JP2022098966A - ロータ、回転電機、車両 - Google Patents

Abstract

【課題】可変磁石を通過する磁束の減少を抑制しつつｑ軸方向の磁束を増加させる。【解決手段】複数の異方性磁気部材15は、ロータコア11に設けられ、複数の磁極部12の間のｑ軸上にそれぞれ配置され、それぞれの磁化容易方向がｑ軸方向を向く。ロータコア11の複数の磁極部12の間のｑ軸上に位置する部分の各々において、ｑ軸を挟んで隣り合う第１可変磁石51と第２可変磁石52の間の部分には、異方性磁気部材15が形成されない非形成領域16が設けられる。【選択図】図２

Description

ここに開示する技術は、ロータ、回転電機、車両に関する。

特許文献１には、固定子と回転子と有する回転電機が開示されている。固定子は、電機子巻線を有する。回転子は、回転子鉄心と、回転子鉄心に埋め込まれた固定磁力磁石と、固定磁力磁石の両側に配置された可変磁力磁石とを有する。可変磁力磁石は、電機子巻線を通電して形成される磁界で磁化状態が変化する。

特開２０１３－５１７６０号公報

特許文献１の回転電機において、ｑ軸方向に磁束が流れやすくなるように、磁化容易方向がｑ軸方向を向く異方性磁気部材（例えば異方性電磁鋼板）をｑ軸上に設けることが考えられる。しかしながら、単に異方性磁気部材をｑ軸上に設けるだけでは、可変磁力磁石に磁束が流れにくくなるおそれがある。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、可変磁石を通過する磁束の減少を抑制しつつｑ軸方向に流れる磁束を増加させることにある。

ここに開示する技術は、ロータに関し、このロータは、ロータコアと、前記ロータコアに設けられ、周方向に並ぶ複数の磁極部と、前記ロータコアに設けられ、前記複数の磁極部の間のｑ軸上にそれぞれ配置され、それぞれの磁化容易方向がｑ軸方向を向く複数の異方性磁気部材とを備え、前記複数の磁極部の各々は、径方向に着磁される固定磁石と、前記固定磁石の前記周方向の一端側および他端側にそれぞれ配置され、それぞれが所定の磁束により前記周方向における磁化状態を変化させることが可能な第１可変磁石および第２可変磁石とを有し、前記複数の磁極部の各々に含まれる前記第１可変磁石は、該磁極部の前記周方向の一端側に位置する別の磁極部に含まれる前記第２可変磁石と、前記ｑ軸を挟んで隣り合い、前記ロータコアの前記複数の磁極部の間のｑ軸上に位置する部分の各々において、該ｑ軸を挟んで隣り合う前記第１可変磁石と前記第２可変磁石の間の部分には、前記異方性磁気部材が形成されない非形成領域が設けられる。

前記の構成では、磁化容易方向がｑ軸方向を向く異方性磁気部材を設けることにより、ｑ軸方向に流れる磁束を増加させることができる。また、ｑ軸を挟んで隣り合う第１可変磁石と第２可変磁石との間に非形成領域（異方性磁気部材が形成されない領域）を設けることにより、ｑ軸を挟んで隣り合う第１可変磁石と第２可変磁石とを通過する磁束の流れが異方性磁気部材により阻害されることを抑制することができる。これにより、第１可変磁石および第２可変磁石の各々を通過する磁束の減少を抑制することができる。

なお、前記ロータにおいて、前記複数の磁極部の各々は、前記第１可変磁石の径方向内側に配置される第１非磁性部材と、前記第２可変磁石の径方向内側に配置される第２非磁性部材とを有してもよく、前記複数の磁極部の各々に含まれる前記第１非磁性部材は、該磁極部の前記周方向の一端側に位置する別の磁極部に含まれる前記第２非磁性部材と、前記異方性磁気部材を挟んで隣り合ってもよい。

前記の構成では、第１可変磁石および第２可変磁石の径方向内側に、異方性磁気部材と第１非磁性部材と第２非磁性部材とを配置することにより、第１可変磁石および第２可変磁石の径方向内側において周方向における磁束の流れを抑制することができる。これにより、第１可変磁石および第２可変磁石に磁束の流れを集中させることができる。

