KR101072649B1

KR101072649B1 - 계자자

Info

Publication number: KR101072649B1
Application number: KR1020097018703A
Authority: KR
Inventors: 게이지 아오타; 요시나리 아사노
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2011-10-11
Also published as: EP2139091A4; US8013700B2; WO2008132996A1; JP2008271670A; CN101622772B; US20100164664A1; CN101622772A; AU2008245193B2; AU2008245193A1; EP2139091A1; KR20090115955A

Abstract

본 발명은, 자속밀도의 고조파 성분을 저감하는 계자자이다. 회전축(P)에 평행한 방향으로 영구자석(20)은 제1 자성판(1, 3)과 접한다. 제1 자성판(1)은 제1 및 제2 자성체(10, 12)와 제1 및 제2 비자성체(11, 13)를 구비한다. 제1 자성체(10)는 극중심을 포함하여 하나의 영구자석과 회전축 방향으로 접한다. 제1 자성체(10), 제1 비자성체(11), 제2 자성체(12), 제2 비자성체(13)는, 극중심을 시점으로서 회전축을 중심으로 둘레 방향에서 이 순으로 배치되어 있다. 극중심측의 제2 비자성체(13)의 단부(131)가 극간으로 이루어지는 각도 θ1은 극대수를 Pn, 3 이상의 홀수를 i로 했을 때, 0＜θ1＜180/(i·Pn)이다. 극중심측의 제1 비자성체(11)의 단부(111)가 극간으로 이루어지는 각도 θ2는 180/(i·Pn)≤θ2≤180·2/(i·Pn)이다.

Description

계자자{FIELD PIECE}

본 발명은, 계자자에 관련하여, 예를 들면 액셜갭형의 계자자에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는, 회전축을 중심으로 한 둘레 방향으로 복수의 영구자석을 매설한 래디얼형의 회전자가 개시되어 있다. 당해 회전자에서, 둘레 방향에서의 영구자석의 양단에 공극이 설치되어 있다. 이들의 공극의 극중심쪽의 단부가 회전축에 대해 이루는 각도를, 극마다 바꿈으로써 코깅 토크를 저감한다.

또한, 본 발명에 관한 기술로서 특허 문헌 2~4가 개시되어 있다.

[특허 문헌 1：일본국 특허 공개 평11-98731호 공보]

[특허 문헌 2：일본국 특허 공개 평10-201147호 공보]

[특허 문헌 3：일본국 특허 공개 2000-69695호 공보]

[특허 문헌 4：일본국 특허 공개 2002-44888호 공보]

[발명이 해결하려고 하는 과제]

그렇지만, 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 회전자가 극마다 동일한 형상이 아니기 때문에 회전력에 언밸런스가 생겨 진동을 유발하는 하나의 요인이 되고 있었다.

또, 엑시얼형의 회전 전기에서도, 진동이나 소음의 저감이 요구되고 있었다.

그래서, 본 발명은 진동이나 소음을 저감할 수 있는 계자자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명에 관련되는 계자자의 제1 형태는, 소정의 축(P)의 주위에서 환상으로 배치된 복수의 영구자석(20)과, 상기 축에 평행한 제1 방향에서 하나의 상기 영구자석의 자극면과 접하는 제1 자성체(10)와, 상기 축을 중심으로 둘레 방향인 제2 방향에서 상기 제1 자성체(10)와 인접하고 상기 제1 방향에서 상기 영구자석(20)의 일부와 겹치는 제1 비자성체(11)와, 상기 제2 방향에서 상기 제1 자성체(10)와는 반대측에서 상기 제1 비자성체(11)와 인접하는 제2 자성체(12)와, 상기 제2 방향에서 상기 제1 비자성체(11)와는 반대측에서 상기 제2 자성체(12)와 인접하는 제2 비자성체(13)를 구비하고, 상기 제2 방향에서의 상기 제2 자성체(12)와 상기 제2 비자성체(13)의 경계(131)가 상기 축(P)을 중심으로 하여 상기 하나의 상기 영구자석과 상기 제2 비자성체(13)측에서 이웃되는 상기 영구자석과 상기 하나의 상기 영구자석과의 중점을 지나고 또한 상기 축(P)을 중심으로 한 직경 방향과 평행한 기준축(Q)에 대해 이루는 제1 각도 θ1 및 상기 제2 방향에서의 상기 제1 자성체(10)와 상기 제1 비자성체(11)의 경계(111)가 상기 축(P)을 중심으로 하여 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제2 각도 θ2가 상기 영구자석이 상기 축(P)의 주위에서 나타내는 자극의 쌍의 수를 Pn, 3 이상의 정수를 i로 했을 때, 0＜θ1＜180/(i·Pn) 또한 180/(i·Pn)≤θ2≤180·2/(i·Pn)이다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제2 형태는, 제1 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 영구자석(20)과 상기 제1 비자성체(11) 사이에, 상기 제1 자성체(10)의 일부를 개재한다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제3 형태는, 제1 또는 제2 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 제2 방향에서, 상기 하나의 상기 영구자석과, 상기 하나의 영구자석과 이웃되는 상기 영구자석 사이에 위치하고, 상기 제1 방향으로 연장되는 제3 자성체(14, 34)를 더 구비한다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제4 형태는, 제1 내지 제3 중 어느 하나의 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 축(P)을 중심으로 직경 방향인 제3 방향에서의, 상기 제1 비자성체(11)의 적어도 상기 축(P)과는 반대의 일단측에, 상기 제1 자성체(10) 및 상기 제2 자성체(12)를 연결하는 제4 자성체(15)를 더 구비한다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제5 형태는, 제4 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 제4 자성체(15)는, 상기 제3 방향에서 상기 제2 비자성체(13)를 초과하고 상기 제2 방향으로 연장되어 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제6 형태는, 제1 내지 제5 중 어느 하나의 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 제1 각도 θ1은, θ1=90/(i·Pn)이고, 상기 제2 각도 θ2는, θ2=180/(i·Pn)이다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제7 형태는, 제1 내지 제6 중 어느 하나의 형태에 관련되는 계자자이고, i는 5 또는 7이다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제8 형태는, 제1 내지 제7 중 어느 하나의 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 제1 비자성체(11)는, 제1 비자성체부(11a)와, 상기 제2 방향에서 상기 제1 자성체(10)측에서 상기 제1 비자성체부(11a)와 인접하고 상기 제1 방향 또는 상기 제3 방향에 평행한 방향에 대한 자신의 길이가 상기 제1 비자성체부(11a)와 다른 제2 비자성체부(11b)를 구비하고, 상기 제2 비자성체(13)는 상기 제3 비자성체부(13a)와, 상기 제2 방향에서 상기 제1 자성체(10)측에서 상기 제3 비자성체부(13a)와 인접하고 상기 제1 방향 또는 상기 제3 방향에 평행한 방향에 대한 자신의 길이가 상기 제3 비자성체부(13a)와 다른 제4 비자성체부(13b)를 구비하고, 상기 제2 방향에서의 상기 제3 비자성체부(13a)와 상기 제4 비자성체부(13b)의 경계(131b)가, 상기 축(P)을 중심으로 하여, 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제3 각도 θ3 및 상기 제2 방향에서의 상기 제1 비자성체부(11a)와 상기 제2 비자성체부(11b)의 경계(111b)가, 상기 축(P)을 중심으로 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제4 각도 θ4가, 3 이상의 정수를 j, 단 j는 i와 다른 값으로 했을 때, 0＜θ3＜180/(j·Pn) 또한 180/(j·Pn)≤θ4≤180·2/(j·Pn) 또한 θ3＜θ1＜θ4＜θ2이다

