(57)【要約】【課題】ヨークとティースを異なる方向に積層された電磁鋼板で構成した励磁機において、渦電流を低減して高効率化を行う。【解決手段】分割されたヨーク１およびティース２を備え、前記ヨークを構成する積層された方向性電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の径方向であり、且つ、前記ティースを構成する積層された方向性電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の回転軸方向である回転型の励磁機であって、前記ヨーク１と前記ティース２との接合部４近傍に絶縁部６を設けて、前記ヨークまたは前記ティースに生じる渦電流ＥＣ１を低減する。【選択図】図５
2008067572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割されたヨークおよびティースを備え、前記ヨークを構成する積層された方向性電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の径方向であり、且つ、前記ティースを構成する積層された方向性電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の回転軸方向である回転型の励磁機であって、
前記ヨークと前記ティースとの接合部近傍に絶縁部を設けて、前記ヨークまたは前記ティースに生じる渦電流を低減することを特徴とする励磁機。
【請求項２】
請求項１に記載の励磁機において、
前記ティースは、前記ヨークの外周部を残して嵌合され、該ティース先端部近傍の該ヨークの外周部に前記絶縁部を設け、当該ヨークの外周部における該ティース先端部に生じる渦電流を低減することを特徴とする励磁機。
【請求項３】
請求項２に記載の励磁機において、
前記絶縁部は、前記ヨークを構成する電磁鋼板の幅方向の少なくとも一方側に設けられ、且つ、該電磁鋼板の幅の１／３〜１／４の幅を有していることを特徴とする励磁機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の励磁機において、
第１のティースと該第１のティースに隣接する第２のティースとの間のヨークの内周部において、該第１のティースとの接合部近傍に前記絶縁部を設け、該ヨークに生じる渦電流を低減することを特徴とする励磁機。
【請求項５】
請求項４に記載の励磁機において、
前記絶縁部は、前記第１および第２のティース間のヨークの少なくとも一方側に設けられ、且つ、該第１および第２のティース間のヨークの幅の１／３〜１／４の幅を有していることを特徴とする励磁機。
【請求項６】
請求項５に記載の励磁機において、
前記絶縁部は、前記第１および第２のティース間のヨークの両方側に複数設けられることを特徴とする励磁機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の励磁機において、
前記ヨークと前記ティースとの接合部に絶縁部を設け、前記ヨークまたは前記ティースに生じる渦電流を低減することを特徴とする励磁機。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の励磁機を備えることを特徴とする同期機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流を通じることにより移動磁界を発生させる励磁機およびそれを用いた同期機に関し、特に、電動機や発電機等の同期機における励磁機の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、永久磁石同期機は、ステータ（固定子）に電流を流すことにより発生する磁場と、ロータ（回転子）に埋め込まれた永久磁石が発生する磁場とが作用してロータを回転するような電磁力が発生するようになっており、保守性，制御性および耐環境性に優れ、且つ、高効率および高力率運転が可能な電動機として産業・民生家電分野を問わず広く用いられている。
【０００３】
ここで、電気エネルギーを同期機に流して回転駆動力を得るようにするのが同期電動機であり、逆に、同期機を回転させて電気エネルギーを同期機より取り出すのが同期発電機であるが、本明細書では、両者を含めて同期機としている。なお、両者の構造は基本的には同じなので、以下詳細説明では、主として同期電動機を例として説明する。また、本明細書では、主として励磁機をステータとして説明するが、例えば、ロータに電流を流すことによって、励磁機をロータとして構成することもできるのはいうまでもない。
