(57)【要約】【課題】永久磁石及び磁石保持部を有する磁石ユニットの各方向への移動を規制することが可能な回転電機の回転子及び回転電機を提供する。【解決手段】回転電機の回転子は、ボス部と、ディスク部と、複数の爪状磁極部と、爪状磁極部の外周面を覆う筒状の磁極筒部と、ボス部と爪状磁極部との間に配置される界磁巻線と、回転周方向に隣接する爪状磁極部の間に配置される永久磁石、及び、永久磁石を保持する磁石保持部を有する磁石ユニットと、を備える。磁石保持部は、永久磁石の回転周方向への移動を規制する磁石用周方向規制部と、永久磁石の径方向内側への移動を規制する磁石用内径方向規制部と、爪状磁極部の外周面の回転周方向端部と磁極筒部の内周面との間に形成される空間部に配置され、磁石保持部の径方向内側への移動を規制する本体用内径方向規制部と、を有する。磁石ユニットは、磁極筒部の内周面に当接する筒側当接部を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定された筒状のボス部（５０）と、
前記ボス部の回転軸方向端部から径方向外側に広がるディスク部（５２）と、
前記ディスク部に連接し、回転軸方向に延在し、前記ボス部の径方向外側に配置され、回転周方向に交互に異なる極性の磁極が形成される複数の爪状磁極部（５４）と、
前記爪状磁極部の径方向外側に前記爪状磁極部の外周面（５４ａ，７２）を覆うように配置される筒状の磁極筒部（４６）と、
前記ボス部と前記爪状磁極部との間に配置される界磁巻線（４４）と、
回転周方向に隣接する前記爪状磁極部の間に配置される永久磁石（６２）、及び、前記永久磁石を保持する磁石保持部（６４）を有する磁石ユニット（４８）と、
を備える回転電機（２０）の回転子（２４）であって、
前記磁石保持部は、
前記永久磁石の回転周方向への移動を規制する磁石用周方向規制部（８０）と、
前記永久磁石の径方向内側への移動を規制する磁石用内径方向規制部（８２）と、
前記爪状磁極部の外周面の回転周方向端部と前記磁極筒部の内周面（４６ａ）との間に形成される空間部（７４）に配置され、該磁石保持部の径方向内側への移動を規制する本体用内径方向規制部（８４）と、
を有し、
前記磁石ユニットは、前記磁極筒部の内周面に当接する筒側当接部（６２ａ，１００，１６０，１７０）を有する、回転電機の回転子。
【請求項２】
前記磁石保持部は、前記筒側当接部を有し、前記磁極筒部よりも軟らかい材料により形成されている、請求項１記載の回転電機の回転子。
【請求項３】
前記磁石保持部は、前記永久磁石の軸方向への移動を規制する磁石用軸方向規制部（１１０）を有する、請求項１又は２記載の回転電機の回転子。
【請求項４】
前記磁石保持部は、前記爪状磁極部の回転周方向側面に対向する側面に設けられ、該爪状磁極部の回転周方向側面に向けて突出する弾性部（１２０）を有する、請求項１乃至３の何れか一項記載の回転電機の回転子。
【請求項５】
前記磁石ユニットは、前記永久磁石の磁気吸引力により前記磁極筒部及び前記爪状磁極部に保持されている、請求項１乃至４の何れか一項記載の回転電機の回転子。
【請求項６】
前記永久磁石の表面に装着され、接着性を有する弾性変形可能な表皮部材（１３０）を備える、請求項１乃至４の何れか一項記載の回転電機の回転子。
【請求項７】
前記表皮部材は、
前記永久磁石と前記磁石保持部との間に配置される第１表皮部（１３２）と、
前記永久磁石と前記磁極筒部との間に配置される第２表皮部（１３４）と、
を有する、請求項６記載の回転電機の回転子。
【請求項８】
前記空間部における前記爪状磁極部の外周面に当接する前記本体用内径方向規制部と前記磁極筒部との間の隙間、又は、前記空間部における前記磁極筒部の内周面に当接する前記本体用内径方向規制部と前記爪状磁極部との間の隙間に挿入され、軸方向に棒状に延びるピン部材（１４０，１５０）を備える、請求項１乃至７の何れか一項記載の回転電機の回転子。
【請求項９】
前記磁石保持部は、軟磁性材により形成されている、請求項１乃至８の何れか一項記載の回転電機の回転子。
【請求項１０】
前記本体用内径方向規制部は、前記空間部を埋める形状をなして前記空間部に嵌っている、請求項９記載の回転電機の回転子。
【請求項１１】
前記磁石保持部は、前記磁極筒部の内周面側に向けて円弧状に膨らんだ、少なくとも一部が前記筒側当接部として前記磁極筒部の内周面に当接する外周面（１７０）を有し、
前記磁石保持部は、前記本体用内径方向規制部を支点として前記筒側当接部にて前記磁極筒部を径方向外側に押し出す弾性力を発生させる、請求項１乃至１０の何れか一項記載の回転電機の回転子。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項記載の回転電機の回転子と、
前記回転子の外周側に径方向に対向して配置された固定子（２２）と、
を備える、回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の回転子及び回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の電動機や発電機などに用いられる、回転子を備える回転電機が知られている（例えば、特許文献１及び２など）。特許文献１及び２記載の回転電機において、回転子は、固定子の内周側に径方向に対向して配置されている。回転子は、界磁コア及び界磁巻線を備えている。界磁コアは、ボス部と、ボス部の回転軸方向端部から径方向外側に広がるディスク部と、ディスク部に連接し、回転軸方向に延在し、ボス部の径方向外側に配置される爪状磁極部と、を有している。爪状磁極部は、回転軸回りに所定角度ごとに設けられており、回転周方向に交互に異なる極性の磁極が形成されるように複数設けられている。界磁巻線は、ボス部と爪状磁極部との間に配置されている。
【０００３】
また、特許文献１記載の回転電機において、回転子は、永久磁石及びその永久磁石を保持する磁石ホルダを有する磁石ユニットを備えている。永久磁石は、回転周方向に隣接する爪状磁極部の間に配置されている。磁石ホルダは、空洞部分に永久磁石を内包するホルダ本体と、そのホルダ本体の内径側において回転周方向に延伸する保持板と、を有している。この保持板は、磁石ホルダの遠心方向（径方向外側）への移動が制限されるように、回転周方向に隣接する爪状磁極部それぞれに設けられた段差部に係合している。永久磁石に作用する遠心力は、磁石ホルダを介して爪状磁極部に加わる。
【０００４】
特許文献２記載の回転電機において、回転子は、永久磁石及び筒状の磁極筒部を備えている。永久磁石は、回転周方向に隣接する爪状磁極部の間に配置されている。磁極筒部は、爪状磁極部の径方向外側にその爪状磁極部の外周面を覆うように配置されている。上記の永久磁石は、磁極筒部の内周面に接するように配置されている。磁極筒部によれば、回転周方向に隣接する爪状磁極部同士を磁気的に接続することができると共に、爪状磁極部（特にその軸方向先端）が回転時の遠心力によって径方向外側に変形するのを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３３６７２３号公報
【特許文献２】特開２００９−１４８０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２記載の回転子の構造では、永久磁石が磁極筒部の内周面に接するように配置されているので、回転時の遠心力によって永久磁石が径方向外側に移動するのを磁極筒部により抑えることはできる。しかし、この永久磁石は径方向内側において保持されていないので、回転時に生じる振動などに起因して永久磁石に外力が加わったとき、その永久磁石が径方向内側に移動するおそれがある。
【０００７】
