JP2021136785A - Rotor of rotary electric machine and rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のロータおよび回転電機に関する。 The present invention relates to a rotor of a rotary electric machine and a rotary electric machine.
ハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載される回転電機では、コイルに電流が供給されることでステータコアに磁界が形成され、ロータの磁石とステータコアとの間に磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータがステータに対して回転する。 In a rotary electric machine mounted on a hybrid vehicle, an electric vehicle, or the like, a magnetic field is formed in the stator core by supplying an electric current to the coil, and a magnetic attraction force or a repulsive force is generated between the magnet of the rotor and the stator core. As a result, the rotor rotates with respect to the stator.
例えば、特許文献1には、シャフト締付孔を有するロータコアと、ロータコアの外周部に設けられた複数の磁石と、を備えたロータが開示されている。ロータコアのシャフト締付孔の周囲には、2重の同心円上のそれぞれに円弧状をなす複数のスリットが間隔をあけて形成されている。隣り合う同心円上の複数のスリットにつき、内側の円上の複数の内側スリットの間隔を塞ぐように外側の円上の複数の外側スリットが配置されている。ロータコアの外周寄りには、ロータコアの径方向から見て外側スリットと重なる外寄りブリッジが設けられている。
For example,
しかしながら、ロータが高速で回転したとき、外側スリットには外寄りブリッジに加わる遠心力が伝わるため、外側スリットの周囲が弱くなったり変形したりする場合がある。この場合、高回転での性能低下が生じる可能性が高い。 However, when the rotor rotates at a high speed, the centrifugal force applied to the outer bridge is transmitted to the outer slit, so that the circumference of the outer slit may be weakened or deformed. In this case, there is a high possibility that performance will deteriorate at high speeds.
そこで本発明は、高回転での性能低下を抑制することができる回転電機のロータおよび回転電機を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rotor of a rotary electric machine and a rotary electric machine capable of suppressing performance deterioration at high rotation speeds.
(1)本発明の一態様に係る回転電機(例えば、実施形態における回転電機1)のロータ(例えば、実施形態におけるロータ4)は、シャフト(例えば、実施形態におけるシャフト5)が固定される固定孔(例えば、実施形態におけるシャフト固定孔8)を有するロータコア(例えば、実施形態におけるロータコア20)と、前記ロータコアの外周部において極(例えば、実施形態におけるd軸Ld)ごとに配置された磁石(例えば、実施形態における第一磁石30及び第二磁石40)と、を備え、前記ロータコアは、前記極ごとの前記磁石の間において前記ロータコアの外周寄りに配置された外寄りブリッジ(例えば、実施形態における外寄りブリッジ45)を備え、前記ロータコアの内周部には、前記ロータコアの周方向に並ぶ複数の孔(例えば、実施形態における第一孔53及び第二孔54)を有する環状孔列(例えば、実施形態における第一孔列51及び第二孔列52)が前記ロータコアの径方向に並んで複数設けられ、前記複数の環状孔列は、前記固定孔に近い順に配置された第一孔列(例えば、実施形態における第一孔列51)と、第二孔列(例えば、実施形態における第二孔列52)と、を含み、前記ロータコアは、前記第一孔列において前記周方向に隣り合う2つの第一孔(例えば、実施形態における第一孔53)の間に配置された第一ブリッジ(例えば、実施形態における第一ブリッジ55)と、前記第二孔列において前記周方向に隣り合う2つの第二孔(例えば、実施形態における第二孔54)の間に配置された第二ブリッジ(例えば、実施形態における第二ブリッジ56)と、を備え、前記第一ブリッジと前記第二ブリッジとは、前記径方向から見て互いにずれ、前記第二ブリッジと前記外寄りブリッジとは、前記径方向から見て互いに重なる。
(2)本発明の一態様において、前記磁石は、前記ロータコアの軸方向から見て前記極を中心に対称配置されたV字状を有し、前記外寄りブリッジの前記径方向の内側には、中間孔(例えば、実施形態における中間孔60)が設けられてもよい。
(3)本発明の一態様において、前記中間孔には、冷媒が流されてもよい。
(4)本発明の一態様において、前記第二ブリッジは、前記径方向から見て前記磁石の一部と重なってもよい。
(5)本発明の一態様において、前記固定孔には、前記シャフトが圧入されていてもよい。
(6)本発明の一態様に係る回転電機(例えば、実施形態における回転電機1)は、環状のステータ(例えば、実施形態におけるステータ3)と、前記ステータに対して径方向の内側に配置された上記のロータ(例えば、実施形態におけるロータ4)と、を備える。
(1) The rotor (for example, the
(2) In one aspect of the present invention, the magnet has a V-shape symmetrically arranged around the pole when viewed from the axial direction of the rotor core, and is inside the outer bridge in the radial direction. , An intermediate hole (for example, an
(3) In one aspect of the present invention, a refrigerant may flow through the intermediate holes.
