WO2008153171A1

WO2008153171A1 - 回転電機

Info

Publication number: WO2008153171A1
Application number: PCT/JP2008/060935
Authority: WO
Inventors: Tetsuya Miura; Yoshiyuki Hisamatsu
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2008-12-18
Also published as: CN101682220A; US7960886B2; JP4900069B2; DE112008001567T5; JP2008312316A; CN101682220B; US20100181864A1

Abstract

回転電機は、分布巻により形成された複数の巻線相を有する固定子（１００）と、複数の磁極を有し、固定子（１００）に向い合う外周を有する回転子（１０）と、回転子（１０）の外周（１３）に形成された第１溝部（５１Ａ）と、磁極のうち、第１溝部（５１Ａ）に対して、第１溝部（５１Ａ）に最も近接する基準磁極（３０Ａ）と反対側に位置する部分に形成された第２溝部（５１Ｂ）と、第１溝部（５１Ａ）と前記第２溝部（５１Ｂ）との間に位置し、前記第１および前記第２溝部（５１Ａ，５１Ｂ）によって規定された突起部（５２）とを備え、第１溝部（５１Ａ）および第２溝部（５１Ｂ）の回転子（１０）の周方向の幅に対する、回転子（１０）の周方向における突起部の幅の半分の幅の比は、０．３７以上６以下とする。

Description

明細書回転電機技術分野

本発明は、回転電機に関し、特にノイズの低減が図られた回転電機に関する。背景技術

一般に、車両に搭載される回転電機では、トルクリプル、コギングトルクを低減させることが求められている。トノレクリプノレは、出力トルクの変動分を平均トルクに対する百分率で示すものであり、一般的に、このトルクリプルが大きいほど回転電機に振動および騒音が大きくなることが知られている。

そして、コギングトルクの低減が図られた回転電機として、たとえば、特開 2 005-354798号公報、特開 2005— 1 24281号公報および特開 2 005-210826号公報に記載された回転電機等がある。

しカゝし、上記従来の回転電機においては、特定の次数のトルクリプルに着目して、その低減を図る手法については、何等記載されていない。

特に、上記従来技術においては、回転電機に生じるノイズの高周波成分と、特定次数のトルクリプル成分および特定次数のラジアル力成分との相関関係に着目して、特定の次数のノイズ低減を図るものは、いずれにも提案されていない。すなわち、上記従来の回転電機においては、回転電機に生じるモータノイズは、フーリェ変換することで、特定の次数のモータノィズ成分が大きくなつていることに着目されていない。このため、結果として、上記従来の回転電機においては、十分にモータノイズの低減を図ることができないものとなっている。

発明の開示

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ノィズの低減が図られた回転電機を提供することである。

本発明に係る回転電機は、 1つの局面では、分布卷により形成された複数の巻線相を有する固定子と、複数の磁極を有し、固定子に向い合う外周を有する回転子と、回転子の外周に形成された第 1溝部と、磁極のうち、第 1溝部に対して、第 1溝部に最も近接する基準磁極と反対側に位置する部分に形成された第 2溝部とを備える。

そして、上記第 1溝部と第 2溝部との間に位置し、第 1および第 2溝部によつて規定された突起部とを備え、第 1溝部および第 2溝部の回転子の周方向の幅に対する、回転子の周方向における突起部の幅の半分の幅の比は、 0 . 3 7以上 6 以下とされる。

好ましくは、上記回転子の周方向の第 1溝部の幅は、電気角度で、 0 . 4 6度以上 3 . 4 5度以下とされ、突起部の回転子の周方向の幅は、 5 . 1度以上 1 1 . 0 8度以下とされる。

好ましくは、上記回転子の周方向の第 1溝部の幅は、電気角度で、 2 . 0度以上 3 . 4 5度以下とされ、突起部の幅は、電気角度で、 5 . 1度以上 8 . 0度以下とされる。

