JP2020054063A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】製造の簡易化を図りつつ、トルクリップル低減を適正に実現することができる回転電機を提供する。【解決手段】回転電機は、周方向に設けられた複数の磁極を有する回転子１２と、回転子１２に対向配置された固定子１３とを備え、固定子１３は、環状のヨーク３４及び複数のティース３５を有する固定子コア３２と、各ティース３５の間に形成されたスロット３１に巻装された多相の固定子巻線３３とを備えている。複数のティース３５は第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂを含み、第１ティース３５Ａは、周方向において互いに逆となる第１方向及び第２方向のうち第１方向の側に偏って設けられ、第２ティース３５Ｂは、第２方向の側に偏って設けられている。【選択図】 図２

Description

本発明は、回転電機に関するものである。

従来、回転電機で生じるトルクリップルを低減するための技術として、例えば特許文献１に開示された回転電機が知られている。特許文献１に記載の回転電機では、複数のコアシートを積層して構成される固定子コアにおいて、ティース先端部の形状が、ティースの周方向の中心を通るティース中心軸に対して鏡面非対称に形成されるとともに、ティース先端部を互いに連結する連結部の周方向位置がずれるようにしてコアシートが積層される構成としている。より具体的には、複数のコアシートからなる第１コアブロックと、同じく複数のコアシートからなる第２コアブロックとを用い、第２コアブロックの表裏を逆にすることで、これら各コアブロックの連結部の周方向位置を互いに異ならせる構成としている。そしてこれにより、固定子の剛性を高めつつ、振動や騒音の低減を図るようにしている。

特許第６２５３８４９号公報

上記特許文献１に記載の回転電機では、複数のコアブロックを積層する際に、いずれかのコアブロックの表裏をひっくり返す必要があり、回転電機の製造設備の大型化や、製造コストの増加を招くことが懸念される。また、コアブロックの裏返しを無くすには、２種類のコアシートを用意し、それらコアシートを裏返すことなく順方向に積層していくことが考えられるが、かかる場合にも製造上の煩雑化が懸念される。つまり、コアブロックは、一般的に所望の形状にコアシートをプレス加工した後、各コアシートを積み上げていくことで作製されるが、プレス打ち抜き後において各コアブロックで形状の異なるコアシートを順方向に並べるには、コアブロックごとにプレス型を用意しなければならない。そのため、やはり製造上の煩雑化が懸念されることとなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、製造の簡易化を図りつつ、トルクリップル低減を適正に実現することができる回転電機を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

手段１の回転電機は、
周方向に設けられた複数の磁極を有する回転子と、
前記回転子に対向配置された固定子と、を備え、
前記固定子は、環状のヨーク、及び前記ヨークから前記回転子に向けて延設された複数のティースを有する固定子コアと、前記各ティースの間に形成されたスロットに巻装された多相の固定子巻線とを備えており、
前記複数のティースは第１ティース及び第２ティースを含み、
前記第１ティースは、周方向において互いに逆となる第１方向及び第２方向のうち第１方向の側に偏って設けられ、前記第２ティースは、前記第２方向の側に偏って設けられている。

上記構成では、固定子コアに、周方向両側のうち第１方向の側に偏って第１ティースを設けるとともに、周方向両側のうち第２方向の側に偏って第２ティースを設ける構成とした。この場合、第１ティースに起因して発生するトルクリップルと、第２ティースに起因して発生するトルクリップルとを相殺させることができ、回転電機に生じるトルクリップルを好適に抑制することができる。

また、固定子コアの各ティースとして周方向に２種類のティース（第１ティース及び第２ティース）を各々設ける構成としたため、固定子の製造時において例えばコアシートの表裏を裏返して積層する等の工程が不要となる。そのため、回転電機を製造するための製造設備の簡易化やコストの低減を実現できる。

手段２は、手段１において、前記第１ティース及び前記第２ティースは、巻線収容領域である前記スロットよりも前記回転子側となる先端部の形状が互いに異なっており、前記第１ティースは、前記先端部において前記第１方向の側に偏って設けられた第１鍔部（５１）を有し、前記第２ティースは、前記先端部において前記第２方向の側に偏って設けられた第２鍔部（５２）を有している。

上記構成によれば、第１ティース及び第２ティースに、周方向に互いに異なる向きに偏るようにして鍔部（第１鍔部、第２鍔部）が設けられており、それら各ティースの鍔部により、回転電機に生じるトルクリップルを好適に抑制することができる。この場合、固定子巻線の導線を収容するスロットを従来通りの直線形状としたままでも、換言すれば固定子巻線の巻装に関する構成を一般的な構成から何ら変更しなくても、所望とする周方向の偏りを持たせることができる。したがって、固定子巻線の巻装を容易としつつ、トルクリップル低減を好適に実現することができる。

手段３は、手段１において、前記第１ティース及び前記第２ティースは、巻線収容領域である前記スロットに相当するスロット形成部分の径方向の向きが互いに異なっており、前記第１ティースは、前記スロット形成部分が前記第１方向の側に偏っており、前記第２ティースは、前記スロット形成部分が前記第２方向の側に偏っている。

上記構成によれば、第１ティース及び第２ティースにおけるスロット形成部分の径方向の向きを互いに異ならせたことにより、回転電機に生じるトルクリップルを好適に抑制することができる。

手段４は、手段１乃至３のいずれか１つにおいて、前記固定子巻線は、ｎ相の巻線よりなり、前記第１ティースは、前記回転子の回転中心点を通る直線に対して第１偏り角度で前記第１方向の側に偏らせて設けられ、前記第２ティースは、前記直線に対して第２偏り角度で前記第２方向の側に偏らせて設けられており、前記第１偏り角度及び前記第２偏り角度の和が、２×ｎ×ｆ次（ｆは１以上の整数）のトルクリップルを低減すべく電気角で「１８０度／（２×ｎ×ｆ）」又はその付近となっている。

固定子巻線がｎ相の巻線よりなる構成では、固定子巻線への通電に伴い、２×ｎ×ｆ次（ｆは１以上の整数）のトルクリップルが生じることが考えられる。この点、上記構成では、第１ティースの第１偏り角度と第２ティースの第２偏り角度との和を、電気角で「１８０度／（２×ｎ×ｆ）」又はその付近とすることにより、２×ｎ×ｆ次のトルクリップルを好適に低減することができる。

手段５は、手段１乃至３のいずれか１つにおいて、前記固定子巻線は、３相の巻線よりなり、前記第１ティースは、前記回転子の回転中心点を通る直線に対して第１偏り角度で前記第１方向の側に偏らせて設けられ、前記第２ティースは、前記直線に対して第２偏り角度で前記第２方向の側に偏らせて設けられており、前記第１偏り角度及び前記第２偏り角度の和が、電気角で１２〜１８度又は２７〜３３度となっている。

