(57)【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設けられた回転子と、
前記固定子を保持するフレームと
を備え、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
前記回転子鉄心に設けられ、前記回転子の周方向について並べられた複数の永久磁石と
を有し、
前記回転子は、前記回転子の軸方向に複数のブロックに分割されており、
前記複数のブロックには、
前記回転子の軸方向についての前記回転子の一端部から他端部に向かうにつれて、互いに隣り合うとともに前記回転子の周方向における第１方向に互いにずれる一対の前記ブロックであるスキュー角増加ブロック対と、
前記回転子の軸方向についての前記回転子の一端部から他端部に向かうにつれて、互いに隣り合うとともに前記回転子の周方向における前記第１方向に対して反対方向である第２方向に互いにずれる一対の前記ブロックであるスキュー角減少ブロック対と
が含まれており、
前記フレームは、
円筒形状に形成され、前記固定子を保持する胴体部と、
前記胴体部の軸方向について前記胴体部の端部に設けられ、前記胴体部の径方向について前記胴体部から外側に突出するフランジ部と
を有し、
前記胴体部の肉厚は、前記胴体部の軸方向についての前記胴体部の一端部から他端部までの間で変化し、
前記複数のブロックの数は、３であり、
３つの前記ブロックには、前記回転子の軸方向についての前記回転子の一端部から他端部に向かうにつれて、前記スキュー角増加ブロック対と、前記スキュー角減少ブロック対とが１つずつ含まれており、
前記複数のブロックは、前記回転子の軸方向に並べられた、第１ブロック、第２ブロックおよび第３ブロックであり、
前記回転子の軸方向についての前記第１ブロックの長さをＬＡ１とし、前記回転子の軸方向についての前記第２ブロックの長さをＬＡ２とし、前記回転子の軸方向についての前記第３ブロックの長さをＬＡ３とした場合に、ＬＡ１＝ＬＡ３、ＬＡ２＝２×ＬＡ１であり、
前記回転子の周方向についての前記ブロックの基準位置に対する前記第１ブロックのずれ角度をθＡ１とし、前記回転子の周方向についての前記ブロックの基準位置に対する前記第２ブロックのずれ角度をθＡ２とし、前記回転子の周方向についての前記ブロックの基準位置に対する前記第３ブロックのずれ角度をθＡ３とした場合に、θＡ１＝θＡ３、θＡ２がθＡ１およびθＡ３に対して３０度ずれている回転電機。
【請求項２】
固定子と、
前記固定子に対向して設けられた回転子と、
前記固定子を保持するフレームと
を備え、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
前記回転子鉄心に設けられ、前記回転子の周方向について並べられた複数の永久磁石と
を有し、
前記回転子は、前記回転子の軸方向に複数のブロックに分割されており、
前記複数のブロックには、
前記回転子の軸方向についての前記回転子の一端部から他端部に向かうにつれて、互いに隣り合うとともに前記回転子の周方向における第１方向に互いにずれる一対の前記ブロックであるスキュー角増加ブロック対と、
前記回転子の軸方向についての前記回転子の一端部から他端部に向かうにつれて、互いに隣り合うとともに前記回転子の周方向における前記第１方向に対して反対方向である第２方向に互いにずれる一対の前記ブロックであるスキュー角減少ブロック対と
が含まれており、
前記フレームは、
円筒形状に形成され、前記固定子を保持する胴体部と、
前記胴体部の軸方向について前記胴体部の端部に設けられ、前記胴体部の径方向について前記胴体部から外側に突出するフランジ部と
を有し、
前記胴体部の肉厚は、前記胴体部の軸方向についての前記胴体部の一端部から他端部までの間で変化し、
前記回転子の極数をＮとし、前記固定子のスロット数をＭとした場合に、Ｎ：Ｍ＝２：３が満たされ、
前記回転子の軸方向についての前記回転子の長さをＬｃとし、前記複数のブロックの数をｎとし、前記回転子の軸方向についての前記複数のブロックにおける一端部からｋ番目にある前記ブロックである第ｋブロックにおける前記回転子の軸方向についての長さをＬｋとし、前記回転子の周方向についての前記ブロックの基準位置に対する前記第ｋブロックのずれ角度を電気角でθｋとし、ｊを虚数単位としたとした場合に、
【数２】
0006896029.tif 000006
で表される複素ベクトルの大きさが０．５以下となる回転電機。
【請求項３】
前記回転子の軸方向についての前記複数のブロックのそれぞれの長さは、互いに同一である請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
ｎ＝３であり、
Ｌ１＝Ｌ３、Ｌ２＝２×Ｌ１、θ１＜θ２、θ２＞θ３を満たす請求項２に記載の回転電機。
【請求項５】
前記フランジ部は、前記胴体部の軸方向について前記胴体部の一端部のみに設けられるとともに取付対象部材に固定され、
前記固定子は、前記胴体部に嵌め合わされている請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記回転子を支持する回転軸をさらに備え、
前記回転軸は、エンジンのクランクシャフトと同一軸線上に設けられ、
前記フレームは、前記エンジンとトランスミッションとの間に設けられたハウジングに片持ち固定されている請求項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】
前記回転軸は、前記クランクシャフトに直結されている請求項６に記載の回転電機。
【請求項８】
前記回転軸は、前記クランクシャフトに設けられた動力伝達装置を介して、前記クランクシャフトに接続されている請求項６に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固定子と、固定子に対向して設けられた回転子とを備えた回転電機が知られている。固定子は、固定子鉄心と、固定子鉄心に設けられ、固定子の周方向に並べられた複数の固定子コイルとを有している（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１１−３３２０１０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、固定子コイルに電流が供給されることによって、固定子には起磁力が発生する。固定子に起磁力が発生することによって、固定子と回転子との間には電磁加振力が発生する。固定子と回転子との間に電磁加振力が発生することによって、回転電機に振動および騒音が発生する場合があ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、回転電機に発生する振動および騒音を低減させることができる回転電機を提供することである。
