(57)【要約】【課題】ステータコアに分布巻きされたコイルを含むステータと、ステータ内に配置されるロータとを含む回転電機の出力トルクの低下を抑制しつつ損失をより低減させる。【解決手段】ステータコアおよび当該ステータコアに分布巻きされたコイルを含むステータと、当該ステータ内に配置されるロータとを含む回転電機は、それぞれ閉回路を形成する複数の非磁性導体であって、ステータからの磁束が閉回路の内側を鎖交するようにロータに配設された複数の非磁性導体を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアおよび前記ステータコアに分布巻きされたコイルを含むステータと、前記ステータ内に配置されるロータとを含む回転電機において、
それぞれ閉回路を形成する複数の非磁性導体であって、前記ステータからの磁束が前記閉回路の内側を鎖交するように前記ロータに配設された複数の非磁性導体を備える回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記ロータは、複数の磁極を含み、前記非磁性導体は、前記複数の磁極ごとに設けられる回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記ロータは、前記複数の磁極を形成するように配設される複数の磁石を含み、
前記複数の非磁性導体は、それぞれに対応する前記磁石を通過する前記磁束が前記閉回路の内側を鎖交するように前記ロータに配設される回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機において、
前記ロータは、前記複数の磁極ごとに前記磁石を複数含み、前記複数の前記磁石は、それぞれ前記非磁性導体により包囲される回転電機。
【請求項５】
請求項３に記載の回転電機において、
前記ロータは、前記複数の磁極ごとに前記磁石を複数含み、
前記非磁性導体は、１つの前記磁極を形成する前記複数の前記磁石の外周に沿って延在するように前記ロータに配置される回転電機。
【請求項６】
請求項２に記載の回転電機において、
前記ロータは、前記複数の磁極を形成するように配設される複数の磁石を含み、
前記複数の非磁性導体は、前記ロータの軸心側で対応する前記磁石の外周に沿って延在するように前記ロータに配設される回転電機。
【請求項７】
請求項３から６の何れか一項に記載の回転電機において、
前記複数の磁石は、それぞれ前記ロータに形成された磁石埋設孔内に配置され、前記非磁性導体は、前記磁石埋設孔に部分的に挿通される回転電機。
【請求項８】
請求項３に記載の回転電機において、
前記複数の磁石は、前記複数の磁極を形成するように周方向に間隔をおいて前記ロータの外周面に配設されると共に、それぞれ前記非磁性導体により包囲される回転電機。
【請求項９】
請求項１に記載の回転電機において、
前記ロータは、複数の磁極を形成するように周方向に間隔をおいて外周面に配設された複数の磁石を含み、
前記複数の非磁性導体は、前記複数の磁石により形成される複数の磁極間の境界部をそれぞれ包囲するように前記ロータに配設される回転電機。
【請求項１０】
請求項２に記載の回転電機において、
前記ロータは、それぞれ径方向外側に突出して前記磁極を形成する複数の突極を含み、
前記複数の非磁性導体は、それぞれ対応する前記突極を包囲するように前記ロータに配設される回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ステータコアおよび当該ステータコアに分布巻きされたコイルを含むステータと、ステータ内に配置されるロータとを含む回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータ鉄心、保磁力と磁化方向厚みとの積が小さい可変磁力磁石、および保磁力と磁化方向厚との積が大きい固定磁力磁石を含むロータと、ロータの径方向外側にエアギャップを介して配置されるステータと、固定磁力磁石の上側および下側の全面を覆うようにロータ鉄心内に埋設された薄い板状の導電板とを含む回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この回転電機では、ロータの磁極を構成する可変磁力磁石をｄ軸電流によるステータからの磁界で磁化させ、それにより当該可変磁力磁石の磁束量を不可逆的に変化させる。この際、可変磁力磁石の磁化電流による磁界が導電板を貫通すると、当該導電板に誘導電流（渦電流）が流れて磁界が発生し、この磁界が固定磁力磁石を通る磁化電流による磁束の磁力と打ち消し合う。これにより、可変磁力磁石の磁化に伴うｄ軸電流の増加が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４８１７９号
