JP2019161698A - 回転電機のロータ組立体及び回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成をもって、優れたトルクリップル低減効果が得られる回転電機のロータ組立体を提供する。【解決手段】本発明に係る回転電機１１のロータ組立体１６は、界磁用磁石３１を共有する磁極部３３が備わる第１及び第２ロータユニット１７，１９を、軸方向に並列かつ同軸に複数組み合わせて構成される。第１ロータユニット１７の外周面３５には、軸方向に延びる第１溝部３７が設けられる。第２ロータユニット１９の外周面３５には、軸方向に延びる第２溝部３９が第１溝部３７と周方向において重ならない位置にずらして設けられる。第１ロータユニット１７に備わる磁極部３３の第１磁極中心４０と、第２ロータユニット１９に備わる磁極部３３の第２磁極中心４２とは、ｄ軸対称に位置している。【選択図】図３

Description

本発明は、トルクリップルを低減可能な回転電機のロータ組立体及び回転電機に関する。

近年、低炭素社会の実現に向けた取り組みとして、車両の駆動源である内燃機関に加えて又は代えて、回転電機を搭載した車両が普及している。ハイブリッド自動車（Hybrid Electric Vehicle）や電気自動車（Electric Vehicle）と呼ばれる車両がそれである。

回転電機は、円環状のステータ、及び円筒状のロータを備えて構成されている。ステータは、ステータコアに備わる複数のスロットのそれぞれに、ステータコイルを設けて構成される。ロータは、ステータの内周面に対して僅かな空隙を隔てて、回動自在に設けられる。ロータに備わるロータコアには、周方向に等しい間隔を置いて複数の永久磁石が配設されている。

回転電機では、その運転時に生じる騒音・振動を低減するために、トルクリップル（トルク脈動）を低減することが求められている。

特許文献１には、トルクリップルを低減可能な回転電機の発明が記載されている。
特許文献１に係る回転電機は、固定子巻線を有する固定子と、固定子に対して回転自在に配設され、複数の磁石が設けられた回転子を備える。回転子に設けられ磁石の極間に形成された磁気的補助突極部において、突極中心を通るｑ軸から周方向にずれた位置に、軸方向に沿って磁気的空隙（磁気抵抗変化部）を設けることにより、コギングトルクの低減と通電時のトルク脈動の低減とを図る。
特許文献１に係る回転電機によれば、トルクリップルを低減することができる。

特開２０１３−１７６２９２号公報

しかしながら、特許文献１に係る回転電機では、通電時のトルク脈動が互いに打ち消されることを考慮して、磁気抵抗変化部のｑ軸からのずれ量を、磁気的補助突極の位置に応じて適宜異ならせることを要する。このため、磁気的補助突極の位置に応じて磁気抵抗変化部のｑ軸からのずれ量を設定するための工数が煩に耐えないという解決すべき課題があった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、簡素な構成をもって、優れたトルクリップル低減効果が得られる回転電機のロータ組立体及び回転電機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、軸方向に延びる界磁用磁石を有する磁極部が備わるロータユニットを、軸方向に並列かつ同軸に複数組み合わせて構成される回転電機のロータ組立体であって、複数の前記ロータユニットは、第１及び第２ロータユニットを少なくとも含み、前記第１及び第２ロータユニットに備わる前記磁極部は、前記界磁用磁石を共有しており、前記第１ロータユニットの外周面には、軸方向に延びる第１溝部が設けられ、前記第２ロータユニットの外周面には、軸方向に延びる第２溝部が前記第１溝部と周方向において重ならない位置にずらして設けられ、前記第１ロータユニットに備わる前記磁極部の第１磁極中心と、前記第２ロータユニットに備わる前記磁極部の第２磁極中心とは、ｄ軸対称に位置している、ことを最も主要な特徴とする。

請求項１に係る発明では、第１ロータユニットの外周面には、軸方向に延びる第１溝部が設けられる。一方、第２ロータユニットの外周面には、軸方向に延びる第２溝部が、前記第１溝部と周方向において重ならない位置にずらして設けられる。第１ロータユニットに備わる磁極部の第１磁極中心と、第２ロータユニットに備わる磁極部の第２磁極中心とは、ｄ軸対称に位置している。

請求項１に係る発明によれば、ステータのステータコイルにモータ電流を流した際の、第１ロータユニットに係るトルク波形と第２ロータユニットに係るトルク波形とは、相互に逆位相の関係になるため、これらを合成したトルク波形では、トルク変動幅が抑制される。その結果、簡素な構成をもって、優れたトルクリップル低減効果を得ることができる。

