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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor eines elektrischen Motors, der einen Aufbau zum sicheren Anbringen von Magneten an einer äußeren umlaufenden Fläche eines Eisenkerns aufweist, und betrifft ein Herstellungsverfahren dafür.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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In einem Rotor eines elektrischen Motors, in dem Magneten auf einer äußeren umlaufenden Fläche eines Eisenkerns angeordnet sind, wird ein Klebemittel verwendet, um die Magnete an dem Kern zu befestigen. Wenn jedoch ein Klebemittel verwendet wird, muss die Menge und das Aushärten des Klebemittels geregelt werden, sodass die Kosten dazu neigen, zu steigen, und die Qualitätskontrolle schwierig wird. Des Weiteren ist nicht nur ein Reinigungsschritt zum Reinigen der Oberfläche des Kerns erforderlich, bevor das Klebemittel darauf aufgebracht wird, sondern es ist auch ein zusätzlicher Schritt notwendig, um einen Überschuss des Klebemittels zu entfernen, nachdem das Klebemittel aufgebracht wurde. Außerdem erschweren Magnete, die durch ein Klebemittel angebracht werden, sicherzustellen, dass der Befestigungsaufbau genügend Festigkeit aufweist, um dem Drehmoment und der Zentrifugalkraft während der Drehbewegung des elektrischen Motors standzuhalten.
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Ein Rotor, in dem eine Schutzröhre bereitgestellt wird, sodass sie die äußeren Umfänge der Magneten umschließt, sodass eine innere Fläche der Schutzröhre und eine äußere Fläche der Magnete in engen Kontakt miteinander gebracht werden, war bekannt (siehe
JP-A-2009-106065 ). Ein Rotor, in den Harz in einen Spalt gefüllt wird, der zwischen einer Schutzröhre und einem Kern festgelegt ist, ist ebenfalls bekannt (
JP-A-2009-95200 ). Jedoch ist es schwierig, bei dem Aufbau, in dem Harz einfach in den Spalt zwischen der Schutzröhre und dem Kern gefüllt wird, sicherzustellen, dass die Magnete dauerhaft in engen Kontakt mit dem Kern gebracht werden. Als Folge davon kann eine mechanische oder magnetische Balance nicht aufrechterhalten werden, und deshalb ist eine Rotorbalance beeinträchtigt. Außerdem entsteht ein Problem aufgrund von Blockierungen.
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Deshalb gibt es einen Bedarf für einen Rotor eines elektrischen Motors, der es erlaubt, Magnete sicher und dauerhaft an einer äußeren umlaufenden Fläche eines Kerns ohne die Verwendung eines Klebemittels zu befestigen, sowie für ein Herstellungsverfahren zum Herstellen solch eines Rotors eines elektrischen Motors.
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Kurze Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einer ersten Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird ein Rotor eines elektrischen Motors bereitgestellt. Der Rotor umfasst einen Rotorkern, eine Vielzahl von auf einer äußeren umlaufenden Fläche des Rotorkerns voneinander beabstandeten Magneten, und eine zylindrische Schutzröhre, die vorgesehen ist, die Vielzahl von Magneten zu umschließen, wobei die Schutzröhre einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als ein Durchmesser eines umschreibenden Kreises, der durch Spitzen äußerer Flächen der Vielzahl von Magneten läuft, und wobei ein Raum, der durch eine Innenfläche der Schutzröhre, die äußeren Flächen der Vielzahl von Magneten und die äußere Fläche des Rotorkerns definiert ist, mit einem Harz gefüllt ist, wobei die Schutzröhre unter Injektionsdruck des Harzes gehalten wird, sodass deren Durchmesser vergrößert wird und sie einen Innendurchmesser, der größer als ein Durchmesser des umschreibenden Kreises ist, aufweist.
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Gemäß einer zweiten Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird der Rotor eines elektrischen Motors, wie er in der ersten Erfindung beschrieben ist, bereitgestellt, wobei die Schutzröhre einen nach innen gerichteten Fortsatz umfasst, der sich von mindestens einem in einer axialen Richtung liegenden Ende der Schutzröhre radial nach innen erstreckt.
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Gemäß einer dritten Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird der Rotor eines elektrischen Motors, wie er in der zweiten Erfindung beschrieben ist, bereitgestellt, wobei ein fernes Ende des nach innen gerichteten Fortsatzes radial außerhalb der äußeren Fläche des Rotorkerns und radial innerhalb der Spitzen der äußeren Flächen der Vielzahl von Magneten positioniert ist.
