JP2024005669A - Rotor core and rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータコアおよび回転電機に関する。 The present invention relates to a rotor core and a rotating electric machine.
従来、永久磁石が挿入される積層コアを備えるロータコアが知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a rotor core including a laminated core into which permanent magnets are inserted is known (for example, see Patent Document 1).
上記特許文献1に記載のロータコアは、マグネットが挿入されるスリットを含んでいる。スリットは、ロータコアの軸方向から見て、円弧状に形成されており、両端部がロータコアの円環状の外周面の近傍に配置されている。スリットの両端部は、ロータコアの半径方向において、互いに同じ位置に配置されている。スリットの中央部にはマグネットが挿入されており、フラックスバリアとして機能するスリットの両端部には樹脂が配置されている。
The rotor core described in
上記特許文献1には明記されていないが、ロータコアの半径方向において、マグネットが挿入されるスリットの一方端部のフラックスバリアが他方端部のフラックスバリアよりも径方向内側に配置されるスリットを含むロータコアが従来より知られている。このような従来の構成に、上記特許文献1に記載のロータコアを適用した場合、径方向内側のフラックスバリアに配置される樹脂、および、径方向外側のフラックスバリアに配置される樹脂により、スリット内の重量が増加するという問題点があるとともに、重量が増加したロータコアに作用する遠心力によって、スリットの径方向外側のフラックスバリア付近に比較的大きな応力が作用するという問題点がある。なお、スリットの径方向外側のフラックスバリア付近に比較的大きな応力が作用した場合、スリットの径方向外側のフラックスバリアに隣接する外周側のブリッジ部に比較的大きな周方向の応力が作用することになるため好ましくない。
Although not specified in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、磁石孔部内の重量を軽減することが可能であるとともに、遠心力によって磁石孔部の外側フラックスバリア部付近に作用する応力を低減することが可能なロータコアおよび回転電機を提供することである。 This invention was made to solve the above-mentioned problems, and one object of the invention is to reduce the weight inside the magnet hole and to reduce the weight inside the magnet hole by centrifugal force. It is an object of the present invention to provide a rotor core and a rotating electric machine that can reduce stress acting near an outer flux barrier part.
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面におけるロータコアは、複数の電磁鋼板が積層されることにより構成される環状の積層コアと、周状に設けられる複数の磁極を構成する複数の永久磁石と、を備え、積層コアは、積層コアの外周面とブリッジ部を介して隔てられ、外周面近傍に設けられた外側フラックスバリア部と、外側フラックスバリア部とは反対側の積層コアの径方向内側に設けられた内側フラックスバリア部と、を有し、永久磁石が挿入された複数の磁石孔部を含み、複数の磁石孔部のすべての内側フラックスバリア部は、中空部により形成され、複数の磁石孔部のすべての外側フラックスバリア部には、樹脂により形成された樹脂部が配置されている。 In order to achieve the above object, a rotor core according to a first aspect of the present invention includes an annular laminated core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates, and a plurality of magnetic poles forming a plurality of circumferentially provided magnetic poles. and a permanent magnet, the laminated core is separated from the outer circumferential surface of the laminated core via the bridge portion, and includes an outer flux barrier section provided near the outer circumferential surface, and a laminated core on the opposite side of the outer flux barrier section. an inner flux barrier part provided on the radially inner side of the magnet hole, and includes a plurality of magnet holes into which permanent magnets are inserted, and all inner flux barrier parts of the plurality of magnet holes are formed by hollow parts. A resin part made of resin is arranged in all the outer flux barrier parts of the plurality of magnet holes.
この発明の第1の局面によるロータコアでは、上記のように、外側フラックスバリア部とは反対側の積層コアの径方向内側に設けられた複数の磁石孔部のすべての内側フラックスバリア部を中空部により形成し、積層コアの外周面近傍に設けられた複数の磁石孔部のすべての外側フラックスバリア部に樹脂により形成された樹脂部を配置する。これによって、磁石孔部の両端部のフラックスバリア部に樹脂部を配置する場合と比較して、内側フラックスバリア部に樹脂部を配置しない分だけ磁石孔部内(ロータコア)の重量を軽減することができる。このため、磁石孔部の両端部のフラックスバリア部に樹脂部を配置する場合と比較して、磁石孔部内の重量が軽減されたロータコアに作用する遠心力によって磁石孔部の外側フラックスバリア部付近に作用する応力を低減することができる。また、樹脂部が配置される外側フラックスバリア部によって、永久磁石に作用する遠心力を受け止めて緩和することができる。このことによっても、遠心力によって磁石孔部の外側フラックスバリア部付近に作用する応力を低減することができる。以上の結果、磁石孔部内の重量を軽減することができるとともに、遠心力によって磁石孔部の外側フラックスバリア部付近に作用する応力を低減することができる。また、内側フラックスバリア部に樹脂部を配置する必要がなく、樹脂部の使用量を少なくすることができるため、ロータコアの製造コストを低減することができる。 In the rotor core according to the first aspect of the invention, as described above, all the inner flux barrier parts of the plurality of magnet holes provided on the radially inner side of the laminated core on the opposite side from the outer flux barrier part are arranged in the hollow part. A resin portion made of resin is disposed in all the outer flux barrier portions of the plurality of magnet holes provided near the outer peripheral surface of the laminated core. As a result, the weight inside the magnet hole (rotor core) can be reduced by not arranging the resin part in the inner flux barrier part, compared to the case where resin parts are arranged in the flux barrier parts at both ends of the magnet hole part. can. For this reason, compared to the case where resin parts are placed in the flux barrier parts at both ends of the magnet hole, the weight inside the magnet hole is reduced.The centrifugal force acting on the rotor core causes the area near the flux barrier part outside the magnet hole to be It is possible to reduce the stress acting on the Further, the outer flux barrier section in which the resin section is arranged can absorb and relieve the centrifugal force acting on the permanent magnet. This also makes it possible to reduce stress acting near the outer flux barrier section of the magnet hole section due to centrifugal force. As a result of the above, it is possible to reduce the weight inside the magnet hole, and it is also possible to reduce stress acting near the outer flux barrier portion of the magnet hole due to centrifugal force. Further, since it is not necessary to arrange a resin part in the inner flux barrier part and the amount of resin part used can be reduced, the manufacturing cost of the rotor core can be reduced.
