(57)【要約】【課題】耐減磁性能を向上させた回転電機を提供する。【解決手段】回転電機は、ステータコアに電機子巻線が巻装されている環状のステータと、前記ステータの径方向内側に対向して配置されたロータと、を備える。ロータは、筒状のボス部、及び、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を有する界磁コアと、前記ボス部の外周側に巻装され、通電により起磁力を発生する界磁巻線と、回転周方向に隣接する前記爪状磁極部の間に磁化容易軸が周方向に向くように配置され、前記界磁巻線の起磁力により前記爪状磁極部に交互に現れる極性と一致するように磁極が形成されている永久磁石と、を有する。そして、爪状磁極部と永久磁石との互いに回転周方向に対向する方向の磁気抵抗は、ステータから遠い径方向内側位置に比べてステータに近い径方向外側位置における方が大きい。【選択図】図５
2018207667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコア（２１）に電機子巻線（２２）が巻装されている環状のステータ（２０）と、前記ステータの径方向内側に対向して配置されたロータ（３０）と、を備える回転電機（１）であって、
前記ロータは、
筒状のボス部（３５）、及び、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（３７）を有する界磁コア（３１）と、
前記ボス部の外周側に巻装され、通電により起磁力を発生する界磁巻線（３２）と、
回転周方向に隣接する前記爪状磁極部の間に磁化容易軸が周方向に向くように配置され、前記界磁巻線の起磁力により前記爪状磁極部に交互に現れる極性と一致するように磁極が形成されている永久磁石（３４）と、
を有し、
前記爪状磁極部と前記永久磁石との互いに回転周方向に対向する方向の磁気抵抗は、前記ステータから遠い径方向内側位置に比べて前記ステータに近い径方向外側位置における方が大きい、回転電機。
【請求項２】
前記爪状磁極部と前記永久磁石との互いに回転周方向に対向する対向面間の距離は、前記径方向内側位置に比べて前記径方向外側位置における方が長い、請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記爪状磁極部及び前記永久磁石の少なくとも一方は、前記対向面の前記径方向外側位置に窪んだ窪み部（３７ｂ）を有する、請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
前記窪み部は、前記爪状磁極部に設けられており、
前記ロータは、前記窪み部内に一部が収容された、前記永久磁石を保持する磁石ホルダ（３９）を有する、請求項３記載の回転電機。
【請求項５】
前記爪状磁極部は、前記窪み部と、前記窪み部の径方向外側において回転周方向に突出する突出部（３７ｃ）と、を有し、
前記磁石ホルダは、前記窪み部を形成する外面と前記突出部とに係止されている、請求項４記載の回転電機。
【請求項６】
前記ロータは、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鉄心（３３）を有し、
前記磁石ホルダは、前記磁極鉄心の内周面と前記爪状磁極部の前記窪み部を形成する外面とにより形成される空間内に嵌め込み固定されている、請求項４記載の回転電機。
【請求項７】
前記磁石ホルダは、磁性材により形成されている、請求項４乃至６の何れか一項記載の回転電機。
【請求項８】
前記爪状磁極部と前記永久磁石との互いに回転周方向に対向する対向部位の透磁率は、前記径方向内側位置に比べて前記径方向外側位置における方が小さい、請求項１乃至７の何れか一項記載の回転電機。
【請求項９】
前記永久磁石は、回転周方向に隣接する前記爪状磁極部の間に組み付けられた状態で着磁された磁石である、請求項１乃至８の何れか一項記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータと、ロータと、を備える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステータと、ロータと、を備える車両用交流発電機などの回転電機が知られている（例えば、特許文献１など）。特許文献１記載の発電機では、ロータは、界磁巻線と、その界磁巻線により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、を有するランデル型ロータである。このロータは、回転周方向に隣接する２つの爪状磁極部の間に配置され、界磁巻線の起磁力により爪状磁極部に交互に現れる極性と一致するように磁極が形成される永久磁石を有している。この永久磁石によれば、より大きな出力密度を得ることができる。このような発電機では、永久磁石の大きさや、ランデル型ロータのロータコアのボス部、ディスク部、爪状磁極部の形状などについて、最適化により設計がなされており、発電能力の向上と逆起電力の低減との両立が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２５５４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、例えば回転電機が車両に搭載される場合を想定すると、車両走行抵抗を減らすためのスラントノーズ化や、エンジンルームの小型化などに伴って、車両用交流発電機やスタータの搭載スペースが極小化されつつある。このような状況で重要視される能力として、スタータ能力や車両を高効率動作でアシストするための高効率な力行，回生能力が加わったため、純粋な発電能力だけに能力改善を求める割合は相対的に少なくなっており、界磁電流が短期間で大電流となる場合の発電機の発電、トルク、回生能力が注目されている。この界磁電流が短期間で大電流になると、ロータ自信が生み出す界磁磁界と、巻線が巻かれたステータから発生する励磁磁界との双方が永久磁石に加わり、永久磁石に強力な反磁界が加わる。
【０００５】
一般的に、特許文献１に示されるランデル型ロータの如く、永久磁石による磁気回路と界磁コアによる磁気回路との少なくとも二つを持つ並列磁気回路が形成される電磁石／磁石併用型のロータでは、界磁電流が短期間で大電流になると、永久磁石が、界磁コイルからの強力な反磁界と、ステータ側の励磁コイルから受ける強力な反磁界と、を同時に受ける。永久磁石に強力な反磁界が加わると、その永久磁石が大きく減磁されるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、耐減磁性能を向上させることが可能な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】
【０００７】
