JP2015047051A - 回転子、および、これを用いた回転電機 - Google Patents
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Abstract
Description
中心穴部は、コア本体の中心軸に沿ってコア本体を貫くよう形成されている。
突出部は、中心穴部の周方向に等間隔で並び、中心穴部の内壁から中心軸に向かって突出するよう複数形成されている。
リブ部は、コア本体の周方向に隣り合う肉抜穴部の間に形成されている。すなわち、リブ部は、肉抜穴部と同数、複数形成されている。
極部は、コア本体の周方向に等間隔で並ぶようコア本体の径方向外側の外壁に複数形成されている。
第2環状部は、コア本体の肉抜穴部と極部との間に環状に形成されている。
磁石は、コア本体の極部に対応する位置に設けられている。磁石は、複数設けられている。
本発明では、中心穴部の内壁に複数の突出部が形成されているため、シャフトを中心穴部の内側に圧入して回転電機を製造するときのシャフトとコア本体とが当接する面積を小さくでき、圧入荷重を低減することができる。
本発明の第1実施形態による回転子を図1に、当該回転子を適用した回転電機を図2に示す。
回転電機1は、例えば車両のステアリング操作をアシストする電動パワーステアリング装置の駆動源(モータ)として用いられる。図2に示すように、回転電機1は、回転子2、シャフト3、固定子4およびモータケース8等を備えている。
コア本体10は、例えば鉄等の薄板を複数積層することにより、略円柱状に形成されている。中心穴部20は、コア本体10の中心軸Axに沿ってコア本体10を貫くよう形成されている。
極部61は、コア本体10の周方向に等間隔で並ぶようコア本体10の径方向外側の外壁11に形成されている。極部62は、コア本体10の周方向に等間隔で並ぶようコア本体10の径方向外側の外壁11の極部61の間に形成されている。すなわち、極部61と極部62とは、コア本体10の周方向に等間隔で交互に並ぶようにして形成されている。本実施形態では、極部61、62は、それぞれ5つ形成されている。
第2環状部72は、コア本体10の肉抜穴部40と極部61、62との間に環状に形成されている。第2環状部72は、略円環状に形成されている。
ここで、磁石80、90は、磁石80、90の中心を通り他方の面82、92に直交する直線が中心軸Axに交わるよう、コア本体10の取り付け面に取り付けられている。
本実施形態では、磁石80、90の合計の数(10)は、極部61、62の合計の数(10)と同数である。つまり、本実施形態の回転子2は、フルマグネット型の回転電機1に用いられる回転子である。
コア本体5は、例えば鉄等の薄板を複数積層することにより、略円環状に形成されている。コア本体5は、径方向内側へ延びるようにして形成されるティース7を有している。本実施形態では、ティース7は、コア本体5の周方向に等間隔で60個形成されている。
巻線6は、例えば銅等の金属により形成され、ティース7の間に巻回されるようにしてコア本体5に設けられている。巻線6は、回転電機1において複数の相を構成している。
固定子4の巻線6に電力が供給される(通電する)と、固定子4に回転磁界が生じる。これにより、回転子2がシャフト3とともに回転する。その結果、回転電機1の回転がシャフト3から出力される。
突出部30は、中心穴部20の周方向に等間隔で並び、中心穴部20の内壁から中心軸Axに向かって突出するよう複数形成されている。
肉抜穴部40は、コア本体10の周方向に等間隔で並び、コア本体10を中心軸Axに対し平行な方向に貫くよう複数形成されている。これにより、コア本体10の軽量化および低慣性化を図ることができる。
極部61、62は、コア本体10の周方向に等間隔で並ぶようコア本体10の径方向外側の外壁11に、交互に5つずつ形成されている。
第2環状部72は、コア本体10の肉抜穴部40と極部61、62との間に環状に形成されている。
磁石80は、コア本体10の極部61に対応する位置に設けられている。磁石80は、5つ設けられている。磁石90は、コア本体10の極部62に対応する位置に設けられている。磁石90は、5つ設けられている。
本発明の第2実施形態による回転子を図3に示す。第2実施形態は、磁石の数が第1実施形態と異なる。
また、本実施形態では、磁石80に対しコア本体10の径方向内側に肉抜穴部40が形成されている。これにより、疑似極としての極部62と磁石80の他方の面82との間において磁束を流れ易くすることができる。
本発明の第3実施形態による回転子を図4に示す。第3実施形態は、突出部、肉抜穴部およびリブ部の数等が第1実施形態と異なる。
肉抜穴部40は、コア本体10の周方向に等間隔で並び、コア本体10を中心軸Axに対し平行な方向に貫くよう10個形成されている。
リブ部50は、コア本体10の周方向に隣り合う肉抜穴部40の間に形成されている。すなわち、リブ部50は、肉抜穴部40と同数、10個形成されている。
本発明の第4実施形態による回転子を図5に示す。第4実施形態は、磁石の形状および配置等が第1実施形態と異なる。
