JP2023078941A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】永久磁石の飛散及びトルクの低下を抑制できる回転電機を提供する。【解決手段】回転電機のロータ13は、筒状のロータコア31と、複数の永久磁石32と、保護部材33とを有する。保護部材33は、一対のリングと、一対のリングをリングの軸方向に接続するとともにリングの周方向に複数設けられた非磁性材料からなる柱部37とを有する筒状である。永久磁石32は、板状の基部34と、基部34から基部34の板厚方向に突出した突出部35を有する。突出部35は、一対のリングとロータコア31の周方向に隣り合う柱部37とによって区画された窓部38に挿入されている。基部34は、ロータコア31の外周面31aと保護部材33の内周面33aとの間に配置される介在部として第1部位、第2部位、第3部位343、及び第4部位344を有する。突出部35は、保護部材33の外周面33bと面一、又は保護部材33の外周面33bよりも突出している。【選択図】図4
Description
本発明は、回転電機に関する。
回転電機は、筒状のステータと、ステータの内側に配置されたロータとを備えている。ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回されたコイルとを有している。特許文献1には、筒状のロータコアと、ロータコアの外周面に設けられた永久磁石とを有するSPM型のロータが開示されている。永久磁石は、ロータコアの周方向に複数配置されている。ロータの回転時、各永久磁石には遠心力が作用する。各永久磁石が遠心力によってロータコアの径方向外側に飛散することを防止するため、例えば、永久磁石の周囲に非磁性材料からなる保護管を配置することで、保護管により永久磁石を覆うことが考えられる。
ところで、ステータコアと永久磁石との距離が長くなると、ステータの回転磁界がロータに伝わりにくくなることでトルクが低下する。このため、ステータコアと永久磁石との距離は、互いに接触しない範囲で極力短く設定されるのが好ましい。しかしながら、永久磁石が保護管によって覆われていると、ステータコアと永久磁石との距離を極力短くしたとしても、保護管の厚み分だけ、ステータコアと永久磁石との距離は長くなる。したがって、永久磁石が保護管によって覆われていない場合と比べると、トルクが低下するおそれがある。
上記問題点を解決するための回転電機は、ステータコア及び前記ステータコアに巻回されたコイルを有するステータと、筒状のロータコア、複数の永久磁石、及び保護部材を有するとともに、前記ステータコアの内側に配置されたロータと、を備え、前記保護部材は、一対のリングと、前記一対のリングとを前記リングの軸方向に接続するとともに前記リングの周方向に複数設けられた非磁性材料からなる柱部とを有する筒状であり、前記永久磁石は、板状の基部と、前記基部から前記基部の板厚方向に突出した突出部とを有し、前記突出部は、前記一対のリングと前記ロータコアの周方向に隣り合う前記柱部とによって区画された窓部に挿入され、前記基部は、前記ロータコアの外周面と前記保護部材の内周面との間に配置される介在部を有し、前記突出部は、前記保護部材の外周面と面一、又は前記保護部材の外周面よりも突出していることを要旨とする。
基部の介在部は、ロータコアの外周面と保護部材の内周面との間に配置されている。このため、ロータの回転時に永久磁石が遠心力を受けても、介在部が保護部材の内周面に接触することで、永久磁石がロータコアの径方向外側に飛散することを抑制できる。また、突出部は、保護部材の外周面と面一、又は保護部材の外周面よりも突出している。このため、突出部が保護部材の外周面よりも径方向内側に位置している場合と比較して、ステータと永久磁石との距離を短くすることができる。よって、トルクの低下を抑制することができる。
上記回転電機において、前記保護部材は、前記一対のリングと前記柱部とが接合されることによって構成されていてもよい。
この構成は、例えば、円筒状の材料を削り加工することで保護部材を製造する場合と比較して、保護部材の製造を容易にする。また、ロータの組み付け手順の自由度が上がる。
この構成は、例えば、円筒状の材料を削り加工することで保護部材を製造する場合と比較して、保護部材の製造を容易にする。また、ロータの組み付け手順の自由度が上がる。
上記回転電機において、前記リングの材料は、前記柱部の材料と異なり、前記リングの材料の電気抵抗率は、前記柱部の材料の電気抵抗率よりも高くてもよい。
この構成は、保護部材での渦電流の発生を抑制できる。よって、渦電流を起因とした保護部材の発熱を抑制できる。
