(57)【要約】【課題】永久磁石７の組み付け時、または、使用中等に無理な力が加わることなく、低コストな構成で永久磁石７の破損を防止できる回転電機の回転子を提供する。【解決手段】磁石７は、支持リングの磁石支持部８ａに予め固着されている訳ではなく、支持リングとは別に組み付けられる。すなわち、支持リングは、磁石７を組み付ける前に、一対の界磁鉄心３Ａ、３Ｂを組み合わせた状態で、予め爪状磁極３ｃの内周側に配置されている。その後、磁石７を自身の長手方向から磁石挿入スペースに挿入して組み付ける。この方法によれば、爪状磁極３ｃの加工精度や組み付け精度にばらつきがあっても、個々の磁石７をそれぞれ容易に磁石挿入スペースへ挿入して組み付けることができるので、組み付け時に磁石７に無理な力が加わることはなく、磁石７が破損することを防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに複数の爪状磁極を有し、その互いの爪状磁極同士が周方向に所定の間隔を有して交互に噛み合う様に組み合わされて回転軸に固定される一対の界磁鉄心と、
この一対の界磁鉄心に巻装される界磁巻線と、
周方向に隣合う前記爪状磁極同士の側面間に配設され、その隣合う前記爪状磁極間の漏洩磁束を減少させる向きに着磁される複数の永久磁石と、
この複数の永久磁石の内周側に配置される非磁性体の支持リングとを備え、
前記爪状磁極には、周方向の側面外周部から周方向へ鍔状に突き出る係止部が設けられている回転電機の回転子であって、
前記一対の界磁鉄心に設けられる互いの爪状磁極の内周側に予め前記支持リングが配置された状態で、周方向に隣合う前記爪状磁極同士の側面間に前記永久磁石が配設されると共に、その永久磁石の内周側が前記支持リングによって支持され、且つ、前記爪状磁極に設けられた前記係止部によって前記永久磁石の径方向外側への移動が規制されていることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
請求項１に記載した回転電機の回転子であって、
前記爪状磁極に設けられた前記係止部と前記支持リングとの間の径方向寸法と、周方向に隣合う前記爪状磁極同士の側面間の周方向寸法とで磁石挿入スペースが規定され、
前記一対の界磁鉄心に設けられる互いの爪状磁極の内周側に前記支持リングを配置した後、前記磁石挿入スペースに前記永久磁石を自身の長手方向から挿入して組み付けることを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
【請求項３】
互いに複数の爪状磁極を有し、その互いの爪状磁極同士が周方向に所定の間隔を有して交互に噛み合う様に組み合わされて回転軸に固定される一対の界磁鉄心と、
この一対の界磁鉄心に巻装される界磁巻線と、
周方向に隣合う前記爪状磁極同士の側面間に配設され、その隣合う前記爪状磁極間の漏洩磁束を減少させる向きに着磁される複数の永久磁石と、
この複数の永久磁石の内周側に配置される非磁性体の支持リングとを備え、
前記爪状磁極には、周方向の側面外周部から周方向へ鍔状に突き出る係止部が設けられている回転電機の回転子であって、
前記一対の界磁鉄心のうち、どちらか一方の界磁鉄心に設けられる爪状磁極の内周側に予め前記支持リングを配置してから、前記爪状磁極に設けられる前記係止部と前記支持リングとの間の径方向寸法によって規定される径方向空間に前記永久磁石を挿入して、その永久磁石の内周側を前記支持リングにより支持すると共に、前記係止部によって前記永久磁石の径方向外側への移動が規制された状態を保ち、その後、他方の界磁鉄心を組み合わせることを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３に記載した何れかの回転電機の回転子において、
前記支持リングは、前記複数の永久磁石を個々に支持する複数の磁石支持部と、この複数の磁石支持部を環状に連結する連結部とを有し、
前記磁石支持部は、前記永久磁石の長手方向に相当する方向の長さが、前記連結部の幅（前記支持リングの周方向と直交する方向の寸法）より長く設けられていることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項５】
請求項４に記載した回転電機の回転子において、
前記磁石支持部は、前記永久磁石を支持する面が平坦面であることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項６】
請求項４または５に記載した回転電機の回転子において、
