JP6956488B2 - Rotor and reluctance motor - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、回転子およびリラクタンス回転電機に関する。 Embodiments of the present invention relate to rotors and reluctance motors.
リラクタンス回転電機は、回転子と、固定子と、を備えている。回転子は、回転可能に軸支されて回転軸中心で軸方向に延びるシャフトと、シャフトに外嵌固定される回転子鉄心と、を備えている。固定子は、回転子鉄心の外周に回転子鉄心と間隔をあけて配置され、互いに周方向に間隔をあけて配列された複数のティースを有する固定子鉄心と、複数のティースにそれぞれ巻回された複数極の多相の電機子巻線と、を備えている。 The reluctance motor includes a rotor and a stator. The rotor includes a shaft that is rotatably supported and extends in the axial direction at the center of the rotating shaft, and a rotor core that is externally fitted and fixed to the shaft. The stator is arranged on the outer circumference of the rotor core at intervals from the rotor core, and is wound around the stator core having a plurality of teeth arranged at intervals in the circumferential direction and the plurality of teeth, respectively. It is equipped with a multi-pole multi-phase armature winding.
回転子鉄心には、1極当りに径方向内側に向かって凸形状となる空洞部が複数層形成されている。このように空洞部を形成することにより、回転子鉄心に、磁束の流れ易い方向と磁束の流れにくい方向とが形成される。そして、リラクタンス回転電機は、空洞部によって発生するリラクタンストルクを利用し、シャフトを回転させる。 The rotor core is formed with a plurality of layers of cavities having a convex shape in the radial direction per pole. By forming the cavity portion in this way, a direction in which the magnetic flux easily flows and a direction in which the magnetic flux does not easily flow are formed in the rotor core. Then, the reluctance motor uses the reluctance torque generated by the cavity to rotate the shaft.
ところで、回転子鉄心を、複数の電磁鋼板を積層して構成する場合がある。このような場合、積層された電磁鋼板を一体的に固定するための方法として、さまざまな技術が提案されている。
例えば、回転子鉄心の回転軸線両端に円板状の端板(鉄心押さえ)を設け、これら端板によって、積層された電磁鋼板を回転軸線両側から押さえる技術がある。また、端板を設けるのに加えて複数の空洞部に樹脂を充填し、積層された電磁鋼板を強固に一体化する技術がある。
By the way, the rotor core may be formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets. In such a case, various techniques have been proposed as a method for integrally fixing the laminated electromagnetic steel sheets.
For example, there is a technique in which disk-shaped end plates (iron core retainers) are provided at both ends of the rotation axis of the rotor core, and the laminated electromagnetic steel sheets are pressed from both sides of the rotation axis by these end plates. Further, there is a technique of filling a plurality of cavities with a resin in addition to providing an end plate to firmly integrate the laminated electromagnetic steel sheets.
しかしながら、複数の空洞部にそれぞれ十分に樹脂を充填するには、特殊な治具が必要になる場合がある。樹脂を充填後に治具を取り外すことを考慮すると、製造工数が増加してしまい、製造コストが嵩張る可能性があった。
また、回転子鉄心の回転軸線両端に端板を設けた状態では、各空洞部に十分に樹脂が充填できたかを確認するのが困難で、各空洞部に十分に樹脂が充填できない可能性があった。
However, a special jig may be required to sufficiently fill the plurality of cavities with the resin. Considering that the jig is removed after filling with the resin, the manufacturing man-hours may increase and the manufacturing cost may increase.
In addition, when the end plates are provided at both ends of the rotation axis of the rotor core, it is difficult to confirm whether each cavity is sufficiently filled with resin, and there is a possibility that each cavity cannot be sufficiently filled with resin. there were.
本発明が解決しようとする課題は、回転子鉄心に形成されている複数の空洞部に、十分に樹脂を充填することができる回転子およびリラクタンス回転電機を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a rotor and a reluctance motor capable of sufficiently filling a plurality of cavities formed in a rotor core with a resin.