(4) In one aspect of the present invention, the second bridge may overlap a part of the magnet when viewed from the radial direction.
(5) In one aspect of the present invention, the shaft may be press-fitted into the fixing hole.
(6) The rotary electric machine according to one aspect of the present invention (for example, the rotary
上記(1)の態様によれば、第二ブリッジと外寄りブリッジとは、径方向から見て互いに重なることで、ロータが高速で回転したとき、第二ブリッジが外寄りブリッジに加わる遠心力を受けるため、ロータコアの変形等を抑制することができる。したがって、高回転での性能低下を抑制することができる。
加えて、複数の環状孔列は、固定孔に近い順に配置された第一孔列と、第二孔列と、を含むことで、シャフトの固定による径方向の変形(拡径の応力)を第一孔列において吸収することができる。加えて、第一ブリッジと第二ブリッジとは、径方向から見て互いにずれることで、シャフトの固定による径方向の変形が第一ブリッジに波及しても、第一ブリッジと径方向から見て重なる第二孔(周方向に隣り合う2つの第二ブリッジの間の第二孔)において前記変形を吸収することができる。
上記(2)の態様によれば、外寄りブリッジの径方向の内側には、中間孔が設けられることで、ロータコアを軽量化することができる。
上記(3)の態様によれば、中間孔には、冷媒が流されることで、磁石を径方向の内側から冷却することができる。
上記(4)の態様によれば、第二ブリッジは、径方向から見て磁石の一部と重なることで、ロータが高速で回転したとき、第二ブリッジが磁石に加わる遠心力を受けるため、ロータコアの変形等を抑制することができる。したがって、高回転での性能低下をより効果的に抑制することができる。
上記(5)の態様によれば、固定孔には、シャフトが圧入されていることで、シャフトの圧入による径方向の変形を第一孔列において吸収することができる。加えて、シャフトの圧入による径方向の変形が第一ブリッジに波及しても、第一ブリッジと径方向から見て重なる第二孔において前記変形を吸収することができる。
上記(6)の態様によれば、環状のステータと、ステータに対して径方向の内側に配置された上記のロータと、を備えることで、高回転での性能低下を抑制することができる回転電機を提供することができる。
According to the aspect (1) above, the second bridge and the outer bridge overlap each other when viewed from the radial direction, so that when the rotor rotates at high speed, the second bridge exerts a centrifugal force on the outer bridge. Therefore, it is possible to suppress deformation of the rotor core and the like. Therefore, it is possible to suppress a decrease in performance at high rotation speeds.
In addition, the plurality of annular hole rows include the first hole row and the second hole row arranged in the order closer to the fixing holes, so that the shaft is fixed to cause radial deformation (diameter expansion stress). It can be absorbed in the first row of pores. In addition, since the first bridge and the second bridge are displaced from each other when viewed from the radial direction, even if the radial deformation due to the fixing of the shaft spreads to the first bridge, the first bridge and the second bridge are viewed from the radial direction. The deformation can be absorbed in the overlapping second holes (second holes between two second bridges adjacent in the circumferential direction).
According to the aspect (2) above, the weight of the rotor core can be reduced by providing an intermediate hole inside the outer bridge in the radial direction.
According to the aspect (3) above, the magnet can be cooled from the inside in the radial direction by flowing the refrigerant through the intermediate holes.
According to the aspect (4) above, since the second bridge overlaps with a part of the magnet when viewed from the radial direction, the second bridge receives the centrifugal force applied to the magnet when the rotor rotates at high speed. Deformation of the rotor core can be suppressed. Therefore, the deterioration of performance at high rotation speed can be suppressed more effectively.
According to the aspect (5) above, since the shaft is press-fitted into the fixing hole, the radial deformation due to the press-fitting of the shaft can be absorbed in the first hole row. In addition, even if the radial deformation due to the press-fitting of the shaft spreads to the first bridge, the deformation can be absorbed by the second hole that overlaps the first bridge in the radial direction.
