JP5987369B2 - Permanent magnet motor rotor - Google Patents

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Description

本発明は、永久磁石式電動機のロータに関するものである。   The present invention relates to a rotor of a permanent magnet type electric motor.

電機子を有するステータ部と、所定の中心軸を中心にステータ部に対して回転可能に支持されるロータ部と、を備え、ロータ部が、外周面が電機子と対向する略円筒状の磁性体であるロータコアと、ロータコアの外周面よりも中心軸側において中心軸を中心とする円周上に配置され、それぞれが中心軸に平行に伸びる複数の界磁用磁石と、を備えた永久磁石式電動機が知られている。このような永久磁石式電動機として、ロータコアに、複数の界磁用磁石が挿入される複数の磁石保持穴と、電機子に対向する磁極の極性が互いに異なるとともに隣接する複数の界磁用磁石対間において中心軸に平行に伸びる複数のフラックスバリア穴と、を備えると共に、複数の磁石保持穴のそれぞれにおいて、保持される界磁用磁石の側面から隣接するフラックスバリア穴に向かって広がる隙間が設けられた永久磁石式電動機が知られている（特許文献１）。   A stator portion having an armature, and a rotor portion rotatably supported with respect to the stator portion around a predetermined central axis, wherein the rotor portion has a substantially cylindrical magnet whose outer peripheral surface faces the armature. A permanent magnet comprising: a rotor core that is a body; and a plurality of field magnets that are arranged on a circumference centered on the central axis on the central axis side of the outer peripheral surface of the rotor core and each extend parallel to the central axis An electric motor is known. As such a permanent magnet type electric motor, a plurality of field holding magnet pairs in which a plurality of field magnets are inserted into the rotor core and a plurality of field magnet pairs adjacent to each other having different polarities opposite to the armature A plurality of flux barrier holes extending in parallel to the central axis, and each of the plurality of magnet holding holes is provided with a gap extending from the side surface of the field magnet to be held toward the adjacent flux barrier hole. A permanent magnet type electric motor is known (Patent Document 1).

特開２００８−１４８４８２号公報JP 2008-148482 A

しかしながら、上記のような永久磁石式電動機においてはフラックスバリアを設けることによるロータコアの強度低下が問題となっていた。   However, in the permanent magnet type motor as described above, there is a problem that the strength of the rotor core is reduced by providing a flux barrier.

本発明が解決しようとする課題は、効果的にロータコアの強度低下を抑制する永久磁石式電動機のロータを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a rotor of a permanent magnet electric motor that effectively suppresses the strength reduction of the rotor core.

本発明は、ロータコアの径方向においてロータコアの外縁と複数の永久磁石との間の位置で、ｑ軸に対応する部分にロータ回転軸に沿って延びる孔により形成された第１フラックスバリアと、ロータコアの円周方向に沿って、第１フラックスバリアと隣接して孔により形成された第２フラックスバリアと、ロータコアの外縁側でコアにより形成された第１ブリッジと、永久磁石と前記第１フラックスバリアとの間、及び、永久磁石と前記第１フラックスバリアとの間をコアで結ぶ第２ブリッジと、第１フラックスバリアと第２フラックスバリアとの間で、第１ブリッジと第２ブリッジとをコアで結ぶ第３ブリッジとを有するによって上記課題を解決する。   The present invention provides a first flux barrier formed by a hole extending along a rotor rotation axis in a portion corresponding to the q axis at a position between an outer edge of the rotor core and a plurality of permanent magnets in a radial direction of the rotor core, and the rotor core , A second flux barrier formed by a hole adjacent to the first flux barrier, a first bridge formed by the core on the outer edge side of the rotor core, a permanent magnet, and the first flux barrier And a second bridge connecting the permanent magnet and the first flux barrier with a core, and a first bridge and a second bridge between the first flux barrier and the second flux barrier. The above-mentioned problem is solved by having a third bridge that is connected by

本発明によれば、第３ブリッジが第１ブリッジを補強するため、ロータの回転時に生じる遠心力に対する強度低下を抑制でき、その結果、ロータの量産性を向上させることができる。   According to the present invention, since the third bridge reinforces the first bridge, it is possible to suppress a decrease in strength against the centrifugal force generated when the rotor rotates, and as a result, it is possible to improve the mass productivity of the rotor.

本発明の実施形態に係るロータ及びステータの断面図である。It is sectional drawing of the rotor and stator which concern on embodiment of this invention. 図１のロータの要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the rotor of FIG. 図１のブリッジの幅に対する鎖交磁束割合の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the linkage flux ratio with respect to the width | variety of the bridge | bridging of FIG. 本発明の他の実施形態に係るロータの要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the rotor which concerns on other embodiment of this invention. 図４のロータコア上のｑ軸からブリッジ中心までの距離に対する最大応力割合の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the maximum stress ratio with respect to the distance from the q-axis on the rotor core of FIG. 4 to the bridge center. 本発明の他の実施形態に係るロータの要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the rotor which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るロータの要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the rotor which concerns on other embodiment of this invention. 図４のロータコア上のｑ軸からブリッジまでの電気角に対する最大応力割合の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the maximum stress ratio with respect to the electrical angle from q axis on a rotor core of Drawing 4 to a bridge.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
図１は、本実施形態に係る永久磁石式電動機のステータ及びロータの断面図を示す。本例の永久磁石式電動機（以下、モータと称す。）は、インナーロータ型のモータであり、固定子であるステータ１と、回転子であるロータ２とを備えている。図１では、図示を省略しているが、本例のモータは、ステータ１及びロータ２の他に、ロータ２の回転軸となるシャフトやハウジングなどの他の部品を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a sectional view of a stator and a rotor of a permanent magnet type electric motor according to this embodiment. The permanent magnet type electric motor (hereinafter referred to as a motor) of this example is an inner rotor type motor, and includes a stator 1 as a stator and a rotor 2 as a rotor. Although not shown in FIG. 1, the motor of this example includes other components such as a shaft and a housing that serve as a rotating shaft of the rotor 2 in addition to the stator 1 and the rotor 2.

ステータ１は、内部にロータ２を回転可能に配置する円筒状の組立体である。ステータ１の中心軸は、ロータ２の回転軸と同軸となる。ステータ１は、円環状の鋼板であるステータコア１１を複数積層させることで構成されている。ステータコア１１には、ステータコア１１の中心点から放射状に配置されたティース１１１と、ティース１１１に対して外側に配置された円環状のコアバック１１２を有している。ティース１１１は、コア本体部１１２から中心点に向かって延在させることで形成されている。そして、複数のティース間に巻線を巻き付けることで、ロータ２に回転磁界を発生させるコイル（図示しない）が形成されている。   The stator 1 is a cylindrical assembly in which a rotor 2 is rotatably arranged. The central axis of the stator 1 is coaxial with the rotational axis of the rotor 2. The stator 1 is configured by stacking a plurality of stator cores 11 that are annular steel plates. The stator core 11 has teeth 111 arranged radially from the center point of the stator core 11 and an annular core back 112 arranged outside the teeth 111. The teeth 111 are formed by extending from the core body 112 toward the center point. A coil (not shown) for generating a rotating magnetic field in the rotor 2 is formed by winding a winding between the plurality of teeth.

ロータ２は、薄型の円環状の、例えば珪素鋼板等の磁性体鋼板を絶縁材を間に挟みつつ複数積層させた円筒状の積層体のロータコア２１と、該ロータコア２１の他に、永久磁石２２を備えている。ロータコア２１は、中心軸を、モータの回転軸と同軸状になるよう構成されている。ロータコア２１の中央には、中心点を中心とする円環状の中心孔２２が形成されている。そして、この中心孔２２に、ロータ２の回転軸となるシャフト（図示しない）が挿入されている。   The rotor 2 includes a thin, annular, cylindrical rotor core 21 in which a plurality of magnetic steel plates such as silicon steel plates are stacked with an insulating material interposed therebetween, and a permanent magnet 22 in addition to the rotor core 21. It has. The rotor core 21 is configured so that the central axis is coaxial with the rotation axis of the motor. In the center of the rotor core 21, an annular center hole 22 centering on the center point is formed. A shaft (not shown) serving as the rotation axis of the rotor 2 is inserted into the center hole 22.

永久磁石２３は、磁極の数を８極として、１極あたり２個の計１６個設けられている。永久磁石２３は、ロータ２の中心軸（ロータの回転軸中心）に対して垂直な方向に沿う断面において、長方形の形状をし、中心軸Ｏの軸方向に沿う棒状の磁石である。永久磁石２３は、ロータコア２１の円周方向に沿って、所定の間隔毎で、ロータコア２１の外周部分に配置されている。また、永久磁石２３は、２個を１組とした隣り合う磁石をＶ字状に配置して１極を形成し、当該Ｖ字状の磁石がロータコア２１の外側に向かって拡がるように、配置されている。   A total of 16 permanent magnets 23 are provided, each having two magnetic poles, with eight magnetic poles. The permanent magnet 23 is a rod-shaped magnet having a rectangular shape in a cross section along a direction perpendicular to the central axis of the rotor 2 (rotational axis center of the rotor) and along the axial direction of the central axis O. The permanent magnets 23 are disposed on the outer peripheral portion of the rotor core 21 at predetermined intervals along the circumferential direction of the rotor core 21. Further, the permanent magnets 23 are arranged so that two magnets adjacent to each other are arranged in a V shape to form one pole and the V-shaped magnet expands toward the outside of the rotor core 21. Has been.

