(57)【要約】【課題】ロータが適用される回転電気機械の発生トルクを大きくする。【解決手段】複数の磁極（36）のうち少なくとも１つは、周方向に並んだ複数の永久磁石（34）で構成される第１磁極（36）を含む。第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、永久磁石（34）の磁石中心線（35）に対して傾斜し、かつ磁石中心線（35）に比べて、永久磁石（34）の中心から径方向外側に向かうにつれて第１磁極（36）の磁極中心線（37）に近づく方向に傾斜している。第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、永久磁石（34）の磁石中心線（35）とが成す角度は、０°よりも大きく９０°よりも小さい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極（36）を有するロータコア（31）を備えたロータであって、
前記複数の磁極（36）のうち少なくとも１つが、周方向に並んだ３つ以上の磁石孔（32）と、該複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成される第１磁極（36）を含み、
前記ロータコア（31）における隣り合う前記磁石孔（32）の間の部分は、径方向に沿って延びた領域を有しており、
前記磁石孔（32）の径方向寸法の最大値は、該磁石孔（32）の径方向の外側面と前記ロータコア（31）の外周面との間の部分の径方向寸法の最小値よりも大きく、
前記第１磁極（36）は、前記複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ前記複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、前記ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成されている
ことを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１磁極（36）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とし、かつ前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）として、
前記第１磁極（36）における周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）に対して傾斜し、かつ該磁石中心線（35）に比べて、該永久磁石（34）の中心から径方向外側に向かうにつれて前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）に近づく方向に傾斜しており、
前記第１磁極（36）における周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、０°よりも大きく９０°よりも小さい
ことを特徴とするロータ。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１磁極（36）における周方向両端のみの前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線が、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）に対して傾斜している
ことを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
前記ロータコア（31）のうち前記永久磁石（34）よりも径方向外側の部分が、軸方向から見てコア材料で満たされている
ことを特徴とするロータ。
【請求項５】
請求項１乃至４のうち何れか１つにおいて、
各前記永久磁石（34）は、前記ロータコア（31）に形成された磁石孔（32）内に収容されている
ことを特徴とするロータ。
【請求項６】
請求項１乃至５のうち何れか１つにおいて、
前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）とし、
各前記永久磁石（34）は、自身の前記磁石中心線（35）に関して対称形である
ことを特徴とするロータ。
【請求項７】
請求項１乃至６のうち何れか１つにおいて、
各前記永久磁石（34）は、周方向に等間隔に配置されている
ことを特徴とするロータ。
【請求項８】
請求項１において、
前記複数の永久磁石（34）は、磁石幅、磁石厚、残留磁束密度、及び前記磁石孔（32）に収容される枚数のうち少なくとも１つが互いに異なり、
前記第１磁極（36）は、前記ロータコア（31）の外周面において、該第１磁極（36）の周方向両端の前記磁石孔（32）の径方向の領域よりも磁束量が多くなる領域を有する
ことを特徴とするロータ。
【請求項９】
請求項８において、
前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも残留磁束密度が大きい該永久磁石（34）を有する
ことを特徴とするロータ。
【請求項１０】
請求項８又は９において、
前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも磁石厚が厚い該永久磁石（34）を有する
ことを特徴とするロータ。
【請求項１１】
請求項８において、
前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて磁束量が多くなっている
ことを特徴とするロータ。
【請求項１２】
請求項８乃至１０のうち何れか１つにおいて、
前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも磁石幅が広い該永久磁石（34）を有する
ことを特徴とするロータ。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のうち何れか１つにおいて、
前記磁石孔（32）には、前記永久磁石（34）が複数枚ずつ収容され、
前記第１磁極（36）における前記磁石孔（32）の少なくとも１つには、該第１磁極（36）の周方向両端の該磁石孔（32）に収容された前記複数の永久磁石（34）よりも平均残留磁束密度が大きい該複数の永久磁石（34）が収容されている
ことを特徴とするロータ。
【請求項１４】
請求項１において、
前記第１磁極（36）は、周方向に並んだ４つ以上の前記磁石孔（32）と、該複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成され、
前記第１磁極（36）は、互いに隣り合う前記永久磁石（34）の間の周方向距離が、該第１磁極（36）の周方向端部の該永久磁石（34）とその隣りの該永久磁石（34）との間の周方向距離よりも小さい領域を有する
ことを特徴とするロータ。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記第１磁極（36）は、互いに隣り合う前記永久磁石（34）の間の周方向距離が、該第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて小さくなっている
ことを特徴とするロータ。
【請求項１６】
請求項１４又は１５において、
前記複数の磁石孔（32）は、互いに隣り合う第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）と、互いに隣り合う該第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）とを含み、
前記複数の永久磁石（34）は、前記第１磁石孔（32a）に収容された第１永久磁石（34a）と、前記第２磁石孔（32b）に収容された第２永久磁石（34b）と、前記第３磁石孔（32c）に収容された第３永久磁石（34c）とを含み、
前記第１永久磁石（34a）及び前記第２永久磁石（34b）の間の周方向距離は、該第２永久磁石（34b）及び前記第３永久磁石（34c）の間の周方向距離よりも小さく、
前記第１磁石孔（32a）及び前記第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法は、該第２磁石孔（32b）及び前記第３磁石孔（32c）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法よりも小さい
ことを特徴とするロータ。
【請求項１７】
請求項１４又は１５において、
前記ロータコア（31）において、隣り合う前記磁石孔（32）の間のコア材料で構成された部分における周方向寸法は、互いに同じ寸法に形成されている
ことを特徴とするロータ。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のうち何れか１つに記載のロータ（30）と、
前記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備える
ことを特徴とする回転電気機械。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記ステータ（20）は、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回されるコイル（24,25）を有する
ことを特徴とする回転電気機械。
【請求項２０】
請求項２乃至７のうち何れか１つに記載のロータ（30）と、
前記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備え、
前記ステータ（20）は、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回されるコイル（24,25）を有し、
前記第１磁極（36）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とし、かつ前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）として、
前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）が、軸方向から見て、前記ティース部（23）の周方向中心を通る状態を中心一致状態とし、
前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の端部とを結ぶ直線と、前記第１磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ１とし、
前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の中心とを結ぶ直線と、前記磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ２として、
前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、θ１以上かつθ２以下である
ことを特徴とする回転電気機械。
【請求項２１】
請求項１８乃至２０のうち何れか１つにおいて、
前記ロータ（30）が非接触で支持されるベアリングレスモータとして構成されている
ことを特徴とする回転電気機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロータ及び回転電気機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ロータコアの外周面の近傍に、周方向に間隔をあけて複数の永久磁石が埋め込まれたＢＰＭ（Buried Permanent Magnet）型のロータが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】R.P.Jastrzebski. et al. "Design of a bearingless 100kW electric motor for high-speed applications", 2015 18th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Oct. 25-28, 2015. pp.2008-2014
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のロータでは、１つの磁極を構成する複数の永久磁石が、周方向に等間隔に配置されている。ここで、同一の永久磁石を周方向に等間隔に配置した場合、ロータコアの外周面における径方向の磁束密度分布が矩形波状となるため、高調波成分に起因してステータに発生する鉄損が増大し、回転電気機械の発生トルクが小さくなるおそれがある。
【０００５】
本開示の目的は、ロータが適用される回転電気機械の発生トルクを大きくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様は、複数の磁極（36）を有するロータコア（31）を備えたロータであって、前記複数の磁極（36）のうち少なくとも１つが、周方向に並んだ３つ以上の磁石孔（32）と、該複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成される第１磁極（36）を含み、前記ロータコア（31）における隣り合う前記磁石孔（32）の間の部分は、径方向に沿って延びた領域を有しており、前記磁石孔（32）における径方向外側の端面は、前記ロータコア（31）の軸心（O）と該磁石孔（32）の周方向の中央部とを通る直線に対して略線対称であり、前記磁石孔（32）の径方向寸法の最大値は、該磁石孔（32）の径方向の外側面と前記ロータコア（31）の外周面との間の部分の径方向寸法の最小値よりも大きく、前記第１磁極（36）は、前記複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ前記複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、前記ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成されている。
【０００７】
第１の態様では、上述した要件で定義されるロータにおいて、第１磁極（36）では、複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成されている。
【０００８】
このように、第１磁極（36）を、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減される構成とすることで、ステータに発生する鉄損を抑え、回転電気機械の発生トルクを大きくすることができる。
【０００９】
本開示の第２の態様は、第１の態様において、前記第１磁極（36）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とし、かつ前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）として、前記第１磁極（36）における周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）に対して傾斜し、かつ該磁石中心線（35）に比べて、該永久磁石（34）の中心から径方向外側に向かうにつれて前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）に近づく方向に傾斜しており、前記第１磁極（36）における周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、０°よりも大きく９０°よりも小さい。
【００１０】
第２の態様では、複数の永久磁石（34）で構成される第１磁極（36）で発生する磁束が、第１磁極（36）の中心に集中する。第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の磁束が、隣の磁極（36）に流れ込みにくく、よってロータ（30）内で短絡しにくい。永久磁石（34）の磁束を有効活用することにより、ロータ（30）が適用される回転電気機械（10）の発生トルクを大きくすることができる。
【００１１】
本開示の第３の態様は、第２の態様において、前記第１磁極（36）における周方向両端のみの前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線が、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）に対して傾斜している。
【００１２】
第３の態様では、ロータ（30）内での永久磁石（34）の磁束の短絡を抑止するには、複数の永久磁石（34）で構成される第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線を、上述した方向にすることが最も有効であるという本願発明者の発見に基づく。第１磁極（36）の周方向両端のみの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線を、上述した方向にすることで、ロータ（30）が適用される回転電気機械（10）の発生トルクを大きくするという効果を得つつ、磁化容易軸が互いに異なる永久磁石（34）の種類を少なくしてロータ（30）の製造コストを抑制することができる。
【００１３】
本開示の第４の態様は、第１乃至３の態様のうち何れか１つにおいて、前記ロータコア（31）のうち前記永久磁石（34）よりも径方向外側の部分が、軸方向から見てコア材料で満たされている。
【００１４】
第４の態様では、ロータ（30）が回転するときに発生する遠心力に、ロータコア（31）のうち永久磁石（34）よりも径方向外側の部分が耐えやすくなる。当該部分にフラックスバリアなどの空隙が存在しないためである。このように、ロータ（30）の耐久性を高めることができる。
