(57)【要約】  トルクリップルを低減させることができる回転電機を得る。第１ティースに取り付けられたコイルの巻数は、第２ティースに取り付けられた複数の相のコイルの巻数と異なり、かつ、第３ティースに取り付けられた複数の相のコイルの巻数と異なり、第１ティースに取り付けられたコイルの巻数は、他の各ティースに取り付けられたコイルの巻数のそれぞれに対して最大であり、かつ、第２ティースおよび第３ティースに取り付けられたコイルの巻数のうち、少なくとも一方は、他の各ティースに取り付けられたコイルの巻数のそれぞれに対して最小である。
2019008848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、前記固定子に対向して回転自在に設けられた回転子とを備え、
前記回転子は、回転方向である周方向に並べられた、２の自然数倍の数であるＰ個の磁極を有し、
前記固定子は、コアバックおよび前記コアバックから径方向に延び周方向に並べられた、整数であるＮ個のティースを含む固定子鉄心と、前記ティースに取り付けられたコイルとを有し、
前記ティースには、３相の前記コイルが取り付けられ、
前記Ｐおよび前記Ｎの最大公約数をＣとした場合に、Ｎ／Ｃ＝Ｐ／Ｃ±１、Ｎ／Ｃが３の倍数ではない関係にあり、
前記Ｎ個の前記ティースの中には、１相のみの前記コイルが取り付けられる前記ティースと、複数の相の前記コイルが取り付けられる前記ティースとがあり、
１相のみの前記コイルが取り付けられた前記ティースであって、かつ、隣接する前記ティースには同相の前記コイルを含む複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースを第１ティースとし、前記第１ティースにおける周方向一方側に隣接し、複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースを第２ティースとし、前記第１ティースにおける周方向他方側に隣接し、複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースを第３ティースとした場合に、
前記第１ティースに取り付けられた前記コイルの巻数は、前記第２ティースに取り付けられた複数の前記コイルの巻数の合計と異なり、かつ、前記第３ティースに取り付けられた複数の前記コイルの巻数の合計と異なり、
前記第１ティースに取り付けられた前記コイルの巻数は、他の各前記ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のそれぞれに対して最大であり、かつ、前記第２ティースおよび前記第３ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のうち、少なくとも一方は、他の各前記ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のそれぞれに対して最小であり、または、前記第１ティースに取り付けられた前記コイルの巻数は、他の各前記ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のそれぞれに対して最小であり、かつ、前記第２ティースおよび前記第３ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のうち、少なくとも一方は、他の各前記ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のそれぞれに対して最大である回転電機。
【請求項２】
前記第２ティースおよび前記第３ティースにのみ、複数の相の前記コイルが取り付けられている請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記第１ティースにのみ、１相のみの前記コイルが取り付けられている請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記Ｎ個の前記ティースに対して、周方向に順に１から前記Ｎまでの番号を割り当て、整数であるｉ番目の前記ティースに取り付けられる、１から３までの整数であるｊ相の前記コイルの巻数を整数であるＷjiとする場合に、相ごとの二乗和の平均値ａを
【数１】
2019008848.tif 000003
とし、各相の巻数の二乗和ｂjを
【数２】
2019008848.tif 000004
とした場合に、前記ｂjの前記ａからのずれ量の絶対値の最大値が２４％以下である請求項２に記載の回転電機。
【請求項５】
前記Ｎ個の前記ティースに対して、周方向に順に１から前記Ｎまでの番号を割り当て、整数であるｉ番目の前記ティースに取り付けられる、１から３までの整数であるｊ相の前記コイルの巻数を整数であるＷjiとする場合に、相ごとの二乗和の平均値ａを
【数３】
2019008848.tif 000005
とし、各相の巻数の二乗和ｂjを
【数４】
2019008848.tif 000006
とした場合に、前記ｂjの前記ａからのずれ量の絶対値の最大値が１５％以下である請求項３に記載の回転電機。
【請求項６】
全ての前記コイルの導線の線径は、同一である請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項７】
各前記コイルの導線の線径は、少なくとも２種類以上である請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
各前記コイルの導線の平均長は、少なくとも２種類以上である請求項１から請求項７までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記ティースの軸方向端部に設けられたスペーサをさらに備えた請求項８に記載の回転電機。
【請求項１０】
周方向に隣接する同相の前記コイルは、前記コイルの間に設けられた渡り線によって接続されている請求項１から請求項９までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記渡り線は、前記ティースに軸方向一方側に配置されている請求項１０に記載の回転電機。
【請求項１２】
固定子と、前記固定子に対向して回転自在に設けられた回転子とを備え、
前記固定子は、コアバックおよび前記コアバックから径方向に延び周方向に並べられた複数のティースを含む固定子鉄心と、前記ティースに取り付けられたコイルとを有し、
複数の前記ティースの中には、１相のみの前記コイルが取り付けられる前記ティースと、複数の相の前記コイルが取り付けられる前記ティースとがあり、
１相のみの前記コイルが取り付けられた前記ティースであって、かつ、隣接する前記ティースには同相の前記コイルを含む複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースを第１ティースとし、前記第１ティースにおける周方向一方側に隣接し、複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースを第２ティースとし、前記第１ティースにおける周方向他方側に隣接し、複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースを第３ティースとした場合に、
前記第１ティースに取り付けられた前記コイルの巻数は、他の各前記ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のそれぞれに対して最大であり、
前記第２ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計および前記第３ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のそれぞれは、他の各前記ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のそれぞれに対して最小である回転電機。
【請求項１３】
前記第１ティースに取り付けられた前記コイルの巻数は、前記第２ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計と異なる請求項１２に記載の回転電機。
【請求項１４】
