特開 2023-149018 回転電機、及び回転電機の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023149018

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】回転電機、及び回転電機の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/2753 20220101AFI20231005BHJP

   H02K 15/02 20060101ALI20231005BHJP

   H02K 21/14 20060101ALI20231005BHJP

   H02K 1/16 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

H02K1/2753

H02K15/02 K

H02K21/14

H02K1/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022057336

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】清水 謙太

【テーマコード（参考）】

5H601

5H615

5H621

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H601AA22

5H601CC01

5H601CC02

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD18

5H601GA02

5H601GB12

5H601GB33

5H601GB48

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB02

5H615BB07

5H615BB14

5H615PP02

5H621AA02

5H621BB07

5H621GA16

5H621HH01

5H621JK01

5H622AA02

5H622CA02

5H622CA10

5H622CB01

5H622CB02

5H622CB05

(57)【要約】

【課題】コギングトルクの脈動を低減できる回転電機、及び回転電機の製造方法を提供する。
【解決手段】回転電機は、ステータとロータとを有している。ステータは、筒状のヨーク、複数のティース、及び複数のスロットを有するステータコアと、ティースに集中巻きで巻回されたコイルとを有している。ロータは、筒状のロータコアと、ロータコアの周方向に並ぶ複数の永久磁石Ｍとを有している。永久磁石Ｍは、Ｓ極磁石、又は磁化方向がＳ極磁石とは異なるＮ極磁石である。Ｓ極磁石とＮ極磁石は、ロータコアの周方向において交互に並んでいる。ｑ＝スロットの数／（ロータの極数×コイルの相数）としたとき、ｑは分数かつｑ＜１／２である。磁束密度の大きい永久磁石Ｍほど、永久磁石Ｍの表面積は小さくなっている。永久磁石Ｍの表面磁束数は、全ての永久磁石Ｍで同じである。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状のヨーク、前記ヨークから前記ヨークの径方向に延出するとともに前記ヨークの周方向に間隔を空けて配置された複数のティース、及び前記ヨークの周方向に隣り合う前記ティースの間に位置する空間であるスロットを有するステータコアと、前記ティースに集中巻きで巻回されたコイルとを有するステータと、
筒状のロータコアと、前記ロータコアの周方向に並ぶ複数の永久磁石とを有するロータと、
を備え、
前記永久磁石は、Ｓ極磁石、又は磁化方向が前記Ｓ極磁石とは異なるＮ極磁石であり、前記Ｓ極磁石と前記Ｎ極磁石は、前記ロータコアの周方向において交互に並んでおり、
ｑ＝前記スロットの数／（前記ロータの極数×前記コイルの相数）としたとき、ｑが分数かつｑ＜１／２である回転電機であって、
磁束密度の大きい前記永久磁石ほど、前記永久磁石の表面積は小さくなっており、
前記永久磁石の表面磁束数は、全ての前記永久磁石で同じであることを特徴とする回転電機。

【請求項2】

磁束密度の大きい前記永久磁石ほど、前記ロータコアの軸方向における前記永久磁石の長さが短いことにより、前記永久磁石の表面積は小さくなっている請求項１に記載の回転電機。

