DE102018007626A1

DE102018007626A1 - ROTOR, drehende elektrische Maschine und Herstellungsverfahren für ein Hüllrohr

Info

Publication number: DE102018007626A1
Application number: DE102018007626.2A
Authority: DE
Inventors: Shinobu TAKANO; Takafumi KAJIYA; Hisashi Maeda; Kaname Matsumoto
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2019-04-11
Also published as: CN109638996A; US20190109502A1; US10903703B2; CN109638996B

Abstract

Es wird ein Rotor bereitgestellt, durch den eine Verminderung der Festigkeit eines Hüllrohrs und eine Ablösung der Endflächen unterbunden werden können. Ein Rotor umfasst: ein drehendes Element; mehrere Dauermagnete, die an einer äußeren Umfangsseite des drehenden Elements angeordnet sind; und ein Hüllrohr 33, das auf der Seite einer äußeren Umfangsfläche der mehreren Dauermagnete vorgesehen und aus einem bandartigem Faserbündel 133 ausgebildet ist, in dem mehrere in einer Richtung ausgerichtete fadenartige Fasern durch Harz eben gebündelt sind, wobei das Hüllrohr 33 so ausgebildet ist, dass das bandartige Faserbündel 133 in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung umläuft und das bandartige Faserbündel 133 entlang der Axialrichtung angeordnet ist und eine Endfläche des bandartigen Faserbündels 133 am Umlaufbeginn und eine Endfläche am Umlaufende der Axialrichtung des Hüllrohrs 33 zugewandt sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor, eine drehende elektrische Maschine mit einem Rotor und ein Herstellungsverfahren für ein Hüllrohr.
Verwandte Technik
Als ein Typ von drehender elektrischer Maschine, bei der Dauermagnete für den Rotor verwendet werden, ist der Elektromotor des SPM-Typs (SPM: surface permanent magnet, Oberflächendauermagnet) bekannt, bei dem Dauermagnete auf der äußeren Umfangsseite eines drehenden Elements (einer Manschette, einer Drehwelle, etc.) angeordnet sind. Bei diesem Typ von SPM-Elektromotor ist zum Unterbinden eines Abfallens der Dauermagnete von dem Rotor aufgrund der durch eine Erhöhung der Drehzahl verursachten Zentrifugalkraft bei einer Drehung mit hoher Drehzahl ein Hüllrohr so installiert, dass es den äußeren Umfang der Dauermagnete bedeckt. Als Material, aus dem das Hüllrohr ausgebildet ist, werden verbreitet faserverstärkte Harze (FRP: fiber reinforced resin) verwendet, und insbesondere werden aus Gründen wie einer hohen Festigkeit und eines geringen Gewichts häufig (nachstehend als „CFRP“ (carbon fiber reinforced resin) bezeichnete) kohlenstofffaserverstärkte Harze verwendet.
Herkömmlicherweise ist als Verfahren zur Herstellung eines CFRP-Hüllrohrs beispielsweise ein (nachstehend als „Bahnwickeln“ bezeichnetes) Verfahren bekannt, bei dem bahnartiges CRPF zur Herstellung einer zylindrischen Form auf eine als Kern dienende Vorrichtung gewickelt wird. Da beim Bahnwickeln jedoch in Abschnitten am Wicklungsbeginn und Wicklungsende des CFRP eine Stufe erzeugt werden kann, erstrecken sich die Fasern an diesem Abschnitt nicht geradeaus, und es tritt ein Mäandern auf. Da sich in dem Abschnitt, an dem ein Mäandern der Fasern auftritt, die Festigkeit des Hüllrohrs weiter als in einem Abschnitt verringert, in dem kein Mäandern der Fasern auftritt, ist es schwierig, die Spannungen bei einer Drehung des Rotors geeignet aufzunehmen. Daher wurde ein (nachstehend als „Bandwickeln“ bezeichnetes) Verfahren (siehe beispielsweise Patentschrift 1) zum Wickeln von bandartigem CFRP (des später beschriebenen CFRP-Faserbündels) in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung der Vorrichtung zur Herstellung einer zylindrischen Form vorgeschlagen.
Patentschrift 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2016-82773
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Da bei dem vorstehend erwähnten, in Patentschrift 1 beschriebenen Bandwickeln an den Abschnitten des bandartigen CFRP am Wicklungsbeginn und am Wicklungsende eine Stufe erzeugt werden kann, wird davon ausgegangen, dass sich die Festigkeit an diesem Abschnitt ähnlich wie beim Bahnwickeln verringert. Da zudem die Endflächen des bandartigen CFRP am Wicklungsbeginn und Wicklungsende eine in der Umfangsrichtung des Rotors freiliegende Schnittfläche aufweisen, wird davon ausgegangen, dass sich im Falle einer unzureichenden Haftkraft der Endfläche die Endfläche durch den Winddruck bei einer Drehung des Rotors ablöst.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor, eine drehende elektrische Maschine und ein Herstellungsverfahren für ein Hüllrohr bereitzustellen, durch die eine Verminderung der Festigkeit des Hüllrohrs und eine Ablösung seiner Endfläche unterbunden werden können.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Rotor (beispielsweise den später beschriebenen Rotor 30), der umfasst: ein drehendes Element (beispielsweise die später beschriebene Manschette 31); mehrere Dauermagnete (beispielsweise den später beschriebenen Dauermagneten 32), die an einer äußeren Umfangsseite des drehenden Elements angeordnet sind; und ein Hüllrohr (beispielsweise das später beschriebene Hüllrohr 33), das auf der Seite einer äußeren Umfangsfläche der mehreren Dauermagnete vorgesehen und aus einem bandartigen Faserbündel (beispielsweise dem später beschriebenen CFRP-Faserbündel 133) ausgebildet ist, in dem mehrere in einer Richtung ausgerichtete fadenartige Fasern durch Harz eben bzw. flach gebündelt sind; wobei das Hüllrohr so ausgebildet ist, dass das bandartige Faserbündel entlang der Umfangsrichtung (beispielsweise der später beschriebenen Umfangsrichtung DR) in einem Spiralmuster umläuft und das bandartige Faserbündel entlang der Axialrichtung (beispielsweise der Richtung entlang der später beschriebenen Drehachsengerade S) angeordnet ist; und wobei eine Endfläche des bandartigen Faserbündels am Umlaufbeginn und eine Endfläche am Umlaufende der Axialrichtung des Hüllrohrs zugewandt sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei dem unter dem ersten Aspekt beschriebenen Rotor das bandartige Faserbündel des Hüllrohrs so in Abständen angeordnet sein, dass es sich entlang der Axialrichtung nicht überlagert.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei dem unter dem ersten oder zweiten Aspekt beschriebenen Rotor das Hüllrohr umfassen: eine erste Schicht, in der das bandartige Faserbündel in der Axialrichtung in einem Spiralmuster durchgehend von einem Ende zum anderen Ende umläuft; und eine zweite Schicht, in der das bandartige Faserbündel in der Axialrichtung in einem Spiralmuster durchgehend von dem anderen Ende zu dem einen Ende umläuft, wobei die erste Schicht und die zweite Schicht in der radialen Richtung des Hüllrohrs wechselseitig geschichtet sind.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung können bei dem unter dem dritten Aspekt beschriebenen Rotor in dem Hüllrohr das bandartige Faserbündel (133), das die erste Schicht bildet, und das bandartige Faserbündel (133), das die zweite Schicht bildet, jeweils unterschiedliche Schnittwinkel (beispielsweise später beschriebene Winkel θ1, θ2) mit der Axialrichtung aufweisen.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung können bei dem unter dem dritten oder vierten Aspekt beschriebenen Rotor in dem Hüllrohr das bandartige Faserbündel, das die erste Schicht bildet, und das bandartige Faserbündel, das die zweite Schicht bildet, jeweils unterschiedliche Breiten (beispielsweise die später beschriebenen Breiten W1, W2) aufweisen.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung können bei dem unter einem unter dem dritten bis fünften Aspekt beschriebenen Rotor in dem Hüllrohr das bandartige Faserbündel, das die erste Schicht bildet, und das bandartige Faserbündel, das die zweite Schicht bildet, jeweils unterschiedliche Stärken (beispielsweise die später beschriebenen Stärken T1, T2) aufweisen.
Ein siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine drehende elektrische Maschine (beispielsweise den später beschriebenen Elektromotor 1), die umfasst: den unter einem unter dem ersten bis sechsten Aspekt beschriebenen Rotor und einen Stator (beispielsweise den später beschriebenen Stator 20), der an der äußeren Umfangsseite des Rotors vorgesehen ist.
