JPS61221560A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、界磁部の磁極数よりも多い巻線用溝を有する
電機子鉄心を具備する回転電機（発電機または電動機）
に関するものである。

従来の技術 機械入力により電気出力を得る発電機と電気入力により
機械出力を得る電動機を総称して、本発明では回転電機
と呼ぶ。本発明での発電機と電動機の構造は同じである
ので、以下、発電機を例にとり説明する。

電機子鉄心に巻線用溝を設けて多相の巻線を収納するよ
うにした発電機（回転電機）は、巻線用溝の間に形成さ
れる歯に界磁部の磁束を収束させることができるために
、その出力が大きいという利点がある。そのため、電動
機などの回転速度を計測するタコジェネレータとして、
上述のごとき発電機が広く使用されている。しかしなが
ら、このような発電機では、界磁部の磁極と電機子鉄心
の巻線用溝の相互作用によりコギングトルクが発生する
（たとえば、本出願人が提案した特願昭５３−１４５４
８９号を参照）、以下、これについてブラシレス形の直
流発電機を例にとり、図面を参照して説明する。

第５図は従来の発電機の構造を表わす要部構成図である
０回転軸（１）に取りつけられた強磁性体のロータ（２
）の外周に、円環状のマグネット（３）が取りつけられ
ている。マグネット（３）には６極の磁極が等角度間隔
に着磁されており、界磁部を形成している。界磁部のマ
グネット（３）と所定の間隙を離して電機子鉄心（４）
が配置されている。マグネット（３）と電機子鉄心（４
）はいずれか一方が他方に対して回転自在に支承されて
いる。（本例では、電機子鉄心４に対してマグネット３
が回転するようになされている）、電機子鉄心（４）に
は。

等角度間隔に１２個の巻線用溝５が設けられており。

各巻線用溝（５）の間には１２個の歯（６）が形成され
、４相の巻線Ａ１〜Ａ６．Ａ’ｌ〜Ａ’６．Ｂｌ〜Ｂ６
．Ｂ’　１〜Ｂ’　６が巻装されている０巻線Ａ１、Ａ
２．Ａ３．Ａ４．Ａ５．Ａ６は２個の歯を取り囲むよう
に巻かれており、巻線Ａ１が収納された両方の巻線用溝
にはそれぞれ巻線Ａ６とＡ２の一端が収納され１巻線Ａ
２が収納された両方の巻線用溝にはそれぞれ巻線Ａ１と
Ａ３の一端が収納され、巻線Ａ３が収納された両方の巻
線用溝にはそれぞれ巻線Ａ２とＡ４の一端が収納され１
巻線Ａ４が収納された両方の巻線用溝にはそれぞれ巻線
Ａ３とＡ５の一端が収納され、巻線Ａ５が収納された両
方の巻線用溝にはそれぞれ巻線Ａ４とＡ６の一端が収納
され１巻線Ａ６が収納された両方の巻線用溝にはそれぞ
れ巻線Ａ５とＡ１の一端が収納されている。他の相の巻
線Ａ’　　１〜八′　６゜Ｂ１〜Ｂ６．Ｂ’　　１〜Ｂ
’　６についても同様である。また、Ａ１とＡ’ｌ、Ａ
２とＡ’　２．Ａ３とＡ’　３．Ａ４とＡ’　４．Ａ５
とＡ’　５．Ａ６とＡ’　６はそれぞれバイファイラ−
巻きされ（２本−緒に巻＜）、Ａｌ〜Ａ６とＡ’　　１
〜Ａ’　６は逆相（電気的に１８０度の位相差）になる
ように接続されている。同様に、Ｂ１とＢ’ｌ、Ｂ２と
Ｂ’　２．Ｂ３とＢ’　３．Ｂ４とＢ’　４．ＢＳとＢ
１０、Ｂ６とＢ’　６はそれぞれバイファイラー巻きさ
れ（２本−緒↓二巻＜）、８１〜Ｂ６とＢ’　　１〜Ｂ
’　６は逆相（電気的に１８０度の位相差）になるよう
に接続されている。以下、Ａ１〜Ａ６をまとめて人相の
巻線群とし、Ａ’　１〜Ａ’　６をまとめてＡ′相の巻
線群とし、８１〜Ｂ６をＢ相の巻線群とし、Ｂ’　１〜
Ｂ’　６をＢ′相の巻線群とする。