Ｖ字状に配置された永久磁石２３ａ、２３ｂのうちＶ字の付け根部分を通り、かつ、中心軸に対して垂直な径方向へ伸びる直線がｄ軸に相当する。また、Ｖ字状に配置された永久磁石２３ａと永久磁石２３ｂとの間で、ロータコア２１の外縁側の先端部分と通る直線であって、かつ、中心軸に対して垂直な径方向へ伸びる直線がｑ軸に相当する。言い換えると、永久磁石２３ａ、２３ｂの両端部のうち、ロータコア２１の中心軸側（ロータコア２１の内縁側）で、互いに接近する部分と、図１の中心点Ｏとを結ぶ線がｄ軸になる。また、ロータコア２１の外縁側（外径側）で、Ｖ字状に配置された永久磁石２３ａ、２３ｂと、当該永久磁石２３ａ、２３ｂと隣接してＶ字状に配置された永久磁石２３ｃ、２３ｄとの間（すなわち隣接する２極間）で、互いに接近する部分（磁石２３ｂと磁石２３ｃとが互いに接近する端部）と、ロータコア２１の中心点（図１の中心点Ｏ）とを結ぶ線がｑ軸になる。   Of the permanent magnets 23a and 23b arranged in a V shape, a straight line that passes through the V-shaped root portion and extends in the radial direction perpendicular to the central axis corresponds to the d-axis. Further, a straight line passing through the tip portion on the outer edge side of the rotor core 21 between the permanent magnets 23a and 23b arranged in a V shape and extending in a radial direction perpendicular to the central axis. Corresponds to the q-axis. In other words, the line connecting the portion approaching each other on the central axis side of the rotor core 21 (the inner edge side of the rotor core 21) and the central point O in FIG. . Further, on the outer edge side (outer diameter side) of the rotor core 21, permanent magnets 23a and 23b arranged in a V shape, and permanent magnets 23c and 23d arranged in a V shape adjacent to the permanent magnets 23a and 23b. Between the portions close to each other (that is, between the adjacent two poles) (the end where the magnet 23b and the magnet 23c approach each other) and the center point of the rotor core 21 (center point O in FIG. 1) Becomes the q-axis.

なお、本実施例において、以下ではロータコア２１の中心軸に垂直な方向（ロータ２の回転軸中心に対して垂直な方向）を径方向と言い、径方向でロータコア２１の中心軸から離れる方向の側を外径側あるいは外縁側、径方向ロータコア２１の中心軸に近接する方向の側を内径側あるいは内縁側、ロータ２回転時の回転方向を周方向と言う。   In the present embodiment, hereinafter, a direction perpendicular to the central axis of the rotor core 21 (direction perpendicular to the rotational axis center of the rotor 2) is referred to as a radial direction, and a direction away from the central axis of the rotor core 21 in the radial direction. The side in the direction close to the central axis of the radial rotor core 21 is referred to as the inner diameter side or the inner edge side, and the rotational direction when the rotor 2 rotates is referred to as the circumferential direction.

次に、図２を用いて、永久磁石２３ｂ、２３ｃが埋め込まれた部分について説明する。図２は、図１のロータのうち、永久磁石２３ｂ、２３ｃが埋め込まれた部分の拡大図である。   Next, a portion where the permanent magnets 23b and 23c are embedded will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the rotor of FIG. 1 in which permanent magnets 23b and 23c are embedded.

ロータコア２１は、永久磁石２３ｂ、２３ｃを保持するための貫通孔２４ｂ、２４ｃと、フラックスバリア２５、２６とで形成された極間フラックスバリア２９、短絡防止フラックスバリア２７、２８とを有している。貫通孔２４ｂ、２４ｃは、ロータコア２１の中心軸の軸方向に貫通し、かつ、ロータコア２１の積層面と平行な面においてロータコア２１の円周方向に沿って所定の間隔毎に貫通された孔である。貫通孔２４ｂは、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な断面で長方形の形状に形成されている。貫通孔２４ｃも貫通孔２４ｂと同様に、長方形の形状に形成されている。貫通孔２４ｂ、２４ｃの両端のうち、ロータコア２１の外縁側の端部はｑ軸に接近して配置され、ロータコア２１の内縁側（ロータコア２１の中心点Ｏ側）の端部は、このｑ軸の隣のｄ軸に接近して配置されている。また、ロータコア２１の中心点Ｏから貫通孔２４ｂ、２４ｃのｄ軸に接近した端部（ロータコア２１の内縁側の端部）までの半径は、ロータコア２１の中心点Ｏから貫通孔２４ｂ、２４ｃのｑ軸に接近した端部（ロータコア２１の外縁側の端部）までの半径より短くなっている。   The rotor core 21 has through-holes 24b and 24c for holding the permanent magnets 23b and 23c, an inter-electrode flux barrier 29 formed by flux barriers 25 and 26, and short-circuit preventing flux barriers 27 and 28. . The through holes 24b and 24c are holes that penetrate in the axial direction of the central axis of the rotor core 21 and are penetrated at predetermined intervals along the circumferential direction of the rotor core 21 in a plane parallel to the laminated surface of the rotor core 21. is there. The through hole 24 b is formed in a rectangular shape with a cross section perpendicular to the central axis of the rotor core 21. The through hole 24c is also formed in a rectangular shape like the through hole 24b. Of the both ends of the through holes 24b, 24c, the end on the outer edge side of the rotor core 21 is disposed close to the q axis, and the end on the inner edge side (the center point O side of the rotor core 21) of the rotor core 21 is the q axis. It is arranged close to the d-axis next to. Further, the radius from the center point O of the rotor core 21 to the end portion close to the d-axis of the through holes 24b, 24c (end portion on the inner edge side of the rotor core 21) is from the center point O of the rotor core 21 to the through holes 24b, 24c. The radius is shorter than the radius to the end close to the q axis (the end on the outer edge side of the rotor core 21).

フラックスバリア２５、２６及び短絡防止フラックスバリア２７、２８は、ロータコア２１の中心軸の軸方向に貫通し、かつ、ロータコア２１の積層面と平行な面においてロータコア２１の円周方向に沿って、後述する所定の規則性をもって配置され、貫通された孔である。フラックスバリア２５、２６及び短絡防止フラックスバリア２７、２８は、磁束がｑ軸側に回り込みステータ１と鎖交しない漏れ磁束の発生を防ぐために設けられている。また短絡防止フラックスバリア２７、２８は、例えば永久磁石２５ｂの先端部から出た磁力線が当該永久磁石２５ｂの先端部付近のロータコア２１を通って同じ永久磁石２５ｂに戻ってくる磁気短絡を防ぐために設けられている。   The flux barriers 25 and 26 and the short-circuit prevention flux barriers 27 and 28 penetrate in the axial direction of the central axis of the rotor core 21 and are described later along the circumferential direction of the rotor core 21 in a plane parallel to the laminated surface of the rotor core 21. The holes are arranged with a predetermined regularity and penetrated. The flux barriers 25 and 26 and the short-circuit prevention flux barriers 27 and 28 are provided in order to prevent the magnetic flux from flowing into the q-axis side and generating a leakage magnetic flux that does not link with the stator 1. Further, the short-circuit prevention flux barriers 27 and 28 are provided, for example, to prevent a magnetic short circuit in which magnetic lines of force emitted from the tip of the permanent magnet 25b return to the same permanent magnet 25b through the rotor core 21 near the tip of the permanent magnet 25b. It has been.

極間フラックスバリア２９は、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な方向の面（ロータコア２１の積層面と平行な面）において、ｑ軸上に形成され、隣り合う二極間に形成されている。この極間フラックスバリア２９はフラックスバリア２５と、該フラックスバリア２５のロータコア２１の周方向で両側に設けられたフラックスバリア２６で構成されている。フラックスバリア２５は、ロータコア２１の積層面で、略五角形の形状をした孔である。なお、略五角形とは五角形の頂点部分を曲線状にした形状を含む。略五角形状のフラックスバリア２５のうち、最も辺の長さが長い底辺が、ロータコア２１の外縁側であって、外周に沿うように形成されている。また、フラックスバリア２５はｑ軸に対して線対称な形状であって、フラックスバリア２５の空間内にｑ軸を含んでいる。言い換えると、フラックスバリア２５は孔によりｑ軸を跨ぐような形状である。   The interpolar flux barrier 29 is formed on the q-axis in a plane perpendicular to the central axis of the rotor core 21 (a plane parallel to the laminated surface of the rotor core 21), and is formed between adjacent two poles. . The inter-electrode flux barrier 29 includes a flux barrier 25 and a flux barrier 26 provided on both sides of the flux barrier 25 in the circumferential direction of the rotor core 21. The flux barrier 25 is a hole having a substantially pentagonal shape on the laminated surface of the rotor core 21. The substantially pentagon includes a shape in which a vertex portion of the pentagon is curved. Of the substantially pentagonal flux barrier 25, the base having the longest side is the outer edge side of the rotor core 21 and is formed along the outer periphery. Further, the flux barrier 25 has a shape symmetrical with respect to the q axis, and includes the q axis in the space of the flux barrier 25. In other words, the flux barrier 25 has a shape that straddles the q-axis by the hole.

