JP5791385B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
この発明は、永久磁石が組み込まれたロータを有する回転電機に関し、特に永久磁石による磁束の漏れを防止できるロータ構造に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine having a rotor in which a permanent magnet is incorporated, and more particularly to a rotor structure that can prevent magnetic flux leakage due to a permanent magnet.
永久磁石が組み込まれたロータを有する回転電機においては、常に、高出力化と低コスト化の改良が行われている。高出力化の手段としては、高回転化と高トルク化とがあり、低コスト化の手段としては、高価な永久磁石の使用量の低減がある。一般的に、高出力化と低コスト化を両立させることは困難な課題であるが、磁石装着孔周りのブリッジ部の透磁率を低下させて永久磁石の漏れ磁束を低減し、耐遠心力強度を損なうことなく、高トルク化、または永久磁石の使用量の低減を図る技術が種々提案されている。 In a rotating electrical machine having a rotor in which a permanent magnet is incorporated, improvement of high output and low cost is always performed. High output means include high rotation and high torque, and low cost means include use of expensive permanent magnets. In general, it is difficult to achieve both high output and low cost, but it reduces the leakage magnetic flux of the permanent magnet by reducing the permeability of the bridge around the magnet mounting hole, and the strength against centrifugal force. Various techniques have been proposed to increase the torque or reduce the amount of permanent magnets used without impairing the performance.
例えば、特許文献１には、一般的な電磁鋼板を積層してロータコアを作製し、磁石装着孔周りのブリッジ部に機械的処理、或いは熱処理により歪みを与え、ブリッジ部の透磁率を低下させて、永久磁石の漏れ磁束を低減させる技術が提案されている。
For example, in
また、特許文献２には、単一組成でありながら強磁性と弱磁性との両方の磁気特性を実現できる複合磁性材料の板状部材を、予め強磁性材として所定の形状に加工し、積層した後、磁石装着孔周りのブリッジ部を加熱処理して弱磁性部とし、永久磁石の漏れ磁束を低減させる技術が提案されている。
In
特許文献１では、ロータコアの材料として一般的な電磁鋼板を用いているが、磁石装着孔周りのブリッジ部の透磁率を低下させるための機械的処理、或いは熱処理が必要となり、コストの増加をもたらしていた。さらに、ブリッジ部の透磁率を低下させているものの、ブリッジ部における磁束の流れを完全になくすことはできず、高出力化は十分なものではなかった。
In
特許文献２では、ロータコアの材料として特殊な複合磁性材料を用い、磁石装着孔周りのブリッジ部を弱磁性部とするための加熱処理が必要となり、コストの増加をもたらしていた。さらに、ブリッジ部の磁気特性が弱磁性となっているものの、ブリッジ部における磁束の流れを完全になくすことはできず、高出力化は十分なものではなかった。
In
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、ロータコアの構造を工夫して永久磁石により発生される磁束の漏れ経路を遮断し、高出力化および低コスト化を実現できる回転電機を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has been devised to improve the structure of the rotor core so as to block the leakage path of magnetic flux generated by the permanent magnet, thereby realizing high output and low cost. The purpose is to obtain an electric machine.
この発明に係る回転電機は、シャフトに保持されて回転可能に配設されるロータコア、およびそれぞれ断面長方形の柱状体に作製され、着磁方向が断面長方形の短辺方向と平行となるように着磁配向され、上記ロータコアの内部に組み込まれる複数の永久磁石を有するロータと、上記ロータコアを囲繞するように配設されるステータと、を備えている。そして、上記ロータコアは、周方向に互いに離間して環状に配列された複数の磁極用コア体を有し、上記複数の磁極用コア体は、第１の極性を有する第１磁極用コア体と上記第１の極性と異なる第２の極性を有する第２磁極用コア体とを周方向に交互に同数配列して構成されている。上記ロータコアは、上記第１磁極用コア体の軸方向一側に、当該第１磁極用コア体に接して配置される第１支持部を有し、磁性材料で作製された第１端部材と、上記第２磁極用コア体の軸方向一側に、当該第２磁極用コア体に接して配置される第２支持部を有し、磁性材料で作製された第２端部材と、上記第１磁極用コア体の軸方向他側に、当該第１磁極用コア体に接して配置される第３支持部を有し、磁性材料で作製された第３端部材と、上記第２磁極用コア体の軸方向他側に、当該第２磁極用コア体に接して配置される第４支持部を有し、磁性材料で作製された第４端部材と、を備えている。上記複数の永久磁石は、それぞれ断面長方形の長辺方向を径方向に向けて、かつ隣り合う永久磁石の着磁方向が逆向きとなるように、隣り合う上記第１磁極用コア体と上記第２磁極用コア体との間に挟持されて上記ロータコアに保持され、上記ロータコアは、上記複数の磁極用コア体の異なる極性を有する上記第１磁極用コア体と上記第２磁極用コア体が互いに磁気的に非短絡状態となるように上記シャフトに保持されて構成されている。 The rotating electrical machine according to the present invention is produced by a rotor core held by a shaft and rotatably disposed, and a columnar body having a rectangular cross section, and the magnetizing direction is parallel to the short side direction of the rectangular cross section. A rotor having a plurality of permanent magnets that are magnetically oriented and incorporated in the rotor core, and a stator that is disposed so as to surround the rotor core. The rotor core includes a plurality of magnetic pole core bodies arranged annularly and spaced apart from each other in the circumferential direction, and the plurality of magnetic pole core bodies includes a first magnetic pole core body having a first polarity. The second magnetic pole core bodies having a second polarity different from the first polarity are alternately arranged in the circumferential direction in the same number. The rotor core has a first support member disposed on one axial side of the first magnetic pole core body and in contact with the first magnetic pole core body, and a first end member made of a magnetic material; A second end member made of a magnetic material having a second support portion disposed in contact with the second magnetic pole core body on one side in the axial direction of the second magnetic pole core body; A third end member made of a magnetic material having a third support portion disposed in contact with the first magnetic pole core body on the other axial side of the one magnetic pole core body, and the second magnetic pole core And a fourth end member made of a magnetic material and having a fourth support portion disposed in contact with the second magnetic pole core body on the other axial side of the core body. The plurality of permanent magnets are adjacent to the adjacent first magnetic pole core body and the first magnetic pole so that the long side direction of the rectangular cross-section is directed in the radial direction and the magnetization directions of the adjacent permanent magnets are opposite to each other . The rotor core is sandwiched between two magnetic pole core bodies and held by the rotor core. The rotor core includes the first magnetic pole core body and the second magnetic pole core body having different polarities from the plurality of magnetic pole core bodies. It is configured to be held by the shaft so as to be magnetically non-short-circuited with each other.
この発明によれば、複数の永久磁石が、それぞれ断面長方形の長辺方向を径方向に向けて、かつ隣り合う永久磁石の着磁方向が逆向きとなるように、隣り合う磁極用コア体間に挟持されてロータコアに保持されているので、周方向に隣り合う磁極用コア体が互いに異なる極性に着磁される。そして、異なる極性を有する磁極用コア体が互いに磁気的に非短絡状態となっている。そこで、永久磁石により発生される磁束の漏れ経路が遮断され、永久磁石により発生される磁束の利用効率が高められ、高出力化および低コスト化が実現される。 According to the present invention, a plurality of permanent magnets are arranged between adjacent magnetic pole core bodies so that the long side direction of the rectangular section is directed in the radial direction and the magnetization directions of the adjacent permanent magnets are opposite to each other. The magnetic pole core bodies adjacent to each other in the circumferential direction are magnetized with different polarities. The magnetic pole core bodies having different polarities are magnetically non-short-circuited with each other. Therefore, the leakage path of the magnetic flux generated by the permanent magnet is blocked, the utilization efficiency of the magnetic flux generated by the permanent magnet is increased, and high output and low cost are realized.
