JP2010279185A - Rotor for axial gap type rotary electric machine - Google Patents

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JP2010279185A JP2009129841A JP2009129841A JP2010279185A JP 2010279185 A JP2010279185 A JP 2010279185A JP 2009129841 A JP2009129841 A JP 2009129841A JP 2009129841 A JP2009129841 A JP 2009129841A JP 2010279185 A JP2010279185 A JP 2010279185A
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Yoshinari Asano
能成 浅野
Shin Nakamasu
伸 中増
Atsushi Kito
敦之 木藤
Tatsushi Yasumoto
竜志 安本
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-efficient and inexpensive rotor for axial gap type rotary electric machines. <P>SOLUTION: The rotor 10 for axial gap type rotary electric machines includes a frame 1 capable of rotating with the axis of rotation as the center, and a plurality of field sections 2 that are arranged around a rotation axis center C of the frame 1 and include a magnetic pole surface on an axial end face. At each field section 2, two permanent magnet pieces 211 including magnetic pole surfaces formed in a right-angled trapezoid or a right angled triangle are arranged so that width W1 at the outer-periphery side of the frame 1 becomes larger than that W2 at the side of the rotation axis center C, and the two permanent magnet pieces 211 are formed by dividing a permanent magnet including a rectangular magnetic pole surface into two equal parts by a parting line inclined to the side. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、アキシャルギャップ型回転電機用ロータに関する。   The present invention relates to a rotor for an axial gap type rotating electrical machine.

アキシャルギャップ型回転電機は、回転軸を中心として回転可能に配設されたロータと、このロータの回転軸方向にギャップを隔てて配設されたステータとを備える回転電機である。アキシャルギャップ型回転電機は、その構造から薄型化できる点や磁極面積を大きくしてトルク密度を向上できる点で他の構造の回転電機より好ましい。   An axial gap type rotating electrical machine is a rotating electrical machine including a rotor that is arranged to be rotatable about a rotation axis and a stator that is arranged with a gap in the direction of the rotation axis of the rotor. An axial gap type rotating electrical machine is preferable to rotating electrical machines of other structures in that the structure can be reduced in thickness and the magnetic pole area can be increased to improve the torque density.

下記の特許文献1には、アキシャルギャップ型回転電機のロータの界磁部を構成する永久磁石として、垂直磁場プレスで成形した希土類焼結磁石を使用することが記載されている。垂直磁場プレスは、プレス方向に対し垂直方向に磁場をかけて磁石粉末をプレス成形するものであり、プレス方向と平行に磁場をかける平行磁場プレスに比べ、磁石粉末の配向の乱れを少なくでき、磁気特性に優れた永久磁石を得ることができる。   Patent Document 1 below describes that a rare earth sintered magnet formed by a vertical magnetic field press is used as a permanent magnet constituting a field part of a rotor of an axial gap type rotating electrical machine. The vertical magnetic field press is a method of press-molding magnet powder by applying a magnetic field in a direction perpendicular to the press direction, and can reduce disturbance in the orientation of the magnet powder compared to a parallel magnetic field press in which a magnetic field is applied parallel to the press direction. A permanent magnet having excellent magnetic properties can be obtained.

特開2009−33946号公報、段落「0019」JP 2009-33946 A, paragraph “0019”

しかしながら、垂直磁場プレスで成形された永久磁石は、プレス方向に対し垂直方向に磁場をかける関係から、直方体形状に成形され、その磁極面が矩形を成すことになった。したがって、アキシャルギャップ型回転電機において、ロータの磁極面積を最大限に大きくするためには、各界磁部の磁極面を略扇形状にする必要があるところ、従来では、垂直磁場プレスで得られた永久磁石を使用する場合、この直方体形状の永久磁石を略扇形状に切削加工しなければならず、その切れ端等の磁石材料の無駄が多く、ロータの製造コストを押し上げることになった。   However, the permanent magnet formed by the vertical magnetic field press is formed in a rectangular parallelepiped shape because of applying a magnetic field in a direction perpendicular to the press direction, and the magnetic pole surface is formed in a rectangular shape. Therefore, in an axial gap type rotating electrical machine, in order to maximize the magnetic pole area of the rotor, it is necessary to make the magnetic pole surface of each field part substantially fan-shaped, which has been conventionally obtained by a vertical magnetic field press. When a permanent magnet is used, the rectangular parallelepiped permanent magnet must be cut into a substantially fan shape, and there is a lot of wasted magnetic material such as a broken piece, which has increased the manufacturing cost of the rotor.

本発明は、垂直磁場プレスで成形された永久磁石を使用した従来のアキシャルギャップ型回転電機用ロータに上記のような難点があることに鑑みて為されたもので、磁石材料の無駄が殆どなく、安価で高効率なアキシャルギャップ型回転電機用ロータを提供することを目的とする。   The present invention was made in view of the above-mentioned drawbacks in a conventional axial gap type rotating electrical machine rotor using a permanent magnet molded by a vertical magnetic field press, and there is almost no waste of magnet material. An object of the present invention is to provide an inexpensive and highly efficient rotor for an axial gap type rotating electrical machine.

本発明は、回転軸を中心に回転可能なフレームと、該フレームの回転軸心の周りに配設され、軸方向端面に磁極面を有する複数の界磁部と、を備えたアキシャルギャップ型回転電機用ロータであって、
前記各界磁部が、直角台形または直角三角形の磁極面を有する二つの永久磁石片を、前記フレームの外周側における幅が前記回転軸心側における幅よりも大きくなるように並べて構成されており、前記二つの永久磁石片が、矩形の磁極面を有する永久磁石をその側辺に対し傾斜する分割線で二等分して形成されていることを特徴としている。
The present invention relates to an axial gap type rotation including a frame rotatable around a rotation axis, and a plurality of field portions disposed around the rotation axis of the frame and having a magnetic pole surface on an axial end surface. An electric rotor,
Each field part is configured by arranging two permanent magnet pieces having right-angled trapezoidal or right-angled triangular magnetic pole faces so that the width on the outer peripheral side of the frame is larger than the width on the rotation axis side, The two permanent magnet pieces are formed by dividing a permanent magnet having a rectangular magnetic pole surface into two equal parts by a dividing line inclined with respect to the side thereof.

なお、本願において、直角台形とは、隣り合う二つの直角の内角を有する台形をいう。また、矩形とは長方形または正方形をいう。また、角部の微小な面取りや丸めは任意である。   In the present application, the right trapezoid means a trapezoid having two adjacent internal angles at right angles. Moreover, a rectangle means a rectangle or a square. In addition, minute chamfering and rounding of the corners are arbitrary.

また、本発明は、前記二つの永久磁石片の間に、矩形の磁極面を有する内側永久磁石片が配置されていることを特徴としている。   Further, the present invention is characterized in that an inner permanent magnet piece having a rectangular magnetic pole surface is disposed between the two permanent magnet pieces.

また、本発明は、回転軸を中心に回転可能なフレームと、該フレームの回転軸心の周りに配設され、軸方向端面に磁極面を有する複数の界磁部と、を備えたアキシャルギャップ型回転電機用ロータであって、
前記各界磁部が、直角台形または直角三角形の磁極面を有する二つの永久磁石片と、該二つの永久磁石片の間に配される等脚台形の磁極面を有する一つの内側永久磁石片とを、前記フレームの外周側における幅が前記回転軸心側における幅よりも大きくなるように並べて構成されており、前記二つの永久磁石片および前記一つの内側永久磁石片が、矩形の磁極面を有する永久磁石をその側辺に対し等角度で傾斜する二つの分割線で分割して形成されていることを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided an axial gap comprising: a frame that is rotatable about a rotation axis; and a plurality of field portions that are disposed around the rotation axis of the frame and have a pole face on an axial end surface. A rotor for a rotary electric machine,
Each of the field portions has two permanent magnet pieces each having a right trapezoid or right triangle pole face, and one inner permanent magnet piece having an isosceles trapezoid pole face disposed between the two permanent magnet pieces; Are arranged side by side so that the width on the outer peripheral side of the frame is larger than the width on the rotation axis side, and the two permanent magnet pieces and the one inner permanent magnet piece have rectangular magnetic pole faces. The permanent magnet is divided by two dividing lines inclined at an equal angle with respect to the side thereof.

