JP4313378B2 - Embedded magnet type rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、埋込磁石型回転電機に関するものである。 The present invention relates to an interior magnet type rotating electrical machine.
従来、埋込磁石型回転電機(モータ)としては、ロータコアに軸方向に貫通するとともに径方向に延びる収容孔が周方向に複数形成されその各収容孔にそれぞれ磁石が配設されたロータを備え、そのロータがステータの内側に回転可能に収容されたものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, an embedded magnet type rotating electrical machine (motor) includes a rotor in which a plurality of housing holes that extend in the axial direction and extend in the radial direction are formed in a circumferential direction in a rotor core and a magnet is disposed in each housing hole. In some cases, the rotor is rotatably accommodated inside the stator.
そして、このような埋込磁石型回転電機としては、ロータコアにおける収容孔の径方向内側を開放し、該ロータコアに内嵌される回転軸を非磁性材料にて構成する等、何らかの構成でロータコアと回転軸との磁気的な分離を図り、それによって磁石の径方向内側における漏れ磁束を低減させ有効磁束を増加させるものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記した埋込磁石型回転電機(特許文献1参照)では、収容孔の径方向内側が開放される構成であるため、ロータコアの剛性が弱く、更に回転軸を非磁性材料にて構成するといった必要を生じる等、種々の課題がある。 However, in the above-described embedded magnet type rotating electrical machine (see Patent Document 1), since the radial inner side of the accommodation hole is open, the rigidity of the rotor core is weak and the rotating shaft is made of a nonmagnetic material. There are various problems such as the need for
そこで、ロータコアにおける収容孔の径方向内側を開放せず、収容孔における径方向内側端部に磁石の周方向端部より周方向外側に延びる延設部を形成することで、磁石の径方向内側における漏れ磁束の磁路を長くして、漏れ磁束を低減させる構成が考えられる。しかしながら、この場合では、漏れ磁束の低減が十分とは言えず、依然、漏れ磁束の低減に対する課題があった。尚、このことは、埋込磁石型回転電機のロータにおける(ステータに対する)有効磁束を減少させ、ひいてはモータ効率を低くしてしまう原因となる。 Therefore, the inner side in the radial direction of the magnet is formed by forming an extending portion extending radially outward from the circumferential end of the magnet at the radially inner end of the receiving hole without opening the radial inner side of the receiving hole in the rotor core. A configuration in which the magnetic flux of the leakage magnetic flux in the case is lengthened to reduce the leakage magnetic flux is conceivable. However, in this case, the leakage magnetic flux cannot be sufficiently reduced, and there is still a problem with respect to the reduction of the leakage magnetic flux. Note that this reduces the effective magnetic flux (relative to the stator) in the rotor of the embedded magnet type rotating electrical machine, which in turn causes the motor efficiency to be lowered.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、漏れ磁束を低減して有効磁束を増加させることができる埋込磁石型回転電機を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an embedded magnet type rotating electrical machine capable of reducing leakage magnetic flux and increasing effective magnetic flux.
請求項1に記載の発明では、軸方向に貫通するとともに径方向に延びる収容孔が周方向に複数形成されたロータコアを有し前記収容孔内に磁石が配設されたロータを備えた埋込磁石型回転電機であって、前記収容孔における径方向内側端部には、その周方向端から径方向に幅を有するように前記磁石の周方向端部より周方向外側に延びるとともに前記磁石の径方向内側端部より径方向外側に延びる案内延設部が形成され、前記収容孔における径方向外側端部には、その周方向両端からそれぞれ径方向外側に延びる外側延設部が形成された。 According to the first aspect of the present invention, the embedding includes a rotor core having a plurality of receiving holes extending in the circumferential direction and penetrating in the axial direction, and having a magnet disposed in the receiving hole. A magnet-type rotating electrical machine, wherein a radially inner end portion of the housing hole extends outward from the circumferential end portion of the magnet so as to have a radial width from the circumferential end thereof, and A guide extending portion extending radially outward from the radially inner end portion is formed, and an outer extending portion extending radially outward from both ends in the circumferential direction is formed at the radially outer end portion of the receiving hole . .