According to the aspect (6) above, by providing the annular stator and the rotor arranged radially inside the stator, rotation that can suppress performance deterioration at high rotation speeds can be suppressed. An electric machine can be provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。実施形態においては、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される回転電機(走行用モータ)を挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment, a rotary electric machine (traveling motor) mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle will be described.
<回転電機>
図1は、実施形態に係る回転電機1の全体構成を示す概略構成図である。図1は、軸線Cを含む仮想平面で切断した断面を含む図である。
図1に示すように、回転電機1は、ケース2、ステータ3、ロータ4およびシャフト5を備える。
<Rotating machine>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of the rotary
As shown in FIG. 1, the rotary
ケース2は、ステータ3およびロータ4を収容する筒状の箱形をなしている。ケース2内には、冷媒(不図示)が収容されている。ステータ3の一部は、ケース2内において冷媒に浸漬されている。例えば、冷媒としては、トランスミッションの潤滑や動力伝達等に用いられる作動油である、ATF(Automatic Transmission Fluid)等が用いられる。
The case 2 has a tubular box shape for accommodating the
シャフト5は、ケース2に回転可能に支持されている。図1において符号6は、シャフト5を回転可能に支持する軸受を示す。以下、シャフト5の軸線Cに沿う方向を「軸方向」、軸線Cに直交する方向を「径方向」、軸線C周りの方向を「周方向」とする。
The
ステータ3は、ステータコア11と、ステータコア11に装着された複数層(例えば、U相、V相、W相)のコイル12と、を備える。
ステータコア11は、軸線Cと同軸に配置された環状をなしている。ステータコア11は、ケース2の内周面に固定されている。例えば、ステータコア11は、電磁鋼板(ケイ素鋼板)を軸方向に複数枚積層することにより形成されている。なお、ステータコア11は、金属磁性粉末(軟磁性粉)を圧縮成形した、いわゆる圧粉コアであってもよい。
The
The
ステータコア11は、コイル12が挿入されるスロット13を有する。スロット13は、周方向に間隔をあけて複数配置されている。例えば、ステータ3は、分布巻き或いはSC(セグメントコンダクタ)構造を有する。
The
ステータコア11は、径方向内方に向かって突出するティース14を有する。ティース14は、周方向に間隔をあけて複数配置されている。周方向に隣り合う2つのティース14の間には、スロット13が形成されている。
The
コイル12は、スロット13を介して各ティース14に巻回されている。コイル12は、ステータコア11のスロット13に挿通された挿通部12aと、ステータコア11から軸方向に突出したコイルエンド部12bと、を備える。ステータコア11は、コイル12に電流が流れることで磁界を発生する。
The
<ロータ>
ロータ4は、ステータ3に対して径方向の内側に、間隔をあけて配置されている。ロータ4は、シャフト5に固定されている。ロータ4は、軸線C周りにシャフト5と一体で回転可能に構成されている。ロータ4は、ロータコア20、磁石30,40(第一磁石30、第二磁石40)および端面板23を備える。例えば、磁石30,40は永久磁石である。
<Rotor>
The
ロータコア20は、軸線Cと同軸に配置された環状をなしている。ロータコア20は、径方向内側においてシャフト5が固定されるシャフト固定孔8(固定孔)を有する。シャフト固定孔8には、シャフト5が圧入されている。ロータコア20は、電磁鋼板(ケイ素鋼板)を軸方向に複数枚積層することにより形成されている。なお、ロータコア20は、金属磁性粉末(軟磁性粉)を圧縮成形した、いわゆる圧粉コアであってもよい。
The
端面板23は、ロータコア20に対して軸方向の両端部に配置されている。端面板23は、ロータコア20における少なくとも磁石挿通孔21,22(第一挿通孔21、第二挿通孔22)を軸方向の両端側から覆っている。端面板23は、ロータコア20の軸方向の外端面に当接している。
The
ロータコア20は、ロータコア20を軸方向に貫通する複数の磁石挿通孔21,22を有する。複数の磁石挿通孔21,22は、ロータコア20の外周部において周方向に間隔をあけて配置されている。各磁石挿通孔21,22内には、磁石30,40がそれぞれ埋め込まれている。
The
図2は、実施形態に係るロータ4を軸方向から見た、図1のII矢視図である。図2においては、シャフト5および端面板23などの図示を省略している。