上記第1の局面によるロータコアにおいて、好ましくは、外側フラックスバリア部に配置されている樹脂部は、積層された電磁鋼板同士の間にも配置されている。 In the rotor core according to the first aspect, preferably, the resin portion disposed in the outer flux barrier portion is also disposed between the laminated electromagnetic steel sheets.
このように構成すれば、樹脂部により、積層された電磁鋼板同士の積層方向(軸方向)における密着力を高めて積層コアの強度を高めることができる。 With this configuration, the strength of the laminated core can be increased by increasing the adhesion between the laminated electromagnetic steel plates in the lamination direction (axial direction) by the resin portion.
上記第1の局面によるロータコアにおいて、好ましくは、外側フラックスバリア部には、積層コアの軸方向の一方端から他方端の全域に渡って樹脂部が配置されている。 In the rotor core according to the first aspect, preferably, a resin portion is disposed in the outer flux barrier portion over the entire area from one end to the other end in the axial direction of the laminated core.
このように構成すれば、積層コアの軸方向の一部のみに樹脂部が配置される場合と比較して、遠心力によって磁石孔部の外側フラックスバリア部付近に作用する応力を効果的に低減することができる。また、積層コアの軸方向の一方端から他方端の全域に渡って配置された樹脂部により、積層コアの強度を高めることができる。 With this configuration, compared to the case where the resin part is arranged only in a part of the axial direction of the laminated core, the stress acting on the outer flux barrier part of the magnet hole part due to centrifugal force can be effectively reduced. can do. Moreover, the strength of the laminated core can be increased by the resin portion disposed over the entire area from one end to the other end in the axial direction of the laminated core.
上記第1の局面によるロータコアにおいて、好ましくは、中空部により形成された内側フラックスバリア部に接続され、内側フラックスバリア部に冷却流体を流す冷却流体通路をさらに備える。 The rotor core according to the first aspect preferably further includes a cooling fluid passage that is connected to the inner flux barrier section formed by the hollow section and allows cooling fluid to flow through the inner flux barrier section.
このように構成すれば、冷却流体通路を介して内側フラックスバリア部に冷却流体を流すことができるので、ロータコアを効果的に冷却することができる。したがって、中空部により形成される内側フラックスバリア部により、磁石孔部内の重量を軽減することができるとともに、遠心力によって磁石孔部の外側フラックスバリア部付近に作用する応力を低減しつつ、内側フラックスバリア部を利用してロータコアを効果的に冷却することができる。 With this configuration, the cooling fluid can flow into the inner flux barrier section through the cooling fluid passage, so the rotor core can be effectively cooled. Therefore, the inner flux barrier part formed by the hollow part can reduce the weight inside the magnet hole, reduce the stress acting near the outer flux barrier part of the magnet hole due to centrifugal force, and reduce the inner flux. The rotor core can be effectively cooled using the barrier section.
この場合、好ましくは、冷却流体通路は、積層コアに挿入されて積層コアとともに回転するシャフトに設けられ、内側フラックスバリア部に供給される冷却流体を流すシャフト側冷却流体供給路を含む。 In this case, preferably, the cooling fluid passage includes a shaft-side cooling fluid supply passage that is provided on a shaft that is inserted into the laminated core and rotates together with the laminated core, and that allows the cooling fluid to be supplied to the inner flux barrier section to flow therethrough.
このように構成すれば、積層コアとともに回転するシャフトに設けられたシャフト側冷却流体供給路を介して、容易に内側フラックスバリア部に冷却流体を流すことができる。 With this configuration, the cooling fluid can easily flow into the inner flux barrier section via the shaft-side cooling fluid supply path provided in the shaft that rotates together with the laminated core.
