(57)【要約】【課題】漏れ磁束に起因した渦電流の発生を抑制可能な回転電機を提供する。【解決手段】実施形態の回転電機は、固定子と、回転子と、筐体と、を備える。回転子は、回転軸回りに回転可能である。筐体は、固定子および回転子を収納し、固定子および回転子の少なくとも一方と対向する面を含む内表面の一部または全部に電気絶縁部を備える。【選択図】図２
2020150625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
回転軸回りに回転可能な回転子と、
前記固定子および前記回転子を収納し、前記固定子および前記回転子の少なくとも一方と対向する面を含む内表面の一部または全部に電気絶縁部を備えた筐体と、
を備える回転電機。
【請求項２】
前記電気絶縁部は、電気絶縁膜である、または、塗布された電気絶縁剤である、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記筐体は、前記内表面に凹部を含み、
前記電気絶縁部は、前記凹部に形成される、
請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記電気絶縁部は、前記回転軸の軸方向および前記回転軸の回転方向の少なくとも一方に沿って延びる１以上の空隙部を含む、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
前記電気絶縁部は、外表面の少なくとも一部に電気絶縁部が形成された１以上の鋼板が前記回転軸の軸方向または前記回転軸の回転方向に積層された構造を有する、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項６】
前記筐体は、前記内表面に凹部を含み、
前記電気絶縁部は、前記凹部に形成される、
請求項４または請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記電気絶縁部は、複数の鋼板が前記軸方向または前記回転方向に一体的に積層された構造を有する、または、１以上の鋼板が前記軸方向に沿って渦巻き状に一体的に積層された構造を有する、
請求項５に記載の回転電機。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の回転電機と、
前記回転電機に電力を供給する駆動回路と、
前記駆動回路の動作を制御する制御部と、
を備える回転電機システム。
【請求項９】
請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の回転電機を備えた、車。
【請求項１０】
請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の回転電機を備えた、発電装置。
【請求項１１】
請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の回転電機を備えた、昇降装置。
【請求項１２】
請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の回転電機を備えた、ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転電機、回転電機システム、車、発電装置、昇降装置、および、ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギー化およびＣＯ２削減等の理由から、回転電機にはさらなる高性能化が求められている。この結果、小型軽量化、高効率化、高トルク化、および、高出力化などに代表される性能が日々飛躍的に向上している。特定用途の産業用の回転電機では、防水、防滴、防爆、防塵、磁気シールド、防音、および、冷却等の理由から、固定子と回転子を筐体内に収納した密閉型回転電機が広く用いられている。また、このような用途では高いトルクが要求されることも多い。