(57)【要約】【課題】製造上の困難を低減できる界磁子を提供する。【解決手段】複数の第１界磁磁石４０及び複数の第２界磁磁石４１は回転軸Ｐの周りで交互に環状に配置されている。第１界磁磁石４０は回転軸Ｐを中心とした径方向に着磁される。第２界磁磁石４１は回転軸Ｐを中心とした周方向で径方向に着磁される。界磁子コア１０は軸方向で第１界磁磁石４０と第２界磁磁石４１が貫挿される。界磁子コア１０は分割界磁子コア２０，３０を有している。第１界磁磁石４０は分割界磁子コア２０，３０によって相互に反対側から挟まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸（Ｐ）の周りで環状に配置され、前記軸を中心とした径方向に磁極面を呈し、前記軸を中心とした周方向において隣り合う前記磁極面の極性が互いに異なる複数の第１界磁磁石（４０）と、
各々が、前記周方向で隣り合う前記第１界磁磁石の二者の間に配置され、前記周方向に磁極面を呈する第２界磁磁石（４１）と、
前記軸に沿う軸方向に沿って前記第１界磁磁石及び前記第２界磁磁石が貫挿される界磁子コア（１０）と
を備える界磁子であって、
前記界磁子コアは第１分割界磁子コア（２０）と第２分割界磁子コア（３０）を有し、
前記第１分割界磁子コアの少なくとも一部と前記第２分割界磁子コアとは、前記軸を中心とする径方向において前記第１界磁磁石（４０）を相互に反対側から挟み、
前記周方向で相互に対向する前記第２界磁磁石の前記磁極面同士は同極性である、界磁子。
【請求項２】
前記第２界磁磁石（４１）はその径方向において前記第１分割界磁子コア（２０）の少なくとも一部と前記第２分割界磁子コア（３０）とで挟まれる、請求項１に記載の界磁子。
【請求項３】
前記第１分割界磁子コア（２０）は前記第２界磁磁石（４１；４１１，４１２）を介して相互に径方向で対向する一対の面（２４，３４；２４２，３４２）を有する、請求項１又は２に記載の界磁子。
【請求項４】
前記第１分割界磁子コア（２０）は前記第１界磁磁石（４０）を介して相互に径方向で対向する一対の面（２２，３２）を有する、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の界磁子。
【請求項５】
前記第１分割界磁子コア（２０）は前記第２分割界磁子コア（３０）側において前記第１界磁磁石（４０）を覆う薄肉部を備え、前記薄肉部は前記一対の面の一方（３２，３４）を呈する、請求項４に記載の界磁子。
【請求項６】
前記第１分割界磁子コア（２０）は複数の第１の表面（２４１，２４２）を有し、前記第２分割界磁コア（２０）は複数の第２の表面（３４１，３４２）を有し、前記第１及び前記第２の表面は複数の前記第２界磁磁石（４１）の各々を介して前記径方向で相互に対向し、
前記第１分割界磁子コアは前記第１の表面の各々から前記第２分割界磁子コアへと向かって前記径方向に突出する複数の第１突部（２６）を有し、
前記第２分割界磁子コアは前記第２の表面の各々から前記第１分割界磁子コアへと向かって前記径方向に突出し、前記第１突部の各々と前記径方向で当接面において当接する複数の第２突部（３６）を有し、
前記当接面の複数はいずれも前記周方向に対して同じ側に傾斜し、
前記第１分割界磁子コア及び前記第２分割界磁子コアは前記当接面を除いて前記径方向で相互に離間している、請求項１又は２に記載の界磁子。
【請求項７】
前記第２界磁磁石（４１）の各々は当該第２界磁磁石を挟む前記第１界磁磁石（４０）の間で、前記軸の周りで隣り合う２つの第３界磁磁石（４１１）と第４界磁磁石（４１２）とを有し、
前記第１突部と前記第２突部は前記第３及び前記第４界磁磁石の間で当接する、請求項６に記載の界磁子。
【請求項８】
前記第１分割界磁子コア（２０）及び前記第２分割界磁子コア（３０）は前記軸方向に積層された複数の積層鋼板を有し、
前記第１分割界磁子コアが有する前記積層鋼板の第１圧延方向と、前記第２分割界磁子コアが有する前記積層鋼板の第２圧延方向とは相互に傾斜している、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の界磁子。
【請求項９】
前記第１圧延方向と前記第２圧延方向とは直交する、請求項８に記載の界磁子。
【請求項１０】
所定の軸（Ｐ）の周りで交互に配置される複数の第１界磁磁石（４０）及び複数の第２界磁磁石（４１）と、
前記軸に沿う軸方向に沿って前記第１界磁磁石及び前記第２界磁磁石が貫挿される界磁子コア（１０）と
を備え、
前記界磁子コアは第１分割界磁子コア（２０）と第２分割界磁子コア（３０）を有し、
前記第１分割界磁子コアと第２分割界磁子コアとは、前記軸を中心とした径方向において前記第１界磁磁石（４０）を相互に反対側から挟む界磁子を製造する製造方法であって、
着磁後に前記第１界磁磁石となる硬磁性の第１磁性体（４００）の複数及び着磁後に前記第２界磁磁石となる硬磁性の第２磁性体（４１０）の複数が固定された前記第１分割界磁コアに対して、
（ａ）前記第２分割界磁子コア（３０）を、前記軸を中心とした径方向で対面させ、前記第１分割界磁子コアに対して前記第１磁性体及び前記第２磁性体とは反対側から、前記軸を中心とした径方向において着磁用磁極面（６０ａ）の複数をそれぞれ前記第１磁性体の各々と対向させて、前記着磁用磁極面から着磁用磁界を発生させ、前記第１磁性体を着磁して前記第１界磁磁石を形成する第１工程と、
（ｂ）前記第２分割界磁子コアを除去した状態で、前記着磁用磁極面の複数をそれぞれ前記第１磁性体の各々と対向させ前記着磁用磁極面から前記第１工程と同じ極性で前記着磁用磁界を発生させ、前記第２磁性体を着磁して前記第２界磁磁石を形成する第２工程と
が実行される、界磁子の製造方法。
【請求項１１】
前記第２工程は前記第１工程の実行前に実行される、請求項１０に記載の界磁子の製造方法。
【請求項１２】
前記第２界磁磁石（４１）は前記径方向において前記第１分割界磁子コア（２０）の少なくとも一部と前記第２分割界磁子コア（３０）とで挟まれる、請求項１０又は１１に記載の界磁子の製造方法。
【請求項１３】
前記第１分割界磁子コア（２０）は前記第２界磁磁石（４１；４１１，４１２）を介して相互に径方向で対向する一対の面（２４，３４；２４２，３４２）を有する、請求項１０乃至１２のいずれか一つに記載の界磁子の製造方法。
【請求項１４】
前記第１分割界磁子コア（２０）は前記第１界磁磁石（４０）を介して相互に径方向で対向する一対の面（２２，３２）を有する、請求項１０乃至１３のいずれか一つに記載の界磁子の製造方法。
【請求項１５】
前記第１分割界磁子コア（４０）は前記第１分割界磁子コア（４１）側において前記第１界磁磁石（４１）を覆う薄肉部を備え、前記薄肉部は前記第１界磁磁石（４０）を介して相互に径方向で対向する前記一対の面（２２，３２）を形成する、請求項１４に記載の界磁子の製造方法。
【請求項１６】
前記第１分割界磁子コア（２０）は複数の第１の表面（２４１，２４２）を有し、前記第２分割界磁コア（２０）は複数の第２の表面（３４１，３４２）を有し、前記第１及び前記第２の表面は複数の前記第２界磁磁石（４１）の各々を介して前記径方向で相互に対向し、
前記第１分割界磁子コアは前記第１の表面の各々から前記第２分割界磁子コアへと向かって前記径方向に突出する複数の第１突部（２６）を有し、前記第２分割界磁子コアは前記第２の表面の各々から前記第１分割界磁子コアへと向かって前記径方向に突出する複数の第２突部（３６）とを有し、
前記界磁子において、前記第１突部の各々と前記第２突部の各々とは前記径方向で当接面において当接し、前記第１分割界磁子コア及び前記第２分割界磁子コアは前記当接面を除いて前記径方向で相互に離間しており、
前記周方向における前記第１表面の長さは前記周方向における前記第２突部の幅よりも広く、前記周方向における前記第２表面の長さは前記周方向における前記第１突部の幅よりも広く、
所定の鋼板において、前記第１突部と前記第２突部とを周方向にずらした位置関係で、前記軸方向から見た前記第１分割界磁子コア及び前記第２分割界磁子コアの形状を打ち抜いて、前記第１分割界磁子コアと前記第２分割界磁子コアについての積層鋼板を形成し、前記積層鋼板を前記軸方向に積層する、請求項１０又は１１に記載の界磁子の製造方法。
【請求項１７】
前記当接面の複数はいずれも前記周方向に対して同じ方向に傾斜している、請求項１６に記載の界磁子の製造方法。
【請求項１８】
前記第２界磁磁石（４１）の各々は当該第２界磁磁石を挟む前記第１界磁磁石（４０）の間で、前記軸の周りで隣り合う２つの第３界磁磁石（４１１）と第４界磁磁石（４１２）とを有し、
