(57)【要約】【課題】磁気通路を確保して、磁気抵抗の上昇を伴わないで、ロータコアの軽量化が図られた回転子および回転電機を提供する。【解決手段】ロータコア２０は、ロータコアと、ロータコアの周面に形成され、径方向外方に向けて突出する突極部１３２Ａ、１３２Ｂと、突極部１３２Ａ，１３２Ｂに対して径方向内方に位置し、ロータコアの径方向外方に向けて先細とされた先細開口部１３４Ａ、１３４Ｂを有する開口部１３３Ａ，１３３Ｂとを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコアと、
前記ロータコアの周面に形成され、径方向外方に向けて突出する突極部と、
前記ロータコアのうち前記突極部に対して径方向内方に位置し、前記ロータコアの径方向外方に向けて先細とされた先細開口部を有する開口部と、
を備えた回転子。
【請求項２】
前記先細開口部の先端部は、前記突極部の幅方向の中央部に位置する、請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記突極部は、第１突極部と、前記第１突極部に対して前記ロータコアの周方向に隣り合う第２突極部とを含み、
前記開口部は、前記第１突極部に対して径方向内方に位置する第１開口部と、前記第２突極部に対して径方向内方に位置する第２開口部とを含み、
前記ロータコアのうち、前記第１開口部と前記第２開口部との間に位置する部分は、前記第１突極部と前記第２突極部との一方から他方に流れる磁束が流通可能な磁束通路とされ、
前記磁束通路の幅は、前記第１および第２突極部の周方向の幅の半分以上とされた、請求項１または請求項２に記載の回転子。
【請求項４】
前記先細開口部は、前記ロータコアの中心を中心とする仮想円上に位置する第１基部と、該第１基部に対して前記仮想円の周方向に離れた第２基部と、前記仮想円よりも、前記ロータコアの径方向外方に位置する先端部とを有し、
前記仮想円の直径Ｄ２は、前記突極部の周方向の幅をｈｔとし、前記突極部間に位置する前記ロータコアの直径をＤ３とすると、Ｄ２≦Ｄ３−ｈｔとされた、請求項１または請求項２に記載の回転子。
【請求項５】
前記先細開口部は、前記第１基部と前記先端部との間に位置する第１辺部と、前記第２基部と前記先端部との間に位置する第２辺部とを有し、前記第１辺部および第２辺部は、円弧状とされた、請求項４に記載の回転子。
【請求項６】
前記開口部は、前記仮想円よりも前記径方向内方に向けて延びる内側開口部を含み、
前記内側開口部は、前記ロータコアの径方向内方に向けて先細とされた、請求項４または請求項５に記載の回転子。
【請求項７】
前記内側開口部は、前記ロータコアの中心を中心とする内側仮想円に沿って延びる底辺部と、前記底辺部の一端部と前記第１基部との間に位置する第３辺部と、前記底辺部の他方の端部と前記第２基部との間に位置する第４辺部とを含み、
前記第３辺部および前記第４辺部は、前記ロータコアの径方向に沿って延びる、請求項４から請求項６のいずれかに記載の回転子。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の回転子を備えた回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子およびこの回転子を備えた回転電機に関し、特に、回転子のロータコアに開口部を形成して、ロータコアの重量軽減が図られた回転子および回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から回転子および回転子を備えた回転電機において、性能低下を伴うことなく回転子の軽量化が図られている。
【０００３】
たとえば、特開平１１−２６２２２６号公報に記載された双突極型リラクタンスモータは、突極底部径寸法を、回転軸の径寸法に必要最小限の磁気通路幅寸法を加えた寸法とすることで、ロータコアの軽量化が図られている。
【０００４】
また、特開２００２−１３６０７３号公報に記載されたスイッチトリラクタンスモータにおいては、ロータコアに円弧状スリットが形成されている。