このため、広く普及しているラジアルギャップ型回転電機に加えて、扁平構造が特徴のアキシャルギャップ型回転電機の研究開発が盛んに進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９８４６３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９１０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、筐体の内表面の近傍に、漏れ磁束に起因した渦電流が発生する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の回転電機は、固定子と、回転子と、筐体と、を備える。回転子は、回転軸回りに回転可能である。筐体は、固定子および回転子を収納し、固定子および回転子の少なくとも一方と対向する面を含む内表面の一部または全部に電気絶縁部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態の回転電機の構成例を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態の回転電機を垂直方向に切断した断面斜視図。
【図３】第１の実施形態のロータおよびステータを分解して配置した分解斜視図。
【図４】第１の実施形態の筐体の詳細を説明するための断面斜視図。
【図５】第２の実施形態の回転電機の構成例を示す斜視図。
【図６】第２の実施形態の回転電機を垂直方向に切断した断面斜視図。
【図７】第２の実施形態の筐体の詳細を説明するための断面斜視図。
【図８】第３の実施形態の回転電機の構成例を示す斜視図。
【図９】第３の実施形態の回転電機を垂直方向に切断した断面斜視図。
【図１０】第３の実施形態の筐体の詳細を説明するための断面斜視図。
【図１１】電気絶縁部を説明するために図１０の一部を拡大した拡大図。
【図１２】第４の実施形態の回転電機の構成例を示す斜視図。
【図１３】第４の実施形態の回転電機を垂直方向に切断した断面斜視図。
【図１４】第４の実施形態の筐体の詳細を説明するための断面斜視図。
【図１５】第４の実施形態の積層鋼板の構成例を説明するための図。
【図１６】実施形態の回転電機を含む回転電機システムのブロック図。
【図１７】実施形態の回転電機を含む車の概略構成図。
【図１８】車に搭載された回転電機の構成図。
【図１９】実施形態の回転電機を含む風力発電装置の概略構成図。
【図２０】実施形態の回転電機を含むエレベータの概略構成図。
【図２１】実施形態の回転電機を含むロボットの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる回転電機の好適な実施形態を詳細に説明する。以下に示される実施形態の構成および制御（技術的特徴）、ならびに当該構成や制御によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。また、以下に例示される実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれている。以下、同様の構成要素には共通の符号が付与され、重複する説明が省略される。
【０００８】
上記のように、筐体を備えた回転電機では、筐体の内表面に渦電流が発生する場合があった。渦電流は回転電機の損失となるため、回転電機の効率を低下させる。また、回転電機全体の抜熱性能の低下によってコイル電流が制限を受けることにより、トルクなどの性能が劣化する場合があった。
【０００９】
渦電流を抑制する対策としては、固定子および回転子のうち少なくとも一方と、筐体との隙間を広げることにより、筐体に発生する渦電流損を抑制する方法がある。しかしこのような方法では、筐体の外形寸法が大きくなり、回転電機全体が大型化する。他の対策としては、筐体を渦電流が発生しない材質、例えば樹脂等で形成する方法がある。しかしこのような方法では、磁気シールド、冷却、機械強度、および、コスト等についての要求が満たされない場合がある。従って、産業向けの密閉型回転電機の様々な要求を低コストで実現する簡便で効果的な方法が求められている。
【００１０】
筐体の渦電流損を低減する技術として、コイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流が筐体にて形成される部位に開口部を備える技術が提案されている。しかしこのような技術は、筐体に開口部を設けているので、密閉型回転電機には適用できない。また、筐体の強度低下も避けられない。
【００１１】