界磁部のマグネット（３）の発生磁束は電機子鉄心（４
）の各歯（６）に流入または流出し、Ａ、Ａ’　。

Ｂ、Ｂ’相の巻線群に鎖交している＠　Ａ　ｇ　Ａ　’
　ＨＢ、Ｂ’相の巻線群の間には、電気的に９０度の位
相差がある。ここで、電気角の１８０度は界磁部の１磁
極ピツチ３６０″／Ｐ　（Ｐは界磁部の磁極数）に相当
する（本例では、Ｐ＝６であるから機械角６０度が１磁
極ピツチであり、電気角１８０度に相当する）。

第６図に発電電圧のピークを検出するピーク検出回路の
構成図を示す。第５図の巻線Ａ１〜Ａ６は、各巻回方向
を考慮して直列に接続されＡ相の巻線群を形成している
。同様に、巻線Ａ’　１〜Ａ’　６　は各巻回方向を考
慮して直列に接続されＡ′相の巻線群を形成し、巻線Ｂ
１〜Ｂ６は各巻回方向を考慮して直列に接続されＢ相の
巻線群を形成し、巻線Ｂ’　　１〜Ｂ’　６は各巻回方
向を考慮して直列に接続されＢ′相の巻線群を形成して
いる。４相の巻線群は星形結線され、その端子をピーク
検出回路（１１）に接続されて、ダイオード（２１）（
２２）　（２３）　（２４）によってＡ相、Ａ′相、Ｂ
相　１３１相の巻線群の発電電圧の中性点から見た最大
値を検出している。その結果、４相の巻線群の発電電圧
を整流した直流電圧Ｆが得られ′る。

発明が解決しようとする問題点 この従来例のコギングトルクについて第７図を参照して
説明する。第７図は、第５図のマグネット３と電機子鉄
心４をｘ−ｘ’線とＹ−Ｙ’線について平部展開した図
である（巻線を省略し、巻線用溝をａ−気で示した）、
コギングトルクは界磁部と電機子鉄心の間の磁場に蓄え
られた磁気エネルギーが両者の相対的な回転に応じて変
化することによって生じるものである。特に、界磁部の
磁極と電機子鉄心の溝の両者に関係して発生し、第５図
のごとく界磁部のマグネット（３）と電機子鉄心（４）
の両方に磁気的な周期性がある場合には、その両者に共
通して存在する成分（整合成分）のコギングトルクが生
じる。第８図にマグネット（３）の発生する磁束密度の
分布特性を全周（３６０度）について示す、磁気エネル
ギーは磁束密度の２乗に関係する量であるから、第８図
に示すごとき特性の界磁部のマグネット（３）が有する
磁気的な周期・波形の基本的な調波成分は第６次調波成
分となる。

ここで、１回転１回の正弦波成分を第１次調波成分とす
る。すなわち、マグネット（３）は第６吹成分を基本と
して、第１２次、第２４次、・・・などの高調波成分を
含んでいることになる。

一方、電機子鉄心（４）の磁気的不均一性（パーミアン
スに関する量）は巻線用溝ａ−鬼によって生じる。電機
子鉄心（４）の巻線用溝ａ−鬼は等角度間隔（３０度間
隔）に配置されているので、電機子鉄心（４）の磁気的
不均一性の基本的な調波成分は第１２吹成分となる。従
って、これを基本として第２４次、第３６次、・・・な
どの高調波成分を含んでいる。

コギングトルクは、電機子鉄心（４）の有する磁気的不
均一性の成分とマグネット（３）の有する周期・波形の
調波成分が整合（一致）するときに発生するから、この
従来例のコギングトルクは第１２次。

第２４次、・・・などの調波成分が生じる。

コギングトルクの第１２吹成分は、１２個の巻線用溝に
よって生じる電機子鉄心（４）の磁気的不均一性の基本
成分に直接に関係している。一般に、電機子鉄心（４）
の基本成分はその他の高調波成分に較べてかなり大きい
。その結果、この従来の発電機では非常に大きなコギン
グトルクが発生してぃた。

