KR20240108521A - 회전 전기 기기 - Google Patents

Abstract

전방 기준 위치(Pf)를, 평면으로 보아, 로터 코어(31)의 중심축(O)과, 각 조의 영구 자석(32)의 전단부를 통과하는 전방 가상선(L1)과 로터 코어(31)의 외주면의 교점으로 하고, 또한 후방 기준 위치(Pr)를, 평면으로 보아, 로터 코어(31)의 중심축(O)과, 각 조의 영구 자석(32)의 후단부를 통과하는 후방 가상선(L2)과 로터 코어(31)의 외주면의 교점으로 하였을 때, 전방 브리지(39f)의 후단부(39)는, 전방 기준 위치(Pf)에 대해, 중심축(O)을 중심으로 하는 중심각으로 θa/24(라디안) 이상 θa/8(라디안) 이하, 후방(R)으로 이격된 위치에 배치되고, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는, 후방 기준 위치(Pr)에 대해, 중심축(O)을 중심으로 하는 중심각으로 0(라디안) 이상 θa/12(라디안) 이하, 전방(F)으로 이격된 위치에 배치되어 있다. 단, θa는, 이하의 (1)식을 충족한다.

Description

회전 전기 기기

본 발명은 회전 전기 기기 관한 것이다.

본원은, 2022년 3월 29일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2022-053600호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래부터, 예를 들어 하기 특허문헌 1에 기재된 회전 전기 기기가 알려져 있다.

일본 특허 공개 제2018-198534호 공보

이러한 종류의 매립형 영구 자석 동기 모터(IPMSM)에 있어서, 토크의 향상에 개선의 여지가 있는 것을 본원 발명자는 알아냈다.

본 발명은 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 토크를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

<1> 본 발명의 일 양태에 관한 회전 전기 기기는, 환상의 스테이터와, 상기 스테이터 내에 배치된 로터를 구비하고, 상기 로터는, 로터 코어와, 상기 로터 코어에 매립됨과 함께 1조로 1개의 자극을 구성하고, 상기 로터 코어에, 상기 로터 코어의 주위 방향으로 복수 조 배치된 영구 자석을 구비하는 회전 전기 기기이며, 상기 로터 코어는, 각 조의 상기 영구 자석에 대해, 상기 로터의 회전 방향의 양측에 마련된 제1 플럭스 배리어와, 상기 제1 플럭스 배리어 대해, 상기 로터 코어의 직경 방향의 외측에 마련된 제1 브리지를 구비하고, 상기 제1 브리지는, 상기 로터의 회전 방향의 전방에 마련된 전방 브리지와, 상기 로터의 회전 방향의 후방에 마련된 후방 브리지를 포함하고, 상기 전방 브리지의 기준 위치인 전방 기준 위치를, 상기 로터를 축 방향에서 본 평면으로 보아, 상기 로터 코어의 중심축과, 각 조의 상기 영구 자석의 전단부를 통과하는 전방 가상선과 상기 로터 코어의 외주면의 교점으로 하고, 또한 상기 후방 브리지의 기준 위치인 후방 기준 위치를, 상기 평면으로 보아, 상기 로터 코어의 중심축과, 각 조의 상기 영구 자석의 후단부를 통과하는 후방 가상선과 상기 로터 코어의 외주면의 교점으로 하였을 때, 복수 조의 상기 영구 자석 중 적어도 1조의 상기 영구 자석에 있어서, 상기 전방 브리지의 후단부는, 상기 전방 기준 위치에 대해, 상기 중심축을 중심으로 하는 중심각으로 θa/24(라디안) 이상 θa/8(라디안) 이하, 후방으로 이격된 위치에 배치되고, 상기 후방 브리지의 전단부는, 상기 후방 기준 위치에 대해, 상기 중심축을 중심으로 하는 중심각으로 0(라디안) 이상 θa/12(라디안) 이하, 전방으로 이격된 위치에 배치되어 있다.

단, θa는, 이하의 (1)식을 충족한다.

여기서, 상기 (1)식 중의 Nslot은, 상기 스테이터의 슬롯수를 의미한다. 또한, 1조의 영구 자석은, 1개 이상의 영구 자석을 포함한다. 또한, 전방 브리지의 후단부나 후방 브리지의 전단부는, 각 브리지 중, 각 조의 영구 자석에 의해 발생하는 자속의 자기 포화가 발생하는 부분이다. 바꾸어 말하면, 전방 브리지의 후단부나 후방 브리지의 전단부는, 각 브리지 중, 자속이 로터로부터 스테이터로 넘어가기 시작하는 부분이다.

<2> 상기 <1>에 관한 회전 전기 기기에서는, 상기 적어도 1조의 상기 영구 자석에 있어서, 상기 전방 브리지의 후단부는, 상기 전방 기준 위치에 대해, 상기 중심축을 중심으로 하는 중심각으로 θa/12(라디안)만큼, 후방으로 이격된 위치에 배치되고, 상기 후방 브리지의 전단부는, 상기 후방 기준 위치에 배치되어 있는 구성을 채용해도 된다.

<3> 상기 <1> 또는 <2>에 관한 회전 전기 기기에서는, 상기 영구 자석은, 2개로 1조를 이루어 1개의 자극을 구성하고, 각 조의 상기 영구 자석은, 전방에 위치하는 전방 자석과, 후방에 위치하는 후방 자석을 포함함과 함께, 상기 평면으로 보아 상기 직경 방향의 내측을 향해 볼록해지는 V자 형상으로 배치되고, 상기 전방 브리지는, 상기 전방 자석의 전방에 마련되고, 상기 후방 브리지는, 상기 후방 자석의 후방에 마련되고, 상기 평면으로 보아, 상기 전방 가상선은, 상기 중심축과 상기 전방 자석의 전단부를 통과하고, 상기 후방 가상선은, 상기 중심축과 상기 후방 자석의 후단부를 통과하는 구성을 채용해도 된다.

