(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッド界磁フラックススイッチングモーターにおいて、固定子コアの強度確保しつつ漏れ磁束の増大抑制を図る。【解決手段】界磁スロットと、電機子スロットと、磁石スロットとがそれぞれ周方向に並んで複数形成された円環状の固定子コア21を設ける。磁石スロットと界磁スロットとの間には、両者を分離する壁面を設ける。永久磁石22の磁極面と磁石スロットの対向面との隙間W1は、壁面と永久磁石22との隙間W2よりも小さくする。【選択図】図３
2018174635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流が供給される界磁巻線（23）と、
交流が供給される電機子巻線（24）と、
複数の永久磁石（22）と、
前記界磁巻線（23）を配置する界磁スロット（213,218）と、前記電機子巻線（24）を配置する電機子スロット（214）と、前記界磁スロット（213,218）の内周側又は外周側に隣接し前記永久磁石（22）を収容する磁石スロット（215）とがそれぞれ周方向に並んで複数形成された円環状の固定子コア（21）と、
前記固定子コア（21）と所定のエアギャップ（G）をもって対向した回転子コア（11）と、を備え、
前記磁石スロット（215）と前記界磁スロット（213,218）との間には、両者を分離する壁面（216）が設けられ、
それぞれの永久磁石（22）は、周方向において磁極面（22a）が互いに向かい合うように前記磁石スロット（215）内に収容されており、
前記永久磁石（22）の磁極面（22a）と前記磁石スロット（215）の対向面（217）との隙間（W1）は、前記壁面（216）と前記永久磁石（22）との隙間（W2）よりも小さいことを特徴とする回転電気機械。
【請求項２】
請求項１において、
前記永久磁石（22）の磁極面（22a）と、前記磁石スロット（215）において該磁極面（22a）に対向する対向面（217）とは、密着していることを特徴とする回転電気機械。
【請求項３】
請求項２において、
前記永久磁石（22）の磁極面（22a）と前記磁石スロット（215）の対向面（217）とは、圧入構造により密着していることを特徴とする回転電気機械。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れかにおいて、
前記壁面（216）は、一部分が前記永久磁石（22）に接触していることを特徴とする回転電気機械。
【請求項５】
請求項４において、
前記壁面（216）の一部分と前記永久磁石（22）とは、前記界磁巻線（23）から前記壁面（216）に作用する圧力を利用した圧入構造によりに接触していることを特徴とする回転電気機械。
【請求項６】
請求項４において、
前記壁面（216）の一部分と前記永久磁石（22）とは、該永久磁石（22）から該壁面（216）に作用する圧力を利用した圧入構造によりに接触していることを特徴とする回転電気機械。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れかにおいて、
前記界磁スロット（213,218）は、前記磁石スロット（215）の内周側及び外周側の双方に設けられていることを特徴とする回転電気機械。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れかにおいて、
前記永久磁石（22）は、ネオジム-ボロン-鉄系磁石であることを特徴とする回転電気機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電気機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電気機械の一種である電動機の中には、ハイブリッド界磁フラックススイッチングモーター(HEFSM: Hybrid Excitation Flux Switching Motor。以下、HEFSMと略記する場合もある)と呼ばれる形式ものがある。HEFSMでは、固定子に巻線と永久磁石の両方が設けられ、永久磁石の磁束を固定子から回転子に流す運転モードがある（例えば特許文献１を参照）。特許文献１の例では、所定の巻線（界磁巻線）が永久磁石と接して設けられており、その界磁巻線への直流の通電状態を制御することによって永久磁石の磁束の流れを制御するとともに、回転磁界を形成するための巻線（電機子巻線）に交流電力を供給して回転子を回転させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０１８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の例では、界磁巻線を収容するスロット内に永久磁石も収容されているので、そのバックヨークが狭くなりがちであり、固定子コアの強度確保が難しい。