固定子巻線が３相の巻線よりなる構成では、固定子巻線への通電に伴い、６ｆ次のトルクリップルが生じることが考えられる。この点、上記構成では、第１ティースの第１偏り角度と第２ティースの第２偏り角度との和を、電気角で１２〜１８度（つまり１５度若しくはその付近）又は２７〜３３度（つまり３０度若しくはその付近）とすることにより、１２次又は６次のトルクリップルを好適に低減することができる。

手段６は、手段１乃至３のいずれか１つにおいて、前記固定子巻線は、前記スロットに巻装された各３相の第１巻線及び第２巻線を有し、前記第１巻線及び前記第２巻線が、互いに電気角で３０度の位相差を付与して通電されるようになっており、前記第１ティースは、前記回転子の回転中心点を通る直線に対して第１偏り角度で前記第１方向の側に偏らせて設けられ、前記第２ティースは、前記直線に対して第２偏り角度で前記第２方向の側に偏らせて設けられており、前記第１偏り角度及び前記第２偏り角度の和が、電気角で１２〜１８度となっている。

上記構成によれば、第１巻線及び第２巻線を、互いに電気角で３０度の位相差を付与して通電するようにしたため、６次のトルクリップルを低減することが可能となる。また、第１ティースの第１偏り角度と第２ティースの第２偏り角度との和を、電気角で１２〜１８度（つまり１５度若しくはその付近）とすることにより、６次より高次の１２次のトルクリップルを低減することが可能となる。

手段７は、手段１乃至６のいずれか１つにおいて、前記固定子コアは、周方向に並ぶ複数の前記第１ティースよりなる第１ティース群と、周方向に並ぶ複数の前記第２ティースよりなる第２ティース群とを有するとともに、前記第１ティース群と前記第２ティース群との間のティースとして設けられ、前記回転子に対向する対向面が、前記第１ティース及び前記第２ティースよりも周方向に幅狭となっている第３ティースを有する。

周方向一方（第１方向）の側に偏って設けられた第１ティースと、周方向他方（第２方向）の側に偏って設けられた第２ティースとを有する構成では、第１ティース及び第２ティースの偏り側が互いに向かい合う場合にティース同士が干渉することが考えられ、それに起因して、各ティースの偏りの角度を十分に大きくすることができないといった不都合が懸念される。この点、上記構成では、第１ティース群と第２ティース群との間に、回転子に対向する対向面が、第１ティース及び第２ティースよりも周方向に幅狭となっている第３ティースを設けたため、第１ティース及び第２ティースの互いの干渉を抑制し、ひいてはこれら各ティースの偏り角度を十分に大きくすることができる。

手段８は、手段１乃至６のいずれか１つにおいて、前記固定子コアは、周方向に並ぶ複数の前記第１ティースよりなる第１ティース群と、周方向に並ぶ複数の前記第２ティースよりなる第２ティース群とを有するとともに、前記第１ティース群と前記第２ティース群との間であり、かつ前記第１ティース及び前記第２ティースの各々の偏りが互いに近づく位置のティースとして設けられ、前記回転子に対向する対向面が、前記第１ティース及び前記第２ティースよりも周方向に幅狭となっている第３ティースと、前記第１ティース群と前記第２ティース群との間であり、かつ前記第１ティース及び前記第２ティースの各々の偏りが互いに離れる位置のティースとして設けられ、前記回転子に対向する対向面が、前記第１ティース及び前記第２ティースよりも周方向に幅広となっている第４ティースと、を有する。

上記構成では、第１ティース群と第２ティース群との間であり、かつ第１ティース及び第２ティースの各々の偏りが互いに近づく位置に、回転子に対向する対向面が、第１ティース及び第２ティースよりも周方向に幅狭となっている第３ティースが設けられている。これにより、第１ティース及び第２ティースの互いの干渉を抑制しつつ、これら各ティースの偏り角度を十分に大きくすることができる。

また、第１ティース群と第２ティース群との間であり、かつ第１ティース及び第２ティースの各々の偏りが互いに離れる位置に、回転子に対向する対向面が、第１ティース及び第２ティースよりも周方向に幅広となっている第４ティースが設けられている。これにより、周方向に隣り合うティース間の離間距離が局所的に過大になることを抑制することができる。

手段９は、手段７又は８において、前記固定子コアにおいて、前記第１ティース群における前記第１ティースの数と、前記第２ティース群における前記第２ティースの数とが同じである。

上記構成によれば、第１ティース群における第１ティースの数と、第２ティース群における第２ティースの数とが同じであることから、トルクリップルの低減を適正に実施できる。

手段１０は、手段１乃至９のいずれか１つにおいて、前記固定子コアは、複数のコアシートが積層されてなる積層鉄心であり、前記回転子の回転方向に転積した状態で、前記コアシートが積層されている。

上記のごとく第１ティースと第２ティースとを有する固定子コアでは、それら第１ティース及び第２ティースにおける周方向の偏りの差異に起因して、高次のトルクリップルにさらに２次のトルクリップルが重畳することが懸念される。この点、上記構成では、回転子の回転方向に転積した状態でコアシートが積層されているため、その回転方向の位置が異なるコアシート同士でトルクリップルの位相がずれ、結果的に２次のトルクリップルを低減することができる。

なお、圧延により電磁鋼板が製造され、その電磁鋼板によりコアシートが作製される場合には、コアシートを転積することにより、シート面に沿う方向（すなわち圧延方向に垂直となる方向）で磁気抵抗が異なっていてもその磁気抵抗を平滑化することが可能となる。

手段１１は、手段１乃至１０のいずれか１つにおいて、前記固定子巻線は、平角銅線により構成されている。

固定子巻線を平角銅線により構成することにより、回転電機の電気装荷を大きくし、ひいては高出力化を実現することが可能となる。また、各ティースを周方向両側のいずれかに偏らせて設ける構成において、導線収容部分であるスロット形成部を直線状とし、その先端側を周方向に偏らせた構成とすれば、導線の巻装を容易化しつつ、導線の占積率を高めることができる。

