DE69811057T2

DE69811057T2 - Rotorkern für reluktanzmotoren

Info

Publication number: DE69811057T2
Application number: DE69811057T
Authority: DE
Inventors: Yukio Honda; Shinichiro Kawano; Hiroyuki Kiriyama; Noriyoshi Nishiyama; Hiroshi Sawada
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2018-03-12
Also published as: US6300703B1; EP1111755A1; DE69816675D1; EP1111755B1; CN1254902C; EP0966784A1; WO1998040952A1; CN1250553A; US6259181B1; EP0966784B1; DE69811057D1; DE69816675T2

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft die Konstruktion bzw. den Aufbau eines Rotorkerns oder Läuferblechpakets eines Reluktanzmotors, welcher das Reluktanzdrehmoment verwendet.

Stand der Technik

Infolge des Vorteils, dass bei einem Reluktanzmotor im Gegensatz zu einem Induktionsmotor ein sekundärer Kupferverlust des Rotors bzw. Läufers nicht erzeugt wird, gewinnt der Reluktanzmotor als Antriebsmotor für ein elektrisches Fahrzeug, einer Werkzeugmaschine und dergleichen beträchtlich an Bedeutung. Jedoch besitzt dieser Reluktanzmotor im Allgemeinen einen geringen Leistungsfaktor und erfordert deshalb eine Verbesserung der Konstruktion des Rotorkerns, des Antriebsverfahrens usw., um für industrielle Zwecke eingesetzt werden zu können. In den vergangenen Jahren ist eine Technologie zum Verbessern des Leistungsfaktors durch Bereitstellen von Magnetflussbarrieren bzw. Magneaflusssperren in mehreren Reihen auf einem Kernblech des Rotorkerns entwickelt worden, wie es in dem Dokument mit dem Titel "Development of Multi-Flux-Barner Type Synchronous Reluctance Motor" von Yukio Honda u. a. in Proceedings Nr. 1029, veröffentlicht am 10. März 1996 für die Nationale Konferenz 1996 der Electrical Society, Japan beschrieben ist.
Die Fig. 31 bis 33 zeigen ein Beispiel des Aufbaus eines Rotorkerns dieses verbesserten, bekannten Reluktanzmotors. In Fig. 31 sind eine Reihe von bogenförmigen Magnetflusssperren 162 auf einem kreisförmigen Kernblech 161, das durch eine elektromagnetische Stahlplatte gebildet ist, vorgesehen, um einer Achse 163 des Kernblechs 161 konvex gegenüber zu liegen. Jede Magnetflusssperre 162 weist einen durchgehenden Schlitz von ca. 1 mm in der Breite auf und wird mittels einer Stanze oder Presse hergestellt. Um dem Kernblech 161 Festigkeit gegen die Zentrifugalkraft, die auf das Kernblech 161 während dessen Rotation einwirkt, zu verleihen, wird eine äußerer Umfangsrand 164 mit einer vorbestimmten Breite an einer äußeren Peripherie bzw. an einem Außenumfang des Kernblechs 161 vorgesehen.
Durch Laminieren von 10 und mehr Kernblechen 161 aufeinander auf einer Rotorwelle 165 wird ein Rotorkern 166 erhalten, wie es in Fig. 32 gezeigt ist. Wenn dieser Rotorkern 166 in einen Stator 167 eingesetzt wird, wie es in Fig. 33 gezeigt ist, wirkt durch eine Vielzahl von Feldabschnitten 168 des Stators 167 ein magnetisches Drehfeld auf den Rotorkern 166 ein, sodass ein Reluktanzdrehmoment T erzeugt wird. Dieses Reluktanzdrehmoment T wird durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt:
T = Pn(Ld - Lq)id · iq --- (1)
Bei der vorstehend erwähnten Formel (1) bezeichnet "Pn" die Zahl an Polpaaren, "Ld" eine Längsachseninduktion bzw eine Längsfeldinduktivität, "Lq" eine Querachseninduktion bzw. Querfeldinduktivität, "id" einen Längsachsenstrom und "iq" einen Querachsenstrom. Es ist aus der Formel (1) erkennbar, dass die Leistung der Reluktanzmotors auf der Größe (Ld - Lq) beruht. Um (Ld - Lq) zu erhöhen, ist es übliche Praxis, dass die vorstehend erwähnten Magnetflusssperren 162, die durch die Schlitze gebildet sind, an dem Kernblech 161 so vorgesehen werden, dass sie einem magnetischen Querachsen- Magnetweg, welcher die Schlitze überquert, Widerstand verleihen, während der magnetische Längsachsenweg, der zwischen den Schlitzen verläuft, sichergestellt ist.
Bei dem vorstehend erwähnten Aufbau des bekannten Rotorkerns 166 werden die Schlitze, die jeweils eine Breite von ca. 1 mm aufweisen, auf dem Kernblech 161 durch eine Stanze oder Presse hergestellt und ein Streifen wird zwischen benachbarten Schlitzen in der Weise vorgesehen, dass die Streifen mit einer vorbestimmten Breite durch den äußeren umlaufenden Rand 164 miteinander verbunden sind.
Da bei diesem Aufbau des bekannten Rotorkerns 166 der Querachsen- Magnetfluss jeden Schlitz durchdringt, nimmt der Wert der Querfeldinduktivität Lq zu, so dass das Reluktanzdrehmoment T abnimmt. Wenn demgegenüber die Breite jedes Schlitzes erhöht wird, um den Querachsen-Magnetfluss zu verringern, wird die Breite jedes Streifens verringert, so dass der Wert der Längsfeldinduktivität Ld verringert wird, wodurch der Wert des Reluktanzdrehmoment T ebenfalls abnimmt.
Wenn bei dem Aufbau des bekannten Rotorkerns 166 die Drehzahl des Motors erhöht wird, kann durch die Zentrifugalkraft eine Beanspruchungskonzentration in der Nähe der radial innenliegenden Schlitze des Kernblechs 161 hervorgerufen werden, insbesondere an dem äußeren peripheren Rand 164 an einem radial am weitesten innenliegenden Schlitz des Kernblechs 161, was möglicherweise zu einer Verformung des Rotrokerns 166 führt.
Eine große Beanspruchung wird aus den folgenden Gründen an dem außenliegenden Umfangsrand bzw. dem äußeren peripheren Rand 164 an den radial innenliegenden Schlitzen des Kernblechs 161 auftreten Die radial außenliegenden Streifen des Kernblechs 161, welche durch den äußeren peripheren Rand 164 gehalten werden, besitzen eine kurze Länge und daher ein geringes Gewicht. Jedoch nimmt die Länge der radial innenliegenden Streifen des Kernblechs 161, die durch den äußeren peripheren Rand 164 gehalten werden, allmählich zu, so dass sie allmählich ein höheres Gewicht aufweisen. Daher nimmt die Zentrifugalkraft, die durch die Rotation des Rotorkerns 166 hervorgerufen wird, allmählich in Richtung des radial am weitesten innenliegenden Schlitzes des Kernbleches 161 entlang des äußeren peripheren Randes 164 zu. Durch Antrieb des Rotorkerns 166 für seine Rotation werden weiterhin die Streifen, welche in Richtung der Mitte des Rotorkerns 166 hervorstehen bzw. weisen, aus dem Rotorkern 166 gedrängt. Im Ergebnis würden die Streifen, welche in Richtung der Mitte des Rotorkerns 166 hervorstehen bzw. weisen, durch den äußeren peripheren Rand 164 nach außen gedrückt werden, um aus dem Rotorkern 166 hervorzustehen. Gleichzeitig nimmt die Länge der Streifen in Richtung des radial am weitesten innenliegenden Schlitzes des Kernblechs 161 entlang des äußeren peripheren Randes 164 zu und erzeugt daher eine größere Kraft zum Herausdrücken des außenliegenden Umfangsrandes 164 nach außen. Da sich der Ort auf dem Kernblech 161 dem Beanspruchungskonzentrationsabschnitten an dem äußeren peripheren Rand 164 an dem radial am weitesten innenliegenden Schlitz des Kernbleches 161 annähert, nimmt die Kraft zum Verformen des Rotorkerns 166 außerordentlich zu.
Wenn daher die Breite des äußeren peripheren Randes 164 erhöht wird, um die Verformung des Rotorkerns 166 sogar zum Zeitpunkt einer Rotation des Rotorkerns 166 mit hoher Drehzahl zu verhindern, wird der äußere periphere Rand 164, der die Streifen miteinander verbindet, keiner magnetischen Sättigung unterworfen. Da daher der Querachsen-Magnetfluss durch den außenliegenden Umfangsrand 164 austritt, nimmt die Querfeldinduktivität Lq einen großen Wert an, so dass der Rotorkern 166 nicht für seine Rotation effizient angetrieben werden kann.
Der Artikel von A. Vagati mit dem Titel "The synchronous reluctance solution. A new alternative in A. C. drives", in PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDUSTRIAL ELECTRONIC CONTROL AND 1 INSTRUMENTATION, Bd. 1, Nr. Conf. 20, 5 bis 9 September 1994, Bologna offenbart ein Rotorkernlaminierung und einen entsprechenden Rotor.

