JP2014050210A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアの肉盗み穴に発生する応力集中を緩和した回転電機を提供する。
【解決手段】ステータコアの内周側に空隙を介して回転可能に保持されたロータを有し、前記ロータは、シャフトと、前記シャフトに固定されたロータコアと、前記ロータコアの外周寄りに永久磁石を挿入するために設けられた磁石挿入穴と、前記磁石挿入穴に挿入された永久磁石とを備え、肉盗み穴が前記ロータコアの内周寄りに設けられ、周方向に隣接する２つの前記肉盗み穴の中間にある柱の太さを、内周側より外周側が太くなるように回転電機を構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は回転電機に関する。

本技術分野の背景技術として、特開平１１−９８７３９号公報（特許文献１）がある。
この公報には、窓明き形状のロータ鋼板において、シャフト圧入の際に発生する軸方向の座屈変形を抑えるため、内周部上にロータ中心を中心点とした仮想円を描き、中心点を通る基準線と仮想円の交点を基準点としたときに、この基準点を通り基準線に対して所定の角度θだけ傾斜した傾斜線上にブリッジ部を配置する、と記載されている。

特開平１１−９８７３９号広報

前記特許文献１には、肉盗み穴を設けたロータコアが記載されている。しかし、特許文献１のロータコアは、モータ運転によりロータを回転したときや、シャフトを焼嵌めしたときに複数ある肉盗み穴の角部に応力が集中し、ロータコアが変形する可能性がある。

そこで、本発明は、ロータを回転したときや、シャフトを焼嵌めしたときのロータコア変形を緩和できる回転電機を提供する。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、ステータコアの内周側に空隙を介して回転可能に保持されたロータを有し、前記ロータは、シャフトと、前記シャフトに固定されたロータコアと、前記ロータコアの外周寄りに永久磁石を挿入するために設けられた磁石挿入穴と、前記磁石挿入穴に挿入された永久磁石とを備え、肉盗み穴が前記ロータコアの内周寄りに設けられ、周方向に隣接する２つの前記肉盗み穴の中間にある柱の太さを、内周側より外周側が太くなるように回転電機を構成する。

本発明によれば、ロータコアの肉盗み穴に発生する応力集中を緩和した回転電機を提供することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

回転電機の上部断面図である。 図１のＡ−Ａ’断面であり、ステータコアおよびロータコア形状である。 図２において、肉盗み穴外周側を固定し、内周側を−α広げた図である。 図２において、肉盗み穴内周側を固定し、外周側を＋α広げた図である。 実施例２によるロータコア肉盗み形状である。 実施例３によるロータコア肉盗み形状である。 実施例４によるロータコア肉盗み形状である。 実施例５によるロータコア肉盗み形状である。 実施例６によるロータコア肉盗み形状である。

以下、図面を用いて実施例を説明する。
〔実施例１〕
本実施例では、ロータコア７の肉盗み穴において、回転や焼嵌めによって肉盗み穴に発生する応力集中を緩和するロータコア７の例を説明する。

図１は、本実施例の回転電機の上部断面図である。回転電機のハウジング１の内部には、コイル３が巻回されたステータコア２が保持されており、ステータコア２内周側には、ロータ５が空隙を介して回転可能に保持されている。ロータ５は、シャフト６に焼き嵌めによって固定されたロータコア７と、永久磁石８と非磁性体のあて板９とを備えている。
ハウジング１はベアリング１０が設けられた一対のエンドブラケット１１を有しており、シャフト６はこれらのベアリング１０により回転自在に保持されている。

次に図２を用いてロータコア７の形状について説明する。ロータコア７には、ロータコア外周１２寄りに永久磁石８を挿入するための磁石挿入穴１３があり、磁石挿入穴１３には長方形の永久磁石８の長辺が径方向に対して直角になるように永久磁石８が挿入されており、永久磁石８とロータコア７の間には、永久磁石８を固定するための接着剤が施されている。磁石挿入穴１３よりロータコア内周１４寄りにロータコア７をシャフト６に精度良く組み付けるために位置決め穴１５が施されており、磁石挿入穴１３よりロータコア内周１４寄りの回転電機の性能に影響のない部分を軽量化目的で肉盗み穴１６が設けられている。より軽量化を狙った四角い肉盗み形状１６とした場合、この肉盗み穴１６の角部１７には回転や焼嵌めにより応力が集中し、場合によってはロータコア材の降伏点を越え、変形する恐れがある。

発明者は、肉盗み穴の内周１８、外周１９いずれもロータコア内周１４と同心円とし、肉盗み穴１６と肉盗み穴１６の中間にある柱２０の中心線が永久磁石８の径方向中央ライン２１上にある形状において、肉盗み穴１６と肉盗み穴１６の中間にある柱２０の、内周側２２の太さを固定し外周側２３を太くした場合を＋α、外周側２３の太さを固定し内周側２２を太くした場合を−αとして柱２０の開き角度を設定すると、−αから＋αに角度を移行していくに従って肉盗み穴１６の応力を低減できることを見出した。

すなわち、図４に示すように、肉盗み穴１６の中間の柱２０の太さを、内周側２２＜外周側２３となるように設定することで、肉盗み穴１６に発生する応力集中を低減することができる。
〔実施例２〕
本実施例では、前記実施例１よりさらに応力集中を低減する形状について説明する。