前記第１ティースに取り付けられた前記コイルの巻数は、前記第３ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計と異なる請求項１２または請求項１３に記載の回転電機。
【請求項１５】
電機子と、前記電機子に対して対向して設けられ、前記電機子に対して相対的に進行方向に移動する界磁とを備え、
前記電機子は、複数のティースを含む電機子鉄心と、前記ティースに取り付けられたコイルとを有し、
複数の前記ティースの中には、１相のみの前記コイルが取り付けられる前記ティースと、複数の相の前記コイルが取り付けられる前記ティースとがあり、
１相のみの前記コイルが取り付けられた前記ティースであって、かつ、隣接する前記ティースには同相の前記コイルを含む複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースを第１ティースとし、前記第１ティースにおける進行方向一方側に隣接し、複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースを第２ティースとし、前記第１ティースにおける進行方向他方側に隣接し、複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースを第３ティースとした場合に、
前記第１ティースに取り付けられた前記コイルの巻数は、他の各前記ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のそれぞれに対して最大であり、
前記第２ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計および前記第３ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のそれぞれは、他の各前記ティースに取り付けられた前記コイルの巻数の合計のそれぞれに対して最小である直動電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ティースにコイルが取り付けられた回転電機および直動電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転子の極数をＰとし、固定子のスロット数をＮとし、自然数をｎとした場合に、Ｐ＝２ｎ、Ｎ＝２ｎ±１、または、Ｐ＝２ｎ、Ｎ＝２（ｎ±１）とし、さらに、Ｎが相数ｍの整数倍とはならないように設定することで、ＰとＮとの最小公倍数を大きな数にして、発生するコギングトルクを低減させる回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−２０８０３９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、各相のインダクタンスが互いに異なるため、電機子反作用に差が生じてしまい、トルクリップルが発生するという課題があった。【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、トルクリップルを低減させることができる回転電機および直動電動機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回転電機は、固定子と、固定子に対向して回転自在に設けられた回転子とを備え、回転子は、回転方向である周方向に並べられた、２の自然数倍の数であるＰ個の磁極を有し、固定子は、コアバックおよびコアバックから径方向に延び周方向に並べられた、整数であるＮ個のティースを含む固定子鉄心と、ティースに取り付けられたコイルとを有し、ティースには、３相のコイルが取り付けられ、ＰおよびＮの最大公約数をＣとした場合に、Ｎ／Ｃ＝Ｐ／Ｃ±１、Ｎ／Ｃが３の倍数ではない関係にあり、Ｎ個のティースの中には、１相のみのコイルが取り付けられるティースと、複数の相のコイルが取り付けられるティースとがあり、１相のみのコイルが取り付けられたティースであって、かつ、隣接するティースには同相のコイルを含む複数の相のコイルが取り付けられたティースを第１ティースとし、第１ティースにおける周方向一方側に隣接し、複数の相のコイルが取り付けられたティースを第２ティースとし、第１ティースにおける周方向他方側に隣接し、複数の相のコイルが取り付けられたティースを第３ティースとした場合に、第１ティースに取り付けられたコイルの巻数は、第２ティースに取り付けられた複数のコイルの巻数の合計と異なり、かつ、第３ティースに取り付けられた複数のコイルの巻数の合計と異なり、第１ティースに取り付けられたコイルの巻数は、他の各ティースに取り付けられたコイルの巻数の合計のそれぞれに対して最大であり、かつ、第２ティースおよび第３ティースに取り付けられたコイルの巻数の合計のうち、少なくとも一方は、他の各ティースに取り付けられたコイルの巻数の合計のそれぞれに対して最小であり、または、第１ティースに取り付けられたコイルの巻数は、他の各ティースに取り付けられたコイルの巻数の合計のそれぞれに対して最小であり、かつ、第２ティースおよび第３ティースに取り付けられたコイルの巻数の合計のうち、少なくとも一方は、他の各ティースに取り付けられたコイルの巻数の合計のそれぞれに対して最大である。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る回転電機によれば、各相のインダクタンスの差分を小さくすることができるので、トルクリップルを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す断面図である。
【図２】図１の各ティースに取り付けられるコイルの巻数を示す図である。
【図３】図１の各ティースに取り付けられるコイルの各相の巻数の二乗和についての平均値からのずれ量を示す図である。
【図４】巻数の二乗和についての平均値からのずれ量とインダクタンスとの関係を示すグラフである。
【図５】図１の固定子と比較するための固定子を示す断面図である。
【図６】図１の回転電機に発生するトルク波形を示すグラフである。
【図７】図１の回転電機の変形例を示す断面図である。
【図８】図７の各ティースに取り付けられるコイルの巻数を示す図である。
【図９】図７の各ティースに取り付けられるコイルの各相の巻数の二乗和についての平均値からのずれ量を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子のコイルの配置を示す図である。
【図１１】図１０の各ティースに取り付けられるコイルの巻数を示す図である。
【図１２】図１０の各ティースに取り付けられるコイルの各相の巻数の二乗和についての平均値からのずれ量を示す図である。
【図１３】巻数の二乗和についての平均値からのずれ量とインダクタンスとの関係を示すグラフである。
【図１４】図１０の回転電機に発生するトルク波形を示すグラフである。
【図１５】この発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子を示す断面図である。
【図１６】図１５の固定子の変形例を示す断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子を示す断面図である。
【図１８】図１７の固定子の変形例を示す断面図である。
【図１９】実施の形態４に係る回転電機の固定子の変形例を示す断面図である。
【図２０】図１９の固定子の変形例を示す断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態５に係る回転電機の固定子の要部を示す図である。
【図２２】図２１の固定子の他の要部を示す図である。
【図２３】図２１の固定子の変形例を示す斜視図である。
【図２４】この発明の実施の形態６に係る回転電機の固定子におけるコイルの接続を説明する図である。
【図２５】図２４の固定子のコイルの接続の変形例を説明する図である。
【図２６】この発明の実施の形態７に係る直動電動機を示す断面図である。
【図２７】図２６の直動電動機の変形例を示す断面図である。
【図２８】この発明の実施の形態８に係る直動電動機を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施の形態に係る回転電機を図面に基づいて説明する。各実施の形態において、同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。なお、本発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変形可能である。
