JP5987673B2 - 回転電機のステータコア - Google Patents

Description

本発明は、複数枚のコア板を積層して形成される回転電機のステータコアに関する。

回転電機は、様々な機器の動力源として広く利用されている。一般的な永久磁石交流回転電機は、コイルを有するステータと、磁極となる永久磁石を有するロータとを備えて構成される。インナーロータ型の回転電機において、コイルが巻き回されるステータコアは、多くの場合、電磁鋼板が円環状に打ち抜かれた複数のコアを円筒状に積層することによって形成される。そして、複数のコア板は、それぞれのコア板が分離しないように互いに固定される。固定の方法としては、溶接やボルト締め、かしめ等がある。特許第３５５０９７１号公報（特許文献１）には、円周方向における複数箇所に設定された固定部において電磁鋼板のコア板を固定するステータコアが開示されている。

ところで、このような固定部を設けるに際して、溶接溝やボルト孔等がコア板に形成されると、ステータコアにおける磁路がその分小さくなる。また、かしめによりコア板が歪んだ場合には、歪みによる磁気特性の変化によって有効磁路が小さくなる可能性がある。ここで、永久磁石を有するロータがステータに対して相対回転し、固定部を磁束が通過すると、固定部に対応してロータのトルクに変動が生じる。ステータコアにおける固定部のピッチ角が、ロータにおける永久磁石のピッチ角（磁極のピッチ角）の整数倍であると、複数の磁極が周期的に複数の固定部を同時に通過することになってトルク変動が大きくなってしまう。このため、特許文献１では、固定部の各固定部間角度（α）を、磁極のピッチ角（Ａ）の整数倍とならない角度に設定することが提案されている（特許文献１：第３〜１０段落等）。

また、コア板の材料となる電磁鋼板の厚みは完全に均一ではないから、電磁鋼板に対して定められた基準方向を同一方向に揃えた姿勢でコア板を積層すると、電磁鋼板の厚みの誤差が累積され、複数枚のコア板の厚さの合計がステータコアの周方向の位置によって大きく異なってしまう可能性がある。このため、一般的にはコア板を周方向に回転させて積層する転積が実施され、周方向の各位置における複数枚のコア板の厚さ合計の均一化が図られる。転積に際しての周方向への回転角度の範囲内には複数の固定部が含まれ、特許文献１では、それらの固定部を固定部組と称している。そして、転積の際の周方向の回転角度を固定部組間角度（β）と称している。特許文献１では、さらに、固定部組間角度（β）を、磁極のピッチ角（Ａ）の整数倍とならない角度に設定することが提案されている（特許文献１：第１１段落等）。

ところで、ステータコアの固定には、溶接よりもリードタイムが短く、生産コストも抑制可能なかしめがしばしば適用される。但し、一般的に、かしめは溶接に比べて締結力が弱いため、溶接を採用する場合と比べて固定部の数を多く設定する必要がある。固定部の数を増やすと、磁極が固定部とが回転電機の径方向に沿って一列に並ぶ回数も増加する。特許文献１では、磁極の数よりも固定部の数が少ない場合の対策を例示しており、磁極の数よりも固定部の数が多くなる場合については言及されていない。また、特許文献１では、磁極のピッチ角（Ａ）と固定部間角度（α）との関係や、磁極のピッチ角（Ａ）と固定部組間角度（β）との関係については規定されているが、これら（Ａ，α，β）の総合的な関係については、必ずしも定量的に規定されていない。従って、種々の形態の回転電機に対して広く適用可能な技術が求められる。

特許第３５５０９７１号公報

上記背景に鑑みて、複数枚のコア板を積層し、相互に固定して回転電機のステータコアを形成するに際して、ロータに備えられた磁極との相対位置関係に応じて生じるトルク変動を抑制できる技術の提供が望まれる。

