(57)【要約】【課題】遠心力による破壊が防止できる高強度構造を有するロータ構造を提供する。【解決手段】  多層埋込型永久磁石モータのロータ構造では、少なくとも２つの埋込溝グループをロータの回転軸に対して対称になるように前記ロータの内部に形成し、前記埋込溝グループ各々は前記ロータの半径方向に沿って隣接して配置される複数の埋込溝の対を含み、前記複数の埋込溝の対の中で外側埋込溝の対のセンターポストが内側埋込溝の対のセンターポストより狭く形成されることを特徴とする。  また、前記複数の埋込溝の対の中で外側埋込溝の対のブリッジを内側埋込溝の対のブリッジより狭く形成することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層埋込型永久磁石モータのロータ構造において、
少なくとも２つの埋込溝グループをロータの回転軸に対して対称になるように前記ロータの内部に形成し、前記埋込溝グループ各々は前記ロータの半径方向に沿って隣接して配置される複数の埋込溝の対を含み、
前記複数の埋込溝の対の中で外側埋込溝の対のセンターポストが内側埋込溝の対のセンターポストより狭く形成されることを特徴とする多層埋込型永久磁石モータのロータ構造。
【請求項２】
前記複数の埋込溝の対の中で外側埋込溝の対のブリッジを内側埋込溝の対のブリッジより狭く形成することを特徴とする請求項１に記載の多層埋込型永久磁石モータのロータ構造。
【請求項３】
多層埋込型永久磁石モータのロータ構造において、
少なくとも２つの埋込溝グループがロータの中心軸に対して対称になるように前記ロータの内部に形成し、前記埋込溝グループ各々は前記ロータの半径方向に沿って隣接して配置する複数の埋込溝の対を含み、
前記複数の埋込溝の対の中で外側埋込溝の対のブリッジを内側埋込溝の対のブリッジより狭く形成することを特徴とする多層埋込型永久磁石モータのロータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は埋込型永久磁石モータに関し、より詳しくは高い構造強度を有する埋込型永久磁石モータのロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電動機は大きく交流誘導モータと交流同期モータに区分される。交流同期モータのうちのステータ側に電気子捲線を備え、ロータ側には界磁捲線を備える回転界磁型の場合、ロータに配置した界磁捲線を励磁してロータが電磁石になり、ステータに３相交流を印加して回転磁界に同期しロータが回転する。
この時、ロータの電磁石が永久磁石に置換された形態の交流同期モータを永久磁石モータと言い、永久磁石がロータ内部に埋まっている形態を埋込型永久磁石モータと言う。
【０００３】
図１には従来技術による多層埋込型永久磁石同期機ロータの断面を示す。
多層埋込型永久磁石同期モータは弱界磁制御技術との組み合わせで低速回転から高速回転まで広範囲に出力を得ることが可能である。孔隙方向に対してインダクタンスの空間的な非対称性、つまり突極性を有していてトルク密度を高めることができるので、一体型スタータジェネレーター（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ＩＳＧ）への開発が大きく進んでいる。
図１に示すように、車両用ＩＳＧとして用いられる多層埋入型永久磁石モータは、ｑ軸磁路とｄ軸磁路との磁気抵抗値の差によって生じるリラクタンストルクの発生を高めるために、埋込された磁石の層数を増やして、ｑ軸方向の磁束の流れを円滑にすると同時に、ｄ軸方向の磁束の流れを妨害するロータ構造を有している。
【０００４】
しかし、永久磁石同期モータの駆動速度が非常に高まる場合には、埋込型永久磁石モータの磁石を支持するロータ部位に遠心力及び電磁気加振力などによる応力が発生する。
図１に示す点線領域は、ロータ鉄芯の一側に多層埋込された永久磁石の支持部のうちに応力が集中する支持部を例として示したものである。
しかし、従来の多層埋込型永久磁石モータのロータ鉄芯は磁石の層数に関係なく一定の厚さの支持部を利用しており、したがって実際に遠心力による応力を最も大きく受ける部分である最も内側の永久磁石の支持部が応力集中によって破壊される恐れがあった。
【特許文献１】特開平７−１９４０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記の問題点を解決するための多層埋込型永久磁石モータのロータ構造に関し、遠心力による破壊が防止できる高い構造的強度を有するロータ構造を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例による多層埋込型永久磁石モータのロータ構造では、少なくとも２つの埋込溝グループをロータの回転軸に対して対称になるように前記ロータの内部に形成し、前記埋込溝グループ各々は前記ロータの半径方向に沿って隣接して配置される複数の埋込溝の対を含み、前記複数の埋込溝の対の中で外側埋込溝の対のセンターポストが内側埋込溝の対のセンターポストより狭く形成されることを特徴とする。
