WO2022145035A1 - 電気機械 - Google Patents

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WO2022145035A1
WO2022145035A1 PCT/JP2020/049286 JP2020049286W WO2022145035A1 WO 2022145035 A1 WO2022145035 A1 WO 2022145035A1 JP 2020049286 W JP2020049286 W JP 2020049286W WO 2022145035 A1 WO2022145035 A1 WO 2022145035A1
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magnetic pole
core
armature
magnetic
field
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PCT/JP2020/049286
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真也 内藤
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
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    • HELECTRICITY
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    • H02K21/02Details
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    • H02K21/042Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with permanent magnets and field winding both rotating
    • HELECTRICITY
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    • H02K21/44Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with rotating flux distributors, and armatures and magnets both stationary with armature windings wound upon the magnets
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    • H02K37/06Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of variable reluctance type with rotors situated around the stators
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    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • HELECTRICITY
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    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • This disclosure relates to electrical machinery.
  • the stator core has a plurality of core portions arranged in the rotation direction, and a plurality of coils are provided in each of the plurality of core portions.
  • Each core portion has two plate-shaped portions facing each other in the axial direction and a plurality of magnetic poles protruding in the radial direction from each of the two plate-shaped portions.
  • the two plate-shaped portions facing each other in the axial direction are magnetically coupled, and a magnetic circuit is formed by the two plate-shaped portions and the magnet provided in the rotor.
  • Patent Document 1 two stator plates 15 face each other in the axial direction, and they are magnetically coupled by a bridge core 10. Magnetic poles (claw poles 12, 13) protruding in the radial direction are formed on each stator plate 15. Also in Patent Document 2, pole teeth 23 and 27 facing the rotor are formed on the magnetic pole plates 21 and 25 facing in the axial direction, respectively. The magnetic pole plates 21 and 25 are magnetically coupled by a magnetic pole core 22d extending in the axial direction. Also in Patent Document 3, the upper layer portion 2a and the lower layer portion 2b of the fixed iron core 2 face each other in the axial direction, and projecting portions 2c and 2d (magnetic poles) are formed in the upper layer portion 2a and the lower layer portion 2b, respectively. The upper layer portion 2a and the lower layer portion 2b are magnetically coupled by the stator dust core 1 extending in the axial direction.
  • An example of an electric machine proposed in the present disclosure has an armature portion and a field portion that can move relative to the armature portion.
  • the field portions are arranged between a plurality of field cores arranged in the machine operation direction, which is the direction of relative movement between the armature portion and the field portions, and two adjacent field cores, respectively.
  • the armature portion magnetically displaces the first armature core and the second armature core, and the first armature core and the second armature core, which are separated from each other in a direction intersecting the machine operating direction.
  • the first armature core has a first magnetic pole set and a second magnetic pole set that are aligned and magnetically coupled in the mechanical operation direction.
  • the second armature core has a third magnetic pole set and a fourth magnetic pole set that are aligned in the machine operating direction and are magnetically coupled.
  • the position of the first magnetic pole set in the machine operating direction corresponds to the position of the third magnetic pole set in the machine operating direction.
  • the position of the second magnetic pole set in the machine operating direction corresponds to the position of the fourth magnetic pole set in the machine operating direction.
  • the plurality of coils include a first coil provided in one of the first magnetic pole set and the third magnetic pole set. The first magnetic flux passing through the first coil and the second magnetic flux passing through the first coil are formed by one or more of the plurality of magnets.
  • the first magnetic circuit through which the first magnetic flux flows includes the first magnetic pole set, the second magnetic pole set, the third magnetic pole set, the fourth magnetic pole set, the field core, and the magnet.
  • the second magnetic circuit through which the second magnetic flux flows includes the first magnetic pole set, the core connection structure, the third magnetic pole set, the field core, and the magnet. According to this electric machine, it is possible to prevent the magnetic circuit from being magnetically saturated. As a result, it becomes possible to increase the current supplied to the coil, and a large amount of power can be obtained from the electric machine. Further, since it is not necessary to magnetically divide each armature core in the machine operation direction, the strength of the armature core can be increased.
  • the field portion may have a first surface along the machine operating direction.
  • the first armature core and the second armature core may be located in a first direction intersecting the machine operating direction with respect to the first surface of the field portion.
  • the core connecting structure includes a plurality of core connecting portions arranged in the machine operating direction.
  • the plurality of core connecting portions may include the first magnetic pole set, the third magnetic pole set, and the core connecting portion located in the first direction with respect to the first coil.
  • the field portion may have a first surface and a second surface along the machine operating direction.
  • the first armature core may be located in a first direction intersecting the machine operating direction with respect to the first surface of the field portion.
  • the second armature core may be located in a second direction intersecting the machine operating direction with respect to the second surface of the field portion.
  • At least one of the first armature core and the second armature core is a laminated steel plate including a plurality of laminated steel plates, and the plurality of armature cores.
  • the core connecting portion of the steel plate may have a plurality of fitting holes to be fitted in each of the steel plates in the stacking direction.
  • In the at least one armature core for each of the plurality of fitting holes, in a slit extending from the fitting hole in a direction intersecting with the stacking direction of the steel plate or in the stacking direction of the steel plate.
  • An opening may be formed that is open in the direction of intersection. According to this, it is possible to suppress the generation of an induced current around each core connecting portion.
  • the field portion may be rotatable relative to the armature portion about an axis.
  • At least one of the first armature core and the second armature core is a laminated steel plate including a plurality of laminated steel plates, and the plurality of core connecting portions are connected in the stacking direction of the steel plates.
  • Each may have a plurality of fitting holes to be fitted.
  • the at least one armature core is formed with a slit that passes between the plurality of fitting holes and the plurality of magnetic pole sets arranged in the machine operating direction and intersects with a closed curve surrounding the axis. It's okay. According to this, it is possible to suppress the generation of an induced current in the rotation direction in the armature core.
  • the core connecting structure may include a plurality of core connecting portions arranged in the machine operating direction.
  • At least one of the first armature core and the second armature core is a laminated steel plate including a plurality of laminated steel plates, and the plurality of core connecting portions are connected in the stacking direction of the steel plates.
  • Each may have a plurality of fitting holes to be fitted.
  • In the at least one armature core for each of the plurality of fitting holes, in a slit extending from the fitting hole in a direction intersecting with the stacking direction of the steel plate or in the stacking direction of the steel plate.
  • An opening may be formed that is open in the direction of intersection. According to this, it is possible to suppress the generation of an induced current around each core connecting portion.
  • the field portion may be rotatable relative to the armature portion about an axis.
  • the core connecting structure may include a plurality of core connecting portions arranged in the machine operating direction.
  • At least one of the first armature core and the second armature core is a laminated steel plate including a plurality of laminated steel plates, and the plurality of core connecting portions are connected in the stacking direction of the steel plates.
  • Each may have a plurality of fitting holes to be fitted.
  • the at least one armature core is formed with a slit that passes between the plurality of fitting holes and the plurality of magnetic pole sets arranged in the machine operating direction and intersects with a closed curve surrounding the axis. It's okay. According to this, it is possible to suppress the generation of an induced current in the rotation direction in the armature core.
  • the core connecting structure may be integrally formed with one of the first armature core and the second armature core. According to this, the assembly of the armature part can be simplified.
  • the core connecting structure may include a plurality of core connecting portions arranged in the machine operating direction.
  • the first armature core has a first yoke portion, and the first magnetic pole set and the second magnetic pole set are formed on the field side of the first yoke portion.
  • the second armature core has a second yoke portion, and the third magnetic pole set and the fourth magnetic pole set are formed on the field side of the second yoke portion.
  • the plurality of core connecting portions magnetically connect the first yoke portion and the second yoke portion, and correspond to the position of the first magnetic pole set and the position of the third magnetic pole set in the mechanical operation direction. It may include a core connection that is located at the desired position.
  • each of the first magnetic pole set, the second magnetic pole set, the third magnetic pole set, and the fourth magnetic pole set is the machine. It has multiple magnetic poles that are lined up in the direction of operation. According to this, it is possible to increase the power output by the electric machine.
  • each of the plurality of magnetic poles may have a shape protruding toward the field portion.
  • each of the plurality of magnetic poles intersects with a main body having a shape protruding toward the field portion in a direction intersecting the machine operating direction from the main body. It may have an extended protrusion. According to this, the magnetic resistance caused by the gap between the field portion and the magnetic pole can be reduced.
  • the number of phases of the electric machine is an odd number of 3 or more.
  • the armature section has one coil or two or more coils having the same winding direction for each phase.
  • the first magnetic pole set and the third magnetic pole set form a first magnetic pole pair
  • the second magnetic pole set and the fourth magnetic pole set form a second magnetic pole pair
  • the coil is provided in each of the first magnetic pole pair and the second magnetic pole pair.
  • s, m, and n represent the following numbers, respectively.
  • s Number of phases m: 1 or more, integers less than or equal to s-1 (excluding divisors of s (excluding 1) and multiples of divisors (excluding 1))
  • n 1 or more integers
  • the number of phases of the electric machine is an odd number of 3 or more.
  • the armature unit has a coil pair composed of two coils having different winding directions for each phase.
  • the first armature core has the first magnetic pole set, the second magnetic pole set, and the fifth magnetic pole set.
  • the second armature core has the third magnetic pole set, the fourth magnetic pole set, and the sixth magnetic pole set.
  • the first magnetic pole set and the third magnetic pole set form a first magnetic pole pair
  • the second magnetic pole set and the fourth magnetic pole set form a second magnetic pole pair
  • the fifth magnetic pole set and the sixth magnetic pole set form a third magnetic pole pair
  • the winding direction of the coil of the first magnetic pole pair and the winding direction of the coil of the second magnetic pole pair are the same, and the coil of the first magnetic pole pair and the coil of the third magnetic pole pair are described above.
  • s, m, n, and q each represent the following numbers.
  • the number of phases of the electric machine is an even number of 2 or more.
  • the armature unit has a coil pair composed of two coils having different winding directions for each phase.
  • the first armature core has the first magnetic pole set, the second magnetic pole set, and the fifth magnetic pole set.
  • the second armature core has the third magnetic pole set, the fourth magnetic pole set, and the sixth magnetic pole set.
  • the first magnetic pole set and the third magnetic pole set form a first magnetic pole pair.
  • the second magnetic pole set and the fourth magnetic pole set form a second magnetic pole pair.
  • the fifth magnetic pole set and the sixth magnetic pole set form a third magnetic pole pair.
  • the winding direction of the coil of the first magnetic pole pair and the winding direction of the coil of the second magnetic pole pair are the same, and the coil of the first magnetic pole pair and the coil of the third magnetic pole pair are described above. It constitutes a coil pair.
  • the first magnetic pole pair and the twelfth magnetic pole pair are substantially "in electrical angle”. They are separated by 360 ⁇ (n + m / s / 2) degrees, and (ii) the first magnetic pole pair and the third magnetic pole pair are relatively substantially “360 ⁇ (q + 1/2)” in electrical angle. It's only a degree away.
  • s, m, n, and q each represent the following numbers.
  • s Number of phases m: 1 or more, integers less than or equal to s-1 (excluding divisors of s (excluding 1) and multiples of divisors (excluding 1))
  • n 1 or more integer
  • q 1 or more integer
  • each of the plurality of magnets is magnetized in the direction of operation of the machine, and each of the plurality of field cores is adjacent to each other. It may include two partial field cores located between the magnets and separated in the machine operating direction. According to this, the accumulation of dimensional errors for the field core and the magnet can be suppressed, and the positional accuracy of the field core and the magnet can be improved.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the 1st example of the rotary electric machine which is one of the electric machines proposed in this disclosure. It is an exploded perspective view of the rotary electric machine according to 1st example. It is a top view of the rotary electric machine according to 1st example, and the 2nd armature core is shown. It is a top view of the rotary electric machine according to 1st example, the 2nd armature core is partially broken, and the 1st armature core is shown. It is sectional drawing of the rotary electric machine by 1st example. It is a developed view which shows the position of the magnetic pole which the armature part of the rotary electric machine has by 1st example.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of magnetic flux of a magnet when the cross section A, the cross section B, the cross section C, the cross section D, and the cross section E shown in FIG. 3A are viewed in the direction of the arrow. It is a figure for demonstrating the structure for preventing the generation of an induced current in an armature core. It is sectional drawing for demonstrating the structure for preventing the generation of an induced current in an armature core. It is a figure for demonstrating the generation of an induced current, and the cross section of an armature core and a core connecting part is schematically shown.
  • the magnetic flux flowing through the magnetic circuit including the core connection is shown.
  • It is a perspective view of the rotary electric machine according to the 2nd example. It is a figure for demonstrating the generation of an induced current. A closed circuit that goes around the entire first armature core is shown. It is a figure for demonstrating the slit which prevents the generation of an induced current shown in FIG. 8, and shows the plane of the 1st armature core shown in FIG. 7. It is a figure which shows the modification of the 1st armature core shown in FIG. It is a perspective view which shows the rotary electric machine by 3rd example. The armature part is arranged outside the field part. It is a perspective view which shows the rotary electric machine by 4th example.
  • the armature core is made of a soft magnetic powder material. It is a perspective view which shows the rotary electric machine by the 5th example. A plurality of core connecting portions are provided for each magnetic pole pair. It is a top view of the armature core of the rotary electric machine shown in FIG. 12A. It is an exploded perspective view which shows the rotary electric machine by 6th example.
  • the armature core is composed of a partial armature core. It is a top view of the 1st armature core H1 which constitutes the armature part shown in FIG. 13A. It is an exploded perspective view which shows the rotary electric machine by 7th example.
  • the armature section has two coils for each phase in which the winding directions are opposite to each other.
  • a radial gap type rotary electric machine having two armature cores located on opposite sides of a field portion is shown. It is an exploded perspective view of the rotary electric machine shown in FIG. 18A. It is a figure which shows the magnetic flux formed in the rotary electric machine shown in FIG. 18A. It is a modification of the mounting structure of the core connecting portion provided in the rotary electric machine shown in FIG. 18A. It is sectional drawing which shows the example of the field part which the rotary electric machine has shown in FIG. 18A. The cut surface is a surface orthogonal to the axis. It is a perspective view which shows the electric machine according to the eleventh example. A linear electric machine having two armature cores located on opposite sides of a field portion is shown.
  • FIG. 21A It is an exploded perspective view of the linear electric machine shown in FIG. 21A. It is a perspective view of the armature core which has the magnetic pole which has a protrusion. It is a perspective view which shows the electric machine according to the twelfth example. A linear machine with an armature core having a yoke portion core and a magnetic pole core is shown. It is a perspective view which shows the electric machine by 13th example. A linear electric machine with an armature core made of a soft magnetic dust material is shown. It is an exploded perspective view of the linear electric machine shown in FIG. 24A. It is a perspective view which shows the electric machine by 14th example.
  • FIG. 25A An axial gap type rotary electric machine in which two armature cores are arranged on opposite sides of a field portion is shown. It is an exploded perspective view of the rotary electric machine shown in FIG. 25A. It is a bottom view of the rotary electric machine shown in FIG. 25A. It is a perspective view which shows the electric machine by the example of the fifteenth. A rotary electric machine in which armature cores are arranged in two different directions with respect to a field portion is shown. It is an exploded perspective view of the rotary electric machine shown in FIG. 26A. It is a perspective view which shows the electric machine according to the 16th example.
  • FIG. 27A As a core connecting structure that magnetically connects the yoke portions of two armature cores, an axial gap type rotary electric machine having one core connecting portion extending in the machine operating direction is shown. It is an exploded perspective view of the rotary electric machine shown in FIG. 27A.
  • the electric machine includes, for example, a rotary electric machine functioning as an electric motor and a generator, a linear electric machine, and the like.
  • the rotary electric machine includes a radial gap type in which the armature portion and the field portion face each other in the radial direction of the rotary electric machine, and an axial gap type in which the armature portion and the field portion face each other in the axial direction of the rotary electric machine.
  • the direction along the axis Ax (straight line passing through the center of rotation) of the rotary electric machine shown in FIG. 1A or the like is referred to as "axial direction", and the direction of rotation of the rotary electric machine M1 centered on the axis Ax is simply “rotation”. Called “direction”.
  • rotational direction and axial direction mean “substantial rotational direction” and “substantial axial direction”. Therefore, for example, in the explanation that the magnetization direction of the magnet described later is the rotation direction and that the stacking direction of the steel plates constituting the field core is the rotation direction, the magnetization direction and the stacking direction are the axis Ax.
  • the "machine operating direction” means the rotation direction of the movable part (armature part or field part) in the rotary electric machine, and the movable part (armature part or field magnet part) in the linear electric machine. Part) means the direction of movement.
  • one of the directions intersecting the machine operation direction is the axial direction, and the other direction is the radial direction of the rotary electric machine.
  • the linear electric machine when the machine operating direction is, for example, the left-right direction, one of the directions intersecting the machine operating direction is the front-rear direction, and the other direction is the vertical direction.
  • the direction intersecting the machine operating direction includes a direction orthogonal to the machine operating direction and an oblique direction with respect to both the front-rear direction and the vertical direction.
  • the "machine angle” is an angle expressed with reference to one circumference around the axis Ax when one circumference around the axis Ax is 360 degrees in a rotary electric machine.
  • the "electric angle” means two electric machines having the same polarity and adjacent to each other in the mechanical operation direction of the electric machine (that is, the direction of relative movement of the field part and the armature part) in the rotary electric machine or the linear electric machine.
  • the rotary electric machine M1 has a field portion Fs that can rotate relative to each other and an armature portion Am1 (in FIG. 1A, a part of the field portion Fs in the rotation direction is shown. do not have).
  • the field portion Fs is a rotor
  • the armature portion Am1 is a stator.
  • the field portion Fs is supported so as to be rotatable in the device on which the rotary electric machine M1 is mounted, and the armature portion Am1 is fixed to the structure of the device on which the rotary electric machine M1 is mounted.
  • the field portions Fs are supported so as to be rotatable and connected to the wheels.
  • the armature portion Am1 is fixed to, for example, a vehicle body frame.
  • the armature portion Am1 may be a rotor and the field portion Fs may be a stator.
  • a current is supplied to the coil CL described later included in the armature portion Am1 through a brush and a slip ring, a brush and a commutator, or the like.
  • the field portion Fs is arranged so as to surround the outside of the armature portion Am1.
  • the field portions Fs are a plurality of field cores 22N / 22S arranged in the rotation direction and a plurality of permanent magnets Mg each arranged between two adjacent field cores. And have.
  • the magnetizing direction of the magnet Mg is represented by an arrow. The surface of the magnet in the direction indicated by the arrow is the north pole, and the surface of the magnet opposite to the surface of the north pole is the south pole.
  • the magnet Mg is magnetized in the rotation direction (machine operation direction) of the rotary electric machine M1.
  • the magnet Mg is magnetized in the rotation direction of the rotary electric machine M1
  • the direction of magnetization is the tangent of a circle (a circle centered on the axis Ax of the rotary electric machine) at the position of the magnet Mg. Means to include the direction of.
  • the magnetizing directions of the two adjacent magnets Mg are opposite to each other, and the surfaces of the two adjacent magnets Mg facing each other have the same polarity.
  • the field core 22N is a field core located between the N pole surfaces of two adjacent magnets Mg
  • the field core 22S is a field core located between the S pole surfaces of two adjacent magnet Mgs. be.
  • the field cores 22N and 22S can be composed of, for example, a laminated steel plate, a dust material, and a bond thereof.
  • the field cores 22N and 22S have a magnetic collecting effect, and collect the magnetic flux of the entire surface of the magnet Mg and guide it to the armature portion Am1. As a result, the magnetic flux generated by the magnet Mg can be effectively used.
  • the armature portion Am1 has a core connecting structure in which a plurality of armature cores H1 and H2 arranged in the axial direction and a plurality of armature cores H1 and H2 are magnetically coupled. There is.
  • the core connection structure may have a plurality of core connection portions L arranged at intervals in the machine operating direction.
  • the armature unit Am1 has, for example, one first armature core H1 and two second armature cores H2.
  • the first armature core H1 is arranged between the two second armature cores H2.
  • the shapes and sizes of the armature cores H1 and H2 may be different from each other.
  • the first armature core H1 is provided with coils CLu, Clv, CLw (see FIG. 1B), and the second armature core H2 is not provided with a coil.
  • the thickness of the first armature core H1 (width in the axial direction) is larger than the thickness of the second armature core H2 (width in the axial direction). This makes it possible to prevent the density of the magnetic flux flowing through the first armature core H1 from becoming excessive. (Hereinafter, in the description that does not distinguish between the types of coils, the reference numeral "CL" is used for the coils.)
  • the number and arrangement of armature cores are not limited to the example of the rotary electric machine M1.
  • the shapes of the armature cores H1 and H2 may be the same. By doing so, the number of parts of the armature cores H1 and H2 can be reduced, and the number of molds can be reduced.
  • the armature core included in the armature unit may be, for example, only one first armature core H1 and one second armature core H2.
  • the first armature core H1 has a plurality of magnetic pole sets G1u, G1v, and G1w arranged in the rotation direction.
  • the reference numeral G1 is used for the magnetic pole sets.
  • Each magnetic pole set G1 has a plurality of magnetic poles 33a arranged in the rotation direction (see FIG. 1A). have.
  • the number of magnetic poles 33a possessed by each magnetic pole set G1 is preferably 2 or more.
  • each magnetic pole set G1 is composed of five magnetic poles 33a.
  • the magnetic pole 33a is a protruding portion formed on the surface of the first armature core H1 facing the field portion Fs. That is, the magnetic pole 33a is a portion having a shape protruding in the radial direction. Two adjacent magnetic poles 33a are separated from each other in the direction of rotation. The magnetic flux flowing between the field portion Fs and the first armature core H1 intensively passes through the magnetic pole 33a.
  • the first armature core H1 has a yoke portion 33c (see FIG. 1B) which is an annular shape centered on the axis Ax. As shown in FIG. 3B, the first armature core H1 may have a common base 33b (see FIG. 3B) to which a plurality of magnetic poles 33a constituting each magnetic pole set G1 are connected.
  • the common base portion 33b may project from the yoke portion 33c toward the field portion Fs, and the magnetic pole 33a may project from the common base portion 33b toward the field portion Fs.
  • the first armature core H1 does not have to have the common base 33b. In this case, the plurality of magnetic poles 33a may be directly connected to the annular portion of the yoke portion 33c.
  • the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 flowing between the magnetic pole sets G1 arranged in the rotation direction and the magnetic flux ⁇ 7 toward the core connecting portion L are formed (see FIG. 3B).
  • the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 flowing between the magnetic pole sets G2 arranged in the rotation direction and the magnetic flux ⁇ 7 toward the core connecting portion L are formed (see FIG. 3B).
  • the coil CL is arranged in the first armature core H1 so that these magnetic fluxes ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 7 pass through the inside of the coil CL. Specifically, as shown in FIG.
  • the coil CL is provided in the magnetic pole set G1 and is wound around a plurality of magnetic poles 33a constituting the magnetic pole set G1. Due to this arrangement of the coil CL, the magnetic flux formed by the magnet Mg efficiently intersects with the coil CL.
  • the arrangement of the coil CL is not limited to the example of the armature portion Am1.
  • a plurality of coil CLs may be arranged in the second armature core H2, or the first armature core H1 and the second armature core, as long as the magnetic fluxes ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 7 pass through the inside of the coil CL. It may be arranged in H2.
  • the rotary electric machine M1 is a rotary electric machine driven by alternating current.
  • a three-phase alternating current is supplied to the rotary electric machine M1. Therefore, as shown in FIG. 1B, the first armature core H1 has a U-phase coil CLu, a V-phase coil CLv, and a W-phase coil CLw.
  • the U-phase coil CLu, the V-phase coil CLv, and the W-phase coil CLw are provided in the magnetic pole sets G1u, G1v, and G1w, respectively.
  • two coils CL are provided for each phase.
  • the coils CLu, CLV, and CLw are arranged in the rotational direction.
  • each magnetic pole set G1 may be provided with an outer coil and an inner coil arranged inside the outer coil.
  • the U-phase magnetic pole set G1u includes an outer coil that surrounds all the magnetic poles 33a (five magnetic poles 33a) constituting the magnetic pole set G1u, and an inner coil that surrounds only a part of the magnetic poles 33a (three magnetic poles 33a in the middle).
  • a coil may be provided. According to this structure, the space between two adjacent magnetic poles 33a can be effectively used, and the rotary electric machine can be miniaturized. This may be applied to any of a radial gap type rotary electric machine, an axial gap type rotary electric machine, and a linear electric machine, which will be described later.
  • the winding directions of the plurality of coils CL provided in each phase are the same.
  • the arrow of the coil CL indicates the winding direction of the coil.
  • the winding direction corresponds to the direction of the current supplied to the coil CL from an inverter or the like (not shown), and the direction of the current. When is positive, current flows in the direction of the arrow. When the direction of the current is negative, the current flows in the direction opposite to the arrow.
  • the position, number, and winding direction of the coil CL are not limited to the example of the rotary electric machine M1.
  • the number of coils provided for each phase may be one or three or more. Further, the number of phases may be an odd number of 3 or more, such as 5 or 7, or an even number of 2 or more. Modifications regarding the position, number, and winding direction of the coils will be described in detail later.
  • the second armature core H2 has a plurality of magnetic pole sets G2u, G2v, and G2w arranged in the rotation direction.
  • the reference numeral G2 is used for the magnetic pole sets.
  • Each magnetic pole set G2 is composed of a plurality of magnetic poles 34a arranged in the rotation direction. ..
  • the number of magnetic poles 34a possessed by each magnetic pole set G2 is preferably 2 or more.
  • each magnetic pole set G2 is composed of six magnetic poles 34a. As shown in FIG.
  • the magnetic pole 34a is a protruding portion formed on the surface of the second armature core H2 facing the field portion Fs.
  • the magnetic pole 34a is a portion that protrudes in the radial direction.
  • the second armature core H2 has an annular yoke portion 34c centered on the axis Ax, and the magnetic pole 34a projects from the yoke portion 34c toward the field portion Fs.
  • Two adjacent magnetic poles 34a are separated from each other in the direction of rotation. The magnetic flux flowing between the field portion Fs and the second armature core H2 intensively passes through the magnetic pole 34a.
  • the three magnetic pole sets G2u, G2v, and G2w possessed by the second armature core H2 are possessed by the first armature core H1, respectively. It is located in the axial direction (direction intersecting the machine operation direction) with respect to the three magnetic pole sets G1u, G1v, and G1w.
  • the rotary electric machine M1 has two second armature cores H2, and each magnetic pole set G1 is located between two magnetic pole sets G2 separated in the axial direction.
  • the shapes of the magnetic poles 33a and 34a may be appropriately changed as long as they have a shape that fulfills such a function.
  • the tip surface of the magnetic pole 33a is a curved surface along the inner peripheral surface of the field portion Fs in FIG. 1A, but may be a curved surface having a curvature larger than the inner peripheral surface of the field portion Fs. .. By doing so, the cogging torque can be reduced.
  • the groove (recess) between the two adjacent magnetic poles 33a may be U-shaped or substantially rectangular.
  • the corner portion of the tip surface of the magnetic pole 33a may be chamfered, or the corner portion of the tip surface of the magnetic pole 33a may be curved in an arc shape.
  • the magnetic pole 34a of the second armature core H2 may also have the same shape as the magnetic pole 33a described here.
  • the position of the magnetic pole 33a is, for example, the middle of two adjacent magnetic poles 34a
  • the position of the magnetic pole 34a is, for example, the middle of two adjacent magnetic poles 33a.
  • the numerical value shown in FIG. 2 represents an angle (distance) in the rotation direction as an electric angle.
  • two magnetic poles 33a adjacent to each other in the rotation direction are separated by 360 degrees in the electric angle, and the position of the magnetic pole 33a in the rotation direction and the position of the magnetic pole 34a in the rotation direction are only 180 degrees in the electric angle. is seperated.
  • the relative positions of the magnetic poles 33a and the magnetic poles 34a are not limited to this.
  • the angles (distances) of the magnetic poles 33a and 34a in the rotation direction may be slightly less than 180 degrees or slightly larger than 180 degrees.
  • the angles (distances) of the magnetic poles 33a and 34a may be 175 degrees in the electric angle or 185 degrees in the electric angle. Further, the angles (distances) of the magnetic poles 33a and 34a in the rotation direction may be gradually decreased or gradually increased as they approach the ends of the magnetic pole sets G1 and G2 in the rotation direction.
  • each magnetic pole 33a faces the field core 22N (or 22S) and forms a magnetic path between the field core 22N (or 22S).
  • each magnetic pole 34a faces the field core 22S (or 22N) and forms a magnetic path between the field core 22S (or 22N).
  • FIG. 3B the magnetic fluxes ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 7 flowing through the magnetic circuit are shown.
  • the position of the field core 22N coincides with the position of the magnetic pole 33a of the magnetic pole group G1u
  • the position of the field core 22S coincides with the position of the magnetic pole 34a of the magnetic pole group G2u.
  • the field core 22S faces the magnetic poles 33a of the magnetic pole sets G1v and G1w
  • the field core 22N faces the magnetic poles 34a of the magnetic pole sets G2v and G2w.
  • the position of the field core 22S is deviated from the position of the magnetic pole 33a of the magnetic pole set G1v / G1w by 60 degrees in the electric angle
  • the position of the field core 22N is the position of the magnetic pole set G2v / G2w. It is deviated from the magnetic pole 34a by 60 degrees in terms of electrical angle.
  • the positions of the magnetic pole sets G1 and G2 and the positions of the field cores 22N and 22S in the rotation direction will be described in detail.
  • the pair of the magnetic pole group G1u and the magnetic pole group G2u arranged in the axial direction is referred to as the magnetic pole group pair Pu (see FIG. 2)
  • the pair of the magnetic pole group G1v and the magnetic pole group G2v arranged in the axial direction is referred to as the magnetic pole group pair Pv (FIG. 2). 2)
  • the pair of the magnetic pole set G1w and the magnetic pole set G2w arranged in the axial direction is referred to as a magnetic pole set pair Pw (see FIG. 2).
  • the reference numeral P is used for the magnetic pole pairs.
  • the number of magnetic poles 33a and 34a is the same for a plurality of magnetic pole pair pairs Pu, Pv, and Pw. That is, the number of magnetic poles 33a of each magnetic pole set G1u, G1v, G1w possessed by the first armature core H1 is the same, for example, five. Further, the number of magnetic poles 34a of each magnetic pole set G2u, G2v, G2w possessed by the second armature core H2 is also the same, for example, six. The distance between the magnetic poles 33a and 34a is also substantially the same for the plurality of magnetic pole pairs Pu, Pv, and Pw.
  • the distance between the magnetic poles 33a is substantially the same in the three magnetic pole sets G1u, G1v, and G1w of the first armature core H1, and the distance between the magnetic poles 34a (adjacent to each other).
  • the distance between the two magnetic poles 34a) is substantially the same in the three magnetic pole sets G2u, G2v, and G2w of the second armature core H2.
  • the distance between two adjacent magnetic poles 33a in each magnetic pole set G1 does not have to be the same, and the distance may be non-uniform. Even in this case, the structures of the plurality of magnetic pole sets G1 are the same.
  • each of the plurality of magnetic pole sets G1 has a plurality of magnetic poles 33a arranged at non-uniform intervals, and one magnetic pole set G1 and the other magnetic pole set G1 have the same spacing between the magnetic pole sets 33a.
  • the distance between two adjacent magnetic poles 34a in each magnetic pole set G2 does not have to be the same, and the distance may be non-uniform.
  • the structures of the plurality of magnetic pole sets G2 are the same. That is, each of the plurality of magnetic pole sets G2 has magnetic poles 34a arranged at non-uniform intervals, and one magnetic pole set G2 and the other magnetic pole set G2 have the same spacing between the magnetic pole sets 34a.
  • the width and / or height of the magnetic poles 33a / 34a may also be substantially the same for the plurality of magnetic pole pairs Pu / Pv / Pw. That is, the width of the magnetic pole 33a in the rotation direction and / or the height of the magnetic pole 33a in the axial direction are substantially the same in the three magnetic pole sets G1u, G1v, and G1w of the first armature core H1.
  • the width of the magnetic pole 34a in the rotation direction and / or the height of the magnetic pole 34a in the axial direction are substantially the same in the three magnetic pole sets G2u, G2v, and G2w of the second armature core H2. That is, the three magnetic pole pairs Pu, Pv, and Pw have the same structure. Therefore, it is desirable that when one magnetic pole pair (for example, Pu) is rotationally moved around the axis Ax, another magnetic pole pair P (for example, Pv ⁇ Pw) is obtained.
  • the widths of the plurality of magnetic poles 33a constituting each magnetic pole set G1 and / or the heights of the plurality of magnetic poles 33a may be non-uniform.
  • the plurality of magnetic pole sets G1u, G1v, and G1w have the same structure. That is, each of the plurality of magnetic pole sets G1u, G1v, and G1w is composed of a plurality of magnetic poles 33a having a non-uniform width and / or a non-uniform height.
  • the widths of the plurality of magnetic poles 34a constituting each magnetic pole set G2 and / or the heights of the plurality of magnetic poles 34a may be non-uniform.
  • each of the plurality of magnetic pole sets G2 is composed of a plurality of magnetic poles 34a having a non-uniform width and / or a non-uniform height.
  • the angle between two adjacent pole pairs P is substantially "360 ⁇ (n + m / s)" degrees in electrical angle.
  • s Number of phases m: 1 or more, integers less than or equal to s-1 (excluding divisors of s (excluding 1) and multiples of divisors (excluding 1))
  • n An integer of 1 or more Therefore, the angle (distance) between the magnetic pole 33a (or 34a) of the magnetic pole pair vs. Pu and the field core 22N (or 22S) and the magnetic pole 33a (or 34a) of another magnetic pole pair Pv ⁇ Pw.
  • Such a relative position between the magnetic pole set pair P and the field portion Fs may be applied to a linear electric machine or an axial gap type rotary electric machine.
  • the angle (distance) between the two magnetic pole sets vs. P is specifically the angle (distance) between the centers of the magnetic pole sets G1 in the rotation direction and the magnetic pole sets in the rotation direction. It is an angle (distance) between the centers of G2.
  • the angle (distance) between the centers of the magnetic pole set G1 is, for example, the distance between the center of the magnetic pole set G1u in the rotation direction and the center of the magnetic pole set G1v in the rotation direction.
  • the angle (distance) between the centers of the magnetic pole set G2 is, for example, the distance between the center of the magnetic pole set G2u in the rotational direction and the center of the magnetic pole set G2v in the rotational direction.
  • a degree of "(360 / p) x (n + m / s)" is secured in the mechanical angle between two adjacent magnetic pole sets P.
  • the angle between two adjacent magnetic pole sets P can be expressed as "360 / s / c" degree in terms of mechanical angle.
  • p (number of poles in the field part)
  • 2 c Number of coils for each phase Therefore, "(360 / p) x (n + m / s)" is substantially equal to "360 / s / c".
  • the number of coils (s ⁇ c), the number of magnetic poles 33a and 34a, and the like are set.
  • the yoke portion 33c of the first armature core H1 does not have a structure that magnetically separates the two adjacent magnetic pole sets G1.
  • the structure that magnetically separates the two magnetic pole sets G1 is, for example, a slit formed in the yoke portion 33c or a portion made of a material having a large magnetic resistance as compared with other parts of the armature core H1. Is.
  • the yoke portion 34c of the second armature core H2 does not have a structure that magnetically separates the two adjacent magnetic pole sets G2. This contributes to the formation of the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 (see FIG. 3B) in the rotational direction.
  • the width Wa of the yoke portion 33c in the radial direction is substantially constant in the rotation direction. Further, the width Wb of the yoke portion 34c in the radial direction is also substantially constant in the rotation direction.
  • This structure also contributes to the formation of magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 (see FIG. 3B) in the rotational direction.
  • the width Wa of the yoke portion 33c in the radial direction is larger than the protrusion width W3 of the magnetic pole 33a. Further, the width Wa of the yoke portion 33c may be larger than the sum of the width of the magnetic pole 33a and the width of the common base portion 33b. Further, the width Wb of the yoke portion 34c in the radial direction is larger than the protruding width W4 of the magnetic pole 34a.
  • This structure also contributes to the formation of magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 (see FIG. 3B) in the rotational direction.
  • the core connecting portion L magnetically couples the armature cores H1 and H2.
  • a magnetic flux ⁇ 7 (see FIG. 3B) passing through the core connecting portion L is formed between the armature cores H1 and H2.
  • the armature portion Am1 has a plurality of core connecting portions L (see FIG. 1A), which are arranged at intervals in the rotation direction (that is, the machine operation direction). As shown in FIG. 3B, the plurality of core connecting portions L are provided on each of the plurality of magnetic pole pair pairs P.
  • a core connecting portion L is provided on the U-phase magnetic pole set pair Pu (magnetic pole set G1u / G2u), and is provided between the magnetic pole set G1u of the first armature core H1 and the magnetic pole set G2u of the second armature core H2.
  • a magnetic path is formed through the core connecting portion L.
  • a core connecting portion L is provided for each of the other two magnetic pole pairs Pw and Pv.
  • the armature section Am1 has one first armature core H1 and two second armature cores H2.
  • the core connecting portion L magnetically connects these three armature cores H1 and H2.
  • Each core connecting portion L extends from the upper second armature core H2 to the lower second armature core H2.
  • the armature portion Am1 may have two core connecting portions L arranged in the axial direction.
  • the first core connecting portion L connects the first armature core H1 and the upper second armature core H2, and the second core connecting portion L connects the first armature core H1 and the lower second armature core H2. It may be coupled with the armature core H2.
  • the rotary electric machine M1 is a radial gap type rotary electric machine, and the magnetic pole sets G1 and G2 are located in the radial direction with respect to the field portions Fs. More specifically, the armature portion Am1 is located inside the field portion Fs, and therefore the magnetic pole sets G1 and G2 are located inside the field portion Fs in the radial direction. As shown in FIGS. 1C and 1D, the core connecting portion L is located inside the magnetic pole sets G1 and G2. In other words, the core connecting portion L is located on the side opposite to the field portion Fs with the magnetic pole sets G1 and G2 and the coil CL provided therein interposed therebetween.
  • the magnetic flux ⁇ 7 flowing through the coil connecting portion L passes through the inside of the coil CL, and the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 flowing through the two magnetic pole sets (for example, the magnetic pole sets G1u and G1v) separated in the rotation direction are connected to the core. It is possible to prevent the magnetic flux ⁇ 7 flowing through the portion L from interfering with the magnetic flux ⁇ 7. As a result, torque can be obtained by efficiently utilizing the magnetic flux formed in the magnetic circuit.
  • the position of the core connecting portion L in the rotation direction may coincide with the center of the magnetic pole sets G1 and G2 in the rotation direction.
  • the number of the magnetic poles 34a constituting each magnetic pole set G2 and the number of the magnetic poles 33a constituting the magnetic pole set G1 are different by one. By doing so, the position of the center of the magnetic pole set G1 in the rotation direction coincides with the position of the center of the magnetic pole set G2 in the rotation direction. Therefore, the centers of the three elements (the magnetic pole sets G1 and G2 and the core connecting portion L) in the rotation direction coincide with each other.
  • the core connecting portion L magnetically couples the yoke portions 33c and 34c of the armature cores H1 and H2.
  • fitting holes 33h and 34h (see FIG. 1B) that penetrate the yoke portions 33c and 34c in the axial direction are formed in the yoke portions 33c and 34c.
  • the core connecting portion L is fitted into the fitting holes 33h and 34h.
  • the upper end of the core connecting portion L reaches the upper surface of the armature portion Am1 (upper surface of the upper armature core H2), and the lower end of the core connecting portion L reaches the lower surface of the armature portion Am1 (lower surface of the lower armature core H2). Has reached.
  • the armature portion Am1 may be located outside the field portion Fs.
  • the magnetic pole sets G1 and G2 are located on the outer side in the radial direction with respect to the field portions Fs, and the core connecting portion L is arranged on the outer side of the magnetic pole sets G1 and G2.
  • the core connecting portion L may be integrally formed with either one of the armature cores H1 and H2.
  • the armature cores H1 and H2 are laminated steel plates as described later, but one or both of the armature cores H1 and H2 may be formed of a soft magnetic dust powder material.
  • the armature core made of the dust compact material and the core connecting portion may be integrally formed.
  • the width W20 of the core connecting portion L in the rotation direction is smaller than the widths W21 and W22 of the magnetic pole sets G1 and G2 in the rotation direction. Therefore, both the magnetic flux ⁇ 7 flowing through the core connecting portion L (see FIG. 3B) and the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 flowing between the two magnetic pole sets separated in the rotation direction (see FIG. 3B) are more effectively formed. Will be done.
  • the magnetic pole 33a located at least at both ends of the plurality of magnetic poles 33a constituting each magnetic pole set G1 are outside the both ends Le of the core connecting portion L. It should be located in the direction.
  • the magnetic pole 33a located at the right end is located to the right of the right end Le of the core connecting portion L
  • the magnetic pole 33a located at the left end is located to the left of the left end Le of the core connecting portion L.
  • the two magnetic poles 34a located at at least both ends of the plurality of magnetic poles 34a constituting each magnetic pole set G2 are outside the both ends Le of the core connecting portion L. It should be located in the direction. By doing so, the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 flowing between the two magnetic pole sets separated in the rotation direction are easily formed.
  • a plurality of magnetic poles are located outward (right and left in the figure) from both ends Le of the core connecting portion L. You may.
  • the plurality of magnetic poles 33a located at the right end are located to the right of the right end Le of the core connecting portion L
  • the plurality of magnetic poles 33a located at the left end are located to the left of the left end Le of the core connecting portion L. May be good.
  • the width W23 of the core connecting portion L in the radial direction is smaller than the widths Wa and Wb of the yoke portions 33c and 34c in the radial direction. Therefore, the sizes of the fitting holes 33h and 34h of the yoke portions 33c and 34c into which the core connecting portion L is fitted are reduced, and the strength of the armature cores H1 and H2 can be ensured.
  • the first armature core H1 and the second armature core H2 are magnetically coupled only by the core connecting portion L, and are magnetically separated in a region other than the core connecting portion L. Specifically, as shown in FIG. 1E, gaps S1 and S2 are secured between the first armature core H1 and the second armature core H2.
  • the gap S1 is a gap between the yoke portion 33c and the yoke portion 34c.
  • the gap S2 is a gap between the magnetic pole 33a and the magnetic pole 34a.
  • the gap S1 is the gap S2. May be substantially the same as.
  • the gaps S1 and S2 are larger than the thickness of the winding of the coil CL.
  • the armature cores H1 and H2 do not have convex portions protruding in the axial direction in the yoke portions 33c and 34c. That is, the armature cores H1 and H2 do not have to have a structure in the yoke portions 33c and 34c other than the core connecting portion L to make the gap S1 smaller than the gap S2.
  • the entire first armature core H1, the second armature core H2, the coil CL, and the core connecting portion L, that is, the armature portion Am1 may be solidified with a non-magnetic and insulating material. Resin can be used as such a material, and the armature portion Am1 may be molded with resin. In this case, the gaps S1 and S2 may be filled with this resin. Unlike this, for example, an air layer may be formed in the gaps S1 and S2.
  • FIG. 3B For example, in a state where the angle difference between the field core 22N of the field portion Fs and the magnetic pole 33a of the magnetic pole set G1u is 0 degrees (electrical angle), the armature portion Am1 and the field portion Fs are shown in FIG. 3B.
  • the magnetic fluxes ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 7 are formed by the magnet Mg.
  • the magnetic fluxes ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 7 formed by the magnet Mg pass through the gap between the armature portion Am1 and the field portion Fs, and the magnetic flux set from the field core 22N to the first armature core H1. It is a magnetic flux that enters G1u and passes through the inside of the coil CLu.
  • the magnetic circuit in which the magnetic flux ⁇ 1 is formed includes the magnetic pole sets G1u / G1v of the first armature core H1, the magnetic pole sets G2u / G2v of the second armature core H2, and the field cores 22N / 22S. And the magnet Mg between them. That is, the magnetic flux ⁇ 1 enters the magnetic pole set G1u of the first armature core H1 from the field core 22N, and flows between the magnetic pole set G1u and the magnetic pole set G1v in the first armature core H1 in the rotational direction. Further, the magnetic flux ⁇ 1 flows between the magnetic pole set G2v and the magnetic pole set G2u in the rotational direction in the second armature core H2.
  • the magnetic flux ⁇ 1 flows axially between the magnetic pole set G1v and the magnetic pole set G2v through the field core 22N / 22S and the magnet Mg, and flows between the magnetic pole set G1u and the magnetic pole set G2u in the field core 22N / 22S and the magnetic flux set G2u. It flows in the axial direction through the magnet Mg.
  • the magnetic flux ⁇ 1 passes inside the U-phase coil CLU and the V-phase coil CLv.
  • the magnetic circuit in which the magnetic flux ⁇ 2 is formed includes the magnetic pole sets G1u / G1w of the first armature core H1, the magnetic pole sets G2u / G2w of the second armature core H2, the field cores 22N / 22S, and these two. Includes magnet Mg between field cores.
  • one of the magnetic circuits through which the magnetic flux ⁇ 7 flows is the magnetic pole set G1u of the first armature core H1, the core connecting portion L, the magnetic pole set G2u of the second armature core H2, and the field core 22N. 22S and the magnet Mg between the two field cores. That is, the magnetic flux ⁇ 7 enters the magnetic pole set G1u of the first armature core H1 from the field core 22N, passes through the inside of the U-phase coil CLu, and passes through the core connecting portion L to enter the magnetic pole set of the second armature core H2. It flows to G2u.
  • the magnetic flux ⁇ 7 is shaftd between the magnetic pole set G1u of the first armature core H1 and the magnetic pole set G2u of the second armature core H2 through the field cores 22N / 22S of the field portion Fs and the magnet Mg. Flow in the direction. As shown in FIG. 3B, the magnetic flux ⁇ 7 flowing between the magnetic pole set G1v of the first armature core H1 and the magnetic pole set G2v of the second armature core H2 via the core connecting portion L, and the first armature. A magnetic flux ⁇ 7 that flows between the magnetic pole set G1w of the core H1 and the magnetic pole set G2w of the second armature core H2 via the core connecting portion L is also formed.
  • a rotary electric machine M1 unlike a conventional rotary electric machine, it is not necessary to magnetically divide each armature core H1 and H2 in the rotation direction. Therefore, the strength of the armature cores H1 and H2 can be increased. Further, magnetic flux is formed in two circuits, one is a magnetic circuit including the core connecting portion L and the other is a magnetic circuit including two magnetic pole sets (for example, magnetic pole sets G1u and G1v) separated in the rotation direction. Therefore, it is possible to suppress the magnetic saturation of the magnetic circuit. As a result, for example, the widths of the yoke portions 33c and 34c are narrowed, and the armature portion Am1 can be easily reduced in size and weight.
  • this advantage becomes remarkable when the number of magnetic poles 33a / 34a constituting one magnetic pole set G1 / G2 is increased. Further, since the magnetic flux that saturates the magnetic circuit can be increased without increasing the width of the yoke portions 33c and 34c, the current supplied to the coil CL can be increased and the output torque of the rotary electric machine can be increased. These effects can also be obtained in an axial gap type rotary electric machine and a linear electric machine, which will be described later.
  • the magnetic pole sets G1 and G2 are located inside in the radial direction with respect to the field portion Fs.
  • the core connecting portion L is located inside the magnetic pole sets G1 and G2. More specifically, the position of the core connecting portion L in the rotation direction coincides with the center of the magnetic pole sets G1 and G2 in the rotation direction. As a result, it is possible to prevent the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 flowing in the rotation direction of the two magnetic pole sets from interfering with the magnetic flux ⁇ 7 flowing through the core connecting portion L. As a result, torque can be obtained by efficiently utilizing the magnetic flux flowing through the two magnetic circuits.
  • the first armature core H1 is arranged between the two second armature cores H2, two magnetic circuits arranged in the axial direction are formed. According to this structure, the density of the magnetic flux flowing in the field cores 22N / 22S in the axial direction is reduced, or the cross-sectional area of the field cores 22N / 22S (cross-sectional area in the plane perpendicular to the axial direction) is reduced. can. Further, the coil CL is provided in the first armature core H1, and the coil is not provided in the second armature core H2. Therefore, the optimum shape can be selected for each of the first armature core H1 and the second armature core H2, and the degree of freedom regarding the shape is increased.
  • the position of the coil CL is not limited to the example of the rotary electric machine M1 as long as it is a position where both of the above-mentioned two types of magnetic fluxes ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 7 pass.
