(57)【要約】【課題】高効率かつ小型化を可能とする回転電機を提供すること。【解決手段】回転電機１０は、回転子４０と、固定子５０とを備える。回転子４０の磁石ユニット４２は、周方向に並べて配置されている複数の磁石９１，９２を備え、磁石ユニット４２は、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされて構成されている。固定子５０において、各導線８２の間に導線間部材を設けていない構成となっている。各々の磁石９１，９２は、周方向において隣接する磁石９１，９２に対して周方向の端面同士が当接している。【選択図】      図８
2020137340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に極性が交互となる複数の磁極を含む磁石部（４２）を有する界磁子（４０）と、多相の電機子巻線（５１）を有する電機子（５０）とを備え、前記界磁子及び前記電機子のうちいずれかが回転子とされている回転電機（１０）において、
前記磁石部は、周方向に並べて配置されている複数の磁石（９１，９２）を備え、
前記磁石部は、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされて構成されており、
前記電機子巻線は、前記界磁子に対向する位置で周方向に所定間隔で配置される導線部（８１，８２）を有し、
前記電機子において、
周方向における前記各導線部の間に導線間部材（５７，１４２，１４３）を設け、かつその導線間部材として、１磁極における前記導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、前記導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における前記磁石部の周方向の幅寸法をＷｍ、前記磁石部の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料、若しくは非磁性材料を用いる構成か、
又は周方向における前記各導線部の間に導線間部材を設けていない構成となっており、
各々の前記磁石は、周方向において隣接する前記磁石に対して周方向の端面同士が当接している回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機として、電磁鋼板を積層させてなる回転子コアに磁石収容孔を形成し、その磁石収容孔に磁石を挿入したＩＰＭ(Interior Permanent Magnet)型の回転子が普及してきている。また、回転電機の回転子としては、上記ＩＰＭ型の回転子とは別に、ＳＰＭ(Surface Permanent Magnet)型の回転子も提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５０５０８号公報
【特許文献２】特開平６−７０５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような回転電機では、高効率化を図るとともに、小型化が求められており、その要求に対して未だ技術的な改善の余地があると考えられる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高効率かつ小型化を可能とする回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する手段は、
周方向に極性が交互となる複数の磁極を含む磁石部を有する界磁子と、多相の電機子巻線を有する電機子とを備え、前記界磁子及び前記電機子のうちいずれかが回転子とされている回転電機において、
前記磁石部は、周方向に並べて配置されている複数の磁石を備え、
前記磁石部は、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされて構成されており、
前記電機子巻線は、前記界磁子に対向する位置で周方向に所定間隔で配置される導線部を有し、
前記電機子において、
周方向における前記各導線部の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、１磁極における前記導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、前記導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における前記磁石部の周方向の幅寸法をＷｍ、前記磁石部の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料、若しくは非磁性材料を用いる構成か、
又は周方向における前記各導線部の間に導線間部材を設けていない構成となっており、
各々の前記磁石は、周方向において隣接する前記磁石に対して周方向の端面同士が当接している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】回転電機の縦断面斜視図。
【図２】回転電機の縦断面図。
【図３】図２のIII−III線断面図。
【図４】図３の一部を拡大して示す断面図。
【図５】回転電機の分解図。
【図６】インバータユニットの分解図。
【図７】固定子巻線のアンペアターンとトルク密度との関係を示すトルク線図。
【図８】回転子及び固定子の横断面図。
【図９】図８の一部を拡大して示す図。
【図１０】固定子の横断面図。
【図１１】固定子の縦断面図。
【図１２】固定子巻線の斜視図。
【図１３】導線の構成を示す斜視図。
【図１４】素線の構成を示す模式図。
【図１５】ｎ層目における各導線の形態を示す図。
【図１６】ｎ層目とｎ＋１層目の各導線を示す側面図。
【図１７】実施形態の磁石について電気角と磁束密度との関係を示す図。
【図１８】比較例の磁石について電気角と磁束密度との関係を示す図。
【図１９】回転電機の制御システムの電気回路図。
【図２０】制御装置による電流フィードバック制御処理を示す機能ブロック図。
【図２１】制御装置によるトルクフィードバック制御処理を示す機能ブロック図。
【図２２】第２実施形態における回転子及び固定子の横断面図。
【図２３】図２２の一部を拡大して示す図。
【図２４】磁石ユニットにおける磁束の流れを具体的に示す図。
【図２５】変形例１における固定子の断面図。
【図２６】変形例１における固定子の断面図。
【図２７】変形例２における固定子の断面図。
【図２８】変形例３における固定子の断面図。
【図２９】変形例４における固定子の断面図。
【図３０】変形例７における回転子及び固定子の横断面図。
【図３１】変形例８において操作信号生成部の処理の一部を示す機能ブロック図。
【図３２】キャリア周波数変更処理の手順を示すフローチャート。
【図３３】変形例９において導線群を構成する各導線の接続形態を示す図。
【図３４】変形例９において４対の導線が積層配置されている構成を示す図。
【図３５】変形例１０においてインナロータ型の回転子及び固定子の横断面図。
【図３６】図３５の一部を拡大して示す図。
【図３７】インナロータ型の回転電機の縦断面図。
【図３８】インナロータ型の回転電機の概略構成を示す縦断面図。
【図３９】変形例１１においてインナロータ構造の回転電機の構成を示す図。
【図４０】変形例１１においてインナロータ構造の回転電機の構成を示す図。
【図４１】変形例１２において回転電機子形の回転電機の構成を示す図。
【図４２】変形例１４における導線の構成を示す断面図。
【図４３】リラクタンストルク、磁石トルク及びＤＭの関係を示す図。
【図４４】ティースを示す図。
【図４５】インホイールモータ構造の車輪及びその周辺構造を示す斜視図。
【図４６】車輪及びその周辺構造の縦断面図。
【図４７】車輪の分解斜視図。
【図４８】回転電機を回転軸の突出側から見た側面図。
【図４９】図４８の４９−４９線断面図。
【図５０】図４９の５０−５０線断面図。
【図５１】回転電機の分解断面図。
【図５２】回転子の部分断面図。
【図５３】固定子巻線及び固定子コアの斜視図。
【図５４】固定子巻線を平面状に展開して示す正面図。
【図５５】導線のスキューを示す図。
【図５６】インバータユニットの分解断面図。
【図５７】インバータユニットの分解断面図。
【図５８】インバータハウジングでの各電気モジュールの配置の状態を示す図。
【図５９】電力変換器の電気的構成を示す回路図。
【図６０】スイッチモジュールの冷却構造例を示す図。
【図６１】スイッチモジュールの冷却構造例を示す図。
【図６２】スイッチモジュールの冷却構造例を示す図。
【図６３】スイッチモジュールの冷却構造例を示す図。
【図６４】スイッチモジュールの冷却構造例を示す図。
【図６５】冷却水通路に対する各電気モジュールの配列順序を示す図。
【図６６】図４９の６６−６６線断面図。
【図６７】図４９の６７−６７線断面図。
【図６８】バスバーモジュールを単体で示す斜視図。
【図６９】各電気モジュールとバスバーモジュールとの電気的な接続状態を示す図。
【図７０】各電気モジュールとバスバーモジュールとの電気的な接続状態を示す図。
【図７１】各電気モジュールとバスバーモジュールとの電気的な接続状態を示す図。
【図７２】インホイールモータにおける変形例１を説明するための構成図。
【図７３】インホイールモータにおける変形例２を説明するための構成図。
【図７４】インホイールモータにおける変形例３を説明するための構成図。
【図７５】インホイールモータにおける変形例４を説明するための構成図。
【図７６】別例における磁石を示す展開図。
【図７７】別例における回転子及び固定子の横断面図。
【図７８】別例における円筒部及び磁石ユニットを示す展開図。
【図７９】別例における円筒部及び磁石ユニットを示す展開図。
【図８０】エアギャップとトルクの関係を示す図。
【図８１】別例における固定子の横断面図。
【図８２】直流磁化曲線及び直流透磁率曲線を示す図。
【図８３】別例における磁石ホルダと磁石ユニットの横断面図。
【図８４】別例における磁石ホルダと磁石ユニットの横断面図。
【図８５】別例における磁石ホルダと磁石ユニットの横断面図。
【図８６】別例における磁石ホルダと磁石ユニットの横断面図。
【図８７】別例における磁石ホルダと磁石ユニットの横断面図。
【図８８】別例における磁石ホルダと磁石ユニットの横断面図。
【図８９】第３実施形態の回転電機の縦断面図。
【図９０】第３実施形態の回転電機の回転子及び固定子の横断面図。
【図９１】第３実施形態の回転電機の回転子及び固定子を示す部分平面図。
【図９２】第３実施形態の回転子コアを示す部分平面図。
【図９３】第３実施形態の磁石における反磁界の影響を説明するための図。
【図９４】第３実施形態の磁石における磁束の相互干渉の影響を説明するための図。
【図９５】変形例１５における回転子を示す部分平面図。
【図９６】変形例１６における回転子を示す部分平面図。
【図９７】変形例１７における回転子を示す部分平面図。
【図９８】変形例１８における回転子を示す部分平面図。
【図９９】変形例１９における回転子を示す部分平面図。
【図１００】変形例２０における回転子を示す部分平面図。
【図１０１】変形例２１における回転子を示す部分平面図。
【図１０２】第４実施形態の回転子を示す部分平面図。
【図１０３】磁場配向により磁石の磁化を行う手法を説明するための説明図。
【図１０４】変形例２２における回転子を示す部分平面図。
【図１０５】変形例２３における回転子を示す部分平面図。
【図１０６】変形例２４における回転子を示す部分平面図。
【図１０７】変形例２５における回転子を示す部分平面図。
【図１０８】第５実施形態の回転子を示す部分平面図。
【図１０９】磁場配向により磁石の磁化を行う手法を説明するための説明図。
【図１１０】磁場配向により磁石の磁化を行う手法を説明するための説明図。
【図１１１】第６実施形態の回転子を示す部分平面図。
【図１１２】変形例２６における回転子を示す部分平面図。
【図１１３】変形例２７における回転子を示す部分平面図。
【図１１４】変形例２８における回転子を示す部分平面図。
【図１１５】変形例２９における回転子を示す部分平面図。
【図１１６】磁石の磁化容易軸の向きを詳細に示す図。
【図１１７】変形例３０における回転子を示す部分平面図。
【図１１８】変形例３１における回転子を示す部分平面図。
【図１１９】変形例３２における回転子を示す部分平面図。
【図１２０】変形例３３における回転子を示す部分平面図。
【図１２１】変形例３４における回転子を示す部分平面図。
【図１２２】磁石の構成を示す図。
【図１２３】変形例３５における回転子を示す部分平面図。
【図１２４】変形例３５における回転子を示す部分平面図。
【図１２５】変形例３５における回転子を示す部分平面図。
【図１２６】第７実施形態の回転子を示す部分平面図。
【図１２７】磁場配向により磁石の磁化を行う手法を説明するための説明図。
【図１２８】変形例３６における回転子を示す部分平面図。
【図１２９】他の形態における回転子を示す部分平面図。
【図１３０】他の形態における回転子を示す部分平面図。
【図１３１】他の形態における回転子を示す部分平面図。
【図１３２】他の形態における回転子を示す部分平面図。
【図１３３】第８実施形態における回転電機の縦断面図。
【図１３４】回転子鉄心にシャフトを圧入した状態を示す図。
【図１３５】（ａ）は固定子における固定子巻線の構成を示す図、（ｂ）は導線の構成を示す断面図。
【図１３６】回転子の構成を示す部分平面図。
【図１３７】磁石の横断面図。
【図１３８】磁石の配向方向を説明するための図。
【図１３９】磁石磁路の長さとパーミアンス係数との関係を示す図。
【図１４０】磁石の別の構成を示す横断面図。
【図１４１】回転子の構成を示す部分平面図。
【図１４２】磁石の配向工程を説明するための図。
【図１４３】金型とその内部の磁石とを示す断面図。
【図１４４】磁石の配向工程を説明するための図。
【図１４５】磁石に対する配向の向きを具体的に示す図。
【図１４６】磁石の配向工程を説明するための図。
【図１４７】第９実施形態における回転子の構成を示す部分平面図。
【図１４８】磁石の配向方向を詳細に示す図。
【図１４９】第１０実施形態における回転子の構成を示す部分平面図。
【図１５０】第１１実施形態における回転子の構成を示す部分平面図。
【図１５１】磁石の一部を変更した構成を示す図。
【図１５２】第１２実施形態における磁石の構成を示す横断面図。
【図１５３】磁石における配向方向を補足説明するための図。
【図１５４】第１３実施形態において着磁装置の概略構成を示す図。
【図１５５】第１３実施形態において着磁装置の概略構成を示す図。
【図１５６】第１４実施形態における回転子の構成を示す部分平面図。
【図１５７】ｄ軸及びｑ軸における電圧ベクトル図。
【図１５８】ｄ軸に直交する回転磁界を生じさせた状態を示す図。
【図１５９】ｑ軸に直交する回転磁界を生じさせた状態を示す図。
【図１６０】ｄ軸及びｑ軸における電圧ベクトル図。
【図１６１】回転電機駆動システムの概要を示す図。
【図１６２】各相の通電電流を制御する制御処理を示すブロック図。
【図１６３】総トルク、磁石トルク、リラクタンストルクの位相変化を示す図。
【図１６４】磁石により生じる回転子の表面磁束密度波形を示す図。
【図１６５】回転子の構成を示す部分平面図。
【図１６６】第１６実施形態における磁石の構成を示す横断面図。
【図１６７】第１６実施形態の変形例を説明するための図。
【図１６８】第１７実施形態における磁石の構成を示す横断面図。
【図１６９】多層に磁石を配置する構成を説明するための図。
【図１７０】多層に磁石を配置する構成を説明するための図。
【図１７１】別例における配向工程を説明するための図。
【図１７２】回転電機駆動システムに電圧制御を付加した構成を占めず図。
【図１７３】各相の１２０度矩形波通電を示す図。
【図１７４】ｄ軸付近における磁束の向きを説明するための図。
【図１７５】弱め磁束制御を適用しない通常モータ動作時における磁束の通り道を示す図。
【図１７６】弱め磁束制御時における磁束の通り道を示す図。
【図１７７】埋込磁石型回転子の等価磁気回路図。
【図１７８】ｑ軸周りの磁気抵抗を説明するための図。
【図１７９】表面磁石型の回転子の構成を示す図。
【図１８０】表面磁石型の回転子と固定子の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
【０００９】
本実施形態における回転電機は、例えば車両動力源として用いられるものとなっている。ただし、回転電機は、産業用、車両用、家電用、ＯＡ機器用、遊技機用などとして広く用いられることが可能となっている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００１０】
（第１実施形態）
本実施形態に係る回転電機１０は、同期式多相交流モータであり、アウタロータ構造（外転構造）のものとなっている。回転電機１０の概要を図１乃至図５に示す。図１は、回転電機１０の縦断面斜視図であり、図２は、回転電機１０の回転軸１１に沿う方向での縦断面図であり、図３は、回転軸１１に直交する方向での回転電機１０の横断面図（図２のIII−III線断面図）であり、図４は、図３の一部を拡大して示す断面図であり、図５は、回転電機１０の分解図である。なお、図３では、図示の都合上、回転軸１１を除き、切断面を示すハッチングを省略している。以下の記載では、回転軸１１が延びる方向を軸方向とし、回転軸１１の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸１１を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。
【００１１】
回転電機１０は、大別して、軸受ユニット２０と、ハウジング３０と、回転子４０と、固定子５０と、インバータユニット６０とを備えている。これら各部材は、いずれも回転軸１１と共に同軸上に配置され、所定順序で軸方向に組み付けられることで回転電機１０が構成されている。本実施形態の回転電機１０は、「界磁子」としての回転子４０と、「電機子」としての固定子５０とを有する構成となっており、回転界磁形の回転電機として具体化されるものとなっている。
【００１２】
軸受ユニット２０は、軸方向に互いに離間して配置される２つの軸受２１，２２と、その軸受２１，２２を保持する保持部材２３とを有している。軸受２１，２２は、例えばラジアル玉軸受であり、それぞれ外輪２５と、内輪２６と、それら外輪２５及び内輪２６の間に配置された複数の玉２７とを有している。保持部材２３は円筒状をなしており、その径方向内側に軸受２１，２２が組み付けられている。そして、軸受２１，２２の径方向内側に、回転軸１１及び回転子４０が回転自在に支持されている。軸受２１，２２により、回転軸１１を回転可能に支持する一組の軸受が構成されている。
【００１３】
各軸受２１，２２では、不図示のリテーナにより玉２７が保持され、その状態で各玉同士のピッチが保たれている。軸受２１，２２は、リテーナの軸方向上下部に封止部材を有し、その内部に非導電性グリース（例えば非導電性のウレア系グリース）が充填されている。また、内輪２６の位置がスペーサにより機械的に保持され、内側から上下方向に凸となる定圧予圧が施されている。
【００１４】
ハウジング３０は、円筒状をなす周壁３１を有する。周壁３１は、その軸方向に対向する第１端と第２端を有する。周壁３１は、第１端に端面３２と有するとともに、第２端に開口３３を有する。開口３３は、第２端の全体において開放されている。端面３２には、その中央に円形の孔３４が形成されており、その孔３４に挿通させた状態で、ネジやリベット等の固定具により軸受ユニット２０が固定されている。また、ハウジング３０内、すなわち周壁３１及び端面３２により区画された内部スペースには、中空円筒状の回転子４０と中空円筒状の固定子５０とが収容されている。本実施形態では回転電機１０がアウタロータ式であり、ハウジング３０内には、筒状をなす回転子４０の径方向内側に固定子５０が配置されている。回転子４０は、軸方向において端面３２の側で回転軸１１に片持ち支持されている。
【００１５】
回転子４０は、中空筒状に形成された磁石ホルダ４１と、その磁石ホルダ４１の径方向内側に設けられた環状の磁石ユニット４２とを有している。磁石ホルダ４１は、略カップ状をなし、磁石保持部材としての機能を有する。磁石ホルダ４１は、円筒状をなす円筒部４３と、同じく円筒状をなしかつ円筒部４３よりも小径の固定部（attachment）４４と、それら円筒部４３及び固定部４４を繋ぐ部位となる中間部４５とを有している。円筒部４３の内周面に磁石ユニット４２が取り付けられている。
【００１６】
なお、磁石ホルダ４１は、機械強度が充分な冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）や、鍛造用鋼、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等により構成されている。
【００１７】
固定部４４の貫通孔４４ａには回転軸１１が挿通される。貫通孔４４ａ内に配置された回転軸１１に対して固定部４４が固定されている。つまり、固定部４４により、回転軸１１に対して磁石ホルダ４１が固定されている。なお、固定部４４は、凹凸を利用したスプライン結合やキー結合、溶接、又はかしめ等により回転軸１１に対して固定されているとよい。これにより、回転子４０が回転軸１１と一体に回転する。
【００１８】
また、固定部４４の径方向外側には、軸受ユニット２０の軸受２１，２２が組み付けられている。上述のとおり軸受ユニット２０はハウジング３０の端面３２に固定されているため、回転軸１１及び回転子４０は、ハウジング３０に回転可能に支持されるものとなっている。これにより、ハウジング３０内において回転子４０が回転自在となっている。
【００１９】
回転子４０には、その軸方向に対向する二つの端部の一方にのみ固定部４４が設けられており、これにより、回転子４０が回転軸１１に片持ち支持されている。ここで、回転子４０の固定部４４は、軸受ユニット２０の軸受２１，２２により、軸方向に異なる２位置で回転可能に支持されている。すなわち、回転子４０は、磁石ホルダ４１の、その軸方向に対向する二つの端部の一方において、その軸方向に離間する二つの軸受２１，２２により回転可能に支持されている。そのため、回転子４０が回転軸１１に片持ち支持される構造であっても、回転子４０の安定回転が実現されるようになっている。この場合、回転子４０の軸方向中心位置に対して片側にずれた位置で、回転子４０が軸受２１，２２により支持されている。
【００２０】
また、軸受ユニット２０において回転子４０の中心寄り（図の下側）の軸受２２と、その逆側（図の上側）の軸受２１とは、外輪２５及び内輪２６と玉２７との間の隙間寸法が相違しており、例えば回転子４０の中心寄りの軸受２２の方が、その逆側の軸受２１よりも隙間寸法が大きいものとなっている。この場合、回転子４０の中心寄りの側において、回転子４０の振れや、部品公差に起因するインバランスによる振動が軸受ユニット２０に作用しても、その振れや振動の影響が良好に吸収される。具体的には、回転子４０の中心寄り（図の下側）の軸受２２において予圧により遊び寸法（隙間寸法）を大きくしていることで、片持ち構造において生じる振動がその遊び部分により吸収される。前記予圧は、定位置予圧、又は定圧予圧のいずれであっても良い。定位置予圧の場合、軸受２１と軸受２２の外輪２５はいずれも保持部材２３に対して、圧入、又は接着等の方法を用いて接合されている。また、軸受２１と軸受２２の内輪２６はいずれも回転軸１１に対して、圧入、又は接着等の方法を用いて接合されている。ここで軸受２１の外輪２５を軸受２１の内輪２６に対して軸方向に異なる位置に配置する事で予圧を発生させることができる。軸受２２の外輪２５を軸受２２の内輪２６に対して軸方向に異なる位置に配置する事でも予圧を発生させることができる。
【００２１】
また定圧予圧を採用する場合には、軸方向において、軸受２２と軸受２１に挟まれた領域から軸受２２の外輪２５に向けて予圧が発生する様に予圧用バネ、例えばウェーブワッシャ２４等を軸受２２と軸受２１に挟まれた同領域に配置する。この場合も、軸受２１と軸受２２の内輪２６はいずれも回転軸１１に対して、圧入、又は接着等の方法を用いて接合されている。軸受２１、又は軸受２２の外輪２５は、保持部材２３に対して所定のクリアランスを介して配置される。このような構成とすることで、軸受２２の外輪２５には軸受２１から離れる方向に予圧用バネのバネ力が作用する。そして、この力が回転軸１１を伝わることで、軸受２１の内輪２６を軸受２２の方向に押し付ける力が作用する。これにより、軸受２１，２２ともに、外輪２５と内輪２６の軸方向の位置がずれ、前述した定位置予圧と同様に２つのベアリングに予圧を掛けることができる。
【００２２】
なお、定圧予圧を発生させる際には、必ずしも図２に示す様に軸受２２の外輪２５にバネ力を印加する必要は無い。例えば、軸受２１の外輪２５にバネ力を印加しても良い。また軸受２１，２２のいずれかの内輪２６を回転軸１１に対して所定のクリアランスを介して配置し、軸受２１，２２の外輪２５を保持部材２３に対して圧入、又は接着等の方法を用いて接合することで、２つのベアリングに予圧を掛けても良い。
【００２３】
更には、軸受２１の内輪２６が軸受２２に対して離れるように力を作用させる場合には、軸受２２の内輪２６も軸受２１に対して離れるように力を作用させる方が良い。逆に、軸受２１の内輪２６が軸受２２に対して近づくように力を作用させる場合には、軸受２２の内輪２６も軸受２１に対して近づくように力を作用させる方が良い。
【００２４】
なお、本回転電機１０を車両動力源等の目的で車両に適用する場合には、予圧を発生させる機構に対して予圧の発生方向の成分を持つ振動が加わる可能性や、予圧を印加する対象物に掛る重力の方向が変動してしまう可能性がある。その為、本回転電機１０を車両に適用する場合には、定位置予圧を採用することが望ましい。
【００２５】
また、中間部４５は、環状の内側肩部４９ａと環状の外側肩部４９ｂを有する。外側肩部４９ｂは、中間部４５の径方向において内側肩部４９ａの外側に位置している。内側肩部４９ａと外側肩部４９ｂは、中間部４５の軸方向において互いに離間している。これにより、中間部４５の径方向において、円筒部４３と固定部４４とは部分的に重複している。つまり、固定部４４の基端部（図の下側の奥側端部）よりも軸方向外側に、円筒部４３が突出するものとなっている。本構成では、中間部４５が段差無しで平板状に設けられる場合に比べて、回転子４０の重心近くの位置で、回転軸１１に対して回転子４０を支持させることが可能となり、回転子４０の安定動作が実現できるものとなっている。
【００２６】
上述した中間部４５の構成によれば、回転子４０には、径方向において固定部４４を囲みかつ中間部４５の内寄りとなる位置に、軸受ユニット２０の一部を収容する軸受収容凹部４６が環状に形成されるとともに、径方向において軸受収容凹部４６を囲みかつ中間部４５の外寄りとなる位置に、後述する固定子５０の固定子巻線５１のコイルエンド５４を収容するコイル収容凹部４７が形成されている。そして、これら各収容凹部４６，４７が、径方向の内外で隣り合うように配置されるようになっている。つまり、軸受ユニット２０の一部と、固定子巻線５１のコイルエンド５４とが径方向内外に重複するように配置されている。これにより、回転電機１０において軸方向の長さ寸法の短縮が可能となっている。
【００２７】
中間部４５は、回転軸１１側から径方向外側に張り出すように設けられている。そして、その中間部４５に、軸方向に延び、固定子５０の固定子巻線５１のコイルエンド５４に対する接触を回避する接触回避部が設けられている。中間部４５が張出部に相当する。
【００２８】
コイルエンド５４は、径方向の内側又は外側に曲げられることで、そのコイルエンド５４の軸方向寸法を小さくすることができ、固定子５０の軸長を短縮することが可能である。コイルエンド５４の曲げ方向は、回転子４０との組み付けを考慮したものであるとよい。回転子４０の径方向内側に固定子５０を組み付けることを想定すると、その回転子４０に対する挿入先端側では、コイルエンド５４が径方向内側に曲げられるとよい。コイルエンド５４の反対側のコイルエンドの曲げ方向は任意でよいが、空間的に余裕のある外側に曲げた形状が製造上好ましい。
【００２９】
また、磁石部としての磁石ユニット４２は、円筒部４３の径方向内側において、周方向に沿って極性が交互に変わるように配置された複数の永久磁石により構成されている。これにより、磁石ユニット４２は、周方向に複数の磁極を有する。ただし、磁石ユニット４２の詳細については後述する。
【００３０】
固定子５０は、回転子４０の径方向内側に設けられている。固定子５０は、略筒状（環状）に巻回形成された固定子巻線５１と、その径方向内側に配置されたベース部材としての固定子コア５２とを有しており、固定子巻線５１が、所定のエアギャップを挟んで円環状の磁石ユニット４２に対向するように配置されている。固定子巻線５１は複数の相巻線よりなる。それら各相巻線は、周方向に配列された複数の導線が所定ピッチで互いに接続されることで構成されている。本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相巻線と、Ｘ相、Ｙ相及びＺ相の３相巻線とを用い、それら３相の巻線を２つ用いることで、固定子巻線５１が６相の相巻線として構成されている。
【００３１】
固定子コア５２は、軟磁性材である電磁鋼板が積層された積層鋼板により円環状に形成されており、固定子巻線５１の径方向内側に組み付けられている。電磁鋼板は、例えば鉄に数％程度（例えば３％）の珪素を添加した珪素鋼板である。固定子巻線５１が電機子巻線に相当し、固定子コア５２が電機子コアに相当する。
【００３２】
固定子巻線５１は、径方向において固定子コア５２に重複する部分であり、かつ固定子コア５２の径方向外側となるコイルサイド部５３と、軸方向において固定子コア５２の一端側及び他端側にそれぞれ張り出すコイルエンド５４，５５とを有している。コイルサイド部５３は、径方向において固定子コア５２と回転子４０の磁石ユニット４２にそれぞれ対向している。回転子４０の内側に固定子５０が配置された状態では、軸方向両側のコイルエンド５４，５５のうち軸受ユニット２０の側（図の上側）となるコイルエンド５４が、回転子４０の磁石ホルダ４１により形成されたコイル収容凹部４７に収容されている。ただし、固定子５０の詳細については後述する。
【００３３】
インバータユニット６０は、ハウジング３０に対してボルト等の締結具により固定されるユニットベース６１と、そのユニットベース６１に組み付けられる複数の電気コンポーネント６２とを有している。ユニットベース６１は、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により構成されている。ユニットベース６１は、ハウジング３０の開口３３の縁に対して固定されるエンドプレート６３と、そのエンドプレート６３に一体に設けられ、軸方向に延びるケーシング６４とを有している。エンドプレート６３は、その中心部に円形の開口６５を有しており、開口６５の周縁部から起立するようにしてケーシング６４が形成されている。
【００３４】
ケーシング６４の外周面には固定子５０が組み付けられている。つまり、ケーシング６４の外径寸法は、固定子コア５２の内径寸法と同じか、又は固定子コア５２の内径寸法よりも僅かに小さい寸法になっている。ケーシング６４の外側に固定子コア５２が組み付けられることで、固定子５０とユニットベース６１とが一体化されている。また、ユニットベース６１がハウジング３０に固定されることからすると、ケーシング６４に固定子コア５２が組み付けられた状態では、固定子５０がハウジング３０に対して一体化された状態となっている。
【００３５】
なお、固定子コア５２は、ユニットベース６１に対して接着、焼きばめ、圧入等により組み付けられているとよい。これにより、ユニットベース６１側に対する固定子コア５２の周方向又は軸方向の位置ずれが抑制される。
【００３６】
また、ケーシング６４の径方向内側は、電気コンポーネント６２を収容する収容空間となっており、その収容空間には、回転軸１１を囲むようにして電気コンポーネント６２が配置されている。ケーシング６４は、収容空間形成部としての役目を有している。電気コンポーネント６２は、インバータ回路を構成する半導体モジュール６６や、制御基板６７、コンデンサモジュール６８を具備する構成となっている。
【００３７】
なお、ユニットベース６１が、固定子５０の径方向内側に設けられ、固定子５０を保持する固定子ホルダ（電機子ホルダ）に相当する。ハウジング３０及びユニットベース６１により、回転電機１０のモータハウジングが構成されている。このモータハウジングでは、回転子４０を挟んで軸方向の一方側においてハウジング３０に対して保持部材２３が固定されるとともに、他方側においてハウジング３０及びユニットベース６１が互いに結合されている。例えば電気自動車である電動車両等においては、その車両等の側にモータハウジングが取り付けられることで、回転電機１０が車両等に装着される。
【００３８】
ここで、上記図１〜図５に加え、インバータユニット６０の分解図である図６を用いて、インバータユニット６０の構成をさらに説明する。
【００３９】
ユニットベース６１において、ケーシング６４は、筒状部７１と、その軸方向において対向する両端の一方（軸受ユニット２０側の端部）に設けられた端面７２とを有している。筒状部７１の軸方向両端部のうち端面７２の反対側は、エンドプレート６３の開口６５を通じて全面的に開放されている。端面７２には、その中央に円形の孔７３が形成されており、その孔７３に回転軸１１が挿通可能となっている。孔７３には、回転軸１１の外周面との間の空隙を封鎖するシール材１７１が設けられている。シール材１７１は、例えば樹脂材料よりなる摺動シールであるとよい。
【００４０】
ケーシング６４の筒状部７１は、その径方向外側に配置される回転子４０及び固定子５０と、その径方向内側に配置される電気コンポーネント６２との間を仕切る仕切り部となっており、筒状部７１を挟んで径方向内外に、回転子４０及び固定子５０と電気コンポーネント６２とが並ぶようにそれぞれ配置されている。
【００４１】
また、電気コンポーネント６２は、インバータ回路を構成する電気部品であり、固定子巻線５１の各相巻線に対して所定順序で電流を流して回転子４０を回転させる力行機能と、回転軸１１の回転に伴い固定子巻線５１に流れる３相交流電流を入力し、発電電力として外部に出力する発電機能とを有している。なお、電気コンポーネント６２は、力行機能と発電機能とのうちいずれか一方のみを有するものであってもよい。発電機能は、例えば回転電機１０が車両用動力源として用いられる場合、回生電力として外部に出力する回生機能である。
【００４２】
電気コンポーネント６２の具体的な構成として、図４に示すように、回転軸１１の周りには、中空円筒状をなすコンデンサモジュール６８が設けられており、そのコンデンサモジュール６８の外周面上に、複数の半導体モジュール６６が周方向に並べて配置されている。コンデンサモジュール６８は、互いに並列接続された平滑用のコンデンサ６８ａを複数備えている。具体的には、コンデンサ６８ａは、複数枚のフィルムコンデンサが積層されてなる積層型フィルムコンデンサであり、横断面が台形状をなしている。コンデンサモジュール６８は、１２個のコンデンサ６８ａが環状に並べて配置されることで構成されている。
【００４３】
なお、コンデンサ６８ａの製造過程においては、例えば、複数のフィルムが積層されてなる所定幅の長尺フィルムを用い、フィルム幅方向を台形高さ方向とし、かつ台形の上底と下底とが交互になるように長尺フィルムが等脚台形状に切断されることにより、コンデンサ素子が作られる。そして、そのコンデンサ素子に電極等を取り付けることでコンデンサ６８ａが作製される。
【００４４】
半導体モジュール６６は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子を有し、略板状に形成されている。本実施形態では、回転電機１０が２組の３相巻線を備えており、その３相巻線ごとにインバータ回路が設けられていることから、計１２個の半導体モジュール６６を環状に並べて形成された半導体モジュール群６６Ａが電気コンポーネント６２に設けられている。
【００４５】
半導体モジュール６６は、ケーシング６４の筒状部７１とコンデンサモジュール６８との間に挟まれた状態で配置されている。半導体モジュール群６６Ａの外周面は筒状部７１の内周面に当接し、半導体モジュール群６６Ａの内周面はコンデンサモジュール６８の外周面に当接している。この場合、半導体モジュール６６で生じた熱は、ケーシング６４を介してエンドプレート６３に伝わり、エンドプレート６３から放出される。
【００４６】
半導体モジュール群６６Ａは、外周面側、すなわち径方向において半導体モジュール６６と筒状部７１との間にスペーサ６９を有しているとよい。この場合、コンデンサモジュール６８では軸方向に直交する横断面の断面形状が正１２角形である一方、筒状部７１の内周面の横断面形状が円形であるため、スペーサ６９は、内周面が平坦面、外周面が曲面となっている。スペーサ６９は、半導体モジュール群６６Ａの径方向外側において円環状に連なるように一体に設けられていてもよい。スペーサ６９は、良熱伝導体であり、例えばアルミニウム等の金属、又は放熱ゲルシート等であるとよい。なお、筒状部７１の内周面の横断面形状をコンデンサモジュール６８と同じ１２角形にすることも可能である。この場合、スペーサ６９の内周面及び外周面がいずれも平坦面であるとよい。
【００４７】
また、本実施形態では、ケーシング６４の筒状部７１に、冷却水を流通させる冷却水通路７４が形成されており、半導体モジュール６６で生じた熱は、冷却水通路７４を流れる冷却水に対しても放出される。つまり、ケーシング６４は水冷機構を備えている。図３や図４に示すように、冷却水通路７４は、電気コンポーネント６２（半導体モジュール６６及びコンデンサモジュール６８）を囲むように環状に形成されている。半導体モジュール６６は筒状部７１の内周面に沿って配置されており、その半導体モジュール６６に対して径方向内外に重なる位置に冷却水通路７４が設けられている。
【００４８】
筒状部７１の外側には固定子５０が配置され、内側には電気コンポーネント６２が配置されていることから、筒状部７１に対しては、その外側から固定子５０の熱が伝わるとともに、内側から電気コンポーネント６２の熱（例えば半導体モジュール６６の熱）が伝わることになる。この場合、固定子５０と半導体モジュール６６とを同時に冷やすことが可能となっており、回転電機１０における発熱部材の熱を効率良く放出することができる。
【００４９】
更に、固定子巻線５１への通電を行うことで回転電機を動作させるインバータ回路の一部、又は全部を構成する半導体モジュール６６の少なくとも一部が、ケーシング６４の筒状部７１の径方向外側に配置された固定子コア５２に囲まれた領域内に配置されている。望ましくは、１つの半導体モジュール６６の全体が固定子コア５２に囲まれた領域内に配置されている。更に、望ましくは、全ての半導体モジュール６６の全体が固定子コア５２に囲まれた領域内に配置されている。
【００５０】
また、半導体モジュール６６の少なくとも一部が、冷却水通路７４により囲まれた領域内に配置されている。望ましくは、全ての半導体モジュール６６の全体がヨーク１４１に囲まれた領域内に配置されている。
【００５１】
また、電気コンポーネント６２は、軸方向において、コンデンサモジュール６８の一方の端面に設けられた絶縁シート７５と、他方の端面に設けられた配線モジュール７６とを備えている。この場合、コンデンサモジュール６８は、その軸方向に対向した二つの端面、すなわち第１端面と第２端面を有している。コンデンサモジュール６８の軸受ユニット２０に近い第１端面は、ケーシング６４の端面７２に対向しており、絶縁シート７５を挟んだ状態で端面７２に重ね合わされている。また、コンデンサモジュール６８の開口６５に近い第２端面には、配線モジュール７６が組み付けられている。
【００５２】
配線モジュール７６は、合成樹脂材よりなり円形板状をなす本体部７６ａと、その内部に埋設された複数のバスバー７６ｂ，７６ｃを有しており、そのバスバー７６ｂ，７６ｃにより、半導体モジュール６６やコンデンサモジュール６８と電気的接続がなされている。具体的には、半導体モジュール６６は、その軸方向端面から延びる接続ピン６６ａを有しており、その接続ピン６６ａが、本体部７６ａの径方向外側においてバスバー７６ｂに接続されている。また、バスバー７６ｃは、本体部７６ａの径方向外側においてコンデンサモジュール６８とは反対側に延びており、その先端部にて配線部材７９に接続されるようになっている（図２参照）。
【００５３】
上記のとおりコンデンサモジュール６８の軸方向に対向する第１端面に絶縁シート７５が設けられ、かつコンデンサモジュール６８の第２端面に配線モジュール７６が設けられた構成によれば、コンデンサモジュール６８の放熱経路として、コンデンサモジュール６８の第１端面および第２端面から端面７２及び筒状部７１に至る経路が形成される。すなわち、第１端面から端面７２への経路と、第２端面から筒状部７１へ至る経路が形成される。これにより、コンデンサモジュール６８において半導体モジュール６６が設けられた外周面以外の端面部からの放熱が可能になっている。つまり、径方向への放熱だけでなく、軸方向への放熱も可能となっている。
【００５４】
また、コンデンサモジュール６８は中空円筒状をなし、その内周部には所定の隙間を介在させて回転軸１１が配置されることから、コンデンサモジュール６８の熱はその中空部からも放出可能となっている。この場合、回転軸１１の回転により空気の流れが生じることにより、その冷却効果が高められるようになっている。
【００５５】
配線モジュール７６には、円板状の制御基板６７が取り付けられている。制御基板６７は、所定の配線パターンが形成されたプリントサーキットボード（ＰＣＢ）を有しており、そのボード上には各種ＩＣや、マイコン等からなる制御部に相当する制御装置７７が実装されている。制御基板６７は、ネジ等の固定具により配線モジュール７６に固定されている。制御基板６７は、その中央部に、回転軸１１を挿通させる挿通孔６７ａを有している。
【００５６】
なお、配線モジュール７６は、軸方向に互いに対向する、すなわち、その厚み方向において互いに対向する第１面と第２面を有する。第１面は、コンデンサモジュール６８に面する。配線モジュール７６は、その第２面に、制御基板６７を設けている。制御基板６７の両面の一方側から他方側に配線モジュール７６のバスバー７６ｃが延びる構成となっている。かかる構成において、制御基板６７には、バスバー７６ｃとの干渉を回避する切欠が設けられているとよい。例えば、円形状をなす制御基板６７の外縁部の一部が切り欠かれているとよい。
【００５７】
上述のとおり、ケーシング６４に囲まれた空間内に電気コンポーネント６２が収容され、その外側に、ハウジング３０、回転子４０及び固定子５０が層状に設けられている構成によれば、インバータ回路で生じる電磁ノイズが好適にシールドされるようになっている。すなわち、インバータ回路では、所定のキャリア周波数によるＰＷＭ制御を利用して各半導体モジュール６６でのスイッチング制御が行われ、そのスイッチング制御により電磁ノイズが生じることが考えられるが、その電磁ノイズを、電気コンポーネント６２の径方向外側のハウジング３０、回転子４０、固定子５０等により好適にシールドできる。
【００５８】
更に、半導体モジュール６６の少なくとも一部が、ケーシング６４の筒状部７１の径方向外側に配置された固定子コア５２に囲まれた領域内に配置することで、半導体モジュール６６と固定子巻線５１とが固定子コア５２を介さずに配置されている構成に比べて、半導体モジュール６６から磁束が発生したとしても、固定子巻線５１に影響を与えにくい。また、固定子巻線５１から磁束が発生したとしても、半導体モジュール６６に影響を与えにくい。なお、半導体モジュール６６の全体が、ケーシング６４の筒状部７１の径方向外側に配置された固定子コア５２に囲まれた領域内に配置されると更に効果的である。また、半導体モジュール６６の少なくとも一部が、冷却水通路７４により囲まれている場合、固定子巻線５１や磁石ユニット４２からの発熱が半導体モジュール６６に届きにくいという効果を得ることができる。
【００５９】
筒状部７１においてエンドプレート６３の付近には、その外側の固定子５０と内側の電気コンポーネント６２とを電気的に接続する配線部材７９（図２参照）を挿通させる貫通孔７８が形成されている。図２に示すように、配線部材７９は、圧着、溶接などにより、固定子巻線５１の端部と配線モジュール７６のバスバー７６ｃとにそれぞれ接続されている。配線部材７９は、例えばバスバーであり、その接合面は平たく潰されていることが望ましい。貫通孔７８は、１カ所又は複数箇所に設けられているとよく、本実施形態では２カ所に貫通孔７８が設けられている。２カ所に貫通孔７８が設けられる構成では、２組の３相巻線から延びる巻線端子を、それぞれ配線部材７９により容易に結線することが可能となり、多相結線を行う上で好適なものとなっている。
【００６０】
上述のとおりハウジング３０内には、図４に示すように径方向外側から順に回転子４０、固定子５０が設けられ、固定子５０の径方向内側にインバータユニット６０が設けられている。ここで、ハウジング３０の内周面の半径をｄとした場合に、回転子４０の回転中心からｄ×０．７０５の距離よりも径方向外側に回転子４０と固定子５０とが配置されている。この場合、回転子４０及び固定子５０のうち径方向内側の固定子５０の内周面（すなわち固定子コア５２の内周面）から径方向内側となる領域を第１領域Ｘ１、径方向において固定子５０の内周面からハウジング３０までの間の領域を第２領域Ｘ２とすると、第１領域Ｘ１の横断面の面積は、第２領域Ｘ２の横断面の面積よりも大きい構成となっている。また、径方向において回転子４０の磁石ユニット４２及び固定子巻線５１が重複する範囲で見て、第１領域Ｘ１の容積が第２領域Ｘ２の容積よりも大きい構成となっている。
【００６１】
なお、回転子４０及び固定子５０を磁気回路コンポーネントアッセンブリとすると、ハウジング３０内において、その磁気回路コンポーネントアッセンブリの内周面から径方向内側となる第１領域Ｘ１が、径方向において磁気回路コンポーネントアッセンブリの内周面からハウジング３０までの間の第２領域Ｘ２よりも容積が大きい構成となっている。
【００６２】
次いで、回転子４０及び固定子５０の構成をより詳しく説明する。
【００６３】
一般に、回転電機における固定子の構成として、積層鋼板よりなりかつ円環状をなす固定子コアに周方向に複数のスロットを設け、そのスロット内に固定子巻線を巻装するものが知られている。具体的には、固定子コアは、ヨークから所定間隔で径方向に延びる複数のティースを有しており、周方向に隣り合うティース間にスロットが形成されている。そして、スロット内に、例えば径方向に複数層の導線が収容され、その導線により固定子巻線が構成されている。
【００６４】
ただし、上述した固定子構造では、固定子巻線の通電時において、固定子巻線の起磁力が増加するのに伴い固定子コアのティース部分で磁気飽和が生じ、それに起因して回転電機のトルク密度が制限されることが考えられる。つまり、固定子コアにおいて、固定子巻線の通電により生じた回転磁束がティースに集中することで、磁気飽和が生じると考えられる。
【００６５】
また、一般的に、回転電機におけるＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）ロータの構成として、永久磁石がｄ−ｑ座標系におけるｄ軸に配置され、ｑ軸にロータコアが配置されたものが知られている。このような場合、ｄ軸近傍の固定子巻線が励磁されることで、フレミングの法則により固定子から回転子のｑ軸に励磁磁束が流入される。そしてこれにより、回転子のｑ軸コア部分に、広範囲の磁気飽和が生じると考えられる。
【００６６】
図７は、固定子巻線の起磁力を示すアンペアターン［ＡＴ］とトルク密度［Ｎｍ／Ｌ］との関係を示すトルク線図である。破線が一般的なＩＰＭロータ型の回転電機における特性を示す。図７に示すように、一般的な回転電機では、固定子において起磁力を増加させていくことにより、スロット間のティース部分及びｑ軸コア部分の２カ所で磁気飽和が生じ、それが原因でトルクの増加が制限されてしまう。このように、当該一般的な回転電機では、アンペアターン設計値がＡ１で制限されることになる。
【００６７】
そこで本実施形態では、磁気飽和に起因する制限を解消すべく、回転電機１０において、以下に示す構成を付与するものとしている。すなわち、第１の工夫として、固定子において固定子コアのティースで生じる磁気飽和をなくすべく、固定子５０においてスロットレス構造を採用し、かつＩＰＭロータのｑ軸コア部分で生じる磁気飽和をなくすべく、ＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）ロータを採用している。第１の工夫によれば、磁気飽和が生じる上記２カ所の部分をなくすことができるが、低電流域でのトルクが減少することが考えられる（図７の一点鎖線参照）。そのため、第２の工夫として、ＳＰＭロータの磁束増強を図ることでトルク減少を挽回すべく、回転子４０の磁石ユニット４２において磁石磁路を長くして磁力を高めた極異方構造を採用している。
【００６８】
また、第３の工夫として、固定子巻線５１のコイルサイド部５３において導線の固定子５０における径方向厚さを小さくした扁平導線構造を採用してトルク減少の挽回を図っている。ここで、上述の磁力を高めた極異方構造によって、磁石ユニット４２に対向する固定子巻線５１には、より大きな渦電流が発生することが考えられる。しかしながら、第３の工夫によれば、径方向に薄い扁平導線構造のため、固定子巻線５１における径方向の渦電流の発生を抑制することができる。このように、これら第１〜第３の各構成によれば、図７に実線で示すように、磁力の高い磁石を採用してトルク特性の大幅な改善を見込みつつも、磁力の高い磁石ゆえに生じ得る大きい渦電流発生の懸念も改善できるものとなっている。
【００６９】
さらに、第４の工夫として、極異方構造を利用し正弦波に近い磁束密度分布を有する磁石ユニットを採用している。これによれば、後述するパルス制御等によって正弦波整合率を高めてトルク増強を図ることができるとともに、ラジアル磁石と比べ緩やかな磁束変化のため渦電流損（渦電流による銅損：eddy current loss）もまた更に抑制することができるのである。
【００７０】
以下、正弦波整合率について説明する。正弦波整合率は、磁石の表面を磁束プローブでなぞる等して計測した表面磁束密度分布の実測波形と周期及びピーク値が同じ正弦波との比較から求める事ができる。そして、回転電機の基本波である１次波形の振幅が、実測波形の振幅、即ち基本波に他の高調波成分を加えた振幅に対して、占める割合が正弦波整合率に相当する。正弦波整合率が高くなると、表面磁束密度分布の波形が正弦波形状に近づいていく。そして、正弦波整合率を向上させた磁石を備えた回転電機に対して、インバータから１次の正弦波の電流を供給すると、磁石の表面磁束密度分布の波形が正弦波形状に近い事と相まって、大きなトルクを発生させることができる。なお、表面磁束密度分布は実測以外の方法、例えばマクスウェルの方程式を用いた電磁界解析によって推定しても良い。
【００７１】
また、第５の工夫として、固定子巻線５１を複数の素線を寄せ集めて束ねた素線導体構造としている。これによれば、素線が並列結線されているため、大電流が流せるとともに、扁平導線構造で固定子５０の周方向に広がった導線で発生する渦電流の発生を、素線それぞれの断面積が小さくなるため、第３の工夫による径方向に薄くする以上に効果的に抑制することができる。そして、複数の素線を撚り合わせた構成にすることで、導体からの起磁力に対しては、電流通電方向に対して右ネジの法則で発生する磁束に対する渦電流を相殺することができる。
【００７２】
このように、第４の工夫、第５の工夫をさらに加えると、第２の工夫である磁力の高い磁石を採用しながら、さらにその高い磁力に起因する渦電流損を抑制しながらトルク増強を図ることができる。
【００７３】
以下に、上述した固定子５０のスロットレス構造、固定子巻線５１の扁平導線構造、及び磁石ユニット４２の極異方構造について個別に説明を加える。ここではまずは、固定子５０におけるスロットレス構造と固定子巻線５１の扁平導線構造とを説明する。図８は、回転子４０及び固定子５０の横断面図であり、図９は、図８に示す回転子４０及び固定子５０の一部を拡大して示す図である。図１０は、図１１のＸ‐Ｘ線に沿った固定子５０の横断面を示す断面図であり、図１１は、固定子５０の縦断面を示す断面図である。また、図１２は、固定子巻線５１の斜視図である。なお、図８及び図９には、磁石ユニット４２における磁石の磁化方向を矢印にて示している。
【００７４】
図８乃至図１１に示すように、固定子コア５２は、軸方向に複数の電磁鋼板が積層され、かつ径方向に所定の厚さを有する円筒状をなしており、回転子４０側となる径方向外側に固定子巻線５１が組み付けられるものとなっている。固定子コア５２において、回転子４０側の外周面が導線設置部（導体エリア）となっている。固定子コア５２の外周面は凹凸のない曲面状をなしており、その外周面において周方向に所定間隔で複数の導線群８１が配置されている。固定子コア５２は、回転子４０を回転させるための磁気回路の一部となるバックヨークとして機能する。この場合、周方向に隣り合う各２つの導線群８１の間には軟磁性材からなるティース（つまり、鉄心）が設けられていない構成（つまり、スロットレス構造）となっている。本実施形態において、それら各導線群８１の間隙５６には、封止部材５７の樹脂材料が入り込む構造となっている。つまり、固定子５０において、周方向における各導線群８１の間に設けられる導線間部材が、非磁性材料である封止部材５７として構成されている。封止部材５７の封止前の状態で言えば、固定子コア５２の径方向外側には、それぞれ導線間領域である間隙５６を隔てて周方向に所定間隔で導線群８１が配置されており、これによりスロットレス構造の固定子５０が構築されている。言い換えれば、各導線群８１は、後述するように二つの導線（conductor）８２からなり、固定子５０の周方向に隣り合う各二つの導線群８１の間は、非磁性材のみが占有している。この非磁性材とは、封止部材５７以外に空気などの非磁性気体や非磁性液体などをも含む。なお、以下において、封止部材５７は導線間部材（conductor-to- conductor member）ともいう。
【００７５】
なお、周方向に並ぶ各導線群８１の間においてティースが設けられている構成とは、ティースが、径方向に所定厚さを有し、かつ周方向に所定幅を有することで、各導線群８１の間に磁気回路の一部、すなわち磁石磁路を形成する構成であると言える。この点において、各導線群８１の間にティースが設けられていない構成とは、上記の磁気回路の形成がなされていない構成であると言える。
【００７６】
図１０に示すように、固定子巻線（すなわち電機子巻線）５１は、所定の厚みＴ２（以下、第１寸法とも言う）と幅Ｗ２（以下、第２寸法とも言う）を有するように形成されている。厚みＴ２は、固定子巻線５１の径方向において互いに対向する外側面と内側面との間の最短距離である。幅Ｗ２は、固定子巻線５１の多相（実施例では３相：Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相あるいはＸ相、Ｙ相及びＺ相の３相）の一つとして機能する固定子巻線５１の一部分の固定子巻線５１の周方向の長さである。具体的には、図１０において、周方向に隣り合う２つの導線群８１が３相の内の一つである例えばＵ相として機能する場合、周方向において当該２つの導線群８１の端から端までの幅Ｗ２である。そして、厚みＴ２は幅Ｗ２より小さくなっている。
【００７７】
なお、厚みＴ２は、幅Ｗ２内に存在する２つの導線群８１の合計幅寸法より小さいことが好ましい。また、仮に固定子巻線５１（より詳しくは導線８２）の断面形状が真円形状や楕円形状、又は多角形形状である場合、固定子５０の径方向に沿った導線８２の断面のうち、その断面において固定子５０の径方向の最大の長さをＷ１２、同断面のうち固定子５０の周方向の最大の長さをＷ１１としても良い。
【００７８】
図１０及び図１１に示すように、固定子巻線５１は、封止材（モールド材）としての合成樹脂材からなる封止部材５７により封止されている。つまり、固定子巻線５１は、固定子コア５２と共にモールド材によりモールドされている。なお樹脂は、非磁性体、又は非磁性体の均等物としてＢｓ＝０と看做すことができる。
【００７９】
図１０の横断面で見れば、封止部材５７は、各導線群８１の間、すなわち間隙５６に合成樹脂材が充填されて設けられており、封止部材５７により、各導線群８１の間に絶縁部材が介在する構成となっている。つまり、間隙５６において封止部材５７が絶縁部材として機能する。封止部材５７は、固定子コア５２の径方向外側において、各導線群８１を全て含む範囲、すなわち径方向の厚さ寸法が各導線群８１の径方向の厚さ寸法よりも大きくなる範囲で設けられている。
【００８０】
また、図１１の縦断面で見れば、封止部材５７は、固定子巻線５１のターン部８４を含む範囲で設けられている。固定子巻線５１の径方向内側では、固定子コア５２の軸方向に対向する端面の少なくとも一部を含む範囲で封止部材５７が設けられている。この場合、固定子巻線５１は、各相の相巻線の端部、すなわちインバータ回路との接続端子を除く略全体で樹脂封止されている。
【００８１】
封止部材５７が固定子コア５２の端面を含む範囲で設けられた構成では、封止部材５７により、固定子コア５２の積層鋼板を軸方向内側に押さえ付けることができる。これにより、封止部材５７を用いて、各鋼板の積層状態を保持することができる。なお、本実施形態では、固定子コア５２の内周面を樹脂封止していないが、これに代えて、固定子コア５２の内周面を含む固定子コア５２の全体を樹脂封止する構成であってもよい。
【００８２】
回転電機１０が車両動力源として使用される場合には、封止部材５７が、高耐熱のフッ素樹脂や、エポキシ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＬＣＰ樹脂、シリコン樹脂、ＰＡＩ樹脂、ＰＩ樹脂等により構成されていることが好ましい。また、膨張差による割れ抑制の観点から線膨張係数を考えると、固定子巻線５１の導線の外被膜と同じ材質であることが望ましい。すなわち、線膨張係数が、一般的に他樹脂の倍以上であるシリコン樹脂は望ましくは除外される。なお、電気車両の如く、燃焼を利用した機関を持たない電気製品においては、１８０℃程度の耐熱性を持つＰＰＯ樹脂やフェノール樹脂、ＦＲＰ樹脂も候補となる。回転電機の周囲温度が１００℃未満と見做せる分野においては、この限りではない。
【００８３】
回転電機１０のトルクは磁束の大きさに比例する。ここで、固定子コアがティースを有している場合には、固定子での最大磁束量がティースでの飽和磁束密度に依存して制限されるが、固定子コアがティースを有していない場合には、固定子での最大磁束量が制限されない。そのため、固定子巻線５１に対する通電電流を増加して回転電機１０のトルク増加を図る上で、有利な構成となっている。
【００８４】
本実施形態では、固定子５０においてティースを無くした構造（スロットレス構造）を用いたことにより、固定子５０のインダクタンスが低減される。具体的には、複数のティースにより仕切られた各スロットに導線が収容される一般的な回転電機の固定子ではインダクタンスが例えば１ｍＨ前後であるのに対し、本実施形態の固定子５０ではインダクタンスが５〜６０μＨ程度に低減される。本実施形態では、アウタロータ構造の回転電機１０としつつも、固定子５０のインダクタンス低減により機械的時定数Ｔｍを下げることが可能となっている。つまり、高トルク化を図りつつ、機械的時定数Ｔｍの低減が可能となっている。なお、イナーシャをＪ、インダクタンスをＬ、トルク定数をＫｔ、逆起電力定数をＫｅとすると、機械的時定数Ｔｍは、次式により算出される。
Ｔｍ＝（Ｊ×Ｌ）／（Ｋｔ×Ｋｅ）
この場合、インダクタンスＬの低減により機械的時定数Ｔｍが低減されることが確認できる。
【００８５】
固定子コア５２の径方向外側における各導線群８１は、断面が扁平矩形状をなす複数の導線８２が固定子コア５２の径方向に並べて配置されて構成されている。各導線８２は、横断面において「径方向寸法＜周方向寸法」となる向きで配置されている。これにより、各導線群８１において径方向の薄肉化が図られている。また、径方向の薄肉化を図るとともに、導体領域が、ティースが従来あった領域まで平らに延び、扁平導線領域構造となっている。これにより、薄肉化により断面積が小さくなることで懸念される導線の発熱量の増加を、周方向に扁平化して導体の断面積を稼ぐことで抑えている。なお、複数の導線を周方向に並べ、かつそれらを並列結線とする構成であっても、導体被膜分の導体断面積低下は起こるものの、同じ理屈に依る効果が得られる。なお、以下において、導線群８１のそれぞれ、および導線８２のそれぞれを、伝導部材（conductive member）とも言う。
【００８６】
スロットがないことから、本実施形態における固定子巻線５１では、その周方向の一周における固定子巻線５１が占める導体領域を、固定子巻線５１が存在しない導体非占有領域より大きく設計することができる。なお、従来の車両用回転電機は、固定子巻線の周方向の一周における導体領域／導体非占有領域は１以下であるのが当然であった。一方、本実施形態では、導体領域が導体非占有領域と同等又は導体領域が導体非占有領域よりも大きくなるようにして、各導線群８１が設けられている。ここで、図１０に示すように、周方向において導線８２（つまり、後述する直線部８３）が配置された導線領域をＷＡ、隣り合う導線８２の間となる導線間領域をＷＢとすると、導線領域ＷＡは、導線間領域ＷＢより周方向において大きいものとなっている。
【００８７】
固定子巻線５１における導線群８１の構成として、その導線群８１の径方向の厚さ寸法は、１磁極内における１相分の周方向の幅寸法よりも小さいものとなっている。すなわち、導線群８１が径方向に２層の導線８２よりなり、かつ１磁極内に１相につき周方向に２つの導線群８１が設けられる構成では、各導線８２の径方向の厚さ寸法をＴｃ、各導線８２の周方向の幅寸法をＷｃとした場合に、「Ｔｃ×２＜Ｗｃ×２」となるように構成されている。なお、他の構成として、導線群８１が２層の導線８２よりなり、かつ１磁極内に１相につき周方向に１つの導線群８１が設けられる構成では、「Ｔｃ×２＜Ｗｃ」の関係となるように構成されるとよい。要するに、固定子巻線５１において周方向に所定間隔で配置される導線部（導線群８１）は、その径方向の厚さ寸法が、１磁極内における１相分の周方向の幅寸法よりも小さいものとなっている。
【００８８】
言い換えると、１本１本の各導線８２は、径方向の厚さ寸法Ｔｃが周方向の幅寸法Ｗｃよりも小さいとよい。またさらに、径方向に２層の導線８２よりなる導線群８１の径方向の厚さ寸法（２Ｔｃ）、すなわち導線群８１の径方向の厚さ寸法（２Ｔｃ）が周方向の幅寸法Ｗｃよりも小さいとよい。
【００８９】
回転電機１０のトルクは、導線群８１の固定子コア５２の径方向の厚さに略反比例する。この点、固定子コア５２の径方向外側において導線群８１の厚さを薄くしたことにより、回転電機１０のトルク増加を図る上で有利な構成となっている。その理由としては、回転子４０の磁石ユニット４２から固定子コア５２までの距離（つまり鉄の無い部分の距離）を小さくして磁気抵抗を下げることができるためである。これによれば、永久磁石による固定子コア５２の鎖交磁束を大きくすることができ、トルクを増強することができる。
【００９０】
また、導線群８１の厚さを薄くしたことにより、導線群８１から磁束が漏れても固定子コア５２に回収されやすくなり、磁束がトルク向上のために有効に利用されずに外部に漏れることを抑制することができる。つまり、磁束漏れにより磁力が低下することを抑制でき、永久磁石による固定子コア５２の鎖交磁束を大きくして、トルクを増強することができる。
【００９１】
導線８２(conductor)は、導体(conductor body)８２ａの表面が絶縁被膜８２ｂにより被覆された被覆導線よりなり、径方向に互いに重なる導線８２同士の間、及び導線８２と固定子コア５２との間においてそれぞれ絶縁性が確保されている。この絶縁被膜８２ｂは、後述する素線８６が自己融着被覆線であるならその被膜、又は、素線８６の被膜とは別に重ねられた絶縁部材で構成されている。なお、導線８２により構成される各相巻線は、接続のための露出部分を除き、絶縁被膜８２ｂによる絶縁性が保持されるものとなっている。露出部分としては、例えば、入出力端子部や、星形結線とする場合の中性点部分である。導線群８１では、樹脂固着や自己融着被覆線を用いて、径方向に隣り合う各導線８２が相互に固着されている。これにより、導線８２同士が擦れ合うことによる絶縁破壊や、振動、音が抑制される。
【００９２】
本実施形態では、導体８２ａが複数の素線(wire)８６の集合体として構成されている。具体的には、図１３に示すように、導体８２ａは、複数の素線８６を撚ることで撚糸状に形成されている。また、図１４に示すように、素線８６は、細い繊維状の導電材８７を束ねた複合体として構成されている。例えば、素線８６はＣＮＴ（カーボンナノチューブ）繊維の複合体であり、ＣＮＴ繊維として、炭素の少なくとも一部をホウ素で置換したホウ素含有微細繊維を含む繊維が用いられている。炭素系微細繊維としては、ＣＮＴ繊維以外に、気相成長法炭素繊維（ＶＧＣＦ）等を用いることができるが、ＣＮＴ繊維を用いることが好ましい。なお、素線８６の表面は、エナメルなどの高分子絶縁層で覆われている。また、素線８６の表面は、ポリイミドの被膜やアミドイミドの被膜からなる、いわゆるエナメル被膜で覆われていることが好ましい。
【００９３】
導線８２は、固定子巻線５１においてｎ相の巻線を構成する。そして導線８２（すなわち、導体８２ａ）の各々の素線８６は、互いに接触状態で隣接している。導線８２は、巻線導体が、複数の素線８６が撚られて形成される部位を、相内の１か所以上に持つとともに、撚られた素線８６間の抵抗値が素線８６そのものの抵抗値よりも大きい素線集合体となっている。言い換えると、隣接する各２つの素線８６はその隣接する方向において第１電気抵抗率を有し、素線８６の各々はその長さ方向において第２電気抵抗率を有する場合、第１電気抵抗率は第２電気抵抗率より大きい値になっている。なお、導線８２が複数の素線８６により形成されるとともに、第１電気抵抗率が極めて高い絶縁部材により複数の素線８６を覆う素線集合体となっていても良い。また、導線８２の導体８２ａは、撚り合わされた複数の素線８６により構成されている。
【００９４】
上記の導体８２ａでは、複数の素線８６が撚り合わされて構成されているため、各素線８６での渦電流の発生が抑えられ、導体８２ａにおける渦電流の低減を図ることができる。また、各素線８６が捻られていることで、１本の素線８６において磁界の印加方向が互いに逆になる部位が生じて逆起電圧が相殺される。そのため、やはり渦電流の低減を図ることができる。特に、素線８６を繊維状の導電材８７により構成することで、細線化することと捻り回数を格段に増やすこととが可能になり、渦電流をより好適に低減することができる。
【００９５】
なお、ここでいう素線８６同士の絶縁方法は、前述の高分子絶縁膜に限定されず、接触抵抗を利用し撚られた素線８６間で電流を流れにくくする方法であってもよい。すなわち撚られた素線８６間の抵抗値が、素線８６そのものの抵抗値よりも大きい関係になっていれば、抵抗値の差に起因して発生する電位差により、上記効果を得ることができる。たとえば、素線８６を作成する製造設備と、回転電機１０の固定子５０（電機子）を作成する製造設備とを別の非連続の設備として用いることで、移動時間や作業間隔などから素線８６が酸化し、接触抵抗を増やすことができ、好適である。
【００９６】
上述のとおり導線８２は、断面が扁平矩形状をなし、径方向に複数並べて配置されるものとなっており、例えば融着層と絶縁層とを備えた自己融着被覆線で被覆された複数の素線８６を撚った状態で集合させ、その融着層同士を融着させることで形状を維持している。なお、融着層を備えない素線や自己融着被覆線の素線を撚った状態で合成樹脂等により所望の形状に固めて成形してもよい。導線８２における絶縁被膜８２ｂの厚さを例えば８０μｍ〜１００μｍとし、一般に使用される導線の被膜厚さ（５〜４０μｍ）よりも厚肉とした場合、導線８２と固定子コア５２との間に絶縁紙等を介在させることをしなくても、これら両者の間の絶縁性が確保することができる。
【００９７】
また、絶縁被膜８２ｂは、素線８６の絶縁層よりも高い絶縁性能を有し、相間を絶縁することができるように構成されていることが望ましい。例えば、素線８６の高分子絶縁層の厚さを例えば５μｍ程度にした場合、導線８２の絶縁被膜８２ｂの厚さを８０μｍ〜１００μｍ程度にして、相間の絶縁を好適に実施できるようにすることが望ましい。
【００９８】
また、導線８２は、複数の素線８６が撚られることなく束ねられている構成であってもよい。つまり、導線８２は、その全長において複数の素線８６が撚られている構成、全長のうち一部で複数の素線８６が撚られている構成、全長において複数の素線８６が撚られることなく束ねられている構成のいずれかであればよい。まとめると、導線部を構成する各導線８２は、複数の素線８６が束ねられているとともに、束ねられた素線間の抵抗値が素線８６そのものの抵抗値よりも大きい素線集合体となっている。
【００９９】
各導線８２は、固定子巻線５１の周方向に所定の配置パターンで配置されるように折り曲げ形成されており、これにより、固定子巻線５１として相ごとの相巻線が形成されている。図１２に示すように、固定子巻線５１では、各導線８２のうち軸方向に直線状に延びる直線部８３によりコイルサイド部５３が形成され、軸方向においてコイルサイド部５３よりも両外側に突出するターン部８４によりコイルエンド５４，５５が形成されている。各導線８２は、直線部８３とターン部８４とが交互に繰り返されることにより、波巻状の一連の導線として構成されている。直線部８３は、磁石ユニット４２に対して径方向に対向する位置に配置されており、磁石ユニット４２の軸方向外側となる位置において所定間隔を隔てて配置される同相の直線部８３同士が、ターン部８４により互いに接続されている。なお、直線部８３が「磁石対向部」に相当する。
【０１００】
本実施形態では、固定子巻線５１が分布巻きにより円環状に巻回形成されている。この場合、コイルサイド部５３では、相ごとに、磁石ユニット４２の１極対に対応する間隔で周方向に直線部８３が配置され、コイルエンド５４，５５では、相ごとの各直線部８３が、略Ｖ字状に形成されたターン部８４により互いに接続されている。１極対に対応して対となる各直線部８３は、それぞれ電流の向きが互いに逆になるものとなっている。また、一方のコイルエンド５４と他方のコイルエンド５５とでは、ターン部８４により接続される一対の直線部８３の組み合わせがそれぞれ相違しており、そのコイルエンド５４，５５での接続が周方向に繰り返されることにより、固定子巻線５１が略円筒状に形成されている。