また、前記ロータにおいて、前記第１非磁性部材は、前記第１可変磁石を保持するための部材であってもよく、前記第２非磁性部材は、前記第２可変磁石を保持するための部材であってもよい。

前記の構成では、第１非磁性部材が第１可変磁石を保持することにより、第１可変磁石を保持するための部材と第１非磁性部材とが別部材である場合よりも、部品点数を削減することができる。また、第２非磁性部材が第２可変磁石を保持することにより、第２可変磁石を保持するための部材と第２非磁性部材とが別部材である場合よりも、部品点数を削減することができる。

また、前記ロータにおいて、前記第１非磁性部材は、第１中空部を有してもよく、前記第２非磁性部材は、第２中空部を有してもよい。

前記の構成では、第１非磁性部材に第１中空部を設けることにより、第１非磁性部材の重量を低減することができる。また、第２非磁性部材に第２中空部を設けることにより、第２非磁性部材の重量を低減することができる。

また、前記ロータにおいて、前記非形成領域は、該非形成領域に対応する前記異方性磁気部材の径方向外端を始端とし、前記ロータコアの外周縁を終端とする領域であってもよく、前記非形成領域の始端は、該非形成領域を挟んで隣り合う前記第１可変磁石および前記第２可変磁石の各々の径方向内端に対応する第１位置から、該第１可変磁石および該第２可変磁石の各々の径方向における中央に対応する第２位置までの範囲内に位置してもよい。

前記の構成では、非形成領域の始端を第１位置から第２位置までの範囲内に位置させることにより、ｑ軸方向に流れる磁束の量と第１可変磁石および第２可変磁石を通過する磁束の量とを適切に確保することができる。

また、ここに開示する技術は、回転電機に関し、この回転電機は、前記ロータと、前記径方向において前記ロータとエアギャップを隔てて対向するステータとを備える。

また、ここに開示する技術は、車両に関し、この車両は、前記回転電機と、前記回転電機の動力が伝達される駆動輪とを備える。

ここに開示する技術によれば、第１可変磁石および第２可変磁石を通過する磁束の減少を抑制しつつ、ｑ軸方向に流れる磁束を増加させることができる。

実施形態の回転電機の構成を例示する横断面図である。 実施形態の回転電機の要部の構成を例示する横断面図である。 非形成領域の始端について説明するための概略図である。 回転電機を備える車両の構成を例示する概略図である。

以下、図面を参照して実施の形態を詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

（実施形態）
図１は、実施形態の回転電機１の構成を例示する。回転電機１は、ロータ１０と、ステータ２０と、シャフト３０とを備える。

以下の説明では、ロータ１０の回転中心Ｑの方向を「軸方向」と記載し、軸方向と直交する方向を「径方向」と記載し、ロータ１０の回転方向に沿う方向を「周方向」と記載する。回転中心Ｑから遠い側を「径方向外側」と記載し、回転中心Ｑに近い側を「径方向内側」と記載する。軸方向と直交する断面の形状を「横断面形状」と記載する。

〔ステータ〕
ステータ２０は、径方向においてロータ１０とエアギャップを隔てて対向する。ステータ２０は、ステータコア２１と、複数のコイル２２とを有する。

ステータコア２１は、円環状に形成されたバックヨーク２１ａと、バックヨーク２１ａから径方向内方に突出する複数のティース２１ｂとを有する。例えば、ステータコア２１は、複数枚の電磁鋼板製の薄板材が軸方向に積層された積層コアである。

複数のコイル２２は、複数のティース２１ｂに巻回される。複数のコイル２２が通電すると、複数のコイル２２に磁束が発生する。例えば、複数のコイル２２は、三相コイルである。

この例では、複数のコイル２２において発生する磁束には、ロータ１０を回転させるための磁束である回転磁束と、後述する第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の磁化状態を変化させるための磁束である可変磁束（所定の磁束）とが含まれる。

例えば、複数のコイル２２に交流電流を供給することにより、複数のコイル２２に回転磁束が発生する。この回転磁束によりロータ１０が回転する。また、ロータ１０の回転中（または停止中）に、複数のコイル２２に所定の電流（例えば回転磁束を発生させる交流電流よりも高いパルス電流）を所定の時間だけ供給することにより、複数のコイル２２に可変磁束が発生する。この可変磁束により後述する第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の磁化状態が変化する。

