JP7517137B2 - Rotor, rotating electric machine, vehicle - Google Patents
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Description
ここに開示する技術は、ロータ、回転電機、車両に関する。 The technology disclosed here relates to rotors, rotating electric machines, and vehicles.
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。
特許文献1の回転電機では、可変磁力磁石に所定方向の磁束(例えば可変磁力磁石の磁化容易方向と同方向の磁束)が印加されることで、可変磁力磁石の磁化状態が変化する。しかしながら、特許文献1の回転電機では、回転子の回転中に、可変磁力磁石に意図しない方向の磁束(例えば可変磁力磁石の磁化困難方向と同方向の磁束)が印加され、その結果、可変磁力磁石において意図しない磁化状態の変化が発生するおそれがある。
In the rotating electric machine of
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、可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を抑制することにある。 The technology disclosed here has been developed in light of these issues, and its purpose is to prevent unintended changes in the magnetization state of variable magnets.
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、前記第1可変磁石と前記周方向において隣り合い、磁化容易方向と前記第1可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第1可変磁石の磁化方向と直交する第1直交方向との狭角よりも小さい第1異方性磁気部材と、前記第2可変磁石と前記周方向において隣り合い、磁化容易方向と前記第2可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第2可変磁石の磁化方向と直交する第2直交方向との狭角よりも小さい第2異方性磁気部材とを有する。 The technology disclosed herein relates to a rotor, which includes a rotor core and a plurality of magnetic poles arranged in the circumferential direction on the rotor core, each of which includes a fixed magnet magnetized in the radial direction, a first variable magnet and a second variable magnet arranged at one end and the other end of the fixed magnet in the circumferential direction, respectively, each capable of changing the magnetization state in the circumferential direction by a predetermined magnetic flux, a first anisotropic magnetic member adjacent to the first variable magnet in the circumferential direction, in which the narrow angle between the magnetization easy direction and the magnetization direction of the first variable magnet is smaller than the narrow angle between the magnetization easy direction and a first orthogonal direction perpendicular to the magnetization direction of the first variable magnet, and a second anisotropic magnetic member adjacent to the second variable magnet in the circumferential direction, in which the narrow angle between the magnetization easy direction and the magnetization direction of the second variable magnet is smaller than the narrow angle between the magnetization easy direction and a second orthogonal direction perpendicular to the magnetization direction of the second variable magnet.
前記の構成では、第1異方性磁気部材を設けることにより、第1可変磁石を通過する磁束の方向を変化させて、第1可変磁石を通過する磁束に含まれる「第1可変磁石の磁化方向と直交する方向(意図しない方向)に作用する磁束成分」を減少させることができる。これにより、第1可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を抑制することができる。 In the above configuration, by providing a first anisotropic magnetic member, the direction of the magnetic flux passing through the first variable magnet can be changed, and the "magnetic flux component acting in a direction perpendicular to the magnetization direction of the first variable magnet (unintended direction)" contained in the magnetic flux passing through the first variable magnet can be reduced. This makes it possible to suppress the occurrence of unintended changes in the magnetization state of the first variable magnet.
また、前記の構成では、第2異方性磁気部材を設けることにより、第2可変磁石を通過する磁束の方向を変化させて、第2可変磁石を通過する磁束に含まれる「第2可変磁石の磁化方向と直交する方向(意図しない方向)に作用する磁束成分」を減少させることができる。これにより、第2可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を抑制することができる。 In addition, in the above configuration, by providing a second anisotropic magnetic member, the direction of the magnetic flux passing through the second variable magnet can be changed, and the "magnetic flux component acting in a direction perpendicular to the magnetization direction of the second variable magnet (unintended direction)" contained in the magnetic flux passing through the second variable magnet can be reduced. This makes it possible to suppress the occurrence of unintended changes in the magnetization state of the second variable magnet.
なお、前記ロータにおいて、前記第1異方性磁気部材は、前記第1可変磁石の前記固定磁石から遠い側に配置されてもよく、前記第2異方性磁気部材は、前記第2可変磁石の前記固定磁石から遠い側に配置されてもよい。 In addition, in the rotor, the first anisotropic magnetic member may be arranged on the side of the first variable magnet farther from the fixed magnet, and the second anisotropic magnetic member may be arranged on the side of the second variable magnet farther from the fixed magnet.
