JP6561733B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、分数スロット構成の回転電機に関する。

一般に、分数スロット構成の回転電機は、整数スロット構成の回転電機と比べて、駆動時に発生する騒音や振動が増加する傾向にある。回転電機の駆動時に発生する騒音や振動の低減を課題とした発明の一例として、特許文献１〜特許文献４に記載の発明が挙げられる。

特許文献１に記載の発明は、分数スロット構成の回転電機において、固定子のスロット数および回転子の磁極数を所定の関係式で規定している。これにより、特許文献１に記載の発明は、回転電機の駆動時に発生する騒音や振動が低減可能な固定子磁極の磁極数および回転子磁極の磁極数の組み合わせを得ようとしている。以上のことは、特許文献２に記載の発明についても同様であり、特許文献３に記載の発明についても同様である。

特許文献４に記載の発明は、分数スロット構成の回転電機において、固定子ティース部の先端部に、少なくとも一つの非磁性の内部領域を設けている。これにより、特許文献４に記載の発明は、回転電機の低振動化を図ろうとしている。

特開２０１０−０７５０４９号公報 特開２００３−０３２９８３号公報 特開２００２−１６５４２８号公報 特開２０１４−０６８４９５号公報

しかしながら、特許文献１〜特許文献４に記載の発明では、固定子磁極および回転子磁極の磁極数の組み合わせが限定される。そのため、駆動回転数が広範囲に亘る回転電機では、適切な磁極数の組み合わせを選択することが出来ず、駆動時に発生する騒音や振動が低減出来ない可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、回転電機の駆動時に発生する騒音および振動のうちの少なくとも一方を低減可能な分数スロット構成の回転電機を提供することを課題とする。

本発明に係る回転電機は、複数のスロットが形成された固定子鉄心と、前記複数のスロットに挿通されている固定子巻線とを備える固定子と、前記固定子に対して移動可能に支持された可動子鉄心と、前記可動子鉄心に設けられた少なくとも一対の可動子磁極とを備える可動子と、を具備する毎極毎相スロット数が整数でない分数スロット構成の回転電機であって、前記固定子に対する前記可動子の移動方向を第一方向とし、前記固定子と前記可動子との対向方向を第二方向とし、前記第二方向のうちの前記固定子側から前記可動子側に向かう方向を第二方向可動子側とするとき、前記固定子鉄心は、前記第一方向に沿って形成された継鉄部と、前記継鉄部から前記第二方向可動子側に突出するように形成され、先端が前記第一方向に幅広に形成された磁極先端部を備える複数の固定子磁極部と、を具備し、前記第一方向に隣接する前記固定子磁極部によって前記スロットが形成されており、前記毎極毎相スロット数を帯分数で表したときの整数部分を整数部ａとし、前記帯分数の真分数部分を既約分数で表したときの分子部分を分子部ｂ、分母部分を分母部２ｎ（ｎは自然数）とし、前記整数部ａ、前記分子部ｂおよび前記分母部２ｎは、いずれも正の整数とし、前記分母部２ｎは、２以上の整数、かつ、３の倍数でない偶数とするとき、前記複数の固定子磁極部の各々は、前記固定子磁極部に作用する前記第二方向の電磁気的な吸引力を低減させる前記分母部２ｎから１を減じた２ｎ−１個の吸引力低減部を前記磁極先端部に備え、前記２ｎ−１個の吸引力低減部は、隣接する前記スロットの前記第一方向の中央位置から１／２ｎ，・・・，（２ｎ−１）／２ｎ固定子磁極ピッチ離れた位置に順に前記第一方向の中心が位置するように、前記第一方向に沿って配置されている。

本発明に係る回転電機によれば、複数の固定子磁極部の各々は、固定子磁極部に作用する第二方向の電磁気的な吸引力を低減させる分母部２ｎから１を減じた２ｎ−１個の吸引力低減部を磁極先端部に備えている。また、２ｎ−１個の吸引力低減部は、隣接するスロットの第一方向の中央位置から１／２ｎ，・・・，（２ｎ−１）／２ｎ固定子磁極ピッチ離れた位置に順に第一方向の中心が位置するように、第一方向に沿って配置されている。これにより、本発明に係る回転電機は、固定子磁極部に作用する第二方向の電磁気的な吸引力分布を整数スロット構成の回転電機と同程度まで高次化し、固定子鉄心の固有振動数と一致する回転数を高めて、駆動回転数範囲外に設定することができる。つまり、本発明に係る回転電機は、固定子の共振機会を回避して、回転電機の駆動時に発生する騒音および振動のうちの少なくとも一方を低減することができる。

第一実施形態に係り、回転電機１０を第三方向（矢印Ｚ方向）に垂直な平面で切断した端面の一部を示す切断部端面図である。 図１に示す回転電機１０の二磁極分（一磁極対分）の相配置の一例を示す模式図である。 参考形態に係り、固定子磁極部２１ｂと可動子磁極３２ａ，３２ｂとの間の磁極対向状態を示す模式図である。 参考形態に係り、固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力分布の一例を示す模式図である。 固定子鉄心２１の外周の変位の状態の一例を示す模式図である。 固定子鉄心２１の外周の変位の状態の他の一例を示す模式図である。 固定子鉄心２１の外周の変位の状態の他の一例を示す模式図である。 第一実施形態に係り、吸引力低減部４０を示す図である。 第一実施形態に係り、固定子磁極部２１ｂと可動子磁極３２ａ，３２ｂとの間の磁極対向状態を示す模式図である。 第一実施形態に係り、固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力分布の一例を示す模式図である。 第一変形形態に係り、吸引力低減部４０を示す図である。 第二変形形態に係り、吸引力低減部４０を示す図である。 第三変形形態に係り、吸引力低減部４０を示す図である。 第四変形形態に係り、吸引力低減部４０を示す図である。 トルク目減りと音圧レベルの低減効果との関係の一例を示す図である。 トルクリップルと音圧レベルの低減効果との関係の一例を示す図である。 コギングトルクと音圧レベルの低減効果との関係の一例を示す図である。 参考形態に係り、固定子磁極部２１ｂと可動子磁極３２ａ，３２ｂとの間の磁極対向状態を示す模式図である。 第二実施形態に係り、固定子磁極部２１ｂと可動子磁極３２ａ，３２ｂとの間の磁極対向状態を示す模式図である。 第五変形形態に係り、固定子磁極部２１ｂと可動子磁極３２ａ，３２ｂとの間の磁極対向状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は、各実施形態について、共通する箇所には共通の符号が付されており、他の実施形態や変形形態では、重複する説明が省略されている。また、図面は、概念図であり、細部構造の寸法まで規定するものではない。

＜第一実施形態＞
図１に示すように、回転電機１０は、固定子２０と可動子３０とを具備している。固定子２０は、複数（本実施形態では、６０個）のスロット２１ｃが形成された固定子鉄心２１と、複数（６０個）のスロット２１ｃに挿通されている固定子巻線２２とを備えている。また、可動子３０は、固定子２０に対して移動可能に支持された可動子鉄心３１と、可動子鉄心３１に設けられた少なくとも一対の可動子磁極３２ａ，３２ｂ（本実施形態では、四組の一対の可動子磁極３２ａ，３２ｂ）とを備えている。このように、本実施形態の回転電機１０は、８極６０スロット構成の回転電機（可動子３０の磁極数が２極、固定子２０のスロット数が１５スロットを基本構成とする回転電機）であり、毎極毎相スロット数は２．５である。つまり、本実施形態の回転電機１０は、毎極毎相スロット数が整数でない分数スロット構成の回転電機である。

ここで、毎極毎相スロット数を帯分数で表したときの整数部分を整数部ａとし、帯分数の真分数部分を既約分数で表したときの分子部分を分子部ｂ、分母部分を分母部２ｎ（ｎは自然数）とする。また、整数部ａ、分子部ｂおよび分母部２ｎは、いずれも正の整数とし、分母部２ｎは、２以上の整数、かつ、３の倍数でない偶数とする。本実施形態では、毎極毎相スロット数が２．５であり、整数部ａは２、分子部ｂは１、分母部２ｎは２（ｎは１）である。また、本明細書では、回転電機１０は、毎極毎相スロット数を帯分数で表したときの分子部ｂおよび分母部２ｎを用いて、ｂ／２ｎ系列の回転電機１０と表記することにする。本実施形態の回転電機１０は、１／２系列の回転電機１０である。

