JP6271088B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、電機子および回転子を備えた回転電機に関するものである。

従来の回転電機では、電機子の渦電流損による発熱を抑制するために、薄板状の鋼板を積層した積層鉄心を用いて、電機子鉄心が形成される。また、電機子の生産作業性を向上させるために、分割鉄心を用いて、電機子鉄心が形成されるケースも多い。このような場合、積層鉄心の鋼板どうしの連結、および分割鉄心どうしの連結をするための一般的な手法として、溶接が用いられる（例えば、特許文献１、２参照）。

ここで、溶接は、簡易な作業であり、高い連結強度を容易かつ確実に得ることができる手法である。しかしながら、溶接による電機子鉄心への入熱によって、電機子鉄心に歪みが発生するという問題がある。

また、回転電機では、電機子の磁極ティースと回転子の磁石との対向距離（以下、ギャップ距離と称す）が全体で均一であるほど、動作振動が抑制されるなど良好な動作特性が得られる。このギャップ距離を均一とするためには、電機子および回転子が真円形状であることが求められるので、電機子鉄心に歪みが発生しないようにする必要がある。換言すると、溶接によって発生する電機子鉄心の歪みは、回転電機の動作特性が悪化する要因となる。

そこで、特許文献１に記載の従来技術では、積層鉄心の鋼板どうしの連結をするために施される溶接の位置を千鳥状に配置し、入熱位置を分散させることで、電機子鉄心の歪みを抑制している。

また、特許文献２に記載の従来技術では、電機子のスロット数と回転子の磁極数との関係から求められる数だけの溶接の位置を、電機子の外周面に等間隔で分散させることで、電機子鉄心の歪みの影響を小さくしている。

特開平９−２１９９４１号公報 特開２０１３−２１９９４７号公報

しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。
特許文献１に記載の従来技術では、積層鉄心の溶接は、積層された全ての鋼板について、隣接する鋼板どうしを連結する必要があるので、千鳥状ではなく直線状に溶接を施す場合と比べて溶接面積がほぼ同じとなる。

すなわち、千鳥状に溶接を施す場合と、直線状に溶接を施す場合とを比べると、溶接による電機子鉄心への入熱量が同じである。したがって、千鳥状に溶接を施した場合であっても、電機子鉄心の歪みを抑制することができないというケースが多くある。

また、特許文献２に記載の従来技術では、溶接によって電機子鉄心の歪みが発生するので、電機子の真円形状が少なからず損なわれる。また、溶接を施すにあたって電機子鉄心の形状のみを考慮する一方で、電機子上で発生する磁界に対して溶接がどのように影響するかは考慮されていない。したがって、スロット数および磁極数の関係によっては、回転電機の動作特性が大きく悪化する可能性がある。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、複数の鉄心ピースを連結して電機子鉄心を形成した場合であっても、従来と比べて、電機子鉄心の歪みの発生による動作特性の悪化を抑制することのできる回転電機を得ることを目的とする。

本発明における回転電機は、円環形状のコアバックと、コアバックの内周面から径方向内方に延在して周方向に配列されている複数の磁極ティースと、周方向に隣り合う磁極ティースの間に設けられている複数のスロットとを有し、複数の鉄心ピースを連結して形成される電機子鉄心と、分布巻きまたは集中巻きの形態で複数のスロットの各スロットに配置される複数のコイルと、を有する電機子と、外周面に複数の磁石が周方向に配列されている回転子と、を備えた回転電機であって、複数のスロットの個数をＱとし、複数の磁石の個数をＰとし、ＱおよびＰの最大公約数をｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）とし、相数をｍとし、電機子鉄心の周方向に沿って、角度［３６０／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］°ピッチで離れたｍ個の位置の集合を１個の位置群としたとき、電機子鉄心の周方向に沿って等ピッチで形成されたｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群のうちの任意に選んだ１個以上の位置群に含まれる全ての位置を連結位置とし、選ばなかった残りの位置群に含まれる全ての位置をいずれも連結位置としないようにして、連結位置で複数の鉄心ピースが連結されているものである。

本発明によれば、電機子の各磁極ティースに巻回されている各コイルによって発生する各起磁力を考慮して、電機子鉄心を形成する際に複数の鉄心ピースを連結する位置を決定する。これにより、複数の鉄心ピースを連結して電機子鉄心を形成した場合であっても、従来と比べて、電機子鉄心の歪みの発生による動作特性の悪化を抑制することのできる回転電機を得ることができる。

本発明の実施の形態１における回転電機を示す平面図である。 図１に対して、連結位置と溶接によって発生する電機子鉄心の歪みとを図示していない回転電機を示す平面図である。 図１のＩＩＩ部を示す拡大斜視図である。 図１の電機子の直線展開図である。 図２の電機子の直線展開図である。 本発明の実施の形態１において、各磁極ティースに巻回されているコイルによって発生するある時刻の起磁力の様子を示す説明図である。 本発明の実施の形態１における回転電機の別例を示す平面図である。 本発明の実施の形態２における回転電機を示す平面図である。 本実施の形態３における回転電機を示す平面図である。 本発明の実施の形態４における回転電機の平面図である。 図１０の電機子の直線展開図である。 本発明の実施の形態４において、各磁極ティースに巻回されているコイルによって発生する起磁力の振幅を示す説明図である。 本発明の実施の形態４において、最大電気角位相差β°を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態４における回転電機の別例を示す平面図である。 本発明の実施の形態５における回転電機を示す平面図である。 図１５に対して、連結位置と溶接によって発生する電機子鉄心の歪みとを図示していない回転電機を示す平面図である。 図１６の電機子の直線展開図である。 本発明の実施の形態５において、各磁極ティースに巻回されているコイルによって発生する起磁力の振幅を示す説明図である。 本発明の実施の形態６における回転電機を示す平面図である。 図１９に対して、連結位置と溶接によって発生する電機子鉄心の歪みとを図示していない回転電機を示す平面図である。 図２０の電機子の直線展開図である。 本発明の実施の形態６において、各磁極ティースに巻回されているコイルによって発生する起磁力の振幅を示す説明図である。 本発明の実施の形態７における回転電機を示す平面図である。 図２３に対して、連結位置と溶接によって発生する電機子鉄心の歪みとを図示していない回転電機を示す平面図である。 図２４の電機子の直線展開図である。 本発明の実施の形態７における回転電機の別例を示す平面図である。 本発明の実施の形態１〜７における回転電機とは異なる別の形態の回転電機を示す平面図である。

以下、本発明による回転電機を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施の形態では、回転電機の一例として、三相交流回転電機に対して本願発明を適用した場合について説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における回転電機１を示す平面図である。図２は、図１に対して、連結位置１１と溶接によって発生する電機子鉄心６の歪みとを図示していない回転電機１を示す平面図である。図３は、図１のＩＩＩ部を示す拡大斜視図である。

なお、本実施の形態１では、電機子２のスロット５の個数（以下、スロット数Ｑと称す）が４８であり、回転子８の磁石１０の個数（以下、磁極数Ｐと称す）が２０である場合を例示している。また、図１および図２において、各スロット５に配置されるコイル７のコイル辺どうしをつなぐコイルエンド部を点線で表している。また、図３においては、図１のコイル７の図示を省略している。