実施形態の回転子は、シャフトと、回転子鉄心と、樹脂体と、プレートと、を持つ。シャフトは、回転軸線回りに回転する。回転子鉄心は、シャフトに固定され、1極当りに径方向内側に向かって凸形状となる空洞部が径方向に並んで4層形成されている。樹脂体は、空洞部に充填される。プレートは、回転子鉄心の回転軸線方向両側に配置され、複数の空洞部の軸方向両端の開口を閉塞する。また、プレートは、空洞部に連通し外部からプレートを介して空洞部に樹脂体を導入可能な樹脂導入口を持つ。プレートの回転子鉄心側の一面には、1極当りに形成されている4層の前記空洞部のうち最もシャフトに近い第1空洞部とシャフトに第1空洞部の次に近い第2空洞部とにのみ跨る1つの樹脂導入凹部が形成されている。また、プレートの回転子鉄心側の一面には、樹脂導入凹部の外周縁における各極に対応する位置から極毎に1つずつ径方向外側に突出し空洞部のうちシャフトに第2空洞部の次に近い第3空洞部の一部と軸方向で重なる複数の樹脂導入副凹部が形成されている。そして、樹脂導入凹部および樹脂導入副凹部を介して1極当りの第1空洞部、第2空洞部、および第3空洞部が連通されている。 The rotor of the embodiment has a shaft, a rotor core, a resin body, and a plate. The shaft rotates about the axis of rotation. The rotor core is fixed to the shaft, and four layers of cavities having a convex shape in the radial direction per pole are arranged in the radial direction. The resin body is filled in the cavity. The plates are arranged on both sides of the rotor core in the axial direction of rotation, and close the openings at both ends of the plurality of cavities in the axial direction. Further, the plate has a resin introduction port that communicates with the cavity and allows the resin body to be introduced into the cavity from the outside via the plate. On one surface of the plate on the rotor core side, a first cavity closest to the shaft and a second cavity next to the first cavity on the shaft among the four layers of cavities formed per pole. bets one resin introduction recess across only is formed. Further, on one surface of the plate on the rotor core side, one per pole protrudes radially outward from the position corresponding to each pole on the outer peripheral edge of the resin introduction recess, and the shaft of the cavity is next to the second cavity. A plurality of resin-introduced sub-recesses overlapping a part of the third cavity portion close to the above in the axial direction are formed. Then, the first cavity portion, the second cavity portion, and the third cavity portion per pole are communicated with each other through the resin introduction recess and the resin introduction sub-recess .
以下、実施形態の回転子およびリラクタンス回転電機を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the rotor and the reluctance motor of the embodiment will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、リラクタンス回転電機(以下、単に回転電機という)1を示す一部断面斜視図である。
同図に示すように、回転電機1は、ハウジング2と、ハウジング2内に固定されている固定子3と、ハウジング2内に回転軸線O回りに回転自在に支持されている回転子4と、を備えている。なお、以下の説明では、回転軸線Oと平行な方向を単に軸方向と称し、回転軸線O回りに周回する方向を単に周方向と称し、回転軸線Oに直交する径方向を単に径方向と称する。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view showing a reluctance rotary electric machine (hereinafter, simply referred to as a rotary electric machine) 1.
As shown in the figure, the rotary electric machine 1 includes a housing 2, a stator 3 fixed in the housing 2, and a rotor 4 rotatably supported in the housing 2 around the rotation axis O. It has. In the following description, the direction parallel to the rotation axis O is simply referred to as the axial direction, the direction rotating around the rotation axis O is simply referred to as the circumferential direction, and the radial direction orthogonal to the rotation axis O is simply referred to as the radial direction. ..
