JP2011200081A - 高速回転電動機およびそれに用いられる回転子 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、応力緩和穴を、回転子コアの基部外周面と同一の円周上に、回転子の軸心を含んで突極の周方向中央位置を通る平面に対して対称な穴形状に形成し、遠心力に起因して回転子コアに作用する応力集中を分散し、危険回転数を上昇できる高速回転電動機および回転子を得ることを目的とする。
【解決手段】回転子３は、突極４ｂ、５ｂが円筒状の基部４ａ，５ａの外周面に周方向に等角ピッチで配設されてなる同一形状に作製された第１および第２回転子コア４，５を、互いに周方向に半突極ピッチずらして、基部４ａ，５ａに挿通された回転軸２に同軸に固着されて構成されている。応力緩和穴２０は、突極４ｂ、５ｂのそれぞれに対し、基部４ａ，５ａと突極４ｂ、５ｂとの境界を含み、かつ回転軸２の軸心と突極４ｂ、５ｂの周方向中央とを通る平面に対して対称な形状に、第１および第２回転子コア４，５を軸方向に貫通するように形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、自動車用電動式過給器の電動機に適用されるのに好適な高速回転電動機および高速回転電動機に用いられる回転子に関するものである。

従来のスイッチドリラクタンスモータは、径方向内方に互いにそれぞれ対向するように突出し、かつ軸方向に延びる複数個の対の極部を有するステータと、該ステータ内に回転可能に配設されるとともに、径方向外方に突出して極部と所定の隙間を保ちながら対向可能で、かつ軸方向に延びる複数個の対の突極を有するロータと、ステータの各対の極部に巻回される複数個のコイルとを備え、各突極に、反回転方向側、かつ外側から回転方向側、かつ内側に延びるように穴が形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３６３３１０６号公報

自動車用電動式過給器においては、排気タービンは、通常数万ｒｐｍから最高２０万ｒｐｍ程度の高速で回転するので、排気タービンのシャフトに固着されている電動機のロータに作用する遠心力が極めて大きくなる。従来のスイッチドリラクタンスモータは、ロータが電磁鋼板を積層して作製され、堅牢であるので、自動車用電動式過給器の電動機に適用されるのに好適であるが、危険回転数の上昇が望まれる。

ここで、危険回転数を上げるには、ロータのシャフトの直径を大きくし、ロータの剛性を高めることが有効である。しかし、ロータが鉄材で作製されているので、ロータの外径を一定としてシャフトの直径を大きくすることは、ロータの鉄部が少なくなり、応力値を上げることにつながる。一方、シャフトの直径の増大に応じてロータの外径を大きくすると、ロータの鉄部の減少を抑えることができるが、イナーシャが大きくなってしまう。さらに、ロータの外径を大きくすることは、遠心力が大きくなり、応力値の増大をもたらす。そして、ロータの突極個数が少ないほど、突極の重量が重くなり、応力の影響が大きくなる。

従来のスイッチドリラクタンスモータでは、穴が各突極に形成されているので、突極の重量がその分軽くなり、ロータに作用する遠心力が小さくなる。しかし、穴の形成は、所望のトルクを維持しつつ、通電切り換え時の磁気吸引力を下げるためになされたものであり、遠心力に起因してロータに作用する応力の影響を緩和することについては、何ら考慮されていない。つまり、穴は、突極の反回転方向側、かつ外側に形成されているので、遠心力に起因してロータに作用する応力の影響を緩和することはできない。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、応力緩和穴を、回転子コアの基部外周面と同一の円周上に、回転子の軸心を含んで突極の周方向中央位置を通る平面に対して対称な穴形状に形成し、遠心力に起因して回転子コアに作用する応力集中を分散し、危険回転数を上昇できる高速回転電動機およびそれに用いられる回転子を得ることを目的とする。