以下、本発明の回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a rotating electrical machine of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す縦断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機のロータを示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機のロータの構成を説明する分解斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機のロータを示す端面図、図５は図４のＶ−Ｖ矢視断面図、図６は図４のＶＩ−ＶＩ矢視断面図、図７は図４のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。なお、縦断面図とはシャフトの軸心を含む平面における断面図である。図１では、シャフトの軸心の上側のみを示している。図３では、便宜上、永久磁石および取付ボルトはそれぞれ１つのみを示している。
1 is a longitudinal sectional view showing a rotating electrical machine according to
図１において、回転電機１は、一対のブラケット２と、筒状のフレーム３と、永久磁石（図示せず）が組み込まれたロータコア８、およびロータコア８の軸心位置に挿通され、ロータコア８が固着されるシャフト９を有するロータ７と、円環状のステータコア１２、およびステータコア１２に装着されたステータコイル１３を有するステータ１１と、を備える。
In FIG. 1, a rotating
ロータ７は、一対のブラケット２に取り付けられた軸受４にシャフト９を支持されて、一対のブラケット２内に回転可能に配設される。軸受４は、ブラケット２に外側から挿通された軸受固定用ネジ５をブラケット２の内側に配された端板６に締着して、ブラケット２に固定されている。
フレーム３は、軸方向両側から一対のブラケット２に挟持されて一対のブラケット２に保持される。ステータ１１は、ステータコア１２をフレーム３に内嵌状態に保持されて、ロータコア８を囲繞するように配設される。
The
The
つぎに、ロータ７の構造を図２乃至図７を参照しつつ説明する。
Next, the structure of the
ロータコア８は、互いに離間して周方向に等角ピッチに配列され、それぞれ磁極を構成する４つの磁極用コア体２０と、シャフト９に固着され、同一極性を有する磁極用コア体２０同士を軸方向両側から挟持して一体に支持する第１乃至第４端部材２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄと、を備える。
The
磁極用コア体２０は、略円弧形に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚積層一体化して作製されている。ここで、円弧形とは、中心を同じとする半径の異なる２つの円弧と、２つの半径とで囲まれた図形を意味する。略円弧形とは、円弧形の２つの半径で構成される両側辺の外周側を除く部位を周方向内方に所定距離平行移動させた形状である。そこで、磁極用コア体２０の周方向の両側面には、外周側を残してステップ状に窪む磁石収納溝２１が形成されている。磁石収納溝２１の外周側から周方向に延出する部位がフランジ部２２となる。さらに、ボルト挿通穴２３が穴方向を軸方向として磁極用コア体２０の略中央部を貫通するように形成されている。
The magnetic
第１端部材２５Ａは、鉄などの磁性材料の塊状体で作製され、シャフト９が圧入される円筒状の第１ボス部２６Ａと、第１ボス部２６Ａの外周面のボス部２６Ａの中心に対して対称な位置から径方向外方に延設され、磁極用コア体２０の軸方向の一端面に接するように配設される一対の第１支持部２７Ａと、を備える。第１支持部２７Ａは、その周方向の両側面の外周側および内周側を残してステップ状に窪ませた磁石収納溝２８が形成された断面略扇形に形成されている。そして、磁石収納溝２８の外周側および内周側から周方向に延出する部位がフランジ部２９ａ，２９ｂとなる。さらに、ボルト挿通穴３０が穴方向を軸方向として第１支持部２７Ａの略中央部を貫通するように形成されている。第１ボス部２６Ａの厚みは、第１支持部２７Ａの厚みの半分より薄くなっており、第１ボス部２６Ａと一対の第１支持部２７Ａは、厚み方向の一側の面が面一となるように一体化されている。
The
第２端部材２５Ｂは、第２ボス部２６Ｂの厚みが、第２支持部２７Ｂの厚みの半分より薄くなっており、第２ボス部２６Ｂと一対の第２支持部２７Ｂとが厚み方向の他側の面が面一となるように一体化されている点を除いて、第１端部材２５Ａと同様に構成されている。
そして、第１端部材２５Ａと第２端部材２５Ｂとを周方向に９０°ずらして、第１端部材２５Ａと第２端部材２５Ｂの厚み方向の両側の面が面一となるように同軸に重ね合わせると、第１端部材２５Ａと第２端部材２５Ｂとは非接触状態となる。すなわち、第１支持部２７Ａと第２支持部２７Ｂとが互いに所定の隙間を確保して周方向に交互に配列され、第１ボス部２６Ａと第２ボス部２６Ｂとが軸方向に所定の隙間を確保して相対して第１支持部２７Ａと第２支持部２７Ｂとの軸心位置に配置される。
In the
Then, the
第３端部材２５Ｃは、ボルト挿通穴３０に代えて雌ねじ部３１が形成されている点を除いて、第１端部材２５Ａと同一形状に形成されている。第４端部材２５Ｄは、ボルト挿通穴３０に代えて雌ねじ部３１が形成されている点を除いて、第２端部材２５Ｂと同一形状に形成されている。ここで、第１乃至第４ボス部２６Ａ〜２６Ｄが第１乃至第４連結部である。そして、雌ねじ部３１と後述する取付ボルト３２が締着手段を構成する。また、シャフト９より僅かに小径のシャフト挿通穴３３が第１乃至第４ボス部２６Ａ〜２６Ｄの軸心位置に形成されている。
The
シャフト９は、例えばステンレスなどの非磁性材料で作製されている。永久磁石１０は、ロータコア８の軸長と同等の長さを有する断面長方形の柱状体に作製され、着磁方向を断面長方形の短辺方向（厚み方向）として着磁配向されている。永久磁石１０には、ネオジウム、フェライト等の磁石材料が用いられる。
The
このように構成されたロータ７を組立てるには、まず、４つの磁極用コア体２０を磁石収納溝２１間に永久磁石１０を位置させて環状に配列する。このとき、永久磁石１０は、同じ極性が向き合うように周方向に配置される。そして、４つの磁極用コア体２０と永久磁石１０との組立体は、永久磁石１０の磁力により連結される。
In order to assemble the
ついで、第２端部材２５Ｂと第４端部材２５Ｄとを軸方向両側から径方向に相対する２つの磁極用コア体２０に宛がう。これにより、第２支持部２７Ｂと第４支持部２７Ｄが磁極用コア体２０の軸方向両端面に接し、磁極用コア体２０と第２支持部２７Ｂと第４支持部２７Ｄの外周面が面一となり、第２支持部２７Ｂのボルト挿通穴３０、磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３および第４支持部２７Ｄの雌ねじ部３１が同軸になる。また、磁石収納溝２１から軸方向両側に延出する永久磁石１０の延出部が、第２支持部２７Ｂおよび第４支持部２７Ｄの磁石収納溝２８内に収納される。
Next, the
ついで、取付ボルト３２を第２支持部２７Ｂのボルト挿通穴３０および磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３に通し、第４支持部２７Ｄの雌ねじ部３１に螺着する。そして、取付ボルト３２を雌ねじ部３１に締着して、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０、第２端部材２５Ｂおよび第４端部材２５Ｄが固着され、一体化される。
Next, the mounting
ついで、第１端部材２５Ａと第３端部材２５Ｃとを軸方向両側から残る２つの磁極用コア体２０に宛がう。これにより、第１支持部２７Ａと第３支持部２７Ｃが磁極用コア体２０の軸方向両端面に接し、磁極用コア体２０と第１支持部２７Ａと第３支持部２７Ｃの外周面が面一となり、第１支持部２７Ａのボルト挿通穴３０、磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３および第３支持部２７Ｃの雌ねじ部３１が同軸になる。また、磁石収納溝２１から軸方向両側に延出する永久磁石１０の延出部が、第１支持部２７Ａおよび第３支持部２７Ｃの磁石収納溝２８内に収納される。さらに、第１ボス部２６Ａと第２ボス部２６Ｂとが軸方向に所定の隙間を確保して同軸に配置され、第３ボス部２６Ｃと第４ボス部２６Ｄとが軸方向に所定の隙間を確保して同軸に配置される。
Next, the
ついで、取付ボルト３２を第１支持部２７Ａのボルト挿通穴３０および磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３に通し、第３支持部２７Ｃの雌ねじ部３１に螺着する。そして、取付ボルト３２を雌ねじ部３１に締着して、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０、第１端部材２５Ａおよび第３端部材２５Ｃが固着され、一体化される。ついで、シャフト９を第１乃至第４端部材２５Ａ〜２５Ｄの第１乃至第４ボス部２６Ａ〜２６Ｄの軸心位置に形成されたシャフト挿通穴３３に圧入し、ロータ７が図２に示されるように、組立てられる。
Next, the mounting
このように組立てられたロータ７では、永久磁石１０が断面長方形の長辺を径方向に向けて周方向に配列され、その周方向の両側面が磁石収納溝２１，２８の底面に接している。そして、周方向に隣り合う永久磁石１０のＮ極に挟まれた磁極用コア体２０がＮ極に着磁され、周方向に隣り合う永久磁石１０のＳ極に挟まれた磁極用コア体２０がＳ極に着磁される。つまり、図４に示されるように、第１および第３端部材２５Ａ，２５Ｃにより一体化された２つの磁極用コア体２０がＮ極の磁極となり、第２および第４端部材２５Ｂ，２５Ｄにより一体化された２つの磁極用コア体２０がＳ極の磁極となる。これにより、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に４つ配列された４極のロータ７となる。
In the
このロータ７では、図５乃至図７に示されるように、磁極用コア体２０が互いに離間して周方向に配列され、第１ボス部２６Ａと第２ボス部２６Ｂとが軸方向に離間し、第３ボス部２６Ｃと第４ボス部２６Ｄとが軸方向に離間している。さらに、第１乃至第４ボス部２６Ａ〜２６Ｄのシャフト挿通穴３３に嵌め込まれるシャフト９が非磁性材料で作製されている。そこで、第１および第３端部材２５Ａ，２５Ｃにより一体化された２つの磁極用コア体２０と、第２および第４端部材２５Ｂ，２５Ｄにより一体化された２つの磁極用コア体２０とが、磁気的に非短絡状態となっている。
In the
