JP2019161861A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】渦電流損失を抑えることができる回転電機を提供する。【解決手段】回転電機１は、ハウジング２と、ステータ１０と、ロータとを備えている。ハウジング２には冷媒流路が形成されている。ハウジング２の内部にステータ１０が設けられている。ステータ１０の内部にロータが設けられている。ハウジング２は渦電流分断部７を有する。渦電流分断部７は、ハウジング２の内周面５に形成され、ステータ１０から流れる磁束による渦電流を分断する。【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機に関するものである。

回転電機のなかには、ステータコアの外周にウオータジャケット（以下、ハウジングという）を備え、ハウジングに冷媒流路が形成されたものがある。すなわち、このハウジングはウオータジャケットを兼ねている。冷媒流路に冷媒を流すことにより、冷媒でステータコア（すなわち、回転電機）を冷却する（例えば、特許文献１参照）。
ここで、回転電機を冷媒で冷却する際の熱伝導性を考慮して、ステータコアとハウジングとが互いに全面で密着されていることが好ましい。これにより、ステータコアを冷媒で効率よく冷却することが可能になる。

特開平８−１０３０５３号公報

ところで、回転電機のなかには、ハウジングが磁性材料で形成されるものがある。ハウジングを磁性材料で形成した場合、ステータコアからハウジングへ磁束が漏れることが考えられる。ハウジングに漏れた磁束がハウジングを交番するため渦電流損失が発生し、回転電機のエネルギ効率に影響を与えることが考えられる。
ハウジングのなかにはアルミニウム製のものもあるが、アルミニウム材も軟磁性体なので渦電流損失が発生する。

この対策として、例えば、ステータコアのバックヨーク(リターンパス)の径方向寸法を大きくしたり、ステータコアとハウジングとの間に隙間をあけたりすることが考えられる。しかし、ステータコアのバックヨークの径方向寸法を大きくすると回転電機の形状が大きくなる。また、ステータコアとハウジングとの間に隙間をあけると回転電機の冷却効果が低くなることが考えられる。

そこで、この発明は、渦電流損失を抑えることができる回転電機を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明の回転電機（例えば、実施形態の回転電機１）は、冷媒流路（例えば、実施形態の冷媒流路４）が形成されたハウジング（例えば、実施形態のハウジング２，４０，５０，６０，７０）と、前記ハウジングの内部に設けられたステータ（例えば、実施形態のステータ１０）と、
前記ステータの内部に設けられたロータ（例えば、実施形態のロータ２０）と、を備え、前記ハウジングは、内面（例えば、実施形態の内周面５，７１）に形成され、前記ステータから流れる磁束による渦電流を分断する渦電流分断部（例えば、実施形態の渦電流分断部７，４２，５２，６２，７４）を有することを特徴とする。

本発明によれば、ハウジングの内面に渦電流分断部を形成し、渦電流分断部でステータから漏れた磁束による渦電流を分断（遮断）するようにした。ステータからハウジングに漏れた磁束がハウジングを交番することにより発生する渦電流損失を抑えることができる。

請求項２に記載した発明は、前記渦電流分断部は、前記ハウジングの前記内面において周方向へ連続して形成されたスリット（例えば、実施形態のスリット７，４３）であることを特徴とする。

ここで、ロータの磁石（Ｎ極）から発生する磁束の一部は、ステータコアのティース、バックヨークを経てハウジングに流れる。ハウジングに流れた磁束は、ハウジングの内面に沿って流れ、バックヨークを経てステータコアのティースを経てロータの磁石（Ｓ極）に流れる。

そこで、請求項２において、渦電流分断部をスリット（溝部）で形成し、スリットをハウジングの内面に周方向へ連続して形成するようにした。よって、ステータからの漏れ磁束による渦電流をスリットで分断することができる。これにより、ステータからハウジングに漏れた磁束がハウジングを交番することにより発生する渦電流損失を抑えることができる。
また、ハウジングの内面にスリットを形成するだけの簡素な構成で、渦電流損失を抑えることができる。これにより、回転電機の形状を大きくすることなく、さらに、回転電機の冷却効果を低くすることなく、渦電流損失を抑えることができる。