【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、上記従来の回転電機のように、固定磁力磁石の上側および下側の全面を覆うように導電板をロータ鉄心内に埋設した場合、磁石の磁路における磁気抵抗が増加して回転電機の出力トルクが低下してしまう。また、ステータコアに分布巻きされたコイルを含む回転電機では、インバータからコイルに印加される電流にスイッチング周波数等に応じた高調波成分が重畳することで、ロータを通過する磁束（磁束密度）が変化し、それにより鉄損等が増加してしまう。更に、ロータに磁石が設けられている場合、磁石を通過する磁束の変化に伴って当該磁石で渦電流が発生し、それにより磁石が発熱して磁石損が大きくなってしまう。
【０００５】
そこで、本開示は、ステータコアおよび当該ステータコアに分布巻きされたコイルを含むステータと、ステータ内に配置されるロータとを含む回転電機の出力トルクの低下を抑制しつつ損失をより低減させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の回転電機は、ステータコアおよび前記ステータコアに分布巻きされたコイルを含むステータと、前記ステータ内に配置されるロータとを含む回転電機において、それぞれ閉回路を形成する複数の非磁性導体であって、前記ステータからの磁束が前記閉回路の内側を鎖交するように前記ロータに配設された複数の非磁性導体を含むものである。
【０００７】
本開示の回転電機では、それぞれ閉回路を形成する複数の非磁性導体がロータに配設され、ステータコアに分布巻きされたコイルからの磁束は当該閉回路の内側を鎖交する。従って、ステータのコイルに印加される電流にスイッチング周波数等に応じた高調波成分が重畳してステータからロータに向かう磁束が変化すると、各非磁性導体で誘導電流が発生することになる。これにより、各非磁性導体を流れる誘導電流による磁束によってロータを通過する磁束の変化を抑制することができる。また、非磁性体を流れる誘導電流による磁束は、ロータを通過する磁束の変化のみを打ち消し、コイルに印加される電流の基本波による磁束であってロータ内で実質的に変化しない磁束に影響を及ぼすものではない。この結果、本開示の回転電機では、出力トルクの低下を抑制しつつ、ロータを通過する磁束の変化を抑制して損失をより低減させることが可能となる。
【０００８】
更に、前記ロータは、複数の磁極を含むものであってもよく、前記非磁性導体は、前記複数の磁極ごとに設けられてもよい。これにより、回転電機の損失をより良好に低減させることが可能となる。
【０００９】
また、前記ロータは、前記複数の磁極を形成するように配設される複数の磁石を含むものであってもよく、前記複数の非磁性導体は、それぞれに対応する前記磁石を通過する前記磁束が前記閉回路の内側を鎖交するように前記ロータに配設されてもよい。かかる回転電機では、ステータのコイルに印加される電流にスイッチング周波数等に応じた高調波成分が重畳してステータからロータに向かう磁束が変化すると、各非磁性導体で誘導電流が発生し、各非磁性導体を流れる誘導電流による磁束によって磁石を通過する磁束の変化を抑制することができる。これにより、各磁石で渦電流の発生および渦電流の発生に伴う発熱を抑制して、磁石損を大幅に低減させることが可能となる。
【００１０】
更に、前記ロータは、前記複数の磁極ごとに前記磁石を複数含むものであってもよく、前記複数の前記磁石は、それぞれ前記非磁性導体により包囲されてもよい。これにより、各磁石を通過する磁束の変化を極めて良好に抑制することが可能となる。
【００１１】
また、前記ロータは、前記複数の磁極ごとに前記磁石を複数含むものであってもよく、前記非磁性導体は、１つの前記磁極を形成する前記複数の前記磁石の外周に沿って延在するように前記ロータに配置されてもよい。
【００１２】
更に、前記ロータは、前記複数の磁極を形成するように配設される複数の磁石を含むものであってもよく、前記複数の非磁性導体は、前記ロータの軸心側で対応する前記磁石の外周に沿って延在するように前記ロータに配設されてもよい。