【００１５】
本開示の第５の態様は、第１乃至４の態様のうち何れか１つにおいて、各前記永久磁石（34）は、前記ロータコア（31）に形成された磁石孔（32）内に収容されている。
【００１６】
第５の態様では、ロータ（30）が回転するときに永久磁石（34）が飛散するのを抑止することができる。
【００１７】
本開示の第６の態様は、第１乃至５の態様のうち何れか１つにおいて、前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）とし、各前記永久磁石（34）は、自身の前記磁石中心線（35）に関して対称形である。
【００１８】
第６の態様では、ロータ（30）を高速回転に適したものにできる。
【００１９】
本開示の第７の態様は、第１乃至６の態様のうち何れか１つにおいて、各前記永久磁石（34）は、周方向に等間隔に配置されている。
【００２０】
第７の態様では、ロータ（30）を高速回転に適したものにできる。
【００２１】
本開示の第８の態様は、第１の態様において、前記複数の永久磁石（34）は、磁石幅、磁石厚、残留磁束密度、及び前記磁石孔（32）に収容される枚数のうち少なくとも１つが互いに異なり、前記第１磁極（36）は、前記ロータコア（31）の外周面において、該第１磁極（36）の周方向両端の前記磁石孔（32）の径方向の領域よりも磁束量が多くなる領域を有する。
【００２２】
第８の態様では、複数の永久磁石（34）の磁石幅、磁石厚、残留磁束密度、及び前記磁石孔（32）に収容される枚数のうち少なくとも１つが、互いに異なるようにしている。  第１磁極（36）は、ロータコア（31）の外周面において、第１磁極（36）の周方向両端の磁石孔（32）の径方向の領域よりも磁束量が多くなる領域を有している。
【００２３】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００２４】
本開示の第９の態様は、第８の態様において、前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも残留磁束密度が大きい該永久磁石（34）を有する。
【００２５】
第９の態様では、第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）よりも残留磁束密度が大きい永久磁石（34）を有している。ここで、ロータコア（31）の外周面では、残留磁束密度が大きい永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【００２６】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００２７】
本開示の第１０の態様は、第８又は９の態様において、前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも磁石厚が厚い該永久磁石（34）を有する。
【００２８】
第１０の態様では、第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）よりも磁石厚が厚い永久磁石（34）を有している。ここで、ロータコア（31）の外周面では、磁石厚が厚い永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【００２９】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００３０】
本開示の第１１の態様は、第８の態様において、前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて磁束量が多くなっている。
【００３１】
第１１の態様では、第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて磁束量が多くなっている。
【００３２】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状により近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００３３】
本開示の第１２の態様は、第８乃至１０の態様のうち何れか１つにおいて、前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも磁石幅が広い該永久磁石（34）を有する。
【００３４】
第１２の態様では、第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）よりも磁石幅が広い永久磁石（34）を有している。ここで、ロータコア（31）の外周面では、磁石幅が広い永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【００３５】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００３６】
本開示の第１３の態様は、第８乃至１２の態様のうち何れか１つにおいて、前記磁石孔（32）には、前記永久磁石（34）が複数枚ずつ収容され、前記第１磁極（36）における前記磁石孔（32）の少なくとも１つには、該第１磁極（36）の周方向両端の該磁石孔（32）に収容された前記複数の永久磁石（34）よりも平均残留磁束密度が大きい該複数の永久磁石（34）が収容されている。
【００３７】
第１３の態様では、磁石孔（32）には、永久磁石（34）が複数枚ずつ収容される。第１磁極（36）における磁石孔（32）の少なくとも１つには、第１磁極（36）の周方向両端の磁石孔（32）に収容された複数の永久磁石（34）よりも平均残留磁束密度が大きい複数の永久磁石（34）が収容される。ここで、ロータコア（31）の外周面では、平均残留磁束密度が大きい複数の永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【００３８】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００３９】
本開示の第１４の態様は、第１の態様において、前記第１磁極（36）は、周方向に並んだ４つ以上の前記磁石孔（32）と、該複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成され、前記第１磁極（36）は、互いに隣り合う前記永久磁石（34）の間の周方向距離が、該第１磁極（36）の周方向端部の該永久磁石（34）とその隣りの該永久磁石（34）との間の周方向距離よりも小さい領域を有することを特徴とするロータである。
【００４０】
第１４の態様では、第１磁極（36）は、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が、第１磁極（36）の周方向端部の永久磁石（34）とその隣りの永久磁石（34）との間の周方向距離よりも小さい領域を有している。ここで、ロータコア（31）の外周面では、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が小さい磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【００４１】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００４２】
本開示の第１５の態様は、第１４の態様において、前記第１磁極（36）は、互いに隣り合う前記永久磁石（34）の間の周方向距離が、該第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて小さくなっている。
【００４３】
第１５の態様では、第１磁極（36）は、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて小さくなっている。
【００４４】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状により近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００４５】
本開示の第１６の態様は、第１４又は１５の態様において、前記複数の磁石孔（32）は、互いに隣り合う第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）と、互いに隣り合う該第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）とを含み、前記複数の永久磁石（34）は、前記第１磁石孔（32a）に収容された第１永久磁石（34a）と、前記第２磁石孔（32b）に収容された第２永久磁石（34b）と、前記第３磁石孔（32c）に収容された第３永久磁石（34c）とを含み、前記第１永久磁石（34a）及び前記第２永久磁石（34b）の間の周方向距離は、該第２永久磁石（34b）及び前記第３永久磁石（34c）の間の周方向距離よりも小さく、前記第１磁石孔（32a）及び前記第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法は、該第２磁石孔（32b）及び前記第３磁石孔（32c）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法よりも小さい。
【００４６】
第１６の態様では、第１永久磁石（34a）及び第２永久磁石（34b）の間の周方向距離が、第２永久磁石（34b）及び第３永久磁石（34c）の間の周方向距離よりも小さくなっている。第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法が、第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法よりも小さくなっている。
【００４７】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００４８】
本開示の第１７の態様は、第１４又は１５の態様において、前記ロータコア（31）において、隣り合う前記磁石孔（32）の間のコア材料で構成された部分における周方向寸法は、互いに同じ寸法に形成されている。
【００４９】
第１７の態様では、ロータコア（31）において、隣り合う磁石孔（32）の間のコア材料で構成された部分における周方向寸法が、互いに同じ寸法に形成される。ここで、第１磁極（36）の周方向端部の磁石孔（32）の周方向寸法が大きくなり、周方向端部の永久磁石（34）とその隣りの永久磁石（34）との間の周方向距離が大きくなる。
【００５０】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００５１】
本開示の第１８の態様は、第１乃至１７の態様のうち何れか１つに記載のロータ（30）と、前記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備えることを特徴とする回転電気機械である。
【００５２】
第１８の態様では、発生トルクの大きな回転電気機械（10）を提供することができる。
【００５３】
本開示の第１９の態様は、第１８の態様において、前記ステータ（20）は、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回されるコイル（24,25）を有する。
【００５４】
第１９の態様では、ステータ（20）のティース部（23）に対する鎖交磁束量を増大させ、発生トルクをより一層大きくすることができる。
【００５５】
本開示の第２０の態様は、第２乃至７の態様のうち何れか１つに記載のロータ（30）と、前記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備え、前記ステータ（20）は、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回されるコイル（24,25）を有し、  前記第１磁極（36）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とし、かつ前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）として、前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）が、軸方向から見て、前記ティース部（23）の周方向中心を通る状態を中心一致状態とし、前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の端部とを結ぶ直線と、前記第１磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ１とし、前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の中心とを結ぶ直線と、前記磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ２として、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、θ１以上かつθ２以下である。
【００５６】
第２０の態様では、ティース部（23）に対して各永久磁石（34）の磁束を有効に鎖交させることができ、かつ各永久磁石（34）の磁束が互いに干渉するのを抑止することができる。これにより、回転電気機械（10）の発生トルクをより一層大きくすることができる。
【００５７】
本開示の第２１の態様は、第１８乃至２０の態様のうち何れか１つにおいて、前記ロータ（30）が非接触で支持されるベアリングレスモータとして構成されている。
【００５８】
第２１の態様では、ベアリングレスモータとして構成された回転電気機械（10）において、発生トルクを大きくすることに加えて、支持力を大きくすると共に、支持力干渉を小さくすることができる。ここで、「支持力干渉」とは、ある方向において支持力を発生させるための支持力制御電流に対して、他の方向において意図しない支持力が発生する現象のことをいう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、実施形態１の回転電気機械の構成を示す正面図である。
【図２】図２は、ロータの要部を示す拡大正面図である。
【図３】図３は、図１の回転電気機械の要部を示す拡大正面図である。
【図４】図４は、着磁方向の範囲について説明するための拡大正面図である。
【図５】図５は、実施形態１の回転電気機械における鎖交磁束量を、従来の回転電気機械の鎖交磁束量と比較して示すグラフである。
【図６】図６は、実施形態２の回転電気機械の構成を示す正面図である。
【図７】図７は、図６の回転電気機械の要部を示す拡大正面図である。
【図８】図８は、実施形態１，２の変形例における回転電気機械の要部を示す拡大正面図である。
【図９】図９は、実施形態３のロータの構成を示す正面図である。
【図１０】図１０は、ロータの要部を示す拡大正面図である。
【図１１】図１１は、従来のロータにおける径方向の磁束密度分布を示すグラフ図である。
【図１２】図１２は、本実施形態のロータにおける径方向の磁束密度分布を示すグラフ図である。
【図１３】図１３は、本実施形態４のロータの要部を示す拡大正面図である。
【図１４】図１４は、本実施形態５のロータの要部を示す拡大正面図である。
【図１５】図１５は、本実施形態６のロータの要部を示す拡大正面図である。
【図１６】図１６は、本実施形態７のロータの要部を示す拡大正面図である。
【図１７】図１７は、本実施形態８のロータの要部を示す拡大正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
《実施形態１》
実施形態１について説明する。本実施形態の回転電気機械（10）は、ベアリングレスモータである。以下の説明では、ロータ（30）の軸心（O）に近い側を「内周側」とし、ロータ（30）の軸心（O）から遠い側を「外周側」とする。また、ロータ（30）の軸心（O）の方向を「軸方向」とし、ロータ（30）の軸心（O）に直交する方向を「径方向」とする。
【００６１】
図１及び図３に示すように、回転電気機械（10）は、ステータ（20）と、ロータ（30）とを備える。
【００６２】
ステータ（20）は、ステータコア（21）と、駆動用コイル（24）と、支持用コイル（25）とを備える。
【００６３】
ステータコア（21）は、磁性材料で構成された筒状の部材である。ステータコア（21）は、外周側に配置された実質的に円筒状のバックヨーク部（22）と、このバックヨーク部（22）の内周面から径方向内側に突出する複数のティース部（23）とを有する。
【００６４】
駆動用コイル（24）は、ロータ（30）を回転駆動するための駆動電流が流れるコイルである。駆動用コイル（24）は、各ティース部（23）に集中巻方式で巻回されている。駆動用コイル（24）は、コイルを構成している。
【００６５】
支持用コイル（25）は、ロータ（30）を非接触で支持するための支持電流が流れるコイルである。支持用コイル（25）は、各ティース部（23）に集中巻方式で巻回されている。支持用コイル（25）は、コイルを構成している。
【００６６】
ロータ（30）は、ＢＰＭ（Buried Permanent Magnet）型のロータである。ロータ（30）は、ステータ（20）の径方向内側に、当該ステータ（20）とエアギャップを隔てて対向するように配置される。ロータ（30）は、ロータコア（31）と、永久磁石（34）とを備える。
【００６７】
ロータコア（31）は、磁性材料で構成された筒状の部材である。ロータコア（31）は、外周面の近傍に複数の磁石孔（32）が形成されている。複数の磁石孔（32）は、ロータコア（31）を軸方向に貫通している。ロータコア（31）の中心には、シャフト（図示せず）を挿通するためのシャフト孔（33）が形成されている。