前記界磁子において、前記第１突部（２６）と前記第２突部（３６）は前記第３及び前記第４界磁磁石の間で当接する、請求項１６又は１７に記載の界磁子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は界磁子及び界磁子の製造方法に関し、特にハルバッハ配列に従って配置された界磁磁石を有する界磁子及び界磁子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は界磁子と電機子とを備えている。界磁子が有する磁石をハルバッハ配列に従って配置することで、漏れ磁束を低減して鎖交磁束を向上させることができる。ハルバッハ配列では、所定方向に並べて配置された複数の磁石において、その各々の磁化方向が所定方向で９０度ずつ回転している。
【０００３】
なお、本発明に関連する技術が特許文献１乃至３に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０４８１９号公報
【特許文献２】特開平１０−２９５０６１号公報
【特許文献３】特開２０００−１５２５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、磁石をハルバッハ配列に従って配置すると、これらの磁石の相互間に吸引力あるいは反発力が作用し、配置を困難にしていた。
【０００６】
従って、本発明は、製造上の困難を低減できる界磁子及び界磁子の製造方法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】
【０００７】
本発明にかかる界磁子の第１の態様は、所定の軸（Ｐ）の周りで環状に配置され、前記軸を中心とした径方向に磁極面を呈し、前記軸を中心とした周方向において隣り合う前記磁極面の極性が互いに異なる複数の第１界磁磁石（４０）と、各々が、前記周方向で隣り合う前記第１界磁磁石の二者の間に配置され、前記周方向に磁極面を呈する第２界磁磁石（４１）と、前記軸に沿う軸方向に沿って前記第１界磁磁石及び前記第２界磁磁石が貫挿される界磁子コア（１０）とを備える界磁子であって、前記界磁子コアは第１分割界磁子コア（２０）と第２分割界磁子コア（３０）を有し、前記第１分割界磁子コアの少なくとも一部と前記第２分割界磁子コアとは、前記軸を中心とする径方向において前記第１界磁磁石（４０）を相互に反対側から挟み、前記周方向で相互に対向する前記第２界磁磁石の前記磁極面同士は同極性である。
【０００８】
本発明にかかる界磁子の第２の態様は、第１の態様にかかる界磁子であって、前記第２界磁磁石（４１）はその径方向において前記第１分割界磁子コア（２０）の少なくとも一部と前記第２分割界磁子コア（３０）とで挟まれる。
【０００９】
本発明にかかる界磁子の第３の態様は、第１又は第２の態様にかかる界磁子であって、前記第１分割界磁子コア（２０）は前記第２界磁磁石（４１；４１１，４１２）を介して相互に径方向で対向する一対の面（２４，３４；２４２，３４２）を有する。
【００１０】
本発明にかかる界磁子の第４の態様は、第１乃至第３の何れか一つにかかる界磁子であって、前記第１分割界磁子コア（２０）は前記第１界磁磁石（４０）を介して相互に径方向で対向する一対の面（２２，３２）を有する。
【００１１】
本発明にかかる界磁子の第５の態様は、第４の態様にかかる界磁子であって、前記第１分割界磁子コア（２０）は前記第２分割界磁子コア（３０）側において前記第１界磁磁石（４０）を覆う薄肉部を備え、前記薄肉部は前記一対の面の一方（３２，３４）を呈する。
【００１２】
本発明にかかる界磁子の第６の態様は、第１又は第２の態様にかかる界磁子であって、前記第１分割界磁子コア（２０）は複数の第１の表面（２４１，２４２）を有し、前記第２分割界磁コア（２０）は複数の第２の表面（３４１，３４２）を有し、前記第１及び前記第２の表面は複数の前記第２界磁磁石（４１）の各々を介して前記径方向で相互に対向し、前記第１分割界磁子コアは前記第１の表面の各々から前記第２分割界磁子コアへと向かって前記径方向に突出する複数の第１突部（２６）を有し、前記第２分割界磁子コアは前記第２の表面の各々から前記第１分割界磁子コアへと向かって前記径方向に突出し、前記第１突部の各々と前記径方向で当接面において当接する複数の第２突部（３６）を有し、前記当接面の複数はいずれも前記周方向に対して同じ側に傾斜し、前記第１分割界磁子コア及び前記第２分割界磁子コアは前記当接面を除いて前記径方向で相互に離間している。
【００１３】
本発明にかかる界磁子の第７の態様は、第６の態様にかかる界磁子であって、前記第２界磁磁石（４１）の各々は当該第２界磁磁石を挟む前記第１界磁磁石（４０）の間で、前記軸の周りで隣り合う２つの第３界磁磁石（４１１）と第４界磁磁石（４１２）とを有し、前記第１突部と前記第２突部は前記第３及び前記第４界磁磁石の間で当接する。
【００１４】
本発明にかかる界磁子の第８の態様は、第１乃至第７の何れか一つの態様にかかる界磁子であって、前記第１分割界磁子コア（２０）及び前記第２分割界磁子コア（３０）は前記軸方向に積層された複数の積層鋼板を有し、前記第１分割界磁子コアが有する前記積層鋼板の第１圧延方向と、前記第２分割界磁子コアが有する前記積層鋼板の第２圧延方向とは相互に傾斜している。
【００１５】
本発明にかかる界磁子の第９の態様は、第８の態様にかかる界磁子であって、前記第１圧延方向と前記第２圧延方向とは直交する。
【００１６】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第１の態様は、所定の軸（Ｐ）の周りで交互に配置される複数の第１界磁磁石（４０）及び複数の第２界磁磁石（４１）と、前記軸に沿う軸方向に沿って前記第１界磁磁石及び前記第２界磁磁石が貫挿される界磁子コア（１０）とを備え、前記界磁子コアは第１分割界磁子コア（２０）と第２分割界磁子コア（３０）を有し、前記第１分割界磁子コアと第２分割界磁子コアとは、前記軸を中心とした径方向において前記第１界磁磁石（４０）を相互に反対側から挟む界磁子を製造する製造方法であって、着磁後に前記第１界磁磁石となる硬磁性の第１磁性体（４００）の複数及び着磁後に前記第２界磁磁石となる硬磁性の第２磁性体（４１０）の複数が固定された前記第１分割界磁コアに対して、（ａ）前記第２分割界磁子コア（３０）を、前記軸を中心とした径方向で対面させ、前記第１分割界磁子コアに対して前記第１磁性体及び前記第２磁性体とは反対側から、前記軸を中心とした径方向において着磁用磁極面（６０ａ）の複数をそれぞれ前記第１磁性体の各々と対向させて、前記着磁用磁極面から着磁用磁界を発生させ、前記第１磁性体を着磁して前記第１界磁磁石を形成する第１工程と、（ｂ）前記第２分割界磁子コアを除去した状態で、前記着磁用磁極面の複数をそれぞれ前記第１磁性体の各々と対向させ前記着磁用磁極面から前記第１工程と同じ極性で前記着磁用磁界を発生させ、前記第２磁性体を着磁して前記第２界磁磁石を形成する第２工程とが実行される。
【００１７】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第２の態様は、第１の態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記第２工程は前記第１工程の実行前に実行される。
【００１８】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第３の態様は、第１又は第２の態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記第２界磁磁石（４１）は前記径方向において前記第１分割界磁子コア（２０）の少なくとも一部と前記第２分割界磁子コア（３０）とで挟まれる。
【００１９】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第４の態様は、第１乃至第３の何れか一つの態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記第１分割界磁子コア（２０）は前記第２界磁磁石（４１；４１１，４１２）を介して相互に径方向で対向する一対の面（２４，３４；２４２，３４２）を有する。
