JP6876556B2

JP6876556B2 - Rotor and rotary machine

Info

Publication number: JP6876556B2
Application number: JP2017138844A
Authority: JP
Inventors: 順二井上
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2017-07-18
Filing date: 2017-07-18
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2037-07-18
Also published as: JP2019022324A

Description

本発明は、永久磁石が固定されたロータ、およびロータを備えた回転電機に関する。 The present invention relates to a rotor to which a permanent magnet is fixed, and a rotary electric machine including the rotor.

ステータ（固定子）に複数のコイルが配置されるとともに、ロータ（回転子）に永久磁石を組込んだ回転電機では、永久磁石による渦電流損失を低減するために、永久磁石を複数に分割することが従来から行われている。しかしながら、磁石の分割数が増すと、部品点数が増大し、コストの高騰を招いてしまう。
そこで、特許文献１では、電動機用永久磁石を製造するに当たり、渦電流による損失・発熱を必要な割合で抑制できる磁石の分割数、および分割形状と、コストの高騰を抑制する手法とが提案されている。 In a rotary electric machine in which a plurality of coils are arranged in a stator (stator) and a permanent magnet is incorporated in a rotor (rotor), the permanent magnet is divided into a plurality of pieces in order to reduce the eddy current loss due to the permanent magnet. Has been done in the past. However, if the number of magnets divided increases, the number of parts increases, which leads to an increase in cost.
Therefore, Patent Document 1 proposes a number of magnet divisions capable of suppressing loss and heat generation due to eddy currents at a required ratio, a division shape, and a method of suppressing soaring costs in manufacturing permanent magnets for motors. ing.

特開２００３-７０２１４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-70214

ところで、分割した永久磁石をロータヨークに組込む際に、ロータヨークスロット部に固定材を流し込み、固定材で永久磁石を固定する手法が知られている。
しかしながら、このような固定方法は、ロータヨークスロット部に固定材を流し込む際に、重ねられた磁石に圧力がかかる。このため、磁石同士が当接した状態で組立てられるので、磁石間の間隔が狭まり、絶縁抵抗が低くなり、渦電流損失が大きくなるおそれがある。 By the way, when the divided permanent magnet is incorporated into the rotor yoke, a method is known in which a fixing material is poured into the rotor yoke slot portion and the permanent magnet is fixed by the fixing material.
However, in such a fixing method, pressure is applied to the stacked magnets when the fixing material is poured into the rotor yoke slot portion. Therefore, since the magnets are assembled in a state of being in contact with each other, the distance between the magnets is narrowed, the insulation resistance is lowered, and the eddy current loss may be increased.

本発明は、前述の点に鑑みてなされたものであり、渦電流損失を低減することができるロータ、および回転電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a rotor and a rotary electric machine capable of reducing eddy current loss.

前記の目的を達成するために、本発明に係るロータは、回転可能に軸支されるロータシャフトと、該ロータシャフトの径方向外側に該ロータシャフトと一体に配置されるロータヨークと、該ロータヨークを貫通する磁石挿入孔と、該磁石挿入孔内に該ロータシャフトの軸方向に連続して設置される複数の永久磁石と、を備え、該永久磁石は、該軸方向の一側端部に、隣接する該永久磁石に対して、線接触、または点接触する当接部を備え、前記当接部は、軸方向および径方向に対して斜めに傾斜する平面からなる傾斜面を備え、隣接する該傾斜面同士がなす傾斜面間角度αは、前記磁石挿入孔の径方向寸法をＡ、前記永久磁石の径方向寸法をＢ、該永久磁石の軸方向寸法をＣ、とした場合に、下記の式（１）、式（２）の関係を満たす角度に設定されたことを特徴とする。
Ｂ＜Ａ … 式（１）
Ａ−Ｂ＜Ｃｓｉｎα … 式（２） In order to achieve the above object, the rotor according to the present invention includes a rotor shaft that is rotatably supported, a rotor yoke that is integrally arranged with the rotor shaft on the radial outer side of the rotor shaft, and the rotor yoke. A penetrating magnet insertion hole and a plurality of permanent magnets continuously installed in the magnet insertion hole in the axial direction of the rotor shaft are provided, and the permanent magnet is provided at one side end portion in the axial direction. The contact portion is provided with a contact portion that makes line contact or point contact with the adjacent permanent magnet, and the contact portion includes an inclined surface formed of a plane that is obliquely inclined with respect to the axial direction and the radial direction, and is adjacent to the contact portion. The angle α between the inclined surfaces formed by the inclined surfaces is as follows when the radial dimension of the magnet insertion hole is A, the radial dimension of the permanent magnet is B, and the axial dimension of the permanent magnet is C. It is characterized in that the angle is set to satisfy the relationship between the equations (1) and (2).
B <A ... Equation (1)
AB <Csinα ... Equation (2)

本発明によれば、渦電流損失を低減することができるロータ、および回転電機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rotor and a rotary electric machine capable of reducing eddy current loss.

