(57)【要約】  本出願は電気機械のためのロータ（１）に関する。ロータ（１）が少なくとも１つの概略円筒形形状の強磁性ベース要素（２）を備える。上記強磁性ベース要素（２）から径方向に多数のポスト（３、３．１、３．２）が延在し、上記ポスト（３、３．１、３．２）の各々が、少なくとも第１の横方向表面（４）および第２の横方向表面（５）によって縁取られ、凹部（７）が隣り合うポスト（３、３．１、３．２）の各ペアの間に画定される。１つの強磁性中間部材（１３）がポスト（３、３．１、３．２）の各ペアの間の各々の凹部（７）内に配置される。各強磁性中間部材（１３）が、少なくとも１つの永久磁石（６、６．１、６．２）により、ポスト（３、３．１、３．２）の各ペアの、第１のポスト（３．１）の第１の横方向表面（４）と、第２のポスト（３．２）の第２の横方向表面（５）とにそれぞれ添着され、上記永久磁石（６、６．１、６．２）の各々が、上記強磁性中間部材（１３）に対して同じ極が向くように配向される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの概略円筒形形状の強磁性ベース要素（２）を備え、前記強磁性ベース要素（２）は、前記強磁性ベース要素（２）から径方向に延在する多数のポスト（３、３．１、３．２）を含み、前記ポスト（３、３．１、３．２）の各々が、少なくとも第１の横方向表面（４）および第２の横方向表面（５）により、縁取られ、凹部（７）が隣り合うポスト（３、３．１、３．２）の各ペアの間に画定される、電気機械のためのロータにおいて、１つの強磁性中間部材（１３）がポスト（３、３．１、３．２）の各ペアの間の各凹部（７）内に配置されることを特徴とし、各強磁性中間部材（１３）が、少なくとも１つの永久磁石（６、６．１、６．２）により、ポスト（３、３．１、３．２）の各ペアの、第１のポスト（３．１）の前記第１の横方向表面（４）と、第２のポスト（３．２）の前記第２の横方向表面（５）とにそれぞれ添着され、前記永久磁石（６、６．１、６．２）の各々が、前記強磁性中間部材（１３）に対して同じ極が向くように配向されることを特徴とする、ロータ。
【請求項２】
前記永久磁石（６、６．１、６．２）が反対向きの北磁極および南磁極を有し、前記永久磁石の各々が、前記強磁性中間部材（１３）のうちの１つの方を向く前記磁極が同じであるように、配向されることを特徴とする、請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
各強磁性中間部材（１３）が、少なくとも１つの回転ロック永久磁石（６０．１、６０．２）により、前記凹部（７）の底部表面（７１）に添着され、前記少なくとも１つの回転ロック永久磁石（６０．１、６０．２）の各々が、前記強磁性中間部材（１３）に対して同じ極が向くように、配向されることを特徴とする、請求項１または２に記載のロータ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの回転ロック永久磁石（６０．１、６０．２）が、前記中間部材（１３）に当接される遠位側表面と、前記凹部（７）の前記底部表面（７１）に当接される近位側表面とを有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれかに記載のロータ。
【請求項５】
前記中間部材（１３）に当接される前記遠位側表面と、前記凹部（７）の前記底部表面（７１）に当接される前記近位側表面とを有する、前記少なくとも１つの回転ロック永久磁石（６０．１、６０．２）が、前記中間部材（１３）の回転をロックするのに十分な大きさの寸法を有することを特徴とする、請求項１から４までのいずれかに記載のロータ。
【請求項６】
前記ロータが、前記中間部材（１３）に当接される遠位側表面と、前記凹部（７）の前記底部表面（７１）に当接される近位側表面とを有する少なくとも２つの回転ロック永久磁石（６０．１、６０．２）を備えること、ならびに、前記強磁性中間部材（１３）が、少なくとも１つの永久磁石（６．６．１、６．２）により、ポスト（３、３．１、３．２）の各ペアの、第１のポスト（３．１）の前記第１の横方向表面（４）と、第２のポスト（３．２）の前記第２の横方向表面（５）とにそれぞれ添着され、前記永久磁石（６、６．１、６．２）の各々が、前記強磁性中間部材（１３）に対して同じ極が向くように配向され、さらには、前記少なくとも２つの追加の永久磁石により前記凹部の前記底部表面（７１）に添着され、それにより、前記中間部材（１３）が、少なくとも、異なる固定位置において、前記強磁性ベース要素（２）に添着されるようになり、前記固定位置が、前記強磁性ベース部材（２）と前記強磁性中間部材（１３）との間で固定される永久磁石によって画定される、ことを特徴とする、請求項１から５までのいずれかに記載のロータ。
【請求項７】
前記第１の横方向表面と第２の横方向表面の永久磁石（６、６．１、６．２）が反対向きの北磁極および南磁極を有し、前記永久磁石の各々が、前記強磁性中間部材（１３）のうちの１つの方を向く前記磁極が同じであるように、配向されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれかに記載のロータ。
【請求項８】
前記ポスト（３、３．１、３．２）の前記第１の横方向表面（４）および前記第２の横方向表面（５）、ならびに／または、前記第１の横方向表面（４）および前記第２の横方向表面（５）に面する前記強磁性中間部材（１３）の第１の表面（８）および第２の表面（９）が、前記少なくとも１つの永久磁石（６、６．１、６．２）と嵌合接続することを可能にする少なくとも１つの嵌合接続要素（１６、１７）を備え、前記嵌合接続要素（６、７）が好適にはノーズの形態であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれかに記載のロータ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの永久磁石（６、６．１、６．２）が、接着剤により、好適にはシリコーンを含む接着剤により、前記第１の横方向表面（４）および前記第２の横方向表面（５）に対して、ならびに／または、前記第１の横方向表面（４）および前記第２の横方向表面（５）に面する前記強磁性中間部材（１３）の前記第１の表面（８）もしくは前記第２の表面（９）に対して、固定されることを特徴とする、請求項１から８までのいずれかに記載のロータ。
【請求項１０】
前記第１の横方向表面（４）および前記第２の横方向表面（５）が、径方向における前記ロータ（１）の回転軸（１１）からの距離を増大させるにつれて前記第１の横方向表面（４）と前記第２の横方向表面（５）との間の距離を減少させるように、成形されることを特徴とする、請求項１から９までのいずれかに記載のロータ。
【請求項１１】