【００２０】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第５の態様は、第１乃至第４の何れか一つの態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記第１分割界磁子コア（２０）は前記第１界磁磁石（４０）を介して相互に径方向で対向する一対の面（２２，３２）を有する。
【００２１】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第６の態様は、第５の態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記第１分割界磁子コア（４０）は前記第１分割界磁子コア（４１）側において前記第１界磁磁石（４１）を覆う薄肉部を備え、前記薄肉部は前記第１界磁磁石（４０）を介して相互に径方向で対向する前記一対の面（２２，３２）を形成する。
【００２２】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第７の態様は、第１又は第２の態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記第１分割界磁子コア（２０）は複数の第１の表面（２４１，２４２）を有し、前記第２分割界磁コア（２０）は複数の第２の表面（３４１，３４２）を有し、前記第１及び前記第２の表面は複数の前記第２界磁磁石（４１）の各々を介して前記径方向で相互に対向し、前記第１分割界磁子コアは前記第１の表面の各々から前記第２分割界磁子コアへと向かって前記径方向に突出する複数の第１突部（２６）を有し、前記第２分割界磁子コアは前記第２の表面の各々から前記第１分割界磁子コアへと向かって前記径方向に突出する複数の第２突部（３６）とを有し、前記界磁子において、前記第１突部の各々と前記第２突部の各々とは前記径方向で当接面において当接し、前記第１分割界磁子コア及び前記第２分割界磁子コアは前記当接面を除いて前記径方向で相互に離間しており、前記周方向における前記第１表面の長さは前記周方向における前記第２突部の幅よりも広く、前記周方向における前記第２表面の長さは前記周方向における前記第１突部の幅よりも広く、所定の鋼板において、前記第１突部と前記第２突部とを周方向にずらした位置関係で、前記軸方向から見た前記第１分割界磁子コア及び前記第２分割界磁子コアの形状を打ち抜いて、前記第１分割界磁子コアと前記第２分割界磁子コアについての積層鋼板を形成し、前記積層鋼板を前記軸方向に積層する。
【００２３】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第８の態様は、第７の態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記当接面の複数はいずれも前記周方向に対して同じ方向に傾斜している。
【００２４】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第９の態様は、第７又は第８の態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記第２界磁磁石（４１）の各々は当該第２界磁磁石を挟む前記第１界磁磁石（４０）の間で、前記軸の周りで隣り合う２つの第３界磁磁石（４１１）と第４界磁磁石（４１２）とを有し、前記界磁子において、前記第１突部（２６）と前記第２突部（３６）は前記第３及び前記第４界磁磁石の間で当接する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明にかかる界磁子の第１の態様によれば、この発明にかかる界磁子の第１の態様は、いわゆるハルバッハ配列を呈する界磁磁石を有する。第２分割界磁子コアを設けた状態で着磁前の第１界磁磁石たる第１磁性体を着磁し、第２分割界磁子コアを設けない状態で着磁前の第２界磁磁石たる第２磁性体を着磁して第１界磁磁石及び第２界磁磁石を形成する製造方法に資することができる。
【００２６】
本発明にかかる界磁子の第２の態様によれば、第２分割界磁子コアを設けない状態で着磁前の第２界磁磁石たる第２磁性体を着磁するに際して、第２磁性体に対して第１分割界磁子コアと反対側では例えば空気などの磁気抵抗の大きい非磁性体が径方向に延在する。第２磁性体は周方向において第１磁性体の間に挟まれているので、第１分割界磁コアを介しての着磁用磁極面からの磁束は第１磁性体を径方向に通過するよりも、第２磁性体を周方向に通りやすい。従って、第２磁性体を着磁しやすい。
【００２７】
本発明にかかる界磁子の第３の態様によれば、着磁前の第１界磁磁石及び第２界磁磁石たる第１磁性体及び第２磁性体を着磁するに際して、第１分割界磁子コアは第２磁性体を径方向に固定することができる。よって、第２磁性体を固定する部材を別途に用意する必要がない。
【００２８】
本発明にかかる界磁子の第４の態様によれば、着磁前の第１界磁磁石及び第２界磁磁石たる第１磁性体及び第２磁性体を着磁するに際して、第１分割界磁子コアは第１磁性体を径方向に固定することができる。よって、第１磁性体を固定する部材を別途に用意する必要がない。
【００２９】
本発明にかかる界磁子の第５の態様によれば、薄肉部には磁束が通りにくいので、第２分割界磁子コアを除去した状態での第１分割界磁子コアを介した着磁用磁極面からの磁束は、着磁前の第１界磁磁石たる第１磁性体をより通りにくく、着磁前の第２界磁磁石たる第２磁性体をより通りやすい。
【００３０】
本発明にかかる界磁子の第６の態様によれば、第１突部と第２突部とを当接させて第１分割界磁子コアと第２分割界磁子コアとを組み立てる場合に、第１分割界磁子コアに対して第２分割界磁子コアを周方向に回転させることで、第１突部と第２突部とを当接させることができるので、容易に組み立てることができる。
【００３１】
本発明にかかる界磁子の第７の態様によれば、第１突部と第２突部とから成る部分によって、ハルバッハ配列においてもｑ軸インダクタンスを向上させることができる。
【００３２】
本発明にかかる界磁子の第８の態様によれば、界磁子コアの磁気特性はその圧延方向に依存する。径方向で第１界磁磁石を挟む第１分割界磁子コア及び第２分割界磁子コアの圧延方向が互いに傾斜しているので、複数の第１界磁磁石の各々において第１分割界磁子コアの圧延方向の第１界磁磁石磁極中心と回転中心を結ぶ線に対する角度の絶対値と、第２分割界磁子コアの圧延方向の第一界磁磁石磁極中心と回転中心を結ぶ線に対する角度の絶対値とを平均した角度について、対応する第１界磁磁石に対するその方向の角度が互いに近づく。よって、複数の第１界磁磁石の動作点磁束密度のばらつきを低減することができる。
【００３３】
本発明にかかる界磁子の第９の態様によれば、複数の第１界磁磁石の各々において第１分割界磁子コアの圧延方向の第一界磁磁石磁極中心と回転中心を結ぶ線に対する角度の絶対値と、第２分割界磁子コアの圧延方向の第一界磁磁石磁極中心と回転中心を結ぶ線に対する角度の絶対値とを平均した角度について、対応する第１界磁磁石に対するその方向の角度が全ての極において４５°となる。
【００３４】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第１の態様によれば、第１工程においては、第２分割界磁子コアが設けられているので、一の着磁用磁極面から流出する磁束は第１磁性体を径方向に通過しやすい。よって、第１磁性体を径方向に着磁して第１界磁磁石を形成しやすい。
【００３５】
第２工程においては、第２分割界磁子コアが設けられていないので、第１界磁磁石に対して着磁用磁極面とは反対側に位置するコアの径方向における幅は短い。従って、一の着磁用磁極面から流出する磁束は、第２分割界磁子コアがある場合に比べて第１磁性体を貫通しにくい。言い換えるならば、比較的第２磁性体を周方向に通過しやすい。よって、第２磁性体を径方向に着磁して第２界磁磁石を形成しやすい。
【００３６】
よって、第１界磁磁石及び第２界磁磁石がいわゆるハルバッハ配列を構成した界磁子を製造することができる。また着磁後の第１界磁磁石及び第２界磁磁石を軸の周りで交互に配置する場合にこれらが吸引あるいは反発し合って配置を困難にする、という製造上の不都合を排除できる。
【００３７】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第２の態様によれば、第１工程及び第２工程において第１磁性体及び第２磁性体を着磁した後は第２分割界磁子コアを除去する必要がない。よって、第１及び第２工程を実行することで、第１磁性体及び第２磁性体を着磁しながら、界磁子を組み立てることができる。
