(57)【要約】【課題】振動や騒音を確実に十分に低減できる回転電機を提供すること。【解決手段】環状のステータ１５と、ステータ１５の内周側に回転自在に配置されたロータ１４とを備える回転電機において、ステータ１５には、ロータ１４側に向かって突出し、コイル５２を巻回させた複数のステータティース５１が周方向に等間隔で設けられ、ロータ１４には、ステータ１５側に向かって突出した複数のロータティース４１が周方向に等間隔で設けられ、ロータティース４１は、凸状のティース本体部４２と、ティース本体部４２の先端から周方向の両側に延出した延出部４３とを有し、ロータティース４１の突出方向の中間には、ステータティース５１先端の周方向の幅ＷＳ１よりも小さい周方向の最小幅ＷＲ２を有したくびれ部４４が設けられている【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のステータと、
前記ステータの内周側に回転自在に配置されたロータとを備える回転電機において、
前記ステータには、前記ロータ側に向かって突出し、コイルを巻回させた複数のステータティースが周方向に等間隔で設けられ、
前記ロータには、前記ステータ側に向かって突出した複数のロータティースが周方向に等間隔で設けられ、
前記ロータティースは、凸状のティース本体部と、前記ティース本体部の先端から周方向の両側に延出した延出部とを有し、
前記ロータティースの突出方向の中間には、前記ステータティース先端の周方向の幅よりも小さい周方向の最小幅を有したくびれ部が設けられている
ことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記延出部における先端側の周方向の端縁にはエッジが形成され
ていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回転電機において、
前記ロータティース先端の周方向の幅は、前記くびれ部の周方向の最小幅の１．５倍よりも大きい
ことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回転電機において、
前記くびれ部の周方向の最小幅は、前記ステータティース先端の幅の０．７５倍よりも小さい
ことを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の回転電機において、
前記ロータティースは、前記ティース本体部の先端および前記延出部にわたって連続した円弧面を有し、
前記円弧面と前記ステータティース先端の円弧面との間で形成されるギャップは、周方向にわたって一定である
ことを特徴とする回転電機。
【請求項６】
環状のステータと、
前記ステータの内周側に回転自在に配置されたロータとを備える回転電機において、
前記ステータには、前記ロータ側に向かって突出し、コイルを巻回させた複数のステータティースが周方向に等間隔で設けられ、
前記ロータには、前記ステータ側に向かって突出した複数のロータティースが周方向に等間隔で設けられ、
前記ロータティースは、凸状のティース本体部と、前記ティース本体部の先端から周方向の両側に延出した延出部と、前記ティース本体部の先端および前記延出部にわたって連続した円弧面とを有し、
前記円弧面と前記ステータティース先端の円弧面との間で形成されるギャップは、周方向にわたって一定であり、
前記延出部における先端側の周方向の端縁にはエッジが形成され、
前記ロータティースの突出方向の中間には、周方向の最小幅を有するくびれ部が設けられ、
前記ロータティース先端の周方向の幅は、前記くびれ部の周方向の最小幅の１．５倍よりも大きく、
前記くびれ部の周方向の最小幅は、前記ステータティース先端の幅の０．７５倍よりも小さい
ことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に係り、スイッチトリラクタンス（以下、ＳＲ；Switched Reluctanceと略す）モータおよび同構造の発電機の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動や騒音を低減することを目的としたＳＲモータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなＳＲモータは、ロータティース先端の形状として、凸条の第１部分と、第１部分の周方向の両側に隣設する第２部分と、第２部分の周方向のさらに両側に隣設する延長部と、延長部からロータティースの基端側に向かって延びるアンダーカットにより形成された腰部とを有している。