特許 7484777 回転電機

(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】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/14 20060101AFI20240509BHJP

【ＦＩ】

H02K1/14 Z

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021039548

(22)【出願日】2021-03-11

(65)【公開番号】P2022139257

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2023-08-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】加藤 秀紀

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１８９１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０６１２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０８５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７０６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３０１１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

界磁磁石（２７）を備えるロータ（２０）と、ステータコア（３０ａ）及びコイル（３０ｂ）を備えるステータ（３０）と、を有し、
前記ロータの軸線（Ａ）の長さ方向を軸線方向（Ｚ）とし、前記軸線方向に直交する方向であって、前記軸線に向かう方向（Ｒｉ）及びその反対方向（Ｒｏ）を径方向（Ｒ）とし、前記ロータの軸線回り方向を周方向（Ｃ）として、
前記ステータコアは、バックヨーク（３１）を備えると共に、前記バックヨークから前記ロータに向けて前記径方向に突出するティース（３４）が複数本、前記周方向に並設されており、
前記ティースに前記コイルが巻回されている、回転電機において、
前記周方向の一方を第１周方向（Ｃ１）とし、前記第１周方向の反対方向を第２周方向（Ｃ２）として、
各前記ティースにおける前記ロータ側の端面であるティース先端面（３４ｅ）には、前記径方向の深さが所定の深さ（Ｔ１）の、前記軸線方向に延びる深溝（３７）が少なくとも２本前記周方向に並設され、
各前記ティース先端面における、最も前記第１周方向側の前記深溝よりも前記第１周方向側と、最も前記第２周方向側の前記深溝よりも前記第２周方向側とに、それぞれ、前記径方向への深さ（Ｔ２）が前記深溝の前記径方向への深さよりも浅い、前記軸線方向に延びる浅溝（３８）が設けられており、
前記ロータの軸線を通り前記径方向に延びる直線を径方向線とし、
前記軸線方向に見た平面視で、各前記ティースにおいて、
前記ティースの前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔ）を通る前記径方向線を、ティース線（Ｌｔ）とし、前記ティースの前記周方向の側面に対応する線の延長線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔｗ）を通る前記径方向線を、ティース半幅線（Ｌｔｗ）とし、前記ティース線に対して前記ティース半幅線がなす角度を、ティース半幅角度（θｔｗ）とし、
前記深溝の前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線の延長線との交点（Ｐ１）を通る前記径方向線を、深溝線（Ｌ１）とし、前記ティース線に対して前記深溝線がなす角度を、深溝角度（θ１）として、
前記深溝角度は、前記ティース半幅角度の０．２０～０．３５倍である、
回転電機。

【請求項2】

前記ロータの軸線を通り前記径方向に延びる直線を径方向線とし、
前記軸線方向に見た平面視で、各前記ティースにおいて、
前記ティースの前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔ）を通る前記径方向線を、ティース線（Ｌｔ）とし、前記ティースの前記周方向の側面に対応する線の延長線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔｗ）を通る前記径方向線を、ティース半幅線（Ｌｔｗ）とし、前記ティース線に対して前記ティース半幅線がなす角度を、ティース半幅角度（θｔｗ）とし、
前記浅溝の前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線の延長線との交点（Ｐ２）を通る前記径方向線を、浅溝線（Ｌ２）とし、前記ティース線に対して前記浅溝線がなす角度を、浅溝角度（θ２）として、
前記浅溝角度は、前記ティース半幅角度の０．４０～０．６５倍である、
請求項１に記載の回転電機。

【請求項3】

界磁磁石（２７）を備えるロータ（２０）と、ステータコア（３０ａ）及びコイル（３０ｂ）を備えるステータ（３０）と、を有し、
前記ロータの軸線（Ａ）の長さ方向を軸線方向（Ｚ）とし、前記軸線方向に直交する方向であって、前記軸線に向かう方向（Ｒｉ）及びその反対方向（Ｒｏ）を径方向（Ｒ）とし、前記ロータの軸線回り方向を周方向（Ｃ）として、
前記ステータコアは、バックヨーク（３１）を備えると共に、前記バックヨークから前記ロータに向けて前記径方向に突出するティース（３４）が複数本、前記周方向に並設されており、
前記ティースに前記コイルが巻回されている、回転電機において、
前記周方向の一方を第１周方向（Ｃ１）とし、前記第１周方向の反対方向を第２周方向（Ｃ２）として、
各前記ティースにおける前記ロータ側の端面であるティース先端面（３４ｅ）には、前記径方向の深さが所定の深さ（Ｔ１）の、前記軸線方向に延びる深溝（３７）が少なくとも２本前記周方向に並設され、
各前記ティース先端面における、最も前記第１周方向側の前記深溝よりも前記第１周方向側と、最も前記第２周方向側の前記深溝よりも前記第２周方向側とに、それぞれ、前記径方向への深さ（Ｔ２）が前記深溝の前記径方向への深さよりも浅い、前記軸線方向に延びる浅溝（３８）が設けられており、
前記ロータの軸線を通り前記径方向に延びる直線を径方向線とし、
前記軸線方向に見た平面視で、各前記ティースにおいて、
前記ティースの前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔ）を通る前記径方向線を、ティース線（Ｌｔ）とし、前記ティースの前記周方向の側面に対応する線の延長線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔｗ）を通る前記径方向線を、ティース半幅線（Ｌｔｗ）とし、前記ティース線に対して前記ティース半幅線がなす角度を、ティース半幅角度（θｔｗ）とし、
前記浅溝の前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線の延長線との交点（Ｐ２）を通る前記径方向線を、浅溝線（Ｌ２）とし、前記ティース線に対して前記浅溝線がなす角度を、浅溝角度（θ２）として、
前記浅溝角度は、前記ティース半幅角度の０．４０～０．６５倍である、
回転電機。