【請求項3】

筒状のヨーク、前記ヨークから前記ヨークの径方向に延出するとともに前記ヨークの周方向に間隔を空けて配置された複数のティース、及び前記ヨークの周方向に隣り合う前記ティースの間に位置する空間であるスロットを有するステータコアと、前記ティースに集中巻きで巻回されたコイルとを有するステータと、
筒状のロータコアと、前記ロータコアの周方向に並ぶ複数の永久磁石とを有するロータと、
を備え、
前記永久磁石は、Ｓ極磁石、又は磁化方向が前記Ｓ極磁石とは異なるＮ極磁石であり、前記Ｓ極磁石と前記Ｎ極磁石は、前記ロータコアの周方向において交互に並んでおり、
ｑ＝前記スロットの数／（前記ロータの極数×前記コイルの相数）としたとき、ｑが分数かつｑ＜１／２である回転電機の製造方法であって、
前記複数の永久磁石のそれぞれについて表面磁束数又は磁束密度を取得する取得工程と、
前記複数の永久磁石のうち、表面磁束数又は磁束密度が最も小さい前記永久磁石を最小磁石とし、前記最小磁石以外の前記永久磁石の表面磁束数が前記最小磁石の表面磁束数と同じになるように、前記最小磁石以外の前記永久磁石を削る加工工程と、
前記最小磁石及び前記加工工程において削られた前記最小磁石以外の前記永久磁石を前記ロータコアの周方向に並べる配置工程と、
を有することを特徴とする回転電機の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機、及び回転電機の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機は、ステータとロータとを備えている。ステータは、ステータコアとコイルとを有している。ステータコアは、筒状のヨークと、複数のティースと、複数のスロットとを有している。各ティースは、ヨークからヨークの径方向に延出している。複数のティースは、ヨークの周方向に間隔を空けて配置されている。スロットは、ヨークの周方向に隣り合うティースの間に位置する空間である。コイルは、ティースに集中巻きで巻回されている。ロータは、筒状のロータコアと、ロータコアの周方向に並ぶ複数の永久磁石とを有している。永久磁石は、Ｓ極磁石、又は磁化方向がＳ極磁石とは異なるＮ極磁石である。Ｓ極磁石とＮ極磁石は、ロータコアの周方向において交互に並んでいる。

【0003】

一般に、ｑ＝スロットの数／（ロータの極数×コイルの相数）としたとき、ｑが分数かつｑ＜１／２となる回転電機を分数スロットの回転電機という。例えば、特許文献１のモータは、３相１２スロットのステータと、１４極のロータとを備えている。このモータは、ｑ＝１２／（１４×３）＝２／７である分数スロットのモータである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１－０９８７９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

分数スロットの回転電機では、永久磁石の表面磁束数がばらついていると、機械角１周期の間においてトルクの値が電気角毎に変化するため、コギングトルクの脈動が発生する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記問題点を解決するための回転電機は、筒状のヨーク、前記ヨークから前記ヨークの径方向に延出するとともに前記ヨークの周方向に間隔を空けて配置された複数のティース、及び前記ヨークの周方向に隣り合う前記ティースの間に位置する空間であるスロットを有するステータコアと、前記ティースに集中巻きで巻回されたコイルとを有するステータと、筒状のロータコアと、前記ロータコアの周方向に並ぶ複数の永久磁石とを有するロータと、を備え、前記永久磁石は、Ｓ極磁石、又は磁化方向が前記Ｓ極磁石とは異なるＮ極磁石であり、前記Ｓ極磁石と前記Ｎ極磁石は、前記ロータコアの周方向において交互に並んでおり、ｑ＝前記スロットの数／（前記ロータの極数×前記コイルの相数）としたとき、ｑが分数かつｑ＜１／２である回転電機であって、磁束密度の大きい前記永久磁石ほど、前記永久磁石の表面積は小さくなっており、前記永久磁石の表面磁束数は、全ての前記永久磁石で同じであることを要旨とする。

【0007】

磁束密度の大きい永久磁石ほど永久磁石の表面積が小さくなっているため、永久磁石の表面磁束数は全ての永久磁石で同である。このため、電気角周期毎の鎖交磁束の差が小さくなる。よって、コギングトルクの脈動を低減できる。

【0008】

上記回転電機において、磁束密度の大きい前記永久磁石ほど、前記ロータコアの軸方向における前記永久磁石の長さが短いことにより、前記永久磁石の表面積は小さくなっていてもよい。