同構成によれば、磁石が配設される収容孔における径方向内側端部には、その周方向端から径方向に幅を有するように磁石の周方向端部より周方向外側に延びるとともに磁石の径方向内側端部より径方向外側に延びる案内延設部が形成されるため、磁石の径方向内側における漏れ磁束の磁路が長くなるとともに、磁束が少なくとも案内延設部の径方向外側端部まで径方向外側に案内される。よって、漏れ磁束が低減されるとともに有効磁束が増加する。 According to this configuration, the radially inner end of the accommodation hole in which the magnet is disposed extends from the circumferential end to the outer side in the circumferential direction so as to have a width in the radial direction, and the magnet Since a guide extending portion extending outward in the radial direction from the radially inner end portion of the magnet is formed, the magnetic path of the leakage magnetic flux on the radially inner side of the magnet becomes longer, and the magnetic flux is at least the radially outer end of the guide extending portion. To the outside in the radial direction. Therefore, the leakage flux is reduced and the effective flux is increased.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の埋込磁石型回転電機において、前記案内延設部における径方向外側の内壁は、前記磁石の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向外側に向かう湾曲面を有する。 According to a second aspect of the present invention, in the interior magnet type rotating electric machine according to the first aspect, the radially outer inner wall of the guide extension portion is closer to the outer side in the circumferential direction than the circumferential end portion of the magnet. It has a curved surface that faces radially outward.
同構成によれば、案内延設部における径方向外側の内壁は、磁石の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向外側に向かう湾曲面を有するため、磁束が湾曲面に沿うように径方向外側にスムーズに案内される。 According to the same configuration, the radially outer inner wall of the guide extension portion has a curved surface that goes radially outward from the circumferential end of the magnet toward the circumferential outer side, so that the magnetic flux follows the curved surface. It is smoothly guided radially outward.
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の埋込磁石型回転電機において、前記案内延設部は、前記磁石の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向の幅が広くされた。
同構成によれば、請求項2に記載の構成に加えて、案内延設部は、磁石の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向の幅が広くされるので、例えば、案内延設部を径方向内側に突出させることなく(言い換えると、ロータコアの径方向内側の略環状部分の径方向幅を略一定に保ちながら)、案内延設部の径方向の幅を広くして漏れ磁束の磁路を長くすることができる。よって、ロータコアの剛性を保ちながら、漏れ磁束が更に低減されるとともに有効磁束が更に増加する。
According to a third aspect of the present invention, in the embedded magnet type rotating electric machine according to the second aspect, the guide extending portion has a larger radial width toward the outer side in the circumferential direction than the circumferential end portion of the magnet. It was done.
According to this configuration, in addition to the configuration described in
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の埋込磁石型回転電機において、周方向に隣り合う前記収容孔における前記案内延設部同士は、隣接して周方向に対向する内壁同士が平行面を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the embedded magnet type rotating electric machine according to the third aspect, the guide extending portions in the accommodation holes adjacent in the circumferential direction are adjacent to the inner walls facing in the circumferential direction. Have parallel surfaces.
同構成によれば、周方向に隣り合う収容孔における案内延設部同士は、隣接して周方向に対向する内壁同士が平行面を有するため、径方向に延びる漏れ磁束の磁路の幅を(軸方向から見て)一定に細くすることができる。よって、漏れ磁束が更に低減されるとともに有効磁束が更に増加する。 According to the same configuration, the guide extending portions in the accommodation holes adjacent in the circumferential direction have parallel surfaces between the adjacent inner walls facing each other in the circumferential direction, so that the width of the magnetic path of the leakage magnetic flux extending in the radial direction is increased. It can be made thinner (as viewed from the axial direction). Therefore, the leakage magnetic flux is further reduced and the effective magnetic flux is further increased.
請求項5に記載の発明では、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の埋込磁石型回転電機において、前記案内延設部は、前記磁石の径方向中心位置まで径方向外側に延びる。
同構成によれば、案内延設部は、磁石の径方向中心位置まで径方向外側に延びるため、磁石の径方向中心位置より径方向内側からの磁束であって、案内延設部が無い形状では径方向内側から磁石の他極に向かおうとする磁束が、磁石の径方向中心位置より径方向外側に案内される。
According to a fifth aspect of the present invention, in the embedded magnet type rotating electric machine according to any one of the first to fourth aspects, the guide extension portion extends radially outward to a radial center position of the magnet. .
According to this configuration, since the guide extension portion extends radially outward to the radial center position of the magnet, the magnetic flux is from the radially inner side than the radial center position of the magnet and has no guide extension portion. Then, the magnetic flux going from the radially inner side to the other pole of the magnet is guided to the radially outer side from the radial center position of the magnet.
本発明によれば、漏れ磁束を低減して有効磁束を増加させることができる埋込磁石型回転電機を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an embedded magnet type rotary electric machine which can reduce a leakage magnetic flux and can increase an effective magnetic flux can be provided.
