JP2023162878A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】隣り合うティースの磁束の短絡を抑制しつつ、ロータのトルクリップルを抑制できる回転電機を提供すること。【解決手段】ロータとステータとの間の間隔が軸方向Ａにおいて変化している回転電機であって、第１箇所に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ１は、第２箇所に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ２よりも小さい。【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機に関する。

回転電機は、回転軸と、ロータと、ステータと、を備えている。ロータは、回転軸と一体回転する。ステータは、ロータを囲んでいる。ステータは、ステータコアと、コイルと、を有している。ステータコアは、筒状のヨークと、ヨークからロータに向けて延びる複数のティースと、を有している。コイルは、ティースに巻回されている。ステータコアには、コイルが収容されるスロットをロータに向けて開口させるスロットオープンが形成されている。スロットオープンは、隣り合うティースの間に形成されている。

特許文献１に記載の回転電機において、ロータの外周とステータの内面との間のエアギャップは、ロータの高速回転時に生じるロータの振幅に起因したロータとステータとの接触、干渉を回避するように設定されている。

特開２００２－２７２０７３号公報

ところで、特許文献１では、エアギャップが最も小さい箇所では磁束密度が最も大きくなる。これにより、エアギャップが最も小さい箇所の近傍に位置するティースにおいて、隣り合うティース同士で磁束の短絡が最も生じやすいと言える。ステータコアの周方向においてスロットオープンの寸法を幅とする。スロットオープンの幅は、エアギャップが最も小さい箇所の近傍において、隣り合うティース同士で磁束の短絡が生じないような大きさに設定する必要がある。

一方で、特許文献１では、エアギャップが最も大きい箇所では磁束密度が最も小さくなる。これにより、エアギャップが最も大きい箇所の近傍に位置するティースにおいて、隣り合うティース同士で磁束の短絡が最も生じ難いと言える。

スロットオープンの幅が上述したような大きさに設定されるため、磁束の短絡が生じ難い箇所の近傍において、スロットオープンの幅が必要以上に大きくなる。その結果、ロータのトルクリップルが大きくなる虞がある。

上記課題を解決する回転電機は、回転軸と、前記回転軸と一体回転するロータと、前記ロータを囲むステータと、を備え、前記ステータは、筒状のヨーク、及び前記ヨークから前記ロータに向けて延びる複数のティースを有するステータコアと、前記ティースに巻回されるコイルと、を有しており、前記ステータコアには、前記コイルが収容されるスロットを前記ロータに向けて開口させるスロットオープンが形成されており、前記ロータと前記ステータとの間のエアギャップが前記ステータコアの軸方向において変化している回転電機であって、前記ステータコアの周方向において前記スロットオープンの寸法を幅とし、前記エアギャップのうち前記軸方向の任意の箇所を第１箇所とするとともに、前記エアギャップのうち前記第１箇所よりも小さい箇所を第２箇所とすると、前記第１箇所に隣り合う前記スロットオープンの前記幅は、前記第２箇所に隣り合う前記スロットオープンの前記幅よりも小さい。

上記構成によれば、第１箇所は、ロータとステータコアとの間の磁束密度が比較的に大きい箇所である。第２箇所は、ロータとステータコアとの間の磁束密度が比較的に小さい箇所である。第１箇所に隣り合うスロットオープンの幅は、第２箇所に隣り合うスロットオープンの幅よりも小さい。このため、第２箇所に隣り合うスロットオープンを形成するティース間の磁束の短絡が抑制される。そして、第１箇所に隣り合うスロットオープンを形成するティース同士を近づけた状態にできるため、ロータのトルクリップルも抑制される。したがって、隣り合うティースの磁束の短絡を抑制しつつ、ロータのトルクリップルを抑制できる。

上記の回転電機において、前記ステータコアは、複数の電磁鋼板が積層されることにより形成されており、前記エアギャップは、前記軸方向において段階的に変化しており、前記第１箇所に隣り合う前記スロットオープンの前記幅は、前記軸方向において一定であり、前記第２箇所に隣り合う前記スロットオープンの前記幅は、前記軸方向において一定であるとよい。