【０１０１】
より具体的には、固定子巻線５１は、各相２対ずつの導線８２を用いて相ごとの巻線を構成しており、固定子巻線５１のうち一方の３相巻線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）と他方の３相巻線（Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相）とが径方向内外の２層に設けられるものとなっている。この場合、固定子巻線５１の相数をＳ（実施例の場合は６）、導線８２の一相あたりの数をｍとすれば、極対ごとに２×Ｓ×ｍ＝２Ｓｍ個の導線８２が形成されることになる。本実施形態では、相数Ｓが６、数ｍが４であり、８極対（１６極）の回転電機であることから、６×４×８＝１９２の導線８２が固定子コア５２の周方向に配置されている。
【０１０２】
図１２に示す固定子巻線５１では、コイルサイド部５３において、径方向に隣接する２層で直線部８３が重ねて配置されるとともに、コイルエンド５４，５５において、径方向に重なる各直線部８３から、互いに周方向逆となる向きでターン部８４が周方向に延びる構成となっている。つまり、径方向に隣り合う各導線８２では、固定子巻線５１の端部を除き、ターン部８４の向きが互いに逆となっている。
【０１０３】
ここで、固定子巻線５１における導線８２の巻回構造を具体的に説明する。本実施形態では、波巻にて形成された複数の導線８２を、径方向に隣接する複数層（例えば２層）に重ねて設ける構成としている。図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、ｎ層目における各導線８２の形態を示す図であり、図１５（ａ）には、固定子巻線５１の側方から見た導線８２の形状を示し、図１５（ｂ）には、固定子巻線５１の軸方向一側から見た導線８２の形状を示している。なお、図１５（ａ）、図１５（ｂ）では、導線群８１が配置される位置をそれぞれＤ１，Ｄ２，Ｄ３，…と示している。また、説明の便宜上、３本の導線８２のみを示しており、それを第１導線８２＿Ａ、第２導線８２＿Ｂ、第３導線８２＿Ｃとしている。
【０１０４】
各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃでは、直線部８３が、いずれもｎ層目の位置、すなわち径方向において同じ位置に配置され、周方向に６位置（３×ｍ対分）ずつ離れた直線部８３同士がターン部８４により互いに接続されている。換言すると、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃでは、いずれも回転子４０の軸心を中心とする同一の円上において、固定子巻線５１の周方向に隣接して並ぶ７個の直線部８３の両端の二つが一つのターン部８４により互いに接続されている。例えば第１導線８２＿Ａでは、一対の直線部８３がＤ１，Ｄ７にそれぞれ配置され、その一対の直線部８３同士が、逆Ｖ字状のターン部８４により接続されている。また、他の導線８２＿Ｂ，８２＿Ｃは、同じｎ層目において周方向の位置を１つずつずらしてそれぞれ配置されている。この場合、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃは、いずれも同じ層に配置されるため、ターン部８４が互いに干渉することが考えられる。そのため本実施形態では、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃのターン部８４に、その一部を径方向にオフセットした干渉回避部を形成することとしている。
【０１０５】
具体的には、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃのターン部８４は、同一の円（第１の円）上で周方向に延びる部分である１つの傾斜部８４ａと、傾斜部８４ａからその同一の円よりも径方向内側（図１５（ｂ）において上側）にシフトし、別の円（第２の円）に達する頂部８４ｂ、第２の円上で周方向に延びる傾斜部８４ｃ及び第１の円から第２の円に戻る戻り部８４ｄとを有している。頂部８４ｂ、傾斜部８４ｃ及び戻り部８４ｄが干渉回避部に相当する。なお、傾斜部８４ｃは、傾斜部８４ａに対して径方向外側にシフトする構成であってもよい。
【０１０６】
つまり、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃのターン部８４は、周方向の中央位置である頂部８４ｂを挟んでその両側に、一方側の傾斜部８４ａと他方側の傾斜部８４ｃとを有しており、それら各傾斜部８４ａ，８４ｃの径方向の位置（図１５（ａ）では紙面前後方向の位置、図１５（ｂ）では上下方向の位置）が互いに相違するものとなっている。例えば第１導線８２＿Ａのターン部８４は、ｎ層のＤ１位置を始点位置として周方向に沿って延び、周方向の中央位置である頂部８４ｂで径方向（例えば径方向内側）に曲がった後、周方向に再度曲がることで、再び周方向に沿って延び、さらに戻り部８４ｄで再び径方向（例えば径方向外側）に曲がることで、終点位置であるｎ層のＤ７位置に達する構成となっている。
【０１０７】
上記構成によれば、導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃでは、一方の各傾斜部８４ａが、上から第１導線８２＿Ａ→第２導線８２＿Ｂ→第３導線８２＿Ｃの順に上下に並ぶとともに、頂部８４ｂで各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃの上下が入れ替わり、他方の各傾斜部８４ｃが、上から第３導線８２＿Ｃ→第２導線８２＿Ｂ→第１導線８２＿Ａの順に上下に並ぶ構成となっている。そのため、各導線８２＿Ａ〜８２＿Ｃが互いに干渉することなく周方向に配置できるようになっている。
【０１０８】
ここで、複数の導線８２を径方向に重ねて導線群８１とする構成において、複数層の各直線部８３のうち径方向内側の直線部８３に接続されたターン部８４と、径方向外側の直線部８３に接続されたターン部８４とが、それら各直線部８３同士よりも径方向に離して配置されているとよい。また、ターン部８４の端部、すなわち直線部８３との境界部付近で、複数層の導線８２が径方向の同じ側に曲げられる場合に、その隣り合う層の導線８２同士の干渉により絶縁性が損なわれることが生じないようにするとよい。
【０１０９】
例えば図１５（ａ）、図１５（ｂ）のＤ７〜Ｄ９では、径方向に重なる各導線８２が、ターン部８４の戻り部８４ｄでそれぞれ径方向に曲げられる。この場合、図１６に示すように、ｎ層目の導線８２とｎ＋１層目の導線８２とで、曲がり部の曲率半径を相違させるとよい。具体的には、径方向内側（ｎ層目）の導線８２の曲率半径Ｒ１を、径方向外側（ｎ＋１層目）の導線８２の曲率半径Ｒ２よりも小さくする。
【０１１０】
また、ｎ層目の導線８２とｎ＋１層目の導線８２とで、径方向のシフト量を相違させるとよい。具体的には、径方向内側（ｎ層目）の導線８２のシフト量Ｓ１を、径方向外側（ｎ＋１層目）の導線８２のシフト量Ｓ２よりも大きくする。
【０１１１】
上記構成により、径方向に重なる各導線８２が同じ向きに曲げられる場合であっても、各導線８２の相互干渉を好適に回避することができる。これにより、良好な絶縁性が得られることとなる。
【０１１２】
次に、回転子４０における磁石ユニット４２の構造について説明する。本実施形態では、磁石ユニット４２が永久磁石からなり、残留磁束密度Ｂｒ＝１．０［Ｔ］、固有保磁力Ｈｃｊ＝４００［ｋＡ／ｍ］以上のものを想定している。要は、本実施形態で用いる永久磁石は、粒状の磁性材料を焼結して成型固化した焼結磁石であり、Ｊ−Ｈ曲線上の固有保磁力Ｈｃｊは４００［ｋＡ／ｍ］以上であり、かつ残留磁束密度Ｂｒは１．０［Ｔ］以上である。５０００〜１００００［ＡＴ］が相間励磁により掛かる場合、１極対、すなわちＮ極とＳ極の磁気的長さ、言い換えれば、Ｎ極とＳ極間の磁束が流れる経路のうち、磁石内を通る長さが２５［ｍｍ］の永久磁石を使えば、Ｈｃｊ＝１００００［Ａ］となり、減磁をしないことが伺える。
【０１１３】
また換言すれば、磁石ユニット４２は、飽和磁束密度Ｊｓが１．２［Ｔ］以上で、かつ結晶粒径が１０［μｍ］以下であり、配向率をαとした場合にＪｓ×αが１．０［Ｔ］以上であるものとなっている。
【０１１４】
以下に磁石ユニット４２について補足する。磁石ユニット４２（磁石）は、２．１５［Ｔ］≧Ｊｓ≧１．２［Ｔ］であることが特徴である。言い換えれば、磁石ユニット４２に用いられる磁石として、NdFe11TiN、Nd2Fe14B、Sm2Fe17N3、L10型結晶を有するFeNi磁石などが挙げられる。なお、通例サマコバと言われるSmCo5や、FePt、Dy2Fe14B、CoPtなどの構成は使うことができない。注意としては、同型の化合物、例えばDy2Fe14BとNd2Fe14Bのように、一般的に、重希土類であるディスプロシウムを利用して、ネオジウムの高いＪｓ特性を少しだけ失いながらも、Dyの持つ高い保磁力を持たせた磁石でも２．１５［Ｔ］≧Ｊｓ≧１．２［Ｔ］を満たす場合があり、この場合も採用可能である。このような場合は、例えば([Nd1-xDyx]2Fe14B)と呼ぶこととする。更に、異なる組成の２種類以上の磁石、例えば、FeNiプラスSm2Fe17N3というように２種類以上の材料からなる磁石でも、達成が可能であるし、例えば、Ｊｓ＝１．６［Ｔ］と、Ｊｓに余裕のあるNd2Fe14Bの磁石に、Ｊｓ＜１［Ｔ］の、例えばDy2Fe14Bを少量混ぜ、保磁力を増加させた混合磁石などでも達成が可能である。
【０１１５】
また、人間の活動範囲外の温度、例えば砂漠の温度を超える６０℃以上で動作されるような回転電機、例えば、夏においておけば車中温度が８０℃近くなる車両用モータ用途などにおいては、特に温度依存係数の小さい、FeNi、Sm2Fe17N3の成分を含むことが望ましい。これは、人間の活動範囲内である北欧の−４０℃近い温度状態から、先述の砂漠温度を超える６０℃以上、又はコイルエナメル被膜の耐熱温度１８０〜２４０℃程度までのモータ動作において温度依存係数によって大きくモータ特性を異ならせるため、同一のモータドライバでの最適制御などが困難となるためである。前記L10型結晶を有するFeNi、又はSm2Fe17N3などを用いれば、Nd2Fe14Bと比べ、半分以下の温度依存係数を所持しているその特性から、モータドライバの負担を好適に減らすことができる。
【０１１６】
加えて、磁石ユニット４２は、前記磁石配合を用いて、配向以前の微粉体状態の粒子径の大きさが１０μｍ以下、単磁区粒子径以上としていることを特徴としている。磁石では、粉体の粒子を数百ｎｍオーダまで微細化することにより保磁力が大きくなるため、近年では、できるだけ微細化された粉体が使用されている。ただし、細かくしすぎると、酸化などにより磁石のＢＨ積が落ちてしまうため、単磁区粒子径以上が好ましい。単磁区粒子径までの粒子径であれば、微細化により保磁力が上昇することが知られている。なお、ここで述べてきた粒子径の大きさは、磁石の製造工程でいうところの配向工程の際の微粉体状態の粒子径の大きさである。
【０１１７】
更に、磁石ユニット４２の第１磁石９１と第２磁石９２の各々は、磁性粉末を高温で焼き固めた、いわゆる焼結により形成された焼結磁石である。この焼結は、磁石ユニット４２の飽和磁化Ｊｓが１．２Ｔ以上で、第１磁石９１および第２磁石９２の結晶粒径が１０μｍ以下であり、配向率をαとした場合、Ｊｓ×αが１．０Ｔ（テスラ）以上の条件を満足するよう行われる。また、第１磁石９１と第２磁石９２の各々は、以下の条件を満足するように焼結されている。そして、その製造過程において配向工程にて配向が行われることにより、等方性磁石の着磁工程による磁力方向の定義とは異なり、配向率（orientation ratio）を持つ。本実施形態の磁石ユニット４２の飽和磁化Ｊｓが１．２Ｔ以上で、第１磁石９１と第２磁石９２の配向率αが、Ｊｒ≧Ｊｓ×α≧１．０［Ｔ］となるように高い配向率を設定されている。なお、ここで言う配向率αとは、第１磁石９１又は第２磁石９２の各々において、例えば、磁化容易軸が６つあり、そのうちの５つが同じ方向である方向Ａ１０を向き、残りの一つが方向Ａ１０に対して９０度傾いた方向Ｂ１０を向いている場合、α＝５／６であり、残りの一つが方向Ａ１０に対して４５度傾いた方向Ｂ１０を向いている場合には、残りの一つの方向Ａ１０を向く成分はｃｏｓ４５°＝０．７０７であるため、α＝（５＋０．７０７）／６となる。本実施例では焼結により第１磁石９１と第２磁石９２を形成しているが、上記条件が満足されれば、第１磁石９１と第２磁石９２は他の方法により成形してもよい。例えば、ＭＱ３磁石などを形成する方法を採用することができる。
【０１１８】
本実施形態においては、配向により磁化容易軸をコントロールした永久磁石を利用しているから、その磁石内部の磁気回路長を、従来１．０［Ｔ］以上を出す直線配向磁石の磁気回路長と比べて、長くすることができる。すなわち、１極対あたりの磁気回路長を、少ない磁石量で達成できる他、従来の直線配向磁石を利用した設計と比べ、過酷な高熱条件に曝されても、その可逆減磁範囲を保つことができる。また、本願発明者は、従来技術の磁石を用いても、極異方性磁石と近しい特性を得られる構成を見いだした。
【０１１９】
なお、磁化容易軸は、磁石において磁化されやすい結晶方位のことをいう。磁石における磁化容易軸の向きとは、磁化容易軸の方向が揃っている程度を示す配向率が５０％以上となる方向、又は、その磁石の配向の平均となる方向である。
【０１２０】
図８及び図９に示すように、磁石ユニット４２は、円環状をなしており、磁石ホルダ４１の内側（詳しくは円筒部４３の径方向内側）に設けられている。磁石ユニット４２は、それぞれ極異方性磁石でありかつ極性が互いに異なる第１磁石９１及び第２磁石９２を有している。第１磁石９１及び第２磁石９２は周方向に交互に配置されている。第１磁石９１は、固定子巻線５１に近い部分においてＮ極を形成する磁石であり、第２磁石９２は、固定子巻線５１に近い部分においてＳ極を形成する磁石である。第１磁石９１及び第２磁石９２は、例えばネオジム磁石等の希土類磁石からなる永久磁石である。
【０１２１】
各磁石９１，９２では、図９に示すように、公知のｄ−ｑ座標系において磁極中心であるｄ軸(direct-axis)とＮ極とＳ極の磁極境界である（言い換えれば、磁束密度が０テスラである）ｑ軸(quadrature-axis)との間において磁化方向が円弧状に延びている。各磁石９１，９２それぞれにおいて、ｄ軸側では磁化方向が円環状の磁石ユニット４２の径方向とされ、ｑ軸側では円環状の磁石ユニット４２の磁化方向が周方向とされている。以下、更に詳細に説明する。磁石９１，９２のそれぞれは、図９に示すように、第１部分２５０と、磁石ユニット４２の周方向において第１部分２５０の両側に位置する二つの第２部分２６０とを有する。言い換えれば、第１部分２５０は、第２部分２６０よりｄ軸に近く、第２部分２６０は、第１部分２５０よりｑ軸に近い。そして、第１部分２５０の磁化容易軸３００の方向は、第２部分２６０の磁化容易軸３１０の方向よりもｄ軸に対してより平行となるように磁石ユニット４２が構成されている。言い換えれば、第１部分２５０の磁化容易軸３００がｄ軸となす角度θ１１が、第２部分２６０の磁化容易軸３１０がｑ軸となす角度θ１２よりも小さくなるように磁石ユニット４２が構成されている。
【０１２２】
より詳細には、角度θ１１は、ｄ軸において固定子５０（電機子）から磁石ユニット４２に向かう方向を正とした時に、ｄ軸と磁化容易軸３００とがなす角度である。角度θ１２は、ｑ軸において固定子５０（電機子）から磁石ユニット４２に向かう方向を正とした時に、ｑ軸と磁化容易軸３１０とがなす角度である。なお角度θ１１及び角度θ１２共に、本実施形態では９０°以下である。ここでいう、磁化容易軸３００，３１０のそれぞれは、以下の定義による。磁石９１，９２のそれぞれの部分において、一つの磁化容易軸が方向Ａ１１を向き、もう一つの磁化容易軸が方向Ｂ１１を向いているとした場合、方向Ａ１１と方向Ｂ１１の成す角度θのコサインの絶対値（｜ｃｏｓθ｜）を磁化容易軸３００或いは磁化容易軸３１０とする。
【０１２３】
すなわち、各磁石９１，９２のそれぞれは、ｄ軸側（ｄ軸寄りの部分）とｑ軸側（ｑ軸寄りの部分）とで磁化容易軸の向きが相違しており、ｄ軸側では磁化容易軸の向きがｄ軸に平行な方向に近い向きとなり、ｑ軸側では磁化容易軸の向きがｑ軸に直交する方向に近い向きとなっている。そして、この磁化容易軸の向きに応じて円弧状の磁石磁路が形成されている。なお、各磁石９１，９２において、ｄ軸側では磁化容易軸をｄ軸に平行な向きとし、ｑ軸側では磁化容易軸をｑ軸に直交する向きとしてもよい。
【０１２４】
また、磁石９１，９２では、各磁石９１，９２の周面のうち固定子５０側（図９の下側）となる固定子側外面と、周方向においてｑ軸側の端面とが、磁束の流入流出面である磁束作用面となっており、それらの磁束作用面（固定子側外面及びｑ軸側の端面）を繋ぐように磁石磁路が形成されている。
【０１２５】
磁石ユニット４２では、各磁石９１，９２により、隣接するＮ，Ｓ極間を円弧状に磁束が流れるため、例えばラジアル異方性磁石に比べて磁石磁路が長くなっている。このため、図１７に示すように、磁束密度分布が正弦波に近いものとなる。その結果、図１８に比較例として示すラジアル異方性磁石の磁束密度分布とは異なり、磁極の中心側に磁束を集中させることができ、回転電機１０のトルクを高めることができる。また、本実施形態の磁石ユニット４２では、従来のハルバッハ配列の磁石と比べても、磁束密度分布の差異があることが確認できる。なお、図１７及び図１８において、横軸は電気角を示し、縦軸は磁束密度を示す。また、図１７及び図１８において、横軸の９０°はｄ軸（すなわち磁極中心）を示し、横軸の０°，１８０°はｑ軸を示す。
【０１２６】
つまり、上記構成の各磁石９１，９２によれば、ｄ軸での磁石磁束が強化され、かつｑ軸付近での磁束変化が抑えられる。これにより、各磁極においてｑ軸からｄ軸にかけての表面磁束変化がなだらかになる磁石９１，９２を好適に実現することができる。
【０１２７】
磁束密度分布の正弦波整合率は、例えば４０％以上の値とされていればよい。このようにすれば、正弦波整合率が３０％程度であるラジアル配向磁石、パラレル配向磁石を用いる場合に比べ、確実に波形中央部分の磁束量を向上させることができる。また、正弦波整合率を６０％以上とすれば、ハルバッハ配列のような磁束集中配列と比べ、確実に波形中央部分の磁束量を向上させることができる。
【０１２８】
図１８に示すラジアル異方性磁石では、ｑ軸付近において磁束密度が急峻に変化する。磁束密度の変化が急峻なほど、固定子巻線５１に発生する渦電流が増加してしまう。また、固定子巻線５１側での磁束変化も急峻となる。これに対し、本実施形態では、磁束密度分布が正弦波に近い磁束波形となる。このため、ｑ軸付近において、磁束密度の変化が、ラジアル異方性磁石の磁束密度の変化よりも小さい。これにより、渦電流の発生を抑制することができる。
【０１２９】
磁石ユニット４２では、各磁石９１，９２のｄ軸付近（すなわち磁極中心）において、固定子５０側の磁束作用面２８０に直交する向きで磁束が生じ、その磁束は、固定子５０側の磁束作用面２８０から離れるほど、ｄ軸から離れるような円弧状をなす。また、磁束作用面に直交する磁束であるほど、強い磁束となる。この点において、本実施形態の回転電機１０では、上述のとおり各導線群８１を径方向に薄くしたため、導線群８１の径方向の中心位置が磁石ユニット４２の磁束作用面に近づくことになり、固定子５０において回転子４０から強い磁石磁束を受けることができる。
【０１３０】
また、固定子５０には、固定子巻線５１の径方向内側、すなわち固定子巻線５１を挟んで回転子４０の逆側に円筒状の固定子コア５２が設けられている。そのため、各磁石９１，９２の磁束作用面から延びる磁束は、固定子コア５２に引きつけられ、固定子コア５２を磁路の一部として用いつつ周回する。この場合、磁石磁束の向き及び経路を適正化することができる。
【０１３１】
以下に、回転電機１０の製造方法として、図５に示す軸受ユニット２０、ハウジング３０、回転子４０、固定子５０及びインバータユニット６０についての組み付け手順について説明する。なお、インバータユニット６０は、図６に示すようにユニットベース６１と電気コンポーネント６２とを有しており、それらユニットベース６１及び電気コンポーネント６２の組み付け工程を含む各作業工程を説明する。以下の説明では、固定子５０及びインバータユニット６０よりなる組立品を第１ユニット、軸受ユニット２０、ハウジング３０及び回転子４０よりなる組立品を第２ユニットとしている。
【０１３２】
本製造工程は、
・ユニットベース６１の径方向内側に電気コンポーネント６２を装着する第１工程と、
・固定子５０の径方向内側にユニットベース６１を装着して第１ユニットを製作する第２工程と、
・ハウジング３０に組み付けられた軸受ユニット２０に、回転子４０の固定部４４を挿入して第２ユニットを製作する第３工程と、
・第２ユニットの径方向内側に第１ユニットを装着する第４工程と、
・ハウジング３０とユニットベース６１とを締結固定する第５工程と、
を有している。これら各工程の実施順序は、第１工程→第２工程→第３工程→第４工程→第５工程である。
【０１３３】
上記の製造方法によれば、軸受ユニット２０、ハウジング３０、回転子４０、固定子５０及びインバータユニット６０を複数の組立品（サブアセンブリ）として組み立てた後に、それら組立品同士を組み付けるようにしたため、ハンドリングのし易さやユニット毎の検査完結などを実現でき、合理的な組み立てラインの構築が可能となる。したがって、多品種生産にも容易に対応が可能となる。
【０１３４】
第１工程では、ユニットベース６１の径方向内側及び電気コンポーネント６２の径方向外部の少なくともいずれかに、熱伝導が良好な良熱伝導体を塗布や接着等により付着させておき、その状態で、ユニットベース６１に対して電気コンポーネント６２を装着するとよい。これにより、半導体モジュール６６の発熱をユニットベース６１に対して効果的に伝達させることが可能となる。
【０１３５】
第３工程では、ハウジング３０と回転子４０との同軸を維持しながら、回転子４０の挿入作業を実施するとよい。具体的には、例えばハウジング３０の内周面を基準として回転子４０の外周面（磁石ホルダ４１の外周面）又は回転子４０の内周面（磁石ユニット４２の内周面）の位置を定める治具を用い、その治具に沿ってハウジング３０及び回転子４０のいずれかをスライドさせながら、ハウジング３０と回転子４０との組み付けを実施する。これにより、軸受ユニット２０に偏荷重を掛けることなく重量部品を組み付けることが可能となり、軸受ユニット２０の信頼性が向上する。
【０１３６】
第４工程では、第１ユニットと第２ユニットとの同軸を維持しながら、それら両ユニットの組み付けを実施するとよい。具体的には、例えば回転子４０の固定部４４の内周面を基準としてユニットベース６１の内周面の位置を定める治具を用い、その治具に沿って第１ユニット及び第２ユニットのいずれかをスライドさせながら、これら各ユニットの組み付けを実施する。これにより、回転子４０と固定子５０との極少隙間間での互いの干渉を防止しながら組み付けることが可能となるため、固定子巻線５１へのダメージや永久磁石の欠け等、組み付け起因の不良品の撲滅が可能となる。
【０１３７】
上記各工程の順序を、第２工程→第３工程→第４工程→第５工程→第１工程とすることも可能である。この場合、デリケートな電気コンポーネント６２を最後に組み付けることになり、組み付け工程内での電気コンポーネント６２へのストレスを最小限にとどめることができる。
【０１３８】
次に、回転電機１０を制御する制御システムの構成について説明する。図１９は、回転電機１０の制御システムの電気回路図であり、図２０は、制御装置１１０による制御処理を示す機能ブロック図である。
【０１３９】
図１９では、固定子巻線５１として２組の３相巻線５１ａ，５１ｂが示されており、３相巻線５１ａはＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線よりなり、３相巻線５１ｂはＸ相巻線、Ｙ相巻線及びＺ相巻線よりなる。３相巻線５１ａ，５１ｂごとに、電力変換器に相当する第１インバータ１０１と第２インバータ１０２とがそれぞれ設けられている。インバータ１０１，１０２は、相巻線の相数と同数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されており、各アームに設けられたスイッチ（半導体スイッチング素子）のオンオフにより、固定子巻線５１の各相巻線において通電電流が調整される。
【０１４０】
各インバータ１０１，１０２には、直流電源１０３と平滑用のコンデンサ１０４とが並列に接続されている。直流電源１０３は、例えば複数の単電池が直列接続された組電池により構成されている。なお、インバータ１０１，１０２の各スイッチが、図１等に示す半導体モジュール６６に相当し、コンデンサ１０４が、図１等に示すコンデンサモジュール６８に相当する。
【０１４１】
制御装置１１０は、ＣＰＵや各種メモリからなるマイコンを備えており、回転電機１０における各種の検出情報や、力行駆動及び発電の要求に基づいて、インバータ１０１，１０２における各スイッチのオンオフにより通電制御を実施する。制御装置１１０が、図６に示す制御装置７７に相当する。回転電機１０の検出情報には、例えば、レゾルバ等の角度検出器により検出される回転子４０の回転角度（電気角情報）や、電圧センサにより検出される電源電圧（インバータ入力電圧）、電流センサにより検出される各相の通電電流が含まれる。制御装置１１０は、インバータ１０１，１０２の各スイッチを操作する操作信号を生成して出力する。なお、発電の要求は、例えば回転電機１０が車両用動力源として用いられる場合、回生駆動の要求である。
【０１４２】
第１インバータ１０１は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相において上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの直列接続体をそれぞれ備えている。各相の上アームスイッチＳｐの高電位側端子は直流電源１０３の正極端子に接続され、各相の下アームスイッチＳｎの低電位側端子は直流電源１０３の負極端子（グランド）に接続されている。各相の上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点には、それぞれＵ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線の一端が接続されている。これら各相巻線は星形結線（Ｙ結線）されており、各相巻線の他端は中性点にて互いに接続されている。
【０１４３】
第２インバータ１０２は、第１インバータ１０１と同様の構成を有しており、Ｘ相、Ｙ相及びＺ相からなる３相において上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの直列接続体をそれぞれ備えている。各相の上アームスイッチＳｐの高電位側端子は直流電源１０３の正極端子に接続され、各相の下アームスイッチＳｎの低電位側端子は直流電源１０３の負極端子（グランド）に接続されている。各相の上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点には、それぞれＸ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線の一端が接続されている。これら各相巻線は星形結線（Ｙ結線）されており、各相巻線の他端は中性点で互いに接続されている。
【０１４４】
図２０には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相電流を制御する電流フィードバック制御処理と、Ｘ，Ｙ，Ｚ相の各相電流を制御する電流フィードバック制御処理とが示されている。ここではまず、Ｕ，Ｖ，Ｗ相側の制御処理について説明する。
【０１４５】
図２０において、電流指令値設定部１１１は、トルク−ｄｑマップを用い、回転電機１０に対する力行トルク指令値又は発電トルク指令値や、電気角θを時間微分して得られる電気角速度ωに基づいて、ｄ軸の電流指令値とｑ軸の電流指令値とを設定する。なお、電流指令値設定部１１１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相側及びＸ，Ｙ，Ｚ相側において共通に設けられている。なお、発電トルク指令値は、例えば回転電機１０が車両用動力源として用いられる場合、回生トルク指令値である。
【０１４６】
ｄｑ変換部１１２は、相ごとに設けられた電流センサによる電流検出値（３つの相電流）を、界磁方向(direction of an axis of a magnetic field,or field direction)をｄ軸とする直交２次元回転座標系の成分であるｄ軸電流とｑ軸電流とに変換する。
【０１４７】
ｄ軸電流フィードバック制御部１１３は、ｄ軸電流をｄ軸の電流指令値にフィードバック制御するための操作量としてｄ軸の指令電圧を算出する。また、ｑ軸電流フィードバック制御部１１４は、ｑ軸電流をｑ軸の電流指令値にフィードバック制御するための操作量としてｑ軸の指令電圧を算出する。これら各フィードバック制御部１１３，１１４では、ｄ軸電流及びｑ軸電流の電流指令値に対する偏差に基づき、ＰＩフィードバック手法を用いて指令電圧が算出される。
【０１４８】
３相変換部１１５は、ｄ軸及びｑ軸の指令電圧を、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の指令電圧に変換する。なお、上記の各部１１１〜１１５が、ｄｑ変換理論による基本波電流のフィードバック制御を実施するフィードバック制御部であり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の指令電圧がフィードバック制御値である。
【０１４９】
そして、操作信号生成部１１６は、周知の三角波キャリア比較方式を用い、３相の指令電圧に基づいて、第１インバータ１０１の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部１１６は、３相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号（デューティ信号）を生成する。
【０１５０】
また、Ｘ，Ｙ，Ｚ相側においても同様の構成を有しており、ｄｑ変換部１２２は、相ごとに設けられた電流センサによる電流検出値（３つの相電流）を、界磁方向をｄ軸とする直交２次元回転座標系の成分であるｄ軸電流とｑ軸電流とに変換する。
【０１５１】
ｄ軸電流フィードバック制御部１２３はｄ軸の指令電圧を算出し、ｑ軸電流フィードバック制御部１２４はｑ軸の指令電圧を算出する。３相変換部１２５は、ｄ軸及びｑ軸の指令電圧を、Ｘ相、Ｙ相及びＺ相の指令電圧に変換する。そして、操作信号生成部１２６は、３相の指令電圧に基づいて、第２インバータ１０２の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部１２６は、３相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号（デューティ信号）を生成する。
【０１５２】
ドライバ１１７は、操作信号生成部１１６，１２６にて生成されたスイッチ操作信号に基づいて、各インバータ１０１，１０２における各３相のスイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフさせる。
【０１５３】
続いて、トルクフィードバック制御処理について説明する。この処理は、例えば高回転領域及び高出力領域等、各インバータ１０１，１０２の出力電圧が大きくなる運転条件において、主に回転電機１０の高出力化や損失低減の目的で用いられる。制御装置１１０は、回転電機１０の運転条件に基づいて、トルクフィードバック制御処理及び電流フィードバック制御処理のいずれか一方の処理を選択して実行する。
【０１５４】
図２１には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に対応するトルクフィードバック制御処理と、Ｘ，Ｙ，Ｚ相に対応するトルクフィードバック制御処理とが示されている。なお、図２１において、図２０と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。ここではまず、Ｕ，Ｖ，Ｗ相側の制御処理について説明する。
【０１５５】
電圧振幅算出部１２７は、回転電機１０に対する力行トルク指令値又は発電トルク指令値と、電気角θを時間微分して得られる電気角速度ωとに基づいて、電圧ベクトルの大きさの指令値である電圧振幅指令を算出する。
【０１５６】
トルク推定部１２８ａは、ｄｑ変換部１１２により変換されたｄ軸電流とｑ軸電流とに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に対応するトルク推定値を算出する。なお、トルク推定部１２８ａは、ｄ軸電流、ｑ軸電流及び電圧振幅指令が関係付けられたマップ情報に基づいて、電圧振幅指令を算出すればよい。
【０１５７】
トルクフィードバック制御部１２９ａは、力行トルク指令値又は発電トルク指令値にトルク推定値をフィードバック制御するための操作量として、電圧ベクトルの位相の指令値である電圧位相指令を算出する。トルクフィードバック制御部１２９ａでは、力行トルク指令値又は発電トルク指令値に対するトルク推定値の偏差に基づき、ＰＩフィードバック手法を用いて電圧位相指令が算出される。
【０１５８】
操作信号生成部１３０ａは、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて、第１インバータ１０１の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部１３０ａは、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて３相の指令電圧を算出し、算出した３相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号を生成する。
【０１５９】
ちなみに、操作信号生成部１３０ａは、電圧振幅指令、電圧位相指令、電気角θ及びスイッチ操作信号が関係付けられたマップ情報であるパルスパターン情報、電圧振幅指令、電圧位相指令並びに電気角θに基づいて、スイッチ操作信号を生成してもよい。
【０１６０】
また、Ｘ，Ｙ，Ｚ相側においても同様の構成を有しており、トルク推定部１２８ｂは、ｄｑ変換部１２２により変換されたｄ軸電流とｑ軸電流とに基づいて、Ｘ，Ｙ，Ｚ相に対応するトルク推定値を算出する。
【０１６１】
トルクフィードバック制御部１２９ｂは、力行トルク指令値又は発電トルク指令値にトルク推定値をフィードバック制御するための操作量として、電圧位相指令を算出する。トルクフィードバック制御部１２９ｂでは、力行トルク指令値又は発電トルク指令値に対するトルク推定値の偏差に基づき、ＰＩフィードバック手法を用いて電圧位相指令が算出される。
【０１６２】
操作信号生成部１３０ｂは、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて、第２インバータ１０２の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部１３０ｂは、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて３相の指令電圧を算出し、算出した３相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号を生成する。ドライバ１１７は、操作信号生成部１３０ａ，１３０ｂにて生成されたスイッチ操作信号に基づいて、各インバータ１０１，１０２における各３相のスイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフさせる。
【０１６３】
ちなみに、操作信号生成部１３０ｂは、電圧振幅指令、電圧位相指令、電気角θ及びスイッチ操作信号が関係付けられたマップ情報であるパルスパターン情報、電圧振幅指令、電圧位相指令並びに電気角θに基づいて、スイッチ操作信号を生成してもよい。
【０１６４】
ところで、回転電機１０においては、軸電流の発生に伴い軸受２１，２２の電食が生じることが懸念されている。例えば固定子巻線５１の通電がスイッチングにより切り替えられる際に、スイッチングタイミングの微小なずれ（スイッチングの不均衡）により磁束の歪みが生じ、それに起因して、回転軸１１を支持する軸受２１，２２において電食が生じることが懸念される。磁束の歪みは固定子５０のインダクタンスに応じて生じ、その磁束の歪みにより生じる軸方向の起電圧によって、軸受２１，２２内での絶縁破壊が起こり電食が進行する。
【０１６５】
この点本実施形態では、電食対策として、以下に示す３つの対策を講じている。第１の電食対策は、固定子５０のコアレス化に伴いインダクタンスを低減したこと、及び磁石ユニット４２の磁石磁束をなだらかにしたことによる電食抑制対策である。第２の電食対策は、回転軸を軸受２１，２２による片持ち構造としたことによる電食抑制対策である。第３の電食対策は、円環状の固定子巻線５１を固定子コア５２と共にモールド材によりモールドしたことによる電食抑制対策である。以下には、これら各対策の詳細を個々に説明する。
【０１６６】
まず第１の電食対策では、固定子５０において、周方向における各導線群８１の間をティースレスとし、各導線群８１の間に、ティース（鉄心）の代わりに非磁性材料よりなる封止部材５７を設ける構成としている（図１０参照）。これにより、固定子５０のインダクタンス低減が可能となっている。固定子５０におけるインダクタンス低減を図ることで、仮に固定子巻線５１の通電時にスイッチングタイミングのずれが生じても、そのスイッチングタイミングのずれに起因する磁束歪みの発生を抑制し、ひいては軸受２１，２２の電食抑制が可能になっている。なお、ｄ軸のインダクタンスがｑ軸のインダクタンス以下になっているとよい。
【０１６７】
また、磁石９１，９２において、ｄ軸側においてｑ軸側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされた構成とした（図９参照）。これにより、ｄ軸での磁石磁束が強化され、各磁極においてｑ軸からｄ軸にかけての表面磁束変化（磁束の増減）がなだらかになる。そのため、スイッチング不均衡に起因する急激な電圧変化が抑制され、ひいては電食抑制に寄与できる構成となっている。
【０１６８】
第２の電食対策では、回転電機１０において、各軸受２１，２２を、回転子４０の軸方向中央に対して軸方向のいずれか一方側に偏って配置している（図２参照）。これにより、複数の軸受が軸方向において回転子を挟んで両側にそれぞれ設けられる構成と比べて、電食の影響を軽減できる。つまり、回転子を複数の軸受により両持ち支持する構成では、高周波磁束の発生に伴い回転子、固定子及び各軸受（すなわち、回転子を挟んで軸方向両側の各軸受）を通る閉回路が形成され、軸電流により軸受の電食が懸念される。これに対し、回転子４０を複数の軸受２１，２２により片持ち支持する構成では上記閉回路が形成されず、軸受の電食が抑制される。
【０１６９】
また、回転電機１０は、軸受２１，２２の片側配置のための構成に絡み、以下の構成を有する。磁石ホルダ４１において、回転子４０の径方向に張り出す中間部４５に、軸方向に延びて固定子５０に対する接触を回避する接触回避部が設けられている（図２参照）。この場合、磁石ホルダ４１を経由して軸電流の閉回路が形成される場合にあっては、閉回路長を長くしてその回路抵抗を大きくすることが可能となる。これにより、軸受２１，２２の電食の抑制を図ることができる。
【０１７０】
回転子４０を挟んで軸方向の一方側においてハウジング３０に対して軸受ユニット２０の保持部材２３が固定されるとともに、他方側においてハウジング３０及びユニットベース６１（固定子ホルダ）が互いに結合されている（図２参照）。本構成によれば、回転軸１１の軸方向においてその軸方向の片側に各軸受２１，２２を偏って配置する構成を好適に実現することができる。また本構成では、ユニットベース６１がハウジング３０を介して回転軸１１に繋がる構成となるため、ユニットベース６１を、回転軸１１から電気的に離れた位置に配置することができる。なお、ユニットベース６１とハウジング３０との間に樹脂等の絶縁部材を介在させれば、ユニットベース６１と回転軸１１とが電気的に一層離れた構成となる。これにより、軸受２１，２２の電食を適正に抑制することができる。
【０１７１】
本実施形態の回転電機１０では、各軸受２１，２２の片側配置等により、軸受２１，２２に作用する軸電圧が低減されている。また、回転子４０と固定子５０との間の電位差が低減されている。そのため、軸受２１，２２において導電性グリースを用いなくても、軸受２１，２２に作用する電位差の低減が可能になっている。導電性グリースは、一般的にカーボンなどの細かい粒子を含むため音鳴りが生じることが考えられる。この点、本実施形態では、軸受２１，２２において非導電性グリースを用いる構成としている。そのため、軸受２１，２２において音鳴りが生じる不都合を抑制できる。例えば電気自動車などの電動車両への適用時には回転電機１０の音鳴り対策が必要になると考えられるが、その音鳴り対策を好適に実施することが可能となる。
【０１７２】
第３の電食対策では、固定子巻線５１を固定子コア５２と共にモールド材によりモールドすることで、固定子５０での固定子巻線５１の位置ずれを抑制する構成としている（図１１参照）。特に本実施形態の回転電機１０では、固定子巻線５１における周方向の各導線群８１の間に導線間部材（ティース）を有していないため、固定子巻線５１における位置ずれ生じる懸念が考えられるが、固定子巻線５１を固定子コア５２と共にモールドすることにより、固定子巻線５１の導線位置にずれが抑制される。したがって、固定子巻線５１の位置ずれによる磁束の歪みや、それに起因する軸受２１，２２の電食の発生を抑制することができる。
【０１７３】
なお、固定子コア５２を固定するハウジング部材としてのユニットベース６１を、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により構成したため、例えばアルミ等により構成する場合に比べて、ユニットベース６１への放電が抑制され、ひいては好適な電食対策が可能となっている。
【０１７４】
その他、軸受２１，２２の電食対策として、外輪２５及び内輪２６の少なくともいずれかをセラミックス材により構成する、又は、外輪２５の外側に絶縁スリーブを設ける等の構成を用いることも可能である。
【０１７５】
以下に、他の実施形態を第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１７６】
（第２実施形態）
本実施形態では、回転子４０における磁石ユニット４２の極異方構造を変更しており、以下に詳しく説明する。
【０１７７】
図２２及び図２３に示すように、磁石ユニット４２は、ハルバッハ配列と称される磁石配列を用いて構成されている。すなわち、磁石ユニット４２は、磁化方向（磁化ベクトルの向き）を径方向とする第１磁石１３１と、磁化方向（磁化ベクトルの向き）を周方向とする第２磁石１３２とを有しており、周方向に所定間隔で第１磁石１３１が配置されるとともに、周方向において隣り合う第１磁石１３１の間となる位置に第２磁石１３２が配置されている。第１磁石１３１及び第２磁石１３２は、例えばネオジム磁石等の希土類磁石からなる永久磁石である。
【０１７８】
第１磁石１３１は、固定子５０に対向する側（径方向内側）の極が交互にＮ極、Ｓ極となるように周方向に互いに離間して配置されている。また、第２磁石１３２は、各第１磁石１３１の隣において周方向に極性が交互となるように配置されている。これら各磁石１３１，１３２を囲うように設けられる円筒部４３は、軟磁性材料よりなる軟磁性体コアであるとよく、バックコアとして機能する。なお、この第２実施形態の磁石ユニット４２も、ｄ−ｑ座標系において、ｄ軸やｑ軸に対する磁化容易軸の関係は上記第１実施形態と同じである。
【０１７９】
また、第１磁石１３１の径方向外側、すなわち磁石ホルダ４１の円筒部４３の側には、軟磁性材料よりなる磁性体１３３が配置されている。例えば磁性体１３３は、電磁鋼板や軟鉄、圧粉鉄心材料により構成されているとよい。この場合、磁性体１３３の周方向の長さは第１磁石１３１の周方向の長さ（特に第１磁石１３１の外周部の周方向の長さ）と同じである。また、第１磁石１３１と磁性体１３３とを一体化した状態でのその一体物の径方向の厚さは、第２磁石１３２の径方向の厚さと同じである。換言すれば、第１磁石１３１は第２磁石１３２よりも磁性体１３３の分だけ径方向の厚さが薄くなっている。各磁石１３１，１３２と磁性体１３３とは、例えば接着剤により相互に固着されている。磁石ユニット４２において第１磁石１３１の径方向外側は、固定子５０とは反対側であり、磁性体１３３は、径方向における第１磁石１３１の両側のうち、固定子５０とは反対側（反固定子側）に設けられている。
【０１８０】
磁性体１３３の外周部には、径方向外側、すなわち磁石ホルダ４１の円筒部４３の側に突出する凸部としてのキー１３４が形成されている。また、円筒部４３の内周面には、磁性体１３３のキー１３４を収容する凹部としてのキー溝１３５が形成されている。キー１３４の突出形状とキー溝１３５の溝形状とは同じであり、各磁性体１３３に形成されたキー１３４に対応して、キー１３４と同数のキー溝１３５が形成されている。キー１３４及びキー溝１３５の係合により、第１磁石１３１及び第２磁石１３２と磁石ホルダ４１との周方向（回転方向）の位置ずれが抑制されている。なお、キー１３４及びキー溝１３５（凸部及び凹部）を、磁石ホルダ４１の円筒部４３及び磁性体１３３のいずれに設けるかは任意でよく、上記とは逆に、磁性体１３３の外周部にキー溝１３５を設けるとともに、磁石ホルダ４１の円筒部４３の内周部にキー１３４を設けることも可能である。
【０１８１】
ここで、磁石ユニット４２では、第１磁石１３１と第２磁石１３２とを交互に配列することにより、第１磁石１３１での磁束密度を大きくすることが可能となっている。そのため、磁石ユニット４２において、磁束の片面集中を生じさせ、固定子５０寄りの側での磁束強化を図ることができる。
【０１８２】
また、第１磁石１３１の径方向外側、すなわち反固定子側に磁性体１３３を配置したことにより、第１磁石１３１の径方向外側での部分的な磁気飽和を抑制でき、ひいては磁気飽和に起因して生じる第１磁石１３１の減磁を抑制できる。これにより、結果的に磁石ユニット４２の磁力を増加させることが可能となっている。本実施形態の磁石ユニット４２は、言うなれば、第１磁石１３１において減磁が生じ易い部分を磁性体１３３に置き換えた構成となっている。
【０１８３】
図２４（ａ）、図２４（ｂ）は、磁石ユニット４２における磁束の流れを具体的に示す図であり、図２４（ａ）は、磁石ユニット４２において磁性体１３３を有していない従来構成を用いた場合を示し、図２４（ｂ）は、磁石ユニット４２において磁性体１３３を有している本実施形態の構成を用いた場合を示している。なお、図２４（ａ）、図２４（ｂ）では、磁石ホルダ４１の円筒部４３及び磁石ユニット４２を直線状に展開して示しており、図の下側が固定子側、上側が反固定子側となっている。
【０１８４】
図２４（ａ）の構成では、第１磁石１３１の磁束作用面と第２磁石１３２の側面とが、それぞれ円筒部４３の内周面に接触している。また、第２磁石１３２の磁束作用面が第１磁石１３１の側面に接触している。この場合、円筒部４３には、第２磁石１３２の外側経路を通って第１磁石１３１との接触面に入る磁束Ｆ１と、円筒部４３と略平行で、かつ第２磁石１３２の磁束Ｆ２を引きつける磁束との合成磁束が生じる。そのため、円筒部４３において第１磁石１３１と第２磁石１３２との接触面付近において、部分的に磁気飽和が生じることが懸念される。
【０１８５】
これに対し、図２４（ｂ）の構成では、第１磁石１３１の固定子５０とは反対側において第１磁石１３１の磁束作用面と円筒部４３の内周面との間に磁性体１３３が設けられているため、その磁性体１３３で磁束の通過が許容される。したがって、円筒部４３での磁気飽和を抑制でき、減磁に対する耐力が向上する。
【０１８６】
また、図２４（ｂ）の構成では、図２４（ａ）とは異なり、磁気飽和を促すＦ２を消すことができる。これにより、磁気回路全体のパーミアンスを効果的に向上させることができる。このように構成することで、その磁気回路特性を、過酷な高熱条件下でも保つことができる。
【０１８７】
また、従来のＳＰＭロータにおけるラジアル磁石と比べて、磁石内部を通る磁石磁路が長くなる。そのため、磁石パーミアンスが上昇し、磁力を上げ、トルクを増強することができる。さらに、磁束がｄ軸の中央に集まることにより、正弦波整合率を高くすることができる。特に、ＰＷＭ制御により、電流波形を正弦波や台形波とする、又は１２０度通電のスイッチングＩＣを利用すると、より効果的にトルクを増強することができる。
【０１８８】
なお、固定子コア５２が電磁鋼板により構成される場合において、固定子コア５２の径方向厚さは、磁石ユニット４２の径方向厚さの１／２、又は１／２よりも大きいとよい。例えば、固定子コア５２の径方向厚さは、磁石ユニット４２において磁極中心に設けられる第１磁石１３１の径方向厚さの１／２以上であるとよい。また、固定子コア５２の径方向厚さは、磁石ユニット４２の径方向厚さより小さいとよい。この場合、磁石磁束は約１［Ｔ］であり、固定子コア５２の飽和磁束密度は２［Ｔ］であるため、固定子コア５２の径方向厚さを、磁石ユニット４２の径方向厚さの１／２以上にすることで、固定子コア５２の内周側への磁束漏洩を防ぐことができる。
【０１８９】
ハルバッハ構造や極異方構造の磁石では、磁路が擬似円弧状になっているため、周方向の磁束を扱う磁石厚みに比例して、その磁束を上昇させることができる。こういった構成においては、固定子コア５２に流れる磁束は、周方向の磁束を超えることはないと考えられる。すなわち、磁石の磁束１［Ｔ］に対して飽和磁束密度２［Ｔ］の鉄系金属を利用した場合、固定子コア５２の厚みを磁石厚みの半分以上とすれば、磁気飽和せず好適に小型かつ軽量の回転電機を提供することができる。ここで、磁石磁束に対して固定子５０からの反磁界が作用するため、磁石磁束は一般的に０．９［Ｔ］以下となる。そのため、固定子コアは磁石の半分の厚みを持てば、その透磁率を好適に高く保つことができる。
【０１９０】
以下に、上述した構成の一部を変更した変形例について説明する。
【０１９１】
（変形例１）
上記実施形態では、固定子コア５２の外周面を凹凸のない曲面状とし、その外周面に所定間隔で複数の導線群８１を並べて配置する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、図２５に示すように、固定子コア５２は、固定子巻線５１の径方向両側のうち回転子４０とは反対側（図の下側）に設けられた円環状のヨーク１４１と、そのヨーク１４１から、周方向に隣り合う直線部８３の間に向かって突出するように延びる突起部１４２とを有している。突起部１４２は、ヨーク１４１の径方向外側、すなわち回転子４０側に所定間隔で設けられている。固定子巻線５１の各導線群８１は、突起部１４２と周方向において係合しており、突起部１４２を導線群８１の位置決め部として用いつつ周方向に並べて配置されている。なお、突起部１４２が「導線間部材」に相当する。
【０１９２】
突起部１４２は、ヨーク１４１からの径方向の厚さ寸法、言い換えれば、図２５に示すように、ヨーク１４１の径方向において、直線部８３のヨーク１４１に隣接する内側面３２０から突起部１４２の頂点までの距離Ｗが、径方向内外の複数層の直線部８３のうち、ヨーク１４１に径方向に隣接する直線部８３の径方向の厚さ寸法の１／２（図のＨ１）よりも小さい構成となっている。言い換えれば、固定子巻線５１（固定子コア５２）の径方向における導線群８１（伝導部材）の寸法（厚み）Ｔ１（導線８２の厚みの２倍、言い換えれば、導線群８１の固定子コア５２に接する面３２０と、導線群８１の回転子４０に向いた面３３０との最短距離）の４分の３の範囲は非磁性部材（封止部材５７）が占有していればよい。こうした突起部１４２の厚さ制限により、周方向に隣り合う導線群８１（すなわち直線部８３）の間において突起部１４２がティースとして機能せず、ティースによる磁路形成がなされないようになっている。突起部１４２は、周方向に並ぶ各導線群８１の間ごとに全て設けられていなくてもよく、周方向に隣り合う少なくとも１組の導線群８１の間に設けられていればよい。例えば、突起部１４２は、周方向において各導線群８１の間の所定数ごとに等間隔で設けられているとよい。突起部１４２の形状は、矩形状、円弧状など任意の形状でよい。
【０１９３】
また、固定子コア５２の外周面では、直線部８３が一層で設けられていてもよい。したがって、広義には、突起部１４２におけるヨーク１４１からの径方向の厚さ寸法は、直線部８３における径方向の厚さ寸法の１／２よりも小さいものであればよい。
【０１９４】
なお、回転軸１１の軸心を中心とし、かつヨーク１４１に径方向に隣接する直線部８３の径方向の中心位置を通る仮想円を想定すると、突起部１４２は、その仮想円の範囲内においてヨーク１４１から突出する形状、換言すれば仮想円よりも径方向外側（すなわち回転子４０側）に突出しない形状をなしているとよい。
【０１９５】
上記構成によれば、突起部１４２は、径方向の厚さ寸法が制限されており、周方向に隣り合う直線部８３の間においてティースとして機能するものでないため、各直線部８３の間にティースが設けられている場合に比べて、隣り合う各直線部８３を近づけることができる。これにより、導体８２ａの断面積を大きくすることができ、固定子巻線５１の通電に伴い生じる発熱を低減することができる。かかる構成では、ティースがないことで磁気飽和の解消が可能となり、固定子巻線５１への通電電流を増大させることが可能となる。この場合において、その通電電流の増大に伴い発熱量が増えることに好適に対処することができる。また、固定子巻線５１では、ターン部８４が、径方向にシフトされ、他のターン部８４との干渉を回避する干渉回避部を有することから、異なるターン部８４同士を径方向に離して配置することができる。これにより、ターン部８４においても放熱性の向上を図ることができる。以上により、固定子５０での放熱性能を適正化することが可能になっている。
【０１９６】
また、固定子コア５２のヨーク１４１と、回転子４０の磁石ユニット４２（すなわち各磁石９１，９２）とが所定距離以上離れていれば、突起部１４２の径方向の厚さ寸法は、図２５のＨ１に縛られるものではない。具体的には、ヨーク１４１と磁石ユニット４２とが２ｍｍ以上離れていれば、突起部１４２の径方向の厚さ寸法は、図２５のＨ１以上であってもよい。例えば、直線部８３の径方向厚み寸法が２ｍｍを越えており、かつ導線群８１が径方向内外の２層の導線８２により構成されている場合に、ヨーク１４１に隣接していない直線部８３、すなわちヨーク１４１から数えて２層目の導線８２の半分位置までの範囲で、突起部１４２が設けられていてもよい。この場合、突起部１４２の径方向厚さ寸法が「Ｈ１×３／２」までになっていれば、導線群８１における導体断面積を大きくすることで、前記効果を少なからず得ることはできる。
【０１９７】
また、固定子コア５２は、図２６に示す構成であってもよい。なお、図２６では、封止部材５７を省略しているが、封止部材５７が設けられていてもよい。図２６では、便宜上、磁石ユニット４２及び固定子コア５２を直線状に展開して示している。
【０１９８】
図２６の構成では、固定子５０は、周方向に隣接する導線８２（すなわち直線部８３）の間に、導線間部材としての突起部１４２を有している。固定子５０は、固定子巻線５１が通電されると、磁石ユニット４２の磁極の一つ（Ｎ極、またはＳ極）とともに磁気的に機能し、固定子５０の周方向に延びる一部分３５０を有する。この部分３５０の固定子５０の周方向への長さをＷｎとすると、この長さ範囲Ｗｎに存在する突起部１４２の合計の幅（すなわち、固定子５０の周方向への合計の寸法）をＷｔとし、突起部１４２の飽和磁束密度をＢｓ、磁石ユニット４２の１極分の周方向の幅寸法をＷｍ、磁石ユニット４２の残留磁束密度をＢｒとする場合、突起部１４２は、
Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒ      …（１）
となる磁性材料により構成されている。
【０１９９】
なお、範囲Ｗｎは、周方向に隣接する複数の導線群８１であって、励磁時期が重複する複数の導線群８１を含むように設定される。その際、範囲Ｗｎを設定する際の基準（境界）として、導線群８１の間隙５６の中心を設定することが好ましい。例えば、図２６に例示する構成の場合、周方向においてＮ極の磁極中心からの距離が最も短いものから順番に、４番目までの導線群８１が、当該複数の導線群８１に相当する。そして、当該４つの導線群８１を含むように範囲Ｗｎが設定される。その際、範囲Ｗｎの端（起点と終点）が間隙５６の中心とされている。
【０２００】
図２６において、範囲Ｗｎの両端には、それぞれ突起部１４２が半分ずつ含まれていることから、範囲Ｗｎには、合計４つ分の突起部１４２が含まれている。したがって、突起部１４２の幅（すなわち、固定子５０の周方向における突起部１４２の寸法、言い換えれば、隣接する導線群８１の間隔）をＡとすると、範囲Ｗｎに含まれる突起部１４２の合計の幅は、Ｗｔ＝１／２Ａ＋Ａ＋Ａ＋Ａ＋１／２Ａ＝４Ａとなる。
【０２０１】
詳しくは、本実施形態では、固定子巻線５１の３相巻線が分布巻であり、その固定子巻線５１では、磁石ユニット４２の１極に対して、突起部１４２の数、すなわち各導線群８１の間となる間隙５６の数が「相数×Ｑ」個となっている。ここでＱとは、１相の導線８２のうち固定子コア５２と接する数である。なお、導線８２が回転子４０の径方向に積層された導線群８１である場合には、１相の導線群８１の内周側の導線８２の数であるともいえる。この場合、固定子巻線５１の３相巻線が各相所定順序で通電されると、１極内において２相分の突起部１４２が励磁される。したがって、磁石ユニット４２の１極分の範囲において固定子巻線５１の通電により励磁される突起部１４２の周方向の合計幅寸法Ｗｔは、突起部１４２（つまり、間隙５６）の周方向の幅寸法をＡとすると、「励磁される相数×Ｑ×Ａ＝２×２×Ａ」となる。
【０２０２】
そして、こうして合計幅寸法Ｗｔが規定された上で、固定子コア５２において、突起部１４２が、上記（１）の関係を満たす磁性材料として構成されている。なお、合計幅寸法Ｗｔは、１極内において比透磁率が１よりも大きくなりえる部分の周方向寸法でもある。また、余裕を考えて、合計幅寸法Ｗｔを、１磁極における突起部１４２の周方向の幅寸法としてもよい。具体的には、磁石ユニット４２の１極に対する突起部１４２の数が「相数×Ｑ」であることから、１磁極における突起部１４２の周方向の幅寸法（合計幅寸法Ｗｔ）を、「相数×Ｑ×Ａ＝３×２×Ａ＝６Ａ」としてもよい。
【０２０３】
なお、ここでいう分布巻とは、磁極の１極対周期（Ｎ極とＳ極）で、固定子巻線５１の一極対があるものである。ここでいう固定子巻線５１の一極対は、電流が互いに逆方向に流れ、ターン部８４で電気的に接続された２つの直線部８３とターン部８４からなる。上記条件みたすものであれば、短節巻（Short Pitch Winding）であっても、全節巻（Full Pitch Winding）の分布巻の均等物とみなす。
【０２０４】
次に、集中巻の場合の例を示す。ここでいう集中巻とは、磁極の１極対の幅と、固定子巻線５１の一極対の幅とが異なるものである。集中巻の一例としては、１つの磁極対に対して導線群８１が３つ、２つの磁極対に対して導線群８１が３つ、４つの磁極対に対して導線群８１が９つ、５つの磁極対に対して導線群８１が９つのような関係であるものが挙げられる。
【０２０５】
ここで、固定子巻線５１を集中巻とする場合には、固定子巻線５１の３相巻線が所定順序で通電されると、２相分の固定子巻線５１が励磁される。その結果、２相分の突起部１４２が励磁される。したがって、磁石ユニット４２の１極分の範囲において固定子巻線５１の通電により励磁される突起部１４２の周方向の幅寸法Ｗｔは、「Ａ×２」となる。そして、こうして幅寸法Ｗｔが規定された上で、突起部１４２が、上記（１）の関係を満たす磁性材料として構成されている。なお、上記で示した集中巻の場合は、同一相の導線群８１に囲まれた領域において、固定子５０の周方向にある突起部１４２の幅の総和をＡとする。また、集中巻におけるＷｍは「磁石ユニット４２のエアギャップに対向する面の全周」×「相数」÷「導線群８１の分散数」に相当する。
【０２０６】
ちなみに、ネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石、フェライト磁石といったＢＨ積が２０［ＭＧＯｅ（ｋＪ／ｍ^3）］以上の磁石ではＢｄ＝１．０強［Ｔ］、鉄ではＢｒ＝２．０強［Ｔ］である。そのため、高出力モータとしては、固定子コア５２において、突起部１４２が、Ｗｔ＜１／２×Ｗｍの関係を満たす磁性材料であればよい。
【０２０７】
また、後述するように導線８２が外層被膜１８２を備える場合には、導線８２同士の外層被膜１８２が接触するように、導線８２を固定子コア５２の周方向に配置しても良い。この場合は、Ｗｔは、０又は接触する両導線８２の外層被膜１８２の厚さ、と看做すことができる。
【０２０８】
図２５や図２６の構成では、回転子４０側の磁石磁束に対して不相応に小さい導線間部材（突起部１４２）を有する構成となっている。なお、回転子４０は、インダクタンスが低くかつ平坦な表面磁石型ロータであり、磁気抵抗的に突極性を有していないものとなっている。かかる構成では、固定子５０のインダクタンス低減が可能となっており、固定子巻線５１のスイッチングタイミングのずれに起因する磁束歪みの発生が抑制され、ひいては軸受２１，２２の電食が抑制される。
【０２０９】
（変形例２）
上記式（１）の関係を満たす導線間部材を用いる固定子５０として、以下の構成を採用することも可能である。図２７では、固定子コア５２の外周面側（図の上面側）に、導線間部材として歯状部１４３が設けられている。歯状部１４３は、ヨーク１４１から突出するようにして周方向に所定間隔で設けられており、径方向に導線群８１と同じ厚み寸法を有している。歯状部１４３の側面は導線群８１の各導線８２に接している。ただし、歯状部１４３と各導線８２との間に隙間があってもよい。
【０２１０】
歯状部１４３は、周方向における幅寸法に制限が付与されており、磁石量に対して不相応に細い極歯（ステータティース）を備えるものとなっている。かかる構成により、歯状部１４３は、１．８Ｔ以上で磁石磁束により確実に飽和し、パーミアンスの低下によりインダクタンスを下げることができる。
【０２１１】
ここで、磁石ユニット４２において、固定子側における磁束作用面の１極あたりの表面積をＳｍ、磁石ユニット４２の残留磁束密度をＢｒとすると、磁石ユニット側の磁束は、例えば「Ｓｍ×Ｂｒ」となる。また、各歯状部１４３における回転子側の表面積をＳｔ、導線８２の一相あたりの数をｍとし、固定子巻線５１の通電により１極内において２相分の歯状部１４３が励磁されるとすると、固定子側の磁束は、例えば「Ｓｔ×ｍ×２×Ｂｓ」となる。この場合、
Ｓｔ×ｍ×２×Ｂｓ＜Ｓｍ×Ｂｒ      …（２）
の関係が成立するように歯状部１４３の寸法を制限することで、インダクタンスの低減が図られている。
【０２１２】
なお、磁石ユニット４２と歯状部１４３とで軸方向の寸法が同一である場合、磁石ユニット４２の１極分の周方向の幅寸法をＷｍ、歯状部１４３の周方向の幅寸法をＷｓｔとすると、上記式（２）は、式（３）のように置き換えられる。
Ｗｓｔ×ｍ×２×Ｂｓ＜Ｗｍ×Ｂｒ      …（３）
より具体的には、例えばＢｓ＝２Ｔ、Ｂｒ＝１Ｔであり、ｍ＝２であると想定すると、上記式（３）は、「Ｗｓｔ＜Ｗｍ／８」の関係となる。この場合、歯状部１４３の幅寸法Ｗｓｔを、磁石ユニット４２の１極分の幅寸法Ｗｍの１／８よりも小さくすることで、インダクタンスの低減が図られている。なお、数ｍが１であれば、歯状部１４３の幅寸法Ｗｓｔを、磁石ユニット４２の１極分の幅寸法Ｗｍの１／４よりも小さくするとよい。
【０２１３】
なお、上記式（３）において、「Ｗｓｔ×ｍ×２」は、磁石ユニット４２の１極分の範囲において固定子巻線５１の通電により励磁される歯状部１４３の周方向の幅寸法に相当する。
【０２１４】
図２７の構成では、上述した図２５，図２６の構成と同様に、回転子４０側の磁石磁束に対して不相応に小さい導線間部材（歯状部１４３）を有する構成となっている。かかる構成では、固定子５０のインダクタンス低減が可能となっており、固定子巻線５１のスイッチングタイミングのずれに起因する磁束歪みの発生が抑制され、ひいては軸受２１，２２の電食が抑制される。
【０２１５】
（変形例３）
上記実施形態では、固定子巻線５１を覆う封止部材５７を、固定子コア５２の径方向外側において各導線群８１を全て含む範囲、すなわち径方向の厚さ寸法が各導線群８１の径方向の厚さ寸法よりも大きくなる範囲で設ける構成としたが、これを変更してもよい。例えば、図２８に示すように、封止部材５７を、導線８２の一部がはみ出すように設ける構成とする。より具体的には、封止部材５７を、導線群８１において最も径方向外側となる導線８２の一部を径方向外側、すなわち固定子５０側に露出させた状態で設ける構成とする。この場合、封止部材５７の径方向の厚さ寸法は、各導線群８１の径方向の厚さ寸法と同じ、又はその厚さ寸法よりも小さいとよい。
【０２１６】
（変形例４）
図２９に示すように、固定子５０において、各導線群８１が封止部材５７により封止されていない構成としてもよい。つまり、固定子巻線５１を覆う封止部材５７を用いない構成とする。この場合、周方向に並ぶ各導線群８１の間に導線間部材が設けられず空隙となっている。要するに、周方向に並ぶ各導線群８１の間に導線間部材が設けられていない構成となっている。なお、空気を非磁性体、又は非磁性体の均等物としてＢｓ＝０と看做し、この空隙に空気を配置しても良い。
【０２１７】
（変形例５）
固定子５０おける導線間部材を非磁性材料により構成する場合に、その非磁性材料として、樹脂以外の材料を用いることも可能である。例えば、オーステナイト系のステンレス鋼であるＳＵＳ３０４を用いる等、金属系の非磁性材料を用いてもよい。
【０２１８】
（変形例６）
固定子５０が固定子コア５２を具備していない構成としてもよい。この場合、固定子５０は、図１２に示す固定子巻線５１により構成されることになる。なお、固定子コア５２を具備していない固定子５０において、固定子巻線５１を封止材により封止する構成としてもよい。又は、固定子５０が、軟磁性材からなる固定子コア５２に代えて、合成樹脂等の非磁性材からなる円環状の巻線保持部を備える構成であってもよい。
【０２１９】
（変形例７）
上記第１実施形態では、回転子４０の磁石ユニット４２として周方向に並べた複数の磁石９１，９２を用いる構成としたが、これを変更し、磁石ユニット４２として円環状の永久磁石である環状磁石を用いる構成としてもよい。具体的には、図３０に示すように、磁石ホルダ４１の円筒部４３の径方向内側に、環状磁石９５が固定されている。環状磁石９５には、周方向に極性が交互となる複数の磁極が設けられており、ｄ軸及びｑ軸のいずれにおいても一体的に磁石が形成されている。環状磁石９５には、各磁極のｄ軸において配向の向きが径方向となり、各磁極間のｑ軸において配向の向きが周方向となるような円弧状の磁石磁路が形成されている。
【０２２０】
なお、環状磁石９５では、ｄ軸寄りの部分において磁化容易軸がｄ軸に平行又はｄ軸に平行に近い向きとなり、かつｑ軸寄りの部分において磁化容易軸がｑ軸に直交又はｑ軸に直交に近い向きとなる円弧状の磁石磁路が形成されるように配向がなされていればよい。
【０２２１】
（変形例８）
本変形例では、制御装置１１０の制御手法の一部を変更している。本変形例では、主に、第１実施形態で説明した構成に対する相違部分について説明する。
【０２２２】
まず、図３１を用いて、図２０に示した操作信号生成部１１６，１２６及び図２１に示した操作信号生成部１３０ａ，１３０ｂ内の処理について説明する。なお、各操作信号生成部１１６，１２６，１３０ａ，１３０ｂにおける処理は基本的には同様である。このため、以下では、操作信号生成部１１６の処理を例にして説明する。
【０２２３】
操作信号生成部１１６は、キャリア生成部１１６ａと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相比較器１１６ｂＵ，１１６ｂＶ，１１６ｂＷとを備えている。本実施形態において、キャリア生成部１１６ａは、キャリア信号ＳｉｇＣとして三角波信号を生成して出力する。
【０２２４】
Ｕ，Ｖ，Ｗ相比較器１１６ｂＵ，１１６ｂＶ，１１６ｂＷには、キャリア生成部１１６ａより生成されたキャリア信号ＳｉｇＣと、３相変換部１１５により算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧とが入力される。Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧は、例えば正弦波状の波形であり、電気角で位相が１２０°ずつずれている。
【０２２５】
Ｕ，Ｖ，Ｗ相比較器１１６ｂＵ，１１６ｂＶ，１１６ｂＷは、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧とキャリア信号ＳｉｇＣとの大小比較に基づくＰＷＭ（ＰＷＭ：pulse width modulation）制御により、第１インバータ１０１におけるＵ，Ｖ，Ｗ相の上アーム及び下アームの各スイッチＳｐ，Ｓｎの操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部１１６は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、キャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各スイッチＳｐ，Ｓｎの操作信号を生成する。ドライバ１１７は、操作信号生成部１１６により生成された操作信号に基づいて、第１インバータ１０１におけるＵ，Ｖ，Ｗ相の各スイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフさせる。
【０２２６】