また、本発明は、回転軸を中心に回転可能なフレームと、該フレームの回転軸心の周りに配設され、軸方向端面に磁極面を有する複数の界磁部と、を備えたアキシャルギャップ型回転電機用ロータであって、
前記各界磁部が、直角台形または直角三角形の磁極面を有する二つの永久磁石片と、該二つの永久磁石片の間に配される直角台形または直角三角形の磁極面を有する二つの内側永久磁石片とを、前記フレームの外周側における幅が前記回転軸心側における幅よりも大きくなるように並べて構成されており、前記二つの永久磁石片が、矩形の磁極面を有する一の永久磁石をその側辺に対し傾斜する分割線で二等分して形成され、前記二つの内側永久磁石片が、矩形の磁極面を有する他の永久磁石をその側辺に対し傾斜する分割線で二等分して形成されていることを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided an axial gap comprising: a frame that is rotatable about a rotation axis; and a plurality of field portions that are disposed around the rotation axis of the frame and have a pole face on an axial end surface. A rotor for a rotary electric machine,
Two permanent magnet pieces each having a right trapezoid or right triangle pole face, and two inner permanent magnets having a right trapezoid or right triangle pole face disposed between the two permanent magnet pieces. Are arranged such that the width on the outer peripheral side of the frame is larger than the width on the rotational axis side, and the two permanent magnet pieces are one permanent magnet having a rectangular magnetic pole surface. The two inner permanent magnet pieces are bisected by a dividing line inclined with respect to the side, and the two inner permanent magnet pieces are bisected with a dividing line inclined with respect to the side. It is characterized by being divided.

また、本発明は、前記二つの永久磁石片がその斜辺同士を対向させて並べられていることを特徴としている。   Further, the present invention is characterized in that the two permanent magnet pieces are arranged with their hypotenuses facing each other.

また、本発明は、前記永久磁石片と前記内側永久磁石片との対向辺の長さが略同じであることを特徴としている。   Further, the present invention is characterized in that the lengths of the opposing sides of the permanent magnet piece and the inner permanent magnet piece are substantially the same.

また、本発明は、前記内側永久磁石片の残留磁束密度が、前記永久磁石片の残留磁束密度よりも大きいことを特徴としている。   Further, the present invention is characterized in that a residual magnetic flux density of the inner permanent magnet piece is larger than a residual magnetic flux density of the permanent magnet piece.

また、本発明は、前記内側永久磁石片の保磁力が、前記永久磁石片の保磁力よりも小さいことを特徴としている。   Further, the present invention is characterized in that a coercive force of the inner permanent magnet piece is smaller than a coercive force of the permanent magnet piece.

また、本発明は、前記フレームの回転方向後進側の永久磁石片の保磁力が、該フレームの回転方向前進側の永久磁石片の保磁力よりも大きいことを特徴としている。   Further, the present invention is characterized in that the coercive force of the permanent magnet piece on the reverse side in the rotational direction of the frame is larger than the coercive force of the permanent magnet piece on the forward side in the rotational direction of the frame.

また、本発明は、前記各界磁部が、前記永久磁石片または内側永久磁石片に重ねられた略扇形状の磁性体コアを備えていることを特徴としている。   In addition, the present invention is characterized in that each of the field portions includes a substantially fan-shaped magnetic core superimposed on the permanent magnet piece or the inner permanent magnet piece.

また、本発明は、前記永久磁石が、Nd−Fe−B系焼結磁石であることを特徴としている。   Moreover, the present invention is characterized in that the permanent magnet is an Nd—Fe—B based sintered magnet.

本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機用ロータは、複数の界磁部がそれぞれ、直角台形または直角三角形の磁極面を有する二つの永久磁石片を、フレームの外周側の幅が回転軸心側の幅よりも大きくなるように並べて構成されており、そして、これら二つの永久磁石片が、矩形の磁極面を有する永久磁石をその側辺に対し傾斜する分割線で二等分して形成されたものであるため、垂直磁場プレスで成形されて直方体形状を成す特性に優れた永久磁石をほぼ無駄なく利用することができ、安価で高効率なアキシャルギャップ型回転電機用ロータを提供することができる。   The rotor for an axial gap type rotating electrical machine according to the present invention includes two permanent magnet pieces each having a plurality of field portions each having a right trapezoidal or triangular magnetic pole face, and the width on the outer peripheral side of the frame is on the rotational axis side. The two permanent magnet pieces are formed by dividing the permanent magnet having a rectangular magnetic pole surface into two equal parts by a dividing line inclined with respect to the side thereof. Therefore, it is possible to use a permanent magnet excellent in characteristics that are formed by a vertical magnetic field press and form a rectangular parallelepiped shape without any waste, and it is possible to provide an inexpensive and highly efficient rotor for an axial gap type rotating electrical machine. .

しかも、各界磁部を複数の永久磁石片を並べて構成しているので、例えば、残留磁束密度や保磁力等の特性の異なる複数の永久磁石片を、必要に応じて適宜、組み合わせることが簡単にでき、より高効率なアキシャルギャップ型回転電機用ロータを提供することができる。   In addition, since each field portion is configured by arranging a plurality of permanent magnet pieces, for example, a plurality of permanent magnet pieces having different characteristics such as residual magnetic flux density and coercive force can be easily combined as necessary. In addition, a more efficient axial gap type rotating electrical machine rotor can be provided.

本実施形態のロータを備えたアキシャルギャップ型回転電機の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the axial gap type rotary electric machine provided with the rotor of this embodiment. 本実施形態のロータの分解状態の斜視図である。It is a perspective view of the decomposition | disassembly state of the rotor of this embodiment. 同ロータの組立状態の平面図である。It is a top view of the assembly state of the rotor. 同ロータの複数の永久磁石片の配列状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | sequence state of the several permanent magnet piece of the same rotor. 同ロータの複数の永久磁石片の分割状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the division | segmentation state of the several permanent magnet piece of the rotor. 本発明に係るロータの変形例の分解状態の斜視図である。It is a perspective view of the decomposition | disassembly state of the modification of the rotor which concerns on this invention. 同ロータの複数の永久磁石片および内側永久磁石片の配列状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | sequence state of the several permanent magnet piece and inner permanent magnet piece of the rotor. 同ロータの複数の永久磁石片の分割状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the division | segmentation state of the several permanent magnet piece of the rotor. 本発明に係るロータの他の変形例を表す図であり、(a)は複数の永久磁石片および内側永久磁石片の配列状態を示す説明図、(b)は複数の永久磁石片の分割状態を示す説明図である。It is a figure showing the other modification of the rotor which concerns on this invention, (a) is explanatory drawing which shows the arrangement state of a several permanent magnet piece and an inner side permanent magnet piece, (b) is the division | segmentation state of a some permanent magnet piece It is explanatory drawing which shows. 本発明に係るロータの更に他の変形例を表す図であり、(a)は複数の永久磁石片及び内側永久磁石片の配列状態を示す説明図、(b)は複数の永久磁石片及び内側永久磁石片の分割状態を示す説明図である。It is a figure showing the further another modification of the rotor which concerns on this invention, (a) is explanatory drawing which shows the arrangement | sequence state of a some permanent magnet piece and an inner side permanent magnet piece, (b) is a some permanent magnet piece and an inner side It is explanatory drawing which shows the division | segmentation state of a permanent magnet piece. 本発明に係るロータの更に他の変形例を表す図であり、(a)は複数の永久磁石片及び複数の内側永久磁石片の配列状態を示す説明図、(b)は複数の永久磁石片及び複数の内側永久磁石片のそれぞれの分割状態を示す説明図である。It is a figure showing the further another modification of the rotor which concerns on this invention, (a) is explanatory drawing which shows the arrangement | sequence state of several permanent magnet pieces and several inner permanent magnet pieces, (b) is several permanent magnet pieces. It is explanatory drawing which shows each division | segmentation state of a several inner permanent magnet piece. 本発明に係るロータの更に他の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the further another modification of the rotor which concerns on this invention.

