特許 6567304 回転電機及び巻上機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6567304

(24)【登録日】2019年8月9日

(45)【発行日】2019年8月28日

(54)【発明の名称】回転電機及び巻上機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/06 20060101AFI20190819BHJP

   H02K 1/18 20060101ALI20190819BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/06 Z

   H02K1/18 C

【請求項の数】6

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-58300(P2015-58300)

(22)【出願日】2015年3月20日

(65)【公開番号】特開2016-178820(P2016-178820A)

(43)【公開日】2016年10月6日

【審査請求日】2017年11月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】高橋 博

(72)【発明者】

【氏名】上田 靖人

(72)【発明者】

【氏名】小久保 高弘

(72)【発明者】

【氏名】山田 豊信

(72)【発明者】

【氏名】篠田 芳郎

(72)【発明者】

【氏名】下津 久明

(72)【発明者】

【氏名】山本 雄司

【審査官】 小林 紀和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１６７６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０９９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２０５４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４８−０８８９０９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１４−０７５９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２００４−００４５７３４（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／０６

Ｈ０２Ｋ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転子と、
前記回転子の回転軸方向に沿って設けられた円環状の第１固定子鉄心及び第２固定子鉄心と、前記各固定子鉄心に対向して設けられた円環状の第３固定子鉄心と、前記第１固定子鉄心と前記第２固定子鉄心との間に設けられた円環状の電機子コイルと、を含む電機子と、
を備え、
前記第１固定子鉄心及び前記第２固定子鉄心は各々、回転方向に複数設けられた磁極と、前記第３固定子鉄心に対向する複数の第１の位置決め部と、を有し、
前記第１固定子鉄心及び前記第２固定子鉄心は、同一形状であり、
前記第３固定子鉄心は、前記第１固定子鉄心及び前記第２固定子鉄心に対向する第２の位置決め部を有し、
前記第１固定子鉄心の前記複数の第１の位置決め部を選択的に用い、前記第２固定子鉄心の前記複数の第１の位置決め部を選択的に用い、前記第３固定子鉄心の前記第２の位置決め部を用いることにより、前記第１固定子鉄心が前記第２固定子鉄心に対して前記回転方向に所定の角度だけ相対的にずれた状態で、前記第１固定子鉄心及び前記第２固定子鉄心が前記第３固定子鉄心に対して位置決めされる、回転電機。

【請求項2】

回転子と、
前記回転子の回転軸方向に沿って設けられた複数の円環状の第１固定子鉄心及び複数の円環状の第２固定子鉄心と、前記各固定子鉄心に対向して設けられた円環状の第３固定子鉄心と、前記複数の第１固定子鉄心と前記複数の第２固定子鉄心との間に設けられた円環状の電機子コイルと、を含む電機子と、
を備え、
前記複数の第１固定子鉄心及び前記複数の第２固定子鉄心は各々、回転方向に複数設けられた磁極と、前記第３固定子鉄心に対向する複数の第１の位置決め部と、を有し、
前記複数の第１固定子鉄心及び前記複数の第２固定子鉄心は、同一形状であり、
前記第３固定子鉄心は、前記複数の第１固定子鉄心及び前記複数の第２固定子鉄心に対向する第２の位置決め部を有し、
前記複数の第１固定子鉄心の各々の前記複数の第１の位置決め部を選択的に用い、前記第３固定子鉄心の前記第２の位置決め部を用いることにより、前記複数の第１固定子鉄心が段スキュー構造を有するように、前記複数の第１固定子鉄心が前記第３固定子鉄心に対して位置決めされ、前記複数の第２固定子鉄心の各々の前記複数の第１の位置決め部を選択的に用い、前記第３固定子鉄心の前記第２の位置決め部を用いることにより、前記複数の第２固定子鉄心が段スキュー構造を有するように、前記複数の第２固定子鉄心が前記第３固定子鉄心に対して位置決めされる、回転電機。

【請求項3】

前記回転子及び前記電機子を有する基本ユニットが前記回転軸方向に沿って複数設けられ、
前記複数の第１固定子鉄心の各々の前記複数の第１の位置決め部を選択的に用い、前記複数の第２固定子鉄心の各々の前記複数の第１の位置決め部を選択的に用い、前記第３固定子鉄心の第２の位置決め部を用いることにより、前記複数の基本ユニットにおける前記電機子の相対的な回転方向位相角を成す、請求項２に記載の回転電機。

【請求項4】

前記第１の位置決め部は、凹部、凸部、カット面のいずれかであり、
前記第２の位置決め部は、前記第１の位置決め部が凹部である場合、凹部及び凸部の一方であり、前記第１の位置決め部が凸部である場合、凹部であり、前記第１の位置決め部がカット面である場合、カット面である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転電機。

【請求項5】

前記第１の位置決め部は凹部であり、前記第２の位置決め部は凹部であり、
前記第１の位置決め部の前記凹部と前記第２の位置決め部の前記凹部とにより形成される空間に嵌め込まれる部材をさらに具備する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転電機。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転電機を具備する巻上機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、回転電機及び巻上機に関する。

【背景技術】

【0002】

省エネやＣＯ_２削減等の理由から、電磁モータには更なる高性能化が求められ、小型軽量化、高効率化、高トルク化、高出力化などに代表されるこれらの性能が日々飛躍的に向上している。電磁モータを磁束の方向で大別すると、（１）ラジアル・フラックス・モータ、（２）アキシャル・フラックス・モータ、（３）トランスバーサル・フラックス・モータに分類できる。この中で、ラジアル・フラックス・モータはとくにコストパフォーマンスに優れ、汎用型アクチュエータの代表的な機械要素として産業界の様々な製品に従来から幅広く使用されている。また、アキシャル・フラックス・モータは、３次元方向の複雑な磁路構成に対応できる反面、従来から広く使用されている積層鋼鈑の使用が難しいと言った構造的特徴を有し、とくに中型・大型用の薄型大口径モータ分野に適用されている。

【0003】

さらに、トランスバーサル・フラックス・モータは、永久磁石を備えたロータと、このロータの回転軸を中心に形成された環状コイルおよび回転軸回りの円周上でかつ環状コイルを取り囲む様に複数個設けられた概ねＵ字形状の固定子鉄心（以下、Ｕ字固定子鉄心）からなる電機子（分割型トロイダルコアを構成）を基本ユニットとして、この基本ユニットを回転軸上に２段以上でかつ回転軸回りに所定の相対位相角を持って多段化して成る構成を特徴としており、多極化による高トルク化と分割型トロイダルコア構造による高効率磁場発生を比較的容易に実現できる。つまり、回転軸回りの円周上に複数のスロットを備えた固定子鉄心とこのスロット部に巻かれたコイルおよびコイル組立挿入等のためのデットスペースが必要なラジアル・フラックス・モータやアキシャル・フラックス・モータに比べ、トランスバーサル・フラックス・モータは、回転軸回りの円周上に複数のＵ字固定子鉄心を設けるだけで良いので、一般的に多極化が容易である。また、環状コイルとＵ字固定子鉄心からなる電機子は、コイルで発生する磁束が外部に漏れ難い構造であるため、コイルによる磁場発生効率が高く、コイルエンドを有するラジアル・フラックス・モータやアキシャル・フラックス・モータに比べて、小型化が期待できる。

【0004】

ところで、回転電機においては、製造コストの削減が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４０８５０５９号

【特許文献2】米国特許第６２２９２３８号

【特許文献3】特許第４７４３７１８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、製造コストを削減することができる回転電機及び巻上機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施形態に係る回転電機は、回転子及び電機子を備える。電機子は、回転子の回転軸方向に沿って設けられた円環状の第１固定子鉄心及び第２固定子鉄心と、各固定子鉄心に対向して設けられた円環状の第３固定子鉄心と、第１固定子鉄心と第２固定子鉄心との間に設けられた円環状の電機子コイルと、を含む。第１固定子鉄心は、回転方向に複数設けられた磁極と、第３固定子鉄心に対向する第１の位置決め部と、を有する。第２固定子鉄心は、前記第１固定子鉄心と同一形状である。第３固定子鉄心は、第１固定子鉄心及び第２固定子鉄心に対向する第２の位置決め部を有する。第１固定子鉄心及び第２固定子鉄心の第１の位置決め部並びに第３固定子鉄心の第２の位置決め部により第１固定子鉄心及び第２固定子鉄心の相対的な回転方向位相角を成す。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態に係る回転電機を示す斜視図。