【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、固定子に対向して設けられた回転子と、固定子を保持するフレームとを備え、回転子は、回転子鉄心と、回転子鉄心に設けられ、回転子の周方向について並べられた複数の永久磁石とを有し、回転子は、回転子の軸方向に複数のブロックに分割されており、複数のブロックには、回転子の軸方向についての回転子の一端部から他端部に向かうにつれて、互いに隣り合うとともに回転子の周方向における第１方向に互いにずれる一対のブロックであるスキュー角増加ブロック対と、回転子の軸方向についての回転子の一端部から他端部に向かうにつれて、互いに隣り合うとともに回転子の周方向における第１方向に対して反対方向である第２方向に互いにずれる一対のブロックであるスキュー角減少ブロック対とが含まれており、フレームは、円筒形状に形成され、固定子を保持する胴体部と、胴体部の軸方向について胴体部の端部に設けられ、胴体部の径方向について胴体部から外側に突出するフランジ部とを有し、胴体部の肉厚は、胴体部の軸方向についての胴体部の一端部から他端部までの間で変化し、複数のブロックの数は、３であり、３つのブロックには、回転子の軸方向についての回転子の一端部から他端部に向かうにつれて、スキュー角増加ブロック対と、スキュー角減少ブロック対とが１つずつ含まれており、複数のブロックは、回転子の軸方向に並べられた、第１ブロック、第２ブロックおよび第３ブロックであり、回転子の軸方向についての第１ブロックの長さをＬＡ１とし、回転子の軸方向についての第２ブロックの長さをＬＡ２とし、回転子の軸方向についての第３ブロックの長さをＬＡ３とした場合に、ＬＡ１＝ＬＡ３、ＬＡ２＝２×ＬＡ１であり、回転子の周方向についてのブロックの基準位置に対する第１ブロックのずれ角度をθＡ１とし、回転子の周方向についてのブロックの基準位置に対する第２ブロックのずれ角度をθＡ２とし、回転子の周方向についてのブロックの基準位置に対する第３ブロックのずれ角度をθＡ３とした場合に、θＡ１＝θＡ３、θＡ２がθＡ１およびθＡ３に対して３０度ずれている。
この発明に係る回転電機は、固定子と、固定子に対向して設けられた回転子と、固定子を保持するフレームとを備え、回転子は、回転子鉄心と、回転子鉄心に設けられ、回転子の周方向について並べられた複数の永久磁石とを有し、回転子は、回転子の軸方向に複数のブロックに分割されており、複数のブロックには、回転子の軸方向についての回転子の一端部から他端部に向かうにつれて、互いに隣り合うとともに回転子の周方向における第１方向に互いにずれる一対のブロックであるスキュー角増加ブロック対と、回転子の軸方向についての回転子の一端部から他端部に向かうにつれて、互いに隣り合うとともに回転子の周方向における第１方向に対して反対方向である第２方向に互いにずれる一対のブロックであるスキュー角減少ブロック対とが含まれており、フレームは、円筒形状に形成され、固定子を保持する胴体部と、胴体部の軸方向について胴体部の端部に設けられ、胴体部の径方向について胴体部から外側に突出するフランジ部とを有し、胴体部の肉厚は、胴体部の軸方向についての胴体部の一端部から他端部までの間で変化し、回転子の極数をＮとし、固定子のスロット数をＭとした場合に、Ｎ：Ｍ＝２：３が満たされ、回転子の軸方向についての回転子の長さをＬｃとし、複数のブロックの数をｎとし、回転子の軸方向についての複数のブロックにおける一端部からｋ番目にあるブロックである第ｋブロックにおける回転子の軸方向についての長さをＬｋとし、回転子の周方向についてのブロックの基準位置に対する第ｋブロックのずれ角度を電気角でθｋとし、ｊを虚数単位としたとした場合に、
【数１】
0006896029.tif 000002
で表される複素ベクトルの大きさが０．５以下となる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る回転電機によれば、回転電機に発生する振動および騒音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軸方向断面図である。
【図２】図１のフレームの要部を示す拡大図である。
【図３】図１の固定子および回転子を示す径方向断面図である。
【図４】図１の回転子を説明する図である。
【図５】図４の各ブロックに発生する電気角６次の電磁加振力を示す図である。
【図６】回転電機が車両に搭載された場合の回転電機の配置を示す図である。
【図７】図６の回転電機の配置の変形例を示す図である。
【図８】図１の回転電機から発生する騒音が測定された騒音測定結果を示すグラフである。
【図９】比較例の回転子を説明する図である。
【図１０】比較例の回転電機の回転子に発生する電磁加振力を示す図である。
【図１１】比較例の回転電機の回転子に発生する電磁加振力を示す図である。
【図１２】図１１の電磁加振力による固定子の変形を説明する図である。
【図１３】図１１の電磁加振力による固定子の変形を説明する図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子に発生する電磁加振力を示す図である。
【図１５】図１４の電磁加振力による固定子の変形を説明する図である。
【図１６】図１４の電磁加振力による固定子の変形を説明する図である。
【図１７】この発明の実施の形態２に係る回転電機の回転子を説明する図である。
【図１８】図１７の各ブロックに発生する電気角６次の電磁加振力を示す図である。
【図１９】この発明の実施の形態３に係る回転電機の回転子を説明する図である。
【図２０】図１９の各ブロックに発生する電気角６次の電磁加振力を示す図である。
【図２１】この発明の実施の形態４に係る回転電機の回転子を説明する図である。
【図２２】図２１の各ブロックに発生する電気角６次の電磁加振力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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軸方向断面図である。回転電機１は、固定子２と、固定子２に対向して設けられた回転子３と、固定子２を保持するフレーム４と、回転子３を支持する回転軸５と、回転軸５に設けられた一対の軸受６とを備えている。一対の軸受６のそれぞれは、図示しない支持部材に支持されている。回転軸５は、一対の軸受６を介して支持部材に支持されている。
【００１０】
この例では、軸方向とは、回転子３についての軸方向とし、周方向とは、回転子３についての周方向とし、径方向とは、回転子３についての径方向とする。図１では、径方向について回転電機１を切った場合の断面図を示している。固定子２の軸方向は、回転子３の軸方向と一致し、固定子２の周方向は、回転子３の周方向と一致し、固定子２の径方向は、固定子２の径方向と一致する。
【００１１】
回転子３は、回転軸５に設けられた円筒形状の回転子鉄心３１を有している。回転子３は、径方向について固定子２に対向している。回転子３は、径方向について固定子２よりも内側に配置されている。回転子３は、回転軸５を中心に周方向に回転する。
【００１２】
回転軸５は、軸方向に延びて配置されている。軸方向について一対の軸受６の間に回転子３が配置されるように、一対の軸受６が回転軸５に設けられている。回転軸５が回転することによって、回転子３は、固定子２に対して周方向に回転する。
【００１３】
固定子２は、固定子鉄心２１と、固定子鉄心２１に設けられた固定子コイル２２とを有している。固定子鉄心２１は、固定子２の軸方向に複数の鋼板が積層されることによって構成されている。
【００１４】
図２は、図１のフレーム４の要部を示す拡大図である。フレーム４は、円筒形状に形成され固定子２を保持する胴体部４１と、胴体部４１の軸方向についての胴体部４１の端部に設けられたフランジ部４２とを有している。フランジ部４２は、胴体部４１の一端部のみに設けられている。固定子２は、胴体部４１に嵌め合わされている。フランジ部４２は、胴体部４１の径方向について胴体部４１から外側に突出している。胴体部４１の軸方向は、回転子３の軸方向と一致し、胴体部４１の径方向は、回転子３の径方向と一致する。
【００１５】