また、固定子２０に対する可動子３０の移動方向を第一方向（矢印Ｘ方向）とする。さらに、固定子２０と可動子３０との対向方向を第二方向（矢印Ｙ方向）とする。また、第二方向（矢印Ｙ方向）のうちの固定子２０側から可動子３０側に向かう方向を第二方向可動子側（矢印Ｙ１方向）とする。さらに、第二方向（矢印Ｙ方向）のうちの可動子３０側から固定子２０側に向かう方向を第二方向固定子側（矢印Ｙ２方向）とする。また、第一方向（矢印Ｘ方向）および第二方向（矢印Ｙ方向）のいずれの方向に対しても直交する方向を第三方向（矢印Ｚ方向）とする。

図１に示すように、本実施形態の回転電機１０は、固定子２０および可動子３０が同軸に配されるラジアル空隙型の円筒状回転電機である。よって、第一方向（矢印Ｘ方向）は、回転電機１０の周方向に相当し、固定子２０に対する可動子３０の回転方向に相当する。また、第二方向（矢印Ｙ方向）は、回転電機１０の径方向に相当する。さらに、第三方向（矢印Ｚ方向）は、回転電機１０の軸線方向に相当する。

固定子鉄心２１は、薄板状の電磁鋼板（例えば、ケイ素鋼板）が第三方向（矢印Ｚ方向）に、複数枚積層されて形成されている。固定子鉄心２１は、継鉄部２１ａと、継鉄部２１ａと一体に形成される複数（本実施形態では、６０個）の固定子磁極部２１ｂとを備えている。

継鉄部２１ａは、第一方向（矢印Ｘ方向）に沿って形成されている。複数（６０個）の固定子磁極部２１ｂは、継鉄部２１ａから第二方向可動子側（矢印Ｙ１方向）に突出するように形成されている。また、第一方向（矢印Ｘ方向）に隣接する固定子磁極部２１ｂ，２１ｂによって、スロット２１ｃが形成されており、スロット２１ｃは、固定子巻線２２が挿通可能になっている。さらに、各固定子磁極部２１ｂは、磁極先端部２１ｄを備えている。磁極先端部２１ｄは、固定子磁極部２１ｂの先端が第一方向（矢印Ｘ方向）に幅広に形成されている。磁極先端部２１ｄには、後述する吸引力低減部４０が設けられている。

固定子巻線２２は、例えば、銅などの導体表面がエナメルなどの絶縁層で被覆されている。固定子巻線２２の断面形状は、特に限定されるものではなく、任意の断面形状とすることができる。例えば、断面円形状の丸線、断面多角形状の角線などの種々の断面形状の巻線を用いることができる。また、複数のより細い巻線素線を組み合わせた並列細線を用いることもできる。並列細線を用いる場合、単線の場合と比べて固定子巻線２２に発生する渦電流損を低減することができ、回転電機１０の効率が向上する。また、巻線成形に要する力を低減することができるので、成形性が向上して製作が容易になる。

本実施形態の固定子巻線２２は、分数スロット構成の固定子２０に巻装可能であれば良く、巻装方式は限定されない。固定子巻線２２は、例えば、二層重巻、波巻、同心巻によって巻装することができる。図２に示すように、例えば、二層重巻では、固定子巻線２２は、第二方向（矢印Ｙ方向）において、二層に形成されている。

図２は、図１に示す回転電機１０の二磁極分（一磁極対分）の相配置の一例を示している。本実施形態の回転電機１０は、三相回転電機であり、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線は、電気角で１２０°ずつ位相がずれている。Ｕ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線は、この順に位相が遅れているものとする。また、Ｕ相巻線は、Ｕ１相巻線、Ｕ２相巻線およびＵ３相巻線を備えている。これらの巻線は、第一方向（矢印Ｘ方向）に１磁極ピッチずつ位相がずれており、同相（Ｕ相）ではあるが、固定子２０上の配置が異なる。以上のことは、Ｖ相およびＷ相についても同様である。

また、同図では、固定子巻線２２の通電方向は、アスタリスクの有無で表されている。具体的には、アスタリスクが付されている相（例えば、Ｕ１^＊）は、アスタリスクが付されていない相（例えば、Ｕ１）に対して、固定子巻線２２の通電方向が逆方向である。なお、本実施形態の回転電機１０では、毎極毎相スロット数は、２．５である。そのため、第一方向（矢印Ｘ方向）に隣接する同相の数は、２と３とが交互に繰り返される。このように、本実施形態では、固定子巻線２２は、分布巻で巻装されている。つまり、固定子巻線２２は、分布巻で巻装された分布巻固定子巻線である。なお、三相の固定子巻線２２は、Ｙ結線で電気的に接続することができる。また、三相の固定子巻線２２は、Δ結線で電気的に接続することもできる。

可動子鉄心３１は、薄板状の電磁鋼板（例えば、ケイ素鋼板）が第三方向（矢印Ｚ方向）に、複数枚積層されており、円柱状に形成されている。可動子鉄心３１には、第一方向（矢印Ｘ方向）に沿って複数の磁石収容部（図示略）が設けられている。複数の磁石収容部には、所定磁極数分（本実施形態では四磁極対分）の永久磁石（四組の一対の可動子磁極３２ａ，３２ｂ）が埋設されており、永久磁石と固定子２０に発生する回転磁界とによって、可動子３０が回転可能になっている。本明細書では、一対の可動子磁極３２ａ，３２ｂのうち、一方の極性（例えばＮ極）を備える可動子磁極を可動子磁極３２ａで示し、他方の極性（例えばＳ極）を備える可動子磁極を可動子磁極３２ｂで示している。

永久磁石は、例えば、公知のフェライト系磁石や希土類系磁石を用いることができる。また、永久磁石の製法は、限定されない。永久磁石は、例えば、樹脂ボンド磁石や焼結磁石を用いることができる。樹脂ボンド磁石は、例えば、フェライト系の原料磁石粉末と樹脂などを混合して、射出成形などによって可動子鉄心３１に鋳込めて形成される。焼結磁石は、例えば、希土類系の原料磁石粉末を磁界中でプレス成形して、高温で焼き固めて形成される。なお、一対の可動子磁極３２ａ，３２ｂは、各固定子磁極部２１ｂの磁極先端部２１ｄと対向する可動子鉄心３１の表面（外周表面）に永久磁石を設ける表面磁石形とすることもできる。

可動子３０は、固定子２０の内方（回転電機１０の軸心側）に設けられており、固定子２０に対して移動可能（回転可能）に支持されている。具体的には、可動子鉄心３１には、シャフト（図示略）が設けられており、シャフトは、可動子鉄心３１の軸心を第三方向（矢印Ｚ方向）に貫通している。シャフトの第三方向（矢印Ｚ方向）両端部は、軸受部材（図示略）によって、回転可能に支持されている。これにより、可動子鉄心３１は、固定子２０に対して、移動可能（回転可能）になっている。

図３は、固定子磁極部２１ｂと可動子磁極３２ａ，３２ｂとの間の磁極対向状態を模式的に示している。同図では、円環状の固定子鉄心２１が直線状に展開されて図示されており、第三方向（矢印Ｚ方向）視の固定子鉄心２１が示されている。なお、同図では、継鉄部２１ａおよび固定子巻線２２は、図示が省略されており、各固定子磁極部２１ｂには、固定子鉄心２１に形成される磁極の識別番号（以下、固定子磁極番号という。）が付されている。また、本明細書では、説明の便宜上、固定子磁極番号６０と固定子磁極番号１との間のスロット２１ｃ（スロット番号０とする。）の中央位置を可動子磁極３２ａ，３２ｂの位置基準（位置座標０）としている。

また、同図に示す一対の可動子磁極３２ａ，３２ｂは、円周上に配置された一対の可動子磁極３２ａ，３２ｂが直線状に展開されて図示されている。同図では、一対の可動子磁極３２ａ，３２ｂが一組、図示されており、他の三組の一対の可動子磁極３２ａ，３２ｂは、図示が省略されている。

可動子磁極３２ａの第一方向（矢印Ｘ方向）両端部３２ａ１，３２ａ２のうちの一方の端部３２ａ１（位置座標０）は、スロット２１ｃの中央位置に対向している。これに対して、可動子磁極３２ａの第一方向（矢印Ｘ方向）両端部３２ａ１，３２ａ２のうちの他方の端部３２ａ２（位置座標７．５）は、固定子磁極部２１ｂの中央位置に対向している。そのため、可動子磁極３２ａの磁極中心位置３２ａ３（位置座標３．７５）は、固定子磁極部２１ｂの磁極中心位置（固定子磁極番号４の固定子磁極部２１ｂ）に対して、第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）にずれて配設されている。

