6571050 同期リラクタンス型回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6571050

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】同期リラクタンス型回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 19/10 20060101AFI20190826BHJP

【ＦＩ】

   H02K19/10 A

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-129202(P2016-129202)

(22)【出願日】2016年6月29日

(65)【公開番号】特開2018-7365(P2018-7365A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2019年4月10日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 則雄

(72)【発明者】

【氏名】竹内 活徳

(72)【発明者】

【氏名】松下 真琴

(72)【発明者】

【氏名】三須 大輔

(72)【発明者】

【氏名】長谷部 寿郎

【審査官】 上野 力

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−８９１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１６５４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２５７７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１４７３０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１９１６０７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−５６９３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸線回りに回転するシャフトと、
前記シャフトに固定され、１極当りに径方向内側に向かって凸形状となる空洞部が複数層形成されていると共に、前記空洞部と外周面との間に、それぞれブリッジが形成された回転子鉄心と、
を備え、
１極のうちの周方向中央を極中心とし、周方向両端を極端としたとき、
複数の前記ブリッジのうち、最も前記極端側に位置する最極端ブリッジは、該最極端ブリッジの肉厚が前記極中心側から前記極端側に向かうに従って漸次厚くなるように形成されており、
複数の前記ブリッジのうち、前記最極端ブリッジから１つの前記ブリッジを挟んで前記極中心側に位置する中間ブリッジは、該中間ブリッジの肉厚が前記極端側から前記極中心側に向かうに従って漸次厚くなるように形成されている同期リラクタンス型回転電機。

【請求項2】

前記最極端ブリッジの前記空洞部側の側面と前記中間ブリッジの前記空洞部側の側面とを通る曲線を仮想湾曲線としたとき、
前記回転軸線と、該回転軸線から最も離間した前記仮想湾曲線上の点とを結ぶ直線は、前記最極端ブリッジと前記中間ブリッジとの間に位置する前記ブリッジを通る請求項１に記載の同期リラクタンス型回転電機。

【請求項3】

前記回転子鉄心は、４極有すると共に、１極当り、４層の前記空洞部を有している請求項１または請求項２に記載の同期リラクタンス型回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、同期リラクタンス型回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

同期リラクタンス型回転電機は、回転子と、固定子と、を備えている。回転子は、回転可能に軸支されて回転軸中心で軸方向に延びるシャフトと、シャフトに外嵌固定される回転子鉄心と、を備えている。固定子は、回転子鉄心の外周に回転子鉄心と間隔をあけて配置され、互いに周方向に間隔をあけて配列された複数のティースを有する固定子鉄心と、複数のティースにそれぞれ巻回された複数極の多相の電機子巻線と、を備えている。

【0003】

回転子鉄心には、１極当り複数の空洞部が径方向に並んで形成されている。各空洞部は、電機子巻線に通電した際に形成される磁束の流れに沿うように、極中心が最も径方向内側に位置するように、径方向内側に向かって湾曲形成されている場合が多い。
このように空洞部を形成することにより、回転子鉄心に、磁束の流れ易い方向と磁束の流れにくい方向とが形成される。そして、同期リラクタンス型回転電機は、空洞部によって発生するリラクタンストルクを利用し、シャフトを回転させる。

【0004】

ところで、同期リラクタンス型回転電機は、さまざまな分野での適用が想定されており、さらなる高出力化や小型化が求められている。このことから、同期リラクタンス型回転電機の大容量化や高速回転化が望まれている。一方で、回転子鉄心に空洞部を形成すると回転子鉄心が変形しやすくなってしまう。このため、回転子鉄心を高速回転させると、これによって生じる遠心力により、回転子鉄心が変形してしまう可能性があった。そこで、空洞部の周方向両端と回転子鉄心の間に形成されるブリッジと称される箇所の肉厚を厚くしたり、空洞部の周方向中央にセンターブリッジと称される構造体を形成したりして、回転子鉄心を変形しにくくする場合があった。

