JP2008141888A - 電機子用磁心及び電機子 - Google Patents

Abstract

【課題】巻線の占積率を向上させることが目的とされる。
【解決手段】電機子用磁心１ａは、第１の磁性体１１の複数と、第２の磁性体１２の複数とを備える。第１の磁性体１１は、中心軸９１の周りで周方向９３に沿って環状に配置される。第２の磁性体１２は、周方向９３において隣接する第１の磁性体１１の間に配置される。第１の磁性体１１はいずれも、自身に周方向９３と同じ方向及び反対方向から隣接する第２の磁性体１２側にそれぞれある第１及び第２の側面１１１，１１２を有する。第１及び第２の側面１１１，１１２はいずれも、外周側が凸に湾曲している。第２の磁性体１２はいずれも、自身に周方向９３と同じ方向及び反対方向から隣接する第１の磁性体１１側にそれぞれある第３及び第４の側面１２１，１２２を有する。第３及び第４の側面１２１，１２２はいずれも、外周側が凹に湾曲している。
【選択図】図１

Description

本発明は、電機子用磁心及び電機子に関し、特にアキシャルギャップ型の回転電機に適用できる。

回転電機は電機子と界磁子とを有する。特にアキシャルギャップ型の回転電機では、回転軸に直交する面に沿って拡がるエアギャップを介して、電機子と界磁子とが対向する。

電機子は、界磁子側へと延びるティースと、当該ティースに巻回された巻線とを有する。巻線の巻回方式には例えば集中巻や分布巻が採用される。特に分布巻を採用することで、電機子で発生する磁束に含まれる高調波成分が低減することができる。

なお、本発明に関連する技術が特許文献１に開示されている。

特開２００６−１４５６５号公報

しかし、ティースに巻回された巻線の断面積はゼロでないため、張力をかけて当該巻線を巻回しても、ティースよりも膨らみやすい。巻線が膨らむと、巻線の占積率が低下する。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、巻線の占積率を向上させることが目的とされる。

この発明の請求項１にかかる電機子用磁心は、中心軸（９１）の周りで周方向（９３）に沿って環状に配置される第１の磁性体（１１；２１）の複数と、前記周方向において隣接する前記第１の磁性体の間に配置される第２の磁性体（１２；２２）の複数とを備え、前記第１の磁性体はいずれも、自身に前記周方向から隣接する前記第２の磁性体側にあって、外周側が凸に湾曲する第１の側面（１１１；２１１）と、自身に前記周方向とは反対方向から隣接する前記第２の磁性体側にあって、外周側が凸に湾曲する第２の側面（１１２；２１２）とを有し、前記第２の磁性体はいずれも、自身に前記周方向から隣接する前記第１の磁性体側にあって、外周側が凹に湾曲する第３の側面（１２１；２２１）と、自身に前記周方向とは反対方向から隣接する前記第１の磁性体側にあって、外周側が凹に湾曲する第４の側面（１２２；２２２）とを有する。

この発明の請求項２にかかる電機子用磁心は、請求項１記載の電機子用磁心であって、前記第１及び前記第２の側面（１１１，１１２）のいずれについても、その内周側が凸に湾曲し、前記第３及び前記第４の側面（１２１，１２２）のいずれについても、その内周側が凹に湾曲している。

この発明の請求項３にかかる電機子用磁心は、請求項１記載の電機子用磁心であって、前記第１及び前記第２の側面（２１１，２１２）のいずれについても、その内周側が凹に湾曲し、前記第３及び前記第４の側面（２２１，２２２）のいずれについても、その内周側か凸に湾曲している。

この発明の請求項４にかかる電機子用磁心は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の電機子用磁心であって、前記第１の側面（１１１；２１１）のいずれの位置においても、当該第１の側面に前記周方向（９３）から隣接する第４の側面（１２２；２２２）との間で距離（ｗ１；ｗ３）が同じである。

この発明の請求項５にかかる電機子用磁心は、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載に電機子用磁心であって、前記第２の側面（１１２；２１２）のいずれの位置のおいても、当該第２の側面に前記周方向（９３）とは反対方向から隣接する第３の側面（１２１；２２１）との距離（ｗ２；ｗ４）が同じである。

この発明の請求項６にかかる電機子用磁心は、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の電機子用磁心であって、前記第１及び第２の磁性体（１１，１２）の少なくともいずれか一方に、前記中心軸（９１）に沿う一方向（９２）から設けられる磁性体板（６１，６２）を更に備え、前記磁性体板の前記一方向に対する断面積（ｓ６１，ｓ６２）は、当該磁性体板が設けられる前記第１または前記第２の磁性体の前記一方向に対する断面積（ｓ１１，ｓ１２）よりも大きく、前記周方向（９３）において、前記磁性体板は互いに磁気的に分離して、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の電機子用磁心。