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Gemäß einer vierten Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird der Rotor eines elektrischen Motors, wie er in der ersten Erfindung beschrieben ist, bereitgestellt, wobei die Schutzröhre einen nach außen gerichteten Fortsatz umfasst, der sich von mindestens einem in der axialen Richtung liegenden Ende der Schutzröhre radial nach außen erstreckt, wobei der nach außen gerichtete Fortsatz einen gebogenen Bereich an einer Basis des nach außen gerichteten Fortsatzes aufweist.
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Gemäß einer fünften Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird der Rotor eines elektrischen Motors, wie er in der vierten Erfindung beschrieben ist, bereitgestellt, wobei ein fernes Ende des nach außen gerichteten Fortsatzes radial innerhalb einer inneren Fläche eines Stators, der mit dem Rotor zusammenwirkt, positioniert ist.
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Gemäß einer sechsten Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird der Rotor eines elektrischen Motors, wie er in irgendeiner der ersten bis fünften Erfindungen beschrieben ist, bereitgestellt, wobei die Schutzröhre aus einem nicht-magnetischen Material gebildet ist.
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Gemäß einer siebten Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird ein Rotor eines elektrischen Motors, wie er in der sechsten Erfindung beschrieben ist, bereitgestellt, wobei die Schutzröhre aus einem Edelstahl gebildet ist.
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Gemäß einer achten Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird der Rotor eines elektrischen Motors, wie er in der siebten Erfindung beschrieben ist, bereitgestellt, wobei die Schutzröhre durch Tiefziehen gebildet ist.
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Gemäß einer neunten Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird der Rotor eines elektrischen Motors, wie er in der siebten Erfindung beschrieben ist, bereitgestellt, wobei die Schutzröhre durch Tiefziehen gefolgt von einer Wärmebehandlung gebildet ist, so dass eine Duktilität der Schutzröhre wiederhergestellt wird.
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Gemäß einer zehnten Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird der Rotor eines elektrischen Motors, wie er in irgendeiner der ersten bis neunten Erfindungen beschrieben ist, bereitgestellt, wobei die Vielzahl von Magneten äquidistant voneinander auf der äußeren umlaufenden Fläche des Rotorkerns liegen.
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Gemäß einer elften Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird der Rotor eines elektrischen Motors, wie er in irgendeiner der ersten bis zehnten Erfindungen beschrieben ist, bereitgestellt, wobei der Rotorkern eine Positionierungseinrichtung zum Positionieren der Vielzahl von Magneten in einer umlaufenden Richtung des Rotorkerns umfasst.
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Gemäß einer zwölften Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird der Rotor eines elektrischen Motors, wie er in irgendeiner der ersten bis elften Erfindungen beschrieben ist, bereitgestellt, wobei das Harz durch eine Spritzgussmaschine injiziert ist.
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Gemäß einer dreizehnten Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird ein Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Rotors eines elektrischen Motors, der einen Rotorkern, eine Vielzahl von auf einer äußeren umlaufenden Fläche des Rotorkerns voneinander beabstandeten Magneten und eine zylindrischen Schutzröhre, die vorgesehen ist, die Vielzahl von Magneten zu umschließen, umfasst, bereitgestellt. Das Herstellungsverfahren umfasst: Bereitstellen der Vielzahl von Magneten auf der äußeren umlaufenden Fläche des Rotorkerns, sodass sie voneinander beabstandet sind; Anfertigen der Schutzröhre mit einem Innendurchmesser, der kleiner ist als ein Durchmesser eines umschreibenden Kreises, der durch Spitzen äußerer Flächen der Vielzahl von Magneten läuft; Aufpressen der Schutzröhre auf die äußeren Flächen der Vielzahl von Magneten, sodass sie in engem Kontakt damit steht; Bereitstellen eines Düsenkopfs, der mit einer Ausnehmung gebildet ist, die einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser, der größer als ein Außendurchmesser der Schutzröhre ist, aufweist; Positionieren des Düsenkopfs, sodass die Ausnehmung des Düsenkopfs konzentrisch zu der Schutzröhre ist; Injizieren von Harz in einen Raum, der durch die Innenfläche der Schutzröhre, die äußeren Flächen der Vielzahl von Magneten und die äußere Fläche des Rotorkerns definiert ist; und Vergrößern des Durchmessers der Schutzröhre unter Injektionsdruck, sodass der Außendurchmesser der Schutzröhre mit dem Durchmesser der Ausnehmung des Düsenkopfs übereinstimmt.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden angesichts der detaillierten Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen davon, wie sie durch die Zeichnungen dargestellt sind, deutlicher.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Schnittansicht, die einen Rotor eines elektrischen Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist eine Schnittansicht, die nur einen Rotorkern in der Ausführungsform der 1 zeigt;
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3 ist eine Schnittansicht, die den Rotorkern mit daran befestigten Magneten in der Ausführungsform der 1 zeigt;
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4 ist eine Schnittansicht, die eine Schutzröhre gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
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5 ist ein Teil einer vergrößerten Ansicht, die einen Bereich V in 4 schematisch zeigt;
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6 ist ein Teil einer vergrößerten Ansicht, die einen Bereich VI in 4 schematisch zeigt;
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7 ist ein Teil einer Seitenansicht, um einen nach innen gerichteten Fortsatz, der an der Schutzröhre gebildet ist, zu erläutern;
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8 ist ein Teil einer Schnittansicht, um Positionen der Schutzröhre und eines Stators des elektrischen Motors in Bezug zueinander zu erläutern;
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9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Prozess eines Aufpressens von Magneten in einem Herstellungsverfahren eines Rotors eines elektrischen Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
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10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand in dem Herstellungsverfahren eines Rotors eines elektrischen Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bevor Harz injiziert wird;
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11 ist ein Teil einer vergrößerten Ansicht, die Positionen des Rotorkerns, der Magnete und der Schutzröhre in Bezug zueinander in dem Herstellungsverfahren eines Rotors eines elektrischen Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt, bevor Harz injiziert wird; und
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12 ist ein Teil einer vergrößerten Ansicht, die Positionen des Rotorkerns, der Magnete und der Schutzröhre in dem Herstellungsverfahrens eines Rotors eines elektrischen Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt, nachdem Harz injiziert wurde.