【0005】

しかしながら、ブリッジの肉厚を厚くしたり、センターブリッジを形成したりすると、これらブリッジの箇所の磁気飽和が緩和されてしまう場合があった。このため、所望のリラクタンストルクを得にくく、同期リラクタンス型回転電機のトルク特性が低下してしまう可能性があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１１−８９１９３号公報

【特許文献2】特開２００１−２５８２２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、回転子鉄心を変形しにくくすると共に、トルク特性の低下を防止できる同期リラクタンス型回転電機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態の同期リラクタンス型回転電機は、シャフトと、回転子鉄心と、を持つ。回転子鉄心は、シャフトに固定され、１極当りに径方向内側に向かって凸形状となる空洞部が複数層形成されていると共に、空洞部と外周面との間に、それぞれブリッジが形成されている。そして、１極のうちの周方向中央を極中心とし、周方向両端を極端としたとき、複数のブリッジのうち、最も極端側に位置する最極端ブリッジは、最極端ブリッジの肉厚が極中心側から極端側に向かうに従って漸次厚くなるように形成されている。複数のブリッジのうち、最極端ブリッジから１つのブリッジを挟んで極中心側に位置する中間ブリッジは、中間ブリッジの肉厚が極端側から極中心側に向かうに従って漸次厚くなるように形成されている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態の同期リラクタンス型回転電機の一部の構成を示す回転軸に直交する断面図。

【図2】図１のＡ部拡大図。

【図3】第１の実施形態の回転子鉄心にかかる応力分布図。

【図4】第２の実施形態の回転子鉄心の一部の構成を示す回転軸に直交する断面図。

【図5】第２の実施形態の回転子鉄心にかかる応力分布図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態の同期リラクタンス型回転電機を、図面を参照して説明する。

【0011】

図１は、同期リラクタンス型回転電機（以下、単に回転電機という）１の一部の構成を示す回転軸８に直交する断面図である。なお、図１では、回転電機１の１／４セクター、すなわち、１／４周の周角度領域分のみを示している。
同図に示すように、回転電機１は、略円筒状の固定子２と、固定子２よりも径方向内側に設けられ、固定子２に対して回転自在に設けられた回転子３と、を備えている。なお、固定子２および回転子３は、それぞれの中心軸線が共通軸上に位置した状態で配置されている。以下、共通軸を中心軸（回転軸線）Ｏと称し、中心軸Ｏに直交する方向を径方向と称し、中心軸Ｏ回りに周回する方向を周方向と称する。

【0012】

固定子２は、略円筒状の固定子鉄心４を有している。固定子鉄心４は、電磁鋼板を複数枚積層したり、軟磁性粉を加圧成形したりして形成することが可能である。固定子鉄心４の内周面には、中心軸Ｏに向かって突出し、周方向に等間隔で配列された複数のティース５が一体成形されている。ティース５は、断面略矩形状に形成されている。そして、隣接する各ティース５間には、それぞれスロット６が形成されている。これらスロット６を介し、各ティース５に電機子巻線７が巻回されている。各ティース５には、インシュレータや絶縁被膜の上から電機子巻線７が巻回される。

【0013】

（第１の実施形態）
回転子３は、中心軸Ｏに沿って延びる回転軸８と、回転軸８に外嵌固定された略円柱状の回転子鉄心９と、を備えている。
回転子鉄心９は、電磁鋼板を複数枚積層したり、軟磁性粉を加圧成形したりして形成することが可能である。回転子鉄心９の外径は、径方向で対向する各ティース５との間に、所定のエアギャップＧが形成されるように設定されている。
また、回転子鉄心９の径方向中央には、中心軸Ｏに沿って貫通する貫通孔１０が形成されている。この貫通孔１０に、回転軸８が圧入等され、回転軸８と回転子鉄心９とが一体となって回転する。

【0014】

さらに、回転子鉄心９には、１／４周の周角度領域のそれぞれに、４層の空洞部（フラックスバリヤ）１１，１２，１３，１４（第１空洞部１１、第２空洞部１２、第３空洞部１３、第４空洞部１４）が径方向に並んで形成されている。すなわち、径方向最外側に第１空洞部１１が形成され、この第１空洞部１１から径方向内側に向かって順に第２空洞部１２、第３空洞部１３、第４空洞部１４が並んで形成されている。そして、第４空洞部１４が径方向最内側に配置されている。