回転電機１は、電機子２および回転子８を備える。電機子２は、円環形状のコアバック３と磁極ティース４とスロット５とを有する電機子鉄心６と、スロット５に配置されるコイル７とを有する。本実施の形態１におけるコイル７は、分布巻きであって２層重ね巻きの形態で電機子鉄心６に組み立てて構成されている。

すなわち、コイル７を構成する導線が複数の磁極ティース４に跨って巻回されるとともに、各スロット５には、二相分のコイル７が配置されている。なお、コイル７を構成する導線の束について、線種およびターン数が全て同じである。

電機子鉄心６と、コイル７との間には、絶縁体（図示せず）が介在している。なお、絶縁体としては、例えば、絶縁紙または樹脂部品などを用いればよい。

複数の磁極ティース４は、それぞれコアバック３の内周面から径方向内方に延在して、周方向に配列されている。スロット５は、周方向に隣り合う磁極ティース４の間に設けられている。なお、一般的には、複数の磁極ティース４は、互いにほぼ等間隔で、コアバック３の内周面に設けられる。

ここで、電機子鉄心６は、複数の鉄心ピースに相当する複数の薄板状の鋼板から形成されている。すなわち、電機子鉄心６は、複数の薄板状の鋼板を積層することで形成される積層鉄心である。また、複数の鋼板が積層された後、これらの鋼板を互いに連結するために、記号▼で示される連結位置１１において、溶接が施される。その結果、複数の鋼板が互いに連結され、電機子鉄心６が形成される。なお、溶接が施される連結位置１１の詳細については、後述する。

回転子８は、回転軸９に固定され、電機子２に対して回転可能な構成を有する。回転子８の外周面には、磁石１０が周方向に複数配列されている。一般的には、複数の磁石１０は、互いにほぼ等間隔で、回転子８の外周面に設けられる。

ここで、以下、説明の便宜上、各スロット５を区別することが必要な場合には、基準となるスロット５（以下、基準スロットと称す）を、スロット＃１と表記し、スロット＃１から反時計回りに順にスロット＃２、＃３、・・・と表記する。また、各磁極ティース４も同様に、スロット＃１およびスロット＃２に挟まれた磁極ティース４を、磁極ティース＃１と表記し、磁極ティース＃１から反時計回りに順に磁極ティース＃２、＃３、・・・と表記する。

次に、各スロット５へのコイル７の具体的な配置例について説明する。図４は、図１の電機子２の直線展開図である。図５は、図２の電機子２の直線展開図である。

なお、図４および図５では、回転電機１の各スロット５に配置されているコイル７を説明するために、電機子２を仮想的に直線状に展開している。また、各コイル７のコイル辺に流れる電流の相をＵ、ＶおよびＷで表記している。さらに、各コイル７のコイル辺に流れる電流の向きを区別するために、Ｕ、ＶおよびＷの大文字と、ｕ、ｖおよびｗの小文字で表記し、大文字の場合には、紙面手前側の向きに電流が流れ、小文字の場合には、紙面奥側の向きに電流が流れることを示す。また、コイル辺どうしをつなぐコイルエンド部を点線で表している。

ここで、例えば、磁極ティース＃２および磁極ティース＃３に跨って巻回されて、スロット＃２およびスロット＃４に配置されたコイル７について着目する。スロット＃２およびスロット＃４に配置されたコイル７には、Ｕ相電流が流れる。また、スロット＃２のコイル辺には、紙面手前側に電流が流れ、スロット＃４のコイル辺には、紙面奥側に電流が流れる。

また、コイル７が２層重ね巻きの形態でスロット５に配置される場合、各コイル７に対応する電流の相（すなわち、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）と、スロット５へのコイル７の配置と、コイル７の巻回方向を適切に選択することで、正弦波状の誘起電圧を発生させることができる。このように構成することで、良好なトルク特性、低トルクリップル性および高周波振動が小さいなどといった良好な動作特性を有する回転電機１が得られることが一般的に知られている。

なお、回転電機１において、良好な動作特性を得るためには、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各コイル７によって発生する誘起電圧の合成ベクトルが、大きさが同じであって、電気角位相差１２０°毎に分布している状態が理想である。したがって、この理想状態またはこの理想状態に近い状態となるように、スロット５へのコイル７の配置と、コイル７の巻回方向とが選択される。また、コイル７が２層重ね巻きの形態だけでなく、同心巻きなど他の形態でスロット５に配置される場合も、同様のことがいえる。

次に、複数の鋼板を互いに連結するために溶接が施される連結位置１１の詳細について説明する。図６は、本発明の実施の形態１において、各磁極ティース４に巻回されているコイル７によって発生するある時刻の起磁力の様子を示す説明図である。なお、説明を分かりやすくするため、図６においては、各コイル７の巻き数を１ターンとし、各コイル７に流れる電流の大きさを１Ａとしたときの計算結果として、各磁極ティース４で発生する起磁力の理論値を示す。

ここで、スロット数Ｑ＝４８および磁極数Ｐ＝２０の場合、毎極毎相スロット数ｑは、以下の式（１）のとおりとなる。なお、毎極毎相スロット数ｑは、回転電機の相数をｍとするとき、スロット数Ｑおよび磁極数Ｐの関係を表す係数の１つとして一般的に用いられる。ここでは、回転電機１が三相交流回転電機であるので、ｍ＝３である。また、スロット数Ｑおよび磁極数Ｐの最大公約数をｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）とするとき、Ｐ／ｇｃｄ(Ｑ，Ｐ)は、３の倍数でないとする。

また、回転電機１において、Ｑ＝４８、Ｐ＝２０であるので、隣接する磁極ティース４間の電気角度差は、以下の式（２）のとおり、７５°となる。

ここで、仮に、磁極ティース＃１〜＃４８において、任意の磁極ティース４を基準として選ぶ。なお、このように基準として選んだ磁極ティース４を基準磁極ティースと称す。各実施の形態では、磁極ティース＃１を基準として選ぶ場合を例示する。

この場合、基準磁極ティースである磁極ティース＃１の電気角を０°とすると、磁極ティース＃１から［Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］個離れた位置に存在する磁極ティース４の電気角は、以下の式（３）のとおりとなる。

ここで、前述のとおり、Ｐ／ｇｃｄ(Ｑ，Ｐ)が３の倍数ではないことから、３個の磁極ティース＃［ｘ＋Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝×ｂ］がとりうる電気角は、以下のケース１からケース４のいずれかのようになる。

ただし、ケース１〜４において、ａは、０以上の整数とする。また、ｘは、基準磁極ティースとする磁極ティース４の番号である。ここでは、基準磁極ティースを磁極ティース＃１としているので、ｘ＝１となる。さらに、ｂについて、ｂ＝０，１，２となる。すなわち、３個の磁極ティース＃［ｘ＋Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝×ｂ］とは、磁極ティース＃ｘ、磁極ティース＃［ｘ＋Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］、および磁極ティース＃［ｘ＋２Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］を意味する。