Ein achter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Hüllrohr, das an einer äußeren Umfangsfläche eines Rotors vorgesehen ist, an dessen äußerer Umfangsseite mehrere Dauermagnete angeordnet sind, wobei das Herstellungsverfahren die Schritte umfasst: beim Wickeln eines Faserbündels, in dem eine Mehrzahl von fadenförmigen faserverstärkten Harzes eben bzw. flach gebündelt sind, in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung eines drehenden Elements oder einer zylindrischen Vorrichtung (beispielsweise der später beschriebenen Vorrichtung 50) und Anordnen des bandartigen Faserbündels entlang der Axialrichtung des drehenden Elements oder der zylindrischen Vorrichtung und derartiges schräges Abschneiden einer Endfläche des bandartigen Faserbündels am Wicklungsbeginn (beispielsweise der später beschriebenen Endfläche 133s am Wicklungsbeginn) und einer Endfläche am Wicklungsende (beispielsweise der später beschriebenen Endfläche 133e am Wicklungsende), dass die Endfläche des bandartigen Faserbündels am Wicklungsbeginn und die Endfläche am Wicklungsende rechtwinklig zur Axialrichtung des Hüllrohrs sind; und Ausrichten der Endfläche des bandartigen Faserbündels am Wicklungsbeginn und der Endfläche am Wicklungsende in der Axialrichtung des Hüllrohrs durch Wickeln des bandartigen Faserbündels in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung des drehenden Elements oder der zylindrischen Vorrichtung und Anordnen des bandartigen Faserbündels entlang der Axialrichtung des drehenden Elements oder der zylindrischen Vorrichtung.
Ein neunter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Hüllrohr, das an einer äußeren Umfangsfläche eines Rotors vorgesehen ist, an dessen äußerer Umfangsseite mehrere Dauermagnete angeordnet sind, wobei das Herstellungsverfahren die Schritte umfasst: Wickeln eines Faserbündels, in dem eine Mehrzahl von fadenförmigen faserverstärkten Harzes eben bzw. flach gebündelt sind, in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung eines drehenden Elements oder einer zylindrischen Vorrichtung, und Anordnen des bandartigen Faserbündels entlang der Axialrichtung des drehenden Elements oder der zylindrischen Vorrichtung; und schräges Abschneiden eines Endes des auf das drehende Element oder die zylindrische Vorrichtung gewickelten bandartigen Faserbündels am Wicklungsbeginn und eines Endes am Wicklungsende in einer zur Axialrichtung des drehenden Elements oder der zylindrischen Vorrichtung rechtwinkligen Richtung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Rotor, eine drehende elektrische Maschine und ein Herstellungsverfahren für ein Hüllrohr bereitzustellen, durch die eine Verminderung der Festigkeit des Hüllrohrs und eine Ablösung seiner Endfläche unterbunden werden können.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration eines Elektromotors 1 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Rotors 30;
3A ist ein schematisches Diagramm, das einen Schritt der Herstellung eines Hüllrohrs 33 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3B ist ein schematisches Diagramm, das einen Schritt der Herstellung eines Hüllrohrs 33 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4A ist ein schematisches Diagramm, das einen Schritt der Herstellung eines Hüllrohrs 33A gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
4B ist ein schematisches Diagramm, das einen Schritt der Herstellung eines Hüllrohrs 33A gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
4C ist ein schematisches Diagramm, das einen Schritt der Herstellung eines Hüllrohrs 33A gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
5A ist ein schematisches Diagramm, das eine erste Konfiguration eines Hüllrohrs 33B gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
5B ist ein schematisches Diagramm, das eine zweite Konfiguration eines Hüllrohrs 33B gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
6 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Hüllrohrs 33C gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt; 7A ist ein schematisches Diagramm, das eine erste Konfiguration eines Hüllrohrs 33D gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt;
7B ist ein schematisches Diagramm, das eine zweite Konfiguration eines Hüllrohrs 33D gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt; und
7C ist ein schematisches Diagramm, das eine dritte Konfiguration eines Hüllrohrs 33D gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die der vorliegenden Beschreibung beiliegenden Zeichnungen sämtlich schematische Diagramme sind und dass die Form jedes Teils, der Maßstab, die Längen-/Breiten-Abmessungsverhältnisse, etc. zur Erleichterung des Verständnisses, etc. modifiziert oder übertrieben dargestellt sind. Zudem wurde in den Zeichnungen auf eine Schraffur, die auf den Querschnitt eines Elements hinweist, gegebenenfalls verzichtet.
In der vorliegenden Beschreibung, etc. schließt die Terminologie, die die Form, die geometrischen Erfordernisse und deren Erstreckung angibt, d.h. Begriffe wie „parallel“ und „Richtung“, zusätzlich zu den strengen Bedeutungen dieser Terminologie auch einen Bereich einer Erstreckung, die als im Wesentlichen parallel betrachtet werden kann, und einen Bereich ein, der grob als diese Richtung betrachtet werden kann. In der vorliegenden Beschreibung, etc. wird die Gerade, die als Drehzentrum der später beschriebenen Drehwelle 35 dient, abgekürzt als „Drehachsengerade S“ bezeichnet, und die Richtung längs dieser Drehachsengerade S wird auch als „Axialrichtung“ bezeichnet. Die Definitionen dieser „Drehachsengerade S“ und der „Axialrichtung“ sind nicht auf die Drehwelle 35 beschränkt und werden auch für den Eisenkern 21, den Rotor 30, die Manschette 31, den Dauermagneten 32, das Hüllrohr 33, die Vorrichtung 50, etc. verwendet, die später beschrieben werden. In der vorliegenden Beschreibung, etc. wird ein bandartiges Faserbündel, in dem mehrere in einer Richtung angeordnete fadenartige Kohlenstofffasern (CF) durch Harz eben bzw. flach gebündelt sind, als „CFRP-Faserbündel“ bezeichnet, und die mit Harz imprägnierte (einzelne) fadenartige Kohlenstofffaser wird als „fadenartige CFRP“ bezeichnet. Zudem wird die in dem CFRP-Faserbündel enthaltene Kohlenstofffaser bzw. die fadenartige CRPF einfach als „Faser“ bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Zunächst wird ein Elektromotor 1 erläutert, der als drehende elektrische Maschine dient, die mit dem Rotor 30 gemäß der ersten Ausführungsform ausgestattet ist. 1 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration eines Elektromotors 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Konfiguration des in 1 gezeigten Elektromotors 1 jede Konfiguration sein kann, solange der Rotor 30 gemäß der Ausführungsform anwendbar ist.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Elektromotor 1 als Hauptbestandteile ein Gehäuse 10, einen Stator 20, den Rotor 30, die Drehwelle 35, und Lager 13. Das Gehäuse 10 ist ein externes Element des Elektromotors 1 und umfasst einen Gehäusehauptkörper 11 und eine Wellenöffnung 12.
Der Gehäusehauptkörper 11 ist ein Gehäuse, das den Stator 20 umschließt und hält. Der Gehäusehauptkörper 11 hält den Rotor 30 über die Lager 13. Der Gehäusehauptkörper 11 umfasst eine Zufuhröffnung 14, eine Abgabeöffnung 15 und eine Öffnung 16. Die Zufuhröffnung 14 ist eine Öffnung zur Zufuhr von Kühlmittel zu einem Strömungskanal 23 eines Statorgehäuses 22 und mit einem (nicht dargestellten) Zufuhrrohr für das Kühlmittel verbunden. Die Abgabeöffnung 15 ist eine Öffnung zur Abgabe des Kühlmittels, das durch den Strömungskanal 23 geströmt ist, und mit einem (nicht dargestellten) Auslassrohr für das Kühlmittel verbunden. Die Öffnung 16 ist eine Öffnung zum Hindurchführen aus dem Stator 20 gezogener elektrischer Drähte 27. Die Wellenöffnung 12 ist eine Öffnung, durch die die (später beschriebene) Drehwelle 35 verläuft.
Der Stator 20 ist ein zusammengesetztes Element, das ein drehendes Magnetfeld zum Veranlassen einer Drehung des Rotors 30 erzeugt. Der Stator 20 ist insgesamt in einer zylindrischen Form ausgebildet und im Inneren des Gehäuses 10 befestigt. Der Stator 20 umfasst den Eisenkern 21 und das Statorgehäuse 22.
Der Eisenkern 21 ist ein Element, in dessen Inneren eine Wicklung 26 angeordnet werden kann. Der Eisenkern 21 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und im Inneren des Statorgehäuses 22 angeordnet. An der Innenfläche des Eisenkerns 21 sind mehrere (nicht dargestellte) Nuten ausgebildet, und die Wicklung 26 ist in diesen Nuten angeordnet. Es ist darauf hinzuweisen, dass ein Teil der Wicklung 26 in der Axialrichtung des Eisenkerns 21 aus beiden Enden des Eisenkerns 21 vorsteht. Der Eisenkern 21 wird durch Aufeinanderschichten mehrerer dünner Bleche wie elektromagnetischer Stahlbleche zur Herstellung eines Schichtkörpers und Integrieren dieses Schichtkörpers durch Verkleben, Verpressen, etc. gefertigt.