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機は、固定子１と、固定子１に対して径方向に対向して設けられ、回転自在な回転子２とを備えている。この例では、回転子２は、固定子１に対して径方向内側に配置されている。
【００１１】
回転子２は、シャフト２１と、シャフト２１に対して固定された回転子鉄心２２と、回転子鉄心２２に固定され、回転方向である周方向に並べられた６個の永久磁石２３とを備えている。回転子鉄心２２は、電磁鋼板などの磁性体のコアシートが複数枚積層されることによって構成されている。回転子鉄心２２は、円筒形状に形成されている。永久磁石２３は、回転子鉄心２２の外周面に配置されている。６個の永久磁石２３は、周方向に並べて配置されている。
【００１２】
固定子１は、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に取り付けられた複数のコイル１２とを備えている。固定子鉄心１１は、電磁鋼板などの磁性体のコアシートが複数枚積層されることによって構成されている。固定子鉄心１１は、円環状のコアバック１１１と、コアバック１１１から径方向内側に延びる７個のティース１１２とを有している。７個のティース１１２は、周方向に並べて配置されている。周方向に隣り合うティース１１２の間には、スロット１１３が形成されている。コイル１２は、スロット１１３に配置されている。コイル１２は、導線がティース１１２に集中的に巻回されることによって構成されている。
【００１３】
固定子１には、図示しない３相交流電源から電圧が印加される。回転子２の磁極の数である極数を、２の自然数倍の数であるＰとすると、極数Ｐは６、固定子１のスロット数Ｎは７であり、極数Ｐおよびスロット数Ｎの最大公約数Ｃは１となる。この場合、スロット数Ｎ／最大公約数Ｃ＝極数Ｐ／最大公約数Ｃ±１であり、Ｎ／Ｃが相数３の倍数ではない関係となる。このような構成にすることにより、コギングトルクを低減させることができるといった効果を得ることができる。
【００１４】
このような回転電機では、スロット数Ｎ／最大公約数Ｃが相数３の倍数である回転電機と同様に各コイル１２の巻数が均等となるように設計すると、電機子反作用にアンバランスが生じ、トルクリップルが生じる。
【００１５】
図１では、各ティース１１２に対して便宜的にティース番号が割り当てられている。具体的には、図１では、各ティース１１２に対して、時計回りに１から７までのティース番号が割り当てられている。７個のティース１１２のそれぞれには、１番目のティース１１２から時計回りに、＋Ｕ相のコイル１２と、−Ｕ相および＋Ｖ相のコイル１２と、−Ｖ相のコイル１２と、＋Ｖ相のコイル１２と、＋Ｗ相のコイル１２と、−Ｗ相のコイル１２と、−Ｕ相および＋Ｗ相のコイル１２とが順に取り付けられている。ここで、各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の各相における＋および−の記号は、コイル１２に電流が流れた場合に発生する磁束の向きを表している。
【００１６】
１番目のティース１１２には、１相のみのコイル１２が取り付けられ、かつ、１番目のティース１１２に隣接する２番目のティース１１２および７番目のティース１１２には、１番目のティース１１２に設けられたコイル１２と同相のコイル１２を含む複数の相のコイル１２が取り付けられている。１相のみのコイル１２が取り付けられるティース１１２であって、かつ、このティース１１２に隣接するティース１１２には同相のコイル１２を含む複数の相のコイル１２が取り付けられるティース１１２を第１ティース１１２ａとする。また、第１ティース１１２ａにおける周方向一方側に隣接し、複数の相のコイル１２が取り付けられるティース１１２を第２ティース１１２ｂとし、第１ティース１１２ａにおける周方向他方側に隣接し、複数の相のコイル１２が取り付けられるティース１１２を第３ティース１１２ｃとする。図１では、１番目のティース１１２が第１ティース１１２ａであり、２番目のティース１１２が第２ティース１１２ｂであり、７番目のティース１１２が第３ティース１１２ｃである。この発明の実施の形態１では、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃにのみ、複数の相のコイル１２が取り付けられている。
【００１７】
図２は図１の各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数を示す図である。図２では、各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数は、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数を基に規格化されている。図２に示すように、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数は、第２ティース１１２ｂに取り付けられる複数の相のそれぞれのコイル１２の巻数の合計と異なり、かつ、第３ティース１１２ｃに取り付けられる複数の相のそれぞれのコイル１２の巻数の合計と異なる。
【００１８】
また、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数は、第１ティース１１２ａ以外の６個の各ティース１１２のそれぞれに取り付けられるコイル１２におけるそれぞれの巻数の合計に対して最大である。また、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃに取り付けられるコイル１２のそれぞれの巻数は、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃ以外の５個の各ティース１１２のそれぞれに取り付けられるコイル１２におけるそれぞれの巻数の合計に対して最小である。
【００１９】
図２に示すような巻数にすることによって、各相のインダクタンスの差分を小さくすることができ、トルクリップル、特に電気角１８０°周期すなわち電気角２次の脈動成分を低減することができる。また、巻線係数を大きくすることができるため、誘起電圧が大きくなり、高トルクを得ることができるといった効果が得られる。
【００２０】
また、各相の間におけるコイル１２の巻数の合計の差異を低減させることができるため、相同士の相抵抗の差異を低減させることができる。また、各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数の差異を低減させることができるため、固定子鉄心１１における局所的な発熱を抑制することができる。
【００２１】
この発明の実施の形態１では、全てのコイル１２は、同一の線径の導線から構成されている。このため、固定子１の製造にかかる時間を短縮することができ、固定子１の製造性を向上させることができる。
【００２２】
ｉを１から７までの自然数とし、ｉ番目のティース１１２に取り付けられるＵ相のコイル１２の巻数をＮuiとし、ｉ番目のティース１１２に取り付けられるＶ相のコイル１２の巻数をＮviとし、ｉ番目のティース１１２に取り付けられるＷ相のコイル１２の巻数をＮwiとする。また、Ｕ相のコイル１２の巻数の二乗和ΣＮui2、Ｖ相のコイル１２の巻数の二乗和ΣＮvi2およびＷ相のコイル１２の巻数の二乗和ΣＮwi2の平均値をａとする。
【００２３】
図３は図１の各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の各相の巻数の二乗和についての平均値からのずれ量を示す図、図４は巻数の二乗和についての平均値からのずれ量とインダクタンスとの関係を示すグラフである。図４では、横軸は巻数の二乗和についての平均値からのずれ量の絶対値の最大値を示し、縦軸は３相のインダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量を示している。
【００２４】