前記の構成では、第1可変磁石の固定磁石に近い側よりも、第1可変磁石の固定磁石から遠い側のほうが、第1可変磁石に対する磁束(例えば第1可変磁石に流入する磁束)の方向が変化しやすい。したがって、第1可変磁石の固定磁石から遠い側に第1異方性磁気部材を設けることにより、第1可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を効果的に抑制することができる。 In the above configuration, the direction of the magnetic flux (e.g., the magnetic flux flowing into the first variable magnet) with respect to the first variable magnet is more likely to change on the side of the first variable magnet farther from the fixed magnet than on the side of the first variable magnet closer to the fixed magnet. Therefore, by providing the first anisotropic magnetic member on the side of the first variable magnet farther from the fixed magnet, it is possible to effectively suppress the occurrence of unintended changes in the magnetization state of the first variable magnet.
また、前記の構成では、第2可変磁石の固定磁石に近い側よりも、第2可変磁石の固定磁石から遠い側のほうが、第2可変磁石に対する磁束(例えば第2可変磁石に流入する磁束)の方向が変化しやすい。したがって、第2可変磁石の固定磁石から遠い側に第2異方性磁気部材を設けることにより、第2可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を効果的に抑制することができる。 In addition, in the above configuration, the direction of the magnetic flux (e.g., the magnetic flux flowing into the second variable magnet) with respect to the second variable magnet is more likely to change on the side of the second variable magnet farther from the fixed magnet than on the side of the second variable magnet closer to the fixed magnet. Therefore, by providing a second anisotropic magnetic member on the side of the second variable magnet farther from the fixed magnet, it is possible to effectively suppress the occurrence of unintended changes in the magnetization state of the second variable magnet.
また、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可変磁石の前記固定磁石に近い側に配置され、磁化容易方向と前記第1可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第1直交方向との狭角よりも小さい第3異方性磁気部材と、前記第2可変磁石の前記固定磁石に近い側に配置され、磁化容易方向と前記第2可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第2直交方向との狭角よりも小さい第4異方性磁気部材とを有してもよい。 In addition, in the rotor, each of the multiple magnetic pole portions may have a third anisotropic magnetic member arranged on the side of the first variable magnet closer to the fixed magnet, in which the narrow angle between the magnetization easy direction and the magnetization direction of the first variable magnet is smaller than the narrow angle between the magnetization easy direction and the first orthogonal direction, and a fourth anisotropic magnetic member arranged on the side of the second variable magnet closer to the fixed magnet, in which the narrow angle between the magnetization easy direction and the magnetization direction of the second variable magnet is smaller than the narrow angle between the magnetization easy direction and the second orthogonal direction.
前記の構成では、第3異方性磁気部材を設けることにより、第1可変磁石を通過する磁束の方向を変化させて、第1可変磁石を通過する磁束に含まれる「第1可変磁石の磁化方向と直交する方向(意図しない方向)に作用する磁束成分」をさらに減少させることができる。これにより、第1可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生をさらに抑制することができる。 In the above configuration, by providing a third anisotropic magnetic member, the direction of the magnetic flux passing through the first variable magnet can be changed, and the "magnetic flux component acting in a direction perpendicular to the magnetization direction of the first variable magnet (unintended direction)" contained in the magnetic flux passing through the first variable magnet can be further reduced. This makes it possible to further suppress the occurrence of unintended changes in the magnetization state of the first variable magnet.
また、前記の構成では、第4異方性磁気部材を設けることにより、第2可変磁石を通過する磁束の方向を変化させて、第2可変磁石を通過する磁束に含まれる「第2可変磁石の磁化方向と直交する方向(意図しない方向)に作用する磁束成分」をさらに減少させることができる。これにより、第2可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生をさらに抑制することができる。 In addition, in the above configuration, by providing a fourth anisotropic magnetic member, the direction of the magnetic flux passing through the second variable magnet can be changed, and the "magnetic flux component acting in a direction perpendicular to the magnetization direction of the second variable magnet (unintended direction)" contained in the magnetic flux passing through the second variable magnet can be further reduced. This makes it possible to further suppress the occurrence of unintended changes in the magnetization state of the second variable magnet.
また、前記ロータにおいて、前記第1可変磁石の径方向外側には、第1切り欠き部が設けられてもよい。前記第2可変磁石の径方向外側には、第2切り欠き部が設けられてもよい。 Furthermore, in the rotor, a first cutout portion may be provided on the radial outer side of the first variable magnet. A second cutout portion may be provided on the radial outer side of the second variable magnet.