【００３８】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第３の態様によれば、着磁前の第２界磁磁石たる第２磁性体を着磁するに際して、着磁用磁極面とは反対側には第２分割界磁子コアが除去されているので、着磁前の第１界磁磁石たる第１磁性体の第２表面側は例えば空気などの磁気抵抗の大きい非磁性体によって覆われる。よって、着磁用磁極面からの磁束は第１磁性体を径方向により通過しにくく、より第２磁性体を通りやすい。従って、第２磁性体を着磁しやすい。
【００３９】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第４の態様によれば、着磁前の第１界磁磁石及び第２界磁磁石たる第１磁性体及び第２磁性体を着磁するに際して、第１分割界磁子コアは第２磁性体を径方向に固定することができる。よって、第２磁性体を固定する部材を別途に用意する必要がない。
【００４０】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第５の態様によれば、着磁前の第１界磁磁石及び第２界磁磁石たる第１磁性体及び第２磁性体を着磁するに際して、第１分割界磁子コアは第１磁性体を径方向に固定することができる。よって、第１磁性体を固定する部材を別途に用意する必要がない。
【００４１】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第６の態様によれば、薄肉部には磁束が通りにくいので、第２分割界磁子コアを除去した状態で着磁用磁極面からの磁束は、着磁前の第１界磁磁石たる第１磁性体をより通りにくく、着磁前の第２界磁磁石たる第２磁性体をより通りやすい。
【００４２】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第７の態様によれば、第１突部と第２突部とは周方向にずれているので、所定の鋼板に対して１度の打ち抜きで第１分割界磁子コアと第２分割界磁子コアについての積層鋼板を形成できる。
【００４３】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第８の態様によれば、第１突部と第２突部とを当接させて第１分割界磁子コアと第２分割界磁子コアとを組み立てる場合に、第１分割界磁子コアに対して第２分割界磁子コアを周方向に回転させることで、第１突部と第２突部とを当接させることができるので、容易に組み立てることができる。
【００４４】
本発明にかかる界磁子の製造方法の第９の態様によれば、第１突部と第２突部とから成る部分によって、ハルバッハ配列においてもｑ軸インダクタンスを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
第１の実施の形態．
＜界磁子の構成＞
図１は界磁子の概念的な構成の一例を示している。図１は回転軸Ｐに垂直な断面を示している。なお、以下で説明する他の図においても同じ断面が示される。
【００４６】
本界磁子１はラジアルギャップ型の回転電機における界磁子として採用される。界磁子１は複数の第１界磁磁石４０と、複数の第２界磁磁石４１と、界磁子コア１０とを備えている。
【００４７】
第１界磁磁石４０は例えばネオジム、鉄、ホウ素を主成分とした希土類磁石であって、回転軸Ｐの周りで環状に配置されている。図１では４つの第１界磁磁石４０（いわゆる４極）が示されているが、６個以上あってもよい。第１界磁磁石４０は例えば板状の形状を有しており、その厚み方向が第１界磁磁石４０の径方向に沿うように配置されている。図１で例示された形状についてより正確に言えば、第１界磁磁石４０の厚み方向が、回転軸Ｐに垂直な断面における第１界磁磁石４０の中心の位置（以下、磁極中心とも呼ぶ）での径方向と一致する。また第１界磁磁石４０は径方向（以下、構成要素について径方向に言及する場合、当該構成要素が配置された位置での径方向を、単に径方向と呼ぶ）に着磁される。ここでは第１界磁磁石４０の厚み方向に着磁される。軸を中心とした周方向（以下、単に周方向と呼ぶ）で隣り合う第１界磁磁石４０が径方向の一方に呈する磁極面は周方向で互いに異なっている。第１界磁磁石４０の異方性は、望ましくは、磁極中心と回転中心を結ぶ線の方向に平行である平行異方性を呈する。磁束密度が高く、着磁方向を一定に安定させやすいからである。
【００４８】
第２界磁磁石４１は例えばネオジム、鉄、ホウ素を主成分とした希土類磁石であって、回転軸Ｐの周りで環状に配置されている。第２界磁磁石４１の各々は周方向で隣り合う第１界磁磁石４０の二者の間に配置されている。第２界磁磁石４１は例えば直方体形状を有しており、回転軸Ｐにおける断面でその長手方向が第２界磁磁石４１が配置された位置における径方向に沿うように配置されている。第２界磁磁石４１は周方向に着磁されている。ここでは、第２界磁磁石４１が、その長手方向と垂直な厚み方向に着磁される。第２界磁磁石４１は周方向で自身と隣り合い、図示せぬ電機子が配置される側（図１においては径方向において回転軸Ｐとは反対側）にＮ極を呈する第１界磁磁石４０へと向かって着磁される。言い換えると、第１界磁磁石４０が電機子に対して呈する磁極面に対して、周方向で当該第１界磁磁石４０と隣り合う第１界磁磁石４１は、当該第１界磁磁石４０に向かって同一の極性面を呈する。第２界磁磁石４１の異方性は、望ましくは、磁極境界（周方向で隣り合う磁極同士の中央）と回転中心を結ぶ線の方向に直交する平行異方性を呈する。磁束密度が高く、着磁方向を一定に安定させやすいからである。
【００４９】
このような第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１の配列はいわゆるハルバッハ配列に基づいている。これによって、回転軸Ｐに対して反対側から界磁子１に対向して電機子を配置した場合に、極間の磁束の漏洩を低減し、界磁子１が電機子へと供給する有効磁束を増大させることができる。
【００５０】
界磁子コア１０は例えば回転軸Ｐに沿った軸方向（以下、単に軸方向と呼ぶ）に延在した円柱形状を有している。界磁子コア１０は透磁率の高い軟磁性体（例えば鉄）によって構成される。また界磁子コア１０の導電率は第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１の導電率よりも低いことが望ましく、例えば圧粉磁心や軸方向に積層された積層鋼板（以下、電磁鋼板とも呼ぶ）で構成される。これによって、渦電流の発生を抑制することができる。また界磁子コア１０が電磁鋼板で構成される場合は軸方向に貫通するリベットでこれらの相互間を固定するとよい。
【００５１】
界磁子コア１０は軸方向に沿って第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１が貫挿される。言い換えると界磁子コア１０は第１界磁磁石４０が貫挿される第１貫挿孔１２と、第２界磁磁石４１が貫挿される第２貫挿孔１４とを備えている。なお、図１においては、第１界磁磁石４０と第２界磁磁石４１とがそれぞれ第１貫挿孔１２と第２貫挿孔１４に対して接触しない程度に小さく表現されている。実際は表面２２，３２が第１界磁磁石４０と接触し、又は／及び表面２４，３４が第２界磁磁石４１と接触する。また周方向における第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１の両端の実際の位置が破線で示されている。
【００５２】
また界磁子コア１０は分割界磁子コア２０，３０を有している。分割界磁子コア２０の少なくとも一部と分割界磁子コア３０とは径方向において第１界磁磁石４０を相互に反対側から挟んでいる。
【００５３】
以下、界磁子コア１０について図１を例に挙げてより具体的に説明する。第１貫挿孔１２は径方向において第１界磁磁石４０を介して相互に対向する一対の表面２２，３２を有している。第２貫挿孔１４は径方向において第２界磁磁石４１を介して相互に対向する一対の表面２４，３４を有している。言い換えると表面２２，３２が第１界磁磁石４０を、表面２４，３４が第２界磁磁石４１をそれぞれ径方向で挟む。
【００５４】
分割界磁子コア２０，３０は界磁子コア１０を径方向に分割した形状を有している。分割界磁子コア２０は分割界磁子コア３０に対して回転軸Ｐとは反対側に位置している。分割界磁子コア２０は表面２２，２４を備え、分割界磁子コア３０は表面３２，３４を備えている。かかる態様によれば、第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１がそれぞれ径方向で分割界磁子コア２０，３０によって挟まれる。