【００１３】
また、前記複数の磁石は、それぞれ前記ロータに形成された磁石埋設孔内に配置されてもよく、前記非磁性導体は、前記磁石埋設孔に部分的に挿通されてもよい。これにより、非磁性導体の設置に伴うロータの大型化を抑制することが可能となる。
【００１４】
更に、前記複数の磁石は、前記複数の磁極を形成するように周方向に間隔をおいて前記ロータの外周面に配設されると共に、それぞれ前記非磁性導体により包囲されてもよい。すなわち、本開示の回転電機は、表面磁石型のロータを含むものであってもよい。
【００１５】
また、前記ロータは、複数の磁極を形成するように周方向に間隔をおいて外周面に配設された複数の磁石を含むものであってもよく、前記複数の非磁性導体は、前記複数の磁石により形成される複数の磁極間の境界部をそれぞれ包囲するように前記ロータに配設されてもよい。
【００１６】
更に、前記ロータは、それぞれ径方向外側に突出する複数の前記磁極を含むものであってもよく、前記複数の非磁性導体は、それぞれ対応する前記磁極を包囲するように前記ロータに配設されてもよい。すなわち、本開示の回転電機は、磁石を含まないロータを有するリラクタンスモータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の回転電機を示す概略構成図である。
【図２】本開示の回転電機を示す平面図である。
【図３】本開示の回転電機のロータを示す要部拡大図である。
【図４】本開示の回転電機のロータを示す要部拡大図である。
【図５】本開示の回転電機のロータにおける非磁性導体の配置態様を示す模式図である。
【図６】本開示の回転電機のロータの磁石における磁束密度を示す図表である。
【図７】本開示の回転電機の他のロータを示す要部拡大図である。
【図８】本開示の回転電機の他のロータにおける非磁性導体の配置態様を示す模式図である。
【図９】本開示の回転電機の更に他のロータを示す要部拡大図である。
【図１０】本開示の回転電機の更に他のロータにおける非磁性導体の配置態様を示す模式図である。
【図１１】本開示の回転電機の他のロータを示す平面図である。
【図１２】本開示の回転電機の更に他のロータを示す平面図である。
【図１３】本開示の回転電機の他のロータを示す平面図である。
【図１４】本開示の回転電機の更に他のロータを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。
【００１９】
図１は、本開示の回転電機１を示す概略構成図であり、図２は、回転電機１を示す平面図である。これらの図面に示す回転電機１は、例えば電気自動車やハイブリッド車両の走行駆動源あるいは発電機として用いられる３相交流電動機である。図示するように、回転電機１は、ステータ２と、エアギャップを介してステータ２内に回転自在に配置されるロータ１０とを含む
【００２０】
ステータ２は、ステータコア２０および複数のコイル３を含む。ステータコア２０は、例えばプレス加工により円環状に形成された電磁鋼板２１（図２参照）を複数積層することにより形成され、全体として円環状を呈する。また、ステータコア２０は、環状の外周部（ヨーク）から周方向に間隔をおいて径方向内側に突出する複数のティース部２ｔと、それぞれ互いに隣り合うティース部２ｔの間に形成された複数のコアスロット２ｓ（何れも図２参照）とを含み、各コアスロット２ｓ内には、図示しないインシュレータ（絶縁紙）が配置される。なお、ステータコア２０は、例えば強磁性粉体を加圧成形すると共に焼結させることより一体に形成されてもよい。
【００２１】
複数のコイル３は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを含む。各コイル３は、複数のセグメントコイル４を電気的に接合することにより形成される。セグメントコイル４は、例えばエナメル樹脂等からなる絶縁被膜が表面に成膜された平角線を略Ｕ字状に曲げ加工することにより形成された導電体であり、絶縁被膜が除去された２つの先端部を有する。
【００２２】