フラックスバリア２６は、フラックスバリア２５に対してロータコア２１の周方向で隣接する、ロータコア２１に形成された孔である。フラックスバリア２６は、ロータコア２１の積層面で、略三角形の形状をした孔である。なお、略三角形とは三角形の頂点部分を曲線状にした形状を含む。略三角形状のフラックスバリア２６の三辺のうちロータコア２１の外縁側の一辺は、ロータコア２１の外周に沿うように形成されている。そして、フラックスバリア２６の当該三辺のうちロータコア２１の円周方向の一辺は、フラックスバリア２５の五辺の内の一辺と間で、ロータコア２１の外周方向に所定の間隔を空けて、対向している。   The flux barrier 26 is a hole formed in the rotor core 21 adjacent to the flux barrier 25 in the circumferential direction of the rotor core 21. The flux barrier 26 is a hole having a substantially triangular shape on the laminated surface of the rotor core 21. The substantially triangular shape includes a shape in which the apex portion of the triangle is curved. Of the three sides of the substantially triangular flux barrier 26, one side on the outer edge side of the rotor core 21 is formed along the outer periphery of the rotor core 21. Of the three sides of the flux barrier 26, one side in the circumferential direction of the rotor core 21 faces one side of the five sides of the flux barrier 25 with a predetermined interval in the outer circumferential direction of the rotor core 21. ing.

フラックスバリア２６は、フラックスバリア２５に対してロータコア２１の周方向両側において隣接する、二つのフラックスバリア２６が対になるように形成されている。またこれらのフラックスバリア２６は、ｑ軸に対して線対称な形状であるが、極間フラックスバリア２６の空間内にｑ軸を含んでいない。これにより、フラックスバリア２６とフラックスバリア２５、２５とによって、ロータコア２１の外径方向を底辺とした、ｑ軸に対して線対称な略三角形状の極間フラックスバリア２９を形成している。   The flux barrier 26 is formed such that two flux barriers 26 adjacent to the flux barrier 25 on both sides in the circumferential direction of the rotor core 21 are paired. These flux barriers 26 have a line-symmetric shape with respect to the q axis, but do not include the q axis in the space of the inter-electrode flux barrier 26. As a result, the flux barrier 26 and the flux barriers 25 and 25 form a substantially triangular interpolar flux barrier 29 that is line-symmetric with respect to the q axis and that has the outer diameter direction of the rotor core 21 as the base.

短絡防止フラックスバリア２７は、永久磁石２３ｂの両端のうち、ロータコア２１の外縁側の端部（永久磁石２３ｂの側面）から極間フラックスバリア２９に近接する方向へ延びる、貫通孔２４ｃに連通した孔である。また、短絡防止フラックスバリア２７は、永久磁石２３ｂの端部と、後述するブリッジ２１２との間に形成されている。短絡防止フラックスバリア２７は、ロータコア２１の積層面で、永久磁石２６ｂの端部を臨む辺を含んだ略四角形の形状に形成されている。なお、略四角形とは四角形の頂点部分を曲線状にした形状を含む。   The short-circuit prevention flux barrier 27 is a hole communicating with the through-hole 24c extending from the end on the outer edge side of the rotor core 21 (side surface of the permanent magnet 23b) to the direction close to the inter-electrode flux barrier 29 among both ends of the permanent magnet 23b. It is. Further, the short-circuit prevention flux barrier 27 is formed between the end of the permanent magnet 23b and a bridge 212 described later. The short-circuit prevention flux barrier 27 is formed in a substantially quadrangular shape including a side facing the end of the permanent magnet 26 b on the laminated surface of the rotor core 21. Note that the substantially quadrilateral includes a shape in which the apex of the quadrilateral is curved.

短絡防止フラックスバリア２８は、永久磁石２３ｂの両端のうち、ロータコア２１の内縁側の端部（永久磁石２３ｂの側面）から延びる、貫通孔２４ｃに連通した孔である。   The short-circuit prevention flux barrier 28 is a hole that communicates with the through hole 24c extending from the inner edge side end portion (side surface of the permanent magnet 23b) of the rotor core 21 among both ends of the permanent magnet 23b.

ブリッジ２１１は、ロータコア２１の円周方向に沿って、フラックスバリア２５、２６よりロータコア２１の外縁側でコアにより形成されている。言い換えると、ブリッジ２１１は、ロータコア２１の外縁側の側面と、フラックスバリア２５、２６の（極間フラックスバリア２９の）外縁側の側面との間に形成されている。ブリッジ２１１は、磁気抵抗を大きくするために、ロータコア２１の径方向における幅（図２のｗ１に相当）を小さくすることで、当該中心軸に垂直な平面において、ロータコア２１の円周方向に沿って帯状に形成されている。 The bridge 211 is formed of a core on the outer edge side of the rotor core 21 from the flux barriers 25 and 26 along the circumferential direction of the rotor core 21. In other words, the bridge 211 is formed between a side surface on the outer edge side of the rotor core 21 and a side surface on the outer edge side of the flux barriers 25 and 26 (of the interelectrode flux barrier 29). Bridge 211, in order to increase the magnetic resistance, by decreasing the width (corresponding to w 1 of FIG. 2) in the radial direction of the rotor core 21, in a plane perpendicular to the central axis, the circumferential direction of the rotor core 21 It is formed in a band shape along.

ブリッジ２１２は、短絡防止フラックスバリア２７と極間フラックスバリア２９との間（図２においてはフラックスバリア２５との間）に、コアにより形成されている。ロータコア２１の中心軸に垂直な平面において、フラックスバリア２５の内縁側の側面と短絡防止フラックスバリア２７の外縁側の側面との間である、ブリッジ２１２の幅（図２のｗ２に相当）は、上記のブリッジ２１１の幅よりも大きくなるよう、形成されている。 The bridge 212 is formed of a core between the short-circuit prevention flux barrier 27 and the interelectrode flux barrier 29 (between the flux barrier 25 in FIG. 2). In a plane perpendicular to the central axis of the rotor core 21 is between the side surface of the outer edge of the side surface and the short-circuit preventing flux barrier 27 of the inner edge side of the flux barrier 25, the width of the bridge 212 (corresponding to w 2 in FIG. 2) is The width of the bridge 211 is larger than that of the bridge 211.

ブリッジ２１３は、フラックスバリア２５とフラックスバリア２６との間で、ブリッジ２１１とブリッジ２１２とをコアで結ぶように形成されている。すなわちブリッジ２１３は、極間フラックスバリア２９のロータ外径側に位置するブリッジ２１１とロータ内径側に位置するブリッジ２１２とを接続して、極間フラックスバリア２９をフラックスバリア２５とフラックスバリア２６とに分断するように形成されている。   The bridge 213 is formed between the flux barrier 25 and the flux barrier 26 so as to connect the bridge 211 and the bridge 212 with a core. That is, the bridge 213 connects the bridge 211 located on the rotor outer diameter side of the interelectrode flux barrier 29 and the bridge 212 located on the rotor inner diameter side so that the interelectrode flux barrier 29 is connected to the flux barrier 25 and the flux barrier 26. It is formed so as to be divided.

言い換えると、ブリッジ２１３は、ブリッジ２１２からロータコア２１の外縁側に向かって延在して、ブリッジ２１１のロータコア２１の内縁側の側面に繋がるように形成されている。以上により、極間フラックスバリア２９と、該極間フラックスバリア２９のロータ内径側に位置する短絡防止フラックスバリア２７、２７との間にはブリッジ２１２、２１２が形成され、極間フラックスバリア２９とロータコア２１の外周縁との間にはブリッジ２１１が形成され、且つブリッジ２１２、２１２とブリッジ２１１とを結ぶブリッジ２１３によって極間フラックスバリア２９がフラックスバリア２５とフラックスバリア２６とに分断されている。   In other words, the bridge 213 extends from the bridge 212 toward the outer edge side of the rotor core 21 and is connected to the side surface of the bridge 211 on the inner edge side of the rotor core 21. As described above, the bridges 212 and 212 are formed between the inter-electrode flux barrier 29 and the short-circuit prevention flux barriers 27 and 27 located on the rotor inner diameter side of the inter-electrode flux barrier 29, and the inter-electrode flux barrier 29 and the rotor core are formed. A bridge 211 is formed between the outer peripheral edge 21 and the inter-electrode flux barrier 29 is divided into a flux barrier 25 and a flux barrier 26 by a bridge 213 connecting the bridges 212, 212 and the bridge 211.