それに対しては、界磁巻線用のスロットと永久磁石のスロットと分離する壁面を設けることで、固定子コアの強度を向上させることが考えられる。しかしながら、単に壁面を設けるだけでは、漏れ磁束が増加して回転電気機械としての性能が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、ハイブリッド界磁フラックススイッチングモーターにおいて、固定子コアの強度確保しつつ漏れ磁束の増大抑制を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するため、第１の態様は、
直流が供給される界磁巻線（23）と、
交流が供給される電機子巻線（24）と、
複数の永久磁石（22）と、
前記界磁巻線（23）を配置する界磁スロット（213,218）と、前記電機子巻線（24）を配置する電機子スロット（214）と、前記界磁スロット（213,218）の内周側又は外周側に隣接し前記永久磁石（22）を収容する磁石スロット（215）とがそれぞれ周方向に並んで複数形成された円環状の固定子コア（21）と、
前記固定子コア（21）と所定のエアギャップ（G）をもって対向した回転子コア（11）と、を備え、
前記磁石スロット（215）と前記界磁スロット（213,218）との間には、両者を分離する壁面（216）が設けられ、
それぞれの永久磁石（22）は、周方向において磁極面（22a）が互いに向かい合うように前記磁石スロット（215）内に収容されており、
前記永久磁石（22）の磁極面（22a）と前記磁石スロット（215）の対向面（217）との隙間（W1）は、前記壁面（216）と前記永久磁石（22）との隙間（W2）よりも小さいことを特徴とする回転電気機械である。
【０００７】
この構成では、壁面（216）によって固定子コア（21）の強度が確保され、前記の隙間設定により漏れ磁束の増大抑制が図られる。
【０００８】
また、第２の態様は、第１の態様において、
前記永久磁石（22）の磁極面（22a）と、前記磁石スロット（215）において該磁極面（22a）に対向する対向面（217）とは、密着していることを特徴とする回転電気機械である。
【０００９】
この構成では、永久磁石（22）の磁極面（22a）が固定子コア（21）と密着する。
【００１０】
また、第３の態様は、第２の態様において、
前記永久磁石（22）の磁極面（22a）と前記磁石スロット（215）の対向面（217）とは、圧入構造により密着していることを特徴とする回転電気機械である。
【００１１】
この構成では、永久磁石（22）が圧入によって磁石スロット（215）内に固定される。
【００１２】
また、第４の態様は、第１から第３の態様の何れかにおいて、
前記壁面（216）は、一部分が前記永久磁石（22）に接触していることを特徴とする回転電気機械である。
【００１３】
この構成では、磁石スロット（215）内において、永久磁石（22）が壁面（216）によって位置決めされる。
【００１４】
また、第５の態様は、第４の態様において、
前記壁面（216）の一部分と前記永久磁石（22）とは、前記界磁巻線（23）から前記壁面（216）に作用する圧力を利用した圧入構造によりに接触していることを特徴とする回転電気機械である。
【００１５】
この構成でも、磁石スロット（215）内において、永久磁石（22）が壁面（216）によって位置決めされる。
【００１６】
また、第６の態様は、第４の態様において、
前記壁面（216）の一部分と前記永久磁石（22）とは、該永久磁石（22）から該壁面（216）に作用する圧力を利用した圧入構造によりに接触していることを特徴とする回転電気機械である。
【００１７】
この構成でも、磁石スロット（215）内において、永久磁石（22）が壁面（216）によって位置決めされる。
【００１８】
また、第７の態様は、第１から第６の態様の何れかにおいて、
前記界磁スロット（213,218）は、前記磁石スロット（215）の内周側及び外周側の双方に設けられていることを特徴とする回転電気機械である。
【００１９】
この構成では、永久磁石（22）の磁束が、内周側及び外周側の界磁巻線（23）によって磁束が制御される。
【００２０】
また、第８の態様は、第１から第７の態様の何れかにおいて、
前記永久磁石（22）は、ネオジム-ボロン-鉄系磁石であることを特徴とする回転電気機械である。
【００２１】
この構成では、強力な磁力を発生できるため、加振力が大きくなるが、剛性を高くできるため、振動・騒音を低減しつつ高い出力を実現できる。
