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公開番号2025083931
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-02
出願番号2023197623
出願日2023-11-21
発明の名称回転電機
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類H02K 1/276 20220101AFI20250526BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転電機のトルクを確保しつつ、高温域における減磁の抑制を可能とすることができる回転電機を提供する。
【解決手段】ロータ14の第2磁石36は、屈曲部40よりも磁極24外側にある外側磁石36Bと、屈曲部40よりも磁極24中心側にある内側磁石36Aとを有する。外側磁石36Bは、内側磁石36Aおよび第1磁石32と比較して、残留磁束密度が低く、かつ、保磁力が高く、軸方向視において、外側磁石36Bの幅は、内側磁石36Aの幅よりも広い。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
円筒形のステータと、前記ステータの内側に同心配置されるロータと、を備えた回転電機であって、
前記ロータは、周方向に並ぶ複数の磁極を有し、
各前記磁極は、第１磁石装填部と、前記第１磁石装填部よりも内周側に位置する第２磁石装填部と、を有し、
前記第１磁石装填部は、第１磁石孔と、前記第１磁石孔に装填された第１磁石と、を含み、
前記第２磁石装填部は、前記磁極中心に対して対称配置された一対の第２磁石孔と、各前記第２磁石孔それぞれに装填された第２磁石と、を含み、
各前記第２磁石孔は、軸方向視で、屈曲部を有した折れ線形状であり、
各前記第２磁石は、前記屈曲部よりも磁極外側にある外側磁石と、前記屈曲部よりも磁極中心側にある内側磁石とを有し、
前記外側磁石は、前記内側磁石および前記第１磁石と比較して、残留磁束密度が低く、かつ、保磁力が高く、
前記軸方向視において、前記外側磁石の幅は、前記内側磁石の幅よりも広い、ことを特徴とする回転電機。
続きを表示（約 190 文字）【請求項２】
前記内側磁石および前記第１磁石は、ＮｄＦｅＢ系磁石であり、前記外側磁石は、ＳｍＦｅＮ系磁石であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記外側磁石の残留磁束密度は、２０℃の状態で１．００～１．３５Ｔであり、前記外側磁石の保磁力は、１５０℃の状態で、７３０～９８０ｋＡ／ｍであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形のステータと、ステータの内側に同心配置されるロータと、を備えた回転電機に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、回転電機として、ロータコアに永久磁石を埋め込んで磁極を構成する埋込磁石式の回転電機が利用されている。回転電機は、ロータコアに埋め込まれた永久磁石によって生成されるマグネットトルクと、ロータコアの磁気異方性に基づいて生成されるリラクタンストルクと、の合成トルクを出力することができる。この出力トルクを増加させるために、永久磁石を、ロータコアの径方向に沿って２層配置する技術が提案されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、２層配置の技術として、ロータの各磁極に、第１磁石装填部と、第１磁石装填部よりも内周側に位置する第２磁石装填部と、を備えたロータが配置されている。ここで、第１磁石装填部は、第１磁石孔と、第１磁石孔に装填された第１磁石と、を含んでいる。第２磁石装填部は、磁極中心に対して対称配置された一対の第２磁石孔と、各第２磁石孔それぞれに装填された第２磁石と、を含んでいる。第２磁石孔は、軸方向視で、屈曲部を有した折れ線形状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７１０７２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す回転電機の如く、永久磁石を埋め込んだロータでは、トルクを向上させるために磁石幅を伸ばすと、回転電機のトルクは向上するが、反磁界増加に伴い、高温域で大幅に減磁してしまうため、モータトルクの低下を招くことがある。
【０００６】
本発明は、回転電機のトルクを確保しつつ、高温域における減磁の抑制を可能とすることができる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、本発明に係る回転電機は、円筒形のステータと、前記ステータの内側に同心配置されるロータと、を備えた回転電機であって、前記ロータは、周方向に並ぶ複数の磁極を有し、各前記磁極は、第１磁石装填部と、前記第１磁石装填部よりも内周側に位置する第２磁石装填部と、を有し、前記第１磁石装填部は、第１磁石孔と、前記第１磁石孔に装填された第１磁石と、を含み、前記第２磁石装填部は、前記磁極中心に対して対称配置された一対の第２磁石孔と、各前記第２磁石孔それぞれに装填された第２磁石と、を含み、各前記第２磁石孔は、軸方向視で、屈曲部を有した折れ線形状であり、各前記第２磁石は、前記屈曲部よりも磁極外側にある外側磁石と、前記屈曲部よりも磁極中心側にある内側磁石とを有し、前記外側磁石は、前記内側磁石および前記第１磁石と比較して、残留磁束密度が低く、かつ、保磁力が高く、前記軸方向視において、前記外側磁石の幅は、前記内側磁石の幅よりも広い、ことを特徴とする。
【０００８】
好ましい態様としては、前記内側磁石および前記第１磁石は、ＮｄＦｅＢ系磁石であり、前記外側磁石は、ＳｍＦｅＮ系磁石である。さらに、好ましい態様としては、前記外側磁石の残留磁束密度は、２０℃の状態で１．００～１．３５Ｔであり、前記外側磁石の保磁力は、１５０℃の状態で、７３０～９８０ｋＡ／ｍである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転電機のトルクを確保しつつ、高温域における減磁の抑制を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施形態に係る回転電機の概略的な縦断面図である。
ロータの横断面図である。
１つの磁極周辺の拡大図である。
（ａ）は、実施例１～３および比較例１～７に用いる磁石Ａ、Ｂおよび磁石１～３の２０℃の状態における残留磁束密度を示すグラフであり、（ｂ）は、実施例１～３および比較例１～７に用いる磁石Ａ、Ｂおよび磁石１～３の１５０℃の状態における保磁力を示すグラフである。
実施例１～３および比較例１～７に係る解析結果であり、（ａ）は、回転電機の２０℃の状態におけるトルク（規格化）の解析結果であり、（ｂ）は、１５０℃の状態における保磁力／最大反磁界（規格化）の解析結果である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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