WO2012086615A1 - 回転電機 - Google Patents
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Definitions
- the outer periphery of the first flange and the second flange disposed so as to be rotatable around the axis is made of a weak magnetic material and disposed at predetermined intervals in the circumferential direction.
- a configuration is adopted in which both end portions of the plurality of connecting members are fixed by two fastening members, and an induction magnetic pole made of a soft magnetic material is supported between the connecting members adjacent in the circumferential direction.
- the stator is composed of a plurality of armatures arranged in the circumferential direction (for example, a plurality of armatures 12 in an embodiment described later), An armature array that is arranged to face the magnetic pole array and generates a rotating magnetic field in a circumferential direction by a predetermined plurality of armature magnetic poles generated by the plurality of armatures, and the second rotor has a circumferential In a rotating electrical machine comprising a plurality of induction magnetic poles made of a soft magnetic material arranged at a predetermined pitch in a direction, and including an induction magnetic pole row disposed between the magnetic pole row of the first rotor and the armature row of the stator
- the second rotor includes a cylindrical rotor core (for example, a rotor core 40 in an embodiment described later) located in the axial center of the second rotor, and the rotor core so as to support the rotor core at each outer peripheral portion.
- the first and second flanges are inserted.
- the rotor core 40, the nonmagnetic ring 81, and the first flange 31, and the rotor core 40, the nonmagnetic ring 82, and the second flange 32 are positioned in the rotational direction by being inserted into the insertion holes 31b and 32b of the 31, 32. Is done.
