JP2010011621A - End plate for rotating electrical machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機用エンドプレートに係り、特に、円周方向に沿って配置される複数の磁石を有する筒型のコアの端部を軸方向で押えるエンドプレートに関する。 The present invention relates to an end plate for a rotating electrical machine, and more particularly to an end plate that presses an end of a cylindrical core having a plurality of magnets arranged along a circumferential direction in an axial direction.
回転電機の永久磁石型ロータとして、高効率、小型化のために積層鉄心内に磁石が埋め込まれて配置されるものが用いられる。この場合に、ロータの回転によって積層されたコア薄板、永久磁石が飛び出さないように、これらを軸方向に押えるための保持部材が用いられる。この保持部材は、ロータの軸方向の端部に設けられるので、エンドリング、フランジ、エンドプレート等と呼ばれる。 As a permanent magnet type rotor for a rotating electrical machine, a rotor in which magnets are embedded in a laminated core for high efficiency and downsizing is used. In this case, a holding member for pressing the core thin plates and the permanent magnets laminated in the axial direction so as not to jump out is used. Since this holding member is provided at the end of the rotor in the axial direction, it is called an end ring, a flange, an end plate or the like.
例えば、特許文献1には、永久磁石を備える電動機の回転子において永久磁石を保持するエンドリングあるいはフランジと呼ばれる回転体について、永久磁石に接触する部分を非磁性体で構成し、永久磁石に接触しない部分を磁性体で構成することが開示されている。 For example, in Patent Document 1, in a rotor called an end ring or a flange that holds a permanent magnet in a rotor of an electric motor including a permanent magnet, a portion that contacts the permanent magnet is formed of a non-magnetic material and contacts the permanent magnet. It is disclosed that the portion not to be formed is made of a magnetic material.
また、特許文献2には、ロータ内に永久磁石が配置される永久磁石電動機として、永久磁石が挿入されているロータコアと、ロータコアの回転軸方向の端部に設けられるエンドプレートとを備える構成において、エンドプレートが永久磁石に対面する領域とその領域から半径方向外側の領域を非磁性体で構成して、ステータからの磁束によるd軸磁路を形成する領域とし、これ以外でコア本体に対面する領域を磁性体で構成して、ステータからの磁束によるq軸磁路を形成する領域とすることが開示されている。このエンドプレートの構成によって、マグネットトルク、リラクタンストルクの双方の向上を図ることができると述べられている。 Further, in Patent Document 2, as a permanent magnet motor in which a permanent magnet is disposed in a rotor, a configuration including a rotor core into which a permanent magnet is inserted and an end plate provided at an end portion in the rotation axis direction of the rotor core. The region where the end plate faces the permanent magnet and the region radially outward from the region are made of a nonmagnetic material to form a d-axis magnetic path by the magnetic flux from the stator, and the other part faces the core body. It is disclosed that a region to be formed is a region that forms a q-axis magnetic path by a magnetic flux from a stator. It is stated that the configuration of the end plate can improve both the magnet torque and the reluctance torque.
また、特許文献3には、積層鉄心内に配置される磁石を有する電動機の回転子について調べたところ、回転子に用いられるエンドプレートにおいて、磁石の内側面から積層鉄心の外周側までの範囲が最も渦電流損が発生しやすいことの知見を得たことが述べられている。そこで、この渦電流の最も発生しやすい範囲について、エンドプレートを切り欠く構成、その範囲を非磁性体とする構成が開示されている。 Further, in Patent Document 3, the rotor of an electric motor having a magnet disposed in a laminated core was examined, and in the end plate used for the rotor, there was a range from the inner surface of the magnet to the outer peripheral side of the laminated core. It is stated that the knowledge that eddy current loss is most likely to occur is obtained. Therefore, a configuration in which the end plate is notched in the range where the eddy current is most likely to be generated and a configuration in which the range is a non-magnetic material are disclosed.
