(57)【要約】【課題】磁性楔を用いて高周波損失を低減しつつも高効率化及び信頼性の低下抑制を両立すること。【解決手段】磁性楔は、磁性楔の周方向幅が内周側に向けて狭くなるテーパが形成された勘合部を有するとともに、テーパの内周側の終端からさらに内周側に向けて凸形状となるように構成されており、かつ、このテーパの内周側の終端における磁性楔の周方向の幅Ｗ１と、磁性楔が回転子に対向する面の周方向の幅Ｗ２と、スロット開口部の幅Ｗ３とが、Ｗ１≦Ｗ２＜Ｗ３の関係を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、前記固定子に対向するように空隙を介して配置された回転子と、複数のティースが内部に形成された固定子鉄心と、前記複数のティースのうち隣り合うティース間に固定子巻線を収納するとともに、前記固定子スロットのスロット開口部が前記固定子巻線の幅よりも大きく、かつ、前記スロット開口部に磁性楔が勘合された固定子スロットと、を備えた回転電機において、
前記磁性楔は、前記磁性楔の周方向幅が内周側に向けて狭くなるテーパが形成された勘合部を有するとともに、前記テーパの内周側の終端からさらに内周側に向けて凸形状となるように構成されており、かつ、
前記テーパの内周側の終端における前記磁性楔の周方向の幅Ｗ１と、前記磁性楔が前記回転子に対向する面の周方向の幅Ｗ２と、前記スロット開口部の幅Ｗ３とが、Ｗ１≦Ｗ２＜Ｗ３の関係である
ことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記磁性楔の前記テーパの内周側の終端が曲率Ｒの曲面を有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記磁性楔は、比透磁率が異なる複数の材料で構成され、かつ、比透磁率が高い材料を有する部分が固定子ティースに勘合されている一方、比透磁率が低い材料を有する部分がスロット中央部側に配置されており、かつ、
前記比透磁率が低い材料と前記比透磁率が高い材料とが熱溶解で接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記比透磁率が低い材料を有する部分における前記回転子側の周方向の幅Ｗ４と、前記固定子の外径側の周方向幅Ｗ５とが、Ｗ４≦Ｗ５の関係であることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
モータのシャフト中心から前記比透磁率が高い材料を有する部分における前記回転子側までの距離Ｒ１と、前記シャフト中心から比透磁率が低い材料を有する部分における前記回転子側までの距離Ｒ２とが、Ｒ１≦Ｒ２の関係であることを特徴とする請求項３に記載の磁性楔を備えた回転電機。
【請求項６】
モータのシャフト中心から前記比透磁率が高い材料を有する部分の外径側までの距離Ｒ３と、前記シャフト中心から前記比透磁率が低い材料を有する部分における前記回転子側までの距離Ｒ４とが、Ｒ４≦Ｒ３の関係であることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項７】
モータのシャフト中心から前記磁性楔の回転子側までの距離Ｒ５と、前記固定子内径側の半径ＲＳｉとが、ＲＳｉ≦Ｒ５の関係であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の回転電機。
【請求項８】
前記磁性楔の回転子側の周方向寸法が複数の前記固定子スロット間で、少なくとも一つ以上異なることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の回転電機。
【請求項９】
誘導電動機、永久磁石式同期電動機及びスイッチトリラクタンス電動機のいずれかの交流電動機であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項１０】
固定子と、前記固定子に対向するように空隙を介して配置された回転子と、複数のティースが内部に形成された固定子鉄心と、前記複数のティースのうち隣り合うティース間に固定子巻線を収納するとともに、前記固定子スロットのスロット開口部が前記固定子巻線の幅よりも大きく、かつ、前記スロット開口部に磁性楔が勘合された固定子スロットと、を有する回転電機が搭載された駆動システムを備える車両において、