  • the coil CL may be provided in both the magnetic pole set G1 of the first armature core H1 and the magnetic pole set G2 of the second armature core H2, and some coil CLs may be provided in the magnetic pole set G1 of the first armature core H1.
  • the remaining coil CL may be provided in G1 and may be provided in the magnetic pole set G2 of the second armature core H2.
  • the coil CL is provided in both the magnetic pole set G1 of the first armature core H1 and the magnetic pole set G2 of the second armature core H2, for example, the coil CL provided in the magnetic pole set G1u of the first armature core H1.
  • the winding direction of the coil CL provided in the magnetic pole set G2u of the second armature core H2 is opposite to that of the coil CL.
  • the magnetic flux passing through the magnetic circuit containing Mg does not flow.
  • the magnetic flux formed by the magnet Mg of the field portion Fs further changes.
  • the magnetic poles 33a and 34a constituting the magnetic pole sets G1v and G2v face the field cores 22N and 22S of the field portions Fs (the polarities facing with FIG. 3B change). Therefore, a magnetic circuit composed of a magnetic flux set G1v / G1w of the first armature core H1, a field core 22S / 22N of the field portion Fs and a magnet Mg, and a magnetic flux set G2v / G2w of the second armature core H2.
  • a magnetic flux is formed. Further, the magnetic flux set G1v of the first armature core H1, the core connecting portion L, the magnetic flux set G2v of the second armature core H2, the field cores 22N / 22S, and the magnets between the two field cores 22N / 22S.
  • a magnetic flux is formed through a magnetic circuit containing Mg (the direction in which the magnetic flux flows is opposite to that in FIG. 3B).
  • Mg the direction in which the magnetic flux flows is opposite to that in FIG. 3B.
  • the magnetic path of the magnetic flux passing through the inside of the U / V / W phase coils CLu / CLv / CLw changes with the rotation of the field portion Fs.
  • the amount and direction of the magnetic flux flowing through the magnetic path also changes. Specifically, the magnetic flux passing through the inside of the U / V / W phase coils CLu / CLv / CLw changes in a substantially sinusoidal shape deviated by 120 degrees in the electric angle.
  • each armature core H1 and H2 are laminated steel plates. That is, the entire first armature core H1 is composed of a plurality of steel plates Sp1 (more specifically, electromagnetic steel plates) laminated in the axial direction, and the entire second armature core H2 is also laminated in the axial direction. It is composed of a plurality of steel sheets Sp1 (more specifically, electromagnetic steel sheets). According to this structure of the armature cores H1 and H2, it is possible to suppress the generation of an induced current in the armature cores H1 and H2 due to the magnetic flux flowing between the two magnetic pole sets G1 separated in the rotation direction. can.
  • the core connecting portion L is also a laminated steel plate including a plurality of laminated steel plates Sp2 (more specifically, an electromagnetic steel plate).
  • the direction in which the steel plates Sp2 of the core connecting portion L are laminated is different from the direction in which the steel plates Sp1 of the armature cores H1 and H2 are laminated.
  • each steel plate Sp2 of the core connecting portion L is arranged along the direction in which the armature cores H1 and H2 are separated, in other words, in the direction of the magnetic flux ⁇ 7, and a plurality of them.
  • the direction in which the steel plates Sp2 are laminated is the rotation direction (machine operation direction) of the rotary electric machine M1.
  • the steel plates Sp2 of the core connecting portion L are arranged along the axial direction, and the plurality of steel plates Sp2 are laminated in the rotation direction (more specifically, the tangential direction of rotation). According to this structure of the core connecting portion L, it is possible to suppress the generation of an induced current in the core connecting portion L due to the magnetic flux ⁇ 7 flowing in the axial direction between the magnetic pole sets G1 and G2.
  • the armature cores H1 and H2 may be entirely formed of a soft magnetic powder material, or most of the armature cores H1 and H2 may be made of a laminated steel plate.
  • the portion may be formed of a soft magnetic powder material.
  • the core connecting portion L may also be formed of a soft magnetic dust powder material. In this case, the core connecting portion L may be integrally formed with the armature core H1 (or H2) which is also formed of a soft magnetic dust material.
  • the number of armature cores may be greater than three.
  • the armature unit includes, for example, a third armature core arranged between two first armature cores H1 separated in the axial direction, two first armature cores H1, and two first armatures. It may have two second armature cores H2 arranged on the upper side and the lower side of the child core H1 respectively.
  • the third armature core may have a structure in which two second armature cores H2 are united in the axial direction.
  • the axial width of the third armature core may be the sum of the widths of the two armature cores H2.
  • the axial width of the field portions Fs may correspond to the axial width of the entire five armature cores.
  • the armature section may have a structure in which more armature cores (for example, seven armature cores or nine armature cores) are vertically stacked.
  • the number of armature cores may be less than three.
  • the armature unit may be composed of one first armature core H1 and one second armature core H2.
  • the second armature core H2 of the armature portion may have a structure in which the two second armature cores H2 described with reference to FIG. 1A are united in the axial direction. That is, the width of the second armature core H2 in the axial direction may be the sum of the widths of the two armature cores H2 shown in FIG. 1A.
  • the second armature core H2 may be arranged on one side (upper or lower in these figures) of the first armature core H1.
  • the number of parts can be reduced, and since the coil CL is exposed on the upper side or the lower side, the work of connecting a member (for example, a bus bar) that supplies a current to the coil CL to the coil CL can be facilitated. ..
  • armature cores having the same structure may be arranged in the axial direction.
  • advantages such as reduction in the number of parts and reduction in mold cost can be obtained.
  • the number of magnetic poles of each magnetic pole set of one armature core and the number of magnetic poles of each magnetic pole set of the other armature core are the same.
  • the two armature cores may be arranged so that the positions of the magnetic poles are displaced by 180 degrees with respect to the electric angle.
  • the armature cores H1 and H2 have fitting holes 33h and 34h (see FIG. 1B) that penetrate the cores H1 and H2 in the stacking direction of the steel plates Sp1.
  • the core connecting portion L is fitted into the fitting holes 33h and 34h.
  • slits S3 and S4 are formed in the armature cores H1 and H2. The slits S3 and S4 can prevent an induced current from being generated in the armature cores H1 and H2 due to the magnetic flux ⁇ 7 (see FIG. 3B) flowing through the core connecting portion L.
  • FIG. 4 and 5 are diagrams for explaining a structure for preventing the generation of induced currents in the armature cores H1 and H2.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. Slits S3 and S4 are not formed in the armature cores H1 and H2 in these figures.
  • magnetic fluxes ⁇ 11 to ⁇ 14 flowing from the steel plate Sp2 of the core connecting portion L to the steel plate Sp1 of the armature core H1 are formed. Due to the magnetic fluxes ⁇ 11 to ⁇ 14, an induced current C1 is generated around the core connecting portion L as shown in FIG. As shown in FIGS.
  • the slits S3 and S4 described above are formed in the armature cores H1 and H2.
  • the slits S3 and S4 extend from the fitting holes 33h and 34h in which the core connecting portions L are fitted in the direction intersecting the stacking direction of the steel plate Sp1 of the armature core H1 (in the radial direction in the rotary electric machine M1). It intersects the closed curve surrounding the fitting holes 33h and 34h.
  • the "closed curve surrounding the fitting hole” is, for example, a circle or an ellipse surrounding the fitting hole 33h / 34h, but the present invention is not limited to this, and the fitting hole 33h / 34h into which the core connecting portion L is fitted is not limited to this.
  • the slits S3 and S4 may have a shape according to the shape.
  • the slits S3 and S4 extend toward the field portions Fs and reach the openings on the field portions Fs side of the armature cores H1 and H2. Therefore, the slits S3 and S4 can prevent the generation of the induced current C1.
  • the slits S3 and S4 extend outward from the fitting holes 33h and 34h in the radial direction.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a cross section of the armature cores H1 and H2 and the core connecting portion L.
  • the magnetic flux ⁇ 7 in the figure is the magnetic flux flowing through the magnetic circuit including the core connecting portion L shown in FIG. 3B.
  • the rotary electric machine M1 there are magnetic fluxes ⁇ 7 flowing through the core connecting portion L and magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 passing through the yoke portions 33c and 34c of the armature cores H1 and H2 (see FIG. 3B). Therefore, the total of the magnetic flux ⁇ 7 formed for each of the three phases of the U phase, the V phase, and the W phase is not zero.
  • a plurality of magnetic fluxes ⁇ 7 flowing from the first armature core H1 toward the second armature core H2 through the plurality of core connecting portions L are present from the second armature core H2 toward the first armature core H1.
  • the magnetic flux ⁇ 7 flowing through the core connecting portion L may be larger than that, and vice versa.
  • a closed circuit inductive current C2 flows in FIG. 8 passes through the entire first armature core H1 centering on the axis Ax between the plurality of core connecting portions L and the field portion Fs. Circuit) is formed.
  • a closed circuit is formed between the plurality of core connecting portions L and the field portion Fs so as to pass through the entire second armature core H2 centering on the axis Ax.
  • a closed circuit in the rotation direction is formed in a portion MN (shaded portion) between the core connecting portion L and the field portion Fs.
  • the total of the magnetic flux ⁇ 7 flowing through all the core connecting portions L is not zero, so that the induced current is formed in this closed circuit due to the magnetic flux ⁇ 7.
  • the slits S3 and S4 pass between the plurality of fitting holes 33h and 34h arranged in the rotation direction and the plurality of magnetic pole sets G1 and G2 arranged in the rotation direction and the axis Ax. Crosses the closed curve that surrounds.
  • the "closed curve surrounding the axis Ax" is, for example, a circle centered on the axis Ax, but may be a curve having a detour portion avoiding the positions of the fitting holes 33h and 34h (for example,).
  • the slits S3 and S4 extend from the fitting holes 33h and 34h toward the field portion Fs and reach the openings on the field portions Fs side of the armature cores H1 and H2. Therefore, the closed circuit passing through the entire armature cores H1 and H2 is cut off by the slits S3 and S4, and it is possible to prevent the induced current C2 (see FIG. 8) in the rotational direction from being generated in the armature cores H1 and H2.
  • the armature cores H1 and H2 may be filled with an electrical insulating material in the slits S3 and S4.
  • an electrical insulating material for example, when the entire armature cores H1 and H2 are molded with resin, the slits S3 and S4 are filled with resin (electrically insulating material). Further, the slits S3 and S4 need only be electrically insulated, and it is desirable to narrow the width to reduce the magnetic resistance.
  • the fitting holes 33h and 34h are through holes having a closed inner surface, and the slits S3 and S4 shown in FIGS. 1C and 1D extend from the fitting holes 33h and 34h.
  • the structure for preventing the generation of the induced current is not necessarily limited to the slits S3 and S4.
  • the armature cores H1 and H2 may be formed with fitting holes 33g and 34g that are open in a direction intersecting the stacking direction of the steel plates Sp1. In the example of FIG. 7, the fitting holes 33g and 34g are opened toward the side opposite to the field portion Fs.
  • the fitting holes 33g and 34g can prevent an induced current C1 (see FIG. 8) from being generated around each core connecting portion L.
  • the distance from the magnetic pole sets G1 and G2 to the fitting holes 33g and 34g can be increased, and as a result, the yoke portions 33c and 34c are saturated by the magnetic flux flowing in the rotational direction. It is possible to suppress doing so more effectively.
  • the width of the openings of the fitting holes 33g and 34g in the rotation direction is the width of the core connecting portion L in the same direction. Greater than half. More preferably, it is desirable that the width W1 of the openings of the fitting holes 33g and 34g in the rotation direction substantially corresponds to the width of the core connecting portion L in the same direction.
  • the edge of the opening of the fitting hole 33g / 34g is in contact with only the steel plate Sp2 of 1 or 2 located at the end of the core connecting portion L, and the remaining steel plate Sp2 is the fitting hole 33g / 34g. It is exposed from the opening.
  • the field parts are formed from the fitting holes 33h and 34h (see FIG. 1B) in which the core connecting portion L is fitted.
  • a slit extending toward the side opposite to Fs may be formed. Even with this structure, it is possible to prevent an induced current C1 from being generated around each core connecting portion L.
  • a closed circuit (a circuit through which the induced current C2 flows in FIG. 8) is formed which passes through the entire armature cores H1 and H2 around the axis Ax. Therefore, an induced current C2 (see FIG. 8) is generated in this closed circuit due to the magnetic flux ⁇ 7 shown in FIG. Therefore, as shown in FIGS. 7 and 9A, slits S5 and S6 may be formed in the armature cores H1 and H2.
  • the slits S5 and S6 pass between the plurality of fitting holes 33g and 34g arranged in the rotation direction and the plurality of magnetic pole sets G1 and G2 arranged in the rotation direction and intersect the closed curve surrounding the axis Ax.
  • the slits S5 and S6 cut off the closed circuit that passes through the entire armature cores H1 and H2 around the axis Ax, and an induced current C2 (see FIG. 8) in the rotational direction is generated in the armature cores H1 and H2. Can be prevented.
  • the slit S5 extends from, for example, one of the plurality of fitting holes 33g toward the field portion Fs and reaches the opening on the field portion Fs side.
  • the slit S5 extends from the center of the fitting hole 33g in the rotation direction toward the magnetic pole set G1.
  • the slit S6 extends from, for example, one of the plurality of fitting holes 34g toward the field portion Fs and reaches the opening on the field portion Fs side.
  • the slits S5 and S6 do not necessarily have to be connected to the fitting holes 33g and 34g.
  • the slit S5 may be formed between two adjacent magnetic pole sets G1.
  • the slit S5 extends from the edge of the first armature core H1 on the field side of the field portion Fs and reaches the edge on the opposite side.
  • the slit S6 of the second armature core H2 may also be formed between two adjacent magnetic pole sets G2, similarly to the slit S5 shown in FIG. 9B.
  • Such slits S5 and S6 also pass between the fitting holes 33g and 34g arranged in the rotation direction and the plurality of magnetic pole sets G1 and G2 arranged in the rotation direction and intersect the closed curve surrounding the axis Ax. Become. As a result, it is possible to prevent an induced current in the rotation direction from being generated in the armature cores H1 and H2.
  • the slits S5 and S6 need only be electrically insulated, and it is desirable to narrow the width to reduce the magnetic resistance.
  • a part of the core connecting portion L (the portion located on the right side of the slit S3 and the left side of the slit S3) is located.
  • a closed circuit surrounding this magnetic flux is formed by the magnetic flux passing through the portion), and an induced current C3 (see FIG. 1D) can be generated there. Therefore, a gap (insulation portion) may be partially formed between the core connecting portion L and the inner surfaces of the fitting holes 33h and 34h. By doing so, such an induced current C3 can be reduced.
  • the plurality of steel plates Sp2 (see FIG. 1A) constituting the core connecting portion L are laminated in the mechanical operation direction (rotational direction) of the rotary electric machine M1.
  • the steel plate Sp2 of the core connecting portion L is laminated in the radial direction, an induced current due to the magnetic flux ⁇ 7 is likely to be generated in the steel plate Sp2 located at the end portion in the radial direction.
  • the steel plates Sp2 of the core connecting portion L are laminated in the radial direction, it is possible to suppress the generation of such an induced current.
  • FIG. 10 is a perspective view showing an example in which the armature portion Am3 is arranged outside the field portion Fs as another example of the rotary electric machine proposed in the present disclosure.
  • a part of the armature portion Am3 in the rotation direction is not shown.
  • the structure of the rotary electric machine M1 of FIG. 1A may be applied to matters not described with respect to the rotary electric machine M3 shown in FIG.
  • the first armature core H1 is arranged between the two second armature cores H2 as in the armature section Am1.
  • the armature cores H1 and H2 have an annular yoke portion 33c and 34c, and a plurality of magnetic pole sets G1 and G2 formed inside the yoke portions 33c and 34c and arranged in the rotational direction.
  • Each of the magnetic pole sets G1 and G2 has a plurality of magnetic poles 33a and 34a that project toward the field portion Fs and are arranged in the rotational direction.
  • a coil CL is wound around a plurality of magnetic poles 33a constituting the magnetic pole set G1.
  • the outer diameter of the yoke portion 34c of the second armature core H2 and the outer diameter of the yoke portion 33c of the first armature core H1 are the same.
  • each magnetic pole set G1 has four magnetic poles 33a, and each magnetic pole set G2 has five magnetic poles 34a, but the number thereof may be appropriately changed.
  • the magnetic pole 34a located at the end of the magnetic pole set G2 may be integrated with the magnetic pole 34a of the adjacent magnetic pole set G2.
  • the conditions for the angle (mechanical angle and electrical angle) between two adjacent pole pairs P may be the same as in the example shown in FIG. As described above, the angle between two adjacent pole pairs P is substantially "360 ⁇ (n + m / s)" degrees in electrical angle, and between the two adjacent pole pairs P.
  • the degree of "(360 / p) x (n + m / s)" is secured in the machine angle (as described above, the machine angle is also expressed as "360 / s / c").
  • s Number of phases m: 1 or more, integers less than or equal to s-1 (excluding divisors of s (excluding 1) and multiples of divisors (excluding 1))
  • n 1 or more integer
  • p (number of poles in the field part)
  • c Number of coils for each phase
  • the winding direction of the coil CL provided in each of the plurality of phases may be the same as in the example described with reference to FIG. 1A and the like. For example, the winding directions of the three U-phase coils CLu are the same.
  • the armature portion Am3 also has a plurality of core connecting portions L arranged in the rotation direction (that is, the machine operation direction) at intervals.
  • the armature portion Am3 has one first armature core H1 and two second armature cores H2, and the core connecting portion L magnetically couples these three armature cores H1 and H2. ..
  • the armature portion Am3 has a first core connecting portion L that connects the first armature core H1 and the upper second armature core H2, and the first armature core H1 and the lower second armature portion L. It may have a second core connecting portion L for coupling the two armature cores H2.
  • the core connecting portion L is located on the side opposite to the field portion Fs with the magnetic pole set pair P (for example, the magnetic pole set G1u / G2u) and the coil CL provided therein interposed therebetween.
  • the core connecting portion L is located outside the magnetic pole sets G1 and G2 in the radial direction. It is preferable that the position of the core connecting portion L in the rotation direction coincides with the center of the magnetic pole sets G1 and G2 in the rotation direction. As a result, it is possible to prevent the magnetic flux flowing through the two magnetic pole sets separated in the rotation direction from interfering with the magnetic flux flowing through the core connecting portion L.
  • Fitting holes 33h / 34h are formed in the yoke portions 33c / 34c of the armature cores H1 / H2 so as to penetrate them in the axial direction.
  • the core connecting portion L is fitted into the fitting holes 33h and 34h.
  • a hole 34e may be formed between two adjacent fitting holes 34h (two adjacent core connecting portions L). This makes it possible to suppress an increase in the weight of the second armature core H2.
  • Two types of magnetic circuits are also formed in the rotary electric machine M3.
  • One of the first magnetic circuits is, for example, similar to the rotary electric machine M1 described with reference to FIG. 3B, the magnetic pole set G1u / G1v of the first armature core H1, the magnetic pole set G2u / G2v of the second armature core H2, and the field. It contains a magnetic core 22N / 22S and a magnet Mg between the two field cores 22N / 22S.
  • another one of the first magnetic circuits is a magnetic pole set G1u / G1w of the first armature core H1, a magnetic pole set G2u / G2w of the second armature core H2, a field core 22N / 22S, and the two. Includes magnet Mg between two field cores.
  • the second magnetic circuit includes the magnetic pole set G1u of the first armature core H1, the core connecting portion L, the magnetic pole set G2u of the second armature core H2, the field cores 22N and 22S, and the two field cores 22N. Includes magnet Mg between 22S.
  • the width of the core connecting portion L in the rotation direction is smaller than the width of the magnetic pole sets G1 and G2 in the rotation direction, as in the armature portion Am1 of FIG. 1A. Therefore, both the magnetic flux ⁇ 7 flowing through the core connecting portion L (see FIG. 3B) and the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 flowing between the two magnetic pole sets separated in the rotation direction (see FIG. 3B) are more effectively formed. Will be done.
  • two magnetic poles 33a located at least at both ends of the plurality of magnetic poles 33a constituting each magnetic pole set G1 are both ends of the core connecting portion L.
  • Two magnetic poles 34a located outward (clockwise and counterclockwise) from Le and located at least at both ends of the plurality of magnetic poles 34a constituting each magnetic pole set G2 are both ends Le of the core connecting portion L. It is better to be located more outward (clockwise and counterclockwise). By doing so, the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 (see FIG. 3B) flowing between the two magnetic pole sets G1 and G2 separated in the rotation direction are easily formed.
  • the armature cores H1 and H2 are laminated steel plates. As shown in FIG. 10, the armature cores H1 and H2 are formed with slits S3 and S4 extending from the fitting holes 33h and 34h. The slits S3 and S4 extend toward the field portions Fs, reach the edges of the armature cores H1 and H2 on the field portions Fs side, and open toward the field portions Fs. As a result, the slits S3 and S4 can prevent the induced current C1 (see FIG. 4) from being generated around each core connecting portion L. According to the slits S3 and S4, it is possible to prevent an induced current C2 in the rotational direction (see FIG. 8) from being generated in the entire armature core H1 and to prevent an induced current in the rotational direction from being generated in the entire armature core H2. ..
  • the plurality of fitting holes into which the plurality of core connecting portions L are fitted may be opened outward in the radial direction of the armature cores H1 and H2.
  • the core connecting portion L may be exposed at least partially to the outside in the radial direction.
  • the plurality of fitting holes may be opened on the side opposite to the field portion Fs. This opening can prevent an induced current C1 (see FIG. 4) surrounding each core connecting portion L from being generated.
  • FIGS. 9A and 9B a plurality of fitting holes into which a plurality of core connecting portions L are fitted and a plurality of magnetic pole sets G1 and G2 arranged in the rotation direction are used. Slits S5 and S6 that pass between and intersect the closed curve surrounding the axis Ax may be formed in the armature cores H1 and H2.
  • FIG. 1A and the like have been described as an example in which the armature portion Am1 is arranged inside the field portion Fs, and FIG. 10 has been described as an example in which the armature portion Am3 is arranged outside the field portion Fs.
  • two armature portions may be arranged inside and outside one field portion Fs.
  • FIG. 11 shows a rotary electric machine M4 having such a structure as another example of the rotary electric machine proposed in the present disclosure.
  • FIG. 11 is a perspective view of the rotary electric machine M4. A part of the field portion Fs in the rotation direction is not shown.
  • the structure of the rotary electric machine M1 of FIG. 1A may be applied.
  • the structure of the armature core shown in this figure may be applied not only to the radial gap type rotary electric machine shown in the figure, but also to a linear electric machine and an axial gap type rotary electric machine.
  • the armature portion Am4 of the rotary electric machine M4 has armature cores H1 and H2 formed of soft magnetic dust materials (Soft Magnetic Composite (SMC) materials). That is, the armature cores H1 and H2 are formed of a composite material including a soft magnetic powder and an insulating film (for example, a resin film) covering the surface of the powder. The composite material is compression molded and heat treated to form the armature cores H1 and H2. Since such armature cores H1 and H2 have high electrical resistivity, the induced current can be suppressed regardless of the direction of the magnetic flux passing through the armature cores H1 and H2. Therefore, unlike the rotary electric machines M1 and the like described so far, the slits S3, S4, S5, and S6 do not have to be formed in the armature cores H1 and H2.
  • SMC Soft Magnetic Composite
  • the dust material is manufactured using a mold. Therefore, a high degree of freedom can be ensured for the shapes of the magnetic poles 33a and 34a.
  • the widths of the magnetic poles 33a and 34a change in the axial direction.
  • the width of the magnetic pole 33a gradually decreases as it approaches the second armature core H2.
  • the width of the magnetic pole 34a gradually decreases as it approaches the first armature core H1. As a result, the cogging torque can be reduced.
  • the magnetic poles 33a / 34a may have a protrusion (not shown) extending in the axial direction at the tip of the magnetic poles 33a / 34a.
  • a protrusion not shown
  • the area of the tip surface of the magnetic poles 33a / 34a is increased, and the magnetic resistance caused by the gap between the field portions Fs and the magnetic poles 33a / 34a can be reduced. ..
  • the conditions regarding the angle (mechanical angle and electric angle) between two adjacent magnetic pole sets P may be the same as the example shown in FIG.
  • the winding direction of the coil CL provided in each of the plurality of phases may be the same as in the example described with reference to FIG.
  • two coil CLs having different winding directions may be provided for each of the plurality of phases.
  • the winding directions of the two U-phase coils CLu may be opposite to each other.
  • the rotary electric machine M4 also has a plurality of core connecting portions L arranged in the rotational direction (that is, the machine operation direction) at intervals like the rotary electric machine M1.
  • the armature portion Am4 has one first armature core H1 and two second armature cores H2, and the core connecting portion L magnetically couples these three armature cores H1 and H2. ..
  • the core connecting portion L is located on the side opposite to the field portion Fs with the magnetic pole set pair P (the magnetic pole sets G1 and G2 arranged in the axial direction) and the coil CL provided therein.
  • the position and size of the core connecting portion L in the rotation direction may be the same as that of the rotary electric machine M1 shown in FIG. 1A or the like.
  • Fitting holes 33h / 34h are formed in the yoke portions 33c / 34c of the armature cores H1 / H2 so as to penetrate them in the axial direction.
  • the core connecting portion L is fitted into the fitting holes 33h and 34h.
  • the plurality of core connecting portions L may be integrally formed with, for example, the first armature core H1.
  • the core connecting portion L may be fitted into the fitting hole 34h formed in the second armature core H2.
  • the plurality of core connecting portions L may be integrally formed with the second armature core H2.
  • the core connecting portion L may be fitted into the fitting hole 33h formed in the first armature core H1.
  • each pole pair P may be provided with a plurality of core connecting portions L arranged in the rotation direction (machine operation direction).
  • the number of the magnetic poles 33a and 34a provided in the magnetic pole sets G1 and G2 was 4 to 6, but the magnetic poles 33a and 34a provided in the magnetic pole sets G1 and G2 were provided. The number of may be larger. In such a case, it is preferable that a plurality of core connecting portions L are provided in each magnetic pole set pair P.
  • the total cross-sectional area (area when viewed in the axial direction) of the plurality of core connecting portions L provided in each magnetic pole set pair P can be increased. Therefore, it is possible to increase the magnetic flux passing through the magnetic pole sets G1 and G2 while suppressing the increase in the width and weight of the yoke portions 33c and 34c.
  • FIGS. 12A and 12B are diagrams showing a rotary electric machine M5 as an example of a rotary electric machine having an armature core having such a structure.
  • 12A is a perspective view of a part of the rotary electric machine M5
  • FIG. 12B is a plan view of the first armature core H1 included in the rotary electric machine M5.
  • the structure of the rotary electric machine M1 may be applied to the matters not described about the rotary electric machine M5.
  • the structure of the armature core described here may be applied not only to the radial gap type rotary electric machine shown in the figure, but also to a linear electric machine and an axial gap type rotary electric machine.
  • each magnetic pole set G1 has 11 magnetic poles 33a, and each magnetic pole set G2 has 12 magnetic poles 34a.
  • a coil CL is provided in each magnetic pole set G1. That is, one coil CL is wound around the 11 magnetic poles 33a constituting each magnetic pole set G1.
  • the magnetic pole sets G1 and G2 constituting each magnetic pole set pair P are magnetically coupled by a plurality of core connecting portions L arranged in the rotation direction.
  • the magnetic pole sets G1 and G2 are magnetically coupled by three core connecting portions L. According to this, it is possible to change the angle of the two adjacent core connecting portions L, and the arrangement of the plurality of core connecting portions L can be adjusted to the curvature of the magnetic pole sets G1 and G2 as a whole.
  • the number of core connecting portions L provided in one magnetic pole set pair P may be two or more than three.
  • two magnetic poles 33a located at least at both ends of the plurality of magnetic poles 33a constituting each magnetic pole set G1 are outward (clockwise and counterclockwise) from both ends Le of the three core connecting portions L. It should be located in the clockwise direction).
  • the plurality of magnetic poles 33a (more specifically, the two magnetic poles 33a) located at the right end are located to the right of the right end Le of the three core connecting portions L
  • the plurality of magnetic poles 33a are located at the left end. More specifically, the two magnetic poles 33a) are located to the left of the left end Le of the three core connecting portions L.
  • two magnetic poles 34a located at least at both ends of the plurality of magnetic poles 34a constituting each magnetic pole set G2 are outward (clockwise direction) from both ends Le of the three core connecting portions L. And counterclockwise). By doing so, the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 (see FIG. 3B) flowing between the two magnetic pole sets separated in the rotation direction are easily formed.
  • the three fitting holes 33h into which the three core connecting portions L are fitted are connected via a gap 33m in the rotation direction. Then, a slit S3 extending from one of the three fitting holes 33h toward the field portion Fs is formed. The closed curve surrounding the entire three fitting holes 33h and the slit S3 intersect. This makes it possible to prevent an induced current surrounding the three core connecting portions L from being generated in the first armature core H1.
  • the three fitting holes 33h may be separated from each other. That is, the gap 33m does not have to be formed between the two adjacent fitting holes 33h.
  • the three slits S3 may extend from the three fitting holes 33h toward the field portion Fs, respectively. By doing so, it is possible to prevent an induced current surrounding each core connecting portion L from being generated in the first armature core H1.
  • a slit extending from one of the three fitting holes 33h (or a plurality of fitting holes 33h) to the side opposite to the field portion Fs is formed. You may. In this case, as in the example shown in FIG. 9A or FIG. 9B, between the plurality of fitting holes 33h arranged in the rotation direction and the plurality of magnetic pole sets G1 arranged in the rotation direction in the first armature core H1.
  • a slit S5 may be formed that passes through and intersects the closed curve surrounding the axis Ax. As shown in FIG. 9A, the slit S5 may extend from one of the plurality of fitting holes 33h toward the field portion Fs and open at the edge on the field portion Fs side, as shown in FIG. As shown in 9B, it may be formed between, for example, two magnetic pole sets G1.
  • the structure described here may be applied to the second armature core H2 of the rotary electric machine M5.
  • the angle between two adjacent magnetic pole pairs P is substantially "360 ⁇ (n + m / s)" in electrical angle.
  • s Number of phases m: 1 or more, integers less than or equal to s-1 (excluding divisors of s (excluding 1) and multiples of divisors (excluding 1))
  • a degree of "(360 / p) x (n + m / s)" is secured in the mechanical angle between two adjacent magnetic pole sets P.
  • the angle between two adjacent magnetic pole sets P can be expressed as "360 / s / c" degree in terms of mechanical angle.
  • p (number of poles in the field part)
  • 2 c Number of coils for each phase Therefore, "(360 / p) x (n + m / s)" is substantially equal to "360 / s / c".
  • the number of coils (s ⁇ c), the number of magnetic poles 33a and 34a, and the like are set.
  • the armature core may be composed of a plurality of portions (partial armature cores) that are separately formed and coupled to each other.
  • 13A and 13B are diagrams for explaining an armature portion Am6 included in a rotary electric machine having such a structure as another example of the rotary electric machine proposed in the present disclosure.
  • FIG. 13A is an exploded perspective view of the armature portion Am6.
  • FIG. 13B is a plan view of the first armature core H1 constituting the armature portion Am6.
  • the armature portion Am6 magnetically couples the first armature core H1, the two second armature cores H2, and the armature cores H1 and H2, like the armature portions of the other rotary electric machines described so far. It has a core connecting portion L to be used.
  • the structure of the armature core described here may be applied not only to the radial gap type rotary electric machine shown in the figure, but also to a linear electric machine and an axial gap type rotary electric machine.
  • the first armature core H1 has a plurality of magnetic pole assembly partial cores 33A (see FIG. 13A) arranged in the rotation direction.
  • the magnetic pole assembly partial core 33A has a plurality of magnetic poles 33a (see FIG. 13B) arranged in the rotation direction, and a common base portion 33b (see FIG. 13B) located at the bases of the plurality of magnetic poles 33a.
  • the plurality of magnetic poles 33a constitute the magnetic pole set G1.
  • the first armature core H1 has an annular yoke portion core 33D (see FIG. 13A).
  • the plurality of magnetic pole assembly partial cores 33A are arranged outside the yoke partial core 33D.
  • the magnetic pole assembly partial core 33A is a portion formed separately from the yoke partial core 33D, and is connected to the yoke partial core 33D by the connecting mechanism Li1 (engaged portion 55a, engaged portion 55b, see FIG. 13B).
  • Each of the magnetic pole assembly partial core 33A and the yoke partial core 33D is formed of a laminated steel plate. According to such a first armature core H1, the yield of the core material at the time of manufacturing the first armature core H1 can be improved as compared with the case where the whole armature core is composed of one laminated steel plate.
  • a coil CL is provided in the magnetic pole set G1 as in the example of the rotary electric machine M1. That is, in the armature portion Am6, the portion where the coil CL is provided (that is, the magnetic pole assembly portion core 33A) is formed separately from the yoke portion core 33D. Therefore, in the manufacturing process of the armature portion Am6, for example, a bobbin-wound or air-core-wound coil CL is attached to the magnetic pole assembly partial core 33A, and then the magnetic pole assembly partial core 33A is connected to the yoke portion core 33D. Is possible. Therefore, the distance K1 (see FIG. 13B) between the adjacent magnetic pole assembly partial cores 33A can be reduced. As a result, the number of magnetic poles 33a constituting one magnetic pole set G1 can be increased, the utilization efficiency of the magnet Mg can be increased, and the output torque of the rotary electric machine can be increased.
  • the plurality of magnetic poles 33a constituting each magnetic pole set G1 include the outermost magnetic poles 33a1 in the rotation direction.
  • the magnetic pole 33a1 protrudes in the rotational direction from the side surface 33u of the common base portion 33b. Due to this shape of the magnetic pole set partial core 33A, the number of magnetic poles 33a constituting one magnetic pole set G1 can be increased.
  • the magnetic pole assembly partial core 33A has a slit S3 for preventing the generation of an induced current due to the magnetic flux flowing through the core connecting portion L.
  • the magnetic pole assembly partial core 33A includes a first partial core 33A1 separated in the rotation direction and a second partial core 33A2.
  • the two partial cores 33A1 and 33A2 have surfaces 33e separated from each other. (Hereinafter, this surface 33e is referred to as a slit surface.)
  • a slit S3 is formed between the two slit surfaces 33e.
  • the two partial cores 33A1 and 33A2 have a symmetrical shape with the slit S3 interposed therebetween. The slit S3 reaches the surface of the magnetic pole assembly portion core 33A on the field portion Fs side.
  • each of the first partial core 33A1 and the second partial core 33A2 is connected to the annular yoke partial core 33D by the connecting mechanism Li.
  • the three partial cores 33A1, 33A2, and 33D form a fitting hole into which the slit S3 and the core connecting portion L are fitted.
  • the yoke portion core 33D has a recess 33d (see FIG. 13A) on the surface facing the field portion Fs.
  • Each of the partial cores 33A1 and 33A2 has a surface 33i facing the yoke partial core 33D. (Hereinafter, the surface 33i is referred to as a "connecting surface".)
  • the connecting surface 33i has an engaging portion 55a constituting the connecting mechanism Li1.
  • the inner surface of the connecting surface 33i and the recess 33d forms a fitting hole into which the core connecting portion L is fitted, and the slit S3 formed between the two partial cores 33A1 and 33A2 is connected to the fitting hole. ing.
  • the structure for forming the fitting hole into which the slit S3 and the core connecting portion L are fitted is not limited to the example described here.
  • the fitting hole into which the core connecting portion is fitted may be formed in the common base portion 33b of the magnetic pole assembly portion core 33A.
  • the slit S3 may extend from the fitting hole toward the field portion Fs.
  • the magnetic pole assembly partial core 33A does not have to have two partial cores 33A1 and 33A2 that are separated from each other.
  • the two partial cores 33A1 and 33A2 may be connected by a portion other than the slit S3.
  • a fitting hole 33g similar to the example shown in FIG. 7 may be formed on the inner peripheral surface of the yoke portion core 33D (the surface opposite to the field portion Fs).
  • a slit S5 (see FIGS. 9A and 9B) that passes between the plurality of fitting holes 33g and the plurality of magnetic pole sets G1 and intersects the closed curve surrounding the axis Ax may be formed in the yoke portion core 33D. ..
  • the connecting mechanism Li1 is composed of an engaging portion 55a and an engaged portion 55b.
  • the engaging portion 55a is formed on the partial cores 33A1 and 33A2, and the engaged portion 55b is formed on the yoke portion core 33D.
  • the engaging portion 55a is a convex portion protruding from the connecting surface 33i of the magnetic pole assembly portion core 33A.
  • the engaged portion 55b is a recess in which the engaging portion 55a fits.
  • the engaging portion 55a which is a convex portion may be formed in the yoke portion core 33D, and the engaged portion 55b which is a concave portion may be formed in the magnetic pole assembly portion core 33A.
  • the connecting surface 33i of the magnetic pole assembly partial core 33A is in contact with the yoke partial core 33D, and the magnetic pole assembly partial core 33A is in contact with the yoke partial core 33D.
  • the partial core 33A is magnetically coupled to the yoke partial core 33D.
  • connection structure between the magnetic pole assembly partial core 33A and the yoke partial core 33D is not limited to the examples shown in FIGS. 13A and 13B.
  • the magnetic pole assembly partial core 33A and the yoke partial core 33D may be connected to each other or molded with a resin by bonding or brazing their joint surfaces without having the connecting mechanism Li1.
  • the armature core may have a plurality of partial cores that are aligned in the direction of rotation.
  • the magnetic pole sets G1 and G2 may be formed on each partial core.
  • each partial core may be formed with a fitting hole into which the core connecting portion L is fitted and a slit S3 extending from the fitting hole toward the field portion Fs.
  • the plurality of partial cores are members formed separately from each other, and two partial cores adjacent to each other in the rotational direction may be connected to each other by the connecting mechanism Li1 and magnetically connected to each other.
  • the plurality of partial cores may form an annular armature core as a whole. Even with such an armature core structure, the yield of the core material at the time of manufacturing the armature core can be improved as compared with the case where the entire armature core is composed of one laminated steel plate.
  • the magnetic pole 33a of the magnetic pole assembly partial core 33A may have a main body having a shape protruding toward the field portion Fs and a protruding portion 33n extending axially from the main body.
  • the area of the tip surface of the magnetic pole 33a (the area of the surface facing the field portion Fs) is increased, and the magnetic resistance caused by the gap between the field portion Fs and the magnetic pole 33a can be reduced.
  • the protruding portion 33n can function as a part of the flow path of the magnetic flux flowing in the axial direction in addition to the field cores 22N / 22S, the magnetic saturation of the field cores 22N / 22S can be alleviated. ..
  • the magnetic pole assembly partial core 33A includes a plurality of end steel plates 33E located at the ends in the axial direction (upper end and lower end in FIG. 13A), and a plurality of end steel plates 33E arranged between them. It has the main body steel plate 33F.
  • the tip of the magnetic pole of the end steel plate 33E is bent toward the second armature core H2 to form the protruding portion 33n.
  • the number of end steel plates 33E constituting the projecting portion 33n may be one or more than two.
  • the shape of the magnetic pole 33a (protruding portion 33n) is applied to the integrally formed armature core (for example, the armature core H1 having no partial core shown in FIG. 1A). You may.
  • a fitting hole 34h into which the core connecting portion L is fitted is formed in the yoke portion 34c of the second armature core H2.
  • the second armature core H2 has a slit S4 extending from the fitting hole 34h toward the field portion Fs.
  • a hole 34e is formed between two adjacent fitting holes 34h. With this hole 34e, the weight of the armature portion Am6 can be reduced.
  • the inner diameter of the second armature core H2 (inner diameter of the yoke portion 34c) may match the inner diameter of the first armature core H1 (inner diameter of the yoke portion core 33D). By doing so, by inserting a cylindrical support member inside the second armature core H2 and the first armature core H1, these can be firmly fixed.
  • the magnetic pole 34a of the second armature core H2 also has a main body having a shape protruding toward the field portion Fs and a protruding portion 34n extending axially from the main body.
  • the second armature core H2 is formed of a laminated steel plate and has an end steel plate 34E and a main body steel plate 34F.
  • the end steel plate 34E is arranged on the first armature core H1 side with respect to the main body steel plate 34F.
  • the second armature core H2 has a plurality of (two in the example shown in the figure) end steel plates 34E at the ends in the axial direction.
  • the number of end steel plates 34E may be one or more than two.
  • the tip of the magnetic pole 34a is longer than the length of the other steel plate and is bent toward the first armature core H1 to form the protrusion 34n.
  • the area of the tip surface of the magnetic pole 34a (the area of the surface facing the field portion Fs) is increased, and the magnetic resistance caused by the gap between the field portion Fs and the magnetic pole 34a can be reduced.
  • the protruding portion 34n can function as a part of the flow path of the magnetic flux flowing in the axial direction in addition to the field cores 22N / 22S, the magnetic saturation of the field cores 22N / 22S can be alleviated. ..
  • the rotary electric machine may have two coils having opposite winding directions for each phase (for example, U phase, V phase, W phase).
  • 14A and 14B show an armature portion Am7 of a rotary electric machine having such a structure as another example of the rotary electric machine proposed in the present disclosure.
  • 14A is an exploded perspective view of the armature portion Am7
  • FIG. 14B is a developed view showing the positions of the magnetic poles of the armature portion Am7
  • the numerical values in the figure indicate the angle (distance) in the rotation direction. It is represented by a horn.
  • the structure of the rotary electric machine M1 of FIG. 1A may be applied to the matters not described with respect to the armature portion Am7 shown in FIGS. 14A and 14B.
  • the structure of the armature portion described here may be applied not only to the radial gap type rotary electric machine shown in the figure, but also to a linear electric machine and an axial gap type rotary electric machine.
  • the plurality of coil CLs of the armature portion Am7 have two coil CLs whose winding directions are opposite to each other for each phase.
  • the rotary electric machine having the armature portion Am7 is a rotary electric machine to which a three-phase alternating current is supplied. Therefore, as shown in FIG. 14A, the plurality of coil CLs are U + phase coil CLu +, U-phase coil CLu-, V + phase coil CLv +, V-phase coil CLv-, W + phase coil CLw +, And has a W-phase coil CLw-.
  • These six coils CL are each provided in the magnetic pole set G1 of the first armature core H1 and are arranged in the rotation direction. (In FIGS. 14A and 14B, G1u +, G1v +, G1w +, G1u-, G1v-, and G1w- are shown as the magnetic pole set G1.)
  • the six pole set pairs P provided with the six coil CLs are the magnetic pole pair pair pair Pu +, the magnetic pole pair pair Pv +, the magnetic pole pair pair Pw +, and the magnetic pole pair pair Pu, respectively.
  • - It is referred to as a magnetic pole set pair Pv- and a magnetic pole set pair Pw-.
  • These six pole pairs P have the same structure. That is, the number of magnetic poles 33a and 34a is the same for a plurality of magnetic pole pair pairs Pu +, Pv +, Pw +, Pu-, Pv-, and Pw-.
  • the distance between the magnetic poles 33a and 34a is also substantially the same for the plurality of magnetic pole pairs Pu +, Pv +, Pw +, Pu-, Pv-, and Pw-.
  • the widths and heights of the magnetic poles 33a and 34a are also substantially the same for the plurality of magnetic pole pairs Pu +, Pv +, Pw +, Pu-, Pv-, and Pw-.
  • a core connecting portion L is provided for each of the magnetic pole set pair Pu +, Pv +, Pw +, Pu-, Pv-, and Pw-.
  • Each core connecting portion L is located on the side opposite to the field portion Fs with the coil CL interposed therebetween, and the position of the core connecting portion L in the rotation direction coincides with the center of the magnetic pole sets G1 and G2 in the rotation direction.
  • one magnetic pole pair for example, Pu +
  • another magnetic pole pair P for example, Pv +, Pw +, Pu-, Pv-, Pw-
  • FIG. 14B pay attention to two magnetic pole pairs P provided with coil CLs having the same phase and opposite winding directions.
  • the magnetic pole pair Pu + and the magnetic pole pair pair Pu- they are substantially separated by "360 ⁇ (q + 1/2)" degrees in electrical angle. (An integer of q: 1 or more) That is, in the first armature core H1, the angle (distance) between the magnetic pole 33a of the magnetic pole group pair Pu + and the field core 22N, and the magnetic pole 33a and the field of the magnetic pole group pair Pu- There is a difference of 180 degrees in electrical angle from the angle (distance) with the magnetic core 22N.
  • the magnetic pole 33a of the magnetic pole pair pair Pu + faces the field core 22N (when the angle (distance) between the magnetic pole group 33a and the field core 22N is 0 degrees), the magnetic pole pair pair Pu-.
  • the magnetic pole 33a of the above position is located at a position displaced by 180 degrees from the field core 22N by an electric angle, and faces the field core 22S.
  • the angle (distance) between the magnetic pole 34a of the magnetic pole group pair Pu + and the field core 22S and the angle (distance) between the magnetic pole 34a of the magnetic pole group pair Pu- and the field core 22S There is a difference of 180 degrees in the electric angle between them.
  • the angle between the magnetic pole group pair Pu + and the magnetic pole group pair Pu- is 6,660 degrees in terms of electrical angle.
  • the angle between the magnetic pole group pair Pu + and the magnetic pole group pair Pu- is specifically the angle between the center of the magnetic pole group G1u + and the center of the magnetic pole group G1u- in the rotation direction. (Distance) and the angle (distance) between the center of the magnetic pole set G2u + and the center of the magnetic pole set G2u- in the rotation direction. The same applies to other magnetic pole pairs Pv +, Pv-, Pw +, and Pw-.
  • the magnetic pole pair Pw + when the magnetic pole 33a of the magnetic pole pair Pv + faces the field core 22N (when the angle (distance) between the magnetic pole 33a and the field core 22N is 0 degrees), the magnetic pole pair Pw + The magnetic pole 33a of the above position is located at a position deviated by 120 degrees from the field core 22N in terms of electrical angle.
  • the angle (distance) between the magnetic pole 34a of the magnetic pole pair Pv + and the field core 22S and the angle (distance) between the magnetic pole 34a of the magnetic pole pair Pw + and the field core 22S There is a difference of 120 degrees in the electric angle between them. That is, as shown in FIG.
  • the magnetic pole pair Pv + and the magnetic pole pair Pw + are substantially separated by "360 ⁇ (n + m / s)" degrees in terms of electrical angle.
  • s Number of phases m: 1 or more, integers less than or equal to s-1 (excluding divisors of s (excluding 1) and multiples of divisors (excluding 1))
  • a degree of "(360 / p) x (n + m / s)" is secured in the mechanical angle between the two magnetic pole pairs P provided with the coils CL having the same winding direction. Further, the angle between these two pole pairs P can also be expressed as "360 / s / c" degree in terms of mechanical angle.
  • p (number of poles in the field part) / 2 c: Number of coil pairs for each phase Therefore, "(360 / p) x (n + m / s)" is substantially equal to "360 / s / c".
  • the angle between two adjacent magnetic pole sets P provided with coils CL having the same winding direction is 120 degrees in mechanical angle.
  • s ⁇ c) the number of magnetic poles 33a and 34a, and the like are set.
  • a coil by a concentrated winding in which one coil (for example, CLu-) is wound around one magnetic pole set (for example, magnetic pole set G1u-) is obtained.
  • the coil may be obtained by lap winding or wave winding.
  • the U + phase coil CLu + is wound around three adjacent pole sets G1w-, G1u +, G1v-, and the U-phase coil CLu- is adjacent. It is wound around three matching magnetic pole sets G1w +, G1u-, and G1v +.
  • the coils CLv +, CLv-, CLw +, CLw- of the remaining phases are also wound around three adjacent magnetic pole sets in the same manner.
  • three adjacent magnetic pole sets G1w +, G1u-, and G1v + are U + phase coil CLu + (U + phase electric wire) and U-phase coil CLu-. It is placed between (U-phase electric wire).
  • the three adjacent pole sets G1u-, G1v +, and G1w- are arranged between the V + phase coil CLv + (V + phase electric wire) and the V-phase coil CLv- (V-phase electric wire). ..
  • the three adjacent pole sets G1v +, G1w-, and G1u + are arranged between the W + phase coil CLw + (W + phase electric wire) and the W-phase coil CLw- (W-phase electric wire).
  • the arrangement of the coil CL included in the armature portion Am7 is not limited to the example shown in the figure.
  • two magnetic pole pairs P for example, magnetic pole pairs Pu + ⁇ Pu-
  • the magnetic pole group pair Pv + and the magnetic pole group pair Pv- may be adjacent to each other in the rotational direction
  • the magnetic pole group pair Pw + and the magnetic pole group pair Pw- may also be adjacent to each other in the rotational direction.