【発明の効果】
【００２２】
第１の態様によれば、固定子コアの強度確保しつつ漏れ磁束の増大抑制を図ることが可能になる。
【００２３】
また、第２の態様によれば、永久磁石の磁極面が固定子コアと密着するので、永久磁石の磁束を効果的に固定子コアに伝えることが可能になる。また、永久磁石を磁石スロット内に確実に固定することが可能になる。
【００２４】
また、第３の態様によれば、永久磁石を磁石スロット内に確実に固定することが可能になる。
【００２５】
また、第４の態様から第６の態様のそれぞれによれば、永久磁石を磁石スロット内に位置決めしつつ確実に固定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る電動機の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、固定子コアを軸方向から見た図である。
【図３】図３は、固定子コアに対して永久磁石を挿入した状態を示す。
【図４】図４は、固定子コアの磁石スロット付近の拡大図である。
【図５】図５は、実施形態２の固定子コアに対して永久磁石を挿入した状態を示す。
【図６】図６は、壁面と永久磁石の接触構造を実現するための固定子コアを例示する。
【図７】図７は、セグメントコイルを構成する部材であるセグメントの一例を示す。
【図８】図８は、複数のセグメントを内側界磁スロットに配置した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２８】
《発明の実施形態１》
以下では、本発明の回転電気機械の一例として、電動機の例を説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る電動機（1）の構成を示す断面図である。この電動機（1）は、HEFSMの一例である。電動機（1）は、図１に示すように、所定のエアギャップ（G）をもって互いに対向した回転子（10）と固定子（20）を備え、ケーシング（図示は省略）に収容されている。電動機（1）は、例えば自動車や、空気調和装置の圧縮機などに用いることができ、回転子（10）に設けられた駆動軸（12）によって、自動車のトランスミッションや空気調和装置の圧縮機などを駆動する。
【００２９】
なお、以下の説明で用いる用語のうち、軸方向とは、駆動軸（12）の軸心（P）の方向をいい、径方向とは軸心（P）と直交する方向をいう。また、外周側とは軸心（P）からより遠い側をいい、内周側とは軸心（P）により近い側をいう。
【００３０】
〈回転子〉
回転子（10）は、回転子コア（11）及び駆動軸（12）を備えている。回転子コア（11）は、軟磁性体によって形成されている。本実施形態の回転子コア（11）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて作成した多数のコア部材を軸方向に積層した積層コアであり、その中心には、図１に示すように駆動軸（12）を挿入する貫通孔（113）が形成されている。また、回転子コア（11）には、外周側に向かって突き出た複数の突部（111）が設けられている。突部（111）は、回転子コア（11）の周方向に等ピッチで並んでいる。つまり、回転子コア（11）は、軸方向から見て、歯車状の形状である。なお、突部（111）は、回転子(10)の固定子(20)に対する相対的位置により磁気抵抗を変化させるために設けられたもので、たとえば、凹部外周に薄肉の回転子コアがあって、回転子(10)全体として外周が真円としてもよい。また、突部(111)は必ずしも厳密に等間隔である必要もない。
【００３１】
〈固定子〉
固定子（20）は、固定子コア（21）、永久磁石（22）、界磁巻線（23）、及び電機子巻線（24）を備えている。
【００３２】
固定子コア（21）は、軟磁性体によって円環状に形成されている。この例では、固定子コア（21）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて作成した多数のコア部材を軸方向に積層した積層コアである。図２は、固定子コア（21）を軸方向から見た図である。図２に示すように、固定子コア（21）は、固定子ヨーク（212）と、複数のティース（211）とを備えている。固定子ヨーク（212）は、円環状の形状を有した、固定子コア（21）の外周側に形成された部分である。また、それぞれのティース（211）は、固定子ヨーク（212）の内周面から内周側に向かって突き出た部分である。図２の例では、２４個のティース（211）が設けられており、これらのティース（211）は、軸心（P）回りに周方向に所定ピッチで配置されている。それにより、それぞれのティース（211）の間には、空間が形成されることになる。