請求項１記載の発明は、ステータコアに電機子巻線が巻装されている環状のステータと、前記ステータの径方向内側に対向して配置されたロータと、を備える回転電機であって、前記ロータは、筒状のボス部、及び、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を有する界磁コアと、前記ボス部の外周側に巻装され、通電により起磁力を発生する界磁巻線と、回転周方向に隣接する前記爪状磁極部の間に磁化容易軸が周方向に向くように配置され、前記界磁巻線の起磁力により前記爪状磁極部に交互に現れる極性と一致するように磁極が形成されている永久磁石と、を有し、前記爪状磁極部と前記永久磁石との互いに回転周方向に対向する方向の磁気抵抗は、前記ステータから遠い径方向内側位置に比べて前記ステータに近い径方向外側位置における方が大きい、回転電機である。
【０００８】
この構成によれば、爪状磁極部と永久磁石との間で回転周方向に流れる磁界が、径方向外側で流れ難く、径方向内側で流れ易くなるので、ステータ側から爪状磁極部へ流れた磁界がその爪状磁極部のより径方向内側の部位にまで導かれ、爪状磁極部から永久磁石側へ流れ出る磁界がその対向部位の径方向全体に分散される。このため、永久磁石が受ける反磁界の影響をその永久磁石の径方向位置で均一化させることができる。従って、永久磁石の局所的な減磁を防ぐことができ、その耐減磁性能を向上させることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記爪状磁極部と前記永久磁石との互いに回転周方向に対向する対向面間の距離は、前記径方向内側位置に比べて前記径方向外側位置における方が長い、回転電機である。
【００１０】
この構成によれば、爪状磁極部と永久磁石との対向面間のギャップを径方向外側位置で径方向内側位置に比べて大きくすることができるので、爪状磁極部と永久磁石との互いに回転周方向に対向する方向のステータに近い径方向外側位置における磁気抵抗を、ステータから遠い径方向内側位置における磁気抵抗に比べて大きくすることができる。従って、永久磁石が受ける反磁界の影響をその永久磁石の径方向位置で均一化させることができるので、永久磁石の局所的な減磁を防ぐことができ、その耐減磁性能を向上させることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記爪状磁極部及び前記永久磁石の少なくとも一方は、前記対向面の前記径方向外側位置に窪んだ窪み部を有する、回転電機である。
【００１２】
この構成によれば、窪み部が存在する部位における対向面間の距離を、窪み部が存在しない部位における対向面間の距離に比べて長くして、爪状磁極部と永久磁石との対向面間のギャップを径方向外側位置で径方向内側位置に比べて大きくすることができる。このため、爪状磁極部と永久磁石との互いに回転周方向に対向する方向のステータに近い径方向外側位置における磁気抵抗を、ステータから遠い径方向内側位置における磁気抵抗に比べて大きくすることができる。従って、永久磁石が受ける反磁界の影響をその永久磁石の径方向位置で均一化させることができるので、永久磁石の局所的な減磁を防ぐことができ、その耐減磁性能を向上させることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記窪み部は、前記爪状磁極部に設けられており、前記ロータは、前記窪み部内に一部が収容された、前記永久磁石を保持する磁石ホルダを有する、回転電機である。この構成によれば、爪状磁極部の窪み部内に、永久磁石を保持する磁石ホルダの一部を収容することができ、永久磁石を爪状磁極部に対して位置固定することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記爪状磁極部は、前記窪み部と、前記窪み部の径方向外側において回転周方向に突出する突出部と、を有し、前記磁石ホルダは、前記窪み部を形成する外面と前記突出部とに係止されている、回転電機である。
【００１５】
この構成によれば、磁石ホルダひいてはその磁石ホルダが保持する永久磁石を爪状磁極部に対して移動規制することができる。このため、反磁界による永久磁石の振動や剥がれが生じることや、永久磁石の着磁時におけるショック磁界による割れや欠けなどが生じることを低減することができる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、前記ロータは、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鉄心を有し、前記磁石ホルダは、前記磁極鉄心の内周面と前記爪状磁極部の前記窪み部を形成する外面との間に形成される空間内に嵌め込み固定されている、回転電機である。
【００１７】
この構成によれば、磁石ホルダひいてはその磁石ホルダが保持する永久磁石を爪状磁極部及び磁極鉄心に対して移動規制することができる。このため、反磁界による永久磁石の振動や剥がれが生じることや、永久磁石の着磁時におけるショック磁界による割れや欠けなどが生じることを低減することができる。また、磁石ホルダの一部を収容するために必要な爪状磁極部の窪み部と、永久磁石の局所的な減磁を防ぐために必要な爪状磁極部の窪み部と、を一つで兼用することができる。このため、爪状磁極部の形状の簡素化や成形の容易化を図ることができる。更に、磁極鉄心が爪状磁極部の外周面を覆うように配置されるので、回転周方向に並んだ複数の爪状磁極部をその磁極鉄心を介して互いに連結することができる。このため、永久磁石による重量増に伴ってロータに作用する遠心力が増大しても、爪状磁極部の変形を確実に抑えることができ、強度低下を抑えることができる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記磁石ホルダは、磁性材により形成されている、回転電機である。この構成によれば、永久磁石と爪状磁極部との間に磁性体である磁石ホルダが径方向略全域に亘って配置されるので、永久磁石全体の磁気抵抗を下げることができ、そのパーミアンスを増加させることができる。このため、永久磁石の反磁界をより低下させることができる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、前記爪状磁極部と前記永久磁石との互いに回転周方向に対向する対向部位の透磁率は、前記径方向内側位置に比べて前記径方向外側位置における方が小さい、回転電機である。
【００２０】
この構成によれば、爪状磁極部と永久磁石との互いに回転周方向に対向する方向の、ステータに近い径方向外側位置における磁気抵抗を、ステータから遠い径方向内側位置における磁気抵抗に比べて大きくすることができる。従って、永久磁石が受ける反磁界の影響をその永久磁石の径方向位置で均一化させることができるので、永久磁石の局所的な減磁を防ぐことができ、その耐減磁性能を向上させることができる。
【００２１】
また、請求項９記載の発明は、前記永久磁石は、回転周方向に隣接する前記爪状磁極部の間に組み付けられた状態で着磁された磁石である、回転電機である。
【００２２】
この構成によれば、爪状磁極部と永久磁石との間で回転周方向に流れる着磁磁界が、径方向外側で流れ難く、径方向内側で流れ易くなるので、爪状磁極部へ流れた着磁磁界がその爪状磁極部のより径方向内側の部位にまで導かれ、爪状磁極部から永久磁石側へ流れ出る着磁磁界がその対向部位の径方向全体に分散される。従って、永久磁石が受ける着磁磁界をその永久磁石の径方向位置で均一化させることができるので、永久磁石の着磁が全体で不均一なものとなるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転電機の構成を表した断面図である。