制御装置１１０は、キャリア信号ＳｉｇＣのキャリア周波数ｆｃ、すなわち各スイッチＳｐ，Ｓｎのスイッチング周波数を変更する処理を行う。キャリア周波数ｆｃは、回転電機１０の低トルク領域又は高回転領域において高く設定され、回転電機１０の高トルク領域において低く設定される。この設定は、各相巻線に流れる電流の制御性の低下を抑制するためになされる。
【０２２７】
つまり、固定子５０のコアレス化に伴い、固定子５０におけるインダクタンスの低減を図ることができる。ここで、インダクタンスが低くなると、回転電機１０の電気的時定数が小さくなる。その結果、各相巻線に流れる電流のリップルが増加して巻線に流れる電流の制御性が低下し、電流制御が発散する懸念がある。この制御性低下の影響は、巻線に流れる電流（例えば、電流の実効値）が高電流領域に含まれる場合よりも低電流領域に含まれる場合に顕著となり得る。この問題に対処すべく、本変形例において、制御装置１１０はキャリア周波数ｆｃを変更する。
【０２２８】
図３２を用いて、キャリア周波数ｆｃを変更する処理について説明する。この処理は、操作信号生成部１１６の処理として、制御装置１１０により、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。
【０２２９】
ステップＳ１０では、各相の巻線５１ａに流れる電流が低電流領域に含まれているか否かを判定する。この処理は、回転電機１０の現在のトルクが低トルク領域であることを判定するための処理である。低電流領域に含まれているか否かの判定手法としては、例えば、以下の第１，第２の方法が挙げられる。
【０２３０】
＜第１の方法＞
ｄｑ変換部１１２により変換されたｄ軸電流とｑ軸電流とに基づいて、回転電機１０のトルク推定値を算出する。そして、算出したトルク推定値がトルク閾値未満であると判定した場合、巻線５１ａに流れる電流が低電流領域に含まれていると判定し、トルク推定値がトルク閾値以上であると判定した場合、高電流領域に含まれていると判定する。ここで、トルク閾値は、例えば、回転電機１０の起動トルク（拘束トルクともいう）の１／２に設定されていればよい。
【０２３１】
＜第２の方法＞
角度検出器により検出された回転子４０の回転角度が速度閾値以上であると判定した場合、巻線５１ａに流れる電流が低電流領域に含まれている、すなわち高回転領域であると判定する。ここで、速度閾値は、例えば、回転電機１０の最大トルクがトルク閾値となる場合の回転速度に設定されていればよい。
【０２３２】
ステップＳ１０において否定判定した場合には、高電流領域であると判定し、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、キャリア周波数ｆｃを第１周波数ｆＬに設定する。
【０２３３】
ステップＳ１０において肯定判定した場合には、ステップＳ１２に進み、キャリア周波数ｆｃを、第１周波数ｆＬよりも高い第２周波数ｆＨに設定する。
【０２３４】
以上説明した本変形例によれば、各相巻線に流れる電流が高電流領域に含まれる場合よりも低電流領域に含まれる場合においてキャリア周波数ｆｃが高く設定される。このため、低電流領域において、スイッチＳｐ，Ｓｎのスイッチング周波数を高くすることができ、電流リップルの増加を抑制することができる。これにより、電流制御性の低下を抑制することができる。
【０２３５】
一方、各相巻線に流れる電流が高電流領域に含まれる場合、低電流領域に含まれる場合よりもキャリア周波数ｆｃが低く設定される。高電流領域においては、低電流領域よりも巻線に流れる電流の振幅が大きいため、インダクタンスが低くなったことに起因する電流リップルの増加が、電流制御性に及ぼす影響が小さい。このため、高電流領域においては、低電流領域よりもキャリア周波数ｆｃを低く設定することができ、各インバータ１０１，１０２のスイッチング損失を低減することができる。
【０２３６】
本変形例においては、以下に示す形態の実施が可能である。
【０２３７】
・キャリア周波数ｆｃが第１周波数ｆＬに設定されている場合において、図３２のステップＳ１０において肯定判定されたとき、キャリア周波数ｆｃを、第１周波数ｆＬから第２周波数ｆＨに向かって徐変させてもよい。
【０２３８】
また、キャリア周波数ｆｃが第２周波数ｆＨに設定されている場合において、ステップＳ１０において否定判定されたとき、キャリア周波数ｆｃを、第２周波数ｆＨから第１周波数ｆＬに向かって徐変させてもよい。
【０２３９】
・ＰＷＭ制御に代えて、空間ベクトル変調（ＳＶＭ：space vector modulation）制御によりスイッチの操作信号が生成されてもよい。この場合であっても、上述したスイッチング周波数の変更を適用することができる。
【０２４０】
（変形例９）
上記各実施形態では、導線群８１を構成する各相２対ずつの導線が、図３３（ａ）に示すように並列接続されていた。図３３（ａ）は、２対の導線である第１，第２導線８８ａ，８８ｂの電気的接続を示す図である。ここで、図３３（ａ）に示す構成に代えて、図３３（ｂ）に示すように、第１，第２導線８８ａ，８８ｂが直列接続されていてもよい。
【０２４１】
また、３対以上の多層導線が径方向に積層配置されていてもよい。図３４に、４対の導線である第１〜第４導線８８ａ〜８８ｄが積層配置されている構成を示す。第１〜第４導線８８ａ〜８８ｄは、固定子コア５２に近い方から、第１，第２，第３，第４導線８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄの順に径方向に並んで配置されている。
【０２４２】
ここで、図３３（ｃ）に示すように、第３，第４導線８８ｃ，８８ｄが並列接続されるとともに、この並列接続体の一端に第１導線８８ａが接続され、他端に第２導線８８ｂが接続されていてもよい。並列接続にすると、その並列接続された導線の電流密度を低下させることができ、通電時の発熱を抑制できる。そのため、冷却水通路７４が形成されたハウジング（ユニットベース６１）に筒状の固定子巻線を組み付ける構成において、並列接続されていない第１，第２導線８８ａ，８８ｂがユニットベース６１に当接する固定子コア５２側に配置され、並列接続された第３，第４導線８８ｃ，８８ｄが反固定子コア側に配置されている構成とする。これにより、多層導線構造における各導線８８ａ〜８８ｄの冷却性能を均等化することができる。
【０２４３】
なお、第１〜第４導線８８ａ〜８８ｄからなる導線群８１の径方向の厚さ寸法は、１磁極内における１相分の周方向の幅寸法よりも小さいものとされていればよい。
【０２４４】
（変形例１０）
回転電機１０をインナロータ構造（内転構造）としてもよい。この場合、例えばハウジング３０内において、径方向外側に固定子５０が設けられ、その径方向内側に回転子４０が設けられるとよい。また、固定子５０及び回転子４０の軸方向両端のうちその一方の側又はその両方の側にインバータユニット６０が設けられているとよい。図３５は、回転子４０及び固定子５０の横断面図であり、図３６は、図３５に示す回転子４０及び固定子５０の一部を拡大して示す図である。
【０２４５】
インナロータ構造を前提とする図３５及び図３６の構成は、アウタロータ構造を前提とする図８及び図９の構成に対して、回転子４０及び固定子５０が径方向内外で逆になっていることを除いて、同様の構成となっている。簡単に説明すると、固定子５０は、扁平導線構造の固定子巻線５１と、ティースを持たない固定子コア５２とを有している。固定子巻線５１は、固定子コア５２の径方向内側に組み付けられている。固定子コア５２は、アウタロータ構造の場合と同様に、以下のいずれかの構成を有する。
（Ａ）固定子５０において、周方向における各導線部の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、１磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における磁石ユニットの周方向の幅寸法をＷｍ、磁石ユニットの残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料を用いている。
（Ｂ）固定子５０において、周方向における各導線部の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、非磁性材料を用いている。
（Ｃ）固定子５０において、周方向における各導線部の間に導線間部材を設けていない構成となっている。
【０２４６】
また、磁石ユニット４２の各磁石９１，９２についても同様である。つまり、磁石ユニット４２は、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされた磁石９１，９２を用いて構成されている。各磁石９１，９２における磁化方向等の詳細は既述のとおりである。磁石ユニット４２において環状磁石９５（図３０参照）を用いることも可能である。
【０２４７】
図３７は、インナロータ型とした場合における回転電機１０の縦断面図であり、これは既述の図２に対応する図面である。図２の構成との相違点を簡単に説明する。図３７において、ハウジング３０の内側には、環状の固定子５０が固定され、その固定子５０の内側には、所定のエアギャップを挟んで回転子４０が回転可能に設けられている。図２と同様に、各軸受２１，２２は、回転子４０の軸方向中央に対して軸方向のいずれか一方側に偏って配置されており、これにより、回転子４０が片持ち支持されている。また、回転子４０の磁石ホルダ４１の内側に、インバータユニット６０が設けられている。
【０２４８】
図３８には、インナロータ構造の回転電機１０として別の構成を示す。図３８において、ハウジング３０には、軸受２１，２２により回転軸１１が回転可能に支持されており、その回転軸１１に対して回転子４０が固定されている。図２等に示す構成と同様に、各軸受２１，２２は、回転子４０の軸方向中央に対して軸方向のいずれか一方側に偏って配置されている。回転子４０は、磁石ホルダ４１と磁石ユニット４２とを有している。
【０２４９】
図３８の回転電機１０では、図３７の回転電機１０との相違点として、回転子４０の径方向内側にインバータユニット６０が設けられていない構成となっている。磁石ホルダ４１は、磁石ユニット４２の径方向内側となる位置で回転軸１１に連結されている。また、固定子５０は、固定子巻線５１と固定子コア５２とを有しており、ハウジング３０に対して取り付けられている。
【０２５０】
（変形例１１）
インナロータ構造の回転電機として別の構成を以下に説明する。図３９は、回転電機２００の分解斜視図であり、図４０は、回転電機２００の側面断面図である。なおここでは、図３９及び図４０の状態を基準に上下方向を示すこととしている。
【０２５１】
図３９及び図４０に示すように、回転電機２００は、環状の固定子コア２０１及び多相の固定子巻線２０２を有する固定子２０３と、固定子コア２０１の内側に回転自在に配設される回転子２０４とを備えている。固定子２０３が電機子に相当し、回転子２０４が界磁子に相当する。固定子コア２０１は、多数の珪素鋼板が積層されて構成されており、その固定子コア２０１に対して固定子巻線２０２が取り付けられている。図示は省略するが、回転子２０４は、回転子コアと、磁石ユニットとして複数の永久磁石とを有している。回転子コアには、円周方向に等間隔で複数の磁石挿入孔が設けられている。磁石挿入孔のそれぞれには、隣接する磁極毎に交互に磁化方向が変わるように磁化された永久磁石が装着されている。なお、磁石ユニットの永久磁石は、図２３で説明したようなハルバッハ配列又はそれに類する構成を有するものであるとよい。又は、磁石ユニットの永久磁石は、図９や図３０で説明したような磁極中心であるｄ軸と磁極境界であるｑ軸との間において配向方向（磁化方向）が円弧状に延びている極異方性の特性を備えるものであるとよい。
【０２５２】
ここで、固定子２０３は、以下のいずれかの構成であるとよい。
（Ａ）固定子２０３において、周方向における各導線部の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、１磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における磁石ユニットの周方向の幅寸法をＷｍ、磁石ユニットの残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料を用いている。
（Ｂ）固定子２０３において、周方向における各導線部の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、非磁性材料を用いている。
（Ｃ）固定子２０３において、周方向における各導線部の間に導線間部材を設けていない構成となっている。
【０２５３】
また、回転子２０４において、磁石ユニットは、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされた複数の磁石を用いて構成されている。
【０２５４】
回転電機２００の軸方向の一端側には、環状のインバータケース２１１が設けられている。インバータケース２１１は、ケース下面が固定子コア２０１の上面に接するように配置されている。インバータケース２１１内には、インバータ回路を構成する複数のパワーモジュール２１２と、半導体スイッチング素子のスイッチング動作により生じる電圧・電流の脈動（リップル）を抑制する平滑コンデンサ２１３と、制御部を有する制御基板２１４と、相電流を検出する電流センサ２１５と、回転子２０４の回転数センサであるレゾルバステータ２１６とが設けられている。パワーモジュール２１２は、半導体スイッチング素子であるＩＧＢＴやダイオードを有している。
【０２５５】
インバータケース２１１の周縁には、車両に搭載されるバッテリの直流回路と接続されるパワーコネクタ２１７と、回転電機２００側と車両側制御装置との間で各種信号の受け渡しに用いられる信号コネクタ２１８とが設けられている。インバータケース２１１はトップカバー２１９で覆われている。車載バッテリからの直流電力は、パワーコネクタ２１７を介して入力され、パワーモジュール２１２のスイッチングにより交流に変換されて各相の固定子巻線２０２に送られる。
【０２５６】
固定子コア２０１の軸方向両側のうちインバータケース２１１の反対側には、回転子２０４の回転軸を回転可能に保持する軸受ユニット２２１と、その軸受ユニット２２１を収容する環状のリアケース２２２とが設けられている。軸受ユニット２２１は、例えば２つ一組の軸受を有しており、回転子２０４の軸方向中央に対して軸方向のいずれか一方側に偏って配置されている。ただし、軸受ユニット２２１における複数の軸受を固定子コア２０１の軸方向両側に分散させて設け、それら各軸受により回転軸を両持ち支持する構成であってもよい。リアケース２２２が車両のギアケースや変速機などの取付部にボルト締結して固定されることで、回転電機２００が車両側に取り付けられるようになっている。
【０２５７】
インバータケース２１１内には、冷媒を流すための冷却流路２１１ａが形成されている。冷却流路２１１ａは、インバータケース２１１の下面から環状に凹設された空間を固定子コア２０１の上面で閉塞して形成されている。冷却流路２１１ａは、固定子巻線２０２のコイルエンドを囲むように形成されている。冷却流路２１１ａ内には、パワーモジュール２１２のモジュールケース２１２ａが挿入されている。リアケース２２２にも、固定子巻線２０２のコイルエンドを囲むように冷却流路２２２ａが形成されている。冷却流路２２２ａは、リアケース２２２の上面から環状に凹設された空間を固定子コア２０１の下面で閉塞して形成されている。
【０２５８】
（変形例１２）
これまでは、回転界磁形の回転電機にて具体化した構成を説明したが、これを変更し、回転電機子形の回転電機にて具体化することも可能である。図４１に、回転電機子形の回転電機２３０の構成を示す。
【０２５９】
図４１の回転電機２３０において、ハウジング２３１ａ，２３１ｂにはそれぞれ軸受２３２が固定され、その軸受２３２により回転軸２３３が回転自在に支持されている。軸受２３２は、例えば多孔質金属に油を含ませてなる含油軸受である。回転軸２３３には、電機子としての回転子２３４が固定されている。回転子２３４は、回転子コア２３５とその外周部に固定された多相の回転子巻線２３６とを有している。回転子２３４において、回転子コア２３５はスロットレス構造を有し、回転子巻線２３６は扁平導線構造を有している。つまり、回転子巻線２３６は、１相ごとの領域が径方向よりも周方向に長い扁平構造となっている。
【０２６０】
また、回転子２３４の径方向外側には、界磁子としての固定子２３７が設けられている。固定子２３７は、ハウジング２３１ａに固定された固定子コア２３８と、その固定子コア２３８の内周側に固定された磁石ユニット２３９とを有している。磁石ユニット２３９は、周方向に極性が交互となる複数の磁極を含む構成となっており、既述した磁石ユニット４２等と同様に、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされて構成されている。磁石ユニット２３９は、配向が行われた焼結ネオジム磁石を有しており、その固有保磁力は４００［ｋＡ／ｍ］以上、かつ残留磁束密度は１．０［Ｔ］以上となっている。
【０２６１】
本例の回転電機２３０は、２極３コイルのブラシ付コアレスモータであり、回転子巻線２３６は３つに分割され、磁石ユニット２３９は２極である。ブラシ付きモータの極数とコイル数は、２：３、４：１０、４：２１などその用途に応じて様々である。
【０２６２】
回転軸２３３にはコミュテータ２４１が固定されており、その径方向外側には複数のブラシ２４２が配置されている。コミュテータ２４１は、回転軸２３３に埋め込まれた導線２４３を介して回転子巻線２３６に電気接続されている。これらコミュテータ２４１、ブラシ２４２、導線２４３を通じて、回転子巻線２３６に対する直流電流の流入及び流出が行われる。コミュテータ２４１は、回転子巻線２３６の相数に応じて周方向に適宜分割されて構成されている。なお、ブラシ２４２は、そのまま電気配線を介して蓄電池などの直流電源に接続されていてもよいし、端子台などを介して直流電源に接続されていてもよい。
【０２６３】
回転軸２３３には、軸受２３２とコミュテータ２４１との間に、シール材としての樹脂ワッシャ２４４が設けられている。樹脂ワッシャ２４４により、含油軸受である軸受２３２からしみ出た油がコミュテータ２４１側に流れ出ることが抑制される。
【０２６４】
（変形例１３）
回転電機１０の固定子巻線５１において、各導線８２を、内外に複数の絶縁被膜を有する構成としてもよい。例えば、絶縁被膜付きの複数の導線（素線）を１本に束ね、それを外層被膜により覆って導線８２を構成するとよい。この場合、素線の絶縁被膜が内側の絶縁被膜を構成し、外層被膜が外側の絶縁被膜を構成する。また特に、導線８２における複数の絶縁被膜のうち外側の絶縁被膜の絶縁能力を、内側の絶縁被膜の絶縁能力よりも高めておくとよい。具体的には、外側の絶縁被膜の厚さを、内側の絶縁被膜の厚さよりも厚くする。例えば、外側の絶縁被膜の厚さを１００μｍ、内側の絶縁被膜の厚さを４０μｍとする。又は、外側の絶縁被膜として、内側の絶縁被膜よりも誘電率の低い材料を用いるとよい。これらは少なくともいずれかが適用されればよい。なお、素線が、複数の導電材の集合体として構成されているとよい。
【０２６５】
上記のとおり導線８２における最外層の絶縁を強くすることにより、高電圧の車両用システムに用いる場合に好適なものとなる。また、気圧の低い高地などでも、回転電機１０の適正な駆動が可能となる。
【０２６６】
（変形例１４）
内外に複数の絶縁被膜を有する導線８２において、外側の絶縁被膜と内側の絶縁被膜とで、線膨張率（線膨張係数）及び接着強さの少なくともいずれかが異なる構成としてもよい。本変形例における導線８２の構成を図４２に示す。
【０２６７】
図４２において、導線８２は、複数（図では４本）の素線１８１と、その複数の素線１８１を囲む例えば樹脂製の外層被膜１８２（外側絶縁被膜）と、外層被膜１８２内において各素線１８１の周りに充填された中間層１８３（中間絶縁被膜）とを有している。素線１８１は、銅材よりなる導電部１８１ａと、絶縁材料よりなる導体被膜１８１ｂ（内側絶縁被膜）とを有している。固定子巻線として見れば、外層被膜１８２により相間が絶縁される。なお、素線１８１が、複数の導電材の集合体として構成されているとよい。
【０２６８】
中間層１８３は、素線１８１の導体被膜１８１ｂよりも高い線膨張率を有し、かつ外層被膜１８２よりも低い線膨張率を有している。つまり、導線８２では、外側ほど線膨張率が高くなっている。一般的に、外層被膜１８２では導体被膜１８１ｂよりも線膨張係数が高いが、それらの間にその中間の線膨張率を有する中間層１８３を設けることにより、その中間層１８３がクッション材として機能し、外層側及び内層側での同時割れを防ぐことができる。
【０２６９】
また、導線８２では、素線１８１において導電部１８１ａと導体被膜１８１ｂとが接着されるとともに、導体被膜１８１ｂと中間層１８３、中間層１８３と外層被膜１８２がそれぞれ接着されており、それら各接着部分では、導線８２の外側ほど、接着強さが弱くなっている。つまり、導電部１８１ａ及び導体被膜１８１ｂの接着強さは、導体被膜１８１ｂ及び中間層１８３の接着強さ、中間層１８３及び外層被膜１８２の接着強さよりも弱くなっている。また、導体被膜１８１ｂ及び中間層１８３の接着強さと、中間層１８３及び外層被膜１８２の接着強さとを比較すると、後者の方（外側の方）が弱いか、又は同等であるとよい。なお、各被膜同士の接着強さの大きさは、例えば２層の被膜を引き剥がす際に要する引っ張り強さ等により把握可能である。上記のごとく導線８２の接着強さが設定されていることで、発熱又は冷却による内外温度差が生じても、内層側及び外層側で共に割れが生じること（共割れ）を抑制することができる。
【０２７０】
ここで、回転電機の発熱、温度変化は、主に素線１８１の導電部１８１ａから発熱される銅損と、鉄心内から発せられる鉄損として生じるが、それら２種類の損失は、導線８２内の導電部１８１ａ、又は導線８２の外部より伝わるものであり、中間層１８３に発熱源があるわけではない。この場合、中間層１８３が両方に対してクッションとなり得る接着力を持つことで、その同時割れを防ぐことができる。したがって、車両用途など、高耐圧又は温度変化の大きい分野での使用に際しても、好適なる使用が可能となる。
【０２７１】
以下に補足する。素線１８１は、例えばエナメル線であってもよく、かかる場合にはＰＡ、ＰＩ、ＰＡＩ等の樹脂被膜層（導体被膜１８１ｂ）を有する。また、素線１８１より外側の外層被膜１８２は、同様のＰＡ、ＰＩ、ＰＡＩ等よりなり、かつ厚みが厚いものであることが望ましい。これにより、線膨張率差による被膜の破壊が抑えられる。なお、外層被膜１８２としては、ＰＡ、ＰＩ、ＰＡＩ等の前記材料を厚くして対応するものとは別に、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、フッ素、ポリカーボネート、シリコン、エポキシ、ポリエチレンナフタレート、ＬＣＰといった、誘電率がＰＩ、ＰＡＩよりも小さいものを使うことも回転機の導体密度を高めるためには望ましい。これらの樹脂であれば、導体被膜１８１ｂ同等のＰＩ，ＰＡＩ被膜よりも薄いか、導体被膜１８１ｂと同等の厚みであっても、その絶縁能力を高くすることができ、これにより導電部の占有率を高めることが可能となる。一般的には、上記樹脂は、誘電率がエナメル線の絶縁被膜より良好な絶縁を有している。当然、成形状態や、混ぜ物によって、その誘電率を悪くする例も存在する。中でも、ＰＰＳ、ＰＥＥＫは、その線膨張係数がエナメル被膜より一般的には大きいが、他樹脂よりも小さいため、第２層の外層被膜として適するのである。
【０２７２】
また、素線１８１の外側における２種類の被膜（中間絶縁被膜、外側絶縁被膜）と素線１８１のエナメル被膜との接着強さは、素線１８１における銅線とエナメル被膜との間の接着強さよりも弱いことが望ましい。これにより、エナメル被膜と前記２種類の被膜とが一度に破壊される現象が抑制される。
【０２７３】
固定子に水冷構造、液冷構造、空冷構造が付加されている場合には、基本的に、外層被膜１８２から先に熱応力や衝撃応力が掛かると考えられる。しかし、素線１８１の絶縁層と、前記２種類の被膜とが違う樹脂の場合でも、その被膜を接着しない部位を設けることにより、前記熱応力や衝撃応力を低減することができる。すなわち、素線（エナメル線）と空隙を設け、フッ素、ポリカーボネート、シリコン、エポキシ、ポリエチレンナフタレート、ＬＣＰを配置することで前記絶縁構造がなされる。この場合、エポキシなどからなる低誘電率で、かつ低線膨張係数からなる接着材を用いて、外層被膜と内層被膜とを接着することが望ましい。こうすることで、機械的強度だけでなく、導電部の振動による揺れなどによる摩擦による被膜破壊、または線膨張係数差による外層被膜の破壊を抑えることができる。
【０２７４】
上記構成の導線８２に対しての、機械的強度、固定等を担う、一般的には固定子巻線周りの最終工程となる最外層固定としては、エポキシ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＬＣＰなどの成形性が良く、誘電率、線膨張係数といった性質がエナメル被膜と近い性質をもった樹脂が好ましい。
【０２７５】
一般的には、ウレタン、シリコンによる樹脂ポッティングが通例なされるが、前記樹脂においてはその線膨張係数がその他の樹脂と比べて倍近い差があり、樹脂をせん断し得る熱応力を発生する。そのため、厳しい絶縁規定が国際的に用いられる６０Ｖ以上の用途には不適である。この点、エポキシ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＬＣＰなどにより射出成型等により容易に作られる最終絶縁工程によれば、上述の各要件を達成することが可能である。
【０２７６】
なお、上記変形例において、素線１８１の導体被膜１８１ｂ、中間層１８３及び外層被膜１８２の線膨張率が同じであってもよい。同じにすることで、膨張収縮の繰り返しに対する耐力を向上させることができる。銅にコーティングされる導体被膜のみの１層で、その被膜を接着するための接着剤としてエポキシ樹脂やＬＣＰ樹脂などのワニスと便宜的に呼ばれる固着剤で固着される場合も導体被膜と見做す。また、自己融着線として予め導体のエナメル被膜についている接着層、言い換えれば、自己融着層も本実施形態では、導体被膜と見做す。
【０２７７】
また、導体被膜１８１ｂは、高温での適用が期待されるため、ＰＩ、ＰＡＩ等の樹脂被膜層であることが望ましい。ここで、自己融着線の融着層は、線膨張係数の低いＰＡなどが用いられる。例えば、２００℃以上の耐熱線に対しては１８０〜２００℃程度のＰＡを使うこととなる。
【０２７８】
ここで、線膨張係数を比較してみると、ＰＩは高いものであったとしても2e-5程度で低く良好であり、ＰＡＩも高いもので4e-5程度である。一方ＰＡは低くても7e-5程度である。このことから線膨張係数の観点からみると、ＰＩ、ＰＡＩを利用することにより満たすことができる。当然ＰＩの方が望ましい。なお、ＰＡは、変性させている場合がある。例えば、ＰＡにフィラーを混ぜることにより、フィラーの線膨張係数に近くなる。このため、ＰＩとの組み合わせのみが適切となる場合もある。したがって、ＰＩをエナメル被膜（導体被膜１８１ｂ）として有するすべての自己融着線、又はＰＡＩをエナメル被膜として有する変性ＰＡ以外の融着層を有する自己融着線を利用することにより、高温下であっても、適切に利用することができる。
【０２７９】
上記以外の変形例を以下に列記する。
【０２８０】
・磁石ユニット４２のうち径方向において電機子側の面と、回転子の軸心との径方向における距離ＤＭが５０ｍｍ以上とされていてもよい。具体的には、例えば、図４に示す磁石ユニット４２（具体的には、第１，第２磁石９１，９２）のうち径方向内側の面と、回転子４０の軸心との径方向における距離ＤＭが５０ｍｍ以上とされていてもよい。
【０２８１】
スロットレス構造の回転電機としては、その出力が数十Ｗから数百Ｗ級の模型用などに使用される小規模なものが知られている。そして、一般的には１０ｋＷを超すような工業用の大型の回転電機でスロットレス構造が採用された事例を本願発明者は把握していない。その理由について本願発明者は検討した。
【０２８２】
近年主流の回転電機は、次の４種類に大別される。それら回転電機とは、ブラシ付きモータ、カゴ型誘導モータ、永久磁石式同期モータ及びリラクタンスモータである。
【０２８３】
ブラシ付きモータには、ブラシを介して励磁電流が供給される。このため、大型機のブラシ付きモータの場合、ブラシが大型化したり、メンテナンスが煩雑になったりしたりする。これにより、半導体技術の目覚ましい発達に伴い、誘導モータ等のブラシレスモータに置換されてきた経緯がある。一方、小型モータの世界では、低い慣性及び経済性の利点から、コアレスモータも多数世の中に供給されている。
【０２８４】
カゴ型誘導モータでは、１次側の固定子巻線で発生させる磁界を２次側の回転子の鉄心で受けてカゴ型導体に集中的に誘導電流を流して反作用磁界を形成することにより、トルクを発生させる原理である。このため、機器の小型高効率の観点からすれば、固定子側及び回転子側ともに鉄心をなくすことは必ずしも得策であるとは言えない。
【０２８５】
リラクタンスモータは、当に鉄心のリラクタンス変化を活用するモータであり、原理的に鉄心をなくすことは望ましくない。
【０２８６】
永久磁石式同期モータでは、近年ＩＰＭ（つまり埋め込み磁石型回転子）が主流であり、特に大型機においては、特殊事情がない限りＩＰＭである場合が多い。
【０２８７】
ＩＰＭは、磁石トルク及びリラクタンストルクを併せ持つ特性を有しており、インバータ制御により、それらトルクの割合が適時調整されながら運転される。このため、ＩＰＭは小型で制御性に優れるモータである。
【０２８８】
本願発明者の分析により、磁石トルク及びリラクタンストルクを発生する回転子表面のトルクを、磁石ユニットのうち径方向において電機子側の面と、回転子の軸心との径方向における距離ＤＭ、すなわち、一般的なインナロータの固定子鉄心の半径を横軸にとって描くと図４３に示すものとなる。
【０２８９】
磁石トルクは、下式（ｅｑ１）に示すように、永久磁石の発生する磁界強度によりそのポテンシャルが決定されるのに対し、リラクタンストルクは、下式（ｅｑ２）に示すように、インダクタンス、特にｑ軸インダクタンスの大きさがそのポテンシャルを決定する。
【０２９０】
磁石トルク＝ｋ・Ψ・Ｉｑ                        ・・・・・・・（ｅｑ１）
リラクタンストルク＝ｋ・（Ｌｑ−Ｌｄ）・Ｉｑ・Ｉｄ  ・・・・・（ｅｑ２）
ここで、永久磁石の磁界強度と巻線のインダクタンスの大きさとをＤＭで比較してみた。永久磁石の発する磁界強度、すなわち磁束量Ψは、固定子と対向する面の永久磁石の総面積に比例する。円筒型の回転子であれば円筒の表面積になる。厳密には、Ｎ極とＳ極とが存在するので、円筒表面の半分の専有面積に比例する。円筒の表面積は、円筒の半径と、円筒長さとに比例する。つまり、円筒長さが一定であれば、円筒の半径に比例する。
【０２９１】
一方、巻線のインダクタンスＬｑは、鉄心形状に依存はするものの感度は低く、むしろ固定子巻線の巻数の２乗に比例するため、巻数の依存性が高い。なお、μを磁気回路の透磁率、Ｎを巻数、Ｓを磁気回路の断面積、δを磁気回路の有効長さとする場合、インダクタンスＬ＝μ・Ｎ＾２×Ｓ／δである。巻線の巻数は、巻線スペースの大きさに依存するため、円筒型モータであれば、固定子の巻線スペース、すなわちスロット面積に依存することになる。図４４に示すように、スロット面積は、スロットの形状が略四角形であるため、周方向の長さ寸法ａ及び径方向の長さ寸法ｂとの積ａ×ｂに比例する。
【０２９２】
スロットの周方向の長さ寸法は、円筒の直径が大きいほど大きくなるため、円筒の直径に比例する。スロットの径方向の長さ寸法は、当に円筒の直径に比例する。つまり、スロット面積は、円筒の直径の２乗に比例する。また、上式（ｅｑ２）からも分かる通り、リラクタンストルクは、固定子電流の２乗に比例するため、いかに大電流を流せるかで回転電機の性能が決まり、その性能は固定子のスロット面積に依存する。以上より、円筒の長さが一定なら、リラクタンストルクは円筒の直径の２乗に比例する。このことを踏まえ、磁石トルク及びリラクタンストルクとＤＭとの関係性をプロットした図が図４３である。
【０２９３】
図４３に示すように、磁石トルクはＤＭに対して直線的に増加し、リラクタンストルクはＤＭに対して２次関数的に増加する。ＤＭが比較的小さい場合は磁石トルクが支配的であり、固定子鉄心半径が大きくなるに連れてリラクタンストルクが支配的であることがわかる。本願発明者は、図４３における磁石トルク及びリラクタンストルクの交点が、所定の条件下において、おおよそ固定子鉄心半径＝５０ｍｍの近傍であるとの結論に至った。つまり、固定子鉄心半径が５０ｍｍを十分に超えるような１０ｋＷ級のモータでは、リラクタンストルクを活用することが現在の主流であるため鉄心を無くすことは困難であり、このことが大型機の分野においてスロットレス構造が採用されない理由の１つであると推定される。
【０２９４】
固定子に鉄心が使用される回転電機の場合、鉄心の磁気飽和が常に課題となる。特にラジアルギャップ型の回転電機では、回転軸の縦断面形状は１磁極当たり扇型となり、機器内周側程磁路幅が狭くなりスロットを形成するティース部分の内周側寸法が回転電機の性能限界を決める。いかに高性能な永久磁石を使おうとも、この部分で磁気飽和が発生すると、永久磁石の性能を十分にひきだすことができない。この部分で磁気飽和を発生させないためには、内周径を大きく設計することになり結果的に機器の大型化に至ってしまうのである。
【０２９５】
例えば、分布巻の回転電機では、３相巻線であれば、１磁極あたり３つ乃至６つのティースで分担して磁束を流すのだが、周方向前方のティースに磁束が集中しがちであるため、３つ乃至６つのティースに均等に磁束が流れるわけではない。この場合、一部（例えば１つ又は２つ）のティースに集中的に磁束が流れながら、回転子の回転に伴って磁気飽和するティースも周方向に移動してゆく。これがスロットリップルを生む要因にもなる。
【０２９６】
以上から、ＤＭが５０ｍｍ以上となるスロットレス構造の回転電機において、磁気飽和を解消するために、ティースを廃止したい。しかし、ティースが廃止されると、回転子及び固定子における磁気回路の磁気抵抗が増加し、回転電機のトルクが低下してしまう。磁気抵抗増加の理由としては、例えば、回転子と固定子との間のエアギャップが大きくなることがある。このため、上述したＤＭが５０ｍｍ以上となるスロットレス構造の回転電機において、トルクを増強することについて改善の余地がある。したがって、上述したＤＭが５０ｍｍ以上となるスロットレス構造の回転電機に、上述したトルクを増強できる構成を適用するメリットが大きい。
【０２９７】
なお、アウタロータ構造の回転電機に限らず、インナロータ構造の回転電機についても、磁石ユニットのうち径方向において電機子側の面と、回転子の軸心との径方向における距離ＤＭが５０ｍｍ以上とされていてもよい。
【０２９８】
・回転電機１０の固定子巻線５１において、導線８２の直線部８３を径方向に単層で設ける構成としてもよい。また、径方向内外に複数層で直線部８３を配置する場合に、その層数は任意でよく、３層、４層、５層、６層等で設けてもよい。
【０２９９】
・例えば図２の構成では、回転軸１１を、軸方向で回転電機１０の一端側及び他端側の両方に突出するように設けたが、これを変更し、一端側にのみ突出する構成としてもよい。この場合、回転軸１１は、軸受ユニット２０により片持ち支持される部分を端部とし、その軸方向外側に延びるように設けられるとよい。本構成では、インバータユニット６０の内部に回転軸１１が突出しない構成となるため、インバータユニット６０の内部空間、詳しくは筒状部７１の内部空間をより広く用いることができることとなる。
【０３００】
・上記構成の回転電機１０では、軸受２１，２２において非導電性グリースを用いる構成としたが、これを変更し、軸受２１，２２において導電性グリースを用いる構成としてもよい。例えば、金属粒子やカーボン粒子等が含まれた導電性グリースを用いる構成とする。
【０３０１】
・回転軸１１を回転自在に支持する構成として、回転子４０の軸方向一端側及び他端側の２カ所に軸受を設ける構成としてもよい。この場合、図１の構成で言えば、インバータユニット６０を挟んで一端側及び他端側の２カ所に軸受が設けられるとよい。
【０３０２】
・上記構成の回転電機１０では、回転子４０において磁石ホルダ４１の中間部４５が内側肩部４９ａと感情の外側肩部４９ｂを有する構成としたが、これらの肩部４９ａ，４９ｂを無くし、平坦な面を有する構成としてもよい。
【０３０３】
・上記構成の回転電機１０では、固定子巻線５１の導線８２において導体８２ａを複数の素線８６の集合体として構成したが、これを変更し、導線８２として断面矩形状の角形導線を用いる構成としてもよい。また、導線８２として断面円形状又は断面楕円状の丸形導線を用いる構成としてもよい。
【０３０４】
・上記構成の回転電機１０では、固定子５０の径方向内側にインバータユニット６０を設ける構成としたが、これに代えて、固定子５０の径方向内側にインバータユニット６０を設けない構成としてもよい。この場合、固定子５０の径方向内側となる内部領域を空間としておくことが可能である。また、その内部領域に、インバータユニット６０とは異なる部品を配することが可能である。
【０３０５】
・上記構成の回転電機１０において、ハウジング３０を具備しない構成としてもよい。この場合、例えばホイールや他の車両部品の一部において、回転子４０、固定子５０等が保持される構成であってもよい。
【０３０６】
（車両用インホイールモータとしての実施形態）
次に、回転電機を、車両の車輪に一体にインホイールモータとして設けた実施形態について説明する。図４５は、インホイールモータ構造の車輪４００及びその周辺構造を示す斜視図であり、図４６は、車輪４００及びその周辺構造の縦断面図であり、図４７は、車輪４００の分解斜視図である。これら各図は、いずれも車輪４００を車両内側から見た斜視図である。なお、車両においては、本実施形態のインホイールモータ構造を種々の形態で適用することが可能であり、例えば車両前後にそれぞれ２つの車輪を有する車両では、車両前側の２輪、車両後側の２輪、又は車両前後の４輪に本実施形態のインホイールモータ構造を適用することが可能である。ただし、車両前後の少なくとも一方が１輪である車両への適用も可能である。なお、インホイールモータは、車両用駆動ユニットとしての適用例である。
【０３０７】
図４５〜図４７に示すように、車輪４００は、例えば周知の空気入りタイヤであるタイヤ４０１と、タイヤ４０１の内周側に固定されたホイール４０２と、ホイール４０２の内周側に固定された回転電機５００とを備えている。回転電機５００は、固定子（ステータ）を含む部分である固定部と、回転子（ロータ）を含む部分である回転部とを有し、固定部が車体側に固定されるとともに、回転部がホイール４０２に固定されており、回転部の回転によりタイヤ４０１及びホイール４０２が回転する。なお、回転電機５００において固定部及び回転部を含む詳細な構成は後述する。
【０３０８】
また、車輪４００には、周辺装置として、不図示の車体に対して車輪４００を保持するサスペンション装置と、車輪４００の向きを可変とするステアリング装置と、車輪４００の制動を行うブレーキ装置とが取り付けられている。
【０３０９】
サスペンション装置は、独立懸架式サスペンションであり、例えばトレーリングアーム式、ストラット式、ウィッシュボーン式、マルチリンク式など任意の形式の適用が可能である。本実施形態では、サスペンション装置として、車体中央側に延びる向きでロアアーム４１１が設けられるとともに、上下方向に延びる向きでサスペンションアーム４１２及びスプリング４１３が設けられている。サスペンションアーム４１２は、例えばショックアブソーバとして構成されているとよい。ただしその詳細な図示は省略する。ロアアーム４１１及びサスペンションアーム４１２はそれぞれ、車体側に接続されるとともに、回転電機５００の固定部に固定された円板状のベースプレート４０５に接続されている。図４６に示すように、回転電機５００側（ベースプレート４０５側）には、ロアアーム４１１及びサスペンションアーム４１２が支持軸４１４，４１５により互いに同軸の状態で支持されている。
【０３１０】
また、ステアリング装置としては、例えばラック＆ピニオン式構造、ボール＆ナット式構造の適用や、油圧式パワーステアリングシステム、電動式パワーステアリングシステムの適用が可能である。本実施形態では、ステアリング装置として、ラック装置４２１とタイロッド４２２とが設けられており、ラック装置４２１がタイロッド４２２を介して回転電機５００側のベースプレート４０５に接続されている。この場合、不図示のステアリングシャフトの回転に伴いラック装置４２１が作動すると、タイロッド４２２が車両左右方向に移動する。これにより、車輪４００が、ロアアーム４１１及びサスペンションアーム４１２の支持軸４１４，４１５を中心として回転し、車輪方向が変更される。
【０３１１】
ブレーキ装置としては、ディスクブレーキやドラムブレーキの適用が好適である。本実施形態では、ブレーキ装置として、回転電機５００の回転軸５０１に固定されたディスクロータ４３１と、回転電機５００側のベースプレート４０５に固定されたブレーキキャリパ４３２とが設けられている。ブレーキキャリパ４３２ではブレーキパッドが油圧等により作動されるようになっており、ブレーキパッドがディスクロータ４３１に押し付けられることにより、摩擦による制動力を生じさせて車輪４００の回転が停止される。
【０３１２】
また、車輪４００には、回転電機５００から延びる電気配線Ｈ１や冷却用配管Ｈ２を収容する収容ダクト４４０が取り付けられている。収容ダクト４４０は、回転電機５００の固定部側の端部から回転電機５００の端面に沿って延び、かつサスペンションアーム４１２を避けるように設けられ、その状態でサスペンションアーム４１２に固定されている。これにより、サスペンションアーム４１２における収容ダクト４４０の接続部位は、ベースプレート４０５との位置関係が固定されたものとなる。そのため、電気配線Ｈ１や冷却用配管Ｈ２において車両の振動などに起因して生じるストレスを抑制できるようになっている。なお、電気配線Ｈ１は、不図示の車載電源部や車載ＥＣＵに接続され、冷却用配管Ｈ２は、不図示のラジエータに接続される。
【０３１３】
次に、インホイールモータとして用いられる回転電機５００の構成を詳細に説明する。本実施形態では、回転電機５００をインホイールモータに適用した事例を示している。回転電機５００は、従来技術のように減速機を擁した車両駆動ユニットのモータと比べて、優れた動作効率、出力を備える。すなわち、回転電機５００を従来技術に比べて、コストダウンにより実用的な価格を実現できるような用途に採用すれば、車両駆動ユニット以外の用途のモータとしても使ってもよい。そのような場合であっても、インホイールモータに適用した場合と同様に、優れた性能を発揮する。なお、動作効率とは、車両の燃費を導出する走行モードでの試験時の際に使われる指標を指す。
【０３１４】
回転電機５００の概要を図４８〜図５１に示す。図４８は、回転電機５００を回転軸５０１の突出側（車両内側）から見た側面図であり、図４９は、回転電機５００の縦断面図（図４８の４９−４９線断面図）であり、図５０は、回転電機５００の横断面図（図４９の５０−５０線断面図）であり、図５１は、回転電機５００の構成要素を分解した分解断面図である。以下の記載では、回転軸５０１が、図５１においては車体の外側方向に延びる方向を軸方向とし、回転軸５０１から放射状に延びる方向を径方向とし、図４８においては回転軸５０１の中央、言い換えれば回転部分の回転中心、を通る断面４９を作るために引いた中心線上の、回転部分の回転中心以外の任意の点より、円周状に延びる２つの方向をいずれも周方向としている。言い換えると、周方向は、断面４９上の任意の点を起点とした時計回りの方向、又は反時計回りの方向のいずれの方向であってもよい。また、車両搭載状態からすれば、図４９において右側が車両外側であり、左側が車両内側である。言い換えると、同車両搭載状態からすれば、後述する回転子５１０は、回転子カバー６７０よりも車体の外側方向に配置される。
【０３１５】
本実施形態に係る回転電機５００は、アウタロータ式の表面磁石型回転電機である。回転電機５００は、大別して、回転子５１０と、固定子５２０と、インバータユニット５３０と、軸受５６０と、回転子カバー６７０とを備えている。これら各部材は、いずれも回転子５１０に一体に設けられた回転軸５０１に対して同軸に配置され、所定順序で軸方向に組み付けられることで回転電機５００が構成されている。
【０３１６】
回転電機５００において、回転子５１０及び固定子５２０はそれぞれ円筒状をなしており、エアギャップを挟んで互いに対向配置されている。回転子５１０が回転軸５０１と共に一体回転することにより、固定子５２０の径方向外側にて回転子５１０が回転する。回転子５１０が「界磁子」に相当し、固定子５２０が「電機子」に相当する。
【０３１７】
回転子５１０は、略円筒状の回転子キャリア５１１と、その回転子キャリア５１１に固定された環状の磁石ユニット５１２とを有している。回転子キャリア５１１に回転軸５０１が固定されている。
【０３１８】
回転子キャリア５１１は、円筒部５１３を有している。円筒部５１３の内周面には磁石ユニット５１２が固定されている。つまり、磁石ユニット５１２は、回転子キャリア５１１の円筒部５１３に径方向外側から包囲された状態で設けられている。また、円筒部５１３は、その軸方向に対向する第１端と第２端とを有している。第１端は、車体の外側の方向に位置し、第２端は、ベースプレート４０５が存在する方向に位置する。回転子キャリア５１１において、円筒部５１３の第１端には端板５１４が連続して設けられている。すなわち円筒部５１３と端板５１４とは一体の構造である。円筒部５１３の第２端は開放されている。回転子キャリア５１１は、例えば機械強度が充分な冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣやＳＰＣＣより板厚が厚いＳＰＨＣ）、鍛造用鋼、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などにより形成されている。
【０３１９】
回転軸５０１の軸長は、回転子キャリア５１１の軸方向の寸法よりも長い。言い換えると、回転軸５０１は、回転子キャリア５１１の開放端側（車両内側方向）に突出しており、その突出側の端部に、上述のブレーキ装置等が取り付けられるようになっている。
【０３２０】
回転子キャリア５１１の端板５１４にはその中央部に貫通孔５１４ａが形成されている。回転軸５０１は、端板５１４の貫通孔５１４ａに挿通された状態で、回転子キャリア５１１に固定されている。回転軸５０１は、回転子キャリア５１１が固定される部分に、軸方向に交差（直交）する向きに延びるフランジ５０２を有しており、そのフランジと端板５１４の車両外側の面とが面接合されている状態で、回転子キャリア５１１に対して回転軸５０１が固定されている。なお、車輪４００においては、回転軸５０１のフランジ５０２から車両外側方向に立設されたボルト等の締結具を用いてホイール４０２が固定されるようになっている。
【０３２１】
また、磁石ユニット５１２は、回転子５１０の周方向に沿って極性が交互に変わるように配置された複数の永久磁石により構成されている。これにより、磁石ユニット５１２は、周方向に複数の磁極を有する。永久磁石は、例えば接着により回転子キャリア５１１に固定されている。磁石ユニット５１２は、第１実施形態の図８，図９において磁石ユニット４２として説明した構成を有しており、永久磁石として、固有保磁力が４００［ｋＡ／ｍ］以上であり、かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上である焼結ネオジム磁石を用いて構成されている。
【０３２２】
磁石ユニット５１２は、図９等の磁石ユニット４２と同様に、それぞれ極異方性磁石でありかつ極性が互いに異なる第１磁石９１及び第２磁石９２を有している。図８及び図９で説明したように、各磁石９１，９２ではそれぞれ、ｄ軸側（ｄ軸寄りの部分）とｑ軸側（ｑ軸寄りの部分）とで磁化容易軸の向きが相違しており、ｄ軸側では磁化容易軸の向きがｄ軸に平行な方向に近い向きとなり、ｑ軸側では磁化容易軸の向きがｑ軸に直交する方向に近い向きとなっている。そして、この磁化容易軸の向きに応じた配向により円弧状の磁石磁路が形成されている。なお、各磁石９１，９２において、ｄ軸側では磁化容易軸をｄ軸に平行な向きとし、ｑ軸側では磁化容易軸をｑ軸に直交する向きとしてもよい。要するに、磁石ユニット５１２は、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向がなされて構成されている。
【０３２３】
各磁石９１，９２によれば、ｄ軸での磁石磁束が強化され、かつｑ軸付近での磁束変化が抑えられる。これにより、各磁極においてｑ軸からｄ軸にかけての表面磁束変化がなだらかになる磁石９１，９２を好適に実現できるものとなっている。磁石ユニット５１２として、図２２及び図２３に示す磁石ユニット４２の構成や、図３０に示す磁石ユニット４２の構成を用いることも可能である。
【０３２４】
なお、磁石ユニット５１２は、回転子キャリア５１１の円筒部５１３の側、すなわち外周面側に、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成された回転子コア（バックヨーク）を有していてもよい。つまり、回転子キャリア５１１の円筒部５１３の径方向内側に回転子コアを設けるとともに、その回転子コアの径方向内側に永久磁石（磁石９１，９２）を設ける構成とすることも可能である。
【０３２５】
図４７に示すように、回転子キャリア５１１の円筒部５１３には、周方向の所定間隔にて、軸方向に延びる向きで凹部５１３ａが形成されている。この凹部５１３ａは例えばプレス加工により形成されており、図５２に示すように、円筒部５１３の内周面側には、凹部５１３ａの裏側となる位置に凸部５１３ｂが形成されている。一方、磁石ユニット５１２の外周面側には、円筒部５１３の凸部５１３ｂに合わせて凹部５１２ａが形成されており、その凹部５１２ａ内に円筒部５１３の凸部５１３ｂが入り込むことで、磁石ユニット５１２の周方向の位置ずれが抑制されるようになっている。つまり、回転子キャリア５１１側の凸部５１３ｂは、磁石ユニット５１２の回り止め部として機能する。なお、凸部５１３ｂの形成方法は、プレス加工以外であってもよく任意である。
【０３２６】
図５２には、磁石ユニット５１２における磁石磁路の方向が矢印により示されている。磁石磁路は、磁極境界であるｑ軸を跨ぐようにして円弧状に延び、かつ磁極中心であるｄ軸では、ｄ軸に平行又は平行に近い向きとなっている。磁石ユニット５１２には、その内周面側に、ｑ軸に相当する位置ごとに凹部５１２ｂが形成されている。この場合、磁石ユニット５１２では、固定子５２０に近い側（図の下側）と遠い側（図の上側）とで磁石磁路の長さが異なり、固定子５２０に近い側の方が磁石磁路長が短くなっており、その磁石磁路長が最短となる位置に凹部５１２ｂが形成されている。つまり、磁石ユニット５１２では磁石磁路長が短い場所において十分な磁石磁束を生じさせることが困難になることを考慮して、その磁石磁束の弱い場所で磁石を削除するようにしている。
【０３２７】
ここで、磁石の実効磁束密度Ｂｄは、磁石内部を通る磁気回路の長さが長いほど高くなる。また、パーミアンス係数Ｐｃと磁石の実効磁束密度Ｂｄとは、そのうち一方が高くなると他方が高くなる関係にある。上記図５２の構成によれば、磁石の実効磁束密度Ｂｄの高さの指標となるパーミアンス係数Ｐｃの低下を抑制しつつ、磁石量の削減を図ることができる。なお、Ｂ−Ｈ座標において、磁石の形状に応じたパーミアンス直線と減磁曲線との交点が動作点であり、その動作点の磁束密度が磁石の実効磁束密度Ｂｄである。本実施形態の回転電機５００では、固定子５２０の鉄量を少なくした構成としており、かかる構成においてｑ軸を跨いだ磁気回路を設定する手法は極めて有効である。
【０３２８】
また、磁石ユニット５１２の凹部５１２ｂは、軸方向に延びる空気通路として用いることができる。そのため、空冷性能を高めることも可能となる。
【０３２９】
次に、固定子５２０の構成を説明する。固定子５２０は、固定子巻線５２１と固定子コア５２２とを有している。図５３は、固定子巻線５２１と固定子コア５２２とを分解して示す斜視図である。
【０３３０】
固定子巻線５２１は、略筒状（環状）に巻回形成された複数の相巻線よりなり、その固定子巻線５２１の径方向内側にベース部材としての固定子コア５２２が組み付けられている。本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の相巻線を用いることで、固定子巻線５２１が３相の相巻線として構成されている。各相巻線は、径方向に内外２層の導線５２３により構成されている。固定子５２０は、既述の固定子５０と同様に、スロットレス構造と固定子巻線５２１の扁平導線構造とを有することを特徴としており、図８〜図１６に示された固定子５０と同様又は類似の構成を有している。
【０３３１】
固定子コア５２２の構成について説明する。固定子コア５２２は、既述の固定子コア５２と同様に、軸方向に複数の電磁鋼板が積層され、かつ径方向に所定の厚さを有する円筒状をなしており、固定子コア５２２において回転子５１０側となる径方向外側に固定子巻線５２１が組み付けられている。固定子コア５２２の外周面は凹凸のない曲面状をなしており、固定子巻線５２１が組み付けられた状態では、固定子コア５２２の外周面に、固定子巻線５２１を構成する導線５２３が周方向に並べて配置されている。固定子コア５２２はバックコアとして機能する。
【０３３２】
固定子５２０は、以下の（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかを用いたものであるとよい。
（Ａ）固定子５２０において、周方向における各導線５２３の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、１磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における磁石ユニット５１２の周方向の幅寸法をＷｍ、磁石ユニット５１２の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料を用いている。
（Ｂ）固定子５２０において、周方向における各導線５２３の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、非磁性材料を用いている。
（Ｃ）固定子５２０において、周方向における各導線５２３の間に導線間部材を設けていない構成となっている。
【０３３３】
こうした固定子５２０の構成によれば、固定子巻線としての各導線部の間に磁気経路を確立するためのティース（鉄心）が設けられる一般的なティース構造の回転電機に比べて、インダクタンスが低減される。具体的には、インダクタンスを１／１０以下にすることが可能となっている。この場合、インダクタンスの低下に伴いインピーダンスが低下することから、回転電機５００において入力電力に対する出力電力を大きくし、ひいてはトルク増加に貢献できるものとなっている。また、インピーダンス成分の電圧を利用してトルク出力を行う（言い換えればリラクタンストルクを利用する）埋込み磁石型回転子を用いた回転電機に比べて、大出力の回転電機を提供することが可能となっている。
【０３３４】
本実施形態では、固定子巻線５２１が、固定子コア５２２と共に樹脂等からなるモールド材（絶縁部材）により一体にモールドされており、周方向に並ぶ各導線５２３の間には、モールド材が介在する構成となっている。かかる構成からすると、本実施形態の固定子５２０は、上記（Ａ）〜（Ｃ）のうち（Ｂ）の構成に相当する。また、周方向に隣り合う各導線５２３は、周方向の端面同士が互いに当接するか、又は微小な間隔を隔てて近接配置されており、この構成から言えば上記（Ｃ）の構成であってもよい。なお、上記（Ａ）の構成を採用する場合には、軸方向における導線５２３の向きに合わせて、すなわち例えばスキュー構造の固定子巻線５２１であればスキュー角度に合わせて、固定子コア５２２の外周面に突部が設けられているとよい。
【０３３５】
次に、固定子巻線５２１の構成を、図５４を用いて説明する。図５４は、固定子巻線５２１を平面状に展開して示す正面図であり、図５４（ａ）には径方向において外層に位置する各導線５２３を示し、図５４（ｂ）には径方向において内層に位置する各導線５２３を示す。
【０３３６】
固定子巻線５２１は、分布巻きにより円環状に巻回形成されている。固定子巻線５２１では、径方向内外２層に導線材が巻回され、かつ内層側及び外層側の各導線５２３にて互いに異なる方向へのスキューが施されている（図５４（ａ）、図５４（ｂ）参照）。各導線５２３は、それぞれ相互に絶縁されている。導線５２３は、複数の素線８６の集合体として構成されているとよい（図１３参照）。また、同相でかつ通電方向を同じとする導線５２３が、周方向に例えば２本ずつ並べて設けられている。固定子巻線５２１では、径方向に２層かつ周方向に２本（すなわち計４本）の各導線５２３により同相の１つの導線部が構成され、その導線部が１磁極内で１つずつ設けられている。
【０３３７】
導線部では、その径方向の厚さ寸法を、１磁極内における１相分の周方向の幅寸法よりも小さいものとし、これにより固定子巻線５２１を扁平導線構造とすることが望ましい。具体的には,例えば、固定子巻線５２１において、径方向に２層かつ周方向に４本（すなわち計８本）の各導線５２３により同相の１つの導線部を構成するとよい。又は、図５０に示す固定子巻線５２１の導線断面において、周方向の幅寸法が径方向の厚さ寸法よりも大きくなっているとよい。固定子巻線５２１として、図１２に示す固定子巻線５１を用いることも可能である。ただしこの場合には、回転子キャリア５１１内に固定子巻線のコイルエンドを収容するスペースを確保する必要がある。
【０３３８】
固定子巻線５２１では、固定子コア５２２に対して径方向内外に重なるコイルサイド５２５において所定角度で傾斜させて導線５２３が周方向に並べて配置されるとともに、固定子コア５２２よりも軸方向外側となる両側のコイルエンド５２６において軸方向内側への反転（折り返し）が行われて連続結線がなされている。図５４（ａ）には、コイルサイド５２５となる範囲とコイルエンド５２６となる範囲とがそれぞれ示されている。内層側の導線５２３と外層側の導線５２３とはコイルエンド５２６にて互いに接続されており、これにより、コイルエンド５２６で導線５２３が軸方向に反転される都度（折り返される都度）、導線５２３が内層側と外層側とで交互に切り替わるようになっている。要するに、固定子巻線５２１では、周方向に連続する各導線５２３において、電流の向きが反転するのに合わせて内外層の切り替えが行われる構成となっている。
【０３３９】
また、固定子巻線５２１では、軸方向の両端となる端部領域と、その端部領域に挟まれた中央領域とでスキュー角度が異なる２種類のスキューが施されている。すなわち、図５５に示すように、導線５２３において、中央領域のスキュー角度θｓ１と端部領域のスキュー角度θｓ２とが異なっており、スキュー角度θｓ１がスキュー角度θｓ２よりも小さくなる構成となっている。軸方向において、端部領域は、コイルサイド５２５を含む範囲で定められている。スキュー角度θｓ１，スキュー角度θｓ２は、軸方向に対して各導線５２３が傾斜している傾斜角度である。中央領域のスキュー角度θｓ１は、固定子巻線５２１の通電により生じる磁束の高調波成分を削減するのに適正な角度範囲で定められているとよい。
【０３４０】
固定子巻線５２１における各導線５２３のスキュー角度を中央領域と端部領域とで相違させ、中央領域のスキュー角度θｓ１を端部領域のスキュー角度θｓ２よりも小さくすることで、コイルエンド５２６の縮小を図りつつも、固定子巻線５２１の巻線係数を大きくすることができる。言い換えれば、所望の巻線係数を確保しつつも、コイルエンド５２６の長さ、すなわち固定子コア５２２から軸方向にはみ出た部分の導線長を短くすることができる。これにより、回転電機５００の小型化を図りつつ、トルク向上を実現することができる。
【０３４１】
ここで、中央領域のスキュー角度θｓ１としての適正範囲を説明する。固定子巻線５２１において１磁極内に導線５２３がＸ本配置されている場合には、固定子巻線５２１の通電によりＸ次の高調波成分が生じることが考えられる。相数をＳ、対数をｍとする場合、Ｘ＝２×Ｓ×ｍである。本願発明者は、Ｘ次の高調波成分が、Ｘ−１次の高調波成分とＸ＋１次の高調波成分との合成波を構成する成分であるため、Ｘ−１次の高調波成分又はＸ＋１次の高調波成分の少なくともいずれかを低減することにより、Ｘ次の高調波成分を低減できることに着目した。この着目を踏まえ、本願発明者は、電気角で「３６０°／（Ｘ＋１）〜３６０°／（Ｘ−１）」の角度範囲内にスキュー角度θｓ１を設定することにより、Ｘ次の高調波成分を低減できることを見出した。
【０３４２】
例えばＳ＝３、ｍ＝２である場合、Ｘ＝１２次の高調波成分を低減すべく、「３６０°／１３〜３６０°／１１」の角度範囲内にスキュー角度θｓ１を設定する。つまり、スキュー角度θｓ１は、２７．７°〜３２．７°の範囲内の角度で設定されるとよい。
【０３４３】
中央領域のスキュー角度θｓ１が上記のように設定されることにより、その中央領域において、ＮＳ交互の磁石磁束を積極的に鎖交させることができ、固定子巻線５２１の巻線係数を高くすることができる。
【０３４４】
端部領域のスキュー角度θｓ２は、上述した中央領域のスキュー角度θｓ１よりも大きい角度である。この場合、スキュー角度θｓ２の角度範囲は、「θｓ１＜θｓ２＜９０°」である。
【０３４５】
また、固定子巻線５２１において、内層側の導線５２３と外層側の導線５２３とは、各導線５２３の端部どうしの溶接や接着により繋げられているか、又は折り曲げにより繋げられているとよい。固定子巻線５２１では、軸方向両側の各コイルエンド５２６のうち一方側（すなわち軸方向一端側）にて各相巻線の端部が電力変換器（インバータ）にバスバー等を介して電気的に接続される構成となっている。そのためここでは、バスバー接続側のコイルエンド５２６とその反対側のコイルエンド５２６とを区別しつつ、コイルエンド５２６において各導線同士が繋げられている構成を説明する。
【０３４６】
第１の構成としては、バスバー接続側のコイルエンド５２６において各導線５２３を溶接にて繋げるとともに、その反対側のコイルエンド５２６において各導線５２３を溶接以外の手段にて繋げる構成とする。溶接以外の手段とは、例えば導線材の折り曲げによる繋ぎが考えられる。バスバー接続側のコイルエンド５２６では、各相巻線の端部にバスバーが溶接にて接続されることが想定される。そのため、それと同じコイルエンド５２６において各導線５２３を溶接にて繋げる構成とすることで、各溶接部を一連の工程で行わせることができ、作業効率の向上を図ることができる。
【０３４７】
第２の構成としては、バスバー接続側のコイルエンド５２６において各導線５２３を溶接以外の手段にて繋げるとともに、その反対側のコイルエンド５２６において各導線５２３を溶接にて繋げる構成とする。この場合、仮にバスバー接続側のコイルエンド５２６において各導線５２３を溶接にて繋げる構成であると、その溶接部とバスバーとの接触を避けるべく、バスバーとコイルエンド５２６との間の離間距離を十分に取る必要が生じるが、本構成とすることで、バスバーとコイルエンド５２６との間の離間距離を小さくすることができる。これにより、軸方向における固定子巻線５２１の長さ又はバスバーに関する規制を緩めることができる。
【０３４８】
第３の構成としては、軸方向両側のコイルエンド５２６において各導線５２３を溶接にて繋げる構成とする。この場合、溶接前に用意する導線材はいずれも短い線長のものでよく、曲げ工程の削減による作業効率の向上を図ることができる。
【０３４９】
第４の構成としては、軸方向両側のコイルエンド５２６において各導線５２３を溶接以外の手段にて繋げる構成とする。この場合、固定子巻線５２１において溶接が行われる部位を極力減らすことができ、溶接工程での絶縁剥離が生じることの懸念を低減できる。
【０３５０】
また、円環状の固定子巻線５２１を製作する工程において、平面状に整列された帯状巻線を製作し、その後にその帯状巻線を環状に成形するとよい。この場合、平面状の帯状巻線となっている状態で、必要に応じてコイルエンド５２６での導線同士の溶接を行うとよい。平面状の帯状巻線を環状に成形する際には、固定子コア５２２と同径の円柱治具を用いてその円柱治具に巻き付けるようにして帯状巻線を環状に成形するとよい。又は、帯状巻線を固定子コア５２２に直接巻き付けるようにしてよい。
【０３５１】
なお、固定子巻線５２１の構成を以下のように変更することも可能である。
【０３５２】
例えば、図５４（ａ），（ｂ）に示す固定子巻線５２１において、中央領域及び端部領域のスキュー角度を同一とする構成であってもよい。
【０３５３】
また、図５４（ａ），（ｂ）に示す固定子巻線５２１において、周方向に隣り合う同相の導線５２３の端部同士を、軸方向に直交する向きに延びる渡り線部により接続する構成であってもよい。
【０３５４】
固定子巻線５２１の層数は、２×ｎ層（ｎは自然数）であればよく、固定子巻線５２１を、２層以外に４層、６層等にすることも可能である。
【０３５５】
次に、電力変換ユニットであるインバータユニット５３０について説明する。ここでは、インバータユニット５３０の分解断面図である図５６及び図５７を併せ用いて、インバータユニット５３０の構成を説明する。なお、図５７では、図５６に示す各部材を２つのサブアセンブリとして示している。
【０３５６】
インバータユニット５３０は、インバータハウジング５３１と、そのインバータハウジング５３１に組み付けられる複数の電気モジュール５３２と、それら各電気モジュール５３２を電気的に接続するバスバーモジュール５３３とを有している。
【０３５７】
インバータハウジング５３１は、円筒状をなす外壁部材５４１と、外周径が外壁部材５４１よりも小径の円筒状をなし、外壁部材５４１の径方向内側に配置される内壁部材５４２と、内壁部材５４２の軸方向一端側に固定されるボス形成部材５４３とを有している。これら各部材５４１〜５４３は、導電性材料により構成されているとよく、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により構成されている。インバータハウジング５３１は、外壁部材５４１と内壁部材５４２とが径方向内外に重ねて組み合わされ、かつ内壁部材５４２の軸方向一端側にボス形成部材５４３が組み付けられることで構成されている。その組み付け状態が図５７に示す状態である。
【０３５８】
インバータハウジング５３１の外壁部材５４１の径方向外側には固定子コア５２２が固定される。これにより、固定子５２０とインバータユニット５３０とが一体化されるようになっている。
【０３５９】
図５６に示すように、外壁部材５４１には、その内周面に複数の凹部５４１ａ，５４１ｂ，５４１ｃが形成されるとともに、内壁部材５４２には、その外周面に複数の凹部５４２ａ，５４２ｂ，５４２ｃが形成されている。そして、外壁部材５４１及び内壁部材５４２が互いに組み付けられることにより、これら両者の間には３つの中空部５４４ａ，５４４ｂ，５４４ｃが形成されている（図５７参照）。このうち、中央の中空部５４４ｂは、冷媒としての冷却水を流通させる冷却水通路５４５として用いられる。また、中空部５４４ｂ（冷却水通路５４５）を挟んで両側の中空部５４４ａ，５４４ｃにはシール材５４６が収容されている。このシール材５４６により、中空部５４４ｂ（冷却水通路５４５）が密閉化されている。冷却水通路５４５については後で詳しく説明する。
【０３６０】
また、ボス形成部材５４３には、円板リング状の端板５４７と、その端板５４７からハウジング内部に向けて突出するボス部５４８とが設けられている。ボス部５４８は、中空筒状に設けられている。例えば図５１に示すように、ボス形成部材５４３は、軸方向における内壁部材５４２の第１端とそれに対向する回転軸５０１の突出側（すなわち車両内側）の第２端とのうち、第２端に固定されている。なお、図４５〜図４７に示す車輪４００においては、インバータハウジング５３１（より詳しくはボス形成部材５４３の端板５４７）にベースプレート４０５が固定されるようになっている。
【０３６１】
インバータハウジング５３１は、軸心を中心として径方向に二重の周壁を有する構成となっており、その二重の周壁のうち外側の周壁が外壁部材５４１及び内壁部材５４２により形成され、内側の周壁がボス部５４８により形成されている。なお、以下の説明では、外壁部材５４１及び内壁部材５４２により形成された外側の周壁を「外側周壁ＷＡ１」、ボス部５４８により形成された内側の周壁を「内側周壁ＷＡ２」とも言う。
【０３６２】
インバータハウジング５３１には、外側周壁ＷＡ１と内側周壁ＷＡ２との間に環状空間が形成されており、その環状空間内に、周方向に並べて複数の電気モジュール５３２が配置されている。電気モジュール５３２は、接着やビス締め等により内壁部材５４２の内周面に固定されている。本実施形態では、インバータハウジング５３１が「ハウジング部材」に相当し、電気モジュール５３２が「電気部品」に相当する。
【０３６３】
内側周壁ＷＡ２（ボス部５４８）の内側には軸受５６０が収容されており、その軸受５６０により回転軸５０１が回転自在に支持されている。軸受５６０は、車輪中心部において車輪４００を回転可能に支えるハブベアリングである。軸受５６０は、回転子５１０や固定子５２０、インバータユニット５３０に対して軸方向に重複する位置に設けられている。本実施形態の回転電機５００では、回転子５１０において配向に伴い磁石ユニット５１２の薄型化が可能であること、固定子５２０においてスロットレス構造や扁平導線構造が採用されていることにより、磁気回路部の径方向の厚み寸法を縮小して、磁気回路部よりも径方向内側の中空空間を拡張することが可能となっている。これにより、径方向に積層された状態での磁気回路部やインバータユニット５３０、軸受５６０の配置が可能となっている。ボス部５４８は、その内側に軸受５６０を保持する軸受保持部となっている。
【０３６４】
軸受５６０は、例えばラジアル玉軸受であり、筒状をなす内輪５６１と、その内輪５６１よりも大径の筒状をなし内輪５６１の径方向外側に配置された外輪５６２と、それら内輪５６１及び外輪５６２の間に配置された複数の玉５６３とを有している。軸受５６０は、外輪５６２がボス形成部材５４３に組み付けられることでインバータハウジング５３１に固定されるとともに、内輪５６１が回転軸５０１に固定されている。これら内輪５６１、外輪５６２及び玉５６３は、いずれも炭素鋼等の金属材料よりなる。
