【事件の表示】
　特許第３３０８８２８号「永久磁石回転電機及びそれを用いた電動車両」の請求項１ないし４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３０８８２８号の請求項１ないし３に係る特許を維持する。
【理　由】
第１．手続の経緯
　本件特許第３３０８８２８号の請求項１〜４に係る発明は、平成８年１０月１８日の出願であって、平成１４年５月１７日に特許の設定登録がなされ、その後、安藤康子により特許異議の申立てがなされ、当審において取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１５年７月１５日に訂正請求がなされたものである。
　
第２．訂正の適否についての判断
１．訂正の内容
　訂正請求は、本件特許に係る願書に添付した明細書（以下「本件特許明細書」という）を訂正請求書に添付した訂正明細書（以下「本件訂正明細書」という）のとおり訂正することを求めるものであり、その訂正の内容は次のとおりである。
　
（１）訂正事項１
　特許請求の範囲を、
「【請求項１】　固定子と、該固定子に空隙を介して配置された回転子と、該回転子に形成されると共に環状に配置された複数の永久磁石挿入孔と、交互に逆極性となるように前記複数の永久磁石挿入孔に埋め込まれた直方体形状或いはアーク形状若しくは台形形状の永久磁石と、前記回転子に形成されると共に周方向に隣接する前記永久磁石間に設けられた補助磁極部とを有し、前記永久磁石の周方向端部と前記補助磁極部の間には、前記永久磁石と前記補助磁極部の間の前記永久磁石の発生する磁束密度分布の変化を緩やかにする磁気的な空隙が設けられており、前記磁気的な空隙はコギングトルクを抑制するものであると共に、前記回転子の内部に設けられており、前記補助磁極部はリラクタンストルクを発生させるものであり、前記永久磁石挿入孔は前記回転子の内部に形成されており、前記永久磁石は前記永久磁石挿入孔に埋め込まれていて前記回転子の内部に配置されていることを特徴とする永久磁石回転電機。
　【請求項２】　固定子と、該固定子に空隙を介して配置された回転子と、該回転子に形成されると共に環状に配置された複数の永久磁石挿入孔と、交互に逆極性となるように前記複数の永久磁石挿入孔に埋め込まれた直方体形状或いはアーク形状若しくは台形形状の永久磁石と、前記回転子に形成されると共に周方向に隣接する前記永久磁石間に設けられた補助磁極部とを有し、前記永久磁石の周方向端部と前記補助磁極部の間には、前記永久磁石と前記補助磁極部の間の前記永久磁石の発生する磁束密度分布の変化を緩やかにする磁気的な空隙が設けられており、前記磁気的な空隙はコギングトルクを抑制するものであると共に、前記回転子の内部に設けられており、更に、前記磁気的な空隙には非磁性材が設けられ、前記補助磁極部はリラクタンストルクを発生させるものであり、前記永久磁石挿入孔は前記回転子の内部に形成されており、前記永久磁石は前記永久磁石挿入孔に埋め込まれていて前記回転子の内部に配置されていることを特徴とする永久磁石回転電機。
　【請求項３】　駆動装置を備えた電動車両において、前記駆動装置は、請求項１乃至２のいずれかに記載の永久磁石回転電機を有することを特徴とする電動車両。」
と訂正する。
　
（２）訂正事項２
　段落【００１２】において、「磁束密度分布」の前に、「永久磁石の発生する」を挿入し、「磁気的な空隙を設けたことにある。」を、「磁気的な空隙が設けられており、磁気的な空隙はコギングトルクを抑制するものであると共に、回転子の内部に設けられており、補助磁極部はリラクタンストルクを発生させるものであり、永久磁石挿入孔は回転子の内部に形成されており、永久磁石は永久磁石挿入孔に埋め込まれていて回転子の内部に配置されていることにある。」と訂正する。
　
２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
（１）訂正事項１
  訂正事項１は、請求項１において、磁束密度分布が永久磁石の発生するものであることに限定した上で、磁気的な空隙がコギングトルクを抑制するもので、補助磁極部はリラクタンストルクを発生させるものであることに限定し、さらに、磁気的な空隙、永久磁石挿入孔及び永久磁石は回転子の内部に位置することを限定するものであるとともに、請求項１を引用していた請求項２を、訂正後の請求項１に訂正前の請求項２の記載事項を加えて独立項とし、請求項３を削除するとともに、請求項４を請求項３に繰り上げてその引用する請求項番号を１乃至３から１乃至２に限定したものである。
