JP2013099050A - Rotor of permanent magnet rotary electric machine and permanent magnet rotary electric machine - Google Patents

Rotor of permanent magnet rotary electric machine and permanent magnet rotary electric machine Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor of a permanent magnet rotary electric machine that is excellent in heat dissipation and is easily reduced in weight, and to provide a permanent magnet rotary electric machine provided with the same.SOLUTION: A rotor 1 of a permanent magnet rotary electric machine has: a rotor core 2 that has a plurality of laminated magnetic steel sheets; and a plurality of permanent magnets 3 that are axially embedded in the rotor core 2. The rotor core 2 has axial holes 24, each axially opening on an inner side of each permanent magnet 3. At two respective ends of the rotor core 2, a pair of end plates 4 is disposed that axially sandwiches the rotor core 2 therebetween. The end plates 4 are arranged so as to cover at least part of each permanent magnet 3 and expose at least part of an opening of each axial hole 24.

Description

本発明は、複数の磁性鋼板を積層してなるロータコアと該ロータコアに対して軸方向に埋め込まれた複数の永久磁石とを有する永久磁石式回転電機の回転子、及びこれを備えた永久磁石式回転電機に関する。   The present invention relates to a rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine having a rotor core formed by laminating a plurality of magnetic steel sheets and a plurality of permanent magnets embedded in the axial direction with respect to the rotor core, and a permanent magnet type equipped with the rotor It relates to a rotating electrical machine.

永久磁石式回転電機の回転子は、一般に、複数の磁性鋼板を積層してなるロータコアと該ロータコアに対して軸方向に埋め込まれた複数の永久磁石とからなる。そして、ロータコアの軸方向の両端には、該ロータコアを軸方向から挟持する一対のエンドプレートが配設されている。これにより、複数の磁性鋼板を一体化させておくと共に、永久磁石を軸方向から保持することができる(特許文献1、2、3)。   A rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine generally includes a rotor core formed by laminating a plurality of magnetic steel plates and a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core in the axial direction. A pair of end plates that sandwich the rotor core from the axial direction are disposed at both ends of the rotor core in the axial direction. Thereby, while integrating a some magnetic steel plate, a permanent magnet can be hold | maintained from an axial direction (patent document 1, 2, 3).

かかる回転子を備える永久磁石式回転電機は、回転子の外周に配された固定子のコイルに通電して、回転子を回転させる。このとき、回転子は、鉄損等によって発熱し、その温度が上昇することがある。特に、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載される永久磁石式回転電機においては、駆動電力の電圧が高く、回転子が温度上昇しやすい。
なお、特許文献3には、ロータコアにスリットを設けて回転子の冷却効率を高める旨が記載されている。
A permanent magnet type rotating electrical machine including such a rotor energizes a stator coil disposed on the outer periphery of the rotor to rotate the rotor. At this time, the rotor may generate heat due to iron loss or the like, and its temperature may increase. In particular, in a permanent magnet type rotating electrical machine mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like, the voltage of driving power is high and the temperature of the rotor is likely to rise.
Patent Document 3 describes that a rotor core is provided with a slit to increase the cooling efficiency of the rotor.

特開2010−142038号公報JP 2010-142038 A 特開平6−86488号公報JP-A-6-86488 特開2008−187778号公報JP 2008-187778 A

しかしながら、引用文献3に記載の回転子は、スリットを、永久磁石の外側であって、ロータコアの外周端部付近に設けている。それゆえ、回転子の外周部付近の冷却効率を向上させることはできても、回転子の内周部からの放熱を効率的に行うことはできない。つまり、回転子の内部にこもった熱を放出することが困難となる。それゆえ、永久磁石式回転電機の高出力化に伴って顕著となるロータコア及び永久磁石の温度上昇を抑制することが困難となる。   However, in the rotor described in the cited document 3, the slit is provided outside the permanent magnet and in the vicinity of the outer peripheral end of the rotor core. Therefore, even if the cooling efficiency in the vicinity of the outer peripheral portion of the rotor can be improved, the heat radiation from the inner peripheral portion of the rotor cannot be efficiently performed. That is, it becomes difficult to release the heat accumulated inside the rotor. Therefore, it becomes difficult to suppress the temperature rise of the rotor core and the permanent magnet, which becomes conspicuous as the output of the permanent magnet type rotating electrical machine increases.

また、引用文献3に記載の回転子は、エンドプレートが、ロータコアにおける永久磁石の配置部分からその内側の領域のほぼ全面を覆うように設けられている。それゆえ、エンドプレートの重量が大きくなり、回転子の重量が大きくなってしまう。つまり、回転子のイナーシャが大きくなり、永久磁石式回転電機の応答性の低下を招くおそれがある。   Further, the rotor described in the cited document 3 is provided so that the end plate covers almost the entire area inside the area from the permanent magnet arrangement portion in the rotor core. Therefore, the weight of the end plate increases and the weight of the rotor increases. That is, there is a possibility that the inertia of the rotor is increased and the response of the permanent magnet type rotating electrical machine is lowered.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、放熱性に優れると共に軽量化が容易な永久磁石式回転電機の回転子、及びこれを備えた永久磁石式回転電機を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a background, and is intended to provide a rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine that has excellent heat dissipation and is easy to reduce in weight, and a permanent magnet type rotating electrical machine including the same. is there.