【０３６５】
また、軸受５６０の内輪５６１は、回転軸５０１を収容する筒部５６１ａと、その筒部５６１ａの軸方向一端部から、軸方向に交差（直交）する向きに延びるフランジ５６１ｂとを有している。フランジ５６１ｂは、回転子キャリア５１１の端板５１４に内側から当接する部位であり、回転軸５０１に軸受５６０が組み付けられた状態では、回転軸５０１のフランジ５０２と内輪５６１のフランジ５６１ｂとにより挟まれた状態で、回転子キャリア５１１が保持されるようになっている。この場合、回転軸５０１のフランジ５０２及び内輪５６１のフランジ５６１ｂは、軸方向に対する交差の角度が互いに同じであり（本実施形態ではいずれも直角であり）、これら各フランジ５０２，５６１ｂの間に挟まれた状態で、回転子キャリア５１１が保持されている。
【０３６６】
軸受５６０の内輪５６１により回転子キャリア５１１を内側から支える構成によれば、回転軸５０１に対する回転子キャリア５１１の角度を適正角度に保持でき、ひいては回転軸５０１に対する磁石ユニット５１２の平行度を良好に保つことができる。これにより、回転子キャリア５１１を径方向に拡張した構成にあっても、振動等に対する耐性を高めることができる。
【０３６７】
次に、インバータハウジング５３１内に収容される電気モジュール５３２について説明する。
【０３６８】
複数の電気モジュール５３２は、電力変換器を構成する半導体スイッチング素子や平滑用コンデンサといった電気部品を、複数に分割して個々にモジュール化したものであり、その電気モジュール５３２には、パワー素子である半導体スイッチング素子を有するスイッチモジュール５３２Ａと、平滑用コンデンサを有するコンデンサモジュール５３２Ｂとが含まれている。
【０３６９】
図４９及び図５０に示すように、内壁部材５４２の内周面には、電気モジュール５３２を取り付けるための平坦面を有する複数のスペーサ５４９が固定され、そのスペーサ５４９に電気モジュール５３２が取り付けられている。つまり、内壁部材５４２の内周面が曲面であるのに対し、電気モジュール５３２の取付面が平坦面であることから、スペーサ５４９により内壁部材５４２の内周面側に平坦面を形成し、その平坦面に電気モジュール５３２を固定する構成としている。
【０３７０】
なお、内壁部材５４２と電気モジュール５３２との間にスペーサ５４９を介在させる構成は必須ではなく、内壁部材５４２の内周面を平坦面にする、又は電気モジュール５３２の取付面を曲面することにより内壁部材５４２に対して電気モジュール５３２を直接取り付けることも可能である。また、内壁部材５４２の内周面に対して非接触の状態で、電気モジュール５３２をインバータハウジング５３１に固定することも可能である。例えば、ボス形成部材５４３の端板５４７に対して電気モジュール５３２を固定する。スイッチモジュール５３２Ａを内壁部材５４２の内周面に接触状態で固定するとともに、コンデンサモジュール５３２Ｂを内壁部材５４２の内周面に非接触状態で固定することも可能である。
【０３７１】
なお、内壁部材５４２の内周面にスペーサ５４９が設けられる場合、外側周壁ＷＡ１及びスペーサ５４９が「筒状部」に相当する。また、スペーサ５４９が用いられない場合、外側周壁ＷＡ１が「筒状部」に相当する。
【０３７２】
上述したとおりインバータハウジング５３１の外側周壁ＷＡ１には、冷媒としての冷却水を流通させる冷却水通路５４５が形成されており、その冷却水通路５４５を流れる冷却水により各電気モジュール５３２が冷却されるようになっている。なお、冷媒として、冷却水に代えて冷却用オイルを用いることも可能である。冷却水通路５４５は、外側周壁ＷＡ１に沿って環状に設けられており、冷却水通路５４５内を流れる冷却水は、各電気モジュール５３２を経由しながら上流側から下流側に流通する。本実施形態では、冷却水通路５４５が、径方向内外に各電気モジュール５３２に重なり、かつこれら各電気モジュール５３２を囲むように環状に設けられている。
【０３７３】
内壁部材５４２には、冷却水通路５４５に冷却水を流入させる入口通路５７１と、冷却水通路５４５から冷却水を流出させる出口通路５７２とが設けられている。上述したように内壁部材５４２の内周面には複数の電気モジュール５３２が固定されており、かかる構成において、周方向に隣り合う電気モジュール間の間隔が１カ所だけ他よりも拡張され、その拡張された部分に、内壁部材５４２の一部が径方向内側に突出されて突出部５７３が形成されている。そして、その突出部５７３に、径方向に沿って横並びの状態で入口通路５７１及び出口通路５７２が設けられている。
【０３７４】
インバータハウジング５３１での各電気モジュール５３２の配置の状態を図５８に示す。なお、図５８は、図５０と同一の縦断面図である。
【０３７５】
図５８に示すように、各電気モジュール５３２は、周方向における電気モジュール同士の間隔を、第１間隔ＩＮＴ１又は第２間隔ＩＮＴ２として周方向に並べて配置されている。第２間隔ＩＮＴ２は、第１間隔ＩＮＴ１よりも広い間隔である。各間隔ＩＮＴ１，ＩＮＴ２は、例えば周方向に隣り合う２つ電気モジュール５３２の中心位置同士の間の距離である。この場合、突出部５７３を挟まずに周方向に隣り合う電気モジュール同士の間隔は第１間隔ＩＮＴ１となり、突出部５７３を挟んで周方向に隣り合う電気モジュール同士の間隔は第２間隔ＩＮＴ２となっている。つまり、周方向に隣り合う電気モジュール同士の間隔が一部で拡げられており、その拡げられた間隔（第２間隔ＩＮＴ２）の例えば中央となる部分に突出部５７３が設けられている。
【０３７６】
各間隔ＩＮＴ１，ＩＮＴ２は、回転軸５０１を中心とする同一円上において、周方向に隣り合う２つ電気モジュール５３２の中心位置同士の間の円弧の距離であってもよい。又は、周方向における電気モジュール同士の間隔は、回転軸５０１を中心とする角度間隔θｉ１，θｉ２で定義されていてもよい（θｉ１＜θｉ２）。
【０３７７】
なお、図５８に示す構成では、第１間隔ＩＮＴ１で並ぶ各電気モジュール５３２が周方向に互いに離間する状態（非接触の状態）で配置されているが、この構成に代えて、それら各電気モジュール５３２が周方向に互いに接触する状態で配置されていてもよい。
【０３７８】
図４８に示すように、ボス形成部材５４３の端板５４７には、入口通路５７１及び出口通路５７２の通路端部が形成された水路ポート５７４が設けられている。入口通路５７１及び出口通路５７２には、冷却水を循環させる循環経路５７５が接続されるようになっている。循環経路５７５は冷却水配管よりなる。循環経路５７５にはポンプ５７６と放熱装置５７７とが設けられ、ポンプ５７６の駆動に伴い冷却水通路５４５と循環経路５７５とを通じて冷却水が循環する。ポンプ５７６は電動ポンプである。放熱装置５７７は、例えば冷却水の熱を大気放出するラジエータである。
【０３７９】
図５０に示すように、外側周壁ＷＡ１の外側には固定子５２０が配置され、内側には電気モジュール５３２が配置されていることから、外側周壁ＷＡ１に対しては、その外側から固定子５２０の熱が伝わるとともに、内側から電気モジュール５３２の熱が伝わることになる。この場合、冷却水通路５４５を流れる冷却水により固定子５２０と電気モジュール５３２とを同時に冷やすことが可能となっており、回転電機５００における発熱部品の熱を効率良く放出することができる。
【０３８０】
ここで、電力変換器の電気的構成を図５９を用いて説明する。
【０３８１】
図５９に示すように、固定子巻線５２１はＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線よりなり、その固定子巻線５２１にインバータ６００が接続されている。インバータ６００は、相数と同じ数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されており、相ごとに上アームスイッチ６０１及び下アームスイッチ６０２からなる直列接続体が設けられている。これら各スイッチ６０１，６０２は駆動回路６０３によりそれぞれオンオフされ、そのオンオフにより各相の巻線が通電される。各スイッチ６０１，６０２は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子により構成されている。また、各相の上下アームには、スイッチ６０１，６０２の直列接続体に並列に、スイッチング時に要する電荷を各スイッチ６０１，６０２に供給する電荷供給用のコンデンサ６０４が接続されている。
【０３８２】
制御装置６０７は、ＣＰＵや各種メモリからなるマイコンを備えており、回転電機５００における各種の検出情報や、力行駆動及び発電の要求に基づいて、各スイッチ６０１，６０２のオンオフにより通電制御を実施する。制御装置６０７は、例えば所定のスイッチング周波数（キャリア周波数）でのＰＷＭ制御や、矩形波制御により各スイッチ６０１，６０２のオンオフ制御を実施する。制御装置６０７は、回転電機５００に内蔵された内蔵制御装置であってもよいし、回転電機５００の外部に設けられた外部制御装置であってもよい。
【０３８３】
ちなみに、本実施形態の回転電機５００では、固定子５２０のインダクタンス低減が図られていることから電気的時定数が小さくなっており、その電気的時定数が小さい状況下では、スイッチング周波数（キャリア周波数）を高くし、かつスイッチング速度を速くすることが望ましい。この点において、各相のスイッチ６０１，６０２の直列接続体に並列に電荷供給用のコンデンサ６０４が接続されていることで配線インダクタンスが低くなり、スイッチング速度を速くした構成であっても適正なサージ対策が可能となる。
【０３８４】
インバータ６００の高電位側端子は直流電源６０５の正極端子に接続され、低電位側端子は直流電源６０５の負極端子（グランド）に接続されている。また、インバータ６００の高電位側端子及び低電位側端子には、直流電源６０５に並列に平滑用のコンデンサ６０６が接続されている。
【０３８５】
スイッチモジュール５３２Ａは、発熱部品として各スイッチ６０１，６０２（半導体スイッチング素子）や、駆動回路６０３（具体的には駆動回路６０３を構成する電気素子）、電荷供給用のコンデンサ６０４を有している。また、コンデンサモジュール５３２Ｂは、発熱部品として平滑用のコンデンサ６０６を有している。スイッチモジュール５３２Ａの具体的な構成例を図６０に示す。
【０３８６】
図６０に示すように、スイッチモジュール５３２Ａは、収容ケースとしてのモジュールケース６１１を有するとともに、そのモジュールケース６１１内に収容された１相分のスイッチ６０１，６０２と、駆動回路６０３と、電荷供給用のコンデンサ６０４とを有している。なお、駆動回路６０３は、専用ＩＣ又は回路基板として構成されてスイッチモジュール５３２Ａに設けられている。
【０３８７】
モジュールケース６１１は、例えば樹脂等の絶縁材料よりなり、その側面がインバータユニット５３０の内壁部材５４２の内周面に当接した状態で、外側周壁ＷＡ１に固定されている。モジュールケース６１１内には樹脂等のモールド材が充填されている。モジュールケース６１１内において、スイッチ６０１，６０２と駆動回路６０３、スイッチ６０１，６０２とコンデンサ６０４は、それぞれ配線６１２により電気的に接続されている。なお詳しくは、スイッチモジュール５３２Ａは、スペーサ５４９を介して外側周壁ＷＡ１に取り付けられるが、スペーサ５４９の図示を省略している。
【０３８８】
スイッチモジュール５３２Ａが外側周壁ＷＡ１に固定された状態では、スイッチモジュール５３２Ａにおいて外側周壁ＷＡ１に近い側、すなわち冷却水通路５４５に近い側ほど冷却性が高いため、その冷却性に応じてスイッチ６０１，６０２、駆動回路６０３及びコンデンサ６０４の配列の順序が定められている。具体的には、発熱量を比べると、大きいものからスイッチ６０１，６０２、コンデンサ６０４、駆動回路６０３の順序となるため、その発熱量の大きさ順序に合わせて、外側周壁ＷＡ１に近い側からスイッチ６０１，６０２、コンデンサ６０４、駆動回路６０３の順序でこれらが配置されている。なお、スイッチモジュール５３２Ａの接触面は、内壁部材５４２の内周面における接触可能面より小さいとよい。
【０３８９】
なお、コンデンサモジュール５３２Ｂについては詳細な図示を省略するが、コンデンサモジュール５３２Ｂでは、スイッチモジュール５３２Ａと同じ形状及び大きさのモジュールケース内に、コンデンサ６０６が収容されて構成されている。コンデンサモジュール５３２Ｂは、スイッチモジュール５３２Ａと同様に、モジュールケース６１１の側面がインバータハウジング５３１の内壁部材５４２の内周面に当接した状態で、外側周壁ＷＡ１に固定されている。
【０３９０】
スイッチモジュール５３２Ａ及びコンデンサモジュール５３２Ｂは、インバータハウジング５３１の外側周壁ＷＡ１の径方向内側において必ずしも同心円上に並んでいなくてもよい。例えばスイッチモジュール５３２Ａがコンデンサモジュール５３２Ｂよりも径方向内側に配置される構成、又はその逆となるように配置される構成であってもよい。
【０３９１】
回転電機５００の駆動時には、スイッチモジュール５３２Ａ及びコンデンサモジュール５３２Ｂと冷却水通路５４５との間で、外側周壁ＷＡ１の内壁部材５４２を介して熱交換が行われる。これにより、スイッチモジュール５３２Ａ及びコンデンサモジュール５３２Ｂにおける冷却が行われる。
【０３９２】
各電気モジュール５３２は、その内部に冷却水を引き込み、モジュール内部にて冷却水による冷却を行わせる構成であってもよい。ここでは、スイッチモジュール５３２Ａの水冷構造を、図６１（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図６１（ａ）は、外側周壁ＷＡ１を横切る方向で、スイッチモジュール５３２Ａの断面構造を示す縦断面図であり、図６１（ｂ）は、図６１（ａ）の６１Ｂ−６１Ｂ線断面図である。
【０３９３】
図６１（ａ），（ｂ）に示すように、スイッチモジュール５３２Ａは、図６０と同様にモジュールケース６１１と、１相分のスイッチ６０１，６０２と、駆動回路６０３と、コンデンサ６０４とを有することに加え、一対の配管部６２１，６２２及び冷却器６２３からなる冷却装置を有している。冷却装置において、一対の配管部６２１，６２２は、外側周壁ＷＡ１の冷却水通路５４５から冷却器６２３へ冷却水を流入させる流入側の配管部６２１と、冷却器６２３から冷却水通路５４５へ冷却水を流出させる流出側の配管部６２２とからなる。冷却器６２３は、冷却対象物に応じて設けられ、冷却装置では１段又は複数段の冷却器６２３が用いられる。図６１（ａ），（ｂ）の構成では、冷却水通路５４５から離れる方向、すなわちインバータユニット５３０の径方向に、互いに離間した状態で２段の冷却器６２３が設けられており、一対の配管部６２１，６２２を介してそれら各冷却器６２３に対して冷却水が供給される。冷却器６２３は、例えば内部が空洞になっている。ただし、冷却器６２３の内部にインナフィンが設けられていてもよい。
【０３９４】
２段の冷却器６２３を備える構成では、（１）１段目の冷却器６２３の外側周壁ＷＡ１側、（２）１段目及び２段目の冷却器６２３の間、（３）２段目の冷却器６２３の反外側周壁側が、それぞれ冷却対象の電気部品を配置する場所であり、これら各場所は、冷却性能の高いものから順から（２）、（１）、（３）となっている。つまり、２つの冷却器６２３に挟まれた場所が最も冷却性能が高く、いずれか１つの冷却器６２３に隣接する場所では、外側周壁ＷＡ１（冷却水通路５４５）に近い方が冷却性能が高くなっている。これを加味し、図６１（ａ），（ｂ）に示す構成では、スイッチ６０１，６０２が、（２）１段目及び２段目の冷却器６２３の間に配置され、コンデンサ６０４が、（１）１段目の冷却器６２３の外側周壁ＷＡ１側に配置され、駆動回路６０３が、（３）２段目の冷却器６２３の反外側周壁側に配置されている。なお、図示しないが、駆動回路６０３とコンデンサ６０４とが逆の配置であってもよい。
【０３９５】
いずれの場合であってもモジュールケース６１１内において、スイッチ６０１，６０２と駆動回路６０３、スイッチ６０１，６０２とコンデンサ６０４は、それぞれ配線６１２により電気的に接続されている。また、スイッチ６０１，６０２が駆動回路６０３とコンデンサ６０４との間に位置するため、スイッチ６０１，６０２から駆動回路６０３に向かって延びる配線６１２と、スイッチ６０１，６０２からコンデンサ６０４に向かって延びる配線６１２は互いに逆方向に延びる関係である。
【０３９６】
図６１（ｂ）に示すように、一対の配管部６２１，６２２は、周方向、すなわち冷却水通路５４５の上流側及び下流側に並べて配置されており、上流側に位置する流入側の配管部６２１から冷却器６２３に冷却水が流入され、その後、下流側に位置する流出側の配管部６２２から冷却水が流出される。なお、冷却装置への冷却水の流入を促すべく、冷却水通路５４５には、周方向に見て、流入側の配管部６２１と流出側の配管部６２１との間となる位置に、冷却水の流れを規制する規制部６２４が設けられているとよい。規制部６２４は、冷却水通路５４５を遮断する遮断部、又は冷却水通路５４５の通路面積を小さくする絞り部であるとよい。
【０３９７】
図６２には、スイッチモジュール５３２Ａの別の冷却構造を示す。図６２（ａ）は、外側周壁ＷＡ１を横切る方向で、スイッチモジュール５３２Ａの断面構造を示す縦断面図であり、図６２（ｂ）は、図６２（ａ）の６２Ｂ−６２Ｂ線断面図である。
【０３９８】
図６２（ａ），（ｂ）の構成では、上述した図６１（ａ），（ｂ）の構成との相違点として、冷却装置における一対の配管部６２１，６２２の配置が異なっており、一対の配管部６２１，６２２が軸方向に並べて配置されている。また、図６２（ｃ）に示すように、冷却水通路５４５は、流入側の配管部６２１に連通される通路部分と、流出側の配管部６２２に連通される通路部分とが軸方向に分離して設けられ、それら各通路部分が各配管部６２１，６２２及び各冷却器６２３を通じて連通されている。
【０３９９】
その他に、スイッチモジュール５３２Ａとして、次の構成を用いることも可能である。
【０４００】
図６３（ａ）に示す構成では、図６１（ａ）の構成と比べて、冷却器６２３が２段から１段に変更されている。この場合、モジュールケース６１１内において冷却性能の最も高い場所が図６１（ａ）とは異なっており、冷却器６２３の径方向両側（図の左右方向両側）のうち外側周壁ＷＡ１側の場所が最も冷却性能が高く、次いで、冷却器６２３の反外側周壁側の場所、冷却器６２３から離れた場所の順に冷却性能が低くなっている。これを加味し、図６３（ａ）に示す構成では、スイッチ６０１，６０２が、冷却器６２３の径方向両側（図の左右方向両側）のうち外側周壁ＷＡ１側の場所に配置され、コンデンサ６０４が、冷却器６２３の反外側周壁側の場所に配置され、駆動回路６０３が、冷却器６２３から離れた場所に配置されている。
【０４０１】
また、スイッチモジュール５３２Ａにおいて、モジュールケース６１１内に１相分のスイッチ６０１，６０２と、駆動回路６０３と、コンデンサ６０４とを収容する構成を変更することも可能である。例えば、モジュールケース６１１内に１相分のスイッチ６０１，６０２と、駆動回路６０３及びコンデンサ６０４のいずれ一方とを収容する構成としてもよい。
【０４０２】
図６３（ｂ）では、モジュールケース６１１内に、一対の配管部６２１，６２２と２段の冷却器６２３とを設けるとともに、スイッチ６０１，６０２を、１段目及び２段目の冷却器６２３の間に配置し、コンデンサ６０４又は駆動回路６０３を、１段目の冷却器６２３の外側周壁ＷＡ１側に配置する構成としている。また、スイッチ６０１，６０２と駆動回路６０３とを一体化して半導体モジュールとし、その半導体モジュールとコンデンサ６０４とを、モジュールケース６１１内に収容する構成とすることも可能である。
【０４０３】
なお、図６３（ｂ）では、スイッチモジュール５３２Ａにおいて、スイッチ６０１，６０２を挟んで両側に配置される冷却器６２３のうち少なくとも一方の冷却器６２３においてスイッチ６０１，６０２とは逆側にコンデンサが配置されているとよい。すなわち、１段目の冷却器６２３の外側周壁ＷＡ１側と、２段目の冷却器６２３の反周壁側とのうち一方にのみコンデンサ６０４を配置する構成、又は両方にコンデンサ６０４を配置する構成が可能である。
【０４０４】
本実施形態では、スイッチモジュール５３２Ａとコンデンサモジュール５３２Ｂとのうちスイッチモジュール５３２Ａのみについて、冷却水通路５４５からモジュール内部に冷却水を引き込む構成としている。ただし、その構成を変更し、両方のモジュール５３２Ａ，５３２Ｂに、冷却水通路５４５から冷却水を引き込む構成としてもよい。
【０４０５】
また、各電気モジュール５３２の外面に冷却水を直接当てる状態にして、各電気モジュール５３２を冷却する構成とすることも可能である。例えば、図６４に示すように、外側周壁ＷＡ１に電気モジュール５３２を埋め込むことで、電気モジュール５３２の外面に冷却水を当てる構成とする。この場合、電気モジュール５３２の一部を冷却水通路５４５内に浸漬させる構成や、冷却水通路５４５を図５８等の構成よりも径方向に拡張して電気モジュール５３２の全てを冷却水通路５４５内に浸漬させる構成が考えられる。冷却水通路５４５内に電気モジュール５３２を浸漬させる場合、浸漬されるモジュールケース６１１（モジュールケース６１１の浸漬部分）にフィンを設けると、冷却性能を更に向上させることができる。
【０４０６】
また、電気モジュール５３２には、スイッチモジュール５３２Ａとコンデンサモジュール５３２Ｂとが含まれ、それら両者を比べた場合に発熱量に差異がある。この点を考慮して、インバータハウジング５３１における各電気モジュール５３２の配置を工夫することも可能である。
【０４０７】
例えば、図６５に示すように、複数個のスイッチモジュール５３２Ａを、分散させず周方向に並べ、かつ冷却水通路５４５の上流側、すなわち入口通路５７１に近い側に配置する。この場合、入口通路５７１から流入した冷却水は、先ずは３つのスイッチモジュール５３２Ａの冷却に用いられ、その後に各コンデンサモジュール５３２Ｂの冷却に用いられる。なお、図６５では、先の図６２（ａ），（ｂ）のように一対の配管部６２１，６２２が軸方向に並べて配置されているが、これに限らず、先の図６１（ａ），（ｂ）のように一対の配管部６２１，６２２が周方向に並べて配置されていてもよい。
【０４０８】
次に、各電気モジュール５３２及びバスバーモジュール５３３における電気的な接続に関する構成を説明する。図６６は、図４９の６６−６６線断面図であり、図６７は、図４９の６７−６７線断面図である。図６８は、バスバーモジュール５３３を単体で示す斜視図である。ここではこれら各図を併せ用いて、各電気モジュール５３２及びバスバーモジュール５３３の電気接続に関する構成を説明する。
【０４０９】
図６６に示すように、インバータハウジング５３１には、内壁部材５４２に設けられた突出部５７３（すなわち、冷却水通路５４５に通じる入口通路５７１及び出口通路５７２が設けられた突出部５７３）の周方向に隣となる位置に、３つのスイッチモジュール５３２Ａが周方向に並べて配置されるとともに、さらにその隣に、６つのコンデンサモジュール５３２Ｂが周方向に並べて配置されている。その概要として、インバータハウジング５３１では、外側周壁ＷＡ１の内側が周方向に１０個（すなわち、モジュール数＋１）の領域に等分に分けられ、そのうち９つの領域にそれぞれ電気モジュール５３２が１つずつ配置されるとともに、残り１つの領域に突出部５７３が設けられている。３つのスイッチモジュール５３２Ａは、Ｕ相用モジュール、Ｖ相用モジュール、Ｗ相用モジュールである。
【０４１０】
図６６や前述の図５６、図５７等に示すように、各電気モジュール５３２（スイッチモジュール５３２Ａ及びコンデンサモジュール５３２Ｂ）は、モジュールケース６１１から延びる複数のモジュール端子６１５を有している。モジュール端子６１５は、各電気モジュール５３２における電気的な入出力を行わせるモジュール入出力端子である。モジュール端子６１５は、軸方向に延びる向きで設けられており、より具体的には、モジュールケース６１１から回転子キャリア５１１の奥側（車両外側）に向けて延びるように設けられている（図５１参照）。
【０４１１】
各電気モジュール５３２のモジュール端子６１５は、それぞれバスバーモジュール５３３に接続されている。モジュール端子６１５の数は、スイッチモジュール５３２Ａとコンデンサモジュール５３２Ｂとで異なっており、スイッチモジュール５３２Ａには４つのモジュール端子６１５が設けられ、コンデンサモジュール５３２Ｂには２つのモジュール端子６１５が設けられている。
【０４１２】
また、図６８に示すように、バスバーモジュール５３３は、円環状をなす環状部６３１と、その環状部６３１から延び、電源装置やＥＣＵ（電子制御装置）等の外部装置との接続を可能とする３本の外部接続端子６３２と、固定子巻線５２１における各相の巻線端部に接続される巻線接続端子６３３とを有している。バスバーモジュール５３３が「端子モジュール」に相当する。
【０４１３】
環状部６３１は、インバータハウジング５３１において外側周壁ＷＡ１の径方向内側であり、かつ各電気モジュール５３２の軸方向片側となる位置に配置されている。環状部６３１は、例えば樹脂等の絶縁部材により成形された円環状の本体部と、その内部に埋設された複数のバスバーとを有する。その複数のバスバーは、各電気モジュール５３２のモジュール端子６１５や、各外部接続端子６３２、固定子巻線５２１の各相巻線に接続されている。その詳細は後述する。
【０４１４】
外部接続端子６３２は、電源装置に接続される高電位側の電力端子６３２Ａ及び低電位側の電力端子６３２Ｂと、外部ＥＣＵに接続される１本の信号端子６３２Ｃとからなる。これら各外部接続端子６３２（６３２Ａ〜６３２Ｃ）は、周方向に一列に並び、かつ環状部６３１の径方向内側において軸方向に延びるように設けられている。図５１に示すように、バスバーモジュール５３３が各電気モジュール５３２と共にインバータハウジング５３１に組み付けられた状態では、外部接続端子６３２の一端がボス形成部材５４３の端板５４７から突出するように構成されている。具体的には、図５６、図５７に示すように、ボス形成部材５４３の端板５４７には挿通孔５４７ａが設けられており、その挿通孔５４７ａに円筒状のグロメット６３５が取り付けられるとともに、グロメット６３５を挿通させた状態で外部接続端子６３２が設けられている。グロメット６３５は、密閉コネクタとしても機能する。
【０４１５】
巻線接続端子６３３は、固定子巻線５２１の各相の巻線端部に接続される端子であり、環状部６３１から径方向外側に延びるように設けられている。巻線接続端子６３３は、固定子巻線５２１におけるＵ相巻線の端部に接続される巻線接続端子６３３Ｕ、Ｖ相巻線の端部に接続される巻線接続端子６３３Ｖ、Ｗ相巻線の端部にそれぞれ接続に接続される巻線接続端子６３３Ｗを有する。これらの各巻線接続端子６３３、各相巻線に流れる電流（Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流）を検出する電流センサ６３４が設けられているとよい（図７０参照）。
【０４１６】
なお、電流センサ６３４は、電気モジュール５３２の外部であって、各巻線接続端子６３３の周辺に配置されてもよいし、電気モジュール５３２の内部に配置されてもよい。
【０４１７】
ここで、各電気モジュール５３２とバスバーモジュール５３３との接続を、図６９及び図７０を用いてより具体的に説明する。図６９は、各電気モジュール５３２を平面状に展開して示すとともに、それら各電気モジュール５３２とバスバーモジュール５３３との電気的な接続状態を模式的に示す図である。図７０は、各電気モジュール５３２を円環状に配置した状態での各電気モジュール５３２とバスバーモジュール５３３との接続を模式的に示す図である。なお、図６９には、電力伝送用の経路を実線で示し、信号伝送系の経路を一点鎖線で示している。図７０には、電力伝送用の経路のみを示している。
【０４１８】
バスバーモジュール５３３は、電力伝送用のバスバーとして、第１バスバー６４１と第２バスバー６４２と第３バスバー６４３とを有している。このうち第１バスバー６４１が高電位側の電力端子６３２Ａに接続され、第２バスバー６４２が低電位側の電力端子６３２Ｂに接続されている。また、３つの第３バスバー６４３が、Ｕ相の巻線接続端子６３３Ｕ、Ｖ相の巻線接続端子６３３Ｖ、Ｗ相の巻線接続端子６３３Ｗにそれぞれ接続されている。
【０４１９】
また、巻線接続端子６３３や第３バスバー６４３は、回転電機１０の動作により発熱しやすい部位である。このため、巻線接続端子６３３と第３バスバー６４３との間に図示しない端子台を介在させるとともに、この端子台を、冷却水通路５４５を有するインバータハウジング５３１に当接させてもよい。又は、巻線接続端子６３３や第３バスバー６４３をクランク状に曲げることで、巻線接続端子６３３や第３バスバー６４３を冷却水通路５４５を有するインバータハウジング５３１に当接させてもよい。
【０４２０】
このような構成であれば、巻線接続端子６３３や第３バスバー６４３で発生した熱を冷却水通路５４５内の冷却水に放熱することができる。
【０４２１】
なお、図７０では、第１バスバー６４１及び第２バスバー６４２を、円環形状をなすバスバーとして示すが、これら各バスバー６４１，６４２は必ずしも円環形状で繋がっていなくてもよく、周方向の一部が途切れた略Ｃ字状をなしていてもよい。また、各巻線接続端子６３３Ｕ，６３３Ｖ，６３３Ｗは、各相に対応するスイッチモジュール５３２Ａに個々に接続されればよいため、バスバーモジュール５３３を介することなく、直接的に各スイッチモジュール５３２Ａ（実際にはモジュール端子６１５）に接続される構成であってもよい。
【０４２２】
一方、各スイッチモジュール５３２Ａは、正極側端子、負極側端子、巻線用端子及び信号用端子からなる４つのモジュール端子６１５を有している。このうち正極側端子は第１バスバー６４１に接続され、負極側端子は第２バスバー６４２に接続され、巻線用端子は第３バスバー６４３に接続されている。
【０４２３】
また、バスバーモジュール５３３は、信号伝送系のバスバーとして第４バスバー６４４を有している。各スイッチモジュール５３２Ａの信号用端子が第４バスバー６４４に接続されるとともに、その第４バスバー６４４が信号端子６３２Ｃに接続されている。
【０４２４】
本実施形態では、各スイッチモジュール５３２Ａに対する制御信号を信号端子６３２Ｃを介して外部ＥＣＵから入力する構成としている。つまり、各スイッチモジュール５３２Ａ内の各スイッチ６０１，６０２は、信号端子６３２Ｃを介して入力される制御信号によりオンオフする。そのため、各スイッチモジュール５３２Ａが、途中で回転電機内蔵の制御装置を経由することなく信号端子６３２Ｃに対して接続される構成となっている。ただし、この構成を変更し、回転電機に制御装置を内蔵させ、その制御装置からの制御信号が各スイッチモジュール５３２Ａに入力される構成とすることも可能である。かかる構成を図７１に示す。
【０４２５】
図７１の構成では、制御装置６５２が実装された制御基板６５１を有し、その制御装置６５２が各スイッチモジュール５３２Ａに接続されている。また、制御装置６５２には信号端子６３２Ｃが接続されている。この場合、制御装置６５２は、例えば上位制御装置である外部ＥＣＵから力行又は発電に関する指令信号を入力し、その指令信号に基づいて各スイッチモジュール５３２Ａのスイッチ６０１，６０２を適宜オンオフさせる。
【０４２６】
インバータユニット５３０においては、バスバーモジュール５３３よりも車両外側（回転子キャリア５１１の奥側）に制御基板６５１が配置されるとよい。又は、各電気モジュール５３２とボス形成部材５４３の端板５４７との間に制御基板６５１が配置されるとよい。制御基板６５１は、各電気モジュール５３２に対して少なくとも一部が軸方向に重複するように配置されるとよい。
【０４２７】
また、各コンデンサモジュール５３２Ｂは、正極側端子及び負極側端子からなる２つのモジュール端子６１５を有しており、正極側端子は第１バスバー６４１に接続され、負極側端子は第２バスバー６４２に接続されている。
【０４２８】
図４９及び図５０に示すように、インバータハウジング５３１内には、周方向に各電気モジュール５３２と並ぶ位置に、冷却水の入口通路５７１及び出口通路５７２を有する突出部５７３が設けられるとともに、その突出部５７３に対して径方向に隣り合うようにして外部接続端子６３２が設けられている。換言すれば、突出部５７３と外部接続端子６３２とが、周方向に同じ角度位置に設けられている。本実施形態では、突出部５７３の径方向内側の位置に外部接続端子６３２が設けられている。また、インバータハウジング５３１の車両内側から見れば、ボス形成部材５４３の端板５４７に、径方向に並べて水路ポート５７４と外部接続端子６３２とが設けられている（図４８参照）。
【０４２９】
この場合、複数の電気モジュール５３２と共に突出部５７３及び外部接続端子６３２を周方向に並べて配置したことにより、インバータユニット５３０としての小型化、ひいては回転電機５００としての小型化が可能となっている。
【０４３０】
車輪４００の構造を示す図４５及び図４７で見ると、水路ポート５７４に冷却用配管Ｈ２が接続されるとともに、外部接続端子６３２に電気配線Ｈ１が接続され、その状態で、電気配線Ｈ１及び冷却用配管Ｈ２が収容ダクト４４０に収容されている。
【０４３１】
なお、上記構成では、インバータハウジング５３１内において外部接続端子６３２の隣に、３つのスイッチモジュール５３２Ａを周方向に並べて配置するととともに、さらにその隣に、６つのコンデンサモジュール５３２Ｂを周方向に並べて配置する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、外部接続端子６３２から最も離れた位置、すなわち回転軸５０１を挟んで反対側となる位置に、３つのスイッチモジュール５３２Ａを並べて配置する構成としてもよい。また、各スイッチモジュール５３２Ａの両隣にコンデンサモジュール５３２Ｂが配置されるように、各スイッチモジュール５３２Ａを分散配置することも可能である。
【０４３２】
外部接続端子６３２から最も離れた位置、すなわち回転軸５０１を挟んで反対側となる位置に各スイッチモジュール５３２Ａを配置する構成とすれば、外部接続端子６３２と各スイッチモジュール５３２Ａとの間における相互インダクタンスに起因する誤動作等を抑制できる。
【０４３３】
次に、回転角度センサとして設けられるレゾルバ６６０に関する構成を説明する。
【０４３４】
図４９〜図５１に示すように、インバータハウジング５３１には、回転電機５００の電気角θを検出するレゾルバ６６０が設けられている。レゾルバ６６０は、電磁誘導式センサであり、回転軸５０１に固定されたレゾルバロータ６６１と、そのレゾルバロータ６６１の径方向外側に対向配置されたレゾルバステータ６６２とを備えている。レゾルバロータ６６１は、円板リング状をなしており、回転軸５０１を挿通させた状態で、回転軸５０１に同軸で設けられている。レゾルバステータ６６２は、円環状をなすステータコア６６３と、ステータコア６６３に形成された複数のティースに巻回されたステータコイル６６４とを備えている。ステータコイル６６４には、１相の励磁コイルと２相の出力コイルとが含まれている。
【０４３５】
ステータコイル６６４の励磁コイルは、正弦波状の励磁信号によって励磁され、励磁信号によって励磁コイルに生じた磁束は、一対の出力コイルを鎖交する。この際、励磁コイルと一対の出力コイルとの相対的な配置関係がレゾルバロータ６６１の回転角（すなわち回転軸５０１の回転角）に応じて周期的に変化するため、一対の出力コイルを鎖交する磁束数は周期的に変化する。本実施形態では、一対の出力コイルのそれぞれに生じる電圧の位相が互いにπ／２だけずれるように一対の出力コイルと励磁コイルとが配置されている。これにより、一対の出力コイルそれぞれの出力電圧は、励磁信号を変調波ｓｉｎθ、ｃｏｓθのそれぞれによって変調した被変調波となる。より具体的には、励磁信号を「ｓｉｎΩｔ」とすると、被変調波はそれぞれ「ｓｉｎθ×ｓｉｎΩｔ」，「ｃｏｓθ×ｓｉｎΩｔ」となる。
【０４３６】
レゾルバ６６０はレゾルバデジタルコンバータを有している。レゾルバデジタルコンバータは、生成された被変調波及び励磁信号に基づく検波によって電気角θを算出する。例えばレゾルバ６６０は信号端子６３２Ｃに接続されており、レゾルバデジタルコンバータの算出結果は、信号端子６３２Ｃを介して外部装置に出力される。また、回転電機５００に制御装置が内蔵されている場合には、その制御装置にレゾルバデジタルコンバータの算出結果が入力される。
【０４３７】
ここで、インバータハウジング５３１におけるレゾルバ６６０の組み付け構造について説明する。
【０４３８】
図４９及び図５１に示すように、インバータハウジング５３１を構成するボス形成部材５４３のボス部５４８は中空筒状をなしており、そのボス部５４８の内周側には、軸方向に直交する向きに延びる突出部５４８ａが形成されている。そして、この突出部５４８ａに軸方向に当接した状態で、ネジ等によりレゾルバステータ６６２が固定されている。ボス部５４８内には、突出部５４８ａを挟んで軸方向の一方側に軸受５６０が設けられるとともに、他方側にレゾルバ６６０が同軸で設けられている。
【０４３９】
また、ボス部５４８の中空部には、軸方向においてレゾルバ６６０の一方の側に突出部５４８ａが設けられるとともに、他方の側に、レゾルバ６６０の収容空間を閉鎖する円板リング状のハウジングカバー６６６が取り付けられている。ハウジングカバー６６６は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の導電性材料により構成されている。ハウジングカバー６６６の中央部には、回転軸５０１を挿通させる孔６６６ａが形成されている。孔６６６ａ内には、回転軸５０１の外周面との間の空隙を封鎖するシール材６６７が設けられている。シール材６６７により、レゾルバ収容空間が密閉されている。シール材６６７は、例えば樹脂材料よりなる摺動シールであるとよい。
【０４４０】
レゾルバ６６０が収容される空間は、ボス形成部材５４３において円環状をなすボス部５４８に囲まれ、かつ軸方向が軸受５６０とハウジングカバー６６６とにより挟まれた空間であり、レゾルバ６６０の周囲は導電材料により囲まれている。これにより、レゾルバ６６０に対する電磁ノイズの影響を抑制できるようになっている。
【０４４１】
また、上述したとおりインバータハウジング５３１は、二重となる外側周壁ＷＡ１と内側周壁ＷＡ２とを有しており（図５７参照）、その二重となる周壁の外側（外側周壁ＷＡ１の外側）には固定子５２０が配置され、二重の周壁の間（ＷＡ１，ＷＡ２の間）には電気モジュール５３２が配置され、二重の周壁の内側（内側周壁ＷＡ２の内側）にはレゾルバ６６０が配置されている。インバータハウジング５３１は導電性部材であるため、固定子５２０とレゾルバ６６０とは、導電性の隔壁（本実施形態では特に二重の導電性隔壁）を隔てて配置されるようになっており、固定子５２０側（磁気回路側）とレゾルバ６６０とについて相互の磁気干渉の発生を好適に抑制できるものとなっている。
【０４４２】
次に、回転子キャリア５１１の開放端部の側に設けられる回転子カバー６７０について説明する。
【０４４３】
図４９及び図５１に示すように、回転子キャリア５１１は軸方向の一方側が開放されており、その開放端部に、略円板リング状の回転子カバー６７０が取り付けられている。回転子カバー６７０は、溶接や接着、ビス止め等の任意の接合手法により回転子キャリア５１１に対して固定されているとよい。回転子カバー６７０が、磁石ユニット５１２の軸方向への移動を抑制できるように回転子キャリア５１１の内周よりも小さめに寸法設定されている部位を持つとなおよい。回転子カバー６７０は、その外径寸法が、回転子キャリア５１１の外径寸法に一致し、内径寸法が、インバータハウジング５３１の外径寸法よりも僅かに大きい寸法となっている。なお、インバータハウジング５３１の外径寸法と固定子５２０の内径寸法とは同じである。
【０４４４】
上述したとおりインバータハウジング５３１の径方向外側には固定子５２０が固定されており、それら固定子５２０及びインバータハウジング５３１が互いに接合されている接合部分では、固定子５２０に対してインバータハウジング５３１が軸方向に突出している。そして、インバータハウジング５３１の突出部分を囲むように回転子カバー６７０が取り付けられている。この場合、回転子カバー６７０の内周側の端面とインバータハウジング５３１の外周面との間には、それらの間の隙間を封鎖するシール材６７１が設けられている。シール材６７１により、磁石ユニット５１２及び固定子５２０の収容空間が密閉されている。シール材６７１は、例えば樹脂材料よりなる摺動シールであるとよい。
【０４４５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【０４４６】
回転電機５００において、磁石ユニット５１２及び固定子巻線５２１よりなる磁気回路部の径方向内側に、インバータハウジング５３１の外側周壁ＷＡ１を配置し、その外側周壁ＷＡ１に冷却水通路５４５を形成した。また、外側周壁ＷＡ１の径方向内側に、その外側周壁ＷＡ１に沿って周方向に複数の電気モジュール５３２を配置する構成とした。これにより、回転電機５００の径方向に積層されるようにして磁気回路部、冷却水通路５４５、電力変換器を配置でき、軸方向における寸法の縮小化を図りつつ、効率の良い部品配置が可能となる。また、電力変換器を構成する複数の電気モジュール５３２について効率良く冷却を行わせることができる。その結果、回転電機５００において、高効率かつ小型化が実現可能となる。
【０４４７】
半導体スイッチング素子やコンデンサ等の発熱部品を有する電気モジュール５３２（スイッチモジュール５３２Ａ、コンデンサモジュール５３２Ｂ）を、外側周壁ＷＡ１の内周面に接した状態で設ける構成とした。これにより、各電気モジュール５３２における熱が外側周壁ＷＡ１に伝達され、その外側周壁ＷＡ１での熱交換により電気モジュール５３２が好適に冷却される。
【０４４８】
スイッチモジュール５３２Ａにおいて、スイッチ６０１，６０２を挟んで両側に冷却器６２３をそれぞれ配置するとともに、スイッチ６０１，６０２の両側の冷却器６２３のうち少なくとも一方の冷却器においてスイッチ６０１，６０２とは逆側にコンデンサ６０４を配置する構成とした。これにより、スイッチ６０１，６０２に対する冷却性能を高めることができるとともに、コンデンサ６０４の冷却性能も高めることができる。
【０４４９】
スイッチモジュール５３２Ａにおいて、スイッチ６０１，６０２を挟んで両側に冷却器６２３をそれぞれ配置するとともに、スイッチ６０１，６０２の両側の冷却器６２３のうち一方の冷却器においてスイッチ６０１，６０２とは逆側に駆動回路６０３を配置し、他方の冷却器６２３においてスイッチ６０１，６０２とは逆側にコンデンサ６０４を配置する構成とした。これにより、スイッチ６０１，６０２に対する冷却性能を高めることができるとともに、駆動回路６０３とコンデンサ６０４についても冷却性能も高めることができる。
【０４５０】
例えばスイッチモジュール５３２Ａにおいて、冷却水通路５４５からモジュール内部に冷却水を流入させ、その冷却水により半導体スイッチング素子等を冷却する構成とした。この場合、スイッチモジュール５３２Ａは、外側周壁ＷＡ１での冷却水による熱交換に加えて、モジュール内部での冷却水による熱交換により冷却される。これにより、スイッチモジュール５３２Ａの冷却効果を高めることができる。
【０４５１】
冷却水通路５４５に対して外部の循環経路５７５から冷却水を流入させる冷却システムにおいて、スイッチモジュール５３２Ａを冷却水通路５４５の入口通路５７１に近い上流側に配置するとともに、コンデンサモジュール５３２Ｂをスイッチモジュール５３２Ａよりも下流側に配置する構成とした。この場合、冷却水通路５４５を流れる冷却水が上流側ほど低温であることを想定すれば、スイッチモジュール５３２Ａを優先的に冷却する構成を実現することが可能になる。
【０４５２】
周方向に隣り合う電気モジュール同士の間隔を一部で拡げ、その拡げた間隔（第２間隔ＩＮＴ２）となる部分に、入口通路５７１及び出口通路５７２を有する突出部５７３を設ける構成とした。これにより、外側周壁ＷＡ１の径方向内側となる部分に、冷却水通路５４５の入口通路５７１及び出口通路５７２を好適に形成することができる。つまり、冷却性能を高めるには冷媒の流通量を確保する必要があり、そのためには入口通路５７１及び出口通路５７２の開口面積を大きくすることが考えられる。この点、上記のとおり電気モジュール同士の間隔を一部で拡げて突出部５７３を設けることにより、所望とする大きさの入口通路５７１及び出口通路５７２を好適に形成することができる。
【０４５３】
バスバーモジュール５３３の外部接続端子６３２を、外側周壁ＷＡ１の径方向内側において突出部５７３に径方向に並ぶ位置に配置するようにした。つまり、外部接続端子６３２を、周方向に隣り合う電気モジュール同士の間隔が拡げられた部分（第２間隔ＩＮＴ２に相当する部分）に突出部５７３と共に配置するようにした。これにより、各電気モジュール５３２との干渉を避けつつ、外部接続端子６３２を好適に配置することができる。
【０４５４】
アウタロータ式の回転電機５００において、外側周壁ＷＡ１の径方向外側に固定子５２０を固定し、かつ径方向内側に複数の電気モジュール５３２を配置する構成とした。これにより、外側周壁ＷＡ１に対して、その径方向外側から固定子５２０の熱が伝わるとともに、径方向内側から電気モジュール５３２の熱が伝わることになる。この場合、固定子５２０と電気モジュール５３２とを，冷却水通路５４５を流れる冷却水により同時に冷やすことが可能となり、回転電機５００における発熱部材の熱を効率良く放出することができる。
【０４５５】
外側周壁ＷＡ１を挟んで径方向内側の電気モジュール５３２と径方向外側の固定子巻線５２１とを、バスバーモジュール５３３の巻線接続端子６３３により電気的に接続する構成とした。またこの場合、巻線接続端子６３３を、冷却水通路５４５に対して軸方向に離れた位置に設ける構成とした。これにより、外側周壁ＷＡ１において環状に冷却水通路５４５が形成される構成、すなわち外側周壁ＷＡ１の内外が冷却水通路５４５により分断されている構成であっても、電気モジュール５３２と固定子巻線５２１とを好適に接続することができる。
【０４５６】
本実施形態の回転電機５００では、固定子５２０において周方向に並ぶ各導線５２３の間のティース（鉄心）を小さくする又は無くすことで、それら各導線５２３の間で生じる磁気飽和に起因するトルク制限を抑制するとともに、導線５２３を扁平薄型にすることでトルク低下を抑制するものとしている。この場合、仮に回転電機５００の外径寸法が同じであっても、固定子５２０の薄型化により磁気回路部の径方向内側の領域を拡張することが可能となり、その内側領域を用いて、冷却水通路５４５を有する外側周壁ＷＡ１や、外側周壁ＷＡ１の径方向内側に設けられた複数の電気モジュール５３２を好適に配置することができる。
【０４５７】
本実施形態の回転電機５００では、磁石ユニット５１２において磁石磁束がｄ軸側に集まることでｄ軸での磁石磁束が強化され、それに伴うトルク増強が可能となっている。この場合、磁石ユニット５１２において径方向の厚さ寸法の縮小化（薄型化）が可能になることに伴い、磁気回路部の径方向内側の領域を拡張することが可能となり、その内側領域を用いて、冷却水通路５４５を有する外側周壁ＷＡ１や、外側周壁ＷＡ１の径方向内側に設けられた複数の電気モジュール５３２を好適に配置することができる。
【０４５８】
また、磁気回路部、外側周壁ＷＡ１、複数の電気モジュール５３２だけでなく、軸受５６０やレゾルバ６６０についても同様に、径方向に好適に配置することができる。
【０４５９】
回転電機５００をインホイールモータとして用いた車輪４００は、インバータハウジング５３１に固定されたベースプレート４０５と、サスペンション装置等の装着機構とを介して車体に装着される。ここで、回転電機５００では小型化が実現されていることから、車体への組み付けを想定しても省スペース化が可能となる。そのため、車両においてバッテリ等の電源装置の設置領域を拡大したり、車室スペースを拡張したりする上で有利な構成を実現できる。
【０４６０】
以下に、インホイールモータに関する変形例を説明する。
【０４６１】
（インホイールモータにおける変形例１）
回転電機５００では、インバータユニット５３０の外側周壁ＷＡ１の径方向内側に、電気モジュール５３２及びバスバーモジュール５３３が配置されるとともに、外側周壁ＷＡ１を隔てて径方向の内側及び外側に、電気モジュール５３２及びバスバーモジュール５３３と、固定子５２０とがそれぞれ配置されている。かかる構成において、電気モジュール５３２に対するバスバーモジュール５３３の位置は任意に設定可能である。また、外側周壁ＷＡ１を径方向に横切って固定子巻線５２１の各相巻線とバスバーモジュール５３３とを接続する場合において、その接続に用いられる巻線接続線（例えば巻線接続端子６３３）を案内する位置は任意に設定可能である。
【０４６２】
すなわち、電気モジュール５３２に対するバスバーモジュール５３３の位置としては、
（α１）バスバーモジュール５３３を、軸方向において電気モジュール５３２よりも車両外側、すなわち回転子キャリア５１１側の奥側とする構成と、
（α２）バスバーモジュール５３３を、軸方向において電気モジュール５３２よりも車両内側、すなわち回転子キャリア５１１側の手前側とする構成と、
が考えられる。
【０４６３】
また、巻線接続線を案内する位置としては、
（β１）巻線接続線を、軸方向において車両外側、すなわち回転子キャリア５１１側の奥側で案内する構成と、
（β２）巻線接続線を、軸方向において車両内側、すなわち回転子キャリア５１１側の手前側で案内する構成と、
が考えられる。
【０４６４】
以下には、電気モジュール５３２、バスバーモジュール５３３及び巻線接続線の配置に関する４つの構成例を、図７２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図７２（ａ）〜（ｄ）は、回転電機５００の構成を簡略化して示す縦断面図であり、同図には、既に説明した構成に同じ符号が付されている。巻線接続線６３７は、固定子巻線５２１の各相巻線とバスバーモジュール５３３とを接続する電気配線であり、例えば既述の巻線接続端子６３３がこれに相当する。
【０４６５】
図７２（ａ）の構成では、電気モジュール５３２に対するバスバーモジュール５３３の位置として上記（α１）を採用するとともに、巻線接続線６３７を案内する位置として上記（β１）を採用している。つまり、電気モジュール５３２及びバスバーモジュール５３３、固定子巻線５２１及びバスバーモジュール５３３がいずれも車両外側（回転子キャリア５１１の奥側）で接続される構成となっている。なおこれは、図４９に示す構成に相当する。
【０４６６】
本構成によれば、外側周壁ＷＡ１において、巻線接続線６３７との干渉を懸念することなく冷却水通路５４５を設けることができる。また、固定子巻線５２１とバスバーモジュール５３３とを接続する巻線接続線６３７を簡易に実現できる。
【０４６７】
図７２（ｂ）の構成では、電気モジュール５３２に対するバスバーモジュール５３３の位置として上記（α１）を採用するとともに、巻線接続線６３７を案内する位置として上記（β２）を採用している。つまり、電気モジュール５３２とバスバーモジュール５３３とが車両外側（回転子キャリア５１１の奥側）で接続されるとともに、固定子巻線５２１とバスバーモジュール５３３とが車両内側（回転子キャリア５１１の手前側）で接続される構成となっている。
【０４６８】
本構成によれば、外側周壁ＷＡ１において、巻線接続線６３７との干渉を懸念することなく冷却水通路５４５を設けることができる。
【０４６９】
図７２（ｃ）の構成では、電気モジュール５３２に対するバスバーモジュール５３３の位置として上記（α２）を採用するとともに、巻線接続線６３７を案内する位置として上記（β１）を採用している。つまり、電気モジュール５３２とバスバーモジュール５３３とが車両内側（回転子キャリア５１１の手前側）で接続されるとともに、固定子巻線５２１とバスバーモジュール５３３とが車両外側（回転子キャリア５１１の奥側）で接続される構成となっている。
【０４７０】
図７２（ｄ）の構成では、電気モジュール５３２に対するバスバーモジュール５３３の位置として上記（α２）を採用するとともに、巻線接続線６３７を案内する位置として上記（β２）を採用している。つまり、電気モジュール５３２及びバスバーモジュール５３３、固定子巻線５２１及びバスバーモジュール５３３がいずれも車両内側（回転子キャリア５１１の手前側）で接続される構成となっている。
【０４７１】
図７２（ｃ）、図７２（ｄ）の構成によれば、バスバーモジュール５３３が車両内側（回転子キャリア５１１の手前側）に配置されることで、仮にファンモータなどの電気部品を追加しようとする場合に、その配線が容易となることが考えられる。また、軸受よりも車両内側に配置されるレゾルバ６６０に対してバスバーモジュール５３３を近づけることが可能になり、レゾルバ６６０に対する配線が容易になることも考えられる。
【０４７２】
（インホイールモータにおける変形例２）
以下に、レゾルバロータ６６１の取付構造の変形例を説明する。すなわち、回転軸５０１、回転子キャリア５１１及び軸受５６０の内輪５６１は一体的に回転する回転体であり、その回転体に対するレゾルバロータ６６１の取付構造の変形例について以下に説明する。
【０４７３】
図７３（ａ）〜（ｃ）は、上記回転体に対するレゾルバロータ６６１の取付構造例を示す構成図である。いずれの構成においても、レゾルバ６６０は、回転子キャリア５１１及びインバータハウジング５３１等により囲まれ、外部からの被水や被泥等から防護された密閉空間に設けられている。図７３（ａ）〜（ｃ）のうち図７３（ａ）では、軸受５６０を、図４９と同じ構成としている。また、図７３（ｂ）、図７３（ｃ）では、軸受５６０を、図４９とは異なる構成とし、かつ回転子キャリア５１１の端板５１４から離れた位置に配置している。これら各図には、レゾルバロータ６６１の取付場所としてそれぞれ２カ所を例示している。なお、レゾルバステータ６６２については図示されていないが、例えばボス形成部材５４３のボス部５４８をレゾルバロータ６６１の外周側又はその付近まで延ばし、そのボス部５４８にレゾルバステータ６６２が固定されていればよい。
【０４７４】
図７３（ａ）の構成では、軸受５６０の内輪５６１にレゾルバロータ６６１が取り付けられている。具体的には、レゾルバロータ６６１が、内輪５６１のフランジ５６１ｂの軸方向端面に設けられているか、又は内輪５６１の筒部５６１ａの軸方向端面に設けられている。
【０４７５】
図７３（ｂ）の構成では、回転子キャリア５１１にレゾルバロータ６６１が取り付けられている。具体的には、レゾルバロータ６６１が、回転子キャリア５１１において端板５１４の内面に設けられている。又は、回転子キャリア５１１が、端板５１４の内周縁部から回転軸５０１に沿って延びる筒部５１５を有する構成において、レゾルバロータ６６１が、回転子キャリア５１１の筒部５１５の外周面に設けられている。後者の場合、レゾルバロータ６６１は、回転子キャリア５１１の端板５１４と軸受５６０との間に配置されている。
【０４７６】
図７３（ｃ）の構成では、回転軸５０１にレゾルバロータ６６１が取り付けられている。具体的には、レゾルバロータ６６１が、回転軸５０１において回転子キャリア５１１の端板５１４と軸受５６０との間に設けられているか、又は回転軸５０１において軸受５６０を挟んで回転子キャリア５１１の反対側に配置されている。
【０４７７】
（インホイールモータにおける変形例３）
以下に、インバータハウジング５３１及び回転子カバー６７０の変形例を図７４を用いて説明する。図７４（ａ）、図７４（ｂ）は、回転電機５００の構成を簡略化して示す縦断面図であり、同図には、既に説明した構成に同じ符号が付されている。なお、図７４（ａ）に示す構成は、実質的に図４９等で説明した構成に相当し、図７４（ｂ）に示す構成は、図７４（ａ）の構成の一部を変更した構成に相当する。
【０４７８】
図７４（ａ）に示す構成では、回転子キャリア５１１の開放端部に固定された回転子カバー６７０が、インバータハウジング５３１の外側周壁ＷＡ１を囲むように設けられている。つまり、回転子カバー６７０の内径側の端面が外側周壁ＷＡ１の外周面に対向しており、それら両者の間にシール材６７１が設けられている。また、インバータハウジング５３１のボス部５４８の中空部にはハウジングカバー６６６が取り付けられ、そのハウジングカバー６６６と回転軸５０１との間にシール材６６７が設けられている。バスバーモジュール５３３を構成する外部接続端子６３２は、インバータハウジング５３１を貫通して車両内側（図の下側）に延びている。
【０４７９】
また、インバータハウジング５３１には、冷却水通路５４５に連通する入口通路５７１及び出口通路５７２が形成されるとともに、それら入口通路５７１及び出口通路５７２の通路端部を含む水路ポート５７４が形成されている。
【０４８０】
これに対して、図７４（ｂ）に示す構成では、インバータハウジング５３１（詳しくはボス形成部材５４３）に、回転軸５０１の突出側（車両内側）に延びる環状の凸部６８１が形成されており、回転子カバー６７０が、インバータハウジング５３１の凸部６８１を囲むように設けられている。つまり、回転子カバー６７０の内径側の端面が凸部６８１の外周面に対向しており、それら両者の間にシール材６７１が設けられている。また、バスバーモジュール５３３を構成する外部接続端子６３２は、インバータハウジング５３１のボス部５４８を貫通してボス部５４８の中空領域に延びるとともに、ハウジングカバー６６６を貫通して車両内側（図の下側）に延びている。
【０４８１】
また、インバータハウジング５３１には、冷却水通路５４５に連通する入口通路５７１及び出口通路５７２が形成されており、それら入口通路５７１及び出口通路５７２は、ボス部５４８の中空領域に延び、かつ中継配管６８２を介してハウジングカバー６６６よりも車両内側（図の下側）に延びている。本構成では、ハウジングカバー６６６から車両内側に延びる配管部分が水路ポート５７４となっている。
【０４８２】
図７４（ａ）、図７４（ｂ）の各構成によれば、回転子キャリア５１１及び回転子カバー６７０の内部空間の密閉性を保持しつつ、これら回転子キャリア５１１及び回転子カバー６７０をインバータハウジング５３１に対して好適に回転させることができる。
【０４８３】
また特に、図７４（ｂ）の構成によれば、図７４（ａ）の構成に比べて、回転子カバー６７０の内径が小さくなっている。そのため、電気モジュール５３２よりも車両内側となる位置に、インバータハウジング５３１と回転子カバー６７０とが軸方向に二重に設けられるようになり、電気モジュール５３２にて懸念される電磁ノイズによる不都合を抑制することができる。また、回転子カバー６７０の内径を小さくすることによりシール材６７１の摺動径が小さくなり、回転摺動部分における機械的ロスを抑制することができる。
【０４８４】
（インホイールモータにおける変形例４）
以下に、固定子巻線５２１の変形例を説明する。図７５に、固定子巻線５２１に関する変形例を示す。
【０４８５】
図７５に示すように、固定子巻線５２１は、横断面が矩形状をなす導線材を用い、その導線材の長辺が周方向に延びる向きにして波巻により巻回されている。この場合、固定子巻線５２１においてコイルサイドとなる各相の導線５２３は、相ごとに所定ピッチ間隔で配置されるとともに、コイルエンドで互いに接続されている。コイルサイドにおいて周方向に隣り合う各導線５２３は、周方向の端面同士が互いに当接するか、又は微小な間隔を隔てて近接配置されている。
【０４８６】
また、固定子巻線５２１では、コイルエンドにおいて相ごとに導線材が径方向に折り曲げられている。より詳しくは、固定子巻線５２１（導線材）は、軸方向において相ごとに異なる位置にて径方向内側に折り曲げられており、これにより、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相巻線における互いの干渉が回避されている。図示の構成では、各相巻線で導線材の厚み分だけ異ならせて、相ごとに導線材が径方向内側に直角に折り曲げられている。周方向に並ぶ各導線５２３において軸方向の両端間の長さ寸法は各導線５２３で同じであるとよい。
【０４８７】
なお、固定子巻線５２１に固定子コア５２２を組み付けて固定子５２０を製作する際には、固定子巻線５２１において円環状の一部を非接続として切り離しておき（すなわち、固定子巻線５２１を略Ｃ字状にしておき）、固定子巻線５２１の内周側に固定子コア５２２を組み付けた後に、切り離し部分を互いに接続させて固定子巻線５２１を円環状にするとよい。
【０４８８】
上記以外に、固定子コア５２２を周方向にて複数（例えば３つ以上）に分割しておき、円環状に形成された固定子巻線５２１の内周側に、複数に分割されたコア片を組み付けるようにすることも可能である。
【０４８９】
（他の変形例）
・例えば図５０に示すように、回転電機５００では、冷却水通路５４５の入口通路５７１と出口通路５７２とが一カ所にまとめて設けられているが、この構成を変更し、入口通路５７１と出口通路５７２とが周方向に異なる位置にそれぞれ設けられていてもよい。例えば、入口通路５７１と出口通路５７２とを周方向に１８０度異なる位置に設ける構成や、入口通路５７１及び出口通路５７２の少なくともいずれかを複数設ける構成であってもよい。
【０４９０】
・上記実施形態の車輪４００では、回転電機５００の軸方向の片側に回転軸５０１を突出させる構成としたが、これを変更し、軸方向の両方に回転軸５０１を突出させる構成としてもよい。これにより、例えば車両前後の少なくとも一方が１輪となる車両において好適な構成を実現できる。
【０４９１】
・車輪４００に用いられる回転電機５００として、インナロータ式の回転電機を用いることも可能である。
【０４９２】
・上記実施形態の各々の磁石９１，９２は、周方向において隣接する磁石９１，９２に対して周方向の端面同士が当接するように構成されていてもよい。なお、全ての端面同士が当接する必要はなく、当接する箇所と、当接しない箇所が混在していてもよい。
【０４９３】
・上記実施形態の第１インバータ１０１及び第２インバータ１０２において、各相巻線は星形結線（Ｙ結線）されていたが、結線の構成は任意に変更してもよく、例えば、デルタ（Δ）結線にしてもよい。
【０４９４】
・上記実施形態における磁石９１，９２の径方向における厚み寸法について追加説明を行う。上記実施形態（特に第１実施形態）では、前述したように第４の工夫として、極異方構造を利用し正弦波に近い磁束密度分布を有する磁石ユニットを採用している。これによれば、パルス制御等によって正弦波整合率を高めてトルク増強を図ることができるとともに、ラジアル磁石と比べ緩やかな磁束変化のため渦電流損もまた更に抑制することができる。
【０４９５】
ところで、正弦波に近い磁束密度分布を有する磁石ユニット４２とするため、磁化容易軸が円弧状に配向され、その磁化容易軸に沿って円弧状の磁石磁路が形成されている磁石９１，９２を用いることが望ましい。
【０４９６】
そして、このような磁石９１，９２を用いる場合、図７６（ａ）に示すように、径方向においてｑ軸と配向円弧ＯＡとの第２交点Ｐ２まで磁石９１，９２が存在するように、磁石９１，９２の厚さ寸法を設計することが望ましい。なぜならば、磁石ユニット４２の反固定子側からの磁束漏れを抑制することができるからである。すなわち、図７６（ｂ）に示すように、径方向においてｑ軸と配向円弧ＯＡとの第２交点Ｐ２まで磁石９１，９２が存在しないのであれば、磁石ユニット４２の反固定子側からの磁束漏れ（実線の矢印で示す）が生じるからである。なお、図７６では、磁石９１，９２を直線状に展開して示しており、図の下側が固定子側、上側が反固定子側となっている。
【０４９７】
配向円弧ＯＡは、磁石９１，９２の磁極境界であるｑ軸上に設定される中心点Ｏを中心とし、かつ磁石９１，９２の磁極中心であるｄ軸と、磁石９１，９２の周面のうち固定子側外面９０ａとの第１交点Ｐ１を通過する円弧である。中心点Ｏは、ｑ軸と固定子側外面９０ａとの交点であるが、径方向において所定量ずれていてもよい。例えば、磁石９１，９２と固定子５０との間におけるエアギャップの間に設定されていてもよく、固定子５０の側に設定されていてもよい。また、第１交点Ｐ１における配向円弧ＯＡの接線ＴＡ１が、ｑ軸と一致していることが望ましい。つまり、第１交点Ｐ１において、配向円弧ＯＡが、固定子側外面９０ａに対して直交、又は直交に近い角度であることが望ましい。ただし、必ず直交している必要はなく、第１交点Ｐ１における配向円弧ＯＡの接線ＴＡ１と、ｑ軸とがなす角度が所定角度の範囲内（例えば、鋭角）であればよい。
【０４９８】
図７６では、中心点Ｏは、ｑ軸と固定子側外面９０ａとの交点となるが、実際の磁石９１，９２は、図７７に示すように回転子４０の周方向に沿った円弧状となっている。このため、配向円弧ＯＡが、固定子側外面９０ａに対して直交させた場合、磁石９１，９２の曲率を考慮すると、図７７に示すように、固定子側外面９０ａよりも径方向において外側に中心点Ｏが配置されることとなる。
【０４９９】
・ところで、固有保磁力が４００［ｋＡ／ｍ］以上であり、かつ、残留磁束密度が１．０［Ｔ］以上であるとともに、磁化容易軸に沿って円弧状の磁石磁路が形成されている磁石や、主相の結晶粒子が１０［μｍ］よりも小さく、飽和磁束密度Ｊｓが１．２［Ｔ］よりも大きい磁石を採用する場合、一般的に製造コストが高い。すなわち、磁石をネオジム磁石としたり、磁石にテルビウム（Ｔｂ）やジスプロシウム（Ｄｙ）等、高価なレアアースを利用したりする必要がある。このため、磁束漏れを防止するために、図７６（ａ）のように磁石９１，９２の厚さ寸法を大きくして、磁石量を多くすると、コスト面で問題が生じる。したがって、磁石９１，９２の径方向における厚さ寸法は極力薄い方が望ましい。そこで、図７８に示すように磁石９１，９２を構成してもよい。
【０５００】
図７８は、磁石ホルダ４１の円筒部４３及び磁石ユニット４２を直線状に展開して示しており、図の下側が固定子側（電機子側）、上側が反固定子側（反電機子側）となっている。図７８に示すように、磁石ユニット４２は、磁化容易軸が円弧状に配向され、その磁化容易軸に沿って円弧状の磁石磁路が形成されている磁石９１，９２を有している。磁石９１，９２の磁石磁路は、磁石９１，９２の磁極境界であるｑ軸上に設定される中心点Ｏを中心とし、かつ磁石９１，９２の磁極中心であるｄ軸と、磁石９１，９２の周面のうち固定子側外面９０ａ（電機子側周面）との第１交点Ｐ１を通過する配向円弧ＯＡ上の磁路を含むものである。
【０５０１】
この配向円弧ＯＡは、配向円弧ＯＡ上の第１交点Ｐ１における接線ＴＡ１が、ｄ軸に平行又は平行に近くなるように、設定されるものである。図７８では、中心点Ｏは、ｑ軸と固定子側外面９０ａとの交点となるが、図７７と同様に、実際の磁石９１，９２では、その曲率を考慮すると、固定子側外面９０ａよりも径方向において外側に中心点Ｏが配置されることとなる。
【０５０２】
そして、図７８に示すように、磁石ユニット４２は、軟磁性体である円筒部４３の内周面に固定されている。つまり、磁石ホルダ４１の円筒部４３は、径方向において磁石９１，９２に積層されている。そして、本実施形態では、円筒部４３の固定子側外周面４３ａが、ｑ軸と配向円弧ＯＡとの第２交点Ｐ２よりも径方向において固定子側に配置されている。そして、配向円弧ＯＡが円筒部４３内に含まれるように構成されている。つまり、図７８に示す磁石９１，９２は、図７６（ａ）に示す磁石９１，９２よりも、径方向における厚さ寸法を薄くして、代わりに磁性体である円筒部４３を配置している。このようにすることにより、磁束漏れを防止することができる。
【０５０３】
図７８に示す磁石９１，９２において、径方向の厚さ寸法は、πＤＬ／極数／２よりも大きく、πＤＬ／極数以下であることが望ましい。「ＤＬ」は、回転軸１４の中心から、磁石の固定子側周面までの径方向における寸法である。πＤＬ／極数とする場合、配向が磁力に直接的に影響を与えなくなる。また、図７８に示す磁石９１，９２において、配向円弧ＯＡに沿って磁化容易軸が配向されている必要はない。少なくとも各磁石が、磁極中心であるｄ軸の側において、磁極境界であるｑ軸の側に比べて磁化容易軸の向きがｄ軸に平行となるように配向されていればよい。
【０５０４】
上述したように、図７８に示す変形例では、磁石ユニット４２の周方向に隣接する磁石９１，９２の磁石磁路は、磁石ホルダ４１の円筒部４３を通過して一つながりとなっている。このため、磁石ホルダ４１の円筒部４３は、バックヨークとして機能していることとなる。したがって、図７８に示す変形例において、磁石９１，９２及び円筒部４３が磁石部としての磁石ユニット４２を構成することとなる。
【０５０５】
・また、磁石９１，９２の径方向における厚さ寸法を薄くするため、磁石９１，９２の配向を図７９に示すようにしてもよい。すなわち、磁石９１，９２の周面のうち固定子側外面９０ａとの第１交点Ｐ１を通過する配向円弧ＯＡ２は、周方向においてｑ軸よりも第１交点Ｐ１の反対側であって、径方向において磁石９１，９２よりも固定子側に設定される中心点Ｏ２を中心として設定されている。そして、磁石９１，９２は、この配向円弧ＯＡ２に沿って磁化容易軸が配向され、着磁されている。これによれば、磁束漏れを抑制しつつ、磁石９１，９２の厚みを薄くすることが可能となる。それと共に、磁石９１，９２の幅寸法を抑制することも可能となる。したがって、磁石量を減らすことができる。なお、第１交点Ｐ１において、ｄ軸と配向円弧ＯＡ２とがなす角度θ２０は、鋭角であることが望ましい。
【０５０６】
・上記実施形態における回転電機１０と、従来のＩＰＭモータとの違いについて追記する。上記構成の回転電機１０における固定子５０と回転子４０との間におけるエアギャップとトルクの関係を図８０に示す。図８０では、電流密度として銅及び銅程度の抵抗値を有するコンダクタを利用したおよそ４０Ａｒｍｓ／ｍｍ＾2という条件下で、飽和磁束密度Ｊｓが１．２以上［Ｔ］であって、かつ配向率αが０．９以上の回転電機１０の場合のデータである。この実験データによれば、エアギャップが１４．５ｍｍ以下となる構成であれば、ＩＰＭよりもトルクを向上させることがわかる。なお、図８０では、上記実施形態における回転電機１０のトルクを実線で示す。また、従来のＩＰＭモータにおいて、エアギャップが１ｍｍであるときのトルクを破線で示す。
【０５０７】
・上記実施形態において、固定子コア５２と、固定子巻線５１との間において、図８１に示すような樹脂膜７７０（絶縁シート）を介在させてもよい。樹脂膜７７０はワニスにより形成してもよい。これにより、固定子コア５２と、固定子巻線５１との間において、好適に絶縁することができる。
【０５０８】