【図2】図１に示した回転電機の分解断面斜視図。

【図3A】図２に示したステータの分解断面斜視図。

【図3B】図２に示したステータの分解断面斜視図。

【図4】第１の実施形態に係る固定子鉄心（ティース部）を示す斜視図。

【図5】図１に示した回転電機における回転方向位相角の設定例を示す図。

【図6】図４に示した固定子鉄心においてキー溝を設ける位置を説明する図。

【図7A】Ｕ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図7B】Ｕ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図7C】Ｕ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図7D】Ｕ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図8A】Ｖ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図8B】Ｖ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図8C】Ｖ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図8D】Ｖ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図9A】Ｗ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図9B】Ｗ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図9C】Ｗ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図9D】Ｗ相の固定子鉄心を位置決めする方法を説明する図。

【図10】第２の実施形態に係る回転電機を示す斜視図。

【図11】図１０に示した回転電機の分解斜視図。

【図12】図１１に示したステータの分解斜視図。

【図13】第３の実施形態に係るステータの分解斜視図。

【図14】第３の実施形態に係る回転電機における回転方向位相角の設定例を示す図。

【図15A】第３の実施形態に係る固定子鉄心（ティース部）を示す斜視図。

【図15B】図１５Ａに示した固定子鉄心の正面図。

【図16】第４の実施形態に係るステータの分解斜視図。

【図17】第４の実施形態に係る電機子の配置を示す正面図。

【図18A】第４の実施形態に係る固定子鉄心（ティース部）を示す斜視図。

【図18B】図１８Ａに示した固定子鉄心の正面図。

【図18C】図１８Ａに示した固定子鉄心の背面図。

【図19】第５の実施形態に係るステータの分解斜視図。

【図20】第５の実施形態に係る回転電機における回転方向位相角の設定例を示す図。

【図21A】第５の実施形態に係る固定子鉄心（ティース部）を示す斜視図。

【図21B】図２１Ａに示した固定子鉄心の正面図。

【図22】第６の実施形態に係るステータの分解斜視図。

【図23A】第６の実施形態に係る固定子鉄心（ティース部）を示す斜視図。

【図23B】図２３Ａに示した固定子鉄心の正面図。

【図24A】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図24B】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図24C】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図24D】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図24E】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図24F】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図24G】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図24H】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図24I】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図24J】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図24K】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図24L】実施形態に係る位置決め構造の例を示す図。

【図25】第７の実施形態に係る車両を示す図。

【図26】図２５に示した車両の一部を拡大して示す図。

【図27】第８の実施形態に係る風力発電装置を示す図。

【図28】第９の実施形態に係るエレベータ装置を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。実施形態に係る回転電機は、回転軸方向に沿って磁路を形成する横方向磁束型回転電機（トランスバーサル・フラックス・モータ）である。以下の実施形態では、同一の構成要素に同一の参照符号を付して、重ねての説明を適宜省略する。

【0010】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る回転電機１を概略的に示す斜視図であり、図２は、回転電機１の分解断面斜視図である。図１及び図２に示されるように、回転電機１は、回転軸ｚ回りに回転することができるように軸受２１ａ、２１ｂにより支持されたロータ２と、所定の空隙を持ってロータ２の外周面に対向して設けられたステータ３と、を備える。ロータ２は、回転軸ｚを中心とする略円筒形状を有する。ステータ３は、回転軸ｚと同軸の略円筒形状を有し、ロータ２を取り囲むように設けられている。

【0011】

回転電機１は、３つの基本ユニット４が回転軸方向（回転軸ｚの方向）に沿って配設された３段式（３相）の回転電機である。ここでは、図２に示すように、３つの基本ユニット４をＵ相、Ｖ相、Ｗ相とラベル付けする。各相の基本ユニット４は、回転子５及び電機子７を含む。基本ユニット４の数は、設計条件に応じて定まるものであって、２以上の任意の整数である。基本ユニット４の数を変更することによって、回転電機１の出力を容易に調整することができる。

【0012】

ロータ２は、回転軸方向に沿って設けられたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の回転子５と、これらの回転子５に挿嵌されるシャフト２０と、を含む。回転子５はシャフト２０に固定され、シャフト２０は回転自在に軸受２１ａ、２１ｂにより支持されている。図２には、回転子５の詳細構造は図示されていない。各相の回転子５は、回転子鉄心及び永久磁石を含む。回転子５の外周部には、回転方向にＮ極とＳ極が交互に配置されるようにして複数の（例えば４８個の）磁極が設けられている。

【0013】

ステータ３は、軸受２１ａ、２１ｂを備えた軸受ホルダ６ａ、６ｂと、軸受ホルダ６ａ、６ｂ間に回転軸方向に沿って設けられたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子７と、を含む。各相の電機子７は、所定の空隙を持って、対応する回転子５に対向配置される。

【0014】

図３Ａは、ステータ３の一部を分解した状態で示す分解斜視図であり、図３Ｂは、ステータ３の一部をより細かく分解した状態で示す分解斜視図である。図３Ａ及び図３Ｂでは、軸受ホルダ６ａ、６ｂの図示を省略している。

【0015】

図３Ａに示されるように、各相の電機子７は、固定子鉄心Ｌと、固定子鉄心Ｒと、固定子鉄心Ｌ及び固定子鉄心Ｒの外側に設けられ、固定子鉄心Ｌ及び固定子鉄心Ｒに磁気的に連結された固定子鉄心９と、固定子鉄心Ｌと固定子鉄心Ｒとの間に設けられた電機子コイル１０と、を含む。固定子鉄心Ｌ、固定子鉄心Ｒ、固定子鉄心９、及び電機子コイル１０は、回転軸ｚを中心とする円環状に形成されている。固定子鉄心Ｌ及び固定子鉄心Ｒは回転軸方向に対向している。固定子鉄心９はＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子７に共通の部材である。固定子鉄心９の内周部には、回転軸方向に延在するキー溝１１が設けられている。

【0016】

Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子７は、相間スペーサ１４を介して連結されている。具体的には、Ｕ相の固定子鉄心ＲとＶ相の固定子鉄心Ｌとの間に相間スペーサ１４が配置され、Ｖ相の固定子鉄心ＲとＷ相の固定子鉄心Ｌとの間に相間スペーサ１４が配置されている。図３Ｂに示されるように、相間スペーサ１４の外周部には、回転軸方向に延在するキー溝１５が設けられている。

【0017】

図３Ａに示されるように、固定子鉄心Ｌは、段スキューを形成するために、複数の（本実施形態では２つの）部材に分割されている。同様に、固定子鉄心Ｒは、段スキューを形成するために、複数の（本実施形態では２つの）部材に分割されている。固定子鉄心Ｌの分割数は、固定子鉄心Ｒの分割数と同じであってもよく、異なっていてもよい。固定子鉄心Ｌは、回転方向に相対的な位相角を持って固定子鉄心Ｌ１と固定子鉄心Ｌ２を連結した段スキュー構造を有する。すなわち、固定子鉄心Ｌ１は、回転方向に所定の角度だけ相対的にずらして固定子鉄心Ｌ２に連結されている。同様に、固定子鉄心Ｒは、回転方向に相対的な位相角を持って固定子鉄心Ｒ１と固定子鉄心Ｒ２を連結した段スキュー構造を有する。すなわち、固定子鉄心Ｒ１は、回転方向に所定の角度だけ相対的にずらして固定子鉄心Ｒ２に連結されている。段スキューを設けることは、トルクリップル低減に有効である。

【0018】

ここでは、Ｕ相の固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２を固定子鉄心ＵＬ１、ＵＬ２、ＵＲ１、ＵＲ２と表記し、Ｖ相の固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２を固定子鉄心ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＲ１、ＶＲ２と表記し、Ｗ相の固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２を固定子鉄心ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＲ１、ＷＲ２と表記することもある。

【0019】

固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２は同一形状（同一構造）を有する。ここでは、代表として固定子鉄心Ｌ１について説明する。固定子鉄心Ｌ１は、図４に示すように、円環部と、円環部の内周面から中心方向に突出し且つ等間隔に配置された複数の突出部と、を含む。突出部は磁極８に対応する。すなわち、複数の磁極８が固定子鉄心Ｌ１の内周部に回転方向に沿って等間隔に設けられている。なお、磁極８は不等間隔に配置されていてもよい。固定子鉄心Ｌ１の外周部には、回転軸方向に延びる複数のキー溝１２が設けられている。本実施形態では、キー溝１２は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２の相対的な回転方向位相角を設定するために使用される。図４に示される例では、磁極８の数は２４であり、キー溝１２の数は６である。ここでは、磁極８を備えた固定子鉄心（例えば固定子鉄心Ｌ１）をティース部と称し、固定子鉄心９を外装部と称することもある。

【0020】

固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２のキー溝１２及び相間スペーサ１４のキー溝１５と固定子鉄心９のキー溝１１とにより形成される空間にキー部品１３が嵌め込まれている。それにより、固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２及び相間スペーサ１４は、固定子鉄心９に対して回転方向の位置決めがなされ、嵌合状態で固定子鉄心９の内側に配置される。