前記の構成では、第1可変磁石の径方向外側に第1切り欠き部を設けることにより、第1可変磁石の径方向外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可変磁石に磁束の流れを集中させることができる。また、第2可変磁石の径方向外側に第2切り欠き部を設けることにより、第2可変磁石の径方向外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2可変磁石に磁束の流れを集中させることができる。 In the above configuration, by providing a first cutout portion on the radial outside of the first variable magnet, the flow of magnetic flux in the circumferential direction on the radial outside of the first variable magnet can be suppressed. This allows the flow of magnetic flux to be concentrated on the first variable magnet. Furthermore, by providing a second cutout portion on the radial outside of the second variable magnet, the flow of magnetic flux in the circumferential direction on the radial outside of the second variable magnet can be suppressed. This allows the flow of magnetic flux to be concentrated on the second variable magnet.
また、前記ロータにおいて、前記第1異方性磁気部材の磁化容易方向と前記第1可変磁石の磁化方向との狭角をθ11とし、前記第1異方性磁気部材の磁化容易方向の飽和磁束密度をB1とし、前記ロータコアの飽和磁束密度をB0とすると、以下の式1が成立してもよく、前記第2異方性磁気部材の磁化容易方向と前記第2可変磁石の磁化方向との狭角をθ21とし、前記第2異方性磁気部材の磁化容易方向の飽和磁束密度をB2とし、前記ロータコアの飽和磁束密度をB0とすると、以下の式2が成立してもよい。
Furthermore, in the rotor, when the narrow angle between the easy magnetization direction of the first anisotropic magnetic member and the magnetization direction of the first variable magnet is θ11 , the saturation magnetic flux density in the easy magnetization direction of the first anisotropic magnetic member is B1 , and the saturation magnetic flux density of the rotor core is B0 , the
前記の構成では、式1が成立するように第1異方性磁気部材の磁化容易方向と第1可変磁石の磁化方向との狭角を設定することにより、第1異方性磁気部材を設けない場合よりも、第1可変磁石を通過する磁束に含まれる「第1可変磁石の磁化方向(意図する方向)に作用する磁束成分」を増加させることができる。
In the above configuration, by setting a narrow angle between the magnetization easy direction of the first anisotropic magnetic member and the magnetization direction of the first variable magnet so that
また、前記の構成では、式2が成立するように第2異方性磁気部材の磁化容易方向と第2可変磁石の磁化方向との狭角を設定することにより、第2異方性磁気部材を設けない場合よりも、第2可変磁石を通過する磁束に含まれる「第2可変磁石の磁化方向(意図する方向)に作用する磁束成分」を増加させることができる。
In addition, in the above configuration, by setting a narrow angle between the magnetization easy direction of the second anisotropic magnetic member and the magnetization direction of the second variable magnet so that
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。 The technology disclosed herein also relates to a rotating electric machine, which includes the rotor and a stator that faces the rotor in the radial direction across an air gap.
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。
ことを特徴とする車両。
The technology disclosed herein also relates to a vehicle, the vehicle including the rotating electric machine and drive wheels to which power from the rotating electric machine is transmitted.
A vehicle characterized by:
ここに開示する技術によれば、第1可変磁石および第2可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を効果的に抑制することができる。 The technology disclosed herein can effectively suppress the occurrence of unintended changes in the magnetization state of the first variable magnet and the second variable magnet.
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。 The following describes the embodiments in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are given the same reference numerals and their description will not be repeated.