このように、磁石が埋め込まれた積層鉄心を用いるロータにおいてエンドプレートが用いられるが、エンドプレートに渦電流が生じると、そこに損失が発生し、発熱し、温度上昇が生じる。これ以外にも駆動等によってロータの温度が上昇すると、磁石の温度特性のために保磁力が低下し、外部からの反磁界によって磁石が不可逆減磁を生じて回転電機の性能が低下することが生じる。 As described above, an end plate is used in a rotor using a laminated iron core in which magnets are embedded. However, when an eddy current is generated in the end plate, a loss occurs in the end plate, heat is generated, and a temperature rise occurs. In addition to this, when the temperature of the rotor rises due to driving or the like, the coercive force is lowered due to the temperature characteristics of the magnet, and the magnet undergoes irreversible demagnetization due to the demagnetizing field from the outside, thereby reducing the performance of the rotating electrical machine. Arise.
本発明の目的は、ロータの冷却を行うことを可能とする回転電機用エンドプレートを提供することである。他の目的は、渦電流による損失と発熱を抑制することを可能とする回転電機用エンドプレートを提供することである。 The objective of this invention is providing the end plate for rotary electric machines which makes it possible to cool a rotor. Another object is to provide an end plate for a rotating electrical machine capable of suppressing loss and heat generation due to eddy current.
本発明に係る回転電機用エンドプレートは、円周方向に沿って配置される複数の磁石を有する筒型のコアの端部を軸方向で押えるエンドプレートであって、エンドプレート本体から径方向に延出し、コアと軸方向で離間して配置され、非磁性体で構成される離間延出部と、離間延出部の径方向先端部に設けられてコアと当接し、離間延出部とは異なる材質の非磁性体で構成される押え部と、を備えることを特徴とする。 An end plate for a rotating electrical machine according to the present invention is an end plate that axially presses the end of a cylindrical core having a plurality of magnets arranged along a circumferential direction, and is arranged in a radial direction from the end plate main body. A separation extending portion that is arranged in an axial direction apart from the core and made of a non-magnetic material, and is provided at a radial tip of the separation extending portion so as to abut against the core; And a presser portion made of a non-magnetic material of a different material.
また、本発明に係る回転電機用エンドプレートにおいて、離間延出部は、アルミニウムで構成され、押え部は、セラミックまたは樹脂で構成されることが好ましい。 Moreover, in the end plate for a rotating electrical machine according to the present invention, it is preferable that the separation extending portion is made of aluminum and the pressing portion is made of ceramic or resin.
また、本発明に係る回転電機用エンドプレートにおいて、離間延出部は、筒型のコアの円周方向に沿って隣接して配置される磁石の間を通るように腕状に径方向に延出して複数配置される腕部であり、隣接する腕部の間をコアと軸方向で離間しながら充填し、非磁性体で構成される腕部間充填部を有することが好ましい。 Further, in the end plate for a rotating electrical machine according to the present invention, the separation extending portion extends radially in the shape of an arm so as to pass between adjacent magnets arranged along the circumferential direction of the cylindrical core. Preferably, the arm portions are arranged in a plurality of positions, and are filled with the adjacent arm portions being spaced apart from the core in the axial direction, and having an inter-arm filling portion made of a nonmagnetic material.
また、本発明に係る回転電機用エンドプレートにおいて、腕部間充填部は、アルミニウムまたは樹脂またはセラミックで構成されることが好ましい。 Moreover, in the end plate for a rotating electrical machine according to the present invention, it is preferable that the filling portion between the arms is made of aluminum, resin, or ceramic.
また、本発明に係る回転電機用エンドプレートにおいて、筒型のコアの端部と、腕部と、腕部間充填部と、押え部とで形成される空間に冷却用媒体を供給する媒体供給路を備えることが好ましい。 Also, in the end plate for a rotating electrical machine according to the present invention, the medium supply for supplying a cooling medium to the space formed by the end of the cylindrical core, the arm, the inter-arm filling portion, and the presser It is preferable to provide a path.
