JP6399070B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、例えば回転軸の径方向でロータとステータとが対向配置されたラジアルギャップ型であって、モータ、発電機、あるいはモータ兼発電機として用いられるような回転電機に関する。

モータ、発電機、あるいはモータ兼発電機のような回転電機として、回転軸の径方向でロータとステータとが、エアギャップを介して対向配置されたラジアルギャップ型の回転電機がある（特許文献１参照）。
このようなラジアルギャップ型の回転電機は、永久磁石をステータに近接させるほど、その性能、特に回転軸に生じる軸トルクの向上を図ることができる。

例えば、特許文献１に記載のロータ（回転子）は、永久磁石が挿入される磁石挿入孔を、ロータコア（ロータ鉄心）の外周近傍に開口形成したことにより、永久磁石をステータに近接させることができるため、回転電機の性能の向上を図ることができるとされている。

しかしながら、回転軸に生じる軸トルクの向上を図るために、ロータコアの外周近傍に永久磁石を配置した場合、ロータが回転した際の遠心力によってロータコアが破損する、あるいはロータコアから永久磁石が離脱するおそれがあった。

例えば、特許文献１のように、ロータコアの外周近傍に磁石挿入孔を設けた場合、ロータコアの外周面と永久磁石との間におけるロータコアの肉厚が薄肉になり易い。このため、ロータが回転した際の遠心力によって永久磁石がロータコアを押圧することで、ロータコアが破損するおそれがあった。

あるいは、より高い軸トルクを得るために、ロータコアの外周面と永久磁石の表面とが一致するように永久磁石を配置するとともに、ロータコアと永久磁石とを接着剤で固定した場合、高回転域の遠心力によって永久磁石がロータコアから離脱するおそれがあった。

特開２００７−４９８０３号公報

本発明は、上述の問題に鑑み、ステータに対する永久磁石の近接配置と、永久磁石の確実な固定とを両立できる回転電機を提供することを目的とする。

この発明は、回転軸に一体的に設けられたロータと、回転不可に支持されたステータとを備えたラジアルギャップ型の回転電機であって、前記ロータが、前記ステータに対向する対向面を有する複数の永久磁石と、前記永久磁石が装着される複数の磁石装着部を外周近傍に有するロータコアとで構成され、前記径方向に沿った断面において、前記永久磁石の前記対向面が、前記ロータコアの外周半径よりも小さい半径で、かつ前記ロータコアの径方向中心とは異なる位置を中心とする円に沿った断面円弧状に形成され、前記ロータコアの前記磁石装着部が、前記径方向の外側が開口するとともに、前記外周半径を半径とする仮想円上に、前記対向面の頂部を略一致させた前記永久磁石を装着可能な装着孔と、前記径方向と直交する直交方向で対向する前記装着孔の内壁面から、他方の内壁面へ向けて所定長さ延設された一対の延設部とで構成され、前記一対の延設部における径方向外側の面が、径方向に沿った断面において、前記ロータコアの径方向中心を中心として、前記ロータコアの前記外周半径と略同径の円弧状に形成され、前記一対の延設部における径方向内側の面が、径方向に沿った断面において、前記永久磁石の前記対向面と略同径で、かつ前記対向面の円弧中心と略同じ位置を中心とする円に沿った円弧状に形成されたことを特徴とする。

上記回転電機は、モータ、発電機、あるいはモータ兼発電機とすることができる。
この発明により、ステータに対する永久磁石の近接配置と、永久磁石の確実な固定とを両立することができる。

具体的には、仮想円の半径よりも小さい半径の断面円弧状に対向面が形成されているため、径方向に沿った断面において、仮想円と永久磁石の対向面との間には、所定断面積のスペースが形成される。

そこで、仮想円、及び永久磁石の対向面に沿って延設した一対の延設部を磁石装着部に備えたことにより、磁石装着部は、ステータに近接配置した永久磁石を、装着孔と一対の延設部とで保持固定することができる。

この際、対向面の頂部を仮想円上に略一致させた状態で永久磁石が装着されるため、磁石装着部は、ロータとステータとの間の空隙であるエアギャップに、永久磁石における対向面の一部を露出させることができる。このため、磁石装着部は、径方向外側が開口してない装着孔で磁石装着部を構成した場合に比べて、永久磁石をよりステータに近接配置することができる。