【請求項4】

前記ロータの軸線を通り前記径方向に延びる直線を径方向線とし、
前記軸線方向に見た平面視で、各前記ティースにおいて、
前記ティースの前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔ）を通る前記径方向線を、ティース線（Ｌｔ）とし、前記ティースの前記周方向の側面に対応する線の延長線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔｗ）を通る前記径方向線を、ティース半幅線（Ｌｔｗ）とし、前記ティース線に対して前記ティース半幅線がなす角度を、ティース半幅角度（θｔｗ）とし、
前記深溝の前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線の延長線との交点（Ｐ１）を通る前記径方向線を、深溝線（Ｌ１）とし、前記深溝の前記周方向の内側面に対応する線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐ１ｗ）とを通る前記径方向線を深溝半幅線（Ｌ１ｗ）とし、前記深溝線に対して前記深溝半幅線がなす角度を、深溝半幅角度（θ１ｗ）として、
前記深溝半幅角度は、前記ティース半幅角度の０．０７～０．１１倍である、
請求項１～３のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項5】

界磁磁石（２７）を備えるロータ（２０）と、ステータコア（３０ａ）及びコイル（３０ｂ）を備えるステータ（３０）と、を有し、
前記ロータの軸線（Ａ）の長さ方向を軸線方向（Ｚ）とし、前記軸線方向に直交する方向であって、前記軸線に向かう方向（Ｒｉ）及びその反対方向（Ｒｏ）を径方向（Ｒ）とし、前記ロータの軸線回り方向を周方向（Ｃ）として、
前記ステータコアは、バックヨーク（３１）を備えると共に、前記バックヨークから前記ロータに向けて前記径方向に突出するティース（３４）が複数本、前記周方向に並設されており、
前記ティースに前記コイルが巻回されている、回転電機において、
前記周方向の一方を第１周方向（Ｃ１）とし、前記第１周方向の反対方向を第２周方向（Ｃ２）として、
各前記ティースにおける前記ロータ側の端面であるティース先端面（３４ｅ）には、前記径方向の深さが所定の深さ（Ｔ１）の、前記軸線方向に延びる深溝（３７）が少なくとも２本前記周方向に並設され、
各前記ティース先端面における、最も前記第１周方向側の前記深溝よりも前記第１周方向側と、最も前記第２周方向側の前記深溝よりも前記第２周方向側とに、それぞれ、前記径方向への深さ（Ｔ２）が前記深溝の前記径方向への深さよりも浅い、前記軸線方向に延びる浅溝（３８）が設けられており、
前記ロータの軸線を通り前記径方向に延びる直線を径方向線とし、
前記軸線方向に見た平面視で、各前記ティースにおいて、
前記ティースの前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔ）を通る前記径方向線を、ティース線（Ｌｔ）とし、前記ティースの前記周方向の側面に対応する線の延長線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔｗ）を通る前記径方向線を、ティース半幅線（Ｌｔｗ）とし、前記ティース線に対して前記ティース半幅線がなす角度を、ティース半幅角度（θｔｗ）とし、
前記深溝の前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線の延長線との交点（Ｐ１）を通る前記径方向線を、深溝線（Ｌ１）とし、前記深溝の前記周方向の内側面に対応する線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐ１ｗ）とを通る前記径方向線を深溝半幅線（Ｌ１ｗ）とし、前記深溝線に対して前記深溝半幅線がなす角度を、深溝半幅角度（θ１ｗ）として、
前記深溝半幅角度は、前記ティース半幅角度の０．０７～０．１１倍である、
回転電機。

