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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine rotatorische Elektromaschine mit einem Rotor, der einen Rotorkern, der durch Stapeln einer Mehrzahl magnetischer Platten, die eine Ringplattenform aufweisen, in eine Axialrichtung ausgebildet ist, einen Permanentmagneten, der in eine Magneteinsetzöffnung, die in dem Rotorkern ausgebildet ist, eingesetzt ist, und eine Rotorwelle, die in eine Welleneinsetzöffnung, die von einer Innenumfangsfläche des Rotorkerns umgeben ist, eingesetzt ist, aufweist; und einem Stator.
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STAND DER TECHNIK
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Als ein Stand der Technik für die oben erwähnte rotatorische Elektromaschine gibt es beispielsweise eine Technik, die in Patentdokument 1, wie unten beschrieben, beschrieben wird. Im Weiteren werden in der Beschreibung des Abschnitts Stand der Technik Bezugszeichen (nach Notwendigkeit einschließlich Namen der entsprechenden Bauteile) in Patentdokument 1 zitiert und in [] beschrieben. In dem in Patentdokument 1 beschriebenen Aufbau wird ein Aufbau beschrieben, in dem ein nicht magnetischer Bereich [ein nicht magnetischer Bereich 18 zwischen einem Segment und einem Joch] in der Nähe von Permanentmagneten [11 und 12] in einem Rotorkern [10] vorgesehen ist. Solch ein nicht magnetischer Bereich wird beispielsweise durch eine Öffnung (einen Raum) ausgebildet und arbeitet als ein magnetischer Widerstand bezüglich eines Magnetflusses, der in dem Rotorkern fließt.
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Dennoch gibt es, wenn die Wärmeerzeugung des Permanentmagneten, der in dem Rotorkern vorgesehen ist, exzessiv voranschreitet, eine Befürchtung, dass der Permanentmagnet eine irreversible Entmagnetisierung erfährt. Somit gibt es einen Bedarf, einen Temperaturanstieg des Permanentmagneten auf geeignete Weise zu unterdrücken. Patentdokument 1 jedoch beschreibt keinen Kühlmechanismus des Permanentmagneten und selbstverständlich ist ein Kühlmechanismus noch nicht bekannt, der für den Rotorkern geeignet ist, in dem die Festigkeit dazu neigt, durch Vorsehen des nicht magnetischen Bereichs, abzusinken.
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Zitierte Druckschriften
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Patentdokument
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- [Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-124899 ( JP2009-124899 A )
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Problem, das durch die Erfindung zu lösen ist Somit ist es wünschenswert, eine rotatorische Elektromaschine zu realisieren, die einen Permanentmagneten effektiv kühlen kann, während auf geeignete Weise die Festigkeit eines Rotorkerns sichergestellt ist.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Eine rotatorische Elektromaschine gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Rotor, der einen Rotorkern, der durch Stapeln einer Mehrzahl von magnetischen Platten, die eine Ringplattenform aufweisen, in einer Axialrichtung ausgebildet ist, einen Permanentmagneten, der in eine Magneteinsetzöffnung, die in dem Rotorkern ausgebildet ist, eingesetzt ist, und eine Rotorwelle, die in eine Welleneinsetzöffnung, die von einer Innenumfangsfläche des Rotorkerns umgeben ist, eingesetzt ist, aufweist; und einen Stator auf. Gemäß einem charakteristischen Aufbau der rotatorischen Elektromaschine weist der Rotor eine Mehrzahl von Magnetpolen auf, die durch den Permanentmagneten ausgebildet wird, sich in der Axialrichtung erstreckt und in einer Umfangsrichtung verteilt angeordnet ist, weist der Rotorkern eine Mehrzahl von magnetischer-Widerstand-Öffnungen, die entsprechend den jeweiligen Magnetpolen so ausgebildet ist, dass sie sich in der Axialrichtung erstreckt und als der magnetische Widerstand zu dem Magnetfluss, der in dem Rotorkern fließt, arbeitet, und einen radialen Verbindungsdurchgang, der sich in einer Radialrichtung so erstreckt, dass er jede der Mehrzahl von magnetischer-Widerstand-Öffnungen und die Welleneinsetzöffnungen verbindet, auf, weist eine spezifische magnetische Platte, die ein Bereich der Mehrzahl von magnetischen Platten, die den Rotorkern darstellen, ist, eine Durchdringungsöffnung, die in einem Radialgebiet zwischen der Welleneinsetzöffnung und der magnetischer-Widerstand-Öffnung ausgebildet ist und in der Axialrichtung durchdrungen wird, auf und ist der radiale Verbindungsdurchgang durch eine Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe, die durch sequentielles Verbinden einer Mehrzahl der Durchdringungsöffnungen von der Welleneinsetzöffnungen zu der magnetischer-Widerstand-Öffnung in der Radialrichtung ausgebildet ist, ausgebildet, wobei die Mehrzahl von Durchdringungsöffnungen aufgeteilt in mindestens die zwei spezifischen magnetischen Platten ausgebildet ist und so ausgebildet ist, dass die Radialpositionen der Durchdringungsöffnungen verschieden zueinander sind und die Durchdringungsöffnungen einander, gesehen in der Axialrichtung, teilweise überlappen.
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In der vorliegenden Anmeldung wird die „rotatorische Elektromaschine” als ein Konzept verwendet, das irgendeines aus einem Motor (Elektromotor), einem Generator (einem Leistungsgenerator) und einem Motor/Generator, der nach Notwendigkeit sowohl als der Motor als auch der Generator arbeitet, verwendet.
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Gemäß dem obigen charakteristischen Aufbau kann, da ein Kühlmittel zu der magnetischer-Widerstand-Öffnung über den Radialverbindungsdurchgang durch Zuführen des Kühlmittels zu einer Innenumfangsfläche der Welleneinsetzöffnung zugeführt werden kann, der Permanentmagnet indirekt durch den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel in der magnetischer-Widerstand-Öffnung und dem Rotorkern gekühlt werden. Gleichzeitig wird, da die magnetischer-Widerstand-Öffnung ein Öffnungsbereich ist, der dazu vorgesehen ist, als der magnetische Widerstand zu dem magnetischen Fluss, der in dem Rotorkern fließt, zu wirken, die magnetischer-Widerstand-Öffnung in einer Position vorgesehen, die relativ nahe an dem Permanentmagneten ist, und ist der Innenbereich des Öffnungsbereichs im Wesentlichen ein Bereich, der nicht den magnetischen Kreis darstellt. Somit ist es möglich, den Permanentmagneten effektiv zu kühlen, indem das Kühlmittel in der Position relativ nahe zu dem Permanentmagneten strömt, während der Einfluss des Kühlmittels auf den magnetischen Kreis unterdrückt wird, um auf geeignete Weise eine Leistung der rotatorischen Elektromaschine sicherzustellen. Außerdem ist es, da das Kühlmittel zu jeder der Mehrzahl von magnetischer-Widerstand-Öffnungen, die entsprechend der Mehrzahl von Magnetpolen ausgebildet ist, über den radialen Verbindungsdurchgang zugeführt werden kann, möglich, das Kühlen der Permanentmagneten für jeden der Magnetpole gleichmäßig auszuführen.
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Zusätzlich ist es gemäß dem obigen charakteristischen Aufbau, da der radiale Verbindungsdurchgang durch eine Gruppe (die Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe) der Durchdringungsöffnungen, die in mindestens die zwei spezifischen magnetischen Platten aufgeteilt ausgebildet sind, möglich, die Größe (insbesondere die Größe in der radialen Richtung) der Durchdringungsöffnungen, die in jeder spezifischen Magnetplatte ausgebildet sind, im Vergleich zu einem Fall, in dem der radiale Verbindungsdurchgang nur durch eine magnetische Platte ausgebildet wird, zu verringern. Somit kann der radiale Verbindungsdurchgang ausgebildet werden, während die Festigkeit jeder der den Rotorkern bildenden spezifischen magnetischen Platten auf geeignete Weise sichergestellt wird.
