JP2001128423A

JP2001128423A - 回転電機

Info

Publication number: JP2001128423A
Application number: JP30603099A
Authority: JP
Inventors: Masaki Nakano; 正樹中野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2001-05-11
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JP3496595B2; EP1096648A3; US6472788B1; EP1096648B1; EP1096648A2; DE60007936T2; DE60007936D1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、最適な運転点を容易にかつ任意に
設定でき、運転特性のチューニングを簡単に行うことが
できる回転電機を提供することにある。【解決手段】１つのステータで２つのロータを駆動す
る回転電機において、磁気結合部を有しない第１ステー
タコア単体１０ａと、円周方向の磁気結合部１９を有す
る第２ステータコア単体１０ｂとを使用目的に応じて調
整された枚数比率で軸方向に積層してステータを形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機に関し、
特に、１つのステータで２つのロータを駆動する回転電
機の最適な運転点を容易にかつ任意に設定することがで
きる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、１つのステータで２つのロータを
駆動する回転電機としては、特願平１０−３２３３４２
号に記載の回転電機が提案されている。

【０００３】これは、同一の軸上で極数の異なる２つの
ロータを１つのステータの内側と外側にそれぞれ配置す
る（三層構造）とともに、前記ステータに単一のコイル
を形成し、この単一のコイルに前記ロータの数と同数の
回転磁場が発生するように複合電流を流すようにしたも
のであり、この回転電機のステータには、例えば、図７
に示すようなステータコア単体１００を複数枚積層して
形成されるステータコア積層体が考えられている。

【０００４】すなわち、図７に示すように、このステー
タコア単体１００は、磁束が通る磁気回路を形成する所
定の形状の複数のティース部材１１を放射状に円周上等
分に所定の間隔（エアギャップ）１３を置いて配置して
形成されている。このステータコア単体１００には、隣
接するティース部材１１間に、コイル挿入用の複数の溝
（スロット）１５と、ステータ固定ボルト挿入用の複数
のボルト穴１７が設けられている。ステータは、このス
テータコア単体１００を複数枚積層した後、ティース部
材１１の周囲にコイルを巻装して（つまり、スロット１
３にコイルを挿入して）完成される。

【０００５】そして、このような構造のステータを持つ
上記タイプの回転電機の運転特性は、このステータに形
成される磁気回路における２種類の磁気抵抗、すなわ
ち、内側のロータとの関係において作用する磁気抵抗
（以下「内側磁気抵抗」という）Ｒinと、外側のロータ
との関係において作用する磁気抵抗（以下「外側磁気抵
抗」という）Ｒout との比率（以下「内外磁気抵抗比
率」という）（Ｒin／Ｒout）によって決定されること
が知られている（図３参照）。なお、内側磁気抵抗Ｒin
は、内側ロータに対する漏れ磁束に関係し、外側磁気抵
抗Ｒout は、外側ロータに対する漏れ磁束に関係する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の回転電機にあっては、積層されるステータコ
ア単体１００の種類が１つのみであるため、上記の内外
磁気抵抗比率（Ｒin／Ｒout ）は、専ら、ステータコア
単体１００を構成するティース部材１１の形状とレイア
ウトによって決定されていた。

【０００７】このため、回転電機の運転特性をチューニ
ングする場合、すなわち、使用目的に応じて回転電機の
運転特性を最適な運転点（例えば、図３において、パワ
ー密度最大点Ｓ、内外パワー平衡点Ｔ、電源負荷率最小
点Ｕなど）に合わせる場合は、ティース部材１１の形状
を所望の運転点に対応する内外磁気抵抗比率（Ｒin／Ｒ
out ）が得られる形状およびレイアウトとなるように適
宜変更しなければならず、回転電機の運転特性のチュー
ニングが困難であるといった問題があった。

【０００８】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、１つのステータで２つのロータを駆
動する回転電機において、最適な運転点を容易にかつ任
意に設定することができ、運転特性のチューニングを簡
単に行うことができる回転電機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、同一の軸上で極数の異なる２
つのロータを１つのステータの内側と外側にそれぞれ配
置するとともに、前記ステータに単一のコイルを形成
し、該単一のコイルに前記ロータの数と同数の回転磁場
が発生するように複合電流を流すようにした回転電機に
おいて、前記ステータは、放射状に配置された複数のテ
ィース部の隣接部分に調整された比率で円周方向の磁気
結合部を有することことを要旨とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記磁気結合部は、前記コイルに対して極数の
少ないロータの側に設けられていることを要旨とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記ステータは、前記複数のティース部を備え
前記磁気結合部を有しない第１のステータコア単体と、
前記複数のティース部を備え前記磁気結合部を有する第
２のステータコア単体とを、調整された枚数比率で軸方
向に積層して形成されていることを要旨とする。

