JPH09261901A - Permanent magnet dynamo-electric machine and motor-driven vehicle using the machine - Google Patents
Permanent magnet dynamo-electric machine and motor-driven vehicle using the machineInfo
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- JPH09261901A JPH09261901A JP8064352A JP6435296A JPH09261901A JP H09261901 A JPH09261901 A JP H09261901A JP 8064352 A JP8064352 A JP 8064352A JP 6435296 A JP6435296 A JP 6435296A JP H09261901 A JPH09261901 A JP H09261901A
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石回転電機
及びそれを用いた電動車両に係り、特に、内部磁石型回
転電機に好適な永久磁石回転電機及びそれを用いた電動
車両に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a permanent magnet rotating electric machine and an electric vehicle using the same, and more particularly to a permanent magnet rotating electric machine suitable for an internal magnet type rotating electric machine and an electric vehicle using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】電動車両,特に、電気自動車において使
用される駆動電動機は、電気自動車として積載されるバ
ッテリーの量が限定され、かつ、そのバッテリー容量で
十分な一充電走行距離を確保することが必要なために、
小型軽量、高効率であることが望まれている。2. Description of the Related Art A drive motor used in an electric vehicle, particularly an electric vehicle, has a limited amount of batteries to be loaded as the electric vehicle, and the battery capacity can ensure a sufficient one-charge traveling distance. To be necessary
Small size, light weight, and high efficiency are desired.
【0003】電動機を小型軽量化するためには、高速回
転に適していることが要望される。また、高効率電動機
としては、直流電動機や誘導電動機よりも永久磁石電動
機が推奨できる。特に、永久磁石を回転子の外周に配置
する表面磁石電動機に比較して、永久磁石よりも高い透
磁率を有する、例えば、珪素鋼板の中に永久磁石保持部
を有するいわゆる内部磁石電動機が適している。内部磁
石永久磁石電動機は、弱め界磁制御によって高速まで運
転できる点や、弱め界磁制御によって高効率にできるた
めである。更に、電動機を小型軽量にするためには高性
能の永久磁石を使用することが不可欠である。しかし、
高性能な永久磁石は高価であるため、使用量を限定する
ことが必要である。一方、永久磁石の使用量を制限する
には、極数を多くすることが必要である。この方式の電
動機の従来例としては、例えば、特開平5−76146
号公報に記載のように、回転子の中に8極の永久磁石を
内蔵したものが知られている。In order to reduce the size and weight of the electric motor, it is required to be suitable for high speed rotation. Further, as the high-efficiency motor, a permanent magnet motor can be recommended rather than a DC motor or an induction motor. In particular, a so-called internal magnet motor having a higher magnetic permeability than a permanent magnet, for example, a so-called internal magnet motor having a permanent magnet holding portion in a silicon steel plate is suitable as compared with a surface magnet motor in which a permanent magnet is arranged on the outer circumference of a rotor. There is. This is because the internal magnet permanent magnet motor can be operated at a high speed by the field weakening control and can be made highly efficient by the field weakening control. Furthermore, in order to reduce the size and weight of the electric motor, it is essential to use a high-performance permanent magnet. But,
Since high-performance permanent magnets are expensive, it is necessary to limit the amount used. On the other hand, in order to limit the amount of permanent magnets used, it is necessary to increase the number of poles. As a conventional example of this type of electric motor, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-76146
As described in Japanese Patent Publication No. JP-A-2003-264, it is known that a rotor has a built-in 8-pole permanent magnet.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
5−76146号公報に記載のものにおいては、遠心力
を受ける永久磁石の外周に位置する磁極片の重量が大き
いため、磁極片の両端に位置するブリッジ部の径方向の
厚さを大きくする必要があり、高速回転への配慮がなさ
れていないものであった。However, in the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-76146, since the weight of the magnetic pole pieces located on the outer periphery of the permanent magnet that receives the centrifugal force is large, the magnetic pole pieces are located at both ends of the magnetic pole pieces. It is necessary to increase the radial thickness of the bridge portion, which does not consider high speed rotation.
【0005】本発明の目的は、高速回転の可能な永久磁
石回転電機及びそれを用いた電動車両を提供するにあ
る。An object of the present invention is to provide a permanent magnet rotating electric machine capable of high speed rotation and an electric vehicle using the same.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、固定子巻線を巻回した固定子鉄心を有す
る固定子と、この固定子の内周に回転可能に保持され、
回転子鉄心とこの回転子鉄心の内部に上記固定子鉄心と
対向して配置された複数個の永久磁石を有する回転子と
から構成された永久磁石回転電機において、上記回転子
の半径R0と、上記回転子の中心から上記永久磁石の内
周側の位置までの距離R1の比(R1/R0)を0.85
より大きくするようにしたものであり、かかる構成によ
り、漏洩磁束を低減して、回転電機を小型軽量化でき、
従って、高速回転し得るものとなる。In order to achieve the above object, the present invention provides a stator having a stator core around which a stator winding is wound, and is rotatably held on the inner circumference of the stator. ,
A permanent magnet rotating electric machine comprising a rotor core and a rotor having a plurality of permanent magnets arranged inside the rotor core so as to face the stator core, and a radius R0 of the rotor, The ratio (R1 / R0) of the distance R1 from the center of the rotor to the position on the inner circumference side of the permanent magnet is 0.85.
With such a configuration, leakage magnetic flux can be reduced, and the rotating electric machine can be made smaller and lighter.
Therefore, it becomes possible to rotate at high speed.
【0007】上記永久磁石回転電機において、好ましく
は、上記永久磁石の厚みを、上記永久磁石の外周側の回
転鉄心の最狭部であるブリッジ部の厚さR2の2倍以下
とするようにしたものであり、かかる構成により、高速
化に対応し得るものとなる。In the above permanent magnet rotating electric machine, preferably, the thickness of the permanent magnet is set to be not more than twice the thickness R2 of the bridge portion which is the narrowest portion of the rotary core on the outer peripheral side of the permanent magnet. However, with such a configuration, it is possible to cope with speeding up.
【0008】上記永久磁石回転電機において、好ましく
は、上記永久磁石の内周側であって、上記回転鉄心に形
成され連通する風穴を備えるようにしたものであり、か
かる構成によって、回転電機を軽量化し、かつ磁束量を
増加できるので、高速回転し得るものとなる。In the permanent magnet rotating electric machine, preferably, there is an air hole formed on the inner peripheral side of the permanent magnet and communicating with the rotating iron core. With such a structure, the rotating electric machine is lightweight. Since it is possible to increase the amount of magnetic flux and to increase the amount of magnetic flux, high-speed rotation is possible.
【0009】上記永久磁石回転電機において、好ましく
は、上記永久磁石の周方向に孔を形成するようにしたも
のであり、かかる構成により、脈動トルクやコギングト
ルクの発生を低減し得るものとなる。In the permanent magnet rotating electric machine, preferably, holes are formed in the circumferential direction of the permanent magnet, and such a configuration can reduce generation of pulsating torque and cogging torque.
【0010】上記永久磁石回転電機において、好ましく
は、上記永久磁石は、上記回転子鉄心に形成された永久
磁石挿入孔に挿入されており、上記回転子鉄心の挿入孔
と上記永久磁石の外周の空隙に樹脂を挿入するようにし
たものであり、かかる構成により、永久磁石の回転子鉄
心への接触を緩和し得るものとなる。In the permanent magnet rotating electric machine, preferably, the permanent magnet is inserted into a permanent magnet insertion hole formed in the rotor core, and the permanent magnet insertion hole is formed between the insertion hole of the rotor core and the outer periphery of the permanent magnet. The resin is inserted into the gap, and with this configuration, the contact of the permanent magnet with the rotor core can be alleviated.
