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公開番号2025077164
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023189154
出願日2023-11-06
発明の名称回転子、回転電機、および回転子の製造方法
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人iX,弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類H02K 1/276 20220101AFI20250512BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転電機のトルクの低下を伴わずに、永久磁石の保磁力低減を可能とする。
【解決手段】実施形態によれば、回転子100は、ロータシャフト110、回転子鉄心120および永久磁石130を有する。回転子鉄心120は、それぞれの磁極101において、d軸に関して対を成す2つの外側磁石収納孔121、2つの内側第1磁石収納孔122および内側第2磁石収納孔123を有する。永久磁石130は、d軸に関して対称に配された外側磁石131、内側第1磁石132および内側第2磁石133を有する。内側第2磁石133の厚みは内側第1磁石132の厚みより大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
回転軸方向に延びたロータシャフトと、
前記ロータシャフトに取り付けられて、それぞれの磁極において、径方向の外側の部分において磁極中心のｄ軸に関して互いに対を成すように２つの外側磁石収納孔が形成され、前記外側磁石収納孔よりも径方向の内側において前記ｄ軸に関して互いに対を成すように２つの内側第１磁石収納孔が形成され、２つの前記内側第１磁石収納孔のそれぞれの径方向内側に配された内側第２磁石収納孔が形成された回転子鉄心と、
前記外側磁石収納孔に収納された外側磁石と、
それぞれの前記内側第１磁石収納孔に収納された内側第１磁石およびそれぞれの前記内側第２磁石収納孔に収納された内側第２磁石と、
を具備する回転子であって、
前記内側第２磁石の厚みは、前記内側第１磁石の厚みより大きい、
ことを特徴とする回転子。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記内側第２磁石は、それぞれの前記磁極に１つ設けられ、前記ｄ軸を跨いで配されていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石回転子。
【請求項３】
前記内側第２磁石は、それぞれの前記磁極に２つ設けられ、２つの前記内側第１磁石収納孔のそれぞれの径方向内側に接続されるように配されていることを特徴とする請求項１に記載の回転子。
【請求項４】
前記回転子鉄心において、互いに隣接する前記磁極のそれぞれにおける前記内側第２磁石収納孔の径方向内側に１つの軽量化孔が形成され、
互いに隣接する前記磁極のそれぞれにおける前記内側第１磁石どうしの最短の間隔をｗ１とし、前記内側第２磁石収納孔の前記軽量化孔との最短の間隔をｗ２とするとき、
ｗ２／ｗ１がトルク確保条件を満たす所定の値以上である、
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の回転子。
【請求項５】
前記所定の値は、１であることを特徴とする請求項４に記載の回転子。
【請求項６】
前記内側第２磁石は、前記内側第１磁石より保磁力が低いことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の回転子。
【請求項７】
請求項１乃至３いずれかに記載の回転子と、
前記回転子鉄心の径方向の外側に配された固定子と、
を備え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】
本発明の実施形態は、回転子、回転電機、および回転子の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
埋め込み型の永久磁石回転子においては、各磁極において、磁極の中心のｄ軸に関して周方向に互いに対称に配されている例がある。このような場合に、さらに、磁石が２層以上の複数層で配置されている例がある。
【０００３】
永久磁石回転子については、トルクの向上すなわち性能の向上、さらには永久磁石の保磁力の低減が、コスト低減にとって有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６５０８１６８号公報
特開２０２２－１２２１７８号公報
特開２０２２－１４２３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
永久磁石回転子のトルクとしては、マグネットトルクおよびリラクタンストルクを考慮する必要がある。
【０００６】
図６は、回転電機の従来例を示す部分横断面図であり、２つのｑ軸に挟まれた一つの磁極分とその隣接部分を示している。図６で示す回転電機は、回転子１００および固定子１０を有し、回転子１００は、ロータシャフト１１０、回転子鉄心１２０、永久磁石１３０を有する。図６で例示する回転子１００の各磁極は、磁極の中央のｄ軸に関して対称であり、図６の左右のそれぞれに、外側磁石１３１、内側第１磁石１３２、内側第２磁石１３３を有する。また、回転子鉄心１２０には、外側磁石１３１、内側第１磁石１３２、および内側第２磁石１３３のそれぞれを収納するために、外側磁石収納孔１２１、内側第１磁石収納孔１２２、および内側第１磁石収納孔１２２に接続された内側第２磁石収納孔１２３が形成されている。さらに、互いに隣接する磁極間にはｑ軸を跨がって、径方向内側に軽量化孔１２６が形成されている。
【０００７】
ここで、回転子鉄心１２０において、リラクタンストルクを生じる磁路の第１の部分は、外側磁石収納孔１２１と、内側第１磁石収納孔１２２および内側第２磁石収納孔１２３との間の磁路Ｆ
Ｐ１
である。また、リラクタンストルクを生じる磁路の第２の部分は、ｑ軸に跨って互いに隣接する２つの内側第１磁石収納孔１２２の間の磁路Ｆ
Ｐ２
である。さらに、リラクタンストルクを生じる磁路の第３の部分は、内側第２磁石収納孔１２３と軽量化孔１２６の間の磁路Ｆ
Ｐ３
である。磁路Ｆ
Ｐ２
はｑ軸の両側の磁路Ｆ
Ｐ３
に分岐するように接続されているので、磁路Ｆ
Ｐ２
と２つの磁路Ｆ
Ｐ３
をｑ軸磁路と総称するものとする。これら以外に、外側磁石収納孔１２１の径方向外側もリラクタンストルクを生じる磁路となる。
【０００８】
ここで、たとえば、磁路Ｆ
Ｐ１
の幅を維持しながら、径方向内側の内側第２磁石１３３を破線部で示すように厚くしてマグネットトルクを増加させようとすると、磁路Ｆ
Ｐ３
の幅が狭くなる。この結果、q軸磁路の磁束の流れが抑制され、リラクタンストルクが低下し、トルク増大の効果に至らない可能性がある。
【０００９】
したがって、径方向内側の永久磁石の厚みを増してもトルクを低下させず、さらには、一部であっても永久磁石の保磁力低減をもたらすことが望まれる。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、トルクの低下を伴わずに、永久磁石の保磁力低減が可能な回転子および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】
（【００１１】以降は省略されています）

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