請求項３に記載した発明は、前記渦電流分断部は、前記ハウジングの前記内面において周方向へ間隔をおいて形成されたスリット（例えば、実施形態のスリット５３）であることを特徴とする。

ここで、ロータの磁石（Ｎ極）から発生する磁束の一部は、ステータコアのティース、バックヨークを経てハウジングに流れる。ハウジングに流れた磁束は、ハウジングの内面に沿って流れ、ステータコアのバックヨーク、ティースを経てロータの磁石（Ｓ極）に流れる。よって、磁石とティースの位置により、バックヨークにおいて、磁束密度が高い部位と、磁束密度が低い部位が存在する。

そこで、請求項３において、渦電流分断部をスリットで形成し、スリットをハウジングの内面に周方向へ間隔をおいて形成するようにした。よって、バックヨークにおいて、磁束密度が高い部位にスリットを形成し、磁束密度が低い部位にスリットを形成しないようにできる。これにより、ステータからの漏れ磁束による渦電流をスリットで分断することにより、ステータからハウジングに漏れた磁束がハウジングを交番することにより発生する渦電流損失を抑えることができる。

また、ハウジングの内面にスリットを形成するだけの簡素な構成で、渦電流損失を抑えることができる。これにより、回転電機の形状を大きくすることなく、さらに、回転電機の冷却効果を低くすることなく、渦電流損失を抑えることができる。
さらに、磁束密度が低い部位にスリットを形成しないようにできるので、ハウジングの強度を一層良好に確保できる。
請求項４に記載した発明は、前記渦電流分断部は、前記ハウジングの前記内面において周方向に対して傾斜状に形成されたスリット（例えば、実施形態のスリット６３）であることを特徴とする。

このように、渦電流分断部をスリットで形成し、スリットをハウジングの内面において周方向に対して傾斜状に形成するようにした。これにより、ステータからの漏れ磁束による渦電流をスリットで分断することにより、ステータからハウジングに漏れた磁束がハウジングを交番することにより発生する渦電流損失を抑えることができる。
また、ハウジングの内面にスリットを形成するだけの簡素な構成で、渦電流損失を抑えることができる。これにより、回転電機の形状を大きくすることなく、さらに、回転電機の冷却効果を低くすることなく、渦電流損失を抑えることができる。
請求項５に記載した発明は、前記スリットは、冷媒を流す流路（例えば、実施形態の内周面冷媒流路４８）を形成することを特徴とする。
このように、スリットで冷媒流路を形成するようにした。よって、スリットに冷却媒体（ＡＴＦ）を流すことができる。これにより、回転電機の冷却性能を一層良好に確保できる。
請求項６に記載した発明は、前記ハウジングは、軸線（例えば、実施形態の軸線Ｃ）に対して交差する方向に分割された第１ハウジング（例えば、実施形態の第１ハウジング７２）と第２ハウジング（例えば、実施形態の第２ハウジング７３）とを備え、前記渦電流分断部は、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの重ね合せ部（例えば、実施形態の重ね合せ部８１）に介在された絶縁部で形成されていることを特徴とする。

このように、第１ハウジングと第２ハウジングとの重ね合せ部に絶縁部を介在し、絶縁部で渦電流分断部を形成するようにした。よって、渦電流分断部をハウジングの内面に周方向へ連続して形成することができる。これにより、ステータからの漏れ磁束による渦電流を渦電流分断部で分断することにより、ステータからハウジングに漏れた磁束がハウジングを交番することにより発生する渦電流損失を抑えることができる。
また、ハウジングの内面に渦電流分断部を形成するだけの簡素な構成で、渦電流損失を抑えることができる。これにより、回転電機の形状を大きくすることなく、さらに、回転電機の冷却効果を低くすることなく、渦電流損失を抑えることができる。

この発明によれば、ハウジングの内面に渦電流分断部を形成し、渦電流分断部でステータからの渦電流を分断するようにした。これにより、回転電機の渦電流損失を抑えることができる。

