JP6327348B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
従来の永久磁石埋め込み式回転電機では、切欠き穴7A〜7Hがロータ外周部に大きく開口しているため、この付近において気流の剥離が起こり易い。これが大きな風損を生み易い。この風損は出力トルクの損失のみならず、温度上昇の原因になる。
従来の永久磁石埋め込み式回転電機では、切欠き穴7A〜7Hが全て同等の大きさであるため、切欠き穴7A〜7H部分の周方向の磁気抵抗が全て同等である。この特性は、従来例のように2つの磁石挿入穴6A、6Aで1磁極とする場合は好都合であるが、例えば合計4つの磁石挿入穴6A、6A、6B、6Bで、1磁極を形成しようとする場合には不都合がある。一般にロータ回転方向に沿った起磁力の分布の理想形状は2磁極で1正弦波となることであるが、この場合は2磁極で2正弦波になる。勿論、センタブリッジYや磁石挿入穴6A〜6Hの数そのものを半減する方法もあるが、これでは磁石8の個数が半減するため、出力トルクが半減し、大きな性能低下となる。その対策として磁石8の大きさを2倍とする方法もあるが、その場合センタブリッジYには元の2倍近い遠心力が加わるため、強度不足となる。
漏れ磁束を減らせれば同じ磁石量でも出力トルクに寄与する磁束量を増やせる。漏れ磁束を減らすにはセンタブリッジYを細くすることが有効であるが、従来例のようなV字配置の磁石挿入穴の場合、これが難しい。これについて以下説明する。
図1はこの発明の各実施形態である永久磁石埋め込み式回転電機の全体構成を示す縦断面図である。図1において、フレーム11は、永久磁石埋め込み式回転電機全体を覆う筐体であり、鉄、アルミ、ステンレスなどにより構成されている。フレーム11の内側には、中空円筒状のステータ12が設けられている。
図2はこの発明の第1実施形態による永久磁石埋め込み式回転電機のロータ13aをシャフト14と直交する平面により切断した構成を示す横断面図である。本実施形態におけるロータ13aは、回転中心軸14a寄りの芯部31と、芯部31から半径方向外側に伸びたセンタブリッジ32と、センタブリッジ32からみて半径方向外側に位置する傘状部33と、センタブリッジ32の両脇に開けられ、センタブリッジ32の中心線を対称軸として左右対称をなし、ロータ外周面に連通した2個で1対の連通穴34と、1つの連通穴にそれぞれ2個ずつ配置された磁石35と、2つの傘状部33の中間に配され、芯部31から放射状に長く伸びた放射突起36とに大別することができる。
以上が本実施形態の構成である。
図3はこの発明の第2実施形態である永久磁石埋め込み式回転電機のロータ13bの構成を示す断面図である。なお、この図において、前掲図2に示された各部と対応する部分には共通の符号が使用されている。
以上が本実施形態の構成である。
図4はこの発明の第3実施形態である永久磁石埋め込み式回転電機のロータ13cの構成を示す断面図である。なお、この図において、前掲図2および図3に示された各部と対応する部分には共通の符号が使用されている。
図5はこの発明の第4実施形態である永久磁石埋め込み式回転電機のロータ13dの構成を示す断面図である。なお、この図において、前掲図2に示された各部と対応する部分には共通の符号が使用されている。
本実施形態においても上記第2実施形態と同様な効果が得られる。
以上、この発明の第1〜第4実施形態を説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。
Claims (23)
- ロータ外周に各々連通する2個の連通穴からなる連通穴対をロータ回転方向に沿ってロータに複数対形成してなり、
前記連通穴対を構成する2個の連通穴の間は、前記ロータにおける当該2個の連通穴のロータ半径方向内側の芯部とロータ半径方向外側の傘状部とを繋ぐセンタブリッジとなっており、当該2個の連通穴は、当該センタブリッジと反対側において前記ロータ外周と連通しており、
前記ロータは、前記複数対の連通穴の各対の各間に前記ロータの回転中心から前記ロータ半径方向に突出した複数の放射突起を各々有し、
