(57)【要約】      （修正有）【課題】ロータ部品の構造的完全性を実現すること。【解決手段】複数の磁極を有し、円形アレイに配置された多数の磁極片３０を含む永久磁石ロータ組立体の構成。永久磁石の２つの組、ロータの周方向に磁化された１組５０と、ロータの軸方向に磁束を供給する第２の組４０とは、磁極片を通って集束され、ステータの磁束と相互作用する磁束を生成する。磁性材料で作られたエンドプレート６０は、それらと磁極片のアレイとの間に軸方向のギャップがあるように存在する。周方向に磁化された磁石は、磁極片の間の周方向ギャップに配置され、軸方向に磁束を供給する磁石は、磁極片のアレイとエンドプレートとの間のギャップ内に配置される。【選択図】図１ａ
2019068729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極を有する永久磁石ロータ組立体であって、以下の部品、
円形アレイに配置され、それぞれの間に周方向ギャップを有する複数の磁極片と、
前記周方向ギャップに配置された周方向に磁化された磁石のアレイであって、前記周方向に隣接する磁石が互いに反対方向に磁化されたものと、
磁性エンドプレートであって、各磁性エンドプレートと前記磁極片との間に軸方向ギャップが存在するように、前記磁極片の前記円形アレイに対して軸方向位置を有するものと、
前記軸方向ギャップに配置された軸方向の磁束を供給する磁石の円形アレイであって、各アレイ内の周方向に隣接する磁石が互いに反対方向に磁化されたものと、
発電モードにおいて前記ロータと原動機との間、およびモータモードにおいて前記ロータと負荷との間でトルクを伝達するために使用されるシャフトと、
（ｉ）前記シャフトと（ｉｉ）前記磁極片および前記磁石アレイとの間に高い磁気抵抗を有する磁束バリア領域と、を有し、
前記エンドプレートの１つと、軸方向に磁束を供給する磁石の前記対応するアレイが、前記ロータ組立体の各端部に配置され、
前記磁性エンドプレートが前記シャフトを前記ロータ組立体の残りの部分に接続する、
永久磁石ロータ組立体。
【請求項２】
前記磁束バリア領域は、（ｉ）前記シャフトと（ｉｉ）前記磁極片、前記周方向に磁化された磁石、および前記軸方向に磁束を供給する磁石との間のエアギャップを含む、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項３】
前記磁束バリア領域は、（ｉ）前記シャフトと（ｉｉ）前記磁極片、前記周方向に磁化された磁石、および前記軸方向に磁束を供給する磁石との間のエアギャップおよび非磁性材料から作られた固体および／または半径方向に磁化された磁石を含む、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項４】
前記シャフトは２つの部品を含み、前記２つの部品のそれぞれは、前記ロータの各側の前記磁性エンドプレートに直接接続され、前記磁束バリア領域は、（ｉ）前記シャフト部品と（ｉｉ）前記磁極片、前記周方向に磁化された磁石、および前記軸方向に磁束を供給する磁石との間のエアギャップを含む、
請求項２または３に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項５】
前記磁束バリア領域は、（ｉ）前記シャフトと（ｉｉ）前記磁極片、前記周方向に磁化された磁石、および前記軸方向に磁束を供給する磁石との間に配置されたロータハブを含み、
前記磁性エンドプレートの内側直径は、前記シャフトの外側直径と同じである、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項６】
前記部品が、
前記磁性エンドプレートの内側直径は、前記シャフトの外側直径と同じであるか、
前記軸方向に磁束を供給する前記磁石および／または前記磁極片を半径方向に制約するために、前記磁性エンドプレートの一部が軸方向に突出してリップを形成するか、
前記エンドプレートの軸方向厚さは、軸方向に磁束を供給する前記磁石の形状に適合するように半径方向の位置によって変化するか、
前記磁性エンドプレートは、前記周方向に磁化された磁石の角度位置に半径方向リブを有し、前記リブの周方向幅は、前記リブが軸方向に磁束を供給する前記磁石間のギャップに嵌合するようなものであるか、
前記磁性エンドプレートは、前記周方向に磁化された磁石に隣接する面上の前記周方向に磁化された磁石の角度位置にスロットを有し、前記磁性エンドプレートの前記軸方向の厚さよりも小さい軸方向の深さ、および前記周方向に磁化された磁石を収容するための軸方向断面を有するか、
前記磁性エンドプレートは、前記軸方向に磁束を供給する磁石の角度位置に、前記軸方向の磁束を供給する磁石の隣接する面にスロットを有し、前記磁性エンドプレートの前記軸方向の厚さよりも小さい軸方向の深さ、および前記軸方向に磁束を供給する磁石を収容するための軸方向断面を有するか、
という特徴のうち１つ以上の特徴を有する、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項７】
構造的に強い材料で作製された１つ以上の軸方向に向けられたクリップまたはバンドが、前記ロータハブ、磁性エンドプレート、軸方向に磁束を供給する磁石および磁極片の周りに取り付けられ、
前記クリップまたはバンドを収容するために、１つ以上の溝または穴が前記磁極片、磁石、ロータハブおよび磁性エンドプレート内に形成される、
請求項６に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項８】
前記磁極片および前記周方向に磁束を供給する磁石は、それらの間にギャップを有する等しい軸方向長さを有する２つの軸方向部分に分割され、
前記ギャップを占める前記２つの軸方向部分の間に非磁性材料からなるリングが挟まれており、前記リングの軸方向の厚さは、前記磁極片部分の軸方向の厚さよりも実質的に小さく、
前記リングの外側直径は、前記磁極片の前記外側直径以下である、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項９】
軸方向バーまたは締結具が、以下の構成のうちの一つで、前記ロータの１つ以上の能動部品を構造的に支持する、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
（ａ）１つ以上の軸方向バーまたは締結具が、前記磁極片および前記軸方向に磁束を供給する磁石を前記磁性エンドプレートに取り付け、前記軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび磁極片は、前記締結具を収容するための特徴を含む。
（ｂ）１つ以上の軸方向バーまたは締結具が前記磁極片を前記磁性エンドプレートに取り付け、前記磁性エンドプレートおよび磁極片は、前記締結具を収容するための特徴を含む。
（ｃ）１つ以上の軸方向バーまたは締結具が、前記磁極片を高い磁気抵抗を有する１つ以上の非磁性リングに取り付け、前記磁極片に構造的支持を提供し、前記磁極片および非磁性リングは、前記締結具を収容するための特徴を含む。
（ｄ）１つ以上の軸方向バーまたは締結具が、非磁性材料を含むリング、軸方向に磁束を供給する磁石、および前記磁性エンドプレートに前記磁極片を取り付け、前記磁極片および前記周方向に磁束を供給する磁石は、それらの間にギャップを有する等しい軸方向長さを有する２つの軸方向部分に分割され、前記ギャップを占める前記２つの軸方向部分の間に非磁性材料からなる前記リングが挟まれている。
【請求項１０】
前記ロータの外側半径に位置し、前記磁極片および前記磁石を遠心力に対して制約する、１つ以上の保持スリーブをさらに備える、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項１１】
前記磁極片は、
内側直径および／または外側直径に近い軸方向および／または周方向の突起と、
前記内側直径および外側直径に近い部分より狭い半径方向中央部と、
前記内側直径に近い部分の周方向および／または軸方向の幅よりも実質的に大きい前記外側直径に近い部分の周方向および／または軸方向の幅と