＜ケース１＞
Ｐ／ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）＝６ａ＋１のとき
このとき、３個の磁極ティース＃［ｘ＋Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝×ｂ］のそれぞれの電気角は、０°、６０°（２４０°）、１２０°となる。ただし、括弧内の数値（すなわち、２４０°）は、コイル７が逆巻きに配置されたときの電気角を示す。

＜ケース２＞
Ｐ／ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）＝６ａ＋２のとき
このとき、３個の磁極ティース＃［ｘ＋Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝×ｂ］のそれぞれの電気角は、０°、１２０°、２４０°となる。

＜ケース３＞
Ｐ／ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）＝６ａ＋４のとき
このとき、３個の磁極ティース＃［ｘ＋Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝×ｂ］のそれぞれの電気角は、０°、２４０°、１２０°となる。

＜ケース４＞
Ｐ／ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）＝６ａ＋５のとき
このとき、３個の磁極ティース＃［ｘ＋Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝×ｂ］のそれぞれの電気角は、０°、３００°（１２０°）、２４０°となる。ただし、括弧内の数値（すなわち、１２０°）は、コイル７が逆巻きに配置されたときの電気角を示す。

このように、ケース１〜４のいずれにおいても、３個の磁極ティース＃［ｘ＋Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝×ｂ］の電気角は、０°、１２０°、２４０°の組み合わせであることが分かる。

例えば、基準磁極ティースである磁極ティース＃１をＵ相に対応する磁極ティース４とする場合、磁極ティース＃［１＋Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］は、Ｖ相に対応する磁極ティース４であり、磁極ティース＃［１＋２Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］は、Ｗ相に対応する磁極ティース４である。

本実施の形態１では、具体例として、Ｑ＝４８、Ｐ＝２０であるので、以下の式（４）のとおりとなる。

図６から分かるように、３個の磁極ティース＃１、＃５および＃９では、それぞれ、電気角が１２０°ずれた位相で起磁力が発生している。また、磁極ティース＃２、＃６および＃１０など、電機子鉄心６の周方向に磁極ティース４個ピッチで離れた３個の磁極ティース４では、それぞれ、電気角が１２０°ずれた位相で起磁力が発生している。

ここで、回転電機１において、各相の起磁力がバランス良く発生することで、回転電機１の動作特性が良好となる。例えば、三相の場合には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各相の起磁力がバランス良く発生することで、回転電機１の動作特性が良好となる。

また、一般的に、電機子鉄心６の外周面に溶接を施すことで、複数の鋼板が互いに連結され、電機子鉄心６が形成される場合、溶接熱によって電機子鉄心６が内径方向に歪みを生じる可能性がある。これにより、磁極ティース４と磁石１０とのギャップ距離が縮まり、結果として、回転電機１の動作特性が変化する可能性がある。

そこで、本実施の形態１では、電機子鉄心６の周方向に沿って、［Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］個ピッチで離れたｍ個の位置の集合を１個の位置群Ｇ１とする。換言すると、電機子鉄心６の周方向に沿って、角度［３６０／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］°ピッチで離れたｍ個の位置の集合を１個の位置群Ｇ１とする。

また、位置群Ｇ１に含まれるｍ個の位置は、電機子鉄心６の外周面上または内周面上に存在する。また、電機子鉄心６の周方向に沿って等ピッチで形成されたｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の複数の位置群Ｇ１のうちの１個以上の位置群のそれぞれに含まれる位置を連結位置１１としている。

例えば、磁極ティース４の位置を連結位置１１とする場合、１個の位置群Ｇ１は、ｍ個の磁極ティース４の位置の集合となる。また、電機子鉄心６の周方向に沿って等ピッチで形成されたｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ１のうちのそれぞれに含まれる磁極ティース４の位置を連結位置１１としている。さらに、この連結位置１１に溶接を施している。

このように、位置群Ｇ１に含まれる磁極ティース４の位置を連結位置１１とすることで、電機子鉄心６の溶接歪みの影響が各相の起磁力に等しく影響を与えるようにしている。これにより、電機子鉄心６に溶接を施しても、回転電機１の特性が良好に保たれる。

具体的には、図１で例示する回転電機１では、４個ピッチで離れた３個の磁極ティース４のそれぞれの位置の集合である位置群Ｇ１が４個分形成されている。換言すると、角度３０°ピッチで離れた３個の磁極ティース４のそれぞれの位置である位置群Ｇ１が４個分形成されている。このように、位置群Ｇ１は、電機子鉄心６の周方向に沿って等ピッチで４個現れることとなる。

また、４個の位置群Ｇ１のうちのそれぞれに含まれる磁極ティース４の位置を連結位置１１としている。すなわち、１番目の位置群Ｇ１に含まれる磁極ティース＃１、＃５および＃９の位置と、２番目の位置群Ｇ１に含まれる磁極ティース＃１３、＃１７および＃２１の位置と、３番目の位置群Ｇ１に含まれる磁極ティース＃２５、＃２９および＃３３の位置と、４番目の位置群Ｇ１に含まれる磁極ティース＃３７、＃４１および＃４５の位置とを、連結位置１１としている。

このように位置群Ｇ１の位置を連結位置１１として溶接を施すことで、従来のように機械強度だけが考慮された位置に溶接を施す場合に比べて、回転電機の動作特性に与える影響を小さくすることができる。すなわち、位置群Ｇ１の位置に溶接を施すことで、複数の鋼板が互いに連結され、電機子鉄心６が形成されるとともに、電機子鉄心６の剛性を向上させつつ、従来と比べて、電機子鉄心６の歪みの発生による回転電機１の動作特性の悪化を抑制することができる。

次に、本実施の形態１における回転電機１の別例について、図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の実施の形態１における回転電機１の別例を示す平面図である。

本実施の形態１では、図１に示すように、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ１のうちのすべての位置群Ｇ１の位置に溶接を施す場合を例示した。しかしながら、図７に示すように、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ１のうちのすべての位置群Ｇ１の位置に溶接を施す必要はなく、１個以上の位置群Ｇ１の位置を連結位置１１としてもよい。この場合であっても、回転電機１において、各相の起磁力がバランス良く発生するので、回転電機１の動作特性が良好となる。なお、図７では、２個の位置群Ｇ１の位置を連結位置１１とする場合を例示している。

以上、本実施の形態１によれば、コイルが分布巻きの形態で電機子鉄心に組み立てて構成されている場合、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群のうちの１個以上の位置群のそれぞれに含まれる位置を連結位置とし、連結位置で、複数の鉄心ピース（具体的には、薄板状の鋼板）が連結されて電機子鉄心が形成されている。

これにより、複数の鉄心ピースを連結して電機子鉄心を形成した場合であっても、従来と比べて、電機子鉄心の歪みの発生による動作特性の悪化を抑制することのできる回転電機を得ることができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、先の実施の形態１とは異なり、複数の鋼板を積層することで形成される複数の分割鉄心６ａ〜６ｃを、互いに連結することで一円の電機子鉄心６が形成される。図８は、本発明の実施の形態２における回転電機１Ａを示す平面図である。