- the rotor core 40 of the outer rotor 30 is configured by a laminated body of integral annular electromagnetic steel plates, the structure of the rotor core 40 is simplified and assembly is easy. At the same time, the centrifugal rigidity against the centrifugal force of the second rotor can be improved. Further, the torque generated in the rotor core 40 is transmitted to both the flanges 31 and 32 by the fastening bolts 70 that fasten each component of the outer rotor 30 in a state in which a tightening force is applied in the axial direction, so that the number of parts is reduced. be able to. Furthermore, since the fastening bolt 70 penetrates the space portion 42 of the rotor core 40 of the outer rotor 30, it is possible to suppress a decrease in the magnetic path area and improve the motor performance.
- Stator 12 Armature 20 Inner Rotor (First Rotor) 23 Permanent magnet 30 Outer rotor (second rotor) 31 1st flange 32 2nd flange 40 Rotor core 41 Magnetic part 42 Space part 43 Connection part 70 Fastening bolt (fastening member) 78 Knock pin (pin member) 81,82 Non-magnetic ring
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Abstract
ステータとインナーロータ間に配置された誘導磁極列を構成するアウターロータ30が、円筒状のロータコア40と、その両端の第1フランジ31および第2フランジ32とを有する。ロータコア40は、一体円環状の電磁鋼板を軸線方向に積層した積層体により構成され、ロータコア40は、周方向に一定ピッチで間隔をおいて軸線方向に延出する、誘導磁極をそれぞれ構成する複数の磁性部41と、隣接する磁性部41同士をそれぞれ連結する複数の連結部43と、を有し、隣接する磁性部41と連結部43とは、非磁性部を構成する略台形形状の空間部42を画成する。また、ロータコア40と第1フランジ31および第2フランジ32とは、アウターロータ30のロータコア40の空間部42を貫通する締結ボルト70によって、軸方向に締め付け力が付与された状態で互いに締結される。これにより、回転電機は、誘導磁極列を備える第2ロータの構成の簡略化により組立性の向上を図ることができる。
Description
本発明は、電動機や発電機として使用可能な回転電機に係り、特に、独立して回転可能な2つのロータを備えた多重ロータ式の回転電機に関するものである。
従来、多重ロータ式の回転電機は、環状のステータと、ステータの内側で回転可能なインナーロータ(第1ロータ)と、ステータおよびインナーロータ間に配置されて、前記インナーロータと同芯に回転可能なアウターロータ(第2ロータ)とを備える。そして、ステータは、複数の電機子で構成されて円周方向に沿って回転する回転磁界を発生させる電機子列を備え、インナーロータは、複数の永久磁石で構成された磁極列を備え、アウターロータは、軟磁性体製の複数の誘導磁極で構成された誘導磁極列を備える。また、アウターロータの誘導磁極列の径方向の両側では、ステータの電機子列およびインナーロータの磁極列が対向している(例えば、特許文献1参照。)。
この特許文献1に記載の電動機の第2ロータでは、その軸線まわりに回転可能に配置された第1フランジおよび第2フランジの外周部に、弱磁性体で構成されて周方向に所定間隔で配置された複数の連結部材の両端部をそれぞれ2本の締結部材で固定し、周方向に隣接する前記連結部材間に軟磁性体よりなる誘導磁極を支持した構成が採用されている。