前記ロータ（１）が、前記ロータ（１）の軸方向において互いに積層される多数の強磁性ベース要素（２）を備えることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれかに記載のロータ。
【請求項１２】
中間スペーサプレート（１８）が、２つの隣り合う強磁性ベース要素（２）の各々の間に配置され、前記中間スペーサプレート（１８）が径方向の空気ダクトを備えることを特徴とする、請求項１１に記載のロータ。
【請求項１３】
隣り合う強磁性ベース要素（２）が、好適には０．２°から１．５°の間の角度で、軸方向において互いに対して角度をずらされることを特徴とする、請求項１１または１２のいずれかに記載のロータ。
【請求項１４】
前記ロータの軸（１１）の方を向く各強磁性中間部材（１３）の内側表面（１５）が少なくとも１つの追加の永久磁石（２０．１、２０．２、２０．３）によって覆われ、前記少なくとも１つの追加の永久磁石（２０．１、２０．２、２０．３）が、前記強磁性中間部材（１３）の方を向くように配向される極を前記強磁性中間部材（１３）の方を向くように配向される前記永久磁石（６、６．１、６．２）の極と同じ極とするように、配置されることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれかに記載のロータ。
【請求項１５】
少なくとも１つの非磁性の支持部材（１９、１９．１、１９．２）が、前記ロータの軸（１１）の方を向く各強磁性中間部材（１３）の前記内側表面（１５）と前記強磁性ベース要素（２）との間に形成される各々の隙間（１２）の中に配置されることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれかに記載のロータ。
【請求項１６】
前記強磁性中間部材（１３）が磁性鋼の複数の積層シートで作られることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれかに記載のロータ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの強磁性ベース要素（２）がシャフト（１０）上に配置されて接着−しまりばめ接続により前記シャフト（１０）に取り付けられることを特徴とする、請求項１から１６までのいずれか一項に記載のロータ。
【請求項１８】
少なくとも１つの概略円筒形形状の強磁性ベース要素（２）を備え、前記強磁性ベース要素（２）は、前記強磁性ベース要素（２）から径方向に延在する多数のポスト（３、３．１、３．２）を含み、凹部（７）が隣り合うポスト（３、３．１、３．２）の各ペアの間に画定され、ポスト（３、３．１、３．２）の各ペアの間の各凹部（７）の中に配置される１つの強磁性中間部材（１３）を備える、電気機械のためのロータにおいて、各強磁性中間部材（１３）が、少なくとも１つの永久磁石（６、６．１、６．２）により、ポスト（３、３．１、３．２）の各ペアの、第１のポスト（３．１）の第１の横方向表面（４）と、第２のポスト（３．２）の第２の横方向表面（５）とにそれぞれ添着され、前記第１の横方向表面が前記ロータの外周部から逸れた方を向き、前記第２の横方向表面が前記ロータの外周部から逸れた方を向き、前記永久磁石（６、６．１、６．２）の各々が、同じ磁極を前記強磁性中間部材（１３）の方に向けるように、配向されることを特徴とする、ロータ。
【請求項１９】
前記ロータの軸（１１）の方を向く各強磁性中間部材（１３）の内側表面（１５）が少なくとも１つの回転ロック永久磁石（６０．１、６０．２）によって覆われ、前記少なくとも１つの回転ロック永久磁石（６０．１、６０．２）が、前記強磁性中間部材（１３）の方を向くように配向される極を前記強磁性中間部材（１３）の方を向くように配向される前記永久磁石（６、６．１、６．２）の極と同じ極とするように、配置されることを特徴とする、請求項１８に記載のロータ。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの回転ロック永久磁石（６０．１、６０．２）が前記凹部の底部表面（７１）と前記中間部材（１３）との間の隙間を埋め、前記少なくとも１つの回転ロック永久磁石（６０．１、６０．２）が、前記強磁性中間部材（１３）の方を向くように配向される極を前記強磁性中間部材（１３）の方を向くように配向される前記永久磁石（６、６．１、６．２）の極と同じ極とするように、配置されることを特徴とする、請求項１８または１９のいずれかに記載のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気機械のためのロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械のための、具体的には同期式の電気機械（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｍａｃｈｉｎｅ）のための、ロータは、当技術分野でよく知られている。強力なネオジム鉄ボロン磁石が使用されるような場合では特に、それらの磁石をロータ上で固定することが非常に困難なものとなる。現況技術では、このような強力な磁石を固定することを可能にするための様々な解決策も提案されている。
【０００３】
Ｅｃｋａｒｄ  Ｎｉｐｐによって提出された論文（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｍｏｔｏｒ  Ｄｒｉｖｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｓｔａｔｏｒ  Ｗｉｎｄｉｎｇｓ；ｔｈｅ  Ｓｃｈｏｏｌ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＫＴＨおよびＲｏｙａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅｓ  ａｎｄ  Ｄｒｉｖｅｓ、Ｓｔｏｃｋｈｏｌｍに提出された論文、１９９９年）では、ロータ構造の中への磁石の埋め込みが提案された。
【０００４】
ＥＰ２１８７５０３（Ｔｒａｋｔｉｏｎｓｓｙｓｔｅｍｅ  Ａｕｓｔｒｉａ  ＧｍｂＨ）が電気機械のためのロータに関し、ここでは、多数の開口部がロータの円周に沿って設けられ、永久磁石が上記開口部内に配置される。漏洩磁束を低減し、ロータの安定性を向上させるために、開口部が、隣の開口部の方を向くように配置される空間を備える。
【０００５】
特開２０１１−０６６３７３（日産自動車株式会社）が、ロータの外側周縁部の方を向いて開くＶ形となるように２つの埋め込み磁石を配置することを提案している。別の永久磁石が、Ｖ形の開いた部分のところで円周方向に平行になるように配置される。
【０００６】