図５は、本実施例のロータコア肉盗み形状である。前記実施例１では肉盗み穴１６の内周１８、外周１９いずれもロータコア内周１４と同心円とする形状の例を挙げたが、本実施例では、肉盗み穴１６の外周１９をロータコアと同心円、内周側は径方向に対して直角に直線形状２４とすることで、肉盗み穴１６の内周１８をロータコア内周１４とするよりも肉盗み穴１６に発生する応力を低減し、さらに肉盗み穴１６の中間にある柱２０の内周側２２＜外周側２３となるような肉盗み穴１６の中間の柱２０の太さとすることで、肉盗み穴１６に発生する応力集中を低減することができる。
〔実施例３〕
本実施例では、前記実施例１よりさらに応力集中を低減しつつ、より軽量化が望める形状について説明する。

図６は、本実施例のロータコア肉盗み形状である。前記実施例１では肉盗み穴の内周１８、外周１９いずれもロータコア内周１４と同心円とする形状の例を挙げたが、本実施例では、肉盗み穴の外周側をロータコアと同心円、内周側は同心円を径方向に対して直角な線に対して反転させたロータコア内周側に膨らます凹形状２５とすることで、肉盗み穴１６の内周１８をロータコア内周１４とするよりも肉盗み穴１６に発生する応力を低減し、また肉盗み穴１６を大きくできるため更なるロータコア軽量化ができる。さらに肉盗み穴１６の中間にある柱２０の内周側２２＜外周側２３となるような肉盗み穴１６の中間の柱２０の太さとすることで、肉盗み穴１６に発生する応力集中を低減することができる。
〔実施例４〕
図７は、本実施例のロータコア肉盗み形状である。前記実施例１では肉盗み穴の内周１８、外周１９いずれもロータコア内周１４と同心円とし、肉盗み穴１６と肉盗み穴１６の中間にある柱２０の中心線が永久磁石８の径方向中央ライン２１上にある形状の例を挙げたが、本実施例では、肉盗み穴１６と肉盗み穴１６の中間にある柱２０の中心線が、周方向に複数配置されている永久磁石８と永久磁石８の中間ライン２６上にある形状において、肉盗み穴１６の中間にある柱２０の内周側２２＜外周側２３となるような肉盗み穴１６の中間の柱２０の太さとすることで、肉盗み穴１６に発生する応力集中を低減することができる。
〔実施例５〕
図８は、本実施例のロータコア肉盗み形状である。前記実施例２では、肉盗み穴１６の外周１９をロータコアと同心円、内周側は径方向に対して直角な直線形状２４とし、肉盗み穴１６と肉盗み穴１６の中間にある柱２０の中心線が永久磁石８の径方向中央ライン２１上にある形状の例を挙げたが、肉盗み穴１６と肉盗み穴１６の中間にある柱２０の中心線が、周方向に複数配置されている永久磁石８と永久磁石８の中間ライン２６上にある形状において、肉盗み穴１６の中間にある柱２０の内周側２２＜外周側２３となるような肉盗み穴１６の中間の柱２０の太さとすることで、肉盗み穴１６に発生する応力集中を低減することができる。
〔実施例６〕
図９は、本実施例のロータコア肉盗み形状である。前記実施例３では、肉盗み穴の外周側をロータコアと同心円、内周側は同心円を径方向に対して直角な線に対して反転させたロータコア内周側に膨らます凹形状２５とし、肉盗み穴１６と肉盗み穴１６の中間にある柱２０の中心線が永久磁石８の径方向中央ライン２１上にある形状の例を挙げたが、肉盗み穴１６と肉盗み穴１６の中間にある柱２０の中心線が、周方向に複数配置されている永久磁石８と永久磁石８の中間ライン２６上にある形状において、肉盗み穴１６の中間にある柱２０の内周側２２＜外周側２３となるような肉盗み穴１６の中間の柱２０の太さとすることで、肉盗み穴１６に発生する応力集中を低減することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

Claims (4)

1. ステータコアの内周側に空隙を介して回転可能に保持されたロータを有し、
   前記ロータは、シャフトと、前記シャフトに固定されたロータコアと、前記ロータコアの外周寄りに永久磁石を挿入するために設けられた磁石挿入穴と、前記磁石挿入穴に挿入された永久磁石とを備える回転電機において、
   肉盗み穴が前記ロータコアの内周寄りに設けられ、
   周方向に隣接する２つの前記肉盗み穴の中間にある柱の太さを、内周側より外周側が太くなるよう設定した回転電機。
2. 請求項１記載の回転電機において、
   前記肉盗み穴の外周及び内周が、前記ロータコアの内周の同心円上に設けられた回転電機。
3. 請求項１記載の回転電機において、
   前記肉盗み穴の外周が、前記ロータコアの内周の同心円上に設けられ、
   前記肉盗み穴の内周が、径方向に対して直角な直線状に構成された回転電機。
4. 請求項１記載の回転電機において、
   前記肉盗み穴の外周が、前記ロータコアの内周の同心円上に設けられ、
   前記肉盗み穴の内周が、前記ロータコアの内周側に膨らむ凹形状となるように構成された回転電機。