その結果、固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力分布（以下、「固定子磁極部２１ｂに作用する吸引力分布」ともいう。また、単に「吸引力分布」ともいう。）は、図４の棒グラフで表される分布となる。図４は、参考形態に係る固定子磁極部２１ｂに作用する吸引力分布の一例を示している。参考形態の回転電機は、後述する吸引力低減部４０を備えていない点で、本実施形態の回転電機１０と異なる。

参考形態に係る固定子磁極部２１ｂに作用する吸引力分布は、例えば、磁界解析によって取得することができる。このことは、他の吸引力分布についても同様である。また、破線で示す直線Ｌ１１は、固定子磁極番号３の固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力と、固定子磁極番号４の固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力との平均（平均吸引力）を示している。このような吸引力分布が生じる磁極対向状態を磁極対向状態Ｍ１０とする。

一方、図３に示す可動子磁極３２ｂの第一方向（矢印Ｘ方向）両端部３２ｂ１，３２ｂ２のうちの一方の端部３２ｂ１（位置座標７．５）は、固定子磁極部２１ｂの中央位置に対向している。これに対して、可動子磁極３２ｂの第一方向（矢印Ｘ方向）両端部３２ｂ１，３２ｂ２のうちの他方の端部３２ｂ２（位置座標１５）は、スロット２１ｃの中央位置に対向している。そのため、可動子磁極３２ｂの磁極中心位置３２ｂ３（位置座標１１．２５）は、固定子磁極部２１ｂの磁極中心位置（固定子磁極番号１２の固定子磁極部２１ｂ）に対して、第一方向紙面左側（矢印Ｘ１方向）にずれて配設されている。

その結果、固定子磁極部２１ｂに作用する吸引力分布は、図４の棒グラフで表される分布になる。破線で示す直線Ｌ１２は、固定子磁極番号１１の固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力（ピーク値）を示している。固定子磁極番号３の固定子磁極部２１ｂと固定子磁極番号４の固定子磁極部２１ｂとによって形成されるスロット２１ｃの中央位置と、固定子磁極番号１１の固定子磁極部２１ｂとの間は、１磁極ピッチ分に相当する。また、吸引力差ΔＶＦ１は、直線Ｌ１２で示す吸引力（ピーク値）から直線Ｌ１１で示す吸引力（平均吸引力）を減じて得られ、これらの吸引力の差分を示している。このような吸引力分布が生じる磁極対向状態を磁極対向状態Ｍ１１とする。

このように、１／２系列の回転電機１０では、二種類の磁極対向状態Ｍ１０および磁極対向状態Ｍ１１を備えており、二種類の吸引力分布を備えている。そのため、第一方向（矢印Ｘ方向）に隣接する可動子磁極３２ａ，３２ｂでは、互いに吸引力分布が異なる。その結果、固定子磁極部２１ｂに作用する吸引力分布は、一磁極毎には等価にならず、一磁極対毎（二磁極毎）に隔極で等価になる。以上のことは、図示が省略されている他の可動子磁極３２ａ，３２ｂについても同様である。１／２系列の回転電機１０では、互いに吸引力分布が異なる第一方向（矢印Ｘ方向）に隣接する一対の可動子磁極３２ａ，３２ｂを単位として、第一方向（矢印Ｘ方向）に平行移動させた状態で、多極化（本実施形態では、８極化）されている。

ピーク値が互いに異なる吸引力（図４に示す吸引力差ΔＶＦ１）は、固定子鉄心２１に対して、可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数（本実施形態では、８極）に依拠する次数（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））と比べて、より低次（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり４次（空間４次））の起振力の成分をもつ。図５〜図７に示すように、起振力が固定子鉄心２１に作用すると、固定子鉄心２１の外周は、破線で示す形状に変形し易い。なお、図５〜図７は、第三方向（矢印Ｚ方向）視の固定子鉄心２１の外周形状を示しており、変形前の固定子鉄心２１の外周形状を実線で示し、変形後の固定子鉄心２１の外周形状を破線（曲線２１ｓ８、曲線２１ｓ４、曲線２１ｓ２）で示している。

可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数が８極の回転電機１０（８極機）において吸引力のピーク値が毎極で等価な場合（例えば、８極２４スロット構成の回転電機など）、固定子鉄心２１の一周あたり、起振力の強弱が８回繰り返される。その結果、固定子鉄心２１の外周は、図５の曲線２１ｓ８で示す形状に変形し易い。また、吸引力のピーク値が一磁極毎には等価にならず、一磁極対毎（二磁極毎）に隔極で等価になる場合（例えば、８極３６スロット構成の回転電機など）、固定子鉄心２１の一周あたり、起振力の強弱が４回繰り返される。その結果、固定子鉄心２１の外周は、図６の曲線２１ｓ４で示す形状に変形し易い。さらに、吸引力のピーク値が一磁極毎には等価にならず、二磁極対毎（四磁極毎）に等価になる場合（例えば、８極３０スロット構成の回転電機など）、固定子鉄心２１の一周あたり、起振力の強弱が２回繰り返される。その結果、固定子鉄心２１の外周は、図７の曲線２１ｓ２で示す形状に変形し易い。

１／２系列の回転電機１０では、固定子鉄心２１の変位量は、大きさが異なる二種類のピーク値が生じる。そのため、１／２系列で８極の回転電機１０では、第一方向（矢印Ｘ方向）の四磁極対（八磁極）分において、固定子鉄心２１の変位量は、４つのピーク値が生じる。なお、整数スロット構成の８極の回転電機１０では、固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次）の起振力の成分を備える。固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次）の起振力は、可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数（この場合、８極）に依拠し、一磁極を単位として繰り返され、第一方向（矢印Ｘ方向）の四磁極対（八磁極）分において、固定子鉄心２１の変位量は、８つのピーク値が生じる。

分数スロット構成の回転電機１０では、可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数（本実施形態では、８極）に依拠する次数（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））の起振力と比べて、より低次（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり４次（空間４次））の起振力の成分を備える。そのため、駆動回転数が広範囲に亘る回転電機１０では、固定子鉄心２１の固有振動数と一致する回転数が、駆動回転数範囲内に生じ易くなる。その結果、固定子２０の共振が発生し、回転電機１０の駆動時に発生する騒音や振動などが増大する可能性がある。

そこで、本実施形態の回転電機１０は、吸引力分布を整数スロット構成と同程度（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））まで高次化する。以下、図３および図８〜図１０を参照しつつ具体的に説明する。図３に示すように、参考形態の回転電機では、位置座標ＰＡ１（位置座標０）では、可動子磁極３２ａは、スロット２１ｃの中央位置に対向している。位置座標ＰＢ１（位置座標７．５）では、可動子磁極３２ｂは、固定子磁極部２１ｂの中央位置に対向している。そのため、位置座標ＰＢ１では、位置座標ＰＡ１と比べて、第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力による影響を受け易く、固定子鉄心２１が第二方向（矢印Ｙ方向）に変位し易い。位置座標ＰＡ１における固定子磁極部２１ｂと可動子磁極３２ａとの間の磁極対向状態を磁極対向状態ＭＰＡ１とし、位置座標ＰＢ１における固定子磁極部２１ｂと可動子磁極３２ｂとの間の磁極対向状態を磁極対向状態ＭＰＢ１とする。

逆に、位置座標ＰＡ１（位置座標０）から第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）に、１／２固定子磁極ピッチ（１／２スロットピッチ）離れた位置座標ＰＡ２では、可動子磁極３２ａは、固定子磁極部２１ｂの中央位置に対向している。位置座標ＰＢ１から第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）に、１／２固定子磁極ピッチ（１／２スロットピッチ）離れた位置座標ＰＢ２では、可動子磁極３２ｂは、スロット２１ｃの中央位置に対向している。そのため、位置座標ＰＡ２では、位置座標ＰＢ２と比べて、第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力による影響を受け易く、固定子鉄心２１が第二方向（矢印Ｙ方向）に変位し易い。位置座標ＰＡ２における固定子磁極部２１ｂと可動子磁極３２ａとの間の磁極対向状態を磁極対向状態ＭＰＡ２とし、位置座標ＰＢ２における固定子磁極部２１ｂと可動子磁極３２ｂとの間の磁極対向状態を磁極対向状態ＭＰＢ２とする。

磁極対向状態ＭＰＡ１の磁極対向状態を磁極対向状態ＭＰＢ１において再現することにより、これらの間の吸引力の差異が緩和される。また、磁極対向状態ＭＰＢ２の磁極対向状態を磁極対向状態ＭＰＡ２において再現することにより、これらの間の吸引力の差異が緩和される。以上のことは、第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）に、さらに１／２固定子磁極ピッチ（１／２スロットピッチ）離れた位置においても同様であり、四磁極対（八磁極）分について同様である。よって、上述の吸引力の差異の緩和を四磁極対（八磁極）分、繰り返すことにより、吸引力のピーク値を一磁極毎に等価な状態に近づけることができる。