本発明によれば、簡素な構成をもって、優れたトルクリップル低減効果が得られる回転電機のロータ組立体を提供することができる。

本発明に係る回転電機であって、第１ロータユニットが備わる回転電機の正面図である。 図１Ａに示す回転電機に備わる第１ロータユニットに設けられた磁極部の周辺を拡大して表す図である。 本発明に係る回転電機であって、第２ロータユニットが備わる回転電機の正面図である。 図２Ａに示す回転電機に備わる第２ロータユニットに設けられた磁極部の周辺を拡大して表す図である。 本発明に係る回転電機のロータ組立体であって、第１及び第２ロータユニットを組み合わせて構成されたロータ組立体の斜視図である。 本発明に係る回転電機のトルクリップル低減効果を表す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る第１回転電機の概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る第２回転電機の概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る第３回転電機の概略構成図である。 本発明の第４実施形態に係る第４回転電機の概略構成図である。 本発明の第５実施形態に係る第５回転電機の概略構成図である。 本発明の第６実施形態に係る第６回転電機の概略構成図である。 本発明の第７実施形態に係る第７回転電機の概略構成図である。 本発明の第８実施形態に係る第８回転電機の概略構成図である。 本発明に係る回転電機であって、第３ロータユニットが備わる回転電機の正面図である。 図６Ａに示す回転電機に備わる第３ロータユニットに設けられた磁極部の周辺を拡大して表す図である。

以下、本発明に係る回転電機のロータ組立体及び回転電機の複数の実施形態について、適宜の図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下に示す図面において、同一の部材又は対応する部材間には同一の参照符号を付する。また、部材のサイズ及び形状は、説明の便宜のため、変形又は誇張して模式的に表す場合がある。

〔本発明に係る回転電機１１の基本構成〕
はじめに、本発明に係る回転電機１１の基本構成について、図１Ａ，図１Ｂ，図２Ａ，図２Ｂ，及び図３を参照して詳細に説明する。
図１Ａは、本発明に係る回転電機１１であって、第１ロータユニット１７が備わる回転電機１１の正面図である。図１Ｂは、図１Ａに示す回転電機１１に備わる第１ロータユニット１７に設けられた磁極部３３の周辺を拡大して表す図である。図２Ａは、本発明に係る回転電機１１であって、第２ロータユニット１９が備わる回転電機１１の正面図である。図２Ｂは、図２Ａに示す回転電機１１に備わる第２ロータユニット１９に設けられた磁極部３３の周辺を拡大して表す図である。図３は、本発明に係る回転電機１１のロータ組立体１６であって、第１及び第２ロータユニット１７，１９を組み合わせて構成されたロータ組立体１６の斜視図である。

本発明に係る回転電機１１は、図１Ａ，図２Ａ，図３に示すように、円環状のステータ１３と、ロータ組立体１６（図３参照）と、を備えて構成されている。

ステータ１３は、図１Ａ，図１Ｂ，図２Ａ，図２Ｂに示すように、ステータコア２１と、ステータコア２１に備わる複数のスロット２２と、複数のスロット２２のそれぞれに設けられたステータコイル２３と、を有して構成される。

ステータコア２１は、図１Ａ，図２Ａに示すように、全体として円筒状に形成される。ステータコア２１は、例えば、円環状に形成された複数の電磁鋼板を軸方向に積層して構成される。

本発明に係るロータ組立体１６は、図３に示すように、軸心２０の回転軸１５（図１Ａ，図２Ａ参照）に設けられた第１及び第２ロータユニット１７，１９を、軸方向に並列かつ同軸に接合するように組み合わせて構成されている。第１及び第２ロータユニット１７，１９のそれぞれには、軸方向に真っ直ぐに延びる一組の界磁用磁石３１（図１Ｂ，図２Ｂ参照）を有する磁極部３３が備わる。第１及び第２ロータユニット１７，１９に備わる磁極部３３は、界磁用磁石３１を共有している。一組の界磁用磁石３１は、図１Ｂの例では、例えば、３つの界磁用磁石３１ａ，３１ｂ，３１ｃよりなる。
以下において、界磁用磁石３１ａ，３１ｂ，３１ｃを総称する際には、単に「界磁用磁石（永久磁石）３１」と呼ぶ場合がある。

永久磁石３１としては、特に限定されないが、高トルク密度化を狙って、例えば、高磁気特性を有するネオジム磁石等の希土類磁石を好適に用いることができる。永久磁石３１の長さは、図３に示すように、ロータ組立体１６の軸方向全長と同等の長さに設定されている。

ロータ組立体１６の一部を構成する第１ロータユニット１７は、図１Ａ，図１Ｂに示すように、ステータ１３の内径側に存する中空部に、僅かな空隙を介して回転自在に設けられる。第１ロータユニット１７は、図１Ａ，図３に示すように、全体として円筒状に形成されている。第１ロータユニット１７は、例えば、円環状に形成された複数の電磁鋼板を軸方向に積層して構成すればよい。