Offenbarung der Erfindung

Demzufolge besitzt die vorliegende Erfindung die Aufgabe, im Hinblick auf die Beseitigung der Nachteile der bekannten Rotorkerne einen Rotorkern bereitzustellen, welcher für seine Rotation durch ein ausreichendes Reluktanzdrehmoment angetrieben wird, um die Leistung eines Motors zu verbessern.
Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen Rotorkern bereit, bei dem eine Reihe von Kernblechen aufeinander auf einer Rotorwelle laminiert werden und eine Vielzahl von Schlitzen sowie eine Vielzahl von Streifen abwechselnd in radialer Richtung jedes der Kernbleche so angeordnet sind, dass sie einer Mitte jedes der Kernbleche derart konvex gegenüber stehen, dass ein äußerer peripherer Rand bzw. Umfangsrand zwischen einer äußeren peripheren Kante jedes der Kernbleche und jedem der gegenüberliegenden Enden jedes der Schlitze gebildet ist, wobei vorgesehen ist: ein Beanspruchungskonzentrationsabschnitt, welcher an einem Bereich des äußeren peripheren Randes vorgesehen ist und eine Breite aufweist, die größer ist als die der verbleibenden Abschnitte des äußeren peripheren Randes.
Da der Abschnitt des äußeren peripheren Randes für den Beanspruchungskonzentrationsabschnitt, der einer großen Zentrifugalkraft ausgesetzt ist, die große Breite besitzt, wird durch diese Anordnung des Rotorkerns der vorliegenden Erfindung der Rotor sogar bei einer Rotation mit hohen Drehzahlen nicht verformt. Da weiterhin die verbleibenden Abschnitte des äußeren peripheren Randes dünn ausgeführt sind, wird der magnetische Fluss bzw. der Magnetfluss, der dort hindurch strömt, gesättigt, so dass die Haltbarkeit des Rotors ohne Verringerung des Verhältnisses der Längsfeldinduktivität Ld zu der Querfeldinduktivität Lq, d. h. (Ld/Lq) sichergestellt werden kann.
Diese Zielsetzung und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen hierzu unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren deutlicher zu Tage treten, wobei gleiche Bauteile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Rotorkerns gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf ein Kernblech eines Rotorkerns, das eine erste Modifikation des Rotorkerns der Fig. 1 darstellt.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf ein Kernblech eines Rotorkerns, welches eine zweite Modifikation des Rotorkerns der Fig. 1 darstellt.
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf ein Kernblech des Rotorkerns der Fig. 1.
Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines durch einen Kreis umschlossenen Abschnitts V in Fig. 4.
Fig. 6 ist eine Ansicht ähnlich zu der der Fig. 5, welche insb. diese Modifikation zeigt.
Fig. 7 ist eine Ansicht, welche die Abmessungen des Kernbleches der Fig. 4 bei Versuchen wiedergibt.
Fig. 8 ist einen graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Versuche der Fig. 7 wiedergibt.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf ein Kernblech eines Rotorkerns gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 ist eine vergrößerte Ansicht eines durch einen Kreis umschlossenen Abschnitts X in Fig. 9.
Fig. 11 ist eine fragmentarische Draufsicht auf das Kernblech der Fig. 9.
Fig. 12 ist eine weitere fragmentarische Draufsicht des Kernblechs der Fig. 9.
Fig. 13 ist eine Draufsicht auf ein Kernblech eines Rotorkerns gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 14 ist eine erläuternde Ansicht eines Längsachsen-Magnetflusswegs in dem Kernblech der Fig. 13.
Fig. 15 ist eine erläuternde Ansicht eines Querachsen-Magnetflusswegs in dem Kernblech der Fig. 13.
Fig. 16 ist eine fragmentarische Draufsicht auf eine erste Modifikation des Kernblechs der Fig. 13.
Fig. 17 ist eine fragmentarische Draufsicht einer zweiten Modifikation der Kernblechs der Fig. 13.
Fig. 18A bis 18F sind fragmentarische Draufsichten, welche konkrete Beispiele des Kernbleches der Fig. 13 wiedergeben.
Fig. 19 ist eine fragmentarische Draufsicht eines Kernblechs eines Rotors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 20 ist eine Draufsicht auf ein Kernblech, welches in einem Rotorkern gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 21 ist eine Draufsicht auf ein weiteres Kernblech, welches in dem Rotorkern der Fig. 20 verwendet wird.
Fig. 22 ist eine Schnittansicht des Rotorkerns der Fig. 20, welche eine Anordnung der Kernbleche der Fig. 20 und 21 wiedergibt.
Fig. 23 ist eine Schnittansicht der Rotorkerns der Fig. 20, welche eine weitere Anordnung der Kernbleche der Fig. 20 und 21 wiedergibt.
Fig. 24 ist eine Schnittansicht eines Rotorkerns gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 25 ist eine Schnittansicht einer ersten Modifikation des Rotorkerns der Fig. 24.
Fig. 26 ist eine Schnittansicht einer zweiten Modifikation des Rotorkerns der Fig. 24.
Fig. 27 ist eine Draufsicht auf ein Kernblech eines Rotorkerns gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 28 ist ein analytisches Diagramm des magnetischen Felds für den Rotorkern der Fig. 27.
Fig. 29 ist eine graphische Darstellung, welche eine Magnetflussdichte in einem Spalt zwischen einem Stator und dem Rotorkern der Fig. 27 wiedergibt.
Fig. 30 ist eine fragmentarische Draufsicht auf das Kernblech der Fig. 27.
Fig. 31 ist eine Draufsicht auf ein Kernblech eines bekannten Rotorkerns.
Fig. 32 ist eine Vorderansicht des bekannten Rotorkerns der Fig. 31.
Fig. 33 ist eine Seitenansicht des bekannten Rotorkerns der Fig. 31, welcher in einen Stator eingesetzt ist.
Fig. 34 ist eine Draufsicht auf ein Kernblech eines weiteren bekannten Rotorkerns.

Bester Modus zum Ausführen der Erfindung

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren erläutert.

(Erstes Ausführungsbeispiel)