また、前記複数の埋込溝の対の中で外側埋込溝の対のブリッジを内側埋込溝の対のブリッジより狭く形成することを特徴とする。
【０００７】
本発明の他の実施例による多層埋込型永久磁石モータのロータ構造では、少なくとも２つの埋込溝グループがロータの中心軸に対して対称になるように前記ロータの内部に形成し、前記埋込溝グループ各々は前記ロータの半径方向に沿って隣接して配置する複数の埋込溝の対を含み、前記複数の埋込溝の対の中で外側埋込溝の対のブリッジを内側埋込溝の対のブリッジより狭く形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による多層埋込型永久磁石モータのロータ構造によれば、モータの性能に影響を与える機械的特性のうちの一つである高速での応力破壊問題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例に関して詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
図２には本発明の一実施例による多層埋込型永久磁石モータのロータ（回転子）構造を示す。
図２に示すように、鉄板などで形成したロータ鉄芯２００の中心には回転軸が圧入できる回転軸圧入ホール２１０が形成されており、少なくとも２つの埋込溝グループがロータの回転軸に対して対称になるようにロータの内部に形成される。
本実施例は４つの埋込ホールグループを有するロータ（つまり、４極ロータ）に対するものであるが、個数の異なる（例えば、２つ、６つなど）埋込ホールグループを有するロータに対しても本発明が適用できることはもちろんである。埋込溝グループ各々はロータの半径方向に沿って隣接して配置される複数の埋込溝の対を含む。埋込溝の対各々はＶ字形状に形成される。
【００１１】
図２に示すように、回転軸圧入ホール２１０を中心に内側から外側に第１埋込溝の対２２１ａ、２２１ｂ、第２埋込溝の対２３１ａ、２３１ｂ、第３埋込溝の対２４１ａ、２４１ｂ、及び第４埋込溝の対２５１ａ、２５１ｂを形成する。これと対称にロータ鉄芯２００の残りの部分に複数の埋込溝の対を形成する。
第１埋込溝の対２２１ａ、２２１ｂには第１永久磁石２２２ａ、２２２ｂ、第２埋込溝の対２３１ａ、２３１ｂには第２永久磁石２３２ａ、２３２ｂ、第３埋込溝の対２４１ａ、２４１ｂには第３永久磁石２４２ａ、２４２ｂ、第４埋込溝の対２５１ａ、２５１ｂには第４永久磁石２５２ａ、２５２ｂを挿入固定する。
【００１２】
前記複数の永久磁石は回転軸圧入ホール２１０を中心に内側から外側に行くにつれてその大きさが小さくなるように形成する。ロータ鉄芯２００が回転軸圧入ホール２１０を中心に回転する場合、ロータ鉄芯２００は永久磁石による遠心力、加振力に起因した応力を受けることになる。
ロータ鉄芯２００が受ける永久磁石による遠心力、加振力に起因した応力はそれぞれの埋込溝の対のセンターポスト及びブリッジに集中し、埋込溝の対のセンターポスト及びブリッジに作用する応力は、埋め立てられる永久磁石の大きさが大きくなるほど増加する。
したがって、第１埋込溝の対２２１ａ、２２１ｂのセンターポスト２２３及びブリッジ２２４ａ、２２４ｂの長さは第２埋込溝の対２３１ａ、２３１ｂのセンターポスト２３３及びブリッジ２３４ａ、２３４ｂの長さより大きく形成する。
さらに、第３埋込溝の対２４１ａ、２４１ｂのセンターポスト２４３及びブリッジ２４４ａ、２４４ｂの長さ、第４埋込溝の対２５１ａ、２５１ｂのセンターポスト２５３及びブリッジ２５４ａ、２５４ｂの長さは順次短くする。
【００１３】
すなわち、回転軸圧入ホール２１０を中心に内側から外側に進むほど埋込される永久磁石の大きさと反比例してセンターポスト及びブリッジの長さを短くする。
結果的に、前記構造によればロータ鉄芯が回転する場合、永久磁石による遠心力及び加振力による集中応力によってロータのセンターポスト及びブリッジが破損するのを防止できて、機械的強度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の多層埋込型永久磁石モータのロータ構造を示した図面である。
【図２】本発明の一実施例による多層埋込型永久磁石モータのロータ構造を示した図面である。
【符号の説明】
【００１５】
２００  ロータ鉄芯
２１０  回転軸圧入ホール
２２１ａ、２２１ｂ  第１埋込溝の対
２２２ａ、２２２ｂ  第１永久磁石
２３１ａ、２３１ｂ  第２埋込溝の対
２３２ａ、２３２ｂ  第２永久磁石
２４１ａ、２４１ｂ  第３埋込溝の対
２４２ａ、２４２ｂ  第３永久磁石
２５１ａ、２５１ｂ  第４埋込溝の対
２５２ａ、２５２ｂ  第４永久磁石
２２３、２３３、２４３、２５３  センターポスト
２２４ａ、２２４ｂ、２３４ａ、２３４ｂ、２４４ａ、２４４ｂ、２５４ａ、２５４ｂ  ブリッジ
【図１】
2005198487.tif 000003
【図２】
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