(57)【要約】【課題】軽量化を図ることができる回転電機の回転子及び回転電機を提供すること。【解決手段】回転子コア２１と、回転子コア２１の周方向に並べて配設される複数の永久磁石２２とを備える。そして、回転子コア２１の内周は、永久磁石２２の周方向中央に対向する第１部位３０が、周方向に隣接する永久磁石２２間に対向する第２部位３１に対して、へこんだ形状である。【選択図】図１Ｂ
2012095401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の回転子コアと、
前記回転子コアの周方向に並べて配設される複数の永久磁石と
を備え、
前記回転子コアの内周は、
前記永久磁石の周方向中央に対向する部位が、周方向に隣接する前記永久磁石間に対向する部位に対して、へこんだ形状であることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
前記回転子コアは、前記永久磁石よりも内周側の肉厚において、前記永久磁石の周方向中央から内周までの肉厚が、前記永久磁石間から内周までの肉厚の２０〜８０％であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の回転子。
【請求項３】
前記回転子コアの内周は、前記永久磁石の周方向中央に対向する部位から、周方向に隣接する前記永久磁石間に対向する部位にかけて、弧状に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機の回転子。
【請求項４】
前記回転子コアの外周は、
周方向に隣接する前記永久磁石間の部位がへこんだ形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項５】
前記回転子は、
前記回転子コアを支持してシャフトに固定する環状の複数の支持部を備え、
前記支持部のそれぞれは、
前記シャフトの伸延方向に貫通する開口部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項６】
筒状の回転子コアと、前記回転子コアの周方向に並べて配設される複数の永久磁石とを備える回転子と、
前記回転子の外周面と空隙を介して対向配置される固定子と、を備え、
前記回転子コアの内周は、
前記永久磁石の周方向中央に対向する部位が、周方向に隣接する前記永久磁石間に対向する部位に対して、へこんだ形状であることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石が配設された回転子及び当該回転子を備える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機や発電機などの回転電機として、永久磁石式の回転電機が知られている。永久磁石式の回転電機は、回転子コアの周方向に並べて配設される複数の永久磁石を備える回転子と、回転子の外周面と空隙を介して対向配置される固定子とを備える回転電機である。
【０００３】
この種の回転電機は、永久磁石における残留磁束の高密度化に伴い、小型化や高出力化が図られており、軽量化も進んでいる。そのため、永久磁石式の回転電機は、様々な分野で活用されている。例えば、工作機械、電気自動車、ロボット等の分野では、永久磁石式の回転電機として、永久磁石式同期電動機が広く用いられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８１７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように永久磁石の特性向上により回転電機の軽量化が進んでいるものの、回転電機においては更なる軽量化を行うことが望ましい。特に、回転電機の回転子の軽量化は、回転電機のみならず、慣性モーメントの低減も図ることができるため、回転電機の回転子を軽量化することが望ましい。
【０００６】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、軽量化を図ることができる回転電機の回転子及び当該回転子を備える回転電機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】