In Fig. 1 ist ein kreisförmiges Kern- bzw. Läuferblech 1 aus einer elektromagnetischen Stahlplatte, die eine hohe Permeabilität besitzt, hergestellt. Mehrere bogenförmige Schlitze 3 sind in radialer Richtung des Kernblechs 1 an jeweils vier in Umfangsrichtung einen identischen Abstand zueinander aufweisenden Stellen des Kernblechs 1 so angeordnet, dass sie einem Zentrum bzw. Mittelpunkt des Kernblechs 1 konvex gegenüberstehen in der Weise, dass ein Streifen 2 zwischen benachbarten Schlitzen 3 angeordnete ist. Es ist zu bemerken, dass die Schlitze 3 darüber hinaus parallel zueinander vorgesehen sein können, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Darüber hinaus können die Schlitze 3 an sechs in Umfangsrichtung einen identischen Abstand zueinander aufweisenden Stellen, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, oder an acht in Umfangsrichtung einen identischen Abstand zueinander aufweisenden Stellen des Kernblechs 1 gesehen sein. Diese Kernblech 1 wird durch eine Stanze bzw. Presse oder einen Laser hergestellt. Im Hinblick auf die Magnetwege des Kernblechs 1 und des Gebrauchs des Kernblechs 1 ist es wünschenswert, dass die Streifen 2 bogenförmig ausgebildet sind. Jedoch ist es nicht notwendig, zu betonen, dass die Streifen 2 in einer V-förmigen oder einer U-förmigen Ausgestaltung ausgebildet sein können. Nachdem 10 oder mehr Kernbleche 1 aufeinander laminiert worden sind, um einen Laminatkörper 5 zu bilden, wird eine Rotor- bzw. Läuferwelle 4 durch den Laminatkörper 5 eingeführt und auf diese Weise ein Rotor- bzw. Läuferkern 6 erhalten. Die Kernbleche 1 des laminierten Körpers 5 sind einstückig miteinander durch einen Kleber usw. verbunden.
Wenn der so erhaltenen Rotorkern 6 in einen Stator (nicht gezeigt) eingesetzt wird, wird ein magnetisches Drehfeld dem Rotorkern 6 durch Feldabschnitte, welche durch eine Vielzahl von Zähnen des Stators erzeugt werden, aufgeprägt, so dass ein Reluktanzdrehmoment erzeugt wird. Insbesondere werden bei einem Reluktanzmotor, der diesen Rotorkern 6 besitzt, eine Querfeldinduktivität Lq, die die Streifen 2 quert, und eine Längsfeldinduktivität Ld, welche sich entlang der Streifen 2 erstreckt, miteinander wie folgt verglichen. Da dem Querachsen-Magnetflussweg durch die Schlitze 3 ein Widerstand entgegenwirkt, welcher jeweils durch die Luftlage gebildet ist, deren Permeabilität ca. 1/1000 der Permeabilität der elektromagnetischen Stahlplatte beträgt, gelangt ein Querachsen-Magnetfluss kaum durch die Schlitze 3, so dass die Querfeldinduktivität Lq abnimmt. Da auf der anderen Seite ein Längsachsen-Magnetflussweg durch die Streifen 2 gebildet wird, geht ein Längsachsen-Magnetfluss ohne weiteres durch die Streifen 2 hindurch, so dass die Längsfeldinduktivität Ld zunimmt.
Sogar wenn eine Reihe dieser Schlitze 3 vorgesehen ist, trat ein derartiges Phänomen auf, bei dem gerade ein Teil des Querachsen-Magnetflusses durch die Schlitze 3 hindurch geht. Daher kann angenommen werden, dass der Querachsen-Magnetfluss durch Zunahme der Breite jedes der Schlitze 3 verringert wird. Jedoch nimmt in diesen Fall die Breite jedes der Streifen 2 ab, so dass daher der Längsachsen-Magnetfluss verringert wird. Sogar wenn ein Versuch der Zunahme sowohl der Breite jedes der Streifen 2 als auch der Breite jedes der Schlitze 3 ausgeführt wird, wird die Breite jedes der Streifen 2 abnehmen, was zu einer Reduktion des Längsachsen-Magnetflusses führen wird.
Daher wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein großer bogenförmiger Schlitz 7 mit einer Breite S. die größer ist als die der Schlitze 3, radial einwärts des radial am weitesten innenliegenden Schlitzes 3 vorgesehen, um als eine Unterbrechung für den Querachsen-Magnetfluss zu dienen, wie es in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Der große Schlitz 7 besitzt eine Länge, die im Wesentlichen gleich der des längsten der Schlitze 3 ist, d. h. des radial am weitesten einwärts liegenden Schlitzes 3. Es ist bevorzugt, dass die Breite S des großen Schlitzes 7 nicht geringer ist als die 1,2-fache der Breite der Schlitze 3.
Der radial am weitesten innenliegende Schlitz 3 wird als ein "erster Schütz 3" und die verbleibenden Schlitze 3 als ein "zweiter Schlitz 3", ein "dritter Schlitz 3" usw. aufeinanderfolgend radial nach außen von dem ersten Schlitz 3 ausgehend bezeichnet. Daher wird beispielsweise der zweite Schlitz 3 nach dem ersten Schlitz 3 und radial auswärts zu dem ersten Schlitz 3 vorgesehen sein während der dritte Schlitz 3 im Anschluss zu dem zweiten Schlitz und radial auswärts von dem zweiten Schlitz 3 angeordnet ist.
Fig. 5 zeigt einen außenliegenden peripheren Abschnitt des Kernblechs 1. Ein außenliegender peripherer Rand 10 ist zwischen einer außenliegenden peripheren Kante des Kernbleches 1 und jedem der einander gegenüberliegenden Enden jedes der Schlitze 3 und des großen Schlitzes 7 vorgesehen. Die Streifen 2 sind miteinander ausschließlich durch den außenliegenden peripheren Rand 10 verbunden. Der außenliegende periphere Rand 10 enthält einen ersten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10a zwischen der außenliegenden peripheren Kante des Kernblechs 1 und jedem der gegenüberliegenden Enden des großen Schlitzes 7. Wenn sich der Rotorkern 6 dreht, tritt eine Beanspruchung in Folge der Zentrifugalkraft an dem außenliegenden peripheren Rand 10 auf. Diese Beanspruchung wird in Richtung des radial am weitesten innenliegenden Streifens 2 aus den nachstehenden Gründen größer. Insbesondere ist die Masse eines radial einwärts liegenden Streifens 2, der durch die äußeren peripheren Randabschnitte gehalten wird, größer als die eines radial auswärts liegenden Streifens 2, der durch seine äußeren peripheren Randabschnitte gehalten wird. Da weiterhin jeder Streifen 2 bei der Rotation des Rotorkerns 6 radial nach außen gezogen wird, wird der erste außenliegende periphere Randabschnitt 10a des großen Schlitzes 7, der die größte Länge besitzt, radial auswärts stark zusammengedrückt. Da daher eine maximale Beanspruchung an dem ersten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10a anliegt, wird ein Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 durch den ersten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10a erzeugt.
Demzufolge ist die Breite des außenliegenden peripheren Randes 10 mit der Ausnahme des Beanspruchungskonzentrationsabschnitts 11 gleichförmig, nimmt jedoch auf L1 in dem Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 zu. Da die Breite L1 des außenliegenden peripheren Randabschnitts 10a, d. h. der Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 größer ist als die Breite der verbleibenden Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10, ist es möglich, den Rotorkern 6 mit hoher Drehzahl in Rotation zu versetzen. Insbesondere wird die Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotorkerns 6 erzeugt wird, in Richtung der Mitte des Rotorkerns 6 größer. Sogar wenn die Beanspruchungskonzentration in den Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 auftritt, weist der Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 die Breite L1, die größer ist als die der verbleibenden Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10, auf und kann daher der Zentrifugalkraft, die auf der Drehung des Rotorkerns 6 mit hoher Drehzahl beruht, widerstehen. Es ist bevorzugt, dass die Breite L1 des ersten außenliegenden peripheren Randabschnitts 10a kleiner ist als das 1,5-fache der Breite der verbleibenden Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann der außenliegende periphere Rand 10 mit der Ausnahme des ersten außenliegenden peripheren Randabschnitts 10a des großen Schlitzes 7 für den Beanspruchungskonzentrationsabschnitt in der Weise beseitigt werden, dass die Schlitze 3 zu der außenliegenden peripheren Kante des Kernblechs 1 offen sind. In diesem Fall sollte ein Brückenabschnitt (nicht gezeigt) zum Verbinden benachbarter Streifen 2 an jedem Schlitz 3 vorgesehen werden, um die Streifen 2 daran zu hindern, sich von dem Kernblech 1 zu separieren.
Da die Zentrifugalkraft, die bei Drehung des Rotorkerns 6 auf andere Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10 als den Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 einwirkt, kleiner ist als die Zentrifugalkraft, die auf den Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 einwirkt, kann die Breite der gegenüber dem Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 anderen Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10 kleiner als die Breite L1 des Beanspruchungskonzentrationsabschnitts 11 gemacht werden. Daher ist es für die Breite der gegenüber dem Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 anderen Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10 nicht erforderlich, sie in Übereinstimmung mit der maximalen Beanspruchung, die auf denn Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 einwirkt, zu vergrößern. Sogar wenn die Breite der gegenüber dem Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 anderen Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10 kleiner als vorstehend beschrieben gemacht wird, tritt kein Magnetfluss zwischen benachbarten Streifen 2 aus. Wenn daher die Breite der gegenüber denn Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 anderen Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10 auf einen Wert festgesetzt wird, um eine magnetische Sättigung zu bewirken, kann ein Phänomen, bei dem der Längsachsen-Magnetfluss in Querachsen-Richtung über den außenliegenden peripheren Rand 10 fließt, durch magnetische Sättigung verhindert werden.
Insbesondere strömt der Querachsen-Magnetfluss nicht in die Querachsen- Richtung in jedem der Schlitze. Da jedoch der große Schlitz 7 breiter ist als die Schlitze 3, kann der Querachsen-Magnetfluss weiter verringert werden und auf diese Weise die Querfeldinduktivität Lq verringert werden. Da zu diesem Zeitpunkt der große Schlitz 7 radial einwärts der Streifen 2 angeordnet ist, wird die Breite jedes der Streifen 2 nicht verringert. Auf diese Weise geht der Längsachsen-Magnetfluss durch jeden der Streifen, um in Längsachsen- Richtung zu fließen Mit anderen Worten nimmt der Wert der Längsfeldinduktivität Ld nicht ab. Da demzufolge das Verhältnis der Längsfeldinduktivität Ld zu der Querfeldinduktivität Lq, d. h. (Ld/Lq) zunimmt, kann das Reluktanzdrehmoment T aus der Formel (1), die vorstehend erwähnt worden ist, erhöht werden.
Da weiterhin die Streifen 2 nur durch den außenliegenden peripheren Rand 10 miteinander verbunden sind, fließt der Längsachsen-Magnetfluss durch die Streifen 2 gleichmäßig, so dass ein Austritt bzw. eine Leckage des Längsachsen-Magnetflusses weiter verringert wird und daher das Verhältnis (Ld/Lq) weiter zunimmt.
Die Breite S des großen Schlitzes 7 ist nicht kleiner als das Dreifache der Breite der Schlitze 3, wird jedoch durch die Größe der Rotorwelle 4 bestimmt. Wenn daher die Rotorwelle 4 kleiner ist, kann der große Schlitz 7 weiter vergrößert werden.
Ein Hohlraum kann an der Mitte des Rotorkerns 6 vorgesehen werden, um sich an den großen Schlitz 7 anzuschließen bzw. an diesen anzustoßen oder anzugrenzen oder Harz kann in den Hohlraum eingefüllt werden. In diesem Fall kann der Rotorschaft 4 nicht durch den Rotorkern 6 eingeführt werden. Daher kann ein Paar an Klemmstücken jeweils von den gegenüberliegenden Endflächen der Rotorwelle 4 so hervorstehen, dass sie einander in der Weise gegenüberliegen, dass gegenüberliegende Endabschnitte des Rotorkerns 6 zwischen den Klemmstücken erfasst werden. Durch Erzeugen des Hohlraumes, der sich an den großen Schlitz 7 anschließt, kann die Querfeldinduktivität Lq des Rotorkerns 6 weiter verringert werden.
Wenn Endabschnitte des großen Schlitzes 7 so breit wie ein Mittenabschnitt des großen Schlitzes 7 gemacht werden, nimmt die Breite eines Eingangsbereiches für den Längsachsen-Magnetfluss ebenfalls ab, wodurch eine Reduktion der Längsfeldinduktivität Ld hervorgerufen wird. Es ist daher bevorzugt, dass der große Schlitz 7 im Wesentlichen breiter als die Endabschnitte des großen Schlitzes 7 ist Wenn weiterhin der große Schlitz 7 extrem kurz ist, tritt der Querachsen-Magnetfluss aus dem ersten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10a aus, wodurch eine Reduktion des Verhältnisses (Ld/Lq) hervorgerufen wird. Es ist daher bevorzugt, dass eine Länge des großen Schlitzes 7 nicht größer als das 0,9-fache der Länge des längsten der Schlitze 3 ist.
Versuche, die durch die Erfinder ausgeführt worden sind, haben eine Beziehung zwischen der maximalen Beanspruchung, die auf den Rotorkern 6 einwirkt, und der Breite des außenliegenden peripheren Randes 10 ergeben, wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, enthält der außenliegende periphere Rand 10 zusätzlich zu dem ersten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10a einen zweiten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10b zwischen der außenliegenden peripheren Kante des Kernblechs 1 und jedem der gegenüberliegenden Enden des radial am weitesten innenliegenden Schlitzes 3, d. h. des ersten Schlitzes 3, einen dritten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10c zwischen der außenliegenden peripheren Kante des Kernblechs 1 und jedem der gegenüberliegenden Enden des zweiten Schlitzes 3 und einen vierten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10d zwischen der außenliegenden peripheren Kante des Kernblechs 1 und jedem der gegenüberliegenden Enden des dritten Schlitzes.
In Fig. 7 besitzen der erste, der zweite, der dritte und der vierte außenliegenden periphere Randabschnitt 10a, 10b, 10c und 10d die Breiten 1, 2, 3 und 14. Die Rotorkerne 6, die bei diesen Versuchen untersucht worden sind, besitzen einen Durchmesser von 76,4 mm und sind in 4 Klassen unterteilt, nämlich in eine Klasse 1 mit einer Beziehung von ( 1 : 2 : 3 : 4 = 1 : 1 : 1 : 1), einer Klasse 2 mit einer Beziehung von ( 1 : 2 : 3 : 4 = 1,8 : 1 : 1 : 1), einer Klasse 3 mit einer Beziehung von ( 1 : 2 : 3 4 = 2,6 : 1,8 : 1 : 1) und einer Klasse 4 mit einer Beziehung von ( 1 : 2 : 3 : 4 = 3,5 : 2,6 : 1 : 1). Bei den Versuchen werden maximale Beanspruchungen, die auf die Rotorkerne 6 einwirken, miteinander bei einer Rotation der Rotorkerne 6 bei 600 U/min verglichen. Es ist zu bemerken, dass der Ausdruck "maximale Beanspruchung" eine Beanspruchung wiedergibt, die auf einen Punkt einwirkt, wo die Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotorkerns 6 hervorgerufen wird, konzentriert ist.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist die Beanspruchung bei dem Rotorkern 6 der Klasse 1, bei dem die Breite des außenliegenden peripheren Randes 10 durchgehend gleichförmig ist, bei dem ersten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10a konzentriert. Wenn die Breiten 12, 13 und 14 des zweiten, des dritten und des vierten außenliegenden peripheren Randabschnitts 10b, 10c und 10d, wie bei den Rotorkernen 6 der Klassen 2, 3 und 4, erhöht werden, wird die Beanspruchung verteilt. Daher kann bei Motoren, die einen identischen Durchmesser und eine identische Drehzahl aufweisen, die maximale Beanspruchung durch Verteilen der Beanspruchung verringert werden. Wenn jedoch die Breite des außenliegenden peripheren Randes 10 übermäßig zunimmt, wird der Querachsen-Magnetfluss an dem außenliegenden peripheren Rand 10 nicht gesättigt und strömt daher in Längsachsenrichtung. Daher kann der Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 im Hinblick auf die Drehzahl des Rotorkerns 6, das Material des Kernblechs und die Breite des außenliegenden peripheren Randes 10 ebenfalls zu dem ersten und dem zweiten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10a und 10b oder zu dem ersten bis dritten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10a bis 10c oder mehr verschoben werden.
Wenn dieser Rotorkern 6 für einen Motor verwendet wird, kann der Motor mit hoher Drehzahl und mit einem hohen Drehmoment in Rotation versetzt werden. Ein elektrisches Fahrzeug, ein Kompressor, eine Klimaanlage usw., die diesen Motor verwenden, sind in der Lage, eine hohe Ausgangsleistung bei hoher Performance bereitzustellen. Die Breite des außenliegenden peripheren Randes 10 sollte in Richtung der magnetischen Sättigung minimiert werden, kann jedoch nicht hinsichtlich der Beanspruchung, die auf den außenliegenden peripheren Randabschnitt 10 einwirkt, sehr stark verringert werden. Daher ist es im Falle eines Rotorkerns, der einen Radius von 30 mm oder mehr aufweist, bevorzugt, dass die Breite des außenliegenden peripheren Randes 10 nicht kleiner als 0,2 mm ist. Es ist weiterhin im Falle des Rotorkerns 6 mit einem Radius von 20 mm oder mehr bevorzugt, dass die Breite des außenliegenden peripheren Randes 10 nicht kleiner als 0,1 mm ist.
Es ist bevorzugt, dass die Breite L1 des ersten außenliegenden peripheren Randabschnitts 10a für den Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 größer ist als die der verbleibenden Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10. Jedoch können nicht mehr als 3 der verbleibenden Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10 eine Breite für den Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 aufweisen, die größer ist als die Breite L1 des ersten außenliegenden peripheren Randabschnitts 10a in dem Fall, bei dem die Querfeldinduktivität Lq des Rotorkerns 6 klein ist.
Wenn weiterhin die Schlitze 3 zwischen den Streifen 2 in dem Kernblech 1 durch beispielsweise ein Harz versiegelt sind, kann die Drehfestigkeit des Kernbleches 1 weiter erhöht werden, ohne dass Brückenabschnitte an dem Kernblech 1 bereitzustellen sind. Andere Materialien, die eine geringere Permeabilität aufweisen, wie beispielsweise Aluminium und Hartgummi, können ebenfalls als Abdichtmittel verwendet werden.
Da der sekundäre Kupferverlust nicht bei einem Rotor eines Motors, der einen derartigen Rotorkern verwendet, erzeugt wird, kann der Motor mit hoher Drehzahl in Rotation versetzt werden und ist daher geeignet für den Einsatz in einem Kompressor, in einer Klimaanlage, in einem Kühlschrank und in einem elektrischen Fahrzeug, insbesondere in einem elektrischen Fahrzeug, bei dem spezielle Prioritäten hinsichtlich der Sicherheit gegeben sind.