【0011】上記永久磁石回転電機において、好ましく
は、上記永久磁石の周方向にスリットを形成するように
したものであり、かかる構成により、永久磁石の位置決
めを容易とし得るものとなる。In the above permanent magnet rotating electric machine, preferably, a slit is formed in the circumferential direction of the permanent magnet, and such a configuration facilitates positioning of the permanent magnet.
【0012】上記目的を達成するために、固定子巻線を
巻回した固定子鉄心を有する固定子と、この固定子の内
周に回転可能に保持され、回転子鉄心とこの回転子鉄心
の内部に上記固定子鉄心と対向して配置された複数個の
永久磁石を有する回転子とから構成された永久磁石回転
電機を備え、この永久磁石回転電機により車輪の駆動さ
れる永久磁石回転電機を用いた電動車両において、上記
永久磁石回転電機は、上記回転子の半径R0と、上記回
転子の中心から上記永久磁石の内周側の位置までの距離
R1の比(R1/R0)を0.85より大きくするように
したものであり、かかる構成により、電動車両の一充電
走行距離の長くし得るものとなる。In order to achieve the above object, a stator having a stator core around which a stator winding is wound, and a stator core rotatably held on the inner circumference of the stator core A permanent magnet rotating electric machine comprising a rotor having a plurality of permanent magnets arranged facing the stator core inside, and a permanent magnet rotating electric machine whose wheels are driven by the permanent magnet rotating electric machine. In the electric vehicle used, in the permanent magnet rotating electric machine, the ratio (R1 / R0) of the radius R0 of the rotor and the distance R1 from the center of the rotor to the position on the inner peripheral side of the permanent magnet is 0. It is designed to be larger than 85, and by such a configuration, the one-charge traveling distance of the electric vehicle can be lengthened.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態によ
る永久磁石回転電機ついて、図1,図2,図3を用いて
説明する。図1は、本発明の一実施の形態による永久磁
石回転電機の正面側から見た部分断面図であり、図2
は、図1のA−A断面を示し、本発明の一実施の形態に
よる永久磁石回転電機の断面図であり、図3は、図2の
要部拡大図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A permanent magnet rotating electric machine according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 3. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a permanent magnet rotating electric machine according to an embodiment of the present invention as seen from the front side.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the permanent magnet rotating electric machine according to the embodiment of the present invention, showing the AA cross section of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2.
【0014】図1において、回転電機10の固定子20
は、固定子鉄心22と、この固定子鉄心22に巻回され
た多相の固定子巻線24と、固定子鉄心22をその内周
面に固定保持するハウジング26から構成されている。
回転子30は、回転子鉄心32と、回転子鉄心32に設
けられた永久磁石挿入孔34に挿入された永久磁石36
と、シャフト38とから構成されている。シャフト38
は、ベアリング42,44によって回転自在に保持され
ている。ベアリング42,44は、エンドブラケット4
6,48によって支持されており、エンドブラケット4
6,48は、ハウジング26の両端にそれぞれ固定され
ている。In FIG. 1, the stator 20 of the rotary electric machine 10 is shown.
Is composed of a stator core 22, a multi-phase stator winding 24 wound around the stator core 22, and a housing 26 that holds the stator core 22 on its inner peripheral surface.
The rotor 30 includes a rotor core 32 and a permanent magnet 36 inserted into a permanent magnet insertion hole 34 provided in the rotor core 32.
And a shaft 38. Shaft 38
Are rotatably held by bearings 42 and 44. The bearings 42 and 44 are the end bracket 4
6 and 48, and the end bracket 4
6 and 48 are fixed to both ends of the housing 26.
【0015】また、回転子30の永久磁石36の位置を
検出する磁極位置検出器PS及び回転子30の位置を検
出するエンコーダEが、回転子30の側面側に配置され
ている。回転電機10は、磁極位置検出器PSの信号
と、エンコーダEの出力信号によって、図示しない制御
装置によって運転制御される。A magnetic pole position detector PS for detecting the position of the permanent magnet 36 of the rotor 30 and an encoder E for detecting the position of the rotor 30 are arranged on the side surface side of the rotor 30. The rotary electric machine 10 is operation-controlled by a control device (not shown) by the signal of the magnetic pole position detector PS and the output signal of the encoder E.
【0016】図2は、図1のA−A矢視の断面図である
が、ハウジングの図示は省略してある。図2において、
回転電機10は、固定子20と回転子30とから構成さ
れている。固定子20は、固定子鉄心22と固定子巻線
24から構成される。固定子巻線24は、固定子鉄心2
2に巻回されている。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, but the illustration of the housing is omitted. In FIG.
The rotary electric machine 10 includes a stator 20 and a rotor 30. The stator 20 includes a stator core 22 and a stator winding 24. The stator winding 24 is the stator core 2
It is wound around 2.
【0017】回転子30は、高透磁率磁性材料である,
例えば、複数枚の珪素鋼板が積層されている回転子鉄心
32と、回転子鉄心32に設けられた8個の永久磁石挿
入孔34に挿入された8個の永久磁石36と、シャフト
38から構成されている。8個の永久磁石36は、極性
が互いに反対方向になるように、回転子鉄心32の周方
向に等間隔で配置されている。The rotor 30 is a high permeability magnetic material,
For example, a rotor core 32 in which a plurality of silicon steel plates are laminated, eight permanent magnets 36 inserted in eight permanent magnet insertion holes 34 provided in the rotor core 32, and a shaft 38 are configured. Has been done. The eight permanent magnets 36 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core 32 so that their polarities are opposite to each other.
【0018】回転子鉄心32は、永久磁石挿入孔34と
シャフト38を通す孔が打ち抜かれる構造となってい
る。永久磁石挿入孔34とシャフト38を通す孔が打ち
抜かれ珪素鋼板を積層し、貫通する永久磁石挿入孔34
とシャフト38を通す孔の中に永久磁石36及びシャフ
ト38が挿入されて回転子30を構成する。The rotor core 32 has a structure in which a hole through which the permanent magnet insertion hole 34 and the shaft 38 pass is punched out. The permanent magnet insertion hole 34 and the hole for passing the shaft 38 are punched out, laminated with silicon steel plates, and penetrated through the permanent magnet insertion hole 34.
The permanent magnet 36 and the shaft 38 are inserted into the holes through which the shaft 38 passes and the rotor 30 is configured.
【0019】永久磁石回転子30は、矢印(反時計)方
向に回転し、電動機として運転するものとする。使用す
る永久磁石36の形状は、直方体とする。The permanent magnet rotor 30 rotates in the direction of the arrow (counterclockwise) and operates as an electric motor. The permanent magnet 36 used has a rectangular parallelepiped shape.
【0020】次に、図3を用いて、回転子の詳細構造に
ついて説明する。Next, the detailed structure of the rotor will be described with reference to FIG.
【0021】回転子鉄心32を半径方向に分けると、内
周側のヨーク部32Aと、外周部32Bに分けられる。
また、回転子鉄心32の外周部32Bを周方向に3つの
部分に分けると、磁極片部32B1と、補助磁極片部3
2B2と、ブリッジ部32B3に分けられる。磁極片部
32B1は、回転子鉄心32の外周部32Bの中で、永
久磁石36の外周側に位置する領域であり、永久磁石3
6からの磁束Bφがギャップを介して固定子20側に流
れて磁気回路を構成する領域である。補助磁極片部32
B2は、磁極片部32B1の間に挟まれる領域であり、
磁石の磁気回路をバイパスして、固定子の起磁力によっ
て直接磁束を固定子側に発生させる領域である。ブリッ
ジ部32B3は、磁極片部32B1と補助磁極片部32
B2との境界の部分であり、永久磁石36の外周が、回
転子鉄心32の外周に最も近接している部分である。When the rotor core 32 is divided in the radial direction, it is divided into an inner peripheral yoke portion 32A and an outer peripheral portion 32B.