본원 발명자는, 전방 브리지의 후단부의 주위 방향의 위치나 후방 브리지의 전단부의 주위 방향의 위치, 바꾸어 말하면, 제1 브리지의 개시 위치가, 토크에 영향을 미치는 것을 알아냈다. 특히, 전방 브리지의 후단부의 주위 방향의 위치를, 전방 기준 위치에 대해 회전 방향의 후방에 배치함으로써, 토크가 커지는 것을, 본원 발명자는 알아냈다.

이 현상은 이하의 원리에 기초한다고 생각된다.

즉, 1조의 영구 자석이 구성하는 자극에서 발생하는 자속이 로터 코어 내에서 전달되는 과정에서, 제1 브리지의 개시 위치에 있어서 자기 포화가 발생한다. 그러면 자속이, 로터 코어 내로부터 외부를 향해, 스테이터의 티스에 전달된다. 그 때문에, 제1 브리지의 개시 위치는, 자속이 스테이터에 전달되는 기점이 된다. 여기서, 전방 브리지의 후단부가, 전방 기준 위치에 대해 회전 방향의 후방에 위치할수록, 전방 브리지로부터 스테이터의 티스에 전달되는 자속선의 배향(방향)은, 로터의 직경 방향, 바꾸어 말하면 티스의 길이 방향에 대해 경사지고, 그 결과, 자속선이 길어진다. 이때, 자속선이 짧아지도록 힘이 발생하고, 이 힘에 의해 로터가 회전하는 결과, 토크가 높아진다고 생각된다. 이상의 지견에 기초하여, 본원 발명자는, 전방 브리지의 후단부의 주위 방향의 위치나 후방 브리지의 전단부의 주위 방향의 위치를, 스테이터의 티스의 피치에 대응하는 중심각인 θa(라디안)를 단위로 하여 예의 검토한바, 전술한 바와 같이 설정함으로써, 높은 토크를 출력할 수 있음을 알아냈다.

또한, 1개의 자극을 구성하는 2개의 제1 플럭스 배리어의 배치·형상이나 2개의 제1 브리지의 배치·형상은 일반적으로 대칭인 경우가 많고, 이러한 종류의 회전 전기 기기에 있어서, 2개의 제1 브리지의 배치·형상을 비대칭으로 변화시킨 것은 일반적으로는 보이지 않는다.

본 발명에 따르면, 토크를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 회전 전기 기기를 도시하는 도면이며, 일부 단면을 포함하는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 회전 전기 기기에 포함되는 스테이터 및 로터의 확대 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 회전 전기 기기에 포함되는 로터의 확대 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 IV부의 확대 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시한 V부의 확대 평면도이다.
도 6은 도 1에 도시한 회전 전기 기기를 설명하기 위한 도면이며, 로터의 전방 브리지의 후단부 및 후방 브리지의 전단부가 각각의 기준 위치에 위치하는 상태를 도시하는 확대 평면도이다.
도 7은 도 1에 도시한 회전 전기 기기를 설명하기 위한 도면이며, 로터의 전방 브리지의 후단부가, 도 5에 도시한 위치에 비해 후방으로 이동하고, 또한 후방 브리지의 전단부가, 도 5에 도시한 위치에 비해 전방으로 이동한 상태를 도시하는 확대 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 회전 전기 기기에 있어서, 자속이 흐르는 이미지를 도시하는 도면이다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 회전 전기 기기를 설명한다. 회전 전기 기기는, 전동기, 구체적으로는 교류 전동기, 보다 구체적으로는 동기 전동기, 한층 더 구체적으로는 영구 자석 계자형 전동기이다. 이러한 종류의 전동기는, 예를 들어 전기 자동차 등에 적합하게 채용된다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 회전 전기 기기(10)는, 스테이터(20)와, 로터(30)와, 케이스(50)와, 회전축(60)을 구비한다. 스테이터(20) 및 로터(30)는 케이스(50)에 수용된다. 스테이터(20)는 케이스(50)에 고정된다. 회전 전기 기기(10)는, 로터(30)가 스테이터(20)의 내측에 위치하는 이너 로터형이다.

또한 본 실시 형태에서는, 회전 전기 기기(10)가, 8극 24슬롯의 삼상 교류 모터이다. 그러나 예를 들어 극수나 슬롯수, 상수 등은 적절하게 변경할 수 있다.

또한 회전 전기 기기(10)에 있어서, 스테이터(20) 및 로터(30)의 축선은 공통축 상에 있다. 이하에서는, 이 공통축을 중심축선(O)(로터(30)의 중심축)이라 한다. 중심축선(O) 방향(후술하는 로터 코어(31)의 축 방향)을 축 방향이라 하고, 중심축선(O)에 직교하는 방향(후술하는 로터 코어(31)의 직경 방향)을 직경 방향이라 하고, 중심축선(O) 주위로 주회하는 방향(후술하는 로터 코어(31)의 주위 방향)을 주위 방향이라 한다.

스테이터(20)는, 스테이터 코어(21)와, 도시하지 않은 권선을 구비한다.

스테이터 코어(21)는, 통 형상(원통 형상)의 코어백(22)(요크)과, 복수의 티스(23)를 구비한다.

코어백(22)은, 회전 전기 기기(10)를 축 방향에서 본 평면으로 보아 원환상으로 형성되어 있다.

복수의 티스(23)는, 코어백(22)으로부터 직경 방향의 내측을 향해(직경 방향을 따라 코어백(22)의 중심축선(O)을 향해) 돌출된다. 복수의 티스(23)는, 주위 방향으로 동등한 간격을 두고 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 중심축선(O)을 중심으로 하는 중심각 15도 간격으로 24개의 티스(23)가 마련되어 있다. 복수의 티스(23)는 서로 동등한 형상이며, 또한 동등한 크기로 형성되어 있다. 주위 방향으로 인접하는 티스(23)의 사이는, 슬롯(24)이다.

상기 권선은 티스(23)에 권회되어 있다. 상기 권선은, 집중권되어 있어도 되고, 분포권되어 있어도 된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 로터(30)는, 스테이터(20)(스테이터 코어(21))에 대해 직경 방향의 내측에 배치되어 있다. 로터(30)는, 로터 코어(31)와, 복수의 영구 자석(32)을 구비한다.