【0021】

回転電機１においては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子コイル１０に３相交流電流を印加することにより、ロータ２が回転する。具体的には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子コイル１０に３相交流電流が印加されると、回転子５から固定子鉄心Ｌ、固定子鉄心９、固定子鉄心Ｒを経由して回転子５に至る磁路又は回転子５から固定子鉄心Ｒ、固定子鉄心９、固定子鉄心Ｌを経由して回転子５に至る経路を磁路とする閉ループ磁束が基本ユニット４それぞれに発生し、磁束と回転子５の永久磁石との磁気的作用によってロータ２が回転軸ｚ回りに回転する。

【0022】

回転電機１は３相モータであるので、Ｕ相を基準にしてＶ相及びＷ相それぞれに電気角で１２０ｄｅｇ、２４０ｄｅｇの位相角、機械角で５ｄｅｇ、１０ｄｅｇの回転方向位相角を与えることが必要である。図５は、回転電機１における回転方向位相角の設定例を示す。図５に示される回転方向位相角は、Ｕ相の固定子鉄心ＵＬ１を基準にした相対的な回転方向位相角に対応する。また、各固定子鉄心に付された参照符号を用いてその固定子鉄心の回転方向位相角を表している。例えば、ＵＬ１＝０は、固定子鉄心ＵＬ１の回転方向位相角が０ｄｅｇであることを示す。

【0023】

図５に示されるように、Ｕ相に関しては、ＵＬ１＝ＵＲ１＝０であり、ＵＬ２＝ＵＲ２＝１．２５である。Ｖ相に関しては、ＶＬ１＝ＶＲ１＝５であり、ＶＬ２＝ＶＲ２＝６．２５である。固定子鉄心ＶＬ１を基準にすると、固定子鉄心ＶＲ１の回転方向位相角は０ｄｅｇであり、固定子鉄心ＶＬ２、ＶＲ２の回転方向位相角は１．２５ｄｅｇである。Ｗ相に関しては、ＷＬ１＝ＷＲ１＝１０であり、ＷＬ２＝ＷＲ２＝１１．２５である。固定子鉄心ＷＬ１を基準にすると、固定子鉄心ＷＲ１の回転方向位相角は０ｄｅｇであり、固定子鉄心ＷＬ２、ＷＲ２の回転方向位相角は１．２５ｄｅｇである。

【0024】

図６を参照して、固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２の外周部においてキー溝１２を設ける位置について説明する。前述したように固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２は同一形状に形成されるので、ここでは、代表として固定子鉄心Ｌ１について説明する。

【0025】

図６は、固定子鉄心Ｌ１を概略的に示す正面図である。図６に示されるように、固定子鉄心Ｌ１は２４個の磁極８を備え、固定子鉄心Ｌ１の外周部の位置Ａ〜Ｆに６つのキー溝１２が形成されている。位置Ａ〜Ｆは次のように設定される。矢印で示される基準位置に位置Ａを設定する。基準位置から１８１．２５ｄｅｇ回転した位置に位置Ｄを設定する。すなわち、位置Ｄは、基準位置から１８０ｄｅｇ回転した位置からさらに１．２５ｄｅｇ回転した位置である。ここでいう回転は、図６における反時計回りの回転を示す。２４個の磁極８が等間隔に設けられる場合、位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｄのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は１．２５ｄｅｇである。

【0026】

基準位置から６５ｄｅｇ回転した位置に位置Ｂを設定する。２４個の磁極８が等間隔に設けられる場合、位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｂのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は５ｄｅｇである。
位置Ｂから１８１．２５ｄｅｇ回転した位置に位置Ｅを設定する。すなわち、位置Ｅは、位置Ｂから１８０ｄｅｇ回転した位置からさらに１．２５ｄｅｇ回転した位置である。２４個の磁極８が等間隔に設けられる場合、位置Ｂのキー溝１２を基準にした位置Ｅのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は１．２５ｄｅｇである。つまり、位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｅのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は６．２５ｄｅｇである。

【0027】

基準位置から１３０ｄｅｇ回転した位置に位置Ｃを設定する。２４個の磁極８が等間隔に設けられる場合、位置Ａのキー溝１２に対する位置Ｃのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は１０ｄｅｇである。
位置Ｃから１８１．２５ｄｅｇ回転した位置に位置Ｆを設定する。すなわち、位置Ｆは、位置Ｃから１８０ｄｅｇ回転した位置からさらに１．２５ｄｅｇ回転した位置である。２４個の磁極８が等間隔に設けられる場合、位置Ｃのキー溝１２を基準にした位置Ｆのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は１．２５ｄｅｇである。つまり、位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｆのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は１１．２５ｄｅｇである。

【0028】

このように、位置Ａのキー溝１２を基準として位置Ｂ〜Ｆのキー溝１２を組み合わせることにより、１．２５ｄｅｇ、５ｄｅｇ、６．２５ｄｅｇ、１０ｄｅｇ、１１．２５ｄｅｇの回転方向位相角を設定することができる。従って、位置Ａ〜Ｆのキー溝１２を備えた固定子鉄心を用いることにより、図５に示される６種類の回転方向位相角に対応することができる。

【0029】

図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄは、固定子鉄心９に取り付けられた状態でのＵ相の固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２の配置を示し、図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄは、固定子鉄心９に取り付けられた状態でのＶ相の固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２の配置を示し、図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄは、固定子鉄心９に取り付けられた状態でのＷ相の固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２の配置を示している。図７Ａから図９Ｄに示される矢印は基準位置を示す。

【0030】

図７Ａに示されるように、固定子鉄心ＵＬ１は、位置Ａのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。すなわち、固定子鉄心ＵＬ１の位置Ａのキー溝１２と固定子鉄心９のキー溝１１とにより形成される空間にキー部品１３が嵌め込まれている。図７Ｂに示されるように、固定子鉄心ＵＬ２は、位置Ｄのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。図７Ｃに示されるように、固定子鉄心ＵＲ１は、位置Ａのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。図７Ｄに示されるように、固定子鉄心ＵＲ２は、位置Ｄのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。図８Ａに示されるように、固定子鉄心ＶＬ１は、位置Ｂのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。図８Ｂに示されるように、固定子鉄心ＶＬ２は、位置Ｅのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。図８Ｃに示されるように、固定子鉄心ＶＲ１は、位置Ｂのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。図８Ｄに示されるように、固定子鉄心ＶＲ２は、位置Ｅのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。図９Ａに示されるように、固定子鉄心ＷＬ１は、位置Ｃのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。図９Ｂに示されるように、固定子鉄心ＷＬ２は、位置Ｆのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。図９Ｃに示されるように、固定子鉄心ＷＲ１は、位置Ｃのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。図９Ｄに示されるように、固定子鉄心ＷＲ２は、位置Ｆのキー溝１２を用いて固定子鉄心９に対して位置決めされる。

【0031】

以上のように、第１の実施形態に係る回転電機１によれば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２はすべて１種類の固定子鉄心に共通化される。これにより、固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２は、１種類のプレス用金型を用いて型抜き加工で一括成形することができる。その結果、作製に必要なプレス用金型の種類を最小限に抑えることができ、製造コストを削減することができる。

【0032】

なお、図５に示した回転方向位相角は、回転電機１において固定子鉄心（ティース部）が２４個の磁極を備える場合における設定例である。固定子鉄心の回転方向位相角は、図５に示した設定例に限定されるものではなく、極数で定まる設計要件である。例えば、固定子鉄心が２０個の磁極を備える場合は、Ｕ相を基準にしてＶ相及びＷ相それぞれに電気角で１２０ｄｅｇ、２４０ｄｅｇの位相角、機械角で６ｄｅｇ、１２ｄｅｇの回転方向位相角が与えられる。また、段スキューを形成する回転方向位相角は、Ｕ相の固定子鉄心ＵＬ１を基準にして、ＵＬ２＝ＵＲ２＝１．５、ＵＲ１＝０である。Ｖ相に関しては、Ｕ相の固定子鉄心ＵＬ１を基準にして、ＶＬ１＝ＶＲ１＝６、ＶＬ２＝ＬＲ２＝７．５である。固定子鉄心ＶＬ１を基準とした場合は、固定子鉄心ＶＬ２、ＬＲ２の回転方向位相角は１．５ｄｅｇである。Ｗ相に関しては、ＷＬ１＝ＷＲ１＝１２、ＷＬ２＝ＷＲ２＝１３．５である。固定子鉄心ＷＬ１を基準とした場合は、固定子鉄心ＷＬ２、ＷＲ２の回転方向位相角は１．５ｄｅｇである。以下の実施形態においても同様であり、極数に応じて定まる回転方向位相角は実際の機器設計において適宜変更されて使用されるものである。極数は、設計対象の機器に求められるトルクや回転数などの各種仕様値に基づいて、設計者が定めるものである。