【0009】

これによれば、永久磁石の表面磁束数は、ロータコアの軸方向における永久磁石の長さに比例している。このため、永久磁石の表面磁束数を全ての永久磁石で同じにするための永久磁石の表面積の調整が容易である。また、ロータコアの軸方向から見たときの永久磁石の形状が全ての永久磁石で同じであるため、ロータのバランスを良好に保つことができる。

【0010】

上記問題点を解決するための回転電機の製造方法は、筒状のヨーク、前記ヨークから前記ヨークの径方向に延出するとともに前記ヨークの周方向に間隔を空けて配置された複数のティース、及び前記ヨークの周方向に隣り合う前記ティースの間に位置する空間であるスロットを有するステータコアと、前記ティースに集中巻きで巻回されたコイルとを有するステータと、筒状のロータコアと、前記ロータコアの周方向に並ぶ複数の永久磁石とを有するロータと、を備え、前記永久磁石は、Ｓ極磁石、又は磁化方向が前記Ｓ極磁石とは異なるＮ極磁石であり、前記Ｓ極磁石と前記Ｎ極磁石は、前記ロータコアの周方向において交互に並んでおり、ｑ＝前記スロットの数／（前記ロータの極数×前記コイルの相数）としたとき、ｑが分数かつｑ＜１／２である回転電機の製造方法であって、前記複数の永久磁石のそれぞれについて表面磁束数又は磁束密度を取得する取得工程と、前記複数の永久磁石のうち、表面磁束数又は磁束密度が最も小さい前記永久磁石を最小磁石とし、前記最小磁石以外の前記永久磁石の表面磁束数が前記最小磁石の表面磁束数と同じになるように、前記最小磁石以外の前記永久磁石を削る加工工程と、前記最小磁石及び前記加工工程において削られた前記最小磁石以外の前記永久磁石を前記ロータコアの周方向に並べる配置工程と、を有することを要旨とする。

【0011】

永久磁石の表面磁束数がばらついていても、加工工程において最小磁石以外の永久磁石を削ることにより、永久磁石の表面磁束数を全ての永久磁石で同じにしている。このため、電気角周期毎の鎖交磁束の差が小さくなる。よって、コギングトルクの脈動を低減できる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、コギングトルクの脈動を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態における回転電機の断面図である。

【図2】実施形態における永久磁石の軸長を示す図である。

【図3】別例における回転電機の部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、回転電機、及び回転電機の製造方法を具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
＜＜回転電機の構成＞＞
図１に示すように、回転電機１０は、筒状のステータ１１と、筒状のロータ１２とを備えている。ステータ１１は、ロータ１２を取り囲んでいる。したがって、ロータ１２は、ステータ１１の内側に配置されている。

【0015】

＜ステータの構成＞
ステータ１１は、ステータコア２１と、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のコイル２２とを有している。

【0016】

ステータコア２１は、筒状のヨーク２３と、複数のティース２４と、複数のスロット２５とを有している。本実施形態のステータコア２１は、複数のティース２４として１２個のティース２４を有するとともに、複数のスロット２５として１２個のスロット２５を有している。

【0017】

ヨーク２３は、円筒状である。各ティース２４は、ヨーク２３の内周面からステータコア２１の径方向内側に延出している。複数のティース２４は、ヨーク２３の周方向において間隔を空けて配置されている。各スロット２５は、ヨーク２３の周方向に隣り合うティース２４の間に位置する空間である。ティース２４とスロット２５は、ヨーク２３の周方向において交互に並んでいる。

【0018】

コイル２２は、ティース２４に集中巻きで巻回されている。コイル２２の一部は、スロット２５を通過している。なお、ステータコア２１とコイル２２との間、及び異なる相のコイル２２の間は、図示しない絶縁部材によって絶縁されている。

【0019】

＜ロータの構成＞
ロータ１２は、筒状のロータコア２６と、複数の永久磁石Ｍとを有している。本実施形態のロータ１２は、複数の永久磁石Ｍとして１４個の永久磁石Ｍを有している。