本発明に係る第１実施形態の回転電機を示す分解斜視図である。 第１実施形態における回転電機を示す断面図である。 第１実施形態における回転電機を示す図１のＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿う断面図である。 （ａ）は比較例のハウジングにおける磁束の流れを説明する展開図、（ｂ）は第１実施形態のハウジングにおける磁束の流れを説明する展開図である。 第１実施形態におけるハウジングのスリット深さ寸法と過電流損失との関係を示すグラフである。 第１実施形態のハウジングにスリットを旋盤で加工する例を説明する側面図である。 第１実施形態のハウジングにスリットをフライス盤で加工する例を説明する側面図である。 本発明に係る第２実施形態の回転電機を示す分解斜視図である。 本発明に係る第３実施形態の回転電機を示す断面図である。 本発明に係る第４実施形態のハウジングを示す展開図である。 本発明に係る第５実施形態における回転電機を分解した状態を示す側面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、回転電機１として、ハイブリッド自動車や電気自動車のような車両用の駆動ユニットに採用するモータについて説明する。但し、本発明の構成は、車両用の駆動ユニットに採用するモータに限らず、発電用モータやその他の用途のモータ、または車両用以外の回転電機（発電機を含む）にも適用可能である。

[第１実施形態]
図１に示すように、回転電機１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。回転電機１は、ハウジング２と、ステータ１０と、ロータ２０（図２参照）と、シャフト（図示せず）とを備えている。ハウジング２は、ステータ１０およびロータ２０を収容するとともに、シャフトを回転可能に支持している。なお、ステータ１０、ロータ２０およびシャフトは、それぞれ軸線Ｃを共通軸線として配置されている。
以下、軸線Ｃの延びる方向を軸方向と称し、軸線Ｃに直交する方向を径方向と称し、軸線Ｃ回りに周回する方向を周方向と称して説明する。また、各図中において矢印Ｚは軸方向、矢印Ｒは径方向、矢印θは周方向をそれぞれ示している。

図１〜図３に示すように、ハウジング２は、例えば、磁性材料によりステータ１０を径方向の外側から取り囲む筒状に形成されている。ハウジング２は、ステータ１０に沿って冷媒流路４が形成されている。すなわち、ハウジング２はウオータジャケットを兼ねている。冷媒流路４に冷媒を流すことにより、ステータコア１１（すなわち、回転電機１）が冷媒により冷却される。
回転電機１を冷媒で冷却する際の熱伝導性を考慮して、ステータコア１１の外周面１１ｂとハウジング２の内周面（内面）５とが互いに全面で密着されている。これにより、ステータコア１１（すなわち、回転電機１）を冷媒で効率よく冷却することが可能になる。

ここで、ハウジング２は、磁性材料で形成されている。よって、ステータコア１１のバックヨーク１５からハウジング２へ磁束が漏れることが考えられる。ハウジング２に磁束が漏れ、漏れた磁束がハウジング２を交番することにより渦電流損失が発生する。このため、回転電機１のエネルギ効率に影響を与えることが考えられる。そこで、ハウジング２の内周面５に渦電流分断部７を形成するようにした。
渦電流分断部７は、一例として、スリット（溝部）で形成されている。以下、第１実施形態において、渦電流分断部７を「スリット７」として説明する。スリット７は、ハウジング２の内周面５において周方向へ連続して環状に形成されている。スリット７は、ステータコア１１のバックヨーク１５からハウジング２に流れる磁束による渦電流を分断（遮断）するように形成されている。
ハウジング２の内部にステータ１０が設けられている。

ステータ１０は、ステータコア１１と、ステータコア１１に装着された複数層（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル１３とを備えている。
ステータコア１１は、ロータ２０を径方向の外側から取り囲む筒状に形成されている。ステータコア１１は、電磁鋼板に対して打ち抜き加工等を施して形成された環状のプレートが軸方向に積層されて構成されている。なお、ステータコア１１は、いわゆる圧粉コアであっても構わない。

具体的には、ステータコア１１は、バックヨーク１５と、複数のティース１６とを有している。バックヨーク１５は、軸線Ｃと同軸上に配置された筒状に形成されている。
複数のティース１６は、周方向に所定間隔をおいて形成され、バックヨーク１５の内周面から径方向の内側に突出している。
周方向において隣り合うティース１６間に、スロット１７が所定間隔をおいて溝状に形成されている。すなわち、複数のスロット１７は、複数のティース１６に対して周方向へ交互に形成された状態でステータコア１１に備えられている。
複数のスロット１７にコイル１３が配置され、コイル１３が複数のティース１６に取り付けられている。この状態において、ステータコア１１にコイル１３が装着されている。ステータ１０は、コイル１３に電流が流れることにより磁界を発生する。
ステータ１０の内部にロータ２０が設けられている。