胴体部４１の肉厚は、胴体部４１の軸方向についての胴体部４１の一端部から他端部までの間で変化する。言い換えれば、胴体部４１の形状は、胴体部４１の肉厚が胴体部４１の軸方向について不均一となる形状となっている。なお、フレーム４には、固定子２を冷却する冷却装置が配置されてもよい。
【００１６】
図３は、図１の固定子２および回転子３を示す径方向断面図である。固定子鉄心２１は、円筒形状のコアバック部２１１と、コアバック部２１１に設けられ、固定子２の周方向に並べられた複数のティース部２１２とを有している。複数のティース部２１２のそれぞれは、コアバック部２１１から固定子２の径方向について内側に突出している。複数のティース部２１２は、固定子２の周方向について等間隔に並べられている。
【００１７】
固定子鉄心２１における、固定子２の周方向に隣り合うティース部２１２の間には、スロット部２１３が形成されている。固定子コイル２２は、スロット部２１３に挿入されている。固定子２におけるスロット部２１３の数をスロット数とする。
【００１８】
回転子３は、回転子鉄心３１に設けられた複数の永久磁石３２を有している。複数の永久磁石３２は、周方向に並べられている。回転子鉄心３１には、複数の永久磁石３２のそれぞれが１つずつ挿入される複数の磁石挿入孔が形成されている。したがって、永久磁石３２は、回転子鉄心３１に埋め込まれている。永久磁石３２によって、回転子３の磁極が構成される。回転子３の磁極の数を極数とする。
【００１９】
極数をＮとし、スロット数をＭとする。回転電機１では、Ｎ＝２４、Ｍ＝３６が満たされている。極数Ｎとスロット数Ｍとの比は、Ｎ：Ｍ＝２：３となっている。固定子コイル２２に電流が供給されることによって、固定子コイル２２には、起磁力が発生する。固定子コイル２２に発生する起磁力の高調波成分には、電気角で５次の成分および電気角で７次の成分が多く含まれる。したがって、固定子２と回転子３との間に発生する電磁加振力のうちで、電気角６０度周期の電磁加振力が大きくなる。その結果、固定子２に発生する振動のうちで、電気角６０度周期の振動が大きくなる。言い換えれば、固定子２に発生する振動のうちで、電気角６次の振動が大きくなる。
【００２０】
回転電機１の小型化を図ることによって、固定子鉄心２１および回転子鉄心３１に磁気飽和が発生する場合がある。この場合には、固定子２と回転子３との間の空隙を通る磁束に高調波成分が含まれる。これにより、固定子２と回転子３との間の空隙における磁束密度には、電気角で５次の成分および電気角で７次の成分が含まれる。その結果、固定子２に発生する振動のうちで、電気角６次の振動が大きくなる。
【００２１】
図４は、図１の回転子３を説明する図である。回転子３は、軸方向に複数のブロック３３に分割されている。３つのブロック３３は、軸方向に並べられている。軸方向についての回転子３の一端部から他端部に向かう順に、３つのブロック３３を、第１ブロックＡ１、第２ブロックＡ２、第３ブロックＡ３とする。図４では、周方向についての３つのブロック３３のそれぞれのずれ角度が示されている。
【００２２】
軸方向についての第１ブロックＡ１の長さをＬＡ１とする。軸方向についての第２ブロックＡ２の長さをＬＡ２とする。軸方向についての第３ブロックＡ３の長さをＬＡ３とする。この例では、ＬＡ１＝ＬＡ３であり、ＬＡ２＝２×ＬＡ１である。
【００２３】
第１ブロックＡ１および第２ブロックＡ２は、周方向について互いにずれて配置されている。第２ブロックＡ２および第３ブロックＡ３は、周方向について互いにずれて配置されている。周方向における一方の方向を第１方向とし、周方向における他方の方向を第２方向とする。したがって、第２方向は、第１方向に対して反対方向である。第２ブロックＡ２は、第１ブロックＡ１に対して、周方向における第１方向にずれて配置されており、第３ブロックＡ３は、第２ブロックＡ２に対して、周方向における第２方向にずれて配置されている。
【００２４】
軸方向についての回転子３の一端部から他端部に向かうにつれて、互いに隣り合うとともに周方向における第１方向にずれる一対のブロック３３をスキュー角増加ブロック対とする。軸方向についての回転子３の一端部から他端部に向かうにつれて、互いに隣り合うとともに周方向における第２方向にずれる一対のブロック３３をスキュー角減少ブロック対とする。第１ブロックＡ１および第２ブロックＡ２は、スキュー角増加ブロック対であり、第２ブロックＡ２および第３ブロックＡ３は、スキュー角減少ブロック対である。したがって、３つのブロック３３には、１つのスキュー角増加ブロック対と１つのスキュー角減少ブロック対とが含まれている。
【００２５】
周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第１ブロックＡ１のずれ角度をθＡ１とする。周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第２ブロックＡ２のずれ角度をθＡ２する。周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第３ブロックＡ３のずれ角度をθＡ３とする。
【００２６】
実施の形態１では、第１ブロックＡ１の位置および第３ブロックの位置は、ブロック３３の基準位置となっている。したがって、θＡ１＝θＡ３＝０度である。第２ブロックＡ２は、周方向について、ブロック３３の基準位置から３０度ずれている。したがって、θＡ２＝３０度となっている。ここで、ずれ角度θＡ１、ずれ角度θＡ２およびずれ角度θＡ３は、電気角である。なお、この例では、θＡ１＝θＡ３＝０度であるが、これに限らず、ずれ角度θＡ１およびずれ角度θＡ３は、その他の角度であってもよい。この場合であっても、ずれ角度θＡ２は、周方向について、ずれ角度θＡ１およびずれ角度θＡ３に対して３０度ずれている。
【００２７】
図５は、図４の各ブロック３３に発生する電気角６次の電磁加振力を示す図である。回転子３に発生する電気角６次の電磁加振力は、電気角６０度周期の電磁加振力である。したがって、電気角３０度だけ互いにずれた第１ブロックＡ１および第２ブロックＡ２のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の位相は、互いに反転した位相となる。すなわち、第１ブロックＡ１および第２ブロックＡ２のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の間には、１８０度の位相差がある。第２ブロックＡ２および第３ブロックＡ３のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の間にも、１８０度の位相差がある。
【００２８】
各ブロック３３に発生する電気角６次の電磁加振力の大きさは、各ブロック３３についての軸方向の長さに比例する。図５では、第１ブロックＡ１、第２ブロックＡ２および第３ブロックＡ３のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力における角度および大きさがベクトルを用いて示されている。
【００２９】