上記課題に鑑みた本発明に係る回転電機のステータコアの特徴構成は、
周方向における複数箇所に等間隔で磁極が形成されたロータに対向して配接されるステータを構成するために、複数枚のコア板を積層し、周方向における複数箇所に設定された固定部において複数枚の前記コア板を互いに固定して形成される回転電機のステータコアであって、
前記コア板は、予め定められた積層枚数毎に予め規定された転積角度で転積され、
３６０度を前記転積角度で除した値を転積状態数とし、前記ロータの磁極の数を磁極数とし、前記固定部の個数を固定部数として、
前記転積状態数が奇数の場合には、
前記転積状態数と前記磁極数との大小関係に拘わらず、
前記固定部数が前記転積状態数の整数倍であり、且つ、
前記固定部数と前記磁極数との公約数が、“１”のみとなるように、奇数の前記固定部数が設定されている、又は、
前記転積状態数と前記磁極数との大小関係に拘わらず、
前記固定部数が前記転積状態数の整数倍であり、且つ、
前記固定部数と前記磁極数との公約数が、“１”及び“２”のみとなるように、偶数の前記固定部数が設定されており、
前記転積状態数が偶数の場合には、
前記転積状態数が前記磁極数よりも少なく、且つ、
前記固定部数が前記転積状態数の整数倍であり、且つ、
前記固定部数と前記磁極数との公約数が、“１”及び“２”のみとなるように、偶数の前記固定部数が設定されている点にある。尚、予め定められた積層枚数毎に予め規定された転積角度で転積されることは、予め定められた積層枚数毎に予め規定された転積角度に応じて周方向に回転された状態で積層されることを示す。

固定部数が転積状態数の整数倍であると、各転積角度の範囲内に含まれる固定部の数が同数となる。従って、転積を行ってコア板を積層する際に、どの転積状態においても固定部を同じ周方向の配置とすることができる。また、固定部数と磁極数との公約数が“１”のみの場合には、１つの磁極と１つの固定部とが回転電機の径方向に沿って並んだ際に、他の全ての磁極と他の全ての固定部とは、径方向に沿って並ばないことになる。従って、複数の磁極が複数の固定部を同時に通過することがなく、トルク変動を抑制することができる。また、固定部数と磁極数との公約数が“１”及び“２”のみの場合には、１つの磁極と１つの固定部とが回転電機の径方向に沿って並んだ際に、他の１つの磁極と他の１つの固定部とは径方向に沿って並ぶが、その他の磁極とその他の固定部とは径方向に沿って並ぶことがない。従って、３つ以上の磁極が３つ以上の固定部を同時に通過することがなく、トルク変動を抑制することができる。

尚、磁極はＮ極とＳ極とが対となって構成されているから、磁極数は偶数となる。このため、転積状態数が偶数の場合に、磁極数が転積状態数以下であると、ステータコアの転積角度ごとに区分された各範囲内における同一位相の位置に、全ての磁極がそれぞれ位置することになる。一方、磁極数が転積状態数よりも多いと、当該同一位相の位置を外れる磁極が存在する。本特徴構成によれば、転積状態数が偶数の場合には、転積状態数が磁極数よりも少ないので、トルク変動を抑制することができる。このように、本特徴構成によれば、複数枚のコア板を積層し、相互に固定して回転電機のステータコアを形成するに際して、ロータに備えられた磁極との相対位置関係に応じて生じるトルク変動を抑制することができる。

上述したように、磁極数は偶数である。ここで、転積状態数が奇数であると、転積状態数の約数には、“２”は含まれない。また、固定部数は、転積状態数の整数倍であるから、固定部数を転積状態数の奇数倍とすれば固定部数を奇数とし、固定部数の約数に“２”を含まないようにすることができる。つまり、転積状態数が奇数の場合には、磁極数と固
定部数との公約数に“２”を含まないようにすることができる。その結果、１つの磁極と１つの固定部とが回転電機の径方向に沿って並んだ際に、他の全ての磁極と他の全ての固定部とが、径方向に沿って並ばないことになり、トルク変動が抑制される。即ち、１つの態様として、本発明に係る回転電機のステータコアは、前記転積状態数が奇数の場合、前記固定部数と前記磁極数との公約数が、“１”のみとなるように、奇数の前記固定部数が設定されていると好適である。