この発明の請求項７にかかる電機子用磁心は、請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の電機子用磁心であって、前記中心軸（９１）に沿う一方向（９２）から前記第１及び第２の磁性体（１１，１２；２１，２２）のそれぞれが設けられるヨーク（３１；３２）を更に備える。

この発明の請求項８にかかる電機子は、前記請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の電機子用磁心（１ａ；１ｂ；１ｃ）と、巻線（４１ａ〜４１ｃ；４２ａ〜４２ｃ；４３ａ〜４３ｃ）と備え、周方向において隣接して並ぶ少なくとも二つの第１の磁性体（１１；１１；２１）と、当該第１の磁性体で挟まれる第２の磁性体（１２；１２；２２）とを一つの芯として、当該芯に前記巻線が巻回される。

この発明の請求項９にかかる電機子は、請求項８記載の電機子であって、前記芯に属する前記第１の磁性体（１１；１１；２１）のうち、前記周方向（９３）において当該芯の端に位置するものは、他の一つの前記芯にも属し、当該他の前記芯においても前記周方向において端に位置する。

この発明の請求項１０にかかる電機子は、請求項９記載の電機子であって、互いに前記第１の磁性体（２１）を共有しない少なくとも二つの前記芯に、一つの前記巻線（４３ａ〜４３ｃ）が巻回される。

この発明の請求項１１にかかる電機子は、請求項９または請求項１０記載の電機子であって、前記電機子用磁心は、前記中心軸（９１）に沿う一方向（９２）から前記第１及び第２の磁性体のそれぞれが設けられるヨークを更に備え、前記ヨークは、前記周方向において隣接する第１及び第２の磁性体の間の部分に対して、外周側及び内周側の位置において溝（８１，８２）を有する。

この発明の請求項１にかかる電機子用磁心によれば、周方向において隣接して並ぶ少なくとも二つの第１の磁性体と、当該第１の磁性体で挟まれる第２の磁性体とで、巻線を巻回する芯が構成される。そして、当該芯に属する第１の磁性体のうち、周方向において端に位置するもののそれぞれは、他の一つの芯にも属し、他の芯においても周方向において端に位置する。芯のそれぞれに巻線が巻回された場合には、周方向において端に位置する第１の磁性体の第１及び第２の側面のそれぞれには、異なる巻線が巻回される。このとき、第１及び第２の側面は、その外周側の部分が凸に湾曲しているので、巻線は第１及び第２の側面の当該部分に沿うことができ、以って巻線の占積率が向上する。さらに、巻線の周長が短くなるので、巻線の抵抗が低減できる。

しかも、第２の磁性体の第３及び第４の側面は、その外周側の部分が凹に湾曲しているので、巻線の巻回が阻害されない。そして、第２の磁性体の外周側の部分が第１の磁性体側へと張り出しているので、当該第２の磁性体の中心軸に沿う一方向に対する断面積を大きくできる。よって、芯の当該一方向に対する断面のうち、第１及び第２の磁性体の部分の面積を大きくすることができ、以って芯の磁気抵抗を低減することができる。

この発明の請求項２にかかる電機子用磁心によれば、当該電機子用磁心を分布巻用として用いることができる。具体的には、一つの芯に一つの巻線を巻回する。このとき、巻回された巻線は、第１の磁性体の第１及び第２の側面の全体に沿い、以って巻線の占積率が向上する。しかも、第３及び第４の側面が内周側でも凹に湾曲するので、巻線の巻回が阻害せれない。そして、第２の磁性体の内周側の部分も第１の磁性体側へと張り出しているので、当該第２の磁性体の断面積をより大きくできる。

この発明の請求項３にかかる電機子用磁心によれば、当該電機子用磁心を波巻用として用いることができる。具体的には、互いに第１の磁性体を共有しない、少なくとも二つの芯に対して、波巻で巻線を巻回する。このとき、第１の磁性体に巻回される巻線は、第１の側面（または第２の側面）の外周側の部分に沿い、かつ当該第１の磁性体に隣接する第２の磁性体の第４の側面（第３の側面）の内周側の部分にも沿う。よって、巻線の占積率が向上する。しかも、第１及び第２の側面の内周側が凹に湾曲するので、巻線の巻回が阻害されない。そして、第１の磁性体の内周側の部分が第２の磁性体側へと張り出しているので、当該第１の磁性体の断面積が大きくなり、以って芯の磁気抵抗が低減される。

