JP2006166626A - Rotor structure for axial gap type dynamo-electric machine - Google Patents

Rotor structure for axial gap type dynamo-electric machine

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JP2006166626A
JP2006166626A JP2004355484A JP2004355484A JP2006166626A JP 2006166626 A JP2006166626 A JP 2006166626A JP 2004355484 A JP2004355484 A JP 2004355484A JP 2004355484 A JP2004355484 A JP 2004355484A JP 2006166626 A JP2006166626 A JP 2006166626A
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gap type
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rotating electrical
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裕介 中山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor structure for axial gap type dynamo-electric machine which can improve the torque as a dynamo-electric machine by sufficiently utilizing reluctance torque, avoiding a reluctance loop as much as possible without breaking it. <P>SOLUTION: In the rotor structure for an axial gap type dynamo-electric machine comprising a rotor 3 which is provided with a plurality of permanent magnets 1 at intervals in its circumferential direction at a disk-like rotor core 2 consisting of a magnetic substance, stators 7 which are counterposed, along the axis of the rotor 3, to the rotor 3 and are constituted by arranging, in its circumferential direction, a plurality of stator cores 5 with coils 4 wound, and a case 10 which fixes the stators 7 and supports the rotor 7 rotatably, the angle of each permanent magnet 1, which is interposed in a position where it interrupts the magnetic flux generated by the stator core 5, which curves while bulging in the circumferential direction of the above rotor 3 and axially crosses the above rotor core 2 in the case of driving the dynamo-electric machine by exciting the above coil 4, is chamfered. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、回転軸に沿ってステータとディスク状のロータとが対向して配置されるアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造に関するものである。   The present invention relates to a rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine in which a stator and a disk-shaped rotor are arranged to face each other along a rotation axis.

一般にロータに永久磁石を使用した同期型の回転電機では、永久磁石をステータにより発生する回転磁界が吸引反発して発生するマグネットトルクを利用するほか、隣接する永久磁石の間に磁性体を配置して、ロータの周方向に、磁気抵抗が小さい部分と、磁気抵抗の大きい部分を交互に設けて、ロータに磁気的な突極性を持たせて、ステータを構成するコイルの自己インダクタンスおよび相互インダクタンスをロータの位置により変化させ、ロータとステータとの間の空隙に蓄えられた磁気エネルギーを機械エネルギーに変換することにより、いわゆるリラクタンストルクを発生させて、回転電機としてのトルクを向上させることが行われている。このリラクタンストルクはロータの周方向の、磁気抵抗が大きい部分と小さい部分との磁気抵抗の差(以下、磁気抵抗の差と言う)が大きいほど大きくできる。   In general, in a synchronous rotating electrical machine that uses a permanent magnet for the rotor, a magnetic material is placed between adjacent permanent magnets in addition to using the magnet torque generated by attracting and repelling the rotating magnetic field generated by the stator. In the circumferential direction of the rotor, portions having a small magnetic resistance and portions having a large magnetic resistance are alternately provided so that the rotor has a magnetic saliency, and the self-inductance and mutual inductance of the coils constituting the stator are reduced. By changing the magnetic energy stored in the gap between the rotor and the stator to mechanical energy, the so-called reluctance torque is generated to improve the torque of the rotating electrical machine. ing. The reluctance torque can be increased as the difference in the magnetic resistance between the portion with a large magnetic resistance and the portion with a small magnetic resistance (hereinafter referred to as a difference in magnetic resistance) increases in the circumferential direction of the rotor.