ところで、磁極数が転積状態数の整数倍であると、ステータコアの転積角度ごとに区分された各範囲内の周方向の位置関係において磁極が同一の状態で位置することになる。転積を考慮すると区分された各範囲内における固定部の配置は同一であるから、当該各範囲内において、磁極と固定部とは周方向で同一の相対位置関係で対応することとなる。例えば、区分された１つの範囲内において１つの固定部と１つの磁極とが回転電機の径方向に沿って並んだ場合、区分された他の範囲内においても、固定部と磁極とが径方向に沿って並ぶことになる。つまり、同時に複数箇所で固定部と磁極とが径方向に沿って並ぶので、トルク変動が大きくなる要因となる。従って、磁極数は、転積状態数の整数倍ではないことが好ましい。１つの好適な態様として、本発明に係る回転電機のステータコアは、前記転積状態数が、前記磁極数の約数とは異なる値に設定されていると好適である。

回転電機の構造を模式的に示す軸方向断面図 ステータコアの構成の第１具体例を示す回転電機の模式的軸直交断面図 ステータコアの構成の第２具体例を示す回転電機の模式的軸直交断面図 ステータコアの構成の第３具体例を示す回転電機の模式的軸直交断面図 ステータコアの構成の第４具体例を示す回転電機の模式的軸直交断面図 ステータコアの構成の第５具体例を示す回転電機の模式的軸直交断面図

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、回転電機１の構造を軸方向断面図により模式的に示している。この回転電機１は、３相交流電動機又は３相交流発電機として機能する同期機（同期電動機、同期発電機）である。図１に示すように、本実施形態の回転電機１は、ステータ２、ロータ１１を備えて構成されている。回転電機１の電機子を構成するステータ２は、不図示のケースの内周面に固定されている。ステータ２の径方向Ｒの内側には、永久磁石を備えた界磁としてのロータ１１が、ステータ２に対して相対回転可能に配置されている。ロータ１１は、その回転軸１１ａが軸受け１２ａを介して不図示のケースに対して回転可能に保持されている。

図２の軸直交断面図に示すように、ステータ２は、ステータコア３とコイル４とを有して構成されている。ステータコア３には、内周面に所定間隔でティース３１が形成されている。コイル４は、導線をティース３１に複数回巻き回して構成されている。このコイル４は、軸方向Ｌに沿って直線状に形成された一対のコイル辺部と、一対のコイル辺部間をつなぐコイル端部とを有して構成されている。各コイル辺部は、ステータコア３の隣接するティース３１の間に形成された各スロット３２内に収められる。ステータコア３は、電磁鋼板により構成された複数枚の円環状のコア板を円筒状に積層し、互いに固定して形成されている。

ロータ１１は、ロータコア１３と、ロータコア１３に埋め込まれた永久磁石１５とを有して構成されている。ロータコア１３も、電磁鋼板により構成された複数枚の円形状又は円環状のコア板を、円柱状又は円筒状に積層し、互いに固定して形成されている。磁極Ｍを形成する永久磁石１５は、ロータコア１３の周方向における複数箇所に等間隔で埋め込まれている。これにより、ロータ１１の周方向Ｃにおける複数箇所に等間隔で磁極Ｍが形成される。永久磁石１５は、ロータコア１３の周方向に磁極ピッチ角θｍ［度］で配置されている。即ち、ロータ１１には、磁極数Ｆ（＝３６０／θｍ）の磁極Ｍが形成されている。

ところで、ステータコア３やロータコア１３を形成するコア板の材料となる電磁鋼板の厚みは完全に均一ではない。従って、電磁鋼板に対して定められた基準方向に揃えた姿勢（同一の向き）でコア板を積層すると、電磁鋼板の厚みの誤差が累積され、積層方向（軸方向Ｌ）における複数枚のコア板の厚さの合計が、ステータコア３の周方向Ｃの位置によって大きく異なってしまう可能性がある。このため、一般的にはコア板を周方向Ｃに回転させて積層する転積が実施され、当該厚さの合計の均一化が図られる。コア板は、予め定められた積層枚数毎に予め規定された角度（転積角度θｃ）に応じて周方向Ｃに回転されて積層される。

