JP2019165586A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】機械的強度を十分確保でき、かつトルク性能を向上できる回転電機を提供する。【解決手段】コイル24が巻回されているステータ20と、ステータ20に対して回転自在に設けられた磁性材からなるロータコア4及びロータコア4に埋設された永久磁石7を有するロータ2と、を備え、ロータコア4の永久磁石7の周囲には、1極ごとに複数の細孔からなる第1細孔群11から第5細孔群15が設けられており、各細孔群11〜15は、ロータコア4の回転軸線Pに向かって凸となるように列になって配置されている。【選択図】図1
Description
本発明は、回転電機に関する。
回転電機の中には、コイルが巻回されているステータと、ステータに対して回転自在に設けられた磁性材からなるロータコア及びロータコアに埋設された永久磁石を有するロータと、を備えたものがある。永久磁石は、製造コストを抑えるために板状であることが多い。この種の回転電機は、永久磁石によってロータコアに形成される表面磁束密度が、回転電機のトルク性能に大きく影響する。このため、永久磁石の磁束をできる限りロータコアの外周面に導くことが望まれる。
しかしながら、ロータコアに永久磁石を埋め込むので、ロータコアの外周面に導かれない、いわゆる漏れ磁束が生じてしまう。この漏れ磁束は、ロータの回転軸方向からみて永久磁石の長手方向端部(以下、単に永久磁石の長手方向端部という)の周囲をN極からS極に回り込んで短絡してしまう磁束である。このような漏れ磁束をできる限り抑えるために、さまざまな技術が提案されている。
例えば、ロータコアを複数の電磁鋼板を積層して形成する場合において、永久磁石の長手方向端部に対応する位置のいずれかを開口とした電磁鋼板を、周方向に回転させながら積層する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この構成では、永久磁石の長手方向端部に、電磁鋼板の積層方向に断続的に隙間が形成される。このため、永久磁石の漏れ磁束が抑制でき、回転電機のトルク性能を向上できる。
しかしながら、上述の従来技術にあっては、電磁鋼板に開口を形成する分、ロータコアの機械的強度が低下してしまうという課題があった。
そこで、本発明は、機械的強度を十分確保でき、かつトルク性能を向上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、本発明に係る回転電機(例えば、実施形態における回転電機1)は、コイル(例えば、実施形態におけるコイル24)が巻回されているステータ(例えば、実施形態におけるステータ20)と、前記ステータに対して回転自在に設けられた磁性材からなるロータコア(例えば、実施形態におけるロータコア4)及び前記ロータコアに埋設された永久磁石(例えば、実施形態における永久磁石7)を有するロータ(例えば、実施形態におけるロータ2)と、を備え、前記ロータコアの前記永久磁石の周囲には、複数の細孔(例えば、実施形態における細孔10)からなる細孔群(例えば、実施形態における第1細孔群11〜第8細孔群18)が設けられており、前記細孔群は、前記ロータコアの回転軸線(例えば、実施形態における回転軸線P)に向かって凸となるように列になって配置され、前記列は、前記ロータコアの1極ごとに少なくとも1つ設けられていることを特徴とする。
このように、ロータコアに複数の細孔を形成するだけなので、ロータコアの機械的強度を十分確保することができる。また、複数の細孔からなる細孔群を、ロータコアの回転軸線に向かって凸となるように列になって配置するので、ロータコアに、ステータの鎖交磁束の通りやすい方向と通りにくい方向とを形成することができる。このため、永久磁石の磁束に加え、リラクタンストルクも利用することができるので、回転電機のトルク性能を向上できる。
本発明に係る回転電機は、コイルが巻回されているステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられた磁性材からなるロータコアを有するロータと、を備え、前記ロータコアには、複数の細孔からなる細孔群が設けられており、前記細孔群は、前記ロータコアの回転軸線に向かって凸となるように列になって配置され、前記列は、前記ロータコアの1極ごとに少なくとも1つ設けられていることを特徴とする。
このように、リラクタンストルクのみを利用した回転電機において、ロータコアに複数の細孔からなる細孔群を形成するだけなので、回転電機のトルク性能を確保しつつ、ロータコアの機械的強度も十分確保できる。
本発明に係る回転電機において、前記細孔群の孔径は、0.5mm以下であることを特徴とする。