各セグメントコイル４の２つの脚部は、それぞれステータコア２０の対応するコアスロット２ｓに挿通される。また、各セグメントコイル４のステータコア２０の一端面（図１における上端面）から突出した部分には、図示しない曲げ加工装置を用いた曲げ加工が施される。更に、曲げ加工後の各セグメントコイル４の先端部は、対応する他のセグメントコイル４の先端部に溶接により電気的に接合される。これにより、複数のコイル３がステータコア２０に対して分布巻きされる。図１に示すように、各コイル３は、それぞれステータコア２０の軸方向における端面から外側に突出する２つの環状のコイルエンド部３ａ，３ｂを有する。
【００２３】
また、ステータコア２０のコアスロット２ｓに挿通された多数のセグメントコイル４のうち、３本のセグメントコイル（引出線）４ｕ，４ｖ，４ｕの一方の端部は、他のセグメントコイル４に接合されず、図１および図２に示すように、図示しない曲げ加工装置によりステータコア２０の外周に向けて折り曲げられると共に、図１中上方に向けて折り曲げられる。セグメントコイル４ｕは、Ｕ相コイルに含まれるものであり、セグメントコイル４ｖは、Ｖ相コイルに含まれるものであり、セグメントコイル４ｗは、Ｗ相コイルに含まれるものである。
【００２４】
セグメントコイル４ｕの先端部（絶縁被覆が剥離された部分、以下同様）は、図２に示すように、Ｕ相の端子６ｕに電気的に接合された動力線５ｕの先端部に溶接により電気的に接合される。また、セグメントコイル４ｖの先端部は、Ｖ相の端子６ｖに電気的に接合された動力線５ｖの先端部に溶接により電気的に接合される。更に、セグメントコイル４ｗの先端部は、Ｗ相の端子６ｗに電気的に接合された動力線５ｗの先端部に溶接により電気的に接合される。動力線５ｕ，５ｖ，５ｗは、それぞれ樹脂製の保持部材７に固定される。端子６ｕ−６ｗは、回転電機１のハウジングにステータ２が組み付けられた際に当該ハウジングに設置（固定）された図示しない端子台に固定され、図示しない電力線を介してインバータ（図示省略）に接続される。
【００２５】
また、ステータコア２０には、図１中上端面から露出する各コイル３のコイルエンド部３ａ側から図中下方のコイルエンド部３ｂ側に向けてワニス等の樹脂が塗布される。これにより、当該樹脂により各セグメントコイル４や図示しないインシュレータがステータコア２０に固定される。更に、セグメントコイル４の先端部同士の接合部や、セグメントコイル４ｕ−４ｗと動力線５ｕ−５ｗとの接合部といった導電体の露出部には、絶縁用の粉体が塗布される。
【００２６】
図２に示すように、回転電機１のロータ１０は、図示しない回転シャフトに固定されるロータコア１１と、複数（本実施形態では、例えば８極）の磁極を構成するようにロータコア１１に埋設される複数（本実施形態では、例えば１６個）の永久磁石１５とを含む、
いわゆる埋込磁石型（ＩＰＭ型）のロータである。ロータ１０のロータコア１１は、電磁鋼板等により環状に形成されたコアプレートを複数積層することにより形成されており、上記回転シャフトが挿入・固定される中心孔１２と、それぞれ永久磁石１５を保持するように形成された長孔状の孔部である複数（本実施形態では、例えば１６個）の磁石埋設孔１４とを含む。
【００２７】
複数の磁石埋設孔１４は、それぞれロータコア１１を軸方向に貫通するように、２つずつ所定間隔（実施例では、４５°間隔）をおいて当該ロータコア１１に配設される。対をなす２つの磁石埋設孔１４は、図２に示すように、ロータ１０の軸心側から外周側に向かうにつれて互いに離間するように（略Ｖ字状をなすように）形成される。また、本実施形態において、各磁石埋設孔１４は、永久磁石１５の幅よりも長い幅を有している。これにより、磁石埋設孔１４内に永久磁石１５が配置された際、各永久磁石１５の幅方向における両側には、当該永久磁石１５からの磁束の短絡を抑制するための空隙部１４ａ（図３参照）が形成される。更に、各磁石埋設孔１４の内周面は、応力を緩和するための曲面を有する凹部１４ｂを含む（図３参照）
【００２８】
永久磁石１５は、例えばネオジム磁石等の希土類焼結磁石等であり、略直方体状に形成されている。対をなす２つの永久磁石１５は、ロータ１０の外周側に位置する極が互いに同一となるように対応する磁石埋設孔１４に挿入・固定される。これにより、対をなす２つの永久磁石１５は、ロータ１０の軸心側から外周側に向かうにつれて互いに離間するようにロータコア１１に配設されて当該ロータ１０の１つの磁極を形成する。
【００２９】