本発明の一態様は、複数の磁性鋼板を積層してなるロータコアと、該ロータコアに対して回転軸の軸方向に埋め込まれた複数の永久磁石とを有する、永久磁石式回転電機の回転子であって、
上記ロータコアは、上記永久磁石よりも内周側において軸方向に開口した軸方向孔を有し、
上記ロータコアの軸方向の両端には、該ロータコアを軸方向から挟持する一対のエンドプレートが配設されており、
該エンドプレートは、上記永久磁石の少なくとも一部を覆うと共に上記軸方向孔の開口部の少なくとも一部を露出させるように配置されていることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子にある(請求項1)。
One aspect of the present invention is a rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine having a rotor core formed by laminating a plurality of magnetic steel plates and a plurality of permanent magnets embedded in the axial direction of the rotation shaft with respect to the rotor core. There,
The rotor core has an axial hole that opens in the axial direction on the inner peripheral side of the permanent magnet,
A pair of end plates that sandwich the rotor core from the axial direction are disposed at both axial ends of the rotor core,
The end plate is disposed in a rotor of a permanent magnet type rotating electric machine, wherein the end plate covers at least a part of the permanent magnet and is disposed so as to expose at least a part of the opening of the axial hole. (Claim 1).

本発明の他の態様は、上記回転子と、該回転子の外周に配された固定子とを備えてなることを特徴とする永久磁石式回転電機にある(請求項7)。   According to another aspect of the present invention, there is provided a permanent magnet type rotating electrical machine including the rotor and a stator disposed on an outer periphery of the rotor.

上記永久磁石式回転電機の回転子においては、エンドプレートが、上記永久磁石の少なくとも一部を覆うと共に上記軸方向孔の開口部の少なくとも一部を露出させるように配置されている。これにより、エンドプレートによって永久磁石を軸方向から確実に押さえつつ、エンドプレートが軸方向孔を塞がないようにすることができる。
そして、軸方向孔は、ロータコアにおける永久磁石よりも内周側に形成されている。そのため、軸方向孔を通じて回転子を内側から放熱しやすく、回転子の温度上昇を効果的に抑制することができる。
In the rotor of the permanent magnet type rotating electrical machine, the end plate is disposed so as to cover at least a part of the permanent magnet and to expose at least a part of the opening of the axial hole. Thereby, it is possible to prevent the end plate from blocking the axial hole while reliably pressing the permanent magnet from the axial direction by the end plate.
And the axial direction hole is formed in the inner peripheral side rather than the permanent magnet in a rotor core. Therefore, it is easy to radiate the rotor from the inside through the axial hole, and the temperature rise of the rotor can be effectively suppressed.

つまり、ロータコアにおける永久磁石よりも内周側に軸方向孔が形成されており、この軸方向孔を塞がないようにエンドプレートが配設されている。それゆえ、軸方向孔に空気を通すことができ、この流通する空気を介して回転子の熱を内部から放出することができる。それゆえ、回転子の放熱を効率的に行うことができる。   That is, the axial hole is formed on the inner peripheral side of the permanent magnet in the rotor core, and the end plate is disposed so as not to block the axial hole. Therefore, air can be passed through the axial hole, and heat of the rotor can be released from the inside through this circulating air. Therefore, the heat radiation of the rotor can be performed efficiently.

また、エンドプレートは、上記軸方向孔の開口部の少なくとも一部を露出させるように配置されている。つまり、永久磁石の配設位置よりも内周側の部位において、エンドプレートの存在しない部位を設けることとなる。その分だけ、エンドプレートの重量を小さくすることができ、回転子の軽量化を図ることができる。つまり、回転子のイナーシャを小さくすることができ、永久磁石式回転電機の応答性を向上させることができる。   Further, the end plate is disposed so as to expose at least a part of the opening of the axial hole. That is, a portion where the end plate does not exist is provided at a portion on the inner peripheral side with respect to the arrangement position of the permanent magnet. Accordingly, the weight of the end plate can be reduced, and the weight of the rotor can be reduced. That is, the inertia of the rotor can be reduced, and the responsiveness of the permanent magnet type rotating electrical machine can be improved.

以上のごとく、本発明によれば、放熱性に優れると共に軽量化が容易な永久磁石式回転電機の回転子、及びこれを備えた永久磁石式回転電機を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine that is excellent in heat dissipation and easy in weight reduction, and a permanent magnet type rotating electrical machine including the rotor.

実施例1における、永久磁石式回転電機の断面図。Sectional drawing of the permanent magnet type rotary electric machine in Example 1. FIG. 実施例1における、回転子の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the rotor in the first embodiment. 図2のA−A線矢視断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. 実施例1における、回転子の部分拡大断面図。FIG. 3 is a partial enlarged cross-sectional view of the rotor in the first embodiment. 実施例1における、回転子の部分拡大平面図。FIG. 3 is a partially enlarged plan view of the rotor in the first embodiment. 実施例2における、回転子の断面図。Sectional drawing of the rotor in Example 2. FIG. 実施例2における、回転子の部分拡大平面図。The partial enlarged plan view of the rotor in Example 2. FIG. 図7のB−B線矢視断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 7. 実施例3における、回転子の部分拡大平面図。FIG. 6 is a partially enlarged plan view of a rotor in Embodiment 3. 図9のC−C線矢視断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 9. 実施例4における、回転子の断面図。Sectional drawing of the rotor in Example 4. FIG.

上記永久磁石式回転電機の回転子において、上記ロータコアの軸方向の両端に配された上記エンドプレートのそれぞれは、一体形成されていてもよいし、複数に分割されて形成されていてもよい。
また、上記軸方向孔は、開口部の全体がエンドプレートから露出していることが好ましいが、一部のみ露出していてもよい。また、上記ロータコアに複数の上記軸方向孔が形成されている場合において、そのすべての軸方向孔の開口部がエンドプレートから露出していることが好ましいが、一部の軸方向孔の開口部が露出している状態であってもよい。
In the rotor of the permanent magnet type rotating electrical machine, each of the end plates arranged at both ends of the rotor core in the axial direction may be formed integrally or divided into a plurality of parts.
Moreover, although it is preferable that the whole opening part is exposed from the end plate, only a part of the axial hole may be exposed. Further, in the case where a plurality of the axial holes are formed in the rotor core, it is preferable that the openings of all the axial holes are exposed from the end plate, but the openings of some of the axial holes May be exposed.

