特許ウォッチ

公開番号2025028490
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-03
出願番号2023133337
出願日2023-08-18
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iX,弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類H02K 1/276 20220101AFI20250221BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】製造工程を簡素化でき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は、複数の磁石収納孔が形成された回転子鉄心と、永久磁石と、回転子鉄心の軸方向の両側に配されて複数の永久磁石を拘束する2つの磁石拘束部材100と、その軸方向の両外側に配されて回転子鉄心および磁石拘束部材100を軸方向に抑える2つの抑え板50とを具備する。永久磁石は、複数の磁石収納孔のそれぞれに収納され、横断面における長辺が軸方向に延びた第1および第2の側面ならびに横断面における短辺が軸方向に延びた第3および第4の側面を有する。磁石拘束部材100は、回転子鉄心の軸方向に永久磁石を拘束する軸方向拘束部120と、軸方向に垂直な方向に永久磁石を拘束する横方向拘束部120と、を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
複数の磁石収納孔が形成された回転子鉄心と、
複数の前記磁石収納孔のそれぞれに収納され、横断面が矩形で、その長辺が軸方向に延びた第１の側面および第２の側面ならびにその短辺が軸方向に延びた第３の側面および第４の側面を有する永久磁石と、
前記回転子鉄心の軸方向の両側に配されて、複数の前記永久磁石を拘束する２つの磁石拘束部材と、
２つの前記磁石拘束部材の軸方向の両外側に配されて、前記回転子鉄心および２つの前記磁石拘束部材を軸方向の両側から抑える２つの抑え板と、
を具備し、
前記磁石拘束部材は、前記回転子鉄心の軸方向に前記永久磁石を拘束する軸方向拘束部と、前記軸方向に垂直な方向に前記永久磁石を拘束する横方向拘束部と、を有す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 460 文字）【請求項２】
前記磁石拘束部材は、１体で形成されてい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】
前記横方向拘束部は、前記第１の側面および前記第２の側面、または前記第３の側面および前記第４の側面を抑え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４】
前記軸方向拘束部は、前記磁石拘束部材において両端が接続された状態で面外に突出していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の埋め込み磁石型回転子。
【請求項５】
前記軸方向拘束部は、前記磁石拘束部材において一方の端部のみが接続された状態で面外に突出していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の埋め込み磁石型回転子。
【請求項６】
請求項１に記載の埋め込み磁石型回転子と、
前記回転子鉄心の径方向外側にギャップを介して前記回転子鉄心を囲むように配された固定子と、
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回転電機に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
埋め込み磁石型回転子においては、表面磁石型と異なり、永久磁石が回転子鉄心の内部に配されている。磁石を収納するために、回転子鉄心には軸方向に亘り磁石収納孔が形成されている。このため、積層されるそれぞれの電磁鋼板の全てに、磁石収納孔を形成する打ち抜きが施される。埋め込み磁石型回転子の回転とともに永久磁石には遠心力が付加されるので、永久磁石は磁石収納孔内で径方向外側に押し付けられる。また、停止中は、重力が印加され、鉛直下方に押し付けられる。このため、磁石収納孔内での永久磁石の移動を拘束する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３７５７４３４号公報
特開平９－１８２３３４号公報
特開２０１１－１０９７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１０は、埋め込み磁石型回転子の磁石収納孔の従来例を示す部分横断面図である。
【０００５】
従来例によれば、回転子鉄心３においてそれぞれの永久磁石５を収納する磁石収納孔４には、永久磁石５の径方向の内側および径方向の外側への移動をそれぞれ拘束する磁石保持突起４ａ、４ｂが形成されている。また、磁石保持突起４ａ、４ｂの付け根部への応力集中をそれぞれ低減するための凹部４ｃ、４ｄが形成されている。
【０００６】
このように、磁石収納孔４の形状が複雑であり、それぞれの電磁鋼板を打ち抜く際の治具が複雑となる。また、１回で最終形状にまで打ち抜くのが難しい場合は、複数回に分けて実施するなど、手順が複雑となる。
【０００７】
このような複雑な収納孔の形成を避ける方法として、永久磁石５を接着剤により固定する方法がある。しかしながら、接着剤により固定する方法の場合、接着剤塗布用の専用設備を要し、接着剤を取り扱うにあたり、管理温度や塗布量、硬化条件など管理負荷が高いという問題がある。
【０００８】
さらに、別の方法としては、永久磁石５を軸方向の端部側から拘束する方法が知られている。図１１は、埋め込み磁石型回転子の永久磁石５の拘束方式の従来例を概念的に示す部分縦断面図である。この従来例では、永久磁石５の端部側に、テーパ部８ｔを有する拘束部材８を設ける。拘束部材８のテーパ部８ｔにより、永久磁石５がガイドされ、拘束部材８を軸方向の外側から内側に締め付けることにより、永久磁石５が位置決めされ、拘束される。
【０００９】
ここで、永久磁石５は、一般的に焼結物であることから材料的に脆く、他の部材と接触する部分に欠けや傷が発生し易い。図１１で示す従来例においては、永久磁石５の角部５ｘは、拘束部材８のテーパ部８ｔとの接触により、側面に対して斜め方向の荷重が付加され、また、互いに接触する部分に応力が集中的に発生しやすいことから、部分的な欠けを生ずる懸念がある。また、永久磁石５の角部に斜面を形成しても、同様の懸念は残るという問題がある。
【００１０】
なお、以上の問題は、電磁鋼板が積層された回転子鉄心を有する場合のみではなく、一体となっている塊状の回転子鉄心を有する場合についても同様である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許