第１実施形態に係る回転電機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rotary electric machine which concerns on 1st Embodiment. 図１におけるＳ１部を示す要部拡大図である。It is an enlarged view of the main part which shows the S1 part in FIG. 図２におけるIII-III線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the line III-III in FIG. 図３におけるＳ２部を示す要部拡大斜視図である。It is an enlarged perspective view of the main part which shows the S2 part in FIG. 第１実施形態の別態様を示し、図３におけるＳ２部を示す要部拡大斜視図である。It is an enlarged perspective view of the main part which shows another aspect of 1st Embodiment and shows the S2 part in FIG. 第２実施形態を示し、図２におけるIII-III線に沿った断面図である。A second embodiment is shown, and is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 第２実施形態を示し、上側磁石が磁石挿入孔内で倒れた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd Embodiment, and shows the state which the upper magnet collapsed in the magnet insertion hole. 第２実施形態に関する一例を示し、図２におけるIII-III線に沿った断面図である。An example relating to the second embodiment is shown, and it is sectional drawing along the line III-III in FIG. 第２実施形態に関する一例を示し、上側磁石が磁石挿入孔内で倒れた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example concerning 2nd Embodiment, and shows the state which the upper magnet collapsed in the magnet insertion hole. 第３実施形態を示し、図２におけるIII-III線に沿った断面図である。A third embodiment is shown, which is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.

＜第１実施形態＞
本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本実施形態に係るロータ１１を含む回転電機１０１の全体構成を示す概略構成図（断面図）である。回転電機１０１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載され、外部から電力が供給された場合には、走行用モータとして機能し、回生制動時には、発電機として機能する。
なお、本願発明のロータ１１は、車両用の回転電機１０１に限らず、固定式のモータやその他用途のモータ、および発電機にも適用が可能である。
また、説明中の上下は、図示における上下を示すものであり、回転電機１０１を車両に組付けた状態での上下を示すものではない。 <First Embodiment>
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram (cross-sectional view) showing the overall configuration of the rotary electric machine 101 including the rotor 11 according to the present embodiment. The rotary electric machine 101 is mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, and functions as a traveling motor when electric power is supplied from the outside, and functions as a generator during regenerative braking.
The rotor 11 of the present invention can be applied not only to the rotary electric machine 101 for vehicles, but also to fixed motors, motors for other purposes, and generators.
Further, the upper and lower parts in the description indicate the upper and lower parts in the drawing, and do not indicate the upper and lower parts in the state where the rotary electric machine 101 is assembled to the vehicle.

回転電機１０１は、図１に示すように、ケース１０２と、ステータ１０３と、ロータ１１と、を備えている。
ケース１０２は、両端が閉止された略円筒形状を備え、その内部に、円柱状の空間が形成されている。
ステータ１０３は、円筒形状を備え、筒内にロータ１１が配置される。また、ステータ１０３は、ステータコア１０４と、ステータコア１０４に装着されたコイル１０５とを備えている。 As shown in FIG. 1, the rotary electric machine 101 includes a case 102, a stator 103, and a rotor 11.
The case 102 has a substantially cylindrical shape with both ends closed, and a cylindrical space is formed inside the case 102.
The stator 103 has a cylindrical shape, and the rotor 11 is arranged in the cylinder. Further, the stator 103 includes a stator core 104 and a coil 105 mounted on the stator core 104.

コイル１０５は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つの位相について、導体１０６を集中巻きした３相コイルである。なお、本実施形態の各相のコイル１０５は、対応する複数のセグメントコイル１０７が互いに接続されることで形成されている。
各セグメントコイル１０７は、所定のスロットに導体１０６が挿入されつつ、ステータコア１０４に巻回されている。そして、同相のセグメントコイル１０７同士は、ステータコア１０４に対して軸方向の一方において、溶接等で接合されている。
なお、コイル１０５の構成は、適宜変更が可能である。たとえば、コイル１０５は、セグメントコイル１０７に限らず、分布巻きによる方法でステータコア１０４に装着しても構わない。 The coil 105 is a three-phase coil in which a conductor 106 is centrally wound for three phases of U phase, V phase, and W phase. The coil 105 of each phase of the present embodiment is formed by connecting a plurality of corresponding segment coils 107 to each other.
Each segment coil 107 is wound around the stator core 104 while the conductor 106 is inserted into a predetermined slot. Then, the segment coils 107 having the same phase are joined to the stator core 104 by welding or the like in one of the axial directions.
The configuration of the coil 105 can be changed as appropriate. For example, the coil 105 is not limited to the segment coil 107, and may be mounted on the stator core 104 by a distributed winding method.