この構成は、保護部材での渦電流の発生を抑制できる。よって、渦電流を起因とした保護部材の発熱を抑制できる。
上記回転電機において、前記基部は、前記介在部として、前記ロータコアの周方向における前記突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有していてもよい。
例えば、基部は、介在部として、ロータコアの軸方向における突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有することが考えられる。この場合、ロータコアの軸方向におけるステータコアの寸法が基部の寸法よりも短いと、介在部は、ステータコアと向き合わないため、トルクに寄与しない。これに対し、基部が、介在部として、ロータコアの周方向における突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有する場合、ロータコアの軸方向におけるステーコアの寸法に依らず、介在部は、保護部材を介してステータコアと向き合う。つまり、介在部は、永久磁石の飛散を抑制することに加えて、トルクにも寄与する。よって、基部は、介在部として、ロータコアの周方向における突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有するのが好ましい。
例えば、基部は、介在部として、ロータコアの軸方向における突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有することが考えられる。この場合、ロータコアの軸方向におけるステータコアの寸法が基部の寸法よりも短いと、介在部は、ステータコアと向き合わないため、トルクに寄与しない。これに対し、基部が、介在部として、ロータコアの周方向における突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有する場合、ロータコアの軸方向におけるステーコアの寸法に依らず、介在部は、保護部材を介してステータコアと向き合う。つまり、介在部は、永久磁石の飛散を抑制することに加えて、トルクにも寄与する。よって、基部は、介在部として、ロータコアの周方向における突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有するのが好ましい。
本発明によれば、永久磁石の飛散を抑制しつつ、トルクの低下を抑制することができる。
以下、回転電機を具体化した一実施形態を図1~図5にしたがって説明する。
図1に示すように、回転電機10は、ハウジング11と、回転軸12と、ロータ13と、ステータ14とを備えている。
図1に示すように、回転電機10は、ハウジング11と、回転軸12と、ロータ13と、ステータ14とを備えている。
<<ハウジング>>
ハウジング11は、回転軸12と、ロータ13と、ステータ14とを収容している。ハウジング11は、第1ハウジング構成体21と、第2ハウジング構成体22とを有している。
ハウジング11は、回転軸12と、ロータ13と、ステータ14とを収容している。ハウジング11は、第1ハウジング構成体21と、第2ハウジング構成体22とを有している。
第1ハウジング構成体21は、有底円筒状である。第1ハウジング構成体21は、円板状の底壁23と、底壁23の周縁部から底壁23の板厚方向に延びる円筒状の周壁24とを有している。第1ハウジング構成体21は、第1ボス25を有している。第1ボス25は、底壁23の内面から突出した部分である。第1ボス25は、第1軸受収容部25aを有している。第1軸受収容部25aは、第1ボス25の先端面よりも凹んだ部分である。第1軸受収容部25aは、第1軸受15を収容している。
第2ハウジング構成体22は、円板状である。第2ハウジング構成体22は、第1ハウジング構成体21の開口を閉塞している。第2ハウジング構成体22は、第2ボス26を有している。第2ボス26は、第2ハウジング構成体22の内面から突出した部分である。第2ボス26は、第2軸受収容部26aを有している。第2軸受収容部26aは、第2ボス26の先端面よりも凹んだ部分である。第2軸受収容部26aは、第2軸受16を収容している。
<<回転軸>>
回転軸12の軸方向は、周壁24の軸方向と一致している。回転軸12は、第1端部及び第2端部を有している。第1端部は、回転軸12の軸方向の一端部であるとともに、第2端部は、回転軸12の軸方向の他端部である。回転軸12の第1端部は、第1軸受収容部25aに挿入されている。回転軸12の第1端部は、第1軸受15を介して第1ボス25に回転可能に支持されている。回転軸12の第2端部は、第2軸受収容部26aに挿入されている。回転軸12の第2端部は、第2軸受16を介して第2ボス26に回転可能に支持されている。
