JP2008136320A - Salient-pole rotor of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機の突極形回転子に係り、特に突極磁極とロートルスパイターの結合を改良した回転電機の突極形回転子に関する。 The present invention relates to a salient pole type rotor of a rotating electrical machine, and more particularly to a salient pole type rotor of a rotating electrical machine having improved coupling between a salient pole magnetic pole and a rotor spider.
従来、一般に採用されている回転電機の突極形回転子を図6および図7を参照して説明する。
図6に示すように、従来の回転電機の突極形回転子は、ロートルスパイダー1の外周に複数の磁極2が周方向に間隔をおいて並設されて形成されている。このロートルスパイダー1と磁極2の結合は、ロートルスパイダー1の外周に設けられたダブテール溝3と、磁極2の根本部、すなわち磁極2の回転中心側に設けられたダブテール凸部4との嵌合により行われ、かつその締結は、ダブテール溝3とダブテール凸部4の壁面間に圧入介在されたコッタ5により行われている。ロートルスパイダー1と、磁極2およびコッタ5は強磁性体で形成されており、その比透磁率は約2000〜7000である。
A salient pole rotor of a rotating electrical machine that has been generally employed will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 6, a salient pole rotor of a conventional rotating electrical machine is formed by arranging a plurality of
図7は突極磁性部全体の構成図であり、同図に示すようにコイル6が捲回された磁極2の一端はステータ7と間隙をもつて対峙しており、磁極2の他端に形成されたダブテール凸部4は、図6に示したようにロートルスパイダー1の外周に設けられたダブテール溝3と嵌合され、コッタ5により締結されている。9は磁極2側のダブテール凸部4とロートルスパイダー1のダブテール溝3およびコッタ5との間に形成される隙間である。そして、コイル6に電流を流すと磁極2はステータ7との間に磁束8が発生し、またダブテール凸部4とロートルスパイダー1の嵌合部分にも磁束10が発生する。なお、この種の突極形回転子に関連する文献としては、例えば特許文献1あるいは特許文献2などが挙げられる。
しかしながら、上述した従来の突極形回転子は、磁極2側のダブテール凸部4とロートルスパイダー1のダブテール溝3およびコッタ5との間に形成される隙間9は、構造上必ず形成される隙間である。通常、この隙間9には比透磁率1の空気が存在し、コイル6に電流を流した時に磁束10は隙間9を避けるように形成されるため、磁束密度にアンバランスが生じて密度の高い部分が飽和し、最も重要な磁極2とステータ7間における磁束8の磁束密度が低下する恐れが生じる。そのため、電圧不足や出力不足が発生し、それを補うために鉄心長を長くするなどの対策が必要となる。これにより重量増や機械損の増加などにより回転電機の効率を下げる要因となっていた。
However, in the above-described conventional salient pole rotor, the
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その課題は、コンパクトでかつ重量が軽減された高効率な回転電機を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The subject is providing the highly efficient rotary electric machine which was compact and reduced the weight.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1は、軸方向に伸びたダブテール溝を外周に有するロートルスパイダーと、前記ダブテール溝に嵌合されるダブテール凸部を有する磁極と、前記ダブテール溝に前記ダブテール凸部を有する磁極を嵌合し、これら両者の壁面にコッタを圧入してなる回転電機の突極形回転子において、前記ダブテール溝と嵌合された前記ダブテール凸部の磁極との間に形成される隙間に磁性体が保持されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object,
本発明の請求項2は、請求項1に記載の回転電機の突極形回転子において、前記ダブテール溝底部とダブテール凸部の磁極との隙間にテーパをつけたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the salient pole rotor of the rotating electric machine according to the first aspect, the gap between the bottom portion of the dovetail groove and the magnetic pole of the dovetail convex portion is tapered.
本発明の請求項3は、請求項1に記載の回転電機の突極形回転子において、前記ダブテール溝底部またはダブテール凸部の磁極あるいはその両方に小さな軸方向溝をつけたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the salient pole rotor of the rotating electric machine according to the first aspect, a small axial groove is provided in the magnetic pole of the dovetail groove bottom or the dovetail protrusion or both. .