アキシャルギャップ型回転電機でもこれは同様であり、例えば、特許文献1に記載され、図1に示すような、一つのロータに中心軸線方向に対向する二つのステータを設けた形態のアキシャルギャップ型回転電機に適用されるロータは、図7に示すように、複数の扇形状の永久磁石51を、磁性体よりなるディスク状のロータコア52に設けた永久磁石51に適合する扇形状の穴に挿入し、接合して、周方向に間隔をおいて設け、ロータコア52および永久磁石51の外周部に非磁性体よりなるロータリング53を設けて構成される。   The same applies to an axial gap type rotating electric machine. For example, as shown in Patent Document 1, as shown in FIG. 1, an axial gap type rotating machine having two rotors opposed to each other in the central axis direction as shown in FIG. As shown in FIG. 7, in a rotor applied to an electric machine, a plurality of fan-shaped permanent magnets 51 are inserted into fan-shaped holes that match the permanent magnets 51 provided on a disk-shaped rotor core 52 made of a magnetic material. The rotor core 52 and the permanent magnet 51 are provided with a rotor ring 53 made of a nonmagnetic material.

図8は、図7に示したロータのOX、OY、AB断面を示す断面図であるが、図8(a)に示すOX断面においては、ロータコア52はロータを貫通して設けられて、ステータコアにより発生する磁束つまりはリラクタンスループを通りやすくし、図8(a)に示すOY断面においては、表裏に前述した永久磁石51に適合する扇形状の穴が設けられ、当該穴に、表裏両面から永久磁石51が挿入され接合されている。
なお、電磁鋼板または圧粉材よりなるロータコアに永久磁石を接合するにあたっては、ロウ付け、接着剤等の方法が用いられ、ロータコア13が圧粉材により形成される場合には、焼結により、含有される金属粉を拡散結合させて接合することも可能である。
特開平11-187635号公報
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the OX, OY, and AB cross sections of the rotor shown in FIG. 7, but in the OX cross section shown in FIG. 8 (a), the rotor core 52 is provided through the rotor. In the OY cross section shown in FIG. 8 (a), fan-shaped holes that match the permanent magnet 51 described above are provided on the front and back sides, and the holes are formed on both sides of the front and back surfaces. A permanent magnet 51 is inserted and joined.
In joining a permanent magnet to a rotor core made of an electromagnetic steel plate or a powdered material, a method such as brazing or an adhesive is used. When the rotor core 13 is formed of a powdered material, by sintering, It is also possible to bond the contained metal powder by diffusion bonding.
JP-A-11-187635

ところが上述した形態のアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造においては、図8(b)のC部分に示すように、図示しないステータのコイルを励磁して回転電機を運転した場合に、ロータの周方向に膨らみながら湾曲してロータコア52を中心軸線方向に横切る、図示しないステータコアにより発生する磁束つまりはリラクタンスループLをさえぎる位置に、永久磁石51の角部が介在して、当該永久磁石51の角部がリラクタンスループLを遮断してしまうため、前述したロータの周方向の、磁気抵抗の差が小さくなり、リラクタンストルクを十分に利用できずに回転電機のトルクを向上することができないという問題点が生じる。   However, in the rotor structure of the axial gap type rotating electrical machine of the above-described form, when the rotating electrical machine is operated by exciting a coil of a stator (not shown) as shown in part C of FIG. The corner of the permanent magnet 51 is interposed at a position where the magnetic core generated by the stator core (not shown), that is, the reluctance loop L is interrupted by being bent while being swelled in the direction of the central axis. However, since the reluctance loop L is interrupted, the difference in the magnetic resistance in the circumferential direction of the rotor described above becomes small, and the reluctance torque cannot be fully utilized, so that the torque of the rotating electrical machine cannot be improved. Arise.

本発明では、上述した課題を解決することを目的とするものであり、その目的は、リラクタンスループを遮断することをなるべく回避して、リラクタンストルクを十分に利用することにより、回転電機としてのトルクを向上することができるアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造を提供することにある。   In the present invention, the object is to solve the above-mentioned problems, and the object is to avoid breaking the reluctance loop as much as possible, and to fully utilize the reluctance torque, so that the torque as a rotating electrical machine can be obtained. It is an object of the present invention to provide a rotor structure for an axial gap type rotating electrical machine that can improve the above.

