JP2018170903A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】誘起電圧を低減しつつも部品点数の増加を抑制することが可能な回転電機の固定子を提供する。【解決手段】回転電機の固定子１１は、複数のティース１１３が内周側に設けられた固定子コア１１１を備える。固定子１１におけるそれぞれのティース１１３の先端（ティース先端部１１５）は、回転子１２の回転軸の径方向の断面でみたとき、両側の端部１１５Ｂよりも中央部１１５Ａが回転子１２に近く、両側の端部１１５Ｂが回転子１２から所定程度に離れ、かつ、少なくとも中央部１１５Ａ及び端部１１５Ｂが直線状に形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機の固定子に関し、特に電動機や発電機等として使用される永久磁石式回転電機の固定子に適用して好適なものである。

従来、回転電機はモータや発電機等に使用されている。このうち永久磁石式回転電機は、回転可能で永久磁石によって複数の磁極を形成する円筒状の回転子と、回転子の軸に対して同心円状に配置され、固定子コアに複数個のティースを有する固定子とを備えている。

例えば特許文献１には、騒音を低減する永久磁石式回転電機が開示されている。具体的には、特許文献１に開示された永久磁石式回転電機では、固定子ティース先端部の中央を回転子コア外周と同心円の円弧状（同心円状）に形成し、ティース先端部の両端を直線状に形成することで、固定子ティース先端部を回転子から遠ざけてトルクリプルを低減させることにより、騒音の低減を実現している。

特開２００２−２５２９５６号公報

しかし、特許文献１に開示された永久磁石式回転電機の場合、騒音の低減には期待できるものの、ティース先端部の磁気飽和に対する余裕代が少なくなり、固定子と回転子の間で鎖交する磁束による誘起電圧が高くなってしまうという課題が考えられる。

このような課題への対策としては、回転子の磁石を軸方向に複数分割し、周方向一定量オフセットして配置するスキューを採用することが一般的である。しかし、スキューを行う場合、磁石及び固定子コアを分割するために複数のコア形状が必要となってしまうことから、部品点数が増加してしまい、組立コストや製造コストが嵩むという別の課題が発生してしまう。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、新たな固定子のティース先端形状を提案することによって、誘起電圧を低減しつつも部品点数の増加を抑制することが可能な回転電機の固定子を提供しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、複数のティースが内周側に設けられた固定子コアを有する略円筒状の固定子と、該固定子の内側に所定の間隙を隔てて当該固定子と同心円状に配置された回転可能な回転子と、を備えた回転電機における固定子であって、回転子の回転軸の径方向の断面でみたとき、回転子に向いたそれぞれのティースの先端は、両端部よりも中央部が回転子に近く、両端部が回転子から所定程度に離れ、かつ、少なくとも中央部及び両端部が直線状に形成されることを特徴とする回転電機の固定子が提供される。

本発明によれば、回転電機において誘起電圧を低減しつつも部品点数の増加を抑制することができる。

第１の実施の形態に係る固定子の一例を示す図である。 図１に例示した固定子を備える回転電機の全体構成例を示す図である。 図２に例示した回転電機の断面図である。 従来の固定子の一例（その１）を示す図である。 従来の固定子の一例（その２）を示す図である。 誘起電圧の測定結果の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係る固定子の一例を示す図である。 第３の実施の形態に係る固定子の一例を示す図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。なお、以下の説明において、「軸方向」は回転電機（より厳密には回転電機の回転子に相当し、本段落において以下同様）の回転軸に沿った方向を指し、「周方向」は回転電機の回転方向に沿った方向を指す。また、「径方向」は回転電機の回転軸を中心としたときの動径方向（半径方向）を指す。また、「内周側」は径方向内側（内径側）を指し、「外周側」は内周側の逆方向、すなわち径方向外側（外径側）を指す。