ハウジング2は、略円筒状のフレーム5と、フレーム5の軸方向両端の開口部5a,5bを閉塞するベアリングブラケット6,7と、を備えている。各ベアリングブラケット6,7は、略円板状に形成されている。各ベアリングブラケット6,7の径方向略中央には、それぞれ回転子4を回転自在に支持するためのベアリング8,9が設けられている。
The housing 2 includes a substantially cylindrical frame 5 and
固定子3は、中心軸線が回転軸線Oと同軸上に位置する略円筒状の固定子鉄心10を有している。この固定子鉄心10の外周面が、フレーム5の内周面に、例えば圧入により固定されている。固定子鉄心10は、電磁鋼板を複数枚積層したり、軟磁性粉を加圧成形したりして形成することが可能である。
固定子鉄心10の内周面には、回転軸線Oに向かって突出し、周方向に等間隔で配列された複数のティース11が一体成形されている。ティース11の具体的形状は特に図示しないが、ティース11は、断面略矩形状に形成されている。そして、隣接する各ティース11間には、それぞれ不図示のスロットが形成されている。これらスロットを介し、各ティース11に電機子巻線13が巻回されている。
The stator 3 has a substantially
On the inner peripheral surface of the
回転子4は、固定子鉄心10よりも径方向内側に配置されている。回転子4は、回転軸線O回りに回転するシャフト14と、シャフト14に外嵌固定された略円柱状の回転子鉄心15と、回転子鉄心15内に設けられた複数の導体バー41と、回転子鉄心15の軸方向両側に配置された端板(鉄心押さえ)42および短絡環45と、を備えている。
The rotor 4 is arranged radially inside the
図2は、回転子鉄心15を示す軸方向に直交する断面図である。
図1、図2に示すように、回転子鉄心15は、電磁鋼板を複数枚積層したり、軟磁性粉を加圧成形したりして形成することが可能である。回転子鉄心15の外径は、径方向で対向する各ティース11との間に、所定のエアギャップGが形成されるように設定されている。また、回転子鉄心15の径方向中央には、軸方向に貫通する貫通孔16が形成されている。この貫通孔16に、シャフト14が圧入や焼嵌め等され、シャフト14と回転子鉄心15とが一体となって回転する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
さらに、回転子鉄心15には、1/4周の周角度領域のそれぞれに、4層の空洞部(フラックスバリア)21,22,23,24(第1空洞部21、第2空洞部22、第3空洞部23、第4空洞部24)が径方向に並んで形成されている。すなわち、最もシャフト14に近い位置(回転子鉄心15の径方向最内側)に第1空洞部21が形成され、さらにシャフト14から離間する方向(径方向外側)に向かって順に第2空洞部22、第3空洞部23、第4空洞部24が並んで形成されている。そして、第4空洞部24が、シャフト14から最も離間した位置(径方向最外側)に配置されている。
Further, the
また、各空洞部21〜24は、電機子巻線13に通電した際に形成される磁束の流れに沿うように形成されている。つまり、各空洞部21〜24は、周方向の中央が最も径方向内側に位置するように(径方向内側に向かって凸形状となるように)、湾曲形成されている。これにより、回転子鉄心15には、磁束の流れ易い方向と磁束の流れにくい方向が形成される。なお、以下の説明では、軸方向からみて各空洞部21,22,23,24の長手方向を、単に空洞部21,22,23,24の長手方向と称して説明する場合がある。
Further, each of the
ここで、本実施形態において、磁束の流れ易い方向をq軸と称する。また、q軸に対して電気的、磁気的に直交する径方向に沿った方向をd軸と称する。すなわち、各空洞部21〜24は、d軸に沿った径方向において、多層構造となる。
より詳しくは、回転子鉄心15においてq軸方向は、各空洞部21〜24によって磁束の流れが妨げられない方向をq軸と称する。すなわち、回転子鉄心15の外周面15aの任意の周角度位置に正の磁位(例えば磁石のN極を近づける)、これに対して1極分(本実施形態の場合は機械角で90度)ずれた他の任意の周角度位置に負の磁位(例えば磁石のS極を近づける)を与え、任意の位置を周方向へずらしていった場合に最も多くの磁束が流れる時の回転軸線Oから任意の位置に向かう方向をq軸と定義する。そして、各空洞部21〜24の長手方向がq軸である。
Here, in the present embodiment, the direction in which the magnetic flux easily flows is referred to as the q-axis. Further, the direction along the radial direction that is electrically and magnetically orthogonal to the q-axis is referred to as the d-axis. That is, each of the
