JP2012217278A - 永久磁石型回転電機及び永久磁石型回転電機の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この発明に係る永久磁石型回転電機は、固定子と、固定子の内側に空隙を介して設けられる回転子と、を備える永久磁石型回転電機であって、回転子は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して形成されるヨークと、ヨークの外周面に設けられ、ハルバッハ配列を成す主磁石と補助磁石とからなる界磁部と、補助磁石に対向するヨーク内の所定箇所に設けられる、補助磁石の磁束漏れを抑制する空隙と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
回転子は、
所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して形成されるヨークと、
ヨークの外周面に設けられ、ハルバッハ配列を成す主磁石と補助磁石とからなる界磁部と、
補助磁石に対向するヨーク内の所定箇所に設けられる、補助磁石の磁束漏れを抑制する空隙と、を備えたことを特徴とする。
図1、図2は実施の形態1を示す図で、図1は永久磁石型回転電機100の横断面図、図2は図1のA−A断面図である。図1、図2に示す永久磁石型回転電機100は、固定子110と、固定子110の内側にエアギャップ130を介して配置される回転子120とを備える。
(1)従来例:希土類磁石を使用し、ラジアル配向や平行配向のもの;
(2)希土類磁石量のみを低減した例:希土類磁石を使用し、ラジアル配向や平行配向のもので、従来例よりも希土類磁石量を低減したもの;
(3)本実施の形態1:磁化の向きが径方向で希土類磁石を用いる主磁石122と、磁化の向きが周方向でフェライト磁石を用いる補助磁石123とをハルバッハ配列したもの。
(1)磁化の向きが径方向で希土類磁石を用いる主磁石122と、磁化の向きが周方向でフェライト磁石を用いる補助磁石123とをハルバッハ配列することにより、希土類磁石量を従来例の約77%に低減しても、出力トルクは従来例と変わらない。
(2)ヨーク121の外周に切欠き部128を設けることにより形成される空隙124、もしくはヨーク221の外周より内側に薄肉鉄心部229を間にして設けられる空隙224により、補助磁石123,223からの磁束がヨーク121,221側に漏れるのを防ぎ、エアギャップ130の磁束量を増やすことができ、出力トルクがわずかながら空隙なしよりも向上し、脈動(リプル)も小さくなる。
(3)空隙224をヨーク221の内部に設けることにより、補助磁石223とヨーク221との装着面(接着面)の面積及びq軸パーミアンスを、回転子120よりも大きくすることができる。
図12、図13は実施の形態2を示す図で、図12は永久磁石型回転電機300の横断面図、図13は図12のC−C断面図である。図12、図13に示す永久磁石型回転電機300は、固定子310と、固定子310の内側にエアギャップ330を介して配置される回転子320とを備える。
(1)ヨーク321の軸方向の長さLcより短い軸方向の長さLaであり、略円筒形状の第1のヨーク本体321a−1。
(2)第1のヨーク本体321a−1の外周面から外側(径方向)に張り出して形成され、周方向に略等間隔に設けられる第1のヨーク径方向張出部321a−2(外側の面が主磁石装着面となる)。第1のヨーク径方向張出部321a−2は、主磁石322と同数の10個である。
(3)隣接する第1のヨーク径方向張出部321a−2の対向する周方向端部と第1のヨーク本体321a−1の外周面とで形成され、軸方向の長さLaの第1のヨーク連結部321a−3。
(1)ヨーク321の軸方向の長さLcより短い軸方向の長さLbであり、略円筒形状の第2のヨーク本体321b−1。
(2)第2のヨーク本体321b−1の外周面から外側(径方向)に張り出して形成され、周方向に略等間隔に設けられる第2のヨーク径方向張出部321b−2(外側の面が補助磁石装着面となる)。第2のヨーク径方向張出部321b−2は、補助磁石323と同数の10個である。
(3)隣接する第2のヨーク径方向張出部321b−2の対向する周方向端部と第2のヨーク本体321b−1の外周面とで形成され、軸方向の長さLbの第2のヨーク連結部321b−3。
La+Lb=Lc
図20は実施の形態3を示す図で、回転子420の部分横断面図である。図20に示す回転子420は、第1のヨーク421aの第1のヨーク径方向張出部421a−2と、第2のヨーク421bの第2のヨーク径方向張出部421b−2との間に、所定の周方向寸法の隙間429(ガタ)を設けたものである。