〔ロータ〕
次に、図１および図２を参照して、ロータ１０について説明する。ロータ１０は、ロータコア１１と、複数の磁極部１２と、複数の異方性磁気部材１５とを備える。図中の直線の矢印は、磁石の磁化方向を例示している。

〔ロータコア〕
ロータコア１１は、円柱状に形成される。例えば、ロータコア１１は、複数枚の電磁鋼板製の薄板材が軸方向に積層された積層コアである。ロータコア１１の中央部には、軸孔Ｓ３０が設けられる。軸孔Ｓ３０には、シャフト３０が挿入されて固定される。

〔磁極部〕
複数の磁極部１２は、ロータコア１１に設けられ、周方向に並ぶ。複数の磁極部１２の各々は、固定磁石４０と、第１可変磁石５１と、第２可変磁石５２と、第１補助磁石６１と、第２補助磁石６２と、第１非磁性部材７１と、第２非磁性部材７２とを有する。

〈固定磁石〉
固定磁石４０は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、固定磁石４０は、ロータコア１１に設けられた固定磁石孔Ｓ４０に収容される。また、固定磁石４０は、径方向と直交する方向（接線方向）に延びる。具体的には、固定磁石４０は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向が接線方向を向く。

また、固定磁石４０は、径方向に着磁される。この例では、径方向外端がＮ極となる固定磁石４０と径方向外端がＳ極となる固定磁石４０とが周方向に交互に並ぶように、複数の固定磁石４０が着磁される。

なお、固定磁石４０は、磁化方向を維持する永久磁石である。具体的には、固定磁石４０は、所定の磁束（この例ではステータ２０のコイル２２において発生する可変磁束）が印加されても磁化状態が実質的に変化しない。固定磁石４０は、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２よりも、磁化状態が変化しにくい永久磁石である。例えば、固定磁石４０の保磁力は、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の保磁力よりも高い。固定磁石４０の例としては、Nd-Fe-B系磁石、Sm-Co系磁石、金属系磁石（例えばFe-Ni系磁石）、フェライト系磁石などが挙げられる。

〈可変磁石〉
複数の磁極部１２の各々に含まれる第１可変磁石５１は、その磁極部１２の周方向の一端側（図１および図２の例では時計回りの方向の隣り）に位置する別の磁極部１２に含まれる第２可変磁石５２と、ｑ軸を挟んで隣り合う。ｑ軸は、周方向において隣り合う２つの磁極部１２の間を通過して径方向に延びる仮想線である。

また、複数の磁極部１２の各々において、第１可変磁石５１と第２可変磁石５２は、固定磁石４０の周方向における中央を通過して径方向に延びる仮想線（ｄ軸）を軸として対称となっている。

〈第１可変磁石〉
第１可変磁石５１は、固定磁石４０の周方向の一端側に配置される。第１可変磁石５１は、周方向において固定磁石４０と間隔をおいて対向する。第１可変磁石５１とｑ軸との間の周方向長さは、第１可変磁石５１と固定磁石４０との間の周方向長さよりも短い。

第１可変磁石５１は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第１可変磁石５１は、ロータコア１１に設けられた第１可変磁石孔Ｓ５１に収容される。また、第１可変磁石５１は、ｑ軸（周方向において隣り合うｑ軸）に沿うように延びる。具体的には、第１可変磁石５１は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向がｑ軸と平行な方向を向く。

〈第２可変磁石〉
第２可変磁石５２は、固定磁石４０の周方向の他端側に配置される。第２可変磁石５２は、周方向において固定磁石４０と間隔をおいて対向する。第２可変磁石５２とｑ軸との間の周方向長さは、第２可変磁石５２と固定磁石４０との間の周方向長さよりも短い。

第２可変磁石５２は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第２可変磁石５２は、ロータコア１１に設けられた第２可変磁石孔Ｓ５２に収容される。また、第２可変磁石５２は、ｑ軸（周方向において隣り合うｑ軸）に沿うように延びる。具体的には、第２可変磁石５２は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向がｑ軸と平行な方向を向く。

