JP5582149B2 - ロータ、これを用いた回転電機および発電機 - Google Patents
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Description
まず、図1から図3を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係るロータおよびこれを用いた回転電機の構成について説明する。
この内部に設けられた磁石26とからなっている。積層コア22の積層面には、頂点部23aを回転中心20e側に向けてV字状に配置されたV字状穴23を構成する長尺状の第1の穴20aおよび第2の穴20bが形成されている。V字状穴23は、周方向に所定のピッチで複数配列されており、本実施形態においては、6個のV字状穴23が60度ピッチで等間隔に配列されている。
第1の穴20aには永久磁石である磁石26が挿入され、かつ、第2の穴20bには、アルミニウムで形成された非磁性の導電体27が挿入されている。積層コア22の積層面において、穴の寸法に対応して、磁石26の長手方向の寸法は、非磁性の導電体27の長手方向の寸法よりも大きくなっている。
第2の導電体28および両端のエンドリング29も、ともにアルミニウムで形成されており、これらもアルミニウムのダイキャストで一体成型されている。
積層コア22の両端の少なくとも一方のエンドリング29には、磁石26を挿入する挿入穴29aが形成されており、熱処理後(例えば、ダイキャスト後)であっても、挿入穴29aを介して積層コア22に磁石26を装着できるようになっている。
巻線に交流電流を流すことによりアルミ表面に渦電流が発生するが、その電流には磁束が通るのを妨げようとする働きがあるので、巻線磁束が隣の極に漏れるのを防止することができる。これにより、永久磁石型同期電機のd軸とq軸は分離され、ロータの極と極の間のq軸磁路を2つのステータのティース側に指向することになり、明確な磁気的凸極が得られる。ここで、センサレス制御は、回転電機の凸極を捕まえて制御するが、凸極が明確であると制御上好都合である。
また挿入された非磁性の導電体としてのアルミニウムには2次電流が流れ、回転トルクを発生するという効果があり、永久磁石型同期電機と誘導電機の磁路を同時に形成し、磁束がきれいに廻るので、小型で高出力のモータを実現できる。
また、ダイキャストによりロータが強固なものになると同時に端部部材としてのエンドリングでロータバランスを取れるので、通常の永久磁石型同期電機のように、別途バランス座を設ける必要はない。
また、導電体27、第2の導電体28およびエンドリング29をともにアルミニウムで形成した例を示したが、これに限られるものではなく、いずれか一つまたは全てを銅、銀などで形成してもよい。
さらに、本発明のロータを回転電機に適用した例を示したが、発電機に適用してもよい。
20 ロータ
22 積層コア
23 V字状穴(L字状穴)
26 磁石
27 導電体
30 ステータ
Claims (7)
- 電磁鋼板を積層して形成された円筒状の積層コアと、
前記積層コアの内部に設けられた磁石と、
からなるロータであって、
前記積層コアの積層面において、
頂点部を回転軸側に向けてV字状に配置されたV字状穴を構成する長尺状の第1の穴および第2の穴を備え、
前記V字状穴は、周方向に所定のピッチで複数配列されており、
前記第1の穴の長手方向の寸法は、前記第2の穴の長手方向の寸法よりも大きく形成されており、
前記第1の穴には前記磁石が挿入され、かつ、前記第2の穴には非磁性の導電体が挿入されており、
隣接する前記V字状穴間に、非磁性の第2の導電体が挿入される第3の穴をさらに備え、
前記第2の穴と前記第3の穴とは、互いに略平行になるように前記ロータの半径方向に沿うように設けられている、ロータ。 - 前記積層コアの積層方向両端には、当該積層コアを覆う端部部材が装着されており、
前記導電体と前記端部部材とが同一材料からなることを特徴とする請求項1記載のロータ。 - 前記端部部材に前記磁石が挿入される挿入穴を備えたことを特徴とする請求項2記載のロータ。
- 前記導電体および前記端部部材が、アルミニウムのダイキャストで一体成型されていることを特徴とする請求項2記載のロータ。
- 前記積層コアの積層方向両端には、当該積層コアを覆う端部部材が装着されており、
前記第2の導電体および前記端部部材が、アルミニウムのダイキャストで一体成型されていることを特徴とする請求項1記載のロータ。 - 請求項1記載のロータと、前記ロータを所定のピッチで取り囲むティースを有するステータとからなる回転電機であって、
隣接する前記V字状穴間の前記ステータ側において、前記第1の穴の端部とこれと隣接する前記第2の穴の端部との間に前記ティースが複数存在することを特徴とする回転電機。 - 請求項1記載のロータと、前記ロータを所定のピッチで取り囲むティースを有するステータとからなる発電機であって、
隣接する前記V字状穴間の前記ステータ側において、前記第1の穴の端部とこれと隣接する前記第2の穴の端部との間に前記ティースが複数存在することを特徴とする発電機。
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