(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ（２００）とロータ（１００）とを含み、前記ステータ（２００）は、少なくとも１つの独立した周辺機器をその周辺に備え、前記ステータ（２００）が、前記ステータ（２００）の周囲に回転角方向に分配された一連の個々のセル（２１０）内に位置する複数の独立したステータコイル（２１３）その内側面に収容する一連のノッチ（２２２）を有し、前記ステータ（２００）は、励磁手段のための一連のハウジング（２２０，２２１）を含み、前記ロータがステータコイル（２１３）を通過する閉磁気回路の対を選択的に構成するようになっている複数の磁束整流歯（１０１）を含む磁束整流多相電気機器において、
歯の種々の対の回転角方向の位置が種々の個々のセルに対し所定の角距離となるように、ロータの歯（１０１）が、回転角方向に等しく離間されており、
前記磁束整流多相電気機器のロータおよびステータ構造の幾何学的形状が、次の条件：
ＮM.ｑ.［（ＮC＋１）.ΔθR＋（ｍ/ｑ）.ΔθR］＝ｋ.ΔθS＝２π
ここで、
ＮMは、独立したステータの周辺電気機器の数であり、
ｑは、個々の各々の電気機器の相数であり、
ＮCは個々の各電気機器の一相当たりの励磁磁石の数であり、
ｍは、２つの個々の電気機器の間の角距離の値を示す正または負の整数であり、−（ｑ−１）〜＋（ｑ−１）の範囲内にあり、
ΔθRは、２つの隣接するロータの歯の間の一定の回転角方向の空隙、すなわちロータのピッチであり、
ΔθSは、ステータコイルの２つの隣接する延長部の間の一定の回転角方向の空隙、すなわちステータのピッチであり、
ｋは、整数である。
を満たしていることを特徴とする磁束整流多相電気機器。
【請求項２】
個々のセル（２１０）が、ステータコイル（２１３）の２つの延長部に対する１対の離間したノッチを構成するステータ構造（２１１）と、ロータの歯（１０１）およびステータの歯（２１２）の相互の回転角方向の位置に従って変化する磁界を、前記ステータコイル内のステータの歯の一方または他方内に設定するようになっている励磁手段（２１４；２１６；２１７）とを有することを特徴とする、請求項１記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項３】
個々のセル（２１０）が、空隙（３００）によって互いに分離されていることを特徴とする、請求項２記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項４】
磁気配向が、励磁手段（２１４；２１６；２１７）の配向と反対になっている反結合用永久磁石（２１５）により、個々のセル（２１０）が互いに分離されていることを特徴とする、請求項２記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項５】
各セル（２１０）の励磁要素が、前記ノッチおよび前記ステータの歯（２１２）を構成するほぼＵ字形となっている２つのステータ要素（２１１）との間に配置された永久磁石（２１４）を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項６】
各セル（２１０）の励磁手段が、単一ステータ要素の（２１１’；２１１”）の２つのノッチに配置された励磁コイル（２１６；２１７）を含み、ノッチの一方が、前記ステータ要素に形成された、２つのステータコイル（２１３）のノッチの間のほぼ中間にあることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項７】
励磁コイル（２１７）が、このコイルにおいて、ほぼ接線方向の磁界を発生するよう、ステータ要素の内側表面および外側表面に設けられた２つのノッチ内に配置されていることを特徴とする、請求項６記載の電気機器。
【請求項８】
励磁コイル（２１６）が、このコイルにおいて、ほぼ放射状の磁界を発生するよう、ステータ要素の内側表面に双方が設けられた２つのノッチ内に配置されていることを特徴とする、請求項６記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項９】
種々の励磁コイル（２１６；２１７）が、同一の電流源（ＥＸＣ）に並列に接続されていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項１０】