（１）第１の実施の形態
本発明の第１の実施の形態に係る回転電機の固定子について説明する。

図１は、第１の実施の形態に係る固定子の一例を示す図である。図１は、第１の実施の形態に係る固定子１１について、固定子１１が配設される回転電機１（図２，図３参照）の軸方向に対して直行する平面による断面図、すなわち径方向の断面図を示したものであり、固定子１１の特徴的な構造であるティース先端部１１５の形状を拡大表示している。

本実施の形態に係る固定子１１は、ティース先端部１１５を従来の固定子とは異なる形状とすることによって、回転電機における部品点数を増加させることなく、回転子１２から生じる磁束を遠ざけて誘起電圧を低減させつつ、かつ、ティース先端部１１５の磁気飽和に対する余裕代を持たせるという効果を実現する。

なお、このような本実施の形態に係る固定子１１についての詳細な説明は（１−３）で後述する。その前にまず、（１−１）において回転電機１の構造について説明し、さらに、本実施の形態との比較のために、（１−２）において従来の固定子におけるティース先端部の形状例について説明する。

（１−１）回転電機の構造
図２は、図１に例示した固定子を備える回転電機の全体構成例を示す図である。図２では、回転電機１の一部を断面で示すことによって、回転電機１の内部を理解しやすく示している。なお、図２において回転電機１の断面に相当する部分には斜線を付している。

図２を参照しながら回転電機１の各構成部品について説明する。回転電機１は、円筒状（または略円筒状）の固定子１１と、固定子１１の内側に所定の間隙を隔てて配置された回転子１２とを備えて構成される。また、図２に示すように、回転電機１は、固定子１１及び回転子１２の他に、シャフト１３、ハウジング１４、フランジ１５、ボルト１６、及びケース１７を備える。

回転電機１は、永久磁石内蔵型の三相同期モータ（永久磁石式回転電機）であって、例えばハイブリッド電気自動車に搭載される。回転電機１は、固定子１１の固定子コイル１１２に三相交流電流が供給されることで、回転子１２を回転させる電動機として作動する。また回転電機１は、エンジンによって駆動されると、発電機として作動して三相交流の発電電力を出力する。すなわち、回転電機１は、電気エネルギー（三相交流電流）に基づいて回転トルクを発生する電動機としての機能と、機械エネルギー（エンジンからの駆動力）に基づいて発電を行う発電機としての機能を兼ね備えており、ハイブリッド電気自動車の走行状態によって、電動機としての機能と発電機としての機能とを選択的に利用することができる。

固定子１１は保護部材であるハウジング１４に固定される。さらに、ハウジング１４がフランジ１５及びボルト１６によってケース１７に締結されることで、固定子１１はケース１７の内側に固定保持される。固定子１１は、回転電機１の回転方向に極性が交互に異なるように配置された複数の磁極を有する。固定子１１の詳細な構造は後述する。

回転子１２は、駆動力を伝達するシャフト１３に固定され、ケース１７の軸受け１７１，１７２によって支承されることによって、固定子１１の内側において回転可能に保持される。なお、回転子１２には一般に知られた回転電機の回転子を利用することができるため、その詳細な構造についての説明は省略する。

ケース１７は回転電機１を全体的に覆う部品である。なお、本例のように回転電機１がケース１７を備える構成でなくてもよい。具体的には例えば、エンジンのケースや変速機のケースが、ケース１７に代用される構成であってもよく、このとき当該ケースの内部に回転電機１が配設される。

次に、図３を参照しながら固定子１１の詳細な構造を説明する。図３は、図２に例示した回転電機の断面図である。図３には、固定子１１の軸方向に直行する平面による回転電機１の断面図が示されている。

図３に示したように、固定子１１は、固定子コア１１１と固定子コイル１１２を有している。図２に例示したように、固定子コア１１１は円筒状（または略円筒状）の形状を有し、略円筒状のハウジング１４によって径方向外側を保持されている。そして、図３によれば、固定子コア１１１は、周方向に複数個に分割された構造となっている。なお、本実施の形態に係る固定子１１の構造は上記例に限るものではなく、例えば固定子コア１１１が分割されない一体構造であってもよく、また固定子コア１１１が略円筒状のハウジング１４によって保持されない構造であってもよい。