この発明に係る高速回転電動機は、突極が円筒状の基部の外周面に周方向に等角ピッチで配設されてなる同一形状に作製された第１回転子コアおよび第２回転子コアを、それぞれ上記第１固定子コアおよび上記第２固定子コアの内周側に位置させ、かつ互いに周方向に半突極ピッチずらして配設され、該基部に挿通された回転軸に同軸に固着された回転子と、上記固定子に配設され、上記第１回転子コアの突極と上記第２回転子コアの突極とが異なる極性となるように界磁磁束を発生する界磁手段と、上記第１固定子コアのコアバック外周面と上記第２固定子コアのコアバック外周面とを連結するように軸方向に延設された軸方向磁路形成部材と、を備えている。そして、応力緩和穴が、上記突極のそれぞれに対し、上記基部と上記突極との境界を含み、かつ上記回転軸の軸心と上記突極の周方向中央とを通る平面に対して対称な形状に、上記第１回転子コアおよび上記第２回転子コアを軸方向に貫通するように形成されている。

この発明によれば、応力緩和穴が、基部と突極との境界を含み、かつ回転軸の軸心と突極の周方向中央とを通る平面に対して対称な形状に形成されている。
そこで、突極の重量が軽くなり、高速回転時に回転子に作用する遠心力が小さくなる。また、突極の応力緩和穴の周方向両側の鉄重量部分が応力緩和穴を挟んで周方向に離間しており、高速回転時、遠心力が回転軸の軸心から当該鉄重量部分の重心を通る方向に作用する。これにより、回転軸の軸心と突極の周方向中央とを結ぶ線分に対して直交する遠心力成分が増大し、基部の内周円を円に近い楕円形に変形させるような応力が第１および第２回転子コアに作用する。そして、遠心力に起因して第１および第２回転子コアに作用する応力集中が緩和される。その結果、回転子の外径を大きくすることなく、回転軸の直径を大きくして回転子の剛性を高めることができ、危険回転数を高めることができるとともに、イナーシャの増大を抑えることができる。

この発明の実施の形態１に係る高速回転電動機の主要構成を示す一部破断斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る高速回転電動機の回転子における回転子コアを示す正面図である。 応力緩和穴が省略された比較例の回転子を高速回転させた際に回転子コアに発生する変位ベクトルを示す図である。 図３の要部拡大図である。 この発明の回転子を高速回転させた際に第１回転子コアに発生する変位ベクトルを示す図である。 図５の要部拡大図である。 比較例の回転子を高速回転させた際に回転子コアに発生する直交変位成分のコンター図である。 この発明の回転子を高速回転させた際に第１回転子コアに発生する直交変位成分のコンター図である。 この発明の回転子を高速回転させた際に第１回転子コアに発生する直交変位成分のコンター図である。 高速回転時に第１回転子コアに発生する最大応力値と応力緩和穴の径方向位置との関係を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る高速回転電動機の回転子における回転子コアを示す正面図である。

以下、本発明の磁気誘導子型回転機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る高速回転電動機の主要構成を示す一部破断斜視図、図２はこの発明の実施の形態１に係る高速回転電動機の回転子における回転子コアを示す正面図である。

図１において、高速回転電動機１は、磁気誘導子型同期回転機であり、鉄などの塊状磁性体で作製された回転軸２に同軸に固着された回転子３と、回転子３を囲繞するように配設された固定子コア８にトルク発生用駆動コイルとしての固定子コイル１１を巻装してなる固定子７と、界磁手段としての界磁コイル１２と、回転子３、固定子７および界磁コイル１２を収納するハウジング１３と、を備えている。