第１ブロックＡ１に発生する電気角６次の電磁加振力および第３ブロックＡ３に発生する電気角６次の電磁加振力は、位相が互いに同一であり、大きさが互いに同一である。第２ブロックＡ２に発生する電気角６次の電磁加振力の大きさは、第１ブロックＡ１および第３ブロックＡ３のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の大きさの２倍である。第２ブロックＡ２に発生する電気角６次の電磁加振力の位相は、第１ブロックＡ１および第３ブロックＡ３のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の位相に対して１８０度ずれている。図５に示すように、第１ブロックＡ１に発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルと、第２ブロックＡ２に発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルと、第３ブロックＡ３に発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルとの和は、ゼロベクトルとなる。したがって、第１ブロックＡ１および第２ブロックＡ２および第３ブロックＡ３のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力が互いに相殺される。その結果、電気角６次の電磁加振力が低減される。
【００３０】
図４に示すように、軸方向に対して垂直な面であって軸方向についての回転子３の中心を通る面を中心面Ｏとする。中心面Ｏに対して、軸方向について一方側にある回転子３の部分では、発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルの和がゼロベクトルとなる。また、中心面Ｏに対して、軸方向について他方側にある回転子３の部分では、発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルの和がゼロベクトルとなる。
【００３１】
すなわち、中心面Ｏに対して軸方向について一方側にある回転子３の部分と、中心面Ｏに対して軸方向について他方側にある回転子３の部分との間では、それぞれに発生する電気角６次の電磁加振力が一致する。その結果、回転電機１の振動がさらに抑制される。
【００３２】
図６は、回転電機１が車両に搭載された場合の回転電機１の配置を示す図である。回転軸５は、エンジン１０１に含まれる図示しないクランクシャフトと同一軸線上に配置されている。フレーム４は、エンジン１０１とトランスミッション１０２との間に設けられたハウジング１０３に片持ち固定されている。ハウジング１０３は、フランジ部４２が取り付けられる取付対象部材である。回転軸５は、クランクシャフトに直結されている。
【００３３】
図７は、図６の回転電機１の配置の変形例を示す図である。回転軸５は、クランクシャフトに設けられた動力伝達装置１０４を介して、クランクシャフトに接続されてもよい。
【００３４】
図８は、図１の回転電機１から発生する騒音が測定された騒音測定結果を示すグラフである。回転電機１では、固定子２と回転子３との間の空隙に発生する電磁加振力によって、固定子２には、径方向についての電磁加振力が発生する。固定子２に発生した電磁加振力によって、固定子２を保持するフレーム４に振動が発生する。フレーム４に発生する振動によって、回転電機１から騒音が発生する。径方向についての固定子２に発生する電磁加振力には、様々な時間成分が含まれる。２極３スロット系列の集中巻永久磁石回転電機では、径方向についての固定子２に発生する電磁加振力には、固定子２の変形モードが０次であり、時間成分が６次である電磁加振力が含まれる。ここで、機械角３６０度周期を１次とし、電気角３６０度周期を１次とする。
【００３５】
図８には、実施の形態１に係る回転電機１から発生する騒音Ａと、従来技術の回転電機から発生する騒音Ｂとが示されている。図８では、回転電機１としてモータを用いた場合の騒音測定結果が示されている。回転電機１の評価対象となる回転数領域において、従来技術の回転電機から発生する騒音Ｂに対して、実施の形態１に係る回転電機１から発生する騒音Ａは、大幅に低減されている。
【００３６】
図９は、比較例の回転子３を説明する図である。比較例の回転子３は、軸方向に２つのブロック３３に分割されている。２つのブロック３３は、軸方向に並べられている。軸方向についての回転子３の一端部から他端部に向かう順に、２つのブロック３３を、第１ブロックＥ１、第２ブロックＥ２とする。図９では、周方向について２つのブロック３３のそれぞれのずれ角度が示されている。
【００３７】
軸方向についての第１ブロックＥ１の長さをＬＥ１とする。軸方向についての第２ブロックＥ２の長さをＬＥ２とする。図９では、ＬＥ１＝ＬＥ２である。
【００３８】
第１ブロックＥ１および第２ブロックＥ２は、周方向に互いにずれて配置されている。周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第１ブロックＥ１のずれ角度をθＥ１とする。周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第２ブロックＥ２のずれ角度をθＥ２とする。図９では、θＥ１＝０であり、θＥ２＝３０度である。
【００３９】
回転子３に発生する電気角６次の電磁加振力は、電気角６０度周期の電磁加振力である。したがって、電気角３０度だけ互いにずれた第１ブロックＥ１および第２ブロックＥ２のそれぞれに発生する電磁加振力の位相は、互いに反転した位相となる。すなわち、第１ブロックＥ１および第２ブロックＥ２のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力には、１８０度の位相差がある。
【００４０】
第１ブロックＥ１に発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルと、第２ブロックＥ２に発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルとの和は、ゼロベクトルとなる。したがって、第１ブロックＥ１および第２ブロックＥ２のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力が互いに相殺される。その結果、電気角６次の電磁加振力が低減される。しかしながら、中心面Ｏに対して軸方向について一方側にある回転子３の部分と、中心面Ｏに対して軸方向について他方側にある回転子３の部分とのそれぞれにおいて、電気角６次の電磁加振力のベクトルの和がゼロベクトルではない。
【００４１】
図１０は、比較例の回転電機１の回転子３に発生する電磁加振力を示す図である。図１０では、胴体部４１の肉厚は、胴体部４１の軸方向についての胴体部４１の一端部から他端部までの間で一定となっている。なお、図１０には、フランジ部が記載されていないが、胴体部４１の軸方向についての胴体部４１の両端部にフランジ部が設けられている。
【００４２】
第１ブロックＥ１に発生する電気角６次の電磁加振力をＦｏｒｃｅ_Ｅ１とし、第２ブロックＥ２に発生する電気角６次の電磁加振力をＦｏｒｃｅ_Ｅ２とする。電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ｅ１および電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ｅ２は、位相が互いに反転した位相であり、大きさが同一である。したがって、図１０に示す回転電機１では、固定子２の変形が抑えられる。
【００４３】
図１１は、比較例の回転電機１の回転子３に発生する電磁加振力を示す図である。図１１では、胴体部４１の肉厚は、胴体部４１の軸方向について胴体部４１の一端部から他端部までの間で変化する。言い換えれば、胴体部４１の一部には、薄肉部が含まれている。電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ｅ１および電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ｅ２による固定子２の変形が大きくなる。その結果、回転電機１の振動が増大する。
