(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
回転子とを備え、
前記固定子は、固定子鉄心と、電機子巻線とを有し、
前記回転子は、回転子鉄心と、複数の永久磁石とを有し、
前記回転子鉄心は、前記固定子との間に磁気的空隙部を形成する共に、シャフトの周囲に配設されている、回転電機であって、
前記複数の永久磁石は、前記回転子鉄心の端面より回転軸方向に突出しており、
前記回転子鉄心の端面に、前記複数の永久磁石における、前記回転子鉄心の端面より突出した部分を保持する磁石保持部材をさらに備え、
該磁石保持部材は前記回転子の径方向にのびた複数の部分を有し、
前記径方向にのびた複数の部分に前記複数の永久磁石における、前記回転子鉄心の端面より突出した部分の少なくとも一部を覆う複数の磁石保持部を備え、
前記複数の磁石保持部は前記回転子の径方向の長さが前記回転子の周方向の長さに比べて長い形状であり、
複数の磁石保持部の間には、前記シャフトが回転することで前記磁石保持部が発生する気流が流れる空間が設けられ、隣接する２つの前記磁石保持部の間は前記回転子の外周側で離れて、前記空間は、前記回転子の外周側が開かれている、
回転電機。
【請求項２】
記複数の磁石保持部はそれぞれ、一つの磁石保持部材の一部であり、
前記磁石保持部材は前記シャフトの外周に環状部分を有しており、
前記複数の磁石保持部は前記環状部分から径方向にのびている、
請求項１の回転電機。
【請求項３】
前記複数の磁石保持部はそれぞれ、一つの磁石保持部材の一部であり、
前記磁石保持部材は、前記シャフトに圧入されている、
請求項１または２の回転電機。
【請求項４】
前記複数の磁石保持部はそれぞれ、前記シャフトに固定された端板に固定されている、
請求項１の回転電機。
【請求項５】
前記複数の磁石保持部の間に設けられた空間に、ファン翼が設けられている、
請求項１〜４の何れか一項の回転電機。
【請求項６】
固定子と、
回転子とを備え、
前記固定子は、固定子鉄心と、電機子巻線とを有し、
前記回転子は、回転子鉄心と、複数の永久磁石とを有し、
前記回転子鉄心は、前記固定子との間に磁気的空隙部を形成する共に、シャフトの周囲に配設されている、回転電機であって、
前記複数の永久磁石は、前記回転子鉄心の端面より回転軸方向に突出しており、
前記複数の永久磁石における、前記回転子鉄心の端面より突出した部分に設けられた複数の磁石保持部をさらに備え、
複数の磁石保持部の間には、空間が設けられており、前記空間は、前記回転子の外周側が開かれており、
前記複数の磁石保持部はそれぞれ、前記シャフトに固定された端板に固定されている、
回転電機。
【請求項７】
固定子と、
回転子とを備え、
前記固定子は、固定子鉄心と、電機子巻線とを有し、
前記回転子は、回転子鉄心と、複数の永久磁石とを有し、
前記回転子鉄心は、前記固定子との間に磁気的空隙部を形成する共に、シャフトの周囲に配設されている、回転電機であって、
前記複数の永久磁石は、前記回転子鉄心の端面より回転軸方向に突出しており、
前記複数の永久磁石における、前記回転子鉄心の端面より突出した部分に設けられた複数の磁石保持部をさらに備え、
複数の磁石保持部の間には、空間が設けられており、前記空間は、前記回転子の外周側が開かれており、
前記複数の磁石保持部の間に設けられた空間に、ファン翼が設けられている、
回転電機。
【請求項８】
前記複数の磁石保持部は、前記複数の永久磁石の少なくとも一部を覆っている、
請求項４または５の回転電機。
【請求項９】
前記複数の永久磁石は、回転子径方向長さが回転子周方向長さに比べて長い、
請求項１〜８の何れか一項の回転電機。
【請求項１０】
前記磁石保持部が複数の永久磁石を保持している、
請求項１〜９の何れか一項の回転電機。
【請求項１１】
前記磁石保持部は曲面を有している、
請求項１〜１０の何れか一項の回転電機。
【請求項１２】
前記磁石保持部の外周部には凹凸形状が設けられている、
請求項１〜１１の何れか一項の回転電機。
【請求項１３】
前記磁石保持部と前記永久磁石とが接着剤で接合されている請求項１〜１２の何れか一項の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の回転駆動により誘起される送風能力を有した回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の回転電機は、回転子鉄心の軸方向の端面より回転軸方向に突出した永久磁石を備えている。特許文献２の回転電機においては、回転子鉄心の端部に、ファン翼を設置し、冷却性能の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１８４４（請求項１、図７）
