JP2022051190A - Rotary machine - Google Patents

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JP2022051190A JP2020157530A JP2020157530A JP2022051190A JP 2022051190 A JP2022051190 A JP 2022051190A JP 2020157530 A JP2020157530 A JP 2020157530A JP 2020157530 A JP2020157530 A JP 2020157530A JP 2022051190 A JP2022051190 A JP 2022051190A
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浩二 山口
Koji Yamaguchi
武弘 軸丸
Takehiro Jikumaru
夏樹 米山
Natsuki Yoneyama
誠一郎 吉永
Seiichiro Yoshinaga
陽介 赤松
Yosuke Akamatsu
達郎 山田
Tatsuro Yamada
智哉 角田
Tomoya Tsunoda
雅紘 秋山
Masahiro Akiyama
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IHI Corp
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Abstract

To provide a rotary machine that can improve power output using reluctance torque.SOLUTION: A rotary machine 1 has a surface magnet type rotor 3 rotatably arranged inside a stator 2. The rotor 3 includes a shaft member 31 disposed along a rotation axis A and a magnet unit 32 provided on the outer circumference of the shaft member 31 that alternately forms different magnetic poles along the circumferential direction. The shaft member 31 is formed to have different cross-sectional areas in d-axis and q-axis directions in the cross-section perpendicular to the rotation axis A.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、回転機械に関する。 The present invention relates to a rotary machine.

従来、回転機械として、例えば、特開2019-161933号公報に記載されるように、表面磁石型のロータとそのロータを備えるブラシレスモータが知られている。このロータは回転軸の周囲に複数のマグネットを有し、マグネットは異なる磁極のものを周方向に交互に配置して設けられている。 Conventionally, as a rotary machine, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-161933, a surface magnet type rotor and a brushless motor including the rotor are known. This rotor has a plurality of magnets around a rotating shaft, and magnets having different magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction.

特開2019-161933号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-161933

このような表面磁石型の回転子を備える回転機械にあっては、リラクタンストルクを用いて出力を向上させることが難しい。すなわち、表面磁石型の回転子は、永久磁石が周面に沿って配置されているため、リラクタンストルクが生じにくく、主に磁石トルクによって回転が行われる。 In a rotating machine provided with such a surface magnet type rotor, it is difficult to improve the output by using the reluctance torque. That is, in the surface magnet type rotor, since the permanent magnets are arranged along the peripheral surface, reluctance torque is unlikely to occur, and the rotation is mainly performed by the magnet torque.

そこで、リラクタンストルクを用いて出力の向上が図れる回転機械の開発が望まれている。 Therefore, it is desired to develop a rotary machine capable of improving the output by using the reluctance torque.

本開示の一態様に係る回転機械は、固定子の内側に表面磁石型の回転子を回転可能に配置した回転機械において、回転子は、回転軸線に沿って配置される軸部材と、軸部材の外周側に設けられ周方向に沿って異なる磁極を交互に形成する磁石部を備え、軸部材は、回転軸線に垂直な断面において、磁石部のd軸方向と磁石部のq軸方向で異なる断面積となるように形成されている。この回転機械によれば、回転子の軸部材が磁石部のd軸方向とq軸方向で異なる断面積となるように形成されているため、軸部材においてd軸方向とq軸方向で磁束の通りやすさを異ならせることができる。これにより、回転機械の駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械の出力を向上させることができる。 The rotary machine according to one aspect of the present disclosure is a rotary machine in which a surface magnet type rotor is rotatably arranged inside a stator, and the rotor is a shaft member arranged along a rotation axis and a shaft member. The shaft member is provided on the outer peripheral side of the magnet portion and is provided with a magnet portion that alternately forms different magnetic poles along the circumferential direction. It is formed so as to have a cross-sectional area. According to this rotary machine, since the shaft member of the rotor is formed so that the cross-sectional area of the magnet portion is different in the d-axis direction and the q-axis direction, the magnetic flux in the shaft member is generated in the d-axis direction and the q-axis direction. The ease of passage can be different. As a result, the output of the rotating machine can be improved by using the reluctance torque when the rotating machine is driven.

また、本開示の一態様に係る回転機械において、軸部材は、回転軸線に垂直な断面において、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きくなるように形成されていてもよい。この場合、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きくなるように回転子の軸部材が形成されているため、軸部材においてq軸方向と比べてd軸方向に磁束が通りやすくなる。これにより、回転機械の駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械の出力を向上させることができる。 Further, in the rotary machine according to one aspect of the present disclosure, the shaft member may be formed so that the cross-sectional area in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction in the cross section perpendicular to the rotation axis. In this case, since the rotor shaft member is formed so that the cross-sectional area in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, the magnetic flux easily passes in the d-axis direction in the shaft member as compared with the q-axis direction. Become. As a result, the output of the rotating machine can be improved by using the reluctance torque when the rotating machine is driven.

また、本開示の一態様に係る回転機械において、軸部材は、回転軸線に垂直な断面において、q軸方向の断面積がd軸方向の断面積より大きくなるように形成されていてもよい。この場合、q軸方向の断面積がd軸方向の断面積より大きくなるように回転子の軸部材が形成されているため、軸部材においてd軸方向と比べてq軸方向に磁束が通りやすくなる。これにより、回転機械の駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械の出力を向上させることができる。 Further, in the rotary machine according to one aspect of the present disclosure, the shaft member may be formed so that the cross-sectional area in the q-axis direction is larger than the cross-sectional area in the d-axis direction in the cross section perpendicular to the rotation axis. In this case, since the rotor shaft member is formed so that the cross-sectional area in the q-axis direction is larger than the cross-sectional area in the d-axis direction, the magnetic flux easily passes in the q-axis direction in the shaft member as compared with the d-axis direction. Become. As a result, the output of the rotating machine can be improved by using the reluctance torque when the rotating machine is driven.

また、本開示の一態様に係る回転機械は、固定子の内側に表面磁石型の回転子を回転可能に配置した回転機械において、回転子は、回転軸線に沿って配置される軸部材と、軸部材の外周側に設けられ周方向に沿って異なる磁極を交互に形成する磁石部を備え、軸部材は、回転軸線に垂直な断面において、磁石部のd軸方向と磁石部のq軸方向で断面の長さが異なるように形成されている。この回転機械によれば、回転子の軸部材が磁石部のd軸方向とq軸方向で断面の長さが異なるように形成されているため、軸部材においてd軸方向とq軸方向で磁束の通りやすさを異ならせることができる。これにより、回転機械の駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械の出力を向上させることができる。 Further, the rotary machine according to one aspect of the present disclosure is a rotary machine in which a surface magnet type rotor is rotatably arranged inside a stator, and the rotor is a shaft member arranged along a rotation axis. A magnet portion provided on the outer peripheral side of the shaft member and alternately forming different magnetic poles along the circumferential direction is provided, and the shaft member has a cross section perpendicular to the rotation axis in the d-axis direction of the magnet portion and the q-axis direction of the magnet portion. It is formed so that the length of the cross section is different. According to this rotary machine, since the shaft member of the rotor is formed so that the length of the cross section differs between the d-axis direction and the q-axis direction of the magnet portion, the magnetic flux in the shaft member in the d-axis direction and the q-axis direction. The ease of passage can be different. As a result, the output of the rotating machine can be improved by using the reluctance torque when the rotating machine is driven.

また、本開示の一態様に係る回転機械において、軸部材は、回転軸線に垂直な断面において、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなるように形成されていてもよい。この場合、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなるように回転子の軸部材が形成されているため、軸部材においてq軸方向と比べてd軸方向に磁束が通りやすくなる。これにより、回転機械の駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械の出力を向上させることができる。 Further, in the rotary machine according to one aspect of the present disclosure, the shaft member is formed so that the length of the cross section in the d-axis direction is longer than the length of the cross section in the q-axis direction in the cross section perpendicular to the rotation axis. May be good. In this case, since the rotor shaft member is formed so that the length of the cross section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction, the magnetic flux in the shaft member is in the d-axis direction as compared with the q-axis direction. Will be easier to pass through. As a result, the output of the rotating machine can be improved by using the reluctance torque when the rotating machine is driven.

また、本開示の一態様に係る回転機械において、軸部材は、回転軸線に垂直な断面において、q軸方向の断面の長さがd軸方向の断面の長さより長くなるように形成されていてもよい。この場合、q軸方向の断面の長さがd軸方向の断面の長さより長くなるように回転子の軸部材が形成されているため、軸部材においてd軸方向と比べてq軸方向に磁束が通りやすくなる。これにより、回転機械の駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械の出力を向上させることができる。 Further, in the rotary machine according to one aspect of the present disclosure, the shaft member is formed so that the length of the cross section in the q-axis direction is longer than the length of the cross section in the d-axis direction in the cross section perpendicular to the rotation axis. May be good. In this case, since the rotor shaft member is formed so that the length of the cross section in the q-axis direction is longer than the length of the cross-section in the d-axis direction, the magnetic flux in the shaft member is in the q-axis direction as compared with the d-axis direction. Will be easier to pass through. As a result, the output of the rotating machine can be improved by using the reluctance torque when the rotating machine is driven.

また、本開示の一態様に係る回転機械において、固定子は、d軸方向に対し回転子の回転方向へ先行する回転磁界を形成し、磁界を回転方向へ回転させて回転子を回転させてもよい。軸部材のd軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きくなるように形成され、又は軸部材のd軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなるように形成される場合、固定子が回転子に対しd軸方向に先行する回転磁界を形成することにより、回転子にリラクタンストルクを生じさせることができる。このため、回転機械の出力を向上させることができる。 Further, in the rotating machine according to one aspect of the present disclosure, the stator forms a rotating magnetic field that precedes the rotation direction of the rotor with respect to the d-axis direction, and rotates the magnetic field in the rotation direction to rotate the rotor. May be good. The cross-sectional area of the shaft member in the d-axis direction is formed to be larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, or the length of the cross-sectional area of the shaft member in the d-axis direction is formed to be longer than the length of the cross-sectional area in the q-axis direction. If this is the case, the stator can generate a relaxation torque in the rotor by forming a rotating magnetic field that precedes the rotor in the d-axis direction. Therefore, the output of the rotating machine can be improved.

また、本開示の一態様に係る回転機械において、固定子は、q軸方向に対し回転子の回転方向へ先行する磁界を形成し、磁界を回転方向へ回転させて回転子を回転させてもよい。軸部材のq軸方向の断面積がd軸方向の断面積より大きくなるように形成され、又はq軸方向の断面の長さがd軸方向の断面の長さより長くなるように形成される場合、固定子が回転子に対しq軸方向に先行する回転磁界を形成することにより、回転子にリラクタンストルクを生じさせることができる。このため、回転機械の出力を向上させることができる。 Further, in the rotary machine according to one aspect of the present disclosure, the stator may form a magnetic field that precedes the rotation direction of the rotor with respect to the q-axis direction, and rotate the magnetic field in the rotation direction to rotate the rotor. good. When the cross-sectional area of the shaft member in the q-axis direction is formed to be larger than the cross-sectional area in the d-axis direction, or the length of the cross-sectional area in the q-axis direction is formed to be longer than the length of the cross-sectional area in the d-axis direction. By forming a rotating magnetic field in which the stator precedes the rotor in the q-axis direction, a relaxation torque can be generated in the rotor. Therefore, the output of the rotating machine can be improved.

また、本開示の一態様に係る回転機械において、磁石部は、軸部材の外周側に設けられ周方向に沿って異なる磁極を交互に形成するボンド磁石と、ボンド磁石の内部に埋め込まれて配置される焼結磁石を有していてもよい。この場合、磁石部に焼結磁石が設けられることにより、磁石部の磁力を増強することができる。また、高抵抗のボンド磁石の内部に低抵抗の焼結磁石を配置することにより、渦電流損失を抑制しつつ、磁石部の磁力の増強を行うことができる。 Further, in the rotary machine according to one aspect of the present disclosure, the magnet portion is arranged inside the bond magnet provided on the outer peripheral side of the shaft member and alternately forming different magnetic poles along the circumferential direction. It may have a sintered magnet to be made. In this case, by providing the sintered magnet in the magnet portion, the magnetic force of the magnet portion can be enhanced. Further, by arranging the low resistance sintered magnet inside the high resistance bonded magnet, it is possible to enhance the magnetic force of the magnet portion while suppressing the eddy current loss.

本開示の一態様に係る回転機械は、固定子の内側に表面磁石型の回転子を回転可能に配置した回転機械において、回転子は、回転軸線に沿って配置される軸部材と、軸部材の外周側に設けられ周方向に沿って異なる磁極を交互に形成する磁石部を備え、軸部材は、回転軸線に垂直な断面において、磁石部のd軸方向と磁石部のq軸方向の間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となるように形成されている。この回転機械によれば、回転軸線に垂直な断面において、d軸方向とq軸方向の間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となるように、軸部材が形成されていることにより、リアクタンストルクを発生させることができる。このため、表面磁石型の回転機械でありながら、リラクタンストルクを用いて出力の向上を図ることができる。 The rotary machine according to one aspect of the present disclosure is a rotary machine in which a surface magnet type rotor is rotatably arranged inside a stator, and the rotor is a shaft member arranged along a rotation axis and a shaft member. The shaft member is provided on the outer peripheral side of the magnet portion and is provided with a magnet portion that alternately forms different magnetic poles along the circumferential direction. It is formed so that the ease of passage of the magnetic force is maximized in the angular direction of. According to this rotating machine, the shaft member is formed so that the magnetic flux can easily pass through in the angular direction between the d-axis direction and the q-axis direction in the cross section perpendicular to the rotating axis. Reactance torque can be generated. Therefore, although it is a surface magnet type rotary machine, it is possible to improve the output by using the reluctance torque.

また、本開示の一態様に係る回転機械において、軸部材は、回転軸線に垂直な断面において、磁石部のd軸方向と磁石部のq軸方向の中間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となるように形成されていてもよい。この場合、d軸方向とq軸方向の中間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となるように、軸部材が形成されることにより、大きいリアクタンストルクを発生させることができる。このため、表面磁石型の回転機械でありながら、リラクタンストルクを用いて出力の向上を図ることができる。 Further, in the rotary machine according to one aspect of the present disclosure, the shaft member has a cross section perpendicular to the rotation axis, and the magnetic flux can easily pass through in an angular direction between the d-axis direction of the magnet portion and the q-axis direction of the magnet portion. It may be formed to be maximum. In this case, a large reactance torque can be generated by forming the shaft member so that the ease of passage of the magnetic flux is maximized in the angle direction between the d-axis direction and the q-axis direction. Therefore, although it is a surface magnet type rotary machine, it is possible to improve the output by using the reluctance torque.

また、本開示の一態様に係る回転機械において、固定子は、q軸方向に向けて磁界を形成し、磁界を回転方向へ回転させて回転子を回転させてもよい。この場合、固定子がq軸方向に向けて磁界を形成することにより、磁石トルク及びリアクタンストルクを大きく発生させることが可能となる。このため、表面磁石型の回転機械でありながら、大きなリラクタンストルクを発生させて出力の向上を図ることができる。 Further, in the rotating machine according to one aspect of the present disclosure, the stator may form a magnetic field in the q-axis direction and rotate the magnetic field in the rotation direction to rotate the rotor. In this case, the stator forms a magnetic field in the q-axis direction, so that the magnet torque and the reactance torque can be greatly generated. Therefore, although it is a surface magnet type rotary machine, it is possible to generate a large reluctance torque and improve the output.

本開示に係る発明によれば、リラクタンストルクを用いて出力の向上が図れる回転機械を提供することができる。 According to the invention according to the present disclosure, it is possible to provide a rotary machine capable of improving the output by using the reluctance torque.