のうちの１つを含む、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項１２】
前記磁極片は、
強磁性積層シートと、
固体磁性材料と、
可変磁界に露出された前記磁極片表面に切断された周方向および／または軸方向チャネルを含む固体磁性材料と、
結合剤によって相互に結合され、互いに電気的に絶縁された磁性粒子と、
ポール本体およびポールシューであって、前記ポール本体は固体材料、積層シートまたは結合された磁性粒子を含み、前記ポールシューは積層シートまたは結合された磁性粒子を含み、前記ポールシューが前記ポール本体に取り付けられて前記２つの部品間のギャップを減少させるポール本体およびポールシューと
のうちの１つを含む、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項１３】
前記周方向に磁化された磁石および／または前記軸方向に磁束を供給する磁石は、前記磁極片および磁性エンドプレートの対応する形状を使用して機械的制約を助ける形状を有する、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項１４】
前記軸方向に磁束を供給する磁石アレイは、ハルバッハパターンで配置され、
前記周方向に磁化された磁石は、それらの軸方向長さが前記磁極片よりも長く、最先端で前記磁性エンドプレートに接触するように前記軸方向に延在し、
前記軸方向に磁束を供給する磁石アレイは、交互に配置された軸方向および周方向に磁化された磁石を含む、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項１５】
非磁性材料を含むスペーサは、
磁性エンドプレートと磁石との間、
磁性エンドプレートと磁極片との間、
磁極片と磁石との間
の位置の１つ以上に配置される、
請求項１に記載の永久磁石ロータ組立体。
【請求項１６】
電気機械であって、
複数のコイルを含む巻線を有する円筒状ステータと、
請求項１から１５のいずれか一項に記載のロータ組立体と、
電気エネルギーを前記ステータの巻線に供給する電源とを含む、
電気機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｋ．ＡｔａｌｌａｈおよびＪ．Ｗａｎｇ（Ａ  ｒｏｔｏｒ  ｗｉｔｈ  ａｘｉａｌｌｙ  ａｎｄ  ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ  ｍａｇｎｅｔｉｚｅｄ  ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ｍａｇｎｅｔｓ、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ、２０１２年１１月）により、電気機械用の２次元磁束集束周方向界磁ロータの概念が開示された。この概念は、２組の磁石を利用し、一方の組は周方向に磁束を供給し、他方の組は軸方向に供給する。両方の組の磁石によって生成された磁束は、磁極片によって電気機械エアギャップに向かって案内される。さらに、磁性エンドプレートは、軸方向に移動する磁束の戻り経路を提供するために利用される。上述の２次元磁束集束のために、エアギャップ磁束密度は、ロータに用いられる永久磁石の残留磁束密度よりも実質的に高くなり得る。Ｍａｔｓｕｈａｓｈｉら（Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｖａｒｉｏｕｓ  ｍｏｔｏｒｓ  ｆｏｒ  ＥＶｓ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｔｙ  ｏｆ  ａ  ｆｅｒｒｉｔｅ  ｍａｇｎｅｔ  ｍｏｔｏｒ、Ｔｈｅ  ２０１４  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、広島、２０１４年）によって同様の概念が開示された。さらに、安川電機製作所（中国特許出願公開第１０２７６１２２０（Ａ）号明細書：Ｍａｇｎｅｔ−ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ｒｏｔａｒｙ  ｍｏｔｏｒ、２０１２年１０月３１日）は、同様に見えるロータトポロジを説明し、主な違いは、非磁性材料で作られたエンドプレートにある。この構成では、軸方向に磁化された磁石が、磁束集束を補助するのではなく、軸方向の漏洩を制限するために利用される。三菱電機株式会社（米国特許出願公開第２０１７０９８９７１（Ａ１）号明細書、Ｒｏｔｏｒ  ｆｏｒ  ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ｍａｇｎｅｔ  ｍｏｔｏｒ、２０１７年４月６日）は、周方向に磁化された磁石を追加する可能性を説明しながら、軸方向の磁束を供給する磁極の円形アレイおよび永久磁石を有する半径方向界磁ロータの概念を開示している。マブチモーター株式会社（米国特許出願公開第２０１４２１０２９４（Ａ１）号明細書、Ｒｏｔｏｒ  ａｎｄ  Ｍｏｔｏｒ、２０１４年７月３１日）は、単一片のロータコアと、半径方向に形成された保持部に保持された複数の磁石とを含むロータを示す。Ｎ極およびＳ極は周方向に交互に形成されている。それらはまた、軸方向に磁化されたロータコアの端面に補助磁石を含む。欧州特許出願公開第１４１６６１８号明細書は、動作に必要なロータ励磁を達成するために、ステータに取り付けられた励磁コイルが必要であるハイブリッド励磁を有する特殊タイプの同期機を開示している。上述の参考文献は、磁極片を介する磁束集束の基本概念を使用しており、以下の段落で説明するように、このタイプのロータにはいくつかの問題がある。
【０００３】
２組の磁石からの磁束は、周方向および軸方向に向けられる。磁束が磁極片に集束すると、磁束はロータとステータとの間のエアギャップに向かって半径方向に向けられる。したがって、各磁極片および他の磁性材料内の磁束の経路は３次元的である。したがって、ロータ磁気回路の全ての部分の磁気特性が等方性を有することが有益である。さらに、特に固体中の渦電流の流れによる、電磁気的性質の電力損失が、ロータの導電部に存在する可能性がある。渦電流は、ロータに対して非同期的に動くエアギャップ磁界の空間高調波によって誘導され、例えば、ステータのスロット加工によって生成され得る。等方性を保証し、同時に電力損失を制限することは困難である。
【０００４】
永久磁石は、外部磁界によって、または高抵抗磁気回路によって過負荷になると、部分的または完全に消磁される可能性がある。これは、通常の動作中または不具合条件下で起こることがあり、低保磁力の安価な磁石を使用する場合に特に問題となる。消磁に抵抗することができる低保磁力磁石を使用するロータ設計は、達成困難である。
【０００５】
磁束集束の有効性は、磁束漏洩の最小化に依存する。電気機械における漏洩磁束は、電気機械エネルギー変換に寄与しない磁束の一部であり、通常は寄生的であると考えられている。空気よりも高い比透磁率を有するロータの構造部品は、この問題を悪化させる可能性があり、非磁性材料で製造された部品は、実質的により高価になる可能性がある。いくつかの非磁性材料は、機械的または熱的応力下では安定していない。
【０００６】
複数の部品が一緒に保持され、半径方向、軸方向および周方向の荷重を受けるため、構造的完全性が課題である。この課題の規模は、ロータの動作速度と共に増大する。さらに、ロータとステータとの間の小さなエアギャップのために、ロータの半径方向の膨張も最小限に抑えなければならない。ロータの半径方向の膨張は、部品の伸張および降伏の結果として生じ得る。永久磁石などの部品のいくつかは、本質的に機械的特性が貧弱である。
【０００７】
本発明は、ロータの部品の一組の特徴と、上述の問題が解決される特定の構成とを含む。示された実施形態は、電磁性能を損なうことなく機械的に堅牢な設計を提供する。
【０００８】