【特許文献１】特開平１１−２６２２２６号公報
【特許文献２】特開２００２−１３６０７３号公報
【特許文献３】特開２０００−３５０３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特開平１１−２６２２２６号公報に提案された双突極型リラクタンスモータにおいては、磁気通路が狭くなり、磁気抵抗が大きくなるという問題がある。
【０００６】
また、特開２００２−１３６０７３号公報に記載されたスイッチトリラクタンスモータにおいては、円弧状スリットは、シャフト磁束が流れないようにするためのものであり、ロータコアの軽量化を十分に図ることができないものである。
【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気通路を確保して、磁気抵抗の上昇を伴わないで、ロータコアの軽量化が図られた回転子および回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回転子は、ロータコアと、ロータコアの周面に形成され、径方向外方に向けて突出する突極部と、ロータコアのうち突極部に対して径方向内方に位置し、ロータコアの径方向外方に向けて先細とされた先細開口部を有する開口部とを備える。好ましくは、上記先細開口部の先端部は、突極部の幅方向の中央部に位置する。
【０００９】
好ましくは、上記突極部は、第１突極部と、第１突極部に対してロータコアの周方向に隣り合う第２突極部とを含む。そして、上記開口部は、第１突極部に対して径方向内方に位置する第１開口部と、第２突極部に対して径方向内方に位置する第２開口部とを含む。さらに、上記ロータコアのうち、第１開口部と第２開口部との間に位置する部分は、第１突極部と第２突極部との一方から他方に流れる磁束が流通可能な磁束通路とされ、上記磁束通路の幅は、第１および第２突極部の周方向の幅の半分以上とする。
【００１０】
好ましくは、上記先細開口部は、ロータコアの中心を中心とする仮想円上に位置する第１基部と、該第１基部に対して仮想円の周方向に離れた第２基部と、仮想円よりも、ロータコアの径方向外方に位置する先端部とを有する。
【００１１】
そして、上記仮想円の直径Ｄ２は、突極部の周方向の幅をｈｔとし、突極部間に位置するロータコアの直径をＤ３とすると、Ｄ２≦Ｄ３−ｈｔとする。
【００１２】
好ましくは、上記先細開口部は、第１基部と先端部との間に位置する第１辺部と、第２基部と先端部との間に位置する第２辺部とを有し、第１辺部および第２辺部は、円弧状とする。
【００１３】
好ましくは、上記開口部は、仮想円よりも径方向内方に向けて延びる内側開口部を含み、上記内側開口部は、ロータコアの径方向内方に向けて先細とする。
【００１４】
好ましくは、上記内側開口部は、ロータコアの中心を中心とする内側仮想円に沿って延びる底辺部と、底辺部の一端部と第１基部との間に位置する第３辺部と、底辺部の他方の端部と第２基部との間に位置する第４辺部とを含む。そして、上記第３辺部および第４辺部は、ロータコアの径方向に沿って延びる。本発明に係る回転電機は、上記回転子を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る回転子および回転電機によれば、性能の低下を招くことなくロータコアの軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る回転電機および回転子について、図１から図８を用いて説明する。なお、同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００１７】
図１は、ハイブリット自動車に搭載されるモータを模式的に示した模式図である。図中のモータを搭載するハイブリッド自動車は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な２次電池（バッテリ）とを動力源とする。
【００１８】