また、本実施形態の回転子は、磁石80、90がコア本体10の内部に埋め込まれているため、機械強度が高く、コア本体10からの磁石80、90の脱落が抑制され、高速回転に向いている。また、第1実施形態で示したSPM型のものと比べ、磁石量(磁石の体積)を低減でき、コストを削減することができる。
本発明の第5実施形態による回転子を図6に示す。第5実施形態は、磁石の形状および配置等が第2実施形態と異なる。
また、本実施形態の回転子は、磁石80がコア本体10の内部に埋め込まれているため、機械強度が高く、コア本体10からの磁石80の脱落が抑制され、高速回転に向いている。また、第2実施形態で示したSPM型のものと比べ、磁石量(磁石の体積)を低減でき、コストを削減することができる。
本発明の第6実施形態による回転子を図7に示す。第6実施形態は、磁石の形状および配置等が第3実施形態と異なる。
また、本実施形態の回転子は、磁石80、90がコア本体10の内部に埋め込まれているため、機械強度が高く、コア本体10からの磁石80、90の脱落が抑制され、高速回転に向いている。また、第3実施形態で示したSPM型のものと比べ、磁石量(磁石の体積)を低減でき、コストを削減することができる。
本発明の他の実施形態では、突出部は、第1仮想直線が肉抜穴部を通るのであれば、第1仮想直線が肉抜穴部の中心以外を通るよう形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、突出部、肉抜穴部およびリブ部は、それぞれ、5つ、または、10個に限らず、いくつ形成されていてもよい。また、極部は、10個に限らず、いくつ形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、コア本体は、積層した薄板に限らず、例えば鋳造、切削等の別の方法で形成されていてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
10 ・・・コア本体
11 ・・・外壁
20 ・・・中心穴部
30 ・・・突出部
40 ・・・肉抜穴部
50 ・・・リブ部
61、62 ・・・極部
71 ・・・第1環状部
72 ・・・第2環状部
80、90 ・・・磁石
Claims (8)
- 回転電機(1)の回転子(2)であって、
コア本体(10)と、
前記コア本体の中心軸(Ax)に沿って前記コア本体を貫くよう形成される中心穴部(20)と、
前記中心穴部の周方向に等間隔で並び、前記中心穴部の内壁から前記中心軸に向かって突出するよう形成される複数の突出部(30)と、
前記コア本体の周方向に等間隔で並び、前記コア本体を前記中心軸に対し平行な方向に貫くよう形成される複数の肉抜穴部(40)と、
前記コア本体の周方向に隣り合う前記肉抜穴部の間に形成される複数のリブ部(50)と、
前記コア本体の周方向に等間隔で並ぶよう前記コア本体の径方向外側の外壁(11)に形成される複数の極部(61、62)と、
前記コア本体の前記中心穴部と前記肉抜穴部との間に環状に形成される第1環状部(71)と、
前記コア本体の前記肉抜穴部と前記極部との間に環状に形成される第2環状部(72)と、
前記コア本体の前記極部に対応する位置に設けられる複数の磁石(80、90)と、を備え、
前記突出部は、前記中心軸から前記突出部の中心(C1)を通り前記コア本体の径方向外側へ延びる第1仮想直線(L1)が前記肉抜穴部を通るよう形成され、
前記リブ部は、前記中心軸から前記リブ部の中心(C3)を通り前記コア本体の径方向外側へ延びる第2仮想直線(L2)が、前記極部の中心(C4)、または、コア本体の周方向に隣り合う前記極部の中間位置(P1)を通るよう形成されていることを特徴とする回転子。 - 前記突出部は、前記第1仮想直線が前記肉抜穴部の中心(C2)を通るよう形成されていることを特徴とする請求項1に記載の回転子。
- 前記磁石は、前記突出部および前記肉抜穴部と同数設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の回転子。
- 前記磁石は、前記極部の半分の数設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転子。
- 前記磁石は、前記極部と同数設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転子。
- 前記磁石は、外壁の一部が前記極部において露出するよう設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の回転子。
- 前記磁石は、前記極部の内側に位置するよう設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の回転子。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の回転子と、
外壁が前記突出部の先端部(31)に当接するよう前記中心穴部の内側に圧入され、前記回転子と一体に回転可能に設けられるシャフト(3)と、
前記回転子の径方向外側に設けられ、通電により回転磁界を発生させることが可能な固定子(4)と、
を備える回転電機。
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