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STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor und einen Motor.
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Ein Rotor eines Motors kann eine sogenannte Lundell-Bauweise unter Benutzung eines Permanentmagnetfelds und mit einem Paar Rotorkernen und einem Feldmagneten aufweisen (siehe beispielsweise
Japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 5-43749 ). Jeder der Rotorkerne weist mehrere Klauenpole auf, die entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind. Die zwei Rotorkerne sind miteinander verbunden. Der Feldmagnet ist derart zwischen den zwei Rotorkernen angeordnet, dass die Klauenpole der zwei Rotorkerne abwechselnd als verschiedene Magnetpole fungieren.
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In dem Rotor, der in der
japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 5-43749 beschrieben ist, ist ein Rückseitenmagnet (Zusatzmagnet in dieser Schrift) zwischen der Rückfläche der Klauenpole (Innenumfangsfläche des Flanschs in dieser Schrift) und dem Feldmagneten zum Verringern von Leckfluss angeordnet. Ferner ist, wie in
3 der Schrift gezeigt, der Rückseitenmagnet ringförmig integriert, um beispielsweise die Zahl der Bauteile zu verringern.
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Im oben beschriebenen Rotor ist die Zahl der Bauteile durch ringförmiges Integrieren des Rückseitenmagneten verringert. Es ist jedoch erwünscht, Leckfluss weiter zu unterdrücken.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor und einen Motor vorzusehen, die imstande sind, Leckfluss zu unterdrücken, ohne die Zahl der Bauteile zu erhöhen.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Rotor, der einen ersten Rotorkern, einen zweiten Rotorkern, einen Feldmagneten und einen Rückseitenmagneten aufweist. Der erste Rotorkern weist eine scheibenförmige erste Kernbasis und mehrere erste Klauenpole auf, die in gleichen Zwischenräumen an einem Außenumfangsabschnitt der ersten Kernbasis angeordnet sind. Jeder der ersten Klauenpole steht in einer radialen Richtung auswärts vor und verläuft in einer axialen Richtung. Der zweite Rotorkern weist eine scheibenförmige zweite Kernbasis und mehrere zweite Klauenpole auf, die in gleichen Zwischenräumen an einem Außenumfangsabschnitt der zweiten Kernbasis angeordnet sind. Jeder der zweiten Klauenpole steht in der radialen Richtung auswärts vor und verläuft in der axialen Richtung. Jeder der zweiten Klauenpole ist zwischen entsprechenden der ersten Klauenpole angeordnet. Der Feldmagnet ist zwischen der ersten Kernbasis und der zweiten Kernbasis in der axialen Richtung angeordnet. Der Feldmagnet ist derart in der axialen Richtung magnetisiert, dass die ersten Klauenpole jeder als erster Magnetpol fungieren und die zweiten Klauenpole jeder als zweiter Magnetpol fungieren. Der Rückseitenmagnet ist entlang einer Rückfläche von jedem der ersten und zweiten Klauenpole angeordnet. Der Rückseitenmagnet ist derart magnetisiert, dass radial äußere Teilabschnitte des Rückseitenmagneten Polaritäten aufweisen, die dieselben wie die ersten und zweiten Magnetpole sind. Der Rückseitenmagnet ist einstückig ausgebildet, weist eine Ringform auf und steht mit allen der Rückflächen der ersten und zweiten Klauenpolen in Kontakt.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen ersten Rotorkern, einen zweiten Rotorkern, einen Feldmagneten und einen Rückseitenmagneten auf. Der erste Rotorkern weist eine scheibenförmige erste Kernbasis und mehrere erste Klauenpole auf, die in gleichen Zwischenräumen an einem Außenumfangsabschnitt der ersten Kernbasis angeordnet sind. Jeder der ersten Klauenpole steht in einer radialen Richtung auswärts vor und verläuft in einer axialen Richtung. Der zweite Rotorkern weist eine scheibenförmige zweite Kernbasis und mehrere zweite Klauenpole auf, die in gleichen Zwischenräumen an einem Außenumfangsabschnitt der zweiten Kernbasis angeordnet sind. Jeder der zweiten Klauenpole steht in der radialen Richtung auswärts vor und verläuft in der axialen Richtung. Jeder der zweiten Klauenpole ist zwischen entsprechenden der ersten Klauenpole angeordnet. Der Feldmagnet ist zwischen der ersten Kernbasis und der zweiten Kernbasis in der axialen Richtung angeordnet. Der