本発明の請求項4は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の回転電機の突極形回転子において、前記ダブテール溝と嵌合された前記ダブテール凸部の磁極との間に形成される隙間内に保持される磁性体は、強磁性体金属粉末と硬化性樹脂の混合材料であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the salient pole rotor of the rotating electrical machine according to any one of the first to third aspects, the dovetail groove is formed between the dovetail groove and the magnetic pole of the dovetail convex portion. The magnetic body held in the gap is a mixed material of ferromagnetic metal powder and curable resin.
本発明の回転電機の突極形回転子によると、ダブテール溝と嵌合されたダブテール凸部の磁極との間に形成される隙間に磁性体が保持される構成であるので、磁極とステータ間における磁束密度が増加することにより出力も増加するので、コンパクトで重量の軽減された高効率な回転電機を提供できる。 According to the salient pole rotor of the rotating electrical machine of the present invention, the magnetic body is held in the gap formed between the dovetail groove and the magnetic pole of the dovetail convex portion fitted, so that the gap between the magnetic pole and the stator is Since the output increases as the magnetic flux density increases, a compact and highly efficient rotating electrical machine with reduced weight can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態である回転電機の突極形回転子のダブテール嵌合部の詳細図、図2は図1の突極形回転子の突極磁極部全体の構成図であり、既に説明した図6および図7の従来の回転電機の突極形回転子と同一構成部分は同一符号を付して、その重複説明を省略する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a detailed view of a dovetail fitting portion of a salient pole rotor of a rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration of the entire salient pole magnetic pole portion of the salient pole rotor of FIG. The same components as those of the salient pole rotor of the conventional rotating electric machine of FIGS. 6 and 7 already described are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.
図1及び図2に示すように、本実施形態が従来の回転電機の突極形回転子と相違する構成は、磁極2側ダブテール凸部4とロートルスパイダー1のダブテール溝3およびコッタ5との間に構造上形成される隙間に磁性体11を保持していることである。この磁性体11は、磁性流体や強磁性体粉末など磁界中で磁化するものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, this embodiment is different from the conventional salient-pole rotor of a rotating electric machine in that the
次に、本実施形態の作用について説明する。
通常、ロートルスパイダー1と、磁極2およびコッタ5は強磁性体で形成されており、これらの間に構造上形成される隙間に磁性体11を保持することにより、コイル6に電流を流した時、図2に示すように磁束12が有効に形成され、磁束密度のアンバランスが解消して密度の高い部分が減少し、磁束飽和量が減少するため、最も重要な磁極2とステータ7間における磁束13の磁束密度が増加する。この磁束密度の増加により出力も増加する。出力を一定とすると鉄心長を短くすることができ、重量減及び機械損の低下に繋がり回転電機の効率を上げることができる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
Usually, the
従って、本実施形態によると、コンパクトで重量の軽減された高効率な回転電機を提供することができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a highly efficient rotating electrical machine that is compact and has reduced weight.
図3は、本発明の第2の実施形態である回転電機の突極形回転子の構成図であり、同図(a)はダブテール嵌合部の詳細図、同図(b)は同図(a)のA−A断面図である。 FIG. 3 is a configuration diagram of a salient pole rotor of a rotating electrical machine according to a second embodiment of the present invention, where FIG. 3 (a) is a detailed view of a dovetail fitting portion, and FIG. 3 (b) is the same drawing. It is AA sectional drawing of (a).
図3に示すように、本実施形態が従来の回転電機の突極形回転子と相違する構成は、ダブテール溝3にテーパのついたロートルスパイダー14を採用し、磁極2側ダブテール凸部4とロートルスパイダー14のダブテール溝3底部の隙間にテーパがついている点であり、それ以外は図1の第1の実施形態と同様に構成されている。
As shown in FIG. 3, this embodiment is different from the conventional salient-pole rotor of the rotating electric machine in that a
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態は、磁極2側ダブテール凸部4とロートルスパイダー14のダブテール溝3の底部の隙間に図3(b)に示すようなテーパを設けており、この隙間には磁性体11が保持されている。また、隙間にテーパがついているので、磁性体11を隙間に充満させ易くなっている。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In the present embodiment, a taper as shown in FIG. 3B is provided in a gap between the
そして、コイルに電流を流した時、第1の実施形態と同じ作用を奏する。すなわち、図2に示すように磁束12が有効に形成され、磁束密度のアンバランスが解消して密度の高い部分が減少し、磁束飽和量が減少するため、最も重要な磁極2とステータ7間における磁束13の磁束密度が増加する。この磁束密度の増加により出力も増加する。出力を一定とすると鉄心長を短くすることができ、重量減及び機械損の低下に繋がり回転電機の効率を上げることができる。
And when an electric current is sent through a coil, there exists the same effect | action as 1st Embodiment. That is, as shown in FIG. 2, the
従って、本実施形態は、第1の実施形態と同様にコンパクトで重量の軽減された高効率な回転電機を提供することができる。 Therefore, the present embodiment can provide a highly efficient rotating electrical machine that is compact and has a reduced weight, as in the first embodiment.