본 발명에 관련되는 계자자의 제9 형태는, 제8 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 제3 각도 θ3은, θ3=90/(j·Pn)이고, 상기 제4 각도 θ4는, θ4=180/(j·Pn)이다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제10 형태는, 제8 또는 제9 형태에 관련되는 계자자이고, j는 5 또는 7이다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제11 형태는, 제1 내지 제10 중 어느 하나의 형태의 계계자이고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 자성체(10)와는 반대측에서 상기 영구자석(20)과 접하는 제5 자성체(30)와, 상기 제2 방향에서 상기 제5 자성체(30)와 인접하고 상기 제1 방향에서 상기 영구자석(20)의 일부와 겹치는 제3 비자성체(31)와, 상기 제2 방향에서 상기 제5 자성체(30)와는 반대측에서 상기 제3 비자성체(31)와 인접하는 제6 자성체(32)와, 상기 제2 방향에서 상기 제3 비자성체(31)와는 반대측에서 상기 제6 자성체(32)와 인접하는 제4 비자성체(33)를 더 구비하고, 상기 제2 방향에서의 상기 제6 자성체(32)와 상기 제4 비자성체(33)의 경계(331)가 상기 축(P)을 중심으로 하여 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제5 각도 φ1 및 상기 제2 방향에서의 상기 제5 자성체(30)와 상기 제3 비자성체(31)의 경계(311)가, 상기 축(P)을 중심으로 하여 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제6 각도 φ2가, 3 이상의 정수를 K로 했을 때, 0＜φ1＜180/(K·Pn) 또한 180/(K·Pn)≤φ2≤180·2/(K·Pn)이다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제12 형태는, 제11 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 영구자석(20)과 상기 제3 비자성체(31) 사이에, 상기 제5 자성체(30)의 일부를 개재한다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제13 형태는, 제11 또는 제12 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 제3 방향에서의 상기 제3 비자성체(31)가 적어도 상기 축(P)과는 반대의 일단측이고, 상기 제5 자성체(30) 및 상기 제6 자성체(32)를 연결하는 제7 자성체(35)를 더 구비한다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제14 형태는, 제13 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 제7 자성체(35)는 상기 제3 방향에서 상기 제4 비자성체(33)를 초과하여 상기 제2 방향으로 연장된다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제15 형태는, 제11 내지 제14 중 어느 하나의 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 제5 각도 φ1은, φ1=90/(K·Pn)이고, 상기 제6 각도 φ2는, φ2=180/(K·Pn)이다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제16 형태는, 제11 내지 제15 중 어느 하나의 형태에 관계되는 계자자이고, K는 5 또는 7이다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제17 형태는, 제11 내지 제16 중 어느 하나의 형태에 관계되는 계자자이고, 상기 제3 비자성체(31)는 제5 비자성체부(31a)와, 상기 제2 방향에서 상기 제5 자성체(30) 측에서 상기 제5 비자성체부(31a)와 인접하고 상기 제1 방향 또는 상기 제3 방향에 평행한 방향에 대한 자신의 길이가 상기 제5 비자성체부(31a)와 다른 제6 비자성체부(31b)를 구비하고, 상기 제4 비자성체(33)는, 제7 비자성체부(33a)와, 상기 제2 방향에서 상기 제5 자성체(30) 측에서 상기 제7 비자성체부(33a)와 인접하고 상기 제1 방향 또는 상기 제3 방향으로 평행한 방향에 대한 자신의 길이가 상기 제7 비자성체부(33a)와 다른 제8 비자성체부(33b)를 구비하고, 상기 제2 방향에서의 상기 제7 비자성체부(33a)와 상기 제8 비자성체부(33b)의 경계(331b)가 상기 축(P)을 중심으로 하여 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제7 각도 φ3 및 상기 제2 방향에서의 상기 제5 비자성체부(31a)와 상기 제6 비자성체부(31b)의 경계(311b)가 상기 축(P)을 중심으로 하여 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제8 각도 φ4가, 3 이상의 정수를 L, 단 L은 K와 상이한 값으로 했을 때, 0＜φ3＜180/(L·Pn) 또한 180/(L·Pn)≤φ4≤180·2/(L·Pn) 또한 φ3＜φ1＜φ4＜φ2이다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제18 형태는, 제17 형태에 관련되는 계자자이고, 상기 제7 각도 φ3은, φ3=90/(L·Pn)이고, 상기 제8 각도 φ4는, φ4=180/(L·Pn)이다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제19 형태는, 제17 또는 제18 형태에 관련되는 계자자이고, L은 5 또는 7이다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제20 형태는, 제1 내지 제19 중 어느 하나의 형태의 계자자이고, 상기 제1 자성체(10) 및 상기 제2 자성체(12)는 압분 철심으로 이루어진다.

[발명의 효과]