本明細書に示されている永久磁石ロータ組立体は、２次元磁束集束を用いる新規な概念であり、残留磁束密度の低い磁石を使用しているにも関わらず、このロータを備えた電気機械において高いエアギャップ磁束密度を達成することを可能にする。その結果、現在普及しているがサプライチェーンの問題を抱え、実質的により高価な高性能希土類ベースの永久磁石の代わりに、フェライトなどの低コスト材料を用いることができる。このロータを装備した電気機械は、希土類ベースの電気機械と同様の効率および出力密度を実現し、現在の最先端技術（ＳｏＡ）非希土類技術よりも優れた性能を実現する可能性を示す。このため、提示されたロータ技術は、高性能、低コストかつ堅牢性が要求される用途に特に適している。さらに、フェライト磁石の安定した供給は、比較的低リスクの大量生産を可能にする。これらの全ての利点のために、本発明は、環境に優しい技術の広範な普及を加速する可能性を有する。本発明の恩恵を受ける可能性が最も高い用途の中には、排出が低減されたまたはゼロエミッションの自動車牽引および再生可能な発電がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０２７６１２２０号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１７０９８９７１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１４２１０２９４号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第１４１６６１８号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｋ．ＡｔａｌｌａｈおよびＪ．Ｗａｎｇ（Ａ  ｒｏｔｏｒ  ｗｉｔｈ  ａｘｉａｌｌｙ  ａｎｄ  ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ  ｍａｇｎｅｔｉｚｅｄ  ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ｍａｇｎｅｔｓ、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ、２０１２年１１月）
【非特許文献２】Ｍａｔｓｕｈａｓｈｉら（Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｖａｒｉｏｕｓ  ｍｏｔｏｒｓ  ｆｏｒ  ＥＶｓ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｔｙ  ｏｆ  ａ  ｆｅｒｒｉｔｅ  ｍａｇｎｅｔ  ｍｏｔｏｒ、Ｔｈｅ  ２０１４  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、広島、２０１４年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、電磁的能動部品とシャフトとの間に機械的接続を有し、それが一体化されたシステムへのまたはシステムからのトルクの伝達を可能にする２次元磁束集束ロータ組立体である。さらに、磁束漏洩は、漏洩経路を提供する部品を省略するか、または非磁性材料を使用することによって最小限に抑えられる。また提示した解決策は、永久磁石の消磁耐性を向上させ、電磁気的性質の電力損失を最小限に抑えることができる。さらに、ロータの機械的堅牢性を改善する特徴および部品が導入される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によれば、複数の磁極を有する永久磁石ロータ組立体であって、以下の、間に周方向ギャップを有する、円形アレイに配置された複数の磁極片と、周方向ギャップに配置された周方向に磁化された磁石のアレイであって、周方向に隣接する磁石が互いに反対方向に磁化される、周方向に磁化された磁石のアレイと、磁性エンドプレートであって、各磁性エンドプレートと磁極片との間に軸方向ギャップが存在するように、磁極片の円形アレイに対して軸方向位置を有する、磁性エンドプレートと、軸方向ギャップに配置された軸方向に磁束を供給する磁石の円形アレイであって、各アレイ内の周方向に隣接する磁石が互いに反対方向に磁化される、磁石の円形アレイと、発電モードにおいて前記ロータと原動機との間、およびモータモードにおいてロータと負荷との間でトルクを伝達するために使用されるシャフトと、（ｉ）シャフトと（ｉｉ）磁極片および磁石アレイとの間に高い磁気抵抗を有する磁束バリア領域とを有し、エンドプレートの１つと、軸方向に磁束を供給する磁石の対応するアレイが、ロータ組立体の各端部に配置され、磁性エンドプレートがシャフトをロータ組立体の残りの部分に接続する、永久磁石ロータ組立体が提供される。開示された発明の利点の１つは、永久磁石の２つの独立したアレイを磁極片と共に利用して、磁束集束ロータ構造を作ることである。磁性エンドプレートは、シャフトとロータ組立体の残りの部分との間でトルクを伝達する構造的目的と、軸方向に磁束を供給する磁石からの磁束の戻り経路を提供する磁気的目的との両方の機能を果たす。ロータの内側直径での磁束漏洩の一般的な問題は、漏洩を実質的に減少させ、シャフトを、高い比透磁率を有する安価な軟鋼で作製することを可能にする磁束バリア領域によって対処される。開示された構造では、磁極片から磁極片および磁極片からエンドプレートへの漏洩は、それらの間に磁気伝導性の接続がないという事実のために最小化される。有利なことに、本発明は、いくつかの先行技術の発明と異なり、外部励磁源に頼るのではなく、従来の同期機械ステータと組み合わせて使用することができる。
【００１３】
好ましくは、磁束バリア領域は、（ｉ）シャフトと（ｉｉ）磁極片、周方向に磁化された磁石、および軸方向に磁束を供給する磁石との間のエアギャップを含む。空気は、比透磁率が１であり、装置のコストを増加させないため、磁束バリア領域に理想的な材料である。
【００１４】
好ましくは、磁束バリア領域は、（ｉ）シャフトと（ｉｉ）磁極片、周方向に磁化された磁石、および軸方向に磁束を供給する磁石との間のエアギャップおよび非磁性材料から作られた固体および／または半径方向に磁化された磁石を含む。有利には、磁束バリア領域は、ロータの構造的堅牢性を高めるために、非磁性構造によって占有され得る。
【００１５】
好ましくは、シャフトは２つの部品を含み、２つの部品のそれぞれは、ロータの各側の磁性エンドプレートに直接接続され、磁束バリア領域は、（ｉ）シャフト部品と（ｉｉ）磁極片、周方向に磁化された磁石、および軸方向に磁束を供給する磁石との間のエアギャップを含む。開示された解決策は、磁極片の内側直径よりも大きな外側直径を有するシャフトの使用を可能にする。また、磁束バリア領域のサイズは大きくすることができる。
【００１６】
好ましくは、磁束バリア領域は、（ｉ）シャフトと（ｉｉ）磁極片、周方向に磁化された磁石、および軸方向に磁束を供給する磁石との間に配置されたロータハブを含み、磁性エンドプレートの内側直径は、シャフトの外側直径と同じである。さらに、磁束バリア領域は、ロータの構造的堅牢性を増加させる部品を収容するために使用される。
【００１７】
好ましくは部品が、以下の特徴の１つ以上で構成され、磁性エンドプレートの内側直径は、シャフトの外側直径と同じであり、軸方向に磁束を供給する磁石および／または磁極片を半径方向に制約するために、磁性エンドプレートの一部が軸方向に突出してリップを形成し、エンドプレートの軸方向厚さは、軸方向に磁束を供給する磁石の形状に適合するように半径方向の位置によって変化し、磁性エンドプレートは、周方向に磁化された磁石の角度位置に半径方向リブを有し、リブの周方向幅は、リブが軸方向に磁束を供給する前記磁石間のギャップに嵌合するようなものであり、磁性エンドプレートは、周方向に磁化された磁石に隣接する面上の周方向に磁化された磁石の角度位置にスロットを有し、磁性エンドプレートの前記軸方向の厚さよりも小さい軸方向の深さ、および周方向に磁化された磁石を収容するための軸方向断面を有し、磁性エンドプレートは、軸方向に磁束を供給する磁石の角度位置に、軸方向の磁束を供給する磁石の隣接する面にスロットを有し、磁性エンドプレートの軸方向の厚さよりも小さい軸方向の深さ、および軸方向に磁束を供給する磁石を収容するための軸方向断面を有している。これらの機能は、部品の機械的制約を助け、トルク伝達用の経路を提供し、組み立て中に異なる部品を配置するのに役立つ。
【００１８】