Feldmagnet ist derart in der axialen Richtung magnetisiert, dass die ersten Klauenpole jeder als erster Magnetpol fungieren und die zweiten Klauenpole jeder als zweiter Magnetpol fungieren. Der Rückseitenmagnet ist entlang einer Rückfläche von jedem der ersten und zweiten Klauenpole angeordnet. Der Rückseitenmagnet ist derart magnetisiert, dass radial äußere Teilabschnitte des Rückseitenmagneten Polaritäten aufweisen, die dieselben wie die ersten und zweiten Magnetpole sind. Der Rückseitenmagnet weist Magnetblöcke auf, deren Zahl dieselbe wie die Zahl der Magnetpolpaare ist. Jeder Magnetblock weist einen ersten Rückseitenmagnetabschnitt auf, der entlang der Rückfläche eines entsprechenden der ersten Klauenpole angeordnet ist, und einen zweiten Rückmagnetabschnitt, der auf der Rückfläche eines entsprechenden der zweiten Klauenpole angeordnet ist. Der erste Rückseitenmagnetabschnitt und der zweite Rückseitenmagnetabschnitt sind in einer Umfangsrichtung benachbart und einstückig ausgebildet. Die Rückseitenmagnetabschnitte stehen mit allen der Rückflächen der ersten und zweiten Klauenpolen in Kontakt.
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Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gegen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor, die die Prinzipien der Erfindung beispielhaft beschreiben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird zusammen mit Aufgaben und Vorteilen davon am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen verständlich. Es zeigen:
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1 eine Querschnittansicht eines Motors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Perspektivansicht eines Rotors, der in 1 gezeigt ist;
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3 eine Querschnittansicht des Rotors, der in 1 gezeigt ist;
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4 eine Perspektivansicht eines Rückseitenmagneten, der in 3 gezeigt ist;
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5 ein Diagramm, das ein Magnetisierungsverfahren des Rückseitenmagneten, der in 4 gezeigt ist, darstellt;
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6 ein Diagramm, das ein Magnetisierungsverfahren eines Ringmagneten, der in 3 gezeigt ist, darstellt;
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7 eine Perspektivansicht, die ein anderes Beispiel eines Rotors darstellt;
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8 eine Obenansicht des Rotors, der in 7 gezeigt ist;
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9 eine Querschnittansicht des Rotors, der in 7 gezeigt ist, durch Aufschneiden des Rotors in der radialen Richtung an einem axial mittigen Teilabschnitt des Rotors;
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10 eine Querschnittansicht eines Rotors gemäß einem anderen Beispiel;
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11 eine Perspektivansicht eines Rotors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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12 eine Querschnittansicht des Rotors, der in 11 gezeigt ist;
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13A eine Obenansicht des Rotors, der in 11 gezeigt ist;
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13B eine Querschnittansicht entlang Linie 13B-13B in 12;
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14 eine Perspektivansicht eines Rückseitenmagneten, der in 11 gezeigt ist;
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15 eine Obenansicht des Rückseitenmagneten, der in 14 gezeigt ist;
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16 ein Diagramm, das ein Magnetisierungsverfahren des Rückseitenmagneten darstellt, der in 14 gezeigt ist;
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17 ein Diagramm, das ein Magnetisierungsverfahren eines Ringmagneten darstellt, der in 12 gezeigt ist; und
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18 eine Obenansicht eines Rückseitenmagneten gemäß einem anderen Beispiel.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Erste Ausführungsform
