特表 2024-524617 車用永久磁石モータのロータパンチングシート及びその斜極構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-05

(54)【発明の名称】車用永久磁石モータのロータパンチングシート及びその斜極構造

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/276 20220101AFI20240628BHJP

   H02K 1/28 20060101ALI20240628BHJP

【ＦＩ】

H02K1/276

H02K1/28 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024501123

(86)(22)【出願日】2021-11-23

(85)【翻訳文提出日】2024-01-10

(86)【国際出願番号】 CN2021132292

(87)【国際公開番号】W WO2023284219

(87)【国際公開日】2023-01-19

(31)【優先権主張番号】202110800057.X

(32)【優先日】2021-07-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518240336

【氏名又は名称】合肥巨一動力系統有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】申▲啓▼▲郷▼

(72)【発明者】

【氏名】▲陳▼再好

【テーマコード（参考）】

5H601

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H601AA04

5H601AA25

5H601BB20

5H601CC01

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD18

5H601FF02

5H601FF03

5H601FF17

5H601GA02

5H601GA24

5H601GA32

5H601GA34

5H601GC12

5H601GC25

5H601HH00

5H601HH02

5H601KK13

5H622AA03

5H622CA02

5H622CA10

5H622CB05

(57)【要約】

ロータパンチングシートは、インナーパンチングシート１及びアウターパンチングシート２を備える。インナーパンチングシートの中心には、取付回転軸３を固定するための回転軸取付穴１１が設けられ、回転軸取付穴の側壁には、複数の回転軸係合キー溝１２が設けられ、インナーパンチングシートの外壁には、複数の係合キー１３が設けられ、アウターパンチングシートの内壁には、対応する係合キー溝２１が設けられ、前記インナーパンチングシートと前記アウターパンチングシートは、係合キー１３と係合キー溝２１との締り嵌めによって固定接続される。アウターパンチングシートには、内層に沿って一周して分布する第１磁性鋼溝２２と、外層に沿って一周して分布する同数の第２磁性鋼溝２３とが設けられている。アウターパンチングシートには、ストレート軸方向の外壁にストレート軸凹溝２４が設けられ、クロス軸方向の外壁にクロス軸凹溝２５が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車用永久磁石モータのロータパンチングシートであって、
インナーパンチングシート及びアウターパンチングシートを備え、前記インナーパンチングシートの中心には、取付回転軸を固定するための回転軸取付穴が設けられ、前記回転軸取付穴の側壁には、周方向に沿って均一に分布する複数の回転軸係合キー溝が設けられ、前記回転軸には、前記回転軸の軸方向に沿って延在する少なくとも１つの回転軸係合キーが設けられ、前記回転軸係合キーと前記回転軸係合キー溝とは、締り嵌めされ、前記インナーパンチングシートの外壁には、複数の係合キーが設けられ、前記アウターパンチングシートの内壁には、対応する係合キー溝が設けられ、前記インナーパンチングシートと前記アウターパンチングシートは、前記係合キーと前記係合キー溝との締り嵌めによって固定接続され、前記アウターパンチングシートには、内層に沿って一周して分布する第１磁性鋼溝と、外層に沿って一周して分布する同数の第２磁性鋼溝とが設けられ、前記アウターパンチングシートは、ストレート軸方向の外壁にストレート軸凹溝が設けられ、前記アウターパンチングシートは、クロス軸方向の外壁にクロス軸凹溝が設けられていることを特徴とする車用永久磁石モータのロータパンチングシート。

【請求項2】

前記ストレート軸凹溝の数は、モータ極数に等しく、前記クロス軸凹溝の数もモータ極数に等しく、且つ前記ストレート軸凹溝と前記クロス軸凹溝とは、交互に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の車用永久磁石モータのロータパンチングシート。

【請求項3】

前記第１磁性鋼溝は、「Ｖ型」ペア分布であり、且つペアとなる２つの前記第１磁性鋼溝は、前記アウターパンチングシートの径方向に沿って対称的に分布することを特徴とする請求項１に記載の車用永久磁石モータのロータパンチングシート。

【請求項4】

前記第２磁性鋼溝は、「一字型」ペア分布であり、且つペアとなる２つの前記第２磁性鋼溝は、前記アウターパンチングシートの径方向に沿って対称的に分布することを特徴とする請求項３に記載の車用永久磁石モータのロータパンチングシート。

【請求項5】

ペアとなる２つの前記第１磁性鋼溝の底部の間の隙間は、第１磁気シールドブリッジであり、前記第１磁気シールドブリッジの幅は、１～２ｍｍであり、ペアとなる２つの前記第２磁性鋼溝の間の隙間は、第２磁気シールドブリッジであり、前記第２磁気シールドブリッジの幅は、０．７～１．２ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載の車用永久磁石モータのロータパンチングシート。