ロータ１１は、ケース１０２の軸心部に回転可能に軸支されている。そして、ロータ１１は、図２、図３に示すように、ロータヨーク２１と、ロータシャフト３１と、端面板１３と、を備えている。
なお、ロータシャフト３１について、説明の都合上、ケース１０２に軸支される部位の図示を省略している。
ロータヨーク２１は、円環形状を呈する薄板の鋼板からなるヨーク板２３を軸方向に複数枚積層することで、略円筒形状に形成されている。そして、ロータヨーク２１は、その筒内に、ロータシャフト３１が圧入、固定される。 The rotor 11 is rotatably supported at the axial center of the case 102. The rotor 11 includes a rotor yoke 21, a rotor shaft 31, and an end face plate 13, as shown in FIGS. 2 and 3.
For convenience of explanation, the rotor shaft 31 is not shown as a portion pivotally supported by the case 102.
The rotor yoke 21 is formed into a substantially cylindrical shape by laminating a plurality of yoke plates 23 made of thin steel plates having an annular shape in the axial direction. Then, the rotor shaft 31 is press-fitted and fixed in the cylinder of the rotor yoke 21.

ヨーク板２３には、図２、図３に示すように、板厚方向に貫通する板孔２３ａが開口している。
板孔２３ａは、ヨーク板２３の周方向に、所定の配置パターンで複数開口している。また、ヨーク板２３は、積層される際に、それぞれの板孔２３ａが重なり、軸方向に連通するように、周方向の位置合わせが行われる。
そして、軸方向に連通する板孔２３ａを磁石挿入孔２１ａと称する。
磁石挿入孔２１ａの孔内には、永久磁石４１と磁石固定手段５１とが配置される。
つまり、ロータヨーク２１は、ヨーク板２３が重ねられたものである。
なお、積層されるヨーク板２３の枚数は、磁石挿入孔２１ａの深さ寸法Ｌ２１に応じて適宜設定される（図３参照）。 As shown in FIGS. 2 and 3, the yoke plate 23 has a plate hole 23a penetrating in the plate thickness direction.
A plurality of plate holes 23a are opened in the circumferential direction of the yoke plate 23 in a predetermined arrangement pattern. Further, when the yoke plates 23 are laminated, the respective plate holes 23a are overlapped and aligned in the circumferential direction so as to communicate with each other in the axial direction.
The plate hole 23a that communicates in the axial direction is referred to as a magnet insertion hole 21a.
A permanent magnet 41 and a magnet fixing means 51 are arranged in the magnet insertion hole 21a.
That is, the rotor yoke 21 is a stack of yoke plates 23.
The number of yoke plates 23 to be stacked is appropriately set according to the depth dimension L21 of the magnet insertion hole 21a (see FIG. 3).

次に永久磁石４１について説明する。
永久磁石４１は、図３に示すように、下側磁石４２、上側磁石４３の２つの磁石で構成され、磁石挿入孔２１ａ内に、軸方向に沿って直列に配置されている。
下側磁石４２、上側磁石４３の各軸方向寸法は、磁石挿入孔２１ａの深さ寸法Ｌ２１を２等分する寸法（同一寸法）に設定されている。
なお、本実施形態では、挿入方向前方（図３における下側）の永久磁石４１を下側磁石４２と称し、挿入方向後方（図３における上側）の永久磁石４１を上側磁石４３と称する。 Next, the permanent magnet 41 will be described.
As shown in FIG. 3, the permanent magnet 41 is composed of two magnets, a lower magnet 42 and an upper magnet 43, and is arranged in series in the magnet insertion hole 21a along the axial direction.
The axial dimensions of the lower magnet 42 and the upper magnet 43 are set to the dimensions (same dimensions) that divide the depth dimension L21 of the magnet insertion hole 21a into two equal parts.
In the present embodiment, the permanent magnet 41 in the front (lower side in FIG. 3) in the insertion direction is referred to as a lower magnet 42, and the permanent magnet 41 in the rear (upper side in FIG. 3) in the insertion direction is referred to as an upper magnet 43.

下側磁石４２は、下側磁石本体４２ａ、下側当接部４２ｂを備えている。
下側磁石本体４２ａは、直方体形状を備えている。
下側当接部４２ｂ（当接部４１ｂ）は、下側磁石本体４２ａの挿入方向後端に配置され図の上方に向かって凸の半円柱形状を備えている。 The lower magnet 42 includes a lower magnet main body 42a and a lower contact portion 42b.
The lower magnet body 42a has a rectangular parallelepiped shape.
The lower contact portion 42b (contact portion 41b) is arranged at the rear end of the lower magnet body 42a in the insertion direction and has a semi-cylindrical shape that is convex toward the upper side of the drawing.

上側磁石４３は、上側磁石本体４３ａ、上側当接部４３ｂを備えている。
上側磁石本体４３ａは、直方体形状を備えている。
上側当接部４３ｂ（当接部４１ｂ）は、上側磁石本体４３ａの挿入方向前端に配置され、図の下方に向かって凸の半円柱形状を備えている。 The upper magnet 43 includes an upper magnet main body 43a and an upper contact portion 43b.
The upper magnet body 43a has a rectangular parallelepiped shape.
The upper contact portion 43b (contact portion 41b) is arranged at the front end of the upper magnet body 43a in the insertion direction, and has a semi-cylindrical shape that is convex downward in the drawing.