上記構成により、回転電機用エンドプレートは、エンドプレート本体から径方向に延出し、コアと軸方向で離間して配置され、非磁性体で構成される離間延出部と、離間延出部の径方向先端部に設けられてコアと当接し、離間延出部とは異なる材質の非磁性体で構成される押え部とを備える。これにより、コアに当接するのは、エンドプレート本体から延出する離間延出部の先端の非磁性体である押え部のみである。離間延出部はコアに接触しない。したがって、エンドプレートにおける渦電流の発生を抑制することができる。 With the above configuration, the end plate for the rotating electrical machine extends from the end plate main body in the radial direction, and is spaced apart from the core in the axial direction. A pressing portion is provided at the distal end portion in the radial direction, is in contact with the core, and is made of a nonmagnetic material made of a different material from the separated extension portion. As a result, only the presser portion, which is a non-magnetic material at the tip of the spaced extension extending from the end plate body, contacts the core. The spaced extension does not contact the core. Therefore, generation | occurrence | production of the eddy current in an end plate can be suppressed.
また、回転電機用エンドプレートにおいて、離間延出部は、アルミニウムで構成され、押え部は、セラミックまたは樹脂で構成される。アルミニウムは導電体であるが、コアとの離間距離を十分取ることで離間延出部における渦電流の発生を抑制できる。また、セラミック、樹脂は絶縁体であるので、押え部における渦電流の発生を無くすことができる。 Moreover, in the end plate for a rotating electrical machine, the separation extending portion is made of aluminum, and the presser portion is made of ceramic or resin. Although aluminum is a conductor, generation of eddy currents in the separated extension portion can be suppressed by taking a sufficient distance from the core. Moreover, since ceramic and resin are insulators, generation of eddy currents in the presser portion can be eliminated.
また、回転電機用エンドプレートにおいて、離間延出部は、筒型のコアの円周方向に沿って隣接して配置される磁石の間を通るように腕状に径方向に延出して複数配置される腕部であるので、離間延出部に対する磁石の影響を少なくすることができる。また、隣接する腕部の間をコアと軸方向で離間しながら充填し、非磁性体で構成される腕部間充填部を有するので、渦電流の発生を抑制しながら、腕部の間の強度を確保することができる。 Further, in the end plate for a rotating electrical machine, a plurality of spaced extension portions are radially extended in an arm shape so as to pass between adjacent magnets arranged along the circumferential direction of the cylindrical core. Since the arm portion is used, the influence of the magnet on the separated extension portion can be reduced. In addition, the space between the adjacent arm portions is filled while being spaced apart from the core in the axial direction, and since there is a filling portion between the arm portions made of a non-magnetic material, Strength can be secured.
また、回転電機用エンドプレートにおいて、腕部間充填部は、アルミニウムまたは樹脂またはセラミックで構成されるので、腕部、押え部と共通の材料を用いることができ、コストを低減することができる。 Moreover, in the end plate for rotating electrical machines, since the filling portion between the arms is made of aluminum, resin, or ceramic, a material common to the arms and the pressing portion can be used, and the cost can be reduced.
