JP6390506B2 - 回転電機のロータ - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両や電気自動車等の車両に搭載されて電動機や発電機として用いられる回転電機のロータに関する。

従来、車両等に搭載されて使用される回転電機として、ロータの内部に永久磁石を埋め込んだ構造をもつ回転界磁形式の同期モータ（以下、「ＩＰＭモータ」という。）が知られている。このＩＰＭモータは、ロータの磁化によるリラクタンストルクと永久磁石の磁化によるマグネットトルクの両方を利用することができるので高トルクであることから、ハイブリッド車両や電気自動車等に好適に採用されている。

このようなＩＰＭモータは、ステータと、ステータと径方向に対向配置されるロータとを備えている。そして、ロータとして、周方向に配列された複数の磁石収容孔を有するロータコアと、前記磁石収容孔に収容されて周方向に極性が交互に異なる複数の磁極を形成する複数の永久磁石と、を備えたものが知られている。

そして、特許文献１には、磁石使用量の増大を抑止しつつ、トルク増大が可能な同期機が開示されている。また、特許文献２には、少なくとも３つの永久磁石を含んで各磁極が構成される回転電機用の回転子（ロータ）において、磁極内における磁気飽和を抑制することによって回転電機のトルク向上を図れる回転電機用回転子が開示されている。

特開２００９−１２４８９９号公報 特開２０１２−１６１２２７号公報

ところで、上記のようなＩＰＭモータでは、トルクを増加させるべく、鎖交する磁束を増加させると、磁気飽和によりトルク脈動（トルクリプル）が発生することが知られている。特に、ＩＰＭモータのロータにおいては、ロータコアの周方向に隣接し極性が異なる２つの磁極の間に位置するｑ軸コア部上や、磁石収容孔に収容された永久磁石とステータとの対向面でトルクの減少や、トルクリプルの原因となる磁気飽和が起こり易い。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、トルクリプルを低減させ得るようにした回転電機のロータを提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するためになされた第一の発明は、
周方向に配列された複数の磁石収容孔（３２）を有するロータコア（３１）と、前記磁石収容孔に収容されて周方向に極性が交互に異なる複数の磁極を形成する複数の永久磁石（３３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる２つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（３４）と、各前記ｑ軸コア部の反ロータ回転方向側に位置する第１フラックスバリア（３５）及び各前記ｑ軸コア部のロータ回転方向側に位置する第２フラックスバリア（３６）とを有し、
前記ｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心（Ｐ１）に対して外周側周方向幅中心（Ｐ２）が反ロータ回転方向側にずれているとともに、
前記第１フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対して反ロータ回転方向側へ突出し、前記第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対して反ロータ回転方向側へ凹んでいることにより、
前記第１及び第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の内周側角部（３５ａ，３６ａ）に対して外周側角部（３５ｂ，３６ｂ）が反ロータ回転方向側にずれていることを特徴とする。

この構成によれば、ロータコアのｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心に対して外周側周方向幅中心が反ロータ回転方向側にずれているので、トルクリプルを効果的に低減させることができる。

上記課題を解決するためになされた第二の発明は、
２個で対をなし外周側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔（３２ａ，３２ｂ）を有するロータコア（３１）と、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔に収容されてそれぞれ１つの磁極を形成する複数対の永久磁石（３３）と、を備え、出力トルク内においてリラクタンストルク比率が大きくマグネットトルク比率が小さい回転電機のロータにおいて、
前記磁石収容孔の各対及び前記永久磁石の各対は、前記磁極の周方向中心を通る磁極中心線（Ｃ１）に対して線対称となる状態に配置され、
前記ロータコアは、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔の外周側中央部に設けられた中央磁石収容孔（３７）を有し、前記中央磁石収容孔には、前記磁極中心線（Ｃ１）に対してロータ回転方向側に中心（Ｐ３）がずれた状態で中央磁石（３８）が配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、ロータコアは、Ｖ字状に配置された対をなす磁石収容孔の外周側中央部に設けられた中央磁石収容孔を有し、中央磁石収容孔には、磁極の周方向中心を通る磁極中心線に対してロータ回転方向側に中心がずれた状態で中央磁石が配置されている。これにより、中央磁石によるマグネットトルクの増加を図りつつ、トルクリプルを効果的に低減させることができる。

上記課題を解決するためになされた第三の発明は、
周方向に配列された複数の磁石収容孔（３２）を有するロータコア（３１）と、前記磁石収容孔に収容されて周方向に極性が交互に異なる複数の磁極を形成する複数の永久磁石（３３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる２つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（３４）と、各前記ｑ軸コア部の反ロータ回転方向側に位置する第１フラックスバリア（３５）及び各前記ｑ軸コア部のロータ回転方向側に位置する第２フラックスバリア（３６）とを有し、
前記ｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心（Ｐ１）に対して外周側周方向幅中心（Ｐ２）がロータ回転方向側にずれているとともに、
前記第１フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対してロータ回転方向側へ突出し、前記第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対してロータ回転方向側へ凹んでいることにより、
前記第１及び第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の内周側角部（３５ａ，３６ａ）に対して外周側角部（３５ｂ，３６ｂ）がロータ回転方向側にずれていることを特徴とする。

この構成によれば、ロータコアのｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心に対して外周側周方向幅中心がロータ回転方向側にずれているので、トルクリプルを効果的に低減させることができる。この場合、ｑ軸コア部の外周側周方向幅中心をロータ回転方向側にずらせることにより、マグネットトルクとリラクタンストルクの位相ずれを、理想的な位相ずれである電気角３０度側へ導くことができる。

上記課題を解決するためになされた第四の発明は、
２個で対をなし外周側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔（３２ａ，３２ｂ）を有するロータコア（３１）と、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔に収容されてそれぞれ１つの磁極を形成する複数対の永久磁石（３３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる２つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（３４）と、各前記ｑ軸コア部の反ロータ回転方向側に位置する第１フラックスバリア（３５）及び各前記ｑ軸コア部のロータ回転方向側に位置する第２フラックスバリア（３６）とを有し、
前記ｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心（Ｐ１）に対して外周側周方向幅中心（Ｐ２）がロータ回転方向側にずれているとともに、
前記第１フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対してロータ回転方向側へ突出し、前記第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対してロータ回転方向側へ凹んでいることにより、
前記第１及び第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の内周側角部（３５ａ，３６ａ）に対して外周側角部（３５ｂ，３６ｂ）がロータ回転方向側にずれており、
Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔の外周側中央部に設けられた中央磁石収容孔（３７）を有し、前記中央磁石収容孔には、前記磁極の周方向中心を通る磁極中心線（Ｃ１）に対してロータ回転方向側に中心（Ｐ３）がずれた状態で中央磁石（３８）が配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、ロータコアのｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心に対して外周側周方向幅中心がロータ回転方向側にずれているとともに、Ｖ字状に配置された対をなす磁石収容孔の外周側中央部に設けられた中央磁石収容孔には、磁極の周方向中心を通る磁極中心線に対してロータ回転方向側に中心がずれた状態で中央磁石が配置されているので、トルクリプルを効果的に低減させることができる。また、ｑ軸コア部の外周側周方向幅中心をロータ回転方向側にずらせることにより、マグネットトルクとリラクタンストルクの位相ずれを、理想的な位相ずれである電気角３０度側へ導くことができる。