第１ロータユニット１７には、図１Ｂに示すように、軸方向（図１Ａ参照）に貫通する複数組の磁石スロット２９が、周方向（図１Ａ参照）に等しい間隔を置いて設けられている。一組の磁石スロット２９は、図１Ｂの例では、例えば、３つの磁石スロット２９ａ，２９ｂ，２９ｃよりなる。磁石スロット２９ａ，２９ｂ，２９ｃのそれぞれには、矩形棒状の界磁用磁石（永久磁石）３１ａ，３１ｂ，３１ｃが挿入固定される。一組の磁石スロット２９の横断面は、例えば、第１ロータユニット１７の径方向（図１Ａ，図１Ｂ参照）外側に向かって開く略Ｖ字状に形成されている。
以下において、磁石スロット２９ａ，２９ｂ，２９ｃを総称する際には、単に「磁石スロット２９」と呼ぶ場合がある。

第１ロータユニット１７では、磁石スロット２９に永久磁石３１を埋設することによって、磁極部３３が構成されている。

第１ロータユニット１７の外周面（一般面）３５には、図１Ａ，図１Ｂ，図３に示すように、軸方向に延びる第１溝部３７が、周方向に等しい間隔を置いて設けられている。第１溝部３７は、図１Ｂ，図３に示すように、外周面３５に対して平行に、かつ、僅かに凹んで位置する底壁部３７ａと、周方向に相対する第１及び第２側壁部３７ｂ１，３７ｂ２と備える。第１溝部３７は、軸方向から視て、全体として略矩形状に形成されている。

第１溝部３７の第１側壁部３７ｂ１は、図１Ｂに示すように、磁極部３３の標準的な磁極中心であるｄ軸３０に対応する外周面３５の場所に位置している。
一方、第１溝部３７の第２側壁部３７ｂ２は、図１Ｂに示すように、ｄ軸３０とｑ軸（不図示）の間であって、ｄ軸３０に対して時計回り方向の外周面３５の場所に位置している。

第１溝部３７の存在によって、第１ロータユニット１７に備わる磁極部３３の第１磁極中心４０は、図１Ａ，図１Ｂに示すように、ｄ軸３０に対して反時計回り方向にずれて位置している。

第１溝部３７の深さ寸法（径方向寸法）は、第１溝部３７による第１ロータユニット１７に係るトルク変動特性への影響を実験・シミュレーションを通して求めた結果と、目標となるトルク変動特性とを比較衡量した上で、適宜の寸法を設定すればよい。

第１溝部３７の幅寸法（周方向寸法）も、前記と同様、第１溝部３７による第１ロータユニット１７に係るトルク変動特性への影響を実験・シミュレーションを通して求めた結果と、目標となるトルク変動特性とを比較衡量した上で、適宜の寸法を設定すればよい。

第１溝部３７の形状も、前記と同様、第１溝部３７による第１ロータユニット１７に係るトルク変動特性への影響を実験・シミュレーションを通して求めた結果と、目標となるトルク変動特性とを比較衡量した上で、適宜の寸法を設定すればよい。第１溝部３７の形状としては、特に限定されないが、例えば、軸方向から視て、Ｖ字状、半円状、台形状等を例示することができる。

一方、ロータ組立体１６の一部を構成する第２ロータユニット１９は、図２Ａ，図２Ｂに示すように、ステータ１３の内径側に存する中空部に、僅かな空隙を介して回転自在に設けられる。第２ロータユニット１９は、図２Ａ，図３に示すように、全体として円筒状に形成されている。第２ロータユニット１９は、第１ロータユニット１７と同様に、例えば、円環状に形成された複数の電磁鋼板を軸方向に積層して構成すればよい。

第２ロータユニット１９には、図２Ｂに示すように、第１ロータユニット１７と同様、軸方向（図２Ａ参照）に貫通する複数組の磁石スロット２９が、周方向（図２Ａ参照）に等しい間隔を置いて設けられている。磁石スロット２９には、矩形棒状の永久磁石３１が挿入固定される。一組の磁石スロット２９の横断面は、例えば、第２ロータユニット１９の径方向（図２Ａ，図２Ｂ参照）外側に向かって開く略Ｖ字状に形成されている。

第２ロータユニット１９では、第１ロータユニット１７と同様、磁石スロット２９に永久磁石３１を埋設することによって、磁極部３３が構成されている。

第２ロータユニット１９の外周面３５には、図２Ａ，図２Ｂ，図３に示すように、軸方向に延びる第２溝部３９が、第１溝部３７と周方向において重ならない位置にずらして、周方向に等しい間隔を置いて設けられている。