【0033】

（第２の実施形態）
図１０から図１２を参照して第２の実施形態を説明する。第２の実施形態において、第１の実施形態と同じ部分についての説明を適宜省略する。

【0034】

図１０は、第２の実施形態に係る回転電機１００を概略的に示す斜視図であり、図１１は、回転電機１００を分解した状態で示す分解断面斜視図である。図１０及び図１１に示されるように、回転電機１００は、回転軸ｚ回りに回転することができるように軸受２１ａ、２１ｂにより支持されたロータ２と、所定の空隙を持ってロータ２の外周面に対向して設けられたステータ３と、を備える。

【0035】

回転電機１００は、３つの基本ユニット４が回転軸方向に沿って配設された３段式（３相）の回転電機である。各相の基本ユニット４は、回転子５及び電機子１０７を含む。ロータ２は、回転軸方向に沿って設けられたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の回転子５と、これらの回転子５に挿嵌されるシャフト２０と、を含む。ステータ３は、軸受２１ａ、２１ｂを備えた軸受ホルダ６ａ、６ｂと、軸受ホルダ６ａ、６ｂ間に回転軸方向に沿って設けられたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子１０７と、を含む。各相の電機子１０７は、所定の空隙を持って、対応する回転子５に対向配置される。

【0036】

図１２は、ステータ３の一部を分解した状態で示す分解斜視図である。図１２では、軸受ホルダ６ａ、６ｂの図示を省略している。図１２に示されるように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子１０７は、相間スペーサ１４を介して連結されている。

【0037】

Ｕ相の電機子１０７は、複数の磁極８を備えた固定子鉄心ＵＬ１、ＵＬ２、ＵＲ１、ＵＲ２と、固定子鉄心ＵＬ１、ＵＬ２、ＵＲ１、ＵＲ２の外側に設けられ、固定子鉄心ＵＬ１、ＵＬ２、ＵＲ１、ＵＲ２に磁気的に連結された固定子鉄心１０９ａと、固定子鉄心ＵＬ２と固定子鉄心ＵＲ１との間に設けられた電機子コイル１０と、を含む。固定子鉄心１０９ａは、回転軸ｚを中心とする円環状に形成されている。固定子鉄心１０９ａの内周部には、回転軸方向に延在するキー溝１１が設けられている。固定子鉄心ＵＬ１、ＵＬ２、ＵＲ１、ＵＲ２のキー溝１２と固定子鉄心１０９ａのキー溝１１とにより形成される空間にキー部品１１３ａが嵌め込まれている。それにより、固定子鉄心ＵＬ１、ＵＬ２、ＵＲ１、ＵＲ２は、固定子鉄心１０９ａに対して回転方向の位置決めがなされ、嵌合状態で固定子鉄心１０９ａの内側に配置される。

【0038】

Ｖ相の電機子１０７は、複数の磁極８を備えた固定子鉄心ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＲ１、ＶＲ２と、固定子鉄心ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＲ１、ＶＲ２の外側に設けられ、固定子鉄心ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＲ１、ＶＲ２に磁気的に連結された固定子鉄心１０９ｂと、固定子鉄心ＶＬ２と固定子鉄心ＶＲ１との間に設けられた電機子コイル１０と、を含む。固定子鉄心１０９ｂは、回転軸ｚを中心とする円環状に形成されている。固定子鉄心１０９ｂの内周部には、回転軸方向に延在するキー溝１１が設けられている。固定子鉄心ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＲ１、ＶＲ２のキー溝１２と固定子鉄心１０９ｂのキー溝１１とにより形成される空間にキー部品１１３ｂが嵌め込まれている。それにより、固定子鉄心ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＲ１、ＶＲ２は、固定子鉄心１０９ｂに対して回転方向の位置決めがなされ、嵌合状態で固定子鉄心１０９ｂの内側に配置される。

【0039】

Ｗ相の電機子１０７は、複数の磁極８を備えた固定子鉄心ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＲ１、ＷＲ２と、固定子鉄心ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＲ１、ＷＲ２の外側に設けられ、固定子鉄心ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＲ１、ＷＲ２に磁気的に連結された固定子鉄心１０９ｃと、固定子鉄心ＷＬ２と固定子鉄心ＷＲ１との間に設けられた電機子コイル１０と、を含む。固定子鉄心１０９ｃは、回転軸ｚを中心とする円環状に形成されている。固定子鉄心１０９ｃの内周部には、回転軸方向に延在するキー溝１１が設けられている。固定子鉄心ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＲ１、ＷＲ２のキー溝１２と固定子鉄心１０９ｃのキー溝１１とにより形成される空間にキー部品１１３ｃが嵌め込まれている。それにより、固定子鉄心ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＲ１、ＷＲ２は、固定子鉄心１０９ｃに対して回転方向の位置決めがなされ、嵌合状態で固定子鉄心１０９ｃの内側に配置される。

【0040】

このように、第２の実施形態では、固定子鉄心１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ及びキー部品１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃはＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのために設けられている。第２の実施形態に係る固定子鉄心１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ及びキー部品１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃは、第１の実施形態に係る固定子鉄心９及びキー部品１３（図３Ａ）をＵ相、Ｖ相、Ｗ相のために３分割したものに相当する。それにより、相ごとに電機子１０７の組み立てを行うことができる。

【0041】

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と比べて部品点数が増加するものの、大型の回転電機における製造性、組立作業性を向上させることができる。その結果、製造コストを削減することができる。

【0042】

（第３の実施形態）
図１３から図１５Ｂを参照して第３の実施形態に係る回転電機を説明する。第３の実施形態において、第１の実施形態と同じ部分についての説明を適宜省略する。

【0043】

図１３は、第３の実施形態に係る回転電機に含まれるステータ３の一部を概略的に示す分解斜視図である。本実施形態に係る回転電機は、３つの基本ユニットが回転軸方向に沿って配設された３段式（３相）の回転電機である。図１３に示されるように、各相の基本ユニットは、回転子（図示せず）及び電機子２０７を含む。ステータ３は、回転子を含むロータ（図示せず）を回転自在に支持する軸受を備えた軸受ホルダ（図示せず）と、軸受ホルダ間に回転軸方向に沿って設けられたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子２０７と、を含む。各相の電機子２０７は、所定の空隙を持って、対応する回転子に対向配置される。

【0044】

各相の電機子２０７は、複数の磁極８を備えた固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａと、固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａの外側に設けられ、固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａに磁気的に連結された固定子鉄心９と、固定子鉄心Ｌ２ａと固定子鉄心Ｒ１ａとの間に設けられた電機子コイル１０と、を含む。固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａは、回転軸ｚを中心とする円環状に形成されている。固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａはこの順番で回転軸方向に配置されている。固定子鉄心Ｌ１ａは、回転方向に所定の角度だけ相対的にずらして固定子鉄心Ｌ２ａに連結されている。固定子鉄心Ｒ１ａは、回転方向に所定の角度だけ相対的にずらして固定子鉄心Ｒ２ａに連結されている。本実施形態では、固定子鉄心９はＵ相、Ｖ相、Ｗ相に共通の部材である。固定子鉄心９の内周部には、回転軸方向に延在するキー溝１１が設けられている。

【0045】

Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子２０７は、相間スペーサ１４を介して連結されている。Ｕ相の固定子鉄心Ｒ２ａとＶ相の固定子鉄心Ｌ１ａとの間に相間スペーサ１４が配置され、Ｖ相の固定子鉄心Ｒ２ａとＷ相の固定子鉄心Ｌ１ａとの間に相間スペーサ１４が配置されている。相間スペーサ１４の外周部には、回転軸方向に延在するキー溝１５が設けられている。

【0046】

固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａのキー溝１２及び相間スペーサ１４のキー溝１５と固定子鉄心９のキー溝１１とにより形成される空間にキー部品１３が嵌め込まれている。それにより、固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａ及び相間スペーサ１４は、固定子鉄心９に対して回転方向の位置決めがなされ、嵌合状態で固定子鉄心９の内側に配置される。

【0047】

ここでは、Ｕ相の固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａを固定子鉄心ＵＬ１ａ、ＵＬ２ａ、ＵＲ１ａ、ＵＲ２ａと表記し、Ｖ相の固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａを固定子鉄心ＶＬ１ａ、ＶＬ２ａ、ＶＲ１ａ、ＶＲ２ａと表記し、Ｗ相の固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａを固定子鉄心ＷＬ１ａ、ＷＬ２ａ、ＷＲ１ａ、ＷＲ２ａと表記することもある。