본 발명에 관련되는 계자자의 제1 형태에 의하면, 제1 방향에서 영구자석과 반대측의 제1 자성체의 표면에 생기는 자속밀도의 i차 조파 성분을 상쇄할 수 있고, 따라서 자속밀도의 i차 조파 성분을 저감할 수 있다. 나아가서는, 제1 방향에서 본 계자자와 대향하도록 전기자를 배치하고 회전 전기를 구성했을 때에, 당해 전기자에 생기는 유기 전압의 i차 조파 성분을 저감할 수 있고, 따라서 회전 전기의 진동이나 소음을 저감할 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제2 형태 또는 제12 형태에 의하면, 영구자석의 동작점을 올릴 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제3 형태에 의하면, q축 인덕턴스를 증대시킬 수 있고, 따라서 릴럭턴스 토크를 증대할 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제4 형태 또는 제13 형태에 의하면, 강도를 향상할 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제5 형태 또는 제14 형태에 의하면, 강도를 더 향상할 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제6 형태에 의하면, 제2 각도 θ2가 가장 작은 값이므로, 제2 방향에서 제1 자성체가 확대되고, 따라서 제1 자성체 중앙의 표면에 생기는 자속밀도를 향상할 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제7 형태, 제10 형태, 제16 형태, 또는 제19 형태에 의하면, 5차 조파 성분 및 7차 조파 성분이 클 경우에, 더 효과가 높다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제8 형태에 의하면, 제1 방향에서 영구자석과 반대측의 제1 자성체의 표면에 생기는 자속밀도의 j차 조파 성분을 더 상쇄할 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제9 형태에 의하면, 제2 방향에서의 제1 자성체 중앙의 표면에 생기는 자속밀도를 향상할 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제11 형태에 의하면, 제1 방향에서 영구자석과 반대측의 제5 자성체의 표면에 생기는 자속밀도의 K차 조파 성분을 상쇄할 수 있고, 따라서 자속밀도의 K차 조파 성분을 저감할 수 있다. 나아가서는, 제1 방향에서 본 계자자의 양측에서 대향하도록 전기자를 배치하여 회전 전기를 구성했을 때에, 당해 전기자에 생기는 유기 전압의 i차 조파 성분 및 K차 조파 성분을 저감할 수 있고, 띠라서 회전 전기의 진동이나 소음을 저감할 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제15 형태에 의하면, 제6 각도 φ2가 가장 작은 값이므로, 제2 방향에서 제5 자성체가 확대되고, 따라서 제5 자성체 중앙의 표면에 생기는 자속밀도를 향상할 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제17 형태에 의하면, 제1 방향에서 영구자석과 반대측의 제5 자성체의 표면에 생기는 자속밀도의 L차 조파 성분을 더 상쇄할 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제18 형태에 의하면, 제2 방향에서의 제5 자성체 중앙의 표면에 생기는 자속밀도를 향상할 수 있다.

본 발명에 관련되는 계자자의 제20 형태에 의하면, 생산이 용이하다.

이 발명의 목적, 특징, 국면, 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해, 더 명확해진다.

도 1은 제1 실시 형태에 관련되는 계자자를 회전축을 따라 분리하여 나타낸 개념적인 경사도이다.

도 2는 제1 실시 형태의 하나의 영구자석에 상당하는 계자자의 하면도이다.

도 3은 도 2에 나타내는 계자자 둘레 방향에서의 단면도이다.

도 4는 비자성체의 단부가 이루어지는 각도를 규정 방법의 일례를 나타내는 도이다.

도 5는 자성판의 표면에 생기는 자속밀도 분포의 일례를 나타내는 도이다.

도 6은 제1 실시 형태의 영구자석에 상당하는 계자자의 상면도이다.

도 7은 도 6에 나타내는 계자자의 둘레 방향에서의 단면도이다.

도 8은 제2 실시 형태의 하나의 영구자석에 상당하는 계자자의 하면도이다.

도 9는 도 8에 나타내는 계자자의 둘레 방향에서의 단면도이다.

도 10은 제3 실시 형태의 하나의 영구자석에 상당하는 계자자의 하면도이다.

도 11은 제4 실시 형태에 관련되는 계자자를 회전축을 따라 분리하여 나타낸 개념적인 사시도이다.

본 발명에 관련되는 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내고, 중첩되는 설명은 생략한다.

<제1 실시 형태>

본 발명에 관련되는 제1 실시 형태의 계자자에 대해 설명한다. 도 1은 본 계자자를 회전축(P)을 따라 분해한 모식적인 사시도이다. 도 1에 나타내는 계자자는 이른바 액셜갭형의 계자자이다.

본 계자자는, 영구자석(20)과, 자성판(1, 3)을 구비한다.

영구자석(20)은 회전축(P)에 평행한 방향(이하, 회전축 방향이라고 부른다)으로 자화되어 있다. 영구자석(20)은 회전축(P)의 주위에서 자화 방향이 교대로 다르도록 환상으로 배치되어 있다. 도 1에서는, 4개의 영구자석(20)이 배치된, 이른바 4극의 계자자가 예시되어 있다.

자성판(1, 3)은 예를 들면 회전축(P)을 중심으로 한 환상의 평판 형상을 가진다. 자성체(1, 3) 및 영구자석(20)은 도 1에서는 분해하여 나타내어져 있지만 실제로는, 영구자석(20)은 자성판(1, 3)에 의해 회전축 방향에서의 양단면에 끼워진다. 도 2, 도 3을 참조해, 더 구체적인 자성판(1, 3)의 형상에 대해 설명한다. 도 2는 도 1에 나타내는 계자자 중, 하나의 영구자석(20)에 상당하는 부분의 하면도이다. 도 3은 도 2에 나타내는 계자자의, 회전축(P)을 중심으로 한 둘레 방향(이하, 둘레 방향이라고 부른다)에서의, 비자성체(11, 13)가 존재하는 위치에서의 단면도이다. 또한, 도 2에서는, 자성판(1)에 대한 하나의 영구자석(20)의 상대 위치를 이점 파선으로 나타낸다.

자성판(1)은, 자성체(10, 12, 14, 15)와, 비자성체(11, 13)를 가진다. 자성판(3)은, 자성체(30, 32, 34, 35)와, 비자성체(31, 33)를 가진다. 자성판(3)은 자성판(1)과 동일 형상을 가진다. 구체적으로는, 자성체(30, 32, 34, 35) 및 비자성체(31, 33)는 자성체(10, 12, 14, 15) 및 비자성체(11, 13)와 각각 동일 형상을 가진다. 이하에서는, 대표적인 자성판(1)에 대해 설명하고, 자성판(3)에 대한 설명은 생략한다.

자성체(10)는 회전축 방향으로 하나의 영구자석(20)의 자극면과 접한다. 비자성체(11)는, 예를 들면 공기층이고, 둘레 방향에서 자성체(10)와 인접해, 회전축 방향에서 하나의 영구자석(20)의 일부와 겹친다. 더 구체적으로는, 둘레 방향에서의 하나의 영구자석(20)의 양단에 상당하는 위치에, 비자성체(11)가 설치되어 있다. 비자성체(11)는 회전축을 중심으로 한 직경 방향(이하, 직경 방향이라고 부른 다)으로 연장된다.

또 도 3에서는, 비자성체(11)는 회전축 방향으로 영구자석(20)과 반대측에 개구한 오목부로서 예시되고, 영구자석(20)과 비자성체(11) 사이에 자성체(10)의 일부를 개재한다. 또한, 비자성체(11)와 영구자석(20) 사이에 자성체(10)의 일부를 개재하는 것은 필수 요건은 아니지만, 이에 의해 영구자석(20)의 동작점을 올릴 수 있다.

자성체(12)는 둘레 방향에서 자성체(10)와는 반대측에서 비자성체(11)와 인접한다. 자성체(12)도 직경 방향으로 연장된다.

비자성체(13)는, 예를 들면 공기층이고, 둘레 방향에서 비자성체(11)와는 반대측에서 자성체(12)와 인접한다. 비자성체(13)는 회전축 방향으로 영구자석(20)과 겹쳐지지 않는 위치에 설치되고, 도 3에서는 관통 구멍으로서 예시되어 있다. 또, 비자성체(13)는, 대략 등폭으로 직경 방향으로 연장된다.