前記磁性楔は、前記磁性楔の周方向幅が内周側に向けて狭くなるテーパが形成された勘合部を有するとともに、前記テーパの内周側の終端からさらに内周側に向けて凸形状となるように構成されており、かつ、
前記テーパの内周側の終端における前記磁性楔の周方向の幅Ｗ１と、前記磁性楔が前記回転子に対向する面の周方向の幅Ｗ２と、前記スロット開口部の幅Ｗ３とが、Ｗ１≦Ｗ２＜Ｗ３の関係である
ことを特徴とする回転電機が搭載された駆動システムを備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機及び車両に関し、特に、固定子及び回転子のギャップ表面に高調波損失を低減するための磁性楔を備える回転電機に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転電機の損失要因には、固定子巻線に通電した際に発生する銅損、固定子及び回転子の鉄心に発生する鉄損、回転によって発生する機械損と固定子及び回転子のギャップの表面に発生する漂遊負荷損に大別される。この漂遊負荷損に含まれる損失には、固定子及び回転子のスロット数に起因したギャップ磁束密度の脈動によって、固定子及び回転子のギャップ表面に高周波の渦電流が発生することで、固定子及び回転子のギャップ表面に発生する高調波損失が含まれている。
【０００３】
この高調波損失の低減方法として、磁性楔を用いた損失低減方法が先行技術文献１、２及び３に開示されている。特許文献１、２及び３に開示された回転電機では、磁性楔の周方向両端部に透磁率が高い材料、中央部には低い材料で構成されている。
【０００４】
一方、特許文献４では、非磁性の楔の強度に対する課題に対し解決した文献が開示されている。また、特許文献４では、回転子の導体部を固定するために用いられる非磁性の楔に掛かる遠心力に関して応力が集中することを抑制し信頼性を向上させようとしている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３６４６０号公報
【特許文献２】実開平５−９１５４号公報
【特許文献３】特開平６−３１１６８３号公報
【特許文献４】特開２００９−２１９２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、先行技術文献１、２及び３の構成では、高調波損失の低減を目的として、磁性楔に着目した構成であるが、磁性楔にはスロット部での漏れ磁束によって周方向・径方向の電磁加振力が加わり、振動することで磁性楔が破損する課題がある。
【０００７】
一方、特許文献４では、遠心力に対する応力集中を抑制する構成であるため、磁性楔に加わる周方向の電磁加振力に対しては考慮していないと推察される。このため、この特許文献４に開示された構造を磁性楔に適用した場合、周方向に加わる電磁加振力に対しては磁性楔が破損する課題がある。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、磁性楔を用いて高周波損失を低減しつつも高効率化及び信頼性の低下抑制を両立することができる回転電機及び車両を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため、本発明においては、固定子と、前記固定子に対向するように空隙を介して配置された回転子と、複数のティースが内部に形成された固定子鉄心と、前記複数のティースのうち隣り合うティース間に固定子巻線を収納するとともに、前記固定子スロットのスロット開口部が前記固定子巻線の幅よりも大きく、かつ、前記スロット開口部に磁性楔が勘合された固定子スロットと、を備えた回転電機において、前記磁性楔は、前記磁性楔の周方向幅が内周側に向けて狭くなるテーパが形成された勘合部を有するとともに、前記テーパの内周側の終端からさらに内周側に向けて凸形状となるように構成されており、かつ、前記テーパの内周側の終端における前記磁性楔の周方向の幅Ｗ１と、前記磁性楔が前記回転子に対向する面の周方向の幅Ｗ２と、前記スロット開口部の幅Ｗ３とが、Ｗ１≦Ｗ２＜Ｗ３の関係であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明においては、固定子と、前記固定子に対向するように空隙を介して配置された回転子と、複数のティースが内部に形成された固定子鉄心と、前記複数のティースのうち隣り合うティース間に固定子巻線を収納するとともに、前記固定子スロットのスロット開口部