また、回転電機用エンドプレートにおいて、筒型のコアの端部と、腕部と、腕部間充填部と、押え部とで形成される空間に冷却用媒体を供給する媒体供給路を備える。これによって、磁石を有するコアを冷却することができ、磁石の温度特性による回転電機の性能低下を抑制することができる。 The rotating electric machine end plate further includes a medium supply path for supplying a cooling medium to a space formed by the end portion of the cylindrical core, the arm portion, the inter-arm portion filling portion, and the presser portion. As a result, the core having the magnet can be cooled, and the performance degradation of the rotating electrical machine due to the temperature characteristics of the magnet can be suppressed.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、電磁鋼板を所定の形状に加工したコア薄板を積層したものとしてコアを説明するが、これ以外の構成のコアであってもよい。例えば、磁性体を一体として加工した構成のコア、圧粉成形等で一体構造としたコアであってもよい。また、磁石は、一対の磁石をV型に配置したものを複数用いる構成として説明するが、これ以外の配置構成であってもよい。また、以下で説明する材料等は説明のための一例であるので、回転電機の仕様等に応じて適宜変更が可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Below, a core is demonstrated as what laminated | stacked the core thin plate which processed the electromagnetic steel plate into the predetermined shape, However, The core of a structure of other than this may be sufficient. For example, a core having a structure in which magnetic bodies are integrally processed, or a core having a single structure by compacting or the like may be used. In addition, the magnet is described as a configuration using a plurality of magnets in which a pair of magnets are arranged in a V shape, but other configurations may be used. Moreover, since the material etc. which are demonstrated below are an example for description, it can be suitably changed according to the specification etc. of a rotary electric machine.
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。 Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.
図1は、冷却機能を有するエンドプレート30を備えた回転電機10の構成を説明する断面図である。回転電機10は、ケース12と、ケース12に両端が支持されるロータ軸14と、ケース12に取り付けられるステータコア16とステータコア16に巻回されるコイル18と、ロータ軸14に取り付けられるロータコア20とロータコア20に埋め込まれて配置される磁石22と、ロータコア20および磁石22を軸方向に飛び出さないように押えるためのエンドプレート30を含んで構成される。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a rotating
ケース12は回転電機の筐体であって、例えば、適当な金属製鋳物を加工したものを用いることができる。ロータ軸14は、回転電機10の出力軸に相当し、ステンレス鋼等の適当な強度を有する金属軸を加工したものを用いることができる。ステータコア16はコイルを巻回するための複数のティースと呼ばれる突出部をロータコア20に向かい合わせて周方向に配列した磁性体であり、電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いて積層したものを用いることができる。コイル18は、磁石22と協働して駆動力を生成するための電流を流すためのもので、絶縁処理がなされた導体線をステータコア16のティースに巻回して構成することができる。コイル18は、図示されていない回転電機制御回路に接続される。
The