ロータ２０は、ステータ１０の径方向内側に配置されている。ロータ２０は、ロータコア２１と、ロータコア２１に装着（埋設）された複数の磁石２３と、ロータコア２１の軸方向両端面に接して配置された端面板（図示せず）とを備えている。ロータコア２１は、軸方向に一様に延在する円筒状に形成され、外周面２１ａがステータコア１１の内周面１１ａに対向配置されている。ロータコア２１は、例えば電磁鋼板を軸方向に複数枚積層することにより形成されている。ロータコア２１の内側には、シャフト（図示せず）が挿入され、圧入などにより固定されている。
これにより、ロータコア２１は、シャフトと一体となって、軸線Ｃ回りに回転可能になっている。ロータ２０は、ステータ１０において発生する磁界が磁石２３と反発または吸引することにより回転駆動される。

ロータ２０の磁石２３（Ｎ極）から発生する磁束Ａは、ステータコア１１のティース１６、バックヨーク１５を経てハウジング２に流れる。ハウジング２に流れた磁束Ａは、ハウジング２を流れ、ステータコア１１のバックヨーク１５、ティース１６を経てロータ２０の磁石２３（Ｓ極）に流れる。
ハウジング２の内周面５に沿って渦電流分断部７が形成されている。渦電流分断部７は、スリット（溝部）で形成されている。スリット７は、ハウジング２の内周面５に周方向へ連続して環状に形成されている。

ハウジング２の内周面５にスリット７が形成されることにより、ステータ１０から流れる磁束による渦電流をスリット７で分断することができる。これにより、ステータ１０からハウジング２に漏れた磁束Ａがハウジング２を交番することにより発生する渦電流損失を抑えることができる。
また、ハウジング２の内周面５にスリット７を形成するだけの簡素な構成で、渦電流損失を抑えることができる。これにより、回転電機１の形状を大きくすることなく、渦電流損失を抑えることができる。さらに、回転電機１の冷却効果を低くすることなく、渦電流損失を抑えることができる。

つぎに、第１実施形態の回転電機１の過電流損失を図４（ａ）、（ｂ）に基づいて比較例と比べて説明する。図４（ａ）は、ハウジング１００の内周面１０１にスリット７が形成されていない比較例の過電流損失を説明する展開図である。図４（ａ）に示す比較例の過電流損失Ｗは、
Ｗ＝ｉ^２×Ｒ＝Ｖ^２／Ｒ＝Ｓ×Ｖ^２／（２ρ（ａ＋ｂ））
となる。
但し、
Ｒ＝ρ×Ｌ／Ｓ＝ρ×２（ａ＋ｂ）／Ｓ
ｉ：渦電流
Ｖ：誘起電圧
Ｒ：抵抗
ρ：電気抵抗率(各材質固有の物性値)
Ｌ：渦電流の流れるループの長さ２（ａ＋ｂ）
Ｓ：渦電流が流れる部分の断面積
である。

図４（ｂ）は、ハウジング２の内周面５にスリット７が形成された第１実施形態の過電流損失を説明する展開図である。図４（ｂ）に示すように、第１実施形態のハウジング２の内周面５において、例えば、ハウジング２の幅方向の中央にスリット７が形成されている。よって、渦電流の流れるループの長さは２（ａ／２＋ｂ）となる。
これにより、図４（ｂ）に示す第１実施形態の過電流損失Ｗ_１は、つぎのようになる。すなわち、
Ｒ_１＝ρ×２（（ａ／２）＋ｂ）／Ｓ
＝ρ×（ａ＋２ｂ）／Ｓ
Ｖ_１＝Ｖ／２
Ｗ_１＝Ｖ_１ ^２／Ｒ_１＝Ｖ^２／４Ｒ_１
となる。
２ループあたりの損失は、
２Ｗ_１＝Ｖ^２／２Ｒ_１
となる。
Ｒ_１／Ｒ＞１／２であり、
Ｗ＞２Ｗ_１
となる。これにより、第１実施形態の過電流損失Ｗ_１は、比較例の過電流損失Ｗより低減させることが可能である。