しかし、特許文献1に記載の回転電機では、組み立ての際に、周方向に隣接する連結部材の間にそれぞれ誘導磁極を支持させる必要があるので、構造が複雑になり組み立てが非常に煩雑であった。また、各連結部材は、2本の締結部材によってそれぞれ第1及び第2フランジに固定されているので、部品点数が多くなるという課題もあった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、誘導磁極列を備える第2ロータの構成を簡略化して組立性の向上を図り得る回転電機を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、環状のステータ(例えば、後述の実施形態におけるステータ10)と、前記ステータの内側又は外側で回転可能に支持された第1ロータ(例えば、後述の実施形態におけるインナーロータ20)と、前記ステータと前記第1ロータとの間に配置されて、前記第1ロータと同芯に回転可能に支持された第2ロータ(例えば、後述の実施形態におけるアウターロータ30)とを備え、前記第1ロータが、周方向に所定ピッチで交互に異なる極性の磁極を有するように複数の永久磁石(例えば、後述の実施形態における永久磁石23)を配列して構成された磁極列を備え、前記ステータが、周方向に配列された複数の電機子(例えば、後述の実施形態における複数の電機子12)で構成され、前記磁極列に対向するように配置されると共に、前記複数の電機子に発生させる所定の複数の電機子磁極により周方向の回転磁界を生成する電機子列を備え、前記第2ロータが、周方向に所定ピッチで配列された軟磁性体製の複数の誘導磁極で構成され、且つ前記第1ロータの磁極列と前記ステータの電機子列の間に配置された誘導磁極列を備える回転電機において、前記第2ロータは、該第2ロータの軸線方向中央部に位置する円筒状のロータコア(例えば、後述の実施形態におけるロータコア40)と、該ロータコアを各外周部で支持するように該ロータコアの軸線方向両端側に位置した円板状の第1フランジ(例えば、後述の実施形態における第1フランジ31)および第2フランジ(例えば、後述の実施形態における第2フランジ32)とを備え、前記ロータコアは、一体円環状の軟磁性体を軸線方向に積層した積層体により構成され、前記ロータコアは、隣接する前記誘導磁極(例えば、後述の実施形態における磁性部41)同士をそれぞれ連結する複数の連結部を有し、前記隣接する誘導磁極と前記連結部とは、空間部(例えば、後述の実施形態における空間部42)を画成し、前記ロータコアと前記第1フランジおよび第2フランジとは、前記第2ロータのロータコアの前記空間部を貫通する締結部材(例えば、後述の実施形態における締結ボルト70)によって、軸方向に締め付け力が付与された状態で互いに締結されることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の回転電機において、前記ロータコアと前記第1フランジとの間、及び前記ロータコアと前記第2フランジとの間には、非磁性リング(例えば、後述の実施形態における非磁性リング81,82)がそれぞれ配置されることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の回転電機において、前記ロータコア、前記一方の非磁性リング、及び前記第1フランジと、前記ロータコア、前記他方の非磁性リング、及び前記第2フランジとは、ピン部材(例えば、後述の実施形態におけるノックピン78)によってそれぞれ位置決めされていることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の回転電機において、前記一方の非磁性リングと前記第1フランジ、及び前記他方の非磁性リングと前記第2フランジは、それぞれインロー嵌合されていることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項1に記載の回転電機において、前記締結部材は、非磁性材料であることを特徴とする。
請求項1の発明によれば、ロータコアの構造が簡略化され、組み立てが簡単になるとともに、第2ロータの遠心力に対する遠心剛性を向上させることができる。また、ロータコアに発生するトルクを第2ロータの各構成部品を締結する締結部材で両フランジに伝達す
るので、部品点数を削減することができる。さらに、締結部材は、第2ロータのロータコアの空間部を貫通するので、磁路面積の低下を抑制することができ、モータ性能を向上することができる。
るので、部品点数を削減することができる。さらに、締結部材は、第2ロータのロータコアの空間部を貫通するので、磁路面積の低下を抑制することができ、モータ性能を向上することができる。
請求項2の発明によれば、非磁性リングによってロータコアから各フランジへの磁束漏れを抑制することができると共に、第1及び第2フランジを炭素鋼等の安価な材料で製作することができる。
請求項3の発明によれば、ピン部材によって、ロータコア、一方の非磁性リング、及び第1フランジの回転方向の位置決めと、ロータコア、他方の非磁性リング、及び第2フランジの回転方向の位置決めが行われ、ロータコアに発生するトルクをより確実に両フランジに伝達することができる。
請求項4の発明によれば、ピン部材を配置する箇所を削減することができる。
請求項5の発明によれば、締結部材よる渦電流損失の増加を抑制することができる。