この発明の請求項４にかかる電機子用磁心によれば、第１の側面と第４の側面との間での巻線の占積率が向上される。

この発明の請求項５にかかる電機子用磁心によれば、第２の側面と第３の側面との間での巻線の占積率が向上される。

この発明の請求項６にかかる電機子用磁心によれば、磁性体板の第１または第２の磁性体とは反対側の表面に現れる磁極の形状に、所望の形状が採用できる。しかも、一方向から見た第１及び第２の磁性体のそれぞれの形状が異なっていても、当該磁極の形状を同一にすることできる。さらには、磁束の短絡が防止される。

この発明の請求項７にかかる電機子用磁心によれば、第１及び第２の磁性体の配置が容易である。しかも、電機子用磁心の磁気特性が向上する。

この発明の請求項８にかかる電機子によれば、巻線の占積率が高く、磁気特性も高い。

この発明の請求項９にかかる電機子によれば、巻線が分布巻で巻回される。よって、電機子で発生する磁束に含まれる高調波成分を低減することができる。

この発明の請求項１０にかかる電機子によれば、巻線が波巻で巻回される。よって、多極化しても結線の数が増えない。

この発明の請求項１１にかかる電機子によれば、第１の磁性体の第１の側面及び第２の側面のそれぞれに異なる巻線を巻回する際に、一方の巻線が他方の巻線の配置を阻害しない。

第１の実施の形態．
図１は、本実施の形態にかかる電機子用磁心１ａを概念的に示す。電機子用磁心１ａは、第１の磁性体１１の複数と、第２の磁性体１２の複数と、ヨーク３１とを備える。

第１の磁性体１１は、中心軸９１の周りで周方向９３に沿って環状に配置される。第２の磁性体１２は、周方向９３において隣接する第１の磁性体１１の間に配置される。なお、第１及び第２の磁性体１１，１２を圧粉磁心で成形することが、第１及び第２の磁性体１１，１２の形状の自由度が高まる点で望ましい。

中心軸９１に沿う一方向９２から見て、第１の磁性体１１はいずれも、自身に周方向９３と同じ方向及び反対方向から隣接する第２の磁性体１２側にそれぞれある第１及び第２の側面１１１，１１２を有する。第１及び第２の側面１１１，１１２はいずれも、外周側が凸に湾曲し、内周側も凸に湾曲している。

一方向９２から見て、第２の磁性体１２はいずれも、自身に周方向９３と同じ方向及び反対方向から隣接する第１の磁性体１１側にそれぞれある第３及び第４の側面１２１，１２２を有する。第３及び第４の側面１２１，１２２はいずれも、外周側が凹に湾曲し、内周側も凹に湾曲している。なお、金型などで第２の磁性体を成形する際に、一方向９２から見た第３及び第４の側面の両端の形状を、凸に湾曲した円弧（フィレット）としても良い。

ヨーク３１には、第１及び第２の磁性体１１，１２のそれぞれが一方向９２から設けられる。ヨーク３１によれば、第１及び第２の磁性体１１，１２の配置が容易である。しかも電機子用磁心１ａの磁気特性が向上する。なお、ヨーク３１は、一方向９２に電磁鋼板を積層したものが採用できる。ヨーク３１は、圧粉磁心で成形されても良い。

図２は、電機子用磁心１ａに巻線４１ａ〜４１ｃを配置して得た電機子１００ａを概念的に示す。巻線４１ａ〜４１ｃは、周方向９３において隣接して並ぶ二つの第１の磁性体１１と、当該第１の磁性体１１で挟まれる第２の磁性板１２とで構成される芯５１ａ〜５１ｃ（図１）を中心として、分布巻で巻回される。

具体的には、芯５１ａ〜５１ｃに属する第１の磁性体１１はそれぞれ、他の一つの芯５１ａ〜５１ｃにも属する。芯５１ａ〜５１ｃに属する第１の磁性体１１のそれぞれを、芯１ａ〜５１ｃにおいて周方向９３について端に位置すると把握すれば、芯５１ａ〜５１ｃに属する第１の磁性体１１は、他の芯５１ａ〜５１ｃにも属し、当該他の芯５１ａ〜５１ｃにおいても周方向９３において端に位置すると把握できる。

より詳細には、芯５１ａに属する第１の磁性体１１のうち周方向９３側に位置するものは、芯５１ｃにも属し、芯５１ｃにおいては周方向９３とは反対側に位置する。他方、芯５１ａにおいて周方向９３と反対側に位置する第１の磁性体１１は、芯５１ｂにも属し、芯５１ｂにおいては周方向９３側に位置する。同様に、芯５１ｂに属する第１の磁性体１１はそれぞれ芯５１ａ，５１ｃにも属する。芯５１ｃに属する第１の磁性体１１はそれぞれ芯５１ｂ，５１ａにも属する。