로터 코어(31)는 스테이터(20)와 동축에 배치되는 통 형상(원통 형상)으로 형성되어 있다. 로터 코어(31) 내에는 상기 회전축(60)이 배치되어 있다. 회전축(60)은, 로터 코어(31)와 함께 회전하도록 로터 코어(31)에 고정되어 있다.

복수의 영구 자석(32)은 로터 코어(31)에 고정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 2개 1조의 영구 자석(32)이 1개의 자극(33)을 형성하고 있다. 복수 조의 영구 자석(32)은 주위 방향으로 동등한 간격을 두고 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 중심축선(O)을 중심으로 하는 중심각 45도 간격으로 8조(전체에서는 16개)의 영구 자석(32)이 마련되어 있다.

회전 전기 기기(10)는 매립 자석형 모터이다. 로터 코어(31)에는, 로터 코어(31)를 축 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(34)이 형성되어 있다. 복수의 관통 구멍(34)은 복수의 영구 자석(32)에 대응하여 마련되어 있다. 각 영구 자석(32)은, 대응하는 관통 구멍(34) 내에 배치된 상태에서 로터 코어(31)에 고정되어 있다. 각 영구 자석(32)의 로터 코어(31)에의 고정은, 예를 들어 영구 자석(32)의 외면과 관통 구멍(34)의 내면을 접착제에 의해 접착하는 것 등에 의해 실현할 수 있다.

또한, 스테이터 코어(21) 및 로터 코어(31)로서는, 적층 코어를 채용하는 것이 가능하다. 적층 코어는, 복수의 전자 강판이 적층됨으로써 형성되어 있다. 적층된 전자 강판끼리는, 예를 들어 코킹이나 접착, 용접 등에 의해 고정되어 있다.

스테이터 코어(21) 및 로터 코어(31)를 형성하는 각 전자 강판은, 예를 들어 모재가 되는 전자 강판을 펀칭 가공하는 것 등에 의해 형성된다. 전자 강판으로서는, 공지의 전자 강판을 사용할 수 있다. 전자 강판의 화학 조성은 특별히 한정되지 않는다. 본 실시 형태에서는, 전자 강판으로서, 무방향성 전자 강판을 채용하고 있다. 무방향성 전자 강판으로서는, 예를 들어 JIS C 2552:2014의 무방향성 전자 강대를 채용할 수 있다. 그러나 전자 강판으로서, 무방향성 전자 강판 대신에 방향성 전자 강판을 채용하는 것도 가능하다. 방향성 전자 강판으로서는, 예를 들어 JIS C 2553:2012의 방향성 전자 강대를 채용할 수 있다.

전자 강판의 가공성이나, 적층 코어의 철손을 개선하기 위해, 전자 강판의 양면에는 절연 피막이 마련되어 있다. 절연 피막을 구성하는 물질로서는, 예를 들어 (1) 무기 화합물, (2) 유기 수지, (3) 무기 화합물과 유기 수지의 혼합물 등을 적용할 수 있다. 무기 화합물로서는, 예를 들어 (1) 중크롬산염과 붕산의 복합물, (2) 인산염과 실리카의 복합물 등을 들 수 있다. 유기 수지로서는, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴 스티렌계 수지, 폴리에스테르계 수지, 실리콘계 수지, 불소계 수지 등을 들 수 있다.

이하, 로터(30)의 상세에 대해 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 영구 자석(32)은, 전술한 바와 같이 로터 코어(31)에 매립됨과 함께 2개로 쌍을 이루어 1개의 자극(33)을 구성하고 있다. 영구 자석(32)은, 로터 코어(31)에, 주위 방향으로 복수 쌍(도시한 예에서는 8쌍) 배치되어 있다. 도시한 예에서는, 영구 자석(32)은 직육면체 형상이다. 영구 자석(32)은 평면으로 보아 직사각 형상이다.

한 쌍의 영구 자석(32)은, 상기 평면으로 보아, 직경 방향의 내측을 향해 볼록해지는 V자 형상으로 배치되어 있다. 한 쌍의 영구 자석(32)은, 상기 평면으로 보아, d축 A를 기준으로 하여 선 대칭으로 배치되어 있다. d축 A는, 상기 평면으로 보아, 중심축선(O)과, 각 자극(33)의 주위 방향의 중앙을 통과한다. 한 쌍의 영구 자석(32)이 배치되는 관통 구멍(34)도 마찬가지로, d축 A를 기준으로 하여 대략 선 대칭으로 배치되어 있다.

관통 구멍(34)은, 상기 평면으로 보아, 영구 자석(32)보다 q축 B측 및, d축 A측의 양측으로 크다. q축 B는, 상기 평면으로 보아, 중심축선(O)과, 주위 방향으로 인접하는 2개의 자극(33)의 사이를 통과한다. q축 B는, 상기 평면으로 보아, 상기 2개의 자극(33)의 사이에 있어서의 주위 방향의 중앙을 통과한다. q축 B와 d축 A는, 자기적, 전기적으로 직교한다. 관통 구멍(34) 중, 영구 자석(32)에 대해 q축 B측, 및 d축 A측 각각에 위치하는 부분은, 플럭스 배리어(35, 36)로 되어 있다. 바꾸어 말하면, 영구 자석(32)의 q축 B측, 및 d축 A측의 양단에는, 플럭스 배리어(35, 36)가 마련되어 있다. 플럭스 배리어(35, 36)는, 로터 코어(31)를 축 방향으로 관통하는 자기적 공극부이다. 플럭스 배리어(35, 36)는, 로터(30) 내에서 환류하는 영구 자석(32)으로부터의 자석 자속(이하, 환류 자속이라고도 함)을 저감하거나, 영구 자석(32)으로부터 스테이터(20)를 향하는 자석 자속의 유입 경로를 변화시키거나 한다. 이에 의해, 영구 자석(32)의 자석 자속(이하, 단순히 자석 자속)이 스테이터(20)에 효과적으로 전달되어 높은 토크가 출력된다. 플럭스 배리어(35, 36)는, 자석 자속을 스테이터(20)로 유도한다고도 할 수 있다.