【００６８】
永久磁石（34）は、希土類を含有する焼結磁石であるが、これに限られない。永久磁石（34）は、ロータコア（31）の磁石孔（32）に収容されている。この例では、周方向に隣り合って並んだ４つの永久磁石（34）によって１つの磁極（36）が構成される。
【００６９】
以下、周方向に並んだ３つ以上の磁石孔（32）と、複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成される磁極（36）を、第１磁極（36）という。
【００７０】
図２に示すように、ロータコア（31）における隣り合う磁石孔（32）の間の部分は、径方向に沿って延びた領域を有している。磁石孔（32）における径方向外側の端面は、ロータコア（31）の軸心（O）と磁石孔（32）の周方向の中央部とを通る直線に対して略線対称である。図２に示す例では、ロータコア（31）の軸心（O）と磁石孔（32）の周方向の中央部とを通る直線は、永久磁石（34）の中心とロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）と略一致している。
【００７１】
磁石孔（32）の径方向寸法の最大値ｄ１は、磁石孔（32）の径方向の外側面とロータコア（31）の外周面との間の部分の径方向寸法の最小値ｄ２よりも大きく形成されている。
【００７２】
第１磁極（36）は、複数の磁石孔が周方向に等間隔に配置され且つ複数の永久磁石が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成されている。
【００７３】
具体的に、図３に示すように、ロータ（30）の軸方向から見て、第１磁極（36）の中心とロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とする。また、ロータ（30）の軸方向から見て、永久磁石（34）の中心とロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）とする。図３では、永久磁石（34）の着磁方向を矢印で示してある。
【００７４】
第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に対して傾斜している。第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に比べて、当該永久磁石（34）の中心から径方向外側に向かうにつれて第１磁極（36）の磁極中心線（37）に近づく方向に傾斜している。一方、第１磁極（36）における中間部の２つの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（図示せず）と実質的に平行である。なお、第１磁極（36）における中間部の２つの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線に対して傾斜していてもよい。
【００７５】
図４を参照して、第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向の好ましい範囲について説明する。同図に示す状態（以下、「中心一致状態」ともいう。）では、第１磁極（36）の磁極中心線（37）が、第１磁極（36）に対向するティース部（23）の周方向中心を通っている。
【００７６】
この中心一致状態において、第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に対する傾きが相対的に小さい場合、当該永久磁石（34）の外周面の中心と、ティース部（23）の内周面の端部とを結ぶ方向であることが好ましい。この場合、当該永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、永久磁石（34）の磁石中心線（35）とが成す角度は、図４に示すθ１である。当該角度がθ１以上であると、ティース部（23）に対して各永久磁石（34）の磁束が有効に鎖交する。
【００７７】
中心一致状態において、第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に対する傾きが相対的に大きい場合、当該永久磁石（34）の外周面の中心と、ティース部（23）の内周面の中心とを結ぶ方向であることが好ましい。この場合、当該永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、永久磁石（34）の磁石中心線（35）とが成す角度は、図４に示すθ２である。当該角度がθ２以下であると、各永久磁石（34）の磁束が互いに干渉しにくく、各永久磁石（34）の磁束を有効利用できる。
【００７８】
ロータコア（31）のうち永久磁石（34）よりも径方向外側の部分には、フラックスバリアなどの貫通孔が形成されていない。換言すると、ロータコア（31）のうち永久磁石（34）よりも径方向外側の部分は、軸方向から見てコア材料で満たされている。
【００７９】
各永久磁石（34）は、自身の磁石中心線（35）に関して対称形である。各永久磁石（34）は、周方向に等間隔に配置されている。
【００８０】
−実施形態１の効果−
本実施形態のロータ（30）は、第１磁極（36）では、複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成されている。
【００８１】
このように、第１磁極（36）を、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減される構成とすることで、ステータに発生する鉄損を抑え、回転電気機械の発生トルクを大きくすることができる。
【００８２】
ここで、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減させるためには、例えば、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布が正弦波状に近づくように、第１磁極（36）を構成すればよい。
【００８３】
本実施形態のロータ（30）は、前記第１磁極（36）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とし、かつ前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）として、前記第１磁極（36）における周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）に対して傾斜し、かつ該磁石中心線（35）に比べて、該永久磁石（34）の中心から径方向外側に向かうにつれて前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）に近づく方向に傾斜しており、前記第１磁極（36）における周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、０°よりも大きく９０°よりも小さい。したがって、複数の永久磁石（34）で構成される第１磁極（36）で発生する磁束が、当該第１磁極（36）の中心に集中する。当該第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の磁束が、隣の磁極（36）に流れ込みにくく、よってロータ（30）内で短絡しにくい。より具体的には、任意の磁極（36）において、周方向両端の永久磁石（34）は、極性の異なる隣の磁極（36）の永久磁石（34）が隣にあるためにロータ（30）内で磁束が短絡しやすい。これに対し、本実施形態では、周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線が所定の方向に傾斜しているため、上述のロータ（30）内での磁束の短絡が生じにくい。したがって、永久磁石（34）の磁束を有効活用することにより、ロータ（30）が適用される回転電気機械（10）の発生トルクを大きくすることができる。
【００８４】
また、本実施形態のロータ（30）は、前記第１磁極（36）における周方向両端のみの前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線が、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）に対して傾斜している。したがって、当該磁極の周方向両端のみの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線を上述した方向にすることで、ロータ（30）が適用される回転電気機械（10）の発生トルクを大きくするという効果を得つつ、磁化容易軸が互いに異なる永久磁石（34）の種類を少なくしてロータ（30）の製造コストを抑制することができる。
【００８５】
また、本実施形態のロータ（30）は、前記ロータコア（31）のうち前記永久磁石（34）よりも径方向外側の部分が、軸方向から見てコア材料で満たされている。したがって、ロータ（30）が回転するときに発生する遠心力に、ロータコア（31）のうち永久磁石（34）よりも径方向外側の部分が耐えやすくなる。当該部分にフラックスバリアなどの空隙が存在しないためである。このように、ロータ（30）の耐久性を高めることができる。
【００８６】
また、本実施形態のロータ（30）は、各前記永久磁石（34）は、前記ロータコア（31）に形成された磁石孔（32）内に収容されている。したがって、ロータ（30）が回転するときに永久磁石（34）が飛散するのを抑止することができる。
【００８７】
また、本実施形態のロータ（30）は、各前記永久磁石（34）が、自身の前記磁石中心線（35）に関して対称形である。永久磁石（34）は、ロータコア（31）における各永久磁石（34）間の細長い部分（以下、「ブリッジ」という。）によって支持されている。永久磁石（34）が対称形であれば、遠心力に起因して各ブリッジに加わる荷重は均等に分散する。したがって、ロータ（30）を高速回転に適したものにできる。
【００８８】
また、本実施形態のロータ（30）は、各前記永久磁石（34）が、周方向に等間隔に配置されている。極端に大きい永久磁石（34）及び極端に小さい永久磁石（34）が存在しないため、永久磁石（34）を支持する各ブリッジが負担する荷重が小さくなる。したがって、ロータ（30）を高速回転に適したものにできる。
【００８９】
また、本実施形態の回転電気機械（10）は、上記ロータ（30）と、上記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備える。したがって、発生トルクの大きな回転電気機械（10）を提供することができる。
【００９０】
また、本実施形態の回転電気機械（10）は、上記ステータ（20）が、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回される駆動用コイル（24）及び支持用コイル（25）を有する。集中巻方式で各コイル（24,25）が巻回される場合、分布巻方式で各コイル（24,25）が巻回される場合に比べて、永久磁石（34）が生じる磁束の各コイル（24,25）に対する鎖交量が少なくなる傾向にある。そのような集中巻方式の場合には、本実施形態のように各永久磁石（34）の磁束が各磁極（36）の中心に集中することの影響が顕著になり、発生トルクをより一層大きくすることができる。
【００９１】
また、本実施形態の回転電気機械（10）は、前記ロータ（30）と、前記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備え、前記ステータ（20）は、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回されるコイル（24,25）を有し、前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）が、軸方向から見て、前記ティース部（23）の周方向中心を通る状態を中心一致状態とし、前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の端部とを結ぶ直線と、前記第１磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ１とし、前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の中心とを結ぶ直線と、前記磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ２として、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、θ１以上かつθ２以下である。したがって、ティース部（23）に対して各永久磁石（34）の磁束を有効に鎖交させることができ、かつ各永久磁石（34）の磁束が互いに干渉するのを抑止することができる。これにより、回転電気機械（10）の発生トルクをより一層大きくすることができる。
【００９２】
また、本実施形態の回転電気機械（10）は、上記ロータ（30）が非接触で支持されるベアリングレスモータとして構成されている。ここで、本願発明者は、磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向について上述の工夫を加えることにより、当該磁極（36）の永久磁石（34）の鎖交磁束の基本波成分が増大しかつ高調波成分が減少するという予想外の効果が得られることを発見した。より具体的には、図５に示すように、各永久磁石（34）の着磁方向を従来のように放射方向とする場合に比べて、各磁極（36）による鎖交磁束の基本波成分が増大しかつ高調波成分が減少する。なお、同図に示す従来技術に係る鎖交磁束量（破線）と実施形態１に係る鎖交磁束量（実線）とを、それぞれの周波数成分に関して比較すると、後者の五次成分の比率が、前者の五次成分の比率の約３０％にまで減少している。このような高調波成分の低減効果により、ベアリングレスモータとして構成された回転電気機械（10）において、発生トルクを大きくすることに加えて、支持力を大きくすると共に支持力干渉を小さくすることができる。
【００９３】
《実施形態２》
実施形態２について説明する。本実施形態の回転電気機械（10）は、磁極（36）の数及びステータ（20）の構成が前記実施形態１と異なる。以下、前記実施形態１と異なる点について主に説明する。
【００９４】
図６及び図７に示すように、ロータ（30）において、１つの磁極（36）は、周方向に隣り合って並んだ６つの永久磁石（34）によって構成されている。図７では、永久磁石（34）の着磁方向を矢印で示してある。
【００９５】
磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に対して傾斜している。磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に比べて、当該永久磁石（34）の中心から径方向外側に向かうにつれて磁極（36）の磁極中心線（37）に近づく方向に傾斜している。一方、磁極（36）における中間部の４つの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（図示せず）と実質的に平行である。なお、磁極（36）における中間部の４つの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線に対して傾斜していてもよい。
【００９６】
ステータ（20）において、駆動用コイル及び支持用コイル（共に図示せず）は、分布巻方式で複数のティース部（23）に巻回されている。
【００９７】
−実施形態２の効果−
本実施形態のロータ（30）及び回転電気機械（10）によっても、前記実施形態１と同様の効果が得られる。
【００９８】
−実施形態１，２の変形例−
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００９９】
前記実施形態１，２では、各磁極（36）において、周方向両端の永久磁石（34）のみが、自身の磁石中心線（35）に対して着磁方向と平行な直線が傾斜している。しかし、各磁極（36）において、それ以外の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線も、磁石中心線（35）に対して傾斜していてもよい。例えば、周方向両端の永久磁石（34）に加えてその隣の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線が磁石中心線（35）に対して傾斜していてもよいし（図８を参照）、全ての永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線が磁石中心線（35）に対して傾斜していてもよい。ここで、各磁極（36）において、周方向両端から周方向中央に向かうにつれて、永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線の磁極中心線（37）に対する傾斜の角度が小さくなることが好ましい。
【０１００】
また、前記実施形態１，２では、各磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、永久磁石（34）の磁石中心線（35）とが成す角度は、図４に示すθ１以上かつθ２以下であることが好ましいとしている。しかし、各磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、永久磁石（34）の磁石中心線（35）とが成す角度は、０°よりも大きく９０°よりも小さければよい。後者においても、ロータ（30）内で永久磁石（34）の磁束が短絡しにくいという効果や、ロータ（30）が適用される回転電気機械（10）の発生トルクを大きくできるという効果が得られる。