本願の開示する回転電機の回転子は、筒状の回転子コアと、前記回転子コアの周方向に並べて配設される複数の永久磁石とを備え、前記回転子コアの内周は、前記永久磁石の周方向中央に対向する部位が、周方向に隣接する前記永久磁石間に対向する部位に対して、へこんだ形状である。
【発明の効果】
【０００８】
本願の開示する回転電機の回転子の一つの態様によれば、回転子コアの内周は、永久磁石の周方向中央に対向する部位が、周方向に隣接する永久磁石間に対向する部位に対して、へこんだ形状である。そのため、回転子コアにおいて永久磁石よりも内周側の肉厚が部分的に薄くなり、回転子及び回転電機の軽量化を図ることができる。しかも、慣性モーメントの低減を実現することができるため、回転電機の特性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、実施例１に係る回転電機の横断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示すＨ部の拡大図である。
【図２】図２は、実施例１に係る回転電機の縦断面図である。
【図３】図３は、実施例１に係る回転電機の横断面図である。
【図４】図４は、図３に示す断面図のＨ部の拡大図である。
【図５】図５は、内周を円形とした回転子コアにおける磁束の状態を示す図である。
【図６】図６は、図４に示す回転子コアにおける磁束の状態を示す図である。
【図７】図７は、実施例２に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。
【図８】図８は、実施例３に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。
【図９】図９は、実施例４に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。
【図１０】図１０は、実施例５に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。
【図１１】図１１は、実施例６に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。
【図１２】図１２は、実施例７に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本願の開示する回転電機の回転子及び回転電機のいくつかの実施例を詳細に説明する。なお、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１１】
実施例１に係る回転電機の回転子について、図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明する。図１Ａは実施例１に係る回転電機の横断面図であり、図１Ｂは図１Ａに示すＨ部の拡大図である。なお、回転電機には、例えば、電動機や発電機がある。また、後述するシャフトの伸延方向が回転電機の長手方向である。
【００１２】
図１Ａに示すように、実施例１に係る回転電機は、シャフト５、固定子６及び回転子７を備える。固定子６は、回転子７の外周面と所定の空隙を介して対向配置され、回転子７は、シャフト５に取り付けられる。
【００１３】
回転子７は、図１Ｂに示すように、回転子コア２１と、永久磁石２２とを備える。回転子コア２１は、筒状に形成されており、外周面には永久磁石２２が周方向に沿って所定間隔を空けて並べて配設される。
【００１４】
回転電機を電動機とする場合、固定子６の固定子巻線に電流を流すことにより固定子６の内側に回転磁界が発生する。そして、この回転磁界と回転子７の永久磁石２２が発生する磁界との相互作用により回転子７が回転し、この回転子７の回転に伴ってシャフト５が回転する。一方、回転電機を発電機とした場合、電動機とは逆の動作をする。すなわち、シャフト５の回転に伴い、回転子７が回転し、固定子６の固定子巻線に電流が発生する。
【００１５】
実施例１に係る回転子７では、回転子コア２１の内周を、例えば、図１Ｂに示すＫ−Ｋ’線に沿うような円形の内周とするのではなく、永久磁石２２による磁束の密度が相対的に低い部分を外周側にへこませた内周としている。すなわち、図１Ｂに示すように、回転子コア２１の内周は、永久磁石２２の周方向中央に対向する第１部位３０が、周方向に隣接する永久磁石２２間に対向する第２部位３１に対して、へこんだ形状に形成される。