回転軸12の軸方向は、周壁24の軸方向と一致している。回転軸12は、第1端部及び第2端部を有している。第1端部は、回転軸12の軸方向の一端部であるとともに、第2端部は、回転軸12の軸方向の他端部である。回転軸12の第1端部は、第1軸受収容部25aに挿入されている。回転軸12の第1端部は、第1軸受15を介して第1ボス25に回転可能に支持されている。回転軸12の第2端部は、第2軸受収容部26aに挿入されている。回転軸12の第2端部は、第2軸受16を介して第2ボス26に回転可能に支持されている。
<<ロータ>>
図2に示すように、ロータ13は、円筒状のロータコア31と、複数の永久磁石32と、保護部材33とを有している。本実施形態のロータ13は、複数の永久磁石32として8個の永久磁石32を有している。ロータ13は、ロータコア31の外周面31aに永久磁石32が配置されたSPM(Surface Permanent Magnet)型のロータである。各永久磁石32は、ロータコア31の径方向に着磁されている。ロータ13は、後述するコイル42に電流が流れることにより回転する。
図2に示すように、ロータ13は、円筒状のロータコア31と、複数の永久磁石32と、保護部材33とを有している。本実施形態のロータ13は、複数の永久磁石32として8個の永久磁石32を有している。ロータ13は、ロータコア31の外周面31aに永久磁石32が配置されたSPM(Surface Permanent Magnet)型のロータである。各永久磁石32は、ロータコア31の径方向に着磁されている。ロータ13は、後述するコイル42に電流が流れることにより回転する。
<ロータコア>
図1に示すように、ロータコア31の内側には、回転軸12が挿通されている。本実施形態では、回転軸12は、ロータコア31の内側に圧入されることによってロータ13に固定されている。回転軸12は、ロータ13と一体的に回転する。ロータコア31の軸方向は、回転軸12の軸方向と一致している。
図1に示すように、ロータコア31の内側には、回転軸12が挿通されている。本実施形態では、回転軸12は、ロータコア31の内側に圧入されることによってロータ13に固定されている。回転軸12は、ロータ13と一体的に回転する。ロータコア31の軸方向は、回転軸12の軸方向と一致している。
<永久磁石>
図2に示すように、各永久磁石32は、板状の基部34と、基部34から基部34の板厚方向に突出した板状の突出部35とを有している。各永久磁石32は、ロータコア31の外周面31aに沿うように湾曲した形状である。
図2に示すように、各永久磁石32は、板状の基部34と、基部34から基部34の板厚方向に突出した板状の突出部35とを有している。各永久磁石32は、ロータコア31の外周面31aに沿うように湾曲した形状である。
基部34は、長方形状である。基部34は、第1面34aと第2面34bとを有している。第1面34a及び第2面34bはそれぞれ、基部34の板厚方向と交差する面である。第1面34aは、凹状の湾曲面である。第2面34bは、凸状の湾曲面である。
突出部35は、基部34の第2面34bから突出している。突出部35は、長方形状である。突出部35の長手方向及び短手方向はそれぞれ、基部34の長手方向及び短手方向と一致している。突出部35の先端面35aは、凸状の湾曲面である。
図3に示すように、突出部35は、第1端面351及び第2端面352を有している。第1端面351は、突出部35の長手方向の一端面であるとともに、第2端面352は、突出部35の長手方向の他端面である。突出部35は、第3端面353及び第4端面354を有している。第3端面353は、突出部35の短手方向の一端面であるとともに、第4端面354は、突出部35の短手方向の他端面である。
基部34の長手方向の寸法は、突出部35の長手方向の寸法よりも大きい。基部34の短手方向の寸法は、突出部35の短手方向の寸法よりも大きい。基部34は、第1部位341、第2部位342、第3部位343、及び第4部位344を有している。第1部位341は、突出部35の第1端面351よりも外側に位置する部位である。第2部位342は、突出部35の第2端面352よりも外側に位置する部位である。第3部位343は、突出部35の第3端面353よりも外側に位置する部位である。第4部位344は、突出部35の第4端面354よりも外側に位置する部位である。
<保護部材>