以下、本発明の各実施形態に係る回転電機について図面を参照して詳細に説明する。
《第1実施形態》
図1~図7は第1実施形態の回転電機としての電動機を示す図である。図1~図4に示すように、この電動機は、ケーシング1と、ケーシング1の内周に固定された円環状のステータ10と、ステータ10の内周側に収納されてステータ10と共通な軸線xまわりに回転する円筒状のアウターロータ(第2ロータ)30と、アウターロータ30の内部に同芯に収納されて軸線xまわりに回転する円筒状のインナーロータ(第1ロータ)20とで構成されている。
図1~図7は第1実施形態の回転電機としての電動機を示す図である。図1~図4に示すように、この電動機は、ケーシング1と、ケーシング1の内周に固定された円環状のステータ10と、ステータ10の内周側に収納されてステータ10と共通な軸線xまわりに回転する円筒状のアウターロータ(第2ロータ)30と、アウターロータ30の内部に同芯に収納されて軸線xまわりに回転する円筒状のインナーロータ(第1ロータ)20とで構成されている。
アウターロータ30およびインナーロータ20は、ケーシング1に固定されたステータ10に対して相対回転可能であり、且つ、アウターロータ30およびインナーロータ20は相互に相対回転可能となっている。図3に示すように、ケーシング1は、有底筒状の本体部2と、この本体部2の開口に固定された蓋部3とで構成されている。
《ステータ》
ステータ10は、電磁鋼板を積層した円環状のステータコア11を備えており、ステータコア11の内周面には、複数(本実施形態では48個)のティース13および複数(本実施形態では48個)のスロット14が円周方向に交互に形成されている。ステータコア11のスロット14には、U相、V相、W相のコイルが分布巻きされており、各ティース13と各コイルで複数の電機子12が構成され、各電機子12が周方向に一定ピッチで並んでいることで電機子列が構成されている。ステータ10の電機子列は、後述するインナーロータ2の磁極列に対向している。そして、ケーシング1に設けた3個の端子(図示略)からU相、V相、W相のコイルに3相交流電流を供給することで、複数の電機子12に発生させる所定の複数の仮想的な電機子磁極により、周方向の回転磁界を生成する。本実施形態の場合、ステータ10に発生する電機子磁極の数は16個に設定されており、従って、電機子磁極の磁極対数は8個に設定されている。
ステータ10は、電磁鋼板を積層した円環状のステータコア11を備えており、ステータコア11の内周面には、複数(本実施形態では48個)のティース13および複数(本実施形態では48個)のスロット14が円周方向に交互に形成されている。ステータコア11のスロット14には、U相、V相、W相のコイルが分布巻きされており、各ティース13と各コイルで複数の電機子12が構成され、各電機子12が周方向に一定ピッチで並んでいることで電機子列が構成されている。ステータ10の電機子列は、後述するインナーロータ2の磁極列に対向している。そして、ケーシング1に設けた3個の端子(図示略)からU相、V相、W相のコイルに3相交流電流を供給することで、複数の電機子12に発生させる所定の複数の仮想的な電機子磁極により、周方向の回転磁界を生成する。本実施形態の場合、ステータ10に発生する電機子磁極の数は16個に設定されており、従って、電機子磁極の磁極対数は8個に設定されている。
《アウターロータ》
図3および図5に示すように、インナーロータ20を内部に収容するアウターロータ30は、軸線方向中央部に位置する円筒状のロータコア40と、ロータコア40を各外周部で支持するようにロータコア40の軸線方向両端側に配置された円板状の第1フランジ31および第2フランジ32と、を備えている。
図3および図5に示すように、インナーロータ20を内部に収容するアウターロータ30は、軸線方向中央部に位置する円筒状のロータコア40と、ロータコア40を各外周部で支持するようにロータコア40の軸線方向両端側に配置された円板状の第1フランジ31および第2フランジ32と、を備えている。
第1フランジ31の径方向の中心部にはアウターロータシャフト33が結合されており、このアウターロータシャフト33は、ボールベアリング35を介してケーシング1の蓋部3に回転自在に支持されている。また、第2フランジ32は、第1フランジ31より径方向内側まで形成されており、その径方向の中心部は、ボールベアリング36を介してケーシング1の本体部2に回転自在に支持されている。そして、アウターロータ30の出力軸となるアウターロータシャフト33が、ケーシング1の蓋部3を貫通して外部に延出している。
本実施形態では、第1フランジ31、第2フランジ32及びアウターロータシャフト33は比較的安価な磁性体(例えば炭素鋼)で構成されている。また、ロータコア40と第1フランジ31との間、及びロータコア40と第2フランジ32との間には、ロータコア40からの漏れ磁束を抑制するため、例えば、ステンレスからなる非磁性リング81,82がそれぞれ配置されている。
