JP2019068619A - ロータコア、ロータ、回転電機、自動車用電動補機システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明によるロータは、上記のロータコアと、前記ロータコアに固定された回転シャフトと、前記収納空間に配置された永久磁石と、を備える。
本発明による回転電機は、上記のロータと、複数の巻線を有し、所定のエアギャップを介して前記ロータと対向して配置されたステータと、を備える。
本発明による自動車用電動補機システムは、上記の回転電機を備え、前記回転電機を用いて、電動パワーステアリングまたは電動ブレーキを行う。
図1から図3を用いて、本発明の第1の実施形態に係る回転子コアを備えた永久磁石式回転電機1の構成を説明する。図1は、第1の実施形態に係る永久磁石式回転電機1の回転面内断面図である。図2は、第1の実施形態に係る回転子20の断面図である。図3は、第1の実施形態に係る回転子20の断面の磁極付近の拡大図であり、図1の点線で囲ったX部を拡大して示した図である。
(1)磁極端部のパーミアンスの急激な変化を抑制するため、磁極端部に突起部を形成する。これにより、突起部の磁気抵抗が大きいことを利用して、磁極端部付近のエアギャップの磁界の変化を緩やかにすることができる。
(2)ブリッジ部をステータから径方向内側に離す。これにより、ブリッジ部を通して磁界がエアギャップに出ることを防止することができる。
(3)q軸方向のコア最外周部をステータから径方向内側に離す。これにより、q軸方向のコア最外周部を通して磁界がエアギャップに出ることを防止することができる。
(4)突起部とブリッジ部の間に側面部を設け、ブリッジ部とq軸方向のコア最外周部を側面部より径方向内側として、これらを突起部から径方向内側に離す。これにより、突起部を通る磁界がブリッジ部とq軸方向のコア最外周部を経由して供給されることを防止することができる。
次に、図5Aおよび図5Bを用いて、本発明の第2の実施形態に係る永久磁石式回転電機1を説明する。図5Aは、第2の実施形態に係る回転子20の断面の磁極付近の拡大図であり、第1の実施形態で説明した図3と対応している。図5Bは、第2の実施形態における突起端部付近の拡大図であり、基部230のうち第2突起部222bを含む部分を拡大して示した図である。なお、第1の実施形態と共通の部分は説明を一部省略する。
次に、図7Aを用いて、本発明の第3の実施形態に係る永久磁石式回転電機1を説明する。図7Aは、第3の実施形態に係る回転子20の断面の磁極付近の拡大図であり、第1、第2の実施形態でそれぞれ説明した図3、5と対応している。なお、第1、第2の実施形態と共通の部分は説明を一部省略する。
次に、図7Bを用いて、本発明の第4の実施形態に係る永久磁石式回転電機1を説明する。本実施形態の永久磁石式回転電機1は、第3の実施形態と同様に、10極60スロット分布巻の回転電機である。図7Bは、第4の実施形態に係る回転子20の断面の磁極付近の拡大図であり、第1〜第3の実施形態でそれぞれ説明した図3、5、7Aと対応している。なお、第1〜第3の実施形態と共通の部分は説明を一部省略する。
次に、図8Aから図9を用いて、本発明の第5の実施形態に係る永久磁石式回転電機1を説明する。本実施形態の永久磁石式回転電機1は、第1、第2の実施形態と同様に、14極18スロット集中巻の回転電機である。図8A、8B、8D、8Eおよび8Fは、第5の実施形態に係る回転子20の断面の磁極付近の拡大図であり、第1〜第4の実施形態でそれぞれ説明した図3、5、7A、7Bと対応している。図8Cは、第5の実施形態に係る回転子20の軸方向端面の断面図である。なお、第1〜第4の実施形態と共通の部分は説明を一部省略する。
次に、図10を用いて、本発明の第6の実施形態に係る永久磁石式回転電機1を説明する。図10は、第6の実施形態に係る回転子20の断面の磁極付近の拡大図であり、第5の実施形態で説明した図8Dと対応している。本実施形態の回転子コア200は、第5の実施形態で説明したのと同様に、ブリッジ部242を有する第1板と、ブリッジ部242を有しない第2板とが、それぞれ複数ずつ積層されて構成されている。すなわち、図10に示すように、ブリッジ部242が部分的に連結されて、軸方向に厚さを持つ3次元的な構造になっている。なお、図10では、破線で示した部分連結ブリッジ部242Aにより、部分連結されたブリッジ部242の軸方向への射影を表している。磁極部220は、部分接続部243Aにおいて、この部分連結ブリッジ部242Aと接続されている。
次に、図16を用いて、本発明の第7の実施形態に係る永久磁石式回転電機1を説明する。図16は、第7の実施形態に係る回転子20の断面の磁極付近の拡大図であり、第5の実施形態で説明した図8Dと対応している。本実施形態の回転子コア200において、磁極部220は、図16に示すように、第5の実施形態よりも基部230の幅が短縮されている。それ以外の点は、第5の実施形態と同様である。すなわち、図16に示すように、ブリッジ部242を有する第1板と、ブリッジ部242を有しない第2板とが、それぞれ複数ずつ積層されて構成されることで、ブリッジ部242が部分的に連結されて、軸方向に厚さを持つ3次元的な構造になっている。なお、図16では、破線で示した部分連結ブリッジ部242Aにより、部分連結されたブリッジ部242の軸方向への射影を表している。磁極部220は、部分接続部243Aにおいて、この部分連結ブリッジ部242Aと接続されている。