しかし、磁石をこのように埋め込むことには、磁気短絡（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｈｏｒｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を発生させてロータとステータとの間の空隙中の磁束密度を低下させるという欠点がある。
【０００７】
ＥＰ０９９６２１２（Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｔ  Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ）が、その周縁部に少なくとも２つの極を設けるロータ支持体を提供することを提案しており、ここでは各極が永久磁石を含む。高い伝動性を有する材料で作られるスクリーンが永久磁石の表面上に配置される。スクリーンは電気機械のステータに面するように構成される。
【０００８】
また、ＥＰ２０６８４２５（Ｅ  ＆  Ａ  Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓｉｎｓｔｉｔｕｔ  Ｅｌｍａｓ）が、ロータに磁石を装着（ｅｎｒｏｂｅ）するバンデージ（ｂａｎｄａｇｅ）を使用することを対象としており、ここではロータの外側周縁部上に磁石が設けられる。
【０００９】
バンデージのような保持要素を使用することにより、ロータに対する磁石の機械的な取り付けが良好となる。しかし、ステータの巻線によって誘導される交流磁場が空隙の近くに配置される磁石に有意な影響を与えることから、電気機械の空隙の近くで渦電流損失が生じる。これにより、温度が上昇し、電気機械の効率が低下する。このような熱損失を低減するために磁石を冷却することは、保持要素により磁石が追加的に断熱されることを理由として困難である。さらに、ロータの組み立て中または動作中に保持要素が損傷する可能性があり、また、磁石が外れる可能性がある。ロータの動作中に保持要素が外れると、ロータまたは電気機械がひどく損傷する可能性がある。
【００１０】
例えばＥＰ１８６０７５５では別の手法が使用され、ここでは、円周方向のアレイの磁石キャリア（ｍａｇｎｅｔ  ｃａｒｒｉｅｒ）がロータの外側リムに添着される。非磁性材料で作られる逆Ｕ形の磁極片リテーナが各磁石キャリアに添着され、これは軸方向に延在するチャンネルを有するように形成される。磁性材料で作られる磁極片が、各磁石キャリアの径方向外側の表面に隣接して、その付随の磁極片リテーナ内に形成されるチャンネル内に位置する。
【００１１】
ＷＯ２００９／０６８７３６（Ｎｅｏｒｅｍ  Ｍａｇｎｅｔｓ  ＯＹ）が、ロータの周縁部上に設置される、表面に設置可能な永久磁石要素を開示している。永久磁石要素が少なくとも１つの永久磁石を備え、さらには、上記永久磁石を囲む保護ケースを備える。保護ケースが、ロータの周縁部上で要素を固定するための固定部材を有する。さらに、金属の薄いシートで形成されるハウジングが永久磁石を覆う。
【００１２】
ロータ上で磁石を強固に固定することを目的とする、永久磁石の頂部上に配置されるこのような金属キャップは、これらの金属キャップ内で有意な渦電流を発生させて電気機械の効率を低下させるという欠点を有する。
【００１３】
別の手法がＥＰ１７７７７９５（Ｔｈｅ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙ）に記載されており、ここでは、永久磁石ブロックと、極に機械的に結合される極キャップ（ｐｏｌｅ  ｃａｐ）を備える複数の積層と、上記極に機械的に結合されるベースプレートを備える複数の積層とを有する極組立体がロータの周縁部上に配置される。
【００１４】
米国特許出願公開第２０１３／０１４０９３２号（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙ）が電気機械のためのロータコアを提案しており、上記ロータコアが、ロータコアの周りに放射状に配置されて、上記ロータコアから放射状に延びるほぞを用いる嵌合（ｆｏｒｍ−ｆｉｔ）による連結によりロータコアに取り付けられるスポークを備える。導体が、２つの隣接するスポークの間に位置する導体開口部内に配置される。
【００１５】
しかし、これらの２つの構成はいずれも多数の別個の部品を使用することから、製造が面倒であり高価である。
米国特許出願公開第２０１３／０１６９０８１号（Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ）が、複数のセグメントを備える電気機械のためのロータを説明している。ファンが、少なくとも、これらのセグメントのうちの２つの間に配置される。複数のセグメントが接合されてロータコアを形成し、一方で、端のシートがロータコアの軸方向端部に取り付けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、磁気短絡または渦電流の発生を回避しながらロータに対して永久磁石極（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ｍａｇｎｅｔ  ｐｏｌｅ）を固く機械的に取り付けることを可能にする、最初に言及した技術分野に関連するロータを作ることである。また、本発明のロータは、いかなる要素も追加的な断熱効果を有するようになることを回避させるものであり、また、このようなロータの製造のコストを低減してその期間を短縮することを目的として可能な限り少ない部品を使用するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の解決策は請求項１の特徴によって明記される。本発明によると、ロータが、少なくとも１つの概略円筒形形状の強磁性ベース要素を備える。強磁性ベース要素は、強磁性ベース要素から径方向に延在する多数のポストを含み、これらのポストの各々が、少なくとも第１の横方向表面および第２の横方向表面により、縁取られ、一方で、凹部が隣り合うポストの各ペアの間に画定される。１つの強磁性中間部材がポストの各ペアの間の各凹部内に配置され、各強磁性中間部材が、少なくとも１つの永久磁石により、ポストの各ペアの、第１のポストの第１の横方向表面と、第２のポストの第２の横方向表面とにそれぞれ添着される。永久磁石の各々が、上記強磁性中間部材に対して同じ極が向くように配向される。
【００１８】
この構成により、強磁性ベース要素のポストがロータの第１の極として機能するようになり、一方で、強磁性中間部材がロータの第２の反対の極として機能するようになる。これには、ロータの第１の極性のロータ極（ｒｏｔｏｒ  ｐｏｌｅ）が強磁性材料の１つの単一部片にすべて含まれ、一方で、反対の極性を有する極のみをロータに対して別個に取り付ける必要がある、という利点がある。これにより、ロータを組み立てるのに必要となる部品の数が大幅に減少し、それにより、ロータの製造の複雑さおよびコストが低減される。また、例えば１つの強磁性中間部材と１つのポストとの各ペアなどの、各々のロータ極のペアで必要となる磁石は１つのみである（２つ以上の永久磁石が使用される場合は磁石のセット）。さらに、磁力が強磁性中間部材を既に定位置で保持していることから、強磁性中間部材は、電気機械内のロータの動作中に発生する加速力および遠心力に逆らって十分な取り付けを行うことを可能にすることを目的として強磁性ベース要素に対して追加的に留められることを単に必要とする。