【図２】本実施形態の回転電機が備えるロータを径方向外側から見た際の図である。
【図３】本実施形態の回転電機が備えるロータの斜視図である。
【図４】本実施形態の回転電機が備えるロータのうち、爪状磁極部の外周を覆う磁極鉄心を取り除いた状態での斜視図である。
【図５】本実施形態の回転電機が備えるロータの要部を軸方向から見た際の図である。
【図６】永久磁石に不可逆減磁が生じたときにおける磁界と磁束密度との関係を示す減磁カーブの一例を表した図である。
【図７】永久磁石に不可逆減磁が生じないようにロータの磁気抵抗を設定する手法を説明するための磁界と磁束密度との関係を示す減磁カーブの一例を表した図である。
【図８】本実施形態のロータの組み立て手順を表した一例のフローチャートである。
【図９】本実施形態のロータが有する磁石ホルダ及びその周辺を軸方向から見た際の図である。
【図１０】本実施形態のロータが有する磁石ホルダの斜視図である。
【図１１】本発明の一変形形態に係る回転電機のロータが有する磁石ホルダ及びその周辺を軸方向から見た際の図である。
【図１２】本発明の他の変形形態に係る回転電機のロータの要部を軸方向から見た際の図である。
【図１３】本発明の更に他の変形形態に係る回転電機のロータの要部を軸方向から見た際の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る回転電機の具体的な実施形態及び変形形態について、図１〜図１３を参照しつつ説明する。
【００２５】
まず、一実施形態の回転電機１の構成について説明する。回転電機１は、例えば車両に搭載されており、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、また、車両のエンジンから駆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１は、三相交流モータジェネレータである。回転電機１は、図１に示す如く、ハウジング１０と、ステータ２０と、ロータ３０と、ブラシ装置４０と、整流装置５０と、電圧調整器６０と、プーリ７０と、を備えている。
【００２６】
ハウジング１０は、ステータ２０及びロータ３０を収容するケース部材である。ハウジング１０は、ロータ３０に嵌合された回転シャフト８０をベアリングを介して軸回りに回転可能に支持していると共に、ステータ２０を固定している。
【００２７】
ステータ２０は、電流が流れることでロータ３０を回転させる磁界を発生すると共に、ロータ３０の回転により磁界を発生して起電力を発生する部材である。ステータ２０は、ステータコア２１と、電機子巻線２２と、を備えている。ステータコア２１は、中空の円筒状に形成された部材である。ステータコア２１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形成されており、磁路の一部を構成する。ステータコア２１は、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。
【００２８】
電機子巻線２２は、ステータコア２１に巻装されている。電機子巻線２２は、ステータコア２１のスロット部に収容される直線状のスロット収容部と、ステータコア２１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と、を有している。電機子巻線２２は、回転電機１の相数に対応した数だけ設けられた多相巻線（例えば三相巻線）である。電機子巻線２２の各相巻線は、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。
【００２９】
ロータ３０は、ステータ２０（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配置されている。すなわち、ステータ２０とロータ３０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。ロータ３０は、回転により電機子巻線２２側に磁界を付与することができる。ロータ３０は、いわゆるランデル型ロータである。ロータ３０は、界磁コア３１と、界磁巻線３２と、磁極筒部３３と、永久磁石３４と、を備えている。
【００３０】
界磁コア３１は、軟磁性材により形成されており、磁路の一部を構成する。界磁コア３１は、ボス部３５と、ディスク部３６と、爪状磁極部３７と、を有している。ボス部３５とディスク部３６と爪状磁極部３７とは、ポールコア（界磁鉄心）を形成する。この界磁コア３１は、例えば鍛造成形されている。
【００３１】
ボス部３５は、回転シャフト８０の外周側に嵌合固定される部位である。ディスク部３６は、ボス部３５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３７は、ディスク部３６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位である。爪状磁極部３７は、ディスク部３６との連接部から回転シャフト８０の回転軸方向に沿って延在している。爪状磁極部３７は、ボス部３５に対して径方向外側に隙間を空けて配置されている。爪状磁極部３７の外周面は、略円弧状に形成されている。
【００３２】
爪状磁極部３７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３７−１及び第２爪状磁極部３７−２を含む。第１爪状磁極部３７−１及び第２爪状磁極部３７−２は、一対のポールコアを構成する。第１爪状磁極部３７−１及び第２爪状磁極部３７−２は、ロータ３０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３７−１と第２爪状磁極部３７−２とは、図４に示す如く、回転周方向に隙間空間３８を空けて離間しつつ交互に配置されている。
【００３３】
第１爪状磁極部３７−１と第２爪状磁極部３７−２とは、ディスク部３６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いる。第１爪状磁極部３７−１と第２爪状磁極部３７−２とは、互いに異なる極性に磁化される。第１爪状磁極部３７−１は、ボス部３５の軸方向一端側から径方向外側に広がるディスク部３６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３７−２は、ボス部３５の軸方向他端側から径方向外側に広がるディスク部３６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３７−１と第２爪状磁極部３７−２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。
【００３４】