軸方向から見て、複数の磁石挿通孔21,22は、V字状に配置されている。具体的に、軸方向から見て、周方向に隣り合う2つの磁石挿通孔21,22は、径方向外方に開放するV字状をなしている。磁石挿通孔21,22は、磁石30,40の形状に対応するように形成されている。
FIG. 2 is a view taken along the line II of FIG. 1 when the
When viewed from the axial direction, the plurality of magnet insertion holes 21 and 22 are arranged in a V shape. Specifically, the two magnet insertion holes 21 and 22 adjacent to each other in the circumferential direction when viewed from the axial direction have a V shape that opens outward in the radial direction. The magnet insertion holes 21 and 22 are formed so as to correspond to the shapes of the
磁石挿通孔21,22は、ロータコア20の径方向に複数列(例えば本実施形態では2列)並んで配置されている。以下、2列の磁石挿通孔21,22のうち径方向内側(最内周)に位置する磁石挿通孔21(最内挿通孔)を「第一挿通孔21」、2列の磁石挿通孔21,22のうち径方向外側(最外周)に位置する磁石挿通孔22(最外挿通孔)を「第二挿通孔22」ともいう。第一挿通孔21は、第二挿通孔22よりも大きい開口面積を有する。
The magnet insertion holes 21 and 22 are arranged side by side in a plurality of rows (for example, two rows in this embodiment) in the radial direction of the
本実施形態のロータ4は、磁石30,40がロータコア20の内部において複数の磁石挿通孔21,22のそれぞれに埋設されたIPMである。本実施形態において、ロータコア20の極対数は、4極対(8極)である。本実施形態では、軸方向から見てV字状に配置された一対の磁石挿通孔21,22が周方向に実質的に等間隔に複数対(図2の例では8対)配列されている。すなわち、複数対の磁石挿通孔21,22は、ロータコア20の外周部において周方向に実質的に45°間隔毎に配置されている。
The
本実施形態では、軸方向から見てV字状に配置された一対の磁石30,40が周方向に実質的に等間隔に複数対(図2の例では8対)配列されている。すなわち、複数対の磁石30,40は、ロータコア20の外周部において周方向に実質的に45°間隔毎に配置されている。各対の磁石30,40は、周方向において互いに対向する面が同一の極性(N極またはS極)となっている。各対の磁石30,40は、磁石30,40によってロータコア20の外周面に形成される磁極(ロータコア20において一対の磁石30,40に挟まれた部分)の極性が周方向に交互に並ぶように磁化されている。磁石30,40は、ロータコア20の外周部において極ごとに配置されている。図2において、矢印Vdは磁石30,40によって構成される磁極のd軸方向、矢印Vqはq軸方向をそれぞれ示す。
In the present embodiment, a pair of
軸方向から見て、周方向に隣り合う2つの磁石30,40は、径方向外方に開放するV字状をなしている。図中において、符号Ldは磁石30,40によって構成される磁極のd軸、符号Lqはq軸をそれぞれ示す(図3参照)。軸方向から見て、磁石30,40は、d軸Ld(極)を中心に対称配置されたV字状を有する(図3参照)。軸方向から見て、d軸Ldは、軸線Cを通り、かつ、V字状をなす一対の磁石30,40の間を二等分する仮想直線(磁極中心を通る仮想直線)に相当する。軸方向から見て、q軸Lqは、軸線Cを通り、かつ、周方向に隣り合う二対の磁石30,40の間を二等分する仮想直線(磁極間中心を通る仮想直線)に相当する。
When viewed from the axial direction, the two
磁石30,40は、ロータコア20の径方向に複数列(例えば本実施形態では2列)並んで配置されている。以下、2列の磁石30,40のうち径方向内側(最内周)に位置する磁石30(最内磁石)を「第一磁石30」、2列の磁石30,40のうち径方向外側(最内周)に位置する磁石40(最外磁石)を「第二磁石40」ともいう。
The
図3に示すように、第一磁石30は、ロータコア20の内部において複数の第一挿通孔21のそれぞれに埋設されている。第一磁石30は、軸方向に直交する断面形状が矩形状をなす直方体状を有している。2つの第一磁石30は、d軸Ldを対称軸として線対称に配置されている。第一磁石30のd軸側の端部は、第一磁石30のq軸側の端部よりも径方向内側に位置する。2つの第一磁石30は、d軸側の端部からq軸側の端部に向かうに従って漸次d軸Ldから離れるように配置されている。
As shown in FIG. 3, the
ロータコア20は、第一磁石30の長手方向両端部からロータコア20への磁束漏れを抑制するための第一フラックスバリア31,32を有する。第一フラックスバリア31,32は、ロータコア20の軸方向に貫通する空洞部である。以下、第一磁石30のd軸側の端部に位置する第一フラックスバリア31を「d軸側第一空隙31」、第一磁石30のq軸側の端部に位置する第一フラックスバリア32を「q軸側第一空隙32」ともいう。