【００１９】
本発明のロータは、好適には同期タイプである電気モータ、または、発電機、などの電気機械内で使用されることを意図される。このような用途では、ロータが、多数の巻線を備えるステータ内で同心となるように回転可能に配置され、ここでは、上記ステータと上記ロータとの間に空隙が設けられる。
【００２０】
強磁性ベース要素は好適には円筒形形状であり、つまり、その回転軸に対して垂直な平面において概略円形断面を有する。別法として、断面は多角形であってもよい。しかし、電気機械内でロータが回転するときにわずかでも不安定になることを回避することを目的として回転軸を中心として強磁性ベース要素の質量を対称に分布させることが重要である。
【００２１】
強磁性ベース要素は、好適には、そこから径方向に延在する偶数個のポストを備える。ポストの数は、必要とされる極の数に応じて、および、強磁性ベース要素の直径に応じて、変化してよい。一般に、本発明によるロータは、極のペアの数と等しい数（個別の極の半数に等しい）のポストを備える。極のペアの最少の数、したがって動作可能なロータのためのポストの最少の数は２個である（個別の４個の極に相当する）。好適には、ロータはより多くの極のペアを備える（したがって、強磁性ベース要素がより多くのポストを備える）。極のペア／ポストが６個から２０個であることが好ましく、極のペアが８個から１４個であることがさらに好ましい。ロータがわずかでも不安定になることを回避することを目的として、極は、好適には、強磁性ベース要素の円周に沿って均等かつ対称に分布される。
【００２２】
ポストは任意の可能な形状を有してよいが、好適には多角形である。ポストの寸法は、ロータの動作中に生じるいかなる遠心力、剪断力、または、他の力も考慮しながら、強磁性中間部材を十分に支持することができるように適合される必要がある。また、明らかに、ポストの寸法も、強磁性ベース要素のために使用される材料の特性に適合させる必要がある。
【００２３】
回転エネルギーを変換することを目的として、強磁性ベース要素が、好適には、シャフトを受けてシャフトに接続されるための開口部を備える。
強磁性ベース要素さらには強磁性中間部材は、好適には、磁性鋼で作られる。少なくとも１つの永久磁石は好適にはネオジム鉄ボロン磁石（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）であり、これは単にネオジム磁石としても知られる。別法として、他の種類の磁石が使用されてもよい。
【００２４】
当業者には明らかなように、強磁性中間部材は凹部内に挿入されることを可能にするような寸法を有し、つまり、少なくともロータの回転軸に対して垂直な平面において、強磁性中間部材の外形寸法が凹部の寸法より小さい。また、強磁性中間部材は、少なくとも第１の横方向表面および少なくとも第２の横方向表面と強磁性中間部材との間に少なくとも１つの永久磁石を配置することを可能にするように、寸法決定される。また、磁気短絡を回避することを目的として、強磁性中間部材は強磁性ベース要素に接触することがないように成形および寸法決定される必要がある。
【００２５】
強磁性ベース要素および／または強磁性中間部材は複数のコアシートから構成されてよく、好適には、磁性鋼で作られる。これにより、強磁性ベース要素および／または強磁性中間部材内で渦電流が発生することを最小することが促進される。
【００２６】
好適には、上記ポストの上記第１の横方向表面および上記第２の横方向表面、ならびに／または、上記第１の横方向表面および上記第２の横方向表面に面する強磁性中間部材の表面が、上記少なくとも１つの永久磁石との嵌合接続を形成することを可能にする少なくとも１つの接続要素を備える。接続要素は好適にはノーズの形態である。
【００２７】
嵌合接続を形成することにより、永久磁石に対して強磁性中間部材を機械的に取り付けることおよび／またはポストに対して永久磁石を機械的に取り付けることが達成される。これによりさらに、重力、遠心力または剪断力などのロータに作用する力によって押しのけられるのに逆らってロータのベース要素に対して永久磁石および／または強磁性中間部材が留められるようになる。このような構成を用いることにより、さらに、永久磁石とポストおよび／または強磁性中間部材との間で接着接合を存在させないことを見越すことも可能であり、その理由は、永久磁石および／または強磁性中間部材を径方向に押しのけることを一切防止することを目的として十分な保持力を作用させるのにそれらの自体の上にある嵌合要素で十分であるからである。
【００２８】
少なくとも１つの永久磁石は好適には、接着剤により、好適にはシリコーンを含む接着剤により、上記第１の横方向表面および上記第２の横方向表面に対して、ならびに／または、上記第１の横表面および上記第２の横方向表面に面する強磁性中間部材の表面に対して固定される。接着剤を提供することにより、押しのけられないように永久磁石および／または強磁性中間部材を追加的に留めることができる。シリコーンを含む接着剤は比較的柔らかく、したがって、強磁性材料と永久磁石の材料との熱膨張係数の差によって生じる接着接合部分の剪断応力を低減することを促進する。これは、磁性鋼が強磁性材料として使用され、ネオジム磁石が永久磁石として使用されるような場合では、両方の材料の熱膨張係数が大きく異なることを理由として、特に重要である。さらに、シリコーンを含む比較的柔らかい弾性接着剤は、ロータの振動を原因として永久磁石および／または強磁性中間部材のいずれもが微小に運動することを防止する。好適な実施形態では、ポストの第１および第２の横方向表面に対してならびに強磁性中間部材上の対応する表面に対して永久磁石を取り付けるのに、嵌合接続と接着接続との組合せが使用される。このような組合せには、嵌合接続で十分な接続を形成することができることを理由として、接着接合部分がいくらか損傷しても永久磁石および／または強磁性中間部材がロータから外れないという利点がある。
【００２９】
好適には、第１の横方向表面および第２の横方向表面は、径方向におけるロータの中心軸からの距離を増大させるにつれて第１の横方向表面と第２の横方向表面との間の距離を減少させるように、成形される。
【００３０】
したがって、凹部は、ロータの回転軸からの距離が増大するにつれて、ロータの回転軸に対して垂直な平面における少なくとも１つの寸法のところが狭くなっていく。
