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公開番号2023078941
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-07
出願番号2021192282
出願日2021-11-26
発明の名称回転電機
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類H02K 1/278 20220101AFI20230531BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】永久磁石の飛散及びトルクの低下を抑制できる回転電機を提供する。
【解決手段】回転電機のロータ13は、筒状のロータコア31と、複数の永久磁石32と、保護部材33とを有する。保護部材33は、一対のリングと、一対のリングをリングの軸方向に接続するとともにリングの周方向に複数設けられた非磁性材料からなる柱部37とを有する筒状である。永久磁石32は、板状の基部34と、基部34から基部34の板厚方向に突出した突出部35を有する。突出部35は、一対のリングとロータコア31の周方向に隣り合う柱部37とによって区画された窓部38に挿入されている。基部34は、ロータコア31の外周面31aと保護部材33の内周面33aとの間に配置される介在部として第1部位、第2部位、第3部位343、及び第4部位344を有する。突出部35は、保護部材33の外周面33bと面一、又は保護部材33の外周面33bよりも突出している。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
ステータコア及び前記ステータコアに巻回されたコイルを有するステータと、
筒状のロータコア、複数の永久磁石、及び保護部材を有するとともに、前記ステータコアの内側に配置されたロータと、
を備え、
前記保護部材は、一対のリングと、前記一対のリングとを前記リングの軸方向に接続するとともに前記リングの周方向に複数設けられた非磁性材料からなる柱部とを有する筒状であり、
前記永久磁石は、板状の基部と、前記基部から前記基部の板厚方向に突出した突出部とを有し、
前記突出部は、前記一対のリングと前記ロータコアの周方向に隣り合う前記柱部とによって区画された窓部に挿入され、
前記基部は、前記ロータコアの外周面と前記保護部材の内周面との間に配置される介在部を有し、
前記突出部は、前記保護部材の外周面と面一、又は前記保護部材の外周面よりも突出していることを特徴とする回転電機。
続きを表示(約 250 文字)【請求項2】
前記保護部材は、前記一対のリングと前記柱部とが接合されることによって構成されている請求項1に記載の回転電機。
【請求項3】
前記リングの材料は、前記柱部の材料と異なり、
前記リングの材料の電気抵抗率は、前記柱部の材料の電気抵抗率よりも高い請求項2に記載の回転電機。
【請求項4】
前記基部は、前記介在部として、前記ロータコアの周方向における前記突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有する請求項1~3の何れか一項に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転電機に関する。
続きを表示(約 2,100 文字)【背景技術】
【0002】
回転電機は、筒状のステータと、ステータの内側に配置されたロータとを備えている。ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回されたコイルとを有している。特許文献1には、筒状のロータコアと、ロータコアの外周面に設けられた永久磁石とを有するSPM型のロータが開示されている。永久磁石は、ロータコアの周方向に複数配置されている。ロータの回転時、各永久磁石には遠心力が作用する。各永久磁石が遠心力によってロータコアの径方向外側に飛散することを防止するため、例えば、永久磁石の周囲に非磁性材料からなる保護管を配置することで、保護管により永久磁石を覆うことが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2003-224944号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、ステータコアと永久磁石との距離が長くなると、ステータの回転磁界がロータに伝わりにくくなることでトルクが低下する。このため、ステータコアと永久磁石との距離は、互いに接触しない範囲で極力短く設定されるのが好ましい。しかしながら、永久磁石が保護管によって覆われていると、ステータコアと永久磁石との距離を極力短くしたとしても、保護管の厚み分だけ、ステータコアと永久磁石との距離は長くなる。したがって、永久磁石が保護管によって覆われていない場合と比べると、トルクが低下するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記問題点を解決するための回転電機は、ステータコア及び前記ステータコアに巻回されたコイルを有するステータと、筒状のロータコア、複数の永久磁石、及び保護部材を有するとともに、前記ステータコアの内側に配置されたロータと、を備え、前記保護部材は、一対のリングと、前記一対のリングとを前記リングの軸方向に接続するとともに前記リングの周方向に複数設けられた非磁性材料からなる柱部とを有する筒状であり、前記永久磁石は、板状の基部と、前記基部から前記基部の板厚方向に突出した突出部とを有し、前記突出部は、前記一対のリングと前記ロータコアの周方向に隣り合う前記柱部とによって区画された窓部に挿入され、前記基部は、前記ロータコアの外周面と前記保護部材の内周面との間に配置される介在部を有し、前記突出部は、前記保護部材の外周面と面一、又は前記保護部材の外周面よりも突出していることを要旨とする。
【0006】
基部の介在部は、ロータコアの外周面と保護部材の内周面との間に配置されている。このため、ロータの回転時に永久磁石が遠心力を受けても、介在部が保護部材の内周面に接触することで、永久磁石がロータコアの径方向外側に飛散することを抑制できる。また、突出部は、保護部材の外周面と面一、又は保護部材の外周面よりも突出している。このため、突出部が保護部材の外周面よりも径方向内側に位置している場合と比較して、ステータと永久磁石との距離を短くすることができる。よって、トルクの低下を抑制することができる。
【0007】
上記回転電機において、前記保護部材は、前記一対のリングと前記柱部とが接合されることによって構成されていてもよい。
この構成は、例えば、円筒状の材料を削り加工することで保護部材を製造する場合と比較して、保護部材の製造を容易にする。また、ロータの組み付け手順の自由度が上がる。
【0008】
上記回転電機において、前記リングの材料は、前記柱部の材料と異なり、前記リングの材料の電気抵抗率は、前記柱部の材料の電気抵抗率よりも高くてもよい。
この構成は、保護部材での渦電流の発生を抑制できる。よって、渦電流を起因とした保護部材の発熱を抑制できる。
【0009】
上記回転電機において、前記基部は、前記介在部として、前記ロータコアの周方向における前記突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有していてもよい。
例えば、基部は、介在部として、ロータコアの軸方向における突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有することが考えられる。この場合、ロータコアの軸方向におけるステータコアの寸法が基部の寸法よりも短いと、介在部は、ステータコアと向き合わないため、トルクに寄与しない。これに対し、基部が、介在部として、ロータコアの周方向における突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有する場合、ロータコアの軸方向におけるステーコアの寸法に依らず、介在部は、保護部材を介してステータコアと向き合う。つまり、介在部は、永久磁石の飛散を抑制することに加えて、トルクにも寄与する。よって、基部は、介在部として、ロータコアの周方向における突出部の両端面よりも外側に位置する部位を有するのが好ましい。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、永久磁石の飛散を抑制しつつ、トルクの低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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