上記構成によれば、スロットオープンの幅が段階的に変化するようにステータコアが形成される。スロットオープンの幅が連続的に変化するステータコアを形成する場合と比較して、積層される電磁鋼板の種類を極力少なくできる。

この発明によれば、隣り合うティースの磁束の短絡を抑制しつつ、ロータのトルクリップルを抑制できる。

回転電機の第１実施形態を示す概略図である。 第１実施形態におけるステータコアの一部を切断した斜視図である。 回転電機の第２実施形態を示す概略図である。 第２実施形態におけるステータコアの一部を切断した斜視図である。 回転電機の第３実施形態を示す概略図である。 第３実施形態におけるステータコアの一部を切断した斜視図である。 回転電機の第４実施形態を示す概略図である。 第４実施形態におけるステータコアの一部を切断した斜視図である。

以下、回転電機を具体化した第１実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
［第１実施形態］
＜回転電機＞
図１に示すように、回転電機１０は、回転軸２０と、ロータ３０と、ステータ４０と、を備えている。本実施形態の回転電機１０は、例えば、永久磁石同期電動機である。回転軸２０は、図示しない軸受を介して図示しないハウジングに回転可能に支持されている。ロータ３０は、回転軸２０と一体回転する。ロータ３０は、円筒状である。ロータ３０は、円筒面となる外面３０ａを有している。ロータ３０は、例えば、図示しない永久磁石を有している。なお、回転電機１０は、ＳＲモータであってもよい。この場合、ロータ３０は、永久磁石を省略してもよい。

＜ステータ＞
ステータ４０は、ステータコア５０と、コイル６０と、を有している。ステータコア５０は、ロータ３０を囲んでいる。すなわち、ステータ４０は、ロータ３０を囲んでいる。ステータコア５０の軸線ｍが延びる方向を軸方向Ａとする。ステータコア５０の軸線ｍに直交する方向を径方向Ｂとする。ステータコア５０の軸線ｍを中心として描く円が延びる方向を周方向Ｃとする。ステータコア５０は、複数の電磁鋼板７０が積層されることにより形成されている。全ての電磁鋼板７０が積層される方向は、軸方向Ａと一致する。

図１及び図２に示すように、ステータコア５０は、筒状のヨーク５１及び複数のティース５２を有している。全てのティース５２は、ヨーク５１から径方向Ｂの内側に向けて突出している。全てのティース５２は、ヨーク５１からロータ３０に向けて延びている。ティース５２には、コイル６０が巻回されている。

図２に示すように、全てのティース５２は、周方向Ｃにおいて所定の間隔をおいて配置されている。ステータコア５０には、周方向Ｃにおいて隣り合うティース５２の間にスロット５３が形成されている。スロット５３には、図示しないコイル６０が収容される。ステータコア５０には、スロット５３をロータ３０に向けて開口させるスロットオープン５４が形成されている。スロットオープン５４は、隣り合うティース５２の間に形成されている。なお、図２には、説明の便宜上、コイル６０を図示していない。

図１に示すように、ティース５２は、２つの第１対向面５２ａと、１つの第２対向面５２ｂと、を有している。第１対向面５２ａ及び第２対向面５２ｂは、ロータ３０の外面３０ａに径方向Ｂで対向している。第１対向面５２ａ及び第２対向面５２ｂは、軸方向Ａに延びている。２つの第１対向面５２ａは、軸方向Ａにおいて第２対向面５２ｂを挟み込む位置に配置されている。

