JP2014039424A - 回転電機の回転子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転子1によれば、極異方磁化部4は、円筒形に設けられた磁石であって極異方に磁化されて外周部に異なる極が周方向に交互に現れる。これにより、円筒形磁石である極異方磁化部4の内径側に磁束を通す領域を設けなくても、極異方磁化部4の外周部において周方向に交互に逆の極を現わすことができるとともに、極異方磁化部4の外径側に配置される磁性部6において磁束を高密度化することができる。このため、円筒形磁石と複数の周方向磁化部5とを有する構成において、円筒形磁石の内径側から磁束を通す領域を削除して周方向磁化部5の周方向長さを伸ばすことができる。
【選択図】図1
Description
すなわち、特許文献1の回転電機によれば、回転子は、円筒形磁石であって径方向に磁化されて周方向等間隔で交互に逆の極が現れる径方向磁化部と、径方向磁化部のそれぞれの極間の外周部から外径側に突出する磁石であって周方向に磁化された複数の周方向磁化部とを有する。
磁性部では、固定子に近い外径側ほど磁束が集中して高密度化するので、外径側ほど磁気飽和が発生しやすい。そこで、周方向磁化部の周方向幅を外径側ほど小さくすることで、磁性部の周方向幅を外径側ほど大きくする。これにより、磁性部において外径側ほど磁路断面を拡大することができるので、磁性部における磁気飽和を緩和することができる。
これにより、回転子と固定子との周方向に関する相対位置に関わらず、回転子の周縁において極が現れる位置を、磁性部の周縁において最も外径側に向かって膨らんでいる部位に安定させることができる。このため、回転電機のトルク等のリップルを抑制することができる。
これにより、回転子と固定子との周方向に関する相対位置に関わらず、固定子側の極と磁性部の周縁との径方向における対向状態を均一にすることができる。このため、回転電機のトルク等のリップルを抑制することができる。
実施例1の回転子1の構成を、図1および図2を用いて説明する。
回転子1は、図1に示すように、外径側に固定子2が配されて回転電機3を構成するものであり、例えば永久磁石界磁の同期機を構成する。そして、回転子1は、以下に説明する極異方磁化部4、複数の周方向磁化部5および複数の磁性部6を備える。
なお、固定子2は、内径側に突出する複数のティース8を有し、ティース8に巻線9が装着された周知構造である。
なお、磁性部6の外周は、周方向磁化部5の最外周とともに1つの円筒面を形成するように周方向磁化部5の最外周と面一になっている。
まず、磁性部6とシャフト11とを極異方磁化部4の軸方向一方側で接続することができるように、凸状の突起13を磁性部6の軸方向一端寄りの内周に設けるとともに、突起13が嵌まる嵌合穴14をシャフト11の軸方向一端寄りの外周に設ける(図2参照。)。
その後、キャビティ内から、成型品としての回転子1を取り出して周方向磁化部5および極異方磁化部4を着磁する。
実施例1の回転子1によれば、極異方磁化部4は、円筒形に設けられた磁石であって極異方に磁化されて外周部に異なる極が周方向に交互に現れる。周方向磁化部5は、極異方磁化部4のそれぞれの極間の外周部から外径側に突出する磁石であって周方向に磁化されており、放射状に複数設けられる。磁性部6は、周方向に隣り合う2つの周方向磁化部5と極異方磁化部4との間に形成される空間を埋める。そして、周方向に隣り合う2つの周方向磁化部5における周方向に向かい合う側の極性と、周方向に隣り合う2つの周方向磁化部5の間の極異方磁化部4の極性とが一致している。
これにより、極異方磁化部4および周方向磁化部5を一体化した円筒状かつ放射状の複雑形状の磁石を安価に製造することができる。
これにより、射出成型を利用することで回転子1を安価に製造することができる。また、円筒形磁石である極異方磁化部4の内径側に磁束を通す領域がないので、キャビティ内に配置すべき部品数を減らすことができる。このため、回転子1をさらに安価に製造することができる。
これにより、極異方磁化部4および周方向磁化部5の磁化を強化することができる。
これにより、磁性部6が磁気力や遠心力等によって外れるのを抑制することができる。
実施例2の回転子1によれば、図3に示すように、周方向磁化部5の周方向幅は外径側ほど小さい。