各爪状磁極部３７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３７は、ディスク部３６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３７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３７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。
【００３５】
隙間空間３８は、互いに回転周方向に隣接する第１爪状磁極部３７−１と第２爪状磁極部３７−２との間ごとに設けられている。隙間空間３８は、軸方向斜めに延在しており、ロータ３０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３８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３８には、永久磁石３４が配置される。
【００３６】
界磁巻線３２は、ボス部３５と爪状磁極部３７との径方向に空いた隙間に配置されている。界磁巻線３２は、ボス部３５の外周側においてそのボス部３５に回転軸回りに巻装されている。界磁巻線３２は、直流電流の通電により界磁コア３１に磁束を発生させて起磁力を発生するコイル部材である。界磁巻線３２により発生した磁束は、ボス部３５及びディスク部３６を介して爪状磁極部３７に導かれる。すなわち、ボス部３５及びディスク部３６は、界磁巻線３２にて発生した磁束を爪状磁極部３７に導く磁路を形成する。界磁巻線３２は、発生磁束により第１爪状磁極部３７−１をＮ極に磁化させかつ第２爪状磁極部３７−２をＳ極に磁化させる。
【００３７】
磁極筒部３３は、図２及び図３に示す如く、爪状磁極部３７（すなわち、第１爪状磁極部３７−１及び第２爪状磁極部３７−２）の径方向外側にその爪状磁極部３７の外周面を覆うように配置される略円筒状の部材である。磁極筒部３３は、爪状磁極部３７のディスク部３６との連接部からその爪状磁極部３７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３３は、径方向において所定厚さを有する薄皮部材である。この径方向厚さは、例えば、ロータ３０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程度である。磁極筒部３３は、爪状磁極部３７の円弧面に対向して配置されており、その爪状磁極部３７に接している。磁極筒部３３は、回転周方向に隣接する第１爪状磁極部３７−１と第２爪状磁極部３７−２との間の隙間空間３８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３７−１，３７−２同士を磁気的に接続する。
【００３８】
磁極筒部３３は、軟磁性特性を有する金属材により形成された磁極鉄心である。磁極筒部３３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よい。磁極筒部３３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３７に対して固定される。尚、磁極筒部３３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。
【００３９】
磁極筒部３３は、ロータ３０の外周面を滑らかにして、ロータ３０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３３は、回転周方向に並んだ複数の爪状磁極部３７を互いに連結することで、遠心力が作用した時に各爪状磁極部３７の変形（特に径方向外側への変形）を抑える機能を有する。
【００４０】
永久磁石３４は、磁極筒部３３の径方向内側に収容されている。永久磁石３４は、回転周方向に隣接する２つの爪状磁極部３７の間すなわち対をなす第１爪状磁極部３７−１と第２爪状磁極部３７−２との間にその隙間空間３８を埋めるように配置された磁極間磁石である。永久磁石３４は、隙間空間３８ごとに配置されており、隙間空間３８の数と同数だけ設けられている。
【００４１】
各永久磁石３４は、概ね直方体形状に形成されている。各永久磁石３４は、爪状磁極部３７の表面側で周方向に傾斜するように軸方向斜めに延在した状態に配置されている。永久磁石３４は、回転周方向に隣接する２つの爪状磁極部３７間における磁束の漏れを低減して爪状磁極部３７とステータ２０のステータコア２１との間の磁束を強化する機能を有している。
【００４２】
永久磁石３４は、回転周方向に隣接する２つの爪状磁極部３７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すなわち磁化容易軸が周方向に向くように配置されている。具体的には、永久磁石３４は、Ｎ極に磁化される第１爪状磁極部３７−１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３７−２に対向する回転周方向の面の磁極がＳ極となるように形成配置されている。永久磁石３４は、ロータ３０に組み込まれ、回転周方向に隣接する二つの爪状磁極部３７−１，３７−２の間に組み付けられた状態で着磁される。
【００４３】
永久磁石３４は、磁石ホルダ３９により保持されており、磁石ホルダ３９に一体化されている。永久磁石３４は、磁石ホルダ３９を用いてロータ３０に保持固定される。永久磁石３４は、その永久磁石３４の全部又は一部が磁石ホルダ３９により覆われた状態でロータ３０に保持固定される。磁石ホルダ３９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１の無負荷時、磁石ホルダ３９が永久磁石３４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。
【００４４】
ブラシ装置４０は、スリップリング４１と、ブラシ４２と、を有している。スリップリング４１は、回転シャフト８０の外周面の軸方向一端側に固定されている。スリップリング４１は、ロータ３０の界磁巻線３２に直流電流を供給する機能を有している。ブラシ４２は、２個一対設けられており、ハウジング１０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４２は、その径方向内側の先端がスリップリング４１の表面に摺動するようにバネによって回転シャフト８０側に押圧された状態に配置されている。ブラシ４２は、スリップリング４１を介して界磁巻線３２に直流電流を流す。
【００４５】
整流装置５０は、ステータ２０の電機子巻線２２に電気的に接続されている。整流装置５０は、電機子巻線２２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６０は、界磁巻線３２に流す界磁電流を制御することにより回転電機１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７０は、車両エンジンの回転を回転電機１のロータ３０に伝達するためのものであり、回転シャフト８０の軸方向他端に締め付け固定されている。