로터(30)는, 플럭스 배리어(35, 36)로서, 제1 플럭스 배리어(35)와, 제2 플럭스 배리어(36)를 구비하고 있다. 제1 플럭스 배리어(35) 및 제2 플럭스 배리어(36)는, 영구 자석(32)을 양단 사이에 끼운다. 이에 의해, 자석 자속이 스테이터(20)에 효과적으로 전달되기 쉬워진다.

제1 플럭스 배리어(35)는, 하나의 영구 자석(32)으로부터 가장 가까운 q축 B측에 위치한다. 제1 플럭스 배리어(35)는, 한 쌍의 영구 자석(32)의 주위 방향(회전 방향)의 양 외측에 위치한다. 제2 플럭스 배리어(36)는, 하나의 영구 자석(32)으로부터 가장 가까운 d축 A측에 위치한다. 한 쌍의 영구 자석(32)의 주위 방향(회전 방향)의 중앙에 위치한다.

제1 플럭스 배리어(35)는, 하나의 영구 자석(32)으로부터 가장 가까운 q축 B측의 단부면으로부터 로터 코어(31)의 직경 방향의 외측으로 퍼진다. 제1 플럭스 배리어(35)는, 제1 공간(37)과, 제2 공간(38)을 구비하고 있다. 제1 공간(37)에는, 하나의 영구 자석(32)으로부터 가장 가까운 q축 B측의 단부면이 노출된다. 제1 공간(37)은, 상기 평면으로 보아, 하나의 영구 자석(32)으로부터 가장 가까운 q축 B측으로 연장된다. 제1 공간(37)은, 상기 평면으로 보아, q축 B측으로 볼록해지는 삼각 형상이다. 제1 공간(37)의 직경 방향의 공간 폭은, 하나의 영구 자석(32)으로부터 가장 가까운 q축 B측으로 이격됨에 따라서 작아지고 있다. 제2 공간(38)은 제1 공간(37)에 연통된다. 제2 공간(38)의 적어도 일부는, 제1 공간(37)에 대해 직경 방향의 외측에 위치한다. 상기 평면으로 보아, 제2 공간(38)은 직사각 형상이다. 상기 평면으로 보아, 제2 공간(38)의 면적은 제1 공간(37)의 면적보다 좁다.

제1 플럭스 배리어(35)에 대한 직경 방향의 외측에는, 제1 브리지(39)가 마련되어 있다. 제1 브리지(39)는 로터 코어(31)의 일부이다. 제1 브리지(39)는, 로터 코어(31) 중, 제1 플럭스 배리어(35)에 대해 직경 방향의 외측에 위치하는 부분이다. 제1 브리지(39)가 있음으로써, 제1 브리지(39)가 없는 경우에 비하여, 로터 코어(31)에 원심 내력이 향상된다. 제1 브리지(39)는, 로터 코어(31)에 있어서의 외주에 역학적인 강도를 담보한다. 제1 브리지(39)의 직경 방향의 폭이 충분히 가늘면, 자속이 제1 브리지(39)를 통과하는 것이 자기 포화에 의해 방해되어, 자석 자속의 환류가 방지된다.

제1 브리지(39)의 폭(직경 방향의 크기)은, 로터 코어(31) 중 제1 브리지(39)에 대해 주위 방향으로 인접하는 양 부분의 폭보다 국소적으로 작게 되어 있다.

또한 제1 브리지(39)의 길이(주위 방향의 크기)나 폭은, 회전 전기 기기(10)의 회전 속도나 형태에 따라 적절하게 설계된다. 예를 들어, 제1 브리지(39)의 폭이, 로터 코어(31) 중 제1 브리지(39)에 대해 주위 방향으로 인접하는 양 부분의 폭에 대해 작게 되어 있지만, 국소적으로 작게 되어 있지 않아도 된다. 예를 들어, 제1 브리지(39)의 폭이, 로터 코어(31) 중 제1 브리지(39)에 대해 주위 방향으로 인접하는 양 부분의 폭에 대해 연속적으로 작게 되어 있어도 된다. 이 경우, 예를 들어 로터 코어(31)의 외주 부분에 있어서, 직경 방향의 크기(폭)가, 로터 코어(31)의 외경의 1％ 이하로 되어 있는 부분을, 제1 브리지(39)로 해도 된다. 또한, 제1 플럭스 배리어(35)의 형상이나 크기 등도 본 실시 형태에 나타낸 양태에 한정되지 않는다.

제2 플럭스 배리어(36)는, 제1 공간(37)을 구비하고, 하나의 영구 자석(32)으로부터 가장 가까운 d축 A측의 단부면이 노출된다. 제1 공간(37)은, 상기 평면으로 보아, 하나의 영구 자석(32)으로부터 가장 가까운 d축 A측으로 연장된다. 각자극(33)에 있어서 쌍을 이루는 2개의 제2 플럭스 배리어(36)의 사이에는, 제2 브리지(40)가 마련되어 있다. 제2 브리지(40)는, 주위 방향보다 직경 방향으로 길다. 제2 브리지(40)는, 제2 브리지(40)에 있어서 자속 포화를 일으키게 하여, 자기 회로의 형성을 저해시킨다. 제2 브리지(40)는, d축 A 상에 위치한다.

여기서, 이하에 있어서 회전 전기 기기(10)의 회전 방향(주위 방향)의 전방을, 단순히 전방(F)으로 하고, 회전 방향의 후방을, 단순히 후방(R)으로 한다. 또한, 중심축선(O) 주위의 양 방향으로 회전 가능한 회전 전기 기기(10)의 경우, 상기 회전 방향이란, 회전 전기 기기(10)가 주로 회전하는 회전 방향을 의미한다. 또한 도시한 예에서는, 지면을 보았을 때에 있어서의 반시계 방향을 전방(F)으로 하고, 시계 방향을 후방(R)으로 한다.

한 쌍의 영구 자석(32)은, 전방 자석(32f)과, 후방 자석(32r)을 포함한다. 전방 자석(32f)은, 후방 자석(32r)에 대해 전방(F)측에 위치한다.