本実施形態では、図８および図９に示すように、複数（６０個）の固定子磁極部２１ｂの各々は、一つの吸引力低減部４０を磁極先端部２１ｄに備えている。吸引力低減部４０は、固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力を低減させる。吸引力低減部４０は、磁極先端部２１ｄの可動子３０と対向する対向面２１ｅに設けられた一つの凹部であると好適である。

本実施形態では、吸引力低減部４０は、一つの凹部であり、凹部は、矩形状の切り欠きによって形成されている。凹部は、底部４１ａと、一対の側面部４１ｂ，４１ｂと、２つの角部４１ｃ，４１ｃとを備えている。底部４１ａは、第一方向（矢印Ｘ方向）に沿って形成されている。一対の側面部４１ｂ，４１ｂは、第二方向（矢印Ｙ方向）に沿ってそれぞれ形成されている。底部４１ａと、一対の側面部４１ｂ，４１ｂとが交差する部位には、２つの角部４１ｃ，４１ｃが形成されている。

吸引力低減部４０は、固定子磁極部２１ｂを形成する既述の電磁鋼板（例えば、ケイ素鋼板）を備えていないので、磁極先端部２１ｄの他の領域（吸引力低減部４０以外の領域）と比べて、固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力を低下させる。また、吸引力低減部４０では、固定子鉄心２１に形成される磁束の通過が抑制されるので、吸引力低減部４０は、磁極先端部２１ｄの他の領域（吸引力低減部４０以外の領域）と比べて、磁気抵抗が増大する。

図８に示すように、一つの吸引力低減部４０は、隣接するスロット２１ｃの第一方向（矢印Ｘ方向）の中央位置Ｘ０から１／２固定子磁極ピッチ（１／２スロットピッチ）離れた位置に第一方向（矢印Ｘ方向）の中心が位置するように配置されている。つまり、吸引力低減部４０の第一方向（矢印Ｘ方向）の中央位置（中心）と、固定子磁極部２１ｂの第一方向（矢印Ｘ方向）の中央位置（中心）とが一致している。

図９に示すように、固定子磁極番号８の磁極先端部２１ｄに設けられた吸引力低減部４０は、位置座標ＰＢ１の固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力を低減する。その結果、位置座標ＰＡ１における吸引力と、位置座標ＰＢ１における吸引力との差が低減し、吸引力の差異が緩和される。同様に、固定子磁極番号１の磁極先端部２１ｄに設けられた吸引力低減部４０は、位置座標ＰＡ２の固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力を低減する。その結果、位置座標ＰＡ２における吸引力と、位置座標ＰＢ２における吸引力との差が低減し、吸引力の差異が緩和される。

本実施形態では、全ての固定子磁極部２１ｂの磁極先端部２１ｄに吸引力低減部４０を備えているので、上述の状況が四磁極対（八磁極）分、繰り返される。その結果、図１０に示すように、吸引力差ΔＶＦ２は、図４に示す吸引力差ΔＶＦ１と比べて小さくなっている。図１０に示す直線Ｌ２１は、図４に示す直線Ｌ１１に対応し、図１０に示す直線Ｌ２２は、図４に示す直線Ｌ１２に対応しており、同様に図示されている。また、図１０に示す吸引力差ΔＶＦ２は、図４に示す吸引力差ΔＶＦ１に対応しており、同様に図示されている。さらに、図１０の破線で示す領域Ｌ２３は、固定子磁極番号１１の固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力（ピーク値）が、図４に示す場合と比べて低減されていることを示している。このように、吸引力のピーク値は、図４に示す参考形態と比べて、一磁極毎に等価な状態に近づいている。

本実施形態の回転電機１０によれば、複数（本実施形態では、６０個）の固定子磁極部２１ｂの各々は、固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力を低減させる一つの吸引力低減部４０を磁極先端部２１ｄに備えている。また、吸引力低減部４０は、隣接するスロット２１ｃの第一方向（矢印Ｘ方向）の中央位置Ｘ０から１／２固定子磁極ピッチ（１／２スロットピッチ）離れた位置に第一方向（矢印Ｘ方向）の中心が位置するように配置されている。

これにより、本実施形態の回転電機１０は、可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数（本実施形態では、８極）に依拠する次数（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））の起振力と比べて、より低次（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり４次（空間４次））の起振力の成分を低減して、可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数（８極）に依拠する次数（固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））の起振力の成分を増大させることができる。したがって、本実施形態の回転電機１０は、固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力分布を整数スロット構成の回転電機と同程度（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））まで高次化し、固定子鉄心２１の固有振動数と一致する回転数を高めて、駆動回転数範囲外に設定することができる。つまり、本実施形態の回転電機１０は、固定子２０の共振機会を回避して、回転電機１０の駆動時に発生する騒音および振動のうちの少なくとも一方を低減することができる。

なお、吸引力低減部４０は、凹部に限定されるものではない。吸引力低減部４０は、例えば、磁極先端部２１ｄに設けられた貫通孔によって形成することもできる。貫通孔の形状は、限定されない。貫通孔は、例えば、第三方向（矢印Ｚ方向）に垂直な平面で切断した断面形状が矩形状、三角形状、円形状、楕円形状などに形成することができる。

図１１に示すように、第一変形形態の吸引力低減部４０は、上記断面形状が矩形状の貫通孔によって形成されている。磁極先端部２１ｄの内部には、一対の第一平面部４２ａ，４２ａと、一対の第二平面部４２ｂ，４２ｂと、４つの角部４２ｃと、が形成されている。一対の第一平面部４２ａ，４２ａは、第一方向（矢印Ｘ方向）に沿ってそれぞれ形成されている。一対の第二平面部４２ｂ，４２ｂは、第二方向（矢印Ｙ方向）に沿ってそれぞれ形成されている。これらの平面部が交差する部位には、４つの角部４２ｃが形成されている。

第一変形形態では、吸引力低減部４０と可動子鉄心３１との間（固定子磁極部２１ｂの先端側に位置する第一平面部４２ａと、磁極先端部２１ｄの対向面２１ｅとの間）には、固定子磁極部２１ｂを形成する既述の電磁鋼板（例えば、ケイ素鋼板）が介在している。そのため、上述の騒音および振動に関する第一変形形態の低減効果は、本実施形態の低減効果と比べて低下する可能性がある。これは、上述の騒音および振動に関する低減効果は、可動子鉄心３１から電磁鋼板が存在する部位までの第二方向（矢印Ｙ方向）の距離による影響が大きいことによる。

また、このことは、磁極先端部２１ｄに形成される磁束の飽和状態からも言える。本実施形態および第一変形形態のいずれの形態においても、磁極先端部２１ｄに形成される磁束が飽和し易くなる磁束飽和部位が生じる可能性がある。図８に示すように、本実施形態では、吸引力低減部４０の角部４１ｃと、磁極先端部２１ｄの外形との間の磁路が最も狭くなっており、磁束飽和部位が生じる可能性がある。当該部位の磁路幅を磁路幅Ｗ１２とする。また、図１１に示すように、本変形形態では、吸引力低減部４０の角部４２ｃと、磁極先端部２１ｄの外形との間の磁路が最も狭くなっており、磁束飽和部位が生じる可能性がある。当該部位の磁路幅を磁路幅Ｗ２１とする。

第一変形形態では、磁路幅Ｗ２１が、本実施形態の磁路幅Ｗ１２と比べて、狭くなっている。磁束飽和部位が生じると、当該部位の磁気抵抗が増加する。その結果、凹部（吸引力低減部４０）を設けて吸引力のピーク値を一磁極毎に等価な状態に近づけた効果が小さくなり、上述の騒音および振動に関する低減効果が小さくなる。つまり、凹部（吸引力低減部４０）以外の磁気抵抗が増加し、一磁極毎の吸引力分布の等価性が崩れる。さらに、磁気特性が非線形になり、トルクリップルが増加し易くなる。また、第一変形形態では、固定子磁極部２１ｂの先端側に位置する第一平面部４２ａと、磁極先端部２１ｄの対向面２１ｅとの間の磁路も狭くなっており、磁束飽和部位が生じる可能性がある。これらにより、上述の騒音および振動に関する第一変形形態の低減効果は、本実施形態の低減効果と比べて低下する可能性がある。

本実施形態の回転電機１０によれば、吸引力低減部４０は、磁極先端部２１ｄの可動子３０と対向する対向面２１ｅに設けられた一つの凹部である。よって、本実施形態の回転電機１０は、吸引力低減部４０が貫通孔によって形成されている場合と比べて、回転電機１０の駆動時に発生する騒音および振動のうちの少なくとも一方を低減させる低減効果を向上させることができる。