図４に示すように、下側当接部４２ｂと上側当接部４３ｂとは、下側磁石４２と上側磁石４３とが、磁石挿入孔２１ａ内に設置された状態で、互いの半円柱形状が平行に位置するように配置されている。
そして、下側磁石４２と上側磁石４３との接点は、下側当接部４２ｂの上端と上側当接部４３ｂの下端とが、周方向に沿って接する線接触となっている。 As shown in FIG. 4, the lower contact portion 42b and the upper contact portion 43b have a semi-cylindrical shape with respect to each other in a state where the lower magnet 42 and the upper magnet 43 are installed in the magnet insertion holes 21a. Are arranged so that they are located in parallel.
The contact point between the lower magnet 42 and the upper magnet 43 is a line contact in which the upper end of the lower contact portion 42b and the lower end of the upper contact portion 43b are in contact with each other along the circumferential direction.

つまり、下側磁石４２、上側磁石４３は、挿入方向前方側端部（図３における下端部）の形状と、挿入方向後方側端部（図３における上端部）の形状とが、それぞれ異なる形状を備えている
また、当接部４１ｂが設定される軸方向の一側端部は、隣接する永久磁石４１に向かって突出する円弧形状を備えている。
つまり、永久磁石４１は、軸方向の一側端部に、隣接する永久磁石４１に対して、線接触、または点接触する当接部４１ｂを備えている。 That is, the lower magnet 42 and the upper magnet 43 have different shapes from the shape of the front end portion in the insertion direction (lower end portion in FIG. 3) and the shape of the rear end portion in the insertion direction (upper end portion in FIG. 3). Further, the one side end portion in the axial direction in which the contact portion 41b is set has an arc shape protruding toward the adjacent permanent magnet 41.
That is, the permanent magnet 41 includes a contact portion 41b at one end in the axial direction, which makes line contact or point contact with the adjacent permanent magnet 41.

磁石固定手段５１は、図３に示すように、絶縁性を有する樹脂材からなり、永久磁石４１が挿入された磁石挿入孔２１ａに注入され、固化することで、永久磁石４１を磁石挿入孔２１ａに固定する。
磁石固定手段５１の樹脂材としては、例えばエポキシ樹脂が用いられる。これによれば耐熱性も備わり好適である。 As shown in FIG. 3, the magnet fixing means 51 is made of an insulating resin material, is injected into the magnet insertion hole 21a into which the permanent magnet 41 is inserted, and solidifies to insert the permanent magnet 41 into the magnet insertion hole 21a. Fix to.
As the resin material of the magnet fixing means 51, for example, an epoxy resin is used. According to this, heat resistance is also provided and it is suitable.

次に、ロータシャフト３１について説明する。
ロータシャフト３１は、図３に示すように、シャフト本体３１ａ、フランジ部３１ｂを備えている。
シャフト本体３１ａは、円筒形状を備えている。そして、シャフト本体３１ａは、ロータヨーク２１の筒孔２１ｂ内に圧入される。 Next, the rotor shaft 31 will be described.
As shown in FIG. 3, the rotor shaft 31 includes a shaft body 31a and a flange portion 31b.
The shaft body 31a has a cylindrical shape. Then, the shaft body 31a is press-fitted into the tubular hole 21b of the rotor yoke 21.

フランジ部３１ｂは、シャフト本体３１ａの下端部外周部分から径方向外側に突出する円環形状の突起で構成されている。そして、フランジ部３１ｂは、軸方向へ移動しようとするロータヨーク２１と係合し、ロータヨーク２１の軸方向への移動を規制する。
端面板１３は、図３に示すように、最下方のヨーク板２３と、フランジ部３１ｂとの間に配置される。また、端面板１３は、露出する永久磁石４１の下端面を隠すために配置され、各磁石挿入孔２１ａの一部分、または全部に重なる形状に設定されている。本実施形態では、端面板１３は、絶縁材からなる円環形状を備えた板状部材で構成されている。 The flange portion 31b is composed of ring-shaped protrusions protruding outward in the radial direction from the outer peripheral portion of the lower end portion of the shaft main body 31a. Then, the flange portion 31b engages with the rotor yoke 21 that tends to move in the axial direction, and restricts the movement of the rotor yoke 21 in the axial direction.
As shown in FIG. 3, the end face plate 13 is arranged between the lowermost yoke plate 23 and the flange portion 31b. Further, the end face plate 13 is arranged to hide the lower end surface of the exposed permanent magnet 41, and is set in a shape that overlaps a part or all of each magnet insertion hole 21a. In the present embodiment, the end face plate 13 is composed of a plate-shaped member having an annular shape made of an insulating material.

