WO2020095823A1 - 回転電機用ロータコア - Google Patents

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WO2020095823A1
WO2020095823A1 PCT/JP2019/042863 JP2019042863W WO2020095823A1 WO 2020095823 A1 WO2020095823 A1 WO 2020095823A1 JP 2019042863 W JP2019042863 W JP 2019042863W WO 2020095823 A1 WO2020095823 A1 WO 2020095823A1
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magnetic
pair
hole
circumferential direction
holes
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PCT/JP2019/042863
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杉浦崇行
長永解人
多田純平
津田哲平
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アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
アイシン精機株式会社
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    • H02K2213/12Machines characterised by the modularity of some components

Definitions

  • the present invention relates to a rotor core for a rotary electric machine, which is formed by laminating a plurality of magnetic material plates that are plate-shaped magnetic materials.
  • the positions of the permanent magnets are common and the shapes of the magnetic flux limiting holes (flux barriers) are made different in each stage divided along the axial direction of the rotor.
  • a rotor having a pseudo step skew structure is disclosed.
  • the rotor stage skew structure it is necessary to divide the permanent magnets in the axial direction and arrange them in the rotor core. Therefore, the number of parts is increased and the number of steps for assembling the rotor is also increased.
  • the pseudo step skew structure it is necessary to stack a plurality of types of magnetic plates having different flux barrier shapes. In general, when manufacturing a rotor core, magnetic material plates are punched, and the sequentially punched magnetic material plates are stacked. When laminating a plurality of types of magnetic plates, a plurality of types of dies are required, and since it is possible to laminate only for each stage, the manufacturing process of the rotor core increases.
  • a rotor core for a rotary electric machine that can suppress an increase in manufacturing processes and that has a magnetic structure that can reduce noise and vibration associated with rotation.
  • the rotor core for a rotary electric machine formed by laminating a plurality of magnetic material plates that are plate-shaped magnetic materials has, as one aspect, a magnetic force for rotating the rotor according to the rotating magnetic field from the stator. And a member disposing hole in which a permanent magnet that is a source of is disposed, and the member disposing hole is disposed on both sides in the circumferential direction with respect to each of the magnetic poles, with the unit repeatedly formed in the circumferential direction as a magnetic pole.
  • the penetrating portion of the magnetic plate that forms the magnetic flux limiting hole is used as a limiting hole penetrating portion, and the pair of limiting hole penetrating portions that form a pair of the magnetic flux limiting holes corresponding to the respective magnetic poles is a through portion pair.
  • each The magnetic plate includes a plurality of types of through-hole pairs having different circumferential intervals between the pair of through-holes for limiting holes, and the types of the through-hole pairs adjacent to each other in the circumferential direction are different from each other.
  • the body plates are laminated such that the member placement holes in each of the magnetic poles are continuous in the entire axial direction, and the body plates have a plurality of axial regions having mutually different phases in the circumferential direction. Has been done.
  • the rotor core for a rotary electric machine formed by laminating a plurality of magnetic plates that are plate-shaped magnetic bodies is, as one aspect, for rotating the rotor according to the rotating magnetic field from the stator.
  • a pair of magnetic flux limiting holes arranged corresponding to each of the magnetic poles so as to extend radially outward from a position closest to the member disposing hole, and each magnetic plate
  • a penetrating portion of the magnetic plate that forms the magnetic flux limiting hole is defined as a limiting hole penetrating portion, and a pair of limiting hole penetrating portions that form a pair of the magnetic flux limiting holes corresponding to the respective magnetic poles are penetrated.
  • Each of the magnetic plates is provided with a plurality of types of through-hole pairs having different circumferential intervals of the pair of through-holes for through-holes, and the types of the through-hole pairs adjacent in the circumferential direction are different from each other.
  • the magnetic material plates are laminated so that the member placement holes in each magnetic pole are continuous in the entire axial direction, and the phase of the magnetic material plates in the circumferential direction is arranged at the pitch of the magnetic poles in the circumferential direction. It may be laminated so as to have a plurality of axial regions different from each other.
  • the phases of the magnetic plates are laminated by changing the magnetic poles in the circumferential pitch of the magnetic poles, that is, by transposing the magnetic poles in the circumferential pitch of the magnetic poles, the axial direction of the rotor is increased. It is possible to realize a rotor core for a rotary electric machine having a pseudo step skew structure in which the positions of the permanent magnets are common and the positions of the magnetic flux limiting holes are different in the axial regions divided along the direction. Since the number of types of magnetic plates can be one, it is possible to prevent the number of manufacturing devices such as molds from increasing.
  • the formation of the magnetic plate and the lamination of the magnetic plates can be performed in a continuous process, an increase in the number of manufacturing processes can be suppressed.
  • a perspective view showing an example of a rotor core A plan view of an example of the rotor as viewed in the axial direction
  • Plan view showing an example of a magnetic plate A partial plan view of another example of the rotor as viewed in the axial direction.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the rotor core 10 (rotor core for a rotary electric machine)
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of a rotor 20 using the rotor core 10 as viewed in the axial direction
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of a magnetic plate 1 that constitutes a rotor core 10.
  • the rotor 20 of this embodiment has one magnetic pole P formed by one permanent magnet 2 and has eight magnetic poles P.
  • the permanent magnet 2 is a magnetic force generation member that serves as a magnetic force generation source for rotating the rotor according to the rotating magnetic field from the stator 80.
  • the member placement hole 3 is a hole in which the permanent magnet 2 as a magnetic force generating member is placed. As shown in FIG. 1, in the rotor core 10, the member placement holes 3 are formed so as to be continuous in the axial direction L. Therefore, one permanent magnet 2 having a length substantially corresponding to the length in the axial direction L can be arranged in the member arrangement hole 3.
  • a plurality of permanent magnets 2 divided in the axial direction L may be arranged in one member arrangement hole 3.
  • the magnetic pole P is also a unit (circumferential direction repeating unit) in which the member disposing holes 3 are repeatedly formed in the circumferential direction C.
  • a pair of magnetic flux limiting holes 4 are arranged on both sides of each magnetic pole P in the circumferential direction C.
  • Each magnetic flux limiting hole 4 is arranged corresponding to each magnetic pole P so as to extend from the position closest to the member disposing hole 3 toward the radially outer side R1.
  • a pair of magnetic flux limiting holes 4 arranged corresponding to each of the magnetic poles P will be appropriately referred to as a limiting hole pair 6 for description.
  • the rotor core 10 is formed by laminating a plurality of magnetic material plates 1 which are plate-shaped magnetic materials. As shown in FIG. 3, the magnetic material plate 1 is laminated with a through hole 31 for an arrangement hole, which is a through portion that forms a member arrangement hole 3 when the magnetic material plate 1 is laminated, and the magnetic material plate 1 are laminated. At this time, a limiting hole through portion 41 that is a through portion that forms the magnetic flux limiting hole 4 is formed. As described above, the magnetic flux limiting holes 4 are arranged as the limiting hole pairs 6 on both sides in the circumferential direction C with respect to each magnetic pole P.
