JP2005198463A

JP2005198463A - 回転電機のハウジング

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Publication number: JP2005198463A
Application number: JP2004004488A
Authority: JP
Inventors: Munehiro Kamiya; 宗宏神谷; Tomohiro Fukushima; 智宏福島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】回転トルクの低下、コストの上昇を伴わずに、渦電流損失の低減を図る。
【解決手段】固定子と回転子とからなる回転電機のハウジング１３２は、スロットに対向して設けられる、固定子を覆うハウジング部材と、スロットのコイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流がハウジング部材にて形成される部位に設けられた開口部１２８、１３０とを含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、回転子と固定子とからなる回転電機の構造に関し、特にハウジングの構造に関する。

従来、固定子と回転子とからなる回転電機において、固定子は、複数のスロットが形成されるステータ鉄心と、スロット間に設けられるティースに巻着されたコイルとから構成される。また、回転子は、ロータ鉄心と、磁力を帯びた磁石と、回転軸となるシャフトとから構成される。そして、コイルに電力が供給されることにより、磁界が発生する。発生した磁界に基づいて、回転子と固定子との間に磁束の流れが形成されることにより、回転子は回転力を得る。このとき、磁束は、固定子および回転子に流れるだけではなく、外部に漏れ磁束として流れる。たとえば、漏れ磁束は、ティースから回転電機の回転軸と平行な方向に生じる。そして、漏れ磁束は、折り返して隣接するティースへと流れを形成する。

このとき、回転電機を覆うハウジングには、漏れ磁束に応じて、渦電流が発生する。このハウジングに発生した渦電流に基づいて、渦電流による電力損失、いわゆる渦電流損失が生じる。このような問題に対して、以下の公報に開示された技術がある。

特許文献１（特開２００１−２５１８３１号公報）は、ブラシレスモータにおいて、ロータ磁石から漏れる磁束による渦電流の発生を低減させ、渦電流損失によるブラシレスモータの温度上昇を抑える技術を開示する。このブラシレスモータは、リング状のロータ磁石を備えて軸心周りに回転自在に保持された回転体と、ロータ磁石に対して径方向に磁石ギャップをもって配置されたステータとを有する。ロータ磁石はステータと対向する側以外の部分で磁路が開放されている。そして、ロータ磁石の開放磁路側に磁性体が配置されている。

特許文献１によると、ロータ磁石から漏れ出した磁束は磁性体に引き付けられるようになる。そして、ロータ磁石の近傍に配置されている他の固定部材内に入り込む磁束が少なくなる。このため、ロータ磁石から漏れ出した磁束の入り込みが少なくなった他の固定部材では渦電流の発生が少なくなる。磁性体内では渦電流が発生するが、この磁性体は開放磁路側に配置されてロータ磁石からの距離が大きい。そのため、磁性体内で発生する渦電流は小さくなる。その結果、ブラシレスモータ全体としての渦電流の発生が少なくなる。このようにして、渦電流損失によるブラシレスモータの温度上昇が抑えられる。
特開２００１−２５１８３１号公報

特許文献１に開示されたブラシレスモータにおいては、回転電機のハウジングに磁性体等の磁気シールドを取り付ける。そのため、漏れ磁束が磁気シールドに引き付けられるためにハウジングに入り込む磁束を減少させることができる。しかしながら、磁気シールドにおいて、磁気抵抗が低下するため、漏れ磁束自体が増加するという問題があった。漏れ磁束の増加は、回転電機の回転力（以下、回転トルクという。）の発生に寄与する有効磁束の減少を招く。その結果、回転電機の回転トルクが低下するという問題があった。また、磁気シールドを回転電機のハウジングに取り付けるため、部品点数が増加し、結果としてコストが上昇するという問題があった。

本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回転トルクの低下、コストの上昇を伴わずに、渦電流損失の低減を図る回転電機のハウジングを提供することである。

第１の発明に係る回転電機のハウジングは、固定子と回転子とからなる回転電機のハウジングである。固定子は、コイルが巻着されるスロットを有する。ハウジングは、スロットに対向して設けられる、固定子を覆うハウジング部材と、コイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流がハウジング部材にて形成される部位に設けられた開口部とを含む。

