JP2021197814A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクリップルを低減できる構造を有する回転電機を提供する。【解決手段】複数のマグネットは、径方向内側から外側に向かうに従って互いに周方向に離れる方向に延びる一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと、一対の第１マグネット同士の間の周方向位置に配置され、径方向と直交する方向に延びる第２マグネット４２と、を含む。ロータコアは、第１マグネットを挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部と、第２マグネットを挟んで配置された一対の第２フラックスバリア部と、第１フラックスバリア部と第２フラックスバリア部との周方向の間に配置された第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂと、を有する。第２マグネットの周方向中心が或る１つのティースの周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、第３フラックスバリア部は、他の１つのティースの径方向内側に位置する。【選択図】図３

Description

本発明は、回転電機に関する。

ロータコアとロータコアに設けられた穴に配置された永久磁石とを備える回転電機が知られている。例えば、特許文献１には、３つの永久磁石が∇形状に配置された回転電機が記載されている。

国際公開第２０１８／１５９１８１号

上記のような回転電機においては、トルクリップルのさらなる低減が求められていた。本発明は、上記事情に鑑みて、トルクリップルを低減できる構造を有する回転電機を提供することを目的の一つとする。

本発明の回転電機の一つの態様は、中心軸を中心として回転可能なロータと、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、を備える。前記ロータは、複数の収容穴を有するロータコアと、前記複数の収容穴の内部にそれぞれ収容された複数のマグネットと、を有する。前記ステータは、前記ロータコアを囲む環状のコアバック、および前記コアバックから径方向内側に延び周方向に間隔を空けて並んで配置された複数のティースを有するステータコアと、前記ステータコアに取り付けられた複数のコイルと、を有する。前記複数のマグネットは、周方向に互いに間隔を空けて配置され、軸方向に見て径方向内側から径方向外側に向かうに従って互いに周方向に離れる方向に延びる一対の第１マグネットと、前記一対の第１マグネットの径方向内端部よりも径方向外側において前記一対の第１マグネット同士の間の周方向位置に配置され、軸方向に見て径方向と直交する方向に延びる第２マグネットと、を含む。前記ロータコアは、軸方向に見て、各前記第１マグネットが延びる方向において各前記第１マグネットのそれぞれを挟んで一対ずつ配置された第１フラックスバリア部と、軸方向に見て、前記第２マグネットが延びる方向において前記第２マグネットを挟んで配置された一対の第２フラックスバリア部と、前記一対の第１マグネットの一方を挟んで配置された一対の前記第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部と前記一対の第２フラックスバリア部の一方との周方向の間、および前記一対の第１マグネットの他方を挟んで配置された一対の前記第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部と前記一対の第２フラックスバリア部の他方との周方向の間の少なくとも一方に配置された第３フラックスバリア部と、を有する。前記第２マグネットの周方向中心が或る１つの前記ティースの周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、前記第３フラックスバリア部は、他の１つの前記ティースの径方向内側に位置する。

本発明の一つの態様によれば、回転電機においてトルクリップルを低減できる。

図１は、本実施形態の回転電機を示す断面図である。 図２は、本実施形態の回転電機の一部を示す断面図であって、図１におけるII−II断面図である。 図３は、本実施形態のロータの磁極部およびステータコアの一部を示す断面図である。 図４は、本実施形態のロータとステータとの間に流れる磁束の４８次成分の一例を示す図である。 図５は、本実施形態のロータとステータとの間に流れる磁束の２４次成分の一例を示す図である。 図６は、実施例のシミュレーション結果を示すグラフである。

各図に適宜示すＺ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸Ｊは、Ｚ軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。各図に適宜示す矢印θは、周方向を示している。矢印θは、上側から見て中心軸Ｊを中心として時計回りの向きを向いている。以下の説明では、或る対象を基準として周方向のうち矢印θが向かう側、すなわち上側から見て時計回りに進む側を「周方向一方側」と呼び、或る対象を基準として周方向のうち矢印θが向かう側と逆側、すなわち上側から見て反時計回りに進む側を「周方向他方側」と呼ぶ。

なお、上下方向、上側、および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

図１に示すように、本実施形態の回転電機１は、インナーロータ型の回転電機である。本実施形態において回転電機１は、三相交流式の回転電機である。回転電機１は、例えば、三相交流の電源が供給されることで駆動される三相モータである。回転電機１は、ハウジング２と、ロータ１０と、ステータ６０と、ベアリングホルダ４と、ベアリング５ａ，５ｂと、を備える。

ハウジング２は、ロータ１０、ステータ６０、ベアリングホルダ４、およびベアリング５ａ，５ｂを内部に収容している。ハウジング２の底部は、ベアリング５ｂを保持している。ベアリングホルダ４は、ベアリング５ａを保持している。ベアリング５ａ，５ｂは、例えば、ボールベアリングである。

ステータ６０は、ロータ１０の径方向外側に位置する。ステータ６０は、ステータコア６１と、インシュレータ６４と、複数のコイル６５と、を有する。ステータコア６１は、コアバック６２と、複数のティース６３と、を有する。コアバック６２は、後述するロータコア２０の径方向外側に位置する。図２に示すように、コアバック６２は、ロータコア２０を囲む環状である。コアバック６２は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環状である。

複数のティース６３は、コアバック６２から径方向内側に延びている。複数のティース６３は、周方向に間隔を空けて並んで配置されている。複数のティース６３は、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。ティース６３は、例えば、４８個設けられている。つまり、回転電機１のスロット数は、例えば、４８である。図３に示すように、複数のティース６３は、基部６３ａと、アンブレラ部６３ｂと、をそれぞれ有する。

基部６３ａは、コアバック６２から径方向内側に延びている。基部６３ａの周方向の寸法は、例えば、径方向の全体に亘って同じである。なお、基部６３ａの周方向の寸法は、例えば、径方向内側に向かうに従って小さくなっていてもよい。

アンブレラ部６３ｂは、基部６３ａの径方向内側の端部に設けられている。アンブレラ部６３ｂは、基部６３ａよりも周方向の両側に突出している。アンブレラ部６３ｂの周方向の寸法は、基部６３ａの径方向内側の端部における周方向の寸法よりも大きい。アンブレラ部６３ｂの径方向内側の面は、周方向に沿った曲面である。アンブレラ部６３ｂの径方向内側の面は、軸方向に見て、中心軸Ｊを中心とする円弧状に延びている。アンブレラ部６３ｂの径方向内側の面は、後述するロータコア２０の外周面と径方向に隙間を介して対向している。周方向に隣り合うティース６３同士において、アンブレラ部６３ｂ同士は、周方向に隙間を介して並んで配置されている。

複数のコイル６５は、ステータコア６１に取り付けられている。図１に示すように、複数のコイル６５は、例えば、インシュレータ６４を介してティース６３に取り付けられている。本実施形態においてコイル６５は、分布巻きされている。つまり、各コイル６５は、複数のティース６３に跨って巻き回されている。本実施形態においてコイル６５は、全節巻きされている。つまり、コイル６５が差し込まれるステータ６０のスロット同士の周方向ピッチが、ステータ６０に三相交流電源が供給された際に生じる磁極の周方向ピッチと等しい。回転電機１の極数は、例えば、８である。つまり、回転電機１は、例えば、８極４８スロットの回転電機である。このように、本実施形態の回転電機１においては、極数をＮとしたとき、スロット数がＮ×６となる。なお、図３から図５においては、コイル６５の図示を省略している。図２から図５においては、インシュレータ６４の図示を省略している。

ロータ１０は、中心軸Ｊを中心として回転可能である。図２に示すように、ロータ１０は、シャフト１１と、ロータコア２０と、複数のマグネット４０と、を有する。シャフト１１は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。図１に示すように、シャフト１１は、ベアリング５ａ，５ｂによって中心軸Ｊ回りに回転可能に支持されている。