このように構成することで、ロータコアの機械的強度を、より確実に確保できる。
本発明に係る回転電機において、前記細孔群は、YAGレーザを用いて形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、細孔群を容易に形成することができる。
本発明に係る回転電機は、コイルが巻回されているステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられた磁性材からなるロータコア及び前記ロータコアに埋設された永久磁石を有するロータと、を備え、前記ロータコアの前記永久磁石の周囲には、炭化、窒化、及び熱処理のうち、少なくとも1つの処理を施して前記ロータコアよりも前記鎖交磁束が通りにくい所定処理部(例えば、実施形態における所定処理部60)が設けられており、前記所定処理部は、前記ロータコアの回転軸線に向かって凸となるように列になって配置され、前記列は、前記ロータコアの1極ごとに少なくとも1つ設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、ロータコアに所定処理部を形成するだけなので、ロータコアの機械的強度を十分確保することができる。また、所定処理部を、ロータコアの回転軸線に向かって凸となるように列になって配置するので、ロータコアに、ステータの鎖交磁束の通りやすい方向と通りにくい方向とを形成することができる。このため、永久磁石の磁束に加え、リラクタンストルクも利用することができるので、回転電機のトルク性能を向上できる。
本発明に係る回転電機は、コイルが巻回されているステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられた磁性材からなるロータコアを有するロータと、を備え、前記ロータコアには、炭化、窒化、及び熱処理のうち、少なくとも1つの処理を施して前記ロータコアよりも前記鎖交磁束が通りにくい所定処理部が設けられており、前記所定処理部は、前記ロータコアの回転軸線に向かって凸となるように列になって配置され、前記列は、前記ロータコアの1極ごとに少なくとも1つ設けられていることを特徴とする。
このように、リラクタンストルクのみを利用した回転電機において、ロータコアに複数の所定処理部を形成するだけなので、回転電機のトルク性能を確保しつつ、ロータコアの機械的強度も十分確保できる。
本発明によれば、機械的強度を十分確保でき、かつトルク性能を向上できる回転電機を提供できる。
以下、本発明の回転電機の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態による回転電機は、例えば、電動車両等の車両に搭載されている。電動車両は、電気自動車、ハイブリッド車両、及び燃料電池車両等である。電気自動車は、バッテリを動力源として駆動する。ハイブリッド車両は、バッテリ及び内燃機関を動力源として駆動する。燃料電池車両は、燃料電池を動力源として駆動する。回転電機は、駆動時にバッテリから供給される電力によって回転駆動力を発生させる。回転電機は、発電時に回転軸に入力される回転駆動力によって回生電力を発生させる。
(回転電機)
図1は、実施形態における回転電機1を示し、回転軸線Pに直交する断面図(以下、単に断面図という)である。なお、回転電機1のロータ2は6極であり、図1では、1極分、つまり、1/6周の周角度領域分のみを示している。
回転電機1は、略円筒状のステータ20と、ステータ20よりも径方向内側に設けられ、ステータ20に対して回転自在に設けられたロータ2と、を備えている。なお、ステータ20及びロータ2は、それぞれの中心軸線が共通軸上に位置した状態で配置されている。以下、共通軸を回転軸線Pと称し、回転軸線P回りに周回する方向を周方向と称し、回転軸線P方向及び周方向に直交する方向を径方向と称する。
図1は、実施形態における回転電機1を示し、回転軸線Pに直交する断面図(以下、単に断面図という)である。なお、回転電機1のロータ2は6極であり、図1では、1極分、つまり、1/6周の周角度領域分のみを示している。
回転電機1は、略円筒状のステータ20と、ステータ20よりも径方向内側に設けられ、ステータ20に対して回転自在に設けられたロータ2と、を備えている。なお、ステータ20及びロータ2は、それぞれの中心軸線が共通軸上に位置した状態で配置されている。以下、共通軸を回転軸線Pと称し、回転軸線P回りに周回する方向を周方向と称し、回転軸線P方向及び周方向に直交する方向を径方向と称する。