【０００４】
また、励磁機としては、同期機であっても、誘導機であっても直流機であっても構成は同じなので、そうした機器にたいしても本発明を適用することができるのはいうまでもない。
【０００５】
図１および図２は従来の同期機の一例を示し、図１は横断面図であり、また、図２は縦断面図である。図１および図２において、参照符号１はヨーク、２はティース、７はステータ、８はロータ、そして、９は永久磁石を示している。
【０００６】
図１および図２に示されるように、従来の同期機は、ヨーク１およびティース２で構成されたステータ７の内側にロータ８が配置されている。例えば、ロータ８には永久磁石９が埋め込まれており、ステータ７に三相交流を流すことにより発生する磁場が永久磁石９に働くことでロータ８が回転するようになっている。
【０００７】
従来、同期機のステータは、鉄損を低減するために無方向性電磁鋼板（ＮＯ）を積層することにより作られていた。ここで、無方向性電磁鋼板は、鋼板表面のどの方向にも一様な比透磁率を有する鋼板であって、比較的鉄損の小さい材料として広く用いられているが、長時間連続運転する同期機のステータに用いる材料としてはさらなる磁気特性の改善が求められていた。
【０００８】
また、従来、ステータ７のヨーク１とティース２とを分割し、ヨーク１には円周方向を磁化容易方向とする方向性電磁鋼板（ＧＯ）を使用し、且つ、ティース２には径方向を磁化容易方向とする方向性電磁鋼板を使用して鉄損を低減するものも知られている。
【０００９】
しかしながら、図１および図２に示す従来の同期機は、ヨーク１およびティース２を構成する方向性電磁鋼板の積層方向が同じ方向なので、ヨーク１からティース２への磁束の流れがスムーズではなく、この部分に磁気抵抗の大きい回転磁界が発生して鉄損を増加させることになっていた。さらに、ステータ７を通過する磁束は分割されたヨーク１同士の境界線およびヨーク１とティース２との境界線の双方を通過するため、この境界線の磁気抵抗により鉄損が増加するという問題もあった。
【００１０】
そこで、従来、ステータでの全体的な磁気抵抗を小さくして性能を向上させるために、コイルが装着されるティース部とヨーク部を連結してステータを構成し、ティース部に方向性電磁鋼板を用いると共に、ヨーク部に透磁率の異方性の小さい磁性材を用いた電気モータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
また、従来、ヨークとティースとを備えたステータを複数枚、厚さ方向に積層・固定し、ヨークを周方向に分割し、該分割されたヨークの境界をティースが設けられている周方向の位置とし、ヨークおよびティースを方向性電磁鋼板で構成し、ヨークの磁化容易方向をステータの周方向とし、そして、ティースの磁化容易方向をステータの径方向とした同期機も提供されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
さらに、従来、ヨークが周方向に分割されている励磁機（ステータ）の磁気抵抗と鉄損を低減し磁束（Ｂ）を増大するために、ヨークおよびティースを、異なる方向に積層された方向性電磁鋼板で構成した励磁機およびそれを用いた同期機も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１３】
また、従来、モータのヨークとティースの接続部分に多く発生する回転磁界、並びに、二次元ベクトル磁気特性測定装置により回転磁界の磁気特性を明らかにした文献も発行されている（例えば、特許文献４および５参照）。
【００１４】
ところで、従来、有限要素法による電磁場解析技術が知られており、様々な文献に記載されている（例えば、非特許文献１および２参照）。有限要素法は、モータなどの電気機器を空間的に微小なメッシュに分割し、そのメッシュ内部は低次の関数で表現できるとして、マックスウェルの方程式を数値解析的に求めるものであり、磁気エネルギーを最小にする条件が実在する物理量として定式化している。モータなどの損失および電磁トルクといった電磁気特性を明らかにするために用いられており、精度よく実現象を反映することができる。