アウターロータ30のロータコア40は、周方向に所定ピッチで軟磁性体製の複数の誘導磁極を配列した誘導磁極列を有しており、誘導磁極列は、後述するインナーロータ20の磁極列と、前述したステータ10の電機子列との間に位置している。軟磁性体とは磁性体の一種で、磁力を加えると磁極が発生し、磁力を取り去ると磁極が消滅するものをいう。
具体的に、このアウターロータ30のロータコア40は、一体円環状の軟磁性体である電磁鋼板(例えば珪素鋼板)を加締めや接着によって軸線方向に積層した積層体により構成されている。このロータコア40は、周方向に一定ピッチで間隔をおいて軸線方向に延出する、誘導磁極をそれぞれ構成する複数の磁性部41と、隣接する磁性部41同士を内周側及び外周側でそれぞれ連結する複数の連結部43と、を有し、隣接する磁性部41と内周側及び外周側の連結部43とは、非磁性部を構成する略台形形状の空間部42を画成する。これにより、本実施形態では、磁性部41によって構成される誘導磁極の数は20個に設定されており、従って、誘導磁極対の数は10個に設定されている。
また、図3~図6に示すように、ロータコア40と第1フランジ31および第2フランジ32とは、非磁性リング81,82を介して、締結ボルト70(締結部材)によって互いに締結される。具体的に、図6に示すように、締結ボルト70は、ワッシャ71を介して、第1フランジ31の挿通孔31a、一方の非磁性リング81の挿通孔81aに挿入された後、ロータコア40の空間部42を貫通し、さらに、他方の非磁性リング82の挿通孔82aに挿入されて、締結ボルト70の先端部に設けられた雄ねじ部72を第2フランジ32のネジ孔32aに螺合する。これにより、ロータコア40、第1フランジ31、第2フランジ32、非磁性リング81,82は、軸方向に締め付け力が付与された状態で互いに締結される。また、本実施形態において、締結ボルト70は、円周方向に90°ピッチで配置された4本の組が3組設けられており、合計で12本設けられている。
なお、締結ボルト70は、炭素鋼や合金鋼等の鋼系材料で構成してもよく、その場合、ボルト70のコストダウンが図られると共に、ロータコア40との線膨張係数の差が小さいため、温度環境変化(例えば、-40℃~150℃)による熱膨張収縮差によるボルト軸力の変動を小さくでき、ボルト発生応力の低減、疲労特性の改善が見込まれる。一方、締結ボルト70をステンレス等の非磁性体で構成した場合には、渦電流損失を低減することができる。また、締結ボルト70として、非磁性体であるインコネル合金を用いた場合には、非磁性体による渦電流損失の低減効果に加え、鋼系材料と同じく、ボルト発生応力の低減や疲労特性の改善といった効果も与えられる。
また、図5及び図7に示すように、ロータコア40の軸方向一端面には、複数の磁性部41のうち、円周方向に180°ピッチの2箇所の磁性部41に挿入孔41aが形成されると共に、ロータコア40の軸方向他端面には、同じく円周方向に180°ピッチの2箇所の磁性部41に挿入孔41a(図示せず)が形成される。両端面の各挿入孔41aは、円周方向に互いに90°異なる位置に形成されている。また、各非磁性リング81,82、第1フランジ31及び第2フランジ32にも、ロータコア40の挿入孔41aに対向する位置に、貫通孔81b、82b、及び挿入孔31b,32bが形成される。
そして、ロータコア40の各挿入孔41aにノックピン(ピン部材)78を挿入し、このノックピン78を、各非磁性リング81,82の貫通孔81b、82bに軽く挿入した後、第1、第2フランジ31,32の挿入孔31b,32bに挿入することで、ロータコア40、非磁性リング81、及び第1フランジ31と、ロータコア40、非磁性リング82、及び第2フランジ32とは、回転方向に位置決めされる。
また、非磁性リング81,82の内周寄り部分には、軸方向に延出する小径筒部81c,82cが形成されており、第1及び第2フランジ31,32の内周面に設けられた段部31c,32cとそれぞれインロー嵌合されている。これにより、一方の非磁性リング81と第1フランジ31、及び他方の非磁性リング82と第2フランジ32は、径方向に位置決めされ、ノックピン78は回転方向の位置決めを行うだけでよく、ノックピン78の本数を少なくすることができる。
《インナーロータ》
図3に示すように、インナーロータ20は、円筒状に形成されたロータボディ21と、ロータボディ21のハブ21aを貫通して固定されたインナーロータシャフト25と、積層鋼板で構成されてロータボディ21の外周部に配置された円環状のロータコア22とを備えている。インナーロータシャフト25は、ハブ21aに対して一端側(図中右側)において、軸線上で第1アウターロータシャフト33の内部にボールベアリング38で回転自在に支持され、ハブ21aに対して他端側(図中左側)において、第2アウターロータシャフト34の内部にボールベアリング37で回転自在に支持されている。そして、インナーロータシャフト25の他端側部分は、ケーシング1の本体部2を貫通して、インナーロータ20の出力軸としてケーシング1の外部に延出している。