(Zweites Ausführungsbeispiel)

Die Fig. 9 und 10 zeigen ein Kernblech 1 eines Rotorkerns 6 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist die Breite des außenliegenden peripheren Randes 10 mit der Ausnahme des ersten und des zweiten außenliegenden peripheren Randabschnitts 10a und 10b gleichförmig, nimmt jedoch auf L1 und L2 an dem ersten sowie dem zweiten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10a bzw. 10b in der Weise zu, dass der Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 durch den ersten und den zweiten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10a und 10b gebildet ist. Die Breite L1 des ersten außenliegenden peripheren Randabschnitts 10a ist größer als die Breite L2 des zweiten außenliegenden peripheren Randabschnitts 10b. Durch Bilden des Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 durch den ersten und den zweiten außenliegenden peripheren Randabschnitt 10a und 10b mit den Breiten L1 und L2, die größer sind als die Breite der verbleibenden Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10, wie vorstehend beschrieben, kann der Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 der Zentrifugalkraft, die durch die Rotation des Rotorkerns 6 mit hoher Drehzahl entsteht, widerstehen. Da die Breite der gegenüber dem Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 10 anderen Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10 kleiner ist als die Breiten L1 und L2 des Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11, wird der Magnetfluss an dem außenliegenden peripheren Rand 10 gesättigt und strömt daher nicht durch den außenliegenden peripheren Rand 10. Da andere Konstruktionen des Kernbleches 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ähnlich zu denen des Kernbleches 1 des ersten Ausführungsbeispiels sind, wird zum Zwecke der Kürze auf eine weitere Beschreibung verzichtet.
Angenommen, dass die Breite L1 des ersten außenliegenden peripheren Randabschnittes 10a eine radial am weitesten innenliegende Dimension bzw. Abmessung r1 und eine radial am weitesten außenliegende Dimension r2, die Breite L2 des zweiten außenliegenden peripheren Randabschnitts 10b eine radial am weitesten innenliegenden Dimension r3 und eine radial am weitesten außen liegende Dimension r4, die Breite des dritten außenliegenden peripheren Randabschnitts 10c eine radial am weitesten innenliegende Dimension r5 und eine radial am weitesten außenliegende Dimension r6, die Breite des vierten außenliegenden peripheren Randabschnitts 10d eine radial am weitesten innenliegende Dimension r7 und eine radial am weitesten außenliegende Dimension r8 usw. wie in Fig. 11 gezeigt ist, aufweist, ist die radial am weitesten innenliegende Dimension r1 gleich der radial am weitesten außenliegenden Dimension r2 und die radial am weitesten innenliegende Dimension r3 ist gleich der radial am weitesten außenliegenden Dimension r4. In ähnlicher Weise sind die radial am weitesten innenliegenden Abmessungen und die radial am weitesten außenliegenden Abmessungen der Breiten der verbleibenden außenliegenden peripheren Randabschnitte gleich zueinander. Insbesondere wird die Beziehung (r1 = r2 > r3 = r4 > r5 = r6 = r7 ---) gebildet. Jedoch kann, wie in Fig. 11 gezeigt, die Beziehung von (r1 > r2 > r3 > r4 > r5 = r6 = r7 ---) ebenfalls gebildet werden.
Weiterhin werden die Breiten L1 und L2 des Beanspruchungskonzentrationsabschnitts 11 größer ausgeführt als die Breite der verbleibenden Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes 10. Angenommen, dass der dritte außenliegende periphere Randabschnitt 10c eine Breite L3 aufweist, der vierte außenliegende periphere Randabschnitt 10d eine Breite L4, ein fünfter außenliegender peripherer Randabschnitt 10e eine Breite L5 usw. aufweist, kann eine Beziehung von (L1 ≥ L2 ≥ L3 ≥ L4 ---) ebenfalls gebildet werden.
Alternativ kann eine Beziehung von (r1 ≥ r2 ≥ r3 ≥ r4 ≥ r5 ≥ r6 ---) ebenfalls gebildet werden. Wenn die Endabschnitte des großen Schlitzes 7 und der Schlitze 3 abgerundet sind, wie in Fig. 12 gezeigt ist, kann die Festigkeit des großen Schlitzes 7 und der Schlitze 3 erhöht werden. Hierbei können die Endabschnitte des großen Schlitzes 7 und der radial am weitesten innenliegenden Schlitze 3, die dem Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 11 entsprechen, ebenfalls gerundet sein.