前記複数の放射突起の少なくとも一部は、前記ロータ回転方向に隣り合った前記傘状部側に突出する側面突起を有し、
前記複数の放射突起のうち少なくとも1つの放射突起の形状は他の放射突起の形状と異なることを特徴とする回転電機。 - 前記複数の放射突起と隣接する前記傘状部との間の距離がそれぞれ異なることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記複数の放射突起は、前記側面突起を有する放射突起と前記側面突起を有しない放射突起とからなることを特徴とする請求項2に記載の回転電機。
- 前記複数の放射突起と隣接する前記傘状部との間の各距離は、磁極中央に位置する前記放射突起と前記傘状部との間の距離が、磁極間境界に位置する前記放射突起と前記傘状部との間の距離よりも短いことを特徴とする請求項2に記載の回転電機。
- 前記磁極中央に位置する放射突起は、ロータ回転方向両側の前記傘状部の一部または全部をロータ外周側から覆う側面突起を有することを特徴とする請求項4に記載の回転電機。
- 前記放射突起の前記ロータ回転方向の幅が前記複数の放射突起で異なることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記複数の放射突起の各幅は、磁極中央に位置する前記放射突起の幅が、磁極間境界に位置する前記放射突起の幅よりも短いことを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記複数の放射突起の各最外周とロータ回転中心との間の各距離が前記複数の放射突起で異なることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 磁極間境界と磁極中央との中間に位置する前記放射突起の最外周と前記ロータ回転中心との間の距離が、磁極中央に位置する前記放射突起の最外周と前記ロータ回転中心との間の距離よりも短いことを特徴とする請求項8に記載の回転電機。
- 前記放射突起の側面突起は、前記傘状部のロータ回転方向端部の前記ロータ回転方向外側の角部に頂上部を向けた山形状の断面形状を有することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記放射突起の側面突起は、前記傘状部のロータ回転方向端部の端面に面状の頂上部を向けた台形状の断面形状を有することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- ロータ外周に各々連通する2個の連通穴からなる連通穴対をロータ回転方向に沿ってロータに複数対形成してなり、
前記連通穴対を構成する2個の連通穴の間は、前記ロータにおける当該2個の連通穴のロータ半径方向内側の芯部とロータ半径方向外側の傘状部とを繋ぐセンタブリッジとなっており、当該2個の連通穴は、当該センタブリッジと反対側において前記ロータ外周と連通しており、
前記ロータは、前記複数対の連通穴の各対の各間に前記ロータの回転中心から前記ロータ半径方向に突出した複数の放射突起を各々有し、
前記複数の放射突起の少なくとも一部は、前記ロータ回転方向に隣り合った前記傘状部側に突出する側面突起を有し、
前記ロータにおける1磁極分の領域内に複数の前記センタブリッジを含むことを特徴とする回転電機。 - 前記複数の連通穴対の各連通穴に磁石およびオモリを混在させてなることを特徴とする請求項12に記載の回転電機。
- 磁極中央付近の前記連通穴に磁石を埋め込み、磁極間の境界付近の前記連通穴にオモリを埋め込んでなることを特徴とする請求項12に記載の回転電機。
- ロータ外周に各々連通する2個の連通穴からなる連通穴対をロータ回転方向に沿ってロータに複数対形成してなり、
前記連通穴対を構成する2個の連通穴の間は、前記ロータにおける当該2個の連通穴のロータ半径方向内側の芯部とロータ半径方向外側の傘状部とを繋ぐセンタブリッジとなっており、当該2個の連通穴は、当該センタブリッジと反対側において前記ロータ外周と連通しており、
前記ロータは、前記複数対の連通穴の各対の各間に前記ロータの回転中心から前記ロータ半径方向に突出した複数の放射突起を各々有し、