次に、ロータ１１の製造方法について説明する。
はじめに、図３に示すように、規定された枚数のヨーク板２３を型枠（図示せず）上で、軸方向に重ねる。ここでヨーク板２３を重ねる際に、ヨーク板２３に開口する板孔２３ａ、中心孔２３ｂが一致するように、周方向の位置合わせを併せて行う。そして、ヨーク板２３が重ねられて、板孔２３ａが連続することで、磁石挿入孔２１ａが形成され、中心孔２３ｂが連続することで、筒孔２１ｂが形成される。
次に、磁石挿入孔２１ａに、永久磁石４１（下側磁石４２、上側磁石４３）を所定の順序、所定の向きで挿入する。 Next, a method of manufacturing the rotor 11 will be described.
First, as shown in FIG. 3, a specified number of yoke plates 23 are vertically stacked on a mold (not shown). Here, when the yoke plates 23 are stacked, the alignment in the circumferential direction is also performed so that the plate holes 23a and the center holes 23b opened in the yoke plates 23 coincide with each other. Then, the yoke plates 23 are overlapped and the plate holes 23a are continuous to form the magnet insertion hole 21a, and the central holes 23b are continuous to form the tubular hole 21b.
Next, the permanent magnets 41 (lower magnet 42, upper magnet 43) are inserted into the magnet insertion holes 21a in a predetermined order and in a predetermined direction.

そして、磁石挿入孔２１ａ内における永久磁石４１の周囲に形成される隙間に、樹脂材を注入、固化して、磁石固定手段５１を形成し、永久磁石４１を磁石挿入孔２１ａ内に固定する。
樹脂材が、固化したことを確認し、型枠を取外す。 Then, the resin material is injected and solidified into the gap formed around the permanent magnet 41 in the magnet insertion hole 21a to form the magnet fixing means 51, and the permanent magnet 41 is fixed in the magnet insertion hole 21a.
Confirm that the resin material has solidified, and remove the mold.

次に、ロータヨーク２１の筒孔２１ｂ内に、下方からシャフト本体３１ａを圧入する。
また、シャフト本体３１ａを圧入する際に、ロータヨーク２１の下端とフランジ部３１ｂとの間に端面板１３を介在させる。
以上で、ロータ１１が完成する。 Next, the shaft body 31a is press-fitted into the tubular hole 21b of the rotor yoke 21 from below.
Further, when the shaft body 31a is press-fitted, the end face plate 13 is interposed between the lower end of the rotor yoke 21 and the flange portion 31b.
With the above, the rotor 11 is completed.

次に、本実施形態に係るロータ１１の作用効果について説明する。
図３、図４に示すように、本実施形態では、永久磁石４１は、軸方向の一側端部に、隣接する永久磁石４１に対して、線接触する当接部４１ｂを備えている。
このような構成とすることによって、永久磁石４１を磁石挿入孔２１ａに組込んだ際に、永久磁石４１同士の接触面積を小さくする（狭める）ことができる。
これによって、磁石間の絶縁抵抗を高めることができ、渦電流損失を低減することができる。 Next, the operation and effect of the rotor 11 according to the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 3 and 4, in the present embodiment, the permanent magnet 41 is provided with a contact portion 41b in line contact with the adjacent permanent magnet 41 at one end in the axial direction.
With such a configuration, when the permanent magnets 41 are incorporated into the magnet insertion holes 21a, the contact area between the permanent magnets 41 can be reduced (narrowed).
As a result, the insulation resistance between the magnets can be increased, and the eddy current loss can be reduced.

また、本実施形態では、当接部４１ｂが、隣接する永久磁石４１に向かって突出する円弧形状（半円柱形状）を備えている。
このような構成とすることによって、当接部４１ｂは鋭角な形状を備えることなく、隣接する永久磁石４１と線接触が行えるため、取扱い時における永久磁石４１の破損を抑制することができる。 Further, in the present embodiment, the contact portion 41b has an arc shape (semi-cylindrical shape) protruding toward the adjacent permanent magnet 41.
With such a configuration, the contact portion 41b does not have an acute-angled shape and can make line contact with the adjacent permanent magnet 41, so that damage to the permanent magnet 41 during handling can be suppressed.

なお、本実施形態では、下側当接部４２ｂと上側当接部４３ｂとは、互いの半円柱形状が平行に位置するように配置されているが、このような形態に限定されるものではない。
たとえば、下側当接部４２ｂと上側当接部４３ｂとのどちらか一方のみを備え、他方の当接部４１ｂを備えない構成とすることが可能である。
つまり、下側磁石４２と上側磁石４３のどちらか一方が、半円柱形状の当接部４１ｂを備え、他方が磁石本体（ヨーク板２３の板面に平行な平面）に当接する構成とすることが可能である。
このような構成としても、下側磁石４２と上側磁石４３との接点が、線接触となるため、本実施形態と同様の作用効果が得られる。 In the present embodiment, the lower contact portion 42b and the upper contact portion 43b are arranged so that their semi-cylindrical shapes are positioned in parallel with each other, but the present embodiment is not limited to such a form. Absent.
For example, it is possible to have a configuration in which only one of the lower contact portion 42b and the upper contact portion 43b is provided and the other contact portion 41b is not provided.
That is, one of the lower magnet 42 and the upper magnet 43 is provided with a semi-cylindrical contact portion 41b, and the other is in contact with the magnet body (a plane parallel to the plate surface of the yoke plate 23). Is possible.
Even with such a configuration, since the contact point between the lower magnet 42 and the upper magnet 43 is a line contact, the same effect as that of the present embodiment can be obtained.