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Es ist bevorzugt, dass die Mehrzahl von magnetischen Platten, die den Rotorkern ausbilden, die spezifische magnetische Platte und eine normale magnetische Platte, die verschieden zu der spezifischen magnetischen Platte ist, aufweist, die normale magnetische Platte einen blockierenden bzw. sperrenden Bereich aufweist, der die Durchdringungsöffnung in einer Position blockiert, die mit der Durchdringungsöffnung in der Axialrichtung gesehen überlappt, die Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe durch eine spezifische magnetische Plattengruppe ausgebildet wird, die durch Stapeln von mindestens den zwei spezifischen magnetischen Platten in der Axialrichtung ausgebildet wird, und die normale magnetische Platte auf beiden Seiten der spezifischen magnetischen Plattengruppe in der Axialrichtung so angeordnet ist, dass die spezifische magnetische Plattengruppe zwischen die normalen magnetischen Platten eingefügt ist, und die Anzahl normaler magnetischer Platten größer als die spezifischer magnetischer Platten ist.
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Gemäß diesem Aufbau kann der radiale Verdingungsdurchgang auf geeignete Weise in der Axialrichtung aufgeteilt werden und die Festigkeit des Rotorkerns kann einfach sichergestellt werden.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, dass der eine radiale Verbindungsdurchgang für jede der Mehrzahl von magnetischer-Widerstand-Öffnungen in einem Mittelbereich in einer Axialrichtung des Rotorkerns ausgebildet ist.
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Gemäß diesem Aufbau ist es, da der radiale Verbindungsdurchgang in dem Mittelbereich in der Axialrichtung des Rotorkerns ausgebildet ist, möglich, den Mittelbereich in der Axialrichtung des Rotorkerns, in dem Wärme leicht eingeschlossen wird, intensiv zu kühlen, und ist es möglich, den Rotorkern auf beiden Seiten in seiner Axialrichtung gleichmäßig zu kühlen, indem das Kühlmittel von einem Mittelbereich in der Axialrichtung der magnetischer-Widerstand-Öffnung in Richtung zu ihren beiden Seiten in der Axialrichtung geströmt wird.
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Außerdem ist es, da der eine radiale Verbindungsdurchgang für jede der Mehrzahl von magnetischer-Widerstand-Öffnungen ausgebildet ist, möglich, den radialen Verbindungsdurchgang durch einen einfachen und leichten Aufbau auszubilden und wird auch die Festigkeit des Rotorkerns einfach sichergestellt.
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Außerdem ist es bevorzugt, dass jede der Durchdringungsöffnungen in einem Bereich eines radialen Gebiets zwischen der Welleneinsetzöffnung und der magnetischer-Widerstand-Öffnung ausgebildet ist, die Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe eine Innenöffnungsdurchdringungsöffnung bzw. sich nach innen öffnende Durchdringungsöffnung als die Durchdringungsöffnung, die radial nach innen offen ist und mit der Welleneinsetzöffnung (kommunizierend) verbunden ist, und eine Außenöffnungsdurchdringungsöffnung bzw. eine sich nach außen öffnende Durchdringungsöffnung als die Durchdringungsöffnung, die radial nach außen offen ist und mit der magnetischer-Widerstand-Öffnung (kommunizierend) verbunden ist, aufweist, und die Innenöffnungsdurchdringungsöffnung und die Außenöffnungsdurchdringungsöffnung in den verschiedenen spezifischen magnetischen Platten ausgebildet sind.
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Gemäß diesem Aufbau ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem die Innenöffnungsdurchdringungsöffnung und die Außenöffnungsdurchdringungsöffnung in derselben spezifischen magnetischen Platte ausgebildet sind, einfach, auf geeignete Weise die Festigkeit der jeweiligen spezifischen magnetischen Platten sicherzustellen.
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Außerdem ist es bevorzugt, dass eine Form der Durchdringungsöffnung gesehen in der Axialrichtung eine aus einer kreisförmigen Form, einer elliptischen Form und einer Form, in der ein Bogen mit einer geraden Linie verbunden ist, ist.
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Gemäß diesem Aufbau wird die Belastung, die in einem Bereich, in dem die Durchdringungsöffnung ausgebildet ist, aufgrund der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotors erzeugt wird, erzeugt werden kann, einfach durch einen Umfangsbereich in Bogenform entspannt werden, wodurch es möglich ist, die Belastungskonzentration zum Verbessern der Haltbarkeit des Rotorkerns niedrig zu halten.
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Außerdem ist es bevorzugt, dass jeder der Mehrzahl von Magnetpolen durch die Mehrzahl von Permanentmagneten ausgebildet ist und die magnetischer-Widerstand-Öffnung in einer Position in einem gleichen Abstand zu jeder der Mehrzahl von Permanentmagneten, die den entsprechenden Magnetpol ausbilden, ausgebildet ist.
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Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, die Mehrzahl von Permanentmagneten, die jeden Magnetpol bilden, durch einen einfachen Aufbau gleichmäßig zu kühlen.
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Außerdem ist es bevorzugt, dass der Stator einen Statorkern, der radial außerhalb des Rotorkerns angeordnet ist, und einen Spulenendbereich, der von dem Statorkern in Richtung zu beiden Seiten in der Axialrichtung des Statorkerns vorsteht, aufweist, und die magnetischer-Widerstand-Öffnung einen Endflächenöffnungsbereich aufweist, der zu Endflächen des Rotorkerns auf beiden Seiten in der Axialrichtung des Rotorkerns offen ist.
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Gemäß diesem Aufbau kann der Spulenendbereich weiter unter Verwendung des Kühlmittels nach einem Kühlen des Permanentmagneten über den Rotorkern gekühlt werden, wodurch die gesamte rotatorische Elektromaschine effektiv gekühlt werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Darstellung, die eine Querschnittsform entlang einer Axialrichtung eines Bereichs einer rotatorischen Elektromaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 1.
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3 ist eine Draufsicht auf einen Bereich einer ersten spezifischen magnetischen Platte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine Draufsicht auf einen Bereich einer zweiten spezifischen magnetischen Platte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 ist eine Draufsicht auf einen Bereich einer normalen magnetischen Platte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6A und 6B sind Querschnittsansichten eines Bereichs eines Rotorkerns gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Bereichs eines Rotorkerns gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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8 ist eine Darstellung, die eine Querschnittsform senkrecht zu der Axialrichtung eines Bereichs des Rotorkerns gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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9 ist eine Draufsicht auf einen Bereich einer ersten spezifischen magnetischen Platte gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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10 ist eine Draufsicht auf einen Bereich einer zweiten spezifischen magnetischen Platte gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Eine Ausführungsform einer rotatorischen Elektromaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. In der unten aufgeführten Beschreibung sind, solange nichts anderes angegeben ist, eine „Axialrichtung L”, eine „Durchmesserrichtung R” und eine „Umfangsrichtung C” unter Verwendung einer axialen Mitte A eines Rotorkerns 3 (einer rotatorischen Elektromaschine 1) als ein Bezugsraum definiert (siehe 1 und 2). Zusätzlich gibt eine Richtung jedes Bauteils eine Richtung in einem Zustand an, in dem das Bauteil in der rotatorischen Elektromaschine 1 zusammengebaut ist. Außerdem werden die Beschreibungen, die die Richtungen und die Positionen der Bauteile betreffen (beispielsweise „parallel”, „senkrecht” und ähnliches), als Konzepte verwendet, die die Abweichung entsprechend Herstellfehlern einschließen. Die Herstellfehler werden beispielsweise durch Abweichungen in dem Bereich von Toleranzen einer Größe und einer Anbringposition erzeugt.