【００１６】
このように、回転子コア２１の内周形状を、一部が外周側にへこんだ形状とすることにより、内周を円形とするのに比べ、内周側の肉厚を部分的に薄くすることができる。そのため、回転子コア２１の重量を低減し、回転子７の軽量化を図ることができる。しかも、回転子７の重量を低減することができるため、回転子７の慣性モーメントを低減することができる。
【００１７】
（回転電機の具体的な構成）
以下、実施例１に係る回転電機の構成について具体的に説明する。図２は実施例１に係る回転電機の縦断面図、図３は実施例１に係る回転電機の横断面図、図４は図３に示す断面図のＨ部の拡大図である。なお、図２は図３のＢ−Ｂ’線断面図に対応し、図３は図２のＡ−Ａ’線断面図に対応する。
【００１８】
図２に示すように、実施例１に係る回転電機は、フレーム２、ブラケット３Ａ，３Ｂ、軸受４Ａ，４Ｂ、シャフト５、固定子６及び回転子７を備える。
【００１９】
フレーム２は、筒状に形成されており、内周面に固定子６の外周が固着される。ブラケット３Ａは、略円盤状に形成され、外周部４１Ａがフレーム２の一方の開口端に取り付けられ、内周部４２Ａで軸受４Ａを保持する。同様に、ブラケット３Ｂは、略円盤状に形成され、外周部４１Ｂがフレーム２の他方の開口端に取り付けられ、内周部４２Ｂで軸受４Ｂを保持する。
【００２０】
シャフト５は、その中心がフレーム２の中心軸Ｘ上に位置し、軸受４Ａ，４Ｂによって中心軸Ｘを中心として回転可能に保持される。固定子６は、固定子コア１１と、固定子巻線１２とを備えており、この固定子６の内周側には空隙を介して回転子７が対向配置される。
【００２１】
固定子コア１１は、電磁鋼板などの薄板材を多数枚積層して形成される。固定子コア１１の内周側は、図３及び図４に示すように、多数のティース１３が形成される。ティース１３間の空間はスロット１４と呼ばれる。このスロット１４の内周面は絶縁材で覆われ、スロット１４内に絶縁被覆電線を用いて分布巻線方式で巻装された固定子巻線１２が収められる。なお、固定子巻線１２は、集中巻線方式で巻装されてもよい。
【００２２】
回転子７は、図２に示すように、回転子コア２１、複数の永久磁石２２及び支持部２３ａ〜２３ｄを備えており、シャフト５の中心を中心軸Ｘとして回転する。
【００２３】
回転子コア２１は、渦電流を低減するために電磁鋼板などの薄板材を多数枚積層して形成される。また、回転子コア２１は、筒状に形成され、永久磁石２２の磁束を通す機能を担う。この回転子コア２１の形状については、後で詳述する。
【００２４】
複数の永久磁石２２は、回転子コア２１の外周面に沿って並べて配設される。複数の永久磁石２２は、図４に示すように、異なる極性の永久磁石２２ａ，２２ｂから構成される。永久磁石２２ａは回転子コア２１との接触面側にＳ極がありその反対側にＮ極がある。また、永久磁石２２ｂは回転子コア２１との接触面側にＮ極がありその反対側にＳ極がある。
【００２５】
図２に示すように、シャフト５の伸延方向では、同一極性の永久磁石２２が回転子コア２１の外周に並べて配設される。一方、回転子コア２１の周方向では、図４に示すように、異なる極性の永久磁石２２ａ，２２ｂが交互に並べて配設される。
【００２６】
支持部２３ａ〜２３ｄは、図２に示すように、回転子コア２１と一体的に形成されるものであり、回転子コア２１と同様に、電磁鋼板などの薄板材を多数枚積層して形成される。支持部２３ａ〜２３ｄは、筒状の回転子コア２１の内周側からシャフト５へ向かう方向に突出する環形状を有する。なお、回転子コア２１及び支持部２３ａ〜２３ｄは、積層された電磁鋼板ではなく、鉄などの透磁性部材により一体的に形成されてもよい。一体的に形成する方法としては、鋳物や削り出しなどが挙げられる。
【００２７】
支持部２３ａ〜２３ｄは、内周面がシャフト５の外周面に当接された状態で、支持部２３ａ，２３ｄが複数のボルト８によってシャフト５に取り付けられる。これにより、回転子コア２１は、支持部２３ａ〜２３ｄを介してシャフト５に回転可能に支持される。
【００２８】
（回転子コア２１の形状）
実施例１に係る回転電機の回転子７では、上述したように、回転子コア２１の形状を、回転子７の重量を低減させることができる形状としている。以下、回転子コア２１の形状について図５及び図６を参照して具体的に説明する。なお、図５及び図６に示す固定子６、永久磁石２２は、図３及び図４に示す固定子６及び永久磁石２２と同様の形状及び配置である。