図１を参照して、モータ（回転電機）１００は、ロータ（回転子）１０と、ロータ１０の外周上に配設されたステータ５０とを備える。ロータ１０は、中心軸１０１に沿って延びるシャフト５８に設けられている。シャフト５８は、ロータ１０とともに中心軸１０１を中心に回転する。
【００１９】
ロータ１０は、ロータコア２０を含む。ロータコア２０は、中心軸１０１に沿って円筒状に延びる形状を有する。ロータコア２０は、中心軸１０１の軸方向に積層された複数の電磁鋼板２１を含む。
【００２０】
ステータ５０は、ステータコア５５と、ステータコア５５に巻回されたコイル５１とを含む。ステータコア５５は、中心軸１０１の軸方向に積層された複数の電磁鋼板５２を含む。なお、ロータコア２０およびステータコア５５は、電磁鋼板に限定されず、たとえば圧粉磁心等の磁性材料から形成されても良い。
【００２１】
コイル５１は、３相ケーブル６０によって制御装置７０に電気的に接続されている。３相ケーブル６０は、Ｕ相ケーブル６１、Ｖ相ケーブル６２およびＷ相ケーブル６３からなる。コイル５１は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなり、これらの３つのコイルの端子に、それぞれ、Ｕ相ケーブル６１、Ｖ相ケーブル６２およびＷ相ケーブル６３が接続されている。
【００２２】
制御装置７０には、ハイブリッド自動車に搭載されたＥＣＵ（Electrical Control Unit）８０から、モータ１００が出力すべきトルク指令値が送られる。制御装置７０は、そ
のトルク指令値によって指定されたトルクを出力するためのモータ制御電流を生成し、そのモータ制御電流を、３相ケーブル６０を介してコイル５１に供給する。
【００２３】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線上に沿ったステータの端面図である。図中には、モータの巻線構造が模式的に表わされている。
【００２４】
図１および図２を参照して、ステータコア５５は、中心軸１０１に沿って円筒状に延びる形状を有する。ステータコア５５は、中心軸１０１を中心としてその周方向に配列された複数のティース１を内周面に含む。本実施の形態では、ステータコア５５は、４８個のティース１を有する。
【００２５】
コイル５１は、Ｕ相コイルを構成するコイル５１０〜５１７、Ｖ相コイルを構成するコイル５２０〜５２７およびＷ相コイルを構成するコイル５３０〜５３７からなる。コイル５１０〜５１７，５２０〜５２７，５３０〜５３７の各々は、周方向に連続する複数のティース１に巻回されている。コイル５１０〜５１７は、最外周に配置されている。コイル５２０〜５２７は、コイル５１０〜５１７の内側であって、それぞれ、コイル５１０〜５１７に対して周方向に一定の位相だけずれた位置に配置されている。コイル５３０〜５３７は、コイル５２０〜５２７の内側であって、それぞれ、コイル５２０〜５２７に対して周方向に一定の位相だけずれた位置に配置されている。
【００２６】
コイル５１０〜５１３は、直列に接続されており、その一方端が端子Ｕ１であり、他方端が中性点ＵＮ１である。コイル５１４〜５１７は、直列に接続されており、その一方端が端子Ｕ２であり、他方端が中性点ＵＮ２である。
【００２７】
コイル５２０〜５２３は、直列に接続されており、その一方端が端子Ｖ１であり、他方端が中性点ＶＮ１である。コイル５２４〜５２７は、直列に接続されており、その一方端が端子Ｖ２であり、他方端が中性点ＶＮ２である。
【００２８】
コイル５３０〜５３３は、直列に接続されており、その一方端が端子Ｗ１であり、他方端が中性点ＷＮ１である。コイル５３４〜５３７は、直列に接続されており、その一方端が端子Ｗ２であり、他方端が中性点ＷＮ２である。
【００２９】
中性点ＵＮ１，ＵＮ２，ＶＮ１，ＶＮ２，ＷＮ１，ＷＮ２は、１点に共通接続されている。端子Ｕ１，Ｕ２は、３相ケーブル６０のＵ相ケーブル６１に接続され、端子Ｖ１，Ｖ２は、Ｖ相ケーブル６２に接続され、端子Ｗ１，Ｗ２は、Ｗ相ケーブル６３に接続されている。
【００３０】
