(57)【要約】【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、巻線の熱による永久磁石の減磁を抑制するに際して、磁石量の増大を抑える。【解決手段】界磁巻線（23）を配置する界磁スロット（213a）及び電機子巻線（24）を配置する電機子スロット（213b）が形成された固定子コア（21）を設け、界磁スロット（213a）内に永久磁石（22）を配置する。永久磁石（22）には、界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅（W3）が狭くなっている部分を設ける。【選択図】図４
2019176602.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、
前記界磁巻線（23）を配置するスロット（213）である界磁スロット（213a）と、前記電機子巻線（24）を配置するスロット（213）である電機子スロット（213b）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、
前記界磁スロット（213a）に収容され、磁極面が周方向に向いて配置された永久磁石（22）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、
前記永久磁石（22）は、前記界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅（W3）が狭くなっている部分がある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）は、径方向に複数の磁石片（22a）に分割され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、
前記磁石片（22a）のそれぞれは、互いの接触面にコーティングが施され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、
前記永久磁石（22）における、前記界磁巻線（23）に隣接した部分の周方向の幅（W2）は、前記界磁巻線（23）における、前記永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅（W1）よりも小さいことを特徴とする回転電気機械。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れかにおいて、
前記永久磁石（22）は、内周側において、前記エアギャップ（G）と界磁スロット（213a）とを仕切るように前記固定子コア（21）に形成された壁面（214）と該エアギャップ（G）とを介して、若しくは、前記エアギャップ（G）のみを介して、前記回転子コア（11）に面しており、
前記永久磁石（22）は、その最内周部における周方向の幅（W4）よりも周方向の幅（W3）が狭くなっている部分があることを特徴とする回転電気機械。
【請求項６】
請求項３において、
前記コーティングは、前記磁石片（22a）同士を接着する接着材を兼ねてい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】
本開示は、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（例えば非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】磯部、小坂、松井「高占積率巻線を採用した固定子磁石中央配置型HEFSMの設計検討の設計検討」モータドライブ・回転機・自動車合同研究会資料、MD-17-018/RM-17-064/VT-17-018、2017
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
HEFSMでは、永久磁石の近くに巻線（後述の界磁巻線）が設けられているので、巻線の熱による永久磁石の減磁を対策しておくのが望ましい。その一方で、減磁対策によって、磁石が大型化するのは望ましくない。
【０００５】
本開示の目的は、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、巻線の熱による永久磁石の減磁を抑制するに際して、磁石量の増大を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第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、
前記界磁巻線（23）を配置するスロット（213）である界磁スロット（213a）と、前記電機子巻線（24）を配置するスロット（213）である電機子スロット（213b）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、
前記界磁スロット（213a）に収容され、磁極面が周方向に向いて配置された永久磁石（22）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、
前記永久磁石（22）は、前記界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅（W3）が狭くなっている部分があることを特徴とする回転電気機械である。
【０００７】
第１の態様では、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、巻線の熱による永久磁石の減磁を抑制するに際して、磁石量の増大を抑えることが可能になる。