通常、例えば、極数Ｐが１０、スロット数Ｎが１２、相数が３であり、極数Ｐおよびスロット数Ｎの最大公約数Ｃが２である回転電機では、スロット数Ｎ／最大公約数Ｃが６であり、相数３の倍数となる。このため、各相のティース数は、４個ずつとなり、互いに等しくなるので、各ティース１１２に同数の巻数のコイル１２を取り付けることができ、各相のインダクタンスが等しくなる。その結果、インダクタンスの最大値と最小値との比は１となり、インダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量は、０となる。
【００２５】
図５は図１の固定子１と比較するための固定子１を示す断面図である。図５では、７個のティース１１２のそれぞれに１相のコイル１２のみが取り付けられており、かつ、全てのコイル１２の巻数が均等となっている。図４の破線は、７個のティース１１２のそれぞれに１相のコイル１２のみを取り付け、かつ、全てのコイル１２の巻数を均等とした場合のインダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量を示している。図４の一点鎖線は、７個のティース１１２のそれぞれに１個の相のコイル１２のみを取り付け、かつ、全てのコイル１２の巻数を均等とした場合のインダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量を半分としたものを示している。
【００２６】
各相のコイル１２の巻数の二乗和の平均値ａからのずれ量が２４％以下である場合に、インダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量は、各ティース１１２に１相のコイル１２のみを取り付けた場合のインダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量以下となる。さらに、各相のコイル１２の巻数の二乗和の平均値ａからのずれ量が１２％以下である場合に、トルクリップルは、各ティース１１２に１相のコイル１２のみを取り付けた場合と比較して、半分以下とすることができる。各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数を図２に示すような巻数にした場合には、インダクタンスの最大値と最小値と比についての１からのずれ量は、全てのコイル１２の巻数が均等となっている場合のインダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量の半分以下となる。
【００２７】
図６は図１の回転電機に発生するトルク波形を示すグラフである。図６の実線は、各ティース１１２に取り付けられたコイル１２の巻数を図２に示すような巻数とした場合のトルク波形を示している。図６の破線は、全てのコイル１２の巻数を均等とした場合のトルク波形を示している。図６では、縦軸は平均トルクで規格化されたトルクを示している。図６に示すように、コイル１２の巻数を図２に示すような巻数にすることで、インダクタンスの最大値と最小値との比が１に近づくため、駆動時のトルクリップル、特に電気角１８０°周期すなわち電気角２次の脈動成分を低減させることができる。
【００２８】
なお、上記実施の形態１では、各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数を図２に示すような巻数とする構成について説明したが、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数が他のティース１１２に取り付けられるコイル１２におけるそれぞれの巻数の合計に対して最大、かつ、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃに取り付けられるコイル１２のそれぞれの巻数が他のティース１１２に取り付けられるコイル１２におけるそれぞれの巻数の合計に対して最小である構成、または、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数が他のティース１１２に取り付けられるコイル１２におけるそれぞれの巻数の合計に対して最小、かつ、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃに取り付けられるコイル１２のそれぞれの巻数が他のティース１１２に取り付けられるコイル１２におけるそれぞれの巻数の合計に対して最大である構成であれば、異なる巻数の組み合わせであっても同様の効果が得られる。
【００２９】
また、上記実施の形態１では、永久磁石２３が回転子鉄心２２の表面に貼り付けられる構成について説明したが、永久磁石２３が回転子鉄心２２の内部に埋め込まれる構成であってもよい。
【００３０】
また、上記実施の形態１では、極数Ｐが６、スロット数Ｎが７、相数が３である構成について説明したが、これに限らず、極数Ｐ、スロット数Ｎは、その他の数であってもよい。図７は図１の回転電機の変形例を示す断面図、図８は図７の各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数を示す図、図９は図７の各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の各相の巻数の二乗和についての平均値からのずれ量を示す図である。図８では、各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数は、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数を元に規格化されている。このように、他のスロット数Ｎとした場合も、同様の効果を得ることができる。各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数を図８に示したが、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数が他のティース１１２に取り付けられるコイル１２におけるそれぞれの巻数の合計に対して最大、かつ、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃに取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれが他のティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数のそれぞれに対して最小である構成、または、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数が他のティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれに対して最小、かつ、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃに取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれが他のティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれに対して最大である構成であれば、異なる巻数の組み合わせであっても同様の効果が得られる。
【００３１】
以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る回転電機によれば、トルクリップル、特に電気角１８０°周期すなわち電気角２次の脈動成分を低減させることができる。
【００３２】
また、この回転電機によれば、相毎のインダクタンスの差異を低減させることができるため、トルクリップル、特に電気角１８０°周期すなわち電気角２次の脈動成分を低減させることができる。
【００３３】
また、全てのコイル１２の導線の線径は、同一であるので、製造にかかる時間を短縮することができ、製造性を向上させることができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態１では、極数Ｐが６、スロット数Ｎが７、極数Ｐおよびスロット数Ｎの最大公約数Ｃが１である回転電機について説明したが、この単位を基本として、最大公約数Ｃが２、３など、１以外の他の自然数の場合であっても、同様の効果が得られる。最大公約数Ｃが２の場合としては、例えば、Ｐ＝１２、Ｎ＝１４があり、最大公約数Ｃが３の場合としては、たとえば、Ｐ＝１８、Ｎ＝２１がある。