例えば、コアが３６枚のコア板を積層して生成され、転積角度θｃが１２０［度］の場合には、３６０度を転積角度θｃ（＝１２０［度］）で除した値“３” を転積状態数Ｅ）とする。そして、この転積状態数Ｅ（＝３）により総積層枚数“３６”を序した値“１２”を予め定められた積層枚数とし、次のようにしてコアが形成される。まず、同一の姿勢でコア板が１２枚積層されて第１次コア板群が形成される。次に、この第１次コア板群が転積角度θｃだけ回転された後、第１次コア板群にさらにコア板が１２枚積層されて第２次コア板群が形成される。さらに、第２次コア板群が同一方向に転積角度θｃだけ回転された後、第２次コア板群にコア板が１２枚積層されて第３次コア板群が形成される。このようにして３６枚積層された第３次コア板群の各コア板を互いに固定してコアが形成される。積層されるコア板群、具体的には最初に積層される第１次コア板群の総回転角度は“３６０−θｃ［度］”である。

上記の例においては、転積状態数Ｅが“３”の際に、積層枚数を“１２”とした。しかし、第１次コア板群の総回転角度は“３６０−θｃ［度］”である必要はなく、“７２０−θｃ［度］”や、“１０８０−θｃ［度］”等であってもよい。例えば、第１次コア板群の総回転角度が“７２０−θｃ［度］”の場合には、各回の積層枚数を６枚として次のようにコアを形成することができる。第１次積層→θｃ回転→第２次積層→θｃ回転→第３次積層→θｃ回転→第４次積層→θｃ回転→第５次積層→θｃ回転→第６次積層。さらに、各回の積層枚数を１枚として、第３６次積層まで繰り返してもよい（この場合の総回転角度は、“３６０×３６／３−θｃ［度］”）。

尚、当然ながら、ステータコア３とロータコア１３の転積角度は、同一である必要はない。図２には、転積角度θｃとして、ステータコア３の転積角度θｓを例示している。上述した３６枚積層の例から明らかなように、積層の際の転積回数は、同一状態での積層枚数に応じて２，５，８，１１，・・・，３２，３５回と種々の値を採り得る。しかし、コア板が打ち抜かれた際の姿勢（位相・向き）に対する積層時の姿勢の種類は、転積角度に応じて一定である。換言すれば、コア板の材料となる電磁鋼板に対して定められた基準方向に対する各コア板の回転方向の姿勢の種類は、転積角度に応じて一定である。上述したように、転積角度θｃが１２０［度］の場合には、３つの状態となるから、この値“３”を転積状態数Ｅと称する。そして、転積の際の転積回数は、“総積層枚数／転積状態数Ｅ”の範囲の自然数を“ｎ”として“Ｅ×ｎ−１”となる。

このようにして、周方向Ｃの各位置における複数枚のコア板の厚さの合計が均一化されたコア板群、換言すれば、周方向Ｃの書く位置における軸方向Ｌの長さがほぼ均等となるように積層されたコア板群は、複数枚のコア板が互いに固定されてステータコア３やロータコア１３となる。

以下、ステータコア３の固定方法について説明する。本実施形態では、各コア板には、コア板を一方の面に凹部が形成され、他方の面に凸部が形成された固定部５が設けられている。固定部５の凸部は、かしめ用突起であり、凹部はかしめ用突起が係合する係合部である。コア板を積層させることによって、上下方向（軸方向Ｌ）に積層されるコア板の固定部５の凹部に凸部が入り込む。上下方向（軸方向Ｌ）に押圧力を印加することによって、当該凹部に当該凸部が係合され、コア板が互いに固定される。本実施形態では、このような“ダボかしめ”により各コア板が互いに固定され、ステータコア３が構成される。

コア板の固定方法には、この他、溶接などを用いることもできるが、本実施形態では、溶接よりもリードタイムが短く、生産コストも抑制可能なかしめが適用されている。但し、一般的に、かしめは溶接に比べて締結力が弱いため、溶接を採用する場合と比べて固定部５の数を多く設定する必要がある。本実施形態においても、図２に示すように、ロータ１１に形成された磁極Ｍよりも多くの固定部５がステータ２に形成されている（磁極Ｍ：１６個、固定部５：２１個）。

ところで、このような固定部５を設けると、ステータコア３における磁路がその分小さくなる。ここで、永久磁石１５を有するロータ１１がステータ２に対して相対回転し、固定部５を磁束が通過すると、ロータ１１のトルクに変動が生じる。同時に複数の磁極Ｍからの磁束が固定部５を通過すると、トルク変動もより大きくなる。磁極Ｍの数は、回転電機１の要求仕様によって定まるから、固定部５の個数や配置を適切に設定することによって、このようなトルク変動を抑制することが好ましい。