【0020】

ロータコア２６は、円筒状である。ロータコア２６の内側には、回転軸１３が挿通されている。回転軸１３は、ロータコア２６に固定されている。回転軸１３は、ロータ１２と一体的に回転する。

【0021】

複数の永久磁石Ｍは、ロータコア２６の周方向に並んでいる。永久磁石Ｍは、Ｓ極磁石又はＮ極磁石である。Ｓ極磁石は、ロータコア２６の径方向における永久磁石Ｍの外側部位にＳ極が存在するとともに、ロータコア２６の径方向における永久磁石Ｍの内側部位にＮ極が存在する磁石である。Ｎ極磁石は、ロータコア２６の径方向における永久磁石Ｍの外側部位にＮ極が存在するとともに、ロータコア２６の径方向における永久磁石Ｍの内側部位にＳ極が存在する磁石である。つまり、Ｓ極磁石の磁化方向とＮ極磁石の磁化方向は、互いに異なっている。Ｓ極磁石とＮ極磁石は、ロータコア２６の周方向において交互に配置されている。本実施形態では、１４個の永久磁石Ｍのうち、Ｓ極磁石及びＮ極磁石は各７個である。

【0022】

本実施形態では、複数の永久磁石Ｍは、ロータコア２６の外周面に配置されている。本実施形態のロータ１２は、ロータ１２の表面に永久磁石Ｍが配置されたＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）型のロータである。各永久磁石Ｍにおいてロータコア２６の外周面と対向する面は、ロータコア２６の外周面に沿うように湾曲している。また、各永久磁石Ｍにおいてロータコア２６の外周面と対向する面とは反対側の面は、ロータコア２６の径方向外側に向けて凸となるように湾曲している。

【0023】

一般に、ｑ＝スロット２５の数／（ロータ１２の極数×コイル２２の相数）としたとき、ｑが分数かつｑ＜１／２となる回転電機を分数スロットの回転電機という。上述したように、本実施形態のステータ１１は、３相１２スロットのステータである。本実施形態のロータ１２は、１４極（７極対）のロータである。したがって、本実施形態の回転電機１０は、ｑ＝１２／（１４×３）＝２／７である分数スロットの回転電機である。

【0024】

＜永久磁石の磁束密度＞
複数の永久磁石Ｍのうち、少なくとも１つの永久磁石Ｍの磁束密度は、他の永久磁石Ｍの磁束密度と異なっている。

【0025】

本実施形態では、１４個の永久磁石Ｍを第１～第１４磁石Ｍ１～Ｍ１４としたとき、第１磁石Ｍ１の磁束密度Ｂ１は、第２磁石Ｍ２の磁束密度Ｂ２よりも小さい。また、第２磁石Ｍ２の磁束密度Ｂ２は、第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの磁束密度Ｂ３よりも小さい。つまり、第１～第１４磁石Ｍ１～Ｍ１４の磁束密度の大小関係は、第１磁石Ｍ１の磁束密度Ｂ１＜第２磁石Ｍ２の磁束密度Ｂ２＜第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの磁束密度Ｂ３となっている。

【0026】

具体的には、第２磁石Ｍ２の磁束密度Ｂ２は、第１磁石Ｍ１の磁束密度Ｂ１の１．１倍である。すなわち、第２磁石Ｍ２の磁束密度Ｂ２は、１．１Ｘである。第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの磁束密度Ｂ３は、第１磁石Ｍ１の磁束密度Ｂ１の１．２倍である。すなわち、第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの磁束密度Ｂ３は、１．２Ｘである。

【0027】

＜永久磁石の表面積＞
複数の永久磁石Ｍのうち、少なくとも１つの永久磁石Ｍの表面積は、他の永久磁石Ｍの表面積と異なっている。詳しくは、複数の永久磁石Ｍのうち、磁束密度の大きい永久磁石Ｍほど、永久磁石Ｍの表面積は小さくなっている。永久磁石Ｍの表面積は、永久磁石Ｍの軸長Ｌ及び永久磁石Ｍの周長Ｒによって決まる。永久磁石Ｍの軸長Ｌとは、ロータコア２６の軸方向における永久磁石Ｍの長さのことである。永久磁石Ｍの周長Ｒとは、ロータコア２６の周方向における永久磁石Ｍの外周面の長さのことである。