なお、回転電機１Ａは、電機子鉄心６が３個の分割鉄心６ａ〜６ｃによって構成されていることを除いて、先の実施の形態１における回転電機１と同様である。したがって、図８において、各スロット５へのコイル７の配置は、先の実施の形態１と同様である。また、図８において、３個の分割鉄心６ａ〜６ｃによって構成される電機子鉄心６の外周側には、記号▼で示した連結位置１１が等ピッチで設けられているが、この連結位置１１も先の実施の形態１と同様である。さらに、図８に示す位置群Ｇ２も先の実施の形態１で説明した位置群Ｇ１と同様の概念である。

ここで、本実施の形態２では、連結位置１１で、３個の分割鉄心６ａ〜６ｃを互いに連結されている。すなわち、分割鉄心６ａ〜６ｃのそれぞれの分割面１２の位置を、連結位置１１に一致させている。このような連結位置１１に溶接を施すことで、３個の分割鉄心６ａ〜６ｃが互いに連結し、一円の連結体である電機子鉄心６が形成される。

なお、図８では、１番目の位置群Ｇ２に含まれる磁極ティース＃１の位置と、３番目の位置群Ｇ３に含まれる磁極ティース＃２５および＃３３の位置とに、分割面１２の位置を一致させる場合を例示している。

以上、本実施の形態２によれば、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群のうちの１個以上の位置群のそれぞれに含まれる位置を連結位置とし、連結位置のうちのいくつかを分割面の位置に一致させた上で、連結位置で、複数の鉄心ピース（具体的には、分割鉄心）が連結されて電機子鉄心が形成されている。

これにより、先の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、一円の電機子鉄心よりも小さく製作することのできる分割鉄心によって電機子鉄心を構成しているので、回転電機の生産作業性を向上させることができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、先の実施の形態１、２とは異なり、磁極ティース４の位置ではなくスロット５の位置を連結位置１１としている。図９は、本実施の形態３における回転電機１Ｂを示す平面図である。

なお、回転電機１Ｂは、磁極ティース４の位置ではなくスロット５の位置を、連結位置１１としている点を除いて、先の実施の形態１における回転電機１と同様である。したがって、図９において、各スロット５へのコイル７の配置は、先の実施の形態１と同様である。

ここで、本実施の形態３では、１個の位置群Ｇ３は、ｍ個のスロット５の位置の集合となる。また、電機子鉄心６の周方向に沿って等ピッチで形成されたｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ３のうちのそれぞれに含まれるスロット５の位置を連結位置１１としている。

具体的には、図９で図示している回転電機１Ｂでは、４個ピッチで離れた３個のスロット５のそれぞれの位置の集合である位置群Ｇ３が４個分形成されている。換言すると、位置群Ｇ３は、先の実施の形態１と同様に、電機子鉄心６の周方向に沿って等ピッチで４個現れることとなる。

また、スロット＃２を基準として、４個の位置群Ｇ３のうちのそれぞれに含まれるスロット５の位置を連結位置１１としている。すなわち、１番目の位置群Ｇ３に含まれるスロット＃２、＃６および＃１０の位置と、２番目の位置群Ｇ３に含まれるスロット＃１４、＃１８および＃２２の位置と、３番目の位置群Ｇ３に含まれるスロット＃２６、＃３０および＃３４の位置と、４番目の位置群Ｇ３に含まれるスロット＃３８、＃４２および＃４６の位置とを、連結位置１１としている。

このように、位置群Ｇ３の位置を連結位置１１として溶接を施した場合であっても、回転電機１Ｂにおいて、各相の起磁力がバランス良く発生するので、回転電機１Ｂの動作特性が良好となる。

なお、先の実施の形態１と同様に、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ３のうちのすべての位置群Ｇ３の位置に溶接を施す必要はなく、１個以上の位置群Ｇ３の位置を連結位置１１としてもよい。また、電機子鉄心６を複数個の分割鉄心から構成した場合、先の実施の形態２と同様に、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ３のうちの１個以上の位置群Ｇ３のそれぞれに含まれる位置を連結位置１１とし、連結位置１１のうちのいくつかを分割面１２の位置に一致させるようにしてもよい。

以上、本実施の形態３によれば、磁極ティース４の位置ではなくスロット５の位置を連結位置１１として、複数の鉄心ピースが連結されて電機子鉄心が形成されている場合であっても、先の実施の形態１、２と同様の効果が得られる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、先の実施の形態１〜３とは異なり、複数の磁極ティース４のうちの特定磁極ティースの位置を連結位置１１としている。図１０は、本発明の実施の形態４における回転電機１Ｃの平面図である。図１１は、図１０の電機子２の直線展開図である。なお、図１１では、回転電機１Ｃの各スロット５に配置されているコイル７を説明するために、電機子２を仮想的に直線状に展開している。

なお、回転電機１Ｃは、連結位置１１の位置関係を除いて、先の実施の形態１における回転電機１と同様である。したがって、図１０において、各スロット５へのコイル７の配置は、先の実施の形態１と同様である。

ここで、回転電機１Ｃにおいて、スロット数Ｑ＝４８および磁極数Ｐ＝２０であることから、毎極毎相スロット数ｑについて、式（１）を用いると、回転電機１と同様に、ｑ＝４／５となる。

図１２は、本発明の実施の形態４において、各磁極ティース４に巻回されているコイル７によって発生する起磁力の振幅を示す説明図である。なお、説明を分かりやすくするため、図１２においては、各コイル７の巻き数を１ターンとし、各コイル７に流れる電流の大きさを１Ａとしたときの計算結果として、各磁極ティース４で発生する起磁力の理論値を示す。

図１２から、各磁極ティース４に巻回されているコイル７によって発生する起磁力の振幅が一様ではないことが分かる。例えば、磁極ティース＃３に着目すると、周辺の磁極ティース４と比べて、磁極ティース＃３で発生する起磁力の振幅が小さいことが分かる。また、磁極ティース＃３、＃７、＃１１、・・・、＃４７に着目すると、４個毎に、起磁力の振幅が小さい磁極ティース４が現れることが分かる。以下、説明の便宜上、周辺と比べて起磁力の振幅が小さい磁極ティース４を、特定磁極ティースと称す。

続いて、各磁極ティース４で発生する合成起磁力について考える。磁極ティース４で発生する合成起磁力は、その磁極ティース４に巻回されている各コイル７によって発生する起磁力が合算されたものである。例えば、磁極ティース＃３に着目すると、スロット＃２およびスロット＃４に配置されたコイル７（すなわち、Ｕ相コイル）によって発生する起磁力と、スロット＃３およびスロット＃５に配置されたコイル７（すなわち、Ｖ相コイル）によって発生する起磁力とを合算したものが、合成起磁力となる。

また、磁極ティース４で発生する合成起磁力の電気角位相と、その磁極ティース４に巻回されている各コイル７によって発生する起磁力の電気角位相のそれぞれとの位相差のうち、最大となる位相差を最大電気角位相差β°とする。この場合、最大電気角位相差β°が大きいほど、磁極ティース４で発生する合成起磁力が小さくなる。