【0015】

また、各空洞部１１〜１４は、電機子巻線７に通電した際に形成される磁束の流れに沿うように形成されている。つまり、各空洞部１１〜１４は、周方向の中央が最も径方向内側に位置するように（径方向内側に向かって凸形状となるように）、湾曲形成されている。これにより、回転子鉄心９には、磁束の流れ易い方向と磁束の流れにくい方向が形成される。

【0016】

ここで、本実施形態において、磁束の流れ易い方向をｑ軸と称する。また、ｑ軸に対して電気的、磁気的に直交する径方向に沿った方向をｄ軸と称する。すなわち、各空洞部１１〜１４は、ｄ軸に沿った径方向において、多層構造となる。
より詳しくは、回転子鉄心９においてｑ軸方向は、各空洞部１１〜１４によって磁束の流れが妨げられない方向をｑ軸と称する。すなわち、回転子鉄心９の外周面９ａの任意の周角度位置に正の磁位（例えば磁石のＮ極を近づける）、これに対して１極分（本実施形態の場合は機械角で９０度）ずれた他の任意の周角度位置に負の磁位（例えば磁石のＳ極を近づける）を与え、任意の位置を周方向へずらしていった場合に最も多くの磁束が流れる時の中心軸Ｏから任意の位置に向かう方向をｑ軸と定義する。そして、各空洞部１１〜１４の長手方向がｑ軸である。

【0017】

一方、各空洞部１１〜１４によって磁束の流れが妨げられる方向、すなわちｑ軸に対して磁気的に直交する方向をｄ軸と称する。本実施形態では、各空洞部１１〜１４によって、中心軸Ｏに近い領域と遠い領域に分離された２つの回転子鉄心部分が対向する方向に対して平行な方向がｄ軸である。また、各空洞部１１〜１４が多層に形成されている場合（本実施形態では４層）、層の重なり方向がｄ軸である。本実施形態では、ｄ軸は、ｑ軸に対して電気的、磁気的に直交するのに限らず、直交する角度からある程度の角度幅（例えば機械角で１０度程度）をもって交わってよい。

【0018】

このように、回転子鉄心９は、４極に構成されており、１極当り（回転子鉄心９の１／４周の周角度領域）に４層の空洞部１１，１２，１３，１４が形成されていることになる。そして、１極とは、ｑ軸間の領域をいう。
なお、以下の説明では、ｄ軸を極中心Ｃ１と称し、ｑ軸（１／４周の周角度領域の周方向両端）を極端Ｅ１と称して説明する。つまり、各空洞部１１〜１４は、極中心Ｃ１が最も径方向内側に位置するように、径方向内側に向かって湾曲されていることになる。

【0019】

また、各空洞部１１〜１４は、中心軸Ｏ方向からみて長手方向両端が回転子鉄心９の外周部に位置するように湾曲形成されている。そして、各空洞部１１〜１４は、長手方向両端に近い箇所ほど極端Ｅ１に沿うように、且つ長手方向中央に近い箇所ほど極中心Ｃ１と直交するように形成されている。さらに、各空洞部１１〜１４は、第１空洞部１１から順に開口面積が大きくなるように形成されている。

【0020】

図２は、図１のＡ部拡大図である。
同図に示すように、各空洞部１１〜１４の周方向両端と回転子鉄心９の外周面９ａとの間には、それぞれブリッジ１６，１７，１８，１９（第１ブリッジ１６、第２ブリッジ１７、第３ブリッジ１８、第４ブリッジ１９）が形成されている。詳述すると、ブリッジ１６〜１９とは、各空洞部１１〜１４における回転子鉄心９の外周部寄りで、且つその肉厚が急激に変化する範囲に形成されているものをいう（以下の第２の実施形態でも同様）。なお、肉厚とは、回転子鉄心９の外周面９ａの法線方向に沿った厚さのことをいう（以下の第２の実施形態でも同様）。