【０００８】
本開示の第２の態様は、第１の態様において、
前記永久磁石（22）は、径方向に複数の磁石片（22a）に分割されていることを特徴とする回転電気機械である。
【０００９】
第２の態様では、複数の磁石片（22a）によって、径方向における永久磁石（22）の寸法変化が実現される。
【００１０】
本開示の第３の態様は、第２の態様において、
前記磁石片（22a）のそれぞれは、互いの接触面にコーティングが施されていることを特徴とする回転電気機械である。
【００１１】
第３の態様では、コーティングが、減磁の抑制に寄与する熱抵抗となり得る。
【００１２】
本開示の第４の態様は、第１から第３の態様の何れかにおいて、
前記永久磁石（22）における、前記界磁巻線（23）に隣接した部分の周方向の幅（W2）は、前記界磁巻線（23）における、前記永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅（W1）よりも小さいことを特徴とする回転電気機械である。
【００１３】
第４の態様では、ティース（211）の幅減少が制限され、ティース（211）の幅減少に起因する磁気抵抗の増大が抑制される。
【００１４】
本開示の第５の態様は、第１から第４の態様の何れかにおいて、
前記永久磁石（22）は、内周側において、前記エアギャップ（G）と界磁スロット（213a）とを仕切るように前記固定子コア（21）に形成された壁面（214）と該エアギャップ（G）とを介して、若しくは、前記エアギャップ（G）のみを介して、前記回転子コア（11）に面しており、
前記永久磁石（22）は、その最内周部における周方向の幅（W4）よりも周方向の幅（W3）が狭くなっている部分があることを特徴とする回転電気機械である。
【００１５】
第５の態様では、永久磁石（22）において、減磁対策が必要な部分の周方向幅を十分に確保できる。
【００１６】
本開示の第６の態様は、第３の態様において、
前記コーティングは、前記磁石片（22a）同士を接着する接着材を兼ねていることを特徴とする回転電気機械である。
【００１７】
第６の態様では、磁石片（22a）同士が固定される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、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、軸方向から見た界磁巻線及び電機子巻線の配置を示す。
【図４】図４は、固定子における永久磁石付近の拡大図である。
【図５】図５は、実施形態２の固定子を示す。
【図６】図６は、実施形態２の変形例に係る固定子を示す。
【図７】図７は、実施形態３の固定子を示す。
【図８】図８は、永久磁石の形状例１を示す。
【図９】図９は、永久磁石の形状例２を示す。
【図１０】図１０は、永久磁石の形状例３を示す。
【図１１】図１１は、永久磁石の形状例４を示す。
【図１２】図１２は、永久磁石の形状例５を示す。
【図１３】図１３は、永久磁石の形状例６を示す。
【図１４】図１４は、永久磁石の形状例７を示す。
【図１５】図１５は、永久磁石の形状例８を示す。
【図１６】図１６は、固定子コアの変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
《実施形態１》
以下では、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、本実施形態に係る電動機（1）の構成を示す断面図である。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）を備えている。回転子（10）及び固定子（20）は、ケーシング（図示は省略）に収容されている。
【００２０】
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る。電動機（1）は、回転子（10）に設けられた駆動軸（12）によって、例えば、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。
【００２１】
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。
【００２２】
〈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る。回転子コア（11）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。
【００２３】
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。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ある。
【００２４】
なお、回転子コア（11）は、凹部外周に薄肉の回転子コアを設けて、回転子コア（11）全体として外周を真円としてもよい。また、突部（111）は必ずしも厳密に等間隔である必要もない。
【００２５】
〈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。
【００２６】
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。
【００２７】
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）が設けられている。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。