固定子コア１１１は、径方向内側に突出するように櫛歯状に等間隔に配置された複数のティース１１３を有している。各ティース１１３には固定子コイル１１２が巻線され、互いに隣り合うティース１１３の間には、固定子コイル１１２を収容（挿入）するために、軸方向に貫通するとともに周方向に配列された複数のスロット１１４が形成されている。

固定子コイル１１２については、例えば集中巻方式を採用するとし、それぞれの固定子コイル１１２が１つのティース１１３の周囲に巻線を複数回巻き付けた構成となっている。より詳しくは、各固定子コイル１１２は、ティース１１３が磁極をなすように巻線を複数回巻き付けており、固定子コイル１１２の一端は中性線（不図示）に、他端はＵ，Ｖ，Ｗの３相をなす結線板（不図示）に電気的に接続される。

固定子コア１１１及び固定子コイル１１２がこのように構成されることによって、図３に示した固定子１１は、回転電機１の回転方向に極性が交互に異なるように配置された複数の磁極を有する。

（１−２）従来の固定子のティース先端部
図４及び図５は、従来の固定子の一例（その１，その２）を示す図である。図４，図５は、従来の固定子（固定子８１，９１）について当該固定子が配設される回転電機の軸方向に対して直行する平面による断面図を示したものである。図４，図５は、図１に例示した第１の実施の形態に係る固定子１１のティース先端部１１５と形状を比較しやすいように、固定子のティース（ティース８１３，９１３）の先端部（ティース先端部８１５，９１５）の形状を拡大表示している。

まず、図４に例示した固定子８１におけるティース先端部８１５の特徴を説明すると、ティース先端部８１５は、中央付近を指す中央部８１５Ａと、端付近を指す２つの端部８１５Ｂとに分けて示されている。そして、中央部８１５Ａは対向する回転子コアの外周と同心円の円弧状（同心円状）に形成されており、端部８１５Ｂは直線状に形成されている。図４に例示したティース先端部８１５の形状は、前述の特許文献１に開示された固定子のティース先端部の形状である。

このような固定子８１においては、中央部８１５Ａが回転子コアの外周に近い位置で同心円状に形成されることで、回転子の回転時に十分なトルクを得ることに期待することができる。一方で、中央部８１５Ａの両側に位置する端部８１５Ｂが直線状に形成されることによって端部８１５Ｂは中央部８１５Ａよりも回転子コアの外周から遠ざけられることになるため、回転子の回転時に出力されるトルクの変動量（トルクリプル）を低減する効果にも期待することができる。しかし、ティース先端部８１５がこのような形状を有する場合、ティース先端部８１５における磁気飽和に対する余裕代を十分に確保することができないため、固定子８１と回転子との間で鎖交する磁束である誘起電圧が高まるおそれがあった。

次に、図５に例示した固定子９１におけるティース先端部９１５の特徴を説明すると、ティース先端部９１５は、中央付近を指す中央部９１５Ａと、端付近を指す２つの端部９１５Ｂとに分けて示されている。そして、中央部９１５Ａは直線状に形成されており、端部９１５Ｂは対抗する回転子コアの外周と同心円状に形成されている。つまり、図５に例示したティース先端部９１５の形状は、図４に例示したティース先端部８１５の中央部８１５Ａ及び端部８１５Ｂの形状を、端部９１５Ｂ及び中央部９１５Ａに入れ替えたものである。

このような固定子９１においては、固定子８１よりも回転子からの距離が多少離れるものの、端部９１５Ｂが回転子コアの外周と同心円状に形成されることで、回転子の回転時に出力されるトルクをある程度確保することに期待できる。一方で、２つの端部９１５Ｂの間に位置する中央部９１５Ａが直線状に形成されることで、回転子コアの外周から遠ざけられる部分ができることから、回転子の回転時におけるトルクリプルを低減する効果に期待できる。しかし、ティース先端部９１５がこのような形状を有する場合、固定子８１のティース先端部８１５の場合と同様に、ティース先端部９１５における磁気飽和に対する余裕代を十分に確保することができないため、固定子９１と回転子との間で鎖交する磁束である誘起電圧が高まるおそれがあった。