ここでは、３６０［度］を転積角度θｓ（θｃ）で除した値である転積状態数Ｅと、ロータ１１の磁極Ｍの数である磁極数Ｆと、軸直交断面における固定部５の個数（コア板に形成された固定部５の個数）である固定部数Ｇとの関係において、固定部５の個数や配置を規定する。具体的には、固定部数Ｇが転積状態数Ｅの整数倍であると共に、少なくとも、固定部数Ｇと磁極数Ｆとの公約数が、“１”のみ、又は“１”及び“２”のみとなるように固定部５の個数や配置が規定される。

図２は、そのような規定に従った第１具体例を示している。図２に示す回転電機１のステータコア３の転積角度θｓは１２０［度］であり、転積状態数Ｅは“３”である。ロータ１１の磁極数Ｆは“１６”である。固定部数Ｇは、転積状態数Ｅの整数倍であると共に、少なくとも固定部数Ｇと磁極数Ｆとの公約数が“１”のみとなるように設定されている。具体的には、図２に示すように、固定部数Ｇは“２１”であり、固定部数Ｇ（＝２１）と磁極数Ｆ（＝１６）との公約数は“１”のみである。

このように、固定部数Ｇ（＝２１）は転積状態数Ｅ（＝３）の整数倍であり、各転積角度θｓ（＝１２０［度］）の範囲内に含まれる固定部５の数は全て“７”となる。従って、転積を行ってコア板を積層する際に、どの転積状態においても固定部５が同じ周方向配置を維持することができる。また、固定部数Ｇ（＝２１）と磁極数Ｆ（＝１６）との公約数は“１”のみであるから、１つの磁極Ｍ（永久磁石１５の中心）と１つの固定部５とが回転電機１の径方向Ｒに沿って並んだ際に、他の全ての磁極Ｍと他の全ての固定部５とは、径方向Ｒに沿って並ばない。つまり、複数の磁極Ｍからの磁束が、電気的に同一の位相で複数の固定部５を同時に通過することがないから、トルク変動を抑制することができる。

図３は、固定部５の個数や配置についての第２具体例を示している。図３に示す回転電機１のステータコア３の転積角度θｓは１２０［度］であり、転積状態数Ｅは“３”である。ロータ１１の磁極数Ｆは“８”である。固定部数Ｇは、転積状態数Ｅの整数倍であると共に、少なくとも固定部数Ｇと磁極数Ｆとの公約数が“１”のみとなるように設定されている。具体的には、図３に示すように、固定部数Ｇは“２１”であり、固定部数Ｇ（＝２１）と磁極数Ｆ（＝８）との公約数は“１”のみである。

第１具体例と同様に、固定部数Ｇ（＝２１）は転積状態数Ｅ（＝３）の整数倍であり、各転積角度θｓ（＝１２０［度］）の範囲内に含まれる固定部５の数は全て“７”となる。従って、第１具体例と同様に、転積を行ってコア板を積層する際に、どの転積状態においても固定部５が同じ周方向配置を維持することができる。また、固定部数Ｇ（＝２１）と磁極数Ｆ（＝８）との公約数は“１”のみである。従って、第１具体例と同様に、１つの磁極Ｍと１つの固定部５とが回転電機１の径方向Ｒに沿って並んだ際に、他の全ての磁極Ｍと他の全ての固定部５とは、径方向Ｒに沿って並ばない。つまり、複数の磁極Ｍからの磁束が、電気的に同一の位相で複数の固定部５を同時に通過することがないから、トルク変動を抑制することができる。

図４は、固定部５の個数や配置についての第３具体例を示している。図４に示す回転電機１のステータコア３の転積角度θｓは１２０［度］であり、転積状態数Ｅは“３”である。ロータ１１の磁極数Ｆは第１具体例と同様の“１６”である。固定部数Ｇは第１具体例及び第２具体例と異なり“１８”であり、固定部数Ｇ（＝１８）と磁極数Ｆ（＝１６）との公約数は“１”及び“２”である。第３具体例においては、固定部数Ｇは、転積状態数Ｅの整数倍であると共に、少なくとも固定部数Ｇと磁極数Ｆとの公約数が“１”及び“２”のみとなるように設定されている。