第２溝部３９は、図２Ｂ，図３に示すように、外周面３５に対して平行に、かつ、僅かに凹んで位置する底壁部３９ａと、周方向に相対する第１及び第２側壁部３９ｂ１，３９ｂ２と備える。第２溝部３９は、第１溝部３７と同様、軸方向から視て、全体として略矩形状に形成されている。

第２溝部３９の第１側壁部３９ｂ１は、図２Ｂに示すように、磁極部３３の標準的な磁極中心であるｄ軸３０に対応する外周面３５の場所に位置している。
一方、第２溝部３９の第２側壁部３９ｂ２は、図２Ｂに示すように、ｄ軸３０とｑ軸（不図示）の間であって、ｄ軸３０に対して反時計回り方向の外周面３５の場所に位置している。

第２溝部３９の存在によって、第２ロータユニット１９に備わる磁極部３３の第２磁極中心４２は、図２Ａ，図２Ｂに示すように、ｄ軸３０に対して時計回り方向にずれて位置している。

第２溝部３９の深さ寸法（径方向寸法）は、第２溝部３９による第２ロータユニット１９に係るトルク変動特性への影響を実験・シミュレーションを通して求めた結果と、目標となるトルク変動特性とを比較衡量した上で、適宜の寸法を設定すればよい。

第２溝部３９の幅寸法（周方向寸法）も、前記と同様、第２溝部３９による第２ロータユニット１９に係るトルク変動特性への影響を実験・シミュレーションを通して求めた結果と、目標となるトルク変動特性とを比較衡量した上で、適宜の寸法を設定すればよい。

第２溝部３９の形状も、前記と同様、第２溝部３９による第２ロータユニット１９に係るトルク変動特性への影響を実験・シミュレーションを通して求めた結果と、目標となるトルク変動特性とを比較衡量した上で、適宜の寸法を設定すればよい。第２溝部３９の形状としては、特に限定されないが、例えば、軸方向から視て、Ｖ字状、半円状、台形状等を例示することができる。

なお、第２ロータユニット１９は、前記第１ロータユニット１７に係る電磁鋼板の表裏を反転させた状態の電磁鋼板を用いて形成すればよい。

実際には、第１溝部３７と第２溝部３９とは、図１Ｂ，図２Ｂに対比して示すように、ｄ軸対称に位置している。
換言すれば、第１ロータユニット１７に備わる磁極部３３の第１磁極中心４０（図１Ｂ参照）と、第２ロータユニット１９に備わる磁極部３３の第２磁極中心４２（図２Ｂ参照）とは、ｄ軸対称に位置している。

〔本発明に係る回転電機１１（のロータ組立体１６）の作用効果〕
次に、本発明に係る回転電機１１（のロータ組立体１６）の作用効果について、図４を参照して説明する。図４は、本発明に係る回転電機１１（のロータ組立体１６）のトルクリップル低減効果を表す説明図である。

本発明に係る回転電機１１（のロータ組立体１６）では、第１ロータユニット１７の外周面３５には、軸方向に延びる第１溝部３７が設けられる。一方、第２ロータユニット１９の外周面３５には、軸方向に延びる第２溝部３９が、第１溝部３７と周方向において重ならない位置にずらして設けられる。第１ロータユニット１７に備わる磁極部３３の第１磁極中心４０と、第２ロータユニット１９に備わる磁極部３３の第２磁極中心４２とは、ｄ軸対称に位置している。

本発明に係る回転電機１１では、ステータコイル２３にモータ電流を流すと、ステータ１３に回転磁界が発生する。こうしてステータ１３に発生した回転磁界と、第１及び第２ロータユニット１７，１９のそれぞれに設けた磁極部３３（図１Ａ，図２Ａ，図３参照）による磁界と、が相互作用することによって、ロータ組立体１６が回転駆動される。

本発明に係る回転電機１１（のロータ組立体１６）によれば、図４に示すように、ステータ１３のステータコイル２３にモータ電流を流した際の、第１ロータユニット１７に係るトルク波形と、第２ロータユニット１９に係るトルク波形とは、相互に逆位相の関係になるため、これらを合成したトルク波形では、トルク変動幅が抑制される。その結果、簡素な構成をもって、優れたトルクリップル低減効果を得ることができる。

特に、第１溝部３７及び第２溝部３９を、ｄ軸３０を挟んで相互に隣接配置する構成（図３参照）を採用すれば、トルク変動幅が可及的に抑制されて、優れたトルクリップル低減効果を得ることができる。

