(57)【要約】【課題】ステータとロータを備える回転電機において、永久磁石に発生した渦電流による永久磁石の磁気特性の低下を防止することが可能な回転電機を提供することを目的とする。【解決手段】回転電機２は、ステータ１１と、当該ステータ１１に対して回転可能に支持されたロータ１２とを備える。ロータ１２は、ロータ１２の周方向に等間隔で形成された複数の挿入孔４１ａと、複数の挿入孔４１ａにそれぞれ挿入され、保磁力の異なる複数種の分割磁石５１ａ〜５１ｆにより構成される永久磁石５０と、を有する。ロータ１２において放熱性が低い部位に配置される分割磁石の保磁力は、ロータ１２において放熱性が高い部位に配置されている分割磁石の保磁力よりも高い。【選択図】図３
2013132116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、当該ステータに対して回転可能に支持されたロータとを備える回転電機であって、
前記ロータは、
前記ロータの周方向に等間隔で形成された複数の挿入孔と、
複数の前記挿入孔にそれぞれ挿入され、保磁力の異なる複数種の分割磁石により構成される永久磁石と、
を有し、
前記ロータにおいて放熱性が低い部位に配置される前記分割磁石の保磁力は、前記ロータにおいて放熱性が高い部位に配置される前記分割磁石の保磁力よりも高い回転電機。
【請求項２】
請求項１において、
各前記分割磁石は、前記ロータの軸方向に沿って配置される回転電機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ロータは環状をなし、
各前記分割磁石は、前記ロータの周方向および径方向のうち少なくとも一方向に沿って配置される回転電機。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記永久磁石は、各前記分割磁石の間に不導体を介在させて連結することにより構成されている回転電機。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項において、
各前記分割磁石は、互いに異なる磁性材料により形成されている回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石を配置されたロータを備える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両や電気自動車に搭載される回転電機には、コイルが巻装されたステータと、永久磁石を有するロータがステータの内周側に配置された磁石埋込型モータがある。このような回転電機において、ロータが回転すると磁束密度の変化により永久磁石に渦電流が発生する。そうすると、この渦電流により永久磁石が発熱し、永久磁石が減磁して磁気特性が低下するおそれがある。そこで、例えば特許文献１には、永久磁石を複数の分割磁石により構成することにより、永久磁石における渦電流の発生を抑制する回転電機が開示されている。さらに、例えば特許文献２には、渦電流が永久磁石の表面付近に発生することから、それぞれの分割磁石において表面近傍の保磁力を永久磁石内部の保磁力より高くし、発熱による磁気特性の低下を抑制する回転電機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４２０８１号公報
【特許文献２】特開２００９−２５４０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような回転電機の駆動中においては、コイルや鉄心の発熱なども加わり回転電機の内部が高温となるため、潤滑油や放熱フィンなどによりロータの冷却を図っている。ところが、回転電機の構造上、放熱が困難な部位もあることから、永久磁石が高温となっても磁気特性の低下を防止するために、例えばより高い保磁力の分割磁石により永久磁石を構成することが考えられる。しかしながら、永久磁石の保磁力を高くすると、永久磁石のコストが増大してしまうことが懸念される。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、ステータとロータを備える回転電機において、永久磁石に発生した渦電流による永久磁石の磁気特性の低下を防止することが可能な回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ステータと、当該ステータに対して回転可能に支持されたロータとを備える回転電機であって、
前記ロータは、前記ロータの周方向に等間隔で形成された複数の挿入孔と、複数の前記挿入孔にそれぞれ挿入され、保磁力の異なる複数種の分割磁石により構成される永久磁石と、を有し、