Das Statorgehäuse 22 ist ein Element, das den Eisenkern 21 in seinem Inneren hält. Das Statorgehäuse 22 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und an der Außenseite des Stators 20 angeordnet. Der Eisenkern 21 ist zur Aufnahme der Spannungen, die durch das Drehmoment des Rotors 30 entstehen, fest mit dem Statorgehäuse 22 verbunden. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Statorgehäuse 22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an der Außenfläche den Strömungskanal 23 zur Kühlung der von dem Eisenkern 21 übertragenen Wärme. Der Strömungskanal 23 ist eine einzelne oder mehrere Spiralnut(en) in der Außenfläche des Statorgehäuses 22. Das von der Zufuhröffnung 14 des Gehäusehauptkörpers 11 (des Gehäuses 10) zugeführte (nicht dargestellte) Kühlmittel wird nach dem derartigen Durchströmen des Inneren des Strömungskanals 23, dass es der Außenfläche des Statorgehäuses 22 in einem Spiralmuster folgt, aus der Auslassöffnung 15 des Gehäusehauptkörpers 11 nach außen abgegeben.
Aus dem Eisenkern 21 des Stators 20 ist der elektrisch an die Wicklung 26 angeschlossene elektrische Draht 27 gezogen. Dieser elektrische Draht 27 ist an die (nicht dargestellte) Stromquelle angeschlossen, die außerhalb des Elektromotors 1 installiert ist. Während des Betriebs des Elektromotors 1 wird dem Eisenkern 21 beispielsweise Drei-Phasen-Wechselstrom zugeführt, wodurch ein drehendes Magnetfeld zum Drehen des Rotors 30 erzeugt wird.
Der Rotor 30 ist eine Komponente, die sich durch die magnetische Wechselwirkung mit dem von dem Stator 20 erzeugten drehenden Magnetfeld dreht. Der Rotor 30 ist an der inneren Umfangsseite des Stators 20 vorgesehen. Die Konfiguration des Rotors 30 wird später beschriebenen.
Die Drehwelle 35 ist ein Element, das den Rotor 30 hält. Die Drehwelle 35 ist so eingesetzt, dass sie durch die Achsenmitte des Rotors 30 verläuft, und ist an dem Rotor 30 befestigt. Die beiden Lager 13 sind auf die Drehwelle 35 aufgesetzt. Die Lager 13 sind Elemente, die die Drehwelle 35 drehbar halten, und in dem Gehäusehauptkörper 11 vorgesehen. Die Drehwelle 35 wird von dem Gehäusehauptkörper 11 und den Lagern 13 um die Drehachsengerade S drehbar gehalten. Zudem verläuft die Drehwelle 35 beispielsweise durch die Wellenöffnung 12 und ist mit einer (nicht dargestellten) Abtragvorrichtung, Kraftübertragung, Räderuntersetzung, etc. verbunden, die außerhalb installiert sind.
Wenn bei dem in 1 gezeigten Elektromotor 1 dem Stator 20 (dem Eisenkern 21) Drei-Phasen-Wechselstrom zugeführt wird, wird an dem Rotor 30 durch die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Stator 20, an dem ein drehendes Magnetfeld erzeugt wird, und dem Rotor 30 ein Drehmoment erzeugt, und dieses Drehmoment wird über die Drehwelle 35 nach außen ausgegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Elektromotor 1 beispielsweise eine Synchronelektromotor des IPM-Typs (IPM: interior permanent magnet, eingebetteter Dauermagnet) sein kann, obwohl im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform ein vorstehend beschriebener Synchronelektromotor des SPM-Typs als Elektromotor 1 erläutert ist.
Als nächstes wird die Konfiguration des Rotors 30 erläutert. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Rotors 30. Wie in 2 gezeigt, umfasst der Rotor 30 eine Manschette 31 (ein drehendes Element), Dauermagnete 32 und ein Hüllrohr 33. Die Manschette 31 ist ein Element mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form, an dem mehrere Dauermagnete 32 angebracht sind, und zwischen der Drehwelle 35 (siehe 1) und den mehreren Dauermagneten 32 vorgesehen. Die mehreren Dauermagnete 32 sind entlang der Umfangsrichtung DR der Manschette 31 angeordnet. Die Manschette 31 ist aus einem magnetischen Material wie beispielsweise unlegiertem Stahl ausgebildet. Der Rotor 30 mit der Manschette 31 auf der inneren Umfangsseite wird durch Presspassung auf den äußeren Umfang der Drehwelle 35 aufgesetzt. Es ist darauf hinzuweisen, dass in der vorliegenden Beschreibung, etc. der in 2 gezeigte Pfeil für die Umfangsrichtung DR nicht nur auf die Manschette 31 angewendet wird, sondern auch auf die Dauermagnete 32 und das Hüllrohr 33.
Die Dauermagnete 32 sind Elemente, die ein Magnetfeld erzeugen, und wie in 2 gezeigt, entlang der Umfangsrichtung DR auf der äußeren Umfangsseite der Manschette 31 ausgerichtet (in 2 sind nur die vier auf der zugewandten Seite dargestellt). In den acht Reihen der Dauermagnete 32 sind N-polige Dauermagnete 32 und S-polige Dauermagnete 32 abwechselnd in der Umfangsrichtung DR der Manschette 31 angeordnet. Die Dauermagnete 32 sind mittels einer Klebstoffschicht 34 an der äußeren Umfangsfläche der Manschette 31 befestigt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel gezeigt, bei dem jede Reihe von Dauermagneten 32 entlang der Axialrichtung des Rotors 30 zweigeteilt ist; es besteht jedoch keine Beschränkung hierauf, und die Dauermagnete 32 können entlang der Längsrichtung des Rotors 30 in drei oder mehr Teile oder gar nicht unterteilt sein.
Das Hüllrohr 33 ist ein Element mit einer zylindrischen Form zur Abdeckung der mehreren Dauermagnete 32. Das Hüllrohr 33 ist an der äußeren Umfangsfläche der auf der Manschette 31 angeordneten Dauermagnete 32 montiert. Durch die Montage des Hüllrohrs 33 an der äußeren Umfangsfläche der Dauermagnete 32 ist es möglich, ein Abfallen der Dauermagnete 32 von dem Rotor 30 aufgrund der durch die Drehung des Rotors 30 erzeugten Umfangskraft zu unterbinden.
Das Hüllrohr 33 wird durch Wickeln eines bandartigen CFRP-Faserbündels auf eine zylindrische Vorrichtung bei gleichzeitigem Aufbringen von Zug geformt, wie später beschrieben. Als als Quelle des CFRP-Faserbündels dienendes Fasermaterial ist Kohlenstofffaser vorzuziehen; außer Kohlenstofffaser ist es jedoch beispielsweise möglich, ein Material mit einer hohen spezifischen Festigkeit wie Glasfaser, Aramidfaser, Siliciumcarbidfaser, Borfaser und Titanlegierungsfaser zu verwenden.
Zur Montage des Hüllrohrs 33 an dem Rotor 30 ist es beispielsweise möglich, eine Technik zu verwenden, bei der das an der äußeren Umfangsseite der Manschette vorgesehene Hüllrohr durch Aufsetzen der Manschette mit der kegelförmigen Oberfläche auf die äußere Umfangsfläche der Drehachse mit der gleichen kegelförmigen Oberfläche nach außen erweitert wird (siehe ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2016-82773 , etc.). Durch die Verwendung einer derartigen Technik ist es möglich, das Hüllrohr 33 durch die von dem Festsitz abhängige Kontraktionskraft an dem Rotor 30 zu montieren. Dadurch wirkt bei dem Hüllrohr 33 eine ausreichende Gegenkraft zum Halten der Dauermagnete 32 zur in der radialen Richtung inneren Seite, die der bei einer Drehung des Rotors 30 erzeugten Zentrifugalkraft entgegenwirkt. Auf diese Weise wird durch die zur in der radialen Richtung des Hüllrohrs 33 inneren Seite wirkende Gegenkraft ein Abfallen der Dauermagnete 32 von dem Rotor 30 aufgrund der Zentrifugalkraft unterbunden. Die in der radialen Richtung innere Seite ist eine Richtung der Annäherung an die Drehachsengerade S von der Außenseite des Rotors 30.
Es ist darauf hinzuweisen, dass der Festsitz eine Dimension eines Betrags (D2 - D1) ist, um die der Außendurchmesser D2 der auf der Manschette 31 angeordneten Dauermagnete 32 den Innendurchmesser D1 des Hüllrohrs 33 vor der Erweiterung des Durchmessers (vor der Montage) überschreitet, wie in 2 gezeigt. Obwohl die Montage des Hüllrohrs 33 an der äußeren Umfangsfläche der Dauermagnete 32 bei einer Erhöhung dieses Festsitzes schwieriger wird, ist es möglich, das Einwirken einer höheren Gegenkraft zur in der radialen Richtung inneren Seite durch das montierte Hüllrohr 33 zu veranlassen.