(Drittes Ausführungsbeispiel)

Fig. 13 zeigt ein Kernblech 41, bei dem mehrere bogenförmige Schlitze 43 radial so angeordnet sind, dass sie in konvexer Ausgestaltung einem Zentrum bzw. einem Mittelpunkt des Kernbleches 41 in der Weise gegenüberliegen, dass ein Streifen 42 zwischen benachbarten Schlitzen 43 angeordnet ist. Ein großer Schlitz 47 mit einer Breite, die größer ist als die der Schlitze 43, ist radial einwärts des radial am weitesten innenliegenden der Schlitze 43 angeordnet.
Ein außenliegender peripherer Rand 44 enthält einen ersten außenliegenden Randabschnitt 44a zwischen einer außenliegenden peripheren Kante des Kernbleches 41 und jeder der einander gegenüberliegenden Enden des größen Schlitzes 47 sowie ein zweiter außenliegender peripherer Randabschnitt 44b zwischen der außenliegenden peripheren Kante des Kernbleches 41 und jedem der einander gegenüberliegenden Enden des radial am weitesten innenliegenden Schlitzes 43. Die Breite des außenliegenden peripheren Randes 44 ist mit Ausnahme des ersten und des zweiten außenliegenden peripheren Randabschnittes 44a und 44b gleichförmig, nimmt jedoch an dem ersten und dem zweiten außenliegenden peripheren Randabschitt 44a und 44b in der Weise zu, dass ein Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 46 durch den ersten und den zweiten außenliegenden peripheren Randabschnitt 44a und 44b erzeugt wird.
Weiterhin ist ein Brückenabschnitt 45 zum Verbinden benachbarter Streifen 42 an dem Schlitz 43 zwischen benachbarten Streifen 42 vorgesehen. Da die Breite des außenliegenden peripheren Randes 44 an dem Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 46 erhöht ist und die Brückenabschnitt 45, wie vorstehend erläutert, vorgesehen sind, ist die Festigkeit des Kernbleches 41 erhöht. Sogar wenn die Zentrifugalkraft, die durch die Rotation eines durch die Kernbleche 41 gebildeten Rotorkerns mit hoher Drehzahl hervorgerufen wird, kann der Rotorkern der Zentrifugalkraft wiederstehen.
Insbesondere sind die Streifen 42 und die Brückenabschnitte 45 miteinander in der Weise verbunden, dass ein Zick-Zack-förmiger Magnetflussweg durch die Streifen 42 und die Brückenabschnitte 45 gebildet wird, wenn das Kernblech 41 erregt wird. Hierbei vergrößert sich der Abstand bzw. das Intervall der Brückenabschnitte 45 jedes Schlitzes 43 allmählich, da die Schlitze 43 dichter an dem Mittelpunkt des Kernbleches 41 liegen. Wenn darüber hinaus zwei der Schlitze 43 nahe beieinander liegen, sind die Brückenabschnitte 45 von einem der beiden Schlitze 43 zu denen des anderen der beiden Schlitze 43 versetzt, so dass die Brückenabschnitt 45 entsprechende Positionen an jedem anderen Schlitz 43 abwechselnd einnehmen. Im Ergebnis kann die Drehfestigkeit des Kernbleches 41 sichergestellt werden. Da darüber hinaus ein Querachsen-Magnetweg, der in dem Kernblech 41 erzeugt wird, wenn das Kernblech 41 erregt wird, dünner und länger gemacht werden kann, kann der Widerstand gegen den Querachsen-Magnetflussweg erhöht werden.
Wenn hierbei der Zick-Zack-förmige Magnetflussweg, auf den vorstehend Bezug genommen worden ist, in einem Kernblech 41 erzeugt wird, kann der Widerstand gegen der Querachsen-Magnetflussweg durch Verlängern des Querachsen-Magnetflussweges in einer Ebene erhöht werden. Jedoch kann ein solcher Fall auftreten, bei dem der Zick-Zack-fömige Magnetflussweg nicht durch die magnetische Sättigung hervorgerufen wird. Wenn in diesem Fall der Zick-Zack-förmige Magnetflussweg in einer axialen Richtung der Rotorwelle durch Laminieren der Kernbleche 41 in axialer Richtung der Rotorwelle erzeugt wird, wird der Magnetflussweg mindestens wahrscheinlich gesättigt werden, so dass der Zick-Zack-Magnetflussweg in drei Dimensionen gebildet werden kann und daher der Widerstand gegen der Querachsen- Madnetflussweg durch Verlängern des Querachsen-Magnetflussweges erhöht werden kann.
Wenn darüber hinaus die Brückenabschnitt 45 in der Weise ausgebildet sind, dass die Breite der Brückenabschnitt 45 kleiner ist als die Breite der Streifen 42, kann der Querachsen-Magnetflussweg dünner gemacht werden. Da darüber hinaus in diesem Fall der Widerstand gegen den Querachsen- Magnetflussweg erhöht ist, können die gleichen Effekte, wie die, die vorstehend erläutert worden sind, erzielt werden Wenn die Brückenabschnitt 45 in der Weise gebildet werden, dass die Breite der Brückenabschnitt 45 allmählich in Richtung der Mitte des Kernbleches 41 zunimmt, ist es möglich, die Festigkeit entsprechend der Verteilung der Zentrifugalkraft, die bei der Drehung des Kernbleches 41 hervorgerufen wird, sicherzustellen.
Fig. 14 zeigt einen Längsachsen-Magnetflussweg, der in dem Kernblech 41 hervorgerufen wird, wenn das Kernblech 41 erregt wird. Wie aus Fig. 13 hervorgeht, wird im Wesentlichen kein Längsachsen-Magnetflussweg an dem großen Schlitz 47, der zwischen der Mitte des Kernbleches 41 und dem radial am weitesten innenliegenden der Streifen 42 vorgesehen ist, hervorgerufen. Auf der anderen Seite wird, wie in Fig. 15 gezeigt ist, der Querachsen- Magnetflussweg so erzeugt, dass er bei dem größten Schlitz 47 konvergiert. Wenn daher das Kernblech 41 in der Weise ausgebildet wird, dass die Breite des großen Schlitzes 47 größer ist als die der Schlitze 43, wie es vorstehend erläutert worden ist, überquert weitesgehend nur der Querachsen- Magnetflussweg den großen Schlitz 47, so dass nur der Widerstand 47 gegen den Querachsen-Magnetflussweg erhöht werden kann, ohne dass der Widerstand gegen den Längsachsen-Magnetflussweg beeinflusst wird, wodurch größere Effekte erzielt werden können.
Wie weiterhin aus Fig. 14 entnehmebar ist, ist bei dem Kernblech 41 der Längsachsen-Magnetflussweg der an einem außenliegenden peripheren Abschnitt in Querachsenrichtung erzeugt wird, sehr viel kleiner im Vergleich zu dem, der an einem innenliegenden peripheren Abschnitt in der Querachsen- Richtung hervorgerufen wird. Wird daher der außenliegende periphere Abschnitt des Kernbleches 41 in Querachsen-Richtung von dem Kernblech 41 als eine Ausnehmung 49, wie in Fig. 16 gezeigt ist, entfernt wird, wird weitestgehend nur der Querachsen-Magnetflussweg durch die Ausnehmung 49 hindurchgehen, so dass nur der Widerstand gegen den Querachsen- Magnetflussweg geringfügig verringert wird.
Da dieser außenliegende periphere Abschnitt 50 im Gegensatz zu einem außenliegenden peripheren Rand 164 eines bekannten Kernbleches 161 kein Verstärkungselement ist, ist es daher wünschenswert, dass eine radiale Breite des außenliegenden peripheren Abschnitts 50 auf ein Minimum verringert wird, um die Bearbeitung einzuschränken.
Um darüber hinaus die Festigkeit des Kernbleches 41 gegen eine Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Kernbleches 41 erzeugt wird, sicherzustellen, ist es wünschenswert, dass die Brückenabschnitte 51 in der Querachsenrichtung so angeordnet sind, dass sie die Streifen 42 miteinander rechteckförmig, wie in Fig. 13 gezeigt ist, verbinden.
Wenn die Brückenabschnitte 45, die an der innenliegenden Peripherie bzw. denn innenliegenden Umfang des Kernbleches 41 vorgesehen sind, dicker gemacht werden als die an der außenliegenden Peripherie des Kernbleches 41, wird die Masse der Brückenabschnitte 45 in Richtung der außenliegenden Peripherie des Kernbleches 41 verringert, so dass das Kernblech 41 eine Unwucht aufweist bzw sich nicht im Gleichgewicht befindet, um so eine größere Festigkeit vorteilhafter aufzuweisen. Wenn zumindest die Brückenabschnitte 45, die an der innenliegenden Peripherie des Kernbleches 41 angeordnet sind, so ausgebildet sind, dass sie eine Breite aufweisen, die größer ist, als die Breite der Streifen 42, besitzt das Kernblech 41 eine Festigkeit, die für den praktischen Gebrauch ausreichend ist. Wenn eine Vielzahl von Brückenabschnitten 45 in jedem der Schlitze 43 vorgesehen ist, ist es für die Unwuchtfestigkeit wünschenswert, dass die Brückenabschnitte 45 symmetrisch gegenüber der Querachse sind. Da im Ergebnis die Drehfestigkeit des Kernbleches 41 weiter gesteigert werden kann, ist es möglich, einen Motor bereitzustellen, der einer Rotation mit hoher Drehzahl widersteht.
Alle Merkmale des dritten Ausführungsbeispiels werden an dem Kernblech 41, das in Fig. 3 gezeigt ist, angewendet. Jedoch kann, ohne dass dies ausdrückliche betont werden muss, selbstverständlich ein Teil der Merkmale des dritten Ausführungsbeispiels an dem Kernblech 41 angewendet bzw. eingesetzt werden, wobei derartige konkrete Beispiele in den Fig. 18A bis 18F gezeigt sind.