비자성체(13)는 자성판(1)을 회전축 방향으로 관통하므로, 영구자석(20)의 누설 자속을 저감할 수 있다. 단, 이 효과를 가지기 위해서는, 둘레 방향에 대한 비자성체(13)의 폭은 어느 정도의 크기를 가지는 것이 바람직하다. 비자성체(13)는 누설 자속 저감을 위해 일반적으로 설치되어 있다.

자성체(14)는 둘레 방향에서 이웃하는 영구자석(20)끼리의 사이에 위치하고, 회전축 방향으로 연장된다. 도 3에서는, 회전축 방향에서의 영구자석(20)의 두께의 반만큼 회전축 방향으로 돌출된 돌기 형상을 가진다. 그리고, 자성판(3)이 가지는 자성체(34)와 회전축 방향으로 연속한다.

또한, 자성체(14, 34)는 필수 요건은 아니지만, 이 자성체(14, 34)에 의해 q축 인덕턴스를 증대할 수 있고, 따라서 릴럭턴스 토크를 향상할 수 있다.

자성체(15)는 직경 방향에서의 비자성체(11)의 적어도 회전축(P)과는 반대의 일단측에서, 자성체(10, 12)를 연결한다. 도 1~3에 예시되는 계자자에서는, 자성체(15)는, 직경 방향에서의 비자성체(11)의 양단측에서 자성체(10, 12)를 연결한다. 또한, 자성체(15)는 필수 요건은 아니지만, 이 자성체(15)에 의해, 자성판(1)의 강도를 향상할 수 있다. 또, 자성체(15)는 직경 방향에서 비자성체(13)를 초과하고 둘레 방향으로 연장된다. 이에 의해, 자성판(1)의 강도를 더 향상할 수 있다. 또한, 직경 방향에서의 자성체(15)의 폭은 작을수록 바람직하다. 자성체(15)를 통과함으로써 생기는 누설 자속을 방지할 수 있기 때문이다.

그리고, 본 계자자는, 회전축 방향에서의 양측에 소정의 간극(에어갭)을 통해 도시하지 않는 전기자가 배치되고, 당해 전기자와 더불어 회전 전기를 구성할 수 있다. 또한, 계자자의 유지에 대해서는, 회전축(P)을 중심으로 한 원주 형상의 비자성체 샤프트를 이용하는 형태나, 비자성체의 보스를 이용하는 형태, 계자자 전체를 비자성체로 유지하는 형태, 몰드하여 유지하는 형태 등이 있다.

이러한 구성의 회전 전기에서, 영구자석(20)에 의해, 영구자석(20)과 반대측의 자성판(1, 3)의 표면에는 자속이 생긴다. 하나의 영구자석(20)에 상당하는 당해 표면에 생기는 자속밀도 분포는, 둘레 방향에서의 하나의 영구자석의 중앙(이하, 극중심이라고 부른다)을 지나 직경 방향으로 평행한 축(R)에 관하여 대칭이다. 이는, 도 2, 3에 나타낸 바와 같이, 하나의 영구자석(20)에 상당하는 부분의 계자자 의 형상이, 축(R)에 관하여 대칭이기 때문이다

또, 둘레 방향에서 서로 이웃되는 영구자석(20)이 자성판(1)(또는 자성판(3))에 나타내는 자극의 극성이 서로 다르다. 따라서, 자성판(1, 3)의 표면에 생기는 자속밀도 분포는, 둘레 방향에서의 이웃되는 영구자석(20)끼리의 중점(이하, 극간이라고 부른다)에서, 자속밀도는 영이 된다.

즉, 이 자속밀도 분포는, 이웃되는 극간끼리의 사이의 둘레 방향에서의 길이를 반파장으로 한 파형과, 당해 파형을 기본파 성분으로 한 홀수차의 고조파 성분을 포함한다. 이들의 고조파 성분은 진동이나 소음의 한 원인이 되고, 특히 5차 조파 성분, 7차 조파 성분은, 11차 조파 성분 이상의 고조파 성분과 비교하면 진폭이 크고, 소음이 되기 쉽다.

여기에서, 도 2를 참조하여, 둘레 방향에서의 자성체(12)와 비자성체(13)의 경계(131)가, 회전축(P)을 중심으로 하여 기준축(Q)에 대해 이루는 각도를 θ1로 하고, 둘레 방향에서의 자성체(10)와 비자성체(11)의 경계(111)가, 회전축(P)을 중심으로 하여 기준축(Q)에 대해 이루는 각도를 θ2로 한다. 또한, 기준축(Q)은, 극간을 지나 직경 방향과 평행한 축이다. 그리고, 계자자의 극대수를 Pn, 3 이상의 홀수를 i로 하면,

0＜θ1＜180/(i·Pn)…(1)

또한

180/(i·Pn)≤θ2≤180·2/(i·Pn)…(2)

를 만족하는 위치에 비자성체(11, 13)가 각각 설치된다. 또한, 극대수란 영 구자석(20)이 회전축(P)의 주위로 나타내는 자극의 쌍의 수이다.

또한, 도 2에서는, 경계(111, 131)는 대략 직경 방향을 따라 신장하는 것을 전제로 하지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 4에 나타낸 바와 같이, 경계(111)가 직경 방향에 대해 경사져 있을 경우에는, 각도 θ2는 전기자와 대향하는 부분의 평균 각도로 규정할 수 있다. 구체적으로는, 도 4에서 이점 쇄선으로 끼워진 부분에 전기자(특히 권선이 권회되는 코어)가 위치할 경우, 예를 들면 경계(111) 중 전기자와 대향하는 부분의 중점(M)이, 회전축(P)을 중심으로 하여 기준축(Q)에 대해 이루는 각도를 θ2로 규정할 수도 있다.

도 5는, 하나의 영구자석(20)에 상당하는 계자자에서의 비자성체(11, 13)가 존재하는 위치에서의 단면도와, 자성판(1, 3)의 표면에 생기는 자속밀도의 일례를 나타내는 도이다. 도 5를 참조해, 비자성체(13)가 관계식(1)을 만족하는 위치에 있을 때, 자성판(1)의 표면에 생기는 자속밀도 분포에서는, 이 범위에서 자속밀도가 저하하고, 따라서, 이 범위에서 골짜기가 되는 i차 조파 성분(극간에서는 영)이 생긴다. 즉, 누설 자속을 저감하기 위해 설치된 비자성체(13)에 기인하여, i차 조파 성분이 생긴다.

그리고, 비자성체(13)에 기인한 i차 조파 성분을 저감하기 위해, 관계식(2)을 만족하는 위치에 비자성체(11)를 설치한다. 비자성체(11)에 의해, 자성판(1)의 표면에 생기는 자속밀도 분포에서는, 이 범위에서 자속밀도가 저하하고, 따라서 이 범위에서 골(谷)이 되는 i차 조파 성분(극간에서는 영)이 생긴다.