回転子３は、例えば所定形状に成形された多数枚の磁性鋼板を積層一体化して作製された第１および第２回転子コア４，５と、所定枚の磁性鋼板を積層一体化して作製され、軸心位置に回転軸挿入孔（図示せず）が穿設された円盤状の隔壁６と、を備える。第１および第２回転子コア４，５は、同一形状に作製され、軸心位置に回転軸挿入孔１９が穿設された円筒状の基部４ａ，５ａと、基部４ａ，５ａの外周面から径方向外方に突設され、かつ軸方向に延設されて、周方向に等角ピッチで２つ設けられた突極４ｂ，５ｂと、から構成されている。さらに、応力緩和穴２０が、基部４ａ，５ａと突極４ｂ，５ｂとの境界部に軸方向に貫通するように形成されている。第１および第２回転子コア４，５は、周方向に半突極ピッチずらして、隔壁６を介して相対して互いに密接して配置され、それらの回転軸挿入孔１９に挿通された回転軸２に固着されて構成されている。そして、回転子３は、回転軸２の両端を軸受（図示せず）に支持されてハウジング１３内に回転自在に配設されている。

固定子コア８は、所定形状に成形された多数枚の磁性鋼板を積層一体化して作製された第１および第２固定子コア９，１０を備える。第１固定子コア９は、円筒状のコアバック９ａと、コアバック９ａの内周面から径方向内方に突設されて周方向に等角ピッチで６つ設けられたティース９ｂと、を備える。内周側に開口するスロット９ｃが、コアバック９ａと隣り合うティース９ｂとにより画成されている。第２固定子コア１０は、第１固定子コア９と同一形状に作製され、円筒状のコアバック１０ａと、コアバック１０ａの内周面から径方向内方に突設されて周方向に等角ピッチで６つ設けられたティース１０ｂと、を備える。内周側に開口するスロット１０ｃが、コアバック１０ａと隣り合うティース１０ｂとにより画成されている。第１および第２固定子コア９，１０は、ティース９ｂ，１０ｂの周方向位置を一致させて、かつ隔壁６の軸方向厚み分離間して、それぞれ第１および第２回転子コア４，５を囲繞するように、ハウジング１３内に配設されている。

固定子コイル１１は、導体線をスロット９ｃ，１０ｃを跨がないで軸方向に相対して対をなすティース９ｂ，１０ｂに巻回した、いわゆる集中巻き方式に巻回された３相の相コイルを有する。つまり、固定子コイル１１は、軸方向に相対する６対のティース９ｂ、１０ｂに対して順次Ｕ，Ｖ，Ｗの３相を２回繰り返して集中巻きに巻回して構成されている。そして、各相の相コイルのコイルエンドは、互いに、周方向に関して交差した重なりを持っていない。

界磁コイル１２は、導体線を円筒状に巻回した円筒状コイルであり、第１および第２固定子コア９，１０のコアバック９ａ，１０ａ間に介装されている。
ハウジング１３は、鉄などの塊状磁性体で作製され、第１固定子コア９のコアバック９ａの外周面と第２固定子コア１０のコアバック外周面とに密接するように配設され、軸方向磁路形成部材を構成している。なお、ハウジング１３が非磁性材料で作製される場合には、鉄などの磁性材料で作製された部材を第１固定子コア９のコアバック９ａの外周面と第２固定子コア１０のコアバック外周面とに接するように配設すればよい。

つぎに、第１および第２回転子コア４，５における応力緩和穴２０の形状および形成位置について図２を参照しつつ説明する。

第１および第２回転子コア４，５は、２つの突極４ｂ，５ｂが基部４ａ，５ａの外周面から径方向外方に突設され、軸心Ｏに対して対称な形状となっている。そして、突極４ｂ，５ｂの外周面の周方向幅θ１は７０°、突極４ｂ，５ｂの基部４ａ，５ａからの立ち上がり部間の周方向幅θ２は９０°である。
応力緩和穴２０は、外周側が長軸を周方向とする楕円曲線の一部で構成された径方向外方に凸状の断面形状に形成されている。そして、応力緩和穴２０は、第１および第２回転子コア４，５の軸心Ｏを含み、かつ突極４ｂ，５ｂの周方向中央を通る平面に対して対称に形成されている。また、応力緩和穴２０は、基部４ａ，５ａと突極４ｂ，５ｂとの境界を含む領域に形成されており、その周方向幅θ３は４０°である。これにより、突極４ｂ、５ｂはアーチ形状に構成される。