  • the limiting hole penetrating portions 41 also correspond to the limiting hole pairs 6 in the respective magnetic poles P on both sides in the circumferential direction C with respect to the respective magnetic poles P, and the limiting hole penetrating portions 5 (penetrating portion pairs). Is formed as.
  • each magnetic plate 1 is provided with a plurality of types of restricting hole penetrating pairs 5 having different intervals (circumferential direction CP) in the circumferential direction C between the pair of restricting hole penetrating parts 41.
  • FIG. 3 exemplifies a mode in which two types of restricting hole penetrating pairs 5 are provided, which are a first restricting hole penetrating part pair 51 and a second restricting hole penetrating part pair 52.
  • the limiting hole penetrating portion pair 5 is formed such that the types of the limiting hole penetrating portion pair 5 adjacent to each other in the circumferential direction C are different from each other.
  • each magnetic plate 1 has a first restriction hole in which the circumferential interval CP of the pair of restriction hole penetration parts 41 forming the restriction hole penetration part 5 is the first interval CP1.
  • Second through-hole penetration 51 in which the circumferential distance CP between the through-hole through pair 51 and the pair of through-hole through-holes 41 forming the through-hole pair 5 for limiting hole is the second distance CP2 shorter than the first distance CP1.
  • the first limiting hole penetrating portion pairs 51 and the second limiting hole penetrating portion pairs 52 are alternately arranged along the circumferential direction C.
  • the polarity of the magnetic force for rotating the rotor 20 is of two types, S pole and N pole, so the number of magnetic poles P is a multiple of 2.
  • two types of limiting hole penetrating portion pairs 5 are arranged alternately in the circumferential direction C. It is possible to appropriately arrange the different kinds of limiting hole through-hole pairs 5 without adjoining the same kinds of limiting hole through-hole pairs 5.
  • the types of the through-hole pairs 5 for limiting holes are not limited to two types, and may be three or more types.
  • the rotor core 10 As shown in FIG. 1, in the rotor core 10, a plurality of magnetic material plates 1 are laminated so that the member arrangement holes 3 in each magnetic pole P are continuous in the entire region in the axial direction L. That is, as viewed in the axial direction, the rotor core 10 is formed by stacking the plurality of magnetic material plates 1 so that the arrangement hole penetrating portions 31 overlap. Further, the rotor core 10 is laminated so as to have a plurality of axial regions LR having mutually different phases in the circumferential direction C of the magnetic plate 1.
  • the rotor core 10 Since the plurality of magnetic material plates 1 are laminated so that the through holes 31 for the arrangement holes overlap in the axial direction, the rotor core 10 has a phase in the circumferential direction C of the magnetic material plates 1 that is the circumferential direction C of the magnetic pole P. Are laminated so as to have a plurality of mutually different axial regions LR for each arrangement pitch. As shown in FIGS. 2 and 3, the magnetic poles P are arranged at the same pitch along the circumferential direction C. That is, the angles between adjacent magnetic pole centers (described later with reference to FIG. 2) in the circumferential direction C are uniform in the axial direction. FIG.
  • first axial region LR1 a first axial region LR1, a second axial region LR2, a third axial region LR3, and a fourth axial region LR4. Since there are two types of limiting hole penetrating portions 5, the first axial direction region LR1 and the third axial direction region LR3 have the same relative phase, and the second axial direction region LR2 and the fourth axial direction region LR4. And have the same relative phase.
  • the axial region LR may be two. That is, here, an example is shown in which the axial region LR that is a multiple of “2” is provided in correspondence with the two types of through-hole pairs 5 for restriction holes.
  • the rotor core 10 has an axial region LR that is a multiple of “3”, such as having three axial regions LR.
  • the configuration in which the axial region LR that is a multiple of “2” is provided in correspondence with the two types of through-hole pairs 5 for limiting holes is illustrated.
  • the axial region LR may be provided such that the length of the axial region LR is equal to the length of the axial region LR according to the type of the through hole pair 5 for limiting holes.
  • the relative phases of the first axial region LR1 and the fourth axial region LR4 are the same, and the second axial region LR4 is the same.
  • the relative phase of the LR2 and the third axial region LR3 may be the same.
  • the second axial region LR2 and the third axial region LR3 can be regarded as one continuous axial region LR. That is, in this case, it can be said to have three axial regions LR along the axial direction L.
  • the two axial regions LR at both ends in the axial direction L each have the axial region reference length
  • the axial region LR at the central portion in the axial direction L has a length that is twice the axial region reference length.
  • the axial region LR is provided so that the length of the axial region LR is equal depending on the type of the through hole pair 5 for limiting holes, but the axial region LR may not be equal.
  • the relative phases of the second axial region LR2 and the third axial region LR3 are the same, and are regarded as one continuous axial region LR.
  • the length in the axial direction L that is the sum of the second axial direction region LR2 and the third axial direction region LR3, the length in the axial direction L of the first axial direction region LR1, and the axis of the fourth axial direction region LR4.
  • the length in the direction L may be equal.
  • the magnetic plate 1 is often manufactured by punching a steel plate material using a die.
  • the rotor core 10 is formed by punching the magnetic material plates 1 from a steel plate material and stacking the punched magnetic material plates 1.
  • the same magnetic material plate 1 is laminated with different phases and in the axial direction L.
  • the rotor core 10 in which the magnetic flux limiting holes 4 are formed at different positions can be formed. That is, since there is only one type of magnetic plate 1, there is no increase in the number of manufacturing devices such as molds.
  • the formation of the magnetic plate 1 and the lamination of the magnetic plates 1 can be performed in a continuous process, an increase in the number of manufacturing processes can be suppressed.
  • the magnetic material plates 1 are laminated while periodically rotating in the circumferential direction in order to suppress the accumulation of the difference in thickness of the magnetic material plates 1.
  • the transshipment method is used. When stacking the same magnetic material plates 1 with different phases, such a transposition method can be used, so that noise and vibration due to rotation can be reduced with almost no increase in the number of steps.
  • the rotor core 10 having a magnetic structure can be realized.
  • the pair of magnetic flux limiting holes 4 corresponding to the respective magnetic poles P are symmetrical with respect to the reference plane S extending in the radial direction R, passing through the centers of the respective magnetic poles P in the circumferential direction C. It is arranged.
  • the center of the magnetic pole P in the circumferential direction C corresponds to the magnetic pole center.
  • the direction passing through the magnetic pole center along the radial direction R corresponds to the so-called d-axis.
  • the direction passing through the center between the pair of restriction holes 6 adjacent to each other in the circumferential direction C corresponds to the so-called q axis.
  • the pair of magnetic flux limiting holes 4 are arranged symmetrically with respect to the reference plane S, the magnetic flux of the d-axis which is the direction of the magnetic pole P (the direction of the magnetic field) and the q-axis which is orthogonal to the d-axis are properly arranged. Since the magnet torque and reluctance torque can be effectively passed, the structure can be effectively used.