延長部は第２部分と不連続が生じない丸みのある形状とされ、ロータティースの先端幅をステータティースの先端幅よりも大きくする役目を果たしている。また、腰部を形成するアンダーカットは緩やかな形状とされ、延長部とロータティースの基端側との間で不連続が生じないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２６２２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のＳＲモータでは、ロータティースに設けられた延長部が丸みのある形状であるうえ、この延長部とロータティースの基端側とが緩やかなアンダーカット形状の腰部によって連続していることから、ロータティースでの磁束の通り易さの変化が大きくなり、ロータ回転中のロータティースおよびステータティース間に生じるラジアル力の時間変化が急峻となる。このため、ラジアル力の高調波が大きくなって振動や騒音の抑制が阻害され、振動や騒音を十分に低減できないという問題がある。
また、ロータティースでの磁束の通り易さの変化が大きくなることで、発生するラジアル力が大きくなることから、振動や騒音を軽減するのには限界がある。
【０００５】
本発明の目的は、振動や騒音を確実に十分に低減できる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の回転電機は、環状のステータと、前記ステータの内周側に回転自在に配置されたロータとを備える回転電機において、前記ステータには、前記ロータ側に向かって突出し、コイルを巻回させた複数のステータティースが周方向に等間隔で設けられ、前記ロータには、前記ステータ側に向かって突出した複数のロータティースが周方向に等間隔で設けられ、前記ロータティースは、凸状のティース本体部と、前記ティース本体部の先端から周方向の両側に延出した延出部とを有し、前記ロータティースの突出方向の中間には、前記ステータティース先端の周方向の幅よりも小さい周方向の幅を有したくびれ部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の回転電機において、前記延出部における先端側の周方向の端縁にはエッジが形成されていることが好ましい。
【０００８】
本発明の回転電機においては、前記ロータティース先端の周方向の幅は、前記くびれ部の周方向の最小幅の１．５倍よりも大きいことが好ましい。
本発明の回転電機においては、前記くびれ部の周方向の最小幅は、前記ステータティース先端の幅の０．７５倍よりも小さいことが好ましい。
【０００９】
本発明の回転電機においては、前記ロータティースは、前記ティース本体部の先端および前記延出部にわたって連続した円弧面を有し、前記円弧面と前記ステータティース先端の円弧面との間で形成されるギャップは、周方向にわたって一定であることが好ましい。
【００１０】
本発明の回転電機は、環状のステータと、前記ステータの内周側に回転自在に配置されたロータとを備える回転電機において、前記ステータには、前記ロータ側に向かって突出し、素線を巻回させた複数のステータティースが周方向に等間隔で設けられ、前記ロータには、前記ステータ側に向かって突出した複数のロータティースが周方向に等間隔で設けられ、前記ロータティースは、凸状のティース本体部と、前記ティース本体部の先端から周方向の両側に延出した延出部と、前記ティース本体部の先端および前記延出部にわたって連続した円弧面とを有し、前記円弧面と前記ステータティース先端の円弧面との間で形成されるギャップは、周方向にわたって同じであり、前記延出部における先端側の周方向の端縁にはエッジが形成され、前記ロータティースの突出方向の中間には、周方向の最小幅を有するくびれ部が設けられ、前記ロータティース先端の周方向の幅は、前記くびれ部の周方向の最小幅の１．５倍よりも大きく、前記くびれ部の周方向の最小幅は、前記ステータティース先端の幅の０．７５倍よりも小さいことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、ロータティースに延出部およびステータティースよりも幅の狭いくびれ部が設けられるので、磁気飽和が生じてステータティース側からの磁束がロータティースの内部を通り難くなり、発生するラジアル力のピークを抑えることができる。従って、ロータティースとステータティースとの正対位置にてステータティースからロータティースへ通る磁束が制限され、振動や騒音を十分に軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転電機を搭載する建設機械の側面図。