【００４６】
このような構造を有する回転電機１においては、電源からブラシ装置４０を介してロータ３０の界磁巻線３２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３２を貫いてボス部３５、ディスク部３６、及び爪状磁極部３７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３５→ディスク部３６→第１爪状磁極部３７−１→ステータコア２１→第２爪状磁極部３７−２→他方のポールコアのディスク部３６→ボス部３５→一方のポールコアのボス部３５の順に流れる磁気回路を形成する。
【００４７】
上記の磁束が第１爪状磁極部３７−１及び第２爪状磁極部３７−２に導かれると、第１爪状磁極部３７−１がＮ極に磁化されると共に、第２爪状磁極部３７−２がＳ極に磁化される。かかる爪状磁極部３７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電機子巻線２２に供給されると、ロータ３０がステータ２０に対して回転する。従って、回転電機１を、電機子巻線２２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。
【００４８】
また、回転電機１のロータ３０は、車両エンジンの回転トルクがプーリ７０を介して回転シャフト８０に伝達されることにより回転する。かかるロータ３０の回転は、ステータ２０の電機子巻線２２に回転磁界を付与することで、電機子巻線２２に交流の起電力を発生させる。電機子巻線２２で発生した交流起電力は、整流装置５０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１を、電機子巻線２２で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。
【００４９】
回転電機１のロータ３０において、永久磁石３４は、回転周方向に隣接する第１爪状磁極部３７−１と第２爪状磁極部３７−２との間の隙間空間３８に配置されている。爪状磁極部３７の隙間空間３８側の回転周方向側に向いた面と永久磁石３４の回転周方向側に向いた面とは、互いに略対向している。以下、この爪状磁極部３７の面を対向面３７ａと、この永久磁石３４の面を対向面３４ａと、それぞれ称す。
【００５０】
ロータ３０において、爪状磁極部３７と永久磁石３４との互いに回転周方向に対向する方向の磁気抵抗は、ステータ２０から遠い径方向内側位置に比べてステータ２０に近い径方向外側位置における方が大きい。このロータ３０における磁気抵抗の大小関係は、爪状磁極部３７の対向面３７ａと永久磁石３４の対向面３４ａとの距離（具体的には、回転周方向距離或いは対向距離）を径方向位置に応じて変えることにより実現される。具体的には、その距離は、図５に示す如く、ステータ２０から遠い径方向内側位置に比べてステータ２０に近い径方向外側位置における方が長い。
【００５１】
永久磁石３４の対向面３４ａは、略平面状に形成されている。一方、爪状磁極部３７の対向面３７ａは、その表面に径方向内側から径方向外側にかけて永久磁石３４の対向面３４ａとの距離を長くさせる凹凸があるように形成されている。すなわち、爪状磁極部３７は、対向面３７ａのうち径方向外側位置に窪んだ窪み部３７ｂを有している。窪み部３７ｂは、永久磁石３４の対向面３４ａに対して略平行な平面を持つ部位が周方向に向けて切り欠かれたような形状に形成されている。尚、爪状磁極部３７の対向面のうち径方向内側に位置する部位は、略平面状に形成されていてよい。対向面３７ａのうち径方向外側に位置する部位と永久磁石３４の対向面３４ａとの距離Ｌ１は、対向面３７ａのうち径方向内側に位置する部位と永久磁石３４の対向面３４ａとの距離Ｌ２に比して大きい。
【００５２】
尚、爪状磁極部３７の対向面３７ａ及び永久磁石３４の対向面３４ａの全体における両対向面３７ａ，３４ａ同士の距離は、径方向内側から径方向外側にかけて徐々に長くなることが望ましいが、径方向内側から径方向外側にかけて全体として長くなっていればよく、ワニスの流れ止めや永久磁石３４或いは磁石ホルダ３９の固定のための凹凸箇所など、径方向内側から径方向外側にかけて短くなる箇所が部分的に含まれていてもよい。また、窪み部３７ｂにおける対向面３７ａ，３４ａ同士の距離は、径方向内側から径方向外側にかけて徐々に長くなることが望ましいが、上記したワニス止めや磁石固定のための凹凸箇所など、径方向内側から径方向外側にかけて短くなる箇所が部分的に含まれていてもよい。
【００５３】
上記の如くロータ３０における爪状磁極部３７の対向面３７ａのうち径方向外側に位置する部位（窪み部３７ｂ）と永久磁石３４の対向面３４ａとの距離Ｌ１が、その対向面３７ａのうち径方向内側に位置する部位と永久磁石３４の対向面３４ａとの距離Ｌ２に比して大きいと、爪状磁極部３７と永久磁石３４との回転周方向における隙間が、径方向内側に比べて径方向外側の方が大きくなる。この場合、爪状磁極部３７と永久磁石３４との間において回転周方向に流れる磁気の抵抗は、径方向内側位置に比べて径方向外側位置の方が隙間の大きい分だけ大きくなるので、爪状磁極部３７と永久磁石３４との間で回転周方向に流れる磁界は、径方向外側で流れ難くなり、径方向内側で流れ易くなる。
【００５４】
仮に、爪状磁極部３７と永久磁石３４との間において回転周方向に流れる磁気の抵抗が径方向位置に関係なく一律である構造では、ステータ２０の電機子巻線２２で発生した励磁磁界がステータ２０（具体的には、そのティース部）の径方向内端からエアギャップを介して爪状磁極部３７（具体的には、Ｎ極に磁化される第１爪状磁極部３７−１）へ流れた場合に、以下の不都合が生じる。具体的には、その爪状磁極部３７に流れた磁界が、その後、永久磁石３４に対向する対向面３７ａのうちその構造で最短距離となるステータ２０に近い径方向外側の部位に集中し易く、その対向面３７ａの径方向外側部位から隙間空間３８を介して永久磁石３４の対向面３４ａに流れ込み易くなる。そして、その磁界が永久磁石３４の径方向外側（表面側）を通って隣接の爪状磁極部３７（具体的には、Ｓ極に磁化される第２爪状磁極部３７−２）へ流れてステータ２０側へ戻る。このため、この対比構造では、永久磁石３４の径方向外側（表面側）の部位が他の部位（具体的には、径方向内側すなわち表面に対して奥側）に比べて反磁界の影響を受け易いので、永久磁石３４の径方向外側における減磁曲線上の動作点がクニック点よりも下がり易くなり、図６に示す如く、その動作点がクニック点よりも下がったときに、永久磁石３４の特に径方向外側の部位が大きく減磁されてしまう。
【００５５】
これに対して、本実施形態のロータ３０の構造においては、ステータ２０の電機子巻線２２で発生した励磁磁界がステータ２０（具体的には、そのティース部）の径方向内端からエアギャップを介して爪状磁極部３７へ流れると、その磁界が、永久磁石３４に対向する対向面３７ａのうち窪み部３７ｂが存在する径方向外側で流れ難く、その窪み部３７ｂが存在しない径方向内側で流れ易くなる。この場合には、爪状磁極部３７へ流れた磁界がその爪状磁極部３７のより径方向内側の部位にまで導かれ、対向面３７ａから永久磁石３４側へ流れ出る反磁界がその対向面３７ａの径方向全体に分散される。
