(57)【要約】【課題】回転子鉄心の隣接するスロット間に作用する応力の集中を回避し得る回転電機の回転子を提供する。【解決手段】回転子鉄心１１の軸方向に貫通するよう、その周方向に関する複数箇所に分散させて形成したスロット１２と、複数の磁極１４を形成するよう各スロット１２中に挿入して埋め込んだ横断面形状が矩形の永久磁石１３とを有するとともに、各磁極１４を、周方向に隣接させて形成した複数のスロット１２及びこれら各スロット１２に埋め込む複数の永久磁石１３で形成して各スロット１３の周方向に関する両端部の辺１２ａをそれぞれ傾斜させて曲げ応力を低減させた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子鉄心の軸方向に貫通するよう、その周方向に関する複数箇所に分散させて形成したスロットと、複数の磁極を形成するよう各スロット中に挿入して埋め込んだ横断面形状が矩形の永久磁石とを有し、
さらに、各磁極は、周方向に隣接させて形成した複数の前記スロット及びこれら各スロットに埋め込む複数の前記永久磁石で形成した回転電機の回転子において、
各スロットの周方向に関する両端部の辺をそれぞれ傾斜させるとともに、他の辺との接続部分を円弧部としたことを特徴とする回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機の回転子に関し、特に回転子鉄心に永久磁石を埋め込んで磁極を形成するものに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機の一種として、回転子鉄心に永久磁石を埋め込んで磁極を形成したものがある。さらに、この種の永久磁石型回転電機の回転子のうち、同一の磁極を複数に分割した永久磁石で形成したものもある。これは次のような理由による。
【０００３】
回転子鉄心の周方向で隣接するスロット間は可及的な高磁気抵抗部とする必要がある。この部分での漏れ磁束を低減するためである。一方、回転子鉄心の一体性はスロットで分断されることなく、これを維持しなければならない。そこで、回転子鉄心としての必要な機械的強度を保持しつつ隣接するスロット間に空隙を設けること等が行われていた（例えば、特開２００２−２８１７００）。
【０００４】
しかし、回転子の径が大きく、特に磁極鉄心部に作用する遠心力が大きくなる中、大型の回転電機になると、磁極毎に一個のスロットを形成すると同時に、回転子鉄心の隣接するスロット間での強度を、回転に伴う遠心力に対して十分なものとしつつ可及的な高磁気抵抗部とすることが困難になってくる。両者の要件がトレード・オフの関係にあるからである。
【０００５】
そこで、図３に示すような回転子鉄心１が提案されるに至っている。同図に示すように、当該回転子鉄心１では、同一磁極に対応して回転子鉄心１の周方向に複数個のスロット２を分散させて形成するとともに、各スロット２に永久磁石３を挿入・埋設して構成している。このことより回転子鉄心１の隣接するスロット２間の機械的強度を維持しながら、永久磁石３の漏洩磁束を可及的に減じ得るように工夫してある。ここで、各スロット２及び永久磁石３はそれぞれの横断面形状が矩形となっている。
【０００６】
この種の公知技術としては、下記に記載した特許文献１がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２８１７００号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図３に示す従来技術において、電気的な特性を考慮した場合は、隣接する永久磁石３の間隔（隣接するスロット２間の間隔）を可及的に狭くした方が望ましい。しかし、狭くなりすぎると、回転子鉄心１のスロット２間の部分に作用する応力が過大になりすぎるという問題がある。すなわち、かかる構造でも前記応力による制限があった。
【０００９】
そこで、隣接するスロット間を広げることなく、回転時の応力集中を回避し得る回転子の出現が待望されている。
【００１０】
本発明は、上記従来技術に鑑み、隣接するスロット間に作用する応力の集中を回避し得る回転電機の回転子鉄心を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成する本発明の構成は、
回転子鉄心の軸方向に貫通するよう、その周方向に関する複数箇所に分散させて形成したスロットと、複数の磁極を形成するよう各スロット中に挿入して埋め込んだ横断面形状が矩形の永久磁石とを有するとともに、
各磁極を、周方向に隣接させて形成した複数の前記スロット及びこれら各スロットに埋め込む複数の前記永久磁石で形成した回転電機の回転子において、
各スロットの周方向に関する両端部の辺をそれぞれ傾斜させるとともに、他の辺との接続部分を円弧部としたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態に係る回転子を示す正面図である。同図に示すように、当該回転子は、回転子鉄心１１の軸方向に貫通するよう、その周方向に関する複数箇所に分散させて形成したスロット１２と、複数（本形態の場合は４極）の磁極１４を形成するよう各スロット中に挿入して埋め込んだ横断面形状が矩形の永久磁石１３とを有する。
【００１４】
ここで、各磁極１４は、周方向に隣接させて形成した複数個（本実施の形態では５個）のスロット１２及びこれら各スロット１２に埋め込む同数の永久磁石１３で形成している。また、各スロット１２の周方向に関する両端部の辺１２ａ、１２ａは、それぞれ傾斜させてある。また、他の辺１２ｂ、１２ｂとの接続部分を円弧部としてある。
【００１５】
すなわち、図２（ａ）に拡大して示すように、辺１２ａ、１２ａは他の辺１２ｂ、１２ｂに直角な方向に対してΘだけ傾斜させてあり、同時に角部が円弧部となっている。この結果、スロット１２の横断面形状は角部に面取り部を有する平行四辺形となっている。
【００１６】
この結果、本形態においては、回転子の回転時に回転子鉄心１１に作用する応力Ｆ１の辺１２ａ、１２ａに直角な成分である曲げ応力Ｆ２及びこれに直角な成分である引っ張り応力Ｆ３は図２（ａ）に示すようになる。比較のため、図３に示す従来技術に係る回転子における同様の応力Ｆ１、曲げ応力Ｆ２及び引っ張り応力Ｆ３を図２（ｂ）に示す。
【００１７】
両図を比較すれば明らかな通り、本形態によれば、曲げ応力Ｆ２を小さくすることができる。この曲げ応力Ｆ２は、スロット１２の形状が矩形、すなわち辺１２ａ、１２ａが辺１２ｂ、１２ｂに対して直角のとき最も大きく、傾斜角Θが大きくなるにつれ小さくなる。
【００１８】
また、角部が円弧部となっているので、応力集中を緩和することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上、実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明によれば、隣接するスロット間の間隔を広げることなく、曲げ応力を低減してこれによる不都合を防止し得る。すなわち、当該部分の磁気抵抗を下げることなく、回転子としての機械的強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る回転子を示す正面図である。
【図２】回転子鉄心のスロット部分に作用する力を説明するための説明図で、（ａ）は図１に示す本形態に係る回転子の場合、（ｂ）は図３に示す従来技術に係る回転子の場合である。
【図３】従来技術に係る回転子を示す正面図である。
【符号の説明】
１１        回転子鉄心
１２        永久磁石
１３        スロット
１４        磁極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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