したがって、永久磁石１０で発生した磁束の漏れ経路、すなわち、Ｎ極に着磁された磁極用コア体２０からＳ極に着磁された磁極用コア体２０に流れる磁束の経路が遮断される。これにより、永久磁石１０で発生する磁束の利用効率が高まり、永久磁石１０の使用量を増加させることなく、回転電機１の高出力化が実現される。また、磁極用コア体２０を安価な電磁鋼板を用いて作製しているので、低コスト化が図られる。
Therefore, the leakage path of the magnetic flux generated by the
永久磁石１０が収納される磁石収納溝２１，２８が磁極用コア体２０および第１乃至第４支持部２７Ａ〜２７Ｄの周方向両側面に凹設されているので、永久磁石１０の位置決めが容易となり、ロータ７の組立性が向上する。
永久磁石１０が予め着磁されているので、磁極用コア体２０と永久磁石１０とを永久磁石１０の磁力により連結でき、ロータ７の組立性が向上する。
フランジ部２２，２９ａが磁石収納溝２１，２８の外周部に周方向に突設されているので、永久磁石１０の径方向外方への移動がフランジ部２２，２９ａにより阻止され、耐遠心力性が高められる。
Since the
Since the
Since the
ここで、第１乃至第４端部材２５Ａ〜２５Ｄの材料を磁性材とすることの効果について説明する。
Here, the effect of using the material of the first to
ロータコア８は、４つの磁極用コア体２０を環状に配列し、第１乃至第４端部材２５Ａ〜２５Ｄを磁極用コア体２０の群の軸方向の両端に配設し、それらを締着一体化して構成されている。そして、永久磁石１０は、ロータコア８の軸方向の一端から他端に至るように延在し、周方向の両側面が磁極用コア体２０の磁石収納溝２１の底面、および第１乃至第４支持部２７Ａ〜２７Ｄの磁石収納溝２８の底面に接している。
In the
そこで、第１乃至第４端部材２５Ａ〜２５Ｄが磁性材料で作製されている場合、磁極用コア体２０から軸方向両側に延出する永久磁石１０の部位で発生する磁束は第１乃至第４端部材２５Ａ〜２５Ｄを流れ、回転電機１の高出力化に寄与するので、永久磁石１０で発生する磁束の利用効率が高まる。
一方、第１乃至第４端部材２５Ａ〜２５Ｄが非磁性材料で作製されている場合、磁極用コア体２０から軸方向両側に延出する永久磁石１０の部位で発生する磁束は利用されず、永久磁石１０で発生する磁束の利用効率が低減する。
Therefore, when the first to
On the other hand, when the first to
このように、ロータコア８の軸長が同じならば、第１乃至第４端部材２５Ａ〜２５Ｄの材料を磁性材とすることにより、永久磁石１０で発生する磁束の利用効率が高められ、回転電機１の高出力化が図られる。また、回転電機１の出力が同じとするならば、第１乃至第４端部材２５Ａ〜２５Ｄの材料を磁性材とすることにより、ロータコア８の軸長を短くでき、回転電機１の小型化が図られる。
Thus, if the axial length of the
また、永久磁石１０の長さは必ずしもロータコア８の軸長と同じである必要はなく、永久磁石１０が磁極用コア体２０間から延出し、永久磁石１０の延出部の周方向の側面が第１乃至第４支持部２７Ａ〜２７Ｄの磁石収納溝２８の底面に接していれば、第１乃至第４端部材２５Ａ〜２５Ｄの材料を磁性材とすることの効果が得られる。
The length of the
なお、上記実施の形態１では、予め着磁された永久磁石１０をロータ７に組み付けるものとしているが、未着時の磁石材料をロータ７に組み付けた後、磁石材料を着磁するようにしてもよい。
また、上記実施の形態１では、第３および第４支持部２７Ｃ，２７Ｄに雌ねじ部３１を形成しているが、雌ねじ部を貫通穴とし、取付ボルトを貫通穴から延出させ、ナットを取付ボルトの延出部に締着するようにしてもよい。
In the first embodiment, the pre-magnetized
In the first embodiment, the third and
実施の形態２．
図８乃至図１０はそれぞれこの発明の実施の形態２に係る回転電機のロータを示す縦断面図である。なお、図８乃至図１０はロータの図５乃至図７に相当する断面図である。
8 to 10 are longitudinal sectional views each showing a rotor of a rotary electric machine according to
図８乃至図１０において、磁極用コア体２０Ａは、断面略円弧形の内径側の円弧の半径がシャフト９の半径より僅かに小さくなっている点を除いて、磁極用コア体２０と同様に構成されている。第１乃至第４端部材３５Ａ〜３５Ｄは、第１乃至第４連結部としての第１乃至第４ボス部３６Ａ〜３６Ｄの軸心位置に形成されたシャフト挿通穴３３がシャフト９より大径に形成されている点を除いて、第１乃至第４端部材２５Ａ〜２５Ｄと同様に構成されている。
8 to 10, the magnetic
ここで、ロータ７Ａを組立てるには、まず、４つの磁極用コア体２０Ａを磁石収納溝２１間に永久磁石１０を位置させて環状に配列する。ついで、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０Ａを第１および第３端部材３５Ａ，３５Ｃで挟持して取付ボルト３２により締着固定し、残る２つの磁極用コア体２０Ａを第２および第４端部材３５Ｂ，３５Ｄで挟持して取付ボルト３２により締着固定する。さらに、シャフト９を環状に配列された４つの磁極用コア体２０Ａの軸心位置に圧入する。これにより、４つの磁極用コア体２０Ａと、第１乃至第４端部材３５Ａ〜３５Ｄとが一体化され、ロータ７Ａが組み立てられる。
Here, in order to assemble the
このように組み立てられたロータ７Ａでは、磁極用コア体２０Ａが互いに離間して周方向に配列され、第１ボス部３６Ａと第２ボス部３６Ｂとが軸方向に離間し、第３ボス部３６Ｃと第４ボス部３６Ｄとが軸方向に離間している。さらに、環状に配列された４つの磁極用コア体２０Ａの軸心位置に嵌め込まれるシャフト９が非磁性材料で作製されている。そこで、第１および第３端部材３５Ａ，３５Ｃにより一体化された２つの磁極用コア体２０Ａと、第２および第４端部材３５Ｂ，３５Ｄにより一体化された２つの磁極用コア体２０Ａとが、磁気的に非短絡状態となっている。
In the
したがって、この実施の形態２においても、永久磁石１０で発生した磁束の漏れ経路が遮断され、回転電機の高出力化および低コスト化が実現される。
Therefore, also in the second embodiment, the leakage path of the magnetic flux generated by the
なお、上記実施の形態２では、環状に配列された磁極用コア体２０Ａの軸方向両側の軸心位置に位置するにより第１乃至第４支持部２７Ａ〜２７Ｄの各対を連結しているが、第１乃至第４連結部は、第１乃至第４支持部２７Ａ〜２７Ｄの各対をそれぞれ連結できればよく、環状に配列された磁極用コア体２０Ａの軸方向両側の軸心位置に位置する必要はない。
In the second embodiment, each pair of the first to
また、上記実施の形態２では、上記実施の形態１における磁極用コア体２０を磁極用コア体２０Ａに代え、環状に配列された磁極用コア体２０Ａの群にシャフト９を圧入してロータコアを一体化しているが、後述する実施の形態３〜９における磁極用コア体２０を磁極用コア体２０Ａに代え、環状に配列された磁極用コア体２０Ａの群にシャフト９を圧入してロータコアを一体化してもよい。
In the second embodiment, the magnetic
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３に係る回転電機のロータを示す斜視図、図１２はこの発明の実施の形態３に係る回転電機のロータを示す端面図、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ矢視断面図である。
11 is a perspective view showing a rotor of a rotating electrical machine according to
図１１乃至図１２において、第１乃至第４端部材３７Ａ〜３７Ｄは、第１乃至第４支持部３８Ａ〜３８Ｄが肉厚に形成され、磁石収納溝２８の軸方向外方がフランジ部２９ｃにより塞口されている点を除いて、第１乃至第４端部材２５Ａ〜２５Ｄと同様に構成されている。
なお、実施の形態３では、第１乃至第４端部材３７Ａ〜３７Ｄを用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
11 to 12, the first to
The third embodiment is configured in the same manner as in the first embodiment except that the first to
このように構成されたロータ７Ｂでは、第１および第３端部材３７Ａ，３７Ｃにより一体化された２つの磁極用コア体２０と、第２および第４端部材３７Ｂ，３７Ｄにより一体化された２つの磁極用コア体２０とが、磁気的に非短絡状態となっている。
したがって、この実施の形態３においても、永久磁石１０で発生した磁束の漏れ経路が遮断され、回転電機の高出力化および低コスト化が実現される。
In the
Therefore, also in the third embodiment, the leakage path of the magnetic flux generated by the
この実施の形態３によれば、磁石収納溝２８の軸方向外方がフランジ部２９ｃにより塞口されているので、永久磁石１０の長さ方向の端面をフランジ部２９ｃに接するように永久磁石１０を磁石収納溝２８に収納することにより、永久磁石１０を軸方向に位置決めできる。
したがって、シャフト９の圧入に先だって、永久磁石１０の軸方向の端面を基準として４つの磁極用コア体２０の軸方向の位置決めが可能となり、組立性が向上される。
According to the third embodiment, since the outer side of the
Therefore, prior to the press-fitting of the
実施の形態４．
図１４はこの発明の実施の形態４に係る回転電機のロータを示す縦断面図である。
14 is a longitudinal sectional view showing a rotor of a rotary electric machine according to
図１４において、隙間確保部材３９は、ステンレス等の非磁性部材で作製され、第１ボス部２６Ａと第２ボス部２６Ｂとの間、および第３ボス部２６Ｃと第４ボス部２６Ｄとの間に介装されている。
なお、実施の形態４の他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。
In FIG. 14, the
The other configuration of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment.