〔本発明の第１〜第８実施形態に係る回転電機１１Ａ〜１１Ｈ〕
次に、本発明の第１〜第８実施形態に係る回転電機１１Ａ〜１１Ｈについて、図５Ａ〜図５Ｈ，図６Ａ，図６Ｂを参照して説明する。
図５Ａ〜図５Ｈは、本発明の第１〜第８実施形態に係る第１〜第８回転電機１１Ａ〜１１Ｈの概略構成図である。図６Ａは、本発明に係る第３，第４，第７，第８実施形態に係る第３，第４，第７，第８回転電機１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｇ，１１Ｈであって、第３ロータユニット１８が備わる回転電機の正面図である。図６Ｂは、図６Ａに示す第３，第４，第７，第８回転電機１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｇ，１１Ｈに備わる第３ロータユニット１８に設けられた磁極部３３の周辺を拡大して表す図である。

〔第１回転電機１１Ａの構成・作用効果〕
第１回転電機１１Ａは、図５Ａに示すように、円環状のステータ１３に備わる中空空間に、回転軸１５に設けられた第１ロータ組立体１６Ａを回転自在に設けて構成されている。第１ロータ組立体１６Ａは、相互に共通の軸方向寸法を呈する前記第１及び第２ロータユニット１７，１９を、軸方向に並列かつ同軸に接合するように組み合わせて構成されている。

第１回転電機１１Ａ（の第１ロータ組立体１６Ａ）によれば、ステータ１３のステータコイル２３にモータ電流を流した際の、第１ロータユニット１７に係るトルク波形と、第２ロータユニット１９に係るトルク波形とは、相互に逆位相の関係になるため、これらを合成したトルク波形では、トルク変動幅が抑制される。その結果、簡素な構成をもって、優れたトルクリップル低減効果を得ることができる。

また、第１回転電機１１Ａ（の第１ロータ組立体１６Ａ）によれば、仮に、相互に透磁率の異なる材質を用いて第１及び第２ロータユニット１７，１９を構成した場合であっても、相互に透磁率の同じ材質を用いて第１及び第２ロータユニット１７，１９を構成した場合と同様の、優れたトルクリップル低減効果を得ることができる。

〔第２回転電機１１Ｂの構成・作用効果〕
第２回転電機１１Ｂは、図５Ｂに示すように、円環状のステータ１３に備わる中空空間に、回転軸１５に設けられた第２ロータ組立体１６Ｂを回転自在に設けて構成されている。第２ロータ組立体１６Ｂは、相互に共通の軸方向寸法を呈する前記第１及び第２ロータユニット１７，１９を、軸方向に並列かつ同軸に接合するように、複数（図５Ｂの例では３組）、交互に組み合わせて構成されている。

第２回転電機１１Ｂ（の第２ロータ組立体１６Ｂ）によれば、第１回転電機１１Ａ（の第１ロータ組立体１６Ａ）と同様、ステータ１３のステータコイル２３にモータ電流を流した際の、第１ロータユニット１７に係るトルク波形と、第２ロータユニット１９に係るトルク波形とは、相互に逆位相の関係になるため、これらを合成したトルク波形では、トルク変動幅が抑制される。その結果、簡素な構成をもって、優れたトルクリップル低減効果を得ることができる。

また、第２回転電機１１Ｂ（の第２ロータ組立体１６Ｂ）によれば、第１回転電機１１Ａ（の第１ロータ組立体１６Ａ）と同様に、仮に、相互に透磁率の異なる材質を用いて第１及び第２ロータユニット１７，１９を構成した場合であっても、相互に透磁率の同じ材質を用いて第１及び第２ロータユニット１７，１９を構成した場合と同様の、優れたトルクリップル低減効果を得ることができる。

〔第３回転電機１１Ｃの構成・作用効果〕
第３回転電機１１Ｃは、図５Ｃに示すように、円環状のステータ１３に備わる中空空間に、回転軸１５に設けられた第３ロータ組立体１６Ｃを回転自在に設けて構成されている。第３ロータ組立体１６Ｃは、相互に共通の軸方向寸法を呈する前記第１及び第２ロータユニット１７，１９の間に、第３ロータユニット１８（図６Ａ，図６Ｂ参照）を挟み込み、これらを軸方向に並列かつ同軸に接合するように組み合わせて構成されている。

第３ロータユニット１８では、図６Ａ，図６Ｂに示すように、その外周面（一般面）３５には、周方向に沿ってなんらの溝部（第１溝部３７、第２溝部３９）も設けられていない。また、第３ロータユニット１８の軸方向寸法は、第１及び第２ロータユニット１７，１９の軸方向寸法と比べて大きく設定されている。
ちなみに、第３ロータユニット１８に備わる磁極部３３の第３磁極中心は、ｄ軸３０に一致している。