〈可変磁石の磁気特性〉
なお、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々は、磁化状態を変化させることが可能な永久磁石である。具体的には、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々は、所定の磁束（この例ではステータ２０のコイル２２において発生する可変磁束）により周方向における磁化状態を変化させることが可能である。第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々は、固定磁石４０よりも、磁化状態が変化しやすい永久磁石である。例えば、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の保磁力は、固定磁石４０の保磁力よりも低い。第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の例としては、Sm-Co系磁石、Nd-Fe-B系磁石、金属系磁石（例えばFe-Ni系磁石）、フェライト系磁石、Al-Ni-Co系磁石などが挙げられる。

この例では、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々の磁化容易方向は、径方向と直交する方向（接線方向）を向く。第１可変磁石５１の磁化困難方向は、第１可変磁石５１の磁化容易方向と直交する方向（この例では径方向）を向く。第２可変磁石５２の磁化困難方向は、第２可変磁石５２の磁化容易方向と直交する方向（この例では径方向）を向く。

また、この例では、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々は、磁化方向が第１方向を向く第１状態と、磁化方向が第２方向を向く第２状態と、磁力が実質的にゼロとなるゼロ状態とに切り換え可能である。第１方向は、ティース２１ｂと鎖交する磁束（有効磁束）を増加させる方向である。第２方向は、ティース２１ｂと鎖交する磁束（有効磁束）を減少させる方向である。例えば、固定磁石４０の磁化方向が径方向外方へ向かう方向である場合、第１方向は、第１可変磁石５１（または第２可変磁石５２）から固定磁石４０へ向かう方向となり、第２方向は、固定磁石４０から第１可変磁石５１（または第２可変磁石５２）へ向かう方向となる。

〈補助磁石〉
複数の磁極部１２の各々において、第１補助磁石６１と第２補助磁石６２は、固定磁石４０の周方向における中央を通過して径方向に延びる仮想線（ｄ軸）を軸として対称となっている。

〈第１補助磁石〉
第１補助磁石６１は、固定磁石４０と第１可変磁石５１との間に配置される。第１補助磁石６１と固定磁石４０との間の周方向長さは、第１補助磁石６１と第１可変磁石５１との間の周方向長さよりも短い。

第１補助磁石６１は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第１補助磁石６１は、ロータコア１１に設けられた第１補助磁石孔Ｓ６１に収容される。また、第１補助磁石６１は、固定磁石４０の周方向の一端部に沿うように延びる。具体的には、第１補助磁石６１は、横断面形状が矩形状に形成され、短手方向が固定磁石４０の長手方向を向く。

第１補助磁石６１は、固定磁石４０の径方向外端と第１可変磁石５１との間における磁束の流れを阻害する方向に着磁される。具体的には、固定磁石４０の磁化方向が径方向外方へ向かう方向である場合、第１補助磁石６１の磁化方向は、第１可変磁石５１から固定磁石４０へ向かう方向となる。固定磁石４０の磁化方向が径方向内方へ向かう方向である場合、第１補助磁石６１の磁化方向は、固定磁石４０から第１可変磁石５１へ向かう方向となる。

〈第２補助磁石〉
第２補助磁石６２は、固定磁石４０と第２可変磁石５２との間に配置される。第２補助磁石６２と固定磁石４０との間の周方向長さは、第２補助磁石６２と第２可変磁石５２との間の周方向長さよりも短い。

第２補助磁石６２は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第２補助磁石６２は、ロータコア１１に設けられた第２補助磁石孔Ｓ６２に収容される。また、第２補助磁石６２は、固定磁石４０の周方向の他端部に沿うように延びる。具体的には、第２補助磁石６２は、横断面形状が矩形状に形成され、短手方向が固定磁石４０の長手方向を向く。

第２補助磁石６２は、固定磁石４０の径方向外端と第２可変磁石５２との間における磁束の流れを阻害する方向に着磁される。具体的には、固定磁石４０の磁化方向が径方向外方へ向かう方向である場合、第２補助磁石６２の磁化方向は、第２可変磁石５２から固定磁石４０へ向かう方向となる。固定磁石４０の磁化方向が径方向内方へ向かう方向である場合、第２補助磁石６２の磁化方向は、固定磁石４０から第２可変磁石５２へ向かう方向となる。