以上のように、従来例として挙げた固定子８１，９１は、いずれもティース先端部において、回転子コアの外周と同心円状に形成された曲線部分と直線状に形成された直線部分とを組み合わせた形状を有することを特徴としている。そしてこのような従来例の固定子８１，９１は、トルクの確保及びトルクリプルの低減には一定程度の効果が期待できるものの、ティース先端部の磁気飽和に対する余裕代が少ないために、誘起電圧が高くなってしまうことを解消し難いという課題があった。本発明の第１の実施の形態に係る固定子１１はこのような課題を解決するものであり、（１−３）で詳しく説明する。

（１−３）第１の実施の形態に係る固定子のティース先端部
図１に例示した固定子１１におけるティース先端部１１５の特徴を説明する。ティース先端部１１５は、中央付近を指す中央部１１５Ａと、端付近を指す２つの端部１１５Ｂと、中央部１１５Ａとそれぞれの端部１１５Ｂとの間を指す２つの繋ぎ部１１５Ｃとに分けて示されている。

なお、本実施の形態に係る固定子１１において、ティース先端部１１５は、端部１１５Ｂ及び繋ぎ部１１５Ｃよりも中央部１１５Ａの部分が、対向する回転子１２に径方向で最も近く位置するようにされる。ティース先端部１１５において中央部１１５Ａが径方向で回転子１２に最も近く配置されるという関係は、後述する第２及び第３の実施の形態に係る固定子２１，３１でも同様である。具体的には、第２の実施の形態では中央部２１５Ａが端部２１５Ｂよりも回転子１２の近くに配置され、第３の実施の形態では中央部３１５Ａが端部３１５Ｂよりも回転子１２の近くに配置される。

図１に示したように、中央部１１５Ａ及び端部１１５Ｂは、対抗する回転子１２におけるコア（回転子コア）の外周上の近接点（ティース１１３の先端面における中点から最も近い回転子コアの外周上の点を意味し、以下同様に用いられる）における接線と略平行な直線状に形成されている。但し、図１にも示したように、端部１１５Ｂによる直線部分は中央部１１５Ａによる直線部分よりも外径方向に形成され、繋ぎ部１１５Ｃが中央部１１５Ａと端部１１５Ｂとを結ぶ直線状に形成されている。言い換えれば、ティース先端部１１５は、中央部１１５Ａと端部１１５Ｂとが、回転子コアの外周上の近接点における接線と段違いで略平行な直線状に形成され、中央部１１５Ａのほうが端部１１５Ｂよりも回転子コアに近い。そして中央部１１５Ａと端部１１５Ｂとは、直線状に形成された繋ぎ部１１５Ｃによって繋がれている。

このような固定子１１においては、中央部１１５Ａによる直線部分が回転子１２のコア外周に近い位置に設けられることで、回転子１２の回転時に十分なトルクを得ることに期待できる。一方で、繋ぎ部１１５Ｃを経た端部１１５Ｂは、中央部１１５Ａよりも回転子１２のコア外周から離されることで、誘起面が下げられることとなるため、回転子１２の回転時におけるトルクリプルを低減する効果を得ることに期待できる。さらに、端部１１５Ｂ及び繋ぎ部１１５Ｃが回転子１２のコア外周から離れることによって、ティース先端部１１５における磁気飽和に対する余裕代を確保することができるため、誘起電圧を低減することができる。すなわち、本実施の形態に係る固定子１１は、トルクの確保及びトルクリプルの低減に加えて、磁気飽和に対する余裕代が設けられることによって誘起電圧を低減する効果を得ることができる。