好適には、第１および第２の横方向表面は平坦である。これは、距離を減少させていくと両方の第１のおよび第２の横方向表面が互いの間に１つの角度を有することを意味する。両方の横方向方面の径方向における仮想の延長部分の交差位置に位置するこの角度は、好適には９０°以下であり、より好適には４５°から９０°の間である。
【００３１】
このように狭くなっていく凹部を設けることにより、強磁性中間部材および永久磁石の組立体が、ロータの回転中に生じる遠心力により、隣り合うポストの傾斜する横方向表面に対して押し込まれるようになる。これにより、遠心力によって押しのけられないように強磁性中間部材および永久磁石がさらに機械的に支持されるようになる。
【００３２】
この効果を最大にすることを目的として、強磁性部材は、好適には、ポストの第１および第２の横方向表面に対向するように配置される２つの表面を備え、これらの２つの表面はやはり平坦であり、互いの間に等しい角度を有する。
【００３３】
好適には、各強磁性中間部材が２つ以上の磁石要素を備え、磁石要素がロータの軸方向に一つ一つ順番に配置される。
すべての磁石要素が同じ向きとなるように配置され、つまり、すべての磁石要素の極の向きが等しくなることを理解されたい。好適には３つ以上の磁石要素が強磁性中間部材と第１または第２の横方向表面との間に配置される。したがって、各強磁性中間部材は、磁石要素の「集まり」から構成される２つの永久磁石により隣り合うポストに添着される。
【００３４】
各永久磁石の集まりはさらに非磁性材料のバンデージ内に被包されてよい。永久磁石の機能を阻害しないようにすることを目的として、バンデージは、ポストの第１または第２の横方向表面あるいは強磁性中間部材の表面のいずれにも接触しない磁石の集まりの表面の周りのみに巻き付けられる。バンデージは、永久磁石の非常に脆い材料の小さい切り屑から、ロータを追加的に保護するか、または、ロータを使用する電気機械の任意の他の部品、特にはステータの巻線を追加的に保護する。これらのバンデージは、遠心力に逆らって磁石を保持するのには必要ないことから、当技術分野で既知のバンデージより大幅に小さい厚さとなるように設けられてよい。しかし、厚さが小さいことで磁石の断熱が低減され、したがって熱の放散が増大する。
【００３５】
ロータが、好適には、ロータの軸方向において互いに積層される多数の強磁性ベース要素を備える。各々の強磁性ベース要素を隣り合う強磁性ベース要素からわずかに離間させることにより、冷却空気（ｃｏｏｌａｎｔ  ａｉｒ）の循環を引き起こすことができ、それによりロータからの熱の放散が増大する。
【００３６】
好適には、中間スペーサプレートが、２つの隣り合う強磁性ベース要素の各々の間に配置される。中間スペーサプレートは径方向の空気ダクトを備える。
このような構成を用いることにより、２つの隣接する強磁性ベース要素の間で最適な径方向の空気流れを発生させることができ、それにより、ロータ内で良好な熱放散を実現することができる。
【００３７】
また、好適には、隣り合う強磁性ベース要素は軸方向において互いに対して角度をずらされる。２つの隣り合う強磁性ベース要素の間の角度のずれ（ａｎｇｕｌａｒ  ｓｈｉｆｔ）は好適には０．２°から１．５°の間であり、最も好適には０．７５°である。
【００３８】
隣り合う強磁性ベース要素の間に角度のずれを設けることにより、動作中のトルクリップルを最小にすることが可能となる。好適には、隣り合う強磁性ベース要素の間の角度のずれは、ロータの回転軸に沿う方向において第１の強磁性ベース要素上の極のペアと最後の強磁性ベース要素上の極のペアとの間の電気的な位相のずれ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）が３０°となるように、選択される。例えば、ロータの第１の強磁性ベース要素と最後の強磁性ベース要素との間の適した合計の角度変化Δαｔｏｔａｌは
【００３９】
【数１】
2016532414.tif 000003
【００４０】
として計算され、ここでは、ｐはロータの極のペアの数である。
次いで、合計の角度のずれΔαｔｏｔａｌを強磁性ベース要素の間の離間部分の数で割ることにより、隣り合う強磁性ベース要素の間の角度のずれΔαが計算され得る：
【００４１】
【数２】
2016532414.tif 000004
【００４２】
ここでは、ｍはロータ内の強磁性ベース要素の合計の数である。
例えば、１つの強磁性ベース要素につき１０個の極のペア（ｐ＝１０）を備え、５つの強磁性ベース要素（ｍ＝５）を有するロータは、３°（＝３０°／１０）の合計の角度のずれΔαｔｏｔａｌを有する。したがって、隣り合う強磁性ベース要素の間の角度のずれΔαは０．７５°（＝３°／（５−１））である。
【００４３】
好適には、ロータの軸の方を向く各強磁性中間部材の表面が少なくとも１つの追加の永久磁石によって覆われ、ここでは、上記少なくとも１つの追加の永久磁石は、強磁性中間部材の方を向くように配向される極を上記強磁性中間部材の方を向くように配向される永久磁石の極と同じ極とするように、配置される。
【００４４】
ロータの中心の方を向くように配向される表面上に配置されるような磁石を提供することにより、上記中心の方向の漏れインダクタンスを大幅に低減することが可能となる。このように漏れインダクタンスを低減することにより、本発明のロータとステータとの間に位置する空隙中の磁束密度が増大され得る。
【００４５】
少なくとも、この追加の永久磁石は接着剤により強磁性中間部材に取り付けられ得る。また、加えてまたは別法として、少なくとも１つの追加の永久磁石を強磁性中間部材に取り付けるために、嵌合接続が設けられてもよい。
【００４６】
好適には、少なくとも１つの非磁性の支持部材が、ロータの軸の方を向く強磁性中間部材の表面と強磁性ベース要素との間に形成される各々の隙間の中に配置される。
このような非磁性の支持部材により、軸方向における各強磁性中間部材とベース要素との間の距離を確実に最小にすることができる。強磁性中間部材およびベース要素は異なる磁気極性を有することから、本発明のロータとステータとの間の空隙中の磁束密度を最大にするためには最適な距離を維持することが重要となる。
【００４７】
任意の追加の永久磁石も非磁性の支持部材上で支持され得る。
好適には、上記強磁性中間部材は磁性鋼の複数の積層シートで作られる。
本発明の別の態様が本発明のロータを製造する方法に関する。第１のステップで、少なくとも１つの概略円筒形形状の強磁性ベース要素が提供される。上記強磁性ベース要素から径方向に多数のポストが延在し、上記ポストの各々が、少なくとも第１の横方向表面および第２の横方向表面によって縁取られる。第２のステップで、２つのポストの間に画定される各凹部に対して１つの強磁性中間部材が提供される。次いで、第１の非磁性の補助要素が、ポストの各ペアの第１のポストの第１の横方向表面と上記強磁性中間部材との間に画定される隙間の中に配置される。次いで、第２の非磁性の補助要素が、ポストの各ペアの第２のポストの第２の横方向表面と上記強磁性中間部材との間に画定される隙間の中に配置される。次のステップで、少なくとも１つの常磁性の第３の補助要素が、ロータの軸の方を向く強磁性中間部材の表面と強磁性ベース要素との間に形成される隙間の中に配置される。最後に、上記第１の非磁性の補助要素および上記第２の非磁性の補助要素の各々が順々に少なくとも１つの永久磁石に置き換えられ、少なくとも１つの常磁性の第３の補助要素の各々が少なくとも１つの非磁性の支持部材に置き換えられる。