図2に示すように、保護部材33は、一対のリング36と、複数の柱部37とを有している。本実施形態の保護部材33は、複数の柱部37として8本の柱部37を有している。各リング36は、円環状である。各柱部37は、一対のリング36をリング36の軸方向に接続している。複数の柱部37は、リング36の周方向において等ピッチで配置されている。保護部材33は、円筒状である。
図2に示すように、保護部材33は、一対のリング36と、複数の柱部37とを有している。本実施形態の保護部材33は、複数の柱部37として8本の柱部37を有している。各リング36は、円環状である。各柱部37は、一対のリング36をリング36の軸方向に接続している。複数の柱部37は、リング36の周方向において等ピッチで配置されている。保護部材33は、円筒状である。
保護部材33は、複数の窓部38を有している。各窓部38は、一対のリング36と、保護部材33の周方向に隣り合う2つの柱部37とによって区画されている。本実施形態の保護部材33は、8つの窓部38を有している。複数の窓部38は、保護部材33の周方向に並んでいる。
保護部材33の軸方向における一対のリング36間の距離を、保護部材33の軸方向における窓部38の寸法とする。保護部材33の軸方向における窓部38の寸法は、突出部35の長手方向の寸法よりも僅かに大きく、かつ基部34の長手方向の寸法よりも小さい。保護部材33の周方向に隣り合う2つの柱部37間の距離を、保護部材33の周方向における窓部38の寸法とする。保護部材33の周方向における窓部38の寸法は、突出部35の短手方向の寸法よりも僅かに大きく、かつ基部34の短手方向の寸法よりも小さい。保護部材33の径方向における保護部材33の厚みは、基部34の第2面34bからの突出部35の突出量よりも小さい。
本実施形態の保護部材33は、円筒状の材料を削り加工して窓部38を形成することにより製造されている。よって、各リング36の材料と各柱部37の材料とは同じである。本実施形態の材料は、非磁性体であるチタンである。よって、保護部材33はチタン製である。
図4に示すように、各永久磁石32は、突出部35が窓部38に挿入されることで、保護部材33に組み付けられている。各永久磁石32が保護部材33に組み付けられた状態において、複数の永久磁石32は、保護部材33の周方向に並んでいる。ロータコア31は、保護部材33の周方向に並ぶ複数の永久磁石32の内側に組み付けられている。ロータコア31の軸方向と、基部34及び突出部35の長手方向と、保護部材33の軸方向は一致している。ロータコア31の径方向と、基部34及び突出部35の板厚方向と、保護部材33の径方向は一致している。ロータコア31の周方向と、基部34及び突出部35の短手方向と、保護部材33の周方向は一致している。
上述したように、本実施形態の保護部材33は、円筒状の材料を削り加工することにより製造されているため、一対のリング36と複数の柱部37は一体である。このため、各永久磁石32は、保護部材33の内側に挿入された後、保護部材33の径方向内外側に向かって移動されることにより、保護部材33に組み付けられる。ロータコア31は、全ての永久磁石32が保護部材33に組み付けられた後、保護部材33の周方向に並ぶ複数の永久磁石32の内側に挿通される。
図1及び図4に示すように、基部34の第1部位341、第2部位342、第3部位343、及び第4部位344は、ロータコア31の外周面31aと保護部材33の内周面33aとの間に配置される介在部である。詳しくは、第1部位341は、一対のリング36のうち、一方のリング36とロータコア31との間に配置されるとともに、第2部位342は、一対のリング36のうち、他方のリング36とロータコア31との間に配置されている。第3部位343は、保護部材33の周方向に隣り合う2つの柱部37のうち、一方の柱部37とロータコア31との間に配置されるとともに、第4部位344は、保護部材33の周方向に隣り合う2つの柱部37のうち、他方の柱部37とロータコア31との間に配置されている。基部34の第1面34aは、ロータコア31の外周面31aと対向している。第1部位341、第2部位342、第3部位343、及び第4部位344は、保護部材33の内周面33aと対向している。
