちらも、一次回転防止機構と考えて、他の回転防止機構とは無関係に使用することができる。しかしながら、例示の目的のために、図３に示すように、第１の回転防止機構は、外周面３１に形成された別個の陥凹部３４を含む。別個の陥凹部３４は、非陥凹部３８と交互に配置され、周縁部３０に外周面３１を定める。本明細書で用いられる場合、陥凹部３４への言及は、端部キャップ１４の面、すなわち、以下にさらに説明されるように、回転子カバー１８が中に又は周りに形成される又は変形される、外面２６及び／又は外周面３１によって定められる面に向かう又は面からの輪郭を定める、端部キャップ１４上の機構を指すものと理解することができる。
【００２５】
回転子カバー１８は、端部キャップ１４に隣接する回転子カバー１８の端部３６が、端部キャップ１４の外面２６とほぼ等しい軸方向の位置まで又は外面をわずかに超える軸方向距離だけ延びるのに十分な長さを有するように形成され、回転子カバー１８に適用される、例えば磁気成形プロセス等の金属成形プロセスにより、端部３６は、図５の内向きに形成された面３９として示されるように、半径方向内向きに変形し、周縁部３０及び外周面３１にわたって延びる。さらに、成形作業により、端部３６の別個の部分４０（図５参照）は、内向きに形成された面３９に対して、外周面３１の半径方向外側の部分を超え、かつ、対応する陥凹部３４の中に半径方向内向きに延ばされる。
【００２６】
随意的に、磁気成形作業が行われる場合、磁気成形作業に続いて、二次的ロール成形作業を行って、回転子カバー１８が、周縁部３０、外周面３１及び別個の陥凹部３４と直接又は密接に接触していることを保証することができる。二次的ロール成形作業は、さらに、回転子１０の最終軸方向長が、許容公差の限度内にあることを保証することができる。
【００２７】
回転子カバー１８は、多極構造体１９上の半径方向の輪郭の周りに合致するようにさらに形成される。図示される実施形態において、回転子カバー１８は、隣り合う極要素１６の間に位置合わせされた位置で、回転子カバー１８の別個の長手方向に延びる部分４２に沿って多極構造体１９に合致するように、変形させることができる。具体的には、長手方向部分４２を磁気成形プロセスなどの成形プロセスによって形成し、回転子カバー１８を、隣り合う極要素１６の長手方向縁部２４ａ、２４ｂ間に形成される空間２２の少なくとも一部の中に延ばすことができる。代替的に、より一般的には、多極構造体は、任意のタイプの輪郭、典型的には、多極構造体１９の外面において又はこれに隣接して半径方向に延びる輪郭を含み、回転子カバー１８が周りに形成されて、回転子カバー１８と多極構造体１９との間に滑りのない接触を創出することができる。
【００２８】
従って、金属成形作業は、例えば極要素１６などの多極構造体１９と端部キャップ１４との間に第１の非回転可能接続を形成する。具体的には、回転子カバー１８の端部３６と、端部キャップ１４の陥凹部３４が定める輪郭部分との係合が、端部キャップ１４と回転子カバー１８との間の回転防止接続を形成する。また、長手方向部分４２と多極構造体１９の輪郭との係合は、例えば、極要素１６間の空間２２内に少なくとも部分的に延びる部分４２の係合が長手方向縁部２４ａ、２４ｂに対する長手方向部分４２の連結固定係合を創出するように、極要素１６と回転子カバー１８との間に回転防止接続を形成する。
【００２９】
図４を参照すると、端部キャップ１４は、所定の形状を有する端部キャップ１４の要素と、端部キャップ１４と中央回転子構造体９との間の相対的回転を防止する、中央回転子構造体９上にある相補的形状を有する協働要素とを含む、相互係合構造体４５を含む。本発明の態様によれば、相互係合構造体４５は、係合面２８から軸方向に延びる端部キャップ支柱４４（図２も参照）により定められる相互係合機構を含むことができる。図示される実施形態においては、円筒形断面形状を有する４つの端部キャップ支柱４４が示される。しかしながら、支柱４４は、他の形状を有してもよい。図４に示すように、端部キャップ支柱４４は、鉄芯１２内に形成された、長手方向に延びる相補的形状の通路４６内に延びる。支柱４４と通路４６との相互係合により、鉄芯１２に対する端部キャップ１４の回転が防止され、より一般的には、中央回転子構造体９全体に対する回転が防止され、それにより、回転子カバー１８及び端部キャップ１４を介して多極構造体１９が鉄芯１２に連結される。