好ましくは、上記回転子の周方向における突起部の幅の半分の幅の電気角度と、回転子の周方向における第 1溝部の幅の電気角度との合計は、一定とされる。好ましくは、上記溝部は、回転子の外周上の基準位置から、溝部に最も近接する基準磁極の中心線から離れるように延び、基準位置は、該基準位置と回転子の中心点とが通る仮想直線と、基準磁極の中心線とのなす電気角度が 8 4度となる位置とされる。

本発明に係る回転電機は、他の局面では、分布卷により形成された複数の巻線相を有する固定子と、複数の磁極を有し、固定子に向き合う外周を有する回転子と、回転子に埋設され、磁極を規定する永久磁石と、磁石に対して、回転子の径方向外側に位置し、回転子の外周に、回転子の周方向に間隔を隔てて形成された複数の突極部とを備える。

そして、この回転電機は、上記突極部に対して、隣り合う回転子の外周に形成され、突極部の周方向端部から、該周方向端部と回転子の第 1基準位置との間に位置する部分にまで延びる溝部とを備え.、第 1基準位置は、該第 1基準位置と回転子の中心点とを通る仮想直線と、磁極の中心線とのなす電気角度が 9 0度となる位置に位置する。そして、この回転電機では、突極部の回転子の周方向の電気角度の半分の電気角度に対する、溝部の回転子の周方向の電気角度の比は、 0より大きく 0 . 0 7以下とされる。

本発明に係る回転電機は、他の局面では、分布巻により形成された複数の巻線相を有する固定子と、複数の磁極を有し、固定子に向い合う外周を有する回転子と、回転子の外周に、回転子の周方向に間隔を隔てて形成された複数の突極部と突極部と隣り合う回転子の外周に形成された溝部とを備える。そして、上記突極部の一方の周方向端部と、回転子の中心点とにより規定される第 1端部仮想直線と、突極部の他方の周方向端部と、回転子の中心点とにより規定される第 2端部仮想直線との電気角度が、 8 4度とされる。

なお、上記に示された構成を互いに適宜組み合わせることは、出願当初から予定されている。

本発明に係る回転電機によれば、ノイズのうち、特定の高調波成分の低減を図ることができる。

図面の簡単な説明

図 1は、本実施の形態に係る回転電機の断面図である。

図 2は、図 1中の I Iで示される部分を拡大した拡大図である。

図 3は、溝部およびその近傍を示す拡大図である。

図 4は、溝部の幅の電気角度が 6度とされたときの回転電機において、溝部およびその近傍を示す拡大図である。

図 5は、回転子の変形例を示す断面図である。

図 6は、シミュレーション結果を示すグラフであり、溝幅の溝幅が異なる各種回転電機を駆動させた際に生じるトルクリプルの 2 4次成分を示すグラフである。図 7は、シミュレーション結果を示すグラフであり、溝幅の溝幅が異なる各種回転電機を駆動させた際に生じるトルクリプル 4 8次成分を示すグラフである。図 8は、シミュレーション結果を示すグラフであり、溝幅の溝幅が異なる各種回転電機を駆動させた際に、回転子に生じるラジアル力の 2 4次成分を示すダラフである。

図 9は、シミュレーション結果を示すグラフであり、溝幅の溝幅が異なる各種回転電機を駆動させた際に、ラジアル力の 4 8次成分を示すグラフである。

発明を実施するための最良の形態本実施の形態に係る回転電機 1について、図 1から図 9を用いて、説明する。なお、同一の構成または相当する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図 1は、本実施の形態に係る回転電機 1の断面図である。図 2は、図 1中の I Iで示される部分を拡大した拡大図である。

図 1および図 2に示されるように、回転電機 1は、分布巻により形成された複数の卷線相としての U相コイル 1 1 0 Uと、 V相コィノレ 1 1 0 Vと、 W相コイル 1 1 0 Wとを有する固定子 1 0 0と、複数の磁極としての永久磁石 3 0を有し、固定子 1 0 0に向い合う外周面（外周） 1 3を有する回転子 1 0とを備えている。固定子 1 0 0は、環状のコア体 1 0 3を有し、たとえば、複数の磁性鋼板を積層して構成されている。このコア体 1 0 3の内周面には、径方向内方に向けて突出する複数のステータティース 1 0 1が形成されている。このステータティース 1 0 1間には、スロット部（凹部） 1 0 2が形成されており、各スロット部 1 0 2は、コア体 1 0 3の内周側に向けて開口している。なお、スロット部 1 0 2は、本実施の形態に係る回転電機 1においては、 4 8箇所形成されている。