突出部35は、窓部38に挿通されている。突出部35は、保護部材33の外周面33bよりも径方向外側に突出している。突出部35の第1端面351は、一方のリング36における窓部38を区画する面と対向する部分と、保護部材33の外周面33bよりも径方向外側に突出する部分とを有している。突出部35の第2端面352は、他方のリング36における窓部38を区画する面と対向する部分と、保護部材33の外周面33bよりも径方向外側に突出する部分とを有している。突出部35の第3端面353は、保護部材33の周方向に隣り合う2つの柱部37のうち、一方の柱部37における窓部38を区画する面と対向する部分と、保護部材33の外周面33bよりも径方向外側に突出する部分とを有している。突出部35の第4端面354は、保護部材33の周方向に隣り合う2つの柱部37のうち、他方の柱部37における窓部38を区画する面と対向する部分と、保護部材33の外周面33bよりも径方向外側に突出する部分とを有している。本実施形態では、突出部35の先端面35a全体が、保護部材33の外周面33bよりも径方向外側に突出している。
図5に示すように、1つの突出部35の先端面35aと、当該突出部35と180度ずれた位置にある突出部35の先端面35aとの距離Aは、保護部材33の外径Bよりも大きい。
<<ステータ>>
図1に示すように、ステータ14は、ロータ13を取り囲んでいる。言い換えると、ロータ13は、ステータ14の内側に設けられている。
図1に示すように、ステータ14は、ロータ13を取り囲んでいる。言い換えると、ロータ13は、ステータ14の内側に設けられている。
ステータ14は、円筒状のステータコア41と、コイル42とを有している。ステータコア41は、周壁24の内周面に固定されている。ステータコア41の軸方向は、回転軸12の軸方向と一致している。コイル42は、ステータコア41に巻回されている。
ステータコア41の内周面41aは、突出部35の先端面35a又は保護部材33の外周面33bと対向している。ステータコア41の内周面41aから突出部35の先端面35aまでの距離は、先端面35a全体で同じである。ステータコア41の内周面41aから突出部35の先端面35aまでの距離は、全ての永久磁石32で同じである。ステータコア41の内周面41aから突出部35の先端面35aまでの距離は、ステータコア41の内周面41aから保護部材33の外周面33bまでの距離よりも短い。
ステータコア41は、第1端面41b及び第2端面41cを有している。第1端面41bは、ステータコア41の軸方向の一端面であるとともに、第2端面41cは、ステータコア41の軸方向の他端面である。
本実施形態では、回転軸12の軸方向において、ステータコア41の寸法は基部34の寸法よりも小さい。回転軸12の軸方向において、ステータコア41の寸法は突出部35の寸法と同じである。回転軸12の軸方向において、突出部35の第1端面351は、ステータコア41の第1端面41bと同じ位置に配置されている。回転軸12の軸方向において、突出部35の第2端面352は、ステータコア41の第2端面41cと同じ位置に配置されている。
基部34の第1部位341及び第2部位342は、回転軸12の軸方向においてステータコア41の外側に位置している。このため、基部34の第1部位341及び第2部位342は、ステータコア41の内周面41aと向き合っていない。一方、基部34の第3部位343及び第4部位344は、保護部材33の柱部37を介してステータコア41の内周面41aと向き合っている。突出部35の先端面35a全体は、ステータコア41の内周面41aと対向している。
実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)基部34の第1~4部位341~344は、ロータコア31の外周面31aと保護部材33の内周面33aと配置されている。このため、永久磁石32が遠心力を受けても、第1~第4部位341~344が保護部材33の内周面33aに接触することで、永久磁石32がロータコア31の径方向外側に飛散することを抑制できる。また、突出部35は、保護部材33の外周面33bよりも径方向外側に突出している。このため、突出部35が保護部材33の外周面33bよりも径方向内側に位置している場合と比較して、ステータコア41と永久磁石32との距離を短くすることができる。よって、トルクの低下を抑制することができる。
(1)基部34の第1~4部位341~344は、ロータコア31の外周面31aと保護部材33の内周面33aと配置されている。このため、永久磁石32が遠心力を受けても、第1~第4部位341~344が保護部材33の内周面33aに接触することで、永久磁石32がロータコア31の径方向外側に飛散することを抑制できる。また、突出部35は、保護部材33の外周面33bよりも径方向外側に突出している。このため、突出部35が保護部材33の外周面33bよりも径方向内側に位置している場合と比較して、ステータコア41と永久磁石32との距離を短くすることができる。よって、トルクの低下を抑制することができる。