　したがって、訂正事項１は、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。
　また、請求項１において、限定した事項は、特許明細書の段落【００３２】、【請求項３】、【００２７】、【００２８】、【００３１】及び、【００２０】の記載並びに図５を除く各図面の記載に基づくもので、新規事項の追加に該当せず、さらに、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
　
（２）訂正事項２
　訂正事項２は、上記訂正に伴って、発明の詳細な説明の記載を特許請求の範囲と整合させるためのもので、明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
　
３．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条４第２項及び同条第３項において準用する同法第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
第３．特許異議の申立てについて
１．異議申立ての理由及び取消理由の概要
　特許異議申立人は、甲第１号証（特開平５−２３６６８５号公報）、甲第２号証（特開平８−２０５４３７号公報）、甲第３号証（実願平３−５１２９７号（実開平５−４７３９号）のＣＤ−ＲＯＭ）、甲第４号証（特開平８−２５１８４６号公報）、甲第５号証（電気学会研究会資料「回転機・産業計測制御合同研究会」、１９９５年７月７日、第３３〜４２頁）、甲第６号証（特願平８−２６９１号（特開平８−３３１８２３号）の願書に最初に添付した明細書及び図面）、甲第７号証（電気学会雑誌、昭和６２年４月、１０７巻４号、３４４頁）、甲第８号証（平成４年電気学会全国大会講演論文集、平成４年３月、第７〜１１頁）及び甲第９号証（特開平７−３１０８７号公報）を提出し、本件特許明細書の請求項１及び３に係る発明は、その出願前に頒布された刊行物である甲１号証に記載の発明であるから、特許法第２９条第１項の規定により特許を受けることができないものであり、また、同請求項１ないし４に係る発明は、その出願前に頒布された刊行物である甲第１〜５号証に記載の発明に基づいて容易に発明をすることができたものであるから、同法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、さらに、同請求項１，３，４に係る発明は、甲第６号証に記載の発明と同一であるから、同法第２９条の２の規定により特許を受けることができないものであるとの主張をしている。
　また、当審において、通知した取消理由は、本件特許明細書の請求項１ないし４に係る発明は、その出願前に頒布された刊行物である甲第２号証に記載された発明及び周知技術に基づいて容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができず、また、同請求項１，３，４に係る発明は、甲第６号証に記載された発明と同一であるから、同法第２９条の２の規定により特許を受けることができないというものである。
　
２．本件各発明
　本件特許の請求項１ないし３に係る発明（以下「本件発明１」ないし「本件発明３」という。またこれらを合わせて「本件各発明」という。）は、本件訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし請求項３に記載された上記のとおりのものである。
　
３．刊行物に記載の発明
（１）甲１号証に記載された発明
　ア．甲第１号証には、次の記載がされている。
　（ア）「この発明は電機子鉄心に電機子巻線を巻回してなる電機子と回転子鉄心に永久磁石を埋込んでなる回転子とを含むブラシレスＤＣモータに関する。」（段落【０００１】）
　
  （イ）「これに対して埋込磁石構造のものは回転子鉄心の内部に永久磁石を埋込んでいるので永久磁石の剥離を阻止でき、表面磁石構造のものよりも高速回転に対処できる。したがって、高速回転を行なわせる必要がある用途には埋込磁石構造の永久磁石モータを採用することになる。
  上記埋込磁石構造のものの具体的構成としては、図８に示すように回転子鉄心９１の内部に、半径方向と直角な方向に向く状態で比較的薄肉の直方体状の永久磁石９２を埋込むとともに、回転子鉄心内部における磁束の短絡を防止するために永久磁石９２の、半径方向と直角な方向の端面に連続して、回転子鉄心９１の外周に近接する位置まで半径方向に延びる磁束短絡防止用の空隙９３を形成し、空隙９３の外端部に連続する箇所を磁束短絡部９４とした構成が提案されている。」（段落【０００５】）