【図２】前記建設機械の一部を示す平面図。
【図３】前記回転電機を示す分解斜視図。
【図４】前記回転電機を示す断面図。
【図５】前記回転電機のロータおよびステータを示す正面図。
【図６】前記ロータおよびステータの要部を示す拡大図。
【図７】前記実施形態の効果を説明するための図。
【図８】前記実施形態の別の効果を説明するための図。
【図９】本発明の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るティース形状が適用された回転電機としての発電機モータ１０を搭載する油圧ショベル１の側面図である。図２は、油圧ショベル１の一部を示す平面図である。
【００１４】
［油圧ショベルの大略構成］
油圧ショベル１は、エンジン６により発電機モータ１０を駆動して電力を発生させ、この電力によって上部旋回体３を旋回させたり、油圧ショベル１の補機類を駆動したりする、いわゆるハイブリッド方式の建設機械である。
このような油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２に旋回可能に設けられた上部旋回体３とを備えている。上部旋回体３は、作業機４、キャブ５、エンジン６、油圧ポンプ７、インバータ８、キャパシタ９、および発電機モータ１０を備えている。発電機モータ１０とインバータ８とは、電源ケーブルＣＡ１を介して電気的に接続され、また、インバータ８とキャパシタ９とが電気的に接続されている。
【００１５】
このうちの上部旋回体３は、発電機モータ１０あるいはキャパシタ９からの電気エネルギにより動作する旋回電動モータ３Ａにて駆動される。旋回電動モータ３Ａとインバータ８とは、電源ケーブルＣＡ２を介して電気的に接続されている。旋回電動モータ３Ａは、上部旋回体３の減速時の回生動作により発電し、発電で得られた電気エネルギはインバータ８を通してキャパシタ９に蓄積される。
【００１６】
また、上部旋回体３には、スイングサークルＳＣのアウターレースＯＬが固定されており、下部走行体２には、スイングサークルＳＣのインナーレースＩＬが固定されている。このような構造によってスイングサークルＳＣは、上部旋回体３と下部走行体２とを連結する。旋回電動モータ３Ａの入出力シャフトは、減速機構を備えたスイングマシナリを介してスイングピニオンＳＰと連結されている。スイングピニオンＳＰは、スイングサークルＳＣのインナーレースＩＬに形成された内歯に噛み合っている。
【００１７】
旋回電動モータ３Ａの駆動力は、前記スイングマシナリを介してスイングピニオンＳＰに伝達されて、上部旋回体３を旋回させる。本実施形態において、旋回電動モータ３Ａは、縦置き、すなわち、ハイブリッド油圧ショベル１を水平面に設置した場合において、旋回電動モータ３Ａの入出力シャフトが重力の作用する方向に向かうように設置される。
【００１８】
作業機４は、ブーム４Ａ、アーム４Ｂ、およびバケット４Ｃを備えて構成される。ブーム４Ａ、アーム４Ｂ、およびバケット４Ｃは、図２に示す油圧ポンプ７から圧送される作動油により、コントロールバルブを介して各々ブーム４Ａ用、アーム４Ｂ用、バケット４Ｃ用の各油圧シリンダによって駆動され、掘削等の各種作業を実行する。
【００１９】
［発電機モータの構成］
図３は、本実施形態に係る発電機モータ１０の分解図である。図４は、発電機モータ１０の断面図である。より具体的に、図４は、発電機モータ１０のロータ１４の回転中心軸Ｚを含み、かつ回転中心軸Ｚと平行な平面で発電機モータ１０を切ったときの断面を示している。
【００２０】
発電機モータ１０は、エンジン６の出力軸および油圧ポンプ７の入力軸に対して、ロータ軸１４Ａが直接的、あるいは間接的に接続されており、エンジン６の出力軸の回転駆動力によって発電を行う。エンジン６の回転を増加させる場合など、発電機モータ１０は、必要に応じてキャパシタ９に蓄えられた電気エネルギによって電動機として使用され、エンジン６の回転をアシストする。また、例えば、エンジン６がアイドリング状態にある場合には、発電機モータ１０はエンジン６の回転駆動力を受けて発電し、発電によって生じた電気エネルギは、キャパシタ９に蓄えられる。