  • the number of phases of the alternating current supplied to the rotary electric machine may be an even number.
  • the number of phases of the alternating current may be two.
  • 15A and 15B show an armature portion Am8 of a rotary electric machine having such a structure as another example of the rotary electric machine proposed in the present disclosure.
  • FIG. 15A is an exploded perspective view of the armature portion Am8.
  • FIG. 15B is a developed view showing the positions of the magnetic poles of the armature portion Am8, and the numerical values in the figure represent the angle (distance) in the rotation direction by the electric angle.
  • the differences between the rotary electric machine M1 shown in FIG. 1A and the armature portion Am1 will be mainly described.
  • the structure of the rotary electric machine M1 may be applied to the matters not described for the armature portion Am8 shown in FIGS. 15A and 15B.
  • the structure of the armature portion described here may be applied not only to the radial gap type rotary electric machine shown in the figure, but also to a linear electric machine and an axial gap type rotary electric machine.
  • the plurality of coil CLs include A + phase coil CLa +, B + phase coil CLb +, A-phase coil CLa-, and B-phase coil CLb-, as shown in FIG. 15B. ..
  • the A-phase coil CLa- and the B-phase coil CLb- are coils whose winding directions are opposite to those of the A + phase coil CLa + and the B + phase coil CLb +.
  • the first armature core H1 has four coil CLs for each phase.
  • the coil CL is wound around the magnetic pole set G1. (In FIG. 15A, G1a +, G1a-, G1b +, and G1b- are shown as the magnetic pole set G1.)
  • the magnetic pole set G1 constitutes a magnetic pole set pair P together with the magnetic pole set G2 arranged in the axial direction.
  • the four magnetic pole pairs P provided with the four coils CLa +, CLb +, CLa-, and CLb- are the magnetic pole pair pair Pa +, the magnetic pole pair pair Pb +, the magnetic pole pair pair Pa-, and the magnetic pole pair pair Pb, respectively. -Called.
  • These four pole pairs P have substantially the same structure. That is, the number of magnetic poles 33a and 34a is the same for a plurality of magnetic pole pairs Pa +, Pb +, Pa-, and Pb-.
  • the distance between the magnetic poles 33a and 34a is also substantially the same for the plurality of magnetic pole pairs Pa +, Pb +, Pa-, and Pb-. Further, the width and / or height of the magnetic poles 33a and 34a are also substantially the same for the plurality of magnetic pole pairs Pa +, Pb +, Pa-, and Pb-.
  • a core connecting portion L is provided for each of the plurality of magnetic pole pairs Pa +, Pb +, Pa-, and Pb-. Each core connecting portion L is located on the side opposite to the field portion Fs with the coil CL interposed therebetween, and the position of the core connecting portion L in the rotation direction coincides with the center of the magnetic pole sets G1 and G2 in the rotation direction.
  • one magnetic pole pair P for example, Pa +
  • another magnetic pole pair P for example, Pb +, Pa-, Pb-
  • the angle (distance) between the magnetic pole set pair Pa + magnetic pole 33a and the field core 22N and the magnetic pole pair pair is a difference of 180 degrees in electrical angle between the magnetic pole 33a of Pa- and the angle (distance) of the field core 22N. Therefore, for example, when the magnetic pole 33a of the magnetic pole group pair Pa + faces the field core 22N (when the angle (distance) between the magnetic pole group 33a and the field core 22N is 0 degrees), the magnetic pole group pair Pa-.
  • the magnetic pole 33a of the above position is located at a position displaced by 180 degrees by an electric angle with respect to the field core 22N, and faces the field core 22S. Also in the second armature core H2, the angle (distance) between the magnetic pole 34a of the magnetic pole group pair Pa + and the field core 22S and the angle (distance) between the magnetic pole 34a of the magnetic pole group pair Pa- and the field core 22S. There is a difference of 180 degrees in the electric angle between them.
  • the angle between the magnetic pole group pair Pa + and the magnetic pole group pair Pa- is specifically the angle (distance) between the center of the magnetic pole group G1a + and the center of the magnetic pole group G1a- in the rotation direction.
  • the magnetic pole pair Pb + the magnetic pole pair Pb + The magnetic pole 33a is located at a position deviated by 90 degrees from the field core 22N in terms of electrical angle.
  • the angle (distance) between the magnetic pole 34a of the magnetic pole group pair Pa + and the field core 22S and the angle (distance) between the magnetic pole group 34a of the magnetic pole group pair Pb + and the field core 22S. There is a difference of 90 degrees in the electric angle. That is, as shown in FIG.
  • the magnetic pole pair Pa + and the magnetic pole pair Pb + are substantially separated by "360 ⁇ (n + m / s / 2)" degrees in terms of electrical angle.
  • s Number of phases m: 1 or more, integers less than or equal to s-1 (excluding divisors of s (excluding 1) and multiples of divisors (excluding 1))
  • m 1
  • the magnetic pole pair Pa + and the magnetic pole pair Pb + are separated by 1,530 degrees in terms of electrical angle.
  • a degree of "(360 / p) x (n + m / s / 2)" is secured in the mechanical angle between the two magnetic pole pairs P provided with the coils CL having the same winding direction. Further, the angle between the two magnetic pole sets and P can be expressed as "180 / s / c" degree in terms of mechanical angle.
  • p (number of poles in the field part) / 2 c: Number of coil pairs for each phase Therefore, "(360 / p) x (n + m / s / 2)" is substantially equal to "180 / s / c".
  • the angle between two adjacent pole pairs P is 45 degrees in mechanical angle.
  • the number of poles (p ⁇ 2) of the field portion Fs and the coil so that “(360 / p) ⁇ (n + m / s / 2)” is substantially equal to “180 / s / c”.
  • the logarithm (s ⁇ c), the number of magnetic poles 33a and 34a, and the like are set.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing an example of the field portion Fs. (The cut surface is a surface parallel to the rotation direction.)
  • each field core 22N / 22S is, for example, a plurality of field cores 22N / 22S arranged between two adjacent magnets and separated in the rotation direction. It may consist of partial cores.
  • each field core 22N / 22S may be composed of two partial field cores 22f separated in the rotation direction, and a gap K3 between the two partial field cores 22f may be secured.
  • the field portion Fs shown in FIG. 16 is a field portion arranged outside the armature portion in the radial direction. Therefore, while the widths of the magnet Mg and the partial field core 22f are constant in the radial direction, the gap K3 gradually increases toward the outside in the radial direction. As a result, the field portion Fs has a cylindrical shape as a whole.
  • the gap K3 is filled with, for example, a non-magnetic and insulating material.
  • the field cores 22N and 22S and the magnet Mg are fixed to each other by the fixing portion 23.
  • the fixing portion 23 is formed of, for example, a resin.
  • the fixing portion 23 is filled in the gap K3 between the adjacent partial field cores 22f. According to this structure, the position accuracy of the field cores 22N and 22S can be improved, and the workability of the assembly work of the rotary electric machine can be improved.
  • each field core 22N / 22S is composed of two partial field cores 22f, and a gap K3 is formed between the two partial field cores 22f.
  • the accumulation of dimensional errors can be suppressed, and the positional accuracy of the field cores 22N / 22S and the magnet Mg can be improved. Further, since the field portion Fs can be integrally handled during the assembly work of the rotary electric machine, the workability of the assembly work can be improved.
  • a plurality of magnets Mg and a plurality of partial field cores 22f are positioned by a jig or a fixture. Then, it is molded and fixed with a non-magnetic and insulating material (specifically, resin 23). At this time, all the magnets Mg and all the partial field cores 22f may be positioned and molded with the resin 23, or the field portions Fs may be divided into a plurality of portions and each may be molded with the resin 23. May be done. In this case, a plurality of molded portions are arranged in the rotation direction and fixed to each other to form an annular field portion Fs. Each of the plurality of portions may be fixed to the fixing member to form an annular field portion Fs.
  • resin 23 non-magnetic and insulating material
  • Each partial field core 22f is arranged close to the surface (N-pole surface, S-pole surface) of the magnet Mg. Each partial field core 22f may be in contact with the surface (N-pole surface, S-pole surface) of the magnet Mg. Each partial field core 22f may be fixed to the surface of the magnet Mg with an adhesive. By doing so, there is no gap between the magnet Mg and the field cores 22N and 22S, and it is possible to prevent a decrease in magnetic force.
  • Each partial field core 22f is made of laminated steel plate. That is, each partial field core 22f is formed of a plurality of steel plates 22e laminated in the rotation direction.
  • the "direction in which a plurality of steel plates 22e are laminated" is not only the literal rotation direction centered on the axis Ax, but also the direction of the circle centered on the axis Ax at the position of the partial field core 22f. Includes tangent direction.
  • the width of the steel plate 22e in the rotation direction is the same for the plurality of steel plates 22e constituting the partial field core 22f.
  • each partial field core 22f may be composed of only one steel plate.
  • the above-mentioned structure of the field portion Fs may be applied to the field portion Fs arranged inside the armature portion in the radial direction of the rotary electric machine. Further, it may be applied to a linear electric machine or an axial gap type rotary electric machine described later.
  • the partial field core 22f may be formed of a soft magnetic dust material.
  • a non-magnetic and insulating material may be filled in the gap between the two partial field cores 22f constituting each field core 22N / 22S.
  • the field cores 22N and 22S and the magnet Mg are molded with resin, and the gaps are filled with resin.
  • each field core 22N / 22S does not have to have a plurality of partial field cores 22f.
  • each partial field core 22f may be formed of a soft magnetic dust material instead of a laminated steel plate.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a linear electric machine M10 as an example of a linear electric machine to which the structure proposed in the present disclosure is applied.
  • the linear electric machine M10 also has an armature core having a partial core, an armature core using a soft magnetic dust material, and an electric machine having two coil CLs having different winding directions for each phase, as described above.
  • a child core, an armature core having a protrusion at the end of a magnetic pole, or the like may be applied.
  • the linear electric machine M10 has a field portion Fs and an armature portion Am10.
  • the field portion Fs and the armature portion Am10 can move relative to each other in a direction along a straight line (machine operating direction, Y1-Y2 direction in FIG. 17).
  • the Y1-Y2 direction is referred to as "front-back direction”.
  • the field portion Fs is fixed to the structure provided in the device on which the linear electric machine M10 is mounted, and the armature portion Am10 moves in the front-back direction. You will be guided.
  • the field portion Fs has a length corresponding to the movable range of the armature portion Am10.
  • the armature portion Am10 may be fixed to the structure provided in the device on which the linear electric machine M10 is mounted, and the field portion Fs may be guided to move in the direction along the straight line.
  • the field portion Fs has a plurality of magnets Mg arranged in the front-rear direction. Each magnet Mg is magnetized in the front-back direction. In the field portion Fs, the magnet Mg is arranged so that surfaces (magnetic pole surfaces) having the same polarity face each other, similar to the field portion Fs possessed by the rotary electric machine M1 and the like.
  • a magnet Mg is arranged between two adjacent field cores 22N and 22S. Each field core 22N / 22S may be configured by a partial field core 22f separated in the front-rear direction.
  • the partial field core 22f may be formed of a laminated steel plate or a soft magnetic dust material.
  • the armature portion Am10 has a plurality of armature cores H1 and H2 arranged in the left-right direction (X1-X2 direction in FIG. 17) and a core connecting portion L. As shown in the figure, the armature portion Am10 has, for example, a first armature core H1 and two second armature cores H2. The first armature core H1 is arranged between the two second armature cores H2. The first armature core H1 and the second armature core H2 are magnetically coupled only by the core connecting portion L, and are magnetically separated in a region other than the core connecting portion L.
  • the armature part Am10 may be molded with resin.
  • the gap between the first armature core H1 and the second armature core H2 may be filled with a resin for molding the armature cores H1 and H2.
  • the number of armature cores constituting the armature portion Am10 is not limited to the example shown in the figure.
  • the armature portion Am10 may be composed of, for example, one first armature core H1 and one second armature core H2.
  • the armature cores H1 and H2 are, for example, laminated steel plates in which a plurality of electromagnetic steel plates are stacked in the left-right direction.
  • the first armature core H1 has a plurality of magnetic pole sets G1 arranged in the front-rear direction, and each of the plurality of magnetic pole sets G1 has a plurality of magnetic poles 33a arranged in the front-rear direction.
  • the second armature core H2 also has a plurality of magnetic pole sets G2 arranged in the front-rear direction.
  • Each of the plurality of magnetic pole sets G2 has a plurality of magnetic poles 34a arranged in the front-rear direction.
  • Each coil CL is wound around a magnetic pole 33a constituting the magnetic pole set G1.
  • the first armature core H1 has a yoke portion 33c extending in the front-rear direction. Further, the second armature core H2 has a yoke portion 34c extending in the front-rear direction.
  • the plurality of magnetic poles 33a and 34a project from the yoke portions 33c and 34c toward the field portions Fs, and the magnetic pole sets G1 and G2 are formed on the field portions Fs side of the yoke portions 33c and 34c.
  • a plurality of magnetic pole sets G1 arranged in the front-rear direction are magnetically connected via a yoke portion 33c. Further, a plurality of magnetic pole sets G2 arranged in the front-rear direction are also magnetically connected via the yoke portion 34c.
  • the linear electric machine M10 is, for example, a linear motor driven by a three-phase AC, and the first armature core H1 is provided with a U-phase coil CLu, a V-phase coil CLv (not shown), and a W-phase coil CLw (not shown). ing. These three coil CLs are provided in each of the three magnetic pole sets G1.
  • the number of alternating current phases supplied to the linear electric machine is not limited to three.
  • the magnetic pole set G2 of the second armature core H2 is located in the left-right direction with respect to the magnetic pole set G1 of the first armature core H1 and constitutes the magnetic pole set pair P together with the magnetic pole set G1. is doing.
  • the positional relationship between the magnetic poles 33a constituting the magnetic pole set G1 and the magnetic poles 34a constituting the magnetic pole set G2 may be the same as the relationship with the magnetic poles 33a and 34a of the rotary electric machine M1. That is, the position of the magnetic pole 33a of the magnetic pole group G1 is a position separated from the position of the magnetic pole 34a of the magnetic pole group G2 by, for example, 180 degrees in terms of electrical angle.
  • the core connecting portion L extends in the left-right direction and magnetically connects the armature cores H1 and H2.
  • the linear electric machine M10 has a plurality of core connecting portions L arranged in the front-rear direction at intervals.
  • the plurality of core connecting portions L are provided in each of the plurality of magnetic pole set pairs P (pairs of the magnetic pole sets G1 and G2 whose positions in the front-rear direction correspond to each other). Therefore, a magnetic path is formed between the magnetic pole set G1 of the first armature core H1 and the magnetic pole set G2 of the second armature core H2 via the core connecting portion L.
  • the armature section Am10 has one first armature core H1 and two second armature cores H2.
  • the core connecting portion L magnetically connects these three armature cores H1 and H2.
  • Each core connecting portion L extends from the right end of the second armature core H2 on the right side to the left end of the second armature core H2 on the left side.
  • the armature portion Am10 may have two core connecting portions L arranged side by side in the left-right direction. Then, the first core connecting portion L couples the first armature core H1 and one of the second armature cores H2, and the second core connecting portion L is the first armature core H1 and the other second armature. It may be combined with the child core H2.
  • the core connecting portion L is located on the side opposite to the field portion Fs with the magnetic pole sets G1 and G2 and the coil CL provided therein interposed therebetween.
  • the field portions Fs are arranged on the lower side of the armature cores H1 and H2, and the core connecting portion L is arranged on the upper side of the armature cores H1 and H2.
  • the core connecting portion L is a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in a direction intersecting the laminating direction of the steel plates of the armature cores H1 and H2.
  • the core connecting portion L is a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in the front-rear direction.
  • the core connecting portion L magnetically connects the yoke portions 33c and 34c.
  • the yoke portions 33c and 34c have fitting holes 33g and 34g on the surface opposite to the field portion Fs (the upper surface of the armature cores H1 and H2 in the example of FIG. 17).
  • the core connecting portion L is fitted into the fitting holes 33g and 34g.
  • the fitting holes 33g and 34g are opened in a direction intersecting the laminating direction of the steel plates constituting the armature cores H1 and H2.
  • the fitting holes 33g and 34g are open toward the side opposite to the field portion Fs (toward the upper side).
  • the fitting hole into which the core connecting portion L is fitted may be a fitting hole having an inner surface that penetrates and closes the yoke portions 33c and 34c, as in the rotary electric machine M1 of FIG. 1A. .. That is, the fitting hole does not have to be open upward.
  • slits S3 and S4 (see FIGS. 1C and 1D) extending from the fitting hole toward the field portion Fs may be formed.
  • the core connecting portion L may be integrally formed with either one of the armature cores H1 and H2.
  • the armature portion Am10 one or both of the armature cores H1 and H2 may be formed of a soft magnetic dust powder material.
  • the armature core made of the dust compact material and the core connecting portion may be integrally formed.
  • the width of the core connecting portion L in the front-rear direction is smaller than the width of the magnetic pole sets G1 and G2 in the front-rear direction. Therefore, the magnetic flux ⁇ 7 (see FIG. 3B) flowing between the two magnetic pole sets G1 and G2 constituting the magnetic pole set pair P via the core connecting portion L, and the two magnetic pole sets G1 (and) separated in the front-rear direction. Both the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 (see FIG. 3B) flowing between the two magnetic pole sets G2) separated in the front-rear direction are more effectively formed.
  • one or a plurality of magnetic poles 33a located at the front end of the plurality of magnetic poles 33a constituting each magnetic pole set G1 are located in front of the front end of the core connecting portion L. It is preferable that one or a plurality of magnetic poles 33a located at the rear end of the plurality of magnetic poles 33a are located behind the rear end of the core connecting portion L.
  • one or a plurality of magnetic poles 34a located at the front end of the plurality of magnetic poles 34a constituting each magnetic pole set G2 are located in front of the front end of the core connecting portion L, and are located at the rear end of the plurality of magnetic poles 34a. It is preferable that one or a plurality of magnetic poles 34a are located behind the rear end of the core connecting portion L.
  • the linear electric machine M10 has two types of magnetic circuits like the rotary electric machine (for example, the rotary electric machine M1) described so far. That is, in the first magnetic circuit, the two magnetic pole sets G1 separated in the front-rear direction, the two magnetic pole sets G2 separated in the front-rear direction, and the field core 22N facing the magnetic pole set G1 and the magnetic pole set G2. 22S and the magnet Mg between the field cores 22N and 22S. For example, as illustrated in FIG. 3B, when the angle difference between the field core 22N of the field portion Fs and the magnetic pole 33a of the magnetic pole set G1u is 0 degrees (electrical angle), the magnetic flux ⁇ 1 is applied to the first magnetic circuit. - ⁇ 2 is formed by the magnet Mg.
  • the second magnetic circuit includes a core connecting portion L, a magnetic pole set G1 and G2 that are arranged in the left-right direction and are magnetically coupled via the core connecting portion L, and a magnetic pole set G1 and a magnetic pole set G2.
  • the field cores 22N / 22S facing each other and the magnet Mg between the field cores 22N / 22S are included.
  • the magnetic flux ⁇ 7 is applied to the second magnetic circuit. Is formed by the magnet Mg.
  • the magnetic fluxes ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 7 pass through the inside of the coil CL provided in the magnetic pole set G1.
  • this effect becomes remarkable when the number of magnetic poles 33a / 34a constituting one magnetic pole set G1 / G2 is increased. Further, since the magnetic flux that saturates the magnetic circuit can be increased without increasing the width of the yoke portions 33c and 34c, the current supplied to the coil CL can be increased and the output torque of the rotary electric machine can be increased.
  • the plurality of armature cores H1 and H2 are located in the same direction with respect to the field portion Fs. Unlike this, the first armature core H1 is located in the first direction with respect to the first surface of the field portion Fs, and the second armature core H2 is located with respect to the second surface of the field portion Fs. May be located in the second direction.
  • the first direction and the second direction are, for example, two directions facing each other or two directions intersecting each other.
  • the armature portion may have a core connecting structure for magnetically coupling a plurality of armature cores H1 and H2 (for example, a plurality of core connecting portions L arranged in the machine operating direction).
  • a core connecting structure for magnetically coupling a plurality of armature cores H1 and H2 (for example, a plurality of core connecting portions L arranged in the machine operating direction).
  • Such a structure may be applied to a rotary electric machine or a linear electric machine.
  • a structure in which the angle between the first direction and the second direction is 180 degrees that is, a structure in which the first direction and the second direction are opposite to each other
  • the first direction and the second direction are opposite to each other
  • the angle between the first direction and the second direction is not limited to these, and may be an angle smaller than 90 degrees, or an angle larger than 90 degrees and smaller than 180 degrees.
  • FIG. 18A to 18C show a radial gap type rotary electric machine M21 as an example of an electric machine having a first armature core H1 and a second armature core H2 having different relative positions with respect to the field portion Fs.
  • 18A is a perspective view of the rotary electric machine M21
  • FIG. 18B is an exploded perspective view of the rotary electric machine M21.
  • FIG. 18C is a diagram showing a magnetic flux formed in the rotary electric machine M21.
  • FIG. 1A may be applied to matters not described for the rotary electric machine M21 shown in these figures.
  • the first armature core H1 and the second armature core H2 are arranged on opposite sides of each other with the field portion Fs interposed therebetween.
  • the field portion Fs has a cylindrical shape.
  • the first armature core H1 is arranged outward (first direction) in the radial direction with respect to the outer peripheral surface (first surface) of the field portion Fs
  • the second armature core H2 is the field portion Fs. It is arranged inward (second direction) in the radial direction with respect to the inner peripheral surface (second surface). It is desirable that the field cores 22N and 22S of the field portions Fs are exposed both inside and outside.
  • the magnetic resistance between the field portions Fs and the armature cores H1 and H2 can be reduced.
  • the first armature core H1 is located inward in the radial direction with respect to the inner peripheral surface of the field portion Fs
  • the second armature core H2 is the outer periphery of the field portion Fs. It may be located radially outward with respect to the surface.
  • the first armature core H1 has a plurality of magnetic pole sets G1 arranged in the rotation direction, and these are magnetically coupled via the yoke portion 33c.
  • the rotary electric machine M21 is, for example, a rotary electric machine that operates in a three-phase AC, and the first armature core H1 is provided with a U-phase coil CLu, a V-phase coil CLv, and a W-phase coil CLw. These three coils CLu, CLv, and CLw are provided in each of the three magnetic pole sets G1u, G1v, and G1w, respectively.
  • the winding directions of the three coils CL may be the same.
  • the magnetic pole set G1 has a plurality of magnetic poles 33a, which face the field cores 22N and 22S of the field portions Fs in the radial direction.
  • the second armature core H2 also has a plurality of magnetic pole sets G2 arranged in the rotation direction, and these are magnetically coupled via the yoke portion 34c.
  • the magnetic pole set G2 has a plurality of magnetic poles 34a, which face the field cores 22N and 22S of the field portions Fs in the radial direction.
  • the two magnetic pole sets G1 and G2 facing each other with the field portion Fs interposed therebetween form a magnetic pole set pair P.
  • each magnetic pole set G1 is composed of five magnetic poles 33a
  • each magnetic pole set G2 is composed of six magnetic poles 34a.
  • the number of magnetic poles 33a and 34a constituting each magnetic pole set G1 and G2 is not limited to this.
  • the electric angle between the adjacent magnetic pole sets and P is expressed as 360 ⁇ (n + m / s), and is, for example, 2,280 degrees.
  • the mechanical angle between the adjacent magnetic pole sets and P is expressed as (360 / p) ⁇ (n + m / s) ”, and substantially coincides with“ 360 / s / c ”.
  • the armature portion Am21 has a plurality of core connecting portions L arranged in the rotational direction at intervals.
  • the plurality of core connecting portions L are provided in each of the plurality of magnetic pole pairs P.
  • the magnetic pole sets G1 and G2 are formed on the field portion Fs side of the yoke portions 33c and 34c.
  • Each core connecting portion L magnetically couples the yoke portions 33c and 34c.
  • the position of the core connecting portion L in the rotation direction corresponds to the position of the magnetic pole sets G1 and G2 constituting the magnetic pole set pair P.
  • the center of the core connecting portion L in the rotation direction coincides with the position of the center of the magnetic pole sets G1 and G2 in the rotation direction.
  • the yoke portion 33c has a fitting hole 33h located on the side opposite to the field portion Fs with the magnetic pole set G1 sandwiched therein, and the yoke portion 34c sandwiches the magnetic pole set G2 with the field portion Fs. It has a fitting hole 34h located on the opposite side to the above.
  • the fitting holes 33h and 34h are holes that penetrate the armature cores H1 and H2 in the axial direction.
  • the ends of the core connecting portions L are axially fitted into the fitting holes 33h and 34h, and the yoke portions 33c and 34c are magnetically coupled. Both ends of the core connecting portion L are located on opposite sides of the coil CL.
  • Each core connecting portion L has a stretched portion L3 extending in the radial direction and fitting portions L1 and L2 extending in the axial direction from both ends of the stretched portion L3.
  • the fitting portion L1 is fitted into the fitting hole 33h of the first armature core H1, and the fitting portion L2 is fitted into the fitting hole 34h of the second armature core H2.
  • the magnetic flux formed in the armature portion Am21 is substantially the same as the magnetic flux described with reference to FIG. 3B. Specifically, as shown in FIG. 18C, the armature portion Am21 and the field magnet are in a state where the angle difference between the field core 22N of the field portion Fs and the magnetic pole 33a of the magnetic pole set G1u is 0 degrees (electrical angle). Magnetic fluxes ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 7 are formed in the portion Fs by the magnet Mg.
  • the first magnetic circuit in which the magnetic flux ⁇ 1 is formed includes, for example, the magnetic pole sets G1u / G1v of the first armature core H1, the magnetic pole sets G2u / G2v of the second armature core H2, the field cores 22N / 22S, and the field cores 22N / 22S.
  • the magnet Mg between the field cores 22N and 22S is included.
  • the other of the first magnetic circuits is a magnetic circuit in which a magnetic flux ⁇ 2 is formed, and this circuit is a magnetic pole set G1u / G1w of the first armature core H1 and a magnetic pole set G2u of the second armature core H2.
  • One of the second magnetic circuits through which the magnetic flux ⁇ 7 flows is the magnetic pole set G1u of the first armature core H1, the core connecting portion L, the magnetic pole set G2u of the second armature core H2, the field cores 22N / 22S, and this.
  • the magnet Mg between the two field cores 22N and 22S is included.
  • a rotary electric machine M21 unlike the conventional rotary electric machine, it is not necessary to magnetically divide each armature core H1 and H2 in the rotation direction. Therefore, the strength of the armature cores H1 and H2 can be increased. Further, magnetic flux is formed in two types of circuits, a magnetic circuit including the core connecting portion L and a magnetic circuit including two magnetic pole sets (for example, magnetic pole sets G1u and G1v) separated in the rotation direction. Therefore, it is possible to suppress the magnetic saturation of the magnetic circuit. As a result, for example, the widths of the yoke portions 33c and 34c are narrowed, and the armature portion Am21 can be easily reduced in size and weight.
  • this advantage becomes remarkable when the number of magnetic poles 33a / 34a constituting one magnetic pole set G1 / G2 is increased. Further, since the magnetic flux that saturates the magnetic circuit can be increased without increasing the width of the yoke portions 33c and 34c, the current supplied to the coil CL can be increased and the output torque of the rotary electric machine can be increased.
  • two magnetic poles 33a located at least at both ends of the plurality of magnetic poles 33a constituting each magnetic pole set G1 are outward (clockwise) from both ends of the core connecting portion L. It should be located in the direction and counterclockwise direction).
  • the two magnetic poles 34a located at at least both ends of the plurality of magnetic poles 34a constituting each magnetic pole set G2 are outside the both ends of the core connecting portion L. It should be located in the direction (clockwise and counterclockwise). By doing so, the magnetic fluxes ⁇ 1 and ⁇ 2 flowing between the two magnetic pole sets separated in the rotation direction are easily formed.
  • the first armature core H1 is formed with a slit S3 extending from each fitting hole 33h and intersecting a closed curve surrounding each fitting hole 33h.
  • the second armature core H2 is formed with a slit S4 extending from each fitting hole 34h and intersecting a closed curve surrounding each fitting hole 34h.
  • the slits S3 and S4 can prevent an induced current from being generated around each core connecting portion L. As shown in FIG. 18A, it is desirable that the slits S3 and S4 reach an opening facing the field portion Fs side.
  • the closed circuit passing between the plurality of fitting holes 33h and the plurality of magnetic pole sets G1 and passing through the entire first armature core H1 centering on the axis Ax is cut off by the slit S3.
  • a closed circuit that passes between the plurality of fitting holes 34h and the plurality of magnetic pole sets G2 and passes through the entire second armature core H2 about the axis Ax is cut off by the slit S4. Therefore, it is possible to prevent the generation of the induced current in the rotation direction in the armature cores H1 and H2 by the slits S3 and S4.
  • the first armature core H1 may be formed with a fitting hole 33 g that is open in a direction intersecting the stacking direction of the steel plates of the first armature core H1. ..
  • the fitting hole 33g is formed on the outer peripheral surface of the first armature core H1 and opens toward the side opposite to the field portion Fs.
  • the second armature core H2 may also be formed with a fitting hole 34 g that is open in a direction intersecting the stacking direction of the steel plates of the second armature core H2. ..
  • the fitting hole 34g is formed on the inner peripheral surface of the second armature core H2 and opens toward the side opposite to the field portion Fs. Also in this structure, it is possible to prevent an induced current from being generated around each core connecting portion L.
  • the slit S5 may be formed in the first armature core H1 and the slit S6 may be formed in the second armature core H2.
  • the slits S5 and S6 pass between the plurality of magnetic pole sets G1 and G2 arranged in the rotation direction and the plurality of fitting holes 33g and 34g and intersect the closed curve surrounding the axis Ax.
  • the slits S5 and S6 can prevent an induced current in the rotation direction from being generated in the entire armature cores H1 and H2.
  • the slits S5 and S6 extend from the fitting holes 33g and 34g and reach the opening facing the field portion Fs.
  • the slit S5 is formed between two adjacent magnetic pole sets G1 and is open even if the first armature core H1 is open on the surface on the field side Fs side and the surface on the opposite side. good. Further, the slit S6 may be formed between two adjacent magnetic pole sets G2 and may be opened on the surface of the second armature core H2 on the side opposite to the field portion Fs side.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example of the field portion Fs of the rotary electric machine M21.
  • the cut surface is a surface orthogonal to the axis.
  • the field portions Fs shown in FIG. 20 have field cores 22N and 22S formed of electromagnetic steel sheets laminated in the machine operating direction (rotational direction in the figure).
  • the field cores 22N and 22S are exposed on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the field portion Fs, unlike the field portions Fs exemplified in FIG. Thereby, the magnetic resistance between the first armature core H1 and the field portion Fs and the magnetic resistance between the second armature core H2 and the field portion Fs can be reduced.
  • each field core 22N / 22S has two partial field cores 22f, each of which is formed of a plurality of electrical steel sheets.
  • the fixing portion 23 is filled between the two partial field cores 22f.
  • the fixing portion 23 is formed of, for example, a non-magnetic and insulating material (for example, resin).
  • the width of the magnet Mg gradually increases toward the outer peripheral surface. Unlike this, the width of the fixed portion 23 may gradually increase toward the outer peripheral surface, or the width of the partial field core 22f may gradually increase toward the outer peripheral surface.
  • FIGS. 18A and 18B are diagrams showing an example of a linear electric machine.
  • 21A is a perspective view of the linear electric machine M22
  • FIG. 21B is an exploded perspective view of the linear electric machine M22.
  • a part of the field portion Fs and a part of the second armature core H2 are omitted.
  • the differences from the radial gap type rotary electric machine M21 exemplified in FIGS. 18A and 18B will be mainly described.
  • the structure of the rotary electric machine M21 may be applied to matters not described for the linear electric machine M22.
  • the field portion Fs and the armature portion Am22 can move relative to each other in the direction along the straight line (Y1-Y2 direction in FIG. 21A).
  • the Y1-Y2 direction is the machine operating direction and is hereinafter referred to as the front-back direction.
  • the position of the field portion Fs is fixed, and the armature portion Am22 reciprocates in the front-back direction.
  • the field portion Fs may have a length corresponding to the movable range of the armature portion Am22.
  • the first armature core H1 and the second armature core H2 are arranged on opposite sides of the field portion Fs in the left-right direction (X1-X2 direction in FIG. 21A).
  • the first armature core H1 is arranged to the left with respect to the left surface of the field portion Fs (the surface facing the X2 direction in FIG. 21A)
  • the second armature core H2 is the right surface of the field portion Fs (FIG. 21A). It is arranged to the right with respect to the surface facing the X1 direction in 21A).
  • the field cores 22N and 22S may be exposed on both the right and left sides. By doing so, the magnetic resistance between the armature cores H1 and H2 and the field portion Fs can be reduced.
  • the first armature core H1 has a plurality of magnetic pole sets G1 (G1u, G1v, G1w) arranged in the front-rear direction.
  • Each of the plurality of magnetic pole sets G1 has a plurality of magnetic poles 33a that are aligned in the front-rear direction and project toward the field portion Fs.
  • the linear electric machine M22 is, for example, a linear motor that operates in a three-phase AC, and the first armature core H1 is provided with a U-phase coil CLu, a V-phase coil CLv, and a W-phase coil CLw. These three coil CLs are provided in each of the three magnetic pole sets G1.
  • the winding directions of the three coils CL may be the same.
  • the second armature core H2 also has a plurality of magnetic pole sets G2 arranged in the front-rear direction.
  • Each of the plurality of magnetic pole sets G2 has a plurality of magnetic poles 34a that are aligned in the front-rear direction and project toward the field portion Fs.
  • the coil CL is provided only on the first armature core H1, but the coil CL may be provided on both the first armature core H1 and the second armature core H2.
  • the armature cores H1 and H2 are formed of a plurality of electromagnetic steel plates laminated in a direction (vertical direction) orthogonal to both the direction in which the armature cores H1 and H2 face each other (left-right direction) and the machine operation direction (front-back direction). Has been done. Unlike this, one or both of the armature cores H1 and H2 may be formed of a soft magnetic dust material.
  • the armature portion Am21 has a plurality of core connecting portions L arranged in the front-rear direction at intervals.
  • the plurality of core connecting portions L are provided in each of the plurality of magnetic pole set pairs P (pairs of the magnetic pole sets G1 and G2 facing each other with the field portion Fs interposed therebetween).
  • the magnetic pole set G1 of the first armature core H1 is located on the field portion Fs side with respect to the yoke portion 33c
  • the magnetic pole set G2 of the second armature core H2 is located on the field portion Fs side with respect to the yoke portion 34c. is doing.
  • Each core connecting portion L magnetically couples the yoke portions 33c and 34c.
  • the position of the core connecting portion L in the front-rear direction and the position of the magnetic pole pair P in the front-rear direction correspond to each other.
  • the yoke portion 33c has a fitting hole 33g located on the side opposite to the field portion Fs with the magnetic pole set G1 interposed therebetween, and the yoke portion 34c sandwiches the magnetic pole assembly G2 with the field portion Fs. It has a fitting hole 34g located on the opposite side to the above.
  • the fitting holes 33g and 34g are opened in a direction intersecting the stacking direction of the steel plates of the armature cores H1 and H2 (that is, toward the side opposite to the field portion Fs).
  • the ends of the core connecting portions L are fitted into the fitting holes 33g and 34g, and the yoke portions 33c and 34c are magnetically coupled. As shown in FIG.
  • each core connecting portion L has a stretched portion L3 extending in the left-right direction and fitting portions L1 and L2 extending downward from both ends of the stretched portion L3.
  • the fitting portions L1 and L2 are fitted into the fitting holes 33g and 34g, respectively. Since the fitting holes 33g and 34g are open, it is possible to prevent an induced current from being generated around each core connecting portion L due to the magnetic flux passing through each core connecting portion L.
  • the core connecting portion L is arranged above the coil CL.
  • the armature portion Am22 may have a core connecting portion L located above the coil CL and a core connecting portion L located below the coil CL for each pole pair P.
  • the linear electric machine M22 also has two types of magnetic circuits like the rotary electric machine (for example, the rotary electric machine M1) described so far. That is, in the first magnetic circuit, the two magnetic pole sets G1 separated in the front-rear direction, the two magnetic pole sets G2 separated in the front-rear direction, and the field core 22N facing the magnetic pole set G1 and the magnetic pole set G2. 22S and the magnet Mg between the field cores 22N and 22S.
  • the second magnetic circuit comprises a core connecting portion L, a magnetic pole set G1 and G2 facing each other in the left-right direction and magnetically coupled via the core connecting portion L, and a magnetic pole set G1 and a magnetic pole set G2.
  • the field cores 22N / 22S facing each other and the magnet Mg between the field cores 22N / 22S are included.
  • the width of the core connecting portion L in the front-rear direction is smaller than the width of the magnetic pole sets G1 and G2 in the front-rear direction.
  • one or a plurality of magnetic poles 33a located at the front end of the plurality of magnetic poles 33a constituting each magnetic pole set G1 is located in front of the front end of the core connecting portion L, and one located at the rear end of the plurality of magnetic poles 33a.
  • the plurality of magnetic poles 33a are located behind the rear end of the core connecting portion L.
  • one or a plurality of magnetic poles 34a located at the front end of the plurality of magnetic poles 34a constituting each magnetic pole set G2 are located in front of the front end of the core connecting portion L, and are located at the rear end of the plurality of magnetic poles 34a. It is preferable that one or a plurality of magnetic poles 34a are located behind the rear end of the core connecting portion L.
  • the armature cores H1 and H2 of the linear electric machine M22 are laminated steel plates as described above.
  • the steel plate located at the end in the laminated direction may have protrusions extending upward or downward at each of the magnetic poles 33a and 34a.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of such a magnetic pole 33a.
  • the steel plate located at the end of the magnetic pole 33a has a protruding portion 33n extending in the stacking direction.
  • the protrusion 33n may be formed by bending a steel plate.
  • Such protrusions 33n include one or a plurality of steel plates located at one end (for example, the upper end) in the stacking direction (vertical direction) and one or a plurality of steel plates located at the other end (for example, the lower end) in the stacking direction. It may be formed on both of the steel plates of the above, or may be formed on only one of them. In another example, the protrusion 33n does not necessarily have to be formed by bending the steel plate.
  • the end portion of the magnetic pole 33a in the stacking direction may be formed of a soft magnetic dust material having a protruding portion 33n instead of an electromagnetic steel plate.
  • the structure shown in FIG. 22 may be applied to the second armature core H2.
  • the armature cores H1 and H2 may have a yoke portion core formed of an electromagnetic steel plate and a magnetic pole core formed of an electromagnetic steel plate and fitted into a fitting hole formed in the yoke portion core.
  • FIG. 23 is a diagram showing a linear electric machine M23 having such armature cores H1 and H2.
  • the differences from the linear electric machine M22 shown in FIGS. 21A and 21B will be described.
  • the structures of other electric machines described so far are applied. It's okay.
  • the second armature core H2 since the second armature core H2 is shown, a part of the first armature core H1 and a part of the field portion Fs are omitted.
  • the first armature core H1 has a yoke portion core 33G which is a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in the left-right direction (X1-X2 direction). Further, the first armature core H1 has a plurality of magnetic pole cores 33J arranged in the front-rear direction (Y1-Y2 direction). Each magnetic pole core 33J is a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in the vertical direction (Z1-Z2 direction). The steel plate of the yoke partial core 33G and the steel plate of the magnetic pole core 33J are orthogonal to each other. A plurality of fitting holes arranged in the front-rear direction are formed in the yoke portion core 33G.
  • the magnetic pole core 33J is fitted into each of the plurality of fitting holes and is magnetically coupled to the yoke portion core 33G.
  • the portion of the magnetic pole core 33J protruding from the surface of the yoke portion core 33G toward the field portion Fs is the magnetic pole 33a.
  • the plurality of magnetic poles 33a (five magnetic poles 33a) form a magnetic pole set G1, and a coil CL is provided in each magnetic pole set G1.
  • the second armature core H2 has a yoke portion core 34G which is a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in the left-right direction. Further, the second armature core H2 has a plurality of magnetic pole cores 34J arranged in the front-rear direction. Each magnetic pole core 34J is a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in the vertical direction. That is, the steel plate of the yoke portion core 34G and the steel plate of the magnetic pole core 34J are orthogonal to each other. A plurality of fitting holes arranged in the front-rear direction are formed in the yoke portion core 34G.
  • the magnetic pole core 34J is fitted into each of the plurality of fitting holes and is magnetically coupled to the yoke portion core 34G.
  • the portion of the magnetic pole core 34J protruding from the surface of the yoke portion core 34G toward the field portion Fs is the magnetic pole 34a.
  • the magnetic pole set G2 is composed of six magnetic poles 34a.
  • the steel plates of the magnetic pole cores 33J and 34J are laminated in a direction intersecting both the front-rear direction (machine operation direction) and the left-right direction (opposite direction of the armature cores H1 and H2), specifically, in the vertical direction.
  • machine operation direction front-rear direction
  • left-right direction opposite direction of the armature cores H1 and H2
  • the vertical direction Unlike the example of the linear electric machine M23, when the steel plates of the magnetic pole cores are laminated in the machine operating direction, an induced current is likely to be generated in the steel plate located at the end in the machine operating direction.
  • the steel plates of the magnetic pole cores 33J and 34a are laminated in the vertical direction, it is possible to suppress the generation of such an induced current.
  • the yoke portion cores 33G and 34G are formed with slits S7 and S8 extending from the fitting holes into which the magnetic pole cores 33J and 34J are fitted.
  • a slit S7 is formed between fitting holes into which two adjacent magnetic pole cores 33J are fitted.
  • a slit S8 is formed between the fitting holes into which the two adjacent magnetic pole cores 34J are fitted.
  • the slits S7 and S8 can prevent an induced current from being generated in the yoke portion cores 33G and 34G due to the magnetic flux flowing through the magnetic pole cores 33J and 34J.
  • the slits S7 and S8 may extend from the fitting hole toward the edges of the yoke portion cores 33G and 34G.
  • the armature portion Am23 has a plurality of core connecting portions L arranged in the front-rear direction at intervals.
  • the plurality of core connecting portions L are provided in each of the plurality of magnetic pole set pairs P (pairs of the magnetic pole sets G1 and G2 facing each other with the field portion Fs interposed therebetween).
  • the position of the core connecting portion L in the front-rear direction and the position of the magnetic pole pair P in the front-rear direction correspond to each other.
  • the magnetic pole sets G1 and G2 (the portion of the magnetic pole cores 33J and 34J protruding from the yoke portion cores 33G and 34G) are located on the field portion Fs side with respect to the yoke portion cores 33G and 34G.
  • the core connecting portion L is magnetically coupled to the yoke portion cores 33G and 34G. Specifically, fitting holes 33g / 34g penetrating the yoke portion cores 33G / 34G are formed on the upper surface of the yoke portion cores 33G / 34G. The core connecting portion L is fitted and held in the fitting holes 33g and 34g.
  • the core connecting portion L is a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in the front-rear direction. According to this arrangement / lamination of the steel plates, it is possible to suppress the generation of an induced current in the core connecting portion L.
  • the fitting holes 33g / 34g are opened in a direction intersecting the laminating direction of the steel plates constituting the yoke portion cores 33G / 34G. Specifically, the fitting holes 33g and 34g are opened upward. Therefore, it is possible to prevent an induced current from being generated around each core connecting portion L.
  • the core connecting portion L is located above the coil CL and the field portion Fs.
  • the armature portion Am23 may have a core connecting portion L located above the coil CL and the field portion Fs, and a core connecting portion L located below the coil CL and the field portion Fs.
  • each core connecting portion L has a first partial core L5 and a second partial core L6 arranged in the left-right direction (opposite directions of the armature cores H1 and H2). good.
  • the first partial core L5 is fitted in the fitting hole 33g of the first armature core H1
  • the second partial core L6 is fitted in the fitting hole 34g of the second armature core H2. According to this structure, the assembly work of the linear electric machine M23 can be simplified.
  • the linear electric machine M23 also has two types of magnetic circuits as in the rotary electric machine (for example, the rotary electric machine M1) described so far. That is, in the first magnetic circuit, the two magnetic pole sets G1 separated in the front-rear direction, the two magnetic pole sets G2 separated in the front-rear direction, and the field core 22N facing the magnetic pole set G1 and the magnetic pole set G2. 22S and the magnet Mg between the field cores 22N and 22S.
  • the second magnetic circuit comprises a core connecting portion L, a magnetic pole set G1 and G2 facing each other in the left-right direction and magnetically coupled via the core connecting portion L, and a magnetic pole set G1 and a magnetic pole set G2.
  • the field cores 22N / 22S facing each other and the magnet Mg between the field cores 22N / 22S are included.
  • the armature cores H1 and H2 may be formed of a soft magnetic powder material.
  • 24A and 24B are perspective views showing a linear electric machine M24 as an example of such an electric machine. In this figure, a part of the field portion Fs and a part of the first armature core H1 are omitted. In the following, the differences from the linear electric machine described so far will be mainly described. Matters not described with respect to the linear electric machine M24 shown in FIGS. 24A and 24B (for example, the distance (electric angle) between the magnetic pole sets and P and the structure of the field portion Fs) are the structures of other electric machines described so far. May be applied.
  • the armature portion Am24 has a first armature core H1 and a second armature core H2 facing each other in the left-right direction (X1-X2 direction, a direction intersecting the machine operating direction).
  • the first armature core H1 has a plurality of magnetic pole sets G1 arranged in the front-rear direction (machine operation direction).
  • the magnetic pole set G1 has a plurality of magnetic poles 33a.
  • the first armature core H1 has a common base portion 33b protruding from the inner surface of the yoke portion 33c (the surface facing the second armature core H2) toward the field portion Fs.
  • the magnetic pole 33a protrudes from the common base portion 33b toward the field portion Fs.
  • a plurality of magnetic poles 33a are arranged in the front-rear direction on the common base 33b.
  • a plurality of recesses 34b arranged in the front-rear direction are formed on the surface of the second armature core H2 facing the field portion Fs.
  • the portion (convex portion) between the two adjacent concave portions 34b is the magnetic pole 34a. According to the structure in which the portion between the two adjacent recesses 34b functions as the magnetic pole 34a, the strength of the magnetic pole 34a can be increased.
  • the first armature core H1 and the second armature core H2 are formed of a soft magnetic dust material.
  • the armature portion Am24 has a plurality of core connecting portions L arranged in the front-rear direction. As shown in FIG. 24B, the core connecting portion L is integrally formed with the second armature core H2. That is, a mold having a space corresponding to the overall shape of the core connecting portion L and the second armature core is prepared, and a soft magnetic dust powder material is put in the space in the mold to fill the second armature core. H2 and the core connecting portion L are formed. Therefore, the second armature core H2 does not have a structure (specifically, a fitting hole) in which the core connecting portion L is fitted at a position corresponding to the core connecting portion L.
  • the core connecting portion L extends from the upper portion of the yoke portion 34c toward the upper portion of the yoke portion 33c of the first armature core H1 and is connected to the upper portion of the yoke portion 33c of the first armature core H1. ing.
  • a fitting hole 33f is formed on the upper edge of the yoke portion 33c, and the end portion of the core connecting portion L is fitted in the fitting hole 33f.
  • the fitting hole 33f is a recess that opens upward. The structure of the fitting hole 33f may be changed as appropriate.
  • the core connecting portion L may be integrally formed with the first armature core H1.
  • the core connecting portion L is divided into two partial cores, one partial core is integrally formed with the first armature core H1 and the other partial core is integrally with the second armature core H2. May be formed.
  • [Axial gap type] 25A to 25C show an axial gap type rotary electric machine M25 as an example of an electric machine in which the first armature core H1 and the second armature core H2 are arranged on opposite sides of the field portion Fs.
  • Shows. 25A is a perspective view of the rotary electric machine M25
  • FIG. 25B is an exploded perspective view of the rotary electric machine M25
  • FIG. 25C is a bottom view of the rotary electric machine M25, showing the bottom surface of the first armature core H1.
  • FIG. 18A may be applied to matters not described for the rotary electric machine M25 shown in these figures.
  • both the first armature core H1 and the second armature core H2 of the rotary electric machine M25 are disk-shaped and face each other in the axial direction.
  • a disk-shaped field portion Fs is arranged between the two armature cores H1 and H2. It is desirable that the field cores 22N and 22S of the field portions Fs are exposed on both the upper side and the lower side thereof. As a result, the magnetic resistance between the field portions Fs and the armature cores H1 and H2 can be reduced.
  • the first armature core H1 has a yoke portion core 33H and a plurality of magnetic pole cores 33J arranged in the rotation direction.
