JP2020096410A - ロータ - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石を冷却しつつ、ロータシャフトの締付荷重によって磁極部に生じる応力を低減することができるロータを提供する。【解決手段】ロータ１０は、ロータコア２０と、複数の磁極部３０と、を備える。ロータコア２０は、ロータシャフト孔２１と、周方向に沿って設けられた複数の磁石挿入孔４２１、４２２と、径方向においてロータシャフト孔２１と磁石挿入孔４２１、４２２との間に設けられた肉抜き孔７１と、を備える。磁極部３０は、磁石挿入孔４２１、４２２に挿入された永久磁石８２１、８２２によって構成される。肉抜き孔７１は、各磁極部のｑ軸と、ロータコア２０の軸心Ｃを中心として磁石挿入孔４２１、４２２の最内径部を通る仮想円ＶＣとの交点Ｘを含み、かつ、隣接する磁極部３０の磁石挿入孔４２１、４２２と対向するように配置される。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、回転電機に用いられるロータに関する。

特許文献１には、ロータシャフトが締め付けられるロータシャフト孔と、径方向において該ロータシャフト孔の外側に設けられ、周方向に配置された複数の孔部を有する冷媒流路孔と、径方向において冷媒流路孔の外側に設けられ、それぞれ磁石が挿入される複数の磁石挿入孔を有する電磁部と、を備えた、ロータが開示されている。

特許文献１では、ロータコアに設けられた冷媒流路孔を流れる冷媒をロータの回転による遠心力を利用してコイルエンドに供給することが記載されている。

特開２０１０−０８１６５７号

ところで、近年の回転電機の大型化に伴って、磁石の発熱による回転電機の性能の低下が無視できなくなっており、磁石を効率的に冷却する方法が模索されている。特許文献１に記載のロータでは、ロータに配置される磁石を適切に冷却することはできない。磁石を適切に冷却するためには、冷媒流路孔を磁石に近づける必要があるが、冷媒供給孔を磁極部近傍に配置すると、ロータシャフトのロータシャフト孔への締付荷重によって冷媒供給孔が変形し、ロータコアの外周部が変形する虞があった。

本発明は、永久磁石を冷却しつつ、ロータシャフトの締付荷重によって磁極部に生じる応力を低減することができるロータを提供する。

本発明は、
ロータシャフトが締め付けられるロータシャフト孔と、周方向に沿って設けられた複数の磁石挿入孔と、径方向において前記ロータシャフト孔と前記磁石挿入孔との間に設けられた肉抜き孔と、を備えるロータコアと、
前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石によって構成される複数の磁極部と、を備えるロータであって、
前記肉抜き孔は、
各磁極部のｑ軸と、前記ロータコアの軸心を中心として前記磁石挿入孔の最内径部を通る仮想円との交点を含み、かつ、
隣接する磁極部の前記磁石挿入孔と対向するように配置される。

本発明によれば、永久磁石を冷却しつつ、ロータシャフトの締付荷重によって磁極部に生じる応力を低減することができる。

本発明の第１実施形態におけるロータの正面視である。 図１のロータの磁極部周辺の拡大図ある。 本発明の第２実施形態におけるロータの磁極部周辺の拡大図ある。 本発明の第１実施形態、第２実施形態、及び比較例のロータにおけるｑ軸インダクタンスを示したグラフである。

以下、本発明のロータの各実施形態を、添付図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態のロータについて、図１及び図２Ａを参照しながら説明する。

＜ロータの全体構成＞
図１に示すように、一実施形態の回転電機のロータ１０は、ロータシャフト（不図示）の外周部に取り付けられるロータコア２０と、ロータコア２０の内部に周方向に所定の間隔で形成された複数の磁極部３０（本実施形態では１２個）と、を備え、ステータ（不図示）の内周側に配置されている。

ロータコア２０は、同一形状の略円環状の電磁鋼板２００が軸方向に複数積層されて形成されている。ロータコア２０は、軸心Ｃと同中心のロータシャフト孔２１を有する。さらに、軸心Ｃと各磁極部３０の中心とを結ぶ、各磁極部３０の中心軸をｄ軸（図中ｄ−ａｘｉｓ）、ｄ軸に対し電気角で９０°隔てた軸をｑ軸（図中ｑ−ａｘｉｓ）とした場合、ロータコア２０は、ｑ軸上に形成された第１冷媒流路孔７１と、磁極部３０の径方向内側のｄ軸上に形成された第２冷媒流路孔７２と、を備える。