また、上記エンドプレートは環状であり、該エンドプレートの内周側において、上記軸方向孔の開口部の少なくとも一部を露出させるように配置されていることが好ましい(請求項2)。この場合には、エンドプレートの重量をさらに小さくすることができ、回転子の更なる軽量化を図ることができる。   Preferably, the end plate is annular, and is arranged so as to expose at least a part of the opening of the axial hole on the inner peripheral side of the end plate. In this case, the weight of the end plate can be further reduced, and the weight of the rotor can be further reduced.

また、上記軸方向孔は、上記ロータコアを軸方向に貫通していることが好ましい(請求項3)。この場合には、上記軸方向孔を、一方の開口部から他方の開口部へ空気が流れるため、回転子の放熱性を向上させることができる。   Further, it is preferable that the axial hole penetrates the rotor core in the axial direction. In this case, since air flows from one opening to the other through the axial hole, the heat dissipation of the rotor can be improved.

また、上記軸方向孔は、上記ロータコアにおける上記永久磁石を収容する磁石収容孔と連続して形成されていることが好ましい(請求項4)。この場合には、軸方向孔を流通する空気が上記永久磁石に接触することとなるため、永久磁石を効率的に冷却することができ、永久磁石の温度上昇を効果的に抑制することができる。これにより、永久磁石の磁力の低下をより確実に防ぎ、永久磁石式回転電機の出力低下を確実に防ぐことができる。   Moreover, it is preferable that the said axial direction hole is continuously formed with the magnet accommodation hole which accommodates the said permanent magnet in the said rotor core. In this case, since the air flowing through the axial hole comes into contact with the permanent magnet, the permanent magnet can be efficiently cooled, and the temperature increase of the permanent magnet can be effectively suppressed. . Thereby, the fall of the magnetic force of a permanent magnet can be prevented more reliably, and the output fall of a permanent magnet type rotary electric machine can be prevented reliably.

また、上記エンドプレートは、上記永久磁石の全体を覆っていてもよい(請求項5)。この場合には、上記エンドプレートによって上記永久磁石を、軸方向に、より確実に保持することができる。   The end plate may cover the entire permanent magnet. In this case, the permanent magnet can be more securely held in the axial direction by the end plate.

また、上記エンドプレートは非磁性体からなることが好ましい(請求項6)。この場合には、永久磁石が発生させる磁束が回転子から軸方向へ漏れることを抑制することができる。これにより、永久磁石式回転電機の出力効率を向上させることができる。
また、上記エンドプレートの材質として非磁性体金属を用いた場合には、樹脂等を用いる場合に比べ、厚みを小さくしてもエンドプレートの充分な剛性を得やすく、その分、回転体の軽量化を図ることができる。さらには、非磁性体金属からなるエンドプレートを介して放熱することもでき、回転体の放熱性をより向上させることができる。
The end plate is preferably made of a nonmagnetic material. In this case, the magnetic flux generated by the permanent magnet can be prevented from leaking from the rotor in the axial direction. Thereby, the output efficiency of a permanent magnet type rotating electrical machine can be improved.
In addition, when a non-magnetic metal is used as the material of the end plate, sufficient rigidity of the end plate can be easily obtained even if the thickness is reduced, compared with the case of using a resin or the like. Can be achieved. Furthermore, heat can be radiated through an end plate made of a non-magnetic metal, and the heat dissipation of the rotating body can be further improved.

(実施例1)
実施例にかかる永久磁石式回転電機の回転子、及びこれを備えた永久磁石式回転電機について、図1〜図5を用いて説明する。
本例の永久磁石式回転電機10は、図1に示すごとく、回転子1とその外周に配された固定子100とを備えてなる。
そして、図2、図3に示すごとく、回転子1は、複数の磁性鋼板20を積層してなるロータコア2と該ロータコア2に対して軸方向に埋め込まれた複数の永久磁石3とを有する。
Example 1
A rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine according to an embodiment and a permanent magnet type rotating electrical machine including the same will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the permanent magnet type rotating electrical machine 10 of the present example includes a rotor 1 and a stator 100 disposed on the outer periphery thereof.
As shown in FIGS. 2 and 3, the rotor 1 includes a rotor core 2 formed by laminating a plurality of magnetic steel plates 20 and a plurality of permanent magnets 3 embedded in the rotor core 2 in the axial direction.

ロータコア2は、永久磁石3よりも内周側において軸方向に開口した軸方向孔24を有する。本例において、軸方向孔24は、ロータコア2を軸方向に貫通している。
ロータコア2の軸方向の両端には、ロータコア2を軸方向から挟持する一対のエンドプレート4が配設されている。
図4、図5に示すごとく、エンドプレート4は、永久磁石3の少なくとも一部を覆うと共に軸方向孔24の開口部の少なくとも一部を露出させるように配置されている。
The rotor core 2 has an axial hole 24 that opens in the axial direction on the inner peripheral side of the permanent magnet 3. In this example, the axial hole 24 penetrates the rotor core 2 in the axial direction.
A pair of end plates 4 that sandwich the rotor core 2 from the axial direction are disposed at both ends of the rotor core 2 in the axial direction.
As shown in FIGS. 4 and 5, the end plate 4 is disposed so as to cover at least part of the permanent magnet 3 and to expose at least part of the opening of the axial hole 24.