【００２１】
本実施形態での発電機モータ１０は、３相のスイッチトリラクタンス（以下ＳＲ：Switched Reluctance と略す）モータの構造を有した発電機モータであって、例えば、エンジン６側の第１ハウジング１１と、フライホイール１２と、カップリング１３と、ロータ１４と、ステータ１５と、油圧ポンプ７側の第２ハウジング１６と、フランジ１７とを備えている。
【００２２】
第１ハウジング１１は、鋳鉄製の部材であって、第２ハウジング１６と接合されて内部にロータ１４やステータ１５等を収容する空間を形成する。この収容空間の下部には、ロータ軸１４Ａや軸受１８部分の潤滑を促すとともに、ステータ１５の発熱部位（コイル５２等）を冷却するための冷却油を貯留する油溜部２１が形成されている。ステータ１５の冷却構造については、後述する。
【００２３】
フライホイール１２は、第１、第２ハウジング１１，１６によって形成される収容空間内において、エンジン６の出力軸に固定される。また、フライホイール１２は、カップリング１３を介してロータ１４と接続され、第１、第２ハウジング１１，１６内で回転する。
【００２４】
カップリング１３は、略円環状の部材であって、フライホイール１２に対してボルト固定される。このカップリング１３は、内径部分に形成された内歯スプラインがロータ軸１４Ａのエンジン側の外径部分に形成された外歯スプラインと噛合し、互いにスプライン結合される。このことにより、フライホイール１２、カップリング１３、およびロータ軸１４Ａを有するロータ１４は共に回転し、エンジン６によって駆動される。
【００２５】
ロータ１４は、第１、第２ハウジング１１，１６内において、ステータ１５の内周側の空間に配置されている。ロータ１４の中央には、ロータ軸１４Ａがボルト固定される支持空間１４Ｂが形成されている。支持空間１４Ｂ内には、フランジ１７の中央に設けられた円筒状の支持部１７Ａが入り込む。そして、支持空間１４Ｂの内周面と支持部１７Ａの外周面との間に軸受１８，１８が配置されることで、ロータ１４がフランジ１７の支持部１７Ａ回りに回転自在に支持される。
【００２６】
一方、ロータ１４のロータ軸１４Ａにおける油圧ポンプ７側の部分は、フランジ１７の支持部１７Ａ内に挿入される。ロータ１４のロータ軸１４Ａにおいて、支持部１７Ａ内に挿入された部分の内径側には、内歯スプラインが形成されている。この内歯スプラインと油圧ポンプ７の入力軸に設けられた外歯スプラインとがスプライン結合される。このことにより、油圧ポンプ７がロータ１４を介してエンジン６によって駆動されることになる。
【００２７】
ステータ１５は、第１、第２ハウジング１１，１６内の空間に設けられ、ロータコア４０部分をエンジン６側から貫通する複数のボルト２６（図３中に１本のみを図示）によって第２ハウジング１６にボルト固定される。
【００２８】
第２ハウジング１６は、鋳鉄製の部材であって、発電機モータ１０における油圧ポンプ７側（図４中での右側）に設けられている。第２ハウジング１６は、ボルト固定される第１ハウジング１１と共に、フライホイール１２、カップリング１３、ロータ１４、およびステータ１５を収容する収容空間を形成するとともに、発電機モータ１０の外郭を形成する。
【００２９】
第２ハウジング１６の肩部分には、収容空間と連通する内部空間を有した電気ボックス１９が取り付けられる。電気ボックス１９の内部空間内には、コイル５２からのリード線を結線するターミナルが配置されている。このようなターミナルは、電気ボックス１９に固定される電源ケーブルＣＡ１（図２）のコネクタに接続される。すなわち、発電機モータ１０で発電された電気エネルギは、電気ボックス１９から該電源ケーブルＣＡ１を通してインバータ８に送電される。
【００３０】
フランジ１７は、第１、第２ハウジング１１，１６で形成される収容空間を第２ハウジング１６側で閉塞する部材である。従って、フランジ１７は、第２ハウジング１６に対して油圧ポンプ７側からボルト固定される。フランジ１７の中央には、支持部１７Ａと同軸上に挿通孔１７Ｂが設けられ、この挿通孔１７Ｂに挿通される油圧ポンプ７の入力軸が前述したように、ロータ１４のロータ軸１４Ａとスプライン結合される。
【００３１】
［発電機モータの冷却構造］