第１冷媒流路孔７１及び第２冷媒流路孔７２は、ロータシャフト（不図示）の内部に設けられた不図示の冷媒供給路と連通し、液体媒体である冷媒が第１冷媒流路孔７１及び第２冷媒流路孔７２の軸方向の一方側から他方側に流れることで、各磁極部３０に配置された磁極部３０を冷却する。これにより、磁極部３０の近傍に冷媒流路を形成することができるので、ロータ１０の冷却性能が向上する。

なお、冷媒は、軸方向において第１冷媒流路孔７１及び第２冷媒流路孔７２の中央から両側へ流れることで各磁極部３０を冷却してもよい。各磁極部３０を冷却した冷媒は、ロータコア２０の端面から外部に排出されてもよく、ロータシャフトに戻ってもよい。

また、ロータコア２０は、各磁極部３０に対応するように、ロータコア２０の外径側にｄ軸を横切るように形成された外径側磁石挿入孔４１０と、外径側磁石挿入孔４１０の内径側にｄ軸を挟んで径方向外側に向かって広がる略Ｖハの字状に形成された一対の内径側磁石挿入孔４２１、４２２と、内径側磁石挿入孔４２１、４２２のｄ軸側端部に形成され、それぞれ径方向に延びる一対のリブ５１０、５２０と、一対のリブ５１０、５２０間に形成された空隙部６０と、を有する。外径側磁石挿入孔４１０及び内径側磁石挿入孔４２１、４２２は、いずれも径方向内側に凸となる円弧形状を有する。

各磁極部３０は、外径側磁石部３１０及び内径側磁石部３２０を含む磁石部３００を有する。外径側磁石部３１０は、外径側磁石挿入孔４１０に挿入され、径方向内側に凸となるように配置された外径側円弧磁石８１０から構成される。内径側磁石部３２０は、一対の内径側磁石挿入孔４２１、４２２にそれぞれ挿入され、径方向内側に凸となるように配置された一対の内径側円弧磁石８２１、８２２から構成される。

外径側円弧磁石８１０及び一対の内径側円弧磁石８２１、８２２は、径方向に磁化されている。また、外径側円弧磁石８１０及び一対の内径側円弧磁石８２１、８２２は、隣り合う磁極部３０と磁化方向が異なり、磁極部３０が周方向で交互に磁化方向が異なるように配置されている。

ここで、ロータ１０の正面視において、軸心Ｃを下方、ｄ軸方向外径側を上方として見て、一対の内径側磁石挿入孔４２１、４２２は、ｄ軸に対して左側に第１内径側磁石挿入孔４２１、右側に第２内径側磁石挿入孔４２２が配置され、一対のリブ５１０、５２０は、ｄ軸を挟んで左側に第１リブ５１０、右側に第２リブ５２０が配置され、一対の内径側円弧磁石８２１、８２２は、ｄ軸を挟んで左側に第１内径側円弧磁石８２１、右側に第２内径側円弧磁石８２２が配置されている。

以降、本明細書等では説明を簡単且つ明確にするために、ロータ１０の正面視において、軸心Ｃを下方、ｄ軸方向外径側を上方と定義して説明する。図２〜５には、ロータ１０の上方をＵ、下方をＤ、左側をＬ、右側をＲ、として示す。

＜磁極部の構成＞
図２Ａに示すように、外径側円弧磁石８１０は、同じ円弧中心Ｃ１０を有する内周面８１０Ｎ及び外周面８１０Ｆと、左側端面８１０Ｌと、右側端面８１０Ｒと、を有する。第１内径側円弧磁石８２１は、同じ円弧中心Ｃ２１を有する内周面８２１Ｎ及び外周面８２１Ｆと、ｑ軸側端面８２１Ｑと、ｄ軸側端面８２１Ｄと、を有する。第１内径側円弧磁石８２１の円弧中心Ｃ２１は、ｄ軸に対して第１内径側円弧磁石８２１と反対側の右側に位置している。第２内径側円弧磁石８２２は、同じ円弧中心Ｃ２２を有する内周面８２２Ｎ及び外周面８２２Ｆと、ｑ軸側端面８２２Ｑと、ｄ軸側端面８２２Ｄと、を有する。第２内径側円弧磁石８２２の円弧中心Ｃ２２は、ｄ軸に対して第２内径側円弧磁石８２２と反対側の左側に位置している。

外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１、及び第２内径側円弧磁石８２２は、例えば、熱間加工プロセスを用いた成形により形成されたリング状磁石を径方向に切断した円弧磁石を用いることができる。