図2に示すごとく、複数の永久磁石3は、回転子1の外周部付近において、周方向に並んで配設されている。ロータコア2の周方向に互いの内周側端部31を近接させて配置された一対の永久磁石3同士は、ロータコア2の外周へ向かうにつれて互いに離れるように配置されている。
ロータコア2は、永久磁石3を挿入配置する磁石収容孔21を備えると共に、該磁石収容孔21は外周へ開放している。
As shown in FIG. 2, the plurality of permanent magnets 3 are arranged in the circumferential direction in the vicinity of the outer peripheral portion of the rotor 1. A pair of permanent magnets 3 arranged with their inner peripheral side end portions 31 close to each other in the circumferential direction of the rotor core 2 are arranged so as to be separated from each other toward the outer periphery of the rotor core 2.
The rotor core 2 includes a magnet accommodation hole 21 into which the permanent magnet 3 is inserted and disposed, and the magnet accommodation hole 21 is open to the outer periphery.

図4に示すごとく、磁性鋼板20(ロータコア2)は、互いに周方向に近接するとともに縁部に連通する一対の磁石収容孔21における内周側端部212の間に形成されたブリッジ部22と、該ブリッジ部22よりも外周側の部分であって一対の磁石収容孔21の間に形成された半島部23とを有する。   As shown in FIG. 4, the magnetic steel plate 20 (the rotor core 2) includes a bridge portion 22 formed between the inner peripheral side end portions 212 of the pair of magnet housing holes 21 that are close to each other in the circumferential direction and communicate with the edge portion. And a peninsula portion 23 which is a portion on the outer peripheral side of the bridge portion 22 and formed between the pair of magnet housing holes 21.

各永久磁石3は、軸方向から見た形状が略長方形であり、その長辺部分の面が磁極面となっている。そして、隣り合う一対の永久磁石3によって一つの磁極を構成するように配置されている。つまり、互いの内周側端部31を近接させて配置された一対の永久磁石3同士は、同じ磁極(N極又はS極)の磁極面を外周側に向けて配置してある。この対の永久磁石3(磁石対30)が、図2に示すごとく、ロータコア2の周方向に複数対、配置されている。また、複数の磁石対30は、外周側の磁極が交互にN極とS極となるように配置されている。また、これら複数の磁石対30は、等間隔で周状に配列されている。   Each permanent magnet 3 has a substantially rectangular shape when viewed from the axial direction, and the surface of the long side portion is a magnetic pole surface. And it arrange | positions so that one magnetic pole may be comprised by a pair of adjacent permanent magnet 3. FIG. That is, the pair of permanent magnets 3 arranged with the inner peripheral side end portions 31 close to each other are arranged with the same magnetic pole surface (N pole or S pole) facing the outer peripheral side. A plurality of pairs of the permanent magnets 3 (magnet pairs 30) are arranged in the circumferential direction of the rotor core 2 as shown in FIG. The plurality of magnet pairs 30 are arranged such that the magnetic poles on the outer peripheral side are alternately N and S poles. The plurality of magnet pairs 30 are arranged circumferentially at equal intervals.

かかる回転子1における永久磁石3の配置に対応する配置で、ロータコア2には磁石収容孔21が形成されている。
なお、ロータコア2の中央部には、出力軸を貫通させる軸孔25が形成されている。
Magnet arrangement holes 21 are formed in the rotor core 2 in an arrangement corresponding to the arrangement of the permanent magnets 3 in the rotor 1.
A shaft hole 25 that penetrates the output shaft is formed at the center of the rotor core 2.

図2、図4に示すごとく、ロータコア2に設けられた磁石収容孔21は、磁石収容孔21と外周縁とを連通する連通部211を備える。この連通部211が形成されていることによって、永久磁石3から出る磁束がロータコア2内において永久磁石3の周囲を回って短絡すること(磁束漏洩)を防ぐことができる。   As shown in FIGS. 2 and 4, the magnet accommodation hole 21 provided in the rotor core 2 includes a communication portion 211 that communicates the magnet accommodation hole 21 with the outer peripheral edge. By forming the communication portion 211, it is possible to prevent the magnetic flux emitted from the permanent magnet 3 from being short-circuited around the permanent magnet 3 in the rotor core 2 (magnetic flux leakage).

また、軸方向孔24は、磁石収容孔21と連続して形成されている。具体的には、軸方向孔24は、磁石収容孔21の内周側端部212における内周側の角部に形成されている。すなわち、磁石収容孔21に永久磁石3を配置したとき、永久磁石3の内周側端部31における内周側の角部(内周側角部312)に面するように、軸方向孔24が形成されることとなる。   The axial hole 24 is formed continuously with the magnet housing hole 21. Specifically, the axial hole 24 is formed at an inner peripheral corner of the inner peripheral end 212 of the magnet housing hole 21. That is, when the permanent magnet 3 is arranged in the magnet housing hole 21, the axial hole 24 faces the inner peripheral corner (inner peripheral corner 312) at the inner peripheral end 31 of the permanent magnet 3. Will be formed.

そして、図3、図5に示すごとく、エンドプレート4は、永久磁石3の大部分を軸方向から覆うと共に、軸方向孔24の開口部を一部露出させた状態で、ロータコア2の軸方向両端部に配置されている。すなわち、エンドプレート4は、図2、図5に示すごとく、円環状に形成されており、その外周端縁41を永久磁石3の外周側角部311付近に配置し、内周端縁42を永久磁石3の内周側角部312付近に配置している。そして、この内周端縁42の内周側において、軸方向孔24の開口部の一部が露出している。   As shown in FIGS. 3 and 5, the end plate 4 covers the majority of the permanent magnet 3 from the axial direction, and the axial direction of the rotor core 2 with the opening of the axial hole 24 partially exposed. It is arranged at both ends. That is, as shown in FIGS. 2 and 5, the end plate 4 is formed in an annular shape, and the outer peripheral edge 41 is disposed near the outer peripheral side corner 311 of the permanent magnet 3, and the inner peripheral edge 42 is formed. The permanent magnet 3 is disposed in the vicinity of the inner peripheral corner 312. A part of the opening of the axial hole 24 is exposed on the inner peripheral side of the inner peripheral edge 42.