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Es wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 6 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, weist eine Motorummantelung 2 eines Motors 1 ein rohrförmiges Gehäuse 3 auf, das ein geschlossenes Ende 3a und eine Frontendplatte 4 aufweist, welche das offene Frontende (linke Ende bei Betrachtung in 1) des rohrförmigen Gehäuses 3 verschließt. Ein Schaltkreisaufnahmekasten 5, der einen Stromzufuhrschaltkreis eines Schaltkreissubstrats und dergleichen aufnimmt, ist an das hintere Ende (rechte Ende bei Betrachtung in 1) des rohrförmigen Gehäuses 3 gekuppelt. Ein Stator 6 ist an einer Innenumfangsfläche des rohrförmigen Gehäuses 3 befestigt. Der Stator 6 weist einen Ankerkern 7 auf, von dem Zähne nach innen in der radialen Richtung verlaufen, und eine Segmentleiter-(SC-)Wicklung 8, die um die Zähne des Ankerkerns 7 gewickelt ist. Ein Rotor 11 des Motors 1 weist eine Drehwelle 12 auf und ist innerhalb des Stators 6 angeordnet. Die Drehwelle 12 ist eine nichtmagnetische Metallwelle und durch Lager 13 und 14 drehbar gestützt, die jeweils am geschlossenen Ende 3a des rohrförmigen Gehäuses 3 und der Frontendplatte 4 angeordnet sind.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, weist der Rotor 11 erste und zweite Rotorkerne 21 und 22, einen Ringmagneten 23 (siehe 3) und einen Rückseitenmagneten 24 auf. Die Pfeile mit durchgezogener Linie in 2 und 4 zeigen die Magnetisierungsrichtung (vom S-Pol zum N-Pol) der Magneten 23 und 24 an.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, weist der erste Rotorkern 21 eine im Allgemeinen scheibenförmige erste Kernbasis 21a und mehrere (fünf in der vorliegenden Ausführungsform) erste Klauenpole 21b auf, die in gleichen Zwischenräumen entlang eines Außenumfangsabschnitts der ersten Kernbasis 21a angeordnet sind. Jeder der ersten Klauenpole 21b steht nach außen in der radialen Richtung vor und verläuft in der axialen Richtung. Jeder erste Klauenpol 21b weist Umfangsendflächen 21c und 21d auf, die flache Flächen sind und in der radialen Richtung verlaufen (nicht geneigt bezüglich der radialen Richtung bei Betrachtung aus der axialen Richtung). Ferner weist jeder erste Klauenpol 21b einen Sektorquerschnitt in der radialen Richtung auf. Der Winkel zwischen den Umfangsendflächen 21c und 21d jedes ersten Klauenpols 21b, der als der Umfangswinkel bezeichnet ist, ist derart eingerichtet, dass er kleiner als der Winkel des Zwischenraums zwischen benachbarten der ersten Klauenpole 21b in der Umfangsrichtung ist.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, weist der zweite Rotorkern 22, der eine mit dem ersten Rotorkern 21 identische Form aufweist, eine im Allgemeinen scheibenförmige zweite Kernbasis 22a und mehrere zweite Klauenpole 22b auf, die in gleichen Zwischenräumen entlang eines Außenumfangsabschnitts der zweiten Kernbasis 22a angeordnet sind. Jeder der zweiten Klauenpole 22b steht nach außen in der radialen Richtung vor und verläuft in der axialen Richtung. Jeder zweite Klauenpol 22b weist Umfangsendflächen 22c und 22d auf, die flache Flächen sind und in der radialen Richtung verlaufen. Ferner weist jeder zweite Klauenpol 22b einen Sektorquerschnitt in der radialen Richtung auf. Der Winkel zwischen den Umfangsendflächen 22c und 22d jedes zweiten Klauenpols 22b, der als der Umfangswinkel bezeichnet ist, ist derart eingerichtet, dass er kleiner als der Winkel des Zwischenraums zwischen benachbarten der zweiten Klauenpole 22b in der Umfangsrichtung ist. Der zweite Rotorkern 22 ist derart an den ersten Rotorkern 21 gekuppelt, dass die zweiten Klauenpole 22b zwischen den ersten Klauenpolen 21b angeordnet sind. Der Ringmagnet 23 (siehe 4) ist zwischen der ersten Kernbasis 21a und der zweiten Kernbasis 22a in der axialen Richtung angeordnet (gehalten). In diesem Falle verläuft die Umfangsendfläche 21c jedes ersten Klauenpole 21b parallel in der axialen Richtung zur gegenüberliegenden Umfangsendfläche 22d des benachbarten zweiten Klauenpols 22b. Dies bildet einen im Allgemeinen geraden Spalt aus, der in der axialen Richtung zwischen den Endflächen 21c und 22d verläuft. Ferner verläuft die andere Umfangsendfläche 21d jedes ersten Klauenpols 21b parallel in der axialen Richtung zur gegenüberliegenden Umfangsendfläche 22c des benachbarten zweiten Magnetpols 22b. Dies bildet einen im Allgemeinen geraden Spalt aus, der in der axialen Richtung zwischen den Endflächen 21d und 22c verläuft.