回転電機の縦断面図。 回転子と固定子とを示す横断面図。 固定子コアの平面図。 （ａ）は、第１ティース、第２ティース及び第３ティースを拡大して示す図、（ｂ）は、第１ティース、第２ティース及び第４ティースを拡大して示す図。 第１ティースの先端部を拡大して示す図。 回転電機のトルク波形を示す図。 固定子コアの変形例を示す平面図。 固定子コアにおいてコアシートを転積した構成を示す図。 回転電機のトルク波形を示す図。 第２実施形態における回転電機システムを示す図。 回転電機のトルク波形を示す図。 第３実施形態における固定子コアを示す平面図。 第１ティース、第２ティース及び第３ティースを拡大して示す図。 固定子コアの変形例を示す平面図。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態における回転電機は、例えば車両動力源として用いられるものとなっている。ただし、回転電機は、産業用、車両用、船舶用、航空機用、家電用、ＯＡ機器用、遊技機用などとして広く用いられることが可能となっている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
本実施形態に係る回転電機１０は、インナロータ式（内転式）の多相交流モータであり、その概要を図１及び図２に示す。図１は、回転電機１０の回転軸１１に沿う方向での縦断面を示す縦断面図であり、図２は、回転軸１１に直交する方向での回転子１２及び固定子１３の横断面を示す横断面図である。以下の記載では、回転軸１１が延びる方向を軸方向とし、回転軸１１を中心として放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸１１を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。

回転電機１０は、回転軸１１に固定された回転子１２と、回転子１２を包囲する位置に設けられる固定子１３と、これら回転子１２及び固定子１３を収容するハウジング１４とを備えている。回転子１２及び固定子１３は同軸に配置されている。ハウジング１４は、有底筒状の一対のハウジング部材１４ａ，１４ｂを有し、ハウジング部材１４ａ，１４ｂが開口部同士で接合された状態でボルト１５の締結により一体化されている。ハウジング１４には軸受１６，１７が設けられ、この軸受１６，１７により回転軸１１及び回転子１２が回転自在に支持されている。

図２に示すように、回転子１２は、埋込磁石型ロータ（ＩＰＭロータ）として構成されており、回転軸１１に固定された回転子コア２１と、その回転子コア２１に保持された複数の永久磁石２２とを有している。回転子コア２１は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ等により固定することで構成されている。永久磁石２２は、磁極ごとに周方向に並べて設けられている。本実施形態では、周方向にＮ極とＳ極とが交互に並ぶようにして、回転子１２に１０極（５極対）の磁極が設けられている。

固定子１３は、周方向に複数のスロット３１を有する円環状の固定子コア３２と、固定子コア３２の各スロット３１に巻装された３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の固定子巻線３３とを備えている。固定子コア３２は、円環状の複数の電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ等により固定することで構成されている。つまり、固定子コア３２は、複数のコアシート３２ａ（図１参照）が積層されてなる積層鉄心である。固定子コア３２は、円環状のヨーク３４と、ヨーク３４から径方向内側へ突出し周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティース３５とを有し、隣り合うティース３５の間にスロット３１が形成されている。各ティース３５は、周方向に等間隔でそれぞれ設けられている。

各スロット３１は、固定子巻線３３の１相あたり２個ずつ隣り合わせにして設けられている。つまり、固定子コア３２には、周方向に繰り返し２個ずつ配置されたＵ相スロット、Ｖ相スロット及びＷ相スロットが形成されている。スロット３１は磁極ごとに６つずつ設けられており、固定子コア３２は、周方向に計６０個のスロット３１を有している。各スロット３１には、ティース３５に巻回されるようにして固定子巻線３３が巻装されている。これにより、固定子巻線３３は、固定子コア３２において磁極ごとに対数が２である同相の導線３６が周方向に並べて配置されている。例えば、固定子巻線３３は複数の導体セグメントが互いに接合されることで構成されている。

スロット３１は、固定子コア３２の横断面において径方向に延びる矩形状の開口として形成されており、いずれも固定子コア３２の中心点（回転子１２の回転中心）から放射状に延びるように設けられている。各スロット３１内には、固定子巻線３３として、径方向に複数層で平角銅線よりなる導線３６が収容されている。

図１に示すように、回転電機システムは、インバータ４１と制御部４２とを備えている。インバータ４１は、回転電機１０において各相の固定子巻線３３に接続され、相ごとに通電電流を調整する。インバータ４１は、周知のとおり固定子巻線３３の相数と同数の上下アームを有するブリッジ回路であり、各相の上下アームにはスイッチ（半導体スイッチング素子）がそれぞれ設けられている。制御部４２は、ＣＰＵや各種メモリを有するマイクロコンピュータよりなり、例えば力行トルク指令値や発電電圧指令値に基づいて、所定のスイッチング周波数（キャリア周波数）でインバータ４１の各スイッチをオンオフし、これにより回転電機１０の各相電流についてフィードバック制御を実施する。また、制御部４２は、固定子巻線３３の各相の電流（相電流）について位相を制御することが可能になっている。

上記構成の回転電機１０では、インバータ４１による通電時において高次のトルクリップルが生じることが懸念される。例えば１２次のトルクリップルが生じることが考えられる。そこで本実施形態では、トルクリップルの低減を図るべく、固定子コア３２のティース３５として、互いに形状の異なる第１ティース３５Ａと第２ティース３５Ｂとを設ける構成としている。この場合、第１ティース３５Ａは、周方向において互いに逆となる第１方向及び第２方向のうち第１方向の側に偏って設けられ、第２ティース３５Ｂは、前記第２方向の側に偏らせて設けられている。以下に、固定子コア３２の各ティース３５を詳しく説明する。

図３は、固定子コア３２の平面図である。図３に示すように、固定子コア３２は、形状が互いに異なる４種類のティース３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄを有しており、それら各ティース３５Ａ〜３５Ｄが周方向に並べて設けられている。各ティース３５Ａ〜３５Ｄは、巻線収容領域であるスロット３１よりも回転子１２側（径方向内側）となる先端部３７の形状が互いに異なっており、より具体的に言えば、ティース３５の先端部３７において周方向両側の鍔部の有無及び向きが互いに相違するものとなっている。なお本明細書では、各ティース３５Ａ〜３５Ｄを、第１ティース３５Ａ、第２ティース３５Ｂ、第３ティース３５Ｃ、第４ティース３５Ｄとも称する。

第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂは、先端部３７に設けられた鍔部（換言すれば周方向に突出する突出部）の向きが、周方向において互いに逆となるティースである。すなわち、第１ティース３５Ａは、先端部３７が周方向の時計回り方向（第１方向）となる向きで突出し、第２ティース３５Ｂは、先端部３７が周方向の反時計回り方向（第２方向）となる向きで突出している。

