JP2009050055A - Rotor of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のロータに関する。 The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine.
図5は、従来の回転電機のロータ10の断面図である。図5に示すように、ロータ10は、シャフト11と、シャフト11に固定されたフランジ12と、フランジ12によって支持され、コイルや磁石が設けられる鉄心であるロータコア13と、ロータの角度を検出するためのレゾルバ14と、を有する。図5において、フランジ12は、シャフト11と一体に形成されている(例えば、特許文献1参照)。この場合、シャフト11とフランジ12を一体に形成するための鋳造用の型が大型化し、製造コストが割高になるという問題があった。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a
そこで、図6に示すように、シャフト11とフランジ12を別体にすることが考えられる。このようにすれば、鋳造用の型が大型化することを抑制できる。図6に示すように、シャフト11はフランジ12と嵌め合わせられ、レゾルバ14はシャフト11に取り付けられる。
Therefore, as shown in FIG. 6, it is conceivable to separate the
図6の構成において、例えばロータの回転数が許容回転数を超えるときは、フランジ12に働く遠心力は通常運転時に比べて大きくなり、フランジ12を径方向へ拡げようとする力が大きくなる。そうすると、シャフト11とフランジ12との嵌め合いが弱まり、シャフト11に固定されていたフランジ12は、シャフト11の周方向にずれてしまう場合がある。この場合、フランジ12に取り付けられているロータコア13と、シャフト11に取り付けられているレゾルバ14と、の位置関係もずれてしまうため、ロータの角度を正確に検出することができなくなるという問題があった。
In the configuration of FIG. 6, for example, when the rotational speed of the rotor exceeds the allowable rotational speed, the centrifugal force acting on the
本発明は、シャフトと、シャフトに固定されたロータコア支持部材と、ロータコア支持部材によって支持され、コイル又は磁石が設けられる鉄心であるロータコアと、ロータの角度を検出するためのロータ角度検出体と、を備えた回転電機のロータにおいて、シャフトとロータコア支持部材は別体に構成され、ロータ角度検出体は、ロータコア支持部材に取り付けられることを特徴とする。かかる構成によれば、ロータの製造コストを低減できると共に、ロータの異常運転時にロータ角度の誤検出が発生することを防止できる。 The present invention includes a shaft, a rotor core support member fixed to the shaft, a rotor core that is supported by the rotor core support member and provided with a coil or a magnet, and a rotor angle detector for detecting the angle of the rotor, In the rotor of the rotating electrical machine including the shaft and the rotor core support member are configured separately, and the rotor angle detector is attached to the rotor core support member. According to such a configuration, it is possible to reduce the manufacturing cost of the rotor and to prevent erroneous detection of the rotor angle during abnormal operation of the rotor.
本発明の回転電機のロータであって、ロータコア支持部材は、前記シャフトが挿入される筒状のシャフト挿入部を含み、シャフト挿入部は、その内周面が間隔をあけてシャフトの外周面と対向する筒状の第1部分と、その内周面が前記シャフトの外周面に密着する筒状の第2部分と、が前記シャフトの軸方向に沿って連続する形状であり、
ロータ角度検出体は、第1部分の外周面上に取り付けられることが好適である。かかる構成によれば、例えばシャフトをシャフト挿入部に焼き嵌めしたときに、シャフト挿入部の第1部分に歪みが発生することを抑制できる。これにより、第1部分の外周面上に取り付けられたロータ角度検出体とロータコアとの位置関係にずれが発生することを抑制できる。
In the rotor of the rotating electrical machine according to the present invention, the rotor core support member includes a cylindrical shaft insertion portion into which the shaft is inserted, and the shaft insertion portion has an inner circumferential surface spaced from the outer circumferential surface of the shaft. The opposing cylindrical first part and the cylindrical second part whose inner peripheral surface is in close contact with the outer peripheral surface of the shaft are continuous along the axial direction of the shaft,
The rotor angle detector is preferably attached on the outer peripheral surface of the first portion. According to this configuration, for example, when the shaft is shrink-fitted into the shaft insertion portion, it is possible to suppress the occurrence of distortion in the first portion of the shaft insertion portion. Thereby, it can suppress that a shift | offset | difference generate | occur | produces in the positional relationship of the rotor angle detection body attached on the outer peripheral surface of a 1st part, and a rotor core.
本発明の回転電機のロータであって、ロータコア支持部材は、その内周面が間隔をあけて前記シャフト挿入部の外周面と対向するように配置され、その外周面に前記ロータコアが取り付けられる筒状のロータコア取付部と、シャフト挿入部の外周面からロータコア取付部の内周面へ向かって突出するように延び、シャフト挿入部とロータコア取付部とを繋ぐ連結部と、を更に含む一体構造の部材であることが好適である。 In the rotor of the rotating electrical machine according to the present invention, the rotor core support member is arranged such that an inner peripheral surface thereof is opposed to the outer peripheral surface of the shaft insertion portion with a space therebetween, and the rotor core is attached to the outer peripheral surface. An integral structure further including a rotor-shaped rotor core mounting portion and a connecting portion that extends from the outer peripheral surface of the shaft insertion portion toward the inner peripheral surface of the rotor core mounting portion and connects the shaft insertion portion and the rotor core mounting portion. It is preferable that it is a member.