上記課題を解決するためになされた第五の発明は、
２個で対をなし外周側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔（３２ａ，３２ｂ）を有するロータコア（３１）と、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔に収容されてそれぞれ１つの磁極を形成する複数対の永久磁石（３３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる２つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（３４）を有し、前記ｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心（Ｐ１）に対して外周側周方向幅中心（Ｐ２）が周方向にずれているとともに、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔の外周側中央部に設けられた中央磁石収容孔（３７）を有し、前記中央磁石収容孔には、前記磁極の周方向中心を通る磁極中心線（Ｃ１）に対して周方向に中心（Ｐ３）がずれた状態で中央磁石（３８）が配置されており、
前記ｑ軸コア部の外周側周方向幅中心（Ｐ２）のずれ幅である電気角θと前記中央磁石の中心のずれ幅である電気角βとの合計が結果的に互いに離れる方向にずれていることにより、リラクタンストルクとマグネットトルクの位相差が電気角で３０度となるようにされていることを特徴とする。

この構成によれば、ｑ軸コア部の外周側周方向幅中心のずれ幅である電気角θと中央磁石の中心のずれ幅である電気角βとの合計が結果的に互いに離れる方向にずれていることにより、リラクタンストルクとマグネットトルクの位相差が電気角で３０度となるようにされている。そのため、マグネットトルクとリラクタンストルクの位相ずれを、理想的な位相ずれである電気角３０度側へ容易に導くことができるので、トルクリプルを効果的に低減させることができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載された各部材や部位の後の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的な部材や部位との対応関係を示すものであり、特許請求の範囲に記載された各請求項の構成に何ら影響を及ぼすものではない。

実施形態１のロータを搭載した回転電機の軸方向に沿う模式断面図である。 実施形態１に係るロータの３つの磁極を含む範囲の部分平面図である。 ＩＰＭモータにおけるリラクタンストルクとマグネットトルクの波形を示す特性図である。 図３におけるリラクタンストルクとマグネットトルクを合成したモータトルクの波形を示す特性図である。 実施形態１に係るロータのモータトルク波形と改善前のモータトルク波形を示す特性図である。 実施形態２に係るロータの３つの磁極を含む範囲の部分平面図である。 実施形態２に係るロータにおいて電気角θとトルクリプルとの関係を示す特性図である。 実施形態２に係るロータにおいて電気角θと従来のトルクを１とした時のトルク比との関係を示す特性図である。 実施形態３に係るロータの１つの磁極を含む範囲の部分平面図である。 実施形態３に係るロータのモータトルク波形と改善前のモータトルク波形を示す特性図である。 実施形態３に係るロータにおいて電気角βとトルクリプルとの関係を示す特性図である。 実施形態４に係るロータの３つの磁極を含む範囲の部分平面図である。 実施形態５に係るロータの３つの磁極を含む範囲の部分平面図である。 図３におけるリラクタンストルクとマグネットトルクを合成したモータトルク波形を示す特性図である。 実施形態５に係るロータのモータトルク波形と改善前のモータトルク波形を示す特性図である。 実施形態６に係るロータの３つの磁極を含む範囲の部分平面図である。 実施形態７に係るロータの３つの磁極を含む範囲の部分平面図である。

以下、本発明に係る回転電機のロータの実施形態について図面を参照して具体的に説明する。

〔実施形態１〕
実施形態１のロータ３０Ａは、例えば車両用モータとして使用される回転電機１に搭載されるものであって、この回転電機１は、図１に示すように、ハウジング１０と、ステータコア２１及びステータコイル２２を有し電機子として働くステータ２０と、埋設された複数の永久磁石３３により周方向に極性が交互に異なる磁極が形成されて界磁として働くロータ３０と、を備えている。

ハウジング１０は、両端が閉口した概ね円筒状に形成されている。ステータ２０は、円環状に形成されて内周部に周方向に配列された複数のスロット（図示せず）を有するステータコア２１と、ステータコア２１のスロットに巻装されたステータコイル２２とを有する。このステータ２０は、ステータコア２１の外周部がハウジング１０の軸方向中央部の内壁面に固定されている。

ロータ３０Ａは、ハウジング１０の軸方向両側の壁部に一対の軸受け１１を介して回転可能に支持された回転軸１３の軸方向中央部外周に、回転軸１３と一体回転可能に嵌合固定されている。このロータ３０Ａは、ハウジング１０の内壁面に固定されたステータ２０の内周側に所定のエアギャップを介して径方向に対向して配置されている。ロータ３０Ａは、図２に示すように、周方向に配列された複数の磁石収容孔３２、ｑ軸コア部３４及び第１及び第２フラックスバリア３５，３６等を有するロータコア３１と、各磁石収容孔３２にそれぞれ埋設された複数の永久磁石３３と、を備えている。

ロータコア３１は、中央に貫通孔３１ａを有する円環状の鋼板を軸方向に複数積層して厚肉円筒状に形成されて、回転軸１３の外周に貫通孔３１ａが嵌合固定されている。このロータコア３１の外周部には、軸方向に貫通する複数（実施形態１では８個）の磁石収容孔３２が周方向に所定距離を隔てて設けられている。各磁石収容孔３２は、軸直角方向の断面形状が長方形であり、ロータコア３１の周方向に長辺が延び、径方向に短辺が延びるように形成されている。

各磁石収容孔３２には、軸直角方向の断面形状が長方形の永久磁石３３が１個ずつ収容されている。この場合、８個の永久磁石３３は、ロータコア３１の外周部に周方向に極性が交互に異なる複数の磁極（実施形態１では８極（Ｎ極：４、Ｓ極：４））を形成するように周方向に等間隔に配置されている。各磁石収容孔３２に収容された永久磁石３３は、磁石収容孔３２の断面形状と概ね符合する長方形の断面形状を有する。なお、ロータコア３１の１つの磁極において、磁石収容孔３２及び永久磁石３３は、ロータコア３１の回転軸線Ｏと磁極の周方向中心とを通る磁極中心線Ｃ１に対して線対称となる状態に配置されている。