ロータコア２０は、磁性体である。ロータコア２０は、シャフト１１の外周面に固定されている。ロータコア２０は、ロータコア２０を軸方向に貫通する貫通孔２１を有する。図２に示すように、貫通孔２１は、軸方向に見て、中心軸Ｊを中心とする円形状である。貫通孔２１には、シャフト１１が通されている。シャフト１１は、例えば圧入等により、貫通孔２１内に固定されている。図示は省略するが、ロータコア２０は、例えば、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成されている。

ロータコア２０は、複数の収容穴３０を有する。複数の収容穴３０は、例えば、ロータコア２０を軸方向に貫通している。複数の収容穴３０の内部には、複数のマグネット４０がそれぞれ収容されている。収容穴３０内におけるマグネット４０の固定方法は、特に限定されない。複数の収容穴３０は、一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂと、第２収容穴３２と、を含む。

複数のマグネット４０の種類は、特に限定されない。マグネット４０は、例えば、ネオジム磁石であってもよいし、フェライト磁石であってもよい。複数のマグネット４０は、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと、第２マグネット４２と、を含む。

本実施形態において一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂと一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと第２収容穴３２と第２マグネット４２とは、周方向に間隔を空けて複数ずつ設けられている。一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂと一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと第２収容穴３２と第２マグネット４２とは、例えば、８つずつ設けられている。

ロータ１０は、一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂと一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと第２収容穴３２と第２マグネット４２とを１つずつ含む磁極部７０を複数有する。磁極部７０は、例えば、８つ設けられている。複数の磁極部７０は、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。複数の磁極部７０は、ロータコア２０の外周面における磁極がＮ極の磁極部７０Ｎと、ロータコア２０の外周面における磁極がＳ極の磁極部７０Ｓと、を複数ずつ含む。磁極部７０Ｎと磁極部７０Ｓとは、例えば、４つずつ設けられている。４つの磁極部７０Ｎと４つの磁極部７０Ｓとは、周方向に沿って交互に配置されている。各磁極部７０の構成は、ロータコア２０の外周面の磁極が異なる点および周方向位置が異なる点を除いて、同様の構成である。

図３に示すように、磁極部７０において、一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂは、周方向に互いに間隔を空けて配置されている。第１収容穴３１ａは、例えば、第１収容穴３１ｂの周方向一方側（＋θ側）に位置する。第１収容穴３１ａ，３１ｂは、例えば、軸方向に見て、径方向に対して斜めに傾いた方向に略直線状に延びている。一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂは、軸方向に見て径方向内側から径方向外側に向かうに従って互いに周方向に離れる方向に延びている。つまり、第１収容穴３１ａと第１収容穴３１ｂとの間の周方向の距離は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなっている。第１収容穴３１ａは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向一方側に位置する。第１収容穴３１ｂは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向他方側（−θ側）に位置する。第１収容穴３１ａ，３１ｂの径方向外側の端部は、ロータコア２０の径方向外周縁部に位置する。

第１収容穴３１ａと第１収容穴３１ｂとは、例えば、軸方向に見て、図３に示す磁極中心線ＩＬ１を周方向に挟んで配置されている。磁極中心線ＩＬ１は、磁極部７０の周方向中心と中心軸Ｊとを通り、径方向に延びる仮想線である。第１収容穴３１ａと第１収容穴３１ｂとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称に配置されている。以下、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称である点を除いて第１収容穴３１ａと同様の構成については、第１収容穴３１ｂについての説明を省略する場合がある。

第１収容穴３１ａは、第１直線部３１ｃと、内端部３１ｄと、外端部３１ｅと、を有する。第１直線部３１ｃは、軸方向に見て、第１収容穴３１ａが延びる方向に直線状に延びている。第１直線部３１ｃは、例えば、軸方向に見て長方形状である。内端部３１ｄは、第１直線部３１ｃの径方向内側の端部に繋がっている。内端部３１ｄは、第１収容穴３１ａの径方向内側の端部である。外端部３１ｅは、第１直線部３１ｃの径方向外側の端部に繋がっている。外端部３１ｅは、第１収容穴３１ａの径方向外側の端部である。第１収容穴３１ｂは、第１直線部３１ｆと、内端部３１ｇと、外端部３１ｈと、を有する。

第２収容穴３２は、一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂの径方向外側の端部同士の周方向の間に位置する。つまり、本実施形態において第２収容穴３２は、外端部３１ｅと外端部３１ｈとの周方向の間に位置する。第２収容穴３２は、例えば、軸方向に見て、径方向と直交する方向に略直線状に延びている。第２収容穴３２は、例えば、軸方向に見て、磁極中心線ＩＬ１と直交する方向に延びている。一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂと第２収容穴３２とは、例えば、軸方向に見て、∇形状に沿って配置されている。

なお、本明細書において「或る対象が或る方向と直交する方向に延びる」とは、或る対象が、或る方向と厳密に直交する方向に延びる場合に加えて、或る対象が、或る方向と略直交する方向に延びる場合も含む。「或る方向と略直交する方向」とは、例えば、製造時の公差等によって、或る方向と厳密に直交する方向に対して数度［°］程度の範囲内で傾いた方向を含む。

軸方向に見て、第２収容穴３２の周方向の中心には、例えば、磁極中心線ＩＬ１が通っている。つまり、第２収容穴３２の周方向中心の周方向位置は、例えば、磁極部７０の周方向中心の周方向位置と一致している。第２収容穴３２の軸方向に見た形状は、例えば、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称な形状である。第２収容穴３２は、ロータコア２０の径方向外周縁部に位置する。

第２収容穴３２は、第２直線部３２ａと、一端部３２ｂと、他端部３２ｃと、を有する。第２直線部３２ａは、軸方向に見て、第２収容穴３２が延びる方向に直線状に延びている。第２直線部３２ａは、例えば、軸方向に見て長方形状である。一端部３２ｂは、第２直線部３２ａの周方向一方側（＋θ側）の端部に繋がっている。一端部３２ｂは、第２収容穴３２の周方向一方側の端部である。一端部３２ｂは、第１収容穴３１ａにおける外端部３１ｅの周方向他方側（−θ側）に間隔を空けて配置されている。他端部３２ｃは、第２直線部３２ａの周方向他方側（−θ側）の端部に繋がっている。他端部３２ｃは、第２収容穴３２の周方向他方側の端部である。他端部３２ｃは、第１収容穴３１ｂにおける外端部３１ｈの周方向一方側に間隔を空けて配置されている。

一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂは、一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂの内部にそれぞれ収容されている。第１マグネット４１ａは、第１収容穴３１ａの内部に収容されている。第１マグネット４１ｂは、第１収容穴３１ｂの内部に収容されている。一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂは、例えば、軸方向に見て長方形状である。図示は省略するが、第１マグネット４１ａ，４１ｂは、例えば、直方体状である。図示は省略するが、第１マグネット４１ａ，４１ｂは、例えば、第１収容穴３１ａ，３１ｂ内の軸方向の全体に亘って設けられている。一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂは、周方向に互いに間隔を空けて配置されている。第１マグネット４１ａは、例えば、第１マグネット４１ｂの周方向一方側（＋θ側）に位置する。

第１マグネット４１ａは、軸方向に見て第１収容穴３１ａに沿って延びている。第１マグネット４１ｂは、軸方向に見て第１収容穴３１ｂに沿って延びている。第１マグネット４１ａ，４１ｂは、例えば、軸方向に見て、径方向に対して斜めに傾いた方向に略直線状に延びている。一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂは、軸方向に見て径方向内側から径方向外側に向かうに従って互いに周方向に離れる方向に延びている。つまり、第１マグネット４１ａと第１マグネット４１ｂとの間の周方向の距離は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなっている。

第１マグネット４１ａは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向一方側（＋θ側）に位置する。第１マグネット４１ｂは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向他方側（−θ側）に位置する。第１マグネット４１ａと第１マグネット４１ｂとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線ＩＬ１を周方向に挟んで配置されている。第１マグネット４１ａと第１マグネット４１ｂとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称に配置されている。以下、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称である点を除いて第１マグネット４１ａと同様の構成については、第１マグネット４１ｂについての説明を省略する場合がある。