【請求項6】

前記ロータの軸線を通り前記径方向に延びる直線を径方向線とし、
前記軸線方向に見た平面視で、各前記ティースにおいて、
前記ティースの前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔ）を通る前記径方向線を、ティース線（Ｌｔ）とし、前記ティースの前記周方向の側面に対応する線の延長線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔｗ）を通る前記径方向線を、ティース半幅線（Ｌｔｗ）とし、前記ティース線に対して前記ティース半幅線がなす角度を、ティース半幅角度（θｔｗ）とし、
前記浅溝の前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線の延長線との交点（Ｐ２）を通る前記径方向線を、浅溝線（Ｌ２）とし、前記浅溝の前記周方向の内側面に対応する線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐ２ｗ）とを通る前記径方向線を浅溝半幅線（Ｌ２ｗ）とし、前記浅溝線に対して前記浅溝半幅線がなす角度を、浅溝半幅角度（θ２ｗ）として、
前記浅溝半幅角度は、前記ティース半幅角度の０．０１～０．０７倍である、
請求項１～５のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項7】

界磁磁石（２７）を備えるロータ（２０）と、ステータコア（３０ａ）及びコイル（３０ｂ）を備えるステータ（３０）と、を有し、
前記ロータの軸線（Ａ）の長さ方向を軸線方向（Ｚ）とし、前記軸線方向に直交する方向であって、前記軸線に向かう方向（Ｒｉ）及びその反対方向（Ｒｏ）を径方向（Ｒ）とし、前記ロータの軸線回り方向を周方向（Ｃ）として、
前記ステータコアは、バックヨーク（３１）を備えると共に、前記バックヨークから前記ロータに向けて前記径方向に突出するティース（３４）が複数本、前記周方向に並設されており、
前記ティースに前記コイルが巻回されている、回転電機において、
前記周方向の一方を第１周方向（Ｃ１）とし、前記第１周方向の反対方向を第２周方向（Ｃ２）として、
各前記ティースにおける前記ロータ側の端面であるティース先端面（３４ｅ）には、前記径方向の深さが所定の深さ（Ｔ１）の、前記軸線方向に延びる深溝（３７）が少なくとも２本前記周方向に並設され、
各前記ティース先端面における、最も前記第１周方向側の前記深溝よりも前記第１周方向側と、最も前記第２周方向側の前記深溝よりも前記第２周方向側とに、それぞれ、前記径方向への深さ（Ｔ２）が前記深溝の前記径方向への深さよりも浅い、前記軸線方向に延びる浅溝（３８）が設けられており、
前記ロータの軸線を通り前記径方向に延びる直線を径方向線とし、
前記軸線方向に見た平面視で、各前記ティースにおいて、
前記ティースの前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔ）を通る前記径方向線を、ティース線（Ｌｔ）とし、前記ティースの前記周方向の側面に対応する線の延長線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔｗ）を通る前記径方向線を、ティース半幅線（Ｌｔｗ）とし、前記ティース線に対して前記ティース半幅線がなす角度を、ティース半幅角度（θｔｗ）とし、
前記浅溝の前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線の延長線との交点（Ｐ２）を通る前記径方向線を、浅溝線（Ｌ２）とし、前記浅溝の前記周方向の内側面に対応する線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐ２ｗ）とを通る前記径方向線を浅溝半幅線（Ｌ２ｗ）とし、前記浅溝線に対して前記浅溝半幅線がなす角度を、浅溝半幅角度（θ２ｗ）として、
前記浅溝半幅角度は、前記ティース半幅角度の０．０１～０．０７倍である、
回転電機。

【請求項8】

前記ロータの軸線を通り前記径方向に延びる直線を径方向線とし、
前記軸線方向に見た平面視で、各前記ティースにおいて、
前記ティースの前記周方向の中心線と前記ティース先端面に対応する線との交点（Ｐｔ）を通る前記径方向線を、ティース線（Ｌｔ）として、
前記深溝と前記浅溝とが、前記ティース線を境に線対象に設けられている、
請求項１～７のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項9】

前記ティースにおける前記ロータ側の端部には、前記周方向の両側（Ｃ１，Ｃ２）に突出する側方突出部（３６）が形成されており、
各前記深溝の前記径方向への深さ（Ｔ１）は、前記側方突出部の前記径方向の厚さ（Ｔｔ）以上であり、各前記浅溝の前記径方向への深さ（Ｔ２）は、前記厚さ未満である、請求項１～８のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項10】

前記ティースにおける前記ロータ側の端部には、前記周方向の両側（Ｃ１，Ｃ２）に突出する側方突出部（３６）が形成されており、
各前記深溝の前記径方向への深さ（Ｔ１）は、前記側方突出部の前記径方向の厚さ（Ｔｔ）の１．０～１．５倍である、請求項１～９のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項11】

前記ティースにおける前記ロータ側の端部には、前記周方向の両側（Ｃ１，Ｃ２）に突出する側方突出部（３６）が形成されており、
各前記浅溝の前記径方向への深さ（Ｔ２）は、前記側方突出部の前記径方向の厚さ（Ｔｔ）の０．２０～０．４５倍である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項12】