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Detaillierte Beschreibung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unterhalb mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den dargestellten Ausführungsformen kann jedes Element zum besseren Verständnis in der Größe abweichend von der praktischen Anwendung verändert worden sein. 1 ist eine Schnittansicht, die einen Rotor 10 eines elektrischen Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt. 2 ist eine Schnittansicht, die nur einen Rotorkern 12 in einer Ausführungsform der 1 zeigt. 3 ist eine Schnittansicht, die den Rotorkern 12 mit daran befestigten Magneten 14 in der Ausführungsform der 1 zeigt.
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Der Rotor 10 ist ein Bestandteil eines elektrischen Motors, der aufgrund eines magnetischen Vorgangs in Zusammenwirkung mit einem Stator (siehe 8) drehend angetrieben wird. Der Rotor 10 schließt einen Rotorkern 12, eine Vielzahl von auf einer äußeren umlaufenden Fläche 12a des Rotorkerns 12 voneinander beabstandeten Magneten 14 und eine zylindrische Schutzröhre 16, die vorgesehen ist, die Vielzahl von Magneten 14 zu umschließen, ein. Ein Raum, der durch eine Innenfläche 16a der Schutzröhre 16, äußeren Flächen 14a der Vielzahl von Magneten 14 und einer äußeren Fläche 12a des Rotorkerns 12 definiert ist, wird mit einem Harz 18 gefüllt. In 1 stellt eine schraffierte Fläche einen Bereich dar, der mit dem Harz 18 gefüllt ist.
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Der Rotorkern 12 hat einen im Wesentlichen polygonal-förmigen Querschnitt, wie er in 2 gezeigt ist. Der Rotorkern 12 kann zum Beispiel durch das Aufeinanderstapeln von Platten gebildet werden. Die Platten können aus einem magnetischen Material gemacht sein und in polygonale Formen gestanzt sein. In einem zentralen Bereich des Rotorkerns 12 wird ein Schaftloch 20 zur Aufnahme eines Drehschafts (nicht gezeigt) gebildet. In der nachfolgenden Beschreibung bezieht sich ”axiale Richtung” auf eine Richtung senkrecht zu der Zeichnungsebene der 1 durch das Zentrum X des Schaftlochs 20, während sich eine ”radiale Richtung” auf eine Richtung bezieht, die sich von dem Zentrum X des Schaftlochs 20 zu der äußeren Fläche 12a des Rotorkerns 12 richtet.