磁性部6では、固定子2に近い外径側ほど磁束が集中して高密度化するので、外径側ほど磁気飽和が発生しやすい。そこで、周方向磁化部5の周方向幅を外径側ほど小さくすることで、磁性部6の周方向幅を外径側ほど大きくする。これにより、磁性部6において外径側ほど磁路断面を拡大することができるので、磁性部6における磁気飽和を緩和することができる。
実施例3の回転子1によれば、図4に示すように、固定子2と径方向に向かい合う磁性部6の周縁は、周方向中央に近いほど外径側に向かって円弧状に膨らんでギャップを狭めている。
これにより、回転子1と固定子2との周方向に関する相対位置に関わらず、回転子1の周縁において極が現れる位置を、磁性部6の周縁において最も外径側に向かって膨らんでいる部位に安定させることができる。このため、回転電機3のトルク等のリップルを抑制することができる。
実施例4の回転子1によれば、図5に示すように、極異方磁化部4、周方向磁化部5および磁性部6は周方向にスキュー変形している。
これにより、回転子1と固定子2との周方向に関する相対位置に関わらず、固定子2側の極(ティース8)と磁性部6の周縁との径方向における対向状態を均一にすることができる。このため、回転電機3のトルク等のリップルを抑制することができる。
なお、回転子1の態様は、実施例に限定されず、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形例を考えることができる。
Claims (8)
- 円筒形に設けられた磁石であって極異方に磁化されて外周部に異なる極が周方向に交互に現れる極異方磁化部(4)と、
この極異方磁化部(4)のそれぞれの極間の外周部から外径側に突出する磁石であって周方向に磁化された複数の周方向磁化部(5)と、
周方向に隣り合う2つの前記周方向磁化部(5)と前記極異方磁化部(4)との間に形成される空間を埋める磁性部(6)とを備え、
周方向に隣り合う2つの前記周方向磁化部(5)における周方向に向かい合う側の極性と、前記周方向に隣り合う2つの前記周方向磁化部(5)の間の前記極異方磁化部(4)の極性とが一致していることを特徴とする回転電機(3)の回転子(1)。 - 請求項1に記載の回転電機(3)の回転子(1)において、
前記周方向磁化部(5)の周方向幅は外径側ほど小さいことを特徴とする回転電機(3)の回転子(1)。 - 請求項1または請求項2に記載の回転電機(3)の回転子(1)において、
固定子(2)と径方向に向かい合う前記磁性部(6)の周縁は、周方向中央に近いほど外径側に膨らんでギャップを狭めていることを特徴とする回転電機(3)の回転子(1)。 - 請求項1ないし請求項3の内のいずれか1つに記載の回転電機(3)の回転子(1)において、
前記極異方磁化部(4)、前記周方向磁化部(5)および前記磁性部(6)は、周方向にスキュー変形していることを特徴とする回転電機(3)の回転子(1)。 - 請求項1ないし請求項4の内のいずれか1つに記載の回転電機(3)の回転子(1)において、
前記極異方磁化部(4)および前記周方向磁化部(5)は、一体化された1つのボンド磁石(12)であって射出成型により設けられていることを特徴とする回転電機(3)の回転子(1)。 - 請求項5に記載の回転電機(3)の回転子(1)において、
前記極異方磁化部(4)および前記周方向磁化部(5)の一体物としてのボンド磁石(12)は、前記回転子(1)の回転軸(11)をインサート品とする射出成型により前記回転軸(11)と一体化していることを特徴とする回転電機(3)の回転子(1)。 - 請求項1ないし請求項6の内のいずれか1つに記載の回転電機(3)の回転子(1)において、
周方向に隣り合う2つの前記周方向磁化部(5)と前記極異方磁化部(4)との間に形成される空間を前記磁性部(6)により埋めた状態で、前記極異方磁化部(4)および前記周方向磁化部(5)を着磁することを特徴とする回転電機(3)の回転子(1)。 - 請求項1ないし請求項7の内のいずれか1つに記載の回転電機(3)の回転子(1)において、
前記磁性部(6)は、前記極異方磁化部(4)の少なくとも軸方向一方側で前記回転子(1)の回転軸(11)と機械的に接続していることを特徴とする回転電機(3)の回転子(1)。
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