前記ロータにおいて放熱性が低い部位に配置される前記分割磁石の保磁力は、前記ロータにおいて放熱性が高い部位に配置される前記分割磁石の保磁力よりも高い。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１において、各前記分割磁石は、前記ロータの軸方向に沿って配置される。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１または２において、前記ロータは環状をなし、各前記分割磁石は、前記ロータの周方向および径方向のうち少なくとも一方向に沿って配置される。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項において、前記永久磁石は、各前記分割磁石の間に不導体を介在させて連結することにより構成されている。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項において、各前記分割磁石は、互いに異なる磁性材料により形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、永久磁石が保磁力の異なる複数種の分割磁石により構成されている。そして、ロータにおいて放熱性が低い部位に配置される分割磁石の保磁力は、放熱性が高い部位に配置される分割磁石の保磁力よりも高いものとしている。これにより、ロータにおいて放熱性が低い部位に配置された分割磁石は、渦電流により発熱し温度上昇しても分割磁石の保磁力が比較的高いため磁気特性の低下を防止できる。一方で、ロータにおいて放熱性が高い部位に配置された分割磁石は、渦電流により発熱しても放熱しやすいことから温度上昇が抑制される。よって、保磁力が比較的低い分割磁石であっても磁気特性の低下を防止できる。また、分割磁石は、配置されるロータの部位の放熱性に応じて保磁力を設定される。これにより、過剰に高い保磁力の分割磁石により永久磁石が構成されることを防止できる。よって、放熱性の低い部位に配置する分割磁石を基準として高い保磁力の分割磁石により構成された永久磁石と比較して製造コストを低減することができる。本発明の回転電機は、永久磁石に発生した渦電流による永久磁石の磁気特性の低下を防止することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、各分割磁石は、ロータの軸方向に沿って配置される。ここで、回転電機におけるロータは、回転電機に収容される潤滑油や放熱フィンなどにより冷却を図っている。また、ロータは、その周面をステータの周面と対向して配置されるため、ステータと対向する軸方向範囲は放熱性が低いことがある。または、回転電機がクラッチ装置とともにハウジングに収容されている場合などにおいては、回転電機の他に多くの発熱体が近接して配置されることがある。そうすると、ロータは、発熱体に近接する部位の放熱性が低くなることがある。そこで、上記のような放熱性の低い部位との位置関係を勘案し、本発明のような構成とすることにより、ロータの周辺に位置する各部材の放熱性に適応し、永久磁石の磁気特性の低下を効率的に防止することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、各分割磁石は、環状をなすロータの周方向および径方向のうち少なくとも一方向に沿って配置される。回転電機におけるロータは、回転電機を構成するコイルや鉄心などの発熱によっても永久磁石が温度上昇するおそれがある。また、永久磁石が固定される挿入孔を形成されるロータコアは、当該挿入孔に対する永久磁石の固定位置によっても異なるが、永久磁石の周方向端部と周方向中央部、および径方向外側と径方向内側では放熱性が異なる。そこで、上記のような構成とすることにより、ロータにおける各部位の放熱性に適応し、永久磁石の磁気特性の低下を効率的に防止することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明によれば、永久磁石は、各分割磁石の間に不導体を介在させて連結することにより構成されている。ここで、永久磁石を構成する複数の分割磁石は、隣接する分割磁石に跨って渦電流が流れないようにすることによって、それぞれの分割磁石における渦電流の発生をより効果的に防ぐことができる。そのため、隣接する分割磁石は、電気的に絶縁されている構成が好適である。そこで、上記のように各分割磁石の間に不導体を介在させて連結することにより、複数の磁石に跨って流れる渦電流の発生を防止することができる。従って、渦電流による発熱量を低下できるので、分割磁石の温度上昇を抑制することにより永久磁石の磁気特性が低下することを防止できる。
【００１４】