Further, when the outer peripheral portion 32B of the rotor core 32 is divided into three portions in the circumferential direction, the magnetic pole piece portion 32B1 and the auxiliary magnetic pole piece portion 3 are formed.
2B2 and a bridge portion 32B3. The magnetic pole piece portion 32B1 is a region located on the outer peripheral side of the permanent magnet 36 in the outer peripheral portion 32B of the rotor iron core 32, and is the permanent magnet 3
In this region, the magnetic flux Bφ from 6 flows to the stator 20 side through the gap to form a magnetic circuit. Auxiliary pole piece 32
B2 is a region sandwiched between the magnetic pole piece portions 32B1,
This is a region that bypasses the magnetic circuit of the magnet and directly generates magnetic flux on the stator side by the magnetomotive force of the stator. The bridge portion 32B3 includes a magnetic pole piece portion 32B1 and an auxiliary magnetic pole piece portion 32.
This is the boundary with B2, and the outer circumference of the permanent magnet 36 is the closest to the outer circumference of the rotor core 32.
【0022】以上の構成で、図示しない制御装置によっ
て、固定子巻線24に流す電流のつくる電機子起磁力の
合成ベクトルを、補助磁極部32B2の中心位置より回
転方向に向くように制御することによって、回転電機1
0は、永久磁石36によるトルクの他に補助磁極部32
B2によるトルクを発生することができ、高トルクの電
動機として運転することができる。With the above configuration, the control device (not shown) controls the composite vector of the armature magnetomotive force generated by the current flowing through the stator winding 24 so as to be oriented in the rotational direction from the center position of the auxiliary magnetic pole portion 32B2. By rotating electric machine 1
0 indicates the auxiliary magnetic pole portion 32 in addition to the torque generated by the permanent magnet 36.
A torque due to B2 can be generated, and the motor can be operated as a high torque electric motor.
【0023】永久磁石の形状としては、直方体のものを
採用しているため、円弧状の磁石に比較して寸法精度が
確保でき、ブリッジ部32B3等を精度よくでき、従っ
て、回転子のバランス作業なしに高速回転に供すること
ができる。Since the shape of the permanent magnet is a rectangular parallelepiped, the dimensional accuracy can be secured and the bridge portion 32B3 and the like can be made more accurate than the arc-shaped magnet, so that the rotor balancing work can be performed. Can be subjected to high speed rotation without.
【0024】本実施の形態においては、永久磁石回転電
機における永久磁石36の配置位置に特徴を有してい
る。回転子30の半径をR0とし、回転子30の中心か
ら永久磁石36の内周側の位置までの距離をR1とする
と、その比(R1/R0)を0.85より大きくしてい
る。The present embodiment is characterized by the arrangement position of the permanent magnet 36 in the permanent magnet rotating electric machine. When the radius of the rotor 30 is R0 and the distance from the center of the rotor 30 to the position on the inner peripheral side of the permanent magnet 36 is R1, the ratio (R1 / R0) is larger than 0.85.
【0025】永久磁石36を挿入するために、回転子鉄
心30には永久磁石挿入孔34が形成されている。この
永久磁石挿入孔34に永久磁石36が挿入され、回転子
30が回転すると、遠心力が発生するが、回転子30の
全体によって発生する遠心力の内、永久磁石36及び永
久磁石36の外周に存在する磁極片部32B1によって
発生する遠心力は、ブリッジ部32B3に集中すること
になる。そこで、この永久磁石によって発生する遠心力
を、回転子30の全体によって発生する遠心力の1/2
より小さくするように、永久磁石36の配置位置を設定
するようにした。その結果、回転子30の半径R0と、
回転子30の中心から永久磁石36の内周側の位置まで
の距離R1の比(R1/R0)を0.85より大きくする
ことにより、永久磁石によって発生する遠心力を、回転
子30の全体によって発生する遠心力の1/2より小さ
くすることができる。A permanent magnet insertion hole 34 is formed in the rotor core 30 for inserting the permanent magnet 36. When the permanent magnet 36 is inserted into the permanent magnet insertion hole 34 and the rotor 30 rotates, a centrifugal force is generated. Of the centrifugal force generated by the entire rotor 30, the permanent magnet 36 and the outer periphery of the permanent magnet 36 are included. Centrifugal force generated by the magnetic pole piece portion 32B1 existing in 2) is concentrated on the bridge portion 32B3. Therefore, the centrifugal force generated by this permanent magnet is half the centrifugal force generated by the entire rotor 30.
The arrangement position of the permanent magnet 36 is set so as to be smaller. As a result, the radius R0 of the rotor 30 and
By setting the ratio (R1 / R0) of the distance R1 from the center of the rotor 30 to the position on the inner circumferential side of the permanent magnet 36 to be larger than 0.85, the centrifugal force generated by the permanent magnets can be reduced. It can be made smaller than 1/2 of the centrifugal force generated by.
【0026】以上のように、永久磁石36の配置位置を
設定することにより、永久磁石36によって発生する遠
心力を小さくできるので、遠心力が最も作用するブリッ
ジ部32B3の半径向の厚さR2を短くすることができ
る。ブリッジ部32B3の半径方向の厚さR2が長くな
ると、永久磁石36から発生する磁束が、ブリッジ部3
2B3を経由して漏れる漏れ磁束BLとなるため、回転
電機によって発生するトルクが減少する。漏れ磁束BL
が大きいにも拘らず、発生するトルクを所定値にしよう
とすると、回転電機自体を大型化せざるを得ず、高速化
は達成できなくなる。As described above, since the centrifugal force generated by the permanent magnet 36 can be reduced by setting the arrangement position of the permanent magnet 36, the radial thickness R2 of the bridge portion 32B3 on which the centrifugal force acts most can be set. Can be shortened. When the radial thickness R2 of the bridge portion 32B3 is increased, the magnetic flux generated from the permanent magnet 36 is generated.
Since the leakage magnetic flux BL leaks via 2B3, the torque generated by the rotating electric machine is reduced. Leakage magnetic flux BL
However, if the torque to be generated is to be set to a predetermined value, the rotating electric machine itself must be increased in size, and high speed cannot be achieved.
【0027】しかしながら、上述したように、回転子3
0の半径R0と、回転子30の中心から永久磁石36の
内周側の位置までの距離R1の比(R1/R0)を0.8
5より大きくすることにより、永久磁石36によって発
生する遠心力を、回転子30の全体によって発生する遠
心力の1/2より小さくすることができるので、ブリッ
ジ部32B3の半径向の厚さR2を狭くできるので、漏
れ磁束BLを低減でき、発生するトルクの低減がなく、
その結果、高速化を達成できるものである。However, as described above, the rotor 3
The ratio (R1 / R0) of the radius R0 of 0 and the distance R1 from the center of the rotor 30 to the position on the inner peripheral side of the permanent magnet 36 is 0.8.
By making it larger than 5, the centrifugal force generated by the permanent magnet 36 can be made smaller than 1/2 of the centrifugal force generated by the entire rotor 30, so that the radial thickness R2 of the bridge portion 32B3 can be reduced. Since it can be narrowed, the leakage magnetic flux BL can be reduced and the generated torque is not reduced.