【００２８】
ティース（211）の間に形成されたこれらの空間は、永久磁石（22）や界磁巻線（23）や電機子巻線（24）が配置されるスロット（213）として機能する。これらスロット（213）には、界磁スロット（213a）と電機子スロット（213b）の２種類がある。何れの種類のスロットも複数設けられている。界磁スロット（213a）と電機子スロット（213b）とは、周方向に交互に配置されている。
【００２９】
なお、以下の説明において、界磁スロット（213a）や電機子スロット（213b）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213a-1,213a-2…など）。
【００３０】
−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）である。
【００３１】
なお、永久磁石（22）は、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））を含む合金で構成してもよいし、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によって構成してもよい。また、希土類元素を用いない磁石（例えば、いわゆるフェライト磁石）であってもよい。永久磁石（22）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。
【００３２】
また、それぞれの永久磁石（22）は、磁極面が周方向を向いている。詳しくは、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が向かい合うように、界磁スロット（213a）内に配置されている（図１を参照）。本実施形態では、これらの永久磁石（22）の構成（具体的には形状）に特徴がある。この特徴については、電動機（1）の構成を一通り説明した後に詳述する。
【００３３】
次に巻線について説明する。図３に、軸方向から見た界磁巻線（23）及び電機子巻線（24）の配置を示す。
【００３４】
−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。界磁巻線（23）は、被覆銅線で構成されている。界磁巻線（23）は、ティース（211）に巻回されて、界磁スロット（213a）に配置されている。ここで、周方向において互いに隣り合う一対の界磁スロット（213a）によって挟まれる一対のティース（211）を「一対の界磁ティース（211a）」と命名する（図１を参照）。この例では、一対の界磁ティース（211a）に対して、２つの界磁巻線（23）が巻回されている。
【００３５】
２つの界磁巻線（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２つの界磁巻線（23）が集中巻で巻回されているのである。
【００３６】
界磁巻線（23）と永久磁石（22）の位置関係を見ると、図１に示すように、各永久磁石（22）は、界磁スロット（213a）内において、外周側及び内周側の両方から界磁巻線（23）と面している。この例では、永久磁石（22）と界磁巻線（23）とは接している。本明細書では、このように、永久磁石（22）が内周側、外周側の双方で界磁巻線（23）に面している固定子（20）を「中央磁石配置の固定子」と命名する。
【００３７】
なお、以下の説明において、永久磁石（22）の内周側の界磁巻線（23）と該永久磁石（22）の外周側の界磁巻線（23）とを区別する必要がある場合には、内周側の界磁巻線（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、外周側の界磁巻線（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。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）。
【００３８】
ここで、本実施形態における永久磁石（22）と界磁巻線（23）との配置を図１で確認しておく。図１では、ティース（211-2）とティース（211-3）は、周方向において互いに隣り合う界磁スロット（213a-1）と界磁スロット（213a-2）とによって挟まれている。すなわち、ティース（211-2）とティース（211-3）とによって、一対の界磁ティース（211a）が構成されている。
【００３９】
界磁巻線（23o-1）は、この「一対の界磁ティース（211a）」に対して巻回されている。界磁巻線（23o-1）は、永久磁石（22-1）や永久磁石（22-2）よりも外周側に位置している。同様に界磁巻線（23i-1）は、ティース（211-2）とティース（211-3）、すなわち「一対の界磁ティース（211a）」に対して巻回されている。この界磁巻線（23i-1）は、永久磁石（22-1）や永久磁石（22-2）よりも内周側に位置している。
【００４０】
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）。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。
【００４１】
なお、本実施形態では、永久磁石（22）の外周側の全ての界磁巻線（23o）は、互いに直列接続されている。同様に、永久磁石（22）の内周側の全ての界磁巻線（23i）も、互いに直列接続されている。また、本実施例では、界磁巻線（23o,23i）と永久磁石(22)は同一の界磁スロット(213a)に収納されているが、それぞれが薄肉で分断されたスロットに収納されていても良い。