【０１０１】
《実施形態３》
実施形態３について説明する。
【０１０２】
図９に示すように、ロータ（30）は、４つの第１磁極（36）を有する。第１磁極（36）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に収容された６つの永久磁石（34）とで構成されている。
【０１０３】
図１０に示すように、第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）よりも残留磁束密度が大きい永久磁石（34）を有する。具体的に、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）（図１０にハッチングで示す）が、他の永久磁石（34）よりも残留磁束密度が相対的に小さくなっている。
【０１０４】
ここで、ロータコア（31）の外周面では、残留磁束密度が大きい永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が、第１磁極（36）の周方向両端よりも増加することとなる。
【０１０５】
以下、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の変化について、図１１及び図１２を用いて説明する。
【０１０６】
図１１は、従来のロータ（30）における径方向の磁束密度分布を示すグラフ図である。従来のロータ（30）では、Ｎ極及びＳ極を構成する第１磁極（36）は、複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成されている。
【０１０７】
図１１に示すように、従来のロータ（30）では、ギャップ磁束密度分布が矩形波状となっている。そのため、従来のロータ（30）では、高調波成分に起因してステータ（20）に発生する鉄損が増大するおそれがある。
【０１０８】
図１２は、本実施形態のロータにおける径方向の磁束密度分布を示すグラフ図である。本実施形態のロータ（30）では、Ｎ極及びＳ極を構成する第１磁極（36）は、複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置されている。一方、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）は、他の永久磁石（34）よりも残留磁束密度が相対的に小さくなっている。
【０１０９】
図１２に示すように、本実施形態のロータ（30）では、ギャップ磁束密度分布が、矩形波に比べて正弦波状に近づいている。これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１１０】
なお、本実施形態では、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）が、他の永久磁石（34）よりも残留磁束密度が相対的に小さくなっているが、この形態に限定するものではない。例えば、残留磁束密度の異なる３種類以上の永久磁石（34）を用いて、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて残留磁束密度が大きくなるようにしてもよい。
【０１１１】
《実施形態４》
実施形態４について説明する。
【０１１２】
図１３に示すように、ロータ（30）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に収容された６つの永久磁石（34）とで構成された第１磁極（36）を有する。
【０１１３】
第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）よりも磁石厚が厚い永久磁石（34）を有する。ここで、磁石厚とは、永久磁石（34）の径方向の平均長さである。具体的に、第１磁極（36）の６つの永久磁石（34）のうち、周方向中央の２つの永久磁石（34）が、他の永久磁石（34）よりも磁石厚が相対的に厚くなっている。ここで、ロータコア（31）の外周面では、磁石厚が厚い永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【０１１４】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１１５】
なお、磁石厚の異なる永久磁石（34）の代わりに、磁石幅の異なる永久磁石（34）を用いてもよい。ここで、磁石幅とは、永久磁石（34）の周方向の平均長さである。この場合、第１磁極（36）の６つの永久磁石（34）のうち、周方向中央の２つの永久磁石（34）を、他の永久磁石（34）よりも磁石幅が相対的に広くなるようにすればよい。
【０１１６】
《実施形態５》
実施形態５について説明する。
【０１１７】
図１４に示すように、ロータ（30）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に収容された６つの永久磁石（34）とで構成された第１磁極（36）を有する。第１磁極（36）は、磁石厚の異なる３種類の永久磁石（34）を有する。
【０１１８】
第１磁極（36）では、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて、永久磁石（34）の磁石厚が厚くなっている。ここで、ロータコア（31）の外周面では、磁石厚が厚い永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【０１１９】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状により近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１２０】
なお、磁石厚の異なる永久磁石（34）の代わりに、磁石幅の異なる永久磁石（34）を用いてもよい。この場合、第１磁極（36）では、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて、永久磁石（34）の磁石幅が広くなるようにすればよい。
【０１２１】
《実施形態６》
実施形態６について説明する。
【０１２２】
図１５に示すように、ロータ（30）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に複数枚ずつ収容された複数の永久磁石（34）とで構成された第１磁極（36）を有する。図１５に示す例では、１つの磁石孔（32）には、２つの永久磁石（34）がロータ（30）の径方向に並んで配置されている。
【０１２３】
第１磁極（36）における磁石孔（32）の少なくとも１つには、第１磁極（36）の周方向両端の磁石孔（32）に収容された永久磁石（34）よりも平均残留磁束密度が大きい永久磁石（34）が収容されている。
【０１２４】
具体的に、第１磁極（36）の６つの磁石孔（32）のうち、周方向中央の２つの磁石孔（32）には、残留磁束密度が同じ永久磁石（34）が２つ収容されている。一方、残りの４つの磁石孔（32）には、周方向中央の永久磁石（34）と残留磁束密度が同じ永久磁石（34）と、当該永久磁石（34）よりも残留磁束密度が小さい永久磁石（34）（図１５にハッチングで示す）とが１つずつ収容されている。
【０１２５】
ここで、第１磁極（36）の周方向中央の２つの磁石孔（32）にそれぞれ収容された２つの永久磁石（34）が、他の４つの磁石孔（32）にそれぞれ収容された２つの永久磁石（34）よりも平均残留磁束密度が相対的に大きくなっている。ここで、ロータコア（31）の外周面では、平均残留磁束密度が大きい永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【０１２６】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１２７】
なお、本実施形態では、１つの磁石孔（32）に２つの永久磁石（34）を収容した形態について説明したが、この形態に限定するものではない。例えば、第１磁極（36）の周方向中央の磁石孔（32）に永久磁石（34）を３枚以上収容することで、平均残留磁束密度を相対的に大きくしてもよい。また、第１磁極（36）の周方向両端の磁石孔（32）に永久磁石（34）を１枚だけ収容することで、平均残留磁束密度を相対的に小さくしてもよい。
【０１２８】
《実施形態７》
実施形態７について説明する。
【０１２９】
図１６に示すように、ロータ（30）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に収容された６つの永久磁石（34）とで構成された第１磁極（36）を有する。第１磁極（36）は、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が、第１磁極（36）の周方向端部の永久磁石（34）とその隣りの永久磁石（34）との間の周方向距離よりも小さい領域を有する。
【０１３０】
具体的に、複数の磁石孔（32）は、互いに隣り合う第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）と、互いに隣り合う第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）とを含む。第１磁石孔（32a）は、第１磁極（36）の周方向中央に配置された磁石孔（32）である。第３磁石孔（32c）は、第１磁極（36）の周方向両端に配置された磁石孔（32）である。第２磁石孔（32b）は、第１磁石孔（32a）と第３磁石孔（32c）との間に配置された磁石孔（32）である。第１磁石孔（32a）、第２磁石孔（32b）、及び第３磁石孔（32c）の周方向寸法は、略同じである。
【０１３１】
第１磁石孔（32a）には、第１永久磁石（34a）が収容されている。第２磁石孔（32b）には、第２永久磁石（34b）が収容されている。第３磁石孔（32c）には、第３永久磁石（34c）が収容されている。第１永久磁石（34a）、第２永久磁石（34b）、及び第３永久磁石（34c）の磁石幅は略同じである。
【０１３２】
第１磁極（36）の周方向中央で隣り合う第１永久磁石（34a）同士の間の周方向距離Ｍａは、第１永久磁石（34a）及び第２永久磁石（34b）の間の周方向距離Ｍｂよりも小さくなっている。第１永久磁石（34a）及び第２永久磁石（34b）の間の周方向距離Ｍｂは、第２永久磁石（34b）及び第３永久磁石（34c）の間の周方向距離Ｍｃよりも小さくなっている。このように、第１磁極（36）は、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて小さくなっている。
【０１３３】
隣り合う第１磁石孔（32a）同士の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗａは、第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｂよりも小さくなっている。第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｂは、第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｃよりも小さくなっている。
【０１３４】
ここで、ロータコア（31）の外周面では、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が小さい磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【０１３５】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１３６】
《実施形態８》
実施形態８について説明する。以下、前記実施形態７と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
【０１３７】
図１７に示すように、ロータ（30）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に収容された６つの永久磁石（34）とで構成された第１磁極（36）を有する。
【０１３８】
第１磁石孔（32a）には、第１永久磁石（34a）が収容されている。第２磁石孔（32b）には、第２永久磁石（34b）が収容されている。第３磁石孔（32c）には、第３永久磁石（34c）が収容されている。第１永久磁石（34a）、第２永久磁石（34b）、及び第３永久磁石（34c）の磁石幅は略同じである。
【０１３９】
第１磁極（36）の磁石孔（32）の周方向寸法は、第１磁石孔（32a）、第２磁石孔（32b）、第３磁石孔（32c）の順に大きくなっている。
【０１４０】
ロータコア（31）において、隣り合う磁石孔（32）の間のコア材料で構成された部分における周方向寸法は、互いに同じ寸法に形成されている。
【０１４１】
具体的に、隣り合う第１磁石孔（32a）同士の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗａは、第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｂと略同じ寸法に形成されている。第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｂは、第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｃと略同じ寸法に形成されている。
【０１４２】
第１磁極（36）の周方向中央で隣り合う第１永久磁石（34a）同士の間の周方向距離Ｍａは、第１永久磁石（34a）及び第２永久磁石（34b）の間の周方向距離Ｍｂよりも小さくなっている。第１永久磁石（34a）及び第２永久磁石（34b）の間の周方向距離Ｍｂは、第２永久磁石（34b）及び第３永久磁石（34c）の間の周方向距離Ｍｃよりも小さくなっている。このように、第１磁極（36）は、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて小さくなっている。
【０１４３】
ここで、ロータコア（31）の外周面では、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が小さい磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【０１４４】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１４５】
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【０１４６】
前記各実施形態では、各永久磁石（34）は、自身の磁石中心線（35）に関して対称形である。しかし、各永久磁石（34）は、自身の磁石中心線（35）に関して非対称であってもよい。例えば、各永久磁石（34）は、周方向一端のみに凹部を有し、これにより組付けミスを防止するものであってもよい。
【０１４７】
また、前記各実施形態では、全ての磁極（36）が複数の永久磁石（34）で構成されているが、一部の磁極（36）のみが複数の永久磁石（34）で構成されていてもよい。
【０１４８】
また、前記各実施形態では、ロータ（30）は、ＢＰＭ型ロータであるが、その他のタイプのロータであってもよい。例えば、ロータ（30）は、ＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）型ロータ、ＩＮＳＥＴ型ロータ、又はコンシクエントポール型ロータであってもよい。
【０１４９】
また、前記各実施形態では、ステータ（20）には、駆動用コイル（24）及び支持用コイル（25）が巻回されているが、駆動用コイル（24）及び支持用コイル（25）の機能を併せ持つ共用コイルが巻回されていてもよい。
【０１５０】
また、前記各実施形態では、回転電気機械（10）は、ベアリングレスモータにより構成されているが、例えば電動機又は発電機により構成されていてもよい。
【０１５１】
以上、実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態及び変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。また、明細書及び特許請求の範囲の「第１」、「第２」、「第３」…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
以上説明したように、本開示は、ロータ及び回転電気機械について有用である。
【符号の説明】
【０１５３】
10    回転電気機械
20    ステータ
23    ティース部
24    駆動用コイル（コイル）
25    支持用コイル（コイル）
30    ロータ
31    ロータコア
32    磁石孔
32a   第１磁石孔
32b   第２磁石孔
32c   第３磁石孔
34    永久磁石
34a   第１永久磁石
34b   第２永久磁石
34c   第３永久磁石
35    磁石中心線
36    磁極（第１磁極）
37    磁極中心線
O    軸心
【図１】
2020167928.tif 000003
【図２】
2020167928.tif 000004
【図３】
2020167928.tif 000005
【図４】
2020167928.tif 000006
【図５】
2020167928.tif 000007
【図６】
2020167928.tif 000008
【図７】
2020167928.tif 000009
【図８】