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1. Gesamtaufbau von rotatorischer Elektromaschine
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Ein Gesamtaufbau der rotatorischen Elektromaschine 1 wird mit Bezug auf 1 beschrieben werden. Die rotatorische Elektromaschine 1 weist einen Rotor 2 als einen Feldmagneten, einen Stator 4 als ein Anker bzw. Magnetanker und ein Gehäuse 100, das den Rotor 2 und den Stator 4 aufnimmt, auf. Der Stator 4 ist an dem Gehäuse 100 befestigt und der Rotor 2 ist radial in einer nach innen gerichteten Richtung R1 des Stators 4 so angeordnet, dass er bezüglich des Stators 4 frei drehbar ist.
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Der Rotor 2 weist den Rotorkern 3, einen permanenten Magneten 11 und eine Rotorwelle 10 auf. Obwohl die Details später beschrieben werden, der Rotorkern 3 wird durch Stapeln einer Mehrzahl magnetischer Platten 50, die eine Ringplattenform (beispielsweise eine Stahlplatte oder ähnliches, siehe 6A oder 6B oder ähnliche) aufweisen, in der Axialrichtung L ausgebildet und wird insgesamt in einer zylindrischen Form ausgebildet. Der Permanentmagnet 11 wird in eine Magneteinsetzöffnung 21, die in dem Rotorkern 3 ausgebildet ist, eingesetzt. Die Rotorwelle 10 wird in eine Welleneinsetzöffnung 20, die von einer Innenumfangsfläche des Rotorkerns 3 umgeben ist, eingesetzt und ist so verbunden (beispielsweise durch eine Schrumpfpassung, eine Schlüsselverbindung oder eine Keilwellenverbindung oder ähnliches), das sie integral mit dem Rotorkern 3 drehbar ist. Die Rotorwelle 10 ist so angeordnet, dass sie von beiden Seiten des Rotorkerns 3 in der Axialrichtung L vorsteht, und wird durch die Lager 90 auf beiden Seiten des Rotorkerns 3 in der Axialrichtung L so abgestützt, dass sie bezüglich des Gehäuses 100 drehbar ist.
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Die Rotorwelle 10 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, die einen hohlen Bereich, der radial in einer nach innen gerichteten Richtung R1 vorgesehen ist, aufweist und ein innenwelliger bzw. in der Welle liegender Strömungspfad 81 ist unter Verwendung des hohlen Bereichs ausgebildet. Außerdem ist die Rotorwelle 10 mit einer radialen Durchdringungsöffnung 82 zur (kommunizierenden) Verbindung des innenwelligen Strömungspfades 81 mit der Außenumfangsfläche der Rotorwelle 10 in der Radialrichtung R vorgesehen. Der innenwellige Strömungspfad 81 und die radiale Durchdringungsöffnung 82 stellen einen Kühlmittelzuführbereich 80 dar, der die Innenumfangsfläche der Welleneinsetzöffnungen 20 mit dem Kühlmittel, das von einer Kühlmittelzuführquelle (beispielsweise eine Ölpumpe oder ähnliches, nicht gezeigt) zugeführt wird, versorgt.
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Der Stator 4 weist einen Statorkern 5 und einen Spulenendbereich 6 auf. Der Statorkern 5 ist radial in einer nach außen gerichteten Richtung R2 des Rotorkerns 3 angeordnet und der Innenbereich des Statorkerns 5 ist mit einer Mehrzahl von Schlitzen (nicht gezeigt) in vorbestimmten Abständen entlang einer Umfangsrichtung C versehen. Außerdem ist der Spulenendbereich 6 durch einen Bereich ausgebildet, der von dem Statorkern 5 in der Axialrichtung L (in diesem Beispiel auf beiden Seiten in der Axialrichtung L) in einer Spule, die um den Schlitz gewickelt ist, vorsteht.
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2. Aufbau Rotorkern
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Als Nächstes wird ein Aufbau des Rotorkerns 3 als ein Hauptteil der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Der Rotorkern 3 ist mit einer Mehrzahl von Magnetpolen ausgebildet, die durch den Permanentmagneten 11 gebildet wird und sich in der Axialrichtung L so erstreckt, dass sie in der Umfangsrichtung C verteilt ist. In dem vorliegenden Beispiel ist, wie es in 2 gezeigt ist, die Anzahl von Magnetpolen bzw. magnetischen Polen des Rotors 2 „8” und acht Magnetpole sind in gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung C angeordnet. Zusätzlich wird in 2 ein Gebiet (im Weiteren als eine „Partition” bezeichnet) in der Umfangsrichtung C, das einen Magnetpol bildet, durch ein Symbol „P” angegeben. Eine Mehrzahl (acht in dem vorliegenden Beispiel) von Partitionen P ist auf dieselbe Weise außer der Position in der Umfangsrichtung C und der Polaritätsrichtung des Permanentmagneten 11 ausgebildet. Der Rotorkern 3 weist einen Aufbau auf, in dem eine Mehrzahl (in diesem Beispiel acht) von Anordnungen von Partitionen P in der Umfangsrichtung C angeordnet ist.
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Jeder der Mehrzahl von Magnetpolen wird durch einen einzelnen oder eine Mehrzahl von Permanentmagneten 11 gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie es in 2 gezeigt ist, jeder Magnetpol durch eine Mehrzahl von Permanentmagneten 11, genauer gesagt, drei Permanentmagnete 11 gebildet. Somit ist in der vorliegenden Ausführungsform jede Partition P mit drei Magneteinsetzöffnungen 21 zum Einsetzen des Permanentmagneten 11 versehen. Die Magneteinsetzöffnungen 21 sind so ausgebildet, dass sie sich in der Axialrichtung L erstrecken, und in dem vorliegenden Beispiel sind, wie es in 1 gezeigt ist, die Öffnungen 21 so vorgesehen, dass sie den Rotorkern 3 in der Axialrichtung L durchdringen.
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Der Rotorkern 3 ist mit einer magnetischer-Widerstand-Öffnung 22 versehen, die so ausgebildet ist, dass sie sich in der Axialrichtung L erstreckt. In dem vorliegenden Beispiel ist, wie es in 1 gezeigt ist, die magnetischer-Wiederstand-Öffnung 22 so vorgesehen, dass sie den Rotorkern 3 in der Axialrichtung L durchdringt. Die magnetischer-Widerstand-Öffnung 22 arbeitet als ein magnetischer Widerstand (eine Flussbarriere) bezüglich des Magnetflusses, der in dem Rotorkern 3 fließt. Das heißt, die magnetischer-Widerstand-Öffnung 22 verändert einen Pfad eines Magnetkreises (eines Magnetpfades) in dem Rotorkern 3 und formt einen gewünschten Pfad. Außerdem sind die magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22 entsprechend zu jedem der Mehrzahl von Magnetpolen vorgesehen und unabhängig voneinander vorgesehen. Der Rotorkern 3 ist insgesamt mit einer Mehrzahl von magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22 versehen. Zusätzlich weist der magnetische Fluss, der in dem Rotorkern 3 fließt, den feldmagnetischen Fluss aufgrund des Permanentmagneten 11 und den ankermagnetischen Fluss aufgrund der Spule, die um den Statorkern 5 gewickelt ist, auf. Außerdem weist die magnetischer-Widerstand-Öffnung 22 eine Öffnung zum hauptsächlichen Steuern des Flusses des feldmagnetischen Flusses derart, dass ein Kurzschluss (der Kurzschluss in dem Rotorkern 3) des Magnetkreises, der durch den Permanentmagneten 11 ausgebildet wird, unterdrückt wird, und eine Öffnung zum hauptsächlichen Steuern des Flusses des ankermagnetischen Flusses.