本開示の第一実施形態に係る回転機械の概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the rotary machine which concerns on 1st Embodiment of this disclosure. 図1の回転機械の回転子の断面図である。It is sectional drawing of the rotor of the rotary machine of FIG. 図2の回転子の斜視図である。It is a perspective view of the rotor of FIG. 図1の回転機械の電気的構成の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the electric structure of the rotary machine of FIG. 図2の回転子に加わる磁界の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic field applied to the rotor of FIG. 図1の回転機械の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the rotary machine of FIG. 図1の回転機械における電流位相角と出力トルクの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the current phase angle and the output torque in the rotary machine of FIG. 図1の回転機械の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the rotary machine of FIG. 図1の回転機械の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the rotary machine of FIG. 図1の回転機械の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the rotary machine of FIG. 図1の回転機械の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the rotary machine of FIG. 本開示の第二実施形態に係る回転機械の概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the rotary machine which concerns on 2nd Embodiment of this disclosure. 図12の回転機械の回転子に加わる磁界の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic field applied to the rotor of the rotating machine of FIG. 図12の回転機械における電流位相角と出力トルクの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the current phase angle and the output torque in the rotary machine of FIG. 本開示の第三実施形態に係る回転機械の概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the rotary machine which concerns on 3rd Embodiment of this disclosure. 本開示の第三実施形態に係る回転機械の概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the rotary machine which concerns on 3rd Embodiment of this disclosure. 本開示の第四実施形態に係る回転機械の概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the rotary machine which concerns on 4th Embodiment of this disclosure. 図17の回転機械における電流位相角と出力トルクの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the current phase angle and the output torque in the rotary machine of FIG. 図17の回転機械の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the rotary machine of FIG. 図17の回転機械の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the rotary machine of FIG. 図17の回転機械の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the rotary machine of FIG. 図17の回転機械の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the rotary machine of FIG. 図17の回転機械の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the rotary machine of FIG. 図17の回転機械の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the rotary machine of FIG. 本開示の第五実施形態に係る回転機械の概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the rotary machine which concerns on 5th Embodiment of this disclosure. 図25の回転機械における電流位相角と出力トルクの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the current phase angle and the output torque in the rotary machine of FIG.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図1は、本開示の第一実施形態に係る回転機械の構成を示す断面図である。図2は、図1の回転機械の回転子の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotary machine according to the first embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotor of the rotating machine of FIG.

図1に示すように、第一実施形態に係る回転機械1は、固定子2の内側に表面磁石型の回転子3を回転可能に配置して構成される。回転機械1は、例えば電動機であり、電気エネルギの供給により回転子3を回転させて機械的エネルギを発生させる。固定子2は、回転軸線Aを中心に回転する磁界を発生させ、回転子3を回転させる。固定子2は、ハウジング4に収容されており、ハウジング4に対して回転及び移動しないように固定されている。回転子3は、ハウジング4に設けられるベアリングなどにより軸受けされ、回転軸線Aを中心に回転可能に取り付けられている。 As shown in FIG. 1, the rotary machine 1 according to the first embodiment is configured by rotatably arranging a surface magnet type rotor 3 inside the stator 2. The rotary machine 1 is, for example, an electric motor, and the rotor 3 is rotated by the supply of electric energy to generate mechanical energy. The stator 2 generates a magnetic field that rotates around the rotation axis A, and rotates the rotor 3. The stator 2 is housed in the housing 4 and is fixed to the housing 4 so as not to rotate or move. The rotor 3 is bearing by a bearing or the like provided in the housing 4, and is rotatably attached around the rotation axis A.

固定子2は、例えば、コア21及びコイル22により構成される。コア21は、磁束の通路となる鉄心であり、回転子3の外周に沿って等間隔で形成される複数のティース21aを形成している。例えば、コア21は、内側に回転子3を配置可能な円筒部21bを有し、円筒部21bの内面から回転軸線Aに向けて突出するティース21aを複数形成している。ティース21aは、コイル22を巻き付けるための部位である。ティース21aの先端は、幅広に形成されている。例えば、ティース21aは、周方向に沿って三つ形成される。 The stator 2 is composed of, for example, a core 21 and a coil 22. The core 21 is an iron core that serves as a passage for magnetic flux, and forms a plurality of teeth 21a formed at equal intervals along the outer circumference of the rotor 3. For example, the core 21 has a cylindrical portion 21b on which the rotor 3 can be arranged, and forms a plurality of teeth 21a protruding from the inner surface of the cylindrical portion 21b toward the rotation axis A. The teeth 21a is a portion for winding the coil 22. The tip of the teeth 21a is formed to be wide. For example, three teeth 21a are formed along the circumferential direction.

コア21は、例えば、回転軸線Aの方向に複数の鋼板を積層させて形成される。鋼板を積層させてコア21を構成することにより、渦電流の発生を抑制でき、鉄損の低減を図ることができる。コイル22は、電流を流すための巻線であって、ティース21aに巻き付けられ、電流の流れにより回転子3に対し磁界を発生させる。例えば、磁界は、回転子3の径方向に沿って形成される。また、複数のコイル22に対し位相をずらして電流を流すことにより、回転軸線Aを中心に回転する磁界を形成することができる。 The core 21 is formed by laminating a plurality of steel plates in the direction of the rotation axis A, for example. By laminating the steel plates to form the core 21, the generation of eddy current can be suppressed and the iron loss can be reduced. The coil 22 is a winding for passing an electric current, and is wound around the teeth 21a to generate a magnetic field with respect to the rotor 3 by the flow of the electric current. For example, the magnetic field is formed along the radial direction of the rotor 3. Further, by passing a current out of phase with respect to the plurality of coils 22, a magnetic field rotating around the rotation axis A can be formed.

回転子3は、回転軸線Aに沿って配置される軸部材31と、軸部材31の外周側に設けられ周方向に沿って異なる磁極を交互に形成する磁石部32を備えている。軸部材31は、棒状の部材であって、回転機械1のシャフトとして機能する。軸部材31は、例えば金属などの磁性体により形成される。また、軸部材31は、磁石部32と比べて透磁率の高い材料(例えば、強磁性体材料)を用いて形成されている。例えば、磁石部32としてボンド磁石を用いる場合、軸部材31の透磁率は、磁石部32の透磁率と比べて100倍以上高い。このため、軸部材31において磁束の通りやすい方向が回転子3において磁束の通りやすい方向となる。 The rotor 3 includes a shaft member 31 arranged along the rotation axis A, and a magnet portion 32 provided on the outer peripheral side of the shaft member 31 and alternately forming different magnetic poles along the circumferential direction. The shaft member 31 is a rod-shaped member and functions as a shaft of the rotary machine 1. The shaft member 31 is formed of a magnetic material such as metal. Further, the shaft member 31 is formed by using a material having a higher magnetic permeability than the magnet portion 32 (for example, a ferromagnetic material). For example, when a bonded magnet is used as the magnet portion 32, the magnetic permeability of the shaft member 31 is 100 times or more higher than the magnetic permeability of the magnet portion 32. Therefore, the direction in which the magnetic flux easily passes in the shaft member 31 becomes the direction in which the magnetic flux easily passes in the rotor 3.

磁石部32は、軸部材31の外周を覆って設けられており、例えば軸部材31との間に他の物体を介在させずに設けられている。ただし、磁石部32と軸部材31の間に、軸部材31と磁石部32を接着するための接着剤など物体が存在するものを排除するものではない。磁石部32は、複数の磁極により構成され、例えば二つの磁極によって構成される二極タイプのものが用いられる。すなわち、磁石部32は、径方向の外周側にN極を有する磁石32a及び径方向の外周側にS極を有する磁石32bを備えている。磁石32a及び磁石32bは、軸部材31の外周を周方向に分割して配置され、軸部材31の外周をそれぞれ半分ずつ覆って設けられている。 The magnet portion 32 is provided so as to cover the outer periphery of the shaft member 31, for example, without interposing another object between the magnet portion 32 and the shaft member 31. However, it does not exclude objects such as an adhesive for adhering the shaft member 31 and the magnet portion 32 between the magnet portion 32 and the shaft member 31. The magnet unit 32 is composed of a plurality of magnetic poles, and for example, a two-pole type magnet portion composed of two magnetic poles is used. That is, the magnet portion 32 includes a magnet 32a having an N pole on the outer peripheral side in the radial direction and a magnet 32b having an S pole on the outer peripheral side in the radial direction. The magnet 32a and the magnet 32b are arranged by dividing the outer circumference of the shaft member 31 in the circumferential direction, and cover the outer circumference of the shaft member 31 by half.

磁石32a及び磁石32bは、例えばボンド磁石により形成される。つまり、磁石32a及び磁石32bとして、微細な磁石を樹脂やゴムに練り込んで形成されたものが用いられる。ボンド磁石は、ゴム磁石またはプラスチック磁石とも称される。磁石32a及び磁石32bをボンド磁石により形成することにより、軸部材31の形状に対応して磁石32a及び磁石32bを容易に形成することができる。なお、磁石32a及び磁石32bとして、ボンド磁石以外の磁石を用いる場合もある。 The magnet 32a and the magnet 32b are formed of, for example, a bonded magnet. That is, as the magnet 32a and the magnet 32b, those formed by kneading a fine magnet into resin or rubber are used. Bond magnets are also referred to as rubber magnets or plastic magnets. By forming the magnet 32a and the magnet 32b with a bonded magnet, the magnet 32a and the magnet 32b can be easily formed corresponding to the shape of the shaft member 31. In some cases, magnets other than the bond magnet are used as the magnet 32a and the magnet 32b.

磁石部32の外周には、スリーブ33が取り付けられている。スリーブ33は、非磁性材料からなる円筒形の部材である。スリーブ33は、磁石部32の外周に取り付けられることにより、磁石部32を拘束する。つまり、スリーブ33は、回転子3の回転時に磁石部32が軸部材31から外れることを防止している。 A sleeve 33 is attached to the outer periphery of the magnet portion 32. The sleeve 33 is a cylindrical member made of a non-magnetic material. The sleeve 33 restrains the magnet portion 32 by being attached to the outer periphery of the magnet portion 32. That is, the sleeve 33 prevents the magnet portion 32 from coming off from the shaft member 31 when the rotor 3 rotates.

軸部材31は、回転軸線Aと垂直な断面において、磁石部32のd軸方向と磁石部32のq軸方向で異なる断面積となるように形成されている。言い換えれば、回転子3の断面が円形である場合、軸部材31は、d軸方向とq軸方向で軸部材31と磁石部32の断面積の割合が異なるように、形成されている。また、軸部材31は、回転軸線Aと垂直な断面において、磁石部32のd軸方向と磁石部32のq軸方向で断面の長さが異なるように形成されている。磁石部32のd軸方向は、磁石部32の主磁束方向であり、例えば外周側がN極となる磁石32aの周方向の中央を通る方向となる。磁石部32のq軸方向は、磁石32aと磁石32bの境界線に沿った方向となる。例えば、磁石部32が二極タイプである場合、d軸方向とq軸方向は直交している。 The shaft member 31 is formed so that the cross section perpendicular to the rotation axis A has a different cross-sectional area in the d-axis direction of the magnet portion 32 and the q-axis direction of the magnet portion 32. In other words, when the cross section of the rotor 3 is circular, the shaft member 31 is formed so that the ratio of the cross-sectional area of the shaft member 31 and the magnet portion 32 differs between the d-axis direction and the q-axis direction. Further, the shaft member 31 is formed so that the length of the cross section differs between the d-axis direction of the magnet portion 32 and the q-axis direction of the magnet portion 32 in the cross section perpendicular to the rotation axis A. The d-axis direction of the magnet portion 32 is the main magnetic flux direction of the magnet portion 32, and is, for example, a direction passing through the center of the circumferential direction of the magnet 32a whose outer peripheral side is the N pole. The q-axis direction of the magnet portion 32 is a direction along the boundary line between the magnet 32a and the magnet 32b. For example, when the magnet portion 32 is a bipolar type, the d-axis direction and the q-axis direction are orthogonal to each other.

軸部材31は、例えば、回転軸線Aと垂直な断面において、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きくなるように形成されている。また、軸部材31は、例えば、回転軸線Aと垂直な断面において、d軸方向の断面がq軸方向の断面より長くなるように形成されている。軸部材31は、少なくとも磁石部32が設けられる軸方向の位置において、径方向の断面が非円形となるように形成され、例えば回転軸線Aと垂直な断面において円形の両端を削り落とした形状とされる。つまり、軸部材31は、q軸方向の両端を削り落とすことにより、回転軸線Aと垂直な断面においてd軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きくなり、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。軸部材31の断面を非円形とすることにより、断面が円形の場合と比べて、磁石部32と軸部材31とのトルク伝達に対する性能を向上させることができる。すなわち、磁石部32と軸部材31の相対ずれを抑制することができ、磁石部32と軸部材31を一体として確実に回転させることができる。 The shaft member 31 is formed so that, for example, in a cross section perpendicular to the rotation axis A, the cross-sectional area in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction. Further, the shaft member 31 is formed so that, for example, in a cross section perpendicular to the rotation axis A, the cross section in the d-axis direction is longer than the cross section in the q-axis direction. The shaft member 31 is formed so that the radial cross section is non-circular at least at the axial position where the magnet portion 32 is provided. Will be done. That is, by scraping off both ends of the shaft member 31 in the q-axis direction, the cross-sectional area in the d-axis direction becomes larger than the cross-sectional area in the q-axis direction in the cross section perpendicular to the rotation axis A, and the cross-sectional length in the d-axis direction becomes longer. Is longer than the length of the cross section in the q-axis direction. By making the cross section of the shaft member 31 non-circular, it is possible to improve the performance for torque transmission between the magnet portion 32 and the shaft member 31 as compared with the case where the cross section is circular. That is, the relative displacement between the magnet portion 32 and the shaft member 31 can be suppressed, and the magnet portion 32 and the shaft member 31 can be reliably rotated as one.

図2に示すように、軸部材31は、回転軸線Aと垂直な断面において、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。例えば、d軸方向とq軸方向の中間を通る中間線Mを設定した場合、軸部材31の断面において、d軸と中間線Mの間の断面積Sdは、q軸と中間線Mの間の断面積Sqよりも大きい。このため、軸部材31においてq軸方向と比べてd軸方向に磁束が通りやすくなり、回転子3においてq軸方向と比べてd軸方向に磁束が通りやすくなる。すなわち、軸部材31は磁石部32に対し十分に透磁率が高いため、軸部材31においてd軸方向に磁束を通りやすくすることにより、回転子3においてd軸方向に磁束が通りやすくなる。また、磁束の通りやすさ(合成透磁率)は、次の式により表すことができる。 As shown in FIG. 2, in the cross section perpendicular to the rotation axis A, the cross section in the d-axis direction is larger than the cross-section in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is in the q-axis direction. It is longer than the length of the cross section. For example, when an intermediate line M passing between the d-axis direction and the q-axis direction is set, the cross-sectional area Sd between the d-axis and the intermediate line M in the cross section of the shaft member 31 is between the q-axis and the intermediate line M. It is larger than the cross-sectional area Sq of. Therefore, in the shaft member 31, the magnetic flux easily passes in the d-axis direction as compared with the q-axis direction, and in the rotor 3, the magnetic flux easily passes in the d-axis direction as compared with the q-axis direction. That is, since the shaft member 31 has a sufficiently high magnetic permeability with respect to the magnet portion 32, the magnetic flux easily passes through the d-axis direction in the rotor 3 by facilitating the passage of the magnetic flux in the d-axis direction in the shaft member 31. Further, the ease of passage of magnetic flux (synthetic magnetic permeability) can be expressed by the following equation.