ステータティース 1 0 1には、分布卷により卷線相としての U相コィノレ 1 1 0 U、 V相コィノレ 1 1 0 V、 W相コイル 1 1 0 Wが卷回されている。すなわち、回転電機 1は、 3相のモータジェネレータとされている。なお、 U相コィノレ 1 1 0 Uが最もコア体 1 0 3の外周側に位置しており、この U相コイル 1 1 0 Uより径方向内方側に V相コイル 1 1 O Vが位置している。そして、この V相コイル 1 1 O Vに対して径方向内方側に W相コイル 1 1 O Wが位置している。

なお、この図 1に示す例においては、ステータティース 1 0 1に各コイルを直接卷回しているが、他にも、たとえば、インシュレータを用いて各コイルを装着するようにしてもよレ、。

このように卷回された各 U相コイル 1 1 0 U、 V相コイル 1 1 0 V、 W相コィノレ 1 1 0 Wには、それぞれ位相がずれた交流電力が供給される。これにより、各コィノレ 1 1 O U、 1 1 0 V、 1 1 0 Wを通るような磁束が発生する。

回転子 1 0は、鉄または鉄金属などから構成された電磁鋼板を積層することで形成された円柱状のコア体 2 0を備えている。このコア体 20には、コア体 20の周方向に間隔を隔てて形成され、永久磁石 30を収容する複数の磁石収容部 20 A〜2 OHが形成されている。

ここで、磁石収容部 2 OAは、一対の穴部 20 A 1、 20A2を有しており、各穴部 20 A 1、 20A2は、コア体 20の周方向に僅かに離間している。そして、この穴部 20 A 1、 20A2内に永久磁石 30 ( 30 A) が収容されている。各穴部 20A1、 20 A2を規定するコア体 20の内表面と、永久磁石 30との間には、隙間部 40が形成されている。この隙間部 40は、永久磁石 30の両端部に位置している。

そして、穴部 2 OA 1内に収容された永久磁石 30の表面のうち、コア体 20 の外周面側の磁性と、穴部 2 OA 2内に !{Χ容された永久磁石 30の表面のうち、コア体 20の外周面側の磁性とは同じ磁性とされている。

他の磁石収容部 20 B〜2 OHも上記磁石収容部 2 OAと同様に、一対の穴部を有しており、各穴部には永久磁石 30が収容されている。

ここで、一の磁石収容部 2◦ A〜2 OHに収容された各永久磁石 30のうち、コア体 20の外周面側の磁性と、この磁石収容部 20A〜 20Hに対してコア体 20の周方向に隣り合う磁石収容部 20A〜 2 OH内に収容された永久磁石 30 のうち、コア体 20の外周面側の磁性とは、互いに異なるようになつている。このため、各磁石収容部 20 A〜20H内に収容された磁石 30の外周面側の磁性は、コア体 20の周方向に向けて、交互に異なるように配置されている。そして、回転電機 1は、 3相 8極のモータジェネレータとされている。

図 1および図 2において、磁石収容部 20 Aの各穴部 20A1、 20A2内に収容された各永久磁石 3 OAの外周側の各磁性は同じである。そして、磁石収容部 2 OA内に収容された永久磁石 3 OAの外周側の磁性と、この磁石収容部 20 Aと隣り合う磁石収容部 20 B、 2 OHの穴部に収容された永久磁石 30の外周側の磁性とは異なる。

このため、磁石収容部 2 OA内に収容された永久磁石 3 OAの磁極の中心線 1 1 Aは、穴部 2 OA 1と穴部 2 OA 2の中間と、コア体 20の中心点 1 20とを通る。さらに、この中心線 1 1となす電気角度が 90度となる仮想直線 12は、磁石収容部 2 OAと、この磁石収容部 2 OAに対してコア体 20の周方向に隣り合う磁石収容部 20 Bとの中間を通ると共に、中心点 120を通る。