(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。
(Embodiment)
1 illustrates a configuration of a rotating
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。
In the following description, the direction of the center of rotation Q of the
〔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。
[Stator]
The
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。
The
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。
The
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。
In this example, the magnetic flux generated in the
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。
For example, by supplying an AC current to the
〔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。
[Rotor]
Next, the
〔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。
[Rotor core]
The
〔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、第1異方性磁気部材81と、第2異方性磁気部材82と、第3異方性磁気部材83と、第4異方性磁気部材84とを有する。
[Magnetic pole part]
The multiple
〈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。
<Fixed magnet>
The fixed
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。
The fixed
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。
The fixed
〈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。
Variable magnet
The first
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。
In addition, in each of the multiple
〈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。
First variable magnet
The first
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。
The first
〈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。
<Second variable magnet>
The second
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。
The second
〈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。
<Magnetic properties of variable magnets>
Each of the first
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。
In this example, the easy magnetization direction of each of the first
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。
In this example, each of the first
〈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。
<Auxiliary magnet>
In each of the multiple
〈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。
<First auxiliary magnet>
The first
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。
The first
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。
The first
〈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。
<Second auxiliary magnet>
The second
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。
The second
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。
The second
〈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。
<Magnetic properties of auxiliary magnets>
Each of the first
〈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。
<Details of auxiliary magnet>
In this example, the radially outer ends of the first
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。
In this example, the first
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。
In this example, the second
〈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。
<Non-magnetic materials>
The first
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。
In each of the multiple
〈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。
<First non-magnetic member>
The first
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。
The first
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。
In this example, the first
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。
In this example, the first
〈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。
<Second non-magnetic member>
The second
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。
The second
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。
In this example, the second
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。
In this example, the second
〈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。
<Cutout>
A first cutout portion S55 is provided on the radial outer side of the first