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Jede Partition P ist mit mindestens einer magnetischer-Widerstand-Öffnung 22 versehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie es in 2 gezeigt ist, jede Partition P mit einer Mehrzahl (in dem vorliegenden Beispiel neun) magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22 versehen. Außerdem wird eine spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22a als die magnetischer-Widerstand-Öffnung 22, zu der das Kühlmittel durch einen radialen Verbindungsdurchgang 30 (später beschrieben) zugeführt wird, für jede der Mehrzahl von Partitionen P (in dem vorliegenden Beispiel acht Partitionen) festgelegt. Das heißt, der Rotorkern 3 weist insgesamt eine Mehrzahl spezifischer magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22a, die unabhängig voneinander ausgebildet sind, auf. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a der „magnetischer-Widerstand-Öffnung” in der vorliegenden Erfindung.
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Wie es in 2 gezeigt ist, sind in jeder Partition P sechs von neun magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22 integral mit der Magneteinsetzöffnung 21 so ausgebildet, dass sie mit der Magneteinsetzöffnung 21 (kommunizierend) verbunden sind. Währenddessen sind die verbleibenden drei magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22 unabhängig (d. h. separat) von der Magneteinsetzöffnung 21 ausgebildet, ohne mit der Magneteinsetzöffnung 21 (kommunizierend) verbunden zu sein. Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform die spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a als die magnetischer-Widerstand-Öffnung 22, die am weitesten radial in einer nach innen gerichteten Richtung R1 ausgebildet ist, unter den drei magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22, die unabhängig von der Magneteinsetzöffnung 21 sind, festgelegt.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird zum Unterdrücken einer Ungleichförmigkeit der Temperaturen der Mehrzahl von Permanentmagneten 11, die jeden Magnetpol bilden, die spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a in einer Position in einem gleichen Abstand von jedem der Mehrzahl von Permanentmagneten 11, die den entsprechenden Magnetpol bilden, vorgesehen. Zusätzlich wird in der vorliegenden Spezifikation, wie es in 2 gezeigt ist, in einem Fall, in dem die spezifischer magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a so ausgebildet ist, dass sie einen äquidistanten Punkt H mit gleichem Abstand von einer Mitte G jedes Permanentmagneten 11, im Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung L, umfasst, die spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a in dem gleichen Abstand von jedem der Permanentmagneten 11 vorgesehen.
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Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform die spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a in einem Umfangsmittelbereich in der Partition P ausgebildet. Außerdem ist die spezifische magnetischer-Wiederstand-Öffnung 22a in einer liniensymmetrischen Form ausgebildet, wenn eine Symmetrieachse aus einer geraden Linie (in dem vorliegenden Beispiel identisch zu der geraden Linie entlang der Radialrichtung R, die durch den äquidistanten Punkt H verläuft) entlang der Radialrichtung R durch den Umfangsmittelbereich in dem Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung L verläuft.
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Des Weiteren ist in der vorliegenden Ausführungsform die spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a insgesamt radial in einer nach innen gerichteten R1 bezüglich irgendeines Permanentmagneten 11 angeordnet. In dem vorliegenden Beispiel sind der Endbereich der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a, der radial in einer nach außen gerichteten Richtung R2 vorgesehen ist, und der Endbereich, der in einer radial nach innen gerichteten Richtung R1 vorgesehen ist, des radialen Gebiets, das durch den Permanentmagneten 11 eingenommen wird, in im Wesentlichen der gleichen radialen Richtungsposition positioniert. Die führt dazu, dass es möglich ist, den radialen Verbindungsdurchgang 30, der sich in der radialen Richtung R erstreckt, zwischen der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a und der Innenumfangsfläche der Welleneinsetzöffnung 20, zu der das Kühlmittel durch den Kühlmittelzuführbereich 80 zugeführt wird, auszubilden, während der Einfluss, der auf den Fluss des feldmagnetischen Flusses, das zu dem magnetischen Moment beiträgt, niedrig gehalten werden kann. Außerdem ist es auch möglich, einen Abstand zwischen dem Bereich, der in einer radial nach außen gerichteten Richtung R2 der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a vorgesehen ist, durch den das Kühlmittel strömt, und dem Permanentmagneten 11 zu verringern und die Kühlleistung der Permanentmagneten 11 zu verbessern.
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Obwohl die Einzelheiten des Aufbaus des radialen Verbindungsdurchgangs 30 später beschrieben werden, ist, wie es in 2 gezeigt ist, der radiale Verbindungsdurchgang 30 so ausgebildet, dass er mit der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a und der Welleneinsetzöffnung 20 (kommunizierend) verbunden ist. Im Ergebnis wird, wie es konzeptionell durch einen gestrichelten Pfeil in 2 dargestellt ist, die spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a mit dem Kühlmittel über den Kühlmittelzuführbereich 80 und den radialen Verbindungsdurchgang 30 versorgt. Zusätzlich ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, indem ein Strömungspfadquerschnittsgebiet (Querschnittsgebiet in dem Querschnitt, der entlang einer zylindrischen Fläche basierend auf der axialen Mitte A geschnitten ist) der radialen Durchdringungsöffnung 82 kleiner ist als ein Strömungspfadquerschnittsgebiet des radialen Verbindungsdurchgangs 30 gemacht wird, die Strömungsmenge des Kühlmittels, das zu der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a zugeführt wird, durch den Durchmesser der radialen Durchdringungsöffnung 82, der relativ einfach bezüglich seiner Gestaltung veränderbar ist, einzustellen.
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Der Rotorkern 3 ist so mit einer Mehrzahl von radialen Verbindungsdurchgängen 30 versehen, dass bewirkt wird, dass jede der Mehrzahl von spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22a mit der Welleneinsetzöffnung 20 (kommunizierend) verbunden ist, und die Rotorwelle 10 ist mit einer Mehrzahl von radialen Durchdringungsöffnungen 82 entsprechend den jeweiligen radialen Verbindungsdurchgängen 30 versehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a in jedem Magnetpol vorgesehen und der Rotorkern 3 weist den radialen Verbindungsdurchgang 30 so oft wie die Anzahl von Magnetpolen (in dem vorliegenden Beispiel acht) auf.
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Wie es in 1 gezeigt ist, weist die spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a einen Endflächenöffnungsbereich 23 auf, der in die Endflächen auf beiden Seiten des Rotorkerns 3 in der Axialrichtung offen ist. Als ein Ergebnis strömt, wie es in 1 gezeigt ist, das Kühlmittel, das zu der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a über den radialen Verbindungsdurchgang 30 zugeführt wird, in dem Innenbereich der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a in Richtung zu ihren beiden Seiten in der Axialrichtung. Außerdem wird der Rotorkern 3 mit dem Permanentmagneten 11 durch den Wärmeaustausch, der zwischen dem Rotorkern 3 und dem Kühlmittel in der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a in diesem Zeitpunkt ausgeführt wird, gekühlt. Außerdem ist jeder der Endflächenöffnungsbereiche 23, die in der Axialrichtung auf beiden Seiten des Rotorkerns 3 vorgesehen sind, radial in einer nach innen gerichteten Richtung R1 des Spulenendbereichs 6 angeordnet, der in der Axialrichtung L auf derselben Seite des Rotorkerns 3, auf der der Endflächenöffnungsbereich 23 vorgesehen ist, ist. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Kühlmittel, das den Endflächenbereich 23 erreicht, in Richtung zu dem Spulenendbereich 6 durch die Zentrifugalkraft auszustoßen, wie es konzeptionell durch einen gestrichelten Pfeil in 1 gezeigt ist. Somit ist es möglich, den Spulenendbereich 6 unter Verwendung des Kühlmittels nach dem Kühlen des Rotorkerns 3 zu kühlen. Zusätzlich ist in dem vorliegenden Beispiel in dem Gehäuse 100 auch ein Kühlmittelzuführrohr 83 zum Zuführen des Kühlmittels von einer radialen Außenseite R2 zu dem Spulenendbereich 6 vorgesehen.