本例において、エンドプレート4は、外周端縁41を永久磁石3の外周側角部311よりも内周側に配し、内周端縁42を永久磁石3の内周側角部312よりも外周側に配している。
また、エンドプレート4は非磁性体からなり、例えば、アルミニウム、ステンレス、真鍮等の金属板を用いることができる。
In this example, the end plate 4 is arranged with the outer peripheral edge 41 on the inner peripheral side with respect to the outer peripheral corner 311 of the permanent magnet 3, and the inner peripheral edge 42 with respect to the inner peripheral corner 312 of the permanent magnet 3. Arranged on the outer periphery.
The end plate 4 is made of a non-magnetic material, and for example, a metal plate such as aluminum, stainless steel, or brass can be used.

また、積層された複数の磁性鋼板20を軸方向の両端から挟持した一対のエンドプレート4は、例えば図5に示すようにリベット11等によって、軸方向にかしめられている。すなわち、回転子1は、軸方向の両端に配された一対のエンドプレート4と複数の磁性鋼板20を軸方向に貫通させた複数のリベット11によって、一体化することができる。この場合、リベット11は、ロータコア2における半島部23に配置することが好ましい。この場合には、磁性鋼板20のなかでも最も変形しやすい半島部23の反りによるロータコア2の軸方向寸法の拡大を効果的に防ぐことができる。
なお、図1〜4においてはリベットを省略した。また、ロータコア2へのエンドプレート4の固定手段は、特にリベットに限定されるものではない。
Further, a pair of end plates 4 sandwiching a plurality of laminated magnetic steel plates 20 from both ends in the axial direction are caulked in the axial direction by rivets 11 as shown in FIG. 5, for example. That is, the rotor 1 can be integrated by a plurality of rivets 11 having a pair of end plates 4 arranged at both ends in the axial direction and a plurality of magnetic steel plates 20 penetrating in the axial direction. In this case, the rivet 11 is preferably disposed on the peninsula portion 23 in the rotor core 2. In this case, it is possible to effectively prevent the axial dimension of the rotor core 2 from expanding due to the warp of the peninsula portion 23 that is most easily deformed among the magnetic steel plates 20.
Note that rivets are omitted in FIGS. Further, the means for fixing the end plate 4 to the rotor core 2 is not particularly limited to rivets.

本例の永久磁石式回転電機10は、図1に示すごとく、上記のような構成の回転子1を、環状に形成された固定子100の内側に配置してなる。
固定子100は、環状のステータコア101と、該ステータコア101の内周に複数配列されたティース102間のスロットに施されたコイル103とを備えている。
なお、本例の永久磁石式回転電機10は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載される。
As shown in FIG. 1, the permanent magnet type rotating electrical machine 10 of the present example is configured by arranging the rotor 1 having the above-described configuration inside a stator 100 formed in an annular shape.
The stator 100 includes an annular stator core 101 and a coil 103 provided in a slot between teeth 102 arranged in a plurality on the inner periphery of the stator core 101.
In addition, the permanent magnet type rotary electric machine 10 of this example is mounted in vehicles, such as an electric vehicle and a hybrid vehicle, for example.

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記回転子1においては、エンドプレート4が、永久磁石3の少なくとも一部を覆うと共に軸方向孔24の開口部の少なくとも一部を露出させるように配置されている。これにより、エンドプレート4によって永久磁石3を軸方向から確実に押さえつつ、エンドプレート4が軸方向孔24を塞がないようにすることができる。
そして、軸方向孔24は、ロータコア2における永久磁石3よりも内周側に形成されている。そのため、軸方向孔24を通じて回転子1を内側から放熱しやすく、回転子1の温度上昇を効果的に抑制することができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
In the rotor 1, the end plate 4 is disposed so as to cover at least a part of the permanent magnet 3 and expose at least a part of the opening of the axial hole 24. Thereby, it is possible to prevent the end plate 4 from blocking the axial hole 24 while reliably pressing the permanent magnet 3 from the axial direction by the end plate 4.
The axial hole 24 is formed on the inner peripheral side of the permanent magnet 3 in the rotor core 2. Therefore, it is easy to radiate the rotor 1 from the inside through the axial hole 24, and the temperature rise of the rotor 1 can be effectively suppressed.

つまり、ロータコア2における永久磁石3よりも内周側に軸方向孔24が形成されており、この軸方向孔24を塞がないようにエンドプレート4が配設されている。それゆえ、軸方向孔24に空気を通すことができ、この流通する空気を介して回転子1の熱を内部から放出することができる。それゆえ、回転子1の放熱を効率的に行うことができる。   That is, an axial hole 24 is formed on the inner peripheral side of the rotor core 2 relative to the permanent magnet 3, and the end plate 4 is disposed so as not to block the axial hole 24. Therefore, air can be passed through the axial hole 24, and the heat of the rotor 1 can be released from the inside through this circulating air. Therefore, the heat radiation of the rotor 1 can be performed efficiently.

また、エンドプレート4は、軸方向孔24の開口部の少なくとも一部を露出させるように配置されている。つまり、永久磁石3の配設位置よりも内周側の部位において、エンドプレート4の存在しない部位を設けることとなる。その分だけ、エンドプレートの重量を小さくすることができ、回転子1の軽量化を図ることができる。つまり、回転子1のイナーシャを小さくすることができ、永久磁石式回転電機10の応答性を向上させることができる。   The end plate 4 is disposed so as to expose at least a part of the opening of the axial hole 24. That is, a portion where the end plate 4 does not exist is provided at a portion on the inner peripheral side with respect to the arrangement position of the permanent magnet 3. Accordingly, the weight of the end plate can be reduced, and the weight of the rotor 1 can be reduced. That is, the inertia of the rotor 1 can be reduced, and the responsiveness of the permanent magnet type rotating electrical machine 10 can be improved.