2020167928.tif 000010
【図９】
2020167928.tif 000011
【図１０】
2020167928.tif 000012
【図１１】
2020167928.tif 000013
【図１２】
2020167928.tif 000014
【図１３】
2020167928.tif 000015
【図１４】
2020167928.tif 000016
【図１５】
2020167928.tif 000017
【図１６】
2020167928.tif 000018
【図１７】
2020167928.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月19日(2020.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロータ及び回転電気機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ロータコアの外周面の近傍に、周方向に間隔をあけて複数の永久磁石が埋め込まれたＢＰＭ（Buried Permanent Magnet）型のロータが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】R.P.Jastrzebski. et al. "Design of a bearingless 100kW electric motor for high-speed applications", 2015 18th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Oct. 25-28, 2015. pp.2008-2014
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のロータでは、１つの磁極を構成する複数の永久磁石が、周方向に等間隔に配置されている。ここで、同一の永久磁石を周方向に等間隔に配置した場合、ロータコアの外周面における径方向の磁束密度分布が矩形波状となるため、高調波成分に起因してステータに発生する鉄損が増大し、回転電気機械の発生トルクが小さくなるおそれがある。
【０００５】
本開示の目的は、ロータが適用される回転電気機械の発生トルクを大きくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様は、複数の磁極（36）を有するロータコア（31）を備えたロータであって、前記複数の磁極（36）のうち少なくとも１つが、周方向に並んだ４つ以上の磁石孔（32）と、該複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成される第１磁極（36）を含み、前記ロータコア（31）における隣り合う前記磁石孔（32）の間の部分は、径方向に沿って延びた領域を有しており、前記磁石孔（32）における径方向外側の端面は、前記ロータコア（31）の軸心（O）と該磁石孔（32）の周方向の中央部とを通る直線に対して略線対称であり、前記磁石孔（32）の径方向寸法の最大値は、該磁石孔（32）の径方向の外側面と前記ロータコア（31）の外周面との間の部分の径方向寸法の最小値よりも大きく、前記第１磁極（36）は、前記複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ前記複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、前記ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成され、前記第１磁極（36）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とし、かつ前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）として、前記第１磁極（36）における周方向両端のみの前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）に対して傾斜し、かつ該磁石中心線（35）に比べて、該永久磁石（34）の中心から径方向外側に向かうにつれて前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）に近づく方向に傾斜しており、前記第１磁極（36）における周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、０°よりも大きく９０°よりも小さい。
【０００７】
第１の態様では、上述した要件で定義されるロータにおいて、第１磁極（36）では、複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成されている。
【０００８】
このように、第１磁極（36）を、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減される構成とすることで、ステータに発生する鉄損を抑え、回転電気機械の発生トルクを大きくすることができる。
【０００９】
また、複数の永久磁石（34）で構成される第１磁極（36）で発生する磁束が、第１磁極（36）の中心に集中する。第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の磁束が、隣の磁極（36）に流れ込みにくく、よってロータ（30）内で短絡しにくい。永久磁石（34）の磁束を有効活用することにより、ロータ（30）が適用される回転電気機械（10）の発生トルクを大きくすることができる。
【００１０】
また、ロータ（30）内での永久磁石（34）の磁束の短絡を抑止するには、複数の永久磁石（34）で構成される第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線を、上述した方向にすることが最も有効であるという本願発明者の発見に基づく。第１磁極（36）の周方向両端のみの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線を、上述した方向にすることで、ロータ（30）が適用される回転電気機械（10）の発生トルクを大きくするという効果を得つつ、磁化容易軸が互いに異なる永久磁石（34）の種類を少なくしてロータ（30）の製造コストを抑制することができる。
【００１１】
本開示の第２の態様は、第１の態様において、前記ロータコア（31）のうち前記永久磁石（34）よりも径方向外側の部分が、軸方向から見てコア材料で満たされている。
【００１２】
第２の態様では、ロータ（30）が回転するときに発生する遠心力に、ロータコア（31）のうち永久磁石（34）よりも径方向外側の部分が耐えやすくなる。当該部分にフラックスバリアなどの空隙が存在しないためである。このように、ロータ（30）の耐久性を高めることができる。
【００１３】
本開示の第３の態様は、第１又は２の態様において、各前記永久磁石（34）は、前記ロータコア（31）に形成された磁石孔（32）内に収容されている。
【００１４】
第３の態様では、ロータ（30）が回転するときに永久磁石（34）が飛散するのを抑止することができる。
【００１５】
本開示の第４の態様は、第１乃至３の態様のうち何れか１つにおいて、前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）とし、各前記永久磁石（34）は、自身の前記磁石中心線（35）に関して対称形である。
【００１６】
第４の態様では、ロータ（30）を高速回転に適したものにできる。
【００１７】
本開示の第５の態様は、第１乃至４の態様のうち何れか１つにおいて、各前記永久磁石（34）は、周方向に等間隔に配置されている。
【００１８】
第５の態様では、ロータ（30）を高速回転に適したものにできる。
【００１９】
本開示の第６の態様は、複数の磁極（36）を有するロータコア（31）を備えたロータであって、前記複数の磁極（36）のうち少なくとも１つが、周方向に並んだ３つ以上の磁石孔（32）と、該複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成される第１磁極（36）を含み、前記ロータコア（31）における隣り合う前記磁石孔（32）の間の部分は、径方向に沿って延びた領域を有しており、前記磁石孔（32）の径方向寸法の最大値は、該磁石孔（32）の径方向の外側面と前記ロータコア（31）の外周面との間の部分の径方向寸法の最小値よりも大きく、前記第１磁極（36）は、前記複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ前記複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、前記ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成され、前記複数の永久磁石（34）は、磁石幅、磁石厚、残留磁束密度、及び前記磁石孔（32）に収容される枚数のうち少なくとも１つが互いに異なり、前記第１磁極（36）は、前記ロータコア（31）の外周面において、該第１磁極（36）の周方向両端の前記磁石孔（32）の径方向の領域よりも磁束量が多くなる領域を有する。
【００２０】
第６の態様では、複数の永久磁石（34）の磁石幅、磁石厚、残留磁束密度、及び前記磁石孔（32）に収容される枚数のうち少なくとも１つが、互いに異なるようにしている。  第１磁極（36）は、ロータコア（31）の外周面において、第１磁極（36）の周方向両端の磁石孔（32）の径方向の領域よりも磁束量が多くなる領域を有している。
【００２１】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００２２】
本開示の第７の態様は、第６の態様において、前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも残留磁束密度が大きい該永久磁石（34）を有する。
【００２３】
第７の態様では、第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）よりも残留磁束密度が大きい永久磁石（34）を有している。ここで、ロータコア（31）の外周面では、残留磁束密度が大きい永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【００２４】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００２５】
本開示の第８の態様は、第６又は７の態様において、前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも磁石厚が厚い該永久磁石（34）を有する。
【００２６】
第８の態様では、第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）よりも磁石厚が厚い永久磁石（34）を有している。ここで、ロータコア（31）の外周面では、磁石厚が厚い永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【００２７】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００２８】
本開示の第９の態様は、第６の態様において、前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて磁束量が多くなっている。
【００２９】
第９の態様では、第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて磁束量が多くなっている。
【００３０】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状により近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００３１】
本開示の第１０の態様は、第６乃至８の態様のうち何れか１つにおいて、前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも磁石幅が広い該永久磁石（34）を有する。
【００３２】
第１０の態様では、第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）よりも磁石幅が広い永久磁石（34）を有している。ここで、ロータコア（31）の外周面では、磁石幅が広い永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【００３３】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００３４】
本開示の第１１の態様は、第６乃至１０の態様のうち何れか１つにおいて、前記磁石孔（32）には、前記永久磁石（34）が複数枚ずつ収容され、前記第１磁極（36）における前記磁石孔（32）の少なくとも１つには、該第１磁極（36）の周方向両端の該磁石孔（32）に収容された前記複数の永久磁石（34）よりも平均残留磁束密度が大きい該複数の永久磁石（34）が収容されている。
【００３５】
第１１の態様では、磁石孔（32）には、永久磁石（34）が複数枚ずつ収容される。第１磁極（36）における磁石孔（32）の少なくとも１つには、第１磁極（36）の周方向両端の磁石孔（32）に収容された複数の永久磁石（34）よりも平均残留磁束密度が大きい複数の永久磁石（34）が収容される。ここで、ロータコア（31）の外周面では、平均残留磁束密度が大きい複数の永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【００３６】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００３７】
本開示の第１２の態様は、第６の態様において、前記第１磁極（36）は、周方向に並んだ４つ以上の前記磁石孔（32）と、該複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成され、前記第１磁極（36）は、互いに隣り合う前記永久磁石（34）の間の周方向距離が、該第１磁極（36）の周方向端部の該永久磁石（34）とその隣りの該永久磁石（34）との間の周方向距離よりも小さい領域を有することを特徴とするロータである。
【００３８】
第１２の態様では、第１磁極（36）は、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が、第１磁極（36）の周方向端部の永久磁石（34）とその隣りの永久磁石（34）との間の周方向距離よりも小さい領域を有している。ここで、ロータコア（31）の外周面では、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が小さい磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【００３９】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００４０】
本開示の第１３の態様は、第１２の態様において、前記第１磁極（36）は、互いに隣り合う前記永久磁石（34）の間の周方向距離が、該第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて小さくなっている。
【００４１】
第１３の態様では、第１磁極（36）は、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて小さくなっている。
【００４２】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状により近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００４３】
本開示の第１４の態様は、第１２又は１３の態様において、前記複数の磁石孔（32）は、互いに隣り合う第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）と、互いに隣り合う該第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）とを含み、前記複数の永久磁石（34）は、前記第１磁石孔（32a）に収容された第１永久磁石（34a）と、前記第２磁石孔（32b）に収容された第２永久磁石（34b）と、前記第３磁石孔（32c）に収容された第３永久磁石（34c）とを含み、前記第１永久磁石（34a）及び前記第２永久磁石（34b）の間の周方向距離は、該第２永久磁石（34b）及び前記第３永久磁石（34c）の間の周方向距離よりも小さく、前記第１磁石孔（32a）及び前記第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法は、該第２磁石孔（32b）及び前記第３磁石孔（32c）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法よりも小さい。
【００４４】
第１４の態様では、第１永久磁石（34a）及び第２永久磁石（34b）の間の周方向距離が、第２永久磁石（34b）及び第３永久磁石（34c）の間の周方向距離よりも小さくなっている。第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法が、第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法よりも小さくなっている。
【００４５】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００４６】