ここで、上述のような回転電機１のロータ１０は、ＰＷＭ制御される図示しないインバータから各コイル３に交番電流を供給することにより回転する。そして、ステータコア２０に分布巻きされたコイル３を含む回転電機１では、インバータから各コイル３に印加される電流にスイッチング周波数等に応じた高調波成分が重畳することで、ステータ２からロータ１０に向かう磁束（磁束密度）が変化する。このため、ロータ１０および各永久磁石１５を通過する磁束も変化し、何ら対策を施さなければ、磁束の変化に伴って鉄損等が増加すると共に各永久磁石１５で渦電流が発生し、渦電流により各永久磁石１５が発熱して磁石損が大きくなってしまう。
【００３０】
これを踏まえて、ロータ１０のロータコア１１には、図３および図４に示すように、それぞれ閉回路を形成する複数の非磁性導体１７が配設される。各非磁性導体１７は、図５に示すように、例えば銅等の導電性を有する非磁性体により永久磁石１５を包囲するように形成された枠状部材であり、ロータ１０の磁極を構成する複数の永久磁石１５ごとに設けられる。本実施形態において、非磁性導体１７は、図４に示すように、ステータコア２０に分布巻きされた各コイル３からの磁束が閉回路の内側（非磁性導体１７を含む平面）をできるだけ直角に近い角度で鎖交するように各永久磁石１５の周囲に巻き付けられる。また、本実施形態において、各非磁性導体１７のロータ１０の軸方向に延在する部分は、対応する永久磁石１５が挿入される磁石埋設孔１４の空隙部１４ａに挿通され（図３参照）、各空隙部１４ａには樹脂が充填される。
【００３１】
このように構成される回転電機１では、ステータ２の各コイル３に印加される電流にスイッチング周波数等に応じた高調波成分が重畳してステータ２からロータ１０に向かう磁束が変化すると、各非磁性導体１７で誘導電流が発生することになる。これにより、各非磁性導体１７を流れる誘導電流による磁束によって各永久磁石１５を通過する磁束の変化を抑制することが可能となる。すなわち、複数の永久磁石１５ごとに非磁性導体１７を設けることで、図６において実線で示すように、ロータ１０に非磁性導体１７が設けられない場合（図６における破線参照）に比べて、各永久磁石１５の周辺における平均磁束密度を概ね同一に保ちつつ各永久磁石１５の周辺における磁束の変化を良好に抑制することができる。
【００３２】
この結果、各永久磁石１５で渦電流の発生および渦電流の発生に伴う発熱を抑制して、磁石損を非磁性導体１７が設けられない場合の例えば１／１０程度と大幅に低減させることが可能となる。また、各非磁性導体１７を流れる誘導電流による磁束によってロータ１０を通過する磁束全体の変化を抑制することができるので、鉄損等の損失も低減し、回転電機１全体の損失を１０％程度低減させることが可能となる。そして、各非磁性導体１７を流れる誘導電流による磁束は、永久磁石１５（ロータ１０）を通過する磁束の変化のみを打ち消し、コイル３に印加される電流の基本波による磁束であってロータ１０内で実質的に変化しない磁束に影響を及ぼすものではない。この結果、回転電機１では、出力トルクの低下を抑制しつつ、ロータ１０を通過する磁束の変化を抑制して磁石損や鉄損等の損失を極めて良好に低減させることができる。
【００３３】
更に、ロータ１０の磁極ごと、かつ永久磁石１５ごとに非磁性導体１７を設けることで、各永久磁石１５を通過する磁束の変化を極めて良好に抑制することが可能となり、回転電機１の損失をより良好に低減させることができる。また、各非磁性導体１７を対応する永久磁石１５が挿入される磁石埋設孔１４の空隙部１４ａに部分的に挿通することで、非磁性導体１７の設置に伴うロータ１０の大径化（大型化）を抑制することが可能となる。
【００３４】
ロータコア１１に対する非磁性導体１７の取り付けに際しては、非磁性導体１７を永久磁石１５の周囲に巻き付けた後、永久磁石１５および非磁性導体１７を磁石埋設孔１４に配置してもよい。また、永久磁石１５が磁石埋設孔１４に配置された後に非磁性導体１７を永久磁石１５の周囲に巻き付けてもよい。磁石埋設孔１４への永久磁石１５の配置後に非磁性導体１７をロータコア１１に配置する場合には、略Ｕ字状に形成された非磁性導体（セグメント）の２つの脚部をロータコア１１の一方の端面側から対応する空隙部１４ａに挿通させ、当該非磁性導体のロータコア１１の他方の端面から突出した２つの脚部の端部を折り曲げて互いに接合（溶接）してもよい。更に、誘導電流の発生に伴う発熱を考慮して非磁性導体１７の抵抗値をできるだけ小さくするとよく、図５に示すように、非磁性導体１７と永久磁石１５の外周面との間に間隔を形成してもよい。
【００３５】