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Der Rotorkern 12 hat eine Positionierungseinrichtung auf der äußeren Fläche 12a zum Positionieren von Magneten 14 in einer umlaufenden Richtung des Rotorkerns 12. Die Positionierungseinrichtung kann auf verschiedene Weisen bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die Positionierungseinrichtung durch Vorsprünge 22 gebildet sein, die, wie in der Zeichnung gezeigt, von der äußeren Fläche 12a des Rotorkerns 12 radial nach außen hervorstehen. Alternativ kann die Positionierungseinrichtung durch Rillen gebildet sein, die sich auf der äußeren Fläche 12a des Rotorkerns 12 erstrecken. Die Positionierungseinrichtung kann ein zusätzliches Element getrennt von dem Rotorkern 12 oder ein mit dem Rotorkern 12 als eine Einheit integral geformtes Element sein. Solch eine Positionierungseinrichtung ermöglicht das Positionieren der Magnete 14, und daher wird ein Prozess zum Anordnen der Magnete 14 einfach und bequem. Die Positionierungseinrichtung kann ebenso einen Effekt der Vermeidung einer falschen Ausrichtung der Magnete 14 dadurch erzielen, dass verhindert wird, dass sich die Magnete 14 in einer umlaufenden Richtung des Rotorkerns 12 bewegen.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird jeder der Vielzahl von Magneten 14 zwischen benachbarten Vorsprüngen 22 und 22 des Rotorkerns 12, wie in 3 dargestellt, angeordnet. Der Magnet 14 ist im Wesentlichen flach auf einer Fläche, die an dem Rotorkern 12 liegt, und hat im Wesentlichen die gleiche Breite wie ein Spalt, der zwischen den benachbarten Vorsprüngen 22 und 22 definiert ist. Der Magnet 14 erstreckt sich radial nach außen entlang der Seitenflächen der Vorsprünge 22. Der Magnet 14 hat eine äußere Fläche 14a, die eine Kontur eines im Wesentlichen kreisförmigen Bogens aufweist. Jeder Magnet 14 ist ein Permanentmagnet, wie zum Beispiel ein Neodym-Magnet oder Ferritmagnet und dient als ein magnetischer Pol des Rotors 10. Wie es weiter unten beschrieben wird, ist jeder Magnet 14 auf der äußeren Fläche 12a des Rotorkerns 12 in engem Kontakt damit angebracht (siehe 1). In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Magnete 14 so angeordnet, dass sie in einer umlaufenden Richtung des Rotorkerns 12 voneinander beabstandet sind. Durch äquidistant voneinander beabstandete Magnete 14 wird ein magnetischer Fluss in der umlaufenden Richtung gleichmäßig verteilt, und deshalb gibt es keine Schwankung der Drehantriebskraft. Im Ergebnis kann das Auftreten einer Blockierung effektiv verhindert werden.
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Wieder Bezug nehmend auf 1 wird die Schutzröhre 16 so vorgesehen, dass sie die Magnete 14 auf deren äußeren Umfängen umschließt. Die Schutzröhre 16 hat in axialer Richtung im Wesentlichen die gleiche Länge wie der Rotorkern 12 und die Magnete 14. Die Schutzröhre 16 hat einen Innendurchmesser, der kleiner als ein Durchmesser eines umschreibenden Kreises Y (siehe 3) ist, der durch Spitzen 14b der äußeren Flächen 14a der Vielzahl von Magneten 14 läuft. 1 zeigt einen Zustand, in dem die Schutzröhre 16 einen vergrößerten Durchmesser unter dem Einfluss des Injektionsdrucks des Harzes 18 hat, da das Harz 18 injiziert wird, wie es unten beschrieben wird. Dementsprechend hat die Schutzröhre 16, wie dargestellt, einen Innendurchmesser, der größer als der Durchmesser des umschreibenden Kreises Y ist.
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Die Schutzröhre 16 ist vorzugsweise aus einem nicht-magnetischen Material gebildet. Wenn die Schutzröhre 16 aus einem nicht-magnetischen Material gebildet ist, kann verhindert werden, dass der magnetische Fluss von den Magneten 14 ausströmt, und dadurch kann ein vergrößertes, abgegebenes Drehmoment erreicht werden. In einer Ausführungsform ist die Schutzröhre 16 aus Edelstahl gebildet. Weil Edelstahl eine hohe Festigkeit hat und ein geringes Gewicht hat, wird es bevorzugt für die Schutzröhre des Rotors 10 angewandt. Die Schutzröhre 16 kann durch verschiedene bekannte Verfahren gebildet werden. Zum Beispiel kann die Schutzröhre 16 durch Rollen eines bahnförmigen Materials in eine zylindrische Form und durch Zusammenschweißen der Kanten des bahnförmigen Materials, die sich gegenüberliegen, gebildet werden. Die Schutzröhre 16 kann auch aus einem bahnförmigen Material durch Tiefziehen gebildet sein. Es ist vorteilhaft, weil Tiefziehen erlaubt, dass die Schutzröhre 16 in relativ kurzer Zeit gebildet wird. Wenn die Schutzröhre 16 durch Tiefziehen gebildet wird, ist es wünschenswert, eine Wärmebehandlung, wie zum Beispiel Ausglühen, anzuwenden. Durch Anwenden einer Wärmebehandlung kann die Versprödung nach dem Tiefziehen verbessert werden, und damit kann die Duktilität der Schutzröhre 16 wieder hergestellt werden. Im Ergebnis können, wenn die Magnete 14 aufgepresst werden und die Schutzröhre 16 einer Deformation unterliegt, und wenn Harz 18 injiziert wird, um den Durchmesser der Schutzröhre 16 durch den Injektionsdruck des Harzes 18 zu vergrößern, mögliche Schäden an der Schutzröhre 16 verhindert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Schutzröhre 16 gehalten, so dass sie einen vergrößerten Durchmesser aufweist, der aufgrund des Injektionsdrucks des Harzes 18, wie es oben beschrieben ist, größer als ihre ursprüngliche Form ist. In dem Zustand, wie er in 1 gezeigt ist, unterliegt die Schutzröhre 16 einer Rückstellkraft, die radial nach innen wirkt, um den Durchmesser der Schutzröhre 16 zu verkleinern. Weil das Harz 18 in den Raum zwischen der Schutzröhre 16, den Magneten und dem Rotorkern 12 gefüllt ist, wirkt eine drückende Kraft auf die Magnete 14 aufgrund der Rückstellkraft der Schutzröhre 16, sodass die Magnete 14 gegen den Rotorkern 12 gedrückt werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann ein enger Kontakt zwischen den Magneten 14 und dem Rotorkern 12 durch die drückende Kraft, die auf die Magnete 14 in radial nach innen gerichteter Richtung wirkt, aufrechterhalten werden.