第１対向面５２ａとロータ３０の外面３０ａとの径方向Ｂへの間隔Ｌ１は、第２対向面５２ｂとロータ３０の外面３０ａとの径方向Ｂへの間隔Ｌ２よりも大きい。間隔Ｌ１は、軸方向Ａにおいて一定である。間隔Ｌ２は、軸方向Ａにおいて一定である。第２対向面５２ｂは、第１対向面５２ａよりもロータ３０の外面３０ａに近い。ロータ３０とステータ４０との間のエアギャップＳは、軸方向Ａにおいて段階的に変化している。回転電機１０において、エアギャップＳの存在する箇所のうち、軸方向Ａの任意の箇所を第１箇所Ｐ１とする。第１箇所Ｐ１は、エアギャップＳのうち第１対向面５２ａとロータ３０の外面３０ａとが対向する箇所である。また、エアギャップＳの存在する箇所のうち、第１箇所Ｐ１よりも小さい箇所を第２箇所Ｐ２とする。第２箇所Ｐ２は、エアギャップＳのうち第２対向面５２ｂとロータ３０の外面３０ａとが対向する箇所である。第１箇所Ｐ１は、エアギャップＳが比較的に大きい箇所である。第２箇所Ｐ２は、エアギャップＳが比較的に小さい箇所である。第１箇所Ｐ１は、ロータ３０とステータコア５０との間の磁束密度が比較的に小さい箇所である。第２箇所Ｐ２は、ロータ３０とステータコア５０との間の磁束密度が比較的に大きい箇所である。

エアギャップＳが軸方向Ａに一定の間隔Ｌ１である場合と比較すると、回転電機１０が駆動しているとき、エアギャップＳにおいてロータ３０の外面３０ａとステータコア５０の第２対向面５２ｂとの間に流れる空気の流速が速くなる。このため、エアギャップＳにおいて淀む空気を減らすことができる。よって、ロータ３０と空気との摩擦により生じるロータ３０の風損を低減できる。さらに、エアギャップＳが軸方向Ａに一定の間隔Ｌ１である場合と比較して、ステータコア５０の第２対向面５２ｂとロータ３０の外面３０ａとの間に新しい空気が流れやすくなる。このため、ロータ３０及びステータコア５０の冷却性が向上する。

本実施形態において、エアギャップＳが軸方向Ａにおいて変化している目的は、ロータ３０の風損を低減すること、及びロータ３０及びステータコア５０の冷却性を向上させることである。

図２に示すように、ティース５２は、鍔部５５と、突出部５６と、を有している。鍔部５５は、ティース５２におけるヨーク５１とは反対側に位置している。鍔部５５には、第１対向面５２ａが形成されている。鍔部５５は、ティース５２におけるヨーク５１とは反対側において周方向Ｃの両側に延びている。突出部５６は、ティース５２における鍔部５５よりも径方向Ｂの内側に突出している部分である。突出部５６には、第２対向面５２ｂが形成されている。鍔部５５の周方向Ｃの寸法は、突出部５６の周方向Ｃの寸法よりも大きい。第１対向面５２ａの周方向Ｃの寸法は、第２対向面５２ｂの周方向Ｃの寸法よりも大きい。鍔部５５は、突出部５６を基準として突出部５６よりも周方向Ｃの両側に突出している。

＜電磁鋼板＞
図２に示すように、ステータコア５０は、電磁鋼板７０としての複数の第１電磁鋼板８０と、電磁鋼板７０としての複数の第２電磁鋼板９０と、を有している。

第１電磁鋼板８０は、円板状の第１ヨーク構成部８１と、複数の第１ティース構成部８２と、を有している。第１ティース構成部８２は、第１ヨーク構成部８１から径方向Ｂの内側に向けて突出している。第１ティース構成部８２は、第１ヨーク構成部８１からロータ３０に向けて延びている。全ての第１ティース構成部８２は、周方向Ｃにおいて所定の間隔をおいて配置されている。

第１ティース構成部８２は、第１板部８２ａと、第１板部８２ａの先端に位置する鍔構成部８２ｂと、を有している。第１板部８２ａは、第１ヨーク構成部８１から径方向Ｂの内側に延びている。鍔構成部８２ｂは、第１板部８２ａよりも周方向Ｃの両側に突出した部分を有している。鍔構成部８２ｂの第１板部８２ａよりも周方向Ｃにおいて突出した部分の突出量は、隣り合う第１ティース構成部８２の鍔構成部８２ｂ同士が接触しない程度に設定されている。鍔構成部８２ｂは、円弧面８２ｃを有している。円弧面８２ｃは、鍔構成部８２ｂのうち第１ヨーク構成部８１とは反対側に位置する面である。