  • the yoke portion core 33H is a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in the axial direction.
  • Each magnetic pole core 33J is a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in the radial direction. Therefore, the steel plate of the yoke portion core 33H and the steel plate of the magnetic pole core 33J are orthogonal to each other.
  • a plurality of fitting holes 33j arranged in the rotation direction are formed in the yoke portion core 33H.
  • the magnetic pole core 33J is fitted into each of the plurality of fitting holes 33j and is magnetically coupled to the yoke portion core 33H.
  • the portion of the magnetic pole core 33J protruding from the surface of the yoke portion core 33H toward the field portion Fs is the magnetic pole 33a.
  • the second armature core H2 has a yoke portion core 34H and a plurality of magnetic pole cores 34J arranged in the rotation direction, similarly to the first armature core H1.
  • the yoke portion core 34H is a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in the axial direction.
  • Each magnetic pole core 34J is a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in the radial direction. That is, the steel plate of the yoke portion core 34H and the steel plate of the magnetic pole core 34J are orthogonal to each other.
  • a plurality of fitting holes 34j arranged in the rotation direction are formed in the yoke portion core 34H.
  • the magnetic pole core 34J is fitted into each of the plurality of fitting holes 34j and is magnetically coupled to the yoke portion core 34H.
  • the portion of the magnetic pole core 34J protruding from the surface of the yoke portion core 34H toward the field portion Fs is the magnetic pole 34a.
  • the steel plates are laminated in the radial direction of the rotary electric machine M25.
  • the steel plates of the magnetic pole cores are laminated in the rotation direction, an induced current is likely to be generated in the steel plates located at the ends in the rotation direction.
  • the steel plates of the magnetic pole cores 33J and 34J are laminated in the radial direction, it is possible to suppress the generation of such an induced current.
  • slits S7 and S8 intersecting the closed curve surrounding the fitting holes 33j and 34j into which the magnetic pole cores 33J and 34J are fitted are formed in the yoke partial cores 33H and 34H. ..
  • a slit S7 (see FIG. 25C) is formed between the fitting holes 33j into which two adjacent magnetic pole cores 33J are fitted.
  • a plurality of slits S7 are formed over the entire circumference of the yoke portion core 33H.
  • a slit S8 (see FIG. 25A) is formed between the fitting holes 34j into which two adjacent magnetic pole cores 34J are fitted.
  • a plurality of slits S8 are formed over the entire circumference of the yoke portion core 34H.
  • the slits S7 and S8 can prevent an induced current from being generated in the yoke portion cores 33H and 34H due to the magnetic flux flowing through the magnetic pole cores 33J and 34J.
  • the slits S7 / S8 may extend from the fitting holes 33j / 34j toward the inner edge or the outer edge of the yoke portion cores 33H / 34H and reach this edge.
  • the armature portion Am25 has a plurality of core connecting portions L arranged in the rotational direction at intervals.
  • the plurality of core connecting portions L are provided in each of the plurality of magnetic pole set pairs P (pairs of the magnetic pole sets G1 and G2 facing each other with the field portion Fs interposed therebetween).
  • the position of the core connecting portion L in the rotation direction and the position of the magnetic pole pair P in the rotation direction correspond to each other.
  • the magnetic pole set G1 / G2 (the portion of the magnetic pole cores 33J / 34J protruding from the yoke portion cores 33H / 34H) including the plurality of magnetic poles 33a / 34a is located on the field portion Fs side with respect to the yoke portion cores 33H / 34H. is doing.
  • the core connecting portion L is magnetically coupled to the yoke portion cores 33H and 34H.
  • fitting holes 33h / 34h are formed in the yoke portion cores 33H / 34H so as to penetrate the yoke portion cores 33H / 34H in the laminating direction of the steel plate.
  • the core connecting portion L is fitted and held in the fitting holes 33h and 34h.
  • each core connecting portion L may have a first partial core L5 and a second partial core L6 arranged in the axial direction.
  • the first partial core L5 is fitted in the fitting hole 33h of the first armature core H1
  • the second partial core L6 is fitted in the fitting hole 34h of the second armature core H2.
  • the assembly work of the rotary electric machine M25 can be simplified.
  • the tip surface of the first partial core L5 and the tip surface of the second partial core L6 come into contact with each other.
  • the core connecting portion L is a laminated steel plate including a plurality of steel plates, each of which is arranged along the axial direction and laminated in the rotational direction (machine operation direction). According to this arrangement / lamination of the steel plates, it is possible to suppress the generation of induced current in the steel plates of the core connecting portion L.
  • the core connecting portion L is located on the outer side in the radial direction with respect to the magnetic pole sets G1 and G2 (coil CL). This makes it easy to secure a sufficient width of the core connecting portion L in the rotation direction. Unlike this, the core connecting portion L may be located inside the magnetic pole sets G1 and G2 (coil CL) in the radial direction.
  • Each core connecting portion L may be divided into a plurality of portions also in the rotation direction (machine operation direction).
  • each core connecting portion L has a partial core arranged in the rotation direction. More specifically, as shown in FIG. 25C, the first partial core L5 magnetically coupled to the first armature core H1 has partial cores L5a and L5b that are aligned in the rotational direction. By doing so, the partial core L5a can be tilted with respect to the partial core L5b, and the postures of the partial cores L5a and L5b can be aligned with the magnetic poles 33a (magnetic pole core 33J). The two partial cores L5a and L5b may be fitted into one fitting hole 33h.
  • a gap may be formed in the two partial cores L5a and L5b.
  • the second partial core L6 magnetically coupled to the second armature core H2 has partial cores L6a and L6b (see FIG. 25B) that are aligned in the rotational direction. Thereby, the postures of the partial cores L6a and L6b can be aligned with the magnetic poles 34a (magnetic pole cores 34J).
  • the rotary electric machine M25 also has two types of magnetic circuits like the rotary electric machine (for example, the rotary electric machine M1) described so far. That is, in the first magnetic circuit, the two magnetic pole sets G1 separated in the rotation direction, the two magnetic pole sets G2 separated in the rotational direction, and the field core 22N facing the magnetic pole sets G1 and the magnetic pole set G2. 22S and the magnet Mg between the field cores 22N and 22S.
  • the second magnetic circuit comprises a core connecting portion L, a magnetic pole set G1 and G2 facing in the axial direction and magnetically coupled via the core connecting portion L, and a magnetic pole set G1 and a magnetic pole set G2.
  • the field cores 22N / 22S facing each other and the magnet Mg between the field cores 22N / 22S are included.
  • the yoke portion core 33H has a slit S3 extending from the fitting hole 33h of the core connecting portion L in a direction intersecting the stacking direction of the steel plates of the yoke portion core 33H. ..
  • the slit S3 intersects a closed curve surrounding each fitting hole 33h. This makes it possible to prevent an induced current from being formed around each core connecting portion L.
  • the slit S3 extends inward in the radial direction and reaches an opening at a position facing the field portion Fs.
  • a slit S7 (an opening opened toward the field portion Fs) is located at a position facing the field portion Fs, and the slit S3 reaches the slit S7.
  • the slit S3 may reach the fitting hole 33j of the magnetic pole core 33J instead of the slit S7.
  • the yoke portion core 34H extends from the fitting hole 34h of the core connecting portion L (see FIG. 25B) in a direction intersecting the stacking direction of the steel plates of the yoke portion core 34H. It has a slit S4.
  • the slit S4 intersects a closed curve surrounding each fitting hole 34h. This makes it possible to prevent an induced current from being formed around each core connecting portion L.
  • the slit S4 extends radially inward of the fitting hole 34h and reaches an opening at a position facing the field portion Fs.
  • the fitting hole 34j into which the magnetic pole core 34J is fitted is formed at a position facing the field portion Fs and opens toward the field portion Fs.
  • the slit S4 reaches the fitting hole 34j (an opening located at a position facing the field portion Fs).
  • the slit S4 may reach the slit S8 formed between two adjacent fitting holes 34j.
  • the slit S3 of the first armature core H1 passes between the plurality of fitting holes 33h and the plurality of magnetic pole sets G1 and intersects the closed curve surrounding the axis Ax.
  • the slit S3 prevents a closed circuit that goes around the entire first armature core H1 from being formed between the plurality of core connecting portions L and the plurality of magnetic pole sets G1. Therefore, it is possible to prevent an induced current in the rotation direction from being generated in the first armature core H1 due to the magnetic flux ⁇ 7 (see FIG. 3B) formed in the magnetic circuit including the core connecting portion L.
  • the slit S4 of the second armature core H2 also passes between the plurality of fitting holes 34h and the plurality of magnetic pole sets G2 and intersects the closed curve surrounding the axis Ax. Therefore, it is possible to prevent an induced current in the rotation direction from being generated in the second armature core H2 due to the magnetic flux ⁇ 7 (see FIG. 3B).
  • the fitting hole into which the core connecting portion L is fitted may be opened on the outer peripheral surface of the yoke portion cores 33H / 34H.
  • the slits S3 and S4 described above may not be formed in each core connecting portion L.
  • a slit that passes between a plurality of fitting holes into which a plurality of core connecting portions L are fitted and a plurality of magnetic pole sets G1 and G2 and intersects a closed curve surrounding the axis Ax is a yoke. It may be formed at either of the partial cores 33H and 34H.
  • This slit extends from any one of the fitting holes and is connected to the fitting holes 33j / 34j in which the magnetic pole cores 33J / 34J are fitted, as in the case of the slits S5 / S6 shown in FIGS. 9A or 9B, for example. It may be connected to the slits S7 and S8 between the two adjacent fitting holes 33j and 34j.
  • the relative positions of the armature cores H1 and H2 and the field portion Fs are not limited to the examples of the electric machine described so far.
  • one armature core is arranged in the radial direction with respect to the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the field portion, and the other armature core is arranged in the axial direction with respect to the field portion Fs. It's okay.
  • one armature core is arranged laterally with respect to the right side surface or the left side surface (first surface along the machine operating direction) of the field portion Fs, and the upper surface or the lower surface of the field portion Fs is arranged.
  • the other armature core may be arranged above or below (the second surface along the machine operating direction).
  • 26A and 26B are diagrams showing a rotary electric machine M26 as an example of such an electric machine.
  • 26A is a perspective view
  • FIG. 26B is an exploded perspective view.
  • armature cores H1 and H2, field portions Fs, and a part of the coil CL are omitted.
  • FIG. 1A armature cores H1 and H2, field portions Fs, and a part of the coil CL are omitted.
  • FIG. 1A may be applied to matters not described for the rotary electric machine M26 shown in these figures.
  • the armature portion Am26 has one first armature core H1 and two second armature cores H2.
  • the first armature core H1 is located on the outer side in the radial direction with respect to the outer peripheral surface of the field portion Fs. Unlike the rotary electric machine M26, the first armature core H1 may be arranged inside the field portion Fs.
  • the two second armature cores H2 are arranged on opposite sides of each other with the field portion Fs interposed therebetween in the axial direction.
  • one of the second armature cores H2 is located above the upper surface (surface facing the axial direction) of the field portion Fs, and the other second armature core H2 is located on the lower surface of the field portions Fs (in the axial direction). It is located below the facing surface).
  • the two armature cores H2 may have the same structure. By doing so, the manufacturing cost of the rotary electric machine M26 can be suppressed. It is desirable that the field cores 22N and 22S are exposed on the outer peripheral surface of the field portion Fs and the upper and lower surfaces of the field portion Fs.
  • the first armature core H1 is composed of, for example, a plurality of steel plates laminated in the axial direction.
  • the first armature core H1 may be made of a soft magnetic dust material.
  • the second armature core H2 is made of a soft magnetic dust powder material.
  • the second armature core H2 may be a laminated steel plate.
  • the field portion Fs is fixed to the device on which the rotary electric machine M26 is mounted, and the armature portion Am26 rotates about the axis Ax.
  • the armature portion Am26 may be fixed to the device on which the rotary electric machine M26 is mounted, and the field portion Fs may rotate about the axis Ax.
  • the first armature core H1 has a plurality of magnetic pole sets G1 arranged in the rotation direction.
  • the first armature core H1 is provided with, for example, a U-phase coil CLu, a V-phase coil CLv, and a W-phase coil CLw
  • the rotary electric machine M26 is, for example, an electric machine driven by a three-phase AC.
  • Each second armature core H2 has a plurality of magnetic pole sets G2 arranged in the rotation direction on the side facing the field portion Fs.
  • the armature portion Am26 has a plurality of core connecting portions L arranged at intervals in the rotation direction.
  • the magnetic pole set G1 of the first armature core H1 is formed on the field portion Fs side with respect to the yoke portion 33c.
  • the magnetic pole set G2 of the second armature core H2 is formed on the field portion Fs side with respect to the yoke portion 34c.
  • the core connecting portion L magnetically connects the yoke portion 33c and the yoke portion 34c.
  • the plurality of core connecting portions L are provided in each of the plurality of magnetic pole set pairs P (pairs of the magnetic pole sets G1 and G2 located at positions corresponding to each other in the rotation direction).
  • the core connecting portion L is integrally formed with the second armature core H2. That is, a mold having a space corresponding to the overall shape of the core connecting portion L and the second armature core H2 is prepared, a soft magnetic dust powder material is put in the space in the mold, and the second armature is used. The core H2 and the core connecting portion L are formed.
  • the core connecting portion L is formed in each of the two second armature cores H2.
  • the core connecting portion L has a stretched portion L7 extending in the radial direction from the yoke portion 34c of the second armature core H2.
  • the stretched portion L7 extends radially beyond the position of the coil CL.
  • the core connecting portion L has a fitting portion L8 extending in the axial direction from the end portion of the stretched portion L7.
  • the yoke portion 33c of the first armature core H1 has a fitting hole 33h penetrating the yoke portion 33c in the axial direction.
  • the fitting portion L8 is fitted into the fitting hole 33h, and the yoke portion 33c and the yoke portion 34c are magnetically coupled via the core connecting portion L.
  • the fitting portion L8 of the core connecting portion L of the upper armature core H2 and the fitting portion L8 of the core connecting portion L of the lower armature core H2 are fitted in a common fitting hole 33h.
  • the first armature core H1 is formed with a slit S3 extending from the fitting hole 33h in a direction intersecting the stacking direction of the steel plates of the first armature core H1. Specifically, the slit S3 extends toward the field portion Fs. This makes it possible to prevent an induced current from being generated around each core connecting portion L due to the magnetic flux formed in the core connecting portion L.
  • the shape of the core connecting portion L is not limited to the example of the armature portion Am26.
  • the core connecting portion L extends in the radial direction. It does not have to have the stretched portion L7.
  • the second armature core may include a laminated steel plate including a plurality of steel plates laminated in the axial direction.
  • the yoke portion 34c may have a portion located axially with respect to the magnetic pole set G1 and the coil CL, and a hole may be formed in this portion of the yoke portion 34c so as to penetrate the yoke portion 34c in the axial direction. Then, the core connecting portion L may be fitted into this hole of the yoke portion 34c and the fitting hole 33h of the first armature core H1.
  • the rotary electric machine M26 also has two types of magnetic circuits like the rotary electric machine (for example, the rotary electric machine M1) described so far. That is, in the first magnetic circuit, the two magnetic pole sets G1 separated in the rotation direction, the two magnetic pole sets G2 separated in the rotational direction, and the field core 22N facing the magnetic pole sets G1 and the magnetic pole set G2. 22S and the magnet Mg between the field cores 22N and 22S.
  • the second magnetic circuit includes the core connecting portion L, the magnetic pole sets G1 and G2 whose angular positions in the rotational direction correspond to each other and are magnetically coupled via the core connecting portion L, and the magnetic pole set.
  • It includes a field core 22N / 22S facing G1 and a magnetic pole set G2, and a magnet Mg between the field cores 22N / 22S.
  • the magnetic flux passing through the two types of magnetic circuits passes through the inside of the coil CL provided in the magnetic pole set G1.
  • the arrangement of the armature cores H1 and H2 is not limited to the electric machines described so far.
  • the direction in which the first armature core H1 is located with respect to the field portion Fs is set as the first direction
  • the direction in which the second armature core H2 is located with respect to the field portion Fs is set as the second direction.
  • the angle between the first direction and the second direction may be, for example, 120 degrees instead of 90 degrees or 180 degrees.
  • the cross section of the field portion Fs may be triangular.
  • the cross section of the field portion Fs may be circular.
  • the end faces of the magnetic poles 33a and 34a of the armature cores H1 and H2 may be curved in accordance with the outer peripheral surface of the field portion Fs.
  • FIGS. 25A to 25C show an axial gap type rotary electric machine M27 as an example of such an electric machine.
  • 27A is a perspective view
  • FIG. 27B is an exploded perspective view.
  • FIGS. 25A to 25C may be applied to matters not described for the rotary electric machine M27 shown in these figures.
  • the first armature core H1 has a plurality of magnetic pole sets G1 arranged in the rotation direction.
  • the magnetic pole set G1 has a magnetic pole 33a protruding in the axial direction toward the second armature core H2.
  • the first armature core H1 has a disk-shaped yoke portion 33c.
  • a magnetic pole 33a is formed on the upper surface of the yoke portion 33c (the surface facing the second armature core H2).
  • the radial width of the yoke portion 33c is uniform over the entire circumference of the armature core H1.
  • the first armature core H1 is formed of, for example, a soft magnetic dust material.
  • the coil CL provided in each magnetic pole set G1 has a first coil CL1 wound around all the magnetic poles 33a constituting the magnetic pole set G1 and a second coil CL wound only around a part of the magnetic poles 33a. It may have a coil CL2. By doing so, the gap between the magnetic poles 33a can be effectively used.
  • the winding directions of these two coils CL1 and CL2 are the same, and they are connected in series.
  • each magnetic pole set G2 is composed of a plurality of magnetic poles 34a (for example, seven magnetic poles 34a).
  • the second armature core H2 is formed of, for example, a soft magnetic dust material.
  • the electric angle between the adjacent magnetic pole sets and P is expressed as 360 ⁇ (n + m / s), and is, for example, 2,280 degrees in the rotary electric machine M25 (this rotary electric machine).
  • the mechanical angle between the adjacent magnetic pole sets and P is expressed as (360 / p) ⁇ (n + m / s) ”, and substantially coincides with“ 360 / s / c ”.
  • the first armature core H1 has a core connecting portion L11 extending from the outer peripheral edge of the yoke portion 33c toward the second armature core H2.
  • the core connecting portion L11 is an annular shape formed over the entire circumference of the first armature core H1.
  • the second armature core H2 has a core connecting portion L12 extending from the outer peripheral edge of the yoke portion 34c toward the first armature core H1.
  • the core connecting portion L12 is an annular shape formed over the entire circumference of the second armature core H2.
  • the end face of the core connecting portion L11 of the first armature core H1 in the axial direction (upper surface of the core connecting portion L11 in FIG. 27A) and the end face of the core connecting portion L12 of the second armature core H2 in the axial direction (FIG. 27A).
  • the lower surface of the core connecting portion L12) may be in contact with each other. By doing so, the magnetic resistance of the magnetic path formed via the core connecting portions L11 and L12 can be reduced.
  • the core connection structure is not limited to the examples shown in FIGS. 27A and 27B.
  • an annular core connecting portion may be formed only on one of the armature cores H1 and H2.
  • the axial end face of the core connecting portion may be in contact with the outer peripheral portion of the yoke portion of the other armature core.
  • the core connecting portions L11 and L12 may be formed on the inner peripheral edge of the yoke portions 33c and 34c instead of the outer peripheral edge of the yoke portions 33c and 34c.
  • the core connecting portions L11 and L12 do not have to be formed over the entire circumference. For example, a part thereof may be cut out and used as an outlet of an electric wire connecting an external drive circuit for supplying electric power to the rotary electric machine M27 and the coil CL.
  • the rotary electric machine M27 which is one core connecting portion L11 / L12 in which the core connecting structure extends in the machine operation direction (rotational direction in the rotary electric machine M27) as described above
  • the rotary electric machine for example, the rotary electric machine M1 described above is also used.
  • Two magnetic circuits are formed in which two types of magnetic fluxes are formed. That is, in the first magnetic circuit, the two magnetic pole sets G1 separated in the rotation direction, the two magnetic pole sets G2 separated in the rotational direction, and the field core 22N facing the magnetic pole sets G1 and the magnetic pole set G2. 22S and the magnet Mg between the field cores 22N and 22S.
  • the core connecting portions L11 and L12 and the magnetic pole sets G1 and G2 whose angular positions in the rotational direction correspond to each other and are magnetically coupled via the core connecting portions L11 and L12. And the field cores 22N / 22S facing the magnetic pole set G1 and the magnetic pole set G2, and the magnet Mg between the field cores 22N / 22S.
  • the armature cores H1 and H2 are formed of a soft magnetic dust powder material as described above. Since such armature cores H1 and H2 have high electrical resistivity, the induced current can be suppressed regardless of the direction of the magnetic flux passing through the armature cores H1 and H2. Therefore, unlike the electric machines described so far, the armature cores H1 and H2 do not have to be formed with slits for preventing the generation of induced currents.
  • the core connecting portions L11 and L12 described with reference to FIGS. 27A and 27B are not only the axial gap type rotary electric machine, but also, for example, the linear electric machine shown in FIG. 24A, the rotary electric machine shown in FIG. 26A, and the radial one. It may be applied in a gap type rotary electric machine.
  • the core connecting portions L11 and L12 are applied to the linear electric machine M24, the length of the core connecting portions L11 and L12 in the front-rear direction is the total length of the plurality of magnetic pole sets G1 and G2 of the armature cores H1 and H2. May correspond to.
  • a plurality of coil CLs may be provided in each magnetic pole set G1 as in the example of FIG. 27A. That is, in any electric machine, the armature portion is arranged inside the first coil and the first coil, which surrounds the entire plurality of magnetic poles 33a constituting each magnetic pole set G1, and surrounds only a part of the magnetic poles 33a.
  • a second coil may be provided for each magnetic pole set G1. In this case, it is preferable that the center of the first coil in the machine operating direction and the center of the second coil in the machine operating direction coincide with each other.
  • the number of phases of the coil CL was an odd number (for example, 3 phases), and the winding direction of the coil of each phase was the same.
  • This coil arrangement may be applied to any of a radial gap type rotary electric machine, an axial gap type rotary electric machine, a linear electric machine, and a rotary electric machine described with reference to FIG. 26A.
  • the coil arrangement shown in FIGS. 14A and 14B may also be applied to any of the radial gap type rotary electric machine, the axial gap type rotary electric machine, the linear electric machine, and the rotary electric machine described with reference to FIG. 26A. That is, even in electric machines other than those in FIGS. 14A and 14B, the number of phases of the coil CL is an odd number (for example, 3 phases), and two coils (for example, U + phase coil CLu) having opposite winding directions for each phase. +, U-phase coil CLu-) may be provided.
  • the coil arrangement shown in FIGS. 15A and 15B may be applied to any of the radial gap type rotary electric machine, the axial gap type rotary electric machine, the linear electric machine, and the rotary electric machine described with reference to FIG. 26A. That is, even in electric machines other than those in FIGS. 15A and 15B, the number of phases of the coil CL is an even number (for example, two phases), and two coils (for example, A + phase coil CLa) having opposite winding directions for each phase. +, A-phase coil CLa-) may be provided.
  • the magnetic poles 33a and 34a intersect the main body of the magnetic pole in the machine operating direction and along the surface of the field portion Fs, as shown in FIGS. 13A and 22. It may have a protrusion 33n extending in the direction.
  • the armature core having the magnetic pole on which the protrusion 33n is formed is a laminated steel plate, the tip of the steel plate located at the end in the stacking direction may be bent to form the armature core.
  • the protrusion 33n may be formed integrally with the main body of the magnetic pole.
  • the armature core may have a portion that is a laminated steel plate and a portion that is arranged at the end in the lamination direction and is formed of a soft magnetic dust material.
  • the protruding portion 33n may be integrally formed with a portion formed of a soft magnetic dust material.
  • the steel plates of the core connecting portion L may be laminated in the machine operation direction. By doing so, it is possible to suppress the generation of an induced current in the steel sheet due to the magnetic flux ⁇ 7 passing through the core connecting portion L.
  • the armature portion having an armature core formed of a laminated steel plate may be hardened with a non-magnetic and insulating material.
  • the armature portion may be molded with resin. In this case, it is preferable that the tip surfaces of the magnetic poles 33a and 34a are exposed from the resin.
  • the coil CL is provided only in the first armature core H1.
  • the coil CL may be provided with the coil CL on both the first armature core H1 and the second armature core H2.
  • an armature portion in which an armature core is composed of a plurality of partial cores 33A and 33D combined with each other has been described.
  • This structure may be applied not only to a radial gap type rotary electric machine but also to other electric machines such as a linear electric machine.
  • the armature core may have partial cores 33A and 33D combined in the radial direction or may have partial cores combined in the machine operating direction, as illustrated in FIGS. 13A and 13B. ..
  • the linear electric machine may have two field portions separated in the left-right direction (opposite directions of a plurality of armature cores).
  • the armature section may have three armature cores. Then, one armature core may be arranged between the two field portions, and the two armature cores may be arranged on the left and right of the two field portions.
  • the armature core disposed between the two field portions may have a set of magnetic poles on its right and left sides.
  • the armature core arranged between the two field portions may have a yoke portion that allows the flow of magnetic flux in the front-rear direction (machine operating direction), or may have a yoke portion in the left-right direction (armature core). May allow the flow of magnetic flux only in the direction in which they face each other).
  • the rotary electric machines M1 and M21 have armature portions Am1 and Am21 and field portions Fs that are movable relative to the armature portions Am1 and Am21. ..
  • the field portions Fs are two adjacent field cores 22N and 22S, which are arranged in the rotation direction (machine operation direction), which is the direction of relative movement between the armature portions Am1 and Am21 and the field portions Fs. It includes a plurality of magnets Mg, each of which is arranged between the field cores 22N and 22S.
  • the armature portions Am1 and Am21 are separated from each other in a direction intersecting the rotation direction (axial direction in armature portion Am1 and radial direction in armature portion Am21), the first armature core H1 and the second armature core H2.
  • a core connection structure in which the first armature core H1 and the second armature core H2 are magnetically coupled, and a plurality of coils CL are included.
  • the first armature core H1 has a magnetic pole set G1u and a magnetic pole set G1v that are aligned in the rotation direction and are magnetically coupled.
  • the second armature core H2 has a magnetic pole set G2u and a magnetic pole set G2v that are aligned in the rotation direction and are magnetically coupled.
  • the position of the magnetic pole set G1u in the rotation direction corresponds to the position of the magnetic pole set G2u in the rotation direction.
  • the position of the magnetic pole set G1v in the rotation direction corresponds to the position of the magnetic pole set G2v in the rotation direction.
  • the plurality of coils CL include a U-phase coil CLu provided in the magnetic pole set G1u. As shown in FIGS. 3B and 18C, the first magnetic flux ⁇ 1 passing through the U-phase coil CLu and the second magnetic flux ⁇ 7 passing through the U-phase coil CLu are formed by one or more of the plurality of magnets Mg. ..
  • the first magnetic circuit through which the first magnetic flux ⁇ 1 flows includes a magnetic pole group G1u, a magnetic pole group G1v, a magnetic pole group G2u, a magnetic pole group G2v, a field core 22N / 22S, and a magnet Mg.
  • the second magnetic circuit through which the second magnetic flux ⁇ 7 flows includes a magnetic pole set G1u, a core connection structure, a magnetic pole set G2u, a field core 22N / 22S, and a magnet Mg. According to the rotary electric machines M1 and M21, it is possible to prevent the magnetic circuit from being magnetically saturated. As a result, the current supplied to the coil CL can be increased, and a large amount of power can be obtained from the rotary electric machines M1 and M21.
  • the other electric machines proposed in the present disclosure also have the above-mentioned first magnetic circuit and the second magnetic circuit, and have the same effect.
  • the field portion Fs has an inner peripheral surface along the rotation direction.
  • the first armature core H1 and the second armature core H2 are located inside in the radial direction with respect to the inner peripheral surface of the field portion Fs.
  • the core connecting structure includes a plurality of core connecting portions L arranged in the rotation direction.
  • the plurality of core connecting portions L include a magnetic pole set G1u, a magnetic pole set G2u, and a core connecting portion L located inside the U-phase coil provided in the magnetic pole set G1u in the radial direction. ..
  • the rotary electric machine or linear electric machine exemplified in FIGS. 10 to 17 also has armature cores H1 and H2 located in the same direction with respect to the field portion Fs.
  • the field portion Fs has an inner peripheral surface and an outer peripheral surface as surfaces along the rotation direction.
  • the first armature core H1 is located on the outer side in the radial direction with respect to the outer peripheral surface of the field portion Fs
  • the second armature core H2 is located on the inner side in the radial direction with respect to the inner peripheral surface of the field portion Fs. positioned.
  • the rotary electric machine or the linear electric machine illustrated in FIGS. 21A to 27B also has armature cores H1 and H2 located in different directions with respect to the field portion Fs. According to this structure, the degree of freedom in the arrangement of the armature cores H1 and H2 can be increased.
  • each of the plurality of fitting holes 33h and 34h into which the plurality of core connecting portions L are fitted is fitted in a direction intersecting the stacking direction of the steel plate Sp1.
  • Slits S3 and S4 extending from 33h and 34h are formed.
  • the fitting holes 33g and 34g of the armature cores H1 and H2 are opened in a direction intersecting the stacking direction of the steel plate Sp1 (inside in the radial direction). .. According to this, it is possible to suppress the generation of an induced current around each core connecting portion L.
  • the slits S3 and S4 extending from the respective fitting holes 33h and 34h are the plurality of fitting holes 33h and 34h arranged in the rotation direction (machine operation direction). It passes between a plurality of magnetic pole sets G1 and G2 arranged in the rotation direction (machine operation direction) and intersects with a closed curve surrounding the axis Ax. Further, in the armature portion Am2 exemplified in FIG. 7, the slits S5 and S6 pass between the plurality of fitting holes 33g and 34g and the magnetic pole sets G1 and G2 arranged in the rotation direction (machine operation direction). It also intersects the closed curve surrounding the axis Ax. According to the slits S3, S4, S5, and S6, it is possible to suppress the generation of the induced current C2 (see FIG. 8) in the rotation direction in the armature cores H1 and H2.
  • the armature cores H1 and H2 extend from the fitting holes 33h and 34h in the directions intersecting the stacking direction of the steel plates for each of the plurality of fitting holes 33h and 34h. It has slits S3 and S4.
  • the fitting holes 33g and 34g formed in the armature cores H1 and H2 are opened in a direction intersecting the stacking direction of the steel plates. According to this, it is possible to suppress the generation of an induced current around each core connecting portion L.
  • the slits S3 and S4 extending from the respective fitting holes 33h and 34h have a plurality of fitting holes 33h and 34h arranged in the rotation direction (machine operation direction) and the rotation direction (machine). It passes between a plurality of magnetic pole sets G1 and G2 arranged in the operating direction) and intersects with a closed curve surrounding the axis Ax.
  • the slits S5 and S6 have a closed curve that passes between the plurality of fitting holes 33g and 34g and the magnetic pole sets G1 and G2 that are lined up in the rotation direction (machine operation direction) and surrounds the axis Ax. , Cross. According to the slits S3, S4, S5, and S6, it is possible to suppress the generation of an induced current in the rotation direction in the armature cores H1 and H2.
  • the core connecting portion L is integrally formed with one or both of the first armature core H1 and the second armature core H2. According to this, the assembly of the armature part can be simplified.
  • the first armature core H1 has a yoke portion 33c, and the magnetic pole sets G1u and G1v are formed on the field portion Fs side of the yoke portion 33c.
  • the second armature core H2 has a yoke portion 34c, and the magnetic pole sets G2v and G2v are formed on the field portion Fs side of the yoke portion 34c.
  • the plurality of core connecting portions L magnetically connect the yoke portions 33c and 34c, and the core connecting portions L are arranged at positions corresponding to the positions of the magnetic pole set G1u and the positions of the magnetic pole set G2u in the rotational direction. Includes.
  • the magnetic pole sets G1 and G2 have a plurality of magnetic poles 33a and 34a arranged side by side in the machine operating direction. According to this, it is possible to increase the power output by the electric machine.
  • the magnetic poles 33a and 34a have a shape protruding toward the field portion Fs.
  • the magnetic pole 33a has a protruding portion 33n extending from the main body of the magnetic pole 33a in a direction intersecting the machine operating direction. According to this, the magnetic resistance caused by the gap between the field portion Fs and the magnetic pole 33a can be reduced.
  • the number of phases of the rotary electric machine M1 is an odd number of 3 or more, and the armature portion may have two or more coil CLs having the same winding direction for each phase.
  • the magnetic pole pair pair pair Pu and the magnetic pole pair pair Pv are substantially separated by "360 ⁇ (n + m / s)" degrees in terms of electrical angle.
  • s, m, and n represent the following numbers, respectively.
  • n 1 or more integers
  • the number of phases of the rotary electric machine is an odd number of 3 or more
  • the armature portion Am7 is a coil pair composed of two coils having different winding directions (for example, CLu +).
  • CLu- may be included for each phase.
  • the winding direction of the coil of the first magnetic pole group vs. Pu + and the winding direction of the coil of the second magnetic pole group vs. Pv + are the same
  • the winding direction of the coil of the first magnetic pole group vs. Pu + and the coil of the third magnetic pole group vs. Pu + are the same.
  • -Coil constitutes a coil pair.
  • the first magnetic pole pair pair pair Pu + and the second magnetic pole pair pair Pv + are substantially separated by "360 ⁇ (n + m / s)" degrees in terms of electrical angle.
  • the first magnetic pole set pair Pu + and the third magnetic pole set pair Pu- are substantially separated by "360 ⁇ (q + 1/2)" degrees in terms of electrical angle.
  • s, m, n, and q each represent the following numbers. s: Number of phases m: 1 or more, integers less than or equal to s-1 (excluding divisors of s (excluding 1) and multiples of divisors (excluding 1))
  • the number of phases of the rotary electric machine is an even number of 2 or more, and the armature portion Am8 is a coil pair composed of two coils having different winding directions (for example, CLa +). CLa-) may be included for each phase.
  • the winding direction of the coil of the first magnetic pole group vs. Pa + and the winding direction of the coil of the second magnetic pole group vs. Pv + are the same, and the winding direction of the coil of the first magnetic pole group vs. Pa + is the same.
  • the coil of the 3-pole pair pair Pa- constitutes a coil pair.
  • the first magnetic pole pair and the second magnetic pole pair are substantially separated by "360 ⁇ (n + m / s / 2)" in electrical angle, and (ii) the first magnetic pole pair.
  • the pair and the third magnetic pole pair are relatively substantially separated by "360 ⁇ (q + 1/2)" degrees in terms of electrical angle.
  • s, m, n, and q each represent the following numbers.
  • each field core 22N / 22S includes two partial field cores 22f arranged between two adjacent magnets Mg and separated in the mechanical operation direction. But it may be. According to this, the accumulation of dimensional errors between the field cores 22N / 22S and the magnet Mg can be suppressed, and the positional accuracy of the field cores 22N / 22S and the magnet Mg can be improved.
  • M8 rotary electric machine
  • M10 linear electric machine
  • M21 rotary electric machine
  • M22 to M24 linear electric machine
  • M25 to M27 rotary electric machine
  • Mg magnet
  • P magnetic flux pair
  • Sp1 ⁇ Sp2 electrical steel sheet
  • ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2 ⁇ 7 Magnetic flux.