　
　イ．以上から、甲第１号証には、「回転子の内部に、環状に配置された複数の永久磁石挿入孔を形成し、交互に逆極性となるように、複数の直方体形状の永久磁石を永久磁石挿入孔に挿入し、その永久磁石の半径方向と直交する端面に連続して、回転子の外周に近接する位置まで、回転子内部に半径方向に延びる空隙を磁束短絡防止のために形成した永久磁石回転電機」が記載されていると認められる。
　
（２）甲２号証に記載された発明
　ア．甲第２号証には、次の記載がされている。
　（ア）「本発明は、回転子の外周に設けられた永久磁石間に突極を備えた同期電動機に関する。」（段落【０００１】）
　
  （イ）「こうした従来例では、永久磁石と突極とが分離独立した形状となっているものも見られるが、永久磁石による磁束を強め、他方突極によるリラクタンストルクを有効利用しようとすると、図７に示すように、突極Ｑと永久磁石との間に間隙が存在しない形態に構成されることも多い。
　ところが、こうした突極を設けたモータでは、回転に伴う突極とステータ側のティースとの相対的な位置変化により突極とステータ間の磁束の流れ易さが変化するため、突極Ｑの回転方向後ろ側（図７部位Ｈ）を通過する永久磁石による磁束Ｍｇと突極による磁束Ｍｑの合成磁束が大きく変化するという問題があった。」（段落【０００３】【０００４】）
　
　（ウ）「回転子の外周に複数個の永久磁石を備え、該永久磁石の間を突極として構成した同期電動機であって、　前記突極の少なくとも前記回転子の回転方向に対する後ろ側端部を、透磁率の低い部材により構成したことを要旨とする。」（段落【０００７】）
　
　（エ）「後ろ側端部の形状を回転方向に対する前側端部と比較して、所定形状だけ突出が低減された形状としたことを要旨とする。突出されていたない部分は、結局空気の透磁率となるから、請求項２の同期電動機の構成は、請求項１と同一の作用を果たす。
　請求項３の同期電動機は、回転子の外周に複数個の永久磁石を備え、該永久磁石の間を突極として構成した同期電動機であって、突極の回転方向に対する両端部を、透磁率の低い部材により構成したことを要旨とする。」（段落【０００９】【００１０】）
　
　イ．以上の記載及び各図面から、甲第２号証には、「回転子の表面に、環状に配置された複数の永久磁石挿入孔を形成し、交互に逆極性となるように、複数のアーク形状の永久磁石を永久磁石挿入孔に挿入し、その永久磁石の間の回転子外周部には、リラクタンストルクを発生させるための突極（補助磁極部）が形成され、その突極の回転方向後ろ側又は両側に、空隙又は透磁率の低い箇所を形成した永久磁石回転電機」が記載されていると認められる。
　
（３）甲６号証に記載された発明
　ア．甲第６号証には、次の記載がされている。
　（ア）「図２は、本発明のＤＣブラシレスモータの構成例を示す要部断面図である。同図に示すように、本発明のＤＣブラシレスモータ３は、電機子３１と、図示しない回転軸によって支持された回転子３２とで構成されている。電機子３１と回転子３２との間には、エアギャップが設けられており、回転子３２は、一定のエアギャップ長Ｌｇを保ちながら回転し得るようになっている。
　電機子３１は、積層された複数枚の鋼板（金属板）により構成された電機子ヨーク（電機子鉄心）を有している。この電機子ヨークには、図示しない３相電機子巻線が設けられている。
　回転子３２は、外周部に２つ以上（本実施例では４つ）の主磁極３２１を有する回転子ヨークを備えている。この回転子ヨークは、積層された複数枚の鋼板（金属板）により構成されている。
　回転子ヨークの各主磁極３２１には、それぞれ、径方向寸法（径方向の長さ）がＬｍのスロット３２２が形成されている。そして、各スロット３２２には、それぞれ、厚さ（径方向の長さ）がほぼＬｍ（スロット３２２の径方向寸法Ｌｍとほぼ同一）の界磁用永久磁石（磁石）３２３が埋め込まれている。」（段落【００４２】〜【００４５】）
　
  （イ）「回転子ヨークの隣接する主磁極７と主磁極７との間には、回転子ヨークの一部を突出させた補助突極８が形成され、補助突極８と図示しない電機子との間には、所定長さ（一定の長さ）のエアギャップが形成されている。
　これら補助突極８は、回転子ヨークの回転軸の中心部から放射線状（径方向）に突出している。
　この場合、補助突極８の先端部と、主磁極７の先端部とは、所定距離離間している。すなわち、補助突極８の先端部は、主磁極７から分離・独立して形成されている。これにより、主磁極７から発生する主磁束の漏洩磁束を最小限に留めることができる。また、補助突極８を設けることにより、ｑ軸インダクタンスを増加させることができる。