【００３３】
ティース（211）の間に形成されたこれらの空間は、界磁巻線（23）や電機子巻線（24）が配置されるスロットとして機能する。これらスロットには、界磁巻線（23）を配置するスロット（内側界磁スロット（213）と命名する）と、電機子巻線（24）を配置するスロット（電機子スロット（214）と命名する）の２種類があり、何れの種類のスロットも複数設けられている。具体的には、内側界磁スロット（213）は、複数のスロットのうちの、周方向において１つ飛ばしで隣り合うスロットである。また、電機子スロット（214）は、複数のスロットのうちの、内側界磁スロット（213）を除くスロットである。つまり、内側界磁スロット（213）と電機子スロット（214）とは、周方向に交互に配置されている。なお、以下の説明において、内側界磁スロット（213）や電機子スロット（214）等のように複数個が存在する構成要素において、特定のものに着目する等の場合には、参照符合に枝番を付けることにする（例えば213-1,213-2…など）。
【００３４】
また、固定子コア（21）には、永久磁石（22）を収容する磁石スロット（215）が複数形成されている。それぞれの磁石スロット（215）は、固定子コア（21）を軸方向に貫通する孔であり、この例では、それぞれの内側界磁スロット（213）の外周側に隣接して磁石スロット（215）が形成されている。ひとつの磁石スロット（215）には、ひとつの永久磁石（22）が収容される。
【００３５】
また、本実施形態では、界磁巻線（23）を収容するスロットとして、それぞれの磁石スロット（215）の外周側に隣接して外側界磁スロット（218）が形成されている（図２参照）。外側界磁スロット（218）も固定子コア（21）を軸方向に貫通する孔である。外側界磁スロット（218）と磁石スロット（215）との間には、両者を分離する壁面（216）が設けられている。同様に、内側界磁スロット（213）と磁石スロット（215）との間にも、両者を分離する壁面（216）が設けられている。
【００３６】
−電機子巻線（24）−
電機子巻線（24）は、回転磁界を形成するための巻線である。電機子巻線（24）には、回転磁界を形成するために、交流が供給される。例えば、電機子巻線（24）として三相の電機子巻線を採用した場合には、電機子巻線（24）には三相の交流電流を流すことになる。電機子巻線（24）に流れる交流電流は、インバータ回路などによって制御することができる。
【００３７】
固定子（20）では、電機子巻線（24）は、ティース（211）に巻回されて、電機子スロット（214）内に配置されている。より具体的には、電機子巻線（24）は、周方向において隣り合う一対の電機子スロット（214）によって挟まれる一対のティース（211）（以下、一対の電機子ティース（211b）とも呼ぶ）に対して巻回されている。詳しくは、電機子巻線（24）は、径方向に沿う軸を巻回軸として、一対の電機子ティース（211b）に巻回されている。つまり、一対の電機子ティース（211b）を一つのティースとみなして、これに電機子巻線（24）が集中巻で巻回されているのである。これを具体的に図１で見ると、例えば電機子巻線（24-1）は、周方向において隣り合う電機子スロット（214-1）と電機子スロット（214-2）によって挟まれている、ティース（211-1）とティース（211-2）とによって構成された一対の電機子ティース（211b）に巻回されている。
【００３８】
同様に、電機子巻線（24-2）は、周方向において隣り合う電機子スロット（214-1）と電機子スロット（214-3）によって挟まれている、ティース（211-4）とティース（211-5）とによって構成された一対の電機子ティース（211b）に巻回されている。このようにして、本実施形態では、ひとつの電機子スロット（214）内に、２つの電機子巻線（24）が収められるのである。
【００３９】
−界磁巻線（23）−
界磁巻線（23）は、永久磁石（22）の磁束を制御するための巻線である。この界磁巻線（23）には、永久磁石（22）よりも内周側の内側界磁スロット（213）に配置されるものと、永久磁石（22）よりも外周側の外側界磁スロット（218）に配置されるものがある。例えば、永久磁石（22）よりも内周側の界磁巻線（23）は、ティース（211）に巻回されて、内側界磁スロット（213）に配置されている。この例では、周方向において互いに隣り合う一対の内側界磁スロット（213）によって挟まれる一対のティース（211）（以下、一対の界磁ティース（211a）とも呼ぶ）に対して、界磁巻線（23）が巻回されている。詳しくは、界磁巻線（23）のそれぞれは、径方向に沿う軸を巻回軸として、この一対の界磁ティース（211a）に巻回されている。つまり、一対の界磁ティース（211a）を一つのティースとみなして、これに界磁巻線（23）が集中巻で巻回されているのである。