この発明の第2の局面における回転電機は、ステータコアとロータコアとを備え、ロータコアは、複数の電磁鋼板が積層されることにより構成される環状の積層コアと、周状に設けられる複数の磁極を構成する複数の永久磁石と、を含み、積層コアは、積層コアの外周面とブリッジ部を介して隔てられ、外周面近傍に設けられた外側フラックスバリア部と、外側フラックスバリア部とは反対側の積層コアの径方向内側に設けられた内側フラックスバリア部と、を有し、永久磁石が挿入された複数の磁石孔部を含み、複数の磁石孔部のすべての内側フラックスバリア部は、中空部により形成され、複数の磁石孔部のすべての外側フラックスバリア部には、樹脂により形成された樹脂部が配置されている。 A rotating electric machine according to a second aspect of the invention includes a stator core and a rotor core, and the rotor core includes an annular laminated core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets and a plurality of circumferentially provided magnetic poles. The laminated core includes a plurality of permanent magnets, and the laminated core is separated from the outer circumferential surface of the laminated core via the bridge portion, and has an outer flux barrier section provided near the outer circumferential surface, and an outer flux barrier section on the opposite side of the outer flux barrier section. an inner flux barrier section provided on the radially inner side of the laminated core, and includes a plurality of magnet holes into which permanent magnets are inserted, and all inner flux barrier sections of the plurality of magnet holes are hollow. A resin part made of resin is disposed in all the outer flux barrier parts of the plurality of magnet hole parts.
この発明の第2の局面による回転電機では、上記のように、外側フラックスバリア部とは反対側の積層コアの径方向内側に設けられた複数の磁石孔部のすべての内側フラックスバリア部を中空部により形成し、積層コアの外周面近傍に設けられた複数の磁石孔部のすべての外側フラックスバリア部に樹脂により形成された樹脂部を配置する。これによって、磁石孔部の両端部のフラックスバリア部に樹脂部を配置する場合と比較して、内側フラックスバリア部に樹脂部を配置しない分だけ磁石孔部内(ロータコア)の重量を軽減することができる。このため、磁石孔部の両端部のフラックスバリア部に樹脂部を配置する場合と比較して、磁石孔部内の重量が軽減されたロータコアに作用する遠心力によって磁石孔部の外側フラックスバリア部付近に作用する応力を低減することができる。また、樹脂部が配置される外側フラックスバリア部によって、永久磁石に作用する遠心力を受け止めて緩和することができる。このことによっても、遠心力によって磁石孔部の外側フラックスバリア部付近に作用する応力を低減することができる。以上の結果、磁石孔部内の重量を軽減することが可能であるとともに、遠心力によって磁石孔部の外側フラックスバリア部付近に作用する応力を低減することが可能な回転電機を提供することができる。また、内側フラックスバリア部に樹脂部を配置する必要がなく、樹脂部の使用量を少なくすることができるため、ロータコアの製造コストを低減することができる。 In the rotating electric machine according to the second aspect of the invention, as described above, all the inner flux barrier parts of the plurality of magnet holes provided on the radially inner side of the laminated core on the opposite side from the outer flux barrier part are hollow. A resin portion made of resin is disposed in all the outer flux barrier portions of the plurality of magnet holes provided near the outer peripheral surface of the laminated core. As a result, the weight inside the magnet hole (rotor core) can be reduced by not arranging the resin part in the inner flux barrier part, compared to the case where resin parts are arranged in the flux barrier parts at both ends of the magnet hole part. can. For this reason, compared to the case where resin parts are placed in the flux barrier parts at both ends of the magnet hole, the weight inside the magnet hole is reduced.The centrifugal force acting on the rotor core causes the area near the flux barrier part outside the magnet hole to be It is possible to reduce the stress acting on the Further, the outer flux barrier section in which the resin section is arranged can absorb and relieve the centrifugal force acting on the permanent magnet. This also makes it possible to reduce stress acting near the outer flux barrier section of the magnet hole section due to centrifugal force. As a result of the above, it is possible to provide a rotating electric machine that can reduce the weight inside the magnet hole and reduce the stress acting near the outer flux barrier part of the magnet hole due to centrifugal force. . Further, since it is not necessary to arrange a resin part in the inner flux barrier part and the amount of resin part used can be reduced, the manufacturing cost of the rotor core can be reduced.
上記ロータコアおよび回転電機において、以下のような構成も考えられる。 In the rotor core and rotating electrical machine, the following configurations are also possible.
(付記項)
上記ロータコアおよび回転電機において、積層コアに挿入されるシャフトの軸方向から見て、外側フラックスバリア部は、内側フラックスバリア部よりも小さい。
(Additional notes)
In the rotor core and rotating electric machine, the outer flux barrier portion is smaller than the inner flux barrier portion when viewed from the axial direction of the shaft inserted into the laminated core.