第１マグネット４１ａは、第１収容穴３１ａ内に嵌め合わされている。より詳細には、第１マグネット４１ａは、第１直線部３１ｃ内に嵌め合わされている。第１マグネット４１ａの側面のうち、第１直線部３１ｃが延びる方向と直交する方向における両側面は、例えば、第１直線部３１ｃの内側面とそれぞれ接触している。軸方向に見て第１直線部３１ｃが延びる方向において、第１マグネット４１ａの長さは、例えば、第１直線部３１ｃの長さと同じである。

軸方向に見て、第１マグネット４１ａの延伸方向の両端部は、第１収容穴３１ａの延伸方向の両端部からそれぞれ離れて配置されている。軸方向に見て、第１マグネット４１ａが延びる方向において第１マグネット４１ａの両側には、内端部３１ｄと外端部３１ｅとがそれぞれ隣接して配置されている。ここで、本実施形態において内端部３１ｄは、第１フラックスバリア部５１ａを構成している。外端部３１ｅは、第１フラックスバリア部５１ｂを構成している。つまり、ロータコア２０は、軸方向に見て、第１マグネット４１ａが延びる方向において第１マグネット４１ａを挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂを有する。ロータコア２０は、軸方向に見て、第１マグネット４１ｂが延びる方向において第１マグネット４１ｂを挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部５１ｃ，５１ｄを有する。

このように、ロータコア２０は、軸方向に見て、各第１マグネット４１ａ，４１ｂが延びる方向において各第１マグネット４１ａ，４１ｂのそれぞれを挟んで一対ずつ配置された第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを有する。第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ、後述する第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂ、および後述する第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂは、磁束の流れを抑制できる部分である。すなわち、各フラックスバリア部には、磁束が通りにくい。各フラックスバリア部は、磁束の流れを抑制できるならば、特に限定されず、空隙部を含んでもよいし、樹脂部等の非磁性部を含んでもよい。

第２マグネット４２は、第２収容穴３２の内部に収容されている。第２マグネット４２は、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂの径方向内端部よりも径方向外側において一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂ同士の間の周方向位置に配置されている。第２マグネット４２は、軸方向に見て第２収容穴３２に沿って延びている。第２マグネット４２は、軸方向に見て径方向と直交する方向に延びている。一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと第２マグネット４２とは、例えば、軸方向に見て、∇形状に沿って配置されている。

なお、本明細書において「第２マグネットが一対の第１マグネット同士の間の周方向位置に配置されている」とは、第２マグネットの周方向位置が一対の第１マグネット同士の間の周方向位置に含まれていればよく、第１マグネットに対する第２マグネットの径方向位置は特に限定されない。

第２マグネット４２の軸方向に見た形状は、例えば、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称な形状である。第２マグネット４２は、例えば、軸方向に見て長方形状である。図示は省略するが、第２マグネット４２は、例えば、直方体状である。図示は省略するが、第２マグネット４２は、例えば、第２収容穴３２内の軸方向の全体に亘って設けられている。第２マグネット４２の径方向内側部分は、例えば、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂの径方向外端部同士の周方向の間に位置する。第２マグネット４２の径方向外側部分は、例えば、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂよりも径方向外側に位置する。

第２マグネット４２は、第２収容穴３２内に嵌め合わされている。より詳細には、第２マグネット４２は、第２直線部３２ａ内に嵌め合わされている。第２マグネット４２の側面のうち、第２直線部３２ａが延びる方向と直交する径方向における両側面は、例えば、第２直線部３２ａの内側面とそれぞれ接触している。軸方向に見て第２直線部３２ａが延びる方向において、第２マグネット４２の長さは、例えば、第２直線部３２ａの長さと同じである。

軸方向に見て、第２マグネット４２の延伸方向の両端部は、第２収容穴３２の延伸方向の両端部からそれぞれ離れて配置されている。軸方向に見て、第２マグネット４２が延びる方向において第２マグネット４２の両側には、一端部３２ｂと他端部３２ｃとがそれぞれ隣接して配置されている。ここで、本実施形態において一端部３２ｂは、第２フラックスバリア部５２ａを構成している。他端部３２ｃは、第２フラックスバリア部５２ｂを構成している。つまり、ロータコア２０は、軸方向に見て、第２マグネット４２が延びる方向において第２マグネット４２挟んで配置された一対の第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂを有する。一対の第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂおよび第２マグネット４２は、第１マグネット４１ａを挟む一対の第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂのうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部５１ｂと、第１マグネット４１ｂを挟む一対の第１フラックスバリア部５１ｃ，５１ｄのうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部５１ｄとの周方向の間に位置する。

第１マグネット４１ａの磁極は、軸方向に見て第１マグネット４１ａが延びる方向と直交する方向に沿って配置されている。第１マグネット４１ｂの磁極は、軸方向に見て第１マグネット４１ｂが延びる方向と直交する方向に沿って配置されている。第２マグネット４２の磁極は、径方向に沿って配置されている。

第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向外側に位置する磁極とは、互いに同じである。第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向内側に位置する磁極とは、互いに同じである。

磁極部７０Ｎにおいて、第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向外側に位置する磁極とは、例えば、Ｎ極である。磁極部７０Ｎにおいて、第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向内側に位置する磁極とは、例えば、Ｓ極である。

図示は省略するが、磁極部７０Ｓにおいては、磁極部７０Ｎに対して、各マグネット４０の磁極が反転して配置されている。つまり、磁極部７０Ｓにおいて、第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向外側に位置する磁極とは、例えば、Ｓ極である。磁極部７０Ｓにおいて、第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向内側に位置する磁極とは、例えば、Ｎ極である。

ロータコア２０は、一対の第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂを有する。一対の第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂは、磁極部７０ごとに設けられている。各磁極部７０において、第３フラックスバリア部５３ａと第３フラックスバリア部５３ｂとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称に配置されている。以下、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称である点を除いて第３フラックスバリア部５３ａと同様の構成については、第３フラックスバリア部５３ｂについての説明を省略する場合がある。第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂは、例えば、ロータコア２０を軸方向に貫通する孔によって作られた空隙部である。第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂは、例えば、軸方向に見て、円形状である。

第３フラックスバリア部５３ａは、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂの一方の第１マグネット４１ａを挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂのうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部５１ｂと一対の第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂの一方の第２フラックスバリア部５２ａとの周方向の間に配置されている。第３フラックスバリア部５３ａは、例えば、第１フラックスバリア部５１ｂと第２フラックスバリア部５２ａとの周方向の間の中央部に位置する。

第３フラックスバリア部５３ｂは、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂの他方の第１マグネット４１ｂを挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部５１ｃ，５１ｄのうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部５１ｄと一対の第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂの他方の第２フラックスバリア部５２ｂとの周方向の間に配置されている。第３フラックスバリア部５３ｂは、例えば、第１フラックスバリア部５１ｄと第２フラックスバリア部５２ｂとの周方向の間の中央部に位置する。

第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂは、軸方向に見て、第２マグネット４２が延びる方向の延長線上に位置する。第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂは、軸方向に見て、第２マグネット４２の径方向内縁の周方向両端部を通る仮想曲線ＩＬ６と第２マグネット４２の径方向外縁の周方向両端部を通る仮想曲線ＩＬ７との間に位置する。仮想曲線ＩＬ６は、軸方向に見て、第２マグネット４２の径方向内縁の周方向両端部を通り、中心軸Ｊを中心とする円弧状に延びる仮想線である。仮想曲線ＩＬ７は、軸方向に見て、第２マグネット４２の径方向外縁の周方向両端部を通り、中心軸Ｊを中心とする円弧状に延びる仮想線である。

第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂは、例えば、第２マグネット４２の径方向外縁よりも径方向内側に位置する。第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂは、例えば、第２マグネット４２の径方向内縁よりも径方向外側に位置する。第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂは、例えば、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂよりも径方向外側に位置する。