　各補助突極８は、棒状であり、その断面積は、径方向に沿ってほぼ一定である。
　また、回転子ヨークの回転軸の中心部から放射状に突出した補助突極８の先端部までの長さは、回転子ヨークの回転軸の中心部から主磁極７の先端部までの長さにとほぼ同一に設定されている。なお、この回転子を回転子Ａとする。
　図１３に示すように、このＤＣブラシレスモータの回転子は、補助突極８の形状のみが前述した回転子Ａと異なり、これ以外はほぼ同一である。
　補助突極８は、先端部に、先端に向ってその断面積が漸増する部分を有している。すなわち、補助突極８は、その先端部が基端部に比べ広がっている。なお、この回転子を回転子Ｂとする。
　図１４に示すように、このＤＣブラシレスモータの回転子は、補助突極８の形状のみが前述した回転子Ｂと異なり、これ以外はほぼ同一である。
　補助突極８は、先端部に、先端に向ってその断面積が漸増する部分を有している。この場合、断面積は先端まで漸増しており、前述した回転子Ｂよりも補助突極８の先端部の広がりが大きい。なお、この回転子を回転子Ｃとする。」（段落【０１１７】〜【０１２５】）
　
　イ．以上の記載及び各図面から、甲第６号証には、「回転子の内部に、環状に配置された複数の永久磁石挿入孔を形成し、交互に逆極性となるように、複数の直方体形状の永久磁石を永久磁石挿入孔に挿入し、その永久磁石の間の回転子外周部には、リラクタンストルクを発生させるための補助突極（補助磁極部）が形成され、その補助突極の回転方向両側と永久磁石端面の間は回転子が切り欠くことで、回転子表面に解放した空隙を形成した永久磁石回転電機」が記載されていると認められる。
　
（４）甲第３〜５、７〜９号証に記載された発明
　甲第３〜５、７〜９号証には、永久磁石回転電機において、回転子の内部に各種形状の永久磁石が埋め込まれたものが記載されている。
　
４．対比、判断
（１）甲第１号証との対比、判断
　甲第１号証には、上記のとおりのものが記載されている。
　そして、甲第１号証の各図面から明らかなとおり、甲第１号証に記載のものでは、永久磁石の間は極く狭いもので、さらに、そこに半径方向に回転子表面近くまで短絡防止の空隙が形成されており、永久磁石の間に、本件各発明のような補助磁極部が形成されているとは考えられない。
　甲第１号証に記載された回転子の構成は、本件訂正明細書の段落【００１０】に、永久磁石間に補助磁極が形成されることがない従来例として記載されている特開平５−２３６６８７号公報の発明と近似しているもので、永久磁石が埋め込まれた位置の回転子外周部分が、補助磁極として作用することはあり得るにしても、永久磁石の間の部分が補助磁極として作用することは、上記のとおり考えられない。
　したがって、甲第１号証に記載の発明は、本件各発明における永久磁石の間に補助磁極部が設けられるという構成を欠くものである。
　本件各発明は、この構成を前提として、永久磁石と補助磁極部との間の磁束密度の急激な変化を防止するために、なされたものであり、本件各発明が、このような前提となる構成を有さない甲第１号証に記載の発明であるとも、甲第１号証に記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとも認めることはできない。
　
（２）甲第２号証との対比、判断
　甲第２号証に記載の発明においては、本件各発明と同様に、永久磁石の間には補助磁極部が設けられ、かつ永久磁石端面と補助磁極部との間には空隙又は透磁率の低い箇所が形成されている。
　しかし、甲第２号証に記載の発明では、永久磁石及び空隙は、回転子の表面にあるため、本件各発明のように、永久磁石及び空隙が回転子の内部に位置するものとはなっていない。
　また、空隙を形成したことは、突極（補助磁極部）とステータの歯部との位置変化による突極とステータ間の磁束の流れ安さが変化し、磁束が大きく変化することを防止するためのものである。
　一方、本件各発明においては、永久磁石及び空隙が回転子内部に設けられていることにより、空隙の外周面側には、ブリッジ部が形成されることになる。
　そして、本件訂正明細書の段落【００３５】に、「回転子表面の補助磁極部１６と磁極片部１５の間にブリッジ部１７が形成され、磁極片部１５と補助磁極部１６の間に距離が設けられる。従って、図４のグラフのように従来に比べて緩やかな磁束密度分布の変化が現れ、コギングトルクやトルク脈動を抑制することができる。」と記載されるとおり、ブリッジ部分において、永久磁石による磁束の急激な変化を防止するものである。