【００５６】
このため、永久磁石３４に局所的（具体的には、ステータ２０に近い径方向外側）に大きな反磁界が作用するのを抑えることができ、永久磁石３４が受ける反磁界の影響をその永久磁石３４の径方向位置で均一化させることができる。この場合は、図７に示す如く、永久磁石３４の径方向外側における減磁曲線上の動作点がクニック点よりも下がることは抑制される。従って、回転電機１の構造によれば、永久磁石３４の局所的な減磁を防ぐことができ、その永久磁石３４の耐減磁性能を向上させることができる。
【００５７】
また、ロータ３０の着磁は、以下の手順で行われる。まず、ロータ３０を構成する回転シャフト８０に、ボス部３５とディスク部３６と爪状磁極部３７とからなる界磁コア３１を組み付ける（図８に示すステップＳ１００）。その後、その界磁コア３１に、着磁前の永久磁石３４を組み付ける（ステップＳ１１０）。この着磁されていない永久磁石３４の組み付けは、界磁コア３１の二つの爪状磁極部３７−１，３７−２間の隙間空間３８ごとに行われる。また、この永久磁石３４の組み付けは、永久磁石３４が磁石ホルダ３９に保持された状態で界磁コア３１の軸方向端部から軸方向へ挿入されることにより行われる。そして、そのロータ３０を、例えばステータ２０に対して径方向でエアギャップを介して対向させた状態で或いは着磁装置にセットした状態で、ステータ２０の電機子巻線２２などに着磁電流を流すことにより発生する磁界により、その永久磁石３４を着磁する（ステップＳ１２０）。
【００５８】
このように永久磁石３４がロータ３０に組み込まれた状態で着磁される構成では、その着磁磁界が、上記した反磁界と同様に、永久磁石３４に対向する対向面３７ａのうち窪み部３７ｂが存在する径方向外側で流れ難く、その窪み部３７ｂが存在しない径方向内側で流れ易くなる。この場合には、爪状磁極部３７へ流れた着磁磁界がその爪状磁極部３７のより径方向内側の部位にまで導かれ、対向面３７ａから永久磁石３４側へ流れ出る着磁磁界がその対向面３７ａの径方向全体に分散される。従って、回転電機１すなわちロータ３０の構造によれば、永久磁石３４が受ける着磁磁界をその永久磁石３４の径方向位置で均一化させることができ、永久磁石３４の着磁が全体で不均一なものとなるのを防止することができる。
【００５９】
また、回転電機１のロータ３０において、爪状磁極部３７は、上記した窪み部３７ｂと、突出部３７ｃと、を有している。突出部３７ｃは、窪み部３７ｂの径方向外側において回転周方向の外方へ突出している。突出部３７ｃの先端側は、永久磁石３４の径方向外方に位置しており、その永久磁石３４に対して径方向で対向している。突出部３７ｃは、永久磁石３４が径方向外側へ抜けるのを防止する機能を有している。
【００６０】
上記の如く、永久磁石３４は、磁石ホルダ３９により保持されている。磁石ホルダ３９は、図９及び図１０に示す如く、永久磁石３４を覆うことが可能な断面Ｕ字状に形成されている。磁石ホルダ３９は、軸方向（正確には、周方向に傾斜した軸方向斜めの方向）に延在している。磁石ホルダ３９は、永久磁石３４を爪状磁極部３７に対して径方向に移動するのを規制する機能を有すると共に、永久磁石３４を爪状磁極部３７に対して回転周方向に移動するのを規制する機能を有している。尚、磁石ホルダ３９は、永久磁石３４を爪状磁極部３７に対して軸方向に移動するのを規制する機能を有するものであってもよい。磁石ホルダ３９は、底部３９ａと、側壁部３９ｂと、係止部３９ｃと、を有している。
【００６１】
底部３９ａは、回転周方向に沿って広がる部位であって、永久磁石３４の径方向内端面に当接してその永久磁石３４を保持する。永久磁石３４は、磁石ホルダ３９の底部３９ａと爪状磁極部３７の突出部３７ｃとに挟まれることにより磁石ホルダ３９及び爪状磁極部３７に対して径方向で干渉する。これにより、永久磁石３４の径方向への移動が規制される。
【００６２】
側壁部３９ｂは、底部３９ａの回転周方向の両端それぞれから径方向外方へ立設された部位であって、永久磁石３４の回転周方向端面に当接してその永久磁石３４を保持する。永久磁石３４は、磁石ホルダ３９の二つの側壁部３９ｂに挟まれることにより磁石ホルダ３９に対して回転周方向で干渉する。底部３９ａを挟んだ両側の側壁部３９ｂは、回転周方向に隣接する二つの爪状磁極部３７の離間距離（すなわち、隙間空間３８の大きさ）と同じ程度だけ離れている。このため、磁石ホルダ３９は爪状磁極部３７に対して回転周方向で干渉する。これにより、永久磁石３４の爪状磁極部３７に対する回転周方向への移動が規制される。
【００６３】
また、係止部３９ｃは、各側壁部３９ｂそれぞれの径方向外端から回転周方向外方へ向けて延びて爪状磁極部３７の窪み部３７ｂ内に収容されるフランジ状の部位であって、爪状磁極部３７の窪み部３７ｂを形成する外面及び突出部３７ｃに係止されて嵌め込まれる。各側壁部３９ｂそれぞれに対応する係止部３９ｃが各爪状磁極部３７の窪み部３７ｂ内に収容されて係止されると、磁石ホルダ３９が、窪み部３７ｂを形成する外面及び突出部３７ｃとの摩擦力等により爪状磁極部３７に対して位置固定される。これにより、その磁石ホルダ３９が保持する永久磁石３４が爪状磁極部３７に対して移動するのは確実に規制される。
【００６４】
このように、磁石ホルダ３９ひいてはその磁石ホルダ３９が保持する永久磁石３４を爪状磁極部３７に対して移動規制することができる。このため、反磁界による永久磁石３４の振動や剥がれが生じることや、永久磁石３４の着磁時におけるショック磁界による割れや欠けなどが生じることを大幅に低減することができる。また、爪状磁極部３７に対する磁石ホルダ３９及び永久磁石３４の移動規制を、爪状磁極部３７に形成された窪み部３７ｂを用いて行うことができる。このため、磁石ホルダ３９の一部を収容してその移動規制を実現するために必要な爪状磁極部３７の窪み部を、永久磁石３４の局所的な減磁を防ぐために爪状磁極部３７に形成される窪み部３７ｂとは別に設けるのを不要とすることができ、それら両窪み部の機能を一つの窪み部３７ｂで兼用することができる。これにより、ロータ３０や爪状磁極部３７の形状の簡素化や成形の容易化を図ることができる。
【００６５】
磁石ホルダ３９は、軟磁性材により形成されている。永久磁石３４を保持する磁石ホルダ３９が磁性材により形成されていると、永久磁石３４と爪状磁極部３７との間に磁性体である磁石ホルダ３９が径方向略全域に亘って配置されることとなる。このため、磁石ホルダ３９が存在しない場合や磁石ホルダ３９が磁性材により形成されていない場合に比べて、永久磁石３４全体の磁気抵抗を下げることができ、そのパーミアンスを増加させることができるので、永久磁石３４の反磁界をより低下させることができる。
【００６６】