【００４４】
さらに、図１１では、フランジ部は、胴体部４１の軸方向について胴体部４１の一端部のみに配置されている。したがって、胴体部４１の軸方向についての胴体部４１の他端部は、ハウジング１０３に固定されない。この場合には、電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ｅ１および電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ｅ２による固定子２の変形がさらに大きくなる。その結果、回転電機１の振動がさらに増大する。特に、電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ｅ２が作用する胴体部４１の部分にはフランジ部が設けられておらず、かつ、電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ｅ２が作用する胴体部４１の部分には薄肉部が含まれている。したがって、電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ｅ２による固定子２の変形がさらに大きくなる。その結果、回転電機１の振動がさらに増大する。図１２および図１３は、図１１の電磁加振力による固定子２の変形を説明する図である。図１１の電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ｅ１および電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ｅ２のそれぞれは、一定の力ではなく、位相が互いに反転しながら変動する力となる。したがって、固定子２の変形は、図１２および図１３に示された実線の形状および破線の形状を交互に繰り返すような変形となる。
【００４５】
図１４は、この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子３に発生する電磁加振力を示す図である。第１ブロックＡ１に発生する電気角６次の電磁加振力および第３ブロックＡ３に発生する電気角６次の電磁加振力は、位相が互いに同一であり、大きさが互いに同一である。第２ブロックＡ２に発生する電気角６次の電磁加振力の大きさは、第１ブロックＡ１および第３ブロックＡ３のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の大きさの２倍である。第２ブロックＡ２に発生する電気角６次の電磁加振力の位相は、第１ブロックＡ１および第３ブロックＡ３のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の位相に対して１８０度ずれている。したがって、回転子３に発生するある瞬間の電磁加振力は、図１４に示すようになる。
【００４６】
図１５および図１６は、図１４の電磁加振力による固定子２の変形を説明する図である。図１４の電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ａ１、電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ａ２および電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ａ３のそれぞれは、一定の力ではなく、変動する力となる。また、電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ａ１および電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ａ２のそれぞれの位相は、互いに反転しており、電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ａ２および電磁加振力Ｆｏｒｃｅ＿Ａ３のそれぞれの位相は、互いに反転している。したがって、固定子２の変形は、図１５および図１６に示された実線の形状および破線の形状を交互に繰り返すような変形となる。
【００４７】
図１１から図１６に示すように、比較例の回転電機における変形の固有振動数よりも実施の形態１に係る回転電機における変形の固有振動数が大きくなり、比較例の回転電機よりも実施の形態１に係る回転電機は、変形しにくくなる。固有振動数が大きくなり、回転電機の回転数に対応した電磁加振力の周波数と固有振動数との差が大きくなることによって、回転電機に発生する振動および騒音を低減させることができる。また、変形しにくくなることによって、同じ電磁加振力の大きさであっても、固定子２の変形量が小さくなる。その結果、回転電機に発生する振動および騒音を低減させることができる。したがって、実施の形態１に係る回転電機では、比較例の回転電機と比較して、回転電機に発生する振動および騒音を低減させることができる。以上のように、実施の形態１に係る回転電機の構成によって、固定子２の変形のモードを変化させることができ、回転電機に発生する振動および騒音を低減させることができる。
【００４８】
特に、エンジン１０１とトランスミッションとの間に配置される回転電機１では、固定子鉄心２１の外径が２００ｍｍ〜４００ｍｍである。大径の回転電機１では、モード０次の変形に対する固有値が小径の回転電機１に比べて小さくなり、聴感上、電気角６次かつモード０次の電磁加振力による回転電機１の騒音が課題となる。このような回転電機１において、実施の形態１に係る回転電機１の構造は、低騒音化に特に大きな効果が発揮される。
【００４９】
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１によれば、複数のブロック３３には、スキュー角増加ブロック対と、スキュー角減少ブロック対とが含まれている。これにより、固定子２に発生する電磁加振力を低減させることができる。その結果、回転電機１に発生する振動および騒音を低減させることができる。
【００５０】
また、複数のブロック３３の数が３であり、３つのブロック３３には、１つのスキュー角増加ブロック対と、１つのスキュー角減少ブロック対とが含まれている。電磁加振力による固定子２の変形は、スキュー角増加ブロック対およびスキュー角減少ブロック対のそれぞれにおいて位相が反転する形状を順に繰り返すような変形となる。これにより、同じ電磁加振力の大きさであっても、固定子２の変形量を小さくすることができる。その結果、回転電機に発生する振動および騒音を低減させることができる。
【００５１】
また、回転軸５は、エンジン１０１のクランクシャフトと同一軸線上に設けられ、フレーム４は、エンジン１０１とトランスミッション１０２との間に設けられたハウジング１０３に片持ち固定されている。固定子２に発生する電磁加振力が低減されることによって、固定子２に発生する電磁加振力がエンジン１０１に伝達されることを低減することができる。
【００５２】
実施の形態２．
図１７は、この発明の実施の形態２に係る回転電機の回転子を説明する図である。実施の形態２では、回転子３は、軸方向に５つのブロック３３に分割されている。軸方向についての回転子３の一端部から他端部に向かう順に、５つのブロック３３を、第１ブロックＢ１、第２ブロックＢ２、第３ブロックＢ３、第４ブロックＢ４、第５ブロックＢ５とする。図１７では、周方向についての５つのブロック３３のそれぞれのずれ角度が示されている。