【００５５】
このような界磁子１によれば、分割界磁子コア３０を設けた状態で硬磁性体に着磁して第１界磁磁石４０を形成し、分割界磁子コア３０を設けない状態で硬磁性体に着磁して第２界磁磁石４１を形成する製造方法に資することができる。以下、着磁されて第１界磁磁石４０となる硬磁性体を第１磁性体と称し、着磁されて第２界磁磁石４１となる硬磁性体を第２磁性体と称する。
【００５６】
＜界磁子の製造方法＞
以下、界磁子１の製造方法について説明する。図２は界磁子の製造方法の一例を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは第１磁性体を着磁して第１界磁磁石４０を形成した後に第２磁性体を着磁して第２界磁磁石４１を形成する場合の一例を示している。
【００５７】
まず、ステップＳ１にて、第１磁性体と第２磁性体とを、それぞれ第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１が配置される位置に配置して界磁子コア１０に貫挿させて相互に固定する。第１磁性体及び第２磁性体はいずれも着磁前であるので、これらの相互間には吸引力あるいは反発力が作用しない。よって、第１磁性体及び第２磁性体を容易に配置して固定できる。
【００５８】
次に、ステップＳ２にて、分割界磁子コア２０，３０が設けられた状態で、第１磁性体を着磁して第１界磁磁石４０を形成する。図３は第１磁性体４００を着磁して第１界磁磁石４０を形成するときの様子を示している。図３では、回転軸Ｐから見た周方向における一部の界磁子１が示されている。図中、矢印は着磁用磁界φ１の流れを示す。
【００５９】
図３に示されるように、分割界磁子コア２０に対して第１磁性体４００とは反対側から着磁用磁極面６０ａの複数をそれぞれ径方向で複数の第１磁性体４００の各々と対向させ、周方向において相互に隣り合う第１磁性体４００に対して異なる極性を呈する着磁用磁界φ１を着磁用磁極面６０ａから発生させる。以下、具体的に説明する。
【００６０】
着磁器は複数のティース６０を備えている。複数のティース６０は回転軸Ｐの周りで環状に配されている。ここでは、第１磁性体４００の個数に対応して４個のティース６０が設けられているものとする。そして複数のティース６０の一端同士が回転軸Ｐとは反対側でバックヨーク（不図示）によって相互に磁気的に連結される。また複数のコイル（不図示）が径方向に沿った方向を軸としてそれぞれ複数のティース６０の周りに巻回される。
【００６１】
ティース６０の他端は分割界磁子コア２０に向けて着磁用磁極面６０ａを呈する。即ち、コイルに電流が流れることによって、着磁用磁極面６０ａからは着磁用磁束が発生する。このとき、周方向で隣り合うコイルに流れる電流の方向が互いに逆となるようにコイルに電流を流す。これによって、周方向で隣り合う着磁用磁極面６０ａの極性は相互に異なる。よって、一の着磁用磁極面６０ａから流出する磁束は当該一の着磁用磁極面６０ａの両隣に位置する着磁用磁極面６０ａへと流れる。当該磁束の向きは、一の着磁用磁極面６０ａから流出した直後で径方向に沿い、当該一の着磁用磁極面６０ａと、これと周方向で隣り合う着磁用磁極面６０ａとの中央で周方向に沿い、当該一の着磁用磁極面６０ａと周方向で隣り合う着磁用磁極面６０ａに流入する直前で軸方向に沿う。一の着磁用磁極面６０ａから流出した直後の磁束の向きは、これと周方向で隣り合う着磁用磁極面６０ａに流入する直前のそれと反対の方向である。
【００６２】
そして着磁用磁極面６０ａが径方向において第１磁性体４００と対向し、分割界磁子コア３０が第１磁性体４００に対して着磁用磁極面６０ａと反対側に配置されている。かかる位置関係によれば、一の着磁用磁極面６０ａから流出した磁束は磁気抵抗（リラクタンス）の低い分割界磁子コア３０を介して、当該一の着磁用磁極面６０ａと周方向で隣り合う着磁用磁極面６０ａへと流入しやすい。一の着磁用磁極面６０ａから流出した磁束は、当該一の着磁用磁極面６０ａと対向する一の第１磁性体４００を径方向に沿って通って分割界磁子コア３０へ流入しやすい。当該磁束は分割界磁子コア３０を周方向に流れて、当該一の第１磁性体４００と隣り合う第１磁性体４００を径方向に沿って通り、当該一の着磁用磁極面６０ａと隣り合う着磁用磁極面６０ａへと流入する。
【００６３】
磁束が上記経路を流れることによって第１磁性体４００は径方向に着磁されて第１界磁磁石４０が形成される。そして周方向で隣り合う第１磁性体４００には互いに反対方向の磁束が流れるので、これらは互いに反対方向に着磁される。また複数の第１磁性体４００の全てに対向して着磁用磁極面６０ａを配置しているので、複数の第１磁性体４００を１つの工程で同時に着磁できる。
【００６４】
なお、一の着磁用磁極面６０ａから第１磁性体４００を介して当該一の着磁用磁極面６０ａと隣り合う着磁用磁極面６０ａへと至る第１経路における磁気抵抗が、一の着磁用磁極面６０ａから第２磁性体４１０を介して当該一の着磁用磁極面６０ａと隣り合う着磁用磁極面６０ａへと至る第２経路における磁気抵抗よりも低いことが望ましい。これによって、より多くの磁束が第１経路を通るので、より多くの磁束が第１磁性体４００を通る。なお、ここで、第２磁性体も若干着磁されてもよい。
【００６５】
これは例えば周方向における第２磁性体４１０の幅が径方向における第１磁性体４００の幅よりも広い構造を採用することで達成できる。なぜなら、界磁子コア１０は透磁率の高い材料で構成されているところ、着磁用磁界が受ける磁気抵抗の大きさは透磁率の低い第１磁性体４００及び第２磁性体４１０に大きく依存するからである。よって、第１経路において第１磁性体４００を通る距離（径方向の厚みの２倍）を、第２経路において第２磁性体４１０を通る距離（周方向の厚み）よりも短くすることで、第１経路における磁気抵抗を第２経路における磁気抵抗よりも小さくできる。また、空隙の透磁率は低いので、周方向に隣接して第２磁性体４１０と接する空隙を設け、周方向における第２磁性体４１０の厚みと、周方向における当該空隙の幅の和が、径方向における第１磁性体４００の厚みの２倍よりも広い構造を採用してもよい。
【００６６】
次に、分割界磁子コア３０を除去した状態で第２磁性体４１０を着磁して第２界磁磁石４１を形成する。図４は第２磁性体４１０を着磁して第２界磁磁石４１を形成するときの様子を示している。図４は回転軸Ｐに沿って見た周方向における一部の界磁子を示している。
【００６７】
まず、ステップＳ３にて分割界磁子コア３０が除去される。しかしながら、単に分割界磁子コア３０を除去した場合には、第２磁性体４１０が分割界磁子コア２０から外れる可能性がある。第１界磁磁石４０は着磁されているので、分割界磁子コア２０との間に吸引力が働き、以って第１界磁磁石４０は分割界磁子コア２０に固定される。
【００６８】
第２磁性体４１０を固定するために、例えば分割界磁子コア３０と同一形状を有する非磁性のダミー分割界磁子コア５０を、分割界磁子コア３０と交換するとよい。例えば軸方向の一方からダミー分割界磁子コア５０を分割界磁子コア３０に押し当てて、ダミー分割界磁子コア５０によって分割界磁子コア３０を軸方向に沿って押し出せばよい。
【００６９】
次に、ステップＳ４にて、分割界磁子コア２０に対して第１磁性体４００とは反対側から複数の着磁用磁極面６０ａをそれぞれ複数の第１磁性体４００に対向させ、着磁用磁極面６０ａからステップＳ２と同じ極性で着磁用磁界を発生させる。以下、具体的に説明する。
【００７０】
ステップＳ２と同じ対応関係で着磁用磁極面６０ａと第１磁性体４００とが対向するように、第１磁性体４００に対して着磁器が配置される。これによって、ステップＳ２と同じ極性で着磁用磁極面６０ａから着磁用磁界が発生する。
【００７１】
かかる位置関係によれば、回転軸Ｐ側において第１界磁磁石４０が透磁率の低い非磁性体によって覆われるので、着磁用磁極面６０ａから流出する磁束は第１界磁磁石４１を通るよりも、当該磁束は第２磁性体４１０を周方向に沿って通過し、以って第２磁性体４１０が周方向に着磁されて第２界磁磁石４１が形成される。かかる磁束が図４において矢印で示されている。そして周方向で隣り合う第２磁性体４１０には互いに反対方向の磁束が通過するので、これらは互いに反対方向に着磁される。このときステップＳ２と同じ方向の着磁用磁界が第２磁性体４１０に印加されるので、回転軸Ｐとは反対側に向かって着磁される第１磁性体４００の両隣に位置する第２磁性体４１０の着磁方向が、第１磁性体４００に対して回転軸Ｐとは反対側に向かう。よって、図１に示したハルバッハ配列を実現して第１界磁磁石４０、第２界磁磁石４１を形成できる。なお、ダミー分割界磁子コア５０が導電率の高い金属であれば、自身に流れる渦電流の発生により、第１界磁磁石４０への磁束の進入が阻害され、より第２界磁磁石４１への磁束が増える。