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。
A second cutout portion S56 is provided on the radially outer side of the second
〈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。
<Vacancy>
A first gap S65 is provided radially outward of the first
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。
A second gap S66 is provided radially outward of the second
〈異方性磁気部材〉
複数の磁極部12の各々において、第1異方性磁気部材81と第2異方性磁気部材82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3異方性磁気部材83と第4異方性磁気部材84は、d軸を軸として対称となっている。第1~第4異方性磁気部材81~84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。
Anisotropic magnetic components
In each of the multiple
なお、この例では、複数の磁極部12の各々に含まれる第1異方性磁気部材81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異方性磁気部材82と、q軸を挟んで隣り合う。
In this example, the first anisotropic
〈第1異方性磁気部材〉
図2に示すように、第1異方性磁気部材81は、第1可変磁石51と周方向において隣り合う。この例では、第1異方性磁気部材81は、第1可変磁石51の固定磁石40から遠い側に配置される。第1異方性磁気部材81は、第1可変磁石51と接触する。
First anisotropic magnetic member
2 , the first anisotropic
第1異方性磁気部材81は、ロータコア11に埋め込まれる。この例では、第1異方性磁気部材81は、第1可変磁石51と接触した状態で、第1可変磁石51とともに第1可変磁石孔S51に収容される。また、第1異方性磁気部材81は、径方向に延びる。具体的には、第1異方性磁気部材81は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向が第1可変磁石51の長手方向と平行な方向を向く。
The first anisotropic
なお、図3に示すように、第1異方性磁気部材81の磁化容易方向D1と第1可変磁石51の磁化方向との狭角θ11は、第1異方性磁気部材81の磁化容易方向D1と第1可変磁石51の磁化方向と直交する方向(以下では「第1直交方向」と記載)との狭角θ12よりも小さい。
As shown in FIG. 3, the narrow angle θ11 between the magnetization easy direction D1 of the first anisotropic
この例では、第1異方性磁気部材81の磁化容易方向D1と第1可変磁石51の磁化方向との狭角θ11を“θ11”とし、第1異方性磁気部材81の磁化容易方向D1の飽和磁束密度を“B1”とし、ロータコア11の飽和磁束密度を“B0”すると、以下の式1が成立する。
In this example, if the narrow angle θ11 between the magnetization easy direction D1 of the first anisotropic
〈第2異方性磁気部材〉
図2に示すように、第2異方性磁気部材82は、第2可変磁石52と周方向において隣り合う。この例では、第2異方性磁気部材82は、第2可変磁石52の固定磁石40から遠い側に配置される。第2異方性磁気部材82は、第2可変磁石52と接触する。
Second anisotropic magnetic member
2 , the second anisotropic
第2異方性磁気部材82は、ロータコア11に埋め込まれる。この例では、第2異方性磁気部材82は、第2可変磁石52と接触した状態で、第2可変磁石52とともに第2可変磁石孔S52に収容される。また、第2異方性磁気部材82は、径方向に延びる。具体的には、第2異方性磁気部材82は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向が第2可変磁石52の長手方向と平行な方向を向く。
The second anisotropic
なお、図4に示すように、第2異方性磁気部材82の磁化容易方向D2と第2可変磁石52の磁化方向との狭角θ21は、第2異方性磁気部材82の磁化容易方向D2と第2可変磁石52の磁化方向と直交する方向(以下では「第2直交方向」と記載)との狭角θ22よりも小さい。
As shown in FIG. 4, the narrow angle θ21 between the magnetization easy direction D2 of the second anisotropic
この例では、第2異方性磁気部材82の磁化容易方向D2と第2可変磁石52の磁化方向との狭角θ21を“θ21”とし、第2異方性磁気部材82の磁化容易方向D2の飽和磁束密度を“B2”とし、ロータコア11の飽和磁束密度を“B0”とすると、以下の式2が成立する。
In this example, if the narrow angle θ21 between the magnetization easy direction D2 of the second anisotropic
〈第3異方性磁気部材〉
図2に示すように、第3異方性磁気部材83は、第1可変磁石51と周方向において隣り合う。この例では、第3異方性磁気部材83は、第1可変磁石51の固定磁石40に近い側に配置される。第3異方性磁気部材83は、第1可変磁石51と接触する。
<Third anisotropic magnetic member>
2 , the third anisotropic
第3異方性磁気部材83は、ロータコア11に埋め込まれる。この例では、第3異方性磁気部材83は、第1可変磁石51と接触した状態で、第1可変磁石51および第1異方性磁気部材81とともに第1可変磁石孔S51に収容される。また、第3異方性磁気部材83は、径方向に延びる。具体的には、第3異方性磁気部材83は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向が第1可変磁石51の長手方向と平行な方向を向く。
The third anisotropic
なお、図3に示すように、第3異方性磁気部材83の磁化容易方向D3と第1可変磁石51の磁化方向との狭角θ31は、第3異方性磁気部材83の磁化容易方向D3と第1直交方向(第1可変磁石51の磁化方向と直交する方向)との狭角θ32よりも小さい。
As shown in FIG. 3, the narrow angle θ31 between the magnetization easy direction D3 of the third anisotropic
この例では、第3異方性磁気部材83の磁化容易方向D3と第1可変磁石51の磁化方向との狭角θ31を“θ31”とし、第3異方性磁気部材83の磁化容易方向D3の飽和磁束密度を“B3”とし、ロータコア11の飽和磁束密度を“B0”すると、以下の式3が成立する。
In this example, if the narrow angle θ31 between the magnetization easy direction D3 of the third anisotropic
〈第4異方性磁気部材〉
図2に示すように、第4異方性磁気部材84は、第2可変磁石52と周方向において隣り合う。この例では、第4異方性磁気部材84は、第2可変磁石52の固定磁石40に近い側に配置される。第4異方性磁気部材84は、第2可変磁石52と接触する。
<Fourth anisotropic magnetic member>
2 , the fourth anisotropic
第4異方性磁気部材84は、ロータコア11に埋め込まれる。この例では、第4異方性磁気部材84は、第2可変磁石52と接触した状態で、第2可変磁石52および第2異方性磁気部材82とともに第2可変磁石孔S52に収容される。また、第4異方性磁気部材84は、径方向に延びる。具体的には、第4異方性磁気部材84は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向が第2可変磁石52の長手方向と平行な方向を向く。