本実施形態において第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂの周方向の寸法Ｗは、第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの周方向の寸法および第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂの周方向の寸法よりも小さい。本実施形態において第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂの周方向の寸法Ｗは、円形状の第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂの直径である。第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂの周方向の寸法Ｗは、例えば、第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの周方向の寸法の半分および第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂの周方向の寸法の半分よりも小さい。第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂの周方向の寸法Ｗは、例えば、２．４ｍｍ以下である。第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂの周方向の寸法Ｗは、例えば、０．６ｍｍ以上、２．１ｍｍ以下であることが好ましい。これは、トルクリップルを好適に低減できるためである。

本実施形態においてロータコア２０の半径ｒに対する第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂの周方向の寸法Ｗの比は、０．０４１以下である。ロータコア２０の半径ｒに対する第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂの周方向の寸法Ｗの比は、０．０１０以上、０．０３５以下であることが好ましい。これは、トルクリップルを好適に低減できるためである。

本実施形態において第１フラックスバリア部５１ｂと第２フラックスバリア部５２ａとの周方向の間の距離Ｌ１に対する第３フラックスバリア部５３ａの比は、例えば、０．２７以下である。図４に示す距離Ｌ１は、円形の第３フラックスバリア部５３ａの中心における径方向位置での、第１フラックスバリア部５１ｂと第２フラックスバリア部５２ａとの周方向の間の距離である。第１フラックスバリア部５１ｂと第２フラックスバリア部５２ａとの周方向の間の距離Ｌ１に対する第３フラックスバリア部５３ａの比は、０．１０以上、０．３６以下であることが好ましい。これは、トルクリップルを好適に低減できるためである。第１フラックスバリア部５１ｂと第２フラックスバリア部５２ａとの周方向の間の距離Ｌ１は、例えば、３．０ｍｍ以上、７．０ｍｍ以下である。

ロータコア２０の外周面と第３フラックスバリア部５３ａとの間の径方向の距離Ｌ２、およびロータコア２０の外周面と第３フラックスバリア部５３ａの中心との距離Ｌ３は、例えば、第３フラックスバリア部５３ａの周方向の寸法Ｗよりも大きい。図４に示す距離Ｌ２は、円形の第３フラックスバリア部５３ａの中心における周方向位置での、ロータコア２０の外周面と第３フラックスバリア部５３ａとの間の径方向の距離である。距離Ｌ２および距離Ｌ３は、例えば、ロータコア２０の外周面から第２マグネット４２までの径方向の距離よりも大きい。距離Ｌ２は、例えば、０．７ｍｍ以上、４．２ｍｍ以下である。距離Ｌ３は、例えば、１．０ｍｍ以上、５．２ｍｍ以下である。距離Ｌ３は、２．６ｍｍ以上、３．４ｍｍ以下が好ましい。これは、トルクリップルを好適に低減しやすいためである。

第２マグネット４２の周方向中心が或る１つのティース６３の周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂは、他の１つのティース６３の径方向内側に位置する。言い換えれば、当該或る状態において、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂは、他の１つのティース６３と周方向位置が重なる。なお、本明細書において「或る対象が他の対象の径方向内側に位置する」とは、中心軸に対して或る対象が他の対称よりも径方向内側に位置することに加え、或る対象の少なくとも一部の周方向位置が、他の対象の少なくとも一部の周方向位置と同じであればよい。図２から図５は、当該或る状態の一例を示している。図２から図５において周方向中心が第２マグネット４２の周方向中心と同じ周方向に位置に配置されたティース６３を、ティース６６Ａと呼ぶ。つまり、図２から図５に示す或る状態において、ティース６６Ａが「或る１つのティース」に相当する。図２から図５に示す或る状態において、軸方向に見て、ティース６６Ａの周方向中心には、磁極中心線ＩＬ１が通る。

図２から図５に示す或る状態において、ティース６６Ａの周方向一方側（＋θ側）に隣り合うティース６３をティース６６Ｂと呼ぶ。ティース６６Ａの周方向他方側（−θ側）に隣り合うティース６３をティース６６Ｃと呼ぶ。ティース６６Ｂの周方向一方側に隣り合うティース６３をティース６６Ｄと呼ぶ。ティース６６Ｃの周方向他方側に隣り合うティース６３をティース６６Ｅと呼ぶ。ティース６６Ｄの周方向一方側に隣り合うティース６３をティース６６Ｆと呼ぶ。なお、以下の説明においては、図２から図５に示す或る状態を単に「或る状態」と呼ぶ。

図３に示すように、或る状態において、第３フラックスバリア部５３ａは、ティース６６Ｄの径方向内側に位置する。第３フラックスバリア部５３ｂは、ティース６６Ｅの径方向内側に位置する。つまり、或る状態において、ティース６６Ｄ，６６Ｅは、「他の１つのティース」に相当する。ここで、ティース６６Ｄ，６６Ｅのそれぞれは、周方向において、「或る１つのティース」に相当するティース６６Ａの２つ隣に配置されたティースである。つまり、本実施形態において「他の１つのティース」であるティース６６Ｄ，６６Ｅは、周方向において「或る１つのティース」の２つ隣に配置されたティース６３である。

本実施形態では、或る状態において、第３フラックスバリア部５３ａは、ティース６６Ｄのうち第２マグネット４２の周方向中心に近い側（−θ側）の部分の径方向内側に位置する。ティース６６Ｄのうち第２マグネット４２の周方向中心に近い側の部分とは、ティース６６Ｄのうちティース中心線ＩＬ２よりも第２マグネット４２の周方向中心に近い側の部分である。ティース中心線ＩＬ２は、ティース６６Ｄの周方向中心と中心軸Ｊとを通り径方向に延びる仮想線である。或る状態において第３フラックスバリア部５３ａは、軸方向に見て、ティース中心線ＩＬ２と仮想線ＩＬ３との周方向の間に位置する。仮想線ＩＬ３は、軸方向に見て、ティース６６Ｄのアンブレラ部６３ｂにおける周方向他方側（−θ側）の端部と中心軸Ｊとを通り径方向に延びる仮想線である。

本実施形態では、或る状態において、第３フラックスバリア部５３ｂは、軸方向に見て、ティース中心線ＩＬ４と仮想線ＩＬ５との周方向の間に位置する。ティース中心線ＩＬ４は、ティース６６Ｅの周方向中心と中心軸Ｊとを通り径方向に延びる仮想線である。仮想線ＩＬ５は、軸方向に見て、ティース６６Ｅのアンブレラ部６３ｂにおける周方向一方側（＋θ側）の端部と中心軸Ｊとを通り径方向に延びる仮想線である。

或る状態において、ティース６６Ｂの少なくとも一部およびティース６６Ｃの少なくとも一部は、第２マグネット４２の径方向外側に位置する。ティース６６Ｂは、ティース６６Ａとティース６６Ｄとの周方向の間に隣り合って配置されたティース６３である。ティース６６Ｃは、ティース６６Ａとティース６６Ｅとの周方向の間に隣り合って配置されたティース６３である。つまり、或る状態において、「或る１つのティース」であるティース６６Ａと「他の１つのティース」であるティース６６Ｄ，６６Ｅとの周方向の間に隣り合って配置されたティース６６Ｂ，６６Ｃの少なくとも一部は、第２マグネット４２の径方向外側に位置する。或る状態においては、例えば、ティース６６Ｂの周方向他方側（−θ側）の部分およびティース６６Ｃの周方向一方側（＋θ側）の部分が第２マグネット４２の径方向外側に位置する。

或る状態において、第１マグネット４１ａを挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂのうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部５１ｂは、ティース６６Ｄのうち第２マグネット４２の周方向中心から遠い側（＋θ側）の部分の径方向内側に位置する。ティース６６Ｄのうち第２マグネット４２の周方向中心から遠い側の部分とは、ティース６６Ｄのうちティース中心線ＩＬ２よりも第２マグネット４２の周方向中心から遠い側の部分である。