　そうすると、永久磁石を回転子の内部に埋め込むことが、甲第１号証、甲第３〜５号証、甲第７〜９号証に記載されるように周知技術であるにしても、甲第２号証に記載の発明と当該周知技術から、本件各発明が容易に想到できるものとは認められない。
　
（３）甲第６号証との対比、判断
　甲第６号証には、上記のとおりの発明が記載されているが、本件各発明の「空隙が回転子内部に設けられている」との構成を備えていない。
　したがって、本件各発明が、甲第６号証に記載された発明と同一であるということはできない。
　
５．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件訂正後の請求項１ないし請求項３に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件訂正後の請求項１ないし請求項３に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１５年８月７日（２００３．８．７）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
永久磁石回転電機及びそれを用いた電動車両
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　固定子と、該固定子に空隙を介して配置された回転子と、該回転子に形成されると共に環状に配置された複数の永久磁石挿入孔と、交互に逆極性となるように前記複数の永久磁石挿入孔に埋め込まれた直方体形状或いはアーク形状若しくは台形形状の永久磁石と、前記回転子に形成されると共に周方向に隣接する前記永久磁石間に設けられた補助磁極部とを有し、前記永久磁石の周方向端部と前記補助磁極部の間には、前記永久磁石と前記補助磁極部の間の
前記永久磁石の発生する
おり、前記磁気的な空隙はコギングトルクを抑制するものであると共に、前記回転子の内部に設けられており、前記補助磁極部はリラクタンストルクを発生させるものであり、前記永久磁石挿入孔は前記回転子の内部に形成されており、前記永久磁石は前記永久磁石挿入孔に埋め込まれていて前記回転子の内部に配置されて
　【請求項２】　
固定子と、該固定子に空隙を介して配置された回転子と、該回転子に形成されると共に環状に配置された複数の永久磁石挿入孔と、交互に逆極性となるように前記複数の永久磁石挿入孔に埋め込まれた直方体形状或いはアーク形状若しくは台形形状の永久磁石と、前記回転子に形成されると共に周方向に隣接する前記永久磁石間に設けられた補助磁極部とを有し、前記永久磁石の周方向端部と前記補助磁極部の間には、前記永久磁石と前記補助磁極部の間の前記永久磁石の発生する磁束密度分布の変化を緩やかにする磁気的な空隙が設けられており、前記磁気的な空隙はコギングトルクを抑制するものであると共に、前記回転子の内部に設けられており、更に、前記磁気的な空隙には非磁性材が設けられ、前記補助磁極部はリラクタンストルクを発生させるものであり、前記永久磁石挿入孔は前記回転子の内部に形成されており、前記永久磁石は前記永久磁石挿入孔に埋め込まれていて前記回転子の内部に配署されて
　【請求項３】　駆動装置を備えた電動車両において、前記駆動装置は、請求項１乃至
２
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は回転電機及びそれを用いた電動車両に係り、特に磁束発生手段として永久磁石を用いた永久磁石回転電機及びそれを用いた電動車両に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来より回転電機の一種として、回転子の磁界発生手段に永久磁石を用いた永久磁石回転電機が使用されている。
　【０００３】
　従来の永久磁石回転電機としては、表面磁石構造、すなわち隣接する永久磁石が周方向に逆極性となるように、回転子の表面に複数の永久磁石を並置，固定したものがある。
　【０００４】
　しかし、表面磁石構造のものは、遠心力により高速回転時に永久磁石が剥離する可能性が高いことから、回転子内の軸方向へ伸びる孔に永久磁石を挿入，固定した永久磁石埋め込み構造の永久磁石回転子が特開平５−７６１４６号公報に開示されている。
　【０００５】
　また永久磁石埋め込み構造の回転子にスキューを施す場合の構成を簡素にすることを目的として、回転子内部に設置した各永久磁石の端面から回転子の外周へ空隙を形成したものが特開平５−２３６６８７号公報に開示されている。