請求項５に係る発明によれば、各分割磁石は、互いに異なる磁性材料により形成されている。永久磁石の保磁力は、外部磁場による磁壁への影響度を示す磁気異方性によって定まることから、磁性材料の組成などにより変化する。そこで、複数種の分割磁石を互いに異なる磁性材料、即ち高い保磁力の分割磁石には硬質磁性材料とし、低い保持力の分割磁石には軟質磁性材料とにより形成する。永久磁石は、このような分割磁石に対して着磁することにより、ロータにおける放熱性の相違に適応することができる。また、放熱性の低い部位にのみ一般に高価な硬質磁性材料を用いることにより、永久磁石としての製造コストの増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態：ＩＰＭモータの断面図である。
【図２】ＩＰＭモータの回転軸方向から見た部分平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】変形態様：複数の分割磁石を回転軸方向に配置した永久磁石を示す図である。
【図５】複数の分割磁石を回転軸方向に配置した永久磁石を示す図である。
【図６】複数の分割磁石をロータの周方向に配置した永久磁石を示す図である。
【図７】複数の分割磁石をロータの径方向に配置した永久磁石を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施形態＞
（フロントモジュール１の構成）
以下、本発明の回転電機を具体化した実施形態に係るフロントモジュール１について図面を参照しつつ説明する。また、本発明の回転電機は、永久磁石埋込型モータ（以下、「ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）モータ」と称する）であって、搭載される車両における駆動用の同期モータとして説明する。フロントモジュール１は、この車両の前方部におけるパワートレーンに適用された装置であって、ＩＰＭモータ２、クラッチ装置３、図示しないコントロール弁などから構成されている。また、このハイブリッド車両は、ＩＰＭモータ２およびエンジンを駆動源とするハイブリッド車両としている。エンジンは、炭化水素系の燃料により出力を発生させる通常の内燃機関である。
【００１７】
そして、フロントモジュール１のＩＰＭモータ２は、図１に示すように、湿式多板クラッチであるクラッチ装置３と一体的に構成され、クラッチ装置３によりエンジンとの間において駆動力の伝達または遮断を切り換えられている。なお、説明中において、「回転軸方向」あるいは「軸方向」とは、クラッチ装置３の回転軸Ｃｒに沿った方向、即ち図１における左右方向を意味する。また、ハイブリッド車両における駆動用のＩＰＭモータ２には、車両のトランスミッションが直列に接続されている。このトランスミッションは、通常の自動変速機であり、デファレンシャル装置を介して車両の左右の駆動輪に接続されている。
【００１８】
フロントモジュール１をパワートレーンの一部として用いたハイブリッド車両は、発進時にはクラッチ装置３の接続を解除し、主にＩＰＭモータ２によりトランスミッションを介して左右の駆動輪を回転させる。また、車両の走行中において加速する必要が生じた場合、クラッチ装置３を接続し、ＩＰＭモータ２に加えてエンジンの駆動力により走行する。車両のブレーキ操作が行われた場合、クラッチ装置３の接続が解除された上で回生制動が行われる。さらに、ＩＰＭモータ２は、クラッチ装置３を介してエンジンにより駆動され、発電機としても機能する。
【００１９】
ＩＰＭモータ２は、ステータ１１と、当該ステータ１１に対して回転可能に支持されたロータ１２とを備える。また、ＩＰＭモータ２のモータハウジング１３は、アルミニウム合金等により一体に形成され、ステータ１１およびロータ１２を内蔵した状態で、前方をモータカバー１４により封止されている。このモータカバー１４の前方にはエンジンが取り付けられ、モータハウジング１３の後方にはトランスミッションが配置されている。また、クラッチ装置３は、ＩＰＭモータ２を構成するロータ１２とエンジンとの間に介装されている。ＩＰＭモータ２、エンジン、およびクラッチ装置３は、それぞれの回転軸が同軸となるように配置されている。
【００２０】
エンジンのフライホイールには、ダンパを介してインプットシャフト２１が連結されている（フライホイールおよびダンパはともに図示せず）。インプットシャフト２１の外周面には、クラッチ装置３を形成するクラッチインナ２１ａが一体に形成されている。クラッチ装置３は、クラッチインナ２１ａに対しエンジンの駆動力が入力可能に形成されている。インプットシャフト２１は、ベアリング１４ａを介してモータカバー１４に回転可能に支承され、エンジンの駆動力をクラッチ装置３に伝達可能な入力部材である。また、モータハウジング１３およびモータカバー１４により構成される内部空間には、図１に示すように、オイルを貯留するリザーバ１５が形成されている。リザーバ１５は、フロントモジュール１の稼動状態において少なくともＩＰＭモータ２のロータ１２の一部がオイルに浸漬するようにオイルを貯留している。