즉, 비자성체(13)에 기인하여 생긴 i차 조파 성분과 위상이 180°(반파장) 어긋난 i차 조파 성분이, 비자성체(11)에 기인하여 생긴다. 따라서, 이들이 서로 상쇄되고, 당해 자속밀도의 i차 조파 성분을 저감할 수 있다. 또한, 자성판(3)은 자성판(1)과 동일 형상을 가지므로, 마찬가지로, 자성판(3)의 표면에 생기는 자속밀도의 i차 조파 성분을 저감할 수 있다.

따라서, 비자성체(13)를 설치하여 누설 자속을 저감하면서도, 본 계자자의 양측에 배치된 전기자에 생기는 유기 전압의 i차 조파 성분을 저감할 수 있고, 따라서 진동이나 소음을 저감할 수 있다.

또한, 각도 θ2=180/(1·Pn)인 것이 바람직하다. 이때, 각도 θ2는 가장 작은 값이므로, 둘레 방향에서 자성체(10)가 확대되고, 따라서 자성체(10)의 중앙의 표면에 생기는 자속밀도를 향상시킬 수 있다. 이때, 자성체(12, 14)의 위치를 고려하여, 비자성체(13)는 각도 θ1=90/(i·Pn)를 만족하는 위치에 있으면 된다.

여기에서, 전기자가 집중 감기에 의해 구성되어 있을 때는, 일반적으로 5차 조파 성분 및 7차 조파 성분이 크다. 이 경우, 예를 들면, 본 계자자에서 자속밀도의 5차 조파 성분을 저감시키기 위해서는 i=5를, 여기에서는 극대수가 2로 해서 Pn=2를, 각각 관계식 (1), (2)에 대입하여, 0＜θ1＜18°또한 18°≤θ2≤36°를 만족하도록 비자성체(11, 13)를 설치하면 되고, 더 바람직하게는 θ1=9°, θ2=18°이다.

또한, 자성판(3)은 자성판(1)과 동일 형상이라고 설명했지만, 반드시 이에 한하지 않는다. 예를 들면, 자성판(3)에 대한 비자성체(31, 33)의 상대 위치가, 자성판(1)에 대한 비자성체(11, 13)의 상대 위치와 각각 상이할 수도 있다. 이하, 구 체적으로 설명한다.

도 6은, 도 1에 나타내는 계자자의 개념적인 상면도 중, 하나의 영구자석(20)에 상당하는 부분을 나타낸다. 도 7은, 도 6에 나타내는 계자자의 둘레 방향에서의, 비자성체부(31, 33)가 존재하는 위치에서의 단면도이다. 둘레 방향에서 자성체(32)와 비자성체(33)의 경계(331)가, 회전축(P)을 중심으로 하여 기준축(Q)에 대해 이루는 각도를 φ1, 둘레 방향에서의 자성체(30)와 비자성체(31)의 경계(311)가, 회전축(P)을 중심으로 하여 기준축(Q)에 대해 이루는 각도를 φ2로 한다. 3 이상의 홀수를 K로 하면,

0＜φ1＜180/(K·Pn)…(3)

또한

180/(K·Pn)≤φ2≤180·2/(K·Pn)…(4)

를 만족하는 위치에, 비자성체(31, 33)를 각각 설치할 수도 있다.

이 경우, 하나의 영구자석(20)과 반대측의 자성체(30)의 표면에 생기는 자속밀도 분포에서, K차 조파 성분을 저감할 수 있다. 즉, 회전축 방향에서 본 계자자의 양측에 배치된 전기자에 생기는 유기 전압의 i차 조파 성분뿐만 아니라 K차 조파 성분도 저감할 수 있다. 따라서, 진동이나 소음을 더 저감할 수 있다. 또한, 자성판(1)과 같이, φ1=90/(K·Pn) 또한 φ2=180/(K·Pn)인 것이 바람직하다. 또, 예를 들면 i=5, K=7로 하고 자성판(1, 3)을 구성했을 경우에는, 집중권의 전기자를 이용한 회전 전기에 대해 더 효과가 높다.

또한, 자성판(3)은 비자성체(31)를 반드시 구비할 필요는 없다. 예를 들면 자성판(1)에 설치한 자성체(11, 13)에 의해 충분히 i차 조파 성분을 저감할 수 있고, 그 외의 차수의 고조파 성분을 저감할 필요가 없으면, 비자성체(31)를 설치하지 않아도 된다. 비자성체(33)에 대해서도 마찬가지지만, 영구자석(20)의 누설 자속 저감이라는 관점에서는, 비자성체(33)가 회전축 방향으로 자성판(3)을 관통하고 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 모든 계자자에서도 하나의 영구자석(20)에 상당하는 부분의 형상이, 축(R)에 관하여 대칭이고, 또, 모든 영구자석(20)에 상당하는 부분의 형상도 동일하면, 계자자의 회전축(P)에 대한 경사를 방지할 수 있다. 이에 의해, 전기자와 본 계자자 사이의 간극(에어갭) 정밀도를 유지할 수 있고, 당해 경사에 기인하는 회전 전기의 특성 열화를 방지할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 비자성체(11, 13, 31, 33)를 공기층에서 구성하면, 강도가 저하하고 회전에 의한 원심력에 의해 자성판(1, 3)이 변형할 가능성이 있다. 그렇지만, 본 계자자에 의하면, 회전축 방향의 변형은 생기기 어렵기 때문에, 계자자와 전기자 사이의 거리(에어갭)에 영향을 주기가 어렵다. 따라서, 회전 전기의 특성이 열화하기 어려운 이점이 있다.

또한, 자성판(1, 3)은 압분 철심으로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 자성판(1, 3)을 적층 강판 등으로 구성했을 경우, 자성판(1)에 비자성체(11, 13)를 설치하기 위해, 펀칭에 의해 적층 강판에 관통 구멍이 설치된다. 이러한 관통 구멍을 형성하기 위한 펀칭 부재는, 예를 들면 수만번의 펀칭에 의해 마모되고, 사용할 수 없게 된다. 한편, 본 계자자는, 자성판(1, 3)을 압분 철심으로 구성할 수 있으 므로, 이러한 펀칭 부재의 내구성 문제가 생기지 않고, 따라서 생상성을 향상할 수 있다.

또, 자성판(1, 3)을 압분 철심으로 구성할 경우, 자성판(1, 3)은 회전축 방향에서의 두께에 대한 단차가 작을수록 좋다. 당해 단차가 클 경우는, 예를 들면 반복하여 프레스 성형을 실시할 필요가 있어, 생산성의 저하를 초래할 경우가 있다. 따라서, 자성체(14, 34)의 한 조는 자성판(1, 3)과는 별개로 성형할 수도 있다. 그 경우, 생산성을 향상할 수 있다.