なお、上記ロータ１０において、複数の非磁性導体１７は、それぞれ対応する１つの永久磁石１５を包囲するようにロータコア１１に配設されるが、これに限られるものではなく、本開示の回転電機１には、図７に示すようなロータ１０Ｂが適用されてもよい。ロータ１０Ｂにおいて、非磁性導体１７Ｂは、図７および図８に示すように、１つの磁極を形成する２つ（複数）の永久磁石１５の外周に沿って延在するようにロータコア１１に配置される。かかるロータ１０Ｂを含む回転電機１においても、出力トルクの低下を抑制しつつ、ロータ１０Ｂを通過する磁束の変化を抑制して磁石損や鉄損等の損失を良好に低減させることが可能となる。この場合、非磁性導体１７Ｂは、１つの磁極を形成する２つ（複数）の永久磁石１５に対して、図７に示すようにロータ１０Ｂの外周側に配置されてもよく、ロータ１０Ｂの軸心側に配置されてもよい。更に、非磁性導体１７Ｂは、ロータコア１１の外周面上に配置されてもよく、ロータコア１１の外周面から突出しないように当該ロータコア１１に埋設されてもよい。
【００３６】
また、本開示の回転電機１には、図９に示すようなロータ１０Ｃが適用されてもよい。ロータ１０Ｃにおいて、非磁性導体１７Ｃは、図９および図１０に示すように、ロータ１０Ｃの軸心側で対応する永久磁石１５の外周に沿って延在するようにロータコア１１に配置される。かかるロータ１０Ｃを含む回転電機１においても、出力トルクの低下を抑制しつつ、ロータ１０Ｃを通過する磁束の変化を抑制して磁石損や鉄損等の損失を良好に低減させることが可能となる。そして、ロータ１０Ｃでは、磁石埋設孔１４のロータ１０Ｃの軸心側に位置する２つの凹部１４ｂが拡げられており、当該２つの凹部１４ｂに非磁性導体１７のロータ１０Ｃの軸方向に延在する部分が挿通される。これにより、非磁性導体１７の設置に伴うロータ１０Ｃの大径化（大型化）を抑制することができる。
【００３７】
更に、回転電機１は、図１１に示すような８極よりも少ない磁極を有するロータ１０Ｄを含むものであってもよく、８極よりも多い磁極を有するロータを含むものであってもよい。
【００３８】
図１２は、本開示の回転電機１に適用可能な他のロータ１０Ｅを示す要部拡大図である。図１２に示すロータ１０Ｅは、複数の磁極を形成するように周方向に間隔をおいて環状のロータコア１１Ｅの外周面に配設（固定）された複数の永久磁石１５Ｅを含む、いわゆる表面磁石型（ＳＰＭ型）のロータである。ロータ１０Ｅにおいても、それぞれ閉回路を形成する複数の非磁性導体１７Ｅがロータコア１１Ｅに配設される。各非磁性導体１７Ｅも、例えば銅等の導電性を有する非磁性体により永久磁石１５Ｅを包囲するように形成された枠状部材であり、ロータ１０Ｅの磁極を構成する複数の永久磁石１５Ｅごとに設けられる。また、非磁性導体１７Ｅは、ステータコアからの磁束が閉回路の内側（非磁性導体１７Ｅを含む平面）をできるだけ直角に近い角度で鎖交するように各永久磁石１５Ｅの周囲に巻き付けられる。かかるロータ１０Ｅを含む回転電機１においても、出力トルクの低下を抑制しつつ、ロータ１０Ｅを通過する磁束の変化を抑制して磁石損や鉄損等の損失を良好に低減させることが可能となる。
【００３９】
また、本開示の回転電機１には、図１３に示すような表面磁石型のロータ１０Ｆが適用されてもよい。図１３に示すロータ１０Ｆも、複数の磁極を形成するように周方向に間隔をおいてロータコア１１Ｆの外周面に配設（固定）された複数の永久磁石１５Ｆを含む、いわゆる表面磁石型（ＳＰＭ型）のロータである。ロータ１０Ｆの非磁性導体１７Ｆは、例えば銅等の導電性を有する非磁性体によりロータコア１１Ｆの外周面、内周面および両端面を包囲するように形成された枠状部材であり、複数の永久磁石１５Ｆにより形成される複数の磁極間の境界部をそれぞれ包囲するようにロータコア１１Ｆに配設される。かかるロータ１０Ｆを含む回転電機１においても、出力トルクの低下を抑制しつつ、ロータ１０Ｆを通過する磁束の変化を抑制して磁石損や鉄損等の損失を良好に低減させることが可能となる。
【００４０】
図１４は、本開示の回転電機１に適用可能な他のロータ１０Ｇを示す要部拡大図である。図１４に示すロータ１０Ｇは、磁石を含まないリラクタンスモータ用のロータであって、それぞれ径方向外側に突出して磁極を形成する複数（例えば、４個）の突極１６を有するものである。すなわち、ロータ１０Ｇを含む回転電機１は、リラクタンスモータとして構成される。また、ロータ１０Ｇでは、それぞれ閉回路を形成する複数の非磁性導体１７Ｇがロータコア１１Ｇに突極１６ごとに配設される。ロータ１０Ｇの各非磁性導体１７Ｇは、例えば銅等により突極１６の根元部を包囲するように形成された枠状の電気導体である。かかるロータ１０Ｇを含む回転電機１においても、出力トルクの低下を抑制しつつ、ロータ１０Ｇを通過する磁束の変化を抑制して鉄損等の損失を良好に低減させることが可能となる。