そこで、以下の実施形態では、固定子と回転子を筐体内に収納した回転電機であって、固定子および回転子のうち少なくとも一方と筐体との隙間が狭くても、漏れ磁束に起因して発生する筐体の渦電流損を抑制し、回転性能を向上できる回転電機を提供する。以下の実施形態の回転電機は、非密封型回転電機、および、密閉型回転電機の両方に適用できる。なお、コイルは、固定子と回転子のいずれに備えられていてもよい。以下では、主に固定子にコイルが備えられる例を説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。図１は、第１の実施形態の回転電機１００の構成例を示す斜視図である。図２は、回転電機１００を回転軸の軸方向であるＺ方向に沿って垂直方向に切断した断面斜視図である。図３は、ロータ１０３およびステータ１０４をＺ方向に沿って分解して配置した分解斜視図である。図４は、筐体１１０の詳細を説明するための断面斜視図である。
【００１３】
図１および図２に示すように、回転電機１００は、ロータ１０３と、ステータ１０４とを含む。ロータ１０３は、Ｚ方向に沿って軸受１０２ａ、１０２ｂにより回転自在に支持される。ステータ１０４は、ロータ１０３を全体として取り囲むように設けられる。
【００１４】
ロータ１０３は、シャフト１０５と、回転子１０６と、を含む。回転子１０６は、シャフト１０５を挿入するように配置されたディスク形状を有する。
【００１５】
図３に示すように、回転子１０６は、２組の回転子鉄心１０７ａ、１０７ｂを有する。回転子鉄心１０７ａ、１０７ｂのＺ方向に沿って互いに向き合う面には、永久磁石１０８ａ、１０８ｂがそれぞれ備えられている。
【００１６】
永久磁石１０８ａ、１０８ｂは、回転軸の回転方向に複数並べられる。隣り合う複数の永久磁石１０８ａは、Ｚ方向に沿った着磁方向（Ｎ極、Ｓ極）が相互に異なっている。同様に、隣り合う複数の永久磁石１０８ｂは、Ｚ方向に沿った着磁方向（Ｎ極、Ｓ極）が相互に異なっている。また、Ｚ方向に向き合う永久磁石１０８ａおよび永久磁石１０８ｂは、着磁方向（Ｎ極、Ｓ極）が相互に異なっている。
【００１７】
ステータ１０４は、固定子１０９と、筐体１１０とを含む。固定子１０９は、複数の固定子鉄心１１１と、固定子鉄心１１１それぞれを取り囲む巻線１１２とを備える。筐体１１０は、固定子１０９および軸受１０２ａ、１０２ｂを支持する。筐体１１０は、軸受ホルダ１１３ａ、１１３ｂと、外枠１１４と、電気絶縁部１１５ａ、１１５ｂと、を含む。
【００１８】
電気絶縁部１１５ａ、１１５ｂは、外枠１１４の内表面の少なくとも一部に形成される。電気絶縁部１１５ａ、１１５ｂは、層状の電気絶縁部材（電気絶縁層）であり、例えば、電気絶縁膜により形成、または、電気絶縁剤の塗布により形成されている。複数の固定子鉄心１１１および巻線１１２は、固定子ホルダ１１６を介して外枠１１４に固定される。なお、電気絶縁部１１５ａ、１１５ｂは、後述する第２の実施形態と同様に、例えば外枠１１４の内周面の少なくとも一部に形成された凹部に形成されてもよい。
【００１９】
ここで、永久磁石１０８ａ、１０８ｂの磁路は、主として永久磁石１０８ａ、固定子鉄心１１１、永久磁石１０８ｂ、回転子鉄心１０７ｂ、永久磁石１０８ｂ、固定子鉄心１１１、永久磁石１０８ａ、および、回転子鉄心１０７ａの順で通過する閉ループを形成する。同様に、巻線１１２に電流を投入することにより発生する磁束は、主として固定子鉄心１１１、永久磁石１０８ｂ、回転子鉄心１０７ｂ、永久磁石１０８ｂ、固定子鉄心１１１、永久磁石１０８ａ、回転子鉄心１０７ａ、および、永久磁石１０８ａの順で通過する閉ループ磁路を形成する。なおこれらの順は一例であり、設計に応じて、または、電流の投入方向によって変更されうる。
【００２０】
これら２つの磁路による磁気的な作用により、回転電機１００は回転軸回りのトルクを発生するモータとして作用する。このとき、２つの磁路では、漏れ磁束が発生する場合がある。例えば、投入した電流が大きい場合、および、回転子と固定子との磁気空隙が広い場合などは、特に漏れ磁束が発生しやすい。
【００２１】