つぎに、ハウジング２の内周面５に形成したスリット７のスリット深さ寸法に対する過電流損失の減少効果を図３、図５に基づいて説明する。図５は、渦電流の流れるスリット深さ寸法と渦電流周波数の関係を示すグラフである。図５において縦軸はスリット深さ寸法Ｄ１を示し、横軸は過電流の周波数を示す。グラフＧは過電流損失を示す。
図３、図５に示すように、ハウジング（導体）の電流密度Ｊは、スリット深さ寸法δに対して次のように減少する。
Ｊ＝ｅｘｐ（−δ／ｄ）
ｄ＝１／√(π・ｆ・μ・σ)
但し、
μ：比透磁率
σ：導電率
ｆ：周波数
である。

ハウジング２として、比透磁率１０００（Ｈ／ｍ）、導電率０．０５６（Ｓ／ｍ）の材質が使用されている。回転電機１の仕様はつぎのように設定されている。
回転電機１：４極対
：車速４０Ｋｍ／ｈ以上で使用頻度が高く設定
：３０００ｒｐｍで車速４０Ｋｍ／ｈとなるギア比
：キャリア周波数２ｋＨｚ以上

ハウジング２は、内周面５にスリット深さ寸法Ｄ１＝２ｍｍ以上のスリット７が形成されている。よって、回転電機１の基本周波数およびキャリア周波数による渦電流がスリット７で分断される（図４（ｂ）参照）。これにより、回転電機１のキャリア周波数２ｋＨｚ以上において、グラフＧに示すように、深さ2mm以上のスリットにより回転電機１の基本周波数およびキャリア周波数により渦電流を分断でき、車両の走行時においてハウジング２（すなわち、回転電機１）の過電流損失を低減できる。

なお、第１実施形態においては、ハウジング２の内周面５に１本のスリット７を形成した例について説明するが、これに限らない。その他の例として、例えば、ハウジング２の内周面５に複数本のスリット７を形成することも可能である。

つぎに、ハウジング２の内周面５にスリット７を加工する例を図６、図７に基づいて説明する。
図６に示すように、旋盤３１のチャックにハウジング２の片端部が同軸上に取り付けられる。ハウジング２の内周面５は切削工具（すなわち、バイト）３２により加工されている。ハウジング２を旋盤３１で回転させながら、ハウジング２の内周面５にスリット７を切削工具３２で加工する。ハウジング２を回転させることにより、切削工具３２によりハウジング２の内周面５に沿ってスリット７が環状に加工される。

また、ハウジング２の内周面５が切削工具により加工されることにより、内周面５の精度が高められている。よって、ハウジング２の内周面５がステータコア１１の外周面１１ｂ（図２参照）に密着性を高めた状態に取り付けられる。これにより、ステータコア１１（すなわち、回転電機１）を冷媒で効率よく冷却することが可能になる。

図７に示すように、フライス盤３５にハウジング２の片端部が取り付けられる。ハウジング２の内周面５は切削工具により加工されている。ハウジング２の内周面５に切削工具（すなわち、フライス）３６によりスリット７が加工される。具体的には、フライス３６が回転軸３８に取り付けられ、フライス３６を回転軸３８で回転させながらハウジング２の内周面５に沿って円弧状に移動することにより、ハウジング２の内周面５にフライス３６によりスリット７が環状に加工される。

つぎに、第２実施形態〜第５実施形態のハウジングを図８〜図１１に基づいて説明する。なお、第２実施形態〜第５実施形態において第１実施形態のハウジング２と同一、類似構成部材については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

[第２実施形態]
図８に示すように、ハウジング４０は、第１実施形態の渦電流分断部７を渦電流分断部４２に代えたもので、その他の構成は第１実施形態のハウジング２と同様である。
渦電流分断部４２は、スリット４３、入口スリット４４、および出口スリット４５を有する。
スリット４３は、ハウジング２の内周面５において周方向へ連続して環状に形成されている。スリット４３は、一端部４３ａと他端部４３ｂとが内周面５の周方向に間隔をおいて配置されている。