【００２９】
まず、内周を円形とした回転子コアにおける磁束の状態を考える。図５は、内周を円形とした回転子コア２１ａにおける磁束の状態を示す図である。図５に示すように、回転子コア２１ａには、永久磁石２２から流れる磁束として、隣り合う異極の永久磁石２２ａ，２２ｂ間に流れる磁束２４が存在する。
【００３０】
この磁束２４は、隣り合う異極の永久磁石２２ａ，２２ｂ間中央から内周までのＣ−Ｃ’間の領域が最も量（以下、磁束量とする）が多くなり、永久磁石２２の周方向中央から内周までのＤ−Ｄ’間の領域が最も量が少なくなる。すなわち、Ｃ−Ｃ’間の領域は磁束密度が高く、Ｄ−Ｄ’間の領域は磁束密度が低い。
【００３１】
磁束密度が低いＤ−Ｄ’間の領域は、図５に示すように、永久磁石２２に近い領域に磁束２４が存在し、永久磁石２２から遠い領域には磁束２４がほとんど存在しない。そのため、磁束密度が低いＤ−Ｄ’間の領域の厚みＶをＣ−Ｃ’間の領域の厚みＷよりも薄くしても、回転子７の特性への影響はほとんどない。
【００３２】
そこで、回転子コア２１の内周には、図６に示すように、永久磁石２２による磁束２４の密度が相対的に低いＤ−Ｄ’間の領域の肉厚Ｖを薄くして第１部位３０を形成し、磁束２４の密度が相対的に高いＣ−Ｃ’間の領域の肉厚Ｗを厚くして第２部位３１を形成している。すなわち、永久磁石２２の周方向中央に対向する第１部位３０を、周方向に隣接する永久磁石２２間に対向する第２部位３１に対して、へこんだ形状としている。
【００３３】
第１部位３０と第２部位３１とは周方向に交互に連続して形成される。従って、回転子コア２１の内周において、へこんだ領域である第１部位３０が永久磁石２２の数だけ形成されることになり、回転子コア２１において、へこんだ部分の重量が永久磁石２２の数だけ低減され、回転子コア２１が軽量化される。
【００３４】
しかも、回転子コア２１は回転子７の外周側にあり、また、へこんだ領域である第１部位３０が回転子コア２１の内周に均一に形成されるため、回転子７の慣性モーメントを効果的に低減することができる。
【００３５】
ここで、磁束密度が高いＣ−Ｃ’間の領域の厚みＷは、次のように求めることができる。なお、理解を容易にするため、永久磁石２２のパーミアンス係数は無視することとする。
【００３６】
永久磁石２２のパーミアンス係数を無視した場合、永久磁石２２から回転子コア２１へ出る磁束２４の量は、永久磁石２２と回転子コア２１との接触面ではどの場所でも同一である。
【００３７】
従って、永久磁石２２の軸方向の長さＬ（図２参照）を“１”とした場合、永久磁石２２の表面から回転子コア２１へ出る磁束量Φ（Ｗｂ）は、式（１）に示すように、永久磁石２２の最大エネルギー積ＢＨ（ＧＯｅ）から求めることができる。
Φ＝０．２×√（ＢＨ）      ・・・式（１）
【００３８】
例えば、永久磁石２２としてＢＨ＝４２（ＭＧＯｅ）の永久磁石を使用する場合、この永久磁石２２の表面から回転子コア２１へ出る磁束量Φは上記式（１）より１．２９６（Ｗｂ）となり、この磁束量Φが永久磁石２２の幅Ｚ（図６参照）の分だけ出ることになる。
【００３９】
永久磁石２２の磁束２４の流れは、図６に示すように、永久磁石２２の周方向中心から周方向の両側に分かれる。そして、最も磁束密度が高いＣ−Ｃ’間の領域の磁束密度は、永久磁石２２の幅Ｚの半分とＣ−Ｃ’間の領域の厚みＷとが同じ場合には、１．２９６（Ｔ）となる。
【００４０】
ここで、Ｃ−Ｃ’間の領域の厚みＷを決めるにあたり問題となるのは、回転子コア２１の特性への影響である。Ｃ−Ｃ’間の領域の磁束密度を１．３（Ｔ）以下にした場合、特性上は何ら問題ないが、Ｃ−Ｃ’間の厚みＷが厚くなってしまう。そのため、慣性モーメントの低減や重量低減をより効果的に行うことができない。
【００４１】
一方、Ｃ−Ｃ’間の厚みＷを薄くしてＣ−Ｃ’間の領域の磁束密度を２．３（Ｔ）以上にした場合、回転子コア２１の磁束密度は完全に飽和してしまう。そのため、例えば、回転電機を電動機として用いる場合、固定子巻線１２への電流を増やしても出力トルクが増えなくなるいわゆるトルク飽和状態になる。
【００４２】
以上から、磁束密度が最も高いＣ−Ｃ’間の領域は、その磁束密度を１．３（Ｔ）〜２．３（Ｔ）にすることが望ましい。従って、Ｃ−Ｃ’間の領域の磁束密度が１．３（Ｔ）〜２．３（Ｔ）の範囲内に収まるように、Ｃ−Ｃ’間の領域の厚みＷを決定して第２部位３１を形成することが望ましい。