このように構成すれば、外側フラックスバリア部に配置される樹脂部の量を比較的少なくすることができるので、磁石孔部内の重量をより軽減することができる。その結果、遠心力によって磁石孔部の外側フラックスバリア部付近に作用する応力をより効果的に低減することができる。 With this configuration, the amount of resin part disposed in the outer flux barrier part can be relatively reduced, so the weight inside the magnet hole part can be further reduced. As a result, the stress acting on the vicinity of the outer flux barrier section of the magnet hole section due to centrifugal force can be more effectively reduced.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
図1~図4を参照して、本実施形態によるロータコア1を備える回転電機100について説明する。
A rotating
以下の説明では、「軸方向」は、シャフト2の軸方向に沿った方向を意味し、各図においてZ方向により示す。「軸方向」は、ロータコア1(積層コア10)の回転軸線C1に沿った方向でもある。
In the following description, the "axial direction" means a direction along the axial direction of the
以下の説明では、「径方向」は、ロータコア1の径方向を意味し、各図においてR方向により示す。また、各図において、径方向内側をR2方向により示し、径方向外側をR1方向により示す。
In the following description, "radial direction" means the radial direction of the
以下の説明では、「周方向」は、ロータコア1の周方向を意味し、各図においてE方向により示す。
In the following description, "circumferential direction" means the circumferential direction of the
図1に示すように、回転電機100は、ステータ101とロータ102とを備える。ステータ101およびロータ102は、それぞれ、円環状に形成されている。ステータ101およびロータ102は、互いに対向している。ロータ102は、ステータ101の径方向内側(R2方向側)に配置されている。すなわち、本実施形態の回転電機100は、インナーロータ型の回転電機として構成されている。
As shown in FIG. 1, the rotating
(ステータの構成)
ステータ101は、ステータコア101aと、ステータコア101aに配置されたコイル(図示せず)とを備えている。
(Stator configuration)
The
ステータコア101aは、たとえば、複数の電磁鋼板Sが軸方向に積層されており、磁束を通過可能に構成されている。コイルは、外部の電源部に接続されており、電力(たとえば、3相交流の電力)が供給されるように構成されている。そして、コイルは、電力が供給されることにより、磁界を発生させるように構成されている。
For example, the
(ロータの構成)
ロータ102は、ロータコア1と、シャフト2と、冷却流体通路3(図4参照)とを含んでいる。
(Rotor configuration)
The
ロータコア1には、シャフト2が挿入されるシャフト挿入孔1aが設けられている。シャフト2は、ギア等の回転力伝達部材を介して、エンジンや車軸等に接続されている。一例ではあるが、回転電機100は、モータ、ジェネレータ、または、モータ兼ジェネレータとして構成されており、車両に搭載されるように構成されている。
The
ロータコア1は、環状の積層コア10と、複数の永久磁石11とを備える。
The
積層コア10は、複数の電磁鋼板Sが軸方向(Z方向)に積層されることにより構成されている。回転電機100は、埋込永久磁石型モータ(IPMモータ:Interior Permanent Magnet Motor)として構成されている。複数の永久磁石11は、周状に設けられる複数の磁極Mを構成している。
The
図2に示すように、複数の磁極Mの各々は、5つの永久磁石11を有している。一例ではあるが、ロータ102は、45度のピッチにより周方向(E方向)に並んで配置される8つの磁極Mを有している。
As shown in FIG. 2, each of the plurality of magnetic poles M has five
永久磁石11は、ロータコア1の軸方向(Z方向)に直交する断面が長方形形状を有している。なお、永久磁石11は、たとえばネオジウム磁石である。
The
各磁極Mにおいて、積層コア10は、永久磁石11が挿入される複数の磁石孔部12、13、14を含んでいる。磁石孔部12、13、14は、ロータコア1の軸方向に延びており、積層コア10を貫通している。
In each magnetic pole M, the
各々の磁極Mにおいて、磁石孔部12は、d軸に対して線対称に配置される一対の孔である。すなわち、積層コア10には、磁石孔部12が合計16個(一対の磁石孔部12が合計8組)設けられている。一対の磁石孔部12は、軸方向(Z方向)から見て、内周側(R2方向側)から外周側(R1方向側)に向けて互いに離間するような末広がりの形状を有している。したがって、磁石孔部12は、径方向の内周側(R2方向側)に配置される内周側端部と、径方向の外周側(R1方向側)に配置される外周側端部とを有している。磁石孔部12は、軸方向(Z方向)から見て、直線状に延びる2つの対向する壁部と、2つの対向する壁部の端部同士を接続する2つの円弧状の壁部とにより構成されている。
In each magnetic pole M, the
各々の磁極Mにおいて、磁石孔部13は、d軸に対して線対称に配置される一対の孔である。すなわち、積層コア10には、磁石孔部13が合計16個(一対の磁石孔部13が合計8組)設けられている。磁石孔部13は、磁石孔部12よりもq軸に近い位置に配置され、一対の磁石孔部12を間に挟み込むように磁石孔部12の周方向(E方向)の両側に配置されている。一対の磁石孔部13は、軸方向(Z方向)から見て、内周側(R2方向側)から外周側(R1方向側)に向けて互いに離間するような末広がりの形状を有している。したがって、磁石孔部13は、径方向の内周側(R2方向側)に配置される内周側端部と、径方向の外周側(R1方向側)に配置される外周側端部とを有している。磁石孔部13は、軸方向(Z方向)から見て、直線状に延びる2つの対向する壁部と、2つの対向する壁部の端部同士を接続する2つの円弧状の壁部とにより構成されている。
In each magnetic pole M, the
各々の磁極Mにおいて、磁石孔部14は、d軸の両側に跨るように1つのみ設けられ、d軸に対して線対称となる形状を有している。すなわち、積層コア10には、磁石孔部14が合計8個設けられている。磁石孔部14は、内周側(R2方向側)から外周側(R1方向側)に向けて広がるV字形状を有している。磁石孔部14の両端部のフラックスバリア部は、中空部により形成されている。
In each magnetic pole M, only one
複数の磁石孔部12、13の各々は、外側フラックスバリア部F1と、内側フラックスバリア部F2とを有している。 Each of the plurality of magnet holes 12 and 13 has an outer flux barrier part F1 and an inner flux barrier part F2.