スリット４３の一端部４３ａに入口スリット４４が連通されている。スリット４３の他端部４３ｂに出口スリット４５が連通されている。ハウジング２の内周面５がステータコア１１の外周面１１ｂ（図２参照）に密着性を高めた状態に取り付けられている。
スリット４３、入口スリット４４、および出口スリット４５はステータコア１１の外周面１１ｂで流路状に形成されている。すなわち、スリット４３、入口スリット４４、および出口スリット４５により、渦電流分断部４２が内周面冷媒流路（流路）４８に形成される。入口スリット４４および出口スリット４５は冷却媒体供給部（図示せず）に連通されている。

冷却媒体供給部から入口スリット４４に冷却媒体（ＡＴＦ）を流し、入口スリット４４に流れた冷却媒体をスリット４３に流し、スリット４３に流れた冷却媒体を出口スリット４５から流す。これにより、ステータコア１１から一層良好に熱引きでき、回転電機１の冷却性能を一層好適に確保できる。

また、第２実施形態のハウジング４０によれば、内周面５にスリット４３が形成されている。スリット４３は、ハウジング４０の内周面５において周方向へ連続して環状に形成されている。よって、ステータ１０から流れる磁束による渦電流をスリット４３で分断することができる。これにより、ステータ１０からハウジング４０に漏れた磁束Ａがハウジング４０を交番することにより発生する渦電流損失を抑えることができる。
また、ハウジング４０の内周面５にスリット４３を形成するだけの簡素な構成で、渦電流損失を抑えることができる。これにより、回転電機１の形状を大きくすることなく、渦電流損失を抑えることができる。さらに、回転電機１の冷却効果を低くすることなく、渦電流損失を抑えることができる。

[第３実施形態]
図９に示すように、ハウジング５０は、第１実施形態の渦電流分断部７を渦電流分断部５２に代えたもので、その他の構成は第１実施形態のハウジング２と同様である。
渦電流分断部５２は、複数のスリット５３を有する。複数のスリット５３は、ハウジング５０の内周面５において周方向へ間隔Ｌ１をおいて形成されている。

ここで、ロータ２０の磁石２３（Ｎ極）から発生する磁束Ａの一部は、ステータコア１１のティース１６、バックヨーク１５を経てハウジング５０に流れる。ハウジング５０に流れた磁束Ａは、ハウジング５０の内周面５に沿って周方向に流れ、ステータコア１１のバックヨーク１５、ティース１６を経てロータ２０の磁石２３（Ｓ極）に流れる。磁石２３とティース１６の位置により、バックヨーク１５において、磁束密度が高い部位と、磁束密度が低い部位が存在する。

そこで、複数のスリット５３をハウジング５０の内周面５に周方向へ間隔をおいて形成するようにした。よって、バックヨーク１５において、磁束密度が高い部位にスリット５３を形成し、磁束密度が低い部位にスリット５３を形成しないようにできる。これにより、ステータ１０から流れる磁束による渦電流をスリット５３で分断することにより、ステータ１０からハウジング５０に漏れた磁束Ａがハウジング５０を交番することにより発生する渦電流損失を抑えることができる。

また、ハウジング５０の内周面５にスリット５３を形成するだけの簡素な構成で、渦電流損失を抑えることができる。これにより、回転電機１の形状を大きくすることなく、さらに、回転電機１の冷却効果を低くすることなく、渦電流損失を抑えることができる。
さらに、磁束密度が低い部位にスリット５３を形成しないようにできるので、ハウジング５０の強度を一層良好に確保できる。

[第４実施形態]
図１０に示すように、ハウジング６０は、第１実施形態の渦電流分断部７を渦電流分断部６２に代えたもので、その他の構成は第１実施形態のハウジング２と同様である。
渦電流分断部６２は、複数のスリット６３を有する。複数のスリット６３は、ハウジング６０の内周面５において周方向に対して傾斜状に形成され、かつ、周方向に間隔をおいて配置されている。よって、ステータ１０から流れる磁束による渦電流を複数のスリット６３で分断することができる。これにより、ステータ１０からハウジング６０に漏れた磁束Ａがハウジング６０を交番することにより発生する渦電流損失を抑えることができる。

また、ハウジング６０の内周面５に複数のスリット６３を形成するだけの簡素な構成で、渦電流損失を抑えることができる。これにより、回転電機１の形状を大きくすることなく、さらに、回転電機１の冷却効果を低くすることなく、渦電流損失を抑えることができる。