Claims (11)
- 固定子と、前記固定子の内側に空隙を介して設けられる回転子と、を備える永久磁石型回転電機であって、
前記回転子は、
所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して形成されるヨークと、
前記ヨークの外周面に設けられ、ハルバッハ配列を成す主磁石と補助磁石とからなる界磁部と、
前記補助磁石に対向する前記ヨーク内の所定箇所に設けられる、前記補助磁石の磁束漏れを抑制する空隙と、を備えたことを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 前記ヨークの外周部に、前記補助磁石に対向して周方向に略等間隔に形成される所定の形状の切欠き部が形成され、前記切欠き部が前記空隙を構成することを特徴とする請求項1記載の永久磁石型回転電機。
- 前記ヨークの外周部の内側に薄肉鉄心部を介して前記空隙が形成されることを特徴とする請求項1記載の永久磁石型回転電機。
- 前記空隙の周方向長さは、前記補助磁石の周方向長さよりも短いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の永久磁石型回転電機。
- 前記主磁石に希土類永久磁石が用いられるとともに、前記補助磁石にはフェライト磁石が用いられることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の永久磁石型回転電機。
- 固定子と、前記固定子の内側に空隙を介して設けられる回転子と、を備える永久磁石型回転電機であって、
前記回転子は、
軸方向に2分割され、第1のヨークと、第2のヨークとから構成されるヨークと、
前記ヨークの外周面に設けられ、ハルバッハ配列を成す主磁石と補助磁石とからなる界磁部と、を備え、
前記第1のヨークは、
前記ヨークの軸方向の長さLcより短い軸方向の長さLaであり、略円筒形状の第1のヨーク本体と、
前記第1のヨーク本体の外周面から外側に張り出して形成され、周方向に略等間隔に設けられる第1のヨーク径方向張出部と、
隣接する前記第1のヨーク径方向張出部の対向する周方向端部と前記ヨーク本体の外周面とで形成され、軸方向の長さLaの第1のヨーク連結部と、を有し、
前記第2のヨークは、
前記ヨークの軸方向の長さLcより短い軸方向の長さLbであり、略円筒形状の第2のヨーク本体と、
前記第2のヨーク本体の外周面から外側に張り出して形成され、周方向に略等間隔に設けられる第2のヨーク径方向張出部と、
隣接する前記第2のヨーク径方向張出部の対向する周方向端部と前記第2のヨーク本体の外周面とで形成され、軸方向の長さLbの第2のヨーク連結部と、を有し、
前記第1のヨークの前記第1のヨーク連結部に、前記第2のヨークの前記第2のヨーク径方向張出部が挿入され、同時に前記第2のヨークの前記第2のヨーク連結部に、前記第1のヨークの前記第1のヨーク径方向張出部が挿入されることにより、前記第1のヨークと前記第2のヨークとが、互いに軸方向に沿って嵌め合わされて形成されることを特徴とする永久磁石型回転電機。 - 前記第1のヨーク本体及び前記第1のヨーク連結部の軸方向長さLa、前記第2のヨーク本体及び前記第2のヨーク連結部の軸方向長さLb及び前記ヨークの軸方向の長さLcは、
La+Lb=Lc
の関係を満たすことを特徴とする請求項6記載の永久磁石型回転電機。 - 前記第1のヨークの前記第1のヨーク径方向張出部と、前記第2のヨークの前記第2のヨーク径方向張出部との間に、所定の周方向寸法の隙間が形成されていることを特徴とする請求項6又は請求項7記載の永久磁石型回転電機。
- 請求項6記載の永久磁石型回転電機の製造方法であって、
前記第1の分割ヨークの前記第1のヨーク径方向張出部に前記主磁石を装着し、
前記第2の分割ヨークの前記第2のヨーク径方向張出部に前記補助磁石を装着し、
前記第1の分割ヨークと前記第2の分割ヨークとを軸方向から嵌め合わせた後、シャフトが挿入されて固定されることを特徴とする永久磁石型回転電機の製造方法。 - 前記回転子の組立て後のエアギャップの磁束密度分布の高調波成分がもっとも小さくなる位置まで、前記第1のヨークと前記第2のヨークとの周方向位置を調整後、前記シャフトが挿入されて固定されることを特徴とする請求項9記載の永久磁石型回転電機の製造方法。
- 前記第1のヨークと、前記第2のヨークと、前記シャフトとは、圧入または焼き嵌めで固着されることを特徴とする請求項9又は請求項10記載の永久磁石型回転電機の製造方法。
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