２つの異なる相に対応する２つのステータコイル（２１３）を収容する共通する構造要素（２１１”）内に形成されたセルの対と、ステータコイルのうちの１つを励磁するための磁石（２１４）と、他方のステータコイルを励磁するための励磁コイル（２１６）とを備えることを特徴とする、請求項６と組み合わせた請求項５記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項１１】
ステータコイル（２１３）の延長部が、ステータ（２００）の内周部のすべてにわたって、回転角方向に同じ距離となっており、種々のセルの間の回転角方向の空隙（３００）が、ステータコイル（２１３）の延長部が嵌合されるノッチの回転角方向の寸法とほぼ等しいことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項１２】
同一セル（２１０）またはセルの同一グループ内のステータコイル（２１３）の延長部が、一定の回転角方向の空隙（ΔθS）だけ分離しており、２つの別個のセル（２１０）またはセルのグループ内の連続するステータコイルの延長部の間の回転角方向の空隙が、前記一定の回転角方向の空隙と異なっていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項１３】
前記一定の回転角方向の空隙（ΔθS）が、２つの隣接するロータの歯（１０１）の間の回転角方向の空隙（ΔθR）に同じであることを特徴とする、請求項１２記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項１４】
ロータのピッチおよびステータのピッチが、次の条件
（７／８）・ΔθS≦ΔθR≦（５／４）・ΔθS
を満たしていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項１５】
ステータのピッチが、ロータのピッチと等しく、電気機器のロータおよびステータの構造の幾何学的形状が、次の条件
ＮM・ｑ・（ＮC＋１）＋ＮM・ｍ＝ｋ
を満たしていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項１６】
三相のステータコイル（２１３）をそれぞれ収容する３つの一定に分散されたセル（２１０）を備える単一の個々の電気機器を含み、かつロータが４、５、７または８、好ましくは５に等しい数のロータ歯（１０１）を含むことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項１７】
三相のステータコイルをそれぞれ収容する３つの一定に分散された個々のセル（２１０）を各々が備える２つの個々の電気機器を含み、ロータが、８、１０、１４または１６、好ましくは１０に等しい数のロータ歯（１０１）を含むことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項１８】
ステータコイル（２１３）および励磁磁石（２１４）または励磁コイル（２１６）をそれぞれ収容するようになっている、少なくとも２連の内部ノッチ（２２０、２２１、２２２）を含む単一ステータフレーム（２１１’）を備えることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれかに記載の磁束整流多相電気機器。
【請求項１９】
自動車用多相オルタネータを構成していることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれかに記載の磁束整流多相電気機器。
【発明の詳細な説明】
本発明は、一般的には回転電気機器、例えば自動車用オルタネータに関する。
従来の自動車用オルタネータは、一般にステータと、このステータ内部で回転するようになっており、励磁コイルが設けられたロータとを備える多相発電機となっている。コイルは、ロータシャフトの突出した部分に設けた２つの集電リングに接触するブラシを介して付勢される。
ブラシを使用するために、オルタネータの軸方向の長さを比較的長くしなければならず、ブラシと集電リングの組により、ユニットのコストが高くなり、また、摩耗の結果生じるブラシと集電リングとの間の接触不良により、故障が生じるという欠点がある。