[第５実施形態]
図１１に示すように、ハウジング７０は、第１ハウジング７２と、第２ハウジング７３と、渦電流分断部７４とを備えている。ハウジング７０は、第１ハウジング７２と第２ハウジング７３との２部材で、回転電機１の軸線Ｃに対して交差する方向に分割された状態に構成されている。第１ハウジング７２と第２ハウジング７３との間に渦電流分断部７４が介在されている。

第１ハウジング７２の第１合わせ面７２ａに、例えば絶縁材７６が塗布されている。第２ハウジング７３の第２合わせ面７３ａに、例えば絶縁材７６が塗布されている。第１ハウジング７２および第２ハウジング７３は、例えば第１合わせ面７２ａおよび第２合わせ面７３ａがノックピン７８で位置決めされた状態において、締結部材（例えば、ボルト、ナット）により一体に締結されている。
この状態において、第１合わせ面７２ａと第２合わせ面７３ａとが重ね合されている。第１合わせ面７２ａと第２合わせ面７３ａとの重ね合せ部８１に絶縁材７６が介在され、絶縁剤７６，７６により渦電流分断部７４が形成されている。すなわち、渦電流分断部７４は、絶縁剤７６，７６により形成された絶縁部である。渦電流分断部７４は、ハウジング７０の内周面（内面）７１に周方向へ向けて連続して環状に形成されている。

第１ハウジング７２および第２ハウジング７３が締結されたハウジング７０にステータ１０が焼き嵌めされている。第１ハウジング７２および第２ハウジング７３は、それぞれ独立したウオータジャケットを備えている。第１ハウジング７２のウオータジャケットと、第２ハウジング７３のウオータジャケットとは共通のウオータポンプ（図示せず）により直列または並列に冷媒（冷却水）を循環させることにより、ステータ１０（すなわち、回転電機１）を冷却する。

第５実施形態のハウジング７０によれば、渦電流分断部７４がハウジング７０の内周面７１に周方向へ向けて連続して環状に形成されている。よって、ステータ１０（ステータコア１１）から流れる磁束による渦電流を渦電流分断部７４で分断することにより、ステータコア１１からハウジング７０に漏れた磁束がハウジング７０を交番することにより発生する渦電流損失を抑えることができる。
また、ハウジング７０の内周面７１に渦電流分断部７４を形成するだけの簡素な構成で、渦電流損失を抑えることができる。これにより、回転電機１の形状を大きくすることなく、さらに、回転電機１の冷却効果を低くすることなく、渦電流損失を抑えることができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１ 回転電機
２，４０，５０，６０，７０ ハウジング
４ 冷媒流路
５，７１ 内周面（内面）
７，４２，５２，６２，７４ 渦電流分断部（スリット、絶縁部）
１０ ステータ
１１ ステータコア
１５ バックヨーク
１６ ティース
２０ ロータ
４３，５３，６３ スリット
４８ 内周面冷媒流路（冷媒を流す流路）
７２，７３ 第１、第２のハウジング
７６ 絶縁剤
８１ 重ね合せ部
Ｃ 軸線
Ｌ２ 間隔

本発明に係る第１実施形態の回転電機を示す分解斜視図である。 第１実施形態における回転電機を示す断面図である。 第１実施形態における回転電機を示す図１のＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿う断面図である。 （ａ）は比較例のハウジングにおける磁束の流れを説明する展開図、（ｂ）は第１実施形態のハウジングにおける磁束の流れを説明する展開図である。 第１実施形態におけるハウジングのスリット深さ寸法と渦電流損失との関係を示すグラフである。 第１実施形態のハウジングにスリットを旋盤で加工する例を説明する側面図である。 第１実施形態のハウジングにスリットをフライス盤で加工する例を説明する側面図である。 本発明に係る第２実施形態の回転電機を示す分解斜視図である。 本発明に係る第３実施形態の回転電機を示す断面図である。 本発明に係る第４実施形態のハウジングを示す展開図である。 本発明に係る第５実施形態における回転電機を分解した状態を示す側面図である。