なお、吸引力低減部４０の凹部は、矩形状の切り欠きに限定されるものではない。凹部は、三角形状または円弧状の切り欠きであると好適である。図１２に示すように、第二変形形態の吸引力低減部４０は、凹部が三角形状の切り欠きである。凹部は、第三方向（矢印Ｚ方向）に垂直な平面で切断した断面形状が正三角形になっており、一対の側面部４３ａ，４３ａと、一つの角部４３ｂと、を備えている。一対の側面部４３ａ，４３ａは、上記断面形状の正三角形の二辺に相当する。また、一つの角部４３ｂは、上記断面形状の正三角形の頂点に相当する。なお、上記断面形状は、二等辺三角形であっても良い。

本変形形態の吸引力低減部４０の側面部４３ａと、磁極先端部２１ｄの外形との間の磁路の磁路幅を磁路幅Ｗ３１とする。第二変形形態では、磁路幅Ｗ３１が、本実施形態の磁束飽和部位の磁路幅Ｗ１２と比べて、広くなっており、磁束飽和部位の発生が抑制されている。

また、図１３に示すように、第三変形形態の吸引力低減部４０は、凹部が円弧状の切り欠きである。凹部は、第三方向（矢印Ｚ方向）に垂直な平面で切断した断面形状が円弧状（半円）になっており、円弧部４４を備えている。円弧部４４は、上記断面形状の円弧（半円）に相当する。なお、上記円弧状は、真円に限定されるものではなく、上記円弧状には、楕円状など角部を有しない種々の形状が含まれる。

本変形形態の吸引力低減部４０の円弧部４４と、磁極先端部２１ｄの外形との間の磁路の磁路幅を磁路幅Ｗ４１とする。第三変形形態では、磁路幅Ｗ４１が、本実施形態の磁束飽和部位の磁路幅Ｗ１２と比べて、広くなっており、磁束飽和部位の発生が抑制されている。

このように、凹部は、三角形状または円弧状の切り欠きであると好適である。三角形状または円弧状の切り欠きは、切り欠きの幅と深さ（図８に示す幅Ｗ１１と深さｄ１１に相当）が同じ場合に、矩形状の切り欠きと比べて、磁極先端部２１ｄに形成される磁路の磁路幅を確保し易くなる。そのため、三角形状または円弧状の切り欠きは、矩形状の切り欠きと比べて、磁束飽和部位の発生を抑制することができる。また、三角形状または円弧状の切り欠きは、矩形状の切り欠きと比べて、角部が少ないので、磁極先端部２１ｄに形成される磁束の急峻な変化が抑制される。よって、三角形状または円弧状の切り欠きは、矩形状の切り欠きと比べて、回転電機１０の駆動時に発生する騒音および振動のうちの少なくとも一方を低減させる低減効果を向上させることができる。

また、各磁極先端部２１ｄは、一対の面取り部５１，５１を備えると好適である。一対の面取り部５１，５１は、対向面２１ｅと切り欠きとによって形成される二つの角部５０，５０がそれぞれ面取りされた部位をいう。図１３に示すように、第三変形形態では、磁極先端部２１ｄの対向面２１ｅと円弧状の切り欠きとによって、二つの角部５０，５０が形成されている。二つの角部５０，５０では、磁極先端部２１ｄに形成される磁束が急峻に変化し、上述の騒音および振動に関する低減効果が目減りする可能性がある。

一方、図１４に示すように、第四変形形態の磁極先端部２１ｄは、第三変形形態の磁極先端部２１ｄの二つの角部５０，５０がそれぞれ面取りされており、一対の面取り部５１，５１を備えている。これにより、磁極先端部２１ｄに形成される磁束の急峻な変化が抑制される。そのため、磁極先端部２１ｄに、二つの角部５０，５０を備える場合と比べて、回転電機１０の駆動時に発生する騒音および振動のうちの少なくとも一方を低減させる低減効果が向上する。これらのことは、本実施形態や他の変形形態においても同様である。また、図１４に示す磁極先端部２１ｄの各角部２１ｆに、面取り部５１と同等の面取り部を設けることもできる。この場合も、上記効果と同様の効果が得られる。

また、本実施形態の回転電機１０によれば、固定子巻線２２は、分布巻で巻装されている。そのため、本実施形態の回転電機１０は、固定子巻線２２が集中巻で巻装されている場合と比べて、回転電機１０の出力トルクのトルクリップルを低減することができ、回転電機１０の駆動時に発生する騒音および振動のうちの少なくとも一方を低減させる低減効果が向上する。

次に、図１５〜図１７を参照しつつ、トルク目減りと音圧レベルの低減効果との関係、トルクリップルと音圧レベルの低減効果との関係、および、コギングトルクと音圧レベルの低減効果との関係について説明する。

図１５は、トルク目減りと音圧レベルの低減効果との関係の一例を示す図である。同図の横軸は、トルク目減りを示している。トルク目減りは、各固定子磁極部２１ｂに吸引力低減部４０を設けない場合の回転電機１０の出力トルクを１．０としたときの出力トルクの減少割合を示している。つまり、出力トルクが１．０に近い程、トルク目減りが少なく、回転電機１０の特性が優れている。また、同図の縦軸は、音圧レベルの低減効果を示している。音圧レベルは、回転電機１０の駆動時に発生する振動によって、空気が振動したときの音圧を示している。本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり４次（空間４次）の変形による音圧レベルを示している。音圧レベルが低下する程（紙面下側になる程）、回転電機１０の駆動時に発生する振動の低減効果が高い。

図１６は、トルクリップルと音圧レベルの低減効果との関係の一例を示す図である。同図の横軸は、トルクリップルを示している。トルクリップルは、各固定子磁極部２１ｂに吸引力低減部４０を設けない場合の回転電機１０のトルクリップルを１．０としたときのトルクリップルの減少割合を示している。つまり、トルクリップルが１．０より小さい程、トルクリップルが低減され、回転電機１０の特性が優れている。なお、トルクリップルは、回転電機１０の駆動時の出力トルクの脈動を示しており、最大値と最小値との差分（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）で示している。また、同図の縦軸は、音圧レベルの低減効果を示している。音圧レベルは、図１５に示す音圧レベルと同等の座標軸で示されている。

図１７は、コギングトルクと音圧レベルの低減効果との関係の一例を示す図である。同図の横軸は、コギングトルクを示している。コギングトルクは、各固定子磁極部２１ｂに吸引力低減部４０を設けない場合の回転電機１０のコギングトルクを１．０としたときのコギングトルクの減少割合を示している。つまり、コギングトルクが１．０より小さい程、コギングトルクが低減され、回転電機１０の特性が優れている。なお、コギングトルクは、非通電時のトルクの脈動を示しており、最大値と最小値との差分（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）で示している。また、同図の縦軸は、音圧レベルの低減効果を示している。音圧レベルは、図１５および図１６に示す音圧レベルと同等の座標軸で示されている。

図１５〜図１７の四角印は、本実施形態（吸引力低減部４０の凹部が矩形状の切り欠きである場合）の特性を示している。なお、図１５〜図１７では、矩形状の切り欠きの幅と深さ（図８に示す幅Ｗ１１と深さｄ１１に相当）を変更した６点のデータがプロットされている。また、これらのサンプルデータから推定される本実施形態の特性領域を領域ＥＲ１〜ＥＲ３で示している。

図１５〜図１７の三角印は、第二変形形態（吸引力低減部４０の凹部が三角形状の切り欠きである場合）の特性を示している。図１５〜図１７の白丸印は、第三変形形態（吸引力低減部４０の凹部が円弧状の切り欠きである場合）の特性を示している。図１５〜図１７の黒丸印は、第四変形形態（吸引力低減部４０の凹部が円弧状の切り欠きであり、各磁極先端部２１ｄが一対の面取り部５１，５１を備える場合）の特性を示している。

図１５に示すように、第二変形形態（三角印）は、本実施形態（四角印）の特性と比べて、トルク目減りの抑制と、音圧レベルの低減との両立が図られている。また、第三変形形態（白丸印）は、第二変形形態（三角印）の特性と比べて、若干、トルク目減りが見られるものの音圧レベルの低減効果が向上している。第四変形形態（黒丸印）は、第三変形形態（白丸印）の特性と比べて、トルク目減りがさらに見られるものの音圧レベルの低減効果がさらに向上している。