  • the magnetic flux limiting hole 4 is a hole extending radially outward R1 from the position closest to the corner of the permanent magnet 2 on the outer peripheral surface side of the rotor 20 in a state where the permanent magnet 2 is arranged in the member arrangement hole 3. Due to the magnetic flux limiting holes 4 on the radially outer side R1, the phases of the magnetic flux P in the circumferential direction C can be appropriately made to differ between the adjacent magnetic poles P, and a pseudo step skew structure can be appropriately formed. ..
  • the circumferential length CL of the shortest part of the circumferential width of the magnetic path (so-called q-axis magnetic path) formed between the limiting hole pairs 6 adjacent to each other in the circumferential direction C is the same as that of all the limiting hole pairs. It is preferred that the same between 6 is the same.
  • the minimum width when the magnetic flux passes between the adjacent magnetic poles P is common to all the magnetic poles P. Therefore, the reluctance torque can be effectively used effectively in all of the circumferential direction C.
  • the circumference at the end portion on the radially outer side R1 of the magnetic path (q-axis magnetic path) formed between the pair of restriction holes 6 adjacent in the circumferential direction C is preferably the same in the entire region in the axial direction L.
  • the circumferential width CW when the magnetic flux passes between the adjacent magnetic poles P is common to all the magnetic poles P at the end portion on the radially outer side R1. Therefore, the reluctance torque can be effectively used effectively in all of the circumferential direction C.
  • one member placement hole 3 in which the permanent magnet 2 is placed and a pair of magnetic flux limiting holes 4 (limiting hole pair 6) are arranged so as to form one space continuously.
  • the arrangement of the member arrangement holes 3 and the arrangement of the pair of magnetic flux restriction holes 4 (restriction hole pair 6) are not limited to such an example.
  • a plurality of member arrangement holes 3 may be arranged in each magnetic pole P, and the magnetic flux limiting holes 4 may be arranged continuously to the respective member arrangement holes 3.
  • FIG. 4 exemplifies a mode in which a pair of member placement holes 3 are arranged on both sides with respect to the central portion of each magnetic pole P in the circumferential direction C.
  • the magnetic flux restriction hole 4 (restriction hole pair 6) is formed so as to extend radially outward R1 from each of the pair of member disposition holes 3.
  • the first restriction hole pair 61 is formed so as to extend radially outward R1 and outward in the circumferential direction C in each magnetic pole P.
  • the second restriction hole pair 62 is formed so as to extend radially outward R1 and inward in the circumferential direction C in each magnetic pole P.
  • three or more member placement holes 3 may be placed in each magnetic pole P.
  • a pair of member disposition holes 3 are arranged on both sides of the center of the magnetic pole P in the circumferential direction C, and the magnetic pole P is centered in the circumferential direction C in the circumferential direction C.
  • One member arrangement hole 3 is arranged along the above, and a total of three member arrangement holes 3 are arranged.
  • a magnetic flux limiting hole 4 is formed in each of the member placement holes 3 so as to be continuous with the member placement hole 3.
  • the magnetic flux limiting hole 4 continuous with the member arrangement hole 3 arranged in the central portion of the magnetic pole P has the same shape in all the magnetic poles P.
  • the magnetic flux restricting holes 4 (restricting hole pairs 6) continuous to the pair of member disposing holes 3 arranged on both sides of the center of the magnetic pole P in the circumferential direction C are separated from each other by the first restricting hole pair 61 and the first restricting hole pair 61.
  • Two types of two limiting hole pairs 62 are formed.
  • the first restriction hole pair 61 is formed so as to extend radially outward R1 and outward in the circumferential direction C in each magnetic pole P.
  • the second restriction hole pair 62 is formed so as to extend radially outward R1 and inward in the circumferential direction C in each magnetic pole P.
  • the magnetic flux limiting hole 4 may be formed independently of the member disposing hole 3 instead of continuously.
  • a rotor core (10) for a rotary electric machine which is formed by laminating a plurality of magnetic material plates (1) which are plate-shaped magnetic materials, has a rotor (20) in accordance with a rotating magnetic field from a stator (80). ), A member arrangement hole (3) in which a permanent magnet (2) that is a source of a magnetic force for rotating is arranged, and a unit in which the member arrangement hole (3) is repeatedly formed in the circumferential direction (C).
  • the magnetic poles (P) are arranged on both sides in the circumferential direction (C) with respect to each of the magnetic poles (P) and extend from the position closest to the member disposition hole (3) toward the radially outer side (R1).
  • each of the magnetic poles (P) is provided with a pair of magnetic flux limiting holes (4), and in each of the magnetic plates (1), the magnetic flux limiting holes (4).
  • the penetrating portion of the magnetic plate (1) that forms the , A pair of the limiting hole penetrating portions (41) forming the pair of magnetic flux limiting holes (4) corresponding to the respective magnetic poles (P) is defined as a penetrating portion pair (5), and each magnetic plate ( 1) includes a plurality of types of penetration portion pairs (5 (51, 52)) having different circumferential intervals (CP) between the pair of restriction hole penetration portions (41) and is adjacent to the circumferential direction (C).
  • the types of the penetrating part pairs (5) are different from each other, and in the plurality of magnetic plates (1), the member placement holes (3) in each of the magnetic poles (P) are continuous in the entire region in the axial direction (L). And the magnetic material plates (1) are laminated so as to have a plurality of axial regions (LR) having different phases in the circumferential direction (C).
  • the permanent magnets are laminated in the axial region (LR) divided along the axial direction of the rotor by stacking the magnetic plates (1) with different phases, that is, by transposing. It is possible to realize the rotor core (10) for a rotating electrical machine having a pseudo step skew structure in which the position of (2) is common and the positions of the magnetic flux limiting holes (4) are different. Since the type of the magnetic plate (1) can be one type, it is possible to prevent the number of manufacturing devices such as molds from increasing. Further, since the magnetic material plate (1) can be formed and the magnetic material plates (1) can be laminated in a continuous process, an increase in the number of manufacturing processes can be suppressed. As described above, according to the present configuration, it is possible to suppress an increase in the number of manufacturing processes, and to realize the rotor core (10) for a rotary electric machine having a magnetic structure capable of reducing noise and vibration associated with rotation. You can
  • a rotor core (10) for a rotary electric machine which is formed by laminating a plurality of magnetic material plates (1) which are plate-shaped magnetic materials, has a rotor according to a rotating magnetic field from a stator (80).
  • the unit is a magnetic pole (P), and the magnetic poles (P) are arranged on both sides in the circumferential direction (C) with respect to each of the magnetic poles (P) and are closest to the member disposition holes (3) toward the radially outer side (R1).
  • the plate (1) includes a plurality of types of penetrating part pairs (5 (51, 52)) having different circumferential intervals (CP) of the pair of restricting hole penetrating parts (41), and also includes a circumferential direction (C).
  • the types of the penetrating portion pairs (5) adjacent to each other are different from each other, and in the plurality of magnetic plates (1), the member placement holes (3) in each of the magnetic poles (P) are in the entire axial direction (L).
  • the phases of the magnetic material plate (1) in the circumferential direction (C) are different from each other at each arrangement pitch in the circumferential direction (C) of the magnetic pole (P). It may be laminated so as to have LR).