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−０７８７８０号公報
【特許文献２】特開２００４−０５６９０６号公報
【特許文献３】特開２００４−２３６４９５号公報
【特許文献４】特開２００４−３４７４８２号公報
【特許文献５】特開２００５−０６９９３３号公報
【非特許文献１】K. Fujisaki, S. Satoh, "Numerical Calculations of Electromagnetic Fields in Silicon Steel Under Mechanical Stress", IEEE Transactions on Magnetics, Volume: 40, Issue: 4, July 2004, Pages: 1820-1825
【非特許文献２】中田、高橋著「電気工学の有限要素法  第二版」森北出版株式会社、１９８６年、東京
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述したように、特許文献１に開示された電気モータは、ティース部に方向性電磁鋼板を用い、ヨーク部に透磁率の異方性の小さい磁性材（低炭素鋼鋼板や無方向性電磁鋼板など）を用いるものであるが、ヨーク１およびティース２の接合部も透磁率の異方性の小さい磁性材を用いているため、ヨーク１からティース２への磁束の流れがスムーズでなく、この部分に磁気抵抗の大きい回転磁界が発生して鉄損を増加させてしまうという問題があった。
【００１７】
また、特許文献２に開示されたステータは、ヨークおよびティースを方向性電磁鋼板で構成し、ヨークの磁化容易方向をステータの周方向とすると共に、ティースの磁化容易方向をステータの径方向としたものであるが、特許文献１のものと同様に、ヨークとティースの積層方向が直交しないので渦電流は発生しないが、回転磁界が発生して鉄損を増加させてしまうという問題があった。
【００１８】
図３は従来の同期機の他の例における励磁機（ステータ）の一部を示す断面図であり、前述した特許文献３に開示されたステータを示すものである。
【００１９】
図３において、参照符号３はヨークとヨークとの境界線を示し、４はヨークとティースとの境界線を示している。ここで、ヨーク１およびティース２の鋼板の積層方向は、図３に示すステータでは、ヨーク１の鋼板面の法線方向が径方向でティース２の鋼板面の法線方向がモータ（回転モータ）の回転軸方向とされている。
【００２０】
図３に示す従来のステータ７は、外周部分のヨーク１およびティース２を備え、ヨーク１とティース２がロータの周囲に円周状に配置され、ヨーク１がステータの周方向に分割されている。そして、ヨーク１およびティース２は、方向性電磁鋼板を異なる方向に積層して構成されている。これにより、ヨークが周方向に分割されているステータの回転磁界の発生を抑制し、磁気抵抗と鉄損を低減し、磁束密度（Ｂ）を増大することができる。
【００２１】
図１０は回転磁界を説明するための図である。
図１０に示されるように、回転磁界は、例えば、電磁鋼板を交流励磁したときに、電磁鋼板内の或る位置で磁束密度ベクトルＢ（Ｂｘ、Ｂｙ）の１周期の軌跡が二次元平面内で楕円状になるもので、モータのヨークとティースの接続部分に多く発生する（なお、詳細は特許文献４参照）。
【００２２】
また、回転磁界は、二次元ベクトル磁気特性測定装置によりその磁気特性を明らかにすることができる（特許文献５参照）が、通常、鉄損の増加を招くために、できるだけその発生を抑制することが望まれている。
【００２３】
なお、電磁鋼板ではなくバルク形状の磁性体の交流励磁において、回転磁界とは、磁束密度ベクトルの１周期の軌跡が二次元平面内から外れる場合を指すこともある。
【００２４】
この特許文献３に開示されたステータは、ヨークとティースの積層方向が直交しており、ヨークとティースとの接合部分には同一平面が存在せず、ヨークとティースとの境界４の近傍に回転磁界を発生し難くなる。しかしながら、当該構造の励磁機は、回転磁界を低減することはできるものの、ヨークとティースの積層方向が直交しているためか、損失が大きくなるという問題があった。
【００２５】
図４は図３に示すステータを拡大して示す斜視図である。図４において、参照符号５はティース２に装着された電磁コイルを示している。
【００２６】