ここで、第１および第２回転子コア４，５における突極４ｂ、５ｂの周方向幅θ１，θ２をそれぞれ７０°、９０°としているが、周方向幅θ１，θ２はこれに限定されるものではない。周方向幅θ１，θ２は、例えば、第１および第２固定子コア９，１０のスロット開口幅との関係で適宜設定される。また、応力緩和穴２０の周方向幅θ３を４０°としているが、周方向幅θ３はこれに限定されるものではない。周方向幅θ３は、突極４ｂ、５ｂの応力緩和穴２０の周方向両側、即ちアーチ形状の両端側における磁気飽和の回避、および後述する遠心力Ｆ１，Ｆ２を発生させるための重量成分の確保の観点から適宜設定され、突極４ｂ、５ｂの周方向幅θ２が９０°の場合、応力緩和穴２０の周方向幅θ３は４５°を超えないようにすることが好ましい。

つぎに、このように構成された高速回転電動機１の動作について説明する。
界磁コイル１２に通電されると、図１に矢印で示されるように、磁束が、第１固定子コア９のティース９ｂから第１回転子コア４の突極４ｂに入り、突極４ｂの応力緩和穴２０の周方向両側を通って基部４ａに入る。基部４ａ内に入った磁束の一部が、基部４ａ及び隔壁６内を軸方向に流れ、磁束の残部が基部４ａ内を径方向内方に流れて回転軸２に至り、回転軸２内を軸方向に流れ、第２回転子コア５に入る。そして、第２回転子コア５に入った磁束は、基部５ａ内を径方向外方に流れ、突極５ｂの応力緩和穴２０の周方向両側を通って突極５ｂの外周面側に流れ、第２固定子コア１０のティース１０ｂに入る。第２固定子コア１０のティース１０ｂに入った磁束は、ティース１０ｂおよびコアバック１０ａ内を径方向外方に流れ、ハウジング１３内に入る。ハウジング１３内に入った磁束は、ハウジング１３内を軸方向に流れ、第１固定子コア９のコアバック９ａに戻る。

この時、第１および第２回転子コア４，５の突極４ｂ，５ｂが周方向に半突極ピッチずれているので、磁束は、軸方向から見ると、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配置されたように作用する。これにより、高速回転電動機１は、軸方向に連設した２極のＮ極と２極のＳ極とからなる４極の回転子３に対して６スロットの集中巻き方式の固定子コイル１１を有する磁気誘導子型同期回転機として動作する。

つぎに、応力緩和穴２０による応力緩和効果について図３乃至図６を参照しつつ説明する。回転子を高速回転させた条件で応力解析した結果を図３乃至図６に示す。図３は応力緩和穴が省略された比較例の回転子を高速回転させた際に回転子コアに発生する変位ベクトルを示す図、図４は図３の要部拡大図である。図５は本発明の回転子を高速回転させた際に第１回転子コアに発生する変位ベクトルを示す図、図６は図５の要部拡大図である。なお、図３乃至図６において、実線は高速回転前の回転子コア形状を示し、点線は高速回転時の回転子コア形状を示し、矢印は変位ベクトルを示す。

比較例の回転子コア３０では、高速回転することによる遠心力Ｆが、図３および図４に示されるように、突極３２の周方向中央を通って径方向外方に向うように回転子コア３０に作用する。そして、図３に示されるように、突極３２での変位ベクトルは、左右方向にほぼ揃っている。回転子コア３０のＡ部における変位ベクトルも、図４中左右方向に向いている。これにより、回転子コア３０は図３中左右方向に伸び、基部３１の円形の回転軸挿入孔３３が楕円形に変形される。そして、応力が突極３２の周方向中央部から概略９０°ずれた基部３１の内周側に集中する。