〈補助磁石の磁気特性〉
なお、第１補助磁石６１および第２補助磁石６２の各々は、磁化方向を維持する永久磁石である。具体的には、第１補助磁石６１および第２補助磁石６２の各々は、所定の磁束（この例ではステータ２０のコイル２２において発生する可変磁束）が印加されても磁化状態が実質的に変化しない。第１補助磁石６１および第２補助磁石６２は、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２よりも、磁化状態が変化しにくい永久磁石である。例えば、第１補助磁石６１および第２補助磁石６２の保磁力は、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の保磁力よりも高い。第１補助磁石６１および第２補助磁石６２の例としては、Nd-Fe-B系磁石、Sm-Co系磁石、金属系磁石（例えばFe-Ni系磁石）、フェライト系磁石などが挙げられる。

〈補助磁石の詳細〉
この例では、第１補助磁石６１および第２補助磁石６２の各々の径方向外端は、固定磁石４０の径方向外端よりも径方向外側に位置する。

また、この例では、第１補助磁石６１は、固定磁石４０の周方向の一端部と接触する。具体的には、第１補助磁石孔Ｓ６１は、固定磁石孔Ｓ４０と連通する。第１補助磁石６１は、固定磁石孔Ｓ４０に収容された固定磁石４０と接触した状態で第１補助磁石孔Ｓ６１に収容される。

また、この例では、第２補助磁石６２は、固定磁石４０の周方向の他端部と接触する。具体的には、第２補助磁石孔Ｓ６２は、固定磁石孔Ｓ４０と連通する。第２補助磁石６２は、固定磁石孔Ｓ４０に収容された固定磁石４０と接触した状態で第２補助磁石孔Ｓ６２に収容される。

〈非磁性部材〉
複数の磁極部１２の各々に含まれる第１非磁性部材７１は、その磁極部１２の周方向の一端側（図１および図２の例では時計回りの方向の隣り）に位置する別の磁極部１２に含まれる第２非磁性部材７２と、ｑ軸を挟んで隣り合う。

複数の磁極部１２の各々において、第１非磁性部材７１と第２非磁性部材７２は、固定磁石４０の周方向における中央を通過して径方向に延びる仮想線（ｄ軸）を軸として対称となっている。例えば、第１非磁性部材７１と第２非磁性部材７２は、絶縁性を有する樹脂により構成される。

〈第１非磁性部材〉
第１非磁性部材７１は、第１補助磁石６１および固定磁石４０の径方向内側に配置される。第１非磁性部材７１は、第１補助磁石６１および固定磁石４０の径方向内端と間隔をおいて対向する。

第１非磁性部材７１は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第１非磁性部材７１は、ロータコア１１に設けられた第１収容孔Ｓ７１に収容される。また、第１非磁性部材７１は、ｑ軸（周方向において隣り合うｑ軸）に沿うように延びる。具体的には、第１非磁性部材７１の横断面形状は、台形状に形成される。第１非磁性部材７１の一方の斜辺は、ｑ軸と平行な方向を向き、第１非磁性部材７１の他方の斜辺は、ｄ軸と平行な方向を向く。

この例では、第１非磁性部材７１は、第１可変磁石５１を保持するための部材である。具体的には、第１収容孔Ｓ７１は、第１可変磁石孔Ｓ５１と連通する。第１非磁性部材７１は、第１可変磁石５１へ向けて突出する突出部を有する。そして、第１非磁性部材７１は、その突出部が第１可変磁石孔Ｓ５１に収容された第１可変磁石５１を径方向外方に押し付けた状態で、第１収容孔Ｓ７１に収容される。

また、この例では、第１非磁性部材７１は、第１中空部７１ａを有する。第１中空部７１ａは、第１非磁性部材７１を軸方向に貫通する。

〈第２非磁性部材〉
第２非磁性部材７２は、第２補助磁石６２および固定磁石４０の径方向内側に配置される。第２非磁性部材７２は、第２補助磁石６２および固定磁石４０の径方向内端と間隔をおいて対向する。

第２非磁性部材７２は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第２非磁性部材７２は、ロータコア１１に設けられた第２収容孔Ｓ７２に収容される。また、第２非磁性部材７２は、ｑ軸（周方向において隣り合うｑ軸）に沿うように延びる。具体的には、第２非磁性部材７２の横断面形状は、台形状に形成される。第２非磁性部材７２の一方の斜辺は、ｑ軸と平行な方向を向き、第２非磁性部材７２の他方の斜辺は、ｄ軸と平行な方向を向く。