  • the magnetic material plates (1) are laminated by making the phase different for each arrangement pitch of the magnetic pole (P) in the circumferential direction (C), that is, in the circumferential direction (C) of the magnetic pole (P).
  • the position of the permanent magnet (2) is common and the position of the magnetic flux limiting hole (4) is different. It is possible to realize the rotor core (10) for a rotary electric machine having a typical step skew structure. Since the type of the magnetic plate (1) can be one type, it is possible to prevent the number of manufacturing devices such as molds from increasing.
  • the magnetic material plate (1) can be formed and the magnetic material plates (1) can be laminated in a continuous process, an increase in the number of manufacturing processes can be suppressed.
  • the present configuration it is possible to suppress an increase in the number of manufacturing processes, and to realize the rotor core (10) for a rotary electric machine having a magnetic structure capable of reducing noise and vibration associated with rotation. You can
  • the pair of magnetic flux limiting holes (4) corresponding to each of the magnetic poles (P) passes through the circumferential center of each of the magnetic poles (P) and extends in the radial direction (R) to a reference plane ( It is preferable if they are arranged symmetrically with respect to S).
  • each magnetic pole (P) has a magnetically symmetrical structure with respect to the reference plane (S). Therefore, the d-axis, which is the direction of the magnetic pole (P), and the q-axis magnetic flux, which is orthogonal to the d-axis, can properly pass therethrough, and the magnet torque and the reluctance torque can be effectively utilized.
  • the magnetic flux limiting hole (4) is arranged in a radial direction from a position closest to an outer peripheral surface side corner of the rotor (20) in the permanent magnet in a state where the permanent magnet is arranged in the member arrangement hole (3).
  • a hole extending to the outside (R1) is preferable.
  • the magnetic flux limiting hole (4) on the outer side (R1) in the radial direction can appropriately make the phases of the magnetic flux (P) in the circumferential direction (C) different between the adjacent magnetic poles (P).
  • a pseudo step skew structure can be appropriately formed.
  • the pair of magnetic flux limiting holes (4) arranged corresponding to each of the magnetic poles (P) is defined as a pair of limiting holes (6 (61, 62)), and the limiting holes adjacent to each other in the circumferential direction (C).
  • the circumferential length (CL (CL1, CL2)) of the shortest part of the circumferential width of the magnetic path formed between the pair (6) is the same among all the limiting hole pairs (6). Is preferable.
  • the minimum width when the magnetic flux passes between the adjacent magnetic poles (P) is common to all the magnetic poles (P). Therefore, the structure is such that the reluctance torque can be effectively used in all of the circumferential direction (C).
  • the interval (CP) in the circumferential direction (C) of the pair of through holes (41) for limiting holes forming the through hole pair (5) is the first interval.
  • the interval (CP) in the circumferential direction (C) between the first pair of penetrating portions (51) that is (CP1) and the pair of the penetrating portions (41) for limiting holes that form the pair of penetrating portions (5) is the first
  • the second through-hole pair (52) which is the second interval (CP2) shorter than the first interval (CP1), is provided, and the first through-hole pair ((2) is provided along the circumferential direction (C). It is preferable that 51) and the second pair of penetrating portions (52) are alternately arranged.
  • the number of magnetic poles for rotating the rotor (20) is two, so the number of magnetic poles (P) is a multiple of two.
