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公開番号2025034404
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023140766
出願日2023-08-31
発明の名称回転子および回転電機、並びに回転子および回転電機の製造方法
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類H02K 1/2706 20220101AFI20250306BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】磁石の持つ磁束を有効活用しつつ、高い回転数で使用しても樹脂部が破損せず、磁路に影響する鉄心形状の制約を受けない回転子および回転電機、並びに回転子および回転電機の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本開示の回転子4は、回転軸となる主軸41と、主軸41の外径側に配置された内径側鉄心42と、内径側鉄心42の外径側に、主軸41に対して周方向に複数配置された磁石43と、主軸41の軸方向に間隔をあけて複数個に分割され、磁石43の外径側にそれぞれ配置された外径側鉄心44と、磁石43と外径側鉄心44のそれぞれ隣り合う周方向端面の間、および外径側鉄心44の隣り合う軸方向分割面の間、に形成された樹脂部50と、を備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
回転軸となる主軸と、
前記主軸の外周に配置された内側鉄心と、
前記内側鉄心の外周に、周方向に配置された複数の磁石と、
前記磁石の外周に、前記主軸の軸方向に間隔をあけて配置された複数の外側鉄心と、
前記磁石と前記外側鉄心の隣り合う周方向端面の間、および前記外側鉄心の隣り合う軸方向端面の間に形成された樹脂部と、
を備えたことを特徴とする回転子。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記外側鉄心は、隣り合う前記軸方向端面の間にスペーサー部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記外側鉄心は、隣り合う前記軸方向端面の一方の面に突起部を有することを特徴とする請求項１に記載の回転子。
【請求項４】
前記磁石は、前記外側鉄心の前記軸方向端面と対応するように前記軸方向に間隔をあけて複数個配置され、
前記樹脂部は、前記磁石の隣り合う前記軸方向端面の間にも形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転子。
【請求項５】
前記内側鉄心は、前記外側鉄心の前記軸方向端面と対応するように前記軸方向に間隔をあけて複数個配置され、
前記樹脂部は、前記内側鉄心の隣り合う前記軸方向端面の間にも形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転子。
【請求項６】
前記磁石および前記内側鉄心は、前記外側鉄心の前記軸方向端面とそれぞれ対応するように前記軸方向に間隔をあけて複数個配置され、
前記樹脂部は、前記磁石および前記内側鉄心のそれぞれ隣り合う前記軸方向端面の間にも形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転子。
【請求項７】
回転軸となる主軸と、
前記主軸の外周に配置され、周方向に複数の突出部を有する内側鉄心と、
前記内側鉄心の外周で隣り合う前記突出部の間に配置された磁石と、
前記磁石の外周に、前記主軸の軸方向に間隔をあけて配置された複数の外側鉄心と、
前記磁石および前記外側鉄心の周方向の一方の端面と前記突出部の間、および前記外側鉄心の隣り合う軸方向端面の間、に形成された樹脂部と、
を備え、
前記磁石は、磁極数の半数で、径方向外側に同じ極性を配置し、
前記内側鉄心の前記突出部の最外周端面は、磁極部を形成することを特徴とする回転子。
【請求項８】
前記突出部は、フラックスバリアを備えたことを特徴とする請求項７に記載の回転子。
【請求項９】
前記樹脂部は、すべて連結していることを特徴とする請求項１に記載の回転子。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の回転子と、
前記回転子の外周にエアギャップを介して配置された固定子と、
を備えたことを特徴とする回転電機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転子および回転電機、並びに回転子および回転電機の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、環状の鉄心に巻線した電機子から成る固定子と、磁石を鉄心内部に周方向に複数所定の間隔で配置した回転子とで構成されるＩＰＭ（ＩｎｔｅｒｉｏｒＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔ）構造の回転電機が知られている。ＩＰＭ構造の回転電機は、残留磁束密度と保磁力が強力な希土類磁石を歩留まりよく使用できる点で優れている。しかし、磁石の内外径に配置された鉄心を繋ぐために、周方向に隣接する磁石の間にブリッジを設ける必要がある。このため、磁石の磁束の一部が隣接する磁石へ漏れ、磁束を有効活用できないという問題があった。
【０００３】
この問題に対して、ブリッジを廃止して磁石の径方向内外で鉄心を分離し、鉄心および磁石同士の空隙部に樹脂を充填し、樹脂部を固定することで、磁束の漏れの低減を図るブリッジレスＩＰＭ回転子が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４９６９０６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の回転子は、高い回転数で使用すると磁石と鉄心の遠心力により樹脂部に応力が発生し、樹脂部が破損するという問題がある。また、先行技術のように鉄心に切り欠き状の段部を形成するなど、鉄心の形状を工夫することで樹脂部に発生する応力を小さくすることができるが、鉄心の形状は磁路にも影響を与えるため制約があり、応力を小さくするには限度がある。
【０００６】
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、磁石の持つ磁束を有効活用しつつ、高い回転数で使用しても樹脂部が破損せず、磁路に影響する鉄心形状の制約を受けない回転子および回転電機、並びに回転子および回転電機の製造方法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】
【０００７】
本開示による回転子は、回転軸となる主軸と、前記主軸の外周に配置された内側鉄心と、前記内側鉄心の外周に、周方向に配置された複数の磁石と、前記磁石の外周に、前記主軸の軸方向に間隔をあけて配置された複数の外側鉄心と、前記磁石と前記外側鉄心の隣り合う周方向端面の間、および前記外側鉄心の隣り合う軸方向端面の間に形成された樹脂部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本開示による回転子は、回転軸となる主軸と、前記主軸の外周に配置され、周方向に複数の突出部を有する内側鉄心と、前記内側鉄心の外周で隣り合う前記突出部の間に配置された磁石と、前記磁石の外周に、前記主軸の軸方向に間隔をあけて配置された複数の外側鉄心と、前記磁石および前記外側鉄心の周方向の一方の端面と前記突出部の間、および前記外側鉄心の隣り合う軸方向端面の間、に形成された樹脂部と、を備え、前記磁石は、磁極数の半数で、径方向外側に同じ極性を配置し、前記内側鉄心の前記突出部の最外周端面は、前記外側鉄心の最外周端面と同一半径の円弧を有して磁極部を形成することを特徴とする。
【０００９】
また、本開示による回転電機は、上記回転子と、前記回転子の外周にエアギャップを介して配置された固定子と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本開示による回転子の製造方法は、成形金型の内部で、前記成形金型の中心に設けられた嵌め合い部に、回転軸となる主軸を挿入することで、前記主軸の外周に内側鉄心を配置し、順次前記内側鉄心の外周に周方向に複数の磁石、前記磁石の外周に前記主軸の軸方向に間隔をあけて複数の外側鉄心、を配置する配置工程と、前記磁石と前記外側鉄心の隣り合う周方向端面の間、前記外側鉄心の隣り合う軸方向端面の間、および前記内側鉄心、前記磁石、前記外側鉄心の軸方向両端部に樹脂を注入する樹脂注入工程と、前記成形金型から前記軸方向に取り出す取出し工程と、を含むことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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