・上記実施形態における磁束飽和について追記する。磁束飽和の説明において、「Ｂｓ」を、「Ｂ５０」と読み替えて設計してもよい。「Ｂ５０」は、日本工業規格（ＪＩＳ）に制定された規格により規定されている電磁鋼板の特性代表値である。この値を保証するメーカーが多く、「Ｂｓ」がカタログに記載されていない場合もある。図８２に示すように、「Ｂ５０」は、一般的に「Ｂｓ」より０．１［Ｔ］ほど小さいところにあり、カタログを参照すると、１．６５〜１．７５［Ｔ］くらいであることが多い。なお、「Ｂｓ」は１．８〜１．９［Ｔ］くらいである。ここで、図８２に示すように、「Ｂ５０」では磁化に対して良好な鉄心となる高透磁率の領域は過ぎており、磁気飽和域に近いことが確認できる。また、この５０００Ａ／ｍ付近のおよそ１０００Ａ／ｍ以上の透磁率は、モータの極対あたりの磁路長と、励磁電流アンペアターンを考えた場合に多く使われる値でもあり、「Ｂｓ」の代わりに「Ｂ５０」として設計することで、より高い設計信頼性を確保することができる。ダストコアや圧粉磁心の場合、慣例的に８０００Ａ／ｍや１００００Ａ／ｍの値がカタログ値として採用されている場合が多く、この場合は「Ｂ５０」として当該数式を使用すべきである。
【０５０９】
・上記実施形態における磁石ホルダ４１と、磁石ユニット４２の構成を変更してもよい。例えば、図８３に示すようにしてもよい。図８３では、インナロータ式の回転電機における回転子４０Ａを示している。回転子４０Ａは、図示しない固定子に対して径方向に対向するように、円筒形状の固定子の内側に回転可能に配置されている。この回転子４０Ａの磁石ホルダ４１Ａは、円筒形状に形成されており、その外周面に磁石ユニット４２Ａが固定されている。磁石ホルダ４１Ａの外周面には、径方向外側（固定子側）に突出し、磁石ユニット４２Ａを構成する磁石９１Ａ，９２Ａに対して、周方向に係合する係合部７０１が設けられている。係合部７０１は、所定間隔を空けて、周方向に等間隔に設けられている。係合部７０１は、軸方向に沿って形成されている。この係合部７０１において、周方向における幅寸法が、径方向外側の方が内側に対して、拡大する（広がる）ように設けられている。
【０５１０】
磁石ユニット４２Ａは、周方向に並べて配置されている複数の磁石９１Ａ，９２Ａを有する。複数の磁石９１Ａ，９２Ａは、隣接する磁極毎に交互に磁化方向が変わるように磁化されている。図８３に示すように、この磁石９１Ａ，９２Ａにおいて、ｑ軸側の磁化容易軸（破線の矢印で示す）は、ｄ軸側の磁化容易軸に比較して、径方向に対して（つまり、ｄ軸に対して）斜めになっている。磁化容易軸は、ｑ軸側に近いほど、径方向に対する傾斜角度が大きくなるように構成されている。
【０５１１】
そして、磁石９１Ａ，９２Ａの外周面である固定子側周面７０２（電機子側周面）において、周方向両側に、径方向に対して傾斜する斜面７０２ｂが設けられている。つまり、磁石９１Ａ，９２Ａの固定子側周面７０２は、周方向に沿って曲面状に形成された磁束授受面７０２ａと、当該磁束授受面７０２ａの周方向の左右両側に設けられた斜面７０２ｂと、を有している。この斜面７０２ｂは、磁化容易軸に沿っており、径方向に対して傾斜している。つまり、固定子側において、磁石９１Ａ，９２Ａの周方向両側の角が削り取られるように構成されている。このように、磁化容易軸に沿って斜面７０２ｂを形成することにより、磁石磁路が途切れることなく、長くすることができる。磁石磁路が途切れると、空気により反磁界を受け、減磁しやすくなる。このため、磁化容易軸に沿って斜面７０２ｂを形成することにより、磁束授受面７０２ａからの磁束密度を向上させることができる。
【０５１２】
また、固定子をコアレス（ティースレス）にする場合、磁石９１Ａ，９２Ａからの磁束が固定子巻線をそのまま通過することとなる。このため、磁石９１Ａ，９２Ａの固定子側周面７０２において、ｄ軸側よりもｑ軸側のエアギャップを大きくすることにより、高調波を低減することが可能となる。つまり、磁束授受面７０２ａの周方向両側（ｑ軸側）において、固定子側における磁石９１Ａ，９２Ａの角部分をなくすことにより、高調波を低減することが可能となる。また、例えば、磁束授受面７０２ａの範囲を示す１磁極の角度θ１０が電気角で１４４度、１２０度、１０２度、７２度とすれば、好適に高調波を低減することができる。ちなみに、１磁極の角度θ１０を、１４４度又は７２度とした場合、５次高調波を低減することができ、１２０度とした場合、３次高調波を低減でき、１０２度とした場合、７次高調波を低減することが可能となる。
【０５１３】
一方、磁石ホルダ側（反電機子側）において、各磁石９１Ａ，９２Ａの周方向における両端部には、係合部７０１の形状に沿った凹部７０３が形成されている。つまり、各磁石９１Ａ，９２Ａの周方向における角部分が凹むように形成されている。凹部７０３は軸方向に沿って形成されている。
【０５１４】
なお、磁石９１Ａ，９２Ａを製造する際、磁石製造用の金型に磁粉を入れるためには、最低１ｍｍ程度必要であり、また、現時点の加工技術では、±０．５ｍｍ程度の誤差がある。このため、凹部７０３を最も小さく製造しようとする場合、最大で１．５ｍｍ程度の大きさとなる。そして、１．５ｍｍ以下の凹部７０３を設ける場合、減磁の影響は、ほとんどなくなる。
【０５１５】
この凹部７０３は、斜面７０２ｂの付近に設けられた磁石磁路、つまり、磁化容易軸の延長線上に設けられている。そして、凹部７０３は、磁性体である係合部７０１に対して隙間なく係合している。したがって、周方向において、隣り合う磁石９１Ａ，９２Ａの磁石磁路の隙間を埋めるように、係合部７０１が配置されていることとなる。係合部７０１は磁性体であるため、隣り合う磁石９１Ａ，９２Ａの磁石磁路を繋ぐように磁束漏れを抑制することができる。これにより、磁束授受面７０２ａにおける磁束密度を向上させることができる。
【０５１６】
なお、凹部７０３は、係合部７０１と径方向において係合するように設けられている。このため、径方向外側への脱落を好適に抑制することが可能となっている。また、磁束授受面７０２ａの周方向寸法が、１磁極における磁石ユニット４２の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。
【０５１７】
・磁石ホルダ４１と、磁石ユニット４２の構成を、例えば、図８４に示すように変更してもよい。図８４では、磁石ホルダ４１の内周面には、径方向内側（電機子側）に突出し、磁石ユニット４２を構成する磁石９１，９２に対して、周方向に係合する係合部７１１が設けられている。係合部７１１は、所定間隔を空けて、周方向に等間隔に設けられている。係合部７１１は、軸方向に沿って形成されている。この係合部７１１において、横断面が略円形となるように設けられている。
【０５１８】
磁石ユニット４２の磁石９１，９２において、磁化容易軸（破線で示す）は、ｑ軸における中心点を中心として略円弧状に形成されている。この磁石９１Ａ，９２Ａの内周面である固定子側周面７１２が、磁束授受面となる。固定子側周面７１２の周方向寸法が、１磁極における磁石ユニット４２の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。この固定子側周面７１２の範囲を示す１磁極の角度θ１０は、前述同様、電気角で１４４度、１２０度、１０２度、７２度とすることが好ましい。
【０５１９】
一方、磁石ホルダ側（反固定子側）において、各磁石９１，９２の周方向における両端部には、係合部７１１の形状に沿った凹部７１３が形成されている。つまり、各磁石９１，９２の周方向における角部分が曲面上に凹むように形成されている。凹部７１３は軸方向に沿って形成されている。
【０５２０】
この凹部７１３は、磁石磁路、つまり、磁化容易軸の延長線上に設けられている。そして、凹部７１３は、磁性体である係合部７１１に対して隙間なく係合している。したがって、周方向において、隣り合う磁石９１，９２の磁石磁路の隙間を埋めるように、係合部７１１が配置されていることとなる。係合部７１１は磁性体であるため、隣り合う磁石９１，９２の磁石磁路を繋ぐように磁束漏れを抑制することができる。なお、凹部７１３は、係合部７１１と径方向において係合するように設けられている。このため、径方向外側への脱落を好適に抑制することが可能となっている。
【０５２１】
・磁石ホルダ４１と、磁石ユニット４２の構成を、例えば、図８５に示すように変更してもよい。図８５では、インナロータ式の回転電機における回転子４０Ｂを示している。回転子４０Ｂは、図示しない固定子に対して径方向に対向するように、円筒形状の固定子の内側に回転可能に配置されている。この回転子４０Ｂは、ＩＰＭ型の回転子であり、回転子コア７２１と、磁石ユニットとして複数の永久磁石７２２とを有している。回転子コア７２１には、周方向に等間隔で複数の磁石挿入孔７２３が設けられている。磁石挿入孔７２３のそれぞれには、隣接する磁極毎に交互に磁化方向が変わるように磁化された永久磁石７２２が装着されている。永久磁石７２２は、図９や図３０で説明したような磁極中心であるｄ軸と磁極境界であるｑ軸との間において磁化容易軸（破線で示す）が円弧状に延びている極異方性の特性を備えるものである。つまり、磁石磁路が円弧状に延びているものである。
【０５２２】
磁石挿入孔７２３は、ｄ軸に沿って設けられた仕切り壁７２４により仕切られている。また、磁石挿入孔７２３は、ｑ軸に沿って設けられた仕切り壁７２５により仕切られている。また、回転子コア７２１の外周面には、ｑ軸に沿って径方向内側に凹む凹部７２６が設けられている。それに伴い、各永久磁石７２２もｑ軸側の部分は、傾斜するように形成されている。つまり、各永久磁石７２２において、径方向外側（電機子側）において、ｑ軸側の角部分が削られているように構成されている。これにより、前述同様、高調波成分を抑制することができる。なお、各凹部７２６の間に設けられた磁束授受面７２７の範囲を示す１磁極の角度θ１０は、前述同様、電気角で１４４度、１２０度、１０２度、７２度とすることが好ましい。また、磁束授受面７２７の周方向寸法が、１磁極における磁石ユニット４２の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。
【０５２３】
このようにｑ軸に沿って径方向内側に凹む凹部７２６を設けることにより、軽量化することができる。特に、固定子をコアレス（ティースレス）にする場合、回転子コア７２１におけるインダクタンス差によるトルクが期待できないため、凹部７２６を設けて軽量化することが望ましい。
【０５２４】
・磁石ホルダ４１と、磁石ユニット４２の構成を、例えば、図８６に示すように変更してもよい。図８６では、インナロータ式の回転電機における回転子４０Ｃ，４０Ｄをそれぞれ示している。図８６（ａ）において、回転子４０Ｃは、図示しない固定子に対して径方向に対向するように、円筒形状の固定子の内側に回転可能に配置されている。この回転子４０Ｃの磁石ホルダ４１Ｃは、円筒形状に形成されており、その外周面に磁石ユニット４２Ｃが固定されている。磁石ホルダ４１Ｃの外周面には、径方向外側（固定子側）に突出し、磁石ユニット４２Ｃを構成する磁石９１Ｃ，９２Ｃに対して、周方向に係合する係合部７３１が設けられている。係合部７３１は、所定間隔を空けて、周方向に等間隔に設けられている。係合部７３１は、軸方向に沿って形成されている。
【０５２５】
磁石ユニット４２Ｃは、周方向に並べて配置されている複数の磁石９１Ｃ，９２Ｃを有する。複数の磁石９１Ｃ，９２Ｃは、隣接する磁極毎に交互に磁化方向が変わるように磁化されている。図８６（ａ）に示すように、この磁石９１Ｃ，９２Ｃにおいて、ｑ軸側の磁化容易軸（破線で示す）は、ｄ軸側の磁化容易軸に比較して、径方向に対して（つまり、ｄ軸に対して）斜めになっている。磁化容易軸は、ｑ軸側に近いほど、径方向に対する傾斜角度が大きくなるように構成されている。より詳しくは、磁石９１Ｃ，９２Ｃは、図９や図３０で説明したような磁極中心であるｄ軸と磁極境界であるｑ軸との間において磁化容易軸（破線で示す）が円弧状に延びている極異方性の特性を備えるものである。つまり、磁石磁路が円弧状に延びているものである。
【０５２６】
一方、磁石ホルダ側（反電機子側）において、各磁石９１Ｃ，９２Ｃの周方向における両端部には、係合部７３１の形状に沿った凹部７３３が形成されている。つまり、各磁石９１Ｃ，９２Ｃの周方向における角部分が凹むように形成されている。凹部７３３は軸方向に沿って形成されている。
【０５２７】
この凹部７３３は、各磁石９１Ｃ，９２Ｃの磁石磁路、つまり、磁化容易軸の延長線上に設けられている。そして、凹部７３３は、磁性体である係合部７３１に対して隙間なく係合している。したがって、周方向において、隣り合う磁石９１Ｃ，９２Ｃの磁石磁路の隙間を埋めるように、係合部７３１が配置されていることとなる。係合部７３１は磁性体であるため、隣り合う磁石９１Ｃ，９２Ｃの磁石磁路を繋ぐように磁束漏れを抑制することができる。これにより、磁束密度を向上させることができる。
【０５２８】
・図８６（ｂ）における回転子４０Ｄについて説明する。回転子４０Ｄは、図示しない固定子に対して径方向に対向するように、円筒形状の固定子の内側に回転可能に配置されている。この回転子４０Ｄの磁石ホルダ４１Ｄは、円筒形状に形成されており、その外周面に磁石ユニット４２Ｄが固定されている。磁石ホルダ４１Ｄの外周面には、径方向外側（固定子側）に突出し、磁石ユニット４２Ｄを構成する磁石９１Ｄ，９２Ｄに対して、周方向に係合する係合部７４１が設けられている。係合部７４１は、所定間隔を空けて、周方向に等間隔に設けられている。係合部７４１は、軸方向に沿って形成されている。この係合部７４１において、周方向における幅寸法が、径方向外側の方が内側に対して、短く（薄く）なるようにテーパ状に設けられている。つまり、先細りとなるように係合部７４１が設けられている。
【０５２９】
磁石ユニット４２Ｄは、周方向に並べて配置されている複数の磁石９１Ｄ，９２Ｄを有する。複数の磁石９１Ｄ，９２Ｄは、隣接する磁極毎に交互に磁化方向が変わるように磁化されている。図８６（ｂ）に示すように、この磁石９１Ｄ，９２Ｄにおいて、ｑ軸側の磁化容易軸（破線で示す）は、ｄ軸側の磁化容易軸に比較して、径方向に対して（つまり、ｄ軸に対して）斜めになっている。磁化容易軸は、ｑ軸側に近いほど、径方向に対する傾斜角度が大きくなるように構成されている。より詳しくは、磁石９１Ｄ，９２Ｄは、図９や図３０で説明したような磁極中心であるｄ軸と磁極境界であるｑ軸との間において磁化容易軸（破線で示す）が円弧状に延びている極異方性の特性を備えるものである。つまり、磁石磁路が円弧状に延びているものである。
【０５３０】
そして、磁石９１Ｄ，９２Ｄの外周面である固定子側周面７４２（電機子側周面）において、周方向両側に、径方向に対して傾斜する斜面７４２ｂが設けられている。つまり、磁石９１Ｄ，９２Ｄの固定子側周面７４２は、周方向に沿って曲面状に形成された磁束授受面７４２ａと、当該磁束授受面７４２ａの周方向の左右両側に設けられた斜面７４２ｂと、を有している。
【０５３１】
つまり、固定子側において、磁石９１Ｄ，９２Ｄの周方向両側の角部分が削り取られるように構成されている。なお、固定子側において、磁石９１Ｄ，９２Ｄの周方向両側の角部分は、磁石磁路が短い部分であるため、この部分をなくしても、磁束密度が低下することはない。また、これにより、磁石量を減らすことができる。また、磁束授受面７４２ａの範囲を示す１磁極の角度θ１０が電気角で１４４度、１２０度、１０２度、７２度とすれば、好適に高調波を低減することができる。また、磁束授受面７４２ａの周方向寸法が、１磁極における磁石ユニット４２の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。
【０５３２】
一方、磁石ホルダ側（反電機子側）において、各磁石９１Ｄ，９２Ｄの周方向における両端部には、係合部７４１の周方向端面（テーパ面）に沿って傾斜面７４３が形成されている。傾斜面７４３は軸方向に沿って形成されている。そして、傾斜面７４３は、係合部７４１に対して当接し、周方向に係合するように構成されている。
【０５３３】
この係合部７４１は、磁石９１Ｄ，９２Ｄの磁石磁路、つまり、磁化容易軸の延長線上に設けられている。そして、傾斜面７４３は、磁性体である係合部７４１に対して隙間なく係合している。したがって、周方向において、隣り合う磁石９１Ｄ，９２Ｄの磁石磁路の隙間を埋めるように、係合部７４１が配置されていることとなる。係合部７４１は磁性体であるため、隣り合う磁石９１Ｄ，９２Ｄの磁石磁路を繋ぐように磁束漏れを抑制することができる。これにより、磁束授受面７４２ａにおける磁束密度を向上させることができる。
【０５３４】
・なお、図８６に示す回転子４０Ｃ，４０Ｄにおいて、その外周に、磁石の脱落防止用のリングを設けてもよい。リングを磁性体で設けた場合、一般的には、周方向に隣接する磁極境界付近（つまり、ｑ軸付近）においてリングを介して、固定子巻線に対して通過することなく、磁束が自己完結（短絡）する可能性がある。しかしながら、前述したように、回転子４０Ｃ，４０Ｄの各磁石９１Ｃ，９２Ｃ，９１Ｄ，９２Ｄにおいて、ｑ軸側の磁化容易軸は、ｄ軸側の磁化容易軸に比較して、径方向に対して斜めになっている。このため、磁化容易軸が径方向に沿って設けられている場合に比較して、ｑ軸付近において磁束が自己完結することを抑制することができる。
【０５３５】
・上記実施形態において、ケーシング６４の製造方法について追記する。ケーシング６４は、中子を使って、中空構造（冷却水通路７４）を製造してもよい（低圧鋳造）。また、ケーシング６４をダイカストで成形してもよい。また、ケーシング６４を冷却することにより、固定子コア５２とケーシング６４とを冷やし嵌めで組み付けてもよい。また、ケーシング６４を樹脂で成形してもよい。
【０５３６】
・上記実施形態において、ケーシング６４に対する半導体モジュール６６及びコンデンサモジュール６８の組み付け方法について追記する。半導体モジュール６６及びコンデンサモジュール６８を、ケーシング６４に対してボルト、接着剤、溶接、ＦＳＷ（摩擦圧接）、又はかしめにより固定してもよい。
【０５３７】
・上記実施形態において、固定子巻線５１の端部を、バスバー等の被接合部分に対して接続する方法について追記する。固定子巻線５１の端部を、被接合部分に接続する際、ヒュージング、Ｔｉｇ溶接、又はレーザ溶接により接合してもよい。その際、固定子巻線５１の端部の細線被膜を剥離して行うことが望ましい。その際、全剥離でも部分剥離でもよい。
【０５３８】
・上記実施形態において、固定子巻線５１を形成する際、固定子コア５２に固定子巻線５１を巻き付けた後に押し潰して、収容スペースに対する導体の割合である占積率を向上させてもよい。また、固定子巻線５１を形成する際、固定子コア５２に固定子巻線５１を巻き付ける際、押し潰しつつ巻き付けて、占積率を向上させてもよい。
【０５３９】
・上記実施形態において、固定子巻線５１を、固定子コア５２に直接巻き付けて、ワニス又は接着剤等により固定してもよい。
【０５４０】
・上記実施形態において、圧延鋼板（ＳＰＣＣ等）を積層することにより固定子コア５２を形成してもよい。
【０５４１】
・上記実施形態において、磁石ホルダ４１の製造方法について追記する。磁石ホルダ４１を、鋳造（ダイカスト）により成形してもよい。また、磁石ホルダ４１をプレス加工により成形してもよい。
【０５４２】
・上記実施形態において、磁石ホルダ４１に対して磁石ユニット４２（磁石９１，９２）を接着剤、カシメ、樹脂により固定してもよい。樹脂モールドすることにより、磁石ユニット４２を固定してもよい。
【０５４３】
・上記実施形態において、図８７に示すように、周方向に隣接する導線群８１の間に、非磁性体である突起部８０１を設けてもよい。突起部８０１は、固定子コア５２に固定されており、径方向外側（回転子４０側）に突出するように形成されている。また、突起部８０１は、周方向において等間隔に配置されている。そして、突起部８０１は、周方向において導線群８１に当接するように周方向の幅寸法が設けられている。
【０５４４】
この突起部８０１は、導線群８１と周方向に当接（係合）するため、導線群８１の位置決め用の突起として機能する。なお、図８７では、周方向において隣接する導線群８１の間をすべて埋めるように突起部８０１の幅寸法が設定されていたが、いずれか一方のみと当接するように突起部８０１が設けられていてもよい。
【０５４５】
固定子コア５２の表面には、軸方向に沿って溝部８０２が設けられており、突起部８０１は、当該溝部８０２に嵌合されることにより、固定子コア５２に固定されている。図８７において突起部８０１は、軸方向に延びる壁状に設けられている。この別例として、ピン状に突起部を形成してもよい。この場合、固定子コア５２の表面に挿入孔を設け、当該挿入孔にピンを挿入嵌合させればよい。
【０５４６】
・上記実施形態において、磁石ユニット４２の周方向に隣接する磁石９１，９２は、図８８に示すように、周方向に隣接するｄ軸の間において、設けられていてもよい。この場合、磁石９１，９２の周方向において一端側の磁極（例えばＳ極）と、他端側の磁極（例えばＮ極）は、異なることとなる。
【０５４７】
（第３実施形態）
本実施形態に係る回転電機１００１は、車両用モータとして使用されるインナロータ式（内転式）の埋込磁石型回転電機（ＩＰＭモータ）であり、その概要を図８９及び図９０を用いて説明する。図８９は、回転電機１００１の回転軸１００２に沿う方向での縦断面図であり、図９０は、回転軸１００２に直交する方向での回転子１０１０及び固定子１０３０の横断面図である。以下の記載では、回転軸１００２の延びる方向を軸方向とし、回転軸１００２を中心として放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸１００２を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。
【０５４８】
回転電機１００１は、回転軸１００２に固定された回転子１０１０と、回転子１０１０を包囲する位置に設けられた円環状の固定子１０３０と、これら回転子１０１０及び固定子１０３０を収容するハウジング１００４とを備えている。回転子１０１０及び固定子１０３０は同軸に配置されている。回転子１０１０は、固定子１０３０の径方向内側に対向配置されており、固定子１０３０の内周面と回転子１０１０の外周面との間には所定のエアギャップが形成されている。ハウジング１００４は、有底筒状の一対のハウジング部材１００４ａ，１００４ｂを有し、ハウジング部材１００４ａ，１００４ｂが開口部同士で接合された状態でボルト１００５の締結により一体化されている。ハウジング１００４には軸受け１００６，１００７が設けられ、この軸受け１００６，１００７により回転軸１００２及び回転子１０１０が回転自在に支持されている。
【０５４９】
図９０に示すように、回転子１０１０は、回転軸１００２に内周面が固定される中空円筒状の回転子コア１０１１を有している。回転子コア１０１１には、周方向に配列された複数の磁石収容孔１０１２が形成されており、各磁石収容孔１０１２には、それぞれ複数の磁石１０１３（永久磁石）が埋設されている。ただしその詳細は後述する。
【０５５０】
固定子１０３０は、多数の電磁鋼板が積層されてなる略円筒状の固定子コア１０３１を有している。固定子コア１０３１には、軸方向に貫通し、かつ周方向に等間隔に配列された複数のスロット１０３２が設けられている。スロット１０３２には、例えば３相の固定子巻線１０３３が巻装されている。本実施形態では、回転子１０１０の磁極数に対応して３相の固定子巻線１０３３が収容されるように、４８個のスロット１０３２が周方向に等間隔に配置されている。
【０５５１】
次に、回転子コア１０１１の磁石収容孔１０１２と磁石１０１３とを図９１及び図９２を参照して詳しく説明する。なお、図９１及び図９２には、回転電機１００１の複数の磁極（例えば全８極）のうち１極分が示されている。
【０５５２】
回転子コア１０１１は、多数の電磁鋼板が積層されることで略円筒状に形成されており、その中央部には貫通孔１０１４が形成されている。貫通孔１０１４内に回転軸１００２が嵌合されることにより、回転子コア１０１１が回転軸１００２に固定されている。なお、回転子コア１０１１の多数の電磁鋼板は、カシメ、溶接等の固定手段を用いて軸方向に固定される。回転子コア１０１１は、図９０に示すように、ｄ軸及びｑ軸を有しており、その固定手段は、回転子コア１０１１のｑ軸磁路に当たる部分に設けられるとよい。また、回転子１０１０と回転軸１００２との固定手法として、例えば接着剤による固定や、キー及びキー溝、又はスプライン等の凹凸構造による固定、圧入による固定などを用いることが可能である。なお、ｄ軸とは、起磁力（磁束）の中心軸を表し、ｑ軸とは、このｄ軸に磁気的に直交する軸を意味する。言い換えれば、ｑ軸では、一般的にＮ極とＳ極のどちらも磁束を持たない。
【０５５３】
また、貫通孔１０１４の内周面１０１４ｂにおいてｄ軸上となる位置には、径方向内側に突出して回転軸１００２の外周面に当接する凸部１０１４ａが形成されている。凸部１０１４ａの形状は、矩形状や台形状、三角山形状等のいずれであってもよく、いずれにしろ貫通孔１０１４の内周面１０１４ｂにおいて周方向に形成された凸部１０１４ａ及びこの凸部１０１４ａ間における凹部を備え、凸部１０１４ａにより、局部的に回転軸１００２の外周面に当接する構成であればよい。なお、貫通孔１０１４の内周面に凸部１０１４ａを設けることに代えて、回転軸１００２の外周面に凸部を設ける構成であってもよい。
【０５５４】
回転子コア１０１１において固定子１０３０の内周面と対向する外周面の付近には、軸方向に貫通する複数（本実施形態では１６個）の磁石収容孔１０１２が周方向に所定距離を隔てて設けられている。各磁石収容孔１０１２は、２個で一対をなし、その一対の磁石収容孔１０１２により、径方向外側に向かうにつれて磁石収容孔１０１２同士の対向間距離が大きくなる略Ｖ字状に形成されている。また、各磁石収容孔１０１２と固定子１０３０との離間距離で言えば、各磁石収容孔１０１２は、ｄ軸に向かうにつれて固定子１０３０との離間距離が大きくなるように設けられている。一対の磁石収容孔１０１２は、ｄ軸（磁極中心軸）を対称の軸とする対称形となっている。本実施形態では、回転子コア１０１１に、合計８対の磁石収容孔１０１２が周方向に等間隔に設けられている。
【０５５５】
本実施形態では、一対の磁石収容孔１０１２には、それぞれ複数の磁石１０１３が組み合わされた磁石ユニットである磁石アセンブリ（以下、磁石アセンブリ１０１３ともいう）により１つの磁極が形成されている。この場合、８対の磁石アセンブリ１０１３によって、周方向に極性が交互に異なる複数の磁極（本実施形態では８極）が形成されている。１つの磁極を形成する一対の磁石１０１３は、ｄ軸に対して線対称となる状態で配置されている。
【０５５６】
磁石収容孔１０１２の形状をより詳しく説明する。図９２には、磁石収容孔１０１２に磁石アセンブリ１０１３を収容していない状態での回転子コア１０１１が示されている。図９２では、一対の磁石収容孔１０１２の間において径方向に延びる軸がｄ軸、一対の磁石収容孔１０１２の両外側であり、ｄ軸の磁気的に直交し、かつ径方向に延びる軸がｑ軸となっている。
【０５５７】
図９２に示すように、磁石収容孔１０１２は、回転子コア１０１１外周面に近接し、かつｑ軸に近接する第１孔部１０１２ａと、この第１孔部１０１２ａよりも回転子コア１０１１内面及びｄ軸それぞれに近接する第２孔部１０１２ｂと、この第１孔部１０１２ａ及び第２孔部１０１２ｂを接続する第３孔部１０１２ｃと、を備えている。第１孔部１０１２ａは、回転子コア１０１１の外周面に沿って延びるように設けられ、第２孔部１０１２ｂは、ｄ軸に沿って延びるように設けられている。また、第３孔部１０１２ｃは、第１孔部１０１２ａと第２孔部１０１２ｂとを直線的に繋ぐように設けられている。
【０５５８】
各第１、第２及び第３の孔部１０１２ａ，１０１２ｂ，１０１２ｃは、回転子コア１０１１の軸方向に直交する横断面が略長方形の形状を有しており、その長方形の横断面の長手方向の長さは、第３孔部１０１２ｃが一番長くなっている。なお、以下、特に断らない限り、磁石及び磁石収容孔の長手方向とは、上記横断面における長手方向（長さ方向）を言うものとする。
【０５５９】
図９２に示すように、一対の磁石収容孔１０１２では、第２孔部１０１２ｂ同士がｄ軸を挟んで近接しており、その中間部分に、径方向に延びる中央ブリッジ１０１５が形成されている。中央ブリッジ１０１５が幅狭に形成されることにより、ｄ軸上において磁束飽和が生じ、磁気回路の形成が阻害されるようになっている。このため、中央ブリッジ１０１５を介して発生する漏れ磁束の量を低減することができる。
【０５６０】
また、磁石収容孔１０１２の第１孔部１０１２ａでは、その径方向外側壁面が回転子コア１０１１の外周面に接近しており、第１孔部１０１２ａと回転子コア１０１１の外周面との間に外側ブリッジ１０１６が形成されている。
【０５６１】
図９１に示すように、各磁石収容孔１０１２には、磁石アセンブリ１０１３として、第３孔部１０１２ｃに主磁石１０２１が配置されるとともに、第１孔部１０１２ａ及び第２孔部１０１２ｂにそれぞれ補助磁石１０２２，１０２３が配置されている。つまり、各磁石収容孔１０１２には、主磁石１０２１の長手方向の両端側に補助磁石１０２２，１０２３がそれぞれ配置されている。主磁石１０２１は、回転子コア１０１１の軸方向に直交する横断面形状が四角形状をなしており、対向する磁束作用面（主面）１０２１ａ，１０２１ｂを有し、磁束作用面１０２１ａは磁束作用面１０２１ｂよりも固定子１０３０に近接する。なお、磁束作用面とは、磁束の流入及び流出面を意味する。
【０５６２】
主磁石１０２１は、磁石内部の磁化容易軸あるいは磁化方向、すなわち、磁石磁路である内部磁力線の向きが、ｄ軸に対して傾斜し、かつ磁石収容孔１０１２よりも固定子１０３０側及び反固定子側のうち固定子１０３０側で交差する向きで定められている。主磁石１０２１が第１磁石部に相当する。
【０５６３】
この実施形態では、１磁極における主磁石１０２１の長手方向寸法（つまり、磁束作用面１０２１ａの寸法）が、１磁極における磁石ユニットの周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図９１に示すように、１磁極において、磁束作用面１０２１ａは、ｄ軸を中心として左右一対存在するため、１磁極における磁石ユニットの周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１０２１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１０２１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０５６４】
また、この実施形態では、固定子１０３０は、周方向に隣接する固定子巻線１０３３の間に、導線間部材としてのティース１０３４を有している。固定子１０３０は、固定子巻線１０３３が通電されると、１つの磁極（Ｎ極、またはＳ極）として機能する。１つの磁極として機能する周方向に延びる部分の長さ範囲（Ｗｎ）内に存在するティース１０３４の合計の幅寸法が、１磁極における導線間部材としてのティース１０３４の周方向幅寸法（Ｗｔ）に相当する。図９１の例においては、Ｗｔ＝Ｗｔ１＋Ｗｔ２＋Ｗｔ３＋Ｗｔ４＋Ｗｔ５となっている。なお、Ｗｔ２，Ｗｔ３，Ｗｔ４は、ティース１０３４の周方向幅寸法に相当し、Ｗｔ１，Ｗｔ５は、ティース１０３４の周方向幅寸法の半分に相当する。
【０５６５】
ここで、各実施形態において、磁石は、その対象体における磁化容易軸が配向された後で、所定の着磁方向で対象体に対して着磁が行われた結果、着磁後の対象体（すなわち、磁石）の磁束が向く方向が各実施形態における磁化方向を意味する。
【０５６６】
なお、各実施形態において、磁石における磁路（磁力線）の向きとは、磁束が向いている方向を示すものであり、プローブ等で計測することもでき、また計算で算出することも可能である。
【０５６７】
また、主磁石１０２１は、長手方向における互いに対向する第１の端部１０２１ｃ及び第２の端部１０２１ｃ，１０２１ｄを有し、第１及び第２の端部１０２１ｃ，１０２１ｄは、それぞれｑ軸及びｄ軸に近接している。
【０５６８】
補助磁石１０２２，１０２３は、それぞれ第１及び第２の孔部１０１２ａ，１０１２ｂに配置されることにより、主磁石１０２１における第１の端部１０２１ｃ及び第２の端部１０２１ｄにそれぞれ当接又は近接した状態で設けられている。補助磁石１０２２，１０２３では、それぞれ、磁石内部の磁化容易軸（矢印で示す）が、主磁石１０２１の磁化容易軸に交差する向きで定められている。補助磁石１０２２，１０２３が第２磁石部に相当する。主磁石１０２１及び補助磁石１０２２，１０２３は、例えば焼結ネオジム磁石等の希土類磁石である。
【０５６９】
これら各磁石１０２１〜１０２３は、それぞれ磁石収容孔１０１２の内壁面に接触した状態で配置されることが好ましいが、回転子コア１０１１との線膨張率の差を考慮して、微小な隙間が敢えて付与されていてもよい。なお、各磁石１０２１〜１０２３と磁石収容孔１０１２の内壁面との間に樹脂材や接着剤等を充填させて、各磁石１０２１〜１０２３を固定する構成であってもよい。樹脂材や接着剤等により各磁石１０２１〜１０２３を固定することにより、微振動による騒音などを抑制できる。また、回転子１０１０に対する固定子１０３０の通電位相のばらつきを抑制できる。
【０５７０】
主磁石１０２１は、各磁石１０２１〜１０２３のうちで最も大きく、磁極ごとの極性に応じて設けられる主たる磁石であり、横断面の形状が長方形状をなしている。
【０５７１】
上述したように、１つの磁極（例えば図９１においてはＮ極）を構成する一対の主磁石１０２１（例えば、図９１においては、Ｎ極）は、それぞれの磁化容易軸が、対応するｄ軸に向かい、かつｄ軸に対して傾斜するように配置されている。
【０５７２】
特に、各主磁石１０２１は、磁化容易軸、すなわち該主磁石１０２１において磁化され易い結晶方位を有しており、この磁化容易軸が該主磁石１０２１の第１及び第２の磁束作用面１０２１ａ，１０２１ｂに直交する向き（換言すれば、第１及び第２の端部１０２１ｃ，１０２１ｄの端面に平行な向き）となっており、磁石収容孔１０１２に収容された状態では磁化容易軸がｄ軸に対して傾いている。図９１には、Ｎ極の磁極が示されており、一対の主磁石１０２１の磁化容易軸は、ｄ軸に近づき、かつ回転子コア１０１１の外周側に向かう方向となっている。
【０５７３】
なお、各実施形態において、磁石における磁化容易軸、磁路の長さ及び向きを考える（例えば、測定する）場合、この磁石の周囲に、該磁石の保磁力よりも大きい磁界を発生させる磁束発生ユニット（例えば、通電された電機子巻線）が無い状態で、磁化容易軸、磁路の長さ及び向きを考えることとする。
【０５７４】
なお、磁石における磁化容易軸の向きとは、磁化容易軸の方向が揃っている程度を示す配向率が５０％以上となる方向、又は、その磁石の配向の平均となる方向である。
【０５７５】
ここで、磁石の配向率とは、例えばある磁石において、磁化容易軸が６つあり、その内の５つが同じ第１の方向を向き、残りの１つが第１の方向に対して９０度傾いた第２の方向を向いている場合に、配向率は、５／６である。また、残りの１つが第１の方向に対して４５度傾いた第３の方向を向いている場合には、ｃｏｓ４５°＝０．７０７であるため、配向率は、（５＋０．７０７）／６となる。
【０５７６】
なお、ある磁石において、全ての磁化容易軸（磁路）の配向方向において、平均的な方向、あるいは最も多い数の方向（上記配向率が５０パーセント以上の方向）を、この磁石における１つの代表的な磁化容易軸（磁路）方向として記載する場合もある。
【０５７７】
主磁石１０２１は、横断面で長辺部を形成する磁束作用面１０２１ａ，１０２１ｂに対する配向率が高く、その磁束作用面１０２１ａ，１０２１ｂに垂直となる向きで配向方向が設定されている。ただし、主磁石１０２１は、磁束作用面１０２１ａ，１０２１ｂに垂直する方向の配向成分が少しでもあれば、垂直方向に磁束を流出させ、その機能を果たすものとなっている。
【０５７８】
補助磁石１０２２，１０２３は、磁石収容孔１０１２において主磁石１０２１が設けられていないスペースに、主磁石１０２１の長手方向の第１及び第２の端部１０２１ｃ，１０２１ｄの両端面にそれぞれ当接又は近接した状態で設けられている。補助磁石１０２２，１０２３では、その磁化容易軸が主磁石１０２１と異なっており、主磁石１０２１の長手方向の第１及び第２の端部１０２１ｃ，１０２１ｄの端面に対して交差する向きで、磁化容易軸（磁化方向、配向方向）が定められている。図１の構成では、補助磁石１０２２，１０２３の磁化容易軸が主磁石１０２１の第１及び第２の端部１０２１ｃ，１０２１ｄの端面に向かう向きとなっており、その向きで磁化容易軸が定められている。
【０５７９】
主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃにおいて、主磁石１０２１の磁化容易軸と補助磁石１０２２の磁化容易軸とのなす角度、すなわち主磁石１０２１の磁石磁路の進行方向と補助磁石１０２２の磁石磁路の進行方向とにより形成される角度は鋭角（９０度未満）である。また、主磁石１０２１の第２の端部１０２１ｄにおいて、主磁石１０２１の磁化容易軸と補助磁石１０２３の磁化容易軸とのなす角度、すなわち主磁石１０２１の磁石磁路の進行方向と補助磁石１０２３の磁石磁路の進行方向とにより形成される角度は鋭角（９０度未満）である。
【０５８０】
本実施形態では、主磁石１０２１の長手方向の両端側に補助磁石１０２２，１０２３がそれぞれ設けられることにより、補助磁石１０２２，１０２３により支えられた状態で主磁石１０２１の位置が定められる。そのため、磁石収容孔１０１２を囲む周囲壁に、主磁石１０２１を固定する位置決め突起を設けることが不要となり、回転子コア１０１１側の位置決め突起と主磁石１０２１との線膨張率の差異を考慮して構造設計することの省略が可能となっている。
【０５８１】
ここで、上述したとおり回転子コア１０１１において磁石収容孔１０１２の第１孔部１０１２ａの径方向外側壁面が回転子コア１０１１の外周面に接近しており、第１孔部１０１２ａと回転子コア１０１１の外周面との間に外側ブリッジ１０１６が形成されている。この場合、外側ブリッジ１０１６が幅狭に形成されることにより、回転子コア１０１１の外周面付近において、補助磁石１０２２による磁束の自己短絡が抑制されるものとなっている。
【０５８２】
本実施形態では、磁石収容孔１０１２に配置される磁石アセンブリ１０１３として、主磁石１０２１に加えて補助磁石１０２２，１０２３を用いたことにより、主磁石１０２１の長手方向両端、すなわち第１及び第２の端部１０２１ｃ，１０２１ｄにおいて耐減磁能力の向上を図ることができる。つまり、補助磁石１０２２，１０２３によれば、磁石収容孔１０１２内において疑似的に磁石磁路が延ばされることで、磁石パーミアンスが増え、反磁界等の対向磁界に対する耐力が増強される。以下には、その点について詳しく説明する。ここでは、比較例として一般的な磁石Ｖ字配置の回転子を図９３（ａ），（ｂ）及び図９４に示しつつ、本実施形態の回転子１０１０の特徴点を説明する。図９３（ａ），（ｂ）及び図９４に示す回転子では、回転子コア１２０１に、ｄ軸を挟んで両側で対称形をなす長方形状の磁石収容孔１２０２がＶ字状に形成されており、その磁石収容孔１２０２内に、磁化容易軸が、ｄ軸に対して傾斜する向きで一対の永久磁石１２０３が配置されている。
【０５８３】
図９３（ａ），（ｂ）には、固定子巻線の導体１２０４の通電に伴い、回転子コア１２０１の外周面に、反磁界として固定子による回転磁界が生じる状態が示されている。より具体的には、図９３（ａ）には、ｑ軸上の導体１２０４が通電される状態が示され、図９３（ｂ）には、ｄ軸上の導体１２０４が通電される状態が示されており、これら各状態では、図示のとおり固定子の回転磁界が反磁界として作用する。この場合、その反磁界により、永久磁石１２０３のｑ軸側端部の角部Ｐ１００１において減磁が生じることが懸念される。
【０５８４】
こうした不都合に対して、主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃに近接又は当接するように設けられた補助磁石１０２２は以下の役割を果たす。図９１に示すように、補助磁石１０２２は、磁化容易軸が、主磁石１０２１よりもｑ軸に直交する向きになっており、補助磁石１０２２の磁束により主磁石１０２１のｑ軸側端部の磁束が補強される。この場合、補助磁石１０２２から、固定子１０３０側からの反磁束に対抗する磁束が送り込まれ、ｑ軸付近の減磁耐力の向上が図られている。
【０５８５】
また、補助磁石１０２２は、主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃの端面に対向して設けられており、主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃの端面を向く磁石磁路のうち固定子１０３０に近い側となる角部Ｐ１００１を通る磁石磁路の磁路長が、他の部位の磁石磁路長よりも長くなっている。これにより、主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃにおいて減磁の可能性が最も高い角部Ｐ１００１での減磁が好適に抑制される。ただし、補助磁石１０２２の磁路長がいずれの部位でも同一長さとなる構成であってもよい。
【０５８６】
また、図９４に示すように、各永久磁石１２０３では、磁化容易軸が、ｄ軸に対して傾斜し、かつその延長方向がｄ軸に交差する向きとなっている。そのため、Ｎ磁極においては、図の左右の永久磁石１２０３の磁束が互いにｄ軸側を向き、その各磁束が相互に干渉することに起因して相互に減磁が生じることが懸念される。より詳しくは、左右の永久磁石１２０３の磁束には、ｄ軸に直交する磁束ベクトルＶ１００１とｄ軸に平行な磁束ベクトルＶ１００２とが含まれており、そのうちｄ軸に直交する磁束ベクトルＶ１００１による相互干渉に起因して、永久磁石１２０３のｄ軸側端部の角部Ｐ１００２において減磁が生じることが懸念される。
【０５８７】
こうした不都合に対して、主磁石１０２１のｄ軸側端部の側に設けられた補助磁石１０２３は以下の役割を果たす。図９１に示すように、補助磁石１０２３は、磁化容易軸がｄ軸に平行となる向きになっており、補助磁石１０２３の磁束により主磁石１０２１の第２の端部１０２１ｄの磁束が補強される。この場合、補助磁石１０２３から、左右一対の主磁石１０２１の対向磁束分を補う磁束が送り込まれ、ｄ軸付近の減磁耐力の向上が図られている。
【０５８８】
なお、回転電機１００１のトルク設計に際しては、磁石の実効磁束密度に磁石の磁束流出面の表面積を掛けることで、磁石磁力が計算される。また、ｄ軸に直交する向きの磁力は、磁石磁力とｄ軸に対する傾斜角度に応じて決まるため、磁石収容孔１０１２のＶ字角度が小さいほど、すなわちｄ軸に対する主磁石１０２１の長手方向の傾斜角度が小さいほど、補助磁石１０２３の効力が最大限に発揮される。
【０５８９】
また、補助磁石１０２３は、主磁石１０２１の第２の端部１０２１ｄの端面に対向して設けられており、主磁石１０２１の第２の端部１０２１ｄの端面を向く磁石磁路のうち固定子１０３０に近い側となる角部Ｐ１００２を通る磁石磁路の磁路長が、他の部位の磁石磁路長よりも長くなっている。これにより、主磁石１０２１のｄ軸側端部において減磁の可能性が高い角部Ｐ１００２での減磁が好適に抑制される。ただし、補助磁石１０２３の磁路長がいずれの部位でも同一長さとなる構成であってもよい。
【０５９０】
ちなみに、従来技術では、磁石収容孔１０１２において主磁石１０２１が設けられていないスペースが空隙とされるか、又は当該スペースに回転子コア１０１１よりも磁性の低い固定接着剤等、又は非磁性体が挿入配置されており、いわばデッドスペースとなっている。この点、本実施形態では、これまでデッドスペースとなっていた部分に補助磁石１０２２，１０２３を配置することで、体格の増加を招くことなく、上記のとおりの磁束補強が可能となっている。
【０５９１】
図示は省略するが、Ｓ極を形成する磁石アセンブリ１０１３においては、主磁石１０２１及び補助磁石１０２２，１０２３の磁化容易軸が、Ｎ極の磁石アセンブリ１０１３における主磁石１０２１及び補助磁石１０２２，１０２３の磁化容易軸と逆向きになっている。
【０５９２】
磁石収容孔１０１２において磁石アセンブリ１０１３が配置されていない部分は、回転子１０１０内での磁石磁束の自己短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。図９１の構成では、磁石収容孔１０１２の第１孔部１０１２ａにおいて、補助磁石１０２２の外周側に外側フラックスバリア１０２４が設けられている。外側フラックスバリア１０２４によれば、回転子コア１０１１の外周面側（すなわち固定子１０３０との対向面側）において補助磁石１０２２の端部付近で生じる磁束の自己短絡を抑制することができる。また、補助磁石１０２２における固定子１０３０からの反磁界による減磁を抑えることができる。外側フラックスバリア１０２４は、空隙とされるか、又は非磁性体が収容されているとよい。
【０５９３】
また、磁石収容孔１０１２の第２孔部１０１２ｂにおいて、補助磁石１０２３のｄ軸側に内側フラックスバリア１０２５が設けられている。つまり、磁石収容孔１０１２の第２孔部１０１２ｂがｄ軸側拡張部分に相当し、その第２孔部１０１２ｂには、補助磁石１０２３が設けられるとともに、その補助磁石１０２３よりもｄ軸側に内側フラックスバリア１０２５が設けられている。内側フラックスバリア１０２５によれば、ｄ軸を挟んで両側に配置された補助磁石１０２２，１０２３においてｄ軸に直交する向きの磁束を抑えることができる。また、ｄ軸でのインダクタンスが低くなり、リラクタンストルクを好適に生じさせることができる。内側フラックスバリア１０２５は、空隙とされるか、又は非磁性体が収容されているとよい。
【０５９４】
各補助磁石１０２２，１０２３が減磁することは、基本的に構わないと考えられる。これは、磁石アセンブリ１０１３では、主磁石１０２１における回転子コア１０１１との接触面が主な磁束流出を担っているからであり、補助磁石１０２２，１０２３はそのパーミアンスを向上させる役割を担っているからである。このため、本実施形態では、補助磁石１０２２，１０２３として、主磁石１０２１より残留磁束密度Ｂｒが高く、より固有保磁力ｉＨｃの小さい組成のネオジム磁石を選定している。当然、ネオジム磁石と、フェライト磁石など、異なる材料の組み合わせを選定しても構わない。
【０５９５】
ネオジム磁石よりも保磁力が小さい磁石としては、保磁力が大きい順に、サマリウム磁石、フェライト磁石、ＦＣＣ磁石、アルニコ磁石、などが挙げられる。すなわち、サマリウム磁石を主磁石１０２１として選定した場合に、フェライト磁石等を補助磁石１０２２，１０２３とすることでも、本実施形態における所望の効果を十分に得られるものとなっている。
【０５９６】
ちなみに、従来技術では、大きな反磁界のかかる部位に対して、磁石厚みを厚くしたり、保磁力を高めるべく重希土類の含有量を多くしたり、微細化したりすることを施した磁石を採用することで、減磁を避けてきた。これに対して、本実施形態の回転電機１００１では、反磁界を略半減することができたため、重希土類を完全にフリーとして構成することができる。このため、例えば現状の車両用製品において貴重な重希土類をフリーとすることにより、磁束密度の高いネオジムの成分割合を増やすことができ、従来と同じ磁石量において、３割以上のトルク上昇を果たしつつ、コスト維持、またはコストダウンを果たすことができる。
【０５９７】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【０５９８】
回転子１０１０の磁石アセンブリ１０１３として、極性に応じた磁束を生じさせる主磁石１０２１に加えて、主磁石１０２１における第１の端部１０２１ｃ（すなわち磁極境界側の端部）に近接または当接する位置に、磁石内部の磁化容易軸が、主磁石１０２１における磁化容易軸に交差する向きとなっている補助磁石１０２２を設ける構成とした。この場合、補助磁石１０２２により主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃの磁束を補強することが可能になる。そのため、固定子１０３０側からの反磁界に対する耐減磁能力が高められ、磁極磁石である主磁石１０２１の減磁を適正に抑制できる。
【０５９９】
また、主磁石１０２１（一対の磁石）の第２の端部１０２１ｄに当接または近接する位置に、磁化容易軸が、主磁石１０２１の磁化容易軸に交差する向きとなっている補助磁石１０２３を設ける構成としたため、主磁石１０２１のｄ軸側端部の磁束を補強することが可能になる。つまり、ｄ軸付近において磁束の相互干渉に対する耐減磁能力を高めることにより、主磁石１０２１の減磁を適正に抑制できる。
【０６００】
主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃでは、ｑ軸に対向する端面において固定子１０３０に近い側となる角部Ｐ１００１にて減磁の可能性が高くなると考えられる。この点、補助磁石１０２２は、主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃの端面に対向して設けられており、主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃの端面において角部Ｐ１００１を通る磁石磁路長が、他の部位の磁石磁路長よりも長くなっている。つまり、角部Ｐ１００１を磁束補強点とし、その磁束補強点に対して補助磁石１０２２による磁束強化を行わせるようにした。これにより、主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃにおける減磁を好適に抑制できる。
【０６０１】
また、主磁石１０２１の第２の端部１０２１ｄでは、ｄ軸に対向する端面において固定子１０３０に近い側となる角部Ｐ１００２にて減磁の可能性が高くなると考えられる。この点、補助磁石１０２３は、主磁石１０２１の第２の端部１０２１ｄの端面に対向して設けられており、主磁石１０２１の第２の端部１０２１ｄの端面において角部Ｐ１００２を通る磁石磁路長が、他の部位の磁石磁路長よりも長くなっている。つまり、角部Ｐ１００２を磁束補強点とし、その磁束補強点に対して補助磁石１０２３による磁束強化を行わせるようにした。これにより、主磁石１０２１の第２の端部１０２１ｄにおける減磁を好適に抑制できる。
【０６０２】
磁石収容孔１０１２の第２孔部１０１２ｂ（ｄ軸側拡張部分）に、補助磁石１０２３と内側フラックスバリア１０２５とを設ける構成としたため、主磁石１０２１のｄ軸側端部における補助磁石１０２３の磁石量を必要最小限に削減しつつ、所望の効果を得ることができる。これにより、コスト低減を図ることができる。
【０６０３】
補助磁石１０２２，１０２３が、主磁石１０２１の固有保磁力ｉＨｃよりも小さい固有保磁力ｉＨｃを有する構成とした。これにより、補助磁石１０２２，１０２３として安価な磁石を用いつつも、所望とする主磁石１０２１の磁束補強を実現できる。
【０６０４】
なお、主磁石１０２１が、補助磁石１０２２，１０２３の固有保磁力ｉＨｃよりも小さい固有保磁力ｉＨｃを有する構成としてもよい。この場合、主磁石１０２１として安価な磁石を用い、磁石コストを低減することができる。磁石磁束の大半は、主磁石１０２１の表面積により決まるため、本構成がコスト面で好適となる。
【０６０５】
補助磁石１０２２，１０２３の固有保磁力が主磁石１０２１よりも大きい構成では、減磁に対する耐力が高められる。したがって、回転子１０１０が固定子１０３０側からの強い反磁界に曝される場合において好適な構成を実現できる。
【０６０６】
また、主磁石１０２１の両端の補助磁石１０２２，１０２３について固有保磁力が互いに異なっている構成としてもよい。この場合、仮に主磁石１０２１のｄ軸側端部及びｑ軸側端部で、反磁界の影響度合いが互いに相違していても、その反磁界の影響度合いに応じて補助磁石１０２２，１０２３を適宜設定することができる。
【０６０７】
回転子コア１０１１の貫通孔１０１４の内周面においてｄ軸上となる位置に、径方向内側に突出して回転軸１０４０の外周面に当接する凸部１０１４ａを形成した。これにより、回転子コア１０１１を回転軸１０４０に組み付けた状態において、回転子コア１０１１における貫通孔１０１４の内周面から径方向外側に伝わる応力を磁石アセンブリ１０１３にて受けることができる。これにより、磁石アセンブリ１０１３の位置ずれを抑制でき、磁石アセンブリ１０１３の磁気特性が意図せず変化する等の不都合を抑制できる。
【０６０８】
以下に、第３実施形態における回転子１０１０の一部を変更した変形例を説明する。ここでは、図８９に示す構成との相違点を中心に、各変形例を説明する。なお、以下において回転子１０１０を説明するための各図面では、回転子１０１０以外の構成の図示を省略するが、いずれも上記同様、回転子１０１０が固定子１０３０に対して径方向内側に対向配置されている。
【０６０９】
（変形例１５）
図９５に示す変形例１５の回転子１０１０では、主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃ及び第２の端部１０２１ｄのうち、第１の端部１０２１ｃのみに補助磁石１０２２を設ける構成としている。例えば、左右一対の主磁石１０２１において互いに減磁し合う磁力が比較的小さい場合において、ｄ軸側の補助磁石１０２３を無くすことが可能である。
【０６１０】
（変形例１６）
図９６に示す変形例１６の回転子１０１０では、回転子コア１０１１において固定子１０３０の内周面と対向する外周面の付近には、軸方向に貫通する８個の磁石収容孔１１２０が周方向に所定距離を隔てて設けられている。
【０６１１】
本変形例１６では、各磁石収容孔１１２０に収容された磁石アセンブリ１１３５により１つの磁極が形成されている。８個の磁石アセンブリ１１３５によって、周方向に極性が交互に異なる複数の磁極（本実施形態では８極）が形成されている。１つの磁極(図９６ではＮ極)を形成する磁石アセンブリ１１３５は、ｄ軸に対して線対称となる状態で配置されている。
【０６１２】
すなわち、各磁石収容孔１１２０は、磁極中心である対応するｄ軸を跨ぎ、かつｄ軸に直交する向きに位置する第１孔部１１２０ａと、この第１孔部１１２０ａの両端部から、それぞれ回転軸１００２に向かって所定角度で曲げられて延びる第２孔部１１２０ｂとを備えている。この第１孔部１１２０ａ内に、横断面矩形状の主磁石１２１０が収容され、また、第２孔部１１２０ｂ内に一対の補助磁石１２２０がそれぞれ収容されている。この場合、図９５と同様に、主磁石１２１０の第１の端部１２１０ｃにのみ補助磁石１２２０が設けられている。なお、この変形例では、主磁石１２１０の長手方向寸法が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。
【０６１３】
（変形例１７）
図９７に示す変形例１７の回転子１０１０では、主磁石１０２１の第１の端部１０２１ｃおよび第２の端部１０２１ｄのうち、第２の端部１０２１ｄのみに近接または当接するように補助磁石１０２３を設ける構成としている。例えば、固定子１０３０側からの反磁束が比較的小さい場合において、ｑ軸側の補助磁石１０２２を無くすことが可能である。この変形例では、１磁極における主磁石１０２１の長手方向寸法（つまり、磁束作用面の寸法）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図９７に示すように、１磁極において、磁束作用面は、ｄ軸を中心として左右一対存在するため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面の寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面の寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０６１４】
（変形例１８）
図９８に示す変形例１８の回転子１０１０では、一対の磁石収容孔１０１２の第２孔部１０１２ｂが接続されており、この結果、磁石収容孔１０１２は、磁極中心であるｄ軸を跨いで周方向に連続するように設けられている。そして、一体化された磁石収容孔１０１２における第２孔部１０１２ｂ内において、左右一対の主磁石１０２１の間に、補助磁石１０４１が設けられている。補助磁石１０４１は、それぞれの主磁石１０２１の第２の端部１０２１ｄに当接又は近接した状態で設けられ、磁化容易軸がｄ軸に平行となる向きになっている。この場合、補助磁石１０４１の磁束により主磁石１０２１の第２の端部１０２１ｄの磁束が補強される。つまり、図８９等で説明した補助磁石１０２３と同様に、補助磁石１０４１から、左右一対の主磁石１０２１の対向磁束分を補う磁束が送り込まれ、ｄ軸付近の減磁耐力の向上が図られている。
【０６１５】
この変形例では、１磁極における主磁石１０２１の長手方向寸法（磁束作用面の寸法）及び補助磁石１０４１の固定子側対向面の寸法の合計が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図９８に示すように、１磁極において、主磁石１０２１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面の寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面の寸法（Ｗｍ２）と、補助磁石１０４１の固定子側対向面の寸法（Ｗｍ３）の合計となる。
【０６１６】
（変形例１９）
図９９に示す変形例１９の回転子１０１０では、主磁石１０２１は、その長手方向、すなわちｑ軸側からｄ軸側に向かう方向において分割され、かつ互いに磁化容易軸が異なる複数の分割磁石（magnet segments）１０２７ａ，１０２７ｂを有している。これら各分割磁石１０２７ａ，１０２７ｂは、いずれも横断面が長方形状をなす永久磁石である。そして、複数の分割磁石１０２７ａ，１０２７ｂのうちｑ軸に近接して配置された分割磁石１０２７ａは、ｄ軸に近接して配置された分割磁石１０２７ｂよりも、磁化容易軸が、ｑ軸に対して平行な方向に近い向きになっている。
【０６１７】
上記構成によれば、主磁石１０２１を構成する複数の分割磁石１０２７ａ，１０２７ｂは、互いに磁化容易軸が異なっており、ｑ軸側となる分割磁石１０２７ａは、磁化容易軸がｑ軸に対して平行な方向に近い向きになっている。これにより、主磁石１０２１の自身にあっても、ｄ軸側端部付近において固定子１０３０側からの反磁界に対する耐減磁能力を高めることが可能となる。
【０６１８】
また、複数の分割磁石１０２７ａ，１０２７ｂは、その分割磁石１０２７ａ，１０２７ｂの端部同士が対向する部位で固定子１０３０側に凸となるように配置されている。つまり、分割磁石１０２７ａ，１０２７ｂは、１本の直線状でなく、折れ曲がった２本の直線状で、かつ固定子１０３０側に凸となるように並べて配置されている。これにより、主磁石１０２１（すなわち分割磁石１０２７ａ，１０２７ｂ）を回転子コア１０１１の外周面に近づけることができ、固定子１０３０と主磁石１０２１との距離を縮めることでトルクを増大させることができる。この場合、固定子１０３０と主磁石１０２１との距離を縮めることで、その背反として反磁界が増大するが、その反磁界増大の影響を補助磁石１０２２，１０２３により解決することができる。
【０６１９】
また、回転子コア１０１１において、磁石アセンブリ１０１３（すなわち磁石収容孔１０１２）よりも固定子１０３０側であって、かつ固定子１０３０と磁石アセンブリ１０１３との両磁束の総和を受ける部分の割合を小さくすることができる。そのため、固定子１０３０と磁石アセンブリ１０１３との両磁束による磁束飽和が生じ得る飽和領域を減少させ、磁石アセンブリ１０１３の能力をより効果的に引き出すことが可能となる。
【０６２０】
この変形例では、１磁極における主磁石１０２１の長手方向寸法（磁束作用面の寸法）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図９９に示すように、１磁極において、主磁石１０２１を構成する分割磁石１０２７ａ，１０２７ｂは、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の分割磁石１０２７ａの長手方向寸法（Ｗｍ１）と、左側の分割磁石１０２７ｂの長手方向寸法（Ｗｍ２）と、右側の分割磁石１０２７ｂの長手方向寸法（Ｗｍ３）と、右側の分割磁石１０２７ａの長手方向寸法（Ｗｍ４）と、の合計となる。
【０６２１】
（変形例２０）
図１００に示す変形例２０の回転子１０１０では、磁石アセンブリ１０１３として主磁石１０２１と第１の端部１０２１ｃに近接又は当接する補助磁石１０２２とが設けられている。これら主磁石１０２１及び補助磁石１０２２は、横断面が矩形状をなし、かつ対向する一対の磁束作用面１０２１ａ，１０２１ｂ，１０２２ａ，１０２２ｂに対して磁化容易軸が直交する向きとなっている。そして、主磁石１０２１及び補助磁石１０２２は、ｄ軸又はｑ軸に対する磁化容易軸の角度を互いに異ならせた状態で回転子コア１０１１の磁石収容孔１０１２に配置されている。
【０６２２】
主磁石１０２１及び補助磁石１０２２は互いに離間した位置に配置されており、詳しくは、補助磁石１０２２が、主磁石１０２１のｑ軸側の磁石端面に対して鉄心を挟んで対向する位置に配置されている。主磁石１０２１の磁化容易軸は、ｄ軸に対して平行か又は傾斜する向きとなっており、補助磁石１０２２の磁化容易軸は、主磁石１０２１よりもｄ軸に直交する向きとなっている。この場合、補助磁石１０２２の磁化容易軸の延長線上に、主磁石１０２１の角部Ｐ１００１（すなわち、主磁石１０２１のｑ軸側端部において固定子１０３０に最も近い磁束補強点）が位置しており、補助磁石１０２２からの磁束により主磁石１０２１の角部Ｐ１００１での磁束補強が行われる。
【０６２３】
横断面が矩形状をなし、かつ対向する一対の磁束作用面に対して磁化容易軸が直交する向きとなっている磁石は、最も汎用性があり、製造面やコスト面に優れると考えられる。そして、この磁石を主磁石１０２１及び補助磁石１０２２として用い、回転子コア１０１１に、ｄ軸又はｑ軸に対する磁化容易軸の角度を互いに異ならせて配置する構成とした。これにより、構成の簡易化を図りつつ、主磁石１０２１におけるｑ軸側端部の磁束補強を好適に実現できる。
【０６２４】
なお、上記構成によれば、主磁石１０２１及び補助磁石１０２２として寸法及び性能が全く同じ磁石、すなわち同じ品番の磁石を用いても、所望とする耐減磁性能を実現できる。ただし、主磁石１０２１及び補助磁石１０２２は、横幅寸法（磁化容易軸に直交する方向の幅寸法）が相違していてもよい。また、主磁石１０２１及び補助磁石１０２２は、縦幅寸法（磁化容易軸と同じ方向の幅寸法）が相違していてもよい。
【０６２５】
この変形例では、１磁極における主磁石１０２１の長手方向寸法（磁束作用面１０２１ａの寸法）と補助磁石１０２２の長手方向寸法（磁束作用面１０２２ａの寸法）の合計が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１００に示すように、１磁極において、主磁石１０２１及び補助磁石１０２２は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の補助磁石１０２２の長手方向寸法（Ｗｍ１）と、左側の主磁石１０２１の長手方向寸法（Ｗｍ２）と、右側の主磁石１０２１の長手方向寸法（Ｗｍ３）と、右側の補助磁石１０２２の長手方向寸法（Ｗｍ４）と、の合計となる。
【０６２６】
（変形例２１）
図１０１（ａ）に示す変形例２１の回転子１０１０では、回転子コア１０１１において、その外周面（すなわち固定子１０３０との対向面）に軸方向に延びる溝１０４２が形成されている。溝１０４２は、回転子コア１０１１の外周面において補助磁石１０２２の径方向外側となる位置に設けられている。補助磁石１０２２と溝１０４２との間が外側ブリッジ１０１６となっている。
【０６２７】
また、図１０１（ｂ）に示す回転子１０１０では、回転子コア１０１１においてその外周面に軸方向に延びる溝１０４３が形成されている。溝１０４３は、回転子コア１０１１の外周面においてｄ軸上となる位置に設けられている。これ以外に、溝１０４３を、回転子コア１０１１の外周面においてｑ軸上となる位置に設けることも可能である。
【０６２８】
回転子コア１０１１において固定子１０３０との対向面側の領域は、固定子１０３０から受ける回転磁束と磁石の磁束とにより磁気飽和する可能性が高くなると考えられる。この点、回転子コア１０１１における固定子１０３０との対向面に軸方向に延びる溝１０４２，１０４３を形成することで、回転子コア１０１１における固定子近傍領域での磁束の向き及び磁束量を調整することができ、磁石アセンブリ１０１３の能力をより効果的に引き出すことができる。
【０６２９】
この変形例では、１磁極における主磁石１０２１の長手方向寸法（磁束作用面の寸法）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１０１に示すように、１磁極において、主磁石１０２１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の主磁石１０２１の長手方向寸法（Ｗｍ１）と、右側の主磁石１０２１の長手方向寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０６３０】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態を、第３実施形態との相違点を中心に説明する。第４実施形態では、磁石の磁化容易軸が、磁石の磁束作用面のうち少なくともいずれかに対して非垂直の角度で交差する向きとなるものとしており、特に、磁石において、当該磁石における固定子１０３０側の磁束作用面とその反対側の磁束作用面とで異なる向きとなるように、磁化容易軸が変化するものとなっている。図１０２に、本実施形態における回転子１０１０の構成を示す。
【０６３１】
図１０２に示すように、回転子コア１０１１には、円弧状（弓なりの形状）をなす一対の磁石収容孔１０１２が形成されている。図１０２の回転子コア１０１１においても、図９１等の構成と同様に、一対の磁石収容孔１０１２が、外周側に向かうにつれて対向間距離が大きくなるように略Ｖ字状に形成されており、一対の磁石収容孔１０１２は、ｄ軸（磁極中心軸）を対称の軸とする線対称となっている。また、各磁石収容孔１０１２と固定子１０３０との離間距離で言えば、各磁石収容孔１０１２は、ｄ軸に向かうにつれて固定子１０３０との離間距離が大きくなるように設けられている。
【０６３２】
磁石収容孔１０１２は、互いに等距離で隔てられた円弧状の曲面１０５２ａ，１０５２ｂと、その曲面１０５２ａ，１０５２ｂの両端位置を互いに連結する平坦状の連結面１０５２ｃ，１０５２ｄとにより囲まれて形成されている。連結面１０５２ｃ，１０５２ｄのうちｑ軸に近い連結面１０５２ｃは、ｑ軸に平行になるように設けられている。また、ｄ軸に近い連結面１０５２ｄは、ｄ軸に垂直になるように設けられている。
【０６３３】
そして、磁石収容孔１０１２内に、その孔形状と同じ形状の磁石１０５１が挿入配置されている。この場合、一対の磁石収容孔１０１２に収容された一対の磁石１０５１により１つの磁極が形成されている。図１０２に示すように、磁石１０５１は、長手方向において対向する端部１０５１ａおよび１０５１ｂを有しており、磁石１０５１の磁化容易軸（すなわち、磁石磁路である内部磁力線の向き）が矢印で示されている。磁石１０５１は、両端１０５１ａおよび１０５１ｂにおけるｑ軸に近い端部１０５１ｂからｄ軸に近い端部１０５１ａに向かうに従って、磁化容易軸が、ｑ軸に対して垂直な方向に近い向きからｄ軸に対して平行な方向に近い向きに、反固定子側に凸の非直線状に切り替わるように設けられている。つまり、磁石１０５１における磁石磁路は、磁石１０５１を短手方向に横切る方向に定められており、かつその向きが回転子コア１０１１の中心軸側に凸となる円弧状をなしている。
【０６３４】
このように磁石１０５１の磁化容易軸が定められていることにより、磁石１０５１において、固定子１０３０側の回転磁束による反磁界に対する耐減磁能力が高められることになり、磁石１０５１の減磁を適正に抑制できる。つまり、磁化容易軸が、磁石１０５１におけるｑ軸に近い端部１０５１ｂではｑ軸に対して垂直な方向に近い向きとなり、かつｄ軸に近い端部１０５１ｂではｄ軸に対して平行な方向に近い向きとなるように、反固定子側に凸の非直線状に切り替わることにより、磁石磁路長を長くして磁石磁束を強化するとともに、固定子１０３０側からの反磁界に対抗する磁束を好適に生じさせることができる。
【０６３５】
また、磁石１０５１のｄ軸側端部１０５１ａにおいては、磁化容易軸が、ｄ軸に対して平行な方向に近い向きになっているため、ｄ軸付近における磁束の相互干渉に起因する減磁を抑制することができる。
【０６３６】
また、回転子コア１０１１において、磁石１０５１は、ｑ軸側端部１０５１ｂが径方向においてｄ軸側端部１０５１ａよりも固定子１０３０に近い部位に位置し、かつｑ軸側端部１０５１ｂとｄ軸側端部１０５１ａとの間において固定子１０３０側に凸となるように設けられている。つまり、ｄ軸を挟んで一対となる磁石１０５１は、これらの両方の磁石１０５１により略Ｖ字状をなし、かつそれぞれが固定子１０３０側（図の上側）を凸とする円弧状をなしている。磁石収容孔１０１２の形状も同様である。
【０６３７】
さらに換言すれば、磁石収容孔１０１２は、曲面１０５２ａおよび１０５２ｂにおける固定子１０３０に近い磁束流出面である曲面１０５２ａが、磁石収容孔１０１２の両端よりなる線分（すなわち曲面１０５２ａの両端を結ぶ直線）より、固定子１０３０側に凸状となるように迫り出す形状となっている。
【０６３８】
上記構成によれば、磁石１０５１を回転子コア１０１１の外周面に近づけることができ、固定子１０３０と磁石１０５１との距離を縮めることでトルクを増大させることができる。この場合、固定子１０３０と磁石１０５１との距離を縮めることで、その背反として反磁界が増大するが、その反磁界増大の影響を、磁石１０５１において上記のとおり非直線状とした磁化容易軸により解決することができる。
【０６３９】
また、回転子コア１０１１において、磁石１０５１（すなわち磁石収容孔１０１２）よりも固定子１０３０側であって、かつ固定子１０３０と磁石１０５１との両磁束の総和を受ける部分の割合を小さくすることができる。そのため、固定子１０３０と磁石１０５１との両磁束による磁束飽和が生じ得る飽和領域を小さくし、磁石１０５１の能力をより効果的に引き出すことが可能となる。
【０６４０】
また、磁石１０５１が径方向外側に向けて凸となっているため、回転子コア１０１１において磁石収容孔１０１２よりも径方向外側となる部分が小さくなる。したがって、遠心力に対する応力集中係数が減少し、その機械的強度を増加させることができる。
【０６４１】