또, 일반적으로 액셜갭형의 회전 전기를 조립할 때에, 소망하는 에어갭을 얻기 위해, 갭 게이지를 이용해 조립 또는 검사를 실시한다. 구체적으로는, 자성판(1, 3)의 외주측으로부터 갭 게이지를 전기자와 계자자 사이에 꽂아서 조립 또는 검사를 실시한다. 이때, 자성체(15, 35)에 의해, 각각 자성판(1, 3)의 외주가 연속하고 있을 경우이라면, 모든 방향으로부터 갭 게이지를 꽂을 수 있기 때문에, 용이하게 조립 또는 검사를 실시할 수 있다. 또한, 회전 전기의 특성이라는 관점에서는, 자성체(15, 35)는 전기자가 가지는 코어와 회전축 방향에서 대향하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 본 제1 실시 형태에서는, 자성판(1, 3)은 둘레 방향에서 연속하지만 어느 한쪽은 둘레 방향에서 영구자석(20)마다 분리되어 있을 수도 있다. 이 경우, 분리된 자성판측에서는 누설 자속을 더 저감할 수 있다.

<제2 실시 형태>

제1 실시 형태와 상위하는 점에 대해 서술함으로써, 본 발명에 관련되는 제2 실시 형태의 계자자에 대해 설명한다. 도 8은 본 계자자의 개념적인 하면도이다. 도 9는 도 8에 나타내는 계자자의 둘레 방향에서의, 비자성체(11, 13)가 존재하는 위치에서의 단면도이다. 도 8, 9에서는, 하나의 영구자석(20)에 상당하는 부분을 나타낸다.

비자성체(11)는 비자성체부(11a, 11b)를 구비하고, 비자성체(13)는 비자성체부(13a, 13b)를 구비한다. 비자성체(31)는 비자성체부(31a, 31b)를 구비하고, 비자성체(33)는 비자성체부(33a, 33b)를 구비한다. 이하에서는, 우선 자성판(1, 3)이 서로 동일 형상을 가질 경우에 대해 설명한다.

비자성체부(11a)는 예를 들면 공기층이다. 비자성체부(11b)는 예를 들면 공기층이고, 둘레 방향에서 자성체(10)측에서 비자성체부(11a)와 인접한다. 또, 비자성체부(11a, 11b)는 회전축 방향의 자신의 길이(즉, 회전축 방향의 두께；이하, 두께라고 부른다)가 서로 다르다. 보다 구체적으로는, 비자성체부(11b)의 두께는 비자성체부(11a)의 두께보다 얇다.

비자성체부(13a)는 예를 들면 공기층이다. 비자성체부(13b)는 예를 들면 공기층이고, 둘레 방향에서 자성체(10)측에서 비자성체부(13a)와 인접한다. 또, 비자성체부(13a, 13b)는 두께가 서로 다르다. 보다 구체적으로는, 비자성체부(13b)의 두께는 비자성체부(13a)의 두께보다 얇다. 또한, 비자성체부(13a)의 두께는 자성체(10)의 두께와 동일하다. 환언하면 비자성체부(13a)는 자성판(1)을 회전축 방향으로 관통한다.

둘레 방향에서의 비자성체부(13a)와 비자성체부(13b)의 경계(131b)가, 회전 축(P)을 중심으로 하여 기준축(Q)에 대해 이루는 각도를 θ3, 둘레 방향에서의 비자성체부(11a)와 비자성체부(11b)의 경계(111b)가, 회전축(P)을 중심으로 하여 기준축(Q)에 대해 이루는 각도를 θ4로 한다. 그리고, 3 이상의 홀수를 j, 단 j는 i와 상이한 값으로 하면,

0＜θ1＜180/(1·Pn)…(1)

또한

180/(i·Pn)≤θ2≤180·2/(i·Pn)…(2)

또한

0＜θ3＜180/(j·Pn)…(5)

또한

180/(j·Pn)≤θ3≤180·2/(j·Pn)…(6)

또한

θ3＜θ1＜θ4＜θ2…(7)

을 만족하는 위치에 비자성체부(11a, 11b, 13a, 13b)가 각각 설치된다.

또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 경계(111b, 131b)는 대략 직경 방향으로 연장되는 것을 전제로 하지만 이에 한정되지 않는다.

그리고, 제1 실시 형태에서 서술한 것과 마찬가지로, 자성판(1)의 표면에는, 비자성체부(11a, 13a)에 기인하여 서로 위상이 180°(반파장) 어긋난 j차 조파 성분이 생긴다. 따라서, 이들이 서로 상쇄하고, 자성판(1)의 표면에 생기는 자속밀도 분포의 j차 조파 성분을 저감할 수 있다. 따라서, 전기자에 생기는 유기 전압의 i 차 조파 성분뿐만 아니라 j차 조파 성분도 저감할 수 있어 따라서 진동이나 소음을 더 저감할 수 있다.

또, 제1 실시 형태와 같이 θ3=90/(j·Pn), θ4=180/(j·Pn)인 것이 바람직하다. 이 경우이면, 회전축 방향의 두께가 작은 비자성체부(11b)가 둘레 방향에서 넓기 때문에, 자성판(1)의 표면에 생기는 자속밀도를 향상할 수 있다.

또한, 비자성체(11, 13)는 두께가 상이한 2개의 비자성체부(11a, 11b, 13a, 13b)를 각각 가지고 있었지만 이에 한정되지 않고, 서로 두께가 상이한 3개의 비자성체부를 구비할 수도 있다. 이 경우이면, 3개의 차수의 고조파 성분을 저감할 수 있다. 물론 4개 이상의 비자성체부를 구비할 수도 있다.

또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 자성판(3)은 자성판(1)과 동일 형상에 한하지 않는다. 구체적으로는, 둘레 방향에서의 비자성체부(33a)와 비자성체부(33b)의 경계(331b)가, 회전축(P)을 중심으로 기준축(Q)에 대해 이루는 각도를 φ3, 둘레 방향에서의 비자성체부(31a)와 비자성체부(31b)의 경계(311b)가, 회전축(P)을 중심으로 하여 기준축(Q)에 대해 이루는 각도를 φ4로 하고, 서로 상이한 3 이상의 홀수를 L, 단 L은 K와 다른 값으로 하면,

0＜φ1＜180/(K·Pn)…(3)

또한

180/(K·Pn)≤φ2≤180·2/(K·Pn)…(4)

또한

0＜φ3＜180/(L·Pn)…(8)

또한

180/(L·Pn)≤φ4≤180·2/(L·Pn)…(9)

또한

φ3＜φ1＜φ4＜φ2…(10)

을 만족하는 위치에 비자성체부(31a, 31b, 33a, 33b)를 설치할 수도 있다.