　【０００６】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかし、上記の従来技術では、補助磁極によるリラクタンストルクを得ることと、コギングトルクまたはトルク脈動（以下、両者を併せて「トルク脈動」と言う）の減少を両立できないという問題がある。
　【０００７】
　永久磁石埋め込み構造の回転子では、隣接した永久磁石間の回転子部材を補助磁極として利用し、固定子の電機子起磁力の合成ベクトルをこの補助磁極の中心位置より回転方向側に向くように制御することにより、リラクタンストルクを得ることができる。このリラクタンストルクは、永久磁石による主トルクに加算され、回転電機の総トルクを増加し、効率を高めるものである。
　【０００８】
　一方、永久磁石回転電機においては、通電の有無にかかわらず常に磁束を発生している永久磁石を用いるため、回転子は常に永久磁石と固定子突極部との位置関係に応じた力を受け、回転時にはその力が脈動的に変化する。それがトルク脈動となって現れる。これは回転子のスムーズな回転を妨げ、回転電機として安定した動作を得ることができないという問題を生じる。
　【０００９】
　特開平５−７６１４６号公報に記載されている永久磁石回転子は、補助磁極を有していることから、リラクタンストルクを得ることは可能であるが、永久磁石と補助磁極との距離が周方向に微小であることから、そこに磁束密度分布の急激な変化が現れ、トルク脈動が生じる。
　【００１０】
　特開平５−２３６６８７号公報に開示されている永久磁石回転電機は、永久磁石間に空隙が設けられていること、または空隙に非磁性体からなる接着性の充填材が充填されていることによって、隣り合った永久磁石間の磁束密度分布変化が緩やかとなり、コギングトルクまたはトルク脈動は発生しにくいが、この空隙または充填材は補助磁極の役目を果たさないので、リラクタンストルクを得ることができない。
　【００１１】
　本発明の目的は、補助磁極によるリラクタンストルクを得ながら、トルク脈動を抑えることのできる永久磁石回転電機及びそれぞれを用いた電動車両を提供することにある。
　【００１２】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の特徴は、固定子と、この固定子に空隙を介して配置された回転子と、この回転子に形成されると共に環状に配置された複数の永久磁石挿入孔と、交互に逆極性となるように複数の永久磁石挿入孔に埋め込まれた直方体形状或いはアーク形状若しくは台形形状の永久磁石と、回転子に形成されると共に周方向に隣接する前記永久磁石間に設けられた補助磁極部とを有する永久磁石回転電機において、永久磁石の周方向端部と補助磁極部の間に、永久磁石と補助磁極部の間の
永久磁石の発生する
が設けられており、磁気的な空隙はコギングトルクを抑制するものであると共に、回転子の内部に設けられており、補助磁極部はリラクタンストルクを発生させるものであり、永久磁石挿入孔は回転子の内部に形成されており、永久磁石は永久磁石挿入孔に埋め込まれていて回転子の内部に配置されている
　【００１３】
　磁気的な空隙はコギングトルクを抑制するものであり、単なる空間であってもよいし、非磁性材料を配置または充填したものであってもよい。また、磁気的な空隙は永久磁石の両端にあってもよく、回転電機の回転方向やその用途によっては、永久磁石の周方向どちらか一端のみにあってもよい。
　【００１４】
　また、本発明の他の特徴は、電動車両の駆動装置に上記永久磁石回転電機を用いたことにある。
　【００１５】
　尚、本発明の永久磁石回転電機の構造は、発電機及び電動機，インナロータ及びアウタロータ，回転型及びリニア型，集中巻及び分布巻き固定子構造のいずれのものにも適用可能である。
　【００１６】
　【発明の実施の形態】
　以下、本発明の実施形態を図を用いて詳細に説明する。
　【００１７】
　図１は本発明の一実施形態であるインナロータ型集中巻固定子構造の永久磁石回転電機の周方向断面図を示す。
　【００１８】
　回転電機は固定子１と回転子２から構成され、これらは図のように互いに回転空隙をもって配置される。
　【００１９】
　固定子１は、固定子鉄心３と固定子巻線４からなり、固定子鉄心３は更にコア部５と固定子突極部６とから構成される。コア部５には固定子突極部６に磁束を通すための磁気回路が形成され、固定子突極部６には固定子巻線４が集中的に巻回される。
　【００２０】
　回転子２はシャフト７，回転子鉄心８、および永久磁石９からなる。回転子鉄心８には、永久磁石９を挿入する永久磁石挿入孔１０およびシャフト７を通す孔が軸方向に打ち抜かれ、それぞれ永久磁石９およびシャフト７が挿入，固定される。
　【００２１】