  • the number of magnetic poles (P) is a multiple of two.
  • the pair of magnetic flux limiting holes (4) arranged corresponding to each of the magnetic poles (P) is defined as a pair of limiting holes (6 (61, 62)), and the limiting holes adjacent to each other in the circumferential direction (C).
  • the circumferential width (CW) at the radially outer (R1) end of the magnetic path formed between the pair (6) is preferably the same in the entire axial direction (L).
  • the circumferential width (CW) when the magnetic flux passes between the adjacent magnetic poles (P) at the end portion on the radially outer side (R1) is common to all the magnetic poles (P). .. Therefore, the structure is such that the reluctance torque can be effectively used in all of the circumferential direction (C).

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Abstract

製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコアを実現する。回転電機用ロータコア(10)は、永久磁石(2)が配置される部材配置孔(3)と、部材配置孔(3)が、周方向(C)に繰り返し形成される単位を磁極(P)として、それぞれの磁極(P)に対して周方向(C)の両側に配置された一対の磁束制限孔(4)とを有する。それぞれの磁性体板(1)は、一対の磁束制限孔(4)を形成する一対の制限孔用貫通部(41)の周方向間隔(CP)が異なる複数種類の貫通部対(5)を備える。周方向(C)に隣接する貫通部対(5)の種類は互いに異なる。複数の磁性体板(1)は、部材配置孔(3)が軸方向Lの全域において連続し、磁性体板(1)の周方向(C)の位相が互いに異なる複数の軸方向領域(LR)を有するように積層されている。

Description

回転電機用ロータコア
 本発明は、板状の磁性体である磁性体板を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコアに関する。
 ロータに永久磁石を備えた永久磁石型回転電機では、ロータにおける磁気的凸極性により、トルクリップルやコギングトルクが生じる。これらは、ノイズや振動の原因となるため、種々の低NV(Noise / Vibration)化が試みられている。例えば、特開2011-223742号公報には、ロータの軸方向に沿ってロータコアを複数の段に分割して、段ごとに永久磁石の位置をずらして配置することにより、周方向における磁極の中心位置を軸方向の位置に応じて異ならせるロータ段スキュー構造が開示されている。また、米国特許出願公開第2018/0175681号明細書には、ロータの軸方向に沿って分割された各段において、永久磁石の位置は共通で、磁束制限孔(フラックスバリア)の形状を異ならせた擬似的な段スキュー構造を有したロータが開示されている。
特開2011-223742公報 米国特許出願公開第2018/0175681号明細書
 ロータ段スキュー構造では、永久磁石を軸方向に分割してロータコアに配置する必要がある。このため、部品点数が増加し、ロータの組み立て時の工程数も増加する。擬似的な段スキュー構造では、フラックスバリアの形状が異なる複数種類の磁性体板を積層する必要がある。一般的に、ロータコアを製造する際には、磁性体板を打ち抜き、順次打ち抜かれた磁性体板を積層していく。複数種類の磁性体板を積層する場合には、複数種類の金型が必要であり、また、段ごとにしか積層できないため、ロータコアの製造工程が増加する。
 上記に鑑みて、製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコアの実現が望まれる。
 上記に鑑みた、板状の磁性体である磁性体板を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコアは、1つの態様として、ステータからの回転磁界に応じてロータを回転させるための磁力の発生源である永久磁石が配置される部材配置孔と、前記部材配置孔が、周方向に繰り返し形成される単位を磁極として、それぞれの前記磁極に対して周方向の両側に配置されて前記部材配置孔に最も近い位置から径方向外側に向かって延在するように、前記磁極のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔と、を有し、それぞれの前記磁性体板において、前記磁束制限孔を形成する前記磁性体板の貫通部を制限孔用貫通部とし、それぞれの前記磁極に対応する一対の前記磁束制限孔を形成する前記制限孔用貫通部の対を貫通部対として、それぞれの前記磁性体板は、一対の前記制限孔用貫通部の周方向間隔が異なる複数種類の前記貫通部対を備えると共に、周方向に隣接する前記貫通部対の種類が互いに異なり、複数の前記磁性体板は、それぞれの前記磁極における前記部材配置孔が軸方向の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板の周方向の位相が互いに異なる複数の軸方向領域を有するように積層されている。
 この構成によれば、磁性体板の位相を異ならせて積層すること、つまり、転積することによって、ロータの軸方向に沿って分割された軸方向領域において、永久磁石の位置は共通で、磁束制限孔の位置が異なる擬似的な段スキュー構造を有した回転電機用ロータコアを実現することができる。磁性体板の種類は1種類とすることができるため、金型などの製造装置が増加しないようにすることができる。また、磁性体板の形成と、磁性体板の積層とを連続した工程で行うことができるので、製造工程の増加も抑制される。このように、本構成によれば、製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコアを実現することができる。
 また、上記に鑑みた、板状の磁性体である磁性体板を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコアは、1つの態様として、ステータからの回転磁界に応じてロータを回転させるための磁力の発生源である永久磁石が配置される部材配置孔と、前記部材配置孔が、周方向に繰り返し形成される単位を磁極として、それぞれの前記磁極に対して周方向の両側に配置されて前記部材配置孔に最も近い位置から径方向外側に向かって延在するように、前記磁極のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔と、を有し、それぞれの前記磁性体板において、前記磁束制限孔を形成する前記磁性体板の貫通部を制限孔用貫通部とし、それぞれの前記磁極に対応する一対の前記磁束制限孔を形成する前記制限孔用貫通部の対を貫通部対として、それぞれの前記磁性体板は、一対の前記制限孔用貫通部の周方向間隔が異なる複数種類の前記貫通部対を備えると共に、周方向に隣接する前記貫通部対の種類が互いに異なり、複数の前記磁性体板は、それぞれの前記磁極における前記部材配置孔が軸方向の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板の周方向の位相が前記磁極の周方向の配置ピッチごとに互いに異なる複数の軸方向領域を有するように積層されていてもよい。
 この構成によれば、磁性体板の位相を磁極の周方向の配置ピッチごとに異ならせて積層すること、つまり、磁極の周方向の配置ピッチごとに転積することによって、ロータの軸方向に沿って分割された軸方向領域において、永久磁石の位置は共通で、磁束制限孔の位置が異なる擬似的な段スキュー構造を有した回転電機用ロータコアを実現することができる。磁性体板の種類は1種類とすることができるため、金型などの製造装置が増加しないようにすることができる。また、磁性体板の形成と、磁性体板の積層とを連続した工程で行うことができるので、製造工程の増加も抑制される。このように、本構成によれば、製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコアを実現することができる。