前記磁石支持部は、この磁石支持部によって支持される前記永久磁石の内周面の形状および面積と略等しい形状および面積を有していることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項７】
請求項４〜６に記載した何れかの回転電機の回転子において、
前記磁石支持部は、前記永久磁石の長手方向に相当する方向の両端のうち、少なくとも一方の端部には、径方向の内側へ折れ曲がるガイド部が設けられていることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項８】
請求項４〜７に記載した何れかの回転電機の回転子において、
前記永久磁石は、内周面が前記磁石支持部に当接して支持された状態で、外周面の両肩部が、前記爪状磁極に設けられた係止部の内面に当接して径方向外側への移動が規制されていることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項９】
請求項８に記載した回転電機の回転子において、
前記永久磁石の周方向側面と前記爪状磁極同士の側面との間に含浸材が充填されていることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項１０】
請求項４〜７に記載した何れかの回転電機の回転子において、
前記永久磁石と前記磁石支持部および前記爪状磁極との間に含浸材が充填されていることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項１１】
請求項１〜１０に記載した何れかの回転電機の回転子において、
前記永久磁石は、少なくとも径方向外側の外周面が非磁性部材により包囲されていることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項１２】
請求項１１に記載した回転電機の回転子において、
前記永久磁石は、前記非磁性部材により箱状に形成されたホルダに収容されていることを特徴とする回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の界磁鉄心に設けられる互いの爪状磁極間に永久磁石を配設した回転電機の回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用等の交流発電機として、例えば、特許文献１に開示された技術が公知である。この特許文献１では、一対のランデル型ポールコアに設けられる爪状磁極同士の間にそれぞれ永久磁石を挿入し、周方向に隣合う爪状磁極間の漏洩磁束を減らして発電に寄与する有効磁束を増量させることにより、出力向上を図る技術が提案されている。
また、上記の従来技術には、爪状磁極の側面外周部から周方向へ鍔状に突き出る係止部が設けられ、この係止部の内周に永久磁石の外周面肩部が当接することにより、ロータの回転時に永久磁石が遠心方向（径方向外側）へ飛び出すことを規制している。
さらに、複数の永久磁石は、非磁性体から成る支持リングの外周面にそれぞれ接着剤等により固着されて磁石アセンブリとして構成され、この磁石アセンブリがポールコアに組み付けられている。
【特許文献１】特開平８−２２３８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、特許文献１に開示された従来技術では、複数の永久磁石が支持リングの外周面に接着剤等により固着されているため、極めて高い部品精度および組み付け精度が要求される。すなわち、磁石アセンブリの状態では、支持リングに対して複数の永久磁石の位置が予め固定されるため、永久磁石が正規の位置から多少でもずれていると、周方向に隣合う爪状磁極間に永久磁石を挿入する際、あるいは使用中に永久磁石に過大なストレスが加わり、永久磁石が破損する原因となる。
また、磁石アセンブリの精度（支持リングに対する永久磁石の位置精度）が良くても、爪状磁極の加工精度にばらつきがあると、一対のポールコアを組み合わせた状態で、周方向に隣合う爪状磁極同士の間に永久磁石を挿入できるだけの空間（磁石挿入スペースと呼ぶ）を確保できたとしても、その磁石挿入スペースと、支持リングに固着されている永久磁石との位置がずれることで、磁石挿入スペースに永久磁石を挿入できなくなる恐れもある。
【０００４】
上記の様に、特許文献１に係る発明では、支持リングに固着されている複数の永久磁石を複数箇所の磁石挿入スペースにそれぞれ無理なく挿入するためには、ポールコア側の部品精度（特に爪状磁極の加工精度）や組み付け精度だけでなく、磁石アセンブリの精度も要求されるため、コスト増加の要因となっている。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、永久磁石の組み付け時、または、使用中等に無理な力が加わることなく、低コストな構成で永久磁石の破損を防止できる回転電機の回転子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（請求項１の発明）