第１の発明によると、回転電機のハウジングは、スロットに対向して設けられる、固定子を覆うハウジング部材と、コイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流がハウジング部材にて形成される部位に設けられた開口部とを含むことにより、漏れ磁束の増加を招くことなく、渦電流を効果的に低減できる。すなわち、渦電流は、スロット間のティースからの漏れ磁束に応じて発生する。このとき、漏れ磁束により生じる起電力は、レンツの法則に基づいて、Ｖ（起電力）＝−ｄφ（漏れ磁束の変化）／ｄｔ（時間）で示される。そして、回転電機のハウジングには、発生した渦電流が環流して、渦電流回路が形成される。そのため、たとえば、渦電流回路の経路を分断するように、渦電流の経路に対応する部位に開口部を設けると、渦電流回路の経路が空気という絶縁物で分断される。この分断は、渦電流回路の電気抵抗を増加させるためである。すなわち、渦電流は、オームの法則に基づいて、Ｉ（渦電流）＝Ｖ／Ｒ（抵抗）で示される。そのため、電気抵抗の増加にしたがって、渦電流が減少する。また、渦電流損失は、渦電流損失＝Ｉ²（渦電流）×Ｒ＝Ｖ²／Ｒで示すことができる。そのため、電気抵抗の増加に従い渦電流損失を減少させることができる。また、ハウジングの磁気抵抗は変化しないため、漏れ磁束は増加しない。よって、トルク発生に寄与する有効磁束の減少を招くことがないため、回転トルクの低下は起こらない。また、ハウジングに開口部を設けるという簡易な構造のため、部品点数の増加もない。そのため、コストの上昇を抑制することができる。したがって、回転トルクの低下およびコストの上昇を伴わずに、渦電流損失の低減を図る回転電機のハウジングを提供することができる。

第２の発明に係る回転電機のハウジングにおいては、第１の発明の構成に加えて、開口部は、スロットの断面形状を回転軸と平行な方向にハウジング部材に対して投影して形成される投影形状を含むようにハウジング部材に形成されるものである。

第２の発明によると、開口部は、スロットの断面形状をハウジング部材に対して投影して形成される投影形状を含むようにハウジング部材に形成される。漏れ磁束に応じて発生する渦電流損失は、固定子が有するスロット上の部位において大きくなる。そのため、スロットの断面形状を投影して形成される投影形状を含むように開口部を形成することにより、渦電流回路の経路を空気という絶縁物で分断させることができる。そのため、渦電流回路の電気抵抗を増加させることができる。したがって、渦電流の低減が図れる。すなわち、渦電流損失を低減させることができる。

第３の発明に係る回転電機のハウジングにおいては、第２の発明の構成に加えて、開口部は、投影形状の外縁に沿ってハウジング部材に形成されるものである。

第３の発明によると、投影形状の外縁に沿ってハウジング部材に開口部を形成することにより、渦電流損失が高くなるスロット上の部位において、渦電流回路の経路を分断させることができる。その結果、渦電流回路の電気抵抗を増加させることができるため、渦電流が減少する。よって、渦電流損失を低減させることができる。

第４の発明に係る回転電機のハウジングにおいては、第１の発明の構成に加えて、開口部は、ハウジング部材のスロットに対応する位置において、周方向に沿って設けられるスリット状の穴である。

第４の発明によると、渦電流は径方向に流れるため、ハウジング部材のスロットに対応する位置（たとえば、スロットの中央部）に設けられた周方向に沿ってスリット状の穴をハウジング部材に設けることにより、渦電流の経路を分断することができる。そして、経路上の空気という絶縁物により渦電流回路における電気抵抗を増加させることができるため、渦電流を低減させることができる。よって、渦電流損失を低減させることができる。さらに、スロットの断面形状を回転電機の回転軸と平行な方向に投影して形成される投影形状の外縁に沿って開口部を形成する場合と比較してハウジングの剛性を確保することができる。