なお、固定子１１が磁気飽和に対する余裕代を確保できることについては、前述した従来の固定子８１，９１の形状と比較することによって、より明確にすることができる。まず、図４，図５に例示したように、従来の固定子８１，９１は何れも、ティース先端部の一部に直線状の構成を有するものの、全体的に回転子のコア外周に近接する形状となることから、磁気飽和に対する余裕代を確保することができなかった。これに対して、本実施の形態に係る固定子１１では、ティース先端部１１５の繋ぎ部１１５Ｃから端部１１５Ｂにかけて、回転子１２から次第に離れるように形成されることから、ティース先端部１１５と回転子１２との間に、回転子１２から生じる磁束を遠ざける空間を設けることができる。そして当該空間が磁気飽和に対する余裕代となることで、固定子１１と回転子１２との間で鎖交する磁束である誘起電圧が高まることを抑制し、誘起電圧を低減することができる。

図６は、誘起電圧の測定結果の一例を示す図である。図６には、本実施の形態に係る固定子１１を用いた回転電機１における誘起電圧の測定値（図中の「本願発明」の項目）と、及び従来の固定子を用いた回転電機における誘起電圧の測定値（図中の「従来手法Ａ」，「従来手法Ｂ」の項目）について、各測定値の比率が示されている。なお、「従来手法Ａ」，「従来手法Ｂ」は、どちらも従来のティース先端部の形状を有する固定子（例えば固定子８１）を用いているが、「従来手法Ａ」は当該従来の固定子にスキューを行わなかった場合であり、「従来手法Ｂ」は当該従来の固定子にスキューを行った場合である。

図６によれば、「従来手法Ａ」における誘起電圧の測定値を１００％としたとき、「従来手法Ｂ」における誘起電圧の測定値は約９７％となり、「本願発明」における誘起電圧の測定値も約９７％となった。これらの測定値によれば、従来の固定子でもスキューを行うことによって誘起電圧が約３％分低減される一方、「本願発明」の場合は、従来の固定子にスキューを行ったのと同程度の約３％分、誘起電圧を低減できることが示された。従来の固定子にスキューを行ったのと同程度に誘起電圧を低減できることが示された。すなわち、本実施の形態に係る固定子１１によれば、部品点数の増加を伴うスキューを行うことなく、誘起電圧の低減を実現できることが示された。

なお、図１に例示した固定子１１では、繋ぎ部１１５Ｃの形状を直線状としたが、本実施の形態におけるティース先端部１１５の繋ぎ部１１５Ｃの形状はこれに限定されるものではなく、例えば、回転子コアの外周とは非同心の円弧状（固定子コア１１１の外周とは非同心の円弧状ともいえる）に形成されてもよい。このような円弧状に形成された場合も、繋ぎ部１１５Ｃから端部１１５Ｂにかけて回転子１２から次第に離していくことができるため、ティース先端部１１５と回転子１２との間に、回転子１２から生じる磁束を遠ざける空間を設けることができ、磁気飽和に対する余裕代を確保することができる。

（２）第２の実施の形態
本発明の第２の実施の形態に係る回転電機の固定子について説明する。なお、本実施の形態の説明において、前述した第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。

図７は、第２の実施の形態に係る固定子の一例を示す図である。図７は、第２の実施の形態に係る固定子２１について、固定子２１が配設される回転電機１（図２，図３参照）の軸方向に対して直行する平面による断面図を示したものであり、固定子２１の特徴的な構造であるティース先端部２１５の形状を拡大表示している。

図７によれば、固定子２１の固定子コア２１１が有するティース２１３において、その先端部（ティース先端部２１５）は、中央付近を指す中央部２１５Ａと、端付近を指す２つの端部２１５Ｂとに分けて示されている。

ここで、第２の実施の形態に係る固定子２１において特徴的な点は、ティース先端部２１５の中央部２１５Ａの形状である。具体的には、中央部２１５Ａは、内径方向に突出するように斜行する２本の直線部分がティース周方向の略中央で交わる、いわゆるＶ字型に形成されている。そして、中央部２１５Ａの両端はそれぞれ端部２１５Ｂに繋がっている。端部２１５Ｂは、第１の実施の形態で図１に例示した固定子１１における端部１１５Ｂと同様に、対抗する回転子１２におけるコア（回転子コア）の外周上の近接点における接線と略平行な直線状に形成されている。