ロータコア２１の中心軸に対して垂直方向の平面において、フラックスバリア２５とフラックスバリア２６との間であるブリッジ２１３の幅（図２のｗ３に相当））は、ロータコア２１の外縁側の側面とフラックスバリア２５、２６の外縁側の側面との間であるブリッジ２１１の幅（ｗ１）より小さく、フラックスバリア２５の内縁側の側面と短絡防止フラックスバリア２７の外縁側の側面との間であるブリッジ２１２の幅（ｗ２）よりも小さい。また、ブリッジ２１３の幅（ｗ３）は、ロータコア２１を形成する磁性体鋼板の板厚（ロータコア２１の中心軸の軸方向における磁性体鋼板の厚さ）の約２倍である。 In a plane perpendicular to the central axis of the rotor core 21, the width of the bridge 213 (corresponding to w 3 in FIG. 2) between the flux barrier 25 and the flux barrier 26 is the side surface on the outer edge side of the rotor core 21. It is smaller than the width (w 1 ) of the bridge 211 between the outer sides of the flux barriers 25 and 26 and between the inner side of the flux barrier 25 and the outer side of the short-circuit prevention flux barrier 27. It is smaller than the width (w 2 ) of the bridge 212. The width (w 3 ) of the bridge 213 is approximately twice the plate thickness of the magnetic steel plate forming the rotor core 21 (the thickness of the magnetic steel plate in the axial direction of the central axis of the rotor core 21).

これにより、フラックスバリア２５とフラックスバリア２６とで形成される略三角形状の極間フラックスバリア２９がブリッジ２１３で複数に分割され、フラックスバリア２５及びフラックスバリア２６がブリッジ２１３を境に独立した孔になるように、フラックスバリア２５、２６及びブリッジ２１３が形成されている。   As a result, the substantially triangular interpolar flux barrier 29 formed by the flux barrier 25 and the flux barrier 26 is divided into a plurality of portions by the bridge 213, and the flux barrier 25 and the flux barrier 26 become independent holes with the bridge 213 as a boundary. Flux barriers 25 and 26 and a bridge 213 are formed so as to be.

ここで、ブリッジ２１３の幅（ｗ３）とｑ軸からの漏れ磁束との関係について説明する。図３は、ブリッジ２１３の幅（ｗ３）に対する、ｑ軸からの漏れ磁束の割合いの特性を示すグラフである。横軸は、ブリッジ２１３の幅（ｗ３）に対応し、縦軸は、ブリッジ２１３を設けない場合（極間フラックスバリア２９を、ブリッジ２１３でフラックスバリア２５とフラックスバリア２６とに分割せずに、単一の孔で形成した場合）におけるｄ軸からステータ１に鎖交する磁束を１００パーセントとした時に、ブリッジ２１３を設けることによる鎖交磁束の変化量（減少量）を割合（鎖交磁束割合）で示している。すなわち、当該割合が少ないほど、ｄ軸からステータ１に鎖交する磁束が少なくなり、ｑ軸からの漏れ磁束が増加することとなる。 Here, the relationship between the width (w 3 ) of the bridge 213 and the leakage magnetic flux from the q axis will be described. FIG. 3 is a graph showing characteristics of the ratio of the leakage magnetic flux from the q-axis with respect to the width (w 3 ) of the bridge 213. The horizontal axis corresponds to the width (w 3 ) of the bridge 213, and the vertical axis represents the case where the bridge 213 is not provided (without dividing the interelectrode flux barrier 29 into the flux barrier 25 and the flux barrier 26 by the bridge 213. When the magnetic flux interlinking from the d-axis to the stator 1 in the case of a single hole) is 100%, the ratio (linkage magnetic flux) of the amount of change (reduction) in the interlinkage magnetic flux by providing the bridge 213 Percentage). That is, the smaller the ratio, the smaller the magnetic flux interlinking from the d-axis to the stator 1, and the leakage magnetic flux from the q-axis increases.

図３に示すように、ブリッジ２１３の幅（ｗ３）がブリッジ２１３の幅（ｗ１）以下である場合には、鎖交磁束割合は１００パーセントを維持しており、ブリッジ２１３の幅（ｗ３）がブリッジ２１３の幅（ｗ２）と同じ大きさにした場合には、鎖交磁束割合が１００パーセントより低くなっていることが分かる。すなわち、本例は、ブリッジ２１３の幅（ｗ１）より小さいブリッジ２１３の幅（ｗ３）を設けたことで、鎖交磁束割合が減少することなく、漏れ磁束が増加することもない。 As shown in FIG. 3, when the width (w 3 ) of the bridge 213 is equal to or less than the width (w 1 ) of the bridge 213, the flux linkage ratio is maintained at 100%, and the width (w When 3 ) is made the same size as the width (w 2 ) of the bridge 213, it can be seen that the flux linkage ratio is lower than 100%. That is, in this example, the width (w 3 ) of the bridge 213 smaller than the width (w 1 ) of the bridge 213 is provided, so that the flux linkage ratio does not decrease and the leakage magnetic flux does not increase.

上記のように、本例のロータ２１は、フラックスバリア２５、２６のロータコア２１の外縁側のブリッジ２１１と、短絡防止フラックスバリア２７とフラックスバリア２５との間に形成されたブリッジ２１２とを、ブリッジ２１３で結合するように、形成されている。   As described above, the rotor 21 of this example includes a bridge 211 on the outer edge side of the rotor core 21 of the flux barriers 25 and 26, and a bridge 212 formed between the short-circuit prevention flux barrier 27 and the flux barrier 25. It is formed so as to be coupled at 213.

ところで、ブリッジ２１２は、磁気抵抗を大きくするために、幅を狭くして、細長くすることが好ましいが、ロータ２の回転時に生じる遠心力（遠心力）に対して強度を確保する必要がある。本例では、ブリッジ２１２を、ブリッジ２１３を介してブリッジ２１１に結合させることで、ブリッジ２１３がブリッジ２１２を補強するよう機能するため、ブリッジ２１２の幅を小さくすることができ、フラックスバリア２５、２６を小さくしなくてもよい。   Incidentally, the bridge 212 is preferably narrowed and elongated in order to increase the magnetic resistance, but it is necessary to ensure strength against the centrifugal force (centrifugal force) generated when the rotor 2 rotates. In this example, since the bridge 212 functions to reinforce the bridge 212 by coupling the bridge 212 to the bridge 211 via the bridge 213, the width of the bridge 212 can be reduced, and the flux barriers 25, 26 can be reduced. It is not necessary to reduce the size.

ゆえに本例は、ブリッジ２１３を有していない場合（極間フラックスバリア２９を、ブリッジ２１３でフラックスバリア２５とフラックスバリア２６とに分割せずに、単一の孔で形成した場合）と比較して、ロータ２１の回転時の遠心力に対する強度を高めることができ、当該場合と比較して、ブリッジ２１２の幅をより狭くすることができ、ブリッジ２１２の磁気抵抗も高めることができる。さらに、極間フラックスバリア２９の大きさを十分に確保して、ｑ軸方向への漏れ磁束を防ぎ、かつ、ロータ２の強度を高めることできる。その結果として、本例は、高速回転領域で回転することができるロータ２の量産性を高めることができる。   Therefore, this example is compared with the case where the bridge 213 is not provided (when the inter-electrode flux barrier 29 is formed by a single hole without dividing the flux barrier 25 and the flux barrier 26 by the bridge 213). Thus, the strength against the centrifugal force during the rotation of the rotor 21 can be increased, and the width of the bridge 212 can be made narrower and the magnetic resistance of the bridge 212 can be increased as compared with this case. Furthermore, it is possible to sufficiently secure the size of the inter-electrode flux barrier 29 to prevent the leakage magnetic flux in the q-axis direction and to increase the strength of the rotor 2. As a result, this example can increase the mass productivity of the rotor 2 that can rotate in the high-speed rotation region.

なお、上記のフラックスバリア２５が本発明の「第１フラックスバリア」に相当し、フラックスバリア２６が本発明の「第２フラックスバリア」に、ブリッジ２１１が本発明の「第１ブリッジ」に、ブリッジ２１２が本発明の「第２ブリッジ」に、ブリッジ２１３が本発明の「第３ブリッジ」に相当する。   The flux barrier 25 corresponds to the “first flux barrier” of the present invention, the flux barrier 26 corresponds to the “second flux barrier” of the present invention, the bridge 211 corresponds to the “first bridge” of the present invention, and the bridge. 212 corresponds to the “second bridge” of the present invention, and the bridge 213 corresponds to the “third bridge” of the present invention.

《第２実施形態》
図４は、発明の他の実施形態に係るモータのロータの断面の拡大図である。本例では上述した第１実施形態に対して、短絡防止フラックスバリア２７の形状が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであるため、その記載を適宜、援用する。 << Second Embodiment >>
FIG. 4 is an enlarged view of a cross section of a rotor of a motor according to another embodiment of the invention. In this example, the shape of the short-circuit prevention flux barrier 27 is different from that of the first embodiment described above. Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment described above, the description thereof is incorporated as appropriate.