Abstract

電機子部は、第1電機子コア(H1)、第2電機子コア(H2)、及び第1電機子コア(H1)及び第2電機子コア(H2)を磁気的に結合するコア連結部(L)を有する。第1電機子コア(H1)は磁気的に結合している磁極組(G1u・G1v)を有する。第2電機子コア(H2)は磁気的に結合している磁極組(G2u・G2v)を有する。電機子部には、第1磁束(Φ1)と第2磁束(Φ7)とが磁石(Mg)によって形成される。第1磁束(Φ1)が流れる第1磁気回路は、磁極組(G1u)、磁極組(G1v)、磁極組(G2u)、磁極組(G2v)、界磁コア(22N・22S)、及び磁石(Mg)を含む。第2磁束(Φ7)が流れる第2磁気回路は、磁極組(G1u)、コア連結構造、磁極組(G2u)、界磁コア(22N・22S)、及び磁石(Mg)を含む。これによると、電機子部に形成される磁気回路の磁気的な飽和を抑えることができ、また、各電機子コアを機械動作方向で磁気的に分割する必要がなくなるため、電機子コアの強度を増すことができる。

Description

電気機械
 本開示は、電気機械に関する。
 特許文献1、特許文献2、及び特許文献3において、ステータコアは回転方向で並んでいる複数のコア部を有し、複数のコイルが複数のコア部にそれぞれ設けられている。各コア部は、軸方向で対向する2つの板状部分と、2つの板状部分のそれぞれから径方向に突出する複数の磁極とを有している。軸方向で対向している2つの板状部分は磁気的に結合しており、この2つの板状部分と、回転子に設けられている磁石とによって磁気回路が形成される。
 例えば、特許文献1においては、2つの固定子板15が軸方向で対向し、且つそれらはブリッジコア10で磁気的に結合している。各固定子板15に径方向に突出する磁極(クローポール12、13)が形成されている。特許文献2おいても、軸方向で対向する磁極板21・25に回転子に対向する極歯23・27がそれぞれ形成されている。磁極板21・25は軸方向で延びている磁極芯22dによって磁気的に結合している。特許文献3においても、固定鉄心2の上層部2aと下層部2bは軸方向で対向し、上層部2aと下層部2bのそれぞれに突出部2c・2d(磁極)が形成されている。上層部2aと下層部2bは軸方向で延びている固定子圧粉鉄心1によって磁気的に結合している。
特表2003-513599号公報 特開2007-306745号公報 特開2007-185087号公報
 特許文献1、2及び3で開示されている構造においては、軸方向で対向する2つの板部が軸方向で延びている部分で磁気的に結合し、このことによって閉じた磁気回路を形成している。このような磁気回路では、回転電機を小型化すると、一方の板部から他方の板部に流れる磁束が形成される磁路が狭くなり、この磁路が磁気的に飽和し易くなる。磁気的な飽和を避けるために、コイルに供給する電流を低く抑える必要があり、大きなトルクを得るのが難しい。
 本開示で提案する電気機械の一例は、電機子部と、前記電機子部に対して相対移動可能である界磁部とを有している。前記界磁部は、前記電機子部と前記界磁部との相対移動の方向である機械動作方向で並んでいる複数の界磁コアと、隣り合う2つの界磁コアの間にそれぞれが配置されている複数の磁石とを含む。前記電機子部は、前記機械動作方向に対して交差する方向で離れている第1電機子コアと第2電機子コアと、前記第1電機子コアと前記第2電機子コアとを磁気的に結合しているコア連結構造と、複数のコイルとを含む。前記第1電機子コアは、前記機械動作方向で並んでおり且つ磁気的に結合している第1磁極組と第2磁極組とを有している。前記第2電機子コアは、前記機械動作方向で並んでおり且つ磁気的に結合している第3磁極組と第4磁極組とを有している。前記機械動作方向における前記第1磁極組の位置は、前記機械動作方向における前記第3磁極組の位置に対応している。前記機械動作方向における前記第2磁極組の位置は、前記機械動作方向における前記第4磁極組の位置に対応している。前記複数のコイルは、前記第1磁極組と前記第3磁極組のうちの一方に設けられている第1コイルを含んでいる。前記第1コイルを通過する第1磁束と前記第1コイルを通過する第2磁束とが前記複数の磁石のうちの1つ又は複数によって形成される。前記第1磁束が流れる第1磁気回路は、前記第1磁極組、前記第2磁極組、前記第3磁極組、前記第4磁極組、前記界磁コア、及び前記磁石を含む。前記第2磁束が流れる第2磁気回路は、前記第1磁極組、前記コア連結構造、前記第3磁極組、前記界磁コア、及び前記磁石を含む。この電気機械によると、磁気回路が磁気的に飽和することを抑えることができる。その結果、コイルに供給する電流を増すことが可能となり、大きな動力を電気機械から得ることができる。また、各電機子コアを機械動作方向で磁気的に分割する必要がなくなるため、電機子コアの強度を増すことができる。
 (1)前記電気機械の一例において、前記界磁部は、前記機械動作方向に沿っている第1の面を有してよい。前記第1電機子コアと前記第2電機子コアは、前記界磁部の前記第1の面に対して、前記機械動作方向に対して交差している第1の方向に位置してよい。前記コア連結構造は前記機械動作方向で並んでいる複数のコア連結部を含む。前記複数のコア連結部は、前記第1磁極組と、前記第3磁極組と、前記第1コイルとに対して前記第1の方向に位置しているコア連結部を含んでよい。
 (2)前記電気機械の他の例において、前記界磁部は、前記機械動作方向に沿っている第1の面と第2の面とを有してよい。前記第1電機子コアは、前記界磁部の前記第1の面に対して、前記機械動作方向に対して交差する第1の方向に位置してよい。前記第2電機子コアは、前記界磁部の前記第2の面に対して、前記機械動作方向に対して交差する第2の方向に位置してよい。
 (3)(1)の電気機械において、前記第1電機子コアと前記第2電機子コアのうち少なくとも一方の電機子コアは、積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板であり、前記複数のコア連結部が前記鋼板の積層方向においてそれぞれ嵌められる複数の嵌合穴を有してよい。前記少なくとも一方の電機子コアには、前記複数の嵌合穴のそれぞれについて、前記鋼板の前記積層方向に対して交差する方向に前記嵌合穴から延びているスリット又は前記鋼板の前記積層方向に対して交差する方向に開いている開口が形成されてよい。これによると、各コア連結部の周囲に誘導電流が生じることを抑えることができる。
 (4)(1)又は(3)の電気機械において、前記界磁部は前記電機子部に対して軸線を中心にして相対的に回転可能であってよい。前記第1電機子コアと前記第2電機子コアのうち少なくとも一方の電機子コアは、積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板であり、前記複数のコア連結部が前記鋼板の積層方向においてそれぞれ嵌められる複数の嵌合穴を有してよい。前記少なくとも一方の電機子コアには、前記複数の嵌合穴と前記機械動作方向で並んでいる前記複数の磁極組との間を通過し且つ前記軸線を取り囲む閉曲線と、交差するスリットが形成されてよい。これによると、電機子コアに回転方向の誘導電流が発生することを抑えることができる。
 (5)(2)の電気機械において、前記コア連結構造は、前記機械動作方向で並んでいる複数のコア連結部を含んでよい。前記第1電機子コアと前記第2電機子コアのうち少なくとも一方の電機子コアは、積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板であり、前記複数のコア連結部が前記鋼板の積層方向においてそれぞれ嵌められる複数の嵌合穴を有してよい。前記少なくとも一方の電機子コアには、前記複数の嵌合穴のそれぞれについて、前記鋼板の前記積層方向に対して交差する方向に前記嵌合穴から延びているスリット又は前記鋼板の前記積層方向に対して交差する方向に開いている開口が形成されてよい。これによると、各コア連結部の周囲に誘導電流が生じることを抑えることができる。
 (6)(2)又は(5)の電気機械において、前記界磁部は前記電機子部に対して軸線を中心として相対的に回転可能であってよい。前記コア連結構造は、前記機械動作方向で並んでいる複数のコア連結部を含んでよい。前記第1電機子コアと前記第2電機子コアのうち少なくとも一方の電機子コアは、積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板であり、前記複数のコア連結部が前記鋼板の積層方向においてそれぞれ嵌められる複数の嵌合穴を有してよい。前記少なくとも一方の電機子コアには、前記複数の嵌合穴と前記機械動作方向で並んでいる前記複数の磁極組との間を通過し且つ前記軸線を取り囲む閉曲線と、交差するスリットが形成されてよい。これによると、電機子コアに回転方向の誘導電流が発生することを抑えることができる。
 (7)(1)又は(2)の電気機械において、前記コア連結構造は、前記第1電機子コアと前記第2電機子コアのうちの一方と一体的に形成されてよい。これによると、電機子部の組み立てを簡単化できる。
 (8)(2)、(5)、及び(6)のいずれかに記載の電気機械において、前記コア連結構造は前記機械動作方向で並んでいる複数のコア連結部を含んでよい。前記第1電機子コアは第1ヨーク部を有し、前記第1磁極組と前記第2磁極組は前記第1ヨーク部の前記界磁部側に形成されている。前記第2電機子コアは第2ヨーク部を有し、前記第3磁極組と前記第4磁極組は前記第2ヨーク部の前記界磁部側に形成されている。前記複数のコア連結部は、前記第1ヨーク部と前記第2ヨーク部を磁気的に結合し且つ前記機械動作方向での前記第1磁極組の位置と前記第3磁極組の位置とに対応した位置に配置されているコア連結部を含んでよい。
 (9)(1)乃至(8)のいずれかに記載の電気機械において、前記第1磁極組、前記第2磁極組、前記第3磁極組、及び前記第4磁極組のそれぞれは、前記機械動作方向で並んでいる複数の磁極を有している。これによると、電気機械が出力する動力を増すことができる。
 (10)(9)の電気機械において、前記複数の磁極のそれぞれは、前記界磁部に向かって突出する形状を有してよい。
 (11)(9)の電気機械において、前記複数の磁極のそれぞれは、前記界磁部に向かって突出する形状を有している本体と、前記本体から機械動作方向に対して交差する方向で伸びている突出部とを有してよい。これによると、界磁部と磁極との間の隙間に起因する磁気抵抗を下げることができる。
 (12)(1)乃至(11)のいずれかに記載の電気機械において、
前記電気機械の相数は3以上の奇数であり、
前記電機子部は、1つのコイル又は同じ巻回方向を有する2以上のコイルを各相について有し、
前記第1磁極組と前記第3磁極組が第1磁極組対を構成し、
前記第2磁極組と前記第4磁極組が第2磁極組対を構成し、
前記第1磁極組対と前記第2磁極組対のそれぞれに前記コイルが設けられ、
極性が同じであり且つ隣り合う2つの界磁コア間の角度を電気角で360度としたとき、前記第1磁極組対と前記第2磁極組対は電気角で実質的に「360×(n+m/s)」度だけ離れている。ここでs、m、n、はそれぞれ以下の数を表す。
s:相数
m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
n:1以上の整数
 (13)(12)の電気機械において、
前記界磁部と前記電機子部は相対回転可能であり、
(界磁部の極数)/2をp、各相についてのコイルの数をcとしたときに、
「(360/p)×(n+m/s)」は「360/s/c」に実質的に等しい。
 (14)(1)乃至(11)のいずれかに記載の電気機械において、
前記電気機械の相数は3以上の奇数であり、
前記電機子部は、異なる巻回方向を有する2つのコイルで構成されるコイル対を、各相について有し、
前記第1電機子コアは、前記第1磁極組と前記第2磁極組と第5磁極組とを有し、
前記第2電機子コアは、前記第3磁極組と前記第4磁極組と第6磁極組とを有し、
前記第1磁極組と前記第3磁極組が第1磁極組対を構成し、
前記第2磁極組と前記第4磁極組が第2磁極組対を構成し、
前記第5磁極組と前記第6磁極組が第3磁極組対を構成し、
前記第1磁極組対のコイルの巻回方向と前記第2磁極組対のコイルの巻回方向は同じであり、前記第1磁極組対の前記コイルと前記第3磁極組対のコイルは前記コイル対を構成し、
極性が同じであり且つ隣り合う2つの界磁コア間の角度を電気角で360度としたとき、(i)前記第1磁極組対と前記第2磁極組対は電気角で実質的に「360×(n+m/s)」度だけ離れており、(ii)前記第1磁極組対と前記第3磁極組対は電気角で実質的に「360×(q+1/2)」度だけ離れている。ここでs、m、n、qはそれぞれ以下の数を表す。
s:相数
m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
n:1以上の整数
q:1以上の整数
 (15)(14)の電気機械において、
前記界磁部と前記電機子部は相対回転可能であり、
(界磁部の極数)/2をp、各相についてのコイル対の数をcとしたときに、
「(360/p)×(n+m/s)」は「360/s/c」に実質的に等しい。
 (16)(1)乃至(11)のいずれかに記載の電気機械において、
前記電気機械の相数は2以上の偶数であり、
前記電機子部は、異なる巻回方向を有する2つのコイルで構成されるコイル対を、各相について有し、
前記第1電機子コアは、前記第1磁極組と第2磁極組と第5磁極組とを有し、
前記第2電機子コアは、前記第3磁極組と第4磁極組と第6磁極組とを有し、
前記第1磁極組と前記第3磁極組とが第1磁極組対を構成し、
前記第2磁極組と前記第4磁極組とが第2磁極組対を構成し、
前記第5磁極組と前記第6磁極組とが第3磁極組対を構成し、
前記第1磁極組対のコイルの巻回方向と前記第2磁極組対のコイルの巻回方向は同じであり、前記第1磁極組対の前記コイルと前記第3磁極組対のコイルは前記コイル対を構成している。
極性が同じであり且つ隣り合う2つの界磁コア間の角度を電気角で360度としたとき、(i)前記第1磁極組対と前記第12磁極組対は電気角で実質的に「360×(n+m/s/2)」度だけ離れており、(ii)前記第1磁極組対と前記第3磁極組対は電気角で相対的に実質的に「360×(q+1/2)」度だけ離れている。ここでs、m、n、qはそれぞれ以下の数を表す。
s:相数
m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
n:1以上の整数
q:1以上の整数
 (17)(16)の電気機械において、
前記界磁部と前記電機子部は相対回転可能であり、
(界磁部の極数)/2をp、各相についてのコイル対の数をcとしたときに、
「(360/p)×(n+m/s/2)」は「180/s/c」に実質的に等しい。
 (18)(1)乃至(17)のいずれかに記載の電気機械において、前記複数の磁石のそれぞれは前記機械動作方向に磁化されており、前記複数の界磁コアのそれぞれは、隣り合う2つの磁石の間に配置され且つ前記機械動作方向で離れている2つの部分界磁コアを含んでよい。これによると、界磁コアと磁石について寸法誤差の累積が抑えられて、界磁コアと磁石の位置精度が向上できる。
本開示で提案する電気機械の1つである回転電機の第1の例を示す斜視図である。 第1の例による回転電機の分解斜視図である。 第1の例による回転電機の平面図であり、第2電機子コアが示されている。 第1の例による回転電機の平面図であり、第2電機子コアが部分的に破断されて、第1電機子コアが示されている。 第1の例による回転電機の断面図である。 第1の例による回転電機の電機子部が有している磁極の位置を示す展開図である。 界磁部が有している界磁コアと電機子部が有している磁極との位置関係を説明するための図である。 図3Aで示されるA断面、B断面、C断面、D断面、E断面を矢印の方向で見た、磁石の磁束の流れを表す模式図である。 電機子コアにおける誘導電流の発生を防止するための構造を説明するための図である。 電機子コアにおける誘導電流の発生を防止するための構造を説明するための断面図である。 誘導電流の発生を説明するための図であり、電機子コア及びコア連結部の断面が模式的に示されている。コア連結部を含む磁気回路を流れる磁束が示されている。 第2の例による回転電機の斜視図である。 誘導電流の発生を説明するための図である。第1電機子コアの全体を1周する閉回路を示している。 図8で示す誘導電流の発生を防止するスリットを説明するための図であり、図7で示す第1電機子コアの平面を示している。 図8で示す第1電機子コアの変形例を示す図である。 第3の例による回転電機を示す斜視図である。界磁部の外側に電機子部が配置されている。 第4の例による回転電機を示す斜視図である。電機子コアは、軟磁性の圧粉材料で形成されている。 第5の例による回転電機を示す斜視図である。各磁極組対に複数のコア連結部が設けられている。 図12Aで示す回転電機の電機子コアの平面図である。 第6の例による回転電機を示す分解斜視図である。電機子コアは部分電機子コアで構成されている。 図13Aで示す電機子部を構成する第1電機子コアH1の平面図である。 第7の例による回転電機を示す分解斜視図である。電機子部は、各相について、巻回方向が互いに反対である2つのコイルを有している。 図14Aで示す電機子部が有している磁極の位置を示す展開図である。 第8の例による回転電機を示す分解斜視図である。回転電機に供給される交流電流の相数は偶数である。 図15Aで示す電機子部が有している磁極の位置を示す展開図である。 界磁部の例を示す断面図である。 第9の例として、電機子部と界磁部とが直線に沿った方向で相対移動可能なリニア電機の例を示す斜視図である。 第10の例による電気 機械を示す斜視図である。界磁部を挟んで互いに反対側に位置する2つの電機子コアを有するラジアルギャップタイプの回転電機が示されている。 図18Aで示す回転電機の分解斜視図である。 図18Aで示す回転電機に形成される磁束を示す図である。 図18Aで示す回転電機に設けられているコア連結部の取付構造の変形例である。 図18Aで示す回転電機が有する界磁部の例を示す断面図である。その切断面は軸線に対して直交する面である。 第11の例による電気 機械を示す斜視図である。界磁部を挟んで互いに反対側に位置する2つの電機子コアを有するリニア電機が示されている。 図21Aで示すリニア電機の分解斜視図である。 突出部を有する磁極を有する電機子コアの斜視図である。 第12の例による電気機械を示す斜視図である。ヨーク部分コアと磁極コアとを有する電機子コアを有するリニア電機が示されている。 第13の例による電気機械を示す斜視図である。軟磁性の圧粉材料で形成されている電機子コアを有するリニア電機が示されている。 図24Aで示すリニア 電機の分解斜視図である。 第14 の例による電気機械を示す斜視図である。界磁部を挟んで2つの電機子コアが互いに反対側に配置されるアキシャルギャップタイプの回転電機が示されている。 図25Aで示す回転電機の分解斜視図である。 図25Aで示す回転電機の底面図である。 第15 の例による電気機械を示す斜視図である。界磁部に対して異なる2方向に電機子コアが配置される回転電機が示されている。 図26Aで示す回転電機の分解斜視図である。 第16 の例による電気機械を示す斜視図である。2つの電機子コアのヨーク部を磁気的に結合するコア連結構造として、機械動作方向で延びている1つのコア連結部を有するアキシャルギャップタイプの回転電機が示されている。 図27Aで示す回転電機の分解斜視図である。
 以下、本開示で提案する電気機械の実施形態について説明する。本明細書において、電気機械には、例えば、電動モータや発電機として機能する回転電機や、リニア電機などが含まれる。回転電機は、回転電機の径方向で電機子部と界磁部とが向き合うラジアルギャップタイプと、回転電機の軸方向で電機子部と界磁部とが向き合うアキシャルギャップタイプとを含む。
 本明細書において、図1A等で示す回転電機の軸線Ax(回転中心を通る直線)に沿った方向を「軸方向」と称し、軸線Axを中心とする回転電機M1の回転方向を単に「回転方向」と称する。なお、本明細書において「回転方向」及び「軸方向」とは「実質的な回転方向」「実質的な軸方向」のことを意味する。したがって、例えば、後述する磁石の磁化方向が回転方向であるとの説明、及び、界磁コアを構成する鋼板の積層方向が回転方向であるとの説明は、磁化方向及び積層方向が軸線Axを中心とする円の接線の方向を含むことを意味する。また、本明細書において、「機械動作方向」とは、回転電機においては可動部(電機子部又は界磁部)の回転方向を意味し、リニア電機においては可動部(電機子部又は界磁部)の動く方向を意味する。また、回転電機においては、機械動作方向に交差する方向の一つは軸方向であり、別の一つの方向は回転電機の径方向である。また、リニア電機において、機械動作方向を例えば左右方向とすると、機械動作方向に交差する方向の一つは前後方向であり、別の一つの方向は上下方向である。また、リニア電機において、機械動作方向に交差する方向は、機械動作方向に直交し、且つ前後方向と上下方向の双方に対して斜めの方向も含む。
 また、本明細書において「機械角」とは、回転電機において軸線Ax周りの1周を360度としたときに、軸線Ax周りの1周を基準として表される角度である。それに対し、「電気角」とは、回転電機或いはリニア電機において、同じ極性を有し且つ電気機械の機械動作方向(すなわち、界磁部と電機子部の相対移動の方向)で隣り合う2つの界磁コア(例えば、後述する界磁コア22N)の間の角度(言い換えると、距離)を360度としたときに、この2つの界磁コアの間の角度を基準にして表される角度(距離)である。
[基本構成]
 図1A等で例示するラジアルギャップタイプの回転電機M1について説明する。図1Aで示すように、回転電機M1は、相対回転可能な界磁部Fsと電機子部Am1とを有している(図1Aにおいて、界磁部Fsの回転方向の一部は図示されていない)。例えば、界磁部Fsがロータであり、電機子部Am1がステータである。界磁部Fsは、回転電機M1が搭載される装置において回転可能となるように支持され、電機子部Am1は、回転電機M1が搭載される装置が有する構造物に固定される。例えば、回転電機M1が電動車両(二輪車両や四輪車両など)に搭載される場合、界磁部Fsは、回転可能となるように支持され且つ車輪に連結される。一方、電機子部Am1は例えば車体フレームに固定される。なお、電機子部Am1がロータであり、界磁部Fsがステータであってもよい。電機子部Am1がロータである場合、ブラシとスリップリングや、ブラシと整流子などを通して、電機子部Am1が備える後述するコイルCLに電流が供給されるとよい。
[界磁部の概要]
 回転電機M1において、界磁部Fsは電機子部Am1の外側を取り囲むよう配置される。図1Aで示すように、界磁部Fsは、回転方向で並んでいる複数の界磁コア22N・22Sと、それぞれが隣り合う2つの界磁コアの間に配置されている複数の永久磁石Mgとを有している。図3Bでは、磁石Mgの磁化方向が矢印で表されている。矢印が示す方向にある磁石表面がN極であり、N極の表面とは反対側の磁石表面がS極である。この図で示すように、磁石Mgは、回転電機M1の回転方向(機械動作方向)に磁化されている。本明細書において「磁石Mgが回転電機M1の回転方向に磁化されている。」とは、磁化の方向が、磁石Mgの位置における、円(回転電機の軸線Axを中心とする円)の接線の方向を含むことを意味する。隣り合う2つの磁石Mgの磁化方向は反対向きであり、隣り合う2つの磁石Mgは、同じ極性を有する磁石表面が向き合う。界磁コア22Nは、隣り合う2つの磁石MgのN極表面の間にある界磁コアであり、界磁コア22Sは、隣り合う2つの磁石MgのS極表面の間にある界磁コアである。界磁コア22N・22Sは、例えば、積層鋼板や、圧粉材料、それらの結合などによって構成され得る。界磁コア22N・22Sは集磁効果を有しており、磁石Mgの表面全体の磁束を集めて、電機子部Am1へ導く。このことによって、磁石Mgによる磁束を有効に使うことができる。
[電機子部]
 図1Aで示すように、電機子部Am1は、軸方向で並んでいる複数の電機子コアH1・H2と、複数の電機子コアH1・H2を磁気的に結合するコア連結構造を有している。コア連結構造は、間隔をあけて機械動作方向で並んでいる複数のコア連結部Lを有してよい。
 電機子部Am1は、例えば、1つの第1電機子コアH1と、2つの第2電機子コアH2とを有する。2つの第2電機子コアH2の間に第1電機子コアH1が配置される。電機子コアH1・H2の形状とサイズは、互いに異なっていてよい。回転電機M1では、第1電機子コアH1にコイルCLu・CLv・CLw(図1B参照)が設けられ、第2電機子コアH2にコイルは設けられていない。また、第1電機子コアH1の厚さ(軸方向での幅)は第2電機子コアH2の厚さ(軸方向での幅)よりも大きい。これにより、第1電機子コアH1を流れる磁束の密度が過大になることを防ぐことができる。(以下では、コイルの種類を区別しない説明において、コイルについて符号「CL」を用いる。)
 また、電機子コアの数や配置も、回転電機M1の例に限られない。電機子コアH1・H2の形状は同じであってもよい。こうすることで、電機子コアH1・H2の部品数を低減したり、金型の数を減らすことができる。また、電機子部が有する電機子コアは、例えば1つの第1電機子コアH1と1つの第2電機子コアH2だけであってもよい。
[第1電機子コア]
 図1Bで示すように、第1電機子コアH1は、回転方向で並んでいる複数の磁極組G1u・G1v・G1wを有している。(以下では、3つの磁極組G1u・G1v・G1wを区別しない説明においては、磁極組について符号G1を用いる。)各磁極組G1は、回転方向で並んでいる複数の磁極33a(図1A参照)を有している。各磁極組G1が有している磁極33aの数は好ましくは2以上である。回転電機M1においては、各磁極組G1は5つの磁極33aで構成されている。磁極33aは第1電機子コアH1の界磁部Fsに向いた面に形成された突出部である。すなわち、磁極33aは径方向に突出する形状を有している部分である。隣り合う2つの磁極33aは回転方向で互いに離れている。界磁部Fsと第1電機子コアH1との間を流れる磁束は、この磁極33aを集中的に通過する。
 第1電機子コアH1は、軸線Axを中心とする環状であるヨーク部33c(図1B参照)を有している。図3Bで示すように、第1電機子コアH1は、各磁極組G1を構成する複数の磁極33aが接続している共通基部33b(図3B参照)を有してよい。共通基部33bは、ヨーク部33cから界磁部Fsに向かって張り出し、磁極33aは共通基部33bから界磁部Fsに向かって突出してよい。第1電機子コアH1は共通基部33bを有していなくてもよい。この場合、複数の磁極33aが直接的にヨーク部33cの環状部分に接続してよい。
 後述するように、第1電機子コアH1では、回転方向で並んでいる磁極組G1の間を流れる磁束Φ1・Φ2とコア連結部Lに向かう磁束Φ7とが形成され(図3B参照)、第2電機子コアH2では、回転方向で並んでいる磁極組G2の間を流れる磁束Φ1・Φ2とコア連結部Lに向かう磁束Φ7とが形成される(図3B参照)。コイルCLは、これらの磁束Φ1・Φ2・Φ7がコイルCLの内側を通過するように第1電機子コアH1に配置されている。具体的には、図1Bで示すように、コイルCLは磁極組G1に設けられ、磁極組G1を構成する複数の磁極33aに巻かれている。コイルCLのこの配置により、磁石Mgが形成する磁束が効率良くコイルCLと交わる。なお、コイルCLの配置は電機子部Am1の例に限られない。磁束Φ1・Φ2・Φ7がコイルCLの内側を通過する位置であれば、複数のコイルCLは第2電機子コアH2に配置されてもよいし、第1電機子コアH1と第2電機子コアH2とに配置されてもよい。
 回転電機M1は交流により駆動する回転電機である。回転電機M1には、例えば3相交流が供給される。したがって、第1電機子コアH1は、図1Bで示すように、U相コイルCLu、V相コイルCLv、W相コイルCLwを有している。U相コイルCLu、V相コイルCLv、及びW相コイルCLwは、磁極組G1u・G1v・G1wにそれぞれ設けられている。回転電機M1では、各相について2つのコイルCLが設けられている。回転電機M1を軸方向で見たとき、コイルCLu・CLv・CLwは回転方向で並ぶ。このことにより、電機子部Am1及び界磁部Fsに作用する磁力をバランスさせることができる。なお、1つの相に設けられているコイルCLの数は、2つより多くてもよいし、1つでもよい。
 また、各磁極組G1には外側コイルと外側コイルの内側に配置される内側コイルとが設けられてもよい。例えば、U相の磁極組G1uには、磁極組G1uを構成する全ての磁極33a(5つの磁極33a)を取り囲む外側コイルと、一部の磁極33a(真ん中の3つの磁極33a)だけを取り囲む内側コイルとが設けられてもよい。この構造によると、隣り合う2つ磁極33a間のスペースを有効に利用でき、回転電機を小型化することができる。このことは、後において説明するラジアルギャップタイプの回転電機、アキシャルギャップタイプの回転電機、及びリニア電機のいずれに適用されてもよい。
 図2で示すように、回転電機M1では、各相に設けられている複数のコイルCLの巻回方向は同じである。(図2において、コイルCLの矢印は、コイルの巻回方向を示している。)巻回方向は、図示していないインバータなどからコイルCLに供給される電流の方向に対応し、電流の向きがプラスであるときは、矢印の方向に電流が流れる。電流の向きがマイナスであるときには、矢印とは逆方向に電流が流れる。なお、コイルCLの位置、数、及び巻回方向は、回転電機M1の例に限られない。例えば、各相について設けられるコイルの数は1つでもよいし、3以上でもよい。また、相数は、5や、7など、3以上の奇数であってもよいし、2以上の偶数であってもよい。コイルの位置や、数、及び巻回方向に関する変形例は、後において詳説する。
[第2電機子コア]
 図1B及び図2で示すように、第2電機子コアH2は、回転方向で並んでいる複数の磁極組G2u、G2v、G2wを有している。(以下では、3つの磁極組G2u、G2v、G2wを区別しない説明においては、磁極組について符号G2を用いる。)各磁極組G2は、回転方向で並んでいる複数の磁極34aで構成されている。各磁極組G2が有している磁極34aの数は好ましくは2以上である。回転電機M1においては、各磁極組G2は6つの磁極34aで構成されている。図1Bで示すように、磁極34aは、第2電機子コアH2の界磁部Fsに向いた面に形成された突出部である。回転電機M1においては、磁極34aは径方向に突出する部分である。第2電機子コアH2は、軸線Axを中心とする環状のヨーク部34cを有しており、磁極34aはヨーク部34cから界磁部Fsに向かって突出している。隣り合う2つの磁極34aは回転方向で互いに離れている。界磁部Fsと第2電機子コアH2との間を流れる磁束は、この磁極34aを集中的に通過する。
 図1A及び図1Bで示すように、回転電機M1では、第2電機子コアH2が有している3つの磁極組G2u・G2v・G2wは、それぞれ、第1電機子コアH1が有している3つの磁極組G1u・G1v・G1wに対して軸方向(機械動作方向に対して交差する方向)に位置している。上述したように回転電機M1は2つの第2電機子コアH2を有しており、各磁極組G1は軸方向で離れている2つの磁極組G2の間に位置している。
 界磁部Fsと電機子コアH1・H2との距離が小さいので、磁束の多くは磁極33a・34aを通って電機子コアH1・H2と界磁部Fsとの間を移動する。このような機能を果たす形状であれば、磁極33a、34aの形状は適宜変更されてよい。例えば、磁極33aの先端面は、図1Aでは界磁部Fsの内周面に沿った湾曲面であるが、界磁部Fsの内周面よりも大きな曲率を有する湾曲面であってもよい。こうすることで、コギングトルクを低減できる。また、隣り合う2つの磁極33aの間の溝(凹部)はU字形状であってもよいし、実質的に矩形であってもよい。さらに他の例として、磁極33aの先端面の角部を面取りしたり、磁極33aの先端面の角部が円弧状に湾曲してもよい。第2電機子コアH2の磁極34aも、ここで説明した磁極33aと同様の形状を有してよい。
[磁極の位置]
 第1電機子コアH1の磁極33aの位置と、第2電機子コアH2の磁極34aの位置は、回転方向においてずれている。図2で示すように、回転方向における磁極33aの位置は、回転方向において隣り合う2つの磁極34aの間である。また、回転方向における磁極34aの位置は、回転方向において隣り合う2つの磁極33aの間である。
 図2で示すように、磁極33aの位置は、例えば、隣り合う2つの磁極34aの中間であり、磁極34aの位置は、例えば、隣り合う2つの磁極33aの中間である。図2で示す数値は回転方向における角度(距離)を電気角で表したものである。回転電機M1においては、回転方向で隣り合う2つの磁極33aは電気角で360度だけ離れており、回転方向における磁極33aの位置と、回転方向における磁極34aの位置は、電気角で180度だけ離れている。磁極33aと磁極34aの相対位置はこれに限られない。回転方向における磁極33a・34aの角度(距離)は、180度より僅かに少なくてもよいし、180度より僅かに大きくてもよい。磁極33a・34aの角度(距離)は、電気角で175度や、電気角で185度でもよい。また、回転方向における磁極33a・34aの角度(距離)は、回転方向での磁極組G1・G2の端部に近づくにしたがって漸減したり漸増してもよい。
[界磁コアと磁極との位置関係]
 界磁部Fsをある位置で固定したときに、磁石Mg、界磁コア22N・22S、及び、磁極33a・34aは、以下の位置関係を有する。
 図3Bで示すように、回転方向における電機子コアH1・H2の磁極33a・34aの位置は、回転方向における界磁コア22N・22Sの位置にそれぞれ対応する。例えば、各磁極33aは界磁コア22N(又は22S)と対向し、この界磁コア22N(又は22S)との間に磁路を形成する。同様に、各磁極34aは界磁コア22S(又は22N)と対向し、この界磁コア22S(又は22N)との間に磁路を形成する。(図3Bでは、磁気回路を流れる磁束Φ1・Φ2・Φ7が示されている。)
 図3Bで示す状態では、界磁コア22Nの位置は磁極組G1uの磁極33aの位置に一致し、界磁コア22Sの位置は磁極組G2uの磁極34aの位置に一致している。この状態では、磁極組G1v、G1wの磁極33aに界磁コア22Sが対向し、磁極組G2v、G2wの磁極34aに界磁コア22Nが対向している。回転方向における界磁コア22Sの位置は、磁極組G1v・G1wの磁極33aの位置からずれているものの、界磁コア22Sと磁極組G1v・G1wの磁極33aとの間で磁束の流れは許容されている。同様に、回転方向における界磁コア22Nの位置は磁極組G2v・G2wの磁極34aからずれているものの、界磁コア22Nと磁極組G2v・G2wの磁極34aとの間での磁束の流れは許容されている。このような位置関係により、後述する閉じた磁気回路が構成されている。図3で例示する状態では、界磁コア22Sの位置は、磁極組G1v・G1wの磁極33aの位置から電気角で60度だけずれており、界磁コア22Nの位置は磁極組G2v・G2wの磁極34aから電気角で60度だけずれている。
 回転方向における磁極組G1・G2の位置及び界磁コア22N・22Sの位置について詳説する。この説明では、軸方向で並ぶ磁極組G1uと磁極組G2uのペアを磁極組対Pu(図2参照)と称し、軸方向で並ぶ磁極組G1vと磁極組G2vのペアを磁極組対Pv(図2参照)と称し、軸方向で並ぶ磁極組G1wと磁極組G2wのペアを磁極組対Pw(図2参照)と称する。以下では、これら3つの磁極組対Pu・Pv・Pwを区別しない説明では、磁極組対について符号Pを用いる。
 磁極33a・34aの数は、複数の磁極組対Pu・Pv・Pwにおいて同じである。すなわち、第1電機子コアH1が有する各磁極組G1u・G1v・G1wの磁極33aの数は同じであり、例えば5つである。また、第2電機子コアH2が有する各磁極組G2u・G2v・G2wの磁極34aの数も同じであり、例えば6つである。磁極33a・34aの間隔も、複数の磁極組対Pu・Pv・Pwにおいて、実質的に同じである。すなわち、磁極33aの間隔(隣り合う2つの磁極33aの距離)は、第1電機子コアH1が有する3つの磁極組G1u・G1v・G1wにおいて実質的に同じであり、磁極34aの間隔(隣り合う2つの磁極34aの距離)は、第2電機子コアH2が有する3つの磁極組G2u・G2v・G2wにおいて実質的に同じである。なお、各磁極組G1において隣り合う2つの磁極33aの間隔が同じである必要は無く、この間隔は不均一であってもよい。この場合でも、複数の磁極組G1の構造は同じである。すなわち、複数の磁極組G1のそれぞれが不均一な間隔で並ぶ複数の磁極33aを有し、1つの磁極組G1と他の磁極組G1は、磁極33aの間隔について同じである。同様に、各磁極組G2において隣り合う2つの磁極34aの間隔が同じである必要は無く、この間隔は不均一であってもよい。この場合でも、複数の磁極組G2の構造は同じである。すなわち、複数の磁極組G2のそれぞれが不均一の間隔で並ぶ磁極34aを有し、1つの磁極組G2と他の磁極組G2は、磁極34aの間隔について同じである。
 さらに望ましくは、磁極33a・34aの幅及び/又は高さも、複数の磁極組対Pu・Pv・Pwにおいて、実質的に同じであってよい。すなわち、回転方向における磁極33aの幅、及び/又は、軸方向における磁極33aの高さは、第1電機子コアH1が有する3つの磁極組G1u・G1v・G1wにおいて、実質的に同じである。回転方向における磁極34aの幅、及び/又は、軸方向における磁極34aの高さは、第2電機子コアH2が有する3つの磁極組G2u・G2v・G2wにおいて、実質的に同じである。つまり、3つの磁極組対Pu・Pv・Pwは同じ構造を有する。したがって、軸線Axを中心にして1つの磁極組対(例えば、Pu)を回転移動すると、他の磁極組対P(例えば、Pv・Pw)となるのが望ましい。
 なお、各磁極組G1を構成する複数の磁極33aの幅、及び/又は、複数の磁極33aの高さは、不均一であってもよい。この場合、複数の磁極組G1u・G1v・G1wは同じ構造を有する。すなわち、複数の磁極組G1u・G1v・G1wのそれぞれが、不均一な幅及び/又は不均一な高さを有する複数の磁極33aで構成される。同様に、各磁極組G2を構成する複数の磁極34aの幅、及び/又は、複数の磁極34aの高さは不均一であってもよい。この場合、複数の磁極組G2u・G2v・G2wは同じ構造を有する。すなわち、複数の磁極組G2のそれぞれが、不均一な幅及び/又は不均一な高さを有する複数の磁極34aで構成される。
 図2で示すように、隣り合う2つの磁極組対Pの間の角度は、電気角で実質的に「360×(n+m/s)」度である。
s:相数
m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
n:1以上の整数
したがって、磁極組対Puの磁極33a(又は34a)と界磁コア22N(又は22S)との角度(距離)と、別の磁極組対Pv・Pwの磁極33a(又は34a)と界磁コア22N(又は22S)との角度(距離)との間に、電気角で(360×m/s)度の差がある。回転電機M1では、s=3、n=6、m=1である。そのため、隣り合う2つの磁極組対Pの角度は電気角で2,280度である。したがって、例えば、磁極組対Puの磁極33aが界磁コア22Nに正対しているとき(磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)が0度であるとき)、磁極組対Pv・Pwの磁極33aの位置は界磁コア22Nに対して電気角で120度だけずれる。このような磁極組対Pと界磁部Fsの相対位置は、リニア電機や、アキシャルギャップタイプの回転電機に適用されてよい。
 ここでの説明において、2つの磁極組対Pの間の角度(距離)とは、具体的には、回転方向での磁極組G1の中心間の角度(距離)や、回転方向での磁極組G2の中心間の角度(距離)である。磁極組G1の中心間の角度(距離)とは、例えば、回転方向での磁極組G1uの中心と回転方向での磁極組G1vの中心との距離である。同様に、磁極組G2の中心間の角度(距離)とは、例えば、回転方向での磁極組G2uの中心と回転方向での磁極組G2vの中心との距離である。
 また、隣り合う2つの磁極組対Pの間に、機械角で「(360/p)×(n+m/s)」度が確保される。また、隣り合う2つの磁極組対Pの角度は、機械角で「360/s/c」度とも表せる。
p:(界磁部の極数)/2
c:各相についてのコイルの数
したがって、「(360/p)×(n+m/s)」は「360/s/c」に実質的に等しくなる。「界磁部の極数」は界磁部Fsが有している界磁コア22N・22Sの数に一致し、回転電機M1では、例えば76である(p=38)。また、s=3、c=2である。そのため、隣り合う2つの磁極組対Pの間の角度は、機械角で約60度となる。言い換えれば、「(360/p)×(n+m/s)」が「360/s/c」に実質的に等しくなるように、界磁部Fsの極数(p×2)や、電機子部のコイル数(s×c)、磁極33a・34aの数などが設定されている。
[回転方向での磁気的結合]
 第1電機子コアH1において、回転方向で隣り合う2つの磁極組G1は磁気的に互いに結合している。回転電機M1においては、複数の磁極組G1は、それらの内側に形成されているヨーク部33cを介して磁気的に結合している。このため、磁石Mgが形成する磁束は2つの磁極組G1の間を流れる(図3B参照)。同様に、第2電機子コアH2において、回転方向で隣り合う2つの磁極組G2も磁気的に互いに結合している。具体的には、複数の磁極組G2は、それらの内側に形成されているヨーク部34cを介して磁気的に結合している。このため、磁石Mgが形成する磁束は2つの磁極組G2の間を流れる(図3B参照)。
 第1電機子コアH1のヨーク部33cは、隣り合う2つの磁極組G1の間に、それらを磁気的に分離する構造を有していない。2つの磁極組G1を磁気的に分離する構造とは、例えば、ヨーク部33cに形成されるスリットや、電機子コアH1の他の部分に比して大きな磁気抵抗を有する材料で形成された部分である。第1電機子コアH1と同様、第2電機子コアH2のヨーク部34cは、隣り合う2つの磁極組G2の間に、それらを磁気的に分離する構造を有していない。このことは、回転方向での磁束Φ1・Φ2(図3B参照)の形成に寄与する。
 回転電機M1では、図3Bで示すように、径方向でのヨーク部33cの幅Waは、回転方向において実質的に一定である。また、径方向でのヨーク部34cの幅Wbも、回転方向において実質的に一定である。この構造も、回転方向での磁束Φ1・Φ2(図3B参照)の形成に寄与する。
 さらに、回転電機M1では、図3Bで示すように、径方向でのヨーク部33cの幅Waは、磁極33aの突出幅W3よりも大きい。また、ヨーク部33cの幅Waは磁極33aの幅と共通基部33bの幅との和より大きくてもよい。また、径方向でのヨーク部34cの幅Wbは、磁極34aの突出幅W4よりも大きい。この構造も、回転方向での磁束Φ1・Φ2(図3B参照)の形成に寄与する。
[コア連結部]
 コア連結部Lは電機子コアH1・H2を磁気的に結合している。電機子コアH1・H2との間にコア連結部Lを通る磁束Φ7(図3B参照)が形成される。電機子部Am1は複数のコア連結部L(図1A参照)を有し、これらは間隔をあけて回転方向(すなわち、機械動作方向)で並んでいる。図3Bで示すように、複数のコア連結部Lは複数の磁極組対Pにそれぞれ設けられている。例えば、U相の磁極組対Pu(磁極組G1u・G2u)にコア連結部Lが設けられ、第1電機子コアH1の磁極組G1uと第2電機子コアH2の磁極組G2uとの間にはコア連結部Lを介した磁路が形成される。同様に、他の2つの磁極組対Pw・Pvのそれぞれにコア連結部Lが設けられている。
 電機子部Am1は1つの第1電機子コアH1と2つの第2電機子コアH2を有している。コア連結部Lはこれら3つの電機子コアH1・H2を磁気的に結合している。各コア連結部Lは上側の第2電機子コアH2から下側の第2電機子コアH2まで延びている。これとは異なり、電機子部Am1は、軸方向で並ぶ2本のコア連結部Lを有してもよい。そして、第1のコア連結部Lは第1電機子コアH1と上側の第2電機子コアH2とを結合し、第2のコア連結部Lは第1電機子コアH1と下側の第2電機子コアH2とを結合してもよい。
 図1Aで示すように、回転電機M1はラジアルギャップタイプの回転電機であり、磁極組G1・G2は界磁部Fsに対して径方向に位置している。より具体的には、電機子部Am1は界磁部Fsの内側に位置し、そのため磁極組G1・G2は界磁部Fsに対して径方向における内側に位置している。図1C及び図1Dで示すように、コア連結部Lは磁極組G1・G2の内側に位置している。言い換えると、コア連結部Lは磁極組G1・G2及びそれらに設けられたコイルCLを挟んで界磁部Fsとは反対側に位置している。これにより、コイル連結部Lを流れる磁束Φ7がコイルCLの内側を通過するとともに、回転方向で離れている2つの磁極組(例えば、磁極組G1u・G1v)を流れる磁束Φ1・Φ2と、コア連結部Lを流れる磁束Φ7とが干渉することを抑えることができる。その結果、磁気回路に形成される磁束を効率的に利用してトルクを得ることができる。
 回転方向におけるコア連結部Lの位置は、回転方向における磁極組G1・G2の中心に一致していてよい。回転電機M1では、各磁極組G2を構成する磁極34aの数と、磁極組G1を構成する磁極33aの数は1つだけ相違している。こうすることによって、回転方向での磁極組G1の中心の位置と、回転方向での磁極組G2の中心の位置とが一致する。このため、3つの要素(磁極組G1・G2、及びコア連結部L)の回転方向における中心が一致している。
 図1A及び図1Eで示すように、コア連結部Lは電機子コアH1・H2のヨーク部33c・34cを磁気的に結合している。電機子部Am1においては、ヨーク部33c・34cに、これらを軸方向に貫通する嵌合穴33h・34h(図1B参照)が形成されている。コア連結部Lはこの嵌合穴33h・34hに嵌められている。コア連結部Lの上端は電機子部Am1の上面(上側の電機子コアH2の上面)に達し、コア連結部Lの下端は電機子部Am1の下面(下側の電機子コアH2の下面)に達している。
 なお、回転電機M1とは反対に、電機子部Am1は界磁部Fsの外側に位置してもよい。この場合、磁極組G1・G2は界磁部Fsに対して径方向おける外側に位置し、コア連結部Lは磁極組G1・G2の外側に配置される。
 また、電機子部Am1とは異なり、コア連結部Lは、いずれか一方の電機子コアH1・H2と一体的に形成されてもよい。電機子部Am1において電機子コアH1・H2は後述するように積層鋼板であるが、電機子コアH1・H2の一方又は双方は軟磁性の圧粉材料で形成されてもよい。この場合、圧粉材料で形成されている電機子コアとコア連結部とが一体的に形成されていてよい。
 図1C及び図1Dで示すように、回転方向(機械動作方向)でのコア連結部Lの幅W20は、回転方向での磁極組G1・G2の幅W21・W22よりも小さい。このため、コア連結部Lを介して流れる磁束Φ7(図3B参照)と、回転方向で離れている2つの磁極組の間を流れる磁束Φ1・Φ2(図3B参照)の双方がより有効に形成される。
 第1電機子コアH1においては、図1Dで示すように、各磁極組G1を構成する複数の磁極33aのうち少なくとも両端にそれぞれ位置する2つの磁極33aがコア連結部Lの両端部Leより外方に位置しているとよい。図1Dの例では、右端に位置する磁極33aがコア連結部Lの右端部Leより右方に位置し、左端に位置する磁極33aがコア連結部Lの左端部Leより左方に位置している。同様に、図1Cで示す第2電機子コアH2においても、各磁極組G2を構成する複数の磁極34aのうち少なくとも両端にそれぞれ位置する2つの磁極34aがコア連結部Lの両端部Leより外方に位置しているとよい。こうすることで、回転方向で離れている2つの磁極組の間を流れる磁束Φ1・Φ2が形成され易くなる。
 なお、電機子部Am1とは異なり、電機子コアH1(及び/又はH2)においては、複数の磁極がコア連結部Lの両端部Leより外方(同図において右方と左方)に位置してもよい。例えば、右端に位置する複数の磁極33aがコア連結部Lの右端部Leより右方に位置し、左端に位置する複数の磁極33aがコア連結部Lの左端部Leより左方に位置してもよい。
 また、図1Dで示すように、径方向でのコア連結部Lの幅W23は、径方向でのヨーク部33c・34cの幅Wa・Wbよりも小さい。このため、コア連結部Lが嵌められるヨーク部33c・34cの嵌合穴33h・34hのサイズが小さくなり、電機子コアH1・H2の強度を確保できる。
 第1電機子コアH1と第2電機子コアH2はコア連結部Lだけで磁気的に結合し、コア連結部L以外の領域において磁気的に分離されている。具体的には、図1Eで示すように、第1電機子コアH1と第2電機子コアH2との間に、隙間S1・S2が確保されている。(図1Eにおいて、隙間S1はヨーク部33cとヨーク部34cとの間の隙間である。隙間S2は磁極33aと磁極34aとの間の隙間である。)回転電機M1では、隙間S1は隙間S2と実質的に同じであってよい。
 また、図1Eで示すように、隙間S1・S2はコイルCLの巻き線の太さよりも大きい。また、電機子コアH1・H2は、軸方向に突出する凸部をヨーク部33c・34cに有していない。すなわち、電機子コアH1・H2は、隙間S1を隙間S2よりも小さくする構造物を、コア連結部L以外には、ヨーク部33c・34cに有していなくてよい。
 第1電機子コアH1と第2電機子コアH2とコイルCLとコア連結部L、すなわち電機子部Am1の全体は、非磁性であり且つ絶縁性を有する材料によって固められてよい。このような材料としては樹脂が利用でき、電機子部Am1は樹脂でモールドされてよい。この場合、隙間S1・S2は、この樹脂で埋められてよい。これとは異なり、隙間S1・S2には、例えば空気層が形成されてもよい。
[磁気回路]
 例えば、界磁部Fsの界磁コア22Nと磁極組G1uの磁極33aとの角度差が0度(電気角)の状態において、電機子部Am1と界磁部Fsとに、図3Bで示すような、磁石Mgによる磁束Φ1・Φ2・Φ7が形成される。これらの図において、磁石Mgが形成する磁束Φ1・Φ2・Φ7は、電機子部Am1と界磁部Fsの間の隙間を通過して、界磁コア22Nから第1電機子コアH1の磁極組G1uに入り、コイルCLuの内側を通過する磁束である。
 図3Bで示すように、磁束Φ1が形成される磁気回路は、第1電機子コアH1の磁極組G1u・G1v、第2電機子コアH2の磁極組G2u・G2v、界磁コア22N・22S、及びそれらの間の磁石Mgを含む。すなわち、磁束Φ1は、界磁コア22Nから第1電機子コアH1の磁極組G1uに入り、第1電機子コアH1において磁極組G1uと磁極組G1vとの間を回転方向で流れる。また、磁束Φ1は、第2電機子コアH2において磁極組G2vと磁極組G2uとの間を回転方向で流れる。磁束Φ1は、磁極組G1vと磁極組G2vとの間を界磁コア22N・22S及び磁石Mgを通って軸方向で流れ、磁極組G1uと磁極組G2uとの間を界磁コア22N・22S及び磁石Mgを通って軸方向で流れる。磁束Φ1は、U相コイルCLuとV相コイルCLvの内側を通過する。同様に、磁束Φ2が形成される磁気回路は、第1電機子コアH1の磁極組G1u・G1w、第2電機子コアH2の磁極組G2u・G2w、界磁コア22N・22S、及びこの2つの界磁コアの間の磁石Mgを含む。
 図3Bで示すように、磁束Φ7が流れる磁気回路の1つは、第1電機子コアH1の磁極組G1u、コア連結部L、第2電機子コアH2の磁極組G2u、界磁コア22N・22S、及びこの2つの界磁コアの間の磁石Mgを含む。すなわち、磁束Φ7は、界磁コア22Nから第1電機子コアH1の磁極組G1uに入り、U相コイルCLuの内側を通過し、コア連結部Lを介して第2電機子コアH2の磁極組G2uに流れる。また、磁束Φ7は、第1電機子コアH1の磁極組G1uと第2電機子コアH2の磁極組G2uとの間を、界磁部Fsの界磁コア22N・22S及び磁石Mgを通って軸方向で流れる。なお、図3Bで示すように、第1電機子コアH1の磁極組G1vと第2電機子コアH2の磁極組G2vとの間をコア連結部Lを介して流れる磁束Φ7と、第1電機子コアH1の磁極組G1wと第2電機子コアH2の磁極組G2wとの間をコア連結部Lを介して流れる磁束Φ7も形成される。
 このような回転電機M1によると、従来の回転電機とは異なり、各電機子コアH1・H2を回転方向で磁気的に分割する必要がなくなる。そのため、電機子コアH1・H2の強度を増すことができる。また、コア連結部Lを含む磁気回路と、回転方向で離れている2つの磁極組(例えば、磁極組G1u・G1v)を含む磁気回路の2つの回路に磁束が形成される。そのため、磁気回路の磁気的な飽和を抑えることができる。その結果、例えば、ヨーク部33c・34cの幅を狭くし、電機子部Am1の小型化・軽量化が容易となる。特に、1つの磁極組G1・G2を構成する磁極33a・34aの数を増す場合に、この利点は顕著となる。また、ヨーク部33c・34cの幅を増すことなく、磁気回路を飽和する磁束を増すことができるので、コイルCLに供給する電流を増し、回転電機の出力トルクを大きくできる。これらの効果は、後述するアキシャルギャップタイプの回転電機や、リニア電機においても得られる。