【００３５】
また、上記実施の形態１では、極数Ｐが６である回転電機について説明したが、これに限らず、極数Ｐは、２、４、６、８などの偶数、言い換えれば２の自然数倍の数であればよい。また、スロット数Ｎについても同様に、４、５、７、８、１０などの自然数であって、かつ、スロット数Ｎ／最大公約数Ｃが相数３の倍数とならない数であればよい。この場合であっても、同様の効果が得られる。
【００３６】
実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子のコイルの配置を示す図である。図１０では、各ティース１１２に対して便宜的にティース番号が割り当てられている。具体的には、図１０では、各ティース１１２に対して、時計回りに１から７までのティース番号が割り当てられている。７個のティース１１２のそれぞれには、１番目のティース１１２から時計回りに、＋Ｕ相のコイル１２と、−Ｕ相および＋Ｖ相のコイル１２と、＋Ｕ相および−Ｖ相のコイル１２と、−Ｗ相および＋Ｖ相のコイル１２と、−Ｖ相および＋Ｗ相のコイル１２と、＋Ｕ相および−Ｗ相のコイル１２と、−Ｕ相および＋Ｗ相のコイル１２とが順に取り付けられている。ここで、各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の各相における＋および−の記号は、コイル１２に電流が流れた場合に発生する磁束の向きを表している。
【００３７】
１番目のティース１１２には、１相のみのコイル１２が取り付けられ、かつ、１番目のティース１１２に隣接する２番目のティース１１２および７番目のティース１１２には、１番目のティース１１２に設けられたコイル１２と同相のコイル１２を含む複数の相のコイル１２が取り付けられている。１相のみのコイル１２が取り付けられるティース１１２であって、かつ、このティース１１２に隣接するティース１１２には同相のコイル１２を含む複数の相のコイル１２が取り付けられるティース１１２を第１ティース１１２ａとする。また、第１ティース１１２ａにおける周方向一方側に隣接し、複数の相のコイル１２が取り付けられるティース１１２を第２ティース１１２ｂとし、第１ティース１１２ａにおける周方向他方側に隣接し、複数の相のコイル１２が取り付けられるティース１１２を第３ティース１１２ｃとする。図１では、１番目のティース１１２が第１ティース１１２ａであり、２番目のティース１１２が第２ティース１１２ｂであり、７番目のティース１１２が第３ティース１１２ｃである。この発明の実施の形態２では、第１ティース１１２ａにのみ、１相のみのコイル１２が取り付けられ、他のティース１１２には、複数の相のコイル１２が取り付けられている。
【００３８】
図１１は図１０の各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数を示す図である。図１１では、各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数は、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数を基に規格化されている。図１１に示すように、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数は、第２ティース１１２ｂに取り付けられる複数のコイル１２の巻数の合計と異なり、かつ、第３ティース１１２ｃに取り付けられる複数のコイル１２の巻数の合計と異なる。
【００３９】
また、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数は、第１ティース１１２ａ以外の６個の各ティース１１２のそれぞれに取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれに対して最小である。また、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃに取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれは、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃ以外の５個の各ティース１１２のそれぞれに取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれに対して最大である。
【００４０】
図１１に示すような巻数にすることによって、各相のインダクタンスを互いに等しくすることができ、トルクリップル、特に電気角１８０°周期すなわち電気角２次の脈動成分を低減させることができる。
【００４１】
また、各相の間におけるコイル１２の巻数の合計の差異を低減させることができるため、相同士の相抵抗の差異を低減させることができる。また、各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数の差異を低減させることができるため、固定子鉄心１１における局所的な発熱を抑制することができる。
【００４２】
ｉを１から７までの自然数とし、ｉ番目のティース１１２に取り付けられるＵ相のコイル１２の巻数をＮuiとし、ｉ番目のティース１１２に取り付けられるＶ相のコイル１２の巻数をＮviとし、ｉ番目のティース１１２に取り付けられるＷ相のコイル１２の巻数をＮwiとする。また、Ｕ相のコイル１２の巻数の二乗和ΣＮui2、Ｖ相のコイル１２の巻数の二乗和ΣＮvi2およびＷ相のコイル１２の巻数の二乗和ΣＮwi2の平均値をａとする。
【００４３】
図１２は図１０の各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の各相の巻数の二乗和についての平均値からのずれ量を示す図、図１３は巻数の二乗和についての平均値からのずれ量とインダクタンスとの関係を示すグラフである。図１３では、横軸は巻数の二乗和についての平均値からのずれ量の絶対値の最大値を示し、縦軸は３相のインダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量を示している。
【００４４】
通常、例えば、極数Ｐが１０、スロット数Ｎが１２、極数Ｐおよびスロット数Ｎの最大公約数Ｃが２、相数が３である回転電機では、スロット数Ｎ／最大公約数Ｃが６であり、相数３の倍数である。このため、各相のティース数は、４個ずつとなり、互いに等しくなるので、各ティース１１２に同数の巻数のコイル１２を取り付けることができ、各相のインダクタンスが等しくなる。その結果、インダクタンスの最大値と最小値との比は１となり、インダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量は、０となる。
【００４５】
図１３の破線は、７個のティース１１２のそれぞれに１相のコイル１２のみを取り付け、かつ、全てのコイル１２の巻数を均等とした場合のインダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量を示している。図１３の一点鎖線は、７個のティース１１２のそれぞれに１個の相のコイル１２のみを取り付け、かつ、全てのコイル１２の巻数を均等とした場合のインダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量を半分としたものを示している。
【００４６】
各相のコイル１２の巻数の二乗和の平均値ａからのずれ量が１５％以下である場合に、インダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量は、各ティース１１２に１相のコイル１２のみを取り付けた場合のインダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量以下となる。さらに、各相のコイル１２の巻数の二乗和の平均値ａからのずれ量が７．５％以下である場合に、トルクリップルは、各ティース１１２に１相のコイル１２のみを取り付けた場合と比較して、半分以下とすることができる。各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数を図１１に示すような巻数にした場合には、インダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量は、全てのコイル１２の巻数が均等となっている場合のインダクタンスの最大値と最小値との比についての１からのずれ量の半分以下となっている。