As a result, speeding up can be achieved.
【0028】図3に示した実施の形態においては、回転
子30の半径R0が、57.5mmであり、回転子30
の中心から永久磁石36の内周側の位置までの距離R1
が、49.5mmとしてある。その結果、回転子30の
半径R0と、回転子30の中心から永久磁石36の内周
側の位置までの距離R1の比(R1/R0)が、0.86
となっている。なお、永久磁石36の半径方向の厚みR
3は、4mmであり、磁極片部32B1の半径方向の最
大厚みR4は、4mmであり、その時、ブリッジ部32
B3の半径方向の厚みR2は、2mmとなっている。In the embodiment shown in FIG. 3, the radius R0 of the rotor 30 is 57.5 mm, and the rotor 30 is
Distance R1 from the center of the position to the position on the inner circumference side of the permanent magnet 36
Is 49.5 mm. As a result, the ratio (R1 / R0) of the radius R0 of the rotor 30 and the distance R1 from the center of the rotor 30 to the position on the inner peripheral side of the permanent magnet 36 is 0.86.
It has become. The radial thickness R of the permanent magnet 36 is
3 is 4 mm, the maximum radial thickness R4 of the magnetic pole piece portion 32B1 is 4 mm, and at that time, the bridge portion 32
The radial thickness R2 of B3 is 2 mm.
【0029】永久磁石36及び永久磁石36の外周に存
在する磁極片部32B1によって発生する遠心力を、回
転子30の全体によって発生する遠心力の1/2より小
さくしてあるので、ブリッジ部32B3の厚みR2が2
mmでも遠心力によってブリッジ部32B3が壊れるこ
とはなく、また、ブリッジ部32B3の厚みR2を狭く
することができた結果、ブリッジ部32B3からの漏れ
磁束も低減できるので、発生トルクを大きくできる。従
って、回転電機のサイズを小型軽量化できるので、回転
電機の高速回転が可能となる。Since the centrifugal force generated by the permanent magnet 36 and the magnetic pole piece portion 32B1 existing on the outer periphery of the permanent magnet 36 is set to be less than 1/2 of the centrifugal force generated by the entire rotor 30, the bridge portion 32B3. Thickness R2 is 2
Even in mm, the bridge portion 32B3 is not broken by the centrifugal force, and the thickness R2 of the bridge portion 32B3 can be reduced. As a result, the leakage magnetic flux from the bridge portion 32B3 can be reduced, so that the generated torque can be increased. Therefore, since the size of the rotating electric machine can be reduced in size and weight, the rotating electric machine can rotate at high speed.
【0030】ちなみに、特開平5−76146号公報の
第1頁目の要約に図示された例では、R1/R0に相当す
る値は、(2.1/2.9)=0.72となり、この時
発生する遠心力は、本願の図3に示した場合の約1.5
倍となるため、ブリッジ部の厚みを厚くせざるを得ず、
その結果、漏洩磁束も大きくなり、発生トルクが低減す
るので、高速化には適さないものとなる。By the way, in the example illustrated in the abstract on page 1 of Japanese Patent Laid-Open No. 5-76146, the value corresponding to R1 / R0 is (2.1 / 2.9) = 0.72, The centrifugal force generated at this time is about 1.5 in the case shown in FIG. 3 of the present application.
Since it will be doubled, we have to increase the thickness of the bridge part,
As a result, the leakage magnetic flux also increases and the generated torque decreases, which is not suitable for speeding up.
【0031】さらに、永久磁石の厚さは、できる限り薄
い方がより高速に対応できる。特に、図示したように、
永久磁石36の厚みR3をブリッジ部32B3の厚さR2
の2倍以下とすることにより高速の永久磁石回転電機を
提供することができる。Furthermore, the thickness of the permanent magnet can be made as fast as possible if it is as thin as possible. In particular, as shown,
The thickness R3 of the permanent magnet 36 is set to the thickness R2 of the bridge portion 32B3.
It is possible to provide a high-speed permanent magnet rotating electric machine by setting the ratio to 2 times or less.
【0032】本実施の形態によれば、漏洩磁束を低減で
きるため、内部永久磁石回転電機における発生トルクの
低減を防止でき、その結果、回転電機を小型軽量化でき
るので、回転電機を高速回転可能となる。According to the present embodiment, since the leakage magnetic flux can be reduced, it is possible to prevent the torque generated in the internal permanent magnet rotary electric machine from being reduced, and as a result, the rotary electric machine can be made smaller and lighter, so that the rotary electric machine can rotate at a high speed. Becomes
【0033】次に、本発明の他の実施の形態による永久
磁石回転電機について、図4を用いて説明する。図4
は、本発明の他の実施の形態による永久磁石回転電機の
回転子の断面図である。本実施の形態による回転電機の
全体構造は、図1に示したとおりであり、また、固定子
の構造は、図2に示したとおりである。Next, a permanent magnet rotating electric machine according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 7 is a sectional view of a rotor of a permanent magnet rotating electric machine according to another embodiment of the present invention. The entire structure of the rotary electric machine according to the present embodiment is as shown in FIG. 1, and the structure of the stator is as shown in FIG.
【0034】図4において、回転電機の回転子30は、
高透磁率磁性材料である,例えば、複数枚の珪素鋼板が
積層されている回転子鉄心32と、回転子鉄心32に設
けられた8個の永久磁石挿入孔34に挿入された8個の
永久磁石36と、シャフト38から構成されている。8
個の永久磁石36は、極性が互いに反対方向になるよう
に、回転子鉄心32の周方向に等間隔で配置されてい
る。In FIG. 4, the rotor 30 of the rotating electric machine is
A high-permeability magnetic material, for example, a rotor core 32 in which a plurality of silicon steel plates are laminated, and eight permanent magnets inserted into eight permanent magnet insertion holes 34 provided in the rotor core 32. It is composed of a magnet 36 and a shaft 38. 8
The individual permanent magnets 36 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core 32 so that their polarities are opposite to each other.
【0035】さらに、永久磁石36の内周側には、永久
磁石36と同数の風穴39が形成されている。Further, the same number of air holes 39 as the permanent magnets 36 are formed on the inner peripheral side of the permanent magnets 36.
【0036】回転子鉄心32は、永久磁石挿入孔34と
シャフト38を通す孔と風穴39が打ち抜かれる構造と
なっている。永久磁石挿入孔34とシャフト38を通す
孔と風穴39が打ち抜かれ珪素鋼板を積層し、貫通する
永久磁石挿入孔34とシャフト38を通す孔の中に永久
磁石36及びシャフト38が挿入されて回転子30を構
成する。その時、各層の回転鉄心32に形成された風穴
39は、連通するようになっている。従って、永久磁石
32とシャフト38の間には、空気が流通可能な風穴が
形成されている。The rotor core 32 has a structure in which a permanent magnet insertion hole 34, a hole for passing the shaft 38, and an air hole 39 are punched out. A hole through which the permanent magnet insertion hole 34 and the shaft 38 are inserted, and an air hole 39 are punched out, and silicon steel plates are laminated, and the permanent magnet 36 and the shaft 38 are inserted into the holes through which the permanent magnet insertion hole 34 and the shaft 38 are inserted to rotate. The child 30 is configured. At that time, the air holes 39 formed in the rotary iron cores 32 of the respective layers communicate with each other. Therefore, air holes through which air can flow are formed between the permanent magnet 32 and the shaft 38.
