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公開番号2024108565
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-13
出願番号2023012994
出願日2023-01-31
発明の名称ロータの構造
出願人マツダ株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類H02K 1/22 20060101AFI20240805BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】磁力可変モータの性能向上に伴って複雑化するロータの強度を確保する。
【解決手段】磁力の変更が可能なロータ30の構造である。そのロータコア32は、ステータ10と対向するフランジ部32aとその内側に位置するベース部32bとを連結しているコネクト部32cを有している。各磁極部33は、フランジ部32aに配置される磁力固定磁石40および磁力可変磁石50と、フランジ部32aとベース部32bとの間に区画される空隙部61とを含む。磁力固定磁石40が二分されることにより、その周方向幅の中心部位に内側連結部36が設けられている。第1柱部34が複数の外側連結部34aで構成されるとともに、その一群が、二分された磁力固定磁石40の各々の周方向幅の中心位置L1よりも周方向内側に配置されている。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
駆動モータを構成する、磁力の変更が可能なロータの構造であって、
ステータの内側に配置されて当該ステータと所定のギャップを介して対向するロータコアと、
対向面に沿って周方向に交互に並ぶように前記ロータコアに配置された複数の磁極部と、
を備え、
前記ロータコアは、
前記ステータと対向し、軸方向断面が環状のフランジ部と、
所定の間隔を隔てて前記フランジ部の内側に位置するベース部と、
前記ベース部と前記フランジ部とを連結しているコネクト部と、
を有し、
前記磁極部の各々は、
ｄ軸を中心にして磁力が径方向に向くように前記フランジ部に配置される周方向に長い磁力固定磁石と、
磁力が周方向に向くように、前記フランジ部における前記磁力固定磁石よりも前記対向面の側の部分の当該磁力固定磁石の周方向に隣接した位置に配置される磁力可変磁石と、
前記コネクト部によって前記フランジ部と前記ベース部との間に区画される空隙部と、
を含み、
前記コネクト部は、前記磁力固定磁石の各々の径方向内側に位置する第１柱部を含み、
前記磁力固定磁石が前記ｄ軸に対して線対称状に二分されることにより、前記フランジ部における当該磁力固定磁石の周方向幅の中心部位に、軸方向断面が径方向に延びる棒状の内側連結部が設けられていて、
前記第１柱部が、前記フランジ部と前記ベース部との間に架設される軸方向断面が柱状の複数の外側連結部で構成されるとともに、当該外側連結部の一群が、二分された前記磁力固定磁石の各々の周方向幅の中心位置よりも周方向内側に配置されているロータの構造。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
請求項１に記載のロータの構造において、
前記第１柱部が２本の外側連結部で構成されていて、当該外側連結部の各々の周方向幅の中心位置が、二分された前記磁力固定磁石の各々の周方向幅の中心位置よりも前記ｄ軸の側に位置しているロータの構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロータの構造において、
前記磁力可変磁石の各々はｑ軸を中心とする位置に配置されており、
前記コネクト部が、前記磁力可変磁石の各々の径方向内側の部分に位置して前記フランジ部と前記ベース部との間に架設される軸方向断面が柱状の第２柱部を含むロータの構造。
【請求項４】
請求項３に記載のロータの構造において、
前記第２柱部が、前記磁力可変磁石よりも大きい周方向幅を有するとともに、前記磁力可変磁石よりも径方向内側の部分に当該第２柱部に沿って延びる非磁性体を含有することにより、当該非磁性体の両側に、前記磁力可変磁石よりも周方向外側に位置するとともに、軸方向断面が棒状の一対の連結腕部が形成されているロータの構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
開示する技術は、自動車の駆動に好適な駆動モータを構成するロータの構造に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド車や電気自動車など、自動車の電動化が進んでいる。自動車に搭載される駆動モータは、低速での運転時には低回転ではあるが高トルクな出力が要求されるし、高速での運転時には低トルクではあるが高回転な出力が要求される。そのような広い範囲で、駆動モータは安定した出力が要求される。
【０００３】
この種の駆動モータには永久磁石同期モータが広く用いられており、高トルクを出力するために、そのロータには、磁力が強力な永久磁石が組み付けられている。そして、車載の駆動モータは、バッテリを電源とし、インバータでその電流を制御することによって駆動する。そのため、バッテリの電圧やインバータの容量を超える電流は駆動モータに供給できない。
【０００４】
回転数の上昇に伴って逆起電力も増加するが、電流量が限られるので、駆動モータが出力できる回転数は制限を受ける。そのため、駆動モータの制御において、ステータに所定の電流を流すことにより鎖交磁束を弱める弱め磁束制御が一般に行われている。弱め磁束制御により、制限を超える高回転が出力可能になるが、銅損、鉄損が増加する。
【０００５】
それに対し、最近では、保磁力の小さい永久磁石を用いることにより、ロータの磁力を変更できるようにした駆動モータ（以下、磁力可変モータともいう）が注目されている。ロータの磁力を駆動状態に応じて可変できれば、逆起電力の低減とともに、駆動モータの高出力化、高効率化などが実現できるようになるので、自動車の燃費、電費を向上できる。
【０００６】
例えば、特許文献１には、磁力が変わらない永久磁石（磁力固定磁石）とともに、磁力の変更が可能な永久磁石（磁力可変磁石）をロータに組み付けた磁力可変モータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２１－２７７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
自動車の駆動モータを磁力可変モータにした場合、自動車の運転中にロータの磁力が変化する。それにより、ロータの磁力が変わらない従来の駆動モータよりも、ロータの磁力を増加させる場面、ロータの磁力を減少させる場面など、モータ性能に影響する運転場面が増加する。
【０００９】
従って、磁力可変モータを効果的に活用するためには、ロータの構造を、そのような多様な運転場面の各々に対して最適化する必要がある。そして、そのためには、磁力固定磁石、磁力可変磁石、および空隙など(ロータ要素)について工夫する必要がある。その結果、これらロータ要素の個数は増加し、その配置、形状など、ロータの構造が複雑化することは避けられない。
【００１０】
しかも、これらロータ要素は、ロータの回転時に強い遠心力が作用するロータの外周部分に偏在する。そのため、ロータの外周部分は、そのベースとなっているロータコアの割合が減少し、強度の点では不利になる。
（【００１１】以降は省略されています）

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