More specifically, in the
一方、各空洞部21〜24によって磁束の流れが妨げられる方向、すなわちq軸に対して磁気的に直交する方向をd軸と称する。本実施形態では、各空洞部21〜24によって、回転軸線Oに近い領域と遠い領域に分離された2つの回転子鉄心部分が対向する方向に対して平行な方向がd軸である。また、本実施形態のように各空洞部21〜24が多層に形成されている場合(本実施形態では4層)、層の重なり方向がd軸である。本実施形態では、d軸は、q軸に対して電気的、磁気的に直交するのに限らず、直交する角度からある程度の角度幅(例えば機械角で10度程度)をもって交わってよい。
On the other hand, the direction in which the flow of magnetic flux is obstructed by each of the
このように、回転子鉄心15は、4極に構成されており、1極当り(回転子鉄心15の1/4周の周角度領域)に4層の空洞部21〜24が形成されていることになる。そして、1極とは、q軸間の領域をいう。つまり、各空洞部21〜24は、d軸上が最も径方向内側に位置するように、径方向内側に向かって湾曲形成されている。
As described above, the
また、各空洞部21〜24は、軸方向からみて長手方向両端が回転子鉄心15の外周部に位置するように湾曲形成されている。そして、各空洞部21〜24は、長手方向両端に近い箇所ほどq軸に沿うように、且つ長手方向中央に近い箇所ほどd軸と直交するように形成されている。
また、q軸方向において、各空洞部21〜24の長手方向両端と回転子鉄心15の外周面15aとの間には、それぞれブリッジ26,27,28,29(第1ブリッジ26、第2ブリッジ27、第3ブリッジ28、第4ブリッジ29)が形成されている。
Further, each of the
Further, in the q-axis direction, bridges 26, 27, 28, 29 (
さらに、各空洞部21〜24のうち、第1空洞部21、第2空洞部22、および第3空洞部23の長手方向中央に、それぞれセンターブリッジ61,62,63(第1センターブリッジ61、第2センターブリッジ62、第3センターブリッジ63)が形成されている。各センターブリッジ61,62,63は、各空洞部21,22,23をd軸方向に沿って跨るように設けられている。これらセンターブリッジ61,62,63は、空洞部21〜24が形成された回転子鉄心15を変形しにくくさせるためのものである。
Further, among the
図3は、回転子4の端板42および短絡環45を取り外した状態を示す斜視図である。
図2、図3に示すように、回転子鉄心15内に設けられた複数の導体バー41は、各空洞部21〜24に挿入されている。具体的には、第1空洞部21、第2空洞部22、および第3空洞部23の長手方向両端に、それぞれ導体バー41が挿入されている。また、第4空洞部24の長手方向中央に、導体バー41が挿入されている。
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the
As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of conductor bars 41 provided in the
各導体バー41は、軸方向に直交する断面形状が略矩形状で、且つ軸方向に細長く一様な板状の部材である。導体バー41は、回転子鉄心15の軸方向両端から突出している。また、導体バー41は、例えばアルミ合金や銅合金等の非磁性で且つ導電性を有する材料により形成されている。さらに、第1空洞部21、第2空洞部22、および第3空洞部23に挿入されている導体バー41は、対応する第1ブリッジ26、第2ブリッジ27、および第3ブリッジ28から所定の間隙をあけて配置されている。
Each
また、回転子鉄心15には、各空洞部21〜24の導体バー41が配置されている箇所以外に、樹脂体51が充填されている。樹脂体51は、例えば電磁鋼板を複数枚積層して回転子鉄心15を構成する場合、積層された電磁鋼板を強固に一体化させる。また、各空洞部21〜24に樹脂体51を充填することにより、回転子鉄心15に対して導体バー41を固定できる。さらに、各空洞部21〜24を形成することにより、回転子鉄心15が変形しやすくなる傾向になるが、各空洞部21〜24に樹脂体51を充填することにより、回転子鉄心15を変形しにくくすることができる。
Further, the
図4は、回転子鉄心15に端板42を取り付けた状態を示す斜視図である。
同図に示すように、端板42は、回転子鉄心15の軸方向両端に、この回転子鉄心15と重ね合わさるように配置されている。端板42は、非磁性材(例えば、硬質樹脂等)により略円板状に形成されており、その外径は、回転子鉄心15の外径とほぼ同一に設定されている。端板42は、回転子鉄心15を軸方向両側から押さえ、シャフト14に対する回転子鉄心15の軸方向への移動を規制したり、電磁鋼板を複数枚積層して構成される回転子鉄心15を一体化させたりする。また、端板42により、回転子鉄心15に形成されている各空洞部21〜24の軸方向両端の開口が閉塞される。
FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the
As shown in the figure, the
端板42の径方向中央には、シャフト14を圧入または焼嵌め等可能な貫通孔42aが形成されている。これにより、シャフト14に端板42が固定され、さらに、シャフト14に対する回転子鉄心15の軸方向への移動が規制される。
なお、端板42の貫通孔42aにシャフト14を挿入とし、貫通孔42aの内周面およびシャフト14の外周面の何れか一方にキーを設け、他方に、キーを受け入れ可能なキー溝を設け、これによりシャフト14に端板42を固定してもよい。
A through
The
また、端板42には、回転子鉄心15内に挿入されている導体バー41に対応する位置に、それぞれ導体挿通孔42bが形成されている。これら導体挿通孔42bに、導体バー41が挿通されている。そして、導体バー41は、導体挿通孔42bを介して端板42の回転子鉄心15とは反対側の外面42cに突出している。
Further, the
図5は、端板42の回転子鉄心15と重なり合う内面42d側を示す平面図、図6は、回転子4の端板42および短絡環45の一部を切り欠いた斜視図である。
図5、図6に示すように、端板42の内面42dには、貫通孔42a(シャフト14)の周囲を取り囲むように、軸方向からみて略円環状の樹脂導入凹部52が形成されている。より詳しくは、樹脂導入凹部52は、内径が貫通孔42aとの間に所定間隔K1が形成されるように、且つ外径が導体挿通孔42bに接しない程度に大きく設定されている。そして、樹脂導入凹部52の径方向の幅は、回転子鉄心15に端板42を重ね合わせた際、樹脂導入凹部52が第1空洞部21および第2空洞部22に跨る幅に設定される。
FIG. 5 is a plan view showing the
As shown in FIGS. 5 and 6, a
また、樹脂導入凹部52の外周縁には、第4空洞部24に配置された導体バー41が挿入される導体挿通孔42bに対応する位置に、この導体挿通孔42bに向かって径方向に突出する樹脂導入副凹部53が4箇所形成されている。樹脂導入副凹部53は、樹脂導入凹部52に連通していると共に、軸方向からみて第3空洞部23と重なる位置に形成されている。樹脂導入副凹部53を形成することにより、端板42の内面42dのできる限り広い範囲に、凹部(樹脂導入凹部52、樹脂導入副凹部53)が形成される。そして、樹脂導入凹部52および樹脂導入副凹部53を介し、第1空洞部21、第2空洞部22、および第3空洞部23が連通される。
Further, on the outer peripheral edge of the
図1に示すように、端板42の導体挿通孔42bを介して突出する導体バー41の軸方向両端部は、それぞれ短絡環45によって短絡されている。
短絡環45は、端板42から軸方向両方に離間して配置された環状の部材である。短絡環45の径方向中心も回転軸線Oに一致している。短絡環45は、導体バー41と同様に、非磁性で且つ導電性を有する材料により形成されている。具体的には、短絡環45の材料は、導体バー41と同じ材料で例えばアルミ合金や銅合金により形成されることが好ましい。しかしながら、これに限られるものではない。
As shown in FIG. 1, both ends in the axial direction of the
The short-
短絡環45には、導体バー41に対応する位置に、それぞれ導体挿通孔45aが形成されている。これら導体挿通孔45aに、導体バー41が挿通されている。導体バー41が挿通された短絡環45は、例えば、ロウ付けにより導体バー41と接合される。
なお、例えばロウ付けにより短絡環45と導体バー41とを接合する場合、短絡環45と端板42との所定間隔は、短絡環45の導体挿通孔45aと導体バー41の端部との間に、ロウが十分に回り込む間隔に設定される。また、短絡環45と導体バー41との接合は、ロウ付けに限られるものではなく、短絡環45と導体バー41とを接合できればよい。例えば、導体挿通孔45aに導体バー41を圧入したり、ロウ付け以外の溶接を採用したりできる。
The short-
When the short-
次に、回転子4の製造方法について説明する。
まず、シャフト14に、回転子鉄心15および端板42を圧入や焼嵌め等によって組み付けると共に、回転子鉄心15の各空洞部21〜24および端板42の導体挿通孔42bにそれぞれ導体バー41を挿入する。このとき、回転子鉄心15の軸方向両端に、端板42の内面42d(図5参照)を当接させる。また、回転子鉄心15と端板42との周方向の位置決めは、不図示の治具等を用いて行う。
Next, a method of manufacturing the rotor 4 will be described.