ロータコア３１の周方向に隣接し極性が異なる２つの磁極の間には、或る１つの磁極間から他の磁極間へ磁束が流れる部位となるｑ軸コア部３４が形成されている。そして、各磁石収容孔３２に収容された永久磁石３３と周方向両側のｑ軸コア部３４との間には、磁気的空隙部としての第１及び第２フラックスバリア３５，３６がそれぞれ磁石収容孔３２と連続して一体に設けられている。この場合、各永久磁石３３のロータ回転方向側（図２の左側）に設けられた第１フラックスバリア３５と、反ロータ回転方向側（図２の右側）に設けられた第２フラックスバリア３６は、軸直角方向の断面形状が異なる。

即ち、第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側（ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分が反ロータ回転方向側へ突出することにより断面形状が縮小されている。これにより、第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３５ａに対して外周側角部３５ｂが反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。一方、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側（反ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分が反ロータ回転方向側へ凹んでいることにより断面形状が拡張されている。これにより、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３６ａに対して外周側角部３６ｂが反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。よって、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６は、磁極の周方向中心を通る磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。

また、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６の間に位置する各ｑ軸コア部３４は、第１及び第２フラックスバリア３５，３６の断面形状が上記のように形成されていることから、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。即ち、第１フラックスバリア３５の内周側角部３５ａと第２フラックスバリア３６の内周側角部３６ａとの間の内周側周方向幅中心Ｐ１に対して、第１フラックスバリア３５の外周側角部３５ｂと第２フラックスバリア３６の外周側角部３６ｂとの間の外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。よって、磁極の周方向両側に位置する２つのｑ軸コア部３４は、磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。なお、上記の電気角θは、０度＜θ＜６．９度の範囲に設定されている。

次に、実施形態１のロータ３０Ａが搭載された回転電機１のトルクリプル低減について説明する。通常、ＩＰＭモータのマグネットトルクの振幅は、トルク最大時のトルクをＡとして電流進み角をαとすると、Ａ×Ｓｉｎ（α＋９０）で与えられるが、トルク波形の位相を考慮したとき、位相ずれなしのトルク波形にαの位相を持った電流を充てるため、位相がおよそα／２となる。

ＩＰＭモータのモータトルクは、おおよその場合において、リラクタンストルクピークであるα≒４５度付近が最大となるが、マグネットトルクが主体トルクとなる場合、例えばα≒３５度付近で最大トルクが起きる。ここで、位相が３５度ずれたリラクタンストルクの波形と、位相が１７．５度ずれたマグネットトルクの波形の合成が最大トルクとなると仮定すれば、概ね全ての場合を考慮した検討が可能となる。

実際のトルクリプルは、ステータ２０のスロットとスロット間の空隙の影響や、倍スロット化、磁気飽和などの影響を受け複雑となるが、電流波形もモータのトルク応答特性もＳｉｎ波と仮定して考えると、トルク波形は図３のようになる。図３には、各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）のリラクタンストルク（振幅小）と、マグネットトルク（振幅大）の波形が示されている。ここでモータトルクは、図３においてリラクタンストルクの最大値をなぞったものと、マグネットトルクの最大値をなぞったものとの和となり、図４に示す波形となる。

このモータトルク波形は、リラクタンストルクの電流位相αが３５度であり、ピーク値を出す４５度ではない点が災いして、リラクタンストルクが低く、マグネットトルクの電流切り替わり地点でのミゾが大きくなるため、トルクリプルが大となってしまう。ここで、リラクタンストルクの最大値が出る位相を３５度付近に動かすことにより、トルクリプルを低減することができる。

即ち、実施形態１では、ロータコア３１の周方向に隣接し極性が異なる２つの磁極の間に位置する各ｑ軸コア部３４は、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２を反ロータ回転方向側に電気角θずらすことにより、リラクタンストルクの最大値が出る位相を３５度付近に動かすようにしている。これにより、実施形態１の場合には、図５に示すように、細線で示す改善前（図４）のモータトルクに比べ、リラクタンストルクの回復により、トルクリプルが改善されていることが解る。また、トルクが上昇していることが解る。

以上のように、実施形態１のロータ３０Ａによれば、ロータコア３１の各ｑ軸コア部３４は、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側にずれているので、トルクリプルを低減させることができる。また、トルクの上昇を実現することができる。

また、実施形態１のロータコア３１の第１及び第２フラックスバリア３５，３６は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３５ａ，３６ａに対して外周側角部３５ｂ，３６ｂが反ロータ回転方向側にずれている。これにより、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６の間に位置する各ｑ軸コア部３４を、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側へずれた状態に簡単かつ確実に形成することができる。

また、実施形態１では、磁極の周方向両側に位置する２つのｑ軸コア部３４及び第１及び第２フラックスバリア３５，３６は、磁極の周方向中心を通る磁極中心線Ｃ１を基準にしてそれぞれ非対称形状に形成されている。これにより、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６の間に位置する各ｑ軸コア部３４を、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側へずれた状態に簡単かつ確実に形成することができる。

〔実施形態２〕
実施形態２のロータ３０Ｂは、実施形態１のロータ３０Ａと同様に、車両用モータとして使用される回転電機１に搭載されるものである。このロータ３０Ｂは、図６に示すように、複数対の磁石収容孔３２ａ，３２ｂ、ｑ軸コア部３４並びに第１及び第２フラックスバリア３５，３６等を有するロータコア３１と、各磁石収容孔３２ａ，３２ｂにそれぞれ埋設された複数の永久磁石３３と、を備えている。

ロータコア３１は、実施形態１と同様に、中央に貫通孔３１ａを有する円環状の鋼板を軸方向に複数積層して厚肉円筒状に形成されて、回転軸１３の外周に貫通孔３１ａが嵌合固定される。このロータコア３１の外周部には、軸方向に貫通する複数対（実施形態２では８対）の磁石収容孔３２ａ，３２ｂが周方向に所定距離を隔てて設けられている。磁石収容孔３２ａ，３２ｂは、２個で対をなし外周側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対のもので構成されている。一対の磁石収容孔３２ａ，３２ｂの間には、当該部位に磁束飽和を起こさせ、磁気回路の形成を阻害させるための中央ブリッジ４０が概ね一定の幅で径方向内側に向かって延伸するよう形成されている。