【００４２】
−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）は、被覆銅線で構成されている。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。
【００４３】
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（213b）内に配置されている。ここで、周方向において隣り合う一対の電機子スロット（213b）によって挟まれる一対のティース（211）を「一対の電機子ティース（211b）」と命名する。電機子巻線（24）は、この「一対の電機子ティース（211b）」に対して巻回されている。
【００４４】
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。
【００４５】
これを具体的に図１で見ると、ティース（211-1）とティース（211-2）とは、周方向において隣り合う電機子スロット（213b-1）と電機子スロット（213b-2）とによって挟まれている。すなわち、ティース（211-1）とティース（211-2）とによって、「一対の電機子ティース（211b）」が構成されている。電機子巻線（24-1）は、この電機子ティース（211b）に巻回されている。
【００４６】
同様に、ティース（211-4）とティース（211-5）とは、周方向において隣り合う電機子スロット（213b-1）と電機子スロット（213b-3）によって挟まれている。すなわち、ティース（211-4）とティース（211-5）とによって、「一対の電機子ティース（211b）」が構成されている。電機子巻線（24-2）は、この一対の電機子ティース（211b）に巻回されている。
【００４７】
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（213b）内に、２つの電機子巻線（24）が収められる。例えば、電機子スロット（213b-1）内には、電機子巻線（24-1）と電機子巻線（24-2）とが収められている。
【００４８】
電機子スロット（213b）内の２つの電機子巻線（24）は、この実施形態では、周方向に並んで配置される。例えば、電機子スロット（213b-1）内では、電機子巻線（24-1）と電機子巻線（24-2）とが周方向に並んでいる（図１、図３を参照）。以下、同様に、本実施形態では、固定子コア（21）の端面に、電機子巻線（24）のコイルエンドが合計１２個並ぶことになる。
【００４９】
〈永久磁石（22）の特徴〉
図４は、固定子（20）における永久磁石（22）付近の拡大図である。永久磁石（22）は、図４に示すように、径方向に複数の磁石片（22a）に分割されている。本明細書では、複数の磁石片（22a）からなる永久磁石を分割磁石と命名する。この分割磁石（永久磁石（22））では、磁石片（22a）の周方向幅を適宜設定することによって、径方向において寸法変化（後述）が実現されている。なお、図４の例では、永久磁石（22）の分割数は４である。
【００５０】
磁石片（22a）のそれぞれは、少なくとも互いの接触面にコーティングが施されている。コーティングには、磁石の表面に腐食防止などの目的で塗布されるコーティング材が採用されている。このようなコーティング材には、有機材料を用いたものや、無機材料を用いたものがあるが何れでもかまわない。また、腐食防止の観点からは、磁石片（22a）全周にコーティングが施されることが望ましい。
【００５１】
このようなコーティングは、一般的には磁石片（22a）よりも熱伝導度が小さい。そのため、コーティングは、熱抵抗となって、磁石片（22a）間の熱の移動を抑制し得る。なお、磁石片（22a）同士の間に熱抵抗を設けるという観点では、コーティング以外の選択肢も可能である。例えば、磁石片（22a）同士の接触面に、凹凸を形成することなどが考えられる。
【００５２】
また、コーティングは、磁石片（22a）同士を接着する接着材を兼ねている。磁石片（22a）同士は、磁極面を同方向に揃えて単に重ねた状態では、互いに反発するように磁力が働く。そのため、製造時やメンテナンス時には、永久磁石（22）（磁石片（22a））の取り扱いには工夫が必要になる。しかしながら、本実施形態では、磁石片（22a）同士を接着することで、製造時やメンテナンス時の永久磁石（22）の取り扱いが容易になる。
【００５３】
また、永久磁石（22）は、図４に示すように、界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅が狭くなっている部分がある。ここでは、説明の便宜などのため、これらの磁石片（22a）の参照符合に、図４に示すように枝番を付ける（22a-1,22a-2等）。図４の例では、外周側（図４では上側）から内周側に向かって番号が増加するように枝番が付されている。したがって、図４の例では、永久磁石（22）において、「界磁巻線（23）に隣接した部分」とは、磁石片（22a-1）と磁石片（22a-4）とである。
【００５４】
図４の例では、最も外周側にある磁石片（22a-1）の周方向の幅がＷ２であり、最も内周にある磁石片（22a-4）の周方向の幅がＷ４である。この例では、Ｗ２＝Ｗ４である。また、その他の磁石片（22a-2,22a-3）の周方向の幅は、何れもＷ３である。この例では、Ｗ２＞Ｗ３である。したがって、Ｗ４＞Ｗ３である。
【００５５】