この例では、第２非磁性部材７２は、第２可変磁石５２を保持するための部材である。具体的には、第２収容孔Ｓ７２は、第２可変磁石孔Ｓ５２と連通する。第２非磁性部材７２は、第２可変磁石５２へ向けて突出する突出部を有する。そして、第２非磁性部材７２は、その突出部が第２可変磁石孔Ｓ５２に収容された第２可変磁石５２を径方向外方に押し付けた状態で、第２収容孔Ｓ７２に収容される。

また、この例では、第２非磁性部材７２は、第２中空部７２ａを有する。第２中空部７２ａは、第２非磁性部材７２を軸方向に貫通する。

〈切り欠き部〉
第１可変磁石５１の径方向外側には、第１切り欠き部Ｓ５５が設けられる。第１切り欠き部Ｓ５５は、ロータコア１１の外周面に設けられ、軸方向に延びる。この例では、第１切り欠き部Ｓ５５は、第１可変磁石孔Ｓ５１と連通する。

第２可変磁石５２の径方向外側には、第２切り欠き部Ｓ５６が設けられる。第２切り欠き部Ｓ５６は、ロータコア１１の外周面に設けられ、軸方向に延びる。この例では、第２切り欠き部Ｓ５６は、第２可変磁石孔Ｓ５２と連通する。

〈空隙部〉
第１補助磁石６１の径方向外側には、第１空隙部Ｓ６５が設けられる。第１空隙部Ｓ６５は、ロータコア１１を軸方向に貫通する。この例では、第１空隙部Ｓ６５は、第１補助磁石孔Ｓ６１と連通する。

第２補助磁石６２の径方向外側には、第２空隙部Ｓ６６が設けられる。第２空隙部Ｓ６６は、ロータコア１１を軸方向に貫通する。この例では、第２空隙部Ｓ６６は、第２補助磁石孔Ｓ６２と連通する。

〔異方性磁気部材〕
複数の異方性磁気部材１５は、ロータコア１１に設けられ、複数の磁極部１２の間のｑ軸上にそれぞれ配置される。複数の異方性磁気部材１５は、互いに同様の構成を有する。異方性磁気部材１５の例としては、方向性電磁鋼板（異方性電磁鋼板とも言う）、誘導磁気異方性を活用した非晶質磁性材などが挙げられる。誘導磁気異方性を活用した非晶質磁性材の例としては、Fe-Co-Si-B、Fe-Co-Si-B-Nbなどが挙げられる。

複数の異方性磁気部材１５の各々は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、異方性磁気部材１５は、ロータコア１１に設けられた収容孔Ｓ１５に収容される。また、異方性磁気部材１５は、径方向に延び、ｑ軸を軸として対称となっている。具体的には、異方性磁気部材１５は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向がｑ軸方向を向く。

この例では、複数の磁極部１２の各々に含まれる第１非磁性部材７１は、その磁極部１２の周方向の一端側に位置する別の磁極部１２に含まれる第２非磁性部材７２と、異方性磁気部材１５を挟んで隣り合う。

また、複数の異方性磁気部材１５の各々の磁化容易方向は、ｑ軸方向を向く。複数の異方性磁気部材１５の各々の磁化困難方向は、その異方性磁気部材１５の磁化容易方向と直交する方向（この例ではｑ軸方向と直交する方向）を向く。

〔非形成領域〕
ロータコア１１の複数の磁極部１２の間のｑ軸上に位置する部分の各々において、そのｑ軸を挟んで隣り合う第１可変磁石５１と第２可変磁石５２の間の部分には、異方性磁気部材１５が形成されない非形成領域１６が設けられる。

非形成領域１６は、その非形成領域１６に対応する異方性磁気部材１５の径方向外端を始端とし、ロータコア１１の外周縁を終端とする領域である。

〔非形成領域の詳細〕
次に、図３を参照して、非形成領域１６について詳しく説明する。

図３において、第１曲線Ｌ１は、動力性能指標の変化を示す。第２曲線Ｌ２は、可変性能指標の変化を示す。動力性能指標は、鎖交磁束量（ティース２１ｂと鎖交する磁束の量）に対応し、ｑ軸方向に流れる磁束の量に対応する。可変性能指標は、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２を通過する磁束の量に対応し、ｄ軸方向における磁束の量に対応する。

