JP5447418B2 - 回転電機の永久磁石埋設型回転子及び回転電機 - Google Patents
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Description
好適な例では、前記一対の収容孔は、ブリッジ部を間に置いてV字形状に配設されている。
図1(a)に示すように、永久磁石埋設型回転電機Mを構成する固定子11は、環状のステータコア12と、ステータコア12の内周に複数配列されたティース121間のスロット122に施されたコイル13とからなる。スロット122は、環状の固定子11の周方向に等ピッチで配列されている。
図1(a)に示すように、永久磁石埋設型回転電機Mを構成する回転子15は、ロータコア16と、ロータコア16内に埋設された平板形状の複数対(本実施形態では8対)の永久磁石17A,17Bとからなる。対となるように隣り合う永久磁石17A,17Bは、全て同形同大である。複数対の永久磁石17A,17Bは、対単位で回転子15の回転軸線Cを中心とした回転対称に配置されている。
ロータコア16の円周面形状の外周面162側における永久磁石17Aの面170Aと永久磁石17Bの面170Bとは、同じ磁極の磁極面170A,170Bである。つまり、対の永久磁石17A,17Bが1つの磁極を構成しており、複数対の永久磁石17A,17Bは、対単位で周方向に交互に異なる磁極となるようにロータコア16内に磁極として埋設されている。永久磁石17Aにおける外周面162に近い方の端面171Aは、対の永久磁石17A,17Bの一方の磁石端面171Aである。永久磁石17Bにおける外周面162に近い方の端面171Bは、対の永久磁石17A,17Bの他方の磁石端面171Bである。
永久磁石収容部19Aの形成面は、永久磁石17Aの磁極面170Aと向き合う磁極側対向面191Aと、永久磁石17Aの反磁極面173Aと向き合う反磁極側対向面192Aとを備えている。又、永久磁石収容部19Aの形成面は、永久磁石17Aの一方の磁石端面171Aと向き合う位置決め面193Aと、永久磁石17Aの他方の磁石端面174Aと向き合う対向端面194Aとを備えている。位置決め面193Aは、永久磁石17Aの磁極面170Aとは反対側の反磁極面173Aに向き合う永久磁石収容部19Aの反磁極側対向面192Aに対してq軸側で交差している。永久磁石17Aは、対向端面194Aと位置決め面193Aとの間に位置決めされる。
コイル13への通電によって回転子15が回転すると、領域V1に作用する遠心力に伴う荷重がブリッジ部22に対して引っ張り荷重として全て掛かる。回転子15の回転速度が同じであれば、この引っ張り荷重は、領域V1の重量に比例する。空隙形成外面201Aは、磁極側対向面191Aの仮想延長面23Aに対して仮想延長面23Aから離れると共に、回転軸線Cから離れる方向に傾いており、空隙形成外面201Bは、磁極側対向面191Bの仮想延長面23Bに対して仮想延長面23Bから離れると共に、回転軸線Cから離れる方向に傾いている。つまり、領域V1は、磁極側対向面191A,191B及び仮想延長面23A,23Bと、ロータコア16の外周面162上に位置する仮想延長面23A,23Bの外端(交点Qa,Qb)間の外周面162とで囲まれるロータコア16の領域V3〔図示略〕よりも小さい。つまり、領域V1に作用する遠心力に伴う荷重は、領域V3に作用する遠心力に伴う荷重よりも小さい。
(1)空隙形成外面201A,201Bは、外周面162上の始点Pa1,Pb1から磁極側対向面191A,191Bと仮想延長面23A,23Bとの境である交差位置Pa2に向かう。このように空隙形成外面201A,201Bを設定された空隙20A,20B及び永久磁石収容部19A,19Bと、外周面162との間の領域V1は、仮想延長面23A,23B上に空隙形成外面を有する特許文献1の場合に比べて小さくなる。その結果、隣り合う同極の一対の永久磁石17A,17Bを収容する一対の永久磁石収容部19A,19B間のブリッジ部22に掛かる遠心作用の荷重が低減される。
空隙形成内面202A1,202B1は、反磁極側対向面192A,192Bの仮想延長面24A,24Bと、反磁極側対向面192A,192Bとの境を始点としてロータコア16の外周面162に向かう平面形状に形成されている。このような空隙形成内面202A1,202B1は、第1の実施形態における位置決め面193A,193Bと同じ位置決めの役割を兼ねる。
空隙形成外面201A2,201B2は、磁極側対向面191A,191Bと仮想延長面23A,23Bとの境を始点として仮想延長面23A,23Bから離れるようにロータコア16の外周面162に向かう凸曲面形状に形成されている。空隙形成内面202A2,202B2は、反磁極側対向面192A,192Bと仮想延長面24A,24Bとの境を始点として仮想延長面24A,24Bから離れるようにロータコア16の外周面162に向かう凹曲面形状に形成されている。このような空隙形成内面202A2,202B2は、第1の実施形態における位置決め面193A,193Bと同じ位置決めの役割を兼ねる。