(2)保護部材33は、チタン製である。このため、保護部材33の強度は高い。よって、永久磁石32の飛散をより抑制できる。
(3)基部34の第1部位341及び第2部位342は、ステータコア41の内周面41aと向き合わない部分であるため、トルクに寄与しない部分である。一方、基部34の第3部位343及び第4部位344は、柱部37を介してステータコア41の内周面41aと向き合っているため、トルクに寄与する部分である。すなわち、基部34の第3部位343及び第4部位344は、永久磁石32の飛散を抑制する部分であるとともに、トルクに寄与する部分でもある。したがって、基部34は、第3部位343及び第4部位344を有しているのが好ましい。
(3)基部34の第1部位341及び第2部位342は、ステータコア41の内周面41aと向き合わない部分であるため、トルクに寄与しない部分である。一方、基部34の第3部位343及び第4部位344は、柱部37を介してステータコア41の内周面41aと向き合っているため、トルクに寄与する部分である。すなわち、基部34の第3部位343及び第4部位344は、永久磁石32の飛散を抑制する部分であるとともに、トルクに寄与する部分でもある。したがって、基部34は、第3部位343及び第4部位344を有しているのが好ましい。
(4)永久磁石32の第1部位341及び第2部位342は、保護部材33の内周面33aと対向している。このため、永久磁石32の飛散をロータコア31の軸方向においてバランス良く抑制できる。また、永久磁石32の第3部位343及び第4部位344は、保護部材33の内周面33aと対向している。このため、永久磁石32の飛散をロータコア31の周方向においてバランス良く抑制できる。
(5)永久磁石32の飛散を抑制するための方法として、例えば、接着剤によって、ロータコア31の外周面31aに永久磁石32を固定することが考えられる。
しかしながら、接着剤を用いる場合、接着剤の塗布時の厚みのむらや接着剤の硬化時の温度のむらによって、硬化後の接着剤の厚みを均一にすることが難しい。接着剤の厚みがばらついていると、ロータ13の外周面の円筒度が低下したり、ステータコア41の内周面41aから永久磁石32までの距離がロータコア31の周方向においてばらついたりする。これらは、ロータ13の回転のぶれや、ロータ13の回転時の騒音や振動の要因となり得る。これに対し、本実施形態では、接着剤を用いることなく、永久磁石32の飛散を抑制している。接着剤を用いていないため、ロータ13の外周面の円筒度が低下することを回避できる。よって、ロータ13の回転のぶれや、ロータ13の回転時の騒音や振動の発生を抑制できる。
しかしながら、接着剤を用いる場合、接着剤の塗布時の厚みのむらや接着剤の硬化時の温度のむらによって、硬化後の接着剤の厚みを均一にすることが難しい。接着剤の厚みがばらついていると、ロータ13の外周面の円筒度が低下したり、ステータコア41の内周面41aから永久磁石32までの距離がロータコア31の周方向においてばらついたりする。これらは、ロータ13の回転のぶれや、ロータ13の回転時の騒音や振動の要因となり得る。これに対し、本実施形態では、接着剤を用いることなく、永久磁石32の飛散を抑制している。接着剤を用いていないため、ロータ13の外周面の円筒度が低下することを回避できる。よって、ロータ13の回転のぶれや、ロータ13の回転時の騒音や振動の発生を抑制できる。
また、保護部材33は金属製であるため、保護部材33の強度は高い。よって、接着剤によってロータコア31に永久磁石32を固定する場合よりも、永久磁石32の飛散を抑制する効果が大きい。
さらに、接着剤を用いる場合、回転電機10が長期間使用されたり、高温下で使用されたりする等、回転電機10の使用環境によっては、接着剤が劣化したり腐食したりする。すると、ロータコア31に対する永久磁石32の固定状態が不十分になることがある。これに対し、本実施形態では、機械的に永久磁石32の飛散を抑制している。よって、回転電機10の使用環境の影響を受けにくい。
(6)突出部35の第1端面351の一部及び第2端面352の一部は、リング36における窓部38を区画する面と対向している。よって、保護部材33に対する保護部材33の軸方向への永久磁石32のずれを抑制できる。また、突出部35の第3端面353の一部及び第4端面354の一部は、柱部37における窓部38を区画する面と対向している。よって、保護部材33に対する保護部材33の周方向への永久磁石32のずれを抑制できる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ ロータ13が有する永久磁石32の数は適宜変更されてもよい。また、保護部材33が有する窓部38の数は、永久磁石32の数に応じて適宜変更されてもよい。
