JP6551685B2 - 回転電機のロータ - Google Patents
回転電機のロータInfo
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Description
本発明における回転電機(例えば、実施形態における回転電機1)のロータ(例えば、実施形態におけるロータ5)は、ロータコア(例えば、実施形態におけるロータコア10)と、前記ロータコアに内蔵され、前記ロータコアの回転軸に沿って延びる複数の永久磁石(例えば、実施形態における複数の永久磁石18)と、を備え、前記複数の永久磁石は、前記回転軸の方向から見て、前記ロータコアの径方向の外側に向かって開口する弧状に並んで配置され、前記複数の永久磁石は、相互に隣り合う第1永久磁石(例えば、実施形態における第1永久磁石22m)と第2永久磁石(例えば、実施形態における第2永久磁石24m)とを有し、前記ロータコアは、前記第1永久磁石と前記第2永久磁石との間に配置されるリブ(例えば、実施形態におけるリブ23)を有し、前記リブは、前記弧の外側における外側端部(例えば、実施形態における外側端部23b)の幅が、前記弧の内側における内側端部(例えば、実施形態における内側端部23a)の幅より広い。
この構成によれば、複数の永久磁石を任意の形状に形成できる。そのため、ロータコアに複数の永久磁石を効率良くレイアウトして、永久磁石量を増やすことができる。これにより、回転電機の出力トルクの低下を抑制できる。また、複数の永久磁石を簡単かつ低コストに形成できる。
ロータコア10は、複数の電磁鋼板を積層して形成されている。ロータコア10は、径方向の内側に配置される内周部12と、径方向の外側に配置される外周部16と、内周部12と外周部16とを連結する連結部14と、を備えている。
ロータコア10の外周部16は、円筒状に形成されている。外周部16には、後述する複数の永久磁石18が埋め込まれている。
複数の永久磁石18は、ロータコア10の外周部16に内蔵されている。複数の永久磁石18は、磁石列(第1磁石列20、第2磁石列30、第3磁石列40および第4磁石列50)を備えている。磁石列は、軸方向から見て、径方向の外側に向かって開口する弧状に形成されている。第1磁石列20、第2磁石列30および第3磁石列40は、U字の円弧状に形成され、中心点が同じ(同心)である。第4磁石列50は、V字の弧状に形成されている。磁石列は、複数の直線を連結した多角弧状に形成されていてもよい。この場合、磁石列内で隣り合う永久磁石は、相互の外周面が180°未満の角度をなすように配置される。
図3は、実施形態(実施例)のロータにおけるリブの説明図であり、図2のP部における拡大図である。本願におけるリブ23は、以下のように定義される部分である。弧状に形成された第1磁石列20の内側縁線20aの上に内側縁点63aを取る。弧状に形成された第1磁石列20の外側縁線20bの上に外側縁点63bを取る。内側縁点63aと外側縁点63bとを結ぶ基準直線63を引く。基準直線63から第1永久磁石22m側に離れた位置に第1直線62を設定する。基準直線63から第2永久磁石24m側に離れた位置に第2直線64を設定する。そして、第1直線62、内側縁線20a、第2直線64および外側縁線20bで囲まれた領域を、リブ23と定義する。
実施例として、実施例b、実施例cおよび実施例dの3種類を設定した。実施例bから実施例dにかけて、リブ23の外側端部23bの長さが順に大きくなる。
比較例2(図5参照)では、応力が極めて小さくなった。リブ223の本数が多いほど、リブ223の断面積が大きくなるため、応力が極めて小さくなったと考えられる。
この構成によれば、複数の永久磁石18を任意の形状に形成できる。そのため、ロータコア10に複数の永久磁石18を効率良くレイアウトして、永久磁石量を増やすことができる。これにより、回転電機1の出力トルクの低下を抑制できる。また、複数の永久磁石18を簡単かつ低コストに形成できる。