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Als nächstes wird mit Bezug auf 4 bis 8 eine Schutzröhre 16 gemäß einer Ausführungsform, die zusätzliche und optionale Merkmale einschließt, beschrieben. 4 ist eine Schnittansicht, die die Schutzröhre 16 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt. 5 ist ein Teil einer vergrößerten Ansicht, die einen Bereich V in 4 schematisch zeigt. 6 ist ein Teil einer vergrößerten Ansicht, die einen Bereich VI in 4 schematisch zeigt. 7 ist ein Teil einer Seitenansicht, um einen nach innen gerichteten Fortsatz 24, der an der Schutzröhre 16 gebildet ist, zu erläutern. 8 ist ein Teil einer Schnittansicht, um Positionen der Schutzröhre 16 und eines Stators 30 des elektrischen Motors relativ zueinander zu erläutern.
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Wie es deutlich in 7 gezeigt ist, hat die Schutzröhre 16 einen nach innen gerichteten Fortsatz 24, der sich in einer radial nach innen gerichteten Richtung der Schutzröhre 16 von einem Ende in einer axialen Richtung X der Schutzröhre 16 erstreckt. Ebenso hat, wie deutlich in 5 gezeigt ist, die Schutzröhre 16 einen nach außen gerichteten Fortsatz 26, der sich in radialer nach außen gerichteter Richtung der Schutzröhre 16 an einem Ende, das dem Ende gegenüberliegt, an dem der nach innen gerichtete Fortsatz 24 bereitgestellt ist, erstreckt.
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Der nach innen gerichtete Fortsatz 24 kann durch radial nach innen gerichtetes Biegen des Endes der Schutzröhre 16 über den gesamten Umfang geformt werden. Das ferne Ende 24a des nach innen gerichteten Fortsatzes 24 ist in einer radial nach innen gerichteten Richtung ausgerichtet. Die Schutzröhre 16, die den nach innen gerichteten Fortsatz 24 aufweist, hat eine erhöhte bauliche Festigkeit, verglichen mit einer, die eine einfache zylindrische Form hat. Zusätzlich erlaubt der nach innen gerichtete Fortsatz 24 das Einfüllen von Harz 18 unter ausreichendem Injektionsdruck bis zu dem Ende der Schutzröhre 16 in der axialen Richtung X, sodass die Magnete 14 davon abgehalten werden können, in der axialen Richtung X zu verrücken. Der nach innen gerichtete Fortsatz 24 wird, wie in 7 gezeigt ist, gebildet, sodass das ferne Ende 24a des nach innen gerichteten Fortsatzes 24 radial außerhalb der äußeren Fläche 12a des Rotorkerns 12 und radial innerhalb der Spitzen 12b der äußeren Flächen 14a der Vielzahl der Magneten positioniert ist. Mit solch einer Positionierung des fernen Endes 24a des nach innen gerichteten Fortsatzes 24 kann die Lücke, die zum Füllen mit Harz 18 vorgesehen ist, von der Seite, an der der nach innen gerichtete Fortsatz 24 vorgesehen ist, visuell beobachtet werden. Deshalb kann ein Injektionsprozess des Harzes 18 durchgeführt werden, während eine Betriebsbedingung visuell überwacht wird. Des Weiteren kann mit der obigen Konfiguration des nach innen gerichteten Fortsatzes 24 einfach ermittelt werden, ob eine Fehlausrichtung der Magnete 14 eintritt oder nicht.