First, the
次に、各導体バー41の軸方向両端に、短絡環45の導体挿通孔45aを差し込む。そして、各導体バー41の軸方向両端と短絡環45とをロウ付け等により接合する。これにより、シャフト14、回転子鉄心15、導体バー41、端板42、および短絡環45の組付け作業が完了する。
Next, the
続いて、回転子鉄心15の各空洞部21〜24に樹脂体51を充填する。この充填作業の方法としては、例えば真空含浸方法が採用される。すなわち、まず、回転子鉄心15の各空洞部21〜24を、真空ポンプを用いて真空にしつつ、溶融された樹脂が貯留された容器内に回転子4を浸漬する。すると、端板42に形成された導体挿通孔42bと、この導体挿通孔42bに挿通されている導体バー41との間に形成される僅かなクリアランスから回転子鉄心15内に溶融された樹脂が流入され、さらに各導体挿通孔42bを介して各空洞部21〜24に樹脂が流れ込む。つまり、端板42の導体挿通孔42b(導体バー41が挿通された導体挿通孔42bの僅かなクリアランス)は、各空洞部21〜24に樹脂を流入する樹脂導入口として機能している。
Subsequently, the resin bodies 51 are filled in the
ここで、端板42の内面42dには、樹脂導入凹部52および樹脂導入副凹部53が形成されている。そして、これら凹部52,53を介して第1空洞部21、第2空洞部22、および第3空洞部23が連通される。このため、第1空洞部21、第2空洞部22、および第3空洞部23の何れか1つに流れ込んだ樹脂は、各凹部52,53を介してその他の第1空洞部21、第2空洞部22、および第3空洞部23の何れかに流れ込む。すなわち、各凹部52,53を介して各空洞部21,22,23に万遍なく樹脂が行き渡る。
各空洞部21〜24に充填された樹脂は、その後冷却されて樹脂体51になる。これにより、回転子4の製造が完了する。
Here, the
The resin filled in each of the
次に、回転電機1の動作について説明する。
回転電機1を駆動する場合、固定子3の電機子巻線13に三相交流を供給する。すると、所定のティース11に磁束が形成される。そして、磁束が形成されるティース11が回転子4の回転方向(周方向)に沿って順次切り替えられる(形成される磁束が回転移動する)。
このとき、停止した状態の回転子4が固定子3側の磁束の回転移動に同期して回転するまでの非同期状態において、回転子鉄心15に設けられた導体バー41に誘導電流が生じる。つまり、各導体バー41は、二次コイルとして機能し、固定子3との間で、回転子4を回転させるための始動トルクを発生する。
Next, the operation of the rotary electric machine 1 will be described.
When driving the rotary electric machine 1, three-phase alternating current is supplied to the armature winding 13 of the stator 3. Then, a magnetic flux is formed on the
At this time, an induced current is generated in the
ここで、第1空洞部21、第2空洞部22、および第3空洞部23の長手方向両端に配置されている導体バー41は、それぞれ対応する第1ブリッジ26、第2ブリッジ27、および第3ブリッジ28から所定の間隙をあけて配置されている。間隙は、磁束を通しにくい。このため、所定の間隙を形成することによって、固定子3で形成される磁束が導体バー41と鎖交し、回転子4の回転に寄与しない高調波電流が導体バー41に流れてしまうことが抑制される。換言すれば、固定子3と回転子4との間のエアギャップGで生じるトルクリップルに起因した高調波磁束が各導体バー41と鎖交しにくく、高調波二次銅損が発生しにくい。
Here, the conductor bars 41 arranged at both ends in the longitudinal direction of the
このように、上述の第1の実施形態では、回転子鉄心15の軸方向両端に設けられた端板42の内面42dに、第1空洞部21および第2空洞部22に跨るように樹脂導入凹部52が形成されている。また、樹脂導入凹部52の外周縁に、軸方向からみて第3空洞部23と重なる樹脂導入副凹部53が形成されている。そして、これら凹部52,53を介して第1空洞部21、第2空洞部22および第3空洞部23が連通されている。このため、例えば各空洞部21〜24に真空含浸法により樹脂を充填する場合、各凹部52,53を介して各空洞部21〜23(第1空洞部21、第2空洞部22、第3空洞部24)に万遍なく樹脂を行き渡らせることができる。また、各凹部52,53を形成する分、樹脂流路が増大するので、樹脂の湯流れが良好になる。このため、特殊な治具を用いることなく、各空洞部21〜24に十分に樹脂を充填できる。
As described above, in the above-described first embodiment, the resin is introduced on the
また、端板42の樹脂導入凹部52を、軸方向からみて略円環状に形成している。このため、1極あたりに形成されている各空洞部21〜23のみならず、これら空洞部21〜23と他極に形成されている他の空洞部21〜23とを、各凹部52,53を介して連通することができる。このため、各空洞部21〜23に、より確実に樹脂を行き渡らせることができる。
Further, the
さらに、各空洞部21〜24に導体バー41を配置し、導体バー41の軸方向両端を短絡環45によって短絡している。そして、導体バー41を二次コイルとして機能させ、固定子3との間で、回転子4を回転させるための始動トルクを発生させるようにしている。このため、インバータ等を用いることなく、回転子4を始動させることが可能になる。
また、端板42に形成された導体バー41を挿通させる導体挿通孔42b(導体バー41が挿通された導体挿通孔42bの僅かなクリアランス)が、各空洞部21〜24に樹脂を流入する樹脂導入口として機能している。このため、各空洞部21〜24に真空含浸法により樹脂を充填する場合において、端板42に別途樹脂導入口を設ける必要がない。よって、端板42の加工コストを低減できる。
Further, conductor bars 41 are arranged in the
Further, the
(第2の実施形態)
次に、図7に基づいて、第2の実施形態について説明する。
図7は、第2の実施形態における回転電機201を示す一部断面斜視図である。
なお、前述の第1の実施形態と同一態様については、同一符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、第2の実施形態では、回転子鉄心15の軸方向両端に端板42(前述の図1参照)が設けられておらず、回転子鉄心15の軸方向両端に直接短絡環245が配置されている。この点、前述の第1の実施形態と相違する点である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. 7.
FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view showing the rotary
The same aspects as those of the above-described first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
As shown in the figure, in the second embodiment, the end plates 42 (see FIG. 1 described above) are not provided at both ends of the
短絡環245は、例えばアルミダイキャストからなり、各空洞部21〜24の軸方向両端の開口を閉塞している。不図示の導体バーは、軸方向両端側が、例えば融着等によって短絡環245に接続固定されている。これにより、各導体バー(不図示)が、短絡環245によって短絡される。
The short-
ここで、短絡環245の回転子鉄心15側の内面には、軸方向からみて略円環状の樹脂導入凹部252や樹脂導入副凹部253が形成されている。これら樹脂導入凹部252および樹脂導入副凹部253によって、少なくとも1極当り2層以上の空洞部21〜24(前述の図2参照)が連通されている。
また、短絡環245には、各空洞部21〜24に樹脂を流入させるための複数(例えば、4つ)の樹脂導入口54が短絡環245の内外を連通するように貫通形成されている。
したがって、上述の第2の実施形態によれば、前述の第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
Here, on the inner surface of the short-
Further, the short-
Therefore, according to the second embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
なお、上述の実施形態では、各空洞部21〜24に導体バー41を設け、回転子4を回転させるための始動トルクを発生させるように構成する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、各空洞部21〜24のうち、任意の空洞部21〜24のみに導体バー41を設けてもよいし、導体バー41を設けなくてもよい。導体バー41を設けない場合、短絡環45,245を設ける必要はない。
また、上述の実施形態では、回転子鉄心15には、1/4周の周角度領域のそれぞれに(1極当りに)、4層の空洞部21〜24が形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、4層以上の複数層の空洞部が形成されていてもよい。
In the above-described embodiment, a case has been described in which a
Further, in the above-described embodiment, the case where the
さらに、上述の実施形態では、各空洞部21〜24は、周方向の中央が最も径方向内側に位置するように(径方向内側に向かって凸形状となるように)、湾曲形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、各空洞部21〜24は、径方向内側に向かって凸形状に形成されていればよい。すなわち、各空洞部21〜24が湾曲形成されていなくてもよい。
また、上述の実施形態では、回転子鉄心15は、4極に構成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、回転子鉄心15を4極以上で構成してもよい。
Further, in the above-described embodiment, each of the
Further, in the above-described embodiment, the case where the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、回転子鉄心15の軸方向両端に設けられた端板42の内面42dや短絡環245の内面に、各空洞部21〜24のうち1極当り2層以上の空洞部21〜24(例えば、上述の第1の実施形態では3つの空洞部21〜23)に跨る樹脂導入凹部52,252や樹脂導入副凹部53,253を形成することにより、これら凹部52,53,252,253を介して各空洞部21〜24に万遍なく樹脂を行き渡らせることができる。このため、特殊な治具を用いることなく、各空洞部21〜24に十分に樹脂を充填できる。
According to at least one embodiment described above, the
また、端板42の樹脂導入凹部52,252を、軸方向からみて略円環状に形成している。このため、1極あたりに形成されている各空洞部21〜23のみならず、これら空洞部21〜23と他極に形成されている他の空洞部21〜23とを、各凹部52,252を介して連通することができる。このため、各空洞部21〜23に、より確実に樹脂を行き渡らせることができる。
Further, the resin introduction recesses 52 and 252 of the
さらに、各空洞部21〜24に導体バー41を配置し、導体バー41の軸方向両端を短絡環45,245によって短絡している。そして、導体バー41を二次コイルとして機能させ、固定子3との間で、回転子4を回転させるための始動トルクを発生させるようにしている。このため、インバータ等を用いることなく、回転子4を始動させることが可能になる。
Further, conductor bars 41 are arranged in the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1,201…リラクタンス回転電機、14…シャフト、15…回転子鉄心、21…第1空洞部(空洞部)、22…第2空洞部(空洞部)、23…第3空洞部(空洞部)、24…第4空洞部(空洞部)、41…導体バー、42…端板(回転子端板)、42b…導体挿通孔(挿通孔、樹脂導入口)、45,245…短絡環、51…樹脂体、52,252…樹脂導入凹部、53,253…樹脂導入副凹部(樹脂導入凹部)、54…樹脂導入口、O…回転軸線
1, 201 ... reluctance rotating electrical machine, 14 ... shaft, 15 ...