【００１２】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記第２のステータコア単体は、複数のティー
ス部材を放射状に配置して形成されていることを要旨と
する。

【００１３】請求項５記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記第２のステータコア単体は、前記複数のテ
ィース部が放射状に一体的に形成されていることを要旨
とする。

【００１４】請求項６記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記ステータは、前記複数のティース部を備え
るとともに前記磁気結合部を有しない第１の部分と前記
磁気結合部を有する第２の部分とを調整された面積比率
で設けてなるステータコア単体を軸方向に積層して形成
されていることを要旨とする。

【００１５】請求項７記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記第２の部分の位置が、前記ステータコア単
体を積層した際に前記第２の部分が前記軸の回りに均等
に配置されるように、軸方向に対して変化していること
を要旨とする。

【００１６】請求項８記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記ステータは、前記複数のティース部を備え
前記磁気結合部を有しない第１のステータコア単体と、
前記複数のティース部を備え前記磁気結合部を有する第
２のステータコア単体と、前記複数のティース部を備え
るとともに前記磁気結合部を有しない第１の部分と前記
磁気結合部を有する第２の部分とを調整された面積比率
で設けてなる第３のステータコア単体とを、調整された
枚数比率で軸方向に積層して形成されていることを要旨
とする。

【００１７】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、ステー
タの構造として、放射状に配置された複数のティース部
の隣接部分に調整された比率で円周方向の磁気結合部
（磁気抵抗がゼロで漏れ磁束がない部分）を設けること
で、このような磁気結合部を設ける比率を調整するだけ
でステータにおける円周方向の漏れ磁束の量を適切にコ
ントロールすることができ、磁気回路の構成上最適な運
転点を容易にかつ任意に設定することができ、運転特性
のチューニングを簡単に行うことができる。

【００１８】請求項２記載の本発明によれば、磁気結合
部をステータに形成されたコイルに対して極数の少ない
ロータの側に設けることで、コイルに対する内側と外側
のうちロータとの関係で漏れ磁束の低減がより一層必要
とされる一方の側のみにおいて磁気結合部を設ければよ
く、回転電機の性能を犠牲にすることなくステータの構
造を簡単化することができる。

【００１９】請求項３記載の本発明によれば、複数のテ
ィース部を備え磁気結合部を有しない第１のステータコ
ア単体と、複数のティース部を備え磁気結合部を有する
第２のステータコア単体とを調整された枚数比率で軸方
向に積層してステータを形成することで、単に２種類の
ステータコア単体を組み合わせるだけで円周方向の漏れ
磁束の量を適切にコントロールすることができる。

【００２０】請求項４記載の本発明によれば、複数のテ
ィース部材を放射状に配置して第２のステータコア単体
を形成することで、隣接するティース部材の一部接触に
よって磁気抵抗がゼロの磁気結合部を形成することがで
きる。

【００２１】請求項５記載の本発明によれば、複数のテ
ィース部を放射状に一体的に形成して第２のステータコ
ア単体を形成することで、一体物として磁気抵抗が完全
にゼロの磁気結合部を形成することができる。

【００２２】請求項６記載の本発明によれば、複数のテ
ィース部を備えるとともに磁気結合部を有しない第１の
部分と磁気結合部を有する第２の部分とを調整された面
積比率で設けてなるステータコア単体を軸方向に積層し
てステータを形成することで、単に１種類のステータコ
ア単体を積層するだけで円周方向の漏れ磁束の量を適切
にコントロールすることができる。

【００２３】請求項７記載の本発明によれば、第２の部
分の位置を、ステータコア単体を積層した際に第２の部
分が軸の回りに均等に配置されるように、軸方向に対し
て変化させることで、ステータの発熱分布を全体として
均一化することができ、冷却効率の向上を図ることがで
きる。