【0021】

さらに、詳述すると、回転子鉄心９の外周部で、第４空洞部１４に対応する位置には、極中心Ｃ１側と極端Ｅ１側とにそれぞれ肉厚が急激に変化する肉厚急変化点Ｐ４１，Ｐ４２が存在し、これら肉厚急変化点Ｐ４１，Ｐ４２の間が第４ブリッジ１９となる。
また、回転子鉄心９の外周部で、第３空洞部１３に対応する位置には、極中心Ｃ１側と極端Ｅ１側とにそれぞれ肉厚が急激に変化する肉厚急変化点Ｐ３１，Ｐ３２が存在し、これら肉厚急変化点Ｐ３１，Ｐ３２の間が第３ブリッジ１８となる。

【0022】

また、回転子鉄心９の外周部で、第２空洞部１２に対応する位置には、極中心Ｃ１側と極端Ｅ１側とにそれぞれ肉厚が急激に変化する肉厚急変化点Ｐ２１，Ｐ２２が存在し、これら肉厚急変化点Ｐ２１，Ｐ２２の間が第２ブリッジ１７となる。
さらに、回転子鉄心９の外周部で、第１空洞部１１に対応する位置には、極中心Ｃ１側と極端Ｅ１側とにそれぞれ肉厚が急激に変化する肉厚急変化点Ｐ１１，Ｐ１２が存在し、これら肉厚急変化点Ｐ１１，Ｐ１２の間が第１ブリッジ１６となる。

【0023】

ここで、第２ブリッジ１７における回転子鉄心９の肉厚急変化点Ｐ２１について、より具体的に説明する。回転子鉄心９のうち、第２空洞部１２の径方向外側となる側面１２ａは、径方向内側に向かって湾曲している内向き湾曲面２１と、この湾曲面２１よりも回転子鉄心９の外周部側に位置し、径方向外側に向かって湾曲する外向き湾曲面２２と、を有している。これら内向き湾曲面２１と外向き湾曲面２２との接続箇所（変曲点）が肉厚急変化点Ｐ２１である。

【0024】

ところで、各ブリッジ１６〜１９は、回転子鉄心９を変形しにくくするためのものであるが、磁束漏れの要因となる箇所でもある。
ここで、第１ブリッジ１６の肉厚ｔ１と、第３ブリッジ１８の肉厚ｔ３は、回転子鉄心９の外周面９ａに沿ってほぼ均一になるように設定されている。これら肉厚ｔ１，ｔ３は、第１ブリッジ１６および第３ブリッジ１８において磁気飽和が生じ、ほとんど磁束漏れが生じない程度の厚さに設定されている。

【0025】

これに対し、第４ブリッジ１９の肉厚ｔ４は、極中心Ｃ１側から極端Ｅ１側に向かうに従って漸次厚くなるように設定されている。つまり、第４ブリッジ１９の肉厚ｔ４は、肉厚急変化点Ｐ４２における肉厚ｔ４ｍａｘが最も厚肉に設定される。
一方、第４ブリッジ１９において最も薄肉に形成されている薄肉部ｔ４ｍｉｎの肉厚は、第１ブリッジ１６の肉厚ｔ１や第３ブリッジ１８の肉厚ｔ３とほぼ同一の厚さに設定されている。

【0026】

また、第４ブリッジ１９から１つのブリッジ１８（第３ブリッジ１８）を挟んで極中心Ｃ１側に位置する第２ブリッジ１７の肉厚ｔ２は、極端Ｅ１側から極中心Ｃ１側に向かうに従って漸次厚くなるように設定されている。つまり、第２ブリッジ１７の肉厚ｔ２は、肉厚急変化点Ｐ２１における肉厚ｔ２ｍａｘが最も厚肉に設定される。
一方、第２ブリッジ１７において最も薄肉に形成されている薄肉部ｔ２ｍｉｎの肉厚は、第１ブリッジ１６の肉厚ｔ１や第３ブリッジ１８の肉厚ｔ３とほぼ同一の厚さに設定されている。