1개의 자극(33)에 포함되는 2개의 제1 브리지(39)는, 전방 브리지(39f)와, 후방 브리지(39r)를 포함한다. 전방 브리지(39f)는, 전방 자석(32f)에 대해 마련되어 있다. 전방 브리지(39f)는, 전방 자석(32f)에 대해 전방(F)측(q축 B측), 또한 직경 방향의 외측에 위치한다. 전방 브리지(39f)는, 한 쌍의 제1 플럭스 배리어(35) 중, 전방(F)측에 위치하는 제1 플럭스 배리어(35)에 대한 직경 방향의 외측에 위치한다. 후방 브리지(39r)는, 후방 자석(32r)에 대해 마련되어 있다. 후방 브리지(39r)는, 후방 자석(32r)에 대해 후방(R)측(q축 B측), 또한 직경 방향의 외측에 위치한다. 후방 브리지(39r)는, 한 쌍의 제1 플럭스 배리어(35) 중, 후방(R)측에 위치하는 제1 플럭스 배리어(35)에 대한 직경 방향의 외측에 위치한다.

전방 브리지(39f)에 대한 기준 위치를 전방 기준 위치(Pf)로 하고, 후방 브리지(39r)에 대한 기준 위치를 후방 기준 위치(Pr)로 하여, 각각 이하와 같이 정의한다. 전방 기준 위치(Pf)는, 상기 평면으로 보아, 중심축선(O)과, 전방 자석(32f)의 전방(F)측의 주위 방향 전단부를 통과하는 전방 가상선(L1)과 상기 로터 코어(31)의 외주면의 교점으로 한다. 후방 기준 위치(Pr)는, 상기 평면으로 보아, 중심축선(O)과, 후방 자석(32r)의 후방(R)측의 주위 방향 후단부를 통과하는 후방 가상선(L2)과 로터 코어(31)의 외주면의 교점으로 한다.

그리고 본 실시 형태에서는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 가장 후방(R)측에 위치하는 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)는, 전방 기준 위치(Pf)에 대해 중심축선(O)을 중심으로 하는 중심각으로 θa/24(라디안) 이상 θa/8(라디안) 이하, 후방(R)측으로 이격된 위치에 배치되어 있다. 가장 전방(F)측에 위치하는 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는, 후방 기준 위치(Pr)에 대해 중심축선(O)을 중심으로 하는 중심각으로 0(라디안) 이상 θa/12(라디안) 이하, 전방(F)측으로 이격된 위치에 배치되어 있다.

단, θa는, 이하의 (1)식을 충족한다.

여기서, 상기 (1)식 중의 Nslot은, 스테이터(20)의 슬롯수를 의미한다.

가장 후방(R)측에 위치하는 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)는, 바람직하게는 전방 기준 위치(Pf)에 대해 중심축선(O)을 중심으로 하는 중심각으로 3θa/48(라디안) 이상 5θa/48(라디안) 이하, 후방(R)측으로 이격된 위치에 배치되어 있다.

가장 전방(F)측에 위치하는 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는, 바람직하게는 후방 기준 위치(Pf)에 대해 중심축선(O)을 중심으로 하는 중심각으로 0(라디안) 이상 θa/48(라디안) 이하, 전방(F)측으로 이격된 위치에 배치되어 있다.

또한 본 실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)는, 전방 기준 위치(Pf)에 대해 중심축선(O)을 중심으로 하는 중심각으로 θa/12(라디안)만큼, 후방(R)측으로 이격된 위치에 배치되어 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는, 후방 기준 위치(Pr)에 배치되어 있다.

여기서, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)나 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는, 각 브리지(39) 중, 각 조의 영구 자석(32)에 의해 발생하는 자속의 자기 포화가 발생하는 부분이다. 바꾸어 말하면, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)나 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는, 각 브리지(39) 중, 자속이 로터(30)로부터 스테이터(20)로 넘어가기 시작하는 부분이다. 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)나 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는, 각 브리지(39)에 있어서의 자기 포화 개시 위치이다. 전방 브리지(39f)에 있어서의 자기 포화 개시 위치는, 후단부(39f1)의 자기 포화 개시 위치 중 후방(R)측의 주위 방향 단부 위치이다. 후방 브리지(39r)에 있어서의 자기 포화 개시 위치는, 전단부(39r1)의 자기 포화 개시 위치 중 전방(F)측의 주위 방향 단부 위치이다. 자기 포화 개시 위치는, 전방 브리지(39f) 및 후방 브리지(39r)와 로터 코어(31)의 외주면의 거리가 최단이 되는 위치이다. 브리지(39)의 자기 포화 개시 위치는, 예를 들어 전자계 해석 등에 의해 얻어진 자속 밀도의 절댓값에 대해, 로터 코어에 사용되고 있는 자성 재료의 포화 자속 밀도를 초과하는 위치로서 구해도 된다. 전자계 해석 대신에, 실물을 사용한 실험을 채용해도 된다. 자기 포화 개시 위치는, 상기한 어느 하나의 방법 또는 2개 이상의 방법에 의해 특정할 수 있다.

전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)나 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는, 제1 브리지(39)에 있어서, 제1 브리지(39)가 아닌 부분과의 경계가 된다. 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)나 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는, 로터 코어(31) 중, 제1 플럭스 배리어(35)와, 로터 코어(31)의 외주면을 직경 방향으로 최단 거리로 연결하는 영역으로서 규정된다. 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1) 및 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)는, 제1 플럭스 배리어(35)와 중심축선(O)을 통과하는 가상선 상의 일부의 영역이다.

도 8에, 본 실시 형태에 관한 회전 전기 기기에 있어서, 자속이 흐르는 이미지를 나타낸다. 도 8 중의 화살표 A1, A2는, 자속의 흐름을 의미한다. 화살표 A1은, 자속의 대략적인 흐름을 나타낸다. 화살표 A2는 각 위치에 있어서의 자속 밀도 벡터를 나타낸다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 전방 브리지(39f)에 있어서는, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)에서 스테이터(20)로 자속이 넘어간다. 후방 브리지(39r)에 있어서는, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)의 위치에 따라 자극(33)측에 침입하는 자속량이 변화된다.