固定部数Ｇ（＝１８）は、第１具体例及び第２具体例と同様に、転積状態数Ｅ（＝３）の整数倍であり、各転積角度θｓ（＝１２０［度］）の範囲内に含まれる固定部５の数は全て“６”となる。従って、第１具体例及び第２具体例と同様に、転積を行ってコア板を積層する際に、どの転積状態においても固定部５が同じ周方向配置を維持することができる。第３具体例では、固定部数Ｇ（＝１８）と磁極数Ｆ（＝１６）との公約数は“１”及び“２”のみである。固定部数Ｇと磁極数Ｆとの公約数が“１”及び“２”のみの場合には、１つの磁極Ｍと１つの固定部５とが回転電機１の径方向Ｒに沿って並んだ際に、他の１つの磁極Ｍと他の１つの固定部５とも径方向Ｒに沿って並ぶ。しかし、その他の磁極Ｍとその他の固定部５とは径方向Ｒに沿って並ぶことがない。

例えば、図４において符号“１５ａ”で示す永久磁石１５の中心と、符号“５ａ”で示す固定部５とが径方向Ｒに沿って並んだ場合、符号“１５ｂ”で示す永久磁石１５の中心と、符号“５ｂ”で示す固定部５とも、同様に径方向Ｒに沿って並ぶ。しかし、その他の永久磁石１５の中心とその他の固定部５とは、径方向Ｒに沿って並ばない。つまり、第３具体例においては、３つ以上の磁極Ｍからの磁束が電気的に同一の位相で３つ以上の固定部５を同時に通過することがなく、トルク変動を抑制することができる。

図５は、固定部５の個数や配置についての第４具体例を示している。図５に示す回転電機１のステータコア３の転積角度θｓは第１具体例〜第３具体例とは異なり１８０［度］である。従って、転積状態数Ｅは“２”である。ロータ１１の磁極数Ｆは第１具体例及び第３具体例と同様に“１６”である。固定部数Ｇは、第３具体例と同様に、転積状態数Ｅの整数倍であると共に、少なくとも固定部数Ｇと磁極数Ｆとの公約数が“１”及び“２”のみとなるように“１８”に設定されている。

固定部数Ｇ（＝１８）は、第１具体例〜第３具体例と同様に転積状態数Ｅ（＝２）の整数倍であり、各転積角度θｓ（＝１８０［度］）の範囲内に含まれる固定部５の数は全て“９”となる。従って、第１具体例〜第３具体例と同様に、転積を行ってコア板を積層する際に、どの転積状態においても固定部５が同じ周方向配置を維持することができる。また、固定部数Ｇ（＝１８）と磁極数Ｆ（＝１６）との公約数は“１”及び“２”のみである。従って、１つの磁極Ｍと１つの固定部５とが回転電機１の径方向Ｒに沿って並んだ際に、他の１つの磁極Ｍと他の１つの固定部５とは径方向Ｒに沿って並ぶが、その他の磁極Ｍとその他の固定部５とは径方向Ｒに沿って並ぶことがない。

図４と同様に、図５において符号“１５ａ”で示す永久磁石１５の中心と、符号“５ａ”で示す固定部５とが径方向Ｒに沿って並んだ場合、符号“１５ｂ”で示す永久磁石１５の中心と、符号“５ｂ”で示す固定部５とは、同様に径方向Ｒに沿って並ぶ。しかし、その他の永久磁石１５の中心とその他の固定部５とは、径方向Ｒに沿って並ばない。つまり、第４具体例においては、３つ以上の磁極Ｍからの磁束が電気的に同一の位相で３つ以上の固定部５を同時に通過することがなく、トルク変動を抑制することができる。