 また、磁極組G1・G2は界磁部Fsに対して径方向おける内側に位置している。図1C及び図1Dで示すように、コア連結部Lは磁極組G1・G2の内側に位置している。より具体的には、回転方向におけるコア連結部Lの位置は、回転方向における磁極組G1・G2の中心に一致している。これにより、2つの磁極組を回転方向において流れる磁束Φ1・Φ2と、コア連結部Lを流れる磁束Φ7が干渉することを抑えることができる。その結果、2つの磁気回路を流れる磁束を効率的に利用してトルクを得ることができる。
 また、回転電機M1では、2つの第2電機子コアH2の間に第1電機子コアH1が配置されているため、軸方向で並ぶ2つの磁気回路が形成されている。この構造によると、界磁コア22N・22Sを軸方向に流れる磁束の密度を下げたり、或いは、界磁コア22N・22Sの断面積(軸方向に対して垂直な面での断面積)を縮小できる。また、コイルCLは第1電機子コアH1に設けられ、第2電機子コアH2にコイルは設けられていない。このため、第1電機子コアH1と第2電機子コアH2のそれぞれについて、最適な形状を選択でき、形状についての自由度が高くなる。
 なお、上述した2種類の磁束Φ1・Φ2・Φ7の双方が通過する位置であれば、コイルCLの位置は回転電機M1の例に限られない。例えば、コイルCLは第1電機子コアH1の磁極組G1と第2電機子コアH2の磁極組G2の双方に設けられてもよい、一部のコイルCLは第1電機子コアH1の磁極組G1に設けられ、残りの一部のコイルCLは第2電機子コアH2の磁極組G2に設けられてもよい。コイルCLは第1電機子コアH1の磁極組G1と第2電機子コアH2の磁極組G2の双方に設けられる構造においては、例えば、第1電機子コアH1の磁極組G1uに設けられるコイルCLの巻回方向と、第2電機子コアH2の磁極組G2uに設けられるコイルCLの巻回方向は反対となる。
[磁束の変化]
 なお、界磁部Fsが図3Bで示す位置から磁極組G1v・G2vに向けて30度(電気角)だけ回転すると、界磁部Fsの磁石Mgが形成する磁束は変化する。具体的には、磁極組G1v・G2vを構成する磁極33a・34aが界磁部Fsの磁石Mgと正対する。このため、第1電機子コアH1の磁極組G1u・G1v、界磁部Fsの界磁コア22S・22N及び磁石Mg、並びに第2電機子コアH2の磁極組G2u・G2vで構成される磁気回路を通る磁束が流れなくなる。また、第1電機子コアH1の磁極組G1v、コア連結部L、第2電機子コアH2の磁極組G2v、界磁コア22N・22S、及びこの2つの界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgを含む磁気回路を通る磁束が流れなくなる。
 また、界磁部Fsが図3Bで示す位置から磁極組G1v・G2vに向けて60度(電気角)だけ回転すると、界磁部Fsの磁石Mgが形成する磁束はさらに変化する。具体的には、磁極組G1v・G2vを構成する磁極33a・34aが界磁部Fsの界磁コア22N・22Sと対向するようになる(図3Bとは対向する極性が変わる)。このため、第1電機子コアH1の磁極組G1v・G1w、界磁部Fsの界磁コア22S・22N及び磁石Mg、並びに第2電機子コアH2の磁極組G2v・G2wで構成される磁気回路を通る磁束が形成される。また、第1電機子コアH1の磁極組G1v、コア連結部L、第2電機子コアH2の磁極組G2v、界磁コア22N・22S、及びこの2つの界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgを含む磁気回路を通る磁束が形成される(図3Bとは磁束の流れる向きが逆となる)。このように、界磁部Fsの回転にともなってU・V・W相コイルCLu・CLv・CLwの内側を通る磁束の磁路は変化する。また、磁路を流れる磁束の量や向きも変化する。具体的には、U・V・W相コイルCLu・CLv・CLwの内側を通る磁束は電気角で120度ずれた略正弦波状に変化する。
[電機子部の材料]
 回転電機M1においては、各電機子コアH1・H2は積層鋼板である。すなわち、第1電機子コアH1の全体が、軸方向で積層されている複数の鋼板Sp1(より具体的には電磁鋼板)で構成され、第2電機子コアH2の全体も軸方向で積層されている複数の鋼板Sp1(より具体的には電磁鋼板)で構成されている。電機子コアH1・H2のこの構造によると、回転方向において離れている2つの磁極組G1の間を流れる磁束に起因して電機子コアH1・H2に誘導電流が発生することを、抑えることができる。
 コア連結部Lも、積層されている複数の鋼板Sp2(より具体的には電磁鋼板)を含む積層鋼板である。コア連結部Lの鋼板Sp2が積層される方向は、電機子コアH1・H2の鋼板Sp1が積層される方向とは異なっている。具体的には、図1A及び図1Eで示すように、コア連結部Lの各鋼板Sp2は電機子コアH1・H2が離れている方向、言い換えれば、磁束Φ7の方向に沿って配置され、複数の鋼板Sp2が積層される方向は回転電機M1の回転方向(機械動作方向)である。回転電機M1においては、コア連結部Lの鋼板Sp2は軸方向に沿って配置され、複数の鋼板Sp2は回転方向(より具体的には、回転の接線方向)において積層されている。コア連結部Lのこの構造によると、磁極組G1・G2の間を軸方向で流れる磁束Φ7に起因してコア連結部Lに誘導電流が発生することを、抑えることができる。
 なお、後において詳説するように、電機子コアH1・H2の全体が、軟磁性の圧粉材料で形成されてもよいし、電機子コアH1、H2の大部分が積層鋼板で構成され、一部が軟磁性の圧粉材料により形成されてもよい。また、コア連結部Lも、軟磁性の圧粉材料で形成されてもよい。この場合、コア連結部Lは、同じく軟磁性の圧粉材料で形成されている電機子コアH1(又はH2)と一体的に形成されてもよい。
[電機子コアの数の変更例]
 電機子コアの数は、3つより多くてもよい。電機子部は、例えば、軸方向で離れている2つの第1電機子コアH1と、2つの第1電機子コアH1の間に配置されている第3電機子コアと、2つの第1電機子コアH1の上側と下側とにそれぞれ配置される2つの第2電機子コアH2とを有してよい。第3電機子コアは、2つの第2電機子コアH2が軸方向で合体した構造を有してよい。例えば、第3電機子コアの軸方向での幅が、2つの電機子コアH2の幅の合計であってよい。界磁部Fsの軸方向での幅は、5つの電機子コアの全体の軸方向での幅に対応していてよい。電機子部は、さらに多くの電機子コア(例えば、7つの電機子コアや、9つの電機子コア)が軸方向で重ねられた構造を有してもよい。
 電機子コアの数は、3つより少なくてもよい。例えば、電機子部は、1つの第1電機子コアH1と、1つの第2電機子コアH2とで構成されてよい。電機子部の第2電機子コアH2は、図1Aを参照して説明した2つの第2電機子コアH2が軸方向で合体した構造を有してよい。すなわち、第2電機子コアH2の軸方向での幅が、図1Aで示した2つの電機子コアH2の幅の合計であってよい。第2電機子コアH2は第1電機子コアH1の片側(これらの図において上側又は下側)に配置されてよい。この構造によると、部品数を減らすことができ、またコイルCLが上側又は下側に露出するので、コイルCLに電流を供給する部材(例えば、バスバー)のコイルCLへの接続作業が容易化できる。
 電機子部では、同じ構造を有する複数の電機子コアが軸方向で並べられてもよい。こうすることで、部品数の低減や、金型費の低減などの利点が得られる。この場合、一方の電機子コアが有する各磁極組の磁極の数と、他方の電機子コアが有する各磁極組の磁極の数は同じとなる。そして、2つの電機子コアは、磁極の位置が電気角で180度だけずれるように配置されてよい。
[誘導電流防止構造]
 電機子コアH1・H2は、それらの鋼板Sp1の積層方向においてコアH1・H2を貫通する嵌合穴33h・34h(図1B参照)を有している。コア連結部Lはこの嵌合穴33h・34hに嵌められている。図1C及び図1Dで示すように、電機子コアH1・H2にはスリットS3・S4が形成されている。このスリットS3・S4によって、コア連結部Lを流れる磁束Φ7(図3B参照)に起因して電機子コアH1・H2に誘導電流が発生することを防止できる。
 図4及び図5は、電機子コアH1・H2における誘導電流の発生を防止するための構造を説明するための図である。図5は図4のV-V線での断面図である。これらの図の電機子コアH1・H2にはスリットS3・S4は形成されていない。図5で示すように、コア連結部Lの鋼板Sp2から電機子コアH1の鋼板Sp1に流れる磁束Φ11~Φ14が形成される。この磁束Φ11~Φ14によって、図4で示されるように、コア連結部Lの周囲に誘導電流C1が発生する。図1C及び図1Dで示すように、電機子コアH1・H2では上述したスリットS3・S4が形成されている。このスリットS3・S4は各コア連結部Lが嵌められている嵌合穴33h・34hから電機子コアH1の鋼板Sp1の積層方向に対して交差する方向(回転電機M1において径方向)に延びており且つ嵌合穴33h・34hを取り囲む閉曲線と交差する。本明細書において「嵌合穴を取り囲む閉曲線」とは、例えば嵌合穴33h・34hを取り囲む円や楕円であるが、これに限られず、コア連結部Lが嵌められる嵌合穴33h・34hの形状に応じた形状を有してよい。回転電機M1の例では、スリットS3・S4は、界磁部Fsに向かって延び、電機子コアH1・H2の界磁部Fs側の開口に達している。このため、スリットS3・S4によって誘導電流C1の発生を防止できる。回転電機M1において、界磁部Fsは電機子部Am1の外側に配置されているので、スリットS3・S4は径方向における外側に向かって嵌合穴33h・34hから延びている。
 図6は、電機子コアH1・H2及びコア連結部Lの断面を示す模式図である。同図の磁束Φ7は、図3Bで示した、コア連結部Lを含む磁気回路を流れる磁束である。回転電機M1においては、コア連結部Lを流れる磁束Φ7と電機子コアH1・H2のヨーク部33c・34cを通る磁束Φ1・Φ2(図3B参照)とが存在する。そのため、U相、V相、及びW相の3つの相のそれぞれについて形成される磁束Φ7の合計はゼロとはならない。例えば、第1電機子コアH1から第2電機子コアH2に向かって複数のコア連結部Lを介して流れる磁束Φ7が、第2電機子コアH2から第1電機子コアH1に向かって複数のコア連結部Lを介して流れる磁束Φ7より多くなったり、その逆が生じる。
 スリットS3が形成されていない場合、複数のコア連結部Lと界磁部Fsとの間に軸線Axを中心として第1電機子コアH1の全体を通る閉回路(図8において誘導電流C2が流れる回路)が形成される。同様に、スリットS4が形成されていない場合、複数のコア連結部Lと界磁部Fsとの間に軸線Axを中心として第2電機子コアH2の全体を通る閉回路が形成される。図6においては、コア連結部Lから界磁部Fsまでの間の部分M・N(網掛け部分)に回転方向の閉回路が形成される。上述したように全てのコア連結部Lを流れる磁束Φ7の合計はゼロとはならないため、磁束Φ7に起因してこの閉回路に誘導電流が形成される。ところが、回転電機M1においては、スリットS3・S4が、回転方向で並んでいる複数の嵌合穴33h・34hと回転方向で並んでいる複数の磁極組G1・G2との間を通り且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と交差する。本明細書において、「軸線Axを取り囲む閉曲線」は、例えば、軸線Axを中心とする円であるが、嵌合穴33h・34hの位置を避ける迂回部を有する曲線であってもよい(例えば、図8の線C2参照)。スリットS3・S4は嵌合穴33h・34hから界磁部Fsに向かって延び、電機子コアH1・H2の界磁部Fs側の開口に達している。このため、電機子コアH1・H2の全体を通る閉回路がスリットS3・S4によって遮断され、電機子コアH1・H2に回転方向の誘導電流C2(図8参照)が発生することを防止できる。
 なお、電機子コアH1・H2には、スリットS3・S4には電気的絶縁材料が充填されていてもよい。例えば、電機子コアH1・H2の全体が樹脂でモールドされる場合、このスリットS3・S4には樹脂(電気的絶縁材料)が充填されることとなる。また、スリットS3・S4は電気的に絶縁されていればよく、幅を狭くして磁気的な抵抗を小さくすることが望ましい。
 嵌合穴33h・34hは閉じた内面を有する貫通穴であり、図1C及び図1Dに示すスリットS3・S4はこの嵌合穴33h・34hから延びている。誘導電流の発生を防止する構造は必ずしもスリットS3・S4に限られない。図7で示すように、電機子コアH1・H2には、鋼板Sp1の積層方向に対して交差する方向に開いている嵌合穴33g・34gが形成されてもよい。図7の例では、嵌合穴33g・34gは界磁部Fsとは反対側に向かって開口している。この嵌合穴33g・34gによって、各コア連結部Lの周囲に誘導電流C1(図8参照)が発生することを防止できる。また、コア連結部Lのこの配置によれば、磁極組G1・G2から嵌合穴33g・34gまでの距離を増すことができ、その結果、回転方向で流れる磁束によってヨーク部33c・34cが飽和することを、より効果的に抑えることができる。
 図7で示すように、回転方向での嵌合穴33g・34gの開口の幅(回転電機M1において回転方向での幅W1、図8参照)は、コア連結部Lの同方向での幅の半分より大きい。より望ましくは、回転方向での嵌合穴33g・34gの開口の幅W1はコア連結部Lの同方向での幅に実質的に対応しているのが望ましい。この構造によって、コア連結部Lの回転方向での端部を通過する磁束Φ7に起因してコア連結部Lの端部の周りに誘導電流が発生することを防止できる。図7で示す例では、嵌合穴33g・34gの開口の縁はコア連結部Lの端部に位置する1又は2の鋼板Sp2だけに接し、残りの鋼板Sp2は嵌合穴33g・34gの開口から露出している。
 電機子コアH1・H2には、径方向に開口している嵌合穴33g・34gに代えて、コア連結部Lが嵌められている嵌合穴33h・34h(図1B参照)から界磁部Fsとは反対側に向かって延びているスリットが形成されてもよい。この構造おいても、各コア連結部Lの周囲に誘導電流C1が発生することを防止できる。
 図7で示したように嵌合穴33g・34gが界磁部Fsとは反対側に向かって開口している構造おいては、複数のコア連結部Lと界磁部Fsとの間に形成され、軸線Axを中心として電機子コアH1・H2の全体を通る閉回路(図8において誘導電流C2が流れる回路)が形成される。そのため、図6で示した磁束Φ7に起因して、この閉回路に誘導電流C2(図8参照)が生じる。そこで、図7及び図9Aで示すように、電機子コアH1・H2にはスリットS5・S6が形成されてもよい。スリットS5・S6は、回転方向で並んでいる複数の嵌合穴33g・34gと回転方向で並んでいる複数の磁極組G1・G2との間を通り且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と交差する。このスリットS5・S6によって、軸線Axを中心として電機子コアH1・H2の全体を通る閉回路が遮断され、電機子コアH1・H2に回転方向の誘導電流C2(図8参照)が発生することを防止できる。スリットS5は、例えば複数の嵌合穴33gのうちの1つから界磁部Fsに向かって延び、界磁部Fs側の開口に達する。より具体的には、スリットS5は、回転方向における嵌合穴33gの中心から磁極組G1に向かって延びている。同様に、スリットS6(図7参照)は、例えば複数の嵌合穴34gのうちの1つから界磁部Fsに向かって延び、界磁部Fs側の開口に達している。
 スリットS5・S6は必ずしも嵌合穴33g・34gに接続していなくてもよい。例えば、図9Bで示すように、スリットS5は隣り合う2つの磁極組G1の間に形成されてもよい。このスリットS5は、第1電機子コアH1の界磁部Fs側の縁から延び、反対側の縁に達している。第2電機子コアH2のスリットS6も、図9Bで示すスリットS5と同様に、隣り合う2つの磁極組G2の間に形成されてもよい。このようなスリットS5・S6も回転方向で並んでいる嵌合穴33g・34gと回転方向で並んでいる複数の磁極組G1・G2との間を通り且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と交差することとなる。その結果、電機子コアH1・H2に回転方向の誘導電流が発生することを防止できる。スリットS5・S6は電気的に絶縁されていればよく、幅を狭くして磁気的な抵抗を小さくすることが望ましい。
 コア連結部Lと嵌合穴33h・34hの内面とが電気的に接続していると、コア連結部Lの一部(スリットS3よりも右側に位置する部分、及びスリットS3よりも左側に位置する部分)を通る磁束によって、この磁束を取り囲む閉回路が形成され、そこに誘導電流C3(図1D参照)が生じ得る。そこで、コア連結部Lと嵌合穴33h・34hの内面との間には部分的に隙間(絶縁部)が形成されてよい。こうすることで、そのような誘導電流C3を低減できる。
 また、コア連結部Lを構成する複数の鋼板Sp2(図1A参照)は、回転電機M1の機械動作方向(回転方向)において積層されている。回転電機M1の例とは異なり、コア連結部Lの鋼板Sp2が径方向に積層されている場合、径方向の端部に位置する鋼板Sp2に磁束Φ7に起因する誘導電流が発生しやすくなる。これに対して、回転電機M21では、コア連結部Lの鋼板Sp2は径方向に積層されているので、そのような誘導電流が発生することを抑えることができる。
[電機子コアの内側に界磁部が配置されている例]
 図10は、本開示で提案する回転電機の別の例として、界磁部Fsの外側に電機子部Am3が配置される例を示す斜視図である。図10において、電機子部Am3の回転方向の一部は図示していない。ここでは、図1Aで示した回転電機M1との相違点を中心にして説明する。図10で示す回転電機M3について説明のない事項は、図1Aの回転電機M1の構造が適用されてよい。
 電機子部Am3においても、電機子部Am1と同様、2つの第2電機子コアH2の間に、第1電機子コアH1が配置されている。電機子コアH1・H2は、円環状のヨーク部33c・34cと、ヨーク部33c・34cの内側に形成され回転方向で並んでいる複数の磁極組G1・G2とを有している。各磁極組G1・G2は、界磁部Fsに向かって突出し回転方向で並んでいる複数の磁極33a・34aを有している。磁極組G1を構成する複数の磁極33aにコイルCLが巻かれている。第2電機子コアH2のヨーク部34cの外径と第1電機子コアH1のヨーク部33cの外径は、一致しているとよい。こうすることで、回転電機M3が搭載される装置が有する構造物に電機子部Am3を固定するときに、その固定構造を簡単化・高精度化できる。
 図10の例において、各磁極組G1は4つの磁極33aを有し、各磁極組G2は5つの磁極34aを有しているが、これらの数は適宜変更されてよい。磁極組G2の端部に位置する磁極34aは、隣の磁極組G2の磁極34aと一体化していてもよい。
 隣り合う2つの磁極組対Pの間の角度(機械角及び電気角)についての条件は、図2で示した例と同様であってよい。上述したように、隣り合う2つの磁極組対Pの間の角度は、電気角で実質的に「360×(n+m/s)」度であり、隣り合う2つの磁極組対Pの間に、機械角で「(360/p)×(n+m/s)」度が確保される(上述したように、機械角は「360/s/c」とも表される)。
s:相数
m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
n:1以上の整数
p:(界磁部の極数)/2
c:各相についてのコイルの数
図10の例では、s=3,n=4,m=1,c=3,p=39である。
複数の相のそれぞれに設けられているコイルCLの巻回方向は、図1A等で説明した例と同様、同じであってもよい。例えば、3つのU相コイルCLuの巻回方向は同じである。
 電機子部Am3も、間隔をあけて回転方向(すなわち、機械動作方向)で並んでいる複数のコア連結部Lを有している。電機子部Am3は1つの第1電機子コアH1と2つの第2電機子コアH2を有しており、コア連結部Lはこれら3つの電機子コアH1・H2を磁気的に結合している。これとは異なり、電機子部Am3は、第1電機子コアH1と上側の第2電機子コアH2とを結合する第1のコア連結部Lと、第1電機子コアH1と下側の第2電機子コアH2とを結合する第2のコア連結部Lとを有してもよい。
 図10で示すように、コア連結部Lは磁極組対P(例えば磁極組G1u・G2u)及びそれらに設けられたコイルCLを挟んで界磁部Fsとは反対側に位置している。言い換えれば、コア連結部Lは径方向において磁極組G1・G2の外側に位置している。回転方向におけるコア連結部Lの位置は、回転方向における磁極組G1・G2の中心に一致しているとよい。これにより、回転方向で離れている2つの磁極組を流れる磁束と、コア連結部Lを流れる磁束とが干渉することを抑えることができる。
 電機子コアH1・H2のヨーク部33c・34cに、これらを軸方向に貫通する嵌合穴33h・34hが形成されている。コア連結部Lはこの嵌合穴33h・34hに嵌められている。第2電機子コアH2においては、隣り合う2つの嵌合穴34h(隣り合う2つのコア連結部L)の間に孔34eが形成されてもよい。これによって、第2電機子コアH2の重量の増加を抑えることができる。
 回転電機M3においても、2種類の磁気回路が形成される。第1の磁気回路の1つは、例えば、図3Bで説明した回転電機M1と同様、第1電機子コアH1の磁極組G1u・G1v、第2電機子コアH2の磁極組G2u・G2v、界磁コア22N・22S、及びこの2つの界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgを含む。また、第1の磁気回路の別の1つは、第1電機子コアH1の磁極組G1u・G1w、第2電機子コアH2の磁極組G2u・G2w、界磁コア22N・22S、及びこの2つの界磁コアの間の磁石Mgを含む。第2の磁気回路は、第1電機子コアH1の磁極組G1u、コア連結部L、第2電機子コアH2の磁極組G2u、界磁コア22N・22S、及びこの2つの界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgを含む。
 電機子部Am3においても、図1Aの電機子部Am1と同様、回転方向(機械動作方向)でのコア連結部Lの幅は、回転方向での磁極組G1・G2の幅よりも小さい。このため、コア連結部Lを介して流れる磁束Φ7(図3B参照)と、回転方向で離れている2つの磁極組の間を流れる磁束Φ1・Φ2(図3B参照)の双方がより有効に形成される。
 電機子部Am3においても、図1C及び図1Dで示した構造と同様、各磁極組G1を構成する複数の磁極33aのうち少なくとも両端にそれぞれ位置する2つの磁極33aがコア連結部Lの両端部Leより外方(時計回り方向及び反時計回り方向)に位置し、各磁極組G2を構成する複数の磁極34aのうち少なくとも両端にそれぞれ位置する2つの磁極34aがコア連結部Lの両端部Leより外方(時計回り方向及び反時計回り方向)に位置しているとよい。こうすることで、回転方向で離れている2つの磁極組G1・G2の間を流れる磁束Φ1・Φ2(図3B参照)が形成され易くなる。
 電機子コアH1・H2は積層鋼板である。電機子コアH1・H2には、図10で示すように、各嵌合穴33h・34hから延びているスリットS3・S4が形成されている。スリットS3・S4は、界磁部Fsに向かって延び、電機子コアH1・H2の界磁部Fs側の縁に達し、界磁部Fsに向かって開口している。これによって、各コア連結部Lの周囲に誘導電流C1(図4参照)が発生することを、このスリットS3・S4によって防止できる。スリットS3・S4によると、電機子コアH1の全体に回転方向の誘導電流C2(図8参照)が生じることを防止でき、電機子コアH2の全体に回転方向の誘導電流が生じることを防止できる。
 なお、複数のコア連結部Lがそれぞれ嵌められる複数の嵌合穴は、図7の例とは反対に、電機子コアH1・H2の径方向の外側に開口していてもよい。(言い換えれば、コア連結部Lが少なくとも部分的に径方向の外側に露出していてよい。)すなわち、複数の嵌合穴は、界磁部Fsとは反対側に開口していてもよい。この開口によって、各コア連結部Lを取り囲む誘導電流C1(図4参照)が発生することを防止できる。このような構造においては、図9A及び図9Bで示したように、複数のコア連結部Lが嵌められている複数の嵌合穴と回転方向で並んでいる複数の磁極組G1・G2との間を通り且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と交差するスリットS5・S6が電機子コアH1・H2に形成されてもよい。
 なお、界磁部Fsの内側に電機子部Am1が配置される例として図1A等で説明し、界磁部Fsの外側に電機子部Am3が配置される例として図10で説明したが、回転電機の一例においては、1つの界磁部Fsの内側と外側に2つの電機子部が配置されてもよい。
[圧粉材料で形成される電機子コアを有する例]
 電機子コアは、軟磁性の圧粉材料で形成されてもよい。図11は、本開示で提案する回転電機の別の例として、このような構造を有する回転電機M4を示している。図11は回転電機M4の斜視図である。界磁部Fsの回転方向の一部は図示していない。図11で示す回転電機M4について説明のない事項は、図1Aの回転電機M1が有する構造が適用されてよい。この図で示す電機子コアの構造は、図で示すラジアルギャップタイプの回転電機だけでなく、リニア電機や、アキシャルギャップタイプの回転電機に適用されてよい。
 回転電機M4の電機子部Am4は、軟磁性の圧粉材料(Soft Magnetic Composite (SMC) materials)で形成されている電機子コアH1・H2を有している。すなわち、電機子コアH1・H2は、軟磁性の粉末と粉末の表面を覆う絶縁膜(例えば、樹脂膜)とを含む複合材料で形成されている。複合材料は圧縮成型され且つ熱処理されて、電機子コアH1・H2を形成する。このような電機子コアH1・H2は高い電気抵抗率を有するので、電機子コアH1・H2を通過する磁束の向きに依ることなく、誘導電流が抑えられる。したがって、これまで説明した回転電機M1等とは異なり、電機子コアH1・H2にスリットS3・S4・S5・S6は形成されていなくてよい。
 圧粉材料は積層鋼板とは異なり、金型を利用して作製される。そのため、磁極33a・34aの形状について、高い自由度が確保できる。電機子部Am4においては、磁極33a・34aの幅が軸方向で変化している。磁極33aの幅は、第2電機子コアH2に近づくに従って徐々に小さくなっている。一方、磁極34aの幅は、第1電機子コアH1に近づくに従って徐々に小さくなっている。これによって、コギングトルクが低減できる。
 また、磁極33a・34aは、軸方向に伸びている突出部(不図示)を磁極33a・34aの先端部に有してもよい。これにより、磁極33a・34aの先端面の面積(界磁部Fsに向く面の面積)が増し、界磁部Fsと磁極33a・34aとの間の隙間に起因する磁気抵抗を下げることができる。
 隣り合う2つの磁極組対Pの間の角度(機械角及び電機角)についての条件は、図2で示した例と同様であってよい。また、複数の相のそれぞれに設けられているコイルCLの巻回方向は、図1等で説明した例と同様、同じであってもよい。これとは異なり、複数の相のそれぞれについて、巻回方向が異なる2つのコイルCLが設けられてもよい。例えば、2つのU相コイルCLuの巻回方向は互いに反対であってもよい。
 図11で示すように、回転電機M4も、回転電機M1と同様、間隔をあけて回転方向(すなわち、機械動作方向)で並んでいる複数のコア連結部Lを有している。電機子部Am4は1つの第1電機子コアH1と2つの第2電機子コアH2を有しており、コア連結部Lはこれら3つの電機子コアH1・H2を磁気的に結合している。コア連結部Lは磁極組対P(軸方向で並ぶ磁極組G1・G2)及びそれらに設けられたコイルCLを挟んで界磁部Fsとは反対側に位置している。回転方向におけるコア連結部Lの位置やサイズは、図1A等で示した回転電機M1と同じであってもよい。
 電機子コアH1・H2のヨーク部33c・34cに、これらを軸方向に貫通する嵌合穴33h・34hが形成されている。コア連結部Lはこの嵌合穴33h・34hに嵌められている。これとは異なり、複数のコア連結部Lは例えば第1電機子コアH1と一体的に形成されてもよい。この場合、コア連結部Lは第2電機子コアH2に形成されている嵌合穴34hに嵌められてよい。反対に、複数のコア連結部Lは第2電機子コアH2と一体的に形成されてもよい。この場合、コア連結部Lは第1電機子コアH1に形成されている嵌合穴33hに嵌められてよい。
[各磁極組に複数のコア連結部が設けられる例]
 回転電機M1~M4の例では、各磁極組対Pの設けられるコア連結部Lの数は1つであった。これとは異なり、各磁極組対Pに、回転方向(機械動作方向)で並ぶ複数のコア連結部Lが設けられてもよい。回転電機M1~M4の例では、各磁極組G1・G2に設けられている磁極33a・34aの数は4~6であったが、各磁極組G1・G2に設けられている磁極33a・34aの数はより多くてもよい。このような場合に、各磁極組対Pに複数のコア連結部Lが設けられるとよい。この構造によると、各磁極組対Pに設けられる複数のコア連結部Lの全断面積(軸方向で見たときの面積)を増やすことができる。そのため、ヨーク部33c・34cの幅及び重量の増加を抑えながら、各磁極組G1・G2を通過する磁束を増すことができる。
 図12A及び図12Bは、このような構造を有する電機子コアを有する回転電機の例として、回転電機M5を示す図である。図12Aは回転電機M5の一部の斜視図であり、図12Bは回転電機M5が有する第1電機子コアH1の平面図である。ここでは、図1Aで示した回転電機M1との相違点を中心にして説明する。回転電機M5について説明のない事項は、回転電機M1が有する構造が適用されてよい。ここで説明する電機子コアの構造は、図で示すラジアルギャップタイプの回転電機だけでなく、リニア電機や、アキシャルギャップタイプの回転電機に適用されてよい。
 回転電機M5において、各磁極組G1は11個の磁極33aを有し、各磁極組G2は12個の磁極34aを有している。各磁極組G1にコイルCLが設けられている。すなわち、各磁極組G1を構成する11個の磁極33aに1つのコイルCLが巻回されている。各磁極組対Pを構成する磁極組G1・G2は回転方向で並んでいる複数のコア連結部Lで磁気的に結合されている。図12Aにおいては、磁極組G1・G2は3つのコア連結部Lで磁気的に結合されている。これによると、隣り合う2つのコア連結部Lの角度を変えることが可能となり、複数のコア連結部Lの並びを全体として磁極組G1・G2の湾曲に合わせることができる。1つの磁極組対Pに設けられるコア連結部Lの数は2つでもよいし、3つより多くてもよい。
 図12Bで示すように、各磁極組G1を構成する複数の磁極33aのうち少なくとも両端にそれぞれ位置する2つの磁極33aが3つのコア連結部Lの両端部Leより外方(時計回り方向及び反時計回り方向)に位置しているとよい。同図では、右端に位置する複数の磁極33a(より具体的には2つの磁極33a)が3つのコア連結部Lの右端部Leより右方に位置し、左端に位置する複数の磁極33a(より具体的には2つの磁極33a)が3つのコア連結部Lの左端部Leより左方に位置している。第2電機子コアH2においても、各磁極組G2を構成する複数の磁極34aのうち少なくとも両端にそれぞれ位置する2つの磁極34aが3つのコア連結部Lの両端部Leより外方(時計回り方向及び反時計回り方向)に位置しているとよい。こうすることで、回転方向で離れている2つの磁極組の間を流れる磁束Φ1・Φ2(図3B参照)が形成され易くなる。
 図12Bで示すように、3つのコア連結部Lが嵌められている3つの嵌合穴33hは回転方向において隙間33mを介して繋がっている。そして、3つの嵌合穴33hのうち1つの嵌合穴33hから界磁部Fsに向かって延びているスリットS3が形成されている。3つの嵌合穴33hの全体を取り囲む閉曲線とスリットS3は交差している。これによって、3つのコア連結部Lを取り囲む誘導電流が第1電機子コアH1に発生することを防止できる。
 なお、図12Bの例とは異なり、3つの嵌合穴33hは相互に分離していてよい。すなわち、隣り合う2つの嵌合穴33hの間に隙間33mは形成されていなくてよい。この場合、3つのスリットS3が3つの嵌合穴33hからそれぞれ界磁部Fsに向かって延びていてもよい。こうすることで、各コア連結部Lを取り囲む誘導電流が第1電機子コアH1に発生することを防止できる。
 また、図12Bの例とは異なり、3つの嵌合穴33hのうち1つの嵌合穴33h(又は複数の嵌合穴33h)から界磁部Fsとは反対側に延びているスリットが形成されてもよい。この場合、図9A或いは図9Bで示した例と同様、第1電機子コアH1に、回転方向で並んでいる複数の嵌合穴33hと回転方向で並んでいる複数の磁極組G1との間を通り且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と交差するスリットS5が形成されてもよい。スリットS5は、図9Aで示すように、例えば、複数の嵌合穴33hのうちの1つから界磁部Fsに向かって延び、界磁部Fs側に縁で開口してもよいし、図9Bで示すように、例えば2つの磁極組G1の間に形成されてもよい。ここで説明する構造は、回転電機M5の第2電機子コアH2に適用されてもよい。
 回転電機M5においても、隣り合う2つの磁極組対Pの間の角度は、電気角で実質的に「360×(n+m/s)」度である。
s:相数
m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
n:1以上の整数
回転電機M5では、s=3、m=1、n=12である。そのため、隣り合う2つの磁極組対Pの角度は電気角で4,440度である。
 また、隣り合う2つの磁極組対Pの間に、機械角で「(360/p)×(n+m/s)」度が確保される。また、隣り合う2つの磁極組対Pの角度は、機械角で「360/s/c」度とも表せる。
p:(界磁部の極数)/2
c:各相についてのコイルの数
したがって、「(360/p)×(n+m/s)」は「360/s/c」に実質的に等しくなる。「界磁部の極数」は界磁部Fsが有している界磁コア22N・22Sの数に一致し、回転電機M1では、例えば148である(p=74)。また、s=3、c=2である。そのため、隣り合う2つの磁極組対Pの間の角度は、機械角で約60度となる。言い換えれば、「(360/p)×(n+m/s)」が「360/s/c」に実質的に等しくなるように、界磁部Fsの極数(p×2)や、電機子部のコイル数(s×c)、磁極33a・34aの数などが設定されている。
[電機子コアが複数の部分コアで構成されている例]
 電機子コアは、別個に形成され且つ互いに結合している複数の部分(部分電機子コア)で構成されてもよい。図13A及び図13Bは本開示で提案する回転電機の別の例として、このような構造を有する回転電機が有する電機子部Am6を説明するための図である。図13Aは電機子部Am6の分解斜視図である。図13Bは電機子部Am6を構成する第1電機子コアH1の平面図である。電機子部Am6は、これまで説明した他の回転電機の電機子部と同様、第1電機子コアH1と、2つの第2電機子コアH2と、電機子コアH1・H2を磁気的に結合するコア連結部Lとを有している。なお、ここで説明する電機子コアの構造は、図で示すラジアルギャップタイプの回転電機だけでなく、リニア電機や、アキシャルギャップタイプの回転電機に適用されてよい。
 第1電機子コアH1は、回転方向で並んでいる複数の磁極組部分コア33A(図13A参照)を有している。磁極組部分コア33Aは、回転方向で並ぶ複数の磁極33a(図13B参照)と、複数の磁極33aの基部に位置している共通基部33b(図13B参照)とを有している。複数の磁極33aは磁極組G1を構成している。また、第1電機子コアH1は、環状のヨーク部分コア33D(図13A参照)を有している。
 図13Aで示すように、複数の磁極組部分コア33Aは、ヨーク部分コア33Dの外側に配置されている。磁極組部分コア33Aは、ヨーク部分コア33Dとは別個に形成された部分であり、連結機構Li1(係合部55a・被係合部55b、図13B参照)によってヨーク部分コア33Dに連結している。磁極組部分コア33Aとヨーク部分コア33Dのそれぞれが積層鋼板で形成されている。このような第1電機子コアH1によると、電機子コアの全体が1つの積層鋼板で構成される場合に比して、第1電機子コアH1の製造時におけるコア材料の歩留まりが向上できる。
 図13Aで示すように、電機子部Am6では、回転電機M1の例と同様、磁極組G1にコイルCLが設けられている。つまり、電機子部Am6では、コイルCLが設けられる部分(すなわち磁極組部分コア33A)が、ヨーク部分コア33Dとは別個に形成されている。そのため、電機子部Am6の製造過程において、例えばボビン巻または空芯巻されたコイルCLを磁極組部分コア33Aに取り付け、その後に、磁極組部分コア33Aをヨーク部分コア33Dに連結するという作業工程が可能となる。このため、隣り合う磁極組部分コア33Aの距離K1(図13B参照)を小さくできる。その結果、1つの磁極組G1を構成する磁極33aの数を増やすことが可能となり、磁石Mgの利用効率が増し、回転電機の出力トルクを増すことができる。
 図13Bで示すように、各磁極組G1を構成する複数の磁極33aは、回転方向における最も外側に位置する磁極33a1を含んでいる。磁極33a1は共通基部33bの側面33uよりも回転方向に突出している。磁極組部分コア33Aのこの形状により、1つの磁極組G1を構成する磁極33aの数を増やすことができる。
 図13Bで示すように、磁極組部分コア33Aは、コア連結部Lを流れる磁束に起因する誘導電流の発生を防止するためのスリットS3を有している。磁極組部分コア33Aは、回転方向で分離されている第1部分コア33A1と、第2部分コア33A2とを含んでいる。この2つの部分コア33A1・33A2は互いに離れている面33eを有している。(以下では、この面33eをスリット面と称する。)この2つのスリット面33eとの間にスリットS3が形成されている。この2つの部分コア33A1・33A2はスリットS3を挟んで対称の形状を有している。スリットS3は磁極組部分コア33Aの界磁部Fs側の面に達している。
 図13Bで示すように、第1部分コア33A1と第2部分コア33A2のそれぞれが、連結機構Liによって環状のヨーク部分コア33Dに連結されている。この3つの部分コア33A1・33A2・33Dによって、スリットS3、及びコア連結部Lが嵌められている嵌合穴が形成されている。詳細には、ヨーク部分コア33Dは、界磁部Fsに向いた面に凹部33d(図13A参照)を有している。各部分コア33A1・33A2は、ヨーク部分コア33Dに向いた面33iを有している。(以下では、面33iを「連結面」と称する。)連結面33iに、連結機構Li1を構成する係合部55aを有している。連結面33iと凹部33dとの内面とによって、コア連結部Lが嵌められる嵌合穴が形成され、また2つの部分コア33A1・33A2の間に形成されているスリットS3は嵌合穴に接続している。
 なお、スリットS3及びコア連結部Lが嵌められる嵌合穴を形成するための構造は、ここで説明する例に限られない。例えば、コア連結部が嵌められる嵌合穴は、磁極組部分コア33Aの共通基部33bに形成されてもよい。この場合、スリットS3はこの嵌合穴から界磁部Fsに向かって伸びていてよい。この場合、磁極組部分コア33Aは、相互に分割されている2つの部分コア33A1・33A2を有していなくてよい。言い換えれば、2つの部分コア33A1・33A2はスリットS3以外の部分で繋がっていてよい。
 さらに他の例では、ヨーク部分コア33Dの内周面(界磁部Fsとは反対側の面)に、図7で示した例と同様の嵌合穴33gが形成されてもよい。この場合、複数の嵌合穴33gと複数の磁極組G1との間を通過し且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と交差するスリットS5(図9A及び図9B参照)がヨーク部分コア33Dに形成されてよい。
 図13Bで示すように、連結機構Li1は係合部55aと被係合部55bとで構成されている。同図の例では、係合部55aが部分コア33A1・33A2に形成され、被係合部55bがヨーク部分コア33Dに形成されている。係合部55aは、磁極組部分コア33Aの連結面33iから突出している凸部である。一方、被係合部55bは係合部55aが嵌まる凹部である。電機子部Am6の例とは反対に、凸部である係合部55aがヨーク部分コア33Dに形成され、凹部である被係合部55bが磁極組部分コア33Aに形成されてもよい。
 図13Bに示すように、磁極組部分コア33Aが連結機構Li1を介してヨーク部分コア33Dに連結している状態において、磁極組部分コア33Aの連結面33iはヨーク部分コア33Dに接し、磁極組部分コア33Aはヨーク部分コア33Dに磁気的に結合している。
 磁極組部分コア33Aとヨーク部分コア33Dとの連結構造は、図13A及び図13Bで示す例に限られない。例えば、磁極組部分コア33Aとヨーク部分コア33Dは、連結機構Li1を有することなく、それらの接合面の接着やろう付けによって、互いに連結されたり、樹脂でモールドされてもよい。
 電機子コアの分割構造は、図13A及び図13Bで示す例に限られない。例えば、電機子コアは、回転方向で並んでいる複数の部分コアを有してもよい。この場合、各部分コアに磁極組G1・G2が形成されてよい。また、各部分コアに、コア連結部Lが嵌められる嵌合穴と、嵌合穴から界磁部Fsに向かって延びるスリットS3とが形成されてよい。複数の部分コアは互いに別個に形成された部材であり、回転方向で隣り合う2つの部分コアが連結機構Li1によって互いに連結され、且つ磁気的に結合していてよい。そして、複数の部分コアは全体として環状の電機子コアを構成してよい。このような電機子コアの構造でも、電機子コアの全体が1つの積層鋼板で構成される場合に比して、電機子コアの製造時におけるコア材料の歩留まりを向上できる。
 図13Aで示すように、磁極組部分コア33Aの磁極33aは、界磁部Fsに向かって突出する形状の本体と、この本体から軸方向に伸びている突出部33nを有してよい。これにより、磁極33aの先端面の面積(界磁部Fsに向く面の面積)が増し、界磁部Fsと磁極33aとの間の隙間に起因する磁気抵抗を下げることができる。また、この突出部33nが、界磁コア22N・22Sに加えて、軸方向で流れる磁束の流路の一部として機能し得るので、界磁コア22N・22Sの磁気飽和を緩和することができる。
 図13Aで示すように、磁極組部分コア33Aは、軸方向での端部(図13Aにおいて上端と下端)に位置している複数の端部鋼板33Eと、それらの間に配置されている複数の本体鋼板33Fとを有している。この端部鋼板33Eの磁極の先端が第2電機子コアH2に向かって折り曲げられ、突出部33nを構成している。図で示す例では、上端に位置する2枚の端部鋼板33Eの先端と、下端に位置する2枚の端部鋼板33Eの先端とが折り曲げられている。突出部33nを構成する端部鋼板33Eの枚数は、1枚でもよいし、2枚より多くてもよい。なお、このような磁極33aの形状(突出部33n)は、一体的に形成されている電機子コア(例えば、図1Aで示した、部分コアを有していない電機子コアH1)に適用されてもよい。
 図13Aで示すように、第2電機子コアH2のヨーク部34cには、コア連結部Lが嵌められている嵌合穴34hが形成されている。また、第2電機子コアH2は、嵌合穴34hから界磁部Fsに向かって延びているスリットS4を有している。また、隣り合う2つの嵌合穴34hの間には孔34eが形成されている。この孔34eによって、電機子部Am6の軽量化を図ることができる。
 第2電機子コアH2の内径(ヨーク部34cの内径)は、第1電機子コアH1の内径(ヨーク部分コア33Dの内径)と一致していてもよい。こうすることで、第2電機子コアH2と第1電機子コアH1の内側に円筒形の支持部材を入れることで、これらを強固に固定できる。
 図13Aで示すように、第2電機子コアH2の磁極34aも、界磁部Fsに向かって突出する形状の本体と、本体から軸方向に伸びている突出部34nとを有している。第2電機子コアH2は積層鋼板で形成され、端部鋼板34Eと本体鋼板34Fとを有している。端部鋼板34Eは、本体鋼板34Fに対して第1電機子コアH1側に配置されている。第2電機子コアH2は、第1電機子コアH1と同様、軸方向での端部に複数(図で示す例では2枚)の端部鋼板34Eを有している。端部鋼板34Eの枚数は、1枚でもよいし、2枚より多くてもよい。端部鋼板34Eにおいて、磁極34aの先端は他の鋼板の長さよりも長くなっており、第1電機子コアH1に向かって折り曲げられて、突出部34nを構成している。これにより、磁極34aの先端面の面積(界磁部Fsに向く面の面積)が増し、界磁部Fsと磁極34aとの間の隙間に起因する磁気抵抗を下げることができる。また、この突出部34nが、界磁コア22N・22Sに加えて、軸方向で流れる磁束の流路の一部として機能し得るので、界磁コア22N・22Sの磁気飽和を緩和することができる。
[巻回方向が異なっている2つの同相のコイルを有する例]
 回転電機は、各相(例えば、U相、V相、W相)について、巻回方向が互いに反対である2つのコイルを有してもよい。図14A及び図14Bは本開示で提案する回転電機の別の例として、このような構造を有する回転電機の電機子部Am7を示している。図14Aは電機子部Am7の分解斜視図であり、図14Bは電機子部Am7が有している磁極の位置を示す展開図であり、図中の数値は回転方向における角度(距離)を電気角で表したものである。ここでは、図1Aで示した回転電機M1の電機子部Am1との相違点を中心にして説明する。図14A及び図14Bで示す電機子部Am7について説明のない事項は、図1Aの回転電機M1が有する構造が適用されてよい。ここで説明する電機子部の構造は、図で示すラジアルギャップタイプの回転電機だけでなく、リニア電機や、アキシャルギャップタイプの回転電機に適用されてよい。
 電機子部Am7が有する複数のコイルCLは、巻回方向が互いに反対となる2つのコイルCLを、各相について有している。電機子部Am7を有する回転電機は3相交流が供給される回転電機である。したがって、複数のコイルCLは、図14Aで示すように、U+相コイルCLu+、U-相コイルCLu-、V+相コイルCLv+、V-相コイルCLv-、W+相コイルCLw+、及びW-相コイルCLw-を有している。これら6つのコイルCLは、第1電機子コアH1の磁極組G1にそれぞれ設けられており、回転方向で並んでいる。(図14A及び図14Bでは、磁極組G1として、G1u+・G1v+・G1w+・G1u-・G1v-・G1w-が示されている。)
 図14Bで示すように、ここでは、6つのコイルCLが設けられている6つの磁極組対Pをそれぞれ、磁極組対Pu+、磁極組対Pv+、磁極組対Pw+、磁極組対Pu-、磁極組対Pv-、磁極組対Pw-と称する。これら6つの磁極組対Pは同じ構造を有する。すなわち、磁極33a・34aの数は、複数の磁極組対Pu+・Pv+・Pw+・Pu-・Pv-・Pw-において同じである。磁極33a・34aの間隔も、複数の磁極組対Pu+・Pv+・Pw+・Pu-・Pv-・Pw-において、実質的に同じである。磁極33a・34aの幅及び高さも、複数の磁極組対Pu+・Pv+・Pw+・Pu-・Pv-・Pw-において、実質的に同じである。磁極組対Pu+・Pv+・Pw+・Pu-・Pv-・Pw-のそれぞれにコア連結部Lが設けられている。各コア連結部LはコイルCLを挟んで界磁部Fsとは反対側に位置し、回転方向におけるコア連結部Lの位置は、回転方向における磁極組G1・G2の中心に一致している。軸線Axを中心にして1つの磁極組対(例えば、Pu+)を回転移動すると、他の磁極組対P(例えば、Pv+・Pw+・Pu-・Pv-・Pw-)となる。
 図14Bにおいて、相が同じであり巻回方向が反対となるコイルCLがそれぞれ設けられた2つの磁極組対Pに注目する。例えば、磁極組対Pu+と磁極組対Pu-に注目すると、これらは電気角で実質的に「360×(q+1/2)」度だけ離れている。(q:1以上の整数)つまり、第1電機子コアH1においては、磁極組対Pu+の磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)と、磁極組対Pu-の磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)との間に、電気角で180度の差がある。したがって、例えば、磁極組対Pu+の磁極33aが界磁コア22Nに正対しているとき(磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)が0度であるとき)、磁極組対Pu-の磁極33aは界磁コア22Nに対して電気角で180度だけずれた位置に位置し、界磁コア22Sに正対する。第2電機子コアH2においても、磁極組対Pu+の磁極34aと界磁コア22Sとの角度(距離)と、磁極組対Pu-の磁極34aと界磁コア22Sとの角度(距離)との間に、電気角で180度の差がある。電機子部Am7では、q=18である。そのため、磁極組対Pu+と磁極組対Pu-との間の角度は、電気角で6,660度である。なお、この説明において、磁極組対Pu+と磁極組対Pu-との間の角度とは、具体的には、回転方向での磁極組G1u+の中心と磁極組G1u-の中心との角度(距離)及び、回転方向での磁極組G2u+の中心と磁極組G2u-の中心との角度(距離)である。これらのことは、他の磁極組対Pv+、Pv-、Pw+、Pw-についても同様である。
 また、巻回方向が同じコイルCLが設けられた2つの磁極組対Pに注目する。例えば、磁極組対Pv+と磁極組対Pw+とに注目する。第1電機子コアH1においては、磁極組対Pv+の磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)と、磁極組対Pw+の磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)との間に、電気角で120度の差がある。したがって、例えば、磁極組対Pv+の磁極33aが界磁コア22Nに正対しているとき(磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)が0度であるとき)、磁極組対Pw+の磁極33aは界磁コア22Nに対して電気角で120度だけずれた位置に位置する。第2電機子コアH2においては、磁極組対Pv+の磁極34aと界磁コア22Sとの角度(距離)と、磁極組対Pw+の磁極34aと界磁コア22Sとの角度(距離)との間に、電気角で120度の差がある。つまり、図14Bで示すように、磁極組対Pv+と磁極組対Pw+は、電気角で実質的に「360×(n+m/s)」度だけ離れている。
s:相数
m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
n:1以上の整数
電機子部Am7において、s=3であり、n=12である。また、m=1とすると、磁極組対Pv+と磁極組対Pw+は、電気角で4,440度だけ離れている。このことは、巻回方向が同じコイルCLが設けられている他の2つの磁極組対Pの間の角度(例えば、磁極組対Pu+と磁極組対Pw+との間の角度や、磁極組対Pv+と磁極組対Pu+との間の角度)についても同様である。このような磁極組対Pと界磁部Fsの相対位置は、リニア電機や、アキシャルギャップタイプの回転電機に適用されてよい。
 また、巻回方向が同じコイルCLが設けられた2つの磁極組対Pの間には、機械角で「(360/p)×(n+m/s)」度が確保される。また、この2つの磁極組対Pの角度は、機械角で「360/s/c」度とも表せる。
p:(界磁部の極数)/2
c:各相についてのコイル対の数
したがって、「(360/p)×(n+m/s)」は「360/s/c」に実質的に等しくなる。電機子部Am7では、界磁部Fsの極数は例えば74(p=37)である。また、s=3、c=1である。そのため、巻回方向が同じコイルCLが設けられた隣り合う2つの磁極組対Pの間の角度は、機械角で120度となる。言い換えると、「(360/p)×(n+m/s)」が「360/s/c」に実質的に等しくなるように、界磁部Fsの極数(p×2)や、コイル対数(s×c)、磁極33a・34aの数などが設定されている。
 なお、図14A及び図14Bで示す例では、1つの磁極組(例えば、磁極組G1u-)に1つのコイル(例えば、CLu-)が巻回される集中巻(concentrated winding)によるコイルが得られていた。しかしながら、例えば、コイルは重ね巻(lap winding)や、波巻(wave winding)によって得られてもよい。
 重ね巻のコイルを有する電機子コアにおいては、例えば、U+相コイルCLu+は、隣り合う3つの磁極組G1w-・G1u+・G1v-に巻回され、U-相コイルCLu-は、隣り合う3つの磁極組G1w+・G1u-・G1v+に巻回される。残りの相のコイルCLv+・CLv-・CLw+・CLw-も、同様に、隣り合う3つの磁極組に巻回されている。
 波巻のコイルを有する電機子コアにおいては、例えば、隣り合う3つの磁極組G1w+・G1u-・G1v+は、U+相コイルCLu+(U+相の電線)とU-相コイルCLu-(U-相の電線)との間に配置される。隣り合う3つの磁極組G1u-・G1v+・G1w-は、V+相コイルCLv+(V+相の電線)とV-相コイルCLv-(V-相の電線)との間に配置される。隣り合う3つの磁極組G1v+・G1w-・G1u+はW+相コイルCLw+(W+相の電線)とW-相コイルCLw-(W-相の電線)との間に配置される。