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図1に従って説明する。図1に示すように、埋込磁石型回転電機としての埋込磁石型モータは、ステータ1とロータ2とを備える。
ステータ1は、全体的に略円筒状に形成され、外形を形成する円筒部3の内周面から周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティース4を有したステータコア5と、各ティース4にインシュレータ(図示略)を介して集中巻にて巻回された巻線6(図1中、一部のみ2点鎖線で図示)とを備える。尚、本実施の形態では、ティース4は、12個形成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, an embedded magnet type motor as an embedded magnet type rotating electrical machine includes a
The
ロータ2は、回転軸7と、回転軸7に対して固定されるロータコア8と、ロータコア8に形成された収容孔8a内に配設される磁石9とを備える。
詳述すると、ロータコア8は、コアシートが軸方向に積層されてなるものであって、中心孔に前記回転軸7が圧入される略円筒形状に形成されている。そして、ロータコア8には、軸方向に貫通するとともに径方向に延びる収容孔8aが周方向に複数(本実施の形態では10個)形成され、各収容孔8aに磁石9が収容保持されている。尚、前記磁石9は、軸方向から見て短手方向(収容孔8a内に配設された状態で周方向)に着磁された略直方体形状に形成されている。そして、周方向に隣り合う磁石9同士で周方向に対向する極が同じとされ、それらによって1つの磁極(S極又はN極)が構成されている。
The
More specifically, the
又、ロータコア8の各収容孔8aにおける径方向内側端部には、磁石9の周方向端部(軸方向から見て短手方向端部)より周方向外側に延びるとともに磁石9の径方向内側端部より径方向外側に延びる案内延設部8bが形成されている。詳しくは、案内延設部8bは、まず収容孔8aにおける径方向内側端部の周方向両端からそれぞれ径方向に幅を有するように延設され、更に前記幅を一定としながら磁石9の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向外側に向かう湾曲した形状とされている。尚、前記形状により本実施の形態の案内延設部8bにおける径方向外側(ロータコア8の外周に近い側)の内壁は、磁石9の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向外側に向かう湾曲面8cとされている。又、本実施の形態の案内延設部8bは、磁石9の径方向中心位置Xまで径方向外側に延びている。言い換えると、案内延設部8bは、その先端が磁石9の径方向長さLの半分の長さL/2と同じだけ、磁石9の径方向内側端部から径方向外側に延びている。
In addition, the radially inner end of each
又、本実施の形態のロータコア8の各収容孔8aにおける径方向外側端部には、その周方向両端からそれぞれ径方向外側に(ロータコア8の外周近傍まで)延びる外側延設部8eが形成されている。
In addition, outer extending
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
(1)収容孔8aにおける径方向内側端部には、磁石9の周方向端部より周方向外側に延びるとともに磁石9の径方向内側端部より径方向外側に延びる案内延設部8bが形成されるため、磁石9の径方向内側における漏れ磁束の磁路が長くなるとともに、磁束(図中、矢印A参照)が案内延設部8bの径方向外側端部まで径方向外側に案内される。よって、漏れ磁束(磁石9の径方向内側においてN極から直ぐに自身のS極に向かう磁束)が低減されるとともに有効磁束が増加する。その結果、埋込磁石型モータのモータ効率を高くすることができる。
Next, characteristic effects of the above embodiment will be described below.
(1) A
(2)案内延設部8bにおける径方向外側(ロータコア8の外周に近い側)の内壁は、磁石9の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向外側に向かう湾曲面8cを有するため、磁束(図中、矢印A参照)が湾曲面8cに沿うように径方向外側にスムーズに案内される。
(2) Since the inner wall of the
(3)案内延設部8bは、磁石9の径方向中心位置Xまで径方向外側に延びるため、磁石9の径方向中心位置Xより径方向内側からの磁束であって、案内延設部8bが無い形状では径方向内側から同磁石9の他極に向かおうとする磁束が、磁石9の径方向中心位置Xより径方向外側に案内される。
(3) Since the
(4)収容孔8aにおける径方向外側端部には、その周方向両端からそれぞれ径方向外側に(ロータコア8の外周近傍まで)延びる外側延設部8eが形成されるため、磁石9の径方向外側における漏れ磁束が低減されるとともに有効磁束が増加する。
(4) Since the
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、案内延設部8bは、収容孔8aにおける径方向内側端部に、磁石9の周方向端部より周方向外側に延びるとともに磁石9の径方向内側端部より径方向外側に延びるように形成されれば、他の形状に変更してもよい。
The above embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, the
例えば、図2に示す案内延設部8fに変更してもよい。案内延設部8fは、その径方向外側(ロータコア8の外周に近い側)の内壁が、磁石9の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向外側に向かう湾曲面8gとされている。又、上記実施の形態の案内延設部8bは幅が一定であるとしたが、この例の案内延設部8fは、磁石9の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向の幅が広くされている。詳しくは、案内延設部8fは、その径方向内側(ロータコア8の内周に近い側)の内壁の径方向位置(軸中心からの距離)が略一定となる径方向位置一定面8hとされることで、磁石9の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向の幅が広くされている。このようにすると、案内延設部8fを径方向内側に突出させることなく(言い換えると、ロータコア8の径方向内側の略環状部分8iの径方向幅を周方向に略一定に保ちながら)案内延設部8fの径方向の幅を広くして漏れ磁束の磁路を更に長くすることができる。よって、ロータコア8の剛性を保ちながら、漏れ磁束が更に低減されるとともに有効磁束が更に増加する。
For example, you may change to the
又、この例(図2参照)では、周方向に隣り合う収容孔8aにおける案内延設部8f同士は、隣接して周方向に対向する内壁同士が平行な平行面8jとされている。このようにすると、径方向に延びる漏れ磁束の磁路(平行面8j間のブリッジ部8k)の幅を(軸方向から見て)一定に細くすることができる。よって、漏れ磁束が更に低減されるとともに有効磁束が更に増加する。
In this example (see FIG. 2), the