【００４７】
図１４は図１０の回転電機に発生するトルク波形を示すグラフである。図１４の実線は、各ティース１１２に取り付けられたコイル１２の巻数を図１１に示すような巻数とした場合のトルク波形を示している。図１４の破線は、全てのコイル１２の巻数を均等とした場合のトルク波形を示している。図１４では、縦軸は平均トルクで規格化されたトルクを示している。図１４に示すように、コイル１２の巻数を図１１に示すような巻数にすることで、インダクタンスの最大値と最小値との比が１に近づくため、駆動時のトルクリップル、特に電気角１８０°周期すなわち電気角２次の脈動成分を低減させることができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態２では、各ティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数を図１１に示すような巻数とする構成について説明したが、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数が他のティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれに対して最大、かつ、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃに取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれが他のティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれに対して最小である構成、または、第１ティース１１２ａに取り付けられるコイル１２の巻数が他のティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれに対して最小、かつ、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃに取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれが他のティース１１２に取り付けられるコイル１２の巻数の合計のそれぞれに対して最大である構成であれば、異なる巻数の組み合わせであっても同様の効果が得られる。
【００４９】
また、上記実施の形態２では、スロット数Ｎが７であり、相数が３である構成について説明したが、これに限らず、スロット数Ｎはその他の数であってもよい。
【００５０】
以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る回転電機によれば、トルクリップル、特に電気角１８０°周期すなわち電気角２次の脈動成分を低減させることができる。
【００５１】
また、この回転電機によれば、相毎のインダクタンスの差異を低減させることができるため、トルクリップル、特に電気角１８０°周期すなわち電気角２次の脈動成分を低減させることができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態２では、極数Ｐが６、スロット数Ｎが７、極数Ｐおよびスロット数Ｎの最大公約数Ｃが１である回転電機について説明したが、この単位を基本として、最大公約数Ｃが２、３など、１以外の他の自然数の場合であっても、同様の効果が得られる。最大公約数Ｃが２の場合としては、例えば、Ｐ＝１２、Ｎ＝１４があり、最大公約数Ｃが３の場合としては、たとえば、Ｐ＝１８、Ｎ＝２１がある。
【００５３】
また、上記実施の形態２では、極数Ｐが６である回転電機について説明したが、これに限らず、極数Ｐは、２、４、６、８などの偶数、言い換えれば２の自然数倍の数であればよい。また、スロット数Ｎについても同様に、４、５、７、８、１０などの自然数であって、かつ、スロット数Ｎ／最大公約数Ｃが相数３の倍数とならない数であればよい。この場合であっても、同様の効果が得られる。
【００５４】
実施の形態３．
図１５はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子を示す断面図、図１６は図１５の固定子の変形例を示す断面図である。図１５では、実施の形態１と同様に第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃにのみ複数の相のコイル１２が取り付けられている。また、図１６では、実施の形態２と同様に第１ティース１１２ａにのみ１相のコイル１２が取り付けられている。
【００５５】
この発明の実施の形態３に係る回転電機では、１ティースあたりの巻数の合計に応じて、コイル１２を構成する導線の線径が互いに異なっている。具体的には、１ティースあたりの巻数の合計が比較的少ないティース１１２には、線径が比較的大きな導線から構成されたコイル１２が取り付けられている。一方、１ティースあたりの巻数の合計が比較的多いティース１１２には、線径が比較的小さい導線から構成されたコイル１２が取り付けられている。その他の構成は、実施の形態１または実施の形態２と同様である。
【００５６】
コイル１２の電気抵抗は、導線の線径の二乗に反比例する。したがって、導線の線径が小さいほどコイル１２の電気抵抗が大きくなり、導線の線径が大きいほどコイル１２の電気抵抗が小さくなる。また、コイル１２の電気抵抗は、コイル１２の線長、すなわち、巻数に比例する。したがって、巻数が多いほどコイル１２の電気抵抗が大きくなり、巻数が小さいほどコイル１２の電気抵抗が小さくなる。このように、巻数に応じてコイル１２を構成する導線の線径を選定することによって、ティース１１２ごとの電気抵抗の差異を低減させることができる。これにより、コイル発熱量の差異を低減させることができ、熱成立性を向上させることができる。また、相毎の電気抵抗の差異を低減させることができるため、トルクリップルをさらに低減させることができる。
【００５７】
以上説明したように、この発明の実施の形態３に係る回転電機によれば、各コイル１２の導線の線径は、少なくとも２種類以上であるので、ティース１１２に取り付けられるコイル１２の電気抵抗の差分を小さくすることができ、コイル１２発熱量の差異を抑制することができる。その結果、熱成立性を向上させることができる。
【００５８】
実施の形態４．
図１７はこの発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子を示す断面図、図１８は図１７の固定子の変形例を示す断面図である。図１７では、実施の形態１と同様に第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃにのみ複数の相のコイル１２が取り付けられている。また、図１８では、実施の形態２と同様に第１ティース１１２ａにのみ１相のコイル１２が取り付けられている。
【００５９】
同一のティース１１２に取り付けられる複数の相のコイル１２は、複数の相のコイル１２が取り付けられるティース１１２を中心として周方向に並べて配置されている。同一のティース１１２に取り付けられる複数の相のコイル１２の中で、ティース１１２に対して近くに配置されたコイル１２は巻数が大きく、ティース１１２に対して遠くに配置されたコイル１２は巻数が小さくなっている。これにより、同一のティース１１２に取り付けられる複数の相のコイル１２の中で、巻数が大きいコイル１２の導線の線長を短くし、巻数が小さいコイル１２の導線の線長を長くすることができる。コイル１２の電気抵抗は、コイル１２の導線の線長に比例する。コイル１２の軸方向に対して垂直な断面における重心をコイル断面の重心とした場合に、コイル１２の導線の線長は、コイル断面の重心とティース１１２の中央との間の距離に依存するため、相毎のコイル１２の巻数の合計の差異による電気抵抗の差異を低減させることができる。したがって、電圧が印加された場合に各相に流れる電流値の差異を低減させることができ、閉回路内に流れる循環電流を低減させることができる。その結果、トルクリップルを低減させることができる。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態３までと同様である。