Claims (5)
前記シャフトに固定され、1極当りに径方向内側に向かって凸形状となる空洞部が径方向に並んで4層形成されている回転子鉄心と、
前記空洞部に充填される樹脂体と、
前記回転子鉄心の前記回転軸線方向両側に配置され、複数の前記空洞部の軸方向両端の開口を閉塞するプレートと、
を備え、
前記プレートは、前記空洞部に連通し外部から前記プレートを介して前記空洞部に前記樹脂体を導入可能な樹脂導入口を有し、
前記プレートの前記回転子鉄心側の一面には、1極当りに形成されている4層の前記空洞部のうち最も前記シャフトに近い第1空洞部と前記シャフトに前記第1空洞部の次に近い第2空洞部とにのみ跨る1つの樹脂導入凹部が形成されていると共に、前記樹脂導入凹部の外周縁における各極に対応する位置から極毎に1つずつ径方向外側に突出し前記空洞部のうち前記シャフトに前記第2空洞部の次に近い第3空洞部の一部と軸方向で重なる複数の樹脂導入副凹部が形成されており、
前記該樹脂導入凹部および前記樹脂導入副凹部を介して1極当りの前記第1空洞部、前記第2空洞部、および前記第3空洞部が連通されている回転子。 A shaft that rotates around the axis of rotation and
A rotor core that is fixed to the shaft and has four layers of cavities that are radially inwardly convex per pole and are arranged in the radial direction.
The resin body filled in the cavity and
Plates arranged on both sides of the rotor core in the direction of the rotation axis and closing the openings at both ends in the axial direction of the plurality of cavities,
With
The plate has a resin introduction port that communicates with the cavity and allows the resin body to be introduced into the cavity from the outside via the plate.
On one surface of the plate on the rotor core side, a first cavity portion closest to the shaft among the four layers of the cavity portions formed per pole, and the shaft next to the first cavity portion. One resin introduction recess is formed so as to straddle only the second cavity close to the second cavity, and one resin introduction recess protrudes outward in the radial direction from a position corresponding to each pole on the outer peripheral edge of the resin introduction recess. Of these, the shaft is formed with a plurality of resin-introduced sub-recesses that are axially overlapped with a part of the third cavity portion next to the second cavity portion.
A rotor in which the first cavity portion, the second cavity portion, and the third cavity portion per pole are communicated with each other through the resin introduction recess and the resin introduction sub-recess.
請求項1に記載の回転子。 The rotor according to claim 1, further comprising a plurality of conductor bars arranged in the cavity and connected to the plate.
前記複数の導体バーは、前記プレートを介して該プレートの前記回転子鉄心とは反対側に突出しており、
前記複数の導体バーの前記回転軸線方向両端に設けられ、前記複数の導体バーを連結する短絡環を備えている
請求項2に記載の回転子。 The plate is a rotor end plate that presses and holds the rotor core from both sides in the direction of the rotation axis, has an insertion hole through which each of the conductor bars can be inserted, and the insertion hole functions as the resin introduction port. And
The plurality of conductor bars project via the plate to the side of the plate opposite to the rotor core.
The rotor according to claim 2 , further comprising a short-circuit ring provided at both ends of the plurality of conductor bars in the direction of the rotation axis and connecting the plurality of conductor bars.
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の回転子。 The rotor according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin introduction recess is formed in an annular shape when viewed from the direction of the rotation axis so as to surround the periphery of the shaft.
前記回転子の周囲を取り囲むように設けられ、電機子巻線が巻回されている固定子と、を備えたリラクタンス回転電機。 The rotor according to any one of claims 1 to 4.
A reluctance rotary electric machine provided with a stator provided so as to surround the rotor and around which an armature winding is wound.
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