 また、電機子部Am7が有するコイルCLの配置は、図で示す例に限られない。例えば、巻回方向が異なっているために反対の極の磁界を発生し且つ同じ相の2つのコイルCLがそれぞれ設けられた2つの磁極組対P(例えば、磁極組対Pu+・Pu-)は、回転方向で隣り合っていてもよい。この場合、磁極組対Pv+と磁極組対Pv-も回転方向で隣り合い、磁極組対Pw+と磁極組対Pw-も回転方向で隣り合っていてよい。
[相数が偶数である例]
 回転電機に供給される交流電流の相数は偶数であってもよい。例えば、交流電流の相数は2であってもよい。図15A及び図15Bは本開示で提案する回転電機の別の例として、このような構造を有する回転電機が有する電機子部Am8を示している。図15Aは電機子部Am8の分解斜視図である。図15Bは電機子部Am8が有している磁極の位置を示す展開図であり、図中の数値は回転方向における角度(距離)を電気角で表したものである。ここでは、図1Aで示した回転電機M1の電機子部Am1との相違点を中心にして説明する。図15A及び図15Bで示す電機子部Am8について説明のない事項は、回転電機M1が有する構造が適用されてよい。ここで説明する電機子部の構造は、図で示すラジアルギャップタイプの回転電機だけでなく、リニア電機や、アキシャルギャップタイプの回転電機に適用されてよい。
 電機子部Am8において、複数のコイルCLは、図15Bで示すように、A+相コイルCLa+、B+相コイルCLb+、A-相コイルCLa-、B-相コイルCLb-を含んでいる。A-相コイルCLa-、及びB-相コイルCLb-は、A+相コイルCLa+、B+相コイルCLb+とは巻回方向が反対のコイルである。第1電機子コアH1は、各相について4つのコイルCLを有している。磁極組G1にコイルCLが巻かれている。(図15Aでは、磁極組G1として、G1a+・G1a-・G1b+・G1b-が示されている。)
 磁極組G1は、軸方向で並ぶ磁極組G2とともに磁極組対Pを構成する。4つのコイルCLa+、CLb+、CLa-、CLb-が設けられている4つの磁極組対Pをそれぞれ、磁極組対Pa+、磁極組対Pb+、磁極組対Pa-、磁極組対Pb-と称する。これら4つの磁極組対Pは実質的に同じ構造を有している。すなわち、磁極33a・34aの数は、複数の磁極組対Pa+・Pb+・Pa-・Pb-において同じである。磁極33a・34aの間隔も、複数の磁極組対Pa+・Pb+・Pa-・Pb-において、実質的に同じである。さらに、磁極33a・34aの幅及び/又は高さも、複数の磁極組対Pa+・Pb+・Pa-・Pb-において、実質的に同じである。複数の磁極組対Pa+・Pb+・Pa-・Pb-のそれぞれにコア連結部Lが設けられている。各コア連結部LはコイルCLを挟んで界磁部Fsとは反対側に位置し、回転方向におけるコア連結部Lの位置は、回転方向における磁極組G1・G2の中心に一致している。軸線Axを中心にして1つの磁極組対P(例えば、Pa+)を回転移動すると、他の磁極組対P(例えば、Pb+・Pa-・Pb-)となる。
 相が同じであり巻回方向が反対となるコイルCLがそれぞれ設けられた2つの磁極組対Pに注目する。例えば、磁極組対Pa+と磁極組対Pa-に注目すると、第1電機子コアH1においては、磁極組対Pa+の磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)と、磁極組対Pa-の磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)との間に、電気角で180度の差がある。したがって、例えば、磁極組対Pa+の磁極33aが界磁コア22Nに正対しているとき(磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)が0度であるとき)、磁極組対Pa-の磁極33aは界磁コア22Nに対して電気角で180度だけずれた位置に位置し、界磁コア22Sに正対する。第2電機子コアH2においても、磁極組対Pa+の磁極34aと界磁コア22Sとの角度(距離)と、磁極組対Pa-の磁極34aと界磁コア22Sとの角度(距離)との間に、電気角で180度の差がある。
 つまり、図15Bで示すように、磁極組対Pa+と磁極組対Pa-は、電気角で実質的に「360×(q+1/2)」度だけ離れている。(q:1以上の整数)電機子部Am8では、q=8であり、磁極組対Pa+と磁極組対Pa-は、電気角で3,060度だけ離れている。この説明において、磁極組対Pa+と磁極組対Pa-との間の角度とは、具体的には、回転方向での磁極組G1a+の中心と磁極組G1a-の中心との角度(距離)や、回転方向での磁極組G2a+の中心と磁極組G2a-の中心との角度(距離)である。これらのことは、他の磁極組対Pb+、Pb-についても同様である。なお、回転電機M8では、界磁部Fsの極数は68(p=34)である。そのため、磁極組対Pa+と磁極組対Pa-は、機械角で90度(=3,060/34)の角度(距離)である。
 巻回方向が同じコイルCLが設けられた2つの磁極組対Pに注目する。例えば、磁極組対Pa+と磁極組対Pb+とに注目する。第1電機子コアH1においては、磁極組対Pa+の磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)と、磁極組対Pb+の磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)との間に、電気角で90度の差がある。したがって、例えば、磁極組対Pa+の磁極33aが界磁コア22Nに正対しているとき(磁極33aと界磁コア22Nとの角度(距離)が0度であるとき)、磁極組対Pb+の磁極33aは界磁コア22Nに対して電気角で90度だけずれた位置に位置する。また、第2電機子コアH2においては、磁極組対Pa+の磁極34aと界磁コア22Sとの角度(距離)と、磁極組対Pb+の磁極34aと界磁コア22Sとの角度(距離)との間に、電気角で90度の差がある。つまり、図15Bで示すように、磁極組対Pa+と磁極組対Pb+は、電気角で実質的に「360×(n+m/s/2)」度だけ離れている。
s:相数
m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
n:1以上の整数
電機子部Am8においては、s=2であり、n=4である。また、m=1とすると、磁極組対Pa+と磁極組対Pb+は、電気角で1,530度だけ離れている。このことは、巻回方向が同じ2つのコイルCLが設けられている他の磁極組対Pの間の角度(例えば、磁極組対Pa-と磁極組対Pb-との間の角度)についても同様である。このような磁極組対Pと界磁部Fsの相対位置は、リニア電機や、アキシャルギャップタイプの回転電機に適用されてよい。
 また、巻回方向が同じコイルCLが設けられた2つの磁極組対Pの間には、機械角で「(360/p)×(n+m/s/2)」度が確保される。また、この2つの磁極組対Pの角度は、機械角で「180/s/c」度とも表せる。
p:(界磁部の極数)/2
c:各相についてのコイル対の数
したがって、「(360/p)×(n+m/s/2)」は「180/s/c」に実質的に等しくなる。電機子部Am8では、界磁部Fsの極数は例えば68(p=34)である。また、s=2、c=2である。そのため、隣り合う2つの磁極組対Pの間の角度は、機械角で45度となる。言い換えると、「(360/p)×(n+m/s/2)」が「180/s/c」に実質的に等しくなるように、界磁部Fsの極数(p×2)や、コイル対数(s×c)、磁極33a・34aの数などが設定されている。
[部分界磁コアを有する例]
 図16は、界磁部Fsの例を示す断面図である。(切断面は回転方向に平行な面である。)同図に示すように、各界磁コア22N・22Sは、例えば、隣り合う2つの磁石の間に配置され且つ回転方向で離れている複数の部分コアで構成されてよい。具体的には、各界磁コア22N・22Sは、回転方向で離れている2つの部分界磁コア22fで構成され、2つの部分界磁コア22fの間の隙間K3が確保されてよい。こうすることで、界磁コア22N・22Sと磁石Mgについて寸法誤差の累積が抑えられて、界磁コア22N・22Sと磁石Mgの位置精度が向上できる。図16で示す界磁部Fsは、径方向において電機子部の外側に配置される界磁部である。したがって、磁石Mg及び部分界磁コア22fの幅は径方向に一定である一方で、隙間K3は径方向の外側に向かって徐々に大きくなっている。これにより、界磁部Fsは全体として円筒状となっている。
 図16で示すように、隙間K3には、例えば、非磁性で且つ絶縁性の材料が充填される。例えば、界磁コア22N・22Sと磁石Mgは固定部23で相互に固定される。固定部23は例えば樹脂で形成される。隣り合う部分界磁コア22fの間の隙間K3に固定部23が充填される。この構造によると、界磁コア22N・22Sの位置精度を向上でき、また回転電機の組立作業の作業性が向上できる。つまり、界磁部の極数が多くなり、界磁コア22N・22S間の距離(機械角)が小さくなると、界磁コア22N・22Sの位置精度の、回転電機の性能への影響が大きくなる。また、極数の増加により部品数が多くなり、それらが密着した状態で固定されると、部品の寸法誤差の累積が生じ、界磁コアの位置精度の低下に繋がる可能性がある。これに対して、図16で例示する界磁部Fsの構造では、各界磁コア22N・22Sが2つの部分界磁コア22fで構成され、その2つの部分界磁コア22fの間に隙間K3が設けられているので、寸法誤差の累積が抑えられ、界磁コア22N・22Sと磁石Mgの位置精度が向上できる。また、回転電機の組立作業時に界磁部Fsを一体に取り扱うことができるので、組立作業の作業性が向上できる。
 界磁部Fsの製造過程では、例えば複数の磁石Mgと複数の部分界磁コア22fとが治具や固定具によって位置決めされる。その後、非磁性で且つ絶縁性の材料(具体的には、樹脂23)でモールドされ、固定される。このとき、全ての磁石Mgと全ての部分界磁コア22fとが位置決めされて、樹脂23でモールドされてもよいし、界磁部Fsが複数の部分に分割されて、それぞれが樹脂23でモールドされてもよい。この場合、それぞれがモールドされた複数の部分が回転方向で並べられ相互に固定されて環状の界磁部Fsを構成する。複数の部分のそれぞれが固定部材に固定されて環状の界磁部Fsを構成してもよい。
 各部分界磁コア22fは磁石Mgの表面(N極面、S極面)に近接して配置されている。各部分界磁コア22fは磁石Mgの表面(N極面、S極面)に接してよい。各部分界磁コア22fは磁石Mgの表面に接着材で固定されてもよい。こうすることによって、磁石Mgと界磁コア22N、22Sとの間には隙間がなくなり、磁力の低下を防ぐことができる。
 各部分界磁コア22fは積層鋼板で形成されている。すなわち、各部分界磁コア22fは、回転方向において積層されている複数の鋼板22eで形成されている。本明細書において、「複数の鋼板22eが積層されている方向」は、軸線Axを中心とする文字通りの回転方向だけでなく、部分界磁コア22fの位置における、軸線Axを中心とする円の接線の方向を含む。鋼板22eの回転方向での幅(鋼板の厚さ)は、部分界磁コア22fを構成する複数の鋼板22eにおいて同じである。なお、各部分界磁コア22fは1枚の鋼板だけで構成されてもよい。
 なお、上述した界磁部Fsの構造は、図10で示すように、回転電機の径方向において電機子部の内側に配置される界磁部Fsに適用されてもよい。また、後述するリニア電機やアキシャルギャップタイプの回転電機に適用されてもよい。
 なお、各界磁コア22N・22Sにおいて、部分界磁コア22fは軟磁性の圧粉材料で形成されてもよい。この場合、各界磁コア22N・22Sを構成する2つの部分界磁コア22fの間の隙間に非磁性で且つ絶縁性の材料が充填されてよい。例えば、界磁コア22N・22Sと磁石Mgは樹脂でモールドされ、隙間に樹脂が充填される。さらに他の例として、各界磁コア22N・22Sは複数の部分界磁コア22fを有していなくてもよい。この場合、各部分界磁コア22fは積層鋼板ではなく、軟磁性の圧粉材料で形成されてもよい。
[リニア電機]
 本開示で提案する電気機械の構造は、電機子部と界磁部とが直線に沿った方向で相対移動可能なリニア電機に適用されてもよい。図17は、本開示で提案する構造が適用されたリニア電機の例として、リニア電機M10を示す斜視図である。
 なお、リニア電機M10においても、これまで説明した、部分コアを有する電機子コアや、軟磁性の圧粉材料を利用した電機子コア、各相について巻回方向が異なる2つのコイルCLを有する電機子コア、磁極の端部に突出部を有する電機子コアなどが適用されてよい。
 リニア電機M10は、界磁部Fsと電機子部Am10とを有している。界磁部Fsと電機子部Am10は直線に沿った方向(機械動作方向、図17においてY1-Y2方向)で相対移動可能である。(以下において、Y1-Y2方向を「前後方向」と称する。)例えば、リニア電機M10が搭載される装置が備える構造物に界磁部Fsが固定され、電機子部Am10が前後方向で動くよう案内される。この場合、界磁部Fsは、電機子部Am10の可動範囲に対応した長さを有している。これとは反対に、リニア電機M10が搭載される装置が備える構造物に電機子部Am10が固定され、界磁部Fsが直線に沿った方向で動くよう案内されてもよい。
 界磁部Fsは、前後方向で並んでいる複数の磁石Mgを有している。各磁石Mgは前後方向に磁化されている。界磁部Fsにおいて磁石Mgは、回転電機M1等が有している界磁部Fsと同様、同じ極性の表面(磁極面)が互いに向き合うように配置されている。隣り合う2つの界磁コア22N・22Sの間に磁石Mgが配置されている。各界磁コア22N・22Sは、前後方向で離れている部分界磁コア22fによって構成されてよい。部分界磁コア22fは積層鋼板で形成されてもよいし、軟磁性の圧粉材料で形成されてもよい。
 電機子部Am10は、左右方向(図17においてX1-X2方向)で並んでいる複数の電機子コアH1・H2とコア連結部Lとを有している。図で示すように、電機子部Am10は、例えば、第1電機子コアH1と、2つの第2電機子コアH2とを有する。第1電機子コアH1は2つの第2電機子コアH2の間に配置されている。第1電機子コアH1と第2電機子コアH2はコア連結部Lだけで磁気的に結合し、コア連結部L以外の領域において磁気的に分離されている。
 電機子部Am10は樹脂でモールドされてよい。この場合、第1電機子コアH1と第2電機子コアH2との間の隙間に、電機子コアH1・H2をモールドする樹脂が充填されてよい。電機子部Am10を構成する電機子コアの数は、図で示す例に限られない。電機子部Am10は、例えば1つの第1電機子コアH1と1つの第2電機子コアH2とで構成されてもよい。電機子コアH1・H2は、例えば複数の電磁鋼板が左右方向で重ねられた積層鋼板である。
 図17で示すように、第1電機子コアH1は前後方向で並ぶ複数の磁極組G1を有し、複数の磁極組G1のそれぞれが、前後方向で並ぶ複数の磁極33aを有している。第2電機子コアH2も、前後方向で並ぶ複数の磁極組G2を有している。複数の磁極組G2のそれぞれは、前後方向で並ぶ複数の磁極34aを有している。各コイルCLは磁極組G1を構成する磁極33aに巻かれている。
 第1電機子コアH1は、前後方向で伸びているヨーク部33cを有している。また、第2電機子コアH2は、前後方向で伸びているヨーク部34cを有している。複数の磁極33a・34aはヨーク部33c・34cから界磁部Fsに向かって突出しており、ヨーク部33c・34cの界磁部Fs側に磁極組G1・G2が形成されている。前後方向において並ぶ複数の磁極組G1は、ヨーク部33cを介して磁気的に繋がっている。また、前後方向において並ぶ複数の磁極組G2も、ヨーク部34cを介して磁気的に繋がっている。
 リニア電機M10は、例えば3相交流で駆動するリニアモータであり、第1電機子コアH1にはU相コイルCLu、V相コイルCLv(不図示)、W相コイルCLw(不図示)が設けられている。これらの3つのコイルCLが3つの磁極組G1にそれぞれ設けられている。リニア電機に供給される交流の相数は、3に限られない。
 図17で示すように、第2電機子コアH2の磁極組G2は、第1電機子コアH1の磁極組G1に対して左右方向に位置しており、磁極組G1とともに磁極組対Pを構成している。磁極組G1を構成する磁極33aと、磁極組G2を構成する磁極34aとの位置関係は、回転電機M1の磁極33a、34aとの関係と同じであってよい。すなわち、磁極組G1の磁極33aの位置は、磁極組G2の磁極34aの位置から電気角で例えば180度だけ離れた位置である。
 コア連結部Lは左右方向に延びており、電機子コアH1・H2を磁気的に結合している。リニア電機M10は、間隔をあけて前後方向で並んでいる複数のコア連結部Lを有している。複数のコア連結部Lは複数の磁極組対P(前後方向における位置が互いに対応している磁極組G1・G2のペア)のそれぞれに設けられている。したがって、第1電機子コアH1の磁極組G1と第2電機子コアH2の磁極組G2との間にはコア連結部Lを介した磁路が形成される。
 上述したように、電機子部Am10は1つの第1電機子コアH1と2つの第2電機子コアH2を有している。コア連結部Lはこれら3つの電機子コアH1・H2を磁気的に結合している。各コア連結部Lは右側の第2電機子コアH2の右端から左側の第2電機子コアH2の左端まで延びている。これとは異なり、電機子部Am10は左右方向で並ぶ2本のコア連結部Lを有してもよい。そして、第1のコア連結部Lは第1電機子コアH1と一方の第2電機子コアH2とを結合し、第2のコア連結部Lは第1電機子コアH1と他方の第2電機子コアH2とを結合してもよい。
 コア連結部Lは磁極組G1・G2及びそれらに設けられたコイルCLを挟んで界磁部Fsとは反対側に位置している。図17においては、界磁部Fsは電機子コアH1・H2の下側に配置され、コア連結部Lは電機子コアH1・H2の上側に配置されている。これにより、前後方向で離れている2つの磁極組G1と前後方向で離れている2つの磁極組G2を流れる磁束Φ1・Φ2(図3B参照)と、コア連結部Lを流れる磁束Φ7(図3B参照)とが干渉することを抑えることができる。
 コア連結部Lは、電機子コアH1・H2の鋼板の積層方向に対して交差する方向で積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板である。具体的には、コア連結部Lは、前後方向で積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板である。これによって、コア連結部Lの鋼板に誘導電流が生じることを抑えることができる。
 コア連結部Lはヨーク部33c・34cを磁気的に結合している。電機子部Am10においては、ヨーク部33c・34cは界磁部Fsとは反対側の面(図17の例において、電機子コアH1・H2の上面)に嵌合穴33g・34gを有している。コア連結部Lはこの嵌合穴33g・34gに嵌められている。嵌合穴33g・34gは、電機子コアH1・H2を構成する鋼板の積層方向に交差する方向に開口している。嵌合穴33g・34gは界磁部Fsとは反対側に向かって(上側に向かって)開口している。この構造によって、コア連結部Lを流れる磁束に起因して電機子コアH1・H2に誘導電流が発生することを、防止できる。
 電機子部Am10とは異なり、コア連結部Lが嵌められる嵌合穴は、図1Aの回転電機M1と同様、ヨーク部33c・34cを貫通し閉じた内面を有する嵌合穴であってもよい。すなわち、嵌合穴は上方に開口していなくてもよい。この場合、嵌合穴から界磁部Fsに向かって延びるスリットS3・S4(図1C及び図1D参照)が形成されてもよい。
 さらに他の例として、コア連結部Lは、いずれか一方の電機子コアH1・H2と一体的に形成されてもよい。電機子部Am10において、電機子コアH1・H2の一方又は双方は軟磁性の圧粉材料で形成されてもよい。この場合、圧粉材料で形成されている電機子コアとコア連結部とが一体的に形成されていてよい。
 前後方向でのコア連結部Lの幅は、前後方向での磁極組G1・G2の幅よりも小さい。このため、磁極組対Pを構成する2つの磁極組G1・G2の間をコア連結部Lを介して流れる磁束Φ7(図3B参照)と、前後方向で離れている2つの磁極組G1(及び前後方向で離れている2つの磁極組G2)の間を流れる磁束Φ1・Φ2(図3B参照)の双方がより有効に形成される。
 例えば、図1C及び図1Dで示した例と同様、各磁極組G1を構成する複数の磁極33aのうち前端に位置する1又は複数の磁極33aがコア連結部Lの前端より前方に位置し、複数の磁極33aのうち後端に位置する1又は複数の磁極33aがコア連結部Lの後端より後方に位置しているとよい。同様に、各磁極組G2を構成する複数の磁極34aのうち前端に位置する1又は複数の磁極34aがコア連結部Lの前端より前方に位置し、複数の磁極34aのうち後端に位置する1又は複数の磁極34aがコア連結部Lの後端より後方に位置しているとよい。
 リニア電機M10は、これまで説明した回転電機(例えば、回転電機M1)と同様、2種類の磁気回路を有する。すなわち、第1の磁気回路は、前後方向で離れている2つの磁極組G1と、前後方向で離れている2つの磁極組G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。例えば、図3Bで例示したように、界磁部Fsの界磁コア22Nと磁極組G1uの磁極33aとの角度差が0度(電気角)の状態においては、第1の磁気回路に磁束Φ1・Φ2が磁石Mgによって形成される。
 第2の磁気回路は、コア連結部Lと、左右方向で並んでおり且つコア連結部Lを介して磁気的に結合されている磁極組G1・G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。例えば、図3Bで例示したように、界磁部Fsの界磁コア22Nと磁極組G1uの磁極33aとの角度差が0度(電気角)の状態において、第2の磁気回路には磁束Φ7が磁石Mgによって形成される。磁束Φ1・Φ2・Φ7は、磁極組G1に設けられているコイルCLの内側を通過する。
 このようなリニア電機M10によると、各電機子コアH1・H2を前後方向で磁気的に分割する必要がなくなる。そのため、電機子コアH1・H2の強度を増すことができる。また、コア連結部Lを含む磁気回路と、前後方向で並んでいる2つの磁極組G1・G2を含む磁気回路とに磁束が形成される。そのため、磁気回路の磁気的な飽和を抑えることができる。その結果、例えば、ヨーク部33c・34cの幅を狭くし、電機子部Am10の小型化・軽量化が容易となる。特に、1つの磁極組G1・G2を構成する磁極33a・34aの数を増す場合に、この効果は顕著となる。また、ヨーク部33c・34cの幅を増すことなく、磁気回路を飽和する磁束を増すことができるので、コイルCLに供給する電流を増し、回転電機の出力トルクを大きくできる。
[界磁部に対して異なる方向に位置する複数の電機子コア]
 これまで説明した電気機械(例えば、図1Aで例示する回転電機M1)において、複数の電機子コアH1・H2は、界磁部Fsに対して同じ方向に位置している。これとは異なり、第1電機子コアH1は界磁部Fsの第1の面に対して第1の方向に位置し、第2電機子コアH2は界磁部Fsの第2の面に対して第2の方向に位置してよい。ここで第1の方向と第2の方向は、例えば、互いに反対に向いている2方向、又は、互いに交差する2方向である。この構造においても、電機子部は複数の電機子コアH1・H2を磁気的に結合するコア連結構造(例えば、機械動作方向で並んでいる複数のコア連結部L)を有してよい。このような構造は、回転電機に適用されてもよいし、リニア電機に適用されてもよい。
 以下では、第1の方向と第2の方向との間の角度が180度となっている構造(すなわち、第1の方向と第2の方向が互いに反対に向いている構造)と、第1の方向と第2の方向との間の角度が90度となっている構造を例として、図を参照しながら説明する。第1の方向と第2の方向との角度はこれらに限られず、90度より小さい角度でもよいし、90度より大きく180度よりも小さい角度であってもよい。
[電機子コアが界磁部を挟んで反対側に配置される例]
 図18A~図18Cは、界磁部Fsに対する相対位置が異なる第1電機子コアH1と第2電機子コアH2とを有する電気機械の例として、ラジアルギャップタイプの回転電機M21を示している。図18Aは回転電機M21の斜視図であり、図18Bは回転電機M21の分解斜視図である。図18Cは回転電機M21に形成される磁束を示す図である。以下では、図1Aで説明した回転電機M1との相違点を中心にして説明する。これらの図で示す回転電機M21について説明のない事項は、図1Aの例が適用されてよい。
 図18Aで示すように、回転電機M21において、第1電機子コアH1と第2電機子コアH2は、界磁部Fsを挟んで互いに反対側に配置されている。界磁部Fsは筒状である。第1電機子コアH1は界磁部Fsの外周面(第1の面)に対して径方向における外方(第1の方向)に配置され、第2電機子コアH2は界磁部Fsの内周面(第2の面)に対して径方向の内方(第2の方向)に配置されている。界磁部Fsの界磁コア22N・22Sは、その内側と外側の双方において露出しているのが望ましい。このことによって、界磁部Fsと電機子コアH1・H2との間の磁気抵抗を低減できる。なお、回転電機M21とは反対に、第1電機子コアH1は界磁部Fsの内周面に対して径方向における内方に位置し、第2電機子コアH2は界磁部Fsの外周面に対して径方向の外方に位置してもよい。
 図18Bで示すように、第1電機子コアH1は回転方向で並んでいる複数の磁極組G1を有し、これらはヨーク部33cを介して磁気的に結合している。回転電機M21は、例えば3相交流で動作する回転電機であり、第1電機子コアH1にはU相コイルCLu、V相コイルCLv、W相コイルCLwが設けられる。これらの3つのコイルCLu・CLv・CLwが3つの磁極組G1u・G1v・G1wにそれぞれ設けられている。3つのコイルCLの巻回方向は同じであってよい。磁極組G1は複数の磁極33aを有し、これらは界磁部Fsの界磁コア22N・22Sと径方向で対向する。第2電機子コアH2も、回転方向で並んでいる複数の磁極組G2を有し、これらはヨーク部34cを介して磁気的に結合している。磁極組G2は複数の磁極34aを有し、これらは界磁部Fsの界磁コア22N・22Sと径方向で対向する。界磁部Fsを挟んで対向する2つの磁極組G1・G2は磁極組対Pを構成する。図で示す例では、各磁極組G1は5つ磁極33aで構成され、各磁極組G2は6つの磁極34aで構成される。各磁極組G1・G2を構成する磁極33a・34aの数はこれに限られない。
 回転電機M21において、界磁部Fsの極数は、例えば76(p=38)である。隣り合う磁極組対P間の電気角は、360×(n+m/s)と表され、例えば2,280度となる。また、隣り合う磁極組対P間の機械角は、(360/p)×(n+m/s)」と表され、「360/s/c」に実質的に一致する。この機械角は、回転電機M21においては例えば60度である(回転電機M21において、s=3、m=1、n=6、及びc=2)。
 図18Bで示すように、電機子部Am21は間隔をあけて回転方向で並んでいる複数のコア連結部Lを有している。複数のコア連結部Lは複数の磁極組対Pのそれぞれに設けられている。磁極組G1・G2はヨーク部33c・34cの界磁部Fs側に形成されている。各コア連結部Lは、ヨーク部33c・34cを磁気的に結合している。また、回転方向におけるコア連結部Lの位置は磁極組対Pを構成する磁極組G1・G2の位置に対応している。具体的には、回転方向におけるコア連結部Lの中心は、回転方向における磁極組G1・G2の中心の位置に一致している。
 図18Bで示すように、ヨーク部33cは磁極組G1を挟んで界磁部Fsとは反対側に位置する嵌合穴33hを有し、ヨーク部34cは磁極組G2を挟んで界磁部Fsとは反対側に位置する嵌合穴34hを有している。嵌合穴33h・34hは軸方向に電機子コアH1・H2を貫通する穴である。各コア連結部Lの端部は嵌合穴33h・34hに軸方向で嵌められ、ヨーク部33c・34cを磁気的に結合している。コア連結部Lの両端部はコイルCLを挟んで互いに反対側に位置している。各コア連結部Lは、径方向で延びている延伸部L3と、延伸部L3の両端部から軸方向に延びている嵌合部L1・L2とを有している。嵌合部L1が第1電機子コアH1の嵌合穴33hに嵌められ、嵌合部L2が第2電機子コアH2の嵌合穴34hに嵌められている。
 電機子部Am21に形成される磁束は、図3Bを参照しながら説明した磁束と実質的に同じである。具体的には、図18Cで示すように、界磁部Fsの界磁コア22Nと磁極組G1uの磁極33aとの角度差が0度(電気角)の状態において、電機子部Am21と界磁部Fsとに磁石Mgによる磁束Φ1・Φ2・Φ7が形成される。磁束Φ1が形成される第1の磁気回路は、例えば、第1電機子コアH1の磁極組G1u・G1v、第2電機子コアH2の磁極組G2u・G2v、界磁コア22N・22S、及びこの界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgを含む。同様に、第1の磁気回路のもう一つは磁束Φ2が形成される磁気回路であり、この回路は第1電機子コアH1の磁極組G1u・G1w、第2電機子コアH2の磁極組G2u・G2w、界磁コア22N・22S、及びこの2つの界磁コアの間の磁石Mgを含む。磁束Φ7が流れる第2の磁気回路の1つは、第1電機子コアH1の磁極組G1u、コア連結部L、第2電機子コアH2の磁極組G2u、界磁コア22N・22S、及びこの2つの界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgを含む。
 このような回転電機M21によると、従来の回転電機とは異なり、各電機子コアH1・H2を回転方向で磁気的に分割する必要がなくなる。そのため、電機子コアH1・H2の強度を増すことができる。また、コア連結部Lを含む磁気回路と、回転方向で離れている2つの磁極組(例えば、磁極組G1u・G1v)を含む磁気回路の2種類の回路に磁束が形成される。そのため、磁気回路の磁気的な飽和を抑えることができる。その結果、例えば、ヨーク部33c・34cの幅を狭くし、電機子部Am21の小型化・軽量化が容易となる。特に、1つの磁極組G1・G2を構成する磁極33a・34aの数を増す場合に、この利点は顕著となる。また、ヨーク部33c・34cの幅を増すことなく、磁気回路を飽和する磁束を増すことができるので、コイルCLに供給する電流を増し、回転電機の出力トルクを大きくできる。
 電機子部Am21の第1電機子コアH1において、各磁極組G1を構成する複数の磁極33aのうち少なくとも両端にそれぞれ位置する2つの磁極33aがコア連結部Lの両端部より外方(時計回り方向及び反時計回り方向)に位置しているとよい。同様に、電機子部Am21の第2電機子コアH2においても、各磁極組G2を構成する複数の磁極34aのうち少なくとも両端にそれぞれ位置する2つの磁極34aがコア連結部Lの両端部より外方(時計回り方向及び反時計回り方向)に位置しているとよい。こうすることで、回転方向で離れている2つの磁極組の間を流れる磁束Φ1・Φ2が形成され易くなる。
 図18Aで示すように、第1電機子コアH1には、各嵌合穴33hから延びており且つ各嵌合穴33hを取り囲む閉曲線と交差するスリットS3が形成されている。同様に、第2電機子コアH2には、各嵌合穴34hから延びており且つ各嵌合穴34hを取り囲む閉曲線と交差するスリットS4が形成されている。このスリットS3・S4によって各コア連結部Lの周囲に誘導電流が生じることを防止できる。スリットS3・S4は、図18Aで示すように、界磁部Fs側に向いた開口に達しているのが望ましい。
 また、複数の嵌合穴33hと複数の磁極組G1との間を通り且つ軸線Axを中心として第1電機子コアH1の全体を通る閉回路が、スリットS3によって遮断される。また、複数の嵌合穴34hと複数の磁極組G2との間を通り且つ軸線Axを中心として第2電機子コアH2の全体を通る閉回路が、スリットS4によって遮断される。したがって、電機子コアH1・H2に回転方向の誘導電流が発生することを、スリットS3・S4によって防止できる。
 なお、第1電機子コアH1には、図19で示すように、第1電機子コアH1の鋼板の積層方向に対して交差する方向に開口している嵌合穴33gが形成されてもよい。同図の例において、嵌合穴33gは第1電機子コアH1の外周面に形成され、界磁部Fsとは反対側に向かって開口している。また、図19で示すように、第2電機子コアH2にも、第2電機子コアH2の鋼板の積層方向に対して交差する方向に開口している嵌合穴34gが形成されてもよい。同図の例において、嵌合穴34gは第2電機子コアH2の内周面に形成され、界磁部Fsとは反対側に向かって開口している。この構造においても、各コア連結部Lの周囲に誘導電流が生じることを防止できる。
 図19の構造においては、スリットS5が第1電機子コアH1に形成され、スリットS6が第2電機子コアH2に形成されてよい。スリットS5・S6は、回転方向で並んでいる複数の磁極組G1・G2と複数の嵌合穴33g・34gとの間を通り且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と交差する。電機子コアH1・H2の全体に回転方向の誘導電流が発生することを、スリットS5・S6によって防止できる。図19の例では、スリットS5・S6は嵌合穴33g・34gから延び、界磁部Fsに向いた開口に達している。
 図19の例とは異なり、スリットS5は隣り合う2つの磁極組G1の間に形成され、第1電機子コアH1の界磁部Fs側の面と反対側の面とにおいて開口していてもよい。また、スリットS6は隣り合う2つの磁極組G2の間に形成され、第2電機子コアH2の界磁部Fs側の面と反対側の面とにおいて開口していてもよい。
 図20は回転電機M21が有する界磁部Fsの例を示す断面図である。その切断面は軸線に対して直交する面である。図20で示す界磁部Fsは、機械動作方向(同図においては、回転方向)において積層される電磁鋼板で形成される界磁コア22N・22Sを有している。界磁コア22N・22Sは、図16で例示した界磁部Fsとは異なり、界磁部Fsの内周面と外周面とにおいて露出している。これによって、第1電機子コアH1と界磁部Fsとの間の磁気抵抗と、第2電機子コアH2と界磁部Fsとの間の磁気抵抗とを低減できる。
 界磁部Fsでは、各界磁コア22N・22Sは、それぞれが複数の電磁鋼板で形成されている2つの部分界磁コア22fを有している。2つの部分界磁コア22fの間に、固定部23が充填される。固定部23は、例えば非磁性で且つ絶縁性の材料(例えば樹脂)で形成される。磁石Mgの幅が外周面に向かって徐々に大きくなっている。これとは異なり、固定部23の幅が外周面に向かって徐々に大きくなってもよいし、部分界磁コア22fの幅が外周面に向かって徐々に大きくなってもよい。
[電機子コアが反対側に配置されるリニア電機]
 図18A及び図18Bで開示する電機子コアの配置は、電機子部と界磁部とが直線に沿った方向で相対移動可能なリニア電機に適用されてもよい。図21A及び図21Bはリニア電機の例を示す図である。図21Aはリニア電機M22の斜視図であり、図21Bはリニア電機M22の分解斜視図である。図21Aにおいて、界磁部Fsの一部と、第2電機子コアH2の一部は省略されている。ここでは、図18A及び図18Bで例示したラジアルギャップタイプの回転電機M21との相違点を中心にして説明する。リニア電機M22について説明のない事項は、回転電機M21の構造が適用されてよい。
 図21Aで示すように、リニア電機M22において、界磁部Fsと電機子部Am22は直線に沿った方向(図21AにおいてY1-Y2方向)で相対移動可能である。(リニア電機M22においてY1-Y2方向は機械動作方向であり、以下では前後方向と称する。)例えば、界磁部Fsの位置が固定され、電機子部Am22が前後方向で往復動する。この場合、界磁部Fsは、電機子部Am22の可動範囲に対応した長さを有してよい。
 図21Aで示すように、第1電機子コアH1と第2電機子コアH2は、左右方向(図21AにおいてX1-X2方向)において界磁部Fsを挟んで互いに反対側に配置されている。第1電機子コアH1は、界磁部Fsの左面(図21AにおいてX2方向に向いた面)に対して左方に配置され、第2電機子コアH2は、界磁部Fsの右面(図21AにおいてX1方向に向いた面)に対して右方に配置されている。界磁コア22N・22Sは右方と左方の双方において露出していてよい。こうすることによって、電機子コアH1・H2と界磁部Fsとの磁気抵抗を低減できる。
 図21Bで示すように、第1電機子コアH1は前後方向で並ぶ複数の磁極組G1(G1u・G1v・G1w)を有している。複数の磁極組G1のそれぞれが、前後方向で並び界磁部Fsに向けて突出する複数の磁極33aを有している。リニア電機M22は、例えば3相交流で動作するリニアモータであり、第1電機子コアH1にはU相コイルCLu、V相コイルCLv、W相コイルCLwが設けられる。これらの3つのコイルCLが3つの磁極組G1にそれぞれ設けられている。3つのコイルCLの巻回方向は同じであってよい。第2電機子コアH2も、前後方向で並ぶ複数の磁極組G2を有している。複数の磁極組G2のそれぞれは、前後方向で並び界磁部Fsに向けて突出する複数の磁極34aを有している。図で示す例では、第1電機子コアH1にだけコイルCLが設けられているが、第1電機子コアH1と第2電機子コアH2の双方にコイルCLが設けられてもよい。
 電機子コアH1・H2は、電機子コアH1・H2が対向する方向(左右方向)と機械動作方向(前後方向)の双方に直交する方向(上下方向)で積層された複数の電磁鋼板で形成されている。これとは異なり、電機子コアH1・H2の一方又は双方は軟磁性の圧粉材料で形成されてもよい。
 図21Aで示すように、電機子部Am21は間隔をあけて前後方向で並んでいる複数のコア連結部Lを有している。複数のコア連結部Lは複数の磁極組対P(界磁部Fsを挟んで対向する磁極組G1・G2のペア)のそれぞれに設けられている。第1電機子コアH1の磁極組G1はヨーク部33cに対して界磁部Fs側に位置し、第2電機子コアH2の磁極組G2はヨーク部34cに対して界磁部Fs側に位置している。各コア連結部Lは、ヨーク部33c・34cを磁気的に結合している。前後方向におけるコア連結部Lの位置と、前後方向における磁極組対Pの位置は相互に対応している。
 図21Bで示すように、ヨーク部33cは磁極組G1を挟んで界磁部Fsとは反対側に位置する嵌合穴33gを有し、ヨーク部34cは磁極組G2を挟んで界磁部Fsとは反対側に位置する嵌合穴34gを有している。嵌合穴33g・34gは、電機子コアH1・H2の鋼板の積層方向に対して交差する方向(すなわち、界磁部Fsとは反対側に向けて)開口している。各コア連結部Lの端部は嵌合穴33g・34gに嵌められ、ヨーク部33c・34cを磁気的に結合している。各コア連結部Lは、図21Bで示すように、左右方向で延びている延伸部L3と、延伸部L3の両端部から下方に延びている嵌合部L1・L2とを有している。嵌合部L1・L2が嵌合穴33g・34gにそれぞれ嵌められている。嵌合穴33g・34gが開口しているので、各コア連結部Lを通る磁束によって各コア連結部Lの周囲に誘導電流が生じることを、防止できる。
 図21Aで示すように、コア連結部LはコイルCLの上方に配置されている。これとは異なり、電機子部Am22は、コイルCLの上方に位置するコア連結部LとコイルCLの下方に位置するコア連結部Lとを、各磁極組対Pについて有してもよい。
 リニア電機M22も、これまで説明した回転電機(例えば、回転電機M1)と同様、2種類の磁気回路を有する。すなわち、第1の磁気回路は、前後方向で離れている2つの磁極組G1と、前後方向で離れている2つの磁極組G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。第2の磁気回路は、コア連結部Lと、左右方向で向き合っており且つコア連結部Lを介して磁気的に結合されている磁極組G1・G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。
 図21Aで示すように、前後方向でのコア連結部Lの幅は、前後方向での磁極組G1・G2の幅よりも小さい。例えば、各磁極組G1を構成する複数の磁極33aのうち前端に位置する1又は複数の磁極33aがコア連結部Lの前端より前方に位置し、複数の磁極33aのうち後端に位置する1又は複数の磁極33aがコア連結部Lの後端より後方に位置しているとよい。同様に、各磁極組G2を構成する複数の磁極34aのうち前端に位置する1又は複数の磁極34aがコア連結部Lの前端より前方に位置し、複数の磁極34aのうち後端に位置する1又は複数の磁極34aがコア連結部Lの後端より後方に位置しているとよい。
 リニア電機M22の電機子コアH1・H2は上述したように積層鋼板である。上下方向で積層された複数の鋼板のうち積層方向の端部に位置する鋼板は、上方又は下方に延びている突出部を各磁極33a・34aに有してもよい。図22は、このような磁極33aの例を示す図である。同図で示す例では、磁極33aの端部に位置する鋼板は積層方向に延びている突出部33nを有している。突出部33nは鋼板の折り曲げによって形成されてよい。このような突出部33nは、積層方向(上下方向)における一方の端部(例えば上端)に位置する1又は複数の鋼板と、積層方向における他方の端部(例えば下端)に位置する1又は複数の鋼板の双方に形成されてもよいし、いずれか一方にだけ形成されてもよい。他の例では、突出部33nは、必ずしも鋼板の折り曲げによって形成されていなくてもよい。例えば、磁極33aの積層方向での端部は、電磁鋼板ではなく、突出部33nを有する軟磁性の圧粉材料で形成されてもよい。図22で示す構造は、第2電機子コアH2に適用されてもよい。
[ヨーク部と磁極が分割されている例]
 リニア電機において電機子コアH1・H2は、電磁鋼板で形成されるヨーク部分コアと、電磁鋼板で形成され且つヨーク部分コアに形成された嵌合穴に嵌められる磁極コアとを有してよい。図23は、このような電機子コアH1・H2を有しているリニア電機M23を示す図である。ここでは、図21A及び図21Bで示したリニア電機M22との相違点について説明する。図23で示すリニア電機M23について説明のない事項(例えば、磁極組対P間の距離(電気角)や界磁部Fsの構造)については、これまで説明した他の電気機械の構造が適用されてよい。なお、図23においては、第2電機子コアH2を示すため、第1電機子コアH1の一部及び界磁部Fsの一部が省略されている。
 図23で示すように、第1電機子コアH1は、左右方向(X1-X2方向)で積層される複数の鋼板を含む積層鋼板であるヨーク部分コア33Gを有している。また、第1電機子コアH1は、前後方向(Y1-Y2方向)で並んでいる複数の磁極コア33Jを有している。各磁極コア33Jは、上下方向(Z1-Z2方向)で積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板である。ヨーク部分コア33Gの鋼板と磁極コア33Jの鋼板は直交している。ヨーク部分コア33Gには、前後方向で並んでいる複数の嵌合穴が形成されている。磁極コア33Jは複数の嵌合穴にそれぞれ嵌められて、ヨーク部分コア33Gと磁気的に結合している。磁極コア33Jのうちヨーク部分コア33Gの表面から界磁部Fsに向かって突出している部分が磁極33aである。複数の磁極33a(5つの磁極33a)は磁極組G1を構成し、各磁極組G1にコイルCLが設けられる。
 図23で示すように、第2電機子コアH2は、左右方向で積層される複数の鋼板を含む積層鋼板であるヨーク部分コア34Gを有している。また、第2電機子コアH2は、前後方向で並んでいる複数の磁極コア34Jを有している。各磁極コア34Jは、上下方向で積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板である。すなわち、ヨーク部分コア34Gの鋼板と磁極コア34Jの鋼板は直交している。ヨーク部分コア34Gには前後方向で並んでいる複数の嵌合穴が形成されている。磁極コア34Jは複数の嵌合穴にそれぞれ嵌められて、ヨーク部分コア34Gと磁気的に結合している。磁極コア34Jのうちヨーク部分コア34Gの表面から界磁部Fsに向かって突出している部分が磁極34aである。リニア電機M23においては、6つの磁極34aで磁極組G2が構成されている。
 磁極コア33J・34Jの鋼板は、前後方向(機械動作方向)と左右方向(電機子コアH1・H2の対向方向)の双方に交差する方向、具体的には上下方向で積層されている。リニア電機M23の例とは異なり、磁極コアの鋼板が機械動作方向に積層されている場合、機械動作方向の端部に位置する鋼板に誘導電流が発生しやすくなる。これに対して、リニア電機M23では、磁極コア33J・34aの鋼板は上下方向に積層されているので、そのような誘導電流の発生を抑えることができる。
 ヨーク部分コア33G・34Gには、図23で示すように、各磁極コア33J・34Jが嵌められている嵌合穴から延びているスリットS7・S8が形成されている。リニア電機M23の例では、隣り合う2つの磁極コア33Jがそれぞれ嵌められる嵌合穴の間にスリットS7が形成されている。同様に、隣り合う2つの磁極コア34Jがそれぞれ嵌められる嵌合穴の間にスリットS8が形成されている。このスリットS7・S8によって、磁極コア33J・34Jを流れる磁束に起因してヨーク部分コア33G・34Gに誘導電流が発生することを、防止できる。スリットS7・S8は、図23に示す例とは異なり、嵌合穴からヨーク部分コア33G・34Gの縁に向かって延びてもよい。
 図23で示すように、電機子部Am23は間隔をあけて前後方向で並んでいる複数のコア連結部Lを有している。複数のコア連結部Lは複数の磁極組対P(界磁部Fsを挟んで対向する磁極組G1・G2のペア)のそれぞれに設けられている。前後方向におけるコア連結部Lの位置と、前後方向における磁極組対Pの位置は相互に対応している。磁極組G1・G2(磁極コア33J・34Jのうちヨーク部分コア33G・34Gから突出している部分)はヨーク部分コア33G・34Gに対して界磁部Fs側に位置している。コア連結部Lはヨーク部分コア33G・34Gに磁気的に結合されている。詳細には、ヨーク部分コア33G・34Gの上面にヨーク部分コア33G・34Gを貫通する嵌合穴33g・34gが形成されている。この嵌合穴33g・34gにコア連結部Lが嵌められ、保持されている。
 コア連結部Lは、前後方向で積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板である。鋼板のこの配置・積層によると、コア連結部Lに誘導電流が発生することを、抑えることができる。
 図23で示すように、嵌合穴33g・34gはヨーク部分コア33G・34Gを構成する鋼板の積層方向に対して交差する方向に開口している。具体的には、嵌合穴33g・34gは上方に開口している。そのため、各コア連結部Lの周りに誘導電流が発生することを防止できる。コア連結部LはコイルCL及び界磁部Fsの上方に位置している。電機子部Am23は、コイルCL及び界磁部Fsの上方に位置するコア連結部Lと、コイルCL及び界磁部Fsの下方に位置するコア連結部Lとを有してもよい。
 図23で示すように、リニア電機M23において、各コア連結部Lは左右方向(電機子コアH1・H2の対向方向)において並ぶ第1部分コアL5と第2部分コアL6とを有してもよい。第1部分コアL5は第1電機子コアH1の嵌合穴33gに嵌められ、第2部分コアL6は第2電機子コアH2の嵌合穴34gに嵌められている。この構造によると、リニア電機M23の組み立て作業を簡素化できる。
 リニア電機M23においても、これまで説明した回転電機(例えば、回転電機M1)と同様、2種類の磁気回路を有する。すなわち、第1の磁気回路は、前後方向で離れている2つの磁極組G1と、前後方向で離れている2つの磁極組G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。第2の磁気回路は、コア連結部Lと、左右方向で向き合っており且つコア連結部Lを介して磁気的に結合されている磁極組G1・G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。
[圧粉材料で形成される電機子コアを有するリニア電機]
 電機子コアH1・H2は、軟磁性の圧粉材料で形成されてもよい。図24A及び図24Bは、このような電気機械の例としてリニア電機M24を示す斜視図である。この図において、界磁部Fsの一部と、第1電機子コアH1の一部は省略されている。以下では、これまで説明したリニア電機との相違点を中心に説明する。図24A及び図24Bで示すリニア電機M24について説明のない事項(例えば、磁極組対P間の距離(電気角)や界磁部Fsの構造)については、これまで説明した他の電気機械の構造が適用されてよい。
 図24Bで示すように、電機子部Am24は、左右方向(X1-X2方向、機械動作方向に対して交差する方向)で向き合っている第1電機子コアH1と第2電機子コアH2とを有している。第1電機子コアH1は前後方向(機械動作方向)で並んでいる複数の磁極組G1を有している。磁極組G1は複数の磁極33aを有している。第1電機子コアH1はヨーク部33cの内面(第2電機子コアH2に向いた面)から界磁部Fsに向かって突出する共通基部33bを有している。磁極33aは共通基部33bから界磁部Fs側に突出している。複数の磁極33aが共通基部33bにおいて前後方向に並んでいる。
 図24Bで示すように、第2電機子コアH2の界磁部Fsに対向する面には、前後方向で並ぶ複数の凹部34bが形成されている。隣り合う2つの凹部34bの間の部分(凸部)が磁極34aである。このように隣り合う2つの凹部34bの間の部分を磁極34aとして機能させる構造によると、磁極34aの強度を増すことができる。
 リニア電機M24では、第1電機子コアH1と第2電機子コアH2は軟磁性の圧粉材料で形成されている。電機子部Am24は前後方向で並んでいる複数のコア連結部Lを有している。図24Bで示すように、コア連結部Lは第2電機子コアH2と一体的に形成されている。すなわち、コア連結部Lと第2電機子コアの全体の形状に対応した空間を有する金型を準備し、その金型内の空間に軟磁性の圧粉材料を入れて、第2電機子コアH2とコア連結部Lとを形成している。したがって、第2電機子コアH2は、コア連結部Lに対応する位置にコア連結部Lが嵌まる構造(具体的に嵌合穴)を有していない。
 図24Bで示すように、コア連結部Lはヨーク部34cの上部から第1電機子コアH1のヨーク部33cの上部に向かって延び、第1電機子コアH1のヨーク部33cの上部に接続している。ヨーク部33cの上縁には嵌合穴33fが形成され、コア連結部Lの端部はこの嵌合穴33fに嵌められている。リニア電機M24の例では、嵌合穴33fは上方に開口している凹部である。嵌合穴33fの構造は適宜変更されてよい。
 リニア電機M24の例とは反対に、コア連結部Lは、第1電機子コアH1と一体的に形成されてもよい。さらに他の例では、コア連結部Lが2つの部分コアに分割され、一方の部分コアが第1電機子コアH1と一体的に形成され、他方の部分コアが第2電機子コアH2と一体的に形成されてもよい。
[アキシャルギャップタイプ]
 図25A~図25Cは、界磁部Fsを挟んで第1電機子コアH1と第2電機子コアH2とが互いに反対側に配置される電気機械の例として、アキシャルギャップタイプの回転電機M25を示している。図25Aは回転電機M25の斜視図であり、図25Bは回転電機M25の分解斜視図である。図25Cは回転電機M25の底面図であり、第1電機子コアH1の底面が示されている。ここでは、図18A及び図18Bで説明した回転電機M21との相違点を中心にして説明する。これらの図で示す回転電機M25について説明のない事項は、図18Aの例が適用されてよい。
 図25Aで示すように、回転電機M25の第1電機子コアH1と第2電機子コアH2の双方は円盤状であり、軸方向で互いに向き合っている。2つの電機子コアH1・H2の間に円盤状の界磁部Fsが配置されている。界磁部Fsの界磁コア22N・22Sは、その上側と下側の双方において露出しているのが望ましい。このことによって、界磁部Fsと電機子コアH1・H2との磁気抵抗を低減できる。
 図25Bで示すように、第1電機子コアH1は、ヨーク部分コア33Hと、回転方向で並んでいる複数の磁極コア33Jとを有している。ヨーク部分コア33Hは軸方向で積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板である。各磁極コア33Jは、径方向で積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板である。したがって、ヨーク部分コア33Hの鋼板と磁極コア33Jの鋼板は直交している。ヨーク部分コア33Hには、回転方向で並んでいる複数の嵌合穴33jが形成されている。磁極コア33Jは複数の嵌合穴33jにそれぞれ嵌められて、ヨーク部分コア33Hと磁気的に結合している。磁極コア33Jのうちヨーク部分コア33Hの表面から界磁部Fsに向かって突出している部分が磁極33aである。