【００４３】
ここで、Ｃ−Ｃ’間の領域の磁束密度を１．３（Ｔ）〜２．３（Ｔ）の範囲内に収めようとする場合、Ｃ−Ｃ’間の領域の厚みＷは、以下の式（２）から求めることができる。
１．３≦０．２×√（ＢＨ）／Ｗ×Ｚ／２≦２．３        ・・・式（２）
【００４４】
従って、上記式（２）において、永久磁石２２のＢＨと幅Ｚが既知の場合、Ｃ−Ｃ’間の領域の厚みＷの範囲を計算することができる。例えば、仮に永久磁石２２がＢＨ＝４２（ＭＧＯｅ）、幅Ｚ＝２０であるとすると、式（２）により
５．６４≦Ｗ≦９．９７
となる。
【００４５】
以上のように、実施例１に係る回転子コア２１では、永久磁石２２による磁束２４の密度が相対的に低い領域に対応する第１部位３０が、磁束２４の密度が相対的に高い領域に対応する第２部位３１に対して、外周側にへこんだ内周が形成される。また、Ｃ−Ｃ’間の領域の磁束密度が１．３（Ｔ）〜２．３（Ｔ）の範囲内に収まるように、第２部位３１が形成される。
【００４６】
このように、回転子コア２１の内周形状を形成することにより、回転子コア２１の重量を低減して、回転子７の軽量化を図ることができる。しかも、回転子７の重量を低減することができるため、回転子７の慣性モーメントを低減することができる。
【実施例２】
【００４７】
次に、実施例２に係る回転電機について図７を参照して説明する。図７は、実施例２に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。実施例２に係る回転電機は、実施例１に係る回転電機に対して、回転子コアの内周形状が異なる。
【００４８】
実施例１において述べたように、回転子コアにおいて磁束密度が最も高いＣ−Ｃ’間の領域の厚みＷは、回転子コアの軽量化のために、Ｃ−Ｃ’間の領域の磁束密度が１．３（Ｔ）〜２．３（Ｔ）の範囲内に収まるように形成することが望ましい。
【００４９】
一方、回転子コアにおいて磁束密度が低いＤ−Ｄ’間の領域の厚みＶは、ゼロとすることが可能である。従って、磁束密度の観点から軽量化を図る理想的な回転子コアの内周形状は、図７に示すように、磁束密度が低いＤ−Ｄ’間の領域の厚みＶをゼロとし、Ｃ’点を第２部位３１ａとし、Ｃ’点からＤ点へ直線を結んで第１部位３０ａを形成した形状である。
【００５０】
そこで、実施例２に係る回転電機では、図７に示す形状の回転子コア２１ｂを回転子７の回転子コアとしている。回転子コア２１ｂは、複数の分割部２１１ｂに分割される。各分割部２１１ｂは、支持部２３ａ〜２３ｄによって筒状に並ぶように支持される。これにより、実施例１に係る回転電機に比べ、回転子コア７の軽量化をさらに図ることができる。また、回転子７の重量をさらに低減することができるため、回転子７の慣性モーメントをさらに低減することができる。
【実施例３】
【００５１】
次に、実施例３に係る回転電機について図８を参照して説明する。図８は、実施例３に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。実施例３に係る回転電機は、実施例１，２に係る回転電機に対して、回転子コアの内周形状が異なる。
【００５２】
実施例２において述べたように、磁束密度が低いＤ−Ｄ’間の領域の厚みＶは、ゼロとすることが可能である。しかし、回転子コアの機械強度を向上させる場合には、Ｄ−Ｄ’間の領域の厚みＶをある程度設けることが望ましい。
【００５３】
そこで、実施例３に係る回転電機では、図８に示す形状の回転子コア２１ｃを回転子７の回転子コアとしている。すなわち、回転子７の回転子コアを、Ｃ’点を第２部位３１ｂとする一方、磁束密度が低いＤ−Ｄ’間の領域の厚みＶをＣ−Ｃ’間の領域の厚みＷに対して２０％〜８０％の厚みとして逆台形状の第１部位３０ｂを形成した回転子コア２１ｃとする。
【００５４】
このように回転子コア２１ｃが形成されるため、実施例２に係る回転電機に比べ、回転子コアの機械強度を向上させることができる。
【実施例４】
【００５５】
次に、実施例４に係る回転電機について図９を参照して説明する。図９は、実施例４に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。実施例４に係る回転電機は、実施例１〜３に係る回転電機に対して、回転子コアの内周形状が異なる。
