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公開番号2025135515
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024033422
出願日2024-03-05
発明の名称ロータ構造
出願人MCF Electric Drive株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02K 1/22 20060101AFI20250910BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】同期型モータを小型化した場合でも、高効率化および低振動化・低騒音化を実現可能なロータ構造を提供する。
【解決手段】ステータ90で発生する回転磁界に同期してロータが回転する同期型モータのロータ構造である。ロータは、円筒状のロータコア30と、ロータにおける周方向に並ぶ複数の磁極を構成する、ロータコア30に埋め込まれた複数の永久磁石103,106と、を備えている。ロータコア30の外周面32には、軸方向に見て、相隣り合う磁極MP1,MP8に跨るように周方向に延び、且つ、径方向外側に突出する第1突状部61が形成されている。第1突状部61の内部には、軸方向に見て、周方向に延びる第1の空隙G1が形成されているとともに、第1の空隙G1の径方向内側を区画する部位G1aから径方向外側に突出する第2突状部62が形成されている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
ステータで発生する回転磁界に同期してロータが回転する同期型モータのロータ構造であって、
上記ロータは、円筒状のロータコアと、当該ロータにおける周方向に並ぶ複数の磁極を構成する、当該ロータコアに埋め込まれた複数の永久磁石と、を備え、
上記ロータコアの外周面には、軸方向に見て、相隣り合う上記磁極に跨るように周方向に延び、且つ、径方向外側に突出する第１突状部が形成されており、
上記第１突状部の内部には、軸方向に見て、周方向に延びる第１の空隙が形成されているとともに、当該第１の空隙の径方向内側を区画する部位から径方向外側に突出する第２突状部が形成されていることを特徴とするロータ構造。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
上記請求項１に記載のロータ構造において、
上記第１突状部は、軸方向に見て、その周方向の両端部に対応する上記ロータコアの外周面を径方向内側に窪ませることで、相対的に径方向外側に突出するように形成されていることを特徴とするロータ構造。
【請求項３】
上記請求項１に記載のロータ構造において、
上記第２突状部は、径方向外側に行くほど周方向に所定角度で傾くように、径方向に対し傾斜して突出していることを特徴とするロータ構造。
【請求項４】
上記請求項１に記載のロータ構造において、
上記第２突状部は、上記第１の空隙を周方向に分断するように、当該第１の空隙の径方向外側を区画する部位まで延びていることを特徴とするロータ構造。
【請求項５】
上記請求項１に記載のロータ構造において、
上記永久磁石は、上記ロータコアを軸方向に貫通する磁石孔に挿入されており、
軸方向に見て、上記各磁極における、上記永久磁石の位置、形状、大きさ、および、傾き、並びに、上記磁石孔の位置、形状、大きさ、および、傾きの少なくとも１つが、周方向で隣接する上記磁極間で非対称となるように設定されていることを特徴とするロータ構造。
【請求項６】
上記請求項５に記載のロータ構造において、
上記第１突状部は、軸方向に見て、その周方向の両端部に対応する上記ロータコアの外周面を径方向内側に窪ませることで、相対的に径方向外側に突出するように形成されており、
上記第１突状部の周方向両端部における窪みの深さが、非対称となるように設定されていることを特徴とするロータ構造。
【請求項７】
上記請求項１に記載のロータ構造において、
上記永久磁石は、上記ロータコアを軸方向に貫通する磁石孔に挿入されており、
上記各磁極には、上記磁石孔内で周方向に隣接する２つの永久磁石が含まれており、
上記隣接する２つの永久磁石の間が第２の空隙であることを特徴とするロータ構造。
【請求項８】
上記請求項７に記載のロータ構造において、
上記２つの永久磁石が挿入される上記磁石孔の端部は、上記ロータコアの外周面に近接しているとともに、当該端部における上記永久磁石で埋められていない第３の空隙がブリッジ部で区分されていることを特徴とするロータ構造。
【請求項９】