本出願人は、このようなコギングトルクを低減する一方
法を特願昭５３−１４５４８９号に提案している。特願
昭５３−１４５４８９号では、電機子鉄心の各歯に補助
溝を設けることにより、コギングトルクの基本的な調波
成分を高くしてコギングトルクを低減している。しかし
ながら、このような方法によりコギングトルクを十分に
低減するためには、コギングトルクの基本次数をがなり
高次にする必要があり、多くの補助溝を電機子鉄心に設
けなければならず、実用的でない。また、補助溝を多く
設けた場合でも、コギングトルクの基本成分が電機子鉄
心の基本成分と一致するためにコギングトルクを十分に
低減できなかった。

本発明は、このような点を考慮し、界磁部の磁極数より
も電機子鉄心の巻線用溝の数が多いような回転電機（発
電機または電動機）におけるコギングトルクを大幅に低
減したものである。

問題点を解決するための手段 本発明では、Ｐ極（Ｐは偶数）の界磁磁極を円周上に等
角度間隔もしくは略等角度間隔に有する界磁部と、Ｔ個
（ＴはＰよりも大きい整数）の巻線用溝にに相（Ｋは２
以上の整数）の巻線を重巻した電機子鉄心とを具備し、
前記界磁部と電機子鉄心のうちでいずれか一方が他方に
対して回転自在となされた回転電機であって、 前記電機子鉄心の歯には補助溝が設けられ、少なくとも
連続する３個以上の前記歯において前記巻線用溝と補助
溝が第１のピッチで配置された第１の溝列部分と第２の
溝列部分を形成し、前記第１の溝列部分と第２の溝列部
分の間の溝間隔を前記第１のピッチとは異なる第２のピ
ッチにすることによって、上記の目的を達成したもので
ある。

作用 本発明は上記の構成にすることよって、界磁部の磁極に
対する電機子鉄心の溝の位相を簡単にずらすことができ
るので、電機子鉄心の合成の磁気的変動分が小さくなり
、コギングトルクも小さくなる。

実施例 第１図に本発明の一実施例を表わす要部平面展開図を示
す、第１図において、ロータ（２）に取りつけられたマ
グネット（３）は等角度間隔に６極の磁極を有し、電機
子鉄心（４）の１２個の巻線用溝ａ〜鬼および１２個の
歯に所定間隔あけて対向している。電機子鉄心（４）の
１２個の巻線用溝には、第５図のＡ、Ａ’　、Ｂ、Ｂ’
相の巻線群と同様に４相の巻線群が重巻して巻装されて
いる（図示を省略する）、すなわち、巻線用溝ａからＣ
に渡って巻線Ａ１とＡ’　１が巻装され、巻線用溝Ｃか
らｅに渡って巻線Ａ２とＡ’　２が巻装され、巻線用溝
ｅからｇに渡って巻線Ａ３とＡ’　３が巻装され１巻線
用溝ｇからｉに渡って巻線Ａ４とＡ’　４が巻装され１
巻線用溝ｉからｋに渡って巻線Ａ５とＡ′５が巻装され
、巻線用溝ｋからａに渡って巻線Ａ６とＡ’　６が巻装
され１巻線Ａ１〜Ａ６がその巻回方向を考慮して直列に
接続されて第Ａ相の巻線群を形成し、巻線Ａ’　　１〜
Ａ’　６がその巻回方向を考慮して直列に接続されて第
Ａ′相の巻線群を形成している。同様に、巻線用溝すか
らｄに渡って巻線Ｂ１とＢ’　１が巻装され、巻線用溝
ｄからｆに渡って巻線Ｂ２とＢ’　２が巻装され、巻線
用溝ｆからｈに渡って巻線Ｂ３とＢ’　３が巻装され、
巻線用溝りからｊに渡って巻線Ｂ４とＢ’　４が巻装さ
れ、　巻線用溝ｊから党に渡って巻線Ｂ５とＢ’　５が
巻装され１巻線用情態からｂに渡って巻ＪｉＢ６とＢ’
　６が巻装され、巻線８１〜Ｂ６がその巻回方向を考慮
して直列に接続されて第３相の巻線群を形成し１巻線Ｂ
’　１〜Ｂ’　６がその巻回方向を考慮して直列に接続
されて第Ｂ′相の巻線群を形成している０本実施例のピ
ーク検出回路は。

第６図の構成と同様であり、説明を省略する。なお、本
実施例のＡ相の巻線群とＡ′相の巻線群を直列接続して
１相分の巻線群にし、Ｂ相の巻線群とＢ′相の巻線群を
直列接続して他の１相分の巻線群にすれば、２相の巻線
群を有する回転電機が構成できる。以下、４相の巻線群
を有する発電機について説明するが、２相の巻線群を有
する回転電機にも適用できる。