図１６に示すように、本実施形態（四角印）は、一つのサンプルデータを除いて、トルクリップルが増加している。また、当該サンプルデータでは、音圧レベルの低減効果が最も少ない。一方、第二変形形態（三角印）、第三変形形態（白丸印）および第四変形形態（黒丸印）の全てにおいて、トルクリップルが１．０より小さい。つまり、これらの変形形態では、各固定子磁極部２１ｂに吸引力低減部４０を設けない場合と比べて、トルクリップルが低減されている。

図１７に示すように、本実施形態（四角印）、第二変形形態（三角印）、第三変形形態（白丸印）および第四変形形態（黒丸印）のいずれにおいても、コギングトルクが１．０より大きい。つまり、いずれの形態においても、各固定子磁極部２１ｂに吸引力低減部４０を設けない場合と比べて、コギングトルクが増加している。

なお、矩形状の切り欠きの幅（図８に示す幅Ｗ１１に相当）が大きくなる程、音圧レベルの低減効果が向上するが、コギングトルクが増加する傾向にある。また、矩形状の切り欠きの深さ（図８に示す深さｄ１１に相当）が大きくなる程、音圧レベルの低減効果が向上するが、トルクリップルが増加する傾向にある。さらに、矩形状の切り欠きの面積（幅Ｗ１１と深さｄ１１との積）に概ね比例して、トルク目減りが増加する。そのため、許容されるトルク目減りに合わせて、矩形状の切り欠きの幅と深さ（幅Ｗ１１と深さｄ１１）を設定すると良い。また、矩形状の切り欠きの面積（幅Ｗ１１と深さｄ１１との積）が同じ場合、切り欠きの幅（幅Ｗ１１）と比べて、切り欠きの深さ（深さｄ１１）を大きくすると、音圧レベルの低減効果が向上する。

矩形状の切り欠きの面積（幅Ｗ１１と深さｄ１１との積）が一定で、切り欠きの幅（幅Ｗ１１）を磁極先端部２１ｄの第一方向（矢印Ｘ方向）幅と同じ大きさまで広げても（つまり、対向面２１ｅと可動子鉄心３１との間の空隙を広げることと同等）、音圧レベルの低減効果は、ほとんど見られない。また、矩形状の切り欠きの面積（幅Ｗ１１と深さｄ１１との積）が一定で、切り欠きの幅（幅Ｗ１１）を極端に狭くして、切り欠きの深さ（深さｄ１１）を固定子磁極部２１ｂの基端側に向かって大きくしても、音圧レベルの低減効果は、ほとんど見られない。そのため、切り欠きの幅（幅Ｗ１１）は、スロット２１ｃの開口幅と同等に設定すると良い。

＜第二実施形態＞
本実施形態は、第一実施形態と比べて、毎極毎相スロット数が異なる。以下、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。

本実施形態の回転電機１０は、８極３０スロット構成の回転電機であり、毎極毎相スロット数が１．２５である。つまり、整数部ａは１、分子部ｂは１、分母部２ｎは４（ｎは２）であり、本実施形態の回転電機１０は、１／４系列の回転電機１０である。図１８は、図３に対応しており、図３と同様に図示されている。図１９は、図９に対応しており、図９と同様に図示されている。

図１８に示すように、第一方向（矢印Ｘ方向）に隣接する二磁極対（四磁極）分の可動子磁極３２ａ，３２ｂを考える。１／４系列の回転電機１０では、四種類の磁極対向状態（磁極対向状態Ｍ２０、磁極対向状態Ｍ２１、磁極対向状態Ｍ２２および磁極対向状態Ｍ２３）を備えており、四種類の吸引力分布を備えている。そのため、第一方向（矢印Ｘ方向）に隣接する二磁極対（四磁極）分の可動子磁極３２ａ，３２ｂでは、互いに吸引力分布が異なる。その結果、固定子磁極部２１ｂに作用する吸引力分布は、一磁極毎には等価にならず、二磁極対毎（四磁極毎）に等価になる。

以上のことは、図示が省略されている他の可動子磁極３２ａ，３２ｂについても同様である。このように、１／４系列の回転電機１０では、互いに吸引力分布が異なる第一方向（矢印Ｘ方向）に隣接する二磁極対（四磁極）分の可動子磁極３２ａ，３２ｂを単位として、第一方向（矢印Ｘ方向）に平行移動させた状態で、多極化（本実施形態では、８極化）されている。

１／４系列の回転電機１０では、固定子鉄心２１の変位量は、大きさが異なる四種類のピーク値が生じる。そのため、１／４系列で８極の回転電機１０は、固定子鉄心２１の一周あたり２次（空間２次）の起振力の成分を備えている。固定子鉄心２１の一周あたり２次（空間２次）の起振力は、二磁極対（四磁極）を単位として繰り返され、第一方向（矢印Ｘ方向）の四磁極対（八磁極）において、固定子鉄心２１の変位量は、二つのピーク値が生じる。この場合、図７に示すように、曲線２１ｓ２で示す楕円状に変形し易い。

分数スロット構成の回転電機１０では、可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数（本実施形態では、８極）に依拠する次数（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））の起振力と比べて、より低次（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり２次（空間２次））の起振力の成分を備える。そのため、駆動回転数が広範囲に亘る回転電機１０では、固定子鉄心２１の固有振動数と一致する回転数が、駆動回転数範囲内に生じ易くなる。その結果、固定子２０の共振が発生し、回転電機１０の駆動時に発生する騒音や振動などが増大する可能性がある。

そこで、本実施形態の回転電機１０は、吸引力分布を整数スロット構成と同程度（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））まで高次化する。以下、図１８および図１９を参照しつつ具体的に説明する。図１８に示すように、参考形態の回転電機では、位置座標ＱＡ１（位置座標０）では、可動子磁極３２ａは、スロット２１ｃの中央位置に対向している。位置座標ＱＢ１（位置座標３．７５）では、可動子磁極３２ｂは、固定子磁極部２１ｂの第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）に対向している。また、位置座標ＱＣ１（位置座標７．５）では、可動子磁極３２ａは、固定子磁極部２１ｂの中央位置に対向している。位置座標ＱＤ１（位置座標１１．２５）では、可動子磁極３２ｂは、固定子磁極部２１ｂの第一方向紙面左側（矢印Ｘ１方向）に対向している。このように、位置座標ＱＡ１，ＱＢ１，ＱＣ１，ＱＤ１では、磁極対向状態がそれぞれ異なり、四種類の磁極対向状態が存在する。

ここで、位置座標ＱＡ１（位置座標０）から第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）に、１／４固定子磁極ピッチ（１／４スロットピッチ）ずつ離れた位置座標を、位置座標ＱＡ２、位置座標ＱＡ３および位置座標ＱＡ４とする。また、位置座標ＱＢ１（位置座標３．７５）から第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）に、１／４固定子磁極ピッチ（１／４スロットピッチ）ずつ離れた位置座標を、位置座標ＱＢ２、位置座標ＱＢ３および位置座標ＱＢ４とする。同様に、位置座標ＱＣ１（位置座標７．５）から第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）に、１／４固定子磁極ピッチ（１／４スロットピッチ）ずつ離れた位置座標を、位置座標ＱＣ２、位置座標ＱＣ３および位置座標ＱＣ４とする。また、位置座標ＱＤ１（位置座標１１．２５）から第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）に、１／４固定子磁極ピッチ（１／４スロットピッチ）ずつ離れた位置座標を、位置座標ＱＤ２、位置座標ＱＤ３および位置座標ＱＤ４とする。

位置座標ＱＡ２，ＱＢ２，ＱＣ２，ＱＤ２では、位置座標ＱＡ１，ＱＢ１，ＱＣ１，ＱＤ１の磁極対向状態と比べて、順序は異なるが、同種類の磁極対向状態が存在する。具体的には、スロット２１ｃの中央位置に対向する磁極対向状態、固定子磁極部２１ｂの第一方向紙面左側（矢印Ｘ１方向）に対向する磁極対向状態、固定子磁極部２１ｂの中央位置に対向する磁極対向状態および固定子磁極部２１ｂの第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）に対向する磁極対向状態の四種類の磁極対向状態が存在する。このことは、位置座標ＱＡ３，ＱＢ３，ＱＣ３，ＱＤ３についても同様であり、位置座標ＱＡ４，ＱＢ４，ＱＣ４，ＱＤ４についても同様である。そして、これらの磁極対向状態は、第一方向（矢印Ｘ方向）の四磁極対（八磁極）において、繰り返されている。

よって、スロット２１ｃの中央位置に対向する磁極対向状態を、残りの三種類の磁極対向状態において再現することにより、これらの間の吸引力の差異が緩和される。以上のことは、第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）に、さらに１／４固定子磁極ピッチ（１／４スロットピッチ）離れた位置においても同様であり、四磁極対（八磁極）分について同様である。よって、上述の吸引力の差異の緩和を四磁極対（八磁極）分、繰り返すことにより、吸引力のピーク値を一磁極毎に等価な状態に近づけることができる。