なお図２では、第１及び第２の磁性体１１，１２がそれぞれ６本ずつ設けられているので、芯５１ａ〜５１ｃがそれぞれ２つずつ構成される。

かかる巻線４１ａ〜４１ｃの巻回によれば、第１の磁性体１１が二つの芯５１ａ〜５１ｃによって共有されているので、第１の磁性体１１の第１及び第２の側面１１１，１１２のそれぞれには、異なる巻線４１ａ〜４１ｃが巻回される。

すなわち、芯５１ａに属する第１の磁性体１１のうち、周方向９３側に位置するものの第１の側面１１１には巻線４１ａが巻回され、第２の側面１１２には巻線４１ｃが巻回される。他方、周方向９３とは反対側に位置するものの第１の側面１１１には巻線４１ｂが巻回され、第２の側面１１２には巻線４１ａが巻回される。

芯５１ｂに属する第１の磁性体１１のうち、周方向９３側に位置するものの第１の側面１１１には巻線４１ｂが巻回され、第２の側面１１２には巻線４１ａが巻回される。他方、周方向９３とは反対側に位置するものの第１の側面１１１には巻線４１ｃが巻回され、第２の側面１１２には巻線４１ｂが巻回される。

芯５１ｃに属する第１の磁性体１１のうち、周方向９３側に位置するものの第１の側面１１１には巻線４１ｃが巻回され、第２の側面１１２には巻線４１ｂが巻回される。他方、周方向９３とは反対側に位置するものの第１の側面１１１には巻線４１ａが見解され、第２の側面１１２には巻線４１ｃが巻回される。

巻線４１ａ〜４１ｃを分布巻で巻回すると、第１の側面１１１の外周側の部分及び内周側の部分のいずれもが巻線４１ａ〜４１ｃの一つによって押される。このため、巻線４１ａ〜４１ｃの張力によって、巻線４１ａ〜４１ｃは第１の磁性体１１に対して膨らみやすい。なぜなら、巻線４１ａ〜４１ｃの断面積はゼロでないからである。第２の側面１１２についても同様である。

しかし、上述した電機子用磁心１ａによれば、第１及び第２の側面１１１，１１２について外周側及び内周側のいずれもが凸に湾曲しているので、巻線４１ａ〜４１ｃは第１及び第２の側面１１１，１１２の全体に沿う。よって、巻線４１ａ〜４１ｃの占積率が向上する。さらに、巻線４１ａ〜４１ｃの周長が短くなるので、巻線４１ａ〜４１ｃの抵抗が低減できる。

しかも、第３及び第４の側面１２１，１２２について外周側及び内周側のいずれもが凹に湾曲しているので、巻線の巻回が阻害されない。そして、第２の磁性体１２の外周側及び内周側のいずれの部分も第１の磁性体１１側へと張り出しているので、当該第２の磁性体１２の一方向９２に対する断面積を大きくでき、以って芯５１ａ〜５１ｃの磁気抵抗を低減することができる。なぜなら、芯５１ａ〜５１ｃの一方向９２に対する断面積のうち、第１及び第２の磁性体１１，１２の部分の面積が大きくなるからである。

なお、第１及び第２の磁性体１１，１２のそれぞれの一方向９２に対する断面積は、同じであることが望ましい。なぜなら、第１の磁性体１１と第２の磁性体１２とで、磁気抵抗を等しくすることができ、磁束密度分布を一様とすることができるので、磁気飽和を防止することができるからである。

電機子１００ａによれば、巻線４１ａ〜４１ｃが分布巻で巻回されているので、電機子１００ａで発生する磁束に含まれる高調波成分を低減することができる。

図１では、ヨーク３１に溝８１，８２が設けられた場合が示されている。溝８１は、ある一つの芯５１ａの外周側に設けられ、芯５１ａに属する二つの第１の磁性体１１の一方の外周側の位置から、他方の外周側の位置まで周方向９３に沿って延びている。溝８２は、当該芯５１の内周側に設けられ、当該第１の磁性体１１の一方の内周側の位置から他方の内周側の位置まで周方向９３に沿って延びている。同様に、芯５１ａとは第１の磁性体１１を共有することがない二つの芯５１ｂ，５１ｃに対しても外周側及び内周側のそれぞれに、溝８１，８２が設けられる。

