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公開番号2025099503
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023216202
出願日2023-12-21
発明の名称回転電機のロータ構造及び回転電機の制御装置
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 21/14 20060101AFI20250626BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】磁力可変磁石の磁化状態を効率良く変化させる。
【解決手段】周方向に並んで配置された配置され、それぞれが所定の磁束により周方向における磁化状態を変化させることが可能な複数の磁力可変磁石51,52と、磁力可変磁石51,52の周囲に配置された孔部(第1収容孔H71、第2収容孔H72)と、孔部(第1収容孔H71、第2収容孔H72)内に配置され、所定の磁束により、所定の磁束に反発する磁束が生じるような渦電流を発生させる非磁性導体73,74と、を備える。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
ロータコアを有するロータと、該ロータコアと空隙を空けて配置されたステータコアを有するステータとを備えた回転電機のロータ構造であって、
周方向に並んで配置された配置され、それぞれが所定の磁束により前記周方向における磁化状態を変化させることが可能な複数の磁力可変磁石と、
前記磁力可変磁石に対して径方向又は軸方向に隣接配置された孔部と、
前記孔部内に配置され、前記所定の磁束により、該所定の磁束に反発する磁束が生じるような渦電流を発生させる非磁性導体と、
を備えることを特徴とする回転電機のロータ構造。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の回転電機のロータ構造において、
前記非磁性導体は、前記磁力可変磁石に向かって前記周方向と直交する方向に延びる縦延び部を有する、ことを特徴とする回転電機のロータ構造。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機のロータ構造において、
前記非磁性導体と前記孔部の内周面との間にはそれぞれ隙間が設けられることを特徴とする回転電機のロータ構造。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機のロータ構造において、
前記回転電機は、前記ロータと前記ステータとが径方向に隙間を空けて配置されたラジアルギャップモータであり、
前記ロータコアの軸方向の両端部にそれぞれ設けられたエンドプレートを更に備え、
前記孔部は、前記磁力可変磁石に対して径方向に隣接配置され、
前記非磁性導体は、前記エンドプレートにそれぞれ固定されることを特徴とする回転電機のロータ構造。
【請求項５】
請求項３に記載の回転電機のロータ構造において、
前記回転電機は、前記ロータと前記ステータとが軸方向に隙間を空けて配置されたアキシャルギャップモータであり、
前記ロータコアの径方向内側に設けられた内壁部と、
前記ロータコアの径方向外側に設けられた外壁部と、を更に備え、
前記孔部は、前記磁力可変磁石に対して軸方向に隣接配置され、
前記非磁性導体は、前記内壁部と前記外壁部とにそれぞれ固定されることを特徴とする回転電機のロータ構造。
【請求項６】
請求項１に記載の回転電機のロータ構造において、
前記ロータコアは、周方向に並びかつ前記磁力可変磁石を有する複数の磁極部を含み、
前記各磁極部は、所定の磁力を有する磁力固定磁石を有し、
前記磁力可変磁石は、
前記各磁極部において前記磁力固定磁石の前記周方向の一端側に配置された第１磁力可変磁石と、
前記各磁極部において前記磁力固定磁石の前記周方向の他端側に配置された第２磁力可変磁石と、
を有し、
互いに周方向に隣接する２つの前記磁極部において、一方の前記磁極部の前記第１磁力可変磁石と他方の前記磁極部の前記第２磁力可変磁石とは、周方向に隣接することを特徴とする回転電機のロータ構造。
【請求項７】
請求項６に記載の回転電機のロータ構造において、
前記孔部は、
前記各磁極部において前記磁力固定磁石と前記第１磁力可変磁石との間の領域に設けられた第１孔部と、
前記各磁極部において前記磁力固定磁石と前記第２磁力可変磁石との間の領域に設けられた第２孔部と、
を有し、
前記第１孔部と前記第２孔部とのそれぞれに非磁性導体が配置されていることを特徴とする回転電機のロータ構造。
【請求項８】
請求項１～７に記載のロータ構造を有する回転電機の制御装置であって、