又、上記実施の形態の案内延設部8b(図1参照)は、磁石9の径方向中心位置Xまで径方向外側に延びるとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、この例(図2参照)のように、磁石9の径方向中心位置より径方向内側まで延びるようにしてもよい。尚、この例の案内延設部8fは、その先端が磁石9の径方向長さL(図1参照)の約1/4の長さ(L/4)だけ、磁石9の径方向内側端部から径方向外側に延びている。
In addition, although the
又、上記実施の形態及び別例の案内延設部8b,8fは、湾曲面8c,8gを有するとしたが、これに限定されず、例えば、径方向外側(ロータコア8の外周に近い側)の内壁が、まず磁石9の周方向端部より周方向外側に延び、更に略直角に屈曲して磁石9の径方向内側端部より径方向外側に延びるようにしてもよい。
Further, although the
・上記実施の形態では、収容孔8aにおける径方向外側端部には、外側延設部8eが形成されるとしたが、これに限定されず、外側延設部8eの形状を他の(例えば周方向外側に延びる)形状に変更してもよいし、外側延設部8eを形成しなくてもよい。
In the above embodiment, the outer extending
・上記実施の形態では、ロータコア8は、コアシートが軸方向に積層されてなるとしたが、これに限定されず、他の方法にて形成されるもの(例えば磁性粉体を焼結した焼結コア)としてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施の形態のティース4の数や収容孔8a及び磁石9の数等は、他の数に変更してもよい。
-You may change the number of the
2…ロータ、8…ロータコア、8a…収容孔、8b,8f…案内延設部、8c,8g…湾曲面、8j…平行面、9…磁石、X…径方向中心位置。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記収容孔における径方向内側端部には、その周方向端から径方向に幅を有するように前記磁石の周方向端部より周方向外側に延びるとともに前記磁石の径方向内側端部より径方向外側に延びる案内延設部が形成され、
前記収容孔における径方向外側端部には、その周方向両端からそれぞれ径方向外側に延びる外側延設部が形成されたことを特徴とする埋込磁石型回転電機。 An embedded magnet type rotating electrical machine including a rotor core that has a rotor core that penetrates in the axial direction and extends in the circumferential direction and that has a plurality of radially extending receiving holes, the magnet being disposed in the receiving hole,
A radially inner end portion of the receiving hole extends radially outward from the circumferential end portion of the magnet so as to have a radial width from the circumferential end thereof, and more radially than the radially inner end portion of the magnet. A guide extension extending to the outside is formed ,
An embedded magnet type rotating electrical machine characterized in that an outer extending portion extending radially outward from both ends in the circumferential direction is formed at a radially outer end of the accommodation hole .
前記案内延設部における径方向外側の内壁は、前記磁石の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向外側に向かう湾曲面を有することを特徴とする埋込磁石型回転電機。 In the interior magnet type rotating electric machine according to claim 1,
The inner wall on the radially outer side of the guide extension portion has a curved surface that goes to the outer side in the radial direction from the circumferential end of the magnet toward the outer side in the circumferential direction.
前記案内延設部は、前記磁石の周方向端部より周方向外側に向かうほど径方向の幅が広くされたことを特徴とする埋込磁石型回転電機。 In the interior magnet type rotating electric machine according to claim 2,
An embedded magnet type rotating electrical machine characterized in that the guide extending portion has a radial width wider toward the outer side in the circumferential direction than a circumferential end portion of the magnet.
周方向に隣り合う前記収容孔における前記案内延設部同士は、隣接して周方向に対向する内壁同士が平行面を有することを特徴とする埋込磁石型回転電機。 In the embedded magnet type rotating electric machine according to claim 3,
In the embedded magnet type rotating electrical machine, the guide extending portions in the accommodation holes adjacent in the circumferential direction have parallel surfaces of the adjacent inner walls facing each other in the circumferential direction.
前記案内延設部は、前記磁石の径方向中心位置まで径方向外側に延びることを特徴とする埋込磁石型回転電機。 The interior permanent magnet type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4,
The guide extension portion extends radially outward to a radial center position of the magnet.
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