このように、回転子 10は、複数の永久磁石 30を備えており、固定子 100 の各コイル 1 10U、 1 10V、 1 10Wに交流電力が供給されることで、固定子 100は、回転する。なお、回転子 10は、回転子 10の中央部に形成された貫通孔に揷入された回転シャフト 130に固設されており、この回転シャフト 1

30は、回転可能に支持されている。

ここで図 2に示すように、回転子 10の外周面 13のうち、磁石収容部 20内に収容された永久磁石 30に対して、回転子 10の径方向外方に位置する部分には、突極部 60が形成されている。なお、この突極部 60の周面には、溝部 14 が形成されている。この溝部 14の底部と回転子 10の中心点 120とを通る仮想直線と、中心線 1 1とにより規定される電気角度は、 6度以上 22度以下とされている。

そして、この突極部 60に対して、回転子 10の周方向に隣り合う位置には、溝部 5 1が形成されている。溝部 51は、突極部 60の周方向の両端部側に位置してレヽる。ここで、図 2において、溝部 5 1 Aは、全ての永久磁石 30のうち、永久磁石 3 OAに最も近接している。そして、回転子 10のうち、永久磁石 30 Aの磁極の中心線 1 1 Aに対して対称に位置する部分に 2つの溝部 51Aが形成されている。そして、この 2つの対称配置された溝部 51 Aによって、上記突極部 6 OAが規定されている。

図 3は、溝部 51 Aおよびその近傍を示す拡大図である。この図 3に示すように、突極部 6 OAの一方の周方向端部 54 Aと、回転子 10の中心点 Oとを通る仮想直線 15と、永久磁石 3 OAの磁極の中心線 1 1とにより規定される電気角度 Cは、 84度とされており、突極部 6 OAの周方向の幅（電気角度 CX 2) は、 168度（電気角度）とされている。すなわち、突極部 60は、中心線 1 1に対して対称的に形成されている。

そして、溝部 51 Aは、この突極部 6 OAの周方向端部（基準位置） 54Aから基準位置 53に向けて、回転子 10の周方向に延びている。ここで、基準位置 53と回転子 10の中心点とを通る仮想直線 12と、永久磁石 3 OAの磁極の中心線 1 1とにより規定される電気角度が 90度となるように、基準位置 53が位置している。

溝部 5 1 Aは、突極部 6 O Aの周方向端部 5 4 Aから基準位置 5 3に向けて延びており、周方向端部 5 4 Aと基準位置 5 3との間にまで達している。

ここで、各永久磁石 3 0に対して、突極部 6 0が形成されており、各突極部 6 0の幅も、電気角度で 1 6 8度とされている。そして、この突極部 6 0に隣り合う位置に溝部 5 1が形成されている。そして、たとえば、図 3に示すように、永久磁石 3 O Bの中心線 1 1から永久磁石 3 O A側に 8 4度（電気角度）の位置に突極部 6 0 Bの一方の周方向端部 5 5 Aが位置しており、この周方向端部 5 5 A に対して永久磁石 3 O A側に隣り合う回転子 1 0の外周面 1 3には、溝部 5 1 B が形成されている。

そして、図 3に示すように、基準位置 5 3と、回転子 1 0の中心点 Oとを通る仮想直線 1 2に対して、対称な位置に溝部 5 1 Aと溝部 5 1 Bとが位置している。ここで、各溝部 5 1の幅は全て同一とされており、各溝部 5 1の幅が、 6度より小さい場合には、各溝 5 1間には、突起部 5 2が規定される。