【0028】

図２に示すように、本実施形態では、第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの表面積は、第２磁石Ｍ２の表面積よりも小さい。第２磁石Ｍ２の表面積は、第１磁石Ｍ１の表面積よりも小さい。つまり、第１～第１４磁石Ｍ１～Ｍ１４の表面積の大小関係は、第１磁石Ｍ１の表面積＞第２磁石Ｍ２の表面積＞第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの表面積となっている。

【0029】

第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの軸長Ｌ３は、第２磁石Ｍ２の軸長Ｌ２よりも短い。第２磁石Ｍ２の軸長Ｌ２は、第１磁石Ｍ１の軸長Ｌ１よりも短い。つまり、第１～第１４磁石Ｍ１～Ｍ１４の軸長Ｌの大小関係は、第１磁石Ｍ１の軸長Ｌ１＞第２磁石Ｍ２の軸長Ｌ２＞第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの軸長Ｌ３となっている。

【0030】

具体的には、第２磁石Ｍ２の軸長Ｌ２は、第１磁石Ｍ１の軸長Ｌ１の１／１．１倍である。すなわち、第２磁石Ｍ２の軸長Ｌ２は、Ｌ１／１．１である。第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの軸長Ｌ３は、第１磁石Ｍ１の軸長Ｌ１の１／１．２倍である。すなわち、第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの軸長Ｌ３は、Ｌ１／１．２である。

【0031】

一方で、第１～第１４磁石Ｍ１～Ｍ１４のそれぞれの周長Ｒは、全ての永久磁石Ｍで同じである。つまり、本実施形態では、磁束密度の大きい永久磁石Ｍほど、永久磁石Ｍの軸長Ｌが短いことにより、永久磁石Ｍの表面積は小さくなっている。なお、ロータコア２６の径方向における永久磁石Ｍの厚みは、全ての永久磁石Ｍで同じである。

【0032】

＜永久磁石の表面磁束数＞
永久磁石Ｍの表面磁束数は、全ての永久磁石Ｍで同じである。永久磁石Ｍの表面磁束数は、永久磁石Ｍの磁束密度及び永久磁石Ｍの形状によって決まる。永久磁石Ｍの表面磁束数は、永久磁石Ｍの磁束密度が高いほど大きくなる。また、永久磁石Ｍの表面磁束数は、永久磁石Ｍの表面積が大きいほど大きくなる。

【0033】

本実施形態では、第２磁石Ｍ２の磁束密度Ｂ２は、第１磁石Ｍ１の磁束密度Ｂ１の１．１倍であるのに対し、第２磁石Ｍ２の軸長Ｌ２は、第１磁石Ｍ１の軸長Ｌ１の１／１．１倍である。このため、第２磁石Ｍ２の表面磁束数は、第１磁石Ｍ１の表面磁束数と同じである。また、第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの磁束密度Ｂ３は、第１磁石Ｍ１の磁束密度Ｂ１の１．２倍であるのに対し、第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの軸長Ｌ２は、第１磁石Ｍ１の軸長Ｌ１の１／１．２倍である。このため、第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの表面磁束数は、第１磁石Ｍ１の表面磁束数と同じである。つまり、第１～第１４磁石Ｍ１～Ｍ１４のそれぞれの表面磁束数は、全ての永久磁石Ｍで同じである。