かかる溝８１，８２によれば、同じ第１の磁性体１１に属する第１及び第２の側面１１１，１１２のそれぞれに巻回される二つの巻線４１ａ〜４１ｃについて、その一方が他方の配置を阻害しない。なぜなら、一方の巻線４１ａ〜４１ｃは、芯５１ａ〜５１ｃの外周側及び内周側において溝８１，８２のそれぞれに収納されるからである。

なお、巻線４１ａ〜４１ｃ同士の上記阻害を防止するという観点からは、一方向９２から見て、少なくとも巻線４１ａ〜４１ｃ同士が交差する部分に溝８１，８２を設ければ良い。

図１に示されるように溝８１，８２を設けた場合には、次の態様が望ましい。すなわち、外周側及び内周側に溝８１，８２が設けられた芯５１ａ〜５１ｃについて、周方向９３側に位置する第１の磁性体１１の第１の側面１１１と、当該第１の側面１１１に周方向９３から隣接する第４の側面１２２との間（図１において位置Ａ−Ａ）において、ヨーク３１の表面が凸に湾曲している。

かかる態様によれば、ヨーク３１の当該表面に配置された巻線４１ａ〜４１ｃは、芯５１ａ〜５１ｃの外周側及び内周側に行くに従って、一方向９２とは反対側へと曲がる。よって、当該巻線４１ａ〜４１ｃを溝８１，８２に容易に導くことができ、以って巻線４１ａ〜４１ｃを溝８１，８２に収納しやすい。

同様に、当該芯５１ａ〜５１ｃについて、周方向９３とは反対側に位置する第１の磁性体１１の第２の側面１１２と、当該第２の側面１１２に周方向９３とは反対側から隣接する第３の側面１２１との間においても、ヨーク３１の表面が凸に湾曲していることが望ましい。

一方、溝８１，８２を設けずに、巻線４１ａ〜４１ｃを分布巻で巻回する場合には、巻線４１ａ〜４１ｃの一つが、他の巻線４１ａ〜４１ｃに重なる。この場合、同じ芯５１ａ〜５１ｃに属する第１の磁性体１１と第２の磁性体との間（例えば図１において位置Ｂ−Ｂ）において、ヨーク３１の表面が凹に湾曲していることが望ましい。

かかる態様によれば、ヨーク３１の当該表面に配置された巻線４１ａ〜４１ｃは、芯５１ａ〜５１ｃの外周側及び内周側に行くに従って、一方向９２側へと曲がる。よって、当該巻線４１ａ〜４１ｃは、他の巻線４１ａ〜４１ｃへと重ねやすい。

巻線４１ａ〜４１ｃの占積率を向上させるという観点からは、第１の側面１１１のいずれの位置のおいても、当該第１の側面１１１に周方向９３から隣接する第４の側面１２２との間の距離ｗ１が同じであることが望ましい（図１）。また、第２の側面１１２のいずれの位置のおいても、当該第２の側面１１２に周方向９３とは反対方向から隣接する第３の側面１２１との距離ｗ２を同じであることが望ましい。

巻線４１ａ〜４１ｃには３相巻線を採用することができる。この場合、電機子１００ａに対して、例えば４極の界磁子を設けて回転電機を得る。

図３は、磁性体板６１，６２を更に備えた電機子用磁心１ａを示す。磁性体板６１は、第１の磁性体１１に一方向９２から設けられている。磁性体板６１の一方向９１に対する断面積ｓ６１（図３）は、当該磁性体板６１が設けられる第１の磁性体１１の一方向９２に対する断面積ｓ１１（図１）よりも大きい。周方向９３において、磁性体板６１は互いに磁気的に分離している。

磁性体板６１を設けることで、磁性体板６１の第１の磁性体１１とは反対側の表面に現れる磁極の形状に、所望の形状が採用できる。しかも、一方向９２から見た第１及び第２の磁性体１１，１２のそれぞれの形状が異なっていても、当該磁極の形状を同一にすることができる。さらには、磁性体板６１同士の間での磁束の短絡が防止できる。

同様に、磁性体板６２は、第２の磁性体１２に一方向９２から設けられ、その断面積ｓ６２は第２の磁性体１２の断面積ｓ１２よりも大きい。周方向９３において、磁性体板６２は互いに磁気的に分離しており、さらには磁性体板６１とも磁気的に分離している。

磁性体板６２を設けることで、磁性体板６１と同様の効果が得られる。しかも、磁性体板６１，６２が互いに磁気的に分離しているので、磁性体板６１と磁性体板６２との間での磁束の短絡も防止できる。

磁性体板６１，６２を磁気的に分離するという観点からは、周方向９２に沿って隣接する磁性体板６１，６２の間の距離は、電機子１００ａに界磁子を設けて得た回転電機のエアギャップ長の２倍以上であることが望ましい。