図４において、第２ハウジング１６には、油等の冷却媒体が導入される冷却媒体導入路３１が回転中心軸Ｚに向かって設けられている。冷却媒体導入路３１の下端は、第２ハウジング１６とフランジ１７との当接面において、フランジ１７側に開口している。フランジ１７には、上端が冷却媒体導入路３１の下端と連通し、下端がロータ軸１４Ａに形成された内歯スプラインの端部に開口した鉛直な冷却媒体連通路３２が設けられている。また、フランジ１７には、冷却媒体連通路３２の途中から水平方向に分岐して支持部１７Ａの上方に開口した冷却媒体分岐路３３が設けられている。支持部１７Ａには、径方向の連通する連通孔１７Ｃが周方向の沿って複数設けられている。
【００３２】
第２ハウジング１６の冷却媒体導入路３１に供給された冷却媒体の一部は、フランジ１７の冷却媒体連通路３２を通して流れ落ちる。流れ落ちた冷却媒体の更に一部は、フランジ１７とロータ軸１４Ａとの隙間を通して、支持部１７Ａとロータ軸１４Ａとの間の空間に流れる。また、冷却媒体連通路３２から流れ落ちる冷却媒体の他の一部は、ロータ軸１４Ａと油圧ポンプ７（図２）の入力軸とのスプライン結合部分を通してロータ軸１４Ａの内部空間へ流れる。
【００３３】
支持部１７Ａとロータ軸１４Ａとの間の空間に流れ込んだ冷却媒体は、ロータ１４回転時の遠心力によって支持部１７Ａの内面側に移動し、支持部１７Ａの連通孔１７Ｃを通して軸受１８側に供給され、この軸受１８を冷却および潤滑する。軸受１８を冷却した冷却媒体は、遠心力によってさらに外方に移動し、その多くがロータ１４の外周に設けられた断面Ｊ字形状の第１ブレード３４に達する。第１ブレード３４に達した冷却媒体は、第１ブレード３４に設けられた吐出孔３４Ａから遠心力によって吐出し、コイル５２のコイルエンドと第２ハウジング１６との間の隙間に供給され、コイル５２の第２ハウジング１６側に向いたコイルエンドを効率的に冷却する。
【００３４】
これに対して、ロータ軸１４Ａの内部空間に流れ込んだ冷却媒体は、ロータ軸１４Ａとエンジン６（図２）の出力軸とのスプライン結合部分から流出した後、ロータ軸１４Ａとカップリング１３とのスプライン結合部分を通してカップリング１３の外周側に流出する。流出した冷却媒体は、遠心力によって外方に移動し、その多くがロータ１４の外周に設けられた第２ブレード３５に達する。第２ブレード３５に達した冷却媒体は、第２ブレード３５に設けられた吐出孔３５Ａから遠心力によって吐出し、コイル５２の第１ハウジング１１側に向いたコイルエンドを効率的に冷却する。
【００３５】
一方、冷却媒体導入路３１に供給された冷却媒体のうち、冷却媒体分岐路３３側に流れた冷却媒体は、支持部１７Ａの上方に流出する。流出した冷却媒体は、支持部１７Ａの周囲に拡がった後、遠心力によって外方に移動し、第１ブレード３４に達する。第１ブレード３４に達した冷却媒体は前述した通り、吐出孔３４Ａから遠心力によって吐出してコイルエンドを冷却する。
【００３６】
コイルエンドを冷却した冷却媒体は、第１、第２ハウジング１１，１６内を滴下して油溜部２１に溜まり、ここから排出通路２２、図示しないフィルタ、およびポンプを経由して図３に示すオイルクーラ入口２３に送られる。オイルクーラで冷却された冷却媒体は、オイルクーラ出口２４から配管２５を通って、再び冷却媒体導入路３１の上部に供給される。
【００３７】
［ステータおよびロータの構造］
図５は、発電機モータ１０のロータ１４およびステータ１５を示す正面図である。図６は、ロータ１４およびステータ１５の要部を示す拡大図である。
【００３８】
図５において、ロータ１４は、円環状のロータコア４０を有している。ロータコア４０は、複数の電磁鋼板を積層して構成されている。それぞれの電磁鋼板は同じ形状であり、ロータ１４の回転中心軸Ｚに直交する面でのロータコア４０の断面形状は、いずれの箇所でも同じである。ロータコア４０には、ステータ１５側に向かって突出する複数のロータティース４１が周方向に沿って等間隔で設けられている。本実施形態では、２４極のロータ１４を構成するため、ロータコア４０には、合計２４個のロータティース４１が設けられている。ロータティース４１は、径方向に沿った中心線に対して線対称な形状に設けられている。
【００３９】