ここで、最大電気角位相差β°について、図１３を参照しながらさらに説明する。図１３は、本発明の実施の形態４において、最大電気角位相差β°を説明するための説明図である。

なお、図１３では、最大電気角位相差β°の説明を分かりやすくするために、コイルが分布巻きの形態で各スロットに配置されている一般的な電機子の一例として、電機子２と比べてコイルの巻きつけ方が異なる電機子２’を考える。また、各コイル７’の巻き数を１ターンとし、各コイル７’に流れる電流の大きさを１Ａとする。

電機子２’では、電機子鉄心６’に対してコイル７’が２層重ね巻きの状態で巻きつけられており、各コイル７’では、コイルエンドが３個の磁極ティース４’を跨いでいる状態となっている。また、磁極ティース＃αには３個のコイルＡ〜Ｃが巻きついていることから、磁極ティース＃αで起磁力が発生している。

図１３のベクトル図では、ある時刻におけるコイルＡ〜Ｃのそれぞれが発生させる起磁力と、それらの起磁力を合成した合成起磁力とが図示されている。

一例として、コイルＡ〜Ｃのそれぞれの巻き数が同じであり、さらにコイルＡ〜Ｃのそれぞれに流れる電流の大きさも同じであることから、各コイルＡ〜Ｃの起磁力ベクトルの大きさは、同じである。また、コイルＡ〜Ｃが作る起磁力の電気角位相をそれぞれ０°、３０°、１０５°とすると、合成起磁力の位相が４５°となる。この場合、合成起磁力とコイルＡ〜Ｃのそれぞれが作る起磁力との位相差が、それぞれ４５°、１５°、６０°となり、合成起磁力とコイルＣが作る起磁力との位相差が最も大きい。

したがって、磁極ティース＃αで発生する合成起磁力の電気角位相と、その磁極ティース＃αに巻回されている各コイルＡ〜Ｃによって発生する起磁力の電気角位相のそれぞれとの位相差において、最大電気角位相差β°が６０°となる。また、合成起磁力は、コイルＡ〜Ｃの起磁力ベクトルのそれぞれの位相差が大きい程小さくなる。換言すると、最大電気角位相差β°が大きいほど、磁極ティース＃αで発生する合成起磁力が小さくなる。

図１０の説明に戻り、回転電機１Ｃの１周当たりの電気角は、磁極数Ｐによって決められる。この磁極に相対して、スロット５にコイル７を配置していくので、各磁極ティース４で発生する合成起磁力は、磁極数Ｐおよびスロット数Ｑに依存して決められることとなる。

以上の考察を踏まえて、本発明者は、コイル７が分布巻きの形態でスロット５に配置される場合、特定磁極ティースが、スロット数Ｑおよび磁極数Ｐに依存した、以下の規則（１）に従って現れることを見出した。

・規則（１）
コイル７が分布巻きの形態でスロット５に配置されている回転電機１の毎極毎相スロット数ｑの分子数をｑｃとすると、電機子２の周方向に対してｑｃ個毎に、特定磁極ティースが規則的に現れる。
換言すると、各磁極ティース４の最大電気角位相差β°について、最大電気角位相差β°が最も大きくなる磁極ティース４が特定磁極ティースとして、ｑｃ個毎に規則的に現れる。

ここで、本実施の形態１では、回転電機１の毎極毎相スロット数ｑが４／５となる場合を例示しているので、毎極毎相スロット数ｑの分子数ｑｃが４となる。図１２に示したとおり、電機子２の周方向に対して４個毎に特定磁極ティースが現れるので、規則（１）を満たす。

また、毎極毎相スロット数ｑの分子数ｑｃは、以下の式（５）のように表すことができる。

また、電機子２において、特定磁極ティースが等間隔で現れるので、規則（１）は、機械角度を用いて、以下の規則（１’）のように言い換えることができる。

・規則（１’）
電機子２の周方向に沿って、特定磁極ティースは、以下の式（６）の角度ピッチで等間隔に現れる。

式（６）に対して、スロット数Ｑ＝４８、磁極数Ｐ＝２０および相数ｍ＝３を代入すると、以下の式（７）のとおりとなる。

また、スロット数Ｑが４８の電機子２において、図１２に示したとおり、電機子２の周方向に対して４個毎に特定磁極ティースが現れるので、３０°の角度ピッチで特定磁極ティースが現れていることとなる。したがって、規則（１’）を満たす。

このように、規則（１）および規則（１’）に従って現れる特定磁極ティースは、特定磁極ティース以外の他の磁極ティース４と比較すると、起磁力の振幅が小さい。

また、先の実施の形態１〜３と同様に、１個の位置群Ｇ４は、ｍ個の特定磁極ティースの位置の集合となり、電機子鉄心６の周方向に沿って等ピッチでｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ４が形成される。さらに、式（７）より、３個の特定磁極ティースの位置の集合である位置群Ｇ４は、電機子鉄心６の周方向に沿って等ピッチで４個現れる。

すなわち、４個の位置群Ｇ４のそれぞれに含まれる、隣接する３個の特定磁極ティースは、それぞれＵ相、Ｖ相およびＷ相の各相に対応する起磁力を発生させる磁極ティース４である。したがって、特定磁極ティースは、他の磁極ティース４と比べて、ティース形状の歪み、および磁石１０とのギャップ距離の変化に対して、回転電機１の動作特性に与える影響が小さいといえる。

そこで、本実施の形態４では、回転電機１Ｃの動作特性に与える影響が他の磁極ティース４に比べて小さい特定磁極ティースの位置で形成されたｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ４のそれぞれに含まれる特定磁極ティースの位置を連結位置１１としている。具体的には、図１０に示すように、磁極ティース＃３、＃７、・・・、＃４７の各特定磁極ティースが設けられているコアバック３の部分の外周面の位置を連結位置１１として、この連結位置１１に溶接を直線状に施している。

このような連結位置１１に溶接を施すことで、特定磁極ティース以外の他の磁極ティース４の位置に溶接を施す場合に比べて、回転電機の動作特性に与える影響をより小さくすることができる。すなわち、特定磁極ティースの位置に溶接を施すことで、複数の鋼板が互いに連結され、電機子鉄心６が形成されるとともに、電機子鉄心６の剛性を向上させつつ、従来と比べて、電機子鉄心６の歪みの発生による回転電機１の動作特性の悪化をより抑制することができる。

なお、本実施の形態４における回転電機１Ｃの別例について、図１４に示すように、回転電機１Ｃを構成してもよい。図１４は、本発明の実施の形態４における回転電機１Ｃの別例を示す平面図である。

すなわち、図１４に示すように、先の実施の形態１と同様に、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ４のうちのすべての位置群Ｇ４の位置に溶接を施す必要はなく、１個以上の位置群Ｇ４の位置を連結位置１１としてもよい。

また、電機子鉄心６を複数個の分割鉄心から構成した場合、先の実施の形態２と同様に、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ４のうちの１個以上の位置群Ｇ４のそれぞれに含まれる位置を連結位置１１とし、連結位置１１のうちのいくつかを分割面１２の位置に一致させるようにしてもよい。