また、下側当接部４２ｂと上側当接部４３ｂとは、互いの半円柱形状が交差するように配置することも可能である。
このような形態とした場合、下側磁石４２と上側磁石４３との接点が、点接触となるため、下側磁石４２と上側磁石４３との接触面積をさらに小さくすることができる。 Further, the lower contact portion 42b and the upper contact portion 43b can be arranged so that their semi-cylindrical shapes intersect with each other.
In such a form, the contact area between the lower magnet 42 and the upper magnet 43 is a point contact, so that the contact area between the lower magnet 42 and the upper magnet 43 can be further reduced.

次に、本実施形態における永久磁石４１の別態様について説明する。
本態様の永久磁石４１は、図５に示すように、下側当接部４２ｂと上側当接部４３ｂの各形状が、半円柱形状ではなく、球面の一部分で構成されている。
このような構成とすることで、下側磁石４２と上側磁石４３との接点を、点接触とすることができる。
これによって、上記実施形態よりも、下側磁石４２と上側磁石４３との接触面積をさらに小さくすることができる。 Next, another aspect of the permanent magnet 41 in this embodiment will be described.
In the permanent magnet 41 of this embodiment, as shown in FIG. 5, each shape of the lower contact portion 42b and the upper contact portion 43b is not a semi-cylindrical shape but a part of a spherical surface.
With such a configuration, the contact point between the lower magnet 42 and the upper magnet 43 can be a point contact.
Thereby, the contact area between the lower magnet 42 and the upper magnet 43 can be further reduced as compared with the above embodiment.

なお、本態様では、下側当接部４２ｂと上側当接部４３ｂとは、互いに球面の一部分で構成されているが、このような態様に限定されるものではない。
たとえば、下側当接部４２ｂと上側当接部４３ｂとのどちらか一方のみを備え、他方の当接部４１ｂを備えない平坦面とする構成にすることが可能である。
つまり、下側磁石４２と上側磁石４３のどちらか一方が、球面状の当接部４１ｂを備え、他方が磁石本体（ヨーク板２３の板面に平行な平面）に当接する構成とすることが可能である。
このような構成としても、下側磁石４２と上側磁石４３との接点が、点接触となるため、本態様と同様の作用効果が得られる。 In this embodiment, the lower contact portion 42b and the upper contact portion 43b are formed by a part of a spherical surface, but the present invention is not limited to such a mode.
For example, it is possible to form a flat surface having only one of the lower contact portion 42b and the upper contact portion 43b and not providing the other contact portion 41b.
That is, one of the lower magnet 42 and the upper magnet 43 may be provided with a spherical contact portion 41b, and the other may be in contact with the magnet body (a plane parallel to the plate surface of the yoke plate 23). It is possible.
Even with such a configuration, since the contact points between the lower magnet 42 and the upper magnet 43 are point contacts, the same effect as in this embodiment can be obtained.

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態のロータ１１について説明する。
本実施形態の永久磁石４１は、図６に示すように、下側当接部４２ｂと上側当接部４３ｂの各形状が、半円柱形状ではなく、断面が直角三角形の三角柱形状で構成されている。
下側当接部４２ｂは、直角三角形の直角を挟む２辺の一方が、直方体形状を有する下側磁石本体４２ａの上端面と面しつつ、２辺の他方が、磁石挿入孔２１ａの内径側孔壁２１ｃに面する下側磁石本体４２ａの側面に沿って配置されている。つまり、下側当接部４２ｂは、上方に向かって凸の直角三角形の断面形状を備えている。
上側当接部４３ｂは、直角三角形の直角を挟む２辺の一方が、直方体形状を有する上側磁石本体４３ａの下端面と面しつつ、２辺の他方が、磁石挿入孔２１ａの内径側孔壁２１ｃに面する上側磁石本体４３ａの側面に沿って配置されている。つまり、上側当接部４３ｂは、下方に向かって凸の直角三角形の断面形状を備えている。
そして、下側当接部４２ｂが、上側当接部４３ｂの下端を支持している。 <Second Embodiment>
Next, the rotor 11 of the second embodiment will be described.
As shown in FIG. 6, the permanent magnet 41 of the present embodiment has a triangular prism shape having a right-angled triangular cross section instead of a semi-cylindrical shape in each of the lower contact portion 42b and the upper contact portion 43b. There is.
In the lower contact portion 42b, one of the two sides sandwiching the right angle of the right triangle faces the upper end surface of the lower magnet body 42a having a rectangular parallelepiped shape, and the other of the two sides is the inner diameter side of the magnet insertion hole 21a. It is arranged along the side surface of the lower magnet body 42a facing the hole wall 21c. That is, the lower contact portion 42b has a cross-sectional shape of a right triangle that is convex upward.
In the upper contact portion 43b, one of the two sides sandwiching the right angle of the right triangle faces the lower end surface of the upper magnet body 43a having a rectangular parallelepiped shape, and the other of the two sides faces the inner diameter side hole wall of the magnet insertion hole 21a. It is arranged along the side surface of the upper magnet body 43a facing 21c. That is, the upper contact portion 43b has a cross-sectional shape of a right triangle that is convex downward.
The lower contact portion 42b supports the lower end of the upper contact portion 43b.