Figure 2022051190000002
Figure 2022051190000002

この式において、磁束の通りやすさ(合成透磁率)は、回転軸線Aと交差し径方向に延びる直線上で回転子3を構成する材料の透磁率を足しあげたものである。この式は、回転軸線Aをz方向とする円筒座標において磁束の通りやすさを算出したものであり、μは材料の透磁率、Rは対象となる断面における回転子3の半径であり、θは回転子3の周方向の角度である。このように、回転子3においてq軸方向と比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることにより、回転機械1の駆動時にリラクタンストルクを生じさせることができる。また、例えば、軸部材31の断面において、d軸方向の長さLdは、q軸方向の長さLqよりも長い。このため、軸部材31においてq軸方向と比べてd軸方向に磁束が通りやすくなり、回転子3においてq軸方向と比べてd軸方向に磁束が通りやすくなる。これにより、回転機械1の駆動時にリラクタンストルクを生じさせることができる。 In this equation, the ease of passage of magnetic flux (composite magnetic permeability) is the addition of the magnetic permeability of the material constituting the rotor 3 on a straight line that intersects the rotation axis A and extends in the radial direction. In this equation, the ease of passage of magnetic flux is calculated in cylindrical coordinates with the rotation axis A in the z direction, μ is the magnetic permeability of the material, R is the radius of the rotor 3 in the target cross section, and θ. Is the circumferential angle of the rotor 3. As described above, by making the magnetic flux easily pass through the rotor 3 in the d-axis direction as compared with the q-axis direction, the reluctance torque can be generated when the rotating machine 1 is driven. Further, for example, in the cross section of the shaft member 31, the length Ld in the d-axis direction is longer than the length Lq in the q-axis direction. Therefore, in the shaft member 31, the magnetic flux easily passes in the d-axis direction as compared with the q-axis direction, and in the rotor 3, the magnetic flux easily passes in the d-axis direction as compared with the q-axis direction. As a result, a reluctance torque can be generated when the rotary machine 1 is driven.

図3は、回転子3の斜視図である。図3に示すように、回転子3の軸部材31は、回転軸線Aに沿って延びており、磁石部32から突出して設けられている。軸部材31において、磁石部32から延び出る延出部311は、断面形状が円形とされる。延出部311は、ハウジング4に対し軸受けされる部位である。延出部311のうちハウジング4から外部へ延出する部分は、回転機械1の出力軸として用いられる。軸部材31は、少なくとも磁石部32が設けられる軸方向の位置において、磁石部32のd軸方向と磁石部32のq軸方向で異なる断面積となるように形成されており、磁石部32のd軸方向と磁石部32のq軸方向で断面の長さが異なるように形成されている。言い換えれば、軸部材31は、磁石部32が設けられていない軸方向の位置において、磁石部32のd軸方向と磁石部32のq軸方向で異なる断面積となっていなくてもよく、磁石部32のd軸方向と磁石部32のq軸方向で断面の長さが異なるように形成されていなくてもよい。また、軸部材31は、回転軸線Aに対し直交する断面において、回転軸線Aに沿って断面形状が変化する移行部を備えていてもよい。本実施形態の移行部は磁石部32の回転軸線Aの方向の端面と面一となるように形成されている。 FIG. 3 is a perspective view of the rotor 3. As shown in FIG. 3, the shaft member 31 of the rotor 3 extends along the rotation axis A and is provided so as to project from the magnet portion 32. In the shaft member 31, the extending portion 311 extending from the magnet portion 32 has a circular cross-sectional shape. The extending portion 311 is a portion that is bearing on the housing 4. The portion of the extending portion 311 extending to the outside from the housing 4 is used as an output shaft of the rotary machine 1. The shaft member 31 is formed so that the cross-sectional area of the magnet portion 32 differs between the d-axis direction of the magnet portion 32 and the q-axis direction of the magnet portion 32 at least at the position in the axial direction where the magnet portion 32 is provided. It is formed so that the length of the cross section differs between the d-axis direction and the q-axis direction of the magnet portion 32. In other words, the shaft member 31 does not have to have different cross-sectional areas in the d-axis direction of the magnet portion 32 and the q-axis direction of the magnet portion 32 at the axial position where the magnet portion 32 is not provided. The length of the cross section may not be different between the d-axis direction of the portion 32 and the q-axis direction of the magnet portion 32. Further, the shaft member 31 may include a transition portion whose cross-sectional shape changes along the rotation axis A in a cross section orthogonal to the rotation axis A. The transition portion of the present embodiment is formed so as to be flush with the end surface of the magnet portion 32 in the direction of the rotation axis A.

図4は、回転機械1の電気的構成の概要を示すブロック図である。図4に示すように、固定子2の三つのコイル22は、例えばY結線(星形結線)により接続されている。つまり、各コイル22の一端は互いに接続され、他端はインバータ91に接続されている。このコイル22は、三相交流電流を流されることにより、回転子3に対し回転する磁界を与える。インバータ91は、直流電圧を交流電圧に変換する機器であり、例えば三相交流電圧をコイル22に印加する。インバータ91としては、例えば六つのパワートランジスタを用いたブリッジ回路が用いられる。インバータ91は、制御器92の制御信号を受けて作動し、コイル22に電流を供給する。制御器92は、外部からの作動指令に応じてインバータ91に対し制御信号を出力する。制御器92は、回転機械1の制御を行う電子制御機器であり、例えばCPU、ROM、RAMを含むコンピュータにより構成される。インバータ91及び制御器92は、固定子2及び回転子3を収容するハウジング4と一体に構成してもよいし、ハウジング4の外部に設置されていてもよい。また、インバータ91は、制御器92の内部に設けられていてもよい。 FIG. 4 is a block diagram showing an outline of the electrical configuration of the rotary machine 1. As shown in FIG. 4, the three coils 22 of the stator 2 are connected by, for example, a Y connection (star-shaped connection). That is, one end of each coil 22 is connected to each other, and the other end is connected to the inverter 91. The coil 22 gives a rotating magnetic field to the rotor 3 by passing a three-phase alternating current. The inverter 91 is a device that converts a DC voltage into an AC voltage, and applies, for example, a three-phase AC voltage to the coil 22. As the inverter 91, for example, a bridge circuit using six power transistors is used. The inverter 91 operates in response to the control signal of the controller 92 to supply a current to the coil 22. The controller 92 outputs a control signal to the inverter 91 in response to an operation command from the outside. The controller 92 is an electronic control device that controls the rotary machine 1, and is composed of, for example, a computer including a CPU, a ROM, and a RAM. The inverter 91 and the controller 92 may be integrally configured with the housing 4 accommodating the stator 2 and the rotor 3, or may be installed outside the housing 4. Further, the inverter 91 may be provided inside the controller 92.

回転機械1には、回転子3の回転状態を検出するセンサ5を備えている。センサ5としては、例えばホール素子などの磁気センサやロータリエンコーダなどが用いられる。センサ5は制御器92に接続され、センサ5の出力信号は制御器92に入力される。制御器92は、センサ5の出力信号に基づいて、回転子3及び軸部材31の回転位置及び回転速度の一部又は全部を含む回転状態を認識する。なお、本実施形態では、センサ5を用いているが、センサレス制御などによって回転子3の回転位置を検出してもよく、センサ5の設置を省略する場合もある。 The rotating machine 1 is provided with a sensor 5 for detecting the rotational state of the rotor 3. As the sensor 5, for example, a magnetic sensor such as a Hall element, a rotary encoder, or the like is used. The sensor 5 is connected to the controller 92, and the output signal of the sensor 5 is input to the controller 92. The controller 92 recognizes the rotational state including a part or all of the rotational position and the rotational speed of the rotor 3 and the shaft member 31 based on the output signal of the sensor 5. Although the sensor 5 is used in the present embodiment, the rotation position of the rotor 3 may be detected by sensorless control or the like, and the installation of the sensor 5 may be omitted.

図5は、固定子2によって生成される磁界Bを示す図である。図5の磁界Bの向きは、固定子2により生成される磁界Bの代表的な向き(磁界Bの中心の向き又は磁界Bの平均の向き)を一本の磁力線で示したものである。回転機械1では、例えば、磁界Bが回転子3のd軸方向とq軸方向の間に向くように形成される。つまり、固定子2は、d軸方向に対し回転子3の回転方向DRへ先行する磁界Bを形成し、磁界Bを回転方向DRへ回転させて回転子3を回転させる。図5において、回転方向DRは、反時計回りの方向となっている。 FIG. 5 is a diagram showing a magnetic field B generated by the stator 2. The direction of the magnetic field B in FIG. 5 shows the typical direction of the magnetic field B generated by the stator 2 (the direction of the center of the magnetic field B or the average direction of the magnetic field B) with one magnetic field line. In the rotary machine 1, for example, the magnetic field B is formed so as to face between the d-axis direction and the q-axis direction of the rotor 3. That is, the stator 2 forms a magnetic field B that precedes the rotation direction DR of the rotor 3 in the d-axis direction, and rotates the magnetic field B in the rotation direction DR to rotate the rotor 3. In FIG. 5, the rotation direction DR is a counterclockwise direction.

表面磁石型の回転機械(例えば、表面磁石型のモータ)では、回転駆動時に、q軸方向に向けて磁界を形成させるのが一般的である。これは、磁石トルクを有効に作用させるためである。一般の表面磁石型の回転機械ではリラクタンストルクがほとんど生じないため、磁石トルクを効果的に働かせるように、磁界をq軸方向に向けて形成している。 In a surface magnet type rotary machine (for example, a surface magnet type motor), it is common to form a magnetic field in the q-axis direction during rotational drive. This is to make the magnet torque work effectively. Since a general surface magnet type rotating machine hardly generates reluctance torque, a magnetic field is formed in the q-axis direction so that the magnet torque can be effectively applied.

これに対し、本開示に係る回転機械1では、磁界Bが回転子3のd軸方向とq軸方向の間に向くように形成され、リラクタンストルクを高めている。このとき、磁界Bの向きは、q軸方向とd軸方向の中間方向としてもよい。つまり、二極の回転子3の場合、d軸方向と磁界Bの向きの間の角度θが45度となるように、磁界Bが形成されてもよい。このように磁界Bを形成することにより、リタクタンストルクの向上が図れる。また、磁界Bの向きは、d軸方向よりq軸方向に近い向きとしてもよい。つまり、二極の回転子3の場合、d軸方向と磁界Bの向きの間の角度θが45度より大きく90度未満となる角度となるように、磁界Bが形成されてもよい。このように磁界Bを形成することにより、リタクタンストルクの向上が図れる。本開示に係る回転機械1では、軸部材31がd軸方向に扁平となっている。このため、軸部材31を通過する磁束は大凡d軸方向に向くこととなる。このため、磁界Bにより磁石部32の磁力が相殺されることを抑制することができる。 On the other hand, in the rotary machine 1 according to the present disclosure, the magnetic field B is formed so as to face between the d-axis direction and the q-axis direction of the rotor 3, and the reluctance torque is increased. At this time, the direction of the magnetic field B may be an intermediate direction between the q-axis direction and the d-axis direction. That is, in the case of the bipolar rotor 3, the magnetic field B may be formed so that the angle θ between the d-axis direction and the direction of the magnetic field B is 45 degrees. By forming the magnetic field B in this way, the retractant torque can be improved. Further, the direction of the magnetic field B may be closer to the q-axis direction than the d-axis direction. That is, in the case of the bipolar rotor 3, the magnetic field B may be formed so that the angle θ between the d-axis direction and the direction of the magnetic field B is larger than 45 degrees and less than 90 degrees. By forming the magnetic field B in this way, the retractant torque can be improved. In the rotary machine 1 according to the present disclosure, the shaft member 31 is flattened in the d-axis direction. Therefore, the magnetic flux passing through the shaft member 31 is generally directed in the d-axis direction. Therefore, it is possible to prevent the magnetic field B from canceling out the magnetic force of the magnet portion 32.

次に、本開示に係る回転機械1の動作について説明する。 Next, the operation of the rotary machine 1 according to the present disclosure will be described.

図6は、回転機械1の動作を示すフローチャートであり、回転機械1の作動制御処理を示している。図6の制御処理は、例えば制御器92により実行され、この制御処理により回転機械1が作動する。まず、ステップS10(以下、単に「S10」という。S10以降のステップについても同様とする。)に示すように、指令信号の読み込み処理が行われる。この指令信号の読み込み処理は、制御器92に対し入力される指令信号を読み込む処理である。指令信号は、回転機械1の作動についての指令信号であり、例えば回転機械1の回転速度の信号が該当する。この指令信号は、例えば外部の機器やインターフェースなどから制御器92に入力される。 FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the rotary machine 1, and shows the operation control process of the rotary machine 1. The control process of FIG. 6 is executed by, for example, the controller 92, and the rotary machine 1 is operated by this control process. First, as shown in step S10 (hereinafter, simply referred to as "S10"; the same applies to the steps after S10), the command signal reading process is performed. The process of reading the command signal is a process of reading the command signal input to the controller 92. The command signal is a command signal for the operation of the rotary machine 1, and corresponds to, for example, a signal of the rotation speed of the rotary machine 1. This command signal is input to the controller 92 from, for example, an external device or interface.

S12に処理が移行し、回転位置の検出処理が行われる。この検出処理は、回転子3の回転位置を検出する処理である。例えば、制御器92は、センサ5の出力信号に基づいて回転子3の磁極の位置を検出する。なお、この回転位置の検出処理において、センサ5を用いずに回転子3の回転位置を検出してもよい。例えば、制御器92は、各コイル22の誘起電圧検出を行って回転子3の回転位置を検出してもよい。次に、S14に処理が移行し、制御信号の生成処理が行われる。制御信号の生成処理は、インバータ91へ出力する制御信号を生成する処理である。制御信号の生成は、例えば、S10の指令信号及びS12の検出結果を基づいて行われる。具体的には、回転子3の回転位置に対し磁界Bが先行するように制御信号が生成される。つまり、制御信号は、図5に示すように、磁界Bが回転子3のd軸方向とq軸方向の間に向けて形成されるように、生成される。このように制御信号が生成されることにより、リラクタンストルクの向上を図ることができる。 The process shifts to S12, and the rotation position detection process is performed. This detection process is a process of detecting the rotation position of the rotor 3. For example, the controller 92 detects the position of the magnetic pole of the rotor 3 based on the output signal of the sensor 5. In this rotation position detection process, the rotation position of the rotor 3 may be detected without using the sensor 5. For example, the controller 92 may detect the rotational position of the rotor 3 by detecting the induced voltage of each coil 22. Next, the process shifts to S14, and the control signal generation process is performed. The control signal generation process is a process of generating a control signal to be output to the inverter 91. The control signal is generated, for example, based on the command signal of S10 and the detection result of S12. Specifically, a control signal is generated so that the magnetic field B precedes the rotation position of the rotor 3. That is, the control signal is generated so that the magnetic field B is formed between the d-axis direction and the q-axis direction of the rotor 3, as shown in FIG. By generating the control signal in this way, the reluctance torque can be improved.

また、制御信号は、d軸方向よりq軸方向に近い向きに磁界Bが形成されるように、生成されてもよい。例えば、制御信号は、回転子3が二極の場合、d軸方向との間の角度θが45度より大きく90度未満となる向きに磁界Bが形成されるように、生成されてもよい。このように制御信号が生成されることにより、リラクタンストルクの向上を図ることができる。 Further, the control signal may be generated so that the magnetic field B is formed in a direction closer to the q-axis direction than the d-axis direction. For example, the control signal may be generated so that when the rotor 3 has two poles, the magnetic field B is formed in a direction in which the angle θ with the d-axis direction is larger than 45 degrees and less than 90 degrees. .. By generating the control signal in this way, the reluctance torque can be improved.