このように構成されたロータ７Ｃでは、第１および第３端部材２５Ａ，２５Ｃにより一体化された２つの磁極用コア体２０と、第２および第４端部材２５Ｂ，２５Ｄにより一体化された２つの磁極用コア体２０とが、磁気的に非短絡状態となっている。
したがって、この実施の形態４においても、永久磁石１０で発生した磁束の漏れ経路が遮断され、回転電機の高出力化および低コスト化が実現される。
In the thus configured
Therefore, also in the fourth embodiment, the leakage path of the magnetic flux generated by the
この実施の形態４によれば、隙間確保部材３９が、シャフト９の圧入工程に先立って、第１ボス部２６Ａと第２ボス部２６Ｂとの間、および第３ボス部２６Ｃと第４ボス部２６Ｄとの間に介装される。そこで、シャフト９の圧入に先だって、隙間確保部材３９の軸方向の端面を基準として、４つの磁極用コア体２０の軸方向の位置決めが可能となり、組立性が向上される。
According to the fourth embodiment, the
実施の形態５．
図１５はこの発明の実施の形態５に係る回転電機のロータを示す縦断面図である。
Embodiment 5 FIG.
15 is a longitudinal sectional view showing a rotor of a rotary electric machine according to Embodiment 5 of the present invention.
図１４において、補助磁石４０は、ネオジウム、フェライト等の磁石材料を用いてリング状に作製され、着磁方向を厚み方向として着磁配向されている。そして、補助磁石４０は、第１ボス部２６Ａと第２ボス部２６Ｂとの間、および第３ボス部２６Ｃと第４ボス部２６Ｄとの間に、着磁方向を軸方向とし、かつ相対する第１乃至第４ボス部２６Ａ〜２６Ｄの極性と異なる極性となるように、介装されている。
なお、実施の形態５の他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。
In FIG. 14, the auxiliary magnet 40 is produced in a ring shape using a magnet material such as neodymium or ferrite, and is magnetized and oriented with the magnetization direction as the thickness direction. The auxiliary magnet 40 is opposed to the
The other configuration of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment.
このように構成されたロータ７Ｄでは、第１および第３端部材２５Ａ，２５Ｃにより一体化された２つの磁極用コア体２０と、第２および第４端部材２５Ｂ，２５Ｄにより一体化された２つの磁極用コア体２０とが、磁気的に非短絡状態となっている。
したがって、この実施の形態５においても、永久磁石１０で発生した磁束の漏れ経路が遮断され、回転電機の高出力化および低コスト化が実現される。
In the
Therefore, also in the fifth embodiment, the leakage path of the magnetic flux generated by the
この実施の形態５によれば、補助磁石４０が、シャフト９の圧入工程に先立って、第１ボス部２６Ａと第２ボス部２６Ｂとの間、および第３ボス部２６Ｃと第４ボス部２６Ｄとの間に介装される。そこで、シャフト９の圧入に先だって、補助磁石４０の軸方向の端面を基準として、４つの磁極用コア体２０の軸方向の位置決めが可能となり、組立性が向上される。さらに、補助磁石４０の磁束が永久磁石１０で発生する磁束に付加されるので、回転電機の高トルク化および高出力化が実現でき、回転電機の小型化を可能となる。
According to the fifth embodiment, prior to the press-fitting process of the
実施の形態６．
図１６はこの発明の実施の形態６に係る回転電機のロータを示す斜視図、図１７はこの発明の実施の形態６に係る回転電機のロータの構成を説明する分解斜視図、図１８はこの発明の実施の形態６に係る回転電機のロータを示す端面図、図１９は図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ矢視断面図、図２０は図１８のＸＸ−ＸＸ矢視断面図である。なお、図１７では、便宜上、永久磁石および取付ボルトを一部省略して示している。
16 is a perspective view showing a rotor of a rotating electrical machine according to
図１６乃至図２０において、第５端部材４２Ａは、鉄などの磁性材料の塊状体で作製され、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０の軸方向の一端面に接して配置される一対の第５支持部４３Ａと、第５支持部４３Ａより薄い厚みを有し、第５支持部４３Ａの軸方向の一端面と面一となるように一対の第５支持部４３Ａを周方向に連結するように形成され、径方向に相対する残る２つの磁極用コア体２０の軸方向の一端面に対して離間して配置される一対の第７支持部４３Ｃと、第５支持部４３Ａと第７支持部４３Ｃとの内径側で第５支持部４３Ａと第７支持部４３Ｃとを連結する第５連結部としての第５ボス部４４Ａと、を有する。また、ボルト挿通穴３０が第５支持部４３Ａおよび第７支持部４３Ｃの略中央部を貫通するように形成され、シャフト挿通穴３３が第５ボス部４４Ａの軸心位置を貫通するように形成されている。さらに、磁石収納溝２８が、第５支持部４３Ａの周方向の両側面に、軸方向他端から一端側に所定長さに凹設されている。
16 to 20, the
第６端部材４２Ｂは、鉄などの磁性材料の塊状体で作製され、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０の軸方向の他端面に接して配置される一対の第６支持部４３Ｂと、第６支持部４３Ｂより薄い厚みを有し、第６支持部４３Ｂの軸方向の他端面と面一となるように一対の第６支持部４３Ｂを周方向に連結するように形成され、径方向に相対する残る２つの磁極用コア体２０の軸方向の他端面に対して離間して配置される一対の第８支持部４３Ｄと、第６支持部４３Ｂと第８支持部４３Ｄとの内径側で第６支持部４３Ｂと第８支持部４３Ｄとを連結する第６連結部としての第６ボス部４４Ｂと、を有する。また、ボルト挿通穴３０が第６支持部４３Ｂおよび第８支持部４３Ｄの略中央部を貫通するように形成され、シャフト挿通穴３３が第６ボス部４４Ｂの軸心位置を貫通するように形成されている。さらに、磁石収納溝２８が、第６支持部４３Ｂの周方向の両側面に、軸方向一端から他端側に所定長さに凹設されている。
The
つぎに、ロータ７Ｅの組立方法について説明する。
まず、４つの磁極用コア体２０を磁石収納溝２１間に永久磁石１０を位置させて環状に配列する。このとき、永久磁石１０は、同じ極性が向き合うように周方向に配置される。そして、４つの磁極用コア体２０と永久磁石１０との組立体は、永久磁石１０の磁力により連結される。
Next, a method for assembling the
First, the four
ついで、第５端部材４２Ａと第６端部材４２Ｂとを軸方向両側から環状に配列された４つの磁極用コア体２０に宛がう。これにより、第５支持部４３Ａが径方向に対向する２つの磁極用コア体２０の軸方向の一端面に接し、第８支持部４３Ｄが径方向に対向する２つの磁極用コア体２０の軸方向の他端面に対して離間して配置される。また、第６支持部４３Ｂが径方向に対向する残る２つの磁極用コア体２０の軸方向の他端面に接し、第７支持部４３Ｃが径方向に対向する残る２つの磁極用コア体２０の軸方向の一端面に対して離間して配置される。
Next, the
第５支持部４３Ａのボルト挿通穴３０および磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３が同軸になる。また、第６支持部４３Ｂのボルト挿通穴３０および磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３が同軸になる。さらに、磁石収納溝２１から軸方向両側に延出する永久磁石１０の延出部が、第５支持部４３Ａおよび第６支持部４３Ｂの磁石収納溝２８内に収納される。
The
ついで、取付ボルト３２を第５支持部４３Ａのボルト挿通穴３０および磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３に通し、その延出部にナット３４を螺着する。そして、取付ボルト３２をナット３４に締着して、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０および第５端部材４２Ａが固着され、一体化される。
Next, the mounting
ついで、取付ボルト３２を第２支持部４３Ｂのボルト挿通穴３０および磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３に通し、その延出部にナット３４を螺着する。そして、取付ボルト３２をナット３４に締着して、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０および第６端部材４２Ｂが固着され、一体化される。ついで、シャフト９を第５および第６端部材４２Ａ，４２Ｂの第５および第６ボス部４４Ａ，４４Ｂの軸心位置に形成されたシャフト挿通穴３３に圧入し、ロータ７Ｅが図１６に示されるように、組立てられる。なお、永久磁石１０が周方向の側面は、磁石収納溝２１，２８の底面に接している。
Next, the mounting
このように組み立てられたロータ７Ｅでは、第５端部材４２Ａにより一体化された２つの磁極用コア体２０と、第６端部材４２Ｂにより一体化された２つの磁極用コア体２０とが、磁気的に非短絡状態となっている。
したがって、この実施の形態６においても、永久磁石１０で発生した磁束の漏れ経路が遮断され、回転電機１の高出力化および低コスト化が図られる。
この実施の形態６によれば、第５および第６端部材４２Ａ，４２Ｂを用いて同一極性磁極用コア体２０を一体化しているので、部品点数が削減され、ロータ７Ｅの組立性が向上される。