이 경우, 자성판(3)의 표면에 생기는 자속밀도 분포의 K차 조파 성분 및 L차 조파 성분을 저감할 수 있다. 따라서, 전기자에 생기는 유기 전압의 i차 조파 성분, j차 조파 성분, K차 조파 성분 및 L차 조파 성분을 저감할 수 있어 따라서 진동이나 소음을 더 저감할 수 있다. 또한, φ3=90/(L·Pn), φ4=180/(L·Pn)가 바람직하다. 또, 비자성체(31, 33)는 각각 서로 두께가 다른 3개 이상의 비자성체부를 구비할 수도 있다. 또, i, j, K 또는 L을 적절히 5 또는 7로 설정하면, 5차 조파 성분 및 7차 조파 성분이 클 경우(예를 들면 전기자가 집중권으로 구성되어 있을 경우)에 특별히 효과가 크다.

<제3 실시 형태>

제2 실시 형태와의 차이점을 설명함으로써, 본 발명에 관련되는 제3 실시 형태의 계자자에 대해 설명한다. 도 10은 본 계자자의 하면도 중, 하나의 영구자석(20)에 상당하는 부분을 나타낸다. 또한, 도 10에 나타내는 계자자의 둘레 방향에서의, 비자성체(11, 13)가 존재하는 위치에서의 개념적인 단면도는 도 3과 거의 동일하다.

비자성체부(11a, 11b)는 직경 방향에서의 자신의 길이(이하, 단순히 길이라 고 부른다)가 서로 다르다. 구체적으로는, 비자성체부(11b)의 길이는 비자성체부(11a)의 길이보다도 짧다. 또한, 비자성체부(11a, 11b)의 두께는 서로 동일하다.

비자성체부(13a, 13b)는 길이가 서로 다르다. 구체적으로는, 비자성체부(13b)의 길이는 비자성체부(13a)의 길이보다 짧다. 또한, 비자성체부(13a, 13b)의 두께는 자성체(10)와 동일하다. 환언하면 비자성체부(13a, 13b)는 자성판(1)을 회전축 방향으로 관통한다.

제2 실시 형태와 마찬가지로, 자성판(3)이 자성판(1)과 동일 형상을 가지고, 비자성체부(11a, 11b, 13a, 13b)를 관계식(1, 2, 5, 6, 7)을 만족하는 위치에 설치한다. 따라서, 전기자에 생기는 유기 전압의 i차 조파 성분 및 j차 조파 성분을 저감할 수 있다.

또, 자성판(3)에 대한 비자성체부(31a, 31b, 33a, 33b)의 상대 위치가, 자성판(1)에 대한 비자성체부(11a, 11b, 13a, 13b)의 상대 위치와 다를 경우에는, 비자성체부(31a, 31b, 33a, 33b)를 관계식(3, 4, 8, 9, 10)를 만족하는 위치에 설치한다. 따라서, 전기자에 생기는 유기 전압의 i차 조파 성분, j차 조파 성분, K차 조파 성분, 및 L차 조파 성분을 저감할 수 있다.

또한, 비자성체(11, 13, 31, 33)는 각각 4개 이상의 비자성체부를 구비할 수도 있고, 제2 실시 형태의 관점도 고려해, 이들의 회전축 방향의 두께 또는 직경 방향의 길이가 서로 상이할 수도 있다.

<제4 실시 형태>

본 발명에 관련되는 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 도 11은 본 계자자를 회전축(P)을 따라 분해하여 나타낸 개념적인 사시도이다.

본 계자자는 자성판(1)과 영구자석(20)과 자성판(4)을 구비한다.

자성판(1)은, 제1 내지 제3 실시 형태의 어느 형태에서 서술한 자성판(1)이다. 도 11에서는, 제2 실시 형태로 서술한 자성판(1) 중 자성체(14, 15)를 구비하지 않는 자성판이 나타내어진다. 즉, 자성판(1)은 둘레 방향에서 영구자석(20)마다 분리되어 있다.

자성판(4)은, 회전축(P)을 중심으로 하여 환상을 나타내는 둘레 가장자리를 가진 평판 형상을 가진다. 또, 자성판(4)은 이른바 백요크(back yoke)로서의 기능을 다하는데 충분한 두께를 가진다.

그리고, 본 계자자는, 회전축 방향에서 자성판(1)측에서 소정 간극을 통해 전기자가 배치되고, 당해 전기자와 더불어 회전 전기를 구성할 수 있다. 이 경우에서도 전기자에 생기는 유기 전압의 i차 조파 성분 및 j차 조파 성분을 저감할 수 있다. 또, 자성판(1)은 둘레 방향에서 영구자석(20)마다 분리되어 있으므로, 더 영구자석(20)의 누설 자속을 저감할 수 있다.

이 발명은 상세히 설명되었지만, 상기한 설명은, 모든 국면에서 예시이고, 이 발명이 그에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 이 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 상정될 수 있다고 해석된다.

Claims

소정의 축(P)의 주위에서 환상으로 배치된 복수의 영구자석(20)과,

상기 축에 평행한 제1 방향에서 하나의 상기 영구자석의 자극면과 접하는 제1 자성체(10)와,

상기 축을 중심으로 한 둘레 방향인 제2 방향에 있어서 상기 제1 자성체(10)와 인접하고, 상기 제1 방향에서 상기 영구자석(20)의 일부와 겹쳐지는 제1 비자성체(11)와,

상기 제2 방향에 있어서, 상기 제1 자성체(10)와는 반대측에서 상기 제1 비자성체(11)와 인접하는 제2 자성체(12)와,

상기 제2 방향에 있어서, 상기 제1 비자성체(11)와는 반대측에서 상기 제2 자성체(12)와 인접하는 제2 비자성체(13)를 구비하고,

상기 제2 방향에 있어서의 상기 제2 자성체(12)와 상기 제2 비자성체(13)의 경계(131)가, 상기 축(P)을 중심으로 하여, 상기 하나의 상기 영구자석과 상기 제2 비자성체(13)측에서 서로 이웃되는 상기 영구자석과, 상기 하나의 상기 영구자석의 중점을 지나고 또한 상기 축(P)을 중심으로 한 직경 방향과 평행한 기준축(Q)에 대해 이루는 제1 각도 θ1 및 상기 제2 방향에서의 상기 제1 자성체(10)와 상기 제1 비자성체(11)의 경계(111)가 상기 축(P)을 중심으로 하여, 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제2 각도 θ2가, 상기 영구자석이 상기 축(P)의 주위에서 나타내는 자극의 쌍의 수를 Pn, 3 이상의 정수를 i로 했을 때,

0＜θ1＜180/(i·Pn) 또한 180/(i·Pn)≤θ2≤180·2/(i·Pn)인, 계자자(1).
청구항 1에 있어서,

상기 영구자석(20)과 상기 제1 비자성체(11) 사이에, 상기 제1 자성체(10)의 일부가 개재되는, 계자자.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 제2 방향에 있어서, 상기 하나의 상기 영구자석과, 상기 하나의 상기 영구자석과 서로 이웃하는 상기 영구자석의 사이에 위치하고, 상기 제1 방향으로 연장되는 제3 자성체(14, 34)를 더 구비하는, 계자자.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 축(P)을 중심으로 한 직경 방향인 제3 방향에 있어서의 상기 제1 비자성체(11)의 적어도 상기 축(P)과는 반대의 일단측에서, 상기 제1 자성체(10) 및 상기 제2 자성체(12)를 연결하는 제4 자성체(15)를 더 구비하는, 계자자.
청구항 4에 있어서,