そして、図6のS16に処理が移行し、信号出力処理が行われる。信号出力処理は、S14にて生成された制御信号を出力する処理である。例えば、制御器92は、S14にて生成された制御信号をインバータ91に対して出力する。これにより、インバータ91は、制御信号に応じた駆動電流を生成し、回転機械1へ駆動電流を出力する。回転機械1の固定子2には駆動電流が入力され、固定子2のコイル22に電流が流れる。このため、d軸方向に対し回転子3の回転方向DRへ先行する磁界Bが形成され、回転子3及び軸部材31が回転する。このとき、図5に示すように、磁界Bが回転子3のd軸方向とq軸方向の間の向きに形成される。このように磁界Bが形成されることにより、リラクタンストルクの向上を図ることができる。また、磁界Bがd軸方向よりq軸方向に近い向きに形成されてもよい。このように磁界Bが形成されることにより、リラクタンストルクの向上を図ることができる。 Then, the processing shifts to S16 in FIG. 6, and the signal output processing is performed. The signal output process is a process of outputting the control signal generated in S14. For example, the controller 92 outputs the control signal generated in S14 to the inverter 91. As a result, the inverter 91 generates a drive current according to the control signal and outputs the drive current to the rotary machine 1. A drive current is input to the stator 2 of the rotary machine 1, and a current flows through the coil 22 of the stator 2. Therefore, a magnetic field B preceding the rotation direction DR of the rotor 3 with respect to the d-axis direction is formed, and the rotor 3 and the shaft member 31 rotate. At this time, as shown in FIG. 5, the magnetic field B is formed in the direction between the d-axis direction and the q-axis direction of the rotor 3. By forming the magnetic field B in this way, the reluctance torque can be improved. Further, the magnetic field B may be formed in a direction closer to the q-axis direction than the d-axis direction. By forming the magnetic field B in this way, the reluctance torque can be improved.

そして、図6のS18に処理が移行し、回転機械1の作動を終了するか否かが判定される。例えば、制御器92に対し作動終了すべき信号が入力されていない場合、回転機械1の作動を終了しないと判定され、S10に処理が戻る。そして、S10~S16の処理が継続して実行される。これに対し、例えば、制御器92に対し作動終了すべき信号が入力された場合、回転機械1の作動を終了すると判定され、図6の一連の制御処理を終了する。 Then, the process shifts to S18 in FIG. 6, and it is determined whether or not the operation of the rotary machine 1 is terminated. For example, when the signal to end the operation is not input to the controller 92, it is determined that the operation of the rotary machine 1 is not terminated, and the process returns to S10. Then, the processes of S10 to S16 are continuously executed. On the other hand, for example, when a signal to end the operation is input to the controller 92, it is determined that the operation of the rotary machine 1 is terminated, and the series of control processes of FIG. 6 is terminated.

以上説明したように、本実施形態に係る回転機械1によれば、回転子3の軸部材31がd軸方向とq軸方向で異なる断面積となるように形成されている。このため、軸部材31においてd軸方向とq軸方向で磁束の通りやすさを異ならせることができ、回転子3においてd軸方向とq軸方向で磁束の通りやすさを異ならせることができる。これにより、回転機械1の駆動時においてリラクタンストルクを生じさせることができる。このリラクタンストルクを用いることにより、回転機械1の出力を向上させることができる。 As described above, according to the rotary machine 1 according to the present embodiment, the shaft member 31 of the rotor 3 is formed so as to have different cross-sectional areas in the d-axis direction and the q-axis direction. Therefore, in the shaft member 31, the ease of passage of the magnetic flux can be made different in the d-axis direction and the q-axis direction, and in the rotor 3, the ease of passage of the magnetic flux can be made different in the d-axis direction and the q-axis direction. .. As a result, the reluctance torque can be generated when the rotary machine 1 is driven. By using this reluctance torque, the output of the rotary machine 1 can be improved.

また、本実施形態に係る回転機械1によれば、d軸方向の断面積Sdがq軸方向の断面積Sqより大きくなるように、回転子3の軸部材31が形成される。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、回転機械1の駆動時においてリラクタンストルクを生じさせることができる。このリラクタンストルクを用いることにより、回転機械1の出力を向上させることができる。例えば、図7に示すように、回転機械1の出力トルクTは、磁石トルクTmとリラクタンストルクTrを合わせたトルクとなり、電流位相角を調整することで磁石トルクTmのみの出力と比べて出力が向上することがわかる。図7の縦軸は回転機械1の出力のトルクであり、横軸は電流位相角である。電流位相角は、d軸を基準として回転方向を正としている。 Further, according to the rotary machine 1 according to the present embodiment, the shaft member 31 of the rotor 3 is formed so that the cross-sectional area Sd in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area Sq in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, the reluctance torque can be generated when the rotary machine 1 is driven. By using this reluctance torque, the output of the rotary machine 1 can be improved. For example, as shown in FIG. 7, the output torque T of the rotary machine 1 is the total torque of the magnet torque Tm and the reluctance torque Tr, and by adjusting the current phase angle, the output is higher than the output of only the magnet torque Tm. It turns out to improve. The vertical axis of FIG. 7 is the torque of the output of the rotary machine 1, and the horizontal axis is the current phase angle. The current phase angle is positive in the rotation direction with respect to the d-axis.

また、本実施形態に係る回転機械1によれば、回転子3の軸部材31がd軸方向とq軸方向で断面の長さが異なるように形成されている。このため、軸部材31においてd軸方向とq軸方向で磁束の通りやすさを異ならせることができる。これにより、回転機械1の駆動時においてリラクタンストルクを生じさせることができる。このリラクタンストルクを用いることにより、回転機械の出力を向上させることができる。 Further, according to the rotary machine 1 according to the present embodiment, the shaft member 31 of the rotor 3 is formed so that the length of the cross section differs between the d-axis direction and the q-axis direction. Therefore, in the shaft member 31, the ease of passing the magnetic flux can be different in the d-axis direction and the q-axis direction. As a result, the reluctance torque can be generated when the rotary machine 1 is driven. By using this reluctance torque, the output of the rotating machine can be improved.

また、本実施形態に係る回転機械1によれば、d軸方向の断面の長さLdがq軸方向の断面の長さLqより長くなるように、回転子3の軸部材31が形成される。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、回転機械1の駆動時においてリラクタンストルクを生じさせることができる。このリラクタンストルクを用いることにより、回転機械1の出力を向上させることができる。 Further, according to the rotary machine 1 according to the present embodiment, the shaft member 31 of the rotor 3 is formed so that the length Ld of the cross section in the d-axis direction is longer than the length Lq of the cross section in the q-axis direction. .. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, the reluctance torque can be generated when the rotary machine 1 is driven. By using this reluctance torque, the output of the rotary machine 1 can be improved.

また、本実施形態に係る回転機械1によれば、固定子2が回転子3に対しd軸方向に先行して回転する磁界Bを形成することによりマグネットトルクを利用しながら、軸断面長手方向に先行して回転する磁界Bを形成することにより回転子3にリラクタンストルクを生じさせることができる。このため、回転機械1の出力を向上させることができる。 Further, according to the rotary machine 1 according to the present embodiment, the stator 2 forms a magnetic field B that rotates ahead of the rotor 3 in the d-axis direction, so that the magnet torque is utilized while the axial cross-sectional longitudinal direction. By forming a magnetic field B that rotates prior to the rotor 3, a relaxation torque can be generated in the rotor 3. Therefore, the output of the rotary machine 1 can be improved.

以上のように、本開示の第一実施形態について説明したが、本開示の回転機械は、上述した第一実施形態に回転機械1に限定されるものではない。例えば、上述した第一実施形態では、回転子3の軸部材31が円形の両端を削り落とした断面形状であったが、その他の断面形状であってもよい。 As described above, the first embodiment of the present disclosure has been described, but the rotary machine of the present disclosure is not limited to the rotary machine 1 in the first embodiment described above. For example, in the first embodiment described above, the shaft member 31 of the rotor 3 has a cross-sectional shape in which both ends of a circle are scraped off, but other cross-sectional shapes may be used.

具体的には、図8の(a)に示すように、回転子3の軸部材31は、円形の両端に内側へ窪む凹部31aを形成した断面で形成されていてもよい。すなわち、軸部材31の断面において、q軸方向に沿って内側へ窪む凹部31aが形成されていてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。 Specifically, as shown in FIG. 8A, the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed with a cross section in which recesses 31a recessed inward are formed at both ends of a circle. That is, in the cross section of the shaft member 31, a recess 31a that is recessed inward along the q-axis direction may be formed. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased.

また、図8の(b)に示すように、軸部材31の断面において、円形の両端で内側へ窪む凹部31aは、複数形成されていてもよい。例えば、軸部材31の断面において、円形の両側にそれぞれq軸方向に沿って内側へ窪む三つの凹部31aが形成されていてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きくなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。 Further, as shown in FIG. 8B, in the cross section of the shaft member 31, a plurality of recesses 31a recessed inward at both ends of the circle may be formed. For example, in the cross section of the shaft member 31, three recesses 31a that are recessed inward along the q-axis direction may be formed on both sides of the circle. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased.

また、図8の(c)に示すように、回転子3の軸部材31は、円形の両端に外側へ突出する凸部31bを形成した断面で形成されていてもよい。すなわち、軸部材31の断面において、d軸方向に沿って外側へ突出する凸部31bが形成されていてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。 Further, as shown in FIG. 8C, the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed in a cross section having convex portions 31b protruding outward at both ends of a circle. That is, in the cross section of the shaft member 31, a convex portion 31b that protrudes outward along the d-axis direction may be formed. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased.

また、図8の(d)に示すように、軸部材31の断面において、円形の両端で外側へ突出する凸部31bは、複数形成されていてもよい。例えば、軸部材31の断面において、円形の両側にそれぞれd軸方向に沿って外側へ突出する三つの凸部31bが形成されていてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。 Further, as shown in FIG. 8D, in the cross section of the shaft member 31, a plurality of convex portions 31b protruding outward at both ends of the circle may be formed. For example, in the cross section of the shaft member 31, three convex portions 31b may be formed on both sides of the circle so as to project outward along the d-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased.

また、図9の(a)に示すように、回転子3の軸部材31は、楕円形の断面で形成されていてもよい。すなわち、軸部材31の断面は、d軸方向に長軸を向けた楕円形であってもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。 Further, as shown in FIG. 9A, the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed with an elliptical cross section. That is, the cross section of the shaft member 31 may be an ellipse with the long axis oriented in the d-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased.

また、図9の(b)に示すように、回転子3の軸部材31は、q軸方向へ向けて形成される貫通孔31cを形成されていてもよい。すなわち、軸部材31の断面は、円形の中央にq軸方向へ向けた貫通孔31cが形成されている。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、このような軸部材31を備えることにより、磁石部32の磁力を高めることができ、磁石トルクを高めることができる。 Further, as shown in FIG. 9B, the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed with a through hole 31c formed in the q-axis direction. That is, in the cross section of the shaft member 31, a through hole 31c directed in the q-axis direction is formed in the center of the circle. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, by providing such a shaft member 31, the magnetic force of the magnet portion 32 can be increased, and the magnet torque can be increased.

また、図9の(c)に示すように、回転子3の軸部材31は、矩形の断面で形成されていてもよい。例えば、軸部材31の断面は、長辺をd軸方向に向けた長方形としてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。 Further, as shown in FIG. 9 (c), the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed with a rectangular cross section. For example, the cross section of the shaft member 31 may be a rectangle with the long side oriented in the d-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased.

また、図9の(d)に示すように、回転子3の軸部材31は、複数の軸31dにより構成されていてもよい。例えば、軸部材31の断面は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなるように、複数の軸31dが配置される。具体的には、六つの軸31dが、d軸方向に沿って三つ、q軸方向に沿って二つ配列される。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。なお、軸31dの断面は、円形以外の形状であってもよい。また、軸31dの数は、六つ以外の数であってもよい。 Further, as shown in FIG. 9D, the shaft member 31 of the rotor 3 may be composed of a plurality of shafts 31d. For example, the cross section of the shaft member 31 has a plurality of axes so that the cross section in the d-axis direction is larger than the cross section in the q-axis direction and the length of the cross section in the d-axis direction is longer than the length of the cross section in the q-axis direction. 31d is arranged. Specifically, the six axes 31d are arranged three along the d-axis direction and two along the q-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. The cross section of the shaft 31d may have a shape other than a circular shape. Further, the number of axes 31d may be a number other than six.

また、図10の(a)に示すように、回転子3の軸部材31は、円形の外部に磁性部材31eを設けて構成されていてもよい。例えば、軸部材31は、円形の外部にd軸方向へ離間して一つずつ磁性部材31eが形成されていてもよい。磁性部材31eは、円形断面の両側に複数形成されていてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。なお、磁性部材31eの断面は、矩形以外の形状でもよい。 Further, as shown in FIG. 10A, the shaft member 31 of the rotor 3 may be configured by providing a magnetic member 31e on the outside of a circular shape. For example, as for the shaft member 31, the magnetic members 31e may be formed one by one on the outer side of the circle separated in the d-axis direction. A plurality of magnetic members 31e may be formed on both sides of a circular cross section. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. The cross section of the magnetic member 31e may have a shape other than a rectangle.

また、図10の(b)に示すように、回転子3の軸部材31は、円形の両端を削り落とした断面であり、削り落とした部分に非磁性体31fを取り付けて構成されていてもよい。すなわち、軸部材31は、q軸方向の両端の部分に非磁性体31fを取り付けて構成されている。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、軸部材31に非磁性体31fを取り付けることにより、軸部材31を補強することができ、軸部材31の強度を高めることができる。 Further, as shown in FIG. 10B, the shaft member 31 of the rotor 3 has a cross section in which both ends of a circle are scraped off, and even if the non-magnetic material 31f is attached to the scraped-off portion. good. That is, the shaft member 31 is configured by attaching a non-magnetic material 31f to both ends in the q-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, by attaching the non-magnetic material 31f to the shaft member 31, the shaft member 31 can be reinforced and the strength of the shaft member 31 can be increased.

また、図10の(c)に示すように、回転子3の軸部材31は、複数の矩形の断面で形成されていてもよい。すなわち、軸部材31の断面は、d軸方向に長辺を向けた二つの長方形で構成されてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。 Further, as shown in FIG. 10 (c), the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed of a plurality of rectangular cross sections. That is, the cross section of the shaft member 31 may be composed of two rectangles whose long sides are oriented in the d-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased.

また、上述した第一実施形態では、回転子3の軸部材31は、断面の長手方向をd軸方向に向けて形成されているが、このように構成されていなくてもよい。例えば、図11に示すように、回転子3の軸部材31は、断面の長手方向をd軸方向からずれた向きに形成されてもよい。この場合であっても、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく又はd軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなるように、軸部材31が形成されることにより、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、図8~図10に示す軸部材31に対しても、断面の長手方向をd軸方向からずれた向きとしてもよい。 Further, in the first embodiment described above, the shaft member 31 of the rotor 3 is formed so that the longitudinal direction of the cross section is directed to the d-axis direction, but it may not be configured in this way. For example, as shown in FIG. 11, the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed so that the longitudinal direction of the cross section deviates from the d-axis direction. Even in this case, the shaft member 31 is formed so that the cross-sectional area in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction or the length of the cross-sectional area in the d-axis direction is longer than the length of the cross-sectional area in the q-axis direction. By doing so, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3 as compared with the q-axis direction. .. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, with respect to the shaft member 31 shown in FIGS. 8 to 10, the longitudinal direction of the cross section may be deviated from the d-axis direction.