【００５６】
図９に示すように、実施例４に係る回転電機の回転子コア２１ｄの内周は、永久磁石２２の周方向中央に対向する第１部位３０ｃから、周方向に隣接する永久磁石２２間に対向する第２部位３１ｃにかけて、弧状に形成される。
【００５７】
このように回転子コア２１ｄは、内周全域に亘って曲線状に形成して丸みを持たせているので、応力集中を緩和することができ、従って、応力集中による損失を低減できる。特に、図９に示すように、回転子コアの内周形状を、正弦波状に角度変化させて形成することで、より効果的に応力集中を緩和することができる。
【００５８】
なお、実施例１に係る回転電機の回転子コア２１において、第１部位３０と第２部位３１との間の角部に丸みを持たせて弧状にすることで、図６に示す構造に比べ、応力集中を緩和することができる。また、実施例２，３に係る回転電機の回転子コア２１ｂ，２１ｃについても同様に角部に丸みを持たせることで、応力集中を緩和することができる。
【実施例５】
【００５９】
次に、実施例５に係る回転電機について図１０を参照して説明する。図１０は、実施例５に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。実施例５に係る回転電機では、上記実施例１〜４で説明した回転子コアの内周形状による回転子７の重量及び慣性モーメントの低減に加え、さらに、回転子コアの外周形状に基づいて回転子７の重量及び慣性モーメントの低減を図るものである。
【００６０】
磁束密度が低いＤ−Ｄ’間の領域のうち回転子コアの外周面近くの領域は、図５に示したように、永久磁石２２の磁束２４の密度が低い。そのため、へこみを形成しても、回転子７の特性への影響が少ない。
【００６１】
そこで、図１０に示すように、実施例５に係る回転電機の回転子コア２１ｅでは、永久磁石２２ａ，２２ｂ間に位置する外周の部位をへこませて凹部２５を形成している。このように凹部２５を形成することで、さらに回転子７の重量及び慣性モーメントを低減することができる。
【００６２】
また、凹部２５を形成することにより、凹部２５に沿って永久磁石２２を回転子コア２１ｅへ取り付けることができるため、回転子７の製造が容易になる。なお、凹部２５の深さは、永久磁石２２ａ，２２ｂ間の間隔に比例して深くすることが可能である。
【実施例６】
【００６３】
次に、実施例６に係る回転電機の構成について図１１を参照して説明する。図１１は、実施例６に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。実施例６に係る回転電機は、複数の永久磁石が回転子コアに埋め込まれる点及び回転子コアの外周に凹部が形成される点以外は上述した実施例４に係る回転電機の構成と同様の構成である。
【００６４】
図１１に示すように、実施例６に係る回転電機では、回転子コア２１ｆ内に複数の永久磁石２２ａ，２２ｂが埋め込まれる。そして、回転子コア２１ｆは、永久磁石２２ａ，２２ｂよりも内周側において、図９に示す回転子コア２１ｄと同様に構成される。
【００６５】
すなわち、回転子コア２１ｆは、図１１に示すように、永久磁石２２ａ，２２ｂよりも内周側において、各永久磁石２２の周方向中央の領域に対向する第１部位３０ｄを、周方向に隣接する永久磁石２２間の領域に対向する第２部位３１ｄに対して、へこんだ形状としている。
【００６６】
そのため、永久磁石２２よりも内周側の肉厚を部分的に薄くすることができ、回転子７ａの重量を低減することが可能となる。また、回転子コア２１ｆの重量低減により慣性モーメントの低減を実現することができる。
【００６７】
加えて、回転子コア２１ｆは、図１０に示す回転子コア２１ｅと同様に、外周面のうち、永久磁石２２ａ，２２ｂ間の部位に凹部２５ａが形成されるため、回転子コア２１ｆの重量をさらに低減することができる。なお、凹部２５ａの深さは、永久磁石２２ａ，２２ｂ間の間隔に比例して深くすることが可能である。また、回転子コア２１ｆにおいて、永久磁石２２ａ，２２ｂよりも内周側の形状は、実施例１〜３に係る回転子コアと同様の形状としてもよい。また、回転子コア２１ｆにおいて、凹部２５ａが形成されなくてもよい。
【実施例７】
【００６８】