 図25Bで示すように、第2電機子コアH2は、第1電機子コアH1と同様、ヨーク部分コア34Hと、回転方向で並んでいる複数の磁極コア34Jとを有している。ヨーク部分コア34Hは軸方向で積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板である。各磁極コア34Jは、径方向で積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板である。すなわち、ヨーク部分コア34Hの鋼板と磁極コア34Jの鋼板は直交している。ヨーク部分コア34Hには回転方向で並んでいる複数の嵌合穴34jが形成されている。磁極コア34Jは複数の嵌合穴34jにそれぞれ嵌められて、ヨーク部分コア34Hと磁気的に結合される。磁極コア34Jのうちヨーク部分コア34Hの表面から界磁部Fsに向かって突出している部分が磁極34aである。
 磁極コア33J・34Jにおいて、鋼板は回転電機M25の径方向で積層されている。回転電機M25の例とは異なり、磁極コアの鋼板が回転方向に積層されている場合、回転方向の端部に位置する鋼板に誘導電流が発生しやすくなる。これに対して、回転電機M25では、磁極コア33J・34Jの鋼板は径方向に積層されているので、そのような誘導電流の発生を抑えることができる。
 図25B及び図25Cで示すように、ヨーク部分コア33H・34Hには、磁極コア33J・34Jが嵌められている嵌合穴33j・34jを取り囲む閉曲線と交差するスリットS7・S8が形成されている。回転電機M25の例では、隣り合う2つの磁極コア33Jがそれぞれ嵌められる嵌合穴33jの間にスリットS7(図25C参照)が形成されている。ヨーク部分コア33Hの全周に亘って複数のスリットS7が形成されている。同様に、隣り合う2つの磁極コア34Jがそれぞれ嵌められる嵌合穴34jの間にスリットS8(図25A参照)が形成されている。ヨーク部分コア34Hの全周に亘って複数のスリットS8が形成されている。このスリットS7・S8によって、磁極コア33J・34Jを流れる磁束に起因してヨーク部分コア33H・34Hに誘導電流が発生することを、防止できる。スリットS7・S8は、嵌合穴33j・34jからヨーク部分コア33H・34Hの内縁又は外縁に向かって延び、この縁に達していてもよい。
 図25Aで示すように、電機子部Am25は間隔をあけて回転方向で並んでいる複数のコア連結部Lを有している。複数のコア連結部Lは複数の磁極組対P(界磁部Fsを挟んで対向する磁極組G1・G2のペア)のそれぞれに設けられている。回転方向におけるコア連結部Lの位置と、回転方向における磁極組対Pの位置は相互に対応している。複数の磁極33a・34aを含む磁極組G1・G2(磁極コア33J・34Jのうちヨーク部分コア33H・34Hから突出している部分)はヨーク部分コア33H・34Hに対して界磁部Fs側に位置している。コア連結部Lはヨーク部分コア33H・34Hに磁気的に結合されている。回転電機M25の例では、ヨーク部分コア33H・34Hに、ヨーク部分コア33H・34Hを鋼板の積層方向に貫通する嵌合穴33h・34h(図25B参照)が形成されている。この嵌合穴33h・34hにコア連結部Lが嵌められ、保持されている。
 図25Bで示すように、各コア連結部Lは軸方向で並ぶ第1部分コアL5と第2部分コアL6とを有してもよい。第1部分コアL5は第1電機子コアH1の嵌合穴33hに嵌められ、第2部分コアL6は第2電機子コアH2の嵌合穴34hに嵌められている。この構造によると、回転電機M25の組み立て作業を簡素化できる。第1電機子コアH1と第2電機子コアH2とを組み合わせたとき、第1部分コアL5の先端面と第2部分コアL6の先端面とが接する。
 コア連結部Lは、それぞれが軸方向に沿って配置され回転方向(機械動作方向)で積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板である。鋼板のこの配置・積層によると、コア連結部Lの鋼板に誘導電流が発生することを、抑えることができる。
 コア連結部Lは磁極組G1・G2(コイルCL)に対して径方向における外側に位置している。これにより、コア連結部Lの回転方向での幅を十分に確保することが容易となる。これとは異なり、コア連結部Lは磁極組G1・G2(コイルCL)に対して径方向における内側に位置してもよい。
 各コア連結部Lは回転方向(機械動作方向)においても複数の部分に分割されていてもよい。回転電機M25において、各コア連結部Lは、回転方向で並んでいる部分コアを有している。より詳細には、図25Cで示すように、第1電機子コアH1に磁気的に結合されている第1部分コアL5は回転方向で並んでいる部分コアL5a・L5bを有している。こうすることにおって、部分コアL5aを部分コアL5bに対して傾斜させることが可能となり、部分コアL5a・L5bの姿勢を磁極33a(磁極コア33J)の並びに合わせることができる。なお、2つの部分コアL5a・L5bは1つの嵌合穴33hに嵌められてよい。この場合、2つの部分コアL5a・L5bに隙間が形成されてよい。同様に、第2電機子コアH2に磁気的に結合されている第2部分コアL6は回転方向で並んでいる部分コアL6a・L6b(図25B参照)を有している。これによって、部分コアL6a・L6bの姿勢を磁極34a(磁極コア34J)の並びに合わせることができる。
 回転電機M25も、これまで説明した回転電機(例えば、回転電機M1)と同様、2種類の磁気回路を有する。すなわち、第1の磁気回路は、回転方向で離れている2つの磁極組G1と、回転方向で離れている2つの磁極組G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。第2の磁気回路は、コア連結部Lと、軸方向で向き合っており且つコア連結部Lを介して磁気的に結合されている磁極組G1・G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。
 図25Cで示すように、ヨーク部分コア33Hは、コア連結部Lの嵌合穴33hから、ヨーク部分コア33Hの鋼板の積層方向に対して交差する方向に延びているスリットS3を有している。スリットS3は各嵌合穴33hを取り囲む閉曲線と交差する。これによって、各コア連結部Lの周囲に誘導電流が形成されることを防止できる。スリットS3は径方向の内側に向かって延び、界磁部Fsに対向する位置にある開口に達している。第1電機子コアH1においては、界磁部Fsに対向する位置にスリットS7(界磁部Fsに向かって開いた開口)が位置しており、スリットS3はスリットS7に達している。スリットS3はスリットS7ではなく、磁極コア33Jの嵌合穴33jに達していてもよい。
 また、図25Aで示すように、ヨーク部分コア34Hは、コア連結部Lの嵌合穴34h(図25B参照)から、ヨーク部分コア34Hの鋼板の積層方向に対して交差する方向に延びているスリットS4を有している。スリットS4は各嵌合穴34hを取り囲む閉曲線と交差する。これによって、各コア連結部Lの周囲に誘導電流が形成されることを防止できる。スリットS4は嵌合穴34hの径方向の内側に向かって延び、界磁部Fsに対向する位置にある開口に達している。磁極コア34Jが嵌められる嵌合穴34jは界磁部Fsに対向する位置に形成されており、界磁部Fsに向かって開口している。スリットS4はこの嵌合穴34j(界磁部Fsに対向する位置にある開口)に達している。スリットS4は隣り合う2つの嵌合穴34jの間に形成されるスリットS8に達していてもよい。
 図25Cで示すように、第1電機子コアH1のスリットS3は、複数の嵌合穴33hと複数の磁極組G1との間を通過し且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と交差する。このスリットS3は、第1電機子コアH1の全体を1周する閉回路が複数のコア連結部Lと複数の磁極組G1との間に形成されることを防ぐ。そのため、コア連結部Lを含む磁気回路に形成される磁束Φ7(図3B参照)に起因して、第1電機子コアH1に回転方向の誘導電流が生じることを防止できる。同様に、第2電機子コアH2のスリットS4も、複数の嵌合穴34hと複数の磁極組G2との間を通過し且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と交差する。そのため、磁束Φ7(図3B参照)に起因して、第2電機子コアH2に回転方向の誘導電流が生じることを防止できる。
 なお、コア連結部Lが嵌められる嵌合穴は、ヨーク部分コア33H・34Hの外周面に開口していてもよい。この場合、各コア連結部Lに上述したスリットS3・S4は形成されていなくてもよい。スリットS3・S4に代えて、複数のコア連結部Lが嵌められている複数の嵌合穴と複数の磁極組G1・G2との間を通過し且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と交差するスリットがヨーク部分コア33H・34Hのいずれかの位置に形成されるとよい。このスリットは、例えば、図9A或いは図9Bで示すスリットS5・S6と同様、いずれか1つの嵌合穴から延びて、磁極コア33J・34Jが嵌められている嵌合穴33j・34jに接続してもよいし、隣り合う2つの嵌合穴33j・34jの間のスリットS7・S8に接続してもよい。
[電機子コアが異なる2方向に配置される例]
 電機子コアH1・H2及び界磁部Fsの相対的な位置はこれまで説明した電気機械の例に限られない。例えば、回転電機においては、界磁部の外周面又は内周面に対して径方向に一方の電機子コアが配置され、界磁部Fsに対して軸方向に他方の電機子コアが配置されてよい。リニア電機においては、界磁部Fsの右側面又は左側面(機械動作方向に沿った第1の面)に対して側方に一方の電機子コアが配置され、界磁部Fsの上面又は下面(機械動作方向に沿った第2の面)に対して上方又は下方に他方の電機子コアが配置されてよい。
 図26A及び図26Bは、このような電気機械の一例として、回転電機M26を示す図である。図26Aは斜視図であり、図26Bは分解斜視図である。図26Aにおいて、電機子コアH1・H2と界磁部FsとコイルCLの一部は省略されている。ここでは、図1Aで説明した回転電機M1との相違点を中心にして説明する。これらの図で示す回転電機M26について説明のない事項は、図1Aの例が適用されてよい。
 図26Bで示すように、電機子部Am26は、1つの第1電機子コアH1と、2つの第2電機子コアH2とを有している。第1電機子コアH1は界磁部Fsの外周面に対して径方向における外側に位置している。回転電機M26とは異なり、第1電機子コアH1は界磁部Fsの内側に配置されてもよい。2つの第2電機子コアH2は、軸方向において界磁部Fsを挟んで互いに反対側に配置されている。すなわち、一方の第2電機子コアH2は界磁部Fsの上面(軸方向に向いた面)の上方に位置し、他方の第2電機子コアH2は界磁部Fsの下面(軸方向に向いた面)の下方に位置している。2つの電機子コアH2は同じ構造を有していてよい。こうすることで、回転電機M26の製造コストを抑えることができる。界磁コア22N・22Sは界磁部Fsの外周面と界磁部Fsの上面及び下面とにおいて露出しているのが望ましい。
 第1電機子コアH1は、例えば軸方向で積層されている複数の鋼板によって構成される。第1電機子コアH1は、軟磁性の圧粉材料で形成されてもよい。また、図で示す例では、第2電機子コアH2は、軟磁性の圧粉材料で形成されている。第2電機子コアH2は積層鋼板であってもよい。
 回転電機M26の使用時においては、例えば界磁部Fsが回転電機M26を搭載する装置に固定され、電機子部Am26が軸線Axを中心として回転する。これとは反対に、電機子部Am26が回転電機M26を搭載する装置に固定され、界磁部Fsが軸線Axを中心として回転してもよい。
 図26Bで示すように、第1電機子コアH1は、回転方向で並んでいる複数の磁極組G1を有している。第1電機子コアH1には、例えば、U相コイルCLu、V相コイルCLv、及びW相コイルCLwが設けられ、回転電機M26は例えば三相交流で駆動する電気機械である。各第2電機子コアH2は、界磁部Fsに向いている側に、回転方向で並んでいる複数の磁極組G2を有している。回転電機M26において、界磁部Fsの極数は、例えば56(p=28)である。
 隣り合う磁極組対P間の電気角は、図2を参照して説明したように360×(n+m/s)と表され、例えば1,680度であってよい(回転電機M26において、s=3、及びm=2、n=4)。隣り合う磁極組対P間の機械角は、(360/p)×(n+m/s)」と表され、「360/s/c」に実質的に一致する。この機械角は、回転電機M26においては例えば60度である(回転電機M26においてc=2)。
 図26Bで示すように、電機子部Am26は、回転方向において間隔をあけて並んでいる複数のコア連結部Lを有している。第1電機子コアH1の磁極組G1はヨーク部33cに対して界磁部Fs側に形成されている。第2電機子コアH2の磁極組G2はヨーク部34cに対して界磁部Fs側に形成されている。コア連結部Lはヨーク部33cとヨーク部34cとを磁気的に結合している。複数のコア連結部Lは複数の磁極組対P(回転方向において相互に対応する位置にある磁極組G1・G2のペア)にそれぞれ設けられている。
 電機子部Am26では、コア連結部Lは第2電機子コアH2と一体的に形成されている。すなわち、コア連結部Lと第2電機子コアH2の全体の形状に対応した空間を有する金型を準備し、その金型内の空間に軟磁性の圧粉材料を入れて、第2電機子コアH2とコア連結部Lとが形成されている。
 図26Bで示すように、コア連結部Lは、2つの第2電機子コアH2のそれぞれに形成されている。コア連結部Lは、第2電機子コアH2のヨーク部34cから径方向に延びている延伸部L7を有している。延伸部L7はコイルCLの位置を超えて径方向に延びている。コア連結部Lは、延伸部L7の端部から軸方向に延びている嵌合部L8を有している。第1電機子コアH1のヨーク部33cは軸方向にこれを貫通している嵌合穴33hを有している。嵌合穴33hに嵌合部L8が嵌められて、ヨーク部33cとヨーク部34cがコア連結部Lを介して磁気的に結合されている。上側の電機子コアH2のコア連結部Lの嵌合部L8と、下側の電機子コアH2のコア連結部Lの嵌合部L8は共通の嵌合穴33hに嵌められている。
 第1電機子コアH1には、第1電機子コアH1の鋼板の積層方向に対して交差する方向に嵌合穴33hから延びているスリットS3が形成されている。具体的には、スリットS3は界磁部Fsに向かって延びている。これにより、コア連結部Lに形成される磁束に起因して各コア連結部Lの周囲に誘導電流が発生することを防止できる。
 コア連結部Lの形状は電機子部Am26の例に限られない。例えば、ヨーク部34cが磁極組G1及びコイルCLに対して軸方向に位置する部分を有するように、ヨーク部34cの径方向での幅が大きい場合、コア連結部Lは径方向で延びている延伸部L7を有していなくてもよい。
 また、第2電機子コアは、軸方向で積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板を含んでもよい。この場合、ヨーク部34cは磁極組G1及びコイルCLに対して軸方向に位置する部分を有し、ヨーク部34cのこの部分に軸方向にこれを貫通する穴が形成されてよい。そして、ヨーク部34cのこの穴と第1電機子コアH1の嵌合穴33hとにコア連結部Lが嵌められてもよい。
 回転電機M26も、これまで説明した回転電機(例えば、回転電機M1)と同様、2種類の磁気回路を有する。すなわち、第1の磁気回路は、回転方向で離れている2つの磁極組G1と、回転方向で離れている2つの磁極組G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。第2の磁気回路は、コア連結部Lと、回転方向での角度位置が相互に対応しており且つコア連結部Lを介して磁気的に結合されている磁極組G1・G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。2種類の磁気回路を通る磁束は、磁極組G1に設けられているコイルCLの内側を通過する。
 なお、電機子コアH1・H2の配置は、これまで説明した電気機械に限られない。例えば、界磁部Fsに対して第1電機子コアH1が位置する方向を第1の方向とし、界磁部Fsに対して第2電機子コアH2が位置する方向を第2の方向としたとき、第1の方向と第2の方向との間の角度は90度や180度ではなく、例えば120度であってもよい。この場合、界磁部Fsの断面は三角形であってもよい。
 また、界磁部Fsの断面は円形であってもよい。この場合、電機子コアH1・H2の磁極33a・34aの端面は界磁部Fsの外周面に合わせて湾曲していてもよい。
[コア連結構造の他の例]
 これまで説明した電気機械では、第1電機子コアH1と第2電機子コアH2とを磁気的に結合するコア連結構造として、機械動作方向において間隔をあけて並んでいる複数のコア連結部Lが利用されていた。コア連結構造はこれに限られず、機械動作方向で延びている1つのコア連結部Lが利用されてもよい。図27A及び図27Bはこのような電気機械の例として、アキシャルギャップタイプの回転電機M27を示している。図27Aは斜視図であり、図27Bは分解斜視図である。ここでは、ここでは、図25A~図25Cで説明した回転電機M25との相違点を中心にして説明する。これらの図で示す回転電機M27について説明のない事項は、図25A~図25Cの例が適用されてよい。
 図27Bで示すように、第1電機子コアH1は回転方向で並んでいる複数の磁極組G1を有している。磁極組G1は第2電機子コアH2に向かって軸方向で突出する磁極33aを有している。第1電機子コアH1は、円盤状のヨーク部33cを有している。ヨーク部33cの上面(第2電機子コアH2に向いた面)に磁極33aが形成されている。ヨーク部33cの径方向での幅は、電機子コアH1の全周に亘って均一である。第1電機子コアH1は、例えば、軟磁性の圧粉材料で形成される。
 図27Aで示すように、各磁極組G1に設けられているコイルCLは、磁極組G1を構成する全ての磁極33aに巻かれる第1コイルCL1と、一部の磁極33aにだけ巻かれる第2コイルCL2とを有してもよい。こうすることによって磁極33aの間の隙間を有効利用できる。なお、この2つのコイルCL1・CL2の巻回方向は同じであり、且つ直列に接続される。
 図27Bで示すように、第2電機子コアH2の界磁部Fsに対向する面には、回転方向で並ぶ複数の凹部34bが形成されている。隣り合う2つの凹部34bの間の部分(凸部)が磁極34aである。第2電機子コアH2は、円盤状のヨーク部34cを有している。ヨーク部34cの下面(第1電機子コアH1に向いた面)に凹部34b及び磁極34aが形成されている。ヨーク部34cの径方向での幅は、電機子コアH2の全周に亘って均一である。第2電機子コアH2においては、各磁極組G2は複数の磁極34a(例えば、7つの磁極34a)で構成される。第2電機子コアH2は、例えば、軟磁性の圧粉材料で形成される。
 回転電機M27において、界磁部Fsの極数は、例えば76(p=38)である。隣り合う磁極組対P間の電気角は、図2を参照して説明したように、360×(n+m/s)と表され、回転電機M25においては例えば2,280度となる(この回転電機M25において、s=3、m=1、n=6)。また、隣り合う磁極組対P間の機械角は、(360/p)×(n+m/s)」と表され、「360/s/c」に実質的に一致する。回転電機M25において、この機械角は例えば60度である(回転電機M25において、c=2)。
 図27Aで示すように、第1電機子コアH1は、ヨーク部33cの外周縁から第2電機子コアH2に向かって延びているコア連結部L11を有している。コア連結部L11は第1電機子コアH1の全周に亘って形成されている環状である。同様に、第2電機子コアH2は、ヨーク部34cの外周縁から第1電機子コアH1に向かって延びているコア連結部L12を有している。コア連結部L12は第2電機子コアH2の全周に亘って形成されている環状である。
 第1電機子コアH1のコア連結部L11の軸方向での端面(図27Aにおいてコア連結部L11の上面)と、第2電機子コアH2のコア連結部L12の軸方向での端面(図27Aにおいてコア連結部L12の下面)は互いに接しているとよい。こうすることで、コア連結部L11・L12を介して形成される磁路の磁気抵抗を低減できる。
 なお、電機子部Am27において、コア連結構造は図27A及び図27Bに示す例に限られない。例えば、電機子コアH1・H2の一方にだけ環状のコア連結部が形成されてよい。この場合、コア連結部の軸方向での端面は、他方の電機子コアのヨーク部の外周部に接しているとよい。さらに他の例として、コア連結部L11・L12は、ヨーク部33c・34cの外周縁ではなく、ヨーク部33c・34cの内周縁に形成されてもよい。また、コア連結部L11・L12は全周にわたって形成されなくてもよい。例えば、一部が切り欠かれて、回転電機M27に電力を供給する外部の駆動回路とコイルCLとを繋ぐ電線の引き出し口として利用されてもよい。
 このようにコア連結構造が機械動作方向(回転電機M27において回転方向)で延びている1つのコア連結部L11・L12である回転電機M27においても、これまで説明した回転電機(例えば、回転電機M1)と同様、2種類の磁束がそれぞれ形成される2つ磁気回路が形成される。すなわち、第1の磁気回路は、回転方向で離れている2つの磁極組G1と、回転方向で離れている2つの磁極組G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。第2の磁気回路は、コア連結部L11・L12と、回転方向での角度位置が相互に対応しており且つコア連結部L11・L12を介して磁気的に結合されている磁極組G1・G2と、磁極組G1と磁極組G2とに対向する界磁コア22N・22Sと、界磁コア22N・22Sの間の磁石Mgとを含む。
 なお、電機子コアH1・H2は上述したように軟磁性の圧粉材料で形成される。このような電機子コアH1・H2は高い電気抵抗率を有するので、電機子コアH1・H2を通過する磁束の向きに依ることなく、誘導電流が抑えられる。したがって、これまで説明した電気機械とは異なり、電機子コアH1・H2に誘導電流の発生を防止するためのスリットは形成されていなくてよい。
[変形例の適用及び組み合わせ]
 なお、図27A及び図27Bを参照して説明したコア連結部L11・L12はアキシャルギャップタイプの回転電機だけでなく、例えば、図24Aで示したリニア電機や、図26Aで示した回転電機、ラジアルギャップタイプの回転電機において適用されてもよい。コア連結部L11・L12がリニア電機M24に適用される場合、コア連結部L11・L12の前後方向の長さは、電機子コアH1・H2が有する複数の磁極組G1・G2の全体の長さに対応していてよい。
 これまで説明したいずれの電気機械においても、図27Aの例と同様、各磁極組G1に複数のコイルCLが設けられてもよい。すなわち、いずれの電気機械においても、電機子部は各磁極組G1を構成する複数の磁極33aの全体を取り囲む第1コイルと、第1コイルの内側に配置され、一部の磁極33aだけを取り囲む第2コイルとを、各磁極組G1について有してよい。この場合、第1コイルの機械動作方向での中心と、第2コイルの機械動作方向での中心は一致しているとよい。
 図1A乃至図3Bで説明した電機子部では、コイルCLの相数は奇数(例えば3相)であり、各相のコイルの巻回方向は同じであった。このコイル配置は、ラジアルギャップタイプの回転電機、アキシャルギャップタイプの回転電機、リニア電機、及び図26Aを参照しながら説明した回転電機のいずれに適用されてよい。
 図14A及び図14Bで示したコイル配置も、ラジアルギャップタイプの回転電機、アキシャルギャップタイプの回転電機、リニア電機、及び図26Aを参照しながら説明した回転電機のいずれに適用されてよい。すなわち、図14A及び図14B以外の電気機械においても、コイルCLの相数は奇数(例えば3相)であり、各相について巻回方向が反対である2つのコイル(例えば、U+相コイルCLu+、U-相コイルCLu-)が設けられてもよい。
 また、図15A及び図15Bで示したコイル配置も、ラジアルギャップタイプの回転電機、アキシャルギャップタイプの回転電機、リニア電機、及び図26Aを参照しながら説明した回転電機のいずれに適用されてよい。すなわち、図15A及び図15B以外の電気機械においても、コイルCLの相数は偶数(例えば2相)であり、各相について巻回方向が反対である2つのコイル(例えば、A+相コイルCLa+、A-相コイルCLa-)が設けられてもよい。
 また、これまで説明したいずれの電気機械においても、磁極33a・34aは、図13A及び図22で示したように、磁極の本体から機械動作方向に交差し且つ界磁部Fsの表面に沿った方向に延びている突出部33nを有してよい。突出部33nが形成された磁極を有する電機子コアが積層鋼板である場合、積層方向の端部に位置する鋼板の先端が折り曲げられて形成されてよい。電機子コアが軟磁性の圧粉材料である場合、突出部33nは磁極の本体と一体的に形成されてよい。さらに他の例として、電機子コアは積層鋼板である部分と、積層方向の端部に配置され軟磁性の圧粉材料で形成される部分とを有してよい。この場合、突出部33nは、軟磁性の圧粉材料で形成される部分と一体的に形成されてよい。
 また、コア連結部Lが積層鋼板であり且つ閉じた内面を有する嵌合穴33h・34hに嵌められる電気機械においては、コア連結部Lの鋼板は機械動作方向に積層されてよい。こうすることによって、コア連結部Lを通過する磁束Φ7に起因して鋼板に誘導電流が発生することを抑えることができる。
 また、積層鋼板で形成されている電機子コアを有する電機子部は、非磁性であり且つ絶縁性を有する材料によって固められてよい。例えば、電機子部は樹脂でモールドされてよい。この場合、磁極33a・34aの先端面は樹脂から露出しているとよい。
 また、これまで説明した例では、第1電機子コアH1だけにコイルCLが設けられていた。しかしながら、コイルCLは第1電機子コアH1と第2電機子コアH2の双方にコイルCLが設けられてもよい。
 また、図13A及び図13Bを参照しながら、互いに組み合わされている複数の部分コア33A・33Dによって電機子コアが構成される電機子部を説明した。この構造は、ラジアルギャップタイプの回転電機だけでなく、リニア電機など他の電気機械に適用されてもよい。また、電機子コアは、図13A及び図13Bで例示するように、径方向において組み合わされる部分コア33A・33Dを有してもよいし、機械動作方向において組み合わされる部分コアを有してもよい。
 リニア電機は、左右方向(複数の電機子コアの対向方向)で離れている2つの界磁部を有してもよい。この場合、電機子部は3つの電機子コアを有してもよい。そして、1つの電機子コアは2つの界磁部の間に配置され、2つの電機子コアは2つの界磁部の左右にそれぞれ配置されてよい。2つの界磁部の間に配置される電機子コアは、その右側と左側との磁極組を有してよい。この場合、2つの界磁部の間に配置される電機子コアは、前後方向(機械動作方向)での磁束の流れを許容するヨーク部を有してもよいし、左右方向(電機子コアが対向する方向)にだけ磁束の流れを許容してもよい。
[実施形態のまとめ]
 図1A及び図18Aで例示したように、回転電機M1・M21は、電機子部Am1・Am21と、電機子部Am1・Am21に対して相対移動可能である界磁部Fsとを有している。界磁部Fsは、電機子部Am1・Am21と界磁部Fsとの相対移動の方向である回転方向(機械動作方向)で並んでいる複数の界磁コア22N・22Sと、隣り合う2つの界磁コア22N・22Sの間にそれぞれが配置されている複数の磁石Mgとを含む。電機子部Am1・Am21は、回転方向に対して交差する方向(電機子部Am1では軸方向、電機子部Am21では径方向)で離れている第1電機子コアH1と第2電機子コアH2と、第1電機子コアH1と第2電機子コアH2とを磁気的に結合しているコア連結構造と、複数のコイルCLとを含む。第1電機子コアH1は、回転方向で並んでおり且つ磁気的に結合している磁極組G1uと磁極組G1vとを有している。第2電機子コアH2は、回転方向で並んでおり且つ磁気的に結合している磁極組G2uと磁極組G2vとを有している。回転方向における磁極組G1uの位置は、回転方向における磁極組G2uの位置に対応している。回転方向における磁極組G1vの位置は、回転方向における磁極組G2vの位置に対応している。複数のコイルCLは、磁極組G1uに設けられているU相コイルCLuを含んでいる。図3B及び図18Cで示すように、U相コイルCLuを通過する第1磁束Φ1とU相コイルCLuを通過する第2磁束Φ7とが複数の磁石Mgのうちの1つ又は複数によって形成される。第1磁束Φ1が流れる第1磁気回路は、磁極組G1u、磁極組G1v、磁極組G2u、磁極組G2v、界磁コア22N・22S、及び磁石Mgを含む。第2磁束Φ7が流れる第2磁気回路は、磁極組G1u、コア連結構造、磁極組G2u、界磁コア22N・22S、及び磁石Mgを含む。この回転電機M1・M21によると、磁気回路が磁気的に飽和することを抑えることができる。その結果、コイルCLに供給する電流を増すことが可能となり、大きな動力を回転電機M1・M21から得ることができる。また、各電機子コアH1・H2を回転方向で磁気的に分割する必要がなくなるため、電機子コアH1・H2の強度を増すことができる。本開示で提案した他の電気機械も、上述した第1磁気回路と第2磁気回路とを有しており、同様の効果を奏する。
 (1)図1Aで例示した回転電機M1では、界磁部Fsは、回転方向に沿っている内周面を有している。第1電機子コアH1と第2電機子コアH2は、界磁部Fsの内周面に対して径方向における内側に位置している。コア連結構造は回転方向で並んでいる複数のコア連結部Lを含む。複数のコア連結部Lは、磁極組G1uと、磁極組G2uと、磁極組G1uに設けられているU相コイルとに対して径方向における内側に位置しているコア連結部Lを含んでいる。図10~図17で例示した回転電機或いはリニア電機も、界磁部Fsに対して同じ方向に位置している電機子コアH1・H2を有している。
 (2)図18Aで例示した回転電機M21では、界磁部Fsは、回転方向に沿っている面として内周面と外周面とを有している。第1電機子コアH1は、界磁部Fsの外周面に対して径方向における外側に位置し、第2電機子コアH2は、界磁部Fsの内周面に対して径方向における内側に位置している。図21A~図27Bで例示した回転電機或いはリニア電機も、回転電機M21と同様に、界磁部Fsに対して異なる方向に位置している電機子コアH1・H2を有している。この構造によると、電機子コアH1・H2の配置の自由度を増すことができる。
 (3)図1Aで例示した回転電機M1では、複数のコア連結部Lがそれぞれ嵌められる複数の嵌合穴33h・34hのそれぞれについて、鋼板Sp1の積層方向に対して交差する方向に嵌合穴33h・34hから延びているスリットS3・S4が形成されている。また、図7で例示した電機子部Am2において、電機子コアH1・H2の嵌合穴33g・34gは、鋼板Sp1の積層方向に対して交差する方向(径方向の内側)に開口している。これによると、各コア連結部Lの周囲に誘導電流が生じることを抑えることができる。
 (4)図1Aで例示した回転電機M1において、各嵌合穴33h・34hから延びているスリットS3・S4は、回転方向(機械動作方向)で並んでいる複数の嵌合穴33h・34hと回転方向(機械動作方向)で並んでいる複数の磁極組G1・G2との間を通過し且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と、交差する。また、図7で例示した電機子部Am2において、スリットS5・S6は、複数の嵌合穴33g・34gと回転方向(機械動作方向)で並んでいる磁極組G1・G2との間を通過し且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と、交差する。このスリットS3・S4・S5・S6によると、電機子コアH1・H2に、回転方向の誘導電流C2(図8参照)が発生することを抑えることができる。
 (5)図18Aの例において、電機子コアH1・H2は、複数の嵌合穴33h・34hのそれぞれについて、鋼板の積層方向に対して交差する方向に嵌合穴33h・34hから延びているスリットS3・S4を有している。図19の例において、電機子コアH1・H2に形成されている嵌合穴33g・34gは、鋼板の積層方向に対して交差する方向に開口している。これによると、各コア連結部Lの周囲に誘導電流が生じることを抑えることができる。
 (6)図18Aの例において、各嵌合穴33h・34hから延びているスリットS3・S4は、回転方向(機械動作方向)で並んでいる複数の嵌合穴33h・34hと回転方向(機械動作方向)で並んでいる複数の磁極組G1・G2との間を通過し且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と、交差する。図19の例において、スリットS5・S6は、複数の嵌合穴33g・34gと回転方向(機械動作方向)で並んでいる磁極組G1・G2との間を通過し且つ軸線Axを取り囲む閉曲線と、交差する。このスリットS3・S4・S5・S6によると、電機子コアH1・H2に回転方向の誘導電流が発生することを抑えることができる。
 (7)図24A及び図27Aで例示したように、コア連結部Lは、第1電機子コアH1と第2電機子コアH2のうちの一方又は両方と一体的に形成されている。これによると、電機子部の組み立てを簡単化できる。
 (8)図18Aで例示したように、第1電機子コアH1はヨーク部33cを有し、磁極組G1u・G1vはヨーク部33cの界磁部Fs側に形成されている。第2電機子コアH2はヨーク部34cを有し、磁極組G2v・G2vはヨーク部34cの界磁部Fs側に形成されている。複数のコア連結部Lは、ヨーク部33c・34cを磁気的に結合し且つ回転方向での磁極組G1uの位置と磁極組G2uの位置とに対応した位置に配置されているコア連結部Lを含んでいる。
 (9)磁極組G1・G2は、機械動作方向で並んでいる複数の磁極33a・34aを有している。これによると、電気機械が出力する動力を増すことができる。
 (10)磁極33a・34aは、界磁部Fsに向かって突出する形状を有している。
 (11)図13A及び図22で例示したように、磁極33aは、磁極33aの本体から機械動作方向に対して交差する方向で伸びている突出部33nを有している。これによると、界磁部Fsと磁極33aとの間の隙間に起因する磁気抵抗を下げることができる。
 (12)図1Aで例示したように、回転電機M1の相数は3以上の奇数であり、電機子部は、同じ巻回方向を有する2以上のコイルCLを各相について有してよい。この構造においては、磁極組対Puと磁極組対Pvは電気角で実質的に「360×(n+m/s)」度だけ離れている。ここでs、m、n、はそれぞれ以下の数を表す。
s:相数
m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
n:1以上の整数
 (13)(12)の回転電機M1において、(界磁部の極数)/2をp、各相についてのコイルの数をcとしたときに、「(360/p)×(n+m/s)」は「360/s/c」に実質的に等しい。
 (14)図14Aで例示したように、回転電機の相数は3以上の奇数であり、電機子部Am7は、異なる巻回方向を有する2つのコイルで構成されるコイル対(例えば、CLu+・CLu-)を、各相について有してよい。例えば、第1磁極組対Pu+のコイルの巻回方向と第2磁極組対Pv+のコイルの巻回方向は同じであり、第1磁極組対Pu+のコイルと第3磁極組対Pu-のコイルはコイル対を構成する。この構造においては、(i)第1磁極組対Pu+と第2磁極組対Pv+は電気角で実質的に「360×(n+m/s)」度だけ離れている。また、(ii)第1磁極組対Pu+と第3磁極組対Pu-は電気角で実質的に「360×(q+1/2)」度だけ離れている。ここでs、m、n、qはそれぞれ以下の数を表す。
s:相数
m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
n:1以上の整数
q:1以上の整数
 (15)(14)の回転電機において、(界磁部の極数)/2をp、各相についてのコイル対の数をcとしたときに、「(360/p)×(n+m/s)」は「360/s/c」に実質的に等しい。
 (16)図15Aで例示したように、回転電機の相数は2以上の偶数であり、電機子部Am8は、異なる巻回方向を有する2つのコイルで構成されるコイル対(例えば、CLa+・CLa-)を、各相について有してよい。図15Bで示すように、第1磁極組対Pa+のコイルの巻回方向と第2磁極組対Pv+のコイルの巻回方向は同じであり、第1磁極組対Pa+のコイルと第3磁極組対Pa-のコイルはコイル対を構成している。この構造においては、(i)第1磁極組対と第2磁極組対は電気角で実質的に「360×(n+m/s/2)」度だけ離れており、(ii)第1磁極組対と第3磁極組対は電気角で相対的に実質的に「360×(q+1/2)」度だけ離れている。ここでs、m、n、qはそれぞれ以下の数を表す。
s:相数
n:1以上の整数
m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)
の倍数を除く)
q:1以上の整数
 (17)(16)の回転電機において、(界磁部の極数)/2をp、各相についてのコイル対の数をcとしたときに、「(360/p)×(n+m/s/2)」は「180/s/c」に実質的に等しい。
 (18)図16及び図20で例示したように、各界磁コア22N・22Sは、隣り合う2つの磁石Mgの間に配置され且つ機械動作方向で離れている2つの部分界磁コア22fを含んでもよい。これによると、界磁コア22N・22Sと磁石Mgの寸法誤差の累積が抑えられて、界磁コア22N・22Sと磁石Mgの位置精度が向上できる。
 22N・22S:界磁コア、22f:部分界磁コア、23:固定部、33A:磁極組部分コア、33A1:第1部分コア、33A2:第2部分コア、33D:ヨーク部分コア、33E:端部鋼板、33F:本体鋼板、33G・33H:ヨーク部分コア、33J:磁極コア、33a:磁極、33b:共通基部、33c:ヨーク部、33d:凹部、33e:スリット面、33f・33g・33h:嵌合穴、33i:連結面、33j:嵌合穴、33m:隙間、33n:突出部、33u:側面、34E:端部鋼板、34F:本体鋼板、34G・34H:ヨーク部分コア、34J:磁極コア、34a:磁極、34b:凹部、34c:ヨーク部、34g・33h:嵌合穴、34j:嵌合穴、34n:突出部、55a:係合部、55b:被係合部、Am1~Am8・Am10・Am21~Am27:電機子部、CL:コイル、Fs:界磁部、G1・G2:磁極組、H1:第1電機子コア、H2:第2電機子コア、L・L11・L12:コア連結部、L1・L2:嵌合部、L3:延伸部、L5:第1部分コア、L5a・L5b:部分コア、L6:第2部分コア、L6a・L6b:部分コア、L7:延伸部、L8:嵌合部、Le:コア連結部の端部、Li:連結機構、M1~M5。M8:回転電機、M10:リニア電機、M21:回転電機、M22~M24:リニア電機、M25~M27:回転電機、Mg:磁石、P:磁極組対、Sp1・Sp2:電磁鋼板、Φ1・Φ2・Φ7:磁束。

Claims (18)

  1.  電機子部と、
     前記電機子部に対して相対移動可能である界磁部と
     を有し、
     前記界磁部は、前記電機子部と前記界磁部との相対移動の方向である機械動作方向で並んでいる複数の界磁コアと、隣り合う2つの界磁コアの間にそれぞれが配置されている複数の磁石とを含み、
     前記電機子部は、前記機械動作方向に対して交差する方向で離れている第1電機子コアと第2電機子コアと、前記第1電機子コアと前記第2電機子コアとを磁気的に結合しているコア連結構造と、複数のコイルと、を含み、
     前記第1電機子コアは、前記機械動作方向で並んでおり且つ磁気的に結合している第1磁極組と第2磁極組とを有し、
     前記第2電機子コアは、前記機械動作方向で並んでおり且つ磁気的に結合している第3磁極組と第4磁極組とを有し、
     前記機械動作方向における前記第1磁極組の位置は、前記機械動作方向における前記第3磁極組の位置に対応しており、
     前記機械動作方向における前記第2磁極組の位置は、前記機械動作方向における前記第4磁極組の位置に対応しており、
     前記複数のコイルは、前記第1磁極組と前記第3磁極組のうちの一方に設けられている第1コイルを含み、
     前記第1コイルを通過する第1磁束と前記第1コイルを通過する第2磁束とが前記複数の磁石のうちの1つ又は複数によって形成され、
     前記第1磁束が流れる第1磁気回路は、前記第1磁極組、前記第2磁極組、前記第3磁極組、前記第4磁極組、前記界磁コア、及び前記磁石を含み、
     前記第2磁束が流れる第2磁気回路は、前記第1磁極組、前記コア連結構造、前記第3磁極組、前記界磁コア、及び前記磁石を含み、
     前記界磁部は、前記機械動作方向に沿っている第1の面を有し、
     前記第1電機子コアと前記第2電機子コアは、前記界磁部の前記第1の面に対して、前記機械動作方向に対して交差している第1の方向に位置し、
     前記コア連結構造は前記機械動作方向で並んでいる複数のコア連結部を含み、
     前記複数のコア連結部は、前記第1磁極組と、前記第3磁極組と、前記第1コイルとに対して前記第1の方向に位置しているコア連結部を含んでいる
     電気機械。
  2.  電機子部と、
     前記電機子部に対して相対移動可能である界磁部と
     を有し、
     前記界磁部は、前記電機子部と前記界磁部との相対移動の方向である機械動作方向で並んでいる複数の界磁コアと、隣り合う2つの界磁コアの間にそれぞれが配置されている複数の磁石とを含み、
     前記電機子部は、前記機械動作方向に対して交差する方向で離れている第1電機子コアと第2電機子コアと、前記第1電機子コアと前記第2電機子コアとを磁気的に結合しているコア連結構造と、複数のコイルと、を含み、
     前記第1電機子コアは、前記機械動作方向で並んでおり且つ磁気的に結合している第1磁極組と第2磁極組とを有し、
     前記第2電機子コアは、前記機械動作方向で並んでおり且つ磁気的に結合している第3磁極組と第4磁極組とを有し、
     前記機械動作方向における前記第1磁極組の位置は、前記機械動作方向における前記第3磁極組の位置に対応しており、
     前記機械動作方向における前記第2磁極組の位置は、前記機械動作方向における前記第4磁極組の位置に対応しており、
     前記複数のコイルは、前記第1磁極組と前記第3磁極組のうちの一方に設けられている第1コイルを含み、
     前記第1コイルを通過する第1磁束と前記第1コイルを通過する第2磁束とが前記複数の磁石のうちの1つ又は複数によって形成され、
     前記第1磁束が流れる第1磁気回路は、前記第1磁極組、前記第2磁極組、前記第3磁極組、前記第4磁極組、前記界磁コア、及び前記磁石を含み、
     前記第2磁束が流れる第2磁気回路は、前記第1磁極組、前記コア連結構造、前記第3磁極組、前記界磁コア、及び前記磁石を含み、
     前記界磁部は、前記機械動作方向に沿っている第1の面と第2の面とを有し、
     前記第1電機子コアは、前記界磁部の前記第1の面に対して、前記機械動作方向に対して交差する第1の方向に位置し、
    前記第2電機子コアは、前記界磁部の前記第2の面に対して、前記機械動作方向に対して交差する第2の方向に位置している
     電気機械。
  3.  前記第1電機子コアと前記第2電機子コアのうち少なくとも一方の電機子コアは積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板であり、前記複数のコア連結部が前記鋼板の積層方向においてそれぞれ嵌められる複数の嵌合穴を有し、
     前記少なくとも一方の電機子コアには、前記複数の嵌合穴のそれぞれについて、前記鋼板の前記積層方向に対して交差する方向に前記嵌合穴から延びているスリット又は前記鋼板の前記積層方向に対して交差する方向に開いている開口が形成されている
     請求項1に記載される電気機械。
  4.  前記界磁部は前記電機子部に対して軸線を中心にして相対的に回転可能であり、
     前記第1電機子コアと前記第2電機子コアのうち少なくとも一方の電機子コアは積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板であり、前記複数のコア連結部が前記鋼板の積層方向においてそれぞれ嵌められる複数の嵌合穴を有し、
     前記少なくとも一方の電機子コアは、前記複数の嵌合穴と前記少なくとも一方の電機子コアに形成されている前記複数の磁極組との間を通過し且つ前記軸線を取り囲む閉曲線と、交差するスリットが形成されている
     請求項1又は3に記載される電気機械。
  5.  前記コア連結構造は、前記機械動作方向で並んでいる複数のコア連結部を含み、
     前記第1電機子コアと前記第2電機子コアのうち少なくとも一方の電機子コアは積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板であり、前記複数のコア連結部が前記鋼板の積層方向においてそれぞれ嵌められる複数の嵌合穴を有し、
     前記少なくとも一方の電機子コアには、前記複数の嵌合穴のそれぞれについて、前記鋼板の前記積層方向に対して交差する方向に前記嵌合穴から延びているスリット又は前記鋼板の前記積層方向に対して交差する方向に開いている開口が形成されている
     請求項2に記載される電気機械。
  6.  前記界磁部は前記電機子部に対して軸線を中心として相対的に回転可能であり、
     前記コア連結構造は回転方向で並んでいる複数のコア連結部を含み、
     前記第1電機子コアと前記第2電機子コアのうち少なくとも一方の電機子コアは積層されている複数の鋼板を含む積層鋼板であり、前記複数のコア連結部が前記鋼板の積層方向においてそれぞれ嵌められる複数の嵌合穴を有し、
     前記少なくとも一方の電機子コアは、前記複数の嵌合穴と前記少なくとも一方の電機子コアに形成されている前記複数の磁極組との間を通過し且つ前記軸線を取り囲む閉曲線と、交差するスリットが形成されている
     請求項2又は5に記載される電気機械。
  7.  前記コア連結構造は、前記第1電機子コアと前記第2電機子コアのうちの一方と一体的に形成されている
     請求項1又は2に記載される電気機械。
  8.  前記コア連結構造は前記機械動作方向で並んでいる複数のコア連結部を含み、
     前記第1電機子コアは第1ヨーク部を有し、前記第1磁極組と前記第2磁極組は前記第1ヨーク部の前記界磁部側に形成されており、
     前記第2電機子コアは第2ヨーク部を有し、前記第3磁極組と前記第4磁極組は前記第2ヨーク部の前記界磁部側に形成されており、
     前記複数のコア連結部は、前記第1ヨーク部と前記第2ヨーク部とを磁気的に結合し且つ前記機械動作方向での前記第1磁極組の位置と前記第3磁極組の位置とに対応した位置に配置されているコア連結部を含んでいる
     請求項2、5、及び6のいずれかに記載される電気機械。
  9.  前記第1磁極組、前記第2磁極組、前記第3磁極組、及び前記第4磁極組のそれぞれは、前記機械動作方向で並んでいる複数の磁極を有している
     請求項1乃至8のいずれかに記載される電気機械。
  10.  前記複数の磁極のそれぞれは、前記界磁部に向かって突出する形状を有している
     請求項9に記載される電気機械。
  11.  前記複数の磁極のそれぞれは、前記界磁部に向かって突出する形状を有している本体と、前記本体から機械動作方向に対して交差する方向で伸びている突出部とを有している
     請求項9に記載される電気機械。
  12.  前記電気機械の相数は3以上の奇数であり、
     前記電機子部は、1つのコイル又は同じ巻回方向を有する2以上のコイルを各相について有し、
     前記第1磁極組と前記第3磁極組が第1磁極組対を構成し、
     前記第2磁極組と前記第4磁極組が第2磁極組対を構成し、
     前記第1磁極組対と前記第2磁極組対のそれぞれに前記コイルが設けられ、
     極性が同じであり且つ隣り合う2つの界磁コア間の角度を電気角で360度としたとき、前記第1磁極組対と前記第2磁極組対は電気角で実質的に「360×(n+m/s)」度だけ離れている、
     ここでs、m、n、はそれぞれ以下の数を表す
     s:相数
     m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
     n:1以上の整数
     請求項1乃至11のいずれかに記載の電気機械。
  13.  前記界磁部と前記電機子部は相対回転可能であり、
     (界磁部の極数)/2をp、各相についてのコイルの数をcとしたときに、
     「(360/p)×(n+m/s)」は「360/s/c」に実質的に等しい
     請求項12に記載の電気機械。
  14.  前記電気機械の相数は3以上の奇数であり、
     前記電機子部は、異なる巻回方向を有する2つのコイルで構成されるコイル対を、各相について有し、
     前記第1電機子コアは、前記第1磁極組と前記第2磁極組と第5磁極組とを有し、
     前記第2電機子コアは、前記第3磁極組と前記第4磁極組と第6磁極組とを有し、
     前記第1磁極組と前記第3磁極組が第1磁極組対を構成し、
     前記第2磁極組と前記第4磁極組が第2磁極組対を構成し、
     前記第5磁極組と前記第6磁極組が第3磁極組対を構成し、
     前記第1磁極組対のコイルの巻回方向と前記第2磁極組対のコイルの巻回方向は同じであり、前記第1磁極組対の前記コイルと前記第3磁極組対のコイルは前記コイル対を構成し、
     極性が同じであり且つ隣り合う2つの界磁コア間の角度を電気角で360度としたとき、(i)前記第1磁極組対と前記第2磁極組対は電気角で実質的に「360×(n+m/s)」度だけ離れており、(ii)前記第1磁極組対と前記第3磁極組対は電気角で実質的に「360×(q+1/2)」度だけ離れている、
     ここでs、m、n、qはそれぞれ以下の数を表す、
     s:相数
     m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
     n:1以上の整数
     q:1以上の整数
     請求項1乃至11のいずれかに記載の電気機械。
  15.  前記界磁部と前記電機子部は相対回転可能であり、
     (界磁部の極数)/2をp、各相についてのコイル対の数をcとしたときに、
     「(360/p)×(n+m/s)」は「360/s/c」に実質的に等しい
     請求項14に記載の電気機械。
  16.  前記電気機械の相数は2以上の偶数であり、
     前記電機子部は、異なる巻回方向を有する2つのコイルで構成されるコイル対を、各相について有し、
     前記第1電機子コアは、前記第1磁極組と第2磁極組と第5磁極組とを有し、
     前記第2電機子コアは、前記第3磁極組と第4磁極組と第6磁極組とを有し、
     前記第1磁極組と前記第3磁極組とが第1磁極組対を構成し、
     前記第2磁極組と前記第4磁極組とが第2磁極組対を構成し、
     前記第5磁極組と前記第6磁極組とが第3磁極組対を構成し、
     前記第1磁極組対のコイルの巻回方向と前記第2磁極組対のコイルの巻回方向は同じであり、前記第1磁極組対の前記コイルと前記第3磁極組対のコイルは前記コイル対を構成し、
     極性が同じであり且つ隣り合う2つの界磁コア間の角度を電気角で360度としたとき、(i)前記第1磁極組対と前記第2磁極組対は電気角で実質的に「360×(n+m/s/2)」度だけ離れており、(ii)前記第1磁極組対と前記第3磁極組対は電気角で相対的に実質的に「360×(q+1/2)」度だけ離れている
     ここでs、m、n、qはそれぞれ以下の数を表す、
     s:相数
     m:1以上、s-1以下の整数(ただしsの約数(1を除く)および約数(1を除く)の倍数を除く)
     n:1以上の整数
     q:1以上の整数
     請求項1乃至11のいずれかに記載の電気機械。
  17.  前記界磁部と前記電機子部は相対回転可能であり、
     (界磁部の極数)/2をp、各相についてのコイル対の数をcとしたときに、
     「(360/p)×(n+m/s/2)」は「180/s/c」に実質的に等しい、
     請求項16に記載の電気機械。
  18.  前記複数の磁石のそれぞれは前記機械動作方向に磁化されており、
     前記複数の界磁コアのそれぞれは、隣り合う2つの磁石の間に配置され且つ前記機械動作方向で離れている2つの部分界磁コアを含んでいる
     請求項1乃至17のいずれかに記載の電気機械。
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