次に、本開示の第二実施形態に係る回転機械について説明する。 Next, the rotary machine according to the second embodiment of the present disclosure will be described.

図12は、第二実施形態に係る回転機械1aの回転子3aの断面図である。第二実施形態に係る回転機械1aは、第一実施形態に係る回転機械1とほぼ同様に構成され、回転子3aの構造のみが異なっている。すなわち、上述した第一実施形態に係る回転機械1の回転子3の軸部材31は、d軸方向の断面積Sdがq軸方向の断面積Sqより大きくなるように形成されd軸方向の断面の長さLdがq軸方向の断面の長さLqより長くなるように形成されていたが、第二実施形態に係る回転機械1aの回転子3aの軸部材31は、q軸方向の断面積Sqがd軸方向の断面積Sdより大きくなるように形成されq軸方向の断面の長さLqがd軸方向の断面の長さLdより長くなるように形成されている点で、第一実施形態に係る回転機械1の回転子3と異なっている。 FIG. 12 is a cross-sectional view of the rotor 3a of the rotary machine 1a according to the second embodiment. The rotary machine 1a according to the second embodiment is configured in substantially the same manner as the rotary machine 1 according to the first embodiment, and only the structure of the rotor 3a is different. That is, the shaft member 31 of the rotor 3 of the rotary machine 1 according to the first embodiment described above is formed so that the cross-sectional area Sd in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area Sq in the q-axis direction and has a cross section in the d-axis direction. The length Ld of the rotor 3a is formed to be longer than the length Lq of the cross section in the q-axis direction, but the shaft member 31 of the rotor 3a of the rotary machine 1a according to the second embodiment has a cross-sectional area in the q-axis direction. The first embodiment is carried out in that Sq is formed so as to be larger than the cross-sectional area Sd in the d-axis direction, and the length Lq of the cross section in the q-axis direction is formed to be longer than the length Ld of the cross section in the d-axis direction. It is different from the rotor 3 of the rotary machine 1 according to the embodiment.

軸部材31は、回転軸線Aに対し垂直な断面が非円形となるように形成され、例えば回転軸線Aに対し垂直な断面において円形のd軸方向の両端をq軸に沿って削り落とした形状とされる。つまり、軸部材31は、d軸方向の両端を削り落とすことにより、q軸方向の断面積Sqがd軸方向の断面積Sdより大きくなり、q軸方向の断面の長さLqがd軸方向の断面の長さLdより長くなっている。 The shaft member 31 is formed so that the cross section perpendicular to the rotation axis A is non-circular. For example, in the cross section perpendicular to the rotation axis A, both ends in the circular d-axis direction are cut off along the q-axis. It is said that. That is, by scraping off both ends of the shaft member 31 in the d-axis direction, the cross-sectional area Sq in the q-axis direction becomes larger than the cross-sectional area Sd in the d-axis direction, and the length Lq of the cross-section in the q-axis direction is in the d-axis direction. The length of the cross section of is longer than Ld.

図13は、固定子2によって生成される磁界Bを示す図である。図13の磁界Bの向きは、固定子2により生成される磁界Bの代表的な向き(磁界Bの中心の向き又は磁界Bの平均の向き)を一本の磁力線で示したものである。回転機械1aでは、例えば、磁界Bが回転子3aのq軸方向に先行する方向に形成される。つまり、固定子2は、q軸方向に対し回転子3aの回転方向DRへ先行する磁界Bを形成し、磁界Bを回転方向DRへ回転させて回転子3aを回転させる。図13において、回転方向DRは、反時計回りの方向となっている。 FIG. 13 is a diagram showing a magnetic field B generated by the stator 2. The direction of the magnetic field B in FIG. 13 indicates the typical direction of the magnetic field B generated by the stator 2 (the direction of the center of the magnetic field B or the average direction of the magnetic field B) with one magnetic field line. In the rotary machine 1a, for example, the magnetic field B is formed in the direction preceding the q-axis direction of the rotor 3a. That is, the stator 2 forms a magnetic field B that precedes the rotation direction DR of the rotor 3a in the q-axis direction, and rotates the magnetic field B in the rotation direction DR to rotate the rotor 3a. In FIG. 13, the rotation direction DR is a counterclockwise direction.

表面磁石型の回転機械(例えば、表面磁石型のモータ)では、回転駆動時に、q軸方向に向けて磁界を形成させるのが一般的である。これは、磁石トルクを有効に作用させるためである。一般の表面磁石型の回転機械ではリラクタンストルクがほとんど生じないため、磁石トルクを効果的に働かせるように、磁界をq軸方向に向けて形成している。 In a surface magnet type rotary machine (for example, a surface magnet type motor), it is common to form a magnetic field in the q-axis direction during rotational drive. This is to make the magnet torque work effectively. Since a general surface magnet type rotating machine hardly generates reluctance torque, a magnetic field is formed in the q-axis direction so that the magnet torque can be effectively applied.

これに対し、本開示に係る回転機械1aでは、磁界Bが回転子3aの軸断面長手方向であるq軸方向に先行する向きに形成され、リラクタンストルクを高めている。このとき、磁界Bの向きは、例えば、d軸方向と磁界Bの向きの間の角度θが90度より大きく135度未満となる角度となるように、磁界Bが形成される。つまり、このように磁界Bを形成することにより、リタクタンストルクの向上が図れる。 On the other hand, in the rotary machine 1a according to the present disclosure, the magnetic field B is formed in a direction preceding the q-axis direction, which is the longitudinal direction of the axial cross section of the rotor 3a, to increase the reluctance torque. At this time, the magnetic field B is formed so that the direction of the magnetic field B is, for example, an angle θ between the d-axis direction and the direction of the magnetic field B is larger than 90 degrees and less than 135 degrees. That is, by forming the magnetic field B in this way, the retractant torque can be improved.

図14は、回転機械1aにおける出力のトルクを示したグラフである。図14の縦軸は回転機械1aの出力のトルクであり、横軸は電流位相角である。電流位相角は、d軸を基準に回転方向を正としている。図14に示すように、回転機械1aの出力トルクTは、磁石トルクTmとリラクタンストルクTrを合わせたトルクとなる。このため、電流位相角を調整することにより、磁石トルクTmのみの出力と比べて出力トルクTを向上させることが可能となる。 FIG. 14 is a graph showing the output torque of the rotary machine 1a. The vertical axis of FIG. 14 is the torque of the output of the rotary machine 1a, and the horizontal axis is the current phase angle. The current phase angle is positive in the rotation direction with respect to the d-axis. As shown in FIG. 14, the output torque T of the rotary machine 1a is the combined torque of the magnet torque Tm and the reluctance torque Tr. Therefore, by adjusting the current phase angle, it is possible to improve the output torque T as compared with the output of only the magnet torque Tm.

以上のように、本実施形態に係る回転機械1aによれば、第一実施形態に係る回転機械1と同様な作用効果が得られる。すなわち、軸部材31においてd軸方向とq軸方向で磁束の通りやすさを異ならせることができ、回転子3aにおいてd軸方向とq軸方向で磁束の通りやすさを異ならせることができる。これにより、回転機械1の駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械1の出力を向上させることができる。 As described above, according to the rotary machine 1a according to the present embodiment, the same action and effect as the rotary machine 1 according to the first embodiment can be obtained. That is, in the shaft member 31, the ease of passage of the magnetic flux can be made different in the d-axis direction and the q-axis direction, and in the rotor 3a, the ease of passage of the magnetic flux can be made different in the d-axis direction and the q-axis direction. As a result, the output of the rotary machine 1 can be improved by using the reluctance torque when the rotary machine 1 is driven.

また、本実施形態に係る回転機械1aによれば、q軸方向の断面積Sqがd軸方向の断面積Sdより大きくなるように、回転子3aの軸部材31が形成される。このため、軸部材31においてd軸方向に比べてq軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3aにおいてd軸方向に比べてq軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、回転機械1aの駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械1aの出力を向上させることができる。 Further, according to the rotary machine 1a according to the present embodiment, the shaft member 31 of the rotor 3a is formed so that the cross-sectional area Sq in the q-axis direction is larger than the cross-sectional area Sd in the d-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the q-axis direction in the shaft member 31 as compared with the d-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the q-axis direction in the rotor 3a as compared with the d-axis direction. As a result, the output of the rotary machine 1a can be improved by using the reluctance torque when the rotary machine 1a is driven.

また、本実施形態に係る回転機械1aによれば、q軸方向の断面の長さLqがd軸方向の断面の長さLdより長くなるように、回転子3aの軸部材31が形成される。このため、軸部材31においてd軸方向に比べてq軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3aにおいてd軸方向に比べてq軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、回転機械1の駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械1の出力を向上させることができる。 Further, according to the rotary machine 1a according to the present embodiment, the shaft member 31 of the rotor 3a is formed so that the length Lq of the cross section in the q-axis direction is longer than the length Ld of the cross section in the d-axis direction. .. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the q-axis direction in the shaft member 31 as compared with the d-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the q-axis direction in the rotor 3a as compared with the d-axis direction. As a result, the output of the rotary machine 1 can be improved by using the reluctance torque when the rotary machine 1 is driven.

また、本実施形態に係る回転機械1aによれば、固定子2が回転子3aに対しq軸方向に先行して回転する磁界Bを形成することにより、軸断面長手方向に先行して回転する磁界Bを形成することとなり、回転子3aにリラクタンストルクを生じさせることができる。このため、回転機械1aの出力を向上させることができる。 Further, according to the rotary machine 1a according to the present embodiment, the stator 2 rotates ahead of the rotor 3a in the longitudinal direction of the shaft cross section by forming a magnetic field B that rotates ahead of the rotor 3a in the q-axis direction. A magnetic field B is formed, and a relaxation torque can be generated in the rotor 3a. Therefore, the output of the rotary machine 1a can be improved.

以上のように、第二実施形態の回転機械1aについて説明したが、上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した第二実施形態では、回転子3の軸部材31が円形の両端を削り落とした断面形状であったが、その他の断面形状であってもよい。例えば、図8~図11に示す軸部材31と同様な形状としてもよい。この場合、回転子3aが、q軸方向の断面積Sqがd軸方向の断面積Sdより大きくなるよう構成し、またはq軸方向の断面の長さLqがd軸方向の断面の長さLdより長くなるように構成することにより、上述した回転機械1aと同様な作用効果を得ることができる。 As described above, the rotary machine 1a of the second embodiment has been described, but the present invention is not limited to the above-mentioned one. For example, in the second embodiment described above, the shaft member 31 of the rotor 3 has a cross-sectional shape in which both ends of the circle are scraped off, but other cross-sectional shapes may be used. For example, the shape may be similar to that of the shaft member 31 shown in FIGS. 8 to 11. In this case, the rotor 3a is configured so that the cross-sectional area Sq in the q-axis direction is larger than the cross-sectional area Sd in the d-axis direction, or the length Lq of the cross-section in the q-axis direction is the length Ld of the cross-section in the d-axis direction. By configuring it to be longer, it is possible to obtain the same effect as that of the rotary machine 1a described above.

次に、本開示の第三実施形態に係る回転機械について説明する。 Next, the rotary machine according to the third embodiment of the present disclosure will be described.

図15及び図16は、第三実施形態に係る回転機械の回転子の断面図である。第三実施形態に係る回転機械1b及び回転機械1cは、第一実施形態に係る回転機械1とほぼ同様に構成され、回転子3b及び回転子3cの構造が異なっている。すなわち、上述した第一実施形態に係る回転機械1は二極の回転子3を備えていたが、本実施形態に係る回転機械1b、1cは四極の回転子3b、3cを備えている。 15 and 16 are cross-sectional views of the rotor of the rotating machine according to the third embodiment. The rotary machine 1b and the rotary machine 1c according to the third embodiment are configured in substantially the same manner as the rotary machine 1 according to the first embodiment, and the structures of the rotor 3b and the rotor 3c are different. That is, the rotary machine 1 according to the first embodiment described above includes the two-pole rotor 3, but the rotary machine 1b and 1c according to the present embodiment include the four-pole rotors 3b and 3c.

図15に示すように、回転機械1bは、周方向に異なる磁極を交互に四つ設けた回転子3bを備えている。回転子3bの磁石部32は、周方向に分割されて順次配置される磁石32a、32b、32c及び32dを有している。磁石32a及び32cは外側にN極の磁極を有し、磁石32b及び32dは外側にS極の磁極を有している。また、回転子3bは断面十字型の軸部材31を有し、軸部材31はd軸方向の断面積Sdがq軸方向の断面積Sqより大きくなるように形成されている。回転機械1bの駆動の際、d軸方向に先行するように磁界Bを形成すればよい。これにより、磁石トルクに加えて、リラクタンストルクを高めることができる。 As shown in FIG. 15, the rotary machine 1b includes a rotor 3b in which four different magnetic poles are alternately provided in the circumferential direction. The magnet portion 32 of the rotor 3b has magnets 32a, 32b, 32c and 32d which are divided in the circumferential direction and sequentially arranged. The magnets 32a and 32c have an N-pole magnetic pole on the outside, and the magnets 32b and 32d have an S-pole magnetic pole on the outside. Further, the rotor 3b has a shaft member 31 having a cross-shaped cross section, and the shaft member 31 is formed so that the cross-sectional area Sd in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area Sq in the q-axis direction. When driving the rotary machine 1b, the magnetic field B may be formed so as to precede the d-axis direction. As a result, the reluctance torque can be increased in addition to the magnet torque.

図16に示すように、回転機械1cは、周方向に異なる磁極を交互に四つ設けた回転子3cを備えている。回転子3cの磁石部32は、周方向に分割されて順次配置される磁石32a、32b、32c及び32dを有している。磁石32a及び32cは外側にN極の磁極を有し、磁石32b及び32dは外側にS極の磁極を有している。また、回転子3cは断面十字型の軸部材31を有しており、軸部材31はq軸方向の断面積Sqがd軸方向の断面積Sdより大きくなるように形成されている。回転機械1cの駆動の際、q軸方向に先行するように磁界Bを形成すればよい。これにより、磁石トルクに加えて、リラクタンストルクを高めることができる。 As shown in FIG. 16, the rotary machine 1c includes a rotor 3c in which four different magnetic poles are alternately provided in the circumferential direction. The magnet portion 32 of the rotor 3c has magnets 32a, 32b, 32c and 32d which are divided in the circumferential direction and sequentially arranged. The magnets 32a and 32c have an N-pole magnetic pole on the outside, and the magnets 32b and 32d have an S-pole magnetic pole on the outside. Further, the rotor 3c has a shaft member 31 having a cross-shaped cross section, and the shaft member 31 is formed so that the cross-sectional area Sq in the q-axis direction is larger than the cross-sectional area Sd in the d-axis direction. When driving the rotary machine 1c, the magnetic field B may be formed so as to precede the q-axis direction. As a result, the reluctance torque can be increased in addition to the magnet torque.

このような本実施形態に係る回転機械1b、1cによれば、第一実施形態に係る回転機械1と同様な作用効果が得られる。すなわち、軸部材31においてd軸方向とq軸方向で磁束の通りやすさを異ならせることができる。これにより、回転機械1の駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械1b、1cの出力を向上させることができる。 According to the rotary machines 1b and 1c according to the present embodiment, the same action and effect as those of the rotary machine 1 according to the first embodiment can be obtained. That is, in the shaft member 31, the ease of passing the magnetic flux can be different in the d-axis direction and the q-axis direction. As a result, the output of the rotary machines 1b and 1c can be improved by using the reluctance torque when the rotary machine 1 is driven.

