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公開番号2025018099
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023121525
出願日2023-07-26
発明の名称埋め込み磁石型回転子および回転電機
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類H02K 1/276 20220101AFI20250130BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】外側鉄心と内側鉄心の位置決めを可能とする埋め込み磁石型回転子および回転電機を提供する。
【解決手段】実施形態によれば埋め込み磁石型回転子30は、ロータシャフトと、その外周に取り付けられた回転子鉄心10と、回転子鉄心10内に設けられ各磁極部で互いに1対あるいは複数の対を成すように配置された永久磁石3とを具備する。回転子鉄心10は、ロータシャフトの外周に取り付けられ内側鉄心12と、各磁極部における扇状の外側鉄心と、内側鉄心と外側鉄心との間に充填された充填部材と、内側鉄心およびそれぞれの外側鉄心との相対的位置を維持可能な位置決め部材とを具備する。内側鉄心および外側鉄心は、充填部材を介して互いに係合するように形成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
回転軸方向に延びたロータシャフトと、
前記ロータシャフトの外周に取り付けられた回転子鉄心と、
前記回転子鉄心内に設けられ、それぞれの磁極部において、周方向に互いに１対あるいは複数の対を成すように配置された永久磁石と、
を具備する埋め込み磁石型回転子であって、
前記回転子鉄心は、
前記ロータシャフトの外周に取り付けられた内側鉄心と、
それぞれの前記磁極部において、前記内側鉄心の径方向外側に配された扇状の外側鉄心と、
前記内側鉄心と前記外側鉄心との間に充填された充填部材と、
前記内側鉄心およびそれぞれの前記外側鉄心との相対的位置を維持可能な位置決め部材と、
を具備し、
前記内側鉄心および前記外側鉄心は、前記外側鉄心の径方向最内部において、前記内側鉄心と前記外側鉄心とが前記充填部材を介して互いに係合するように形成されている、
ことを特徴とする埋め込み磁石型回転子。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
それぞれの前記外側鉄心の前記径方向最内部は、周方向の両側に延びるように形成された２つの外側鉄心係合部を有し、
前記内側鉄心は、それぞれの外側鉄心係合部の径方向外側となるように配置された内側鉄心係合部を有し、
前記位置決め部材は、それぞれの前記外側鉄心係合部と前記内側鉄心係合部とを接続する少なくとも一つの位置決め用内側ブリッジを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の埋め込み磁石型回転子。
【請求項３】
前記外側鉄心は、前記外側鉄心係合部に接続する互いに平行な２本の外側鉄心延長部を有することを特徴とする請求項２に記載の埋め込み磁石型回転子。
【請求項４】
前記位置決め部材は、前記外側鉄心の外周部と前記内側鉄心の外周部との周方向の隣接部間を接続する位置決め用外周ブリッジを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の埋め込み磁石型回転子。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の埋め込み磁石型回転子と、
前記埋め込み磁石型回転子の径方向外側に配された固定子と、
前記ロータシャフトを回転可能に支持する軸受と、
を備え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、埋め込み磁石型回転子およびこれを用いた回転電機に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
永久磁石式の回転子には、一般的に、永久磁石を回転子鉄心中に配置する埋め込み磁石型回転子と、永久磁石を回転子鉄心の外周に配置する表面磁石型回転子とがある。
【０００３】
埋め込み磁石型回転子においては、回転子鉄心に永久磁石を収納するための収納孔を形成して、永久磁石をこの収納孔に圧入する方式が多く採られている。
【０００４】
ここで、永久磁石は、瀬戸物と同様の焼結物であって脆く、寸法公差が大きいために、圧入時に収納孔の壁面と接触する部分に欠けや傷が発生し易い。また、永久磁石の表面に防錆剤等のコーティングが施されている場合には、そのコーティングが剥がれ易い。さらに、永久磁石が圧入されることにより、回転子鉄心を構成している各電磁鋼板が半径方向外方に膨出するように不均一に変形し、その結果、回転子鉄心の側周面に凹凸が生じ、磁気騒音やトルクリプル等が発生するようになる。これらの問題を回避するには、永久磁石の寸法公差を改善するために研磨等の工程が必要であるが、そのような別工程は大幅にコストアップを招くことになる。
【０００５】
この問題を解決し、かつ、漏れ磁束を減らすために、トップブリッジ（外周側のブリッジ）およびセンターブリッジ（磁石の間のｄ軸部分のブリッジ）を設けない方式が提案されている。すなわち、各磁極部において、径方向外側部分と径方向内側部分とを分離しておき、これらを、永久磁石とともに組み立てる方式が提案されている。
【０００６】
図６は、埋め込み磁石型回転子１の従来例を示す部分横断面図である。図６は、前述のように、埋め込み磁石型回転子１の回転子鉄心１０は、径方向内側部分である内側鉄心１２と、各磁極部３ａにおいての径方向外側部分である外側鉄心１１と、を有する。外側鉄心１１と内側鉄心１２とは互いに分離され互いに別体となっている。
【０００７】
外側鉄心１１は、その径方向内側に延びる外側鉄心延長部１１ａと、外側鉄心延長部１１ａの最内部に接続され周方向の両側に延びる２つの外側鉄心係合部１１ｂを有する。内側鉄心１２は、外側鉄心１１の外側鉄心係合部１１ｂと係合する様に形成された２つの内側鉄心係合部１２ａを有する。外側鉄心係合部１１ｂと内側鉄心係合部１２ａとは、径方向内側から径方向外側を透視した場合に、互いに重複する部分を有する。
【０００８】
外側鉄心１１と内側鉄心１２とにより形成された空間の一部が、永久磁石３を収納する磁石収納孔１５となっている。
【０００９】
磁石収納孔１５の少なくとも一部、および外側鉄心係合部１１ｂと内側鉄心係合部１２ａとの間の空間には、充填部材１８が充填されている。充填部材１８により外側鉄心１１と内側鉄心１２とが接続され、一体化されている。この結果、埋め込み磁石型回転子１の回転状態において、永久磁石３および外側鉄心１１に働く遠心力は、外側鉄心係合部１１ｂから充填部材１８を介して内側鉄心係合部１２ａに伝達される。すなわち、回転中においても永久磁石３および外側鉄心１１は、内側鉄心係合部１２ａにより遠心力に打ち勝って保持される。
【００１０】
このような構成であることにより、外側鉄心１１、永久磁石３、および内側鉄心１２を組み立てることが可能である。したがって、永久磁石３を回転子鉄心１０の磁石収納孔１５に圧入する必要がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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