(Viertes Ausführungsbeispiel)

Fig. 19 zeigt ein Kernblech 71 eines Rotorkerns gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Kernblech 71 enthält eine Vielzahl von Streifen 72 mit einer Breite entsprechend der Breite eines Zahnes bzw. der Zähne 74 eines Stators 73, wobei diese Streifen 72 den Zähnen 74 jeweils gegenüberliegen, wenn der Rotorkern in den Stator 73 eingesetzt wird. Da der weitere Aufbau des Kernbleches 71 ähnlich zu dem des Kernbleches 1 des ersten Ausführungsbeispiels ist, wird zum Zwecke der Kürze der Beschreibung auf eine weitere Erläuterung verzichtet.
Durch die vorstehend erläuterte Anordnung des Rotorkerns liegen die Streifen 72 des Kernbleches 71 den Zähnen 74 des Stators 73 jeweils gegenüber, wenn der Rotorkern in den Stator 73 eingesetzt ist. Daher überquert ein Querachsen-Magnetweg, der in dem Kernblech 71 erzeugt wird, wenn das Kernblech 71 erregt worden ist, große Schlitze 75, die zwischen den Streifen 72 ausgebildet sind, wobei der Widerstand gegen den Querachsen-Magnetweg erhöht ist. Da jedoch ein Längsachsen-Magnetweg ausreichend durch die Streifen 72 des Kernbleches 71 sichergestellt ist, ändert sich der Widerstand gegen den Längsachsen-Magnetweg geringfügig. Da daher das Verhältnis der Längsfeldinduktivität Ld zu der Querfeldinduktivität Lq, d. h. (Ld/Lq) erhöht werden kann, kann die Leistung eines Motors dadurch gesteigert werden, dass ein ausreichend großes Reluktanzdrehmoment erhalten wird.
Wenn eine Breite eines außenliegenden peripheren Randes an einem Beanspruchungskonzentrationsabschnitt größer gemacht wird als die Breite der verbleibenden Abschnitte des außenliegenden peripheren Randes und Brückenabschnitte zum Verbinden benachbarter Steifen 72 vorgesehen werden, kann der Querachsen-Magnetweg verlängert und dabei der Widerstand gegen den Querachsen-Magnetweg weiter erhöht werden.
Wenn weiterhin die Schlitze 75 zwischen den Streifen 72 durch Harz abgedichtet werden, kann die Drehfestigkeit des Kernbleches 71 weiter erhöht werden.

(Fünftes Ausführungsbeispiel)

Die Fig. 20 und 21 zeigen Kernbleche 81 und 82 eines Rotorkerns gemäß einem dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Rotorkern sind die Kernbleche durch Kernbleche 81 und 82 gebildet, die aus einem Material hergestellt sind, welches eine hohe Permeabilität aufweist, wobei die Kernbleche 82 zwischen den Kernblechen 81 angeordnet sind. Die Kernbleche 81 und 82 können abwechselnd zueinander angeordnet sein. Alternativ kann eine Reihe an Kernblechen 82 ebenfalls zwischen den Kernblechen 81 angeordnet sein. Bei dem Kernblech 81 ist die Breite eines außenliegenden peripheren Randes 84 an einem Beanspruchungskonzentrationsabschnitt 85 größer als die Breite bei den verbleibenden Abschnitten des außenliegenden peripheren Randes 84 und ein großer Schlitz 86 mit einer Breite, die größer ist als die Breite der Schlitze 84, ist radial einwärts eines radial am weitesten innenliegenden Schlitzes 87 vorgesehen. Bei dem Kernblech 82 werden außenliegende periphere Abschnitte, die in Querachsenrichtung eines Querachsen-Magnetweges, der in dem Kernblech 81 erzeugt wird, wenn die Kernbleche 81 und 82 erregt werden, angeordnet sind, als Ausnehmungen 83 entfernt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Kernbleche 81 und 82 abwechselnd entlang der Rotorwelle angeordnet, wie es in Fig. 22 gezeigt ist, jedoch kann eine Reihe von beispielsweise zwei Kernblechen 81 zwischen benachbarten Kernblechen 82 angeordnet sein, wie es in Fig. 23 gezeigt ist.
Durch die vorstehend beschriebene Anordnung des Rotorkerns wird das Kernblech. 82, bei dem die außenliegenden peripheren Abschnitte, die in Querachsenrichtung des Querachsen-Magnetweg angeordnet sind, welcher in dem Kernblech 81 erzeugt wird, wenn die Kernbleche 81 und 82 erregt werden, als Ausnehmungen 83 entfernt, zwischen den Kernblechen 81 angeordnet. Da daher der Querachsen-Magnetweg, der in den Kernblechen 81 erzeugt wird, durch die Ausnehmungen 83 der Kernbleche 82 hindurch geht, wird der Widerstand gegen den Querachsen-Magnetweg erhöht. Da auf der anderen Seite ein Längsachsen-Magnetweg ebenfalls in den Kernblechen 82 sichergestellt ist, verändert sich der Widerstand gegen den Längsachsen- Magnetweg nur geringfügig. Da demzufolge das Verhältnis der Längsfeldinduktivität Ld zu der Querfeldinduktivität Lq, d. h. (Ld/Lq) erhöht werden kann, kann das Reluktanzdrehmoment T aus der Formel (1), die vorstehend erläutert worden ist, erhöht werden. Durch Erhöhen des Reluktanzdrehmoments T in ausreichender Weise, wie es vorstehend erläutert worden ist, kann die Leistung eines Motors, der diesen Rotorkern verwendet, gesteigert werden.

(Sechstes Ausführungsbeispiel)

Fig. 24 zeigt einen Rotorkern 96 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Rotorkern 96 werden, wenn eine Reihe von Kernblechen 91, die jeweils mit einem großen Schlitz (nicht gezeigt) versehen sind, der eine Breite aufweist, die größer ist als die Breite der Schlitze (nicht gezeigt), und der radial einwärts eines radial am weitesten innenliegenden Schlitzes angeordnet ist, entlang einer Rotorwelle (nicht gezeigt) laminiert, wird die Montageposition der Kernbleche 91 zueinander in axialer Richtung der Rotorwelle in der Weise verschoben, dass die Kernbleche 91 eine lineare bzw. gerade Abschrägung 97 aufweisen. Da im Ergebnis der Wiederstand gegen einen Längsachsen-Magnetweg in Umfangsrichtung des Rotorkerns 96 durch die Abschrägung 97 gleichförmig ist, wird ein Längsachsen- Magnetfluss, der in den Rotorkern 96 von dem Stator, oder umgekehrt, eintritt, gleichförmig ausgebildet, so dass ein Drehmomentbrummgeräusch, welches durch die Nicht-Gleichförmigkeit des Längsachsen-Magnetflusses erzeugt wird, verringert wird und daher die Leistung eines Motors, der diesen Rotorkern 96 verwendet, weiter verbessert werden kann.
Die lineare Abschrägung 97 der Fig. 24 kann darüber hinaus durch eine stufenweise Abschrägung 97, die in Fig. 25 gezeigt ist, oder einer V-förmigen Abschrägung 97", die in Richtung der axialen Richtung der Rotorwelle gebogen ist und in Fig. 26 gezeigt ist, ausgetauscht werden. Gemäß Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung wird die Abschrägung 97 vorzugsweise auf einen Wert festgelegt, der nicht größer ist als eine Teilung der Zähne des Stators.
Durch Ausbilden des Rotorkerns 96 mit der Abschrägung 97 in geeigneter Weise kann die Leistung des Motors, der den Rotorkern 96 verwendet, weiter erhöht werden, wie es vorstehend erläutert worden ist. Es ist gut bekannt, dass, sogar wenn der Stator eine gegenläufige Abschrägung aufweist, die Leistung des Motors durch Verringerung des Drehmomentbrummens verbessert werden kann.

