(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に周方向突出状の両端突部（２Ｂａ）を有するティース（２Ｂ）に巻線（３）を巻いた固定子（２）を備え、前記ティース（２Ｂ）の先端部のロータ対向面（６）に、ロータ（４）の外周に沿う円弧面（６Ａ）と、この円弧面（６Ａ）の周方向両端から周方向にかつ径外方向に次第に乖離する傾斜面（６Ｂ）とを形成している回転電機であって、
８極１２スロットの場合に、前記傾斜面（６Ｂ）は、傾斜面始点（６ｓ）をティース（２Ｂ）中心から略７．５°に設定され、傾斜面始点（６ｓ）から傾斜面終端（６ｅ）までの周長寸法をＷとし、傾斜面終端（６ｅ）の円弧面（６Ａ）からの乖離寸法をｔとしたときに、０．０４９６≦ｔ／Ｗ≦０．１１７に設定されていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記周長寸法Ｗは、１０ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
先端部に周方向突出状の両端突部（２Ｂａ）を有するティース（２Ｂ）に巻線（３）を巻いた固定子（２）を備え、前記ティース（２Ｂ）の先端部のロータ対向面（６）に、ロータ（４）の外周に沿う円弧面（６Ａ）と、この円弧面（６Ａ）の周方向両端から周方向にかつ径外方向に次第に乖離する傾斜面（６Ｂ）とを形成している回転電機であって、
８極１２スロットの場合に、前記傾斜面（６Ｂ）は、傾斜面始点（６ｓ）をティース（２Ｂ）中心から７〜８°に設定され、傾斜面始点（６ｓ）から傾斜面終端（６ｅ）までの周長寸法Ｗを１０ｍｍとし、傾斜面終端（６ｅ）の円弧面（６Ａ）からの乖離寸法をｔとしたときに、ｔａｎ３°≦ｔ／Ｗ≦ｔａｎ７°に設定されている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、自動車、産業機器に適用される回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や、農機、建機、ユーティリティビークル等の産業機器に適用される電動機（各種ＰＭモータ・ジェネレータを含む。）は、シリーズハイブリッド式又はパラレルハイブリッド式駆動源として機器に搭載されており、例えば、小型・高出力の永久磁石同期電動機が用いられている。
この種の同期電動機においては、騒音・振動問題の原因となり、制御性の悪化を招くトルクリップルを減少させることが課題になっており、これをある程度解決し得るものとして、特許文献１に開示された技術がある。
【０００３】
この特許文献１の技術は、集中方式のステータを有する永久磁石同期電動機において、ステータのティースの少なくとも一方の端部のロータ側の側縁部を切除し、ロータ側とは反対側の側縁部を突出させてティース端部の厚みを確保して、減磁磁束がロータ側に流れるのを抑制している（請求項４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０７６００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来技術は、減磁磁束の流れ抑制により、トルクリプルをある程度減少できるが、ティースのロータ側の側縁部の切除は周方向に短く、切除により側縁部の先端の径方向位置がロータから離れ過ぎるため、トルクリプルを十分かつ効果的に減少できるまでに至っていない。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした回転電機を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、ティースの先端部に円弧面の周方向両端から径外方向に次第に離れる傾斜面を形成し、この傾斜面を周方向に長くかつ円弧面からの乖離を小さくすることにより、トルクリプルを十分かつ効果的に減少できるようにした回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における課題解決のための具体的手段は、次の通りである。