図４において、まず、ティース２に装着された電磁コイル５に交流電流を印加する（Ｐ１）と、ティース２における電磁コイル５の回転軸方向に磁束密度Ｂ１が発生する（Ｐ２）。その磁束密度Ｂ１は、ティース２からヨーク１に向かい、その一部（Ｂ２）はティース２の中央部とヨーク１の周回部との接合部分３に到達する（Ｐ３）。
【００２７】
ここで、磁束密度Ｂ２は交流成分なので、その磁束密度Ｂ２のベクトルを周回するように、ヨーク１の外周部１ａにおけるティース２先端部に渦電流ＥＣ１が発生する。さらに、ヨーク１の内周部１ｂにおける２つの隣接するティース２間には渦電流ＥＣ２が発生する。このように、ヨーク１の鋼板に渦電流ＥＣ１，ＥＣ２が大きく流れると、損失が増大してモータの高効率化の大きな阻害要因となる。
【００２８】
本発明は、上述した従来の励磁機（同期機）が有する問題に鑑み、ヨークを構成する積層された方向性電磁鋼板の各鋼板面の法線方向が励磁機の径方向であり、且つ、ティースを構成する積層された方向性電磁鋼板の各鋼板面の法線方向が励磁機の回転軸方向である回転型の励磁機において、回転磁界の発生を抑制しつつ、可及的に損失を低減して高効率化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の第１の形態によれば、分割されたヨークおよびティースを備え、前記ヨークを構成する積層された方向性電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の径方向であり、且つ、前記ティースを構成する積層された方向性電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の回転軸方向である回転型の励磁機であって、前記ヨークと前記ティースとの接合部近傍に絶縁部を設けて、前記ヨークまたは前記ティースに生じる渦電流を低減することを特徴とする励磁機が提供される。
【００３０】
本発明の第２の形態によれば、分割されたヨークおよびティースを備え、前記ヨークを構成する積層された方向性電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の径方向であり、且つ、前記ティースを構成する積層された方向性電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の回転軸方向である回転型の励磁機であって、前記ヨークと前記ティースとの接合部近傍に絶縁部を設けて、前記ヨークまたは前記ティースに生じる渦電流を低減する励磁機を備えることを特徴とする同期機が提供される。
【００３１】
ここで、好ましくは、前記ティースは、前記ヨークの外周部を残して嵌合され、該ヨークの外周部における該ティース先端部近傍に前記絶縁部を設け、該ティース先端部近傍の該ヨークの外周部に生じる渦電流を低減する。また、前記絶縁部は、前記ヨークを構成する電磁鋼板の幅方向の少なくとも一方側に設けられ、且つ、該電磁鋼板の幅の１／３〜１／４の幅を有するように構成してもよい。
【００３２】
また、第１のティースと該第１のティースに隣接する第２のティースとの間のヨークの内周部において、該第１のティースとの接合部近傍に前記絶縁部を設け、該ヨークに生じる渦電流を低減するように構成してもよい。さらに、好ましくは、前記絶縁部は、前記第１および第２のティース間のヨークの少なくとも一方側に設けられ、且つ、該第１および第２のティース間のヨークの幅の１／３〜１／４の幅を有している。また、前記絶縁部は、前記第１および第２のティース間のヨークの両方側に複数設けるように構成してもよい。
【００３３】
また、励磁機として、前記ヨークと前記ティースとの接合部に絶縁部を設け、前記ヨークまたは前記ティースに生じる渦電流を低減するように構成してもよい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、ヨークとティースを異なる方向に積層された電磁鋼板で構成した励磁機において、渦電流を低減して高効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る励磁機の実施の形態を、添付図面を参照して詳述する。
【００３６】
図５は本発明に係る励磁機（ステータ）の一実施の形態の一部を示す断面図であり、励磁機が回転型の同期機（回転モータ）のステータとして適用される場合を示している。図５において、参照符号１はヨーク、２はティース、６はティース先端近傍のヨークの外周部に設けた絶縁部、そして、７はステータを示している。