外側フラックスバリア部F1は、積層コア10の外周面10aとブリッジ部10bを介して隔てられ、積層コア10の外周面10a近傍に設けられている。すなわち、積層コア10の外周面10aと外側フラックスバリア部F1とよりブリッジ部10bが形成されている。内側フラックスバリア部F2は、磁石孔部12、13に挿入された永久磁石11に対して、外側フラックスバリア部F1とは反対側の積層コア10の径方向内側に設けられている。
The outer flux barrier portion F1 is separated from the outer
複数の磁石孔部12、13のすべての内側フラックスバリア部F2は、中空部F20により形成されている。複数の内側フラックスバリア部F2には、樹脂が全く配置されていない。また、複数の磁石孔部12、13のすべての外側フラックスバリア部F1には、樹脂により形成された樹脂部F10が配置されている。詳細には、積層コア10の外周面10aとブリッジ部10bを介して隔てられるすべての磁石孔部12、13において、樹脂部F10が配置された外側フラックスバリア部F1が設けられている。
All the inner flux barrier parts F2 of the plurality of magnet holes 12 and 13 are formed by a hollow part F20. No resin is placed in the plurality of inner flux barrier parts F2. In addition, resin portions F10 made of resin are arranged in all the outer flux barrier portions F1 of the plurality of magnet holes 12 and 13. Specifically, in all the magnet holes 12 and 13 separated from the outer
図3に示すように、複数の外側フラックスバリア部F1には、積層コア10の軸方向(Z方向)の一方端10cから他方端10dの全域に渡って樹脂部F10が配置されている。すなわち、複数の外側フラックスバリア部F1は、樹脂部F10により満たされている。
As shown in FIG. 3, a resin portion F10 is disposed in the plurality of outer flux barrier portions F1 over the entire area from one
樹脂部F10は、充填により外側フラックスバリア部F1に配置されている。外側フラックスバリア部F1に配置されている樹脂部F10は、積層された電磁鋼板S同士の間にも配置されている。 The resin portion F10 is placed in the outer flux barrier portion F1 by filling. The resin portion F10 disposed in the outer flux barrier portion F1 is also disposed between the stacked electromagnetic steel plates S.
詳細には、樹脂部F10は、外側フラックスバリア部F1への充填時に、電磁鋼板S同士の間にも入り込むことによって、電磁鋼板S同士の間にも配置されている。樹脂部F10は、電磁鋼板S同士の間において、外側フラックスバリア部F1近傍の一部分のみに配置されている。なお、樹脂部は、電磁鋼板同士の間の全域に配置されていてもよい。 In detail, the resin part F10 is arranged also between the electromagnetic steel plates S by entering between the electromagnetic steel plates S when filling the outer flux barrier part F1. The resin portion F10 is disposed between the electromagnetic steel sheets S only in a portion near the outer flux barrier portion F1. In addition, the resin part may be arranged in the entire region between the electromagnetic steel plates.
図2に示す樹脂部F10は、磁石孔部12、13に対して固着している。すなわち、樹脂部F10は、磁石孔部12、13から離間することができないように、磁石孔部12、13に対して固定されている。 The resin portion F10 shown in FIG. 2 is fixed to the magnet holes 12 and 13. That is, the resin part F10 is fixed to the magnet holes 12, 13 so that it cannot be separated from the magnet holes 12, 13.
ここで、本願発明者らがシミュレーションなどを実施して鋭意検討した結果、樹脂部が磁石孔部に対して離間可能な状態で外側フラックスバリア部に配置される場合と比較して、樹脂部F10が磁石孔部12、13に対して固着される場合では、ブリッジ部10bに発生する応力(主に周方向の応力)を低減することができることを見いだした。
Here, as a result of intensive study conducted by the inventors of the present application through simulations, etc., the resin part F10 It has been found that when the magnet holes 12 and 13 are fixed to the magnet holes 12 and 13, the stress (mainly stress in the circumferential direction) generated in the
一例ではあるが、樹脂部F10を形成する樹脂は、PF(フェノール樹脂)またはEP(エポキシ樹脂)などの熱硬化性樹脂である。この他、樹脂部を形成する樹脂は、PA(ポリアミド)またはPPS(ポリフェニレンサルファイド)などの熱可塑性樹脂であってもよい。 As an example, the resin forming the resin portion F10 is a thermosetting resin such as PF (phenol resin) or EP (epoxy resin). In addition, the resin forming the resin portion may be a thermoplastic resin such as PA (polyamide) or PPS (polyphenylene sulfide).