そこで、本実施形態の回転電機１００は、固定子１０９および回転子１０６と対向する外枠１１４の内表面に電気絶縁部１１５ａ、１１５ｂを形成する。これにより、漏れ磁束が発生した場合であっても、外枠１１４の内表面に流れる渦電流を抑制できる。また、固定子１０９および回転子１０６と、外枠１１４との隙間を狭くしても外枠１１４の内表面に発生する渦電流を抑制できる。従って、回転電機１００の損失増加に伴う効率低下を抑えつつ、ステータ１０４の小型化を図ることができる。特に、渦電流損が発生し易い高速回転中でのトルク特性向上が期待できる。
【００２２】
なお、これまでは、外枠１１４の内表面の一部に電気絶縁部（電気絶縁部１１５ａ、１１５ｂ）を形成する例を示したが、電気絶縁部を形成する領域はこれに限られるものではない。例えば、軸受ホルダ１１３ａ、１１３ｂの内表面１１３ａａ、１１３ｂｂ、および、固定子ホルダ１１６の外表面１１６ａａ、１１６ｂｂを含む、筐体１１０の内表面の概ね全部の領域に電気絶縁部を形成してもよい。
【００２３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の回転電機２００について、図５〜図７を参照して説明する。図５は、第２の実施形態の回転電機２００の構成例を示す斜視図である。図６は、回転電機２００をＺ方向に沿って垂直方向に切断した断面斜視図である。図７は、筐体２１０の詳細を説明するための断面斜視図である。
【００２４】
なお、回転電機２００は、第１の実施形態の回転電機１００と共通する部分がある。共通部分については同一の符号を付し、説明は省略する。以下の実施形態についても同様である。
【００２５】
回転電機２００は、ロータ１０３と、ステータ２０４とを含む。ステータ２０４は、ロータ１０３を全体として取り囲むように設けられる。ステータ２０４は、固定子１０９と、筐体２１０と、を含む。筐体２１０は、固定子１０９および軸受１０２ａ、１０２ｂを支持する。筐体２１０は、軸受ホルダ１１３ａ、１１３ｂと、外枠２１４と、電気絶縁部２１５ａ、２１５ｂと、を含む。
【００２６】
電気絶縁部２１５ａ、２１５ｂは、外枠２１４の内表面の少なくとも一部に形成される。固定子ホルダ１１６は、外枠２１４に固定される。
【００２７】
電気絶縁部２１５ａ、２１５ｂは、例えば外枠２１４の内周面の少なくとも一部に形成された凹部に挿入されるように形成される。従って、第１の実施形態の電気絶縁部１１５ａ、１１５ｂのような、電気絶縁膜の形成処理、または、電気絶縁剤の塗布などの絶縁処理は不要となる。また、電気絶縁部２１５ａ、２１５ｂは、電気絶縁膜により形成、または、塗布された電気絶縁剤により形成される電気絶縁部１１５ａ、１１５ｂより厚い形状とすることができる。このため、例えば表面の損傷などに対する耐性をより高めることができる。
【００２８】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態の回転電機３００について、図８〜図１１を参照して説明する。図８は、第３の実施形態の回転電機３００の構成例を示す斜視図である。図９は、回転電機３００をＺ方向に沿って垂直方向に切断した断面斜視図である。図１０は、筐体３１０の詳細を説明するための断面斜視図である。図１１は、電気絶縁部３１５ａを説明するために図１０の一部を拡大した拡大図である。
【００２９】
回転電機３００は、ロータ１０３と、ステータ３０４とを含む。ステータ３０４は、ロータ１０３を全体として取り囲むように設けられる。ステータ３０４は、固定子１０９と、筐体３１０と、を含む。筐体３１０は、固定子１０９および軸受１０２ａ、１０２ｂを支持する。筐体３１０は、軸受ホルダ１１３ａ、１１３ｂと、外枠３１４と、電気絶縁部３１５ａ、３１５ｂと、を含む。
【００３０】
電気絶縁部３１５ａ、３１５ｂは、外枠３１４の内表面の少なくとも一部に形成される。固定子ホルダ１１６は、外枠３１４に固定される。
【００３１】
電気絶縁部３１５ａ、３１５ｂは、例えば、電気絶縁膜により形成、または、電気絶縁剤の塗布によって形成される。図１１に示すように、電気絶縁部３１５ａ、３１５ｂは、Ｚ方向に沿って所定の間隔で並ぶ、回転軸の回転方向に沿って延びる空隙部３２０を含むように形成される。形成方法は、リング状の複数の電気絶縁部３１５ａ、３１５ｂを所定の間隔で並べる方法でもよいし、１つまたは複数の電気絶縁部３１５ａ、３１５ｂそれぞれを、渦巻き状に形成する方法でもよい。また、電気絶縁部３１５ａ、３１５ｂは、第２の実施形態と同様に、例えば外枠３１４の内周面の少なくとも一部に形成された凹部に形成されてもよい。
【００３２】