以上のように、第三実施形態の回転機械1b、1cについて説明したが、上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した第三実施形態では、回転子3b、3cの軸部材31が断面十字型の形状であったが、その他の断面形状であってもよい。例えば、図8~図11に示す軸部材31の態様を適用してもよい。この場合、回転子が、d軸方向の断面積Sdがq軸方向の断面積Sqより大きくなるよう構成し、またはq軸方向の断面積Sqがd軸方向の断面積Sdより大きくなるよう構成することにより、上述した回転機械1b、1cと同様な作用効果を得ることができる。特に、回転軸線Aの軸回りに四回回転対称の回転子3b、3cを用い、固定子2により二回回転対称となる磁界を形成することにより、リラクタンストルクを向上させることができる。さらに、回転子3b、3cとして周方向に異なる磁極を六つ、八つ、それ以上の数を備えたものであってもよい。この場合、軸部材31として軸回りに六回回転対称、八回回転対称、磁極数に対応する回転対称の断面形状のものを用いればよい。 As described above, the rotary machines 1b and 1c of the third embodiment have been described, but the present invention is not limited to the above-mentioned ones. For example, in the third embodiment described above, the shaft member 31 of the rotors 3b and 3c has a cross-sectional shape, but other cross-sectional shapes may be used. For example, the aspect of the shaft member 31 shown in FIGS. 8 to 11 may be applied. In this case, the rotor is configured so that the cross-sectional area Sd in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area Sq in the q-axis direction, or the cross-sectional area Sq in the q-axis direction is larger than the cross-sectional area Sd in the d-axis direction. By doing so, it is possible to obtain the same action and effect as those of the rotary machines 1b and 1c described above. In particular, the reluctance torque can be improved by using the rotors 3b and 3c that are rotationally symmetric four times around the axis of the rotation axis A and forming a magnetic field that is rotationally symmetric twice by the stator 2. Further, the rotors 3b and 3c may have six, eight, or more different magnetic poles in the circumferential direction. In this case, as the shaft member 31, a member having a cross-sectional shape of six-fold rotational symmetry, eight-fold rotational symmetry, and rotational symmetry corresponding to the number of magnetic poles may be used.

次に、本開示の第四実施形態に係る回転機械について説明する。 Next, the rotary machine according to the fourth embodiment of the present disclosure will be described.

図17は、第四実施形態に係る回転機械1dの回転子3dの断面図である。第四実施形態に係る回転機械1dは、第一実施形態に係る回転機械1とほぼ同様に構成され、磁石部32の構造のみが異なっている。すなわち、上述した第一実施形態に係る回転機械1の磁石部32はボンド磁石で構成される磁石32a、32bを備えていたが、第四実施形態に係る回転機械1dの磁石部32は、ボンド磁石で構成される磁石32a、32bに加えて、焼結磁石で構成される第二磁石321を備えている。 FIG. 17 is a cross-sectional view of the rotor 3d of the rotary machine 1d according to the fourth embodiment. The rotary machine 1d according to the fourth embodiment is configured in substantially the same manner as the rotary machine 1 according to the first embodiment, and only the structure of the magnet portion 32 is different. That is, the magnet portion 32 of the rotating machine 1 according to the first embodiment described above includes magnets 32a and 32b composed of bond magnets, whereas the magnet portion 32 of the rotating machine 1d according to the fourth embodiment is bonded. In addition to the magnets 32a and 32b made of magnets, a second magnet 321 made of sintered magnets is provided.

第二磁石321は、磁石部32の磁力を強化するための焼結磁石であって、磁石32a、32bの内部に埋め込まれて配置されている。例えば、第二磁石321は、軸部材31に取り付けられ、軸部材31に接触して設けられている。具体的には、第二磁石321は、軸部材31のd軸方向の端部にそれぞれ取り付けられる。外側にN極を有する磁石32aに接する第二磁石321は、外側にN極を有するように設けられる。一方、外側にS極を有する磁石32bに接する第二磁石321は、外側にS極を有するように設けられる。回転子3dに第二磁石321を設けることにより、磁石部32の磁石を高めることができ、回転機械1の駆動時に磁石トルクを向上させることができる。第二磁石321は、焼結磁石により構成されることにより、ボンド磁石である磁石32a、32bより電気的に低抵抗の磁石となっている。つまり、高抵抗の磁石32a、32bでは渦電流の発生が抑制しやすく、低抵抗の第二磁石321では渦電流の発生が抑制しにくい。 The second magnet 321 is a sintered magnet for strengthening the magnetic force of the magnet portion 32, and is embedded and arranged inside the magnets 32a and 32b. For example, the second magnet 321 is attached to the shaft member 31 and is provided in contact with the shaft member 31. Specifically, the second magnet 321 is attached to each end of the shaft member 31 in the d-axis direction. The second magnet 321 in contact with the magnet 32a having the N pole on the outside is provided so as to have the N pole on the outside. On the other hand, the second magnet 321 in contact with the magnet 32b having the S pole on the outside is provided so as to have the S pole on the outside. By providing the second magnet 321 on the rotor 3d, the magnet of the magnet portion 32 can be increased, and the magnet torque can be improved when the rotating machine 1 is driven. Since the second magnet 321 is composed of a sintered magnet, it is a magnet having a lower resistance electrically than the magnets 32a and 32b which are bond magnets. That is, it is easy to suppress the generation of eddy current with the high resistance magnets 32a and 32b, and it is difficult to suppress the generation of eddy current with the low resistance second magnet 321.

図18に示すように、回転機械1dの出力トルクTは、ボンド磁石トルクTmb、焼結磁石トルクTms及びリラクタンストルクTrを合わせたトルクとなる。焼結磁石トルクTmsが加わるため、出力トルクTが向上する。ボンド磁石トルクTmbは磁石32a、32bによる磁石トルクであり、焼結磁石トルクTmsは第二磁石321による磁石トルクである。図18の縦軸は回転機械1dの出力のトルクであり、横軸は電流位相角である。回転機械1dの駆動時には、第一実施形態に係る回転機械1と同様に、d軸方向に先行する磁界Bを形成すればよい。 As shown in FIG. 18, the output torque T of the rotary machine 1d is the combined torque of the bond magnet torque Tmb, the sintered magnet torque Tms, and the reluctance torque Tr. Since the sintered magnet torque Tms is added, the output torque T is improved. The bond magnet torque Tmb is the magnet torque due to the magnets 32a and 32b, and the sintered magnet torque Tms is the magnet torque due to the second magnet 321. The vertical axis of FIG. 18 is the torque of the output of the rotary machine 1d, and the horizontal axis is the current phase angle. At the time of driving the rotary machine 1d, the magnetic field B leading in the d-axis direction may be formed as in the rotary machine 1 according to the first embodiment.

このような本実施形態に係る回転機械1dによれば、第一実施形態に係る回転機械1と同様な作用効果が得られる。すなわち、軸部材31においてd軸方向とq軸方向で磁束の通りやすさを異ならせることができる。これにより、回転機械1の駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械1の出力を向上させることができる。また、本実施形態に係る回転機械1dによれば、q軸方向の断面積Sqがd軸方向の断面積Sdより大きくなるように、回転子3aの軸部材31が形成される。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、回転機械1dの駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械1dの出力を向上させることができる。また、本実施形態に係る回転機械1dによれば、q軸方向の断面の長さLqがd軸方向の断面の長さLdより長くなるように、回転子3aの軸部材31が形成される。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、回転機械1dの駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械1dの出力を向上させることができる。 According to the rotary machine 1d according to the present embodiment, the same action and effect as the rotary machine 1 according to the first embodiment can be obtained. That is, in the shaft member 31, the ease of passing the magnetic flux can be different in the d-axis direction and the q-axis direction. As a result, the output of the rotary machine 1 can be improved by using the reluctance torque when the rotary machine 1 is driven. Further, according to the rotary machine 1d according to the present embodiment, the shaft member 31 of the rotor 3a is formed so that the cross-sectional area Sq in the q-axis direction is larger than the cross-sectional area Sd in the d-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, the output of the rotary machine 1d can be improved by using the reluctance torque when the rotary machine 1d is driven. Further, according to the rotary machine 1d according to the present embodiment, the shaft member 31 of the rotor 3a is formed so that the length Lq of the cross section in the q-axis direction is longer than the length Ld of the cross section in the d-axis direction. .. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, the output of the rotary machine 1d can be improved by using the reluctance torque when the rotary machine 1d is driven.

また、本実施形態に係る回転機械1dによれば、磁石部32に第二磁石321が設けられることにより、磁石部32の磁力を増強することができる。さらに、高抵抗の磁石32a、32bの径方向の内側に低抵抗の第二磁石321が配置されている。このため、回転子3dの外周近傍に高抵抗の磁石32a、32bがあるので渦電流損失を抑制することができる。また、低抵抗の第二磁石321を回転子3dの径方向の内側に配置することにより、第二磁石321が大きな磁束変化に晒されず、渦電流損失の発生を抑制しつつ、磁石部32の磁力の増強が行える。 Further, according to the rotary machine 1d according to the present embodiment, the magnetic force of the magnet portion 32 can be enhanced by providing the second magnet 321 in the magnet portion 32. Further, a low resistance second magnet 321 is arranged inside the high resistance magnets 32a and 32b in the radial direction. Therefore, since the magnets 32a and 32b having high resistance are located near the outer periphery of the rotor 3d, the eddy current loss can be suppressed. Further, by arranging the low resistance second magnet 321 inside the rotor 3d in the radial direction, the second magnet 321 is not exposed to a large magnetic flux change, and the magnet portion 32 suppresses the occurrence of eddy current loss. The magnetic flux can be increased.

以上のように、第四実施形態の回転機械1dについて説明したが、上述したものに限定されるものではない。例えば、図8~図11に示される軸部材31の態様を適用してもよい。 As described above, the rotary machine 1d of the fourth embodiment has been described, but the present invention is not limited to the above-mentioned one. For example, the embodiment of the shaft member 31 shown in FIGS. 8 to 11 may be applied.

具体的には、図19の(a)に示すように、回転子3の軸部材31は、円形の両端に内側へ窪む凹部31aを形成した断面で形成されていてもよい。すなわち、軸部材31の断面において、q軸方向に沿って内側へ窪む凹部31aが形成されていてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第四実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、第二磁石321の設置により磁石トルクが増強され、出力トルクを向上させることができる。 Specifically, as shown in FIG. 19A, the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed in a cross section having recesses 31a recessed inward at both ends of a circle. That is, in the cross section of the shaft member 31, a recess 31a that is recessed inward along the q-axis direction may be formed. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, as in the fourth embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the magnet torque is increased by installing the second magnet 321 and the output torque can be improved.

また、図19の(b)に示すように、軸部材31の断面において、円形の両端で内側へ窪む凹部31aが、複数形成されていてもよい。例えば、軸部材31の断面において、円形の両側にそれぞれq軸方向に沿って内側へ窪む三つの凹部31aが形成されていてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第四実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、第二磁石321の設置により磁石トルクが増強され、出力トルクを向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 19B, a plurality of recesses 31a recessed inward at both ends of the circle may be formed in the cross section of the shaft member 31. For example, in the cross section of the shaft member 31, three recesses 31a that are recessed inward along the q-axis direction may be formed on both sides of the circle. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, as in the fourth embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the magnet torque is increased by installing the second magnet 321 and the output torque can be improved.

また、図19の(c)に示すように、回転子3の軸部材31には、円形の両端に外側へ突出するように第二磁石321が設けられていてもよい。すなわち、軸部材31の断面において、d軸方向に沿って外側へ突出するように第二磁石321が形成されていてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第四実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、第二磁石321の設置により磁石トルクが増強され、出力トルクを向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 19 (c), the shaft member 31 of the rotor 3 may be provided with a second magnet 321 so as to project outward at both ends of the circle. That is, in the cross section of the shaft member 31, the second magnet 321 may be formed so as to project outward along the d-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, as in the fourth embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the magnet torque is increased by installing the second magnet 321 and the output torque can be improved.

また、図19の(d)に示すように、軸部材31の断面において、円形の両端で外側へ突出する第二磁石321は、複数形成されていてもよい。例えば、軸部材31の断面において、円形の両側にそれぞれd軸方向に沿って外側へ突出する三つの第二磁石321が形成されていてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、第二磁石321の設置により磁石トルクが増強され、出力トルクを向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 19D, a plurality of second magnets 321 protruding outward at both ends of the circle may be formed in the cross section of the shaft member 31. For example, in the cross section of the shaft member 31, three second magnets 321 projecting outward along the d-axis direction may be formed on both sides of the circle. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the magnet torque is increased by installing the second magnet 321 and the output torque can be improved.

また、図20の(a)に示すように、回転子3の軸部材31は、楕円形の断面で形成されていてもよい。すなわち、軸部材31の断面は、d軸方向に長軸を向けた楕円形であってもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、第二磁石321の設置により磁石トルクが増強され、出力トルクを向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 20A, the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed with an elliptical cross section. That is, the cross section of the shaft member 31 may be an ellipse with the long axis oriented in the d-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the magnet torque is increased by installing the second magnet 321 and the output torque can be improved.

また、図20の(b)に示すように、回転子3の軸部材31は、q軸方向へ向けて形成される貫通孔31cを形成されていてもよい。すなわち、軸部材31の断面は、円形の中央にq軸方向へ向けた貫通孔31cが形成されている。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、第二磁石321の設置により磁石トルクが増強され、出力トルクを向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 20 (b), the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed with a through hole 31c formed in the q-axis direction. That is, in the cross section of the shaft member 31, a through hole 31c directed in the q-axis direction is formed in the center of the circle. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the magnet torque is increased by installing the second magnet 321 and the output torque can be improved.

また、図20の(c)に示すように、回転子3の軸部材31は、矩形の断面で形成されていてもよい。例えば、軸部材31の断面は、長辺をd軸方向に向けた長方形としてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、磁石トルクの増強により、出力トルクを向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 20 (c), the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed with a rectangular cross section. For example, the cross section of the shaft member 31 may be a rectangle with the long side oriented in the d-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the output torque can be improved by increasing the magnet torque.

また、図20の(d)に示すように、回転子3の軸部材31は、複数の軸31dにより構成されていてもよい。例えば、軸部材31の断面は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなるように、複数の軸31dが配置される。具体的には、六つの軸31dが、d軸方向に沿って三つ、q軸方向に沿って二つ配列される。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、磁石トルクの増強により、出力トルクを向上させることができる。なお、軸31dの断面は、円形以外の形状でもよい。 Further, as shown in FIG. 20 (d), the shaft member 31 of the rotor 3 may be composed of a plurality of shafts 31d. For example, the cross section of the shaft member 31 has a plurality of axes so that the cross section in the d-axis direction is larger than the cross section in the q-axis direction and the length of the cross section in the d-axis direction is longer than the length of the cross section in the q-axis direction. 31d is arranged. Specifically, the six axes 31d are arranged three along the d-axis direction and two along the q-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the output torque can be improved by increasing the magnet torque. The cross section of the shaft 31d may have a shape other than a circular shape.