【0034】

＜＜回転電機の製造方法＞＞
回転電機１０の製造方法は、取得工程と、加工工程と、配置工程とを有している。
＜取得工程＞
取得工程は、回転電機１０に使用される複数の永久磁石Ｍのそれぞれについて表面磁束数又は磁束密度を取得する工程である。取得工程では、永久磁石Ｍの形状は、全ての永久磁石Ｍで同じである。なお、「永久磁石Ｍの形状は全ての永久磁石Ｍで同じである」には、永久磁石Ｍの製造公差の範囲内で永久磁石Ｍの形状が異なっている場合も含まれる。

【0035】

本実施形態の取得工程では、作業者が第１～第１４磁石Ｍ１～Ｍ１４のそれぞれについて表面磁束数を測定することにより、第１～第１４磁石Ｍ１～Ｍ１４のそれぞれの表面磁束数を取得する。本実施形態の取得工程では、次のような結果を得る。第２磁石Ｍ２の表面磁束数φ２は、第１磁石Ｍ１の表面磁束数φ１の１．１倍、すなわち１．１φ１である。第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの表面磁束数φ３は、第１磁石Ｍ１の表面磁束数φ１の１．２倍、すなわち１．２φ１である。

【0036】

＜加工工程＞
加工工程は、取得工程で取得した永久磁石Ｍの表面磁束数又は磁束密度に基づいて、永久磁石Ｍを加工する工程である。加工工程では、まず、複数の永久磁石Ｍのうち、表面磁束数又は磁束密度が最も小さい永久磁石Ｍを最小磁石Ｍｍｉｎとする。続いて、最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍの表面磁束数が最小磁石Ｍｍｉｎの表面磁束数と同じになるように、最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍを削る。具体的には、最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍの表面磁束数を最小磁石Ｍｍｉｎの表面磁束数と同じにするためには、最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍの表面積が小さくなるように最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍを削る。最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍの表面積を小さくするためには、最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍの軸長Ｌ及び周長Ｒの少なくとも一方が小さくなるように最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍを削る。

【0037】

本実施形態の加工工程では、まず、第１磁石Ｍ１を最小磁石Ｍｍｉｎとして設定する。したがって、第２～第１４磁石Ｍ２～Ｍ１４は、最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍである。続いて、第２～第１４磁石Ｍ２～Ｍ１４の表面磁束数が第１磁石Ｍ１の表面磁束数と同じになるように、第２～第１４磁石Ｍ２～Ｍ１４を削る。具体的には、第２磁石Ｍ２は、軸長Ｌ２が第１磁石Ｍ１の軸長Ｌ１の１／１．１倍となるように削られる。第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４はそれぞれ、軸長Ｌ３が第１磁石Ｍ１の軸長Ｌ１の１／１．２倍になるように削られる。なお、第１磁石Ｍ１の軸長Ｌ１と第２磁石Ｍ２の軸長Ｌ２との差Ｌ１－Ｌ２、及び第１磁石Ｍ１の軸長Ｌ１と第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの軸長Ｌ３との差Ｌ１－Ｌ３は、製造公差よりも大きい。

【0038】

＜配置工程＞
配置工程は、最小磁石Ｍｍｉｎ及び加工工程において削られた最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍをロータコア２６の周方向に並べる工程である。

【0039】

本実施形態の配置工程では、第１磁石Ｍ１及び加工工程において削られた第２～第１４磁石Ｍ２～Ｍ１４をロータコア２６の周方向に並べる。
本実施形態の作用について説明する。

【0040】

分数スロットではない場合、ティース２４と対向する永久磁石Ｍの組み合わせは、電気角周期毎で同じである。このため、永久磁石Ｍの表面磁束数がばらついていても、鎖交磁束としては電気角周期毎に変化しない。

【0041】

一方、分数スロットの場合、ティース２４と対向する永久磁石Ｍの組み合わせは、電気角周期毎に異なる。このため、従来の回転電機では、永久磁石Ｍの表面磁束数がばらついていると、鎖交磁束は電気角周期毎に変化する。その結果、機械角１周期の間においてトルクの値が電気角毎に異なることにより、コギングトルクの脈動が発生する。