一般に、熱間押出し成形等の熱間加工プロセスを用いた成形によりリング状磁石を形成する場合、熱間押出し成形することにより、ランダムに配向していたリング状磁石素材の結晶群に径方向の応力が作用し、リング状磁石素材の結晶群は、応力方向と同方向に配向する。その結果、径方向に配向した異方性リング状磁石が得られる。

したがって、高性能な磁化特性を持ったリング状磁石を得るためには、リング状磁石素材の結晶群に作用する応力が全域で均一となることが望ましい。しかし、リング状磁石素材のリング半径が小さく、リング状磁石素材の肉厚が大きい場合は、リング状磁石素材の結晶群に作用する応力が不均一となり、リング状磁石の配向度が低下してしまう。また、リング状磁石素材の肉厚が不均一の場合も、リング状磁石素材の結晶群に作用する応力が不均一となり、リング状磁石の配向度が低下してしまう。よって、リング状磁石素材の結晶群に作用する応力が全域で均一となるためには、（リング状磁石素材の肉厚）／（リング状磁石素材のリング半径）の値が、所定範囲内にある必要があり、円弧磁石の磁石量を増やすに際し、高性能な磁化特性を持った円弧磁石を複数層に配置するには、板厚に応じて円弧磁石の円弧半径も大きくする必要がある。

第１内径側円弧磁石８２１の板厚ｄ２１及び第２内径側円弧磁石８２２の板厚ｄ２２は、外径側円弧磁石８１０の板厚ｄ１０よりも大きくなっている。これにより、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の磁石量を増やすことができ、回転電機のマグネットトルクを大きくできるので、回転電機の出力性能を向上できる。

また、第１内径側円弧磁石８２１の板厚ｄ２１及び第２内径側円弧磁石８２２の板厚ｄ２２を大きくした分、第１内径側円弧磁石８２１の内周面８２１Ｎの円弧半径ｒ２１及び第２内径側円弧磁石８２２の内周面８２２Ｎの円弧半径ｒ２２は、外径側円弧磁石８１０の内周面８１０Ｎの円弧半径ｒ１０よりも大きくなっている。これにより、高性能な磁化特性を持つ外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１、及び第２内径側円弧磁石８２２を用いることができるので、回転電機の出力性能を向上できる。

ここで、外径側円弧磁石８１０の内周面８１０Ｎの円弧半径ｒ１０と、外径側円弧磁石８１０の板厚ｄ１０との比であるｄ１０／ｒ１０と、第１内径側円弧磁石８２１の内周面８２１Ｎの円弧半径ｒ２１と、第１内径側円弧磁石８２１の板厚ｄ２１との比であるｄ２１／ｒ２１と、第２内径側円弧磁石８２２の内周面８２２Ｎの円弧半径ｒ２２と、第２内径側円弧磁石８２２の板厚ｄ２２との比であるｄ２２／ｒ２２とは、所定範囲で略同一の値であることが好ましい。より好ましくは、第１内径側円弧磁石８２１の内周面８２１Ｎの円弧半径ｒ２１と第２内径側円弧磁石８２２の内周面８２２Ｎの円弧半径ｒ２２とが同一、かつ、第１内径側円弧磁石８２１の板厚ｄ２１と第２内径側円弧磁石８２２の板厚ｄ２２が同一であり、第１内径側円弧磁石８２１と第２内径側円弧磁石８２２とが同一形状となっている。

さらに、第１内径側円弧磁石８２１と外径側円弧磁石８１０との距離Ｄ１１及び第２内径側円弧磁石８２２と外径側円弧磁石８１０との距離Ｄ１２は、いずれも、ｑ軸からｄ軸に近づくに従って長くなっている。

これにより、磁極部３０の周方向長さが大きくなることを抑制できるので、ロータ１０が大型化するのを抑制できる。したがって、ロータ１０は、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の磁石量を増やすに際し、大型化を抑制しつつ、高性能な磁化特性を持つ外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１、及び第２内径側円弧磁石８２２を用いることが可能となる。また、ロータ１０におけるｑ軸に沿った磁路（以下、ｑ軸磁路とも呼ぶ）を広くとることができ、回転電機のリラクタンストルクを大きくできるので、回転電機の出力性能を向上できる。さらに、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２と、外径側円弧磁石８１０とによるマグネット磁束がｄ軸に集約されやすくなり、回転電機のマグネットトルクを効率的に利用でき、回転電機の出力性能を向上できる。

また、外径側円弧磁石８１０の円弧中心Ｃ１０は、ｄ軸上に位置している。これにより、外径側磁石部３１０を一つの円弧磁石で構成でき、さらに、外径側磁石部３１０をｄ軸に対して対称に形成することができるので、シンプルな構造で効率的にマグネットトルクを得ることができる。