상기 제4 자성체(15)는, 상기 제3 방향에 있어서 상기 제2 비자성체(13)를 넘어 상기 제2 방향으로 연장되는, 계자자.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 제1 각도 θ1은,

θ1=90/(i·Pn)이고, 상기 제2 각도 θ2는,

θ2=180/(i·Pn)인, 계자자.
청구항 1 또는 2에 있어서,

i는 5 또는 7인, 계자자.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 제1 비자성체(11)는,

제1 비자성체부(11a)와,

상기 제2 방향에 있어서 상기 제1 자성체(10)측에서 상기 제1 비자성체부(11a)와 인접하고, 상기 제1 방향 또는 상기 축(P)을 중심으로 한 직경 방향인 제3 방향과 평행한 방향에 대한 자신의 길이가 상기 제1 비자성체부(11a)와 상이한 제2 비자성체부(11b)를 구비하고,

상기 제2 비자성체(13)는,

제3 비자성체부(13a)와,

상기 제2 방향에 있어서 상기 제1 자성체(10)측에서 상기 제3 비자성체부(13a)와 인접하고, 상기 제1 방향 또는 상기 제3 방향과 평행한 방향에 대한 자신의 길이가 상기 제3 비자성체부(13a)와 상이한 제4 비자성체부(13b)를 구비하고,

상기 제2 방향에 있어서의 상기 제3 비자성체부(13a)와 상기 제4 비자성체부(13b)의 경계(131b)가, 상기 축(P)을 중심으로 하여, 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제3 각도 θ3, 및 상기 제2 방향에 있어서의 상기 제1 비자성체부(11a)와 상기 제2 비자성체부(11b)의 경계(111b)가, 상기 축(P)을 중심으로 하여, 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제4 각도 θ4가, 3 이상의 정수를 j, 단 j는 i와 상이한 값으로 했을 때,

0＜θ3＜180/(j·Pn) 또한 180/(j·Pn)≤θ4≤180·2/(j·Pn) 또한 θ3＜θ1＜θ4＜θ2인, 계자자.
청구항 8에 있어서,

상기 제3 각도 θ3은,

θ3=90/(j·Pn)이고, 상기 제4 각도 θ4는,

θ4=180/(j·Pn)인, 계자자.
청구항 8에 있어서,

j는 5 또는 7인, 계자자.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 제1 방향에 있어서 상기 제1 자성체(10)와는 반대측에서 상기 영구자석(20)과 접하는 제5 자성체(30)와,

상기 제2 방향에 있어서 상기 제5 자성체(30)와 인접하고, 상기 제1 방향에 서 상기 영구자석(20)의 일부와 겹쳐지는 제3 비자성체(31)와,

상기 제2 방향에 있어서 상기 제5 자성체(30)와는 반대측에서 상기 제3 비자성체(31)와 인접하는 제6 자성체(32)와,

상기 제2 방향에 있어서, 상기 제3 비자성체(31)와는 반대측에서 상기 제6 자성체(32)와 인접하는 제4 비자성체(33)를 더 구비하고,

상기 제2 방향에 있어서의 상기 제6 자성체(32)와 상기 제4 비자성체(33)의 경계(331)가, 상기 축(P)을 중심으로 하여, 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제5 각도 φ1, 및 상기 제2 방향에 있어서의 상기 제5 자성체(30)와 상기 제3 비자성체(31)의 경계(311)가, 상기 축(P)을 중심으로 하여, 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제6 각도 φ2가, 3 이상의 정수를 K로 했을 때,

0＜φ1＜180/(K·Pn) 또한 180/(K·Pn)≤φ2≤180·2/(K·Pn)인, 계자자.
청구항 11에 있어서,

상기 영구자석(20)과 상기 제3 비자성체(31)의 사이에, 상기 제5 자성체(30)의 일부가 개재되는, 계자자.
청구항 11에 있어서,

상기 축(P)을 중심으로 한 직경 방향인 제3 방향에 있어서의 상기 제3 비자성체(31)의 적어도 상기 축(P)과는 반대의 일단측에서, 상기 제5 자성체(30) 및 상기 제6 자성체(32)를 연결하는 제7 자성체(35)를 더 구비하는, 계자자.
청구항 13에 있어서,

상기 제7 자성체(35)는, 상기 제3 방향에 있어서 상기 제4 비자성체(33)를 넘어 상기 제2 방향으로 연장되는, 계자자.
청구항 11에 있어서,

상기 제5 각도 φ1은,

φ1=90/(K·Pn)이고, 상기 제6 각도 φ2는,

φ2=180/(K·Pn)인, 계자자.
청구항 11에 있어서,

K는 5 또는 7인, 계자자.
청구항 11에 있어서,

상기 제3 비자성체(31)는,

제5 비자성체부(31a)와,

상기 제2 방향에 있어서 상기 제5 자성체(30)측에서 상기 제5 비자성체부(31a)와 인접하고, 상기 제1 방향 또는 상기 제3 방향과 평행한 방향에 대한 자신의 길이가 상기 제5 비자성체부(31a)와 상이한 제6 비자성체부(31b)를 구비하고,

상기 제4 비자성체(33)는,

제7 비자성체부(33a)와,

상기 제2 방향에 있어서 상기 제5 자성체(30)측에서 상기 제7 비자성체부(33a)와 인접하고, 상기 제1 방향 또는 상기 제3 방향과 평행한 방향에 대한 자신의 길이가 상기 제7 비자성체부(33a)와 상이한 제8 비자성체부(33b)를 구비하고,

상기 제2 방향에 있어서의 상기 제7 비자성체부(33a)와 상기 제8 비자성체부(33b)의 경계(331b)가, 상기 축(P)을 중심으로 하여, 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제7 각도 φ3, 및 상기 제2 방향에 있어서의 상기 제5 비자성체부(31a)와 상기 제6 비자성체부(31b)의 경계(311b)가, 상기 축(P)을 중심으로 하여, 상기 기준축(Q)에 대해 이루는 제8 각도 φ4가, 3 이상의 정수를 L, 단 L은 K와 상이한 값으로 했을 때,

0＜φ3＜180/(L·Pn) 또한 180/(L·Pn)≤φ4≤180·2/(L·Pn) 또한 φ3＜φ1＜φ4＜φ2인, 계자자.
청구항 17에 있어서,

상기 제7 각도 φ3은,

φ3=90/(L·Pn)이고, 상기 제8 각도 φ4는,

φ4=180/(L·Pn)인, 계자자.
청구항 17에 있어서,

L은 5 또는 7인, 계자자.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 제1 자성체(10) 및 상기 제2 자성체(12)는 압분 철심으로 이루어지는, 계자자.