外側フラックスバリア部F1(の体積)は、内側フラックスバリア部F2(の体積)よりも小さい。すなわち、外側フラックスバリア部F1は、比較的体積が小さいため、多量の樹脂部F10が充填されることはない。 The (volume of) the outer flux barrier part F1 is smaller than (the volume of) the inner flux barrier part F2. That is, since the outer flux barrier portion F1 has a relatively small volume, it is not filled with a large amount of the resin portion F10.
図4に示すように、冷却流体通路3は、中空部F20により形成された内側フラックスバリア部F2に接続されている。冷却流体通路3は、内側フラックスバリア部F2に冷却流体を流すように構成されている。一例ではあるが、冷却流体は、所定のクーラント液、油または水などである。
As shown in FIG. 4, the cooling
詳細には、冷却流体通路3は、積層コア10に挿入されて積層コア10とともに回転するシャフト2に設けられ、内側フラックスバリア部F2に供給される冷却流体を流すシャフト側冷却流体供給路30と、ロータコア1の積層コア10に設けられるコア側冷却流体供給路31と含んでいる。冷却流体通路3は、シャフト側冷却流体供給路30およびコア側冷却流体供給路31を介して、磁石孔部12、13の内側フラックスバリア部F2に冷却流体を供給するように構成されている。なお、シャフト側冷却流体供給路30は、シャフト2内を流れる既存の冷却流体を分岐させて内側フラックスバリア部F2に供給する構成であってもよいし、内側フラックスバリア部F2に専用の冷却流体を供給する構成であってもよい。
Specifically, the cooling
コア側冷却流体供給路31は、上流側の一端がシャフト側冷却流体供給路30に接続されるとともに、下流側の他端が内側フラックスバリア部F2に接続されている。コア側冷却流体供給路31は、積層コア10の軸方向(Z方向)の中央位置付近で、磁石孔部12および13の一方の内側フラックスバリア部F2に接続されている。
The core-side cooling
また、コア側冷却流体供給路31は、磁石孔部12の内側フラックスバリア部F2と、磁石孔部13の内側フラックスバリア部F2とを複数(2)箇所で接続している。これにより、コア側冷却流体供給路31は、磁石孔部12および13の一方の内側フラックスバリア部F2から磁石孔部12および13の他方の内側フラックスバリア部F2にも冷却流体を供給するように構成されている。
Further, the core-side cooling
また、冷却流体通路3は、冷却流体排出路(図示せず)を含んでいる。冷却流体排出路は、ロータコア1の積層コア10に設けられ、内側フラックスバリア部F2から冷却流体を排出するように構成されている。なお、冷却流体排出路は、積層コア10およびシャフト2を介して冷却流体を排出するように構成されていてもよいし、シャフト2を介することなく積層コア10から冷却流体を排出するように構成されていてもよい。
The cooling
(本実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effects of this embodiment)
In this embodiment, the following effects can be obtained.
本実施形態では、上記のように、外側フラックスバリア部F1とは反対側の積層コア10の径方向内側に設けられた複数の磁石孔部12、13のすべての内側フラックスバリア部F2を中空部F20により形成し、積層コア10の外周面10a近傍に設けられた複数の磁石孔部12、13のすべての外側フラックスバリア部F1に樹脂により形成された樹脂部F10を配置する。これによって、磁石孔部の両端部のフラックスバリア部に樹脂部を配置する場合と比較して、内側フラックスバリア部F2に樹脂部F10を配置しない分だけ磁石孔部12、13内(ロータコア1)の重量を軽減することができる。このため、磁石孔部12、13の両端部のフラックスバリア部に樹脂部を配置する場合と比較して、磁石孔部12、13内の重量が軽減されたロータコア1に作用する遠心力によって磁石孔部12、13の外側フラックスバリア部F1付近に作用する応力を低減することができる。また、樹脂部F10が配置される外側フラックスバリア部F1によって、永久磁石11に作用する遠心力を受け止めて緩和することができる。このことによっても、遠心力によって磁石孔部12、13の外側フラックスバリア部F1付近に作用する応力を低減することができる。以上の結果、磁石孔部12、13内の重量を軽減することができるとともに、遠心力によって磁石孔部12、13の外側フラックスバリア部F1付近に作用する応力を低減することができる。また、内側フラックスバリア部F2に樹脂部F10を配置する必要がなく、樹脂部F10の使用量を少なくすることができるため、ロータコア1の製造コストを低減することができる。
In this embodiment, as described above, all the inner flux barrier parts F2 of the plurality of magnet holes 12 and 13 provided on the radially inner side of the
本実施形態では、上記のように、外側フラックスバリア部F1に配置されている樹脂部F10は、積層された電磁鋼板S同士の間にも配置されている。これによって、樹脂部F10により、積層された電磁鋼板S同士の積層方向(軸方向)における密着力を高めて積層コア10の強度を高めることができる。
In this embodiment, as described above, the resin portion F10 disposed in the outer flux barrier portion F1 is also disposed between the stacked electromagnetic steel plates S. Thereby, the strength of the
本実施形態では、上記のように、外側フラックスバリア部F1には、積層コア10の軸方向の一方端10cから他方端10dの全域に渡って樹脂部F10が配置されている。これによって、積層コアの軸方向の一部のみに樹脂部が配置される場合と比較して、遠心力によって磁石孔部12、13の外側フラックスバリア部F1付近に作用する応力を効果的に低減することができる。また、積層コア10の軸方向の一方端10cから他方端10dの全域に渡って配置された樹脂部F10により、積層コア10の強度を高めることができる。
In this embodiment, as described above, the resin portion F10 is disposed in the outer flux barrier portion F1 over the entire area from the one
本実施形態では、上記のように、中空部F20により形成された内側フラックスバリア部F2に接続され、内側フラックスバリア部F2に冷却流体を流す冷却流体通路3をさらに備える。これによって、冷却流体通路3を介して内側フラックスバリア部F2に冷却流体を流すことができるので、ロータコア1を効果的に冷却することができる。したがって、中空部F20により形成される内側フラックスバリア部F2により、磁石孔部12、13内の重量を軽減することができるとともに、遠心力によって磁石孔部12、13の外側フラックスバリア部F1付近に作用する応力を低減しつつ、内側フラックスバリア部F2を利用してロータコア1を効果的に冷却することができる。
In this embodiment, as described above, the cooling
本実施形態では、上記のように、冷却流体通路3は、積層コア10に挿入されて積層コア10とともに回転するシャフト2に設けられ、内側フラックスバリア部F2に供給される冷却流体を流すシャフト側冷却流体供給路30を含む。これによって、積層コア10とともに回転するシャフト2に設けられたシャフト側冷却流体供給路30を介して、容易に内側フラックスバリア部F2に冷却流体を流すことができる。