【００５３】
軸方向についての第１ブロックＢ１の長さをＬＢ１とする。軸方向についての第２ブロックＢ２の長さをＬＢ２とする。軸方向についての第３ブロックＢ３の長さをＬＢ３とする。軸方向についての第４ブロックＢ４の長さをＬＢ４とする。軸方向についての第５ブロックＢ５の長さをＬＢ５とする。この例では、ＬＢ１＝ＬＢ２＝ＬＢ４＝ＬＢ５であり、ＬＢ３＝２×ＬＢ１である。
【００５４】
第１ブロックＢ１および第２ブロックＢ２は、周方向について互いにずれて配置されている。第２ブロックＢ２および第３ブロックＢ３は、周方向について互いにずれて配置されている。第３ブロックＢ３および第４ブロックＢ４は、周方向について互いにずれて配置されている。第４ブロックＢ４および第５ブロックＢ５は、周方向について互いにずれて配置されている。
【００５５】
具体的には、第２ブロックＢ２は、第１ブロックＢ１に対して、周方向における第１方向にずれて配置されており、第３ブロックＢ３は、第２ブロックＢ２に対して、周方向における第１方向にずれて配置されている。また、第４ブロックＢ４は、第３ブロックＢ３に対して、周方向における第２方向にずれて配置されており、第５ブロックＢ５は、第４ブロックＢ４に対して、周方向における第２方向にずれて配置されている。
【００５６】
第１ブロックＢ１および第２ブロックＢ２は、スキュー角増加ブロック対であり、第２ブロックＢ２および第３ブロックＢ３は、スキュー角増加ブロック対である。第３ブロックＡ３および第４ブロックＡ４は、スキュー角減少ブロック対であり、第４ブロックＡ４および第５ブロックＡ５は、スキュー角減少ブロック対である。５つのブロック３３には、２つのスキュー角増加ブロック対と、２つのスキュー角減少ブロック対とが含まれている。
【００５７】
周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第１ブロックＢ１のずれ角度をθＢ１とする。周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第２ブロックＢ２のずれ角度をθＢ２する。周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第３ブロックＢ３のずれ角度をθＢ３とする。周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第４ブロックＢ４のずれ角度をθＢ４する。周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第５ブロックＢ５のずれ角度をθＢ５とする。
【００５８】
実施の形態２では、第１ブロックＢ１の位置および第５ブロックＢ５の位置は、ブロック３３の基準位置となっている。したがって、θＢ１＝θＢ５＝０度である。第２ブロックＢ２および第４ブロックＢ４は、周方向について、ブロック３３の基準位置から２０度ずれている。したがって、θＢ２＝θＢ４＝２０度である。第３ブロックＢ３は、周方向について、ブロック３３の基準位置から４０度ずれている。したがって、θＢ３＝４０度である。ここで、ずれ角度θＢ１、ずれ角度θＢ２、ずれ角度θＢ３、ずれ角度θＢ４およびずれ角度θＢ５は、電気角である。なお、この例では、θＡ１＝θＡ５＝０度であるが、これに限らず、ずれ角度θＡ１およびずれ角度θＡ５は、その他の角度であってもよい。この場合であっても、ずれ角度θＢ２およびずれ角度θＢ４は、ずれ角度θＢ１およびずれ角度θＢ５に対して２０度ずれており、ずれ角度θＢ３は、ずれ角度θＢ１およびずれ角度θＢ５に対して４０度ずれている。
【００５９】
図１８は、図１７の各ブロック３３に発生する電気角６次の電磁加振力を示す図である。回転子３に発生する電気角６次の電磁加振力は、電気角６０度周期の電磁加振力である。したがって、電気角２０度だけ互いにずれた第１ブロックＢ１および第２ブロックＢ２のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の位相差は、１２０度である。同様に、電気角２０度だけずれた第４ブロックＢ４および第５ブロックＢ５のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の位相差は、１２０度である。
【００６０】
電気角４０度だけ互いにずれた第１ブロックＢ１および第３ブロックＢ３のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の位相差は、２４０度である。同様に、電気角４０度だけ互いにずれた第３ブロックＢ３および第５ブロックＢ５のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の位相差は、２４０度である。
【００６１】
各ブロック３３に発生する電気角６次の電磁加振力の大きさは、各ブロック３３についての軸方向の長さに比例する。図１８では、第１ブロックＢ１、第２ブロックＢ２、第３ブロックＢ３、第４ブロックＢ４および第５ブロックＢ５のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力における角度および大きさがベクトルを用いて示されている。
【００６２】
第１ブロックＢ１に発生する電気角６次の電磁加振力、第２ブロックＢ２に発生する電気角６次の電磁加振力、第４ブロックＢ４に発生する電気角６次の電磁加振力および第５ブロックＢ５に発生する電気角６次の電磁加振力のそれぞれの大きさは、互いに同一である。第３ブロックＢ３に発生する電気角６次の電磁加振力の大きさは、第１ブロックＢ１に発生する電気角６次の電磁加振力の大きさの２倍である。
【００６３】
第１ブロックＢ１に発生する電気角６次の電磁加振力および第５ブロックＢ５に発生する電気角６次の電磁加振力は、位相が互いに同一である。第２ブロックＢ２に発生する電気角６次の電磁加振力および第４ブロックＢ４に発生する電気角６次の電磁加振力は、位相が互いに同一である。第１ブロックＢ１に発生する電気角６次の電磁加振力の位相は、第２ブロックＢ２に発生する電気角６次の電磁加振力の位相に対して１２０度ずれている。第１ブロックＢ１に発生する電気角６次の電磁加振力の位相は、第３ブロックＢ３に発生する電気角６次の電磁加振力の位相に対して２４０度ずれている。図１８に示すように、第１ブロックＢ１、第２ブロックＢ２、第３ブロックＢ３、第４ブロックＢ４および第５ブロックＢ５のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルの和は、ゼロベクトルとなる。したがって、第１ブロックＢ１、第２ブロックＢ２、第３ブロックＢ３、第４ブロックＢ４および第５ブロックＢ５のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力が互いに相殺される。その結果、電気角６次の電磁加振力が低減される。
【００６４】
図１７に示すように、中心面Ｏに対して、軸方向について一方側にある回転子３の部分では、発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルの和がゼロベクトルとなる。また、中心面Ｏに対して、軸方向について他方側にある回転子３の部分では、発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルの和がゼロベクトルとなる。
【００６５】