このため、図 3に示すように、溝部 5 1 Aと溝部 5 1 Bとの間には、突起部 5

2 Aが規定される。この突起部 5 2 Aの先端部の周方向中央部は、永久磁石 3 0 Aおよび永久磁石 3 O Bの各磁極の中心線 1 1に対して電気角度 9 0度の位置に位置している。

すなわち、突起部 5 2 Aの先端部の周方向中央部は、上記基準位置 5 3が位置しており、この突起部 5 2 Aの両隣りに、溝部 5 1 A， 5 1 Bが形成されている。ここで、各突極部 6 0の周方向の幅は、 1 6 8度（電気角度）とされており、各突極部 6 0は、回転子 1 0の外周面 1 3に等間隔に配置されている。このため、各突極部 6 0間の幅は、 1 2度（電気角度）とされている。

このため、突起部 5 2の周方向の幅の半分の幅の電気角度と、溝部 5 1 Aまたは溝部 5 1 Bの幅の電気角度の和は、 6度（電気角度）とされている。すなわち、図 3において、溝部 5 1 Aの周方向の幅を t 1度（電気角度）とし、さらに、突起部 5 2 Aの幅を t 2度（電気角度）とすると、 t 1 + t 2 / 2 = 6度となってレヽる。なお、溝部 5 1 Aの周方向の幅の t 1の電気角度は、溝部 5 1 Aの開口縁部のうち、周方向の幅が最も大きい部分を規定する点と中心点 Oとを通る仮想直線と、他方の点と中心点 oとを通る仮想直線とによって規定される電気角度である。なお、本実施の形態に係る回転電機 1においては、溝部 5 1は、回転子 1 0の軸方向に延びており、溝部 5 1の幅は、均一な方形形状とされている。また、この溝部 5 1の深さも、回転子 1 0の軸方向に亘つて均一なものとされている。

さらに、突極部 6 O Aの周方向の幅の電気角度 Cの半分に対する、溝部 5 1 A の幅 t 1の比 G (= t 1 / ( C/ 2 ) ) は、 0より大きく 0 . 0 7以下となる。図 4は、溝部 5 1 A, 5 1 Bの幅の電気角度が 6度とされたときの回転電機 1において、溝部 5 1 A， 5 1 Bおよびその近傍を示す拡大図である。

このように、溝部 5 1 A, 5 1 Bの電気角度を 6度としたときには、各溝部が連通して、突起部 5 2は規定されない。

なお、図 1から図 4においては、溝部 1 4が形成されており、この溝部 1 4によっても、トルクリプル 2 4次成分の低減をも図ることができるが、この溝部 1 4は必須の構成ではない。図 5は、回転子 1 0の変形例を示す断面図であり、この図 5に示すように、溝部 1 4を形成しなくてもよい。

図 6は、シミュレーシヨン結果を示すダラフであり、溝幅 5 1の溝幅が異なる各種回転電機 1を駆動させた際に生じるトルクリプルの 2 4次成分を示すグラフであり、図 7は、シミュレーション結果を示すグラフであり、トルクリプノレ 4 8 次成分を示すグラフである。さらに、図 8は、シミュレーション結果を示すダラフであり、溝幅 5 1の溝幅が異なる各種回転電機 1を駆動させた際に、回転子に生じるラジアル力の 2 4次成分を示すグラフであり、図 9は、シミュレーション結果を示すグラフであり、ラジアル力の 4 8次成分を示すグラフである。

ここで、回転電機 1が駆動することにより生じるノイズは、各種ノイズが重なり合うことで構成されている。そして、本実施の形態に係る回転電機 1のように、 3相 8極モータジェネレータにおいては、回転電機 1が駆動することにより生じるノイズをフーリエ変換することで得られる各次数のノイズ成分のうち、相数と極数との最小公倍数に対応する 2 4次のノイズが大きくなる。さらに、回転電機 1が駆動することにより生じるノイズをフーリェ変換することで得られる各次数のノイズ成分のうち、スロット数に対応する次数のノイズも大きくなる。

ここで、図 6において、横軸は、溝部 5 1の幅を電気角度で示し、左側の縦軸はトルクリプル 2 4次成分を示す。さらに、右側の縦軸は、溝部 5 1が形成されていない回転電気に生じるトルクリプル 2 4次成分を 1 0 0 %としたときに、各溝部の幅を変動させたときに生じるトルクリプル 2 4次成分の大きさを示すものである。