【００２１】
クラッチインナ２１ａは、外周面に形成された複数のスプライン溝に複数枚の摩擦プレート２２を回転軸方向に重ねた状態で支承している。各々の摩擦プレート２２は、リング状に形成され、その内周端に形成された突部がクラッチインナ２１ａのスプライン溝に係合している。これにより、各々の摩擦プレート２２は、クラッチインナ２１ａに相対回転を規制して係合している。つまり、各々の摩擦プレート２２は、クラッチインナ２１ａに対し回転軸Ｃｒ方向に移動可能で、かつ、クラッチインナ２１ａとともに回転可能に形成されている。摩擦プレート２２の表裏面には、図示しない摩擦材が形成されている。
【００２２】
また、ＩＰＭモータ２のステータ１１は、モータハウジング１３の内周部にスクリューにより取り付けられている。このステータ１１は、円筒状のステータコア３１とコイル３２を有する。ステータコア３１は、電磁鋼板を回転軸方向に積層して形成されている。このステータコア３１は、図２に示すように、周方向に所定ピッチで複数のティース３１ａが形成されている。そして、ステータ１１は、各ティース３１ａに巻装されたコイル３２に電流を流すことにより、ステータ１１の内部に磁界を発生可能としている。
【００２３】
ロータ１２は、全体形状としては環状をなし、ロータコア４１と、接着シート４２と、エンドプレート４３と、固定ピン４４と、永久磁石５０を有する。ロータ１２は、ステータ１１の内側にエアギャップを介在させ、ステータ１１に対して回転自在に設けられている。ロータ１２は、ステータ１１のコイル３２に電流が流されることにより磁極となったステータコア３１のティース３１ａから磁力を受けて、図示しない回転軸の軸心を中心に回転する。これにより、ＩＰＭモータ２は、所定のトルクを回転軸から出力する。
【００２４】
ロータコア４１は、電磁鋼板を回転軸方向に積層して形成されている。ロータコア４１は、ロータコア４１においてロータ１２の周方向に所定ピッチで軸方向に複数の磁石挿入孔４１ａが貫設されている。磁石挿入孔４１ａは、後述する永久磁石５０が挿入され、接着シート４２により内周面に接着される。これにより、ロータコア４１のうち磁石挿入孔４１ａの径方向外側に位置する部位が磁極となる。
【００２５】
接着シート４２は、磁石挿入孔４１ａの内周面に永久磁石５０の外側面を接着し、磁石挿入孔４１ａに永久磁石５０を固定する固定手段である。この接着シート４２は、磁石挿入孔４１ａに挿入される前に永久磁石５０の外周面に貼付される。そして、磁石挿入孔４１ａに永久磁石５０を挿入した後に、ロータコア４１を加熱して接着シート４２を発泡させることにより接着している。
【００２６】
エンドプレート４３は、図３に示すように、ロータコア４１の軸方向両端において、ロータコア４１を支持するように取り付けられる板状部材である。このエンドプレート４３は、ステータ１１から生じるロータコア４１の軸方向への磁力線の漏れを防ぐために非磁性材料からなる。そして、両端のエンドプレート４３は、ロータコア４１を挿通する固定ピン４４により一体的に固定される。
【００２７】
永久磁石５０は、全体形状としては平板形状に形成され、厚み方向に磁化されている磁石である。この永久磁石５０は、ロータコア４１の複数の磁石挿入孔４１ａに、隣り合う磁石挿入孔４１ａに挿入される永久磁石５０に対して極性が反転するようにそれぞれ挿入される。また、永久磁石５０は、保磁力の異なる複数種の分割磁石により構成されている。本実施形態において、永久磁石５０は、回転軸方向に６個の分割磁石５１ａ〜５１ｆを不導体の接着剤５２により連結して形成されている。そして、各分割磁石は、図１，３に示すように、ロータ１２の軸方向に沿って配置され、当該ロータ１２における回転軸Ｃｒの一側（図１の左側）に位置するものを分割磁石５１ａとし、回転軸Ｃｒの他側に向かって順に分割磁石５１ｂ〜５１ｆとしている。
【００２８】
また、永久磁石５０は、ロータ１２の各部位の放熱性に応じて保磁力の異なる分割磁石を配置して構成される。換言すると、複数種の分割磁石５１ａ〜５１ｆは、ロータ１２において配置される部位の放熱性に応じてその保磁力が設定されることになる。そして、本実施形態においては、ＩＰＭモータ２のモータハウジング１３の内部におけるロータ１２の放熱性が回転軸方向に異なることから、永久磁石５０は、保磁力の異なる複数種の分割磁石５１ａ〜５１ｆを回転軸方向に連結して構成される。ここで、これらの各分割磁石５１ａ〜５１ｆは、ロータ１２の放熱性に応じた保磁力とするために、互いに異なる磁性材料により形成されている。つまり、永久磁石の保磁力は磁性材料の組成などにより変化することから、分割磁石５１ａ〜５１ｆは、異なる磁性材料を所定の形状に成形した後に着磁して形成されている。それぞれの分割磁石５１ａ〜５１ｆの保磁力の設定の詳細については後述する。