本発明に係るロータは、アキシャルギャップ型回転電機に使用されるものである。図1の概略図に示すように、アキシャルギャップ型回転電機100は、回転軸40(回転軸心C)を中心として回転可能に配設されたロータ10と、このロータ10の回転軸方向の両側に所定のギャップを隔てて配設された第一ステータ20及び第二ステータ30と、を備えている。第一ステータ20は、バックヨーク201と、バックヨーク201に立設されたティース202と、ティース202に巻回されたコイル203とから構成されており、第二ステータ30は、バックヨーク301から構成されている。第一ステータ20及び第二ステータ30は、不図示の容器に固定され、回転軸40が回転可能に貫通している。   The rotor according to the present invention is used for an axial gap type rotating electrical machine. As shown in the schematic diagram of FIG. 1, the axial gap type rotating electrical machine 100 includes a rotor 10 disposed so as to be rotatable about a rotating shaft 40 (rotating axis C), and both sides of the rotor 10 in the rotating shaft direction. The first stator 20 and the second stator 30 are provided with a predetermined gap therebetween. The first stator 20 includes a back yoke 201, a tooth 202 erected on the back yoke 201, and a coil 203 wound around the tooth 202, and the second stator 30 includes a back yoke 301. Has been. The first stator 20 and the second stator 30 are fixed to a container (not shown), and the rotation shaft 40 penetrates through the rotation shaft 40 in a rotatable manner.

本実施形態のロータ10は、図1〜図3に示すように、回転軸40に固定され、回転軸心Cを中心に回転可能な非磁性体から成るフレーム1と、このフレーム1の回転軸心Cの周りに配設され、軸方向端面に磁極面を有する複数の界磁部2と、これら複数の界磁部2をフレーム1に固定する押さえ部材3と、から構成されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the rotor 10 of the present embodiment is fixed to a rotary shaft 40 and is composed of a frame 1 made of a nonmagnetic material that can rotate around a rotary axis C, and a rotary shaft of the frame 1. A plurality of field portions 2 disposed around the core C and having a magnetic pole surface on the axial end surface, and a pressing member 3 that fixes the plurality of field portions 2 to the frame 1 are configured.

フレーム1は、図2の分解斜視図に示すように、回転軸40(不図示)を挿通可能な軸孔11を有する内周部12と、この内周部12の外側面から放射状に突設されたスポーク部13と、このスポーク部13の先端に設けられた外周部14とから構成されており、これら内周部12の外側面と、各スポーク部13の側面と、外周部14の内側面とで仕切られた計6つの界磁部保持孔15を有している。   As shown in the exploded perspective view of FIG. 2, the frame 1 projects radially from an inner peripheral portion 12 having a shaft hole 11 into which a rotary shaft 40 (not shown) can be inserted, and an outer surface of the inner peripheral portion 12. Spoke portion 13 and an outer peripheral portion 14 provided at the tip of the spoke portion 13. The outer surface of the inner peripheral portion 12, the side surface of each spoke portion 13, and the inner periphery of the outer peripheral portion 14 There are a total of six field part holding holes 15 partitioned by the side surface.

界磁部2は、図2に示すように、上記フレーム1の界磁部保持孔15内に保持される永久磁石部21と、この永久磁石部21に重ねられ、同じ界磁部保持孔15内に保持される略扇形状の磁性体コア22と、から構成されている。ここで磁性体コア22の磁性体とは、鉄などの軟磁性体をさす。   As shown in FIG. 2, the field portion 2 is superposed on the permanent magnet portion 21 held in the field portion holding hole 15 of the frame 1 and the permanent magnet portion 21, and the same field portion holding hole 15. And a substantially fan-shaped magnetic core 22 held inside. Here, the magnetic body of the magnetic body core 22 refers to a soft magnetic body such as iron.

永久磁石部21は、図4に示すように、直角台形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片211・211を、フレーム1の外周側(外周部14側)における周方向の幅W1が回転軸心C側(内周部12側)における周方向の幅W2よりも大きくなるように並べて構成されている。   As shown in FIG. 4, the permanent magnet portion 21 includes two permanent magnet pieces 211 and 211 having a right trapezoidal magnetic pole face and a circumferential width W1 on the outer peripheral side (outer peripheral portion 14 side) of the frame 1. Are arranged side by side so as to be larger than the circumferential width W2 on the rotation axis C side (inner peripheral portion 12 side).

これら二つの永久磁石片211・211は、垂直磁場プレスにて直方体形状に成形されたNd−Fe−B系(ネオジウム・鉄・ボロン系)焼結磁石を斜めに二等分して形成されている。即ち、図5に示すように、垂直磁場プレスで得られた矩形の磁極面を有する永久磁石M1を、その側辺に対し角度θ1傾斜する分割線V1で二等分することによって、直角台形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片211・211が形成されている。本実施形態では、図4及び図5に示すように、永久磁石M1の分割線V1の傾斜角度θ1を、θ1°=90°−180°/P(P:界磁部の数)としているので、隣り合う界磁部2の永久磁石部21同士の対向辺S1・S1を平行にすることができ、漏れ磁束を低減しつつ磁極面積を大きくすることができる。なお、この角度θ1は、全ての磁極での永久磁石形状が等しい場合に、最も望ましい角度を示すものであって、必ずしも永久磁石形状が等しい必要はない。永久磁石形状が磁極毎に異なる場合は、θ1が異なっても良い。   These two permanent magnet pieces 211 and 211 are formed by obliquely dividing an Nd—Fe—B (neodymium, iron, boron) sintered magnet formed into a rectangular parallelepiped shape by a vertical magnetic field press into two equal parts. Yes. That is, as shown in FIG. 5, a permanent magnet M1 having a rectangular magnetic pole surface obtained by vertical magnetic field pressing is divided into two equal parts by a dividing line V1 inclined at an angle θ1 with respect to the side of the permanent magnet M1. Two permanent magnet pieces 211 and 211 having the same shape and having a magnetic pole surface are formed. In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the inclination angle θ1 of the dividing line V1 of the permanent magnet M1 is set to θ1 ° = 90 ° −180 ° / P (P: the number of field portions). The opposing sides S1 and S1 between the permanent magnet portions 21 of the adjacent field portion 2 can be made parallel, and the magnetic pole area can be increased while reducing the leakage magnetic flux. The angle θ1 indicates the most desirable angle when the shape of the permanent magnet is the same for all the magnetic poles, and the shape of the permanent magnet is not necessarily equal. When the permanent magnet shape is different for each magnetic pole, θ1 may be different.

希土類焼結磁石は、導電率が高く、第一ステータ20から発生する回転磁界によって渦電流損が生じ易い。このため、磁性体コア22は希土類磁石に比べて導電率の小さい磁性材から構成されており、永久磁石部21に対し第一ステータ20側に配置されることによって、渦電流損を低減できる。特に、PWM制御する場合、キャリア成分の高周波の磁束の変化による渦電流損を低減できる。また、磁性体コア22を磁気的に等方性を有する圧粉磁心から構成すれば、磁性体コア22において渦電流損を生じ難くすることができる。また、永久磁石部21が第一ステータ20側で発生させる界磁磁束のうちの殆どが磁性体コア22を通るので、略扇形状の磁性体コア22の第一ステータ20側の表面は、実質的に界磁部2の極磁面として機能する。   The rare earth sintered magnet has high electrical conductivity, and eddy current loss is likely to occur due to the rotating magnetic field generated from the first stator 20. For this reason, the magnetic core 22 is made of a magnetic material having a lower electrical conductivity than that of the rare earth magnet, and the eddy current loss can be reduced by disposing the permanent magnet portion 21 on the first stator 20 side. In particular, when PWM control is performed, eddy current loss due to a change in high-frequency magnetic flux of the carrier component can be reduced. Further, if the magnetic core 22 is composed of a magnetic core having magnetic isotropy, eddy current loss can be hardly caused in the magnetic core 22. Further, since most of the field magnetic flux generated by the permanent magnet portion 21 on the first stator 20 side passes through the magnetic core 22, the surface on the first stator 20 side of the substantially fan-shaped magnetic core 22 is substantially Thus, it functions as a polar magnetic surface of the field part 2.