図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿ったモータの断面図である。この図３に示すように、ロータコア２０は、筒状とされたヨーク部１３９と、周面から径方向外方に向けて突出する複数の突極部１３２とを備えている。ロータコア２０の中央部には、シャフト５８が嵌合される貫通孔２０ａが形成されている。
【００３１】
このロータコア２０の周面には、径方向外方に向けて突出する突極部１３２が等間隔に複数形成されている。この突極部１３２の端面は、ステータコア５５の内周面に最も近接している。そして、突極部１３２は、ステータコア５５に設けられた図２に示すコイル５１に生じる磁力によって、中心軸１０１を中心としてロータコア２０の周方向に引っ張られる。
【００３２】
また、ロータコア２０のうち、各突極部１３２に対して径方向内方に位置する部分には、それぞれ開口部１３３が形成されている。
【００３３】
図４は、開口部１３３およびこの開口部１３３の周囲の構成を詳細に示す断面図である。この図４において、突極部１３２Ａに対して径方向内方に位置する部分には、開口部１３３Ａが形成されている。また、突極部１３２Ａに対して周方向に隣り合う突極部１３２Ｂに対して径方向内方に位置する部分には、開口部１３３Ｂが形成されている。
【００３４】
開口部１３３Ａは、中心軸１０１を中心として直径Ｄ２の仮想円上に延びる基準線Ｐ１から径方向外方に向けて先細とされた先細開口部１３４Ａを備えている。この先細開口部１３４Ａのうち、最も径方向外方に位置する先端部１３７Ａは、突極部１３２Ａの幅方向の中央部に位置している。
【００３５】
また、同様に、開口部１３３Ｂも、基準線Ｐ１から径方向外方に向けて先細とされた先細開口部１３４Ｂを備えている。そして、この先細開口部１３４Ｂのうち、最も径方向外方に位置する先端部１３７Ｂも、突極部１３２Ｂの幅方向の中央部に位置している。
【００３６】
このため、開口部１３３Ａと開口部１３３Ｂと間に位置するロータコア２０には、突極部１３２Ａと突極部１３２Ｂとを連設すると共に、突極部１３２Ａと突極部１３２Ｂとの少なくとも一方から他方に流れる磁束が流通する磁気通路１４０が形成されている。
【００３７】
このように、開口部１３３Ａ、１３３Ｂは先細開口部１３４Ａ，１３４Ｂを有しているので、磁束の流れを阻害することを抑制しつつも、開口部１３３Ａ，１３３Ｂを形成することで、ロータコア２０の軽量化を図ることができる。すなわち、モータ１００の能力の低減を図ることなく、モータ１００の軽量化を図ることができる。
【００３８】
ここで、開口部１３３Ａの先細開口部１３４Ａは、上記先端部１３７Ａと、基準線Ｐ１上に位置する基部１３８Ａと、基準線Ｐ１上に位置し基部１３８Ａに対して周方向にずれた位置に位置する基部１３９Ａとによって規定されている。
【００３９】
また、同様に開口部１３３Ｂの先細開口部１３４Ｂは、上記先端部１３７Ｂと、基準線Ｐ１上に位置する基部１３８Ｂと、基準線Ｐ１上に位置し基部１３８Ｂに対して周方向にずれた位置に位置する基部１３９Ｂとによって規定されている。なお、先細開口部１３４Ａの基部１３８Ａと先細開口部１３４Ｂの基部１３９Ｂとが最も近接している。
【００４０】
そして、ロータコア２０の外周面のうち、突極部１３２Ａと突極部１３２Ｂとの間に位置する部分は、円弧部１３６とされている。この円弧部１３６は、突極部１３２Ａと突極部１３２Ｂとの間の中央部で最も径方向内方に向けて凹むように形成されている。
【００４１】
ここで、図５を用いて、基準線Ｐ１について説明する。図５は、縦軸にモータトルクと、ラジアル幅（磁気通路１４０の幅）Ｄ１０（＝（Ｄ３−Ｄ２）／２）との関係を示すグラフである。なお、Ｄ３は、図３において、円弧部１３６Ａの頂点部と、円弧部１３６Ａに対して中心軸１０１を中心として対向する円弧部１３６Ｅの頂点部との距離である。
【００４２】
ここで、図５において、ラジアル幅Ｄ１０がティース幅ｈｔの半分以上となると、最大モータトルクが略一定となり、その一方で、ラジアル幅Ｄ１０がティース幅ｈｔの半分以下となると、最大モータトルクが減少していくことが分かる。