In this embodiment, as described above, the cooling
本実施形態では、上記のように、積層コア10に挿入されるシャフト2の軸方向から見て、外側フラックスバリア部F1は、内側フラックスバリア部F2よりも小さい。これによって、外側フラックスバリア部F1に配置される樹脂部F10の量を比較的少なくすることができるので、磁石孔部12、13内の重量をより軽減することができる。その結果、遠心力によって磁石孔部12、13の外側フラックスバリア部F1付近に作用する応力をより効果的に低減することができる。
In this embodiment, as described above, the outer flux barrier portion F1 is smaller than the inner flux barrier portion F2 when viewed from the axial direction of the
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
[Modified example]
Note that the embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the description of the embodiments described above, and further includes all changes (modifications) within the meaning and range equivalent to the claims.
たとえば、上記実施形態では、積層コアの軸方向(Z方向)の中央位置付近で、冷却流体通路を内側フラックスバリア部に接続させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図5に示す変形例の回転電機200のように、冷却流体通路203を内側フラックスバリア部F2の一方端に接続させてもよい。この場合、冷却流体は、内側フラックスバリア部F2の他方端側から排出される。
For example, in the above embodiment, an example was shown in which the cooling fluid passage was connected to the inner flux barrier section near the center position in the axial direction (Z direction) of the laminated core, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the cooling
また、上記実施形態では、回転電機が、内側フラックスバリア部に冷却流体を流す冷却流体通路を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回転電機が、内側フラックスバリア部に冷却流体を流す冷却流体通路を備えていなくてもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the rotating electric machine includes a cooling fluid passage through which cooling fluid flows through the inner flux barrier portion, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the rotating electric machine does not need to be provided with a cooling fluid passageway that allows cooling fluid to flow through the inner flux barrier section.
また、上記実施形態では、磁石孔部を直線状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁石孔部を円弧状に形成してもよい。具体的には、図6に示す変形例の回転電機300のように、磁石孔部312、313の各々をd軸に対して線対称となる一対の円弧状の孔部により形成してもよい。また、本発明は内径側および外径側とがある磁石孔部であれば、V字状以外の磁石孔部にも適用することが可能である。
Further, in the above embodiment, an example was shown in which the magnet hole was formed in a straight line, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the magnet hole portion may be formed in an arc shape. Specifically, each of the magnet holes 312 and 313 may be formed by a pair of arc-shaped holes that are symmetrical about the d-axis, as in a modified rotating
また、上記実施形態では、外側フラックスバリア部に樹脂を充填することにより、外側フラックスバリア部に樹脂部を配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、外側フラックスバリア部に固形の樹脂部を挿入するなどにより、外側フラックスバリア部に樹脂部を配置してもよい。 Further, in the embodiment described above, an example has been shown in which the resin portion is disposed in the outer flux barrier portion by filling the outer flux barrier portion with resin, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the resin part may be arranged in the outer flux barrier part by inserting a solid resin part into the outer flux barrier part.
また、上記実施形態では、積層コアに挿入されるシャフトの軸方向から見て、外側フラックスバリア部を、内側フラックスバリア部よりも小さく形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、積層コアに挿入されるシャフトの軸方向から見て、外側フラックスバリア部を、内側フラックスバリア部と同じ大きさ、または、内側フラックスバリア部よりも大きく形成してもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the outer flux barrier part was formed smaller than the inner flux barrier part when viewed from the axial direction of the shaft inserted into the laminated core, but the present invention is not limited to this. . In the present invention, the outer flux barrier section may be formed to have the same size as the inner flux barrier section or larger than the inner flux barrier section when viewed from the axial direction of the shaft inserted into the laminated core.