本実施形態によれば、渦電流損の低減効果を図りながら、外枠１１４の内表面に連続的に形成された電気絶縁部（電気絶縁部１１５ａ、１１５ｂ、電気絶縁部２１５ａ、２１５ｂ）に比べて絶縁処理に必要な材料の使用量を削減できる。なお、所定の間隔および層の長さ等は、回転電機の設計等に応じて適切な値が決定されればよい。
【００３３】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態の回転電機４００について、図１２〜図１５を参照して説明する。図１２は、第４の実施形態の回転電機４００の構成例を示す斜視図である。図１３は、回転電機４００をＺ方向に沿って垂直方向に切断した断面斜視図である。図１４は、筐体４１０の詳細を説明するための断面斜視図である。図１５は、積層鋼板４１５ａ、４１５ｂの構成例を説明するための図である。
【００３４】
回転電機４００は、ロータ１０３と、ステータ４０４とを含む。ステータ４０４は、ロータ１０３を全体として取り囲むように設けられる。ステータ４０４は、固定子１０９と、筐体４１０と、を含む。筐体４１０は、固定子１０９および軸受１０２ａ、１０２ｂを支持する。筐体４１０は、軸受ホルダ１１３ａ、１１３ｂと、外枠４１４と、積層鋼板４１５ａ、４１５ｂと、を含む。
【００３５】
積層鋼板４１５ａ、４１５ｂは、例えば外枠４１４の内周面の少なくとも一部に形成された凹部に挿入されるように形成される。固定子ホルダ１１６は、外枠４１４に固定される。
【００３６】
積層鋼板４１５ａ、４１５ｂは、１つまたは複数の鋼板がＺ方向に沿って積層されることにより形成される。各鋼板は、外表面の少なくとも一部に、電気絶縁膜により形成、または、電気絶縁剤の塗布によって形成される電気絶縁部を備える。
【００３７】
積層鋼板４１５ａ、４１５ｂは、例えば、１つまたは複数の鋼板それぞれを、Ｚ方向に渦巻き状に積層することにより形成される。積層鋼板４１５ａ、４１５ｂは、リング状の複数の鋼板をＺ方向に積層することにより形成されてもよい。
【００３８】
リング状の鋼板は、例えば、外表面に電気絶縁部が形成された鋼板をリング状に切断する（打ち抜く）ことにより形成される。このような形成方法では、切断面に電気絶縁部が残らない場合があるが、他の面には電気絶縁部が形成されたままとなる。従って、このようなリング状の鋼板を積層すれば、第３の実施形態のように、所定の間隔の空隙部３２０を含むような電気絶縁部を形成することができる。
【００３９】
積層鋼板４１５ａ、４１５ｂの形成方法は上記に限られるものではない。例えば、リング状の複数の鋼板と、リング状の複数の電気絶縁部とを交互に積層して形成してもよい。
【００４０】
本実施形態によれば、外枠４１４の内表面に発生する渦電流損の効果的な低減が期待できると共に、回転電機の材料として広く一般的に活用されている積層鋼板を用いるので、新たに特別な製造設備等を導入する必要がない。
【００４１】
（変形例）
なお、上記実施形態では、ダブルロータ−シングルステータ構成のアキシャルギャップ型の回転電機である回転電機１００、２００、３００、４００を代表例に説明したが、適用可能な回転電機はこれに限られるものではない。
【００４２】
例えば、シングルロータ−ダブルステータ構成のアキシャルギャップ型回転電機、および、アウタロータ構成またはインナロータ構成のラジアルギャップ型回転電機に対しても適用できる。さらに、アキシャルギャップ型およびラジアルギャップ型の横方向磁束式回転電機に対しても適用できる。
【００４３】
横方向磁束式回転電機は、トランスバーサル・フラックス式とも呼ばれる。環状の筐体を用いた横方向磁束式回転電機では、回転軸回りに周回する渦電流が筐体に発生する場合がある。このような周回する渦電流損の対策としては、第１の実施形態の回転電機１００、第２の実施形態の回転電機２００、または、第３の実施形態の回転電機３００を以下のように変形した回転電機を用いることが有効である。
【００４４】
回転電機３００を変形した回転電機は、電気絶縁部３１５ａ、３１５ｂに替えて、回転軸の回転方向に沿って所定の間隔で並べられ、Ｚ方向に沿って延びる空隙部を含む電気絶縁部が用いられる。
【００４５】