コギングトルクを低減するという観点からは、周方向９２に沿って隣接する磁性体板６１，６２の間の空隙が延びる方向を径方向に対して傾けることが望ましい。なぜなら、スキューが設けられるからである。

図４は、第１及び第２の磁性体１１，１２がそれぞれ１２本ずつ設けられた電機子用磁心１ｂを概念的に示す。第１及び第２の磁性体１１，１２の配置及び形状は、上述した電機子用磁心１ａと同様である。

図５は、電機子用磁心１ｂに巻線４２ａ〜４２ｃを配置して得た電機子１００ｂを概念的に示す。巻線４２ａ〜４２ｃは、周方向９３において隣接して並ぶ三つの第１の磁性体１１と、当該第１の磁性体１１で挟まれる第２の磁性板１２の二つとで構成される芯５２ａ〜５２ｃ（図４）を中心として、分布巻で巻回される。

具体的に説明する。なお、同じ芯５２ａ〜５２ｃに属する三つの第１の磁性体１１について、周方向９３側に位置するものを第１の磁性体１１Ｌと、中央に位置するものを第１の磁性体１１Ｃと、周方向９３と反対側に位置するものを第１の磁性体１１Ｒと称す。

芯５２ａに属する第１の磁性体１１Ｌは、芯５２ｂにも第１の磁性体１１Ｒとして属し、芯５２ｃにも第１の磁性体１１Ｃとして属する。芯５２ａに属する第１の磁性体１１Ｃは、芯５２ｂにも第１の磁性体１１Ｌとして属し、芯５２ｃにも第１の磁性体１１Ｒとして属する。芯５２ａに属する第１の磁性体１１Ｒは、芯５２ｂにも第１の磁性体１１Ｃとして属し、芯５２ｃにも第１の磁性体１１Ｌとして属する。

同様に、芯５２ｂに属する第１の磁性体１１Ｌ，１１Ｃ，１１Ｒはそれぞれ芯５２ａ，５２ｃにも属する。なお、上述の内容において芯５２ａ，５２ｂ，５２ｃをそれぞれ、芯５２ｂ，５２ｃ，５２ａと読み替える。

さらに、芯５１ｃに属する第１の磁性体１１Ｌ，１１Ｃ，１１Ｒはそれぞれ芯５２ｂ，５２ａにも属する。なお、上述の内容において芯５２ａ，５２ｂ，５２ｃをそれぞれ、芯５２ｃ，５２ａ，５２ｂと読み替える。

かかる態様で巻線４２ａ〜４２ｃを芯５２ａ〜５２ｃに巻回した場合にも、電機子用磁心１ｂによれば、電機子用磁心１ａと同様の効果が得られる。すなわち、巻線４２ａ〜４２ｃは、第１及び第２の側面１１１，１１２の全体に沿うので、巻線４２ａ〜４２ｃの占積率が向上する。しかも第２の磁性体１２は、巻線４２ａ〜４２ｃの巻回を阻害せず、芯５２ａ〜５２ｃの磁気抵抗を低減する。

巻線４２ａ〜４２ｃには、巻線４１ａ〜４１ｃと同様に３相巻線を採用することができる。

第２の実施の形態．
図６は、本実施の形態にかかる電機子用磁心１ｃを概念的に示す。電機子用磁心１ｃは、第１の磁性体２１の複数と、第２の磁性体２２の複数と、ヨーク３２とを備える。第１及び第２の磁性体２１，２２は、第１の実施の形態の第１及び第２の磁性体１１，１２と同様に配置される。

第１の磁性体２１はいずれも、自身に周方向９３と同じ方向及び反対方向から隣接する第２の磁性体２２側にそれぞれある第１及び第２の側面２１１，２１２を有する。第１及び第２の側面２１１，２１２はいずれも、外周側が凸に湾曲し、内周側が凹に湾曲している。

第３の磁性体２２はいずれも、自身に周方向９３と同じ方向及び反対方向から隣接する第１の磁性体２１側にそれぞれある第３及び第４の側面２２１，２２２を有する。第３及び第４の側面２２１，２２２はいずれも、外周側が凹に湾曲し、内周側が凸に湾曲している。

第１の実施の形態のヨーク３１と同様に、ヨーク３２には第１及び第２の磁性体２１，２２がそれぞれ設けられる。

図７は、電機子用磁心１ｃに巻線４３ａ〜４３ｃを配置して得た電機子１００ｃを概念的に示す。電機子１００ｃにおいても、第１の実施の形態の芯５１ａ〜５１ｃが第１および第２の磁性体１１，１２で構成されるのと同様の構成で、第１及び第２の磁性体２１，２２によって芯５３ａ〜５３ｃが構成される。なお図７では、第１及び第２の磁性体２１，２２がそれぞれ６本ずつ設けられているので、芯５３ａ〜５３ｃがそれぞれ２つずつ構成される。