尚、第４具体例のように、転積状態数Ｅが偶数の場合には、転積状態数Ｅが磁極数Ｆよりも少ない必要がある。磁極ＭはＮ極とＳ極とが対となって構成されているから、磁極数Ｆは偶数となる。このため、転積状態数Ｅが偶数の場合に、磁極数Ｆが転積状態数Ｅ以下であると、ステータコア３の転積角度θｓごとに区分された各範囲内における同一位相の位置に、全ての磁極Ｍがそれぞれ位置することになる。例えば、転積状態数Ｅが“２”であり、磁極数Ｆが“２”であると、１つの磁極Ｍと１つの固定部５とが回転電機１の径方向Ｒに沿って並んだ際に、残り１つの磁極Ｍと残り１つの固定部５とも径方向Ｒに沿って並ぶことになる。つまり、磁極数Ｆが“２”であると、全ての磁極Ｍが固定部５と径方向Ｒにおいて同じ相対位相関係となる。一方、磁極数Ｆが転積状態数Ｅよりも多いと、当該同一位相の位置を外れる磁極Ｍが存在する。従って、第４具体例のように、転積状態数Ｅが偶数の場合には、転積状態数Ｅが磁極数Ｆよりも少ないことも条件となる。尚、磁極数Ｆは偶数であるから、転積状態数Ｅが奇数の場合には、転積状態数Ｅと磁極数Ｆとの大小関係は考慮する必要はない。

ところで、転積状態数Ｅが偶数の場合には、各転積角度θｓの範囲内に同数の固定部５を含むために、固定部５の総数も偶数となる。磁極数Ｆは必ず偶数であるから、磁極数Ｆと固定部数Ｇとが共に偶数となり、その公約数には必ず“２”が含まれる。例えば、第４具体例のように、磁極数Ｆが“１６”で固定部数Ｇが“１８”となり、公約数には“１”と“２”とが含まれる。

一方、上述した第１具体例〜第３具体例のように、転積状態数Ｅが奇数の場合には、固定部５の総数は奇数も偶数も採り得る。つまり、各転積角度θｓの範囲内に奇数の固定部５を含む場合には、固定部数Ｇは奇数となり、当該範囲内に偶数の固定部５を含む場合には、固定部数Ｇは偶数となる。磁極数Ｆは必ず偶数であるから、転積状態数Ｅが奇数の場合には、磁極数Ｆと固定部数Ｇとの公約数は、“１”のみの場合と、“１”及び“２”のみの場合とがあり得る。上述した第１具体例及び第２具体例では、固定部数Ｇは“２１”であり、奇数である。第３具体例では、固定部数Ｇは“１８”であり、偶数である。

既に説明したように、磁極数Ｆと固定部数Ｇとの公約数に“２”が含まれる場合よりも、当該公約数が“１”のみの場合の方が、同時に回転電機１の径方向Ｒに磁極Ｍと固定部とが並ぶ機会を抑制することができる。磁極数Ｆは必ず偶数であるから、固定部数Ｇは奇数であることが好ましい。上述したように、転積状態数Ｅが奇数の場合には、固定部数Ｇを奇数とすることができる。従って、第１具体例及び第２具体例に示したように、転積状態数Ｅが奇数の場合には、固定部数Ｇと磁極数Ｆとの公約数が“１”のみとなるように、固定部数Ｇが奇数に設定されていると好適である。

ところで、転積状態数Ｅと磁極数Ｆとの関係について、転積状態数Ｅが偶数の場合には、固定部数Ｇも偶数となり、偶数の磁極数Ｆとの公約数に“２”が含まれることになると説明した。転積状態数Ｅと磁極数Ｆとが、“１”以外の公約数を有するということは、複数の磁極Ｍと複数の固定部５とが同時に径方向Ｒに沿って並ぶ状態が生じることを意味する。固定部数Ｇと磁極数Ｆとの公約数に“２”を含む場合には、少なくとも２つの磁極Ｍと２つの固定部５とが同時に径方向Ｒに沿って並ぶ状態が生じることになる。

上述した第１具体例〜第３具体例では、転積状態数Ｅが“３”であり、磁極数Ｆが“１６”又は“８”であるから、転積状態数Ｅと磁極数Ｆとの公約数は“１”のみである。第４具体例では、転積状態数Ｅが“２”であり、磁極数Ｆが“１６”であるから、転積状態数Ｅと磁極数Ｆとの公約数には“１”の他に“２”も含まれる。このため、第４具体例の場合には、固定部数Ｇが偶数となり、固定部数Ｇと磁極数Ｆとの公約数にも“２”が含まれることとなる。一方、第１具体例〜第３具体例では、固定部数Ｇが奇数も偶数も採り得る。つまり、第１具体例や第２具体例のように、固定部数Ｇを奇数に設定して、固定部数Ｇと磁極数Ｆとの公約数を“１”のみとすることができる。