The fourth anisotropic
なお、図4に示すように、第4異方性磁気部材84の磁化容易方向D4と第2可変磁石52の磁化方向との狭角θ41は、第4異方性磁気部材84の磁化容易方向D4と第2直交方向(第2可変磁石52の磁化方向と直交する方向)との狭角θ42よりも小さい。
As shown in FIG. 4, the narrow angle θ41 between the magnetization easy direction D4 of the fourth anisotropic
この例では、第4異方性磁気部材84の磁化容易方向D4と第2可変磁石52の磁化方向との狭角θ41を“θ41”とし、第4異方性磁気部材84の磁化容易方向D4の飽和磁束密度を“B4”とし、ロータコア11の飽和磁束密度を“B0”とすると、以下の式4が成立する。
In this example, if the narrow angle θ41 between the magnetization easy direction D4 of the fourth anisotropic
〔実施形態と比較例との対比〕
次に、図5および図6を参照して、実施形態の回転電機1と回転電機の比較例とについて説明する。以下では、説明の便宜上、回転電機の比較例のうち実施形態の回転電機1の構成要素と同様の構成要素については、実施形態の回転電機1の構成要素の符号と同一の符号を付している。なお、図中の矢印は、第1可変磁石51の磁化方向(磁化容易方向)を例示し、図中の細線は、磁束の流れを例示している。
[Comparison between the embodiment and the comparative example]
Next, the rotating
図5は、回転電機の比較例の要部を例示する。回転電機の比較例では、第1異方性磁気部材81の代わりに、第1等方性磁気部材91が第1可変磁石51の周方向の一端側に配置される。また、第3異方性磁気部材83の代わりに、第3等方性磁気部材93が第1可変磁石51の周方向の他端側に配置される。なお、第1等方性磁気部材91および第3等方性磁気部材93には、磁化容易方向が存在しない。
Figure 5 illustrates the main parts of a comparative example of a rotating electric machine. In this comparative example of a rotating electric machine, instead of the first anisotropic
図5に示すように、第1等方性磁気部材91では、磁束の方向は変化しない。また、第3等方性磁気部材93では、磁束の方向は変化しない。
As shown in FIG. 5, the direction of the magnetic flux does not change in the first isotropic
なお、第1可変磁石51は、意図する方向に可変磁束(所定量の磁束)が流れると磁化状態が変化するように構成されている。この例では、第1可変磁石51の磁化容易方向(この例では接線方向)に可変磁束が流れると、第1可変磁石51の磁化状態が変化する。しかしながら、意図しない方向(例えば第1可変磁石51の磁化容易方向と直交する磁化困難方向)に流れる磁束により、第1可変磁石51の磁化状態が変化してしまう可能性がある。
The first
図6は、実施形態の回転電機1の要部を例示する。実施形態の回転電機1では、第1可変磁石51の周方向の一端側に第1異方性磁気部材81が配置され、第1可変磁石51の周方向の他端側に第3異方性磁気部材83が配置される。なお、図6の例では、第1異方性磁気部材81および第3異方性磁気部材83の各々の磁化容易方向は、第1可変磁石51の磁化方向(磁化容易方向)と平行な方向に設定されている。
Figure 6 illustrates the main parts of the rotating
図6に示すように、第1異方性磁気部材81を通過する磁束の方向は、第1異方性磁気部材81の磁化容易方向に近づく方向に変化する。これにより、第1可変磁石51を通過する磁束に含まれる「第1可変磁石51の磁化方向と直交する方向に作用する磁束成分」が減少する。これと同様に、第3異方性磁気部材83を通過する磁束の方向は、第3異方性磁気部材83の磁化容易方向に近づく方向に変化する。これにより、第1可変磁石51を通過する磁束に含まれる「第1可変磁石51の磁化方向と直交する方向に作用する磁束成分」が減少する。
As shown in FIG. 6, the direction of the magnetic flux passing through the first anisotropic
なお、第2可変磁石52と第2異方性磁気部材82と第4異方性磁気部材84とについても、第1可変磁石51と第1異方性磁気部材81と第3異方性磁気部材83と同様のことがいえる。
The same can be said about the second
〔実施形態の効果〕
以上のように、実施形態のロータ10では、第1異方性磁気部材81を設けることにより、第1可変磁石51を通過する磁束の方向を変化させて、第1可変磁石51を通過する磁束に含まれる「第1可変磁石51の磁化方向と直交する方向(意図しない方向)に作用する磁束成分」を減少させることができる。これにより、第1可変磁石51における意図しない磁化状態の変化の発生を抑制することができる。
[Effects of the embodiment]
As described above, in the
また、実施形態のロータ10では、第2異方性磁気部材82を設けることにより、第2可変磁石52を通過する磁束の方向を変化させて、第2可変磁石52を通過する磁束に含まれる「第2可変磁石52の磁化方向と直交する方向(意図しない方向)に作用する磁束成分」を減少させることができる。これにより、第2可変磁石52における意図しない磁化状態の変化の発生を抑制することができる。
In addition, in the
また、実施形態のロータ10では、第1異方性磁気部材81は、第1可変磁石51の固定磁石40から遠い側に設けられる。なお、第1可変磁石51の固定磁石40に近い側よりも、第1可変磁石51の固定磁石40から遠い側のほうが、第1可変磁石51に対する磁束(例えば第1可変磁石51に流入する磁束)の方向が変化しやすい。したがって、第1可変磁石51の固定磁石40から遠い側に第1異方性磁気部材81を設けることにより、第1可変磁石51における意図しない磁化状態の変化の発生を効果的に抑制することができる。
In addition, in the
また、実施形態のロータ10では、第2異方性磁気部材82は、第2可変磁石52の固定磁石40から遠い側に設けられる。なお、第2可変磁石52の固定磁石40に近い側よりも、第2可変磁石52の固定磁石40から遠い側のほうが、第2可変磁石52に対する磁束(例えば第2可変磁石52に流入する磁束)の方向が変化しやすい。したがって、第2可変磁石52の固定磁石40から遠い側に第2異方性磁気部材82を設けることにより、第2可変磁石52における意図しない磁化状態の変化の発生を効果的に抑制することができる。
In addition, in the
また、実施形態のロータ10では、第3異方性磁気部材83を設けることにより、第1可変磁石51を通過する磁束の方向を変化させて、第1可変磁石51を通過する磁束に含まれる「第1可変磁石51の磁化方向と直交する方向(意図しない方向)に作用する磁束成分」をさらに減少させることができる。これにより、第1可変磁石51における意図しない磁化状態の変化の発生をさらに抑制することができる。
In addition, in the
また、実施形態のロータ10では、第4異方性磁気部材84を設けることにより、第2可変磁石52を通過する磁束の方向を変化させて、第2可変磁石52を通過する磁束に含まれる「第2可変磁石52の磁化方向と直交する方向(意図しない方向)に作用する磁束成分」をさらに減少させることができる。これにより、第2可変磁石52における意図しない磁化状態の変化の発生をさらに抑制することができる。
In addition, in the
また、実施形態のロータ10では、第1可変磁石51の径方向外側に、第1切り欠き部S55が設けられる。このような構成により、第1可変磁石51の径方向外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に磁束の流れを集中させることができる。また、第2可変磁石52の径方向外側に、第2切り欠き部S56が設けられる。このような構成により、第2可変磁石52の径方向外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2可変磁石52に磁束の流れを集中させることができる。