【００３７】
本実施の形態のステータ７は、例えば、前述した図１および図２に示すような回転モータに適用され、図４に示すステータと同様に、ヨーク１を構成する積層された電磁鋼板の各鋼板面の法線方向がモータの径方向とされ、且つ、ティース２を構成する積層された電磁鋼板の各鋼板面の法線方向がモータの回転軸方向とされている。
【００３８】
図５と前述した図４との比較から分かるように、本実施の形態のステータ７では、ティース２がヨーク１の外周部１ａを残して境界線４で嵌合され、そのヨーク１の外周部１ａにおけるティース２の先端にスリット状の絶縁部６を設け、ヨーク１の外周部１ａにおけるティース２の先端に生じる渦電流（図４を参照して説明したＥＣ１）を低減する。
【００３９】
ここで、絶縁部６の材質としては、例えば、紙，マイカテープ，樹脂シートおよび樹脂テープ等の従来から使用されている様々なものが適用可能である。また、絶縁部６の厚さＴ１は、磁気抵抗の増加を抑制する観点から薄い方が好ましい。例えば、厚さＴ１が１０μｍ〜１００μｍ程度でも絶縁破壊を生じない範囲であれば、十分に渦電流の発生を低減することができる。
【００４０】
図６は図５に示すステータにおける絶縁部の形状を説明するための図であり、図５におけるＡＡの方向から見た図である。
【００４１】
ヨーク１の外周部１ａにおけるティース２の先端に設ける絶縁部６としては、例えば、図６（ａ）に示すように、ヨーク１を構成する鋼板の幅方向の全てを絶縁部６０として構成するか、図６（ｂ）に示すように、ヨーク１を構成する鋼板の幅方向の両側の一部を絶縁部６１，６２として構成するか、或いは、図６（ｃ）に示すように、ヨーク１を構成する鋼板の幅方向の一方側の一部を絶縁部６１として構成し、渦電流ＥＣ１の発生を低減するようになっている。
【００４２】
なお、図６（ｂ）および図６（ｃ）において、絶縁部６１（６２）の幅Ｗ１は、例えば、ヨーク１を構成する電磁鋼板の幅Ｗ０の約１／３〜１／４程度の幅であれば、渦電流ＥＣ１を十分に低減することができる。磁束（Ｂ２）の発生を抑制するように渦電流（ＥＣ１）は流れるので、渦電流自身は、有限要素法を用いた数値解析結果などを見ると、電磁鋼板の幅Ｗ０の約１／３〜１／４程度の幅の外側のほうが大きく強くなり、それよりも内側は小さく弱くなっている。このため、渦電流を抑制するためには、大きく強く流れている外側の渦電流を抑制することが効果は大きくなるので、電磁鋼板の幅Ｗ０の約１／３〜１／４程度の幅に、絶縁部を挿入すれば、その低減効果が大きいものといえる。
【００４３】
渦電流発生の状況を、有限要素法による電磁場解析結果を基に詳細に記載する。有限要素法による電磁場解析技術については、例えば、非特許文献１または２等に詳細に記載されており、ここではその説明を省略する。
【００４４】
図３に示したステータについて、交流励磁するときの損出の発生機構について詳細な検討を行った。まず、その検討結果の概要を説明する。
【００４５】
図４は図３に示したすステータを拡大して示す斜視図である。図４のステータでは、渦電流ＥＣ１およびＥＣ２がヨーク１に発生してモータの効率を低下させることが、この方式における損失増大の要因の一つであることが判明した。
【００４６】
図１１は有限要素法による電磁場解析を行ったモデルの図である。ここで、図１１は、図３のステータに対応する。
【００４７】
図１１では集中巻きしたステータコアの基本となる３個のティース２０と付随するヨーク１０のみを取り上げており、水平（Ｘ軸）方向に周期境界条件を用いることで複数個のティースを表現している。ロータに相当する部分８０は、簡便のために無垢鉄（導電率は零）を想定している。
【００４８】
図１１中の表に電磁鋼板の物性値等の解析条件を示す。ヨークとティースの積層方向の違いは、比透磁率の異方性で表現している。励磁電流は３相交流、５０Ｈｚとした。また、Ｚ方向には、半分の厚みを考えており、対称境界条件を設定している。さらに、鋼材の導電率は、積層方向の導電率を零とするテンソルを表し、鋼材部分に鋼材の平面方向に流れる渦電流を表現している。ティース先端部とロータに相当する部分８０との間には、０．５ｍｍ程度の空隙が設けられている。
【００４９】
図１２は、図３のステータ構造における電磁気現象を明らかにするために、図１１に示す解析モデルについての、磁束密度分布と渦電流ベクトル分布および損失（鉄損＋渦電流）の比を示す図である。