【００２４】請求項８記載の本発明によれば、複数のテ
ィース部を備え磁気結合部を有しない第１のステータコ
ア単体と、複数のティース部を備え磁気結合部を有する
第２のステータコア単体と、複数のティース部を備える
とともに磁気結合部を有しない第１の部分と磁気結合部
を有する第２の部分とを調整された面積比率で設けてな
る第３のステータコア単体とを調整された枚数比率で軸
方向に積層してステータを形成することで、３種類のス
テータコア単体を組み合わせるだけで円周方向の漏れ磁
束の量を適切にコントロールすることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００２６】（第1の実施の形態）図１は、本発明の第1
の実施の形態に係る回転電機のステータを形成する２種
類のステータコア単体の構成を示す図である。なお、図
７に示すステータコア単体と同一の構成要素には同一の
符号を付している。

【００２７】この回転電機の本体１は、上記した従来の
回転電機と同様、同一の軸上で円筒状のステータ３の内
側と外側に所定のエアギャップを置いて２つのロータ
５，７が配置され（三層構造）、内側と外側の各ロータ
５，７は、全体を被覆する外枠９に対して回転可能に設
けられている（以上、図２参照）。

【００２８】例えば、内側ロータ５は、半周をＳ極、も
う半周をＮ極とした一対の永久磁石で形成され、外側ロ
ータ７は、内側ロータ５の１極当たり２倍の極数を持つ
ように永久磁石極が配置されている。つまり、外側ロー
タ７のＳ極とＮ極は各２個であり、９０度ごとにＳ極と
Ｎ極が入れ替わるように構成されている。このように各
ロータ５，７の磁極を配置すると、内側ロータ５の磁石
は外側ロータ７の磁石によって回転力を与えられること
がなく、逆に、外側ロータ７の磁石も内側ロータ５の磁
石によって回転力を与えられることがない。

【００２９】ステータ３は、図示しないが、ステータコ
アと、このステータコアに巻装された単一のコイルとを
有する。ステータコアは、図１（Ａ）に示す第１のステ
ータコア単体１０ａと、図１（Ｂ）に示す第２のステー
タコア単体１０ｂとを使用目的に応じて調整された枚数
比率で軸方向に複数枚積層して形成されている。各ステ
ータコア単体１０ａ，１０ｂは、例えば、表面に絶縁層
が形成された厚さ約０．５mmの成形されたけい素鋼鈑
（ティース部材）で作られている。

【００３０】すなわち、第１ステータコア単体１０ａと
第２ステータコア単体１０ｂは、いずれも、磁束が通る
磁気回路を形成する所定の形状の薄い複数（ここでは２
４個）のティース部材１１，１１ａを放射状に円周上等
分に所定の間隔（エアギャップ）１３を置いて配置して
形成されている。そして、各ステータコア単体１０ａ，
１０ｂには、隣接するティース部材１１，１１ａ間に、
コイル挿入用の複数（ティース部材と同数の２４個）の
スロット１５と、ステータ固定ボルト挿入用の複数（テ
ィース部材の半数の１２個）のボルト穴１７が設けられ
ている。

【００３１】第１ステータコア単体１０ａと第２ステー
タコア単体１０ｂとの違いは、後者が、隣接するティー
ス部材１１ａの一部接触によって円周方向に磁気抵抗が
ゼロの磁気結合部１９を有するのに対して、前者が、そ
のような磁気結合部を有しないことにある。すなわち、
第１ステータコア単体１０ａは、図７に示す従来のステ
ータコア単体１００と同様の構造をしている。したがっ
て、磁気結合部を有しない第１ステータコア単体１０ａ
は、円周方向の磁気結合部１９を有する第２ステータコ
ア単体１０ｂよりも、内側磁気抵抗（内側ロータ５との
関係において作用する磁気抵抗）Ｒinと外側磁気抵抗
（外側ロータ７との関係において作用する磁気抵抗）Ｒ
out との内外磁気抵抗比率（Ｒin／Ｒout ）が大きくな
る。

【００３２】ここで、第２ステータコア単体１０ｂの磁
気結合部１９は、コイルに対して極数の少ないロータ
（ここでは内側ロータ５）の側、つまり、内側に設けら
れている。この結果、コイルに対する内側と外側のうち
ロータとの関係で漏れ磁束の低減がより一層必要とされ
る内側（内側ロータ５の側）のみに磁気結合部１９が設
けられ、回転電機の性能を犠牲にすることなくステータ
３の構造を簡単化することができる。