好ましくは、磁極片および周方向に磁束を供給する磁石は、それらの間にギャップを有する等しい軸方向長さを有する２つの軸方向部分に分割され、ギャップを占める２つの軸方向部分の間に非磁性材料からなるリングが挟まれており、リングの軸方向の厚さは、磁極片部分の軸方向の厚さよりも実質的に小さく、リングの外側直径は、磁極片の外側直径以下である。非磁性リングは機械的な目的のみを有し、シャフトに取り付けられたエンドプレート上の軸方向負荷を使用して、摩擦接合で部品を制約するのに役立つ。この場合、バー／締結具は不要であり、これによりロータの機械的構造が簡単になる。
【００１９】
好ましくは、軸方向バーまたは締結具が、ロータの１つ以上の能動部品を以下の構成であって、（ａ）１つ以上の軸方向バーまたは締結具が、磁極片および軸方向に磁束を供給する磁石を磁性エンドプレートに取り付け、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび磁極片は、締結具を収容するための特徴を含み、（ｂ）１つ以上の軸方向バーまたは締結具が磁極片を磁性エンドプレートに取り付け、磁性エンドプレートおよび磁極片は、締結具を収容するための特徴を含み、（ｃ）１つ以上の軸方向バーまたは締結具が、磁極片を高い磁気抵抗を有する１つ以上の非磁性リングに取り付け、磁極片に構造的支持を提供し、磁極片および非磁性リングは、締結具を収容するための特徴を含み、（ｄ）１つ以上の軸方向バーまたは締結具が、非磁性材料を含むリング、軸方向に磁束を供給する磁石、および磁性エンドプレートに磁極片を取り付け、磁極片および周方向に磁束を供給する磁石は、それらの間にギャップを有する等しい軸方向長さを有する２つの軸方向部分に分割され、ギャップを占める２つの軸方向部分の間に非磁性材料からなるリングが挟まれている、構成の１つで構造的に支持する。軸方向バーまたは締結具は、ロータ組立体の様々な部分を機械的に制約するために使用され、高速用途のための構造的完全性を保証するように設計することができる。
【００２０】
好ましくは、ロータの外側半径に位置し、磁極片および磁石を遠心力に対して制約する、１つ以上の保持スリーブをさらに備える。スリーブは部品の半径方向の制約をもたらし、これは、部品の形状が単純であり、機械的負荷に対する制約用のバー／締結具が不可欠ではないことを意味する。
【００２１】
好ましくは、磁極片は、内側直径および／または外側直径に近い軸方向および／または周方向の突起と、内側直径および外側直径に近い部分より狭い半径方向中央部と、内側直径に近い部分の周方向および／または軸方向の幅よりも実質的に大きい外側直径に近い部分の周方向および／または軸方向の幅とのうちの１つを含む。磁極片の形状におけるこれらの簡単な改変は、周方向に磁化された磁石の機械的制約を可能にし、高める。
【００２２】
好ましくは、磁極片は、強磁性積層シートと、固体磁性材料と、可変磁界に露出された磁極片表面に切断された周方向および／または軸方向チャネルを含む固体磁性材料と、結合剤によって相互に結合され、互いに電気的に絶縁された磁性粒子と、ポール本体およびポールシューであって、ポール本体は固体材料、積層シートまたは結合された磁性粒子を含み、ポールシューは積層シートまたは結合された磁性粒子を含み、ポールシューがポール本体に取り付けられて前記２つの部品間のギャップを減少させるポール本体およびポールシューとのうちの１つを含む。これらの特徴には多くの利点があり、積層スタックはＡＣ電気機械で一般的に使用され、固体材料は安価で構造的に堅牢な解決策であり、周方向および軸方向のチャネルは、エアギャップ磁界によって誘導される渦電流ループを破壊する可能性がある。
【００２３】
好ましくは、周方向に磁化された磁石および／または軸方向に磁束を供給する磁石は、磁極片および磁性エンドプレートの対応する形状を使用して機械的制約を助ける形状を有する。形状の簡単な改変は、周方向に磁化された磁石および軸方向に磁束を供給する磁石の機械的制約を高める。
【００２４】
好ましくは、軸方向に磁束を供給する磁石アレイは、ハルバッハパターンで配置され、周方向に磁化された磁石は、それらの軸方向長さが磁極片よりも長く、最先端で磁性エンドプレートに接触するように軸方向に延在し、軸方向に磁束を供給する磁石アレイは、交互に配置された軸方向および周方向に磁化された磁石を含む。軸方向に磁束を供給する磁石の代わりにハルバッハアレイは、磁極片に隣接する側に磁界を集中させ、エンドプレートに隣接する側で磁界を減少させるため、磁性エンドプレートの必要な厚さを減少させることができる。
【００２５】
好ましくは、非磁性材料を含むスペーサは、以下の、磁極片と磁石との間、磁性エンドプレートと磁極片との間、磁極片と磁石との間の位置の１つ以上に配置される。非磁性スペーサは、磁界フリンジングによる永久磁石の端部付近の消磁を防止する。
【００２６】
本発明の別の態様によれば、複数のコイルを含む巻線を有する円筒状ステータと、上記に開示したロータ組立体と、電気エネルギーをステータ巻線に供給する電源とを含む電気機械が提供される。本文献に開示されるロータを備えた電気機械は、低コストで従来のモータの性能に一致させることができる。
【００２７】
本発明を、添付の図面を参照して、単なる例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１ａ】２次元磁束集束永久磁石ロータの基本（能動）部品の組み立て図を示す。矢印は、永久磁石（４０，５０）の磁化の方向を示す。
【図１ｂ】２次元の磁束集束永久磁石ロータの基本（能動）部品の分解図を示す。
【図２】ロータのデカルト座標系を示す。この座標系は、以下の図の参照および実施形態の詳細な説明において使用される。
【図３】実施形態の詳細な説明において参照される機械的継手の例を示す。
【図４ａ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図４ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。２つの側面のシャフト部品は、エンドプレートを直接接続する。
【図５ａ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、スペーサおよび軸方向締結具を示す。
【図５ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、スペーサおよび軸方向締結具を示す。２つの側面のシャフト部品は、エンドプレートを直接接続する。
【図６ａ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび締結具を示す。
【図６ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよびスタッドを示す。
【図７ａ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。
【図７ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。両図はシャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、軸方向および半径方向締結具を示す。
【図８】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石および磁性エンドプレートを示す。
【図９ａ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび締結具を示す。
【図９ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよびスタッドを示す。
【図１０ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向バンドを示す。
【図１０ｂ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石および磁性エンドプレートを示す。
【図１０ｃ】図１０ａの断面Ａ−Ａを示す永久磁石ロータの部分断面図である。この図は、磁極片、ロータハブ、周方向に磁化された磁石および軸方向バンドを示す。