図8は、実施形態の第1変形例のロータにおけるリブの説明図である。第1変形例のリブ623は、実施形態のリブ23と同様に、外側端部23bの幅が内側端部23aの幅より広い。ただし第1変形例のリブ623は、実施形態のリブ23とは異なり、第1外側端点62bから補助直線60までの距離b2が、第1内側端点62aから補助直線60までの距離a2に等しい。また第1変形例のリブ623は、実施形態のリブ23とは異なり、第2外側端点64bから補助直線60までの距離b4が、第2内側端点64aから補助直線60までの距離a4より大きい。この場合、第2外側端点64bと外側縁点63bとの間における外側縁線20bの長さが、第2内側端点64aと内側縁点63aとの間における内側縁線20aの長さより長い。なお、第1内側端点62aから補助直線60までの距離a2は、第2内側端点64aから補助直線60までの距離a4に等しい。この第1変形例においても、前述した実施形態と同様の効果が得られる。
図9は、実施形態の第2変形例のロータにおけるリブの説明図である。第2変形例のリブ723は、実施形態のリブ23と同様に、外側端部23bの幅が内側端部23aの幅より広い。また第2変形例のリブ623は、実施形態のリブ23と同様に、第1外側端点62bから補助直線60までの距離b2が、第1内側端点62aから補助直線60までの距離a2より大きい。さらに第1変形例のリブ623は、第1変形例のリブ623と同様に、第2外側端点64bから補助直線60までの距離b4が、第2内側端点64aから補助直線60までの距離a4より大きい。なお、第1内側端点62aから補助直線60までの距離a2は、第2内側端点64aから補助直線60までの距離a4に等しい。この第2変形例においても、前述した実施形態と同様の効果が得られる。
Claims (3)
- ロータコアと、
前記ロータコアに内蔵され、前記ロータコアの回転軸に沿って延びる複数の永久磁石と、を備え、
前記複数の永久磁石は、前記回転軸の方向から見て、前記ロータコアの径方向の外側に向かって開口する弧状に並んで配置され、
前記複数の永久磁石は、相互に隣り合う第1永久磁石と第2永久磁石とを有し、
前記第1永久磁石および前記第2永久磁石は、ボンド磁石であり、前記ロータコアの前記回転軸に沿って延びるスリット内に隙間なく配置され、
前記ロータコアは、前記第1永久磁石と前記第2永久磁石との間に配置されるリブを有し、
前記第1永久磁石および前記第2永久磁石は、前記リブ側の角部に丸面取りを有し、
前記第1永久磁石は、前記第2永久磁石より、前記ロータコアの径方向の外側に配置され、
前記第1永久磁石は、前記弧の外側の前記丸面取りの曲率半径が前記弧の内側の前記丸面取りの曲率半径より大きく、
前記第2永久磁石は、前記弧の内側の前記丸面取りの曲率半径が前記弧の外側の前記丸面取りの曲率半径より大きく、
前記リブは、前記弧の外側における外側端部の幅が、前記弧の内側における内側端部の幅より広い、
回転電機のロータ。 - 前記第1永久磁石は、前記第2永久磁石より、前記ロータコアの径方向の外側に配置され、
前記弧の中心点と前記リブの前記内側端部の幅方向の中点とを通る直線に対して、前記リブの前記外側端部における前記第1永久磁石側の第1外側端点から前記直線までの距離が、前記リブの前記内側端部における前記第1永久磁石側の第1内側端点から前記直線までの距離より大きい、
請求項1に記載の回転電機のロータ。 - 前記第1永久磁石は、前記第2永久磁石より、前記ロータコアの径方向の外側に配置され、
前記弧の中心点と前記リブの前記内側端部の幅方向の中点とを通る直線に対して、前記リブの前記外側端部における前記第1永久磁石側の第1外側端点から前記直線までの距離が、前記リブの前記外側端部における前記第2永久磁石側の第2外側端点から前記直線までの距離より大きい、
請求項1または2に記載の回転電機のロータ。
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