第１図の実施例においては、電機子鉄心（４）の巻線用
溝ａ−ａの配置を不等角度間隔となし、巻線用溝の間に
形成される歯の実効ピッチを不均一にしている。ここに
、歯の実効ピッチとは歯の両端の巻線用溝の中心のなす
角度である０巻線用溝の個数をＴ＝２・Ｐ＝１２（Ｐは
界磁部の磁極数でありＰ＝６）とするとき、等角度間隔
に配置すると各歯の実効ピッチはＤ＝１８０°／Ｐ　（
本例ではＤ＝３０”）となるので、Ｄより大きい歯を長
歯と呼び、Ｄより小さい歯を短歯と呼ぶことにする。

歯ａ−ｂ（両端の巻線用溝によって歯を表わす）は短歯
、歯ｂ−ｃは短歯、歯ｃ−ｄは長歯、歯ｄ−ｅは短歯、
歯ｅ−ｆは短歯、歯ｆ−ｇは長歯、歯ｇ−ｈは短歯、歯
ｈ−ｉは短歯、歯ｉ−ｊは長歯、歯ｊ−には短歯、歯に
−１１は短歯、歯Ｑ−ａは長歯である１巻線用溝ａから
Ｃの間（ａｔ　ｂｔ　ｃ）と巻線用ｌｄからｆの間（ｄ
、ａ、ｆ）と巻線用溝ｇからｉの間（ｇｐｈ＊ｘ）と巻
線用溝ｊからＱノ間（ｊ　、　ｋ、　ＩＩ）は短歯のみ
が部分的に集中しており、２個の短歯からなる短歯ブロ
ックを形成している（長歯を含まない）。同様に、巻線
用溝Ｃからｄの間（ｃ、ｄ）と巻線用溝ｆからｇの間（
ｆ、ｇ）と巻線用溝ｉからｊの間（ｉｔ　ｊ）と巻線用
情態からａの間（ａ、ａ）は長歯のみが部分的に集中し
ており、１個の長歯からなる長歯ブロックを形成してい
る。（短歯を含まない）、すなわち、４組の短歯ブロッ
クと長歯ブロックが円周上に交互に対称的に配置されて
いる。短歯ａ−ｂ。

ｂ　　ｃ、　ｄ−ｅ、　ａ−ｆ、　ｇ−ｈ、　ｈ−ｉｔ
　ｊ　−に、に−鬼の実効ピッチは、７２０’　／　（
２Ｔ＋４）＝２５．７１４°に等しくもしくは略等しく
されている。

長歯ｃ−ｄ、ｉ−ｊの実効ピッチは１０８０’　／（２
Ｔ＋４）　＝３８．５７１’に等しくもしくは略等しく
され、長歯ｆ−ｇの実効ピッチは１２６０″’　／　（
２Ｔ＋４）＝＝４５″に等しくもしくは略等しくされ、
長歯１−ａの実効ピッチは９００＠／（２Ｔ＋４）＝３
２．１４”に等しくもしくは略等しくされている。

また、各短歯には１個の補助溝が設けられ、各長歯には
２個の補助溝が設けられている。歯ａ−ｂ、ｂ−ｃ、ｃ
−ｄ、ｄ−ｅ、ｅ＝ｆ、ｆ−ｇの間の巻線用溝ａ、ｂ、
ａ、ｄ、ｅ、ｆと補助溝ａ’ｇｂ’ｇＱ’ｇｄ’ｇ　ｅ
’ｇｆ’ｙｇ’＋ｈ′、は、第１のピッチＨ１＝３６０
”　／（２Ｔ　＋４）＝　１２．８５７”にて等ピッチ
間隔に配置され、第１の溝列部分を形成している。同様
に、歯ｇ−ｈ、ｈｌｓｌ　　Ｊ＊Ｊ　　ｋ＊に一鬼、ト
１の間の巻線用溝ｇｐ　Ｋｅ　ｍｅ　ｊｔ　ｋ＊鬼と補
助溝１’　＋　ｊ’　＊ｋ　’　、ＩＬ’　、ｍ’　、
　ｎ’　、　ｏ’　、　ｐ’は、第１のピッチＨ１＝３
６０°／（２Ｔ＋４）＝１２．８５７’にて等ピッチ間
隔に配置され、第２の溝列部分を形成している。第１の
溝列部分の全体の実効ピッチ（巻線用溝ａから補助溝ｈ
′までのピッチ）と第２の溝列部分の全体の実効ピッチ
（補助溝ｇから補助溝ｐ′までのピッチ）は第１のピッ
チＨ１の１３倍に等しくされ、かつ、第１の溝列部分の
全体の実効ピッチは（３６０°／Ｐ）・Ｑ　（Ｑ＝３）
から第１のピッチＨ１を減算したピッチに等しくされて
いる（１３・Ｈ１＝１３・３６０／２８＝３６０／２−
　Ｈ１）　、また。