さらに、半径が異なる仮想円、及び永久磁石の対向面に沿って一対の延設部が形成されているため、磁石装着部は、径方向に沿った断面において、延設部の基部における肉厚を、延設部の先端部における肉厚よりも厚肉にすることができる。

これにより、回転電機は、一対の延設部の剛性、特に延設部の基部における剛性を向上でき、ロータの回転に伴う遠心力によって永久磁石が延設部を押圧した場合であっても、一対の延設部における基部の変形量を抑制することができる。

このため、回転電機は、遠心力によって径方向外側へ永久磁石が移動開始した際、少なくとも延設部の基部に永久磁石が係止されることで、磁石装着部からの永久磁石の離脱を阻止することができる。

加えて、例えば、装着孔と肉厚一定の延設部とで構成されたロータコアの磁石装着部に対して、略円弧状の対向面を有する永久磁石を装着する場合、対向面をエアギャップに露出させるためには、断面略蒲鉾形状の永久磁石を、延設部の肉厚に応じて切削して、断面略凸形状に加工する必要がある。

これに対して、永久磁石の対向面に沿って一対の延設部が形成されているため、回転電機は、例えば、断面略蒲鉾形状の永久磁石を切削加工することなく、磁石装着部に容易に装着できるとともに、永久磁石を確実に保持固定することができる。
従って、回転電機は、ステータに対する永久磁石の近接配置と、永久磁石の確実な固定とを両立することができる。

この発明の態様として、前記径方向に沿った断面において、前記直交方向で対向する前記永久磁石の面を、前記永久磁石の側面として、前記永久磁石が、前記対向面と前記側面との境界に、所定の大きさで面取りされた磁石面取り部を備え、前記ロータコアが、前記装着孔の前記内壁面と前記延設部との境界に、前記磁石面取り部よりも小さい大きさで面取りされたコア面取り部を備えたものである。

この発明により、回転電機は、漏れ磁束の抑制と、永久磁石のより確実な固定とを両立することができる。
具体的には、磁石面取り部とコア面取り部とが異なる大きさで形成されているため、ロータは、磁石面取り部とコア面取り部との間に所定断面積の空隙を設けることができる。

このため、回転電機は、ステータの磁界がロータに作用した際、永久磁石の磁石面取り部から、隣接する永久磁石との間に位置するロータコアへ向けて流れる漏れ磁束を抑制することができる。

さらに、例えば、磁石装着部と略一致する断面形状の永久磁石を、磁石装着部に嵌合させる場合、磁石面取り部と側面との境界が磁石装着部に引っ掛かって嵌合し難くなるおそれがあるのに対して、ロータは、大きさの異なる磁石面取り部とコア面取り部とによって、磁石装着部への永久磁石の嵌合を容易にすることができる。

加えて、磁石装着部は、コア面取り部近傍の２カ所で永久磁石を支持できるため、径方向、及び周方向における永久磁石の位置をより安定させることができる。
従って、回転電機は、異なる大きさで形成された永久磁石の磁石面取り部と、ロータコアのコア面取り部とによって、漏れ磁束の抑制と、永久磁石のより確実な固定とを両立することができる。

またこの発明の態様として、前記ロータが、前記永久磁石と前記磁石装着部との間に介在する接着剤を備えたものである。
この発明により、回転電機は、接着剤と磁石装着部との協働によって、永久磁石を磁石装着部に確実に固定することができる。このため、回転電機は、ステータに対する永久磁石の近接配置と、永久磁石の確実な固定とをより安定して両立することができる。

本発明により、ステータに対する永久磁石の近接配置と、永久磁石の確実な固定とを両立できる回転電機を提供することができる。

回転軸の軸方向視における回転電機を示す正面図。 回転電機における１極あたりの構成を示す正面図。 径方向断面における１極あたりのロータの断面を示す断面図。 径方向断面における永久磁石の断面形状を示す断面図。 径方向断面における磁石装着部の断面形状を示す断面図。 規制部間隔に対する軸トルク、及び最大応力値を説明する説明図。 回転状態におけるロータの断面形状を示す断面図。 比較例における１極あたりのロータの断面を示す断面図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
なお、図１は回転軸２の軸方向視における回転電機１の正面図を示し、図２は回転電機１における１極あたりの正面図を示し、図３は径方向断面における１極あたりのロータ３の断面図を示し、図４は径方向断面における永久磁石３１の断面図を示し、図５は径方向断面における磁石装着部３３の断面図を示している。