各磁石収容孔３２ａ，３２ｂには、ロータコア３１の回転軸線Ｏと直角方向の断面形状が長方形の永久磁石３３が１個ずつ収容されている。実施形態２の場合、Ｖ字状に配置された一対の磁石収容孔３２ａ，３２ｂに収容された一対の永久磁石３３，３３により１つの磁極が形成されている。この場合、８対の永久磁石３３，３３によって、周方向に極性が交互に異なる複数の磁極（実施形態２では８極（Ｎ極：４、Ｓ極：４））が形成されている。各磁石収容孔３２ａ，３２ｂに収容された永久磁石３３は、径方向外側端面と磁極中心側端面とが交わる角部が中央ブリッジ４０の径方向外側の根元部に当接した状態で位置決めされている。

なお、ロータ３０Ｂの１つの磁極において、一対の磁石収容孔３２ａ，３２ｂは、ロータコア３１の回転軸線Ｏと磁極中心とを通る磁極中心線Ｃ１に対して線対称となる状態に配置されている。また、１つの磁極を形成する一対の永久磁石３３，３３は、磁極中心線Ｃ１に対して線対称となる状態（外周側が開くＶ字状）に配置されている。

ロータコア３１の周方向に隣接し極性が異なる２つの磁極の間には、或る１つの磁極間から他の磁極間へ磁束が流れる部位となるｑ軸コア部３４が形成されている。そして、各磁石収容孔３２ａ，３２ｂに収容された永久磁石３３と周方向に対向するｑ軸コア部３４との間には、磁気的空隙部としての第１及び第２フラックスバリア３５，３６がそれぞれ磁石収容孔３２と連続して一体に設けられている。この場合、各永久磁石３３のロータ回転方向側（図６の左側）に設けられた第１フラックスバリア３５と、反ロータ回転方向側（図６の右側）に設けられた第２フラックスバリア３６は、軸直角方向の断面形状が異なる。

即ち、第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側（ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分が反ロータ回転方向側へ突出することにより断面形状が縮小されている。これにより、第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３５ａに対して外周側角部３５ｂが反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。一方、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側（反ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分が反ロータ回転方向側へ凹んでいることにより断面形状が拡張されている。これにより、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３６ａに対して外周側角部３６ｂが反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。よって、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６は、磁極の周方向中心を通る磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。

また、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６の間に位置する各ｑ軸コア部３４は、第１及び第２フラックスバリア３５，３６の断面形状が上記のように形成されていることから、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。即ち、第１フラックスバリア３５の内周側角部３５ａと第２フラックスバリア３６の内周側角部３６ａとの間の内周側周方向幅中心Ｐ１に対して、第１フラックスバリア３５の外周側角部３５ｂと第２フラックスバリア３６の外周側角部３６ｂとの間の外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。よって、磁極の周方向両側に位置する２つのｑ軸コア部３４は、磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。なお、上記の電気角θは、０度＜θ＜６．９度の範囲に設定されている。

また、対をなす磁石収容孔３２ａ，３２ｂのそれぞれの磁極中心側には、それぞれの磁石収容孔３２ａ，３２ｂの磁極中心側端部から回転軸線Ｏ側に広がる対をなす内周側フラックスバリア４１，４１が設けられている。対をなす内周側フラックスバリア４１，４１の間には、対をなす磁石収容孔３２ａ，３２ｂの間に形成された中央ブリッジ４０が回転軸線Ｏに向かって延長するように形成されている。各内周側フラックスバリア４１は、回転軸線Ｏから一対の永久磁石３３，３３までのそれぞれ最短距離に位置する角部同士を結ぶ線分よりも回転軸線Ｏ側に広がっている。

以上のように構成された実施形態２のロータ３０Ｂによれば、ロータコア３１の各ｑ軸コア部３４は、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側にずれているので、トルクリプルの低減やトルクの上昇など、実施形態１のロータ３０Ａと同様の作用及び効果を得ることができる。

なお、実施形態２のロータ３０Ｂについて、ｑ軸コア部３４の内周側周方向幅中心Ｐ１に対する外周側周方向幅中心Ｐ２の反ロータ回転方向側へのずれ幅（電気角θ）とトルクリプルとの関係を調べたところ、図７に示す結果が得られた。図７から明らかなように、電気角θが０度のときに最高値（約１４．８％）となるトルクリプルは、電気角θが０度から大きくなるにつれて次第に低下していることが解る。が、電気角θが６．９度以上では、１１．０％以上のトルクリプルの低減が得られることが解る。

また、ｑ軸コア部３４の内周側周方向幅中心Ｐ１に対する外周側周方向幅中心Ｐ２の反ロータ回転方向側へのずれ幅（電気角θ）とトルクとの関係を調べたところ、図８に示す結果が得られた。図８から明らかなように、電気角θが０度＜θ＜６．９度の範囲では、従来よりも大きいトルクが得られることが解る。特に、電気角θが２度≦θ≦４度の範囲では、トルクがピークとなっている。

以上のことから、電気角θを０度＜θ＜６．９度の範囲に設定すれば、トルクの向上を確保しつつトルクリプルの低減を実現できることが解る。特に、電気角θが２度≦θ≦４度の範囲は、トルクの向上とトルクリプルの低減の両方を実現するのに好ましい範囲となる。

〔実施形態３〕
実施形態３のロータ３０Ｃは、実施形態１のロータ３０Ａと同様に、車両用モータとして使用される回転電機１に搭載されるものである。このロータ３０Ｃは、図９に示すように、複数対の磁石収容孔３２ａ，３２ｂ、ｑ軸コア部３４、第１及び第２フラックスバリア３５，３６、中央磁石収容孔３７並びに中央磁石３８等を有するロータコア３１と、各磁石収容孔３２ａ，３２ｂにそれぞれ埋設された複数の永久磁石３３と、を備えている。

ロータコア３１は、実施形態１と同様に、中央に貫通孔３１ａを有する円環状の鋼板を軸方向に複数積層して厚肉円筒状に形成されて、回転軸１３の外周に貫通孔３１ａが嵌合固定される。このロータコア３１の外周部には、実施形態２と同様に、軸方向に貫通する複数対（８対）の磁石収容孔３２ａ，３２ｂが周方向に所定距離を隔てて設けられている。磁石収容孔３２ａ，３２ｂは、２個で対をなし外周側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対のもので構成されている。一対の磁石収容孔３２ａ，３２ｂの間には、実施形態２と同様に、中央ブリッジ４０が径方向内側に向かって延伸するよう形成されているとともに、対をなす磁石収容孔３２ａ，３２ｂのそれぞれの磁極中心側には、対をなす内周側フラックスバリア４１，４１が設けられている。