従来、ブラシレス自動車用オルタネータとして使用できる回転電気機器を提供しようとする試みがある。
従来のあるオルタネータでは、直角に内部に進入するロータの２つの磁極ホイールの爪が切頭され、磁極ホイール内に配置して固定された励磁コイル用の支持体のための空間を、横方向平面に設けている。しかし、空隙の領域が大幅に小さくなるので、この方法は、電気機器の効率にとって好ましくない。
また所定の出力／速度曲線に対し、上記タイプの電気機器は、従来の電気機器よりも大幅に重くなり、そのため、特に自動車用オルタネータの場合不利である。
従来の別のオルタネータでは、内部固定励磁コイルと外部ステータコイルとの間で、電気機器の一方の軸方向端部に交互に配置された爪を備える２つの磁極ホイールが、片持ち式に取り付けられている。
この従来の解決案も、特に電気機器の軸方向の寸法および重量が必ず大きくなるという欠点がある。また、ロータ内の空隙が大きくなることにより、電気機器の効率が低下する。
更に上記いずれのケースにおいても、電気機器の構造によって、回転軸線に対して垂直な平面、すなわち２つの次元だけでなく、軸方向、すなわち空間的第３の次元の電磁的現象を考慮することが重要となる。
このように、電気機器の三次元の構造を考えなければならないことにより、種々のパラメータをモデル化し、最適化することが極端に困難となり、かつ時間がかかる。
欧州特許第0707374号から知られているブラシレス磁束整流機器は、２つの次元だけで容易にモデル化し、最適化できる利点を有している。
この従来の電気機器は、単相での稼働に制限されるという欠点があり、整流器および平滑手段の電磁的な効率及び簡便性、経済性を向上するためには、多くの用途に対して三相の電気機器を用いることが望ましい。
本願出願人は、二次元の構造および二次元の最適化を維持しながら、フレキシビリティの大きい、種々の多相電気機器を製造するのに、この磁束整流技術を使用できることを見いだした。
本発明は、ステータとロータを含み、ステータがその内側面に一連のステータコイルを収容する一連のノッチを有し、更に励磁手段のための一連のハウジングを含み、ロータがステータコイルを通過する閉磁気回路の対を選択的に構成するようになっている複数の磁束整流歯を含む磁束整流電気機器において、前記ステータが、円周まわりに回転角方向に分散された一連の個々のセル内に位置し、同じ数の相を構成する複数の独立したステータコイルを含み、歯の種々の対の回転角方向の位置が、種々の個々のセルに対して所定の相となるように、ロータの歯が、回転角方向に等しく離間されていることを特徴とする、磁束整流電気機器を提案するものである。
本発明の好ましく、しかし限定的ではない特徴は、次のとおりである。
・各セルが、ステータコイルの２つの延長部に対する１対の離間したノッチを構成するステータ構造と、ロータの歯、およびステータの歯の相互の回転角方向の位置に従って変化する磁界を、前記ステータコイル内のステータの歯の一方または他方内に設定するようになっている励磁手段とを有する。
・個々のセルは、空隙によって互いに分離されている。
・磁気配向が励磁手段の配向と反対になっている反結合用永久磁石により、個々のセルが互いに分離されている。
・各セルの励磁要素は、前記ノッチおよび前記ステータの歯を構成するほぼＵ字形をした形状を有する２つのステータ要素との間に配置された永久磁石を含む。
・各セルの励磁手段は、単一ステータ要素の２つのノッチに配置された励磁コイルを含み、ノッチの一方は、前記ステータ要素に形成された、２つのステータコイルのノッチの間のほぼ中間にある。
・励磁コイルは、このコイルにおいて、ほぼ接線方向の磁界を発生するよう、ステータ要素の内側表面および外側表面に設けられた２つのノッチ内に配置されている。
・励磁コイルは、このコイルにおいて、ほぼ放射状の磁界を発生するよう、ステータ要素の内側表面に双方が設けられた２つのノッチ内に配置されている。
・種々の励磁コイルは、同一の電流源に並列に接続されている。
・２つの異なる相に対応する２つのステータコイルを収容する共通する構造要素内に形成されたセルの対と、ステータコイルのうちの１つを励磁するための磁石と、他方のステータコイルを励磁するための励磁コイルとを備えている。
・ステータコイルの延長部は、ステータの内周部のすべてにわたって、回転角方向に同じ距離となっており、種々のセルの間の回転角方向の空隙は、ステータコイルの延長部が嵌合されるノッチの回転角方向の寸法とほぼ等しくなっている。