本発明は、互いに複数の爪状磁極を有し、その互いの爪状磁極同士が周方向に所定の間隔を有して交互に噛み合う様に組み合わされて回転軸に固定される一対の界磁鉄心と、この一対の界磁鉄心に巻装される界磁巻線と、周方向に隣合う爪状磁極同士の側面間に配設され、その隣合う爪状磁極間の漏洩磁束を減少させる向きに着磁される複数の永久磁石と、この複数の永久磁石の内周側に配置される非磁性体の支持リングとを備え、爪状磁極には、周方向の側面外周部から周方向へ鍔状に突き出る係止部が設けられている回転電機の回転子であって、一対の界磁鉄心に設けられる互いの爪状磁極の内周側に予め支持リングが配置された状態で、周方向に隣合う爪状磁極同士の側面間に永久磁石が配設されると共に、その永久磁石の内周側が支持リングによって支持され、且つ、爪状磁極に設けられた係止部によって永久磁石の径方向外側への移動が規制されていることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成によれば、複数の永久磁石がそれぞれ支持リングに固定されている訳ではなく、一対の界磁鉄心に対し、複数の永久磁石と支持リングとを別々に組み付けることができる。つまり、一対の界磁鉄心に設けられる互いの爪状磁極の内周側に予め支持リングを配置して、その後、周方向に隣合う爪状磁極同士の側面間に永久磁石を挿入して組み付けることができる。これにより、爪状磁極の加工精度や組み付け精度にばらつきがあっても、永久磁石に無理な力が加わることはなく、組み付け時や使用中等に磁石が破損することを防止できる。その結果、複数の永久磁石が予め支持リングに固着されている従来技術（特許文献１）と比較した場合に、本発明によれば、磁石アセンブリを形成する必要がないので、複数の永久磁石と支持リングとの位置関係を精度良く位置決めする必要はなく、且つ、界磁鉄心側の部品精度及び組み付け精度を高くする必要もないので、その分、コストを低く抑えることができる。
【０００７】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した回転電機の回転子であって、爪状磁極に設けられた係止部と支持リングとの間の径方向寸法と、周方向に隣合う爪状磁極同士の側面間の周方向寸法とで磁石挿入スペースが規定され、一対の界磁鉄心に設けられる互いの爪状磁極の内周側に支持リングを配置した後、磁石挿入スペースに永久磁石を自身の長手方向から挿入して組み付けることを特徴とする。
本発明によれば、一対の界磁鉄心に設けられる互いの爪状磁極の内周側に支持リングを配置することで磁石挿入スペースを形成し、その磁石挿入スペースに永久磁石を単体で挿入する、つまり、支持リングに永久磁石が固着された状態ではなく、永久磁石のみを磁石挿入スペースに挿入して組み付けることができる。
【０００８】
（請求項３の発明）
本発明は、互いに複数の爪状磁極を有し、その互いの爪状磁極同士が周方向に所定の間隔を有して交互に噛み合う様に組み合わされて回転軸に固定される一対の界磁鉄心と、この一対の界磁鉄心に巻装される界磁巻線と、周方向に隣合う爪状磁極同士の側面間に配設され、その隣合う爪状磁極間の漏洩磁束を減少させる向きに着磁される複数の永久磁石と、この複数の永久磁石の内周側に配置される非磁性体の支持リングとを備え、爪状磁極には、周方向の側面外周部から周方向へ鍔状に突き出る係止部が設けられている回転電機の回転子であって、一対の界磁鉄心のうち、どちらか一方の界磁鉄心に設けられる爪状磁極の内周側に予め支持リングを配置してから、爪状磁極に設けられる係止部と支持リングとの間の径方向寸法によって規定される径方向空間に永久磁石を挿入して、その永久磁石の内周側を支持リングにより支持すると共に、係止部によって永久磁石の径方向外側への移動が規制された状態を保ち、その後、他方の界磁鉄心を組み合わせることを特徴とする。  
【０００９】
上記の構成によれば、複数の永久磁石がそれぞれ支持リングに固定されている訳ではなく、界磁鉄心に対し、複数の永久磁石と支持リングとを別々に組み付けることができる。つまり、どちらか一方の界磁鉄心に設けられる爪状磁極の内周側に予め支持リングを配置して、その後、爪状磁極の係止部と支持リングとの間の径方向寸法によって規定される径方向空間に永久磁石を挿入して組み付けることができる。これにより、爪状磁極の加工精度や組み付け精度にばらつきがあっても、永久磁石に無理な力が加わることはなく、組み付け時や使用中等に磁石が破損することを防止できる。その結果、複数の永久磁石が予め支持リングに固着されている従来技術（特許文献１）と比較した場合に、本発明によれば、磁石アセンブリを形成する必要がないので、複数の永久磁石と支持リングとの位置関係を精度良く位置決めする必要はなく、且つ、界磁鉄心側の部品精度及び組み付け精度を高くする必要もないので、その分、コストを低く抑えることができる。