【００２９】
上述した構成を備えたＩＰＭモータ２において、例えば、車両バッテリからインバータを介してコイル３２に対して三相の交流電流が供給される。これにより、ステータ１１において回転磁界が発生し、回転磁界に起因する吸引力または反発力によって、ステータ１１に対してロータ１２が回転される。この回転による駆動力を伝達するように、ロータ１２の一側のエンドプレート４３の内端には、クラッチアウタ２３の軸方向の一端部がボルトにより取り付けられている。クラッチアウタ２３は、回転軸Ｃｒを中心に、クラッチインナ２１ａに対し相対回転可能に形成されている。
【００３０】
また、クラッチアウタ２３の径方向外側に形成された円筒部の内周面側には、略リング状に形成された複数のセパレートプレート２４が配置されている。そして、クラッチアウタ２３の円筒部の内周面に形成された複数のスプライン溝に、セパレートプレート２４の外周部に形成された突部が係合している。これによりセパレートプレート２４は、クラッチアウタ２３に対して回転軸Ｃｒ方向に移動可能で、かつ、クラッチアウタ２３とともに回転可能に形成されている。各セパレートプレート２４は、それぞれ上述した複数の摩擦プレート２２の間に、交互に介装されている。
【００３１】
クラッチアウタ２３は、径方向内側に延びており、内端において車両のトランスミッションに含まれるトルクコンバータのタービンシャフト２５とスプライン嵌合している。このトルクコンバータは、タービンシャフトの回転に伴う油流により回転力を伝達する装置である。また、タービンシャフト２５の軸方向端部には、ポンプインペラーに連結された連結メンバが一体回転可能なように取り付けられている。これにより、クラッチアウタ２３の駆動力が、トランスミッションのトルクコンバータに入力可能に形成されている。クラッチアウタ２３は、その内端部において軸受２６を介してモータハウジング１３に支承されている。
【００３２】
さらに、クラッチアウタ２３には、コの字状に屈曲した凹部が形成され、この凹部の径方向内側に位置する外周面に筒状部材２７の内周面が液密的に嵌合されている。この筒状部材２７は、クラッチアウタ２３の凹部の外周面に嵌装されたスナップリングによって、回転軸Ｃｒ方向の所定位置よりも一側（図１における左側）に移動しないように規制されている。ここで、クラッチ装置３は、上述したクラッチアウタ２３の凹部の一部と筒状部材２７の他側（図１の右側）の面によって、図１の太点線で示すように、シリンダ部Ｃｙｌが形成されている。シリンダ部Ｃｙｌの内部には、ピストン部材２８が回転軸Ｃｒ方向に摺動可能に収容されている。ピストン部材２８は、略円環状に形成され、内周端においてシリンダ部Ｃｙｌに対して液密的に嵌合している。
【００３３】
そして、ピストン部材２８において、回転軸Ｃｒ方向の一側（図１の左側）に位置するピストン上面２８ａとシリンダ部Ｃｙｌの内面が対向している。これにより、シリンダ部Ｃｙｌとピストン部材２８のピストン上面２８ａとの間にオイルが供給される圧力室ＰＣが区画形成される。ピストン部材２８における回転軸Ｃｒ方向の他側（図１の右側）に位置するピストン下面２８ｂとシリンダ部Ｃｙｌの内面との間には、図１に示すように、ピストンスプリング２９が介装されている。ピストンスプリング２９は、ピストン部材２８において圧力室ＰＣが形成された側と回転軸Ｃｒ方向の反対側のピストン下面２８ｂに当接している。これにより、ピストンスプリング２９は、ピストン部材２８を筒状部材２７が位置する方向に付勢している。
【００３４】
（フロントモジュール１の作動と分割磁石の保磁力の設定）
続いて、上記の構成からなるフロントモジュール１の作動について説明する。モータハウジング１３およびクラッチアウタ２３には、図示しない電動オイルポンプと圧力室ＰＣを連通するオイル通路が形成されている。そして、電動オイルポンプによりリザーバ１５からオイルが吸引されて、オイル通路を介して圧力室ＰＣにオイルが供給されると、圧力室ＰＣの油圧が上昇することになる。そうすると、ピストン部材２８がピストンスプリング２９の付勢力に抗してシリンダ部Ｃｙｌの底部が位置する方向に移動する。これにより、摩擦プレート２２およびセパレートプレート２４が離間してクラッチ切離の状態となる。よって、クラッチインナ２１ａからクラッチアウタ２３への駆動力の伝達が遮断される。
【００３５】