第１の溝列部分と第２の溝列部分の間の間隔はＨｌとは
異なる第２のピッチＨ２にされている（補助溝ｈ′と巻
線用溝ｇの間はＨ２＝Ｈ１・（１＋ｔ／２）にされ、補
助溝ｐ′と巻線用溝ａの間はＨ２＝Ｈ１・　（１−１／
２）にされている。

次に２本実施例のコギングトルクについて説明する。す
でに説明したように、コギングトルクは電機子鉄心の巻
線用溝による磁気的不均一性の調波成分と界磁部の磁極
による磁気的な周期・波形の調波成分が整合したときに
生じる。界磁部のマグネット（３）の磁気的な周期・波
形は、マグネット（３）の１磁極ピツチ３６０°／Ｐを
周期とする周期関数となっている。従って、マグネット
（３）の１磁極ピツチを基本周期として、電機子鉄心（
４）の磁気的不均一性（巻線用溝と補助溝の配置によっ
て生じる磁気的な変動分）を考えればよく、一般にその
変動量を小さくするならばコギングトルクは小さくなる
。マグネット（３）の１磁極ピツチを基本周期として電
機子鉄心（４）の巻線用溝ａ−ｉと補助溝ａ′〜ｐ′を
みたときの位相関係を第２図に示す、Ａ相とＡ′相の巻
線群を収納された巻線用溝ａｓ　ｃｅ　ｅｅ　ｇｅ　ｌ
ｙ　ｋは１磁極ピツチの１７（２Ｔ＋４）＝１／２８の
位相差で位相ずれを設けられ（巻線用溝ａｓ　Ｑｐ　ｅ
ｅ　ｇｅ　Ｌ　ｋの位相は３個所以上に異なる）、その
変動範囲は１磁極ピツチの５／２８（１磁極ピツチの１
７５以下）になされている、同様に、Ｂ相とＢ′相の巻
線群を収納された巻線用溝す、ｄ、ｆ、ｈ、ｊｔ　ａは
１磁極ピツチの１／２８の位相差で位相ずれを設けられ
、その変動範囲は１磁極ピツチの５／２８になされてい
る。Ａ相の巻線用溝群（ａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｉ、ｋ）とＢ
相の巻線用溝群（ｂｅ　ｄ＋　Ｌ　ｈ＋　ｊｔζ）の間
には正確に１磁極ピツチの１７２の位相差がある。また
、巻線用溝ａ−ｉの位相とは異なる位相に補助溝ａ′〜
ｐ′が位置し、巻線用溝ａ　−ａと補助溝ａ′〜ｐ′か
らなる溝の全体は１磁極ピツチの１７１４の位相差で位
相がすべて異なっている。