前記複数の放射突起の少なくとも一部は、前記ロータ回転方向に隣り合った前記傘状部側に突出する側面突起を有し、
前記放射突起が穴を有することを特徴とする回転電機。 - ロータ外周に各々連通する2個の連通穴からなる連通穴対をロータ回転方向に沿ってロータに複数対形成してなり、
前記連通穴対を構成する2個の連通穴の間は、前記ロータにおける当該2個の連通穴のロータ半径方向内側の芯部とロータ半径方向外側の傘状部とを繋ぐセンタブリッジとなっており、当該2個の連通穴は、当該センタブリッジと反対側において前記ロータ外周と連通しており、
前記ロータは、前記複数対の連通穴の各対の各間に前記ロータの回転中心から前記ロータ半径方向に突出した複数の放射突起を各々有し、
前記複数の放射突起の少なくとも一部は、前記ロータ回転方向に隣り合った前記傘状部側に突出する側面突起を有し、
前記放射突起の側面突起は、前記傘状部の一部または全部をロータ外周側から覆うことを特徴とする回転電機。 - ロータ外周に各々連通する2個の連通穴からなる連通穴対をロータ回転方向に沿ってロータに複数対形成してなり、
前記連通穴対を構成する2個の連通穴の間は、前記ロータにおける当該2個の連通穴のロータ半径方向内側の芯部とロータ半径方向外側の傘状部とを繋ぐセンタブリッジとなっており、当該2個の連通穴は、当該センタブリッジと反対側において前記ロータ外周と連通しており、
前記ロータは、前記複数対の連通穴の各対の各間に前記ロータの回転中心から前記ロータ半径方向に突出した複数の放射突起を各々有し、
前記複数の放射突起の少なくとも一部は、前記ロータ回転方向に隣り合った前記傘状部側に突出する側面突起を有し、
前記複数の放射突起は、前記傘状部の前記ロータ回転方向端部の前記ロータ回転方向外側の角部に頂上部を向けた山形状の断面形状の側面突起を有する第1の放射突起と、前記傘状部の一部または全部をロータ外周側から覆う側面突起を有する第2の放射突起とが混在してなるものであることを特徴とする回転電機。 - 1または複数の前記第2の放射突起を間に挟んで前記第1の放射突起を前記ロータ回転方向に複数配列してなることを特徴とする請求項17に記載の回転電機。
- 前記第1および第2の放射突起において前記側面突起より前記ロータ半径方向内側の部分の前記ロータ回転方向の幅は、前記第1の放射突起の幅よりも前記第2の放射突起の幅の方が狭いことを特徴とする請求項17に記載の回転電機。
- 磁極中央に位置する前記第2の放射突起の最外周とロータ回転中心との距離が、前記傘状部の最外周とロータ回転中心との距離よりも長いことを特徴とする請求項19に記載の回転電機。
- ロータ外周に各々連通する2個の連通穴からなる連通穴対をロータ回転方向に沿ってロータに複数対形成してなり、
前記連通穴対を構成する2個の連通穴の間は、前記ロータにおける当該2個の連通穴のロータ半径方向内側の芯部とロータ半径方向外側の傘状部とを繋ぐセンタブリッジとなっており、当該2個の連通穴は、当該センタブリッジと反対側において前記ロータ外周と連通しており、
前記ロータは、前記複数対の連通穴の各対の各間に前記ロータの回転中心から前記ロータ半径方向に突出した複数の放射突起を各々有し、
前記複数の放射突起の少なくとも一部は、前記ロータ回転方向に隣り合った前記傘状部側に突出する側面突起を有し、
前記複数の放射突起は、前記傘状部の前記ロータ回転方向端部の前記ロータ回転方向外側の角部に頂上部を向けた山形状の断面形状を有する側面突起を有する第3の放射突起と、前記傘状部の前記ロータ回転方向端部の端面に面状の頂上部を向けた台形状の断面形状を有する側面突起を有する第4の放射突起とが混在してなるものであることを特徴とする回転電機。 - 1または複数の前記第4の放射突起を間に挟んで前記第3の放射突起を前記ロータ回転方向に複数配列してなることを特徴とする請求項21に記載の回転電機。
- 前記回転電機がリラクタンストルクのみをトルクとして出力することを特徴とする請求項1〜22のいずれか1の請求項に記載の回転電機。
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