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公開番号2024058541
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2023029412
出願日2023-02-28
発明の名称回転電機
出願人THK株式会社,国立大学法人大阪大学
代理人弁理士法人インテクト国際特許事務所,個人
主分類H02K 21/14 20060101AFI20240418BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ステータの引抜量に対するトルク定数の低減率を向上させ、かつ、回転速度領域全体の損失を低減させた高効率な回転電機を提供する。
【解決手段】電機子コイルを巻回したステータコアを有するステータと、前記ステータに対して径方向に所定のギャップを介して回転自在に配置されると共に、回転軸方向と直交する断面において永久磁石の配置が異なる複数のロータコアを有するロータとを備え、前記ステータと前記ロータの何れか一方は、前記ロータの回転軸方向に沿って抜き差し自在に配置されることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電機子コイルを巻回したステータコアを有するステータと、
前記ステータに対して径方向に所定のギャップを介して回転自在に配置されると共に、
回転軸方向と直交する断面において永久磁石の配置が異なる複数のロータコアを有するロータとを備え、
前記ステータと前記ロータの何れか一方は、前記ロータの回転軸方向に沿って抜き差し自在に配置されることを特徴とする回転電機。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記ロータは、第１のロータコアと第２のロータコアとを有し、
前記第２のロータコアは、前記第１のロータコアよりもトルク定数が小さく、前記ステータの引き抜き方向に配置されることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記第１のロータコアには、前記永久磁石が前記ロータの外周面に向かって開くＶ字形に配置され、
前記第２のロータコアには、前記永久磁石が前記ロータの外周面の接線方向と平行に配置されることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項２に記載の回転電機において、
前記第１のロータコアには、前記永久磁石が前記ロータの外周表面に配置され、
前記第２のロータコアには、前記永久磁石が前記ロータの内部に配置されることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１に記載の回転電機において、
前記ステータを固定するテーブルを備え、
前記テーブルは、前記テーブルを前記ロータの回転軸方向に沿って変位させる移動機構によって、移動可能に取り付けられることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項５に記載の回転電機において、
前記ステータは、底面が前記テーブルの上面と当接し、
前記移動機構は、前記テーブルに取り付けられると共に、同一平面上に取付けられる複数の直動案内装置と、駆動装置とからなることを特徴とする回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の低速回転時及び高速回転時での出力を調整することで、回転速度に応じた出力特性を得ることができる回転電機が知られている。このような回転電機は種々の構造が知られているが、例えば、特許文献１に記載されているように、円筒状のフレームと、中心付近に軸受を備え該フレームの端部に設けられたブラケットと、巻線を施されて該フレームの内側に設置されたステータと、該ステータと細隙を介して端部を該軸受により回転可能に支持された、永久磁石を備えたロータと、ステータとロータ間のエアギャップを変化させる手段とで構成されたインバータ駆動する永久磁石形回転電機が知られている。
【０００３】
このような回転電機によれば、低速回転時には、ステータとロータとの対向面積を大きくするようにステータを回転軸方向に移動させ、有効磁束を大きくすることで、トルク定数を高くすることができる。また、高速回転時には、ステータとロータとの対向面積を小さくするようにステータをロータから引き抜いて、有効磁束を小さくすることで、トルク定数を低くすることができる。このようにトルク定数を変化させることによって、低速回転時には高トルク化を図り目標トルクを出力するために必要な電流を減少させ、銅損を減少させる。また、高速回転時には低トルク化を図り鉄損を低減させる等して、回転速度に応じた回転電機の特性を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
実開平７－２００７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、従来の回転電機に用いられるロータについて、種々の永久磁石の配置方法が知られている。永久磁石の配置方法によって、ロータから発生する磁束が異なるため、モータの特性に応じた永久磁石の配置方法が設定される。従来、永久磁石の配置方法はロータにつき一種類であった。
【０００６】
このような従来の回転電機について、ステータをロータから引き抜いてトルク定数を変化させる場合、トルク定数の低減率は、永久磁石の配置方法に依存しており、ステータの引抜量に対するトルク定数の低減効果は限定的なものであった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、ステータの引抜量に対するトルク定数の低減率を向上させ、かつ、回転速度領域全体の損失を低減させた高効率な回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明に係る回転電機は、電機子コイルを巻回したステータコアを有するステータと、前記ステータに対して径方向に所定のギャップを介して回転自在に配置されると共に、回転軸方向と直交する断面において永久磁石の配置が異なる複数のロータコアを有するロータとを備え、前記ステータと前記ロータの何れか一方は、前記ロータの回転軸方向に沿って抜き差し自在に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る回転電機によれば、永久磁石の配置が異なるロータコアを複数組み合わせることで、ステータの引抜量に対するトルク定数の低減率を向上させることができ、かつ、回転速度領域全体の損失を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の第１の実施形態に係る回転電機の軸方向断面図。
本発明の第１の実施形態に係る回転電機のステータを引き抜いた状態を示す軸方向断面図。
図１におけるＡ－Ａ断面図。
図１におけるＢ－Ｂ断面図。
図１におけるＣ－Ｃ断面図。
本発明の第１の実施形態に係る回転電機を示す斜視図。
本発明の実施形態に係るボールねじ装置を示す参考斜視図。
本発明の実施形態に係る直動案内装置を示す参考斜視図。
従来の回転電機と本発明の第１の実施形態に係る回転電機の損失についてのシミュレーション結果を示す表。
本発明の第２の実施形態に係る回転電機の軸方向断面図。
図１０におけるＤ－Ｄ断面図。
図１０におけるＥ－Ｅ断面図。
従来の回転電機と本発明の第２の実施形態に係る回転電機のステータ引抜量に対するトルク定数の関係を示すグラフ。
従来の回転電機と本発明の第２の実施形態に係る回転電機の効率についてのシミュレーション結果を示す表。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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