そして、この図 6に示すように、溝部 5 1の幅（t l ) が大きくなるにつれて、トノレクリプル 2 4次成分の大きさが小さくなることが期待できることが分かる。トルクリプノレ 2 4次成分が低減されることにより、回転電機 1が駆動した際に、生じるモータノィズをフーリェ変換したときに得られるモータノィズの 2 4次成分を低減することができる。

すなわち、図 3において、各溝部 5 1 A, 5 1 Bの幅（t l ) 力 0度（電気角度）より大きく、 6度（電気角度）以下とすることで、トルクリプル 2 4次成分の低減を図ることができる。

そして、突極部 6 0の一方の周方向端部 5 4 Aと回転子 1 0の中心点〇とを通る仮想直線 1 6と、中心線 1 1とにより規定される電気角度 C (突極部）に対する、溝部 5 1の周方向の幅 t 1 (電気角度）の比は、 0より大きく 0 . 0 7以下となる。

図 8において、横軸は、溝部 5 1の幅を電気角度で示し、左側の縦軸はラジアルカ 2 4次成分を示す。さらに、右側の縦軸は、溝部 5 1が形成されていない回転電気に生じるラジァルカ 2 4次成分を 1 0 0 %としたときに、各溝部の幅を変動させたときに生じるラジアル力 2 4次成分の大きさを示すものである。

この図 8に示すように、溝部 5 1の周方向の幅が電気角度で 0度より大きくなることで、ラジアル力 2 4次成分が大きく低減できることが分かる。このように、ラジアル力 2 4次成分が低減されると、回転電機 1を駆動した際に生じるモータノイズの 2 4次成分が低減される。このため、図 3において、各溝部 5 1 A, 5 1 Bの幅（t l ) 、 0度（電気角度）より大きく、 6度（電気角度）以下とすることで、トルクリプル 2 4次成分の低減を図ることができる。突極部 6 0の一方の周方向端部 5 4 Aと回転子 1 0の中心点 Oとを通る仮想直線 1 6と、中心線 1 1とにより規定される電気角度 C (突極部）に対する、溝部 5 1の周方向の幅 t lの比は、 0より大きく 0 . 0 7以下となる。図 9は、横軸は、溝部 5 1の幅を電気角度で示し、左側の縦軸はラジアル力 4 8次成分を示す。さらに、右側の縦軸は、溝部 5 1が形成されていない回転電気に生じるラジアル力 4 8次成分を 1 0 0 %としたときに、各溝部の幅を変動させたときに生じるラジァルカ 4 8次成分の大きさを示すものである。

この図 9に示すように、溝部 5 1の周方向の幅が 0度（電気角度）より大きい範囲では、ラジアル力 4 8次成分が低くなつていることが分かる。このため、回転電機 1を駆動した際に生じるモータノイズの 4 8次成分の低減を図ることがでぎる。，

このため、図 3において、各溝部 5 1 A, 5 1 Bの幅 ( t 1 ) 0度（電気角度）より大きく、 6度（電気角度）以下とすることで、ラジアル力 4 8次成分の低減を図ることができる。突極部 6 0の一方の周方向端部 5 4 Αと回転子 1 0 の中心点 Oとを通る仮想直線 1 6と、中心線 1 1とにより規定される電気角度 C (突極部）に対する、溝部 5 1の周方向の幅 t 1の比は、 0より大きく 0 . 0 7 以下となる。

上記図 6、図 8および図 9に示されたデータにより、突極部 6 0の一方の周方向端部 5 4 Aと回転子 1 0の中心点 Oとを通る仮想直線 1 6と、中心線 1 1とにより規定される電気角度 C (突極部）に対する、溝部 5 1の周方向の幅 t 1の比 1 0より大きく 0 . 0 7以下となるように、溝部 5 1および突極部 6 0を形成することで、モータノイズ 2 4次成分および 4 8次成分の低減を図ることができることが分かる。さらに、換言すれば、突極部 6 0の周方向端部 5 4 Aと中心線 1 1とのなす電気角度を 8 4度として、さらに、この周方向端部 5 4 Aを基準位置として、回転子 1 0 0の突極部 6 0と反対側に延びる溝部を形成することで、回転電機 1に生じるノイズの 2 4次成分と 4 8次成分とを低減できることが分かる。