【特許文献２】特開平９−２３３７６７（請求項１、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転電機にあっては、発熱による温度上昇で、回転子鉄心内の永久磁石が減磁し、トルクが低下するという問題点があった。また、固定子に設置した電機子巻線が通電により昇温する、という問題点もあった。【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、回転子、固定子の冷却性能を向上させた回転電機を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するため、本発明は、固定子と、回転子とを備え、前記固定子は、固定子鉄心と、電機子巻線とを有し、前記回転子は、回転子鉄心と、複数の永久磁石とを有し、前記回転子鉄心は、前記固定子との間に磁気的空隙部を形成する共に、シャフトの周囲に配設されている、回転電機であって、前記複数の永久磁石は、前記回転子鉄心の端面より回転軸方向に突出しており、前記複数の永久磁石における、前記回転子鉄心の端面より突出した部分に設けられた複数の磁石保持部をさらに備え、複数の磁石保持部の間には空間が設けられており、前記空間は、前記回転子の外周側が開かれている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回転子、固定子の冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１において、回転電機全体を示す断面図である。
【図２】実施の形態１による回転電機を示す断面図である。
【図３】実施の形態１における気流の流れを示す断面図である。
【図４】実施の形態１において、図２と異なる磁石保持部材の配置を示す断面図である。
【図５】実施の形態１において、図２と異なる磁石保持部材の配置を示す断面図である。
【図６】実施の形態１において、図２と異なる磁石保持部材の配置を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２による回転電機を示す断面図である。
【図８】端板に開口部を設置しない場合の回転電機を示す断面図である。
【図９】実施の形態３における回転電機の断面図と気流の流れである。
【図１０】開放形の回転電機の気流を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３による回転電機を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３において、図１１と別の形状のファンを用いた回転電機を示す断面図である。
【図１３】磁石保持部によって永久磁石が覆われている状態を示す図である。
【図１４】磁石保持部によって永久磁石が部分的に覆われている状態を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態４による回転電機を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態５による回転電機を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
【００１０】
実施の形態１．
本実施の形態では、回転電機として、自動車のハンドル操作をアシストする電動パワーステアリング装置を例に用いて説明を行う。図１は実施の形態１において、回転電機全体を示す断面図である。モータ３０と制御装置３１とが連結されて一体となった構造となっている。
【００１１】
車速などの自動車の諸情報がコネクタ４５ｂ、コネクタ４５ｃを介して制御装置３１に伝達される。制御装置３１は必要なアシストトルクを演算し、モータ３０を適切なトルクで駆動させるために必要な電流を供給する。モータ３０は、シャフト３の一方の先端部に圧入したプーリー５１を回転させることで、プーリー５１を介して、ハンドルにアシストトルクを与える。
【００１２】