・同一セル、またはセルの同一グループ内のステータコイルの延長部は、一定の回転角方向の空隙だけ分離しており、２つの別個のセルまたはセルのグループ内の連続するステータコイルの延長部の間の回転角方向の空隙は、前記一定の回転角方向の空隙と異なっている。
・前記一定の回転角方向の空隙は、２つの隣接するロータの歯の間の回転角方向の空隙に同じである。
・電気機器のロータおよびステータ構造の幾何学的形状は、次の条件を満たしている。
ＮM.ｑ.［（ＮC＋１）.ΔθR＋（ｍ/ｑ）.ΔθR］＝ｋ.ΔθS＝２π
ここで
ＮMは、独立したステータの周辺電気機器の数であり、
ｑは、個々の各々の電気機器の相数であり、
ＮCは、個々の各電気機器の一相当たりの励磁磁石の数であり、
ｍは、２つの個々の電気機器の間の角距離の値を示す正または負の整数であって、−（ｑ−１）〜＋（ｑ−１）の範囲内にあり、
ΔθRは、２つの隣接するロータの歯の間の一定の回転角方向の空隙、すなわちロータのピッチであり、
Δθsは、ステータコイルの２つの隣接する延長部の間の一定の回転角方向の空隙、すなわちステータのピッチであり、
ｋは、整数である。
・ロータのピッチおよびステータのピッチは、次の条件を満たしている。
（７／８）・ΔθS≦ΔθR≦（５／４）・ΔθS
・ステータのピッチは、ロータのピッチと等しく、電気機器のロータおよびステータの構造の幾何学的形状は、次の条件を満たしている。
ＮM・ｑ・（ＮC＋１）＋ＮM・ｍ＝ｋ
・三相のステータコイルをそれぞれ収容する３つの一定に分散されたセルを備えＲＵ単一の個々の電気機器を含み、ロータは，４、５、７または８、好ましくは５に等しい数のロータ歯を有している。
・三相のステータコイルをそれぞれ収容する３つの一定に分散された個々のセルを備える２つの電気機器を含み、ロータは８、１０、１４または１６、好ましくは１０に等しい数のロータ歯を有している。
・ステータコイルおよび励磁磁石または励磁コイルをそれぞれ収容するようになっている、少なくとも２連の内部ノッチを含む単一ステータフレームを備えている。
・自動車用多相オルタネータを構成している。
上記のように、本発明の回転電気機器は、自動車用ブラシレスオルタネータとして有利に使用できる。
添付図面を参照し、例示された本発明の好ましい実施例の次の詳細な説明を読めば、本発明の上記以外の特徴、目的および利点がより明らかとなろう。
図１は、本発明の回転電気機器のロータおよびステータ構造の線図である。
図２〜図９は、本発明の回転電気機器のロータおよびステータ構造の８つの実施例の断面図である。
図１０は、本発明の電気機器のロータおよびステータ構造の１つの例を示す断面図である。
図１１は、連動するコイルおよび磁石を省略した、本発明に係わるロータおよびステータ構造の詳細な実施例の断面図である。
次に、発電作動モードを参照して説明する。当業者は、次の説明を読めば、この電気機器が、どのようにモータとして作動できるかは、明らかに理解できると思う。
異なる図面において同一または類似の部品については、可能な限り、同じ符号を付してある。
図１では、説明上、本発明の磁束整流電気機器のステータ部分およびロータ部分は、線で表示されている。
ロータ１００は、エッジに沿って複数のロータの歯１０１を有し、これらの歯は、ピッチΔθRで一定間隔に配置されていることが好ましい。
ステータ２００は、複数のセル２１０を含む。各セルは、２つの、好ましくは同一のステータ要素２１１を含み、これらの要素は、ロータに向く面に、ステータコイル２１３が嵌合されるノッチを構成するＵ字形の形状となっている。従って、各要素２１１は、ノッチのそれぞれの対向する側に２つの歯２１２を構成している。
これら２つの要素２１１の間には、励磁永久磁石２１４が設けられている。この磁石のＮ／Ｓ配向は、ここに図示するように、一方のステータ要素２１１から、その隣接する要素に向くようになっている。
特に欧州特許公開第0707374号公報に記載されているように、上記のようなロータおよびステータを備える電気機器に必要な条件は、ピッチΔθRがΔθSに近いことである。
この場合、ロータの歯１０１が、励磁磁石２１４およびステータコイル延長部２１３の双方の境界を定めている２つのステータの歯２１２と一列になると、ロータの歯１０１の対がステータコイルに最大の励磁磁束を加える。従って、ロータの回転により、コイル内に交流電流が発生される。