【0048】

図１４は、本実施形態に係る回転電機における回転方向位相角の設定例を示している。図１４に示される回転方向位相角は、固定子鉄心ＵＬ１ａを基準にした相対的な回転方向位相角に対応する。また、各固定子鉄心に付された参照符号を用いてその固定子鉄心の回転方向位相角を表している。例えば、ＵＬ１ａ＝０は、Ｕ相の固定子鉄心ＵＬ１ａの回転方向位相角が０ｄｅｇであることを示す。

【0049】

図１４に示されるように、Ｕ相に関しては、ＵＬ１ａ＝０、ＵＲ１ａ＝ＵＬ２ａ＝１．２５、ＵＲ２ａ＝２．５である。Ｖ相に関しては、ＶＬ１ａ＝５、ＶＲ１ａ＝ＶＬ２ａ＝６．２５、ＶＲ２ａ＝７．５である。固定子鉄心ＶＬ１ａを基準にすると、固定子鉄心ＶＬ２ａ、ＶＲ１ａの回転方向位相角は１．２５ｄｅｇであり、固定子鉄心ＶＲ２ａの回転方向位相角は２．５ｄｅｇである。Ｗ相に関しては、ＷＬ１ａ＝１０であり、ＷＲ１ａ＝ＷＬ２ａ＝１１．２５、ＷＲ２ａ＝１２．５である。固定子鉄心ＷＬ１ａを基準にすると、固定子鉄心ＷＬ２ａ、ＷＲ１ａの回転方向位相角は１．２５ｄｅｇであり、ＷＲ２ａの回転方向位相角は２．５ｄｅｇである。このように、本実施形態に係る回転電機は、９種類の回転方向位相角を備える。

【0050】

図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して、固定子鉄心の外周部においてキー溝１２を設ける位置について説明する。固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａは同一形状を有するので、ここでは、代表として固定子鉄心Ｌ１ａについて説明する。

【0051】

図１５Ａ及び図１５Ｂは、固定子鉄心Ｌ１ａを概略的に示す斜視図及び正面図である。図１５Ａ及び図１５Ｂに示されるように、固定子鉄心Ｌ１ａの内周部に２４個の磁極８が設けられ、固定子鉄心Ｌ１ａの外周部の位置Ａ〜Ｉに９つのキー溝１２が形成されている。位置Ａ〜Ｉは次のように設定される。基準位置に位置Ｂを設定する。基準位置から１１８．７５ｄｅｇ回転した位置に位置Ａを設定する。すなわち、位置Ａは、位置Ｂから１２０ｄｅｇ回転した位置から逆方向に１．２５ｄｅｇ回転した位置である。２４個の磁極８が等間隔に設けられる場合、位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｂのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は１．２５ｄｅｇである。

【0052】

位置Ｂから２４１．２５ｄｅｇ回転した位置に位置Ｃを設定する。すなわち、位置Ｃは、位置Ｂから１８０ｄｅｇ回転した位置から６１．２５（＝６０＋１．２５）ｄｅｇ回転した位置である。２４個の磁極８が等間隔に設けられる場合、位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｂのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は２．５ｄｅｇである。

【0053】

位置Ａから５ｄｅｇ回転した位置に位置Ｄを設定し、位置Ａから１０ｄｅｇ回転した位置に位置Ｇを設定する。位置Ｂから５ｄｅｇ回転した位置に位置Ｅを設定し、位置Ｂから１０ｄｅｇ回転した位置に位置Ｈを設定する。位置Ｃから５ｄｅｇ回転した位置に位置Ｆを設定し、位置Ｃから１０ｄｅｇ回転した位置に位置Ｉを設定する。

【0054】

このように、位置Ａのキー溝１２を基準として位置Ｂ〜Ｉのキー溝１２を組み合わせることにより、１．２５ｄｅｇ、２．５ｄｅｇ、５ｄｅｇ、６．２５ｄｅｇ、７．５ｄｅｇ、１０ｄｅｇ、１１．２５ｄｅｇ、１２．５ｄｅｇの回転方向位相角を設定することができる。従って、位置Ａ〜Ｉのキー溝１２を備えた固定子鉄心を用いることにより、図１４に示される９種類の回転方向位相角に対応することができる。

【0055】

以上のように、第３の実施形態に係る回転電機によれば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａは１種類の固定子鉄心に共通化される。１種類の固定子鉄心で計９種類の異なる回転方向位相角に対応した段スキューを形成することができるので、第１及び第２の実施形態に比べてさらにトルクリップルを低減することができる。さらに、固定子鉄心Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａは、１種類のプレス用金型を用いて型抜き加工で一括成形することができる。その結果、製造コストを削減することができる。

【0056】

（第４の実施形態）
図１６から図１８Ｃを参照して第４の実施形態に係る回転電機を説明する。第４の実施形態において、第１及び第２の実施形態と同じ部分についての説明を適宜省略する。

【0057】

図１６は、第４の実施形態に係る回転電機に設けられるステータ３の一部を概略的に示す分解斜視図である。本実施形態に係る回転電機は、３つの基本ユニットが回転軸方向に沿って配設された３段式（３相）の回転電機である。図１６に示されるように、各相の基本ユニットは、回転子（図示せず）及び電機子３０７を含む。ステータ３は、回転子を含むロータ（図示せず）を回転自在に支持する軸受を備えた軸受ホルダ（図示せず）と、軸受ホルダ間に回転軸方向に沿って設けられたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子３０７と、を含む。各相の電機子３０７は、所定の空隙を持って、対応する回転子５に対向配置される。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子３０７は、相間スペーサ１４を介して連結されている。

【0058】

Ｕ相の電機子３０７は、複数の磁極８を備えた固定子鉄心ＵＬ１ｂ、ＵＬ２ｂ、ＵＲ１ｂ、ＵＲ２ｂと、固定子鉄心ＵＬ１ｂ、ＵＬ２ｂ、ＵＲ１ｂ、ＵＲ２ｂの外側に設けられ、固定子鉄心ＵＬ１ｂ、ＵＬ２ｂ、ＵＲ１ｂ、ＵＲ２ｂに磁気的に連結された固定子鉄心３０９ａと、固定子鉄心ＵＬ２ｂと固定子鉄心ＵＲ１ｂとの間に設けられた電機子コイル１０と、を含む。固定子鉄心ＵＬ１ｂ、ＵＬ２ｂ、ＵＲ１ｂ、ＵＲ２ｂ及び固定子鉄心３０９ａは、回転軸ｚを中心とする円環状に形成されている。固定子鉄心ＵＬ１ｂ、ＵＬ２ｂ、ＵＲ１ｂ、ＵＲ２ｂはこの順番で回転軸方向に配置されている。固定子鉄心ＵＬ１ｂ、ＵＬ２ｂ、ＵＲ１ｂ、ＵＲ２ｂの外周部には、回転軸方向に延在するキー溝１２が設けられている。固定子鉄心３０９ａの内周部には、回転軸方向に延在するキー溝１１が設けられている。固定子鉄心ＵＬ１ｂ、ＵＬ２ｂ、ＵＲ１ｂ、ＵＲ２ｂのキー溝１２と固定子鉄心３０９ａのキー溝１１とにより形成される空間にキー部品３１３ａが嵌め込まれている。それにより、固定子鉄心ＵＬ１ｂ、ＵＬ２ｂ、ＵＲ１ｂ、ＵＲ２ｂは、固定子鉄心３０９ａに対して回転方向の位置決めがなされ、嵌合状態で固定子鉄心３０９ａの内側に配置される。

【0059】

Ｖ相の電機子３０７は、複数の磁極８を備えた固定子鉄心ＶＬ１ｂ、ＶＬ２ｂ、ＶＲ１ｂ、ＶＲ２ｂと、固定子鉄心ＶＬ１ｂ、ＶＬ２ｂ、ＶＲ１ｂ、ＶＲ２ｂの外側に設けられ、固定子鉄心ＶＬ１ｂ、ＶＬ２ｂ、ＶＲ１ｂ、ＶＲ２ｂに磁気的に連結された固定子鉄心３０９ｂと、固定子鉄心ＶＬ２ｂと固定子鉄心ＶＲ１ｂとの間に設けられた電機子コイル１０と、を含む。固定子鉄心ＶＬ１ｂ、ＶＬ２ｂ、ＶＲ１ｂ、ＶＲ２ｂ及び固定子鉄心３０９ｂは、回転軸ｚを中心とする円環状に形成されている。固定子鉄心ＶＬ１ｂ、ＶＬ２ｂ、ＶＲ１ｂ、ＶＲ２ｂはこの順番で回転軸方向に配置されている。固定子鉄心ＶＬ１ｂ、ＶＬ２ｂ、ＶＲ１ｂ、ＶＲ２ｂの外周部には、回転軸方向に延在するキー溝１２が設けられている。固定子鉄心３０９ｂの内周部には、回転軸方向に延在するキー溝１１が設けられている。固定子鉄心ＶＬ１ｂ、ＶＬ２ｂ、ＶＲ１ｂ、ＶＲ２ｂのキー溝１２と固定子鉄心３０９ｂのキー溝１１とにより形成される空間にキー部品３１３ｂが嵌め込まれている。それにより、固定子鉄心ＶＬ１ｂ、ＶＬ２ｂ、ＶＲ１ｂ、ＶＲ２ｂは、固定子鉄心３０９ｂに対して回転方向の位置決めがなされ、嵌合状態で固定子鉄心３０９ｂの内側に配置される。