ステータ20は、略円筒状のステータコア21を有している。ステータコア21は、電磁鋼板を複数枚積層したり、軟磁性粉を加圧成形したりして形成することが可能である。ステータコア21の内周面には、回転軸線Pに向かって突出し、周方向に等間隔で配列された複数(例えば、本実施形態では9個)のティース22が一体成形されている。ティース22は、回転軸線P方向からみて略T字状に形成されている。
すなわち、ティース22は、径方向に延びるティース本体22aと、ティース本体22aの径方向内側端(先端)から周方向に延びる鍔部22bと、が一体成形されたものである。隣接する各ティース22間には、それぞれスロット23が形成されている。これらスロット23を介し、各ティース22にコイル24が巻回されている。このコイル24に電流を供給することにより、ステータ20(ティース22)に所定の鎖交磁束が形成される。
ロータ2は、回転軸線Pに沿って延び、この回転軸線P回りに回転するシャフト3と、シャフト3に外嵌固定された略円柱状のロータコア4と、を備えている。ロータコア4の径方向中央には、シャフト3を挿入、又は圧入可能な貫通孔5が形成されている。
ここで、本実施形態のロータコア4において、ステータ20によって形成される鎖交磁束の通りやすい方向をq軸と称する。また、q軸に対して電気的、磁気的に直交する径方向に沿った方向をd軸と称する。
つまり、ロータコア4の1極分とは、q軸間の領域(1/6周の周角度領域)をいう。このため、ロータコア4は、6極に構成されている。また、本実施形態のロータコア4では、1極のうちの周方向中央がd軸となる。
つまり、ロータコア4の1極分とは、q軸間の領域(1/6周の周角度領域)をいう。このため、ロータコア4は、6極に構成されている。また、本実施形態のロータコア4では、1極のうちの周方向中央がd軸となる。
ロータコア4には、1極ごとに、5層の細孔群11,12,13,14,15(第1細孔群11、第2細孔群12、第3細孔群13、第4細孔群14、第5細孔群15)が径方向に並んで配置されている。すなわち、径方向最外側(シャフト3から最も離れた位置)に第1細孔群11が形成され、この第1細孔群11から径方向内側に向かって順に第2細孔群12、第3細孔群13、第4細孔群14、第5細孔群15が並んで配置されている。そして、第5細孔群15が、径方向最内側(シャフト3に最も近い位置)に配置されている。
また、各細孔群11〜15は、ステータ20によって形成される鎖交磁束の通りに沿うように形成されている。つまり、各細孔群11〜15は、シャフト3に向かって凸となるように湾曲形成されている。このため、各細孔群11〜15は、回転軸線P方向からみて、長手方向両端に近い箇所ほどq軸方向に沿うように、かつ長手方向中央に近い箇所ほどd軸と直交するように形成されている。また、各細孔群11〜15の長手方向両端は、ロータコア4の外周面4aに露出している。
ロータコア4には、5層の細孔群11〜15のうちの第4細孔群14に、2つの永久磁石7が設けられている。2つの永久磁石7は、ロータコア4に永久磁石7の形状に対応するように形成された2つの磁石収納孔6をそれぞれ埋めるように配置されている。そして、磁石収納孔6に、例えば接着剤等により永久磁石7が固定されている。また、永久磁石7は、回転軸線P方向からみて長方形の板状の永久磁石である。
なお、以下の説明では、永久磁石7の部位を指すにあたり、回転軸線P方向からみた長手方向を単に長手方向と称して説明する。
なお、以下の説明では、永久磁石7の部位を指すにあたり、回転軸線P方向からみた長手方向を単に長手方向と称して説明する。
2つの永久磁石7は、第4細孔群14上で、かつd軸を中心に線対称となるように配置されている。つまり、2つの永久磁石7は、長手方向でd軸側の第1端部7aに対し、この第1端部7aとは反対側の第2端部7bが径方向外側に位置するように配置されている。さらに、2つの永久磁石7は、第1端部7aから第2端部7bに向かうに従って漸次d軸から離間するように配置されている。なお、第4細孔群14は、永久磁石7が配置されている箇所には形成されていない。
このように配置された永久磁石7は、各永久磁石7におけるロータコア4の外周面4a側の磁束密度が高くなる。また、d軸に永久磁石7の磁束が集中しやすくなる。すなわち、1/6周の周角度領域のそれぞれに配置された2つの永久磁石7は、磁化方向が同じとなる。つまり、例えば、1/6周の周角度領域のそれぞれに配置された2つの永久磁石7は、それぞれ径方向外側の面がN極に着磁されているとする。この場合、周方向で隣り合う別の1/6周の周角度領域に配置された2つの永久磁石7は、それぞれ径方向外側の面がS極に着磁されている。
図2は、図1のA部拡大図である。
ここで、図2に示すように各層の細孔群11〜15は、複数の細孔10が複数列に並んで配置されることにより形成される。