また、本実施形態では、直角台形の磁極面を有する二つの永久磁石片211が、その斜辺S2同士を対向させて並べられている。このことで、各界磁部2において、永久磁石部21の中央部におけるフレーム径方向の長さL1を、側縁部におけるフレーム径方向の長さL2よりも大きくすることができ、エアギャップ磁束密度を正弦波に近づけて分布させることが可能となり、誘起電圧を正弦波化してトルクリプルを低減できる。このとき、磁性体コア22も、中央部におけるフレーム径方向の長さを、側縁部におけるフレーム径方向の長さよりも大きくしてもよい。具体的には、磁性体コア22のフレーム中心からの外径を、中央部で最大とし、側縁部に向けて小さくしていくと好適である。また、押さえ部材3とフレーム1との接合手段はレーザ溶接に限定されず、リベット結合等、他の接合方法を採用しても良い。   In the present embodiment, two permanent magnet pieces 211 having right-angle trapezoidal magnetic pole faces are arranged with their hypotenuses S2 facing each other. Thus, in each field part 2, the length L1 in the frame radial direction at the central part of the permanent magnet part 21 can be made larger than the length L2 in the frame radial direction at the side edge part, and the air gap magnetic flux density Can be distributed close to a sine wave, and the induced ripple can be converted to a sine wave to reduce torque ripple. At this time, the magnetic core 22 may also have a length in the frame radial direction at the center portion larger than a length in the frame radial direction at the side edge portion. Specifically, it is preferable that the outer diameter of the magnetic core 22 from the center of the frame is maximized at the central portion and decreased toward the side edge portion. Further, the joining means between the pressing member 3 and the frame 1 is not limited to laser welding, and other joining methods such as rivet joining may be employed.

押さえ部材3は、図1及び図2に示すように、フレーム1の複数の界磁部保持孔15内にそれぞれ保持された界磁部2をフレーム1に固定するものである。本実施形態では、フレーム1の回転軸線C方向の両側にそれぞれ、押さえ部材3がレーザ溶接されることによって、複数の界磁部2が固定されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the pressing member 3 fixes the field portions 2 respectively held in the plurality of field portion holding holes 15 of the frame 1 to the frame 1. In the present embodiment, the plurality of field portions 2 are fixed by laser-welding the pressing members 3 to both sides of the frame 1 in the direction of the rotation axis C.

本実施形態では、フレーム1の第一ステータ20側で界磁部2を固定する押さえ部材3が、小径のリング部品31、及び大径のリング部品32から形成されており、フレーム1の第二ステータ30側で界磁部2を固定する押さえ部材3が、ディスク部品33から形成されている。図1に示すように、小径のリング部品31が界磁部2の第一ステータ20側の磁極面の内縁の一部を押さえた状態でフレーム1にレーザ溶接されており、大径のリング部品32が界磁部2の第一ステータ20側の磁極面の外縁の一部を押さえた状態でフレーム1にレーザ溶接されている。そして、ディスク部品33が界磁部2の第二ステータ30側の磁極面の全部を押さえた状態でフレーム1にレーザ溶接されている。   In the present embodiment, the pressing member 3 that fixes the field portion 2 on the first stator 20 side of the frame 1 is formed of a small-diameter ring component 31 and a large-diameter ring component 32, and the second of the frame 1 A pressing member 3 that fixes the field portion 2 on the stator 30 side is formed from a disk component 33. As shown in FIG. 1, a small-diameter ring component 31 is laser welded to the frame 1 in a state where a part of the inner edge of the magnetic pole surface on the first stator 20 side of the field part 2 is pressed. 32 is laser welded to the frame 1 in a state where a part of the outer edge of the magnetic pole surface on the first stator 20 side of the field part 2 is pressed. The disk component 33 is laser welded to the frame 1 in a state where the entire magnetic pole surface on the second stator 30 side of the field part 2 is pressed.

ディスク部品33は、軟磁性の電磁鋼板から形成されており、界磁部2の第二ステータ30側の磁束を部分的に短絡する機能を有する。この機能によって、第二ステータ30とロータ10との間に働く磁気吸引力が、第一ステータ20とロータ10との間に働く磁気吸引力よりも強い場合に、第二ステータ30とロータ10との間に働く磁気吸引力を弱めることができる。この機能が不要であれば、ディスク部品33の代わりにリング部品を使用してもよい。   The disk component 33 is formed of a soft magnetic electromagnetic steel plate and has a function of partially short-circuiting the magnetic flux on the second stator 30 side of the field part 2. With this function, when the magnetic attractive force acting between the second stator 30 and the rotor 10 is stronger than the magnetic attractive force acting between the first stator 20 and the rotor 10, the second stator 30 and the rotor 10 The magnetic attractive force acting during If this function is unnecessary, a ring component may be used instead of the disk component 33.

なお、各界磁部2の永久磁石部21の着磁は、押さえ部材3で界磁部2をフレーム1に固定した後に行ってもよく、固定する前に行ってもよいが、固定した後に着磁するのが、永久磁石片211の取り扱いの面で好ましい。互いに反発力が働くため、着磁した後に永久磁石片211を並べるのは作業上困難であるからである。   Magnetization of the permanent magnet portion 21 of each field portion 2 may be performed after the field portion 2 is fixed to the frame 1 by the pressing member 3, or may be performed before the fixing, but after the fixing, the magnetization is performed. Magnetization is preferable in terms of handling the permanent magnet piece 211. This is because, since repulsive forces act on each other, it is difficult in terms of work to arrange the permanent magnet pieces 211 after magnetization.

このように本実施形態のアキシャルギャップ型回転電機用ロータ10は、複数の界磁部2がそれぞれ、直角台形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片211をフレーム1の外周側における幅が回転軸心側における幅よりも大きくなるように並べて構成されており、そして、これら二つの永久磁石片211が、矩形の磁極面を有する永久磁石M1をその側辺に対し傾斜する分割線V1で二等分して形成されたものであるため、垂直磁場プレスで成形されて直方体形状を成す特性に優れた永久磁石をほぼ無駄なく利用することができ、安価で高効率なアキシャルギャップ型回転電機用ロータを提供することができる。   Thus, in the rotor 10 for an axial gap type rotating electrical machine of the present embodiment, the plurality of field portions 2 each have two identical permanent magnet pieces 211 each having a right-angled trapezoidal magnetic pole surface. Are arranged side by side so as to be larger than the width on the rotation axis side, and these two permanent magnet pieces 211 are divided lines V1 that incline the permanent magnet M1 having a rectangular magnetic pole surface with respect to the side thereof. Because it is formed in half, it is possible to use a permanent magnet excellent in the characteristics of a rectangular parallelepiped shape formed by a vertical magnetic field press with almost no waste, inexpensive and highly efficient axial gap type rotation An electric rotor can be provided.

以上、本実施形態のアキシャルギャップ型回転電機用ロータ10について説明したが、本発明はその他の形態でも実施することができる。   As described above, the axial gap type rotating electrical machine rotor 10 of the present embodiment has been described, but the present invention can be implemented in other forms.