本実施形態では、図１９に示すように、複数（３０個）の固定子磁極部２１ｂの各々は、磁極先端部２１ｄに、３つの吸引力低減部４０，４０，４０を備えている。３つの吸引力低減部４０，４０，４０は、３つの凹部であり、凹部は、第一実施形態と同様の矩形状の切り欠きによって形成されている。また、３つの吸引力低減部４０，４０，４０は、隣接するスロット２１ｃの第一方向（矢印Ｘ方向）の中央位置から、１／４、２／４（＝１／２）、３／４固定子磁極ピッチ（スロットピッチ）離れた位置に順に第一方向（矢印Ｘ方向）の中心が位置するように、第一方向（矢印Ｘ方向）に沿って配置されている。

固定子磁極番号４の磁極先端部２１ｄに設けられた第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）の吸引力低減部４０は、位置座標ＱＢ１の固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力を低減する。その結果、位置座標ＱＡ１における吸引力と、位置座標ＱＢ１における吸引力との差が低減し、吸引力の差異が緩和される。このことは、位置座標ＱＣ１および位置座標ＱＤ１についても同様である。よって、位置座標ＱＡ１，ＱＢ１，ＱＣ１，ＱＤ１における吸引力の差異が緩和される。以上のことは、位置座標ＱＡ２，ＱＢ２，ＱＣ２，ＱＤ２についても同様であり、位置座標ＱＡ３，ＱＢ３，ＱＣ３，ＱＤ３についても同様である。また、位置座標ＱＡ４，ＱＢ４，ＱＣ４，ＱＤ４についても同様である。

本実施形態では、全ての固定子磁極部２１ｂの磁極先端部２１ｄに、３つの吸引力低減部４０，４０，４０を備えているので、上記の状況が四磁極対（八磁極）分、繰り返される。よって、第一実施形態と同様に、吸引力のピーク値は、図１８に示す参考形態と比べて、一磁極毎に等価な状態に近づく。

よって、本実施形態の回転電機１０は、可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数（本実施形態では、８極）に依拠する次数（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））の起振力と比べて、より低次（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり２次（空間２次））の起振力の成分を低減して、可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数に依拠する次数の起振力の成分を増大させることができる。したがって、本実施形態の回転電機１０は、固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力分布を整数スロット構成と同程度（本実施形態では、固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））まで高次化し、固定子鉄心２１の固有振動数と一致する回転数を高めて、駆動回転数範囲外に設定することができる。つまり、本実施形態の回転電機１０は、固定子２０の共振機会を回避して、回転電機１０の駆動時に発生する騒音および振動のうちの少なくとも一方を低減することができる。

また、本実施形態においても、３つの吸引力低減部４０，４０，４０は、磁極先端部２１ｄの可動子３０と対向する対向面２１ｅに設けられた３つの凹部であると好適である。さらに、３つの凹部は、三角形状または円弧状の切り欠きであると好適である。また、各磁極先端部２１ｄは、三組の一対の面取り部５１，５１を備えると好適である。

なお、本実施形態において既述したことは、３／４系列の回転電機１０についても同様に言える。図２０に示す第五変形形態の回転電機１０は、４極２１スロットの回転電機であり、毎極毎相スロット数が１．７５である。つまり、整数部ａは１、分子部ｂは３、分母部２ｎは４（ｎは２）であり、第五変形形態の回転電機１０は、３／４系列の回転電機１０である。図２０は、既述の図１９に対応しており、同様に図示されている。

図２０に示す位置座標ＲＡ１，ＲＢ１，ＲＣ１，ＲＤ１は、この順に、図１９に示す位置座標ＱＡ１，ＱＢ１，ＱＣ１，ＱＤ１に対応させる。また、図２０に示す位置座標ＲＡ２，ＲＢ２，ＲＣ２，ＲＤ２は、この順に、図１９に示す位置座標ＱＡ２，ＱＢ２，ＱＣ２，ＱＤ２に対応させる。さらに、図２０に示す位置座標ＲＡ３，ＲＢ３，ＲＣ３，ＲＤ３は、この順に、図１９に示す位置座標ＱＡ３，ＱＢ３，ＱＣ３，ＱＤ３に対応させる。また、図２０に示す位置座標ＲＡ４，ＲＢ４，ＲＣ４，ＲＤ４は、この順に、図１９に示す位置座標ＱＡ４，ＱＢ４，ＱＣ４，ＱＤ４に対応させる。

例えば、位置座標ＲＡ１，ＲＢ１，ＲＣ１，ＲＤ１では、位置座標ＱＡ１，ＱＢ１，ＱＣ１，ＱＤ１の磁極対向状態と比べて、順序は異なるが、同種類の磁極対向状態が存在する。具体的には、スロット２１ｃの中央位置に対向する磁極対向状態、固定子磁極部２１ｂの第一方向紙面左側（矢印Ｘ１方向）に対向する磁極対向状態、固定子磁極部２１ｂの中央位置に対向する磁極対向状態および固定子磁極部２１ｂの第一方向紙面右側（矢印Ｘ２方向）に対向する磁極対向状態の四種類の磁極対向状態が存在する。よって、３／４系列の回転電機１０は、１／４系列の回転電機１０と同様にして、回転電機１０の駆動時に発生する騒音および振動のうちの少なくとも一方を低減することができる。

＜１／２ｎ系列の回転電機１０＞
第一実施形態では、１／２系列の回転電機１０について説明した。また、第二実施形態では、１／４系列の回転電機１０について説明した。しかしながら、本発明は、これらの回転電機１０に限定されるものではない。以下、１／２ｎ系列の回転電機１０について説明する。

毎極毎相スロット数を帯分数で表したときの整数部分を整数部ａとし、帯分数の真分数部分を既約分数で表したときの分子部分を分子部ｂ、分母部分を分母部２ｎ（ｎは自然数）とする。また、整数部ａ、分子部ｂおよび分母部２ｎは、いずれも正の整数とし、分母部２ｎは、２以上の整数、かつ、３の倍数でない偶数とする。これは、分母部２ｎが３の倍数の場合、固定子巻線２２は、分数スロット巻で巻装することが困難であることによる。

本発明に係る１／２ｎ系列の回転電機１０では、複数の固定子磁極部２１ｂの各々は、分母部２ｎから１を減じた２ｎ−１個の吸引力低減部４０を磁極先端部２１ｄに備える。吸引力低減部４０は、固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力を低減させる。また、２ｎ−１個の吸引力低減部４０は、隣接するスロット２１ｃの第一方向（矢印Ｘ方向）の中央位置から、１／２ｎ，・・・，（２ｎ−１）／２ｎ固定子磁極ピッチ離れた位置に順に第一方向（矢印Ｘ方向）の中心が位置するように、第一方向（矢印Ｘ方向）に沿って配置されている。

これにより、本発明に係る回転電機１０は、可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数に依拠する次数の起振力と比べて、より低次（可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数を分母部２ｎで除した次数）の起振力の成分を低減して、可動子磁極３２ａ，３２ｂの磁極数に依拠する次数の起振力の成分を増大させることができる。したがって、本発明に係る回転電機１０は、固定子磁極部２１ｂに作用する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力分布を整数スロット構成と同程度まで高次化し、固定子鉄心２１の固有振動数と一致する回転数を高めて、駆動回転数範囲外に設定することができる。つまり、本発明に係る回転電機１０は、固定子２０の共振機会を回避して、回転電機１０の駆動時に発生する騒音および振動のうちの少なくとも一方を低減することができる。

また、２ｎ−１個の吸引力低減部４０は、磁極先端部２１ｄの可動子３０と対向する対向面２１ｅに設けられた一つまたは複数の凹部であると好適である。さらに、一つまたは複数の凹部は、三角形状または円弧状の切り欠きであると好適である。また、各磁極先端部２１ｄは、対向面２１ｅと切り欠きとによって形成される二つの角部５０，５０がそれぞれ面取りされた少なくとも一対の面取り部５１，５１を備えると好適である。さらに、固定子巻線２２は、分布巻で巻装することもできる。つまり、固定子巻線２２は、分布巻で巻装された分布巻固定子巻線とすることができる。

なお、固定子巻線２２は、集中巻で巻装することもできる。つまり、固定子巻線２２は、集中巻で巻装された集中巻固定子巻線とすることもできる。例えば、１／２系列の回転電機として、可動子３０の磁極数が２ｊ、固定子２０のスロット数が３ｊの三相回転電機を考える。但し、ｊは、自然数とする。