In the
Therefore, also in the sixth embodiment, the leakage path of the magnetic flux generated by the
According to the sixth embodiment, the same polarity magnetic
なお、この実施の形態６では、取付ボルト３２およびナット３４が締着手段となる。また、実施の形態６では、同一極性の磁極用コア体および端部材が締着手段により締着されるので、締着手段は非磁性である必要はない。
また、この実施の形態６では、第５端部材４２Ａおよび第６端部材４２Ｂが第７支持部４３Ｃおよび第８支持部４３Ｄを有しているが、第７支持部４３Ｃおよび第８支持部４３Ｄは省略されてもよい。
In the sixth embodiment, the mounting
In the sixth embodiment, the
実施の形態７．
図２１はこの発明の実施の形態７に係る回転電機のロータを示す縦断面図である。
FIG. 21 is a longitudinal sectional view showing a rotor of a rotary electric machine according to
図２１において、第５端部材４５Ａおよび第６端部材４５Ｂは、ボルト挿通穴３０に代えて雌ねじ部３１が第形成されている点を除いて、第５および第６端部材４２Ａ，４２Ｂと同様に構成されている。ステンレスなどの非磁性材料で作製された隙間確保部材４６が、第７支持部４３Ｃと磁極用コア体２０との間、および第８支持部４３Ｄと磁極用コア体２０との間に介装されている。
In FIG. 21, the
取付ボルト３２が、第５支持部４３Ａのボルト挿通穴３０、磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３および隙間確保部材４６に挿通され、第８支持部４３Ｄの雌ねじ部３１に締着されて、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０、第５端部材４５Ａおよび第６端部材４５Ｂが固着され、一体化されている。そして、取付ボルト３２が、第６支持部４３Ｂのボルト挿通穴３０、磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３および隙間確保部材４６に挿通され、第７支持部４３Ｃの雌ねじ部３１に締着されて、径方向に相対する残る２つの磁極用コア体２０、第５端部材４５Ａおよび第６端部材４５Ｂが固着され、一体化されている。
なお、他の構成は上記実施の形態６と同様に構成されている。
The mounting
Other configurations are the same as those in the sixth embodiment.
このように構成されたロータ７Ｆでは、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０と、径方向に相対する残る２つの磁極用コア体２０とが、磁気的に非短絡状態となっている。
したがって、この実施の形態７においても、永久磁石１０で発生した磁束の漏れ経路が遮断され、回転電機の高出力化および低コスト化が図られる。また、第５および第６端部材４５Ａ，４５Ｂを用いて磁極用コア体２０を一体化しているので、部品点数が削減され、ロータ７Ｅの組立性が向上される。
この実施の形態７によれば、第５および第６支持部４３Ａ，４３Ｂの肉厚を厚くすることができるので、ロータ７Ｆの剛性が高められ、耐遠心力性が向上する。また、ナット３４が不要となり、部品点数が削減され、組立作業性が向上する。
In the
Therefore, also in the seventh embodiment, the leakage path of the magnetic flux generated by the
According to the seventh embodiment, since the thickness of the fifth and
実施の形態８．
図２２はこの発明の実施の形態８に係る回転電機のロータを示す縦断面図である。
FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing a rotor of a rotary electric machine according to
図２２において、ネオジウム、フェライト等の磁石材料で作製された補助磁石４７が、第７支持部４３Ｃと磁極用コア体２０との間、および第８支持部４３Ｄと磁極用コア体２０との間に、着磁方向を軸方向とし、かつ相対する磁極用コア体２０、第７支持部４３Ｃおよび第８支持部４３Ｄの極性と異なるように、介装されている。
In FIG. 22, the
そして、取付ボルト３２が、第５支持部４３Ａのボルト挿通穴３０、磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３および補助磁石４７に挿通され、第８支持部４３Ｄの雌ねじ部３１に締着されて、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０、第５端部材４５Ａおよび第６端部材４５Ｂが固着され、一体化されている。さらに、取付ボルト３２が、第６支持部４３Ｂのボルト挿通穴３０、磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３および補助磁石４７に挿通され、第７支持部４３Ｃの雌ねじ部３１に締着されて、径方向に相対する残る２つの磁極用コア体２０、第５端部材４５Ａおよび第６端部材４５Ｂが固着され、一体化されている。
なお、他の構成は上記実施の形態７と同様に構成されている。
The mounting
Other configurations are the same as those in the seventh embodiment.
このように構成されたロータ７Ｇでは、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０と、径方向に相対する残る２つの磁極用コア体２０とが、磁気的に非短絡状態となっている。
したがって、この実施の形態８においても、永久磁石１０で発生した磁束の漏れ経路が遮断され、回転電機の高出力化および低コスト化が図られる。また、第５および第６端部材４５Ａ，４５Ｂを用いて磁極用コア体２０を一体化しているので、部品点数が削減され、ロータ７Ｅの組立性が向上される。第５および第６支持部４３Ａ，４３Ｂの肉厚を厚くすることができるので、ロータ７Ｇの剛性が高められ、耐遠心力性が向上する。また、ナット３４が不要となり、部品点数が削減され、組立作業性が向上する。
In the rotor 7G configured as described above, the two magnetic
Therefore, also in the eighth embodiment, the leakage path of the magnetic flux generated by the
この実施の形態８によれば、補助磁石４７の磁束が永久磁石１０で発生する磁束に付加されるので、回転電機の高トルク化および高出力化が実現でき、回転電機の小型化を可能となる。
According to the eighth embodiment, since the magnetic flux of the
実施の形態９．
図２３はこの発明の実施の形態９に係る回転電機のロータを示す縦断面図である。
FIG. 23 is a longitudinal sectional view showing a rotor of a rotary electric machine according to
図２３において、第１端部材５０および第２端部材５１が、磁石収納溝２１間に永久磁石１０を位置させて環状に配列された４つの磁極用コア体２０の軸方向の両端に配設されている。第１端部材５０は、ステンレスなどの非磁性材料で所定厚みの円板に作製され、４つのボルト挿通穴３０が同一円周上に等角ピッチに形成され、シャフト挿通穴３３が軸心位置に形成されている。第２端部材５１は、ステンレスなどの非磁性材料で所定厚みの円板に作製され、４つの雌ねじ部３１が同一円周上に等角ピッチに形成され、シャフト挿通穴３３が軸心位置に形成されている。
In FIG. 23, the
取付ボルト３２が第１端部材５０のボルト挿通穴３０および磁極用コア体２０のボルト挿通穴２３に通されて、第２端部材５１の雌ねじ部３１に締着され、環状に配列された４つの磁極用コア体２０、第１端部材５０および第２端部材５２が固着され、一体化されている。シャフト９が第１端部材５０および第２端部材５１のシャフト挿通穴３３に圧入され、ロータ７Ｈが組立てられている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
The mounting
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
このように構成されたロータ７Ｈでは、径方向に相対する２つの磁極用コア体２０と、径方向に相対する残る２つの磁極用コア体２０とが、磁気的に非短絡状態となっている。
したがって、この実施の形態９においても、永久磁石１０で発生した磁束の漏れ経路が遮断され、回転電機の高出力化および低コスト化が図られる。
In the
Therefore, also in the ninth embodiment, the leakage path of the magnetic flux generated by the
なお、上記各実施の形態では、４極のロータを有する回転電機について説明しているが、ロータの極数は４極に限定されず、例えば８極でもよい。
また、上記各実施の形態では、電磁鋼板を積層して磁極用コア体を作製するものとしているが、磁極用コア体は電磁鋼板の積層体に限定されず、例えば圧粉鉄心で作製してもよい。
また、上記各実施の形態では、端部材が鉄などの磁性材料の塊状体を用いるものとしているが、端部材は磁性材料の塊状体に限定されず、例えば電磁鋼板を積層して作製してもよい。
In each of the above embodiments, a rotating electrical machine having a four-pole rotor is described, but the number of poles of the rotor is not limited to four, and may be eight, for example.