巻線４３ａは、互いに第１の磁性体２１を共有しない二つの芯５３ａに対して、波巻で巻回される。同様に、巻線４３ｂは二つの芯５３ｂに対して、巻線４３ｃは二つの芯５３ｃに対して、それぞれ波巻で巻回される。

かかる巻線４３ａ〜４３ｃの巻回によれば、第１の磁性体２１が二つの芯５３ａ〜５３ｃによって共有されているので、第１の磁性体２１の第１及び第２の側面２１１，２１２のそれぞれには、異なる巻線４３ａ〜４３ｃが巻回される。詳細については、第１の実施の形態と同様になるので説明を省略する。

巻線４３ａ〜４３ｃを波巻で巻回すると、周方向９３において隣接する第１及び第４の側面２１１，２２２については、それらの間に配置される巻線４３ａ〜４３ｃによって、第１の側面２１１の外周側の部分と、第４の側面２２２の内周側の部分とが押される。このため、当該巻線４３ａ〜４３ｃの張力によって、巻線４３ａ〜４３ｃは第１及び第２の磁性体２１，２２に対して膨らみやすい。なぜなら、巻線４３ａ〜４３ｃの断面積はゼロでないからである。周方向９３において隣接する第２及び第３の側面２１２，２２１についても同様である。

しかし、上述した電機子用磁心１ｃによれば、第１及び第２の側面２１１，２１２については外周側が凸に湾曲しており、第３及び第４の側面２２１，２２２については内周側が凸に湾曲しているので、巻線４３ａ〜４３ｃは第１の側面２１１（または第２の側面２１２）の外周側の部分に沿い、かつ当該第１の側面２１１に対して周方向９３側に隣接する第４の側面２２２（または第３の側面２２１）の内周側の部分にも沿う。よって、巻線４３ａ〜４３ｃの占積率が向上する。さらに、巻線４３ａ〜４３ｃの周長が短くなるので、巻線４３ａ〜４３ｃの抵抗が低減できる。

しかも、第１及び第２の側面２１１，２１２の内周側が凹に湾曲しているので、巻線４３ａ〜４３ｃの巻回が阻害されない。そして、第１の磁性体２１の内周側の部分が第２の磁性体２２側へと張り出しているので、当該第１の磁性体２１の一方向９２に対する断面積が大きくなり、以って芯５３ａ〜５３ｃの磁気抵抗が低減される。

さらには、第３及び第４の側面２２１，２２２の外周側が凹に湾曲しているので、巻線４３ａ〜４３ｃの巻回が阻害されない。そして、第２の磁性体２２の外周側の部分が第１の磁性体２１側へと張り出しているので、当該第２の磁性体２１の一方向９２に対する断面積が大きくなり、以って芯５３ａ〜５３ｃの磁気抵抗がより低減される。

第１の実施の形態と同様に、一方向９２から見て、少なくとも巻線４３ａ〜４３ｃ同士が交差する部分に溝を設けても良い。

巻線４３ａ〜４３ｃの占積率を向上させるという観点からは、第１の側面２１１のいずれの位置のおいても、当該第１の側面２１１に周方向９３から隣接する第４の側面２２２との間の距離ｗ３が同じであることが望ましい（図６）。また、第２の側面２１２のいずれの位置のおいても、当該第２の側面３１２に周方向９３とは反対方向から隣接する第３の側面２２１との距離ｗ４が同じであることが望ましい。

第１の実施の形態（図３）と同様に、第１及び第２の磁性体２１，２２の少なくともいずれか一方に磁性体板を設けても良い。

なお、上述したいずれの実施の形態においても、電機子１００ａ〜１００ｃの一方向９２についての両側に界磁子を設けて回転電機を構成する場合には、ヨーク３１，３２は設けなくて良い。

第１の実施の形態で説明される電機子用磁心１ａを概念的に示す図である。 電機子１００ａを概念的に示す図である。 磁性体板６１，６２を設けた電機子用磁心１ａを概念的に示す図である。 電機子用磁心１ｂを概念的に示す図である。 電機子１００ｂを概念的に示す図である。 第２の実施の形態で説明される電機子用磁心１ｃを概念的に示す図である。 電機子１００ｃを概念的に示す図である。