図４に示すように、短絡防止フラックスバリア２７は、永久磁石２３ｃの端部である側面の一部から極間フラックスバリア２９に近接する方向へ延びる、貫通孔２４ｃに連通して形成された孔である。短絡防止フラックスバリア２７の外縁側の側面は、フラックスバリア２５の内縁側の側面と平行になっていない。ロータ２１の中心軸に対して垂直な平面において、短絡防止フラックスバリア２７の外周は曲線になっており、短絡防止フラックスバリア２７の外縁側とフラックスバリア２５の内縁側との間の距離が連続的に変化することになる。ここで、当該距離が最小になる（図４のｗ４に相当）、短絡防止フラックスバリア２７の外縁上の点を点ａとする。また短絡防止フラックスバリア２７の外周が頂点を有さないような曲線により、Ｒをもたせた形状にしている。 As shown in FIG. 4, the short-circuit prevention flux barrier 27 is a hole formed in communication with a through hole 24 c extending from a part of the side surface that is an end portion of the permanent magnet 23 c in a direction close to the interpolar flux barrier 29. It is. The side surface on the outer edge side of the short-circuit prevention flux barrier 27 is not parallel to the side surface on the inner edge side of the flux barrier 25. In the plane perpendicular to the central axis of the rotor 21, the outer periphery of the short-circuit prevention flux barrier 27 is curved, and the distance between the outer edge side of the short-circuit prevention flux barrier 27 and the inner edge side of the flux barrier 25 is continuous. Will change. Here, a point on the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27 is defined as a point a when the distance is minimized (corresponding to w 4 in FIG. 4). Moreover, it is made the shape which gave R by the curve which the outer periphery of the short circuit prevention flux barrier 27 does not have a vertex.

ブリッジ２１２は、フラックスバリア２５及びフラックスバリア２６とで形成された極間フラックスバリア２９と、短絡防止フラックスバリア２７との間の、コアで形成されている。ロータコア２１の中心軸に対して垂直な平面において、短絡防止フラックスバリア２７の外周方向縁は図４中の点ａでフラックスバリア２５に最も近接している。すなわち、ブリッジ２１２の幅は、フラックスバリア２５と短絡防止フラックスバリア２７との間では、点ａを通る直線で最短距離（Ｗ４）になっており、ｑ軸に対して当該平面の外周方向に沿うように大きくなっている。言い換えると、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な平面において、ブリッジ２１２の幅は、点ａを通る最小幅（Ｗ４）の直線を基準に、ｄ軸方向に近づくにつれて徐々に大きくなり、かつ、ｑ軸方向に近づくにつれて徐々に大きくなっている。これにより、本例は、短絡防止フラックスバリア２７を上記のような形状にすることで、ロータ２の回転時に生じる応力をできるだけ分散させて、ブリッジ２１２の幅を小さくして、ｑ軸への磁束漏れを防いでいる。 The bridge 212 is formed by a core between the inter-electrode flux barrier 29 formed by the flux barrier 25 and the flux barrier 26 and the short-circuit preventing flux barrier 27. In the plane perpendicular to the central axis of the rotor core 21, the outer peripheral edge of the short-circuit prevention flux barrier 27 is closest to the flux barrier 25 at a point a in FIG. That is, the width of the bridge 212 is the shortest distance (W 4 ) along the straight line passing through the point a between the flux barrier 25 and the short-circuit preventing flux barrier 27, and in the outer peripheral direction of the plane with respect to the q axis. It grows along. In other words, in a plane perpendicular to the central axis of the rotor core 21, the width of the bridge 212 gradually increases as it approaches the d-axis direction with reference to the straight line of the minimum width (W 4 ) passing through the point a, and , Gradually increases as it approaches the q-axis direction. Thus, in this example, by forming the short-circuit prevention flux barrier 27 as described above, the stress generated during the rotation of the rotor 2 is dispersed as much as possible, the width of the bridge 212 is reduced, and the magnetic flux to the q axis is reduced. Prevents leakage.

ブリッジ２１３は、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な径方向に延びる直線であって、かつ、点ａを通る直線（直線Ａ）を含む位置に形成されている。ここで、図４において、直線Ａはロータコア２１の中心点（図１、図４の点Ｏ）から点ａを通る直線に相当する。言い換えると、フラックスバリア２５の内縁側の側面とフラックスバリア２６の内縁側の側面との間で、ブリッジ２１２に臨むブリッジ２１３の側面（図４の点線で示す線分Ｂに相当）が、直線Ａと交差するように、ブリッジ２１３を形成する。   The bridge 213 is a straight line extending in the radial direction perpendicular to the central axis of the rotor core 21 and formed at a position including a straight line (straight line A) passing through the point a. Here, in FIG. 4, a straight line A corresponds to a straight line passing through the point a from the center point of the rotor core 21 (point O in FIGS. 1 and 4). In other words, the side surface of the bridge 213 facing the bridge 212 (corresponding to the line segment B indicated by the dotted line in FIG. 4) between the inner side surface of the flux barrier 25 and the inner side surface of the flux barrier 26 is a straight line A. A bridge 213 is formed so as to intersect with.

ロータ２の回転時に発生する応力は、短絡防止フラックスバリア２７の外縁側の側面のうち、点ａの部分に最も大きく加わり、その応力の方向は直線Ａに向かう方向となる。ブリッジ２１２において、遠心力に対する強度は、フラックスバリア２５、２６を設けた部分よりも、ブリッジ２１３を設けた部分の方が大きくなる。そのため本例では、短絡防止フラックスバリア２７の外縁側の側面のうち、最も遠心力が大きくなる部分に、ブリッジ２１３を設けることで、当該遠心力に対する強度を高めている。   The stress generated during the rotation of the rotor 2 is most greatly applied to the point a portion of the side surface on the outer edge side of the short-circuit prevention flux barrier 27, and the direction of the stress is the direction toward the straight line A. In the bridge 212, the strength against centrifugal force is greater in the portion where the bridge 213 is provided than in the portion where the flux barriers 25 and 26 are provided. Therefore, in this example, the bridge | bridging 213 is provided in the part where the centrifugal force becomes the largest among the side surfaces of the outer edge side of the short-circuit prevention flux barrier 27, thereby increasing the strength against the centrifugal force.

図５を用いて、ブリッジ２１３を形成する位置と遠心力との関係について、説明する。図５は、ｑ軸からブリッジ２１３の中心の位置までの距離に対する最大応力割合の特性を示すグラフである。ｑ軸からブリッジ２１３の中心の位置までの距離は、図４の紙面上（ロータコア２１の中心軸に対して垂直な平面上）において、ｑ軸に対して鉛直方向で、ｑ軸から、ブリッジ２１３の周方向両側面（フラックスバリア２５、２６の、それぞれブリッジ２１３を形成する側面）間の中点までの距離に相当する。また、最大応力割合は、ブリッジ２１３を設けない場合に加わる応力を１００パーセントとしている。また、図５に示す領域Ｃが、直線Ａがブリッジ２１３上にある場合、言い換えると、直線Ａが線分Ｂと交差する場合に相当する。   The relationship between the position where the bridge 213 is formed and the centrifugal force will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a graph showing the characteristics of the maximum stress ratio with respect to the distance from the q axis to the center position of the bridge 213. The distance from the q axis to the center position of the bridge 213 is perpendicular to the q axis on the plane of FIG. 4 (on a plane perpendicular to the central axis of the rotor core 21), and from the q axis to the bridge 213. This corresponds to the distance to the midpoint between both circumferential side surfaces (side surfaces of the flux barriers 25 and 26 that respectively form the bridge 213). The maximum stress ratio is 100% when the bridge 213 is not provided. 5 corresponds to the case where the straight line A is on the bridge 213, in other words, the case where the straight line A intersects the line segment B.

図５に示すように、直線Ａの位置に対して、ブリッジ２１３をずらした位置に（直線Ａを含まない位置に）ブリッジ２１３を設けたとしても、最大応力割合は減少している。そして、直線Ａがブリッジ２１３上にある場合には、応力は小さくなり、ブリッジ２１３の中点が直線Ａ上にある場合には、短絡防止フラックスバリア２７の外縁上で集中していた応力が最も分散されて、最大応力割合を９３パーセント以下に減少させることができる。これにより、ブリッジ２１３が直線Ａを含む位置に形成されることで、短絡防止フラックスバリア２７の外縁上（ブリッジ２１２）における遠心力の集中を緩和することができる。   As shown in FIG. 5, even when the bridge 213 is provided at a position where the bridge 213 is shifted from the position of the straight line A (at a position not including the straight line A), the maximum stress ratio is reduced. When the straight line A is on the bridge 213, the stress is small, and when the midpoint of the bridge 213 is on the straight line A, the stress concentrated on the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27 is the most. Dispersed, the maximum stress ratio can be reduced to 93 percent or less. Thereby, the bridge 213 is formed at a position including the straight line A, so that concentration of centrifugal force on the outer edge (bridge 212) of the short-circuit prevention flux barrier 27 can be reduced.

上記のように、本例は、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な径方向に延びる直線であって、かつ、極間フラックスバリア２９と短絡防止フラックスバリア２７との間の距離が最も短くなる、短絡防止フラックスバリア２７の外縁上の点ａを通る直線Ａを含む位置に、ブリッジ２１３を形成する。これにより、短絡防止フラックスバリア２７の外縁上における遠心力の集中を緩和し、当該外縁上における最大応力を小さくすることができる。その結果として、ロータ２の回転時に生じる遠心力に対する強度を高めることができる。   As described above, this example is a straight line extending in the radial direction perpendicular to the central axis of the rotor core 21 and the distance between the interelectrode flux barrier 29 and the short-circuit prevention flux barrier 27 is the shortest. The bridge 213 is formed at a position including the straight line A passing through the point a on the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27. Thereby, concentration of the centrifugal force on the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27 can be relaxed, and the maximum stress on the outer edge can be reduced. As a result, the strength against centrifugal force generated when the rotor 2 rotates can be increased.