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Wie in 3 gezeigt, weist der Ringmagnet 23 denselben Außendurchmesser wie die ersten und zweiten Kernbasen 21a und 22a auf, das heißt der ersten und zweiten Rotorkerne 21 und 22 unter Ausnahme der Klauenpole 21b und 22b. Der Ringmagnet 23 ist derart in der axialen Richtung magnetisiert, dass jeder erste Klauenpol 21b als erster Magnetpol (N-Pol in der vorliegenden Ausführungsform) fungiert und jeder zweite Klauenpol 22b als zweiter Magnetpol (S-Pol in der vorliegenden Ausführungsform) fungiert. Dementsprechend weist der Rotor 11 der vorliegenden Ausführungsform eine sogenannte Lundell-Bauweise auf, die den Ringmagneten 23 als Feldmagneten nutzt. Im Rotor 11 sind die ersten Klauenpole 21b, die als die N-Pole fungieren, und die zweiten Klauenpole 22b, die als die S-Pole fungieren, abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet. Es gibt insgesamt zehn Magnetpole (fünf Polpaare). Da die Zahl der Polpaare eine ungerade Zahl von drei oder höher ist, sind Klauenpole derselben Polarität nicht an gegenüberliegenden Positionen, die um 180° Grad in der Umfangsrichtung getrennt sind, in jedem Rotorkern angeordnet. Dies sieht eine Form vor, die magnetische Vibration stabilisiert.
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Wie in 4 gezeigt, ist der Rückseitenmagnet 24 einstückig mit einer Ringform ausgebildet und weist erste Rückseitenmagnetabschnitte 25, zweite Rückseitenmagnetabschnitte 26 und fortlaufende Abschnitte 27 auf, die zwischen den Rückseitenmagnetabschnitten 25 und 26 verlaufen. Der Rückseitenmagnet 24 weist keine Aussparungen und Vorsprünge in der radialen Richtung auf. Daher weist der Rückseitenmagnet 24 eine Außenfläche und eine Innenfläche in der radialen Richtung auf, die bei Betrachtung in der axialen Richtung echte Kreise ausbilden.
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Unter Bezugnahme auf 2 bis 4 sind die ersten Rückseitenmagnetabschnitte 25 zwischen Rückflächen 21e (radial inneren Flächen) der ersten Klauenpole 21b und einer Außenumfangsfläche 22f der zweiten Kernbasis 22a angeordnet. Jeder erste Rückseitenmagnetabschnitt 25, der einen Sektorquerschnitt in der radialen Richtung aufweist, ist derart magnetisiert, dass der Teilabschnitt (radial äußere Seite), der mit der Rückfläche 21e des entsprechenden ersten Klauenpols 21b in Kontakt kommt, der N-Pol wird, was dieselbe Polarität wie der erste Klauenpol 21b ist, und der Teilabschnitt, der mit der Außenumfangsfläche 22f der zweiten Kernbasis 22a in Kontakt kommt, der S-Pol wird, was dieselbe Polarität wie die zweite Kernbasis 22a ist.
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Die zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 26 sind zwischen Rückflächen 22e (radial innere Flächen) der zweiten Klauenpole 22b und einer Außenumfangsfläche 21f der ersten Kernbasis 21a angeordnet, wie in 2 bis 4 gezeigt. Jeder zweite Rückseitenmagnetabschnitt 26 weist einen Sektorquerschnitt in der radialen Richtung auf und ist derart magnetisiert, dass der Teilabschnitt (radial äußere Seite), der mit der Rückfläche 22e des entsprechenden zweiten Klauenpols 22b in Kontakt kommt, der S-Pol wird, und der Teilabschnitt, der mit der Außenumfangsfläche 21f der ersten Kernbasis 21a in Kontakt kommt, der N-Pol wird.