なお、各磁石片（22a）の径方向の寸法（以下、「厚さ」という）は、何れも同じである。ここで、各磁石片（22a）の厚さをｔ１とし、磁石片（22a-1）と磁石片（22a-4）とによって挟まれている２つの磁石片（22a-2,22a-3）の厚さの合計をｔ２であるとすると、ｔ２＞ｔ１である。
【００５６】
また、この固定子（20）では、永久磁石（22）と界磁巻線（23）の寸法関係にも特徴がある。ここで、界磁巻線（23）における、永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅をＷ１とすると、この例では、Ｗ１＞Ｗ２となっている。つまり、永久磁石（22）における「界磁巻線（23）に隣接した部分」の周方向の幅（W2）は、界磁巻線（23）における「永久磁石（22）に隣接した部分」の周方向の幅（W1）よりも小さく構成されている。
【００５７】
もし仮に、Ｗ２＞Ｗ１となるように固定子（20）を構成すると、ティース（211）において、磁気抵抗が増大する懸念がある。しかしながら、本実施形態では、そのような懸念がない。すなわち、本実施形態では、ティース（211）の幅減少が制限され、ティース（211）の幅減少に起因する磁気抵抗の増大が抑制される。
【００５８】
以上をまとめると、本実施形態は、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、界磁巻線（23）を配置するスロット（213）である界磁スロット（213a）と、電機子巻線（24）を配置するスロット（213）である電機子スロット（213b）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、界磁スロット（213a）に収容され、磁極面が周方向に向いて配置された永久磁石（22）と、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、を備えている。そして、永久磁石（22）は、界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅（W3）が狭くなっている部分がある。
【００５９】
〈本実施形態の効果〉
本実施形態では、永久磁石（22）は、界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅が狭くなっている部分がある。そのため、永久磁石（22）において、減磁対策が必要な部分（ここでは、永久磁石（22）において界磁巻線（23）に面した部分）の周方向幅すなわち磁化方向厚さを十分に確保しても、永久磁石（22）全体としては、磁石量の増大が抑制される。
【００６０】
よって、本実施形態にかかるハイブリッド界磁フラックススイッチングモーターでは、巻線の熱による永久磁石の減磁を抑制するに際して、磁石量の増大を抑えることが可能になる。換言すると、本実施形態では、永久磁石（22）のコスト増大を抑えつつ、減磁を対策することが可能になる。
【００６１】
また、永久磁石（22）において、界磁巻線（23）との接触面と比べて、相対的に減磁のリスクが比較的低い部分（この例では磁石片（22a-2）や磁石片（22a-3））では、重希土類元素の使用量を減らす、乃至は使用しないようにすることも可能になる。すなわち、この点においても、減磁対策におけるコストの抑制が可能になる。
【００６２】
《実施形態２》
図５は、実施形態２の固定子（20）を示す。図５には、１つの永久磁石（22）付近を拡大して表示してある。この例では、永久磁石（22）の内周側には、界磁巻線（23）が設けられていない。一方、永久磁石（22）の外周側には界磁巻線（23）が設けられている。本明細書では、このように、永久磁石（22）外側に界磁巻線（23）が設けられ、内側に界磁巻線（23）が設けられていない固定子を「内側磁石配置の固定子」と命名する。
【００６３】
本実施形態の永久磁石（22）も、分割磁石である。図５の例では、「界磁巻線（23）に隣接した部分」とは、最外周の磁石片（22a）である。なお、この例でも、永久磁石（22）の分割数は４である。また、各磁石片（22a）の厚さは、何れも同じである。また、磁石片（22a）のそれぞれは、互いの接触面にコーティングが施されている。このコーティングは、前記実施形態と同様のものである。
【００６４】
ここで、最も外周側にある磁石片（22a）の周方向の幅をＷ２とし、界磁巻線（23）における、永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅をＷ１とする。永久磁石（22）における、界磁巻線（23）に隣接した部分の周方向の幅（W2）は、界磁巻線（23）における、永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅（W1）よりも小さく構成されている。つまり、この例では、Ｗ１＞Ｗ２となっている。
【００６５】
また、永久磁石（22）は、図５に示すように、界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅が狭くなっている部分がある。図５の例では、最も外周側にある磁石片（22a）の周方向の幅がＷ２であり、その他の磁石片（22a）の周方向の幅は、何れもＷ３である。この例でも、Ｗ２＞Ｗ３である。
【００６６】
以上の永久磁石（22）の構成により、本実施形態でも前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
《実施形態２の変形例》