第２電磁鋼板９０は、円板状の第２ヨーク構成部９１と、複数の第２ティース構成部９２と、を有している。第２ヨーク構成部９１の形状及び寸法は、第１ヨーク構成部８１の形状及び寸法と同じである。第２ティース構成部９２は、第２ヨーク構成部９１から径方向Ｂの内側に向けて突出している。全ての第２ティース構成部９２は、周方向Ｃにおいて所定の間隔をおいて配置されている。全ての第２ティース構成部９２は、周方向Ｃにおいて全ての第１ティース構成部８２と同じ間隔で配置されている。

第２ティース構成部９２の周方向Ｃの寸法は、第１板部８２ａの周方向Ｃの寸法と同じ大きさである。第２ティース構成部９２の第２ヨーク構成部９１からの突出長さは、第１板部８２ａの第１ヨーク構成部８１からの突出長さよりも大きい。第２ティース構成部９２における径方向Ｂの内側の端面９２ａは、周方向Ｃに延びる円弧状である。端面９２ａは、軸方向Ａに延びている。

ヨーク５１は、全ての第１ヨーク構成部８１及び全ての第２ヨーク構成部９１が積層されることにより形成されている。ティース５２は、全ての第１ティース構成部８２と第２ティース構成部９２とが積層されることにより形成されている。鍔部５５は、第１ティース構成部８２の鍔構成部８２ｂが積層されることにより形成されている。第１対向面５２ａは、第１電磁鋼板８０の円弧面８２ｃが積層されることにより形成されている。

突出部５６は、第２ティース構成部９２が積層されることにより形成されている。第２対向面５２ｂは、第２電磁鋼板９０の端面９２ａが積層されることにより形成されている。第２対向面５２ｂは、第１対向面５２ａよりも径方向Ｂの内側に位置している。

＜スロットオープン＞
スロットオープン５４は、隣り合うティース５２において、周方向Ｃで対向する鍔部５５の間の空間、及び周方向Ｃで対向する突出部５６の間の空間により形成される。

図１及び図２に示すように、周方向Ｃにおいてスロットオープン５４の寸法を幅とする。第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ１は、第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ２よりも小さい。幅Ｗ１，Ｗ２は、軸方向Ａにおいて一定である。このため、スロットオープン５４の幅は、軸方向Ａにおいてステータコア５０の第１端５０ａから第２端５０ｂに向かうにつれて段階的に変化している。

［本実施形態の作用］
本実施形態の作用を説明する。
回転電機１０において、ステータ４０のコイル６０に通電されると、ステータ４０には回転磁界が発生する。ロータ３０とステータ４０との間で磁束が通過する。これにより、ロータ３０が回転するため、回転軸２０が回転する。

回転電機１０が駆動しているとき、第２箇所Ｐ２における磁束密度は、第１箇所Ｐ１における磁束密度よりも大きくなる。第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ１が、第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ２よりも小さい。このため、ロータ３０とステータ４０との間の磁束密度が比較的に大きい第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４を形成するティース５２間の磁束の短絡が抑制される。そして、ロータ３０とステータコア５０との磁束密度が比較的に小さい第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４を形成するティース５２同士を近づけた状態にできるため、ロータ３０のトルクリップルが抑制される。

［本実施形態の効果］
本実施形態の効果を説明する。
（１－１）第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ１は、第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ２よりも小さい。このため、第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４を形成するティース５２間の磁束の短絡が抑制され、且つ第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４を形成するティース５２同士を近づけた状態にできる。したがって、隣り合うティース５２の磁束の短絡を抑制しつつ、ロータ３０のトルクリップルを抑制できる。

（１－２）スロットオープン５４の幅が段階的に変化するようにステータコア５０が形成される。本実施形態で使用される電磁鋼板７０の種類は２種類である。このため、スロットオープン５４の幅が連続的に変化するステータコア５０を形成する場合と比較して、積層される電磁鋼板７０の種類を極力少なくできる。

［第２実施形態］
以下、回転電機を具体化した第２実施形態を図３及び図４にしたがって説明する。本実施形態と第１実施形態との主な相違点は、第１対向面５２ａと第２対向面５２ｂとの位置が入れ替わった点である。以下、第１実施形態との主な相違点について説明する。なお、説明の便宜上、第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付し、詳細な説明を割愛する。