上記請求項８に記載のロータ構造において、
軸方向に見て、上記各磁極における、上記永久磁石の位置、形状、大きさ、および、傾きの少なくとも１つが、周方向で隣接する上記磁極間で非対称となるように設定されており、
上記永久磁石と上記ブリッジ部との相対角度が、周方向に隣接する上記磁極間で非対称となるように設定されていることを特徴とするロータ構造。
【請求項１０】
上記請求項１に記載のロータ構造において、
上記永久磁石は、上記ロータコアを軸方向に貫通する磁石孔に挿入されており、
上記各磁極には、上記ロータコアの最外周に形成された、周方向に延びる外側磁石孔と、当該外側磁石孔よりも径方向内側に形成された、周方向に延びる内側磁石孔と、が含まれており、
上記内側磁石孔は、当該内側磁石孔に挿入された内側永久磁石の径方向外側の面が、上記ロータコアに接触し、且つ、当該内側永久磁石によって埋められていない径方向内側の部分に相対的に大きな第４の空隙を有するような形状に形成されており、
上記ロータコアには、軸方向に見て、当該ロータコアにおける上記内側永久磁石よりも径方向内側の部位と当該内側永久磁石とを繋ぐように、上記第４の空隙を周方向に分断して各磁極のｄ軸を通って径方向に延びる細長い絞り部が形成されていることを特徴とするロータ構造。
（【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】
本発明は、ロータ構造に関し、特に、ステータで発生する回転磁界に同期してロータが回転する同期型モータのロータ構造に関するものである。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
電気自動車の普及に伴い、その駆動源であるモータの、搭載性および生産性の向上、車種展開の容易化、並びに、低コスト化が望まれているところ、これらを実現するには、出力レベル（トルク）を維持したままでのモータの小型化が要求される。
【０００３】
この点、同期型モータは、磁石の吸引・反発によるマグネットトルクと、ロータコアの磁気的な突極性を利用するリラクタンストルクとを併用するものであり、高出力化を図れるという特徴を有することから、出力レベルを維持したままでのモータの小型化に適していると言える。
【０００４】
かかる同期型モータの小型化につき、例えば特許文献１には、ステータコイルが巻回されるティース部の外側に位置される環状のバックヨーク部の軸方向端部に、磁性材料からなる環状の補助コアを設けた電動機のステータが開示されている。
【０００５】
この特許文献１のものによれば、所望のトルクを得るための磁束を通すのに必要なバックヨーク部の断面積を、補助コアにより補うことができることから、バックヨーク部の半径方向の厚さを薄くして、ステータコアの外径を小さくすることが可能となるので、モータの外径を小さくすることができるとされている。
【０００６】
しかしながら、バックヨーク部の半径方向の厚さを薄くする程度では、大幅なモータの小型化は望めない上、特許文献１のものでは、補助コアを別途設けるため、低コスト化という要請にも反することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００１－２５１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、モータを小型化することは、モータの損失が同一であっても温度上昇が大きくなることを意味する。そうして、同期型モータにおいて、モータ内部の温度が大きく上昇すると、例えばロータコアに埋め込まれた永久磁石が高温となり、その結果、永久磁石の減磁、延いてはトルクの低下に繋がるおそれがある。このため、同期型モータの小型化を実現するには、モータ内部の発熱量を低下させるべく、損失を低下させるために、モータの高効率化を図ることが要求される。
【０００９】
また、出力レベルを維持したままでのモータの小型化には、電流密度および磁束密度を高めることが不可欠であるが、これら電流密度および磁束密度を高めると、振動（トルクリップル）およびそれに伴う騒音が大きくなることから、モータの小型化の実現には、その高効率化のみならず、低振動化・低騒音化も要求される。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、同期型モータを小型化した場合でも、高効率化および低振動化・低騒音化を実現可能なロータ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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