さらに、図６は規制部間隔Ｗに対する軸トルク、及び最大応力値を説明する説明図を示し、図７は回転状態におけるロータ３の断面図を示している。
また、図１中においてハウジング５を断面で図示し、図６（ａ）は規制部間隔Ｗと軸トルクとの関係を説明する説明図を示し、図６（ｂ）は規制部間隔Ｗとロータコア３２の最大応力値との関係を説明する説明図を示している。

本実施形態における回転電機１は、図１に示すように、例えば１６極２４スロットのラジアルギャップ型モータであって、回転軸２と、回転軸２に一体的に設けた略柱状体のロータ３と、ロータ３の径方向外側にエアギャップを介して同軸配置された略円環状のステータ４と、これらを収容保持するハウジング５とで構成されている。

回転軸２は、図１に示すように、所定方向に延びる略円柱状であって、図示を省略した軸受を介してハウジング５に回転自在に支持されている。なお、回転軸２には、回転軸２の軸方向へのロータ３の移動を規制するフランジ部２ａが設けられている。

ロータ３は、図１及び図２に示すように、１６個の永久磁石３１と、回転軸２の軸方向から見た軸方向視が略円形状のロータコア３２とで構成され、永久磁石３１の一部がエアギャップに露出したインセットロータをなしている。

なお、ロータ３における１極あたりの構成については、後ほど詳述するため、ここでは簡単に説明する。
１６個の永久磁石３１は、径方向外側の極性がＳ極である永久磁石と、径方向外側の極性がＮ極である永久磁石とが、ロータコア３２の周方向に沿って交互に配置されている。

ロータコア３２は、図１及び図２に示すように、永久磁石３１が嵌合によって装着される磁石装着部３３が、回転軸２の周方向に所定間隔を隔てて１６個形成されている。なお、ロータコア３２は、予め磁石装着部３３が形成された電磁鋼板製の薄板材を軸方向に積層した積層体で構成されている。

また、ステータ４は、図１及び図２に示すように、軸方向視略円環状のステータコア４１と、ステータコア４１に巻着された巻線４２とで構成されている。
ステータコア４１は、電磁鋼板製の薄板材を軸方向に積層した積層体であって、軸方向視略円環状のバックヨーク部４１ａと、バックヨーク部４１ａから突出した２４個のティース部４１ｂとで一体形成されている。

バックヨーク部４１ａは、軸方向視において、ステータ４の外周面をなす外径を有する軸方向視円環状に形成されている。
ティース部４１ｂは、バックヨーク部４１ａの周方向に所定間隔を隔てて、バックヨーク部４１ａの内周面から、ステータ４の中心へ向けて突出するように形成されている。

巻線４２は、導電性を有する銅線などであって、ステータコア４１のティース部４１ｂに対して所定の巻き数で巻着されている。この巻線４２の端部は、外部からの電力の供給を受付ける端子（図示省略）に電気的に接続されている。

また、ハウジング５は、図１に示すように、ステータ４よりも大径の略筒状体の本体を有する収容体であって、ステータ４を回転不可に保持するとともに、回転軸２を回転自在に支持するよう構成されている。

このような回転電機１において、１極あたりのロータ３の構成について具体的に説明する。
１極あたりのロータ３の構成は、図２及び図３に示すように、１つの永久磁石３１と、接着剤（図示省略）を介して永久磁石３１が固定される１つの磁石装着部３３とで構成されている。

永久磁石３１は、減磁防止のために粒界拡散による表面処理がなされた磁石である。この永久磁石３１は、図３及び図４に示すように、径方向に沿った断面形状が断面略蒲鉾形状であって、断面略蒲鉾形状を回転軸２の軸方向に所定の長さ延設した形状に形成されている。

より詳しくは、永久磁石３１は、図３及び図４に示すように、径方向に沿った断面において、径方向と直交する直交方向に長い断面略矩形における径方向外側の面が、略円弧状に湾曲した断面略蒲鉾形状に形成されている。

なお、径方向に沿った断面において、直交方向で対向する永久磁石３１の面を一対の磁石側面３１ａとし、径方向内側で磁石側面３１ａを連結する直交方向に沿った面を磁石平面３１ｂとし、径方向外側で磁石平面３１ｂと対向するとともに、ステータ４に対して近接対向する略円弧状の面を磁石円弧面３１ｃとし、磁石円弧面３１ｃと磁石側面３１ａとの境界が所定半径で面取りされた部分を面取り部３１ｄとする。