以上、本実施の形態４によれば、コイルが分布巻きの形態で電機子鉄心に組み立てて構成されている場合、電機子の１個の磁極ティースに巻回されている各コイルによって発生する各起磁力を合算した合成起磁力の電気角位相と、各起磁力の電気角位相のそれぞれとの位相差のうち、最大となる位相差を最大電気角位相差とすると、複数の磁極ティースのうち、最大電気角位相差が最大となる磁極ティースである複数の特定磁極ティースの位置で、複数の鉄心ピース（具体的には、薄板状の鋼板）が連結されて電機子鉄心が形成されている。

これにより、複数の鉄心ピースを連結して電機子鉄心を形成した場合であっても、従来と比べて、電機子鉄心の歪みの発生による動作特性の悪化を抑制することのできる回転電機を得ることができる。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５では、先の実施の形態４に対して、回転電機１Ｄの構造が異なる。図１５は、本発明の実施の形態５における回転電機１Ｄを示す平面図である。図１６は、図１５に対して、連結位置１１と溶接によって発生する電機子鉄心６の歪みとを図示していない回転電機１Ｄを示す平面図である。

なお、本実施の形態５では、スロット数Ｑが３６であり、磁極数Ｐが１４である場合を例示している。また、本実施の形態５では、先の実施の形態４と同様に、コイル７が２層重ね巻きの形態でスロット５に配置されているが、コイル７が配置されるスロット５の箇所が先の実施の形態４とは異なる。

次に、各スロット５へのコイル７の具体的な配置例について説明する。図１７は、図１６の電機子２の直線展開図である。

なお、図１７では、先の図４および図５と同様に、回転電機１Ｄの各スロット５に配置されているコイル７を説明するために、電機子２を仮想的に直線状に展開している。また、図１７中の各記号の意味は、先の図４および図５と同様である。

ここで、例えば、磁極ティース＃２、磁極ティース＃３および磁極ティース＃４に跨って巻回されて、スロット＃２およびスロット＃５に配置されたコイル７について着目する。スロット＃２およびスロット＃５に配置されたコイル７には、Ｗ相電流が流れる。また、スロット＃２のコイル辺には、紙面奥側の向きに電流が流れ、スロット＃５のコイル辺には、紙面手前側に電流が流れる。

次に、複数の鋼板を互いに連結するために溶接が施される連結位置１１の詳細について説明する。図１８は、本発明の実施の形態５において、各磁極ティース４に巻回されているコイル７によって発生する起磁力の振幅を示す説明図である。なお、説明を分かりやすくするため、図１８においては、各コイル７の巻き数を１ターンとし、各コイル７に流れる電流の大きさを１Ａとしたときの計算結果として、各磁極ティース４で発生する起磁力の理論値を示す。

ここで、スロット数Ｑ＝３６および磁極数Ｐ＝１４の場合、毎極毎相スロット数ｑについて、式（１）を用いれば、ｑ＝６／７となる。

図１８から、各磁極ティース４に巻回されているコイル７によって発生する起磁力の振幅が一様ではないことが分かる。例えば、磁極ティース＃５および磁極ティース＃６に着目すると、周辺の磁極ティース４と比べて、磁極ティース＃５および磁極ティース＃６で発生する起磁力の振幅が小さいことが分かる。また、磁極ティース＃５および＃６、＃１１および＃１２、・・・、＃３５および＃３６に着目すると、６個毎に、起磁力の振幅が小さい磁極ティース４が特定磁極ティースとして現れることが分かる。

ここで、本実施の形態５では、回転電機１Ｃの毎極毎相スロット数ｑが６／７となる場合を例示しているので、毎極毎相スロット数ｑの分子数ｑｃが６となり、式（５）を満たす。また、図１８に示したとおり、電機子２の周方向に対して６個毎に特定磁極ティースが現れるので、規則（１）を満たす。

続いて、式（６）に対して、スロット数Ｑ＝３６、磁極数Ｐ＝１４および相数ｍ＝３を代入すると、以下の式（８）のとおりとなる。

また、スロット数Ｑが３６の電機子２において、図１８に示したとおり、電機子２の周方向に対して６個毎に特定磁極ティースが現れるので、６０°の角度ピッチで特定磁極ティースが現れていることとなる。したがって、規則（１’）を満たす。

このように、先の実施の形態４と同様に、規則（１）および規則（１’）に従って、特定磁極ティースが現れる。

そこで、本実施の形態５では、特定磁極ティースが隣り合っている場合、１組の隣り合う特定磁極ティースの間に設けられたスロット５の位置で位置群Ｇ５を形成する。すなわち、１個の位置群Ｇ５は、［Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］個ピッチで隣り合うｍ個のスロット５の位置の集合である。そして、隣り合う特定磁極ティースの間に設けられたスロット５の位置で形成されたｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ５のそれぞれに含まれるスロット５の位置を連結位置１１としている。具体的には、図１５に示すように、スロット＃６、＃１２、・・・、＃３６の各スロット５に対向するコアバック３の部分の外周面の位置を連結位置１１として、この連結位置１１に溶接を直線状に施している。

なお、本実施の形態５では、図１５に示すように、隣り合う特定磁極ティースの間に設けられたスロット５の位置を連結位置１１としたが、隣り合う特定磁極ティースのいずれか一方、または両方の位置を、連結位置１１としてもよい。また、２個以上隣り合う特定磁極ティースが現れる場合には、これらの特定磁極ティースが存在する範囲内を連結位置１１としてもよい。このように、隣り合う特定磁極ティースが存在する場合には、隣り合う特定磁極ティースが存在する範囲内の位置を連結位置１１として、この連結位置１１で、複数の鉄心ピースを連結することができる。

このような連結位置１１に溶接を施すことで、先の実施の形態４と同様に、複数の鋼板が互いに連結され、電機子鉄心６が形成されるとともに、電機子鉄心６の剛性を向上させつつ、従来と比べて、電機子鉄心６の歪みの発生による回転電機１の動作特性の悪化を抑制することができる。

なお、先の実施の形態１と同様に、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ５のうちのすべての位置群Ｇ５の位置に溶接を施す必要はなく、１個以上の位置群Ｇ５の位置を連結位置１１としてもよい。

また、電機子鉄心６を複数個の分割鉄心から構成した場合、先の実施の形態２と同様に、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ５のうちの１個以上の位置群Ｇ５のそれぞれに含まれる位置を連結位置１１とし、連結位置１１のうちのいくつかを分割面１２の位置に一致させるようにしてもよい。

以上、本実施の形態５によれば、先の実施の形態４に対して、特定磁極ティースが隣り合っている場合、特定磁極ティースの位置の代わりに、隣り合う特定磁極ティースが存在する範囲内の位置で、複数の鉄心ピースが連結されている。これにより、先の実施の形態４と同様の効果が得られる。

実施の形態６．
本発明の実施の形態６では、先の実施の形態１〜５に対して、回転電機１Ｅの構造が異なる。図１９は、本発明の実施の形態６における回転電機１Ｅを示す平面図である。図２０は、図１９に対して、連結位置１１と溶接によって発生する電機子鉄心６の歪みとを図示していない回転電機１Ｅを示す平面図である。