＜ステータコア＞
図３に示すように、ティース５２は、１つの第１対向面５２ａと、２つの第２対向面５２ｂと、を有している。２つの第２対向面５２ｂは、軸方向Ａにおいて第１対向面５２ａを挟み込む位置に配置されている。ロータ３０とステータ４０との間のエアギャップＳは、軸方向Ａにおいて段階的に変化している。

回転電機１０が駆動しているとき、ロータ３０とステータ４０との間の磁束が、例えば、回転軸２０を支持する図示しない軸受に引き込まれる場合がある。すなわち、ロータ３０とステータ４０との間から磁束洩れが発生する虞がある。磁束洩れが発生すると、ロータ３０が発生させるトルクが低下する虞がある。そこで、本実施形態では、第２対向面５２ｂは、第１対向面５２ａよりもロータ３０に近い。よって、磁束洩れが抑制される。

また、回転電機１０が駆動しているとき、ロータ３０及びステータ４０は、発熱する。このとき、ロータ３０とステータ４０との間における軸方向Ａの中央に熱が滞留しやすくなる。その点、ロータ３０とステータ４０との間における軸方向Ａの中央において、第１対向面５２ａは、第２対向面５２ｂよりもロータ３０の外面３０ａから離れている。よって、ロータ３０とステータ４０との間における軸方向Ａの中央に熱が滞留することが抑制される。本実施形態において、エアギャップＳが軸方向Ａにおいて変化している目的は、ロータ３０及びステータ４０の磁束洩れを抑制すること、及び、ロータ３０とステータ４０との間における軸方向Ａの中央に熱が滞留することを抑制することである。

＜スロットオープン＞
図３及び図４に示すように、第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ１は、第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ２よりも小さい。幅Ｗ１，Ｗ２は、軸方向Ａにおいて一定である。このため、スロットオープン５４の幅は、軸方向Ａにおいてステータコア５０の第１端５０ａから第２端５０ｂに向かうにつれて段階的に変化している。

［本実施形態の作用及び効果］
本実施形態では、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する。
［第３実施形態］
以下、回転電機を具体化した第３実施形態を図５及び図６にしたがって説明する。本実施形態と第１実施形態との主な相違点は、ステータコア５０の構成が異なる点である。以下、第１実施形態との主な相違点について説明する。なお、説明の便宜上、第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付し、詳細な説明を割愛する。

＜ステータコア＞
図５及び図６に示すように、ステータコア５０は、電磁鋼板１００を積層して形成されている。電磁鋼板１００は、円板状のヨーク構成部１０１と、複数のティース構成部１０２と、を有している。ティース構成部１０２は、ヨーク構成部１０１から径方向Ｂの内側に向けて突出している。ティース構成部１０２は、ヨーク構成部１０１からロータ３０に向けて延びている。

図６に示すように、全てのティース構成部１０２は、周方向Ｃにおいて所定の間隔をおいて配置されている。ティース構成部１０２は、板部１０２ａと、板部１０２ａの先端に位置する鍔構成部１０２ｂと、を有している。板部１０２ａは、ヨーク構成部１０１から径方向Ｂの内側に延びている。鍔構成部１０２ｂは、板部１０２ａよりも周方向Ｃの両側に突出した部分を有している。鍔構成部１０２ｂの板部１０２ａよりも周方向Ｃにおいて突出した部分の突出量は、隣り合うティース構成部１０２の鍔構成部１０２ｂ同士が接触しない程度に設定されている。

ティース構成部１０２における板部１０２ａのヨーク構成部１０１からの突出量は、ステータコア５０の第１端５０ａから第２端５０ｂに向かうにつれて大きくなる。鍔構成部１０２ｂは、円弧面１０２ｃを有している。円弧面１０２ｃは、鍔構成部１０２ｂのうちヨーク構成部１０１とは反対側に位置する面である。全ての電磁鋼板１００の円弧面１０２ｃは、軸方向Ａに対して傾斜している。ティース５２には、全ての電磁鋼板１００の円弧面１０２ｃが滑らかに連続することにより軸方向Ａに対して傾斜する傾斜面１０２ｄが形成されている。傾斜面１０２ｄは、ロータ３０に対向している。このため、図５に示すように、ロータ３０とステータ４０との間のエアギャップＳは、軸方向Ａにおいて連続的に変化している。