制御装置３１には、回路基板４７、制御基板４６が搭載されている。回路基板４７には、コネクタ４５ａから入出力される電流を平滑にするコンデンサ４４、ノイズ低減用コイル４２，４３が搭載されている。
【００１３】
制御基板４６には、必要なアシストトルクを算出する演算素子５４、モータの回転数をモニタする回転センサ４１が搭載されている。回転センサ４１は前記シャフト３の他方の先端部に取り付けられたセンサ用永久磁石４０の磁束の変化で、モータの回転数をモニタする。
【００１４】
制御基板４６で必要なアシストトルクを演算子し、パワー素子４８を駆動させることで、必要な電流波形を生じさせる。配線５２を通じて、パワー素子４８はモータ３０と接続されている。パワー素子４８で発生した熱はヒートシンク４９に伝わり、ヒートシンクと外気が接触する領域から外気に放熱される。また、ヒートシンク４９は、モータ側の筐体８ａと制御装置側の筐体８ｂに接続されており、ヒートシンク４９と筐体８ａ、８ｂとの間の温度差に応じた熱の移動が生じる。筐体８ａ、８ｂと外気とが接触する領域からも、熱は外気に放熱される。
【００１５】
モータ３０は、固定子と回転子で構成される。固定子は、電磁鋼板を積層して構成される固定子鉄心１と、絶縁材を介して固定子鉄心１に巻かれた電機子巻線２とを含んでおり、筐体８ａに固定されている。電機子巻線２は配線５２を介して、制御装置３１と接続されている。
【００１６】
回転子は、回転子鉄心４と、回転子鉄心の中に埋め込まれた永久磁石６とを含んでいる。回転子鉄心４の内部には、シャフト３が圧入される。シャフト３はベアリング５０ａ、５０ｂを介してハウジング５３、シャフト保持板５５に固定され、回転が可能となる。
【００１７】
モータ３０内の電機子巻線２、固定子鉄心１、制御装置３１内のパワー素子４８、回路基板４７または制御基板４６上の部品、コンデンサ４４、ノイズ低減用コイル等、搭載されている様々な部品が回転電機を駆動させる電流により、発熱する。本実施の形態は筐体内部と外気の空気を交換しない密閉型の回転電機であるため、内部で発生した熱は、伝導、輻射、対流等で様々な経路を通じて、外気と接触する筐体８ａ、ヒートシンク４９、筐体８ｂ，シャフト３等、外気と接触する部材に伝わり、外気に放熱される。
【００１８】
回転子内の永久磁石６、固定子鉄心１も、若干の熱を生じる。また、固定子鉄心１の熱が輻射、対流、伝導で回転子鉄心４に伝わる。従って、永久磁石６の温度が上昇する。温度上昇により、永久磁石６の磁束が減少して、トルクの低下を引き起こす。回転子の熱は、主にシャフト３から、ベアリング５０ａ、５０ｂを経由して筐体８ａ、８ｂ、ヒートシンク４９に伝わり、外気に放熱される。あるいはシャフト３と外気が接触する領域から、放熱される。あるいは、シャフト３の外気と接触する領域から筐体８ａ、８ｂおよびヒートシンク４９に熱が伝わり、外気に放熱される。回転子は、固定子の様に、直接外気と熱交換する筐体に接続されていないため、固定子と比較して少ない発熱量でも、大きな温度上昇を引き起こす。
【００１９】
次に本発明の実施の形態１の内容の詳細を記載する。図２は本発明の実施の形態１による回転電機を示す断面図であり、図１のモータ３０の一部の拡大図でもある。なお、図２の右側の図は、図２の左側の図におけるＩＩ−ＩＩ線に沿ってみた図である。
【００２０】
回転子鉄心４は、固定子の回転軸方向の端面２８よりも、回転軸１６の方向に突出した端面２３を有している。回転子の永久磁石６は、その一部が、回転子鉄心４の端面２３よりも、更に突出した構造となっている。永久磁石６で発生した磁束の一部は回転子端部の空気の領域を経由して、永久磁石６に戻る。この磁束は回転電機のトルクに寄与せず、漏れ磁束となる。永久磁石６を突出させることで、漏れ磁束を抑制することができ、回転電機のトルクを向上する構造となっている。
【００２１】
上述の構造において、本実施の形態では、複数の永久磁石における、回転子鉄心の端面より突出した部分には、複数の磁石保持部が設けられている。複数の永久磁石はそれぞれ、径方向に延びており、それにより、複数の永久磁石は、回転子径方向長さが回転子周方向長さに比べて長い形状となっている。また、複数の磁石保持部もそれぞれ、径方向に延びており、それにより、複数の磁石保持部も回転子径方向長さが回転子周方向長さに比べて長い形状となっている。なお、本実施の形態では、複数の磁石保持部はそれぞれ、一つの磁石保持部材の一部であり、シャフトの外周に位置する環状部分から径方向に延びている部分である。