また、上記実施形態では、樹脂部を、積層された前記電磁鋼板同士の間に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、樹脂部を、積層された前記電磁鋼板同士の間に配置しなくてもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the resin portion was arranged between the laminated electromagnetic steel sheets, but the present invention is not limited to this. In the present invention, it is not necessary to arrange the resin portion between the stacked electromagnetic steel sheets.
また、上記実施形態では、回転電機が、8つの磁極を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回転電機が、8つとは異なる数の磁極を有していてもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the rotating electric machine has eight magnetic poles, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the rotating electrical machine may have a different number of magnetic poles than eight.
また、上記実施形態では、ロータコアが、1つの磁極において、中空部により形成された内側フラックスバリア部および樹脂部が配置された外側フラックスバリア部の両方を有する磁石孔部を4つ備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロータコアが、1つの磁極において、中空部により形成された内側フラックスバリア部および樹脂部が配置された外側フラックスバリア部の両方を有する磁石孔部を4つとは異なる数だけ備えていてもよい。 Further, in the above embodiment, an example is shown in which the rotor core includes four magnet holes in one magnetic pole, each having both an inner flux barrier part formed by a hollow part and an outer flux barrier part in which a resin part is arranged. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the rotor core includes, in one magnetic pole, a number of magnet holes having both an inner flux barrier part formed by a hollow part and an outer flux barrier part in which a resin part is arranged, in a number different from four. Good too.
また、上記実施形態では、ロータコアが、1つの磁極において、5つの永久磁石を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロータコアが、1つの磁極において、5つとは異なる数の永久磁石を有していてもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the rotor core has five permanent magnets in one magnetic pole, but the present invention is not limited to this. According to the invention, the rotor core may have a number of permanent magnets different from five in one magnetic pole.
1 ロータコア
2 シャフト
3、203 冷却流体通路
10 積層コア
10a (積層コアの)外周面
10b (積層コアの)ブリッジ部
10c (積層コアの軸方向の)一方端
10d (積層コアの軸方向の)他方端
11 永久磁石
12、13、312、313 磁石孔部
30 シャフト側冷却流体供給路
100、200、300 回転電機
101 ステータ
101a ステータコア
F1 外側フラックスバリア部
F2 内側フラックスバリア部
F10 (外側フラックスバリア部に配置される)樹脂部
F20 (内側フラックスバリア部を形成する)中空部
M 磁極
S 電磁鋼板
1
Claims (6)
周状に設けられる複数の磁極を構成する複数の永久磁石と、を備え、
前記積層コアは、前記積層コアの外周面とブリッジ部を介して隔てられ、前記外周面近傍に設けられた外側フラックスバリア部と、前記外側フラックスバリア部とは反対側の前記積層コアの径方向内側に設けられた内側フラックスバリア部と、を有し、前記永久磁石が挿入された複数の磁石孔部を含み、
前記複数の磁石孔部のすべての前記内側フラックスバリア部は、中空部により形成され、
前記複数の磁石孔部のすべての前記外側フラックスバリア部には、樹脂により形成された樹脂部が配置されている、ロータコア。 An annular laminated core formed by laminating multiple electromagnetic steel sheets,
A plurality of permanent magnets forming a plurality of circumferential magnetic poles,
The laminated core is separated from the outer circumferential surface of the laminated core via a bridge portion, and includes an outer flux barrier section provided near the outer circumferential surface, and a radial direction of the laminated core on the opposite side of the outer flux barrier section. an inner flux barrier section provided on the inside, and includes a plurality of magnet holes into which the permanent magnets are inserted;
All of the inner flux barrier parts of the plurality of magnet hole parts are formed by a hollow part,
A rotor core, wherein a resin part made of resin is disposed in all the outer flux barrier parts of the plurality of magnet holes.
前記ロータコアは、
複数の電磁鋼板が積層されることにより構成される環状の積層コアと、
周状に設けられる複数の磁極を構成する複数の永久磁石と、を含み、
前記積層コアは、前記積層コアの外周面とブリッジ部を介して隔てられ、前記外周面近傍に設けられた外側フラックスバリア部と、前記外側フラックスバリア部とは反対側の前記積層コアの径方向内側に設けられた内側フラックスバリア部と、を有し、前記永久磁石が挿入された複数の磁石孔部を含み、
前記複数の磁石孔部のすべての前記内側フラックスバリア部は、中空部により形成され、
前記複数の磁石孔部のすべての前記外側フラックスバリア部には、樹脂により形成された樹脂部が配置されている、回転電機。
Equipped with a stator core and a rotor core,
The rotor core is
An annular laminated core formed by laminating multiple electromagnetic steel sheets,
A plurality of permanent magnets forming a plurality of circumferential magnetic poles,
The laminated core is separated from the outer circumferential surface of the laminated core via a bridge portion, and includes an outer flux barrier section provided near the outer circumferential surface, and a radial direction of the laminated core on the opposite side of the outer flux barrier section. an inner flux barrier section provided on the inside, and includes a plurality of magnet holes into which the permanent magnets are inserted;
All of the inner flux barrier parts of the plurality of magnet hole parts are formed by a hollow part,
A rotating electrical machine, wherein a resin part made of resin is disposed in all of the outer flux barrier parts of the plurality of magnet holes.
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