また、特許文献１記載の回転子の構造では、永久磁石に作用する遠心力をすべて磁石ホルダで受けることが必要であるので、磁石ホルダの強度を高強度とすることが必要である。このため、例えば、磁石ホルダの径方向厚を肉厚なものとすることに起因して、永久磁石自体のサイズが制約を受ける。また、特許文献１記載の回転子の構造では、磁石ホルダの径方向内側への移動が規制されないので、回転時に生じる振動などに起因して永久磁石に外力が加わったとき、その永久磁石及び磁石ホルダが径方向内側に移動するおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、永久磁石及び磁石保持部を有する磁石ユニットの径方向外側への移動を磁極筒部で抑えることを含め、その磁石ユニットの各方向への移動を規制することが可能な回転電機の回転子及び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】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明は、回転軸に固定された筒状のボス部と、前記ボス部の回転軸方向端部から径方向外側に広がるディスク部と、前記ディスク部に連接し、回転軸方向に延在し、前記ボス部の径方向外側に配置され、回転周方向に交互に異なる極性の磁極が形成される複数の爪状磁極部と、前記爪状磁極部の径方向外側に前記爪状磁極部の外周面を覆うように配置される筒状の磁極筒部と、前記ボス部と前記爪状磁極部との間に配置される界磁巻線と、回転周方向に隣接する前記爪状磁極部の間に配置される永久磁石、及び、前記永久磁石を保持する磁石保持部を有する磁石ユニットと、を備える回転電機の回転子であって、前記磁石保持部は、前記永久磁石の回転周方向への移動を規制する磁石用周方向規制部と、前記永久磁石の径方向内側への移動を規制する磁石用内径方向規制部と、前記爪状磁極部の外周面の回転周方向端部と前記磁極筒部の内周面との間に形成される空間部に配置され、該磁石保持部の径方向内側への移動を規制する本体用内径方向規制部と、を有し、前記磁石ユニットは、前記磁極筒部の内周面に当接する筒側当接部を有する回転電機の回転子である。
【００１０】
この構成によれば、磁石保持部の本体用内径方向規制部が爪状磁極部の外周面に当接しかつ磁石ユニットの筒側当接部が磁極筒部の内周面に当接しながら、永久磁石がその磁石保持部の内径方向規制部と磁極筒部の内周面との間に挟持されるので、その永久磁石ひいては磁石ユニットの径方向への移動を規制することができる。また、永久磁石が回転周方向に隣接する２つの爪状磁極部の間の隙間空間に配置されつつ磁石保持部の磁石用周方向規制部に保持されるので、その永久磁石ひいては磁石ユニットの回転周方向への移動を規制することができる。従って、永久磁石及び磁石保持部を有する磁石ユニットの各方向への移動を規制することができる。
【００１１】
回転電機の回転子において、前記磁石保持部は、前記筒側当接部を有し、前記磁極筒部よりも軟らかい材料により形成されている。この構成によれば、空間部に磁石ユニットが嵌め込まれる際に磁極筒部の内周面に磁石保持部が接触することに起因して傷が付くのを防止することができ、これにより、磁極筒部の機械的な強度が低下するのを回避することができる。
【００１２】
回転電機の回転子において、前記磁石保持部は、前記永久磁石の軸方向への移動を規制する磁石用軸方向規制部を有する。この構成によれば、永久磁石を磁石保持部の磁石用軸方向規制部により軸方向に位置固定することができ、これにより、永久磁石が磁石保持部ひいては回転子から長手方向に飛び出るのを防止することができる。
【００１３】
回転電機の回転子において、前記磁石保持部は、前記爪状磁極部の回転周方向側面に対向する側面に設けられ、該爪状磁極部の回転周方向側面に向けて突出する弾性部を有する。この構成によれば、弾性部により磁石ユニットを回転周方向に弾性支持することができるので、回転子においてその磁石ユニットの回転周方向の位置決めを確実に行うことができる。
【００１４】
回転電機の回転子において、前記磁石ユニットは、前記永久磁石の磁気吸引力により前記磁極筒部及び前記爪状磁極部に保持されている。この構成によれば、磁石ユニットが磁極筒部及び爪状磁極部に保持されるが、それらの磁極筒部及び爪状磁極部に固着されないので、遠心力発生時に爪状磁極部の軸方向先端側の撓み量と軸方向根元側の撓み量とで差が生じたときに、その撓み量の差に起因した捩じれの力が永久磁石に作用するのを抑えることができる。従って、永久磁石に割れなどの破損が生じるのを抑止することができる。
【００１５】
回転電機の回転子において、前記永久磁石の表面に装着され、接着性を有する弾性変形可能な表皮部材を備える。この構成によれば、永久磁石と周囲の部材とを、表皮部材に含まれている接着剤で固着させることができるので、回転子における永久磁石の固着強度を高めることができる。また、爪状磁極部の撓み量の差に起因した捩じれの力を表皮部材で吸収することができるので、永久磁石に割れなどの破損が生じるのを抑止することができる。
【００１６】
回転電機の回転子において、前記表皮部材は、前記永久磁石と前記磁石保持部との間に配置される第１表皮部と、前記永久磁石と前記磁極筒部との間に配置される第２表皮部と、を有する。この構成によれば、永久磁石と前記磁石保持部との固着強度を高めることができると共に、永久磁石と磁極筒部との固着強度を高めることができる。
【００１７】
回転電機の回転子は、前記空間部における前記爪状磁極部の外周面に当接する前記本体用内径方向規制部と前記磁極筒部との間の隙間、又は、前記空間部における前記磁極筒部の内周面に当接する前記本体用内径方向規制部と前記爪状磁極部との間の隙間に挿入され、軸方向に棒状に延びるピン部材を備える。この構成によれば、本体用内径方向規制部がピン部材と爪状磁極部の外周面との間、又は、ピン部材と磁極筒部の内周面との間に挟持されるので、磁石保持部ひいては磁石ユニットが爪状磁極部及び磁極筒部に対して軸方向に抜けるのを防止することができる。
【００１８】
回転電機の回転子において、前記磁石保持部は、軟磁性材により形成されている。この構成によれば、回転電機の無負荷時、磁石保持部が永久磁石の発する磁束を短絡させることができるので、逆起電圧の発生を抑制することができる。
【００１９】
回転電機の回転子において、前記本体用内径方向規制部は、前記空間部を埋める形状をなして前記空間部に嵌っている。この構成によれば、空間部が、軟磁性材により形成された磁石保持部で埋められるので、爪状磁極部における切り欠きにより失われた磁路部をその磁石保持部で補填することができ、ｄ軸方向磁力の低下を防ぐことができる。
【００２０】
回転電機の回転子において、前記磁石保持部は、前記磁極筒部の内周面側に向けて円弧状に膨らんだ、少なくとも一部が前記筒側当接部として前記磁極筒部の内周面に当接する外周面を有し、前記磁石保持部は、前記本体用内径方向規制部を支点として前記筒側当接部にて前記磁極筒部を径方向外側に押し出す弾性力を発生させる。この構成によれば、磁極筒部の爪状磁極部間に対応する部位が径方向内側に凹むように変形しようとしても、磁石保持部の発生する弾性力によりその変形が生じ難いので、その磁極筒部の上記部位の形状をできるだけ円弧状に保つことができる。従って、磁極筒部に生じる応力集中を緩和することができ、これにより、磁極筒部の破損を防止することができる。
【００２１】
また、本発明は、上記の回転子と、前記回転子の外周側に径方向に対向して配置された固定子と、を備える回転電機である。この構成によれば、回転電機において上記の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転子を含む回転電機の断面図である。
【図２】本実施形態の回転子（但し、シャフト及びファン等を除く。）を径方向外側から見た際の図である。
【図３】本実施形態の回転子（但し、磁極筒部を含むが、シャフト及びファン等を除く。）の斜視図である。
【図４】本実施形態の回転子（但し、磁極筒部、シャフト、及びファン等を除く。）の斜視図である。
【図５】本実施形態の回転子が備える一対の爪状磁極部の近傍を軸方向外側から見た際の図である。
【図６】図５に示す回転子が備える磁石ユニットの磁石保持部の斜視図である。
【図７】本発明の第１変形形態の回転子が備える一対の爪状磁極部の近傍を軸方向外側から見た際の図である。
【図８】本発明の第２変形形態の回転子が備える一対の爪状磁極部の近傍を軸方向外側から見た際の図である。
【図９】図８に示す回転子が備える磁石ユニットの磁石保持部の斜視図である。
【図１０】本発明の第３変形形態の回転子が備える一対の爪状磁極部の近傍を軸方向外側から見た際の図である。
【図１１】図１０に示す回転子をXI−XIで切断した際の断面図である。
【図１２】本発明の第４変形形態の回転子が備える一対の爪状磁極部の近傍を軸方向外側から見た際の図である。
【図１３】本発明の第６変形形態の回転子が備える一対の爪状磁極部の近傍を軸方向外側から見た際の図である。
【図１４】図１３に示す回転子が備える磁石ユニットの磁石保持部の固定ピンの斜視図である。