また、回転電機１において、ロータ３０は、互いに回転周方向に隣接する二つの爪状磁極部３７の間に配置される永久磁石３４を有している。永久磁石３４がロータ３０に組み込まれると、その永久磁石３４の分だけロータ３０の重量が増加する。ロータ３０の重量が増加すると、遠心力発生時にその遠心力が増大するので、ロータ３０の強度が低下し得る。これに対して、ロータ３０は、爪状磁極部３７の径方向外側にその外周面を覆うように配置される円筒状の磁極筒部３３を有している。この磁極筒部３３によれば、回転周方向に並んだ複数の爪状磁極部３７がその磁極筒部３３を介して互いに連結されるので、永久磁石３４による重量増に伴ってロータ３０に作用する遠心力が増大しても、爪状磁極部３７の変形を抑えることができ、強度低下を抑えることができる。
【００６７】
以上、説明したことから明らかなように、回転電機１は、ステータコア２１に電機子巻線２２が巻装されている環状のステータ２０と、ステータ２０の径方向内側に対向して配置されたロータ３０と、を備える。ロータ３０は、界磁コア３１と、界磁巻線３２と、永久磁石３４と、を有する。界磁コア３１は、筒状のボス部３５、及び、ボス部３５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３７を有する。界磁巻線３２は、ボス部３５の外周側に巻装され、通電により起磁力を発生する。永久磁石３４は、回転周方向に隣接する爪状磁極部３７−１，３７−２の間に磁化容易軸が周方向に向くように配置され、界磁巻線３２の起磁力により爪状磁極部３７に交互に現れる極性と一致するように磁極が形成されている。また、爪状磁極部３７と永久磁石３４との互いに回転周方向に対向する方向の磁気抵抗は、ステータ２０から遠い径方向内側位置に比べてステータ２０に近い径方向外側位置における方が大きい。具体的には、爪状磁極部３７と永久磁石３４との互いに回転周方向に対向する対向面間の距離は、ステータ２０から遠い径方向内側位置に比べてステータ２０に近い径方向外側位置における方が長い。
【００６８】
この構成によれば、爪状磁極部３７と永久磁石３４との間で回転周方向に流れる磁界が、径方向外側で流れ難く、径方向内側で流れ易くなるので、ステータ２０側から爪状磁極部３７へ流れた磁界がその爪状磁極部３７のより径方向内側の部位にまで導かれ、爪状磁極部３７から永久磁石３４側へ流れ出る磁界がその対向部位の径方向全体に分散される。このため、永久磁石３４が受ける反磁界の影響をその永久磁石３４の径方向位置で均一化させることができる。従って、永久磁石３４の局所的な減磁を防ぐことができ、その耐減磁性能を向上させることができる。
【００６９】
回転電機１において、爪状磁極部３７は、対向面３７ａの径方向外側位置に窪んだ窪み部３７ｂを有する。この構成によれば、爪状磁極部と永久磁石との互いに回転周方向に対向する対向面間の、径方向外側位置における距離を、径方向内側位置に比べて長くすることができる。
【００７０】
回転電機１において、ロータ３０は、窪み部３７ｂ内に一部が収容された、永久磁石３４を保持する磁石ホルダ３９を有する。この構成によれば、爪状磁極部３７の窪み部３７ｂ内に、永久磁石３４を保持する磁石ホルダ３９の一部を収容することができ、永久磁石３４を爪状磁極部３７に対して位置固定することができる。
【００７１】
回転電機１において、爪状磁極部３７は、窪み部３７ｂと、窪み部３７ｂの径方向外側において周方向に突出する突出部３７ｃと、を有し、磁石ホルダ３９は、窪み部３７ｂを形成する外面と突出部３７ｃとに係止されている。この構成によれば、磁石ホルダ３９ひいてはその磁石ホルダ３９が保持する永久磁石３４を爪状磁極部３７に対して移動規制することができる。このため、反磁界による永久磁石３４の振動や剥がれが生じることや、永久磁石３４の着磁時におけるショック磁界による割れや欠けなどが生じることを低減することができる。
【００７２】
回転電機１において、磁石ホルダ３９は、磁性材により形成されている。この構成によれば、永久磁石３４と爪状磁極部３７との間に磁性体である磁石ホルダ３９が径方向略全域に亘って配置されるので、永久磁石３４全体の磁気抵抗を下げることができ、そのパーミアンスを増加させることができる。このため、永久磁石３４の反磁界をより低下させることができる。
【００７３】
また、回転電機１において、永久磁石３４は、回転周方向に隣接する爪状磁極部３７の間に組み付けられた状態で着磁された磁石である。この構成によれば、爪状磁極部３７と永久磁石３４との間で回転周方向に流れる着磁磁界が、径方向外側で流れ難く、径方向内側で流れ易くなるので、爪状磁極部３７へ流れた着磁磁界がその爪状磁極部３７のより径方向内側の部位にまで導かれ、爪状磁極部３７から永久磁石３４側へ流れ出る着磁磁界がその対向部位の径方向全体に分散される。従って、永久磁石３４が受ける着磁磁界をその永久磁石３４の径方向位置で均一化させることができるので、永久磁石３４の着磁が全体で不均一なものとなるのを防止することができる。
【００７４】
（変形形態）
ところで、上記の実施形態においては、爪状磁極部３７の対向面３７ａと永久磁石３４の対向面３４ａとの距離について、ステータ２０から遠い径方向内側位置に比べてステータ２０に近い径方向外側位置における方を長くするために、爪状磁極部３７の、永久磁石３４との対向面３７ａのうち径方向外側に位置する部位に、平面部位を切り欠いたような形状に形成された窪み部３７ｂを設けることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。爪状磁極部３７を、径方向内側から径方向外側にかけて徐々に永久磁石３４との距離が長くなるようにテーパ状に形成することとしてもよい。
【００７５】
また、上記の実施形態においては、ロータ３０の爪状磁極部３７が、窪み部３７ｂと、その窪み部の径方向外側において回転周方向に突出する突出部３７ｃと、を有しており、そして、永久磁石３４を保持する磁石ホルダ３９の係止部３９ｃが、その窪み部３７ｂを形成する外面及び突出部３７ｃに係止されて嵌め込まれている。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図１１に示す如く、爪状磁極部３７の窪み部３７ｂが、その爪状磁極部３７の径方向外側端と回転周方向端とが交わる角部にテーパ状に形成された部位であるものとして、その爪状磁極部３７が上記の突出部３７ｃを有しないものとし、かつ、磁石ホルダ３９が、磁極筒部３３の内周面とその窪み部３７ｂを形成する外面とにより形成される空間内にそれらの面に当接して嵌め込み固定されることとしてもよい。この変形形態の構造においても、磁石ホルダ３９が窪み部３７ｂを形成する外面及び磁極筒部３３との摩擦力等により爪状磁極部３７に対して位置固定されるので、その磁石ホルダ３９を用いて永久磁石３４を爪状磁極部３７及び磁極筒部３３に対して移動規制することが可能である。このため、反磁界による永久磁石３４の振動や剥がれが生じることや、永久磁石３４の着磁時におけるショック磁界による割れや欠けなどが生じることを低減することができる。
【００７６】