請求項1に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造は、複数の永久磁石を磁性体よりなるディスク状のロータコアに周方向に間隔をおいて設けてなるロータと、ロータにロータの中心軸線に沿って対向して配置され、コイルを巻装した複数のステータコアを周方向に配置してなるステータと、当該ステータを固定するとともに前記ロータを回転自在に支持するケースとからなるアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造において、
前記コイルを励磁して当該回転電機を運転した場合に、前記ロータの周方向に膨らみながら湾曲して前記ロータコアを中心軸線方向に横切る、ステータコアにより発生する磁束をさえぎる位置に介在する永久磁石の角部を面取りしてなることを特徴とする。
A rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine according to claim 1 includes a rotor in which a plurality of permanent magnets are provided on a disk-shaped rotor core made of a magnetic material at intervals in the circumferential direction, and a rotor along a central axis of the rotor. Of an axial gap type rotating electrical machine comprising a stator having a plurality of stator cores wound around each other and arranged in the circumferential direction, and a case for fixing the stator and rotatably supporting the rotor. In the rotor structure,
When the rotating electrical machine is operated by exciting the coil, the corners of the permanent magnets are interposed at positions that block the magnetic flux generated by the stator core that is curved while expanding in the circumferential direction of the rotor and crosses the rotor core in the central axis direction. It is characterized by chamfering the part.

これによれば、永久磁石によりリラクタンスループを遮断してしまうことを回避することができるため、ロータコアをリラクタンスループが通過しやすくして、ロータの周方向の磁気抵抗の差を大きくして、リラクタンストルクをより有効に利用することができ、これにより回転電機としてのトルクをより高めることができる。   According to this, since it is possible to prevent the reluctance loop from being interrupted by the permanent magnet, the reluctance loop can easily pass through the rotor core, and the difference in the magnetic resistance in the circumferential direction of the rotor is increased. Torque can be used more effectively, and thus the torque of the rotating electrical machine can be further increased.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機の一実施形態を示す、アキシャルギャップ型回転電機の略式断面図であり、図2は、本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造の一実施形態を示す、アキシャルギャップ型回転電機のロータを中心軸線方向から見て示す部分矢視図である。さらに、図3は本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造の一実施形態を示す、部分断面図である。図3(a)は図2のOX、OY断面を示し、図3(b)は図2のAB断面を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view of an axial gap type rotating electrical machine showing an embodiment of an axial gap type rotating electrical machine according to the present invention, and FIG. 2 is an embodiment of a rotor structure of the axial gap type rotating electrical machine according to the present invention. It is a partial arrow line view which shows the rotor of an axial gap type rotary electric machine which shows a form seeing from a center axis direction. FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an embodiment of a rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine according to the present invention. 3A shows the OX and OY cross sections of FIG. 2, and FIG. 3B shows the AB cross section of FIG.

このアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造は、図1および図2に示すように、複数の扇形状の永久磁石1を、磁性体よりなるディスク状のロータコア2の表裏両面に複数対設けた扇形状の穴に挿入接合して、周方向に間隔をおいて設けて構成したロータ3と、ロータ3にロータ3の中心軸線に沿って対向して配置され、コイル4を巻装した複数のステータコア5を周方向に配置してバックコア6に固定してなるステータ7と、当該ステータ7を前記バックコア6を介して固定するとともに、前記ロータ3を、ロータ3の一部をなす回転軸8と、軸受9を介して回転自在に支持するケース10とからなるアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造において、
前記コイル4を励磁して当該回転電機を運転した場合に、図3(b)に示すように、前記ロータ3の周方向に膨らみながら湾曲して前記ロータコア2を中心軸線方向に横切る、ステータコアにより発生する磁束つまりはリラクタンスループLをさえぎる位置に介在する永久磁石1の角部を面取りして、当該面取りした部分にはロータコア2を介在させることを特徴とする。(請求項1に相当)ここでは当該角部をC形状に面取りしている。(請求項2に相当)
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotor structure of this axial gap type rotating electrical machine has a fan shape in which a plurality of pairs of fan-shaped permanent magnets 1 are provided on both front and back surfaces of a disk-shaped rotor core 2 made of a magnetic material. And a plurality of stator cores 5 each having a coil 4 wound around the rotor 3 and disposed opposite to the rotor 3 along the central axis of the rotor 3. Is fixed to the back core 6 in the circumferential direction, the stator 7 is fixed via the back core 6, and the rotor 3 is connected to a rotating shaft 8 that forms part of the rotor 3. In the rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine comprising a case 10 that is rotatably supported via a bearing 9,
When the rotating electrical machine is operated by exciting the coil 4, as shown in FIG. 3 (b), the stator core is curved while expanding in the circumferential direction of the rotor 3 and crosses the rotor core 2 in the central axis direction. The corners of the permanent magnet 1 interposed at a position where the generated magnetic flux, that is, the reluctance loop L is interrupted are chamfered, and the rotor core 2 is interposed at the chamfered portion. (Equivalent to Claim 1) Here, the corner is chamfered into a C shape. (Equivalent to claim 2)