【００１０】
（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかの回転電機の回転子において、支持リングは、複数の永久磁石を個々に支持する複数の磁石支持部と、この複数の磁石支持部を環状に連結する連結部とを有し、磁石支持部は、永久磁石の長手方向に相当する方向の長さが、連結部の幅より長く設けられていることを特徴とする。
この場合、連結部の幅より磁石支持部の長さを長くすることで、永久磁石を爪状磁極の係止部に安定して押し付けることができ、遠心力ストレスに対する信頼性が向上する。
【００１１】
（請求項５の発明）
請求項４に記載した回転電機の回転子において、磁石支持部は、永久磁石を支持する面が平坦面であることを特徴とする。
例えば、磁石支持部を連結部と同じ曲率の円弧状に形成すると、永久磁石に対し平面で接触することができないため、永久磁石との接触面積が小さくなる。これに対し、本発明では、磁石支持部を平坦面とすることで、磁石支持部と永久磁石との当接面積を大きく取ることができる。その結果、永久磁石の固定が安定すると共に、永久磁石と磁石支持部との当接面の面圧が低下するので、支持リングや永久磁石の信頼性も向上する。
【００１２】
（請求項６の発明）
請求項４または５に記載した回転電機の回転子において、磁石支持部は、この磁石支持部によって支持される永久磁石の内周面の形状および面積と略等しい形状および面積を有していることを特徴とする。
この場合、磁石支持部の面積を必要以上に大きくしなくても、永久磁石をより安定して固定できるので、永久磁石の固定信頼性が更に向上する。
【００１３】
（請求項７の発明）
請求項４〜６に記載した何れかの回転電機の回転子において、磁石支持部は、永久磁石の長手方向に相当する方向の両端のうち、少なくとも一方の端部には、径方向の内側へ折れ曲がるガイド部が設けられていることを特徴とする。
磁石支持部の端部にガイド部を設けることにより、永久磁石を組み付ける際に、永久磁石の角部が磁石支持部の端部に当たることはなく、組み付けを容易にできる。
なお、ガイド部は、磁石支持部の両端部に設けても良いし、永久磁石の組み付け方向を一方向だけに特定すれば、磁石支持部のどちらか一方の端部だけに設けても良い。
【００１４】
（請求項８の発明）
請求項４〜７に記載した何れかの回転電機の回転子において、永久磁石は、内周面が磁石支持部に当接して支持された状態で、外周面の両肩部が、爪状磁極に設けられた係止部の内面に当接して径方向外側への移動が規制されていることを特徴とする。
この場合、永久磁石は、爪状磁極の係止部と支持リングの磁石支持部との間の径方向寸法に対し若干の締代を持って挿入される。つまり、永久磁石は、爪状磁極の係止部と支持リングの磁石支持部との双方に当接しているため、遠心力ストレスに対する磁石の固定がより確実となる。
【００１５】
（請求項９の発明）
請求項８に記載した回転電機の回転子において、永久磁石の周方向側面と爪状磁極同士の側面との間に含浸材が充填されていることを特徴とする。
例えば、永久磁石の周方向の幅寸法を、周方向に隣合う爪状磁極同士の側面間の周方向寸法より若干小さく形成することで、周方向に隣合う爪状磁極同士の側面間に永久磁石を挿入する際に、永久磁石に無理な力が加わらないため、永久磁石の欠けや破損を防止できる。但し、この場合、永久磁石の側面と爪状磁極の側面との間に隙間が生じるため、その隙間を含浸材（例えばエポキシ樹脂）で埋めることにより、永久磁石が周方向に動くことを防止でき、永久磁石をより安定した状態で保持できるので、永久磁石の固定信頼性が向上する。
【００１６】
（請求項１０の発明）
請求項４〜７に記載した何れかの回転電機の回転子において、永久磁石と磁石支持部および爪状磁極との間に含浸材が充填されていることを特徴とする。
この場合、含浸材（例えばエポキシ樹脂）によって永久磁石をより安定した状態で保持できるので、永久磁石の固定信頼性が向上する。
【００１７】
（請求項１１の発明）
請求項１〜１０に記載した何れかの回転電機の回転子において、永久磁石は、少なくとも径方向外側の外周面が非磁性部材により包囲されていることを特徴とする。
この場合、遠心力ストレスに対する磁石強度が増すので信頼性が向上する。