【００５０】
図１２において、下欄に記載したティース、ヨークおよび全体のそれぞれについて、単位質量で規格化した損失（鉄損＋渦電流）は、全体の損失（ｗ／ｋｇ）を１としたときの、各損失（ｗ／ｋｇ）の比で表している。また、比較のために、電磁鋼板の積層方向が回転軸方向であるＮＯ一体構造のステータの場合（１）も解析を実施した。
【００５１】
さらに、ステータ構造としてヨークの電磁鋼板の積層方向が回転半径方向で、ティースの電磁鋼板の積層方向が回転軸方向であるときの、ヨークとティースの接合部分を絶縁とした場合（２）、並びに、導電（完全に密着）とした場合（３）の２形体の計算も実施している。なお、実際のヨークとティースの接合部分は、上記絶縁と導電との間にあるものと考えられる。また、鉄芯の損失としては、従来の鉄損（Ｂ−Ｗ特性より算出）だけではなく、ステータコアに流れる渦電流の影響も考慮している。
【００５２】
図１２の下部の（鉄損、渦損）欄の「渦損」の計算結果に示されるように、ヨークとティースとの接合部分を絶縁したケース（２）をみると、ＮＯ一体のケース（１）と比べて、渦電流の分だけ損失が増加していることが分かる。これは、ティース先端部のヨーク側（図１２中の領域ＣＡを参照）に磁束密度が集中して、その部分の渦電流が増加しているためと考えられる。
【００５３】
また、ヨークとティースとの接合部分を導電したケース（３）をみると、ＮＯ一体のケース（１）と比べて、渦電流の分だけ損失が増加していることが分かる。これは、ヨークとティースとが導通しているために、ヨークの内側にヨーク−ティースに跨る渦電流が流れている（図１２中の領域ＣＢを参照）ためであると考えられる。
【００５４】
実際のヨークとティースとの接合部分は、絶縁と導電との間にあると考えられるので、図１２を参照して説明した電磁気現象により、図３のステータ構造における損失低減策としては、次のようなことが考えられる。
【００５５】
すなわち、まず、ティース先端部のヨーク側（図１２中の領域ＣＡ）に絶縁部６を入れて渦電流の発生を抑制する。次に、ヨークの内側に絶縁部１６を入れてヨーク−ティースに跨る渦電流の発生を抑制する。
【００５６】
図１３は、有限要素法の電磁場解析による半分の厚みの渦電流ベクトル分布（ヨークの外側部分：ωｔ＝３１５度）の詳細を示す図である。渦電流は、ヨークの背部で、端部より４分の１までの範囲に多く流れていることがわかるが、図６のようにスリットを入れた場合には、渦電流自体も迂回するので、３分の１まで絶縁部（６１，６２）を入れた方が効果的である。
【００５７】
図７は本発明に係るステータの他の実施の形態の一部を示す断面図である。なお、図７において、電磁コイル５は、絶縁部１６を明瞭に示すために省略されている。
【００５８】
図７に示されるように、本実施例は、ヨーク１の外周部１ａにおけるティース２の先端にスリット状の絶縁部６を設けて渦電流ＥＣ１を低減するだけでなく、図４を参照して説明したヨーク１の内周部１ｂにおける２つの隣接するティース２間（ティース２１と２２との間）に発生する渦電流ＥＣ２をも低減するものである。
【００５９】
すなわち、第１のティース２１とそれに隣接する第２のティース２２との間のヨーク１の内周部１ｂにおいて、第１のティース２１との接触部近傍に絶縁部１６を設け、第１および第２のティース間のヨークに生じる渦電流ＥＣ２を低減するようになっている。
【００６０】
図８および図９は図７に示すステータにおける絶縁部１６の形状を説明するための図であり、図８は図７におけるＢＢの方向から見た図であり、図９は図７におけるＣＣの方向から見た図である。
【００６１】
隣接するティース２１および２２の間のヨーク１に設ける絶縁部１６としては、例えば、図８（ａ）に示すように、隣接するティース２１，２２間のヨーク１の中央付近の両側に絶縁部１６１，１６２を設けるか、図８（ｂ）に示すように、隣接するティース２１，２２間のヨーク１の中央付近の一方側に絶縁部１６１を設けるか、或いは、図８（ｃ）に示すように、隣接するティース２１，２２間のヨーク１の両側に複数の絶縁部１６３ａ〜１６３ｄを設ける。これにより、隣接するティース２１，２２間のヨーク１に生じる渦電流ＥＣ２を低減することができる。
【００６２】
なお、図８（ａ）〜図８（ｃ）において、絶縁部１６１（１６２，１６３ａ〜１６３ｄ）の幅Ｗ３は、例えば、隣接するティース２１，２２間のヨーク１の幅Ｗ２の約１／３〜１／４程度の幅であれば、渦電流ＥＣ２を十分に低減することができる。