ここで角部を面取りするとは、成形後の永久磁石を機械加工により面取りすることはもちろん、あらかじめ面取りされた形状となるように永久磁石を成形することをも含むものとし、C形状とは、図3(b)に示すように、面取りした形状が、ロータの周方向および中心軸線方向に対して直線状に傾斜させた形態をなすものを言うものとする。
また、図3(b)中に示したリラクタンスループLは例示として、右側に膨らむ形態のものを示したが、左側に膨らむ形態のリラクタンスループも発生するため、永久磁石1のステータに対向する側と反対側、つまりは背面側の周方向両側を面取りしている。
Here, chamfering the corner includes not only chamfering the molded permanent magnet by machining, but also molding the permanent magnet so as to have a chamfered shape in advance. As shown in FIG. 3 (b), the chamfered shape refers to a shape that is linearly inclined with respect to the circumferential direction and the central axis direction of the rotor.
In addition, the reluctance loop L shown in FIG. 3B is shown as an example that swells to the right, but a reluctance loop that swells to the left is also generated, so the side of the permanent magnet 1 facing the stator is also generated. The opposite side, that is, the circumferential side on the back side is chamfered.

さらに、図3(b)では、図2の周方向断面のうち、一例として半径方向のほぼ中央に位置するAB断面を示しているが、リラクタンスループLはロータコア2の最内周側から最外周側にわたって横切るため、当該最内周側から最外周側にいたるいずれの周方向断面においても、永久磁石1の背面側の周方向両側に位置する角部を、同様に面取りする必要があることは言うまでもない。これは以下に示す、図4(b)および図5(b)においても同様である。   Further, FIG. 3B shows, as an example, the AB cross section located in the radial center in the circumferential cross section of FIG. 2, but the reluctance loop L extends from the innermost circumference side of the rotor core 2 to the outermost circumference. In order to cross across the side, it is necessary to chamfer the corners located on both sides in the circumferential direction on the back side of the permanent magnet 1 in any circumferential section from the innermost circumferential side to the outermost circumferential side. Needless to say. The same applies to FIG. 4B and FIG. 5B described below.

請求項1に相当する構成によれば、永久磁石1によりリラクタンスループLを遮断してしまうことを回避することができるため、ロータコア2をリラクタンスループLが通過しやすくして、ロータ3の周方向の、磁気抵抗の差を大きくして、リラクタンストルクをより有効に利用することができ、これにより回転電機としてのトルクをより高めることができる。
請求項2に相当する構成によれば、永久磁石1の角部を、一般的なC形状つまりは、図3(b)に示すような直線状に面取りすることにより、上述したような作用効果を容易に得ることができる。
According to the configuration corresponding to the first aspect, the reluctance loop L can be prevented from being blocked by the permanent magnet 1, so that the reluctance loop L can easily pass through the rotor core 2, and the circumferential direction of the rotor 3. Thus, the reluctance torque can be used more effectively by increasing the difference in magnetic resistance, and thus the torque as the rotating electrical machine can be further increased.
According to the configuration corresponding to the second aspect, the corners of the permanent magnet 1 are chamfered in a general C shape, that is, a straight line as shown in FIG. Can be easily obtained.