【図１５】本発明の第７変形形態の回転子が備える一対の爪状磁極部の近傍を軸方向外側から見た際の図である。
【図１６】本発明の第８変形形態の回転子が備える一対の爪状磁極部の近傍（但し、磁石ユニットを除く。）を軸方向外側から見た際の図である。
【図１７】本発明の第９変形形態の一態様の回転子が備える一対の爪状磁極部の近傍を軸方向外側から見た際の図である。
【図１８】本発明の第９変形形態の別態様の回転子が備える一対の爪状磁極部の近傍を軸方向外側から見た際の図である。
【図１９】本発明の第１０変形形態の回転子が備える一対の爪状磁極部の近傍を軸方向外側から見た際の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る回転電機の具体的な実施形態について、図１〜図１９を参照しつつ説明する。
【００２４】
本実施形態において、回転電機２０は、例えば車両などに搭載されており、バッテリなどの電源から電力が供給されることで車両を駆動するための駆動力を発生すると共に、車両のエンジンから動力が供給されることでバッテリを充電するための電力を発生する装置である。回転電機２０は、図１に示す如く、固定子２２と、回転子２４と、ハウジング２６と、ブラシ装置２８と、整流装置３０と、電圧調整器３２と、プーリ３４と、を備えている。
【００２５】
固定子２２は、磁路の一部を構成すると共に、回転子２４の回転による回転磁界が付与されることで起電力を発生する部材である。固定子２２は、固定子コア３６と、固定子巻線３８と、を有している。固定子コア３６は、円筒状に形成された部材である。固定子コア３６は、鉄やケイ素鋼からなる電磁鋼板などの軟磁性材により構成されており、電磁鋼板などの薄板部材が軸方向に沿って積層された積層部材である。固定子コア３６は、円筒状・円環状に形成された円環部と、円環部の径方向内面から径方向内側に向けて延びる、周回り所定角度をおいて配置されるように複数設けられたティース部と、回転周方向に隣接する２つのティース部間に空いたスロット部と、を有している。
【００２６】
固定子巻線３８は、固定子コア３６（具体的には、そのティース部）に巻装されている。固定子巻線３８は、固定子コア３６のスロット部に収容される直線状のスロット収容部と、固定子コア３６の軸方向端から軸方向外側に突出する湾曲状のコイルエンド部４０と、を有している。固定子巻線３８は、回転電機２０の相数に対応した数だけ設けられており、例えば多相巻線（例えば三相巻線）である。固定子巻線３８の各相巻線はそれぞれ、インバータ装置に接続されている。各相巻線に印加される電圧は、インバータ装置内のスイッチング素子がスイッチング駆動されることにより制御される。
【００２７】
回転子２４は、固定子２２（具体的には、ティース部の先端）に対して径方向内側に所定のエアギャップを空けて対向して配置されている。すなわち、固定子２２と回転子２４とは、互いに径方向に所定のエアギャップを介して対向して配置されている。回転子２４は、磁路の一部を構成すると共に、後述の界磁巻線４４に電流が流れることで磁極を形成する部材である。回転子２４は、いわゆるランデル型回転子である。回転子２４は、図１、図２、及び図３に示す如く、界磁コア４２と、界磁巻線４４と、磁極筒部４６と、磁石ユニット４８と、を備えている。
【００２８】
界磁コア４２は、ボス部５０と、ディスク部５２と、爪状磁極部５４と、を有している。ボス部５０は、回転軸としての回転シャフト５６が挿入可能なシャフト孔５８が開いた筒状部材であって、回転シャフト５６の外周側に嵌合固定される部位である。ディスク部５２は、ボス部５０の回転軸方向端部から径方向外側に広がる円盤状の部位である。爪状磁極部５４は、ディスク部５２の外周端部に連接すると共に、その連接部から軸方向に延在する爪状に形成された部材である。爪状磁極部５４は、ディスク部５２との連接部から回転シャフト５６の回転軸方向に平行に延びている。爪状磁極部５４は、ボス部５０の径方向外側に配置されている。
【００２９】
ボス部５０とディスク部５２と爪状磁極部５４とは、ポールコア（界磁鉄心）を形成する。ポールコアは、例えば鍛造成形されている。爪状磁極部５４は、外周面として略円弧状に形成された円弧面５４ａを有している。
【００３０】
爪状磁極部５４は、互いに異なる極性（具体的には、Ｎ極及びＳ極）の磁極が形成される第１爪状磁極部５４−１及び第２爪状磁極部５４−２を含む。第１爪状磁極部５４−１及び第２爪状磁極部５４−２は、一対のポールコアを構成する。第１爪状磁極部５４−１及び第２爪状磁極部５４−２は、回転子２４の回転周方向において複数の同じ数（例えば、８個）ずつ設けられている。第１爪状磁極部５４−１と第２爪状磁極部５４−２とは、図４に示す如く、回転周方向に隙間空間６０を空けて交互に配置されている。
【００３１】
第１爪状磁極部５４−１と第２爪状磁極部５４−２とは、ディスク部５２に連接する軸方向根元側（又は軸方向先端側）が互いに軸方向逆側となるように回転周方向に交互に配置されており、互いに異なる極性に磁化される。第１爪状磁極部５４−１は、ボス部５０の軸方向一端側から径方向外側に広がるディスク部５２の外周端に連接しており、軸方向他端側に延在している。また、第２爪状磁極部５４−２は、ボス部５０の軸方向他端側から径方向外側に広がるディスク部５２の外周端に連接しており、軸方向一端側に延在している。第１爪状磁極部５４−１と第２爪状磁極部５４−２とは、配置位置や突出する軸方向の向きを除いて、互いに共通した形状に形成されている。
【００３２】
各爪状磁極部５４は、回転周方向において所定の幅（すなわち、周方向幅）を有すると共に、径方向において所定の厚さ（すなわち、径方向厚さ）を有するように形成されている。各爪状磁極部５４は、ディスク部５２との連接部近傍の根元側から軸方向先端側にかけて、周方向幅が徐々に小さくなりかつ径方向厚さが徐々に小さくなるように形成されている。すなわち、各爪状磁極部５４は、軸方向先端側ほど回転周方向及び径方向の双方において細くなるように形成されている。尚、各爪状磁極部５４は、回転周方向にその周方向中心を挟んで左右対称となるように形成されていることが好ましい。
【００３３】
上記した隙間空間６０は、互いに回転周方向に隣接する第１爪状磁極部５４−１と第２爪状磁極部５４−２との間ごとに設けられている。隙間空間６０は、軸方向斜めに延在しており、回転子２４の回転軸に対して軸方向端部から反対側の軸方向端部にかけて所定角度で傾斜している。各隙間空間６０は、その回転周方向の大きさ（すなわち、寸法）が軸方向位置に応じて変化することがほとんど無いように、すなわち、その周方向寸法が一定若しくはその一定値を含む極僅かな範囲内に維持されるように設定されている。各隙間空間６０には、後述する永久磁石６２を含む磁石ユニット４８が配置される。
【００３４】
界磁巻線４４は、ボス部５０と爪状磁極部５４との径方向隙間に配置されている。界磁巻線４４は、直流電流の流通により界磁コア４２に磁束を発生させ、通電により起磁力を発生させるコイル部材である。界磁巻線４４は、ボス部５０の外周側においてそのボス部５０に回転軸回りに巻装されている。界磁巻線４４により発生した磁束は、ボス部５０及びディスク部５２を介して爪状磁極部５４に導かれる。すなわち、ボス部５０及びディスク部５２は、界磁巻線４４にて発生した磁束を爪状磁極部５４に導く磁路を形成する。界磁巻線４４は、発生磁束により第１爪状磁極部５４−１をＮ極に磁化させかつ第２爪状磁極部５４−２をＳ極に磁化させる機能を有する。
【００３５】
磁極筒部４６は、図２及び図３に示す如く、爪状磁極部５４（すなわち、第１爪状磁極部５４−１及び第２爪状磁極部５４−２）の径方向外側に配置されてその爪状磁極部５４の外周を覆う略円筒状の部材である。磁極筒部４６は、爪状磁極部５４のディスク部５２との連接部からその爪状磁極部５４の軸方向先端までの距離程度の軸方向長さを有している。磁極筒部４６は、径方向において所定厚さ（例えば、回転子２４での機械強度と磁気性能とを両立させることができる例えば０．６ｍｍ〜１．０ｍｍ程度）Ｗを有する薄皮部材である。磁極筒部４６は、爪状磁極部５４の円弧面５４ａに対向して配置されており、その爪状磁極部５４に接している。磁極筒部４６は、回転周方向に隣接する第１爪状磁極部５４−１と第２爪状磁極部５４−２との間の隙間空間６０をその径方向外側で閉じるように配置されており、それらの爪状磁極部５４−１，５４−２同士を磁気的に接続する。
【００３６】