例えば、ｊが１のとき、可動子３０の磁極数が２極、固定子２０のスロット数が３スロットの三相回転電機である。この場合、三相回転電機は、可動子３０の磁極数（２極）に依拠する次数（固定子鉄心２１の一周あたり２次（空間２次））の起振力と比べて、より低次（固定子鉄心２１の一周あたり１次（空間１次））の起振力の成分を備える。そのため、各固定子磁極部２１ｂの磁極先端部２１ｄには、隣接するスロット２１ｃの第一方向（矢印Ｘ方向）の中央位置から１／２固定子磁極ピッチ離れた位置に第一方向（矢印Ｘ方向）の中心が位置するように、一つの吸引力低減部４０を配置する。これにより、吸引力分布は、可動子３０の磁極数（２極）に依拠する次数（固定子鉄心２１の一周あたり２次（空間２次））まで高次化される。

ｊが２のとき、可動子３０の磁極数が４極、固定子２０のスロット数が６スロットの三相回転電機である。この場合、三相回転電機は、可動子３０の磁極数（４極）に依拠する次数（固定子鉄心２１の一周あたり４次（空間４次））の起振力と比べて、より低次（固定子鉄心２１の一周あたり２次（空間２次））の起振力の成分を備える。そのため、各固定子磁極部２１ｂの磁極先端部２１ｄには、隣接するスロット２１ｃの第一方向（矢印Ｘ方向）の中央位置から１／２固定子磁極ピッチ離れた位置に第一方向（矢印Ｘ方向）の中心が位置するように、一つの吸引力低減部４０を配置する。これにより、吸引力分布は、可動子３０の磁極数（４極）に依拠する次数（固定子鉄心２１の一周あたり４次（空間４次））まで高次化される。

ｊが３以上の場合についても同様であり、各固定子磁極部２１ｂは、上記の所定位置に、一つの吸引力低減部４０を備えることにより、吸引力分布は、可動子３０の磁極数（２ｊ極）に依拠する次数（固定子鉄心２１の一周あたり２ｊ次（空間２ｊ次））まで高次化される。

また、１／４系列の回転電機として、可動子３０の磁極数が４ｋ、固定子２０のスロット数が３ｋの三相回転電機を考える。但し、ｋは、自然数とする。例えば、ｋが１のとき、可動子３０の磁極数が４極、固定子２０のスロット数が３スロットの三相回転電機である。この場合、三相回転電機は、可動子３０の磁極数（４極）に依拠する次数（固定子鉄心２１の一周あたり４次（空間４次））の起振力と比べて、より低次（固定子鉄心２１の一周あたり１次（空間１次））の起振力の成分を備える。そのため、各固定子磁極部２１ｂの磁極先端部２１ｄには、隣接するスロット２１ｃの第一方向（矢印Ｘ方向）の中央位置から、１／４、２／４、３／４固定子磁極ピッチ離れた位置に順に第一方向（矢印Ｘ方向）の中心が位置するように、第一方向（矢印Ｘ方向）に沿って３つの吸引力低減部４０を配置する。これにより、吸引力分布は、可動子３０の磁極数（４極）に依拠する次数（固定子鉄心２１の一周あたり４次（空間４次））まで高次化される。

ｋが２のとき、可動子３０の磁極数が８極、固定子２０のスロット数が６スロットの三相回転電機である。この場合、三相回転電機は、可動子３０の磁極数（８極）に依拠する次数（固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））の起振力と比べて、より低次（固定子鉄心２１の一周あたり２次（空間２次））の起振力の成分を備える。そのため、各固定子磁極部２１ｂの磁極先端部２１ｄには、隣接するスロット２１ｃの第一方向（矢印Ｘ方向）の中央位置から、１／４、２／４、３／４固定子磁極ピッチ離れた位置に順に第一方向（矢印Ｘ方向）の中心が位置するように、第一方向（矢印Ｘ方向）に沿って３つの吸引力低減部４０を配置する。これにより、吸引力分布は、可動子３０の磁極数（８極）に依拠する次数（固定子鉄心２１の一周あたり８次（空間８次））まで高次化される。

ｋが３以上の場合についても同様であり、各固定子磁極部２１ｂは、上記の所定位置に、３つの吸引力低減部４０を備えることにより、吸引力分布は、可動子３０の磁極数（４ｋ極）に依拠する次数（固定子鉄心２１の一周あたり４ｋ次（空間４ｋ次））まで高次化される。

以上のことは、分母部２ｎが２および４以外についても同様であり、１／２ｎ系列の回転電機について成立する。このように、本発明に係る回転電機１０は、固定子巻線２２が集中巻で巻装された集中巻固定子巻線の場合においても、回転電機１０の駆動時に発生する騒音および振動のうちの少なくとも一方を低減することができる。

＜その他＞
本発明は、上記した実施形態や図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。例えば、既述の実施形態では、可動子３０は、固定子２０の内方に設けられているが、可動子３０は、固定子２０の外方に設けることもできる。また、本発明に係る回転電機１０は、固定子２０および可動子３０が同軸に配されるラジアル空隙型の円筒状回転電機に限定されるものではない。本発明に係る回転電機１０は、固定子２０および可動子３０が直線上に配され、可動子３０が固定子２０に対して直線上に移動するリニア型回転電機に適用することもできる。さらに、本発明に係る回転電機１０は、分数スロット構成の種々の回転電機に用いることができ、例えば、車両の駆動用電動機、発電機、産業用または家庭用の電動機、発電機などに用いることができる。

１０：回転電機、
２０：固定子、
２１：固定子鉄心、２１ａ：継鉄部、２１ｂ：固定子磁極部、２１ｃ：スロット、
２１ｄ：磁極先端部、２１ｅ：対向面、
２２：固定子巻線、
３０：可動子、３１：可動子鉄心、３２ａ，３２ｂ：一対の可動子磁極、
４０：吸引力低減部、
５０，５０：二つの角部、５１，５１：一対の面取り部、
Ｘ：第一方向、Ｙ：第二方向、Ｙ１：第二方向可動子側。

Claims (5)

1. 複数のスロットが形成された固定子鉄心と、前記複数のスロットに挿通されている固定子巻線とを備える固定子と、
   前記固定子に対して移動可能に支持された可動子鉄心と、前記可動子鉄心に設けられた少なくとも一対の可動子磁極とを備える可動子と、
   を具備する毎極毎相スロット数が整数でない分数スロット構成の回転電機であって、
   前記固定子に対する前記可動子の移動方向を第一方向とし、前記固定子と前記可動子との対向方向を第二方向とし、前記第二方向のうちの前記固定子側から前記可動子側に向かう方向を第二方向可動子側とするとき、
   前記固定子鉄心は、
   前記第一方向に沿って形成された継鉄部と、
   前記継鉄部から前記第二方向可動子側に突出するように形成され、先端が前記第一方向に幅広に形成された磁極先端部を備える複数の固定子磁極部と、
   を具備し、前記第一方向に隣接する前記固定子磁極部によって前記スロットが形成されており、
   前記毎極毎相スロット数を帯分数で表したときの整数部分を整数部ａとし、前記帯分数の真分数部分を既約分数で表したときの分子部分を分子部ｂ、分母部分を分母部２ｎ（ｎは自然数）とし、前記整数部ａ、前記分子部ｂおよび前記分母部２ｎは、いずれも正の整数とし、前記分母部２ｎは、２以上の整数、かつ、３の倍数でない偶数とするとき、
   前記複数の固定子磁極部の各々は、前記固定子磁極部に作用する前記第二方向の電磁気的な吸引力を低減させる前記分母部２ｎから１を減じた２ｎ−１個の吸引力低減部を前記磁極先端部に備え、
   前記２ｎ−１個の吸引力低減部は、隣接する前記スロットの前記第一方向の中央位置から１／２ｎ，・・・，（２ｎ−１）／２ｎ固定子磁極ピッチ離れた位置に順に前記第一方向の中心が位置するように、前記第一方向に沿って配置されている回転電機。
2. 前記２ｎ−１個の吸引力低減部は、前記磁極先端部の前記可動子と対向する対向面に設けられた一つまたは複数の凹部である請求項１に記載の回転電機。
3. 前記一つまたは複数の凹部は、三角形状または円弧状の切り欠きである請求項２に記載の回転電機。
4. 各前記磁極先端部は、前記対向面と前記切り欠きとによって形成される二つの角部がそれぞれ面取りされた少なくとも一対の面取り部を備える請求項３に記載の回転電機。
5. 前記固定子巻線は、集中巻または分布巻で巻装されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機。

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