第１回転子コア４では、応力緩和穴２０が基部４ａと突極４ｂとの境界を含むように形成されているので、突極４ｂの応力緩和穴２０の周方向一側領域の鉄重量部分と、突極４ｂの応力緩和穴２０の周方向他側領域の鉄重量部分とが、見かけ上、応力緩和穴２０を挟んで周方向に離間して存在していることになる。そこで、第１回転子コア４が高速回転すると、図５に示されるように、突極４ｂの応力緩和穴２０の周方向一側領域の鉄重量部分による遠心力Ｆ１と、突極４ｂの応力緩和穴２０の周方向他側領域の鉄重量部分による遠心力Ｆ２とが第１回転子コア４に作用する。遠心力Ｆ１は、第１回転子コア４の軸心から突極４ｂの応力緩和穴２０の周方向一側領域の鉄重量部分の重心を通って径方向外方に作用し、遠心力Ｆ２は、第１回転子コア４の軸心から突極４ｂの応力緩和穴２０の周方向他側領域の鉄重量部分の重心を通って径方向外方に作用する。

このとき、応力緩和穴２０は、第１回転子コア４の軸心を含み、かつ突極４ｂの周方向中央を通る平面に対して対称な穴形状に形成されているので、遠心力Ｆ１，Ｆ２の大きさは同じである。そして、第１回転子コア４の軸心と突極４ｂの周方向中央とを結ぶ線分と平行な遠心力成分が小さくなり、該線分と直交する遠心力成分が大きくなる。

これにより、図５中、突極４ｂの上部領域での変位ベクトルは、斜め上方に向いており、突極４ｂの下部領域での変位ベクトルは、斜め下方に向いている。そして、第１回転子コア４のＡ部における変位ベクトルも、図６中斜め上方に向いている。そこで、第１回転子コア４は図５中左右方向および上下方向に伸び、基部４ａの円形の回転軸挿入孔１９が、比較例の回転子コア３０の回転軸挿入孔３３における楕円形に比べ２つの焦点の距離の短い楕円形に変形される。そして、応力が基部４ａの内周側の突極４ｂ間の領域にほぼ均一に分散され、第１回転子コア４に作用する応力が緩和される。

ここで、回転子を高速回転させた条件で応力解析した結果を図７および図８に示す。図７は比較例の回転子を高速回転させた際に回転子コアに発生する直交変位成分のコンター図、図８は本発明の回転子を高速回転させた際に第１回転子コアに発生する直交変位成分のコンター図である。なお、直交変位成分とは、回転子コアの軸心と突極の周方向中央とを結ぶ線分と直交する変位成分である。また、図７および図８のコンター図において、濃度が濃くなるほど、直交変位成分が大きい。

図７から、回転子コア３０のＡ部における直交変位成分が小さいことが分かる。言い換えれば、遠心力により回転子コア３０に発生する変位は、回転子コア３０の軸心と突極３２の周方向中央とを結ぶ線分と平行な成分が支配的となる。そこで、回転軸挿入孔３３は２つの焦点間が長い楕円形に変形し、応力が基部３１の内周側の突極３２間の中央部に集中する。

図８から、第１回転子コア４のＡ部における直交変位成分が、比較例の回転子コア３０に比べ、著しく大きいことが分かる。言い換えれば、遠心力により第１回転子コア４に発生する変位は、第１回転子コア４の軸心と突極４ｂの周方向中央とを結ぶ線分が減り、該線分と直交する成分が著しく大きくなる。そこで、回転軸挿入孔１９は、比較例の回転軸挿入孔３３に比べ、２つの焦点間が短い楕円形となり、より円形に近づく。これにより、応力は、基部４ａの内周側の突極４ｂ間の部位にほぼ均一に分散され、応力集中が緩和される。

つぎに、応力緩和穴２０の径方向位置と最大応力値との関係を示す。図９は本発明の回転子を高速回転させた際に第１回転子コアに発生する直交変位成分のコンター図であり、図９の（ａ）は応力緩和穴が基部領域内に形成されている場合を示し、図９の（ｂ）は応力緩和穴の穴中心が突極と基部との境界に位置している場合を示し、図９の（ｃ）は応力緩和穴が突極領域内に形成されている場合を示している。なお、図９において、細線は第１回転子コアの変形前の状態を示す。図１０は高速回転時に第１回転子コアに発生する最大応力値と応力緩和穴の径方向位置との関係を示す図である。なお、図１０において、縦軸は第１回転子コアに発生する最大応力値を示し、横軸は応力緩和穴の穴中心の径方向位置を示す。