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Der Rotorkern 3, der den oben erwähnten Aufbau aufweist, weist eine aufeinandergeschichtete bzw. -gestapelte Bauweise auf, die durch Aufeinanderschichten bzw. Aufeinanderstapeln einer Mehrzahl von magnetischen Platten bzw. Magnetplatten 50, die die Ringplattenform aufweist, in der Axialrichtung L ausgebildet ist. Im Weiteren wird der Aufbau und die gestapelte Form der magnetischen Platte 50 detailliert beschrieben werden.
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Die Mehrzahl magnetischer Platten 50, die den Rotorkern 3 bilden, weist spezifische magnetische Platten (in dem vorliegenden Beispiel zwei Arten einer ersten spezifischen magnetischen Platte 51 (siehe 3) und einer zweiten spezifischen magnetischen Platte 52 (siehe 4)) und eine normale magnetische Platte 53 (siehe 5), die verschieden zu den spezifischen magnetischen Platten ist, auf. Im Weiteren werden in einem Fall, in dem kein Bedarf nach einer Unterscheidung zwischen der ersten spezifischen magnetischen Platte 51 und der zweiten spezifischen magnetischen Platte 52 besteht, werden die erste spezifische magnetische Platte 51 und die zweite spezifische magnetische Platte 52 als „spezifische magnetische Platten 51 und 52” beschrieben. 3 bis 5 zeigen jeweils nur einen Bereich entsprechend einer Partition P (siehe 2) in jeder magnetischen Platte 50, die in einer Ringplattenform ausgebildet ist. In dem vorliegenden Beispiel wird der Rotorkern durch die spezifischen magnetischen Platten 51 und 52 und die normale magnetische Platte 53 gebildet. Das heißt, Teile der Mehrzahl von magnetischen Platten 50, die den Rotorkern 3 bilden, sind die spezifischen magnetischen Platten 51 und 52 und die übrigen von ihnen sind alles normale magnetische Platten 53.
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Wie es in 3 bis 5 gezeigt ist, ist jede der ersten spezifischen magnetischen Platten 51, der zweiten spezifischen magnetischen Platten 52 und der normalen magnetischen Platten 53 mit einer Durchdringungsöffnung 40, die die magnetische Platte 50 in der Axialrichtung L durchdringt, ausgebildet. Die Durchdringungsöffnung 40 zum Ausbilden der Magneteinsetzöffnung 21 und der magnetischer-Widerstand-Öffnung 22 (einschließlich der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a), die oben erwähnt wurden, sind in jeder aus der ersten spezifischen magnetischen Platte 51, der zweiten spezifischen magnetischen Platte 52 und der normalen magnetischen Platte 53 ausgebildet. Dies führt dazu, dass in dem Zustand eines Stapelns der magnetischen Platte 50 in der Axialrichtung L die Durchdringungsöffnungen 40 in den jeweiligen magnetischen Platten 50 miteinander in der gestapelten Richtung (der Axialrichtung L) (kommunizierend) verbunden werden, wodurch die Magneteinsetzöffnungen 21 und die magnetischer-Widerstand-Öffnung 22 ausgebildet werden, die sich in dem Rotorkern 3 in der Axialrichtung L erstrecken.
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Wie es in 3 und 4 gezeigt ist, sind die erste spezifisch magnetische Platte 51 und die zweite spezifische magnetische Platte 52 mit einer spezifischen Durchdringungsöffnung 40a, die die Durchdringungsöffnung 40 zum Ausbilden des radialen Verbindungsdurchgangs 30 ist, zusätzlich zu der Durchdringungsöffnung 40, die in der normalen magnetischen Platte 53 ausgebildet ist, ausgebildet. Wie es unten beschrieben ist, ist der radiale Verbindungsdurchgang 30 durch eine Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe (siehe 6 und 7), die durch eine Mehrzahl der spezifischen Durchdringungsöffnungen 40a gebildet wird, ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die spezifische Durchdringungsöffnung 40a der „Durchdringungsöffnung” in der vorliegenden Erfindung.
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Wie es in den 3 und 4 gezeigt ist, ist die spezifische Durchdringungsöffnung 40a in der Radialrichtung R zwischen der Welleneinsetzöffnung 20 und der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a ausgebildet. Genauer gesagt ist die spezifische Durchdringungsöffnung 40a in einem Bereich eines Gebiets in der Radialrichtung R zwischen der Welleneinsetzöffnung 20 und der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a ausgebildet. Des Weiteren ist in der vorliegenden Ausführungsform die spezifische Durchdringungsöffnung 40a in dem Umfangsmittelbereich der Partition P ausgebildet und die Erstreckungsrichtung des radialen Verbindungsdurchgangs 30, der so ausgebildet ist, dass er sich in der Radialrichtung R erstreckt, ist eine Richtung parallel zu der Radialrichtung R.
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Die spezifische Durchdringungsöffnung 40a weist eine Innenöffnungsdurchdringungsöffnung bzw. sich nach innen öffnende Durchdringungsöffnung 41, die radial in einer nach innen gerichteten Richtung R1 offen ist und mit der Welleneinsetzöffnung 20 (kommunizierend) verbunden ist, eine Außenöffnungsdurchdringungsöffnung bzw. eine sich nach außen öffnende Durchdringungsöffnung 42, die radial in einer nach außen gerichteten Richtung R2 offen ist und mit der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a (kommunizierend) verbunden ist, und eine Voll-Durchdringungs-Öffnung 43, die nicht mit der Welleneinsetzöffnung 20 und der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a (kommunizierend) verbunden ist und eine geschlossene Form, die in dem gesamten Umfang von dem plattenförmigen Bereich umgeben ist, aufweist, auf.
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Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform die Innenöffnungsdurchdringungsöffnung 41 in der zweiten spezifischen magnetischen Platte 52 ausgebildet und ist die Außenöffnungsdurchdringungsöffnung 42 in der ersten spezifischen magnetischen Platte 51 ausgebildet. Das heißt, die Innenöffnungsdurchdringungsöffnung 41 und die Außenöffnungsdurchdringungsöffnung 42 sind in verschiedenen magnetischen Platten 51 und 52 ausgebildet. Außerdem weisen in der vorliegenden Ausführungsform die Form der Innenöffnungsdurchdringungsöffnung 41, gesehen in der Axialrichtung, und die Form der Außenöffnungsdurchdringungsöffnung 42, gesehen in der Axialrichtung, jeweils eine Form auf, in der ein Bogen mit einer graden Linie verbunden ist. Des Weiteren weist die Form der Voll-Durchdringungs-Öffnung 43, gesehen in der Axialrichtung, eine Kreisform auf.
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Wie es in der 6 und 7 gezeigt ist, wird die Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe 31, die die Gruppe der Mehrzahl spezifischer Durchdringungsöffnungen 40a, die den radialen Verbindungsdurchgang 30 ausbildet, ist, durch eine spezifische magnetische Plattengruppe 54, die durch Stapeln mindestens zweier spezifischer magnetischer Platten 51 und 52 in der Axialrichtung L ausgebildet wird, ausgebildet. Hier ist eine magnetische Platte 50 nicht notwendigerweise physikalisch durch ein kreisförmiges plattenförmiges Bauteil ausgebildet, sondern eine magnetische Platte 50 kann durch Überlagern einer Mehrzahl kreisförmiger plattenförmiger Bauteile der gleichen Form durch dieselbe Phase in der Axialrichtung L ausgebildet sein.