下側当接部４２ｂの直角三角形の斜辺となる下側傾斜面４２ｃと、上側当接部４３ｂの直角三角形の斜辺となる上側傾斜面４３ｃとが形成する角度を傾斜面間角度αと称する。
そして、傾斜面間角度αは、磁石挿入孔２１ａの径方向寸法をＡ、永久磁石４１の径方向寸法をＢ、永久磁石４１の軸方向寸法をＣ、と称した場合に、下記の式（１）、式（２）の関係を満たす角度に設定されている。
Ｂ＜Ａ … 式（１）
Ａ−Ｂ＜Ｃｓｉｎα … 式（２）
つまり、図７に示すように、傾斜面間角度αは、上側磁石４３が磁石挿入孔２１ａ内で倒れ、外径側孔壁２１ｄに寄り掛かった場合に、上側磁石４３と内径側孔壁２１ｃとの間にできる隙間の角度θよりも大きくなるように設定されている。 The angle formed by the lower inclined surface 42c which is the hypotenuse of the right triangle of the lower contact portion 42b and the upper inclined surface 43c which is the hypotenuse of the right triangle of the upper contact portion 43b is referred to as an angle between inclined surfaces α.
The angle α between the inclined surfaces is expressed by the following equation when the radial dimension of the magnet insertion hole 21a is referred to as A, the radial dimension of the permanent magnet 41 is referred to as B, and the axial dimension of the permanent magnet 41 is referred to as C. The angle is set to satisfy the relationship between 1) and equation (2).
B <A ... Equation (1)
AB <Csinα ... Equation (2)
That is, as shown in FIG. 7, the angle α between the inclined surfaces is such that when the upper magnet 43 collapses in the magnet insertion hole 21a and leans against the outer diameter side hole wall 21d, the upper magnet 43 and the inner diameter side hole wall 21c It is set to be larger than the angle θ of the gap created between and.

なお、説明のための一例として、
Ａ−Ｂ＞Ｃｓｉｎα
となるように、上側磁石４３の形状はそのままに、下側磁石４２の下側当接部４２ｂを変更した場合を示す（図８参照）。
このような形態の場合、図９に示すように、上側磁石４３が磁石挿入孔２１ａ内を倒れた際に、外径側孔壁２１ｄまで倒れきれずに、下側磁石４２の端面上に支持されて、下側傾斜面４２ｃと上側傾斜面４３ｃとが面接触してしまうおそれがある。
これに対して、本実施形態のように、式（１）、式（２）を満たすように当接部４１ｂの傾斜面間角度αを設定することで、このような面接触が回避される。 As an example for explanation,
AB> Csinα
The case where the lower contact portion 42b of the lower magnet 42 is changed while keeping the shape of the upper magnet 43 is shown (see FIG. 8).
In such a form, as shown in FIG. 9, when the upper magnet 43 falls inside the magnet insertion hole 21a, it does not fall down to the outer diameter side hole wall 21d and is supported on the end surface of the lower magnet 42. As a result, the lower inclined surface 42c and the upper inclined surface 43c may come into surface contact with each other.
On the other hand, by setting the angle between the inclined surfaces α of the contact portion 41b so as to satisfy the equations (1) and (2) as in the present embodiment, such surface contact can be avoided. ..

次に、本実施形態に係るロータ１１の作用効果について説明する。
本実施形態では、傾斜面間角度αが、式（１）、式（２）を満たすように設定されている。
これによって、ロータ１１を組立てる際に、上側磁石４３が磁石挿入孔２１ａ内に倒れた場合でも、上側磁石４３の下端を下側磁石４２に線接触で支持することができる。 Next, the operation and effect of the rotor 11 according to the present embodiment will be described.
In the present embodiment, the angle between the inclined surfaces α is set so as to satisfy the equations (1) and (2).
As a result, even if the upper magnet 43 falls into the magnet insertion hole 21a when the rotor 11 is assembled, the lower end of the upper magnet 43 can be supported by the lower magnet 42 by line contact.

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態のロータ１１について説明する。
本実施形態の永久磁石４１は、図１０に示すように、ロータシャフト３１の軸方向に連続して３つ配置されており、３つの永久磁石４１は、同一の磁石で統一されている。つまり、各永久磁石４１は、同一形状に形成されつつ、同様の向きに設置した際に、同様の磁界を形成するように着磁されている。
各永久磁石４１は、その軸方向寸法Ｌ４１が、磁石挿入孔２１ａの深さ寸法Ｌ２１を３等分する寸法に設定されている。また、各永久磁石４１は、磁石本体４１ａ、当接部４１ｂを備えている。 <Third Embodiment>
Next, the rotor 11 of the third embodiment will be described.
As shown in FIG. 10, three permanent magnets 41 of the present embodiment are continuously arranged in the axial direction of the rotor shaft 31, and the three permanent magnets 41 are unified by the same magnet. That is, each permanent magnet 41 is magnetized so as to form a similar magnetic field when installed in the same direction while being formed in the same shape.
The axial dimension L41 of each permanent magnet 41 is set to a dimension that divides the depth dimension L21 of the magnet insertion hole 21a into three equal parts. Further, each permanent magnet 41 includes a magnet main body 41a and a contact portion 41b.