このような固定子２１においては、Ｖ字型に形成された中央部２１５Ａが回転子１２のコア外周に近い位置に設けられることで、回転子１２の回転時にトルクを確保することに期待できる。一方で、中央部２１５Ａは略中央から両端に向かうにつれて少しずつ回転子１２のコア外周から離れていき、端部２１５Ｂに繋がっている。このような中央部２１５Ａと端部２１５Ｂの連続部分は、第１の実施の形態に係る固定子１１における繋ぎ部１１５Ｃと類似した形状ともいえる。かくして端部２１５Ｂは、回転子１２のコア外周から離れた位置に設けられるため、回転子１２の回転時におけるトルクリプルを低減するとともに、ティース先端部２１５における磁気飽和に対する余裕代を確保することができ、誘起電圧を低減する効果にも期待できる。

以上のように、第２の実施の形態に係る固定子２１は、第１の実施の形態に係る固定子１１と同様に、トルクの確保及びトルクリプルの低減に加えて、誘起電圧を低減する効果を得ることができる。また固定子２１は、固定子１１と同様に、スキューを行わなくても上記の効果に期待できることから、回転電機の部品点数の増加を抑制しながらも誘起電圧を低減するという格別な効果を奏する。

なお、第２の実施の形態に係る固定子２１のティース先端部２１５の形状を第１の実施の形態に係る固定子１１のティース先端部１１５の形状と比較すると、ティース先端部１１５の繋ぎ部１１５Ｃを拡張して中央部１１５Ａをなくしたものがティース先端部２１５の中央部２１５Ａになっていると捉えることもできる。すなわち、第２の実施の形態におけるティース先端部２１５は、第１の実施の形態におけるティース先端部１１５と比較すると、中央付近の直線部分（中央部１１５Ａ相当）がなくなったことで、回転子コアに対する全体的な近接度合いが小さくなる。したがって、ティース先端部１１５，２１５から回転子コアの外周上の近接点までの距離が同じであるとすれば、固定子２１では固定子１１に比べて、得られるトルクが小さくなる傾向がある一方で、トルクリプルも小さくなる（トルクリプルの低減効果が大きくなる）傾向がある。

（３）第３の実施の形態
本発明の第３の実施の形態に係る回転電機の固定子について説明する。なお、本実施の形態の説明において、前述した第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。

図８は、第３の実施の形態に係る固定子の一例を示す図である。図８は、第３の実施の形態に係る固定子３１について、固定子２１が配設される回転電機１（図２，図３参照）の軸方向に対して直行する平面による断面図を示したものであり、固定子３１の特徴的な構造であるティース先端部３１５の形状を拡大表示している。

図８によれば、固定子３１の固定子コア３１１が有するティース３１３において、その先端部（ティース先端部３１５）は、中央付近を指す中央部３１５Ａと、端付近を指す２つの端部３１５Ｂとに分けて示されている。

第３の実施の形態に係る固定子３１において特徴的な点は、ティース先端部３１５の中央部３１５Ａと端部３１５Ｂとが、径方向に段差がない一直線状に形成されることである。

このような形状を有する固定子３１では、中央部３１５Ａが回転子１２のコア外周に近い位置に設けられることで、回転子１２の回転時にトルクを確保することに期待できる。また、中央部３１５Ａから一直線状に繋がる端部３１５Ｂは、端側にいくにつれて回転子１２のコア外周から離れるため、回転子１２の回転時におけるトルクリプルを低減するとともに、ティース先端部３１５における磁気飽和に対する余裕代を確保することができ、誘起電圧を低減する効果にも期待できる。

以上のように、第３の実施の形態に係る固定子３１は、第１の実施の形態に係る固定子１１と同様に、トルクの確保及びトルクリプルの低減に加えて、誘起電圧を低減する効果を得ることができる。また固定子３１は、固定子１１と同様に、スキューを行わなくても上記の効果に期待できることから、回転電機の部品点数の増加を抑制しながらも誘起電圧を低減するという格別な効果を奏する。