図６は、実施形態２の変形例に係る固定子（20）を示す。図６でも、１つの永久磁石（22）付近を拡大して表示している。この変形例も内側磁石配置の固定子の一例である。
【００６８】
この例でも、永久磁石（22）は、分割磁石である。そして、この変形例では、最内周の永久磁石（22）の周方向における幅が、図５の例よりも大きく形成されている。より具体的には、最内周の磁石片（22a）の周方向における幅は、最外周の磁石片（22a）の周方向における幅（W2）と同じに構成されている。
【００６９】
こうすることで、回転子（10）から永久磁石（22）に作用する磁束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。しかも、両端の磁石片（22a）に比べて、他の磁石片（22a）の周方向の幅が小さく構成されているので、減磁対策が必要な部分の周方向幅を十分に確保しても、永久磁石（22）全体としては、磁石量の増大が抑制される。
【００７０】
《実施形態３》
図７は、実施形態３の固定子（20）を示す。図７でも、１つの永久磁石（22）付近を拡大して表示している。この例では、永久磁石（22）の外周側には、界磁巻線（23）は、設けられていない。一方、永久磁石（22）の内周側には界磁巻線（23）が設けられている。本明細書では、このように、永久磁石（22）内側に界磁巻線（23）が設けられ、外側に界磁巻線（23）が設けられていない固定子を「外側磁石配置の固定子」と命名する。
【００７１】
本実施形態の永久磁石（22）も分割磁石である。図７の例では、「界磁巻線（23）に隣接した部分」とは、最内周の磁石片（22a）である。なお、この例では、永久磁石（22）の分割数は３である。また、各磁石片（22a）の厚さは、何れも同じである。また、本実施形態でも、磁石片（22a）のそれぞれは、互いの接触面にコーティングが施されている。このコーティングは、前記実施形態と同様のものである。
【００７２】
ここで、最も内周側にある磁石片（22a）の周方向の幅をＷ２とし、界磁巻線（23）における、永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅をＷ１とする。この例では、Ｗ１＞Ｗ２となっている。つまり、永久磁石（22）における、界磁巻線（23）に隣接した部分の周方向の幅（W2）は、界磁巻線（23）における、永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅（W1）よりも小さく構成されている。
【００７３】
また、永久磁石（22）は、図７に示すように、界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅が狭くなっている部分がある。図７の例では、最も内周側にある磁石片（22a）を除く全ての磁石片（22a）は、周方向の幅がＷ３に設定されている。そして、Ｗ２＞Ｗ３である。
【００７４】
以上の永久磁石（22）の構成により、本実施形態でも前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
《永久磁石の他の形状例》
以下では、永久磁石（22）の他の形状例を説明する。これらの形状例でも前記の各実施形態や変形例のように、巻線の熱による永久磁石の減磁を抑制するに際して、磁石量の増大を抑えることが可能になる。なお、以下に示す図８〜図１５は、何れも永久磁石（22）を軸方向から見た平面図である。また、これらの図では、下方が固定子（20）の内周側であり、上方が外周側であるものとする。
【００７６】
〈形状例１〉
図８は、永久磁石（22）の形状例１を示す。この例では、永久磁石（22）は、同じ厚さの５つの磁石片（22a）に分割されている。この例では、両端の磁石片（22a）以外は、同形状である。それぞれの磁石片（22a）の周方向における幅は、外周側から順にＷ２，Ｗ３，Ｗ３、Ｗ３，Ｗ４である。この例では、磁石片（22a）間の周方向幅には、Ｗ２＞Ｗ４＞Ｗ３の関係がある。この例は、中央磁石配置、及び内側磁石配置の固定子（20）について有用である。
【００７７】
〈形状例２〉
図９は、永久磁石（22）の形状例２を示す。この例でも、永久磁石（22）は、同じ厚さの５つの磁石片（22a）に分割されている。それぞれの磁石片（22a）の周方向における幅は、外周側から順にＷ２，Ｗ３，Ｗ５、Ｗ５，Ｗ４である。これらの幅には、Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４＞Ｗ５の関係がある。この例は、中央磁石配置、及び内側磁石配置の固定子（20）について有用である。
【００７８】
〈形状例３〉
図１０は、永久磁石（22）の形状例３を示す。この例でも、永久磁石（22）は、同じ厚さの５つの磁石片（22a）に分割されている。それぞれの磁石片（22a）の周方向における幅は、外周側から順にＷ２，Ｗ３，Ｗ３、Ｗ３，Ｗ４である。これらの幅には、Ｗ２＝Ｗ４＞Ｗ３の関係がある。また、この例では、最内周の磁石片（22a）及び最外周の磁石片（22a）は、何れも、図１０に示すように、その断面が台形状に形成されている。この例は、中央磁石配置、及び内側磁石配置の固定子（20）について有用である。
【００７９】
〈形状例４〉
図１１は、永久磁石（22）の形状例４を示す。この例でも、永久磁石（22）は、同じ厚さの５つの磁石片（22a）に分割されている。それぞれの磁石片（22a）の周方向における幅は、外周側から内周側に向かって段階的に狭くなっている。この例は、内側磁石配置の固定子（20）について有用である。
【００８０】
〈形状例５〉