第５の発明に係る回転電機のハウジングにおいては、第４の発明の構成に加えて、位置は、スロットに隣接するスロットに対応する位置に設けられたスリット状の穴に対して径方向にずらした位置である。

第５の発明によると、スリット状の穴を設ける位置を隣接するスロットに対応する位置に設けられたスリット状の穴に対して径方向にずらした位置とすることにより、隣接するスロットに対応する位置に設けられるスリット状の穴と重複することなく、周方向に長いスリット状の穴をハウジング部材に設けることができる。そのため、ハウジングの剛性を確保するとともに、効果的に渦電流を低減させることができる。よって、渦電流損失を低減させることができる。

第６の発明に係る回転電機のハウジングにおいては、第１の発明の構成に加えて、開口部は、渦電流の経路に直交する方向の寸法が、経路と平行な方向の寸法よりも長い寸法のスリット状の穴をハウジング部材に設けることにより形成されるものである。

第６の発明によると、開口部を渦電流回路の経路に直交する方向の寸法が、経路と平行な方向の寸法よりも長い寸法のスリット状の穴をハウジング部材に設けることにより、ハウジングの剛性を確保するとともに、渦電流を低減させることができる。すなわち、開口部の面積が小さいと開口部に沿って渦電流が流れるため、渦電流回路の経路を分断することができない。そこで、スリット状の穴において、経路と平行な方向の寸法よりも経路に直交する方向の寸法を長い寸法とすることにより、渦電流の経路を分断することができる。そして、経路上の空気という絶縁物により渦電流回路における電気抵抗を増加させることができるため、渦電流を低減させることができる。よって、渦電流損失を低減させることができる。さらに、スロットの断面形状を回転電機の回転軸と平行な方向に投影して形成される投影形状の外縁に沿って開口部を形成する場合と比較してハウジングの剛性を確保することができる。

第７の発明に係る回転電機のハウジングにおいては、第６の発明の構成に加えて、開口部は、スリット状の穴を回転電機の径方向に複数個並べてハウジング部材に設けることにより形成されるものである。

第７の発明によると、開口部は、回転電機の径方向に複数個（たとえば、３個）並べられたスリット状の穴により形成される。これにより、渦電流回路の経路を分断させることができる。そして、経路上の空気という絶縁物により渦電流回路における電気抵抗を増加させることができる。したがって、渦電流を低減させることができる。また、渦電流は、径方向に流れるため、スリット状の穴を３つ並べてハウジング部材に設けることにより、効果的に渦電流を低減させることができる。さらに、スロットの断面形状を回転電機の回転軸と平行な方向に投影して形成される投影形状の外縁に沿って開口部を形成する場合と比較してハウジングの剛性を確保することができる。

第８の発明の係る回転電機のハウジングにおいては、第６の発明の構成に加えて、開口部は、ハウジングの磁束の中心に対応する位置を起点として、径方向に沿ってスリット状の穴により形成されるものである。

第８の発明によると、開口部として、ハウジングの磁束の中心に対応する位置を起点として、径方向に沿ってスリット状の穴をハウジング部材に設けることにより、渦電流回路の経路を分断させることができる。そして、経路上の空気という絶縁物により渦電流回路における電気抵抗を増加させることができる。したがって、渦電流を低減させることができる。さらに、スロットの断面形状を回転電機の回転軸と平行な方向に投影して形成される投影形状の外縁に沿って開口部を形成する場合と比較してハウジングの剛性を確保することができる。

第９の発明に係る回転電機のハウジングにおいては、第１〜７のいずれかの発明の構成に加えて、開口部は、渦電流の経路と、スロットに隣接するスロットのコイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流の経路とを重複するようにハウジング部材に形成されるものである。

第９の発明によると、開口部を渦電流の経路と、スロットに隣接するスロットのコイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流の経路とを重複するようにハウジング部材に形成する。スロット毎に２つの経路が重複するように開口部を設けることにより、１つの渦電流回路に対して、２ヶ所で分断させることができる。そのため、効果的に渦電流を低減させることができる。あるいは、隣接する２つのティースにおいて発生する２つの渦電流回路の経路を少なくとも１つの開口部で分断させることができる。そのため、ハウジングの剛性を確保しつつ、渦電流を低減させることができる。