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Die ersten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und die zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 26 weisen jeder eine Länge in der axialen Richtung auf, die derart eingerichtet ist, dass die ersten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und die zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 26 von einer axialen Endfläche des Rotors 11 zu einer axialen Position verlaufen, die der Stelle entspricht, an der sich der Ringmagnet 23 befindet. Anders gesagt weisen die ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und 26 axiale Längen auf, die im Wesentlichen dieselben wie die Rückflächen 21e und 22e der ersten und zweiten Klauenpole 21b und 22b sind. Ferner sind die ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und 26 derart konfiguriert, dass die Rückflächen 21e und 22e der ersten und zweiten Klauenpole 21b und 22b völlig mit den ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitten 25 und 26 in der radialen Richtung in Kontakt kommen. Infolgedessen weist der Rückseitenmagnet 24 bei Betrachtung aus der radialen Richtung abwechselnd angeordnete Abschnitte auf, die zu einer axialen Seite (erster Rückseitenmagnetabschnitt 25) und zur anderen axialen Seite (zweiter Rückseitenmagnetabschnitt 26) hin vor und zurück verschoben sind. Auf diese Art und Weise verläuft der Rückseitenmagnet 24 im Zickzack in der axialen Richtung, sodass Berg/Tal-Sätze, deren Zahl gleich der Zahl der Polpaare ist, fortlaufend in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
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Wie in 2 und 4 gezeigt, verlaufen die fortlaufenden Abschnitte 27 fortlaufend in der Umfangsrichtung zwischen den ersten Rückseitenmagnetabschnitten 25 und den zweiten Rückseitenmagnetabschnitten 26. Wie in 2 gezeigt, ist der fortlaufende Abschnitt 27 derart konfiguriert, dass er länger als die ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und 26 in der axialen Richtung ist und im Wesentlichen dieselbe axiale Länge wie die ersten Klauenpole 21b und die zweiten Klauenpole 22b aufweist.
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Es wird nun ein Magnetisierungsverfahren des Rückseitenmagnets 24 und des Ringmagneten 23 beschrieben.
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6 zeigt ein erstes Magnetisierungsgerät 31, das den Ringmagneten 23 magnetisiert. Das erste Magnetisierungsgerät 31 weist Magnetisierungsabschnitte 31a und 31b auf, die unterschiedliche Magnetpole aufweisen und jeweils den oberen und unteren Oberflächen des Ringmagneten 23 zugekehrt sind, wie aus den Zeichnungen ersichtlich. Dies magnetisiert den Ringmagneten 23 in der Stärkerichtung (axialen Richtung) des Ringmagneten 23. 5 und 5 zeigen ein zweites Magnetisierungsgerät 32, das den Rückseitenmagneten 24 magnetisiert. Das zweite Magnetisierungsgerät 32 weist Magnetisierungsabschnitte 32a und 32b mit unterschiedlichen Magnetpolen auf. Die Magnetisierungsabschnitte 32a und 32b sind derart angeordnet, dass sie dem Rückseitenmagneten 24 zugekehrt sind. Das zweite Magnetisierungsgerät 32 magnetisiert den Rückseitenmagneten 24 von einer Außenfläche (radial äußeren Fläche) des Rückseitenmagneten 24 aus völlig. Insbesondere wird der Rückseitenmagnet 24 derart magnetisiert, dass er gekrümmte Magnetflüsse ausbildet, die zwischen benachbarten Rückseitenmagnetabschnitten 25 und 26 verlaufen. Auf diese Art und Weise erfährt der Rückseitenmagnet 24 eine polare anisotrope Ausrichtung.
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Hinsichtlich der Magnetisierungsreihenfolge des Ringmagneten 23 und des Rückseitenmagneten 24 ist gleichzeitige Magnetisierung des Ringmagneten 23 und des Rückseitenmagneten 24 dahingehend vorteilhaft, dass dies Magnetisierungsschritte vermindern würde. Durch Magnetisieren des Ringmagneten 23 und des Rückseitenmagneten 24 zu verschiedenen Zeitpunkten würde jedoch keine Magnetflussstörung zwischen dem Ringmagneten 23 und dem Ringmagneten 24 auftreten. Insbesondere würde durch Magnetisieren des Ringmagneten 23 zuerst Magnetisierung des Ringmagneten 23 gewährleistet. Durch Magnetisieren des Rückseitenmagneten 24 zuerst würde Magnetisierung des Rückseitenmagneten 24 gewährleistet.
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Es wird nun die Betriebsweise des Rotors 11 der ersten Ausführungsform beschrieben.
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Der Rotor 11 des Motors 1 der ersten Ausführungsform weist den Rückseitenmagneten 24 auf, der einstückig mit einer Ringform ausgebildet ist. Die ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und 26 des Rückseitenmagneten 24 weisen dieselbe axiale Länge wie die Rückflächen 21e und 22e der ersten und zweiten Klauenpole 21b und 22b auf. Daher kommen, wenn der Rückseitenmagnet 24 mit den ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitten 25 und 26 an die ersten und zweiten Rotorkerne 21 und 22 gekuppelt ist, die ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und 26 automatisch mit allen der Rückflächen 21e und 22e in Kontakt. Dies unterdrückt Leckfluss weiter.