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Wieder Bezug nehmend auf 5 wird der nach außen gerichtete Fortsatz 26 durch radial nach außen gerichtetes Biegen eines Endes der Schutzröhre 16 über den gesamten Umfang gebildet. Das ferne Ende 26a des nach außen gerichteten Fortsatzes 26 ist in radial nach außen gerichteter Richtung ausgerichtet. Der nach außen gerichtete Fortsatz 26 verhindert, dass Harz 18 von dem Ende der Schutzröhre 16 zu der äußeren umlaufenden Fläche ausläuft, selbst wenn Positionen, an denen Harz 18 injiziert wird, relativ zu der oben erwähnten Lücke versetzt sind. Der nach außen gerichtete Fortsatz 26 hat einen gebogenen Bereich 28, der an der Basis des nach außen gerichteten Fortsatzes 26 radial nach außen gebogen ist. Der gebogene Bereich 28 erleichtert das Einführen der Magnete 14, wenn die Magnete zwischen dem Rotorkern 12 und der Schutzröhre 16 aufgepresst werden, und deshalb kann der Aufpressvorgang vereinfacht werden. Zusätzlich kann, wenn die Schutzröhre 16 auf den äußeren Umfang der Magnete 14, die auf dem Rotorkern 12 angeordnet sind, aufgepresst wird, der Aufpressvorgang vereinfacht werden.
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Wie in 8 gezeigt ist, hat der nach außen gerichtete Fortsatz 26 das ferne Ende 26a radial innerhalb der inneren Fläche 30a des Stators 30 des elektrischen Motors positioniert. Genauer gesagt, wird das ferne Ende 26a des nach außen gerichteten Fortsatzes 26 so bereitgestellt, dass es eine bestimmte Lücke zwischen der inneren Fläche 30a des Stators 30 aufweist, sodass, selbst wenn die Schutzröhre 16 aufgrund einer Zentrifugalkraft, wenn der Rotor 10 sich in einer Drehbewegung befindet, abgezogen und radial nach außen erstreckend deformiert wird, das ferne Ende 26a des nach außen gerichteten Fortsatzes 26 nicht in Kontakt mit der inneren Fläche 30a des Stators 30 kommt. Des Weiteren werden mit solch einer Positionierung des fernen Endes 26a des nach außen gerichteten Fortsatzes 26, wenn der Rotor 10 und der Stator 30 zusammengebaut sind, sie nicht störend ineinander eingreifen, und deshalb kann ein Montageprozess reibungslos ausgeführt werden, und es ist sichergestellt, dass der Rotor 10 rotieren kann, ohne in Kontakt mit dem Stator 30 zu gelangen.
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Der nach innen gerichtete Fortsatz 24 und der nach außen gerichtete Fortsatz 26 können im Vorfeld gebildet werden, bevor die Schutzröhre 16 auf den äußeren Umfängen der Magnete 14 montiert wird, oder können ebenso durch Biegen des Endes der Schutzröhre 16 gebildet werden, nachdem die Schutzröhre 16 montiert ist. Mit Bezug auf die dargestellte Ausführungsform wurde die Konfiguration erläutert, in der der nach innen gerichtete Fortsatz 24 an einem Ende der Schutzröhre 16 gebildet ist und der nach außen gerichtete Fortsatz 26 an dem anderen Ende der Schutzröhre 16 gebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel fällt eine Konfiguration, in der entweder der nach innen gerichtete Fortsatz 24 oder der nach außen gerichtete Fortsatz 26 nur an einem Ende der Schutzröhre 16 gebildet ist und weder der nach innen gerichtete Fortsatz 24 noch der nach außen gerichtete Fortsatz 24 an dem anderen Ende gebildet ist, ebenso in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Alternativ kann entweder der nach innen gerichtete Fortsatz 24 oder der nach außen gerichtete Fortsatz 26 jeweils an beiden Enden der Schutzröhre 16 gebildet sein.
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Bezugnehmend auf die 9 bis 12 wird nun ein Herstellungsverfahren zum Herstellen des Rotors 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schritt des Aufpressens der Magnete 14 schematisch zeigt. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, bevor das Harz 18 injiziert wird. 11 ist ein Teil einer vergrößerten Schnittansicht, die Positionen des Rotorkerns 12, der Magnete 14 und der Schutzröhre 16 relativ zueinander schematisch zeigt, bevor das Harz 18 injiziert wird. 12 ist ein Teil einer vergrößerten Schnittansicht, die Positionen des Rotorkerns 12, der Magnete 14 und der Schutzröhre 16 relativ zueinander schematisch zeigt, nachdem das Harz 18 injiziert wurde.