　このように本実施形態はいわゆる永久磁石埋め込み構造のものであり、永久磁石９を回転子２に環状に配置することによって、互いに隣接する永久磁石挿入孔１０の間の部材を補助磁極部１６として機能させることができる。
　【００２２】
　すなわち、図示しない制御装置によって、固定子巻線４による電機子起磁力の合成ベクトルを補助磁極の中心位置より回転方向側に向くように制御すれば、固定子巻線４から発生した磁束が補助磁極部１６を介して永久磁石９を周回し、リラクタンストルクが発生する。これは特に低速運転状態において有効であり、上記リラクタンストルクが永久磁石９による通常のトルクに加わることで、電動機として高いトルクを得ることができる。
　【００２３】
　図３は本実施形態に係る永久磁石回転電機の軸方向の断面構造を示す。
　【００２４】
　固定子１はハウジング１１の内周面に図のように固定され、また回転子２に挿入，固定されたシャフト７は、回転子２が固定子１に回転空隙をもって回転自在に接するよう、ベアリング１３およびエンドブラケット１２によって固定子１に保持される。
　【００２５】
　本実施形態では、回転子鉄心８の材料として永久磁石９よりも高い透磁率を有するもの、例えば珪素鋼板のような高透磁率磁性材料を用いる。これにより、磁石内部に発生する渦電流損を減少させることができ、また前述の補助磁極部１６をより有効に機能させることができる。
　【００２６】
　なお本発明は、発電機及び電動機，インナロータ及びアウタロータ，回転型及びリニア型，集中巻き及び分布巻き固定子構造のいずれにおいても適用可能であり、同様の効果が得られる。
　【００２７】
　本実施形態は、永久磁石９と、該永久磁石９に周方向に隣り合った補助磁極部１６との間に磁気的な空隙１４を設けるものである。
　【００２８】
　図２に図１における任意の永久磁石９の周辺を拡大した図を示す。図のように、永久磁石９の周方向端部に空隙１４を設けるように永久磁石挿入孔１０を形成し、そこに永久磁石９を挿入，固定する。この空隙は軸方向に伸び、永久磁石９と補助磁極部１６に接している。
　【００２９】
　この空隙１４の作用を図４および図５を用いて説明する。
　【００３０】
　図４および図５は、永久磁石９周辺の周方向断面図と、永久磁石９によって回転子２の周表面から発生される磁束密度分布の関係を表した図である。図４は前述の実施形態を用いた回転子を、図５は従来の回転子を示す。
　【００３１】
　双方とも、回転子鉄心８の磁極片部１５は、永久磁石９が発生した磁束を固定子１へ伝達する部材として機能する。また隣り合った永久磁石挿入孔１０の間の部材、すなわち図中の補助磁極部１６はリラクタンストルクを発生する補助磁極として機能する。
　【００３２】
　図４および図５の上部にあるグラフは、永久磁石９によって回転子２の固定子側表面から発生される磁束密度分布を表している。両図ともに、磁極片部１５では、永久磁石９の発生する磁束はほぼ一定の磁束密度分布を示す。一方、補助磁極部１６では、永久磁石９による磁束が伝達されにくく、回転子２の固定子側表面から発生される磁束はほぼ零となる。
　【００３３】
　しかし、従来の回転子においては、図５のように回転子鉄心８に設けられた永久磁石挿入孔１０全体を埋めるように永久磁石９が配置されていることから、磁極片部１５と補助磁極部１６の境界付近において図のような急激な磁束密度分布の変化が現れる。
　【００３４】
　永久磁石回転電機においては、回転電機への通電の有無にかかわらず、永久磁石が常に磁束を発生しているため、回転子は、常に固定子突極部６と磁極片部１５との位置関係に応じた力を受ける。回転子が回転すれば、互いの位置が変化することにより回転子の受ける力が脈動的に変化し、これがコギングトルクやトルク脈動となって現れる。回転子周方向における磁束密度分布の変化が急激なほど、トルク脈動は顕著である。
　【００３５】
　そこで本実施形態のように空隙１４を設け、磁束密度分布の変化を緩やかなものにする。空隙１４によって、回転子表面の補助磁極部１６と磁極片部１５の間にブリッジ部１７が形成され、磁極片部１５と補助磁極１６の間に距離が設けられる。従って、図４のグラフのように従来に比べて緩やかな磁束密度分布の変化が現れ、コギングトルクやトルク脈動を抑制することができる。
　【００３６】
　また、回転方向が一方向のみに定まっている回転電機では、永久磁石９の周方向一端にのみ磁気的な空隙１４を設けても良い。
　【００３７】
　なお本実施形態においては図のような直方体の永久磁石９を用いているが、他の形状のもの、例えばアーク形や台形のものに同様の空隙１４を形成しても同様の効果が得られる。
　【００３８】