本発明の基礎をなす原理は、ステータ要素に対するロータの歯の対の位置がセル毎に異なるように、ロータおよびステータの幾何学的形状を設計することであり、このような設計は、所定の値ΔθSに対し、ΔθRの値を適当に選択することにより達成される。
特に、三相電気機器が必要な場合、例えば、３つのステータセル２１０内に３つの独立したステータコイルを有する機器が必要な揚合、次の式を満たさなければならないことを証明できる。
２.ΔθS＝２.ΔθR＋（ｍ/３）.ΔθR      （１）
ここでｍ ∈｛−２,−１,１,２｝.である。
他の説明では、ｍ＝−１である。
上記のように仮定すると、例えば、各々が２つの要素２１１を有する３つのセル２１０を使用すると仮定すると、換言すれば、円形ステータの円周まわりに一定に６つの要素２１１が分散されていると仮定すると、次のようになる。
ΔθS＝２π/６＝π/３
従って、上記式（１）から次の式が得られる。
ΔθR＝２π/５
従って、周辺に回転角方向に等しい角度離間した５つの歯１０１を有するロータを選択することにより、三相の磁束整流回転電気機器が得られる。
ｍの値が、−２、１および２の場合、それぞれ、４個、７個および８個の歯１０１を有するロータが得られる。
明らかに上記証明は、任意の相数にも容易に適用できる。
図２は、上記のように得られた電気機器の略図である。
この図は、ΔθRの値とΔθSの値の必要な差により、ノッチに隣接するロータの歯１０１と、ステータの歯２１２との間の整合は、決して最適にならないことを意味している。しかし、この結果生じる磁束損失は、大きく認めることができるものである。
上記方法は、相数の整数倍に等しい数のセル２１０を含むステータにも当然実施できる。
例えば、ステータ２００が６個のセル２１０を有する場合、上記計算により回転角方向に等しく分散した１０個のロータの歯１０１を有するロータが得られる。
図３は、この実施例を示す。この場合、三相のステータコイルは、順に相１、相２、相３、相１、相２、相３に配置されている。従って、この特定の例では、同じ相の２つのコイルは、径方向に対向する２つのセル２１０内にある。
出力電圧を大きくするべきか、または出力電流を大きくするべきかに応じて、同じ相の２つのステータコイル２１３は、直列または並列のいずれかに接続される。
図４は、ステータセル２１０の対の間のギャップ３００に、別の永久磁石２１５を挿入した、図２のロータおよびステータ構造の変形例を示す。
磁石２１５のＮ／Ｓ極の配向は、図示されるように、励磁磁石２１４の配向と逆になっている。
この磁石２１５は、励磁磁束を強め、各セルの回転角方向の限界における磁束線の出口に対する障害となるという点で、種々の相の反結合特性を改善している。
図５は、図３に示したロータおよびステータ構造に適用される同じ変形例を示す。
図２〜図５に示すような永久磁石を使った励磁を、コイルを使った励磁に置換できる。
従って、図６は、ステータコイルとインターリーブされたコイルによって励磁を行う、図２と類似する３つのステータセル２１０、および５個のロータの歯を備えた三相構造を示す。
三相に対応する３つのステータコイル２１３、２１３’および２１３”が示されており、３つの励磁コイル２１６、２１６’および２１６”は図示の方向に巻かれている。
これら３つのステータコイルおよび３つの励磁コイルは、単一ステータフレーム２１１’の内側面に設けられた一定角度に離間した１２個のノッチ内に形成することが好ましい。
各セルまたは相２１０は、鎖線で示すように境界が定められている。
上記タイプの実施例では、各励磁コイル２１６は、２つのステータの歯２１２の１つがロータの歯１０１の１つに磁気的に接触するとすぐに、磁束が囲む２つのステータの歯２１２の１つの内部を通過する、ほぼ放射状の磁束を発生し、観察される現象が永久磁石による励磁によって得られる現象に類似したものとなる。
この電気機器を、自動車のボード上ネットワークに接続する際に、励磁電圧をできるだけ大きくするには、３つの励磁コイル２１６、２１６’および２１６”を図示のように、励磁入力ＥＸＣのターミナルに並列接続することが好ましい。