前記深溝の前記周方向の幅（Ｗ１）よりも、前記浅溝の前記周方向の幅（Ｗ２）の方が小さい、請求項１～１１のいずれか１項に記載の回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、界磁磁石を備えるロータと、ステータコア及びコイルを備えるステータと、を有する回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機の中には、次のように構成されたものがある。すなわち、ステータコアは、バックヨークを備えると共に、バックヨークからロータに向けて径方向に突出するティースが複数本、周方向に並設されている。それらのティースに、コイルが巻回されている。各ティースにおけるロータ側の端面であるティース先端面には、コギングトルクを低減するための、軸線方向に延びる補助溝が複数本、周方向に並設されている。そして、このような技術を示す文献としては、次の特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－４２５３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の技術によれば、補助溝を設けることにより、補助溝を設けない場合に比べてコギングトルクを低減できる。しかしながら、より効率的にコギングトルクを低減できることが好ましい。また、回転電機の温度が低くなった場合には、界磁磁石の起磁力が大きくなる。そのため、上記の補助溝を設けた場合であっても、コギングトルクを充分に低減することはできないおそれがある。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、効率的にコギングトルクを低減すると共に、界磁磁石の温度変化によるコギングトルクのばらつきを低減することを、主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の回転電機は、界磁磁石を備えるロータと、ステータコア及びコイルを備えるステータと、を有する。以下では、前記ロータの軸線の長さ方向を「軸線方向」とし、前記軸線方向に直交する方向であって、前記軸線に向かう方向及びその反対方向を「径方向」とし、前記ロータの軸線回り方向を「周方向」とする。

【0007】

前記ステータコアは、バックヨークを備えると共に、前記バックヨークから前記ロータに向けて前記径方向に突出するティースが複数本、前記周方向に並設されている。そして、前記ティースに前記コイルが巻回されている。

【0008】

以下では、前記周方向の一方を「第１周方向」とし、前記第１周方向の反対方向を「第２周方向」とする。前記ティースにおける前記ロータ側の端面であるティース先端面には、前記径方向の深さが所定の深さの、前記軸線方向に延びる深溝が少なくとも２本前記周方向に並設されている。そして、前記ティース先端面における最も前記第１周方向側の前記深溝よりも前記第１周方向側と、前記ティース先端面における最も前記第２周方向側の前記深溝よりも前記第２周方向側とに、それぞれ、前記径方向への深さが前記深溝の前記径方向への深さよりも浅い、前記軸線方向に延びる浅溝が設けられている。

【0009】

本発明者は、上記の深溝と浅溝とによれば、深溝と浅溝との深さが同じである場合に比べて、コギングトルクの低減効果を高められることを、シミュレーション解析により確認した。しかも、そのコギングトルクの低減効果は、回転電機の温度が低くなり界磁磁石の起磁力が大きくなることによりコギングトルクが大きくなるときに、より顕著になることを、さらなるシミュレーション解析により確認した。つまり、界磁磁石の温度変化によるコギングトルクのばらつきが、低減されることを確認した。

【0010】

そこで、本発明では、上記の深溝と浅溝とを採用した。以上、本発明によれば、効率的にコギングトルクを低減すると共に、界磁磁石の温度変化によるコギングトルクのばらつきを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態の回転電機を示す正面断面図

【図2】回転電機の平面断面図

【図3】図２の一部を拡大した図

【図4】図３の一部を拡大した図

【図5】図４と同じ部分を示す図

【図6】比較例１及び本実施形態におけるコギングトルクの推移を示すグラフ

【図7】比較例２及び本実施形態におけるコギングトルクの推移を示すグラフ

【図8】比較例２における各温度でのコギングトルクの推移を示すグラフ

【図9】本実施形態における各温度でのコギングトルクの推移を示すグラフ

【図10】深溝の深さとコギングトルクのピーク値との関係を示すグラフ

【図11】浅溝の深さとコギングトルクのピーク値との関係を示すグラフ

【図12】深溝の周方向の位置とコギングトルクのピーク値との関係を示すグラフ

【図13】浅溝の周方向の位置とコギングトルクのピーク値との関係を示すグラフ

【図14】深溝の周方向の幅とコギングトルクのピーク値との関係を示すグラフ

【図15】浅溝の周方向の幅とコギングトルクのピーク値との関係を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0012】

次の本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。

【0013】

［第１実施形態］
図１は、本実施形態の回転電機９１を示す正面断面図である。回転電機９１は、ロータ２０とステータ３０と筐体（図示略）を有する。以下では、ロータ２０の軸線Ａの長さ方向を「軸線方向Ｚ」という。ロータ２０は、回転軸２１とロータコア２４と複数の界磁磁石２７とを有する。ステータ３０は、ステータコア３０ａと３相コイル３０ｂとを備える。ロータ２０とステータ３０とは、筐体（図示略）内に格納されている。以下では、軸線方向Ｚに見たものを「平面視」という。