突出した永久磁石６の端部の割れ欠けを防止し、磁石のコアへの固定強度を向上させる磁石保持部９のそれぞれの周方向の間に空間（流体流通空間）１０を配設している。隣接する２つの磁石保持部９間は回転子鉄心の外周側で離れている。すなわち、空間１０は回転子鉄心の外周側が開かれた構造である。この構造により、磁石保持部９間の空間１０を回転子鉄心の端面２３に沿って回転軸１６側から回転子鉄心の外周側に向けて流れた流体は回転子鉄心の端面２３よりも外に流出可能となっている。流体が空気の場合、空間１０は回転中心から外周に向かって流れる流体の風路となり、風路を流れた風は外周よりも外に放出される。複数の永久磁石が回転子径方向に細く延びた形状となっているため、回転子周方向に隣接する永久磁石間には広い隙間があり、風の放出が良好である。また、磁石保持部材は、シャフト３に圧入されて固定されている。
【００２２】
このような構成にすることで、磁石保持部９はシャフト３が回転することにより、ファン翼として機能する。その結果、一対の磁石保持部９の間と回転子鉄心４の端面２３とで囲まれた領域に、気流２０ａを発生させることができる。その結果、永久磁石６の冷却性能を向上させ、昇温による減磁が緩和される。また、翼として機能する磁石保持部９の内部に回転子鉄心の端面より突出した永久磁石６が埋め込まれている。図１３に示されるように、磁石保持部９は永久磁石６を覆っている。永久磁石６の表面から、磁石保持部９の厚みを介して、直接気流２０ａに放熱する構造となっており、磁石保持部９の厚みを薄くすることで、効率的に気流２０ａに放熱することができる。磁石保持部９は永久磁石６にほぼ密着した状態となっている。従って、磁石保持部９は、永久磁石６の放熱フィンとしても機能する。磁石保持部９の表面に気流２０ａが流れることで、より一層の冷却効果が得られる。また、生じた気流は、電機子巻線２に衝突することで、電機子巻線の冷却性能を向上させることが可能となる。また、図１４では、磁石保持部９は、複数の永久磁石６の少なくとも一部を覆っている。このような形状でも、当然のことながら、冷却効果が得られる。なお、図１３および図１４は、ともに、図２のＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。すなわち、図１３および図１４は、磁石保持部９の一つを回転軸１６に対して垂直に切断した面を、回転軸１６が延びる方向に沿って見た図である。これにより、磁石保持部９が、永久磁石６の周りをどのように囲んでいるかが示されている。
【００２３】
永久磁石６を挿入するため、磁石保持部９ａと永久磁石６の間には隙間がある。磁石保持部９ａと永久磁石６を接着剤等で接合した場合、空気層である隙間が樹脂で埋められるため、接触熱抵抗は下がり、温度が下がるので、好ましい。なお、磁石保持部９ａと永久磁石６の熱膨張率の差により、隙間の体積は変化する。本実施例では、柔らかい接着材を使用し、接着剤の塗布しない箇所を部分的に配設している。熱膨張率の差により隙間の体積が変化した場合でも、接着剤の塗布しない箇所に、柔らかい接着剤が回り込むため、永久磁石に加わる応力を低減できる。
【００２４】
なお、本実施の形態では永久磁石は鉄心内部に埋め込まれており、周方向よりも径方向に長い磁石としている。このような形状の永久磁石６にすることで、永久磁石の周囲に配置する磁石保持部９をファンの翼形状にすることを容易にしている。しかしながら、他の形状（例えば図１５の斜め方向に長い永久磁石形状）でも、磁石保持部９の間に空間１０を設置することで、ファンとしての機能は得られる。
【００２５】
図３に本実施の形態を回転電機に適用した場合の気流２０ａの流れを記載する。図３では、空間１０を設けた磁石保持部９（９ａ，９ｂ）を回転子鉄心４の両端部に設置している。以下、磁石保持部９ａ側で、気流を説明する。磁石保持部９ａは遠心ファンとして機能し、冷却風である気流２０ａを発生させる。冷却風である気流２０ａは、電機子巻線２に衝突して電機子巻線２を冷却した後、ハウジング５３と磁石保持部９ａの間を流れて、磁石保持部９ａの気流２０ａの流入部に戻る。
【００２６】
このように、気流は回転子鉄心４の端面２３とハウジング５３で囲まれた空間を循環している。気流２０ａが回転子鉄心４、磁石保持部９ａ、永久磁石６、電機子巻線２の近傍を流れる際に熱を奪う。奪われた熱はハウジング５３、筐体８ａから外気に放出される。その結果、磁石保持部９ａと電機子２が、冷却される。磁石保持部９ｂ側の気流も同様に、シャフト保持板５５と回転子鉄心４の端部で囲まれた空間内を循環している。