図3に示すように、インナーロータ20は、円筒状に形成されたロータボディ21と、ロータボディ21のハブ21aを貫通して固定されたインナーロータシャフト25と、積層鋼板で構成されてロータボディ21の外周部に配置された円環状のロータコア22とを備えている。インナーロータシャフト25は、ハブ21aに対して一端側(図中右側)において、軸線上で第1アウターロータシャフト33の内部にボールベアリング38で回転自在に支持され、ハブ21aに対して他端側(図中左側)において、第2アウターロータシャフト34の内部にボールベアリング37で回転自在に支持されている。そして、インナーロータシャフト25の他端側部分は、ケーシング1の本体部2を貫通して、インナーロータ20の出力軸としてケーシング1の外部に延出している。
ロータボディ21の外周に圧入されたロータコア22は、その外周面に沿って複数個の永久磁石支持孔22aを備えており、そこに永久磁石23が挿入されて接着により固定されている。ロータコア22の隣接する永久磁石23の極性は交互に反転しており、これにより、インナーロータ20は、周方向に所定ピッチで交互に異なる極性の磁極を有するように複数の永久磁石23を配列して構成された磁極列を備えている。
そして、アウターロータ30の外周面に露出する誘導磁極の外周面に、僅かなエアギャップを介して、ステータコア11のティース13の内周面(電機子)が対向し、アウターロータ30の内周面に露出する誘導磁極の内周面に、僅かなエアギャップを介して、インナーロータ20のロータコア22の外周面が対向している。
この場合のインナーロータ20の永久磁石23による磁極の数は24個であり、磁極対の数は12個に設定されている。
従って、この電動機においては、ステータ10の電機子磁極の数qと、インナーロータ20の磁極の数pと、アウターロータ30の誘導磁極の数との比が、
1:m:(1+m)/2 (m=p/q≠1.0)
の関係に設定されている。
従って、この電動機においては、ステータ10の電機子磁極の数qと、インナーロータ20の磁極の数pと、アウターロータ30の誘導磁極の数との比が、
1:m:(1+m)/2 (m=p/q≠1.0)
の関係に設定されている。
このように構成された電動機では、インナーロータ20の磁極列とステータ10の電機子列の間において、複数の電機子磁極による回転磁界が発生するとともにアウターロータ30の誘導磁極列が配置されていることから、各誘導磁極は、電機子磁極と磁極によって磁性を有する。また、隣り合う各誘導磁極(磁性部41)間に間隔が空いていることによって、磁極と誘導磁極と電機子磁極を結ぶような磁力線が発生する。このため、ステータ10の電機子への電力の供給により回転磁界を発生させると、この磁力線による磁力の作用によって、電機子に供給された電力は動力に変換され、その動力が、インナーロータ20やアウターロータ30から出力される。
また、上述した比の関係により、日本国特許第4505521号公報に記載のように、電機子に供給される電力および回転磁界の電気角速度と等価のトルクをTe、インナーロータ20の伝達トルクをT1、アウターロータ30の伝達トルクをT2とすると、
T1=Te・m
T2=-Te・(m+1)
の伝達トルクで回転する。
T1=Te・m
T2=-Te・(m+1)
の伝達トルクで回転する。
以上のように構成された本実施形態の電動機によれば、アウターロータ30のロータコア40を一体円環状の電磁鋼板の積層体で構成したので、ロータコア40の構造が簡略化され、組み立てが簡単になるとともに、第2ロータの遠心力に対する遠心剛性を向上させることができる。また、アウターロータ30の各構成部品を軸方向に締め付け力が付与された状態で締結する締結ボルト70で、ロータコア40に発生するトルクを両フランジ31,32に伝達するので、部品点数を削減することができる。さらに、締結ボルト70は、アウターロータ30のロータコア40の空間部42を貫通するので、磁路面積の低下を抑制することができ、モータ性能を向上することができる。
また、ロータコア40と第1フランジ31との間、及びロータコア40と第2フランジ32との間には、非磁性リング81,82がそれぞれ配置されるので、ロータコア40から各フランジ31,32への磁束漏れを抑制することができると共に、第1及び第2フランジ31,32を炭素鋼等の安価な材料で製作することができる。