図７は、図３に類似するように空隙３００によって分離された６つのセル２１０を有するロータおよびステータ構造を示す。しかし、この場合、電気機器は、組み合わせ励磁タイプのものである。従って、３つのセル２１０は、２つの隣接するＵ字形のロータ要素２１１の間に励磁マグネット２１４を有し、他方の３個のセル各２１０’は、ステータコイル２１３に対する２つの内側ノッチを構成する単一ロータフレーム要素２１１’と、円周方向のノッチの間の中間において、フレーム部分２１１’の内側面および外側面にそれぞれ形成された２つの他方のノッチに嵌合された軸方向−径方向平面内の励磁コイル２１７とを有する。
ロータが回転する際の電気的な挙動をバランスさせるために、セル２１０と２１０’とを交互に配置することが好ましい。従って各相は、磁石によって励磁されるセル２１０およびコイルによって励磁されるセル２１０’を有する。
図８は、次の３つの点で図７の実施例と異なる実施例を示す。
・まず第１に、同じフレーム要素２１１’上で、２つの隣接するセル２１０、２１０’がグループ分けされている。
・第２に、コイルによって励磁されるセル２１０’は、軸方向−径方向平面に設けられたコイルを有しないが、図６のコイルに類似した、すなわち接線方向の平面にあるコイル２１６を有する。この点に関し、各コイルは、当該相巻線２１３の内部に延びる延長部および２つのセルの同じグループの２つの相巻線の間に延びる延長部を有することに留意されたい。
・第３に、図４および図５に示されているものと同じように、逆の反結合および磁束補強磁石２１５によって、フレーム部材２１１”が分離されている。
これまでの実施例のいずれにおいても、ロータのピッチΔθR、すなわち２つのロータ歯１０１の間の回転角方向の距離は、ステータのピッチΔθS、すなわち２つの一致するステータの歯２１２または２つの隣接するステータ部材２１０の間の回転角の差には等しくない。
次に図９を参照して、一実施例について説明する。この実施例は、電気機器の多相の性質、特に三相の性質を維持しながら、等しいロータのピッチΔθRおよび等しいステータピッチΔθsを満たしている。
この特定の例では、ロータ１００は２π／７に等しいロータピッチΔθRだけ離間した７つの歯を有する。
ステータセル２１０は、３つ設けられており、各セルは、２つの歯２１２の間にステータ巻線２１３を受け、励磁永久磁石２１４によって分離された２つのステータ要素２１１を含んでいる。各セルにおけるステータピッチΔθSも、上に示したように２π／７に等しい。
従って、第１セルと第２セル２１０の間の２π／３の電気相差を保証するには、２つのセルの間の回転角のオフセットΔθCを次の式に等しくすることが必要であり、そのようにすれば十分である。
２π/７＋２π/７＋（１/３）.２π/７＝２π/３
上記式により、２π／３の等しい角度に離間した３つのセル２１０が得られる。更に歯２１２は、ステータ巻線２１３および励磁磁石２１４のためのノッチと同じ回転角の大きさΔθDを有することが好ましい。このような特定のケースでは、この回転角の大きさは、（２π／７）／４、すなわち、
ΔθD＝π/１４.
である。
上記ケースでは、ロータの歯１０１とステータの歯２１２との間の結合を最適にするために、前記ロータの歯１０１も、π／１４の回転角の大きさを有する。
隣接するセル２１０の間のギャップ３００の回転角の大きさは、このケースでは次の値に等しい。
２π/３−（７.π/１４）＝π/６
次に、図１０を参照し、一相当たり任意の数のセルを有する多相電気機器に対し、どのように本発明を一般化するかについて説明する。
次の記号を使用する。
ＮM：ステータの円周上に設けられた個々の電気機器の数
ｑ：個々の各々の電気機器の相数
ＮC：個々の各電気機器の一相当たりの励磁磁石の数
ｍ：２つの個々の電気機器の間の相シフトの値を示す整数
この例では、この相は、ＮＣ個の磁石により互いに分離された１組のＮC＋１個のＵ字形をしたステータ要素２１１を含んでいる。
連続する相回転角のオフセット量を決定するために、図面で１点鎖線で示し仮想の（ＮC＋１）番目の磁石２１４’を含む、（ＮC＋１）・ΔθSに等しい回転角のレンジを占めている。
従って、定義、すなわちｑ個の相を有する電気機器により、
（ｍ／ｑ）・ΔθRだけ離間させなければならない連続する相は、次の値に等しい回転角のレンジを占める。
ｑ.［（ＮC＋１）.ΔθR＋（（ｍ/ｑ）.ΔθR］