一方で、電動オイルポンプによる圧力室ＰＣへのオイルの供給が停止すると、ピストン部材２８がピストンスプリング２９により筒状部材２７側へ付勢され、圧力室ＰＣからオイルが排出される。これにより、圧力室ＰＣの油圧が下降することになり、ピストン部材２８がピストンスプリング２９の付勢力により摩擦プレート２２およびセパレートプレート２４を回転軸Ｃｒ方向の一側に向けて押圧する。そうすると、摩擦プレート２２およびセパレートプレート２４が圧接してクラッチ接続の状態となる。よって、摩擦プレート２２とセパレートプレート２４は一体的に回転し、クラッチインナ２１ａからクラッチアウタ２３へ駆動力を伝達可能となる。
【００３６】
ここで、このような構成からなるフロントモジュール１において、電動オイルポンプにより吐出されるオイルは、圧力室ＰＣへ供給されるだけではなく、潤滑油あるいは冷却油としてモータハウジング１３に収容された各部材に供給される。また、リザーバ１５に貯留されているオイルは、ロータ１２の回転によってかき上げられ、潤滑油あるいは冷却油としてモータハウジング１３に収容された各部材に供給される。しかしながら、フロントモジュール１は、その構成または運用上、各部位の冷却性に差が生じることがある。例えば、ステータ１１のコイル３２など稼動状態に発熱体となる得る部材と近接しているか、または他部材と離間し冷却油としてのオイルが循環しやすいかによってその部位の冷却性が変化する。
【００３７】
ここで、ＩＰＭモータ２において、ロータ１２が回転すると磁束密度の変化により永久磁石５０に渦電流が発生し、永久磁石５０が発熱することになる。つまり、永久磁石５０は、ＩＰＭモータ２が駆動している状態では発熱体となり得る部材である。また、永久磁石５０は、高温となると減磁して磁気特性が低下するおそれがあるため、好適に冷却を促す必要がある。しかしながら、上述したようにフロントモジュール１における冷却性には各部位により高低差があることから、永久磁石５０を保持するロータ１２の各部位には放熱性の高い部位と低い部位が生じ、永久磁石５０の冷却性を向上させることが困難な場合がある。上記の構成からなる本実施形態のフロントモジュール１においては、ロータ１２は、回転軸Ｃｒの一側から他側（図１の左側から右側）に向かって徐々に放熱性が高くなっている。即ち、ロータ１２の各部位のうちフロントモジュール１の前方側に位置する部位は、放熱性が低いことからフロントモジュール１が稼動すると高温になりやすい。
【００３８】
そこで、永久磁石５０を複数の分割磁石により構成することによって渦電流の発生を抑制し、そもそも永久磁石５０の温度上昇を抑制するようにしている。しかし、永久磁石５０を細分化するほど渦電流の経路が断たれやすくなることから渦電流の発生を抑制することができるが、一方で製造コストの増大および磁石体積の減少による磁気特性の低下が懸念される。これに対して、永久磁石５０をある程度の分割数に設定した状態で、保磁力の高い分割磁石を配置することにより高温になっても磁気特性の低下を防止することができる。ところが、一般に保磁力の高い磁石は、保磁力の低い磁石と比較して高価であることから、やはり製造コストの増大となるおそれがある。そこで、本実施形態のフロントモジュール１のＩＰＭモータ２は、図３に示すように、回転軸方向に保磁力の異なる複数の分割磁石５１ａ〜５１ｆにより永久磁石５０を構成している。
【００３９】
より具体的には、分割磁石５１ａ〜５１ｆは、回転軸Ｃｒの一側から他側に向かって徐々にロータ１２の放熱性が高くなっていることから、放熱性に応じた保磁力にそれぞれ設定されている。つまり、ロータ１２において放熱性が低い部位（回転軸Ｃｒの一側）に配置される分割磁石５１ａの保磁力は、ロータ１２において放熱性が高い部位（回転軸Ｃｒの他側）に配置される分割磁石５１ｆの保磁力よりも高い。従って、本実施形態では、永久磁石５０のうちロータ１２の一側に配置される分割磁石５１ａには硬質磁性材料を着磁し保磁力が最も高くなるようにし、反対にロータ１２の他側に配置される分割磁石５１ｆには軟質磁性材料を着磁し保磁力が最も低くなるようにしている。
【００４０】
（フロントモジュール１による効果）
本実施形態のフロントモジュール１のＩＰＭモータ２によれば、永久磁石５０が保磁力の異なる複数種の分割磁石５１ａ〜５１ｆにより構成されている。そして、ロータ１２において放熱性が低い部位に配置される分割磁石の保磁力は、放熱性が高い部位に配置される分割磁石の保磁力よりも高いものとした。これにより、ロータ１２において放熱性が低い部位に配置された分割磁石５１ａ〜５１ｆは、渦電流により発熱し温度上昇しても分割磁石５１ａ〜５１ｆの保磁力が比較的高いため磁気特性の低下を防止できる。一方で、ロータ１２において放熱性が高い部位に配置された分割磁石５１ｆは、渦電流により発熱しても放熱しやすいことから温度上昇が抑制される。よって、保磁力が比較的低い分割磁石５１ａ〜５１ｆであっても磁気特性の低下を防止できる。