예를 들어, 로터 코어(31) 중, 전방(F)측의 제1 플럭스 배리어(35)와, 로터 코어(31)의 외주면에 의해 직경 방향으로 끼워지는 부분(이하, 제1 부분이라고 함)에 있어서의 후방(R)의 단부에 있어서의 폭(직경 방향의 크기)이 충분히 좁은 경우, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)는 상기 후방(R)의 단부로 할 수 있다. 이 경우, 제1 부분이 제1 플럭스 배리어(35)의 전체 길이(주위 방향의 길이)에 걸쳐 전방 브리지(39f)가 된다. 이 경우에 있어서, 전방 브리지(39f)에 있어서의 후단부(39f1)보다 전방(F)측에 있어서, 전방 브리지(39f)의 폭이 후단부(39f1)보다 좁게 되어 있어도 되고, 넓게 되어 있어도 된다. 바꾸어 말하면, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)가 자기 포화 개시 위치이면, 전방 브리지(39f)에 있어서 후단부(39f1)보다 전방에 위치하는 부분은, 후단부(39f1)보다 직경 방향으로 커도 되고 작아도 된다.

또한, 로터 코어(31) 중, 후방(R)측의 제1 플럭스 배리어(35)와, 로터 코어(31)의 외주면에 의해 직경 방향으로 끼워지는 부분(이하, 제2 부분이라 함)에 있어서의 전방(F)측의 단부의 폭이 충분히 좁은 경우, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는, 상기 전방(F)측의 단부로 할 수 있다. 이 경우, 제2 부분이 제1 플럭스 배리어(35)의 전체 길이(주위 방향의 길이)에 걸쳐 후방 브리지(39r)가 된다. 이 경우에 있어서, 후방 브리지(39r)에 있어서의 전단부(39r1)보다 후방(R)측에 있어서, 후방 브리지(39r)의 폭이 전단부(39r1)보다 좁게 되어 있어도 되고, 넓게 되어 있어도 된다.

또한 예를 들어, 제1 부분의 후방(R)측의 단부의 폭이 충분히 좁지 않은 경우, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)는, 제1 부분에 있어서 상기 폭이 충분히 좁은 영역 중, 가장 후방(R)측에 위치하는 영역으로 할 수 있다. 이 경우, 제1 부분의 일부가 전방 브리지(39f)가 되고, 제1 부분에 있어서의 주위 방향의 후방(R)측의 단부보다 전방(F)측에, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)가 위치한다.

또한, 제2 부분의 전방(F)측의 단부의 폭이 충분히 좁지 않은 경우, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는, 제2 부분에 있어서 상기 폭이 충분히 좁은 영역 중, 가장 전방(F)측에 위치하는 영역으로 할 수 있다. 이 경우, 제2 부분의 일부가 전방 브리지(39f)가 되고, 제2 부분에 있어서의 주위 방향의 전방(F)측의 단부보다 후방(R)측에, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)가 위치한다.

또한, 상기 어느 경우에 있어서도, 제1 부분이나 제2 부분의 폭이 충분히 좁은 것은, 예를 들어 폭이, 로터 코어(31)의 외경의 1％ 이하인 것을 의미하고 있어도 된다. 또한, 제1 부분이나 제2 부분의 폭이 충분히 좁은 것은, 예를 들어 폭이 0.3mm 이하인 것을 의미하고 있어도 된다. 또한, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)나 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)를 특정하기 위해, 회전 전기 기기(10)를 소프트웨어상에서 재현하여, 전자장 해석을 실시해도 된다.

여기서, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)와 전방 기준 위치(Pf)에 대한 중심각은, 전방 브리지(39f)에 관한 가상선(L1a)과, 전방 가상선(L1)에 대한, 중심축선(O)을 중심으로 하는 중심각이다. 상기 가상선(L1a)이란, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)와 중심축선(O)을 통과하는 가상선이다. 또한, 전방 가상선(L1)과 가상선(L1a)이 이루는 각을 θt로 하면, (θa/24)≤θt≤(θa/8)이 되고, 본 실시 형태에서는 θt＝(θa/12)이다.

또한, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)와 후방 기준 위치(Pr)에 대한 중심각은, 후방 브리지(39r)에 관한 가상선(L2a)과, 후방 가상선(L2)에 대한, 중심축선(O)을 중심으로 하는 중심각이다. 상기 가상선(L2a)이란, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)와 중심축선(O)을 통과하는 가상선이다. 또한, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)와 후방 기준 위치(Pr)에 대한 중심각이 0(라디안)인 것, 바꾸어 말하면 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)가, 후방 기준 위치(Pr)에 배치되어 있는 것은, 전술한 가상선(L2a)과 후방 가상선(L2)이 일치하고 있는 것을 의미한다. 또한, 후방 가상선(L2)과 가상선(L2a)이 이루는 각을 θs로 하면, 0≤θs≤(θa/12)가 되고, 본 실시 형태에서는 θs＝0이다.

본원 발명자는, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)의 주위 방향의 위치나 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)의 주위 방향의 위치(이하, 이들 위치를 총칭하여, 제1 브리지(39)의 개시 위치라 함)가, 토크에 영향을 주는 것을 알아냈다. 특히, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)의 주위 방향의 위치를, 전방 기준 위치(Pf)에 대해 회전 방향의 후방(R)에 배치함으로써, 토크가 커지는 것을, 본원 발명자는 알아냈다.

이 지견은, 이하의 과정을 거쳐 얻어졌다.

본원 발명자는, 로터 코어(31)의 형상 최적화의 해석을 실시하였다. 이 해석은, 일본 특허 공개 제2021-114099호 공보에 기재된 내용에 기초한다. 본원 발명자는, 해석을, 서로 다른 복수의 진각을 전제로 하여 복수 회 실시하였다. 각 해석의 결과가 되는 로터 코어(31)의 형상은, 전제가 된 진각에 따라서 최적의 형상이라고 할 수 있다. 본원 발명자는, 복수 종류의 진각에 대한 최적의 형상을 해석한 결과 중, 가장 토크가 높아지는 결과(형상)에 대해 분석하였다. 또한 이때의 진각은 50도였다.