このように、電気絶縁部は、回転軸の回転方向に沿って所定の間隔の空隙部を含むように形成されてもよい。また、電気絶縁部は、網目状（メッシュ状）に形成されてもよい。すなわち、電気絶縁部は、回転軸の軸方向（Ｚ方向）および回転軸の回転方向の少なくとも一方に沿って延びる１以上の空隙部を含むように形成されてもよい。
【００４６】
以上述べたように、第１から第４の実施形態の回転電機は、固定子と回転子のいずれか一方または両方と対向する面を含む筐体の内表面の全部または一部に電気絶縁部を備えている。これにより、固定子と回転子のいずれか一方または両方からの漏れ磁束が筐体に作用したとしても、筐体の内表面に流れる渦電流を抑制できる。この結果、回転電機の損失増加に伴う効率低下を抑制できる。特に、渦電流損が発生し易い高速回転中でのトルク特性向上が期待できる。また、固定子および回転子と、筐体との隙間を狭くしても筐体の内表面に発生する渦電流を抑制できるので、回転電機の損失増加に伴う効率低下を抑えつつ、筐体の一層の小型化を図ることができる。
【００４７】
このように、筐体の損失低減が可能な回転電機により、特に、高出力化および高トルク化などの回転性能を実現しつつ、防水、防滴、防爆、防塵、磁気シールド、防音、および、冷却等に対応した密閉型回転電機を実現できる。このため、極めて大きなトルクおよび出力密度が求められる分野（例えば、工作機械、船舶、自動車、および、ロボットなど）の高トルク高出力駆動源としての利用、および、大型発電機としての利用が期待できる。
【００４８】
以下に、回転電機システム、車（自動車、鉄道車両など）、発電装置（風力発電装置など）、昇降装置（エレベータ、クレーンなど）、および、ロボットへの適用例について説明する。以下では、第１の実施形態の回転電機１００を適用した例を説明するが、他の実施形態の回転電機を適用してもよい。
【００４９】
（回転電機システム）
図１６は、回転電機１００を含む回転電機システム１の構成例を示すブロック図である。図１６に示されるように、回転電機システム１は、駆動回路１９、角度センサ６、制御部５等を有する。
【００５０】
駆動回路１９は、制御部５による制御に応じて、回転電機１００に電力を供給する。駆動回路１９は、電力の供給源（電源）としてのバッテリなどを備えている。
【００５１】
角度センサ６は、例えば、ロータリエンコーダ等を含み、回転電機１００の回転子１０６の回転角度を検出する。なお、回転子１０６の回転角度は、角度センサ６による回転角度の検出に替えて、後述する駆動回路１９が出力する電力と、回転電機１００の物理モデルと、に基づいて推定されてもよい。このような推定は、センサレス位置推定と称されうる。
【００５２】
制御部５は、駆動回路１９の動作を制御する。制御部５は、回転角度測定部５ａと、回転制御部５ｂと、を有する。回転角度測定部５ａは、角度センサ６の検出結果に基づいて、回転角度情報を出力する。回転制御部５ｂは、所定のアルゴリズムに従って、回転角度情報や外部からの要求値等に応じた指令値を取得し、当該指令値に応じた電力を回転電機１００に印加するよう、駆動回路１９を制御する。制御部５は、角度センサ６の検出結果、または、センサレス位置推定に基づいて、回転電機１００の角度フィードバック制御を実行することができる。
【００５３】
（車への適用例）
図１７は、回転電機１００を含む車１０の概略構成図である。車１０（機械）は、第１の実施形態の回転電機１００を有することができる。図１７の例では、車１０は、いわゆるハイブリッド車両である。車１０の車体１１は、２つの前輪１２および２つの後輪１３を有している。前輪１２は、駆動輪（作動部）であり、駆動シャフト１４、ディファレンシャルギア１６および駆動シャフト１５を介して回転電機１００に接続されている。駆動シャフト１５は、回転電機１００のシャフト１０５（回転子１０６）と連結されている。車１０は、エンジン１７をさらに備える。エンジン１７は、連結シャフト１８を介して回転電機１００または駆動シャフト１５と連結されている。このような構成により、エンジン１７のトルクおよび回転電機１００の動力は、ともに前輪１２に伝達される。
【００５４】
図１８は、車１０に搭載された回転電機１００の構成図である。図１８に示すように、回転電機１００の巻線１１２には、駆動回路１９の動力線が接続される。なお、回転電機１００は、車両駆動時にはモータとして動作し、エネルギー回生時には、発電機として動作する。
【００５５】