【００４１】
また、分割磁石５１ａ〜５１ｆは、配置されるロータ１２の部位の放熱性に応じて保磁力を設定される。これにより、過剰に高い保磁力の分割磁石により永久磁石５０が構成されることを防止できる。よって、放熱性の低い部位に配置する分割磁石５１ａを基準として保磁力を設定した分割磁石により構成された場合と比較して製造コストを低減することができる。よって、本発明のＩＰＭモータ２は、永久磁石５０に発生した渦電流による永久磁石５０の磁気特性の低下を従来と比較して効率的に防止することができる。
【００４２】
各分割磁石５１ａ〜５１ｆは、ロータ１２の軸方向に沿って配置される。ここで、ＩＰＭモータ２におけるロータ１２は、ＩＰＭモータ２に貯留されるオイルにより冷却を図っている。また、ロータ１２は、その周面をステータ１１の周面と対向して配置されるため、ステータ１１と対向する軸方向範囲は放熱性が低いことがある。また、ＩＰＭモータ２がクラッチ装置３とともにモータハウジング１３に収容されていることから、ＩＰＭモータ２の他に多くの発熱体が近接して配置されることになる。そうすると、ロータ１２は、発熱体に近接する部位の放熱性が低くなることがある。そこで、上記のような放熱性の低い部位との位置関係を勘案し、本発明のような構成とすることにより、ロータ１２の周辺に位置する各部材の放熱性に適応し、永久磁石５０の磁気特性の低下を効率的に防止することができる。
【００４３】
さらに、永久磁石５０は、各分割磁石５１ａ〜５１ｆの間に不導体の接着剤５２を介在させて連結することにより構成されている。ここで、永久磁石５０を構成する複数の分割磁石５１ａ〜５１ｆは、隣接する分割磁石５１ａ〜５１ｆに跨って渦電流が流れないようにすることによって、それぞれの分割磁石５１ａ〜５１ｆにおける渦電流の発生をより効果的に防ぐことができる。そのため、隣接する分割磁石５１ａ〜５１ｆは、電気的に絶縁されている構成が好適である。そこで、上記のように各分割磁石５１ａ〜５１ｆの間に不導体を介在させて連結することにより、複数の磁石に跨って流れる渦電流の発生を防止することができる。従って、渦電流による発熱量を低下できるので、分割磁石５１ａ〜５１ｆの温度上昇を抑制することにより永久磁石５０の磁気特性が低下することを防止できる。
【００４４】
各分割磁石５１ａ〜５１ｆは、互いに異なる磁性材料により形成されている。永久磁石５０の保磁力は、外部磁場による磁壁への影響度を示す磁気異方性によって定まることから、磁性材料の組成などにより変化する。そこで、複数種の分割磁石５１ａ〜５１ｆを互いに異なる磁性材料、即ち最も高い保磁力の分割磁石５１ａには硬質磁性材料とし、最も低い保持力の分割磁石５１ｆには軟質磁性材料とにより形成する。そして、分割磁石５１ａと分割磁石５１ｆの間に位置する分割磁石５１ｂ〜５１ｅについては、その材料比率を徐々に変化させている。永久磁石５０は、このような分割磁石５１ａ〜５１ｆに対して着磁することにより、ロータ１２における放熱性の相違に適応することができる。また、放熱性の低い部位にのみ一般に高価な硬質磁性材料を用いることにより、永久磁石５０としての製造コストの増加を抑制できる。
【００４５】
＜実施形態の変形態様＞
以上、本発明の回転電機の実施形態に係るフロントモジュール１について説明した。続いて、実施形態の変形態様について、図４〜図７を参照して説明する。本実施形態において、永久磁石５０は、６種６個の分割磁石５１ａ〜５１ｆから構成されるものとした。これに対して、永久磁石５０は、同じ保磁力の分割磁石が含まれるように構成してもよい。例えば、図４に示すように、永久磁石５０が３種６個の分割磁石５１ｂ，５１ｄ，５１ｆを有するものとする。この時、分割磁石５１ｂ，５１ｄ，５１ｆの保磁力が徐々に低くなるようにそれぞれ設定されている。このような構成においても同様の効果を奏する。また、分割磁石の種類の数を減らすことにより製造コストを低減することができる。
【００４６】
また、本実施形態のフロントモジュール１においては、回転軸Ｃｒの一側から他側（図１の左側から右側）に向かって徐々にロータ１２の放熱性が高くなっていることから、分割磁石５１ａ〜５１ｆの保磁力を徐々に低くするように設定した。しかしながら、フロントモジュール１やＩＰＭモータ２の構成によっては、例えば回転軸Ｃｒの両端側に位置する部位の放熱性が高く、中央側に位置する部位の放熱性が低い場合やその逆の場合も想定される。このような場合には、ロータ１２の回転軸Ｃｒの両端側から中央側に向かって分割磁石の保磁力を徐々に高くするように設定してもよい。例えば、図５に示すように、永久磁石５０が４種８個の分割磁石５１ｇ〜５１ｊを有するものとする。そして、保磁力が最も低い分割磁石５１ｊを回転軸Ｃｒの両端側に配置し、保磁力が最も高い分割磁石５１ｇを中央側に配置する。これにより、回転軸方向の両端側と中央側で放熱性の異なるロータ１２に適応し、永久磁石５０の磁気特性の低下を効率的に防止することができる。