が前記固定子巻線の幅よりも大きく、かつ、前記スロット開口部に磁性楔が勘合された固定子スロットと、を有する回転電機が搭載された駆動システムを備える車両において、前記磁性楔は、前記磁性楔の周方向幅が内周側に向けて狭くなるテーパが形成された勘合部を有するとともに、前記テーパの内周側の終端からさらに内周側に向けて凸形状となるように構成されており、かつ、前記テーパの内周側の終端における前記磁性楔の周方向の幅Ｗ１と、前記磁性楔が前記回転子に対向する面の周方向の幅Ｗ２と、前記スロット開口部の幅Ｗ３とが、Ｗ１≦Ｗ２＜Ｗ３の関係であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、磁性楔を用いて高周波損失を低減しつつも高効率化及び信頼性の低下抑制を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態による回転電機の軸方向断面図である。
【図２】第１の実施の形態による固定子及び回転子の周方向断面図である。
【図３】従来構造での固定子スロット及び回転子スロットの周方向断面の楔周辺を拡大した図である。
【図４】一般的な構造での固定子スロットの周方向断面の楔周辺を拡大した図と回転子側からみたギャップ部の磁気抵抗の検証例を示す概略図である。
【図５】第１の実施の形態による固定子スロット及び回転子スロットの周方向断面の楔周辺を拡大した図である。
【図６】第２の実施の形態による固定子スロット及び回転子スロットの周方向断面の楔周辺を拡大した図である。
【図７】第３の実施の形態による固定子スロット及び回転子スロットの周方向断面の楔周辺を拡大した図である。
【図８】第４の実施の形態による固定子スロット及び回転子スロットの周方向断面の楔周辺を拡大した図である。
【図９】第５の実施の形態による固定子スロット及び回転子スロットの周方向断面の楔周辺を拡大した図である。
【図１０】第６の実施の形態による固定子スロット及び回転子スロットの周方向断面の楔周辺を拡大した図である。
【図１１】第７の実施の形態による固定子スロット及び回転子スロットの周方向断面の楔周辺を拡大した図である。
【図１２】第８の実施の形態による固定子スロット及び回転子スロットの周方向断面の楔周辺を拡大した図である。
【図１３】第９の実施の形態による電気鉄道車両に用いた交流電動機駆動システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面について、本発明の一実施の形態について詳述する。
【００１４】
（１）第１の実施の形態
図１は、第１の実施の形態による回転電機１の軸方向断面図である。ここで、回転電機１は、誘導電動機として図示しており、以下の実施の形態では誘導電動機であるものとして説明する。
【００１５】
回転電機１では、固定子２が、固定子鉄心４と、この固定子鉄心４に巻回された多相の固定子巻線５と、固定子鉄心４をその内周面や内部で保持するハウジング１１と、を備えている。
【００１６】
一方、回転子３は、回転子鉄心７、押さえ板１５、シャフト８及びベアリング１０を備えている。ベアリング１０は、回転可能に保持されている。ベアリング１０は、エンドブラケット９によって支持されており、エンドブラケット９は、ハウジング１１に固定されている。回転子鉄心７は、押さえ板１５によって軸方向両端部で軸方向に抑えられている。
【００１７】
回転子３の回転子鉄心７には、導体からなる回転子導体棒１３を挿入するための複数の回転子スロット６が設けられている。この回転子導体棒１３は、回転子３の両軸端部でエンドリング１４と接続されている。
【００１８】
図２は、図１に示す回転電機１の断面構成の地霊を示す。なお、ハウジングは図示が省略されている。図示の例において、回転電機１は、主として固定子２及び回転子３を備える。固定子２は、固定子鉄心４及び固定子巻線５を備えている。固定子巻線５は、固定子鉄心４に巻回されている。
【００１９】
固定子鉄心４は、円筒状の固定子ヨーク２１及び複数の固定子ティース２２を備える。複数の固定子ティース２２は、固定子ヨーク２１の内周表面から径方向内側に突出しており、固定子ヨーク２１の内周面に沿って軸方向に沿って延びる構成となっている。
【００２０】