【００３３】ステータ３は、上記した第１ステータコア
単体１０ａと第２ステータコア単体１０ｂとを使用目的
に応じて調整された枚数比率で軸方向に複数枚積層した
後、ティース部材１１，１１ａの周囲に単一のコイルを
巻装して（つまり、スロット１５に単一のコイルを挿入
して）完成される。

【００３４】完成後のスタータ３に形成された単一のコ
イルには、ロータ５，７の数と同数の回転磁場が発生す
るように複合電流が流される。このため、ロータ５，７
の一方をモータとして、もう一方をジェネレータとして
運転する場合に、モータ駆動電流と発電電力の差の分の
電流を単一のコイルに流すだけでよいので、効率の大幅
な向上が図られる。

【００３５】図２は、上記の回転電機を制御するための
ブロック図である。

【００３６】複合電流をステータコイルに供給するた
め、バッテリなどの電源２１からの直流電流を交流電流
に変換するインバータ２３が設けられている。このイン
バータ２３は、瞬時電流のすべての和が０になるため、
通常の三相ブリッジ型インバータを用いて、所定の数の
トランジスタとこのトランジスタと同数のダイオードと
から構成されている。インバータ２３の各ゲート（トラ
ンジスタのベース）に与えるＯＮ・ＯＦＦ信号は、ＰＷ
Ｍ信号である。また、各ロータ５，７を同期回転させる
ため、各ロータ５，７の位相を検出する回転角センサ２
５，２７がロータ位置センサとして設けられている。回
転角センサ２５は内側ロータ位置センサであり、回転角
センサ２７は外側ロータ位置センサである。各センサ２
５，２７からの信号（ロータの位相）が入力される制御
回路２９は、内側ロータ５と外側ロータ７に対する必要
トルク（正負あり）のデータ（必要トルク指令値）に基
づいて、ＰＷＭ信号を発生させる。

【００３７】なお、ステータ３の冷却は、ティース部材
１１，１１ａ間のエアギャップ１３に冷媒（例えば、空
気、水素ガスなど）を流すことによって行うことができ
る。

【００３８】次に、図３に示す回転電機の運転特性図を
参照して、上記の構造のステータ３を持つ上記タイプの
回転電機の運転特性のチューニング法を説明する。

【００３９】図３に示すように、上記タイプの回転電機
の運転特性は、このステータ３に形成される磁気回路に
おける２種類の磁気抵抗、すなわち、内側のロータ５と
の関係において作用する内側磁気抵抗Ｒinと、外側のロ
ータ７との関係において作用する外側磁気抵抗Ｒout と
の内外磁気抵抗比率（Ｒin／Ｒout ）によって決定され
る。なお、前述のように、内側磁気抵抗Ｒinは、内側ロ
ータ５に対する漏れ磁束に関係し、外側磁気抵抗Ｒout
は、外側ロータ７に対する漏れ磁束に関係する。

【００４０】ここで、図３中、曲線ａは、内側ロータ５
に発生するトルク（以下「内トルク」という）（単位は
Ｎｍ）、曲線ｂは、外側ロータ７に発生するトルク（以
下「外トルク」という）（単位はＮｍ）、曲線ｃは、内
側ロータ５のパワー（以下「内パワー」という）（単位
はｋＷ）、曲線ｄは、内パワーと外側ロータ７のパワー
（以下「外パワー」という）の和（以下「内外パワー
和」という）（単位はｋＷ）、曲線ｅは、電源負荷率
（単位は％）をそれぞれ示している。なお、外パワー
は、内外パワー和から内パワーを引き算することによっ
て得られ、また、電源負荷率は、電源２１から供給され
る電力の絶対値に対する内外パワー和の絶対値の比率と
して定義される。

【００４１】図３において、運転点Ｓは、内外パワー和
が最大値となるパワー密度最大点であって、このとき、
回転電機は最大のパワーを得ることができる。この運転
点Ｓは、内外磁気抵抗比率（Ｒin／Ｒout ）が約０．０
３のときに得られる。運転点Ｔは、内パワーと外パワー
とが平衡状態（１：１で両者等しい）となる内外パワー
平衡点であって、このとき、ジェネレータとして運転さ
れるロータで発電された電力をモータとして運転される
ロータで最も効率的に消費することができる。この運転
点Ｔは、内外磁気抵抗比率（Ｒin／Ｒout ）が約０．３
８のときに得られる。運転点Ｕは、電源負荷率が最小値
となる電源負荷率最小点であって、このとき、インバー
タ２３の駆動電力が最小となり、インバータ２３の発熱
量が最も小さくなる。この運転点Ｕは、内外磁気抵抗比
率（Ｒin／Ｒout ）が約０．５４のときに得られる。