ロータコア２０は、ロータコア２０の外周面から径方向内側に窪む凹部２２ａ，２２ｂを有する。本実施形態において凹部２２ａ，２２ｂは、磁極部７０ごとに一対ずつ設けられている。各磁極部７０において、凹部２２ａと凹部２２ｂとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称に配置されている。以下、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称である点を除いて凹部２２ａと同様の構成については、凹部２２ｂについての説明を省略する場合がある。凹部２２ａは、例えば、第１フラックスバリア部５１ｂの径方向外側に位置する。凹部２２ｂは、例えば、第１フラックスバリア部５１ｄの径方向外側に位置する。凹部２２ａ，２２ｂの軸方向に見た内縁は、例えば、径方向内側に凹となる略円弧状である。

或る状態において、凹部２２ａは、ティース６６Ｄの周方向中心よりも第２マグネットの周方向中心から周方向に離れる側（＋θ側）に配置される。つまり、凹部２２ａは、ティース中心線ＩＬ２よりも周方向一方側（＋θ側）に位置する。或る状態において、凹部２２ａの少なくとも一部は、ティース６６Ｄの径方向内側に位置する。本実施形態では、或る状態において、凹部２２ａの周方向他方側（−θ側）の端部が、ティース６６Ｄのアンブレラ部６３ｂにおける周方向一方側（＋θ側）の端部の径方向内側に位置する。

本実施形態によれば、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂが設けられることで、トルクリップルを低減できる。以下、詳細に説明する。図４に示すように、ロータ１０とステータ６０との間を流れる磁束は、ティース６３から放出されて、ロータコア２０を通って再び同じティース６３に戻る磁束を含む場合がある。図４に示す磁束Ｂ４８は、例えば、ロータ１０とステータ６０との間を流れる磁束の４８次成分である。

図４に示す磁束Ｂ４８のうち磁束Ｂ４８ａは、例えば、ティース６６Ａの周方向中心から径方向内側に放出され、ロータコア２０を通ってティース６６Ａのアンブレラ部６３ｂにおける周方向一方側（＋θ側）の端部に戻る磁束である。磁束Ｂ４８ａは、ロータコア２０のうち第２マグネット４２の径方向外側に位置する部分を通る。

図４に示す磁束Ｂ４８のうち磁束Ｂ４８ｂは、例えば、ティース６６Ｄの周方向中心から径方向内側に放出され、ロータコア２０を通ってティース６６Ｄのアンブレラ部６３ｂにおける周方向他方側（−θ側）の端部に戻る磁束である。磁束Ｂ４８ｂは、ロータコア２０のうち、周方向位置が第１フラックスバリア部５１ｂと第２フラックスバリア部５２ａとの間の周方向位置となる部分を通る。

ここで、仮に第３フラックスバリア部５３ａが設けられていない場合、図４において二点鎖線で示すように、ティース６６Ｄからロータコア２０内に放出された磁束Ｂ４８ｂは、第１フラックスバリア部５１ｂと第２フラックスバリア部５２ａとの周方向の間の部分を比較的大きく径方向内側まで回ってから、ティース６６Ｄに戻る。

一方、ティース６６Ａから放出された磁束Ｂ４８ａは、第２マグネット４２が設けられていることにより、ロータコア２０のうち第２マグネット４２の径方向外側に位置する部分を比較的小さく回ってティース６６Ａに戻る。そのため、第３フラックスバリア部５３ａが設けられていない場合には、ティース６６Ａとロータコア２０との間を流れる磁束Ｂ４８ａの流れとティース６６Ｄとロータコア２０との間を流れる磁束Ｂ４８ｂの流れとが大きく異なりやすい。これにより、ティース６６Ａとロータコア２０との間に働く磁力の変動幅とティース６６Ｄとロータコア２０との間に働く磁力の変動幅とがずれて、各ティース６３とロータコア２０との間で働く磁力にバラつきが生じやすい。したがって、トルクリップルが大きくなりやすい問題があった。

これに対して、本実施形態によれば、第１フラックスバリア部５１ｂと第２フラックスバリア部５２ａとの周方向の間に第３フラックスバリア部５３ａが設けられている。また、第２マグネット４２の周方向中心が或る１つのティース６６Ａの周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、第３フラックスバリア部５３ａは、他の１つのティース６６Ｄの径方向内側に位置する。そのため、図４において実線で示すように、ティース６６Ｄからロータコア２０に放出された磁束Ｂ４８ｂがロータコア２０内において径方向内側に大きく回ることを第３フラックスバリア部５３ａによって抑制できる。これにより、ティース６６Ｄから放出された磁束Ｂ４８ｂを、ロータコア２０のうち第３フラックスバリア部５３ａよりも径方向外側に位置する部分を通して、ティース６６Ｄに戻しやすくできる。したがって、ティース６６Ｄとロータコア２０との間を流れる磁束Ｂ４８ｂの流れを、ティース６６Ａとロータコア２０との間を流れる磁束Ｂ４８ａの流れと同様にしやすい。そのため、ティース６６Ａとロータコア２０との間に働く磁力の変動幅とティース６６Ｄとロータコア２０との間に働く磁力の変動幅とがずれることを抑制でき、各ティース６３とロータコア２０との間で働く磁力にバラつきが生じることを抑制できる。これにより、トルクリップルを低減できる。

また、本実施形態によれば、第１フラックスバリア部５１ｄと第２フラックスバリア部５２ｂとの周方向の間に第３フラックスバリア部５３ｂが設けられている。また、第２マグネット４２の周方向中心が或る１つのティース６６Ａの周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、第３フラックスバリア部５３ｂは、他の１つのティース６６Ｅの径方向内側に位置する。そのため、上述したティース６６Ｄとロータコア２０との間を流れる磁束Ｂ４８ｂと同様に、ティース６６Ｅとロータコア２０との間で流れる磁束の流れを、ティース６６Ａとロータコア２０との間で流れる磁束Ｂ４８ａと同様にしやすい。これにより、各ティース６３とロータコア２０との間で働く磁力にバラつきが生じることをより抑制できる。したがって、周方向において磁束の流れのバラつきをより低減でき、トルクリップルをより低減できる。

また、例えば、ロータ１０とステータ６０との間に流れる磁束が図４に示すような４８次成分の磁束Ｂ４８を含む場合、ロータ１０とステータ６０との間に流れる磁束は、例えば、図５に示すような２４次成分の磁束Ｂ２４も含む。磁束Ｂ２４は、例えば、ロータコア２０を介して、磁極部７０の周方向中心の径方向外側に位置するティース６６Ａとティース６６Ａの周方向に隣り合うティース６６Ｂ，６６Ｃとの間で流れる。図５では、磁束Ｂ２４は、例えば、ティース６６Ａからロータコア２０を通ってティース６６Ｂに流れている。このような２４次成分の磁束Ｂ２４は、周方向においてティース６６Ａの２つ隣に配置されたティース６６Ｄ，６６Ｅには流れにくい。

ここで、本実施形態によれば、或る状態において、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂの径方向外側に位置するティース６６Ｄ，６６Ｅは、周方向において、ティース６６Ａの２つ隣に配置されたティース６３である。そのため、或る状態において、ティース６６Ｄ，６６Ｅとロータコア２０のうちティース６６Ｄ，６６Ｅの径方向内側に位置する部分とには、２４次成分の磁束Ｂ２４が流れにくい。これにより、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂが設けられていても、２４次成分の磁束Ｂ２４の流れが阻害されにくい。したがって、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂが設けられていても、２４次成分の磁束Ｂ２４に起因するトルクリップルが増大することを抑制できる。このように、本実施形態によれば、上述したように第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂによって４８次成分の磁束Ｂ４８に起因するトルクリップルを低減できる一方で、２４次成分の磁束Ｂ２４に起因するトルクリップルが増大することを抑制できる。したがって、より好適にトルクリップルを低減できる。