なお、図1に示す形態のアキシャルギャップ型回転電機では、ロータ3を構成する複数の扇形状の永久磁石1およびディスク状のロータコア2の外周側には、アウターロータリング11が設けられて、当該アウターロータリング11は永久磁石1に作用する遠心力を支持して、ロータ3の剛性を高めて高回転化を可能としている。さらに、ディスク状のロータコア2の内周側には、インナーロータリング12が設けられて、ディスク状のロータコア2を回転軸8に連結している。また、ステータ7はロータ3を挟んで対向するように一対設けられ、ケース10には冷却路13が設けられ、当該冷却路13に冷却液を循環することにより、ステータコア5およびコイル4の損失による発熱を吸収し冷却する。さらに回転軸8の端部にはロータ3の回転量や位置を検出するための、エンコーダ14が設けられる。   In the axial gap type rotating electrical machine of the form shown in FIG. 1, an outer rotor ring 11 is provided on the outer peripheral side of the plurality of fan-shaped permanent magnets 1 and the disk-shaped rotor core 2 constituting the rotor 3. The outer rotor ring 11 supports the centrifugal force acting on the permanent magnet 1 and increases the rigidity of the rotor 3 to enable high rotation. Further, an inner rotor ring 12 is provided on the inner peripheral side of the disk-shaped rotor core 2 to connect the disk-shaped rotor core 2 to the rotating shaft 8. Further, a pair of stators 7 are provided so as to face each other with the rotor 3 interposed therebetween, and a cooling path 13 is provided in the case 10, and the coolant is circulated through the cooling path 13, thereby causing a loss of the stator core 5 and the coil 4. Absorb heat and cool. Further, an encoder 14 for detecting the rotation amount and position of the rotor 3 is provided at the end of the rotating shaft 8.

図4は本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造の他の実施形態を示す、部分断面図である。図4(a)は図2のOX、OY断面を示し、図4(b)は図2のAB断面を示す。
回転電機およびロータ構造の基本的な構造は図1〜3に示したものと同様であるので相違点のみを説明する。
図3においては、永久磁石1の背面側を、直線状つまりはC形状に面取りしていたが、図4では、R形状に面取りしている。(請求項3に相当)
ここで、R形状とは、面取りした形状が、図4(b)に示すように、永久磁石1の内部に中心を持つ円弧状をなすものを言う。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the rotor structure of the axial gap type rotating electrical machine according to the present invention. 4A shows the OX and OY cross sections of FIG. 2, and FIG. 4B shows the AB cross section of FIG.
Since the basic structure of the rotating electrical machine and the rotor structure is the same as that shown in FIGS. 1 to 3, only the differences will be described.
In FIG. 3, the back side of the permanent magnet 1 is chamfered in a linear shape, that is, in a C shape, but in FIG. 4, it is chamfered in an R shape. (Equivalent to claim 3)
Here, the R shape means that the chamfered shape forms an arc shape having a center inside the permanent magnet 1 as shown in FIG.

これによっても、図3に示したロータ構造と同様に、リラクタンスループLを永久磁石が遮断することを、永久磁石1を一般的なR形状に面取りすることにより、永久磁石1によりリラクタンスループLを遮断してしまうことを回避することができるため、ロータコア2をリラクタンスループLが通過しやすくして、ロータ3の周方向の、磁気抵抗の差を大きくして、リラクタンストルクをより有効に利用することができ、これにより回転電機としてのトルクをより高めることができる。   Also by this, like the rotor structure shown in FIG. 3, the permanent magnet 1 blocks the reluctance loop L, and the permanent magnet 1 chamfers the reluctance loop L by the permanent magnet 1 to chamfer the reluctance loop L. Since the interruption can be avoided, the reluctance loop L can easily pass through the rotor core 2, the difference in the magnetic resistance in the circumferential direction of the rotor 3 is increased, and the reluctance torque is used more effectively. Thus, the torque of the rotating electrical machine can be further increased.