ロータコア20は、ロータ軸14に取り付けられる円筒状の磁性体である。ロータコア20は、ロータ軸14を通す穴、磁石22を埋め込むための穴が設けられる。かかるロータコア20は、電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いて積層したものを用いることができる。
The
磁石22は、ステータコア16に巻回されるコイルに流される駆動電流と協働して駆動力を生成するための磁束を発生する永久磁石である。磁石22は、ロータコア20の内部に軸方向に延びて複数配置される。磁石22の配置については、エンドプレート30の押え構造のところで後述する。かかる磁石22としては、ネオジ磁石当の希土類磁石を用いることができる。
The
エンドプレート30は、エンドプレート本体32と、エンドプレート本体32から径方向に延出する腕部34と、腕部34の径方向先端部に設けられ、ロータコア20に当接する押え部36を含んで構成され、ロータコア20の軸方向端面に向かい合って配置される。エンドプレート30は、ロータコア20に対し、その軸方向の両側の端面にそれぞれ配置されるが、それぞれは同じ構造であるので、以下では、図1の紙面上でロータコア20の左側に配置されるエンドプレート30について説明する。また、ロータ軸14には、エンドプレート30を固定して支持するための押えリング52が取り付けられる。
The
そして、ロータ軸14の内部には、ロータコア20と磁石22を冷却するための冷媒を流す冷媒供給路60が設けられる。冷媒供給路60は、ロータ軸14の軸方向に延び、エンドプレート30が配置される位置でロータ軸14の内部を径方向に延び、エンドプレート30に配置される後述のエンドプレート側冷媒供給路62と接続され、エンドプレート30とロータコア20との間に形成される隙間空間50に冷媒が供給される。
Inside the
図2は、エンドプレート30の詳細構成を説明する図で、左側の(a)には、左側から見た正面図、中央の(b)には断面図、右側の(c)には右側から見た裏面図がそれぞれ示される。エンドプレート30は、外周形状が円形で、中央にロータ軸14を通すための中心穴を有する円環状の複合部材である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the detailed configuration of the
エンドプレート本体32は、ロータ軸14に取り付けられ、その端面でロータコア20の内周側の部分を押える機能を有する円環状部材である。円環状部材の中心穴は、ロータ軸14を通すための貫通穴で、円環状部材の外周部は、腕部34が取り付けられる取付部としての機能を有する。また、円環状部材の内部には、ロータ軸14の内部に設けられる冷媒供給路60に接続するエンドプレート側冷媒供給路62が設けられる。かかるエンドプレート本体32は、非磁性体を所定の形状に加工して得ることができる。非磁性体としては、アルミニウム等の非磁性金属、樹脂等の絶縁体を用いることができる。
The end plate
エンドプレート側冷媒供給路62は、エンドプレート本体32の内部に設けられ、その中心穴から径方向に延び、エンドプレート本体32の円環状の外周に開口する流路である。図2(c)の例では、エンドプレート本体32の中心穴から周方向に沿った角度で90度おきに、4本のエンドプレート側冷媒供給路62が径方向に延びている様子が示されている。エンドプレート側冷媒供給路62は、図1で示される隙間空間50に向けて開口する。隙間空間50の形成の詳細については後述する。
The end plate side
腕部34は、エンドプレート本体32から径方向に延出し、ロータコア20と軸方向で離間して配置される腕状の部材である。図2(c)の例では、エンドプレート本体32の円環状の外周部において、周方向に沿った角度で45度おきに、8本の腕部34が径方向に延出している様子が示されている。かかる腕部34は、非磁性体を所定の形状に加工して得ることができる。非磁性体としては、アルミニウム等の非磁性金属、樹脂等の絶縁体を用いることができる。エンドプレート本体32と腕部34を同じ材質の非磁性体で構成することもでき、その場合には、エンドプレート本体32と複数の腕部34とを一体構造として構成することができる。
The
押え部36は、複数の腕部34の径方向先端部にそれぞれ設けられてロータコア20と当接する部材である。上記のように、複数の腕部34はロータコア20に当接することがないので、非磁性体金属であるアルミニウムを用いてもよいが、押え部36はロータコア20と直接的に当接するので、腕部34とは異なる材質の非磁性体とすることが好ましい。望ましくは、セラミック、樹脂等の絶縁体で押え部36を構成することがよい。このようにすることで、押え部36に渦電流が発生することをなくすことができる。
The
押え部36をそれぞれ先端部に有する複数の腕部34の間に設けられる腕部間充填部38は、エンドプレート30の全体を1つの円環状部材とするための機能を有する。腕部間充填部38は、複数の腕部34の間を充填する内径側充填部40と、複数の押え部36の間を充填する外径側充填部42から構成される。内径側充填部40は、腕部34と同様に、ロータコア20と離間して設けられる。すなわち、内径側充填部40は、ロータコア20と当接しない。外径側充填部42は、押え部36と同様に、ロータコア20と当接する。なお、図2(a)に示されるように、エンドプレート30の左側から見た正面図においては、腕部34が示されていない。つまり、腕部間充填部38は、腕部34の間を充填するのみならず、腕部の上部を覆っている。
The inter-arm