例えば、図6〜図8に示すアキシャルギャップ型回転電機用ロータ50のように実施してもよい。ロータ50は、各界磁部2の永久磁石部23が、計3つの永久磁石片をフレーム1の周方向に並べて構成されている点に特徴があり、他の構成は上記実施形態のロータ10と同様である。   For example, you may implement like the rotor 50 for axial gap type rotary electric machines shown in FIGS. The rotor 50 is characterized in that the permanent magnet portion 23 of each field magnet portion 2 is configured by arranging a total of three permanent magnet pieces in the circumferential direction of the frame 1, and the other configuration is the same as that of the rotor 10 of the above embodiment. It is the same.

ロータ50は、図7に示すように、各界磁部2の永久磁石部23が、直角台形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片231、233と、これら二つの永久磁石片231、233の間に配される、矩形の磁極面を有する一つの内側永久磁石片232とを、フレーム1の外周側(外周部14側)における周方向の幅W3が回転軸心C側(内周部12側)における周方向の幅W4よりも大きくなるように並べて構成されている。   As shown in FIG. 7, the rotor 50 includes two permanent magnet pieces 231 and 233 having the same shape in which the permanent magnet portion 23 of each field portion 2 has a right-angle trapezoidal magnetic pole surface, and these two permanent magnet pieces 231, One inner permanent magnet piece 232 having a rectangular magnetic pole surface, which is disposed between the two outer peripheral portions 233, has a circumferential width W3 on the outer peripheral side (outer peripheral portion 14 side) of the frame 1 and the rotational axis C side (inner peripheral portion). Are arranged side by side so as to be larger than the circumferential width W4 on the portion 12 side).

直角台形の磁極面を有する永久磁石片231、233は、垂直磁場プレスにて直方体形状に成形されたNd−Fe−B系(ネオジウム・鉄・ボロン系)焼結磁石を斜めに二等分して形成されている。即ち、図8に示すように、垂直磁場プレスで成形されて矩形の磁極面を有する永久磁石M2を、その側辺に対し角度θ2傾斜する分割線V2で二等分することによって、直角台形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片231、233が形成されている。この変形例では、図7及び図8に示すように、永久磁石M2の分割線V2の傾斜角度θ2を、θ2°=90°−180°/P(P:界磁部の数)としているので、隣り合う界磁部2の永久磁石部23同士の対向辺S3・S3を平行にすることができ、漏れ磁束を低減しつつ磁極面積を大きくすることができる。   Permanent magnet pieces 231 and 233 having right-sided trapezoidal magnetic pole faces obliquely bisect Nd-Fe-B (neodymium, iron, and boron) sintered magnets formed into a rectangular parallelepiped shape by a vertical magnetic field press. Is formed. That is, as shown in FIG. 8, a permanent magnet M2 formed by a vertical magnetic field press and having a rectangular magnetic pole surface is divided into two equal parts by a dividing line V2 inclined at an angle θ2 with respect to the side, thereby forming a right trapezoidal shape. Two permanent magnet pieces 231 and 233 having the same shape and having a magnetic pole surface are formed. In this modification, as shown in FIGS. 7 and 8, the inclination angle θ2 of the dividing line V2 of the permanent magnet M2 is θ2 ° = 90 ° −180 ° / P (P: the number of field portions). The opposing sides S3 and S3 of the permanent magnet portions 23 of the adjacent field portion 2 can be made parallel, and the magnetic pole area can be increased while reducing the leakage magnetic flux.

また、矩形の磁極面を有する内側永久磁石片232は、垂直磁場プレスにて直方体形状に成形されたNd−Fe−B系(ネオジウム・鉄・ボロン系)焼結磁石M3から形成されている。この実施変形例では、直角台形の磁極面を有する永久磁石片231、233の斜辺S4の長さと、矩形の磁極面を有する内側永久磁石片232の長辺S5の長さを同じにしているので、これら永久磁石片231、233と内側永久磁石片232との対向辺(S4、S5)の長さを同じにすることができ、各界磁部2の磁極面をより有効に形成することができる。   Further, the inner permanent magnet piece 232 having a rectangular magnetic pole surface is formed of a Nd—Fe—B (neodymium, iron, boron) sintered magnet M3 formed into a rectangular parallelepiped shape by a vertical magnetic field press. In this embodiment, the length of the hypotenuse S4 of the permanent magnet pieces 231 and 233 having a right-angle trapezoidal magnetic pole surface is the same as the length of the long side S5 of the inner permanent magnet piece 232 having a rectangular magnetic pole surface. The lengths of the opposing sides (S4, S5) of the permanent magnet pieces 231 and 233 and the inner permanent magnet piece 232 can be made the same, and the magnetic pole surface of each field part 2 can be formed more effectively. .

このようにロータ50は、各界磁部2において、直角台形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片231、233の間に、矩形の磁極面を有する内側永久磁石片232を配置しているので、各界磁部2を扇形状により近づけることができ、各界磁部2の磁極面をより有効に形成することができる。   As described above, the rotor 50 has the inner permanent magnet piece 232 having a rectangular magnetic pole face disposed between the two permanent magnet pieces 231 and 233 having the same shape having a right trapezoidal magnetic pole face in each field portion 2. Therefore, each field part 2 can be made closer to a fan shape, and the magnetic pole surface of each field part 2 can be formed more effectively.

また、フレーム周方向の両外側の永久磁石片231、233の残留磁束密度を、フレーム周方向の内側の内側永久磁石片232の残留磁束密度より小さくすることが好ましい。このことで、エアギャップ磁束密度を正弦波に近づけて分布させることができ、誘起電圧を正弦波化してトルクリプルを低減することができる。   In addition, it is preferable that the residual magnetic flux density of the permanent magnet pieces 231 and 233 on both outer sides in the frame circumferential direction is smaller than the residual magnetic flux density of the inner permanent magnet piece 232 on the inner side in the frame circumferential direction. Thus, the air gap magnetic flux density can be distributed close to a sine wave, and the induced voltage can be converted to a sine wave to reduce torque ripple.

また、フレーム周方向の両外側の永久磁石片231、233の保磁力を、フレーム周方向の内側の内側永久磁石片232の保磁力より大きくすることが好ましい。このことで、フレームの周方向の両外側の永久磁石片ほど減磁しやすいところ、これに対処することができる。フレーム周方向の両外側の永久磁石片231、233と、フレーム周方向の内側の内側永久磁石片232とは、1の磁石から切断して製造するわけではないので、両者を異なる磁石から製作することは容易である。   Moreover, it is preferable that the coercive force of the permanent magnet pieces 231 and 233 on both outer sides in the frame circumferential direction is larger than the coercive force of the inner permanent magnet piece 232 on the inner side in the frame circumferential direction. Thus, the permanent magnet pieces on both outer sides in the circumferential direction of the frame are more easily demagnetized, and this can be dealt with. Since the permanent magnet pieces 231 and 233 on both outer sides in the frame circumferential direction and the inner permanent magnet piece 232 on the inner side in the frame circumferential direction are not manufactured by cutting from one magnet, they are manufactured from different magnets. It is easy.

また、フレームの回転方向後進側の永久磁石片233の保磁力を、フレームの回転方向前進側の永久磁石片231の保磁力よりも大きくすることが好ましい。このことで、フレームの回転方向後進側の永久磁石片ほど駆動時の減磁界が大きいため減磁しやすいところ、これに対処することができる。ただ、磁石形状が同じであると、磁石材質を間違える恐れがあるため、保磁力の異なる磁石は、予めサイズの異なる矩形形状の磁石を切断することで、フレーム形状との関係で間違いを防止することも可能である。このようにロータの界磁部を構成する複数の永久磁石片の配列数、配列方向、各永久磁石片の大きさや、磁気特性の組合せ等については、アキシャルギャップ型回転電機に要求される性能等に応じて種々の設計変更が可能である。   Moreover, it is preferable that the coercive force of the permanent magnet piece 233 on the reverse side in the rotational direction of the frame is larger than the coercive force of the permanent magnet piece 231 on the forward side in the rotational direction of the frame. As a result, the permanent magnet piece on the reverse side in the rotational direction of the frame has a larger demagnetizing field at the time of driving and can easily cope with demagnetization. However, if the magnet shape is the same, there is a risk that the magnet material may be mistaken, so magnets with different coercive forces are cut in advance with rectangular magnets of different sizes to prevent errors in relation to the frame shape. It is also possible. As described above, the number of permanent magnet pieces constituting the rotor field portion, the arrangement direction, the size of each permanent magnet piece, the combination of magnetic characteristics, etc., the performance required for the axial gap type rotating electrical machine, etc. Various design changes are possible depending on the situation.