【００７２】
またステップＳ４においても、複数の第１磁性体４００の全てに対向して着磁用磁極面６０ａを配置しているので、複数の第２磁性体４１０を１つの工程で同時に着磁できる。
【００７３】
次に、ステップＳ５にて、分割界磁子コア３０を再び取り付ける。例えばステップＳ３と同様にして、ダミー分割界磁子コア５０を分割界磁子コア３０と交換すればよい。
【００７４】
かかる製造方法によれば、ステップＳ２，Ｓ４のいずれにおいても第１磁性体４００と第２磁性体４１０とが相互に固定された状態で、それぞれ第１磁性体４００と第２磁性体４１０とが着磁される。従って、着磁後の第１界磁磁石４０と着磁後の第２界磁磁石４１とをハルバッハ配列に従って配設固定する場合に、これらが吸引又は反発し合って配設固定を困難にする、という製造上の不都合を回避できる。
【００７５】
なお、着磁器は着磁専用に特別に作られたものである必要はなく、例えば界磁子１と対向して配置される電機子を用いてもよい。例えば電機子が３相の集中巻のコイルによって構成され、ティースの個数と、第１磁性体４００の個数との比率が２：３である場合、ステップＳ２，Ｓ４の各々において、通電するコイルと、界磁子１に対する着磁用磁極面６０ａの位置を変更して、複数回の着磁によって、第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１を形成してもよい。かかる着磁方法は特許文献２，３に記載されているので、詳細な説明は省略する。
【００７６】
また、ステップＳ２にて第２磁性体４１０の一部が、ステップＳ４にて第１磁性体４００の一部がそれぞれ着磁され得るが、これによる弊害は生じない。第２磁性体４１０が着磁される方向はステップＳ２，Ｓ４で同じであり、第１磁性体４００が着磁される方向もステップＳ２，Ｓ４で同じだからである。
【００７７】
＜第１磁性体の着磁と第２磁性体の着磁の実行順序＞
上述した製造方法では、第１磁性体４００を着磁した後に第２磁性体４１０を着磁していたが、第２磁性体４１０を着磁した後に第１磁性体４００を着磁してもよい。図５はかかる製造方法の一例を示すフローチャートである。
【００７８】
まず、分割界磁子コア３０を除去した状態で第２磁性体４１０を着磁して第２界磁磁石４１を形成する。ステップＳ１１にて、第１磁性体４００及び第２磁性体４１０を分割界磁子コア２０に配置し、例えばダミー分割界磁子コア５０を径方向で分割界磁子コア２０と対向させて第１磁性体４００及び第２磁性体４１０を固定する。次にステップＳ１２にて第２磁性体４１０を着磁して第２界磁磁石４１を形成する。かかる着磁はステップＳ４における着磁と同様である。
【００７９】
次に、第１磁性体４００を着磁して第１界磁磁石４０を形成する。ステップＳ１３にて、分割界磁子コア３０を取り付ける。例えばダミー分割界磁子コア５０と分割界磁子コア３０とを交換する。かかる交換はステップＳ５と同様にして行えばよい。次に、ステップＳ１４にて第１磁性体４００を着磁して第１界磁磁石４０を形成する。かかる着磁はステップＳ２における着磁と同様である。
【００８０】
かかる製造方法によっても、図２を参照して説明したいずれの効果も招来できる。また、第１界磁磁石４０を形成した時点で第２界磁磁石４１が既に形成されているので、第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１を形成した後は分割界磁子コア３０を除去する必要がない。よって、より少ない工程で界磁子１を組み立てることができる。しかもステップＳ１２で第２磁性体４１０が着磁されて第２界磁磁石４１が形成された後に、ステップＳ１３で分割界磁子コア３０を取り付けるときに、第１磁性体４００は着磁されておらず、第２界磁磁石４１と分割界磁子コア３０との接触面も小さいので、当該取り付けが容易である。この点においても、ステップＳ２で第１界磁磁石４０が形成された後に、これと大きな面で接触する分割界磁子コア３０をステップＳ３で除去する、図２の手順よりも有利である。なお、いずれの着磁ステップを先にするにしても、第１回目の着磁工程において、第１回目の着磁工程において着磁されない方の磁性体は、必ずしも設けられている必要はない。ただし、当該磁性体も設けておいた方が、強度上望ましいし、仮に一部が着磁されたとしても、第２回目の着磁工程において着磁されるのと同一の方向であるので、特に弊害はない。
【００８１】
第２の実施の形態．
図６は第２の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成の一例を示している。第１の実施の形態と比較して、分割界磁子コア２０が表面３２，３４の一部を更に有している。分割界磁子コア３０は表面３２，３４の残りの一部を有している。具体的には、分割界磁子コア２０は、表面２２，２４の間から径方向に沿って分割界磁子コア３０へと向かって延在して表面３２，３４の一部に至る部分をしている。言い換えると、分割界磁子コア２０は、表面２２，２４を含み第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１に対して回転軸Ｐと反対側に存在する部分と、表面３２，３４の一部を含み回転軸Ｐ側に存する部分とが、第１界磁磁石４０と第２界磁磁石４１との相互間で相互に連結された構造を有する。これによって、第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１はそれぞれ周方向における両端で分割界磁子コア２０によって径方向に挟まれる。
【００８２】
かかる構造によれば、分割界磁子コア３０を除去した状態であっても、分割界磁子コア２０が第１界磁磁石４０と第２界磁磁石４１とを保持できる。この場合であれば、図２あるいは図５を参照して説明した界磁子の製造方法において、ステップＳ３あるいはステップＳ１１で説明したダミー分割界磁子コア５０を不要にできるので、製造に必要なコストを低減できる。
【００８３】
なお、分割界磁子コア２０は表面３２，３４の何れか一方の一部を有していてもよい。この場合であれば、分割界磁子コア２０がそれぞれ第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１の何れか一方を保持することができる。また、分割界磁子コア２０が表面３２を有さず、表面３４の一部を有しているときは、図２に示すフローチャートに従って界磁子１を製造すると次の効果を招来する。即ち、第２磁性体４１０を着磁する時点（ステップＳ４）では既に第１磁性体４００が着磁されて第１界磁磁石４０が形成されているので、第１界磁磁石４０と分割界磁子コア２０との間には吸引力が働く。よって、分割界磁子コア３０を除去した状態で第１界磁磁石４０は分割界磁子コア２０に固定される。第２磁性体４１０は分割界磁子コア２０に保持されているので、ステップＳ３にてダミー分割界磁子コア５０を不要にできる。
【００８４】
図７は第２の実施の形態にかかる界磁子１の概念的な構成の他の一例を示している。図６で示された界磁子１と比較して、その相違点について述べる。複数の第２界磁磁石４１はそれぞれ２つの界磁磁石４１１，４１２を有している。界磁磁石４１１，４１２は周方向で隣り合う。これらは例えば直方体形状を有しており、回転軸Ｐに垂直な断面においてその長手方向が略径方向に沿うように配置されている。周方向における第１界磁磁石４０同士の間の一つに存する界磁磁石４１１，４１２はそれぞれ同一の周方向に着磁される。
【００８５】
界磁子コア１０は界磁磁石４１１が貫挿される第１貫挿孔１４１と界磁磁石４１２が貫挿される第２貫挿孔１４２とを有している。第１貫挿孔１４１は界磁磁石４１１を径方向で挟む一対の表面２４１，３４１を有し、第２貫挿孔１４２は界磁磁石４１２を径方向で挟む一対の表面２４２，３４２を有している。
【００８６】
分割界磁子コア２０は、表面２２，２４１，２４２，３４１，３４２と、表面３２の一部を有している。具体的には、周方向における表面２４１，２４２の間から回転軸Ｐへと向かって延在し、表面３４１，３４２へと至り、さらに周方向に延在して，表面３２の一部へと至る部分を有している。言い換えると、界磁磁石４１１，４１２の間が分割界磁子コア２０によって充填され、界磁磁石４１１，４１２が分割界磁子コア２０によって径方向で挟まれ、第１界磁磁石４０は周方向における両端で分割界磁子コア２０によって径方向で挟まれる。