【0027】

ところで、各空洞部１１〜１４の形状によって、回転子鉄心９の１極当りにおける各空洞部１１〜１４の間の重量は、径方向内側に位置するものほど重くなる。また、回転子鉄心９を回転させた際に生じる遠心力は、各ブリッジ１６〜１９で支持されることになる。さらに、各ブリッジ１６〜１９は、それぞれ連結しており、順次径方向内側に位置するブリッジ１６〜１９で、それよりも径方向外側に位置するブリッジ１６〜１９で生じる遠心力を支持することになる。

【0028】

より具体的には、回転子鉄心９における第３空洞部１３と第４空洞部１４との間の回転子鉄心９にかかる遠心力による力によって、主に第３ブリッジ１８に応力が生じる。これに加え、第４ブリッジ１９にも応力が生じる。
また、回転子鉄心９における第２空洞部１２と第３空洞部１３との間の回転子鉄心９にかかる遠心力による力によって、第２ブリッジ１７に応力が生じる。
さらに、回転子鉄心９の１極当りにおける各空洞部１１〜１４の間の重量は、径方向内側に位置するものほど重くなるので、極端Ｅ１側に位置するブリッジ１６〜１９ほど、生じる応力が大きくなる。

【0029】

ここで、回転子鉄心９では、
（１）第４ブリッジ１９を、肉厚ｔ４が極中心Ｃ１側から極端Ｅ１側に向かうに従って漸次厚くなるように形成している。また、第２ブリッジ１７を、肉厚ｔ２が極端Ｅ１側から極中心Ｃ１側に向かうに従って漸次厚くなるように形成している。
そして、このように形成すると、
（２）第２ブリッジ１７の第２空洞部１２側の側面と第４ブリッジ１９の第４空洞部１４側の側面とを通る曲線を仮想湾曲線Ｌ１としたとき、中心軸Ｏと、この中心軸Ｏから最も離間した仮想湾曲線Ｌ１上の点Ｐ１とを結ぶ直線Ｌ２は、第３ブリッジ１８を通る。つまり、第３ブリッジ１８を変形しにくくすることができる。
これら（１），（２）から、遠心力による力によって応力が大きくかかる２ブリッジ１７〜第４ブリッジ１９を変形しにくくすることができる。この結果、回転子鉄心９全体を変形しにくくできる。

【0030】

図３は、回転子３を高速回転させた際に、回転子鉄心９にかかる応力分布図である。
同図に示すように、ブリッジ全体（第１〜第４ブリッジ１６〜１９）にかかる平均応力が低減され、各ブリッジ１６〜１９にかかる最大応力が抑制されることが確認できる。
ここで、第２ブリッジ１７および第４ブリッジ１９は、全体が厚肉に形成されるのではなく、回転子鉄心９の外周面９ａに沿って漸次厚肉に形成されている。このため、第２ブリッジ１７の薄肉部ｔ２ｍｉｎ、および第４ブリッジ１９の薄肉部ｔ４ｍｉｎでは、磁気飽和が生じる。この結果、第２ブリッジ１７および第４ブリッジ１９での磁束漏れを、最小限に抑えることができる。

【0031】

したがって、上述の第１の実施形態によれば、回転子鉄心９を変形しにくくすると共に、回転電機１のトルク特性の低下を防止できる。

【0032】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
図４は、第２の実施形態の回転子鉄心２０９における１／４周の周角度領域の構成を示す回転軸８に直交する断面図である。
同図に示すように、前述の第１の実施形態と本第２の実施形態との相違点は、第１の実施形態の回転子鉄心９は、１極当り４層の空洞部１１〜１４が形成されているのに対し、第２の実施形態の回転子鉄心２０９は、１極当り６層の空洞部２１１〜２１６（第１空洞部２１１、第２空洞部２１２、第３空洞部２１３、第４空洞部２１４、第５空洞部２１５、第６空洞部２１６）が形成されている点にある。

【0033】

すなわち、径方向最外側に第１空洞部２１１が形成され、この第１空洞部２１１から径方向内側に向かって順に第２空洞部２１２、第３空洞部２１３、第４空洞部２１４、第５空洞部２１５、第６空洞部２１６が並んで形成されている。そして、第６空洞部２１６が径方向最内側に配置されている。