【図１１ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１１ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１２】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１３ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。
【図１３ｂ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。両図は磁極片、磁石、磁性エンドプレート、スリーブおよび軸方向締結具を示す。
【図１４ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向バーを示す。
【図１４ｂ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石および磁性エンドプレートを示す。
【図１４ｃ】図１４ａの断面Ａ−Ａを示す永久磁石ロータの部分断面図である。この図は、磁極片、ロータハブ、周方向に磁化された磁石および軸方向バーを示す。
【図１５ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。それは磁極片、磁石、磁性エンドプレート、スリーブおよび軸方向締結具を示す。
【図１５ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、スリーブおよび軸方向締結具を示す。
【図１６ａ】磁極片を通って切断された永久磁石ロータの部分断面図（ｘ−ｙ平面）である。この図は、磁極片、ロータハブおよび周方向に磁化された磁石を示す。
【図１６ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１７ａ】磁極片を通って切断された永久磁石ロータの部分断面図（ｘ−ｙ平面）である。この図は、磁極片、ロータハブおよび周方向に磁化された磁石を示す。
【図１７ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１８ａ】磁極片を通って切断された永久磁石ロータの部分断面図（ｘ−ｙ平面）である。この図は、磁極片、ロータハブおよび周方向に磁化された磁石を示す。
【図１８ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１９ａ】磁極片を通って切断された永久磁石ロータの部分断面図（ｘ−ｙ平面）である。この図は、磁極片、ロータハブ、周方向に磁化された磁石およびスペーサを示す。
【図１９ｂ】永久磁石ロータをｚ軸に沿って磁極片を通って切断した図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、軸方向締結具およびスペーサを示す。
【図２０ａ】磁極片を通って切断された永久磁石ロータの部分断面図（ｘ−ｙ平面）である。この図は、磁極片（ポール本体およびポールシューを含む）、ロータハブおよび周方向に磁化された磁石を示す。
【図２０ｂ】永久磁石ロータをｚ軸に沿って磁極片を通って切断した図である。シャフト、ロータハブ、磁極片（ポール本体およびポールシューを含む）、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図２１ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。
【図２１ｂ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。
【図２１ｃ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。これらの図は、磁極片、磁石および磁性エンドプレートを示す。
【図２２】磁極片を示す。
【図２３】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図２４】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、軸方向締結具および非磁性リングを示す。
【図２５】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、軸方向締結具および非磁性リングを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下の実施形態の説明で使用される永久磁石ロータおよび座標系の基本部品の組立および分解図をそれぞれ示す図１ａおよび図１ｂを参照すると、２次元磁束集束を用いる電気機械用の永久磁石ロータの一般的配置が開示されている。磁石の磁化の方向は、図１ａに矢印で示されている。
【００３０】
永久磁石ロータの基本（能動）部品は、磁極片３０、磁性エンドプレート６０、周方向に磁化された磁石５０、および軸方向に磁束を供給する磁石４０である。周方向に磁化された磁石５０および軸方向に磁束を供給する磁石４０の各アレイ内で、周方向に隣接する磁石は、互いに反対方向に磁化される。各アレイ内には、各磁極片に対応する１つの磁石がある。磁性エンドプレート６０と磁極片３０とは、高い磁気抵抗を有する軸方向に磁束を供給する磁石４０によって、互いに磁気的に絶縁されている。
【００３１】
磁極片３０は、周方向に磁化された磁石５０と軸方向に磁束を供給する磁石４０によって供給される磁束を、永久磁石ロータとステータとの間のエアギャップに向かって案内する。各磁極片３０は、Ｎ極またはＳ極のいずれかを形成する。その結果、等方性磁気特性を有する磁極片３０は、３次元磁束経路により有益である。さらに、それらは、非同期エアギャップ磁界（永久磁石ロータ自体とは異なる速度で回転する磁界）によって磁極片３０に誘導される渦電流損失が最小限になるように構成されるべきである。さらに、磁極片３０は、隣接する磁石に機械的制約を与えることができる。
【００３２】
磁性エンドプレート６０は、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の経路を提供し、したがって、磁性材料で作る必要がある。エンドプレートに使用される材料の等方性磁気特性は有益である。磁極片３０の場合と同様に、変化する磁界は磁性エンドプレート６０に渦電流を誘導する可能性があるため、磁性エンドプレートは渦電流損失が最小になるように構成する必要がある。磁性エンドプレート６０はまた、隣接する磁石に機械的制約を与え、シャフトを永久磁石ロータ組立体の残りの部分に結合することができる。さらに、磁性エンドプレート６０の厚さは、磁性エンドプレート６０を通過する磁束が材料の過度の飽和を引き起こさないような厚さでなければならない。
【００３３】
周方向に磁化された磁石５０と、軸方向に磁束を供給する磁石４０は、永久磁石ロータのための主な励磁源である。北Ｎ極と南Ｓ極の磁化の方向は矢印で示されている（図１ａ）。前述したように、永久磁石ロータは、２次元磁束集束を使用する。磁束集束は、永久磁石ロータによって生成されるエアギャップ磁束密度を増加させる方法である。提示された構成の場合、適切な大きさの周方向に磁化された磁石５０および軸方向に磁束を供給する磁石４０は、磁極片３０、したがって結果的にエアギャップ内で高い磁束密度を達成することができる。エアギャップ磁束密度は、磁石４０，５０の残留磁束密度よりも著しく高くなり得る。このため、残留磁束密度の低い安価な磁石（フェライトなど）を使用することができる。さらに、提案された永久磁石ロータは、ＮｄＦｅＢおよびＳｍＣｏなどの残留磁束密度の高い磁石を装備することができ、従来の希土類ロータと比較して磁石体積を大幅に減少させることができる。
【００３４】
永久磁石４０，５０に使用される材料が導電性である場合、永久磁石ロータの渦電流損失およびその後の加熱が最小限になるように磁石を構成する必要がある。
【００３５】