○ ロータ13が有する永久磁石32の数は適宜変更されてもよい。また、保護部材33が有する窓部38の数は、永久磁石32の数に応じて適宜変更されてもよい。
○ ロータコア31は、筒状であれば、円筒状でなくてもよい。ロータコア31は、例えば、多角筒状であってもよい。
○ 永久磁石32の形状は、適宜変更されてもよい。
○ 永久磁石32の形状は、適宜変更されてもよい。
例えば、上記実施形態において、突出部35の先端面35aは、平坦面であってもよい。
例えば、ロータコア31が多角筒状である場合、例えば、基部34の第1面34aはロータコア31の外周面31aに沿う平坦面であってもよい。
例えば、ロータコア31が多角筒状である場合、例えば、基部34の第1面34aはロータコア31の外周面31aに沿う平坦面であってもよい。
例えば、基部34及び突出部35は正方形状であってもよい。また、基部34の形状と突出部35の形状は異なっていてもよい。
例えば、突出部35はブロック状であってもよい。
例えば、突出部35はブロック状であってもよい。
○ 保護部材33は、筒状であれば、円筒状でなくてもよい。保護部材33の形状は、ロータコア31の形状及び永久磁石32の形状に応じて適宜変更されてもよい。
○ 保護部材33は、一対のリング36と柱部37とが接合されることによって構成されていてもよい。一対のリング36と柱部37との接合方法としては、例えば、溶接が挙げられる。
○ 保護部材33は、一対のリング36と柱部37とが接合されることによって構成されていてもよい。一対のリング36と柱部37との接合方法としては、例えば、溶接が挙げられる。
この場合、例えば、円筒状の材料を削り加工することで保護部材33を製造する場合と比較して、保護部材33の製造が容易である。
また、ロータ13の組み付け手順の自由度が上がる。例えば、上記実施形態では、一対のリング36と柱部37は一体であったため、永久磁石32を保護部材33に組み付ける際には、永久磁石32を保護部材33の内側に挿入した後、保護部材33の径方向外側に向かって移動させていた。これに対し、一対のリング36と柱部37とが別体である場合、例えば、永久磁石32と柱部37とを交互に配置した後、柱部37とリング36とを接合してもよい。
また、ロータ13の組み付け手順の自由度が上がる。例えば、上記実施形態では、一対のリング36と柱部37は一体であったため、永久磁石32を保護部材33に組み付ける際には、永久磁石32を保護部材33の内側に挿入した後、保護部材33の径方向外側に向かって移動させていた。これに対し、一対のリング36と柱部37とが別体である場合、例えば、永久磁石32と柱部37とを交互に配置した後、柱部37とリング36とを接合してもよい。
○ 保護部材33の材料は、適宜変更されてもよい。ただし、柱部37の材料は非磁性材料とする。保護部材33の材料は、チタンの他に、例えば、インコネル(登録商標)やSUS304等の金属であるのが好ましい。この場合、保護部材33の強度が高くなるため、永久磁石32の飛散をより抑制できる。
○ 保護部材33が一対のリング36と柱部37とが接合されることによって構成されている場合、リング36の材料と柱部37の材料とは異なっていてもよい。リング36の材料は磁性材料でもよい。例えば、リング36の材料はインコネルであるとともに、柱部37の材料はSUS630であってもよい。
リング36の材料の電気抵抗率が柱部37の材料の電気抵抗率よりも高い場合、保護部材33での渦電流の発生を抑制できるため、渦電流を起因とした保護部材33の発熱を抑制できる。
○ 基部34は、介在部として、第1部位341、第2部位342、第3部位343、及び第4部位344のうちの少なくとも1つを有していればよい。
例えば、図6に示すように、基部34の長手方向の寸法は、突出部35の長手方向の寸法と同じであるとともに、基部34の短手方向の寸法は、突出部35の短手方向の寸法よりも大きくてもよい。この場合、基部34は、第3部位343及び第4部位344のみを有している。
例えば、図6に示すように、基部34の長手方向の寸法は、突出部35の長手方向の寸法と同じであるとともに、基部34の短手方向の寸法は、突出部35の短手方向の寸法よりも大きくてもよい。この場合、基部34は、第3部位343及び第4部位344のみを有している。