図１２は、永久磁石（22）の形状例５を示す。この例でも、永久磁石（22）は、同じ厚さの５つの磁石片（22a）に分割されている。それぞれの磁石片（22a）は、何れも、図１２に示すように、その断面が台形状に形成されている。それぞれの磁石片（22a）は、台形断面における、長い方の底辺が外周側を向くように配置されている。そして、各磁石片（22a）は、１つの永久磁石（22）にまとめたときに、永久磁石（22）全体としての断面が台形となるように、断面形状が定められている。この例は、内側磁石配置の固定子（20）について有用である。
【００８１】
〈形状例６〉
図１３は、永久磁石（22）の形状例６を示す。この例は、前記の例とは異なり、永久磁石（22）は、分割されていない。この例は、図１３に示すように、外周側から内周側に向かって連続的に周方向の幅が減少する区間、周方向幅が一定の区間、及び、外周側から内周側に向かって連続的に周方向の幅が増加する区間がある。この例は、中央磁石配置、及び内側磁石配置の固定子（20）について有用である。
【００８２】
〈形状例７〉
図１４は、永久磁石（22）の形状例７を示す。この例も、永久磁石（22）は、分割されていない。この例は、図１４に示すように、外周側から内周側に向かって連続的に周方向の幅が減少した後、外周側から内周側に向かって連続的に周方向の幅が増加している。この例は、中央磁石配置、及び内側磁石配置の固定子（20）について有用である。
【００８３】
〈形状例８〉
図１５は、永久磁石（22）の形状例８を示す。この例も、永久磁石（22）は、分割されていない。この例は、図１５に示すように、台形の断面形状を有している。この永久磁石（22）は、台形断面における、長い方の底辺が外周側を向くように配置される場合には、内側磁石配置の固定子（20）について有用である。また、長い方の底辺が内周側を向くように配置される場合には、外側磁石配置の固定子（20）について有用である。
【００８４】
なお、実施形態１〜２でも、これらで採用されている分割磁石と同形状の、分割されていない永久磁石（22）を採用することも可能である。
【００８５】
《その他の実施形態》
なお、固定子コア（21）には、永久磁石（22）の径方向の移動を阻止するように、永久磁石（22）の幅広の部分（例えば磁石片（22a-1））を引っ掛ける、引っ掛かり部を形成してもよい。
【００８６】
また、分割磁石を構成する磁石片（22a）の数（すなわち分割数）は例示であり、前記実施形態で説明した例には限定されない。
【００８７】
また、分割磁石を構成する磁石片（22a）の厚さは、同一である必要はない。
【００８８】
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。また、例えば巻線に面している永久磁石を希土類磁石とし、面していない永久磁石を、重希土類元素を含まない永久磁石としたり、巻線に面している永久磁石よりも重希土類元素の含有量が少ない磁石としたりすることが可能である。
【００８９】
また、固定子コア（21）には、エアギャップ（G）と界磁スロット（213a）とを仕切る壁面（214）を形成してもよい（図１６参照）。壁面（214）を設けた場合においても、図６の例と同様に、永久磁石（22）には、最内周部における周方向の幅（W4）よりも周方向の幅（W3）が狭くなっている部分を設けてもよい。
【００９０】
また、前記実施形態で説明した固定子（20）構成は、電動機（1）の他に、発電機に適用してもよい。
【００９１】
また、固定子（20）におけるティース（211）の数や、回転子（10）における突部（111）の数も例示であり、実施形態や変形例で示した例には限定されない。
【００９２】
また、界磁巻線（23）や電機子巻線（24）は、いわゆるエッジワイズコイルやフラットワイズコイルで形成してもよい。エッジワイズコイルやフラットワイズコイルは、断面が長方形の平角導線（例えば銅で形成される）を折り曲げて構成されたコイルである。
【００９３】
以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上説明したように、本開示は、回転電気機械について有用である。
【符号の説明】
【００９５】
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    磁石片
２３      界磁巻線
２４      電機子巻線
２１３    スロット
２１３ａ  界磁スロット
２１３ｂ  電機子スロット
２１４    壁面
【図１】
2019176602.tif 000003
【図２】
2019176602.tif 000004
【図３】
2019176602.tif 000005
【図４】
2019176602.tif 000006
【図５】
2019176602.tif 000007
【図６】
2019176602.tif 000008
【図７】
2019176602.tif 000009
【図８】
2019176602.tif 000010
【図９】
2019176602.tif 000011
【図１０】
2019176602.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2019176602.tif 000014
【図１３】
2019176602.tif 000015
【図１４】
2019176602.tif 000016
【図１５】
2019176602.tif 000017
【図１６】
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