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Die erste Ausführungsform weist die unten beschrieben Vorteile auf.
- (1) Der Leckfluss ist durch Benutzung des Rückseitenmagneten 24 unterdrückt. Ferner kommen die ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und 26 mit allen der Rückflächen 21e und 22e der Klauenpole 21b und 22b in Kontakt. Dies unterdrückt die Erzeugung von Leckfluss weiter. Zudem ist der Rückseitenmagnet 24 einstückig mit einer Ringform ausgebildet. Dies setzt die Zahl der Bauteile herab.
- (2) Der Rückseitenmagnet 24 ist ein polarer anisotroper Magnet und erzeugt daher starke Magnetflüsse, die in spezifische Richtungen gerichtet sind, an den Klauenpolen 21b und 22b. Der Rückseitenmagnet 24 erzielt daher wirksam Rotormoment.
- (3) Der Rückseitenmagnet 24 der ersten Ausführungsform ist in der radialen Richtung frei von Aussparungen und Vorsprüngen. Anders gesagt ist der Rückseitenmagnet 24 derart ausgebildet, dass die radial äußere Fläche und die radial innere Fläche bei Betrachtung aus der axialen Richtung echte Kreise sind. Der Rückseitenmagnet 24 weist daher eine einfache Form auf und kann durch das Magnetisierungsgerät 32 leicht magnetisiert werden.
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Zweite Ausführungsform
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Es wird nun unter Bezugnahme auf 11 bis 17 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die zweite Ausführungsform weicht von der ersten Ausführungsform in der Struktur des Rückseitenmagneten 24 ab. Daher wird unten nur die Struktur des Rückseitenmagneten 24 detailliert beschrieben.
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Wie in 11 bis 13B gezeigt, weist der Rückseitenmagnet 24 mehrere (fünf in der vorliegenden Ausführungsform) Magnetblöcke 29 auf. Die Zahl der Magnetblöcke ist dieselbe wie die Zahl der Polpaare. Jeder Magnetblock 29 weist einen ersten Rückseitenmagnetabschnitt 25 und einen zweiten Rückseitenmagnetabschnitt 26 auf, die einstückig ausgebildet sind.
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Wie in 14 und 15 gezeigt, sind die Magnetblöcke 29 in der Umfangsrichtung mit einem vorgegebenen Spalt K angeordnet, der dazwischen in der Umfangsrichtung vorgesehen ist. Wie in 15 gezeigt, sind die Magnetblöcke 29 derart angeordnet, dass hypothetische Kreise, die entlang der Innen- und Außenumfangsfläche der Magnetblöcke 29 verlaufen, bei Betrachtung aus der axialen Richtung im Wesentlichen echte Kreise ausbilden.
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Wie in 11 bis 13B gezeigt, ist der erste Rückseitenmagnetabschnitt 25 jedes Magnetblocks 29 zwischen der Rückfläche 21e (radial inneren Seite) eines ersten Klauenpols 21b und der Außenumfangsfläche 22f der zweiten Kernbasis 22a angeordnet. Der erste Rückseitenmagnetabschnitt 25 weist einen Sektorquerschnitt in der radialen Richtung auf und ist derart magnetisiert, dass der Teilabschnitt (radial äußere Seite), der mit der Rückfläche 21e des entsprechenden ersten Klauenpols 21b in Kontakt kommt, der N-Pol wird, was dieselbe Polarität wie der erste Klauenpol 21b ist, und der Teilabschnitt, der mit der Außenumfangsfläche 22f der zweiten Kernbasis 22a in Kontakt kommt, der S-Pol wird, was dieselbe Polarität wie die zweite Kernbasis 22a ist. Der erste Rückseitenmagnetabschnitt 25 der zweiten Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass er in der Umfangsrichtung breiter als die Rückfläche 21e des entsprechenden ersten Klauenpols 21b ist.