The
ロータコア20は、周方向に隣り合う2つのd軸側第一空隙31を区画する第一区画部33を有する。軸方向から見て、第一区画部33は、d軸Ld上に位置する。第一区画部33は、d軸Ldに沿って延びている。例えば、第一区画部33の径方向の幅は、ロータコア20の機械的強度を満足できる範囲で(例えば、ロータ回転時等に変形しない程度に)できる限り狭くすることが好ましい。
The
第二磁石40は、ロータコア20の内部において複数の第二挿通孔22のそれぞれに埋設されている。第二磁石40は、軸方向に直交する断面形状が矩形状をなす直方体状を有している。軸方向から見て、第二磁石40は、第一磁石30よりも小さい外形を有する。2つの第二磁石40は、d軸Ldを対称軸として線対称に配置されている。第二磁石40のd軸側の端部は、第二磁石40のq軸側の端部よりも径方向内側に位置する。2つの第二磁石40は、d軸側の端部からq軸側の端部に向かうに従って漸次d軸から離れるように配置されている。軸方向から見て、2つの第二磁石40は、2つの第一磁石30よりも大きく開くV字状を有する。
The
ロータコア20は、第二磁石40の長手方向両端部からロータコア20への磁束漏れを抑制するための第二フラックスバリア41,42を有する。第二フラックスバリア41,42は、ロータコア20の軸方向に貫通する空洞部である。以下、第二磁石40のd軸側の端部に位置する第二フラックスバリア41を「d軸側第二空隙41」、第二磁石40のq軸側の端部に位置する第二フラックスバリア42を「q軸側第二空隙42」ともいう。軸方向から見て、d軸側第二空隙41は、d軸側第一空隙31よりも小さい開口面積を有する。軸方向から見て、q軸側第二空隙42は、q軸側第一空隙32よりも小さい開口面積を有する。
The
ロータコア20は、周方向に隣り合う2つのd軸側第二空隙41を区画する第二区画部43を有する。軸方向から見て、第二区画部43は、d軸Ld上に位置する。第二区画部43は、d軸Ldに沿って延びている。例えば、第二区画部43の径方向の幅は、ロータコア20の機械的強度を満足できる範囲で(例えば、ロータ回転時等に変形しない程度に)できる限り狭くすることが好ましい。
The
<外寄りブリッジ>
図3に示すように、ロータコア20は、極ごとの磁石30,40の間においてロータコア20の外周寄りに配置された外寄りブリッジ45を備える。外寄りブリッジ45は、周方向に隣り合う2つのq軸側第一空隙32を区画している。軸方向から見て、外寄りブリッジ45は、q軸Lq上に位置する。軸方向から見て、外寄りブリッジ45は、q軸Lqを対称軸とする線対称形状を有する。例えば、外寄りブリッジ45の幅は、ロータコア20の機械的強度を満足できる範囲で(例えば、ロータ回転時等に変形しない程度に)できる限り狭くすることが好ましい。
<Outer bridge>
As shown in FIG. 3, the
<環状孔列>
図3に示すように、ロータコア20の内周部には、周方向に並ぶ複数の孔を有する環状孔列51,52が径方向に並んで複数設けられている。本実施形態では、2つの環状孔列51,52が径方向に並んでいる。2つの環状孔列51,52は、シャフト固定孔8に近い順に配置された第一孔列51と、第二孔列52と、である。
<Circular hole row>
As shown in FIG. 3, a plurality of
第一孔列51は、シャフト固定孔8の周囲に設けられた複数の第一孔53を有する。軸方向から見て、第一孔53は、ロータコア20の周方向に延びる形状を有する。軸方向から見て、第一孔53は、d軸Ldまたはq軸Lqと重なる。軸方向から見て、第一孔53は、d軸Ldまたはq軸Lqを対称軸とする線対称形状を有する。第一孔53は、周方向に実質的に等間隔に複数(図2の例では16個)配列されている。すなわち、複数の第一孔53は、周方向に実質的に22.5°間隔毎に配置されている。
The
第二孔列52は、複数の第一挿通孔21と第一孔列51との間に設けられた複数の第二孔54を有する。軸方向から見て、第二孔54は、ロータコア20の周方向に延びる形状を有する。軸方向から見て、第二孔54は、d軸Ld及びq軸Lqを避けて配置されている。すなわち、軸方向から見て、第二孔54は、d軸Ld及びq軸Lqと重ならない。第二孔54は、周方向に実質的に等間隔に複数(図2の例では16個)配列されている。すなわち、複数の第二孔54は、周方向に実質的に22.5°間隔毎に配置されている。
The
<第一ブリッジ及び第二ブリッジ>
図3に示すように、ロータコア20は、第一孔列51において周方向に隣り合う2つの第一孔53の間に配置された第一ブリッジ55と、第二孔列52において周方向に隣り合う2つの第二孔54の間に配置された第二ブリッジ56と、を備える。第一ブリッジ55と第二ブリッジ56とは、径方向から見て互いにずれている。第二ブリッジ56と外寄りブリッジ45とは、径方向から見て互いに重なる。
<First bridge and second bridge>
As shown in FIG. 3, the
第一ブリッジ55は、周方向に隣り合う2つの第一孔53を区画している。軸方向から見て、第一ブリッジ55は、d軸Ld及びq軸Lqを避けて配置されている。すなわち、軸方向から見て、第一ブリッジ55は、d軸Ld及びq軸Lqと重ならない。第一ブリッジ55の径方向の幅は、第一孔53の径方向の長さよりも小さい。例えば、第一ブリッジ55の径方向の幅は、ロータコア20の機械的強度を満足できる範囲で(例えば、ロータ回転時等に変形しない程度に)できる限り狭くすることが好ましい。
The