固定子コア３２は、周方向に並ぶ複数の第１ティース３５Ａよりなる第１ティース群Ｇ１と、周方向に並ぶ複数の第２ティース３５Ｂよりなる第２ティース群Ｇ２とを有しており、それら第１ティース群Ｇ１と第２ティース群Ｇ２との間のティースとして、第３ティース３５Ｃ及び第４ティース３５Ｄが設けられている。第１ティース群Ｇ１と第２ティース群Ｇ２はティース数が同じであり、本実施形態ではこれら各ティース群Ｇ１，Ｇ２にそれぞれ２９個ずつの第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂが設けられている。

ここで、第１ティース群Ｇ１と第２ティース群Ｇ２との境界部は周方向に２カ所あり、一方の境界部では、第１ティース３５Ａの鍔部と第２ティース３５Ｂの鍔部とが互いに近づき、他方の境界部では、第１ティース３５Ａの鍔部と第２ティース３５Ｂの鍔部とが互いに遠ざかるようになっている。そして、これら各境界部における第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの間のスペースに合わせて、第３ティース３５Ｃと第４ティース３５Ｄとがそれぞれ設けられている。言うなれば、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂは主ティースであり、第３ティース３５Ｃ及び第４ティース３５Ｄは、各ティース群Ｇ１，Ｇ２の間の繋ぎとなる補助ティースである。また、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂは、周方向のいずれか一方に偏りを有することで周方向両側に非対称、すなわち回転子１２の回転中心点（円中心）を通る直線Ｌ１の両側に非対称となるティースであり、第３ティース３５Ｃ及び第４ティース３５Ｄは、周方向両側に対称、すなわち直線Ｌ１の両側に対称となるティースである。

図４（ａ）は、固定子コア３２の第１ティース３５Ａ、第２ティース３５Ｂ及び第３ティース３５Ｃを拡大して示す図である。

図４（ａ）に示すように、第１ティース３５Ａは、先端部３７に、周方向の時計回り方向（第１方向）となる側に突出する鍔部５１を有し、第２ティース３５Ｂは、先端部３７に、反時計回り方向（第２方向）となる側に突出する鍔部５２を有している。この場合、第１ティース３５Ａでは、鍔部５１が、周方向両側のうち一方の側に偏って設けられ、第２ティース３５Ｂでは、鍔部５２が、周方向両側のうち他方の側に偏って設けられており、その間に、これら各ティース３５Ａ，３５Ｂとの干渉を避けるようにして、第３ティース３５Ｃが設けられている。つまり、第３ティース３５Ｃは、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの各々の偏りが互いに近づく位置に設けられ、回転子１２に対向する対向面（図の下面）が、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂよりも周方向に幅狭となっている。

第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの鍔部５１，５２は、周方向両側のいずれかに延び、かつ先端側、すなわち回転子１２側ほど周方向に幅広となる断面三角形状に形成されている。また、第３ティース３５Ｃの先端部３７は、鍔部５１，５２のスロット３１側の傾斜に合わせて、周方向先細りとなる三角形のテーパ状に形成されている。なお、鍔部５１が「第１鍔部」に相当し、鍔部５２が「第２鍔部」に相当する。

また、図４（ｂ）は、固定子コア３２の第１ティース３５Ａ、第２ティース３５Ｂ及び第４ティース３５Ｄを拡大して示す図である。

図４（ｂ）では、図４（ａ）との違いとして、第１ティース３５Ａの鍔部５１と第２ティース３５Ｂの鍔部５２とが互いに遠ざかる向きに設けられており、その間に第４ティース３５Ｄが設けられている。つまり、第４ティース３５Ｄは、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの各々の偏りが互いに離れる位置に設けられ、回転子１２に対向する対向面（図の下面）が、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂよりも周方向に幅広となっている。第４ティース３５Ｄの先端部３７には、周方向両側に、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの鍔部５１，５２と同形状の鍔部５４が形成されている。

ここで、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂを周方向に偏らせた角度について説明する。図４（ａ），（ｂ）に示すように、第１ティース３５Ａは、回転子１２の回転中心点を通る直線Ｌ１に対して偏り角度θｍ１で周方向に偏らせて設けられ、第２ティース３５Ｂは、直線Ｌ１に対して偏り角度θｍ２で周方向に偏らせて設けられている。本実施形態では、各ティース３５においてスロット３１を形成する直線部分の中心線（ティース中心線）が直線Ｌ１と同じ向きになっており、偏り角度θｍ１，θｍ２は、ティース中心線に対する先端部３７の偏りの角度として定義できる。

より具体的には、図５に示すように、先端部３７の回転子対向面（図の下面）において周方向に中央となる位置、すなわち図中の周方向寸法Ｗ１，Ｗ２がＷ１＝Ｗ２となる位置を中心点Ｐｃとし、その中心点Ｐｃと不図示の回転子中心点とを結ぶ直線を先端中心線Ｌ２とする。この場合、偏り角度θｍ１，θｍ２は、直線Ｌ１に対する先端中心線Ｌ２の傾きの角度となっている。なお、偏り角度θｍ１が「第１偏り角度」に相当し、偏り角度θｍ２が「第２偏り角度」に相当する。

第１ティース３５Ａは、鍔部５１が図の右側に突出していることにより、先端部３７が図の時計回り方向に偏っており、その偏り角度がθｍ１である。また、第２ティース３５Ｂは、鍔部５２が図の左側に突出していることにより、先端部３７が図の反時計回り方向に偏っており、その偏り角度がθｍ２である。

具体的には、偏り角度θｍ１，θｍ２は、それぞれティース中心線（直線Ｌ１）に対する偏りの向きが互いに逆で、かつそれぞれ「１．５度」であるとすると、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける各先端部３７の偏り角度の和は、「θｍ１＋θｍ２＝１．５度＋１．５度＝３度」となっている。また、θｍ１，θｍ２は機械角であり、機械角の偏り角度の和（θｍ１＋θｍ２）を電気角の偏り角度の和θｅに置き換えるには、機械角に極対数ｐを乗算すればよい。つまり、θｅ＝ｐ×（θｍ１＋θｍ２）である。本実施形態では、ｐ＝５、θｍ１＋θｍ２＝３度であるため、θｅ＝５×３度＝１５度となる。この場合、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける偏り角度の和を、電気角で１５度とすることで、１２次のトルクリップルを好適に低減することができる。

なお、各ティース３５Ａ，３５Ｂにおける偏り角度の和は１５度付近であればよく、電気角で１２度〜１８度の範囲内で適宜変更しても、１２次のトルクリップルの低減が可能である。