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Wie in 11 bis 13A gezeigt, ist der zweite Rückseitenmagnetabschnitt 26 jede Magnetblocks 29 zwischen der Rückfläche 22e (radial innere Fläche) des zweiten Klauenpols 22b und der Außenumfangsfläche 21f der ersten Kernbasis 21a angeordnet. Der zweite Rückseitenmagnetabschnitt 26 weist einen Sektorquerschnitt in der radialen Richtung auf und ist derart magnetisiert, dass der Teilabschnitt (radial äußere Seite), der mit der Rückfläche 22e des entsprechenden zweiten Klauenpols 22b in Kontakt kommt, der S-Pol wird, und der Abschnitt, der mit der Außenumfangsfläche 21f er ersten Kernbasis 21a in Kontakt kommt, der N-Pol wird. Der zweite Rückseitenmagnetabschnitt 26 der zweiten Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass er in der Umfangsrichtung breiter als die Rückfläche 22 des entsprechenden zweiten Klauenpols 22b ist.
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Unter Bezugnahme auf 11 und 12 weisen ersten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und die zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 26 weisen jeder eine Länge in der axialen Richtung auf, die derart eingerichtet ist, dass die ersten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und die zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 26 von einer axialen Endfläche des Rotors 11 zu einer axialen Position verlaufen, die der Stelle entspricht, an der sich der Ringmagnet 23 befindet. Anders gesagt weisen die ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und 26 axiale Längen auf, die im Wesentlichen dieselben wie die Rückflächen 21e, 22e der ersten und zweiten Klauenpole 21b und 22b sind. Ferner sind die ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und 26 derart konfiguriert, dass die Rückflächen 21e und 22e der ersten und zweiten Klauenpole 21b und 22b völlig mit den ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitten 25 und 26 in der radialen Richtung in Kontakt kommen.
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Der erste Rückseitenmagnetanschnitt 25 und der zweite Rückseitenmagnetabschnitt 26 jedes Magnetblocks 29 weisen im Wesentlichen dieselbe axiale Länge auf. Der erste Rückseitenmagnetabschnitt 25 und der zweite Rückseitenmagnetabschnitt 26 sind in der axialen Richtung verschoben voneinander getrennt. Daher weist der Magnetblock 29 bei Betrachtung aus der radialen Richtung Stufen auf. Infolgedessen ordnet die Anordnung der Magnetblöcke 29 in der Umfangsrichtung die ersten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und die zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 26 abwechselnd in der Umfangsrichtung mit Stufen an, die in der axialen Richtung ausgebildet sind.
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Bei Betrachtung aus der axialen Richtung weisen die radial äußeren Flächen der ersten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und der zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 26 dieselbe Krümmung auf. Ferner weisen die radial inneren Flächen der ersten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und der zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 26 dieselbe Krümmung auf.
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Das Magnetisierungsverfahren des Rückseitenmagneten 24 und des Ringmagneten 23 der zweiten Ausführungsform, das in 16 und 17 gezeigt ist, gleicht der ersten Ausführungsform und wird nicht beschrieben.
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Es wird nun die Betriebsweise des Rotors 11 der zweiten Ausführungsform beschrieben.
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Der Rotor 11 des Motors 1 der zweiten Ausführungsform weist den Rückseitenmagneten 24 auf, der einstückig mit einer Ringform ausgebildet ist. Die ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und 26 des Rückseitenmagneten 24 weisen dieselben axialen Längen wie die Rückflächen 21e und 22e der ersten und zweiten Klauenpole 21b und 22b auf. Daher kommen, wenn der Rückseitenmagnet 24 mit den ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitten 25 und 26 an die ersten und zweiten Rotorkerne 21 und 22 gekuppelt ist, die ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und 26 automatisch mit allen der Rückflächen 21e und 22e in Kontakt. Dies unterdrückt Leckfluss weiter. Zudem ist der Rückseitenmagnet 24 durch die Magnetblöcke 29 ausgebildet, die jeder einen Satz der ersten und zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und 26 aufweisen. Daher kann jeder Magnetblock 29 leicht magnetisiert werden.
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Neben den Vorteilen (1) und (2) der ersten Ausführungsform weist die zweite Ausführungsform den folgenden Vorteil auf.