【0037】永久磁石回転子30は、矢印(反時計)方
向に回転し、電動機として運転するものとする。使用す
る永久磁石36の形状は、直方体とする。The permanent magnet rotor 30 rotates in the arrow (counterclockwise) direction and operates as an electric motor. The permanent magnet 36 used has a rectangular parallelepiped shape.
【0038】永久磁石の内周側のヨーク部の中に、永久
磁石を個数と同数の風穴39を設けることにより、回転
子30を軽量化できるので、回転電機全体を軽量化で
き、高速回転に適したものとなる。Since the rotor 30 can be made lighter by providing the same number of air holes 39 as the number of permanent magnets in the yoke portion on the inner peripheral side of the permanent magnet, the entire rotating electric machine can be made lighter and high-speed rotation can be achieved. It will be suitable.
【0039】また、永久磁石36として、特に、稀土類
磁石を用いた場合には、温度上昇による磁束の減少が大
きいものである。そこで、永久磁石を個数と同数の風穴
39を設けることにより、回転子30の内周に冷却風を
いれる構成とすることによって磁石温度を低くし、磁束
量を増加させ、トルクを増加させることができる。Further, when a rare earth magnet is used as the permanent magnet 36, the decrease in magnetic flux due to temperature rise is large. Therefore, by providing the same number of air holes 39 as the number of permanent magnets so that cooling air can be introduced into the inner circumference of the rotor 30, the magnet temperature can be lowered, the amount of magnetic flux can be increased, and the torque can be increased. it can.
【0040】なお、高速内転型永久磁石回転電機におい
ては、永久磁石36が外周側に配置されるために、内周
側の回転子鉄心32のヨーク部32Aの磁束密度は極端
に低くなる。そのため、風孔39を設ける余地がある。In the high-speed internal rotation type permanent magnet rotating electric machine, since the permanent magnets 36 are arranged on the outer peripheral side, the magnetic flux density of the yoke portion 32A of the rotor core 32 on the inner peripheral side becomes extremely low. Therefore, there is room for providing the air holes 39.
【0041】また、風孔39を設けたことによる磁石回
転子32の軽量化は、ベアリング42,44の負担を軽
減できる。Further, the weight reduction of the magnet rotor 32 by providing the air holes 39 can reduce the load on the bearings 42 and 44.
【0042】以上の構成によって小型軽量高効率で高速
回転に適した永久磁石回転電機を提供することができ
る。With the above configuration, it is possible to provide a small-sized, lightweight, highly efficient permanent magnet rotating electric machine suitable for high-speed rotation.
【0043】図4に示す例において、回転子30の半径
R0が、57.5mmであり、回転子30の中心から永
久磁石36の内周側の位置までの距離R1が、49.5
mmとしてあり、図3に示す例と同じ大きさとしたと
き、風穴39の内周側の半径方向の距離R5を27mm
とし、風穴39の半径の方向の距離R6を17mmと
し、風穴39の外周側の幅を永久磁石36の幅と同じ大
きさとすることができる。この時、回転子30の全重量
を、27%低減することができる。In the example shown in FIG. 4, the radius R0 of the rotor 30 is 57.5 mm, and the distance R1 from the center of the rotor 30 to the position on the inner peripheral side of the permanent magnet 36 is 49.5.
mm, and assuming the same size as the example shown in FIG. 3, the radial distance R5 on the inner peripheral side of the air hole 39 is 27 mm.
The distance R6 in the radial direction of the air hole 39 can be set to 17 mm, and the width of the air hole 39 on the outer peripheral side can be made the same as the width of the permanent magnet 36. At this time, the total weight of the rotor 30 can be reduced by 27%.
【0044】風穴39の個数としては、永久磁石36の
個数と同数が好ましいが、永久磁石36の個数より少な
くてもよい。その時は、回転バランスを考慮して、永久
磁石36の個数の整数分の1の穴数とすることが好まし
い。The number of air holes 39 is preferably the same as the number of permanent magnets 36, but may be less than the number of permanent magnets 36. At this time, it is preferable to set the number of holes to an integer fraction of the number of permanent magnets 36 in consideration of the rotation balance.
【0045】風穴39の開口面積の合計は、回転子30
の断面積の20%以上とすることが効果的である。The total opening area of the air holes 39 is the rotor 30.
It is effective to make it 20% or more of the cross-sectional area.
【0046】本実施の形態によれば、漏洩磁束を低減で
きるため、内部永久磁石回転電機における発生トルクの
低減を防止でき、その結果、回転電機を小型軽量化でき
るので、回転電機を高速回転可能となる。According to the present embodiment, since the magnetic flux leakage can be reduced, it is possible to prevent the torque generated in the internal permanent magnet rotary electric machine from being reduced, and as a result, the rotary electric machine can be made smaller and lighter, so that the rotary electric machine can be rotated at a high speed. Becomes
【0047】また、永久磁石の内周側のヨーク部の中
に、風穴を設けることにより、回転子を軽量化できるの
で、回転電機全体を軽量化でき、高速回転に適したもの
となる。Further, since the rotor can be made lighter by providing the air holes in the yoke portion on the inner peripheral side of the permanent magnet, the entire rotating electric machine can be made lighter and suitable for high speed rotation.
【0048】また、風穴を設けることにより、回転子の
内周に冷却風をいれる構成とすることによって磁石温度
を低くし、磁束量を増加させ、トルクを増加させること
ができる。Further, by providing the air holes, cooling air can be introduced into the inner circumference of the rotor, whereby the magnet temperature can be lowered, the amount of magnetic flux can be increased, and the torque can be increased.
【0049】また、風孔を設けたことによる磁石回転子
の軽量化できるため、ベアリングの負担を軽減できる。Further, since the magnet rotor can be made lighter by providing the air holes, the burden on the bearing can be reduced.
【0050】次に、本発明の第3の実施の形態による永
久磁石回転電機について、図5,図6を用いて説明す
る。図5は、本発明の第3の実施の形態による永久磁石
回転電機の回転子の断面図であり、図6は、図5に示す
実施の形態における磁束密度の分布を説明する図であ
る。本実施の形態による回転電機の全体構造は、図1に
示したとおりであり、また、固定子の構造は、図2に示
したとおりである。Next, a permanent magnet rotating electric machine according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view of a rotor of a permanent magnet rotating electric machine according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating the distribution of magnetic flux density in the embodiment shown in FIG. The entire structure of the rotary electric machine according to the present embodiment is as shown in FIG. 1, and the structure of the stator is as shown in FIG.
【0051】図5において、回転電機の回転子30は、
高透磁率磁性材料である,例えば、複数枚の珪素鋼板が
積層されている回転子鉄心32と、回転子鉄心32に設
けられた8個の永久磁石挿入孔34に挿入された8個の
永久磁石36と、シャフト38から構成されている。8
個の永久磁石36は、極性が互いに反対方向になるよう
に、回転子鉄心32の周方向に等間隔で配置されてい
る。In FIG. 5, the rotor 30 of the rotating electric machine is
A high-permeability magnetic material, for example, a rotor core 32 in which a plurality of silicon steel plates are laminated, and eight permanent magnets inserted into eight permanent magnet insertion holes 34 provided in the rotor core 32. It is composed of a magnet 36 and a shaft 38. 8
The individual permanent magnets 36 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core 32 so that their polarities are opposite to each other.
【0052】さらに、永久磁石36の内周側には、永久
磁石36と同数の風穴39が形成されている。Further, the same number of air holes 39 as the permanent magnets 36 are formed on the inner peripheral side of the permanent magnets 36.