また、本実施形態によれば、或る状態において、或る１つのティース６６Ａと他の１つのティース６６Ｄ，６６Ｅとの周方向の間に隣り合って配置されたティース６６Ｂ，６６Ｃの少なくとも一部は、第２マグネット４２の径方向外側に位置する。或る状態においてティース６６Ｂ，６６Ｃの少なくとも一部が第２マグネット４２の径方向外側に位置することで、第２マグネット４２の磁束によって、２４次成分の磁束Ｂ２４がティース６６Ａからティース６６Ｂ，６６Ｃへと好適に流れやすくできる。そのため、２４次成分の磁束Ｂ２４が、ティース６６Ａの２つ隣に配置されたティース６６Ｄ，６６Ｅへとより流れにくくなる。これにより、或る状態において、２４次成分の磁束Ｂ２４が、ロータコア２０のうち、ティース６６Ｄ，６６Ｅの径方向内側に位置する部分に、より流れにくくなる。したがって、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂを設けても、２４次成分の磁束Ｂ２４の流れがより阻害されにくくできる。そのため、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂを設けても、２４次成分の磁束Ｂ２４に起因するトルクリップルが増大することをより好適に抑制できる。

また、本実施形態によれば、或る状態において、第１マグネット４１ａを挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂのうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部５１ｂは、他の１つのティース６６Ｄのうち第２マグネット４２の周方向中心から遠い側（＋θ側）の部分の径方向内側に位置する。そのため、ティース６６Ｄから放出される４８次成分の磁束Ｂ４８は、第１フラックスバリア部５１ｂによって遮られて、ティース６６Ｄのうち第２マグネット４２の周方向中心から遠い側の部分には戻りにくい。これにより、ティース６６Ｄから放出される４８次成分の磁束Ｂ４８は、図４に示す磁束Ｂ４８ｂのように、ティース６６Ｄのうち第２マグネット４２の周方向中心に近い側（−θ側）の部分に戻りやすい。

ここで、本実施形態では、或る状態において、第３フラックスバリア部５３ａは、ティース６６Ｄのうち第２マグネット４２の周方向中心に近い側（−θ側）の部分の径方向内側に位置する。そのため、ティース６６Ｄから放出されてティース６６Ｄのうち第２マグネット４２の周方向中心に近い側（−θ側）の部分に戻る磁束Ｂ４８ｂがロータコア２０の内部を径方向内側に大きく回ることを、第３フラックスバリア部５３ａによって好適に抑制できる。これにより、ティース６６Ｄとロータコア２０との間に流れる磁束Ｂ４８ｂを第３フラックスバリア部５３ａによって好適に整流できる。したがって、トルクリップルをより好適に低減できる。

また、例えば、ロータコア２０とステータ６０との間を流れる４８次成分の磁束Ｂ４８は、例えば、図４に示す磁束Ｂ４８ｃも含む。磁束Ｂ４８ｃは、ティース６６Ｄからロータコア２０を通って、ティース６６Ｄに隣り合うティース６６Ｆへと流れる磁束である。磁束Ｂ４８ｃは、例えば、ティース６６Ｄからロータコア２０内に放出された後、ティース６６Ｆのアンブレラ部６３ｂにおける周方向他方側（−θ側）の端部に流れる。このような磁束Ｂ４８ｃが多く流れると、４８次成分の磁束Ｂ４８の周方向バランスが崩れて、トルクリップルが大きくなりやすい。

これに対して、本実施形態によれば、ロータコア２０は、凹部２２ａを有する。或る状態において、凹部２２ａは、他の１つのティース６６Ｄの周方向中心よりも第２マグネット４２の周方向中心から周方向に離れる側（＋θ側）に配置される。そのため、凹部２２ａによって、磁束Ｂ４８ｃが流れる経路を狭くしやすい。これにより、磁束Ｂ４８ｃが多く流れることを抑制でき、４８次成分の磁束Ｂ４８の周方向バランスが崩れることを抑制できる。したがって、トルクリップルをより低減できる。

また、本実施形態によれば、或る状態において、凹部２２ａの少なくとも一部は、他の１つのティース６６Ｄの径方向内側に位置する。そのため、凹部２２ａによって、ティース６６Ｄから放出された磁束Ｂ４８ｃが流れる経路を好適に狭くしやすい。これにより、磁束Ｂ４８ｃが多く流れることをより抑制できる。したがって、トルクリップルをより低減できる。

また、本実施形態によれば、凹部２２ａは、一対の第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂのうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部５１ｂの径方向外側に位置する。そのため、凹部２２ａと第１フラックスバリア部５１ｂとの径方向の間を好適に狭くできる。これにより、ティース６６Ｄから放出された磁束Ｂ４８ｃが流れる経路をより好適に狭くしやすい。したがって、磁束Ｂ４８ｃが多く流れることをより抑制できる。そのため、トルクリップルをより低減できる。

上述した凹部２２ａが設けられることによって得られる効果は、凹部２２ｂによっても同様に得られる。本実施形態では、一対の凹部２２ａ，２２ｂが設けられることで、より好適にトルクリップルを低減できる。

また、本実施形態によれば、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂの周方向の寸法Ｗは、０．６ｍｍ以上、２．１ｍｍ以下である。第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂの周方向の寸法Ｗをこの範囲の数値とすることで、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂによって、４８次成分の磁束Ｂ４８ｂを好適に整流できる。そのため、ティース６６Ｄ，６６Ｅとロータコア２０との間で流れる磁束Ｂ４８ｂの流れを、ティース６６Ａとロータコア２０との間で流れる磁束Ｂ４８ａの流れと、より好適に同様にしやすい。これにより、周方向において磁束の流れのバラつきをより好適に低減でき、トルクリップルをより好適に低減できる。

また、本実施形態によれば、回転電機１は、三相交流式の回転電機であって、極数をＮとしたとき、スロット数がＮ×６となる。このような回転電機１においては、ロータ１０とステータ６０との間を流れる磁束が、上述した２４次成分の磁束Ｂ２４のようなＮ×３次の磁束成分、上述した４８次成分の磁束Ｂ４８のようなＮ×６次の磁束成分を含む。例えば、Ｎ＝１０の場合、すなわち回転電機１が１０極６０スロットの回転電機である場合、ロータ１０とステータ６０との間を流れる磁束は、１０×３次、すなわち３０次の磁束成分と、１０×６次、すなわち６０次の磁束成分を含む。このような場合、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂを設けることで上述した４８次成分の磁束Ｂ４８の場合と同様にＮ×６次の磁束成分に起因するトルクリップルを低減でき、かつ、上述した２４次成分の磁束Ｂ２４の場合と同様にＮ×３次の磁束成分に起因するトルクリップルが増大することを抑制できる。そのため、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂを設けることで、極数がＮでスロット数がＮ×６の回転電機１において、上述したトルクリップルを低減できる効果を好適に得やすい。

また、本実施形態によれば、コイル６５は、分布巻き、かつ、全節巻きされている。このようにコイル６５が巻かれた回転電機１においては、ロータ１０とステータ６０との間を流れる磁束が、上述した２４次成分の磁束Ｂ２４のようなＮ×３次の磁束成分、上述した４８次成分の磁束Ｂ４８のようなＮ×６次の磁束成分を含む。このような場合、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂを設けることでＮ×６次の磁束成分に起因するトルクリップルを低減でき、かつ、Ｎ×３次の磁束成分に起因するトルクリップルが増大することを抑制できる。そのため、第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂを設けることで、極数がＮでスロット数がＮ×６の回転電機１において、上述したトルクリップルを低減できる効果を好適に得やすい。

本発明は上述の実施形態に限られず、本発明の技術的思想の範囲内において、他の構成を採用することもできる。上述した実施形態では、第３フラックスバリア部は、一対の第１マグネットの一方を挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部と一対の第２フラックスバリア部の一方との周方向の間、および一対の第１マグネットの他方を挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部と一対の第２フラックスバリア部の他方との周方向の間の両方に設けられている構成としたが、これに限られない。第３フラックスバリア部は、一対の第１マグネットの一方を挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部と一対の第２フラックスバリア部の一方との周方向の間、および一対の第１マグネットの他方を挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部と一対の第２フラックスバリア部の他方との周方向の間の少なくとも一方に配置されていればよい。つまり、上述した実施形態において、各磁極部７０は、一対の第３フラックスバリア部５３ａ，５３ｂのうちいずれか一方のみを含む構成であってもよい。