In each of the above embodiments, magnetic steel sheets are laminated to produce a magnetic pole core body. However, the magnetic pole core body is not limited to a laminated body of electromagnetic steel sheets, and is made of, for example, a dust core. Also good.
In each of the above embodiments, the end member uses a lump of magnetic material such as iron. However, the end member is not limited to a lump of magnetic material. For example, the end member is formed by stacking electromagnetic steel plates. Also good.
本発明による回転電機は、高出力化および低コスト化が可能となり、電気自動車用モータや工作機主軸の駆動用モータなどに適用できる。 The rotating electrical machine according to the present invention can achieve high output and low cost, and can be applied to a motor for an electric vehicle, a drive motor for a machine tool spindle, and the like.
１ 回転電機、７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ，７Ｇ，７Ｈ ロータ、８ ロータコア、９ シャフト、１０ 永久磁石、２０，２０Ａ 磁極用コア体、２１ 磁石収納溝、２５Ａ 第１端部材、２５Ｂ 第２端部材、２５Ｃ 第３端部材、２５Ｄ 第４端部材、２６Ａ 第１ボス部（第１連結部）、２６Ｂ 第２ボス部（第２連結部）、２６Ｃ 第３ボス部（第３連結部）、２６Ｄ 第４ボス部（第４連結部）、２７Ａ 第１支持部、２７Ｂ 第２支持部、２７Ｃ 第３支持部、２７Ｄ 第４支持部、３１ 雌ねじ部（締着手段）、３２ 取付ボルト（締着手段）、３３ シャフト挿通穴、３４ ナット（締着手段）、３５Ａ 第１端部材、３５Ｂ 第２端部材、３５Ｃ 第３端部材、３５Ｄ 第４端部材、３６Ａ 第１ボス部（第１連結部）、３６Ｂ 第２ボス部（第２連結部）、３６Ｃ 第３ボス部（第３連結部）、３６Ｄ 第４ボス部（第４連結部）、３７Ａ 第１端部材、３７Ｂ 第２端部材、３７Ｃ 第３端部材、３７Ｄ 第４端部材、３８Ａ 第１支持部、３８Ｂ 第２支持部、３８Ｃ 第３支持部、３８Ｄ 第４支持部、３９ 隙間確保部材、４０ 補助磁石、４２Ａ 第５端部材、４２Ｂ 第２端部材、４３Ａ 第５支持部、４３Ｂ 第６支持部、４３Ｃ 第７支持部、４３Ｄ 第８支持部、４４Ａ 第５ボス部（第５連結部）、４４Ｂ 第６ボス部（第６連結部）、４５Ａ 第５端部材、４５Ｂ 第６端部材、４６ 隙間確保部材、４７ 補助磁石。 1 Rotating electrical machine, 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G, 7H Rotor, 8 Rotor core, 9 Shaft, 10 Permanent magnet, 20, 20A Magnetic pole core body, 21 Magnet housing groove, 25A First end Member, 25B second end member, 25C third end member, 25D fourth end member, 26A first boss part (first connection part), 26B second boss part (second connection part), 26C third boss part ( 3rd connection part), 26D 4th boss | hub part (4th connection part), 27A 1st support part, 27B 2nd support part, 27C 3rd support part, 27D 4th support part, 31 Female thread part (fastening means) , 32 mounting bolt (fastening means), 33 shaft insertion hole, 34 nut (fastening means), 35A first end member, 35B second end member, 35C third end member, 35D fourth end member, 36A first Boss part (first connecting part), 3 B 2nd boss | hub part (2nd connection part), 36C 3rd boss | hub part (3rd connection part), 36D 4th boss | hub part (4th connection part), 37A 1st end member, 37B 2nd end member, 37C 2nd 3 end member, 37D 4th end member, 38A 1st support part, 38B 2nd support part, 38C 3rd support part, 38D 4th support part, 39 clearance gap securing member, 40 auxiliary magnet, 42A 5th end member, 42B 2nd end member, 43A 5th support part, 43B 6th support part, 43C 7th support part, 43D 8th support part, 44A 5th boss part (5th connection part), 44B 6th boss part (6th connection) Part), 45A fifth end member, 45B sixth end member, 46 gap ensuring member, 47 auxiliary magnet.
Claims (15)
上記ロータコアを囲繞するように配設されるステータと、を備えた回転電機において、
上記ロータコアは、周方向に互いに離間して環状に配列された複数の磁極用コア体を有し、
上記複数の磁極用コア体は、第１の極性を有する第１磁極用コア体と上記第１の極性と異なる第２の極性を有する第２磁極用コア体とを周方向に交互に同数配列して構成され、
上記ロータコアは、
上記第１磁極用コア体の軸方向一側に、当該第１磁極用コア体に接して配置される第１支持部を有し、磁性材料で作製された第１端部材と、
上記第２磁極用コア体の軸方向一側に、当該第２磁極用コア体に接して配置される第２支持部を有し、磁性材料で作製された第２端部材と、
上記第１磁極用コア体の軸方向他側に、当該第１磁極用コア体に接して配置される第３支持部を有し、磁性材料で作製された第３端部材と、
上記第２磁極用コア体の軸方向他側に、当該第２磁極用コア体に接して配置される第４支持部を有し、磁性材料で作製された第４端部材と、を備え、
上記複数の永久磁石は、それぞれ断面長方形の長辺方向を径方向に向けて、かつ隣り合う永久磁石の着磁方向が逆向きとなるように、隣り合う上記第１磁極用コア体と上記第２磁極用コア体との間に挟持されて上記ロータコアに保持され、
上記ロータコアは、上記複数の磁極用コア体の異なる極性を有する上記第１磁極用コア体と上記第２磁極用コア体が互いに磁気的に非短絡状態となるように上記シャフトに保持されて構成されていることを特徴とする回転電機。 A rotor core that is held on a shaft and is rotatably arranged, and is manufactured in a columnar body having a rectangular cross section, and is magnetized and oriented so that the magnetization direction is parallel to the short side direction of the rectangular cross section. A rotor having a plurality of permanent magnets incorporated in
In a rotating electric machine comprising a stator disposed so as to surround the rotor core,
The rotor core has a plurality of magnetic pole core bodies arranged in an annular shape spaced apart from each other in the circumferential direction,
In the plurality of magnetic pole core bodies, the same number of first magnetic pole core bodies having a first polarity and second magnetic pole core bodies having a second polarity different from the first polarity are alternately arranged in the circumferential direction. Configured,
The rotor core is
A first end member made of a magnetic material having a first support portion disposed in contact with the first magnetic pole core body on one side in the axial direction of the first magnetic pole core body;
A second end member made of a magnetic material, having a second support portion disposed in contact with the second magnetic pole core body on one side in the axial direction of the second magnetic pole core body;
A third end member made of a magnetic material, having a third support portion disposed in contact with the first magnetic pole core body on the other axial side of the first magnetic pole core body;
A fourth end member made of a magnetic material and having a fourth support portion disposed in contact with the second magnetic pole core body on the other axial side of the second magnetic pole core body,
The plurality of permanent magnets are adjacent to the adjacent first magnetic pole core body and the first magnetic pole so that the long side direction of the rectangular cross-section is directed in the radial direction and the magnetization directions of the adjacent permanent magnets are opposite to each other. Sandwiched between two magnetic core bodies and held by the rotor core,
The rotor core is configured to be held by the shaft such that the first magnetic pole core body and the second magnetic pole core body having different polarities of the plurality of magnetic pole core bodies are magnetically non-short-circuited with each other. Rotating electric machine characterized by being made.