本発明によれば、ロータの製造コストを低減できると共に、異常運転時にロータ角度の誤検出が発生することを防止できる。 According to the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost of the rotor and to prevent erroneous detection of the rotor angle during abnormal operation.
(構成)
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という)を図面に従って説明する。図1は、本実施形態に係る電動機15の概略構成を示す断面図である。電動機15は、ケース16と、回転部分であるロータ17と、三相コイルが巻回されたステータ18と、を備える。ステータ18は、ケース16に固定されている。ロータ17の回転軸であるシャフト19は、ケース16に固定された軸受20によって支持されている。
(Constitution)
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an
図2は、本実施形態に係る電動機15の回転部分であるロータ17の断面図である。ロータ17は、回転軸である中空のシャフト19と、シャフト19に固定されたフランジ21と、フランジ21によって支持される鉄心であるロータコア22と、ロータの角度を検出するためのレゾルバ用ロータ23と、を備える。なお、本実施形態においては、軽量化のために中空のシャフト19を用いているが、これに限らず、例えばシャフトは中実形状のものであってもよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
フランジ21は、シャフト19が挿入される筒状のシャフト挿入部24と、筒状のロータコア取付部25と、連結部26と、を含む一体構造の部材である。ロータコア取付部25は、その内周面が間隔をあけてシャフト挿入部24の外周面と対向するように配置され、その外周面にロータコア22が取り付けられる。連結部26は、シャフト挿入部24の外周面からロータコア取付部25の内周面へ向かって突出するように延び、シャフト挿入部24とロータコア取付部25とを繋いでいる。
The
ロータコア22は、薄いドーナツ状の鋼板27が複数積層されて構成されている。その積層体の内周面は、フランジ21のロータコア取付部25の外周面に取り付けられている。ロータコア22には、鋼板27の積層方向にロータコア22を貫通するスロットが設けられ、そのスロットの中に永久磁石28が挿入されている。ロータコア22の積層方向両端には、永久磁石28を保持するための押さえプレート29a,29bが設けられている。なお、本実施形態においては、ロータコア22のスロットには永久磁石28が挿入されているが、これに限らず、例えばスロットにコイルを挿入することもできる。
The
レゾルバ用ロータ23は、フランジ21のシャフト挿入部24の外周面上に取付けられている。図1に示すように、ケース16にはレゾルバ用ステータ30が固定されている。レゾルバ用ステータ30には、励磁コイルと出力コイルが設けられている。図3は、レゾルバ用ロータ23とレゾルバ用ステータ30をシャフト19の軸方向から見た断面図である。励磁コイルに測定のための信号を出力した状態でレゾルバ用ロータ23が回転すると、出力コイルからは、そのときのレゾルバ用ロータ23の回転角度θに応じた信号が出力される。この出力信号に基づいてレゾルバ用ロータ23の回転角度を検出することができる。この構成は、従来公知のレゾルバと同様である。
The
図4は、シャフト19とシャフト挿入部24との嵌合部分の一部を拡大した断面図である。図4に示すように、シャフト挿入部24は、その内周面が間隔tをあけてシャフト19の外周面と対向する筒状の第1部分31と、その内周面がシャフト19の外周面に密着する筒状の第2部分32と、がシャフト19の軸方向に沿って連続する形状となっている。第1部分31の外周面上には、レゾルバ用ロータ23が取り付けられている。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a part of the fitting portion between the
(作用・効果)
本実施形態においては、ロータコア支持部材であるフランジ21は、シャフト19と別体に構成され、フランジ21にロータ角度検出体であるレゾルバ用ロータ23が取り付けられている。かかる構成によれば、シャフト19とフランジ21が別体であるために、鋳造用の型が大型化することを抑制でき、ロータ17の製造コストが割高となることを抑制できる。また、例えばロータ17の回転数が大きくなり、フランジ21がシャフト19の周方向にずれた場合にも、レゾルバ用ロータ23とロータコア22との位置関係がずれてしまうことを防止できる。これにより、ロータ17の異常運転時にロータ角度の誤検出が発生することを防止できる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、シャフト19がフランジ21のシャフト挿入部24に嵌め込まれた状態では、シャフト挿入部24の第1部分31の内周面は間隔をあけてシャフト19の外周面と対向しており、第2部分32の内周面はシャフト19の外周面に密着している。かかる構成によれば、例えばシャフト19をシャフト挿入部24に焼き嵌めしたときに、シャフト挿入部24の第1部分31はシャフト19からの応力の影響を受けることはなく、シャフト挿入部24の第1部分31に歪みが発生することを抑制できる。これにより、第1部分31の外周面上に取り付けられたレゾルバ用ロータ23と、ロータコア22と、の位置関係にずれが発生することを抑制できる。
In the present embodiment, when the
なお、本実施形態においては、フランジ21に取り付けられるロータ角度検出体は、レゾルバ用ロータ23としているが、これに限らず、ロータの角度を検出するためのものであればよい。例えばロータリーエンコーダ用ロータをフランジ21に取り付けてもよい。
In the present embodiment, the rotor angle detector attached to the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において実施することができる。本実施形態に係る電動機は、例えばハイブリッド車両や電気車両の駆動源として用いることができる。また、本実施形態においては電動機の例を中心に説明してきたが、これに限らず、本発明は発電機のロータに適用することもできる。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, It can implement in the range which does not deviate from the summary of this invention. The electric motor according to the present embodiment can be used as a drive source for a hybrid vehicle or an electric vehicle, for example. Moreover, although the example of the electric motor has been mainly described in the present embodiment, the present invention is not limited thereto, and the present invention can also be applied to a rotor of a generator.