また、図9に示すように、ロータの各界磁部を構成する永久磁石部24として、フレームの各界磁部保持孔15内に、直角三角形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片241、243と、これら二つの永久磁石片241、243の間に配される、矩形の磁極面を有する一つの内側永久磁石片242とを、フレームの外周側における幅が回転軸心側における幅よりも大きくなるように並べてもよい。   Further, as shown in FIG. 9, two permanent magnet pieces 241 having the same shape and having right-angled triangular magnetic pole faces in each field portion holding hole 15 of the frame as the permanent magnet portions 24 constituting each field portion of the rotor. 243 and one inner permanent magnet piece 242 having a rectangular magnetic pole surface disposed between the two permanent magnet pieces 241 and 243, the width on the outer peripheral side of the frame is larger than the width on the rotation axis side. May be arranged to be larger.

この直角三角形の磁極面を有する永久磁石片241、243は、垂直磁場プレスにて直方体形状に成形されたNd−Fe−B系(ネオジウム・鉄・ボロン系)焼結磁石を斜めに二等分して形成されている。即ち、図9(b)に示すように、垂直磁場プレスで成形されて矩形の磁極面を有する永久磁石M4を、その側辺に対し角度θ3傾斜する対角線たる分割線V3で二等分することによって、直角三角形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片241、243が形成されている。また、矩形の磁極面を有する内側永久磁石片242は、垂直磁場プレスにて直方体形状に成形されたNd−Fe−B系(ネオジウム・鉄・ボロン系)焼結磁石M5から形成されている。   The permanent magnet pieces 241 and 243 having right-angled triangular magnetic pole surfaces bisect an Nd—Fe—B (neodymium, iron, boron) sintered magnet formed into a rectangular parallelepiped shape by a vertical magnetic field press. Is formed. That is, as shown in FIG. 9B, the permanent magnet M4 formed by vertical magnetic field press and having a rectangular magnetic pole face is divided into two equal parts by a dividing line V3 which is a diagonal line inclined by an angle θ3 with respect to the side. Thus, two permanent magnet pieces 241 and 243 having the same shape and having a right triangular magnetic pole surface are formed. The inner permanent magnet piece 242 having a rectangular magnetic pole surface is formed of an Nd—Fe—B (neodymium / iron / boron) sintered magnet M5 formed in a rectangular parallelepiped shape by a vertical magnetic field press.

また、図10に示すように、ロータの各界磁部を構成する永久磁石部25として、フレームの各界磁部保持孔15内に、直角台形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片251、253と、これら二つの永久磁石片251、253の間に配される、等脚台形の磁極面を有する一つの内側永久磁石片252とを、フレームの外周側における幅が回転軸心側における幅よりも大きくなるように並べてもよい。   Further, as shown in FIG. 10, two permanent magnet pieces 251 having the same shape and having a right-angle trapezoidal magnetic pole surface in each field portion holding hole 15 of the frame as the permanent magnet portion 25 constituting each field portion of the rotor. 253 and one inner permanent magnet piece 252 having an isosceles trapezoidal magnetic pole surface, which is arranged between these two permanent magnet pieces 251 and 253, the width on the outer peripheral side of the frame is on the rotation axis side. You may arrange so that it may become larger than a width | variety.

これら直角台形の磁極面を有する永久磁石片251、253および等脚台形の磁極面を有する永久磁石片252は、垂直磁場プレスにて直方体形状に成形されたNd−Fe−B系(ネオジウム・鉄・ボロン系)焼結磁石を、斜めに三分割して形成されている。即ち、図10(b)に示すように、垂直磁場プレスで成形されて矩形の磁極面を有する永久磁石M6を、その側辺に対し等角度θ4で傾斜する二つの分割線V4で対称的に分割することによって、直角台形の磁極面を有する二つの永久磁石片251、253と等脚台形の磁極面を有する一つの永久磁石片252とが形成されている。この実施変形例では、永久磁石M6の分割線V4の傾斜角度θ4を、2×θ4°=180°−180°/P(P:界磁部の数)としているので、隣り合う界磁部の永久磁石部25同士の対向辺を平行にすることができ、漏れ磁束を低減しつつ磁極面積を大きくすることができる。   The permanent magnet pieces 251 and 253 having a right-angle trapezoidal magnetic pole surface and the permanent magnet pieces 252 having an isosceles trapezoidal magnetic pole surface are Nd—Fe—B type (neodymium / iron) formed into a rectangular parallelepiped shape by a vertical magnetic field press. (Boron) Sintered magnet is formed by obliquely dividing it into three parts. That is, as shown in FIG. 10B, a permanent magnet M6 formed by vertical magnetic field press and having a rectangular magnetic pole face is symmetrically formed by two dividing lines V4 inclined at an equal angle θ4 with respect to the side. By dividing, two permanent magnet pieces 251 and 253 having right-angle trapezoidal magnetic pole surfaces and one permanent magnet piece 252 having isosceles trapezoidal magnetic pole surfaces are formed. In this embodiment, the inclination angle θ4 of the dividing line V4 of the permanent magnet M6 is 2 × θ4 ° = 180 ° −180 ° / P (P: the number of field portions). The opposing sides of the permanent magnet portions 25 can be made parallel, and the magnetic pole area can be increased while reducing the leakage magnetic flux.

なお、この実施変形例において、直角台形の磁極面を有する二つの永久磁石片251、253の代わりに、直角三角形の磁極面を有する二つの永久磁石片を用いてもよい。また、等脚台形の磁極面を有する永久磁石片252の代わりに、二等辺三角形の磁極面を有する永久磁石片を用いてもよい。これら直角三角形の磁極面を有する永久磁石片、及び二等辺三角形の磁極面を有する永久磁石片についても、垂直磁場プレスで直方体形状に成形された永久磁石を斜めに三分割して形成することができる。   In this embodiment, two permanent magnet pieces having right-angled triangular magnetic pole faces may be used instead of the two permanent magnet pieces 251 and 253 having right-angle trapezoidal magnetic pole faces. Further, instead of the permanent magnet piece 252 having an isosceles trapezoidal magnetic pole face, a permanent magnet piece having an isosceles triangular magnetic pole face may be used. Permanent magnet pieces having right-angled triangular magnetic pole faces and permanent magnet pieces having isosceles triangular magnetic pole faces can also be formed by obliquely dividing a permanent magnet formed into a rectangular parallelepiped shape by a vertical magnetic field press. it can.

また、図11に示すように、ロータの各界磁部を構成する永久磁石部26として、フレームの各界磁部保持孔15内に、直角台形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片261、264と、これら二つの永久磁石片261、264の間に配される、直角台形の磁極面を有する同形状の二つの内側永久磁石片262、263とを、フレームの外周側における幅が回転軸心側における幅よりも大きくなるように並べてもよい。   Further, as shown in FIG. 11, two permanent magnet pieces 261 having the same shape and having a right-angle trapezoidal magnetic pole face in each field portion holding hole 15 of the frame as the permanent magnet portion 26 constituting each field portion of the rotor. 264 and two inner permanent magnet pieces 262 and 263 having the same shape with right-angled trapezoidal magnetic pole surfaces arranged between these two permanent magnet pieces 261 and 264, the width on the outer peripheral side of the frame is rotated. You may arrange so that it may become larger than the width | variety in the axial center side.