 回転電機用ロータコアさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。
ロータコアの一例を示す透視斜視図 ロータの一例を示す軸方向視の平面図 磁性体板の一例を示す平面図 ロータの他の例を示す軸方向視の部分平面図 ロータの他の例を示す軸方向視の部分平面図
 以下、埋込磁石型回転電機のロータコアを例として、回転電機用ロータコアの実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、ロータコア10(回転電機用ロータコア)の一例を示す透視斜視図であり、図2は、ロータコア10を用いたロータ20の一例を示す軸方向視の平面図であり、図3は、ロータコア10を構成する磁性体板1の一例を示す平面図である。
 図2に示すように、本実施形態のロータ20は、1つの永久磁石2により1つの磁極Pが構成されて、8つの磁極Pを有する。永久磁石2は、ステータ80からの回転磁界に応じてロータを回転させるための磁力の発生源となる磁力発生部材である。部材配置孔3は、磁力発生部材としての永久磁石2が配置される孔である。図1に示すように、ロータコア10において、部材配置孔3は、軸方向Lに連続するように形成されている。従って、概ね軸方向Lの長さに対応する長さを有する1つの永久磁石2を部材配置孔3に配置することができる。しかし、そのような構成に限ることなく、軸方向Lに分割された複数の永久磁石2が、1つの部材配置孔3に配置されていてもよい。磁極Pは、部材配置孔3が周方向Cに繰り返し形成される単位(周方向繰り返し単位)でもある。
 図2に示すように、それぞれの磁極Pに対して周方向Cの両側には、一対の磁束制限孔4が配置されている。それぞれの磁束制限孔4は、部材配置孔3に最も近い位置から径方向外側R1に向かって延在するように、磁極Pのそれぞれに対応して配置されている。以下、適宜、磁極Pのそれぞれに対応して配置された磁束制限孔4の対を制限孔対6と称して説明する。
 ロータコア10は、板状の磁性体である磁性体板1を複数枚積層して形成されている。図3に示すように、磁性体板1には、磁性体板1が積層された際に部材配置孔3を形成する貫通部である配置孔用貫通部31、磁性体板1が積層された際に磁束制限孔4を形成する貫通部である制限孔用貫通部41が形成されている。上述したように、磁束制限孔4は、それぞれの磁極Pに対して周方向Cの両側に、制限孔対6として配置されている。従って、制限孔用貫通部41も、それぞれの磁極Pにおける制限孔対6に対応して、それぞれの磁極Pに対して周方向Cの両側に、制限孔用貫通部対5(貫通部対)として形成されている。
 図3に示すように、それぞれの磁性体板1は、一対の制限孔用貫通部41の周方向Cの間隔(周方向間隔CP)が異なる複数種類の制限孔用貫通部対5を備える。図3には、第1制限孔用貫通部対51と第2制限孔用貫通部対52との2種類の制限孔用貫通部対5を備える形態を例示している。また、制限孔用貫通部対5は、周方向Cに隣接する制限孔用貫通部対5の種類が互いに異なるように形成されている。
 図3に例示する形態では、それぞれの磁性体板1は、制限孔用貫通部対5を形成する一対の制限孔用貫通部41の周方向間隔CPが第1間隔CP1である第1制限孔用貫通部対51と、制限孔用貫通部対5を形成する一対の制限孔用貫通部41の周方向間隔CPが第1間隔CP1よりも短い第2間隔CP2である第2制限孔用貫通部対52との2種類を備える。また、第1制限孔用貫通部対51と第2制限孔用貫通部対52とは、周方向Cに沿って交互に配置されている。
 ロータ20を回転させるための磁力の極性は、S極とN極との2種類であるから、磁極Pの数は、2の倍数となる。本実施形態のように、2種類の制限孔用貫通部対5(第1制限孔用貫通部対51、第2制限孔用貫通部対52)が周方向Cにおいて交互に配置されていると、同じ種類の制限孔用貫通部対5が隣接することなく、適切に異なる種類の制限孔用貫通部対5を配置することができる。当然ながら、制限孔用貫通部対5の種類は2種類に限定されるものではなく、3種類以上であってもよい。
 図1に示すように、ロータコア10は、複数の磁性体板1が、それぞれの磁極Pにおける部材配置孔3が軸方向Lの全域において連続するように積層される。つまり、軸方向視において、配置孔用貫通部31が重複するように複数の磁性体板1が積層されてロータコア10が形成される。また、ロータコア10は、磁性体板1の周方向Cの位相が互いに異なる複数の軸方向領域LRを有するように積層されている。複数の磁性体板1は、配置孔用貫通部31が軸方向視において重複するように積層されているため、ロータコア10は、磁性体板1の周方向Cの位相が磁極Pの周方向Cの配置ピッチごとに互いに異なる複数の軸方向領域LRを有するように積層されている。図2,図3に示すように、磁極Pは同じピッチで周方向Cに沿って配置されている。即ち、周方向Cにおいて隣り合う磁極中心(図2を参照して後述する)の間の軸方向視での角度は均等である。図1には、第1軸方向領域LR1、第2軸方向領域LR2、第3軸方向領域LR3、第4軸方向領域LR4の4つの軸方向領域LRを有する形態を例示している。制限孔用貫通部対5は2種類であるから、第1軸方向領域LR1と第3軸方向領域LR3とは、相対位相が同一であり、第2軸方向領域LR2と第4軸方向領域LR4とは、相対位相が同一である。
 尚、制限孔用貫通部対5は2種類であるから、軸方向領域LRは2つであってもよい。即ち、ここでは、2種類の制限孔用貫通部対5に対応して、“2”の倍数の軸方向領域LRを有する形態を例示している。制限孔用貫通部対5の種類が3種類の場合には、ロータコア10が3つの軸方向領域LRを有するなど、“3”の倍数の軸方向領域LRを有すると好適である。
 上記においては、図1を参照して、2種類の制限孔用貫通部対5に対応して、“2”の倍数の軸方向領域LRを有するように構成する形態を例示した。しかし、軸方向領域LRの数ではなく、軸方向領域LRの長さが制限孔用貫通部対5の種類に応じて均等となるように軸方向領域LRを設けてもよい。例えば、図示は省略するが、図1のように4つの軸方向領域LRを有する場合において、第1軸方向領域LR1及び第4軸方向領域LR4の相対位相が同一であり、第2軸方向領域LR2及び第3軸方向領域LR3の相対位相が同一であるように構成することもできる。但し、この場合は、第2軸方向領域LR2及び第3軸方向領域LR3は連続した1つの軸方向領域LRとみなすことができる。つまり、この場合は、軸方向Lに沿って、3つの軸方向領域LRを有すると言うことができる。例えば、ロータコア10を軸方向に4分割した長さを「軸方向領域基準長さ」として、軸方向Lの両端部の2つの軸方向領域LRは、それぞれ軸方向領域基準長さを有し、軸方向Lの中央部の軸方向領域LRは、軸方向領域基準長さの2倍の長さを有するということもできる。
 尚、上記においては、軸方向領域LRの長さが制限孔用貫通部対5の種類に応じて均等となるように軸方向領域LRを設ける形態を例示したが、均等でなくてもよい。例えば、図1のように4つの軸方向領域LRを有する場合において、第2軸方向領域LR2及び第3軸方向領域LR3の相対位相が同一であり、連続した1つの軸方向領域LRとみなすことができる場合に、第2軸方向領域LR2及び第3軸方向領域LR3を合わせた軸方向Lの長さと、第1軸方向領域LR1の軸方向Lの長さと、第4軸方向領域LR4の軸方向Lの長さと、が均等であってもよい。
 磁性体板1は、多くの場合、金型を用いて鋼板材料を打ち抜くことによって製造される。好ましくは、鋼板材料から磁性体板1を打ち抜くと共に、打ち抜かれた磁性体板1を積層していくことによってロータコア10が形成される。上述したように、1つの磁性体板1には、複数種類の制限孔用貫通部対5が形成されているので、同一の磁性体板1の位相を異ならせて積層することによって軸方向Lに沿って異なる位置に磁束制限孔4が形成されたロータコア10を形成することができる。つまり、磁性体板1の種類は1種類であるから、金型などの製造装置が増加することがない。また、磁性体板1の形成と、磁性体板1の積層とを連続した工程で行うことができるので、製造工程の増加も抑制される。
 磁性体板1を積層してロータコア10を形成する際には、磁性体板1の厚みの差が累積することを抑制するために、磁性体板1を周期的に周方向に回転させながら積層する転積工法が用いられる場合がある。同一の磁性体板1の位相を異ならせて積層する際には、このような転積工法を利用することができるので、工程をほとんど増加させることなく、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えたロータコア10を実現することができる。