ここで、図2に示すように各層の細孔群11〜15は、複数の細孔10が複数列に並んで配置されることにより形成される。
図3は、細孔10の配列構成を示す説明図であって、(a),(b)は、それぞれ異なる細孔10の配列構成を示す。
細孔10の配列構成は、図10(a)に示すように、各列で各細孔10が揃うように配置してもよい。また、細孔10の配列構成として、図10(b)に示すように、各列で各細孔10が互い違いになるように配置してもよい。
各細孔群11〜15は、複数の細孔10によって形成されているので、磁束が通りにくくなる。したがって、図1に示すように、ロータコア4には、磁束の通りやすい方向(q軸方向)と、磁束の通りにくい方向(d軸方向)とが形成される。
細孔10の配列構成は、図10(a)に示すように、各列で各細孔10が揃うように配置してもよい。また、細孔10の配列構成として、図10(b)に示すように、各列で各細孔10が互い違いになるように配置してもよい。
各細孔群11〜15は、複数の細孔10によって形成されているので、磁束が通りにくくなる。したがって、図1に示すように、ロータコア4には、磁束の通りやすい方向(q軸方向)と、磁束の通りにくい方向(d軸方向)とが形成される。
細孔10の孔径は、0.5mm以下である。細孔10は、例えば、YAGレーザを照射して形成することが可能である。しかしながら、これに限られるものではなく、細孔10の孔径を0.5mm以下にできればよい。例えば、放電加工等によって、細孔51を形成することも可能である。
このような構成のもと、ロータコア4には、磁束の通りやすい方向(q軸方向)と、磁束の通りにくい方向(d軸方向)とが形成されるので、ステータ20のコイル24に電流を供給するとリラクタンストルクが発生する。このリラクタンストルクを利用して、ロータ2が回転する。
また、ロータコア4には、第4細孔群14上に永久磁石7が配置されている。この永久磁石7とステータ20の鎖交磁束との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これら吸引力や反発力がロータ2の回転トルクに寄与される。
このように、ロータ2は、各細孔群11〜15によるリラクタンストルクと、永久磁石7による磁束と、により、効率よく回転する。そして、ロータ2の回転トルクを向上させることができる。
また、ロータコア4には、第4細孔群14上に永久磁石7が配置されている。この永久磁石7とステータ20の鎖交磁束との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これら吸引力や反発力がロータ2の回転トルクに寄与される。
このように、ロータ2は、各細孔群11〜15によるリラクタンストルクと、永久磁石7による磁束と、により、効率よく回転する。そして、ロータ2の回転トルクを向上させることができる。
このように、上述の実施形態では、ロータコア4に、シャフト3に向かって凸となるように湾曲形成された5層の細孔群11〜15が設けられている。細孔群11〜15は、複数の細孔10により形成されており、磁束が通りにくい。このため、ロータコア4に、磁束の通りやすい方向(q軸方向)と、磁束の通りにくい方向(d軸方向)とが形成される。よって、リラクタンストルクと、ロータコア4に設けられた永久磁石7の磁束とを利用してロータ2を効率よく回転させることができる。
また、ロータコア4に磁束の通りやすい方向と通りにくい方向とを形成するに際し、ロータコア4に複数の細孔10を形成するだけなので、ロータコア4の機械的強度を十分確保することができる。
また、ロータコア4に磁束の通りやすい方向と通りにくい方向とを形成するに際し、ロータコア4に複数の細孔10を形成するだけなので、ロータコア4の機械的強度を十分確保することができる。
また、細孔10の孔径は、0.5mm以下である。このため、ロータコア4の機械的強度を損なうことがなく、ロータコア4の機械的強度を確実に確保できる。
さらに、細孔10(各細孔群11〜15)を、YAGレーザを照射して形成することにより、細孔10を容易に形成することができる。しかしながら、細孔10を形成するにあたって、YAGレーザを照射して形成することに限られず、細孔10の孔径を0.5mm以下にできればよい。例えば、放電加工等によって、細孔10を形成することも可能である。
さらに、細孔10(各細孔群11〜15)を、YAGレーザを照射して形成することにより、細孔10を容易に形成することができる。しかしながら、細孔10を形成するにあたって、YAGレーザを照射して形成することに限られず、細孔10の孔径を0.5mm以下にできればよい。例えば、放電加工等によって、細孔10を形成することも可能である。