従って、ＮM個の個々の電気機器を備える１つの電気機器は、ステータの円周上に次の式に等しいレンジを占める。
ＮM.ｑ.［（ＮC＋１）.ΔθR＋（ｍ/ｑ）.ΔθR］＝２π      （２）
一定間隔に分布されたステータ要素２１１を備えるステータを仮定すると、次の式が得られる。
ｋ.ΔθS＝２π      （３）
ここで、ｋは整数である。
数字ｋは、必ず６よりも大であり、複数の個々の電気機器を備える多相電気機器を仮定する。
ロータの歯１０１による磁束の正しい整流を保証するために、ΔθRおよびΔθSをできるだけ一致させるよう選択することが好ましく、次のタイプの条件を選択することが好ましい。
0004188425.tif 000002
最後に、ｍの値が負となると、２つの連続する相が、タイミング悪く重なったり、または相の間が過度に接近するために、反結合が不十分になったりすることが判っているので、ｍの値に正の符号を用いることが好ましい。
次に、ΔθS＝ΔθRを仮定し、二相電気機器と三相電気機器の場合のそれぞれにおいて、上記発展例から得られる最適な電気機器について簡単に説明する。この場合、得られる数ｋは、ロータ上の歯１０１の数である。
二相電気機器（ｑ＝２およびｍ＝±１）の場合、式（２）および（３）から次の式が得られる。
ｋ＝2NM.［（NC＋１）±１/２］
例えば
ｍ＝＋１に対しては、ＮM＝２およびＮC＝１
ｋ＝４.［（１＋１）＋１/２］＝１０
ｍ＝＋１に対しては、ＮM＝２およびＮC＝２
ｋ＝４.［（２＋１）＋１/２］＝１４
ｍ＝−１に対しては、ＮM＝２およびＮC＝１
ｋ＝４.［（１＋１）−１/２］＝６
ｍ＝−１に対しては、ＮM＝２およびＮC＝２
ｋ＝４.［（２＋１）−１/２］＝１０
三相のモータに対しては、ｑ＝３であり、ｍ∈｛−２;−１,１,２｝.である。上記と同じような単純化の仮定を採用すると、すなわちΔθS＝ΔθRとすると、次のようになる。
ｋ＝３ＮM.［（ＮC＋１）＋ｍ/３］
例えば
ｍ＝＋１に対しては、ＮM＝１およびＮC＝１
ｋ＝３.［（１＋１）＋１/３］＝７
ｍ＝＋１に対しては、ＮM＝１およびＮC＝２
ｋ＝３.［（２＋１）＋１/３］＝１０
ｍ＝−１に対しては、ＮM＝２およびＮC＝３
ｋ＝３.［（３＋１）＋１/３］＝１３
電気機器の次のパラメータを使用する際に、ロータの歯の最適数を決定することを試みた。
ロータの歯の外側の半径Ｒext
ロータの空隙の半径Ｒent
空隙の大きさＥ．
次の式から、歯の最適数ｋoptが得られることを証明できる。
0004188425.tif 000003
最後に、特に図８に示された解決案を具現化した本発明に係わる回転電気機器（コイルおよび磁石による励磁を行い、反結合用磁石も設けられた電気機器）のステータ構造およびロータ構造の詳細な実施例を示す。
各ロータの歯１０１および各ステータの歯２１２は、それぞれの若干拡大された根元部分１０１ａおよび２１２ａを有することに留意されたい。
ステータは１５度だけ離間した２４個のノッチが形成された強磁性フレーム要素を含むことにも留意されたい。この場合、ステータのピッチΔθSは３０度である。
これらのノッチは、ノッチに相コイル、励磁コイルまたは磁石が嵌合されているかどうかに応じて、異なった深さの３つのグループに分割されている。
より詳細に説明すれば、最も深いノッチ２２０には、励磁磁石２１４および反結合磁石２１５（図示されず）が嵌合され、中間的な深さのノッチには、励磁コイル２１６（図示されず）が嵌合され、最も浅いノッチ２２２には、相コイル２１３（図示されず）が嵌合されている。
最後に、それ自体従来どおりのステータのフレームを構成するスタックされた積層部のタグを溶接するために、ステータ２１１’の外周部に３つのリセス２２３が設けられている。
ロータ１００は、２π／１３に等しい角度ΔθRだけ、対をなして一定に離間された１３個の歯１０３を有する。
当然ながら本発明は、上に説明し、図示した実施例のみに限定されるものでない。当業者であれば、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施例をどのように変形または変更できるかについては理解しうると思う。
【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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