Als nächstes wird die Konfiguration des Hüllrohrs 33 gemäß der ersten Ausführungsform erläutert. Die 3A und 3B sind jeweils schematische Diagramme, die einen Prozess zur Fertigung des Hüllrohrs 33 gemäß der ersten Ausführungsform zeigen. Das Hüllrohr 33 gemäß der ersten Ausführungsform wird durch Wickeln eines bandartigem CFRP-Faserbündels 133 auf die äußere Umfangsfläche einer Vorrichtung 50 (einer zylindrischen Vorrichtung) geformt, wie in 3A gezeigt. Genauer wird das CFRP-Faserbündel 133 in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung DR (siehe 2) der Vorrichtung 50 gewickelt und entlang der Axialrichtung der Vorrichtung 50 angeordnet. Das Hüllrohr 33 wird durch Wickeln des CFRP-Faserbündels 133 auf die Vorrichtung 50 und das Entfernen der Vorrichtung 50 nach dem Aushärten des Imprägnierharzes fertiggestellt.
Die Anordnungsrichtung des fadenartigen CFRP 133a, aus dem das CFRP-Faserbündel 133 ausgebildet ist, wird parallel zur Längsrichtung des CFRP-Faserbündels 133 (das gleiche gilt für die weiteren Ausführungsformen). Zudem liegt ein Winkel θ, in dem sich die Längsrichtung des CFRP-Faserbündels 133 mit einer zu der Drehachsengerade S der Vorrichtung 50 rechtwinkligen Gerade schneidet, in einem Bereich von 0° < θ < 90°.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Länge des CFRP-Faserbündels 133 in der Längsrichtung und die Breite entsprechend der Länge des Hüllrohrs 33 in der Axialrichtung, der Anzahl der Wickelungen des CFRP-Faserbündels 133, etc. eingestellt. Zudem wird das CFRP-Faserbündel 133 so gewickelt, dass die Seitenflächen einander entlang der Axialrichtung des Hüllrohrs 33 nicht überlagern und dass keine Lücken entstehen (das gleiche gilt für die zweite bis vierte Ausführungsform, die später beschrieben werden).
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Endfläche 133s am Wicklungsbeginn und die Endfläche 133e am Wicklungsende (nachstehend abgekürzt als „beide Endflächen“ bezeichnet) an den Wicklungsbeginn- und Wicklungsendabschnitten des CFRP-Faserbündels 133 ausgebildet. Beide Endflächen des CFRP-Faserbündels 133 sind abgeschnittene Abschnitte, die in Bezug auf die Längsrichtung des CFRP-Faserbündels 133 derart schräg ausgebildet sind, dass sie beim Wickeln des CFRP-Faserbündels 133 um die Vorrichtung 50 jeweils rechtwinklig zur Drehachsengerade S sind. Es ist darauf hinzuweisen, dass in 3A die Kontur des CFRP-Faserbündels 133 vor dem Abschneiden am Wicklungsabschlussabschnitt durch eine Zwei-Punkt-Strich-Linie dargestellt ist.
Bei dem Hüllrohr 33 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Endfläche 133s am Wicklungsbeginn und die Endfläche 133e am Wicklungsende jeweils vorab an Wicklungsbeginn- und Wicklungsendabschnitten des CFRP-Faserbündels 133 erzeugt. Aus diesem Grund wird das Hüllrohr 33, wie in 3B gezeigt, beim Wickeln des CFRP-Faserbündels 133 um die Vorrichtung 50 so geformt, dass das CFRP-Faserbündel 133 entlang der Umfangsrichtung DR (siehe 2) umläuft und das CFRP-Faserbündel 133 entlang der Axialrichtung angeordnet ist. Anschließend gelangen beide Endflächen (133s, 133e) des CFRP-Faserbündels 133 in dem Hüllrohr 33 in einem Zustand, in dem sie der Axialrichtung zugewandt sind. Das Herstellungsverfahren des Hüllrohrs 33 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann auch auf die dritte bis fünfte Ausführungsform angewendet werden, die später beschrieben werden.
Da bei dem vorstehend erläuterten Hüllrohr 33 gemäß der ersten Ausführungsform beide Endflächen des CFRP-Faserbündels 133 der Axialrichtung des Hüllrohrs 33 zugewandt sind, entsteht keine Stufe an dem Wickelungsbeginn- und dem Wickelungsendabschnitt des bandartigen CFRP-Faserbündels 133. Dementsprechend kann an dem Wicklungsbeginn- und dem Wicklungsendabschnitt des CFRP-Faserbündels 133 eine Verminderung der Festigkeit des Hüllrohrs 33 unterbunden werden, da sich die Fasern gerade erstrecken und kein Kriechen auftritt. Daher ist es möglich, die Spannungen bei einer Drehung des Rotors 30 geeignet aufzunehmen. Zudem liegen bei dem Hüllrohr 33 gemäß der ersten Ausführungsform die abgeschnittenen Oberflächen an beiden Endflächen des CFRP-Faserbündels 133 in der Umfangsrichtung DR des Rotors 30 nicht frei. Aus diesem Grund ist es selbst dann möglich, eine Ablösung der Endflächen aufgrund des Winddrucks bei einer Drehung des Rotors 30 zu unterbinden, wenn davon ausgegangen wird, dass die Haftkraft der Endflächen nicht ausreichend ist.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird die Konfiguration eines Hüllrohrs 33A gemäß der zweiten Ausführungsform erläutert. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich hinsichtlich des Herstellungsverfahrens für das Hüllrohr 33A von der ersten Ausführungsform. Bei dem Hüllrohr 33A gemäß der zweiten Ausführungsform stimmen die übrigen Konfigurationen mit denen gemäß der ersten Ausführungsform überein. Aus diesem Grund wird in den 4A bis 4C auf die Darstellung des Rotors 30 (siehe 2) verzichtet, für den das Hüllrohr 33A angewendet wird. Zudem sind in den Erläuterungen und Zeichnungen zur zweiten Ausführungsform Elemente, etc., die denen gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich sind, durch die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet, und auf anderweitig redundante Erläuterungen wird verzichtet.
Die 4A, 4B und 4C sind jeweils schematische Diagramme, die die Prozesse zur Fertigung des Hüllrohrs 33A gemäß der zweiten Ausführungsform zeigen. Das Hüllrohr 33A gemäß der zweiten Ausführungsform wird durch Wickeln des CFRP-Faserbündels 133, bei dem die Endflächen am Wicklungsbeginn und am Wicklungsende nicht abgeschnitten sind, um die äußere Umfangsfläche der Vorrichtung 50 geformt, wie in 4A gezeigt. Das CFRP-Faserbündel 133 wird um die äußere Umfangsfläche der Vorrichtung 50 gewickelt, wobei Zug aufgebracht wird.
Nach dem Wickeln des CFRP-Faserbündels 133 um die Vorrichtung 50 und vor dem Härten des Harzes werden der Wicklungsbeginn- und der Wicklungsendabschnitt des CFRP-Faserbündels 133 entlang der Schnittlinie CL abgeschnitten, wie in 4B gezeigt. Die Schnittlinie CL ist eine virtuelle Linie, die in einer zur Drehachsengerade S rechtwinkligen Richtung eingestellt ist. Wenn der Wicklungsbeginn- und der Wicklungsendabschnitt des CFRP-Faserbündels 133 entlang der Schnittlinie CL abgeschnitten werden, wird die Endfläche 133s am Wicklungsbeginn an dem Wicklungsbeginnabschnitt des CFRP-Faserbündels 133 gebildet, und die Endfläche 133e am Wicklungsende wird an dem Wicklungsendabschnitt des CFRP-Faserbündels 133 gebildet, wie in 4C gezeigt. Diese beiden Endflächen sind abgeschnittene Oberflächen, die in Bezug auf die Längsrichtung des CFRP-Faserbündels 133 jeweils schräg ausgebildet sind, wie in 4B gezeigt, und jeweils Oberflächen werden, die rechtwinklig zur Drehachsengerade S des Hüllrohrs 33A sind, wie in 4C gezeigt.