【００８７】
界磁磁石４１１，４１２の間に充填されるコアはｑ軸インダクタンスを向上させる。これはｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスの差を大きくし、リラクタンストルクを得やすいという観点で好ましい。
【００８８】
分割界磁子コア３０は表面３２の残りの一部を有している。
【００８９】
かかる構造によっても、図６に示された界磁子１と同様に、分割界磁子コア３０を除去した状態で、分割界磁子コア２０が第１界磁磁石４０と第２界磁磁石４１とを保持できる。よって図６を参照して説明したいずれの効果も招来できる。なお、分割界磁子コア２０は表面３２を有していなくてもよい。この場合に奏する効果も図６を参照して説明したとおりである。
【００９０】
図８は第２の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成の他の一例を示している。図６に示した界磁子と比較して、その相違点について述べる。分割界磁子コア２０は分割界磁子コア３０側で第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１を覆う薄肉部２３を有している。薄肉部２３は表面３２，３４を呈する。言い換えれば、分割界磁子コア２０は第１貫挿孔１２と第２貫挿孔１４とを有している。第１貫挿孔１２と第２貫挿孔１４とは周方向で相互に離間している。分割界磁子コア２０は、表面２２，２４を含み第１界磁磁石４０及び第２界磁磁石４１に対して回転軸Ｐとは反対側に存在する部分と、薄肉部２３とが第１界磁磁石４０と第２界磁磁石４１との相互間で相互に連結されている。
【００９１】
薄肉部２３はその径方向の厚みが非常に小さいため、分割界磁子コア３０が除去された状態では容易に磁気飽和する。よって、ステップＳ４あるいはステップＳ１２にて、着磁用磁極面６０ａからの磁束は薄肉部２３を通りにくく、第１磁性体４００を介す第１経路よりも第２磁性体４１０を介す第２経路を好んで通る。よって、かかる構造によっても、図２あるいは図５で示したフローチャートに基づいて界磁子１を製造することができる。しかも、分割界磁子コア３０を除去した状態で第１界磁磁石４０と第２界磁磁石４１とを固定することができるので、図６に示された界磁子と同様の効果を奏する。
【００９２】
第３の実施の形態．
図９は第３の実施の形態にかかる界磁子の概念的な一例の構成を示している。図７に示された界磁子と比較して、その相違点について説明する。分割界磁子コア２０は表面２４１，２４２を有し、分割界磁子コア３０は表面３４１，３４２を有している。分割界磁子コア２０は表面２４１，２４２の間から分割界磁子コア３０へと向かって突出する第１突部２６を有している。分割界磁子コア３０は表面３４１，３４２の間から分割界磁子コア２０へと突出する第２突部３６を有している。第２突部３６は第１突部２６と径方向で当接する。言い換えれば、第１突部２６及び第２突部３６は界磁磁石４１１，４１２の間で当接する。
【００９３】
かかる構造によれば、界磁磁石４１１，４１２の間に介在する第１突部２６と第２突部３６との組がｑ軸インダクタンスを向上させることができる。
【００９４】
次に、界磁子コア１０が軸方向に積層された電磁鋼板によって構成される場合に、軸方向からみた分割界磁子コア２０，３０の形状を一枚の電磁鋼板から打ち抜く場合について考察する。例えば図９に示された分割界磁子コア２０，３０の位置関係で、一枚の電磁鋼板から分割界磁子コア２０，３０の形状を打ち抜く。この場合、第１突部２６と第２突部３６とが当接した状態で分割界磁子コア２０，３０の形状が打ち抜かれる。しかしながら、打ち抜きによって、分割界磁子コア２０，３０の周縁が削り取られるおそれがあり、その場合、第１突部２６と第２突部３６との間に間隙が生じる。
【００９５】
このような問題を解決するための分割界磁子コア２０，３０の形状及び打ち抜き方法について説明する。
【００９６】
分割界磁子コア２０，３０は第１突部２６及び第２突部３６の当接面を除いて径方向で相互に離間している。言い換えると、分割界磁子コア２０は表面２２を有し、表面２２，２４１，２４２が上記当接面以外では分割界磁子コア３０と当接することなく連結している。また分割界磁子コア３０は表面３２を有し、表面３２，３４１，３４２が上記当接面以外では分割界磁子コア３０と当接することなく連続する。
【００９７】
そして、第１突部２６及び第２突部３６の周方向における幅は貫挿孔１４１，１４２の周方向における幅よりも狭い。
【００９８】
図１０は所定の電磁鋼板を打ち抜く際の分割界磁子コア２０，３０の位置関係を示している。上述したように、分割界磁子コア２０，３０が当接面以外で相互に離間し、また周方向における第１突部２６及び第２突部３６の幅が周方向における貫挿孔１４１，１４２の幅よりも狭い。これによって、図１０に示されるように、電磁鋼板上の分割界磁子コア２０，３０の形状として、分割界磁子コア３０を分割界磁子コア２０に対して周方向にずらした位置関係を適用できる。言い換えると、第１突部２６と第２突部３６との相対位置が周方向にずらされて、第２突部３６が表面２４１と対向し、第１突部２６が表面３４２と対向している。
【００９９】
かかる位置関係によれば、界磁子コア１０を構成する前の分割界磁子コア２０，３０が任意の径方向で互いに離間される。よって、打ち抜きによってこれらの周縁が削られたとしても、削り取られる長さを考慮して、第１突部２６及び第２突部３６の少なくとも一方の径方向における長さを予め長めに設定できる。かかる形状の一例が図１０の破線で示されている。これによって、電磁鋼板から分割界磁子コア２０，３０の形状を打ち抜いた場合に、より確実に第１突部２６及び第２突部３６を当接させることができる。
【０１００】
そして、所定の電磁鋼板を打ち抜いて分割界磁子コア２０，３０についての電磁鋼板を形成し、この電磁鋼板を軸方向に積層して、分割界磁子コア２０，３０を製造する。
【０１０１】
図１１は第３の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成の他の一例を示している。なお、図１１においては、周方向における界磁子の一部が示されている。図９に示す界磁子と比較して、その相違点について述べる。第１突部２６と第２突部３６との当接面は周方向に対して傾斜している。なお、図１においては一つの第１突部２６と一つの第２突部３６とが示されているが、複数の第１突部２６と複数の第２突部３６とがそれぞれ当接する当接面のいずれもが周方向に対して同じ方向に傾斜している。また、分割界磁子コア２０，３０は当接面を除いて相互に径方向で離間している。
【０１０２】
図１２は分割界磁子コア３０を分割界磁子コア２０に対して周方向でずらした場合の界磁子コア１０の位置関係を示している。分割界磁子コア２０，３０が当接面を除いて相互に径方向で離間しているので、分割界磁子コア３０を分割界磁子コア２０に対して周方向にずらすことができる。また、複数の当接面が同じ方向に傾斜しているので、図１２に示す状態から分割界磁子コア３０を分割界磁子コア２０に対して周方向に回転させることで、第１突部２６と第２突部３６を当接させることができる。よって、容易に組み立てることができる。
【０１０３】
また図１２に示す位置関係で、所定の電磁鋼板から分割界磁子コア２０，３０の形状を打ち抜いて、分割界磁子コア２０，３０についての電磁鋼板を形成してもよい。この場合であれば、図１０を参照して説明した打ち抜き方法と同様に、より確実に第１突部２６と第２突部３６とを当接させることができる。
【０１０４】
なお、周方向における第１突部２６及び第２突部３６の幅は貫挿孔１４１，１４２の幅よりも広くてもよい。複数の当接面のいずれもが周方向に対して同じ方向に傾斜しているので、分割界磁子コア３０を分割界磁子コア２０に対して周方向にわずかでも回転させることで、第１突部２６と第２突部３６との間には間隙が生じる。これによって、第１突部２６及び第２突部３６の少なくとも何れか一方の径方向における長さを予め長めに打ち抜くことができる。これによって、打ち抜きによって分割界磁子コア２０，３０の周縁が削られたとしても、第１突部２６と第２突部３６とをより確実に当接させることができる。
【０１０５】