【００２７】
永久磁石６を突出させることで、漏れ磁束を抑制しており、抑制効果を阻害しないため、磁石保持部９ａの材料には非磁性体を使用する。熱伝導率の良い金属、例えばＡｌ、ＳＵＳを使用すると、回転子鉄心４や永久磁石６の熱が磁石保持部９ａに伝わり、フィン効果により放熱を促進させるため、冷却性能向上が向上する。しかしながら、樹脂の場合でも、樹脂の厚みが薄い場合、熱抵抗が小さくなり、磁石保持部９ａの表面から放熱させることが可能である。
【００２８】
なお、本実施の形態１の変形例について図４、図５および図６を用いて説明する。図４、図５、図６は、図２と異なる磁石保持部９の配置を示す断面図である。図４では、磁石保持部９を電機子巻線２の端面２２より突出させない構成にしている。一般に、電機子巻線２の端面と、回転子鉄心４の端面２３の間の空間領域は使用されていない。図４の構成では、前記の領域に磁石保持部９を設置し、ファンとしての機能を付与することで、軸長の増加を抑制している。
【００２９】
図５、図６では、永久磁石６の端面２４を内気に露出させている。図５は磁石保持部９の端面２５と永久磁石６の端面２４を概略一致させた構成にしており、図６は永久磁石６の端面２４が磁石保持部９の端面２５より内側にする構成としている。図５、図６共に、内気に磁石端面を露出させているため、気流が磁石に直接触れ、冷却性能が向上する。
【００３０】
以上のように構成されて本実施の形態１によれば、磁石保持部がファン翼として機能する。その結果、冷却風が流れるため、永久磁石を冷やすことができ、昇温による減磁が緩和される。磁石保持部は永久磁石の放熱フィンとしても機能するため、冷却性能が向上する。冷却風は、電機子巻線の端部に衝突し、電機子巻線を冷やすことができる。磁石保持部は磁石端部の割れ欠けを防止し、磁石のコアへの固定強度を向上させる。また、複数の磁石保持部はそれぞれ、一つの磁石保持部材の一部であり、磁石保持部材は、シャフトに圧入されているので、磁石保持部材をシャフトに固定することで、磁石を支えることができる。
【００３１】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図７は、本発明の実施の形態２による回転電機を示す断面図である。図７の左側の図は、図７の中央の図の符号７ａの面の位置から見た図である。また、図７の中央の図は、図７の左側の図の符号７ｂで示すラインの周方向の位置に関するものである。なお、本実施の形態２は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１と同様であるものとする。
【００３２】
本実施の形態では、図７に示す様に複数の磁石保持部１０９が、シャフト３に固定された端板１０７に固定されている。
【００３３】
このような構成にすることで、磁石保持部１０９をファン翼として機能させることができる。端板１０７は図７の右側の図に示す様に、開口部６０が設けられている。従って、気流２０ｂは図３と同様の流れとなり、回転子鉄心４の端面２３とハウジング５３で囲まれた空間を循環する。なお、本実施の形態の端板の開口部６０の形状は回転子開口部１１と概略同形状にしているが、回転時の強度が保たれるのであれば、形状に特に制約はない。
【００３４】
図８は図７で端板１０７に開口部６０を設置しない場合の回転電機を示す断面図である。端板１０７に開口部６０が設置されている場合、端面２３とハウジング５３で囲まれた空間を循環する風路の圧力損失は、回転子開口部１１を流れる流体の圧力損失より小さいため、回転子開口部１１にはほとんど流体が流れない。しかしながら、端板２０７に開口部６０を設置ない場合、回転子開口部１１に流体を流し、回転子鉄心４の中心部を冷却することが可能になり、回転子中心部の磁石の冷却が可能になる。
【００３５】
図９に回転電機の断面図と気流の流れを示す。回転子鉄心４の一方の端面側の磁石保持部材に取り付けた端板２０７は図８の様に開口部６０を設置していない。回転子鉄心４の他方の端面側の磁石保持部材に取り付けた端板１０７は図７の様に開口部６０を設置している。
【００３６】
端板２０７には開口部６０を設置していないため、ファン翼（磁石保持部９ａ）は、回転子開口部１１、電機子巻線間の空間２６もしくは固定子鉄心１と回転子鉄心４間の間隙２７、を循環する気流２０ｃを発生させる。