そして、図４に示すように、ロータコア３２の径方向中心を中心とするとともに、ロータコア３２の外周半径を半径Ｒとする仮想の円を仮想円ＶＣとした場合、永久磁石３１の磁石円弧面３１ｃは、図３及び図４に示すように、仮想円ＶＣの半径Ｒよりも小さい半径ｒで、かつ仮想円ＶＣの中心とは異なる位置を中心とする円の円弧状に形成されている。換言すると、磁石円弧面３１ｃの半径ｒは、仮想円ＶＣの半径Ｒに対する比率が「１．０」未満となる所定範囲内の値に設定されている。

一方、ロータコア３２の磁石装着部３３は、図３及び図５に示すように、径方向に沿った断面形状が、径方向外側が開口した断面略凸形状であって、永久磁石３１と略同等の軸方向の長さで形成されている。

より詳しくは、磁石装着部３３は、図３及び図５に示すように、永久磁石３１の磁石側面３１ａ、及び磁石平面３１ｂを囲繞するように開口された装着孔３４と、永久磁石３１の磁石円弧面３１ｃに当接して径方向外側への永久磁石３１の移動を規制する一対の規制部３５とで構成されている。
装着孔３４は、図５に示すように、径方向に沿った断面形状が、径方向外側が開口するとともに、所定の長さで径方向内側へ向けて凹設した断面形状に開口形成されている。

この装着孔３４は、径方向に沿った断面において、直交方向略中央をとおる径方向に沿った仮想線と仮想円ＶＣとの交点からの径方向の長さＨ１が、永久磁石３１における磁石円弧面３１ｃの頂部から磁石平面３１ｂまでの長さＨ２（図４参照）と略同等になるよう形成されている。

さらに、装着孔３４は、直交方向で対向する一対の内壁面３４ａの間隔が、直交方向における永久磁石３１の磁石側面３１ａの間隔と略同等になるよう形成されている。
すなわち、装着孔３４は、装着された永久磁石３１における磁石円弧面３１ｃの頂部が、仮想円ＶＣ上に位置するように形成されている。

また、規制部３５は、図５に示すように、径方向に沿った断面において、装着孔３４の内壁面３４ａにおける径方向外側から他方の内壁面３４ａへ向けて、周方向に沿った所定の延設長さで延設されている。
なお、隣接する磁石装着部３３にも規制部３５が形成されているため、隣接する永久磁石３１の間においては、径方向に沿ったロータコア３２の断面形状が、断面略Ｔ字状に形成されている。

さらに、規制部３５は、径方向に沿った断面において、径方向外側でステータ４と対面する面である外側対向面３５ａと、径方向内側で永久磁石３１と対面する面である内側対向面３５ｂとが、異なる半径の円弧状に形成されている。

なお、規制部３５の内側対向面３５ｂは、図３及び図５に示すように、径方向に沿った断面において、永久磁石３１における面取り部３１ｄの半径よりも小さい半径で面取りされた面取り部３５ｃを介して、内壁面３４ａから延設されている。

具体的には、規制部３５の外側対向面３５ａは、図５に示すように、仮想円ＶＣと略同径の円弧状に形成されている。一方、規制部３５の内側対向面３５ｂは、図５に示すように、永久磁石３１の磁石円弧面３１ｃと略同径の円弧状に形成されている。つまり、規制部３５は、径方向に沿った断面において、仮想円ＶＣ、及び磁石円弧面３１ｃに沿った断面形状に形成されている。

このため、規制部３５は、径方向に沿った断面形状が、内壁面３４ａから先端にかけて徐々に先細りする断面形状に形成されている。より詳しくは、規制部３５は、図５に示すように、径方向に沿った断面において、内壁面３４ａ側、すなわち基部の肉厚ｔ１が、先端部の肉厚ｔ２よりも厚肉になるよう形成されている。

次に、このような構成のロータ３において、上述した永久磁石３１における磁石円弧面３１ｃの半径ｒ、及びロータコア３２における規制部３５の延設長さについて、さらに詳しく説明する。

まず、永久磁石３１における磁石円弧面３１ｃの半径ｒは、仮想円ＶＣの半径Ｒに対する比率が「１．０」未満の所定範囲内において、ロータ３とステータ４との間の空隙であるエアギャップと、ロータコア３２における一対の規制部３５の断面積に基づいた最適な値に設定されている。