すなわち、巻線用溝ａ、ｂｅ　ｃｔ　ｄ＊　ｅ、ｆと補
助溝ａ’　、ｂ’　、ａ’　、ｄ’　、ｅ’　、ｆ’　
、ｇ’　。

ｈ′は１磁極ピツチの１／１４の位相差ですべて位相が
異なり、巻線用溝ｇｏ　ｈｅ　ｉｓ　Ｊ＃　ｋ＊　Ｑと
補助溝　ｉ’＊Ｊ’ｅｋ’ｅ鬼’　、ｍ’　、ｎ’　。

０’　ｅ　Ｐ’　ｔは１磁極ピツチのｌ／１４の位相差
ですべて位相が異なり、第１の溝列部分の溝群（ａｓｂ
＊　Ｑ＊　ｄ、ａｙ　Ｌ　ａ’　ｇ　ｂ’　ｇ　Ｑ’　
＠　ｄ’　ｇｅ’　ｙ　ｆ’　ｅ　ｇ’　＃　）ｌ’）
と第２の溝列部分の溝群（ｇ、ｈｐ　ｉｔ　ｊｅ　ｋ＊
Ｌ　ｌ’　＊　ｊ’　ｇ　ｋ’　＊ζ’　、　ｍ’　ｇ
　ｎ’　ｔ　Ｏ’　ｇ　ｐ’　）には１磁極ピツチの１
／２８の位相差がある。第３図に巻線用溝ａ　−ａと補
助溝ａ′〜ｐ′による電機子鉄心（４）の磁気的変動分
の波形を示す０巻線用溝の開口幅に応じて、各巻線用溝
による磁気的な変動分はなだらかに変化する０巻線用溝
ａ−ａと補助溝ａ′〜ｐ′は１／２８ずつ位相が異なっ
ているために、合成の磁気的な変動分（交流会）はかな
り小さくなっている。第４図に、第５図の従来の発電機
の磁気的な変動分を示す０巻線用溝ａ、Ｑｅ　ｅｅ　ｇ
ｔ　ｌｙｋは同位相となり、巻線用溝ｂｅ　ｄ＊　ｆｗ
　ｈｅ　ｊｅ鬼は同位相になるので、第５図の従来の発
電機の合成の磁気的な変動分は非常に大きい（第５図の
従来例に補助溝ａ′〜ｐ′はなレリ、第３図と°第４図
を比較すると１本実施例の発電機の磁気的な変動分が大
幅に小さくなっていることがわかる。

その結果、本実施例のコギングトルクは大幅に低減され
ている。

さらに、本実施例の各巻線Ａ１〜ＡＳ、Ａ’　１〜Ａ’
　６．Ｂｌ〜Ｂ６．Ｂ’　１〜Ｂ６の実効ピッチは（１
磁極ピツチの３１／２ｇ）　＝１９９．２８度（電気角
）以下から（１磁極ピツチの２４／２８）　＝１５４．
２８度（電気角）以上になされている。ここに、巻線の
実効ピッチはその巻線が収納された巻線用溝の中心間の
なす角度である。たとえば、Ａ相の巻線群についてみれ
ば、Ａ１の巻装された巻線用溝ａ−Ｑ間の角度は１５４
．２８′、Ａ２の巻装された巻線用溝ｃ−ｅ間の角度は
１９２．８６°、Ａ３の巻装された巻線用溝ｅ−ｇ間の
角度は１９９．２８＠、　Ａ４の巻装された巻線用溝ｇ
−ｉ間の角度は１５４．２８’　、　Ａ５の巻装された
巻線用溝ｉ−に間の角度は１９２．８６°、Ａ６の巻装
された巻線用溝に−ａ間の角度は１８６．４３”である
、このように、各相の巻線が収納された巻線用溝の変動
範囲を小さくして（１磁極ピツチの１／４以下）、かつ
１巻線の実効ピッチの変動範囲を小さくするならば（２
００度以下から１５０度以上）、巻線作業が容易となり
、自動化も可能となる。

前述の第１図の実施例では、４相の巻線群を有する発電
機について説明したが、本発明はそのような場合に限定
されるものではない、一般に、電機子鉄心の歯の配置を
工夫して、Ｐ極（Ｐは偶数）の界磁磁極を円周上に等角
度間隔もしくは略等角度間隔に有する界磁部と、Ｔ個（
ＴはＰよりも大きい整数）の巻線用溝にに相（Ｋは２以
上の整数）の巻線を重巻した電機子鉄心とを具備し、前
記界磁部と電機子鉄心のうちでいずれか一方が他方に対
して回転自在となされた回転電機にあっては、前記電機
子鉄心の歯には補助溝が設けられ、少なくとも連続する
３個以上の前記歯において前記巻線用溝と補助溝が第１
のピッチで配置された第１の溝列部分と第２の溝列部分
を形成し、前記第１の溝列部分と第２の溝列部分の間の
溝間隔を前記第１のピッチとは異なる第２のピッチにす
るならば、界磁部の磁極に対する巻線用溝と補助溝の位
相をずらすことができるので、コギングトルクを大幅に
低減できる。