また、各磁石収容孔３２ａ，３２ｂには、実施形態２の場合と同様に、永久磁石３３が１個ずつ収容されており、Ｖ字状に配置された８対の永久磁石３３，３３によって、周方向に極性が交互に異なる複数の磁極（実施形態２では８極（Ｎ極：４、Ｓ極：４））が形成されている。実施形態３の場合にも、１つの磁極を形成する一対の永久磁石３３，３３は、磁極中心線Ｃ１に対して線対称となる状態に配置されている。

なお、実施形態３の場合、ロータコア３１の周方向に隣接し極性が異なる２つの磁極の間に形成されたｑ軸コア部３４は、実施形態２とは異なり、周方向幅が概ね一定で径方向にストレート状に延伸している。即ち、実施形態３のｑ軸コア部３４は、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２が周方向にずらされていない。よって、磁極の周方向両側に位置する２つのｑ軸コア部３４は、磁極の周方向中心を通る磁極中心線Ｃ１を基準にして対称形状に形成されている。また、各磁石収容孔３２に収容された永久磁石３３と周方向両側のｑ軸コア部３４との間に形成される第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６も、磁極中心線Ｃ１を基準にして対称形状に形成されている。

そして、実施形態３のロータコア３１は、Ｖ字状に配置された対をなす磁石収容孔３２ａ，３２ｂの外周側中央部に中央磁石収容孔３７が設けられている。この中央磁石収容孔３７には、磁極中心線Ｃ１に対してロータ回転方向側（図９の左側）に中心Ｐ３がずれた状態で中央磁石３８が配置されている。即ち、この中央磁石３８は、リラクタンストルクが強いロータ回転方向側（電流進み角α＝４５度側）に向かって中心Ｐ３がずれた状態に配置されている。これにより、図１０に示すように、リラクタンストルクを大きく使うことができるので、その結果、トルクリプルを低減させることが可能となる。

この中央磁石３８は、矩形の断面形状を有し、各磁石収容孔３２ａ，３２ｂに埋設された永久磁石３３よりも格段に小さいものである。中央磁石３８の中心Ｐ３の磁極中心線Ｃ１に対するロータ回転方向側へのずれ幅は、電気角βでβ＜６．９度の範囲に設定されている。

なお、実施形態３のロータ３０Ｃは、モータの出力トルク内においてリラクタンストルク比率が大きく、マグネットトルク比率が小さくなるように設定されている。

以上のように構成された実施形態３のロータ３０Ｃによれば、ロータコア３１の各磁極を形成するＶ字状に配置された対をなす永久磁石３３の外周側に、磁極中心線Ｃ１に対してロータ回転方向側に中心Ｐ３がずれた状態で中央磁石３８が配置されているので、中央磁石３８によるマグネットトルクの増加を図りつつ、トルクリプルを効果的に低減させることができる。

なお、実施形態３のロータ３０Ｃについて、中央磁石３８の中心Ｐ３の磁極中心線Ｃ１に対するロータ回転方向側へのずれ幅である電気角βとトルクリプルとの関係を調べたところ、図１１に示す結果が得られた。図１１から明らかなように、電気角βがβ＜６．９度の範囲では、従来（約１４．６％以上）よりもトルクリプルを低減できることが解る。

〔実施形態４〕
実施形態４のロータ３０Ｄは、図１２に示すように、実施形態２のロータ３０Ｂ（図６参照）と実施形態３のロータ３０Ｃ（図９参照）の特徴構成を組み合わせたものである。即ち、実施形態４のロータ３０Ｄは、ロータコア３１のｑ軸コア部３４が、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側にずれている点で、実施形態３のロータ３０Ｃと異なる。よって、実施形態３と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態３と共通する部材については、同じ符号を用いる。

実施形態４のロータコア３１は、周方向に隣接し極性が異なる２つの磁極の間にｑ軸コア部３４が形成されている。そして、各磁石収容孔３２ａ，３２ｂに収容された永久磁石３３と周方向に対向するｑ軸コア部３４との間には、実施形態２と同様に、第１及び第２フラックスバリア３５，３６がそれぞれ磁石収容孔３２ａ，３２ｂと連続して一体に設けられている。

第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側（ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分が反ロータ回転方向側へ突出することにより断面形状が縮小されている。これにより、第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３５ａに対して外周側角部３５ｂが反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。一方、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側（反ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分が反ロータ回転方向側へ凹んでいることにより断面形状が拡張されている。これにより、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３６ａに対して外周側角部３６ｂが反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。よって、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６は、磁極の周方向中心を通る磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。

また、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６の間に位置する各ｑ軸コア部３４は、第１及び第２フラックスバリア３５，３６の断面形状が上記のように形成されていることから、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。即ち、第１フラックスバリア３５の内周側角部３５ａと第２フラックスバリア３６の内周側角部３６ａとの間の内周側周方向幅中心Ｐ１に対して、第１フラックスバリア３５の外周側角部３５ｂと第２フラックスバリア３６の外周側角部３６ｂとの間の外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。よって、磁極の周方向両側に位置する２つのｑ軸コア部３４は、磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。なお、上記の電気角θは、０度＜θ＜６．９度の範囲に設定されている。

以上のように構成された実施形態４のロータ３０Ｄによれば、１つの磁極を形成するＶ字状に配置された対をなす永久磁石３３，３３の外周側に中央磁石３８が設けられているのに加えて、ロータコア３１の各ｑ軸コア部３４は、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２が反ロータ回転方向側にずれているので、トルクリプルの低減効果やトルクの上昇効果をより有利に得ることができる。

〔実施形態５〕
実施形態５のロータ３０Ｅは、図１３に示すように、ロータコア３１のｑ軸コア部３４が、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側にずれている点で、実施形態１のロータ３０Ａ（図２参照）と異なる。よって、実施形態１と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態１と共通する部材については、同じ符号を用いる。

実施形態５のロータコア３１は、周方向に隣接し極性が異なる２つの磁極の間にｑ軸コア部３４が形成されている。そして、各磁石収容孔３２に収容された永久磁石３３と周方向両側のｑ軸コア部３４との間には、第１及び第２フラックスバリア３５，３６がそれぞれ磁石収容孔３２ａ，３２ｂと連続して一体に設けられている。この場合、各永久磁石３３のロータ回転方向側（図１３の左側）に設けられた第１フラックスバリア３５と、反ロータ回転方向側（図１３の右側）に設けられた第２フラックスバリア３６は、軸直角方向の断面形状が異なる。

