JP7331372B2 - 回転電機用ロータ - Google Patents
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Description
軸方向に貫通する磁石挿入孔を有する円筒状のロータコアと、
前記磁石挿入孔の内部に配置される永久磁石と、
前記磁石挿入孔の内面と前記永久磁石の外面との間に充填される充填樹脂と、を有し、
前記軸方向の一方側を軸方向第1側とし、前記軸方向の他方側を軸方向第2側として、
前記永久磁石は、前記軸方向に直交する断面の面積である軸直交断面積が前記軸方向第1側に向かうに従って小さくなるように形成された第1テーパ状部と、前記第1テーパ状部よりも前記軸方向第2側に設けられて、前記軸直交断面積が前記軸方向第2側に向かうに従って小さくなるように形成された第2テーパ状部と、を有する点にある。
また、本構成によれば、充填樹脂への圧縮に対する反力を用いて磁石挿入孔内での永久磁石の保持を行うため、永久磁石をロータコアの磁石挿入孔内に保持する保持力を、充填樹脂の接着力に依存することなく適切に確保することができる。
図1には、本実施形態に係るロータ1を備えた回転電機100が示されている。なお、図1では、回転電機100に含まれ得る一部の構成要素(例えば、シャフト、エンドプレート等)を省略して示している。
次に、ロータ1(回転電機用ロータ)の詳細構成について説明する。
次に、回転電機用ロータのその他の実施形態について説明する。
以下、上記において説明した回転電機用ロータついて説明する。
軸方向(L)に貫通する磁石挿入孔(12)を有する円筒状のロータコア(11)と、
前記磁石挿入孔(12)の内部に配置される永久磁石(13)と、
前記磁石挿入孔(12)の内面(12F)と前記永久磁石(13)の外面(13F)との間に充填される充填樹脂(3)と、を有し、
前記軸方向(L)の一方側を軸方向第1側(L1)とし、前記軸方向(L)の他方側を軸方向第2側(L2)として、
前記永久磁石(13)は、前記軸方向(L)に直交する断面の面積である軸直交断面積が前記軸方向第1側(L1)に向かうに従って小さくなるように形成された第1テーパ状部(T1)と、前記第1テーパ状部(T1)よりも前記軸方向第2側(L2)に設けられて、前記軸直交断面積が前記軸方向第2側(L2)に向かうに従って小さくなるように形成された第2テーパ状部(T2)と、を有する。
また、本構成によれば、充填樹脂(3)への圧縮に対する反力(fr)を用いて磁石挿入孔(12)内での永久磁石(13)の保持を行うため、永久磁石(13)をロータコア(11)の磁石挿入孔(12)内に保持する保持力を、充填樹脂(3)の接着力に依存することなく適切に確保することができる。
また、通常、接着力の小さい樹脂を使用する場合には、樹脂を高い充填圧で充填して、充填後の樹脂の内圧によって生じる樹脂と永久磁石との摩擦力及び樹脂と磁石挿入孔の内面との摩擦力を大きくすることで、磁石挿入孔(12)内での永久磁石(13)の保持を行う必要がある。しかし、本構成によれば、充填樹脂(3)への圧縮に対する反力(fr)を用いて磁石挿入孔(12)内での永久磁石(13)の保持を行うことから、上記のような大きな摩擦力を必要としないので、低い充填圧で樹脂を充填することができる。これにより高い充填圧に耐えるようにロータコア(11)の剛性を確保しなればならないという、設計上の制限を低くすることができ、設計の自由度が高まるので効率の良いロータコア(11)とすることが出来る。
前記充填樹脂(3)が、熱可塑性樹脂であると好適である。
前記永久磁石(13)は、互いに反対側を向く一対の磁極面(Fm)と、互いに反対側を向く一対の非磁極面(Fn)と、を有し、
前記第1テーパ状部(T1)および前記第2テーパ状部(T2)は、前記軸方向(L)に直交する断面に沿う一対の前記非磁極面(Fn)の間隔が前記軸方向(L)の端部側へ向かうに従って小さくなるように形成されていると好適である。
前記磁石挿入孔(12)に隣接すると共に当該磁石挿入孔(12)と連続する磁束制限孔部(14)が設けられ、
前記第1テーパ状部(T1)および前記第2テーパ状部(T2)は、前記永久磁石(13)における前記磁束制限孔部(14)に対向する面(Fn)を、前記軸方向(L)の端部側へ向かうに従って前記磁束制限孔部(14)から離れる方向に傾斜させて形成されていると好適である。