上記第２端部材は、磁性材料で作製され、上記第２支持部を連結一体化する第２連結部を有し、
上記第３端部材は、磁性材料で作製され、上記第３支持部を連結一体化する第３連結部を有し、
上記第４端部材は、磁性材料で作製され、上記第４支持部を連結一体化する第４連結部を有し、
それぞれ軸方向に配列する上記第１磁極用コア体、上記第１支持部、および上記第３支持部を締着固定して、上記第１磁極用コア体の群を一体化するとともに、それぞれ軸方向に配列する上記第２磁極用コア体、上記第２支持部、および上記第４支持部を締着固定して、上記第２磁極用コア体の群を一体化する締着手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。 The first end member is made of a magnetic material, and has a first connection part that connects and integrates the first support part.
The second end member is made of a magnetic material, and has a second connection part that connects and integrates the second support part,
The third end member is made of a magnetic material, and has a third connection part that connects and integrates the third support part.
The fourth end member is made of a magnetic material, and has a fourth connection part that connects and integrates the fourth support part,
The first magnetic pole core bodies, the first support portions, and the third support portions, which are arranged in the axial direction, are fastened and fixed to integrate the first magnetic pole core bodies, and Fastening means for fastening and fixing the second magnetic pole core bodies arranged in the direction, the second support portion, and the fourth support portion to integrate the group of the second magnetic pole core bodies. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein:
上記第１連結部と上記第２連結部は、周方向に配列された上記第１磁極用コア体および上記第２磁極用コア体の軸方向一側の軸心位置に、軸方向に互いに離間して相対して配置されるように形成され、
上記第３連結部と上記第４連結部は、周方向に配列された上記第１磁極用コア体および上記第２磁極用コア体の軸方向他側の軸心位置に、軸方向に互いに離間して相対して配置されるように形成され、
上記ロータコアは、上記第１連結部、上記第２連結部、上記第３連結部、および上記第４連結部がその軸心位置に挿通された上記シャフトに固着されて該シャフトに保持されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の回転電機。 The shaft is made of a non-magnetic material,
The first connecting portion and the second connecting portion are spaced apart from each other in the axial direction at an axial center position on one side in the axial direction of the first magnetic pole core body and the second magnetic pole core body arranged in the circumferential direction. And are arranged to be placed relative to each other,
The third connecting portion and the fourth connecting portion are spaced apart from each other in the axial direction at an axial center position on the other axial side of the first magnetic pole core body and the second magnetic pole core body arranged in the circumferential direction. And are arranged to be placed relative to each other,
The rotor core is held by the first connecting portion, the second connecting portion, the third connecting portion, and the fourth connecting portion, which are fixed to the shaft inserted through the axial center position of the rotor core. The rotating electrical machine according to claim 2 or claim 3, wherein
上記ロータコアを囲繞するように配設されるステータと、を備えた回転電機において、
上記ロータコアは、周方向に互いに離間して環状に配列された複数の磁極用コア体を有し、
上記複数の磁極用コア体は、第１の極性を有する第１磁極用コア体と上記第１の極性と異なる第２の極性を有する第２磁極用コア体とを周方向に交互に同数配列して構成され、
上記ロータコアは、
上記第１磁極用コア体の軸方向一側に、当該第１磁極用コア体に接して配置される第５支持部を有し、上記第２磁極用コア体と離間して配置され磁性材料で作製された第５端部材と、
上記第２磁極用コア体の軸方向他側に、当該第２磁極用コア体に接して配置される第６支持部を有し、上記第１磁極用コア体と離間して配置され磁性材料で作製された第６端部材と、を備え、
上記複数の永久磁石は、それぞれ断面長方形の長辺方向を径方向に向けて、かつ隣り合う永久磁石の着磁方向が逆向きとなるように、隣り合う上記第１磁極用コア体と上記第２磁極用コア体との間に挟持されて上記ロータコアに保持され、
上記ロータコアは、上記複数の磁極用コア体の異なる極性を有する上記第１磁極用コア体と上記第２磁極用コア体が互いに磁気的に非短絡状態となるように上記シャフトに保持されて構成されていることを特徴とする回転電機。 A rotor core that is held on a shaft and is rotatably arranged, and is manufactured in a columnar body having a rectangular cross section, and is magnetized and oriented so that the magnetization direction is parallel to the short side direction of the rectangular cross section. A rotor having a plurality of permanent magnets incorporated in
In a rotating electric machine comprising a stator disposed so as to surround the rotor core,
The rotor core has a plurality of magnetic pole core bodies arranged in an annular shape spaced apart from each other in the circumferential direction,
In the plurality of magnetic pole core bodies, the same number of first magnetic pole core bodies having a first polarity and second magnetic pole core bodies having a second polarity different from the first polarity are alternately arranged in the circumferential direction. Configured,
The rotor core is
A magnetic material having a fifth support portion disposed in contact with the first magnetic pole core body on one side in the axial direction of the first magnetic pole core body and spaced apart from the second magnetic pole core body. A fifth end member made in
A magnetic material having a sixth support portion disposed in contact with the second magnetic pole core body on the other side in the axial direction of the second magnetic pole core body and spaced apart from the first magnetic pole core body. A sixth end member made in
The plurality of permanent magnets are adjacent to the adjacent first magnetic pole core body and the first magnetic pole so that the long side direction of the rectangular cross-section is directed in the radial direction and the magnetization directions of the adjacent permanent magnets are opposite to each other. Sandwiched between two magnetic core bodies and held by the rotor core,
The rotor core is configured to be held by the shaft such that the first magnetic pole core body and the second magnetic pole core body having different polarities of the plurality of magnetic pole core bodies are magnetically non-short-circuited with each other. Rotating electric machine characterized by being made.
上記第６端部材は、磁性材料で作製され、上記第６支持部を連結一体化する第６連結部を有し、
それぞれ軸方向に配列する上記第１磁極用コア体、および上記第５支持部を締着固定して、上記第１磁極用コア体の群を一体化するとともに、それぞれ軸方向に配列する上記第２磁極用コア体、および上記第６支持部を締着固定して、上記第２磁極用コア体の群を一体化する締着手段をさらに備えていることを特徴とする請求項７記載の回転電機。 The fifth end member is made of a magnetic material, and has a fifth connection portion that connects and integrates the fifth support portion,
The sixth end member is made of a magnetic material, and has a sixth connection part that connects and integrates the sixth support part,
The first magnetic pole core bodies arranged in the axial direction and the fifth support portion are fastened and fixed to integrate the first magnetic pole core bodies, and the first magnetic pole core bodies arranged in the axial direction respectively. 8. The fastening device according to claim 7, further comprising fastening means for fastening and fixing the two-pole core body and the sixth support portion so as to integrate the group of the second magnetic pole core bodies. Rotating electric machine.