【0053】回転子鉄心32は、永久磁石挿入孔34と
シャフト38を通す孔と風穴39が打ち抜かれる構造と
なっている。永久磁石挿入孔34とシャフト38を通す
孔と風穴39が打ち抜かれ珪素鋼板を積層し、貫通する
永久磁石挿入孔34とシャフト38を通す孔の中に永久
磁石36及びシャフト38が挿入されて回転子30を構
成する。その時、各層の回転鉄心32に形成された風穴
39は、連通するようになっている。従って、永久磁石
32とシャフト38の間には、空気が流通可能な風穴が
形成されている。The rotor core 32 has a structure in which a permanent magnet insertion hole 34, a hole for passing the shaft 38, and an air hole 39 are punched out. A hole through which the permanent magnet insertion hole 34 and the shaft 38 are inserted, and an air hole 39 are punched out, and silicon steel plates are laminated, and the permanent magnet 36 and the shaft 38 are inserted into the holes through which the permanent magnet insertion hole 34 and the shaft 38 are inserted to rotate. The child 30 is configured. At that time, the air holes 39 formed in the rotary iron cores 32 of the respective layers communicate with each other. Therefore, air holes through which air can flow are formed between the permanent magnet 32 and the shaft 38.
【0054】さらに、回転子鉄心32に設けられた永久
磁石挿入孔34の長さを、永久磁石36の長さより大き
くして、ブリッジ部の孔52,54を構成する。ブリッ
ジ部の孔52,54は、接着剤等で埋める。また、永久
磁石36の半径方向外周の隙間も、接着剤等で埋めるこ
とによってより強固な構成とすることができる。Further, the length of the permanent magnet insertion hole 34 provided in the rotor iron core 32 is made larger than the length of the permanent magnet 36 to form the holes 52 and 54 of the bridge portion. The holes 52 and 54 of the bridge portion are filled with an adhesive or the like. Further, the gap on the outer circumference in the radial direction of the permanent magnet 36 can be made stronger by filling it with an adhesive or the like.
【0055】以上の構成により、永久磁石の使用量を減
らすことができる。希土類磁石は高価であることから、
磁石量の低減は効果的である。なお、磁石量を少なくし
ても、永久磁石36の周方向の両端には、孔52,54
が存在するため、補助磁極側へ漏洩する磁束が減少する
ため、トルクが低減するおそれはない。With the above structure, the amount of permanent magnets used can be reduced. Since rare earth magnets are expensive,
Reducing the amount of magnets is effective. Even if the magnet amount is reduced, the holes 52, 54 are provided at both ends in the circumferential direction of the permanent magnet 36.
Is present, the magnetic flux leaking to the auxiliary magnetic pole side is reduced, and there is no fear that the torque is reduced.
【0056】また、磁極片と補助磁極との間の内周側に
ブリッジ部の孔52,54を有する構成では、空隙面の
磁束密度の周方向の傾斜が緩やかになり、脈動トルク,
コギングトルクの発生を低減することができる。即ち、
図6の実線で示すように、永久磁石36によって発生す
る磁束密度は、永久磁石36に対向する部分では、均一
であり、永久磁石36の両端部では、孔52,54の存
在により、空隙面の磁束密度の周方向の傾斜が緩やかに
なる。なお、図6中で、破線は、永久磁石挿入孔34の
長さと、永久磁石36の長さを等しくした場合の磁束密
度を示しており、この場合では、磁束密度の両端部の変
化が急激となる。Further, in the structure having the holes 52 and 54 of the bridge portion on the inner peripheral side between the magnetic pole piece and the auxiliary magnetic pole, the gradient of the magnetic flux density on the air gap surface in the circumferential direction becomes gentle, and the pulsating torque,
Generation of cogging torque can be reduced. That is,
As shown by the solid line in FIG. 6, the magnetic flux density generated by the permanent magnet 36 is uniform in the portion facing the permanent magnet 36, and at both ends of the permanent magnet 36, due to the existence of the holes 52 and 54, the void surface is formed. The gradient of the magnetic flux density of is gentle in the circumferential direction. In addition, in FIG. 6, the broken line shows the magnetic flux density when the length of the permanent magnet insertion hole 34 and the length of the permanent magnet 36 are made equal, and in this case, the change in both ends of the magnetic flux density is rapid. Becomes
【0057】本実施の形態によれば、漏洩磁束を低減で
きるため、内部永久磁石回転電機における発生トルクの
低減を防止でき、その結果、回転電機を小型軽量化でき
るので、回転電機を高速回転可能となる。According to the present embodiment, since the magnetic flux leakage can be reduced, the torque generated in the internal permanent magnet rotary electric machine can be prevented from being reduced. As a result, the rotary electric machine can be reduced in size and weight, and the rotary electric machine can be rotated at a high speed. Becomes
【0058】また、永久磁石の内周側のヨーク部の中
に、風穴を設けることにより、回転子を軽量化できるの
で、回転電機全体を軽量化でき、高速回転に適したもの
となる。Further, since the rotor can be made lighter by providing the air holes in the yoke portion on the inner peripheral side of the permanent magnet, the rotating electric machine as a whole can be made lighter and suitable for high speed rotation.
【0059】また、風穴を設けることにより、回転子の
内周に冷却風をいれる構成とすることによって磁石温度
を低くし、磁束量を増加させ、トルクを増加させること
ができる。Further, by providing the air holes, cooling air can be introduced into the inner circumference of the rotor, whereby the magnet temperature can be lowered, the amount of magnetic flux can be increased, and the torque can be increased.
【0060】また、風孔を設けたことによる磁石回転子
の軽量化できるため、ベアリングの負担を軽減できる。Further, since the magnet rotor can be made lighter by providing the air holes, the burden on the bearing can be reduced.
【0061】さらに、永久磁石量を低減することができ
る。Further, the amount of permanent magnets can be reduced.
【0062】また、磁束密度の周方向の傾斜が緩やかに
なり、脈動トルク,コギングトルクの発生を低減するこ
とができる。Further, the inclination of the magnetic flux density in the circumferential direction becomes gentle, and the generation of pulsating torque and cogging torque can be reduced.
【0063】次に、本発明の第4の実施の形態による永
久磁石回転電機について、図7を用いて説明する。図7
は、本発明の第4の実施の形態による永久磁石回転電機
の回転子の断面図である。Next, a permanent magnet rotating electric machine according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Figure 7
[FIG. 11] A sectional view of a rotor of a permanent magnet rotating electric machine according to a fourth embodiment of the present invention.
【0064】本実施の形態による回転電機の全体構造
は、図1に示したとおりであり、また、固定子の構造
は、図2に示したとおりである。The entire structure of the rotary electric machine according to this embodiment is as shown in FIG. 1, and the structure of the stator is as shown in FIG.
【0065】図6において、回転電機の回転子30は、
高透磁率磁性材料である,例えば、複数枚の珪素鋼板が
積層されている回転子鉄心32と、回転子鉄心32に設
けられた8個の永久磁石挿入孔34’に挿入された8個
の永久磁石36と、シャフト38から構成されている。
8個の永久磁石36は、極性が互いに反対方向になるよ
うに、回転子鉄心32の周方向に等間隔で配置されてい
る。In FIG. 6, the rotor 30 of the rotary electric machine is
A high-permeability magnetic material, for example, a rotor core 32 in which a plurality of silicon steel plates are laminated, and eight permanent magnet insertion holes 34 ′ provided in the rotor core 32 It is composed of a permanent magnet 36 and a shaft 38.
The eight permanent magnets 36 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core 32 so that their polarities are opposite to each other.
【0066】さらに、永久磁石36の内周側には、永久
磁石36と同数の風穴39が形成されている。Further, as many air holes 39 as the permanent magnets 36 are formed on the inner peripheral side of the permanent magnets 36.