磁極筒部４６は、軟磁性特性を有する金属材により形成されている。磁極筒部４６は、円筒状に形成されたパイプ状部材、打ち抜き加工した複数の薄板部材などが軸方向に積層された積層部材、又は、線材を巻き付け若しくは丸めて嵌め込んだものであってもよい。磁極筒部４６は、焼き嵌めや圧入，溶接或いはそれらの組み合わせなどによって爪状磁極部５４に対して固定される。尚、磁極筒部４６を構成する薄板状や線状，帯状の部材は、強度や磁気性能の観点から断面矩形状の角材であることが好ましいが、丸線或いは角部が湾曲したものであってもよい。
【００３７】
磁極筒部４６は、回転子２４の外周面を滑らかにして、回転子２４の外周面に形成される凹凸に起因する風切り音を低減する機能を有する。また、磁極筒部４６は、回転周方向に並んだ複数の爪状磁極部５４を互いに連結して、遠心力が作用した時に各爪状磁極部５４の変形（特に径方向外側への変形）を抑える機能を有する。
【００３８】
磁石ユニット４８は、図５及び図６に示す如く、永久磁石６２及び磁石保持部６４を有している。磁石ユニット４８は、永久磁石６２の少なくとも一部を磁石保持部６４で覆ったものであって、永久磁石６２を磁石保持部６４を用いて回転子２４に保持固定したものである。永久磁石６２は、磁極筒部４６の径方向内側に収容されていると共に、回転周方向に隣接する２つの爪状磁極部５４の間すなわち第１爪状磁極部５４−１と第２爪状磁極部５４−２との間にその隙間空間６０を埋めるように配置されている磁極間磁石である。磁石保持部６４は、後に詳述する如く、永久磁石６２を保持するホルダ部材である。磁石ユニット４８（すなわち、永久磁石６２及び磁石保持部６４）は、液状接着剤により磁極筒部４６及び爪状磁極部５４に固着されている。
【００３９】
永久磁石６２は、隙間空間６０ごとに配置されており、隙間空間６０の数と同数だけ設けられている。磁石保持部６４及び磁石ユニット４８はそれぞれ、永久磁石６２の数と同数だけ設けられている。各永久磁石６２は、概ね直方体形状に形成されている。各永久磁石６２は、軸方向斜めに傾斜して延在するように配置されており、回転子２４の回転軸に対して軸方向端部から反対側の軸方向端部にかけて所定角度で傾斜している。永久磁石６２は、爪状磁極部５４間における磁束の漏れを低減して爪状磁極部５４と固定子２２の固定子コア３６との間の磁束を強化する機能を有している。
【００４０】
永久磁石６２は、回転周方向に隣接する爪状磁極部５４の間の漏れ磁束を減少させる向きの磁極が形成されるように配置されている。永久磁石６２は、起磁力が回転周方向に向くように着磁されている。具体的には、永久磁石６２は、Ｎ極に磁化される第１爪状磁極部５４−１に対向する回転周方向の面の磁極がＮ極となり、かつ、Ｓ極に磁化される第２爪状磁極部５４−２に対向する回転周方向の面の磁極がＳ極となるように配置され形成されている。尚、回転電機２０は、永久磁石６２が着磁された後に回転子２４に組み込まれるものとしてもよいが、永久磁石６２が回転子２４に組み込まれた後に着磁されるものとしてもよい。
【００４１】
ハウジング２６は、固定子２２及び回転子２４を収容するケース部材である。ハウジング２６は、回転シャフト５６ひいては回転子２４をベアリング６６，６７を介して軸回りに回転可能に支持すると共に、固定子２２を固定する。
【００４２】
ブラシ装置２８は、スリップリング６８と、ブラシ７０と、を有している。スリップリング６８は、回転シャフト５６の軸方向一端に固定されており、回転子２４の界磁巻線４４に直流電流を供給する機能を有している。ブラシ７０は、２個一対設けられており、ハウジング２６に取り付け固定されたブラシホルダに保持されている。ブラシ７０は、その径方向内側の先端がスリップリング６８の表面に摺動するように回転シャフト５６側に押圧されつつ配置されている。ブラシ７０は、スリップリング６８を介して界磁巻線４４に直流電流を流す。
【００４３】
整流装置３０は、固定子２２の固定子巻線３８に電気的に接続されている。整流装置３０は、固定子巻線３８で生じた交流を直流に整流して出力する装置である。電圧調整器３２は、界磁巻線４４に流す界磁電流を制御することにより回転電機２０の出力電圧を調整するためのものであり、電気負荷や発電量に応じて変化する出力電圧を略一定に維持させる機能を有している。プーリ３４は、車両エンジンの回転を回転電機２０の回転子２４に伝達するためのものであり、回転シャフト５６の軸方向他端に締め付け固定されている。
【００４４】
このような構造を有する回転電機２０においては、電源からブラシ装置２８を介して回転子２４の界磁巻線４４に直流電流が供給されると、その電流の通電により界磁巻線４４を貫いてボス部５０、ディスク部５２、及び爪状磁極部５４を流れる磁束が発生する。この磁束は、例えば、一方のポールコアのボス部５０→ディスク部５２→第１爪状磁極部５４−１→固定子コア３６→第２爪状磁極部５４−２→他方のポールコアのディスク部５２→ボス部５０→一方のポールコアのボス部５０の順に流れる磁気回路を形成する。
【００４５】
上記の磁束が第１爪状磁極部５４−１及び第２爪状磁極部５４−２に導かれると、第１爪状磁極部５４−１がＮ極に磁化されると共に、第２爪状磁極部５４−２がＳ極に磁化される。かかる爪状磁極部５４の磁化が行われた状態で、電源から供給される直流が例えば三相交流に変換されて固定子巻線３８に供給されると、回転子２４が固定子２２に対して回転する。従って、回転電機２０を、固定子巻線３８への電力供給により回転駆動させる電動機として機能させることができる。
【００４６】
また、回転電機２０の回転子２４は、車両エンジンの回転トルクがプーリ３４を介して回転シャフト５６に伝達されることにより回転する。かかる回転子２４の回転は、固定子２２の固定子巻線３８に回転磁界を付与することで、固定子巻線３８に交流の起電力を発生させる。固定子巻線３８で発生した交流起電力は、整流装置３０を通って直流に整流された後、バッテリに供給される。従って、回転電機２０を、固定子巻線３８の起電力発生によりバッテリを充電させる発電機として機能させることができる。
【００４７】
次に、本実施形態の回転電機２０の特徴部について説明する。
【００４８】
回転電機２０の回転子２４において、各爪状磁極部５４の円弧面５４ａは、回転周方向中央部において磁極筒部４６に対応して円弧状に形成されている。各爪状磁極部５４の回転周方向両端部それぞれの径方向外側端部には、切欠が設けられている。この切欠は、爪状磁極部５４の角部を切り欠いたものであって、例えば鍛造成形などでポールコアが製造される場合は型寿命を延ばすため或いはバリ発生を抑えるために爪状磁極部５４の角部に付けられるＲ面取り部であり、又は、磁気音抑制のために爪状磁極部５４の角部に付けられるＣ面取り部などである。
【００４９】
各爪状磁極部５４の回転周方向端部は、上記の切欠に対応して、磁極筒部４６の内周面４６ａから離間している。以下、爪状磁極部５４の円弧面５４ａと回転周方向側面とを繋ぐ回転周方向端部の外周面を切欠面７２と称す。すなわち、爪状磁極部５４は、外周面として、回転周方向中央部における円弧状の円弧面５４ａと、回転周方向端部における切り欠かれた切欠面７２と、を有している。切欠面７２と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間には、空間部７４が形成されている。空間部７４は、隙間空間６０の延在する方向に沿って延びており、回転子２４の回転軸に対して軸方向端部から反対側の軸方向端部にかけて所定角度で傾斜している。
【００５０】
また、回転電機２０の回転子２４において、永久磁石６２は、磁石保持部６４に覆われて磁石ユニット４８を構成している。永久磁石６２は、回転周方向に隣接する２つの爪状磁極部５４の間の隙間空間６０に配置されている。磁石保持部６４は、永久磁石６２を隙間空間６０に保持固定するための部材である。磁石保持部６４は、永久磁石６２の表面の全部又は一部を覆っている。磁石保持部６４は、鉄などの磁石に吸引されるいわゆる軟磁性材により形成されている。磁石保持部６４は、磁石用周方向規制部８０と、磁石用内径方向規制部８２と、本体用内径方向規制部８４と、を有している。
【００５１】