(Siebtes Ausführungsbeispiel)

Fig. 27 zeigt ein Kernblech 101 eines Rotorkerns gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Kernblech 101 nimmt die Breite der Streifen 102 allmählich in Richtung eines Mittelpunktes des Kernbleches 101 zu. Da die Steifen 102 einen ersten Streifen 102a, einen zweiten Streifen 102b, einen dritten Streifen 102c, einen vierten Streifen 102d und einen fünften Streifen 102e aufeinanderfolgend radial nach außen von dem Mittelpunkt des Kernbleches 101 aus aufweisen, besitzt der erste Streifen 102a eine maximale Breite, während der fünfte Streifen 102e eine minimale Breite aufweist. Insbesondere wird ein Längsachsen-Magnetweg in Richtung der Mitte des Kernbleches 101 größer und in Richtung des äußeren Umfanges des Kernbleches 101 kleiner. Weiterhin ist ein großer Schlitz 103 mit einer Breite, die größer ist als die Breite der Schlitze 104, radial einwärts eines radial am weitesten innen liegenden Schlitzes 104 vorgesehen.
Ohne gleichzeitiges Erzeugen einer identischen Menge des magnetischen Flusses aus allen Zähnen des Stators wird die Steuerung so ausgeführt, dass eins große Menge des magnetischen Flusses den Steifen 102 eingegeben wird, welche dichter an der Mitte des Kernbleches 101 liegen. Daher strömt, wie in dem analytischen Magnetfelddiagramm der Fig. 28 gezeigt ist, eine große Menge des magnetischen Flusses in die Streifen 102, die dichter an dem Mittelpunkt des Kernbleches 101 liegen, welches in einem Stator 110 eingesetzt ist. Eine Magnetflussdichte an einem Spalt zwischen dem Stator 110 und dem Rotorkern zeigt eine Sinuswelle, wie es in Fig. 29 wiedergegeben ist.
Wenn die Menge des magnetischen Flusses aus dem Stator 110 durch Erhöhen des elektrischen Stromes, welcher durch den Stator 110 fließt, erhöht wird, um ein hohes Drehmoment in dem Rotorkern bei diesem Ausführungsbeispiel zu erhalten, fließt eine große Menge des Magnetflusses in die Streifen 102, welche dicht an dem Mittelpunkt des Kernbleches 101 liegen. Jedoch ist der erste Steifen 102a breiter als die verbleibenden Streifen 102b bis 102e, wie es vorstehend erläutert worden ist. Sogar wenn eine große Menge des Magnetflusses in den ersten Streifen 102a fließt, tritt die magnetische Sättigung in dem ersten Streifen 102a nicht auf und eine große Menge des Magnetflusses kann in den ersten Streifen 102a eingeleitet werden. Die Menge des Magnetflusses, welcher in den fünften Streifen 102e fließt, ist geringer als die der verbleibenden Streifen 102a bis 102d. Sogar wenn der fünfte Streifen 101e dünner als die verbleibenden Streifen 102a bis 102d ausgeführt wird, tritt die magnetische Sättigung höchstwahrscheinlich im fünften Streifen 102e auf. Bei dem Rotorkern dieses Ausführungsbeispiels werden die Streifen 102 des Kernbleches 101 in Übereinstimmung mit der Menge des magnetischen Flusses aus dem Stator 110 ausgebildet.
Bei einem Beispiel für das Kernblech 101 besitzt das Kernblech 101 einen Radius von 38,7 +/- 0,1 mm, der erste Streifen 102a eine Breite von 3,1 +/- 0,05 mm, der zweite Streifen 102b eine Breite von 2,9 +/- 0,05 mm, der dritte Streifen 102c eine Breite von 2,6 +/- 0,05 mm, der vierte Streifen 102d eine Breite von 2,2 +/- 0,05 mm und der fünfte Streifen 102e eine Breite von 1,7 +/- 0,05 mm. Vier Gruppen an Schlitzen 103 und 104, die jeweils als eine Magnetflusssperre dienen, sind innerhalb 90º an dem Kernblech 101 vorgesehen. Ein Intervall bzw. Abstand M zwischen den großen Schlitzen 103 beträgt 2,8 +/- 0,05 mm, während ein außenliegender peripherer Rand 105 eine Breite von 0,3 bis 0,6 mm aufweist.
Die Breite der Streifen 102 des Kernbleches 101 ist in Richtung der Mitte des Kernbleches 101 größer und in Richtung der äußeren Peripherie bzw. des äußeren Umfanges des Kernbleches 101 geringer, wie es vorstehend erläutert worden ist. Daher wird bei dem Rotorkern, bei dem die Kernbleche 101 laminiert sind, der Längsachsen-Magnetweg größer in Richtung der Mitte des Rotorkerns und wird kleiner in Richtung eines äußeren Umfangs des Rotorkerns.
Der erste Streifen 102a, der radial am weitesten innenliegend von den Streifen 102 angeordnet ist, besitzt die maximale Breite und die Breite der Streifen 102 nimmt allmählich in Richtung des äußeren Umfanges des Kernbleches 101 ab, wie es vorstehend erläutert worden ist. Diese Beziehung ist am meisten bevorzugt, um Effekte dieses Ausführungsbeispiels zu erhalten. Sogar wenn eine Beziehung dergestalt vorhanden ist, dass ein radial innenliegender Streifen 102 der Streifen 102 breiter ist als ein radial außenliegender Streifen 102, beispielsweise eine Breite des ersten Streifens 102a größer ist als die Breite des zweiten Streifens 102b und die Breite des zweiten Streifens 102b nicht nur gleich zu der Breite des dritten Streifens 102c und der des vierten Streifens 102d, jedoch größer als die Breite des fünften Streifens 102e ist, können die Wirkungen des Ausführungsbeispiels erreicht werden.
Da weiterhin die Menge des Magnetflusses, der durch jeden Streifen 102 fließt, durch seinen Abschnitt mit einer minimalen Breite bestimmt wird, ist die Breite jedes Streifens 102 in Längsachsenrichtung vorteilhafter Weise gleichförmig. Wenn daher ein Streifen 102 einen verengten Abschnitt aufweist, wird die Menge des Magnetflusses, welcher durch den Streifen 102 fließt, durch den verengten Abschnitt bestimmt, sogar wenn der Streifen 102 ebenfalls einen weiten bzw. breiten Abschnitt besitzt. Das Erfordernis, dass die Breite jedes Streifens 102 gleichförmig ist, bestimmt nur die Breite jedes Streifens 102 unabhängig davon, ob oder ob nicht außenliegende periphere Kanten des Rotorkerns miteinander verbunden sind und die Streifen 102 miteinander zur Verstärkung verbunden sind.
Bei diesem. Ausführungsbeispiel werden die Streifen 102 in fünf Reihen in dem Kernblech 101 vorgesehen. Jedoch ist es nicht notwendig, darauf hinzuweisen, dass die Zahl der Reihen der Streifen 102 des Kernbleches 101 nicht auf fünf beschränkt ist.
Die japanische Patentveröffentlichungspublikation Nr. 7-274 460 (1995) offenbart einen Rotorkern, bei dem, wenn einer der Streifen 172 in radialer Richtung des Rotorkerns einwärts eines weiteren Streifens 172 angeordnet ist, der eine dieser Streifen 172 eine Breite aufweist, die größer ist als die Breite eines weiteren Streifens 172 der Streifen 172, wie es in Fig. 34 gezeigt ist. Wenn jedoch bei diesem bekannten Rotorkern einer der Schlitze 173 in radialer Richtung einwärts eines weiteren der Schlitze 173 angeordnet ist, besitzt der eine dieser Schlitze eine Breite, die kleiner ist als die Breite eines weiteren der Schlitze 173, wie es aus Fig. 34 erkennbar ist. Da bei dieser Anordnung des bekannten Rotorkerns die Streifen 172 in Richtung der Mitte des Rotorkerns in radialer Richtung breiter gemacht werden, ist es möglich, die magnetische Sättigung in radial innenliegenden Streifen 172 einzuschränken. Da jedoch die Schlitze 173 in Richtung der Mitte des Rotorkerns in radialer Richtung enger beieinander liegen, nimmt der Wert des magnetischen Flusses, der durch die radial innenliegenden Schlitze 173 abgefangen wird, ab. Im Allgemeinen ist die Größe eines Querachsen-Magnetflusses, der durch die radial innenliegenden Schlitze abgefangen wird, größer, als der der durch die radial außenliegenden Schlitze unterbunden wird. Wenn daher die radial innenliegenden Schlitze enger als die radial außenliegenden Schlitze 173 ausgeführt werden, nimmt die Querfeldinduktivität Lq zu, so dass (Lq-Ld) abnimmt und daher das resultierende Drehmoment verringert ist.
Wenn auf der anderen Seite bei diesem Ausführungsbeispiel einer der Streifen 102 einwärts eines weiteren der Streifen 102 in radialer Richtung des Rotorkerns angeordnet wird, besitzt der eine der Streifen 102 eine Breite, die größer ist als die Breite eines weiteren Streifens der Streifen 102 in radialer Richtung. Wenn daher der erste bis fünfte Streifen 102a bis 102e Breiten S1 bis S5 aufweist, wie es in Fig. 30 gezeigt ist, wird eine Beziehung von (S1 > S2 > S3 > S4 > S5) erfüllt. Wenn weiterhin einer der Schlitze 103 und 104 einwärts eines weiteren der Schlitze 103 und 104 in radialer Richtung angeordnet ist, ist die Breite des einen der Schlitze 103 und 104 nicht kleiner als die Breite des weiteren Schlitzes der Schlitze 103 und 104 in radialer Richtung. Da der radial innenliegende Streifen der Streifen 102 breiter ausgeführt wird als die radial weiter außenliegenden Streifen 102, kann der Magnetfluss ohne weiteres durch die radial innenliegenden Streifen der Streifen 102 fließen. Da darüber hinaus die radial innenliegenden Schlitze der Schlitze 103, 104 nicht kleiner sind als die Breite der radial außenliegenden Schlitze 103, 104, wird der Querachsen-Magnetfluss in hohem Maße unterbunden und es ist daher möglich, einen Motor bereitzustellen, der eine hohe Wirksamkeit bzw. einen hohen Wirkungsgrad aufweist.
Wenn die radial innenliegenden Streifen der Streifen 102 breiter als die radial außenliegenden Streifen der Streifen 102 ausgeführt werden, kann die Breite des außenliegenden peripheren Randes 105 aus den nachstehenden Gründen kleiner ausgeführt werden, sogar wenn der Rotorkern mit hoher Drehzahl in Rotation versetzt wird. Wenn der Rotorkern in Drehung versetzt wird, greift das Gewicht der radial außenliegenden Streifen der Streifen 102 an Abschnitten des außenliegenden peripheren Randes 105 entsprechend der radial innenliegenden Streifen 103, 104 an. Wenn daher die radial außenliegenden Streifen der Streifen 102 nicht in einem identischen Abstand bzw. Intervall angeordnet sind, sondern näher beieinander liegen, nimmt das Gewicht der radial außenliegenden Streifen der Streifen 102 ab. Wenn demzufolge die radial innenliegenden Streifen 102 breiter ausgeführt werden als die radial innenliegenden Streifen der Streifen 102, kann die Breite des außenliegenden peripheren Randes 105 kleiner ausgeführt werden, so dass die Leckage des Magnetflusses verhindert und die Querfeldinduktivität erhöht werden kann, wodurch die Leistungsfähigkeit bzw. der Wirkungsgrad es Motors angehoben werden kann.
Versuche, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung ausgeführt worden sind, belegen, dass im Falle des Rotorkerns mit einem Radius von 30 bis 45 mm der Rotorkern, der einen außenliegenden peripheren Rand 105 im Bereich von 0,2 bis 0,6 mm aufweist, mit einer Drehzahl von 6.000 U/min in Rotation versetzt werden kann.
Wie in Fig. 27 gezeigt ist, sind die Schlitze 103, 104 in vier Gruppen in identischen Abständen in Umfangsrichtung des Kernbleches 101 in der Weise angeordnet, dass die vier Gruppen an Schlitzen 103, 104 symmetrisch gegenüber der Mitte des Kernbleches 101 angeordnet sind. Jede der Gruppen der Schlitze 103, 104 bildet einen Winkel von nicht mehr als 90º mit der Mitte bzw. dem Mittelpunkt des Kernbleches 101, wie es in Fig. 30 gezeigt ist. Da sich durch diese Anordnung eine Reihe von Magnetflusssperren im Gleichgewicht miteinander befindet, tritt keine Unwucht des Rotorkerns auf und der Rotorkern kann daher stabil und sogar bei hohen Drehzahlen in Drehung versetzt werden.
Jeder der Schlitze 103, 104 ist so gekrümmt, dass er als eine Magnetflusssperren wirkt. Wenn zwei gerade Linien T1 und T2 als Tangenten an der außenliegenden peripheren Kante des Kernbleches 101 angeordnet sind, wie es in Fig. 27 gezeigt ist, schneiden sich die geraden Linien T1, T2 miteinander in einem Punkt C senkrecht zueinander, wobei der Punkt C in einem Mittelpunkt der Krümmung der Schlitze 103, 104 liegt. Durch diese Anordnung besitzen die Streifen 102 ausreichende Breiten und kurze magnetische Wege. Da die Reluktanz der Streifen 102 für die Breiten der Streifen 102 geeignet ist, ist es möglich, einen Motor mit hohem Wirkungsgrad bereitzustellen.
Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen hiervon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren erläutert worden ist, ist zu bemerken, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann erkennbar sind. Derartige Änderungen und Modifikationen werden als innerhalb des Geistes der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, liegend angesehen.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Da durch die Anordnung der Ansprüche 1 bis 4 und 12 der Rotorkern mit hoher Drehzahl in Drehung versetzt werden kann, während das Verhältnis (Ld/Lq) auf einem hohen Wert gehalten wird, ist es möglich, einen Motor mit einem hohen Wirkungsgrad und einer hohen Ausgangsleistung bereitzustellen.
Durch die Anordnung des Anspruchs 5 kann der Wirkungsgrad und die Ausgangsleistung des Motors weiter angehoben werden.
Da durch die Anordnung der Ansprüche 6 und 7 das Austreten des magnetischen Flusses in Längsachsenrichtung verringert wird, kann das Verhältnis (Ld/Lq) auf einem hohen Wert gehalten werden und daher der Wirkungsgrad des Motors weiter angehoben werden.
Da durch die Anordnung des Anspruchs 8 die Festigkeit der Schlitze erhöht wird, kann die Breite der Schlitze weiter verringert werden, so dass es möglich ist, den Wirkungsgrad des Motors durch Aufrechterhalten des Verhältnisses (Ld/Lq) auf einem geringen Wert angehoben werden.
Da durch die Anordnung der Ansprüche 9 bis 11 der Durchmesser des Rotorkerns geeignet gegenüber der Breite des außenliegenden peripheren Randes eingestellt ist, kann der Rotorkern mit hohem Wirkungsgrad in Rotation versetzt werden.

