JP5662557B2 - 埋込型永久磁石を備えた電気機械の回転子及び電気機械 - Google Patents
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Claims (19)
- 1つ以上の埋込型永久磁石(50,52;150,152,154;250,252)によって形成された磁極によって励起される電気機械(10;200)用の回転子(40,240)であって、
磁性体(140,214)と、前記磁性体(140;214)と共に回転方向に沿って交互の磁気極性を持つ第1磁極(N)及び第2磁極(S)を形成する前記1つ以上の埋込型永久磁石(50,52;150,152,154;250,252)と、からなっており、前記1つ以上の埋込型永久磁石(50,52;150,152,154;250,252)のうちの少なくとも1つに関しては、回転子セグメント(44,44a,44b;244)が前記1つ以上の埋込型永久磁石(50,52;150,152,154;250,252)と前記磁性体(140;214)が固定子に面する第1表面(40a;240a)との間に配設される回転子において、
互いに分離した、前記磁性体(140)の軸方向長さもしくは磁性体(214)の半径方向長さと略等しい少なくとも1つの保持要素(60,70,90;160,170,180,190,192,194;260)が、前記磁性体(140,214)の一部に係合して、前記回転子セグメント(44;244)を前記磁性体(140,214)の一部に接続し、
前記回転子セグメント(44,44a,44b)及び/又は前記埋込型永久磁石(50,52;150,152,154)のうちの少なくとも1つは、前記少なくとも1つの保持要素(60,70,90;160,170,180,190,192,194;260)によって連結され、磁性体(140,214)の半径方向もしくは軸方向の位置を固定され、
非導磁性領域(60a,70a,90a;160a,170a,180a,190a)が前記1つ以上の埋込型永久磁石(50,52;150,152,154;250,252)のうちの少なくとも1つに割り当てられており、前記非導磁性領域(60a,70a,90a;160a,170a,180a,190a)が前記少なくとも1つ保持要素(60,70,90;160,170,180,190,192,194;260)に含まれることを特徴とする回転子。 - 前記少なくとも1つの保持要素(60,70,90;160,170,180,190;260)は、(i)形状固定、(ii)摩擦固定、又は(iii)前記保持要素(60,70,90;160,170,180,190,192,194;260)が前記回転子セグメント(44;244)と一体的に連結することのうちの少なくとも1つによって、前記回転子セグメント(44,44a,44b;244)及び/又は前記埋込型永久磁石(50,52;150,152,154;250,252)を固定することを特徴とする、請求項1に記載の回転子。
- 前記1つ以上の埋込型永久磁石(50,52;150,152,154)は、前記磁性体(140)に円周方向(102)に交互に配設されて、前記円周方向(102)に交互の磁気極性を持つ第1磁極(N)及び第2磁極(S)を形成すること、及び/又は、前記回転子セグメント(44,44a,44b)は、前記1つ以上の埋込型永久磁石(50,52;150,152,154)と前記磁性体(140)の前記第1表面(40a)との間に略半径方向に配設されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の回転子。
- 前記保持要素は、埋込型永久磁石の近傍で幅が狭く、前記第1の表面で幅が広い楔形状を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の回転子。
- 前記保持要素は、前記第1の表面から離れた径方向内側端部(90b)と前記第1の表面に近い径方向外側端部とに二重楔の構造を有し、該二重楔が保持要素(90)及び回転子セグメント(44)を磁性体(140)に固定することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の回転子。
- 前記1つ以上の埋込型永久磁石(50,52;150,152,154)は、互いに半径方向距離をおいて前記磁性体(140)の半径方向に積み重ねられることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の回転子。
- 前記1つ以上の埋込型永久磁石(250,252)は、前記磁性体(214)の少なくとも1つの正面に交互に配設されて、前記磁性体(214)の前記正面(240a)に交互の磁気極性を持つ第1磁極(N)及び第2磁極(S)を形成すること、及び/又は、前記回転子セグメント(244)は、前記1つ以上の埋込型永久磁石(250,252)と前記磁性体(214)の前記第1表面(240a)との間に略軸方向に配設されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の回転子。
- 前記少なくとも1つの保持要素(60,70,90;160,170,180,190,192,194;260)は、前記磁性体(140;214)の前記第1表面(40a;240a)と同一面上に配設された外縁部(62,72,92;262)を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の回転子。
- 前記少なくとも1つの保持要素(60,70,90;160,170,180,190,192,194;260)は、前記1つ以上の埋込型永久磁石(50,52;150,152,154;250,252)の外縁部に配設されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の回転子。
- 前記少なくとも1つの保持要素(90;160,170,180,190)は、2つの隣接する埋込型永久磁石(50,52;150,152,154,250,252)の間に配設されることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の回転子。
- 前記埋込型永久磁石(50,52;150,152,154)のうちの少なくとも1つの外縁部(50a,52a)の前記非導磁性領域(60a,70a)はエアポケットを含むことを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の回転子。
- 前記少なくとも1つの保持要素(60,70,90;160,170,180,190)は、前記磁性体(140)の軸方向スロット(42a,42b,42c)に配設されることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の回転子。
- 前記少なくとも1つの保持要素(60,70,90;160,170,180,190,192,194;260)は、炭素繊維、炭素繊維複合材、ガラス繊維、ガラス繊維複合材、ポリマー繊維、ポリマー繊維複合材、セラミック、プラスチックの少なくとも1つからなることを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載の回転子。
- 前記磁性体(140;214)は、(i)積み重ねられた積層板、(ii)鉄粉の少なくとも1つから作られることを特徴とする、請求項1〜13のいずれかに記載の回転子。
- 前記少なくとも1つの保持要素(60,70,90;160,170,180,190,192,194;260)は、粉末から製造され、前記磁性体(140;214)と同時焼結されることを特徴とする、請求項14に記載の回転子。
- 前記磁性体(140;214)の適切な位置に前記少なくとも1つの回転子セグメント(44;244)を保持することをサポートするために、1つ以上のバンデージ(56)が設けられることを特徴とする、請求項1〜15のいずれかに記載の回転子。
- 固定子(20;220)を備えると共に、請求項1〜16のいずれかに記載の1つ以上の埋込型永久磁石(50,52;150,152,154;250,252)によって形成された磁極を備えた回転子(40;240)によって励起される電気機械(10;200)。
- 前記回転子(40;240)が半径方向磁束機(10)、軸方向磁束機(200)又はリニア機用に構成されていることを特徴とする、請求項17に記載の電気機械。
- 半径方向磁束機(10)用の前記回転子(40)が前記固定子(20)を囲む外部回転子(40)として構成されること、或いは前記回転子(40)が前記固定子(20)に囲まれた内部回転子(40)として構成されること、或いは軸方向磁束機(200)用又はリニア機用の前記回転子(240)が2つの外部回転子(240)間に配設された固定子(220)を備える外部回転子(240)として構成されるか、又は2つの固定子(220)に囲まれた内部回転子(240)として構成されることを特徴とする、請求項17又は18に記載の電気機械。
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