さらに、ロータコア40、一方の非磁性リング81、及び第1フランジ31と、ロータコア40、他方の非磁性リング82、及び第2フランジ32とは、ノックピン78によってそれぞれ回転方向に位置決めされているので、ロータコア40に発生するトルクをより確実に両フランジ31,32に伝達することができる。
加えて、一方の非磁性リング81と第1フランジ31、及び他方の非磁性リング82と第2フランジ32は、それぞれインロー嵌合されているので、これらインロー嵌合によって径方向の位置決めが行われ、ノックピン78を配置する箇所を削減することができる。
また、締結ボルト70は、非磁性材料で構成されるので、締結ボルト70による渦電流損失の増加を抑制することができる。
《第2実施形態》
図8及び図9は第2実施形態の回転電機としての電動機を示す図である。この電動機は、アウターロータ30の構造において第1実施形態と異なる。
図8及び図9は第2実施形態の回転電機としての電動機を示す図である。この電動機は、アウターロータ30の構造において第1実施形態と異なる。
このアウターロータ30は、第1及び第2フランジ31、32を非磁性材料で構成し、第1フランジ31は、磁性材料からなる第1アウターロータシャフト33に連結され、第2フランジ32は、磁性材料からなる第2アウターロータシャフト34に連結されている。
この場合、ロータコア40と第1及び第2フランジ31,32とが、ロータコア40の空間部42を貫通する締結ボルト70によって、軸方向に締め付け力が付与された状態で互いに締結される。
そして、ロータコア40の各挿入孔41aに挿入されたノックピン78を、さらに、第1及び第2フランジの挿入孔31b,32bに挿入することで、ロータコア40と、第1及び第2フランジ31,32とが回転方向に位置決めされる。
また、第1及び第2フランジ31,32の内周寄り部分に形成された軸方向に延出する小径筒部31d,32dによって、ロータコア40の内周面とインロー嵌合されている。これにより、ロータコア40と第1及び第2フランジ31、32は、径方向に位置決めされ、ノックピン78は回転方向の位置決めを行うだけでよく、ノックピン78の本数を少なくすることができる。
従って、本実施形態のような第1及び第2フランジ31,32を非磁性体で構成するような場合においても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、上述した実施形態では、1つの磁極を、単一の永久磁石の磁極で構成しているが、複数の永久磁石の磁極で構成してもよい。例えば、2つの永久磁石の磁極がステータ側で近づき合うように、これらの2つの永久磁石を逆V字状に並べることにより、1つの磁極を構成することによって、磁力線の指向性を高めるようにしてもよい。さらに、永久磁石に代えて、電磁石や移動磁界を発生可能な電機子を用いてもよい。
また、上述した実施形態では、U相~W相のコイルをスロットに分布巻きで巻回しているが、これに限らず、集中巻きであってもよい。さらに、上述した実施形態では、コイルをU相~W相の3相コイルで構成しているが、回転磁界を発生できれば、このコイルの相数はこれに限らず、任意である。
また、上述した実施形態では、第1ロータとしてのインナーロータ20と第2ロータとしてのアウターロータ30をステータ10の内側に配置したが、これに限らず、第1ロータと第2ロータをステータの外側に配置してもよい。
その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、上述した実施形態では、1つの磁極を、単一の永久磁石の磁極で構成しているが、複数の永久磁石の磁極で構成してもよい。例えば、2つの永久磁石の磁極がステータ側で近づき合うように、これらの2つの永久磁石を逆V字状に並べることにより、1つの磁極を構成することによって、磁力線の指向性を高めるようにしてもよい。さらに、永久磁石に代えて、電磁石や移動磁界を発生可能な電機子を用いてもよい。
また、上述した実施形態では、U相~W相のコイルをスロットに分布巻きで巻回しているが、これに限らず、集中巻きであってもよい。さらに、上述した実施形態では、コイルをU相~W相の3相コイルで構成しているが、回転磁界を発生できれば、このコイルの相数はこれに限らず、任意である。
また、上述した実施形態では、第1ロータとしてのインナーロータ20と第2ロータとしてのアウターロータ30をステータ10の内側に配置したが、これに限らず、第1ロータと第2ロータをステータの外側に配置してもよい。
本出願は、2010年12月24日出願の日本特許出願2010-287539に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
10 ステータ
12 電機子
20 インナーロータ(第1ロータ)
23 永久磁石
30 アウターロータ(第2ロータ)
31 第1フランジ
32 第2フランジ
40 ロータコア
41 磁性部
42 空間部
43 連結部
70 締結ボルト(締結部材)
78 ノックピン(ピン部材)