【0042】

なお、ロータ１２が５ｎ極の場合には、電気角５周期で機械角１周期となるため、ティース２４と対向する永久磁石Ｍの組み合わせは５パターン存在する。したがって、機械角１周期の間に電気角５周期に対応する脈動が発生する。ロータ１２が７ｎ極の場合には、電気角７周期で機械角１周期となるため、ティース２４と対向する永久磁石Ｍの組み合わせは７パターン存在する。したがって、機械角１周期の間に電気角７周期に対応する脈動が発生する。

【0043】

本実施形態では、加工工程において、最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍの表面磁束数が最小磁石Ｍｍｉｎの表面磁束数と同じになるように、最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍを削っている。これにより、磁束密度の大きい永久磁石Ｍほど、永久磁石Ｍの表面積は小さくなっているため、永久磁石Ｍの表面磁束数は、全ての永久磁石Ｍで同じになっている。したがって、鎖交磁束としては電気角周期毎に同じになるため、電気角周期毎の鎖交磁束の差は小さくなる。よって、コギングトルクの脈動が低減される。

【0044】

本実施形態の効果について説明する。
（１）磁束密度の大きい永久磁石Ｍほど、永久磁石Ｍの表面積は小さくなっていることにより、永久磁石Ｍの表面磁束数は全ての永久磁石Ｍで同じになっている。これにより、鎖交磁束は電気角周期毎に同じになるため、電気角周期毎の鎖交磁束の差は小さくなる。よって、コギングトルクの脈動を低減できる。

【0045】

（２）磁束密度の大きい永久磁石Ｍほど、軸長Ｌが短いことにより、表面積は小さくなっている。永久磁石Ｍの表面磁束は、永久磁石Ｍの軸長Ｌに比例しているため、永久磁石Ｍの軸長Ｌを調整することにより、永久磁石Ｍの表面磁束数を容易に調整できる。また、ロータコア２６の軸方向から見たときの永久磁石Ｍの形状が全ての永久磁石Ｍで同じであるため、ロータ１２のバランスを良好に保つことができる。

【0046】

（３）例えば、表面磁束数が同じ永久磁石Ｍだけを使用すれば、コギングトルクの脈動は低減される。しかしながら、この場合には、永久磁石Ｍの製造上発生する、他の永久磁石Ｍよりも表面磁束数の多い又は少ない永久磁石Ｍを使用することができない。これに対し、本実施形態では、加工工程前の永久磁石Ｍの表面磁束数がばらついていても、永久磁石Ｍの表面磁束数が同じになるように永久磁石Ｍの形状を調整することによって、コギングトルクの脈動を低減している。したがって、他の永久磁石Ｍよりも表面磁束数が多い又は少ない永久磁石Ｍを使用しつつ、コギングトルクの脈動を低減できる。

【0047】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 図３に示すように、ロータ１２は、永久磁石Ｍがロータコア２６に埋め込まれたＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）型のロータであってもよい。

【0048】

○ 図３に示すように、永久磁石Ｍは、平板状であってもよい。この場合、加工工程では、永久磁石Ｍの軸長Ｌ及び永久磁石Ｍの幅Ｗの少なくとも一方を調整することによって、永久磁石Ｍの表面磁束を調整してもよい。永久磁石Ｍの幅Ｗとは、永久磁石Ｍの板厚方向及びロータコア２６の軸方向の両方と直交する方向における永久磁石Ｍの長さのことである。永久磁石Ｍの幅Ｗを調整する場合には、最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍは、幅Ｗ２が最小磁石Ｍｍｉｎの幅Ｗ１よりも小さくなるように削られる。

【0049】

○ 加工工程において、永久磁石Ｍの軸長Ｌの代わりに永久磁石Ｍの周長Ｒを調整することによって、永久磁石Ｍの表面磁束を調整してもよい。また、永久磁石Ｍの軸長Ｌ及び周長Ｒの両方を変更することによって、永久磁石Ｍの表面磁束を調整してもよい。