【００４０】
なお、以下の説明において、内側界磁スロット（213）に配置される界磁巻線（23）と外側界磁スロット（218）に配置される界磁巻線（23）とを区別する必要がある場合には、内側界磁スロット（213）の界磁巻線（23）の参照符合に接尾辞として”i”を付けて界磁巻線（23i）と記載し、外側界磁スロット（218）の界磁巻線（23）の参照符合に接尾辞として”o”を付けて界磁巻線（23o）と記載することにする。また、界磁巻線（23i）や界磁巻線（23o）において特定のものに着目する等の場合には、接尾辞の後に更に枝番を付けることにする（例えば23i-1,23o-1等）。
【００４１】
例えば、図１の例では、ティース（211-2）とティース（211-3）とで構成された界磁ティース（211a）に対して界磁巻線（23i-1）が巻回されている。このようにして、本実施形態では、ひとつの内側界磁スロット（213）内に、２つの界磁巻線（23）が収容されることになる。この例では、内側界磁スロット（213）内の２つの界磁巻線（23）は、周方向に並んでいる。
【００４２】
また、永久磁石（22）の外周側の界磁巻線（23）は、互いに隣接した外側界磁スロット（218）によって挟まれた一対のティース（211）（すなわち一対の界磁ティース（211a））に巻回されている。つまり、一対の界磁ティース（211a）を一つのティースとみなして、これに界磁巻線（23）が集中巻で巻回されているのである。例えば、図１の例では、界磁巻線（23o-1）は、外側界磁スロット（218-1）と外側界磁スロット（218-2）とに挟まれた一対の界磁ティース（211a）に巻回されている。このようにして、本実施形態では、ひとつの外側界磁スロット（218）内に、２つの界磁巻線（23）が収容されることになる。この例では、外側界磁スロット（218）内の２つの界磁巻線（23）は、周方向に並んでいる。
【００４３】
これらの界磁巻線（23）は、必要に応じて直流励磁される。そのため、界磁巻線（23）は、電源（30）に接続されている（図１参照）。なお、界磁巻線（23）に直流電力を供給する電源（30）には種々のものを採用できる。例えば電源（30）として、チョッパ回路（降圧チョッパ回路、昇圧チョッパ回路または昇降圧チョッパ回路を含む）を用いることで、界磁巻線（23）に流す直流電流を容易に制御することができる。つまり、界磁巻線（23）に流す直流は、脈動成分を含んでいるものでもかまわない。
【００４４】
−永久磁石（22）−
固定子（20）には、複数の永久磁石（22）が設けられている。この例では、それぞれの永久磁石（22）は、希土類元素を用いたいわゆる希土類磁石である。より具体的には、永久磁石（22）は、ネオジム、鉄、ホウ素を主成分とした磁石（ネオジム-ボロン-鉄系の磁石）であって、必要に応じて重希土類元素（具体的にはジスプロシウム（Dy）或いはテルビウム（Tb））を含む合金、または重希土類元素を粒界拡散法によって表面付近のみに含ませた焼結磁石を含む希土類磁石である。
【００４５】
この永久磁石（22）は、軸心（P）に直交する方向の断面（図１で見える面）が方形（この例では径方向が長辺となる長方形）であり、その軸方向の長さは、固定子コア（21）の軸方向長さと概ね同じである。つまり、本実施形態の永久磁石（22）は、直方体である。また、これらの永久磁石（22）は、周方向において同じ極性の磁極面（22a）が向かい合うように、磁石スロット（215）内に配置されている（図１、図５を参照）。つまり、永久磁石（22）は、周方向に沿って磁化されており、これらの永久磁石（22）は、周方向の一方側に向かって、交互に異なる極性の磁極面（22a）を向けて配置されている。
【００４６】
これらの永久磁石（22）と電機子巻線（24）の関係を見ると、この例では、永久磁石（22）の上を電機子巻線（24）が通過している（図１を参照）。また、永久磁石（22）と界磁巻線（23）の関係を見ると、図１に示すように、各永久磁石（22）は、内側界磁スロット（213）側の壁面（216）を介して内側界磁スロット（213）内の界磁巻線（23）に面し、外側界磁スロット（218）側の壁面（216）を介して該外側界磁スロット（218）内の界磁巻線（23）に面している。より詳しくは、一対の界磁ティース（211a）に対して、２つの界磁巻線（23）が設けられており、それらの界磁巻線（23）は、永久磁石（22）の内周側と外周側の両方から、それぞれ壁面（216）を介して永久磁石（22）に面している。