【００４８】
補助要素は、一時的に強磁性中間部材を定位置で保持することにより強磁性ベース要素および強磁性中間部材を予め組み立てることを補助する。
ロータの軸の方を向く強磁性中間部材の表面と強磁性ベース要素との間に形成される隙間の中に少なくとも１つの常磁性の第３の補助要素を配置することにより、上記第１および／または第２の非磁性の補助要素を少なくとも１つの永久磁石に置き換えるときに閉じた磁束回路（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｌｕｘ  ｃｉｒｃｕｉｔ）が誘導される。この回路は、上記少なくとも１つの永久磁石から、１つのポストを通り、強磁性ベース要素に入り、常磁性の第３の補助要素を通り、強磁性中間部材に入り、少なくとも１つの永久磁石に戻るように、ループする。この磁束回路が誘導されるとき、正確な位置で上記永久磁石を引っ張る磁力が発生する。したがって、従来技術の多くのロータの場合のように何らかの磁力に逆らって少なくとも１つの永久磁石を正確な位置に配置することを実施する必要はなく、代わりに、磁石がそれらの正確なロケーションまでに引っ張られる。これにより、本発明のロータを組み立てることが大幅に容易になる。
【００４９】
通常、永久磁石と、強磁性中間部材とを装備する複数の強磁性ベース要素がシャフト上に隣り合うように配置され、電気機械のためのロータを形成する。強磁性ベース要素を一体に組み立てるための方法の一実施形態が、補助シャフト上に、複数の強磁性ベース要素、任意の中間スペーサプレート、さらには、２つの圧力プレートを配置する第１のステップを含む。次のステップで、ねじ切りされた棒が、上記強磁性ベース要素と、任意の中間スペーサプレートと、２つの圧力プレートとに設けられる開口部を通して挿入され、その結果、ねじ切りされた棒が軸方向において組立体全体を通過するようになる。圧力プレートから突出するねじ切りされた棒の自由端上にナットをねじ込むことにより、ねじ切りされた棒が圧力プレートに対して固定される。組立体の両側でナットを締めることにより、軸方向に沿わせて圧縮力を作用させることができる。
【００５０】
好適には、少なくとも１つの強磁性ベース要素はシャフト上に配置されて接着−しまりばめ接続（ａｄｈｅｓｉｖｅ  ｓｈｒｉｎｋ  ｆｉｔ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）によりシャフトに取り付けられる。
【００５１】
補助シャフトを取り外した後、好適にはエポキシタイプである接着剤をその上に塗布されているシャフトが中央開口部内に挿入され、組み立てられたロータの全体が、この組立体とシャフトとの間に接着−しまりばめ接続を可能にするのに適する温度まで加熱される。通常、この温度は約１２０℃から１３０℃である。いずれの場合も、この温度は、永久磁石またはロータの任意の他の部品に不利な影響を与える可能性がある値を一切超えるべきではない。
【００５２】
ロータのシャフトに対しての組立体のこのような接着−しまりばめ接続には、「伝統的」なしまりばめ接続と比較して、中央開口部に対してシャフトがオーバーサイズになることを最小にすることができるという利点があり、これは、回転の運動量によって生じるシャフトと組立体との間の境界に作用する接線方向の力が摩擦ではなく接着剤によって伝達されることを理由とする。また、シャフトがオーバーサイズになることを最小にすることには、シャフトを組立体内へ挿入するときに、シャフト上に塗布されている接着剤が剥がれにくくなるという利点もある。
【００５３】
他の有利な実施形態、および、特徴の組合せが、以下の詳細な説明および特許請求の範囲の全体から明らかとなる。
実施形態を説明するのに使用される図面が以下の図を示している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明によるロータを示す概略図である。
【図２】２つの隣接するポストを示す三次元詳細図（ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｄｅｔａｉｌ  ｖｉｅｗ）である。
【図３】本発明のロータを示す断面図（ｃｕｔ−ｖｉｅｗ）である。
【図４】本発明のロータを示す分解斜視図である。
【図５】本発明のロータの別の好適な実施形態を示す詳細図である。
【図６】第２の非磁性の補助要素を永久磁石に置き換えるステップを示す図である。
【図７】第３の常磁性の補助要素を置き換える前の組み立てられたロータを示す詳細図である。
【図８】本発明のロータの別の実施形態を示す斜視図である。
【図９】本発明のロータの別の実施形態を示す詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
これらの図では、同じ構成要素には同じ参照符号が与えられる。１つの図に同じ構成要素が２つ以上示される場合、これらの構成要素の各々が添字の数字を用いて示される。つまり、２つ以上の構成要素が参照符号Ｘを用いて示される場合、これらの構成要素の各々がＸ．１、Ｘ．２などの数字が付される。各構成要素Ｘが同一であること、および、実際には２つ以上の構成要素Ｘが示されていることを強調するために添字の数字が使用されていることを理解されたい。
【００５６】
図１が本発明のロータ１の概略図を示す。ロータ１が、円筒形である強磁性ベース要素２を備える。強磁性ベース要素２が、そこから径方向に延在する複数のポスト３を有する。各ポスト３が、少なくとも第１の横方向表面４と、少なくとも第２の横方向表面５とを有する。凹部７が２つの隣り合うポスト３の間に形成される。強磁性中間部材１３が２つの隣接するポスト３の間の各凹部７の中に配置される。各強磁性中間部材１３が、少なくとも２つの永久磁石６により、２つの隣接するポスト３の第１の横方向表面４および第２の横方向表面５に取り付けられる。少なくとも第１の永久磁石６．１が、第１の横方向表面４と、第１の横方向表面４の方を向く強磁性中間部材１３の第１の表面８との間に配置される。少なくとも第２の永久磁石６．２が、第２の横方向表面５と、第２の横方向表面５の方を向く強磁性中間部材１３の第２の表面９との間に配置される。強磁性中間部材１３は、少なくともロータ２の回転軸１１に対して垂直な平面において、凹部７より小さい寸法を有するように成形される。したがって、回転軸１１の方を向く強磁性中間部材１３の内側表面１５と強磁性ベース要素２との間に隙間１２が空いたままで残される。