なお、車１０は、ハイブリッド車両には限定されず、エンジン１７を有さない電気自動車、および、燃料電池自動車等であってもよい。
【００５６】
（風力発電装置への適用例）
図１９は、回転電機１００を含む風力発電装置２０の概略構成図である。風力発電装置２０（機械）は、第１の実施形態の回転電機１００を有することができる。図１９の例では、風力発電装置２０のブレード２１（作動部）は風力によって回転し、回転シャフト２２を介して増速機２４に動力が伝達される。増速機２４の動力は、回転シャフト２３および軸継手２５を介して回転電機１００のシャフト１０５（回転子１０６）に伝達され、回転電機１００は当該動力によって発電する。発生した電力は、変圧器２６および系統保護装置２７を介して電力系統２８に供給される。
【００５７】
なお、第１の実施形態の回転電機１００は、このような風力発電装置２０以外の発電装置、例えば水力発電装置を始めとする発電装置全般にも、適用することができる。
【００５８】
（エレベータへの適用例）
図２０は、回転電機１００を含むエレベータ３０の概略構成図である。エレベータ３０（機械）は、第１の実施形態の回転電機１００を有することができる。図２０の例では、エレベータ３０は、巻上機３４、かご３１（作動部）、釣合い錘３２、およびロープ３３を備えている。巻上機３４は、回転電機１００およびシーブ３４ａを含む。ロープ３３は、かご３１の滑車、巻上機３４のシーブ３４ａ（作動部）、および釣合い錘３２の滑車に巻き掛けられる。ロープ３３の両端は、それぞれ建物等の別個の位置に固定されている。巻上機３４のモータとしての回転電機１００が作動すると、回転電機１００の発生トルクによってシーブ３４ａが回転する。巻上機３４は、シーブ３４ａとロープ３３との間の摩擦力を利用してロープ３３を巻き上げるまたは巻き下げることで、かご３１を上昇または下降することができる。なお、巻上機３４も、機械の一例であると言える。
【００５９】
なお、第１の実施形態の回転電機１００は、このようなエレベータ３０以外の昇降装置、例えばクレーンなどにも適用することができる。
【００６０】
（ロボットへの適用例）
図２１は、回転電機１００を含むロボット４０の概略構成図である。ロボット４０（機械）は、第１の実施形態の回転電機１００を有することができる。図２１の例では、ロボット４０は、多関節ロボットであり、ベース４１および複数の可動部４２（作動部）を有する。回転電機１００は、２つの可動部４２が回動可能に連結された関節部分のそれぞれに、設けられている。回転電機１００は、関節部分の一方の可動部４２に固定され、他方の可動部４２を一方の可動部４２に対して相対的に回転させる。ロボット４０は、複数の回転電機１００を制御することにより、多関節アームの先端に位置する可動部４２の位置や、姿勢、動作（移動速度等）を制御し、任意の位置の物体４３にアクセスしたり、物体を搬送したりすることができる。
【００６１】
なお、第１の実施形態の回転電機１００は、このようなロボット４０以外のロボット、例えばパラレルリンクロボット、直交ロボット、走行（歩行）ロボット、および、補助ロボットを始めとするロボット全般にも、適用することができる。
【００６２】
また、第１の実施形態の回転電機１００は、これまで例示した機械以外の機械、例えば、一般機械、電気機械、輸送用機械、および、精密機械等にも搭載可能である。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００６４】
１００、２００、３００、４００  回転電機
１０２ａ、１０２ｂ  軸受
１０３  ロータ
１０４、２０４、３０４、４０４  ステータ
１０５  シャフト
１０６  回転子
１０７ａ、１０７ｂ  回転子鉄心
１０８ａ、１０８ｂ  永久磁石
１０９  固定子
１１０、２１０、３１０、４１０  筐体
１１１  固定子鉄心
１１２  巻線
１１３ａ、１１３ｂ  軸受ホルダ
１１４、２１４、３１４、４１４  外枠
１１５ａ、１１５ｂ、２１５ａ、２１５ｂ、３１５ａ、３１５ｂ  電気絶縁部
１１６  固定子ホルダ
４１５ａ、４１５ｂ  積層鋼板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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