【0067】回転子鉄心32は、永久磁石挿入孔34’
とシャフト38を通す孔と風穴39が打ち抜かれる構造
となっている。永久磁石挿入孔34’とシャフト38を
通す孔と風穴39が打ち抜かれ珪素鋼板を積層し、貫通
する永久磁石挿入孔34’とシャフト38を通す孔の中
に永久磁石36及びシャフト38が挿入されて回転子3
0を構成する。その時、各層の回転鉄心32に形成され
た風穴39は、連通するようになっている。従って、永
久磁石32とシャフト38の間には、空気が流通可能な
風穴が形成されている。The rotor core 32 has a permanent magnet insertion hole 34 '.
The hole for passing the shaft 38 and the air hole 39 are punched out. The permanent magnet insertion hole 34 ′, the hole through which the shaft 38 passes, and the air hole 39 are punched out, and silicon steel plates are laminated, and the permanent magnet 36 and the shaft 38 are inserted into the holes through which the permanent magnet insertion hole 34 ′ and the shaft 38 pass. Rotor 3
0. At that time, the air holes 39 formed in the rotary iron cores 32 of the respective layers communicate with each other. Therefore, air holes through which air can flow are formed between the permanent magnet 32 and the shaft 38.
【0068】ここで、永久磁石挿入孔34の両端には、
スリット62,64を形成するようにしている。このス
リット62,64は、図5に示した孔52,54の内周
側の回転子鉄心32を外周側にあげる構成としてある。
この構成では、永久磁石36の周方向への位置決めが可
能となる。また、ワニス等の接着剤をブリッジ部の空隙
部内に充填するにも、使用量を少なくすることができ
る。Here, at both ends of the permanent magnet insertion hole 34,
The slits 62 and 64 are formed. The slits 62 and 64 are configured to raise the rotor core 32 on the inner peripheral side of the holes 52 and 54 shown in FIG. 5 to the outer peripheral side.
With this configuration, the permanent magnet 36 can be positioned in the circumferential direction. Also, the amount of use can be reduced by filling an adhesive such as varnish into the void portion of the bridge portion.
【0069】また、永久磁石36を永久磁石の挿入孔3
4’に挿入すると、永久磁石36の吸引力により、近接
する磁性材側に吸引されるため、磁気的に安定な内径側
に収納できる。これは、永久磁石の外周側にワニス等の
接着剤の挿入を容易にする。ワニスは、磁極片32B1
と永久磁石36の機械的な接触を緩和し、高速回転に適
した永久磁石回転電機を提供することができる。Further, the permanent magnet 36 is inserted into the insertion hole 3 of the permanent magnet.
When it is inserted into 4 ', it is attracted to the magnetic material side adjacent thereto by the attraction force of the permanent magnet 36, so that it can be housed on the magnetically stable inner diameter side. This facilitates insertion of an adhesive such as varnish on the outer peripheral side of the permanent magnet. The varnish is the pole piece 32B1.
It is possible to provide a permanent magnet rotating electric machine suitable for high-speed rotation by alleviating mechanical contact between the permanent magnet 36 and the permanent magnet 36.
【0070】本実施の形態によれば、漏洩磁束を低減で
きるため、内部永久磁石回転電機における発生トルクの
低減を防止でき、その結果、回転電機を小型軽量化でき
るので、回転電機を高速回転可能となる。According to the present embodiment, since the magnetic flux leakage can be reduced, it is possible to prevent the torque generated in the internal permanent magnet rotary electric machine from being reduced, and as a result, the rotary electric machine can be made smaller and lighter, so that the rotary electric machine can rotate at a high speed. Becomes
【0071】また、永久磁石の内周側のヨーク部の中
に、風穴を設けることにより、回転子を軽量化できるの
で、回転電機全体を軽量化でき、高速回転に適したもの
となる。Further, since the rotor can be made lighter by providing the air holes in the yoke portion on the inner peripheral side of the permanent magnet, the entire rotating electric machine can be made lighter and suitable for high speed rotation.
【0072】また、風穴を設けることにより、回転子の
内周に冷却風をいれる構成とすることによって磁石温度
を低くし、磁束量を増加させ、トルクを増加させること
ができる。Further, by providing the air holes, cooling air can be introduced into the inner circumference of the rotor to lower the magnet temperature, increase the amount of magnetic flux, and increase the torque.
【0073】また、風孔を設けたことによる磁石回転子
の軽量化できるため、ベアリングの負担を軽減できる。Further, since the magnet rotor can be made lighter by providing the air holes, the burden on the bearing can be reduced.
【0074】さらに、永久磁石の位置決めが容易とな
る。Furthermore, the positioning of the permanent magnet becomes easy.
【0075】次に、本発明の第5の実施の形態による永
久磁石回転電機を用いた電気自動車について、図8を用
いて説明する。図8は、本発明の第5の実施の形態によ
る永久磁石回転電機を搭載した電気自動車のブロック構
成図である。Next, an electric vehicle using a permanent magnet rotating electric machine according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block configuration diagram of an electric vehicle equipped with a permanent magnet rotating electric machine according to a fifth embodiment of the present invention.
【0076】電気自動車の車体100は、4つの車輪1
10,112,114,116によって支持されてい
る。この電気自動車は、前輪駆動であるため、前方の車
軸154には、永久磁石回転電機120が直結して取り
付けられている。永久磁石回転電機120は、制御装置
130によって駆動トルクが制御される。制御装置13
0の動力源としては、バッテリ140が備えられ、この
バッテリ140から電力が制御装置130を介して、永
久磁石回転電機120に供給され、永久磁石回転電機1
20が駆動されて、車輪110,114が回転する。ハ
ンドル150の回転は、ステアリングギア152及びタ
イロッド,ナックルアーム等からなる伝達機構を介し
て、2つの車輪110,114に伝達され、車輪の角度
が変えられる。The electric vehicle body 100 has four wheels 1
It is supported by 10, 112, 114 and 116. Since this electric vehicle is driven by the front wheels, the permanent magnet rotating electric machine 120 is directly attached to the front axle 154. The drive torque of the permanent magnet rotating electric machine 120 is controlled by the control device 130. Control device 13
A battery 140 is provided as a power source of 0, and electric power is supplied from the battery 140 to the permanent magnet rotating electric machine 120 via the control device 130.
20 is driven and the wheels 110 and 114 rotate. The rotation of the handle 150 is transmitted to the two wheels 110 and 114 via a transmission mechanism including a steering gear 152, a tie rod, a knuckle arm, etc., and the angle of the wheels is changed.
【0077】なお、以上の実施例では、永久磁石回転電
機を電気自動車の車輪の駆動に用いるものとして説明し
たが、電気機関車等の車輪の駆動にも使用できるもので
ある。In the above embodiments, the permanent magnet rotating electric machine has been described as being used to drive the wheels of an electric vehicle, but it can also be used to drive the wheels of an electric locomotive or the like.
【0078】本実施の形態によれば、永久磁石回転電機
を電動車両、特に電気自動車に適用すれば、小型軽量高
効率の永久磁石回転電機駆動装置を搭載でき、一充電走
行距離の長い電気自動車を提供することができる。According to the present embodiment, when the permanent magnet rotating electric machine is applied to an electric vehicle, particularly an electric vehicle, a small, lightweight and highly efficient permanent magnet rotating electric machine drive device can be mounted, and an electric vehicle having a long mileage per charge can be mounted. Can be provided.