【００５７】
永久磁石６．１、６．２は共に、同じ磁極が強磁性中間部材１３の方に向かって配向されるように、配向される。ロータ２の永久磁石６はすべて同様に配向されることから、すべての強磁性中間部材１３が同じ磁極を有するように磁化される。同様に、強磁性ベース要素２のすべてのポスト３が、強磁性中間部材１３の磁極と反対である磁極を有するように磁化される。中間部材１３と、ポスト３および強磁性ベース要素２との磁化の違いは図１では記号「＋」および「−」で表される。また、永久磁石６の向きを反転させることにより、強磁性中間部材１３の磁気極性と、ポスト３および強磁性ベース要素２の磁気極性とが同様に逆転されることを理解されたい。
【００５８】
図２に示される実施形態では、第１の横方向表面４および第２の横方向表面５は共に、平坦であり、ロータ１の回転軸１１からの距離を増大させるにつれて隣り合うポスト３の第１の横方向表面４と第２の横方向表面５との間の距離を減少させるように配置される。破線で示されるように、第１の横方向表面４および第２の横方向表面５の仮想の延長部分が角度１４のところで交差する。示される実施形態では、角度１４は７０°である。第１の横方向表面４と第２の横方向表面５との間の距離を減少させることにより、ロータ２が軸１１を中心として回転させられるときに強磁性中間部材１３さらには永久磁石６が遠心力によりポスト３に対して追加的にロックされるようになる。
【００５９】
さらに、強磁性ベース要素２が中央開口部を備え、伝動シャフト１０がその中央開口部の中で固定され、それにより、ロータ２と共に使用されている電気機械の種類に応じてロータからトルクが伝達されるかまたはロータへトルクが伝達される。
【００６０】
図２が、間に強磁性中間部材１３が配置されている、２つの隣接するポスト３．１、３．２の三次元詳細図を示す。永久磁石６．１、６．２の各々が、一体に取り付けられる３つの別個の磁石要素を備える。磁石要素上の矢印が、各磁石要素の磁極の向きを概略的に示す。見られるように、すべての磁石要素が、強磁性中間部材１３の方に同じ極が向くように配向される。この図でさらに見られるように、第１の横方向表面４さらには第２の横方向表面５は、各々が、ノーズの形態で設けられる第１の嵌合接続要素１７によって縁取られる。同様に、上記第１の横方向表面４および上記第２の横方向表面５の方をそれぞれ向く、強磁性中間部材１３の第１の表面８および第２の表面９の各々が、やはりノーズの形態で設けられる第２の嵌合接続要素１６によってやはり縁取られる。永久磁石６．１、６．２が上記第１の嵌合接続要素１７と上記第２の嵌合接続要素１６との間に配置される。加えて、これらの永久磁石はさらに、接着接合により上記ポスト３および上記強磁性中間部材１３に取り付けられ得る。
【００６１】
図３が、共通のシャフト１０上に配置される複数の強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５を備える本発明のロータ１の断面図を示す。中間スペーサプレート２７が隣接する２つの強磁性ベース要素２の各々の間に配置される。しかし、図を不明瞭にしないことを目的として、図３では中間スペーサプレート２７は１つのみ符号が付される。さらに、この図では、各強磁性中間部材１３とそれぞれのベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５との間に配置される非磁性の支持部材１９を見ることができる。中間スペーサプレート２７はステンレス（非磁性）鋼シートであり、各々が、径方向を向く棒２８を有し、軸方向において隣り合う２つの強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５の間に間隔を設けることを目的として、これらの径方向を向く棒２８は強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５を補強することができる。径方向の棒２８は径方向の向きを有し、それにより、ロータ１の動作中に通気効果が得られるようになる。さらに、中間スペーサプレート２７が、強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５の隙間１２と同心となるように配置される開口部を有する。これらの開口部は、中間スペーサプレート２７の径方向の棒２８の間に形成されるダクト内を通る冷却空気の軸方向の流れのために必要である。
【００６２】
強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５と中間スペーサプレート２７との組立体が、中心シャフト１０上に配置される第１の圧力プレート１８．１と第２の圧力プレート１８．２との間に挟まれる。２つの磁気圧力プレート１８．１、１８．２の直径は隙間１２の径方向における底部の線の内側になければならず、そうでなければ、これらの圧力プレート１８．１、１８．２により、強磁性ベース要素２および強磁性中間部材１３の反対の磁極の間で漏れインダクタンスが生じることになる。示される実施形態では、２つのスペーサプレート２７が、各々の圧力プレート１８．１、１８．２と、隣接する強磁性ベース要素２．１、２．５との間にそれぞれ配置され、それにより、上記圧力プレート１８．１、１８．２と上記強磁性ベース要素２．１、２．５との間にいくらかの間隔が設けられるようになる。
【００６３】
図４は、いくつかの強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５から構成される本発明のロータ１の分解斜視図である。中間スペーサプレート２７．２、２７．３、２７．４、２７．５が、隣り合う強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５の各ペアの間に配置される。さらに、１つの中間スペーサプレート２７．１、２７．２が、それぞれ、第１の圧力プレート１８．１とそれに隣接する強磁性ベース要素２．１との間に、さらには、第２の圧力プレート１８．２とそれに隣接する強磁性ベース要素２．５との間に、配置される。圧力プレート１８．１、１８．２は、共に、中心シャフト１０上において強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５と中間スペーサプレート２７．１、２７．２、２７．３、２７．４、２７．５、２７．６とのサンドイッチ状の構造を軸方向において固定する。この組立体を一体に保持するために、ねじ切りされた棒（図示せず）が、上記強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、上記中間スペーサプレート２７．１、２７．２、２７．３、２７．４、２７．５、２７．６、および、２つの圧力プレート１８．１、１８．２の中に設けられる開口部を通過する。ねじ切りされた棒が、ねじ込まれたナットにより２つの圧力プレート１８．１、１８．２の上で固定される。