【００４７】
そして、本実施形態では、各永久磁石（22）と磁石スロット（215）の内周面（壁面（216）を含む）との位置関係に特徴がある。図３は、固定子コア（21）に対して永久磁石（22）を挿入した状態を示す。図３では、界磁巻線（23）や電機子巻線（24）の記載を省略してある。また、図４は、固定子コア（21）の磁石スロット（215）付近の拡大図である。図３に示すように、この例では、永久磁石（22）の磁極面（22a）（図５参照）と該磁極面（22a）に対向した磁石スロット（215）の面（対向面（217）と命名する）との隙間（W1）は、壁面（216）と永久磁石（22）との隙間（W2）よりも小さく形成されている（すなわち、Ｗ１＜Ｗ２である）。より詳しくは、永久磁石（22）の磁極面（22a）と磁石スロット（215）の対向面（217）とは密着している。すなわち、この例ではＷ１＝０である。一方、壁面（216）と永久磁石（22）との間には、空隙が存在する。すなわち、この例では、Ｗ２＞０である。
【００４８】
この隙間の関係（Ｗ１＜Ｗ２）を実現するために、本実施形態では、永久磁石（22）の磁極面（22a）が磁石スロット（215）の対向面（217）に密着するように、永久磁石（22）の磁極面（22a）間の距離（W4）は、磁石スロット（215）の径方向の幅（W3）とほぼ等しく形成されている。なお、実際には、永久磁石（22）を磁石スロット（215）に挿入する作業が可能な程度に、Ｗ４＜Ｗ３となるように形成されているが、両者の寸法差は実質的にＷ４＝Ｗ３と見なしてよい程度しかない。また、この例では、図３に示すように、磁石スロット（215）内の角部分に曲面部（R）が設けられている。曲面部（R）を設けたことにより、永久磁石（22）を磁石スロット（215）に挿入した際に、磁石スロット（215）内における永久磁石（22）の径方向の位置決めを行うことができるとともに、壁面（216）と永久磁石（22）との間に空隙を形成することが可能になる。
【００４９】
なお、永久磁石（22）の磁極面（22a）と磁石スロット（215）の対向面（217）とを、圧入構造により密着させるようにしてもよい。具体的には、永久磁石（22）の磁極面（22a）間の距離（W4）を磁石スロット（215）の径方向の幅（W3）よりも大きく形成することで、圧入構造を実現できる。
【００５０】
〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態では、磁石スロット（215）と界磁スロット（213,218）との間に壁面（216）を設けたので、固定子コア（21）の強度を向上させることが可能になる。しかも、永久磁石（22）の磁極面（22a）と磁石スロット（215）の対向面（217）との隙間（W1）が、壁面（216）と永久磁石（22）との隙間（W2）よりも小さく形成されているので、漏れ磁束の増大抑制も可能になる。
【００５１】
また、本実施形態では、壁面（216）と永久磁石（22）との間に空隙が存在するので、界磁巻線（23）から永久磁石（22）への伝熱も減少する。その結果、本実施形態では、巻線の熱に起因する永久磁石（22）の減磁を抑制することが可能になる。
【００５２】
《発明の実施形態２》
図５は、実施形態２の固定子コア（21）に対して永久磁石（22）を挿入した状態を示す。図５は、磁石スロット（215）付近の拡大図である。この例では、壁面（216）の一部分が永久磁石（22）の側面（界磁巻線（23）に面する面）に接触している。図６は、壁面（216）と永久磁石（22）の接触構造を実現するための固定子コア（21）を例示する。図６は、磁石スロット（215）付近の拡大図である。この例では、図５及び図６に示すように、それぞれの壁面（216）の中央部が、界磁スロット（213,218）側から磁石スロット（215）内に向って突出するように湾曲しており、湾曲面（すなわち壁面（216））の頂点が永久磁石（22）の側面に接するようになっている。壁面（216）が湾曲しているので、この例でも、壁面（216）と永久磁石（22）の側面との間には空隙が形成されている（図５参照）。そして、ここでも、永久磁石（22）の磁極面（22a）と磁石スロット（215）の対向面（217）との隙間（W1）は、壁面（216）と永久磁石（22）との隙間（W2）（すなわち空隙部分の大きさ）よりも小さく形成されている。
【００５３】