【請求項6】

前記ストレート軸凹溝は、円弧状凹溝であり、前記ストレート軸凹溝の半径サイズは、前記第１磁気シールドブリッジの幅の１．１～１．５倍であることを特徴とする請求項５に記載の車用永久磁石モータのロータパンチングシート。

【請求項7】

前記クロス軸凹溝は、円弧状凹溝であり、前記クロス軸凹溝の半径サイズは、前記第２磁気シールドブリッジの幅の１．１～１．５倍であることを特徴とする請求項５に記載の車用永久磁石モータのロータパンチングシート。

【請求項8】

前記アウターパンチングシートは、ケイ素鋼材を採用し、前記インナーパンチングシートは、アルミ型材を採用することを特徴とする請求項１に記載の車用永久磁石モータのロータパンチングシート。

【請求項9】

車用永久磁石モータ斜極構造であって、
請求項１～８の何れか一項に記載の車用永久磁石モータのロータパンチングシートを採用し、回転軸と、回転軸取付穴を介して前記回転軸に嵌合される幾つかの車用永久磁石モータのロータパンチングシートとを備え、
前記回転軸係合キーと前記インナーパンチングシート上の複数の異なる角度での前記回転軸係合キー溝とは、締り嵌めされることにより、「一字型」、「Ｖ型」又は「ＺｉｇＺａｇ型」のロータの複数セグメントの斜極を実現することを特徴とする車用永久磁石モータ斜極構造。

【請求項10】

前記回転軸係合キー溝の数は、ロータの複数セグメントの斜極のセグメント数以上であることを特徴とする請求項９に記載の車用永久磁石モータ斜極構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ技術分野に属し、具体的には、車用永久磁石モータのロータパンチングシート及びその斜極構造に関する。

【背景技術】

【0002】

永久磁石同期モータは、永久磁石の励磁によって同期回転磁界を生成する同期モータである。永久磁石同期モータは、交流誘導モータと比べると、効率がより高く、体積がより小さく、新エネルギー自動車の省エネ・排出削減の優位性をより良好に発揮することができるため、新エネルギー自動車に採用されることが一般的である。現在では、車用永久磁石同期モータのロータパンチングシートが一般的に全体式設計であり、ロータの斜極構造が一般的に複数種のロータパンチングシートによって実現され、且つ同一種類の斜極構造が比較的に単一であり、斜極構造方式が固定であり、一般的に「一字型」又は「Ｖ型」のうちの１種である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】（国際調査報告を参照）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記存在する技術問題に鑑みて、本発明は、車用永久磁石モータのロータパンチングシート及びその斜極構造を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、以下の解決手段を講じる。
車用永久磁石モータのロータパンチングシートは、インナーパンチングシート及びアウターパンチングシートを備え、前記インナーパンチングシートの中心には、取付回転軸を固定するための回転軸取付穴が設けられ、前記回転軸取付穴の側壁には、周方向に沿って均一に分布する複数の回転軸係合キー溝が設けられ、前記回転軸には、前記回転軸の軸方向に沿って延在する少なくとも１つの回転軸係合キーが設けられ、前記回転軸係合キーと前記回転軸係合キー溝とは、締り嵌めされ、前記インナーパンチングシートの外壁には、複数の係合キーが設けられ、前記アウターパンチングシートの内壁には、対応する係合キー溝が設けられ、前記インナーパンチングシートと前記アウターパンチングシートは、前記係合キーと前記係合キー溝との締り嵌めによって固定接続され、前記アウターパンチングシートには、内層に沿って一周して分布する第１磁性鋼溝と、外層に沿って一周して分布する同数の第２磁性鋼溝とが設けられ、前記アウターパンチングシートは、ストレート軸方向の外壁にストレート軸凹溝が設けられ、前記アウターパンチングシートは、クロス軸方向の外壁にクロス軸凹溝が設けられている。

【0006】

好ましくは、前記ストレート軸凹溝の数は、モータ極数に等しく、前記クロス軸凹溝の数もモータ極数に等しく、且つ前記ストレート軸凹溝と前記クロス軸凹溝とは、交互に設置されている。

【0007】

好ましくは、前記第１磁性鋼溝は、「Ｖ型」ペア分布であり、且つペアとなる２つの前記第１磁性鋼溝は、前記アウターパンチングシートの径方向に沿って対称的に分布する。

【0008】

好ましくは、前記第２磁性鋼溝は、「一字型」ペア分布であり、且つペアとなる２つの前記第２磁性鋼溝は、前記アウターパンチングシートの径方向に沿って対称的に分布する。

【0009】

好ましくは、ペアとなる２つの前記第１磁性鋼溝の底部の間の隙間は、第１磁気シールドブリッジであり、前記第１磁気シールドブリッジの幅は、１～２ｍｍであり、ペアとなる２つの前記第２磁性鋼溝の間の隙間は、第２磁気シールドブリッジであり、前記第２磁気シールドブリッジの幅は、０．７～１．２ｍｍである。

