JP2013128405A - 永久磁石同期電動機の回転子、電動機および工作機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】埋込磁石型の電動機の回転子(10)の各々の磁極は、同極の2列の磁石(M1、M2)で構成され、該2列の磁石が配置される磁石スロット(31、32)の間には同極磁石スロット間鉄心部(12)が配置されており、磁石スロットを構成する辺のうち径方向内側にある辺(31a、31b)と同極磁石スロット間鉄心部の外縁部とが繋がる部分は、径方向内側にある辺から始まり同極磁石スロット間鉄心部の外縁部に向かうに従って、曲率の小さな曲線から曲率の大きな曲線に接続される湾曲部分(41、42)を有する。
【選択図】図4
Description
2番目の発明によれば、1番目の発明において、前記湾曲部分は、複数の連続する円弧から構成され、前記径方向内側にある辺から始まり前記同極磁石スロット間鉄心部の外縁部に向かうに従って、前記複数の円弧の半径が小さくなるようにした。
3番目の発明によれば、1番目の発明において、前記湾曲部分は、複数の円弧または曲線と少なくとも一つの直線とから構成され、前記径方向内側にある辺から始まり前記同極磁石スロット間鉄心部の外縁部に向かうに従って、複数の円弧または曲線の曲率が大きくなるようにした。
4番目の発明によれば、1番目から3番目のいずれかの発明において、前記磁石スロットを構成する辺のうち径方向外側にある辺は、前記径方向内側にある辺に向かって延びる凸部または段部を含む。
5番目の発明によれば、1番目から4番目のいずれかの発明の回転子を搭載した、電動機が提供される。
6番目の発明によれば、5番目の発明の電動機を搭載した、工作機械が提供される。
7番目の発明によれば、埋込磁石型の電動機の回転子において、該回転子の各々の磁極は、同極の2列の磁石で構成され、該2列の磁石が配置される磁石スロットの間には同極磁石スロット間鉄心部が配置されており、前記磁石スロットの一辺には、該磁石スロットの他辺に向かって延びていて前記磁石を前記磁石スロット内に位置決めする凸部がそれぞれ形成されており、前記凸部には、該凸部の先端から前記磁石に隣接しない前記凸部の一辺に沿ってさらに部分的に突出する少なくとも一つの部分凸部が設けられていることを特徴とする、埋込磁石型の電動機の回転子が提供される。
8番目の発明によれば、7番目の発明において、前記部分凸部は、前記磁石の厚さ方向に対して傾斜する傾斜辺、または曲辺を含む。
9番目の発明によれば、7番目または8番目の発明の回転子を搭載した、電動機が提供される。
10番目の発明によれば、9番目の発明の電動機を搭載した、工作機械が提供される。
4番目の発明においては、凸部または段部に磁石スロット内の磁石を突き当てることにより、磁石を確実に位置決めできる。回転子の内径を大きくした場合であっても、径方向外側にある磁石スロットの辺近傍における応力変化は、径方向内側にある磁石スロットの辺近傍における応力変化よりも小さい。従って、凸部または段部を径方向外側にある辺に設けても、凸部または段部の近傍には応力集中は生じない。従って、磁石を安定して位置決めできる。
5番目、6番目、9番目および10番目の発明においては、このような回転子を搭載した電動機を工作機械の主軸に適用する。これにより、主軸の直径を細くすることなく、即ち主軸の剛性を低下させることなしに、工作機械の主軸をより高速で回転させられる。従って、より高速回転が可能で、加工精度の高い工作機械を提供できる。
7番目の発明においては、磁石を局所的に短絡する磁束を低減することにより、局所的な減磁界を低減しつつ、回転子の高速回転と大内径化を両立することができる。
8番目の発明においては、縦断面が矩形の場合と比較して、部分凸部をより容易に作成できる。
図1は本発明に基づく回転子の鉄心の部分破断斜視図であり、図2は本発明の実施形態に係る回転子の鉄心の横断方向断面図である。これら図面に示されるように、本発明に基づく電動機の回転子10は、鉄心11と、鉄心11内に整列された複数の永久磁石M1、M2…から主に構成されている。磁石M1、M2の断面は細長長方形である。なお、図1においては、本発明の実施形態に係る部分についての図示を省略している。
図16(a)および図16(c)と、図16(b)および図16(d)とにおいては、それぞれ磁界のレンジは比較のために合わせて表示している。これらの結果は、色が濃い部分ほど減磁界が大きいことを表している。
この結果、磁石部分を短絡する磁束が低減され、図16(d)では、図16(b)に比べて、その減磁界が低減されている。本解析では、磁石M1、M2に生じる減磁界が、図16(b)では、1073kA/mだったのに対して図16(d)では、908kA/mまで低減されている。
11 鉄心
11a 内側鉄心部分
11b 外側鉄心部分
12 同極磁石スロット間鉄心部
13 異極間鉄心部
30 同極磁石スロット
31、32 磁石スロット
31a、32a 底辺(径方向内側にある辺)
31b、32b 上辺(径方向外側にある辺)
41、42 湾曲部分
51、52 凸部
53、54 段部
61、62 部分凸部
63 傾斜辺
Claims (4)
- 埋込磁石型の電動機の回転子において、
該回転子の各々の磁極は、同極の2列の磁石で構成され、
該2列の磁石が配置される磁石スロットの間には同極磁石スロット間鉄心部が配置されており、
前記磁石スロットの一辺には、該磁石スロットの他辺に向かって延びていて前記磁石を前記磁石スロット内に位置決めする凸部がそれぞれ形成されており、
前記凸部には、該凸部の先端から前記磁石に隣接しない前記凸部の一辺に沿ってさらに部分的に突出する少なくとも一つの部分凸部が設けられていることを特徴とする、埋込磁石型の電動機の回転子。 - 前記部分凸部は、前記磁石の厚さ方向に対して傾斜する傾斜辺、または曲辺を含む、請求項1に記載の埋込磁石型の電動機の回転子。
- 請求項1または2に記載の回転子を搭載した、電動機。
- 請求項3に記載の電動機を搭載した、工作機械。
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