磁石用周方向規制部８０は、永久磁石６２の回転周方向に向いた回転周方向側面の全部又は一部に当接する部位であって、永久磁石６２の回転周方向への移動を規制する部位である。磁石用周方向規制部８０は、爪状磁極部５４の回転周方向に向いた回転周方向側面に対向する形状をなすように（具体的には、その回転周方向側面に対して平行となるように）板状に形成されており、軸方向斜め及び径方向に延在している。磁石用周方向規制部８０は、軸方向斜めにおいて永久磁石６２の軸方向長さに対応した長さを有している。磁石用周方向規制部８０は、径方向において永久磁石６２の径方向長さよりも短い或いはその径方向長さと同じ長さを有している。尚、図５において、磁石用周方向規制部８０の径方向長さは、永久磁石６２の径方向長さよりも短いものが示されている。
【００５２】
磁石用周方向規制部８０は、一磁石保持部６４ごとに２箇所設けられている。２箇所の磁石用周方向規制部８０は、回転周方向（具体的には、隙間空間６０の軸方向に対する傾斜分だけ僅かに軸方向に傾いた方向）に所定距離Ｌ１だけ離れて配置されており、永久磁石６２を回転周方向に挟みつつそれぞれ爪状磁極部５４の回転周方向側面に対向するように隙間空間６０に配置されている。上記の所定距離Ｌ１は、永久磁石６２の回転周方向幅と略同じである。尚、所定距離Ｌ１は、永久磁石６２の回転周方向幅よりも僅かに大きくてもよい。
【００５３】
磁石用内径方向規制部８２は、永久磁石６２の内周面の全部又は一部に当接する部位であって、永久磁石６２の径方向内側への移動を規制する部位である。磁石用内径方向規制部８２は、永久磁石６２の内周面に対して平行となるように板状に形成されており、軸方向斜め及び回転周方向に延在している。磁石用内径方向規制部８２は、上記した２箇所の磁石用周方向規制部８０それぞれの内径側端部に一体に接続されており、それらの内径側端部同士を回転周方向で繋ぐように形成されている。磁石保持部６４は、磁石用内径方向規制部８２及び２箇所の磁石用周方向規制部８０にて断面凹字状に形成されている。
【００５４】
本体用内径方向規制部８４は、爪状磁極部５４の切欠面７２の回転周方向端部の全部又は一部に当接する部位であって、磁石保持部６４の径方向内側への移動を規制する部位である。本体用内径方向規制部８４は、爪状磁極部５４の切欠面７２と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に形成される空間部７４に配置されている。本体用内径方向規制部８４は、爪状磁極部５４の回転周方向端部における切欠面７２に対して平行となるように板状に形成されており、軸方向斜め及び回転周方向に延在している。
【００５５】
本体用内径方向規制部８４は、２箇所の磁石用周方向規制部８０に対応して２箇所設けられている。各本体用内径方向規制部８４は、対応する磁石用周方向規制部８０の外径側端部に一体に接続されており、磁石用周方向規制部８０に対して磁石用内径方向規制部８２が接続する回転周方向とは反対側の回転周方向に延びるようにフランジ状に形成されている。磁石保持部６４は、２箇所の本体用内径方向規制部８４にてフランジ状に形成されている。
【００５６】
上記した磁石ユニット４８の構造において、永久磁石６２は、磁石保持部６４の磁石用周方向規制部８０によりその磁石保持部６４に対する回転周方向への移動が規制されると共に、磁石保持部６４の磁石用内径方向規制部８２によりその磁石保持部６４に対する径方向内側への移動が規制された状態になる。
【００５７】
磁石保持部６４は、２箇所の磁石用周方向規制部８０が爪状磁極部５４の回転周方向側面に対向するように隙間空間６０に配置されると共に、本体用内径方向規制部８４が爪状磁極部５４の切欠面７２に対向するように空間部７４に配置される。この配置状態では、磁石保持部６４は、２箇所の磁石用周方向規制部８０にて回転周方向への移動が規制されると共に、本体用内径方向規制部８４にて径方向内側への移動が規制される。このため、その磁石保持部６４に保持されている永久磁石６２は、爪状磁極部５４に対して、回転周方向に位置規制されると共に、径方向内側への移動が規制された状態になる。
【００５８】
上記の磁石保持部６４の配置がなされると、磁石保持部６４に保持されている永久磁石６２が、その外周面６２ａにて磁極筒部４６の内周面４６ａに当接してその磁極筒部４６を径方向外側へ押圧すると共に、その内周面にて磁石保持部６４の磁石用内径方向規制部８２に当接してその磁石保持部６４を径方向内側へ押圧する。そして、その磁石保持部６４の本体用内径方向規制部８４が爪状磁極部５４の切欠面７２に当接して、その磁石保持部６４が爪状磁極部５４に支持される。磁石ユニット４８において、永久磁石６２の外周面６２ａは、磁極筒部４６の内周面４６ａに当接する筒側当接部である。
【００５９】
すなわち、永久磁石６２を磁石保持部６４で覆った磁石ユニット４８は、磁極筒部４６の径方向内側において隙間空間６０及び空間部７４に嵌め込まれる。この場合、永久磁石６２は、磁石保持部６４を径方向内側に押圧してその本体用内径方向規制部８４を爪状磁極部５４の切欠面７２に当接させた状態で、磁石保持部６４の磁石用内径方向規制部８２と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に挟持される。このため、永久磁石６２は、爪状磁極部５４に対して径方向外側への移動が規制された状態になる。
【００６０】
このように、回転電機２０の回転子２４において、永久磁石６２を保持する磁石保持部６４は、空間部７４に配置され、爪状磁極部５４の切欠面７２に当接してその磁石保持部６４の径方向内側への移動を規制する本体用内径方向規制部８４を有すると共に、永久磁石６２をその磁石保持部６４で覆った磁石ユニット４８は、磁極筒部４６の内周面４６ａに当接する永久磁石６２の外周面６２ａを有している。かかる回転子２４の構造においては、磁石保持部６４の本体用内径方向規制部８４が爪状磁極部５４の切欠面７２に当接しながら、永久磁石６２がその磁石保持部６４の磁石用内径方向規制部８２と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に挟持されるので、その永久磁石６２及び磁石保持部６４を径方向に位置固定することができる。
【００６１】
回転子２４において、永久磁石６２ひいてはその永久磁石６２を磁石保持部６４で覆った磁石ユニット４８は、磁極筒部４６の径方向内側にその内周面４６ａに接するように配置されている。このため、回転電機２０の回転時に生じる遠心力によって永久磁石６２や磁石ユニット４８が爪状磁極部５４に対して径方向外側に移動するのを磁極筒部４６により抑えることができ、永久磁石６２ひいては磁石ユニット４８の径方向外側への飛び出しを防止することができる。
【００６２】
また、永久磁石６２は磁石保持部６４の磁石用内径方向規制部８２の径方向外側にその磁石用内径方向規制部８２に接するように配置され、磁石ユニット４８は空間部７４に配置される磁石保持部６４の本体用内径方向規制部８４にて爪状磁極部５４の切欠面７２に接するように配置されている。このため、永久磁石及びその永久磁石６２を保持する磁石保持部６４の径方向内側への移動が規制されるので、回転電機２０の回転時に生じる振動などに起因して永久磁石６２や磁石ユニット４８に外力が加わっても、その永久磁石６２ひいては磁石ユニット４８が爪状磁極部５４に対して径方向内側に移動するのを抑えることができる。
【００６３】
また、永久磁石６２は磁石保持部６４の２箇所の磁石用周方向規制部８０それぞれに対向するように配置され、それら２箇所の磁石用周方向規制部８０はそれぞれ爪状磁極部５４の回転周方向側面に対向するように隙間空間６０に配置されている。このため、永久磁石６２及びその永久磁石６２を保持する磁石保持部６４が爪状磁極部５４に対して回転周方向に移動するのを抑えることができ、その永久磁石６２ひいては磁石ユニット４８を回転周方向に位置固定することができる。
【００６４】
この永久磁石６２及び磁石ユニット４８の径方向及び回転周方向における位置固定は、爪状磁極部５４の面取り部としての切欠を利用してその切欠面７２と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に形成される空間部７４に磁石ユニット４８の一部を嵌め込むことにより行われる。このため、爪状磁極部５４や磁石ユニット４８に複雑な加工を施すことなくかつ部品追加を伴うことなく、永久磁石６２と磁石保持部６４とを有する磁石ユニット４８を容易に爪状磁極部５４や界磁コア４２に対して位置固定することができる。
【００６５】