本実施形態の回転子１０１０を、第３実施形態における図９１の構成、すなわち主磁石１０２１の両側端部に補助磁石１０２２，１０２３を設けた構成と対比すれば、本実施形態の磁石１０５１は、補助磁石１０２２，１０２３の役割を１つの磁石１０５１で構成したものであると言える。
【０６４２】
なお、図１０２には、Ｎ極を形成する磁石１０５１を示すが、Ｓ極を形成する場合には、磁石１０５１の磁化容易軸が、図１０２に示す磁化容易軸と逆向きになっている。
【０６４３】
なお、図１０２に示す磁石１０５１を、複数の磁石に分割して構成してもよい。つまり、磁石１０５１を、長手方向に複数に分割し、各磁石の端面同士を当接させて配置してもよい。この場合、磁石収容孔１０１２内に、分割された複数の磁石を並べて配置するとよい。これにより、回転電機１００１の動作時において、磁石１０５１に鎖交する磁束変化による渦電流損失等を防ぐことができる。
【０６４４】
図１０２の構成において、図１０１（ａ），（ｂ）のように、回転子コア１０１１の外周面（固定子１０３０との対向面）に軸方向に延びる溝１０４２，１０４３を形成してもよい。これにより、回転子コア１０１１における固定子近傍領域での磁束の向き及び磁束量を調整することができ、磁石の能力をより効果的に引き出すことができる。
【０６４５】
また、図１０２に示す構成において、１磁極における磁石１０５１の固定子側周面（磁束作用面）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１０２に示すように、１磁極において、磁石１０５１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の固定子側周面の寸法（Ｗｍ１）と、右側の固定子側周面の寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０６４６】
ここで、本実施形態で用いる磁石１０５１の製造方法について説明する。図１０３は、磁場配向により磁石１０５１の磁化を行う手法を説明するための説明図である。
【０６４７】
図１０３に示すように、配向装置１０６０は、磁場コイル１０６１と、磁場コイル１０６１内に配置される配向鉄心１０６２及び金型１０６３（磁石作成型）とを備えている。磁場コイル１０６１は、通電に伴いコイル内部を通過する磁場を生成する。配向鉄心１０６２は、磁場コイル１０６１にて生成される磁場を所定方向に湾曲させる役割を有しており、配向鉄心１０６２により湾曲された磁場が金型１０６３を通過する。磁場コイル１０６１によれば直線磁場が形成され、配向鉄心１０６２によれば湾曲磁場が生成される。金型１０６３は、非磁性体により形成されており、磁石１０５１の形状に合わせて形成された金型室１０６３ａを有している。
【０６４８】
磁石１０５１の製造に際しては、金型１０６３の金型室１０６３ａ内に、磁石原料を粉砕した磁石粉末が充填され、その金型室１０６３ａ内において磁石粉末が所定形状に圧縮成形される。そして、磁場コイル１０６１内において、配向鉄心１０６２により図示のとおり湾曲した磁場が形成され、金型室１０６３ａ内の磁石粉末に対して磁場配向が行われる。このとき、磁石粉末はそれぞれの磁化容易方向を揃えるようにして整列され、圧縮により固定される。その後、磁石粉末の成形体が焼結され、さらに磁石の着磁が行われる。この一連の工程により、磁石１０５１が製造される。
【０６４９】
上記により、磁石１０５１の磁化容易軸が非直線状（すなわち円弧状）に切り替わるものとなる。そして、この磁石１０５１を磁石収容孔１０１２に収容することで、図１０２に示すとおり磁石１０５１の磁化容易軸を、ｑ軸側端部１０５１ｂからｄ軸側端部１０５１ａに向かうに従って、ｑ軸に対して垂直な方向に近い向きからｄ軸に対して平行な方向に近い向きに、反固定子側に凸の非直線状に切り替わるようにすることができる。
【０６５０】
以下に、第４実施形態における回転子１０１０の一部を変更した変形例を説明する。ここでは、図１０２に示す構成との相違点を中心に、各変形例を説明する。
【０６５１】
（変形例２２）
図１０４に示す変形例２２の回転子１０１０では、磁石１０５１におけるｄ軸側端部の端面及びｑ軸側端部の端面が、磁石１０５１の磁化容易軸に合わせた向きに形成されている。また、磁石収容孔１０１２内には、磁石１０５１において磁化容易軸に合わせた向きに形成された各端面の外側に、フラックスバリア１０５３，１０５４が設けられている。フラックスバリア１０５３，１０５４は、磁石１０５１の長手方向両端の一部を欠落させることで形成されている。つまり、磁石１０５１において、磁束作用面に交差する磁石端面が、磁化容易軸に平行となる向きで形成されており、磁石収容孔１０１２内には、磁石１０５１のｄ軸側端部１０５１ａ及びｑ軸側端部１０５１ｂの外側に、フラックスバリア１０５３，１０５４が設けられている。
【０６５２】
詳しくは、図１０４の回転子１０１０では、図１０２に示す磁石１０５１のｑ軸側端部における固定子側角部分を部分的に欠落させることで、フラックスバリア１０５３が形成されている。また、図１０２に示す磁石１０５１のｄ軸側端部におけるｄ軸側角部分を部分的に欠落させることで、フラックスバリア１０５４が形成されている。なお、磁石端部１０５１ａ及び１０５１ｂの端面は、曲面状、平面状のいずれであってもよい。
【０６５３】
上記のとおり磁石１０５１の磁化容易軸がｑ軸側端部１０５１ｂとｄ軸側端部１０５１ａとで非直線状に切り替わるようになっている構成では、磁化容易軸が直線状でありかつ磁石長手方向に直交する向きになっている構成に比べて磁石磁路長（すなわち、内部磁力線の長さ）を長くすることが可能になっているが、磁石１０５１の端部においては、磁石磁路長が短い部分が局部的に存在することが考えられる。この場合、磁石磁路長はパーミアンスに比例するため、磁石端部において短縮されることは望ましくない。
【０６５４】
この点、磁石１０５１のｄ軸側端部１０５１ａ及びｑ軸側端部１０５１ｂの各端面（すなわち、磁束作用面に交差する磁石端面）を、磁石１０５１の磁化容易軸に合わせた向きに形成したことにより、磁石１０５１において磁石磁路長が短い部分が局部的に存在することを抑制できる。また、磁石１０５１のｄ軸側端部１０５１ａ、ｑ軸側端部１０５１ｂにフラックスバリア１０５３，１０５４を設けることで、磁石１０５１の両端部における減磁を抑制することができる。
【０６５５】
なお、磁石１０５１において、ｄ軸側端部１０５１ａ及びｑ軸側端部１０５１ｂのうち一方の端面が、磁化容易軸に合わせた向きに形成されている構成であってもよい。また、図１０４に示す変形例では、１磁極における磁石１０５１の固定子側周面（磁束作用面）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１０４に示すように、１磁極において、磁石１０５１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の固定子側周面の寸法（Ｗｍ１）と、右側の固定子側周面の寸法（Ｗｍ２）の合計となる。ちなみに、図１０４に示す固定子側周面には、フラックスバリア１０５３，１０５４により欠けた部分は除外されている。
【０６５６】
（変形例２３）
図１０５に示す変形例２３の回転子１０１０では、ｄ軸側のフラックスバリア１０５４が、ｄ軸に沿って、磁石１０５１の径方向内側の端部よりも軸中心側に延びるように形成されている。ｄ軸を挟んで両方のフラックスバリア１０５４の間はｄ軸コア部１０５５となっている。つまり、磁石１０５１は、回転子コア１０１１においてｄ軸コア部１０５５を挟んで一方側及び他方側となる一対の磁石１０５１として配置されており、回転子コア１０１１には、ｄ軸コア部１０５５を挟み、かつ一対の磁石１０５１の反固定子側の端部から反固定子側に延びるようにフラックスバリア１０５４が設けられている。フラックスバリア１０５４は、磁石収容孔１０１２の一部として構成されており、空隙、あるいは合成樹脂やセラミック等の非磁性材料が収容されることで構成されている。フラックスバリア１０５４が非磁性体部に相当する。
【０６５７】
また、フラックスバリア１０５４は、磁石１０５１において最も径方向内側となる点Ｐ１０１１と、回転子コア１０１１の回転中心Ｐ１０１０とを結ぶ仮想線Ｌ１００１よりもｑ軸側に張り出している。なお、ｑ軸の磁束量を考慮して、磁石１０５１の周方向に位置するｑ軸コア部１０５６の幅に応じてフラックスバリア１０５４の周方向の大きさを定めるとよく、磁石収容孔１０１２のｑ軸側端部Ｐ１０１２と回転子コア１０１１の回転中心Ｐ１０１０とを結ぶ仮想線Ｌ１００２と同じ位置まで、又はその仮想線Ｌ１００２よりも所定量だけｑ軸側となる位置まで、フラックスバリア１０５４を張り出させることも可能である。
【０６５８】
上記構成によれば、フラックスバリア１０５４によりｄ軸コア部１０５５の磁気抵抗を上げることができる。これにより、一対の磁石１０５１間での短絡を抑制し、磁力をより一層有効に活用できる。
【０６５９】
また、ｄ軸コア部１０５５は、ｄ軸上においてｄ軸に沿って細長く延びる鉄心部分であり、このｄ軸コア部１０５５により、遠心力により磁石１０５１が脱落することのないように強度補強されている。ただし、ｄ軸コア部１０５５は、磁気回路的には邪魔なものであり、ｄ軸コア部１０５５の軸方向長さを大きくすることにより、ｄ軸コア部１０５５の磁気抵抗を増大させることが可能となる。これにより、一対の磁石１０５１においてｄ軸側へ向かう磁束ベクトルを小さくすることが可能となり、減磁に対して好適な形状となるばかりか、トルク向上が可能となっている。
【０６６０】
また、磁石収容孔１０１２により回転子コア１０１１がｑ軸側とｄ軸側とに分断された状態で、反固定子側に延びるフラックスバリア１０５４（非磁性体部）が設けられているため、一対の磁石１０５１にそれぞれ生じる磁束の相互的な作用を減らしつつ、それぞれの磁束を好適に設計することができる。
【０６６１】
また、フラックスバリア１０５４を、上記仮想線Ｌ１００１よりもｑ軸側に張り出させる構成としたため、回転子１０１０のイナーシャを極力下げることができる。また、図１０５に示す変形例では、１磁極における磁石１０５１の固定子側周面（磁束作用面）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１０５に示すように、１磁極において、磁石１０５１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の固定子側周面の寸法（Ｗｍ１）と、右側の固定子側周面の寸法（Ｗｍ２）の合計となる。ちなみに、図１０５に示す固定子側周面には、フラックスバリア１０５３，１０５４により欠けた部分は除外されている。
【０６６２】
（変形例２４）
図１０６に示す変形例２４の回転子１０１０では、上記構成との相違点として、磁石収容孔１０１２とその内部に収容される磁石１０５１との横断面（回転子コア１０１１の軸方向に直交する断面）が、それぞれ円弧状でなく長方形状となっている。また、ｄ軸を挟んで左右一対の磁石収容孔１０１２及び磁石１０５１がＶ字状に配置されている。ただし、磁石１０５１では、上記同様、磁化容易軸がｑ軸側端部１０５１ｂとｄ軸側端部１０５１ａとで非直線状に切り替わるようになっている。
【０６６３】
図１０６に示す変形例では、１磁極における磁石１０５１の固定子側周面（磁束作用面）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１０６に示すように、１磁極において、磁石１０５１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁石１０５１の長手方向寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁石１０５１の長手方向寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０６６４】
（変形例２５）
図１０７に示す変形例２５の回転子１０１０では、上記構成との相違点として、磁石収容孔１０１２とその内部に収容される磁石１０５１との横断面（回転子コア１０１１の軸方向に直交する断面）が、それぞれ円弧状でなく長方形状となっている。また、ｄ軸を挟んで左右一対の磁石収容孔１０１２及び磁石１０５１が、ｄ軸に直交する方向の同一直線上に一列に並ぶように配置されている。ただし、磁石１０５１では、上記同様、磁化容易軸がｑ軸側端部１０５１ｂとｄ軸側端部１０５１ａとで非直線状に切り替わるようになっている。
【０６６５】
なお、図１０７の構成において、左右一対の磁石収容孔１０１２は同一直線上に並んでいるが、各磁石収容孔１０１２と固定子１０３０との離間距離で言えば、各磁石収容孔１０１２は、ｄ軸に向かうにつれて固定子１０３０との離間距離が大きくなるように設けられている。
【０６６６】
図１０７に示す変形例では、１磁極における磁石１０５１の固定子側周面（磁束作用面）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１０７に示すように、１磁極において、磁石１０５１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁石１０５１の長手方向寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁石１０５１の長手方向寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０６６７】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態を、第３実施形態等との相違点を中心に説明する。第５実施形態では、第４実施形態と同様に、磁石において、当該磁石における固定子１０３０側の磁束作用面とその反対側の磁束作用面とで異なる向きとなるように、磁化容易軸が変化するものとなっている。図１０８に、本実施形態における回転子１０１０の構成を示す。
【０６６８】
図１０８に示すように、回転子コア１０１１には、円弧状（弓なりの形状）をなす一対の磁石収容孔１０１２が形成されている。磁石収容孔１０１２の形状については既述の図１０２と同様であり、ここでは説明を省略する。そして、磁石収容孔１０１２内に、その孔形状と同じ形状の磁石１０７１が挿入配置されている。この場合、一対の磁石収容孔１０１２に収容された一対の磁石１０７１により１つの磁極が形成されている。図１０８には、磁石１０７１の磁化容易軸（すなわち、磁石磁路である磁石磁力線の向き）が矢印で示されている。磁石１０７１は、両端１０７１ａおよび１０７１ｂにおけるｄ軸に近い端部１０７１ａからｑ軸に近い端部１０７１ｂに向かうに従って、磁化容易軸が、ｄ軸に対して垂直な方向に近い向きからｑ軸に対して平行な方向に近い向きに、反固定子側に凸の非直線状に切り替わるように設けられている。つまり、磁石１０７１における磁石磁路は、その向きが回転子コア１０１１の中心軸側に凸となる円弧状をなしている。
【０６６９】
このように磁石１０７１の磁化容易軸が定められていることにより、磁石１０７１において、固定子１０３０側の回転磁束による反磁界に対する耐減磁能力が高められることになり、磁石１０７１の減磁を適正に抑制できる。つまり、磁化容易軸が、ｄ軸に近い端部１０７１ａではｄ軸に対して垂直な方向に近い向きとなり、かつｑ軸に近い端部１０７１ｂではｑ軸に対して平行な方向に近い向きとなるように、反固定子側に凸の非直線状に切り替わることにより、磁石磁路長を長くして磁石磁束を強化するとともに、固定子１０３０側からの反磁界に対抗する磁束を好適に生じさせることができる。
【０６７０】
また、磁石１０７１のｄ軸側端部１０７１ａにおいては、磁化容易軸が互いに向き合う方向になっていないため、ｄ軸付近における磁束の相互干渉に起因する減磁が生じないものとなっている。
【０６７１】
また、回転子コア１０１１において、磁石１０７１は、ｑ軸側端部１０７１ｂが径方向においてｄ軸側端部１０７１ａよりも固定子１０３０に近い部位に位置し、かつｑ軸側端部１０７１ｂとｄ軸側端部１０７１ａとの間において固定子１０３０側に凸となるように設けられている。つまり、ｄ軸を挟んで一対となる磁石１０７１は、これらの両方の磁石１０７１により略Ｖ字状をなし、かつそれぞれが固定子１０３０側（図の上側）を凸とする円弧状をなしている。磁石収容孔１０１２の形状も同様である。
【０６７２】
さらに換言すれば、磁石収容孔１０１２は、曲面１０５２ａおよび１０５２ｂにおける固定子１０３０に近い磁束流出面である曲面１０５２ａが、磁石収容孔１０１２の両端よりなる線分（すなわち曲面１０５２ａの両端を結ぶ直線）より、固定子１０３０側に凸状となるように迫り出す形状となっている。
【０６７３】
上記構成によれば、磁石１０７１を回転子コア１０１１の外周面に近づけることができ、固定子１０３０と磁石１０７１との距離を縮めることでトルクを増大させることができる。この場合、固定子１０３０と磁石１０７１との距離を縮めることで、その背反として反磁界が増大するが、その反磁界増大の影響を、磁石１０７１において上記のとおり非直線状とした磁化容易軸により解決することができる。
【０６７４】
また、回転子コア１０１１において、磁石１０７１（すなわち磁石収容孔１０１２）よりも固定子１０３０側であって、かつ固定子１０３０と磁石１０７１との両磁束の総和を受ける部分の割合を小さくすることができる。そのため、固定子１０３０と磁石１０７１との両磁束による磁束飽和が生じ得る飽和領域を小さくし、磁石１０７１の能力をより効果的に引き出すことが可能となる。
【０６７５】
また、磁石１０７１が径方向外側に向けて凸となっているため、回転子コア１０１１において磁石収容孔１０１２よりも径方向外側となる部分が小さくなる。したがって、遠心力に対する応力集中係数が減少し、その機械的強度を増加させることができる。
【０６７６】
なお、図１０８には、Ｎ極を形成する磁石１０７１を示すが、Ｓ極を形成する場合には、磁石１０７１の磁化容易軸が、図１０８に示す磁化容易軸と逆向きになっている。
【０６７７】
図１０８に示す磁石１０７１を用いる場合には、一対の磁石１０７１の間に、フラックスバリアを設けた磁石収容孔１０１２が設けられているとよい。これにより、ｄ軸を跨ぐ方向での磁束の通過を抑制できる。
【０６７８】
なお、図１０８に示す磁石１０７１を、複数の磁石に分割して構成してもよい。つまり、磁石１０７１を、長手方向に複数に分割し、各磁石の端面同士を当接させて配置してもよい。この場合、磁石収容孔１０１２内に、分割された複数の磁石を並べて配置するとよい。これにより、回転電機１００１の動作時において、磁石１０７１に鎖交する磁束変化による渦電流損失等を防ぐことができる。
【０６７９】
図１０８の構成では、１磁極における磁石１０７１の固定子側周面（磁束作用面）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１０７に示すように、１磁極において、磁石１０７１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁石１０７１の固定子側周面の寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁石１０７１の固定子側周面の寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０６８０】
ここで、本実施形態で用いる磁石１０７１の製造方法について説明する。図１０９は、磁場配向により磁石１０７１の磁化を行う手法を説明するための説明図である。
【０６８１】
図１０９に示すように、配向装置１０６０は、磁場コイル１０６１と、磁場コイル１０６１内に配置される配向鉄心１０６２及び金型１０６３（磁石作成型）とを備えている。これら各々の構成は図１０３で説明したとおりである。
【０６８２】
磁石１０７１の製造に際しては、金型１０６３の金型室１０６３ａ内に、磁石原料を粉砕した磁石粉末が充填され、その金型室１０６３ａ内において磁石粉末が所定形状に圧縮成形される。そして、磁場コイル１０６１内において、配向鉄心１０６２により図示のとおり湾曲した磁場が形成され、金型室１０６３ａ内の磁石粉末に対して磁場配向が行われる。このとき、磁石粉末はそれぞれの磁化容易方向を揃えるようにして整列され、圧縮により固定される。その後、磁石粉末の成形体が焼結され、さらに磁石の着磁が行われる。この一連の工程により、磁石１０７１が製造される。
【０６８３】
上記により、磁石１０７１の磁化容易軸が非直線状（すなわち円弧状）に切り替わるものとなる。そして、この磁石１０７１を磁石収容孔１０１２に収容することで、図１０８に示すとおり磁石１０７１の磁化容易軸を、ｄ軸側端部１０７１ａからｑ軸側端部１０７１ｂに向かうに従って、ｄ軸に対して垂直な方向に近い向きからｑ軸に対して平行な方向に近い向きに、反固定子側に凸の非直線状に切り替わるようにすることができる。
【０６８４】
（磁石製造方法の変形例）
円弧状の磁化容易軸が定められる磁石の製造方法として以下を用いることも可能である。図１１０（ａ），（ｂ）において、配向装置１０８０は、磁場コイル１０８１と、磁場コイル１０８１内に配置される配向鉄心１０８２及び金型１０８３（磁石作成型）とを備えている。配向装置１０８０の構成は、配向鉄心１０８２の形状が異なる以外、基本的に既述の配向装置１０６０と同じである。配向鉄心１０８２は、磁場コイル１０８１内において径方向の中心位置に設けられている。本例では、配向鉄心１０８２が断面円形状をなすことから、配向磁場が配向鉄心１０８２の中心に向けて集約されるようになっている。図中、磁力線Ｓ１００１は配向鉄心１０８２に向けて直線状に延びており、これを配向中心としている。
【０６８５】
図１１０（ａ）では、湾曲磁場内において配向中心Ｓ１００１に対して片側となる領域で磁石配向が行われる。また、図１１０（ｂ）では、湾曲磁場内において配向中心Ｓ１００１を跨ぐ領域で磁石配向が行われる。
【０６８６】
磁石Ｍｇの製造に際しては、磁場コイル１０８１内に配置される金型１０８３に磁石粉末が充填され、磁場コイル１０８１により生成される磁場を配向鉄心１０８２により湾曲させた状態で、金型１０８３内の磁石粉末に対して磁場配向が行われる。そして、金型１０８３内の磁石粉末が焼結される。
【０６８７】
なお、回転子に多角形の永久磁石を装着する構成では、多角形の永久磁石群を、直線配向方向の中で異なる角度に配置し、配向を行うとよい。
【０６８８】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態を、第３実施形態等との相違点を説明する。第６実施形態では、磁石の磁化容易軸が、磁石の磁束作用面のうち少なくともいずれかに対して非垂直の角度で交差する向きとなるものとしており、特に、磁石において、磁化容易軸が、ｄ軸に対して傾斜し、かつ磁束作用面に対して非垂直の角度で交差する向きとなっている。図１１１に、本実施形態における回転子１０１０の構成を示す。
【０６８９】
図１１１に示すように、各磁石収容孔１０１２は、２個で一対をなし、ｄ軸に対して垂直な向きに延びるように直線状に形成されている。ただし、各磁石収容孔１０１２と固定子１０３０との離間距離で言えば、各磁石収容孔１０１２は、ｄ軸に向かうにつれて固定子１０３０との離間距離が大きくなるように設けられていると言える。一対の磁石収容孔１０１２は、ｄ軸（磁極中心軸）を対称の軸とする対称形となっている。本実施形態では、回転子コア１０１１に、合計８対の磁石収容孔１０１２が周方向に等間隔に設けられている。
【０６９０】
本実施形態では、一対の磁石収容孔１０１２に収容された一対の磁石１１０１により１つの磁極が形成されている。この場合、８対の磁石１１０１によって、周方向に極性が交互に異なる複数の磁極（本実施形態では８極）が形成されている。１つの磁極を形成する一対の磁石１１０１は、ｄ軸に対して線対称となる状態で配置されている。
【０６９１】
磁石１１０１は、軸方向に直交する横断面形状が四角形状をなしており、磁化容易軸（すなわち、磁石磁路である磁石磁力線の向き）が、ｄ軸に対して傾斜し、かつ磁束を生じさせる対向する磁束作用面１１０１ａ及び１１０１ｂに対して非垂直の角度で交差する向きで定められている。この場合特に、磁石１１０１の磁化容易軸が、互いに対向しかつ各々が磁束作用面となる二辺の磁石側面（固定子１０３０側の側面及び反固定子側の側面）に対して非垂直の角度で交差する向きとなっている。また、一対の磁石１１０１からすると、その一対の磁石１１０１におけるそれぞれの磁化容易軸が、各磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対して傾斜し、かつ磁石収容孔１０１２よりも固定子１０３０側となる位置で互いに交差するように定められている。磁石１１０１は、例えば焼結ネオジム磁石等の希土類磁石である。
【０６９２】
ｄ軸を挟んで一方側及び他方側の各磁石１１０１では、互いに逆向きの磁化容易軸が定められている。また、各磁石１１０１の磁化容易軸は、平行かつ直線状に定められている。この場合、各磁石１１０１では、磁化容易軸が、磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対して非垂直の角度で交差する向きとなっているため、磁化容易軸が磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに直交する構成に比べて、磁石磁路長（すなわち、内部磁力線の長さ）が長くなる。そのため、磁石１１０１の磁束が強化され、固定子１０３０側の回転磁束による反磁界に対する耐減磁能力が高められるようになっている。
【０６９３】
なお、図１１１には、Ｎ極を形成する磁石１１０１を示すが、Ｓ極を形成する場合には、磁石１１０１の磁化容易軸が、図１１１に示す磁化容易軸と逆向きになっている。
【０６９４】
図１１１の構成では、１磁極における磁石１１０１の固定子側周面（磁束作用面１１０１ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１１１に示すように、１磁極において、磁石１１０１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０６９５】
磁石収容孔１０１２において磁石１１０１が配置されていない部分、すなわち、磁石収容孔１０１２の横断面長手方向におけるｑ軸に近い第１の端部およびｄ軸に近い第２の端部には、それぞれ回転子１０１０内での磁石磁束の自己短絡を抑制するフラックスバリア１１０２，１１０３が設けられている。この場合、磁石１１０１のｑ軸側端部に設けられた外側フラックスバリア１１０２によれば、磁石１１０１のｑ軸側端部付近で生じる磁束の自己短絡を抑制できる。
【０６９６】
特に、磁石収容孔１０１２におけるｄ軸に近い第２の端部は、ｄ軸に沿って固定子１０３０に向かう方向および回転軸１００２に向かう方向それぞれに延びており、この結果、磁石１１０１のｄ軸側端部に設けられた内側フラックスバリア１１０３も、ｄ軸に沿って延びるように設けられている。この内側フラックスバリア１１０３によれば、ｄ軸を挟んで両側に配置された一対の磁石１１０１においてｄ軸に直交する向きの磁束を抑えることができる。さらに、ｄ軸でのインダクタンスが低くなり、リラクタンストルクを好適に生じさせることができる。各フラックスバリア１１０２，１１０３は、空隙とされるか、又は樹脂材料やセラミック材料等の非磁性材料が収容されているとよい。一対のフラックスバリア１１０２，１１０３の間は、ｄ軸に沿って延びる中央ブリッジ１１１４となっている。
【０６９７】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【０６９８】
埋込磁石型回転電機の回転子１０１０では、固定子１０３０側からの回転磁界が反磁界として作用することに起因して、回転子コア１０１１の固定子１０３０との対向面側において磁石１１０１の減磁が生じることが懸念される。この点、本実施形態では、回転子１０１０の磁石１１０１の磁化容易軸が、ｄ軸に対して傾斜し、かつ磁束を生じさせる磁束作用面に対して非垂直の角度で交差する向きとなっているため、磁化容易軸が磁束作用面に直交する構成に比べて、磁石磁路長（すなわち、内部磁力線の長さ）が長くなり、磁石磁束が強化される。これにより、固定子１０３０側の回転磁束による反磁界に対する耐減磁能力が高められ、磁石１１０１の減磁を適正に抑制できる。
【０６９９】
磁石１１０１を、回転子コア１０１１においてｄ軸を挟んで一方側及び他方側の両側に配置し、ｄ軸の両側における磁石１１０１のそれぞれの磁化容易軸を、磁石１１０１の磁束作用面に対して傾斜し、かつ磁石収容孔１０１２よりも固定子１０３０側となる位置で互いに交差するようにした。これにより、回転子コア１０１１において、反磁界に対する耐減磁能力を高めつつ、ｄ軸における磁束強化を好適に実施できる。
【０７００】
磁石１１０１の横断面形状が四角形状をなしている場合において、磁石１１０１の磁化容易軸を、互いに対向しかつ各々が磁束作用面となる二辺の磁石側面１１０１ａおよび１１０１ｂに対して非垂直の角度で交差する向きとなるようにすることにより、磁石磁路長（すなわち、内部磁力線の長さ）を、磁石１１０１の二辺の間の距離よりも長くすることができる。これにより、磁石磁束を強化し、反磁界に対する耐減磁能力を高めることができる。
【０７０１】
従来技術では、大きな反磁界のかかる部位に対して、磁石厚みを厚くしたり、保磁力を高めるべく重希土類の含有量を多くしたり、微細化したりすることにより対策を施し、その対策を施した磁石により減磁を抑制するようにしていた。これに対して、本実施形態の回転電機１００１では、磁石１１０１の磁化容易軸の工夫により反磁界に起因する減磁を抑制することができるため、磁石１１０１のサイズアップが不要であり、また重希土類を完全にフリーとして構成することが可能となる。このため、例えば現状の車両用製品において貴重な重希土類をフリーとすることにより、磁束密度の高いネオジムの成分割合を増やすことができ、磁石量を増やすことなくトルク上昇を実現でき、コスト維持、又はコストダウンを果たすことができる。
【０７０２】
一般に、磁石は、その配向方向を切削面と平行とすることで作られる。これは、磁石作成時の配向磁場と切削面とが平行となることで、磁石作成数が、一度の配向磁場励磁に対して、最大となるためである。これに対して、本実施形態では断面四角形の磁石１１０１の配向方向を斜めにしている。つまり、最も減磁しやすい端部に、四角形の１辺よりも長い磁路を有する、磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂの垂直方向よりも角度のついた配向を施している。これにより、磁石１１０１の減磁しやすい部分の減磁耐力が向上する。したがって、磁石作成数は減るものの、磁石そのものの重量が小さくなり、結果的に多数の磁石を一度の配向から入手できるばかりか、ネオジム等磁石材料の投入量を減らすことにより、相乗的にコストダウンをすることができる。
【０７０３】
また、発明者の試算によれば、同じ磁力を出す磁石を作る場合において、磁石重量を３割程度減らすことができ、レアアースの使用量、また搭載する回転電機の重量、イナーシャを減らすことができる。そのため、回転電機において機械追従性、機械的信頼性が向上し、エネルギ消費の低減や安全性向上にも貢献することができる。
【０７０４】
以下に、第６実施形態における回転子１０１０の一部を変更した変形例を説明する。ここでは、図１１１に示す構成との相違点を中心に、各変形例を説明する。なお、以下に示す各変形例においても、ｄ軸を中心にして示す１極分の部分平面図を用いて、回転子１０１０の構成を説明する。
【０７０５】
（変形例２６）
図１１２に示す変形例２６では、磁石１１０１において、ｑ軸側端部１１０１ｃの端面及びｄ軸側端部１１０１ｄの端面が、それぞれ磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対する磁化容易軸の角度に合わせた向きに形成されている。つまり、磁石１１０１では、ｑ軸側端部１１０１ｃ及びｄ軸側端部１１０１ｄの各端面の向きが磁化容易軸と同じ（すなわち、平面視において磁化容易軸と平行な向き）になっている。そして、磁石１１０１のｑ軸側端部１１０１ｃ及びｄ軸側端部１１０１ｄの各端面の外側に、フラックスバリア１１０２，１１０３が設けられている。
【０７０６】
なお、図１１２では、磁石１１０１におけるｑ軸側端部１１０１ｃ及びｄ軸側端部１１０１ｄの各端面を、それぞれ磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対する磁化容易軸の角度に合わせた向きに形成しているが、これに代えて、磁石１１０１のｑ軸側端部１１０１ｃ及びｄ軸側端部１１０１ｄのうちｑ軸側端部１１０１ｃの端面のみを、磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対する磁化容易軸の角度に合わせた向きに形成してもよい。ｄ軸側端部１１０１ｄについては、図１１１のようにｄ軸に平行のままとする。要するに、磁石１１０１の横断面形状は、矩形状（長方形状）である以外に、図１１２に示す平行四辺形状や、その他、台形状であってもよい。
【０７０７】
上記のとおり磁石１１０１の磁化容易軸が、磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対して非垂直の角度で交差する向きとなっている構成では、磁石１１０１の磁化容易軸が、磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対して垂直に交差する向きとなっている場合に比べて、磁石磁路長を長くすることが可能になっているが、磁石１１０１の端部においては、部分的に磁石磁路長が短くなることが考えられる。この点、磁石１１０１のｑ軸側端部１１０１ｃの端面を、磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対する磁化容易軸の角度に合わせた向きにすることで、磁石１１０１において磁石磁路長が短い部分が局部的に存在することを抑制できる。
【０７０８】
なお、図１１２の構成では、磁束増加に寄与しない磁石端部が斜めに排除されており、図１１１の構成と比べて磁石量が削減されている。そのため、磁石作成型内の取り数増加や、材料投入量の削減が可能となる。また、図１１２の構成では、１磁極における磁石１１０１の固定子側周面（磁束作用面１１０ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１１２に示すように、１磁極において、磁石１１０１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。なお、磁束作用面でないｑ軸側端部１１０１ｃは磁束作用面１１０１ａから除外される。
【０７０９】
（変形例２７）
図１１３に示す変形例２７では、磁石１１０１は、ｑ軸側端部１１０１ｃ及びｄ軸側端部１１０１ｄにおける磁化容易軸の磁石長さが、他の部位における磁化容易軸の磁石長さよりも長くなっている。つまり、磁石１１０１における第２磁束作用面１１０１ｂに凹溝が形成され、この結果、磁石１１０１のｑ軸側端部１１０１ｃ及びｄ軸側端部１１０１ｄにはそれぞれ延長部１１０１ｅが設けられており、その延長部１１０１ｅにより局部的に磁石磁束が延長されている。延長部１１０１ｅは、磁束延長部として機能する。延長部１１０１ｅは、磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂの内、回転軸１００２に近い磁束作用面１１０１ｂに設けられている。
【０７１０】
なお、図１１３では、磁石１１０１のｑ軸側端部１１０１ｃ及びｄ軸側端部１１０１ｄにそれぞれ延長部１１０１ｅを設けているが、これに代えて、磁石１１０１のｑ軸側端部１１０１ｃ及びｄ軸側端部１１０１ｄのうちｑ軸側端部１１０１ｃだけに延長部１１０１ｅを設けてもよい。
【０７１１】
本変形例２７によれば、磁石１１０１の磁化容易軸を磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対して非垂直の角度で交差させることで磁石磁路長を長くした構成において、ｑ軸側端部１１０１ｃおよびｄ軸側端部１１０１ｄにおける磁石磁路長を局部的にさらに延長することができる。これにより、耐減磁能力のより一層の向上を図ることができる。
【０７１２】
また、図１１３の構成では、１磁極における磁石１１０１の固定子側周面（磁束作用面１１０１ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１１３に示すように、１磁極において、磁石１１０１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。なお、磁束作用面でないｑ軸側端部１１０１ｃは磁束作用面１１０１ａから除外される。
【０７１３】
（変形例２８）
回転子コア１０１１において磁石１１０１を図１１４（ａ），（ｂ）のように配置してもよい。
【０７１４】
図１１４（ａ）に示す回転子１０１０では、回転子コア１０１１において固定子１０３０の内周面と対向する外周面の付近には、軸方向に貫通する８個の磁石収容孔１１２５が周方向に所定距離を隔てて設けられている。各磁石収容孔１１２５は、磁極中心である対応するｄ軸を跨ぎ、かつｄ軸に直交する向きに配置されている。
【０７１５】
本変形例２８では、各磁石収容孔１１２５内に収容される磁石１１０１において、ｄ軸よりも図の左側では、磁化容易軸が右斜め上方に向き、ｄ軸よりも図の右側では、磁化容易軸が左斜め上方に向くようになっている。これにより、ｄ軸を挟んで両側のいずれにおいても、磁石１１０１の磁化容易軸が、ｄ軸上であってかつ磁石１１０１（磁石収容孔１１２５）よりも固定子１０３０側を通る向きになっている。この場合、ｄ軸を挟んで両側の磁石１１０１では、磁化容易軸を直線状に延ばした線が、ｄ軸上であってかつ磁石１１０１よりも固定子１０３０側（すなわち磁石１１０１の端部以外）に集合する。
【０７１６】
また、図１１４（ａ）に示す回転子１０１０では、磁石１１０１においてｄ軸上で磁石磁束の相互干渉による減磁が生じるおそれがある。そこで、図１１４（ｂ）に示すように、磁石１１０１における第２磁束作用面１１０１ｂにおいてｄ軸上に配置された凹溝１１０１ｆを設けてもよい。この場合、磁石１１０１の凹溝１１０１ｆのｄ軸を挟んで対向する側面における図の左側の側面は、対応する右斜め上方を向いている磁化容易軸に沿っており、また、図の右側の側面は、左斜め上方を向いている対応する磁化容易軸に沿っている。本構成では、磁石量を減らせる分、コスト低減が可能になる。
【０７１７】
また、図１１４の構成では、１磁極における磁石１１０１の固定子側周面（磁束作用面）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。
【０７１８】
（変形例２９）
図１１５に示す変形例２９では、磁石１１０１は、ｄ軸側端部１１０１ｄおよびｑ軸側端部１１０１ｃの一方に近い位置における磁化容易軸が他方に近い位置における磁化容易軸と相違している。この場合特に、ｄ軸側端部１１０１ｄにおいて磁化容易軸がｄ軸に対して平行な方向に近い方向になっており、そのｄ軸側端部１１０１ｄからｑ軸側端部１１０１ｃに向けて、磁化容易軸のｄ軸に平行な方向に対する傾斜角度が増大していく（すなわち、ｄ軸に対する非平行度が高くなっていく）ように構成されている。換言すると、磁石１１０１は、ｄ軸寄りの部分とｑ軸寄りの部分とで磁化方向が相違しており、ｄ軸寄りの部分とｑ軸寄りの部分とのうちｄ軸寄りの部分では、ｑ軸寄りの部分よりも磁化方向がｄ軸に平行になっている。
【０７１９】
詳しくは、図１１６に示すように、磁石１１０１におけるｑ軸側端部１１０１ｃよりもｄ軸側端部１１０１ｄに近い所定位置における磁化容易軸をＸ１００１、ｄ軸側端部１１０１ｄよりもｑ軸側端部１１０１ｃに近い所定位置における磁化容易軸をＸ１００２とすると、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置の磁化容易軸Ｘ１００１が、ｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置の磁化容易軸Ｘ１００２よりもｄ軸に平行に近くなっている。また、磁石１１０１において、磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに垂直な方向、すなわち、ｄ軸に平行な方向、に対する磁化容易軸Ｘ１００２の傾斜角度（θ１００２）が、磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに垂直な方向に対する磁化容易軸Ｘ１００１の傾斜角度（θ１００１）よりも大きくなっている。
【０７２０】
磁石１１０１では、ｑ軸側端部１１０１ｃからｄ軸側端部１１０１ｄに向かうのに伴い、磁化容易軸の磁石長さ、すなわち磁化容易軸における始点から終点までの磁石磁路長が徐々に短くなっている。なお、各磁石１１０１では、磁化容易軸として、磁束を生じさせる磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対して非垂直の角度で交差する向きとなる磁化容易軸以外に、磁束を生じさせる磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対して垂直に交差する向きとなる磁化容易軸が含まれていてもよい。
【０７２１】
ちなみに、図１１６では、磁石１１０１の磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂとｄ軸とが直交する関係となっているため、磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに垂直な方向とｄ軸方向とが一致する。これに対し、磁石１１０１の磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂがｄ軸に直交しない場合には、磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに垂直な方向とｄ軸方向とが一致しない。ただし、かかる場合においても、磁石１１０１において、ｑ軸側端部に近い位置における磁化容易軸Ｘ１００２の磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに垂直な方向に対する傾き（傾斜角度、θ１００２）が、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置における磁化容易軸Ｘ１００１の磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに垂直な方向に対する傾き（傾斜角度、θ１００１）よりも大きくなっていればよい。
【０７２２】
なお、磁化容易軸Ｘ１００１，Ｘ１００２の向きを示す傾きθ１００１，θ１００２は、磁石における磁化容易軸の向き（配向方向）に相当するものであり、その磁化容易軸の向きとは、前述のとおり配向率が５０％以上となる方向、又は、その磁石の配向の平均となる方向である。より具体的には、図１１６では、例えば磁化容易軸をＸ１００１とする部位において、傾きをθ１００１とする配向率が５０％以上であるとよい。又は、同じく磁化容易軸をＸ１００１とする部位において、配向の平均となる方向が傾きθ１００１であるとよい。
【０７２３】
また、図１１５の構成では、１磁極における磁石１１０１の固定子側周面（磁束作用面１１０１ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、図１１５に示すように、１磁極において、磁石１１０１は、ｄ軸を中心として左右一対存在する。このため、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０７２４】
本変形例２９によれば、磁石１１０１において、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置における磁化容易軸がｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置における磁化容易軸と相違している。すなわち、磁石１１０１において、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置における磁化容易軸のｄ軸に対する傾きが、ｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置における磁化容易軸のｄ軸に対する傾きと相違している。これにより、磁石１１０１よりも固定子１０３０側において、ｄ軸からｑ軸までの間における特定箇所で磁束を集めることができ、磁石磁束の強化を図ることができる。
【０７２５】
また、磁石１１０１において、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置における磁化容易軸は、ｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置における磁化容易軸よりも、ｄ軸に対して平行に近くなっており、この結果、ｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置における磁石磁路長がｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置における磁石磁路長よりも長くなる。
【０７２６】
このため、ｑ軸における磁石磁束を強化し、磁石のｑ軸側端部１１０１ｃにおける反磁界に対する減磁対策を適正に図ることができる。また、ｄ軸側端部１１０１ｄにおける磁石磁路長を最短にすることができるため、ｄ軸を挟んで両側の一対の磁石１１０１においてｄ軸側端部１１０１ｄの磁化容易軸が互いに向き合う側に傾いている場合に、その磁束の相互干渉を抑制できる。これにより、ｄ軸での減磁抑制も可能となる。
【０７２７】
さらに、磁石１１０１において、ｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置における磁化容易軸の磁束作用面１１０１ａおよび１０１ｂに垂直な方向に対する傾きが、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置における磁化容易軸の磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに垂直な方向に対する傾きよりも大きいこと（すなわち、図１１６においてθ１００２＞θ１００１であること）により、ｑ軸側端部１１０１ｃにおいて磁石磁路長を最も長くして、磁石１１０１のｑ軸側端部１１０１ｃにおける反磁界に対する減磁耐性を強くすることができる。その結果、磁石１１０１のｑ軸側端部１１０１ｃにおける減磁抑制と磁石トルクの増加とを共に実現できることとなる。
【０７２８】
なお、図１１５に示す構成では、磁石収容孔１０１２がｄ軸に対して垂直な向きに延びるように直線状に形成されている。そのため、かかる構成によれば、磁石１１０１におけるｄ軸側端部１１０１ｄおよびｑ軸側端部１１０１ｃのうち、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置の磁化容易軸を、ｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置における磁化容易軸よりもｄ軸に対して平行にすることにより、ｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置における磁化容易軸の磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに垂直な方向に対する傾きが、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置における磁化容易軸の磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに垂直な方向に対する傾きよりも大きくなる構成（すなわち、θ１００２＞θ１００１となる構成）を実現することができる。
【０７２９】
（変形例３０）
図１１７に示す変形例３０では、変形例２９と同様に、磁石１１０１において、ｄ軸側端部１１０１ｄおよびｑ軸側端部１１０１ｃの一方に近い位置における磁化容易軸が他方に近い位置における磁化容易軸と相違している。すなわち磁石１１０１において、ｄ軸寄りの部分とｑ軸寄りの部分とで磁化方向が相違している。ただし、本変形例３０では、磁石１１０１の磁化容易軸が変形例２９とは異なっており、磁石１１０１において、ｄ軸側端部１１０１ｄおよびｑ軸側端部１１０１ｃのうち、ｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置における磁化容易軸がｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置よりも磁化容易軸よりもｑ軸に対して平行に近くなっている。磁石１１０１では、ｄ軸側端部１１０１ｄからｑ軸側端部１１０１ｃに向かうのに伴い、磁化容易軸の磁石長さ、すなわち磁化容易軸における始点から終点までの磁石磁路長が徐々に短くなっている。
【０７３０】
この場合、磁石１１０１におけるｑ軸側端部１１０１ｃでは、磁化容易軸がｑ軸に平行になっていることで、ｑ軸において、回転子コア１０１１の固定子対向面に直交する向きの磁石磁束、すなわち反磁界に対抗する向きの磁石磁束を強化することができ、磁石１１０１のｑ軸側端部１１０１ｃにおける反磁界に対する減磁対策を適正に図ることができる。
【０７３１】
なお、図１１７の構成では、図１１５の構成の場合と同様に、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０７３２】
（変形例３１）
図１１８に示す変形例３１では、磁石１１０１の磁化容易軸が円弧状、すなわち非直線状をなしている。これにより、磁石磁路長を一層長くすることができる。そのため、磁石磁束の一層の強化を図ることができる。なお、図１１８の構成では、図１１５の構成の場合と同様に、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０７３３】
（変形例３２）
図１１９（ａ），（ｂ）に示すように、回転子コア１０１１における磁石収容孔１０１２を、ｄ軸を挟んで両側で一対とし、径方向外側に向かうにつれて磁石収容孔１０１２同士の対向間距離が大きくなる略Ｖ字状に形成してもよい。すなわち、各磁石収容孔１０１２は、回転子コア１０１１の軸方向に直交する横断面が矩形状であり、その対向する第１および第２の主面における固定子１０３０に近い第１の主面の外側角部１０１２Ｒ１が内側角部１０１２Ｒ２よりも固定子１０３０に近くなるように傾斜することにより、一対の磁石収容孔１０１２全体で略Ｖ字形状を構成している。
【０７３４】
図１１９（ａ）では、上述の図１１１と同様に、磁石１１０１の磁化容易軸が、ｄ軸に対して傾斜し、かつ磁束を生じさせる磁束作用面１１０１ａおよび１１０１ｂに対して非垂直の角度で交差する向きで定められている。
【０７３５】
また、図１１９（ｂ）では、上述の図１１５と同様に、磁石１１０１において、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置における磁化容易軸とｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置における磁化容易軸とを相違させている。すなわち、磁石１１０１において、ｄ軸寄りの部分とｑ軸寄りの部分とで磁化方向を相違させている。この場合特に、磁石１１０１において、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置およびｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置におけるｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置における磁化容易軸は、ｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置における磁化容易軸よりも、ｄ軸に対して平行に近くなっている。なお、上述の図１１７と同様に、磁石１１０１において、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置およびｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置におけるｑ軸側端部１１０１ｃに近い位置における磁化容易軸を、ｄ軸側端部１１０１ｄに近い位置における磁化容易軸よりも、ｑ軸に対して平行に近くなるように構成してもよい。
【０７３６】
なお、図１１９の構成では、図１１５の構成の場合と同様に、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１１０１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０７３７】
（変形例３３）
図１２０（ａ），（ｂ）に変形例３３を示す。図１２０（ａ）では、回転子コア１０１１の磁石収容孔１１２５においてｄ軸の両側に、磁化容易軸（磁石磁路の向き）が非対称となる状態で磁石１１０１が収容されている。この場合、磁石１１０１の磁化容易軸が、ｄ軸に対して傾斜し、かつ磁束を生じさせる磁束作用面に対して非垂直の角度で交差する向きとなっており、さらにｄ軸に対して一方側及び他方側の両側でいずれも同じ向きとなっている。図１２０（ａ）の構成においても、磁石磁路長を長くすることにより、反磁界に対する磁束強化が可能となる。なお、磁石１１０１の磁石磁路は、直線状以外であってもよく、例えば反固定子側（図の下側）に凸となる円弧状であってもよい。
【０７３８】
なお、図１２０の構成において、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、磁石１１０１の長手方向寸法（磁束作用面１１０１ａの寸法）となる。
【０７３９】
図１２０（ｂ）は、回転子１０１０と固定子１０３０とを示す構成例である。図１２０（ｂ）において、中央の磁極はＮ極であり、その左右両側の磁極はＳ極である。この場合、磁石１１０１は、磁極ごとにｄ軸を挟んで両側となる部分を有し、その両側の部分において、ｄ軸に対して斜めとなり、かつ周方向に対する傾きが同じ方向となる磁石磁路が形成されたものとなっている。
【０７４０】
回転子コア１０１１において、磁化容易軸がｄ軸の両側に非対称となる状態で磁石１１０１を配置することにより、磁化容易軸がｄ軸に対して対称となる状態で磁石を配置する場合に比べて、正回転時に発生するトルクのピーク値を高めることができる。このため、ｄ軸の両側に磁化容易軸が非対称となる磁石１１０１は、一方向のみに回転する回転電機、又は主に一方向に回転する回転電機に好適である。
【０７４１】
（変形例３４）
図１２１に示す変形例３４では、ｄ軸を挟んで両側の各磁石１１０１を、横断面が台形状をなす２つの磁石１１１１，１１１２を用いて構成している。すなわち、各磁石１１０１は、２つの磁石１１１１，１１１２から構成された磁石アセンブリである。各磁石１１１１，１１１２は、２つの底角が同じ角度となる等脚台形状をなしており、脚同士を当接させた状態で、固定子１０３０側に凸となる向きで配置されている。各磁石１１１１，１１１２では、一対の脚のうち一方に平行となる向きで磁化容易軸（磁石磁路の向き）が定められており、これにより各底辺（上底及び下底）である磁束作用面に対して磁化容易軸が非垂直の角度で交差するものとなっている。また、各磁石１１１１，１１１２は、磁化容易軸に平行となる脚同士を当接させているため、ｄ軸の両側では、それぞれ各磁石１１１１，１１１２の磁化容易軸が同じ向きとなっている。
【０７４２】
換言すれば、磁石１１０１は、磁極のｄ軸からｑ軸までの範囲に、ｄ軸に近い側の磁石１１１１（第１磁石に相当）とｑ軸に近い側の磁石１１１２（第２磁石に相当）とを有し、それら各磁石１１１１，１１１２が回転子コア１０１１の磁石収容孔１０１２に収容されている。この場合、各磁石１１１１，１１１２は、それら各磁石１１１１，１１１２が互いに繋がる位置で固定子巻線の側に凸となる向きで折れ曲がるように配置されている。また、各磁石１１１１，１１１２は、互いに対向し磁束の流入流出面となる一対の作用面（磁石１１１１の作用面１１１１ａ，１１１１ｂ、磁石１１１２の作用面１１１２ａ，１１１２ｂ）を有し、各作用面の間における磁石厚さ寸法よりも長い長さの磁石磁路を有している。各磁石１１１１，１１１２は、それぞれ直線でかつ平行な磁石磁路を有している。各磁石１１１１，１１１２は、横断面が共に等脚台形状をなし、かつ底辺及び脚の寸法が互いに同じであり、さらに磁石磁路の向きが同じである。
【０７４３】
なお、図１２１の構成では、１磁極における磁石１１１１の固定子側周面（磁束作用面１１１１ａ）と、磁石１１１２の固定子側周面（磁束作用面１１１２ａ）との合計が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。より詳しくは、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１１２ａの寸法（Ｗｍ１）と、左側の磁束作用面１１１１ａの寸法（Ｗｍ２）と、右側の磁束作用面１１１１ａの寸法（Ｗｍ３）と、右側の磁束作用面１１１２ａの寸法（Ｗｍ４）の合計となる。なお、磁束作用面１１１２ａにおいて、フラックスバリア１１０４に面する部分は、除外される。
【０７４４】
図１２１の回転子１０１０では、各磁石１１１１，１１１２を直線状に繋げた構成に比べて、これら各磁石１１１１，１１１２を固定子巻線に近づけることができ、トルクの増加を図ることができる。この場合、固定子巻線と磁石との距離を縮めることで、その背反として反磁界が増大することが懸念されるが、その反磁界増大の影響を、各磁石１１１１，１１１２の磁石磁路長を長くすること、具体的には一対の磁束作用面の間における磁石磁路を長くすることで解決することができる。
【０７４５】
また、回転子コア１０１１において、磁石１１０１（すなわち磁石収容孔１０１２）よりも固定子巻線側であって、かつ固定子巻線と磁石との両磁束の総和を受ける部分の割合を小さくすることができる。そのため、固定子巻線と磁石との両磁束による磁束飽和が生じ得る飽和領域を小さくし、磁石の能力をより効果的に引き出すことが可能となる。
【０７４６】
内転式回転電機の回転子１０１０では、回転子コア１０１１において磁石収容孔１０１２よりも径方向外側となる部分が小さくなる。したがって、遠心力に対する応力集中係数が減少し、その機械的強度を増加させることができる。
【０７４７】
各磁石１１１１，１１１２は、形状、寸法、磁化容易軸を同一とする同じ品番の磁石である。この場合、図１２２（ａ）に示すように、同じ品番の磁石１１１１，１１１２を用意するとともに、図１２２（ｂ），（ｃ）に示すように、一方の磁石１１１２の向きを逆にして、両者を接合するようにしている。ただし、磁石１１１１，１１１２として、底辺長さが互いに異なる磁石を用いることも可能である。
【０７４８】
各磁石１１１１，１１１２は、横断面が互いに同じ形状であり、かつ隣り合う２面として非垂直の角度で交差する２面を有しており、組み付けの向きを互いに反転させて回転子コア１０１１に組み付けられるものであるとよい。各磁石１１１１，１１１２は、例えば図１１２（ｄ）に示すように、磁石磁路が斜めになるように配向された板状の磁石ブロックＭＢを、底辺の長短が互い違いになるようにして複数の等脚台形状に分断して形成されるとよい。この場合、分断された各磁石は同形状となり、組み付けの向きを互いに反転させて回転子コア１０１１に組み付けられる。
【０７４９】
図１２２（ｅ），（ｆ）に示すように複数の磁石が分断されてもよい。図１２２（ｅ）では、各磁石は、一対の脚の傾きが互いに異なっている。また、図１２２（ｆ）では、各磁石は、平行四辺形となっている。いずれにおいても、分断された各磁石は、同じ形状となり、組み付けの向きを互いに反転させて回転子コア１０１１に組み付けられる。
【０７５０】
（変形例３５）
図１２３に示す変形例３５においても、各磁石１１０１は、２つの磁石１１１１，１１１２から構成された磁石アセンブリである。ｄ軸両側の各磁石１１０１は、２つの底角が異なる角度となる台形状の磁石１１１５，１１１６を用いて構成されている。この場合、一方の底角は直角であり、他方の底角は鋭角である。そして、底角が直角となる側の脚同士を当接させた状態で、各磁石１１１５，１１１６が配置されている。
【０７５１】
各磁石１１１５，１１１６では、台形における一対の脚のうち底角が鋭角となる側の脚に平行となる向きで磁化容易軸（磁石磁路の向き）が定められており、これにより各底辺（上底及び下底）である磁束作用面に対して磁化容易軸が非垂直の角度で交差するものとなっている。また、ｑ軸側の磁石１１１６は、磁化容易軸がｑ軸に垂直又は垂直に近い角度となり、ｄ軸側の磁石１１１５は、磁化容易軸がｄ軸に平行又は平行に近い角度となっている。
【０７５２】
換言すれば、磁石１１０１は、磁極のｄ軸からｑ軸までの範囲に、ｄ軸に近い側の磁石１１１５（第１磁石に相当）とｑ軸に近い側の磁石１１１６（第２磁石に相当）とを有し、それら各磁石１１１５，１１１６が回転子コア１０１１の磁石収容孔１０１２に収容されている。この場合、各磁石１１１５，１１１６は、それぞれ直線でかつ平行な磁石磁路を有しており、各磁石１１１５，１１１６において磁石磁路の向きを互いに異なる方向にして回転子コア１０１１に固定されている。
【０７５３】
より詳細には、磁石収容孔１０１２は、ｄ軸に対して傾斜し、かつｄ軸側でｑ軸側よりも固定子巻線（外周面である巻線対向面）から離れるように設けられている。そして、磁石１１１６の磁石磁路の向きが、磁石１１１５の磁石磁路の向きに比べてｄ軸に垂直な向きとなっている。また、磁石１１１５は、互いに対向し磁束の流入流出面となる一対の作用面１１１５ａ，１１１５ｂを有するとともに、一対の作用面１１１５ａ，１１１５ｂの間における磁石厚さ寸法よりも長い長さの磁石磁路を有し、かつ磁化容易軸が磁石磁路に沿う向きとなるように配向がなされている。さらに、磁石１１１６は、互いに対向し磁束の流入流出面となる一対の作用面１１１６ａ，１１１６ｂを有するとともに、一対の作用面１１１６ａ，１１１６ｂの間における磁石厚さ寸法よりも長い長さの磁石磁路を有し、かつ磁化容易軸が磁石磁路に沿う向きとなるように配向がなされている。なお、磁石厚さ寸法は、作用面１１１５ａ，１１１５ｂに直交する向きの厚さ、作用面１１１６ａ，１１１６ｂに直交する向きの厚さ（いずれも両作用面間の最短距離）と定義できる。
【０７５４】
図１２３の回転子１０１０では、磁極のｄ軸からｑ軸までの範囲において、特定の場所の磁石磁束を意図的に強めることで、固定子巻線からの反磁界に対する減磁耐性を高めることができる。つまり、仮に磁石１１１５のみであれば反磁界による減磁の懸念が生じる場合であっても、磁石磁路の向きが異なる磁石１１１６が設けられていることで、磁石１１１５における反磁界による減磁を抑制することが可能となる。これにより、磁石１１０１の減磁抑制を実現することが可能となる。上記構成では特に、各磁石１１１５，１１１６として、比較的安価なパラレル異方性磁石を用いつつ、所望の減磁抑制効果を実現することができる。
【０７５５】
なお、図１２３の構成では、１磁極における磁石１１１６の固定子側周面（磁束作用面１１１６ａ）と、磁石１１１５の固定子側周面（磁束作用面１１１５ａ）との合計が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。より詳しくは、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１１６ａの寸法（Ｗｍ１）と、左側の磁束作用面１１１５ａの寸法（Ｗｍ２）と、右側の磁束作用面１１１５ａの寸法（Ｗｍ３）と、右側の磁束作用面１１１６ａの寸法（Ｗｍ４）の合計となる。なお、磁束作用面１１１６ａにおいて、フラックスバリア１１０４に面する部分は、除外される。
【０７５６】
図１２４、図１２５では、図１２３の構成の一部を変更している。すなわち、これら各構成では、磁石１１１５，１１１６のうちｑ軸側の磁石１１１６として、磁化容易軸が磁束作用面に垂直となる磁石を用いている。またこのうち、図１２５では、ｄ軸側の磁石１１１５を平行四辺形としており、磁化容易軸が左右両側の辺に平行となっている。磁石１１１５，１１１６の間には、フラックスバリアが設けられている。ただし、磁石１１１５，１１１６の間が、フラックスバリアでなく鉄心であってもよい。図１２５の構成では、磁石１１１５において、一対の作用面１１１５ａ，１１１５ｂに交差するｑ軸側端面１１１５ｃが、磁石磁路に平行となる向きで形成されている。
【０７５７】
なお、図１２４、図１２５の構成では、図１２３の構成と同様に、１磁極における磁石１１１６の固定子側周面（磁束作用面１１１６ａ）と、磁石１１１５の固定子側周面（磁束作用面１１１５ａ）との合計が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。つまり、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１１６ａの寸法（Ｗｍ１）と、左側の磁束作用面１１１５ａの寸法（Ｗｍ２）と、右側の磁束作用面１１１５ａの寸法（Ｗｍ３）と、右側の磁束作用面１１１６ａの寸法（Ｗｍ４）の合計となる。なお、磁束作用面１１１６ａにおいて、フラックスバリア１１０４に面する部分は、除外される。
【０７５８】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態を、第３実施形態等との相違点を説明する。図１２６に、本実施形態における回転子１０１０の構成を示す。
【０７５９】
図１２６では、磁石収容孔１０１２は、横断面における長手方向に沿ってｑ軸側端部およびｄ軸側端部を有しており、回転子コア１０１１における径方向において、ｑ軸側端部がｄ軸側端部よりも固定子１０３０に近い部位に位置しており、かつｑ軸側端部とｄ軸側端部との間において固定子１０３０側に凸となるように形成されている。
【０７６０】
この磁石収容孔１０１２に収容されている磁石１１２１は、磁束作用面１１２１ａおよび１１２１ｂと、ｑ軸側端部１１２１ｃおよびｄ軸側端部１１２１ｄとを有しており、磁石収容孔１０１２と同様に、回転子コア１０１１における径方向において、ｑ軸側端部１１２１ｃがｄ軸側端部１１２１ｄよりも固定子１０３０に近い部位に位置しており、かつｑ軸側端部１１２１ｃとｄ軸側端部１１２１ｄとの間において固定子１０３０側に凸となるように設けられている。
【０７６１】
より具体的には、磁石１１２１の横断面形状が、固定子１０３０側に凸の円弧状であり、特に三日月形状となっている。なお、磁石１１２１は、円弧状に湾曲して固定子１０３０側に凸になっている以外に、磁束作用面１１２１ａおよび１１２１ｂが１カ所又は複数箇所で折れ曲がることにより固定子１０３０側に凸になっていてもよい。
【０７６２】
磁石１１２１においては、磁化容易軸が、ｄ軸に対して傾斜し、かつ磁束を生じさせる磁束作用面１１２１ａおよび１１２１ｂに対して非垂直の角度で交差する向きとなっている。ただし、磁束作用面１１２１ａおよび１１２１ｂに垂直となる向きの磁化容易軸が含まれていてもよい。磁化容易軸は、直線状であってもよいし、非直線状（すなわち円弧状）であってもよい。
【０７６３】
また本実施形態では、磁石１１２１において、ｑ軸側端部１１２１ｃおよびｄ軸側端部１１２１ｄにおけるｄ軸側端部１１２１ｄに近接する部分とｑ軸側端部１１２１ｃに近接する部分とで磁化容易軸を相違させており、特に、ｄ軸側端部１１２１ｄに近接する部分とｑ軸側端部１１２１ｃに近接する部分とのうちｄ軸側端部１１２１ｄに近接する部分では、ｑ軸側端部１１２１ｃに近接するよりも磁化容易軸をｄ軸に対して平行に近くなるようにしている。この結果、磁石１１２１の磁路長を長くすることができる。
【０７６４】
なお、磁石１１２１において、ｑ軸側端部１１２１ｃに近接する部分における磁化容易軸の磁束作用面１１２１ａおよび１１２１ｂに垂直な方向に対する傾きが、ｄ軸側端部１１２１ｄに近接する部分における磁化容易軸の磁束作用面１１２１ａおよび１１２１ｂに垂直な方向に対する傾きよりも大きくなっていてもよい。上記構成によれば、磁石１１２１を回転子コア１０１１の外周面（すなわち固定子対向面）に近づかせることができるため、ｄ軸の磁気抵抗が下がり、トルクを増大させることができる。この場合、固定子１０３０と磁石１１２１との距離を縮めることで、その背反として反磁界が増大するが、その反磁界増大の影響を、磁石１１２１において上記のとおり磁路長を長くすることにより解消できる。
【０７６５】
また、本実施形態の構成によれば、回転子コア１０１１において、磁石１１２１（すなわち磁石収容孔１０１２）よりも固定子１０３０に近い位置であって、かつ固定子１０３０と磁石１１２１との両磁束の総和を受ける部分の割合を小さくすることができる。そのため、固定子１０３０と磁石１１２１との両磁束による磁束飽和が生じ得る飽和領域を小さくし、磁石１１２１の能力をより効果的に引き出すことが可能となる。
【０７６６】
特に、磁石収容孔１０１２の横断面長手方向の両端部におけるｄ軸に近い方の端部には、磁石１１２１が収容されず、この端部は、ｄ軸に沿って延びてフラックスバリア１１２２を構成している。
【０７６７】
図１２６の構成において、１磁極における磁石１１２１の固定子側周面（磁束作用面１１２１ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。より詳しくは、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１２１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１１２１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。なお、磁石１１２１の固定子側周面において、フラックスバリア１１２２に面する部分は、磁束作用面１１２１ａから除外される。
【０７６８】
ここで、本実施形態で用いる磁石１１２１の製造方法について説明する。図１２７は、磁場配向により磁石１１２１の磁化を行う手法を説明するための説明図である。図１２７によれば、図１２６における左側の磁石１１２１の着磁が行われる。
【０７６９】