【0014】

図２は、回転電機９１を平面視で見た断面図であり、詳しくは図１のII－II線の断面図である。以下では、平面視で軸線Ａに対応する点に向かう方向を「径方向内方Ｒｉ」といい、その反対方向を「径方向外方Ｒｏ」といい、それら径方向内方Ｒｉ及び径方向外方Ｒｏをまとめて「径方向Ｒ」という。また以下では、軸線Ａを中心とする円周方向を「周方向Ｃ」といい、その周方向Ｃの一方、すなわち図２でいう右回り側を「右回り方向Ｃ１」といい、その反対方向を「左回り方向Ｃ２」という。

【0015】

まず、ロータ２０について説明する。回転軸２１は、軸線Ａ上に設けられている。ロータコア２４は、回転軸２１に相対回転不能に外嵌されている。そのロータコア２４の外周部に８つの界磁磁石２７が固定されている。よって、回転軸２１とロータコア２４と８つの界磁磁石２７とは、一体で回転する。８つの界磁磁石２７は、ロータコア２４の外周部に周方向Ｃに等間隔に並設されている。つまり、ロータ２０は、４５度毎に界磁磁石２７が設置されている８極のロータ２０である。８つの界磁磁石２７は、Ｎ極が径方向外方Ｒｏを向くものと、Ｎ極が径方向内方Ｒｉを向くものとが、周方向Ｃに交互に設置されている。

【0016】

次に、ステータ３０について説明する。ステータコア３０ａは、円筒状のバックヨーク３１を備えると共に、バックヨーク３１からロータ２０に向けて径方向内方Ｒｉに突出する１２本のティース３４とを備えている。それら１２本のティース３４は、周方向Ｃに等間隔に並設されている。よって、ティース３４は、３０度毎に設けられている。それらのティース３４に３相コイル３０ｂが巻回されている。詳しくは、本実施形態では、１２本の各ティース３４に、３相コイル３０ｂのＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルが、例えば右回りにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の繰り返しの順に巻回されている。よって、３０度毎にＵ相、Ｖ相、Ｗ相が順に存在する。

【0017】

図３は、図２の一部を拡大した図である。ティース３４におけるロータ２０側の端部、つまり径方向内方Ｒｉ側の端部である先端部には、周方向Ｃの両側（Ｃ１，Ｃ２）に突出する側方突出部３６が形成されている。

【0018】

以下では、軸線Ａを通り径方向Ｒに延びる直線を「径方向線」という。そして、各ティース３４におけるロータ２０側の端面、つまり径方向内方Ｒｉ側の端面を、「ティース先端面３４ｅ」という。そして、平面視で、各ティース３４において、当該ティース３４の周方向Ｃの中心線とティース先端面３４ｅに対応する線との交点Ｐｔを通る径方向線を、「ティース線Ｌｔ」という。

【0019】

各ティース先端面３４ｅには、軸線方向Ｚに延びる２本の深溝３７が、周方向Ｃに間隔をおいて並設されている。そして、ティース先端面３４ｅにおける、それら２本の深溝３７の周方向Ｃの両側（Ｃ１，Ｃ２）に、それぞれ軸線方向Ｚに延びる浅溝３８が１本ずつ設けられている。つまり、浅溝３８は、右回り方向Ｃ１側の深溝３７よりも右回り方向Ｃ１側と、左回り方向Ｃ２側の深溝３７よりも左回り方向Ｃ２側とに、１本ずつ設けられている。平面視で、各ティース３４において、それら深溝３７及び浅溝３８は、ティース線Ｌｔを境に線対象に設けられている。

【0020】

図４は、図３の一部を拡大した図である。以下では、側方突出部３６の径方向Ｒの厚さを、「側方突出部厚さＴｔ」という。各深溝３７の径方向Ｒへの深さＴ１は、側方突出部厚さＴｔ以上であり、各浅溝３８の径方向Ｒへの深さＴ２は、側方突出部厚さＴｔ未満である。具体的には、各深溝３７の径方向Ｒへの深さＴ１は、側方突出部厚さＴｔの1.153倍である。つまり、「Ｔ１／Ｔｔ＝1.153」である。他方、各浅溝３８の径方向Ｒへの深さＴ２は、側方突出部厚さＴｔの0.360倍である。つまり、「Ｔ２／Ｔｔ＝0.360」である。

【0021】

図５は、図４と同じ部分を示す図である。まず、深溝３７及び浅溝３８の周方向Ｃの位置について説明する。

【0022】

以下では、平面視で、各ティース３４において、次に示す各直線（Ｌｔｗ，Ｌ１，Ｌ２）及び各角度（θｔｗ，θ１，θ２）を次のように称する。すなわち、ティース３４の側面３４ｓに対応する線の延長線とティース先端面３４ｅに対応する線との交点Ｐｔｗを通る径方向線を「ティース半幅線Ｌｔｗ」といい、ティース線Ｌｔに対するティース半幅線Ｌｔｗの角度を「ティース半幅角度θｔｗ」という。そして、深溝３７の周方向Ｃの中心線とティース先端面３４ｅに対応する線の延長線との交点Ｐ１を通る径方向線を「深溝線Ｌ１」といい、ティース線Ｌｔに対する深溝線Ｌ１の角度を「深溝角度θ１」という。そして、浅溝３８の周方向Ｃの中心線とティース先端面３４ｅに対応する線の延長線との交点Ｐ２を通る径方向線を「浅溝線Ｌ２」といい、ティース線Ｌｔに対する浅溝線Ｌ２の角度を「浅溝角度θ２」という。