第１に、先端部に周方向突出状の両端突部２Ｂａを有するティース２Ｂに巻線３を巻いた固定子２を備え、前記ティース２Ｂの先端部のロータ対向面６に、ロータ４の外周に沿う円弧面６Ａと、この円弧面６Ａの周方向両端から周方向にかつ径外方向に次第に乖離する傾斜面６Ｂとを形成している回転電機であって、
８極１２スロットの場合に、前記傾斜面６Ｂは、傾斜面始点６ｓをティース２Ｂ中心から略７．５°に設定され、傾斜面始点６ｓから傾斜面終端６ｅまでの周長寸法をＷとし、傾斜面終端６ｅの円弧面６Ａからの乖離寸法をｔとしたときに、０．０４９６≦ｔ／Ｗ≦０．１１７に設定されていることを特徴とする。
【０００８】
第２に、前記周長寸法Ｗは、１０ｍｍに設定されていることを特徴とする。
第３に、先端部に周方向突出状の両端突部２Ｂａを有するティース２Ｂに巻線３を巻いた固定子２を備え、前記ティース２Ｂの先端部のロータ対向面６に、ロータ４の外周に沿う円弧面６Ａと、この円弧面６Ａの周方向両端から周方向にかつ径外方向に次第に乖離する傾斜面６Ｂとを形成している回転電機であって、
８極１２スロットの場合に、前記傾斜面６Ｂは、傾斜面始点６ｓをティース２Ｂ中心から７〜８°に設定され、傾斜面始点６ｓから傾斜面終端６ｅまでの周長寸法Ｗを１０ｍｍとし、傾斜面終端６ｅの円弧面６Ａからの乖離寸法をｔとしたときに、ｔａｎ３°≦ｔ／Ｗ≦ｔａｎ７°に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トルクリプルを十分かつ効果的に減少できる。
即ち、傾斜面６Ｂは、傾斜面始点６ｓをティース２Ｂ中心から略７．５°に設定され、傾斜面始点６ｓから傾斜面終端６ｅまでの周長寸法をＷとし、傾斜面終端６ｅの円弧面６Ａからの乖離寸法をｔとしたときに、０．０４９６≦ｔ／Ｗ≦０．１１７に設定されているので、傾斜面６Ｂは周方向に長くかつ円弧面６Ａからの乖離が小さくなり、トルクリプルを十分かつ効果的に減少できる。
【００１０】
また、周長寸法Ｗは、１０ｍｍに設定されているので、トルクリプルをさらに十分かつ効果的に減少できる。
また、傾斜面６Ｂは、傾斜面始点６ｓをティース２Ｂ中心から７〜８°に設定され、傾斜面始点６ｓから傾斜面終端６ｅまでの周長寸法Ｗを１０ｍｍとし、傾斜面終端６ｅの円弧面６Ａからの乖離寸法をｔとしたときに、ｔａｎ３°≦ｔ／Ｗ≦ｔａｎ７°に設定されているので、傾斜面６Ｂは周方向に長くかつ円弧面６Ａからの乖離が小さくなり、トルクリプルを十分かつ効果的に減少できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態を示す正面図である。
【図２】トルクリプル率・トルク表である。
【図３】乖離傾斜面の有無による磁束密度の比較表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、回転電機１（同期電動機）の一部を軸心方向から見た拡大正面図を示しており、回転電機１は、環状の固定子２と、固定子２の多数のティース２Ｂに集中巻または分布巻きした巻線３と、永久磁石を外周部に埋め込んでいて固定子２の内側に回転自在に配置されたロータ４とを有している。ロータ４は外周部に切り込みも凹凸もなく、風切り音は発生しない。
【００１３】
固定子２は、多数枚の珪素鋼板を積層して形成して、環状のヨーク２Ａの内周側にティース２Ｂが突出して周方向複数配列されたヨーク一体型のものであり、ティース２Ｂは正面視先端末広がり形状であって、その胴部には絶縁部材を介在して巻線３が巻かれている。
ティース２Ｂは先端末広がり形状であることにより、先端部に胴部から周方向に突出した両端突部２Ｂａが形成されており、ティース２Ｂの先端面から両端突部２Ｂａまでがロータ４と対向している。
【００１４】
前記ティース２Ｂの先端部のロータ対向面６には、ロータ４の外周に略沿う円弧面６Ａと、この円弧面６Ａの周方向両端から周方向にかつ径外方向に次第に乖離する傾斜面６Ｂとを形成しており、この乖離傾斜面６Ｂは主に各端突部２Ｂａに対応した位置に形成されている。