固定子ティース２２は、固定子ヨーク２１の内周面に沿って周方向に等間隔で配置されている。固定子ティース２２の間には、固定子巻線５が収納される固定子スロット１２が形成されている。固定子スロット１２には固定子巻線５が収納され、固定子２と回転子３の間のギャップに固定子巻線５が脱落しないように固定子巻線５が楔２０によって固定されている。楔２０は、磁性を有する材料で構成されている。
【００２１】
回転子３には、複数枚の電磁鋼板が積層されている回転子鉄心７が挿入されているとともに、この回転子鉄心７に複数設けられた回転子スロット６に回転子導体棒１３が挿入されている。
【００２２】
回転子鉄心７は、円筒状の回転子ヨーク３０と、回転子ヨーク３０の外周表面から径方向外側に突出しており回転子ヨーク３０の外周面に沿って軸方向に延びた複数の回転子ティース３１と、を備えている。
【００２３】
この回転子ティース３１は、回転子ヨーク３０の外周面に沿って周方向に等間隔で配置されている。さらに回転子ティース３１間には、回転子導体棒１３を収めるための複数の回転子スロット６が周方向に等間隔で配置されている。
【００２４】
回転子鉄心７には、回転子鉄心７の内周部に軸方向に貫通したシャフト８を通す孔が打ち抜かれた構造が採用されている。
【００２５】
回転子３は、シャフト８を通す孔が打ち抜かれた電磁鋼板を積層して貫通するシャフト８を通す孔の中にシャフト８が挿入されて構成されている。この回転子３は、時計方向及び反時計方向に回転し、電動機または発電機として運転される。
【００２６】
図３は、本実施の形態との比較例としての一般的な楔２０Ａなどの構成例を示す。図示の例では、固定スロット１２及び楔２０Ａを拡大した場合の構成例を示している。この楔２０Ａは、固定子ティース２２に勘合されている。
【００２７】
この楔２０Ａには、固定子巻線５の重力（図示の下方向）が加わっており、さらに、楔２０Ａが磁性を有するため、上下方法、左右方向または、これらの方向を合成した方向（図示の電磁振動の方向）に電磁力を受けて振動する。この楔２０Ａは、これらの力を固定子ティース２２との接触部にて受け、楔２０Ａにおける箇所Ａにて応力が集中することにより破損するおそれがある。このような応力集中を緩和するため、本実施の形態では、固定子スロット１２の回転子側開口幅Ｗ３よりも楔２０の固定子ティース２２の勘合部での幅Ｗ１（後述する図５参照）が小さく構成されている。
【００２８】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ、上記一般的な楔２０Ａの回転子ギャップ面側の寸法を変えた場合の回転子側から見たギャップ部の磁気抵抗の検証例を示す。なお、ここでは、回転子側の構造が考慮されていない。磁気抵抗Ｒ＿ｇは、以下の式で表される。
【００２９】
Ｒ＿ｇ＝Ｌ／（μ・Ｓ）
ここで、μは透磁率、Ｌは磁路長、Ｓは断面積である。
【００３０】
これにより、比透磁率が１の空気の場合には磁気抵抗Ｒ＿ｇは高くなる一方、磁性を有する楔（以下「磁性楔」ともいう）のように比透磁率が１より大きい材料の場合には固定子スロットに多く占めた方が磁気抵抗の変動が少なく、すなわち高調波損失が少ない。このため、本実施ノン形態に係る回転電機１に発生する高調波損失を低減するためには、図４（Ａ）に示すように固定子スロット１２の開口部において楔２０が多く占める方が損失低減の効果が大きいといえる。
【００３１】
図５は、第１の実施の形態に係る回転電機１の周方向断面に関して楔２０周辺を拡大した構成例を示す。
【００３２】
本実施の形態では、楔２０の勘合部において、楔２０の周方向幅が内周側に向けて狭くなるようなテーパを有する形状とし、かつ、楔２０は、このテーパの内周側の終端からさらに内周側に向けて凸形状となるように構成され、このテーパの内周側の終端における楔２０の周方向の幅Ｗ１が固定子スロット１２の開口部よりも小さい構成として応力集中を緩和している。さらに本実施の形態では、楔２０が回転子に対向する面の周方向幅Ｗ２を上記楔２０の周方向の幅Ｗ１よりも大きくすることにより、高調波損失を低減しており、スロット１２の開口部の幅をＷ３と定義した場合、Ｗ１≦Ｗ２＜Ｗ３という関係とした楔２０を備えた回転電機としている点が特徴である。
【００３３】
上述のような構成によれば、高調波損失の低減と磁性楔に加わる電磁加振力によって、固定子ティース２２に楔２０が勘合されている部分（図示の破線の箇所、前述した図３に示す箇所Ａに相当）に応力が集中してしまうことを緩和することができ、さらには高調波損失を低減することができるため、回転電機１の信頼性を向上させ、かつ効率を向上させることができる。