また、軸方向孔24は、ロータコア2を軸方向に貫通しているため、軸方向孔24を、一方の開口部から他方の開口部へ空気が流れるため、回転子1の放熱性を向上させることができる。   Further, since the axial hole 24 penetrates the rotor core 2 in the axial direction, air flows through the axial hole 24 from one opening to the other opening, so that the heat dissipation of the rotor 1 is improved. be able to.

また、軸方向孔24は、ロータコア2における磁石収容孔21と連続して形成されている。それゆえ、軸方向孔24を流通する空気が永久磁石3に接触することとなるため、永久磁石3を効率的に冷却することができ、永久磁石3の温度上昇を効果的に抑制することができる。これにより、永久磁石3の磁力の低下をより確実に防ぎ、永久磁石式回転電機10の出力低下を確実に防ぐことができる。   The axial hole 24 is formed continuously with the magnet housing hole 21 in the rotor core 2. Therefore, since the air flowing through the axial hole 24 comes into contact with the permanent magnet 3, the permanent magnet 3 can be efficiently cooled, and the temperature rise of the permanent magnet 3 can be effectively suppressed. it can. Thereby, the fall of the magnetic force of the permanent magnet 3 can be prevented more reliably, and the output fall of the permanent magnet type rotary electric machine 10 can be prevented reliably.

また、エンドプレート4は非磁性体からなるため、永久磁石3が発生させる磁束が回転子1から軸方向へ漏れることを抑制することができる。これにより、永久磁石式回転電機10の出力効率を向上させることができる。   Further, since the end plate 4 is made of a non-magnetic material, the magnetic flux generated by the permanent magnet 3 can be prevented from leaking from the rotor 1 in the axial direction. Thereby, the output efficiency of the permanent magnet type rotating electrical machine 10 can be improved.

また、エンドプレート4の材質として非磁性体金属を用いているため、樹脂等を用いる場合に比べ、厚みを小さくしてもエンドプレート4の充分な剛性を得やすく、その分、回転体1の軽量化を図ることができる。さらには、非磁性体金属からなるエンドプレート4を介して放熱することもでき、回転体1の放熱性をより向上させることができる。   Further, since a non-magnetic metal is used as the material of the end plate 4, it is easy to obtain sufficient rigidity of the end plate 4 even if the thickness is reduced compared to the case of using a resin or the like. Weight reduction can be achieved. Furthermore, heat can be radiated through the end plate 4 made of a non-magnetic metal, and the heat dissipation of the rotating body 1 can be further improved.

以上のごとく、本例によれば、放熱性に優れると共に軽量化が容易な永久磁石式回転電機の回転子、及びこれを備えた永久磁石式回転電機を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine that is excellent in heat dissipation and easy in weight reduction, and a permanent magnet type rotating electrical machine including the same.

(実施例2)
本例は、図6〜図8に示すごとく、周方向に分割された複数の分割プレート40によって、エンドプレート4を構成した例である。
つまり、本例の回転子1は、その軸方向の両端に配置されたエンドプレート4のそれぞれを、複数の分割プレート40によって構成してある。そして、複数の分割プレート40は、実施例1(図2)において示した円環状のエンドプレート4を周方向に分割したような形状を有する。すなわち、各分割プレート40は、外周端縁41と内周端縁42とを、回転子1の回転中心軸を中心とした円の一部である円弧形状としている。
(Example 2)
In this example, as shown in FIGS. 6 to 8, the end plate 4 is configured by a plurality of divided plates 40 divided in the circumferential direction.
That is, in the rotor 1 of this example, each of the end plates 4 arranged at both ends in the axial direction is constituted by a plurality of divided plates 40. And the some division | segmentation plate 40 has a shape which divided | segmented the annular end plate 4 shown in Example 1 (FIG. 2) in the circumferential direction. That is, in each divided plate 40, the outer peripheral edge 41 and the inner peripheral edge 42 have an arc shape that is a part of a circle around the rotation center axis of the rotor 1.

各分割プレート40は、隣り合う一対の永久磁石3であって、互いに一つの磁石対30を構成する一対の永久磁石3を一度に軸方向から覆うように配されている。そして、分割プレート40は、永久磁石3を、部分的に覆うように配されている。
また、図7に示すごとく、各分割プレート40は、回転子1の軸方向の反対側に配されたエンドプレート4の分割プレート40と共に、ロータコア2に対して、リベット11によって固定されている。リベット11は、一対の分割プレート40とその間のロータコア2とを貫通すると共に、一対の分割プレート40を軸方向の外側からかしめている。また、リベット11は、ロータコア2の半島部23、すなわち、磁石対30を構成する一対の永久磁石3とロータコア2の外周端縁との間の部分において、ロータコア2を軸方向に貫通している。この位置にリベット11を配置することによって、一対の磁石収容孔の内周側端部212の間に形成されたブリッジ部22における磁性鋼板20の反りを防いでいる。
Each divided plate 40 is a pair of adjacent permanent magnets 3 and is disposed so as to cover a pair of permanent magnets 3 constituting one magnet pair 30 from the axial direction at a time. And the division | segmentation plate 40 is distribute | arranged so that the permanent magnet 3 may be covered partially.
Further, as shown in FIG. 7, each divided plate 40 is fixed to the rotor core 2 by the rivet 11 together with the divided plate 40 of the end plate 4 arranged on the opposite side of the rotor 1 in the axial direction. The rivet 11 penetrates the pair of divided plates 40 and the rotor core 2 therebetween, and caulks the pair of divided plates 40 from the outside in the axial direction. The rivet 11 penetrates the rotor core 2 in the axial direction at a peninsula portion 23 of the rotor core 2, that is, at a portion between the pair of permanent magnets 3 constituting the magnet pair 30 and the outer peripheral edge of the rotor core 2. . By arranging the rivet 11 at this position, the magnetic steel plate 20 is prevented from warping in the bridge portion 22 formed between the inner peripheral side end portions 212 of the pair of magnet housing holes.