【００１８】
（請求項１２の発明）
請求項１１に記載した回転電機の回転子において、永久磁石は、非磁性部材により箱状に形成されたホルダに収容されていることを特徴とする。
この場合、永久磁石の全面をホルダにより包囲できるので、永久磁石の組み付け時に永久磁石が直接爪状磁極や支持リングに当たることはなく、永久磁石の破損を防止できる。  また、遠心力ストレスに対する磁石強度が増すと共に、万が一、永久磁石が破損した場合でも、永久磁石の破片が飛散することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例１〜３により詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
実施例１では、本発明の回転電機の一例を車両用交流発電機に適用して説明する。
図１は、車両用交流発電機の界磁として働く回転子１の断面図である。
回転子１は、図示しないハウジングに軸受（図示せず）を介して回転自在に支持される回転軸２と、この回転軸２に固定される一対の界磁鉄心３（３Ａ、３Ｂ）と、この一対の界磁鉄心３に巻装される界磁巻線４と、一対の界磁鉄心３の軸方向両端面に固定される冷却ファン５、６と、一対の界磁鉄心３に組み込まれる複数個（本実施例では１６個）の永久磁石（以下、磁石７と略す）と、この磁石７を径方向の内周側から支持する支持リング８等より構成される。
【００２１】
回転軸２は、軸方向の一方（図示左側）の端部にプーリ（図示せず）が取り付けられ、ベルト伝動によりエンジンの回転動力が伝達されて回転する。
一対の界磁鉄心３は、同一形状を有する一方の界磁鉄心３Ａと、他方の界磁鉄心３Ｂとを軸方向に組み合わせて構成される。
一方の界磁鉄心３Ａと他方の界磁鉄心３Ｂは、図２に示す様に、径方向の中央部に貫通孔３ａ（図２参照）を有するコアハブ３ｂと、このコアハブ３ｂの径方向外周部から軸方向に突き出る複数（本実施例では８個）の爪状磁極３ｃとが設けられている。
コアハブ３ｂには、軸方向の片側に突き出るボス部３ｂ1 （図１参照）が一体に設けられ、このボス部３ｂ1 と複数の爪状磁極３ｃとの間に、界磁巻線４を巻装するための巻線スペースが確保されている。
【００２２】
複数の爪状磁極３ｃは、コアハブ３ｂに対し周方向に等間隔に設けられ、コアハブ３ｂに連なる基端部から先端部へ向かって周方向の幅が次第に狭くなる略Ｖ字形状に設けられている。また、各爪状磁極３ｃには、図２及び図５に示す様に、周方向の両側面外周部から、それぞれ周方向へ鍔状に突き出る一対の係止部３ｃ1 が設けられている。
上記の界磁鉄心３Ａと界磁鉄心３Ｂは、図１に示す様に、両者のボス部３ｂ1 の端面同士を軸方向に突き合わせて、互いの爪状磁極３ｃ同士が周方向に所定の間隔を有して交互に噛み合う様に組み合わされ、コアハブ３ｂの貫通孔３ａに回転軸２を挿通して回転軸２に固定されている。
【００２３】
界磁巻線４は、図１に示す様に、界磁鉄心３Ａ、３Ｂの両ボス部３ｂ1 の外周に絶縁性のスプール９を介して巻回されている。界磁巻線４の巻き始めおよび巻き終わりの両端部は、それぞれリード線１０、１１に接続され、このリード線１０、１１を介して、回転軸２の他方の端部（反プーリ側の端部）に設けられる一組のスリップリング１２に電気的に接続されている。この界磁巻線４には、スリップリング１２の外周に配置されるブラシ（図示せず）を介してバッテリ（図示せず）から界磁電流が供給される。界磁巻線４に界磁電流が流れると、一方の界磁鉄心３Ａに設けられた複数の爪状磁極３ｃが全てＳ極（またはＮ極）に磁化され、他方の界磁鉄心３Ｂに設けられた複数の爪状磁極３ｃが全てＮ極（またはＳ極）に磁化される。
【００２４】
冷却ファン５、６は、一方の界磁鉄心３Ａのコアハブ３ｂの端面に抵抗溶接等により固定されるフロント側の冷却ファン５と、他方の界磁鉄心３Ｂのコアハブ３ｂの端面に抵抗溶接等により固定されるリヤ側の冷却ファン６とを有する。
磁石７は、図５に示す様に、爪状磁極３ｃに設けられた係止部３ｃ1 と、爪状磁極３ｃの内周側に配置される支持リング８との間の径方向寸法と、周方向に隣合う爪状磁極３ｃ同士の側面間の周方向寸法とで規定される磁石挿入スペースに挿入され、爪状磁極３ｃの側面と対向する面が、その爪状磁極３ｃと同極となる様に着磁される。つまり、磁石７を挟んで隣合う爪状磁極３ｃ間の漏洩磁束を減少させる向きに着磁される。この磁石７は、例えば、希土類磁石やフェライト焼結磁石等を使用することができ、その全体形状が略直方体に形成されている。
【００２５】
支持リング８は、非磁性体であるステンレスあるいは樹脂等により形成され、図４に示す様に、複数個の磁石７を個々に支持する複数の磁石支持部８ａと、この複数の磁石支持部８ａを環状に連結する連結部８ｂとを有している。