本開示の第１５の態様は、第１２又は１３の態様において、前記ロータコア（31）において、隣り合う前記磁石孔（32）の間のコア材料で構成された部分における周方向寸法は、互いに同じ寸法に形成されている。
【００４７】
第１５の態様では、ロータコア（31）において、隣り合う磁石孔（32）の間のコア材料で構成された部分における周方向寸法が、互いに同じ寸法に形成される。ここで、第１磁極（36）の周方向端部の磁石孔（32）の周方向寸法が大きくなり、周方向端部の永久磁石（34）とその隣りの永久磁石（34）との間の周方向距離が大きくなる。
【００４８】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【００４９】
本開示の第１６の態様は、第１乃至１５の態様のうち何れか１つに記載のロータ（30）と、前記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備えることを特徴とする回転電気機械である。
【００５０】
第１６の態様では、発生トルクの大きな回転電気機械（10）を提供することができる。
【００５１】
本開示の第１７の態様は、第１６の態様において、前記ステータ（20）は、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回されるコイル（24,25）を有する。
【００５２】
第１７の態様では、ステータ（20）のティース部（23）に対する鎖交磁束量を増大させ、発生トルクをより一層大きくすることができる。
【００５３】
本開示の第１８の態様は、第１乃至５の態様のうち何れか１つに記載のロータ（30）と、前記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備え、前記ステータ（20）は、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回されるコイル（24,25）を有し、  前記第１磁極（36）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とし、かつ前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）として、前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）が、軸方向から見て、前記ティース部（23）の周方向中心を通る状態を中心一致状態とし、前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の端部とを結ぶ直線と、前記第１磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ１とし、前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の中心とを結ぶ直線と、前記磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ２として、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、θ１以上かつθ２以下である。
【００５４】
第１８の態様では、ティース部（23）に対して各永久磁石（34）の磁束を有効に鎖交させることができ、かつ各永久磁石（34）の磁束が互いに干渉するのを抑止することができる。これにより、回転電気機械（10）の発生トルクをより一層大きくすることができる。
【００５５】
本開示の第１９の態様は、第１６乃至１８の態様のうち何れか１つにおいて、前記ロータ（30）が非接触で支持されるベアリングレスモータとして構成されている。
【００５６】
第１９の態様では、ベアリングレスモータとして構成された回転電気機械（10）において、発生トルクを大きくすることに加えて、支持力を大きくすると共に、支持力干渉を小さくすることができる。ここで、「支持力干渉」とは、ある方向において支持力を発生させるための支持力制御電流に対して、他の方向において意図しない支持力が発生する現象のことをいう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、実施形態１の回転電気機械の構成を示す正面図である。
【図２】図２は、ロータの要部を示す拡大正面図である。
【図３】図３は、図１の回転電気機械の要部を示す拡大正面図である。
【図４】図４は、着磁方向の範囲について説明するための拡大正面図である。
【図５】図５は、実施形態１の回転電気機械における鎖交磁束量を、従来の回転電気機械の鎖交磁束量と比較して示すグラフである。
【図６】図６は、実施形態２の回転電気機械の構成を示す正面図である。
【図７】図７は、図６の回転電気機械の要部を示す拡大正面図である。
【図８】図８は、実施形態１，２の変形例における回転電気機械の要部を示す拡大正面図である。
【図９】図９は、実施形態３のロータの構成を示す正面図である。
【図１０】図１０は、ロータの要部を示す拡大正面図である。
【図１１】図１１は、従来のロータにおける径方向の磁束密度分布を示すグラフ図である。
【図１２】図１２は、本実施形態のロータにおける径方向の磁束密度分布を示すグラフ図である。
【図１３】図１３は、本実施形態４のロータの要部を示す拡大正面図である。
【図１４】図１４は、本実施形態５のロータの要部を示す拡大正面図である。
【図１５】図１５は、本実施形態６のロータの要部を示す拡大正面図である。
【図１６】図１６は、本実施形態７のロータの要部を示す拡大正面図である。
【図１７】図１７は、本実施形態８のロータの要部を示す拡大正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
《実施形態１》
実施形態１について説明する。本実施形態の回転電気機械（10）は、ベアリングレスモータである。以下の説明では、ロータ（30）の軸心（O）に近い側を「内周側」とし、ロータ（30）の軸心（O）から遠い側を「外周側」とする。また、ロータ（30）の軸心（O）の方向を「軸方向」とし、ロータ（30）の軸心（O）に直交する方向を「径方向」とする。
【００５９】
図１及び図３に示すように、回転電気機械（10）は、ステータ（20）と、ロータ（30）とを備える。
【００６０】
ステータ（20）は、ステータコア（21）と、駆動用コイル（24）と、支持用コイル（25）とを備える。
【００６１】
ステータコア（21）は、磁性材料で構成された筒状の部材である。ステータコア（21）は、外周側に配置された実質的に円筒状のバックヨーク部（22）と、このバックヨーク部（22）の内周面から径方向内側に突出する複数のティース部（23）とを有する。
【００６２】
駆動用コイル（24）は、ロータ（30）を回転駆動するための駆動電流が流れるコイルである。駆動用コイル（24）は、各ティース部（23）に集中巻方式で巻回されている。駆動用コイル（24）は、コイルを構成している。
【００６３】
支持用コイル（25）は、ロータ（30）を非接触で支持するための支持電流が流れるコイルである。支持用コイル（25）は、各ティース部（23）に集中巻方式で巻回されている。支持用コイル（25）は、コイルを構成している。
【００６４】
ロータ（30）は、ＢＰＭ（Buried Permanent Magnet）型のロータである。ロータ（30）は、ステータ（20）の径方向内側に、当該ステータ（20）とエアギャップを隔てて対向するように配置される。ロータ（30）は、ロータコア（31）と、永久磁石（34）とを備える。
【００６５】
ロータコア（31）は、磁性材料で構成された筒状の部材である。ロータコア（31）は、外周面の近傍に複数の磁石孔（32）が形成されている。複数の磁石孔（32）は、ロータコア（31）を軸方向に貫通している。ロータコア（31）の中心には、シャフト（図示せず）を挿通するためのシャフト孔（33）が形成されている。
【００６６】
永久磁石（34）は、希土類を含有する焼結磁石であるが、これに限られない。永久磁石（34）は、ロータコア（31）の磁石孔（32）に収容されている。この例では、周方向に隣り合って並んだ４つの永久磁石（34）によって１つの磁極（36）が構成される。
【００６７】
以下、周方向に並んだ３つ以上の磁石孔（32）と、複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成される磁極（36）を、第１磁極（36）という。
【００６８】
図２に示すように、ロータコア（31）における隣り合う磁石孔（32）の間の部分は、径方向に沿って延びた領域を有している。磁石孔（32）における径方向外側の端面は、ロータコア（31）の軸心（O）と磁石孔（32）の周方向の中央部とを通る直線に対して略線対称である。図２に示す例では、ロータコア（31）の軸心（O）と磁石孔（32）の周方向の中央部とを通る直線は、永久磁石（34）の中心とロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）と略一致している。
【００６９】
磁石孔（32）の径方向寸法の最大値ｄ１は、磁石孔（32）の径方向の外側面とロータコア（31）の外周面との間の部分の径方向寸法の最小値ｄ２よりも大きく形成されている。
【００７０】
第１磁極（36）は、複数の磁石孔が周方向に等間隔に配置され且つ複数の永久磁石が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成されている。
【００７１】
具体的に、図３に示すように、ロータ（30）の軸方向から見て、第１磁極（36）の中心とロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とする。また、ロータ（30）の軸方向から見て、永久磁石（34）の中心とロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）とする。図３では、永久磁石（34）の着磁方向を矢印で示してある。
【００７２】
第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に対して傾斜している。第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に比べて、当該永久磁石（34）の中心から径方向外側に向かうにつれて第１磁極（36）の磁極中心線（37）に近づく方向に傾斜している。一方、第１磁極（36）における中間部の２つの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（図示せず）と実質的に平行である。なお、第１磁極（36）における中間部の２つの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線に対して傾斜していてもよい。
【００７３】
図４を参照して、第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向の好ましい範囲について説明する。同図に示す状態（以下、「中心一致状態」ともいう。）では、第１磁極（36）の磁極中心線（37）が、第１磁極（36）に対向するティース部（23）の周方向中心を通っている。
【００７４】
この中心一致状態において、第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に対する傾きが相対的に小さい場合、当該永久磁石（34）の外周面の中心と、ティース部（23）の内周面の端部とを結ぶ方向であることが好ましい。この場合、当該永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、永久磁石（34）の磁石中心線（35）とが成す角度は、図４に示すθ１である。当該角度がθ１以上であると、ティース部（23）に対して各永久磁石（34）の磁束が有効に鎖交する。
【００７５】
中心一致状態において、第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に対する傾きが相対的に大きい場合、当該永久磁石（34）の外周面の中心と、ティース部（23）の内周面の中心とを結ぶ方向であることが好ましい。この場合、当該永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、永久磁石（34）の磁石中心線（35）とが成す角度は、図４に示すθ２である。当該角度がθ２以下であると、各永久磁石（34）の磁束が互いに干渉しにくく、各永久磁石（34）の磁束を有効利用できる。
【００７６】
ロータコア（31）のうち永久磁石（34）よりも径方向外側の部分には、フラックスバリアなどの貫通孔が形成されていない。換言すると、ロータコア（31）のうち永久磁石（34）よりも径方向外側の部分は、軸方向から見てコア材料で満たされている。
【００７７】
各永久磁石（34）は、自身の磁石中心線（35）に関して対称形である。各永久磁石（34）は、周方向に等間隔に配置されている。
【００７８】
−実施形態１の効果−
本実施形態のロータ（30）は、第１磁極（36）では、複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成されている。
【００７９】
このように、第１磁極（36）を、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減される構成とすることで、ステータに発生する鉄損を抑え、回転電気機械の発生トルクを大きくすることができる。
【００８０】
ここで、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減させるためには、例えば、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布が正弦波状に近づくように、第１磁極（36）を構成すればよい。
【００８１】
本実施形態のロータ（30）は、前記第１磁極（36）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とし、かつ前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）として、前記第１磁極（36）における周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）に対して傾斜し、かつ該磁石中心線（35）に比べて、該永久磁石（34）の中心から径方向外側に向かうにつれて前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）に近づく方向に傾斜しており、前記第１磁極（36）における周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、０°よりも大きく９０°よりも小さい。したがって、複数の永久磁石（34）で構成される第１磁極（36）で発生する磁束が、当該第１磁極（36）の中心に集中する。当該第１磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の磁束が、隣の磁極（36）に流れ込みにくく、よってロータ（30）内で短絡しにくい。より具体的には、任意の磁極（36）において、周方向両端の永久磁石（34）は、極性の異なる隣の磁極（36）の永久磁石（34）が隣にあるためにロータ（30）内で磁束が短絡しやすい。これに対し、本実施形態では、周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線が所定の方向に傾斜しているため、上述のロータ（30）内での磁束の短絡が生じにくい。したがって、永久磁石（34）の磁束を有効活用することにより、ロータ（30）が適用される回転電気機械（10）の発生トルクを大きくすることができる。
【００８２】
また、本実施形態のロータ（30）は、前記第１磁極（36）における周方向両端のみの前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線が、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）に対して傾斜している。したがって、当該磁極の周方向両端のみの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線を上述した方向にすることで、ロータ（30）が適用される回転電気機械（10）の発生トルクを大きくするという効果を得つつ、磁化容易軸が互いに異なる永久磁石（34）の種類を少なくしてロータ（30）の製造コストを抑制することができる。
【００８３】
また、本実施形態のロータ（30）は、前記ロータコア（31）のうち前記永久磁石（34）よりも径方向外側の部分が、軸方向から見てコア材料で満たされている。したがって、ロータ（30）が回転するときに発生する遠心力に、ロータコア（31）のうち永久磁石（34）よりも径方向外側の部分が耐えやすくなる。当該部分にフラックスバリアなどの空隙が存在しないためである。このように、ロータ（30）の耐久性を高めることができる。
【００８４】
また、本実施形態のロータ（30）は、各前記永久磁石（34）は、前記ロータコア（31）に形成された磁石孔（32）内に収容されている。したがって、ロータ（30）が回転するときに永久磁石（34）が飛散するのを抑止することができる。
【００８５】
また、本実施形態のロータ（30）は、各前記永久磁石（34）が、自身の前記磁石中心線（35）に関して対称形である。永久磁石（34）は、ロータコア（31）における各永久磁石（34）間の細長い部分（以下、「ブリッジ」という。）によって支持されている。永久磁石（34）が対称形であれば、遠心力に起因して各ブリッジに加わる荷重は均等に分散する。したがって、ロータ（30）を高速回転に適したものにできる。