すなわち、中心面Ｏに対して軸方向について一方側にある回転子３の部分と、中心面Ｏに対して軸方向について他方側にある回転子３の部分との間では、それぞれに発生する電気角６次の電磁加振力が一致する。その結果、回転電機１の振動がさらに抑制される。
【００６６】
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１によれば、複数のブロック３３の数が５であり、５つのブロック３３には、２つのスキュー角増加ブロック対と、２つのスキュー角減少ブロック対とが含まれている。これにより、回転電機１に発生する騒音を低減させることができる。
【００６７】
なお、実施の形態２では、第３ブロックＢ３が１つのブロックから構成された回転子鉄心３１について説明した。しかしながら、第３ブロックＢ３が２つのブロック３３から構成された回転子鉄心３１であってもよい。この場合に、第３ブロックＢ３を構成する２つのブロック３３のそれぞれのずれ角度は、θＢ３である。この場合に、回転子鉄心３１を構成する全てのブロック３３のそれぞれは、軸方向についての長さが互いに同一であってもよい。これにより、回転子鉄心３１を製造する製造設備の簡単化を図ることができ、また、回転子鉄心３１を構成する部品の共通化を図ることができる。その結果、回転子鉄心３１の製造コストを低減させることができる。
【００６８】
実施の形態３．
図１９は、この発明の実施の形態３に係る回転電機の回転子を説明する図である。実施の形態３では、回転子３は、軸方向に４つのブロック３３に分割されている。軸方向についての回転子３の一端部から他端部に向かう順に、４つのブロック３３を、第１ブロックＣ１、第２ブロックＣ２、第３ブロックＣ３、第４ブロックＣ４とする。図１９では、周方向についての４つのブロック３３のそれぞれのずれ角度が示されている。
【００６９】
軸方向についての第１ブロックＣ１の長さをＬＣ１とする。軸方向についての第２ブロックＣ２の長さをＬＣ２とする。軸方向についての第３ブロックＣ３の長さをＬＣ３とする。軸方向についての第４ブロックＣ４の長さをＬＣ４とする。この例では、ＬＣ１＝ＬＣ２＝ＬＣ３＝ＬＣ４である。
【００７０】
第１ブロックＣ１および第２ブロックＣ２は、周方向について互いにずれて配置されている。第２ブロックＣ２および第３ブロックＣ３は、周方向について互いにずれて配置されている。第３ブロックＣ３および第４ブロックＣ４は、周方向について互いにずれて配置されている。
【００７１】
具体的には、第２ブロックＣ２は、第１ブロックＣ１に対して、周方向における第１方向にずれて配置されている。第３ブロックＣ３は、第２ブロックＣ２に対して、周方向における第２方向にずれて配置されている。第４ブロックＣ４は、第３ブロックＣ３に対して、周方向における第１方向にずれて配置されている。
【００７２】
第１ブロックＣ１および第２ブロックＣ２は、スキュー角増加ブロック対であり、第２ブロックＣ２および第３ブロックＣ３は、スキュー角減少ブロック対であり、第３ブロックＣ３および第４ブロックＣ４は、スキュー角増加ブロック対である。４つのブロック３３には、２つのスキュー角増加ブロック対と、１つのスキュー角減少ブロック対とが含まれている。なお、複数のブロック３３には、軸方向についての回転子３の一端部から他端部に向かうにつれて、スキュー角増加ブロック対およびスキュー角減少ブロック対の少なくとも一方が複数含まれていればよい。
【００７３】
周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第１ブロックＣ１のずれ角度をθＣ１とする。周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第２ブロックＣ２のずれ角度をθＣ２する。周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第３ブロックＣ３のずれ角度をθＣ３とする。周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第４ブロックＣ４のずれ角度をθＣ４する。
【００７４】
実施の形態３では、第１ブロックＣ１および第３ブロックＣ３の位置は、ブロック３３の基準位置となっている。したがって、θＣ１＝θＣ３＝０度である。第２ブロックＣ２および第４ブロックＣ４は、周方向について、ブロック３３の基準位置から３０度ずれている。したがって、θＣ２＝θＣ４＝３０度である。ここで、ずれ角度θＣ１、ずれ角度θＣ２、ずれ角度θＣ３およびずれ角度θＣ４は、電気角である。なお、この例では、θＣ１＝θＣ３＝０度であるが、これに限らず、ずれ角度θＣ１およびずれ角度θＣ３は、その他の角度であってもよい。この場合であっても、ずれ角度θＣ２およびずれ角度θＣ４は、ずれ角度θＣ１およびずれ角度θＣ３に対して３０度ずれている。
【００７５】
図２０は、図１９の各ブロック３３に発生する電気角６次の電磁加振力を示す図である。回転子３に発生する電気角６次の電磁加振力は、電気角６０度周期の電磁加振力である。したがって、電気角３０度だけ互いにずれた第１ブロックＣ１および第２ブロックＣ２のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の位相差は、１８０度である。同様に、電気角３０度だけずれた第３ブロックＣ３および第４ブロックＣ４のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力の位相差は、１８０度である。
【００７６】
各ブロック３３に発生する電気角６次の電磁加振力の大きさは、各ブロック３３についての軸方向の長さに比例する。図２０は、第１ブロックＣ１、第２ブロックＣ２、第３ブロックＣ３および第４ブロックＣ４のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力における角度および大きさがベクトルを用いて示されている。
【００７７】
第１ブロックＣ１に発生する電気角６次の電磁加振力、第２ブロックＣ２に発生する電気角６次の電磁加振力、第３ブロックＣ３に発生する電気角６次の電磁加振力および第４ブロックＢ４に発生する電気角６次の電磁加振力のそれぞれの大きさは、互いに同一である。
【００７８】
第１ブロックＣ１に発生する電気角６次の電磁加振力および第３ブロックＣ３に発生する電気角６次の電磁加振力は、位相が互いに同一である。第２ブロックＣ２に発生する電気角６次の電磁加振力および第４ブロックＣ４に発生する電気角６次の電磁加振力は、位相が互いに同一である。第１ブロックＣ１に発生する電気角６次の電磁加振力の位相は、第２ブロックＣ２に発生する電気角６次の電磁加振力の位相に対して１８０度ずれている。図２０に示すように、第１ブロックＣ１、第２ブロックＣ２、第３ブロックＣ３および第４ブロックＣ４のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルの和は、ゼロベクトルとなる。したがって、第１ブロックＣ１、第２ブロックＣ２、第３ブロックＣ３および第４ブロックＣ４のそれぞれに発生する電気角６次の電磁加振力が互いに相殺される。その結果、電気角６次の電磁加振力が低減される。
【００７９】
図１９に示すように、中心面Ｏに対して、軸方向について一方側にある回転子３の部分では、発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルの和がゼロベクトルとなる。また、中心面Ｏに対して、軸方向について他方側にある回転子３の部分では、発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルの和がゼロベクトルとなる。