第３フラックスバリア部の形状は、特に限定されない。第３フラックスバリア部は、例えば、軸方向に見て、楕円形状であってもよいし、多角形状であってもよい。第３フラックスバリア部が穴によって構成される場合、穴は底部を有する穴であってもよい。第３フラックスバリア部は、ロータコアに設けられた穴内に樹脂等の非磁性体が配置されて構成されてもよい。第３フラックスバリア部が複数設けられる場合、複数の第３フラックスバリア部は、互いに形状が異なる第３フラックスバリア部を含んでもよい。第３フラックスバリア部が第１フラックスバリア部と第２フラックスバリア部との周方向の間に位置するならば、第３フラックスバリア部の径方向位置は特に限定されない。

第３フラックスバリア部は、１つの第１フラックスバリア部と１つの第２フラックスバリア部との間に複数設けられていてもよい。例えば、上述した実施形態では、第１フラックスバリア部５１ｂと第２フラックスバリア部５２ａとの周方向の間に、第３フラックスバリア部５３ａが複数設けられていてもよい。この場合、複数の第３フラックスバリア部５３ａは、径方向に並んで配置されてもよいし、周方向に並んで配置されてもよい。

第２マグネットの周方向中心が或る１つのティースの周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、第３フラックスバリア部は、或る１つのティースと異なる他の１つのティースであれば、いずれのティースの径方向内側に位置してもよい。或る状態において、第３フラックスバリア部は、周方向において或る１つのティースの１つ隣に配置されたティースの径方向内側に位置してもよいし、周方向において或る１つのティースの３つ以上隣に配置されたティースの径方向内側に位置してもよい。第３フラックスバリア部は、他の１つのティースにおけるいずれの部分の径方向内側に位置してもよい。

ロータコアに設けられた凹部の形状は、特に限定されない。凹部の数は、特に限定されない。例えば、上述した実施形態の各磁極部７０において、凹部２２ａ，２２ｂはいずれか一方のみが設けられていてもよいし、凹部２２ａ，２２ｂは３つ以上設けられていてもよい。凹部は、設けられていなくてもよい。

本発明が適用される回転電機は、モータに限られず、発電機であってもよい。この場合、回転電機は、三相交流式の発電機であってもよい。回転電機の用途は、特に限定されない。回転電機は、例えば、車両に搭載されてもよいし、車両以外の機器に搭載されてもよい。回転電機の極数およびスロット数は、特に限定されない。回転電機においてコイルはどのような巻き方で構成されていてもよい。以上、本明細書において説明した構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

実施例１から実施例４と比較例とを用いてシミュレーションを行うことにより、本発明の有用性を検証した。実施例１から実施例４は、上述した実施形態の回転電機１と同様の構成とした。実施例１から実施例４において、第３フラックスバリア部を挟んで配置された第１フラックスバリア部と第２フラックスバリア部との間の周方向の距離Ｌ１は、５．８１ｍｍとした。実施例１から実施例４において、ロータコアの半径ｒは、５９．２ｍｍとした。

実施例１において、ロータコアの外周面から第３フラックスバリア部の中心までの径方向の距離Ｌ３は、２．２ｍｍとした。実施例２において、距離Ｌ３は、２．６ｍｍとした。実施例３において、距離Ｌ３は、３．０ｍｍとした。実施例４において、距離Ｌ３は、３．４ｍｍとした。

実施例１において、第３フラックスバリア部の中心の周方向位置は、当該第３フラックスバリア部が設けられる磁極部と当該磁極部の周方向に隣り合う磁極部との間の周方向中心に対する周方向角度が９．２°となる位置とした。以下、当該第３フラックスバリア部が設けられる磁極部と当該磁極部の周方向に隣り合う磁極部との間の周方向中心を「磁極部同士の間の周方向中心」と呼ぶ。実施例２において、第３フラックスバリア部の中心の周方向位置は、磁極部同士の間の周方向中心に対する周方向角度が９．０°となる位置とした。実施例３において、第３フラックスバリア部の中心の周方向位置は、磁極部同士の間の周方向中心に対する周方向角度が８．８°となる位置とした。実施例４において、第３フラックスバリア部の中心の周方向位置は、磁極部同士の間の周方向中心に対する周方向角度が８．６°となる位置とした。比較例は、実施例１から実施例４に対して第３フラックスバリア部が設けられていない点のみが異なる構成とした。

実施例１から実施例４および比較例のそれぞれにおいて、４８次のトルクリップルをシミュレーションにより求めた。４８次のトルクリップルとは、４８次成分の磁束に起因して生じるトルクリップルである。実施例１から実施例４については、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗを変化させた際のそれぞれにおいて、４８次のトルクリップルを求めた。これらのシミュレーション結果を、図６に示す。図６では、実施例１の結果を実線ＴＲ１で示し、実施例２の結果を破線ＴＲ２で示し、実施例３の結果を一点鎖線ＴＲ３で示し、実施例４の結果を二点鎖線ＴＲ４で示している。

図６において、横軸は第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗ［ｍｍ］を示し、縦軸は比較例において得られた４８次のトルクリップルに対する各実施例において得られた４８次のトルクリップルの比ＴＲを示す。比ＴＲが１．０よりも小さい場合、各実施例において得られた４８次のトルクリップルが、比較例において得られた４８次のトルクリップルより小さいことを示す。比較例には第３フラックスバリア部が設けられていないため、比較例において得られた４８次のトルクリップルは、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗによらず一定である。

図６において実線ＴＲ１で示すように、実施例１において、寸法Ｗが０．６ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下の範囲でトルクリップルの比ＴＲを１．０よりも小さくできることが確かめられた。図６において破線ＴＲ２で示すように、実施例２において、寸法Ｗが０．６ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下の範囲でトルクリップルの比ＴＲを１．０よりも小さくできることが確かめられた。図６において一点鎖線ＴＲ３で示すように、実施例３において、寸法Ｗが０．６ｍｍ以上、２．２ｍｍ以下の範囲でトルクリップルの比ＴＲを１．０よりも小さくできることが確かめられた。図６において二点鎖線ＴＲ４で示すように、実施例４において、寸法Ｗが０．８ｍｍ以上、２．４ｍｍ以下の範囲でトルクリップルの比ＴＲを１．０よりも小さくできることが確かめられた。これにより、第３フラックスバリア部を設けることで、トルクリップルを低減できることが確かめられた。

また、実施例１から実施例４のそれぞれにおいて、トルクリップルの比ＴＲが極小値を持つことが確かめられた。これにより、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗによってトルクリップルが極小値を持つことが確かめられた。したがって、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗを、トルクリップルが極小値となる値、またはその値に近い値にすることで、より好適にトルクリップルを低減できることが確かめられた。

実施例１では、例えば、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが約０．９ｍｍの場合に、トルクリップルの比ＴＲが極小値となる。実施例１では、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗを、比ＴＲが極小値となる０．９ｍｍを挟んだ０．６ｍｍ以上、１．１ｍｍ以下の範囲内とすることで、トルクリップルを好適に低減できることが確かめられた。実施例１において第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが０．６ｍｍ以上、１．１ｍｍ以下の範囲内では、トルクリップルの比ＴＲは、０．５以下となっている。つまり、実施例１において第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが０．６ｍｍ以上、１．１ｍｍ以下の範囲内では、比較例に比べてトルクリップルを半分以下に好適に低減できることが確かめられた。

実施例２では、例えば、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが約１．３５ｍｍの場合に、トルクリップルの比ＴＲが極小値となる。実施例２では、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗを、比ＴＲが極小値となる約１．３５ｍｍを挟んだ１．０ｍｍ以上、１．７ｍｍ以下の範囲内とすることで、トルクリップルを好適に低減できることが確かめられた。実施例２において第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが１．０ｍｍ以上、１．７ｍｍ以下の範囲内では、トルクリップルの比ＴＲは、０．５以下となっている。つまり、実施例２において第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが１．０ｍｍ以上、１．７ｍｍ以下の範囲内では、比較例に比べてトルクリップルを半分以下に好適に低減できることが確かめられた。