【0060】

Ｗ相の電機子３０７は、複数の磁極８を備えた固定子鉄心ＷＬ１ｂ、ＷＬ２ｂ、ＷＲ１ｂ、ＷＲ２ｂと、固定子鉄心ＷＬ１ｂ、ＷＬ２ｂ、ＷＲ１ｂ、ＷＲ２ｂの外側に設けられ、固定子鉄心ＷＬ１ｂ、ＷＬ２ｂ、ＷＲ１ｂ、ＷＲ２ｂに磁気的に連結された固定子鉄心３０９ｃと、固定子鉄心ＷＬ２ｂと固定子鉄心ＷＲ１ｂとの間に設けられた電機子コイル１０と、を含む。固定子鉄心ＷＬ１ｂ、ＷＬ２ｂ、ＷＲ１ｂ、ＷＲ２ｂ及び固定子鉄心３０９ｃは、回転軸ｚを中心とする円環状に形成されている。固定子鉄心ＷＬ１ｂ、ＷＬ２ｂ、ＷＲ１ｂ、ＷＲ２ｂはこの順番で回転軸方向に配置されている。固定子鉄心ＷＬ１ｂ、ＷＬ２ｂ、ＷＲ１ｂ、ＷＲ２ｂの外周部には、回転軸方向に延在するキー溝１２が設けられている。固定子鉄心３０９ｃの内周部には、回転軸方向に延在するキー溝１１が設けられている。固定子鉄心ＷＬ１ｂ、ＷＬ２ｂ、ＷＲ１ｂ、ＷＲ２ｂのキー溝１２と固定子鉄心３０９ｃのキー溝１１とにより形成される空間にキー部品３１３ｃが嵌め込まれている。それにより、固定子鉄心ＷＬ１ｂ、ＷＬ２ｂ、ＷＲ１ｂ、ＷＲ２ｂは、固定子鉄心３０９ｃに対して回転方向の位置決めがなされ、嵌合状態で固定子鉄心３０９ｃの内側に配置される。

【0061】

このように、本実施形態では、固定子鉄心３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ及びキー部品３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃはＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのために設けられている。それにより、相ごとに電機子３０７の組み立てを行うことができる。

【0062】

本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子３０７の回転方向位相角（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相間の回転方向位相角差）は、これらの電機子３０７の配置により設定される。このため、本実施形態では、キー溝１２は、各相の固定子鉄心Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２の相対的な回転方向位相角を設定するために使用される。固定子鉄心３０９ｂは、固定子鉄心３０９ｂのキー溝１１が固定子鉄心３０９ａのキー溝１１を基準にして５ｄｅｇの相対的な回転方向位相角を持つように、図示しない固定方法により固定子鉄心３０９ａに連結される。さらに、固定子鉄心３０９ｃは、固定子鉄心３０９ｃのキー溝１１が固定子鉄心３０９ｂのキー溝１１を基準にして５ｄｅｇの相対的な回転方向位相角を持つように、図示しない固定方法により固定子鉄心３０９ｂに連結される。すなわち、固定子鉄心３０９ｃのキー溝１１は、固定子鉄心３０９ａのキー溝１１を基準にして１０ｄｅｇの相対的な回転方向位相角を持つ。

【0063】

図１７は、正面方向から見た、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子３０７の配置を示している。図１７では、固定子鉄心３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃの図示を省略している。図１７に示されるように、キー部品３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃは、キー部品３１３ｂ、３１３ｃがキー部品３１３ａを基準にして回転方向に５ｄｅｇ、１０ｄｅｇの相対的な回転方向位相角を持つようにして配置されている。

【0064】

図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃを参照して、固定子鉄心Ｌ１ｂ、Ｌ２ｂ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂの外周部においてキー溝１２を設ける位置について説明する。固定子鉄心Ｌ１ｂ、Ｌ２ｂ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂは同一形状を有するので、ここでは、代表して固定子鉄心Ｌ１ｂについて説明する。

【0065】

図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃは、固定子鉄心Ｌ１ｂを示す斜視図、正面図、背面図である。図１８Ａに示される固定子鉄心Ｌ１ｂは、図１８Ｂ及び図１８Ｃに示されるように、２４個の磁極８を備え、固定子鉄心Ｌ１ｂの外周部の位置Ａ、Ｂに２つのキー溝１２が形成されている。位置Ａ、Ｂは次のように設定される。基準位置に位置Ａを設定する。図１８Ｂにおいて反時計回りに位置Ａから１７８．７５ｄｅｇ回転した位置に位置Ｂを設定する。

【0066】

図１８Ｂの正面図では、位置Ｂは、位置Ａから１８０ｄｅｇ回転した位置から逆方向に１．２５ｄｅｇ回転した位置である。位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｂのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は−１．２５ｄｅｇである。図１８Ｃの背面図では、位置Ｂは、位置Ａから１８０ｄｅｇ回転した位置からさらに１．２５ｄｅｇ回転した位置である。位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｂのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は＋１．２５ｄｅｇである。正面図配置及び背面図配置を組み合わせて用いることにより、０ｄｅｇ、１．２５ｄｅｇ、２．５ｄｅｇの３種類の回転方向位相角を設定することができる。

【0067】

以上のように、第４の実施形態に係る回転電機によれば、固定子鉄心３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃの回転方向位相角及び固定子鉄心Ｌ１ｂ、Ｌ２ｂ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂの回転方向位相角を組み合わせることにより、図１４に示される回転方向位相角を実現することができる。そのため、第４の実施形態では、第１及び第２の実施形態に比べてさらにトルクリップルを低減することができる。また、第１から第３の実施形態よりもキー溝１２の数が少ない。従って、磁気特性に与えるキー溝１２の影響を低く抑えることができるので、第４の実施形態は、低トルクリップルが求められる高性能回転電機への適用に有効である。

【0068】

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、第４の実施形態の変形例である。第５の実施形態において、第４の実施形態と同じ部分についての説明を適宜省略する。

【0069】

図１９は、第５の実施形態に係る回転電機に含まれるステータ３の一部を概略的に示す分解斜視図である。本実施形態に係る回転電機は、３つの基本ユニットが回転軸方向に沿って配設された３段式（３相）の回転電機である。図１９に示されるように、各相の基本ユニットは、回転子（図示せず）及び電機子４０７を含む。ステータ３は、回転子を含むロータ（図示せず）を回転自在に支持する軸受を備えた軸受ホルダ（図示せず）と、軸受ホルダ間に回転軸方向に沿って設けられたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子４０７と、を含む。各電機子４０７は、所定の空隙を持って、対応する回転子５に対向配置される。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子４０７は、相間スペーサ１４を介して連結されている。

【0070】

固定子鉄心Ｌは、段スキューを形成するように配置された固定子鉄心Ｌ１ｃ、Ｌ２ｃ、Ｌ３ｃを含み、固定子鉄心Ｒは、段スキューを形成するように配置された固定子鉄心Ｒ１ｃ、Ｒ２ｃ、Ｒ３ｃを含む。固定子鉄心Ｌ１ｃ、Ｌ２ｃ、Ｌ３ｃ、Ｒ１ｃ、Ｒ２ｃ、Ｒ３ｃは同一形状を有する。

【0071】

ここでは、Ｕ相の固定子鉄心Ｌ１ｃ、Ｌ２ｃ、Ｌ３ｃ、Ｒ１ｃ、Ｒ２ｃ、Ｒ３ｃを固定子鉄心ＵＬ１ｃ、ＵＬ２ｃ、ＵＬ３ｃ、ＵＲ１ｃ、ＵＲ２ｃ、ＵＲ３ｃと表記し、Ｖ相の固定子鉄心Ｌ１ｃ、Ｌ２ｃ、Ｌ３ｃ、Ｒ１ｃ、Ｒ２ｃ、Ｒ３ｃを固定子鉄心ＶＬ１ｃ、ＶＬ２ｃ、ＶＬ３ｃ、ＶＲ１ｃ、ＶＲ２ｃ、ＶＲ３ｃと表記し、Ｗ相の固定子鉄心Ｌ１ｃ、Ｌ２ｃ、Ｌ３ｃ、Ｒ１ｃ、Ｒ２ｃ、Ｒ３ｃを固定子鉄心ＷＬ１ｃ、ＷＬ２ｃ、ＷＬ３ｃ、ＷＲ１ｃ、ＷＲ２ｃ、ＷＲ３ｃと表記することもある。