前記ロータコア(11)は、厚み方向に貫通する孔部(12a)を有する薄板(11a)を前記軸方向(L)に複数枚積層して構成され、
前記磁石挿入孔(12)は、複数の前記孔部(12a)が前記軸方向(L)に並んで構成されていると好適である。
前記第1テーパ状部(T1)および前記第2テーパ状部(T2)のそれぞれの外面(13F)を形成するテーパ面(Ft)の法線(Lt)が前記軸方向(L)に対してなす角度(θt)が、45°より大きいと好適である。
2 :ステータ
3 :充填樹脂
11 :ロータコア
11a :薄板
12 :磁石挿入孔
12F :磁石挿入孔の内面
12a :孔部
13 :永久磁石
13F :永久磁石の外面
14 :磁束制限孔部
Fm :磁極面
Fn :非磁極面
Ft :テーパ面
L :軸方向
L1 :軸方向第1側
L2 :軸方向第2側
Lt :法線
T1 :第1テーパ状部
T2 :第2テーパ状部
θt :テーパ角(テーパ面の法線が軸方向に対してなす角度)
Claims (5)
- 軸方向に貫通する磁石挿入孔を有する円筒状のロータコアと、
前記磁石挿入孔の内部に配置される永久磁石と、
前記磁石挿入孔の内面と前記永久磁石の外面との間に充填される充填樹脂と、を有し、
前記ロータコアは、厚み方向に貫通する孔部を有する薄板を前記軸方向に複数枚積層して構成され、
前記軸方向の一方側を軸方向第1側とし、前記軸方向の他方側を軸方向第2側として、
前記永久磁石は、前記軸方向に直交する断面の面積である軸直交断面積が前記軸方向第1側に向かうに従って小さくなるように形成された第1テーパ状部と、前記第1テーパ状部よりも前記軸方向第2側に設けられて、前記軸直交断面積が前記軸方向第2側に向かうに従って小さくなるように形成された第2テーパ状部と、を有し、
前記第1テーパ状部及び前記第2テーパ状部のそれぞれと、前記充填樹脂とが、前記軸方向に沿う軸方向視で重複し、
前記磁石挿入孔は、複数の前記孔部が前記軸方向に並んで構成され、
前記第1テーパ状部及び前記第2テーパ状部の前記軸方向の寸法が、前記薄板の厚さ複数枚分以上であり、
複数の前記孔部が前記軸方向に並んで構成された前記磁石挿入孔の内面は、前記軸方向に沿って凹凸が形成された凹凸面に形成され、
前記ロータコアの回転軸心を基準とする周方向において、
前記充填樹脂における前記軸方向第1側の端部が、前記第1テーパ状部と前記磁石挿入孔の凹凸形状の内面とに挟まれると共に、前記第1テーパ状部と前記磁石挿入孔の凹凸形状の内面との双方に接触し、
前記充填樹脂における前記軸方向第2側の端部が、前記第2テーパ状部と前記磁石挿入孔の凹凸形状の内面とに挟まれると共に、前記第2テーパ状部と前記磁石挿入孔の凹凸形状の内面との双方に接触している、回転電機用ロータ。 - 前記充填樹脂が、熱可塑性樹脂である、請求項1に記載の回転電機用ロータ。
- 前記永久磁石は、互いに反対側を向く一対の磁極面と、互いに反対側を向く一対の非磁極面と、を有し、
前記第1テーパ状部および前記第2テーパ状部は、前記軸方向に直交する断面に沿う一対の前記非磁極面の間隔が前記軸方向の端部側へ向かうに従って小さくなるように形成され、前記第1テーパ状部及び前記第2テーパ状部が形成された前記軸方向の領域における一対の前記磁極面の間隔が前記軸方向に沿って一定である、請求項1又は2に記載の回転電機用ロータ。 - 前記磁石挿入孔に隣接すると共に当該磁石挿入孔と連続する磁束制限孔部が設けられ、
前記第1テーパ状部および前記第2テーパ状部は、前記永久磁石における前記磁束制限孔部に対向する面を、前記軸方向の端部側へ向かうに従って前記磁束制限孔部から離れる方向に傾斜させて形成されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の回転電機用ロータ。 - 前記第1テーパ状部および前記第2テーパ状部のそれぞれの外面を形成するテーパ面の法線が前記軸方向に対してなす角度が、45°より大きい、請求項1から4のいずれか一項に記載の回転電機用ロータ。
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