漏洩磁束（すなわち、電気機械エネルギー変換に直接寄与せず、ロータとステータとの間のエアギャップをまたがない磁束の部分）は、典型的に、最小限に抑えられなければならない。この理由から、磁束バリア領域は、好ましくは、磁極片の内側直径、周方向に磁化された磁石および軸方向に磁束を供給する磁石に隣接し、または実質的に隣接しており、ロータの半径方向中心に向かって延在する。磁束バリア領域は、空気、または１に等しいまたは近い比透磁率を有する固体材料からなる部品を含む。磁束バリア領域の磁気抵抗は、磁束漏洩による有用な磁束の損失を防止するのに有効であるために、ロータとステータとの間のエアギャップの磁気抵抗よりも大きくなければならない。
【００３６】
図４ａは、ハブのない本発明の実施形態を示しており、シャフト１０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０を備えている。
【００３７】
磁性エンドプレート６０に軸方向の締まりを提供し、それにより他の部品を制約するための肩部１１を有するシャフト１０まで延びる内側半径を有する磁性エンドプレート６０。これらの磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【００３８】
ここで注目すべき重要な点は、ロータハブが存在せず、磁性エンドプレート６０が、シャフト１０と磁極片３０、ならびに、軸方向に磁束を供給する磁石４０との間に構造的支持を提供するために使用されることである。磁極片３０および磁石の内側直径の近くに磁性材料で作られた部品がないことは、磁性部品を介する漏洩による磁束の損失を低減するので有益である。結果として、より多くの有用な磁束が、ステータに隣接するエアギャップに向けられ、そのような永久磁石ロータを備えた機械の電磁性能を向上させる。この実施形態では、磁極片３０および軸方向に磁束を供給する磁石４０は、磁性エンドプレート６０によって機械的に制約され、磁性エンドプレート６０とシャフト１０との間に大きなギャップを残す。ギャップは、高い磁気抵抗を有する磁束バリア領域として作用し、大きいほど、磁束漏洩を低減する上でより効果的である。その結果、シャフト１０に使用される材料の磁気特性の重要性は比較的低い。
【００３９】
この構成はまた、図４ｂに示すように２つの別個のシャフト部品１０ａおよび１０ｂを使用することにより構成することができ、シャフト部品１０ａおよび１０ｂは、それぞれの側の磁性エンドプレート６０に直接接続する。この変更を使用すると、磁性部品間のギャップがさらに大きくなる。その結果、この変更は、磁性部品を介する漏洩による磁束の損失をさらに減少させる。
【００４０】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、エンジニアリングプラスチックなどの導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【００４１】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するのに十分な強度がなければならない。
【００４２】
軸方向延長部（リップ）６１は、磁性エンドプレート６０の磁極に面する側の中径に形成されて、磁極片３０および内側直径において軸方向に磁束を供給する磁石４０支持を与える。このリップは、磁極片３０および軸方向に磁束を供給する磁石４０に半径方向の支持を与え、軸方向締結具７０の周りの回転に対してそれらを制約する。このリップはまた、磁極片３０、周方向に磁化された磁石５０および軸方向に磁束を供給する磁石４０の配置補助としても機能することができる。これらの制約の両方は、軽い力に対するものであり、従って、リップ６１の強度はそれほど必要ではない。遠心力は外側に作用し、軸方向締結具７０によって既に支持されている。このリップ６１は、２つ以上の軸方向締結具７０が使用される場合排除することができ、これによって、応力を分散させるのをも支援できる。磁石に近接して磁性材料から作られる磁性エンドプレート６０上のリップ６１は、磁束漏洩を増加させる可能性がある。しかしながら、リップの半径方向の厚さは、磁性材料が少量の漏洩磁束によって飽和し、その比透磁率が空気のそれに近づくように設計することができる。機械的剛性とそれが保持できる漏洩磁束量との間のトレードオフが存在する。
【００４３】
周方向の制約用の磁性エンドプレート６０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。図４ｂに示す２シャフト構成の場合、シャフト部品１０ａと、シャフト部品１０ａ側のエンドプレート６０とは、互いに接続されていてもよいし、一体部材を構成していてもよい。同様に、シャフト部品１０ｂとシャフト部品１０ｂ側のエンドプレート６０とは、互いに接続されていてもよいし、一体部材を構成していてもよい。
【００４４】
能動部品を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。この特徴は、図４ｂに示す２シャフト構造には必要ではない。
【００４５】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【００４６】
図５ａは、シャフト１０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、磁性エンドプレート６０、および非磁性材料または永久磁石からなるスペーサ８０を有する別のハブレスの実施形態を示す。
【００４７】
磁性エンドプレート６０に軸方向の締まりを提供し、それにより他の部品を制約するための肩部１１を有するシャフト１０まで延びる内側半径を有する磁性エンドプレート６０。これらの磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【００４８】
ここで注目すべき重要な点は、磁性エンドプレート６０が、シャフト１０と磁極片３０、ならびにシャフト１０、軸方向に磁束を供給する磁石４０との間に構造的支持を提供するために使用されるロータハブが存在しないことである。磁極片３０および磁石の内側直径の近くに磁性材料で作られた部品がないことは、磁性部品を介する漏洩による磁束の損失を低減するので有益である。結果として、より多くの有用な磁束が、ステータに隣接するエアギャップに向けられ、そのような永久磁石ロータを備えた機械の電磁性能を向上させる。この実施形態では、磁極片３０および軸方向に磁束を供給する磁石４０は、磁性エンドプレート６０によって機械的に制約され、磁性エンドプレート６０とシャフト１０との間に大きなギャップを残す。ギャップは、高い磁気抵抗を有する磁束バリアとして作用し、大きいほど、磁束漏洩を低減する上でより効果的である。その結果、シャフト１０に使用される材料の磁気特性の重要性は比較的低い。
【００４９】
この構成はまた、図５ｂに示すように２つの別個のシャフト部品１０ａおよび１０ｂを使用することにより構成することができ、シャフト部品１０ａおよび１０ｂは、それぞれの側の磁性エンドプレート６０に直接接続する。この変更を使用すると、磁性部品間のギャップがさらに大きくなる。その結果、この変更は、磁性部品を介する漏洩による磁束の損失をさらに減少させる。
【００５０】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【００５１】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するのに十分な強度がなければならない。
【００５２】
軸方向延長部（リップ）６１は、磁性エンドプレート６０の磁極に面する側に形成されて、磁極片３０および軸方向に磁束を供給する磁石４０に支持を与える。このリップは、磁極片３０および軸方向に磁束を供給する磁石４０に半径方向の支持を与え、軸方向締結具７０の周りの回転に対してそれらを制約する。これらの制約の両方は、軽い力に対するものであり、従って、リップ６１の強度はそれほど必要ではない。遠心力は外側に作用し、軸方向締結具７０によって既に支持されている。このリップ６１は、２つ以上の軸方向締結具７０が使用される場合排除することができ、これにより、応力を分散させるのをも支援できる。
【００５３】