【0072】

図２０は、本実施形態に係る回転電機における回転方向位相角の設定例を示している。図２０に示される回転方向位相角は、固定子鉄心ＵＬ１ｃを基準にした相対的な回転方向位相角に対応する。図２０に示されるように、Ｕ相に関しては、ＵＬ１ｃ＝０、ＵＬ２ｃ＝０．８３、ＵＬ３ｃ＝１．６７、ＵＲ１ｃ＝１．２５、ＵＲ２ｃ＝２．０８、ＵＲ３ｃ＝２．９２である。Ｖ相に関しては、ＶＬ１ｃ＝５、ＶＬ２ｃ＝５．８３、ＶＬ３ｃ＝６．６７、ＶＲ１ｃ＝６．２５、ＶＲ２ｃ＝７．０８、ＶＲ３ｃ＝７．９２である。固定子鉄心ＶＬ１ｃを基準にすると、固定子鉄心ＶＬ２ｃ、ＶＬ３ｃ、ＶＲ１ｃ、ＶＲ２ｃ、ＶＲ３ｃの回転方向位相角は、０．８３ｄｅｇ、１．６７ｄｅｇ、１．２５ｄｅｇ、２．０８ｄｅｇ、２．９２ｄｅｇである。Ｗ相に関しては、ＷＬ１ｃ＝１０、ＷＬ２ｃ＝１０．８３、ＷＬ３ｃ＝１１．６７、ＷＲ１ｃ＝１１．２５、ＷＲ２ｃ＝１２．０８、ＷＲ３ｃ＝１２．９２である。固定子鉄心ＷＬ１ｃを基準にすると、固定子鉄心ＷＬ２ｃ、ＷＬ３ｃ、ＷＲ１ｃ、ＷＲ２ｃ、ＷＲ３ｃの回転方向位相角は、０．８３ｄｅｇ、１．６７ｄｅｇ、１．２５ｄｅｇ、２．０８ｄｅｇ、２．９２ｄｅｇである。このように、本実施形態に係る回転電機は、計１８種類の回転方向位相角を備える。

【0073】

本実施形態では、第４の実施形態と同様にして、固定子鉄心３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃが回転軸方向に連結固定される。具体的には、固定子鉄心３０９ｂは、固定子鉄心３０９ｂのキー溝１１が固定子鉄心３０９ａのキー溝１１を基準にして５ｄｅｇの相対的な回転方向位相角を持つように、図示しない固定方法により固定子鉄心３０９ａに連結される。さらに、固定子鉄心３０９ｃは、固定子鉄心３０９ｃのキー溝１１が固定子鉄心３０９ｂのキー溝１１を基準にして５ｄｅｇの相対的な回転方向位相角を持つように、図示しない固定方法により固定子鉄心３０９ｂに連結される。すなわち、固定子鉄心３０９ｃのキー溝１１は、固定子鉄心３０９ａのキー溝１１を基準にして１０ｄｅｇの相対的な回転方向位相角を持つ。

【0074】

図２１Ａ、図２１Ｂを参照して、固定子鉄心Ｌ１ｃ、Ｌ２ｃ、Ｌ３ｃ、Ｒ１ｃ、Ｒ２ｃ、Ｒ３ｃの外周部においてキー溝１２を設ける位置について説明する。固定子鉄心Ｌ２ｃ、Ｌ３ｃ、Ｒ１ｃ、Ｒ２ｃ、Ｒ３ｃは、固定子鉄心Ｌ１ｃと同一形状を有するので、ここでは、代表して固定子鉄心Ｌ１ｃについて説明する。

【0075】

図２１Ａ及び図２１Ｂは、固定子鉄心Ｌ１ｃを示す斜視図及び正面図である。図２１Ａ及び図２１Ｂに示されるように、固定子鉄心Ｌ１ｃの外周部に２４個の磁極８が設けられ、固定子鉄心Ｌ１ｃの外周部の位置Ａ〜Ｆに６つのキー溝１２が形成されている。位置Ａ〜Ｆは次のように設定される。基準位置に位置Ａを設定する。位置Ａから６０．８３（＝６０＋０．８３）ｄｅｇ回転した位置に位置Ｂを設定する。位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｂのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は０．８３ｄｅｇである。位置Ａから１２１．６７（＝１２０＋１．６７）ｄｅｇ回転した位置に位置Ｃを設定する。位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｃのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は１．６７ｄｅｇである。位置Ａから１８１．２５（＝１８０＋１．２５）ｄｅｇ回転した位置に位置Ｄを設定する。位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｄのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は１．２５ｄｅｇである。位置Ａから２４２．０８（＝１８０＋６０＋２．０８）ｄｅｇ回転した位置に位置Ｅを設定する。位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｅのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は２．０８ｄｅｇである。位置Ａから３０２．９２（＝１８０＋１２０＋２．９２）ｄｅｇ回転した位置に位置Ｆを設定する。位置Ａのキー溝１２を基準にした位置Ｆのキー溝１２の相対的な回転方向位相角は２．９２ｄｅｇである。

【0076】

以上のように、第５の実施形態に係る回転電機によれば、固定子鉄心３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃの３種類の回転方向位相角と固定子鉄心Ｌ１ｃ、Ｌ２ｃ、Ｌ３ｃ、Ｒ１ｃ、Ｒ２ｃ、Ｒ３ｃによる６種類の回転方向位相角を組み合わせることにより、図２０に示される１８種類の回転方向位相角を実現することができる。このため、第１から第４の実施形態に比べてさらにトルクリップルを低減することができる。第５の実施形態は、低トルクリップルが求められる高性能回転電機への適用に有効である。

【0077】

（第６の実施形態）
第６の実施形態は、第４の実施形態の変形例である。第６の実施形態において、第４の実施形態と同じ部分についての説明を適宜省略する。

【0078】

図２２は、第６の実施形態に係る回転電機に含まれるステータ３の一部を概略的に示す分解斜視図である。本実施形態に係る回転電機は、３つの基本ユニットが回転軸方向に沿って配設された３段式（３相）の回転電機である。図２２に示されるように、各相の基本ユニットは、回転子（図示せず）及び電機子５０７を含む。ステータ３は、回転子を含むロータ（図示せず）を回転自在に支持する軸受を備えた軸受ホルダ（図示せず）と、軸受ホルダ間に回転軸方向に沿って設けられたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子５０７と、を含む。各相の電機子５０７は、所定の空隙を持って、対応する回転子に対向配置される。

【0079】

各相の電機子５０７は、固定子鉄心Ｌと、固定子鉄心Ｒと、固定子鉄心Ｌ及び固定子鉄心Ｒの外側に設けられ、固定子鉄心Ｌ及び固定子鉄心Ｒに磁気的に連結された固定子鉄心３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃと、固定子鉄心Ｌと固定子鉄心Ｒとの間に設けられた電機子コイル１０と、を含む。本実施形態は、固定子鉄心Ｌ、Ｒが分割されていない（段スキューを設けない）点で上述した第１から第５の実施形態と異なる。

【0080】

固定子鉄心Ｌ、Ｒは、同一形状を有するので、ここでは、代表して固定子鉄心Ｌについて説明する。図２３Ａ及び図２３Ｂは、本実施形態に係る固定子鉄心Ｌを示す斜視図及び正面図である。固定子鉄心Ｌの外周部には、回転軸方向に延在する１つのキー溝１２が設けられている。本実施形態では、固定子鉄心ＵＬを基準にして、ＵＬ＝ＵＲ＝０、ＶＬ＝ＶＲ＝５、ＷＬ＝ＷＲ＝１０である。キー部品３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃを用いて固定子鉄心３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃの回転方向位相角を設定することができる。

【0081】

以上のように、第６の実施形態に係る回転電機によれば、段スキューを設けないことにより、第１から第５の実施形態と比べて部品点数が少なく、組立作業性が高い。その結果、製造コストの削減に効果的である。第６の実施形態は、トルクリップルが許容可能な低コスト回転電機への適用に有効である。

【0082】

上述した実施形態のうちの少なくとも１つによれば、ティース部（例えば、図２２に示される固定子鉄心Ｌ）及び外装部（例えば、図２２に示される固定子鉄心３０９ａ）に位置決め部としてのキー溝を設け、これらのキー溝にキー部品を嵌め込むことによりティース部の相対的な回転方向位相角を成す。これにより、部品（ティース部）の共通化を図ることが可能となる。その結果、製作に必要なプレス用金型の種類を最小限に抑えることができ、製造コストを削減することができる。