なお、本実施の形態６では、スロット数Ｑが３６であり、磁極数Ｐが１４である場合を例示している。また、本実施の形態６では、先の実施の形態１〜５とは異なり、コイル７が同心巻きの形態でスロット５に配置されている。

次に、各スロット５へのコイル７の具体的な配置例について説明する。図２１は、図２０の電機子２の直線展開図である。

なお、図２１では、先の図４および図５と同様に、回転電機１Ｅの各スロット５に配置されているコイル７を説明するために、電機子２を仮想的に直線状に展開している。また、図２１中の各記号の意味は、先の図４および図５と同様である。また、各コイルが同心円弧状に巻回されるとともに、各スロット５には、一相分のコイル７が配置されている。

ここで、例えば、磁極ティース＃２、磁極ティース＃３および磁極ティース＃４に跨って巻回されて、スロット＃２およびスロット＃５に配置されたコイル７について着目する。スロット＃２およびスロット＃５に配置されたコイル７には、Ｗ相電流が流れる。また、スロット＃２のコイル辺には、紙面手前側の向きに電流が流れ、スロット＃５のコイル辺には、紙面奥側に電流が流れる。

次に、複数の鋼板を互いに連結するために溶接が施される連結位置１１の詳細について説明する。図２２は、本発明の実施の形態６において、各磁極ティース４に巻回されているコイル７によって発生する起磁力の振幅を示す説明図である。なお、説明を分かりやすくするため、図２２においては、各コイル７の巻き数を１ターンとし、各コイル７に流れる電流の大きさを１Ａとしたときの計算結果として、各磁極ティース４で発生する起磁力の理論値を示す。

ここで、スロット数Ｑ＝３６および磁極数Ｐ＝１４の場合、毎極毎相スロット数ｑについて、式（１）を用いれば、ｑ＝６／７となる。

図２２から、各磁極ティース４に巻回されているコイル７によって発生する起磁力の振幅が一様ではないことが分かる。例えば、磁極ティース＃６に着目すると、磁極ティース＃６で発生する起磁力がゼロ、すなわち、磁極ティース＃６で起磁力が発生しないことが分かる。また、磁極ティース＃６、＃１２、・・・、＃３６に着目すると、６個毎に、起磁力が発生しない磁極ティース４が特定磁極ティースとして現れることが分かる。

ここで、本実施の形態６では、回転電機１Ｅの毎極毎相スロット数ｑが６／７となる場合を例示しているので、毎極毎相スロット数ｑの分子数ｑｃが６となり、式（５）を満たす。また、図２２に示したとおり、電機子２の周方向に対して６個毎に特定磁極ティースが現れるので、規則（１）を満たす。また、特定磁極ティースは、［Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］個ピッチで現れるので、先の実施の形態４と同様に、特定磁極ティースの位置で位置群Ｇ６が形成される。

続いて、式（６）に対して、スロット数Ｑ＝３６、磁極数Ｐ＝１４および相数ｍ＝３を代入すると、以下の式（９）のとおりとなる。

また、スロット数Ｑが３６の電機子２において、図２２に示したとおり、電機子２の周方向に対して６個毎に特定磁極ティースが現れるので、６０°の角度ピッチで特定磁極ティースが現れていることとなる。したがって、規則（１’）を満たす。

このように、先の実施の形態４と同様に、規則（１）および規則（１’）に従って、特定磁極ティースが現れる。

そこで、本実施の形態６では、特定磁極ティースの位置で位置群Ｇ６を形成する。すなわち、１個の位置群Ｇ６は、［Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］個ピッチで隣り合うｍ個の特定磁極ティースの位置の集合である。そして、特定磁極ティースの位置で形成されたｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ６のそれぞれに含まれる特定磁極ティースの位置を連結位置１１としている。具体的には、図１９に示すように、磁極ティース＃６、＃１２、・・・、＃３６の各特定磁極ティースが設けられているコアバック３の部分の外周面の位置を連結位置１１として、この連結位置１１に溶接を直線状に施している。

このような連結位置１１に溶接を施すことで、先の実施の形態４と同様に、複数の鋼板が互いに連結され、電機子鉄心６が形成されるとともに、電機子鉄心６の剛性を向上させつつ、従来と比べて、電機子鉄心６の歪みの発生による回転電機１Ｅの動作特性の悪化を抑制することができる。

このように、コイル７が同心巻きの形態でスロット５に配置されている回転電機１Ｅに対して、先の実施の形態４、５に係る発明が適用可能であることが分かるが、先の実施の形態１〜３に係る発明も適用可能である。

すなわち、電機子２の各磁極ティース４の電気角位相は、先の実施の形態１〜５で示した、コイル７が２層重ね巻き形態の回転電機と同様に式（２）、すなわち、スロット数Ｑおよび磁極数Ｐによって決まる。

ここで、仮に磁極ティース＃１の電気角を０°とすると、磁極ティース＃１から［Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］個離れた位置の磁極ティース４の電気角は、以下の式（１０）のとおりとなる。

式（１０）は、式（３）と同じ式である。すなわち、本実施の形態６のように、コイル７が電機子鉄心６に対して同心巻きに組み立てられている回転電機１Ｅにおいても、コイル７が電機子鉄心６に対して２層重ね巻きの形態で組み立てられている回転電機と同様に、位置群Ｇ６を形成することができる。すなわち、［Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］個ピッチで離れたｍ個の磁極ティースのそれぞれの位置の集合である位置群Ｇ６がｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個分形成される。

したがって、回転電機１Ｅに対して、先の実施の形態１〜３に係る発明も適用可能であり、先の実施の形態１〜３と同様に連結位置１１を配置した場合、同様の効果を得ることができる。

以上、本実施の形態６によれば、先の実施の形態１〜５とは異なり、コイルが同心巻きの形態でスロットに配置されている場合であっても、先の実施の形態１〜５と同様の効果が得られる。このように、コイルが電機子鉄心に組み立てられる際の構成が、同心巻きの形態の場合であっても本願発明を適用可能であり、分布巻きであれば、２層重ね巻きなどの特定の形態によらず、本願発明を適用可能であることがいえる。

実施の形態７．
本発明の実施の形態７では、先の実施の形態１〜６に対して、回転電機１Ｆの構造が異なる。図２３は、本発明の実施の形態７における回転電機１Ｆを示す平面図である。図２４は、図２３に対して、連結位置１１と溶接によって発生する電機子鉄心６の歪みとを図示していない回転電機１Ｆを示す平面図である。

なお、本実施の形態７では、スロット数Ｑが３６であり、磁極数Ｐが２８である場合を例示している。また、本実施の形態７では、先の実施の形態１〜６とは異なり、コイル７が集中巻きの形態でスロット５に配置されている。

次に、各スロット５へのコイル７の具体的な配置例について説明する。図２５は、図２４の電機子２の直線展開図である。

なお、図２５では、先の図４および図５と同様に、回転電機１Ｆの各スロット５に配置されているコイル７を説明するために、電機子２を仮想的に直線状に展開している。また、各コイルが磁極ティース４に集中的に巻回されるとともに、各スロット５には、二相分のコイル７が配置されている。