磁石支持部８ａは、磁石７を支持する面、つまり、磁石７との当接面が平坦面であり、且つ、磁石７の長手方向に相当する方向の長さが、連結部８ｂの幅（支持リング８の周方向と直交する方向の寸法）より長く設けられている。なお、磁石支持部８ａの長さを、磁石７の長さより長くしても良いが、不必要に長くしても材料が無駄になるだけであるため、必ずしも、磁石７の長さより長くする必要はない。つまり、磁石７を安定的に支持できるのであれば、磁石７の長さより短くしても良い。磁石支持部８ａの一例として、磁石支持部８ａによって支持される磁石７の内周面の形状および面積と略等しい形状および面積を有することもできる。
【００２６】
この磁石支持部８ａは、連結部８ｂに対し周方向に所定の傾きを有して配置され、且つ、隣合う磁石支持部８ａ同士が互いに逆方向に傾いている。つまり、複数の磁石支持部８ａは、磁石７の組み付け方向に対応して、一つ置きに同方向に傾斜している。
また、磁石支持部８ａは、磁石７の長手方向に相当する方向の両端部に、それぞれガイド部８ｃが設けられている。このガイド部８ｃは、上記の磁石挿入スペースへ磁石７を挿入する際に、磁石７の角部が爪状磁極３ｃや磁石支持部８ａの端部に当たらない様に、支持リング８の径方向内側へ折り曲げられている。すなわち、ガイド部８ｃは、磁石７を磁石挿入スペースへ挿入し易くするために設けられている。なお、ガイド部８ｃは、必ずしも磁石支持部８ａの両端部に設ける必要はなく、磁石７の挿入方向が一方向に特定されていれば、その方向に合わせて、どちらか一方の端部だけに設けることもできる。
【００２７】
連結部８ｂは、図５に示す様に、爪状磁極３ｃの内周面に沿って円弧状に配置され、且つ、図１に示す様に、一方の爪状磁極３ｃの内周面に形成された段差と、他方の爪状磁極３ｃの内周面に形成された段差との間に配置されて、両段差により軸方向（図示左右方向）の移動が規制されている。但し、界磁鉄心３Ａと界磁鉄心３Ｂとを組み合わせた時に、両者のボス部３ｂ1 同士の間に隙間（エアギャップ）が生じることがない様に、両段差の間で連結部８ｂが軸方向に少し移動できる様に構成されている。
【００２８】
つまり、連結部８ｂは、図４に示す様に、幅方向の一辺側（図示上側辺）に凹み８ｂ1 が形成されている部分と、凹み８ｂ1 の無い部分とが磁石支持部８ａを挟んで交互に設けられ、凹み８ｂ1 を有する部分の幅が、凹み８ｂ1 の無い部分より若干小さく形成されている。従って、連結部８ｂの幅方向の他辺側を爪状磁極３ｃの一方の段差に当接させた時に、凹み８ｂ1 を有する一辺側と爪状磁極３ｃの他方の段差との間に若干隙間が確保される。これにより、連結部８ｂの幅によって一対の界磁鉄心３の軸方向位置が影響を受けることはなく、界磁鉄心３Ａのボス部３ｂ1 と界磁鉄心３Ｂのボス部３ｂ1 とを軸方向に確実に当接させて、両ボス部３ｂ1 の間にエアギャップの無い磁気回路を形成できる。
【００２９】
次に、磁石７の組み付け方法について説明する。
磁石７は、支持リング８に予め固着されている訳ではなく、支持リング８とは別に組み付けられる。すなわち、支持リング８は、磁石７を組み付ける前に、一対の界磁鉄心３を組み合わせた状態で、予め爪状磁極３ｃの内周側に配置される。その後、図２及び図３に示す様に、磁石７を自身の長手方向から磁石挿入スペースに挿入して組み付ける。この時、磁石７は、爪状磁極３ｃの係止部３ｃ1 （図５参照）と支持リング８の磁石支持部８ａとの間の径方向寸法に対し若干の締代を持って挿入される。すなわち、磁石７は、径方向の内周面が磁石支持部８ａに当接して支持された状態で、外周面の両肩部が、爪状磁極３ｃに設けられた係止部３ｃ1 の内面に押圧されて径方向外側への移動が規制される。
【００３０】
また、磁石７は、磁石挿入スペースへ無理なく挿入できる様に、磁石７の周方向寸法が、周方向に隣合う爪状磁極３ｃ同士の側面間の周方向寸法より若干小さく形成されている。このため、図５に示すように、磁石７の周方向側面と、爪状磁極３ｃ同士の側面との間に隙間Ｓを有している。この隙間Ｓを埋めるために、図６に示す様に、エポキシ樹脂等の含浸材１３を前記隙間Ｓに充填しても良い。これにより、磁石７を含浸材１３により固定できるので、磁石７をより安定した状態で保持できる。
なお、上記の実施例では、支持リング８の磁石支持部８ａを平坦面で形成する一例を記載したが、図７および図８に示す様に、磁石支持部８ａを連結部８ｂと同じ曲率の円弧状に形成しても良い。この場合も、図８に示す様に、磁石７の側面と爪状磁極３ｃの側面との間に生じる隙間Ｓにエポキシ樹脂等の含浸材１３を充填しても良い。