さらに、この図 9において、溝部 5 1の周方向の幅が、電気角度 3 . 4 5度よりも小さい範囲では、ラジアル力 4 8成分が低減されていることが分かる。このように、溝部 5 1の幅 t 1が電気角度 3 . 4 5となるときには、突起部 5 2の周方向の幅 t 2は、 5 . 1度（電気角度）となる。ここで、突起部 5 2の幅 t 2の半分の幅（t 2 Z 2 ) と、溝部 5 1の幅 t 1との合計は、電気角度で 6度となっているため、溝部 5 1の幅 t 1が小さくなるにつれて、突起部 5 2の幅 t 2は、大きくなる。

これにより、突起部 5 2の幅 t 2の半分の幅に対する、溝部 5 1の幅の比は、 0 . 3 7以上となる。

すなわち、突起部 5 2の幅 t 2の半分の幅に対する、溝部 5 1の幅の比が、 0 .

3 7以上となるように、突起部 5 2および溝部 5 1を規定することで、ラジアル力 4 8次成分を低く抑えることができる。

なお、余りに幅の小さい溝部 5 1を形成するのは困難であるため、溝部 5 1 A の幅 t lは、 0 . 4 6度以上とするのが好ましい。なお、この際、突起部 5 2の幅 t 2は、 1 1 . 0 8度（電気角度）となる。

すなわち、これにより、突起部 5 2の幅 t 2の半分の幅に対する、溝部 5 1の幅の比は、 0 . 3 7以上 6以下とするのが好ましい。

さらに、溝部 5 1の幅 t lを、 2 . 0度（電気角度）以上 3 . 4 5度（電気角度）以下とすることで、ラジアル力 4 8次成分の低減を図ることができることが分かる。この際、突起部 5 2の周方向の幅 t 2の電気角度は、 5 . 1度以上 8 .

0度以下となる。なお、このような範囲内に溝部 5 1を幅 t 1を形成した際においても、図 6および図 8に示すように、トルクリプル 2 4次成分およびラジアル力 2 4次成分は、低く抑えられている。このため、モータノイズの 2 4次成分の低減を確保しつつ、ノイズの 4 8次成分の低減をも図ることができる。

図 7は、横軸は、溝部 5 1の幅を電気角度で示し、左側の縦軸はトルクリプル

4 8次成分を示す。さらに、右側の縦軸は、溝部 5 1が形成されていない回転電気に生じるトルクリプル 4 8次成分を 1 0 0 %としたときに、各溝部の幅を変動させたときに生じるトルクリプル 4 8次成分の大きさを示すものである。

この図 7に示すように、溝部 5 1の幅 t lが、電気角度で 3 . 4 5度より小さくなることで、トルクリプル 4 8次成分の低減を図ることができることが分かる。すなわち、突起部 5 2の幅 t 2の半分の幅に対する、溝部 5 1の幅の比が、 0 . 3 7以上となるように、突起部 5 2および溝部 5 1を規定することで、ラジアル力 4 8次成分およびトルクリプル 4 8次成分のいずれも低減することができることが分かる。さらに、好ましくは、溝部 5 1の幅 t 1を電気角度で 2 . 3度以上 3 . 4 5度以下とする。このように溝部 5 1を形成することで、特に、トノレクリプル 4 8 7火成分の低減を図ることができることが分かる。

なお、このような範囲に溝部 5 1の幅 t 1を設定したときにおいても、図 6および図 8に示すように、トルクリプル 2 4次成分およびラジアル力 2 4次成分は小さく抑えられている。なお、上記図 6から図 9に示されたシミュレーション結果は、たとえば、磁場解析ソフト、たとえば J—MA G等を用いて、算出したものである。以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