【００３７】
なお、図９では、開口部６０を設置した端板１０７を取り付けたファン翼（磁石保持部９ｂ）を設置しており、シャフト保持板５５と磁石保持部間で循環する気流２０ｄを発生させている。
【００３８】
このような構成にすることで、永久磁石６、電機子巻線２に加えて、固定子鉄心１、回転子鉄心４の中心部も冷却することができる。なお、端板２０７は回転しているため、端板２０７とハウジング５３の間で、回転する気流２０ｅを発生させ、端板２０７からハウジング５３への熱の伝達を促進させる。
【００３９】
なお、端板１０７に接続した磁石保持部の間に空間１０を設置せず、通常の磁石保持部で、永久磁石６を固定した場合でも、磁石保持部９ａのファン機能により、気流２０ｃは生じる。従って、冷却性能向上に有効である。
【００４０】
また、図１０は外気から流体を流入させる開放形回転電機の気流を示す。図９とは、筐体８ａに開口部５６（流入部）、開口部５７（流出部）を設置している点が異なる。開口部５６，５７には、ゴミを除去するフィルタを設置している。開口部を設置することで、圧力損失の大きい電機子巻線間の空間２６及び固定子鉄心１と回転子鉄心４間の間隙２７にはほとんど流体は流れず、流入部５６から流入した流体は回転子開口部１１を流れ、回転子鉄心４の内部の熱を奪い、流出部５７から流出する。このように、本発明は密閉形の回転電機、開放形の回転電機いずれの場合にも適用が可能である。
【００４１】
以上のように構成された本実施の形態２によっても、上述した実施の形態１と同様の作用効果が得られる。また、本実施の形態２では、複数の磁石保持部を端板に固定することで、磁石を支えることができる。
【００４２】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図１１は、本発明の実施の形態３による回転電機を示す断面図であり、図２と同態様の図である。なお、本実施の形態３は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１または２と同様であるものとする。
【００４３】
複数の磁石保持部１０９の間に設けられた空間１０に、シャフト３に圧入されたファン翼３０５が設けられている。
【００４４】
本構成の様に、磁石保持部１０９の間（周方向位置でいう間）に空間１０を設置しているため、ファン翼３０５を設置することができる。その結果、ファン翼設置による風量増加、翼面積増大による放熱面積増加が得られ、冷却性能が向上する。また、本実施の形態では、ファン翼長を、磁石保持部より長くしている。その結果、冷却風の駆動力を増え、風量は増加する。
【００４５】
なお、ファン翼３０５の先端部は回転子外周部まで延ばすことで、流体の駆動力を増やしているが、必ずしも回転子外周部まで延ばす必要はない。図１２では、磁石保持部１０９より内側にファン翼を設置している。すなわち、ファン翼４０５の先端部は、磁石保持部１０９より、径方向中心側で終端している。このような構成でも、磁石保持部１０９間に空間１０が設置されているため、磁石保持部１０９のファン機能で発生する気流に加えて、ファン翼３０５で発生した気流を、磁石保持部１０９間の空間１０に流すことができる。その結果、風量増加及び放熱面積増加が得られ、冷却性能向上が得られる。
【００４６】
なお、図１１の実施の形態では、端板１０７をファン翼に取り付けている。しかしながら、ファン翼３０５は端板２０７が無くてもシャフト３に圧入することで固定できる。
【００４７】
図１１（回転中心を垂線とする面）においてみて、ファン翼３０５は回転子鉄心４の支持部１７を回転軸方向に延長した領域上に設置しているため、回転子開口部１１を通ってファン翼３０５に流れる流体の流れを乱さない。従って、圧力損失の増加を抑制している。また、本実施の形態では、ファン翼を回転子鉄心４の端面２３に密着させており、回転子鉄心４からの放熱を促進させている。また、ファン翼（遠心ファン）の構成材料は非磁性体でも鉄等の磁性体で樹脂でもよい。金属の場合、フィン効果による放熱量向上が得られる。
【００４８】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図１５は、本発明の実施の形態４による回転電機を示す断面図である。なお、本実施の形態４は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１〜３の何れかと同様であるものとする。