図5は本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造の他の実施形態を示す、部分断面図である。図5(a)は図2のOX、OY断面を示し、図5(b)は図2のAB断面を示す。
回転電機およびロータ構造の基本的な構造は図1〜3に示したものと同様であるので相違点のみを説明する。
回転電機およびロータ構造の基本的な構造は図1〜3に示したものと同様であるので相違点のみを説明する。
図3においては、永久磁石1の背面側を、直線状つまりはC形状に面取りしていたが、図5では、逆R形状に面取りしている。(請求項4に相当)
ここで、逆R形状とは、面取りした形状が、図5(b)に示すように、永久磁石1の外部に中心を持つ円弧状をなすものを言う。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the rotor structure of the axial gap type rotating electrical machine according to the present invention. 5A shows the OX and OY cross sections of FIG. 2, and FIG. 5B shows the AB cross section of FIG.
Since the basic structure of the rotating electrical machine and the rotor structure is the same as that shown in FIGS. 1 to 3, only the differences will be described.
Since the basic structure of the rotating electrical machine and the rotor structure is the same as that shown in FIGS. 1 to 3, only the differences will be described.
In FIG. 3, the back side of the permanent magnet 1 is chamfered in a linear shape, that is, in a C shape, but in FIG. 5, it is chamfered in an inverted R shape. (Equivalent to claim 4)
Here, the inverted R shape means that the chamfered shape forms an arc having a center outside the permanent magnet 1 as shown in FIG.

これによっても、図3に示したロータ構造と同様に、リラクタンスループLを永久磁石が遮断することを、永久磁石1を一般的な逆R形状に面取りすることにより、永久磁石1によりリラクタンスループLを遮断してしまうことを回避することができるため、ロータコア2をリラクタンスループLが通過しやすくして、ロータ3の周方向の、磁気抵抗の差を大きくして、リラクタンストルクをより有効に利用することができ、これにより回転電機としてのトルクをより高めることができる。   Also by this, like the rotor structure shown in FIG. 3, the reluctance loop L is blocked by the permanent magnet 1 by chamfering the permanent magnet 1 into a general inverted R shape. Since the reluctance loop L can easily pass through the rotor core 2 and the difference in the magnetic resistance in the circumferential direction of the rotor 3 is increased, the reluctance torque can be used more effectively. As a result, the torque of the rotating electrical machine can be further increased.

図6は本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す、周方向断面図である。ここでいう周方向断面は、永久磁石を含んでいればよく、永久磁石の最内周側から最外周側に至るいずれの周方向断面でも良い。
このロータ構造は、一つのロータ21に一つのステータ22を対向させて構成されるアキシャルギャップ型回転電機に適用される構造であり、リラクタンスループLは、図6中に示すように、ロータの中心軸線方向に対して傾斜して、ロータ21を構成するロータコア23の一方の面から入って、周方向に等間隔に配置された隣接する永久磁石24のほぼ中間においてその方向を反転させて湾曲して、前記ロータコア23の一方の面から出て、ステータ22に戻る。
FIG. 6 is a circumferential cross-sectional view showing still another embodiment of the rotor structure of the axial gap type rotating electrical machine according to the present invention. The circumferential cross section here should just contain the permanent magnet, and may be any circumferential cross section from the innermost circumference side to the outermost circumference side of the permanent magnet.
This rotor structure is a structure that is applied to an axial gap type rotating electric machine that is configured with one rotor 21 facing one rotor 21, and the reluctance loop L is the center of the rotor as shown in FIG. Inclined with respect to the axial direction, enters from one surface of the rotor core 23 constituting the rotor 21, and curves in the middle of adjacent permanent magnets 24 arranged at equal intervals in the circumferential direction with its direction reversed. Then, it exits from one surface of the rotor core 23 and returns to the stator 22.