磁石および磁極片の近傍に磁性材料で作られたリップ６１があると、磁束漏洩が増加する可能性がある。この問題を解決する方法は、リップと組立体の残りの部分との間に非磁性スペーサ８０を挿入することである。漏洩を防止する上でのスペーサの有効性は、その半径方向の厚さに依存する（厚いスペーサは、薄いスペーサよりも効率的である）。代替的に、スペーサ８０の代わりに半径方向に磁化された磁石を使用することができ、これは漏洩磁束に能動的に対抗し、永久磁石ロータによって生成される有用な磁束に寄与するため、より効果的である可能性が高い。追加の磁石またはスペーサは磁束バリアとして見ることができる。
【００５４】
周方向の制約用の磁性エンドプレート６０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。図５ｂに示す２シャフト構成の場合、シャフト部品１０ａと、シャフト部品１０ａ側のエンドプレート６０とは、互いに接続されていてもよいし、一体部材を構成していてもよい。同様に、シャフト部品１０ｂとシャフト部品１０ｂ側のエンドプレート６０とは、互いに接続されていてもよいし、一体部材を構成していてもよい。
【００５５】
能動部品を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。この特徴は、図５ｂに示す２シャフト構造には必要ではない。
【００５６】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【００５７】
図６ａおよび図６ｂは、ハブを有し、シャフト１０、ロータハブ２０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０を備える永久磁石ロータを示す。
【００５８】
非磁性ロータハブ２０は、いくつかの能動部品（磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０）とシャフト１０との間の接続として機能する。ロータハブ２０は、取り付けられた能動部品３０，４０，６０とシャフト１０との間のトルク伝達を担う。軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０は、ロータハブ２０と直接的に接続されているため、ロータハブ２０を介する漏洩磁束の量は最小限に抑える必要がある。したがって、磁束バリア領域として作用するロータハブ２０は、構造的に強くかつ非磁性材料で作る必要がある。
【００５９】
磁性エンドプレート６０は、シャフトに間接的に接続され、ロータハブ２０に延びる内側半径を有し、軸方向締結具７０を使用して軸方向および周方向に制約される。これらの磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【００６０】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【００６１】
締結具７０を使用する代わりに、スタッド７１を使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するために、より大きな半径で作らなければならない。
【００６２】
ロータハブ２０／磁極片３０とロータハブ２０／軸方向に磁束を供給する磁石４０の界面には、機械的継手２１（図３に示す例）の特徴が使用され、半径方向および周方向の制約を助ける。
【００６３】
周方向の制約用のロータハブ２０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプの特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。
【００６４】
ロータハブ２０を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【００６５】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【００６６】
図７は、ハブを有し、シャフト１０、ロータハブ２０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０を備える永久磁石ロータを示す。
【００６７】
非磁性ロータハブ２０は、いくつかの能動部品（磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０）とシャフト１０との間の接続として機能する。ロータハブ２０は、取り付けられた能動部品３０，４０，６０とシャフト１０との間のトルク伝達を担う。軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０は、ロータハブ２０と直接的に接続されているため、ロータハブ２０を介する漏洩磁束の量は最小限に抑える必要がある。したがって、ロータハブ２０は、構造的に強くかつ非磁性材料で作る必要がある。
【００６８】
磁性エンドプレート６０は、シャフトに間接的に接続され、ロータハブ２０に延びる内側半径を有し、軸方向締結具７０を使用して軸方向および周方向に制約される。これらの磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【００６９】
磁極片３０内に部分的に貫通する磁性エンドプレート６０の外面から挿入される軸方向締結具７２（ボルトとして示され、リベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０と、軸方向に磁束を供給する磁石４０と磁極片３０との間に軸方向の締まりを与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。
【００７０】
半径方向締結具７３／７４が、ロータハブ２０と磁極片３０との間に使用され、磁極片３０の半径方向および周方向の制約を与える。半径方向締結具７３は代替的に、ロータハブ２０の内側半径から磁極片３０内に挿入することができる。半径方向締結具７３は、代わりに、磁極片３０の外側半径からロータハブ２０内に挿入することができる。半径方向締結具７３／７４は、磁石によって生成された磁束がそれを通過できるように、磁性材料で作ることができる。さらに、渦電流損失を軽減するために、非導電性材料を使用することができる。
【００７１】
周方向の制約用のロータハブ２０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。
【００７２】
ロータハブ２０を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【００７３】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【００７４】
図８は、ハブを有し、シャフト１０、ロータハブ２０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０を備える永久磁石ロータを示す。
【００７５】
磁性エンドプレート６０に軸方向の締まりを提供し、それにより他の部品を制約するための肩部１１を有するシャフト１０まで延びる内側半径を有する磁性エンドプレート６０。これらの磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【００７６】
非磁性ロータハブ２０は、いくつかの能動部品（磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０）とシャフト１０との間の接続として機能する。ロータハブ２０の軸方向長さは、磁性エンドプレート６０を収容するために低減する必要がある。ロータハブ２０は、取り付けられた能動部品３０，４０，６０とシャフト１０との間のトルク伝達を担う。軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０は、ロータハブ２０と直接的に接続されているため、ロータハブ２０を介する漏洩磁束の量は最小限に抑える必要がある。したがって、ロータハブ２０は、構造的に強くかつ非磁性材料で作る必要がある。
【００７７】
ロータハブ２０／磁極片３０とロータハブ２０／軸方向に磁束を供給する磁石４０の界面には、機械的継手２１（図３に示す例）の特徴が使用され、半径方向および周方向の制約を助ける。
【００７８】