【００３４】
（２）第２の実施の形態
第２の実施の形態に係る回転電機は、第１の実施の形態に係る回転電機とほぼ同様の構成及び動作であるため、同様な構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の異なる点を中心として説明する。
【００３５】
図６は、第２の実施の形態による回転電機の断面構成例を示し、図５と同様に楔２０の周辺を拡大した図である。図示の例では、第１の実施の形態において図５に示す楔２０の幅、固定子スロット１２の開口部との関係はほぼ同様の構成である。第２の実施の形態において特徴的な構成は、楔２０の固定子ティース２２との勘合部のテーパ内周側終端において幅Ｗ１となる部位に楔２０に曲率Ｒの曲面を設けている点である。
【００３６】
本実施の形態では、このような曲率Ｒの曲面を設けているため、楔２０に対して固定子巻線５の脱落（飛び出す）方向に力が加わった場合、または、電磁力を受けた場合でも、応力が集中することを緩和することができる。
【００３７】
上述した実施の形態によれば、前述した楔２０の応力が集中する箇所Ａに曲率Ｒの曲面を設けて応力集中を緩和することにより楔２０の径方向の高さを低減することができるため、固定子巻線５の断面積を拡大させて回転電機１に発生する導通損を低減し、回転電機１を高効率化することが可能となる。
【００３８】
（３）第３の実施の形態
第３の実施の形態に係る回転電機は、前述した各実施の形態に係る回転電機とほぼ同様の構成及び動作であるため、同様な構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の異なる点を中心として説明する。
【００３９】
図７は、第３の実施の形態による回転電機の断面構成例を示し、図５と同様に楔２０の周辺を拡大した図である。図示の例では、第１の実施の形態において図５に示す楔２０の幅及び固定子スロット１２の開口部との関係はほぼ同様の構成である。第３実施の形態において特徴的な構成は、楔２０の中央部に比透磁率が低い材料４１を用いるとともに、その両脇に比透磁率が高い材料４０を用いている点である。
【００４０】
本実施の形態では、このように楔２０に中央部側に比透磁率が低い材料４１を用いるとともに、その両脇に比透磁率が高い材料４０が固定子ティース２２に勘合されるように用いられており、かつ、比透磁率が低い材料４１と比透磁率が高い材料４０とが熱溶解で接合されているため、楔２０での漏れ磁束を抑制しつつ、ギャップ磁束密度の高調波成分を低減することができる。しかも、このような比透磁率が高い材料４０及び低い材料４１は、熱溶解により接合されて強度を高めることができる。
【００４１】
上述した実施の形態によれば、固定子ティース２２に接する部分が比透磁率の高い材料であるため、楔２０での固定子スロット１２の漏れ磁束を低減して回転電機１で発生する導通損と高調波損失の低減とを両立することができ、回転電機１を高効率化することができる。
【００４２】
（４）第４の実施の形態
第４の実施の形態に係る回転電機は、前述した各実施の形態に係る回転電機とほぼ同様の構成及び動作であるため、同様な構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の異なる点を中心として説明する。
【００４３】
図８は、第４の実施の形態による回転電機１の断面構成を示し、図７と同様に楔２０の周辺を拡大した図である。図示の例では、第３の実施の形態において図７に示す楔２０の幅、固定子スロット１２の開口部との関係、及び、比透磁率が高い材料、低い材料を有する構成が同様である。
【００４４】
本実施の形態において特徴的な構成は、楔２０の比透磁率が低い材料４１で構成された部分の回転子側の周方向の幅Ｗ４と、固定子の外径側の周方向幅Ｗ５とが、Ｗ４≦Ｗ５の関係となっている点である。
【００４５】
本実施の形態では、楔２０の比透磁率が低い材料４１で構成された部分の回転子側の周方向の幅Ｗ４を固定子の外径側の周方向幅Ｗ５よりも小さくしているため、楔２０の回転子側に比透磁率が高い材料の占める割合が大きくなることで、ギャップの磁束密度の高調波成分を抑制することができ、高調波損失を低減できる。
【００４６】
上述した実施の形態によれば、楔２０の比透磁率が低い材料４１で構成された部分の回転子側の周方向の幅Ｗ４を固定子の外径側の周方向幅Ｗ５よりも小さくして高調波損失を低減することができ、回転電機１を高効率化することが可能となる。
