JP7388148B2 - 回転電機のロータ - Google Patents
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Description
上記のロータは、円柱状のロータコアを備えている。ロータコアには、永久磁石が埋め込まれる埋め込み孔が径方向に複数形成されている。ロータコアは、周方向に複数の磁極領域を有するとともに、埋め込み孔と隣接するフラックスバリアを有している。フラックスバリアは、q軸磁路に沿って延びている。フラックスバリアのうちロータコアの最も内径側に位置するフラックスバリアは、ロータコアの外周の近傍に至るまで延びている。
溶融させた非磁性体の材料をロータコアの外径側閉空間に流し込むことにより補強部を構成することがある。このとき、ブリッジが永久磁石を挟みこむように設けられていると、外径側閉空間に流し込まれる溶融された非磁性体の材料の熱が永久磁石に伝わってしまい、永久磁石の性能を低下させてしまう虞がある。
上記の回転電機のロータにおいて、前記ロータコアは、軸方向において前記ロータコア本体の両端に積層される蓋部材を有し、前記蓋部材は、前記外径側閉空間に連通する蓋孔と、径方向における最も内径側に位置する前記埋め込み孔の前記永久磁石から前記ブリッジまでを覆い、且つ最も内径側に位置する前記埋め込み孔よりも径方向の外側に位置する前記埋め込み孔を覆う蓋部と、を有し、前記蓋孔には、前記補強部が埋め込まれているとよい。
上記の回転電機のロータにおいて、前記ロータコア本体は、複数の電磁鋼板が前記軸方向に沿って積層されることで構成され、前記ロータコアは、前記軸方向において前記ロータコア本体を挟み込む挟持部を有し、前記挟持部は、前記補強部と一体的に設けられているとよい。
ロータコア本体40の埋め込み孔42に永久磁石90を埋め込んだ状態で軸方向においてロータコア本体40の両端に蓋部材70を積層することで組立体を形成する。当該組立体を型に収容し、溶融したアルミニウムを型に流し込む。型に流し込まれたアルミニウムは、蓋部材70の蓋孔71と、ロータコア本体40の外径側閉空間44aとに充填される。型には、ロータコア21の挟持部80を形成するための内部空間が設けられている。そのため、型に流し込まれたアルミニウムが十分に冷却されて型を取り外したとき、組立体における蓋部材70の蓋孔71及びロータコア本体40の外径側閉空間44aに補強部60が形成されるとともに補強部60と一体的に設けられる挟持部80が形成される。これによりロータコア21が形成される。
ロータコア21を構成する電磁鋼板41は厳密には微小なうねりが生じており、ロータコア21と回転軸22を圧入嵌合している場合、電磁鋼板41は面外方向へ座屈変形しやすいのが実状である。このような状態でロータコア21を回転電機10に適用して回転させると、ロータコア21に遠心力が発生するため、ロータコア21における最内フラックスバリア44の延びた先とロータコア21の外縁との間に形成されているロータコア21の薄肉部分に曲げ応力が発生し、ロータコア21の電磁鋼板41がめくれるように変形する力が発生する。しかし、上記のロータコア21では、外径側閉空間44a及び蓋部材70の蓋孔71に埋め込まれた補強部60及びブリッジ50によりロータコア21の薄肉部分に発生する曲げ応力を緩和させている。また、複数の電磁鋼板41及び蓋部材70は、アルミダイカストにより形成された挟持部80で軸方向に挟み込まれることでさらにめくれ難くなっている。よって、ロータコア21は、ブリッジ50及び補強部60により強度を維持し、且つ補強部60と一体的に設けられる挟持部80を形成することでロータコア21の強度をより向上させている。
(1)本実施形態では、ロータコア21の外径側閉空間44aに埋め込まれた補強部60によりロータコア21の強度を維持できる。また、ブリッジ50及び補強部60によりロータコア21の強度を維持できるため、最内フラックスバリア44の延びた先におけるロータコア21の肉厚を薄くすることが可能となり、漏洩磁束を抑制しやすくなる。したがって、漏洩磁束を抑制しやすくできるとともにロータコア21の強度を維持することができる。
○ 本実施形態の最内フラックスバリア44を以下のように変更してもよい。
○ 補強部60は、ロータコア本体40の軸方向の全長に亘って設けられていたが、これに限らず、ロータコア本体40の外径側閉空間44aの内部で軸方向の一部分に設けられるようにしてもよい。
○ ロータコア21をロータコア本体40と、補強部60とで構成し、蓋部材70を割愛してもよい。
○ 回転電機10は、極数が「4」であったが、これに限らない。極数は適宜変更してもよい。このように変更する場合、ロータコア21の磁極領域Rも当該極数に応じて適宜変更することが好ましい。
Claims (3)
- 永久磁石が埋め込まれる埋め込み孔が径方向に複数形成されたロータコア本体を含む円柱状のロータコアを有する回転電機のロータであって、
前記ロータコアは、周方向に複数の磁極領域を有するとともに、前記埋め込み孔と隣接し、q軸磁路に沿って延びるフラックスバリアを有し、
前記フラックスバリアは、前記ロータコアの軸方向に延びており、
前記フラックスバリアのうち前記ロータコアの最も内径側に位置する前記フラックスバリアを最内フラックスバリアとすると、前記最内フラックスバリアは、前記最内フラックスバリアにおける径方向の内側に位置する第1内面と、前記最内フラックスバリアにおける径方向の外側に位置する第2内面とを有し、
前記ロータコア本体は、
軸方向において前記ロータコア本体を見たとき、前記第1内面と前記第2内面とを接続するように設けられるブリッジを有しており、
前記最内フラックスバリアは、前記ブリッジと前記ロータコア本体の外縁との間に区画された空間である外径側閉空間が形成され、
前記外径側閉空間には、非磁性体で構成された補強部が前記ロータコア本体の軸方向に埋め込まれており、
前記第1内面は、前記埋め込み孔において前記永久磁石が当接する径方向の内側に位置する内面をq軸磁路に沿う方向へ延長した仮想内面よりも隣の磁極領域に向かって張り出している張出部を有し、
前記ブリッジは、前記第1内面から前記第2内面に向かうにつれてd軸に近づくように設けられており、
前記ロータコア本体は、複数の電磁鋼板が軸方向に沿って積層されることで構成され、
前記ロータコアは、
軸方向において前記ロータコア本体の両端に積層される蓋部材と、
軸方向において前記ロータコア本体及び前記蓋部材を挟み込む挟持部と、を有し、
前記挟持部は、前記補強部と一体的に設けられていることを特徴とする回転電機のロータ。 - 前記最内フラックスバリアには、前記永久磁石と前記ブリッジとの間に区画された空間である内径側閉空間が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機のロータ。
- 前記蓋部材は、
前記外径側閉空間に連通する蓋孔と、
径方向における最も内径側に位置する前記埋め込み孔の前記永久磁石から前記ブリッジまでを覆い、且つ最も内径側に位置する前記埋め込み孔よりも径方向の外側に位置する前記埋め込み孔を覆う蓋部と、を有し、
前記蓋孔には、前記補強部が埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機のロータ。
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