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Zuerst werden der Rotorkern 12 und die Schutzröhre 16, die die oben beschriebene Konfiguration aufweisen, konzentrisch zueinander angeordnet. Wie oben beschrieben, ist der innere Durchmesser der Schutzröhre 16 kleiner als der Durchmesser eines umlaufenden Kreises Y (siehe 3), der durch Spitzen der äußeren Flächen 14a der Magnete 14, die an dem Rotorkern 12 angebracht sind, läuft, und ist im Wesentlichen größer als der äußere Durchmesser des Rotorkerns 12. Wie in 9 gezeigt ist, während die Magnete 14 in den Lücken zwischen den Vorsprüngen 22 und 22 auf dem Rotorkern 12 angeordnet sind, werden die Magnete 14 zwischen dem Rotorkern 12 und der Schutzhülle 16 aufgepresst. Nach dem Aufpressen der Magnete wird die Schutzröhre 16 durch die Spitzen 14b der Magnete 14 radial nach außen geweitet, sodass sie, wie es in den 10 und 11 gezeigt ist, deformiert.
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Anschließend wird das Harz 18 in den Raum injiziert, der durch den Rotorkern 12, die Magnete 14 und die Schutzröhre 16 definiert ist. Das Harz 18 wird in den oben genannten Raum mittels einer Spritzgussmaschine, die nicht gezeigt ist, injiziert. Während des Injektionsvorgangs kann ein Metalldüsenkopf (nicht gezeigt), der mit einer Ausnehmung gebildet ist, vorzugsweise verwendet werden, um eine Größenordnung der Deformation der Schutzröhre 16 zu begrenzen. Zum Beispiel kann die Ausnehmung des Düsenkopfes einen kreisförmigen Querschnitt haben, das heißt, sie hat eine zylindrische Form mit einem Durchmesser größer als der äußere Durchmesser der Schutzröhre 16. Wenn solch ein Düsenkopf zum Zeitpunkt der Injektion um die Schutzröhre 16 gelegt wird, wird die Schutzröhre 16 aufgrund des Injektionsdrucks des Harzes radial nach außen nur bis zu dem Grad deformiert, sodass die Schutzröhre einen vergrößerten Durchmesser bis zu dem vorgegebenen Durchmesser der Ausnehmung hat. Mit anderen Worten, ist es nur notwendig, den Injektionsdruck so anzupassen, dass der äußere Durchmesser der Schutzröhre 16 mit dem Durchmesser der Ausnehmung übereinstimmt. Deshalb kann der Vorgang einfach geregelt werden. Auf diese Weise, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wird in relativ einfacher Weise sichergestellt, dass die Schutzröhre 16 in der radial nach außen gerichteten Richtung bis zu einer gewünschten Ausdehnung deformiert wird.
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In dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Rotors 10 eines elektrischen Motors ist eine exemplarische Ausführungsform beschrieben worden, in der die Magnete 14 in die Lücke zwischen dem Rotorkern 12 und der Schutzröhre 16 aufgepresst werden. Jedoch kann auch ein alternatives Verfahren, in dem die Magnete 14 temporär an dem Rotorkern 12 im Voraus angebracht werden (wie in 3 gezeigt) und die Schutzröhre 16 so aufgepresst wird, dass sie in engem Kontakt mit der äußeren Fläche 14a der Magnete 14 steht, auch eingesetzt werden. In diesem Fall kann eine Positionierungseinrichtung, wie zum Beispiel die Vorsprünge 22, die auf dem Rotorkern 12 gebildet sind, verwendet werden, um die Magnete 14 temporär an dem Rotorkern 12 anzubringen, oder ein zusätzliches Mittel zum temporären Anbringen kann bereitgestellt werden. Weil die alternative Konfiguration sich von der oben beschriebenen Ausführungsform nur in einer Reihenfolge der Anbringungsprozedur zum Anbringen der Magnete 14 und der Schutzröhre 16 unterscheidet, ist es ersichtlich, dass die alternative Ausführungsform auch den gleichen vorteilhaften Effekt der vorliegenden Erfindung wie die obige Ausführungsform genießt.
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Effekt der Erfindung
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Gemäß der ersten Erfindung, die oben beschrieben ist, wird Harz in einen Bereich gefüllt, der durch die Schutzröhre, den Rotorkern und die Magnete gebildet ist, und eine drückende Kraft wirkt in einer radial nach innen gerichteten Richtung aufgrund der Rückstellkraft der Schutzröhre, die sich unter dem Injektionsdruck des Harzes geweitet hat, auf die Magnete. Dadurch wird sichergestellt, dass die Magnete in engem Kontakt mit dem Rotorkern stehen. Weil kein Klebemittel notwendig ist, ist das Regeln in Bezug auf eine Menge der Klebemittelverwendung oder eine Härtungsbedingung nicht notwendig. Zusätzlich kann ein Reinigungsprozess des Rotorkerns und ein Entfernungsprozess von Klebemittel weggelassen werden. Im Ergebnis können die Produktionskosten reduziert werden.