ステータ１５は、円環状のステータコア５０を有している。ステータコア５０は、複数の電磁鋼板を積層して構成されている。それぞれの電磁鋼板は同じ形状であり、ロータ１４の回転中心軸Ｚに直交する面でのステータコア５０の断面形状は、いずれの箇所でも同じである。ステータコア５０には、ロータ１４側に向かって突出する複数のステータティース５１が周方向に沿って等間隔で設けられている。各ステータティース５１には、集中巻きによるコイル５２が巻回されている。本実施形態では、３６極のステータ１５を構成するため、ステータコア５０には、合計３６個のステータティース５１が設けられている。隣り合うステータティース５１間の空間は、スロット５３になっている。ステータティース５１も、径方向に沿った中心線に対して線対称な形状に設けられている。
【００４０】
図６に拡大して示すように、ロータヨークの外周面４０Ａから突出するロータティース４１は、凸状のティース本体部４２と、ティース本体部４２の先端から周方向の両側に延出した延出部４３，４３とを有している。延出部４３における先端側の周方向の端縁にはエッジ４３Ａが形成されている。このエッジ４３Ａにより、ロータティース４１およびステータティース５１間のラジアル力の変化が緩やかになるので、高調波を低減でき、振動や騒音を一層軽減できる。ロータティース４１の突出方向の中間には、ステータティース５１先端の周方向の幅ＷＳ１よりも小さい周方向の最小幅ＷＲ２を有したくびれ部４４が設けられている。「突出方向の中間」とは、ロータヨークの外周面４０Ａに対して立ち上がった部分から、周方向に延出した延出部４３の根本部分までの間のことをいう。
【００４１】
つまり、ロータコア４０には、先細り形状に突設され、その途中から先端に向かうに従って周方向に拡がることでロータティース４１が形成されている。ティース本体部４２において、先細り部分から拡がり部分への切り替わり位置でくびれ部４４が形成され、突設方向の先端側で周方向の両側に拡がった部分により延出部４３が形成されている。ロータティース４１は、ティース本体部４２の先端および延出部４３にわたって連続した円弧面４５を有している。
【００４２】
すなわち、ステータティース５１の先端、およびこの先端と近接対向するロータティース４１の先端は、共に周方向に沿った円弧面４５，５５として形成されている。そして、ロータティース４１の円弧面４５において、周方向の両端側に形成される端縁がエッジ４３Ａである。これらステータティース５１先端の円弧面５５とロータティース４１先端の円弧面４５との間で形成されるギャップＧは、周方向にわたって一定である。従って、ロータティース４１およびステータティース５１間のラジアル力の変化をより確実に緩やかにでき、高調波を低減して振動や騒音を一層低減できる。
【００４３】
ここで、ロータティース４１先端の周方向の幅ＷＲ１は、くびれ部４４の周方向の最小幅ＷＲ２の１．５倍よりも大きい。また、くびれ部４４の周方向の最小幅ＷＲ２は、ステータティース５１先端の幅ＷＳ１の０．７５倍よりも小さい。ＷＲ１は、ＷＳ１の１．２５倍付近で最良となる。ロータティース４１の円弧面４５とくびれ部４４から延出部４３に向かう斜面４６との成す角度θは、略４５°である。ステータティース５１先端の幅ＷＳ１とスロット５３(図５)の開口幅ＷＳ２との比（ＷＳ１：ＷＳ２）は、４：６である。
【００４４】
［特性と効果］
図７には、発電機モータ１０の静トルク特性が示されている。本実施形態の発電機モータ１０の静トルク特性が実線で示され、背景技術として説明した従来の発電機モータの静トルク特性が点線示されている。静トルク特性とは、ステータ１５の１相分のコイル５２に直流電流を供給し、発生する磁力中でロータ１４を回転させた際に、ロータ１４を回転させるのに要するトルクを計測することで得られる特性である。図７の横軸は電気角度（edeg（°））、縦軸はトルク（Nm）である。
【００４５】
電気角度１８０°の位置は、隣設し合う一対のロータティース４１間にステータティース５１が位置しており、ロータティース４１とステータティース５１とが非対向位置にある。本実施形態の発電機モータ１０では、非対向位置からロータ１４を進ませると、延出部４３のエッジ４３Ａが従来のものよりも早くステータティース５１に近づくので、その直後の早い時点からトルクが生じ始め、２３０°付近では既にピークに近くなり、２８０°付近まで持続する。
【００４６】
このような特性は、ロータティース４１に延出部４３が設けられていることによる。従って、発電機モータ１０としては、非対向位置に近い位置から所定の大きさのトルクが生じ始めるため、ロータティース４１とステータティース５１とが対向するまで電流を流さなくとも十分なトルクが得られ、ロータティース４１とステータティース５１との間で生じるラジアル力を低減でき、振動や騒音を軽減できる。