尚、上記の変形形態においては、磁石ホルダ３９の係止部３９ｃが爪状磁極部３７の窪み部３７ｂ内に収容されてその窪み部３７ｂの外面及び突出部３７ｃに係止されることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。磁石ホルダ３９の底部３９ａと爪状磁極部３７の突出部３７ｃ又は磁極筒部３３との間で永久磁石３４を挟み込みつつ、磁石ホルダ３９の係止部３９ｃを窪み部３７ｂを形成する外面のうち径方向外方を向いた面に掛止させることとしてもよい。この構造を実現するためには、磁石ホルダ３９の底部３９ａと係止部３９ｃとの距離すなわち側壁部３９ｂの高さと、永久磁石３４の径方向高さと、を所定関係となるように規定することとすればよい。
【００７７】
また、上記の実施形態においては、爪状磁極部３７の、永久磁石３４との対向面３７ａのうち径方向外側に位置する部位に窪み部３７ｂを設けることとし、爪状磁極部３７の対向面３７ａと永久磁石３４の対向面３４ａとの距離について、ステータ２０から遠い径方向内側位置に比べてステータ２０に近い径方向外側位置における方を長くすることで、爪状磁極部３７と永久磁石３４との互いに回転周方向に対向する方向の磁気抵抗について、ステータ２０から遠い径方向内側位置に比べてステータ２０に近い径方向外側位置における方を長くすることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。永久磁石３４の、爪状磁極部３７との対向面３４ａのうち径方向外側に位置する部位に、平面を切り欠いたような形状に形成された窪み部を設けることとし、上記の距離の関係及び磁気抵抗の関係を実現することとしてもよい。また、図１２に示す如く、永久磁石３４を、径方向内側から径方向外側にかけて徐々に爪状磁極部３７との距離が長くなるようにテーパ状に形成することとしてもよい。
【００７８】
また、上記の実施形態においては、爪状磁極部３７と永久磁石３４との互いに回転周方向に対向する方向の磁気抵抗について径方向内側位置に比べて径方向外側位置における方を長くするために、爪状磁極部３７の対向面３７ａと永久磁石３４の対向面３４ａとの距離について径方向内側位置に比べて径方向外側位置における方を長くすることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。上記の磁気抵抗の関係を実現するために、爪状磁極部３７と永久磁石３４との互いに回転周方向に対向する対向部位の透磁率について径方向内側位置に比べて径方向外側位置における方を小さくすることとしてもよい。この変形形態の構成においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
例えば、爪状磁極部３７の対向面３７ａ及び永久磁石３４の対向面３４ａを共に略平面状に形成して、両対向面３７ａ，３４ａの距離を径方向位置によらず径方向内側から径方向外側にかけて一定としたうえで、爪状磁極部３７及び永久磁石３４の少なくとも何れか一方の対向部位の透磁率について、ステータ２０から遠い径方向内側位置に比べてステータ２０に近い径方向外側位置における方を小さくすることとしてもよい。
【００８０】
また例えば、図１３に示す如く、爪状磁極部３７の窪み部３７ｂを、その爪状磁極部３７の径方向外側端と回転周方向端とが交わる角部にテーパ状に形成し、爪状磁極部３７の対向面３７ａと永久磁石３４の対向面３４ａとの距離について径方向内側位置に比べて径方向外側位置における方を長くしたうえで、その窪み部３７ｂ内に、爪状磁極部３７に比べて透磁率の小さい磁性材からなる磁性体９０を圧入し又はその磁性材を流し込んで充填成形することとしてもよい。この爪状磁極部３７に比べて透磁率の小さい磁性材は、例えばソフトフェライトであってよい。また、この圧入や充填成形は、窪み部３７ｂ内に磁石ホルダ３９の係止部３９ｃが収容されて装着された後、その窪み部３７ｂの隙間に棒状の磁性体９０を圧入し或いはその磁性材を流し込むものであってよい。
【００８１】
更に例えば、爪状磁極部３７の対向面３７ａ及び永久磁石３４の対向面３４ａを共に略平面状に形成して、両対向面３７ａ，３４ａの距離を径方向位置によらず径方向内側から径方向外側にかけて一定としたうえで、その対向面３７ａ，３４ａ間に配置される磁石ホルダ３９の透磁率について、ステータ２０から遠い径方向内側位置に比べてステータ２０に近い径方向外側位置における方を小さくすることとしてもよい。
【００８２】
また、上記の実施形態においては、永久磁石３４がロータ３０に組み込まれた後に着磁されるものとしている。例えば、ステータコア２１に電機子巻線２２が巻装されている環状のステータ２０と、ステータ２０の径方向内側に対向して配置されたロータ３０と、を備え、ロータ３０が、筒状のボス部３５、及び、ボス部３５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３７を有する界磁コア３１と、ボス部３５の外周側に巻装され、通電により起磁力を発生する界磁巻線３２と、回転周方向に隣接する爪状磁極部３７の間に磁化容易軸が周方向に向くように配置される永久磁石３４と、を有し、爪状磁極部３７と永久磁石３４との互いに回転周方向に対向する方向の、ステータ２０に近い径方向外側位置における磁気抵抗が、ステータ２０から遠い径方向内側位置における磁気抵抗に比べて大きい回転電機を構成する永久磁石３４の着磁方法であって、永久磁石３４をロータ３０に組み込んだ後、永久磁石３４に、界磁巻線３２の起磁力により爪状磁極部３７に交互に現れる極性と一致するように磁極を形成する着磁を行う。この構成によれば、回転周方向に並ぶすべての永久磁石３４を同時に着磁することができるので、永久磁石３４の着磁を容易に行うことができる。
【００８３】
しかし、本発明はこれに限定されるものではない。各永久磁石３４をロータ３０に組み込む前に個別に着磁し、各永久磁石３４をその着磁後にロータ３０に組み込むこととしてもよい。
【００８４】
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１ひいてはロータ３０を構成することとしてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１：回転電機、２０：ステータ、２１：ステータコア、２２：電機子巻線、３０：ロータ、３１：界磁コア、３２：界磁巻線、３３：磁極筒部、３４：永久磁石、３４ａ：対向面、３５：ボス部、３６：ディスク部、３７：爪状磁極部、３７ａ：対向面、３７ｂ：窪み部、３７ｃ：突出部、３８：隙間空間、３９：磁石ホルダ。
【図１】
2018207667.tif 000003
【図２】
2018207667.tif 000004
【図３】
2018207667.tif 000005
【図４】
2018207667.tif 000006
【図５】
2018207667.tif 000007
【図６】
2018207667.tif 000008
【図７】
2018207667.tif 000009
【図８】
2018207667.tif 000010
【図９】
2018207667.tif 000011
【図１０】
2018207667.tif 000012
【図１１】
2018207667.tif 000013
【図１２】
2018207667.tif 000014
【図１３】
2018207667.tif 000015