【００６０】
図１９は実施の形態４に係る回転電機の固定子の変形例を示す断面図、図２０は図１９の固定子の変形例を示す断面図である。図１９では、実施の形態１と同様に第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃにのみ複数の相のコイル１２が取り付けられている。また、図２０では、実施の形態２と同様に第１ティース１１２ａにのみ１相のコイル１２が取り付けられている。
【００６１】
同一のティース１１２に取り付けられる複数の相のコイル１２は、一方のコイル１２におけるコイル断面の重心Ａと固定子１の中心Ｂとを結ぶ線Ｃが、他方のコイル１２におけるコイル断面の重心Ｄを通らないように、分割されている。コイル１２の導線の線長は、スロット１１３内に配置されている１相分のコイル断面の重心とティース１１２の中央との間の距離に依存するため、コイル断面の重心がティース１１２に対して近くに配置されたコイル１２は巻数が大きく、コイル断面の重心がティース１１２に対して遠くに配置されたコイル１２は巻数が小さくなっている。これにより、同一のティース１１２に取り付けられる複数の相のコイル１２の中で、巻数が大きいコイル１２の導線の線長を短くし、巻数が小さいコイル１２の導線の線長を長くすることができる。コイル１２の電気抵抗は、コイル１２の導線の線長に比例する。コイル１２の軸方向に対して垂直な断面における重心をコイル断面の重心とした場合に、コイル１２の導線の線長は、コイル断面の重心とティース１１２の中央との間の距離に依存するため、相毎のコイル１２の巻数の合計の差異による電気抵抗の差異を低減させることができる。したがって、電圧が印加された場合に各相に流れる電流値の差異を低減させることができ、閉回路内に流れる循環電流を低減させることができる。その結果、トルクリップルを低減させることができる。
【００６２】
以上説明したように、この発明の実施の形態４に係る回転電機によれば、各コイル１２の導線の平均長は、少なくとも２種類以上であるので、１つのティース１１２に取り付けられる複数の相のコイルの電気抵抗の差分を小さくすることができ、電気抵抗の差異を抑制することができる。その結果、トルクリップルを低減させることができる。
【００６３】
実施の形態５．
図２１はこの発明の実施の形態５に係る回転電機の固定子の要部を示す図、図２２は図２１の固定子の他の要部を示す図である。図２１では、巻数の合計が大きいコイル１２がティース１１２に取り付けられる固定子１の要部を固定子１の中心から径方向外側に向かって視た図を示し、図２２では、巻数の合計が小さいコイル１２がティース１１２に取り付けられる固定子１の要部を固定子１の中心から径方向外側に向かって視た図を示している。固定子１は、ティース１１２に取り付けられたインシュレータ１３をさらに備えている。インシュレータ１３は、樹脂、絶縁紙などから構成されている。ティース１１２には、インシュレータ１３を介してコイル１２が取り付けられている。巻数の合計が小さいコイル１２が取り付けられるティース１１２に取り付けられるインシュレータ１３は、巻数の合計が大きいコイル１２が取り付けられるティース１１２に取り付けられるインシュレータ１３に対して、固定子１の軸方向についての寸法が大きくなっている。巻数の合計が小さいコイル１２が取り付けられるティース１１２に取り付けられるインシュレータ１３は、巻数の合計が大きいコイル１２が取り付けられるティース１１２に取り付けられるインシュレータ１３と同じものに対して、スペーサを取り付けることによって構成されている。巻数の合計が小さいコイル１２が取り付けられるティース１１２に取り付けられるインシュレータ１３は、スペーサと一体成型によって構成されてもよい。
【００６４】
巻数の合計が小さいコイル１２の導線の線長は、巻数の合計が大きいコイル１２が取り付けられるティース１１２に取り付けられるインシュレータ１３が、巻数の合計が小さいコイル１２が取り付けられるティース１１２に取り付けられた場合と比較して、長くなる。これにより、巻数の合計が小さいコイル１２と巻数の合計が大きいコイル１２との間における電気抵抗の差異を低減させることができる。その結果、ティース１１２毎の発熱量の差異を低減させることができ、熱成立性を向上させることができる。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態４までと同様である。
【００６５】
図２３は図２１の固定子の変形例を示す斜視図である。図２３では、コイル１２を示していない。また、図２３では、複数の相のコイル１２が取り付けられるティース１１２を示している。インシュレータ１３は、径方向内側の部分に設けられた肉薄部１３１と、径方向外側の部分に設けられた肉厚部１３２とを備えている。肉厚部１３２は、肉薄部１３１と比較して、軸方向の寸法が大きくなっている。これにより、インシュレータ１３は、径方向内側の部分よりも径方向外側の部分の方が軸方向の寸法が大きい。
【００６６】
肉厚部１３２には、巻数の合計が小さいコイル１２が取り付けられている。肉薄部１３１には、巻数の合計が大きいコイル１２が取り付けられている。このような構成により、相毎の巻数の合計の差異による電気抵抗の差異を低減させることができる。その結果、トルクリップルを低減させることができる。
【００６７】
なお、上記実施の形態では、肉薄部１３１がインシュレータにおける径方向内側の部分に設けられ、肉厚部１３２がインシュレータにおける径方向外側の部分に設けられる構成について説明したが、肉薄部１３１がインシュレータにおける径方向外側の部分に設けられ、肉厚部１３２がインシュレータにおける径方向内側の部分に設けられる構成であってもよい。
【００６８】
以上説明したように、この発明の実施の形態５に係る回転電機によれば、ティース１１２の軸方向端部に設けられたスペーサをさらに備えているので、コイル１２の導線の線長の差異を低減し、相毎の電気抵抗の差異を抑制することができる。その結果、トルクリップルを低減させることができる。
【００６９】
実施の形態６．
図２４はこの発明の実施の形態６に係る回転電機の固定子におけるコイルの接続を説明する図である。図２４では、第２ティース１１２ｂおよび第３ティース１１２ｃにのみ複数の相のコイル１２が取り付けられている。図２４では、１つのティース１１２に取り付けられる複数の相のコイル１２は、説明の便宜上、複数のコイルが個別に周方向に並べられ、同じティース番号が割り当てられている。
【００７０】
図２４に示すように、Ｕ相のコイル１２は、７番目のティース１１２と、１番目のティース１１２と、２番目のティース１１２とに配置され、それぞれのコイル１２の間に設けられた渡り線１２１によって連続的に直列接続されている。Ｖ相のコイル１２は、２番目のティース１１２と、３番目のティース１１２と、４番目のティース１１２とに配置され、それぞれのコイル１２の間に設けられた渡り線１２１によって連続的に直列接続されている。Ｗ相のコイル１２は、５番目のティース１１２と、６番目のティース１１２と、７番目のティース１１２とに配置され、それぞれのコイル１２の間に設けられた渡り線１２１によって連続的に直列接続されている。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態５までと同様である。
【００７１】
図２５は図２４の固定子のコイル１２の接続の変形例を説明する図である。図２５では、第１ティース１１２ａにのみ１相のコイル１２が取り付けられている。Ｕ相のコイル１２は、６番目のティース１１２と、７番目のティース１１２と、１番目のティース１１２と、２番目のティース１１２と、３番目のティース１１２とに配置され、それぞれのコイル１２の間に設けられた渡り線１２１によって連続的に直列接続されている。Ｖ相のコイル１２は、２番目のティース１１２と、３番目のティース１１２と、４番目のティース１１２と、５番目のティース１１２とに配置され、それぞれのコイル１２の間に設けられた渡り線１２１によって連続的に直列接続されている。Ｗ相のコイル１２は、４番目のティース１１２と、５番目のティース１１２と、６番目のティース１１２と、７番目のティース１１２とに配置され、それぞれのコイル１２の間に設けられた渡り線１２１によって連続的に直列接続されている。
【００７２】