【００４１】
以上説明したように、本開示の回転電機１では、それぞれ閉回路を形成する複数の非磁性導体１７，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｅ，１７Ｆまたは１７Ｇがロータ１０、１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆまたは１０Ｇに配設され、ステータコア２０に分布巻きされたコイル３からの磁束は当該閉回路の内側を鎖交する。従って、ステータ２のコイル３に印加される電流にスイッチング周波数等に応じた高調波成分が重畳してステータ２からロータ１０、１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆまたは１０Ｇに向かう磁束が変化すると、各非磁性導体１７，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｅ，１７Ｆまたは１７Ｇで誘導電流が発生することになる。これにより、各非磁性導体１７，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｅ，１７Ｆまたは１７Ｇを流れる誘導電流による磁束によってロータ１０、１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆまたは１０Ｇを通過する磁束の変化を抑制することができる。また、各非磁性導体１７，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｅ，１７Ｆまたは１７Ｇを流れる誘導電流による磁束は、永久磁石１５やロータ１０Ｇ等を通過する磁束の変化のみを打ち消し、コイル３に印加される電流の基本波による磁束であってロータ１０、１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆまたは１０Ｇ内で実質的に変化しない磁束に影響を及ぼすものではない。この結果、本開示の回転電機１では、出力トルクの低下を抑制しつつ、ロータ１０、１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆまたは１０Ｇを通過する磁束の変化を抑制して損失をより低減させることが可能となる。
【００４２】
なお、本開示の回転電機１のステータ２に設けられるコイル３は、ステータコア２０に分布巻きされたものであればよく、複数のセグメントコイル４により構成されるものに限られるものではない。
【００４３】
そして、本開示の発明は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本開示の発明は、回転電機の製造分野等において利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  回転電機、２  ステータ、２ｓ  コアスロット、２ｔ  ティース部、２０  ステータコア，２１  電磁鋼板、３  コイル、３ａ，３ｂ  コイルエンド部、４，４ｕ，４ｖ，４ｗ  セグメントコイル、５ｕ，５ｖ，５ｗ  動力線、６ｕ，６ｖ，６ｗ  端子、７  保持部材、１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ  ロータ、１１，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ  ロータコア、１２  中心孔、１４  磁石埋設孔、１４ａ  空隙部、１４ｂ  凹部、１５，１５Ｅ，１５Ｆ  永久磁石、１６  突極（磁極）、１７，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｅ，１７Ｆ，１７Ｇ  非磁性導体。
【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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