【0023】

深溝角度θ１は、ティース半幅角度θｔｗの0.269倍である。つまり、「θ１／θｔｗ＝0.269」である。他方、浅溝角度θ２は、ティース半幅角度θｔｗの0.602倍である。つまり、「θ２／θｔｗ＝0.602」である。

【0024】

次に、深溝３７及び浅溝３８の周方向Ｃの幅Ｗ１，Ｗ２について説明する。各深溝３７の周方向Ｃの幅Ｗ１よりも、浅溝３８の周方向Ｃの幅Ｗ２の方が小さい。以下では、平面視で、各ティース３４において、次に示す各直線（Ｌ１ｗ，Ｌ２ｗ）及び各角度（θ１ｗ，θ２ｗ）を次のように称する。すなわち、深溝３７の内側面に対応する線とティース先端面３４ｅに対応する線との交点Ｐ１ｗを通る径方向線を「深溝半幅線Ｌ１ｗ」といい、深溝線Ｌ１に対する深溝半幅線Ｌ１ｗの角度を「深溝半幅角度θ１ｗ」という。そして、浅溝３８の内側面に対応する線とティース先端面３４ｅに対応する線との交点Ｐ２ｗを通る径方向線を「浅溝半幅線Ｌ２ｗ」といい、浅溝線Ｌ２に対する浅溝半幅線Ｌ２ｗの角度を「浅溝半幅角度θ２ｗ」という。

【0025】

深溝半幅角度θ１ｗは、ティース半幅角度θｔｗの0.083倍である。つまり、「θ１ｗ／θｔｗ＝0.083」である。他方、浅溝半幅角度θ２ｗは、ティース半幅角度θｔｗの0.055倍である。つまり、「θ２ｗ／θｔｗ＝0.055」である。

【0026】

図６は、比較例１及び本実施形態及ついてのシミュレーション解析における、コギングトルクの推移（２０℃）を示すグラフである。比較例１は、本実施形態の状態から、浅溝３８の幅Ｗ２及び深さＴ２を、深溝３７の幅Ｗ１及び深さＴ１に変更したものである。よって、本実施形態では、前述の通り、「Ｔ１／Ｔｔ＝1.153」「Ｔ２／Ｔｔ＝0.360」「θ１ｗ／θｔｗ＝0.083」「θ２ｗ／θｔｗ＝0.055」であるのに対して、比較例１では、「Ｔ１／Ｔｔ＝Ｔ２／Ｔｔ＝1.153」「θ１ｗ／θｔｗ＝θ２ｗ／θｔｗ＝0.083」である。

【0027】

この図６からは、比較例１よりも本実施形態の方がコギングトルクが小さくなることが分かる。なお、図６の縦軸は、本実施形態でのコギングトルクのピーク値（２０℃）を基準（１倍）とした場合における、コギングトルクの大きさを示している。このことは、以下で参照する図７～図１５においても同様である。

【0028】

図７は、比較例２及び本実施形態についてのシミュレーション解析における、コギングトルクの推移を示すグラフである。比較例２は、比較例１の状態から、深溝３７及び浅溝３８の深さＴ１，Ｔ２を浅くしたものである。具体的には、比較例１では、前述の通り「Ｔ１／Ｔｔ＝Ｔ２／Ｔｔ＝1.153」であるのに対して、比較例２では、「Ｔ１／Ｔｔ＝Ｔ２／Ｔｔ＝0.543」である。この図７からは、図６に示す比較例１と本実施形態との場合よりは差が小さくなるものの、比較例２よりも本実施形態の方がコギングトルクが小さくなることが分かる。

【0029】

図８は、比較例２についての各温度でのシミュレーション解析における、コギングトルクの推移を示すグラフであり、図９は、本実施形態についての各温度でのシミュレーション解析における、コギングトルクの推移を示すグラフである。比較例２及び本実施形態のいずれの場合においても、温度が高いほどコギングトルクが小さくなり、温度が低いほどコギングトルクが大きくなる。そして、９０℃、２０℃、－４０℃のいずれの温度の場合においても、比較例２の場合よりも、本実施形態の場合の方が、コギングトルクは小さくなる。そして、その差は、温度が高い場合（９０℃の場合）よりも、温度が低い場合（－４０℃の場合）の方が大きくなる。このことから、本実施形態によれば、温度が低い場合（－４０℃の場合）に、より顕著にコギングトルクを軽減できることが分かる。