【0083】

なお、外装部に対してティース部を位置決めする方法は、上述した例に限定されない。図２４Ａから図２４Ｌを参照して位置決め方法の例を説明する。図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｄ、図２４Ｅでは、固定子鉄心Ｌ及び固定子鉄心９に回転軸方向に延在するキー溝（凹部ともいう）が形成され、キー部品１３を用いて位置決めがなされる。図２４Ａは、上述した実施形態において採用した位置決め方法である。キー部品１３は四角形の断面を有する部材である。キー部品１３の断面形状は、図２４Ｂに示されるように円形であってもよく、図２４Ｄに示されるように三角形であってもよく、図２４Ｅに示されるように菱形であってもよい。

【0084】

図２４Ｃは、外装部９に設けた貫通孔に半径方向からピン１９を挿入してピン１９をティース部Ｌの凹部に嵌め込む位置決め方法を示している。図２４Ｆは、ティース部Ｌに設けられたカット面と外装部９に設けられたカット面とによる位置決め方法を示している。図２４Ｇから図２４Ｌは、凸部とこの凸部に係合する凹部とを用いた位置決め方法例を示している。図２４Ｇは、ティース部Ｌに回転軸方向に延在する凸部が形成され、外装部９に回転軸方向に延在する凹部が形成されている。例えば、凸部及び凹部の断面形状は矩形状である。凸部及び凹部の断面形状は、図２４Ｉに示されるように半円形であってもよく、図２４Ｌに示されるように略台形であってもよい。ティース部Ｌに複数の凸部が設けられる場合、外装部９に複数の凹部を設ける必要がある。図２４Ｈは、ティース部Ｌに回転軸方向に延在する凹部が形成され、外装部９に回転軸方向に延在する凸部が形成されている。例えば、凸部及び凹部の断面形状は矩形状である。凸部及び凹部の断面形状は、図２４Ｊに示されるように半円形であってもよく、図２４Ｋに示されるように略台形であってもよい。

【0085】

以上のように、回転方向位相角の位置決め構造は、キー、ピン、凹部、凸部、カット面などを用いて構成することができる。実際の機器設計において適宜、最適な構成を選択することができる。

【0086】

なお、実施形態に係る回転電機は、回転子が電機子の内側に位置するインナーロータである例に限らず、回転子が電機子の外側に位置するアウターロータであってもよい。

【0087】

以下の第７から第９の実施形態では、実施形態に係る回転電機の利用例を説明する。

【0088】

（第７の実施形態）
図２５は、第７の実施形態に係る電動車両６００を概略的に示している。電動車両６００は、第１から第６の実施形態で説明した回転電機のいずれか又はその変形を備える。図２５に示される例では、電動車両６００は、第１の実施形態に係る回転電機１を備える。電動車両６００は、いわゆるハイブリッド車（ＨＥＶ；hybrid electric vehicle）である。電動車両６００の車体６０１は、２つの前輪６０２及び２つの後輪６２０によって支持されている。前輪６０２は、駆動シャフト６０３、ディファレンシャルギア６０４及び駆動シャフト６０５を介して回転電機１に接続されている。駆動シャフト６０５は、回転電機１のロータ２（図２５には図示されていない。）と連結されている。ロータ２は、回転電機１の両側に配置された軸受６０６によって回転自在に支持されている。なお、軸受６０６は、回転電機１の軸受２１ａ、２１ｂと共通化してもよく、別に設けても良い。電動車両６００は、エンジン６０７をさらに備え、エンジン６０７は、連結シャフト６０８を介してロータ１０１と連結されている。これにより、エンジン６０７のトルク及び回転電機１のトルクは、ともに前輪６０２に伝達され、車体６０１を駆動する駆動力となる。

【0089】

図２６は、回転電機１を含む電動車両６００の一部を拡大して詳細に示している。図２６に示されるように、回転電機１の電機子コイル１０には、バッテリ６０９を電源として動作する制御装置６１０の出力Ｕ、Ｖ及びＷの動力線がそれぞれ結ばれている。回転電機１の電機子コイル１０には、互いに１２０度の位相差を持った三相電流が制御装置６１０から印加される。制御装置６１０は、車体６０１が走行状態から停止状態となる時の回生エネルギーを回収する場合には、回転電機１が発電機として働くように制御する。

【0090】

電動車両は、図２６に示されるようなハイブリッド車に限らず、電気自動車（ＥＶ：electric vehicle）であってもよい。

【0091】

（第８の実施形態）
図２７は、第８の実施形態に係る風力発電装置７００を概略的に示している。風力発電装置７００は、第１から第６の実施形態で説明した回転電機のいずれか又はその変形を備える。図２７に示される例では、風力発電装置７００は、第１の実施形態に係る回転電機１を備える。風力発電装置７００のブレード７０１は風力によって回転し、回転シャフト７０２を介して増速機７０３にトルクが伝達される。増速機７０３の出力トルクは、回転シャフト７０４及び軸継手７０５を介して回転電機１のロータ２（図２７には図示されない）に伝達され、回転電機１によって発電される。発生した電力は、変圧器７０６及び系統保護装置７０７を介して電力系統７０８に供給される。

【0092】

増速機７０３及び回転電機１を含む回転系要部は、ナセル７０９と呼ばれる機械室に収容されている。ナセル７０９は、効率良く風力を得ることができる高さにブレード７０１が位置するように、タワー７１０によって支持されている。タワー７１０は、陸上又は洋上の浮体に設けられた基台７１１に固定されている。

【0093】

なお、実施形態に係る回転電機は、風力発電装置に用いる例に限らず、例えば水力発電装置を始めとする発電装置全般に用いることができる。

【0094】

（第９の実施形態）
図２８は、第９の実施形態に係るロープ式のエレベータ装置８００を概略的に示している。エレベータ装置８００は、第１から第６の実施形態で説明した回転電機のいずれか又はその変形を備える。図２８に示される例では、エレベータ装置８００は、第１の実施形態に係る回転電機１を備える。

【0095】

エレベータ装置８００は、巻上機８０１、かご８０２、釣合い錘８０３及びロープ８０４を備え、昇降路８０７内に配置されている。巻上機８０１は、回転電機１及び綱車を含む。ロープ８０４は、かご８０２の滑車８０５、巻上機８０１、及び釣合い錘８０３の滑車８０６に巻き掛けられ、ロープ８０４の一端が建物などの所定の位置Ａに固定され、ロープ８０４の他端が建物などの所定の位置Ｂに固定されている。図示しない制御部によって巻上機８０１が作動されると、回転電機１の発生トルクによって綱車が回転する。巻上機８０１は、綱車とロープ８０４との間の摩擦力を利用してロープ８０４を巻き上げる又は巻き下げることで、かご８０２を上昇又は下降することができる。

【0096】

なお、第７から第９の実施形態では、実施形態に係る回転電機を電動車両、発電装置及びエレベータ装置に適用した例を説明したが、実施形態に係る回転電機は、電動車両、発電装置及びエレベータ装置に限らず、他の装置にも適用することができる。

【0097】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0098】

１…回転電機、２…ロータ、３…ステータ、４…基本ユニット、５…回転子、６ａ，６ｂ…軸受ホルダ、７…電機子、８…磁極、９…固定子鉄心、１０…電機子コイル、１１，１２，１５…キー溝、１３…キー部品、１４…相間スペーサ、２０…シャフト、２１ａ…軸受、２１ｂ…軸受、１００…回転電機、１０１…ロータ、１０７…電機子、１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ…固定子鉄心、１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ…キー部品、３０７…電機子、３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ…固定子鉄心、３１３ａ，３１３ｂ，３１３ｃ…キー部品、４０７…電機子、Ｌ１，Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ…固定子鉄心、Ｌ２，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ…固定子鉄心、Ｒ１，Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃ…固定子鉄心、Ｒ２，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ，Ｒ２ｃ…固定子鉄心、６００…電動車両、６０１…車体、６０２…前輪、６０３…駆動シャフト、６０４…ディファレンシャルギア、６０５…駆動シャフト、６０６…軸受、６０７…エンジン、６０８…連結シャフト、６０９…バッテリ、６１０…制御装置、６２０…後輪、７００…風力発電装置、７０１…ブレード、７０２…回転シャフト、７０３…増速機、７０４…回転シャフト、７０５…軸継手、７０６…変圧器、７０７…系統保護装置、７０８…電力系統、７０９…ナセル、７１０…タワー、７１１…基台、８００…エレベータ装置、８０１…巻上機、８０３…錘、８０４…ロープ、８０５，８０６…滑車、８０７…昇降路。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図19】

【図20】

【図21A】

【図21B】

【図22】

【図23A】

【図23B】

【図24A】

【図24B】

【図24C】

【図24D】

【図24E】

【図24F】

【図24G】

【図24H】

【図24I】

【図24J】

【図24K】

【図24L】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】