第二ブリッジ56は、周方向に隣り合う2つの第二孔54を区画している。軸方向から見て、第二ブリッジ56は、d軸Ldまたはq軸Lqと重なる。第二ブリッジ56は、径方向から見て第一磁石30の長手方向端部(磁石の一部)と重なる。第二ブリッジ56の径方向の幅は、第二孔54の径方向の長さよりも小さい。例えば、第二ブリッジ56の径方向の幅は、ロータコア20の機械的強度を満足できる範囲で(例えば、ロータ回転時等に変形しない程度に)できる限り狭くすることが好ましい。
The
<中間孔>
図3に示すように、ロータコア20において外寄りブリッジ45の径方向の内側には、中間孔60が設けられている。例えば、中間孔60は、ロータコア20の軽量化のための肉抜き孔である。中間孔60には、冷媒(例えば、ATF)が流される。軸方向から見て、中間孔60は、角丸を有する七角形形状(多角形形状)をなしている。軸方向から見て、中間孔60は、q軸Lqと重なる。軸方向から見て、中間孔60は、q軸Lqを対称軸とする線対称形状を有する。中間孔60は、周方向に実質的に等間隔に複数(図2の例では8個)配列されている。すなわち、複数の中間孔60は、周方向に実質的に45°間隔毎に配置されている。
<Intermediate hole>
As shown in FIG. 3, an
<第二ブリッジの作用>
図3に示すように、第二ブリッジ56と外寄りブリッジ45とは、径方向から見て互いに重なる。具体的に、軸方向から見て、第二ブリッジ56と外寄りブリッジ45とは、互いにq軸Lq上に配置される。第二ブリッジ56は、径方向から見て第一磁石30のd軸側の端部と重なる。例えば、ロータ4が高速(例えば、10000rpm以上の回転数)で回転したとき、第二ブリッジ56が外寄りブリッジ45及び第一磁石30に加わる遠心力を受ける。そのため、ロータコア20の変形等を抑制することができる。
<Action of the second bridge>
As shown in FIG. 3, the
<作用効果>
以上説明したように、上記実施形態の回転電機1のロータ4は、シャフト5が固定されるシャフト固定孔8を有するロータコア20と、ロータコア20の外周部においてd軸Ldごとに配置された磁石30,40と、を備え、ロータコア20は、d軸Ldごとの磁石30,40の間においてロータコア20の外周寄りに配置された外寄りブリッジ45を備え、ロータコア20の内周部には、ロータコア20の周方向に並ぶ複数の孔53,54を有する環状孔列51,52がロータコア20の径方向に並んで複数設けられ、複数の環状孔列51,52は、シャフト固定孔8に近い順に配置された第一孔列51と、第二孔列52と、を含み、ロータコア20は、第一孔列51において周方向に隣り合う2つの第一孔53の間に配置された第一ブリッジ55と、第二孔列52において周方向に隣り合う2つの第二孔54の間に配置された第二ブリッジ56と、を備え、第一ブリッジ55と第二ブリッジ56とは、径方向から見て互いにずれ、第二ブリッジ56と外寄りブリッジ45とは、径方向から見て互いに重なる。
この構成によれば、第二ブリッジ56と外寄りブリッジ45とは、径方向から見て互いに重なることで、ロータ4が高速で回転したとき、第二ブリッジ56が外寄りブリッジ45に加わる遠心力を受けるため、ロータコア20の変形等を抑制することができる。したがって、高回転での性能低下を抑制することができる。
加えて、複数の環状孔列51,52は、シャフト固定孔8に近い順に配置された第一孔列51と、第二孔列52と、を含むことで、シャフト5の固定による径方向の変形(拡径の応力)を第一孔列51において吸収することができる。加えて、第一ブリッジ55と第二ブリッジ56とは、径方向から見て互いにずれることで、シャフト5の固定による径方向の変形が第一ブリッジ55に波及しても、第一ブリッジ55と径方向から見て重なる第二孔54(周方向に隣り合う2つの第二ブリッジ56の間の第二孔54)において前記変形を吸収することができる。
<Effect>
As described above, the
According to this configuration, the
In addition, the plurality of
上記実施形態では、磁石30,40は、ロータコア20の軸方向から見てd軸Ldを中心に対称配置されたV字状を有し、外寄りブリッジ45の径方向の内側には、中間孔60が設けられることで、ロータコア20を軽量化することができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、中間孔60には、冷媒が流されることで、磁石30,40を径方向の内側から冷却することができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、第二ブリッジ56は、径方向から見て磁石30の一部と重なることで、ロータ4が高速で回転したとき、第二ブリッジ56が磁石30に加わる遠心力を受けるため、ロータコア20の変形等を抑制することができる。したがって、高回転での性能低下をより効果的に抑制することができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、シャフト固定孔8には、シャフト5が圧入されていることで、シャフト5の圧入による径方向の変形を第一孔列51において吸収することができる。加えて、シャフト5の圧入による径方向の変形が第一ブリッジ55に波及しても、第一ブリッジ55と径方向から見て重なる第二孔54において前記変形を吸収することができる。
In the above embodiment, since the