図６に示すように、ティース構成部１０２における鍔構成部１０２ｂの板部１０２ａよりも突出した部分の突出量は、ステータコア５０の第１端５０ａから第２端５０ｂに向かうにつれて小さくなる。鍔部５５の周方向Ｃの寸法は、ステータコア５０の第１端５０ａから第２端５０ｂに向かうにつれて徐々に小さくなっている。鍔部５５は、傾斜面１０２ｄと同様に軸方向Ａに対して傾斜している。

ヨーク５１は、全てのヨーク構成部１０１が積層されることにより形成されている。ティース５２は、全てのティース構成部１０２が積層されることにより形成されている。鍔部５５は、ティース構成部１０２の鍔構成部１０２ｂが積層されることにより形成されている。

＜スロットオープン＞
スロットオープン５４は、周方向Ｃで隣り合う鍔部５５の間の空間により形成されている。スロットオープン５４の幅Ｗ３は、ステータコア５０の第１端５０ａから第２端５０ｂに向かうにつれて徐々に大きくなる。すなわち、スロットオープン５４の周方向Ｃの幅Ｗ３は、軸方向Ａにおいて連続的に変化している。

図５及び図６に示すように、回転電機１０において、エアギャップＳが存在する箇所のうち、軸方向Ａの任意の箇所を第１箇所Ｐ１とする。また、エアギャップＳの存在する箇所のうち、第１箇所Ｐ１よりも小さい箇所を第２箇所Ｐ２とする。第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ３ａは、第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ３ｂよりも小さい。

［本実施形態の作用及び効果］
本実施形態の作用及び効果を説明する。
（３－１）第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ３ａは、第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ３ｂよりも小さい。このため、第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４を形成するティース５２間の磁束の短絡が抑制され、且つ第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４を形成するティース５２同士を近づけた状態にできる。したがって、隣り合うティース５２の磁束の短絡を抑制しつつ、ロータ３０のトルクリップルを抑制できる。

［第４実施形態］
以下、回転電機を具体化した第４実施形態を図７及び図８にしたがって説明する。本実施形態と第１実施形態との主な相違点は、ロータ３０及びステータコア５０の構成が異なる点である。以下、第１実施形態との主な相違点について説明する。なお、説明の便宜上、第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付し、詳細な説明を割愛する。

＜ステータコア＞
図７に示すように、ロータ３０の外面３０ａは、ロータ３０の軸方向Ａの中央で最もステータコア５０に近づくように湾曲している。

図７及び図８に示すように、本実施形態のステータコア５０は、第１電磁鋼板８０を積層することにより形成されている。ステータコア５０のティース５２の第１対向面５２ａは、ティース５２の軸方向Ａの全長に設けられている。このため、ロータ３０とステータコア５０との間のエアギャップＳは、軸方向Ａにおいて連続的に変化している。

図８に示すように、複数の第１電磁鋼板８０において、鍔構成部８２ｂの第１板部８２ａよりも周方向Ｃに突出した部分の突出量は、ステータコア５０の第１端５０ａからステータコア５０の軸方向Ａの中央に向かうにつれて徐々に小さくなる。複数の第１電磁鋼板８０において、鍔構成部８２ｂの第１板部８２ａよりも周方向Ｃに突出した部分の突出量は、ステータコア５０の第２端５０ｂからステータコア５０の軸方向Ａの中央に向かうにつれて徐々に小さくなる。

鍔部５５は、ステータコア５０の第１端５０ａから第２端５０ｂに向かうにつれて、又は第２端５０ｂから第１端５０ａに向かうにつれて、周方向Ｃの寸法が徐々に小さくなるように形成されている。鍔部５５のうち最も周方向Ｃの寸法が小さくなる位置は、ステータコア５０の軸方向Ａの中央である。このため、ティース５２に形成される第１対向面５２ａの周方向Ｃの寸法は、ステータコア５０の第１端５０ａ及び第２端５０ｂの位置で最も大きく、且つステータコア５０の軸方向Ａの中央で最も小さくなる。