また、図21の(a)に示すように、回転子3の軸部材31は、円形の外部に磁性部材31eを設けて構成されていてもよい。例えば、軸部材31は、円形の外部にd軸方向へ離間して一つずつ磁性部材31eが形成されていてもよい。磁性部材31eは、円形断面の両側に複数形成されていてもよい。第二磁石321は、軸部材31の中央の円形部分と磁性部材31eの間に環状に形成されている。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、磁石トルクの増強により、出力トルクを向上させることができる。なお、磁性部材31eの断面は、矩形以外の形状であってもよい。 Further, as shown in FIG. 21 (a), the shaft member 31 of the rotor 3 may be configured by providing a magnetic member 31e on the outside of a circular shape. For example, as for the shaft member 31, the magnetic members 31e may be formed one by one on the outer side of the circle separated in the d-axis direction. A plurality of magnetic members 31e may be formed on both sides of a circular cross section. The second magnet 321 is formed in an annular shape between the central circular portion of the shaft member 31 and the magnetic member 31e. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the output torque can be improved by increasing the magnet torque. The cross section of the magnetic member 31e may have a shape other than a rectangle.

また、図21の(b)に示すように、回転子3の軸部材31は、円形の両端を削り落とした断面形状であり、削り落とした部分に非磁性体31fを設けた構成されていてもよい。すなわち、軸部材31は、q軸方向の両端の部分に非磁性体31fを取り付けて構成されている。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、磁石トルクの増強により、出力トルクを向上させることができる。また、軸部材31に非磁性体31fを設けることにより、軸部材31を補強することができ、軸部材31の強度を高めることができる。 Further, as shown in FIG. 21B, the shaft member 31 of the rotor 3 has a cross-sectional shape in which both ends of the circle are scraped off, and the non-magnetic material 31f is provided in the scraped-off portion. May be good. That is, the shaft member 31 is configured by attaching a non-magnetic material 31f to both ends in the q-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the output torque can be improved by increasing the magnet torque. Further, by providing the non-magnetic material 31f on the shaft member 31, the shaft member 31 can be reinforced and the strength of the shaft member 31 can be increased.

また、図21の(c)に示すように、回転子3の軸部材31は、複数の矩形の断面で形成されていてもよい。すなわち、軸部材31の断面は、d軸方向に長辺を向けた二つの長方形で構成されてもよい。この場合であっても、軸部材31は、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく、d軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなっている。このため、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、磁石トルクの増強により、出力トルクを向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 21 (c), the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed of a plurality of rectangular cross sections. That is, the cross section of the shaft member 31 may be composed of two rectangles whose long sides are oriented in the d-axis direction. Even in this case, the cross-sectional area of the shaft member 31 in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction, and the length of the cross-section in the d-axis direction is longer than the length of the cross-section in the q-axis direction. Therefore, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the output torque can be improved by increasing the magnet torque.

また、上述した第四実施形態では、回転子3dの軸部材31は、断面の長手方向をd軸方向に向けて形成されているが、このように構成されていなくてもよい。例えば、図22に示すように、回転子3の軸部材31は、断面の長手方向をd軸方向からずれた向きに形成されてもよい。この場合であっても、d軸方向の断面積がq軸方向の断面積より大きく又はd軸方向の断面の長さがq軸方向の断面の長さより長くなるように、軸部材31が形成されることにより、軸部材31においてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができ、回転子3dにおいてq軸方向に比べてd軸方向に磁束を通りやすくすることができる。これにより、上述した第一実施形態と同様に、d軸方向に沿って磁束が通りやすくなり、リラクタンストルクを高めることができる。また、磁石トルクの増強により、出力トルクを向上させることができる。また、図19~図21に示す軸部材31に対しても、断面の長手方向をd軸方向からずれた向きに形成してもよい。 Further, in the fourth embodiment described above, the shaft member 31 of the rotor 3d is formed so that the longitudinal direction of the cross section is directed to the d-axis direction, but it does not have to be configured in this way. For example, as shown in FIG. 22, the shaft member 31 of the rotor 3 may be formed so that the longitudinal direction of the cross section deviates from the d-axis direction. Even in this case, the shaft member 31 is formed so that the cross-sectional area in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction or the length of the cross-sectional area in the d-axis direction is longer than the length of the cross-sectional area in the q-axis direction. By doing so, the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the shaft member 31 as compared with the q-axis direction, and the magnetic flux can be easily passed in the d-axis direction in the rotor 3d as compared with the q-axis direction. .. As a result, as in the first embodiment described above, the magnetic flux can easily pass along the d-axis direction, and the reluctance torque can be increased. Further, the output torque can be improved by increasing the magnet torque. Further, with respect to the shaft member 31 shown in FIGS. 19 to 21, the longitudinal direction of the cross section may be formed in a direction deviated from the d-axis direction.

また、上述した第四実施形態では、図17に示すように回転機械1dの回転子3dの軸部材31は、d軸方向の断面積Sdがq軸方向の断面積Sqより大きくなるように形成されd軸方向の断面の長さLdがq軸方向の断面の長さLqより長くなるように形成されていたが、この軸部材31は、q軸方向の断面積Sqがd軸方向の断面積Sdより大きくなるように形成されq軸方向の断面の長さLqがd軸方向の断面の長さLdより長くなるように形成されていてもよい。例えば、図23に示すように、軸部材31は、回転軸線Aに対し垂直な断面が非円形となるように形成され、円形の断面に対しd軸方向の両端をq軸に沿って削り落とした形状とされる。つまり、軸部材31は、d軸方向の両端を削り落とすことにより、q軸方向の断面積Sqがd軸方向の断面積Sdより大きくなり、q軸方向の断面の長さLqがd軸方向の断面の長さLdより長くなっている。そして、磁石部32には、ボンド磁石で構成される磁石32a、32bに加えて、焼結磁石で構成される第二磁石321が設けられている。第二磁石321は、磁石部32の磁力を強化するための焼結磁石であって、磁石32a、32bの内部に埋め込まれて配置されている。例えば、第二磁石321は、軸部材31に取り付けられ、軸部材31に接触して設けられている。具体的には、第二磁石321は、軸部材31のd軸方向の端部にそれぞれ取り付けられる。外側にN極を有する磁石32aに接する第二磁石321は、外側にN極を有するように設けられる。一方、外側にS極を有する磁石32bに接する第二磁石321は、外側にS極を有するように設けられる。回転子3dに第二磁石321を設けることにより、磁石部32の磁石を高めることができ、回転機械1dの駆動時に磁石トルクを向上させることができる。第二磁石321は、焼結磁石により構成されることにより、ボンド磁石である磁石32a、32bより電気的に低抵抗の磁石となっている。つまり、高抵抗の磁石32a、32bでは渦電流の発生が抑制しやすく、低抵抗の第二磁石321では渦電流の発生が抑制しにくい。 Further, in the fourth embodiment described above, as shown in FIG. 17, the shaft member 31 of the rotor 3d of the rotary machine 1d is formed so that the cross-sectional area Sd in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area Sq in the q-axis direction. The length Ld of the cross section in the d-axis direction is formed to be longer than the length Lq of the cross section in the q-axis direction. It may be formed so as to be larger than the area Sd so that the length Lq of the cross section in the q-axis direction is longer than the length Ld of the cross section in the d-axis direction. For example, as shown in FIG. 23, the shaft member 31 is formed so that the cross section perpendicular to the rotation axis A is non-circular, and both ends in the d-axis direction with respect to the circular cross section are scraped off along the q-axis. It is said to have a different shape. That is, by scraping off both ends of the shaft member 31 in the d-axis direction, the cross-sectional area Sq in the q-axis direction becomes larger than the cross-sectional area Sd in the d-axis direction, and the length Lq of the cross-section in the q-axis direction is in the d-axis direction. The length of the cross section of is longer than Ld. The magnet portion 32 is provided with a second magnet 321 made of a sintered magnet in addition to the magnets 32a and 32b made of a bonded magnet. The second magnet 321 is a sintered magnet for strengthening the magnetic force of the magnet portion 32, and is embedded and arranged inside the magnets 32a and 32b. For example, the second magnet 321 is attached to the shaft member 31 and is provided in contact with the shaft member 31. Specifically, the second magnet 321 is attached to each end of the shaft member 31 in the d-axis direction. The second magnet 321 in contact with the magnet 32a having the N pole on the outside is provided so as to have the N pole on the outside. On the other hand, the second magnet 321 in contact with the magnet 32b having the S pole on the outside is provided so as to have the S pole on the outside. By providing the second magnet 321 on the rotor 3d, the magnet of the magnet portion 32 can be increased, and the magnet torque can be improved when the rotating machine 1d is driven. Since the second magnet 321 is composed of a sintered magnet, it is a magnet having a lower resistance electrically than the magnets 32a and 32b which are bond magnets. That is, it is easy to suppress the generation of eddy current with the high resistance magnets 32a and 32b, and it is difficult to suppress the generation of eddy current with the low resistance second magnet 321.

図24に示すように、図23の回転機械1dの出力トルクTは、ボンド磁石トルクTmb、焼結磁石トルクTms及びリラクタンストルクTrを合わせたトルクとなる。焼結磁石トルクTmsが加わるため、出力トルクTが向上する。ボンド磁石トルクTmbは磁石32a、32bによる磁石トルクであり、焼結磁石トルクTmsは第二磁石321による磁石トルクである。図24の縦軸は回転機械1dの出力のトルクであり、横軸は電流位相角である。回転機械1dの駆動時には、第二実施形態に係る回転機械1aと同様に、q軸方向に先行する磁界Bを形成すればよい。 As shown in FIG. 24, the output torque T of the rotary machine 1d of FIG. 23 is the combined torque of the bond magnet torque Tmb, the sintered magnet torque Tms, and the reluctance torque Tr. Since the sintered magnet torque Tms is added, the output torque T is improved. The bond magnet torque Tmb is the magnet torque due to the magnets 32a and 32b, and the sintered magnet torque Tms is the magnet torque due to the second magnet 321. The vertical axis of FIG. 24 is the torque of the output of the rotary machine 1d, and the horizontal axis is the current phase angle. When driving the rotary machine 1d, a magnetic field B leading in the q-axis direction may be formed as in the rotary machine 1a according to the second embodiment.

このような回転機械1dによれば、上述した第四実施形態に係る回転機械1dと同様な作用効果が得られる。すなわち、回転機械1dの駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械1dの出力を向上させることができる。また、磁石部32に第二磁石321が設けられることにより、磁石部32の磁力を増強することができる。さらに、高抵抗の磁石32a、32bの径方向の内側に低抵抗の第二磁石321を配置することにより、渦電流損失を抑制することができる。また、低抵抗の第二磁石321を回転子3dの径方向の内側に配置することにより、第二磁石321が大きな磁束変化に晒されず、渦電流損失の発生を抑制しつつ、磁石部32の磁力の増強が行える。 According to such a rotary machine 1d, the same action and effect as that of the rotary machine 1d according to the fourth embodiment described above can be obtained. That is, the output of the rotary machine 1d can be improved by using the reluctance torque when the rotary machine 1d is driven. Further, by providing the second magnet 321 in the magnet portion 32, the magnetic force of the magnet portion 32 can be enhanced. Further, by arranging the low resistance second magnet 321 inside the high resistance magnets 32a and 32b in the radial direction, the eddy current loss can be suppressed. Further, by arranging the low resistance second magnet 321 inside the rotor 3d in the radial direction, the second magnet 321 is not exposed to a large magnetic flux change, and the magnet portion 32 suppresses the occurrence of eddy current loss. The magnetic flux can be increased.

また、図19~21に示す軸部材31に対しても、q軸方向の断面積Sqがd軸方向の断面積Sdより大きくなるように形成し、q軸方向の断面の長さLqがd軸方向の断面の長さLdより長くなるように形成してもよい。これらの場合であっても、軸部材31においてd軸方向とq軸方向で磁束の通りやすさを異ならせることができる。これにより、回転機械1dの駆動時においてリラクタンストルクを用いて、回転機械1dの出力を向上させることができる。 Further, also for the shaft member 31 shown in FIGS. 19 to 21, the cross-sectional area Sq in the q-axis direction is formed to be larger than the cross-sectional area Sd in the d-axis direction, and the length Lq of the cross-section in the q-axis direction is d. It may be formed so as to be longer than the length Ld of the cross section in the axial direction. Even in these cases, the ease of passing the magnetic flux in the shaft member 31 can be made different in the d-axis direction and the q-axis direction. As a result, the output of the rotary machine 1d can be improved by using the reluctance torque when the rotary machine 1d is driven.

また、上述した第四実施形態では、図17に示すように二極の回転子3dを備えていたが、四極の回転子を備えていてもよい。例えば、回転機械1dは、周方向に異なる磁極を交互に四つ設けた回転子3dを備えていてもよい。つまり、回転子3dの磁石部32は、周方向に分割して配置される四つの磁石を有し、回転子3bは断面十字型の軸部材31を有していてもよい。この場合であっても、上述した第四実施形態と同様に、軸部材31のd軸方向の断面積Sdがq軸方向の断面積Sqより大きくなるように形成されることにより、リラクタンストルクを高めることができる。さらに、回転子3dとして周方向に異なる磁極を六つ、八つ、それ以上を備えたものであってもよい。この場合、軸部材31として軸回りに六回回転対称、八回回転対称、磁極数に対応する回転対称の断面形状のものを用いればよい。 Further, in the fourth embodiment described above, as shown in FIG. 17, a two-pole rotor 3d is provided, but a four-pole rotor may be provided. For example, the rotary machine 1d may include a rotor 3d in which four different magnetic poles are alternately provided in the circumferential direction. That is, the magnet portion 32 of the rotor 3d may have four magnets that are divided and arranged in the circumferential direction, and the rotor 3b may have a shaft member 31 having a cross-shaped cross section. Even in this case, as in the fourth embodiment described above, the reluctance torque is increased by forming the shaft member 31 so that the cross-sectional area Sd in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area Sq in the q-axis direction. Can be enhanced. Further, the rotor 3d may be provided with six, eight, or more different magnetic poles in the circumferential direction. In this case, as the shaft member 31, a member having a cross-sectional shape of six-fold rotational symmetry, eight-fold rotational symmetry, and rotational symmetry corresponding to the number of magnetic poles may be used.

次に、本開示の第五実施形態に係る回転機械について説明する。 Next, the rotary machine according to the fifth embodiment of the present disclosure will be described.

図25は、第五実施形態に係る回転機械1eの回転子3eの断面図である。第五実施形態に係る回転機械1eは、第一実施形態に係る回転機械1とほぼ同様に構成され、回転子3eの構造が異なっている。すなわち、上述した第一実施形態に係る回転機械1の回転子3の軸部材31は、d軸方向の断面積Sdがq軸方向の断面積Sqより大きくなるように形成されd軸方向の断面の長さLdがq軸方向の断面の長さLqより長くなるように形成されていたが、第五実施形態に係る回転機械1eの回転子3eの軸部材31は、回転軸線Aに垂直な断面においてd軸方向とq軸方向の間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となるように形成されている点で、第一実施形態に係る回転機械1の回転子3と異なっている。例えば、本実施形態に係る回転機械1eは、図1に示す固定子2を用いることができ、図4に示す電気的構成及び図6に示す作動制御によって駆動する。 FIG. 25 is a cross-sectional view of the rotor 3e of the rotary machine 1e according to the fifth embodiment. The rotary machine 1e according to the fifth embodiment is configured in substantially the same manner as the rotary machine 1 according to the first embodiment, and the structure of the rotor 3e is different. That is, the shaft member 31 of the rotor 3 of the rotary machine 1 according to the first embodiment described above is formed so that the cross-sectional area Sd in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area Sq in the q-axis direction and has a cross section in the d-axis direction. Although the length Ld of the above is formed to be longer than the length Lq of the cross section in the q-axis direction, the shaft member 31 of the rotor 3e of the rotary machine 1e according to the fifth embodiment is perpendicular to the rotation axis A. It differs from the rotor 3 of the rotary machine 1 according to the first embodiment in that the cross section is formed so that the easy passage of magnetic flux is maximized in the angular direction between the d-axis direction and the q-axis direction. .. For example, the rotary machine 1e according to the present embodiment can use the stator 2 shown in FIG. 1 and is driven by the electrical configuration shown in FIG. 4 and the operation control shown in FIG.