【００４７】
（５）第５の実施の形態
第５の実施の形態に係る回転電機は、前述した各実施の形態に係る回転電機とほぼ同様の構成及び動作であるため、同様な構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の異なる点を中心として説明する。
【００４８】
図９は、第５の実施の形態による回転電機の断面構成を示し、図７と同様に楔２０の周辺を拡大した図である。図示の例では、図７に示す楔２０の幅、固定子スロット１２の開口部との関係、並びに、比透磁率が高い材料及び低い材料を有する構成は同様である。
【００４９】
本実施の形態において特徴的な構成は、図示しないモータのシャフト中心から、楔２０における比透磁率が高い材料４０の回転子側までの距離Ｒ１、このシャフト中心から比透磁率が低い材料４１の回転子側までの距離Ｒ２が、Ｒ１≦Ｒ２の関係となっている点である。
【００５０】
本実施の形態では、比透磁率が低い材料４１の回転子側を比透磁率が１である空気で構成しているため、楔２０での漏れ磁束を低減して固定子巻線５に導通する電流が低減することができる。
【００５１】
上述した実施の形態によれば、楔２０の比透磁率が低い材料４１の回転子側を比透磁率が１の空気で構成することで、漏れ磁束低減による電流を低減し、回転電機１に発生する導通損を低減することができることで、回転電機１を高効率化することが可能となる。
【００５２】
（６）第６の実施の形態
第６の実施の形態に係る回転電機は、前述した各実施の形態に係る回転電機とほぼ同様の構成及び動作であるため、同様な構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の異なる点を中心として説明する。
【００５３】
図１０は、第６の実施の形態による回転電機の断面構成を示し、図７と同様に楔２０の周辺を拡大した図である。図示の例では、図７に示す楔２０の幅、固定子スロット１２の開口部との関係、並びに、比透磁率が高い材料及び低い材料を有する構成は同様である。
【００５４】
本実施の形態において特徴的な構成は、モータのシャフト中心から楔２０の比透磁率が高い材料４０の外径側までの距離Ｒ３、シャフト中心から楔２０の比透磁率が低い材料４１の回転子側までの距離Ｒ４が、Ｒ４≦Ｒ３の関係である点である。
【００５５】
上述した実施の形態によれば、第５の実施の形態による効果とほぼ同等の効果が得られ、回転電機１に発生する導通損を低減して回転電機１を高効率化することが可能となる。
【００５６】
（７）第７の実施の形態
第７の実施の形態に係る回転電機は、前述した各実施の形態に係る回転電機とほぼ同様の構成及び動作であるため、同様な構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の異なる点を中心として説明する。
【００５７】
図１１は、第７の実施の形態による回転電機の断面構成を示し、第１の実施の形態における図５と同様に楔２０の周辺を拡大した図である。図示の例では、第３の実施の形態において図５に示す楔２０の幅、固定子スロット１２の開口部との関係はほぼ同様である。
【００５８】
本実施の形態において特徴的な構成は、モータのシャフト中心から楔２０の回転子側までの距離Ｒ５、及び、固定子内径側の半径Ｒｓｉが、Ｒｓｉ≦Ｒ５の関係を有する点である。
【００５９】
本実施の形態では、楔２０の回転子側とモータシャフト中心との距離Ｒ５を固定子ティース内径Ｒｓｉよりも大きくしているため、固定子ティース内径Ｒｓｉを小さくすることができることで、固定子２と回転子３との間の距離を小さくなることから、固定子巻線５に通電する電流を低減することができる。
【００６０】
このような構成によれば、固定子２と回転子３との間の距離を小さくして電流を低減して回転電機１で発生する導通損を低減することができ、回転電機１を高効率化することが可能となる。
【００６１】
（８）第８の実施の形態
第８の実施の形態に係る回転電機は、前述した各実施の形態に係る回転電機とほぼ同様の構成及び動作であるため、同様な構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の異なる点を中心として説明する。
【００６２】