このため、図1〜5に示したような、一つのロータに対して二つのステータを対向させた形態のアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造とは違い、リラクタンスループLをさえぎる位置に介在する永久磁石24の角部は、背面側ではなく、ステータ22に対向する側、つまりはギャップ側の周方向両側の角部となる。
ここでは、永久磁石24のギャップ側の角部は、C形状に面取りされ、(請求項2に相当)面取りされた部分を覆うように、ロータコア23がその体積を増すように設けられる。
For this reason, unlike the rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine in which two stators are opposed to one rotor as shown in FIGS. 1 to 5, the permanent structure interposed at a position where the reluctance loop L is interrupted. The corners of the magnet 24 are not the back side but the sides facing the stator 22, that is, the corners on both sides in the circumferential direction on the gap side.
Here, the corner of the permanent magnet 24 on the gap side is chamfered in a C shape, and the rotor core 23 is provided so as to increase its volume so as to cover the chamfered portion (corresponding to claim 2).

これによっても、リラクタンスループLを永久磁石が遮断することを、永久磁石24を一般的なC形状に面取りすることにより、永久磁石24によりリラクタンスループLを遮断してしまうことを回避することができるため、ロータコア23をリラクタンスループLが通過しやすくして、ロータ21の周方向の、磁気抵抗の差を大きくして、リラクタンストルクをより有効に利用することができ、これにより回転電機としてのトルクをより高めることができる。   This also prevents the reluctance loop L from being interrupted by the permanent magnet 24 by chamfering the reluctance loop L from the permanent magnet 24 and chamfering the permanent magnet 24 into a general C shape. Therefore, the reluctance loop L can easily pass through the rotor core 23, the difference in the magnetic resistance in the circumferential direction of the rotor 21 can be increased, and the reluctance torque can be used more effectively. Can be further enhanced.

ここで、図1〜図6に示したロータ構造において、ロータコアを、電磁鋼板を積層して構成する。(請求項5に相当)この場合あらかじめ面取りした永久磁石を挿入可能とするように、プレス加工等で打ち抜き加工した電磁鋼板を巻回して半径方向に積み上げて、ロータコアを形成する。
これにより、一般的な電磁鋼板により上述したようなアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造を実現することができる。
Here, in the rotor structure shown in FIGS. 1 to 6, the rotor core is configured by laminating electromagnetic steel plates. (Equivalent to claim 5) In this case, magnetic steel sheets punched by pressing or the like are wound and stacked in the radial direction so as to allow insertion of a chamfered permanent magnet in advance, thereby forming a rotor core.
Thereby, the rotor structure of the axial gap type rotating electrical machine as described above can be realized by a general electromagnetic steel sheet.

あるいは、図1〜図6に示したロータ構造において、ロータコアを、圧粉材により構成する。(請求項6に相当)
なお、圧粉材とは、鉄粉などの磁性粉末と、樹脂などの絶縁物を混ぜて固めたものである。
これによれば、電磁鋼板でロータコアを形成することに比べて、圧粉材特有の形状自由度の高さに起因して、ロータコアの形成をより容易にし、ひいては、永久磁石を面取りするに当たっての形状自由度を高めることができる。
Or in the rotor structure shown in FIGS. 1-6, a rotor core is comprised with a compacting material. (Equivalent to claim 6)
Note that the dust material is a material obtained by mixing and solidifying magnetic powder such as iron powder and an insulator such as resin.
According to this, compared to forming the rotor core with magnetic steel sheets, the rotor core can be formed more easily due to the high degree of freedom of the shape unique to the compacted material, and in turn chamfering the permanent magnet. The degree of freedom in shape can be increased.

図1に示すアキシャルギャップ型回転電機において、コイル4を図示しないインバータにより励磁すると、ステータ7の周方向に回転磁界が形成され、周方向に交互に極性が異なる複数の永久磁石1が埋設されたロータ3は回転磁界に吸引反発されて回転磁界と同期速度で回転する。   In the axial gap type rotating electrical machine shown in FIG. 1, when the coil 4 is excited by an inverter (not shown), a rotating magnetic field is formed in the circumferential direction of the stator 7, and a plurality of permanent magnets 1 having different polarities are embedded in the circumferential direction. The rotor 3 is attracted and repelled by the rotating magnetic field and rotates at a synchronous speed with the rotating magnetic field.

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible.