【0079】[0079]
【発明の効果】本発明によれば、永久磁石回転電機を高
速回転の可能にすることができ、それを用いた電動車両
の一充電走行距離の長くすることができる。According to the present invention, the permanent magnet rotating electric machine can be rotated at high speed, and the one-charge traveling distance of an electric vehicle using the same can be lengthened.
【図1】本発明の一実施の形態による永久磁石回転電機
の正面側から見た部分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a permanent magnet rotating electric machine according to an embodiment of the present invention viewed from the front side.
【図2】図1のA−A断面を示し、本発明の一実施の形
態による永久磁石回転電機の断面図である。2 is a cross-sectional view of the permanent magnet rotating electric machine according to the embodiment of the present invention, showing the AA cross section of FIG. 1. FIG.
【図3】図2の要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2;
【図4】本発明の他の実施の形態による永久磁石回転電
機の回転子の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a rotor of a permanent magnet rotating electric machine according to another embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3の実施の形態による永久磁石回転
電機の回転子の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a rotor of a permanent magnet rotating electric machine according to a third embodiment of the present invention.
【図6】図5に示す実施の形態における磁束密度の分布
を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the distribution of magnetic flux density in the embodiment shown in FIG.
【図7】本発明の第4の実施の形態による永久磁石回転
電機の回転子の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a rotor of a permanent magnet rotating electric machine according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第5の実施の形態による永久磁石回転
電機を搭載した電気自動車のブロック構成図である。FIG. 8 is a block diagram of an electric vehicle equipped with a permanent magnet rotating electric machine according to a fifth embodiment of the present invention.
10…永久磁石回転電機 20…固定子 22…固定子鉄心 24…固定子巻線 26…ハウジング 30…回転子 32…回転子鉄心 32A…ヨーク 32B…外周部 32B2…補助磁極片部 32B1…磁極片部 32B3…ブリッジ部 34…永久磁石挿入穴 36…永久磁石 38…シャフト 39…風孔 46,48…エンドブラケット 42,44…ベアリング 52,54…ブリッジ部の孔 62,64…スリット部 100…車体 110,112,114,116…車輪 130…制御装置 140…バッテリ 150…ハンドル 152…ステアリングギア 154…車軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Permanent magnet rotary electric machine 20 ... Stator 22 ... Stator iron core 24 ... Stator winding 26 ... Housing 30 ... Rotor 32 ... Rotor iron core 32A ... Yoke 32B ... Outer peripheral part 32B2 ... Auxiliary magnetic pole piece 32B1 ... Magnetic pole piece Part 32B3 ... Bridge part 34 ... Permanent magnet insertion hole 36 ... Permanent magnet 38 ... Shaft 39 ... Air hole 46, 48 ... End bracket 42, 44 ... Bearing 52, 54 ... Bridge part hole 62, 64 ... Slit part 100 ... Vehicle body 110, 112, 114, 116 ... Wheels 130 ... Control device 140 ... Battery 150 ... Steering wheel 152 ... Steering gear 154 ... Axle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川又 昭一 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 渋川 末太郎 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 小泉 修 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 小田 圭二 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shoichi Kawamata 7-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Suetaro Shibukawa 2520 Takaba, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Incorporated company Hitachi, Ltd. Automotive Equipment Division (72) Inventor Osamu Koizumi 2520 Takaba, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Incorporated Hitachi, Ltd. Automotive Equipment Division (72) Keiji Oda 2477 Takaba, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Shares Within Hitachi Car Engineering
Claims (7)
る固定子と、この固定子の内周に回転可能に保持され、
回転子鉄心とこの回転子鉄心の内部に上記固定子鉄心と
対向して配置された複数個の永久磁石を有する回転子と
から構成された永久磁石回転電機において、 上記回転子の半径R0と、上記回転子の中心から上記永
久磁石の内周側の位置までの距離R1の比(R1/R0)
を0.85より大きくしたことを特徴とする永久磁石回
転電機。1. A stator having a stator core around which a stator winding is wound, and rotatably held on the inner circumference of the stator,
In a permanent magnet rotating electric machine comprising a rotor core and a rotor having a plurality of permanent magnets arranged inside the rotor core so as to face the stator core, a radius R0 of the rotor, Ratio (R1 / R0) of distance R1 from the center of the rotor to the position on the inner circumference side of the permanent magnet
Is larger than 0.85, a permanent magnet rotating electric machine.
て、 上記永久磁石の厚みを、上記永久磁石の外周側の回転鉄
心の最狭部であるブリッジ部の厚さR2の2倍以下とし
たことを特徴とする永久磁石回転電機。2. The permanent magnet rotating electric machine according to claim 1, wherein the thickness of the permanent magnet is not more than twice the thickness R2 of the bridge portion which is the narrowest portion of the rotary iron core on the outer peripheral side of the permanent magnet. A permanent magnet rotating electric machine characterized by the above.
て、 上記永久磁石の内周側であって、上記回転鉄心に形成さ
れ連通する風穴を備えたことを特徴とする永久磁石回転
電機。3. The permanent magnet rotating electric machine according to claim 1, further comprising an air hole formed on the inner peripheral side of the permanent magnet and communicating with the rotating iron core.
て、 上記永久磁石の周方向に孔を形成したことを特徴とする
永久磁石回転電機。4. The permanent magnet rotating electric machine according to claim 1, wherein holes are formed in a circumferential direction of the permanent magnet.
石回転電機において、 上記永久磁石は、上記回転子鉄心に形成された永久磁石
挿入孔に挿入されており、上記回転子鉄心の挿入孔と上
記永久磁石の外周の空隙に樹脂を挿入したことを特徴と
する永久磁石回転電機。5. The permanent magnet rotating electric machine according to claim 1 or 4, wherein the permanent magnet is inserted into a permanent magnet insertion hole formed in the rotor core, and the insertion hole of the rotor core is inserted. And a resin is inserted into a space around the outer periphery of the permanent magnet.
て、 上記永久磁石の周方向にスリットを形成したことを特徴
とする永久磁石回転電機。6. The permanent magnet rotating electric machine according to claim 1, wherein a slit is formed in a circumferential direction of the permanent magnet.
る固定子と、この固定子の内周に回転可能に保持され、
回転子鉄心とこの回転子鉄心の内部に上記固定子鉄心と
対向して配置された複数個の永久磁石を有する回転子と
から構成された永久磁石回転電機を備え、 この永久磁石回転電機により車輪の駆動される永久磁石
回転電機を用いた電動車両において、 上記永久磁石回転電機は、上記回転子の半径R0と、上
記回転子の中心から上記永久磁石の内周側の位置までの
距離R1の比(R1/R0)を0.85より大きくしたこ
とを特徴とする永久磁石回転電機を用いた電動車両。7. A stator having a stator core around which a stator winding is wound, and rotatably held on the inner circumference of the stator,
A permanent magnet rotating electric machine comprising a rotor core and a rotor having a plurality of permanent magnets arranged inside the rotor core so as to face the stator core is provided. In the electric vehicle using the driven permanent magnet rotating electric machine, the permanent magnet rotating electric machine has a radius R0 of the rotor and a distance R1 from the center of the rotor to a position on the inner peripheral side of the permanent magnet. An electric vehicle using a permanent magnet rotating electric machine, characterized in that the ratio (R1 / R0) is made larger than 0.85.
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Related Child Applications (1)
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- 1996-03-21 JP JP8064352A patent/JPH09261901A/en active Pending
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JPWO2014188757A1 (en) * | 2013-05-20 | 2017-02-23 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Rotating electric machine rotor, rotating electric machine, electric drive system, and electric vehicle |
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