図６は、回転電機１０のトルク波形を示す図である。図６において、一点鎖線は、比較例として固定子コア３２のティース３５を周方向に偏らせていない従来の回転電機のトルク波形を示し、実線は、ティース３５を周方向に偏らせた本実施形態の回転電機１０のトルク波形を示す。一点鎖線で示すトルク波形では、１２次のトルクリップルが生じているのに対し、実線で示すトルク波形では、１２次のトルクリップルが大幅に低減されていることが分かる。

回転電機１０の変形例として、６次のトルクリップルを低減する場合には、固定子コア３２において、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの偏り角度θｍ１，θｍ２をそれぞれ「３度」とするとよい。この構成では、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける各先端部３７の偏り角度の和は、「θｍ１＋θｍ２＝３度＋３度＝６度」となり、これを電気角の偏り角度の和θｅに置き換えると、θｅ＝５×６度＝３０度となる。この場合、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける偏り角度の和を、電気角で３０度とすることで、６次のトルクリップルを好適に低減することができる。

なお、各ティース３５Ａ，３５Ｂにおける偏り角度の和は３０度付近であればよく、電気角で２７度〜３３度の範囲内で適宜変更しても、６次のトルクリップルの低減が可能である。

回転電機１０において、固定子巻線３３として３相巻線以外の巻線を用いることも可能であり、例えば５相巻線を用いてもよい。この場合、固定子巻線３３が、５相巻線よりなる構成では、例えば１０次のトルクリップルを低減するに、固定子コア３２において、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの偏り角度θｍ１，θｍ２をそれぞれ「１．８度」とするとよい。この構成では、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける各先端部３７の偏り角度の和は、「θｍ１＋θｍ２＝１．８度＋１．８度＝３．６度」となり、これを電気角の偏り角度の和θｅに置き換えると、θｅ＝５×３．６度＝１８度となる。この場合、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける偏り角度の和を、電気角で１８度とすることで、５相巻線を有する回転電機において、１０次のトルクリップルを好適に低減することができる。なお、各ティース３５Ａ，３５Ｂにおける偏り角度の和は１８度付近であればよく、電気角で１５度〜２１度の範囲内で適宜変更しても、１０次のトルクリップルの低減が可能である。

要するに、固定子巻線３３が、ｎ相の巻線よりなる場合に、２×ｎ×ｆ次（ｆは１以上の整数）のトルクリップルを低減するには、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける偏り角度の和が、電気角で「１８０度／（２×ｎ×ｆ）」又はその付近となっていればよい。上述したとおり巻線の相数ｎは３相や５相である。

図７に示すように、固定子コア３２において、複数の第１ティース３５Ａよりなる第１ティース群Ｇ１と、複数の第２ティース３５Ｂよりなる第２ティース群Ｇ２とを、２組以上設ける構成であってもよい。図７には、２組の第１ティース群Ｇ１及び第２ティース群Ｇ２を設ける構成を示している。図７では、第１ティース群Ｇ１と第２ティース群Ｇ２とが周方向に交互に２つずつ設けられており、これら第１ティース群Ｇ１と第２ティース群Ｇ２との間となる４カ所に２つの第３ティース３５Ｃと２つの第４ティース３５Ｄとが設けられている。

また、上記のごとく第１ティース３５Ａと第２ティース３５Ｂとを有する固定子コア３２では、それら第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの周方向における偏りの差異に起因して、高次のトルクリップルにさらに２次のトルクリップルが重畳することが懸念される。２次のトルクリップルが生じる原因としては、第３ティース３５Ｃ及び第４ティース３５Ｄの形状が相違していることも考えられる。そこでその対策として、固定子コア３２において、回転子１２の回転方向（周方向）に転積した状態でコアシート３２ａを積層した構成、すなわち所定枚数のコアシート３２ａよりなるコアブロックを転積した構成とするとよい。

具体的には、図８（ａ）〜（ｅ）に示す構成とする。図８（ａ）は、軸方向に複数のコアブロックが転積された状態を示す固定子コア３２の斜視図であり、図８（ｂ）〜（ｅ）は、周方向に所定角度で転積された状態のコアシート３２ａを示す斜視図である。なお、図８（ｂ）〜（ｅ）では、第３ティース３５Ｃ及び第４ティース３５Ｄを基準として各コアシート３２ａの回転角度を示している。各コアシート３２ａ（コアブロック）は、軸方向において例えば３０度ずつの角度でずらして転積されるとよい。ただし、その角度は４５度、６０度、９０度等であってもよい。

図９は、回転電機１０のトルク波形を示す図である。図９において、一点鎖線で示す波形１は、比較例１として、固定子コア３２のティース３５を周方向に偏らせておらず、かつコアブロックを転積させていない回転電機のトルク波形を示し、破線で示す波形２は、比較例２として、ティース３５を周方向に偏らせているが、コアブロックを転積させていない回転電機のトルク波形を示し、実線で示す波形３は、ティース３５を周方向に偏らせ、かつコアブロックを転積させた回転電機のトルク波形を示す。なお、波形１は、図６における一点鎖線の波形と同じ波形であり、波形２は、図６における実線の波形と同じ波形である。

図９において、波形２（すなわち、ティースを周方向に偏らせているが、転積させていない回転電機のトルク波形）では、既述のとおり１２次のトルクリップルが大幅に低減されているものの、２次のトルクリップルが生じている。このトルクリップルは、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける周方向の偏りの差異、更に言えば、その周方向の偏りに応じて設けられた第３ティース３５Ｃ及び第４ティース３５Ｄに起因して生じると考えられる。

これに対し、波形３では、波形２に対して２次のトルクリップルが低減されていることが分かる。つまり、コアシート３２ａが、回転子１２の回転方向に転積した状態で積層されていることで、その回転方向の位置が異なるコアシート３２ａ同士でトルクリップルの位相がずれ、結果的に２次のトルクリップルが低減されている。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

固定子コア３２に、周方向両側のうち一方の側に偏って第１ティース３５Ａを設けるとともに、周方向両側のうち他方の側に偏って第２ティース３５Ｂを設ける構成とした。この場合、第１ティース３５Ａに起因して発生するトルクリップルと、第２ティース３５Ｂに起因して発生するトルクリップルとを相殺させることができ、回転電機１０に生じるトルクリップルを好適に抑制することができる。

また、固定子コア３２の各ティース３５として周方向に２種類のティース（第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂ）を各々設ける構成としたため、固定子１３の製造時において例えばコアシートの表裏を裏返して積層する等の工程が不要となる。そのため、回転電機１０を製造するための製造設備の簡易化やコストの低減を実現できる。