第３回転電機１１Ｃ（の第３ロータ組立体１６Ｃ）によれば、第１，第２回転電機１１Ａ，１１Ｂ（の第１，第２ロータ組立体１６Ａ，１６Ｂ）と比べて、トルクリップル低減効果を緩和することができる。

〔第４回転電機１１Ｄの構成・作用効果〕
第４回転電機１１Ｄは、図５Ｄに示すように、円環状のステータ１３に備わる中空空間に、回転軸１５に設けられた第４ロータ組立体１６Ｄを回転自在に設けて構成されている。第４ロータ組立体１６Ｄは、相互に共通の軸方向寸法を呈する前記第１及び第２ロータユニット１７，１９の脇に、第３ロータユニット１８（図６Ａ，図６Ｂ参照）を位置させ、これらを軸方向に並列かつ同軸に接合するように組み合わせて構成されている。

第４回転電機１１Ｄ（の第４ロータ組立体１６Ｄ）によれば、第３回転電機１１Ｃ（の第３ロータ組立体１６Ｃ）と同様に、第１，第２回転電機１１Ａ，１１Ｂ（の第１，第２ロータ組立体１６Ａ，１６Ｂ）と比べて、トルクリップル低減効果を緩和することができる。

〔第５回転電機１１Ｅの構成・作用効果〕
第５回転電機１１Ｅは、図５Ｅに示すように、円環状のステータ１３に備わる中空空間に、回転軸１５に設けられた第５ロータ組立体１６Ｅを回転自在に設けて構成されている。第５ロータ組立体１６Ｅは、第１ロータ組立体１６Ａと同様、前記第１及び第２ロータユニット１７，１９を、軸方向に並列かつ同軸に接合するように組み合わせて構成されている。

ただし、第１回転電機１１Ａの第１ロータ組立体１６Ａでは、前記第１及び第２ロータユニット１７，１９は、相互に共通の軸方向寸法を呈するところ、第５回転電機１１Ｅの第５ロータ組立体１６Ｅでは、第１ロータユニット１７の軸方向寸法が、第２ロータユニット１９の軸方向寸法と比べて大きく設定されている点で、前記両者は相違している。

また、第１回転電機１１Ａの第１ロータ組立体１６Ａでは、前記第１及び第２ロータユニット１７，１９は、共通の透磁率を呈する材質が用いられるところ、第５回転電機１１Ｅの第５ロータ組立体１６Ｅでは、第１に、第１ロータユニット１７の呈する透磁率が、第２ロータユニット１９の呈する透磁率と比べて低い値になること、第２に、ステータ１３のステータコイル２３にモータ電流を流した際の、第１ロータユニット１７に係るトルク波形と、第２ロータユニット１９に係るトルク波形と、を合成したトルク波形のトルク変動幅がじゅうぶんに抑制されること、を考慮して、材質、並びに、第１及び第２ロータユニット１７，１９の軸方向寸法が設定されている点で、前記両者は相違している。

第５回転電機１１Ｅ（の第５ロータ組立体１６Ｅ）によれば、第１回転電機１１Ａ（の第１ロータ組立体１６Ａ）と同様に、ステータ１３のステータコイル２３にモータ電流を流した際の、第１ロータユニット１７に係るトルク波形と、第２ロータユニット１９に係るトルク波形とは、相互に逆位相の関係になるため、これらを合成したトルク波形では、トルク変動幅がじゅうぶんに抑制される。その結果、簡素な構成をもって、優れたトルクリップル低減効果を得ることができる。

〔第６回転電機１１Ｆの構成・作用効果〕
第６回転電機１１Ｆは、図５Ｆに示すように、円環状のステータ１３に備わる中空空間に、回転軸１５に設けられた第６ロータ組立体１６Ｆを回転自在に設けて構成されている。第６ロータ組立体１６Ｆは、第１ロータ組立体１６Ａと同様、前記第１及び第２ロータユニット１７，１９を、軸方向に並列かつ同軸に接合するように組み合わせて構成されている。

ただし、第１回転電機１１Ａの第１ロータ組立体１６Ａでは、前記第１及び第２ロータユニット１７，１９は、相互に共通の軸方向寸法を呈するところ、第５回転電機１１Ｅの第５ロータ組立体１６Ｅでは、第１ロータユニット１７の軸方向寸法が、第２ロータユニット１９の軸方向寸法と比べて小さく設定されている点で、前記両者は相違している。ただし、第１及び第２ロータユニット１７，１９の軸方向寸法が相互に異なっている点は、第５回転電機１１Ｅと同じである。