第１０の発明に係る回転電機のハウジングは、固定子と回転子とからなる回転電機のハウジングである。固定子は、コイルが巻着されるスロットを有する。ハウジングは、スロットに対向して設けられる、固定子を覆うハウジング部材を含む。ハウジング部材は、非磁性体であって、高電気抵抗率を有する材質で形成されるものである。

第１０の発明によると、ハウジング部材を非磁性体であって、高電気抵抗率を有する材質（たとえば、セラミックスまたは樹脂）で形成することにより、ハウジング部材に開口部を設ける場合と比べて、ハウジングの剛性低下がない。また、高電気抵抗率を有する材質をハウジングに用いることにより、電気抵抗が高いために一般にハウジングの材質として用いられるアルミ合金等の電気抵抗の低い金属よりも渦電流が流れにくい。そのため、渦電流を低減させることができる。したがって、渦電流損失を低減させることができる。また、ハウジングに開口部を設ける必要がないため、モータ内部と外部とを分離することができる。たとえば、モータ内部にオイルがあり外部に漏れてはならない場合などに有効である。

第１１の発明に係る回転電機のハウジングにおいては、第１０の発明の構成に加えて、材質は、セラミックスまたは樹脂である。

第１１の発明によると、ハウジング部材の材質として、非磁性体であって、高電気抵抗率を有するセラミックスまたは樹脂を用いることにより、一般にハウジングの材質として用いられるアルミ合金等の電気抵抗の低い金属よりもハウジングに発生する渦電流を低減させることができる。さらに、開口部を設ける必要がないため、ハウジングの剛性が低下することもない。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る回転電機のハウジングについて説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
まず、本実施の形態に係る回転電機のハウジングを詳しく説明する前に、回転電機の構造について説明する。

図１に示すように、回転電機１５０は、ロータ鉄心１０２とエンドプレート１０４とシャフト１０６とからなる回転子と、ステータ鉄心１０８とコイル（図示せず）とからなる固定子とで構成される。なお、図１は、回転電機１５０の周方向に４分割したうちの１つを示す。

ステータ鉄心１０８は、中空の円筒形状を有する。ステータ鉄心１０８には、回転電機１５０の回転軸と平行な方向に複数のスロット１１２、１１４を有する。そして、スロット１１２、１１４間には、ティース１１０が形成されている。ティース１１０には、コイル（図示せず）が巻着される。また、ステータ鉄心１０８の中空部分には、円筒形状の回転子を有する。回転子は、磁力を帯びた永久磁石等が埋め込まれて形成されるロータ鉄心１０２とロータ鉄心１０２の端面に設けられるエンドプレート１０４とロータ鉄心１０２およびエンドプレート１０４が固定され、回転軸となるシャフト１０６とから構成される。

そして、回転電機１５０には、図２に示すように、スロット１１２、１１４に対向するようにして、固定子を覆うハウジング１００が設けられる。ハウジング１００は、回転子のシャフト１０６の軸受けおよび固定子の固定を目的として設けられる。すなわち、固定子にハウジング１００が固定される。そして、回転子のシャフト１０６の軸受け部がハウジング１００に設けられており、回転子を組み付けることにより、回転子と固定子とは、予め定められた位置関係を保持することができる。また、ハウジング１００の材質は、一般にＡｌ−１２Ｓｉなどのアルミ合金が用いられるが、特に限定されない。