【００３０】
図７を参照すると、代替的な相互係合構造体４５’を含む、本発明のさらに別の態様が示され、代替的な相互係合構造体４５’は、相補的形状を有する回転子軸１７の部分を含む中央回転子構造体９の部分を受ける又はこれと協働する端部キャップ１４の中央孔５６の形状を含む。具体的には、回転子軸１７を、平坦部分４７を有するように形成し、端部キャップ孔５６の相補的平坦部分５７と協働して、端部キャップ１４と回転子軸１７に連結された鉄芯１２との間の相対的回転を防止することができる。
【００３１】
図２を参照すると、第２の回転防止機構は、端部キャップ１４の係合面２８から軸方向に延びる複数のタブ４８を含む。タブ４８は、鉄芯１２の端面３２に隣接する多極構造体１９の少なくとも１つの端部部分内に定められた空間に係合するように構成される。本明細書に示される具体的実施形態においては、タブ４８は各々、端部キャップ１４が端面３２に配置されると、隣り合う極要素１６の対向する長手方向縁部２４ａ、２４ｂ間の空間２２に係合するように構成することができる。例えば、タブ４８は、タブ４８の端部から軸方向に見ると略三角形の形状を有することができ、各々のタブ４８は、端部キャップ１４の周縁部３０と位置合わせされた半径方向に向いた外面５０と、外面５０から端部キャップ１４の中央に向かって半径方向に延びる、互いにテーパを付けられた２つの側５２、５４とを含む。各々のタブ４８の２つの側５２、５４は、半径方向及び長手方向の両方において、長手方向縁部２４ａ、２４ｂに対して平行に配向されることが好ましい。
【００３２】
タブ４８は、多極構造体１９と端部キャップ１４との間に係合構造体をもたらすように機能する任意の軸方向長を有するように形成することができる。例えば、タブ４８の長さは、多極構造体１９の軸方向長と等しいか又はそれより短いことが好ましいと考えられる。本発明の範囲において、タブ４８は、多極構造体１９の軸方向長より長く形成することもできる。本発明の態様によれば、タブ４８は、端部キャップ１４の材料要件を最小化するのに望ましいような、相対的に短い構造体とすることができる。本明細書で示される特定の非限定的実施形態において、タブ４８は、外面５０に沿って周方向に測定された幅など、タブ４８の幅とほぼ等しい長さ寸法を有する。しかしながら、タブ４８は、互いに無関係の寸法の幅及び長さを有してもよく、タブ４８の具体的構成は、本明細書に説明される回転防止機能を果たし、存在し得る任意の製造及び組立の制限に対応するように選択できることを理解されたい。例えば、幅は、対向する側５２、５４をそれぞれの長手方向縁部２４ａ、２４ｂ近くに配置するためなど、要素１６間の利用可能な空間によって決定される。タブ４８の長さは、全ての構成部品及び組立体の公差条件下で、タブ４８と要素１６との係合が維持されるのを保証するように選択することができる。さらに、タブ４８用に選択される長さは、例えば、製造上の制限、回転子１０に組み付ける前のタブ４８の損傷しやすさ、及び／又はタブ４８の付加的な長さがそれほど付加的な保持強度をもたらさない場合など、少なくとも１つの条件によって限定され得る。
【００３３】
タブ４８と極要素１６の長手方向縁部２４ａ、２４ｂとの係合により示されるような、タブ４８と多極構造体１９との係合は、極要素１６と端部キャップ１４との間に回転防止接続を形成する。また、上述のように、図４及び図７の相互係合構造体４５及び４５’により示されるような相互係合構造体を設けて、端部キャップ１４を中央回転子構造体９に対して静止した状態に維持することができる。従って、第２の回転防止機構は、タブ４８と要素１６との係合により鉄芯１２に対する極要素１６の回転を防止する端部キャップ１４を含む。