例えば、基部34の長手方向の寸法は、突出部35の長手方向の寸法よりも大きく、かつ基部34の短手方向の寸法は、突出部35の短手方向の寸法と同じでもよい。この場合、基部34は、第1部位341及び第2部位342のみを有している。
なお、基部34が第1部位341のみを有する場合、突出部35の第1端面351とリング36における窓部38を区画する面とのクリアランスは、永久磁石32が回動しないように小さく設定されるのが好ましい。
基部34が第2部位342のみを有する場合、突出部35の第2端面352とリング36における窓部38を区画する面とのクリアランスは、永久磁石32が回動しないように小さく設定されるのが好ましい。
基部34の第3部位343のみを有する場合、突出部35の第3端面353と柱部37における窓部38を区画する面とのクリアランスは、永久磁石32が回動しないように小さく設定されるのが好ましい。
基部34の第4部位344のみを有する場合、突出部35の第4端面354と柱部37における窓部38を区画する面とのクリアランスは、永久磁石32が回動しないように小さく設定されるのが好ましい。
○ 突出部35は、保護部材33の外周面33bと面一でもよい。この場合、1つの突出部35の先端面35aと、当該突出部35と180度ずれた位置にある突出部35の先端面35aとの距離Aは、保護部材33の外径Bと同じになる。
○ 突出部35の先端面35a全体が、保護部材33の外周面33bと面一、又は保護部材33の外周面33bよりも突出していなくてもよい。すなわち、突出部35の先端面35aの一部が、保護部材33の外周面33bと面一、又は保護部材33の外周面33bよりも突出していれば、他の部分は、保護部材33の外周面33bよりも径方向内側に位置していてもよい。
○ 回転軸12の軸方向において、ステータコア41の寸法は基部34の寸法と同じでもよい。基部34の第1部位341及び第2部位342は、リング36を介してステータコア41の内周面41aと対向していてもよい。
10…回転電機、13…ロータ、14…ステータ、31…ロータコア、31a…外周面、32…永久磁石、33…保護部材、33a…内周面、33b…外周面、34…基部、35…突出部、36…リング、37…柱部、38…窓部、41…ステータコア、42…コイル、341…介在部としての第1部位、342…介在部としての第2部位、343…介在部としての第3部位、344…介在部としての第4部位、353…端面としての第3端面、354…端面としての第4端面。
Claims (4)
- ステータコア及び前記ステータコアに巻回されたコイルを有するステータと、
筒状のロータコア、複数の永久磁石、及び保護部材を有するとともに、前記ステータコアの内側に配置されたロータと、
を備え、
前記保護部材は、一対のリングと、前記一対のリングとを前記リングの軸方向に接続するとともに前記リングの周方向に複数設けられた非磁性材料からなる柱部とを有する筒状であり、
前記永久磁石は、板状の基部と、前記基部から前記基部の板厚方向に突出した突出部とを有し、
前記突出部は、前記一対のリングと前記ロータコアの周方向に隣り合う前記柱部とによって区画された窓部に挿入され、
前記基部は、前記ロータコアの外周面と前記保護部材の内周面との間に配置される介在部を有し、
前記突出部は、前記保護部材の外周面と面一、又は前記保護部材の外周面よりも突出していることを特徴とする回転電機。 - 前記保護部材は、前記一対のリングと前記柱部とが接合されることによって構成されている請求項1に記載の回転電機。
- 前記リングの材料は、前記柱部の材料と異なり、
前記リングの材料の電気抵抗率は、前記柱部の材料の電気抵抗率よりも高い請求項2に記載の回転電機。 - 前記基部は、前記介在部として、前記ロータコアの周方向における前記突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有する請求項1~3の何れか一項に記載の回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021192282A JP2023078941A (ja) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2021192282A Pending JP2023078941A (ja) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 回転電機 |
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2021
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