第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側（ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分がロータ回転方向側へ凹んでいることにより断面形状が拡張されている。これにより、第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３５ａに対して外周側角部３５ｂがロータ回転方向側に所定角度（電気角θ≒１５度）ずれている。一方、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側（反ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分がロータ回転方向側へ突出していることにより断面形状が縮小されている。これにより、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３６ａに対して外周側角部３６ｂがロータ回転方向側に所定角度（電気角θ≒１５度）ずれている。よって、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６は、磁極の周方向中心を通る磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。

また、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６の間に位置する各ｑ軸コア部３４は、第１及び第２フラックスバリア３５，３６の断面形状が上記のように形成されていることから、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側に所定角度（電気角θ≒１５度）ずれている。即ち、第１フラックスバリア３５の内周側角部３５ａと第２フラックスバリア３６の内周側角部３６ａとの間の内周側周方向幅中心Ｐ１に対して、第１フラックスバリア３５の外周側角部３５ｂと第２フラックスバリア３６の外周側角部３６ｂとの間の外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側に所定角度（電気角θ≒１５度）ずれている。よって、磁極の周方向両側に位置する２つのｑ軸コア部３４は、磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。

実施形態５において、上記の電気角θは、θ≒１５度に設定されていることについて説明する。上記の実施形態１で説明したように、モータの出力トルクは、リラクタンストルクの電流位相αがα＝４５度程度でピーク値を出す。ここで、α＝４５度の時のマグネットトルクの位相は２２．５度であり、リラクタンストルクの位相は４５度である。したがって、従来は、図１４に示すように、マグネットトルクとリラクタンストルクの位相ずれが２２．５度であり、トルクリプルのミゾの中央にマグネットトルクのピーク点があるわけではなく、非対称性が大きい。マグネットトルクとリラクタンストルクの理想的な位相ずれは３０度になる。

また、マグネットトルクとリラクタンストルクは、それぞれ６０度ごとにトルクピーク点、ミゾ点を迎える。そのため、実施形態５では、マグネットトルクとリラクタンストルクの２２．５度の位相差を３０度にして、６０度ごとに迎えるトルク周期を３０度周期に変えることにより、トルクリプルを低減するようにしている。即ち、図１５に示すように、トルクリプルミゾの中心にマグネットトルクのピークが位置する方向にずらすことで、トルクリプルを低減することができる。

以上のように、実施形態５のロータ３０Ｅによれば、ロータコア３１の各ｑ軸コア部３４は、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側にずれているので、トルクリプルを効果的に低減させることができる。

特に、ｑ軸コア部３４の外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側にずらされているので、マグネットトルクとリラクタンストルクの位相ずれを、理想的な位相ずれである電気角３０度側へ導くことができる。

また、実施形態５のロータ３０Ｅは、ｑ軸コア部３４の内周側周方向幅中心Ｐ１と外周側周方向幅中心Ｐ２とのロータ回転方向側へのずれ幅が、電気角θでθ＝１５度となるように設定されているので、上記の理想的な位相ずれである電気角３０度を容易に実現することができる。

〔実施形態６〕
実施形態６のロータ３０Ｆは、図１６に示すように、ロータコア３１のｑ軸コア部３４が、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側にずれている点で、実施形態２のロータ３０Ｂ（図６参照）と異なる。よって、実施形態２と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態２と共通する部材については、同じ符号を用いる。

実施形態６のロータコア３１は、周方向に隣接し極性が異なる２つの磁極の間にｑ軸コア部３４が形成されている。そして、各磁石収容孔３２ａ，３２ｂに収容された永久磁石３３と周方向に対向するｑ軸コア部３４との間には、実施形態２と同様に、第１及び第２フラックスバリア３５，３６がそれぞれ磁石収容孔３２ａ，３２ｂと連続して一体に設けられている。

第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側（ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分がロータ回転方向側へ凹んでいることにより断面形状が拡張されている。これにより、第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３５ａに対して外周側角部３５ｂがロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。一方、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側（反ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分がロータ回転方向側へ突出していることにより断面形状が縮小されている。これにより、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３６ａに対して外周側角部３６ｂがロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。よって、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６は、磁極の周方向中心を通る磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。

また、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６の間に位置する各ｑ軸コア部３４は、第１及び第２フラックスバリア３５，３６の断面形状が上記のように形成されていることから、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。即ち、第１フラックスバリア３５の内周側角部３５ａと第２フラックスバリア３６の内周側角部３６ａとの間の内周側周方向幅中心Ｐ１に対して、第１フラックスバリア３５の外周側角部３５ｂと第２フラックスバリア３６の外周側角部３６ｂとの間の外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。よって、磁極の周方向両側に位置する２つのｑ軸コア部３４は、磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。なお、上記の電気角θは、０度＜θ＜６．９度の範囲に設定されている。

以上のように構成された実施形態６のロータ３０Ｆによれば、ロータコア３１の各ｑ軸コア部３４は、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側にずれているので、トルクリプルを効果的に低減させることができるなど、実施形態５のロータ３０Ｅと同様の作用及び効果を得ることができる。

〔実施形態７〕
実施形態７のロータ３０Ｇは、図１７に示すように、実施形態３のロータ３０Ｃ（図９参照）と実施形態６のロータ３０Ｆ（図１６参照）の特徴構成を組み合わせたものである。即ち、実施形態７のロータ３０Ｇは、ロータコア３１のｑ軸コア部３４が、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側にずれている点で、実施形態３のロータ３０Ｃと異なる。よって、実施形態３と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態３と共通する部材については、同じ符号を用いる。

実施形態７のロータコア３１は、周方向に隣接し極性が異なる２つの磁極の間にｑ軸コア部３４が形成されている。そして、各磁石収容孔３２ａ，３２ｂに収容された永久磁石３３と周方向に対向するｑ軸コア部３４との間には、実施形態３，６と同様に、第１及び第２フラックスバリア３５，３６がそれぞれ磁石収容孔３２ａ，３２ｂと連続して一体に設けられている。

第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側（ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分がロータ回転方向側へ凹んでいることにより断面形状が拡張されている。これにより、第１フラックスバリア３５は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３５ａに対して外周側角部３５ｂがロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。また、ロータコア３１の第１フラックスバリア３５の外周側に形成された第１ブリッジ部４２は、第１フラックスバリア３５がロータ回転方向側に拡張された分だけ延長されている。

一方、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側（反ロータ回転方向側）の壁面の外周側半分がロータ回転方向側へ突出していることにより断面形状が縮小されている。これにより、第２フラックスバリア３６は、ｑ軸コア部３４側の内周側角部３６ａに対して外周側角部３６ｂがロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。また、ロータコア３１の第２フラックスバリア３６の外周側に形成された第２ブリッジ部４３は、第２フラックスバリア３６がロータ回転方向側に縮小された分だけ短縮されている。よって、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６は、磁極の周方向中心を通る磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。