10 ロータ、11 シャフト、12 フランジ、13 ロータコア、14 レゾルバ、15 電動機、16 ケース、17 ロータ、18 ステータ、19 シャフト、20 軸受、21 フランジ、22 ロータコア、23 レゾルバ用ロータ、24 シャフト挿入部、25 ロータコア取付部、26 連結部、27 鋼板、28 永久磁石、29 押さえプレート、30 レゾルバ用ステータ、31 第1部分、32 第2部分。 10 rotor, 11 shaft, 12 flange, 13 rotor core, 14 resolver, 15 motor, 16 case, 17 rotor, 18 stator, 19 shaft, 20 bearing, 21 flange, 22 rotor core, 23 resolver rotor, 24 shaft insertion portion, 25 Rotor core attaching part, 26 connecting part, 27 steel plate, 28 permanent magnet, 29 holding plate, 30 resolver stator, 31 first part, 32 second part.
Claims (3)
前記シャフトに固定されたロータコア支持部材と、
前記ロータコア支持部材によって支持され、コイル又は磁石が設けられる鉄心であるロータコアと、
ロータの角度を検出するためのロータ角度検出体と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記シャフトと前記ロータコア支持部材は別体に構成され、
前記ロータ角度検出体は、前記ロータコア支持部材に取り付けられることを特徴とする回転電機のロータ。 A shaft,
A rotor core support member fixed to the shaft;
A rotor core that is an iron core supported by the rotor core support member and provided with a coil or a magnet;
In a rotor of a rotating electrical machine comprising a rotor angle detector for detecting the rotor angle,
The shaft and the rotor core support member are configured separately.
The rotor of the rotating electrical machine, wherein the rotor angle detector is attached to the rotor core support member.
前記ロータコア支持部材は、前記シャフトが挿入される筒状のシャフト挿入部を含み、
前記シャフト挿入部は、その内周面が間隔をあけて前記シャフトの外周面と対向する筒状の第1部分と、その内周面が前記シャフトの外周面に密着する筒状の第2部分と、が前記シャフトの軸方向に沿って連続する形状であり、
前記ロータ角度検出体は、前記第1部分の外周面上に取り付けられることを特徴とする回転電機のロータ。 The rotor of the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotor core support member includes a cylindrical shaft insertion portion into which the shaft is inserted,
The shaft insertion portion has a cylindrical first portion whose inner peripheral surface is opposed to the outer peripheral surface of the shaft with a space therebetween, and a cylindrical second portion whose inner peripheral surface is in close contact with the outer peripheral surface of the shaft. And is a shape that continues along the axial direction of the shaft,
The rotor of a rotating electrical machine, wherein the rotor angle detector is mounted on an outer peripheral surface of the first portion.
前記ロータコア支持部材は、
その内周面が間隔をあけて前記シャフト挿入部の外周面と対向するように配置され、その外周面に前記ロータコアが取り付けられる筒状のロータコア取付部と、
前記シャフト挿入部の外周面から前記ロータコア取付部の内周面へ向かって突出するように延び、前記シャフト挿入部と前記ロータコア取付部とを繋ぐ連結部と、を更に含む一体構造の部材であることを特徴とする回転電機のロータ。 In the rotor of the rotating electrical machine according to claim 2,
The rotor core support member is
A cylindrical rotor core mounting portion, the inner peripheral surface of which is arranged so as to face the outer peripheral surface of the shaft insertion portion with a space therebetween, and the rotor core is mounted on the outer peripheral surface;
It is an integral member that further includes a connecting portion that extends from the outer peripheral surface of the shaft insertion portion toward the inner peripheral surface of the rotor core attachment portion and connects the shaft insertion portion and the rotor core attachment portion. A rotor of a rotating electrical machine characterized by that.
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JP2007212075A JP2009050055A (en) | 2007-08-16 | 2007-08-16 | Rotor of rotary electric machine |
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GB2604042A (en) * | 2021-02-19 | 2022-08-24 | Electrified Automation Ltd | Rotor and electric machine |
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2007
- 2007-08-16 JP JP2007212075A patent/JP2009050055A/en active Pending
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