図９の（ａ）〜（ｃ）から、応力緩和穴２０の穴中心が径方向内方に移動するにつれ、直交変位成分が大きくなることが分かる。特に、応力緩和穴２０の穴中心が径方向内方に移動するにつれ、基部４ａの突極４ｂ間の領域における直交変位成分が大きくなることが分かる。これにより、応力緩和穴２０の穴中心が径方向内方に移動するにつれ、第１回転子コア４の回転軸挿入孔１９の変形後の楕円形状が、円形に近づく。これは、応力緩和穴２０の径方向内方に移動するにつれ、応力緩和穴２０の周方向両側の領域の鉄重量が多くなり、第１回転子コア４の軸心と突極４ｂの周方向中央とを結ぶ線分と直交する遠心力成分が大きくなったことに起因すると推考される。

図１０から、応力緩和穴２０の穴中心が基部４ａと突極４ｂとの境界から径方向外方に移動すると、第１回転子コア４に発生する最大応力値が徐々に大きくなり、応力緩和穴２０が突極４ｂ内に位置すると急激に上昇することが分かる。また、応力緩和穴２０の穴中心が基部４ａと突極４ｂとの境界から径方向内方に移動すると、第１回転子コア４に発生する最大応力値が徐々に小さくなり、応力緩和穴２０が基部４ａ内に位置すると急激に上昇することが分かる。このことから、応力緩和穴２０は、その穴中心が基部４ａ内に位置し、基部４ａと突極４ｂとの境界を含むように形成することが好ましい。

ここで、応力緩和穴２０が突極４ｂ内に位置すると、応力緩和穴２０の径方向外方領域における突極４ｂの径方向幅が狭くなり、応力が突極４ｂの当該領域に集中し、最大応力値が急激に上昇したものと推考される。また、応力緩和穴２０が基部４ａ内に位置すると、応力緩和穴２０の径方向内方領域における基部４ａの径方向幅が狭くなり、応力が基部４ａの当該領域に集中し、最大応力値が急激に上昇したものと推考される。

この実施の形態１によれば、応力緩和穴２０が、突極４ｂ、５ｂのそれぞれに対し、基部４ａ，５ａと突極４ｂ、４ｂとの境界を含むように形成されているので、突極４ｂ、５ｂの鉄重量部分が減り、高速回転時に第１および第２回転子コア４，５に作用する遠心力が小さくなる。

また、応力緩和穴２０が、基部４ａ，５ａと突極４ｂ、４ｂとの境界を含み、かつ回転軸２の軸心と突極４ｂ，５ｂの周方向中央とを通る平面に対して対称に形成されているので、突極４ｂ、５ｂの応力緩和穴２０の周方向両側の鉄重量部分が応力緩和穴２０を挟んで周方向に離間している。そこで、高速回転時、遠心力が回転軸２の軸心から当該鉄重量部分の重心を通る方向に作用する。これにより、回転軸２の軸心と突極４ｂ、５ｂの周方向中央とを結ぶ線分に対して直交する遠心力成分が増大し、基部４ａ，５ａの内周円を円に近い楕円形に変形させるような応力が第１および第２回転子コア４，５に作用する。そこで、応力は基部４ａ，５ａの突極４ｂ、５ｂ間の部位に均一に分散し、応力集中が緩和される。

これらにより、第１および第２回転子コア４，５の外径を大きくすることなく、回転軸２の直径を大きくして回転子３の剛性を高めることができるので、危険回転数を高めることができる。さらに、第１および第２回転子コア４，５の外径を大きくしないので、イナーシャを小さくできる。
したがって、高速回転電動機１は小型、かつ耐遠心力性に優れ、２０万ｒｐｍ程度の高速回転が要求される自動車用電動式過給器の電動機に適用できる。