【００４７】
このように、永久磁石５０は、ロータ１２の軸方向に分割した複数の分割磁石の保磁力が互いに異なるように構成されるものとした。ここで、ロータ１２は、ロータコア４１に貫設された磁石挿入孔４１ａにおいて挿入された永久磁石５０を支持している。ロータコア４１は、ロータ１２の回転駆動に寄与しない漏れ磁束を低減させるために磁石挿入孔４１ａを含めた形状が設定されることがある。漏れ磁束とは、磁石挿入孔４１ａに挿入された永久磁石５０による磁束のうち、隣の磁石挿入孔４１ａに挿入された永久磁石５０による磁束の一部と短絡する磁束である。
【００４８】
そのため、ロータコア４１における周方向の各部位において肉厚が異なると熱伝導性に差異が生じることがある。このような場合に、ロータ１２の放熱性が周方向に異なることから、永久磁石５０は、ロータ１２の周方向に分割された複数の分割磁石により構成されるものとしてもよい。例えば、図６に示すように、４種８個の分割磁石５１ｋ〜５１ｎを有するものとする。この時、分割磁石５１ｋ〜５１ｎの保磁力が、磁石挿入孔４１ａの周方向中央部から周方向両端部に向かって徐々に低くなるように設定されている。これにより、ロータコア４１の周方向に放熱性の異なるロータ１２に適応し、永久磁石５０の磁気特性の低下を効率的に防止することができる。
【００４９】
また、永久磁石５０に発生する渦電流の経路は、永久磁石５０の磁化方向に垂直な面内である。よって、永久磁石５０の径方向の各部位うち電流密度が高くなる外周面付近の部位は、渦電流により発熱しやすいことになる。さらに、ＩＰＭモータ２におけるロータ１２は、ＩＰＭモータ２を構成するコイル３２やステータコア３１などの発熱によっても永久磁石５０が温度上昇するおそれがある。このように、ロータ１２の放熱性が径方向に異なることから、永久磁石５０は、ロータ１２の径方向に分割された複数の分割磁石により構成されるものとしてもよい。例えば、図７に示すように、４種４個の分割磁石５１ｏ〜５１ｒを有するものとする。この時、分割磁石５１ｏ〜５１ｒの保磁力が、ロータ１２の径方向外側から径方向内側に向かって徐々に低くように設定されている。これにより、ロータコア４１の径方向に放熱性の異なるロータ１２に適応し、永久磁石５０の磁気特性の低下を効率的に防止することができる。
【００５０】
上述したように、永久磁石５０は、ロータ１２の軸方向、周方向、および径方向のうち何れかの方向に分割された複数の分割磁石により構成されるものとした。これに対して、フロントモジュール１やＩＰＭモータ２の構成または運用上からそれぞれの方向にロータ１２の放熱性が異なる場合には、これに適応するように分割する方向および保磁力を設定するものとしてもよい。このような構成においても同様の効果を奏する。
【００５１】
その他に、隣接する分割磁石に跨って流れる渦電流を低減するために、永久磁石５０は、分割磁石５１ａ〜５１ｆを不導体の接着剤５２を介在させて連結して形成されるものとした。しかし、上述したように、永久磁石を複数の分割磁石により構成することにより、単体の永久磁石と比較して渦電流の発生を低減できる。よって、本発明の回転電機は、不導体の接着剤５２により複数の分割磁石を連結することを必ずしも要するものではなく、それぞれの分割磁石を連結する他の連結手段を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１：フロントモジュール、  ２：ＩＰＭモータ（回転電機）、  ３：クラッチ装置
１１：ステータ、  １２：ロータ、  １３：モータハウジング
１４：モータカバー、  １４ａ：ベアリング、  １５：リザーバ
２１：インプットシャフト、  ２１ａ：クラッチインナ、  ２２：摩擦プレート
２３：クラッチアウタ、    ２４：セパレートプレート、  ２５：タービンシャフト
２６：軸受、  ２７：筒状部材、  ２８：ピストン部材、  ２８ａ：ピストン上面
２８ｂ：ピストン下面、  ２９：ピストンスプリング
３１：ステータコア、  ３１ａ：ティース、  ３２：コイル
４１：ロータコア、  ４１ａ：磁石挿入孔、  ４２：接着シート
４３：エンドプレート、  ４４：固定ピン
５０：永久磁石、  ５１ａ〜５１ｆ：分割磁石、  ５２：接着剤
Ｃｙｌ：シリンダ部、  ＰＣ：圧力室、  Ｃｒ：回転軸
【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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