また、図8に示すごとく、分割プレート40の周方向の両端には、軸方向へ折り曲げられた屈曲部43が形成されており、該屈曲部43は、磁石収容孔21の連通部211において、永久磁石3の側面に係止されている。これにより、分割プレート40が、ロータコア2に対して、リベット11を中心とした回転方向へ位置ずれすることを防ぐことができる。
その他は、実施例1と同様である。
Further, as shown in FIG. 8, bent portions 43 bent in the axial direction are formed at both ends in the circumferential direction of the dividing plate 40, and the bent portions 43 are formed in the communication portion 211 of the magnet accommodation hole 21. The permanent magnet 3 is locked to the side surface. Thereby, it is possible to prevent the divided plate 40 from being displaced in the rotational direction around the rivet 11 with respect to the rotor core 2.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、エンドプレート4の体積を小さくすることができ、その重量を小さくすることができる。これにより、回転子1の一層の軽量化を図ることができる。つまり、回転子1のイナーシャを一層小さくすることができ、永久磁石式回転電機10の応答性をより向上させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, the volume of the end plate 4 can be reduced and the weight thereof can be reduced. Thereby, further weight reduction of the rotor 1 can be achieved. That is, the inertia of the rotor 1 can be further reduced, and the responsiveness of the permanent magnet type rotating electrical machine 10 can be further improved.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

(実施例3)
本例は、図9、図10に示すごとく、エンドプレート4を構成する各分割プレート40が、永久磁石3の形状に沿った輪郭を一部に有する例である。
すなわち、本例においても、各分割プレート40は、互いに一つの磁石対30を構成する一対の永久磁石3を一度に軸方向から覆うように配されている。そして、分割プレート40は、ロータコア2の磁石収容孔21に収容された永久磁石3を覆う磁石押え部44を2つ備えている。また、分割プレート40は、2つの磁石押え部44を繋ぐように両者の間に形成された連結部45を有する。磁石押え部44は、軸方向から永久磁石3の全面を覆うように配されている。
ただし、磁石押え部44は、永久磁石3の内周側角部312に面して形成された軸方向孔24の開口部を露出させるように配置されている。
(Example 3)
In this example, as shown in FIGS. 9 and 10, each of the divided plates 40 constituting the end plate 4 partially has a contour along the shape of the permanent magnet 3.
That is, also in this example, each divided plate 40 is disposed so as to cover a pair of permanent magnets 3 constituting one magnet pair 30 from the axial direction at a time. The split plate 40 includes two magnet pressing portions 44 that cover the permanent magnet 3 housed in the magnet housing hole 21 of the rotor core 2. Moreover, the division | segmentation plate 40 has the connection part 45 formed between both so that the two magnet pressing parts 44 might be connected. The magnet pressing portion 44 is disposed so as to cover the entire surface of the permanent magnet 3 from the axial direction.
However, the magnet pressing portion 44 is disposed so as to expose the opening portion of the axial hole 24 formed facing the inner peripheral side corner portion 312 of the permanent magnet 3.

また、実施例2と同様に、分割プレート40は、回転子1の軸方向の反対側に配されたエンドプレート4の分割プレート40と共に、図9に示すごとく、ロータコア2に対して、リベット11によって固定されている。リベット11は、分割プレート40における連結部45においてかしめられている。
リベット11は、一対の分割プレート40とその間のロータコア2とを貫通すると共に、一対の分割プレート40を軸方向の外側からかしめている。また、リベット11は、ロータコア2の半島部23において、ロータコア2を軸方向に貫通している。
Further, as in the second embodiment, the split plate 40, together with the split plate 40 of the end plate 4 disposed on the opposite side in the axial direction of the rotor 1, with respect to the rotor core 2 as shown in FIG. It is fixed by. The rivet 11 is caulked at a connecting portion 45 in the divided plate 40.
The rivet 11 penetrates the pair of divided plates 40 and the rotor core 2 therebetween, and caulks the pair of divided plates 40 from the outside in the axial direction. Further, the rivet 11 penetrates the rotor core 2 in the axial direction in the peninsula portion 23 of the rotor core 2.

また、図10に示すごとく、分割プレート40は、一対の磁石押え部44と連結部45との間に、厚み方向の段差を有する。そして、永久磁石3は、軸方向の端面が、ロータコア2の端面よりも若干軸方向の内側に配されている。つまり、磁石収容孔21の開口部において、永久磁石3の端面を底面とする凹部214が形成されている。この凹部214に、磁石押え部44が配置されている。このように、分割プレート40が上記段差を有することにより、磁石押え部44が、上記凹部214に配され、永久磁石3を軸方向から押さえることができる。また、これにより、分割プレート40が、ロータコア2に対して、リベット11を中心とした回転方向へ位置ずれすることを防ぐことができる。
その他は、実施例1と同様である。
As shown in FIG. 10, the divided plate 40 has a step in the thickness direction between the pair of magnet pressing portions 44 and the connecting portion 45. The permanent magnet 3 is arranged such that the end face in the axial direction is slightly inside the end face of the rotor core 2 in the axial direction. That is, in the opening of the magnet housing hole 21, a recess 214 having the end surface of the permanent magnet 3 as the bottom surface is formed. A magnet presser 44 is disposed in the recess 214. Thus, when the divided plate 40 has the step, the magnet pressing portion 44 is disposed in the concave portion 214, and the permanent magnet 3 can be pressed from the axial direction. Thereby, it is possible to prevent the divided plate 40 from being displaced in the rotational direction around the rivet 11 with respect to the rotor core 2.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、エンドプレート4の体積を小さくするとともに、永久磁石3のほぼ全面を軸方向から押さえることができる。それゆえ、エンドプレート4の重量を小さくしつつ、ロータコア2からの永久磁石3の飛び出しを確実に防ぐことができる。つまり、永久磁石3を押さえる機能を高めつつ、回転子1の重量を充分に小さくすることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, the volume of the end plate 4 can be reduced and almost the entire surface of the permanent magnet 3 can be pressed from the axial direction. Therefore, it is possible to reliably prevent the permanent magnet 3 from jumping out of the rotor core 2 while reducing the weight of the end plate 4. That is, the weight of the rotor 1 can be made sufficiently small while enhancing the function of pressing the permanent magnet 3.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