また、回転子２４において、永久磁石６２に作用した遠心力を受ける部位は、磁石保持部６４ではなく、２つの爪状磁極部５４の間の磁極筒部４６である。すなわち、回転子２４の構造は、永久磁石６２に作用する遠心力のすべてを磁石保持部６４で受ける構造ではなく、その遠心力を磁極筒部４６で受ける構造である。このため、磁石保持部６４の強度を高強度とすることは不要であり、例えば磁石保持部６４の径方向厚を永久磁石６２の遠心力に耐え得る厚さとすることは不要であるので、永久磁石６２のサイズが磁石保持部６４のサイズによって制約を受けるのを回避することができる。
【００６６】
また、回転子２４の構造は、永久磁石６２に作用する遠心力が爪状磁極部５４に加わるものでないので、爪状磁極部５４に作用する遠心力と永久磁石６２に作用する遠心力とを磁極筒部４６において分散させることができる。このため、回転電機２０の回転時における回転子２４の爪状磁極部５４による径方向外側への広がりを抑えることができ、これにより、回転子２４と固定子２２との径方向のエアギャップを小さく抑えることができ、回転電機２０の高出力化を得ることができる。また、磁極筒部４６への応力集中が分散されることで、その磁極筒部４６における遠心力に耐え得る強度を高めることが可能となる。
【００６７】
更に、回転子２４において、永久磁石６２を覆った磁石保持部６４は、鉄などの磁石に吸引されるいわゆる軟磁性材により形成されている。このため、回転電機２０の無負荷時、磁石保持部６４が永久磁石６２の発する磁束を短絡させることができるので、逆起電圧の発生を抑制することができ、負荷回路の機器の損傷を抑えることができる。
【００６８】
以上、説明したことから明らかなように、回転電機２０は、回転シャフト５６に固定された筒状のボス部５０と、ボス部５０の回転軸方向端部から径方向外側に広がるディスク部５２と、ディスク部５２に連接し、回転軸方向に延在し、ボス部５０の径方向外側に配置され、回転周方向に交互に異なる極性の磁極が形成される複数の爪状磁極部５４と、爪状磁極部５４の径方向外側に爪状磁極部５４の外周面を覆うように配置される筒状の磁極筒部４６と、ボス部５０と爪状磁極部５４との間に配置される界磁巻線４４と、回転周方向に隣接する爪状磁極部５４の間に配置される永久磁石６２、及び、永久磁石６２を保持する磁石保持部６４を有する磁石ユニット４８と、を備える。磁石保持部６４は、永久磁石６２の回転周方向への移動を規制する磁石用周方向規制部８０と、永久磁石６２の径方向内側への移動を規制する磁石用内径方向規制部８２と、を有する。磁石ユニット４８は、爪状磁極部５４の外周面の回転周方向端部（すなわち、切欠面７２）と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に形成される空間部７４に配置され、爪状磁極部５４の切欠面７２に当接する本体用内径方向規制部８４と、磁極筒部４６の内周面４６ａに当接する筒側当接部としての永久磁石６２の外周面６２ａと、を有する。
【００６９】
この構成によれば、磁石保持部６４の本体用内径方向規制部８４が爪状磁極部５４の切欠面７２に当接しかつ筒側当接部が磁極筒部４６の内周面４６ａに当接しながら、永久磁石６２がその磁石保持部６４の磁石用内径方向規制部８２と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に挟持されるので、その永久磁石６２ひいては磁石ユニット４８の径方向への移動を規制することができる。また、永久磁石６２が回転周方向に隣接する２つの爪状磁極部５４の間の隙間空間６０に配置されつつ磁石保持部６４の磁石用周方向規制部８０に保持されるので、その永久磁石６２ひいては磁石ユニット４８の回転周方向への移動を規制することができる。従って、永久磁石６２及び磁石保持部６４を有する磁石ユニット４８の各方向への移動を規制することができる。
【００７０】
また、回転電機２０の回転子２４において、磁石保持部６４は、軟磁性材により形成されている。この構成によれば、回転電機２０の無負荷時、永久磁石６２の発する磁束を短絡させることができるので、逆起電圧の発生を抑制することができる。
【００７１】
（第１変形形態）
ところで、上記の実施形態においては、永久磁石６２の外周面６２ａを、磁石ユニット４８における磁極筒部４６の内周面４６ａに当接する筒側当接部として用いることとした。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図７に示す如く、磁石ユニット４８の筒側当接部として、永久磁石６２の外周面６２ａに加えて、磁石ユニット４８を構成する磁石保持部６４を用いることとしてもよい。この変形形態において、磁石保持部６４は、磁極筒部４６の内周面４６ａに当接する筒側当接部１００を有する。筒側当接部１００は、爪状磁極部５４の外周面の切欠面７２と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に形成される空間部７４に配置される。尚、筒側当接部１００は、更にその空間部７４から永久磁石６２の回転周方向側面に至るまでの空間に配置されるものであってもよい。筒側当接部１００は、本体用内径方向規制部８４の先端部に一体に接続されており、磁極筒部４６の内周面４６ａに対向するように面状に広がって形成されている。筒側当接部１００と本体用内径方向規制部８４とは、空間部７４に嵌め込まれる爪部を構成する。
【００７２】
この変形形態の構造において、磁石保持部６４は、２箇所の磁石用周方向規制部８０が爪状磁極部５４の回転周方向側面に対向するように隙間空間６０に配置されると共に、本体用内径方向規制部８４が爪状磁極部５４の切欠面７２に対向するように空間部７４に配置され、筒側当接部１００が磁極筒部４６の内周面４６ａに対向するように主に空間部７４に配置される。この配置状態では、磁石保持部６４は、２箇所の磁石用周方向規制部８０にて回転周方向への移動が規制されると共に、本体用内径方向規制部８４及び筒側当接部１００にて径方向内側及び径方向外側への移動が規制される。このため、磁石保持部６４に保持されている永久磁石６２は、爪状磁極部５４に対して、回転周方向に位置規制されると共に、径方向内側への移動及び径方向外側への移動がそれぞれ規制された状態になる。
【００７３】
すなわち、磁石保持部６４の本体用内径方向規制部８４が爪状磁極部５４の切欠面７２に当接すると共に、筒側当接部１００が磁極筒部４６の内周面４６ａに当接しながら、永久磁石６２がその磁石保持部６４の磁石用内径方向規制部８２と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に挟持されるので、その永久磁石６２及び磁石保持部６４を径方向に位置固定することができる。
【００７４】
尚、上記の如く磁石保持部６４に設けられた筒側当接部１００が磁極筒部４６の内周面４６ａに当接する構造においては、その磁石保持部６４は、磁極筒部４６よりも軟らかい材料により形成されることとするのがよい。この変形形態によれば、空間部７４に磁石ユニット４８が嵌め込まれる際に磁極筒部４６の内周面４６ａに磁石保持部６４が接触することに起因して傷が付くのを防止することができ、これにより、磁極筒部４６の機械的な強度が低下するのを回避することができる。
【００７５】
（第２変形形態）
また、上記の実施形態においては、永久磁石６２が軸方向において位置固定されておらず、その長手方向に沿う移動が許容されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、永久磁石６２が軸方向において位置固定されて、その長手方向に沿った移動が規制されるものとしてもよい。すなわち、図８及び図９に示す如く、磁石保持部６４が、永久磁石６２の軸方向への移動を規制する磁石用軸方向規制部１１０を有することとしてもよい。
【００７６】
磁石用軸方向規制部１１０は、永久磁石６２の軸方向或いは長手方向に向いた軸方向側面の全部又は一部に当接する部位であって、永久磁石６２の軸方向への移動を規制する部位である。磁石用軸方向規制部１１０は、爪状磁極部５４の回転周方向に向いた回転周方向側面に直交する面に対して平行となるように板状に形成されており、径方向に延在している。磁石用軸方向規制部１１０は、磁石用内径方向規制部８２の軸方向端部に一体に接続されている。磁石用軸方向規制部１１０は、回転周方向において永久磁石６２の周方向幅或いは隙間空間の周方向幅に対応した長さを有している。磁石用軸方向規制部１１０は、径方向において永久磁石６２の径方向長さよりも短い或いはその径方向長さと同じ長さを有している。尚、図８において、磁石用軸方向規制部１１０の径方向長さは、永久磁石６２の径方向長さよりも短いものが示されている。