また、第１回転電機１１Ａの第１ロータ組立体１６Ａでは、前記第１及び第２ロータユニット１７，１９は、共通の透磁率を呈する材質が用いられるところ、第５回転電機１１Ｅの第５ロータ組立体１６Ｅでは、第１に、第１ロータユニット１７の呈する透磁率が、第２ロータユニット１９の呈する透磁率と比べて高い値になること、第２に、ステータ１３のステータコイル２３にモータ電流を流した際の、第１ロータユニット１７に係るトルク波形と、第２ロータユニット１９に係るトルク波形と、を合成したトルク波形のトルク変動幅がじゅうぶんに抑制されること、を考慮して、材質、並びに、第１及び第２ロータユニット１７，１９の軸方向寸法が設定されている点で、前記両者は相違している。

第６回転電機１１Ｆ（の第６ロータ組立体１６Ｆ）によれば、第５回転電機１１Ｅ（の第５ロータ組立体１６Ｅ）と同様に、簡素な構成をもって、優れたトルクリップル低減効果を得ることができる。

〔第７回転電機１１Ｇの構成・作用効果〕
第７回転電機１１Ｇは、図５Ｇに示すように、円環状のステータ１３に備わる中空空間に、回転軸１５に設けられた第７ロータ組立体１６Ｇを回転自在に設けて構成されている。第７ロータ組立体１６Ｇは、第５ロータ組立体１６Ｅと同様、軸方向寸法が相互に異なる第１及び第２ロータユニット１７，１９（ただし、第１ロータユニット１７の軸方向寸法＞第２ロータユニット１９の軸方向寸法）を、軸方向に並列かつ同軸に接合するように組み合わせて構成されている。

ただし、第５回転電機１１Ｅの第５ロータ組立体１６Ｅでは、前記第１及び第２ロータユニット１７，１９のみを接合して組み合わせることで第５ロータ組立体１６Ｅが構成されるところ、第７回転電機１１Ｇの第７ロータ組立体１６Ｇでは、軸方向寸法が相互に異なる前記第１及び第２ロータユニット１７，１９の間に、第３ロータユニット１８（図６Ａ，図６Ｂ参照）を挟み込み、これらを軸方向に並列かつ同軸に接合するように組み合わせて構成される点で、前記両者は相違している。

なお、第７回転電機１１Ｇの第７ロータ組立体１６Ｇでは、第１に、第１ロータユニット１７の呈する透磁率が、第２ロータユニット１９の呈する透磁率と比べて低い値になること、第２に、ステータ１３のステータコイル２３にモータ電流を流した際の、第１ロータユニット１７に係るトルク波形と、第２ロータユニット１９に係るトルク波形と、を合成したトルク波形のトルク変動幅がじゅうぶんに抑制されること、を考慮して、材質、並びに、第１及び第２ロータユニット１７，１９の軸方向寸法が設定されている点は、第５回転電機１１Ｅの第５ロータ組立体１６Ｅと同じである。

第７回転電機１１Ｇ（の第７ロータ組立体１６Ｇ）によれば、第５回転電機１１Ｅ（の第５ロータ組立体１６Ｅ）と比べて、トルクリップル低減効果を緩和することができる。

〔第８回転電機１１Ｈの構成・作用効果〕
第８回転電機１１Ｈは、図５Ｈに示すように、円環状のステータ１３に備わる中空空間に、回転軸１５に設けられた第８ロータ組立体１６Ｈを回転自在に設けて構成されている。第８ロータ組立体１６Ｈは、第６ロータ組立体１６Ｆと同様、軸方向寸法が相互に異なる第１及び第２ロータユニット１７，１９（ただし、第１ロータユニット１７の軸方向寸法＜第２ロータユニット１９の軸方向寸法）を、軸方向に並列かつ同軸に接合するように組み合わせて構成されている。

ただし、第６回転電機１１Ｆの第６ロータ組立体１６Ｆでは、前記第１及び第２ロータユニット１７，１９のみを接合して組み合わせることで第６ロータ組立体１６Ｆが構成されるところ、第８回転電機１１Ｈの第８ロータ組立体１６Ｈでは、軸方向寸法が相互に異なる前記第１及び第２ロータユニット１７，１９の脇に、第３ロータユニット１８（図６Ａ，図６Ｂ参照）を位置させ、これらを軸方向に並列かつ同軸に接合するように組み合わせて構成される点で、前記両者は相違している。