図4は、本発明の第3の実施形態である回転電機の突極形回転子の構成図であり、同図(a)はダブテール嵌合部の詳細図、同図(b)は同図(a)のB−B断面図である。 4A and 4B are configuration diagrams of a salient pole rotor of a rotating electrical machine according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a detailed view of a dovetail fitting portion, and FIG. It is BB sectional drawing of (a).
図4に示すように、本実施形態が図1の第1の実施形態と相違する構成は、ダブテール溝に小さな軸方向の溝のついたロートルスパイダー15と小さな軸方向の溝のついたダブテール凸部16を採用し、ダブテール溝3の底部およびダブテール凸部16に小さな軸方向の溝がついて点である。それ以外の構成は図1の第1の実施形態と同様に構成されている。なお、軸方向溝はダブテール溝3の底部のみまたはダブテール凸部4のみでもよい。
As shown in FIG. 4, this embodiment differs from the first embodiment of FIG. 1 in that the dovetail groove has a small axial
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態は、ダブテール溝3の底部およびダブテールの凸部16に小さな軸方向溝が設けられており、隙間が形成されている。この隙間に同図(b)に示すようなノズル17などを用いて、液状または粉末状の磁性体11を充満させ易くなっている。このようにして隙間には磁性体11が保持されている。そして、コイルに電流を流した時、第1の実施形態と同じ作用を奏する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In the present embodiment, a small axial groove is provided in the bottom of the
従って、本実施形態は、第1の実施形態と同様にコンパクトで重量の軽減された高効率な回転電機を提供することができる。 Therefore, the present embodiment can provide a highly efficient rotating electrical machine that is compact and has a reduced weight, as in the first embodiment.
図5は、本発明の第4の実施形態である回転電機の突極形回転子のダブテール嵌合部の構成図である。 FIG. 5 is a configuration diagram of a dovetail fitting portion of a salient pole rotor of a rotating electrical machine according to a fourth embodiment of the present invention.
図5に示すように、本実施形態が図1の第1の実施形態と相違する構成は、磁極2側のダブテール凸部4とロートルスパイダー1のダブテール溝3およびコッタ5との間に構造上形成される隙間に、強磁性体金属粉末と硬化性樹脂の混合材料18を保持している点であり、それ以外は図1の第1の実施形態と同様に構成されている。
As shown in FIG. 5, this embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the dovetail
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態は、第1の実施形態の磁性体11を強磁性体金属粉末と硬化性樹脂の混合材料の磁性体18としているので、第1の実施形態の磁性体11と同じ作用を奏する。本実施形態では、硬化性樹脂を用いているため隙間へ充填する際には液状で隙間に充満させることができる。そして、一定時間後に硬化するため保持のための特別な機構や治具を必要としないという利点がある。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In this embodiment, since the
従って、本実施形態は、第1の実施形態と同様にコンパクトで重量の軽減された高効率な回転電機を提供することができる。 Therefore, the present embodiment can provide a highly efficient rotating electrical machine that is compact and has a reduced weight, as in the first embodiment.
1…ロートルスパイダー、2…磁極、3…ダブテール溝、4…ダブテール凸部、5…コッタ、6…コイル、7…ステータ、8,10,12,13…磁束、9…隙間、11…磁性体、14…ダブテール溝にテーパのついたロートルスパイダー、15…ダブテール溝に小さな軸方向溝のついたロートルスパイダー、16…小さな軸方向溝のついたダブテール凸部、17…ノズル、18…強磁性体金属粉末と硬化性樹脂の混合材料。
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2006
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