なお、上記実施の形態１では、応力緩和穴２０は、外周側が長軸を周方向とする楕円曲線の一部で構成された径方向外方に凸状の断面形状に形成されているものとしているが、応力緩和穴２０の断面形状は、これに限定されない。つまり、応力緩和穴２０は、径方向外方に凸状の非円形の断面形状で、第１および第２回転子コア４，５の軸心Ｏを含み、かつ突極４ｂ，５ｂの周方向中央を通る平面に対して対称な穴形状に形成されていればよく、例えば角部が丸められた略三角形でもよい。

実施の形態２．
図１１はこの発明の実施の形態２に係る高速回転電動機の回転子における回転子コアを示す正面図である。

図１１において、第１および第２回転子コア４Ａ，５Ａは、２つの円形の応力緩和穴２１が、周方向に離間して、基部４ａ，５ａと突極４ｂ，５ｂとの境界を含む領域に形成されており、その周方向幅θ３は４５°である。さらに、２つの応力緩和穴２０は、軸心Ｏを含み、かつ突極４ｂ，５ｂの周方向中央を通る平面に対して対称に形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

したがって、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
実施の形態２によれば、２つの応力緩和穴２１が周方向に離間して基部４ａ，５ａと突極４ｂ，５ｂとの境界を含む領域に形成されているので、磁路が応力緩和穴２０間に確保され、高速回転電動機の出力を高めることができる。
また、応力緩和穴２１の穴形状が円形であるので、穴加工が容易となる。

ここで、上記実施の形態２では、応力緩和穴２１の断面形状が円形であるが、応力緩和穴の断面形状は円形に限定されるものではなく、例えば突極の周方向外側に向って凸状の半円形や角部が丸められた略三角形でもよい。
また、上記実施の形態２では、応力緩和穴２１が突極４ｂ、５ｂのそれぞれに対し、２つ形成されているが、応力緩和穴２１の個数は２つに限定されるものではなく、３個以上でもよい。この場合、応力緩和穴２１は、周方向に互いに離間して、基部４ａ，５ａと突極４ｂ，５ｂとの境界を含み、軸心Ｏと突極４ｂ，５ｂの周方向中央とを通る平面に対して対称に形成されていればよい。

なお、上記各実施の形態では、界磁極数とスロット数との比が４：６、すなわち極スロット比が２：３であるが、極スロット比は２：３に限定されるものではなく、例えば４：３でもよい。
また、上記各実施の形態では、１つ又は２つの応力緩和穴が各突極に形成されているものとしているが、３個以上の応力緩和穴を各突極に形成してもよい。この場合、応力緩和穴は、それぞれ、基部と突極との境界を含み、軸心と突極の周方向中央とを通る平面に対して対称となるように各突極に形成すればよい。

また、上記各実施の形態では、固定子コイルが集中巻き方式で第１および第２固定子コアに巻回されているものとしているが、固定子コイルは分布巻き方式で第１および第２固定子コアに巻回されていてもよい。
また、上記各実施の形態では、隔壁の外径が第１および第２回転子コアの外径に一致しているものとしているが、隔壁の外径は必ずしも第１および第２回転子コアの外径に一致する必要はない。さらに、第１および第２回転子コアが回転軸に十分に固定されていれば、隔壁を省略してもよい。

また、上記各実施の形態では、第１および第２固定子コア、および第１および第２回転子コアが磁性薄板として磁性鋼板を積層して作製されているものとしているが、磁性薄板は磁性鋼板に限定されるものではなく、例えば電磁鋼板を用いてもよい。また、第１および第２固定子コア、および第１および第２回転子コアは塊状の磁性体で作製されてもよく、例えばパーマロイ粉末を絶縁した後、加圧成形し、熱処理して作製された圧粉鉄心を用いることができる。