【００８６】
また、本実施形態のロータ（30）は、各前記永久磁石（34）が、周方向に等間隔に配置されている。極端に大きい永久磁石（34）及び極端に小さい永久磁石（34）が存在しないため、永久磁石（34）を支持する各ブリッジが負担する荷重が小さくなる。したがって、ロータ（30）を高速回転に適したものにできる。
【００８７】
また、本実施形態の回転電気機械（10）は、上記ロータ（30）と、上記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備える。したがって、発生トルクの大きな回転電気機械（10）を提供することができる。
【００８８】
また、本実施形態の回転電気機械（10）は、上記ステータ（20）が、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回される駆動用コイル（24）及び支持用コイル（25）を有する。集中巻方式で各コイル（24,25）が巻回される場合、分布巻方式で各コイル（24,25）が巻回される場合に比べて、永久磁石（34）が生じる磁束の各コイル（24,25）に対する鎖交量が少なくなる傾向にある。そのような集中巻方式の場合には、本実施形態のように各永久磁石（34）の磁束が各磁極（36）の中心に集中することの影響が顕著になり、発生トルクをより一層大きくすることができる。
【００８９】
また、本実施形態の回転電気機械（10）は、前記ロータ（30）と、前記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備え、前記ステータ（20）は、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回されるコイル（24,25）を有し、前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）が、軸方向から見て、前記ティース部（23）の周方向中心を通る状態を中心一致状態とし、前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の端部とを結ぶ直線と、前記第１磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ１とし、前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の中心とを結ぶ直線と、前記磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ２として、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、θ１以上かつθ２以下である。したがって、ティース部（23）に対して各永久磁石（34）の磁束を有効に鎖交させることができ、かつ各永久磁石（34）の磁束が互いに干渉するのを抑止することができる。これにより、回転電気機械（10）の発生トルクをより一層大きくすることができる。
【００９０】
また、本実施形態の回転電気機械（10）は、上記ロータ（30）が非接触で支持されるベアリングレスモータとして構成されている。ここで、本願発明者は、磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向について上述の工夫を加えることにより、当該磁極（36）の永久磁石（34）の鎖交磁束の基本波成分が増大しかつ高調波成分が減少するという予想外の効果が得られることを発見した。より具体的には、図５に示すように、各永久磁石（34）の着磁方向を従来のように放射方向とする場合に比べて、各磁極（36）による鎖交磁束の基本波成分が増大しかつ高調波成分が減少する。なお、同図に示す従来技術に係る鎖交磁束量（破線）と実施形態１に係る鎖交磁束量（実線）とを、それぞれの周波数成分に関して比較すると、後者の五次成分の比率が、前者の五次成分の比率の約３０％にまで減少している。このような高調波成分の低減効果により、ベアリングレスモータとして構成された回転電気機械（10）において、発生トルクを大きくすることに加えて、支持力を大きくすると共に支持力干渉を小さくすることができる。
【００９１】
《実施形態２》
実施形態２について説明する。本実施形態の回転電気機械（10）は、磁極（36）の数及びステータ（20）の構成が前記実施形態１と異なる。以下、前記実施形態１と異なる点について主に説明する。
【００９２】
図６及び図７に示すように、ロータ（30）において、１つの磁極（36）は、周方向に隣り合って並んだ６つの永久磁石（34）によって構成されている。図７では、永久磁石（34）の着磁方向を矢印で示してある。
【００９３】
磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に対して傾斜している。磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（35）に比べて、当該永久磁石（34）の中心から径方向外側に向かうにつれて磁極（36）の磁極中心線（37）に近づく方向に傾斜している。一方、磁極（36）における中間部の４つの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線（図示せず）と実質的に平行である。なお、磁極（36）における中間部の４つの永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、当該永久磁石（34）の磁石中心線に対して傾斜していてもよい。
【００９４】
ステータ（20）において、駆動用コイル及び支持用コイル（共に図示せず）は、分布巻方式で複数のティース部（23）に巻回されている。
【００９５】
−実施形態２の効果−
本実施形態のロータ（30）及び回転電気機械（10）によっても、前記実施形態１と同様の効果が得られる。
【００９６】
−実施形態１，２の変形例−
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００９７】
前記実施形態１，２では、各磁極（36）において、周方向両端の永久磁石（34）のみが、自身の磁石中心線（35）に対して着磁方向と平行な直線が傾斜している。しかし、各磁極（36）において、それ以外の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線も、磁石中心線（35）に対して傾斜していてもよい。例えば、周方向両端の永久磁石（34）に加えてその隣の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線が磁石中心線（35）に対して傾斜していてもよいし（図８を参照）、全ての永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線が磁石中心線（35）に対して傾斜していてもよい。ここで、各磁極（36）において、周方向両端から周方向中央に向かうにつれて、永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線の磁極中心線（37）に対する傾斜の角度が小さくなることが好ましい。
【００９８】
また、前記実施形態１，２では、各磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、永久磁石（34）の磁石中心線（35）とが成す角度は、図４に示すθ１以上かつθ２以下であることが好ましいとしている。しかし、各磁極（36）における周方向両端の永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、永久磁石（34）の磁石中心線（35）とが成す角度は、０°よりも大きく９０°よりも小さければよい。後者においても、ロータ（30）内で永久磁石（34）の磁束が短絡しにくいという効果や、ロータ（30）が適用される回転電気機械（10）の発生トルクを大きくできるという効果が得られる。
【００９９】
《実施形態３》
実施形態３について説明する。
【０１００】
図９に示すように、ロータ（30）は、４つの第１磁極（36）を有する。第１磁極（36）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に収容された６つの永久磁石（34）とで構成されている。
【０１０１】
図１０に示すように、第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）よりも残留磁束密度が大きい永久磁石（34）を有する。具体的に、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）（図１０にハッチングで示す）が、他の永久磁石（34）よりも残留磁束密度が相対的に小さくなっている。
【０１０２】
ここで、ロータコア（31）の外周面では、残留磁束密度が大きい永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が、第１磁極（36）の周方向両端よりも増加することとなる。
【０１０３】
以下、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の変化について、図１１及び図１２を用いて説明する。
【０１０４】
図１１は、従来のロータ（30）における径方向の磁束密度分布を示すグラフ図である。従来のロータ（30）では、Ｎ極及びＳ極を構成する第１磁極（36）は、複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成されている。
【０１０５】
図１１に示すように、従来のロータ（30）では、ギャップ磁束密度分布が矩形波状となっている。そのため、従来のロータ（30）では、高調波成分に起因してステータ（20）に発生する鉄損が増大するおそれがある。
【０１０６】
図１２は、本実施形態のロータにおける径方向の磁束密度分布を示すグラフ図である。本実施形態のロータ（30）では、Ｎ極及びＳ極を構成する第１磁極（36）は、複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置されている。一方、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）は、他の永久磁石（34）よりも残留磁束密度が相対的に小さくなっている。
【０１０７】
図１２に示すように、本実施形態のロータ（30）では、ギャップ磁束密度分布が、矩形波に比べて正弦波状に近づいている。これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１０８】
なお、本実施形態では、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）が、他の永久磁石（34）よりも残留磁束密度が相対的に小さくなっているが、この形態に限定するものではない。例えば、残留磁束密度の異なる３種類以上の永久磁石（34）を用いて、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて残留磁束密度が大きくなるようにしてもよい。
【０１０９】
《実施形態４》
実施形態４について説明する。
【０１１０】
図１３に示すように、ロータ（30）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に収容された６つの永久磁石（34）とで構成された第１磁極（36）を有する。
【０１１１】
第１磁極（36）は、第１磁極（36）の周方向両端の永久磁石（34）よりも磁石厚が厚い永久磁石（34）を有する。ここで、磁石厚とは、永久磁石（34）の径方向の平均長さである。具体的に、第１磁極（36）の６つの永久磁石（34）のうち、周方向中央の２つの永久磁石（34）が、他の永久磁石（34）よりも磁石厚が相対的に厚くなっている。ここで、ロータコア（31）の外周面では、磁石厚が厚い永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【０１１２】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１１３】
なお、磁石厚の異なる永久磁石（34）の代わりに、磁石幅の異なる永久磁石（34）を用いてもよい。ここで、磁石幅とは、永久磁石（34）の周方向の平均長さである。この場合、第１磁極（36）の６つの永久磁石（34）のうち、周方向中央の２つの永久磁石（34）を、他の永久磁石（34）よりも磁石幅が相対的に広くなるようにすればよい。
【０１１４】
《実施形態５》
実施形態５について説明する。
【０１１５】
図１４に示すように、ロータ（30）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に収容された６つの永久磁石（34）とで構成された第１磁極（36）を有する。第１磁極（36）は、磁石厚の異なる３種類の永久磁石（34）を有する。
【０１１６】
第１磁極（36）では、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて、永久磁石（34）の磁石厚が厚くなっている。ここで、ロータコア（31）の外周面では、磁石厚が厚い永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【０１１７】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状により近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１１８】
なお、磁石厚の異なる永久磁石（34）の代わりに、磁石幅の異なる永久磁石（34）を用いてもよい。この場合、第１磁極（36）では、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて、永久磁石（34）の磁石幅が広くなるようにすればよい。
【０１１９】
《実施形態６》
実施形態６について説明する。
【０１２０】
図１５に示すように、ロータ（30）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に複数枚ずつ収容された複数の永久磁石（34）とで構成された第１磁極（36）を有する。図１５に示す例では、１つの磁石孔（32）には、２つの永久磁石（34）がロータ（30）の径方向に並んで配置されている。
【０１２１】
第１磁極（36）における磁石孔（32）の少なくとも１つには、第１磁極（36）の周方向両端の磁石孔（32）に収容された永久磁石（34）よりも平均残留磁束密度が大きい永久磁石（34）が収容されている。
【０１２２】
具体的に、第１磁極（36）の６つの磁石孔（32）のうち、周方向中央の２つの磁石孔（32）には、残留磁束密度が同じ永久磁石（34）が２つ収容されている。一方、残りの４つの磁石孔（32）には、周方向中央の永久磁石（34）と残留磁束密度が同じ永久磁石（34）と、当該永久磁石（34）よりも残留磁束密度が小さい永久磁石（34）（図１５にハッチングで示す）とが１つずつ収容されている。
【０１２３】
ここで、第１磁極（36）の周方向中央の２つの磁石孔（32）にそれぞれ収容された２つの永久磁石（34）が、他の４つの磁石孔（32）にそれぞれ収容された２つの永久磁石（34）よりも平均残留磁束密度が相対的に大きくなっている。ここで、ロータコア（31）の外周面では、平均残留磁束密度が大きい永久磁石（34）が配置された磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【０１２４】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１２５】
なお、本実施形態では、１つの磁石孔（32）に２つの永久磁石（34）を収容した形態について説明したが、この形態に限定するものではない。例えば、第１磁極（36）の周方向中央の磁石孔（32）に永久磁石（34）を３枚以上収容することで、平均残留磁束密度を相対的に大きくしてもよい。また、第１磁極（36）の周方向両端の磁石孔（32）に永久磁石（34）を１枚だけ収容することで、平均残留磁束密度を相対的に小さくしてもよい。
【０１２６】
《実施形態７》
実施形態７について説明する。
【０１２７】
図１６に示すように、ロータ（30）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に収容された６つの永久磁石（34）とで構成された第１磁極（36）を有する。第１磁極（36）は、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が、第１磁極（36）の周方向端部の永久磁石（34）とその隣りの永久磁石（34）との間の周方向距離よりも小さい領域を有する。
【０１２８】
具体的に、複数の磁石孔（32）は、互いに隣り合う第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）と、互いに隣り合う第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）とを含む。第１磁石孔（32a）は、第１磁極（36）の周方向中央に配置された磁石孔（32）である。第３磁石孔（32c）は、第１磁極（36）の周方向両端に配置された磁石孔（32）である。第２磁石孔（32b）は、第１磁石孔（32a）と第３磁石孔（32c）との間に配置された磁石孔（32）である。第１磁石孔（32a）、第２磁石孔（32b）、及び第３磁石孔（32c）の周方向寸法は、略同じである。
【０１２９】