　図６ないし図８には、本発明の他の実施形態を示す。
　【００３９】
　図６および図７の実施形態は図２における実施形態の空隙１４の形状を変化させたものである。
　【００４０】
　図６の実施形態は、永久磁石挿入孔１０の底に凹部を設け、該凹部に永久磁石９を配置したものである。その結果、空隙１４の回転子半径方向の厚さは永久磁石９の回転子半径方向の厚さよりも小さく形成され、図のように空隙１４の反固定子側の面が永久磁石９の反固定子側の面よりも固定子寄りに形成される。
　【００４１】
　これらにより永久磁石９を永久磁石挿入孔１０の所定の位置に位置決めすることができる。
　【００４２】
　また永久磁石９の位置決めのためには、空隙１４に非磁性材料を配置または充填しても同様の効果を得ることができる。例えば空隙１４に非磁性材料から成る固体を配置し、一体にワニス及び接着剤で固着させることによって、永久磁石９をより安定して配置することができる。
　【００４３】
　また図７の実施形態は、空隙１４の固定子側の面の周方向幅を反固定子側の面の周方向幅よりも大きくしたものである。図７では特に空隙１４の周方向断面が略三角形状となるように形成する。このことによって、補助磁極部１６を通る磁束がスムーズに永久磁石９を周回することができ、リラクタンストルクをより多く得ることができる。
　【００４４】
　さらに図６および図７の実施形態においては、回転子２の固定子側表面に略平行となるように空隙１４の固定子側の面を形成する。
　【００４５】
　これによって、ブリッジ部１７の磁気的な飽和はきつくなり、永久磁石９から発生する磁束が磁極片部１５，ブリッジ部１７を介して補助磁極部１６に漏洩する磁束を抑制することができる。
　【００４６】
　図８の実施形態は、同様の構成を得るため、逆に回転子２の形状を変更したものである。すなわちブリッジ部１７が空隙１４の傾斜面１４ａに略垂直に伸びるよう構成される。このことにより、回転子２の半径方向に対するブリッジ部１７の傾きが大きくなり、磁極片部１５及び永久磁石９にかかる遠心力をブリッジ部１７の引っ張り力により支えることができる。一般的に材料の耐久性は、剪断力に対するよりも引っ張り力に対する方が高く、ブリッジ部１７が回転子２の半径方向に対してほぼ直角をなす前述の実施形態よりも遠心力に対する耐久性が高い。従ってブリッジ部１７をより薄く形成し、永久磁石９から発生する有効磁束量を高めることも可能であり、またより高速に回転子を回転することができる。
　【００４７】
　尚、以上述べた永久磁石回転電機を電動車両、特に電気自動車に適用すれば、コギングトルクが少なく、スムーズに発進できる安定した永久磁石回転電機駆動装置を搭載でき、一充電走行距離の長い電気自動車を提供することができる。
　【００４８】
　【発明の効果】
　本発明によれば、永久磁石の周方向端部と補助磁極部の間に、永久磁石と補助磁極部の間の磁束密度分布の変化を緩やかにする磁気的な空隙を設けたので、補助磁極によるリラクタンストルクを得ながら、トルク脈動を抑えることができる永久磁石回転電機を提供することができる。
　【００４９】
　また、本発明によれば、永久磁石の周方向端部と補助磁極部の間に、永久磁石と補助磁極部の間の磁束密度分布の変化を緩やかにする磁気的な空隙を設けた永久磁石回転電機を電動車両の駆動装置に用いたので、コギングトルクの少ない、安定した駆動装置を持つ電動車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の一実施形態をなす永久磁石回転電機の周方向断面図。
　【図２】
　図１の回転子の任意の永久磁石周辺の拡大図。
　【図３】
　図１の実施形態の軸方向断面図。
　【図４】
　図２の回転子部材の機能説明図と磁束密度分布。
　【図５】
　従来の永久磁石回転電機の回転子部材の機能説明図と磁束密度分布。
　【図６】
　本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。
　【図７】
　本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。
　【図８】
　本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。
　【符号の説明】
　１…固定子、２…回転子、３…固定子鉄心、４…固定子巻線、５…コア部、６…固定子突極部、７…シャフト、８…回転子鉄心、９…永久磁石、１０…永久磁石挿入孔、１１…ハウジング、１２…エンドブラケット、１３…ベアリング、１４…空隙、１５…磁極片部、１６…補助磁極部、１７…ブリッジ部。