第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの各先端部３７に、周方向に互いに異なる向きに偏るようにして鍔部５１，５２を設ける構成としたため、それら各鍔部５１，５２により、回転電機１０に生じるトルクリップルを好適に抑制することができる。この場合、固定子巻線３３の導線３６を収容するスロット３１を従来通りの直線形状としたままでも、換言すれば固定子巻線３３の巻装に関する構成を一般的な構成から何ら変更しなくても、所望とする周方向の偏りを持たせることができる。したがって、固定子巻線３３の巻装を容易としつつ、トルクリップル低減を好適に実現することができる。

固定子巻線３３が３相の巻線よりなる構成では、固定子巻線３３への通電に伴い、６ｆ次のトルクリップルが生じることが考えられる。この点、上記構成では、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの偏り角度の和を、電気角で１２〜１８度（つまり１５度若しくはその付近）とすることにより、１２次のトルクリップルを好適に低減することができる。また、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの偏り角度の和を、電気角で２７〜３３度（つまり３０度若しくはその付近）とすることにより、６次のトルクリップルを好適に低減することができる。

第１ティース群Ｇ１と第２ティース群Ｇ２との間であり、かつ第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの各々の偏りが互いに近づく位置のティースとして、回転子１２に対向する対向面が、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂよりも周方向に幅狭となっている第３ティース３５Ｃを設ける構成とした。これにより、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの互いの干渉を抑制しつつ、これら各ティース３５Ａ，３５Ｂの偏り角度を十分に大きくすることができる。

また、第１ティース群Ｇ１と第２ティース群Ｇ２との間であり、かつ第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの各々の偏りが互いに離れる位置のティースとして、回転子１２に対向する対向面が、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂよりも周方向に幅広となっている第４ティース３５Ｄを設ける構成とした。これにより、周方向に隣り合うティース３５間の離間距離が局所的に過大になることを抑制することができる。

固定子コア３２において、第１ティース群Ｇ１における第１ティース３５Ａの数と、第２ティース群Ｇ２における第２ティース３５Ｂの数とを同じにしたため、トルクリップルの低減を適正に実施できる。

第１ティース３５Ａと第２ティース３５Ｂとを有する固定子コア３２では、それら第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける周方向の偏りの差異に起因して、高次のトルクリップルにさらに２次のトルクリップルが重畳することが懸念される。この点、上記構成では、回転子１２の回転方向に転積した状態でコアシート３２ａが積層されているため、その回転方向の位置が異なるコアシート３２ａ同士でトルクリップルの位相がずれ、結果的に２次のトルクリップルを低減することができる。

なお、圧延により電磁鋼板が製造され、その電磁鋼板によりコアシート３２ａが作製される場合には、コアシート３２ａを転積することにより、シート面に沿う方向（すなわち圧延方向に垂直となる方向）で磁気抵抗が異なっていてもその磁気抵抗を平滑化することが可能となる。

固定子巻線３３を平角銅線により構成したため、回転電機１０の電気装荷を大きくし、ひいては高出力化を実現することが可能となる。また、ティース３５を周方向片側に偏らせて設ける構成において、導線収容部分であるスロット形成部を直線状とし、かつ先端部３７を周方向に偏らせた構成とすれば、導線３６の巻装を容易化しつつ、導線３６の占積率を高めることができる。

以下に、上記第１実施形態とは異なる実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

（第２実施形態）
本実施形態の構成を図１０に示す。図１０において、固定子巻線３３は、固定子コア３２のスロット３１に巻装された各３相の第１巻線３３Ａ及び第２巻線３３Ｂを有している。つまり、固定子巻線３３は、２つの３相巻線よりなる３相巻線組により構成されている、第１巻線３３Ａ及び第２巻線３３Ｂは、電気的特性が互いに同等であり、共通の固定子コア３２に互いに電気角で３０度ずらして配置されている。

第１巻線３３Ａは、Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相の各相巻線よりなり、それら各相巻線にインバータ４１Ａが接続されている。また、第２巻線３３Ｂは、Ｕ２相、Ｖ２相、Ｗ２相の各相巻線よりなり、それら各相巻線にインバータ４１Ｂが接続されている。各インバータ４１Ａ，４１Ｂは、上述したインバータ４１と同様に、相ごとに上下アームのスイッチ（半導体スイッチング素子）を有しており、制御部４２からの指令により各スイッチがオンオフされて各相電流がフィードバック制御される。第１巻線３３Ａ及び第２巻線３３Ｂには、制御部４２により、振幅が等しくかつ位相が互いに電気角で３０度ずれた３相交流電流が通電される。

固定子コア３２は、第１実施形態で説明したとおり周方向両側のうち一方の側に偏って設けられた第１ティース３５Ａと、周方向両側のうち他方の側に偏って設けられた第２ティース３５Ｂとを有しており、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの偏り角度の和は、電気角で１５度又はその付近（１２度〜１８度）となっている。なお、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂ以外に、第３ティース３５Ｃや第４ティース３５Ｄの構成も既述のとおりである。

上記構成によれば、第１巻線３３Ａ及び第２巻線３３Ｂを、互いに電気角で３０度の位相差を付与して通電するようにしたため、回転電機１０の駆動時に生じる６次のトルクリップルを低減することが可能となる。また、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの偏り角度の和を、電気角で１５度又はその付近とすることにより、６次より高次の１２次のトルクリップルを低減することが可能となる。

図１１は、本実施形態の回転電機１０における回転電機１０のトルク波形を示す図である。図１１において、破線は、各巻線３３Ａ，３３Ｂで通電位相差を付与していない場合の回転電機１０のトルク波形を示し、実線は、各巻線３３Ａ，３３Ｂで通電位相差を付与した場合の回転電機１０のトルク波形を示す。破線で示すトルク波形では、６次のトルクリップルが生じているのに対し、実線で示すトルク波形では、６次のトルクリップルが低減されていることが分かる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、固定子コア３２において、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの各先端部において、互いに周方向の逆側に突出する鍔部５１，５２を設け、これにより第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂを、周方向に互いに逆となる向きで偏らせる構成としたが、本実施形態ではこの構成を変更している。本実施形態では、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂは、巻線収容領域であるスロット３１に相当するスロット形成部分の径方向の向きが互いに異なっており、第１ティース３５Ａは、スロット形成部分が周方向両側のうち第１方向の側に偏っており、第２ティース３５Ｂは、スロット形成部分が周方向両側のうち第２方向の側に偏っている。