また、図３において、開始位置Ｐ０は、非形成領域１６を挟んで隣り合う第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々の径方向内端よりも径方向内側に存在する位置である。第１位置Ｐ１は、非形成領域１６を挟んで隣り合う第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々の径方向内端に対応する位置である。第２位置Ｐ２は、非形成領域１６を挟んで隣り合う第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々の径方向における中央に対応する位置である。終了位置Ｐ３は、非形成領域１６を挟んで隣り合う第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々の径方向外端に対応する位置である。

図３に示すように、動力性能指標は、非形成領域１６の始端が開始位置Ｐ０から第２位置Ｐ２までの範囲にある場合に、比較的に高い値となり、非形成領域１６の始端が第２位置Ｐ２から終了位置Ｐ３へ向かうに連れて、次第に低下していく。一方、可変性能指標は、非形成領域１６の始端が開始位置Ｐ０から第１位置Ｐ１へ向かうに連れて、急峻に上昇していき、非形成領域１６の始端が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かうに連れて、緩やかに上昇し、非形成領域１６の始端が第２位置Ｐ２から終了位置Ｐ３に向かうに連れて、急峻に上昇する。このように、非形成領域１６の始端が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの範囲に位置する場合、動力性能指標と可変性能指標がバランス良く良好となる。

この例では、非形成領域１６の始端は、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの範囲内に位置する。第１位置Ｐ１は、非形成領域１６を挟んで隣り合う第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々の径方向内端に対応する位置である。第２位置Ｐ２は、非形成領域１６を挟んで隣り合う第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々の径方向における中央に対応する位置である。

〔実施形態の効果〕
以上のように、実施形態のロータ１０では、磁化容易方向がｑ軸方向を向く異方性磁気部材１５をｑ軸上に設けることにより、ｑ軸方向に流れる磁束を増加させることができる。また、ｑ軸を挟んで隣り合う第１可変磁石５１と第２可変磁石５２との間に非形成領域１６（異方性磁気部材１５が形成されない領域）を設けることにより、ｑ軸を挟んで隣り合う第１可変磁石５１と第２可変磁石５２とを通過する磁束の流れが異方性磁気部材１５により阻害されることを抑制することができる。これにより、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々を通過する磁束の減少を抑制することができる。

また、実施形態のロータ１０では、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の径方向内側に、異方性磁気部材１５と第１非磁性部材７１と第２非磁性部材７２とが配置される。このような構成により、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の径方向内側において周方向における磁束の流れを抑制することができる。これにより、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２に磁束の流れを集中させることができる。

また、実施形態のロータ１０では、非形成領域１６の始端は、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの範囲内に位置する。このような構成により、ｑ軸方向に流れる磁束の量と第１可変磁石５１および第２可変磁石５２を通過する磁束の量とを適切に確保することができる。

また、実施形態のロータ１０では、第１非磁性部材７１は、第１可変磁石５１を保持する。このような構成により、第１可変磁石５１を保持するための部材と第１非磁性部材７１とが別部材である場合よりも、部品点数を削減することができる。また、第２非磁性部材７２は、第２可変磁石５２を保持する。このような構成により、第２可変磁石５２を保持するための部材と第２非磁性部材７２とが別部材である場合よりも、部品点数を削減することができる。

また、実施形態のロータ１０では、第１非磁性部材７１は、第１中空部７１ａを有する。このような構成により、第１非磁性部材７１の重量を低減することができる。また、第２非磁性部材７２は、第２中空部７２ａを有する。このような構成により、第２非磁性部材７２の重量を低減することができる。

また、実施形態のロータ１０では、第１補助磁石６１および第２補助磁石６２を設けることにより、固定磁石４０の径方向外端と第１可変磁石５１および第２可変磁石５２との間における磁束の短絡を抑制することができる。これにより、固定磁石４０と第１可変磁石５１と第２可変磁石５２の磁束を有効に利用することができる。