 図2に示すように、磁極Pのそれぞれに対応する一対の磁束制限孔4は、それぞれの磁極Pの周方向Cの中心を通り、径方向Rに延在する基準面Sに対して対称に配置されている。本実施形態のように、埋込磁石型回転電機のロータコア10の場合には、磁極Pの周方向Cの中心は、磁極中心に対応する。図3に示すように、径方向Rに沿って磁極中心を通る方向は、いわゆるd軸に相当する。また、径方向Rに沿って、周方向Cに隣り合う制限孔対6の間の中央を通る方向は、いわゆるq軸に相当する。一対の磁束制限孔4が、基準面Sに対して対称に配置されていると、磁極Pの方向(磁界の方向)であるd軸、及びd軸に直交するq軸の磁束が、適切に通過できるので、マグネットトルク及びリラクタンストルクを有効に利用しやすい構造となる。
 また、磁束制限孔4は、部材配置孔3に永久磁石2が配置された状態で、永久磁石2におけるロータ20の外周面側の角に最も近い位置から径方向外側R1に延びる孔である。径方向外側R1の磁束制限孔4により、隣接する磁極Pの間において、磁束が通る周方向Cの位相を適切に異ならせることができ、擬似的な段スキュー構造を適切に形成することができる。
 ところで、周方向Cに隣り合う制限孔対6の間に形成される磁路(いわゆるq軸磁路)の周方向幅の内、最も短い部分の周方向長さCLは、全ての制限孔対6の間で同じであると好適である。隣接する磁極Pの間を磁束が通過する際の最小幅が全ての磁極Pで共通となる。従って、周方向Cの全てでリラクタンストルクを有効に利用し易い構造となる。
 また、ロータコア10の径方向外側R1の端部に着目すると、周方向Cに隣り合う制限孔対6の間に形成される磁路(q軸磁路)の径方向外側R1の端部における周方向幅CWは、軸方向Lの全域において同じであると好適である。これにより、径方向外側R1の端部において、隣接する磁極Pの間を磁束が通過する際の周方向幅CWが、全ての磁極Pで共通となる。従って、周方向Cの全てでリラクタンストルクを有効に利用し易い構造となる。
〔その他の実施形態〕
 以下、その他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記においては、永久磁石2が配置される1つの部材配置孔3と、一対の磁束制限孔4(制限孔対6)とが連続して1つの空間を形成するように配置されている形態を例示した。しかし、部材配置孔3の配置や一対の磁束制限孔4(制限孔対6)の配置は、このような例には限定されない。例えば、図4に例示するように、それぞれの磁極Pに部材配置孔3が複数配置されていても良く、それぞれの部材配置孔3に連続して磁束制限孔4が配置されていてもよい。図4には、それぞれの磁極Pにおける周方向Cの中央部に対して両側に分かれて一対の部材配置孔3が配置されている形態を例示している。磁束制限孔4(制限孔対6)は、一対の部材配置孔3のそれぞれから、径方向外側R1に延びるように形成されている。第1制限孔対61は、それぞれの磁極Pにおいて、径方向外側R1に延びると共に周方向Cの外側に延びるように形成されている。また、第2制限孔対62は、それぞれの磁極Pにおいて、径方向外側R1に延びると共に周方向Cの内側に延びるように形成されている。
 また、部材配置孔3は、それぞれの磁極Pにおいて3つ以上配置されていてもよい。例えば、図5に例示する形態では、それぞれの磁極Pにおける周方向Cの中央部に対して両側に分かれて一対の部材配置孔3が配置されると共に、磁極Pの中央部に周方向Cに沿って1つの部材配置孔3が配置されて、合計3つの部材配置孔3が配置されている。それぞれの部材配置孔3には、部材配置孔3と連続して磁束制限孔4が形成されている。但し、磁極Pの中央部に配置されている部材配置孔3と連続する磁束制限孔4は、全ての磁極Pにおいて同一形状である。それぞれの磁極Pにおける周方向Cの中央部に対して両側に分かれて配置された一対の部材配置孔3に連続する磁束制限孔4(制限孔対6)は、第1制限孔対61と第2制限孔対62との2種類が形成されている。第1制限孔対61は、それぞれの磁極Pにおいて、径方向外側R1に延びると共に周方向Cの外側に延びるように形成されている。また、第2制限孔対62は、それぞれの磁極Pにおいて、径方向外側R1に延びると共に周方向Cの内側に延びるように形成されている。
 尚、磁束制限孔4は、部材配置孔3に連続して形成されることなく、独立して形成されていてもよい。
(2)上記においては、磁極Pのそれぞれに対応する一対の磁束制限孔4が基準面Sに対して対称に配置されている構成を例として説明した。しかし、一対の磁束制限孔4の配置構成は、これには限定されず、磁極Pのそれぞれに対応する一対の磁束制限孔4が、基準面Sに対して非対称に配置されていてもよい。
〔実施形態の概要〕
 以下、上記において説明した回転電機用ロータコア(10)の概要について簡単に説明する。
 1つの態様として、板状の磁性体である磁性体板(1)を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコア(10)は、ステータ(80)からの回転磁界に応じてロータ(20)を回転させるための磁力の発生源である永久磁石(2)が配置される部材配置孔(3)と、前記部材配置孔(3)が、周方向(C)に繰り返し形成される単位を磁極(P)として、それぞれの前記磁極(P)に対して周方向(C)の両側に配置されて前記部材配置孔(3)に最も近い位置から径方向外側(R1)に向かって延在するように、前記磁極(P)のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔(4)と、を有し、それぞれの前記磁性体板(1)において、前記磁束制限孔(4)を形成する前記磁性体板(1)の貫通部を制限孔用貫通部(41)とし、それぞれの前記磁極(P)に対応する一対の前記磁束制限孔(4)を形成する前記制限孔用貫通部(41)の対を貫通部対(5)として、それぞれの前記磁性体板(1)は、一対の前記制限孔用貫通部(41)の周方向間隔(CP)が異なる複数種類の前記貫通部対(5(51,52))を備えると共に、周方向(C)に隣接する前記貫通部対(5)の種類が互いに異なり、複数の前記磁性体板(1)は、それぞれの前記磁極(P)における前記部材配置孔(3)が軸方向(L)の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板(1)の周方向(C)の位相が互いに異なる複数の軸方向領域(LR)を有するように積層されている。
 この構成によれば、磁性体板(1)の位相を異ならせて積層すること、つまり、転積することによって、ロータの軸方向に沿って分割された軸方向領域(LR)において、永久磁石(2)の位置は共通で、磁束制限孔(4)の位置が異なる擬似的な段スキュー構造を有した回転電機用ロータコア(10)を実現することができる。磁性体板(1)の種類は1種類とすることができるため、金型などの製造装置が増加しないようにすることができる。また、磁性体板(1)の形成と、磁性体板(1)の積層とを連続した工程で行うことができるので、製造工程の増加も抑制される。このように、本構成によれば、製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコア(10)を実現することができる。
 また、1つの態様として、板状の磁性体である磁性体板(1)を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコア(10)は、ステータ(80)からの回転磁界に応じてロータ(20)を回転させるための磁力の発生源である永久磁石(2)が配置される部材配置孔(3)と、前記部材配置孔(3)が、周方向(C)に繰り返し形成される単位を磁極(P)として、それぞれの前記磁極(P)に対して周方向(C)の両側に配置されて前記部材配置孔(3)に最も近い位置から径方向外側(R1)に向かって延在するように、前記磁極(P)のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔(4)と、を有し、それぞれの前記磁性体板(1)において、前記磁束制限孔(4)を形成する前記磁性体板(1)の貫通部を制限孔用貫通部(41)とし、それぞれの前記磁極(P)に対応する一対の前記磁束制限孔(4)を形成する前記制限孔用貫通部(41)の対を貫通部対(5)として、それぞれの前記磁性体板(1)は、一対の前記制限孔用貫通部(41)の周方向間隔(CP)が異なる複数種類の前記貫通部対(5(51,52))を備えると共に、周方向(C)に隣接する前記貫通部対(5)の種類が互いに異なり、複数の前記磁性体板(1)は、それぞれの前記磁極(P)における前記部材配置孔(3)が軸方向(L)の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板(1)の周方向(C)の位相が前記磁極(P)の周方向(C)の配置ピッチごとに互いに異なる複数の軸方向領域(LR)を有するように積層されていてもよい。