なお、上述の実施形態では、ロータコア4に5層の細孔群11〜15を形成した場合につて説明した。また、各細孔群11〜15は、シャフト3に向かって凸となるように湾曲形成されている場合について説明した。さらに、5層の細孔群11〜15のうち、第4細孔群14に永久磁石7を2つ設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、細孔群を形成する層数、永久磁石の配置形態は、さまざまな態様をとることができる。以下、図面を参照しながら具体例について説明する。
(第1変形例)
図4は、第1変形例におけるロータコア4の断面図である。なお、以下の変形例において、前述の実施形態と同一態様には同一符号を付して説明を省略する。
図4に示すように、ロータコア4に、8層の細孔群11〜18(第1細孔群11、第2細孔群12、第3細孔群13、第4細孔群14、第5細孔群15、第6細孔群16、第7細孔群17、第8細孔群18)を設けてもよい。細孔群11〜18は、シャフト3に向かって凸となるように形成されていればよく、湾曲形成されてなくてもよい。すなわち、図4に示すように、3本の直線で形成されていてもよい。この3本の直線のうち、中央の1本ができる限りd軸に直交していることが望ましい、この両側の直線は、できる限りq軸に沿っていることが望ましい。
また、永久磁石7は、第6細孔群16の中央の直線に、1つ設けるようにせてもよい。つまり。長手方向がd軸に直交するように、かつd軸を中心に線対称となるように、永久磁石7を1つ設けてもよい。
上述の第1変形例によれば、リラクタンストルクをさらに有効活用できる。
図4は、第1変形例におけるロータコア4の断面図である。なお、以下の変形例において、前述の実施形態と同一態様には同一符号を付して説明を省略する。
図4に示すように、ロータコア4に、8層の細孔群11〜18(第1細孔群11、第2細孔群12、第3細孔群13、第4細孔群14、第5細孔群15、第6細孔群16、第7細孔群17、第8細孔群18)を設けてもよい。細孔群11〜18は、シャフト3に向かって凸となるように形成されていればよく、湾曲形成されてなくてもよい。すなわち、図4に示すように、3本の直線で形成されていてもよい。この3本の直線のうち、中央の1本ができる限りd軸に直交していることが望ましい、この両側の直線は、できる限りq軸に沿っていることが望ましい。
また、永久磁石7は、第6細孔群16の中央の直線に、1つ設けるようにせてもよい。つまり。長手方向がd軸に直交するように、かつd軸を中心に線対称となるように、永久磁石7を1つ設けてもよい。
上述の第1変形例によれば、リラクタンストルクをさらに有効活用できる。
(第2変形例)
図5は、第2変形例におけるロータコア4の断面図である。
図5に示すように、第4細孔群14上に、3つの永久磁石7を配置してもよい。3つの永久磁石7は、等間隔に配置されることが望ましい。また、3つの永久磁石7のうち、中央の永久磁石7は、長手方向がd軸に直交するように、かつd軸を中心に線対称となるように配置することが望ましい。
上述の第2変形例によれば、永久磁石7の磁束を増大でき、トルク性能を向上できる。
図5は、第2変形例におけるロータコア4の断面図である。
図5に示すように、第4細孔群14上に、3つの永久磁石7を配置してもよい。3つの永久磁石7は、等間隔に配置されることが望ましい。また、3つの永久磁石7のうち、中央の永久磁石7は、長手方向がd軸に直交するように、かつd軸を中心に線対称となるように配置することが望ましい。
上述の第2変形例によれば、永久磁石7の磁束を増大でき、トルク性能を向上できる。
(第3変形例)
図6は、第3変形例におけるロータコア4の断面図である。
図6に示すように、第4細孔群14上に、2つの永久磁石7を配置するのに加え、第2細孔群12上に、永久磁石7を配置してもよい。第2細孔群12上に配置される永久磁石7は、長手方向がd軸に直交するように、かつd軸を中心に線対称となるように配置することが望ましい。
上述の第2変形例によれば、永久磁石7の磁束を増大でき、トルク性能を向上できる。
図6は、第3変形例におけるロータコア4の断面図である。
図6に示すように、第4細孔群14上に、2つの永久磁石7を配置するのに加え、第2細孔群12上に、永久磁石7を配置してもよい。第2細孔群12上に配置される永久磁石7は、長手方向がd軸に直交するように、かつd軸を中心に線対称となるように配置することが望ましい。
上述の第2変形例によれば、永久磁石7の磁束を増大でき、トルク性能を向上できる。
(第4変形例)
図7は、第4変形例におけるロータコア4の断面図である。