（車両）
図４は、回転電機１を備える車両の構成を例示する。この車両は、回転電機１に加えて、制御装置２と、駆動輪３と、動力伝達機構４と、バッテリ５とを備える。

制御装置２は、回転電機１を制御する。制御装置２は、駆動部２ａと、制御部２ｂとを有する。駆動部２ａは、回転電機１に電力を供給することで回転電機１を駆動させる。制御部２ｂは、駆動部２ａを制御することで回転電機１の動作を制御する。

動力伝達機構４は、回転電機１の動力を駆動輪３に伝達する。このようにして、回転電機１の動力が駆動輪３に伝達される。バッテリ５は、駆動部２ａおよび制御部２ｂに電力を供給する。

（その他の実施形態）
以上の説明では、回転電機１が車両に設けられる場合を例に挙げたが、これに限定されない。例えば、回転電機１は、冷蔵庫、洗濯機、乾燥機などに設けられてもよい。

また、以上の実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、ここに開示する技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、ここに開示する技術は、ロータ、回転電機、車両として有用である。

１ 回転電機
２ 制御装置
３ 駆動輪
１０ ロータ
１１ ロータコア
１２ 磁極部
１５ 異方性磁気部材
１６ 非形成領域
２０ ステータ
３０ シャフト
４０ 固定磁石
５１ 第１可変磁石
５２ 第２可変磁石
６１ 第１補助磁石
６２ 第２補助磁石
７１ 第１非磁性部材
７２ 第２非磁性部材

Claims (7)

1. ロータコアと、
   前記ロータコアに設けられ、周方向に並ぶ複数の磁極部と、
   前記ロータコアに設けられ、前記複数の磁極部の間のｑ軸上にそれぞれ配置され、それぞれの磁化容易方向がｑ軸方向を向く複数の異方性磁気部材とを備え、
   前記複数の磁極部の各々は、
   径方向に着磁される固定磁石と、
   前記固定磁石の前記周方向の一端側および他端側にそれぞれ配置され、それぞれが所定の磁束により前記周方向における磁化状態を変化させることが可能な第１可変磁石および第２可変磁石とを有し、
   前記複数の磁極部の各々に含まれる前記第１可変磁石は、該磁極部の前記周方向の一端側に位置する別の磁極部に含まれる前記第２可変磁石と、前記ｑ軸を挟んで隣り合い、
   前記ロータコアの前記複数の磁極部の間のｑ軸上に位置する部分の各々において、該ｑ軸を挟んで隣り合う前記第１可変磁石と前記第２可変磁石の間の部分には、前記異方性磁気部材が形成されない非形成領域が設けられる
   ことを特徴とするロータ。
2. 請求項１のロータにおいて、
   前記複数の磁極部の各々は、
   前記第１可変磁石の径方向内側に配置される第１非磁性部材と、
   前記第２可変磁石の径方向内側に配置される第２非磁性部材とを有し、
   前記複数の磁極部の各々に含まれる前記第１非磁性部材は、該磁極部の前記周方向の一端側に位置する別の磁極部に含まれる前記第２非磁性部材と、前記異方性磁気部材を挟んで隣り合う
   ことを特徴とするロータ。
3. 請求項２のロータにおいて、
   前記第１非磁性部材は、前記第１可変磁石を保持するための部材であり、
   前記第２非磁性部材は、前記第２可変磁石を保持するための部材である
   ことを特徴とするロータ。
4. 請求項２または３のロータにおいて、
   前記第１非磁性部材は、第１中空部を有し、
   前記第２非磁性部材は、第２中空部を有する
   ことを特徴とするロータ。
5. 請求項１～４のいずれか１つのロータにおいて、
   前記非形成領域は、該非形成領域に対応する前記異方性磁気部材の径方向外端を始端とし、前記ロータコアの外周縁を終端とする領域であり、
   前記非形成領域の始端は、該非形成領域を挟んで隣り合う前記第１可変磁石および前記第２可変磁石の各々の径方向内端に対応する第１位置から、該第１可変磁石および該第２可変磁石の各々の径方向における中央に対応する第２位置までの範囲内に位置する
   ことを特徴とするロータ。
6. 請求項１～５のいずれか１つのロータと、
   前記径方向において前記ロータとエアギャップを隔てて対向するステータとを備える
   ことを特徴とする回転電機。
7. 請求項６の回転電機と、
   前記回転電機の動力が伝達される駆動輪とを備える
   ことを特徴とする車両。

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