【００４３】
これは、磁気通路１４０の幅が、ティース幅ｈｔの半分より小さくなると、突極部１３２Ａと突極部１３２Ｂとの間を流れる磁束が、磁気通路１４０を通るときの磁気抵抗が大きくなることを意味する。そこで、本実施の形態においては、ラジアル幅Ｄ１０をティース幅ｈｔの半分（ｈｔ／２）以上とすることで、モータトルクの低下を抑制している。
【００４４】
そして、Ｄ１０＝（Ｄ３−Ｄ２）／２≧ｈｔ／２の関係を満たすようにロータコア２０を形成する。換言すれば、基準線Ｐ１の直径Ｄ２は、Ｄ２≦Ｄ３−ｈｔとなるようにする。これにより、磁気通路１４０の磁気抵抗が大きくなることを抑制している。
【００４５】
さらに、基部１３８Ａと基部１３９Ｂとは、基準線Ｐ２上に位置している。ここで、基準線Ｐ２は、円弧部１３６との距離がｈｔ／２となる位置を延在している。
【００４６】
ここで、先細開口部１３４Ａの基部１３８Ａと、先細開口部１３４Ｂの基部１３９Ｂとは、上記基準線Ｐ２と、上記基準線Ｐ１との交点に位置している。そして、先端部１３７も、基準線Ｐ２上に位置している。そして、先細開口部１３４Ａのうち、先端部１３７Ａと基部１３８Ａとを連設する辺部１４１Ａは、基準線Ｐ２に沿って湾曲している。
【００４７】
また、先細開口部１３４Ｂの基部１３９Ｂと先端部１３７Ｂも基準線Ｐ２上に位置しており、先端部１３７Ｂと基部１３９Ｂとを連設する辺部１４２Ｂも、基準線Ｐ２に沿って湾曲している。
【００４８】
このように先細開口部１３４Ａ、１３４Ｂを形成することで、磁気通路１４０の磁気抵抗の上昇を抑制しつつも、先細開口部１３４Ａ、１３４Ｂの開口面積を大きく確保することができ、ロータコア２０の軽量化を図ることができる。なお、図３に示すように、磁気通路１４０は、ロータコア２０のうち、各突極部１３２間に位置する部分に形成されている。
【００４９】
ここで、図４において、突極部１３２Ｂが突極部１３２Ａに対してロータコア２０の回転方向前方側に位置しているとする。そして、突極部１３２Ａの先端部に対して僅かにロータコア２０の回転方向前方側に位置するステータ５０のコイル５１の磁性がＮ極とされているとする。この場合、突極部１３２Ｂの先端部に対してロータコア２０の回転方向前方側に位置するコイル５１の磁性は、Ｓ極とされている。なお、突極部１３２Ａに対して回転方向と反対方向に隣り合う突極部１３２Ｈの先端部と対向するコイル５１の磁極も、Ｓ極となる。
【００５０】
このような場合、磁束は、突極部１３２Ａの先端部から、突極部１３２Ａと突極部１３２Ｂとの間に位置する磁気通路１４０を通って突極部１３２Ｂに達すると共に、突極部１３２Ａと突極部１３２Ｈとの間に位置する磁気通路に通って突極部１３２Ｈに達する。
【００５１】
このように、突極部１３２Ａの先端部から入り込んだ磁束は、２つの磁気通路１４０を通ることとなるが、各磁気通路１４０の経路幅の合計は、突極部１３２Ａの幅以上となっている。このため、各突極部１３２Ａ〜１３２Ｈ間で磁束が、磁気通路１４０を介して流通しても、磁気抵抗の上昇が抑えられており、良好に磁束が流通することができる。
【００５２】
さらに、図４において、先端部１３７Ａ，１３７Ｂは、各突極部１３２Ａ，１３２Ｂの幅方向の中央部に位置しているため、突極部１３２Ａから入り込んだ磁束は、略均等に、突極部１３２Ｂと突極部１３２Ｈとに分流する。
【００５３】
なお、本実施の形態においては、各先細開口部１３４Ａ，１３４Ｂの頂点部１３７Ａ、１３７Ｂは、基準線Ｐ２上に位置しているが、これに限られず、この基準線Ｐ２に対して径方向内方側に位置してもよく、先細開口部１３４Ａの辺部１４１Ａおよび先細開口部１３４Ｂの辺部１４２Ｂも、基準線Ｐ２に対して径方向内方に位置するようにしてもよい。さらに、この場合においては、辺部１４１Ａ、１４２Ｂは、上記のような円弧状とせずに直線状としてもよい。
【００５４】
図４において、開口部１３３Ａは、基準線Ｐ１より径方向外方に位置する先細開口部１３４Ａと、基準線Ｐ１よりも、径方向内方に位置する内側開口部１３５Ａとを備えている。なお、開口部１３３Ｂも同様に、基準線Ｐ１より径方向外方に位置する先細開口部１３４Ｂと、基準線Ｐ１よりも、径方向内方に位置する内側開口部１３５Ｂとを備えている。