軸部材31は、回転軸線Aに対し垂直な断面が非円形となるように形成され、d軸方向とq軸方向の間の角度方向で長くなるように形成されている。例えば、軸部材31は、回転軸線Aに垂直な断面において、円形の両端を直線状に削り落として、d軸方向とq軸方向の間の角度方向で長くなるように形成される。軸部材31の断面形状は、d軸方向とq軸方向の中間の角度方向で長くなるように形成してもよい。つまり、d軸とq軸とのなす角が90度である場合、軸部材31の長手方向Lとd軸とのなす角が45度としてもよい。このように、軸部材31がd軸方向とq軸方向の間の角度方向で長くなることにより、d軸方向とq軸方向の間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となる。また、軸部材31がd軸方向とq軸方向の中間の角度方向で長くなることにより、d軸方向とq軸方向の中間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となる。 The shaft member 31 is formed so that the cross section perpendicular to the rotation axis A is non-circular, and is formed so as to be long in the angular direction between the d-axis direction and the q-axis direction. For example, the shaft member 31 is formed so as to be elongated in the angular direction between the d-axis direction and the q-axis direction by cutting off both ends of the circle in a straight line in a cross section perpendicular to the rotation axis A. The cross-sectional shape of the shaft member 31 may be formed so as to be long in an angular direction intermediate between the d-axis direction and the q-axis direction. That is, when the angle formed by the d-axis and the q-axis is 90 degrees, the angle formed by the longitudinal direction L of the shaft member 31 and the d-axis may be 45 degrees. As described above, the axial member 31 becomes longer in the angular direction between the d-axis direction and the q-axis direction, so that the ease of passing the magnetic flux in the angular direction between the d-axis direction and the q-axis direction is maximized. Further, since the shaft member 31 becomes longer in the angle direction between the d-axis direction and the q-axis direction, the ease of passing the magnetic flux in the angle direction between the d-axis direction and the q-axis direction is maximized.

図25に示すように、回転機械1eでは、例えば、磁界Bが磁石部32のq軸方向に形成される。つまり、固定子2は、q軸方向に磁界Bを形成し、磁界Bを回転方向DRへ回転させて回転子3eを回転させる。図25において、回転方向DRは、回転子3eを回転させる方向であり、ここでは反時計回りの方向となっている。回転機械1eにおいて、磁界Bがq軸方向へ向けて形成されることにより、磁石トルクに加え、リラクタンストルクを発生させることができ、出力トルクの向上が図れる。 As shown in FIG. 25, in the rotary machine 1e, for example, the magnetic field B is formed in the q-axis direction of the magnet portion 32. That is, the stator 2 forms the magnetic field B in the q-axis direction, and rotates the magnetic field B in the rotation direction DR to rotate the rotor 3e. In FIG. 25, the rotation direction DR is a direction for rotating the rotor 3e, and here, it is a counterclockwise direction. In the rotary machine 1e, the magnetic field B is formed in the q-axis direction, so that the reluctance torque can be generated in addition to the magnet torque, and the output torque can be improved.

図26は、回転機械1eにおける出力のトルクを示したグラフである。図26の縦軸は回転機械1eの出力のトルクであり、横軸は電流位相角である。図26に示すように、回転機械1eの出力トルクTは、磁石トルクTmとリラクタンストルクTrを合わせたトルクとなる。このため、電流位相角を調整することにより、磁石トルクTmのみの出力と比べて出力トルクTを向上させることが可能となる。電流位相角が90度の場合、すなわち、d軸から90度のq軸方向に磁界Bを形成した場合、回転機械1eの出力のトルクが最大となることがわかる。 FIG. 26 is a graph showing the output torque of the rotary machine 1e. The vertical axis of FIG. 26 is the torque of the output of the rotary machine 1e, and the horizontal axis is the current phase angle. As shown in FIG. 26, the output torque T of the rotary machine 1e is the combined torque of the magnet torque Tm and the reluctance torque Tr. Therefore, by adjusting the current phase angle, it is possible to improve the output torque T as compared with the output of only the magnet torque Tm. It can be seen that when the current phase angle is 90 degrees, that is, when the magnetic field B is formed in the q-axis direction of 90 degrees from the d-axis, the output torque of the rotating machine 1e becomes maximum.

以上のように、本実施形態に係る回転機械1eによれば、軸部材31が、回転軸線Aに垂直な断面において、d軸方向とq軸方向の間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となるように形成されている。このため、リアクタンストルクを発生させることができる。また、軸部材31が、d軸方向とq軸方向の中間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となるように形成されてもよく、リアクタンストルクを効果的に向上させることができる。 As described above, according to the rotary machine 1e according to the present embodiment, it is easy for the shaft member 31 to pass the magnetic flux in the angular direction between the d-axis direction and the q-axis direction in the cross section perpendicular to the rotation axis A. It is formed to be the maximum. Therefore, the reactance torque can be generated. Further, the shaft member 31 may be formed so that the ease of passage of the magnetic flux is maximized in the angle direction between the d-axis direction and the q-axis direction, and the reactance torque can be effectively improved.

本実施形態に係る回転機械1eにおいて、q軸方向に向けて磁界Bを形成し、磁界Bを回転させて回転子3eを回転させることにより、大きな磁石トルクが得られつつ、リアクタンストルクも大きいものとなる。このため、回転機械1eの出力を大きく向上させることができる。 In the rotary machine 1e according to the present embodiment, a magnetic field B is formed in the q-axis direction, and the magnetic field B is rotated to rotate the rotor 3e, whereby a large magnet torque is obtained and the reactorance torque is also large. It becomes. Therefore, the output of the rotary machine 1e can be greatly improved.

以上のように、第五実施形態の回転機械1eについて説明したが、上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した第五実施形態では、回転子3eの軸部材31が円形の両端を削り落とした断面形状であったが、その他の断面形状であってもよい。例えば、図8~図11に示す軸部材31と同様な形状としてもよい。また、図15~17及び図19~21に示す軸部材31と同様な形状としてもよい。これらの場合であっても、軸部材31が、回転軸線Aに垂直な断面において、d軸方向とq軸方向の間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となるように形成されていることにより、上述した回転機械1eと同様な作用効果を得ることができる。 As described above, the rotary machine 1e of the fifth embodiment has been described, but the present invention is not limited to the above-mentioned one. For example, in the fifth embodiment described above, the shaft member 31 of the rotor 3e has a cross-sectional shape in which both ends of the circle are scraped off, but other cross-sectional shapes may be used. For example, the shape may be similar to that of the shaft member 31 shown in FIGS. 8 to 11. Further, the shape may be similar to that of the shaft member 31 shown in FIGS. 15 to 17 and 19 to 21. Even in these cases, the shaft member 31 is formed so that the ease of passage of the magnetic flux is maximized in the angular direction between the d-axis direction and the q-axis direction in the cross section perpendicular to the rotation axis A. Thereby, the same action and effect as the above-mentioned rotary machine 1e can be obtained.

なお、以上のように本開示の各実施形態に係る回転機械について説明したが、本開示の回転機械は、上述したものに限られるものではない。本開示の回転機械は、特許請求の範囲の記載の要旨を逸脱しない範囲で様々な変形態様で実施することができる。 Although the rotary machine according to each embodiment of the present disclosure has been described above, the rotary machine of the present disclosure is not limited to the above-mentioned one. The rotary machine of the present disclosure can be implemented in various modifications without departing from the gist of the claims.

例えば、上述した各実施形態においては、固定子2が三つのティース21aを形成した固定子2を用いる回転機械について説明したが、三つ以外の数のティースを形成した固定子を用いた回転機械であってもよい。 For example, in each of the above-described embodiments, the rotary machine using the stator 2 in which the stator 2 forms the three teeth 21a has been described, but the rotary machine using the stator in which the stators 2 form a number of teeth other than three has been described. It may be.

また、回転子3として、二極及び四極以外のタイプのものを用いてもよい。例えば、六極以上の回転子を備えた回転機械であってもよい。 Further, as the rotor 3, a type other than two poles and four poles may be used. For example, it may be a rotating machine having a rotor having six or more poles.

また、上述した各実施形態においては、回転子3としてスリーブ33を備えたものを用いているが、スリーブ33を備えていない回転子を用いてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the rotor 3 provided with the sleeve 33 is used, but a rotor not provided with the sleeve 33 may be used.

また、上述した各実施形態においては、回転機械を電動機に適用した場合について説明したが、回転機械を他の機器に適用してもよい。例えば、回転機械を発電機又はモータジェネレータに適用してもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the case where the rotary machine is applied to the electric motor has been described, but the rotary machine may be applied to other devices. For example, rotating machines may be applied to generators or motor generators.

1 回転機械
2 固定子
3 回転子
4 ハウジング
21 コア
21a ティース
21b 円筒部
22 コイル
31 軸部材
32 磁石部
32a 磁石
32b 磁石
33 スリーブ
311 延出部
A 回転軸線
B 磁界
Sd、Sq 断面積
Ld、Lq 長さ
1 Rotating machine 2 Stator 3 Rotor 4 Housing 21 Core 21a Teeth 21b Cylindrical part 22 Coil 31 Shaft member 32 Magnet part 32a Magnet 32b Magnet 33 Sleeve 311 Extension part A Rotating axis B Magnetic field Sd, Sq Cross-sectional area Ld, Lq length difference

Claims (12)

固定子の内側に表面磁石型の回転子を回転可能に配置した回転機械において、
前記回転子は、回転軸線に沿って配置される軸部材と、前記軸部材の外周側に設けられ周方向に沿って異なる磁極を交互に形成する磁石部と、を備え、
前記軸部材は、前記回転軸線に垂直な断面において、前記磁石部のd軸方向と前記磁石部のq軸方向で異なる断面積となるように形成されている、
回転機械。
In a rotating machine in which a surface magnet type rotor is rotatably arranged inside the stator,
The rotor includes a shaft member arranged along the rotation axis and a magnet portion provided on the outer peripheral side of the shaft member and alternately forming different magnetic poles along the circumferential direction.
The shaft member is formed so that the cross section perpendicular to the rotation axis has different cross-sectional areas in the d-axis direction of the magnet portion and the q-axis direction of the magnet portion.
Rotating machine.
前記軸部材は、前記回転軸線に垂直な断面において、前記d軸方向の断面積が前記q軸方向の断面積より大きくなるように形成されている、
請求項1に記載の回転機械。
The shaft member is formed so that the cross-sectional area in the d-axis direction is larger than the cross-sectional area in the q-axis direction in the cross section perpendicular to the rotation axis.
The rotary machine according to claim 1.
前記軸部材は、前記回転軸線に垂直な断面において、前記q軸方向の断面積が前記d軸方向の断面積より大きくなるように形成されている、
請求項1に記載の回転機械。
The shaft member is formed so that the cross-sectional area in the q-axis direction is larger than the cross-sectional area in the d-axis direction in the cross section perpendicular to the rotation axis.
The rotary machine according to claim 1.
固定子の内側に表面磁石型の回転子を回転可能に配置した回転機械において、
前記回転子は、回転軸線に沿って配置される軸部材と、前記軸部材の外周側に設けられ周方向に沿って異なる磁極を交互に形成する磁石部と、を備え、
前記軸部材は、前記回転軸線に垂直な断面において、前記磁石部のd軸方向と前記磁石部のq軸方向で断面の長さが異なるように形成されている、
回転機械。
In a rotating machine in which a surface magnet type rotor is rotatably arranged inside the stator,
The rotor includes a shaft member arranged along the rotation axis and a magnet portion provided on the outer peripheral side of the shaft member and alternately forming different magnetic poles along the circumferential direction.
The shaft member is formed so that the length of the cross section differs between the d-axis direction of the magnet portion and the q-axis direction of the magnet portion in the cross section perpendicular to the rotation axis.
Rotating machine.
前記軸部材は、前記回転軸線に垂直な断面において、前記d軸方向の断面の長さが前記q軸方向の断面の長さより長くなるように形成されている、
請求項4に記載の回転機械。
The shaft member is formed so that the length of the cross section in the d-axis direction is longer than the length of the cross section in the q-axis direction in the cross section perpendicular to the rotation axis.
The rotary machine according to claim 4.
前記軸部材は、前記回転軸線に垂直な断面において、前記q軸方向の断面の長さが前記d軸方向の断面の長さより長くなるように形成されている、
請求項4に記載の回転機械。
The shaft member is formed so that the length of the cross section in the q-axis direction is longer than the length of the cross section in the d-axis direction in the cross section perpendicular to the rotation axis.
The rotary machine according to claim 4.
前記固定子は、前記d軸方向に対し前記回転子の回転方向へ先行する磁界を形成し、前記磁界を前記回転方向へ回転させて前記回転子を回転させる、
請求項2又は5に記載の回転機械。
The stator forms a magnetic field that precedes the rotation direction of the rotor with respect to the d-axis direction, and rotates the magnetic field in the rotation direction to rotate the rotor.
The rotary machine according to claim 2 or 5.
前記固定子は、前記q軸方向に対し前記回転子の回転方向へ先行する磁界を形成し、前記磁界を前記回転方向へ回転させて前記回転子を回転させる、
請求項3又は6に記載の回転機械。
The stator forms a magnetic field that precedes the rotation direction of the rotor with respect to the q-axis direction, and rotates the magnetic field in the rotation direction to rotate the rotor.
The rotary machine according to claim 3 or 6.
前記磁石部は、前記軸部材の外周側に設けられ周方向に沿って異なる磁極を交互に形成するボンド磁石と、前記ボンド磁石の内部に埋め込まれて配置される焼結磁石と、を有している、
請求項1~8のいずれか一項に記載の回転機械。
The magnet portion includes a bond magnet provided on the outer peripheral side of the shaft member and alternately forming different magnetic poles along the circumferential direction, and a sintered magnet embedded and arranged inside the bond magnet. ing,
The rotary machine according to any one of claims 1 to 8.
固定子の内側に表面磁石型の回転子を回転可能に配置した回転機械において、
前記回転子は、回転軸線に沿って配置される軸部材と、前記軸部材の外周側に設けられ周方向に沿って異なる磁極を交互に形成する磁石部と、を備え、
前記軸部材は、前記回転軸線に垂直な断面において、前記磁石部のd軸方向と前記磁石部のq軸方向の間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となるように、形成されている、
回転機械。
In a rotating machine in which a surface magnet type rotor is rotatably arranged inside the stator,
The rotor includes a shaft member arranged along the rotation axis and a magnet portion provided on the outer peripheral side of the shaft member and alternately forming different magnetic poles along the circumferential direction.
The shaft member is formed so that the ease of passage of magnetic flux is maximized in the angular direction between the d-axis direction of the magnet portion and the q-axis direction of the magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis. Yes,
Rotating machine.
前記軸部材は、前記回転軸線に垂直な断面において、前記磁石部のd軸方向と前記磁石部のq軸方向の中間の角度方向で磁束の通りやすさが最大となるように、形成されている、
請求項10に記載の回転機械。
The shaft member is formed so that the ease of passage of magnetic flux is maximized in an angular direction between the d-axis direction of the magnet portion and the q-axis direction of the magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis. Yes,
The rotary machine according to claim 10.
前記固定子は、前記q軸方向に向けて磁界を形成し、前記磁界を回転させて前記回転子を回転させる、
請求項10又は11に記載の回転機械。
The stator forms a magnetic field in the q-axis direction and rotates the magnetic field to rotate the rotor.
The rotary machine according to claim 10 or 11.
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