さらに、第１内径側円弧磁石８２１の円弧中心Ｃ２１と、第２内径側円弧磁石８２２の円弧中心Ｃ２２とは、ｄ軸に対して対称に位置している。これにより、内径側磁石部３２０をｄ軸に対して対称に形成することができるので、リラクタンストルクを得るための効率的な配置とすることができる。

外径側磁石挿入孔４１０は、外径側円弧磁石８１０の内周面８１０Ｎ及び外周面８１０Ｆに沿って形成された内周壁面４１０Ｎ及び外周壁面４１０Ｆと、左側壁面４１０Ｌと、右側壁面４１０Ｒと、を有する。第１内径側磁石挿入孔４２１は、第１内径側円弧磁石８２１の内周面８２１Ｎ及び外周面８２１Ｆに沿って形成された内周壁面４２１Ｎ及び外周壁面４２１Ｆと、ｑ軸側壁面４２１Ｑと、ｄ軸側壁面４２１Ｄと、を有する。第２内径側磁石挿入孔４２２は、第２内径側円弧磁石８２２の内周面８２２Ｎ及び外周面８２２Ｆに沿って形成された内周壁面４２２Ｎ及び外周壁面４２２Ｆと、ｑ軸側壁面４２２Ｑと、ｄ軸側壁面４２２Ｄと、を有する。

また、第１内径側円弧磁石８２１のｄ軸側端面８２１Ｄとｄ軸との間には、径方向に延びる第１リブ５１０が形成され、第２内径側円弧磁石８２２のｄ軸側端面８２２Ｄとｄ軸との間には、径方向に延びる第２リブ５２０が形成されている。さらに、第１リブ５１０と第２リブ５２０の間は、空隙部６０となっている。よって、空隙部６０は、ｄ軸と重なるように設けられている。

これにより、内径側磁石部３２０において、ｄ軸上が空隙となるため、ｄ軸インダクタンスを低減することができる。よって、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスとの差を大きくすることができるので、リラクタンストルクを有効に利用することが可能となり、回転電機の出力性能を向上できる。

第１リブ５１０は、第１内径側磁石挿入孔４２１のｄ軸側壁面４２１Ｄと、空隙部６０の左側壁面６１によって構成されている。第２リブ５２０は、第２内径側磁石挿入孔４２２のｄ軸側壁面４２２Ｄと、空隙部６０の右側壁面６２によって構成されている。

したがって、第１内径側円弧磁石８２１による遠心荷重は第１リブ５１０が受け、第２内径側円弧磁石８２２による遠心荷重は、第２リブ５２０が受けることとなる。すなわち、第１リブ５１０と第２リブ５２０は、第１内径側円弧磁石８２１による遠心荷重と第２内径側円弧磁石８２２による遠心荷重とを、それぞれ別個に受けることとなる。これにより、第１内径側円弧磁石８２１と第２内径側円弧磁石８２２の重量バラツキに起因してロータコア２０に発生する曲げ応力を低減することができる。

さらに、第１リブ５１０と第２リブ５２０は、径方向内側に向かって第１リブ５１０と第２リブ５２０との距離Ｄ５が長くなる略ハの字状に設けられている。これにより、第１リブ５１０の径方向外側端部５１１及び径方向内側端部５１２と、第２リブ５２０の径方向外側端部５２１及び径方向内側端部５２２のいずれも、角Ｒを大きくすることができるので、第１リブ５１０及び第２リブ５２０の径方向両端部への応力集中を緩和することができる。

ここで、空隙部６０には、冷媒が供給されていてもよい。これにより、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１、及び第２内径側円弧磁石８２２の近傍に冷媒を供給することができるので、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１、及び第２内径側円弧磁石８２２をより効果的に冷却することができる。

＜冷媒供給孔の構成＞
第１冷媒流路孔７１は、周方向両側及び径方向両側に凸の略四角形状である。第１冷媒流路孔７１は、周方向両端部を形成する左端部７１ａ及び右端部７１ｂと、ｑ軸上に配置され、左端部７１ａ及び右端部７１ｂよりもロータコア２０の軸心Ｃからの径方向距離が長く、径方向外側の頂部を形成する外径側頂部７１ｃと、ｑ軸上に配置され、左端部７１ａ及び右端部７１ｂよりもロータコア２０の軸心Ｃからの径方向距離が短く、径方向内側の頂部を形成する内径側頂部７１ｄと、を有する。