具体的には、例えば、永久磁石３１における磁石円弧面３１ｃの半径ｒが、仮想円ＶＣの半径Ｒに対して極端に小さい値の場合、一対の規制部３５の間から露出した磁石円弧面３１ｃとステータ４との間隔が、所望される軸トルクが得られるエアギャップの範囲内におさまらない。

あるいは、仮想円ＶＣの半径Ｒと磁石円弧面３１ｃの半径ｒとが限りなく近い、すなわち仮想円ＶＣの半径Ｒに対する磁石円弧面３１ｃの半径ｒの比率が「１．０」に近い場合、径方向の断面において、仮想円ＶＣと磁石円弧面３１ｃとの間隔が狭く、十分な断面積を有する一対の規制部３５を形成することができない。

このため、永久磁石３１における磁石円弧面３１ｃの半径ｒは、一対の規制部３５の間から露出した磁石円弧面３１ｃとステータ４との間隔が、所望されるエアギャップの範囲内で、かつ規制部３５に必要な断面積を確保できる最適な値に設定されている。

一方、ロータコア３２における一対の規制部３５の延設長さは、所望される軸トルク、及び規制部３５に生じる最大応力値に基づいた最適な長さに設定されている。
具体的には、例えば、設計目標とする回転軸２の最大回転数において生じる軸トルクは、図６（ａ）に示すように、直交方向における規制部３５の間隔である規制部間隔Ｗ（図５参照）が広いほど上昇する傾向がある。

しかしながら、最大回転数で回転した際、永久磁石３１によって押圧された規制部３５の基部に生じる最大応力値は、図６（ｂ）に示すように、規制部間隔Ｗがある値を超えると急激に上昇する傾向がある。

このため、最大回転数において、磁石装着部３３からの永久磁石３１の離脱を阻止するためには、例えば、径方向外側への荷重が規制部３５に作用した際、規制部３５の最大応力値が降伏点を超えない、あるいは規制部３５の最大応力値が径方向外側への永久磁石３１の移動を阻止可能な値を超えないなど、規制部３５が応力的に破綻しないようにする必要がある。

そこで、規制部間隔Ｗは、例えば、最大回転数において、規制部３５が応力的に破綻しない間隔、かつ所望される値に近い軸トルクが得られる最適な間隔に設定されている。換言すると、内壁面３４ａからの規制部３５の延設長さは、最大回転数において、規制部３５が応力的に破綻せず、かつ所望される値に近い軸トルクが得られる最適な長さに設定されている。

つまり、設計目標とする最大回転数において、規制部３５が応力的に破綻しない断面積を確保できるように、永久磁石３１における磁石円弧面３１ｃの半径ｒが最適な値に設定されるとともに、ロータコア３２における一対の規制部３５の延設長さが最適な長さに設定されている。

引き続き、上述した構成のロータ３を有する回転電機１において、設計目標とした最大回転数以下の回転数で回転軸２が回転した際のロータ３の変形状態について、図７を用いて説明する。
具体的には、最大回転数以下の回転数で回転軸２が回転した際、遠心力によって接着剤が剥がれると、永久磁石３１は、図７に示すように、遠心力によって径方向外側へ向けて移動開始して、磁石装着部３３の規制部３５を径方向外側へ押圧開始する。

このため、磁石装着部３３の規制部３５には、永久磁石３１による径方向外側への押圧荷重によって、径方向外側へ向けた弾性変形が生じる。より詳しくは、永久磁石３１の磁石円弧面３１ｃが円弧状に湾曲しているため、磁石装着部３３の規制部３５は、規制部３５の基部を中心に先端部が径方向外側へ回動するように弾性変形を開始する。

この際、規制部３５の基部は、規制部３５の先端部に比べて弾性変形し難く、永久磁石３１による押圧荷重を弾性変形によって十分に吸収できないため、規制部３５における応力集中部位となる。

しかしながら、最大回転数以下の回転数では応力的に破綻しないよう規制部３５が形成されているため、少なくとも規制部３５の基部に永久磁石３１が係止されることで、ロータ３は、磁石装着部３３からの永久磁石３１の離脱を阻止する。