回転電機１は８極１２スロットに構成されており、この場合、前記傾斜面（乖離傾斜面）６Ｂは、傾斜面始点６ｓをティース２Ｂ中心から略７．５°に設定され、傾斜面始点６ｓから傾斜面終端６ｅまでの周長寸法をＷとし、傾斜面終端６ｅの円弧面６Ａ（円弧面６Ａの延長円）からの乖離寸法をｔとしたときに、０．０３≦ｔ／Ｗ≦０．１３に設定されている。
【００１５】
図２は、前記乖離傾斜面６Ｂの周長寸法Ｗを１０ｍｍとしたときに乖離寸法ｔを０〜１．４ｍｍにして、トルクリプル率及びトルクを実験測定したものであり、乖離寸法ｔが０〜１．４ｍｍにしてもトルクの低下は極めて微細であるのに対して、トルクリプル率は乖離寸法ｔが０〜０．５ｍｍまで急激に低下し、乖離寸法ｔが０．５〜１．０ｍｍまで低率を維持し、乖離寸法ｔが１．０〜１．３ｍｍへ緩やかに上昇している。
【００１６】
この実験結果より、８極１２スロットの場合には、乖離傾斜面６Ｂの周長寸法Ｗ及び乖離寸法ｔは０．０５≦ｔ／Ｗ≦０．１（より正確には０．０４９６≦ｔ／Ｗ≦０．１１７０）の範囲に設定することが最良であり、トルクリプル率１２％近くまで下げることがで
きる。また、トルクリプル率１３％以下を目標にするならば、０．０４≦ｔ／Ｗ≦０．１２の範囲でも可能であることが判明した。
【００１７】
そして乖離傾斜面６Ｂの無いもの（乖離寸法ｔが０ｍｍ）のものと、乖離傾斜面６Ｂの乖離寸法ｔが１ｍｍのものとの磁束密度を比較してみると、図３に示されるように、ロータ４の永久磁石の回転に伴って発生する磁束密度Ｂ［Ｔ］は、乖離傾斜面６Ｂの乖離寸法ｔが１ｍｍのものが乖離傾斜面６Ｂの無いものより、永久磁石が円弧面６Ａと正対向するときに若干少ないが、円弧面６Ａの正対向前後で大きくなっており、しかも回転角度範囲も広くなっている。
【００１８】
即ち、固定子２とロータ４との間の磁束密度について、乖離傾斜面６Ｂの無いものはロータ４の回転につれて急激に変化するが、それに比して乖離傾斜面６Ｂの乖離寸法ｔが１ｍｍのものは、最大磁束密度が若干低下するがその角度範囲は広くなり、和らかな磁束密度変化になり、磁束密度Ｂ［Ｔ］の波形形状が正弦波に近づけられる。磁束密度Ｂ［Ｔ］の波形形状が正弦波に近づけられることにより、トルクリプルは十分かつ効果的に減少される。
【００１９】
前記８極１２スロットの回転電機１において、ティース２Ｂ中心からスロット中心までの角度は１５°であるので、傾斜面始点６ｓをティース２Ｂ中心から７．５°に設定するということは、傾斜面始点６ｓをスロット中心から７．５°の点にすることになる。
端突部２Ｂａの突出量に大小があるので、端突部２Ｂａが大突出の場合は、傾斜面始点６ｓはティース２Ｂ中心から７．５°より大きい角度でもよく、小突出の場合は７．５°より小さい角度でもよい。
【００２０】
そして、傾斜面始点６ｓから傾斜面終端６ｅまでの周長寸法Ｗ及び乖離寸法ｔは、乖離傾斜面６Ｂを底辺とする直角三角形又は乖離傾斜面６Ｂを傾斜長辺とする直角三角形とし、ｔａｎ３°≦ｔ／Ｗ≦ｔａｎ７°の角度範囲に設定することもできる。
なお、本発明は前記実施形態における各部材の形状及び位置関係は、図１に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
【００２１】
例えば、固定子２は、分割ヨークとそれに一体となった１つのティース２Ｂ（極歯部）とで固定子片を形成し、その固定子片を周方向に多数個配列して１個の環状の固定子を構成する固定子片環状結合型であってもよい。
ロータ４は、外周部表面に永久磁石を貼り付けた永久磁石貼付型同期電動機でもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１        回転電機
２        固定子
２Ａ      ヨーク
２Ｂ      ティース
２Ｂａ    端突部
３        巻線
４        ロータ
６        ロータ対向面
６Ａ      円弧面
６Ｂ      乖離傾斜面
６ｅ      傾斜面終端
６ｓ      傾斜面始点
Ｗ        周長寸法
ｔ        乖離寸法
【図１】
0006470581.tif 000002
【図２】
0006470581.tif 000003
【図３】
0006470581.tif 000004