本発明は、アキシャルギャップ型回転電機のロータ構造に用いて好適なものであり、リラクタンストルクをより有効に利用して、回転電機としてのトルクを向上することができるものである。   The present invention is suitable for use in a rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine, and can effectively use the reluctance torque to improve the torque as the rotating electrical machine.

本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機の一実施形態を示す、略式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an axial gap type rotating electrical machine according to the present invention. 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造の一実施形態を示す略式矢視図である。1 is a schematic arrow view showing an embodiment of a rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine according to the present invention. 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造の一実施形態を示す略式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine according to the present invention. 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造の他の実施形態を示す略式断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the rotor structure of the axial gap type rotary electric machine which concerns on this invention. 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造の他の実施形態を示す略式断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the rotor structure of the axial gap type rotary electric machine which concerns on this invention. 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造の他の実施形態を示す略式断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the rotor structure of the axial gap type rotary electric machine which concerns on this invention. 従来のアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造を示す略式矢視図である。It is a schematic arrow view which shows the rotor structure of the conventional axial gap type rotary electric machine. 従来のアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造を示す略式断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the rotor structure of the conventional axial gap type rotary electric machine.

符号の説明Explanation of symbols

1 永久磁石
2 ロータコア
3 ロータ
4 コイル
5 ステータコア
6 ステータバックコア
7 ステータ
8 回転軸
9 軸受
10 ケース
11 アウターロータリング
12 インナーロータリング
13 冷却路
14 エンコーダ
21 ロータ
22 ステータ
23 ロータコア
24 永久磁石
51 永久磁石
52 ロータコア
53 ロータリング

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Permanent magnet 2 Rotor core 3 Rotor 4 Coil 5 Stator core 6 Stator back core 7 Stator 8 Rotating shaft 9 Bearing 10 Case 11 Outer rotor ring 12 Inner rotor ring 13 Cooling path 14 Encoder 21 Rotor 22 Stator 23 Rotor core 24 Permanent magnet 51 Permanent magnet 52 Rotor core 53 Rotor ring

Claims (6)

複数の永久磁石を磁性体よりなるディスク状のロータコアに周方向に間隔をおいて設けてなるロータと、ロータにロータの中心軸線に沿って対向して配置され、コイルを巻装した複数のステータコアを周方向に配置してなるステータと、当該ステータを固定するとともに前記ロータを回転自在に支持するケースとからなるアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造において、
前記コイルを励磁して当該回転電機を運転した場合に、前記ロータの周方向に膨らみながら湾曲して前記ロータコアを中心軸線方向に横切る、ステータコアにより発生する磁束をさえぎる位置に介在する永久磁石の角部を面取りしてなるアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造。
A rotor in which a plurality of permanent magnets are provided on a disk-shaped rotor core made of a magnetic material at intervals in the circumferential direction, and a plurality of stator cores that are disposed so as to face the rotor along the central axis of the rotor and are wound with coils. In the rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine comprising a stator that is arranged in the circumferential direction and a case that fixes the stator and supports the rotor rotatably,
When the rotating electrical machine is operated by exciting the coil, the corners of the permanent magnets are interposed at positions that block the magnetic flux generated by the stator core that is curved while expanding in the circumferential direction of the rotor and crosses the rotor core in the central axis direction. A rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine with chamfered portions.
前記角部を、C形状に面取りしてなる請求項1に記載のアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造。 The rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine according to claim 1, wherein the corner portion is chamfered into a C shape. 前記角部を、R形状に面取りしてなる請求項1に記載のアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造。 The rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine according to claim 1, wherein the corner portion is chamfered into an R shape. 前記角部を、逆R形状に面取りしてなる請求項1に記載のアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造。 The rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine according to claim 1, wherein the corner portion is chamfered into an inverted R shape. 前記ロータコアを、電磁鋼板を積層して構成してなる請求項1〜4のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造。 The rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotor core is configured by laminating electromagnetic steel plates. 前記ロータコアを圧粉材により構成してなる請求項1〜4のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機のロータ構造。

The rotor structure of an axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotor core is made of a dust material.

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