【００３４】
タブ４８による係合のために、多極構造体１９の端面に空間を形成する代替的な構造体を設け得ることを理解されたい。例えば、これに限定されないが、多極構造体１９をスプライン加工端部を有するように形成し、タブ４８をスプライン同士の間に係合させて、端部キャップ１４と多極構造体１９との間の相対的回転を防止することができる。かかる多極構造体１９は、例えば、端部キャップ１４に隣接する端部におけるスプラインにより定められるような、その端部に空間を有するユニット型円筒形部材として形成することができる。
【００３５】
上述のように、端部キャップ１４は、２つの回転防止機構を提供して、多極構造体１９が鉄芯１２に対して所定の位置にとどまることを保証する。具体的には、例えば、極要素１６の少なくとも１つを保持している接着剤の不具合が生じた場合などに、極要素１６を所定の周方向位置に維持することができる。上述の回転防止機構は、各々、モータ１５で生じた磁場強度に起因する回転力及び回転子１０の急減速又は急加速の結果生じる力に対して、中央回転子構造体９と多極構造体１９との間の回転をその都度防止するのに十分に強力な接続を提供することに留意されたい。しかしながら、複数の回転防止機構を設けることにより、概ねフェイルセーフの接続を形成し、中央回転子構造体９と多極構造体１９との間の滑りを防止することが保証される。
【００３６】
また、端部キャップ１４は、回転子カバー１８が鉄芯１２の端部の周りに形成される場合、極要素１６の端部を保護するための構造体の提供という従来の端部キャップの機能を果たす。さらに、端部キャップ１４は、回転子１０を組み込んだモータ１５の運転中に生成され得る、極要素１６からのあらゆる緩んだ砕片つまりデブリを保持するようにも機能する。この態様によれば、端部キャップ１４は、回転子軸１７に向かって内向きに、相当程度の半径方向距離を延び、それにより回転子１０の端部を概ね囲む格納構造体つまり筐体を形成し、緩んだ砕片つまりデブリがモータの中に放出されるのを防止することに留意されたい。具体的には、端部キャップ１４が鉄芯１２の端部と密接に接触し、かつ回転子カバー１８の端部３６が端部キャップ１４を覆って形成される場合、回転子カバー１８及び端部キャップ１４は、あらゆる磁石の破片又は他の砕片を回転子１０の端部キャップ端部に収容する。さらに、回転子１０の端面３２を覆う端部キャップ１４の半径方向範囲は、端部キャップ支柱４４を受ける通路４６及び鉄芯１２を通って形成された付加的な孔又は通路を含む、鉄芯１２を通って形成された孔を覆うのに十分であって、それにより孔又は通路の中に存在し得るあらゆる破片を回転子１０の端部キャップ端部に収容する。端部３６と反対側の回転子カバー１８の端部を、磁化可能な極要素１６の端部の周り及びこれを横切って延び、かつ鉄芯１２の一部を横切って延びるように形成して、回転子１０のこの端部に存在する可能性がある磁石片などのデブリを収容することができる。
【００３７】
本発明の特定の実施形態を示し説明したが、当業者には、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、種々の他の変更及び修正を行い得ることが明らかである。従って、添付の特許請求において、本発明の範囲内にある全てのかかる変更及び修正を網羅することを意図する。
【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５Ａ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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