【００５５】
内側開口部１３５Ａ、１３５Ｂは、基準線Ｐ１より径方向内方に向けて先細となるように形成されている。
【００５６】
内側開口部１３５Ａは、最も径方向内方に位置する底辺１４３Ａと、この底辺１４３Ａの端部と基部１３８Ａとを連設する辺部１５１Ａと、底辺１４３Ａの他端部と基部１３９Ａとを連設する辺部１５０Ａとを備えている。
【００５７】
また、内側開口部１３５Ｂも、同様に最も径方向内方に位置する１４３Ｂと、この底辺１４３Ｂの端部と基部１３８Ｂとを連設する辺部１５１Ｂと、底辺１４３Ｂの他端部と基部１３９Ｂとを連設する辺部１５０Ｂとを備えている。
【００５８】
そして、底辺１４３Ａおよび底辺１４３Ｂは、中心軸１０１を中心として、直径Ｄ１の仮想円上に延びる基準線Ｐ３上に位置している。
【００５９】
図６を用いて、上記基準線Ｐ３について説明する。図６は、基準線Ｐ１の直径Ｄ２を固定した状態で、基準線Ｐ３の直径Ｄ１を変動させて、開口部１３３の径方向の長さを変更してロータコア２０を回転させたときに、ロータコア２０内に生じる最大主応力σｍａｘを示したグラフである。なお、このロータコア２０の破損応力をσｂ、安全率をＳｆ、許容応力をσｓ（＝σｂ／Ｓｆ）とする。
【００６０】
ここで、図６において、ロータコア２０内に生じる最大主応力σｍａｘと、直径Ｄ１との関係は、σｍａｘ＝Ｋ１・（Ｄ１）２＋Ｋ２Ｄ１＋Ｋ３（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３は、ロータコア２０の特徴係数：Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３は、ロータコア２０の外形、内径、突極部の数などによって算出される。）となる。
【００６１】
そして、図６において、ロータコア２０に生じる最大主応力σｍａｘがσｓとなるときの基準線Ｐ１の直径をＤｓとすると、Ｄ１は、Ｄｓ≦Ｄ１＜Ｄ２により規定される範囲内とする。これにより、ロータコア２０が回転した際に、ロータコア２０内に生じる最大主応力σｍａｘが許容応力σｓを超えることを抑制することができ、さらに、図４に示す開口部１３３Ａ、１３３Ｂの開口面積を大きくとることができる。これにより、ロータコア２０の強度を確保しつつ、ロータコア２０の軽量化を図ることができる。
【００６２】
ここで、内側開口部１３５Ａ、１３５Ｂは、基準線Ｐ１から径方向内方に向けて先細となるように形成されている。これにより、ロータコア２０の剛性を確保しやすく、ロータコア２０が回転した際に、ロータコア２０の変形などを抑制することができる。
【００６３】
図７は、開口部１３３が形成されていないロータコア２０を回転させたときに生じる応力分布を示した平面図である。この図７において、領域Ｒ１が最も応力が小さく、領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３，Ｒ４の順に応力が大きくなり、領域Ｒ４が最も応力が大きくなっていることが分かる。
【００６４】
この図７、図３および図４において、各開口部１３３は、図７に示す領域Ｒ３内に位置している。このため、開口部１３３がロータコア２０に形成されることで、ロータコア２０の剛性の低下の抑制が図られている。このため、開口部１３３が形成された本実施の形態に係るロータコア２０が高速回転しても、ロータコア２０の変形が抑制されている。
【００６５】
そして、この図７に示されるように、ロータコア２０のうち、図１に示すシャフト５８が挿入される貫通孔の周縁部近傍の応力が集中する一方で、この開口縁部から離れた位置に、開口部１３３が形成されている。
【００６６】
ここで、各突極部１３２の付根部に位置する部分は、図７に示す領域Ｒ２が位置しており、ロータコア２０が回転することで、生じる応力は小さいことが分かる。そこで、図４などに示すように、各先細開口部１３４を各突出部１３２の付根部に達するように形成することで、各開口部１３３の開口面積を広く確保できる一方で、ロータコア２０の剛性を確保することができる。