図１２は、本実施形態における固定子コア３２を示す平面図である。図１２において、固定子コア３２は、ヨーク３４から径方向内側に延びるティース３５として、４種類のティース３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄを有しており、それら各ティース３５Ａ〜３５Ｄが周方向に並べて設けられている。各ティース３５Ａ〜３５Ｄは、平面視形状と、周方向両側における偏りの向き又は有無とが互いに相違するものとなっている。固定子コア３２は、複数の第１ティース３５Ａよりなる第１ティース群Ｇ１と、複数の第２ティース３５Ｂよりなる第２ティース群Ｇ２とを有しており、それら第１ティース群Ｇ１と第２ティース群Ｇ２との間のティースとして、第３ティース３５Ｃ及び第４ティース３５Ｄが設けられている。

第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂは、それぞれ直線状をなしており、直線状に延びるティース中心線の向きが、回転中心点を通る直線Ｌ１１とは異なり、かつそのティース中心線の向きが、周方向において互いに逆となるティースである。すなわち、第１ティース３５Ａは、ティース中心線の向きが周方向の一方の側に傾き、第２ティース３５Ｂは、ティース中心線の向きが周方向の他方の側に傾いている。これにより、第１ティース３５Ａは、周方向において互いに逆となる第１方向及び第２方向のうち第１方向の側に偏って設けられ、第２ティース３５Ｂは、第２方向の側に偏って設けられるようになっている。

また、第１ティース群Ｇ１と第２ティース群Ｇ２との境界部に設けられる第３ティース３５Ｃ及び第４ティース３５Ｄのうち第３ティース３５Ｃは、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの各々の偏りが互いに近づく位置に設けられ、回転子１２に対向する対向面（図の下面）が、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂよりも周方向に幅狭となっている。また、第４ティース３５Ｄは、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの各々の偏りが互いに離れる位置に設けられ、回転子１２に対向する対向面（図の下面）が、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂよりも周方向に幅広となっている。

なお、図１２に示す固定子コア３２では、各ティース３５の先端部３７に周方向に延びる鍔部が設けられていないが、鍔部が設けられている構成であってもよい。

ここで、図１３を用いて、第１ティース３５Ａの偏り角度θｍ１１と、第２ティース３５Ｂの偏り角度θｍ１２とを説明する。第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの偏り角度θｍ１１，θｍ１２は、回転子１２の回転中心点を通る直線Ｌ１１に対する各ティース３５Ａ，３５Ｂの偏り（傾き）の角度として定義でき、具体的には、ティース３５のヨーク３４側の基端部における周方向の中心点Ｐｄと不図示の回転子中心点とを結ぶ直線Ｌ１１に対する、各ティース３５Ａ，３５Ｂの中心を通るティース中心線Ｌ１２の傾きの角度となっている。

つまり、第１ティース３５Ａは、回転子１２の回転中心点を通る直線Ｌ１１に対して、ティース延伸方向が図の時計回り方向に偏っており、その偏り角度がθｍ１１である。また、第２ティース３５Ｂは、同じく直線Ｌ１１に対して、ティース延伸方向が図の反時計回り方向に偏っており、その偏り角度がθｍ１２である。

例えば、偏り角度θｍ１１，θｍ１２をそれぞれ「１．５度」とする場合、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける偏り角度の和は機械角で３度となり、電気角に換算すると１５度（３度×５極対）となる。この場合、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける偏り角度の和を、電気角で１５度又はその付近（１２度〜１８度内の角度）とすることで、１２次のトルクリップルを好適に低減することができる。

また、６次のトルクリップルを低減するには、偏り角度θｍ１１，θｍ１２をそれぞれ「３度」とし、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける偏り角度の和を機械角で６度とする。つまり、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂにおける偏り角度の和を、電気角で３０度又はその付近（２７度〜３３度内の角度）とすればよい。

本実施形態の構成であっても、第１ティース３５Ａに起因して発生するトルクリップルと、第２ティース３５Ｂに起因して発生するトルクリップルとを相殺させることができ、回転電機１０に生じるトルクリップルを好適に抑制することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・固定子コア３２の変形例として、図１４（ａ）〜（ｃ）に示す構成を用いることも可能である。図１４（ａ）〜（ｃ）には、ティース３５において先端部３７の形状を異ならせた構成が各々示されている。なお、図１４（ａ）〜（ｃ）には第１ティース３５Ａを示すが、第２ティース３５Ｂについても同様に適用される。

図１４（ａ）では、第１ティース３５Ａの先端部３７における鍔部形状を矩形状としている。つまり、鍔部５１は、周方向片側に突出し、かつ径方向内外において周方向の幅寸法が略同じとなっている。本構成によれば、先端部３７の磁気抵抗が下がり回転子１２との磁束を多く通すことができ、トルクを向上することができる。

図１４（ｂ）では、第１ティース３５Ａの先端部３７において鍔部５１が周方向両側に突出している。ただし、周方向の一方側及び他方側において鍔部５１の突出量が互いに異なっていることから、鍔部５１は、周方向両側のうち一方の側に偏って設けられるものとなっている。なお、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂとして図１４（ｂ）の構成を採用する場合には、鍔部５１，５２の周方向の突出量が小さくなるため、第１ティース群Ｇ１と第２ティース群Ｇ２との境界部に第３ティース３５Ｃや第４ティース３５Ｄを設けない構成、すなわち固定子コア３２のティース３５を、第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂのみとする構成とすることが可能となる。

図１４（ｃ）では、周方向に隣り合う第１ティース３５Ａにおいて先端部３７同士が連結部５５を介して連結されている。具体的には、連結部５５は、鍔部５１よりも径方向の厚さが薄い部位として設けられ、各ティース３５の先端部３７を環状に連結して各スロット３１を閉スロットとするものとなっている。本構成によれば、各ティース３５が周方向に偏りを有することによるトルクリップル低減効果に加え、固定子コア３２における各ティース３５の強度向上を図ることができる。

・上記実施形態では、第１ティース群Ｇ１と第２ティース群Ｇ２との境界部（例えば図３に示す２カ所の境界部）に第３ティース３５Ｃと第４ティース３５Ｄとを設ける構成としたが、これを変更し、いずれの境界部にも第３ティース３５Ｃを設ける構成としてもよい。

・回転電機１０において、極数やスロット数は任意である。つまり、１０極６０スロットとする構成に代えて、例えば８極２４スロットとする構成としてもよい。

・上記実施形態では、固定子コア３２において、周方向の一方の側に偏らせて設けた第１ティース３５Ａと、周方向の他方の側に偏らせて設けた第２ティース３５Ｂとをそれぞれ１種類ずつとしたが、これら第１ティース３５Ａと第２ティース３５Ｂとをそれぞれ複数種類（２種類、３種類、４種類等）ずつ設ける構成としてもよい。例えば第１ティース３５Ａ及び第２ティース３５Ｂの各々において、周方向における偏りの向きが同じであり、かつ周方向の偏り角度がそれぞれ１５度、３０度となる２種類のティースを設ける構成とする。これにより、複数の次数のトルクリップルを好適に低減することができる。