【0030】

図１０は、本実施形態の状態（Ｔ１／Ｔｔ＝1.153）から深溝３７の深さＴ１を変化させてシミュレーション解析を行った場合の、コギングトルクのピーク値（２０℃）の変化を示すグラフである。この図１０からは、大よそ「１．０≦Ｔ１／Ｔｔ≦１．５」の場合に、コギングトルクのピーク値が小さくなり、且つこの「１．０≦Ｔ１／Ｔｔ≦１．５」の範囲内で、コギングトルクのピーク値が極小値をとることが分かる。そのことから、各深溝３７の深さＴ１は、側方突出部厚さＴｔの１．０～１．５倍であることが好ましいことが分かる。

【0031】

図１１は、本実施形態の状態（Ｔ２／Ｔｔ＝0.360）から浅溝３８の深さＴ２を変化させてシミュレーション解析を行った場合の、コギングトルクのピーク値（２０℃）の変化を示すグラフである。この図１１からは、大よそ「０．２≦Ｔ２／Ｔｔ≦０．４５」の場合に、コギングトルクのピーク値が小さくなり、且つこの「０．２≦Ｔ２／Ｔｔ≦０．４５」の範囲内で、コギングトルクのピーク値が極小値をとることが分かる。そのことから、各浅溝３８の深さＴ２は、側方突出部厚さＴｔの０．２～０．４５倍であることが好ましいことが分かる。

【0032】

図１２は、本実施形態の状態（θ１／θｔｗ＝0.269）から深溝３７の周方向Ｃの位置を変化させてシミュレーション解析を行った場合の、コギングトルクのピーク値（２０℃）の変化を示すグラフである。この図１２からは、大よそ「０．２≦θ１／θｔｗ≦０．３５」の場合に、コギングトルクのピーク値が小さくなり、且つこの「０．２≦θ１／θｔｗ≦０．３５」の範囲内で、コギングトルクのピーク値が極小値をとることが分かる。そのことから、深溝角度θ１は、ティース半幅角度θｔｗの０．２～０．３５倍であることが好ましいことが分かる。

【0033】

図１３は、本実施形態の状態（θ２／θｔｗ＝0.602）から浅溝３８の周方向Ｃの位置を変化させてシミュレーション解析を行った場合の、コギングトルクのピーク値（２０℃）の変化を示すグラフである。この図１３からは、大よそ「θ１／θｔｗ≦０．６５」の場合に、コギングトルクのピーク値が小さくなり、且つこの「θ１／θｔｗ≦０．６５」の範囲内で、コギングトルクのピーク値が極小値をとることが分かる。そのことから、浅溝角度θ２は、ティース半幅角度θｔｗの０．６５倍以下であることが好ましいことが分かる。

【0034】

図１４は、本実施形態の状態（θ１／θｔｗ＝0.083）から深溝３７の周方向Ｃの幅Ｗ１を変化させてシミュレーション解析を行った場合の、コギングトルクのピーク値（２０℃）の変化を示すグラフである。この図１４からは、大よそ「０．０７≦θ１ｗ／θｔｗ≦０．１１」の場合に、コギングトルクのピーク値が小さくなり、且つこの「０．０７≦θ１ｗ／θｔｗ≦０．１１」の範囲内で、コギングトルクのピーク値が極小値をとることが分かる。そのことから、深溝半幅角度θ１ｗは、ティース半幅角度θｔｗの０．０７～０．１１倍であることが好ましいことが分かる。

【0035】

図１５は、本実施形態の状態（θ２／θｔｗ＝0.055）から浅溝３８の周方向Ｃの幅Ｗ２を変化させてシミュレーション解析を行った場合の、コギングトルクのピーク値（２０℃）の変化を示すグラフである。この図１５からは、大よそ「０．０１≦θ２ｗ／θｔｗ≦０．０７」の場合に、コギングトルクのピーク値が小さくなり、且つこの「０．０１≦θ２ｗ／θｔｗ≦０．０７」の範囲内で、コギングトルクのピーク値が極小値をとることが分かる。そのことから、浅溝半幅角度θ２ｗは、ティース半幅角度θｔｗの０．０１～０．０７倍であることが好ましいことが分かる。

【0036】

本実施形態によれば、以下の効果が得られる。

【0037】

２本の深溝３７の周方向Ｃの両側（Ｃ１，Ｃ２）に浅溝３８が設けられている。それらの深溝３７と浅溝３８とによれば、前述の図６，図７に示す通り、深溝３７と浅溝３８との深さＴ１，Ｔ２が同じ比較例１，２に比べて、コギングトルクの低減効果を高めることができる。しかも、その低減効果、すなわち比較例２等の場合と本実施形態の場合とのコギントルクの差は、図８，図９に示す通り、回転電機９１の温度が低温になり界磁磁石２７の起磁力が大きくなることによりコギングトルクが大きくなるときに、顕著に発揮される。そのため、温度変化によるコギングトルクのばらつきを低減できる。