第１磁石孔（32a）には、第１永久磁石（34a）が収容されている。第２磁石孔（32b）には、第２永久磁石（34b）が収容されている。第３磁石孔（32c）には、第３永久磁石（34c）が収容されている。第１永久磁石（34a）、第２永久磁石（34b）、及び第３永久磁石（34c）の磁石幅は略同じである。
【０１３０】
第１磁極（36）の周方向中央で隣り合う第１永久磁石（34a）同士の間の周方向距離Ｍａは、第１永久磁石（34a）及び第２永久磁石（34b）の間の周方向距離Ｍｂよりも小さくなっている。第１永久磁石（34a）及び第２永久磁石（34b）の間の周方向距離Ｍｂは、第２永久磁石（34b）及び第３永久磁石（34c）の間の周方向距離Ｍｃよりも小さくなっている。このように、第１磁極（36）は、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて小さくなっている。
【０１３１】
隣り合う第１磁石孔（32a）同士の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗａは、第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｂよりも小さくなっている。第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｂは、第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｃよりも小さくなっている。
【０１３２】
ここで、ロータコア（31）の外周面では、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が小さい磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【０１３３】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１３４】
《実施形態８》
実施形態８について説明する。以下、前記実施形態７と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
【０１３５】
図１７に示すように、ロータ（30）は、周方向に隣り合って並んだ６つの磁石孔（32）と、それぞれの磁石孔（32）に収容された６つの永久磁石（34）とで構成された第１磁極（36）を有する。
【０１３６】
第１磁石孔（32a）には、第１永久磁石（34a）が収容されている。第２磁石孔（32b）には、第２永久磁石（34b）が収容されている。第３磁石孔（32c）には、第３永久磁石（34c）が収容されている。第１永久磁石（34a）、第２永久磁石（34b）、及び第３永久磁石（34c）の磁石幅は略同じである。
【０１３７】
第１磁極（36）の磁石孔（32）の周方向寸法は、第１磁石孔（32a）、第２磁石孔（32b）、第３磁石孔（32c）の順に大きくなっている。
【０１３８】
ロータコア（31）において、隣り合う磁石孔（32）の間のコア材料で構成された部分における周方向寸法は、互いに同じ寸法に形成されている。
【０１３９】
具体的に、隣り合う第１磁石孔（32a）同士の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗａは、第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｂと略同じ寸法に形成されている。第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｂは、第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法Ｗｃと略同じ寸法に形成されている。
【０１４０】
第１磁極（36）の周方向中央で隣り合う第１永久磁石（34a）同士の間の周方向距離Ｍａは、第１永久磁石（34a）及び第２永久磁石（34b）の間の周方向距離Ｍｂよりも小さくなっている。第１永久磁石（34a）及び第２永久磁石（34b）の間の周方向距離Ｍｂは、第２永久磁石（34b）及び第３永久磁石（34c）の間の周方向距離Ｍｃよりも小さくなっている。このように、第１磁極（36）は、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が、第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて小さくなっている。
【０１４１】
ここで、ロータコア（31）の外周面では、互いに隣り合う永久磁石（34）の間の周方向距離が小さい磁石孔（32）の径方向の領域の磁束量が増加することとなる。
【０１４２】
これにより、ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布を正弦波状に近づけることができ、径方向の磁束密度分布の高調波成分を低減することができる。
【０１４３】
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【０１４４】
前記各実施形態では、各永久磁石（34）は、自身の磁石中心線（35）に関して対称形である。しかし、各永久磁石（34）は、自身の磁石中心線（35）に関して非対称であってもよい。例えば、各永久磁石（34）は、周方向一端のみに凹部を有し、これにより組付けミスを防止するものであってもよい。
【０１４５】
また、前記各実施形態では、全ての磁極（36）が複数の永久磁石（34）で構成されているが、一部の磁極（36）のみが複数の永久磁石（34）で構成されていてもよい。
【０１４６】
また、前記各実施形態では、ロータ（30）は、ＢＰＭ型ロータであるが、その他のタイプのロータであってもよい。例えば、ロータ（30）は、ＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）型ロータ、ＩＮＳＥＴ型ロータ、又はコンシクエントポール型ロータであってもよい。
【０１４７】
また、前記各実施形態では、ステータ（20）には、駆動用コイル（24）及び支持用コイル（25）が巻回されているが、駆動用コイル（24）及び支持用コイル（25）の機能を併せ持つ共用コイルが巻回されていてもよい。
【０１４８】
また、前記各実施形態では、回転電気機械（10）は、ベアリングレスモータにより構成されているが、例えば電動機又は発電機により構成されていてもよい。
【０１４９】
以上、実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態及び変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。また、明細書及び特許請求の範囲の「第１」、「第２」、「第３」…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
以上説明したように、本開示は、ロータ及び回転電気機械について有用である。
【符号の説明】
【０１５１】
10    回転電気機械
20    ステータ
23    ティース部
24    駆動用コイル（コイル）
25    支持用コイル（コイル）
30    ロータ
31    ロータコア
32    磁石孔
32a   第１磁石孔
32b   第２磁石孔
32c   第３磁石孔
34    永久磁石
34a   第１永久磁石
34b   第２永久磁石
34c   第３永久磁石
35    磁石中心線
36    磁極（第１磁極）
37    磁極中心線
O    軸心
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極（36）を有するロータコア（31）を備えたロータであって、
前記複数の磁極（36）のうち少なくとも１つが、周方向に並んだ４つ以上の磁石孔（32）と、該複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成される第１磁極（36）を含み、
前記ロータコア（31）における隣り合う前記磁石孔（32）の間の部分は、径方向に沿って延びた領域を有しており、
前記磁石孔（32）の径方向寸法の最大値は、該磁石孔（32）の径方向の外側面と前記ロータコア（31）の外周面との間の部分の径方向寸法の最小値よりも大きく、
前記第１磁極（36）は、前記複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ前記複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、前記ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成され、
前記第１磁極（36）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とし、かつ前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）として、
前記第１磁極（36）における周方向両端のみの前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線は、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）に対して傾斜し、かつ該磁石中心線（35）に比べて、該永久磁石（34）の中心から径方向外側に向かうにつれて前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）に近づく方向に傾斜しており、
前記第１磁極（36）における周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、０°よりも大きく９０°よりも小さい
ことを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１において、
前記ロータコア（31）のうち前記永久磁石（34）よりも径方向外側の部分が、軸方向から見てコア材料で満たされている
ことを特徴とするロータ。
【請求項３】
請求項１又は２において、
各前記永久磁石（34）は、前記ロータコア（31）に形成された磁石孔（32）内に収容されている
ことを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）とし、
各前記永久磁石（34）は、自身の前記磁石中心線（35）に関して対称形である
ことを特徴とするロータ。
【請求項５】
請求項１乃至４のうち何れか１つにおいて、
各前記永久磁石（34）は、周方向に等間隔に配置されている
ことを特徴とするロータ。
【請求項６】
複数の磁極（36）を有するロータコア（31）を備えたロータであって、
前記複数の磁極（36）のうち少なくとも１つが、周方向に並んだ３つ以上の磁石孔（32）と、該複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成される第１磁極（36）を含み、
前記ロータコア（31）における隣り合う前記磁石孔（32）の間の部分は、径方向に沿って延びた領域を有しており、
前記磁石孔（32）の径方向寸法の最大値は、該磁石孔（32）の径方向の外側面と前記ロータコア（31）の外周面との間の部分の径方向寸法の最小値よりも大きく、
前記第１磁極（36）は、前記複数の磁石孔（32）が周方向に等間隔に配置され且つ前記複数の永久磁石（34）が略同じ磁束量及び枚数で構成される磁極に比べて、前記ロータコア（31）の外周面における径方向の磁束密度分布の高調波成分が低減されるように構成され、
前記複数の永久磁石（34）は、磁石幅、磁石厚、残留磁束密度、及び前記磁石孔（32）に収容される枚数のうち少なくとも１つが互いに異なり、
前記第１磁極（36）は、前記ロータコア（31）の外周面において、該第１磁極（36）の周方向両端の前記磁石孔（32）の径方向の領域よりも磁束量が多くなる領域を有する
ことを特徴とするロータ。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも残留磁束密度が大きい該永久磁石（34）を有する
ことを特徴とするロータ。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも磁石厚が厚い該永久磁石（34）を有する
ことを特徴とするロータ。
【請求項９】
請求項６において、
前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて磁束量が多くなっている
ことを特徴とするロータ。
【請求項１０】
請求項６乃至８のうち何れか１つにおいて、
前記第１磁極（36）は、該第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）よりも磁石幅が広い該永久磁石（34）を有する
ことを特徴とするロータ。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のうち何れか１つにおいて、
前記磁石孔（32）には、前記永久磁石（34）が複数枚ずつ収容され、
前記第１磁極（36）における前記磁石孔（32）の少なくとも１つには、該第１磁極（36）の周方向両端の該磁石孔（32）に収容された前記複数の永久磁石（34）よりも平均残留磁束密度が大きい該複数の永久磁石（34）が収容されている
ことを特徴とするロータ。
【請求項１２】
請求項６において、
前記第１磁極（36）は、周方向に並んだ４つ以上の前記磁石孔（32）と、該複数の磁石孔（32）にそれぞれ収容された複数の永久磁石（34）とで構成され、
前記第１磁極（36）は、互いに隣り合う前記永久磁石（34）の間の周方向距離が、該第１磁極（36）の周方向端部の該永久磁石（34）とその隣りの該永久磁石（34）との間の周方向距離よりも小さい領域を有する
ことを特徴とするロータ。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記第１磁極（36）は、互いに隣り合う前記永久磁石（34）の間の周方向距離が、該第１磁極（36）の周方向両端から周方向中央に向かうにつれて小さくなっている
ことを特徴とするロータ。
【請求項１４】
請求項１２又は１３において、
前記複数の磁石孔（32）は、互いに隣り合う第１磁石孔（32a）及び第２磁石孔（32b）と、互いに隣り合う該第２磁石孔（32b）及び第３磁石孔（32c）とを含み、
前記複数の永久磁石（34）は、前記第１磁石孔（32a）に収容された第１永久磁石（34a）と、前記第２磁石孔（32b）に収容された第２永久磁石（34b）と、前記第３磁石孔（32c）に収容された第３永久磁石（34c）とを含み、
前記第１永久磁石（34a）及び前記第２永久磁石（34b）の間の周方向距離は、該第２永久磁石（34b）及び前記第３永久磁石（34c）の間の周方向距離よりも小さく、
前記第１磁石孔（32a）及び前記第２磁石孔（32b）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法は、該第２磁石孔（32b）及び前記第３磁石孔（32c）の間のコア材料で構成された部分の周方向寸法よりも小さい
ことを特徴とするロータ。
【請求項１５】
請求項１２又は１３において、
前記ロータコア（31）において、隣り合う前記磁石孔（32）の間のコア材料で構成された部分における周方向寸法は、互いに同じ寸法に形成されている
ことを特徴とするロータ。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のうち何れか１つに記載のロータ（30）と、
前記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備える
ことを特徴とする回転電気機械。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記ステータ（20）は、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回されるコイル（24,25）を有する
ことを特徴とする回転電気機械。
【請求項１８】
請求項１乃至５のうち何れか１つに記載のロータ（30）と、
前記ロータ（30）と対向して設けられるステータ（20）とを備え、
前記ステータ（20）は、該ステータ（20）のティース部（23）に集中巻方式で巻回されるコイル（24,25）を有し、
前記第１磁極（36）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁極中心線（37）とし、かつ前記永久磁石（34）の中心と前記ロータ（30）の軸心（O）とを通る直線を磁石中心線（35）として、
前記第１磁極（36）の前記磁極中心線（37）が、軸方向から見て、前記ティース部（23）の周方向中心を通る状態を中心一致状態とし、
前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の端部とを結ぶ直線と、前記第１磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ１とし、
前記中心一致状態において、軸方向から見て、前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の外周面の中心と、前記ティース部（23）の内周面の中心とを結ぶ直線と、前記磁極（36）の前記磁石中心線（35）とが成す角度をθ２として、
前記第１磁極（36）の周方向両端の前記永久磁石（34）の着磁方向と平行な直線と、該永久磁石（34）の前記磁石中心線（35）とが成す角度は、θ１以上かつθ２以下である
ことを特徴とする回転電気機械。
【請求項１９】
請求項１６乃至１８のうち何れか１つにおいて、
前記ロータ（30）が非接触で支持されるベアリングレスモータとして構成されている
ことを特徴とする回転電気機械。