【0010】

好ましくは、前記ストレート軸凹溝は、円弧状凹溝であり、前記ストレート軸凹溝の半径サイズは、前記第１磁気シールドブリッジの幅の１．１～１．５倍である。

【0011】

好ましくは、前記クロス軸凹溝は、円弧状凹溝であり、前記クロス軸凹溝の半径サイズは、前記第２磁気シールドブリッジの幅の１．１～１．５倍である。

【0012】

好ましくは、前記アウターパンチングシートは、ケイ素鋼材を採用し、前記インナーパンチングシートは、アルミ型材を採用する。

【0013】

車用永久磁石モータ斜極構造は、上記車用永久磁石モータのロータパンチングシートを採用し、回転軸と、回転軸取付穴を介して前記回転軸に嵌合される幾つかの車用永久磁石モータのロータパンチングシートとを備え、前記回転軸係合キーと前記インナーパンチングシート上の複数の異なる角度での前記回転軸係合キー溝とは、締り嵌めされることにより、「一字型」、「Ｖ型」又は「ＺｉｇＺａｇ型」のロータの複数セグメントの斜極を実現する。

【0014】

好ましくは、前記回転軸係合キー溝の数は、ロータの複数セグメントの斜極のセグメント数以上である。

【発明の効果】

【0015】

本発明は、以下の有利な作用効果を有する。
本発明のロータパンチングシートは、インナーパンチングシートとアウターパンチングシートとの組み合わせ形式を採用し、アウターパンチングシートの外壁にストレート軸凹溝とクロス軸凹溝とが設けられ、モータトルク脈動の低減及びモータ電磁力の減少に寄与する。本発明における第２磁性鋼溝は、「一字型」ペア分布であり、このような２セグメントの一字型構造は、従来の全体式一字型構造と異なり、磁界の漏れ磁束の発生を有効的に減少可能であり、永久磁石の材料利用率を向上させ、コストを低減する。本発明におけるアウターパンチングシートは、高透磁率珪素鋼材を採用し、インナーパンチングシートは、低透磁率の高硬度アルミ型材を採用し、アウターパンチングシートは、永久磁石の磁界の主磁束が弱まらないことを保証することに寄与し、モータの出力性能を保証する。インナーパンチングシートに採用されたアルミニウム材の材料密度は、低い。このように、ロータの全体重量が大きく低減され、ロータ強度が保証されつつ、永久磁石の磁界の漏れ磁束の発生が減少され、モータの電力密度が向上する。本発明では、回転軸係合キーとインナーパンチングシート上の複数の異なる角度での回転軸係合キー溝との締り嵌めによって異なる斜極角度の斜極構造、例えば「一字型」、「Ｖ型」又は「ＺｉｇＺａｇ型」のロータの複数セグメントの斜極を実現することができる。

【0016】

以下では、図面及び実施例を用いて本発明を更に記述する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明のロータパンチングシートの構造模式図である。

【図2】本発明のアウターパンチングシートの構造模式図である。

【図3】本発明のインナーパンチングシートの構造模式図である。

【図4】本発明の回転軸の構造模式図である。

【図5】本発明の単一のロータパンチングシートと回転軸との組み付けの模式図である。

【図6】本発明の斜極構造の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の目的、技術案及び利点がより明瞭になるように、以下では具体的な実施形態及び図面を用いて本発明を更に詳細に説明する。これらの記述が単に例示であり、本発明の範囲を制限するものではないことは、理解されるべきである。また、以下の説明では、本発明の概念が不必要に混同されないように、周知の構造及び技術に対する記述を省略する。

【0019】

図１～図５に示すように、車用永久磁石モータのロータパンチングシートは、インナーパンチングシート１及びアウターパンチングシート２を備え、インナーパンチングシート１の中心には、取付回転軸３を固定するための回転軸取付穴１１が設けられ、回転軸取付穴１１の側壁には、周方向に沿って均一に分布する複数の回転軸係合キー溝１２が設けられ、回転軸３には、回転軸３の軸方向に沿って延在する少なくとも１つの回転軸係合キー３１が設けられ、回転軸係合キー３１と回転軸係合キー溝１２とは、締り嵌めされ、インナーパンチングシート１の外壁には、複数の係合キー１３が設けられ、アウターパンチングシート２の内壁には、対応する係合キー溝２１が設けられ、インナーパンチングシート１とアウターパンチングシート２は、係合キー１３と係合キー溝２１との締り嵌めによって固定接続されている。