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Gemäß der zweiten Erfindung, die oben beschrieben ist, kann durch Bilden des nach innen gerichteten Fortsatzes an dem Ende der Schutzröhre die Festigkeit der Schutzröhre vergrößert werden. Des Weiteren bietet der nach innen gerichtete Fortsatz den Effekt, dass verhindert wird, dass die Magnete in axialer Richtung verschoben werden.
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Gemäß der dritten Erfindung, die oben beschrieben ist, kann in dem Injektionsprozess des Harzes ein Teil, in den Harz injiziert wird, visuell beobachtet werden. Deshalb kann der Vorgang ausgeführt werden, während ermittelt wird, ob ein Verschieben der Magnete auftritt oder nicht.
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Gemäß der vierten Erfindung, die oben beschrieben ist, kann durch Bilden des nach außen gerichteten Fortsatzes an dem Ende der Schutzröhre das injizierte Harz davon abgehalten werden, aus dem äußeren Umfang der Schutzröhre auszulaufen.
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Gemäß der fünften Erfindung, die oben beschrieben ist, wird sichergestellt, dass eine Drehbewegung des Rotors nicht behindert wird, weil der nach außen gerichtete Fortsatz radial innerhalb des Stators positioniert ist. Des Weiteren kann das Zusammenbauen des Rotors und des Stators erleichtert werden.
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Gemäß der sechsten Erfindung, die oben beschrieben ist, kann ein Ausfluss des magnetischen Flusses von den Magneten verhindert werden, weil die Schutzröhre aus einem nicht-magnetischen Material gebildet ist, und deshalb kann ein abgegebenes Drehmoment erhöht werden.
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Gemäß der siebten Erfindung, die oben beschrieben ist, kann die Schutzröhre, die leichtgewichtig ist und eine ausreichende Festigkeit aufweist, bereitgestellt werden, weil die Schutzröhre aus Edelstahl gebildet ist.
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Gemäß der achten Erfindung, die oben beschrieben ist, wird die Produktivität verbessert und die Produktionskosten reduziert, weil die Schutzröhre durch Tiefziehen gebildet wird.
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Gemäß der neunten Erfindung, die oben beschrieben ist, können Schäden an der Schutzröhre effektiv verhindert werden, weil eine Duktilität der Schutzröhre durch eine Wärmebehandlung wieder hergestellt wird.
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Gemäß der zehnten Erfindung, die oben beschrieben ist, kann ein magnetischer Fluss gleichmäßig verteilt werden, weil die Magnete äquidistant voneinander in einer umlaufenden Richtung des Rotorkerns angeordnet sind. Deshalb wird keine Schwankung der Drehkraft erzeugt und ein Auftreten einer Blockierung kann verhindert werden.
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Gemäß der elften Erfindung, die oben beschrieben ist, kann ein Prozess zum Anordnen der Magnete auf dem Rotorkern vereinfacht werden und die Magnete können davon abgehalten werden, in einer umlaufenden Richtung des Rotorkerns verschoben oder versetzt zu sein, weil eine Positionierungseinrichtung auf dem Rotorkern gebildet ist.
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Gemäß der zwölften Erfindung, die oben beschrieben ist, kann ein Injektionsdruck, der notwendig ist, um den Durchmesser der Schutzröhre zu vergrößern, einfach und ohne Verwendung von irgendwelchen speziellen zusätzlichen Ausrüstungen erlangt werden, weil das Harz durch eine Spritzgussmaschine injiziert wird.
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Gemäß der dreizehnten Erfindung, die oben beschrieben ist, werden die Magnete so angebracht, dass sie durch eine Rückstellkraft der Schutzröhre, deren Durchmesser sich aufgrund des Injektionsdrucks des Harzes vergrößert hat, in engem Kontakt mit dem Rotorkern sind. Weil kein Klebemittel notwendig ist, müssen eine Menge der Verwendung eines Klebemittels oder eine Aushärtbedingung des Klebemittels nicht geregelt werden, und ein Reinigungsprozess des Rotorkerns und ein Entfernungsprozess von Klebemittel können weggelassen werden. Im Ergebnis können die Produktionskosten reduziert werden. Zusätzlich, weil Deformationen der Schutzröhre innerhalb des Bereichs entsprechend dem Durchmesser der Ausnehmung des Düsenkopfes eingeschränkt werden können, kann die Schutzröhre adäquat im Durchmesser bis zu einem gewünschten Ausmaß vergrößert werden.
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Obwohl die Erfindung mit exemplarischen Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben worden ist, sollte es von Fachleute verstanden werden, dass das vorangegangene und verschiedene andere Änderungen, Weglassungen und Hinzufügungen hierin und daran gemacht werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009-106065 A [0003]
- JP 2009-95200 A [0003]