次に、図23を用いて、本発明の第8の実施形態に係る永久磁石式回転電機1を説明する。図23は、第8の実施形態に係る回転子20の断面の磁極付近の拡大図であり、第3の実施形態で説明した図7Aと対応している。
次に、図24を用いて、本発明の第9の実施形態に係る永久磁石式回転電機1を説明する。図24は、第9の実施形態に係る回転子20の断面の磁極付近の拡大図であり、第4の実施形態で説明した図7Bと対応している。
次に、図25A、25Bを用いて、本発明の第10の実施形態に係る永久磁石式回転電機1を説明する。本実施形態の永久磁石式回転電機1における回転子コア200では、軸方向に積層された第1板および第2板が、図25A、図25Bに示すように、第5の実施形態で説明したのとは異なる形状をそれぞれ有している。具体的には、本実施形態の第1板には、図25Aに示すように、ブリッジ部242が形成されておらず、その代わりに、収納空間212内に永久磁石210を保持するための磁石留め部245が形成されている。磁極部220は、その中央部がブリッジ部242bを介して回転子コア200と接続されている。また、本実施形態の第2板には、図25Bに示すように、第1板と同様の磁石留め部245が形成されている。これらの第1板および第2板は、軸方向締結部261によって軸方向に互いに締結されている。
10 固定子
20 回転子
30 エアギャップ
100 固定子コア
110 コアバック
130 ティース
140 巻線
200 回転子コア
210 永久磁石
210a 第1永久磁石
210b 第2永久磁石
212 収納空間
220 磁極部
221 磁極円弧
222 突起部
222a 第1突起部
222b 第2突起部
230 基部
240 第1空間部
241 側面部
242、242b ブリッジ部
243 接続部
244 q軸方向のコア最外周部
245 磁石留め部
250 第1線分
251 第1線分に面する空間
261 軸方向締結部
262 第1板
263 第2板
264 開口部
265 カバー
300 シャフト
Claims (11)
- 複数の積層板により構成されかつ磁石の収納空間を形成するロータコアであって、
前記複数の積層板のうち少なくとも2つは、前記収納空間よりも外周側に形成された基部を有する磁極部と、前記磁極部に接続されたブリッジ部と、を有し、
前記磁極部は、周方向に複数設けられており、
前記周方向に隣り合う一対の前記磁極部の前記基部の間には、第1空間部が形成されており、
前記周方向に隣り合う一対の前記磁極部の中間に位置して前記第1空間部に接するq軸外周部は、前記基部よりも内周側に設けられており、
前記基部は、前記第1空間部に接する側面部と、前記側面部よりも外周側に設けられかつ前記側面部に対して前記周方向に突出する突起部と、を有し、
前記ブリッジ部は、前記側面部よりも内周側に配置されているロータコア。 - 請求項1に記載のロータコアにおいて、
前記複数の積層板は、前記磁極部および前記ブリッジ部を有する第1板と、前記磁極部を有して前記ブリッジ部を有しない第2板とを含み、
前記第1板の前記磁極部と前記第2板の前記磁極部とは、軸方向に互いに締結されているロータコア。 - 請求項2に記載のロータコアにおいて、
前記第1板の前記ブリッジ部は、前記磁極部と前記q軸外周部を繋いで前記収納空間と前記第1空間部の間に設けられており、
前記第2板の前記磁極部と前記q軸外周部の間には、前記収納空間と前記第1空間部の間を貫通する開口部が形成されているロータコア。 - 請求項2に記載のロータコアにおいて、
前記第1板の前記ブリッジ部は、前記収納空間を分断して前記磁極部に接続されており、
前記第1板および前記第2板の前記磁極部と前記q軸外周部の間には、前記収納空間と前記第1空間部の間を貫通する開口部が形成されているロータコア。 - 請求項2から請求項4までのいずれか一項に記載のロータコアにおいて、
前記複数の積層板は、前記軸方向に積層されており、
前記複数の積層板における前記第1板の積層比率は、前記軸方向の中心部よりも両端部のほうが高いロータコア。 - 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のロータコアと、
前記ロータコアに固定された回転シャフトと、
前記収納空間に配置された永久磁石と、を備えるロータ。 - 請求項3または請求項4に記載のロータコアと、
前記ロータコアに固定された回転シャフトと、
前記収納空間に配置された永久磁石と、
前記開口部を覆うカバーと、を備えるロータ。 - 請求項6または請求項7に記載のロータと、
複数の巻線を有し、所定のエアギャップを介して前記ロータと対向して配置されたステータと、を備える回転電機。 - 請求項8に記載の回転電機において、
前記回転電機は、自動車の電動パワーステアリング用モータである回転電機。 - 請求項8または請求項9に記載の回転電機において、
前記回転電機は、10極60スロット分布巻、または、14極18スロット集中巻の構成を有する回転電機。 - 請求項8から請求項10までのいずれか一項に記載の回転電機を備え、
前記回転電機を用いて、電動パワーステアリングまたは電動ブレーキを行う自動車用電動補機システム。
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