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Die spezifische Durchdringungsöffnung 40a, die die Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe 31 bildet, weist mindestens die Innenöffnungsdurchdringungsöffnung 41 und die Außenöffnungsdurchdringungsöffnung 42 auf und weist in dem vorliegenden Beispiel auch die Voll-Durchdringungs-Öffnung 43 auf. Außerdem wird die Mehrzahl spezifischer Durchdringungsöffnungen 40a, die die Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe 31 bildet, geteilt in mindestens zwei spezifische magnetische Platten 51 und 52, die die spezifische magnetische Plattengruppe 54 bilden, ausgebildet und wird die Mehrzahl spezifischer Durchdringungsöffnungen 40a so angeordnet, dass zumindest Bereiche spezifischer Durchdringungsöffnungen 40a in einer Radialposition zueinander verschieden sind und einander teilweise, gesehen in der Axialrichtung, so überlappen, dass sie nacheinander in der Radialrichtung R ausgehend von der Welleneinsetzöffnung 20 (der Innenöffnungsdurchdringungsöffnung 41) zu der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a (der Außenöffnungsdurchdringungsöffnung 42) (kommunizierend) in Verbindung stehen. Mit anderen Worten, die Stapelreihenfolge der spezifischen magnetischen Platten 51 und 52 in der spezifischen magnetischen Plattengruppe 54 ist so festgelegt, dass zwei durchgehende spezifische Durchdringungsöffnungen 40a in der Verbindungsreihenfolge in der Radialrichtung R in der Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe 31 geteilt in die zwei spezifische magnetische Platten 51 und 52, die zueinander in der Axialrichtung L benachbart sind, angeordnet sind und die spezifische Durchdringungsöffnung 40a auf der stromabwärtigen Seite (der Seite der Außenöffnungsdurchdringungsöffnung 42) radial in der nach außen gerichteten Richtung R2 der spezifischen Durchdringungsöffnung 40a auf der stromaufwärtigen Seite (der Seite der Innenöffnungsdurchdringungsöffnung 41) angeordnet ist.
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Ein Vorsehen des Aufbaus, wie oben angegeben, macht es möglich, die Größe (insbesondere die Größe in der Radialrichtung R) der spezifischen Durchdringungsöffnung 40a, die in spezifischen magnetischen Platten 51 und 52 ausgebildet sind, zu verringern, wodurch es möglich wird, den radialen Verbindungsdurchgang 30 auszubilden, während die Festigkeit der jeweiligen spezifischen magnetischen Platten 51 und 52, die den Rotorkern 3 bilden, auf geeignete Weise sichergestellt wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie es in 6B gezeigt ist, die spezifische magnetische Plattengruppe 54 durch vier spezifische magnetische Platten 51 und 52 gebildet. Genauer gesagt, wird die spezifische magnetische Plattengruppe 54 durch Stapeln einer ersten Einheit, die durch Stapeln einer Mehrzahl (in dem vorliegenden Beispiel zwei) der ersten spezifischen magnetischen Platten 51 in derselben Phase in der Axialrichtung L ausgebildet wird, und einer zweiten Einheit, die durch eine Mehrzahl (in dem vorliegenden Beispiel zwei) der zweiten spezifischen magnetischen Platten 52 in derselben Phase in der Axialrichtung L ausgebildet wird, in der Axialrichtung L ausgebildet. Aus diesem Grund weist in der vorliegenden Ausführungsform der Pfad des radialen Verbindungsdurchgangs 30, der durch die Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe 31 ausgebildet wird, einen Bereich auf, in dem die spezifischen Durchdringungsöffnungen 40a, die in den zueinander in der Axialrichtung L benachbarten zwei spezifischen magnetischen Platten 51 und 52 ausgebildet sind, in der Radialrichtung R zueinander verschoben sind, so dass sie in der Axialrichtung L miteinander nur in einem Teilgebiet in der Radialrichtung R (kommunizierend) verbunden sind, zusätzlich zu einem Bereich, in dem die spezifischen Durchdringungsöffnungen 40a, die in den in der Axialrichtung L zueinander benachbarten zwei spezifischen magnetischen Platten 51 und 52 ausgebildet sind, in derselben Position in der Radialrichtung R angeordnet sind, so dass sie in der Axialrichtung L miteinander in einem gesamten Gebiet in der Radialrichtung R (kommunizierend) verbunden sind. Zusätzlich ist der erstere Bereich in einem Grenzbereich (einem Grenzbereich zwischen der ersten Einheit und der zweiten Einheit) zwischen der ersten spezifischen magnetischen Platte 51 und der zweiten spezifischen magnetischen Plate 52 ausgebildet und ist der letztere Bereich in einem Grenzbereich zwischen den ersten spezifischen magnetischen Platten 51 in der ersten Einheit und in einem Grenzbereich zwischen den zweiten spezifischen magnetischen Platten 52 in der zweiten Einheit ausgebildet.
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Außerdem sind auch die normalen magnetischen Platten 53 in der Axialrichtung L auf beiden Seiten der spezifischen magnetischen Plattengruppe 54 so angeordnet, dass die spezifische magnetische Plattengruppe 54 zwischen die normalen magnetischen Platten 53, wie es in 6 und 7 gezeigt ist, eingefügt ist. Die normale magnetische Platte 53 weist einen Sperrbereich bzw. sperrenden Bereich 53a auf, der die spezifische Durchdringungsöffnung 40a in einer Position, die mit der spezifischen Durchdringungsöffnung 40a gesehen in der Axialrichtung überlappt, versperrt. Als ein Ergebnis sind beide Seiten des radialen Verbindungsdurchgangs 30 in der Axialrichtung L, der durch die Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe 31 ausgebildet ist und den Welleneinsetzbereich 20 mit der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a (kommunizierend) verbindet, durch die normale magnetische Platte 53 versperrt bzw. blockiert und der radiale Verbindungsdurchgang 30 kann auf geeignete Weise das Kühlmittel, das von dem Kühlmittelzuführbereich 80 zugeführt wird (siehe 2) zu der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a zuführen. Zusätzlich weist in der vorliegenden Ausführungsform, wie es in 5 gezeigt ist, die normale magnetische Platte 53 einen plattenähnlichen Bereich auf, der sich über ein gesamtes Gebiet in der Radialrichtung R zwischen dem Welleneinsetzbereich 20 und der spezifischen magnetischen Widerstand-Öffnung 22a erstreckt, und bildet der plattenähnliche Bereich den Blockierbereich 53a.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist nur eine spezifische magnetische Plattengruppe 54 in dem axialen Mittelbereich des Rotorkerns 3 vorgesehen, und ist, wie es in 1 und 2 gezeigt ist, ein radialer Verbindungsdurchgang 30 für jede der Mehrzahl (in dem vorliegenden Beispiel acht) spezifischer magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22a in dem axialen Mittelbereich des Rotorkerns 3 ausgebildet. Außerdem ist, wie es aus 1 und 6B klar wird, die Anzahl normaler magnetischer Platten 53, die den Rotorkern 3 bilden, größer als die Anzahl (in dem vorliegenden Beispiel vier) der spezifischen magnetischen Platten 51 und 52, die den Rotorkern 3 bilden. Außerdem kann, wenn das Verhältnis der Anzahl normaler magnetischer Platten zu der Anzahl spezifischer magnetischer Platten 51 und 52 steigt, die Festigkeit des Rotorkerns 3 verbessert werden. Beispielsweise kann die Anzahl normaler magnetischer Platten 53 zwischen 20 bis 30 Mal die Anzahl spezifischer magnetischer Platten 51 und 52 sein. Zusätzlich werden, in einem Fall, in dem die Dicke in der Axialrichtung L jeder der spezifischen magnetischen Platten 51 und 52 verschieden zu der der normalen magnetischen Platte 53a ist, die Anzahl spezifischer magnetischer Platten 51 und 52 und die Anzahl normaler magnetischer Platten 53a, die so umgerechnet werden, dass die Dicke jeder der spezifischen magnetischen Platten 51 und 52 und die der normalen magnetischen Platten 53a gleich zueinander sind, miteinander verglichen.