【００６７】
図８は、本実施の形態に係るモータ１００のロータコア２０の変形例を示す平面図である。この図８に示す例においては、開口部１３３Ａは、略五角形形状とされており、先端部１３７Ａと、基部１３８Ａ、１３９Ａ，１５２Ａ，１５３Ａとから規定されている。基部１３８Ａおよび基部１３９Ａは、基準線Ｐ１上に位置しており、先端部１３７Ａは、基準線Ｐ１より径方向外方に位置すると共に、突極部１３２Ａの幅方向の中央部に位置している。また、基部１５２Ａおよび基部１５３Ａは、基準線Ｐ３上に位置している。
【００６８】
ここで、先端部１３７Ａと、基部１３８Ａとは、辺部１４１Ａによって連設されており、辺部１４１Ａは、この例においては、直線状に形成されている。
【００６９】
そして、この辺部１４１Ａは、基準線Ｐ２に対して径方向内方に位置しており、この図８に示す例においては、基準線Ｐ２に接するように延びている。
【００７０】
基部１３８Ａと基部１５２Ａとを連設する辺部１５１Ａは、ロータコア２０の径方向に向けて延びており、辺部１５１Ａの延長上に中心軸１０１が位置している。また、同様に、基部１３９Ａと基部１５３Ａとを連設する辺部１５０Ａも、ロータコア２０の径方向に向けて延びており、辺部１５０Ａの延長上に中心軸１０１が位置している。
【００７１】
このように、開口部１３３Ａのうち、ロータコア２０の周方向に配列する辺部１５０Ａ，１５１Ａを、上記のように径方向に沿って延在させることで、ロータコア２０が回転したときに生じる遠心力によって、辺部１５０Ａ，１５１Ａに回転モーメントが生じることを抑制することができる。これにより、開口部１３３Ａを規定するロータコア２０の内表面およびその近傍およびその周囲に生じる応力を低減することができる。
【００７２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、回転子およびこの回転子を備えた回転電機に適用可能であり、特に、回転子のロータコアに開口部を形成して、ロータコアの重量軽減が図られた回転子および回転電機に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】ハイブリット自動車に搭載されるモータを模式的に示した模式図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線上に沿ったステータの端面図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿ったモータの断面図である。
【図４】開口部およびこの開口部の周囲の構成を詳細に示す断面図である。
【図５】縦軸にモータトルクと、ラジアル幅（磁気通路の幅）Ｄ１０（＝（Ｄ３−Ｄ２）／２）との関係を示すグラフである。
【図６】基準線Ｐ１の直径Ｄ２を固定した状態で、基準線Ｐ３の直径Ｄ１を変動させて、開口部の径方向の長さを変更してロータコアを回転させたときに、ロータコア内に生じる最大主応力σｍａｘを示したグラフである。
【図７】開口部が形成されていないロータコアを回転させたときに生じる応力分布を示した平面図である。
【図８】本実施の形態に係るモータのロータコアの変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  ロータ、２０  ロータコア、２１  電磁鋼板、５０  ステータ、５１  コイル
５２  電磁鋼板、５５  ステータコア、１００  モータ（回転電機）、１０１  中心軸、１３２  突極部、１３３  開口部、１３４  先細開口部、１３５  内側開口部、１３６  円弧部、１３７  先端部、１４０  磁気通路、Ｄ１０  ラジアル幅。
【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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