特に、電機子鉄心にＭ個（Ｍは２以上の整数）の溝列部
分を形成した場合には、第２のピッチを第１のピッチの
（１＋Ｎ／Ｍ）倍または（１−Ｎ／Ｍ）倍（Ｎは１以上
でＭよりも小さい整数２Ｍ〉Ｎ≧１）にすれば、Ｍ個の
溝列部分の界磁部の磁極数に対する位相を簡単にずらせ
ることができるので、コギングトルクは簡単に低減でき
る。前述の実施例では、　Ｋ＝４　（またはに＝２）で
あるので、Ｍ＝２．Ｎ＝１とした。

また、前述の実施例に示すように、第１の溝列部分の全
体の実効ピッチと第２の溝列部分の全体の実効ピッチを
等しくもしくは略等しくし、かつ、第１の溝列部分の全
体の実効ピッチを（３６０°／Ｐ）・Ｑから第１のピッ
チＨ１を減算したピッチに等しくもしくは略等しくする
ならば、界磁部の磁極に対する第１の溝列部分の溝と第
２の溝列部分の溝の位相をすべて異ならせることが簡単
にできるので、コギングトルクの低減効果も大きくなる
。

また、実効ピッチがＤ＝３６０’　／Ｔよりも小さい短
歯および実効ピッチがＤよりも大きい長歯を作り、短歯
のみからなる短歯ブロックと長歯のみからなる長歯ブロ
ックを円周上に交互に配置するならば、各溝列部分にお
ける溝の界磁部の磁極数に対する位相を巻線群の相数に
よりも大幅に大きくすることができ、コギングトルクの
低減に効果がある。特に、前述の実施例に示したように
、連続する複数組の短歯ブロックと長歯ブロックに渡っ
て第１の溝列部分と第２の溝列部分を形成すれば、コギ
ングトルクを低減する溝列の配置が簡単になると共に、
各相巻線群の間の位相差を均等に配置することができる
。

第１図の実施例の変形を第１表に示す、第１表（Ａ）の
構成は、第１図の短歯の実効ピッチを６単位角度（１単
位角度は３６０’　／８０＝４．５°）にし、長歯ｃ−
ｄ、ｉ−ｊの実効ピッチを８単位角度にし、長歯ｆ−Ｈ
の実効ピッチを９単位角度にし。

長歯ト１の実効ピッチを７単位角度にして、短歯と長歯
に補助溝を設け、歯ａ−ｂ、ｂ−ｃ、ｃ−ｄ、ｄ−ｅ、
ｅ−ｆ、ｆ−Ｈの巻線用溝と補助溝が２単位角度（第１
のピッチ）で巻線用溝ａ側より配置され（第１の溝列部
分）、歯ｇ−Ｋｔ　ｈ−ｉ、ｉ−ｊ、ｊ−に、に−４，
ａ−ａの巻線用溝と補助溝が２単位角度（第１のピッチ
）で巻線用溝ｇ側より配置され（第２の溝列部分）、第
１の溝列部分と第２の溝列部分の間の溝間隔（第２のピ
ッチ）は３単位角度または１単位角度にしたものである
。第１表（Ｂ）の構成は、第１図の短歯の実効ピッチを
４単位角度（１単位角度は３６０°／６４＝５．６２５
°）にし、長歯ｃ−ｄ、ｉ−ｊの実効ピッチを８単位角
度にし、長歯ｆ−ｇの実効ピッチを９単位角度にし、長
歯ト１の実効ピッチを７単位角度にして、短歯と長歯に
補助溝を設け、歯ａ−ｂ、　ｂ−ｃ、　ｃ−ｄ、　ｄ−
ｅｌ、　ａ−ｆ、　ｆ　−ｇの巻線用溝と補助溝が２単
位角度（第１のピッチ）で巻線用溝ａ側より配置され（
第１の溝列部分）、歯ｇ　　ｈｅｈ　　ｌ＊ｌ　　Ｊ＊
Ｊ−に＊に一気、ト」の巻線用溝と補助溝が２単位角度
（第１のピッチ）で巻線用溝ｇ側より配置され（第２の
溝列部分）、第１の溝列部分と第２の溝列部分の間の溝
間隔（第２のピッチ）は３単位角度または１単位角度に
したものである。

第１表 前述の第１図の実施例では発電機について説明したが、
界磁部と電機子鉄心の相対位置に応じて４相（または２
相）の巻線群への供給電力を切り換えるならば電動機と
して動作し１本発明に含まれることは言うまでもない、
前述の各実施例においては、界磁部のマグネット３の磁
極数をＰ＝６としたが、本発明はそのような場合に限ら
れるものではない。