実施例３では、例えば、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが約１．５５ｍｍの場合に、トルクリップルの比ＴＲが極小値となる。実施例３では、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗを、比ＴＲが極小値となる約１．５５ｍｍを挟んだ１．２ｍｍ以上、１．８ｍｍ以下の範囲内とすることで、トルクリップルを好適に低減できることが確かめられた。実施例３において第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが１．２ｍｍ以上、１．８ｍｍ以下の範囲内では、トルクリップルの比ＴＲは、０．５以下となっている。つまり、実施例３において第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが１．２ｍｍ以上、１．８ｍｍ以下の範囲内では、比較例に比べてトルクリップルを半分以下に好適に低減できることが確かめられた。

実施例４では、例えば、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが約１．８ｍｍの場合に、トルクリップルの比ＴＲが極小値となる。実施例４では、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗを、比ＴＲが極小値となる約１．８ｍｍを挟んだ１．４ｍｍ以上、２．１ｍｍ以下の範囲内とすることで、トルクリップルを好適に低減できることが確かめられた。実施例４において第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが１．４ｍｍ以上、２．１ｍｍ以下の範囲内では、トルクリップルの比ＴＲは、０．５以下となっている。つまり、実施例４において第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが１．４ｍｍ以上、２．１ｍｍ以下の範囲内では、比較例に比べてトルクリップルを半分以下に好適に低減できることが確かめられた。実施例４におけるトルクリップルの比ＴＲの極小値は、実施例１から実施例３におけるトルクリップルの比ＴＲの極小値よりも小さい。

実施例１から実施例４の結果から、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが、０．６ｍｍ以上、２．１ｍｍ以下程度の範囲内においては、第３フラックスバリア部の中心の径方向位置を調整することで、トルクリップルを好適に低減しやすいことが確かめられた。第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが０．６ｍｍ以上、２．１ｍｍ以下の場合、ロータコアの半径ｒに対する第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗの比は、０．０１０以上、０．０３５以下である。第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが０．６ｍｍ以上、２．１ｍｍ以下の場合、第１フラックスバリア部と第２フラックスバリア部との間の周方向の距離Ｌ１に対する第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗの比は、０．１０以上、０．３６以下である。これらより、各値に対する寸法Ｗの比を、これらの範囲とすることで、トルクリップルを好適に低減できることが確かめられた。

実施例１から実施例４の結果から、トルクリップルの比ＴＲが極小値を取る場合の第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗは、ロータコアの外周面から第３フラックスバリア部の中心までの径方向の距離Ｌ３が大きくなるに従って、大きくなることが確かめられた。つまり、距離Ｌ３を調整することで、トルクリップルを好適に低減できる第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗの範囲を調整できることが確かめられた。

実施例２、実施例３、および実施例４においては、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが、１．３８ｍｍ以上、１．７ｍｍ以下の場合に、トルクリップルの比ＴＲが０．５以下となることが確かめられた。実施例２、実施例３、および実施例４においては、ロータコアの外周面から第３フラックスバリア部の中心までの径方向の距離Ｌ３は、２．６ｍｍ以上、３．４ｍｍ以下である。つまり、ロータコアの外周面から第３フラックスバリア部の中心までの径方向の距離Ｌ３が２．６ｍｍ以上、３．４ｍｍ以下で、かつ、第３フラックスバリア部の周方向の寸法Ｗが１．３８ｍｍ以上、１．７ｍｍ以下の場合に、好適にトルクリップルを低減できることが確かめられた。以上により、本発明の有用性が確かめられた。

１…回転電機、１０…ロータ、２０…ロータコア、２２ａ，２２ｂ…凹部、３０…収容穴、４０…マグネット、４１ａ，４１ｂ…第１マグネット、４２…第２マグネット、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ…第１フラックスバリア部、５２ａ，５２ｂ…第２フラックスバリア部、５３ａ，５３ｂ…第３フラックスバリア部、６０…ステータ、６１…ステータコア、６２…コアバック、６３，６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄ，６６Ｅ，６６Ｆ…ティース、６５…コイル、Ｊ…中心軸

Claims (11)

1. 中心軸を中心として回転可能なロータと、
   前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
   を備え、
   前記ロータは、
   複数の収容穴を有するロータコアと、
   前記複数の収容穴の内部にそれぞれ収容された複数のマグネットと、
   を有し、
   前記ステータは、
   前記ロータコアを囲む環状のコアバック、および前記コアバックから径方向内側に延び周方向に間隔を空けて並んで配置された複数のティースを有するステータコアと、
   前記ステータコアに取り付けられた複数のコイルと、
   を有し、
   前記複数のマグネットは、
   周方向に互いに間隔を空けて配置され、軸方向に見て径方向内側から径方向外側に向かうに従って互いに周方向に離れる方向に延びる一対の第１マグネットと、
   前記一対の第１マグネットの径方向内端部よりも径方向外側において前記一対の第１マグネット同士の間の周方向位置に配置され、軸方向に見て径方向と直交する方向に延びる第２マグネットと、
   を含み、
   前記ロータコアは、
   軸方向に見て、各前記第１マグネットが延びる方向において各前記第１マグネットのそれぞれを挟んで一対ずつ配置された第１フラックスバリア部と、
   軸方向に見て、前記第２マグネットが延びる方向において前記第２マグネットを挟んで配置された一対の第２フラックスバリア部と、
   前記一対の第１マグネットの一方を挟んで配置された一対の前記第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部と前記一対の第２フラックスバリア部の一方との周方向の間、および前記一対の第１マグネットの他方を挟んで配置された一対の前記第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部と前記一対の第２フラックスバリア部の他方との周方向の間の少なくとも一方に配置された第３フラックスバリア部と、
   を有し、
   前記第２マグネットの周方向中心が或る１つの前記ティースの周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、前記第３フラックスバリア部は、他の１つの前記ティースの径方向内側に位置する、回転電機。
2. 前記第３フラックスバリア部は、前記一対の第１マグネットの一方を挟んで配置された一対の前記第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部と前記一対の第２フラックスバリア部の一方との周方向の間、および前記一対の第１マグネットの他方を挟んで配置された一対の前記第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部と前記一対の第２フラックスバリア部の他方との周方向の間の両方に設けられている、請求項１に記載の回転電機。
3. 前記他の１つのティースは、周方向において前記或る１つのティースの２つ隣に配置されたティースである、請求項１または２に記載の回転電機。
4. 前記或る状態において、前記或る１つのティースと前記他の１つのティースとの周方向の間に隣り合って配置されたティースの少なくとも一部は、前記第２マグネットの径方向外側に位置する、請求項３に記載の回転電機。
5. 前記或る状態において、前記第１マグネットを挟んで配置された一対の前記第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部は、前記他の１つのティースのうち前記第２マグネットの周方向中心から遠い側の部分の径方向内側に位置し、かつ、前記第３フラックスバリア部は、前記他の１つのティースのうち前記第２マグネットの周方向中心に近い側の部分の径方向内側に位置する、請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電機。
6. 前記ロータコアは、前記ロータコアの外周面から径方向内側に窪む凹部を有し、
   前記或る状態において、前記凹部は、前記他の１つのティースの周方向中心よりも前記第２マグネットの周方向中心から周方向に離れる側に配置される、請求項５に記載の回転電機。
7. 前記或る状態において、前記凹部の少なくとも一部は、前記他の１つのティースの径方向内側に位置する、請求項６に記載の回転電機。
8. 前記凹部は、前記一対の第１フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部の径方向外側に位置する、請求項６または７に記載の回転電機。
9. 前記第３フラックスバリア部の周方向の寸法は、０．６ｍｍ以上、２．１ｍｍ以下である、請求項１から８のいずれか一項に記載の回転電機。
10. 三相交流式の回転電機であって、
    極数をＮとしたとき、スロット数がＮ×６となる、請求項１から９のいずれか一項に記載の回転電機。
11. 前記コイルは、分布巻き、かつ、全節巻きされている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の回転電機。

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