以上のようにして永久磁石３１の完全な離脱を阻止する回転電機１は、ステータ４に対する永久磁石３１の近接配置と、永久磁石３１の確実な固定とを両立することができる。

具体的には、仮想円ＶＣの半径Ｒよりも小さい半径ｒの断面円弧状に磁石円弧面３１ｃが形成されているため、径方向に沿った断面において、仮想円ＶＣと永久磁石３１の磁石円弧面３１ｃとの間には、所定断面積のスペースが形成される。

そこで、仮想円ＶＣ、及び永久磁石３１の磁石円弧面３１ｃに沿って延設した一対の規制部３５を磁石装着部３３に備えたことにより、磁石装着部３３は、ステータ４に近接配置した永久磁石３１を、装着孔３４と一対の規制部３５とで保持固定することができる。

この際、磁石円弧面３１ｃの頂部を仮想円ＶＣ上に略一致させた状態で永久磁石３１が装着されるため、磁石装着部３３は、ロータ３とステータ４との間の空隙であるエアギャップに、永久磁石３１における磁石円弧面３１ｃの一部を露出させることができる。このため、磁石装着部３３は、径方向外側が開口してない装着孔で磁石装着部を構成した場合に比べて、永久磁石３１をよりステータ４に近接配置することができる。

さらに、半径が異なる仮想円ＶＣ、及び永久磁石３１の磁石円弧面３１ｃに沿って一対の規制部３５が形成されているため、磁石装着部３３は、径方向に沿った断面において、規制部３５の基部における肉厚ｔ１を、規制部３５の先端部における肉厚ｔ２よりも厚肉にすることができる。

これにより、回転電機１は、一対の規制部３５の剛性、特に規制部３５の基部における剛性を向上でき、ロータ３の回転に伴う遠心力によって永久磁石３１が規制部３５を押圧した場合であっても、一対の規制部３５における基部の変形量を抑制することができる。

このため、回転電機１は、遠心力によって径方向外側へ永久磁石３１が移動開始した際、少なくとも規制部３５の基部に永久磁石３１が係止されることで、磁石装着部３３からの永久磁石３１の離脱を阻止することができる。

加えて、例えば、比較例における１極あたりのロータ３０１の断面図を示す図８のように、装着孔３１１と肉厚一定の規制部３１２とで構成されたロータコア３１３の磁石装着部３１４に対して、磁石円弧面３２１ａを有する永久磁石３２１を装着する場合、磁石円弧面３２１ａをエアギャップに露出させるためには、断面略蒲鉾形状の永久磁石３２１を、規制部３１２の肉厚に応じて切削して、断面略凸形状に加工する必要がある。

これに対して、永久磁石３１の磁石円弧面３１ｃに沿って一対の規制部３５が形成されているため、回転電機１は、例えば、断面略蒲鉾形状の永久磁石３１を切削加工することなく、磁石装着部３３に容易に装着できるとともに、永久磁石３１を確実に保持固定することができる。
従って、回転電機１は、ステータ４に対する永久磁石３１の近接配置と、永久磁石３１の確実な固定とを両立することができる。

また、永久磁石３１の面取り部３１ｄよりも小さい大きさで面取りされた面取り部３５ｃをロータコア３２に備えたことにより、回転電機１は、漏れ磁束の抑制と、永久磁石３１のより確実な固定とを両立することができる。

具体的には、永久磁石３１の面取り部３１ｄと磁石装着部３３の面取り部３５ｃとが異なる大きさで形成されているため、ロータ３は、面取り部３１ｄと面取り部３５ｃとの間に所定断面積の空隙を設けることができる。

このため、回転電機１は、ステータ４の磁界がロータ３に作用した際、永久磁石３１の面取り部３１ｄから、隣接する永久磁石３１との間に位置するロータコア３２へ向けて流れる漏れ磁束を抑制することができる。

さらに、例えば、磁石装着部と略一致する断面形状の永久磁石を、磁石装着部に嵌合させる場合、永久磁石の面取り部と磁石側面との境界が磁石装着部に引っ掛かって嵌合させ難くなるおそれがあるのに対して、ロータ３は、大きさの異なる永久磁石３１の面取り部３１ｄと磁石装着部３３の面取り部３５ｃとによって、磁石装着部３３への永久磁石３１の嵌合を容易にすることができる。

加えて、磁石装着部３３は、磁石装着部３３の面取り部３５ｃ近傍の２カ所で永久磁石３１を支持できるため、径方向、及び周方向における永久磁石３１の位置をより安定させることができる。