(実施例4)
本例は、図11に示すごとく、磁石収容孔21とは独立して形成された軸方向孔24を、円環状のエンドプレート4の内周側に配置した回転子1の例である。
すなわち、ロータコア2は、磁石収容孔21を形成した部分よりも径方向内側の部分に、複数の軸方向孔24を設けてなる。複数の軸方向孔24は、周状に並んで形成されている。
また、エンドプレート4は、実施例1と同様に、永久磁石3を軸方向から覆うように、円環状に配設されている。そして、この円環状のエンドプレート4の内周端縁42よりも内側であって、軸孔25の外側において、複数の軸方向孔24が形成されている。
その他は、実施例1と同様である。
Example 4
As shown in FIG. 11, this example is an example of the rotor 1 in which an axial hole 24 formed independently of the magnet housing hole 21 is arranged on the inner peripheral side of the annular end plate 4.
That is, the rotor core 2 is provided with a plurality of axial holes 24 in a portion radially inward of the portion where the magnet housing holes 21 are formed. The plurality of axial holes 24 are formed side by side in a circumferential shape.
Moreover, the end plate 4 is arrange | positioned by the annular | circular shape so that the permanent magnet 3 may be covered from an axial direction similarly to Example 1. FIG. A plurality of axial holes 24 are formed inside the inner peripheral edge 42 of the annular end plate 4 and outside the shaft hole 25.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、軸方向孔24の開口部を塞がないようにしつつ永久磁石3を軸方向から覆うようにエンドプレート4を配置することが容易となる。それゆえ、軸方向孔24の開口部を充分に露出させつつ、永久磁石3を充分な面積で軸方向から押さえることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, it becomes easy to arrange the end plate 4 so as to cover the permanent magnet 3 from the axial direction while not closing the opening of the axial hole 24. Therefore, the permanent magnet 3 can be pressed from the axial direction with a sufficient area while the opening of the axial hole 24 is sufficiently exposed.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

上記実施例以外にも、例えば実施例1と実施例4とを組み合わせた実施形態など、種々の実施形態が考えられる。   In addition to the above-described examples, various embodiments are conceivable, such as an embodiment in which Example 1 and Example 4 are combined.

1 回転子
10 永久磁石式回転電機
2 ロータ
20 磁性鋼板
24 軸方向孔
3 永久磁石
4 エンドプレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor 10 Permanent magnet type rotary electric machine 2 Rotor 20 Magnetic steel plate 24 Axial hole 3 Permanent magnet 4 End plate

Claims (7)

複数の磁性鋼板を積層してなるロータコアと、該ロータコアに対して回転軸の軸方向に埋め込まれた複数の永久磁石とを有する、永久磁石式回転電機の回転子であって、
上記ロータコアは、上記永久磁石よりも内周側において軸方向に開口した軸方向孔を有し、
上記ロータコアの軸方向の両端には、該ロータコアを軸方向から挟持する一対のエンドプレートが配設されており、
該エンドプレートは、上記永久磁石の少なくとも一部を覆うと共に上記軸方向孔の開口部の少なくとも一部を露出させるように配置されていることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。
A rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine having a rotor core formed by laminating a plurality of magnetic steel plates, and a plurality of permanent magnets embedded in the axial direction of the rotating shaft with respect to the rotor core,
The rotor core has an axial hole that opens in the axial direction on the inner peripheral side of the permanent magnet,
A pair of end plates that sandwich the rotor core from the axial direction are disposed at both axial ends of the rotor core,
The end plate is disposed so as to cover at least part of the permanent magnet and to expose at least part of the opening of the axial hole.
請求項1に記載の永久磁石式回転電機の回転子において、上記エンドプレートは環状であり、該エンドプレートの内周側において、上記軸方向孔の開口部の少なくとも一部を露出させるように配置されていることを特徴とする永久磁石式回転電気の回転子。   The rotor of the permanent magnet type rotating electrical machine according to claim 1, wherein the end plate is annular, and is arranged so as to expose at least a part of the opening of the axial hole on the inner peripheral side of the end plate. A permanent magnet type rotary electric rotor characterized by that. 請求項1又は2に記載の永久磁石式回転電機の回転子において、上記軸方向孔は、上記ロータコアを軸方向に貫通していることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。   The rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine according to claim 1 or 2, wherein the axial hole passes through the rotor core in the axial direction. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機の回転子において、上記軸方向孔は、上記ロータコアにおける上記永久磁石を収容する磁石収容孔と連続して形成されていることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。   The rotor of the permanent magnet type rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the axial hole is formed continuously with a magnet housing hole for housing the permanent magnet in the rotor core. A rotor for a permanent magnet type rotating electrical machine. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機の回転子において、上記エンドプレートは、上記永久磁石の全体を覆っていることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。   The rotor of the permanent magnet type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the end plate covers the entire permanent magnet. . 請求項1〜5のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機の回転子において、上記エンドプレートは非磁性体からなることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。   The rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the end plate is made of a non-magnetic material. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機の回転子と、該回転子の外周に配された固定子とを備えてなることを特徴とする永久磁石式回転電機。   A permanent magnet type rotating electrical machine comprising the rotor of the permanent magnet type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 6 and a stator disposed on an outer periphery of the rotor.
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