さらに、第１冷媒流路孔７１は、左端部７１ａから外径側頂部７１ｃへと延びる左外径壁７１ｆと、右端部７１ｂから外径側頂部７１ｃへと延びる右外径壁７１ｇと、を有する外径壁７１ｅを備える。また、第１冷媒流路孔７１は、左端部７１ａから内径側頂部７１ｄへと延びる左内径壁７１ｉと、右端部７１ｂから内径側頂部７１ｄへと延びる右内径壁７１ｊと、を有する内径壁７１ｈを備える。

第１冷媒流路孔７１は、ｑ軸とロータコア２０の軸心Ｃを中心として一対の内径側磁石挿入孔４２１、４２２の最内径部を通る仮想円ＶＣとの交点Ｘを含む位置に配置されている。これにより、ロータシャフトの締付荷重によりロータコア２０に生じる応力を第１冷媒流路孔７１で吸収することができ、ロータシャフトの締付荷重によって磁極部３０に生じる応力を低減することができる。

より好ましくは、第１冷媒流路孔７１は、外径側頂部７１ｃが仮想円ＶＣと交差する位置に配置されている。これにより、第１冷媒流路孔７１の外径側頂部７１ｃのロータコア２０の軸心Ｃからの距離と、一対の内径側磁石挿入孔４２１、４２２の最内径部のロータコア２０の軸心Ｃからの距離とが、略等しくなるので、ロータシャフトの締付荷重による応力を、第１冷媒流路孔７１の外径側頂部７１ｃと、一対の内径側磁石挿入孔４２１、４２２の最内径部とで分散して受けることかできる。

また、第１冷媒流路孔７１の左外径壁７１ｆは、ｑ軸磁路９０を挟んで隣接する磁極部３０の第２内径側磁石挿入孔４２２と対向するように配置される。同様に、第１冷媒流路孔７１の右外径壁７１ｇは、ｑ軸磁路９０を挟んで隣接する磁極部３０の第１内径側磁石挿入孔４２１と対向するように配置される。これにより、第１冷媒流路孔７１を流れる冷媒によって、磁極部３０を構成する磁石部３００を冷却することができる。

さらに、第１冷媒流路孔７１の左外径壁７１ｆは、ｑ軸磁路９０を挟んで対向する第２内径側磁石挿入孔４２２の外周壁面４２２Ｆよりも第１冷媒流路孔７１の中心側に凸状に湾曲した形状を有する。同様に、第１冷媒流路孔７１の右外径壁７１ｇは、ｑ軸磁路９０を挟んで対向する第１内径側磁石挿入孔４２１の外周壁面４２１Ｆよりも第１冷媒流路孔７１の中心側に凸状に湾曲した形状を有する。これにより、ｑ軸磁束が流れるｑ軸磁路９０の幅が確保され、ｑ軸インダクタンスの低下を抑制できる。また、第１内径側磁石挿入孔４２１の外周壁面４２１Ｆ及び第２内径側磁石挿入孔４２２の外周壁面４２２Ｆは、ロータコア２０の径方向内側に凸の円弧形状を有するので、ｑ軸磁路９０をｑ軸磁束ＦＬの流れに沿った形状とすることができ、ｑ軸インダクタンスの低下を抑制できる。

第１冷媒流路孔７１の左外径壁７１ｆと、ｑ軸磁路９０を挟んで対向する第２内径側磁石挿入孔４２２の外周壁面４２２Ｆとの距離Ｄ７１ｆ、及び第１冷媒流路孔７１の右外径壁７１ｇと、ｑ軸磁路９０を挟んで対向する第１内径側磁石挿入孔４２１の外周壁面４２１Ｆとの距離Ｄ７１ｇは、第２内径側磁石挿入孔４２２及び第１内径側磁石挿入孔４２１の径方向外側の端部におけるｑ軸と第２内径側磁石挿入孔４２２及び第１内径側磁石挿入孔４２１との距離Ｄ２２、Ｄ２１よりも長くなっている。

これにより、第１冷媒流路孔７１と、対向する第１内径側磁石挿入孔４２１及び第２内径側磁石挿入孔４２２との間に形成されるｑ軸磁路９０の幅は、第１内径側磁石挿入孔４２１及び第２内径側磁石挿入孔４２２の径方向外側の端部に形成されるｑ軸磁路９０の幅よりも広くなるので、ｑ軸磁束が流れるｑ軸磁路９０をより効果的に確保することができる。