従って、回転電機１は、異なる大きさで形成された永久磁石３１の面取り部３１ｄと、ロータコア３２の面取り部３５ｃとによって、漏れ磁束の抑制と、永久磁石３１のより確実な固定とを両立することができる。

また、永久磁石３１と磁石装着部３３との間に介在する接着剤を備えたことにより、回転電機１は、接着剤と磁石装着部３３との協働によって、永久磁石３１を磁石装着部３３に確実に固定することができる。このため、回転電機１は、ステータ４に対する永久磁石３１の近接配置と、永久磁石３１の確実な固定とをより安定して両立することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のステータに対向する対向面は、実施形態の磁石円弧面３１ｃに対応し、
以下同様に、
ロータコアの外周半径は、半径Ｒに対応し、
ロータコアの外周半径よりも小さい半径は、半径ｒに対応し、
一対の延設部は、一対の規制部３５に対応し、
永久磁石の側面は、永久磁石３１の磁石側面３１ａに対応し、
磁石面取り部は、永久磁石３１の面取り部３１ｄに対応し、
コア面取り部は、磁石装着部３３の面取り部３５ｃに対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、１６極２４スロットの回転電機１としたが、これに限定せず、極数、及びスロット数は、回転電機の大きさや所望される軸トルクに応じた適宜の数としてもよい。
また、永久磁石３１が嵌合によって装着される磁石装着部３３としたが、これに限定せず、電磁鋼板製の薄板材を積層する際、薄板材同士の位置ズレを考慮して、磁石装着部３３の装着孔３４に対して僅かに小さい外形形状の永久磁石としてもよい。

本発明は、各種装置や自動車における駆動用モータ、電力を出力する発電機、あるいはモータ兼発電機として用いられる回転電機に適用することができ、より好ましくは高出力が所望される回転電機に適用することができる。

１…回転電機
２…回転軸
３…ロータ
４…ステータ
３１…永久磁石
３１ａ…磁石側面
３１ｃ…磁石円弧面
３１ｄ…面取り部
３２…ロータコア
３３…磁石装着部
３４…装着孔
３４ａ…内壁面
３５…規制部
３５ｃ…面取り部
Ｒ…半径
ｒ…半径
ＶＣ…仮想円

Claims (3)

1. 回転軸に一体的に設けられたロータと、回転不可に支持されたステータとを備えたラジアルギャップ型の回転電機であって、
   前記ロータが、
   前記ステータに対向する対向面を有する複数の永久磁石と、
   前記永久磁石が装着される複数の磁石装着部を外周近傍に有するロータコアとで構成され、
   前記径方向に沿った断面において、前記永久磁石の前記対向面が、
   前記ロータコアの外周半径よりも小さい半径で、かつ前記ロータコアの径方向中心とは異なる位置を中心とする円に沿った断面円弧状に形成され、
   前記ロータコアの前記磁石装着部が、
   前記径方向の外側が開口するとともに、前記外周半径を半径とする仮想円上に、前記対向面の頂部を略一致させた前記永久磁石を装着可能な装着孔と、
   前記径方向と直交する直交方向で対向する前記装着孔の内壁面から、他方の内壁面へ向けて所定長さ延設された一対の延設部とで構成され、
   前記一対の延設部における径方向外側の面が、
   径方向に沿った断面において、前記ロータコアの径方向中心を中心として、前記ロータコアの前記外周半径と略同径の円弧状に形成され、
   前記一対の延設部における径方向内側の面が、
   径方向に沿った断面において、前記永久磁石の前記対向面と略同径で、かつ前記対向面の円弧中心と略同じ位置を中心とする円に沿った円弧状に形成された
   回転電機。
2. 前記径方向に沿った断面において、前記直交方向で対向する前記永久磁石の面を、前記永久磁石の側面として、
   前記永久磁石が、
   前記対向面と前記側面との境界に、所定の大きさで面取りされた磁石面取り部を備え、
   前記ロータコアが、
   前記装着孔の前記内壁面と前記延設部との境界に、前記磁石面取り部よりも小さい大きさで面取りされたコア面取り部を備えた
   請求項１に記載の回転電機。
3. 前記ロータが、
   前記永久磁石と前記磁石装着部との間に介在する接着剤を備えた
   請求項１または請求項２に記載の回転電機。
   

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