なお、第８回転電機１１Ｈの第８ロータ組立体１６Ｈでは、第１に、第１ロータユニット１７の呈する透磁率が、第２ロータユニット１９の呈する透磁率と比べて高い値になること、第２に、ステータ１３のステータコイル２３にモータ電流を流した際の、第１ロータユニット１７に係るトルク波形と、第２ロータユニット１９に係るトルク波形と、を合成したトルク波形のトルク変動幅がじゅうぶんに抑制されること、を考慮して、材質、並びに、第１及び第２ロータユニット１７，１９の軸方向寸法が設定されている点は、第６回転電機１１Ｆの第６ロータ組立体１６Ｆと同じである。

第８回転電機１１Ｈ（の第８ロータ組立体１６Ｈ）によれば、第６回転電機１１Ｆ（の第６ロータ組立体１６Ｆ）と比べて、トルクリップル低減効果を緩和することができる。

〔その他の実施形態〕
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。

例えば、本発明に係る回転電機１１の基本構成に関する説明において、第１及び第２ロータユニット１７，１９では、磁極部３３の構成要素である磁石スロット２９、及び永久磁石３１について、それぞれ３つに設定すると共に、径方向外側に向かって開く略Ｖ字状に形成する構成を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。
磁極部３３の構成要素である磁石スロット２９、及び永久磁石３１の数量・形状は、回転電機１１として回転性能を妨げないのであれば、いかなる数量・形状であっても構わない。

また、本発明に係る回転電機１１の基本構成に関する説明において、１２の磁極部、７２のスロット２２を備える構成を回転電機１１を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。
磁極部・スロットの数量は、回転電機１１として回転性能を妨げないのであれば、いかなる数量であっても構わない。

１１ 本発明に係る回転電機
１１Ａ〜１１Ｈ 第１〜第８回転電機
１３ ステータ
１５ 回転軸
１６ ロータ組立体
１６Ａ〜１６Ｈ 第１〜第８ロータ組立体
１７ 第１ロータユニット
１８ 第３ロータユニット
１９ 第２ロータユニット
２１ ステータコア
２３ ステータコイル（コイル）
３０ ｄ軸
３１ 永久磁石（界磁用磁石）
３３ 磁極部
３５ 外周面
３７ 第１溝部
３９ 第２溝部
４０ 第１磁極中心
４２ 第２磁極中心

Claims (7)

1. 軸方向に延びる界磁用磁石を有する磁極部が備わるロータユニットを、軸方向に並列かつ同軸に複数組み合わせて構成される回転電機のロータ組立体であって、
   複数の前記ロータユニットは、第１及び第２ロータユニットを少なくとも含み、
   前記第１及び第２ロータユニットに備わる前記磁極部は、前記界磁用磁石を共有しており、
   前記第１ロータユニットの外周面には、軸方向に延びる第１溝部が設けられ、
   前記第２ロータユニットの外周面には、軸方向に延びる第２溝部が前記第１溝部と周方向において重ならない位置にずらして設けられ、
   前記第１ロータユニットに備わる前記磁極部の第１磁極中心と、前記第２ロータユニットに備わる前記磁極部の第２磁極中心とは、ｄ軸対称に位置している、
   ことを特徴とする回転電機のロータ組立体。
2. 請求項１に記載の回転電機のロータ組立体であって、
   前記第１及び第２ロータユニットの軸方向に係る寸法は、同等に設定されている
   ことを特徴とする回転電機のロータ組立体。
3. 請求項１又は２に記載の回転電機のロータ組立体であって、
   前記第１及び第２ロータユニットは、複数組設けられている
   ことを特徴とする回転電機のロータ組立体。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機のロータ組立体であって、
   複数の前記ロータユニットは、外周面に溝部がない第３ロータユニットをさらに含み、前記第１、第２、及び第３ロータユニットを、軸方向に並列かつ同軸に組み合わせてなる
   ことを特徴とする回転電機のロータ組立体。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機のロータ組立体であって、
   前記第１及び第２ロータユニットは、同一形状を呈する鋼板をそれぞれ積層することで形成され、
   前記第２ロータユニットは、前記第１ロータユニットに係る鋼板の表裏を反転させた状態の鋼板を用いて形成される
   ことを特徴とする回転電機のロータ組立体。
6. 請求項５に記載の回転電機のロータ組立体であって、
   前記第１ロータユニットの軸方向に係る寸法は、前記第２ロータユニットの軸方向に係る寸法と比べて小さい値に設定され、
   前記第１ロータユニットに係る鋼板と、前記第２ロータユニットに係る鋼板とは、相互に異なる透磁率を呈する材質が用いられ、
   前記第１ロータユニットに係る鋼板の透磁率は、前記第２ロータユニットに係る鋼板の透磁率と比べて高い値に設定されている
   ことを特徴とする回転電機のロータ組立体。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機のロータ組立体と、
   コイルが設けられたステータコアを有する円筒状のステータと、を備える
   ことを特徴とする回転電機。

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