空隙形成内面202A3,202B3は、位置決め面193A,193Bの端を始点としてロータコア16の外周面162に向かう凹曲面形状に形成されている。
空隙形成内面202A4,202B4は、反磁極側対向面192A,192Bと面一である。永久磁石17A,17Bは、接着剤によって磁極側対向面191A,191Bと反磁極側対向面192A,192Bとに止着されている。
空隙形成外面201A5,201B5は、磁極側対向面191A,191Bと面一の基端面25A,25Bと、基端面25A,25Bに連なり、且つ磁極側対向面191A,191Bに対して鋭角の角度θ5,θ6をなす外平面26A,26Bとによって構成されている。外平面26A,26Bは、基端面25A,25Bの端を終点とする。
空隙形成外面201A6,201B6は、磁極側対向面191A,191Bに連なり、且つ磁極側対向面191A,191Bに対して角度θ7,θ8をなす平面形状に形成されている。空隙形成外面201A6,201B6は、磁極側対向面191A,191B上を終点とする。
第8の実施形態では、第1の実施形態における(1)項と同様の効果が得られる上に、以下の効果が得られる。
次に、図11の第9の実施形態を説明する。第8の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
空隙20A,20Bの一部は、磁極側対向面191A,191Bに連なる位置決め面196A,196Bによって形成されており、位置決め面196A,196Bは、永久磁石17A,17Bの磁石端面174A,174Bに対向している。空隙形成外面201A8,201B8は、位置決め面196A,196Bの端を始点として磁極側対向面191A,191Bの仮想延長面23A,23Bと交差する平面形状に形成されている。
永久磁石収容部19Ac,19Bcは、円弧孔形状に形成されており、永久磁石17Ac,17Bcは、円弧の曲板形状に形成されている。空隙形成外面201A,201Bは、円弧の磁極側対向面191Ac,191Bcの仮想延長面23A,23B上に始点を有する。円弧の磁極側対向面191Ac,191Bcの仮想延長面23A,23Bは、円弧の磁極側対向面191Ac,191Bcに接する接平面を磁極側対向面191Ac,191Bcに接した状態で磁極側対向面191Ac,191Bcの端29A,29Bに移動した平面である。
○第8の実施形態において、空隙形成内面として、第2〜第7の実施形態における空隙形成内面を用いてもよい。
Claims (5)
- ブリッジ部を間に置いて隣り合う一対の収容孔がロータコアに形成されており、前記一対の収容孔に永久磁石が各々収容されており、前記収容孔は、少なくとも、前記永久磁石が収容可能な永久磁石収容部と、前記永久磁石収容部のq軸側の空隙とからなる回転電機の永久磁石埋設型回転子において、
前記空隙は、前記ロータコアの外周面に開口しており、
前記空隙における前記外周面側の空隙形成外面は、前記外周面上を始点とし、且つ前記永久磁石の磁極面と交差しており、
前記始点は、前記磁極面と向き合う前記収容孔の磁極側対向面の仮想延長面と前記外周面に一部を含まれる仮想環状線との交点と、d軸との間にあり、
前記空隙形成外面は、前記収容孔の前記磁極側対向面を終点とし、
前記磁極面のうち前記q軸側の端部は、前記空隙に露出している回転電機の永久磁石埋設型回転子。 - 前記空隙におけるロータコアの回転軸線側の空隙形成内面は、前記外周面上を始点とし、前記始点は、前記永久磁石の磁極面とは反対側の反磁極面に向き合う前記収容孔の反磁極側対向面の仮想延長面と前記外周面に一部を含まれる仮想環状線との交点と、前記d軸との間にある請求項1に記載の回転電機の永久磁石埋設型回転子。
- 前記永久磁石収容部は、前記永久磁石の磁極面とは反対側の反磁極面に向き合う前記収容孔の反磁極側対向面に対して交差する位置決め面を前記q軸側で有しており、
前記空隙におけるロータコアの回転軸線側の空隙形成内面は、前記外周面上を始点とし、且つ前記位置決め面の端を終点とする請求項1又は請求項2に記載の回転電機の永久磁石埋設型回転子。 - 前記一対の収容孔は、ブリッジ部を間に置いてV字形状に配設されている請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の回転電機の永久磁石埋設型回転子。
- ロータコアに形成された収容孔に永久磁石が収容されている永久磁石埋設型回転子を備えた回転電機において、
前記永久磁石埋設型回転子は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の永久磁石埋設型回転子である回転電機。
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