なお、ロータ２の回転時に発生する応力は、短絡防止フラックスバリア２７の外縁上で、ロータコア２１の中心軸から最も離れた部分に、最も大きく加わるが、本例では、短絡防止フラックスバリア２７の外縁部分の長さはロータコア２１の大きさに対して十分に短い。そのため、本例では、短絡防止フラックスバリア２７の外縁に加わる遠心力が、点ａの部分で最も大きくなるとしている。しかしながら、短絡防止フラックスバリア２７の外縁の曲線形状により、ロータの遠心力が最も加わる点が、点ａ以外の場所である場合には、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な径方向で、かつ、ロータ２の遠心力が最も加わる、短絡防止フラックスバリア２７の外縁上の点を通る直線を含む位置にブリッジ２１３を形成すればよい。   The stress generated during the rotation of the rotor 2 is the largest on the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27 on the portion farthest from the central axis of the rotor core 21, but in this example, the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27 is The length of the portion is sufficiently short relative to the size of the rotor core 21. Therefore, in this example, the centrifugal force applied to the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27 is assumed to be greatest at the point a. However, due to the curved shape of the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27, when the point where the centrifugal force of the rotor is applied most is a place other than the point a, the radial direction is perpendicular to the central axis of the rotor core 21, and The bridge 213 may be formed at a position including a straight line passing through a point on the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27 to which the centrifugal force of the rotor 2 is most applied.

なお、本例において、ブリッジ２１３は直線Ａを含む位置に形成されているが、ブリッジ２１３が当該直線Ａに沿うよう形成されていればよい。言い換えると、仮想直線である直線Ａがブリッジ２１３上（ロータコア２１の中心軸に対して垂直な平面に沿う、ブリッジ２１３の表面上）に引かれるように、ブリッジ２１３が形成されていればよい。   In this example, the bridge 213 is formed at a position including the straight line A, but the bridge 213 may be formed along the straight line A. In other words, the bridge 213 may be formed so that the straight line A, which is a virtual straight line, is drawn on the bridge 213 (on the surface of the bridge 213 along a plane perpendicular to the central axis of the rotor core 21).

《第３実施形態》
図６は、発明の他の実施形態に係るモータのロータの断面の拡大図である。本例では上述した第１実施形態に対して、短絡防止フラックスバリア２７の外縁の形状に対応して、ブリッジ２１３の位置を規定している点が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、第１実施形態及び第２実施形態の記載を適宜、援用する。 << Third Embodiment >>
FIG. 6 is an enlarged view of a cross section of a rotor of a motor according to another embodiment of the invention. This example is different from the first embodiment described above in that the position of the bridge 213 is defined corresponding to the shape of the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27. Other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the descriptions of the first and second embodiments are incorporated as appropriate.

図６に示すように、短絡防止フラックスバリア２７は、磁石２３ｃの端部である側面の一部から極間フラックスバリア２９に近接する方向へ延びる、貫通孔２４ｃに連通して形成された孔である。短絡防止フラックスバリア２７は、略四角形の形状に形成され、略四角形のうちの一辺はブリッジ２１２を介してフラックスバリア２５の内縁側と対向し、当該一辺に対して反対側の辺は磁石２３ｃの表面に沿うよう形成されている。また、短絡防止フラックスバリア２７の外縁側の側面は、極間フラックスバリア２９（図６中ではフラックスバリア２５）の内縁側の側面と平行になっている。すなわち、フラックスバリア２５と短絡防止フラックスバリア２７との対向する互いの辺が平行になるように、フラックスバリア２５、短絡防止フラックスバリア２７及びブリッジ２１２が形成されている。   As shown in FIG. 6, the short-circuit prevention flux barrier 27 is a hole formed in communication with the through hole 24 c extending from a part of the side surface that is the end of the magnet 23 c in a direction close to the interpolar flux barrier 29. is there. The short-circuit prevention flux barrier 27 is formed in a substantially square shape, and one side of the substantially square is opposed to the inner edge side of the flux barrier 25 via the bridge 212, and the side opposite to the one side is the magnet 23c. It is formed along the surface. Further, the side surface on the outer edge side of the short-circuit prevention flux barrier 27 is parallel to the side surface on the inner edge side of the interelectrode flux barrier 29 (flux barrier 25 in FIG. 6). That is, the flux barrier 25, the short-circuit prevention flux barrier 27, and the bridge 212 are formed so that the opposite sides of the flux barrier 25 and the short-circuit prevention flux barrier 27 are parallel to each other.

第２実施形態に係る短絡防止フラックスバリア２７と異なり、本例の短絡防止フラックスバリア２７の外縁は、ロータ２の遠心力を分散させるような形状になっていない。本例の短絡防止フラックスバリア２７では、ロータ２の遠心力は、ロータ２の中心軸からの距離が最も長い、フラックスバリア２７の外縁上の点（図６の点ｅに相当）に集中する。   Unlike the short-circuit prevention flux barrier 27 according to the second embodiment, the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27 of this example is not shaped to disperse the centrifugal force of the rotor 2. In the short-circuit preventing flux barrier 27 of the present example, the centrifugal force of the rotor 2 is concentrated at a point on the outer edge of the flux barrier 27 (corresponding to the point e in FIG. 6) having the longest distance from the central axis of the rotor 2.

ブリッジ２１３は、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な径方向で、かつ、点ｅを通る直線Ｅを含む位置に形成されている。ここで、図６において、直線Ｅはロータコア２１の中心点（図１、図６の点Ｏ）から点ｅを通る直線に相当する。言い換えると、フラックスバリア２５の内縁側の側面とフラックスバリア２６の内縁側の側面との間で、ブリッジ２１２に臨むブリッジ２１３の側面（図３の点線で示す線分Ｆに相当）が、直線Ｅと交差するように、ブリッジ２１３を形成する。   The bridge 213 is formed at a position including a straight line E passing through the point e in the radial direction perpendicular to the central axis of the rotor core 21. Here, in FIG. 6, a straight line E corresponds to a straight line passing through the point e from the center point of the rotor core 21 (point O in FIGS. 1 and 6). In other words, the side surface of the bridge 213 facing the bridge 212 (corresponding to the line segment F indicated by the dotted line in FIG. 3) between the inner side surface of the flux barrier 25 and the inner side surface of the flux barrier 26 is a straight line E. A bridge 213 is formed so as to intersect with.

上記のように、本例は、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な径方向で、かつ、ロータ２の遠心力が最も加わる、短絡防止フラックスバリア２７の外縁上の点を通る直線を含む位置に、ブリッジ２１３を形成する。これにより、短絡防止フラックスバリア２７の外縁上における遠心力の集中を緩和し、当該外縁上における最大応力を小さくすることができる。その結果として、ロータ２の回転時に生じる遠心力に対する強度を高めることができる。   As described above, this example is a position including a straight line that passes through a point on the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27 in the radial direction perpendicular to the central axis of the rotor core 21 and to which the centrifugal force of the rotor 2 is most applied. Next, the bridge 213 is formed. Thereby, concentration of the centrifugal force on the outer edge of the short-circuit prevention flux barrier 27 can be relaxed, and the maximum stress on the outer edge can be reduced. As a result, the strength against centrifugal force generated when the rotor 2 rotates can be increased.

なお、本例において、ブリッジ２１３は直線Ｅを含む位置に形成されているが、ブリッジ２１３が当該直線Ｅに沿うよう形成されていればよい。言い換えると、仮想直線である直線Ｅがブリッジ２１３上（ロータコア２１の中心軸に対して垂直な平面に沿う、ブリッジ２１３の表面上）に引かれるように、ブリッジ２１３が形成されていればよい。   In this example, the bridge 213 is formed at a position including the straight line E. However, the bridge 213 may be formed along the straight line E. In other words, the bridge 213 may be formed so that the straight line E, which is a virtual straight line, is drawn on the bridge 213 (on the surface of the bridge 213 along a plane perpendicular to the central axis of the rotor core 21).

《第４実施形態》
図７は、発明の他の実施形態に係るモータのロータの断面の拡大図である。本例では上述した第２実施形態に対して、ブリッジ２１３の位置が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、第２実施形態の記載を適宜、援用する。 << 4th Embodiment >>
FIG. 7 is an enlarged view of a cross section of a rotor of a motor according to another embodiment of the invention. In this example, the position of the bridge 213 is different from that of the second embodiment described above. The other configuration is the same as that of the first embodiment described above, and the description of the second embodiment is incorporated as appropriate.