ここで、例えば、磁極ティース＃２に集中的に巻回されて、スロット＃２およびスロット＃３に配置されたコイル７について着目する。スロット＃２およびスロット＃３に配置されたコイル７には、Ｖ相電流が流れる。また、スロット＃２のコイル辺には、紙面手前側の向きに電流が流れ、スロット＃３のコイル辺には、紙面奥側に電流が流れる。

次に、複数の鋼板を互いに連結するために溶接が施される連結位置１１の詳細について説明する。

電機子２の各磁極ティース４の電気角位相は、先の実施の形態１〜６で示した、コイル７が分布巻き形態の回転電機と同様に、以下の式（１１）、すなわちスロット数Ｑと磁極数Ｐによって決まる。

ここで、仮に磁極ティース＃１の電気角を０°とすると、磁極ティース＃１から［Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］個離れた位置の磁極ティース４の電気角は、以下の式（１２）のとおりとなる。

式（１２）は、式（３）と同じ式である。すなわち、本実施の形態７のように、コイル７が電機子鉄心６に対して集中巻きに組み立てられている回転電機１Ｆにおいても、コイル７が電機子鉄心６に対して分布巻きで組み立てられている回転電機と同様に、位置群Ｇ７を形成することができる。すなわち、［Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］個ピッチで離れたｍ個の磁極ティース４のそれぞれの位置の集合である位置群Ｇ７がｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個分形成される。

そこで、本実施の形態７では、先の実施の形態１と同様に、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ７のそれぞれに含まれる磁極ティース４の位置を連結位置１１としている。具体的には、図２３に示すように、磁極ティース＃１、＃４、・・・、＃３４が設けられているコアバック３の部分の外周面の位置を連結位置１１として、この連結位置１１に溶接を直線状に施している。

なお、図２６に示すように、先の実施の形態３と同様に回転電機１Ｆを構成してもよい。図２６は、本発明の実施の形態７における回転電機１Ｆの別例を示す平面図である。

すなわち、［Ｑ／｛ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）×ｍ｝］個ピッチで離れたｍ個のスロット５のそれぞれの位置の集合である位置群Ｇ７がｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個分形成された場合、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群Ｇ７のそれぞれに含まれるスロット５の位置を連結位置１１とする。

具体的には、図２６に示すように、スロット＃２、＃５、・・・、＃３５のコアバック３の部分の外周面の位置を連結位置１１として、この連結位置１１に溶接を直線状に施している。

このように、回転電機１Ｆに対して、先の実施の形態１〜３に係る発明も適用可能であり、先の実施の形態１〜３と同様に連結位置１１を配置した場合、同様の効果を得ることができる。

以上、本実施の形態７によれば、コイルが集中巻きの形態でスロットに配置されている場合であっても、先の実施の形態１〜３と同様に連結位置を配置することで、同様の効果が得られる。

なお、本実施の形態１〜７では、複数の鉄心ピースを連結するための手法の一例である溶接を連結位置１１に施すことで、電機子鉄心６を形成する場合について説明したが、これに限定されない。すなわち、連結位置１１に溶接を施す代わりに、カシメ固定またはピン打ち固定などの他の手法を施すことで、複数の鉄心ピースを連結し、電機子鉄心６を形成してもよい。

また、本実施の形態１〜７において、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群のうちの１個以上の位置群に含まれる位置に、電機子鉄心６を固定し保持するハウジングケース１４との圧入などをするための固定部１３を、図２７に示すように設けてもよい。図２７は、本発明の実施の形態１〜７における回転電機１〜１Ｆとは異なる別の形態の回転電機１Ｇを示す平面図である。

固定部１３は、圧入などの方法でハウジングケース１４と連結されるので、固定部１３を中心に電機子鉄心６が歪む場合がある。しかし、ｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群のうちの１個以上の位置群に含まれる位置に、固定部１３を設けることで、先の実施の形態１〜７と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態１〜７では、電機子鉄心６の外周側の位置を連結位置１１とする場合を例示したが、電機子鉄心６の内周側の位置または電機子鉄心６の上下面の位置を連結位置１１としても同様の効果が得られる。

また、本実施の形態１〜７では、電機子鉄心６に薄板を積層した積層鉄心を用いているが、電機子鉄心は一体ブロック部品であってもよく、また、銅など、鉄以外の材料を使用してもよい。

また、本実施の形態１〜７では、電機子２が外周側に、回転子８が内周側に配置されたインナーローター型の回転電機を例示している。しかしながら、本願発明は、スロット数Ｑおよび磁極数Ｐのみに依存するので、アウターローター型、アキシャルギャップモーター型など、他の形態の回転電機に対しても適用可能である。

Claims (6)

1. 円環形状のコアバックと、前記コアバックの内周面から径方向内方に延在して周方向に配列されている複数の磁極ティースと、周方向に隣り合う前記磁極ティースの間に設けられている複数のスロットとを有し、複数の鉄心ピースを連結して形成される電機子鉄心と、
   分布巻きまたは集中巻きの形態で前記複数のスロットの各スロットに配置される複数のコイルと、
   を有する電機子と、
   外周面に複数の磁石が周方向に配列されている回転子と、
   を備えた回転電機であって、
   前記複数のスロットの個数をＱとし、前記複数の磁石の個数をＰとし、ＱおよびＰの最大公約数をｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）とし、相数をｍとし、前記電機子鉄心の周方向に沿って、角度
   

   

   ピッチで離れたｍ個の位置の集合を１個の位置群としたとき、
   前記電機子鉄心の周方向に沿って等ピッチで形成されたｇｃｄ（Ｑ，Ｐ）個の位置群のうちの任意に選んだ１個以上の位置群に含まれる全ての前記位置を連結位置とし、選ばなかった残りの位置群に含まれる全ての前記位置をいずれも連結位置としないようにして、前記連結位置で前記複数の鉄心ピースが連結されている
   回転電機。
2. 前記磁極ティースまたは前記スロットの位置が前記連結位置となっている
   請求項１に記載の回転電機。
3. 前記複数のコイルは、前記分布巻きの形態で前記各スロットに配置され、
   １個の前記磁極ティースに巻回されている前記複数のコイルの各コイルによって発生する各起磁力を合算した合成起磁力の電気角位相と、前記各起磁力の電気角位相のそれぞれとの位相差のうち、最大となる位相差を最大電気角位相差としたとき、
   前記複数の磁極ティースのうち、前記最大電気角位相差が最大となる前記磁極ティースである特定磁極ティースの位置が前記連結位置となっている
   請求項１に記載の回転電機。
4. 複数の前記特定磁極ティースのうち、隣り合う前記特定磁極ティースが存在する場合、前記特定磁極ティースの位置の代わりに、隣り合う前記特定磁極ティースが存在する範囲内の位置が前記連結位置となっている
   請求項３に記載の回転電機。
5. 前記電機子鉄心の周方向に沿って、角度
   

   

   毎に、前記特定磁極ティースが現れる
   請求項３または４に記載の回転電機。
6. 前記電機子鉄心は、前記複数の鉄心ピースとして、複数の分割鉄心を連結して形成される
   請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機。

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