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3. Weitere Ausführungsformen
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Zuletzt werden weitere Ausführungsformen der rotatorischen Elektromaschine gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zusätzlich können Anordnungen, die in den jeweiligen unten beschriebenen Ausführungsformen offenbart werden, auch angewendet werden, indem sie mit Anordnungen, die in den anderen Ausführungsformen offenbart sind, kombiniert werden, solange keine Unstimmigkeit auftritt.
- (1) In der oben genannten Ausführungsform wurde beispielhaft ein Aufbau beschrieben, in dem jeder der Mehrzahl von Magnetpolen durch drei Permanentmagnete 11 ausgebildet ist. Dennoch ist die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern es ist auch möglich, einen Aufbau, in dem ein Magnetpol durch eine anders als ”drei” lautende Mehrzahl von Permanentmagneten 11 ausgebildet ist, und einen Aufbau, in dem ein Magnetpol durch einen Permanentmagneten 11 ausgebildet ist, anzuwenden.
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8 zeigt als ein Beispiel einen Aufbau, in dem der eine Magnetpol durch zwei Permanentmagneten 11 ausgebildet ist. Zusätzlich wird in 8 ähnlich zu 2 ein Gebiet (eine Partition) in der Umfangsrichtung C, das einen Magnetpol bildet, durch ein Symbol „P” angegeben. Auch in dem vorliegenden Beispiel wird ähnlich zu der oben erwähnten Ausführungsform, der Rotorkern 3 unter Verwendung zweier Typen spezifischer magnetischer Platten aus der ersten spezifischen magnetischen Platte 51 (siehe 9) und der zweiten spezifischen magnetischen Platte (siehe 10) ausgebildet.
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In einem Beispiel, das in 8 gezeigt ist, ist anders als in der oben erwähnten Ausführungsform, die spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a nicht in einer Position in einem gleichen Abstand von jedem der Mehrzahl von Permanentmagneten 11, die den entsprechenden Magnetpol bilden, vorgesehen, sondern so ausgebildet, dass sie einen Grenzbereich zwischen den zwei in der Umfangsrichtung C zueinander benachbarten Partitionen P überspannt. Genauer gesagt, ist in dem vorliegenden Beispiel die spezifische magnetischer Widerstand-Öffnung 22a in einer Position in einem gleichen Abstand von jedem der Mehrzahl (in diesem Beispiel zwei) von Permanentmagneten 11, die in einer Partition S enthalten sind, die durch Verschieben der Partition P um einen halben „pitch” bzw. eine halbe Teilkreisteilung der Partition P (eine Hälfte des Umfangsgebiets, das durch die Partition P besetzt wird) in der Umfangsrichtung C ausgebildet wird, vorgesehen. Zusätzlich ist auch in einem Beispiel, das in 8 gezeigt ist, in dem gesamten Rotorkern 3 eine Mehrzahl (genauer gesagt, die gleiche Anzahl wie die des Magnetpols) von spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22a entsprechend jedem der Mehrzahl von Magnetpolen vorgesehen.
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Des Weiteren sind in einem Beispiel, das in 8 gezeigt ist, anders als in der oben erwähnten Ausführungsform, die Innenöffnungsdurchdringungsöffnung 41 und die Außenöffnungsdurchdringungsöffnung 42 in der ersten spezifischen magnetischen Platte 51 (siehe 9), die dieselbe spezifische magnetische Platte ist, ausgebildet. Zusätzlich ist in einem Beispiel, das in 8 gezeigt ist, anders als in der oben erwähnten Ausführungsform, eine Form der Volldurchdringungsöffnung 43, gesehen in der Axialrichtung, nicht eine Kreisform sondern eine elliptische Form, genauer gesagt, eine elliptische Form, in der eine Richtung einer längeren Achse einer Ellipse mit der Umfangsrichtung C übereinstimmt (siehe 10). Zusätzlich ist eine Form von spezifischen Durchdringungsöffnungen 40a, gesehen in der Axialrichtung, nicht auf eine Kreisform, eine elliptische Form und eine Form, in der ein Bogen mit einer graden Linie verbunden ist, beschränkt, sondern kann auch eine Form aufweisen, in der nur die graden Linien miteinander verbunden sind (beispielsweise eine dreieckige Form, eine rechteckige Form oder ähnliches).
- (2) In der oben erwähnten Ausführungsform wurde beispielhaft ein Aufbau beschrieben, in dem der radiale Verbindungsdurchgang 30 in dem axialen Mittelbereich des Rotorkerns 3 ausgebildet ist. Dennoch ist die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt und es kann auch ein Aufbau, in dem der radiale Verbindungsdurchgang 30 in einer Position, die von dem axialen Mittelbereich des Rotorkerns 3 zu irgendeiner der Seiten in der Axialrichtung L verschoben ist, angewendet werden. Beispielsweise kann ein Aufbau angewendet werden, in dem der radiale Verbindungsdurchgang 30 in dem Axialrichtungsendbereich des Rotorkerns 3 ausgebildet ist. In solch einem Aufbau kann, anders als in der oben erwähnten Ausführungsform, ein Aufbau angewendet werden, in dem der Endflächenöffnungsbereich 23 der spezifischen magnetischer-Widerstandsöffnung 22a nur in einer Endfläche der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a auf einer Seite entgegengesetzt zu der Seite, in der der radiale Verbindungsdurchgang 30 in der Axialrichtung L ausgebildet ist, vorgesehen ist.
- (3) In der oben erwähnten Ausführungsform wurde beispielhaft ein Aufbau beschrieben, in dem die radialen Verbindungsdurchgänge 30, die den jeweiligen spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a entsprechen, in derselben Position (genauer gesagt, dem axialen Mittelbereich des Rotorkerns 3) in der Axialrichtung L ausgebildet sind. Dennoch ist die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt und es kann ein Aufbau angewendet werden, in dem die radialen Verbindungsdurchgänge 30, die mindestens zwei spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22a entsprechen, an in der Axialrichtung L verschiedenen Positionen ausgebildet sind. In solch einem Aufbau ist, anders als in der oben erwähnten Ausführungsform, die spezifische Durchdringungsöffnung 40a zum Ausbilden des radialen Verbindungsdurchgangs 30 in den spezifischen magnetischen Platten 51 und 52 nur in der Anzahl von Partitionen P, die kleiner als die Anzahl von Magnetpolen ist, vorgesehen.
- (4) In der oben erwähnten Ausführungsform wurde beispielhaft ein Aufbau beschrieben, in dem ein radialer Verbindungsdurchgang 30 für jede der Mehrzahl von spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnungen 22a ausgebildet ist. Dennoch ist die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jedoch nicht hierauf beschränkt und es kann ebenso ein Aufbau angewendet werden, in dem die spezifischen magnetischen Plattengruppen 54 in einer Mehrzahl von Positionen des Rotorkerns 3 in der Axialrichtung L vorgesehen sind und die Mehrzahl von radialen Verbindungsdurchgängen 30, die in verschiedenen Positionen in der Axialrichtung ausgebildet sind, für eine spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a ausgebildet sind. Auch in einem solchen Fall ist es wünschenswert, dass die Anzahl normaler magnetischer Platten 53, die den Rotorkern 3 bilden, größer als die Anzahl spezifischer magnetischer Platten 51 und 52, die den Rotorkern 3 bilden, ist. Zusätzlich ist es auch möglich, einen Aufbau anzuwenden, indem die Anzahl normaler magnetischer Platten 53, die den Rotorkern 3 bilden, kleiner ist als die Anzahl spezifischer magnetischer Platten 51 und 52, die den Rotorkern 3 bilden.