81,82 非磁性リング
12 電機子
20 インナーロータ(第1ロータ)
23 永久磁石
30 アウターロータ(第2ロータ)
31 第1フランジ
32 第2フランジ
40 ロータコア
41 磁性部
42 空間部
43 連結部
70 締結ボルト(締結部材)
78 ノックピン(ピン部材)
81,82 非磁性リング
Claims (5)
- 環状のステータと、前記ステータの内側又は外側で回転可能に支持された第1ロータと、前記ステータと前記第1ロータとの間に配置されて、前記第1ロータと同芯に回転可能に支持された第2ロータとを備え、
前記第1ロータが、周方向に所定ピッチで交互に異なる極性の磁極を有するように複数の永久磁石を配列して構成された磁極列を備え、
前記ステータが、周方向に配列された複数の電機子で構成され、前記磁極列に対向するように配置されると共に、前記複数の電機子に発生させる所定の複数の電機子磁極により周方向の回転磁界を生成する電機子列を備え、
前記第2ロータが、周方向に所定ピッチで配列された軟磁性体製の複数の誘導磁極で構成され、且つ前記第1ロータの磁極列と前記ステータの電機子列の間に配置された誘導磁極列を備える回転電機において、
前記第2ロータは、該第2ロータの軸線方向中央部に位置する円筒状のロータコアと、該ロータコアを各外周部で支持するように該ロータコアの軸線方向両端側に位置した円板
状の第1フランジおよび第2フランジと、を備え、
前記ロータコアは、一体円環状の軟磁性体を軸線方向に積層した積層体により構成され、
前記ロータコアは、隣接する前記誘導磁極同士をそれぞれ連結する複数の連結部を有し、前記隣接する誘導磁極と前記連結部とは、空間部を画成し、
前記ロータコアと前記第1フランジおよび第2フランジとは、前記第2ロータのロータコアの前記空間部を貫通する締結部材によって、軸方向に締め付け力が付与された状態で互いに締結されることを特徴とする回転電機。 - 前記ロータコアと前記第1フランジとの間、及び前記ロータコアと前記第2フランジとの間には、非磁性リングがそれぞれ配置されることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記ロータコア、前記一方の非磁性リング、及び前記第1フランジと、前記ロータコア、前記他方の非磁性リング、及び前記第2フランジとは、ピン部材によってそれぞれ位置決めされていることを特徴とする請求項2に記載の回転電機。
- 前記一方の非磁性リングと前記第1フランジ、及び前記他方の非磁性リングと前記第2フランジは、それぞれインロー嵌合されていることを特徴とする請求項3に記載の回転電機。
- 前記締結部材は、非磁性材料であることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010287539 | 2010-12-24 | ||
| JP2010-287539 | 2010-12-24 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2012086615A1 true WO2012086615A1 (ja) | 2012-06-28 |
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ID=46313884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2011/079428 Ceased WO2012086615A1 (ja) | 2010-12-24 | 2011-12-19 | 回転電機 |
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| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2012086615A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111183565A (zh) * | 2017-10-11 | 2020-05-19 | 包米勒公司 | 电机的转子 |
Citations (5)
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-
2011
- 2011-12-19 WO PCT/JP2011/079428 patent/WO2012086615A1/ja not_active Ceased
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| CN111183565B (zh) * | 2017-10-11 | 2022-09-13 | 包米勒公司 | 电机的转子 |
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