【００７７】
磁石用軸方向規制部１１０は、一磁石保持部６４ごとに２箇所設けられている。２箇所の磁石用軸方向規制部１１０は、軸方向（具体的には、永久磁石６２の長手方向）に所定距離Ｌ２だけ離れて配置されており、永久磁石６２をその長手方向で挟むように配置されている。上記の所定距離Ｌ２は、永久磁石６２の長手方向幅と同じ或いはその長手方向幅よりも僅かに大きな距離である。
【００７８】
この変形形態の構造において、磁石保持部６４は、軸方向両端の磁石用軸方向規制部１１０にて永久磁石６２の軸方向への移動を規制する。このため、永久磁石６２を磁石保持部６４の磁石用軸方向規制部１１０により軸方向に位置固定することができ、これにより、永久磁石６２が磁石保持部６４ひいては回転子２４から長手方向に飛び出るのを防止することができる。
【００７９】
（第３変形形態）
また、上記の実施形態においては、磁石保持部６４が２箇所の磁石用周方向規制部８０にて永久磁石６２の回転周方向への移動を規制すると共に、それら２箇所の磁石用周方向規制部８０が、永久磁石６２を回転周方向に挟みつつそれぞれ爪状磁極部５４の回転周方向側面に対向するように隙間空間６０に配置されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図１０及び図１１に示す如く、磁石保持部６４が更に、回転周方向において弾性を有する弾性部１２０を有するものとしてもよい。
【００８０】
弾性部１２０は、板バネ部などであればよい。弾性部１２０は、２箇所の磁石用周方向規制部８０それぞれの、永久磁石６２が当接する回転周方向側面とは反対側の回転周方向側面に設けられていればよく、その磁石用周方向規制部８０の回転周方向側面から回転周方向外側に向けてすなわち磁石用周方向規制部８０が対向する爪状磁極部５４の回転周方向側面に向けて突出していればよい。各弾性部１２０の突出量は、磁石ユニット４８が適正に配置された際に、その弾性部１２０の回転周方向先端側が爪状磁極部５４の回転周方向側面に当接してその磁石ユニット４８が弾性支持されるものであればよい。
【００８１】
この変形形態の構造によれば、弾性部１２０により磁石ユニット４８を回転周方向に弾性支持することができるので、回転子２４においてその磁石ユニット４８の回転周方向の位置決めを確実に行うことができる。
【００８２】
（第４変形形態）
また、上記の実施形態においては、磁石ユニット４８（すなわち、永久磁石６２及び磁石保持部６４）が液状接着剤により磁極筒部４６及び爪状磁極部５４に固着されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、磁石ユニット４８の磁極筒部４６及び爪状磁極部５４への固着を、液状接着剤を用いることに代えて、図１２に示す如く、永久磁石６２の表面に装着した表皮部材１３０を用いて行うこととしてもよい。表皮部材１３０は、接着剤が含浸された接着性を有し、弾性変形可能である。表皮部材１３０は、例えば、熱が加わった場合に膨張する部材であってよく、発泡性を有する部材であってよい。表皮部材１３０は、例えば樹脂により形成されている。
【００８３】
表皮部材１３０が熱膨張する部材であるときは、その表皮部材１３０で永久磁石６２の一部及び全部を覆い、その永久磁石６２を回転子２４の界磁コア４２に組み付けた後に熱を加えることにより、永久磁石６２や表皮部材１３０の周囲に形成されている隙間を、表皮部材１３０の膨張によってその表皮部材１３０で埋めることができる。このため、回転子２４における永久磁石６２の移動規制を向上させることができる。また、表皮部材１３０が接着性を有するので、永久磁石６２と周囲の部材（例えば、磁石保持部６４や磁極筒部４６）とを、表皮部材１３０に含まれている接着剤で固着させることができる。このため、回転子２４における永久磁石６２の固着強度を高めることができる。また、表皮部材１３０が弾性変形可能であるので、遠心力発生時に爪状磁極部５４の軸方向先端側の撓み量と軸方向根元側の撓み量とで差が生じたときに、その撓み量の差に起因した捩じれの力をその表皮部材１３０で吸収することができる。このため、爪状磁極部５４の撓み量の差に起因した捩じれの力が永久磁石６２に作用するのを抑えることができるので、永久磁石６２に割れなどの破損が生じるのを抑止することができる。
【００８４】
尚、上記の表皮部材１３０は、図１２に示す如く、永久磁石６２と磁石保持部６４との間に配置される第１表皮部１３２と、永久磁石６２と磁極筒部４６との間に配置される第２表皮部１３４と、を有しているのが好適である。この構成によれば、第１表皮部１３２で永久磁石６２と磁石保持部６４との固着強度を高めることができると共に、第２表皮部１３４で永久磁石６２と磁極筒部４６との固着強度を高めることができる。
【００８５】
（第５変形形態）
また、上記の実施形態においては、磁石ユニット４８（すなわち、永久磁石６２及び磁石保持部６４）が液状接着剤により磁極筒部４６及び爪状磁極部５４に固着されて保持固定されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、磁石ユニット４８の磁極筒部４６及び爪状磁極部５４への保持固定を、液状接着剤を用いることに代えて、永久磁石６２の磁気吸引力により行うこととしてもよい。すなわち、磁石ユニット４８を永久磁石６２の磁気吸引力により磁極筒部４６及び爪状磁極部５４に保持固定することとしてもよい。
【００８６】
この変形形態の構成においては、磁石ユニット４８が永久磁石６２の磁気吸引力により磁極筒部４６及び爪状磁極部５４に保持固定されるが、その磁石ユニット４８が磁極筒部４６及び爪状磁極部５４に固着されない。このため、磁石ユニット４８が接着剤などで磁極筒部４６や爪状磁極部５４に固着されている構成に比べて、遠心力発生時に爪状磁極部５４の軸方向先端側の撓み量と軸方向根元側の撓み量とで差が生じたときに、その撓み量の差に起因した捩じれの力が永久磁石６２を含む磁石ユニット４８に作用するのを抑えることができる。従って、永久磁石６２を含む磁石ユニット４８に割れなどの破損が生じるのを抑止することができる。
【００８７】
（第６変形形態）
また、上記の実施形態においては、磁石保持部６４の本体用内径方向規制部８４が爪状磁極部５４の外周面の回転周方向端部（すなわち、切欠面７２）に当接して磁石保持部６４の径方向内側への移動を規制する。この構造では、空間部７４における本体用内径方向規制部８４と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に隙間が形成される。そこで、図１３に示す如く、この隙間を埋めるようにその隙間にピン部材１４０を挿入することとしてもよい。ピン部材１４０は、本体用内径方向規制部８４と磁極筒部４６の内周面４６ａと永久磁石６２の回転周方向側面との間の隙間に挿入されており、軸方向に（具体的には、永久磁石６２の長手方向に平行に）棒状に延びている。ピン部材１４０は、本体用内径方向規制部８４と磁極筒部４６の内周面４６ａと永久磁石６２の回転周方向側面とに当接するのに必要十分な太さを有しており、当該隙間を埋めることができる。尚、ピン部材１４０は、図１４に示す如く丸棒状に形成されていてもよいし、また、角棒状に形成されていてもよい。
【００８８】
この変形形態の構造においては、ピン部材１４０が本体用内径方向規制部８４と磁極筒部４６の内周面４６ａと永久磁石６２の回転周方向側面との間に嵌ると、その本体用内径方向規制部８４がピン部材１４０により径方向内側に押圧されてピン部材１４０と爪状磁極部５４の切欠面７２との間に挟持される。このため、磁石保持部６４ひいてはその磁石保持部６４で永久磁石６２を覆った磁石ユニット４８が爪状磁極部５４及び磁極筒部４６に対して軸方向に抜けるのを防止することができる。尚、この変形形態は、磁石用軸方向規制部１１０を用いて永久磁石６２が磁石保持部６４ひいては回転子２４から長手方向に飛び出るのを防止する上記の第２変形形態と組み合わせることが好適である。
【００８９】
（第７変形形態）