直角台形の磁極面を有する永久磁石片261、264は、垂直磁場プレスにて直方体形状に成形されたNd−Fe−B系(ネオジウム・鉄・ボロン系)焼結磁石を斜めに二等分して形成されている。即ち、図11(b)に示すように、垂直磁場プレスで成形されて矩形の磁極面を有する一の永久磁石M7を、その側辺に対し角度θ5傾斜する分割線V5で二等分することによって、直角台形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片261、264が形成されている。   Permanent magnet pieces 261 and 264 having right-angled trapezoidal magnetic pole surfaces obliquely bisect Nd-Fe-B (neodymium, iron, boron) sintered magnets formed into a rectangular parallelepiped shape by a vertical magnetic field press. Is formed. That is, as shown in FIG. 11B, one permanent magnet M7 formed by a vertical magnetic field press and having a rectangular magnetic pole face is divided into two equal parts by a dividing line V5 inclined at an angle θ5 with respect to the side. Thus, two permanent magnet pieces 261 and 264 having the same shape and having a right trapezoidal magnetic pole surface are formed.

また、直角台形の磁極面を有する内側永久磁石片262、263も、垂直磁場プレスにて直方体形状に成形されたNd−Fe−B系(ネオジウム・鉄・ボロン系)焼結磁石を斜めに二等分して形成されている。即ち、図11(b)に示すように、垂直磁場プレスで成形されて矩形の磁極面を有する他の永久磁石M8を、その側辺に対し角度θ6傾斜する分割線V6で二等分することによって、直角台形の磁極面を有する同形状の二つの永久磁石片262、263が形成されている。この実施変形例では、分割線V5の傾斜角度θ5、及び分割線V6の傾斜角度θ6を、θ5°+θ6°=180°−180°/P(P:界磁部の数)としているので、隣り合う界磁部の永久磁石部26同士の対向辺を平行にすることができ、漏れ磁束を低減しつつ磁極面積を大きくすることができる。   In addition, the inner permanent magnet pieces 262 and 263 having right-angled trapezoidal magnetic pole surfaces are also formed by obliquely inserting Nd—Fe—B (neodymium / iron / boron) sintered magnets formed into a rectangular parallelepiped shape by a vertical magnetic field press. It is formed equally. That is, as shown in FIG. 11 (b), another permanent magnet M8 formed by vertical magnetic field press and having a rectangular magnetic pole face is bisected by a dividing line V6 inclined at an angle θ6 with respect to the side. Thus, two permanent magnet pieces 262 and 263 having the same shape and having a right-angle trapezoidal magnetic pole surface are formed. In this embodiment, the inclination angle θ5 of the dividing line V5 and the inclination angle θ6 of the dividing line V6 are set to θ5 ° + θ6 ° = 180 ° −180 ° / P (P: the number of field portions). The opposing sides of the matching permanent magnet portions 26 of the field portion can be made parallel, and the magnetic pole area can be increased while reducing the leakage magnetic flux.

なお、この実施変形例において、直角台形の磁極面を有する二つの永久磁石片261、264の代わりに、直角三角形の磁極面を有する二つの永久磁石片を用いてもよい。また、直角台形の磁極面を有する二つの内側永久磁石片262、263の代わりに、直角三角形の磁極面を有する二つの内側永久磁石片を用いてもよい。これら直角三角形の磁極面を有する永久磁石片、及び内側永久磁石片についても、垂直磁場プレスで直方体形状に成形された永久磁石をそれぞれ、斜めに二等分して形成することができる。   In this embodiment, instead of the two permanent magnet pieces 261 and 264 having a right trapezoidal magnetic pole face, two permanent magnet pieces having a right triangular pole face may be used. Further, instead of the two inner permanent magnet pieces 262 and 263 having a right trapezoidal magnetic pole face, two inner permanent magnet pieces having a right triangular pole face may be used. The permanent magnet piece having the right triangular magnetic pole face and the inner permanent magnet piece can also be formed by obliquely dividing the permanent magnet formed into a rectangular parallelepiped shape by a vertical magnetic field press.

また、図12に示すロータ60のように、複数の界磁部2同士の間に、各界磁部2に対し所定間隔を隔てて磁性体磁極4を配設してもよい。即ち、ロータ60のフレーム5は、回転軸を挿通可能な軸孔51を有する内周部52と、この内周部52の外側面から放射状に突設されたスポーク部53と、このスポーク部53の先端に設けられた外周部54とから構成されており、これら内周部52の外側面と、各スポーク部53の側面と、外周部54の内側面とで仕切られた計6つの扇状の界磁部保持孔55を有している。そして、各スポーク部53に磁極保持孔56が形成され、この磁極保持孔56内に、直方体形状の磁性体磁極4が収容されている。これら磁性体磁極4は、軟磁性体から構成され、いわゆるq軸インダクタンスを高くすることで、q軸インダクタンスとd軸インダクタンスの差に起因して発生するリラクタンストルクを増す働きを有する。   Further, like the rotor 60 shown in FIG. 12, the magnetic poles 4 may be disposed between the plurality of field portions 2 with a predetermined distance from each field portion 2. That is, the frame 5 of the rotor 60 includes an inner peripheral portion 52 having a shaft hole 51 through which a rotation shaft can be inserted, a spoke portion 53 that protrudes radially from the outer surface of the inner peripheral portion 52, and the spoke portion 53. The outer peripheral part 54 provided at the tip of the inner peripheral part 52, and the outer peripheral surface of these inner peripheral part 52, the side surface of each spoke part 53, and the inner side surface of the outer peripheral part 54, a total of six fan-shaped A field portion holding hole 55 is provided. A magnetic pole holding hole 56 is formed in each spoke portion 53, and the rectangular parallelepiped magnetic pole 4 is accommodated in the magnetic pole holding hole 56. These magnetic poles 4 are made of a soft magnetic material, and increase the reluctance torque generated due to the difference between the q-axis inductance and the d-axis inductance by increasing the so-called q-axis inductance.

また、各界磁部2において、磁性体コア22の複数の永久磁石片が接する面に、これら永久磁石片を位置決めする凹部又は凸部を設けても良い。このことで、より安定かつ確実に複数の永久磁石片を組み合わせてフレームに固定することができる。   Moreover, in each field part 2, you may provide the recessed part or convex part which positions these permanent magnet pieces in the surface where several permanent magnet pieces of magnetic body core 22 contact | connect. Thus, a plurality of permanent magnet pieces can be combined and fixed to the frame more stably and reliably.

また、上記実施形態では、フレーム1の界磁部保持孔15内に複数の永久磁石片211を収容して押さえ部材3で固定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば円盤形状のフレームに複数の永久磁石片を接着剤を用いて固定してもよい。また、ステータについても任意であり、第2ステータも第3ステータもコイルを有しても良い。   Moreover, in the said embodiment, although the several permanent magnet piece 211 is accommodated in the field part holding | maintenance hole 15 of the flame | frame 1, and it fixes with the pressing member 3, this invention is not limited to this, For example, a plurality of permanent magnet pieces may be fixed to a disk-shaped frame using an adhesive. Further, the stator is also optional, and both the second stator and the third stator may have coils.

また、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得る。同一の作用又は効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良く、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施しても良い。   In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications and variations are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It may be implemented in a form in which any invention specific matter is replaced with another technology within a range where the same action or effect occurs, or the invention specific matter configured integrally may be constituted by a plurality of members. In addition, the invention specific items constituted by a plurality of members may be implemented in an integrated configuration.