ここで、図２に示すティースに巻着されたコイル１１６に対して電力を供給すると、コイル１１６には、電流の流れに応じて磁束が生じる。そして、コイル１１６に生じる磁束は、固定子と回転子との間で磁束の流れを形成する。この磁束の流れに応じて、回転子は回転力（以下、回転トルクという。）を得る。このとき、コイル１１６に生じる磁束は、固定子および回転子に流れるだけではなく外部に漏れ磁束として流れる。たとえば、漏れ磁束は、コイル１１６が巻着されたティース１１０から回転電機１５０の回転軸と平行な方向に生じる。そして、回転軸と平行な方向に生じた漏れ磁束は、折り返してティース１１０に隣接するティースへと流れを形成する。そして、ティース１１０から生じた漏れ磁束と、隣接するティースへと流れる漏れ磁束により、ハウジング１００には、誘導電流である渦電流が生じる。渦電流は、漏れ磁束の流れの方向により、右ねじの法則に基づいた方向に流れる。このとき、漏れ磁束により、図３に示すように、ハウジング１００に環流して、渦電流の経路となる渦電流回路１１８、１２０、１２２が形成される。そして、形成された渦電流回路１１８、１２０、１２２においては、渦電流に基づいて、渦電流による電力損失、いわゆる渦電流損失が生じる。ハウジング１００において損失した電力は、最終的には、熱エネルギーに変換される。このような渦電流に基づいて生じる渦電流損失は、渦電流の密度が高い個所において損失が大きい傾向にある。図３に示すように、渦電流回路１１８、１２０、１２２において渦電流が同方向に流れている。そのため、図４に示すように、スロット上（図４における点線）の渦電流損失部１２４、１２６において渦電流密度は高い。したがって、渦電流損失部１２４、１２６における渦電流損失は大きい。

そこで、本実施の形態に係る回転電機のハウジングは、スロットのコイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流の経路に対応する部位に開口部を有する。具体的には、開口部は、スロットの断面形状を回転電機の回転軸と平行な方向にハウジングに対して投影して形成される投影形状を含むようにハウジングに形成される。ここで、開口部の形状は特に限定されるものではないが、本実施の形態においては、たとえば、開口部は投影形状の外縁に沿ってハウジングに形成される。

図５に示すように、ハウジング１３２には、ステータ鉄心１０８の複数のスロット１１２、１１４の回転軸と直交する面における断面形状を回転軸と平行な方向にハウジング１３２に対して投影する。そして、投影形状の外縁に沿って開口部１２８、１３０がハウジング１３２に設けられる。開口部１２８、１３０が設けられたハウジング１３２の製造方法は、特に限定されるものではないが、たとえば、プレス成型により形成される。

以上のようにして、第１の実施の形態に係る回転電機のハウジングによると、回転電機のハウジングは、スロットに対向して設けられる、固定子を覆うハウジング部材と、コイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流がハウジング部材にて形成される部位に設けられた開口部とを含むことにより、漏れ磁束の増加を招くことなく、渦電流を効果的に低減できる。すなわち、渦電流は、スロット間のティースからの漏れ磁束に応じて発生する。このとき、漏れ磁束により生じる起電力は、レンツの法則に基づいて、Ｖ（起電力）＝−ｄφ（漏れ磁束の変化）／ｄｔ（時間）で示される。そして、回転電機のハウジングには、発生した渦電流が環流して、渦電流回路が形成される。そのため、たとえば、渦電流回路の経路を分断するように、渦電流の経路に対応する部位に開口部を設けると、渦電流回路の経路が空気という絶縁物で分断される。この分断は、渦電流回路の電気抵抗を増加させるためである。すなわち、渦電流は、オームの法則に基づいて、Ｉ（渦電流）＝Ｖ／Ｒ（抵抗）で示される。そのため、電気抵抗の増加にしたがって、渦電流が減少する。また、渦電流損失は、渦電流損失＝Ｉ²（渦電流）×Ｒ＝Ｖ²／Ｒで示すことができる。そのため、電気抵抗の増加に従い渦電流損失を減少させることができる。また、ハウジングの磁気抵抗は変化しないため、漏れ磁束は増加しない。よって、トルク発生に寄与する有効磁束の減少を招くことがないため、回転トルクの低下は起こらない。また、ハウジングに開口部を設けるという簡易な構造のため、部品点数の増加もない。そのため、コストの上昇を抑制することができる。したがって、回転トルクの低下およびコストの上昇を伴わずに、渦電流損失の低減を図る回転電機のハウジングを提供することができる。