符号の説明

１ａ〜１ｃ 電機子用磁心
１１，２１ 第１の磁性体
１２，２２ 第２の磁性体
３１，３２ ヨーク
４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃ，４３ａ〜４３ｃ 巻線
６１，６２ 磁性体板
８１，８２ 溝
９１ 中心軸
９２ 一方向
９３ 周方向
１１１，２１１ 第１の側面
１１２，２１２ 第２の側面
１２１，２２１ 第３の側面
１２２，２２２ 第４の側面
ｗ１〜ｗ４ 距離
ｓ１１，ｓ１２，ｓ６１，ｓ６２ 断面積

Claims (11)

1. 中心軸（９１）の周りで周方向（９３）に沿って環状に配置される第１の磁性体（１１；２１）の複数と、
   前記周方向において隣接する前記第１の磁性体の間に配置される第２の磁性体（１２；２２）の複数と
   を備え、
   前記第１の磁性体はいずれも、
   自身に前記周方向から隣接する前記第２の磁性体側にあって、外周側が凸に湾曲する第１の側面（１１１；２１１）と、
   自身に前記周方向とは反対方向から隣接する前記第２の磁性体側にあって、外周側が凸に湾曲する第２の側面（１１２；２１２）と
   を有し、
   前記第２の磁性体はいずれも、
   自身に前記周方向から隣接する前記第１の磁性体側にあって、外周側が凹に湾曲する第３の側面（１２１；２２１）と、
   自身に前記周方向とは反対方向から隣接する前記第１の磁性体側にあって、外周側が凹に湾曲する第４の側面（１２２；２２２）と
   を有する、電機子用磁心。
2. 前記第１及び前記第２の側面（１１１，１１２）のいずれについても、その内周側が凸に湾曲し、
   前記第３及び前記第４の側面（１２１，１２２）のいずれについても、その内周側が凹に湾曲している、
   請求項１記載の電機子用磁心。
3. 前記第１及び前記第２の側面（２１１，２１２）のいずれについても、その内周側が凹に湾曲し、
   前記第３及び前記第４の側面（２２１，２２２）のいずれについても、その内周側か凸に湾曲している、
   請求項１記載の電機子用磁心。
4. 前記第１の側面（１１１；２１１）のいずれの位置においても、当該第１の側面に前記周方向（９３）から隣接する第４の側面（１２２；２２２）との間で距離（ｗ１；ｗ３）が同じである、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の電機子用磁心。
5. 前記第２の側面（１１２；２１２）のいずれの位置のおいても、当該第２の側面に前記周方向（９３）とは反対方向から隣接する第３の側面（１２１；２２１）との距離（ｗ２；ｗ４）が同じである、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載に電機子用磁心。
6. 前記第１及び第２の磁性体（１１，１２）の少なくともいずれか一方に、前記中心軸（９１）に沿う一方向（９２）から設けられる磁性体板（６１，６２）を更に備え、
   前記磁性体板の前記一方向に対する断面積（ｓ６１，ｓ６２）は、当該磁性体板が設けられる前記第１または前記第２の磁性体の前記一方向に対する断面積（ｓ１１，ｓ１２）よりも大きく、
   前記周方向（９３）において、前記磁性体板は互いに磁気的に分離している、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の電機子用磁心。
7. 前記中心軸（９１）に沿う一方向（９２）から前記第１及び第２の磁性体（１１，１２；２１，２２）のそれぞれが設けられるヨーク（３１；３２）を更に備える、請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の電機子用磁心。
8. 前記請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の電機子用磁心（１ａ；１ｂ；１ｃ）と、
   巻線（４１ａ〜４１ｃ；４２ａ〜４２ｃ；４３ａ〜４３ｃ）と
   備え、
   周方向において隣接して並ぶ少なくとも二つの第１の磁性体（１１；１１；２１）と、当該第１の磁性体で挟まれる第２の磁性体（１２；１２；２２）とを一つの芯として、当該芯に前記巻線が巻回される、電機子。
9. 前記芯に属する前記第１の磁性体（１１；１１；２１）のうち、前記周方向（９３）において当該芯の端に位置するものは、他の一つの前記芯にも属し、当該他の前記芯においても前記周方向において端に位置する、請求項８記載の電機子。
10. 互いに前記第１の磁性体（２１）を共有しない少なくとも二つの前記芯に、一つの前記巻線（４３ａ〜４３ｃ）が巻回される、請求項９記載の電機子。
11. 前記電機子用磁心は、前記中心軸（９１）に沿う一方向（９２）から前記第１及び第２の磁性体のそれぞれが設けられるヨークを更に備え、
    前記ヨークは、前記周方向において隣接する第１及び第２の磁性体の間の部分に対して、外周側及び内周側の位置において溝（８１，８２）を有する、請求項９または請求項１０記載の電機子。

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