第２冷媒流路孔７２は、周方向両側及び径方向両側に凸の略四角形状である。第２冷媒流路孔７２は、周方向両端部を形成する左端部７２ａ及び右端部７２ｂと、ｄ軸上に配置され、左端部７２ａ及び右端部７２ｂよりもロータコア２０の軸心Ｃからの径方向距離が長く、径方向外側の頂部を形成する外径側頂部７２ｃと、ｄ軸上に配置され、左端部７２ａ及び右端部７２ｂよりもロータコア２０の軸心Ｃからの径方向距離が短く、径方向内側の頂部を形成する内径側頂部７２ｄと、を有する。

さらに、第２冷媒流路孔７２は、左端部７２ａから外径側頂部７２ｃへと延びる左外径壁７２ｆと、右端部７２ｂから外径側頂部７２ｃへと延びる右外径壁７２ｇと、を有する外径壁７２ｅを備える。また、第２冷媒流路孔７２は、左端部７２ａから内径側頂部７２ｄへと延びる左内径壁７２ｉと、右端部７２ｂから内径側頂部７２ｄへと延びる右内径壁７２ｊと、を有する内径壁７２ｈを備える。

第２冷媒流路孔７２は、外径側頂部７２ｃが、径方向において、第１冷媒流路孔７１の内径側頂部７１ｄと、左端部７１ａ及び右端部７１ｂとの間に位置するように配置されている。これにより、ｑ軸磁束が流れるｑ軸磁路９０の幅を確保しつつ、ロータシャフトの締付荷重によりロータコア２０に生じる応力を、第１冷媒流路孔７１と第２冷媒流路孔７２とで分散して吸収することができる。

第２冷媒流路孔７２の左外径壁７２ｆは、第２冷媒流路孔７２の左側に隣接する第１冷媒流路孔７１の右内径壁７１ｊと略平行となっている。同様に、第２冷媒流路孔７２の右外径壁７２ｇは、第２冷媒流路孔７２の右側に隣接する第１冷媒流路孔７１の左内径壁７１ｉと略平行となっている。

［第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態のロータ１０について図２Ｂを参照しながら説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態のロータ１０と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。第１実施形態のロータ１０では、第１冷媒流路孔７１の左外径壁７１ｆは、ｑ軸磁路９０を挟んで対向する第２内径側磁石挿入孔４２２の外周壁面４２２Ｆよりも第１冷媒流路孔７１の中心側に凸状に湾曲した形状を有している。

図２Ｂに示すように、第２実施形態のロータ１０Ａでは、第１冷媒流路孔７１の左外径壁７１ｆは、ｑ軸磁路９０を挟んで対向する第２内径側磁石挿入孔４２２の外周壁面４２２Ｆに沿って湾曲した形状を有する。本実施形態では、第２内径側磁石挿入孔４２２の外周壁面４２２Ｆは、第２内径側円弧磁石８２２の外周面８２２Ｆに沿った円弧形状を有しており、第１冷媒流路孔７１の左外径壁７１ｆは、第２内径側磁石挿入孔４２２の外周壁面４２２Ｆと略同心の円弧形状を有している。

［ｑ軸インダクタンスの比較］
図３は、第１実施形態、第２実施形態、及び比較例におけるロータのｑ軸インダクタンスＬｑを示したグラフである。図３で示した比較例は、第１冷媒流路孔７１の左外径壁７１ｆ及び右外径壁７１ｇが略直線形状である場合を示している。第１実施形態、第２実施形態及び比較例は、磁極部３０、第２冷媒流路孔７２の構成、形状、配置は同一であり、第１冷媒流路孔７１の左端部７１ａ、右端部７１ｂ、外径側頂部７１ｃ、内径側頂部７２ｄ、及び内径壁７２ｈの形状、配置は同一である。すなわち、第１実施形態、第２実施形態及び比較例は、第１冷媒流路孔７１の左外径壁７１ｆ及び右外径壁７１ｇの形状のみが異なる。

図３に示すように、第１実施形態及び第２実施形態は、電流位相角によらず、全般に渡ってｑ軸インダクタンスＬｑが比較例よりも大きな値となっている。また、電流位相角が所定角度以上のとき、第１実施形態は、ｑ軸インダクタンスＬｑが第２実施形態及び比較例よりも特に大きな値となっている。

なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、本実施形態では、第１冷媒流路孔７１及び第２冷媒流路孔７２は、液体媒体である冷媒が流れるものとしたが、液体媒体が流れていない肉抜き孔としてもよい。このようにしても、肉抜き孔を流れる空気等によって、磁極部３０を構成する磁石部３００を冷却することができる。