また、上記各実施の形態では、回転子が、同一形状に形成された２つの回転子コアを、周方向に半突極ピッチずらして回転軸に同軸に固着して構成されているものとしているが、本発明は、１つの回転子コアを回転軸に同軸に固着して構成された回転子に適用しても、同様の効果を奏する。１つの回転子コアを回転軸に同軸に固着して構成された回転子は、例えばスイッチドリラクタンスモータの回転子に適用することができる。

１ 回転電動機、２ 回転軸、３ 回転子、４，４Ａ 第１回転子コア、４ａ 基部、４ｂ 突極、５，５Ａ 第２回転子コア、５ａ 基部、５ｂ 突極、７ 固定子、８ 固定子コア、９ 第１固定子コア、９ａ コアバック、９ｂ ティース、９ｃ スロット、１０ 第２固定子コア、１０ａ コアバック、１０ｂ ティース、１０ｃ スロット、１１ 固定子コイル、１２ 界磁コイル（界磁手段）、１３ ハウジング（磁路形成部材）、２０，２１ 応力緩和穴。

Claims (6)

1. 回転軸と、
   回転軸に同軸に固定された円筒状の基部、および該基部の外周面に周方向に等角ピッチで配設されて軸方向に延在する複数の突極を有する回転子コアと、を備え、
   応力緩和穴が、上記突極のそれぞれに対応し、上記基部と上記突極との境界を含み、かつ上記回転軸の軸心と該突極の周方向中央とを通る平面に対して対称な形状に、上記回転子コアを軸方向に貫通するように形成されていることを特徴とする高速回転電動機用回転子。
2. 上記回転子コアは、２つの上記突極を有し、
   上記応力緩和穴は、上記突極のそれぞれに対し、１つずつ形成されていることを特徴とする請求項１記載の高速回転電動機用回転子。
3. 上記回転子コアは、２つの上記突極を有し、
   上記応力緩和穴は、上記突極のそれぞれに対応し、周方向に離間して、２つずつ形成されていることを特徴とする請求項１記載の高速回転電動機用回転子。
4. 内周側に開口するスロットを画成するティースが円筒状のコアバックの内周面から径方向内方に突設されて周方向に並べて複数配設されてなる同一形状に作製された第１固定子コアおよび第２固定子コアを、軸方向に所定距離離反して、かつ上記ティースの周方向位置を一致させて同軸に配置して構成された固定子コア、および上記固定子コアに巻装された固定子コイルを有する固定子と、
   突極が円筒状の基部の外周面に周方向に等角ピッチで配設されてなる同一形状に作製された第１回転子コアおよび第２回転子コアを、それぞれ上記第１固定子コアおよび上記第２固定子コアの内周側に位置させ、かつ互いに周方向に半突極ピッチずらして配設され、該基部に挿通された回転軸に同軸に固着された回転子と、
   上記固定子に配設され、上記第１回転子コアの突極と上記第２回転子コアの突極とが異なる極性となるように界磁磁束を発生する界磁手段と、
   上記第１固定子コアのコアバック外周面と上記第２固定子コアのコアバック外周面とを連結するように軸方向に延設された軸方向磁路形成部材と、を備え、
   応力緩和穴が、上記突極のそれぞれに対し、上記基部と上記突極との境界を含み、かつ上記回転軸の軸心と上記突極の周方向中央とを通る平面に対して対称な形状に、上記第１回転子コアおよび上記第２回転子コアを軸方向に貫通するように形成されていることを特徴とする高速回転電動機。
5. 上記第１回転子コアおよび上記第２回転子コアは、それぞれ２つの上記突極を有し、
   上記応力緩和穴は、上記突極のそれぞれに対し、１つずつ形成されていることを特徴とする請求項４記載の高速回転電動機。
6. 上記第１回転子コアおよび上記第２回転子コアは、それぞれ２つの上記突極を有し、
   上記応力緩和穴は、上記突極のそれぞれに対応し、周方向に離間して、２つずつ形成されていることを特徴とする請求項４記載の高速回転電動機。

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