이 결과에 관한 로터 코어(31)에서는, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)는 전방 기준 위치(Pf)에 대해 후방(R)측, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는 후방 기준 위치(Pr)에 대해 전방(F)측으로 이동했었다.

따라서, 이 해석 결과에 있어서 토크가 최대가 되는 최적 형상과 마찬가지의 경향으로, 전방 브리지(39f)의 위치를 주위 방향으로 변화시킴으로써 토크를 향상시킬 수 있다고 생각하였다.

또한, 이 현상은 이하의 원리에 기초한다고 생각된다.

즉, 한 쌍의 영구 자석(32)이 구성하는 자극(33)에서 발생하는 자속이 로터 코어(31) 내에서 전달되는 과정에서, 제1 브리지(39)의 개시 위치에서 자기 포화가 발생한다. 그러면 자속이, 로터 코어(31) 내로부터 외부를 향해, 스테이터(20)의 티스에 전달된다. 그 때문에, 제1 브리지(39)의 개시 위치는, 자속이 스테이터(20)에 전달되는 기점이 된다. 여기서, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)가, 전방 기준 위치(Pf)에 대해 회전 방향의 후방(R)에 위치할수록, 전방 브리지(39f)로부터 스테이터(20)의 티스(23)에 전달되는 자속선의 배향(방향)은, 로터(30)의 직경 방향, 바꾸어 말하면 티스(23)의 길이 방향에 대해 경사지고, 그 결과, 자속선이 길어진다. 이때, 자속선이 짧아지도록 힘이 발생하여 이 힘에 의해 로터(30)가 회전하는 결과, 토크가 향상된다고 생각된다.

이상의 지견에 기초하여, 본원 발명자는, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)의 주위 방향의 위치나 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)의 주위 방향의 위치를, 스테이터(20)의 티스의 피치에 대응하는 중심각인 θa(라디안)를 단위로 하여 예의 검토한바, 전술한 바와 같이 설정함으로써, 높은 토크를 출력할 수 있는 것을 알아냈다.

이 지견은, 이하의 과정을 거쳐 얻어졌다.

본원 발명자는, 새로운 해석을 실시하였다. 대상으로 하는 회전 전기 기기(10)는, 도 3, 도 6 및 도 7에 도시한 로터(30, 30A, 30B)를 포함하는 회전 전기 기기(10)이다. 이 회전 전기 기기(10)에서는, 전술한 바와 같이 슬롯수가 24슬롯이기 때문에, θa＝15도이다. 이 회전 전기 기기(10)에 있어서, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)의 위치를 0.625도씩(즉, (θa/24)도씩) 후방(R)측으로 이동시키고, 또한 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)의 위치를 0.625도씩 전방(F)측으로 이동시킨 형상을 전제로 하여 해석을 실시하고, 토크의 값을 평가하였다. 또한 도 3에 도시한 로터(30)에서는, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)는, 전방 기준 위치(Pf)에 대해 후방(R)측으로 1.25° 이동하여, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는 후방 기준 위치(Pr)에 위치한다. 도 6에 도시한 로터(30A)에서는, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)는 전방 기준 위치(Pf)에 위치하고, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는 후방 기준 위치(Pr)에 위치한다. 도 7에 도시한 로터(30B)에서는, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)는, 전방 기준 위치(Pf)에 대해 후방(R)으로 0.625° 이동하고, 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)는 후방 기준 위치(Pr)에 대해 전방(F)으로 0.625° 이동하였다. 또한 도 7에 있어서, 가상선(L1a, L2a)는 생략되어 있다.

해석 조건은 표 1과 같다. 해석 결과는 표 2와 같다. 또한 표 2에서는, 전방 브리지(39f), 후방 브리지(39r) 모두, 이동 각도가 0도를 기준인 100으로 하여, 결과를 정규화하고 있다.

표 2에 굵은 테두리(빗금 내)로 나타낸 바와 같이, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)를 후방(R)측으로 0.625도 이상 1.875도 이하(즉, (θa/24)도 이상 (θa/8)도 이하), 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)를 0도 이상 1.25도 이하(즉, 0도 이상 (θa/12)도 이하), 전방(F)측의 범위에서 이동시킴으로써, 기준 형상보다 토크가 향상되는 것이 확인되었다. 또한, 전방 브리지(39f)의 후단부(39f1)를 후방(R)측으로 1.25도(즉, (θa/12)도 이하) 이동하고, 또한 후방 브리지(39r)의 전단부(39r1)의 이동 각도가 0도인 경우, 토크가 최대가 되는 것이 확인되었다.

또한, 이동 각도는, 시뮬레이션 모델에서 측정하였다. 구체적으로는, 시뮬레이션 모델상의 브리지부에 포함되는 절점의 좌표로부터 측정하였다.

또한, 1개의 자극(33)을 구성하는 2개의 제1 플럭스 배리어(35)의 배치·형상이나 2개의 제1 브리지(39)의 배치·형상은 일반적으로 대칭인 경우가 많고, 이러한 종류의 회전 전기 기기(10)에 있어서, 2개의 제1 브리지(39)의 배치·형상을 비대칭으로 변화시킨 것은 일반적으로는 보이지 않는다.

또한, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.

스테이터(20)의 형상은, 상기 실시 형태에서 나타낸 형태에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 스테이터 코어(21)의 외경 및 내경의 치수, 적층 두께, 슬롯수, 티스(23)의 주위 방향과 직경 방향의 치수 비율, 티스(23)와 코어백(22)의 직경 방향의 치수 비율 등은 원하는 회전 전기 기기(10)의 특성에 따라서 임의로 설계 가능하다.

로터(30)의 형상은, 상기 실시 형태에서 나타낸 형태에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 로터 코어(31)의 외경 및 내경의 치수, 적층 두께, 극수 등은 원하는 회전 전기 기기(10)의 특성에 따라서 임의로 설계 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 스테이터 코어(21) 및 로터 코어(31)가 모두 적층 코어인 것으로 하였지만, 적층 코어가 아니어도 된다.