また、内径側磁石部３２０の第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２は、省略することができる。すなわち、磁石部３００は、外径側磁石部３１０の外径側円弧磁石８１０のみからなっていてもよい。

また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） ロータシャフトが締め付けられるロータシャフト孔（ロータシャフト孔２１）と、周方向に沿って設けられた複数の磁石挿入孔（第１内径側磁石挿入孔４２１、第２内径側磁石挿入孔４２２）と、径方向において前記ロータシャフト孔と前記磁石挿入孔との間に設けられた肉抜き孔（第１冷媒流路孔７１）と、を備えるロータコア（ロータコア２０）と、
前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石（第１内径側円弧磁石８２１、第２内径側円弧磁石８２２）によって構成される複数の磁極部（磁極部３０）と、を備えるロータ（ロータ１０）であって、
前記肉抜き孔は、
各磁極部のｑ軸と、前記ロータコアの軸心（軸心Ｃ）を中心として前記磁石挿入孔の最内径部を通る仮想円（仮想円ＶＣ）との交点（交点Ｘ）を含み、かつ、
隣接する磁極部の前記磁石挿入孔と対向するように配置される、ロータ。

（１）によれば、肉抜き孔は、各磁極部のｑ軸と、ロータコアの軸心を中心として磁石挿入孔の最内径部を通る仮想円との交点を含むように形成される。これにより、ロータシャフトの締付荷重によりロータコアに生じる応力を肉抜き孔で吸収することができ、ロータシャフトの締付荷重によって磁極部に生じる応力を低減することができる。また、肉抜き孔は、隣接する磁極部の磁石挿入孔と対向するように配置されるので、肉抜き孔を流れる空気等によって、磁極部を構成する永久磁石を冷却することができる。

（２） （１）に記載のロータであって、
前記肉抜き孔は、外径側頂部（外径側頂部７１ｃ）が前記仮想円と交差する位置に配置される、ロータ。

（２）によれば、肉抜き孔の外径側頂部のロータコアの中心からの距離と、磁石挿入孔の最内径部のロータコアの中心からの距離とが、略等しくなるので、ロータシャフトの締付荷重による応力を、肉抜き孔の外径側頂部と、磁石挿入孔の最内径部とで、分散して受けることができる。

（３） （１）または（２）に記載のロータであって、
前記肉抜き孔は、
周方向両端部を形成する第１端部（左端部７１ａ）及び第２端部（右端部７１ｂ）と、
前記第１端部及び前記第２端部よりも前記ロータコアの前記軸心からの径方向距離が長く、径方向外側の頂部を形成する外径側頂部（外径側頂部７１ｃ）と、
前記第１端部から前記外径側頂部へと延びる第１外径壁（左外径壁７１ｆ）、及び前記第２端部から前記外径側頂部へと延びる第２外径壁（右外径壁７１ｇ）、を有する外径壁（外径壁７１ｅ）と、を備え、
前記第１外径壁及び前記第２外径壁は、対向する前記磁石挿入孔の内径壁面（外周壁面４２１Ｆ、４２２Ｆ）に沿った形状、または対向する前記磁石挿入孔の前記内径壁面よりも前記肉抜き孔の中心側に凸状に湾曲した形状を有する、ロータ。

（３）によれば、肉抜き孔の第１外径壁及び第２外径壁は、対向する磁石挿入孔の内径壁面に沿った形状、または対向する磁石挿入孔の内径壁面よりも肉抜き孔の中心側に凸状に湾曲した形状を有するので、ｑ軸磁束が流れるｑ軸磁路の幅が確保され、ｑ軸インダクタンスの低下を抑制できる。

（４） （３）に記載のロータであって、
各磁極部の前記磁石挿入孔の前記内径壁面は、前記ロータコアの径方向内側に凸状に湾曲した形状を有し、
前記肉抜き孔の前記第１外径壁及び前記第２外径壁は、対向する前記磁石挿入孔の前記内径壁面に沿った形状、または対向する前記磁石挿入孔の前記内径壁面よりも前記肉抜き孔の中心側に凸状に湾曲した形状を有する、ロータ。

（４）によれば、各磁極部の磁石挿入孔の内径壁面は、ロータコアの径方向内側に凸状に湾曲した形状を有し、肉抜き孔の第１外径壁及び第２外径壁は、対向する磁石挿入孔の内径壁面に沿った形状、または対向する磁石挿入孔の内径壁面よりも肉抜き孔の中心側に凸状に湾曲した形状を有するので、ｑ軸磁路をｑ軸磁束の流れに沿った形状とすることができ、ｑ軸インダクタンスの低下を抑制できる。