図１２７に示すように、配向装置１１３０は、磁場コイル１１３１と、磁場コイル１１３１内に配置される配向鉄心１１３２及び金型１１３３とを備えている。磁場コイル１１３１は、通電に伴いコイル内部を通過する磁場を生成する。配向鉄心１１３２は、磁場コイル１１３１にて生成される磁場を所定方向に湾曲させる役割を有しており、配向鉄心１１３２により湾曲された磁場が金型１１３３を通過する。磁場コイル１１３１によれば直線磁場が生成され、配向鉄心１１３２によれば湾曲磁場が生成される。金型１１３３は、非磁性体により形成されており、磁石１１２１の形状に合わせて形成された金型室１１３３ａを有している。
【０７７０】
磁石１１２１の製造に際しては、金型１１３３の金型室１１３３ａ内に、磁石原料を粉砕した磁石粉末が充填され、その金型室１１３３ａ内において磁石粉末が所定形状に圧縮成形される。そして、磁場コイル１１３１内において、配向鉄心１１３２により図示のとおり湾曲した磁場が形成され、金型室１１３３ａ内の磁石粉末に対して磁場配向が行われる。このとき、磁石粉末はそれぞれの磁化容易方向を揃えるようにして整列され、圧縮により固定される。この場合特に、配向鉄心１１３２は、磁石１１２１の長手方向において片側にオフセットした位置に配置されているとよい。その後、磁石粉末の成形体が焼結され、さらに磁石の着磁が行われる。この一連の工程により、磁石１１２１が製造される。なお、図１２６における右側の磁石１１２１を製造する場合には、配向鉄心１１３２の位置が変更されればよい。上記により、図１２６で用いられる磁石１１２１が製造される。
【０７７１】
また、図１２８に示す構成では、磁石１１２１は、回転子コア１０１１において、ｑ軸側端部１１２１ｃが、径方向においてｄ軸側端部１１２１ｄよりも固定子１０３０に近い部位に位置しており、かつｑ軸側端部１１２１ｃとｄ軸側端部１１２１ｄとの間において反固定子側に凸となるように設けられている。より具体的には、磁石１１２１の横断面形状が、反固定子側（回転軸１００２側）に凸の円弧状であり、特に三日月形状となっている。なお、磁石１１２１は、円弧状に湾曲して反固定子側に凸になっている以外に、複数の直線部分が１カ所又は複数箇所で折れ曲がることにより反固定子側に凸になっていてもよい。
【０７７２】
磁石１１２１においては、磁化容易軸が、ｄ軸に対して傾斜し、かつ磁束を生じさせる磁束作用面１１２１ａおよび１１２１ｂに対して非垂直の角度で交差する向きとなっている。ただし、磁束作用面１１２１ａおよび１１２１ｂに垂直となる向きの磁化容易軸が含まれていてもよい。磁化容易軸は、直線状であってもよいし、非直線状（すなわち円弧状）であってもよい。
【０７７３】
上記手段によれば、回転子コア１０１１において磁石１１２１よりも固定子１０３０側となる領域が広くなるため、その領域における磁石配置により磁石磁力の増加を図ることができる。
【０７７４】
図１２８の構成において、１磁極における磁石１１２１の固定子側周面（磁束作用面１１２１ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。より詳しくは、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１２１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１１２１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０７７５】
（他の実施形態）
・回転子１０１０として、図１２９〜図１３２に示す構成のものを用いることも可能である。
【０７７６】
図１２９に示す回転子１０１０では、ｄ軸を挟んで両側に設けられ、かつ略Ｖ字状をなす一対の磁石収容孔１０１２に、それぞれ磁石１１４１が収容されている。すなわち、磁石１１４１がＶ字配置されている。磁石１１４１は、ｄ軸に対して傾斜する向きで設けられており、その磁化容易軸はｄ軸に水平又は平行に近い向きとなっている。この場合、磁石１１４１の磁化容易軸は、磁石１１４１の磁束作用面１１４１ａおよび１１４１ｂに対して非垂直の角度で交差している。また、一対の磁石収容孔１０１２の間であって、かつｄ軸上となる位置に中央開口部１１４２が設けられている。この構成によれば、磁石１１４１の磁化容易軸はｄ軸に平行又は平行に近い向きとなっているため、得られる磁束におけるｄ軸に対向する成分を減少させることができ、ｄ軸減磁を抑制することができる。なお、中央開口部１１４２は、空間であるか、又は非磁性材料が充填された非磁性体部であるとよい。
【０７７７】
図１２９の構成において、１磁極における磁石１１４１の固定子側周面（磁束作用面１１４１ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。より詳しくは、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１４１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１１４１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。
【０７７８】
図１３０に示す回転子１０１０では、ｄ軸を挟んで両側に設けられ、かつ略Ｖ字状をなす一対の磁石収容孔１０１２に、それぞれ磁石１１４３が収容されている。すなわち、磁石１１４３がＶ字配置されている。磁石１１４３は、ｄ軸に対して傾斜する向きで設けられており、その磁化容易軸はｑ軸に垂直又は垂直に近い向きとなっている。この場合、磁石１１４３の磁化容易軸は、磁石１１４３の磁束作用面１１４３ａおよび１１４３ｂに対して非垂直の角度で交差している。また、各磁石収容孔１０１２のｄ軸側端部には、ｄ軸に沿ってフラックスバリア１１４４がそれぞれ設けられている。
【０７７９】
図１３０の構成において、１磁極における磁石１１４３の固定子側周面（磁束作用面１１４３ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。より詳しくは、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１４３ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の磁束作用面１１４３ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。なお、磁石１１４３の固定子側周面において、フラックスバリアに面する部分は、磁束作用面１１４３ａから除外される。
【０７８０】
図１３０の構成では、ｑ軸の磁石磁束が強められている。この場合、図示のようにｑ軸コア部に直接磁力を向けることで、ｑ軸コア部の飽和による弱め界磁効果の促進が期待できる。また、ｄ軸の同極間距離（例えば、隣接する磁石１１４３間のｄ軸を挟んだ最短距離）を大きくすることで、隣接する磁石１１４３の磁束によるｄ軸減磁（自己減磁）を抑えることが可能である。
【０７８１】
図１３１に示す回転子１０１０では、ｄ軸を挟んで両側に設けられ、かつ略Ｖ字状をなす一対の磁石収容孔１０１２に、ｄ軸を挟んで両側に、それぞれ２個ずつの磁石１１４５が設けられている。磁石１１４５は、ｄ軸を挟んで両側にＶ字配置されている。磁石１１４５は、ｑ軸側端部及びｄ軸側端部（すなわち磁石端面側）において磁化容易軸の磁石長さが、中央側の部位における磁化容易軸の磁石長さよりも長いものとなっている。
【０７８２】
具体的には、各磁石１１４５は、ベース部、およびこのベース部から互いに直交する方向に延びる第１および第２の端部を有している。ペアの磁石１１４５は、それぞれの第１の端部を突き合わせるように接続された状態で各磁石収容孔１０１２に収容されることにより一体化されている。この一体化されたペアの磁石１１４５は、固定子側の磁束作用面１１４５ａが磁化容易軸に垂直な平坦面とされ、反固定子側の磁束作用面１１４５ｂには、その中央部に凹溝が形成されている。
【０７８３】
なお、図１３１の構成において、１磁極における磁石１１４５の固定子側周面（磁束作用面１１４５ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。より詳しくは、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１４５ａの寸法（Ｗｍ１＋Ｗｍ２）と、右側の磁束作用面１１４５ａの寸法（Ｗｍ３＋Ｗｍ４）の合計となる。なお、磁石１１４５の固定子側周面において、フラックスバリアに面する部分は、磁束作用面１１４５ａから除外される。
【０７８４】
また、図１３２に示す回転子１０１０では、ｄ軸を挟んで両側に設けられ、かつ略Ｖ字状をなす一対の磁石収容孔１０１２に、ｄ軸を挟んで両側に、それぞれ２個ずつの磁石１１４６が設けられている。磁石１１４６は、ｄ軸を挟んで両側にＶ字配置されている。
【０７８５】
具体的には、各磁石１１４６は、横断面が略台形状を有している。すなわち、各磁石１１４６は、上底を構成する第１の端面と、下底を構成し、第１の端面よりも長い第２の端面とを有している。ペアの磁石１１４６は、それぞれの第１の端面を突き合わせるように接続された状態で各磁石収容孔１０１２に収容されることにより一体化されている。この一体化されたペアの磁石１１４６は、固定子側の磁束作用面１１４６ａが磁化容易軸に垂直な平坦面とされ、反固定子側の磁束作用面１１４６ｂには、その中央部に凹溝が形成されている。
【０７８６】
なお、図１３２の構成において、１磁極における磁石１１４６の固定子側周面（磁束作用面１１４６ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。より詳しくは、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の磁束作用面１１４６ａの寸法（Ｗｍ１＋Ｗｍ２）と、右側の磁束作用面１１４６ａの寸法（Ｗｍ３＋Ｗｍ４）の合計となる。なお、磁石１１４６の固定子側周面において、フラックスバリアに面する部分は、磁束作用面１１４６ａから除外される。
【０７８７】
・上記各構成の磁石（磁石１０１３等）を、複数に分割された分割磁石により実現してもよい。この場合、ｄ軸を挟んで両側それぞれにおいて、磁石長手方向に沿って複数に分割磁石を並べて配置するとよい。これにより、導電体である磁石１０１３の渦損を下げることができる。例えば断面正方形状をなし、かつ磁化容易軸の異なる複数の磁石（分割磁石）を用い、それらを一列に並べて断面長尺状の磁石１０１３を構成するとよい。これにより、断面長尺状の磁石において可変配向により磁化容易軸を定めるよりも、磁石の配向率を高めることができる。
【０７８８】
・上述した各構成の回転子１０１０では、磁石のｑ軸側端部及びｄ軸側端部に、フラックスバリアを任意に設定することが可能である。
【０７８９】
・回転子１０１０において、回転子コア１０１１を軸方向に複数に分割するとともに、その各分割コアを所定角度ずつ周方向にずらすことで、回転子１０１０をスキュー構造としてもよい。これにより、トルクリプルを低減することができる。
【０７９０】
・回転電機として、回転子１０１０側に磁石（磁石１０１３等）を設けるとともに、固定子１０３０側に固定子巻線１０３３を設ける構成としたものに代えて、固定子１０３０側に磁石（磁石１０１３等）を設けるとともに、回転子１０１０側に固定子巻線１０３３を設ける構成としたものを用いてもよい。この場合、軟磁性体コアとしての固定子コアに、上述した各種形態の磁石収容孔が形成されるとともに、その磁石収容孔内に、上述した各種形態の磁石が収容される。
【０７９１】
（第８実施形態）
以下には、第８実施形態としての回転電機１５００を説明する。回転電機１５００が電磁機械に相当する。図１３３は、回転電機１５００の縦断面図である。図１３３に示すように、回転電機１５００は、端盤ハウジング１５０１、円筒ハウジング１５０２、ベアリング１５０３，１５０４、ベアリングホルダ１５０５、与圧ばね１５０７、回転子１６００、シャフト１６０１等を備えている。端盤ハウジング１５０１は、円筒ハウジング１５０２に対して所定のはめあい公差を用いて精度よく取り付けられている。
【０７９２】
端盤ハウジング１５０１は、回転子１６００を回転自在に保持するためベアリング１５０４を所定のはめあい公差で保持している。端盤ハウジング１５０１は３次元的な意匠をしており、アルミダイカスト等で作られる。なお、ベアリング保持部には、ベアリング１５０４と膨張係数差の少ない鉄鋼材料を使うことが望ましい。そのため、鍛造で作られた鉄製のベアリングホルダ１５０５内にベアリング１５０４が配置されている。端盤ハウジング１５０１は、自身を軸方向に貫通する任意の個数のねじ穴に通されたねじ１５０６により、円筒ハウジング１５０２に対して締結されている。円筒ハウジング１５０２には、端盤ハウジング１５０１を締結するためのねじ穴１５０８が設けられている。
【０７９３】
また、円筒ハウジング１５０２は、回転子１６００を回転自在に保持するベアリング１５０３を所定のはめあい公差で保持する保持穴１５０９を有している。回転子１６００には、ベアリング１５０３，１５０４により所定のはめあい公差で回転自在な状態でシャフト１６０１が組み付けられている。ベアリング１５０３，１５０４とシャフト１６０１乃至ハウジング１５０１，１５０２は、圧入ではなく、すきまばめとして抜け止めリングなどを用いて締結されてもよい。
【０７９４】
ベアリング１５０３は、その外輪が、皿ばねである与圧ばね１５０７により所定の力で押されており、ベアリング１５０３内の外輪と内輪は、その中間に位置する玉により常時所定の力で接触を促されるように構成されている。これにより、外輪と内輪は、玉との接触荷重、接触位置が一定に保たれ、静粛な回転を寿命期間に渡って行うことができる。ベアリング１５０３には、与圧ばね１５０７の力がシャフト１６０１を通して与えられ、ベアリング１５０３，１５０４のそれぞれの内輪が、外輪よりも回転子１６００からみて遠い距離にそれぞれ配置されることとなる。これにより軸力が相殺され、回転子１６００の位置が、安定して、固定子１７００（すなわち、電機子）との好適な位置となるように設定されている。
【０７９５】
前記好適な位置とは、例えば回転子１６００と固定子１７００との軸方向長さの中央が一致することである。ベアリング１５０３は、与圧ばね１５０７と接触している。ベアリング１５０３と与圧ばね１５０７との接触面は摩擦係数が０．４以上に設定されており、摩擦力によりその周方向の回転が抑止されている。当然、与圧力を出すために、永久磁石を備える回転子１６００と固定子１７００との中心位置をずらして磁力による恒久的な与圧を掛けてもよい。磁気的に与圧を与える構成は、軸方向片側にディスクプレートを持つハードディスクドライブ用モータや、軸方向片側に羽根車を持つファンモータ等で特に有効である。
【０７９６】
回転子１６００は、シャフト１６０１に圧入などで締結された回転子鉄心１６１０（固定子コア）を備えている。回転子鉄心１６１０には永久磁石（磁石１４００）が収容されている。回転子１６００は、任意の磁極と隣の磁極とがＮ，Ｓ交互に構成される永久磁石型回転子として構成されている。回転子１６００は、永久磁石を軸方向に堅牢に支えるべくシャフト１６０１に対して圧入固定された端板１６０４を有している。
【０７９７】
回転子１６００は、シャフト１６０１に圧入などで締結された回転子の角度検出を行うレゾルバ回転子１６０２を備えている。レゾルバ回転子１６０２と組となるレゾルバ固定子１６０３は、ベアリング１５０４と同軸となるよう精度よく、端盤ハウジング１５０１に対して圧入により固定されている。本実施形態では、レゾルバ回転子１６０２と、回転子鉄心１６１０に対する、シャフト１６０１との締結にも圧入が用いられている。レゾルバ回転子１６０２の原理は詳しく説明しないが、レゾルバ回転子１６０２とレゾルバ固定子１６０３との空間に磁気抵抗の大小を持ち、その大小関係により起こるレゾルバ固定子巻線の電圧変動から回転子位置を検出し、検出した回転子位置を制御装置（コントローラ）１９３０に図示されないＡＤ変換機を通して知らせるものである。
【０７９８】
本構成を持つ回転角度センサにおいては、ホール素子等と異なり、レゾルバ回転子とレゾルバ固定子が精度よく同じ線膨張係数の材料で作られていれば、温度によりその特性を変えることもほぼなく正確な角度を出力する。そのため、回転数制御範囲が広がった本実施形態の回転電機構成においてより有効である。当然、各相に対応した複数ホールセンサ、または代表の相の位置を読み取る１ホールセンサ方式をとっても良い。ホールセンサ方式の場合は、モータがφ５０以下と小型で、前記レゾルバの構成が困難となる場合、更には８０℃以上の高温にならないといった条件下では、安価で望ましい手法である。
【０７９９】
また、回転子１６００とシャフト１６０１の圧入公差は、最大回転数の際に、圧入公差が数ミクロン望ましくは限りなくゼロとなる寸法を狙って設計されている。このようにすることで、如何なる回転数においても、回転子１６００がシャフト１６０１に固定されていることとなる。
【０８００】
図１３４に圧入の説明図を示す。回転子鉄心１６１０には、磁石部の回転子内周側の磁極角に内包される角度範囲内に接触部分１６０５が設けられており、それ以外の部分ではすきま１６０６を設けるべく寸法設定がなされている。これにより、回転子鉄心１６１０の圧入時に起こる変形が、回転子外形まで伝わらず、精度の高いエアギャップ距離設計をなすことができる。図１３４に一点鎖線で表す磁石部１６０７とシャフト１６０１との間にフラックスバリア１６０８を設けることにより、磁石部１６０７に圧入応力が伝わらなくなることも言うまでもない。
【０８０１】
また、シャフト１６０１と回転子鉄心１６１０との間の公差をすきまばめとし、回転方向の周り止めとしてキーやピンを用いることも考えられる。このようにすることで、生産性が良く、かつ脱着が容易な構成が得られる。前記キーは、脱着性を若干失うが中間ばめか軽圧入程度の圧入であることが望ましい。キーまでもがすきまばめであると、前記キーとキー溝との隙間で回転子１６００が周方向に回転中に移動し、前記レゾルバが出力した角度位置に対して回転子１６００が違う応答を返すことがあり、制御困難となることが考えられるためである。
【０８０２】
または、シャフト１６０１をスプライン勘合、またはローレット加工を施したシャフト表面とし、回転子鉄心１６１０を圧入しつつ挿入してもよい。当然、スプライン構造において、シャフト１６０１に刻んだ歯と回転子鉄心６１０に刻んだ歯とが、前記制御の問題を看過できるのであれば、すきまばめであってもよい。固定子１７００を通して前記電圧変動が制御装置１９３０に伝えられる。
【０８０３】
次に、固定子１７００について図１３５（ａ），（ｂ）を用いて説明する。固定子１７００は、固定子鉄心１７１０と、多相の相巻線を有してなる固定子巻線１７２０とを備えている。本実施形態の回転電機１５００は、倍スロットの３相永久磁石型回転電機の構成となっており、固定子鉄心１７１０は、固定子巻線１７２０を構成する導線１７２１を収容するスロット１７１１として、周方向に４８個のスロット、すなわち回転子１６００の極数８に対して３相×２倍の数のスロットを有している。本実施形態では、横断面が矩形状をなす角形の導線１７２１（角線）が３相分布巻きとなるように巻装されている。
【０８０４】
導線１７２１は、横断面が４角形のものに限られず６角形などであるものでもよい。導線１７２１として角線を用いることにより、断面が丸形の導線（丸線）と比べて高い占積率を実現できる。ここでいう占積率とは、スロット面積内部における銅の占有面積の割合である。角形（多角形）の導線１７２１を使い、導線間をすきまなく面接触で構成することにより、同じスロット面積において低い直流抵抗値の固定子巻線を設定することが可能となり、固定子１７００の径方向の厚みを薄くすることができる。
【０８０５】
なお、導線１７２１として、断面が楕円形状の導線を用いることも可能である。導線１７２１は、スロット１７１１に収容された状態において、周方向の幅寸法に対して径方向の厚さ寸法が小さい扁平形状であるとよい。
【０８０６】
固定子１７００を薄くする効果として、同じ外形のモータにおいては、回転子１６００と固定子１７００のエアギャップの径方向の長さの増加が考えられる。トルクは、回転子半径と導体に鎖交する磁束と導体に流れる電流を掛けたものであるから、前記占積率の増加によりトルク増加が実現されるのである。
【０８０７】
従来技術では、回転子半径の増加によりイナーシャが増加する場合に、背反として不都合が生じることがある。例えば、過剰に径の大きい回転子を車両用エンジンと同期して回転するトラクションモータとして採用した場合、モータの回転数同期が困難となることが考えられる。
【０８０８】
本実施形態では、後述するように回転子１６００のパーミアンスＰｃが高いため、磁石の有効磁束量を増加させることができる。そのため、同等の大きさの磁石と比較して、磁石の体積当たりのトルク寄与率が大きく、大きな磁束を生じさせることができる。この上で固定子巻線１７２０のインピーダンス設定を低くすれば、具体的には導線１７２１の本数を従来よりも少なく設定すれば、電気・機械総合時定数Ｔｋを小さくし、機械的制御性を改善することができる。つまり、下式（１００１）に示される電気・機械総合時定数Ｔｋは分子にインダクタンスＬを持つため、磁石磁束Ψの増加分の逆数だけ巻数を低下させる設定とすることで、電気・機械総合時定数Ｋｔを小さくし、機械的制御性を改善することができる。
【０８０９】
Ｔｋ=（Ｊ・Ｌ）÷（Ｋｔ・Ｋｅ）      …（１００１）
なお、Ｊはイナーシャ、Ｌはインダクタンス、Ｋｔはトルク定数、Ｋｅは逆起電力定数である。
【０８１０】
更に、インダクタンスの低下によるサージ電圧の低下の効果も奏する。なお、導線１７２１は導体であればよく、例えばカーボンナノチューブを利用した導体、またはアルミ、銀、金などでも好適な性能を発揮できる。
【０８１１】
導線１７２１は、導体部１７２２と、その外周を覆うポリイミド、アミドイミド、ポリアミドイミドなどからなる、一般的にエナメル被膜と呼ばれる被膜１７２３とを有する。また、被膜１７２３の外に外層被膜１７２４を有する。外層被膜１７２４は、被膜１７２３よりも高い絶縁耐圧を持つことが特徴である。当然、撚り線、リッツ線などでもよい。本実施形態においては、ＰＥＥＫ材よりなる外層被膜１７２４を有しており、スロット１７１１内に、ワニス１７１３を介してスロット１７１１の鋼材と接している。スロット１７１１とワニス１７１３、ワニス１７１３と外層被膜１７２４により、スロット内構成部材を固定することが望ましい。
【０８１２】
これにより、固定子巻線１７２０の振動を好適に、例えば弊社調べでは３〜５ｄＢ程度に抑えることができる。なお、ワニス１７１３はシリカなどを多く含まないエポキシ樹脂やシリコーン接着材等であることが望ましい。この構成にすることで、被膜１７２３、外層被膜１７２４、ワニス１７１３の順番に、線膨張係数を徐々に高くすることができる。
【０８１３】
外層被膜１７２４をＰＰＳ材とする場合は、ＰＰＳ材の線膨張係数は状態によって大きな幅を持つため、エナメル被膜よりも線膨張係数を高く設定するように配合が必要である。上記のとおり線膨張係数を設定することにより、線膨張係数の差により生じる絶縁部材への応力を、効果的に抑制することが可能となる。つまり、電車や自動車のような環境で空冷、水冷、または油冷などにより固定子巻線１７２０がワニス１７１３より順次導線の内層へ向かい冷やされると、それに伴い線膨張係数の差による絶縁部材への応力が生じると考えられるが、その絶縁部材への応力を効果的に抑制することができる。
【０８１４】
また、ワニス１７１３と外層被膜１７２４との間の接着力は、外層被膜１７２４と被膜１７２３の接着力よりも低くなるように設定されている。これにより、ワニス１７１３が線膨張係数差による応力で割れても、被膜１７２３まで割れが及ばない構成を得ることができる。また、被膜１７２３と導体部１７２２との接着力が、外層被膜１７２４と被膜１７２３との接着力よりも低くなるように設定しており、万が一に外層被膜１７２４が割れた場合においても、被膜１７２３により、固定子巻線１７２０の固定子コアに対する絶縁が担保されるのである。本構成は、スロット１７１１内よりも、直接外気や冷却油に接触するスロット１７１１外に突出する導体部分にてより強い効果を発する。
【０８１５】
回転子１６００は、中空円筒状の回転子鉄心１６１０を有しており、その回転子鉄心１６１０の内周面がシャフト１６０１の外周面に固定されている。
【０８１６】
図１３６に回転子１６００の構成を具体的に示す。なお、図１３６では、回転子１６００における複数の磁極のうち１極分だけを抽出して示している。中央が磁極中心となるｄ軸であり、左右両端が磁極境界部となるｑ軸である。
【０８１７】
回転子鉄心１６１０には、ｄ軸を挟んで両側に磁石収容孔１６１１が形成されている、ペアの磁石収容孔１６１１は、対応するｄ軸に対して対象に配置されており、ｄ軸上で離間した状態で、ｄ軸の両側に略直線状となるように設けられている。そして、各磁石収容孔１６１１内に、例えば焼結ネオジム磁石等の永久磁石よりなる磁石１４００が収容されている。
【０８１８】
ここで、本実施形態における磁石１４００について図１３７を用いて説明する。図１３７には、磁石１４００における回転子鉄心１６１０の軸方向に直交する横断面を示すとともに、磁石１４００の配向方向を矢印にて示している。なお、図１３７に限らず後述の各図においても磁石の配向方向を矢印にて示すこととしている。配向方向は、磁石１４００の磁化容易軸が揃えられた方向であり、その磁化容易軸の向きに沿って磁石磁路が形成されている。磁石１４００の配向方向は、磁石内部の磁力線の向き（磁化容易軸の向き）でもある。
【０８１９】
図１３７に示すように、磁石（磁石本体）１４００は横断面が平行四辺形状をなしており、互いに対向し、かつ固定子１７００およびシャフト１６０１それぞれに対向する第１および第２の主面１４０１ａおよび１４０１ｂが、磁束が流出又は流入する作用面１４０１ａ，１４０１ｂとなっている。つまり、図示の構成では、互いに平行に対向する２組の対向面のうち長辺側となる各対向面がそれぞれ作用面１４０１ａ，１４０１ｂとなっている。磁石１４００において、長手側となる一対の長手側磁石面と短手側となる一対の短手側磁石面とのうち、一対の長手側磁石面が一対の作用面１４０１ａ，１４０１ｂである。回転子鉄心１６１０においては、左右２つの磁石１４００がｄ軸に対して線対称に設けられている（図１３６参照）。
【０８２０】
磁石１４００では、配向により結晶方位の向きが揃えられている。配向方向が完全に任意の方向に向いている場合に、異方性磁石は理想的にその特性を発揮するものとなっている。磁石１４００の配向方向は、磁石製造時における配向磁場により揃えられる。
【０８２１】
磁石１４００では、２組の対向面のうち一方の組の対向面が、それぞれ磁束が流出又は流入する作用面１４０１ａ，１４０１ｂとなり、他方の組の対向面１４０１ｃおよび１４０１ｄが、それぞれ磁束が流出又は流入しない非作用面となっている。磁石１４００は、一対の作用面１４０１ａ，１４０１ｂの間における磁石厚さ寸法よりも長い長さの磁石磁路を有し、かつ磁化容易軸が磁石磁路に沿う向きとなるように配向がなされている。言い換えれば、磁石１４００は、一対の作用面１４０１ａ，１４０１ｂの間における磁化容易軸に沿った線分の長さは、磁石厚さ寸法よりも長くなっている。
【０８２２】
換言すると、磁石１４００の配向方向は、作用面１４０１ｂから作用面１４０１ａに向かう向きであり、かつ作用面１４０１ａ，１４０１ｂに対して直交以外の角度で交わっており、その向きは、例えば非作用面と同じ向き（平行な向き）となっている。
【０８２３】
図１３８（ａ）は、本実施形態の磁石１４００を示す図であり、（ｂ）は、比較例としての磁石１４０２を示す図である。なお、図１３８（ａ），（ｂ）の各磁石の断面積は同じであり、各作用面の幅寸法Ｗと幾何学的な厚み寸法Ｔは同一である。幅寸法Ｗは、いずれも長辺側の長さと同じ寸法であり、厚み寸法Ｔは、いずれも長辺同士（作用面同士）の間を直交線で繋ぐ離間距離である。比較例としての磁石１４０２は横断面が矩形状をなしており、その配向方向（磁化容易軸）は、互いに対向する２辺の作用面１４０３ａ，１４０３ｂに対して直交している。
【０８２４】
本実施形態の磁石１４００では、配向方向が作用面１４０１ａ，１４０１ｂに対して直交以外の角度で交わっているのに対し、比較例の磁石１４０２では、配向方向が作用面１４０３ａ，１４０３ｂに対して直交している。つまり、比較例の磁石１４０２では、その厚み寸法Ｔと磁石内部の磁気回路の長さ（すなわち、磁石磁路長）とが等しくなっている。これに対し、本実施形態の磁石１４００では、配向方向が作用面に対して任意の角度θで傾いているため、厚み寸法Ｔよりも磁石磁路長が長くなっている。そのため、本実施形態の磁石１４００では、比較例の磁石１４０２と同等の重量と総磁力でありながら、実効磁束密度Ｂｄを増大させることが可能となっている。なお、実効磁束密度Ｂｄ［Ｔ］は、以下の式（１００２）により得られる。
Ｂｄ＝Ｂｒ÷｛１＋１／Ｐｃ｝      …（１００２）
Ｂｒ［Ｔ］は残留磁束密度であり、Ｐｃは、磁石の磁束の通りやすさを表すパーミアンス係数である。式（１００２）によれば、パーミアンスが無限大となると、ＢｄとＢｒとが等しくなることが読み取れる。
【０８２５】
磁石磁路長Ｌとパーミアンス係数Ｐｃの関係を図１３９に示す。図１３９に示されるように、配向方向の磁石磁路長Ｌが長いほど、パーミアンス係数Ｐｃが上昇することが見て取れる。本実施形態では、同等の体積の磁石容量において、磁化容易軸（配向方向）の工夫により磁石磁路長Ｌを延長し、実効磁束密度Ｂｄを増加させることを実現している。磁石１４００の磁石磁路長Ｌは、磁石１４０２のそれに比べて「１／ｃｏｓθ」倍だけ大きくなっている。
【０８２６】
言い換えれば、磁石１４００における一対の作用面１４０１ａ，１４０１ｂの間における磁化容易軸に沿った線分の長さＬが、磁石厚さ寸法Ｔよりも「１／ｃｏｓθ」倍だけ大きくなっている。
【０８２７】
次に、磁石１４００を組み付けた状態の回転子１６００の詳細を説明する。図１３６に示すように、磁石１４００は、作用面１４０１ａ，１４０１ｂがｄ軸に直交する向きとなり、非作用面であるｑ軸側端部の端面１４０１ｃ及びｄ軸側端部の端面１４０１ｄが、ｄ軸に非平行な向きとなっている。この場合、ｑ軸側及びｄ軸側の各端面１４０１ｃ，１４０１ｄは、それぞれ作用面１４０１ａ，１４０１ｂに対する配向方向の角度に合わせた向きに形成されている。換言すれば、各端面１４０１ｃ，１４０１ｄの向きが配向方向と同じすなわち、平面視において磁化容易軸と平行な向きになっている。
【０８２８】
そして、磁石収容孔１６１１におけるｑ軸に対向する端部には、磁石１４００のｑ軸側端部を構成する端面１４０１ｃに隣接してフラックスバリア１６１３が設けられる。同様に、磁石収容孔１６１１におけるｄ軸に対向する端部には、磁石１４００のｄ軸側端部を構成する端面１４０１ｄに隣接してフラックスバリア１６１４が設けられる。このフラックスバリア１６１４は、ｄ軸方向に沿って、特に、シャフト１６０１に向かって延びている。
【０８２９】
なお、図１３６では、磁石１４００におけるｑ軸側及びｄ軸側の各端面１４０１ｃ，１４０１ｄが、それぞれ作用面１４０１ａ，１４０１ｂに対する配向方向の角度に合わせた向きに形成されているが、これを変更してもよい。図示はしないが、例えば磁石１４００のｑ軸側及びｄ軸側のうちｑ軸側の端面１４０１ｃのみが、作用面１４０１ａ，１４０１ｂに対する配向方向の角度に合わせた向きに形成されてもよい。ｄ軸側の端面１４０１ｄについては、ｄ軸に平行のままとする。要するに、磁石１４００の横断面形状は、矩形状（長方形状）や、平行四辺形状、台形状等、任意の四角形状とすることが可能である。
【０８３０】
磁石１４００の横断面形状を矩形状とし、その上で配向方向を磁束作用面１４０１ａおよび１４０１ｂに対して非垂直の角度で交差する向きとすることも可能である。ただしかかる場合には、磁石磁路長の延長化が可能になるものの、磁石１４００の端部においては、部分的に磁石磁路長が短くなることが考えられる。この点、図１３６に示す構成では、磁石１４００のｑ軸側端部の端面１４０１ｃが、磁束作用面１４０１ａおよび１４０１ｂに対する配向方向の角度に合わせた向きになっているため、磁石１４００において磁石磁路長が短い部分が局部的に存在することを抑制できる。
【０８３１】
なお、図１３６の構成では、磁束増加に寄与しない磁石端部が斜めに排除されており、長辺と短辺が直角である長方形の構成と比べて磁石量が削減されている。そのため、磁石作成型内の取り数増加や、材料投入量の削減が可能となる。
【０８３２】
回転子１６００に組み込む永久磁石として、図１４０に示す磁石１４０４を用いることも可能である。磁石１４０４は、横断面形状が矩形状をなし、かつ配向方向が直線状でなく曲線状になっている。つまり、磁石１４０４では、磁束の作用面１４０５ａ，１４０５ｂに対して、配向方向が直線状ではなく曲線状に定められている。図１３９に示されるとおり、磁石磁路長Ｌが大きいほどパーミアンス係数Ｐｃが高くなるため、配向方向を曲線にすることで磁石磁路長Ｌがより一層延長され、パーミアンス係数Ｐｃをより一層高めることが可能となる。
【０８３３】
図１４１に示すＮ極に対応するペアの磁石収容孔１６１１は、回転子鉄心１６１０に対し、対応するｄ軸に対して対称に配置されており、かつｄ軸に対して垂直な向きに延びるように直線状に形成されている。
【０８３４】
図１４１は、磁石収容孔１６１１が形成された回転子鉄心１６１０に、図１４０に示した磁石１４０４を組み付けた状態を示す図である。図１４１では、回転子鉄心１６１０において、左右２つの磁石１４０４がｄ軸に対して線対称に設けられている。すなわち、一対の磁石１４０４の磁化容易軸は、作用面１４０５ｂから作用面１４０５ａに向かう方向であり、かつｄ軸に向かって曲がるように配向されている。
【０８３５】
磁石収容孔１６１１において磁石１４０４が配置されていない部分、すなわち、磁石収容孔１６１１の横断面長手方向におけるｄ軸に近い端部には、回転子鉄心１６１０内での磁石磁束の自己短絡を抑制するフラックスバリア１６１４が設けられている。このフラックスバリア１６１４は、ｄ軸に沿って延びるようになっている。
【０８３６】
次に、上記実施形態における永久磁石の製造方法を説明する。ここでは特に、永久磁石の一連の製造工程のうち配向工程について詳しく説明する。まずは、磁石製造工程の一連の流れを簡単に説明する。
【０８３７】
まずネオジム磁石等の磁石原料の配合が行われ、次に、磁石原料が溶解炉で溶解された後、インゴットが生成される。その後、インゴットの粉砕により数ミクロン程度の微粉末が生成され（粉砕工程）、磁石粉末よりなる成形体を磁場中にセットした状態で磁石の結晶方位、すなわち磁化容易軸を揃える配向が行われる（配向工程）。このとき、例えば微粉末がプレス金型に充填された状態で、微粉末の結晶方位が配向磁場（配向磁界）の方向に揃えられ、配向方向における高い磁気特性が付与される。その後、配向が付与された磁石（プレス成形された圧粉体）、すなわち磁化容易軸が揃った状態となっている磁石に対して真空中で焼結及び熱処理が行われる（焼結工程）。その後、着磁磁場中に磁石を配置した状態で着磁が行われる（着磁工程）。以上により、永久磁石の製造が完了する。
【０８３８】
図１４２（ａ），（ｂ）を用いて、配向工程に関わる具体的な構成を説明する。図１４２（ａ）は、配向工程（磁場中成形）で用いられる配向装置１３００の概略構成を示す図であり、図１４２（ｂ）は、配向工程により配向された複数の磁石ＭＧを示す図である。なお、図１４２（ａ）では、磁石ＭＧの作成に用いる磁石作成型である金型１２５０が示されており、その金型１２５０は、磁石ＭＧにおいて一対の磁束作用面が形成される外面が配向磁界に対して斜めに交差する向きとなるようにセットされるようになっている。
【０８３９】
配向装置１３００は、金型１２５０を内包可能な大きさの磁場発生装置１３０１を備えている。磁場発生装置１３０１は、通電により内部に所定方向の配向磁界を生成するコイル１３０１ａを有しており、そのコイル１３０１ａの軸方向に対して、配向対象である金型１２５０内の磁石粉末成形体の外面となる任意の面に直交する法線Ｎ（例えば金型１２５０内の磁石粉末成形体の任意の面直交する法線）が非平行の所定角度となるようにして、コイル１３０１ａ内に金型１２５０が配置される。これにより、磁石の外面となる磁石粉末成形体の任意の面に対して垂直でない向きで配向磁界をかけた状態で配向が行われる。なお、金型１２５０は、磁石粉末が充填された状態で、コイル１３０１ａ内の空間に配置される。
【０８４０】
この場合、磁場発生装置１３０１（コイル１３０１ａ）への通電により発生する配向磁場１３０２を金型１２５０に与え、その状態で、金型１２５０の磁石粉末に対する配向を実施する。これにより、配向率を高めつつ、磁石ＭＧを好適に作成することができる。配向率は、磁石ＭＧの飽和磁束密度に対する残留磁束密度Ｂｒの比率でもある。
【０８４１】
本実施形態においては、コイル１３０１ａを用いた磁場発生装置１３０１により強力な磁場を生み出すことができるため、配向率が９０％以上と良好な状態になる。図１４２（ｂ）において、斜めの実線は磁石ＭＧの配向方向を示す。上記構成の配向工程によれば、例えば上述の磁石１４００を、高い配向率で好適に得ることができる。またこの場合、磁石ＭＧにおいて直線でかつ平行な向きとなる配向を好適に実施できる。
【０８４２】
配向及び焼結が行われた後の磁石ＭＧを複数に切断し、その切断した各磁石ＭＧに対して着磁を行うようにしてもよい。図１４３（ａ）は、金型１２５０とその内部の磁石ＭＧとを示す断面図である。
【０８４３】
図１４３（ａ）に示すように、金型１２５０には、複数個分（図では４つ分）の磁石ＭＧ１〜ＭＧ４を切出し可能とする大きさを有する磁石ＭＧ（磁石ブロック）が収容され、その状態で、磁石ＭＧの配向及び焼結が行われる。そして、焼結後において、切断作業により、磁石ＭＧが複数の磁石ＭＧ１〜ＭＧ４に分割される。なお、焼結工程では磁石ＭＧの収縮が生じるため、配向工程（磁場中成形）では、その収縮分を想定しつつ金型１２５０により磁石ＭＧが成形される。配向工程では、磁石ＭＧの所定の外面に対して斜めとなる向きで配向が行われる。そのため、磁石ＭＧ（磁石ブロック）が直方体状をなしている場合において、切断作業では、磁石ＭＧにおける所定の外面（図では縦向きの外面）に対して平行に切断が行われるとよい。
【０８４４】
これにより、磁石ＭＧ１〜ＭＧ４として、互いに対向しかつ磁束の流入流出面となる一対の作用面の間における磁石厚さ寸法よりも長い長さの磁石磁路を有し、かつ磁化容易軸が磁石磁路に沿う向きとなるように配向がなされている磁石（例えば図１３７の磁石１４００）を好適に作製することができる。
【０８４５】
図１４３（ｂ）に示すように、金型１２５０は、その内部空間を区画する内壁として、配向磁界（図の矢印方向）に対して傾斜する第１壁１２５１と、配向磁界に対して平行となる第２壁１２５２とを有する構成であるとよい。これにより、各磁石ＭＧ１〜ＭＧ４において磁石厚さ寸法よりも長い長さの磁石磁路を好適に形成しつつ、磁石磁路が部分的に短くなる箇所を、配向工程の段階で好適に排除することができる。したがって、磁石材料の削減や切削工程の削減等を図ることができる。
【０８４６】
図１４４（ａ），（ｂ）を用いて、配向工程に関わる別の構成を説明する。図１４４（ａ）は、配向装置１３１０の構成を側方視で示す概略図であり、図１４４（ｂ）は、配向装置１３１０の構成を断面視で示す概略図である。図１４４（ｂ）には、配向磁場１３１６と金型１２６０との位置関係が示されている。
【０８４７】
本実施形態の配向装置１３１０は、所定距離を隔てて同軸に配置される磁場発生用の一対のコイル１３１１，１３１２と、それら一対のコイル１３１１，１３１２の間においてコイル中心軸から外方に離れた位置に配置される配向ヨークとしての複数の鉄心１３１３とを備えている。これらコイル１３１１，１３１２及び鉄心１３１３が磁場発生装置に相当する。コイル１３１１，１３１２は、通電に伴い内向き、すなわち配向装置１３１０の中心側に向けて磁界を生じさせる。また、複数の鉄心１３１３は、円状に分散配置されている。複数の鉄心１３１３が配置される径方向の位置は、コイル１３１１，１３１２よりも径方向外側であってもよい。なお、複数の鉄心１３１３は、断面が円環状をなす以外に、断面が矩形状又は円弧状の形状をなしていてもよい。磁石ＭＧを成形するための金型１２６０は、複数の鉄心１３１３が並ぶ仮想円よりも内側に配置される。
【０８４８】
すなわち、コイル１３１１，１３１２は、通電に伴い内向き、すなわち配向装置１３１０の中心側に向けて不均等な磁界を生じさせる。具体的には、コイル１３１１、１３１２から生じる磁界は、複数の鉄心１３１３の数および間隔に応じて、不均等に配向されている。
【０８４９】
２つのコイル１３１１，１３１２により、互いに逆の極性を持った磁場１３１４，１３１５が、磁石粉末が充填された金型１２６０に向けて生成される。そしてこの状況において、２つの磁場の反発（磁界の衝突）により、各鉄心１３１３に向かって径方向外側に拡がっていく配向磁場１３１６が生成される。この場合、逆極性の磁場の反発により放射状に一様に拡がるように生じる磁場が、周方向に分散配置された鉄心１３１３に集まることで、磁場に分布を持たせることができる。つまり、曲率を持った配向磁場１３１６（円弧を描く向きの配向磁界）を生成することができる。この配向磁場１３１６を利用することにより、上述の磁石１４００，１４０４を高い配向率で好適に得ることができる。
【０８５０】
図１４５（ａ）は、磁石ＭＧに対する配向の向きを具体的に示す図である。図１４５（ａ）では、磁場の反発が領域Ｋ１で生じ、その磁場の反発により領域Ｋ１から鉄心１３１３に向けて配向磁場１３１６が生成されている。配向磁場１３１６は、磁束が鉄心１３１３に集まることで円弧を描くように生成される。この場合において、配向磁場中に所定の向き（例えば一対の作用面が形成される磁石外面が配向磁界に対して斜めに交差する向き）で金型１２６０を配置することで、金型１２６０内の磁石ＭＧに対して所望の向きで配向を行うことができる。これにより、磁石ＭＧとして、互いに対向しかつ磁束の流入流出面となる一対の作用面の間における磁石厚さ寸法よりも長い長さの磁石磁路を有し、かつ磁化容易軸が磁石磁路に沿う向きとなるように配向がなされている磁石（例えば図１４１の磁石１４０４）を好適に作製することができる。本構成は、磁石ＭＧにおいて円弧状となる配向を好適に実施できる。
【０８５１】
図１４５（ｂ）のように金型１２６０を構成することも可能である。この場合、金型１２６０は環状なし、周方向に８つの収容部１２６１を有している。収容部１２６１は、棒状の鉄心１３１３に応じて設けられ、その数は鉄心数の２倍であるとよい。各収容部１２６１の間には、配向磁場１３１６の向きに応じた角度で仕切り壁１２６２，１２６３が設けられている。
【０８５２】
図１４６（ａ），（ｂ）を用いて、配向工程に関わる別の構成を説明する。図１４６（ａ）は、配向装置１３２０の構成を側方視で示す概略図であり、図１４６（ｂ）は、配向装置１３２０の構成を断面視で示す概略図である。図１４６（ｂ）には、配向磁場１３２２と金型１２７０との位置関係が示されている。
【０８５３】
本実施形態の配向装置１３２０は、磁場発生装置１３２１を構成する直線状の導体１３２１ａを有しており、導体１３２１ａへの通電に伴い、その導体１３２１ａを中心とする周方向に配向磁場１３２２が生成される。磁石粉末が充填された金型１２７０は、導体１３２１ａの周囲に所定の向きで配置される。この配向磁場１３２２を利用することにより、上述の磁石１４００，１４０４を高い配向率で好適に得ることができる。この場合、射出成形の金型に磁石粉体を充填し成形することで、無切削で磁石の製作が可能となり、効率向上が可能となる。
【０８５４】
導体１３２１ａの周囲において、複数の金型１２７０を円環状に配置することが可能である。また、所望とする配向方向に応じて、金型１２７０の向きを適宜設定するとよい。
【０８５５】
上記によれば、磁石として、互いに対向しかつ磁束の流入流出面となる一対の作用面を有するとともに、その一対の作用面の間における磁石厚さ寸法よりも長い長さの磁石磁路を有し、かつ磁化容易軸が磁石磁路に沿う向きとなるように配向がなされている磁石（例えば図１４１の磁石１４０４）を好適に作製することができる。本構成は、磁石ＭＧにおいて円弧状となる配向を好適に実施できる。
【０８５６】
（第９実施形態）
本実施形態では、回転子１６００における永久磁石の構成を変更している。図１４７に、本実施形態における回転子１６００の具体的な構成を示す。図１４７に示すように、回転子鉄心１６１０の磁石収容孔１６１１には、ｄ軸を挟んで両側に磁石１４１０が収容されている。左右２つの磁石１４１０は、ｄ軸に対して線対称に設けられている。
【０８５７】
磁石１４１０は、横断面が矩形状をなしており、径方向の内外に並び、かつ互いに対向する２辺の面が、磁束が流出又は流入する作用面１４１１ａ，１４１１ｂとなっている。また、磁石１４１０では、ｄ軸に近い部分１４１２ａとｑ軸に近い部分１４１２ｂとで配向方向（磁化容易軸）が相違している。つまり、磁石１４１０では、磁石長手方向における一方の端部と他方の端部とで、磁石磁路の向きが相違している。特にｄ軸に近い部分１４１２ａとｑ軸に近い部分１４１２ｂとのうちｄ軸に近い部分１４１２ａでは、ｑ軸に近い部分１４１２ｂよりも配向方向がｄ軸に平行に近くなっている。換言すれば、磁石１４１０では、ｄ軸寄りの部分とｑ軸寄りの部分とで配向方向（磁化容易軸）が相違しており、ｄ軸寄りの部分では、ｑ軸寄りの部分よりも配向方向がｄ軸に平行に近くなっている。
【０８５８】
また、磁石１４１０は、横断面長手方向におけるｑ軸およびｄ軸それぞれに近接するｑ軸側端部１４１１ｃおよびｄ軸側端部１４１１ｄを有している。つまり、作用面１４１１ａ，１４１１ｂに沿った長手方向における両端部がｑ軸側端部１４１１ｃおよびｄ軸側端部１４１１ｄである。この場合、ｄ軸側端部１４１１ｄおよびｑ軸側端部１４１１ｃの一方に近い位置における配向方向（磁化容易軸）が他方に近い位置における磁化容易軸と相違している。つまり、磁石１４１０において、ｄ軸側端部１４１１ｄおよびｑ軸側端部１４１１ｃのうち、ｄ軸側端部１４１１ｄに近い部分１４１２ａでは、ｑ軸側端部１４１１ｃに近い部分１４１２ｂよりも配向方向がｄ軸に平行に近くなっている。
【０８５９】
詳しくは、図１４８に示すように、磁石１４１０におけるｑ軸側端部１４１１ｃよりもｄ軸側端部１４１１ｄに近い所定位置における配向方向をＸ１００１、ｄ軸側端部１４１１ｄよりもｑ軸側端部１４１１ｃに近い所定位置における配向方向をＸ１００２とすると、ｄ軸側端部１４１１ｄに近い位置の配向方向Ｘ１００１が、ｑ軸側端部１４１１ｃに近い位置の配向方向Ｘ１００２よりもｄ軸に平行に近くなっている。つまり、磁石１４１０において、作用面１４１１ａおよび１４１１ｂに垂直な方向、すなわち、ｄ軸、に対する配向方向Ｘ１００２の傾斜角（θ１００２）が、配向方向Ｘ１００１のｄ軸に対する傾斜角（θ１００１）よりも大きくなっている。本実施形態の磁石１４１０では、ｑ軸側端部１１０１ｃからｄ軸側端部１１０１ｄに向かうのに伴い、配向方向の磁石長さ、すなわち配向方向における始点から終点までの磁石磁路が徐々に短くなっている。
【０８６０】
図１４７のように配向方向（配向角度）を設定することにより、ｄ軸付近では、ｄ軸を挟んで両側の磁石１４１０において互いに向き合う方向での磁石磁束が減じられる。これにより、ｄ軸を挟んで両側の磁石１４１０の磁束が互いに反発することで生じる減磁を抑制することができる。
【０８６１】
ｄ軸付近における配向方向設定の効果を、図１７４（ａ），（ｂ）を用いて説明する。なお、図１７４（ａ），（ｂ）では、回転子鉄心１６５０に、磁石１４１５が略Ｖ字状に配置された構成が示されている。図１７４（ａ）が従来の構成に相当し、図１７４（ｂ）が本実施形態の構成に相当する。
【０８６２】
ここで、図１４７に示す磁石１４１０のｄ軸側端部１４１１ｄにおける磁束作用面１４１１ａに直交する方向に対して傾斜し、かつｄ軸に向かう方向に延びるように磁化容易軸（図１４８におけるＸ１００１方向）に配向した構成の効果を図１７４（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。
【０８６３】
図１７４（ａ）および（ｂ）では、回転子鉄心１６５０に、一対の磁石１４１５が略Ｖ字状に配置された構成が示されている。このとき、図１７４（ａ）が従来の構成に相当、すなわち、磁石１４１５におけるｄ軸側端部の磁化容易軸が磁束作用面に直交する方向であるのに対し、図１７４（ｂ）は、磁石自体の構成は、図１４７に示す構成と異なるが、本実施形態の構成に相当、すなわち、磁石１４１５におけるｄ軸側端部の磁化容易軸が磁束作用面に直交する方向に対して傾斜し、かつｄ軸に向かう点で、図１４７に示す構成と同一である。
【０８６４】
図１７４（ａ）では、磁石１４１５において磁束作用面に対して垂直に磁束Φ１０が生じており、その磁束Φ１０は、ｄ軸に平行な成分Φ１１と、ｄ軸に垂直な成分Φ１２とを含む。この場合、ｄ軸に垂直な成分Φ１２が、ｄ軸を挟んで互いに対向し合う磁束、すなわち互いに反発し合う磁束となっている。
【０８６５】
一方で、図１７４（ｂ）では、磁石１４１５のｄ軸付近において磁束作用面に対して垂直以外の角度で交差するように磁束Φ２０が生じており、その磁束Φ２０は、ｄ軸に平行な成分Φ２１と、ｄ軸に垂直な成分Φ２２とを含む。この場合、図１７４（ｂ）に示す磁束Φ２０は、図１７４（ａ）に示す磁束Φ１０に比べてｄ軸に平行に近い向きとなっている。これにより、ｄ軸に垂直な成分Φ２２がΦ１２よりも小さくなっている。そのため、ｄ軸を挟んで互いに対向し合う磁束、すなわち互いに反発しあう磁束を弱めることができ、ひいては減磁の抑制が可能となっている。
【０８６６】
なお、図１４７に示す磁石１４１０の配向方向は、全てが磁束作用面１４１１ａ，１４１１ｂに対して非垂直の角度で交差する向きとなっている以外に、その配向方向として、磁束作用面１４１１ａ，１４１１ｂに対して垂直に交差する向きとなるものが含まれている構成であってもよい。
【０８６７】
また、図１４７に示す構成では、磁石１４１０において、径方向の内外に並ぶ一対の対向面が、磁束が流出又は流入する作用面１４１１ａ，１４１１ｂとなっていることに加え、ｑ軸側の端面も磁束が流出又は流入する作用面１４１１ｃとなっている。つまり、磁石１４１０のｑ軸側端部では、ｄ軸側端部よりも配向方向がｑ軸に直交する向きとなっていることから、ｑ軸側端面１４１１ｃにおいても磁束の流出又は流入が可能となっている。以下には説明の便宜上、磁石１４１０において、径方向の内外に並ぶ一対の対向面を第１作用面１４１１ａ，１４１１ｂ、ｑ軸側端面１４１１ｃを第２作用面１４１１ｃとも称する。なお、磁石１４１０では、固定子側（図の上側）の第１作用面１４１１ａに直交する方向に対して配向方向が傾いていることにより、第２作用面１４１１ｃが形成されることになる。
【０８６８】
この場合、一対の第１作用面１４１１ａ，１４１１ｂのうち固定子側となる作用面１４１１ａと第２作用面１４１１ｃとの間においてその一方から他方に延びる磁石磁路が形成されている。また、磁石１４１０は、第２作用面１４１１ｃが磁石収容孔１６１１の内壁面（鉄心側面）に接触した状態、すなわちその内壁面に対して極力隙間が生じないような状態で設けられている。
【０８６９】
Ｎ磁極であれば、固定子側の第１作用面１４１１ａが磁束の流出面であり、反固定子側の第１作用面１４１１ｂと第２作用面１４１１ｃとが磁束流入面である。Ｓ磁極であればその逆である。換言すれば、例えばＮ磁極では、３つの磁束作用面のうち、固定子側となる第１作用面１４１１ａが磁石１４１０の磁束流出面となるとともに、残り２つの第１作用面１４１１ｂ及び第２作用面１４１１ｃが共に磁束流入面となっている。
【０８７０】
ここで、第２作用面１４１１ｃが磁束流入面である場合には、２つの作用面（反固定子側の第１作用面１４１１ｂ、及び第２作用面１４１１ｃ）から流入した磁束が、１つの作用面（固定子側の第１作用面１４１１ａ）から流出する。また、第２作用面１４１１ｃが磁束流出面である場合には、１つの作用面（固定子側の第１作用面１４１１ａ）から流入した磁束が、２つの作用面（反固定子側の第１作用面１４１１ｂ、及び第２作用面１４１１ｃ）から流出する。この場合、磁石１４１０のｑ軸側端部の付近の鉄心において、磁束の集約や分散が可能となる。
【０８７１】
第１作用面１４１１ａ，１４１１ｂは、磁極中心で生じる磁束（磁極磁束）を生成する作用面であり、第２作用面１４１１ｃは、ｑ軸を通る磁石磁束を生成する作用面である。本実施形態の磁石１４１０では、第１作用面１４１１ａ，１４１１ｂ及び第２作用面１４１１ｃのいずれにおいても、作用面に対して配向方向が非垂直の角度で交差する向きとなっている。
【０８７２】
本実施形態の磁石１４１０では、一対の第１作用面１４１１ａ，１４１１ｂのうち固定子側となる作用面１４１１ａと第２作用面１４１１ｃとの間に磁石磁路が形成されている。本構成では、第２作用面１４１１ｃが磁石１４１０のｑ軸端面に設けられていることから、隣り合う逆極性の各磁極においては、各磁極の磁石１４１０の第２作用面１４１１ｃ（ｑ軸端面）を通じて磁石磁束が流れる。そのため、ｑ軸側の鉄心において磁気飽和の状態を調整することが可能となる。本構成は、埋込磁石型の回転子鉄心１６１０において、従来用いられてないｑ軸鉄心を磁石１４１０の磁気回路磁路として積極的に用いることとした構成である。
【０８７３】
また、磁石１４１０は、第２作用面１４１１ｃが磁石収容孔１６１１の内壁面に接触するようにして設けられているため、ｑ軸を挟んで両側となる隣り合う磁極の磁石１４１０において、各磁石１４１０の第２作用面１４１１ｃとその間の鉄心とを介して磁気回路磁路を好適に形成することができる。それにより、ｑ軸側の鉄心部分において、磁気飽和の状態を好適に調整することができる。
【０８７４】
（第１０実施形態）
本実施形態では、回転子１６００における永久磁石の構成を変更している。図１４９に、本実施形態における回転子１６００の具体的な構成を示す。
【０８７５】
図１４９に示すように、回転子鉄心１６１０には、ｄ軸を挟んで両側に磁石収容孔１６１１が形成され、その磁石収容孔１６１１内にそれぞれ磁石１４２０が収容されている。磁石収容孔１６１１及び磁石１４２０は、ｑ軸側端部とｄ軸側端部とで径方向の位置が互いに異なっており、ｑ軸側端部はｄ軸側端部よりも径方向外側に配置されている。また、磁石収容孔１６１１及び磁石１４２０は、いずれも横断面が回転子１６００の径方向外側に向けて凸となる凸形状をなしている。図１４９の構成では、磁石収容孔１６１１及び磁石１４２０は、回転子１６００の径方向外側及びｄ軸側に向けて凸となる円弧状をなしている。左右の磁石収容孔１６１１及び磁石１４２０は、ｄ軸に対して線対称に設けられており、磁極ごとに言えば、略Ｖ字状に配置されている。
【０８７６】
ここで、本実施形態の回転子１６００について、平板状の永久磁石を用いた従来構成との相違及び本実施形態の利点を図１７５〜図１７８を用いて説明する。図１７５〜図１７８では、回転子鉄心１６５０に、磁石１４１５が略Ｖ字状に配置された構成が示されている。図１７５では、図示しない固定子からの回転磁界としてｄ軸を横切る励磁磁界１６６１が生じており、図１７６では、図示しない固定子からの回転磁界としてｑ軸を横切る励磁磁界１６６２が生じている。また、図１７７は、図１７８に示す埋込磁石型回転子の等価磁気回路図である。
【０８７７】
図１７５及び図１７６に示す構成において、図示しない固定子から生じる励磁磁界１６６１，１６６２が回転子に付与される状態では、回転子外径側から磁束が適応されるため、回転子鉄心１６５０の外径側部分１６５１が、内径側部分１６５２より低い励磁磁界で磁気飽和することが容易に想定できる。特に、鉄量の少ないｑ軸側部分１６５３で磁気飽和が発生することが、当該部位付近における減磁を考えると対策すべき課題となる。ｑ軸側部分１６５３の磁気飽和により、略Ｖ字状に配置された磁石１４１５に囲まれた回転子鉄心１６５０の外径側部分１６５１が飽和する。そして、透磁率が低下し、図１７７に示される磁気抵抗Ｒ１の抵抗値の増加が発生する。この状態では、磁石１４１５が磁気飽和した鉄心の中に存在することになり、空気中に存在する磁石のように低いパーミアンスとなる。そのため、減磁や磁束低下の状態に晒されることとなる。
【０８７８】
これに対して、図１４９の回転子鉄心１６１０では、磁石１４２０を径方向外側に凸となる凸形状としたため、略Ｖ字状に配置された磁石１４２０に囲まれた回転子鉄心１６１０の外径側部分１６５１、すなわち、磁気飽和しやすい部分の鉄を減らし、図１７７に示される磁気抵抗Ｒ１の低減を図ることができる。これにより、減磁耐性を高めることができる。また、磁石１４２０を径方向外側に凸となる凸形状として、ｄ軸付近における外周側の鉄心を減らすことにより、鉄損の低減にも効果が期待できる。
【０８７９】
また、図１４９に示す構成では、磁石１４２０において、径方向の内外に並ぶ一対の対向面が、磁束が流出又は流入する第１作用面１４２１ａ，１４２１ｂとなっていることに加え、ｑ軸側の端面が、磁束が流出又は流入する第２作用面１４２１ｃとなっている。
【０８８０】
つまり、磁石１４２０では、配向方向が直線状ではなく、ｄ軸側に凸となる曲線状となっている。これにより、ｑ軸端部では、ｑ軸に対向するｑ軸端面が磁束作用面（第２作用面１４２１ｃ）となっている。この場合、第２作用面１４２１ｃと回転子外径側の第１作用面１４２１ａとの間に磁石磁路が形成されるようになっており、その磁石磁路の長さは、磁石１４２０における物理的厚み、すなわち２つの第１作用面１４２１ａ，１４２１ｂの間の距離よりも長くなっている。なお、第２作用面１４２１ｃと回転子外径側の第１作用面１４２１ａとの間の物理的な距離、すなわち、第２作用面１４２１ｃと回転子外径側の第１作用面１４２１ａ間の磁化容易軸に沿った曲線の最短距離、が磁石厚さ寸法よりも長くなっているとよい。
【０８８１】
Ｎ磁極であれば、固定子側（図の上側）の第１作用面１４２１ａが磁束の流出面であり、反固定子側（図の下側）の第１作用面１４２１ｂと第２作用面１４２１ｃとが磁束流入面である。Ｓ磁極であればその逆である。
【０８８２】
また、磁石１４２０には、ｑ軸側端面において固定子側の第１作用面１４２１ａと第２作用面１４２１ｃとの間に、磁束の流入及び流出が生じない非作用面１４２２が設けられている。この非作用面１４２２は、磁石１４２０のｑ軸端面を内側に円弧状に凹ませて形成されており、それは磁石配向に沿う向き（概ね合致する向き）となっている。そして、その非作用面１４２２と鉄心（磁石収容孔１６１１の内壁面）との間は、磁石収容孔１６１１内において磁石１４２０が存在していない非磁性部１６２１（例えば空間）となっている。この場合、磁石１４２０のｑ軸側端面において、その一部でありかつ磁束作用面である第２作用面１４２１ｃで磁石１４２０が鉄心と接し、他の部分である非作用面１４２２では磁石１４２０が鉄心に接しない構成となっている。
【０８８３】
これにより、埋込磁石型の回転子鉄心において従来使われないｑ軸鉄心を、磁石磁束が通る磁気回路磁路として使うことができる。つまり、磁石１４２０のｑ軸側端部に第２作用面１４２１ｃが設けられていることにより、回転子鉄心１６１０のｑ軸側部分１６２２に磁束が通り易くなるようになっている。この場合、磁石１４２０のｑ軸側端部の外側に非磁性部１６２１が設けられていることにより、ｑ軸側部分１６２２により一層集中的に磁束が流れるようになっている。また、磁石１４２０の磁束を、第２作用面１４２１ｃを含む各作用面で分散させることが可能となり、磁気飽和を必要最小限にして減磁耐力をより一層良好にすることができる。この場合、ｑ軸付近において回転子鉄心１６１０内で磁石磁束がループすることを抑制しつつ、第２作用面１４２１ｃを用いて磁気飽和の状態を適正に調整することができる。
【０８８４】
なお、図１４９の構成において、１磁極における磁石１４２０の固定子側周面（第１作用面１４２１ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。より詳しくは、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）は、左側の第１作用面１４２１ａの寸法（Ｗｍ１）と、右側の第１作用面１４２１ａの寸法（Ｗｍ２）の合計となる。なお、磁石１４２０の固定子側周面において、フラックスバリアに面する部分（非作用面１４２２）は、第１作用面１４２１ａから除外される。
【０８８５】
磁束の分散による効果を補足説明する。インナ回転側の回転子では、回転子鉄心において磁石より内径側に固定子からの磁束が届きにくいため、磁石よりも内径側では磁束として主に磁石磁束が存在することとなる。故に、磁石内径側の鉄心量は、磁石の発生磁束量を許容するように適宜設計されている。本実施形態によれば、ｑ軸上の鉄心を磁石１４２０の第２作用面１４２１ｃを通る磁束の通り道として構成できることから、効果的に磁束を分散させることができる。第２作用面１４２１ｃによれば、例えば回転子裏側の鉄量の減少による軽量化や、磁気飽和の緩和による高効率化が期待できる。
【０８８６】
また、図１４９の磁石１４２０のｑ軸端部では、ｑ軸端面における非作用面１４２２が内側に凹んだ円弧状に形成され、その円弧状の端面に沿って磁石配向がなされている。そして、２つの作用面１４２１ａ，１４２１ｃ間に、磁石１４２０のｄ軸端部の弧状に沿って磁石磁路が形成されている。これにより、磁石量の削減を図り、かつ減磁耐力を一層高くすることができる。
【０８８７】
なお、図１４９に示す回転子鉄心１６１０において、ｄ軸を挟んで両側の各磁石１４２０よりもｄ軸側の部分には、左右一対のフラックスバリア１６２３が設けられ、それら各フラックスバリア１６２３の間には、ｄ軸中央の鉄心リブ１６２４が設けられている。鉄心リブ１６２４により、ｄ軸上での強度補強が図られている。
【０８８８】
（第１１実施形態）
本実施形態では、回転子１６００における永久磁石の構成を変更している。図１５０に、本実施形態における回転子１６００の具体的な構成を示す。図１５０に示すように、回転子鉄心１６１０の磁石収容孔１６１１には磁石１４３０が収容されている。磁石収容孔１６１１及び磁石１４３０は、ｄ軸に直交する向きに直線状に配置されている。つまり、磁石１４３０は、ｄ軸を跨いでｄ軸に対して垂直方向に延在している。
【０８８９】
磁石１４３０では、径方向の内外に並ぶ一対の対向面が、磁束が流出又は流入する第１作用面１４３１ａ，１４３１ｂとなっていることに加え、ｑ軸側の端面が、磁束が流出又は流入する第２作用面１４３１ｃとなっている。つまり、磁石１４３０では、ｑ軸寄りの部分において、径方向内側に凸となる曲線状の配向方向が定められており、これにより、ｑ軸端部では、ｑ軸に対向するｑ軸端面が磁束作用面（第２作用面１４３１ｃ）となっている。本構成では、第２作用面１４３１ｃと固定子側の第１作用面１４３１ａとの間においてその一方から他方に延びる磁石磁路が形成されている。磁石磁路の長さ（第２作用面１４３１ｃと固定子側の第１作用面１４３１ａとの間の最短距離）は、磁石１４２０における物理的厚み、すなわち２つの第１作用面１４３１ａ，１４３１ｂの間の最短距離よりも長くなっている。
【０８９０】
磁石１４３０のｑ軸側端部に第２作用面１６３１ｃが設けられていることにより、回転子鉄心１６１０のｑ軸側部分１６２５において磁束が通り易くなっている。この場合、磁石１４３０のｑ軸側端部において高いパーミアンスを得られるようになっている。また、磁石１４３０には、ｑ軸側端面において固定子側の第１作用面１４３１ａと第２作用面１１４３１ｃとの間に、磁束の流入及び流出が生じない非作用面１４３２が設けられている。この非作用面１４３２は、磁石１４３０のｑ軸端面を内側に円弧状に凹ませて形成されており、それは磁石配向に沿う向き（概ね合致する向き）となっている。そして、その非作用面１４３２と鉄心（磁石収容孔１６１１の内壁面）との間は、磁石収容孔１６１１内において磁石１４３０が存在していない非磁性部１６２６（例えば空間）となっている。この場合、磁石１４３０のｑ軸側端部の外側に非磁性部１６２６が設けられていることにより、ｑ軸側部分１６２５においてより一層集中的に磁束が流れるようになっている。
【０８９１】
なお、図１５０の構成において、１磁極における磁石１４３０の固定子側周面（第１作用面１４３１ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。なお、磁石１４３０の固定子側周面において、非磁性部１６２６に面する部分は、第１作用面１４３１ａから除外される。
【０８９２】
なお、図１４７や図１４９、図１５０に示されるように、各磁石１４１０，１４２０，１４３０にそれぞれ第２作用面が設けられる場合において、その磁石形状は任意である。すなわち、磁石形状にかかわらず所望の効果が得られるものとなっている。
【０８９３】
また、磁石１４３０のｄ軸付近では、その配向方向がｑ軸側端部に近い部分の配向方向とは異なっており、ｄ軸での配向方向はｄ軸に平行となっている。これにより、磁石１４３０のｄ軸部分においてｄ軸に垂直な成分による減磁を抑えることが可能になっている。
【０８９４】
図１５０に示す磁石構造では、磁石１４３０がｄ軸に直交する向きに延びるように設けられているため、図１７７における磁気抵抗Ｒ１が小さくなり、略Ｖ字型の配置と比べて磁石量を抑えることができる。この回転子１６００の構成は、例えば車両においてエンジン軸直結のモータジェネレータに好適に用いられる構成である。つまり、減速を行い、出力軸においてエンジンと同等のトルクを減速機を介して出力するモータジェネレータシステムでは、回転数が高く、遠心力に対する強度が不足するためである。理由としては、図１４９に示す構成では、ｄ軸中央の鉄心リブ１６２４が強度補強の役割を果たしているのに対して、ｄ軸中央の鉄心リブがない本実施形態の図１５０の構成では強度が低いためである。
【０８９５】
しかし、減速機を介しないシステムでは、モータジェネレータが０〜９０００ｒｐｍ程度のエンジン回転数で動作するため、ｄ軸中央の鉄心リブを不要にすることができる。本実施形態の構成を採用することにより、磁石体積当たりの出力トルクを、図１４９におけるｄ軸鉄心が許容可能な磁束量の分だけ、磁石磁束を改善することができる。
【０８９６】
ｄ軸中央の鉄心リブは強度補強とはなるが、磁石の磁束を回転子内で完結させる磁路となることが考えられる。そのため、エンジン回転数程度のモータや、Φ１００（外径１００ｍｍ）未満の小型で遠心力が小さいモータにおいては、図１５０に示す構成の方が優れた構成となる。
【０８９７】
図１５１には、磁石１４３０の構成の一部を変更した磁石１４３３を示している。図１５１に示す磁石１４３３は、複数の磁石の集合体として構成されており、ｄ軸を跨ぐ位置に設けられる中央磁石１４３４ａと、その中央磁石１４３４ａの両端に接合される２つの端部磁石１４３４ｂ，１４３４ｃとからなる。中央磁石１４３４ａは、横断面が矩形状をなしているのに対し、端部磁石１４３４ｂ，１４３４ｃは、回転子鉄心１６１０の外周側でかつｄ軸側となる角部が一部切り欠かれた形状をなしている。図１５１に示す磁石１４３３において、配向方向や磁束作用面の設定は、図１５０に示す磁石１４３０と同じである。
【０８９８】
図１５１に示す磁石１４３３では、上記同様、ｑ軸側端部において高いパーミアンスを得ることができるとともに、磁石中央部において左右両側からの磁束集中による減磁を抑えることができる。
【０８９９】
（第１２実施形態）
図１５２（ａ），（ｂ）に示す磁石１４４０，１４５０を回転子１６００に用いることも可能である。図１５２（ａ），（ｂ）に示す各磁石１４４０，１４５０は、例えば上述した図１３６の回転子１６００に適用される。この場合、回転子１６００において、磁石１４００に代えて磁石１４４０及び磁石１４５０のいずれかが用いられ、その磁石１４４０及び磁石１４５０のいずれかが、ｄ軸を挟んで両側に線対称でそれぞれ配置される。なお、永久磁石を変更する際には、磁石外周側と内周側の作用面間の距離が再設定されて適応される。
【０９００】
図１５２（ａ）では、磁石１４４０において、図の上下（回転子１６００の径方向の内外）に並ぶ一対の対向面が第１作用面１４４１ａ，１４４１ｂであり、図の左端面（ｑ軸側端面）が第２作用面１４４１ｃである。なお、磁石１４４０の左端面においては一部のみが第２作用面１４４１ｃとなり、それ以外は非作用面となっている。
【０９０１】
また、図１５２（ｂ）では、磁石１４５０において、図の上下（回転子１６００の径方向の内外）に並ぶ一対の対向面が第１作用面１４５１ａ，１４５１ｂであり、図の左端面（ｑ軸側端面）が第２作用面１４５１ｃである。なお、磁石１４５０の左端面においては一部のみが第２作用面１４５１ｃとなり、それ以外は非作用面となっている。
【０９０２】
なお、図１５２の構成において、１磁極における磁石１４４０，１４５０の固定子側周面（第１作用面１４４１ａ，１４５１ａ）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。
【０９０３】
各磁石１４４０，１４５０には、矢印にて円弧状の配向方向が示されている。各磁石１４４０，１４５０は、それぞれ第２作用面１４４１ｃ，１４５１ｃの側をｑ軸側として、回転子鉄心１６１０においてｄ軸の両側に設けられた磁石収容孔１６１１にそれぞれ収容配置される。
【０９０４】
各磁石１４４０，１４５０を比べると、その両者は、一対の第１作用面１４４１ａ，１４４１ｂの間の最短距離、すなわち物理的な磁石厚さが相違しており、磁石１４４０の方が磁石１４５０よりも厚さ寸法が小さいものとなっている。この場合、各磁石１４４０，１４５０では、配向の曲率（配向円の半径）が相違しており、磁石１４４０の方が磁石１４５０よりも配向円の曲率半径が小さいものとなっている。配向円の曲率半径に応じて配向を適宜設定することにより、配向率の向上を図ることができる。配向円の曲率半径が小さい磁石１４４０では、例えば上述した図１４６（ｂ）に記載の配向磁場１３２２により配向されることが好適である。
【０９０５】
配向磁場は、ネオジム磁石では２Ｔ程度であることが知られているため、飽和磁束密度が２Ｔ程度の鉄系の鉄心では、急激な曲率変更がしにくいことが想像に足る。このため、既述の図１４６（ａ），（ｂ）の手法で発生される配向磁場が、最も小さい曲率半径のものとして考えても相違ない。
【０９０６】
ここで、上述した図１４２（ａ）の如く、旋回した長尺のコイル１３０１ａにより配向磁場１３０２が生成される場合には、配向方向の曲率が大きくなることが容易に想定される。また、図１４２（ａ）に記載の配向磁場１３０２は、図１４６（ａ），（ｂ）に記載の少ない本数の導体で生成される配向磁場１３２２に比べ、旋回するコイル１３０１ａの軸寸法内で一様に２Ｔ以上を保つことが容易に可能である。このため、高い配向率を実現するには、図１４２（ａ）の手法により配向されることが好ましい。
【０９０７】