Bei dem Hüllrohr 33A gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden bei dem CFRP-Faserbündel 133 die Endfläche 133s am Wicklungsbeginn und die Endfläche 133e am Wicklungsende jeweils nach dem Wickeln um die Vorrichtung 50 an dem Wicklungsbeginn- und dem Wicklungsendabschnitt erzeugt. Aus diesem Grund wird das Hüllrohr 33A so geformt, dass das CFRP-Faserbündel 133 entlang der Umfangsrichtung umläuft und dass das CFRP-Faserbündel 133 entlang der Axialrichtung angeordnet ist, wie in 4C gezeigt. Anschließend sind beide Endflächen (133s, 133e) des CFRP-Faserbündels 133 des Hüllrohrs 33A Oberflächen, die jeweils rechtwinklig zu der Drehachsengerade S sind und in einen Zustand gelangen, in dem sie der Axialrichtung zugewandt sind. Das Herstellungsverfahren für das Hüllrohr 33 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann auch auf die dritte bis fünfte Ausführungsform angewendet werden, die später beschrieben werden.
Auch bei dem vorstehend erläuterten Hüllrohr 33A gemäß der zweiten Ausführungsform sind beide Endflächen des CFRP-Faserbündels 133 der Axialrichtung zugewandt, und die abgeschnittenen Oberflächen liegen in der Umfangsrichtung DR (siehe 2) des Rotors 30 nicht frei. Aus diesem Grund ist es ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform möglich, eine Verminderung der Festigkeit des Hüllrohrs 33A und eine Ablösung der Endfläche des CFRP-Faserbündels 133 zu unterbinden.
Zudem wird bei dem Hüllrohr 33A gemäß der zweiten Ausführungsform das CFRP-Faserbündel 133 in einem Zustand abgeschnitten, in dem der Wicklungsbeginnabschnitt belassen wird. Aus diesem Grund wird vor dem Beginn des Wickelns des CFRP-Faserbündels 133 um die Vorrichtung der verbliebene Wicklungsbeginnabschnitt durch ein Gerät oder dergleichen befestigt, wodurch es möglich ist, das CFRP-Faserbündel 133 um die Vorrichtung 50 zu wickeln, während ein stärkerer Zug aufgebracht wird. Dementsprechend wird das CFRP-Faserbündel 133 in einem Zustand um die Vorrichtung 50 gewickelt, in dem sich mehr Fasern gerade erstrecken. Daher ist es bei dem Hüllrohr 33A möglich, die Festigkeit des Hüllrohrs 33A weiter zu erhöhen, da eine Aufnahme von Spannungen durch mehr Fasern ermöglicht wird.
(Dritte Ausführungsform)
Als nächstes wird ein Hüllrohr 33B gemäß der dritten Ausführungsform erläutert. Das Hüllrohr 33B gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in dem Punkt, dass es eine zweischichtige Struktur ist. Bei dem Hüllrohr 33B gemäß der dritten Ausführungsform stimmen die übrigen Konfigurationen mit denen gemäß der ersten Ausführungsform überein. Aus diesem Grund wird in den 5A und 5B auf die Darstellung des Rotors 30 verzichtet, für den das Hüllrohr 33B angewendet wird. Zudem sind in den Erläuterungen und Zeichnungen zur dritten Ausführungsform Elemente, etc., die denen gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich sind, durch die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet, und im Übrigen wird auf redundante Erläuterungen verzichtet.
5A ist ein schematisches Diagramm, das eine erste Konfiguration des Hüllrohrs 33B gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. Wie in 5A gezeigt, wird das Hüllrohr 33B gemäß der ersten Konfiguration geformt, indem ein erstes CFRP-Faserbündel 133 in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung der Vorrichtung 50 gewickelt wird und ein zweites CFRP-Faserbündel 134 in der gleichen Richtung wie das erste CFRP-Faserbündel 133 in einem Spiralmuster auf diese Schicht gewickelt wird. Bei dem Hüllrohr 33B mit der ersten Konfiguration sind, obwohl dies nicht dargestellt ist, beispielsweise die Endfläche 133s am Wicklungsbeginn und die Endfläche 133e am Wicklungsende, wie die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform (siehe 3B) gezeigten, an dem Wicklungsbeginn- und dem Wicklungsendabschnitt des ersten CFRP-Faserbündel 133 und des zweiten CFRP-Faserbündels 134 ausgebildet (das gleiche gilt für die später beschriebene zweite Konfiguration).
Wie in 5A gezeigt, läuft das erste CFRP-Faserbündel 133 in der Axialrichtung des Hüllrohrs 33B durchgehend in einem Spiralmuster von einem Ende zum anderen Ende auf der äußeren Umfangsfläche der Vorrichtung 50 um. Das erste CFRP-Faserbündel 133 bildet eine erste Schicht auf der äußeren Umfangsfläche der Vorrichtung 50. Das zweite CFRP-Faserbündel 134 läuft in der Axialrichtung des Hüllrohrs 33B durchgehend in einem Spiralmuster von einem Ende zum anderen Ende auf der äußeren Umfangsfläche des ersten CFRP-Faserbündels 133 um. Das zweite CFRP-Faserbündel 134 bildet eine zweite Schicht auf der äußeren Umfangsfläche der ersten Schicht (des ersten CFRP-Faserbündels 133).
Bei dem Hüllrohr 33B mit der ersten Konfiguration ist der Winkel θ2, in dem die Längsrichtung des zweiten CFRP-Faserbündels 134 die Drehachsengerade S der Vorrichtung 50 schneidet, so eingestellt, dass er größer als der Winkel θ1 ist, in dem die Längsrichtung des ersten CFRP-Faserbündels 133 die Drehachsengerade S der Vorrichtung 50 schneidet (θ2 > θ1). Wenn der Winkel θ1 des ersten CFRP-Faserbündels 133 beispielsweise 85° beträgt, ist der Winkel θ2 des zweiten CFRP-Faserbündels 134 auf 87° eingestellt.
Da sich bei dem Hüllrohr 33B mit der ersten Konfiguration der Winkel θ1 des ersten CFRP-Faserbündels 133 von dem Winkel θ2 des zweiten CFRP-Faserbündels 134 unterscheidet, ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem der gleiche Winkel als Winkel θ2 und als Winkel θ2 festgelegt wird, möglich, den Winkelbereich weiter zu erweitern, in dem Spannungen von den Fasern aufgenommen werden. Dementsprechend ist es möglich, die Festigkeit in der Umfangsrichtung und der Axialrichtung des Hüllrohrs 33B weiter zu erhöhen. Insbesondere ist es durch die Erhöhung der Festigkeit in der Axialrichtung des Hüllrohrs 33B möglich, die Festigkeit in der Axialrichtung bei der Montage des Hüllrohrs 33B an dem Rotor 30 sicherzustellen. Zudem ist es nach der Montage des Hüllrohrs 33B an dem Rotor 30 möglich, ein Abfallen der Dauermagnete 32 von dem Rotor 30 effektiver zu unterbinden. Es ist darauf hinzuweisen, dass bei der Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Winkel θ1 des ersten CFRP Faserbündels 133 so eingestellt sein kann, dass er größer als der Winkel θ2 des zweiten CFRP-Faserbündels 134 ist (θ1 > θ2).
5B ist ein schematisches Diagramm, das eine zweite Konfiguration des Hüllrohrs 33B gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. Wie in 5B gezeigt, wird das Hüllrohr 33B mit der zweiten Konfiguration gebildet, indem das erste CFRP-Faserbündel 133 in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung der Vorrichtung 50 gewickelt wird und das zweite CFRP-Faserbündel 134 in der dem ersten CFRP-Faserbündel 133 entgegengesetzten Richtung in einem Spiralmuster auf diese Schicht gewickelt wird.
Bei dem Hüllrohr 33B mit der zweiten Konfiguration ist der Winkel θ1, in dem die Längsrichtung des ersten CFRP-Faserbündels 133 die Drehachsengerade S der Vorrichtung 50 schneidet, so eingestellt, dass er mit dem Winkel θ2 übereinstimmt, in dem die Längsrichtung des zweiten CFRP-Faserbündels 134 die Drehachsengerade S der Vorrichtung 50 schneidet (θ1 = θ2).
Da bei dem Hüllrohr 33B mit der zweiten Konfiguration das zweite CFRP-Faserbündel 134 in der dem CFRP-Faserbündel 133 entgegengesetzten Richtung auf die obere Schicht des ersten CFRP-Faserbündels 133 gewickelt wird, verflechten sich die Fasern des ersten CFRP-Faserbündels 133 und die Fasern des zweiten CFRP-Faserbündels 134 nicht. Dementsprechend können die Fasern eine größere Kraft aufnehmen, da es möglich ist, die in den jeweiligen Schichten aus Faserbündeln enthaltenen Fasern in einem zugbelasteterem Zustand um die Vorrichtung 50 zu wickeln. Daher ist es auch bei dem Hüllrohr 33B mit der zweiten Konfiguration möglich, die Festigkeit in der Umfangsrichtung und in der Axialrichtung weiter zu erhöhen. Insbesondere ist es durch die Erhöhung der Festigkeit in der Axialrichtung des Hüllrohrs 33B möglich, die Festigkeit in der Axialrichtung bei der Montage des Hüllrohrs 33B an dem Rotor 30 aufrechtzuerhalten. Zudem ist es nach der Montage des Hüllrohrs 33B an dem Rotor 30 möglich, ein Abfallen der Dauermagnete 32 von dem Rotor 30 effektiver zu unterbinden.