【0034】

また、各空洞部２１１〜２１６は、極中心Ｃ１が最も径方向内側に位置するように、径方向内側に向かって湾曲されている。さらに、各空洞部２１１〜２１６は、中心軸Ｏ方向からみて長手方向両端が回転子鉄心９の外周部に位置するように湾曲形成されている。そして、各空洞部２１１〜２１６は、長手方向両端に近い箇所ほど極端Ｅ１に沿うように、且つ長手方向中央に近い箇所ほど極中心Ｃ１と直交するように形成されている。また、各空洞部２１１〜２１６は、第１空洞部２１１から順に開口面積が大きくなるように形成されている。

【0035】

さらに、各空洞部２１１〜２１６の周方向中央（極中心Ｃ１上）には、それぞれセンターブリッジ２４１〜２４６（第１センターブリッジ２４１、第２センターブリッジ２４２、第３センターブリッジ２４３、第４センターブリッジ２４４、第５センターブリッジ２４５、第６センターブリッジ２４６）が形成されている。これらセンターブリッジ２４１〜２４６は、回転子鉄心２０９を変形しにくくするためのものである。

【0036】

また、各空洞部２１１〜２１６の周方向両端と回転子鉄心２０９の外周面２０９ａとの間には、それぞれブリッジ２３１〜２３６（第１ブリッジ２３１、第２ブリッジ２３２、第３ブリッジ２３３、第４ブリッジ２３４、第５ブリッジ２３５、第６ブリッジ２３６）が形成されている。

【0037】

ここで、第１ブリッジ２３１の肉厚ｔ２１、第２ブリッジ２３２の肉厚ｔ２２、第３ブリッジ２３３の肉厚ｔ２３、および第５ブリッジ２３５の肉厚ｔ２４は、それぞれ回転子鉄心２０９の外周面２０９ａに沿ってほぼ均一になるように設定されている。
これに対し、径方向最内側の第６空洞部２１６と回転子鉄心２０９の外周面２０９ａとの間に形成されている第６ブリッジ２３６の肉厚ｔ２６は、極中心Ｃ１側から極端Ｅ１側に向かうに従って漸次厚くなるように設定されている。より具体的には、第６ブリッジ２３６は、前述の第１の実施形態における第４ブリッジ１９（図２参照）とほぼ同一形状に形成されている。

【0038】

また、第６空洞部２１６から１つの空洞部２１５（第５空洞部２１５）を挟んで極中心Ｃ１側に位置する第４空洞部２１４と回転子鉄心２０９の外周面２０９ａとの間に形成されている第４ブリッジ２３４の肉厚ｔ２４は、極端Ｅ１側から極中心Ｃ１側に向かうに従って漸次厚くなるように設定されている。より具体的には、第４ブリッジ２３４は、前述の第１の実施形態における第２ブリッジ１７（図２参照）とほぼ同一形状に形成されている。

【0039】

そして、第４ブリッジ２３４の第４空洞部２１４側の側面と第６ブリッジ２３６の第６空洞部２１６側の側面とを通る仮想湾曲線Ｌ３の頂点Ｐ２が、これら第４ブリッジ２３４と第６ブリッジ２３６との間に位置する第５ブリッジ２３５に対応する位置となる。このため、遠心力による力によって生じる応力が大きくかかる第４ブリッジ２３４〜第６ブリッジ２３６を変形しにくくすることができる。この結果、回転子鉄心２０９全体を変形しにくくできる。

【0040】

図５は、回転子２０３を高速回転させた際に、回転子鉄心２０９にかかる応力分布図であって、前述の図３に対応している。
同図に示すように、ブリッジ全体（第１〜第６ブリッジ２３１〜２３６）にかかる平均応力が低減され、各ブリッジ２３１〜２３６にかかる最大応力が抑制されることが確認できる。

【0041】

したがって、上述の第２の実施形態によれば、前述の第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、第２の実施形態のように、６層の空洞部２１１〜２１６を有する回転子鉄心２０９であっても、最も極端Ｅ１側に位置する第６ブリッジ２３６と、第６ブリッジ２３６から第５ブリッジ２３５を間に挟んで極中心Ｃ１側に位置する第４ブリッジ２３４と、をそれぞれ上述の第１実施形態における第４ブリッジ１９、および第２ブリッジ１７とほぼ同一形状に形成することで、回転子鉄心２０９全体を変形しにくくできる。