In addition, in the
また、実施形態のロータ10では、式1が成立するように、第1異方性磁気部材81の磁化容易方向D1と第1可変磁石51の磁化方向との狭角θ11が設定される。このような構成により、第1異方性磁気部材81を設けない場合よりも、第1可変磁石51を通過する磁束に含まれる「第1可変磁石51の磁化方向(意図する方向)に作用する磁束成分」を増加させることができる。
In addition, in the
また、実施形態のロータ10では、式2が成立するように、第2異方性磁気部材82の磁化容易方向D2と第2可変磁石52の磁化方向との狭角θ21が設定される。このような構成により、第2異方性磁気部材82を設けない場合よりも、第2可変磁石52を通過する磁束に含まれる「第2可変磁石52の磁化方向(意図する方向)に作用する磁束成分」を増加させることができる。
In addition, in the
また、実施形態のロータ10では、式3が成立するように、第3異方性磁気部材83の磁化容易方向D3と第1可変磁石51の磁化方向との狭角θ31が設定される。このような構成により、第3異方性磁気部材83を設けない場合よりも、第1可変磁石51を通過する磁束に含まれる「第1可変磁石51の磁化方向(意図する方向)に作用する磁束成分」を増加させることができる。
In addition, in the
また、実施形態のロータ10では、式4が成立するように、第4異方性磁気部材84の磁化容易方向D4と第2可変磁石52の磁化方向との狭角θ41が設定される。このような構成により、第4異方性磁気部材84を設けない場合よりも、第2可変磁石52を通過する磁束に含まれる「第2可変磁石52の磁化方向(意図する方向)に作用する磁束成分」を増加させることができる。
In addition, in the
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。
In addition, in the
(実施形態の変形例)
なお、実施形態では、第3異方性磁気部材83が省略されてもよい。また、第1異方性磁気部材81は、第1可変磁石51の固定磁石40に近い側に配置されてもよい。
(Modification of the embodiment)
In the embodiment, the third anisotropic
また、実施形態では、第4異方性磁気部材84が省略されてもよい。また、第2異方性磁気部材82は、第2可変磁石52の固定磁石40に近い側に配置されてもよい。
In addition, in the embodiment, the fourth anisotropic
(車両)
図7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。
(vehicle)
7 illustrates an example of the configuration of a vehicle including a rotating
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。
The
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。
The
(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。
Other Embodiments
In the above description, the rotating
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。 The above embodiments may be combined as appropriate. The above embodiments are essentially preferred examples and are not intended to limit the scope of the technology disclosed herein, its applications, or its uses.
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。 As explained above, the technology disclosed herein is useful for rotors, rotating electric machines, and vehicles.
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
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
81 第1異方性磁気部材
82 第2異方性磁気部材
83 第3異方性磁気部材
84 第4異方性磁気部材
Claims (7)
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、
前記第1可変磁石と前記周方向において隣り合い、磁化容易方向と前記第1可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第1可変磁石の磁化方向と直交する第1直交方向との狭角よりも小さい第1異方性磁気部材と、
前記第2可変磁石と前記周方向において隣り合い、磁化容易方向と前記第2可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第2可変磁石の磁化方向と直交する第2直交方向との狭角よりも小さい第2異方性磁気部材とを有する
ことを特徴とするロータ。 A rotor core;
A plurality of magnetic pole portions are provided on the rotor core and arranged in a circumferential direction,
Each of the plurality of magnetic pole portions is
A fixed magnet that is magnetized in the radial direction;
a first variable magnet and a second variable magnet, which are respectively disposed on one end side and the other end side of the fixed magnet in the circumferential direction, and each of which is capable of changing a magnetization state in the circumferential direction by a predetermined magnetic flux;
a first anisotropic magnetic member adjacent to the first variable magnet in the circumferential direction, the narrow angle between the easy magnetization direction and the magnetization direction of the first variable magnet being smaller than the narrow angle between the easy magnetization direction and a first orthogonal direction orthogonal to the magnetization direction of the first variable magnet;
a second anisotropic magnetic member adjacent to the second variable magnet in the circumferential direction, the narrow angle between the easy magnetization direction and the magnetization direction of the second variable magnet being smaller than the narrow angle between the easy magnetization direction and a second orthogonal direction perpendicular to the magnetization direction of the second variable magnet.