Es ist darauf hinzuweisen, dass bei dem Hüllrohr 33B mit der zweiten Konfiguration der Winkel θ1 des ersten CFRP-Faserbündels 133 so eingestellt sein kann, dass er größer als der Winkel θ2 des zweiten CFRP-Faserbündels 134 ist (θ1 > θ2), und dass der Winkel θ2 des zweiten CFRP-Faserbündels 134 so eingestellt sein kann, dass er größer als der Winkel θ1 des ersten CFRP-Faserbündels 133 ist (θ2 > θ1).
(Vierte Ausführungsform)
Als nächstes wird ein Hüllrohr 33C gemäß einer vierten Ausführungsform erläutert. Das Hüllrohr 33C gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in dem Punkt, dass es eine zweischichtige Struktur aufweist und dass sich die Breite und die Stärke der CFRP-Faserbündel in jeder Schicht voneinander unterscheiden. Bei dem Hüllrohr 33C gemäß der vierten Ausführungsform stimmen die übrigen Konfigurationen mit denen gemäß der ersten Ausführungsform überein. Aus diesem Grund wird in 6 auf die Darstellung des Rotors 30 verzichtet, für den das Hüllrohr 33C angewendet wird. Zudem sind in den Erläuterungen und den Zeichnungen zu der vierten Ausführungsform Elemente, etc., die denen gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich sind, durch die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet, und im Übrigen wird auf redundante Erläuterungen verzichtet.
6 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration des Hüllrohrs 33C gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Wie in 6 gezeigt, wird das Hüllrohr 33C gemäß der vierten Ausführungsform geformt, indem das erste CFRP-Faserbündel 133 in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung der Vorrichtung 50 gewickelt wird und auf seine obere Schicht in der gleichen Richtung wie das erste CFRP-Faserbündel 133 das zweite CFRP-Faserbündel 134 in einem Spiralmuster gewickelt wird. Bei dem Hüllrohr 33C gemäß der vierten Ausführungsform werden, obwohl dies nicht dargestellt ist, die Endfläche 133s am Wicklungsbeginn und die Endfläche 133e am Wicklungsende, wie die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform gezeigten (siehe 3B), beispielsweise an dem Wicklungsbeginn- und dem Wicklungsendabschnitt des ersten CFRP-Faserbündels 133 und des zweiten CFRP-Faserbündels 134 erzeugt.
Wie in 6 gezeigt, läuft das erste CFRP-Faserbündel 133 in der Axialrichtung des Hüllrohrs 33C durchgehend in einem Spiralmuster von einem Ende zum anderen Ende auf der äußeren Umfangsfläche der Vorrichtung 50 um. Das erste CFRP-Faserbündel 133 bildet eine erste Schicht auf der äußeren Umfangsfläche der Vorrichtung 50. Das zweite CFRP-Faserbündel 134 läuft in der Axialrichtung des Hüllrohrs 33C in einem Spiralmuster durchgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende auf der äußeren Umfangsfläche des ersten CFRP-Faserbündels 133 um. Das zweite CFRP-Faserbündel 134 bildet eine zweite Schicht auf der äußeren Umfangsfläche der ersten Schicht (des ersten CFRP-Faserbündels 133).
Das Hüllrohr 33C gemäß der vierten Ausführungsform ist so eingestellt, dass die Breite W2 des zweiten CFRP-Faserbündels 134 breiter als die Breite W1 des ersten CFRP-Faserbündels 133 ist (W2 > W1). Wenn die Breite W1 des ersten CFRP-Faserbündels 133 4 mm beträgt, ist die Breite W2 des zweiten CFRP-Faserbündels 134 beispielsweise auf 6 mm eingestellt.
Zudem ist das Hüllrohr 33C gemäß der vierten Ausführungsform so aufgebaut, dass die Stärke T2 des zweiten CFRP-Faserbündels 134 stärker als die Stärke T1 des ersten CFRP-Faserbündels 133 ist (T2 > T1). Wenn die Stärke des ersten CFRP-Faserbündels 133 0,1 mm beträgt, ist die Stärke T2 des zweiten CFRP-Faserbündels 134 beispielsweise auf 0,12 mm eingestellt. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Faserbündel durch eine geeignete Kombination der Faserdurchmesser und der Anzahl an Fasern auf jede Stärke eingestellt werden kann. So ist es beispielsweise selbst bei der gleichen Anzahl an Fasern möglich, das Faserbündel zu verstärken, wenn der Faserdurchmesser erhöht wird, und es ist selbst bei einem übereinstimmenden Faserdurchmesser möglich, durch eine Erhöhung der Anzahl an Fasern eine Verstärkung herbeizuführen.
Bei dem Hüllrohr 33C gemäß der vierten Ausführungsform unterscheiden sich das erste CFRP-Faserbündel 133 und das zweite CFRP-Faserbündel 134 hinsichtlich der Breite und Stärke; daher ist es möglich, die Festigkeit des Hüllrohrs 33C im Vergleich zu einem Fall, in dem die Breite und die Stärke der CFRP-Faserbündel einer zweischichtigen Struktur auf die gleichen Abmessungen eingestellt sind, weiter zu optimieren. Es ist darauf hinzuweisen, dass bei der Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine derartige Einstellung vorgenommen werden kann, dass die Breite W1 des ersten CFRP-Faserbündels 133 breiter als die Breite W2 des zweiten CFRP-Faserbündels 133 ist (W1 >W2). Zudem kann eine derartige Einstellung vorgenommen werden, dass die Stärke T1 des ersten CFRP-Faserbündels 133 stärker als die Stärke T2 des zweiten CFRP-Faserbündels 134 ist (T1 > T2).
(Fünfte Ausführungsform)
Als nächstes wird ein Hüllrohr 33D gemäß der fünften Ausführungsform erläutert. Das Hüllrohr 33D gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in dem Punkt, dass die Seitenfläche des CFRP-Faserbündels so angeordnet ist, dass sie sich entlang der Axialrichtung überlagert oder in Abständen angeordnet ist. Bei dem Hüllrohr 33D gemäß der fünften Ausführungsform stimmen die übrigen Konfigurationen mit denen gemäß der ersten Ausführungsform überein. Aus diesem Grund wird in den 7A bis 7C auf die Darstellung des Rotors 30 verzichtet, für den das Hüllrohr 33D angewendet wird. Zudem sind in den Erläuterungen und den Zeichnungen zu der fünften Ausführungsform Elemente, etc., die denen gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich sind, durch die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet, und im Übrigen wird auf redundante Erläuterungen verzichtet.
7A ist ein schematisches Diagramm, das eine erste Konfiguration des Hüllrohrs 33D gemäß der fünften Ausführungsform zeigt. Wie in 7A gezeigt, läuft bei dem Hüllrohr 33D mit der ersten Konfiguration das CFRP-Faserbündel 133 in der Axialrichtung des Hüllrohrs 33D in einem Spiralmuster durchgehend von einem Ende zum anderen Ende um und ist so angeordnet, dass die Seitenflächen einander entlang der Axialrichtung überlagern. An dem Abschnitt, an dem sich das CFRP Faserbündel 133 überlagert, ist ein stufiger Teil 133b ausgebildet. Bei dem Hüllrohr 33D mit der ersten Konfiguration ist die Breite W3, um die sich das CFRP-Faserbündel 133 überlagert, beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 1 mm eingestellt.
Bei dem Hüllrohr 33D mit der ersten Konfiguration sind, obwohl dies nicht dargestellt ist, die Endfläche 133s am Wicklungsbeginn und die Endfläche 133e am Wicklungsende, wie die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform gezeigten (siehe 3B), an dem Wickelungsbeginn- und dem Wicklungsendabschnitt des CFRP Faserbündels 133 ausgebildet (das gleiche gilt für die zweite Konfiguration und die dritte Konfiguration, die später beschrieben werden).
Auch bei dem vorstehend erläuterten Hüllrohr 33D mit der ersten Konfiguration sind beide Endflächen des CFRP-Faserbündels 133 der Axialrichtung zugewandt, und die abgeschnittenen Oberflächen liegen in der Umfangsrichtung DR des Rotors 30 nicht frei (siehe 2). Aus diesem Grund ist es, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, möglich, eine Verminderung der Festigkeit des Hüllrohrs 33D und eine Ablösung der Endfläche des CFRP-Faserbündels 133 zu unterbinden. Da bei dem Hüllrohr 33D mit der ersten Konfiguration das erste CFRP-Faserbündel 133 so angeordnet ist, dass die Seitenflächen einander entlang der Axialrichtung überlagern, ist es zudem möglich, die Dichte der Fasern in der Umfangsrichtung des Hüllrohrs 33D weiter zu erhöhen.