各磁石１４４０，１４５０における配向方向を、図１５３（ａ），（ｂ）を用いて補足説明する。図１５３（ａ）には、磁石１４４０の配向方向を定める配向円１３３２を一点鎖線で示している。これは一般的に極異方配向と呼ばれる配向である。この場合、回転子外周面から固定子内径までのエアギャップ空間におけるｑ軸上の中心点１３３１により配向円１３３２を定め、その配向円１３３２により配向方向設定を行うことで、回転子の固定子との磁束授受を行うエアギャップ面での磁束密度波形を、正弦波とすることが可能となる。
【０９０８】
また、図１５３（ｂ）には、磁石１４５０の配向方向を定める配向円１３３４を一点鎖線で示している。この場合、配向方向設定を行う配向円１３３４の中心点１３３３を、ｑ軸位置から隣接極側に離し、かつ前記エアギャップ空間から固定子側に離れた位置に設定している。これによる効果は、配向率の向上である。
【０９０９】
配向円の曲率半径が小さい磁石１４４０は、図１４６（ｂ）に記載の配向磁場１３２２により配向されることが好適であるが、図１４６（ａ），（ｂ）の手法では、図１４２（ａ）の手法と比べて導体本数を多く取ることができず、高い配向率を出しにくいと考えられる。そのため、図１５３（ｂ）に示されるように配向円の曲率半径を大きくし、図１４２（ａ）の手法により高い配向磁場を適応可能とすることが望ましい。
【０９１０】
なお、図１５３の構成において、１磁極における磁石１４４０，１４４５０の固定子側周面（Ｗｍ１＋Ｗｍ２）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。ちなみに、磁石１４４０の磁石厚さが変更されても、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法は同じとなっている。
【０９１１】
（第１３実施形態）
第１３実施形態として、永久磁石の着磁工程で用いる着磁装置について説明する。着磁工程では、配向及び焼結が終了した磁石について着磁装置による着磁が行われる。本実施形態の着磁装置は、一対の磁束作用面の間に円弧状をなす磁石磁路を有する磁石を製作する上で好適に用いることができるものとなっている。例えば、図１４０の磁石１４０４、図１４９の磁石１４２０、図１５０の磁石１４３０、図１５１の端部磁石１４３４ｂ，１４３４ｃ、図１５２の磁石１４４０，１４５０の製造時において、本実施形態の着磁装置が用いられるとよい。この着磁は、例えば図１４４〜図１４６で説明した配向工程の後に実施される。図１５４（ａ），（ｂ）及び図１５５にはそれぞれ、略円筒形状を有する着磁装置について、その軸方向に直交する横断面方向の概略構成を示している。
着磁装置について横断面方向の概略構成を示している。
【０９１２】
図１５４（ａ）に示すように、着磁装置１３４０は、上記横断面において略円形状をなす内側着磁鉄心１３４１と、その内側着磁鉄心１３４１の外周側に配置される円環状の外側着磁鉄心１３４２とを備えている。内側着磁鉄心１３４１が第２着磁鉄心に相当し、外側着磁鉄心１３４２が第１着磁鉄心に相当する。内側着磁鉄心１３４１の外周面および外側着磁鉄心１３４２の内周面の間には隙間が形成されており、その隙間が磁石挿入空間１３４３となっている。つまり、各着磁鉄心１３４１，１３４２は、所定間隔を隔てて互いに対向する状態で配置されている。各着磁鉄心１３４１，１３４２は、飽和磁束密度Ｂｓが２Ｔ程度の軟磁性体により作成されている。
【０９１３】
内側着磁鉄心１３４１には、外周面において、外側着磁鉄心１３４２の内周面に向かって開口する導体収容凹部としての複数のスロット１３４４が周方向に所定ピッチで形成されている。各スロット１３４４には、着磁導体としての着磁コイル１３４５が巻装されている。例えば、内側着磁鉄心１３４１における、隣り合うスロット１３４４内の部分（以下、保持部とする）に着磁コイル１３４５が取り付けられており、この結果、隣り合うスロット１３４４間では、着磁コイル１３４５の導体に対する通電の向きが互いに逆になっている。
【０９１４】
例えば、図１５４（ａ）では、６個の保持部があり、それぞれに着磁コイル１３４５が巻きつけられている。なお、１つの着磁コイル１３４５をそれぞれスロット間に巻きつけてもよい。
【０９１５】
そして、着磁工程においては、磁石挿入空間１３４３の所定位置に着磁対象の磁石ＭＧ１０がセットされ、その状態で、通電装置により着磁コイル１３４５への通電により着磁が行われる。この場合、各スロット１３４４における着磁コイル１３４５の導体を中心にして、内側着磁鉄心１３４１と外側着磁鉄心１３４２との両方を跨ぐようにして磁石挿入空間１３４３に着磁磁場１３４６が生成され、その着磁磁場１３４６の磁束により、磁石挿入空間１３４３にセットされた磁石ＭＧ１０に対して着磁が行われる。
【０９１６】
外側着磁鉄心１３４２は、その内周面および外周面間の最短距離を外側着磁鉄心１３４２の厚さ寸法Ｔ１０１１として有している。外側着磁鉄心１３４２は、着磁コイル１３４５への通電により着磁磁場が生じる場合において、磁石挿入空間１３４３にセットされた磁石ＭＧ１０に対して所望の方向の強力な磁界を発生させる磁束誘導ヨーク（着磁ヨーク）である。外側着磁鉄心１３４２は、その特徴として、径方向の厚さ寸法Ｔ１０１１が、内側着磁鉄心１３４１の極ピッチ（内側着磁鉄心１３４１の外周面に沿う円上において、隣り合うスロット１３４４のスロット中心位置での距離ピッチ、又は隣り合うスロット１３４４の間の鉄心幅寸法）よりも小さい寸法となっている。このように設定することで、着磁磁場１３４６は外側着磁鉄心１３４２まで完全に通り切らず、エアギャップ面の任意の点から同心円に近い磁束を設定することが可能となる。つまり、外側着磁鉄心１３４２では、周方向よりも先に径方向に磁気飽和が生じることになり、磁石挿入空間１３４３において比較的大きい曲率で円弧状の着磁磁場３４６が生成される。
【０９１７】
なお、外側着磁鉄心１３４２の径方向の厚さ寸法Ｔ１０１１は、内側着磁鉄心１３４１の極ピッチの１／２よりも小さい寸法であることが望ましい。着磁コイル１３４５は、外側着磁鉄心１３４２での磁気飽和を生じさせることを可能とする大きさの電流で通電されるとよい。
【０９１８】
本手法によれば、図１５２（ａ）に記載した配向磁石、すなわち配向円の曲率半径が比較的小さい磁石１４４０において、所望とする着磁を容易に実施でき、９７％以上の高い着磁率を実現することができる。
【０９１９】
なお、図１５４（ｂ）に示すように、内側着磁鉄心１３４１およびスロットを用いず、外側着磁鉄心１３４２に対向するように、着磁コイル１３４５を設けることも可能であり、着磁コイル１３４５に対する通電により、図中符号１３４６で示す着磁磁場を生成することも可能である。また、内側着磁鉄心１３４１を非磁性体により製造された円弧状の保持部として構成することも可能である。
【０９２０】
いずれにしろ、所定厚さを有する着磁鉄心（外側着磁鉄心１３４２）を用い、その着磁鉄心において厚さ方向の一方の側に導体（着磁コイル１３４５）と磁石ＭＧ１０とを配置した状態で、導体の通電により着磁磁界を生成して、磁石ＭＧ１０において互いに対向する一対の対向面の間に円弧状をなす磁石磁路を形成するものであればよい。なおこの場合には、着磁鉄心（外側着磁鉄心１３４２）から離間した位置に導体（着磁コイル１３４５）を配置するとともに、周方向において導体中心位置から離れ、かつ導体よりも着磁鉄心に近い位置に磁石ＭＧ１０を配置するとよい。
【０９２１】
また、図１５５に示す着磁装置１３５０は、図１５４（ａ）の着磁装置１３４０と基本構造は同じであり、一部を変更したものである。図１５５に示すように、略円筒形状を有する着磁装置１３５０は、その軸方向に直交する横断面において略円形状をなす内側着磁鉄心１３５１と、その内側着磁鉄心１３５１の外周側に配置される上記横断面において円環状の外側着磁鉄心１３５２とを備えている。内側着磁鉄心１３５１が第２着磁鉄心に相当し、外側着磁鉄心１３５２が第１着磁鉄心に相当する。内側着磁鉄心１３５１の外周面および外側着磁鉄心１３５２の内周面の間には隙間が形成されており、その隙間が磁石挿入空間１３５３となっている。各着磁鉄心１３５１，１３５２は、飽和磁束密度Ｂｓが２Ｔ程度の軟磁性体により作成されている。内側着磁鉄心１３５１の外周面には、導体収容凹部としての複数のスロット１３５４が周方向に所定ピッチで形成されており、各スロット１３５４には、着磁導体としての着磁コイル１３５５が巻装されている。隣り合うスロット１３５４では、着磁コイル１３５５の導体に対する通電の向きが互いに逆になっている。
【０９２２】
例えば、図１５５では、６個の保持部があり、それぞれに着磁コイル１３５５が巻きつけられている。なお、１つの着磁コイル１３５５をそれぞれスロット間に巻きつけてもよい。
【０９２３】
着磁工程においては、磁石挿入空間１３５３の所定位置に着磁対象の磁石ＭＧ１０がセットされ、その状態で、通電装置（図１５４（ａ）参照）により着磁コイル１３５５への通電により着磁が行われる。この場合、各スロット１３５４における着磁コイル１３５５の導体を中心にして、内側着磁鉄心１３５１と外側着磁鉄心１３５２との両方を跨ぐようにして磁石挿入空間１３５３に着磁磁場１３５６が生成され、その着磁磁場１３５６の磁束により、磁石挿入空間１３５３にセットされた磁石ＭＧ１０に対して着磁が行われる。
【０９２４】
外側着磁鉄心１３５２は、着磁コイル１３５５への通電により着磁磁場が生じる場合において、磁石挿入空間１３５３にセットされた磁石ＭＧ１０に対して所望の方向の強力な磁界を発生させる磁束誘導ヨーク（着磁ヨーク）である。外側着磁鉄心１３５２は、その特徴として、その内周面および外周面間の最短距離を外側着磁鉄心１３５２の厚さ寸法Ｔ１０１２として有している。外側着磁鉄心１３５２の径方向の厚さ寸法Ｔ１０１２は、内側着磁鉄心１３５１の極ピッチ（内側着磁鉄心１３５１の外周面に沿う円上において、隣り合うスロット１３５４のスロット中心位置での距離ピッチ、又は隣り合うスロット１３５４の間の鉄心幅寸法）よりも大きい寸法となっている。このように設定することで、磁石挿入空間１３５３に２Ｔ以上の強大な磁界が適応されても外側着磁鉄心１３５２が磁気飽和しないことになり、その外側着磁鉄心１３５２によって、曲率が小さい状態で着磁磁場１３５６を発生させることができる。
【０９２５】
本手法によれば、図１５２（ｂ）に記載した配向磁石、すなわち配向円の曲率半径が比較的大きい磁石１４５０において、所望とする着磁を容易に実施でき、９７％以上の高い着磁率を実現することができる。
【０９２６】
なお、図１５５においても、内側着磁鉄心１３５１およびスロットを用いずに、外側着磁鉄心１３５２に対向するように、着磁コイル１３５５を設けることも可能であり、着磁コイル１３５５に対する通電により、図中符号１３５６で示す着磁磁場を生成することも可能である。また、内側着磁鉄心１３５１を非磁性体により製造された円弧状の保持部として構成することも可能である。すなわち、所定厚さを有する着磁鉄心（外側着磁鉄心１３５２）を用い、その着磁鉄心において厚さ方向の一方の側に導体（着磁コイル１３５５）と磁石ＭＧ１０とを配置した状態で、導体の通電により着磁磁界を生成して、磁石ＭＧ１０において互いに対向する一対の対向面の間に円弧状をなす磁石磁路を形成するものであればよい。
【０９２７】
上記着磁工程では、常温下で行われることが望ましい。温度を上げて常温下で行われることにより、着磁対象の磁石の保持力を下げることができ、磁石の着磁をより容易に行うことを可能にする。
【０９２８】
なお、上記の各着磁装置１３４０，１３５０を用いた磁石製造過程では、着磁工程の前に、着磁後にＮＳ極が交互に現れる任意の形状に磁石を集合させて磁石集合体とする工程が設定されていてもよい。
【０９２９】
図１５４（ａ），（ｂ）及び図１５５で説明した着磁装置１３４０，１３５０では、円形状の内側着磁鉄心１３４１，１３５１において複数のスロット１３４４，１３５４を円周状に所定ピッチで配置したが、これを変更し、複数のスロット１３４４，１３５４を直線状に所定ピッチで配置する構成であってもよい。すなわち、各着磁装置において、互いに対向する一対の着磁鉄心の対向面を直線状に配置し、一方の着磁鉄心に、所定間隔でスロットを設けるとともに、そのスロットに着磁コイルを巻装する構成とする。また、一対の着磁鉄心間の隙間を磁石挿入空間とし、その磁石挿入空間に、着磁対象となる磁石をセットするとよい。
【０９３０】
この場合、配向円の曲率半径が比較的大きい磁石１４４０の着磁を行う着磁装置と、配向円の曲率半径が比較的大きい磁石１４５０の着磁を行う着磁装置とでは、着磁コイルを巻装していない側の着磁鉄心（第１着磁鉄心）について、その厚み寸法（一対の着磁鉄心が並ぶ方向の厚さ寸法）を相違させる。すなわち、磁石１４４０の着磁を行う着磁装置では、第１着磁鉄心の厚さ寸法が、着磁コイルの距離ピッチよりも小さい寸法となっているのに対し、磁石１４５０の着磁を行う着磁装置では、第１着磁鉄心の厚さ寸法が、着磁コイルの距離ピッチよりも大きい寸法となっている。
【０９３１】
（第１４実施形態）
次に、第１４実施形態における回転子１６００を説明する。図１５６に示すように、回転子鉄心１６１０には、ｄ軸を跨ぎ、かつその両側に円弧状に延びるようにして磁石収容孔１６１１が形成され、その磁石収容孔１６１１内に磁石１４６０が収容されている。磁石収容孔１６１１及び磁石１４６０は、その横断面が円弧状をなしており、回転子鉄心１６１０の外径から見て磁石１６４０までの距離が、ｑ軸からｄ軸に向かうにつれ徐々に遠ざかるように設定されている。要するに、磁石１６４０は、ｄ軸上で回転子鉄心１６１０の外周面から最も離れ、かつｑ軸に向かうにつれて回転子鉄心１６１０の外周面に近づくような、径方向内側に向かって凸となる凸形状をなしている。磁石収容孔１６１１及び磁石１４６０は、ｄ軸に対して線対称に設けられている。
【０９３２】
磁石１４６０は、径方向の内外に並ぶ一対の対向面が、磁束が流出又は流入する作用面１４６１ａ，１４６１ｂとなっており、その作用面１４６１ａ，１４６１ｂは、ｄ軸を中心に描いた円弧状をなしている。なお、図１５６の構成において、１磁極における磁石１４６０の作用面１４６１ａが、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。
【０９３３】
また、磁石１４６０は、ｄ軸を含むｄ軸近傍領域１４６２ａと、そのｄ軸近傍領域１４６２ａを挟んで両側の外側領域１４６２ｂとで配向方向が相違している。具体的には、ｄ軸近傍領域１４６２ａでは、ｄ軸に平行な方向に配向方向が定められているのに対し、外側領域１４６２では、回転子鉄心１６１０の外周面側でｄ軸に近づくような向きで、ｄ軸に対して傾く方向に配向方向が定められている。
【０９３４】
この場合、ｄ軸近傍領域１４６２ａの範囲は、ｄ軸を中心として周方向の両側に所定角度で定められている。具体的には、ｄ軸近傍領域１４６２ａの範囲は、回転子鉄心１６１０の中心を通るｄ軸を中心とする角度θｃで定められる範囲であり、角度θｃは電気角で３２．７度であることが望ましい。３相巻線を有する固定子１７００において例えば多く流通している８極４８スロット、すなわち１極に対し６スロットを備え、かつ固定子巻線１７２０を分布巻とする回転電機の場合には、１極に対して６回、すなわち１極対に対しては１２回のスロットを跨ぐために１１次乃至１３次の高調波が生じる。この点、ｄ軸近傍領域１４６２ａを電気角３２．７度（すなわち、３６０度を次数１１で割った角度）の範囲で定める構成とすれば、１１次の高調波成分を、磁石１４６０と固定子巻線１７２０とにより起こる逆起電力成分から無くすことができる。
【０９３５】
ｄ軸近傍領域１４６２ａを３２．７度より大きい角度で設定する場合、多量な磁束量により高調波成分の振幅が大きくなる。これに対して、ｄ軸近傍領域１４６２ａを３２．７度より小さい角度で設定する場合、その角度よりも大きく設定された場合の高調波成分よりも矮小な磁束量により、高調波成分の振幅が小さくなる。
【０９３６】
なお、ｄ軸近傍領域１４６２ａの範囲（角度θｃ）を、電気角で３２．７度以下かつ１．０度以上のいずれかの角度で設定してもよい。例えば、角度θを電気角で２７．７度（すなわち、３６０度を次数１３で割った角度）としてもよい。この場合、１３次の成分を好適に排除できる。また、ｄ軸近傍領域１４６２ａの範囲（角度θｃ）を、電気角で３２．７度以下かつ２７．７度以上のいずれかの角度としてもよい。
【０９３７】
（第１５実施形態）
次に、回転電機１５００の通電制御について説明する。まずは図１５７の電圧ベクトル図を用いて、本実施形態における空間ベクトル制御に関して説明する。図１５７には、ｄ軸上に磁石磁束Ψが任意に設定されており、ｑ軸上に、磁石磁束Ψに対してフレミングの法則によりトルクを無駄なく出力でき、電気角でｄ軸に直交するｑ軸電流Ｉｑが記載されている。この状態を、回転子１極分で図１５８に示す。図１５８では、回転子鉄心１６１０において２つの磁石１４７０が略Ｖ字状に配置されている。なお、２つの磁石１４７０は、略Ｖ字状でなく、ｄ軸に直交する方向に一直線状に配置されていてもよい。磁石１４７０では、図１４７に示す磁石１４１０、図１４９に示す磁石１４２０、図１５０に示す磁石１４３０、図１５１に示す磁石１４３３、図１５２（ａ），（ｂ）に示す磁石１４４０，１４５０と同様に、径方向の内外に並ぶ一対の対向面が、磁束が流出又は流入する磁束作用面（第１作用面１４７１ａ，１４７１ｂ）となり、ｑ軸側の端面も同様に磁束が流出又は流入する磁束作用面（第２作用面１４７１ｃ）となっている。
【０９３８】
図１５８では、２つの磁石１４７０の中央であるｄ軸がＮ極である場合において、そのｄ軸線上における固定子巻線１７２０の導線１７２１に、紙面手前側に向かって電流を流すことにより、ｄ軸に直交する磁界Φａが回転子１６００に供給され、回転子１６００が半時計回りに回転する。
【０９３９】
一方、図１５９（ａ）には、ｑ軸の成分による磁界Φｂ，Φｃが描かれている。この磁界Φｂ，Φｃによって、回転子鉄心１６１０の表面近くでありかつｑ軸付近の部分１６２８が磁気飽和する。この状態を図１６０に示す。図１６０において、電流位相を磁石磁束Ψに対してβとすると、βが９０度から２７０度の状態で、磁気飽和を促すｄ軸電流Ｉｄ（すなわち、負の方向のｄ軸電流Ｉｄ）による磁界が生じることとなる。
【０９４０】
ここで、第２作用面１４７１ｃは、第１作用面１４７１ａ，１４７１ｂよりも回転子鉄心１６１０の外周に近い位置に、磁気飽和領域に面するように設定される。図１５９（ａ）において、第２作用面１４７１ｃを通る磁気回路では、磁気飽和がコントロールされることにより磁気抵抗値が変化する。そのため、磁気回路を図１５９（ｂ）の等価回路図で表現すると、磁気飽和領域が可変抵抗器Ｒ３として機能する。つまり、第２作用面１４７１ｃを通る磁石磁束を、可変抵抗器Ｒ３の磁気抵抗を上下させることにより可変磁束とすることができる。この場合、磁石としてはパーミアンスが可変されたことと同義となるから、結果的に、電磁石のように可変磁束を行えることとなる。
【０９４１】
ｑ軸上の磁気飽和領域を可変抵抗器Ｒ３として機能させることにより、ｑ軸上のＬｄ・Ｉｄの磁束による弱め界磁制御が可能となり、力行動作の回転数範囲を拡張することが可能となる。また、力行動作の回転数範囲を広げる制御範囲を拡張することができる。図１６０には、ｑ軸上に、通例埋め込み磁石型で生じる磁石磁束Ψを示すとともに、説明の便宜上、重ならないようにしてＬｄ・Ｉｄの磁束を示している。この制御は、電流通電位相のコントロール機構を備えるインバータ１９００（図１６１（ａ）参照）や制御装置１９３０（図１６２参照）により実施される。
【０９４２】
このとき、前述した磁石磁束Ψの増加分の逆数だけ、固定子巻線１７２０の巻数を少なくする設定と組み合わせると、高速化による電流制御性が、電気的時定数の低下により改善するので、一層好適である。
【０９４３】
回転電機駆動システムの概要を示す図１６１（ａ）を用いて、インバータ１９００の構成を説明する。インバータ１９００は、相巻線の相数と同数の上下アームを有する電力調整部としてのインバータブリッジ１９１０を備えている。インバータ１９００は、インバータブリッジ１９１０における上下アームの各スイッチＳｐ，Ｓｎのオンオフにより、固定子巻線１７２０の各相巻線における通電電流を調整する。インバータブリッジ１９１０には、直流電源１９５０と平滑コンデンサ１９５５とが並列に接続されている。直流電源１９５０は、例えば複数の単電池が直列接続された組電池により構成されている。
【０９４４】
制御部としての制御装置１９３０は、ＣＰＵや各種メモリからなるマイコンを備えており、回転電機１５００における各種の検出情報や、力行駆動及び発電の要求に基づいて、インバータ１９００における各スイッチＳｐ，Ｓｎのオンオフにより各相の通電制御を実施する。回転電機１５００の検出情報には、前記レゾルバ（１６０２，１６０３）の角度検出器により検出される回転子１６００の回転角度や、電圧センサにより検出される電圧、電流センサにより検出される各相の通電電流が含まれる。
【０９４５】
なお、回転子角度センサとしてレゾルバが用いられることにより、従来よりも広い制御範囲を持つ本実施形態の回転電機１５００を、高温条件下でより高精度に制御することが可能となる。
【０９４６】
インバータブリッジ１９１０は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相において上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの直列接続体をそれぞれ備えている。各相の上アームスイッチＳｐの高電位側端子は直流電源の正極端子１９１１に接続され、各相の下アームスイッチＳｎの低電位側端子は直流電源の負極端子１９１２に接続されている。各相の上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点には、それぞれＵ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線の一端が接続されている。これら各相巻線は星形結線（Ｙ結線）されており、各相巻線の他端は中性点にて互いに接続されている。制御装置１９３０は、インバータブリッジ１９１０の各スイッチＳｐ，Ｓｎを操作する操作信号を生成して出力する。より具体的には、制御装置１９３０は、インバータブリッジ１９１０における各相電圧の指令電圧及び三角波等の周期的搬送波に基づく、搬送波の周期毎の両者の大小比較により、pulse-width modulation (PWM)信号を生成し、そのＰＷＭ信号により各スイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフして各相巻線の通電電流を制御する。
【０９４７】
固定子巻線１７２０では、各相に設けられたスイッチＳｐ，Ｓｎによりその通電位相が制御され、特にこの場合、ｄ軸に直交する磁束を発生させる第１の位相を有する各相電流（すなわち、ｑ軸電流Ｉｑを生じさせる電流）に加えて、その第１の位相とは異なる第２の位相を有する各相電流（すなわち、ｄ軸電流Ｉｄを生じさせる電流）が流れるように位相制御が実施される。これにより、図１５９（ａ）に示す、第２作用面１４７１ｃの磁石磁路でありかつ回転子鉄心１６１０のｑ軸付近の部分１６２８において、ｄ軸電流Ｉｄにより磁気飽和の状態が可変制御される。この場合、進角制御によりｄ軸電流Ｉｄが与えられ、そのｄ軸電流Ｉｄにより生じる磁束により磁気飽和状態と非磁気飽和状態とが可変に制御されるとよい。
【０９４８】
制御装置１９３０は、ｄ軸に直交する磁束を発生させる電流位相の電流（図１５８参照）と、ｄ軸に直交する磁束を発生させる電流位相とは異なる電流（図１５９（ａ）参照）とを適切に制御することにより、隣り合う各磁極ペアにおける第２作用面１４７１ｃの間の鉄心部分が磁気飽和する状態と磁気飽和しない状態とを可変に制御するとよい。この場合、トルク指令値や回転電機１５００の回転速度に基づいて、磁気飽和状態と非磁気飽和状態とを可変に制御するとよい。
【０９４９】
例えば低トルクかつ高回転域において磁気飽和状態とし、それ以外で非磁気飽和状態とする。より具体的には、図１６１（ｂ）に示すトルク特性において、制御切替線Ａ１を定めておき、その制御切替線Ａ１よりも高回転側の領域Ａ２において磁気飽和を生じさせる制御を実施するとよい。
【０９５０】
例えば、ｄ軸電流Ｉｄの位相（第２位相）を、ｑ軸電流Ｉｑの位相（第１位相）に対して進み位相とし、位相差角度が５０°以下にすることが望ましい。
【０９５１】
図１６２には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相電流を制御する制御処理が示されている。ここではＵ，Ｖ，Ｗ相側の制御処理について説明する。
【０９５２】
電流指令値設定部１９３１はトルク−ｄｑ変換マップを用い、回転電機１５００に対する力行トルク指令値又は発電トルク指令値や、回転子１６００の回転電気角θを時間微分して得られる電気角速度ωに基づいて、ｄ軸の電流指令値とｑ軸の電流指令値とを設定する。ｄｑ変換部１９３２は、相ごとに設けられた電流センサによる３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）それぞれの電流検出値（各相電流）を、界磁方向をｄ軸とする直交２次元回転座標系の成分であるｄ軸電流とｑ軸電流とに変換する。詳細は公知なので省略する。
【０９５３】
フィードバック制御部１９３３は、ｄ軸電流をｄ軸の電流指令値にフィードバック制御するための操作量として、上記ｄ軸電流とｄ軸電流指令値との偏差量にＰＩ（Proportional-Integral）ゲインを施して補正指令量、すなわち、ｄ軸の指令電圧を算出する。また、ｑ軸電流フィードバック制御部１９３４は、ｑ軸電流をｑ軸の電流指令値にフィードバック制御するための操作量として、上記ｑ軸電流とｑ軸電流指令値との偏差量にＰＩゲインを施して補正指令量、すなわち、ｑ軸の指令電圧を算出する。
【０９５４】
２相⇒３相変換部１９３５は、ｄ軸及びｑ軸の指令電圧を、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の指令電圧に変換する。なお、上記の各部１９３１〜１９３５が、ｄｑ変換理論による基本波電流のフィードバック制御を実施するフィードバック制御部であり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の指令電圧がフィードバック制御値である。
【０９５５】
そして、操作信号生成部１９３６は、周知の三角波キャリア比較方式を用い、３相の指令電圧に基づいて、インバータの操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部１９３６は、３相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号（搬送波）との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号（デューティ信号）を生成する。ドライバ１９３７は、操作信号生成部１９３６で生成されたスイッチ操作信号に基づいて、インバータブリッジ１９１０における各３相のスイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフさせる。
【０９５６】
本実施形態の回転電機１５００では、強力な磁石を採用することと、その磁束増分の逆数倍の固定子巻線１７２０の調整を行うことにより、インダクタンスが所定値より低くなることが考えられる。かかる場合には、図１６１（ａ）のインバータブリッジ１９１０と固定子巻線１７２０との間に、インダクタンスの低下分（前記所定値までの差分）を埋めるインダクタンスを有する電流センサを設けるとよい。この構成によれば、電流フィードバック構成部品である電流センサをインダクタとしても機能させることができ、一層効果的である。
【０９５７】
本実施形態では、周期的搬送波の周波数、すなわち、インバータ１９００における各スイッチのスイッチング周波数を定めるキャリア周波数が１５ｋＨｚを超える周波数に設定されている。これにより、可聴域範囲から外れる領域でＰＷＭ制御が行われることになり、キャリア音が耳障りとならない回転電機駆動システムを提供できる。本実施形態の回転電機１５００では、上記構成の回転子１６００を採用したことにより、従来の回転電機に比べてインダクタンスが低くなり、高いキャリア周波数での制御が実現可能となっている。
【０９５８】
また、本実施形態の回転電機１５００では、従来と比べて磁石磁束が高く、かつ低インダクタンスであるため、その回転電機１５００を用いた回転電機駆動システムでは、電流制御マップが、磁石トルクとリラクタンストルクとのうち磁石トルク寄り（つまりＩｑ寄り）に設定されている。
【０９５９】
埋め込み磁石型回転電機のトルクＴは、一般的にｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑ、ｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑ、磁石磁束Ψを用いて、以下式で示される。Ｔ＝Ｉｄ・Ｉｑ・（Ｌｄ−Ｌｑ）＋Ψ・Ｉｑ      …（１００３）
式（１００３）の右辺において、第１項はリラクタンストルクに相当し、第２項は磁石トルクに相当する。
【０９６０】
図１６３には、ｄ軸を基準とする回転子１６００の回転電気角θが９０〜１８０度となる範囲において、リラクタンストルクと磁石トルクと総トルクとの推移がそれぞれ示されている。なお、ｄ軸上の位相角度を０度としている。図１６３には、リラクタンストルクが破線で示され、磁石トルクが一点鎖線で示され、総トルクが実線で示されており、太線で示される各トルクが、式（１００３）で示される従来のトルクである。
【０９６１】
図１６３において、従来の総トルクは、後述する電流位相が１３５度付近で最大となることが伺える。これに対し、本実施形態では、図１６３中の細線で示されるように、従来よりもｑ軸電流Ｉｑの項（式（１００３）の右辺第２項）に偏って総トルクが発現するものとなっている。こうした特性が得られるため、特に弱め界磁制御を積極的に行わない高速回転領域や、例えば−２０℃といった極低温であるためにベアリングオイルの粘性が高く瞬間的に大トルクを必要とする場合、すなわちＩｄ成分が小さい領域において、積極的にＩｑ成分を使うことで効果的な制御が可能となる。
【０９６２】
本実施形態の磁石（例えば磁石１４７０）を利用した場合、電流ベクトル、すなわちｄ−ｑ座標におけるｄ軸電流ベクトルとｑ軸電流ベクトルとから構成される電流ベクトルの位相である電流位相βを１３５°（図１６２参照）とする通電よりも、電流位相βを９０〜１３５°の範囲内とする通電の方がトルクが大きいことになる。β９０より大きい電流位相角度の力行範囲では、力率がインダクタンスによるインピーダンスにより低下することが一般的に課題となっており、インバータ１９００や回転電機１５００よりも前段である直流電源１９５０側の負担が大きくなっている。本実施形態においては、電流位相βを１３５°未満としてトルク最大値を設定することができ、電流位相βを１３５°より９０°近くに設定する範囲を大幅に増やすことができる。そして、回転電機駆動システムにおいて、トルク最大値における回転電機１５００とインバータ１９００とが成す力率によって決まる回転電機以前の電流容量を小さくすることができる。
【０９６３】
本実施形態では、およその場合に好適な影響を与えるものとなっているが、用途によっては、インダクタンスの低下が悪影響を与えることも考えられる。例えば、４ｋＨｚ程度のキャリア周波数で制御しなければならない場合である。このような場合に備えて、ＰＷＭフィードバック制御以外の制御が可能になっているとよい。
【０９６４】
つまり、制御装置１９３０は、インバータブリッジ１９１０における指令電圧及び搬送波に基づいてＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号により各スイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフして巻線通電電流を制御する第１通電制御部１９３０Ａ（図１６１（ａ）参照）と、回転子１６００の回転電気角θ（あるいは電気角速度ω）と各スイッチの複数のオンオフパターンとが関係付けられたパターン情報に基づいて、現在の回転子１６００の回転電気角θに基づいて、対応するオンオフスイッチングパターンを読み出し、そのオンオフスイッチングパターンにより各スイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフして巻線通電電流を制御する第２通電制御部１９３０Ｂと、を有しているとよい。
【０９６５】
具体的には、制御装置１９３０のメモリに、低電流制御域のオンオフスイッチングパターンを記憶しておく。これにより、オームの法則から計算される電流値とかけ離れた数アンペアの制御、またはゼロアンペアの制御を、安定して行うことができるようになる。本実施形態の構成によれば、状況に応じた適宜の駆動方式の切り替えが可能となっている。
【０９６６】
オンオフスイッチングパターンにより各スイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフして巻線通電電流を制御する第２通電制御として、１２０度矩形波通電制御、１５０度矩形波通電制御、１８０度矩形波通電制御などの矩形波通電（図１７３参照）を実施することも可能である。
【０９６７】
また、本実施形態における回転子１６００では、磁石の配向工夫による減磁耐力の向上に加え、回転子表面の表面磁束密度をコントロールすることによるトルク増加の実現が可能となっている。これについて以下に詳述する。
【０９６８】
ここでの説明では、回転子１６００として例えば図１６５の構成を想定する。この場合、図１６５に示す回転子１６００は、回転子鉄心１６１０に、図１５２（ｂ）で説明した磁石１４５０が埋め込まれた構成となっている。ただし、既述した特異な磁石配向を有するものであれば、他の磁石を用いる構成であってもよい。また、図１６４には、磁石１４５０により生じる回転子１６００の表面磁束密度波形を示す。なお、実線は磁石１４５０による磁束波形であり、破線が１次磁束波形（基本波磁束の波形）であり、一点鎖線が３次磁束波形（３次高調波磁束の波形）である。
【０９６９】
磁石１４５０は、固定子１７００（すなわち、電機子）に対する鎖交磁束として、ｄ軸において同じ極性の１次波形と３次波形とが合成された磁石磁束を生じさせるものとなっており、例えば図１６４では電気角９０度となるｄ軸上において１次波形と３次波形とが共に正極性となっている。この場合、磁石１４５０の磁束密度波形は、１次磁束波形に対して、位相を６０度ずらした３次高調波磁束が重ね合わされてなる磁束密度波形となっている。つまり、磁石１４５０の磁束密度波形は、ｄ軸上の磁束密度が、破線で示す１次波形の磁束密度よりも高くなり、また１次波形に比べてｄ軸側に集約されている。
【０９７０】
この磁束波形を実現することにより、回転電機１５００におけるトルク増加が可能となる。この場合、通例用いられる正弦波の極異方配向、またはそれを目的としたハルバッハ配列等の磁石配置よりも、大きなトルクを出すことができる。回転電機１５００では、１２０度矩形波通電モード、１５０度矩形波通電モード、１８０度矩形波通電モードなどが可能である。これらの矩形波通電が行われる場合には、３次高調波電流を含んだ電流により回転電機が制御されることが考えられるが、上記構成の磁石を用いることにより、良好なトルク出力を出すことができる。
【０９７１】
図１６４の表面磁束密度波形を生じさせるための磁石１４５０の構成を、図１６５を用いて説明する。磁石１４５０では、図１６５に示す配向円１３３６に沿った円弧状に磁化容易軸が揃えられ、これにより配向方向が定められている。この場合、配向円１３３６は、回転子のｑ軸上となり、かつ回転子鉄心１６１０の外周面（固定子側の周面）よりも遠方に離れた位置を、中心点１３３５とする円である。このような配向円１３３６に基づいて配向が行われることにより、磁石１４５０の存在する領域では、配向円１３３６の中心点１３３５が回転子鉄心１６１０の外周面上に定められる場合又はその外周面付近に定められる場合に比べて円弧が大径となる。そのため、磁石１４５０のｑ軸側端面（第２作用面１４５１ｃ側）からｄ軸方向に向かう向き、すなわちｑ軸に直角又は直角に近い角度で交差する向きで、磁石配向を行わせることが可能になっている。磁石１４５０では、固定子側の第１作用面１４５１ａにおいてｄ軸側に偏るようにして磁束が発生する。
【０９７２】
磁石１４５０における磁束分布を、横軸を回転子表面角度位置にして表すと、正弦波状よりもｄ軸上での波高部が盛り上がり、かつ波高ピーク部分の両脇が凹んだような分布、すなわち図１６４に示す磁束分布となる。これを周波数分析すると、基本波の３倍調波が混在していることは明らかである。
【０９７３】
配向円１３３６の中心点１３３５の位置を調整することで、３次高調波の割合を調整することが可能となる。この場合、中心点１３３５を遠くすること（すなわち回転子表面から離すこと）により、３次成分が増加する。
【０９７４】
配向円１３３６の中心点１３３５を、ｑ軸線上以外の位置にすることも可能である。つまり、配向円１３３６の中心点１３３５を、図１６５のｑ軸よりも右側又は左側とする。この場合、ｄ軸上の位置を中心点１３３５とする配向円１３３６と、ｄ軸からずれた位置を中心点１３３５とする配向円１３３６とを混在させた配向磁場中で配向を行うとよい。これにより、３次以外の成分を含んだ配向磁石を作り込むことが可能になる。なお、３次高調波の位相は６０度に限定するものではなく、前後に変位していてもよい。例えば５０度から７０度の間の任意の角度とすることが可能である。
【０９７５】
磁石１４５０の具体的な構成として、１磁極内において、回転子鉄心１６１０の中心を通るｄ軸を中心とし、かつ電気角で１２０度以下かつ７２度以上の角度範囲に磁束作用面を集中させることが望ましい。この場合、多相モータとして一般的な電気角で１２０度に固定子巻線１７２０が配列された構成に対して、固定子巻線１７２０の１相内で磁束作用面を完結させることにより、余計な高調波が出なくなる。そのため、ｄ軸磁束を使う電流制御において、ｄ軸部の磁束最大値により良好にフレミングの法則により力を出せるようになる。なお、相手となる固定子１７００は、例えばリラクタンス差の少ないスロットレス構造、コアレス構造であることが、より一層望ましい。
【０９７６】
（第１６実施形態）
図１６６に、本実施形態の回転子１６００の構成を示す。図１６６において、回転子鉄心１６１０には、ｄ軸を跨ぎ、かつｄ軸を挟んで線対称な形状を有する磁石収容孔１６１１が形成されており、この磁石収容孔１６１１は、回転子鉄心１６１０の軸方向に直交する横断面が、略矩形かつ固定子１７００に向けて凸状となる形状を有している。
【０９７７】
この磁石収容孔１６１１には、ｄ軸において回転子鉄心１６１０の外周面（固定子１７００とのエアギャップ面）に突出する凸形状をなす磁石１４８０が設けられている。磁石１４８０は、回転子鉄心１６１０の外周面から磁石１４８０までの径方向距離が、ｄ軸からｑ軸に向かうにつれ徐々に大きくなるように設定されており、ｄ軸のエアギャップ面に向けて凸形状となっている。つまり、磁石１４８０は、ｄ軸側の部分が最も固定子巻線に近く、かつｑ軸に近づくほど固定子巻線から遠ざかるように配置されている。この場合、磁石１４８０は、横断面が逆Ｕ字状をなすものとなっており、磁石１４８０の径方向外側面及び径方向内側面の両面はいずれも、ｄ軸から離れるほど、鉄心外周面からの径方向距離が次第に大きくなる構成となっている。なお、磁石１４８０は、横断面が逆Ｖ字状をなすものであってもよい。
【０９７８】
また、磁石１４８０では、配向方向が、磁石１４８０のｄ軸の頂点に向かうように定められており、回転子鉄心１６１０の内径側から磁束を集めるように配向されていることが特徴である。磁石１４８０の配向方向は、円弧状をなし、概ね磁石１４８０の長手方向に沿うように定められている。この場合特に、磁石１４８０は、固定子１７００に対向する方向の寸法（すなわち径方向における最長磁石長さＬａ）よりも長い磁石磁路を有するものとなっている。これにより、ｄ軸における磁石磁束の強化が可能となる。
【０９７９】
磁石１４８０においては、長手方向の両方の端面１４８１と磁石中央の頂部１４８２とが、磁束が流出又は流入する磁束作用面となっている。つまり、磁石１４８０では、固定子巻線に最も近い磁石外面（頂部１４８２）と、固定子巻線から最も遠い磁石外面（１４８１）とが、それぞれ磁束の流入流出面となる一対の作用面となっている。ｄ軸付近（頂部１４８２付近）においては、配向方向がｄ軸に平行又は平行に近い向きとなっていることが好ましい。この場合、磁石中央部が高いパーミアンスとなるように構成されている。本構成においては、磁石１４８０の厚肉となる方向に長い磁石磁路を形成することで、減磁耐力の向上を図ることができる。
【０９８０】
また、図１６６において、符号１６３１，１６３２は、磁石収容孔１６１１と磁石１４８０の外周面および内周面との空間、又は該空間内に非磁性材料が充填された非磁性部（フラックスバリア）である。つまり、磁石１４８０の内側面と、頂部１４８２を除く部位である外側面とは、磁束の流出及び流入のない非作用面となっており、その非作用面に隣り合わせとなる位置に非磁性部１６３１，１６３２が設けられている。
【０９８１】
なお、図１６６の構成において、１磁極における磁石１４８０の固定子側周面が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。磁石１４８０の固定子側周面のうち、非磁性部（フラックスバリア）に面する部分は、除外されている。
【０９８２】
図１６６の構成によれば、磁石１４８０は、回転子鉄心１６１０の内径に広がるスペースに対してその磁石磁路を長く持つことができる。この場合、磁石１４８０は、回転子鉄心１６１０における配置可能スペースを大きく用いて配置される。回転子鉄心１６１０では、ｑ軸近傍の部分１６３３が磁石減磁の可能性が高い領域となっているが、磁石１４８０は、部分１６３３から離間させた位置に設けられ、その上で磁石磁路が確保されている。これにより、減磁耐力を強くすることができる。
【０９８３】
また、磁石１４８０は、その径方向内側を円弧状に凹ませて横断面を逆Ｕ字状にしたため、例えば径方向内側を凹ませていない形状（かまぼこ状）にするよりも磁石重量を少なくすることができ、高いパーミアンスの磁石を提供することができる。
【０９８４】
なお、図１６６の構成では、磁石１４８０のｄ軸方向の外径および内径を、ｄ軸に直交する方向の外径および内径よりも大きくした半楕円形状としたが、これを変更し、磁石１４８０のｄ軸方向の外径および内径を、ｄ軸に直交する方向の外径および内径よりも小さくした半楕円形状としたり、磁石１４８０のｄ軸方向の外径および内径とｄ軸に直交する方向の外径および内径とを同じにする半円形状としたりしてもよい。
【０９８５】
図１６７（ａ），（ｂ）には、磁石１４８０の端部におけるｄ軸に直交する方向の外径寸法（すなわち、楕円形状の磁石１４８０における長径を一定にした場合の長径と短径との比率）を互いに異ならせた構成を、磁石１４８０Ａ、磁石１４８０Ｂとしてそれぞれ示す。なお、図１６７（ａ）〜（ｃ）において図の左右方向の中央がｄ軸である。磁石１４８０Ｂでは、その端部の短径ｔ２が磁石１４８０Ａの端部の短径ｔ１よりも短くなっている。この場合、ｄ軸に直交する方向の径（ｄ軸直交寸法）に対する磁石１４８０のｄ軸方向の径（ｄ軸寸法）の比率（ｄ軸寸法／ｄ軸直交寸法）は、磁石１４８０Ｂの方が大きい。そのため、磁石１４８０Ａ，１４８０Ｂを比べると、磁石１４８０Ｂの方がｄ軸に対する傾きがより急峻になっている。
【０９８６】
また、図１６７（ｃ）は、直線配向の複数の磁石１４８４ａ，１４８４ｂ，１４８４ｃ（すなわち配向方向が直線である磁石）を用いて磁石アセンブリ１４８０Ｃを構成している。磁石アセンブリ１４８０Ｃは、複数の磁石１４８４ａ，１４８４ｂ，１４８４ｃを一体化させた磁石集合体として構成されており、図１６６に示す磁石１４８０に類するものとなっている。すなわち、磁石アセンブリ１４８０Ｃは、ｄ軸を跨ぐ位置に設けられ、ｄ軸に直交する向きに延びる中央磁石１４８４ａと、その中央磁石１４８４ａの長手方向両端に接合される２つの端部磁石１４８４ｂ，１４８４ｃとからなる。２つの端部磁石１４８４ｂ，１４８４ｃは、ｄ軸に対して斜めとなり、かつ回転子鉄心１６１０の外周側ほど（図の上側ほど）ｄ軸に近づくようになる向きで中央磁石１４８４ａの両端に接合されている。
【０９８７】
すなわち、中央磁石１４８４ａおよび端部磁石１４８４ｂ，１４８４ｃは、固定子１７００（電機子）に向けて凸形状を有している。
【０９８８】
中央磁石１４８４ａの配向方向は、中央磁石１４８４ａの長手方向に直交しており、ｄ軸に平行となる向きである。また、２つの端部磁石１４８４ｂ，１４８４ｃの配向方向は、端部磁石１４８４ｂ，１４８４ｃの長手方向と同じ向きであり、ｄ軸に対して斜めとなる向きである。中央磁石１４８４ａでは、長辺側の一対の対向面が磁束作用面となっているのに対し、端部磁石１４８４ｂ，１４８４ｃでは、長手方向の両端面が磁束作用面となっている。
【０９８９】
つまり、磁石アセンブリ１４８０Ｃでは、第１磁石である中央磁石１４８４ａが、第２磁石である端部磁石１４８４ｂ，１４８４ｃよりも固定子巻線に近い位置にｄ軸に対して垂直に交差する向きで配置されるとともに、端部磁石１４８４ｂ，１４８４ｃが、ｑ軸に近づくほど固定子巻線から遠ざかるように配置され、固定子巻線に最も近い磁石端面１４８５ａと、固定子巻線から最も遠い磁石端面４８５ｂとが、それぞれ磁束の流入流出面となる一対の作用面となっている。
【０９９０】
磁石アセンブリ１４８０Ｃにおいても、上記同様、ｄ軸での磁石磁束を強化し、パーミアンスを向上させることが可能となる。
【０９９１】
（第１７実施形態）
図１６８に、本実施形態の回転子１６００の構成を示す。図１６８において、回転子鉄心１６１０には、周方向に隣り合う２つのｄ軸（磁極中心）の間に、回転子鉄心１６１０の軸に直交する横断面において、径方向中心側に凸となる円弧状の磁石収容孔１６４１が形成されている。磁石収容孔１６４１は、磁極と同じ数だけ設けられている。本実施形態では、８つの磁石収容孔１６４１が設けられている。各磁石収容孔１６４１は、その両端がｄ軸付近に位置しており、隣り合う各磁石収容孔１６４１はｄ軸鉄心１６４２を挟んでそれぞれ設けられている。
【０９９２】
各磁石収容孔１６４１に、その磁石収容孔１６４１と同じ形状の磁石１４９０が収容されている。つまり、磁石１４９０は、磁石収容孔１６４１と同様に、径方向中心側に凸となる円弧状をなしている。磁石１４９０は、ｄ軸付近で回転子鉄心１６１０の外周面に最も近づき、ｑ軸で回転子鉄心１６１０の外周面から最も離れるように設けられている。この場合、磁石１４９０は、ｑ軸上を中心とし、かつ固定子巻線とは反対側（反固定子巻線側）、すなわち回転子鉄心１６１０に向かう側に凸となる円弧形状を有しており、その両端が、それぞれｄ軸付近に配置されている。本実施形態の回転子１６００では、周方向に隣り合う各ｄ軸間に、それぞれ１つずつの磁石収容孔１６４１及び磁石１４９０が設けられている。
【０９９３】
磁石１４９０では、配向方向が、磁石１４９０の長手方向に沿う向きで円弧状に定められており、長手方向の両方の端面１４９１が、磁束が流出又は流入する磁束作用面となっている。つまり、磁石１４９０では、両側の磁石端面であるｄ軸側端面が磁束作用面となっている。磁石１４９０における磁石磁路長は、その長手方向の長さ（円弧長）と略同じ長さとなっている。磁石１４９０は、磁石端部がｄ軸に位置し、そのｄ軸端部に向けて配向方向が定められていることが特徴である。この場合特に、磁石１４９０は、固定子１７００に対向する方向の寸法（すなわち径方向における最長磁石長さＬｂ）よりも長い磁石磁路を有するものとなっている。これにより、ｄ軸における磁石磁束の強化が可能となる。また、磁石１４９０の厚肉となる方向に長い磁石磁路を形成することで、減磁耐力の向上を図ることができる。なお、図１６８の構成によれば、表面磁石型に近い回転子特性が得られるものとなっている。
【０９９４】
また、回転子鉄心１６１０において、磁石収容孔１６４１（磁石１４９０）の径方向外側には空間又は非磁性材料が充填された非磁性部１６４３（フラックスバリア）が設けられている。つまり、磁石１４９０の外側面は、磁束の流出及び流入のない非作用面となっており、その非作用面に隣り合わせとなる位置に非磁性部１６４３が設けられている。回転子鉄心１６１０において、磁石収容孔１６４１とその外側の非磁性部１６４３との間には、それら両者を隔てるブリッジ１６４４が設けられている。
【０９９５】
上記構成の回転子１６００では、磁石１４９０のｄ軸に沿って配向がなされているため、極ピッチ円弧と磁極ごとの磁石磁路長とを略同一とすることができ、減磁に対して最も強い構成が得られる。なお、図１６８の構成において、１磁極における磁石１４９０の固定子側周面が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。
【０９９６】
（他の実施形態）
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。
【０９９７】
・回転電機１５００の回転子１６００における磁石配置として以下の構成を採用することも可能である。図１６９に示される回転子鉄心１６１０では、ｄ軸上の所定点を中心にして、その所定点からの距離が相違するｎ個の層（Ａ層、Ｂ層、Ｃ層、…ｎ層）が定められている。これら各層は、例えば同心円状に定められるとよい。この場合、層ごとに、永久磁石が配置される。各層の永久磁石は、同じ形状及び性能のものが配置されてもよいし、異なる形状又は性能のものが組み合わされて配置されてもよい。
【０９９８】
図１７０にその一例を示す。図１７０には、回転子鉄心１６１０に、図１５０で説明した磁石１４３０と、図１５２で説明した磁石１４４０とを組み付けた構成が示されている。すなわち、回転子鉄心１６１０のＡ層内に磁石１４３０が配置され、Ｂ層からＣ層にかけての領域に磁石１４４０が配置されている。この構成では、Ａ層内の磁石１４３０による端部減磁の抑制と、Ｂ−Ｃ層配置の磁石１４４０による最も外周側での減磁の抑制との効果が得られることとなる。なお、各層における永久磁石の組み合わせは任意である。
【０９９９】
なお、図１７０の構成において、１磁極における磁石１４４０の固定子側周面（Ｗｍ１＋Ｗｍ２）が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。
【１０００】
・配向工程に関わる具体的な構成を以下のように変更してもよい。図１７１（ａ），（ｂ）を用いて、配向工程に関わる具体的な構成を説明する。図１７１（ａ）は、配向工程（磁場中成形）で用いられる配向装置１３６０の概略構成を示す図であり、図１７１（ｂ）は、配向工程により作成される複数の磁石ＭＧを示す図である。
【１００１】
配向装置１３６０は、磁石ＭＧの作成に用いる金型１２８０を内包可能な大きさの磁場発生装置１３６１を備えている。磁場発生装置１３６１は、通電により内部に所定方向の磁束を生成するコイル１３６１ａを有しており、そのコイル１３６１ａの軸方向に対して、配向対象である磁石ＭＧの任意の平面に直交する法線Ｎが平行となるようにして、コイル１３６１ａ内に金型１２８０が配置される。この場合、磁場発生装置１３６１（コイル１３６１ａ）への通電により発生する配向磁場１３６２を金型１２８０に与え、その状態で、金型１２８０の磁石粉末に対する配向を実施することにより、配向率を高めつつ磁石ＭＧを作成することができる。
【１００２】
本実施形態においては、コイル１３６１ａを用いた磁場発生装置１３６１により強力な磁場を生み出すことができるため、磁石ＭＧの配向率が９０％以上と良好な状態になる。磁石ＭＧを、複数の磁石片を切り出し可能な大きさの磁石ブロックとして用い、その磁石ブロックに対する配向工程後に、任意の形状に切り出す工程を経て磁石を得るようにしてもよい。本構成の配向工程では、磁場発生装置１３６１において、コイル１３６１ａの軸方向に対して、磁石ＭＧの任意の平面に直交する法線Ｎが平行となるようにして金型１２８０が配置されるため、配向後の磁石ＭＧを、磁束作用面に対して角度を付けて切り出していくとよい。これにより、磁束作用面に対して角度が付いた配向方向を持つ永久磁石を得ることができる。図１７１（ｂ）に示される斜めの実線は磁石ＭＧの配向方向を示す。上記構成の配向工程によれば、例えば図１３７に示す磁石１４００を、高い配向率で好適に得ることができる。
【１００３】
図１７１（ａ）の構成では、磁場発生装置１３６１において、コイル１３６１ａの軸方向に対して、磁石ＭＧの法線Ｎが平行となるようにして金型１２８０が配置されるため、磁場発生装置１３６１を小型化が可能である。
【１００４】
・別の実施形態の回転電機駆動システムを図１７２に示す。図１７２の回転電機駆動システムでは、直流電圧を供給する直流電源１９５０とインバータブリッジ１９１０との間に、インバータブリッジ１９１０における入力電圧を制御可能とする電圧変換部を設け、制御装置１９３０が、矩形波電圧制御により固定子巻線の各相巻線の通電電流を制御することを特徴としている。電圧変換部は、電圧コンバータ１９６０と、電圧コンバータ１９６０への電圧入力ラインに設けられたスイッチング素子１９６４と、そのスイッチング素子１９６４を制御する電圧コントローラ１９６３とを有している。
【１００５】
電圧コンバータ１９６０は、１次コイル１９６１と２次コイル１９６２とを有している。２次コイル１９６２では、コイル巻数が１次コイル１９６１のコイル巻数よりも多く設定されている。ただし、本実施形態では昇圧が目的でないため、２次コイル１９６２のコイル巻数は１次コイル１９６１に比べて同等以上であればよい。１次コイル１９６１により発生された磁束が２次コイル１９６２に鎖交することにより、直流電源１９５０の電圧が２次コイル１９６２を通してインバータブリッジ１９１０に供給される。また、インダクタンスが所定以上に設定されており、直流電源１９５０側に挿入されたスイッチング素子１９６４のオンオフによる電圧変動が少なくなるように設定されている。この構成により、１次コイル１９６１により磁束が安定して送り込まれ、その磁束により２次コイル１９６２で二次側電圧が生成される（直流電圧が発電される）。これにより、インバータブリッジ１９１０は、スイッチング素子１９６４と１次コイル１９６１により作られる可変電圧により動作する。
【１００６】
電圧コントローラ１９６３は、例えば、固定子巻線１７２０の各相の相電流を読み込み、その相電流に基づいてスイッチング素子１９６４をデューティ制御する。これにより、インバータブリッジ１９１０への入力電圧が可変に制御される。この場合、高い電圧をキャリア周波数で投入するよりも１パルス当たりの電圧振幅が低く抑えられ、電圧振動による鉄損発生を大きく抑えることができる。
【１００７】
低インダクタンスとなる回転電機１５００では、所定のキャリア周波数により通電制御が実施される場合において制御が発散することが懸念される。この点、本実施形態の構成では、直流電源１９５０とインバータブリッジ１９１０との間において、インバータブリッジ１９１０への入力電圧が制御されることにより、電流変化が抑えられ、制御の発散を抑制できる。
【１００８】
制御装置１９３０は、矩形波電圧制御モードとして、例えば１２０度矩形波電圧制御モードを実施する。ただし、矩形波電圧制御はそれに限られず、矩形波の導通幅は１２０度以外に、１８０度以下で１２０度以上の任意の導通幅とすることが可能である。
【１００９】
本実施形態では、インバータブリッジ１９１０に入力される電圧が可変であり、各スイッチＳｐ，Ｓｎは、キャリア周波数に同期させず、前記レゾルバの信号に基づいて矩形波の操作信号に基づいてオンオフされる。例えば、図１７３（ａ）〜（ｃ）に示す１２０度矩形波電圧制御モードを実施する場合には、各相のスイッチを、電気角で１２０°のオン期間を有する矩形波パルスでオンするとともに、電気角で６０°の期間でオフすることを繰り返すことにより、全てのスイッチにおいて、１電気角周期につき３相の電圧を出力する際に合計１２回（相毎に４回）のオンオフが行われる。これにより、数ｋＨｚ以上が通例であるキャリア周波数に対して、インバータブリッジ１９１０でのスイッチング回数が格段に少なくなり、回転電機駆動システムにおけるスイッチング損失を大幅に低減することができる。また、固定子巻線のインダクタンスが小さくても電流リップルの発生が抑えられる。なお、上述したように、オン期間が電気角で１５０°なら１５０度矩形波電圧制御モードであり、オン期間が電気角で１８０°なら１８０度矩形波電圧制御モードである。
【１０１０】
本実施形態の回転電機１５００では、例えば図１４９に示されるように、磁石１４２０においてｑ軸からｄ軸に向かうように磁石配向がなされているため、１磁極内で磁極中央部（ｄ軸）に向かう磁束が多くなる。そのため、１８０°矩形波通電ではなく、１２０°矩形波通電との相性が良好である。
【１０１１】
図１７２の回転電機駆動システムは、第３〜第７実施形態にて説明した回転電機１００１（図８９〜図１３２で説明した構成）についても適宜の適用が可能である。
【１０１２】
・表面磁石型回転電機への適用も可能である。図１７９（ａ），（ｂ）は、表面磁石型の回転子２０１０の構成を示す図である。この回転子２０１０は、例えば図８９及び図９０示す回転電機１００１に用いることが可能である。
【１０１３】
図１７９（ａ）に示すように、回転子２０１０は、回転子コア２０１１と、回転子コア２０１１の外周面（すなわち固定子巻線の対向面）に固定された磁石２０１２とを有している。磁石２０１２は、互いに対向しかつ磁束の流入流出面となる一対の作用面２０１２ａ，２０１２ｂを有するとともに、その一対の作用面２０１２ａ，２０１２ｂの間における磁石厚さ寸法よりも長い長さの磁石磁路を有し、かつ磁化容易軸が磁石磁路に沿う向きとなるように配向がなされているものである。なお、図１７９の構成において、１磁極における磁石２０１２の作用面２０１２ａが、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。
【１０１４】
また、図１７９（ｂ）に示す回転子２０１０では、回転子コア２０１１の外周面に凹部２０１３が形成され、その凹部２０１３に一部が入り込む状態で磁石２０１２が固定されている。また、図１８０には、回転子コア２０１１においてｄ軸の両側に、磁石磁路の向きが非対称となる状態で磁石２０１２が固定された構成を示す。すなわち、磁石２０１２は、磁極ごとにｄ軸を挟んで両側となる部分を有し、その両側の部分において、ｄ軸に対して斜めとなり、かつ周方向に対する傾きが同じ方向となる磁石磁路が形成されたものとなっている。なお、図１８０の構成において、１磁極における磁石２０１２の固定子側周面が、１磁極における磁石部の周方向の幅寸法（Ｗｍ）に相当する。
【１０１５】
・上記実施形態では、磁石において互いに平行な一対の対向面を、一対の磁束作用面（一対の第１作用面）として設定したが、これを変更し、磁石において互いに非平行な一対の対向面を、一対の磁束作用面（一対の第１作用面）として設定することも可能である。この場合、磁石磁路が、一対の作用面のうち一方の作用面に対して非垂直の向きで交差し、かつ他方の作用面に対して垂直の向きで交差するようになっていてもよい。
【１０１６】
・回転電機を、回転界磁形の回転電機に代えて、回転電機子形の回転電機とすることも可能である。この場合、回転軸には電機子としての回転子が固定され、その回転子の径方向外側に、界磁子としての固定子が設けられる。回転子は、回転子コアとその外周部に固定された多相の電機子巻線とを有し、固定子は、固定子コアと、その固定子コアに固定された磁石とを有するものとなる。
【１０１７】
・本発明は、さらには発電機と電動機を選択的に使用し得る回転電機にも本発明を適用することができる。
【１０１８】
・回転電機に代えて、他の電動機又は電磁機械に本発明を適用することも可能である。例えば、移動体の直線移動を可能とするリニアモータに本発明を適用することが可能である。いずれにしろ、電動機又は電磁機械として、巻線に対向する位置に設けられ、巻線の通電により当該巻線に対する相対動作が可能である磁石を備え、複数の磁石が、相対動作の動作方向に極性を交互にして配置されている構成を有するものであればよい。
【１０１９】
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【符号の説明】
【１０２０】
１０…回転電機、４０…回転子（界磁子）、４２…磁石ユニット（磁石部）、５０…固定子（電機子）、５１…固定子巻線（電機子巻線）、５７…封止部材（導線間部材）、８１…導線群（導線部）、８２…導線（導線部）、８６…素線、１４２…突起部（導線間部材）、１４３…歯状部（導線間部材）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６】
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【図１０７】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
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【図１１１】
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【図１１２】
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【図１１３】
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【図１１４】
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【図１１５】
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【図１１６】
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【図１１７】
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【図１１８】
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【図１１９】
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【図１２０】
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【図１２１】
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【図１２２】
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【図１２３】
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【図１２４】
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【図１２５】
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【図１２６】
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【図１２７】
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【図１２８】
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【図１２９】
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【図１３０】
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【図１３１】
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【図１３２】
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【図１３３】
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【図１３４】
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【図１３５】
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【図１３６】
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【図１３７】
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【図１３８】
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【図１３９】
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【図１４０】
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【図１４１】
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【図１４２】
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【図１４３】
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【図１４４】
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【図１４５】
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【図１４６】
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【図１４７】
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【図１４８】
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【図１４９】
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【図１５０】
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【図１５１】
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【図１５２】
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【図１５３】
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【図１５４】
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【図１５５】
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【図１５６】
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【図１５７】
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【図１５８】
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【図１５９】
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【図１６０】
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【図１６１】
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【図１６２】
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【図１６３】
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【図１６４】
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【図１６５】
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【図１６６】
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【図１６７】
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【図１６８】
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【図１６９】
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【図１７０】
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【図１７１】
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【図１７２】
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【図１７３】
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【図１７４】
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【図１７５】
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【図１７６】
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【図１７７】
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【図１７８】
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【図１７９】
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【図１８０】
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