また、開口部は、スロットの断面形状を回転電機の回転軸と平行な方向にハウジングに対して投影して形成される投影形状を含むようにハウジングに形成される。漏れ磁束に応じて発生する渦電流損失は、固定子が有するスロット上の部位において大きくなる。そのため、スロットの断面形状を投影して形成される投影形状の外縁に沿ってハウジングに開口部を形成することにより、渦電流回路の経路を空気という絶縁物で分断させることができる。そのため、渦電流回路の電気抵抗を増加させることができる。したがって、渦電流の低減が図れる。

また、開口部を渦電流の経路と、スロットに隣接するスロットのコイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流の経路とを重複するようにハウジングに形成する。スロット毎に２つの経路が重複するように開口部を設けることにより、１つの渦電流回路に対して、２ヶ所で分断させることができる。そのため、効果的に渦電流を低減させることができる。あるいは、隣接する２つのティースにおいて発生する２つの渦電流回路の経路を少なくとも１つの開口部で分断させることができる。そのため、ハウジングの剛性を確保しつつ、渦電流を低減させることができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る回転電機のハウジングについて説明する。

本実施の形態に係る回転電機は、前述の第１の実施の形態に係る回転電機１５０の構成と、ハウジング１３２以外は同じ構成である。それらについては同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

第２の実施の形態に係る回転電機のハウジング２００には、渦電流回路２０８、２１０の経路に重複するように複数のスリット状の穴が回転電機１５０の径方向に並べて設けられる。スリットの数は、特に限定されるものではないが、たとえば、本実施の形態においては、径方向に３つのスリット状の穴２０２、２０４、２０６をハウジング２００に設ける。また、図６に示すような３つのスリット状の穴がハウジング２００の円周上の渦電流回路の経路のすべての重複部において設けられるとする。このように、渦電流回路２０８、２１０の経路を分断することにより、渦電流の低減を図ることができる。

このとき、スリット状の穴２０２、２０４、２０６の形状は、渦電流回路２０８、２１０の経路に直交する方向の寸法が経路と平行な方向の寸法よりも長い寸法である。本実施の形態においては、スリット状の穴２０２、２０４、２０６は、回転電機の径方向に直交する方向に、渦電流損失部２１２の渦電流回路の経路に直交する方向の長さよりも長い寸法とする。

以上のようにして、第２の実施の形態に係る回転電機のハウジングによると、開口部として渦電流の経路に直交する方向の寸法が、経路と平行な方向の寸法よりも長い寸法のスリット状の穴をハウジングに設けることにより、ハウジングの剛性を確保するとともに、渦電流を低減させることができる。すなわち、開口部の面積が小さいと開口部に沿って渦電流が流れるため、渦電流回路の経路を分断することができない。そこで、スリット状の穴において、経路と平行な方向の寸法よりも経路に直交する方向の寸法を長い寸法とすることにより、渦電流の経路を分断することができる。そして経路上の空気という絶縁部により渦電流回路における電気抵抗を増加させることができるため、渦電流を低減させることができる。よって、渦電流損失を低減させることができる。さらに、スロットの断面形状を回転電機の回転軸と平行な方向に投影して形成される投影形状の外縁に沿って開口部を形成する場合と比較してハウジングの剛性を確保することができる。

また、開口部は、回転電機の径方向に３つ並べられたスリット状の穴により形成される。これにより、渦電流回路の経路を分断させることができる。

そして、開口部を渦電流の経路と、スロットに隣接するスロットのコイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流の経路とを重複するようにハウジングに形成する。スロット毎に２つの経路が重複するように開口部を設けることにより、１つの渦電流回路に対して、２ヶ所で分断させることができる。そのため、効果的に渦電流を低減させることができる。あるいは、隣接する２つのティースにおいて発生する２つの渦電流回路の経路を少なくとも１つの開口部で分断させることができる。そのため、ハウジングの剛性を確保しつつ渦電流を低減させることができる。