【００８０】
すなわち、中心面Ｏに対して軸方向について一方側にある回転子３の部分と、中心面Ｏに対して軸方向について他方側にある回転子３の部分との間では、それぞれに発生する電気角６次の電磁加振力が一致する。その結果、回転電機１の振動がさらに抑制される。その他の構成は、実施の形態１および実施の形態２と同様である。
【００８１】
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１によれば、複数のブロック３３の数が４であり、４つのブロック３３には、２つのスキュー角増加ブロック対と、１つのスキュー角減少ブロック対とが含まれている。これにより、回転電機１に発生する騒音を低減させることができる。
【００８２】
実施の形態４．
図２１は、この発明の実施の形態４に係る回転電機の回転子を説明する図である。実施の形態４では、回転子３は、軸方向にｎ個のブロック３３に分割されている。軸方向についての回転子３の一端部から他端部に向かう順に、ｎ個のブロック３３を、第１ブロックＤ１から第ｎブロックＤｎとする。図２１では、周方向についてのｎ個のブロック３３のそれぞれのずれ角度が示されている。
【００８３】
軸方向についての第１ブロックＤ１から第ｎブロックＤｎのそれぞれの長さをＬＤ１からＬＤｎとする。長さＬＤ１から長さＬＤｎまでのそれぞれは、互いに同一である。第１ブロックＤ１から第ｎブロックＤｎまでのブロック３３のうちで、互いに隣り合うブロック３３は、互いに周方向にずれて配置されている。
【００８４】
周方向についてのブロック３３の基準位置に対する第１ブロックＤ１から第ｎブロックＤｎまでのそれぞれのずれ角度をθ１からθｎとする。ずれ角度θ１からずれ角度θｎまでは、電気角である。１からｎまでの自然数をｋとする。第ｋブロックＤｋは、軸方向について複数のブロック３３における一端部からｋ番目にあるブロック３３である。第ｋブロックＤｋに発生する電気角６次の電磁加振力のベクトルＦｋは、下記に示す複素数の式（１）で表される。ここで、ｊは虚数単位である。
【００８５】
【数１】
0006896029.tif 000003
【００８６】
上記の式（１）では、各ブロック３３の位相および軸方向についての各ブロック３３の長さが考慮されている。
【００８７】
第１ブロックＤ１から第ｎブロックＤｎまでに発生する電気角６次の電磁加振力のベクトルの和Ｆｔｏｔａｌは、下記の式（２）で表される。
【００８８】
【数２】
0006896029.tif 000004
【００８９】
上記の式（２）を無次元化するために、複数のブロック３３の数および軸方向の長さで規格化したベクトルの和Ｆｎｏｒｍａｌは、下記の式（３）で表される複素ベクトルとなる。
【００９０】
【数３】
0006896029.tif 000005
【００９１】
なお、Ｌｃは、軸方向についての回転子３の長さであり、長さＬ１から長さＬｎまでの和である。ベクトルの和Ｆｎｏｒｍａｌの大きさが０となるように回転子３が構成されることによって、回転子３に発生する電気角６次の電磁加振力が相殺される。その結果、電気角６次の電磁加振力が低減される。
【００９２】
図２２は、図２１の各ブロック３３に発生する電気角６次の電磁加振力を示す図である。ブロック３３の基準位置に対する第１ブロックＤ１から第ｎブロックＤｎのずれ角度が互いに同一の場合、言い換えれば、ずれ角度θ１からずれ角度θｎまでのそれぞれが０である場合には、ベクトルの和Ｆｎｏｒｍａｌの値は、１となる。ベクトルの和Ｆｎｏｒｍａｌの値が０．５以下であれば、回転子３に発生する電気角６次の電磁加振力が半分程度となる。ベクトルの和Ｆｎｏｒｍａｌの値は、より望ましくは、０．１以下である。
【００９３】
図２１に示すように、中心面Ｏに対して、軸方向について一方側にある回転子３の部分では、発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルの和がゼロベクトルとなる。また、中心面Ｏに対して、軸方向について他方側にある回転子３の部分では、発生する電気角６次の電磁加振力を示すベクトルの和がゼロベクトルとなる。
【００９４】
すなわち、中心面Ｏに対して軸方向について一方側にある回転子３の部分と、中心面Ｏに対して軸方向について他方側にある回転子３の部分との間では、それぞれに発生する電気角６次の電磁加振力が一致する。その結果、回転電機１の振動がさらに抑制される。その他の構成は、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と同様である。
【００９５】
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、上記の式（３）で示されるベクトルの和Ｆｎｏｒｍａｌの値が０．５以下である。これにより、回転電機に発生する振動および騒音を低減させることができる。
【００９６】
なお、実施の形態４では、ブロック３３の基準位置に対する第１ブロックＤ１から第ｋブロックＤｋまでのそれぞれのずれ角度が単調増加し、ブロック３３の基準位置に対する第ｋブロックＤｋから第ｎブロックＤｎまでのそれぞれのずれ角度が単調減少する。しかしながら、ブロック３３の基準位置に対する第１ブロックＤ１から第ｎブロックＤｎまでのずれ角度は、単調増加および単調減少のそれぞれが複数回繰り返されてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１  回転電機、２  固定子、３  回転子、４  フレーム、５  回転軸、６  軸受、２１  固定子鉄心、２２  固定子コイル、３１  回転子鉄心、３２  永久磁石、３３  ブロック、４１  胴体部、４２  フランジ部、１０１  エンジン、１０２  トランスミッション、１０３  ハウジング、１０４  動力伝達装置、２１１  コアバック部、２１２  ティース部、２１３  スロット部。
【図１】
0006896029.tif 000007
【図２】
0006896029.tif 000008
【図３】
0006896029.tif 000009
【図４】
0006896029.tif 000010
【図５】
0006896029.tif 000011
【図６】
0006896029.tif 000012
【図７】
0006896029.tif 000013
【図８】
0006896029.tif 000014
【図９】
0006896029.tif 000015
【図１０】
0006896029.tif 000016
【図１１】
0006896029.tif 000017
【図１２】
0006896029.tif 000018
【図１３】
0006896029.tif 000019
【図１４】
0006896029.tif 000020
【図１５】
0006896029.tif 000021
【図１６】
0006896029.tif 000022
【図１７】
0006896029.tif 000023
【図１８】
0006896029.tif 000024
【図１９】
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【図２０】
0006896029.tif 000026
【図２１】
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【図２２】
0006896029.tif 000028