固定部数Ｇは、転積状態数Ｅの整数倍であるから、固定部数Ｇの約数には転積状態数Ｅが含まれる。上述したように、固定部数Ｇと磁極数Ｆとの公約数は、“１”及び“２”のみであるよりも、“１”のみである方が好ましい。従って、転積状態数Ｅは、磁極数Ｆの約数とは異なる値に設定されていると好適である。換言すれば、磁極数Ｆが転積状態数Ｅの整数倍ではないと好適である。

〔その他の実施形態〕
以下、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）図２〜図５を参照して例示した第１具体例から第４具体例では、固定部５が等ピッチ（等角度）で配置されている場合を示した。しかし、各転積角度θｓに対応する範囲においてその配列が共通であれば、図６の第５具体例に示すように、固定部５は等ピッチで配列されていなくてもよい。図６の第５具体例は、図２に示した第１具体例の変形例である。

（２）第１具体例〜第５具体例では、転積状態数Ｅが“２”又は“３”の場合を例示した。しかし、転積状態数Ｅは、“４”、“５”、“６”など、“３”よりも大きい値に設定されてもよい。尚、転積状態数Ｅが、“４”、“５”、“６”の場合、転積角度θｓ（θｃ）はそれぞれ“９０［度］”、“７２［度］”、“６０［度］”である。

（３）第１具体例〜第５具体例では、磁極数Ｆが“１６”及び“８”の場合を例示した。しかし、当然ながら本発明は、磁極数Ｆが、その他の任意の偶数である場合にも適用することができる。但し、上述したように、転積状態数Ｅが偶数の場合には、当該転積状態数Ｅよりも磁極数Ｆが大きい場合に本発明を適用することができる。

本発明は、複数枚のコア板を積層して形成される回転電機のステータコアに利用することができる。また、そのようなステータコアを備えた回転電機に利用することができる。

θｃ, θｓ：転積角度
１ ：回転電機
２ ：ステータ
３ ：ステータコア
５ ：固定部
１１ ：ロータ
Ｃ ：周方向
Ｅ ：転積状態数
Ｆ ：磁極数
Ｇ ：固定部数
Ｌ ：軸方向
Ｍ ：磁極
Ｒ ：径方向

Claims (3)

1. 周方向における複数箇所に等間隔で磁極が形成されたロータに対向して配接されるステータを構成するために、複数枚のコア板を積層し、周方向における複数箇所に設定された固定部において複数枚の前記コア板を互いに固定して形成される回転電機のステータコアであって、
   前記コア板は、予め定められた積層枚数毎に予め規定された転積角度で転積され、
   ３６０度を前記転積角度で除した値を転積状態数とし、前記ロータの磁極の数を磁極数とし、前記固定部の個数を固定部数として、
   前記転積状態数が奇数の場合には、
   前記転積状態数と前記磁極数との大小関係に拘わらず、
   前記固定部数が前記転積状態数の整数倍であり、且つ、
   前記固定部数と前記磁極数との公約数が、“１”のみとなるように、奇数の前記固定部数が設定されている、又は、
   前記転積状態数と前記磁極数との大小関係に拘わらず、
   前記固定部数が前記転積状態数の整数倍であり、且つ、
   前記固定部数と前記磁極数との公約数が、“１”及び“２”のみとなるように、偶数の前記固定部数が設定されており、
   前記転積状態数が偶数の場合には、
   前記転積状態数が前記磁極数よりも少なく、且つ、
   前記固定部数が前記転積状態数の整数倍であり、且つ、
   前記固定部数と前記磁極数との公約数が、“１”及び“２”のみとなるように、偶数の前記固定部数が設定されている、
   回転電機のステータコア。
2. 前記転積状態数が奇数の場合、前記固定部数と前記磁極数との公約数が、“１”のみとなるように、奇数の前記固定部数が設定されている請求項１に記載の回転電機のステータコア。
3. 前記転積状態数は、前記磁極数の約数とは異なる値に設定されている請求項１又は２に記載の回転電機のステータコア。

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