＜スロットオープン＞
スロットオープン５４は、周方向Ｃで隣り合う鍔部５５の間の空間により形成されている。スロットオープン５４の周方向Ｃの幅Ｗ４は、ステータコア５０の第１端５０ａからステータコア５０の軸方向Ａの中央に向かうにつれて徐々に大きくなる。スロットオープン５４の周方向Ｃの幅Ｗ４は、ステータコア５０の第２端５０ｂからステータコア５０の軸方向Ａの中央に向かうにつれて徐々に大きくなる。スロットオープン５４の周方向Ｃの幅Ｗ４は、ステータコア５０の軸方向Ａの中央で最大となる。スロットオープン５４の周方向Ｃの幅Ｗ３は、軸方向Ａにおいて連続的に変化している。

図７及び図８に示すように、回転電機１０において、エアギャップＳが存在する箇所のうち、軸方向Ａの任意の箇所を第１箇所Ｐ１とする。また、エアギャップＳの存在する箇所のうち、第１箇所Ｐ１よりも小さい箇所を第２箇所Ｐ２とする。第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ４ａは、第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ４ｂよりも小さい。

［本実施形態の作用及び効果］
本実施形態の作用及び効果を説明する。
（４－１）第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ４ａは、第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４の幅Ｗ４ｂよりも小さい。このため、第２箇所Ｐ２に隣り合うスロットオープン５４を形成するティース５２間の磁束の短絡が抑制され、且つ第１箇所Ｐ１に隣り合うスロットオープン５４を形成するティース５２同士を近づけた状態にできる。したがって、隣り合うティース５２の磁束の短絡を抑制しつつ、ロータ３０のトルクリップルを抑制できる。

［変更例］
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○ 第１及び第２実施形態において、鍔部５５は省略してもよい。このように変更する場合、例えば、第１ティース構成部８２の第１板部８２ａの周方向Ｃの寸法を、第２ティース構成部９２の周方向Ｃの寸法よりも大きくするとよい。この場合、スロットオープン５４は、周方向Ｃで隣り合う第１板部８２ａの積層部の間の空間、及び周方向Ｃで隣り合う突出部５６の間の空間により形成される。

○ 第１及び第２実施形態において、第２電磁鋼板９０にも鍔構成部を追加してもよい。そして、第２電磁鋼板９０に追加した鍔構成部を第１電磁鋼板８０の鍔構成部８２ｂに積層してもよい。このように変更する場合、第２電磁鋼板９０の鍔構成部の周方向Ｃへの突出量は、第１電磁鋼板８０の鍔構成部８２ｂの周方向Ｃへの突出量よりも小さくする。

○ 第１及び第２実施形態において、スロットオープン５４の幅は、軸方向Ａにおいてステータコア５０の第１端５０ａから第２端５０ｂに向かうにつれて連続的に変化させてもよい。この場合、鍔部５５の周方向Ｃの寸法、及び突出部５６の周方向Ｃの寸法を適宜変更する。

本変更例を上述した鍔部５５を省略する変更例に適用する場合、第１板部８２ａの積層部の周方向Ｃの寸法、及び突出部５６の周方向Ｃの寸法を適宜変更する。また、本変更例を上述した第２電磁鋼板９０に鍔構成部を追加する変更例に適用する場合、鍔部５５の周方向Ｃの寸法、及び第２電磁鋼板９０に追加した鍔構成部の積層部の周方向Ｃの寸法を適宜変更する。

○ 第３実施形態において、ティース構成部１０２における板部１０２ａのヨーク構成部１０１からの突出量は、ステータコア５０の第１端５０ａから第２端５０ｂに向かうにつれて小さくなるように変更してもよい。