【００４２】本実施の形態では、第１ステータコア単体
１０ａと第２ステータコア単体１０ｂとを組み合わせて
軸方向に積層してステータ３を形成する際に、積層する
第１ステータコア単体１０ａと第２ステータコア単体１
０ｂとの枚数比率を調整することによって、内側磁気抵
抗Ｒinの値すなわち内側ロータ５に対する漏れ磁束の量
をコントロールすることができ、内外磁気抵抗比率（Ｒ
in／Ｒout ）を一定の範囲内で任意に設定することがで
きる。

【００４３】例えば、第１ステータコア単体１０ａの内
外磁気抵抗比率をα、第２ステータコア単体１０ｂの内
外磁気抵抗比率をβ、完成後のステータ３の所望の内外
磁気抵抗比率をγとし、かつ、ステータコア単体１０
ａ，１０ｂの合計積層枚数をＮ、そのうち第１ステータ
コア単体１０ａの積層枚数をＸとすると、ステータコア
単体１０ａ，１０ｂを軸方向に積層して形成されるステ
ータコア積層体（ステータ）３は、積層方向の磁気抵抗
が絶縁層の存在のために極めて大きいので、積層による
合成磁気抵抗が積層枚数にほぼ比例することから、下記
の関係式が成立する。

【００４４】 α・（Ｘ／Ｎ）＋β・（１−Ｘ）／Ｎ＝γ 但し、α＞β、かつ、Ｘ＝０，１，２，…，Ｎこれにより、完成後のステータ３の内外磁気抵抗比率を
γに設定したい場合は、積層する第１ステータコア単体
１０ａの枚数比率（Ｘ／Ｎ）を上記の式を満たす値にす
ればよいことがわかる。なお、各ステータコア単体１０
ａ，１０ｂの内外磁気抵抗比率α、βの値は、各ステー
タコア単体１０ａ，１０ｂの構造（ティース部材１１，
１１ａの形状や大きさ、個数など）を変えることによっ
て適宜変更することができる。

【００４５】結局、図３において、積層する第１ステー
タコア単体１０ａと第２ステータコア単体１０ｂとの枚
数比率を調整することによって、完成後のステータ３の
内外磁気抵抗比率（Ｒin／Ｒout ）を一定の範囲Ｐ内で
任意に設定することができる。ここで、範囲Ｐの下限Ｐ
1 と上限Ｐ2 は、それぞれ、第１ステータコア単体１０
ａの枚数比率が０％（つまり、第２ステータコア単体１
０ｂの枚数比率が１００％）、第１ステータコア単体１
０ａの枚数比率が１００％（つまり、第２ステータコア
単体１０ｂの枚数比率が０％）の場合である。なお、図
３の例では、第１ステータコア単体１０ａの内外磁気抵
抗比率αは０．６、第２ステータコア単体１０ｂの内外
磁気抵抗比率βは極めて小さいとされている。

【００４６】この結果、第１の実施の形態に関する効果
としては、磁気結合部を有しない第１ステータコア単体
１０ａと、磁気結合部１９を有する第２ステータコア単
体１０ｂとを使用目的に応じて調整された枚数比率で軸
方向に積層してステータ３を形成することで、単に２種
類のステータコア単体１０ａ，１０ｂを組み合わせるだ
けで内側の円周方向の漏れ磁束の量を適切にコントロー
ルすることができ、完成後のステータ３の内外磁気抵抗
比率（Ｒin／Ｒout ）を一定の範囲Ｐ内で任意に設定す
ることができる。このため、磁気回路の構成上最適な運
転点を容易にかつ任意に設定することができ、回転電機
の使用目的に応じて回転電機の運転特性のチューニング
を簡単に行うことができる。

【００４７】（第２の実施の形態）図４は、本発明の第
２の実施の形態に係る回転電機のステータを形成する２
種類のステータコア単体の構成を示す図である。なお、
第２の実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態に対
応する回転電機のステータとほぼ同様の構成を有するた
め、ここでは、第１の実施の形態と異なる部分のみを説
明し、同様の部分については、同一の構成要素に同一の
符号を付し、その説明を省略することとする。