100:アキシャルギャップ型回転電機
10、50、60:ロータ
1、5:フレーム
2:界磁部
21、23、24、25、26:永久磁石部
211、231、233、241、243、251、253、261、264:永久磁石片
232、242、252、262、263:内側永久磁石片
22:磁性体コア
3:押さえ部材
20:第一ステータ
30:第二ステータ
40:回転軸
C:回転軸心
M1〜M8:永久磁石
V1〜V6:分割線
S2:斜辺
W1、W3:界磁部のフレーム外周側における幅
W2、W4:界磁部のフレーム回転軸心側における幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Axial gap type rotary electric machine 10, 50, 60: Rotor 1, 5: Frame 2: Field part 21, 23, 24, 25, 26: Permanent magnet part 211, 231, 233, 241, 243, 251, 253 , 261, 264: Permanent magnet pieces 232, 242, 252, 262, 263: Inner permanent magnet pieces 22: Magnetic core 3: Pressing member 20: First stator 30: Second stator 40: Rotating axis C: Rotating axis M1 to M8: permanent magnets V1 to V6: parting line S2: hypotenuse W1, W3: width W2 of the field part on the frame outer periphery side, W4: width of the field part on the frame rotation axis side

Claims (11)

回転軸を中心に回転可能なフレームと、該フレームの回転軸心の周りに配設され、軸方向端面に磁極面を有する複数の界磁部と、を備えたアキシャルギャップ型回転電機用ロータであって、
前記各界磁部が、直角台形または直角三角形の磁極面を有する二つの永久磁石片を、前記フレームの外周側における幅が前記回転軸心側における幅よりも大きくなるように並べて構成されており、
前記二つの永久磁石片が、矩形の磁極面を有する永久磁石をその側辺に対し傾斜する分割線で二等分して形成されていることを特徴としたアキシャルギャップ型回転電機用ロータ。
A rotor for an axial gap type rotating electrical machine, comprising: a frame rotatable around a rotation axis; and a plurality of field portions disposed around an axis of rotation of the frame and having a magnetic pole surface on an axial end surface. There,
Each field part is configured by arranging two permanent magnet pieces having right-angled trapezoidal or right-angled triangular magnetic pole faces so that the width on the outer peripheral side of the frame is larger than the width on the rotation axis side,
A rotor for an axial gap type rotating electrical machine, wherein the two permanent magnet pieces are formed by dividing a permanent magnet having a rectangular magnetic pole surface into two equal parts by a dividing line inclined with respect to the side thereof.
前記二つの永久磁石片の間に、矩形の磁極面を有する内側永久磁石片が配置されている請求項1に記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータ。   The rotor for an axial gap type rotating electrical machine according to claim 1, wherein an inner permanent magnet piece having a rectangular magnetic pole face is disposed between the two permanent magnet pieces. 回転軸を中心に回転可能なフレームと、該フレームの回転軸心の周りに配設され、軸方向端面に磁極面を有する複数の界磁部と、を備えたアキシャルギャップ型回転電機用ロータであって、
前記各界磁部が、直角台形または直角三角形の磁極面を有する二つの永久磁石片と、該二つの永久磁石片の間に配される等脚台形の磁極面を有する一つの内側永久磁石片とを、前記フレームの外周側における幅が前記回転軸心側における幅よりも大きくなるように並べて構成されており、
前記二つの永久磁石片および前記一つの内側永久磁石片が、矩形の磁極面を有する永久磁石をその側辺に対し等角度で傾斜する二つの分割線で分割して形成されていることを特徴としたアキシャルギャップ型回転電機用ロータ。
A rotor for an axial gap type rotating electrical machine, comprising: a frame rotatable around a rotation axis; and a plurality of field portions disposed around an axis of rotation of the frame and having a magnetic pole surface on an axial end surface. There,
Each of the field portions has two permanent magnet pieces each having a right trapezoid or right triangle pole face, and one inner permanent magnet piece having an isosceles trapezoid pole face disposed between the two permanent magnet pieces; Are arranged side by side so that the width on the outer peripheral side of the frame is larger than the width on the rotational axis side,
The two permanent magnet pieces and the one inner permanent magnet piece are formed by dividing a permanent magnet having a rectangular magnetic pole surface by two dividing lines inclined at an equal angle with respect to the side thereof. Axial gap type rotating electrical machine rotor.
回転軸を中心に回転可能なフレームと、該フレームの回転軸心の周りに配設され、軸方向端面に磁極面を有する複数の界磁部と、を備えたアキシャルギャップ型回転電機用ロータであって、
前記各界磁部が、直角台形または直角三角形の磁極面を有する二つの永久磁石片と、該二つの永久磁石片の間に配される直角台形または直角三角形の磁極面を有する二つの内側永久磁石片とを、前記フレームの外周側における幅が前記回転軸心側における幅よりも大きくなるように並べて構成されており、
前記二つの永久磁石片が、矩形の磁極面を有する一の永久磁石をその側辺に対し傾斜する分割線で二等分して形成され、
前記二つの内側永久磁石片が、矩形の磁極面を有する他の永久磁石をその側辺に対し傾斜する分割線で二等分して形成されていることを特徴としたアキシャルギャップ型回転電機用ロータ。
A rotor for an axial gap type rotating electrical machine, comprising: a frame rotatable around a rotation axis; and a plurality of field portions disposed around an axis of rotation of the frame and having a magnetic pole surface on an axial end surface. There,
Two permanent magnet pieces each having a right trapezoid or right triangle pole face, and two inner permanent magnets having a right trapezoid or right triangle pole face disposed between the two permanent magnet pieces. The pieces are arranged side by side so that the width on the outer peripheral side of the frame is larger than the width on the rotation axis side,
The two permanent magnet pieces are formed by dividing a permanent magnet having a rectangular magnetic pole surface into two equal parts by a dividing line inclined with respect to the side thereof,
For the axial gap type rotating electrical machine, wherein the two inner permanent magnet pieces are formed by equally dividing another permanent magnet having a rectangular magnetic pole surface by a dividing line inclined with respect to the side thereof. Rotor.
前記二つの永久磁石片がその斜辺同士を対向させて並べられている請求項1〜請求項4のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータ。   The rotor for an axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the two permanent magnet pieces are arranged with their hypotenuses facing each other. 前記永久磁石片と前記内側永久磁石片との対向辺の長さが略同じである請求項2〜請求項5のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータ。   The rotor for an axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 5, wherein the lengths of the opposing sides of the permanent magnet piece and the inner permanent magnet piece are substantially the same. 前記内側永久磁石片の残留磁束密度が、前記永久磁石片の残留磁束密度よりも大きい請求項2〜請求項6のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータ。   The rotor for an axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 6, wherein a residual magnetic flux density of the inner permanent magnet piece is larger than a residual magnetic flux density of the permanent magnet piece. 前記内側永久磁石片の保磁力が、前記永久磁石片の保磁力よりも小さい請求項2〜請求項6のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータ。   The rotor for an axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 6, wherein a coercive force of the inner permanent magnet piece is smaller than a coercive force of the permanent magnet piece. 前記フレームの回転方向後進側の永久磁石片の保磁力が、該フレームの回転方向前進側の永久磁石片の保磁力よりも大きい請求項1〜請求項6のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータ。   The axial gap type rotation according to any one of claims 1 to 6, wherein the coercive force of the permanent magnet piece on the reverse side in the rotational direction of the frame is larger than the coercive force of the permanent magnet piece on the forward side in the rotational direction of the frame. Electric rotor. 前記各界磁部が、前記永久磁石片または内側永久磁石片に重ねられた略扇形状の磁性体コアを備えている請求項1〜請求項9のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータ。   10. The rotor for an axial gap type rotating electrical machine according to claim 1, wherein each of the field magnet portions includes a substantially fan-shaped magnetic core superimposed on the permanent magnet piece or the inner permanent magnet piece. . 前記永久磁石が、Nd−Fe−B系焼結磁石である請求項1〜請求項10のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータ。   The rotor for an axial gap type rotating electric machine according to any one of claims 1 to 10, wherein the permanent magnet is an Nd-Fe-B sintered magnet.
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