図１２は、第８の実施の形態による回転電機の断面構成を示し、図４と同様に楔２０の周辺を拡大した図である。図示の例では、第１の実施の形態において図５に示す楔２０の幅、固定子スロット１２の開口部との関係は同様である。
【００６３】
本実施の形態において特徴的な構成は、楔２０の回転子側の周方向寸法Ｗ２が、複数の固定子スロット１２のうち少なくとも一つのスロットにおいて異なっている点である。
【００６４】
本実施の形態では、楔２０の回転子側の幅Ｗ２が複数の固定子スロット１２において少なくとも一つのスロットで異なるため、楔２０の幅がＷ２である場合と、楔２０の幅がＷ２’である場合とで、ギャップ磁束密度の高調波成分の位相が変わり、これらを足し合わたギャップ磁束密度の高調波成分を打ち消すことができる。
【００６５】
上述した実施の形態によれば、ギャップ磁束密度の高調波成分を低減することができるため、本実施の形態に係る回転電機に発生する高調波損失を低減することができ、回転電機１を高効率化することが可能となる。
【００６６】
以上のようにこれまでは楔２０の形状について説明してきたが、複雑な形状や異種金属での構成を低コストに製作する方法として、三次元プリンタによる製造方法がある。三次元プリンタにて形状に制約がなく大量に製造すると、本実施の形態における磁性楔を低コストに製造することができる。これにより、前述のように信頼性を向上させ、かつ効率を向上させた回転電機１を提供することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態に係る回転電機は、誘導電動機を例に説明したが、永久磁石式同期電動機及びスイッチトリラクタンス電動機のいずれかの交流電動機においても同様の効果が発揮できる。
【００６８】
（９）第９の実施の形態
第９の実施の形態では、前述した各実施の形態に係る回転電機とほぼ同様の構成及び動作である回転電機を搭載した交流電動機駆動システムを用いた車両について説明する。
【００６９】
図１３は、第９の実施の形態に係る車両の構成例を示す。図示の例では、これまでの各実施形態の回転電機を搭載した交流電動機駆動システムを用いた車両の一例としての鉄道車両である。
【００７０】
この鉄道車両では、搭載する駆動装置に、架線６２から集電装置を介して電力が供給され、電力変換装置６１を経由して交流電力が回転電機１に供給されることで、回転電機１を駆動する。この回転電機１は、鉄道車両の車軸と連結されており、回転電機１により鉄道車両の走行を制御する。電気的なグランドは、レール６３を介して接続されている。ここで、架線６２の電圧は、直流及び交流のどちらでもよい。
【００７１】
上述した実施の形態によれば、以上のような各実施形態の回転電機を鉄道車両システムに搭載することで、前述した各実施の形態と同様に、鉄道車両の駆動システムを高効率に運転することが可能となる。
【００７２】
（１０）その他の実施形態
上記実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
【００７３】
本実施の形態に係る回転電機は、上述のように鉄道車両に適用された例について説明したが、その他にも、建機向けのダンプトラック、ショベルカー、ホイールローダ、ハイブリッド自動車または電気自動車といった交流電動機駆動システムで可変速運転する車両に適用されても同様の効果を発揮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、磁性楔を備える回転電機に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
２……固定子、３……回転子、４……固定子鉄心、５……固定子巻線、６……回転子スロット、７……回転子鉄心、８……シャフト、９……エンドブラケット、１０……ベアリング、１１……ハウジング、１２……固定子スロット、１３……回転子導体棒、１４……エンドリング、１５……押え板、２０……楔、２０Ａ……楔（比較例）、２１……固定子ヨーク、２２……固定子ティース、３０……回転子ヨーク、３１……回転子ティース、４０……楔の比透磁率が高い部分、４１……楔の比透磁率が低い部分、３１……回転子ティース、６１……電力変換装置、６２……架線、６３……レール。
【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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