このような、壁面（216）と永久磁石（22）の側面との接触構造を実現するために、本実施形態では、永久磁石（22）の側面と壁面（216）とは、圧入構造により密着させられている。圧入構造としては、例えば、永久磁石（22）から壁面（216）に作用する圧力を利用した圧入構造が考えられる。具体的には、永久磁石（22）の側面間の距離（W5）（図５参照）を、永久磁石（22）挿入前の壁面（216）間の距離（W6）（図６参照）よりも大きく形成することで、圧入構造を実現できる。なお、永久磁石（22）の磁極面（22a）間の距離（W4）は、磁石スロット（215）の径方向の幅（W3）よりもごく僅かに小さく形成されている。つまり、この例では、磁極面（22a）と磁石スロット（215）の対向面（217）との間には圧入構造はない。勿論、これは一例であり、磁極面（22a）と磁石スロット（215）の対向面（217）とを、圧入構造により密着させる構成も採用可能である。
【００５４】
このように、壁面（216）と永久磁石（22）の接触構造を採用することで、永久磁石（22）を磁石スロット（215）内に位置決めしつつ確実に固定することが可能になる。また、壁面（216）が永久磁石（22）と接触しているのは、その一部分のみなので、漏れ磁束が問題になることはない。
【００５５】
《実施形態２の変形例》
実施形態２の変形例として、永久磁石（22）の側面と壁面（216）との接触構造を、界磁巻線（23）から壁面（216）に作用する圧力を利用して実現するものを説明する。この変形例では、いわゆるセグメントコイル方式によって界磁巻線（23）が形成されている。図７は、セグメントコイルを構成する部材であるセグメント（23a）の一例を示す。このセグメント（23a）は、平角導線が略Ｕ字状に曲げ加工されたものである。本実施形態では、複数のセグメント（23a）が、外側界磁スロット（218）に軸方向から差し込まれて界磁ティース（211a）の径方向に並べられ、界磁巻線（23o）が形成されている。同様に、複数のセグメント（23a）が内側界磁スロット（213）に軸方向から差し込まれて、界磁巻線（23i）が形成されている。図８に、複数のセグメント（23a）を内側界磁スロット（213）に配置した状態を示す。
【００５６】
この変形例では、複数のセグメント（23a）が径方向に並ぶように内側界磁スロット（213）に差し込まれることによって、これらのセグメント（23a）（すなわち界磁巻線（23））と壁面（216）との間で圧入構造が形成される。同様に、複数のセグメント（23a）が径方向に並ぶように外側界磁スロット（218）に差し込まれることによって、セグメント（23a）と壁面（216）との間で圧入構造が形成される。詳しくは、径方向に並べられたセグメント（23a）の径方向の幅は、内側界磁スロット（213）や外側界磁スロット（218）における径方向の幅よりも大きく構成されている。
【００５７】
この構造では、セグメント（23a）を内側界磁スロット（213）や外側界磁スロット（218）に差し込んだ際に、壁面（216）を磁石スロット（215）内に向って変形させることが可能になる。すなわち、セグメント（23a）を界磁スロット（213,218）に差し込んで圧入状態とすることによって、壁面（216）と永久磁石（22）を接触させることができる。したがって、本変形例の接触構造によっても、永久磁石（22）を磁石スロット（215）内に位置決めしつつ確実に固定することが可能になる。
【００５８】
《その他の実施形態》
なお、電動機（1）は、永久磁石（22）の内周側及び外周側の何れか一方のみに界磁巻線（23）を設ける構成でもよい。
【００５９】
また、電機子巻線（24）もセグメントコイル方式によって形成してもよい。
【００６０】
また、固定子（20）におけるティース（211）の数や、回転子（10）の突部（111）の数も例示であり、実施形態で示した例には限定されない。
【００６１】
また、各実施形態や変形例の構成は、電動機のみならず、発電機にも適用できる。
【００６２】
また、永久磁石（22）の材料は例示であり、重希土類元素を含まない磁石材料で永久磁石（22）を構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、回転電気機械として有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１      電動機（回転電気機械）
１１      回転子コア
２１      固定子コア
２２      永久磁石
２２ａ    磁極面
２３      界磁巻線
２４      電機子巻線
２１３    内側界磁スロット
２１４    電機子スロット
２１５    磁石スロット
２１６    壁面
２１７    対向面
２１８    外側界磁スロット
【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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