【００４８】第２の実施の形態の特徴は、図４（Ｂ）に
示すように、１枚の成形されたけい素鋼鈑３１を用いて
複数のティース部１１ｂを放射状に一体的に形成して第
２のステータコア単体３０ｂを形成したことにある。こ
の第２ステータコア単体３０ｂは、コイルに対して内側
に、隣接するティース部１１ｂの部分的な一体化によっ
て円周方向に磁気抵抗が極めて小さい磁気結合部３３を
有する。なお、第１のステータコア単体３０ａは、図４
（Ａ）に示すように、図１（Ａ）に示す第１の実施の形
態に対応する第１のステータコア単体１０ａと全く同一
である。

【００４９】なお、ステータ３は、磁気結合部を有しな
い第１ステータコア単体３０ａと、円周方向の磁気結合
部３３を有する第２ステータコア単体３０ｂとを使用目
的に応じて調整された枚数比率で軸方向に積層して形成
することができるが、第１の実施の形態において説明し
た内容と同様であるので、その説明を省略することとす
る。

【００５０】この結果、第２の実施の形態に関する効果
は、上述した第１の実施の形態に関する効果に加えて、
複数のティース部１１ｂを放射状に一体的に形成して第
２のステータコア単体３０ｂを形成することで、一体物
として磁気抵抗が極めて小さい磁気結合部３３を形成す
ることができる。

【００５１】（第３の実施の形態）図５及び図６は、そ
れぞれ、本発明の第３の実施の形態に係る回転電機のス
テータを形成するステータコア単体の構成を示す図であ
る。なお、この第３の実施の形態は、図１に示す第１の
実施の形態に対応する回転電機のステータの変更例であ
るため、ここでは、第１の実施の形態と異なる部分のみ
を説明し、同様の部分については、同一の構成要素に同
一の符号を付し、その説明を省略することとする。

【００５２】第３の実施の形態の特徴は、図１に示すよ
うに２種類のステータコア単体１０ａ，１０ｂを設ける
のではなく、図５及び図６に示すように、複数のティー
ス部（ここでは両図共にティース部材１１，１１ａ，１
１ｃ）を備えるとともに、磁気結合部を有しない第１の
部分４１と円周方向の磁気結合部１９（隣接するティー
ス部材１１ａ、１１ｃの一部接触）を有する第２の部分
４３とを使用目的に応じて調整された角度比率で設けて
なる１種類のステータコア単体４０，５０を設けること
にある。すなわち、図１（Ａ）に示す第１ステータコア
単体１０ａと図１（Ｂ）に示す第２ステータコア単体１
０ｂとを部分的に組み合わせて１つのステータコア単体
４０，５０を形成することにある。ここで、図５は、磁
気結合部を有しない第１の部分４１と磁気結合部１９を
有する第２の部分４３との角度比率が１：１（角度比率
を後者が占める角度で表せば１８０度）の場合であり、
図６は、磁気結合部を有しない第１の部分４１と磁気結
合部１９を有する第２の部分４３との角度比率が７：１
（角度比率を後者が占める角度で表せば４５度）の場合
である。磁気結合部を有しない第１の部分４１と磁気結
合部を有する第２の部分４３との角度比率を変えること
によって、１つのステータコア単体４０，５０ひいては
完成後のステータ３における内側磁気抵抗Ｒinの値、す
なわち、内側ロータ５に対する漏れ磁束の量をコントロ
ールすることができ、完成後のステータ３の内外磁気抵
抗比率（Ｒin／Ｒout ）を一定の範囲内で任意に設定す
ることができる。

【００５３】なお、もちろん、第２の実施の形態に対応
する図４（Ａ）に示す第１ステータコア単体３０ａと図
４（Ｂ）に示す第２ステータコア単体３０ｂとを部分的
に組み合わせて１つのステータコア単体を形成すること
も可能である。

【００５４】なお、ステータ３は、１種類の上記ステー
タコア単体４０，５０を軸方向に積層して形成すること
ができるが、その際、好ましくは、第２の部分４３の位
置を、ステータコア単体４０，５０を積層した後に第２
の部分４３が軸の回りに均等に配置されるように、軸方
向に対して変化させる。例えば、第２の部分４３を連続
的に又は段階的に一定の角度ずつ円周方向にずらしなが
ら、換言すれば、らせん状に変位させながら、ステータ
コア単体４０，５０を積層する。この結果、ステータ３
の発熱分布を全体として均一化することができ、冷却効
率の向上を図ることができる。