○ 第３実施形態において、ステータコア５０の第２端５０ｂを形成する電磁鋼板１００を第２電磁鋼板９０にしてもよい。つまり、ティース５２に対して鍔部５５が軸方向Ａの全長に形成されていなくてもよい。なお、ティース構成部１０２における板部１０２ａのヨーク構成部１０１からの突出量を、ステータコア５０の第１端５０ａから第２端５０ｂに向かうにつれて小さくなるように変更する場合、ステータコア５０の第１端５０ａを形成する電磁鋼板１００を第２電磁鋼板９０にしてもよい。

○ 第３実施形態において、円弧面１０２ｃは、軸方向Ａに対して傾斜していなくてもよい。円弧面１０２ｃは、軸方向Ａに延びていてもよい。すなわち、ティース５２のうちロータ３０に対向する部分を段差状としてもよい。

○ 第４実施形態において、鍔部５５は、省略してもよい。例えば、第１ティース構成部８２の第１板部８２ａの周方向Ｃの寸法を適宜変更することにより、スロットオープン５４の幅が軸方向Ａにおいて連続的に変化するようにする。この場合、スロットオープン５４は、周方向Ｃで隣り合う第１板部８２ａの積層部の間の空間により形成される。第３実施形態において、鍔部５５は、省略してもよい。例えば、ティース構成部１０２の板部１０２ａの周方向Ｃの寸法を適宜変更することにより、スロットオープン５４の幅が軸方向Ａにおいて連続的に変化するようにする。この場合、スロットオープン５４は、周方向Ｃで隣り合う板部１０２ａの積層部の間の空間により形成される。

○ 第３及び第４実施形態において、スロットオープン５４の幅は、軸方向Ａにおいて連続的に変化していなくてもよい。例えば、スロットオープン５４の幅は、軸方向Ａにおいて段階的に変化してもよい。この場合、鍔部５５の周方向Ｃの寸法を適宜変更する。なお、本変更例を上述した第４実施形態の変更例における鍔部５５を省略する形態に適用する場合、第１板部８２ａの積層部の周方向Ｃの寸法を適宜変更する。本変更例を上述した第３実施形態の変更例における鍔部５５を省略する形態に適用する場合、板部１０２ａの積層部の周方向Ｃの寸法を適宜変更する。

１０…回転電機、２０…回転軸、３０…ロータ、４０…ステータ、５０…ステータコア、５１…ヨーク、５２…ティース、５３…スロット、５４…スロットオープン、６０…コイル、７０，１００…電磁鋼板、Ａ…軸方向、Ｃ…周方向、Ｓ…エアギャップ、Ｐ１…第１箇所、Ｐ２…第２箇所、Ｗ１，Ｗ３ａ，Ｗ４ａ…第１箇所に隣り合うスロットオープンの幅、Ｗ２，Ｗ３ｂ，Ｗ４ｂ…第２箇所に隣り合うスロットオープンの幅。

Claims (2)

1. 回転軸と、
   前記回転軸と一体回転するロータと、
   前記ロータを囲むステータと、を備え、
   前記ステータは、筒状のヨーク、及び前記ヨークから前記ロータに向けて延びる複数のティースを有するステータコアと、
   前記ティースに巻回されるコイルと、を有しており、
   前記ステータコアには、前記コイルが収容されるスロットを前記ロータに向けて開口させるとともに隣り合う前記ティースの間に形成されるスロットオープンが形成されており、
   前記ロータと前記ステータとの間のエアギャップが前記ステータコアの軸方向において変化している回転電機であって、
   前記ステータコアの周方向において前記スロットオープンの寸法を幅とし、前記エアギャップのうち前記軸方向の任意の箇所を第１箇所とするとともに、前記エアギャップのうち前記第１箇所よりも小さい箇所を第２箇所とすると、
   前記第１箇所に隣り合う前記スロットオープンの前記幅は、前記第２箇所に隣り合う前記スロットオープンの前記幅よりも小さいことを特徴とする回転電機。
2. 前記ステータコアは、複数の電磁鋼板が積層されることにより形成されており、
   前記エアギャップは、前記軸方向において段階的に変化しており、
   前記第１箇所に隣り合う前記スロットオープンの前記幅は、前記軸方向において一定であり、
   前記第２箇所に隣り合う前記スロットオープンの前記幅は、前記軸方向において一定である、請求項１に記載の回転電機。

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