- (5) In der oben erwähnten Ausführungsform wurde beispielhaft eine Aufbau beschrieben, in dem die spezifische magnetische Plattengruppe 54 durch zwei Typen spezifischer magnetischer Platten aus der ersten spezifischen magnetischen Platte 51 und der zweiten spezifischen magnetischen Platte 52 gebildet wird. Dennoch ist die Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt und es kann ebenso ein Aufbau angewendet werden, in dem die spezifische magnetische Plattengruppe 54 durch drei Typen oder mehr (beispielsweise drei Typen) spezifischer magnetischer Platten ausgebildet wird. Ein Erhöhen der Typen der spezifischen magnetischen Platten macht es einfach, das Kühlmittel in dem radialen Verbindungsdurchgang 30 strömen zu lassen.
Des Weiteren ist es auch möglich, einen Aufbau anzuwenden, in dem die spezifische magnetische Plattengruppe 54 durch Stapeln der Mehrzahl spezifischer Platten in der Axialrichtung L außer Phase ausgebildet wird, nur unter Verwendung eines Typs einer spezifischen magnetischen Platten, die mit der Mehrzahl von Partitionen P, in denen die Formungspositionen (die Position in der Radialrichtung R) der spezifischen Durchdringungsöffnung 40a verschieden zueinander sind, ausgebildet ist. In diesem Fall ist es beispielsweise auch möglich, einen Aufbau anzuwenden, in dem die spezifische magnetische Plattengruppe 54 so ausgebildet ist, dass sie einen Bereich aufweist, in dem zwei spezifische magnetische Platten um 45° in der Umfangsrichtung C verschoben sind und in der Axialrichtung L aufeinandergestapelt sind, unter Verwendung der spezifischen magnetischen Platte, die den Aufbau aufweist, in dem die Partition P, die in 3 gezeigt ist, und die Partition P, die in 4 gezeigt ist, abwechselnd entlang der Umfangsrichtung C angeordnet sind.
- (6) In der oben erwähnten Ausführungsform wurde beispielhaft ein Aufbau beschrieben, in dem die spezifische Durchdringungsöffnung 40a, die die Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe 31 bildet, auch die Voll-Durchdringungs-Öffnung 43 zusätzlich zu der Innenöffnungsdurchdringungsöffnung 41 und der Außenöffnungsdurchdringungsöffnung 42 aufweist. Dennoch ist die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern es kann, als eine Anordnung, in der der Endbereich, der radial in einer nach außen gerichteten Richtung R2 der Innenöffnungsdurchdringungsöffnung 41 vorgesehen ist, radial in einer nach außen gerichteten Richtung R2 des Endbereichs, der radial in einer nach innen gerichteten Richtung R1 der Außenöffnungsdurchdringungsöffnung 42 vorgesehen ist, angeordnet ist, die Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe 31 nur durch die Innenöffnungsdurchdringungsöffnung 41 und die Außenöffnungsdurchdringungsöffnung 42 ausgebildet sein.
- (7) In der oben erwähnten Ausführungsform wurde beispielhaft ein Aufbau beschrieben, in dem jede der spezifischen Durchdringungsöffnungen 40a in dem Umfangsmittelbereich in der Partition P ausgebildet ist und die Erstreckungsrichtung des radialen Verbindungsdurchgangs 30, der so ausgebildet ist, dass er sich in der Radialrichtung R erstreckt, eine Richtung ist, die parallel zu der Radialrichtung R ist. Dennoch ist die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt, und es ist auch möglich, einen Aufbau anzuwenden, in dem mindestens ein Bereich der spezifischen Durchdringungsöffnung 40a in einer Position verschieden zu dem Umfangsmittelbereich in der Partition P ausgebildet ist und die Erstreckungsrichtung des radialen Verbindungsdurchgangs 30 eine Richtung ist, die sich mit der Radialrichtung R kreuzt.
- (8) In der oben erwähnten Ausführungsform wurde, wie es in 1 gezeigt ist, beispielhaft ein Aufbau beschrieben, in dem keine Endplatte mit den Endflächen auf beiden Seiten des Rotorkerns 3 in der Axialrichtung vorgesehen ist. Dennoch ist die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt und es ist auch möglich, einen Aufbau anzuwenden, in dem eine Endplatte, die einen plattenähnlichen Bereich, der mit der Magneteinsetzöffnung 21, gesehen in der Axialrichtung, überlappt, in einer oder beiden der Endflächen des Rotorkerns 3 in der Axialrichtung L vorgesehen ist. In solch einem Aufbau ist es bevorzugt, einen Aufbau anzuwenden, in dem die Endplatte die Durchdringungsöffnung, die sich in der Axialrichtung L erstreckt, in mindestens einer Position entsprechend dem Endflächenöffnungsbereich 23 der spezifischen magnetischer-Widerstand-Öffnung 22a so aufweist, dass die Kühlmittelzufuhr zu dem Spulenendbereich 6 erlaubt wird.
- (9) Die in der vorliegenden Spezifikation offenbarten Ausführungsformen sind unter allen Gesichtspunkten betreffend andere Anordnungen Beispiele und die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen sind nicht hierauf beschränkt. Das heißt, es ist auch möglich, Anordnungen, die in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung nicht beschrieben sind, in dem Umfang, der die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht verlässt, auf geeignete Weise zu modifizieren.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung kann auf geeignete Weise in der rotatorischen Elektromaschine angewendet werden, die einen Rotor, der einen Rotorkern, der durch Aufeinanderstapeln einer Mehrzahl magnetischer Platten, die eine Ringplattenform aufweisen, in einer Axialrichtung ausgebildet wird, einen Permanentmagneten, der in einer Magneteinsetzöffnung, die in einem Rotorkern ausgebildet ist, eingesetzt ist, und eine Rotorwelle, die in einer Welleneinsetzöffnung, die von einer Innenumfangsfläche des Rotorkerns umgeben ist, eingesetzt wird, aufweist, und einen Stator aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- rotatorische Elektromaschine
- 2
- Rotor
- 3
- Rotorkern
- 4
- Stator
- 5
- Statorkern
- 6
- Spulenendbereich
- 10
- Rotorwelle
- 11
- Permanentmagnet
- 20
- Welleneinsetzöffnung
- 21
- Magneteinsetzöffnung
- 22a
- spezifische magnetischer-Widerstand-Öffnung (magnetischer-Widerstand-Öffnung)
- 23
- Endflächenöffnungsbereich
- 30
- radialer Verbindungsdurchgang
- 31
- Verbindungsdurchdringungsöffnungsgruppe
- 40a
- spezifische Durchdringungsöffnung (Durchdringungsöffnung)
- 41
- Innenöffnungsdurchdringungsöffnung
- 42
- Außenöffnungsdurchdringungsöffnung
- 50
- magnetische Platte
- 51
- erste spezifische magnetische Platte (spezifische magnetische Platte)
- 52
- zweite spezifische magnetische Platte (spezifische magnetische Platte)
- 53
- normale magnetische Platte
- 53a
- Blockierbereich
- 54
- spezifische magnetische Plattengruppe
- L
- Axialrichtung
- R
- Radialrichtung
- R1
- radial nach innen gerichtete Richtung
- R2
- radial nach außen gerichtete Richtung