また、第１フラックスバリア３５と第２フラックスバリア３６の間に位置する各ｑ軸コア部３４は、第１及び第２フラックスバリア３５，３６の断面形状が上記のように形成されていることから、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。即ち、第１フラックスバリア３５の内周側角部３５ａと第２フラックスバリア３６の内周側角部３６ａとの間の内周側周方向幅中心Ｐ１に対して、第１フラックスバリア３５の外周側角部３５ｂと第２フラックスバリア３６の外周側角部３６ｂとの間の外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側に所定角度（電気角θ）ずれている。よって、磁極の周方向両側に位置する２つのｑ軸コア部３４は、磁極中心線Ｃ１を基準にして非対称形状に形成されている。なお、上記の電気角θは、０度＜θ＜６．９度の範囲に設定されている。

また、ロータコア３１の中央磁石収容孔３７に収容配置された中央磁石３８は、磁極中心線Ｃ１に対してロータ回転方向側（図１７の左側）に中心Ｐ３がずれた状態で中央磁石３８が配置されている。この場合、中央磁石３８の中心Ｐ３の磁極中心線Ｃ１に対するロータ回転方向側へのずれ幅は、電気角βでβ＝７．５度程度に設定されている。

即ち、実施形態７のロータ３０Ｇは、ロータコア３１のｑ軸コア部３４の外周側周方向幅中心Ｐ２のずれ幅である電気角θと中央磁石３８の中心Ｐ３のずれ幅である電気角βとの合計が、結果的に互いに離れる方向にずれるようにされている。これにより、リラクタンストルクとマグネットトルクの位相差が電気角で概ね３０度となるように設定されている。

以上のように構成された実施形態７のロータ３０Ｇによれば、ロータコア３１の各ｑ軸コア部３４は、内周側周方向幅中心Ｐ１に対して外周側周方向幅中心Ｐ２がロータ回転方向側にずれているので、トルクリプルを効果的に低減させることができるなど、実施形態５のロータ３０Ｅと同様の作用及び効果を得ることができる。

また、ロータコア３１の各磁極を形成するＶ字状に配置された対をなす永久磁石３３の外周側に、磁極中心線Ｃ１に対してロータ回転方向側に中心Ｐ３がずれた状態で中央磁石３８が配置されているので、中央磁石３８によるマグネットトルクの増加を図りつつ、トルクリプルを効果的に低減させることができる。

さらに、実施形態７のロータ３０Ｇは、中央磁石３８の中心Ｐ３がロータ回転方向側にずれるようにされている。そのため、ロータ３０Ｇが回転した際に中央磁石３８に作用する遠心力は、中央磁石３８がずれた側（ロータ回転方向側）にあるｑ軸コア部３４及び第１ブリッジ部４２で大きくなり、反ロータ回転方向側にあるｑ軸コア部３４及び第２ブリッジ部４３で小さくなる。実施形態７では、第１ブリッジ部４２がロータ回転方向側に延長され、第２ブリッジ部４３がロータ回転方向側に短縮されているので、第１ブリッジ部４２に作用する遠心力を分散させて、応力集中を回避することができる。

また、実施形態７のロータ３０Ｇは、ロータコア３１のｑ軸コア部３４の外周側周方向幅中心Ｐ２のずれ幅である電気角θ（θ＜６．９度）と中央磁石３８の中心Ｐ３のずれ幅である電気角β（β＝７．５度）との合計が、結果的に互いに離れる方向にずれるようにされているので、リラクタンストルクとマグネットトルクの理想的な位相ずれである電気角３０度を容易に実現することができる。

〔他の実施形態〕
本発明は、上記の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で種々変更することが可能である。

例えば、上記の実施形態では、本発明に係る回転電機のロータを車両用モータのロータに適用した例を説明したが、車両に搭載されて電動機や発電機として使用される回転電機のロータ、あるいは両者を選択的に使用し得る回転電機のロータにも、本発明を適用することができる。

３０Ａ〜３０Ｅ…ロータ、 ３１…ロータコア、 ３２，３２ａ，３２ｂ…磁石収容孔、 ３３…永久磁石、 ３４…ｑ軸コア部、 ３５…第１フラックスバリア、 ３５ａ…内周側角部、 ３５ｂ…外周側角部、 ３６…第２フラックスバリア、 ３６ａ…内周側角部、 ３６ｂ…外周側角部、 ３７…中央磁石収容孔、 ３８…中央磁石、 Ｃ１…磁極中心線、 Ｐ１…内周側周方向幅中心、 Ｐ２…外周側周方向幅中心、 Ｐ３…中央磁石の中心。

Claims (15)