磁石本体４１ａは、直方体形状を備えている。
当接部４１ｂは、磁石本体４１ａの挿入方向後端（図１０における上端）に配置されている。また、当接部４１ｂは、上方に向かって凸の断面形状が略扇形状（略１／４円柱形状）を備えている。
つまり、各永久磁石４１は、挿入方向前方側端部の形状と、挿入方向後方側端部の形状とが、異なる形状を備えている。 The magnet body 41a has a rectangular parallelepiped shape.
The contact portion 41b is arranged at the rear end (upper end in FIG. 10) of the magnet body 41a in the insertion direction. Further, the abutting portion 41b has a substantially fan shape (substantially 1/4 cylindrical shape) having a cross-sectional shape convex upward.
That is, each permanent magnet 41 has a different shape from the shape of the front end portion in the insertion direction and the shape of the rear end portion in the insertion direction.

次に、本実施形態に係るロータ１１の作用効果について説明する。
本実施形態では、挿入方向前方側端部の形状と、挿入方向後方側端部の形状とが、異なる形状を備えつつ、それぞれの外形形状が統一された永久磁石４１を採用している。
このような構成とすることによって、永久磁石４１を磁石挿入孔２１ａに組込む際に、全ての永久磁石４１を同じ向きで組込むことができる。
これによって、上記第１実施形態の作用効果に加え、永久磁石４１を磁石挿入孔２１ａに組込む際に、永久磁石４１の誤組付け（向きの間違え）を防止することができる。
また、全ての永久磁石４１を同じ向きで組込めばよいことから、永久磁石４１の組付け作業性を向上させることができる。 Next, the operation and effect of the rotor 11 according to the present embodiment will be described.
In the present embodiment, the permanent magnet 41 is adopted, in which the shape of the front end portion in the insertion direction and the shape of the rear end portion in the insertion direction have different shapes, and the outer shapes of the permanent magnets 41 are unified.
With such a configuration, when the permanent magnets 41 are assembled into the magnet insertion holes 21a, all the permanent magnets 41 can be incorporated in the same direction.
As a result, in addition to the effects of the first embodiment, when the permanent magnet 41 is incorporated into the magnet insertion hole 21a, it is possible to prevent the permanent magnet 41 from being erroneously assembled (incorrect orientation).
Further, since all the permanent magnets 41 need to be assembled in the same direction, the assembling workability of the permanent magnets 41 can be improved.

１１ロータ
２１ロータヨーク
２１ａ磁石挿入孔
３１ロータシャフト
４１永久磁石
４１ｂ当接部
４２下側磁石（永久磁石）
４２ｂ下側当接部（当接部）
４２ｃ下側傾斜面（傾斜面）
４３上側磁石（永久磁石）
４３ｂ上側当接部（当接部）
４３ｃ上側傾斜面（傾斜面）
α 傾斜面間角度 11 Rotor 21 Rotor yoke 21a Magnet insertion hole 31 Rotor shaft 41 Permanent magnet 41b Contact portion 42 Lower magnet (permanent magnet)
42b Lower contact part (contact part)
42c Lower inclined surface (inclined surface)
43 Upper magnet (permanent magnet)
43b Upper contact part (contact part)
43c Upper inclined surface (inclined surface)
α Angle between inclined surfaces

Claims

A rotor shaft that is rotatably supported and
A rotor yoke arranged integrally with the rotor shaft on the radial outer side of the rotor shaft,
A magnet insertion hole penetrating the rotor yoke and
A plurality of permanent magnets continuously installed in the axial direction of the rotor shaft are provided in the magnet insertion hole.
The permanent magnet is provided with a contact portion at one end in the axial direction, which makes line contact or point contact with the adjacent permanent magnet.
The contact portion includes an inclined surface formed of a plane that is inclined obliquely with respect to the axial direction and the radial direction.
The angle α between the inclined surfaces formed by the adjacent inclined surfaces is
The radial dimension of the magnet insertion hole is A,
The radial dimension of the permanent magnet is B,
The axial dimension of the permanent magnet is C,
When
The angle was set to satisfy the relationship between the following equations (1) and (2).
B <A ... Equation (1)
AB <Csinα ... Equation (2)
The rotor is characterized by that.

The contact portion is
The rotor according to claim 1, further comprising an arc shape protruding toward the adjacent permanent magnet.

The plurality of permanent magnets
While the shape of the front end in the insertion direction and the shape of the rear end in the insertion direction have different shapes,
The rotor according to claim 1 or 2, wherein each outer shape is unified.

A rotary electric machine comprising the rotor according to any one of claims 1 to 3.