かかる腕部間充填部38としては、非磁性体の材質で構成される。非磁性体としては、アルミニウム等の非磁性体金属、セラミック、樹脂等の絶縁体を用いることができる。好ましくは、樹脂を用い、エンドプレート本体32、腕部34、押え部36を含んで、一体化成形によって、エンドプレート30を一体化した複合体とすることがよい。
The
このようにして構成されるエンドプレート30をロータ軸14に取り付けると、エンドプレート30は、押え部36の端面と、押え部36の端面と軸方向沿って同じ方向のエンドプレート本体32の端面とで、ロータコア20に当接する。この当接する方向をエンドプレート30の軸方向に沿った一方側とすると、エンドプレート30の軸方向に沿った他方側は、上記のように腕部間充填部38によって覆われている。したがって、エンドプレート30をロータ軸14に取り付けて、押え部36とエンドプレート本体32の一方側端面とでロータコア20に当接すると、図1で示される隙間空間50が形成される。
When the
この隙間空間50は、筒型のロータコア20の端部と、腕部34と、腕部間充填部38と、押え部36とで形成される空間である。この隙間空間50は、腕部34における渦電流の発生を抑制するための軸方向隙間空間であるとともに、エンドプレート側冷媒供給路62が開口し、ロータコア20および磁石22を冷却する冷媒供給空間でもある。
The
図1に関連して説明したように、ロータ軸14には、その内部に冷媒供給路60が設けられる。この冷媒供給路60は、ロータ軸14の内部を軸方向に延びてエンドプレート30が配置される位置でロータ軸14の内部を径方向に延び、そこでエンドプレート本体32に設けられるエンドプレート側冷媒供給路62と接続される。そして、図2(c)に関連して説明したように、エンドプレート側冷媒供給路62は、エンドプレート本体32の内部を径方向に延びて、隙間空間50に開口する。ここで、図示されていない冷媒供給源から冷媒供給路60に冷媒が流されてロータ軸14が回転すると、その遠心力で、冷媒は、径方向に延びる流路を勢いよく流れることができる。
As described with reference to FIG. 1, the
このように、ロータ軸14の遠心力を利用して冷媒を隙間空間50に供給できるので、冷媒用ポンプとしては小型のもので足り、場合によっては特別な冷媒用ポンプが不要となる。冷媒としては、例えば、冷却用オイルを用いることができる。また、図1等に図示されていないが、隙間空間50に、冷媒排出または循環用の適当な開口部等を設けることができる。
Thus, since the refrigerant can be supplied to the
図3は、エンドプレート本体32と腕部34と押え部36の関係を説明する図である。図3では、これらの関係を理解しやすいように、腕部間充填部38を破線で示した。図3に示されるように、エンドプレート本体32の厚さよりも腕部34の厚さは薄い。腕部34の先端部における押え部36を含めた厚さは、ちょうどエンドプレート本体32の厚さと同じに設定される。また内径側充填部40の厚さは腕部34の厚さと同じであり、外径側充填部42の厚さは、腕部34の先端部における押え部36を含めた厚さと同じである。
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship among the end plate
このようにして、腕部34の先端部における押え部36を含めた部分と、外径側充填部42とで、エンドプレート30の外周側の形状が形成され、この外周側形状とエンドプレート本体32の外周形状とで囲まれるくぼみ空間が、上記の隙間空間50に対応するものとなる。
In this way, the shape of the outer peripheral side of the
図4は、ロータコア20における磁石22の配置と、腕部34、押え部36の配置の関係を説明する図である。図4は、図1の回転電機10の端面において、特に磁石22の周辺の様子を模式的に示すもので、腕部間充填部38の図示が省略されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the arrangement of the
磁石22は、同じ極性のものをV型に配置したものを1組として、ロータコア20に複数組埋め込まれて配置される。図4の例では、ちょうど腕部34が配置されるところに、1組の磁石22が示されている。この1組の磁石22のそれぞれは、ともに、N極がロータコア20の外周側を向き、S極がロータコア20の内周側を向いているもので、この2つのN極が互いに傾斜を有してV型となるように配置される。この1組の磁石22の外側に配置される磁石22は、いずれもS極がロータコア20の外周側を向き、N極がロータコア20の内周側を向いているものであり、腕部34が配置されるところの1組のV型配置の磁石22とは極性配置が逆である。
A plurality of
図4に示されるように、腕部34は、相互に同極性となる1組の磁石22がV型に配置されるその間を通るように、径方向に延びて配置される。相互に異極性となる2つの磁石22の間には腕部34が配置されない。そして、腕部34の先端部に設けられる押え部36は、この相互に同極性となる1組の磁石22がV型に配置されるその中間部分のロータコア20を押えるように配置される。
As shown in FIG. 4, the
このように、相互に同極性となる1組の磁石22について1つの腕部34と押え部36がそれぞれ配置され、相互に異極性となる2つの磁石22の間には腕部34も押え部36も配置しないことで、腕部34、押え部36にかかる非磁性体の材料の使用量を少なくできる。そして、実験的にも経験的にも応力負荷が高いことが知られているV型配置の中心を押え部36で押えているので、強度を落とすことなく、エンドプレート30のロータコア20に対する押さえ機能を十分に果たすことができる。