제2 플럭스 배리어(36)가 없어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 1개의 자극(33)이 2개의 영구 자석(32)으로 구성되어 있다. 그러나 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 1개의 자극(33)이, 1개의 영구 자석(32)이나 3개의 영구 자석(32), 4개 이상의 영구 자석(32)에 의해 구성되어 있어도 된다. 1조의 영구 자석(32)으로서, 1개 이상의 영구 자석(32)을 포함하는 다른 형태가 적절하게 채용된다.

예를 들어, 1조의 영구 자석(32)이 1개의 영구 자석(32)인 경우, 이 1개의 영구 자석(32)이, 상기 평면으로 보아, d축 A에 직교하는 방향으로 긴 직사각 형상이어도 된다.

예를 들어, 1조의 영구 자석(32)이 3개의 영구 자석(32)인 경우이며, 3개의 영구 자석(32)이 주위 방향으로 배열되어 있는 경우에는, 이하와 같은 배치여도 된다. 이 경우, 주위 방향의 중앙에 위치하는 영구 자석(32)이, 상기 평면으로 보아, d축 A에 직교하는 방향으로 긴 직사각 형상이어도 된다. 또한 이 경우, 주위 방향의 양측에 위치하는 2개의 영구 자석(32)이, 상기 평면으로 보아, d축 A측으로부터 q축 B측을 향함에 따라서, 직경 방향의 외측으로 연장되어 있어도 된다.

그 밖에, 본 발명의 취지에 일탈하지 않는 범위에서, 상기 실시 형태에 있어서의 구성 요소를 주지의 구성 요소로 치환하는 것은 적절하게 가능하고, 또한 상기한 변형예를 적절하게 조합해도 된다.

본 발명에 따르면, 토크를 향상시킬 수 있다. 따라서, 산업상 이용 가능성은 크다.

10: 회전 전기 기기
20: 스테이터
21: 스테이터 코어
22: 코어백
23: 티스
24: 슬롯
30: 로터
30A: 로터
30B: 로터
31: 로터 코어
32: 영구 자석
32f: 전방 자석
32r: 후방 자석
33: 자극
34: 관통 구멍
35: 제1 플럭스 배리어
36: 제2 플럭스 배리어
37: 제1 공간
38: 제2 공간
39: 제1 브리지
39f: 전방 브리지
39f1: 후단부
39r: 후방 브리지
39r1: 전단부
40: 제2 브리지
45: 중심각
50: 케이스
60: 회전축
F: 전방
L1: 전방 가상선
L1a: 가상선
L2: 후방 가상선
L2a: 가상선
O: 중심축선(중심축)
Pf: 전방 기준 위치
Pr: 후방 기준 위치
R: 후방

Claims (3)

1. 환상의 스테이터와,
   상기 스테이터 내에 배치된 로터를 구비하고,
   상기 로터는,
   로터 코어와,
   상기 로터 코어에 매립됨과 함께 1조로 1개의 자극을 구성하고, 상기 로터 코어에, 상기 로터 코어의 주위 방향으로 복수 조 배치된 영구 자석을 구비하는 회전 전기 기기이며,
   상기 로터 코어는,
   각 조의 상기 영구 자석에 대해, 상기 로터의 회전 방향의 양측에 마련된 제1 플럭스 배리어와,
   상기 제1 플럭스 배리어에 대해, 상기 로터 코어의 직경 방향의 외측에 마련된 제1 브리지를 구비하고,
   상기 제1 브리지는, 상기 로터의 회전 방향의 전방에 마련된 전방 브리지와, 상기 로터의 회전 방향의 후방에 마련된 후방 브리지를 포함하고,
   상기 전방 브리지의 기준 위치인 전방 기준 위치를, 상기 로터를 축 방향에서 본 평면으로 보아, 상기 로터 코어의 중심축과, 각 조의 상기 영구 자석의 전단부를 통과하는 전방 가상선과 상기 로터 코어의 외주면의 교점으로 하고, 또한 상기 후방 브리지의 기준 위치인 후방 기준 위치를, 상기 평면으로 보아, 상기 로터 코어의 중심축과, 각 조의 상기 영구 자석의 후단부를 통과하는 후방 가상선과 상기 로터 코어의 외주면의 교점으로 하였을 때,
   복수 조의 상기 영구 자석 중 적어도 1조의 상기 영구 자석에 있어서,
   상기 전방 브리지의 후단부는, 상기 전방 기준 위치에 대해, 상기 중심축을 중심으로 하는 중심각으로 θa/24(라디안) 이상 θa/8(라디안) 이하, 후방으로 이격된 위치에 배치되고,
   상기 후방 브리지의 전단부는, 상기 후방 기준 위치에 대해, 상기 중심축을 중심으로 하는 중심각으로 0(라디안) 이상 θa/12(라디안) 이하, 전방으로 이격된 위치에 배치되어 있는, 회전 전기 기기.
   단, θa는, 이하의 (1)식을 충족한다.
   
   여기서, 상기 (1)식 중의 Nslot은, 상기 스테이터의 슬롯수를 의미한다.
2. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 1조의 상기 영구 자석에 있어서,
   상기 전방 브리지의 후단부는, 상기 전방 기준 위치에 대해, 상기 중심축을 중심으로 하는 중심각으로 θa/12(라디안)만큼, 후방으로 이격된 위치에 배치되고,
   상기 후방 브리지의 전단부는, 상기 후방 기준 위치에 배치되어 있는, 회전 전기 기기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 영구 자석은, 2개로 1조를 이루어 1개의 자극을 구성하고,
   각 조의 상기 영구 자석은, 전방에 위치하는 전방 자석과, 후방에 위치하는 후방 자석을 포함함과 함께, 상기 평면으로 보아 상기 직경 방향의 내측을 향해 볼록해지는 V자 형상으로 배치되고,
   상기 전방 브리지는, 상기 전방 자석의 전방에 마련되고,
   상기 후방 브리지는, 상기 후방 자석의 후방에 마련되고,
   상기 평면으로 보아, 상기 전방 가상선은, 상기 중심축과 상기 전방 자석의 전단부를 통과하고, 상기 후방 가상선은, 상기 중심축과 상기 후방 자석의 후단부를 통과하는, 회전 전기 기기.

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