図１及び図７に示すように、本例の複数の永久磁石２３のうち、Ｖ字状に配置された永久磁石２３ａ及び永久磁石２３ｂが１極分の磁石であり、Ｖ字状に配置された永久磁石２３ｃ及び永久磁石２３ｄが１極分の磁石である。１極分の磁石２３ｃ、２３ｄ（永久磁石２３ｃ、２３ｄを合せた１極分の磁石）に対するロータ２の回転時の遠心力の合力の方向（すなわち、１極分の磁石各部位に付与される遠心力のベクトルを合成した合成ベクトルの方向）は、ロータ回転中心Ｏと１極分の永久磁石２３ｃ、２３ｄの重心とを通る直線上の方向となる。そして、１極分の永久磁石２３ｃ、２３ｄの重心はｄ軸上に配置されている。そのため、１極分の磁石２３ｃ、２３ｄに対する遠心力の合力の方向は、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な径方向で、１極分の永久磁石２３ｃ、２３ｄの重心を通る直線の方向となり、ｄ軸と同じ方向になる。   As shown in FIGS. 1 and 7, among the plurality of permanent magnets 23 of this example, the permanent magnet 23a and the permanent magnet 23b arranged in a V shape are magnets for one pole, and are arranged in a V shape. The permanent magnet 23c and the permanent magnet 23d are magnets for one pole. Direction of resultant force of centrifugal force when the rotor 2 rotates with respect to the magnets 23c and 23d for one pole (one pole magnet combining the permanent magnets 23c and 23d) (that is, applied to each part of the magnet for one pole) The direction of the synthesized vector obtained by synthesizing the centrifugal force vector) is a direction on a straight line passing through the rotor rotation center O and the center of gravity of the permanent magnets 23c and 23d for one pole. The centers of gravity of the permanent magnets 23c and 23d for one pole are arranged on the d axis. Therefore, the direction of the resultant centrifugal force with respect to the magnets 23c and 23d for one pole is a radial direction perpendicular to the central axis of the rotor core 21 and the direction of a straight line passing through the center of gravity of the permanent magnets 23c and 23d for one pole. , In the same direction as the d-axis.

ブリッジ２１３は、ｄ軸と平行な直線Ｇ上に沿うよう形成されている。すなわち、ブリッジ２１３の周方向両側面から、それぞれ等距離になる直線（フラックスバリア２５とフラックスバリア２６とからそれぞれ等距離になる直線）を、ブリッジ２１３の中心線とすると、当該中心線がｄ軸と平行になるよう、ブリッジ２１３が形成されている。   The bridge 213 is formed along a straight line G parallel to the d axis. That is, if the straight lines that are equidistant from the both sides in the circumferential direction of the bridge 213 (straight lines that are equidistant from the flux barrier 25 and the flux barrier 26) are the center lines of the bridge 213, the center line is the d-axis. The bridge 213 is formed so as to be parallel to the line.

永久磁石２３に加わる遠心力は、永久磁石２３より外縁側に配置された極間フラックスバリア２９（フラックスバリア２５、２６）及びブリッジ２１１に対して、永久磁石２３からロータコア２１の外縁に向かって加わり、その合力の方向は１極分の磁石２３（永久磁石２３ｃ、２３ｄとを合せた１極分の磁石）の重心とロータコア２１の中心点を結ぶ直線の方向となる。本例では、ブリッジ２１３の中心線と、１極分の磁石２３の重心とロータコア２１の中心点を結ぶ直線とが平行になるように、ブリッジ２１３が形成されている。これにより、ブリッジ２１１のうち、遠心力の加わる方向に合せた方向に延びるブリッジ２１３を形成することで、遠心力に対する強度を高めることができる。   The centrifugal force applied to the permanent magnet 23 is applied from the permanent magnet 23 toward the outer edge of the rotor core 21 with respect to the interpolar flux barrier 29 (flux barriers 25 and 26) and the bridge 211 arranged on the outer edge side of the permanent magnet 23. The direction of the resultant force is the direction of a straight line connecting the center of gravity of the magnet 23 for one pole (one pole magnet including the permanent magnets 23c and 23d) and the center point of the rotor core 21. In this example, the bridge 213 is formed so that the center line of the bridge 213 is parallel to the straight line connecting the center of gravity of the magnet 23 for one pole and the center point of the rotor core 21. Thereby, the bridge | bridging 213 extended in the direction match | combined with the direction where a centrifugal force is added among the bridge | bridging 211 can raise the intensity | strength with respect to a centrifugal force.

次に、ブリッジ２１３の中心線の傾きと遠心力との関係について、図８を用いて、説明する。図８は、ｑ軸に対するブリッジ２１３の中心線の電気角と、最大応力割合との特性を示すグラフである。最大応力割合は、ブリッジ２１３を設けない場合に加わる応力を１００パーセントとしている。   Next, the relationship between the inclination of the center line of the bridge 213 and the centrifugal force will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a graph showing the characteristics of the electrical angle of the center line of the bridge 213 with respect to the q axis and the maximum stress ratio. As for the maximum stress ratio, the stress applied when the bridge 213 is not provided is 100%.

図８に示すように、ブリッジ２１３の中心線をｑ軸に平行な角度からｄ軸に平行な角度に向けて傾けるにつれて、最大応力割合が徐々に低減し、ブリッジ２１３の中心線がｄ軸と平行になったところで、最大応力割合が最も小さくなる。また、図８に示すように、ｑ軸に対するブリッジ２１３の中心線の電気角を、６０度から１２０度の範囲内にした場合に、ロータコア２１の遠心力に対する強度を高めることができる。なお、電気角６０度から１２０度の範囲は、６極以上の極をもつロータ２に限られる。   As shown in FIG. 8, as the center line of the bridge 213 is tilted from an angle parallel to the q-axis toward an angle parallel to the d-axis, the maximum stress ratio gradually decreases, and the center line of the bridge 213 becomes the d-axis. When parallel, the maximum stress ratio becomes the smallest. Moreover, as shown in FIG. 8, when the electrical angle of the center line of the bridge 213 with respect to the q axis is set within a range of 60 degrees to 120 degrees, the strength of the rotor core 21 against the centrifugal force can be increased. The range of electrical angles from 60 degrees to 120 degrees is limited to the rotor 2 having 6 or more poles.

上記のように、本例は、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な径方向に延びる直線であって、かつ、複数の永久磁石２３のうち１極分の永久磁石２３の重心を通る直線と平行になるよう、ブリッジ２１３を形成する。これにより、ｄ軸に対して対称に配置された１極分の磁石２３ｃ、２３ｄ、及び、磁石２３ｃ、２３ｄより外縁側に配置された、ブリッジ２１１〜２１３部分及びフラックスバリア２５、２６、２７に加わる応力に対して、強度を高めることができる。   As described above, this example is a straight line extending in a radial direction perpendicular to the central axis of the rotor core 21 and passing through the center of gravity of the permanent magnet 23 for one pole among the plurality of permanent magnets 23. The bridge 213 is formed so as to be parallel. As a result, the magnets 23c and 23d for one pole arranged symmetrically with respect to the d-axis, and the bridges 211 to 213 and the flux barriers 25, 26 and 27 arranged on the outer edge side of the magnets 23c and 23d. The strength can be increased with respect to the applied stress.

また本例は、ｑ軸に対するブリッジ２１３の中心を通る線分の角度を、電気角で６０度から１２０度の間になるよう、ブリッジ２１３を形成する。これにより、ブリッジ２１３とｄ軸とが平行若しくは平行に近づけるよう、ブリッジ２１３を形成することでき、その結果として、ロータ２の遠心力に対する強度を高めることができる。   In this example, the bridge 213 is formed so that the angle of the line segment passing through the center of the bridge 213 with respect to the q axis is between 60 degrees and 120 degrees in electrical angle. Accordingly, the bridge 213 can be formed so that the bridge 213 and the d-axis are parallel or close to parallel, and as a result, the strength of the rotor 2 against the centrifugal force can be increased.

なお、本例は、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な径方向で、一極分の永久磁石の重心を通る直線と、ｄ軸を示す直線とが同一の直線であるが、それぞれの直線が異なる直線になる場合には、ブリッジ２１３の中心線を、ロータコア２１の中心軸に対して垂直な径方向で、一極分の永久磁石の重心を通る直線と平行にしてもよい。また、本例においては二つの永久磁石（永久磁石２３ｃ、２３ｄ）で一極分の永久磁石を構成する例を挙げたがこれに限定されず、一つあるいは三つの永久磁石で一極分の永久磁石を構成してもよく、一極分の永久磁石を構成する永久磁石の個数に限定されない。   In this example, the straight line passing through the center of gravity of the permanent magnet for one pole and the straight line indicating the d-axis in the radial direction perpendicular to the central axis of the rotor core 21 are the same straight line. May be parallel to a straight line passing through the center of gravity of a permanent magnet for one pole in the radial direction perpendicular to the central axis of the rotor core 21. Moreover, in this example, although the example which comprises the permanent magnet for one pole with the two permanent magnets (permanent magnet 23c, 23d) was given, it is not limited to this, One pole for one or three permanent magnets Permanent magnets may be constructed, and the number of permanent magnets constituting a permanent magnet for one pole is not limited.