In this way, one
また、ロータコア20を絶縁体で構成される押え部36で押さえるものとすることで、ロータコア20において隣接する磁石22の間に発生する渦電流のループに影響されることなく、低損失の回転電機を実現でき、渦電流によるロータ発熱を抑制することができる。
In addition, since the
図5は、隙間空間50の渦電流発生抑制機能を説明する図である。磁石22からの磁束は、図5の矢印で示されるように、エンドプレート30の側に放射される。ここで、磁石22とエンドプレート30の腕部34との間には隙間空間50による隙間間隔Hがある。隙間空間50は空気、あるいは冷却用オイルである冷媒なので、ロータコア20を構成する電磁鋼板に比べ圧倒的に磁気抵抗が大きい。したがって、磁石22からの磁束は、ロータコア20のごく表面を流れ、隙間間隔Hがある程度あれば、ほとんど腕部34に渦電流を発生させるような磁束が到達しない。磁石22の性能にもよるが、実験によれば、隙間間隔Hが数mm程度あれば、磁石22からの磁束の影響は腕部34にほとんど及ばないことが分かる。したがって、隙間間隔Hを適当に設定することで、腕部34にアルミニウム等の非磁性体金属を用いても、渦電流による損失を十分に抑制することができる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the function of suppressing eddy current generation in the
図6は、腕部と押え部の間の接続構造についていくつかの例を示す図である。図6(a)は、図1から図5について説明した接続構造で、一様な厚さの腕部34の先端部の上に重ねて押え部36を配置し、腕部34と押え部36との間を接着等で固定して取り付けるものである。図6(b)は、腕部64の先端部の先に継ぐように押え部66を配置し、腕部64と押え部66との間を接着等で固定して取り付けるものである。図6(c)は、腕部65の先端に係止形状を設け、押え部67にもこの係止形状に対応する形状を設け、係止と接着等を併用して腕部65と押え部67を固定して取り付けるものである。例えば、押え部67が外周側に移動することを抑止する係止構造とすることで、ロータ軸14が回転しても、押え部67が遠心力によって腕部65から分離することを抑制することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating some examples of the connection structure between the arm portion and the presser portion. FIG. 6A shows the connection structure described with reference to FIGS. 1 to 5, and the
すでに述べてきたように、強度とコストを考慮して、エンドプレート30を構成する各要素の材料の材質を選択することができる。ここでは、エンドプレート本体32、腕部34、押え部36、腕部間充填部38の要素があるので、材料材質の選択の自由度を大きくすることができる。上記のように、最も好ましいのは、ロータコア20に当接する押え部36をセラミックまたは樹脂の絶縁体とし、強度を要するエンドプレート本体32と腕部34とをアルミニウム等の非磁性体の金属とし、腕部間充填部38はコストの安い樹脂で構成することがよい。勿論、一体化構造等の利点を考慮して、これと異なる材料材質の組合せを選択してもよい。
As described above, the material of each element constituting the
図7は、渦電流抑制機能と冷却機能を有しながら、構成が簡単なエンドプレート80を備えるロータ70の一例を示す図である。図7におけるエンドプレート80は、アルミニウムを材料材質とする円環状のエンドプレート本体82と、その外周部に取り付けられるセラミックまたは樹脂を材料材質とする押え部84から構成される。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a
10 回転電機、12 ケース、14 ロータ軸、16 ステータコア、18 コイル、20 ロータコア、22 磁石、30,80 エンドプレート、32,82 エンドプレート本体、34,64,65 腕部、36,66,67,84 押え部、38 腕部間充填部、40 内径側充填部、42 外径側充填部、50 隙間空間、52 押えリング、60 冷媒供給路、62 エンドプレート側冷媒供給路、70 ロータ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
エンドプレート本体から径方向に延出し、コアと軸方向で離間して配置され、非磁性体で構成される離間延出部と、
離間延出部の径方向先端部に設けられてコアと当接し、離間延出部とは異なる材質の非磁性体で構成される押え部と、
を備えることを特徴とする回転電機用エンドプレート。 An end plate that axially presses the end of a cylindrical core having a plurality of magnets arranged along the circumferential direction,