同一の直列回路に接続される同相のコイル１２は、軸方向一方側で接続されている。これにより、結線側に渡り線１２１が配置されていない。その結果、コイル１２の結線作業が容易となり、工作性を向上させることができる。また、同一の直列回路上に接続されているコイル１２のうち、偶数個のコイル１２の巻数をＮｔ±０．５（Ｎｔは自然数）とすることができるため、駆動時のトルクリップルの２ｆ成分を低減させるための設計の自由度を向上させることができる。
【００７３】
以上説明したように、この発明の実施の形態６に係る回転電機によれば、周方向に隣接する同相のコイル１２は、コイル１２の間に設けられた渡り線１２１によって接続されているので、コイル１２を結線する作業が容易となり、工作性を向上させることができる。
【００７４】
また、渡り線１２１は、ティース１１２の軸方向一方側に配置されているので、コイル１２を取り付ける作業が容易となり、工作性を向上させることができ、また、設計の自由度を向上させることができる。
【００７５】
実施の形態７．
図２６はこの発明の実施の形態７に係る直動電動機を示す断面図である。この発明の実施の形態７に係る直動電動機は、永久磁石式リニア電動機となっている。直動電動機は、固定子１と、固定子１に対して対向して設けられ、固定子１に対して相対的に移動可能な可動子３とを備えている。この例では、固定子１が界磁であり、可動子３が電機子である。
【００７６】
固定子１は、可動子３の進行方向に延びて配置されている。可動子３は、固定子１の長手方向について、固定子１に対して移動可能となっている。固定子１は、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に設けられた複数の永久磁石１４とを備えている。複数の永久磁石１４は、固定子１の長手方向に並べて配置されている。可動子３は、可動子鉄心３１と、可動子鉄心３１に取り付けられた複数のコイル３２とを備えている。実施の形態７に係る直動電動機では、可動子３がコイル３２を備え、固定子１が永久磁石１４を備えているが、動作原理については、実施の形態１に係る回転電機と同様である。
【００７７】
可動子鉄心３１は、固定子１の長手方向に延びて配置されるコアバック３１１と、コアバック３１１から固定子１に向かって延びる７個のティース３１２とを有している。７個のティース３１２は、固定子１の長手方向に並べて配置されている。
れている。
【００７８】
図２６では、各ティース３１２に対して便宜的にティース番号が割り当てられている。具体的には、図２６では、各ティース３１２に対して、左端から右端に向かって、５、６、７、１、２、３、４のティース番号が割り当てられている。ここで、１番目のティース３１２が第１ティース３１２ａであり、２番目のティース３１２が第２ティース３１２ｂであり、７番目のティース３１２を第３ティース３１２ｃである。このような構成にすることによって、可動子３が、進行方向について第１ティース３１２ａを中心に磁気的に対称となるため、トルクリップルを低減させることができるといった効果が得られる。各ティース３１２に取り付けられるコイル３２の巻数は、図２を参照することで、相毎のインダクタンスの差異を低減させることができる。したがって、トルクリップル、特に電気角１８０°周期すなわち電気角２次の脈動を低減させることができる。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態６までと同様である。
【００７９】
なお、上記実施の形態７では、ティース３１２の数が７である構成について説明したが、これに限らず、ティース３１２の数は、その他の数であってもよい。図２７は図２６の直動電動機の変形例を示す断面図である。図２７では、ティース３１２の数が５となっている。図２７では、各ティース３１２に対して、左端から右端に向かって、４、５、１、２、３のティース番号が割り当てられている。ここで、１番目のティース３１２が第１ティース３１２ａであり、２番目のティース３１２が第２ティース３１２ｂであり、５番目のティース３１２を第３ティース３１２ｃである。このような構成にすることによって、可動子３が磁気的に対称となるため、トルクリップルを低減させることができるといった効果を得ることができる。各ティース３１２に取り付けられるコイル３２の巻数は、図８を参照することで、相毎のインダクタンスの差異を低減させることができる。したがって、トルクリップル、特に電気角１８０°周期すなわち電気角２次の脈動を低減させることができる。
【００８０】
また、図２６および図２７に示す直動電動機では、可動子３が電機子であり、固定子１が界磁である直動電動機について説明した。これに対して、可動子３が界磁であり、固定子１が電機子である直動電動機であってもよい。
【００８１】
実施の形態８．
図２８はこの発明の実施の形態８に係る直動電動機を示す断面図である。この発明の実施の形態８に係る直動電動機は、永久磁石式リニア電動機となっている。直動電動機は、固定子１と、固定子１に対して対向して設けられ、固定子１に対して移動可能な可動子３とを備えている。固定子１は、可動子３の進行方向に延びて配置されている。可動子３は、固定子１の長手方向について、固定子１に対して相対的に移動可能となっている。固定子１は、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に設けられた複数の永久磁石１４とを備えている。複数の永久磁石１４は、固定子１の長手方向に並べて配置されている。可動子３は、可動子鉄心３１と、可動子鉄心３１に取り付けられた複数のコイル３２とを備えている。実施の形態７に係る直動電動機では、可動子３がコイル３２を備え、固定子１が永久磁石１４を備えているが、動作原理については、実施の形態１に係る回転電機と同様である。
【００８２】
可動子鉄心３１は、固定子１の長手方向に延びて配置されるコアバック３１１と、コアバック３１１から固定子１に向かって延びる７個のティース３１２とを有している。７個のティース３１２は、固定子１の長手方向に並べて配置されている。
れている。
【００８３】
図２８では、各ティース３１２に対して便宜的にティース番号が割り当てられている。具体的には、図２８では、各ティース３１２に対して、左端から右端に向かって、５、６、７、１、２、３、４のティース番号が割り当てられている。ここで、１番目のティース３１２が第１ティース３１２ａであり、２番目のティース３１２が第２ティース３１２ｂであり、７番目のティース３１２を第３ティース３１２ｃである。このような構成にすることによって、可動子３が、進行方向について第１ティース３１２ａを中心に磁気的に対称となるため、トルクリップルを低減させることができるといった効果が得られる。各ティース３１２に取り付けられるコイル３２の巻数は、図１１を参照することで、相毎のインダクタンスの差異を低減させることができる。したがって、トルクリップル、特に電気角１８０°周期すなわち電気角２次の脈動を低減させることができる。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態６までと同様である。
【００８４】
なお、図２８に示す直動電動機では、可動子３が電機子であり、固定子１が界磁である直動電動機について説明した。これに対して、可動子３が界磁であり、固定子１が電機子である直動電動機であってもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１  固定子、２  回転子、３  可動子、１１  固定子鉄心、１２  コイル、１３  インシュレータ、１４  永久磁石、２１  シャフト、２２  回転子鉄心、２３  永久磁石、３１  可動子鉄心、３２  コイル、１１１  コアバック、１１２  ティース、１１２ａ  第１ティース、１１２ｂ  第２ティース、１１２ｃ  第３ティース、１１３  スロット、１２１  渡り線、１３１  肉薄部、１３２  肉厚部、３１１  コアバック、３１２  ティース、３１２ａ  第１ティース、３１２ｂ  第２ティース、３１２ｃ  第３ティース。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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