1. 周方向に配列された複数の磁石収容孔（３２）を有するロータコア（３１）と、前記磁石収容孔に収容されて周方向に極性が交互に異なる複数の磁極を形成する複数の永久磁石（３３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
   前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる２つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（３４）と、それぞれ前記ｑ軸コア部と前記ｑ軸コア部の周方向に位置する磁石収容孔に収容されている前記永久磁石との間に形成された、前記ｑ軸コア部の反ロータ回転方向側に位置する第１フラックスバリア（３５）及び前記ｑ軸コア部のロータ回転方向側に位置する第２フラックスバリア（３６）とを有し、
   前記ｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心（Ｐ１）に対して外周側周方向幅中心（Ｐ２）が反ロータ回転方向側にずれているとともに、
   前記第１フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対して反ロータ回転方向側へ突出し、前記第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対して反ロータ回転方向側へ凹んでいることにより、
   前記第１及び第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の内周側角部（３５ａ，３６ａ）に対して外周側角部（３５ｂ，３６ｂ）が反ロータ回転方向側にずれていることを特徴とする回転電機のロータ。
2. 請求項１に記載の回転電機のロータにおいて、
   前記磁極の周方向両側に位置する２つの前記ｑ軸コア部、並びに前記第１及び第２フラックスバリアは、前記磁極の周方向中心を通る磁極中心線（Ｃ１）を基準にしてそれぞれ非対称形状に形成されていることを特徴とする回転電機のロータ。
3. 請求項１又は２に記載の回転電機のロータにおいて、
   前記ｑ軸コア部の前記内周側周方向幅中心と前記外周側周方向幅中心との反ロータ回転方向側へのずれ幅θ（電気角）は、０度＜θ＜６．９度の範囲に設定されていることを特徴とする回転電機のロータ。
4. 請求項３に記載の回転電機のロータにおいて、
   前記ｑ軸コア部の前記内周側周方向幅中心と前記外周側周方向幅中心との反ロータ回転方向側へのずれ幅θ（電気角）は、２度≦θ≦４度の範囲に設定されていることを特徴とする回転電機のロータ。
5. ２個で対をなし外周側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔（３２ａ，３２ｂ）を有するロータコア（３１）と、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔に収容されてそれぞれ１つの磁極を形成する複数対の永久磁石（３３）と、を備え、出力トルク内においてリラクタンストルク比率が大きくマグネットトルク比率が小さい回転電機のロータにおいて、
   前記磁石収容孔の各対及び前記永久磁石の各対は、前記磁極の周方向中心を通る磁極中心線（Ｃ１）に対して線対称となる状態に配置され、
   前記ロータコアは、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔の外周側中央部に設けられた中央磁石収容孔（３７）を有し、前記中央磁石収容孔には、前記磁極中心線（Ｃ１）に対してロータ回転方向側に中心（Ｐ３）がずれた状態で中央磁石（３８）が配置されていることを特徴とする回転電機のロータ。
6. 請求項５に記載の回転電機のロータにおいて、
   前記中央磁石の中心の前記磁極中心線に対するロータ回転方向側へのずれ幅β（電気角）は、β＜６．９度の範囲に設定されていることを特徴とする回転電機のロータ。
7. 請求項５に記載の回転電機のロータにおいて、
   前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる２つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（３４）を有し、
   前記ｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心（Ｐ１）に対して外周側周方向幅中心（Ｐ２）が反ロータ回転方向側にずれていることを特徴とする回転電機のロータ。
8. 請求項６に記載の回転電機のロータにおいて、
   前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる２つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（３４）を有し、
   前記ｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心（Ｐ１）に対して外周側周方向幅中心（Ｐ２）が反ロータ回転方向側にずれており、前記外周側周方向幅中心の反ロータ回転方向側へのずれ幅θ（電気角）は、２度≦θ≦４度の範囲に設定されていることを特徴とする回転電機のロータ。
9. 周方向に配列された複数の磁石収容孔（３２）を有するロータコア（３１）と、前記磁石収容孔に収容されて周方向に極性が交互に異なる複数の磁極を形成する複数の永久磁石（３３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
   前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる２つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（３４）と、それぞれ前記ｑ軸コア部と前記ｑ軸コア部の周方向に位置する磁石収容孔に収容されている前記永久磁石との間に形成された、前記ｑ軸コア部の反ロータ回転方向側に位置する第１フラックスバリア（３５）及び前記ｑ軸コア部のロータ回転方向側に位置する第２フラックスバリア（３６）とを有し、
   前記ｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心（Ｐ１）に対して外周側周方向幅中心（Ｐ２）がロータ回転方向側にずれているとともに、
   前記第１フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対してロータ回転方向側へ突出し、前記第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対してロータ回転方向側へ凹んでいることにより、
   前記第１及び第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の内周側角部（３５ａ，３６ａ）に対して外周側角部（３５ｂ，３６ｂ）がロータ回転方向側にずれていることを特徴とする回転電機のロータ。
10. 請求項９に記載の回転電機のロータにおいて、
    前記磁極の周方向両側に位置する２つの前記ｑ軸コア部、並びに前記第１及び第２フラックスバリアは、前記磁極の周方向中心を通る磁極中心線（Ｃ１）を基準にしてそれぞれ非対称形状に形成されていることを特徴とする回転電機のロータ。
11. 請求項９又は１０に記載の回転電機のロータにおいて、
    前記ｑ軸コア部の前記内周側周方向幅中心と前記外周側周方向幅中心とのロータ回転方向側へのずれ幅θ（電気角）は、θ＝１５度となるように設定されていることを特徴とする回転電機のロータ。
12. ２個で対をなし外周側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔（３２ａ，３２ｂ）を有するロータコア（３１）と、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔に収容されてそれぞれ１つの磁極を形成する複数対の永久磁石（３３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
    前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる２つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（３４）と、それぞれ前記ｑ軸コア部と前記ｑ軸コア部の周方向に位置する磁石収容孔に収容されている前記永久磁石との間に形成された、前記ｑ軸コア部の反ロータ回転方向側に位置する第１フラックスバリア（３５）及び前記ｑ軸コア部のロータ回転方向側に位置する第２フラックスバリア（３６）とを有し、
    前記ｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心（Ｐ１）に対して外周側周方向幅中心（Ｐ２）がロータ回転方向側にずれているとともに、
    前記第１フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対してロータ回転方向側へ突出し、前記第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の壁面の外周側半分が内周側半分に対してロータ回転方向側へ凹んでいることにより、
    前記第１及び第２フラックスバリアは、前記ｑ軸コア部側の内周側角部（３５ａ，３６ａ）に対して外周側角部（３５ｂ，３６ｂ）がロータ回転方向側にずれており、
    Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔の外周側中央部に設けられた中央磁石収容孔（３７）を有し、前記中央磁石収容孔には、前記磁極の周方向中心を通る磁極中心線（Ｃ１）に対してロータ回転方向側に中心（Ｐ３）がずれた状態で中央磁石（３８）が配置されていることを特徴とする回転電機のロータ。
13. 請求項１２に記載の回転電機のロータにおいて、
    前記中央磁石の中心の前記磁極中心線に対するロータ回転方向側へのずれ幅β（電気角）は、β＝７．５度となるように設定されていることを特徴とする回転電機のロータ。
14. ２個で対をなし外周側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔（３２ａ，３２ｂ）を有するロータコア（３１）と、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔に収容されてそれぞれ１つの磁極を形成する複数対の永久磁石（３３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
    前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる２つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（３４）を有し、前記ｑ軸コア部は、内周側周方向幅中心（Ｐ１）に対して外周側周方向幅中心（Ｐ２）が周方向にずれているとともに、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔の外周側中央部に設けられた中央磁石収容孔（３７）を有し、前記中央磁石収容孔には、前記磁極の周方向中心を通る磁極中心線（Ｃ１）に対して周方向に中心（Ｐ３）がずれた状態で中央磁石（３８）が配置されており、
    前記ｑ軸コア部の外周側周方向幅中心（Ｐ２）のずれ幅である電気角θと前記中央磁石の中心のずれ幅である電気角βとの合計が結果的に互いに離れる方向にずれていることにより、リラクタンストルクとマグネットトルクの位相差が電気角で３０度となるようにされていることを特徴とする回転電機のロータ。
15. 請求項１４に記載の回転電機のロータにおいて、
    前記ｑ軸コア部の前記外周側周方向幅中心のずれ方向と前記中央磁石の中心のずれ方向は、共にロータ回転方向側であることを特徴とする回転電機のロータ。

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