【0038】

また、本実施形態では、図３に示すように平面視で、ティース線Ｌｔを境に線対象に、深溝３７と浅溝３８とが設けられている。そのため、周方向Ｃの両側（Ｃ１，Ｃ２）に対してコギングトルクが同等になる。そのため、例えば、本実施形態の回転電機９１は、電動パワーステアリング用モータなどの、駆動対象を周方向Ｃの両側（Ｃ１，Ｃ２）に駆動するモータとして、好適に採用できる。

【0039】

また、図１０に示すように、コギングトルクのピーク値は、深溝３７の深さＴ１が、側方突出部厚さＴｔの１．０～１．５倍の場合に小さくなる。その点、本実施形態では、各深溝３７の深さＴ１が、側方突出部厚さＴｔの1.153倍である。よって、この点からもコギングトルクを効率的に低減できる。

【0040】

また、図１１に示すように、コギングトルクのピーク値は、浅溝３８の深さＴ２が、側方突出部厚さＴｔの０．２～０．４５倍の場合に小さくなる。その点、本実施形態では、各浅溝３８の深さＴ２が、側方突出部厚さＴｔの0.360倍である。よって、この点からもコギングトルクを効率的に低減できる。

【0041】

また、図１２に示すように、コギングトルクのピーク値は、深溝角度θ１が、ティース半幅角度θｔｗの０．２～０．３５倍である場合に小さくなる。その点、本実施形態では、深溝角度θ１が、ティース半幅角度θｔｗの0.269倍である。よって、この点からもコギングトルクを効率的に低減できる。

【0042】

また、図１３に示すように、コギングトルクのピーク値は、浅溝角度θ２が、ティース半幅角度θｔｗの０．６５倍以下である場合に小さくなる。その点、本実施形態では、浅溝角度θ２が、ティース半幅角度θｔｗの0.602倍である。よって、この点からもコギングトルクを効率的に低減できる。

【0043】

また、図１４に示すように、コギングトルクのピーク値は、深溝半幅角度θ１ｗが、ティース半幅角度θｔｗの０．０７～０．１１倍の場合に小さくなる。その点、本実施形態では、深溝半幅角度θ１ｗが、ティース半幅角度θｔｗの0.083倍である。よって、この点からもコギングトルクを効率的に低減できる。

【0044】

また、図１５に示すように、コギングトルクのピーク値は、浅溝半幅角度θ２ｗが、ティース半幅角度θｔｗの０．０１～０．０７倍の場合に小さくなる。その点、本実施形態では、浅溝半幅角度θ２ｗが、ティース半幅角度θｔｗの0.055倍である。よって、この点からもコギングトルクを効率的に低減できる。

【0045】

［他の実施形態］
以上の実施形態は、例えば次のように変更して実施できる。第１実施形態での「Ｔ１／Ｔｔ＝1.153」「Ｔ２／Ｔｔ＝0.360」「θ１／θｔｗ＝0.269」「θ２／θｔｗ＝0.602」「θ１ｗ／θｔｗ＝0.083」「θ２ｗ／θｔｗ＝0.055」等の各寸法は、むろん、任意に変更して実施できる。ただし、第１実施形態で示した好ましい範囲内の寸法で、実施することが好ましい。

【0046】

図２に示すように、第１実施形態では、ロータ２０が界磁磁石２７を８つ有する８極であるが、これに代えて、７極以下や９極以上にしてもよい。また、第１実施形態では、ティース３４が１２本であるが、これに代えて、ティース３４を１１本以下や、１３本以上にしてもよい。また、第１実施形態では、コイルを各１本のティース３４に巻く集中巻であるが、これに代えて、コイルを複数本のティース３４にまとめて巻く分布巻にしてもよい。また、第１実施形態では、ステータコア３０ａに３相コイル３０ｂが巻回されているが、２相のコイルや、４相以上のコイルが巻回されていてもよい。

【0047】

第１実施形態の回転電機９１は、環状のステータ３０の径方向内方Ｒｉにロータ２０を有するインナロータ型であるが、これに代えて、ステータ３０の径方向外方Ｒｏに環状のロータ２０を有するアウタロータ型にしてもよい。

【0048】

図３に示すように、第１実施形態では、深溝３７及び浅溝３８は、２本ずつである。これに代えて、深溝３７を３本以上にしてよいし、浅溝３８を３本以上にしてもよい。また、深溝３７及び浅溝３８以外の溝を、ティース先端面３４ｅに設けてもよい。

【符号の説明】

【0049】

２０…ロータ、２７…界磁磁石、３０…ステータ、３０ａ…ステータコア、３０ｂ…３相コイル、３１…バックヨーク、３４…ティース、３４ｅ…ティース先端面、３７…深溝、３８…浅溝、９１…回転電機、Ａ…軸線、Ｃ…周方向、Ｃ１…右回り方向、Ｃ２…左回り方向、Ｔ１…深溝の深さ、Ｔ２…浅溝の深さ、Ｒ…径方向、Ｒｉ…径方向内方、Ｒｏ…径方向外方、Ｚ…軸線方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】