・上記実施形態では、インナロータ式の埋込磁石型ロータ（ＩＰＭロータ）を有する回転電機での適用例を説明したが、これ以外の回転電機に適用することも可能である。例えば、表面磁石型ロータ（ＳＰＭロータ）を有する回転電機での適用が可能である。ＳＰＭロータを有する回転電機では、低トルクリップルの磁気回路にすることが容易であるが、本願の構成により、トルクリップルをより低く抑え、静粛性の高い磁気回路にすることができる。また、アウタロータ式の回転電機での適用が可能である。アウタロータ式では、インナロータ式と比べトルクは高いがトルクリップルの低い磁気回路にすることが困難であったが、本願の構成により、トルクリップルを好適に低減できるため、高トルクかつ低トルクリップルの磁気回路にすることが可能になる。

・ラジアルギャップ式の回転電機に代えて、アキシャルギャップ式の回転電機での適用も可能である。アキシャルギャップ式では、ラジアルギャップ式と比べトルクは高いがトルクリップルの低い磁気回路にすることが困難であったが、本願の構成により、トルクリップルを好適に低減できるため、高トルクかつ低トルクリップルの磁気回路にすることが可能になる。

１０…回転電機、１２…回転子、１３…固定子、２２…永久磁石、３１…スロット、３２…固定子コア、３３…固定子巻線、３４…ヨーク、３５…ティース、３５Ａ…第１ティース、３５Ｂ…第２ティース。

Claims (11)

1. 周方向に設けられた複数の磁極を有する回転子（１２）と、
   前記回転子に対向配置された固定子（１３）と、を備え、
   前記固定子は、環状のヨーク（３４）、及び前記ヨークから前記回転子に向けて延設された複数のティース（３５）を有する固定子コア（３２）と、前記各ティースの間に形成されたスロット（３１）に巻装された多相の固定子巻線（３３）とを備えており、
   前記複数のティースは第１ティース（３５Ａ）及び第２ティース（３５Ｂ）を含み、
   前記第１ティースは、周方向において互いに逆となる第１方向及び第２方向のうち第１方向の側に偏って設けられ、前記第２ティースは、前記第２方向の側に偏って設けられている回転電機。
2. 前記第１ティース及び前記第２ティースは、巻線収容領域である前記スロットよりも前記回転子側となる先端部の形状が互いに異なっており、
   前記第１ティースは、前記先端部において前記第１方向の側に偏って設けられた第１鍔部（５１）を有し、前記第２ティースは、前記先端部において前記第２方向の側に偏って設けられた第２鍔部（５２）を有している請求項１に記載の回転電機。
3. 前記第１ティース及び前記第２ティースは、巻線収容領域である前記スロットに相当するスロット形成部分の径方向の向きが互いに異なっており、
   前記第１ティースは、前記スロット形成部分が前記第１方向の側に偏っており、前記第２ティースは、前記スロット形成部分が前記第２方向の側に偏っている請求項１に記載の回転電機。
4. 前記固定子巻線は、ｎ相の巻線よりなり、
   前記第１ティースは、前記回転子の回転中心点を通る直線に対して第１偏り角度で前記第１方向の側に偏らせて設けられ、前記第２ティースは、前記直線に対して第２偏り角度で前記第２方向の側に偏らせて設けられており、
   前記第１偏り角度及び前記第２偏り角度の和が、２×ｎ×ｆ次（ｆは１以上の整数）のトルクリップルを低減すべく電気角で「１８０度／（２×ｎ×ｆ）」又はその付近となっている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転電機。
5. 前記固定子巻線は、３相の巻線よりなり、
   前記第１ティースは、前記回転子の回転中心点を通る直線に対して第１偏り角度で前記第１方向の側に偏らせて設けられ、前記第２ティースは、前記直線に対して第２偏り角度で前記第２方向の側に偏らせて設けられており、
   前記第１偏り角度及び前記第２偏り角度の和が、電気角で１２〜１８度又は２７〜３３度となっている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 前記固定子巻線は、前記スロットに巻装された各３相の第１巻線（３３Ａ）及び第２巻線（３３Ｂ）を有し、前記第１巻線及び前記第２巻線が、互いに電気角で３０度の位相差を付与して通電されるようになっており、
   前記第１ティースは、前記回転子の回転中心点を通る直線に対して第１偏り角度で前記第１方向の側に偏らせて設けられ、前記第２ティースは、前記直線に対して第２偏り角度で前記第２方向の側に偏らせて設けられており、
   前記第１偏り角度及び前記第２偏り角度の和が、電気角で１２〜１８度となっている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転電機。
7. 前記固定子コアは、
   周方向に並ぶ複数の前記第１ティースよりなる第１ティース群（Ｇ１）と、周方向に並ぶ複数の前記第２ティースよりなる第２ティース群（Ｇ２）とを有するとともに、
   前記第１ティース群と前記第２ティース群との間のティースとして設けられ、前記回転子に対向する対向面が、前記第１ティース及び前記第２ティースよりも周方向に幅狭となっている第３ティース（３５Ｃ）を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回転電機。
8. 前記固定子コアは、
   周方向に並ぶ複数の前記第１ティースよりなる第１ティース群（Ｇ１）と、周方向に並ぶ複数の前記第２ティースよりなる第２ティース群（Ｇ２）とを有するとともに、
   前記第１ティース群と前記第２ティース群との間であり、かつ前記第１ティース及び前記第２ティースの各々の偏りが互いに近づく位置のティースとして設けられ、前記回転子に対向する対向面が、前記第１ティース及び前記第２ティースよりも周方向に幅狭となっている第３ティース（３５Ｃ）と、
   前記第１ティース群と前記第２ティース群との間であり、かつ前記第１ティース及び前記第２ティースの各々の偏りが互いに離れる位置のティースとして設けられ、前記回転子に対向する対向面が、前記第１ティース及び前記第２ティースよりも周方向に幅広となっている第４ティース（３５Ｄ）と、
   を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回転電機。
9. 前記固定子コアにおいて、前記第１ティース群における前記第１ティースの数と、前記第２ティース群における前記第２ティースの数とが同じである請求項７又は８に記載の回転電機。
10. 前記固定子コアは、複数のコアシート（３２ａ）が積層されてなる積層鉄心であり、
    前記回転子の回転方向に転積した状態で、前記コアシートが積層されている請求項１乃至９のいずれか１項に記載の回転電機。
11. 前記固定子巻線は、平角銅線により構成されている請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の回転電機。

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