- (4) Der Rückseitenmagnet 24 der zweiten Ausführungsform ist in der radialen Richtung frei von Aussparungen und Vorsprüngen. Daher ist der Rückseitenmagnet 24 derart ausgebildet, dass die radial äußeren Flächen des ersten Rückseitenmagnetabschnitts 25 und des zweiten Rückseitenmagnetabschnitts 26 in jedem Magnetblock 29 bogenförmig sind und bei Betrachtung in der axialen Richtung dieselbe Krümmung aufweisen. Ferner sind die radial inneren Flächen des ersten Rückseitenmagnetabschnitts 25 und des zweiten Rückseitenmagnetabschnitts 26 in jedem Magnetblock 29 bogenförmig und weisen bei Betrachtung in der axialen Richtung dieselbe Krümmung auf. Auf diese Art und Weise weist der Magnetblock 29 des Rückseitenmagneten 24 eine einfache Form auf und kann leicht durch das Magnetisierungsgerät 32 magnetisiert werden.
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Es sollte für den Fachmann offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in zahlreichen anderen spezifischen Formen verkörpert sein kann, ohne von Umfang oder Wesen der Erfindung abzuweichen. Insbesondere versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung in den folgenden Formen verkörpert sein kann.
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Unter Bezugnahme auf 7 bis 9 können in der ersten Ausführungsform Zwischenpolmagneten 28 zwischen benachbarten der ersten Klauenpole 21b und der zweiten Klauenpole 22b in der Umfangsrichtung angeordnet sein. Die Zwischenpolmagneten 28 sind in der Umfangsrichtung derart magnetisiert, dass Teilabschnitte mit derselben Polarität einander zwischen den Zwischenpolmagneten 28 und den ersten und zweiten Klauenpolen 21b und 22b zugekehrt sind. Daher fungiert der Teilabschnitt jedes Zwischenpolmagneten 28, der sich näher am ersten Klauenpol 21b befindet, als der N-Pol, und der Teilabschnitt jedes Zwischenpolmagneten 28, der der sich näher am zweiten Klauenpol 22b befindet, fungiert als der S-Pol. Diese Struktur unterdrückt die Erzeugung von Leckfluss zwischen den Klauenpolen.
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Die zweite Ausführungsform kann ebenfalls Zwischenpolmagneten aufweisen, die zwischen den ersten Klauenpolen 21b und den zweiten Klauenpolen 22b in der Umfangsrichtung angeordnet sind (nicht gezeigt). Diese Struktur unterdrückt ebenfalls die Erzeugung von Leckfluss zwischen den Klauenpolen.
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In der ersten und zweiten Ausführungsform ist der Rückseitenmagnet 24 durch den polaren anisotropen Magneten konfiguriert, wobei er jedoch durch eine andere Art anisotropen Magneten ausgebildet sein kann. Ferner können, unter Bezugnahme auf 10 und 18, die ersten Rückseitenmagnetabschnitte 25 und die zweiten Rückseitenmagnetabschnitte 26 des Rückseitenmagneten 24 in der radialen Richtung magnetisiert sein.
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Der Rückseitenmagnet 24 kann beispielsweise durch einen gesinterten Magneten oder einen Verbundmagneten (Kunststoffmagnet, Kautschukmagnet oder dergleichen) ausgebildet sein. Dies ermöglicht, dass der Rückseitenmagnet 24 beispielsweise sowohl durch Pressen als auch durch Spritzgießen ausgebildet wird, und ermöglicht verschiedene Herstellungsprozesse. Ferner kann der Rückseitenmagnet 24 unter Benutzung eines vielseitigen Materials hergestellt sein, wie etwa Ferritmagnet, SmFeN-Magnet, SmCo-Magnet, Neodymmagnet und dergleichen. Zudem können jegliche von zahlreichen Magnetarten als der Zwischenpolmagnet 28 benutzt sein.
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In der ersten und zweiten Ausführungsform ist ein einzelner Ringmagnet 23 als der Feldmagnet benutzt. Stattdessen kann ein Permanentmagnet in Segmente aufgeteilt sein, die zwischen der ersten und zweiten Kernbasis 21a und 22a in der axialen Richtung um die Drehwelle 12 angeordnet sind.
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In der ersten und zweiten Ausführungsform können der erste und zweite Rotorkern 21 und 22 und der Ankerkern 7 beispielsweise durch Stapeln von magnetischen Metallplatten oder Formen eines Magnetpulvers ausgebildet sein.
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In der ersten und zweiten Ausführungsform können Spulen in einer konzentrierten Wicklung oder einer verteilten Wicklung um die Zähne des Stators 6 gewickelt sein.
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Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sind als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die hier angegebenen Details begrenzt, sondern kann innerhalb des Schutzumfangs und der Äquivalenz der beiliegenden Ansprüche modifiziert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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