上記ロータコアを囲繞するように配設されるステータと、を備えた回転電機において、
上記ロータコアは、周方向に互いに離間して環状に配列された複数の磁極用コア体を有し、
上記複数の磁極用コア体は、第１の極性を有する第１磁極用コア体と上記第１の極性と異なる第２の極性を有する第２磁極用コア体とを周方向に交互に同数配列して構成され、
上記ロータコアは、
上記第１磁極用コア体の軸方向一側に、当該第１磁極用コア体に接して配置される第５支持部、および上記第２磁極用コア体の軸方向一側に、当該第２磁極用コア体と離間して配置される第７支持部を有し、磁性材料で作製された第５端部材と、
上記第２磁極用コア体の軸方向他側に、当該第２磁極用コア体に接して配置される第６支持部、および上記第１磁極用コア体の軸方向他側に、当該第１磁極用コア体と離間して配置される第８支持部を有し、磁性材料で作製された第６端部材と、
上記第７支持部と上記第２磁極用コア体との間、および上記第８支持部と上記第１磁極用コア体との間のそれぞれに介装される非磁性の隙間確保部材と、を備えていることを特徴とする回転電機。 A rotor core that is held on a shaft and is rotatably arranged, and is manufactured in a columnar body having a rectangular cross section, and is magnetized and oriented so that the magnetization direction is parallel to the short side direction of the rectangular cross section. A rotor having a plurality of permanent magnets incorporated in
In a rotating electric machine comprising a stator disposed so as to surround the rotor core,
The rotor core has a plurality of magnetic pole core bodies arranged in an annular shape spaced apart from each other in the circumferential direction,
In the plurality of magnetic pole core bodies, the same number of first magnetic pole core bodies having a first polarity and second magnetic pole core bodies having a second polarity different from the first polarity are alternately arranged in the circumferential direction. Configured,
The rotor core is
A fifth support portion arranged in contact with the first magnetic pole core body on one side in the axial direction of the first magnetic pole core body, and a second support member on the axial direction one side of the second magnetic pole core body. A fifth end member made of a magnetic material, having a seventh support portion disposed apart from the magnetic pole core body;
A sixth support portion disposed in contact with the second magnetic pole core body on the other axial side of the second magnetic pole core body, and the first magnetic pole core body on the other axial side of the first magnetic pole core body. A sixth end member made of a magnetic material and having an eighth support portion disposed apart from the magnetic pole core body;
A nonmagnetic gap securing member interposed between the seventh support portion and the second magnetic pole core body and between the eighth support portion and the first magnetic pole core body, respectively. A rotating electrical machine characterized by comprising:
上記第６端部材は、磁性材料で作製され、上記第６支持部および上記第８支持部を連結一体化する第６連結部を有し、
それぞれ軸方向に配列する上記第５支持部、上記第１磁極用コア体、上記隙間確保部材、および上記第８支持部を締着固定して、上記第１磁極用コア体の群を一体化するとともに、それぞれ軸方向に配列する上記第７支持部、上記隙間確保部材、上記第２磁極用コア体、および上記第６支持部を締着固定して、上記第２磁極用コア体の群を一体化する非磁性の締着手段をさらに備えていることを特徴とする請求項９記載の回転電機。 The fifth end member is made of a magnetic material, and has a fifth connection portion that connects and integrates the fifth support portion and the seventh support portion,
The sixth end member is made of a magnetic material, and has a sixth connection part that connects and integrates the sixth support part and the eighth support part,
The group of the first magnetic pole core bodies is integrated by fastening and fixing the fifth support section, the first magnetic pole core body, the gap securing member, and the eighth support section that are arranged in the axial direction. In addition, the seventh support portion, the gap securing member, the second magnetic pole core body, and the sixth support portion, which are arranged in the axial direction, are fastened and fixed, and the second magnetic pole core body group. 10. The rotating electrical machine according to claim 9, further comprising nonmagnetic fastening means for integrating the two.
上記ロータコアを囲繞するように配設されるステータと、を備えた回転電機において、 上記ロータコアは、周方向に互いに離間して環状に配列された複数の磁極用コア体を有し、
上記複数の磁極用コア体は、第１の極性を有する第１磁極用コア体と上記第１の極性と異なる第２の極性を有する第２磁極用コア体とを周方向に交互に同数配列して構成され、
上記ロータコアは、
上記第１磁極用コア体の軸方向一側に、当該第１磁極用コア体に接して配置される第５支持部、および上記第２磁極用コア体の軸方向一側に、当該第２磁極用コア体と離間して配置される第７支持部を有し、磁性材料で作製された第５端部材と、
上記第２磁極用コア体の軸方向他側に、当該第２磁極用コア体に接して配置される第６支持部、および上記第１磁極用コア体の軸方向他側に、当該第１磁極用コア体と離間して配置される第８支持部を有し、磁性材料で作製された第６端部材と、
上記第７支持部と上記第２磁極用コア体との間、および上記第８支持部と上記第１磁極用コア体との間のそれぞれに、着磁方向を軸方向とし、かつ相対する該第７支持部、該第８支持部、該第１磁極用コア体、および該第２磁極用コア体の極性と異なる極性となるように、介装される補助磁石と、を備えていることを特徴とする回転電機。 A rotor core that is held by a shaft and is rotatably arranged, and is manufactured in a columnar body having a rectangular cross section, and is magnetized and oriented so that the magnetization direction is parallel to the short side direction of the rectangular cross section. A rotor having a plurality of permanent magnets incorporated in
A rotating electrical machine including a stator disposed so as to surround the rotor core, wherein the rotor core includes a plurality of magnetic pole core bodies arranged annularly and spaced apart from each other in the circumferential direction;
In the plurality of magnetic pole core bodies, the same number of first magnetic pole core bodies having a first polarity and second magnetic pole core bodies having a second polarity different from the first polarity are alternately arranged in the circumferential direction. Configured,
The rotor core is
A fifth support portion arranged in contact with the first magnetic pole core body on one side in the axial direction of the first magnetic pole core body, and a second support member on the axial direction one side of the second magnetic pole core body. A fifth end member made of a magnetic material, having a seventh support portion disposed apart from the magnetic pole core body;
A sixth support portion disposed in contact with the second magnetic pole core body on the other axial side of the second magnetic pole core body, and the first magnetic pole core body on the other axial side of the first magnetic pole core body. A sixth end member made of a magnetic material and having an eighth support portion disposed apart from the magnetic pole core body;
The magnetizing direction is an axial direction between the seventh support portion and the second magnetic pole core body, and between the eighth support portion and the first magnetic pole core body, and facing each other. And an auxiliary magnet interposed so as to have a polarity different from that of the seventh support portion, the eighth support portion, the first magnetic pole core body, and the second magnetic pole core body. Rotating electric machine.
上記第６端部材は、磁性材料で作製され、上記第６支持部および上記第８支持部を連結一体化する第６連結部を有し、
それぞれ軸方向に配列する上記第５支持部、上記第１磁極用コア体、上記補助磁石、および上記第８支持部を締着固定して、上記第１磁極用コア体の群を一体化するとともに、それぞれ軸方向に配列する上記第７支持部、上記補助磁石、上記第２磁極用コア体、および上記第６支持部を締着固定して、上記第２磁極用コア体の群を一体化する非磁性の締着手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１１記載の回転電機。 The fifth end member is made of a magnetic material, and has a fifth connection portion that connects and integrates the fifth support portion and the seventh support portion,
The sixth end member is made of a magnetic material, and has a sixth connection part that connects and integrates the sixth support part and the eighth support part,
The group of the first magnetic pole core bodies is integrated by fastening and fixing the fifth support section, the first magnetic pole core body, the auxiliary magnet, and the eighth support section that are arranged in the axial direction. In addition, the seventh support portion, the auxiliary magnet, the second magnetic pole core body, and the sixth support portion, which are each arranged in the axial direction, are fastened and fixed, and the group of the second magnetic pole core bodies is integrated. The rotating electrical machine according to claim 11, further comprising non-magnetic fastening means for converting to a rotating electrical machine.
上記第５連結部は、周方向に配列された上記第１磁極用コア体と上記第２磁極用コア体の軸方向一側の軸心位置に配置されるように形成され、
上記第６連結部は、周方向に配列された上記第１磁極用コア体と上記第２磁極用コア体の軸方向他側の軸心位置に配置されるように形成され、
上記ロータコアは、上記第５連結部、および上記第６連結部がその軸心位置に挿通された上記シャフトに固着されて該シャフトに保持されていることを特徴とする請求項８、請求項１０、請求項１２、および請求項１３のいずれか１項に記載の回転電機。 The shaft is made of a non-magnetic material,
The fifth connecting portion is formed so as to be disposed at an axial position on one axial side of the first magnetic pole core bodies and the second magnetic pole core bodies arranged in the circumferential direction,
The sixth connecting portion is formed so as to be disposed at an axial center position on the other side in the axial direction of the first magnetic pole core bodies and the second magnetic pole core bodies arranged in the circumferential direction,
The said rotor core is fixed to the said shaft by which the said 5th connection part and the said 6th connection part were penetrated to the axial center position, and are hold | maintained at this shaft. The rotating electrical machine according to any one of claims 12, 12 and 13.
上記ロータコアは、周方向に配列された上記第１磁極用コア体と上記第２磁極用コア体がその軸心位置に挿通された上記シャフトに固着されて該シャフトに保持されていることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項７乃至請求項１３のいずれか１項に記載の回転電機。 The shaft is made of a non-magnetic material,
In the rotor core, the first magnetic pole core body and the second magnetic pole core body arranged in a circumferential direction are fixed to the shaft inserted through the axial center position and held by the shaft. The rotating electrical machine according to any one of claims 2, 3, and 7 to 13.
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