次に、実施例７に係る回転電機の構成について図１２を参照して説明する。図１２は、実施例７に係る回転電機の横断面の一部を拡大した図である。なお、図１２は、図２に示すＥ−Ｅ’線の断面位置に対応する横断面図である。実施例７に係る支持部２３ａ〜２３ｄは、後述する開口部２６を除き、実施例１に係る支持部２３ａ〜２３ｄと同様の構成である。
【００６９】
上述した実施例１〜６に係る回転電機では、回転子コアの重量を低減するものであるが、実施例７に係る回転電機では、回転子コアの重量低減に加え、さらに、支持部２３ａ〜２３ｄの重量低減を図るものである。
【００７０】
具体的には、支持部２３ａ〜２３ｄのそれぞれにシャフト５の伸延方向に貫通する開口部を設けるようにする。このようにすることで、開口部分の重量が低減され、さらに回転子７の重量及び慣性モーメントを低減することができる。
【００７１】
例えば、図１２に示すように、支持部２３ｃには、回転子コア２１ｇの第１部位３０ｅに対向する領域に、シャフト５の伸延方向に貫通する円柱状の開口部２６が形成される。また、図示しないが、支持部２３ａ，２３ｂ，２３ｄも同様に開口部２６が形成される。なお、Ｅ−Ｅ’線断面の位置においては、回転子コアと支持部２３ａ〜２３ｄとは一体的に形成される。図１２では、回転子コアの内周と支持部２３ｃとの間の境界を破線Ｇにより表している。
【００７２】
回転子コア２１ｇの第１部位３０ｅに対向する領域は、永久磁石２２からの磁束２４に対する影響がほとんどないため、開口部２６を設けても回転子７の特性への影響が少ない。そのため、開口部２６を形成する領域に適している。
【００７３】
また、開口部２６を円柱状に形成することにより、開口部２６の一部に応力が集中することを抑制することができ、支持部２３ａ〜２３ｄの機械的強度が低減することを抑制できる。
【００７４】
さらに、開口部２６を設けない場合の回転子７では、図２に示すように、支持部２３ａ〜２３ｄで囲まれる領域Ｊａ〜Ｊｃが密閉空間になるが、開口部２６を設けることにより、領域Ｊａ〜Ｊｃが開空間となる。従って、開口部２６から流入する空気により、回転子コア２１ｇが冷却される。
【００７５】
しかも、回転子コア２１ｇはＤ−Ｄ’間の領域が最も薄いため、温度が高くなりやすい永久磁石２２の中央部分を効率よく冷却することができる。従って、開口部２６を設けることにより、高温になると回転電機の特性が変化する回転子コア２１ｇを冷却して回転電機の特性変化を抑制することができる。
【００７６】
なお、開口部２６の数及び大きさは、回転子コア２１ｇの機械的強度を考慮して決定することが望ましい。
【００７７】
以上のように、上述した実施例１〜７に係る回転電機の回転子コアによれば、回転子の重量の低減を図ることができるため、回転電機の軽量化を図ることができる。しかも、慣性モーメントの低減を実現することができるため、回転電機の特性向上を図ることができる。なお、回転子コアの形状や支持部の形状について、実施例１〜７においてそれぞれ説明したが、これらの形状を適宜組み合わせるようにしてもよい。
【００７８】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細及び代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
２  フレーム
３Ａ，３Ｂ  ブラケット
４Ａ，４Ｂ  軸受
５  シャフト
６  固定子
７，７ａ  回転子
８  ボルト
１１  固定子コア
１２  固定子巻線
２１，２１ａ〜２１ｇ  回転子コア
２２，２２ａ，２２ｂ  永久磁石
２３ａ〜２３ｄ  支持部
２４  磁束
２５，２５ａ  凹部
２６  開口部
３０，３０ａ〜３０ｅ  第１部位
３１，３１ａ〜３１ｄ  第２部位
２１１ｂ  分割部
【図１Ａ】
2012095401.tif 000003
【図１Ｂ】
2012095401.tif 000004
【図２】
2012095401.tif 000005
【図３】
2012095401.tif 000006
【図４】
2012095401.tif 000007
【図５】
2012095401.tif 000008
【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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