【００４７】
図８には、電気角度に応じて変化するロータティース４１とステータティース５１との間でのラジアル力が示されている。本実施形態の発電機モータ１０のラジアル力が実線で示され、従来の発電機モータのラジアル力が点線示されている。ラジアル力は、ステータ１５の１相分のコイル５２に直流電流を供給した際に、ロータティース４１とステータティース５１とを通る磁力線（鎖交磁束）から求められる値である。図８の横軸は電気角度（edeg（°））、縦軸はラジアル力（N）である。
【００４８】
本実施形態では、ロータティース４１にくびれ部４４が最適な最小幅ＷＲ２で設けられているため、そのくびれ部４４において磁気飽和が発生し、ラジアル力を抑えることができる。この結果、図８に示すように、最大ラジアル力（ラジアル力のピーク部分）が平坦となり、磁気飽和が発生し難い従来のものに比べて最大ラジアル力を確実に小さくでき、騒音を良好に軽減できる。そして、このような１相分において、最大ラジアル力が小さくなることから、３相にて実際に発電機モータ１０を駆動した場合には、各相でのピーク間のラジアル力の落ち込みを格段に小さくでき、振動を大幅に抑制できる。
【００４９】
また、ロータティース４１に設けられた延出部４３により、このような延出部４３が設けられない場合に比して、早い段階からラジアル力が発生し始めるため、ラジアル力の時間変化を小さくしてラジアル力の高調波成分を抑制できる。しかも、延出部４３の端縁にエッジ４３Ａが形成されているため、ラジアル力の変化を緩やかにでき、この点でも高調波を低減できる。従って、くびれ部４４による効果と相まって振動や騒音を確実に低減可能である。
特に、ロータティース４１先端の周方向の幅ＷＲ１、くびれ部４４での周方向の最小幅ＷＲ２、ステータティース５１先端の幅ＷＳ１の関係が最適に設定されているので、その作用効果が顕著である。
【００５０】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、ロータティース４１の先端は、単純な円弧面４５で形成されていたが、図９に示すようにロータティース４１の先端に、円弧面４５から所定深さに窪んだ凹部４７を設けてもよい。このような凹部４７を設けることで磁気抵抗が大きくなるため、ラジアル力をさらに低減でき、振動や騒音をより軽減できる。
【００５１】
前記実施形態では、ロータティース４１およびステータティース５１の各幅ＷＲ１，ＷＲ２，ＷＳ１，ＷＳ２の互いの関係が規定されていたが、そのような規定から外れて設定されている場合でも、本発明の目的を達成できる範囲において、本発明に含まれる。つまり、延出部４３を含めたロータティース４１の先端の幅ＷＲ１が、ステータティース５１の先端の幅ＷＳ１よりも小さい場合でも、ロータティース４１として本発明に係るエッジ４３Ａ付きの延出部４３およびくびれ部４４を有していれば、本発明に含まれる。
【００５２】
前記実施形態では、ロータティース４１とステータティース５１との間のギャップ
Ｇが周方向の全域で一定であったが、先行技術文献で挙げた特許文献１に記載のように、周方向の両側に向かうに従ってギャップＧの大きさが徐々に大きくなっていてもよい。
【００５３】
前記実施形態では、ロータティース４１における最小幅ＷＲ２を有するくびれ部４４が、ティース本体部４２と延出部４３の斜面４６とが交わる位置に対応して設けられていたが、例えば、そのような交わり位置よりも内側、つまり、回転中心軸Ｚ側に設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、ハイブリッド型の建設機械に利用できる他、ハイブリッド型の自動車、電気式の自動車、さらには電気式の建設機械にも利用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…回転電機である発電機モータ、１４…ロータ、１５…ステータ、４１…ロータティース、４２…ティース本体部、４３…延出部、４３Ａ…エッジ、４４…くびれ部、４５…円弧面、５１…ステータティース、５２…コイル、Ｇ…ギャップ、Ｚ…回転中心軸、ＷＲ２…最小幅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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