図7に示すように、6層の細孔群11〜16(第1細孔群11、第2細孔群12、第3細孔群13、第4細孔群14、第5細孔群15、第6細孔群16)をシャフト3に向かって凸となるように湾曲形成してもよい。そして、第3細孔群13上と、第5細孔群15上とに、それぞれ永久磁石7を2つずつ配置してもよい。
上述の第4変形例によれば、リラクタンストルクと永久磁石7の磁束を増大することができ、さらにトルク性能を向上できる。
図7は、第4変形例におけるロータコア4の断面図である。
図7に示すように、6層の細孔群11〜16(第1細孔群11、第2細孔群12、第3細孔群13、第4細孔群14、第5細孔群15、第6細孔群16)をシャフト3に向かって凸となるように湾曲形成してもよい。そして、第3細孔群13上と、第5細孔群15上とに、それぞれ永久磁石7を2つずつ配置してもよい。
上述の第4変形例によれば、リラクタンストルクと永久磁石7の磁束を増大することができ、さらにトルク性能を向上できる。
(第5変形例)
図8は、第5変形例におけるロータコア4の断面図である。
図8に示すように、各細孔群11〜15のいずれにも永久磁石7を設けなくてもよい。
このように構成した場合であっても、リラクタンストルクのみを利用してロータ2を回転させることができる。
図8は、第5変形例におけるロータコア4の断面図である。
図8に示すように、各細孔群11〜15のいずれにも永久磁石7を設けなくてもよい。
このように構成した場合であっても、リラクタンストルクのみを利用してロータ2を回転させることができる。
(第6変形例)
また、上述の実施形態及び第1変形例から第5変形例では、細孔群11〜18を形成し、リラクタンストルクを得る場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、細孔群11〜18に対応する箇所に非磁性材とする処理を施し、これら細孔群11〜18に代わって、所定処理部60(例えば、図1の細孔群11〜15参照)を設けてもよい。
また、上述の実施形態及び第1変形例から第5変形例では、細孔群11〜18を形成し、リラクタンストルクを得る場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、細孔群11〜18に対応する箇所に非磁性材とする処理を施し、これら細孔群11〜18に代わって、所定処理部60(例えば、図1の細孔群11〜15参照)を設けてもよい。
細孔群11〜18に対応する箇所に、所定処理部60を設ける方法について具体的に説明する。
この場合、ロータコア4には、細孔群11〜18を形成しない。そして、ロータコア4に所定処理部60を設ける前の状態では、ロータコア4全体が磁性材である。この状態から、例えば、所定の処理の一例として、YAG(Yttrium Aluminium Garnet)レーザを用いて、所定処理部60を形成する箇所を局所高温化し、その後急冷による残留オーステナイト層を増加する処理が挙げられる。
この場合、ロータコア4には、細孔群11〜18を形成しない。そして、ロータコア4に所定処理部60を設ける前の状態では、ロータコア4全体が磁性材である。この状態から、例えば、所定の処理の一例として、YAG(Yttrium Aluminium Garnet)レーザを用いて、所定処理部60を形成する箇所を局所高温化し、その後急冷による残留オーステナイト層を増加する処理が挙げられる。
ここで、所定処理部60を形成する微小部分に照射可能なYAGレーザ等で局所的に加熱、溶融を行い、加熱された部分は、非磁性で不安定なオーステナイトとなるが、周囲の鉄(ロータコア4)により急激に冷やされ、マルテンサイト変態を起こす。この時、準安定層である残留オーステナイト層が形成される。この残留オーステナイト層が非磁性部分となる。オーステナイト層を安定化させるため、Cr(クロム)、C(炭素)等の元素が一般に添加されるが、これら元素は、ロータコア4にあらかじめ固溶させておいてもよいし、YAGレーザ照射時に、外部から供給(塗付、吹き付け等)してもよい。
なお、炭化、窒化、及び熱処理については、いずれも加熱を行う処理になる。したがって、所定処理部60を非磁性材とするための方法としては、上述のYAGレーザを用いた方法の他にさまざまな方法が挙げられる。例えば、高周波焼入れ、炎焼入れ、ガス浸炭、真空浸炭、滴中式浸炭法、液体浸炭、個体浸炭、浸炭窒化、ガス窒化、ガス軟窒化、塩浴軟窒化、プラズマ窒化、浸硫窒化、浸硫処理、ポロナイジング、拡散浸透処理、等、さまざまな方法が挙げられる。また、上記処理について、所定処理部60を形成する箇所に局所的な処理を施すために、必要に応じてマスキングを行う。