なお、第３の実施の形態においては、第１突部２６及び第２突部３６がいずれも界磁磁石４１１，４１２の間に介在するものとして説明したがこれに限らない。例えば、図１に示す界磁子１において、第１界磁磁石４０と第２界磁磁石４１との間で、分割界磁子コア２０，３０が相互に径方向で当接していてもよい。より具体的には、分割界磁子コア２０が表面２２，２４の相互間から分割界磁子コア３０へと向かって突出する第１突部を有し、分割界磁子コア３０が表面３２，３４の相互間から分割界磁子コア２０へと突出する第２突部を有し、第１突部と第２突部とが径方向で相互に当接していてもよい。
【０１０６】
第４の実施の形態．
第４の実施の形態では、第１界磁磁石の磁化容易方向について述べる。第４の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成は第１乃至第３の何れかの実施の形態で述べた界磁子と同一である。一例として、図１３に第４の実施の形態にかかる界磁子の周方向における一部の一例が示されている。かかる界磁子は図１に示す界磁子と同一の構造を有している。第１界磁磁石４０の磁化容易方向は周方向において自身の中央へと向かって傾斜している。かかる磁化容易方向が図１３において矢印で示されている。
【０１０７】
このような界磁子１によれば、例えば第２磁性体４１０を着磁するとき（図２におけるステップＳ４又は図５におけるステップＳ２）、着磁用磁極面からの磁束が、第１磁性体４００の周方向における両端で第１磁性体４００の磁化容易方向に沿う（図４も参照）。よって、第２磁性体４１０の着磁工程の際に、周方向における第１磁性体４００の両端を着磁することができる。
【０１０８】
また、電機子を界磁子１と径方向に対向させて回転電機を構成した場合、第１界磁磁石４０は周方向における中央に向かって界磁磁束を電機子に供給するので、有効磁束を向上することができる。
【０１０９】
第５の実施の形態．
第５の実施の形態では、複数の第１界磁磁石４０が電機子へとそれぞれ供給する磁束を均一化する。第５の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成は第１乃至第４の何れかの実施の形態で述べた界磁子と同一である。但し、界磁子コア１０は軸方向に積層された電磁鋼板で構成される。この電磁鋼板は自身の圧延方向に応じた磁気特性を有している。具体的には、仮に無方向性電磁鋼板であっても圧延方向の磁気特性は他の方向に比べて優れる。従って、第１界磁磁石４０が分割界磁子コア２０と接する面と、第１界磁磁石４０が分割界磁子コア３０と接する面とで、お互いのコアの圧延方向を異ならせることができる。
【０１１０】
そして、分割界磁子コア２０の圧延方向と分割界磁子コア３０の圧延方向とが互いに傾斜されて界磁子コア１０を構成する。より具体的には、３６０度を界磁子の極数（第１界磁磁石の個数）で割った値の倍数のうち、９０度に最も近い角度だけ、傾斜させる。
【０１１１】
図１４は第５の実施の形態にかかる界磁子の周方向における一部の一例を示している。図１４は第１の実施の形態にかかる界磁子と同一の構成を有している。分割界磁子コア２０の圧延方向は一の第１界磁磁石４０に平行である。分割界磁子コア３０の圧延方向は分割界磁子コア２０の圧延方向に対して９０度傾斜している。
【０１１２】
従って、複数の第１界磁磁石４０の各々において分割界磁子コア２０の圧延方向の、第１界磁磁石４０の磁極中心と回転中心を結ぶ線に対する角度の絶対値と、分割界磁子コア３０の圧延方向の、第１界磁磁石４０の磁極中心と回転中心を結ぶ線に対する角度の絶対値とを平均した角度について、対応する第１界磁磁石４０に対するその方向の角度が全ての極において４５°となる。よって、複数の第１界磁磁石４０の各々について、動作点磁束密度を均一化することができる。従って、界磁子１の外周側から生じさせる磁束を均一化することができる。
【０１１３】
なお、必ずしも上述した角度だけ分割界磁子コア２０，３０の圧延方向を傾斜させる必要はなく、分割界磁子コア２０，３０の圧延方向が互いに傾斜していれば、複数の第１界磁磁石４０の各々について、界磁子１の外周側から生じさせる磁束のばらつきを抑制することができる。
【０１１４】
また、極数に限らず、分割界磁子コア２０，３０の圧延方向を互いに９０度で交差させても構わない。これを実現するためには例えば次のようにして界磁子コア１０を製造するとよい。分割界磁子コア２０，３０を一枚の電磁鋼板から打ち抜いて形成する。具体的には、界磁子コア１０が対称となる基準線に対して、電磁鋼板の圧延方向のなす角度が４５°となるように、分割界磁子コア２０，３０を打ち抜く。かかるうち抜きの様子が図１５に示されている。図１５において、基準線が破線で、電磁鋼板の圧延方向が矢印で示されている。
【０１１５】
そして、打ち抜いた分割界磁子コア２０，３０のいずれか一方のみを基準線に対して反転させて、分割界磁子コア２０，３０を組み立てる。これによって、分割界磁子コア２０の圧延方向と、分割界磁子コア３０の圧延方向が互いに９０度で交差する（図１４に示す分割界磁子コア２０，３０を参照）。
【０１１６】
なお、図１５においては基準線が極間を通っているが磁極中心を通っていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】第１の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成の一例を示す図である。
【図２】界磁子の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】第１磁性体を着磁して第１界磁磁石を形成する様子を示す図である。
【図４】第２磁性体を着磁して第２界磁磁石を形成する様子を示す図である。
【図５】界磁子の製造方法の他の一例を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成の一例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成の他の一例を示す図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成の他の一例を示す図である。
【図９】第３の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成の一例を示す図である。
【図１０】分割界磁子コア同士の位置関係を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成の他の一例を示す図である。
【図１２】分割界磁子コア同士の位置関係を示す図である。
【図１３】第４の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成の一例を示す図である。
【図１４】第５の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成の一例を示す図である。
【図１５】分割界磁子コアを打ち抜く様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  界磁子
１０  界磁子コア
２０，３０  分割界磁子コア
２２，２４，３２，３４，２４１，３４１，２４２，３４２  表面
２６  第１突部
３６  第２突部
４０  第１界磁磁石
４１  第２界磁磁石
４１１，４１２  界磁磁石
【図１】
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【図２】
2010130819.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010130819.tif 000006
【図５】
2010130819.tif 000007
【図６】
2010130819.tif 000008
【図７】
2010130819.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010130819.tif 000011
【図１０】
2010130819.tif 000012
【図１１】
2010130819.tif 000013
【図１２】
2010130819.tif 000014
【図１３】
2010130819.tif 000015
【図１４】
2010130819.tif 000016
【図１５】
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