Claims

1. Rotorkern (6), in dem eine Vielzahl von Kernblechen (1) auf einer Rotorwelle (4) aufeinandergeschichtet und eine Vielzahl von Schlitzen (3, 7) und eine Vielzahl von Streifen (2) abwechselnd in radialer Richtung jedes der Kernbleche (1) angeordnet sind, um so einem Mittelpunkt jedes der Kernbleche (1) derart konvex gegenüberzustehen, dass ein äußerer peripherer fand (10) zwischen einer äußeren peripheren Kante jedes der Kernbleche (1) und jedem der gegenüberliegenden Enden jedes der Schlitze (3, 7) gebildet ist, gekennzeichnet durch einen Beanspruchungskonzentrationsbereich (11), welcher an einem Bereich (10a) des äußeren peripheren Randes (10) vorgesehen ist und eine Breite (L1) größer als die der verbleibenden Bereiche des äußeren peripheren Randes (10) aufweist.

2. Rotorkern (6) gemäß Anspruch 1, wobei der Bereich (10a) des äußeren peripheren Randes (10) durch einen ersten äußeren peripheren Randbereich (10a) zwischen der äußeren peripheren Kante jedes der Kernbleche (1) und jedes der gegenüberliegenden Enden des radial innersten (7) der Schlitze (3, 7) gebildet ist.

3. Rotorkern (6) gemäß Anspruch 1, wobei der Bereich (10a, 10b) des äußeren peripheren Randes (10) durch einen ersten äußeren peripheren Randbereich (10a) zwischen der äußeren peripheren Kante jedes der Kernbleche (1) und jedes der gegenüberliegenden Enden des radial innersten (7) der Schlitze (3, 7) und eines zweiten äußeren peripheren Randbereichs (10b) zwischen der äußeren peripheren Kante jedes der Kernbleche (1) und jedes der gegenüberliegenden Enden eines radial zweitinnersten (3) der Schlitze (3, 7) gebildet ist.

4. Rotorkern (6) gemäß Anspruch 1, wobei der Bereich (10a, 10b, 10c) des äußeren peripheren Randes (10) durch einen ersten äußeren peripheren Randbereich (10a) zwischen der äußeren peripheren Kante jedes der Kernbleche (1) und jedes der gegenüberliegenden Enden eines radial innersten (7) der Schlitze (3, 7), einen zweiten äußeren peripherer Randbereich (10b) zwischen der äußeren peripheren Kante jedes der Kernbleche (1) und jedes der gegenüberliegenden Enden eines radialen zweitinnersten (3) der Schlitze (3, 7) und einen dritten äußeren peripheren Randbereich (10c) zwischen der äußeren peripheren Kante jedes der Kernbleche (1) und jedes der gegenüberliegenden Enden eines drittinnersten (3) der Schlitze (3, 7) gebildet ist.

5. Rotorkern (6) gemäß Anspruch 3, wobei eine Breite (L1) des ersten äußeren peripheren Randbereichs (10a) größer als eine Breite (L2) des zweiten äußeren peripheren Randbereichs (10b) ist.

6. Rotorkern (6) gemäß Anspruch 1, wobei die Streifen (2) nur über den äußeren peripheren Rand (10) miteinander verbunden sind.

7. Rotorkern (6) gemäß Anspruch 1, wobei einige der Streifen (3, 7), welche dem Beanspruchungskonzentrationsbereich (11) entsprechen, nur über den Bereich (10a) des äußeren peripheren Randes (10) miteinander verbunden sind.

8. Rotorkern (6) gemäß Anspruch 1, wobei Endbereiche von jedem von einigen der Schlitze (3, 7), welche dem Beanspruchungskonzentrationsbereich (11) entsprechen, abgerundet sind.

9. Rotorkern (6) gemäß Anspruch 1, wobei, wenn der Rotorkern (6) einen Radius von nicht weniger als 30 mm aufweist, der äußere periphere Rand (10) eine Breite von nicht weniger als 0,2 mm besitzt.

10. Rotorkern (6) gemäß Anspruch 1, wobei die Breite (L1) des Bereichs (10a) des äußeren peripheren Randes (10) nicht weniger beträgt als 1, 5 mal dessen der verbleibenden Bereiche des äußeren peripheren Randes (10).

11. Rotorkern (6) gemäß Anspruch 1, wobei, wenn der Rotorkern (6) einen Radius von nicht weniger als 20 mm aufweist, der äußere periphere Rand (10) eine Breite von nicht weniger als 0,1 mm besitzt.

12. Rotorkern (6) gemäß Anspruch 1, wobei, wenn ein erster der Schlitze (3, 7) benachbart zu und innerhalb eines zweiten der Schlitze (3, 7) in radialer Richtung angeordnet ist, ein erster Bereich des äußeren peripheren Randes (10) zwischen der äußeren peripheren Kante jedes der Kernbleche (1) und jedes der gegenüberliegenden Enden des ersten der Schlitze (3, 7) gebildet ist und ein zweiter Bereich des äußeren peripheren Randes (10) zwischen der äußeren peripheren Kante jedes der Kernbleche (1) und jedem der gegenüberliegenden Enden des zweiten der Schlitze (3, 7) derart gebildet ist, dass eine Breite des ersten Bereichs des äußeren peripheren Randes (10) größer als die des zweiten Bereichs des äußeren peripheren Randes (10) ist.