（５） （３）または（４）に記載のロータであって、
前記肉抜き孔の前記第１外径壁及び前記第２外径壁は、対向する前記磁石挿入孔の前記内径壁面よりも前記肉抜き孔の中心側に凸状に湾曲した形状を有し、
前記前記第１外径壁及び前記第２外径壁と対向する前記磁石挿入孔との距離（距離Ｄ７１ｆ、Ｄ７１ｇ）は、該磁石挿入孔の径方向外側における前記ｑ軸と該磁石挿入孔との距離（距離Ｄ２２、Ｄ２１）よりも長い、ロータ。

（５）によれば、肉抜き孔の第１外径壁及び第２外径壁は、対向する磁石挿入孔の内径壁面よりも肉抜き孔の中心側に凸状に湾曲した形状を有し、第１外径壁及び第２外径壁と対向する磁石挿入孔との距離は、該磁石挿入孔の径方向外側におけるｑ軸と磁石挿入孔との距離よりも長いので、ｑ軸磁束が流れる磁路をより効果的に確保することができる。

１０ ロータ
２０ ロータコア
２１ ロータシャフト孔
３０ 磁極部
４２１ 第１内径側磁石挿入孔（磁石挿入孔）
４２１Ｆ 外周壁面（内径壁面）
４２２ 第２内径側磁石挿入孔（磁石挿入孔）
４２２Ｆ 外周壁面（内径壁面）
７１ 第１冷媒流路孔（肉抜き孔）
７１ａ 左端部（第１端部）
７１ｂ 右端部（第２端部）
７１ｃ 外径側頂部
７１ｆ 左外径壁（第１外径壁）
７１ｇ 右外径壁（第２外径壁）
７１ｅ 外径壁
８２１ 第１内径側円弧磁石（永久磁石）
８２２ 第２内径側円弧磁石（永久磁石）
９０ ｑ軸磁路
Ｄ２１、Ｄ２２ 距離
Ｄ７１ｆ、Ｄ７１ｇ 距離
Ｃ 軸心
ＶＣ 仮想円
Ｘ 交点

Claims (5)

1. ロータシャフトが締め付けられるロータシャフト孔と、周方向に沿って設けられた複数の磁石挿入孔と、径方向において前記ロータシャフト孔と前記磁石挿入孔との間に設けられた肉抜き孔と、を備えるロータコアと、
   前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石によって構成される複数の磁極部と、を備えるロータであって、
   前記肉抜き孔は、
   各磁極部のｑ軸と、前記ロータコアの軸心を中心として前記磁石挿入孔の最内径部を通る仮想円との交点を含み、かつ、
   隣接する磁極部の前記磁石挿入孔と対向するように配置される、ロータ。
2. 請求項１に記載のロータであって、
   前記肉抜き孔は、外径側頂部が前記仮想円と交差する位置に配置される、ロータ。
3. 請求項１または２に記載のロータであって、
   前記肉抜き孔は、
   周方向両端部を形成する第１端部及び第２端部と、
   前記第１端部及び前記第２端部よりも前記ロータコアの前記軸心からの径方向距離が長く、径方向外側の頂部を形成する外径側頂部と、
   前記第１端部から前記外径側頂部へと延びる第１外径壁、及び前記第２端部から前記外径側頂部へと延びる第２外径壁、を有する外径壁と、を備え、
   前記第１外径壁及び前記第２外径壁は、対向する前記磁石挿入孔の内径壁面に沿った形状、または対向する前記磁石挿入孔の前記内径壁面よりも前記肉抜き孔の中心側に凸状に湾曲した形状を有する、ロータ。
4. 請求項３に記載のロータであって、
   各磁極部の前記磁石挿入孔の前記内径壁面は、前記ロータコアの径方向内側に凸状に湾曲した形状を有し、
   前記肉抜き孔の前記第１外径壁及び前記第２外径壁は、対向する前記磁石挿入孔の前記内径壁面に沿った形状、または対向する前記磁石挿入孔の前記内径壁面よりも前記肉抜き孔の中心側に凸状に湾曲した形状を有する、ロータ。
5. 請求項３または４に記載のロータであって、
   前記肉抜き孔の前記第１外径壁及び前記第２外径壁は、対向する前記磁石挿入孔の前記内径壁面よりも前記肉抜き孔の中心側に凸状に湾曲した形状を有し、
   前記前記第１外径壁及び前記第２外径壁と対向する前記磁石挿入孔との距離は、該磁石挿入孔の径方向外側における前記ｑ軸と該磁石挿入孔との距離よりも長い、ロータ。

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