【００５５】また、第３の実施の形態に関する効果は、
上述した第１の実施の形態に関する効果に加えて、磁気
結合部を有しない第１の部分４１と磁気結合部１９を有
する第２の部分４３とを使用目的に応じて調整された角
度比率で設けてなるステータコア単体４０，５０を軸方
向に積層してステータ３を形成することで、単に１種類
のステータコア単体４０，５０を積層するだけで内側の
円周方向の漏れ磁束の量を適切にコントロールすること
ができ、完成後のステータ３の内外磁気抵抗比率（Ｒin
／Ｒout ）を一定の範囲内で任意に設定することができ
る。

【００５６】さらには、他の実施の形態として、第１又
は第２の実施の形態における２種類のステータコア単体
と、第３の実施の形態における１種類のステータコア単
体とを組み合わせて使用目的に応じて調整された枚数比
率で軸方向に積層してステータを形成することも可能で
ある。当然、一周上に等しく分布した磁気結合集団を複
数配置してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1の実施の形態に係る回転電機のス
テータを形成する２種類のステータコア単体の構成を示
す図である。

【図２】第１の実施の形態の回転電機を制御するための
ブロック図である。

【図３】第１の実施の形態の回転電機の運転特性図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る回転電機のス
テータを形成する２種類のステータコア単体の構成を示
す図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る回転電機のス
テータを形成するステータコア単体の構成の一例を示す
図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る回転電機のス
テータを形成するステータコア単体の構成の他の例を示
す図である。

【図７】従来の回転電機のステータを形成するステータ
コア単体の構成を示す図である。

【符号の説明】

３ステータ５内側ロータ７外側ロータ１０ａ，１０ｂ，３０ａ，３０ｂ，４０，５０ステー
タコア単体１１，１１ａ，１１ｃティース部材１１ｂティース部１３エアギャップ１５スロット１７ボルト穴１９，３３磁気結合部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一の軸上で極数の異なる２つのロータ
を１つのステータの内側と外側にそれぞれ配置するとと
もに、前記ステータに単一のコイルを形成し、該単一の
コイルに前記ロータの数と同数の回転磁場が発生するよ
うに複合電流を流すようにした回転電機において、前記ステータは、放射状に配置された複数のティース部
の隣接部分に調整された比率で円周方向の磁気結合部を
有することを特徴とする回転電機。
【請求項２】前記磁気結合部は、前記コイルに対して極数の少ないロータの側に設けられ
ていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】前記ステータは、前記複数のティース部を備え前記磁気結合部を有しない
第１のステータコア単体と、前記複数のティース部を備え前記磁気結合部を有する第
２のステータコア単体とを、調整された枚数比率で軸方
向に積層して形成されていることを特徴とする請求項１
記載の回転電機。
【請求項４】前記第２のステータコア単体は、複数のティース部材を放射状に配置して形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の回転電機。
【請求項５】前記第２のステータコア単体は、前記複数のティース部が放射状に一体的に形成されてい
ることを特徴とする請求項３記載の回転電機。
【請求項６】前記ステータは、前記複数のティース部を備えるとともに前記磁気結合部
を有しない第１の部分と前記磁気結合部を有する第２の
部分とを調整された面積比率で設けてなるステータコア
単体を軸方向に積層して形成されていることを特徴とす
る請求項１記載の回転電機。
【請求項７】前記第２の部分の位置が、前記ステータコア単体を積層した際に前記第２の部分が
前記軸の回りに均等に配置されるように、軸方向に対し
て変化していることを特徴とする請求項６記載の回転電
機。
【請求項８】前記ステータは、前記複数のティース部を備え前記磁気結合部を有しない
第１のステータコア単体と、前記複数のティース部を備え前記磁気結合部を有する第
２のステータコア単体と、前記複数のティース部を備えるとともに前記磁気結合部
を有しない第１の部分と前記磁気結合部を有する第２の
部分とを調整された面積比率で設けてなる第３のステー
タコア単体とを、調整された枚数比率で軸方向に積層し
て形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転
電機。