7B ist ein schematisches Diagramm, das die zweite Konfiguration des Hüllrohrs 33D gemäß der fünften Ausführungsform zeigt. Wie in 7B gezeigt, läuft das CFRP-Faserbündel 133 bei dem Hüllrohr 33D mit der zweiten Konfiguration in der Axialrichtung des Hüllrohrs 33D in einem Spiralmuster durchgehend von einem Ende zum anderen Ende um und ist in Abständen entlang der Axialrichtung angeordnet. In einem Abschnitt, in dem sich das CFRP-Faserbündel 133 nicht überlagert, ist ein Spaltteil 133c ausgebildet. Bei dem Hüllrohr 33D mit der zweiten Konfiguration ist eine Breite W4 des Spaltteils 133c, in dem sich das CFRP-Faserbündel 133 nicht überlagert, beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 1 mm eingestellt.
Auch bei dem vorstehend erläuterten Hüllrohr 33D mit der zweiten Konfiguration sind beide Endflächen des CFRP-Faserbündels 133 der Axialrichtung zugewandt, und eine Schnittfläche liegt in der Umfangsrichtung DR des Rotors 30 nicht frei (siehe 2). Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist es möglich, beispielsweise eine Verminderung der Festigkeit des Hüllrohrs 33D und eine Ablösung der Endfläche des CFRP-Faserbündels 133 zu unterbinden.
Zudem ist bei dem Hüllrohr 33D mit der zweiten Konfiguration das (nachstehend einfach als „Faserbündel“ bezeichnete) CFRP-Faserbündel 133 in einem Abstand entlang der Axialrichtung angeordnet. Da bei der zweiten Konfiguration die einander überlagernden Abschnitte des Faserbündels nicht in einer konvexen Form vorstehen wie bei der Konfiguration, bei der die Seitenflächen des Faserbündel einander überlagern, wird selbst in einem Fall, in dem das Faserbündel in mehreren Schichten gewickelt ist, der vorstehende Abschnitt nicht allmählich größer, wenn mehr Schichten vorgesehen sind. Aus diesem Grund können bei der zweiten Konfiguration im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die einander zugewandten Seiten der Faserbündel einander überlagern, mehr Faserbündel aufgewickelt werden, wenn mehrere Schichten von Faserbündeln aufgewickelt werden. Dadurch ist es bei der Betrachtung der einander überlagernden Faserbündel in einem Querschnitt in der radialen Richtung des Hüllrohrs 3 möglich, die Anzahl der Fasern pro Flächeneinheit (Querschnittsfläche) zu erhöhen. Dementsprechend ist es bei gleicher Einstellung des Spalts zwischen dem äußeren Umfang des Rotors 30 (dem Dauermagneten 32) und dem inneren Umfang des Stators 20 bei dem Hüllrohr 33D möglich, im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Seitenflächen der Faserbündel einander überlagern, mehr Faserbündel aufzuwickeln. Aus diesem Grund ist es bei der zweiten Konfiguration möglich, die Festigkeit des Hüllrohrs 33D zu erhöhen.
Da es zudem bei der zweiten Konfiguration möglich ist, das Faserbündel auf eine relativ glatte Oberfläche zu wickeln, ohne das die einander überlagernden Abschnitte des Faserbündel in einer konvexen Form vorstehen, tritt beim Wickeln mehrerer Schichten von Faserbündeln kaum ein Erschlaffen der oberen Faserbündelschicht durch einen konvex vorstehenden Abschnitt der unteren Faserbündelschicht auf, und es ist möglich, das Faserbündel so zu wickeln, dass es sich in jeder Schicht normal erstreckt. Aus diesem Grund ist es bei der zweiten Konfiguration möglich, ein Erschlaffen des gewickelten Faserbündels zu unterbinden. Es ist darauf hinzuweisen, dass bei der zweiten Konfiguration selbst unter der Annahme eines Falls, in dem in dem Faserbündel in der unteren Schicht ein Spalt vorhanden ist, das Faserbündel in der oberen Schicht nicht in den Spalt in dem Faserbündel in der unteren Schicht gelangt, da das Faserbündel in der oberen Schicht das Faserbündel in der unteren Schicht stets schneidet.
7C ist ein schematisches Diagramm, das eine dritte Konfiguration eines Hüllrohrs 33D gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt. Wie in 7C gezeigt, wird das Hüllrohr 33D mit der dritten Konfiguration geformt, indem das erste CFRP-Faserbündel 133 in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung der Vorrichtung 50 gewickelt wird und auf seine obere Schicht das zweite CFRP-Faserbündel 134 in der gleichen Richtung wie das erste CFRP-Faserbündel 133 in einem Spiralmuster gewickelt wird.
Bei dem Hüllrohr 33D mit der dritten Konfiguration läuft das erste CFRP-Faserbündel 133 in der Axialrichtung des Hüllrohrs 33D in einem Spiralmuster durchgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende um und ist so angeordnet, dass die Seitenflächen einander entlang der Axialrichtung überlagern. Das erste CFRP-Faserbündel 133 bildet eine erste Schicht auf der äußeren Umfangsfläche der Vorrichtung 50. Das erste CFRP-Faserbündel 133 läuft mit einem Wickelungsabstand P1 um. Der stufige Teil 133b ist an einem Abschnitt ausgebildet, an dem sich das erste CFRP-Faserbündel 133 überlagert.
Zudem läuft bei dem Hüllrohr 33D mit der dritten Konfiguration das zweite CFRP-Faserbündel 134 in der Axialrichtung des Hüllrohrs 33D in einem Spiralmuster durchgehend von dem einen Ende zu dem anderen Ende um und ist in der Axialrichtung in Abständen angeordnet. Das zweite CFRP-Faserbündel 134 bildet die zweite Schicht auf der äußeren Umfangsfläche der ersten Schicht (des ersten CFRP-Faserbündels 133). Das zweite CFRP-Faserbündel 134 läuft mit dem Wicklungsabstand P2 um. In einem Abschnitt, in dem keine Überlagerung durch das zweite CFRP-Faserbündel 134 erfolgt, ist ein Spaltteil 133c ausgebildet.
Bei der dritten Konfiguration sind der Wicklungsabstand P1 des ersten CFRP-Faserbündels 133 und der Wicklungsabstand P2 des zweiten CFRP-Faserbündels 134 so eingestellt, dass sie übereinstimmen (P1 = P2). Aus diesem Grund ist bei dem Hüllrohr 33D mit der dritten Konfiguration der stufige Teil 133b in dem Abschnitt, in dem das erste CFRP-Faserbündel 133 überlagert wird, so angeordnet, dass er zwischen den Spaltteil 133c des zweiten CFRP-Faserbündels 134 gelangt.
Bei dem Hüllrohr 33D mit der dritten Konfiguration ist der in dem Abschnitt, in dem das erste CFRP-Faserbündel 133 überlagert wird, ausgebildete stufige Teil 133b so angeordnet, dass er zwischen den Spaltteil 133c des zweiten CFRP-Faserbündels 134 gelangt. Aus diesem Grund nimmt der in dem ersten CFRP-Faserbündel 133 ausgebildete stufige Teil 133b eine Form an, die nicht an der äußeren Umfangsfläche des Hüllrohrs 33D vorsteht. Dementsprechend kann selbst bei einer derartigen Anordnung des ersten CFRP-Faserbündels 133, dass die Seitenflächen einander in der Axialrichtung überlagern, der in dem erste CFRP-Faserbündel 133 ausgebildete stufige Teil 113b die Außendurchmesserabmessungen des Hüllrohrs 33D zur weiteren Erhöhung der Dichte der Fasern in der Umfangsrichtung dadurch gleichmäßiger halten, dass er nicht an der äußeren Umfangsfläche des Hüllrohrs 33D vorsteht.
Obwohl vorstehend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert wurden, darf die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend erläuterten Ausführungsformen beschränkt werden, es sind verschiedene Modifikationen und Abänderungen wie bei den später beschriebenen modifizierten Ausführungsformen möglich, und diese sind ebenfalls in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen. Zudem sind die im Zusammenhang mit den Ausführungsformen beschriebenen Ergebnisse lediglich beispielhaft für die bevorzugtesten Ergebnisse, die durch die vorliegende Erfindung erzielt werden, und es besteht keine Beschränkung auf die im Zusammenhang mit den Ausführungsformen beschriebenen Ergebnisse. Es ist darauf hinzuweisen, dass die vorstehend erläuterten Ausführungsformen und die später beschriebenen modifizierten Ausführungsformen in geeigneter Kombination verwendet werden können; auf eine diesbezügliche genaue Erläuterung wird jedoch verzichtet.