つぎに、第１実施形態の回転電機１の渦電流損失を図４（ａ）、（ｂ）に基づいて比較例と比べて説明する。図４（ａ）は、ハウジング１００の内周面１０１にスリット７が形成されていない比較例の渦電流損失を説明する展開図である。図４（ａ）に示す比較例の渦電流損失Ｗは、
Ｗ＝ｉ^２×Ｒ＝Ｖ^２／Ｒ＝Ｓ×Ｖ^２／（２ρ（ａ＋ｂ））
となる。
但し、
Ｒ＝ρ×Ｌ／Ｓ＝ρ×２（ａ＋ｂ）／Ｓ
ｉ：渦電流
Ｖ：誘起電圧
Ｒ：抵抗
ρ：電気抵抗率(各材質固有の物性値)
Ｌ：渦電流の流れるループの長さ２（ａ＋ｂ）
Ｓ：渦電流が流れる部分の断面積
である。

図４（ｂ）は、ハウジング２の内周面５にスリット７が形成された第１実施形態の渦電流損失を説明する展開図である。図４（ｂ）に示すように、第１実施形態のハウジング２の内周面５において、例えば、ハウジング２の幅方向の中央にスリット７が形成されている。よって、渦電流の流れるループの長さは２（ａ／２＋ｂ）となる。
これにより、図４（ｂ）に示す第１実施形態の渦電流損失Ｗ_１は、つぎのようになる。
すなわち、
Ｒ_１＝ρ×２（（ａ／２）＋ｂ）／Ｓ
＝ρ×（ａ＋２ｂ）／Ｓ
Ｖ_１＝Ｖ／２
Ｗ_１＝Ｖ_１ ^２／Ｒ_１＝Ｖ^２／４Ｒ_１
となる。
２ループあたりの損失は、
２Ｗ_１＝Ｖ^２／２Ｒ_１
となる。
Ｒ_１／Ｒ＞１／２であり、
Ｗ＞２Ｗ_１
となる。これにより、第１実施形態の渦電流損失Ｗ_１は、比較例の渦電流損失Ｗより低減させることが可能である。

つぎに、ハウジング２の内周面５に形成したスリット７のスリット深さ寸法に対する渦電流損失の減少効果を図３、図５に基づいて説明する。図５は、渦電流の流れるスリット深さ寸法と渦電流周波数の関係を示すグラフである。図５において縦軸はスリット深さ寸法Ｄ１を示し、横軸は渦電流の周波数を示す。グラフＧは渦電流損失を示す。
図３、図５に示すように、ハウジング（導体）の電流密度Ｊは、スリット深さ寸法δに対して次のように減少する。
Ｊ＝ｅｘｐ（−δ／ｄ）
ｄ＝１／√(π・ｆ・μ・σ)
但し、
μ：比透磁率
σ：導電率
ｆ：周波数
である。

ハウジング２は、内周面５にスリット深さ寸法Ｄ１＝２ｍｍ以上のスリット７が形成されている。よって、回転電機１の基本周波数およびキャリア周波数による渦電流がスリット７で分断される（図４（ｂ）参照）。これにより、回転電機１のキャリア周波数２ｋＨｚ以上において、グラフＧに示すように、深さ2mm以上のスリットにより回転電機１の基本周波数およびキャリア周波数により渦電流を分断でき、車両の走行時においてハウジング２（すなわち、回転電機１）の渦電流損失を低減できる。

Claims (6)

1. 冷媒流路が形成されたハウジングと、
   前記ハウジングの内部に設けられたステータと、
   前記ステータの内部に設けられたロータと、を備え、
   前記ハウジングは、内面に形成され、前記ステータから流れる磁束による渦電流を分断する渦電流分断部を有することを特徴とする回転電機。
2. 前記渦電流分断部は、前記ハウジングの前記内面において周方向へ連続して形成されたスリットであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記渦電流分断部は、前記ハウジングの前記内面において周方向へ間隔をおいて形成されたスリットであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
4. 前記渦電流分断部は、前記ハウジングの前記内面において周方向に対して傾斜状に形成されたスリットであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
5. 前記スリットは、冷媒を流す流路を形成することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 前記ハウジングは、
   軸線に対して交差する方向に分割された第１ハウジングと第２ハウジングとを備え、
   前記渦電流分断部は、
   前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの重ね合せ部に介在された絶縁部で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。

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