また、上記の第５変形形態では、本体用内径方向規制部８４が爪状磁極部５４の回転周方向端部の切欠面７２に当接し、ピン部材１４０が本体用内径方向規制部８４と磁極筒部４６の内周面４６ａと永久磁石６２の回転周方向側面との間の隙間に挿入される。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図１５に示す如く、本体用内径方向規制部８４を磁極筒部４６側に配置し、その本体用内径方向規制部８４と爪状磁極部５４の切欠面７２と磁石用周方向規制部８０との間の隙間を埋めるようにその隙間に、軸方向に（具体的には、永久磁石６２の長手方向に平行に）ピン部材１５０を挿入することとしてもよい。ピン部材１５０は、本体用内径方向規制部８４と爪状磁極部５４の切欠面７２と永久磁石６２の回転周方向側面とに当接するのに必要十分な太さを有しており、当該隙間を埋めることができる。尚、この変形形態において、本体用内径方向規制部８４は、爪状磁極部５４の回転周方向端部における切欠面７２に対して平行となるように形成されている必要はなく、磁石用周方向規制部８０に対して直交する方向に広がるように或いは磁極筒部４６の内周面４６ａに沿うように形成されていてもよい。
【００９０】
この変形形態の構造においては、ピン部材１５０が本体用内径方向規制部８４と爪状磁極部５４の切欠面７２と永久磁石６２の回転周方向側面との間に嵌ると、その本体用内径方向規制部８４がピン部材１５０により径方向外側に押圧されてピン部材１５０と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に挟持される。このため、磁石保持部６４ひいてはその磁石保持部６４で永久磁石６２を覆った磁石ユニット４８が爪状磁極部５４及び磁極筒部４６に対して軸方向に抜けるのを防止することができる。尚、この変形形態は、磁石用軸方向規制部１１０を用いて永久磁石６２が磁石保持部６４ひいては回転子２４から長手方向に飛び出るのを防止する上記の第２変形形態と組み合わせることが好適である。
【００９１】
（第８変形形態）
また、上記の実施形態においては、爪状磁極部５４に、角部を切り欠いて切欠面７２を形成する切欠が設けられている。この切欠は、図５に示す如くＲ面状やＣ面状に切り欠かれてテーパ状に形成されたものであってもよいが、図１６に示す如く回転周方向及び径方向内方の双方に深く切り欠かれて大きな容積を有するものであってもよい。すなわち、爪状磁極部５４の切欠は、切欠面７２の形状がＲ面状やＣ面状などであるか否かを問わず、磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に磁石保持部６４の一部が嵌ることが可能な空間部７４を形成するように形成されていればよい。
【００９２】
（第９変形形態）
上記の実施形態においては、磁石保持部６４の本体用内径方向規制部８４が、爪状磁極部５４の外周面の回転周方向端部（すなわち、切欠面７２）と磁極筒部４６の内周面４６ａとの間に形成される空間部７４に配置されるが、その空間部７４の全体を埋めるものではない。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図１７及び図１８に示す如く、磁石保持部６４が空間部７４を埋めるような形状をなしてその空間部７４に嵌っていてもよい。
【００９３】
例えば図１７に示す如く、板状の磁石保持部６４の回転周方向端部が折り曲げられて本体用内径方向規制部８４が構成され、その本体用内径方向規制部８４が径方向に重なり合って互いに向かい合うものとしてもよい。この場合には、本体用内径方向規制部８４が上記の空間部７４の略全体を埋めるようにその空間部７４に嵌め込まれ、その空間部７４内において爪状磁極部５４の切欠面７２及び磁極筒部４６の内周面４６ａの双方に当接する。
【００９４】
また図１８に示す如く、磁石保持部６４が永久磁石６２と磁極筒部４６とを隔てる外周面としての隔壁部１６０を有し、磁石保持部６４の磁石用内径方向規制部８２が回転周方向に２分割されると共に、板状の磁石保持部６４の回転周方向端部が折り曲げられて本体用内径方向規制部８４が構成され、その本体用内径方向規制部８４が径方向に重なり合って隔壁部１６０に接続されるものとすればよい。この隔壁部１６０は、磁極筒部４６の内周面４６ａに当接する筒側当接部である。この構造においては、本体用内径方向規制部８４が上記の空間部７４の略全体を埋めるようにその空間部７４に嵌め込まれ、その空間部７４内において爪状磁極部５４の切欠面７２及び磁極筒部４６の内周面４６ａの双方に当接する。
【００９５】
この変形形態の構造においては、空間部７４の略全体が、軟磁性材により形成された磁石保持部６４で埋められるので、爪状磁極部５４における切欠面７２の切り欠きにより失われた磁路部をその磁石保持部６４で補填することができ、ｄ軸方向磁力の低下を防ぐことができる。尚、この作用効果を得るうえでは、板状の磁石保持部６４の回転周方向端部を折り曲げることに限らず、複数の部品を溶接で固定し或いはかしめ等で固定するものであってもよい。
【００９６】
（第１０変形形態）
上記の実施形態においては、磁石保持部６４が、磁極筒部４６の内周面４６ａ側に向けて円弧状に膨らんだ外周面を有するものではない。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図１９に示す如く、磁石保持部６４が、磁極筒部４６の内周面４６ａ側に向けて円弧状に膨らんだ外周面１７０を有することとしてもよい。この外周面１７０の少なくとも一部は、筒側当接部として磁極筒部４６の内周面４６ａに当接する。外周面１７０の回転周方向両端部は、２箇所の本体用内径方向規制部８４に一体に接続されている。磁石保持部６４は、本体用内径方向規制部８４を支点としてその外周面１７０の筒側当接部にて磁極筒部４６を径方向外側に押し出す弾性力を発生させる。
【００９７】
回転子２４において、回転周方向に断続的に配置されている爪状磁極部５４に磁極筒部４６が装着された場合や遠心力によって爪状磁極部５４が径方向外側に広がった場合などに、磁極筒部４６における回転周方向に隣接する２つの爪状磁極部５４の間に対応して位置する爪間部位が、爪状磁極部５４に径方向で対向する部位に比べて径方向内側に凹んだ形状になると、磁極筒部４６におけるそれらの部位の境界などで応力集中が発生する。この応力集中は、磁極筒部４６に割れなどの破損を生じさせるおそれがある。
【００９８】
これに対して、上記した変形形態の構造においては、磁極筒部４６における回転周方向に隣接する爪状磁極部５４の間に対応して位置する爪間部位が、磁石保持部６４の発生する弾性力により径方向外側に押し広げられる。このため、磁極筒部４６の上記爪間部位が径方向内側に凹むように変形しようとしても、磁石保持部６４の発生する弾性力によりその変形が生じ難いので、その磁極筒部４６の上記爪間部位の形状をできるだけ円弧状に保つことができる。従って、磁極筒部４６に生じる応力集中を緩和することができ、これにより、磁極筒部４６の破損を防止することができる。
【００９９】
尚、本発明は、上述した実施形態や変形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の変更を施すことが可能である。例えば、上記の実施形態や各変形形態を組み合わせて回転電機２０ひいては回転子２４を構成することとしてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
２０：回転電機、２２：固定子、２４：回転子、４２：界磁コア、４４：界磁巻線、４６：磁極筒部、４６ａ：磁極筒部の内周面、４８：磁石ユニット、５０：ボス部、５２：ディスク部、５４：爪状磁極部、５４ａ：円弧面、５６：回転シャフト、６０：隙間空間、６２：永久磁石、６４：磁石保持部、７２：切欠面、７４：空間部、８０：磁石用周方向規制部、８２：磁石用内径方向規制部、８４：本体用内径方向規制部、１００：筒側当接部、１１０：磁石用軸方向規制部、１２０：弾性部、１３０：表皮部材、１３２：第１表皮部、１３４：第２表皮部、１４０，１５０：ピン部材，１６０：隔壁部、１７０：磁石保持部の外周面。
【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】
2018107901.tif 000016
【図１５】
2018107901.tif 000017
【図１６】
2018107901.tif 000018
【図１７】
2018107901.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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