上記実施形態の回転電機1は、環状のステータ3と、ステータ3に対して径方向の内側に配置された上記のロータ4と、を備えることで、高回転での性能低下を抑制することができる回転電機1を提供することができる。
The rotary
<変形例>
上記実施形態では、ロータ4は、第一磁石30及び第二磁石40を有する二層V字磁石構造である例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ロータ4は、更に第三磁石を含む三層以上のV字磁石構造であってもよい。すなわち、磁石は、ロータコア20の軸方向から見てd軸Ldを対称軸としてロータコア20の径方向外方に開放するV字状をなすとともに、ロータコア20の径方向に3列以上並んで配置されていてもよい。例えば、ロータ4は、第一磁石30のみを有するV字磁石構造であってもよい。例えば、磁石の配置構造は、要求仕様に応じて変更可能である。すなわち、磁石は、ロータコア20の外周部において極ごとに配置されていればよい。
<Modification example>
In the above embodiment, the
上記実施形態では、複数の環状孔列51,52は、シャフト固定孔8に近い順に配置された第一孔列51と、第二孔列52と、である例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、複数の環状孔列は、更に第三孔列を含む三列以上の孔列構造であってもよい。すなわち、ロータコア20の内周部には、ロータコア20の周方向に並ぶ複数の孔を有する環状孔列がロータコア20の径方向に並んで複数設けられていればよい。ロータコア20は、複数の環状孔列のうち最も径方向外側に位置する最外孔列を含んでいればよい。最外孔列において周方向に隣り合う2つの孔の間に配置されたブリッジは、径方向から見て外寄りブリッジ45と重なっていればよい。
In the above embodiment, the plurality of
上記実施形態では、外寄りブリッジ45の径方向の内側には、中間孔60が設けられる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ロータコア20は、中間孔60を有しなくてもよい。例えば、中間孔60は、軽量化のための肉抜き孔であることに限らず、磁束漏れ抑制のためのフラックスバリアであってもよい。例えば、中間孔60の形状や配置は、要求仕様に応じて変更可能である。
In the above embodiment, an example in which the
上記実施形態では、中間孔60には、冷媒が流される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、中間孔60には、冷媒が流されなくてもよい。例えば、中間孔60の軸方向端は、閉塞されていてもよい。
In the above embodiment, an example in which the refrigerant is flowed through the
上記実施形態では、第二ブリッジ56は、径方向から見て磁石30の一部と重なる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第二ブリッジ56は、径方向から見て磁石30の一部と重ならなくてもよい。すなわち、第二ブリッジ56は、径方向から見て外寄りブリッジ45と重なっていればよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、シャフト固定孔8には、シャフト5が圧入されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、シャフト固定孔8には、シャフト5が締付されていてもよい。例えば、シャフト固定孔8に対するシャフト5の固定構造は、要求仕様に応じて変更可能である。
In the above embodiment, the
上述した実施形態では、ロータコア20の極対数は4極対である例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ロータコア20の極対数は要求仕様に応じて変更可能である。
In the above-described embodiment, the number of pole pairs of the
上述した実施形態では、回転電機1が、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される走行用モータである例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、回転電機1は、発電用モータやその他用途のモータ、車両用以外の回転電機(発電機を含む)であってもよい。
In the above-described embodiment, the rotary
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であり、上述した変形例を適宜組み合わせることも可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and configurations can be added, omitted, replaced, and other changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Yes, it is also possible to appropriately combine the above-mentioned modification examples.