【００６３】
また、図９に示されるように、隣接するティース２１および２２の間のヨーク１に設ける絶縁部１６の平面形状（図７におけるＣＣの方向から見た形状）は、例えば、ヨーク１とティース２との接続線４と平行な辺を有する絶縁部１６ａとされるが、他の形状（例えば、絶縁部１６ｂ）としてもよい。いずれにしろ、隣接するティース２１および２２の間のヨーク１に生じる渦電流の経路を妨げる形状であればよい。なお、絶縁部１６ａ（１６ｂ，１６，１６１，１６２，１６３ａ〜１６３ｄ）の厚さ（奥行き）Ｗ５は、例えば、ヨーク１の幅（厚さ）Ｗ４の約１／３〜１／４程度の厚さであれば、渦電流ＥＣ２を十分に低減することができる。
【００６４】
図１２に示したティースとヨークとの接合部分を絶縁したケース（２）と、導電したケース（３）とを比較すると、絶縁したケース（２）の方が、渦電流の発生が少ないことが分かる。このため、励磁器（同期機）の損失を低減させるためには、ティースとヨークとの接合部分を絶縁することも効果的であると考えられる。
【００６５】
また、本発明の励磁機（ステータ）を、同期機（電動機や発電機等）に適用することによって、損失が少なく高効率の同期機を提供することが可能になる。
【００６６】
上述した各実施の形態では、本発明に係る励磁機を回転型の同期機（回転モータ）のステータとして説明したが、本発明の励磁機は、このようなモータのステータとして適用されるだけでなく、直線型の同期機（例えば、リニアモータ）のステータとしても適用することができる。直線型の同期機の場合には、上記の説明での回転方向を同期機の磁界移動方向と読み換え、また、回転軸方向を磁界移動方向およびヨークとティースの接続方向に直交する方向と読み換えれば、上記の説明をそのまま適用することができる。
【００６７】
さらに、ヨーク１およびティース２を構成する積層された電磁鋼板は、方向性電磁鋼板に限定されるものではなく、無方向性電磁鋼板の場合でも、渦電流の低減の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、異なる方向に積層した電磁鋼板で構成されるヨークおよびティースを備える様々な励磁機および該励磁機を用いた同期機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】従来の同期機の一例を示す横断面図である。
【図２】従来の同期機の一例を示す縦断面図である。
【図３】従来の同期機の他の例における励磁機（ステータ）の一部を示す断面図である。
【図４】図３に示すステータを拡大して示す斜視図である。
【図５】本発明に係る励磁機（ステータ）の一実施例の一部を示す断面図である。
【図６】図５に示すステータにおける絶縁部の形状を説明するための図である。
【図７】本発明に係るステータの他の実施例の一部を示す断面図である。
【図８】図７に示すステータにおける絶縁部の形状を説明するための図（その１）である。
【図９】図７に示すステータにおける絶縁部の形状を説明するための図（その２）である。
【図１０】回転磁界を説明するための図である。
【図１１】有限要素法による電磁場解析を行ったモデルの図である。
【図１２】有限要素法の電磁場解析による各条件における渦電流ベクトル分布および損失（鉄損＋渦電流）の比を示す図である。
【図１３】有限要素法の電磁場解析による半分の厚みの渦電流ベクトル分布（ヨークの外側部分：ωｔ＝３１５度）を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１    ヨーク
２    ティース
３    ヨークとヨークとの境界線
４，４０    ヨークとティースとの境界線
５    電磁コイル
６，６０，６１，６２；１６，１６ａ，１６ｂ，１６１，１６２，１６３ａ〜１６３ｄ    絶縁部
７    励磁機（ステータ）
８    ロータ
９    永久磁石
１０    ヨーク（電磁場解析モデル）
２０    ティース（電磁場解析モデル）
８０    ロータに相当する部分（電磁場解析モデル）
ＥＣ１〜ＥＣ２    渦電流
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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