【００４９】
本実施の形態４の回転電機では、一極につき、複数の永久磁石６０６が割り当てられている。そして、磁石保持部６０９は複数の永久磁石６０６を保持している。図示例では、一極につき、Ｖ字状の配列された２つの永久磁石６０６が割り当てられている。当該Ｖ字は、Ｖ字の屈曲が径方向内側を指向する向きとなっている。一つの磁石保持部６０９は、一極の、Ｖ字状の配列された２つの永久磁石６０６を保持している。
【００５０】
永久磁石６０６の配置は常に等ピッチになるわけでなく、電気設計で決定される。図１５に示す様に、狭ピッチの永久磁石部をまとめて磁石保持部９で保持することで、構造を容易にすると共に、隙間の間隔を適正化して、ファンで発生した気流を空間１０に流すことができる。
【００５１】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について説明する。図１６は、本発明の実施の形態５による回転電機を示す断面図である。なお、本実施の形態５は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１〜４の何れかと同様であるものとする。
【００５２】
本実施の形態５では、ファン翼となる磁石保持部７０９が曲面を有している。図示例では、磁石保持部７０９は、径方向外側ほど回転子の回転方向ＲＤの後方に位置するように湾曲している。磁石保持部７０９を回転速度や翼枚数に応じた曲面形状にすることで、所望の静圧・風量・効率に適したファン翼にすることができる。回転軸に近い内周側から、外周側に掛けて、曲面形状にすることで、回転状況に適した翼形状にすることができる。両方向に回転する回転電機の場合、対称形が好ましいため、図１５に示す様に中心から回転子外周に対して、直線的な翼形状を有する翼を使用する場合が多い。しかしながら、図１６に符号ＲＤで示すように一方向のみに回転する場合、本実施の形態のように曲面を持たせる形状が有効である。
【００５３】
なお、本実施の形態でも、回転子開口部１１の壁面１２を回転軸方向に延ばした面とファン翼面とを概略一致させている。回転子開口部１１をファン翼と同様の曲面形状することで、回転子開口部から流出する際の流れの乱れがなくなり、送風能力が増える。
【００５４】
また図１６では、磁石保持部７０９の外周部に凹凸形状６２を設けている。図示例では、一極につき、Ｖ字状の配列された２つの永久磁石６０６が割り当てられている。当該Ｖ字は、Ｖ字の屈曲が径方向内側を指向する向きとなっている。そして、複数の磁石保持部７０９の径方向外側の外周部には、当該Ｖ字に合わせて凹部が設けられており、一部の磁石保持部７０９の径方向内側の外周部には、当該Ｖ字に合わせて凹部が設けられている。
【００５５】
このような構成は、磁石保持部７０９（狭ピッチの永久磁石部をまとめて保持している磁石保持部７０９）の外周に小さな遠心ファンを設けたことに等しい。１つのファン翼の外周側の形状の凹凸により、回転することで、流体に旋回成分を生み出す。従って、周辺の空気を循環させ、冷却性能を向上させる。なお、本実施の形態も含め、図１５および図１６では、翼の幅は中心部から外周に向かうにつれて、厚くしているが、図１５および図１６の構成は、幅を一定にするように改変することもできる。
【００５６】
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【符号の説明】
【００５７】
１  固定子鉄心、２  電機子巻線、３  シャフト、４  回転子鉄心、６、６０６  永久磁石、９、１０９、６０９、７０９  磁石保持部、１０  磁石保持部間の空間、３０５、４０５  ファン翼、１０７、２０７  端板。
【要約】
回転電機は、固定子と、回転子とを備え、固定子は、固定子鉄心と、電機子巻線とを有し、回転子は、回転子鉄心と、複数の永久磁石とを有し、回転子鉄心は、固定子との間に磁気的空隙部を形成する共に、シャフトの周囲に配設されており、複数の永久磁石は、回転子鉄心の端面より回転軸方向に突出しており、複数の永久磁石における、回転子鉄心の端面より突出した部分に設けられた複数の磁石保持部をさらに備え、複数の磁石保持部の間には空間が設けられている。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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