＜第２の実施の形態変形例＞
以下、本発明の第２の実施の形態の変形例に係る回転電機のハウジングについて説明する。

本変形例に係る回転電機は、前述の第２の実施の形態に係る回転電機１５０の構成と、ハウジング２００以外は同じ構成である。それらについては同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

本変形例に係る回転電機のハウジング３００には、渦電流回路の経路上の各スロットあるいはスロット間の各ティースに対応する位置にスリット状の穴が設けられる。

具体的には、たとえば、図７に示すように、ハウジング３００に生じる渦電流回路３０２の経路と、隣接するティースからの磁束に基づいて形成される渦電流回路の経路とが重複するように、ハウジング３００のスロットの中央に対応する位置に周方向に沿ってスリット状の穴３０４が設けられる。そして、スリット状の穴３０４と同形状の穴がハウジング３００の円周上のすべてのスロット毎に対応するそれぞれの位置に設けられる。渦電流は径方向に流れるため、周方向に沿ってスリット状の穴をハウジングに設けることにより、渦電流の経路を分断することができる。

また、周方向に沿って長いスリット状の穴を設けると隣接するスロットに対応するスリット状の穴と重複してしまい、ハウジングとして成り立たなくなる。あるいは、ハウジングの剛性を確保できない恐れがある。そこで、図８に示すように、スリット状の穴３１２は、円周方向に長いスリット上の穴を隣接するスロットに対応する位置に設けられたスリット状の穴と径方向にずらして交互に配置してもよい。周方向により長いスリット状の穴を設けることにより、効果的に渦電流を経路を分断することができる。このとき、径方向にずらして交互にスリット状の穴を円周方向に配置することにより、ハウジングの剛性を確保することができる。

または、スリット状の穴は、ハウジング３００の漏れ磁束の中心に対応する位置を起点として、図９に示すように、ハウジング３００に設けられる。たとえば、図９（Ａ）に示すように、スリット状の穴３０６は、ハウジング３００に対して渦電流回路３０２の経路上でティース中央部からハウジング３００を貫通する漏れ磁束の中心よりも内側に回転電機１５０の径方向に沿って設けられる。このとき、スリット状の穴の形状は、渦電流回路の経路に直交する方向の寸法が、経路と平行な方向の寸法よりも長い寸法とする。そして、スリット状の穴３０６と同形状の穴がハウジング３００を貫通する漏れ磁束の中心に対応する位置にそれぞれ設けてもよい。

または、図９（Ｂ）に示すように、スリット状の穴３０８は、ハウジング３００に対して渦電流回路３０２の経路上でティース中央部からハウジング３００を貫通する漏れ磁束の中心よりも外側に径方向に沿って設けてもよい。

あるいは、図９（Ｃ）に示すように、スリット状の穴３１０は、ハウジング３００に対して、渦電流回路３１０を２ヶ所で分断するように、ティース中央部からハウジング３００を貫通する漏れ磁束の中心に基づいて径方向に沿って設けてもよい。

以上のようにして、本変形例に係る回転電機のハウジングによると、渦電流回路の経路上の各ティースあるいは各スロットに対応する位置にスリット状の穴を設けることにより、ハウジングの剛性を確保しつつ渦電流の低減が図れる。よって、渦電流損失を低減させることができる。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係る回転電機のハウジングについて説明する。

第３の実施の形態に係る回転電機のハウジングは、非磁性体であって、高電気抵抗率を有する材質で形成される。これにより、ハウジングに開口部を設ける場合と比べて、ハウジングの剛性低下がない。また、高電気抵抗率を有する材質をハウジングに用いることにより、電気抵抗が高いために一般にハウジングの材質として用いられるアルミ合金等の電気抵抗の低い金属よりも渦電流が流れにくい。そのため、渦電流を低減させることができる。また、ハウジングに開口部を設ける必要がないため、モータ内部と外部とを仕切ることができる。たとえば、モータ内部にオイルがあり外部に漏れてはならない場合などに有効である。ハウジングの材質は、非磁性体であって、高電気低効率を有する材質であれば、特に限定されるものではないが、たとえば、セラミックスまたは樹脂である。