なお、第３の実施の形態に係る固定子３１のティース先端部３１５の形状を第１の実施の形態に係る固定子１１のティース先端部１１５の形状と比較すると、ティース先端部１１５の中央部１１５Ａを拡張して繋ぎ部１１５Ｃをなくしたものがティース先端部３１５の中央部３１５Ａになっていると捉えることもできる。すなわち、第３の実施の形態におけるティース先端部３１５は、第１の実施の形態におけるティース先端部１１５と比較すると、中央付近の斜行部分（繋ぎ部１１５Ｃ相当）がなくなり全てが直線部分になったことで、回転子コアに対する全体的な近接度合いが大きくなる。したがって、ティース先端部１１５，３１５から回転子コアの外周上の近接点までの距離が同じであるとすれば、固定子３１では固定子１１に比べて、得られるトルクが大きくなる傾向がある一方で、トルクリプルも大きくなる（トルクリプルの低減効果が小さくなる）傾向がある。

（４）まとめ
以上、本発明に係る回転電機の固定子について、第１〜第３の実施の形態を説明した。これらをまとめると、本発明に係る回転電機の固定子は、回転子の回転軸の径方向の断面でみたときに、「ティース先端部の両側の端部（両端部）よりも中央部が回転子に近く位置されること」、「ティース先端部における磁気飽和に対する余裕代を確保できるだけの所定程度に、ティース先端部の両端部が回転子から離されること」、及び「ティース先端部のうち、少なくとも中央部及び両端部が直線状に形成されること」という点で共通した特徴を備えている。

そして本発明に係る回転電機の固定子は、上記のティース先端部の特徴を全て備えることによって、回転子の回転時に中央部で十分なトルクを得ることができる一方、両端部で誘起面が下げられることによって、回転子の回転時におけるトルクリプルを低減することができる。さらに、両端部付近で磁気飽和に対する余裕代が確保されることによって、部品点数の増加を伴うスキューを行うことなく、誘起電圧を低減する効果まで得ることができる。

なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施の形態における具体例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施の形態に示した構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１ 回転電機
１１，２１，３１，８１，９１ 固定子
１２ 回転子
１３ シャフト
１４ ハウジング
１５ フランジ
１６ ボルト
１７ ケース
１７１，１７２ 軸受け
１１１，２１１，３１１，８１１，９１１ 固定子コア
１１２ 固定子コイル
１１３，２１３，３１３，８１３，９１３ ティース
１１４ スロット
１１５，２１５，３１５，８１５，９１５ ティース先端部
１１５Ａ，２１５Ａ，３１５Ａ，８１５Ａ，９１５Ａ 中央部
１１５Ｂ，２１５Ｂ，３１５Ｂ，８１５Ｂ，９１５Ｂ 端部
１１５Ｃ 繋ぎ部

Claims (5)

1. 複数のティースが内周側に設けられた固定子コアを有する略円筒状の固定子と、該固定子の内側に所定の間隙を隔てて当該固定子と同心円状に配置された回転可能な回転子と、を備えた回転電機における固定子であって、
   前記回転子の回転軸の径方向の断面でみたとき、前記回転子に向いたそれぞれの前記ティースの先端は、両端部よりも中央部が前記回転子に近く、前記両端部が前記回転子から所定程度に離れ、かつ、少なくとも前記中央部及び前記両端部が直線状に形成される
   ことを特徴とする回転電機の固定子。
2. 前記ティースの先端において、
   前記中央部と前記両端部とが段差を付けて平行に形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
3. 前記ティースの先端において、
   前記中央部が前記回転子に向けて突き出たＶ字型に形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
4. 前記ティースの先端において、
   前記中央部と前記両端部とが一直線状に形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
5. 前記ティースの先端において、
   前記中央部と前記両端部との間の段差部が、前記回転子とは非同心の円弧状に形成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機の固定子。
   
   

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