【００６４】
図５が本発明のロータ１の別の好適な実施形態の詳細を示す。この実施形態では、追加の永久磁石２０．１、２０．２、２０．３が、強磁性ベース要素２の方を向く強磁性中間部材１３の内側表面１５に取り付けられる。追加の永久磁石２０．１、２０．２、２０．３は、永久磁石６．１、６．２の極と同じ追加の永久磁石２０．１、２０．２、２０．３の磁極を強磁性中間部材１３の方に向けるように、配向される。さらに、２つの非磁性の支持部材１９．１、１９．２が内側表面１５と強磁性ベース要素２との間の隙間１７内に配置される。その他に、この実施形態はさらに、第１の横方向表面４と、第２の横方向表面５と、さらには、強磁性中間部材１３の第１の表面８および第２の表面９とを縁取る嵌合接続要素１６、１７を有する。
【００６５】
図６が、第２の非磁性の補助要素２２を永久磁石６．２に置き換えるステップを描いている。強磁性中間部材１３が、第１の非磁性の補助要素２１と、第２の非磁性の補助要素２２と、さらには、２つの常磁性の第３の補助要素２３．１、２３．２とにより、２つの隣接するポスト３．１、３．２の間の定位置で保持される。線２４が、永久磁石６．２を導入することによって誘導される磁束を表す。この誘導される磁束が永久磁石６．２を定位置へと引っ張り、それによりロータ１を組み立てることが大幅に容易になる。
【００６６】
図７が、第３の常磁性の補助要素２４．１、２４．２を非磁性の支持部材１９．１、１９．２に置き換える前の組み立てられたロータ１の詳細を示す。第１の補助要素２１および第２の補助要素２２の両方が永久磁石６．１、６．２に置き換えられるとき、２つの磁束２４．１、２４．２が誘導される。これらの磁束２４．１、２４．２の各々は、永久磁石６．１、６．２から出て、隣り合うポスト３．１、３．２を通過し、強磁性ベース要素２に入る。そこから、磁束２４．１、２４．２は第３の常磁性の補助要素２３．１、２３．２のうちの１つを通過し、強磁性中間部材１３に入り、それぞれの永久磁石６．１、６．２の中に戻る。第３の常磁性の補助要素２３．１、２３．２を非磁性の支持部材１９．１、１９．２と交換するとき、磁束２４．１、２４．２が遮断される。好適には、第３の常磁性の補助要素２３．１、２３．２を交換することは、永久磁石６．１、６．２と両方の横方向表面５、６との間の接着剤が硬化した後で行われる。
【００６７】
図８は本発明によるロータ１の別の実施形態の斜視図である。この実施形態では、ロータ１が、ロータ１の軸方向において互いに上に積層される５つの強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５を備える。隣り合う強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５の各ペアの各強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５がその隣の強磁性ベース要素に対して例えば０．７５°の角度で角度をずらされる。このような角度のずれにより、各々の強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５のポストおよび強磁性中間部材が、ロータ１の円周に沿って、隣の強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５のポストおよび強磁性中間部材からオフセットされる。これは、第１の強磁性ベース要素２．１の１つの強磁性中間部材１３．１と、最後の強磁性ベース要素２．５の１つの強磁性中間部材１３．５との実施例を用いて、ロータ１の軸１１に沿って例示的に示される。
【００６８】
図９は本発明による別の実施形態の詳細図である。ロータの動作中、ステータとロータとの間の磁力によりロータの中間部材が径方向の荷重を受ける。この径方向の荷重により中間部材１３が凹部７内でわずかに回転する可能性があり、それにより、中間部材１３から出る磁場の強さを可能な限り高くすることに関して最適である位置から中間部材がオフセットされる。中間部材１３と凹部７の底部表面７１との間に１つまたは複数の回転ロック永久磁石（ｒｏｔａｔｉｏｎ  ｌｏｃｋｉｎｇ  ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ｍａｇｎｅｔ）を配置することにより、中間部材１３が最適な位置でロックされ得るようになる。この実施形態の別の利点は、凹部７内の空気または強磁性ベース要素内の隣の強磁性材料のいずれかを通る磁力線が可能性として「短絡」しないように、磁場が強化されることである。磁場を確実に強化するために、回転ロック永久磁石の磁極は、永久磁石６．１、６．２と、回転ロック永久磁石６０．１、６０．２との両方から同じ磁極を中間部材１３の方が向くように、配向されなければならない。
【００６９】
ロータ１の長さ方向に沿う、第１の強磁性ベース要素２．１上の中間部材と最後の強磁性ベース要素２．５上の中間部材との間の螺旋角度２６は、強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５の間の合計の角度のずれΔαｔｏｔａｌと、ロータの直径と、強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５およびそれらの間に配置される任意の中間スペーサプレートを含めた「パッケージ」の全長とによって決定される。この螺旋角度２６は以下のように計算され得る：
【００７０】
【数３】
2016532414.tif 000005
【００７１】
ここでは、Ｄはロータ１の直径であり（強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５の直径に等しい）、Δαｔｏｔａｌは、第１の強磁性ベース要素２．１と最後の強磁性ベース要素２．５との間の合計の角度のずれであり、Ｌは、強磁性ベース要素２．１、２．２、２．３、２．４、２．５と、それらの間に配置される任意の中間スペーサプレートとの全長である。
【図１】
2016532414.tif 000006
【図２】
2016532414.tif 000007
【図３】
2016532414.tif 000008
【図４】
2016532414.tif 000009
【図５】
2016532414.tif 000010
【図６】
2016532414.tif 000011
【図７】
2016532414.tif 000012
【図８】
2016532414.tif 000013
【図９】
2016532414.tif 000014
【国際調査報告】
2016532414.tif 000015
2016532414.tif 000016
2016532414.tif 000017