１…ステータ
１１…ステータコア
１１１…ティース
１１２…コアバック
２…ロータ
２１…ロータコア
２１１〜２１３…ブリッジ
２２…中心孔
２３、２３ａ〜２３ｄ…永久磁石
２４ｂ、２４ｃ…貫通孔
２５、２６…フラックスバリア
２７、２８…短絡防止フラックスバリア
２９…極間フラックスバリア DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stator 11 ... Stator core 111 ... Teeth 112 ... Core back 2 ... Rotor 21 ... Rotor core 211-213 ... Bridge 22 ... Center hole 23, 23a-23d ... Permanent magnet 24b, 24c ... Through-hole 25, 26 ... Flux barrier 27, 28 ... Short-circuit prevention flux barrier 29 ... Inter-electrode flux barrier

Claims (6)

円筒状に形成され、中心軸を中心に回転可能なロータコアと、
前記ロータコアの円周方向に沿って所定の間隔毎に設けられ、前記ロータコアの中心軸の軸方向に貫通した複数の貫通孔内にそれぞれ保持された、複数の永久磁石とを備え、
前記複数の永久磁石のうちの所定数の永久磁石毎に極を形成する事により、複数の極が形成された永久磁石式電動機のロータであって、
前記ロータコアは、
前記ロータコアの外縁と前記複数の永久磁石との間の位置で、前記所定数の永久磁石で形成された極間を跨ぐ位置に設けられた極間フラックスバリアと第３フラックスバリアを備え、
前記極間フラックスバリアは、ｑ軸に対応する部分に孔により形成された第１フラックスバリアと、前記円周方向に沿って、前記第１フラックスバリアと隣接して孔により形成された第２フラックスバリアとで形成され、
前記円周方向に沿って、前記第１フラックスバリア及び前記第２フラックスバリアと前記ロータコアの外縁側との間のコアにより形成された第１ブリッジと、
前記永久磁石と前記第１フラックスバリアとの間のコアにより形成される第２ブリッジと、
前記第１フラックスバリアと前記第２フラックスバリアとの間に形成され、前記第１ブリッジと前記第２ブリッジとをコアで結ぶ第３ブリッジとを有し、
前記第３フラックスバリアは、前記永久磁石の端部から前記極間フラックスバリアに近接する方向に延びる、前記貫通孔に連通した孔により形成され、
前記第３ブリッジの幅は前記第２ブリッジの幅より小さく、
前記第３ブリッジの幅は前記第１フラックスバリアと前記第２フラックスバリアとの間の幅であり、
前記第２ブリッジの幅は前記第１フラックスバリアの内縁側の側面と前記第３フラックスバリアの外縁側の側面との間の幅である
ことを特徴とする永久磁石式電動機のロータ。 A rotor core formed in a cylindrical shape and rotatable about a central axis;
A plurality of permanent magnets provided at predetermined intervals along the circumferential direction of the rotor core and held in a plurality of through holes penetrating in the axial direction of the central axis of the rotor core,
A rotor of a permanent magnet electric motor in which a plurality of poles are formed by forming a pole for each predetermined number of permanent magnets among the plurality of permanent magnets,
The rotor core is
An inter-electrode flux barrier and a third flux barrier provided at a position between the outer edge of the rotor core and the plurality of permanent magnets and across the poles formed by the predetermined number of permanent magnets;
The inter-electrode flux barrier includes a first flux barrier formed by holes in a portion corresponding to the q axis, and a second flux formed by holes adjacent to the first flux barrier along the circumferential direction. Formed with a barrier,
A first bridge formed by a core between the first flux barrier and the second flux barrier and an outer edge side of the rotor core along the circumferential direction;
A second bridge formed by a core between the permanent magnet and the first flux barrier;
Wherein formed between the first flux barrier and the second flux barrier have a third bridge connecting the second bridge and the first bridge in the core,
The third flux barrier is formed by a hole that extends from an end of the permanent magnet in a direction close to the interpolar flux barrier and communicates with the through hole.
The width of the third bridge is smaller than the width of the second bridge,
The width of the third bridge is a width between the first flux barrier and the second flux barrier;
The rotor of a permanent magnet motor, wherein the width of the second bridge is a width between a side surface on the inner edge side of the first flux barrier and a side surface on the outer edge side of the third flux barrier. . 前記第３ブリッジは、前記ロータコアの中心軸に対して垂直な径方向に延びる直線であって、かつ、前記第３フラックスバリアの外縁上で前記第１フラックスバリアと間の距離が最も短くなる点を通る直線を含む位置に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の永久磁石式電動機のロータ。 Before Symbol third bridge, a straight line extending in a radial direction perpendicular to the central axis of the rotor core, and the distance between said first flux barrier is shortest on the outer edge of the third flux barriers 2. The rotor of a permanent magnet electric motor according to claim 1, wherein the rotor is formed at a position including a straight line passing through the point. 前記第３フラックスバリアの前記極間フラックスバリアに近接した外縁は、前記極間フラックスバリアに近接する方向に突出した曲線で形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の永久磁石式電動機のロータ。 3. The permanent magnet electric motor according to claim 2, wherein an outer edge of the third flux barrier adjacent to the interpolar flux barrier is formed by a curve protruding in a direction proximate to the interpolar flux barrier. Rotor. 円筒状に形成され、中心軸を中心に回転可能なロータコアと、
前記ロータコアの円周方向に沿って所定の間隔毎に設けられ、前記ロータコアの中心軸の軸方向に貫通した複数の貫通孔内にそれぞれ保持された、複数の永久磁石とを備え、
前記複数の永久磁石のうちの所定数の永久磁石毎に極を形成する事により、複数の極が形成された永久磁石式電動機のロータであって、
前記ロータコアは、
前記ロータコアの外縁と前記複数の永久磁石との間の位置で且つ、前記所定数の永久磁石で形成された極間を跨ぐ位置に設けられた極間フラックスバリアを備え、
前記極間フラックスバリアは、ｑ軸に対応する部分に孔により形成された第１フラックスバリアと、前記円周方向に沿って、前記第１フラックスバリアと隣接して孔により形成された第２フラックスバリアとで形成され、
前記円周方向に沿って、前記第１フラックスバリア及び前記第２フラックスバリアと前記ロータコアの外縁側との間のコアにより形成された第１ブリッジと、
前記永久磁石と前記第１フラックスバリアとの間のコアにより形成される第２ブリッジと、
前記第１フラックスバリアと前記第２フラックスバリアとの間に形成され、前記第１ブリッジと前記第２ブリッジとをコアで結ぶ第３ブリッジと、
前記永久磁石の端部から前記極間フラックスバリアに近接する方向に延びる、前記貫通孔に連通した孔により形成された第３フラックスバリアを有し、
前記極間フラックスバリアと前記第３フラックスバリアとの対向する互いの辺は平行であり、
前記第３ブリッジは、前記ロータコアの中心軸に対して垂直な径方向に延びる直線であって、かつ、前記第３フラックスバリアの外縁上であって最もロータコアの外径側の点を通る直線を含む位置に形成されている
ことを特徴とする永久磁石式電動機のロータ。 A rotor core formed in a cylindrical shape and rotatable about a central axis;
A plurality of permanent magnets provided at predetermined intervals along the circumferential direction of the rotor core and held in a plurality of through holes penetrating in the axial direction of the central axis of the rotor core,
A rotor of a permanent magnet electric motor in which a plurality of poles are formed by forming a pole for each predetermined number of permanent magnets among the plurality of permanent magnets,
The rotor core is
An interpole flux barrier provided at a position between the outer edge of the rotor core and the plurality of permanent magnets and across the poles formed by the predetermined number of permanent magnets;
The inter-electrode flux barrier includes a first flux barrier formed by holes in a portion corresponding to the q axis, and a second flux formed by holes adjacent to the first flux barrier along the circumferential direction. Formed with a barrier,
A first bridge formed by a core between the first flux barrier and the second flux barrier and an outer edge side of the rotor core along the circumferential direction;
A second bridge formed by a core between the permanent magnet and the first flux barrier;
A third bridge formed between the first flux barrier and the second flux barrier and connecting the first bridge and the second bridge with a core;
A third flux barrier formed by a hole communicating with the through-hole extending in a direction approaching the flux gap between the poles from an end of the permanent magnet;
The opposing sides of the interelectrode flux barrier and the third flux barrier are parallel to each other,
The third bridge is a straight line extending in a radial direction perpendicular to the central axis of the rotor core and a straight line passing through a point closest to the outer diameter side of the rotor core on the outer edge of the third flux barrier. the rotor of the permanent magnet type motor you characterized in that it is formed at a position including. 前記第３ブリッジは、前記ロータコアの中心軸に対して垂直な径方向に延びる直線であって、かつ、前記複数の永久磁石のうち１極分の永久磁石の重心を通る直線と平行な方向に延びて形成されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の永久磁石式電動機のロータ。 The third bridge is a straight line extending in a radial direction perpendicular to the central axis of the rotor core and parallel to a straight line passing through the center of gravity of one permanent magnet among the plurality of permanent magnets. The rotor of the permanent magnet type electric motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotor is formed to extend. 前記ｑ軸に対する第３ブリッジの中心を通る線分の角度は、電気角で６０度から１２０度の間である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の永久磁石式電動機のロータ。 The permanent magnet type according to any one of claims 1 to 5, wherein an angle of a line segment passing through the center of the third bridge with respect to the q-axis is between 60 degrees and 120 degrees in electrical angle. Electric motor rotor.
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