産業上の利用可能性

本発明は、回転電機に好適である。

Claims

請求の範囲

1. 分布卷により形成された複数の巻線相を有する固定子（100) と、複数の磁極を有し、前記固定子（100) に向い合う外周を有する回転子（1 0) と、

前記回転子（10) の前記外周に形成された第 1溝部（5 1A) と、

前記磁極のうち、前記第 1溝部（ 5 1 A) に対して、前記第 1溝部（ 51 A) に最も近接する基準磁極と反対側に位置する部分に形成された第 2溝部（5 1

B) と、

前記第 1溝部（ 51 A) と前記第 2溝部（ 51 B ) との間に位置し、前記第 1 および前記第 2溝部（5 1 B) によって規定された突起部（52) とを備え、前記第 1溝部（51A) および第 2溝部（5 1 B) の前記回転子（10) の周方向の幅に対する、前記回転子（10) の周方向における前記突起部（52) の幅の半分の幅の比は、 0. 37以上 6以下とされた、回転電機。

2. 前記回転子（10) の周方向の前記第 1溝部（51A) の幅は、電気角度で、 0. 46度以上 3. 45度以下とされ、前記突起部（52) の回転子（1 0) の周方向の幅は、 5. 1度以上 1 1. 08度以下とされた、請求の範囲第 1 項に記載の回転電機。

3. 前記回転子（10) の周方向の前記第 1溝部（51A) の幅は、電気角度で、 2. 0度以上 3. 45度以下とされ、前記突起部（52) の幅は、電気角度で、 5. 1度以上 8. 0度以下とされた、請求の範囲第 1項に記載の回転電機。

4. 前記回転子（10) の周方向における前記突起部（52) の幅の半分の幅の電気角度と、前記回転子（10) の周方向における前記第 1溝部（51A) の幅の電気角度との合計は、一定とされた、請求の範囲第 1項に記載の回転電機。

5. 前記第 1溝部（5 ΓΑ) は、前記回転子（10) の外周上の基準位置から、前記第 1溝部（51A) に最も近接する基準磁極の中心線（1 1A) から離れるように延び、

前記基準位置は、該基準位置と前記回転子（10) の中心点（1 20) とが通る仮想直線（1 5) と、前記基準磁極の中心線（1 1) とのなす電気角度が 84 度となる位置とされた、請求の範囲第 1項に記載の回転電機。

6. 分布卷により形成された複数の巻線相を有する固定子（100) と、複数の磁極を有し、前記固定子（100) に向き合う外周を有する回転子（1

0) と、

前記回転子（10) に埋設され、前記磁極を規定する永久磁石（30) と、前記磁石に対して、前記回転子（10) の径方向外側に位置し、前記回転子 (10) の外周に、前記回転子（10) の周方向に間隔を隔てて形成された複数の突極部（60) と、

前記突極部（60) に対して、隣り合う前記回転子（10) の外周に形成され、前記突極部（60) の周方向端部（54A) から、該周方向端部（54A) と前記回転子（10) の第 1基準位置（53) との間に位置する部分にまで延びる溝部とを備え、

前記第 1基準位置（53) は、該第 1基準位置（53) と前記回転子（10) の中心点（金型 1 20) とを通る仮想直線（16) と、前記磁極の中心線（1 1) とのなす電気角度が 90度となる位置に位置し、

前記突極部（60) の前記回転子（10) の周方向の電気角度の半分の電気角度に対する、前記溝部の前記回転子（10) の周方向の電気角度の比は、 0より大きく 0. 07以下とされた、回転電機。

7. 分布巻により形成された複数の卷線相を有する固定子（100) と、複数の磁極を有し、前記固定子（100) に向い合う外周を有する回転子（1 0) と、

前記回転子（10) の外周に、前記回転子（10) の周方向に間隔を隔てて形成された複数の突極部（60) と、

前記突極部（60) と隣り合う前記回転子（10) の外周に形成された溝部 (51) とを備え、

前記突極部（60) の一方の周方向端部（54A) と、前記回転子（10) の中心点（120) とにより規定される第 1端部仮想直線と、前記突極部（60) の他方の周方向端部と、前記回転子（10) の中心点とにより規定される第 2端部仮想直線との電気角度が、 84度とされた、回転電機。