(Modifizierte Ausführungsformen)
Bei der zweiten Konfiguration (siehe 7B) gemäß der fünften Ausführungsform kann die Breite W4 des Spaltteils 133c entsprechend der Anzahl der Wicklungen des CFRP-Faserbündels 133 modifiziert werden, und sie kann in der Axialrichtung des Hüllrohrs 33D teilweise modifiziert werden. Wie bei der zweiten Konfiguration gemäß der fünften Ausführungsform kann die Konfiguration des Hüllrohrs 33D mit der Anordnung in einem Abstand an der Seitenfläche des CFRP-Faserbündels 133 entlang der Axialrichtung beispielsweise auch auf das als dritte Ausführungsform (siehe 5A und 5B) und als vierte Ausführungsform (siehe 6) gezeigte Hüllrohr mit einer zweischichtigen Struktur angewendet werden. In diesem Fall kann die Breite W4 des Spaltteils 133c in der ersten Schicht (dem ersten CFRP-Faserbündel 133) und der zweiten Schicht (dem zweiten CFRP-Faserbündel 134) auf jeweils unterschiedliche Abmessungen eingestellt sein. Bei dem als dritte bis fünfte Ausführungsform gezeigten Hüllrohr mit der zweischichtigen Struktur können die Materialien wie die Kohlenstofffaser und das Harz verändert werden, aus denen das erste CFRP-Faserbündel 133 und das zweite CFRP-Faserbündel 134 ausgebildet sind.
Bei der ersten Konfiguration (7A) gemäß der fünften Ausführungsform kann der Spaltteil 133c, in dem keine Überlagerung des CFRP-Faserbündels 133 vorliegt, teilweise ausgebildet sein, und bei der zweiten Konfiguration (7B) gemäß der fünften Ausführungsform kann der stufige Teil 133b, in dem sich das CFRP-Faserbündel 133 überlagert, teilweise ausgebildet sein.
Im Zusammenhang mit der Ausführungsform ist als Beispiel die Manschette 31 als drehendes Element erläutert, das den Rotor 30 bildet; es besteht jedoch keine Beschränkung hierauf. Bei einer Konfiguration, bei der die Dauermagnete nicht über die Manschette 31 auf der äußeren Umfangsseite der Drehwelle 35 angeordnet sind, kann das drehende Element die Drehwelle 35 sein.
Im Zusammenhang mit der Ausführungsform ist ein Beispiel erläutert, bei dem das Hüllrohr 33 durch Wickeln des CFRP-Faserbündels 133 auf die äußeren Umfangsfläche der Vorrichtung 50 geformt wird; es besteht jedoch keine Beschränkung hierauf. Das Hüllrohr 33 kann durch direktes Wickeln des CFRP-Faserbündels 133 auf die äußere Umfangsseite der Dauermagnete 32 (siehe 2) geformt werden.
Bezugszeichenliste

1:: Elektromotor
20:: Stator
30:: Rotor
31:: Manschette
32:: Dauermagnet
33, 33A, 33B, 33C, 33D:: Hüllrohr
35:: Drehwelle
50:: Vorrichtung
133:: CFRP-Faserbündel (bandartiges Faserbündel), 133a: fadenartiges CFRP, 133b: stufiger Teil, 133c: Spaltteil, 133s: Endfläche am Wicklungsbeginn, 133e: Endfläche am Wicklungsende,
134:: zweites CFRP-Faserbündel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201682773 [0004, 0033]

Claims

Rotor (30), der umfasst: ein drehendes Element (31, 35); mehrere Dauermagnete (32), die auf einer äußeren Umfangsseite des drehenden Elements (31, 35) angeordnet sind; und ein Hüllrohr (33), das auf der Seite einer äußeren Umfangsfläche der mehreren Dauermagnete (32) vorgesehen und aus einem bandartigen Faserbündel (133) ausgebildet ist, in dem mehrere in einer Richtung ausgerichtete fadenartige Fasern durch Harz eben gebündelt sind, wobei das Hüllrohr (33) so ausgebildet ist, dass das bandartige Faserbündel (133) in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung umläuft, und das bandartige Faserbündel (133) entlang der Axialrichtung angeordnet ist, und wobei eine Endfläche des bandartigen Faserbündels (133) am Umlaufbeginn und eine Endfläche am Umlaufende der Axialrichtung des Hüllrohrs (33) zugewandt sind.
Rotor (30) nach Anspruch 1, wobei das bandartige Faserbündel (133) in dem Hüllrohr (33) so in Abständen angeordnet ist, dass es sich entlang der Axialrichtung nicht überlagert.
Rotor (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Hüllrohr (33) umfasst: eine erste Schicht, in der das bandartige Faserbündel (133) in der Axialrichtung durchgehend in einem Spiralmuster von einem Ende zum anderen Ende umläuft; und eine zweite Schicht, in der das bandartige Faserbündel (133) in der Axialrichtung durchgehend in einem Spiralmuster von dem anderen Ende zu dem einen Ende umläuft, wobei die erste Schicht und die zweite Schicht in der radialen Richtung des Hüllrohrs (33) wechselseitig geschichtet sind.
Rotor (30) nach Anspruch 3, wobei in dem Hüllrohr (33) das bandartige Faserbündel (133), das die erste Schicht bildet, und das bandartige Faserbündel (133), das die zweite Schicht bildet, jeweils unterschiedliche Schnittwinkel mit der Axialrichtung aufweisen.
Rotor (30) nach Anspruch 3 oder 4, wobei in dem Hüllrohr (33) das bandartige Faserbündel (133), das die erste Schicht bildet, und das bandartige Faserbündel (133), das die zweite Schicht bildet, jeweils unterschiedliche Breiten aufweisen.
Rotor (30) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei in dem Hüllrohr (33) das bandartige Faserbündel (133), das die erste Schicht bildet, und das bandartige Faserbündel (133), das die zweite Schicht bildet, jeweils unterschiedliche Stärken aufweisen.
Drehende elektrische Maschine, die umfasst: den Rotor (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einen Stator (20), der an der äußeren Umfangsseite des Rotors (30) vorgesehen ist.
Herstellungsverfahren für ein Hüllrohr (33), das an einer äußeren Umfangsfläche eines Rotors (30) vorgesehen ist, an dessen äußerer Umfangsseite mehrere Dauermagnete (32) angeordnet sind, wobei das Herstellungsverfahren die Schritte umfasst: beim Wickeln eines bandartigen Faserbündels (133), in dem mehrere in einer Richtung angeordnete fadenartige Fasern durch Harz eben gebündelt sind, in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung eines drehenden Elements (31, 35) oder einer zylindrischen Vorrichtung (50) und Anordnen des bandartigen Faserbündels (133) entlang der Axialrichtung des drehenden Elements (31, 35) oder der zylindrischen Vorrichtung (50) und derartiges schräges Abschneiden einer Endfläche des bandartigen Faserbündels (133)am Wicklungsbeginn (133s) und einer Endfläche am Wicklungsende (133e), dass die Endfläche des bandartigen Faserbündels (133) am Wicklungsbeginn (133s) und die Endfläche am Wicklungsende (133e) rechtwinklig zur Axialrichtung des Hüllrohrs (33) sind; und Ausrichten der Endfläche des bandartigen Faserbündels (133) am Wicklungsbeginn (133s) und der Endfläche am Wicklungsende (133e) in der Axialrichtung des Hüllrohrs (33) durch Wickeln des bandartigen Faserbündels (133) in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung des drehenden Elements (31, 35) oder der zylindrischen Vorrichtung (50), und Anordnen des bandartigen Faserbündels (133) entlang der Axialrichtung des drehenden Elements (31, 35) oder der zylindrischen Vorrichtung (50).
Herstellungsverfahren für ein Hüllrohr (33), das an einer äußeren Umfangsfläche eines Rotors (30) vorgesehen ist, an dessen äußerer Umfangsseite mehrere Dauermagnete (32) angeordnet sind, wobei das Herstellungsverfahren die Schritte umfasst: Wickeln eines bandartigen Faserbündels (133), in dem mehrere in einer Richtung angeordnete fadenartige Fasern durch Harz eben gebündelt sind, in einem Spiralmuster entlang der Umfangsrichtung eines drehenden Elements (31, 35) oder einer zylindrischen Vorrichtung (50), und Anordnen des bandartigen Faserbündels (133) entlang der Axialrichtung des drehenden Elements (31, 35) oder der zylindrischen Vorrichtung (50); und schräges Abschneiden eines Endes des auf das drehende Element (31, 35) oder die zylindrische Vorrichtung (50) gewickelten bandartigen Faserbündels (133) am Wicklungsbeginn und eines Endes am Wicklungsende in einer zur Axialrichtung des drehenden Elements (31, 35) oder der zylindrischen Vorrichtung (50) rechtwinkligen Richtung.