A radially extending portion extending from the end plate body in a radial direction, spaced apart from the core in the axial direction, and configured by a non-magnetic material;
A presser portion that is provided at a distal end portion in the radial direction of the separation extending portion and abuts against the core, and is made of a nonmagnetic material made of a different material from the separation extending portion;
An end plate for a rotating electrical machine comprising:
離間延出部は、アルミニウムで構成され、
押え部は、セラミックまたは樹脂で構成されることを特徴とする回転電機用エンドプレート。 The end plate for a rotating electrical machine according to claim 1,
The separation extending portion is made of aluminum,
An end plate for a rotating electrical machine, wherein the presser portion is made of ceramic or resin.
離間延出部は、筒型のコアの円周方向に沿って隣接して配置される磁石の間を通るように腕状に径方向に延出して複数配置される腕部であり、
隣接する腕部の間をコアと軸方向で離間しながら充填し、非磁性体で構成される腕部間充填部を有することを特徴とする回転電機用エンドプレート。 The end plate for a rotating electrical machine according to claim 1,
The separation extension part is an arm part that extends in the radial direction in an arm shape so as to pass between magnets arranged adjacent to each other along the circumferential direction of the cylindrical core,
An end plate for a rotating electrical machine having a filling portion between arms which is formed of a nonmagnetic material and is filled between adjacent arms while being spaced apart from the core in the axial direction.
腕部間充填部は、アルミニウムまたは樹脂またはセラミックで構成されることを特徴とする回転電機用エンドプレート。 In the end plate for rotating electrical machines according to claim 3,
An end plate for a rotating electrical machine, wherein the filling portion between the arms is made of aluminum, resin, or ceramic.
筒型のコアの端部と、腕部と、腕部間充填部と、押え部とで形成される空間に冷却用媒体を供給する媒体供給路を備えることを特徴とする回転電機用エンドプレート。 In the end plate for rotating electrical machines according to claim 3,
An end plate for a rotating electrical machine comprising a medium supply path for supplying a cooling medium to a space formed by an end portion of a cylindrical core, an arm portion, an inter-arm portion filling portion, and a presser portion. .
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016171660A (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 株式会社デンソー | Rotor of dynamo-electric machine |
JP2021097490A (en) * | 2019-12-17 | 2021-06-24 | 本田技研工業株式会社 | Rotor and rotary electric machine |
JP7203175B1 (en) | 2021-10-18 | 2023-01-12 | 三菱電機株式会社 | Rotating electric machine |
-
2008
- 2008-06-26 JP JP2008167310A patent/JP2010011621A/en active Pending
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