1…回転電機
3…ステータ
4…ロータ
5…シャフト
8…シャフト固定孔(固定孔)
20…ロータコア
30…第一磁石(磁石)
40…第二磁石(磁石)
45…外寄りブリッジ
51…第一孔列(環状孔列)
52…第二孔列(環状孔列)
53…第一孔
54…第二孔
55…第一ブリッジ
56…第二ブリッジ
60…中間孔
Ld…d軸(極)
1 ... Rotating
20 ...
40 ... Second magnet (magnet)
45 ...
52 ... Second hole row (annular hole row)
53 ...
Claims (6)
前記ロータコアの外周部において極ごとに配置された磁石と、を備え、
前記ロータコアは、前記極ごとの前記磁石の間において前記ロータコアの外周寄りに配置された外寄りブリッジを備え、
前記ロータコアの内周部には、前記ロータコアの周方向に並ぶ複数の孔を有する環状孔列が前記ロータコアの径方向に並んで複数設けられ、
前記複数の環状孔列は、前記固定孔に近い順に配置された第一孔列と、第二孔列と、を含み、
前記ロータコアは、
前記第一孔列において前記周方向に隣り合う2つの第一孔の間に配置された第一ブリッジと、
前記第二孔列において前記周方向に隣り合う2つの第二孔の間に配置された第二ブリッジと、を備え、
前記第一ブリッジと前記第二ブリッジとは、前記径方向から見て互いにずれ、
前記第二ブリッジと前記外寄りブリッジとは、前記径方向から見て互いに重なることを特徴とする回転電機のロータ。 A rotor core with a fixing hole to which the shaft is fixed,
A magnet arranged for each pole on the outer peripheral portion of the rotor core is provided.
The rotor core includes an outer bridge arranged near the outer circumference of the rotor core between the magnets for each pole.
A plurality of annular hole rows having a plurality of holes arranged in the circumferential direction of the rotor core are provided in the inner peripheral portion of the rotor core so as to be arranged in the radial direction of the rotor core.
The plurality of annular hole rows include a first hole row and a second hole row arranged in order of proximity to the fixing hole.
The rotor core
A first bridge arranged between two first holes adjacent to each other in the circumferential direction in the first hole row,
A second bridge arranged between two second holes adjacent to each other in the circumferential direction in the second hole row is provided.
The first bridge and the second bridge are displaced from each other when viewed from the radial direction.
The rotor of a rotary electric machine, wherein the second bridge and the outer bridge overlap each other when viewed from the radial direction.
前記外寄りブリッジの前記径方向の内側には、中間孔が設けられることを特徴とする請求項1に記載の回転電機のロータ。 The magnet has a V-shape symmetrically arranged around the pole when viewed from the axial direction of the rotor core.
The rotor of a rotary electric machine according to claim 1, wherein an intermediate hole is provided inside the outer bridge in the radial direction.
前記ステータに対して径方向の内側に配置された請求項1から5のいずれか一項に記載のロータと、を備えることを特徴とする回転電機。 With an annular stator,
A rotary electric machine comprising the rotor according to any one of claims 1 to 5, which is arranged inside the stator in the radial direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020031713A JP2021136785A (en) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Rotor of rotary electric machine and rotary electric machine |
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Family Applications (1)
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2020
- 2020-02-27 JP JP2020031713A patent/JP2021136785A/en active Pending
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