【0042】

なお、第２の実施形態におけるセンターブリッジ２４１〜２４６の構成を、前述の第１の実施形態の回転子鉄心９に採用してもよい。
また、上述の実施形態では、回転子鉄心９，２０９に、単に空洞部１１〜１４，２１１〜２１６を形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、これら空洞部１１〜１４，２１１〜２１６に、非磁性体（例えば、非導電性樹脂）、永久磁石、二次導体（アルミや銅等）等を挿入してもよい。

【0043】

また、上述の実施形態では、回転子鉄心９，２０９は、外周面９ａ，２０９ａに突極が４つ形成されるように４極に構成されている場合について説明した。しかしながら、回転子鉄心９，２０９の極構成は４極に限られるものではない。
さらに、１極当りの空洞部１１〜１４，２１１〜２１６の個数も４つや６つに限られるものではなく、４つ以上の複数であればよい。

【0044】

以上説明した少なくともひとつの実施形態では、回転子鉄心９，２０９において、径方向最内側の空洞部（第４空洞部１４、第６空洞部２１６）と回転子鉄心９，２０９の外周面９ａ，２０９との間に形成されているブリッジ（第４ブリッジ１９、第６ブリッジ２３６）の肉厚ｔ４，ｔ２６は、極中心Ｃ１側から極端Ｅ１側に向かうに従って漸次厚くなるように設定されている。
また、回転子鉄心９，２０９において、径方向最内側の空洞部（第４空洞部１４、第６空洞部２１６）から１つの空洞部（第３空洞部１３、第５空洞部２１５）を挟んで径方向内側に位置する空洞部（第２空洞部１２、第４空洞部２１４）と回転子鉄心９，２０９の外周面９ａ，２０９ａとの間に形成されているブリッジ（第２ブリッジ１７、第４ブリッジ２３４）の肉厚ｔ２，ｔ２４は、極端Ｅ１側から極中心Ｃ１側に向かうに従って漸次厚くなるように設定されている。このため、回転子鉄心９，２０９を変形しにくくすると共に、回転電機１のトルク特性の低下を防止できる。

【0045】

すなわち、空洞部の層数に関わらず、最も極端Ｅ１側に位置するブリッジと、このブリッジから１つのブリッジを挟んで極中心Ｃ１側に位置するブリッジとを、それぞれブリッジ１９，１７，２３６，２３４のように形成することにより、回転子鉄心９，２０９全体を変形しにくくできる。この結果、回転電機１のトルク特性の低下を防止できる。

【0046】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0047】

１…同期リラクタンス型回転電機、２…固定子、３…回転子、４…固定子鉄心、５…ティース、７…電機子巻線、８…回転軸（シャフト）、１１…第１空洞部（空洞部）、１２…第２空洞部（空洞部）、１２ａ…側面、１３…第３空洞部（空洞部）、１４…第４空洞部（空洞部）、１４ａ…側面、１６…第１ブリッジ、１７…第２ブリッジ（中間ブリッジ）、１８…第３ブリッジ、１９…第４ブリッジ（最極端ブリッジ）、２１…内向き湾曲面、２２…外向き湾曲面、２１１…第１空洞部（空洞部）、２１２…第２空洞部（空洞部）、２１３…第３空洞部（空洞部）、２１４…第４空洞部（空洞部）、２１５…第５空洞部（空洞部）、２１６…第６空洞部（空洞部）、２３１…第１ブリッジ、２３２…第２ブリッジ、２３３…第３ブリッジ、２３４…第４ブリッジ（中間ブリッジ）、２３５…第５ブリッジ、２３６…第６ブリッジ（最極端ブリッジ）、Ｃ１…極中心、Ｅ１…極端、Ｌ１，Ｌ３…仮想湾曲線、Ｌ２…直線、Ｏ…中心軸（回転軸線）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】