前記所定の磁束を生成するためのパルス電流を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記パルス電流の振幅が最大値に到達した後、該パルス電流のパルス期間の間に、該パルス電流の振幅よりも小さい幅で電流を増減させるパルス制御を実行することを特徴とする回転電機の制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の回転電機の制御装置において、
前記制御部は、前記パルス制御において、前記電流を増減させる大きさ及び回数を、前記磁力可変磁石の着磁率、前記ロータの回転速度、及び電源電圧を考慮して変更することを特徴とする回転電機の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、回転電機のロータ構造及び回転電機の制御装置に関する技術分野に属する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、回転電機のロータとして、磁化状態を変更困難な磁力固定磁石と、磁化状態を変更容易な可変磁石とを備えるものが提案されている。
【０００３】
特許文献１には、ロータコアに設けられ、周方向に並ぶ複数の磁極部を備え、複数の磁極部の各々は、径方向に着磁される磁力固定磁石と、磁力固定磁石の周方向の一端側および他端側にそれぞれ配置され、それぞれが所定の磁束により周方向における磁化状態を変化させることが可能な第１磁力可変磁石及び第２磁力可変磁石と、磁力固定磁石と第１磁力可変磁石との間に配置され、磁力固定磁石の径方向外端と第１磁力可変磁石との間における磁束の流れを阻害する方向に着磁される第１補助磁石と、磁力固定磁石と第２磁力可変磁石との間に配置され、磁力固定磁石の径方向外端と第２磁力可変磁石との間における磁束の流れを阻害する方向に着磁される第２補助磁石とを有する、ロータ構造が開示されている。
【０００４】
また、特許文献１では、第１補助磁石の径方向外側には、第１空隙部（空孔部）が設けられ、第２補助磁石の径方向外側には、第２空隙部（空孔部）が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－９８９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のロータ構造では、空孔部により、磁力固定磁石の径方向外端と第１磁力可変磁石との間及び磁力固定磁石の径方向外端と第２磁力可変磁石との間における磁束の短絡を抑制している。このように、空孔部を設けることで磁束を通り難くして、磁束の方向を制御することが可能である。
【０００７】
ところで、特許文献１のように、磁力可変磁石を設け場合、磁力可変磁石の磁化状態を変化させるときには、磁力可変磁石に効率良く磁束を入力することが求められる。磁力可変磁石の磁化状態を変化させるときのステータからの磁束は比較的大きいため、特許文献１のように空孔部を設けていたとしても空孔部に磁束が侵入するおそれがある。空孔部に磁束が侵入すると、磁力可変磁石の磁化状態を効率良く変化し難くなってしまう。このため、磁力可変磁石の磁化状態を効率良く変化させるという観点からは改良の余地がある。
【０００８】
ここに開示された技術は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、磁力可変磁石の磁化状態を効率良く変化させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、ここに開示された技術の第１の態様は、ロータコアを有するロータと、該ロータコアと空隙を空けて配置されたステータコアを有するステータとを備えた回転電機のロータ構造を対象として、周方向に並んで配置された配置され、それぞれが所定の磁束により前記周方向における磁化状態を変化させることが可能な複数の磁力可変磁石と、前記磁力可変磁石に対して径方向又は軸方向に隣接配置された孔部と、前記孔部内に配置され、前記所定の磁束により、該所定の磁束に反発する磁束が生じるような渦電流を発生させる非磁性導体と、を備える、という構成とした。
【００１０】
第１の態様では、非磁性導体が、渦電流により所定の磁束に反発する磁束を発生させることで、ステータからの磁束が孔部に侵入しにくくなる。これにより、磁力可変磁石及の磁化状態を変化させる際に、磁束を磁力可変磁石に流し易くすることができる。この結果、磁力可変磁石の磁化状態を効率良く変化させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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