以上のようにして、第３の実施の形態に係る回転電機のハウジングによると、回転電機のハウジングの材質として、たとえば、セラミックスまたは樹脂のような非磁性体であって、高電気抵抗率を有する材質を用いることにより、ハウジングに発生する渦電流を低減させることができる。そのため、ハウジングの剛性を低下させることなく、渦電流損失を低減させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

回転電機の外観を示す図である。回転電機に取り付けられたハウジングの外観を示す図である。第１の実施の形態に係る回転電機のハウジングに形成される渦電流回路の経路を示す図である。第１の実施の形態に係る回転電機のハウジングに形成される渦電流損失の大きい部位を示す図である。第１の実施の形態に係る回転電機のハウジングの外観を示す図である。第２の実施の形態に係る回転電機のハウジングの外観を示す図である。第２の実施の形態の変形例に係る回転電機のハウジングの正面図（その１）である。第２の実施の形態の変形例に係る回転電機のハウジングの正面図（その２）である。第２の実施の形態の変形例に係る回転電機のハウジングの正面図（その３）である。

符号の説明

１００，１３２，２００，３００ハウジング、１０２ロータ鉄心、１０４エンドプレート、１０６シャフト、１０８ステータ鉄心、１１０ティース、１１２，１１４スロット、１１６コイル、１１８，１２０，１２２，２０８，２１０，３０２渦電流回路、１２４，１２６，２１２渦電流損失部、１２８，１３０開口部、１５０回転電機、２０２，２０４，２０６，３０４，３０６，３０８，３１０，３１２スリット状の穴。

Claims

固定子と回転子とからなる回転電機のハウジングであって、前記固定子は、コイルが巻着されるスロットを有し、
前記ハウジングは、
前記スロットに対向して設けられる、前記固定子を覆うハウジング部材と、
前記コイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流が前記ハウジング部材にて形成される部位に設けられた開口部とを含む、回転電機のハウジング。
前記開口部は、前記スロットの断面形状を前記ハウジング部材に対して投影して形成される投影形状を含むように前記ハウジング部材に形成される、請求項１に記載の回転電機のハウジング。
前記開口部は、前記投影形状の外縁に沿って前記ハウジング部材に形成される、請求項２に記載の回転電機のハウジング。
前記開口部は、前記ハウジング部材の前記スロットに対応する位置において、周方向に沿って設けられるスリット状の穴である、請求項１に記載の回転電機のハウジング。
前記位置は、前記スロットに隣接するスロットに対応する位置に設けられたスリット状の穴に対して径方向にずらした位置である、請求項４に記載の回転電機のハウジング。
前記開口部は、前記渦電流の経路に直交する方向の寸法が前記経路と平行な方向の寸法よりも長い寸法のスリット状の穴を前記ハウジング部材に設けることにより形成される、請求項１に記載の回転電機のハウジング。
前記開口部は、前記回転電機の径方向に複数個並べられた前記スリット状の穴に形成される、請求項６に記載の回転電機のハウジング。
前記開口部は、前記ハウジングの前記磁束の中心に対応する位置を起点として、径方向に沿って前記スリット状の穴により形成される、請求項６に記載の回転電機のハウジング。
前記開口部は、前記渦電流の経路と、前記スロットに隣接するスロットのコイルに流れる電流により発生する磁束に応じた渦電流の経路とを重複するように前記ハウジング部材に形成される、請求項１〜７のいずれかに記載の回転電機のハウジング。
固定子と回転子とからなる回転電機のハウジングであって、前記固定子は、コイルが巻着されるスロットを有し、
前記ハウジングは、
前記スロットに対向して設けられる、前記固定子を覆うハウジング部材を含み、
前記ハウジング部材は、非磁性体であって、高電気抵抗率を有する材質で形成される、回転電機のハウジング。
前記材質は、セラミックスまたは樹脂である、請求項１０に記載の回転電機のハウジング。