以上の実施例では、内側にマグネットを配置し外側に電
機子鉄心を配置したが、その関係が逆であってもよい。

また、円環状のマグネットに限らず、複数個のマグネッ
ト磁極片やマグネットと凹凸のある強磁性体によって界
磁部を構成してもよい、その他１本発明の主旨を変えず
して種々の変更が可能である。

発明の効果 本発明は、界磁部の磁極数よりも巻線用溝の数が多い回
転電機において、巻線用溝および補助溝の配置を特殊と
なすことによりコギングトルクを大幅に低減したもので
ある。従って、本発明に基づいて、例えばロボットの関
節駆動用電動機やＮＣ機器の駆動用電動機の回転速度を
検出するタコジェネレータとして使用する発電機を構成
するならば、負荷変動（コギングトルク）が小さくなり
、高精度の回転駆動や位置制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発電機の一実施例を表わす平面展開図
、第２図はマグネットの１磁極ピツチを基本周期として
第１図の電機子鉄心をみたときの溝の位相関係を示す図
、第３図は第１図の実施例の磁気的変動分を表わす図、
第４図は第５図の従来例の磁気的変動分を表わす図、第
５図は従来の発電機を表わす要部構造図、第６図はピー
ク検出回路の構成図、第７図は第５図の発電機の平面展
開図、第８図は界磁部のマグネットの磁束密度の分布を
表わす図である。 （２）・・・ロータ、（３）・・・マグネット、（４）
・・・電機子鉄心、（５）、（ａ）〜（ｉｔ）・・・巻
線用溝、（６）・・・歯、（ａ′）〜（ｐ′）・・・補
助溝、（Ａ１）〜（Ａ６）、（Ａ’　１）〜（Ａ’　６
）、（Ｂｌ）〜（Ｂ６）、（Ｂ’　　１）〜（Ｂ’　６
）・・・巻線。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第１図 ２−ｍ−ロー！ ３−−−ｅグネ→ト ４−−−ｕ子戯出１ １〜１−＋ｍ哨溝 １〜杯−１１９４ 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｐ極（Ｐは偶数）の界磁磁極を円周上に等角度間隔
   もしくは略等角度間隔に有する界磁部と、Ｔ個（ＴはＰ
   よりも大きい整数）の巻線用溝にＫ相（Ｋは２以上の整
   数）の巻線を重巻した電機子鉄心とを具備し、前記界磁
   部と電機子鉄心のうちでいずれか一方が他方に対して回
   転自在となされた回転電機であって、 前記電機子鉄心の歯には補助溝が設けられ、少なくとも
   連続する３個以上の前記歯において前記巻線用溝と補助
   溝が第１のピッチで等ピッチ間隔に配置された第１の溝
   列部分と第２の溝列部分を形成し、前記第１の溝列部分
   と第２の溝列部分の間の溝間隔を前記第１のピッチとは
   異なる第２のピッチとした回転電機。 ２、第２のピッチを第１のピッチの（１＋Ｎ／Ｍ）倍ま
   たは（１−Ｎ／Ｍ）倍（Ｍは２以上の整数、Ｎは１以上
   でＭよりも小さい整数）としたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の回転電機。 ３、Ｋ＝２またはＫ＝４のときに、Ｍ＝２、Ｎ＝１にし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の回転電
   機。 ４、第１の溝列部分の全体の実効ピッチと第２の溝列部
   分の全体の実効ピッチを等しくもしくは略等しくし、か
   つ、前記第１の溝列部分の全体の実効ピッチを（３６０
   °／Ｐ）・Ｑ（Ｑは１以上でＰ／２以下の整数）から第
   １のピッチを減算したピッチに等しくもしくは略等しく
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転
   電機。 ５、電機子鉄心は実効ピッチがＤ＝３６０°／Ｔよりも
   小さい短歯および実効ピッチがＤよりも大きい長歯を有
   し、前記短歯のみからなる短歯ブロックと前記長歯のみ
   からなる長歯ブロックが円周上に交互に配置されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転電機
   。 ６、２個以上の短歯によって短歯ブロックを形成し、１
   個の長歯によって長歯ブロックを形成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第５項記載の回転電機。