 この構成によれば、磁性体板(1)の位相を磁極(P)の周方向(C)の配置ピッチごとに異ならせて積層すること、つまり、磁極(P)の周方向(C)の配置ピッチごとに転積することによって、ロータの軸方向に沿って分割された軸方向領域(LR)において、永久磁石(2)の位置は共通で、磁束制限孔(4)の位置が異なる擬似的な段スキュー構造を有した回転電機用ロータコア(10)を実現することができる。磁性体板(1)の種類は1種類とすることができるため、金型などの製造装置が増加しないようにすることができる。また、磁性体板(1)の形成と、磁性体板(1)の積層とを連続した工程で行うことができるので、製造工程の増加も抑制される。このように、本構成によれば、製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコア(10)を実現することができる。
 ここで、前記磁極(P)のそれぞれに対応する一対の前記磁束制限孔(4)は、それぞれの前記磁極(P)の周方向中心を通り、径方向(R)に延在する基準面(S)に対して対称に配置されていると好適である。
 この構成によれば、それぞれの磁極(P)が、基準面(S)に対して磁気的に対称な構造となる。このため、磁極(P)の方向であるd軸、及びd軸に直交するq軸の磁束が、適切に通過できるので、マグネットトルク及びリラクタンストルクを有効に利用し易い構造となる。
 また、前記磁束制限孔(4)は、前記部材配置孔(3)に前記永久磁石が配置された状態で、前記永久磁石におけるロータ(20)の外周面側の角に最も近い位置から径方向外側(R1)に延びる孔であると好適である。
 この構成によれば、径方向外側(R1)の磁束制限孔(4)により、隣接する磁極(P)の間において、磁束が通る周方向(C)の位相を適切に異ならせることができ、擬似的な段スキュー構造を適切に形成することができる。
 また、前記磁極(P)のそれぞれに対応して配置された前記磁束制限孔(4)の対を制限孔対(6(61,62))として、周方向(C)に隣り合う前記制限孔対(6)の間に形成される磁路の周方向幅の内、最も短い部分の周方向長さ(CL(CL1,CL2))が、全ての前記制限孔対(6)の間で同じであると好適である。
 この構成によれば、隣接する磁極(P)の間を磁束が通過する際の最小幅が全ての磁極(P)で共通となる。従って、周方向(C)の全てでリラクタンストルクを有効に利用し易い構造となる。
 また、それぞれの前記磁性体板(1)は、前記貫通部対(5)を形成する一対の前記制限孔用貫通部(41)の周方向(C)の間隔(CP)が第1の間隔(CP1)である第1貫通部対(51)と、前記貫通部対(5)を形成する一対の前記制限孔用貫通部(41)の周方向(C)の間隔(CP)が前記第1の間隔(CP1)よりも短い第2の間隔(CP2)である第2貫通部対(52)との2種類を備えると共に、周方向(C)に沿って、前記第1貫通部対(51)と前記第2貫通部対(52)とが交互に配置されていると好適である。
 ロータ(20)を回転させるための磁力の極性は2種類であるから、磁極(P)の数は、2の倍数となる。2種類の貫通部対(5)を周方向(C)において交互に配置すると、同じ種類の貫通部対(5)が隣接することなく、適切に異なる種類の貫通部対(5)を配置することができる。
 また、前記磁極(P)のそれぞれに対応して配置された前記磁束制限孔(4)の対を制限孔対(6(61,62))として、周方向(C)に隣り合う前記制限孔対(6)の間に形成される磁路の径方向外側(R1)の端部における周方向幅(CW)は、軸方向(L)の全域において同じであると好適である。
 この構成によれば、径方向外側(R1)の端部において、隣接する磁極(P)の間を磁束が通過する際の周方向幅(CW)が、全ての磁極(P)で共通となる。従って、周方向(C)の全てでリラクタンストルクを有効に利用し易い構造となる。
1   :磁性体板
2   :永久磁石
3   :部材配置孔
4   :磁束制限孔
5   :制限孔用貫通部対(貫通部対)
6   :制限孔対
10  :ロータコア
20  :ロータ
41  :制限孔用貫通部
51  :第1制限孔用貫通部対(第1貫通部対)
52  :第2制限孔用貫通部対(第2貫通部対)
61  :第1制限孔対
62  :第2制限孔対
80  :ステータ
C   :周方向
CP  :周方向間隔(一対の制限孔用貫通部の周方向の間隔)
CP1 :第1間隔(第1の間隔)
CP2 :第2間隔(第2の間隔)
CW  :周方向幅
L   :軸方向
LR  :軸方向領域
P   :磁極
R   :径方向
R1  :径方向外側
S   :基準面

Claims (7)

  1.  板状の磁性体である磁性体板を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコアであって、
     ステータからの回転磁界に応じてロータを回転させるための磁力の発生源である永久磁石が配置される部材配置孔と、
     前記部材配置孔が、周方向に繰り返し形成される単位を磁極として、それぞれの前記磁極に対して周方向両側に配置されて前記部材配置孔に最も近い位置から径方向外側に向かって延在するように、前記磁極のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔と、を有し、
     それぞれの前記磁性体板において、前記磁束制限孔を形成する前記磁性体板の貫通部を制限孔用貫通部とし、それぞれの前記磁極に対応する一対の前記磁束制限孔を形成する前記制限孔用貫通部の対を貫通部対として、
     それぞれの前記磁性体板は、一対の前記制限孔用貫通部の周方向間隔が異なる複数種類の前記貫通部対を備えると共に、周方向に隣接する前記貫通部対の種類が互いに異なり、
     複数の前記磁性体板は、それぞれの前記磁極における前記部材配置孔が軸方向の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板の周方向の位相が互いに異なる複数の軸方向領域を有するように積層されている、回転電機用ロータコア。
  2.  板状の磁性体である磁性体板を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコアであって、
     ステータからの回転磁界に応じてロータを回転させるための磁力の発生源である永久磁石が配置される部材配置孔と、
     前記部材配置孔が、周方向に繰り返し形成される単位を磁極として、それぞれの前記磁極に対して周方向両側に配置されて前記部材配置孔に最も近い位置から径方向外側に向かって延在するように、前記磁極のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔と、を有し、
     それぞれの前記磁性体板において、前記磁束制限孔を形成する前記磁性体板の貫通部を制限孔用貫通部とし、それぞれの前記磁極に対応する一対の前記磁束制限孔を形成する前記制限孔用貫通部の対を貫通部対として、
     それぞれの前記磁性体板は、一対の前記制限孔用貫通部の周方向間隔が異なる複数種類の前記貫通部対を備えると共に、周方向に隣接する前記貫通部対の種類が互いに異なり、
     複数の前記磁性体板は、それぞれの前記磁極における前記部材配置孔が軸方向の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板の周方向の位相が前記磁極の周方向の配置ピッチごとに互いに異なる複数の軸方向領域を有するように積層されている、回転電機用ロータコア。
  3.  前記磁極のそれぞれに対応する一対の前記磁束制限孔は、それぞれの前記磁極の周方向中心を通り、径方向に延在する基準面に対して対称に配置されている、請求項1又は2に記載の回転電機用ロータコア。
  4.  前記磁束制限孔は、前記部材配置孔に前記永久磁石が配置された状態で、前記永久磁石における前記ロータの外周面側の角に最も近い位置から径方向外側に延びる孔である、請求項1から3の何れか一項に記載の回転電機用ロータコア。
  5.  前記磁極のそれぞれに対応して配置された前記磁束制限孔の対を制限孔対として、
     周方向に隣り合う前記制限孔対の間に形成される磁路の周方向幅の内、最も短い部分の周方向長さが、全ての前記制限孔対の間で同じである、請求項1から4の何れか一項に記載の回転電機用ロータコア。
  6.  それぞれの前記磁性体板は、前記貫通部対を形成する一対の前記制限孔用貫通部の周方向の間隔が第1の間隔である第1貫通部対と、前記貫通部対を形成する一対の前記制限孔用貫通部の周方向の間隔が前記第1の間隔よりも短い第2の間隔である第2貫通部対との2種類を備えると共に、周方向に沿って、前記第1貫通部対と前記第2貫通部対とが交互に配置されている、請求項1から5の何れか一項に記載の回転電機用ロータコア。
  7.  前記磁極のそれぞれに対応して配置された前記磁束制限孔の対を制限孔対として、
     周方向に隣り合う前記制限孔対の間に形成される磁路の径方向外側端部における周方向幅は、軸方向の全域において同じである、請求項1から6の何れか一項に記載の回転電機用ロータコア。
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