【００３１】
（実施例１の効果）
磁石７が挿入される磁石挿入スペースの寸法および位置は、界磁鉄心３に設けられる爪状磁極３ｃの加工精度や爪状磁極３ｃの組み付け精度に大きく影響される。言い換えると、爪状磁極３ｃの加工精度や爪状磁極３ｃの組み付け精度にばらつきが生じると、複数箇所の磁石挿入スペースがそれぞれ異なった寸法にばらつきを生じる恐れがある。これに対し、本実施例の回転子１は、複数の磁石７が支持リング８に固着されている訳ではないので、先に支持リング８を爪状磁極３ｃの内周側に配置した状態で、その後、複数の磁石７を個々に磁石挿入スペースに挿入して組み付けることができる。このため、爪状磁極３ｃの加工精度や爪状磁極３ｃの組み付け精度にばらつきがあっても、各磁石挿入スペースの寸法および位置に応じて、複数の磁石７を個々に磁石挿入スペースに挿入して組み付けることができる。
【００３２】
上記の構成によれば、磁石７に無理な力が加わらないため、組み付け時や使用中等に磁石７が破損することを防止できる。その結果、複数の磁石７が予め支持リング８に固着されている従来技術（特許文献１）と比較した場合に、磁石アセンブリを形成する必要がないので、複数の磁石７と支持リング８との位置関係を精度良く位置決めする必要はなく、且つ、界磁鉄心３側の部品精度及び組み付け精度を高くする必要もないので、その分、コストを低く抑えることができる。
また、磁石７は、爪状磁極３ｃの係止部３ｃ1 と支持リング８の磁石支持部８ａとの間の径方向寸法に対し若干の締代を持って挿入されている。つまり、磁石７は、爪状磁極３ｃの係止部３ｃ1 と支持リング８の磁石支持部８ａとの双方に当接しているため、遠心力ストレスに対する磁石７の固定がより確実となる。
【００３３】
さらに、磁石７の側面と爪状磁極３ｃの側面との間に含浸材１３を充填した場合は、その含浸材１３によって磁石７をより安定した状態に固定できるので、磁石７の固定信頼性が更に向上する。
本実施例の支持リング８は、磁石支持部８ａを平坦面とすることで、磁石支持部８ａと磁石７との当接面積を大きく取ることができる。その結果、磁石７の固定が安定すると共に、磁石７と磁石支持部８ａとの当接面の面圧が低下するので、支持リング８や磁石７の信頼性も向上する。
また、支持リング８は、連結部８ｂの幅より磁石支持部８ａの長さを大きく（長く）しているので、磁石７を爪状磁極３ｃの係止部３ｃ1 に安定して押し付けることができ、遠心力ストレスに対する信頼性が向上する。
【００３４】
さらに、磁石支持部８ａに対して連結部８ｂの幅を適宜に小さくすることで、以下の作用効果を得ることができる。
本実施例の支持リング８は、図９に示す様に、図中のＡ点およびＢ点を支点とする両持ちはりとして考えることができる。両持ちはりのモデルは、図１０に示す様に、支点部（Ａ点またはＢ点）が連結部８ｂに相当し、はり１４の部分が磁石支持部８ａに相当する。また、図中のＣ点は荷重点であり、この荷重点に発生する荷重は、はり１４の弾性力Ｆ（磁石７を爪状磁極３ｃの係止部３ｃ1 に押し付ける力）に等しく、以下の式（１）で表される。
Ｆ＝ｋ×δ…………………………………（１）
なお、ｋ：はり１４のばね定数（Ｎ／ｍｍ）、δ：はり１４の撓み量（ｍｍ）である。  
【００３５】
また、当モデルでのはり１４のばね定数ｋは、以下の式（２）より求められる。
ｋ＝Ｅ×ｂ×ｈ3 ／（２×Ｌ3 ）…………（２）
但し、Ｅ：はり材料のヤング率（Ｎ／ｍｍ2 ）、ｂ：はり１４の幅（ｍｍ）、ｈ：はり１４の厚さ（ｍｍ）、Ｌ：はり１４の長さ（ｍｍ）である。
従って、連結部８ｂの幅（はり１４の幅ｂ）を小さくすることでばね定数が低下し、はり１４の撓みδに対する弾性力Ｆは、図１１に示すようになる。
磁石７の寸法や、爪状磁極３ｃの寸法ばらつきにより、はり１４の撓み量もばらつきを生じるが、ばね定数が小さいと、図１１に示した様に、はり１４の弾性力のばらつきを抑制できるため、安定した弾性力を得ることが可能である。なお、上記の式（２）からも明らかであるが、はり１４の長さｈ、およびはり材料のヤング率Ｅを小さくするか、はり１４の長さＬを長くしても、同様の効果を得ることができる。
【実施例２】
【００３６】
図１２は磁石７の組み付け方法を示す平面図である。
実施例１では、一対の界磁鉄心３を組み合わせた状態で、予め爪状磁極３ｃの内周側に支持リング８が配置され、その後、磁石７を磁石挿入スペースに挿入して組み付ける例を記載したが、この実施例２では、一対の界磁鉄心３を組み合わせる前に、磁石７を組み付ける場合の一例を説明する。
先ず、一対の界磁鉄心３のうち、どちらか一方、例えば、界磁鉄心３Ａの爪状磁極３ｃの内周側に支持リング８を配置する。