したがって、上述の第6実施形態によれば、前述の実施形態及び第1変形例から第5変形例と同様の効果を奏することができる。これに加え、ロータコア4に所定処理部60を形成するだけなので、ロータコア4の機械的強度を十分確保することができる。また、所定処理部60を非磁性材とするべく、所定処理部60を形成する箇所に、炭化、窒化、及び熱処理のうち、少なくとも1つを選択して施している。このため、容易に所定処理部60を非磁性材とすることができる。
なお、本発明の実施形態及び各変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態及び各変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態及び各変形例やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
例えば、上述の実施形態及び各変形例では、回転電機1は、電動車両等の車両に搭載されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな電動機器の駆動源として、回転電機1を採用することができる。
また、上述の実施形態及び各変形例では、回転電機1は、ティース22(スロット23)の数が9個であり、ロータ2の極数が6極である場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまなスロット数、極数の回転電機に上述の実施形態を適用することが可能である。
また、上述の実施形態及び各変形例では、回転電機1は、ティース22(スロット23)の数が9個であり、ロータ2の極数が6極である場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまなスロット数、極数の回転電機に上述の実施形態を適用することが可能である。
1…回転電機、2…ロータ、4…ロータコア、7…永久磁石、10…細孔、11…第1細孔群(細孔群)、12…第2細孔群(細孔群)、13…第3細孔群(細孔群)、14…第4細孔群(細孔群)、15…第5細孔群(細孔群)、16…第6細孔群(細孔群)、17…第7細孔群(細孔群)、18…第8細孔群(細孔群)、20…ステータ、24…コイル、60…所定処理部、P…回転軸線(回転軸)
Claims (6)
- コイルが巻回されているステータと、
前記ステータに対して回転自在に設けられた磁性材からなるロータコア及び前記ロータコアに埋設された永久磁石を有するロータと、
を備え、
前記ロータコアの前記永久磁石の周囲には、複数の細孔からなる細孔群が設けられており、
前記細孔群は、前記ロータコアの回転軸線に向かって凸となるように列になって配置され、
前記列は、前記ロータコアの1極ごとに少なくとも1つ設けられている
ことを特徴とする回転電機。 - コイルが巻回されているステータと、
前記ステータに対して回転自在に設けられた磁性材からなるロータコアを有するロータと、
を備え、
前記ロータコアには、複数の細孔からなる細孔群が設けられており、
前記細孔群は、前記ロータコアの回転軸線に向かって凸となるように列になって配置され、
前記列は、前記ロータコアの1極ごとに少なくとも1つ設けられている
ことを特徴とする回転電機。 - 前記細孔群の孔径は、0.5mm以下である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転電機。 - 前記細孔群は、YAGレーザを用いて形成されている
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。 - コイルが巻回されているステータと、
前記ステータに対して回転自在に設けられた磁性材からなるロータコア及び前記ロータコアに埋設された永久磁石を有するロータと、
を備え、
前記ロータコアの前記永久磁石の周囲には、炭化、窒化、及び熱処理のうち、少なくとも1つの処理を施して前記ロータコアよりも磁束の通りにくい所定処理部が設けられており、
前記所定処理部は、前記ロータコアの回転軸線に向かって凸となるように列になって配置され、
前記列は、前記ロータコアの1極ごとに少なくとも1つ設けられている
ことを特徴とする回転電機。 - コイルが巻回されているステータと、
前記ステータに対して回転自在に設けられた磁性材からなるロータコアを有するロータと、
を備え、
前記ロータコアには、炭化、窒化、及び熱処理のうち、少なくとも1つの処理を施して前記ロータコアよりも磁束の通りにくい所定処理部が設けられており、
前記所定処理部は、前記ロータコアの回転軸線に向かって凸となるように列になって配置され、
前記列は、前記ロータコアの1極ごとに少なくとも1つ設けられている
ことを特徴とする回転電機。
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