【0020】

アウターパンチングシート２には、内層に沿って一周して分布する第１磁性鋼溝２２と、外層に沿って一周して分布する同数の第２磁性鋼溝２３とが設けられ、第１磁性鋼溝２２は、「Ｖ型」ペア分布であり、第２磁性鋼溝２３は、「一字型」ペア分布であり、ペアとなる２つの第１磁性鋼溝２２は、アウターパンチングシート２の径方向に沿って対称的に分布し、ペアとなる２つの第１磁性鋼溝２２の底部の間の隙間は、第１磁気シールドブリッジ２６であり、第１磁気シールドブリッジ２６の幅は、１～２ｍｍであり、ペアとなる２つの第２磁性鋼溝２３は、アウターパンチングシート２の径方向に沿って対称的に分布し、ペアとなる２つの第２磁性鋼溝２３の間の隙間は、第２磁気シールドブリッジ２７であり、第２磁気シールドブリッジ２７の幅は、０．７～１．２ｍｍである。このような２セグメントの一字型構造は、従来の全体式一字型構造と異なり、磁界の漏れ磁束の発生を有効的に減少可能であり、永久磁石の材料利用率を向上させ、コストを低減する。また、アウターパンチングシート２は、ストレート軸方向の外壁にストレート軸凹溝２４が設けられ、アウターパンチングシート２は、クロス軸方向の外壁にクロス軸凹溝２５が設けられ、ストレート軸凹溝２４の数は、モータ極数に等しく、クロス軸凹溝２５の数もモータ極数に等しく、且つストレート軸凹溝２４とクロス軸凹溝２５とは、交互に設置され、ストレート軸凹溝２４とクロス軸凹溝２５は、何れも円弧状凹溝であり、ストレート軸凹溝２４の半径サイズは、第１磁気シールドブリッジ２６の幅の１．１～１．５倍であり、クロス軸凹溝２５の半径サイズは、第２磁気シールドブリッジ２７の幅の１．１～１．５倍であり、ストレート軸凹溝２４とクロス軸凹溝２５の設置は、モータトルク脈動の低減及びモータ電磁力の減少に寄与する。

【0021】

アウターパンチングシート２は、高透磁率珪素鋼材を採用し、インナーパンチングシート１は、低透磁率の高硬度アルミ型材を採用し、アウターパンチングシート２は、永久磁石の磁界の主磁束が弱まらないことを保証することに寄与し、モータの出力性能を保証する。インナーパンチングシート１に採用されたアルミニウム材の材料密度は、低い。このように、ロータの全体重量が大きく低減され、ロータ強度が保証されつつ、永久磁石の磁界の漏れ磁束の発生が減少され、モータの電力密度が向上する。

【0022】

図６に示すように、車用永久磁石モータ斜極構造は、上記車用永久磁石モータのロータパンチングシートを採用し、回転軸３と、回転軸取付穴１１を介して回転軸３に嵌合される７つの車用永久磁石モータのロータパンチングシートとを備え、回転軸係合キー溝１２の数は、ロータの複数セグメントの斜極のセグメント数以上であり、隣接する２つの回転軸係合キー溝１２の径方向対称線の間の夾角は、ロータセグメント斜極角度によって特定され、回転軸係合キー３１とインナーパンチングシート１上の複数の異なる角度での回転軸係合キー溝１２とは、締り嵌めされることにより、異なる斜極角度の斜極構造、例えば「Ｖ型」ロータの複数セグメントの斜極、更に例えば「一字型」又は「ＺｉｇＺａｇ型」ロータの複数セグメントの斜極を実現する。

【0023】

本発明の上記具体的な実施形態が例示的な説明又は本発明の原理の解釈のために用いられ、本発明に対する制限を構成しないことは、理解されるべきである。したがって、本発明の精神及び範囲から逸脱しない場合になされた如何なる変更、均等物による置換、改良等は、何れも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。また、本発明が添付する請求項は、請求項の範囲及び境界内のものや、このような範囲及び境界の均等形態内の全ての変化及び変更例をカバーすることを意図する。

【符号の説明】

【0024】

１ インナーパンチングシート
１１ 回転軸取付穴
１２ 回転軸係合キー溝
１３ 係合キー
２ アウターパンチングシート
２１ 係合キー溝
２２ 第１磁性鋼溝
２３ 第２磁性鋼溝
２４ ストレート軸凹溝
２５ クロス軸凹溝
２６ 第１磁気シールドブリッジ
２７ 第２磁気シールドブリッジ
３ 回転軸としての取付回転軸
３１ 回転軸係合キー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】