続いて、図１２に示す様に、爪状磁極３ｃに設けられる係止部３ｃ1 と磁石支持部８ａとの間の径方向寸法によって規定される径方向空間に磁石７を挿入する。この時、磁石７は、爪状磁極３ｃの係止部３ｃ1 と磁石支持部８ａとの間の径方向寸法に対し若干の締代を持って挿入されるので、簡単に脱落することはない。
【００３７】
この後、他方の界磁鉄心（界磁鉄心３Ｂ）を組み合わせて、界磁鉄心３Ａの爪状磁極３ｃと界磁鉄心３Ｂの爪状磁極３ｃとの間に磁石７を保持する。
この実施例２に示した組み付け方法においても、実施例１の場合と同様に、先に支持リング８を爪状磁極３ｃの内周に配置した状態で、その後、複数の磁石７を個々に組み付けるため、磁石７に無理な力が加わることはなく、組み付け時や使用中等に磁石７が破損することを防止できる。また、複数の磁石７と支持リング８との位置関係を精度良く位置決めする必要はなく、且つ、界磁鉄心３側の部品精度及び組み付け精度を高くする必要もないので、その分、コストを低く抑えることができる。
【実施例３】
【００３８】
図１３は爪状磁極３ｃと磁石７および支持リング８の断面図である。
この実施例３は、磁石７が非磁性材料（例えばステンレス、樹脂等）によって箱状に形成されたホルダ１５に収容され、そのホルダ１５により磁石７の全面が包囲されている。  また、ホルダ１５には、図１５に示す様に、支持リング８の磁石支持部８ａに対する位置決め用の突起１５ａが設けられている。一方、磁石支持部８ａには、ホルダ１５に設けられた突起１５ａに嵌合する位置決め孔８ａ1 が開けられている。この位置決め孔８ａ1 と突起１５ａとの嵌合により、磁石支持部８ａに対し磁石７を位置決めできるので、特に、磁石７の挿入方向における磁石７の位置ずれを確実に防止できる。
この実施例３の構成によれば、磁石７をホルダ１５の内部に収容しているので、遠心力ストレスに対する磁石７の強度が増すと共に、万が一、磁石７が破損した場合でも、その磁石７の破片が飛散することを防止できる。なお、本実施例に示すホルダ１５は、磁石７の全面を包囲しているが、例えば、少なくとも磁石７の径方向外側の外周面を覆う形状であっても良い。
【００３９】
支持リング８は、実施例１と同様に、磁石支持部８ａを平坦面（図１３参照）としても良いし、連結部８ｂと同じ曲率を有する円弧形状（図１４参照）としても良い。
さらに、支持リング８は、連結部８ｂと磁石支持部８ａとの間に段差を設けることもできる。具体的には、図１６、図１７に示す様に、連結部８ｂに対し磁石支持部８ａを径方向の外側へ凸状に突き出すことで、磁石７を爪状磁極３ｃの係止部３ｃ1 に押し付けている。この場合、磁石７の厚み（径方向の寸法）に応じて、連結部８ｂに対する磁石支持部８ａの高さを適宜対応させることにより、磁石７を安定して固定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】回転電機の回転子の断面図である（実施例１）。
【図２】回転子の斜視図である。
【図３】回転子の側面図である。
【図４】支持リングの斜視図である。
【図５】爪状磁極と磁石および支持リングの断面図である。
【図６】爪状磁極と磁石および支持リングの断面図である。
【図７】爪状磁極と磁石および支持リングの断面図である。
【図８】爪状磁極と磁石および支持リングの断面図である。
【図９】爪状磁極と磁石および支持リングの断面図である。
【図１０】両持ちはりのモデル図である。
【図１１】はりの撓み量と弾性力との関係を示すグラフである。
【図１２】一方の界磁鉄心の側面図である（実施例２）。
【図１３】爪状磁極と磁石および支持リングの断面図である（実施例３）。
【図１４】爪状磁極と磁石および支持リングの断面図である。
【図１５】支持リングの斜視図である。
【図１６】爪状磁極と磁石および支持リングの断面図である。
【図１７】爪状磁極と磁石および支持リングの断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    回転子
２    回転軸
３    界磁鉄心
３Ａ  一方の界磁鉄心
３Ｂ  他方の界磁鉄心
３ｃ  爪状磁極
３ｃ1 爪状磁極に設けられる係止部
４    界磁巻線
７    磁石
８    支持リング
８ａ  支持リングの磁石支持部
８ｂ  支持リングの連結部
８ｃ  磁石支持部の端部に設けられるガイド部
１３    含浸材
１５    ホルダ（磁石の外周面を包囲する非磁性部材）
【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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