【0050】

○ 加工工程前の永久磁石Ｍの形状が全ての永久磁石Ｍで同じ場合、取得工程では、表面磁束数の代わりに磁束密度を取得してもよい。この場合、加工工程では、磁束密度が最も低い永久磁石Ｍを最小磁石Ｍｍｉｎとして設定する。

【0051】

○ 取得工程において、予め作成された各永久磁石Ｍの磁束密度又は表面磁束数のデータを入手することで、複数の永久磁石Ｍのそれぞれについて磁束密度又は表面磁束数を取得してもよい。

【0052】

○ ｑが分数かつｑ＜１／２である分数スロットの回転電機であれば、ロータ１２の極数、スロット２５の数、及びコイル２２の相数は適宜変更されてもよい。一例として、回転電機１０は、３相１２スロットのステータ１１と、１０極のロータ１２とを備えていてもよい。この場合、ｑ＝１２／（１０×３）＝２／５である。他の例として、回転電機１０は、３相１８スロットのステータ１１と、１６極のロータ１２とを備えていてもよい。この場合、ｑ＝１８／（１６×３）＝３／８である。

【0053】

○ 加工工程前の複数の永久磁石Ｍのうち、少なくとも１つの永久磁石Ｍの表面磁束数が他の永久磁石Ｍの表面磁束数と異なっていればよい。
例えば、加工工程前の複数の永久磁石Ｍのうち、１つの永久磁石Ｍの表面磁束数が他の永久磁石Ｍの表面磁束数と異なっていてもよい。具体的には、第１磁石Ｍ１の表面磁束数φ１は、第２～第１４磁石Ｍ２～Ｍ１４のそれぞれの表面磁束数φ２よりも大きいとする。この場合、加工工程では、第２～第１４磁石Ｍ２～Ｍ１４を最小磁石Ｍｍｉｎとする。そして、最小磁石Ｍｍｉｎ以外の永久磁石Ｍである第１磁石Ｍ１の表面磁束数φ１が第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの表面磁束数φ２と同じになるように、第１磁石Ｍ１を削る。これにより、第１磁石Ｍ１の表面積が第３～第１４磁石Ｍ３～Ｍ１４のそれぞれの表面積よりも小さくなることで、第１～第１４磁石Ｍ１～Ｍ１４の表面磁束数は同じになる。

【0054】

○ 永久磁石Ｍの表面磁束数は、全ての永久磁石Ｍで完全に同じでなくてもよい。「永久磁石Ｍの表面磁束数は、全ての永久磁石Ｍで同じである」は、コギングトルクの脈動が許容される範囲内において、永久磁石Ｍの表面磁束数が若干異なっている場合も含む。例えば、各永久磁石Ｍの磁束密度に関係なく同じ形状の永久磁石Ｍを使用する場合の表面磁束数のばらつき（標準偏差）よりも、本発明のように、磁束密度の大きい永久磁石Ｍほど表面積を小さくした場合の表面磁束数のばらつき（標準偏差）が小さくなっていればよい。

【0055】

○ ヨーク２３は、円筒状でなくてもよい。ヨーク２３は、例えば、多角筒状であってもよい。
○ ロータコア２６は、円筒状でなくてもよい。ロータコア２６は、例えば、多角筒状であってもよい。

【0056】

○ 上記実施形態では、Ｓ極磁石とＮ極磁石は、ロータコア２６の周方向において１個ずつ交互に配置されていたが、２個ずつ交互に配置されていてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１０…回転電機、１１…ステータ、１２…ロータ、２１…ステータコア、２２…コイル、２３…ヨーク、２４…ティース、２５…スロット、２６…ロータコア、Ｍ…永久磁石、Ｍｍｉｎ…最小磁石。

【図1】

【図2】

【図3】