前記第1異方性磁気部材は、前記第1可変磁石の前記固定磁石から遠い側に配置され、
前記第2異方性磁気部材は、前記第2可変磁石の前記固定磁石から遠い側に配置される
ことを特徴とするロータ。 The rotor of claim 1,
the first anisotropic magnetic member is disposed on a side of the first variable magnet farther from the fixed magnet,
The rotor according to claim 1, wherein the second anisotropic magnetic member is disposed on a side of the second variable magnet farther from the fixed magnet.
前記複数の磁極部の各々は、
前記第1可変磁石の前記固定磁石に近い側に配置され、磁化容易方向と前記第1可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第1直交方向との狭角よりも小さい第3異方性磁気部材と、
前記第2可変磁石の前記固定磁石に近い側に配置され、磁化容易方向と前記第2可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第2直交方向との狭角よりも小さい第4異方性磁気部材とを有する
ことを特徴とするロータ。 The rotor of claim 2,
Each of the plurality of magnetic pole portions is
a third anisotropic magnetic member disposed on a side of the first variable magnet closer to the fixed magnet, the narrow angle between the magnetization easy direction and the magnetization direction of the first variable magnet being smaller than the narrow angle between the magnetization easy direction and the first orthogonal direction;
a fourth anisotropic magnetic member arranged on a side of the second variable magnet closer to the fixed magnet, the narrow angle between the easy magnetization direction and the magnetization direction of the second variable magnet being smaller than the narrow angle between the easy magnetization direction and the second orthogonal direction.
前記第1可変磁石の径方向外側には、第1切り欠き部が設けられ、
前記第2可変磁石の径方向外側には、第2切り欠き部が設けられる
ことを特徴とするロータ。 In any one of claims 1 to 3,
A first cutout portion is provided on a radially outer side of the first variable magnet,
The rotor is characterized in that a second cutout portion is provided on the radially outer side of the second variable magnet.
前記第1異方性磁気部材の磁化容易方向と前記第1可変磁石の磁化方向との狭角をθ11とし、前記第1異方性磁気部材の磁化容易方向の飽和磁束密度をB1とし、前記ロータコアの飽和磁束密度をB0とすると、以下の式1が成立し、
前記第2異方性磁気部材の磁化容易方向と前記第2可変磁石の磁化方向との狭角をθ21とし、前記第2異方性磁気部材の磁化容易方向の飽和磁束密度をB2とし、前記ロータコアの飽和磁束密度をB0とすると、以下の式2が成立する
ことを特徴とするロータ。
If the narrow angle between the magnetization easy direction of the first anisotropic magnetic member and the magnetization direction of the first variable magnet is θ11 , the saturation magnetic flux density of the magnetization easy direction of the first anisotropic magnetic member is B1 , and the saturation magnetic flux density of the rotor core is B0 , the following formula 1 is established:
A rotor characterized in that the following equation 2 is established when the narrow angle between the easy magnetization direction of the second anisotropic magnetic member and the magnetization direction of the second variable magnet is θ21 , the saturation magnetic flux density of the easy magnetization direction of the second anisotropic magnetic member is B2 , and the saturation magnetic flux density of the rotor core is B0 .
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。 A rotor according to any one of claims 1 to 5;
a stator facing the rotor across an air gap in the radial direction.
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。 The rotating electric machine according to claim 6 ;
and drive wheels to which the power of the rotating electric machine is transmitted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020212662A JP7517137B2 (en) | 2020-12-22 | Rotor, rotating electric machine, vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020212662A JP7517137B2 (en) | 2020-12-22 | Rotor, rotating electric machine, vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022098964A JP2022098964A (en) | 2022-07-04 |
JP7517137B2 true JP7517137B2 (en) | 2024-07-17 |
Family
ID=
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114498983A (en) | 2022-02-15 | 2022-05-13 | 哈尔滨工业大学 | Three-section variable magnetic circuit series-parallel adjustable flux motor |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114498983A (en) | 2022-02-15 | 2022-05-13 | 哈尔滨工业大学 | Three-section variable magnetic circuit series-parallel adjustable flux motor |
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