周方向の制約用のロータハブ２０および磁性エンドプレート６０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。
【００７９】
ロータハブ２０を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【００８０】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【００８１】
図９は、シャフト１０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０を示す実施形態である。
【００８２】
シャフト１０に直接取り付けられる能動部品（磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０）の位置の変更された断面のシャフト１０。磁極片３０および軸方向に磁束を供給する磁石４０がシャフト１０に直接取り付けられる場合、シャフト１０は、過度の磁束漏洩を防止するために非磁性材料で作る必要がある。あるいは、シャフト１０を磁性材料で形成することができ、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に近接するシャフト１０の一部を、特別な製造技術によって非磁性に形成することができる。例えば、軟磁性鋼製のシャフト１０は、熱処理してオーステナイトになり、したがって非磁性とすることができる。
【００８３】
シャフト１０まで延び、軸方向締結具７０を使用して軸方向および周方向に制約された内側半径を有する磁性エンドプレート６０。これらの磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【００８４】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【００８５】
締結具７０を使用する代わりに、スタッド７１を使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するために、より大きな半径で作らなければならない。
【００８６】
ロータハブ２０／磁極片３０とロータハブ２０／軸方向に磁束を供給する磁石４０の界面には、機械的継手２１（図３に示す例）の特徴が使用され、半径方向および周方向の制約を助ける。
【００８７】
能動部品を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【００８８】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【００８９】
図１０は、ロータハブ２０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、周方向に磁化された磁石５０、磁性エンドプレート６０、ならびに磁極片３０とロータハブ２０にまたがる軸方向のバンド９０（場合によっては炭素繊維からなる）を示す実施形態である。
【００９０】
軸方向に磁束を供給する磁石４０と、磁束が磁極片３０を通って集束され、ステータからの磁束と相互作用するような、磁化の方向を有する矩形ブロックとして形成された周方向に磁化された磁石５０。
【００９１】
磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【００９２】
磁極片３０をロータハブ２０に結合する軸方向のバンド９０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０。これらの部品は、バンド９０を収容するための対応する溝６２を有し、バンド９０は、炭素繊維でできていてもよい。これは、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、軸方向、半径方向および周方向の制約を与える。負荷分散を改善するために、（各磁極片に対して）複数のバンドを実装することができる。
【００９３】
バンド９０は、構造的に強い材料で作る必要があるが、炭素またはガラス繊維などの過度に硬い材料で作る必要はない。あるいは、バンド９０の代わりに金属クリップを使用することもできる。金属クリップの利点は、磁性材料で作製されている場合、磁石４０，５０によって生成された磁束がそれを通過することができる（永久磁石ロータとステータとの間の有効エアギャップは軸方向バンドに必要な溝の影響を受ける）。
【００９４】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【００９５】
図１１は、シャフト１０、ロータハブ２０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、周方向に磁化された磁石５０および磁性エンドプレート６０を示す実施形態である。
【００９６】
軸方向に磁束を供給する磁石４０と、磁束が磁極片３０を通って集束され、ステータからの磁束と相互作用するような、磁化の方向を有する矩形ブロックとして形成された周方向に磁化された磁石５０。
【００９７】
軸方向に磁束を供給する磁石４０を完全に覆い、周方向に磁化された磁石５０および磁極片３０を部分的に覆う、外側半径の軸方向延長部６３（リップ）を有する磁性エンドプレート６０。磁性エンドプレート６０のこの特徴は、磁極片３０および全ての磁石に遠心力に対する半径方向の制約を与える。磁性エンドプレート６０は磁性材料で作られているため、軸方向延長部（突出部）は磁石によって生成された磁束の漏洩経路を提供する。磁性エンドプレート６０が軟鋼で作られている場合、軸方向延長部（突起部）は、それらの比透磁率を１に低下させるために熱処理され得る。さらに、導電率の低い材料（例えば、磁気ステンレス鋼）を用いて、渦電流電力損失を制限することができる。
【００９８】
非磁性ロータハブ２０は、いくつかの能動部品（磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０）とシャフト１０との間の接続として機能する。ロータハブ２０は、取り付けられた能動部品３０，４０，６０とシャフト１０との間のトルク伝達を担う。軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０は、ロータハブ２０と直接的に接続されているため、ロータハブ２０を介する漏洩磁束の量は最小限に抑える必要がある。したがって、ロータハブ２０は、構造的に強くかつ非磁性材料で作る必要がある。
【００９９】
磁性エンドプレート６０内のリップ形状６３と嵌合するように、頂部３１で形状が変更された磁極片３０。磁極片３０の頂部におけるこの変更は、永久磁石ロータとステータとの間の電磁ギャップを減少させる。
【０１００】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【０１０１】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するために、より大きな半径で作らなければならない。
【０１０２】
ロータハブ２０／磁極片３０とロータハブ２０／軸方向に磁束を供給する磁石４０の界面には、機械的継手２１（図３に示す例）の特徴が使用され、半径方向および周方向の制約を助ける。
【０１０３】
周方向の制約用のロータハブ２０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。
【０１０４】
ロータハブ２０を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【０１０５】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０１０６】
図１２は、磁極片３０と、軸方向に磁束を供給する磁石４０と、周方向に磁化された磁石５０と、磁性エンドプレート６０とを示す実施形態である。
【０１０７】
軸方向に磁束を供給する磁石４０と、磁束が磁極片を通って集束され、ステータからの磁束と相互作用するような、磁化の方向を有する矩形ブロックとして形成された周方向に磁化された磁石５０。
【０１０８】
半径方向に延び、周方向に磁化された磁石５０の角度位置に配置されたリブ６４を有する磁性エンドプレート６０。これらのリブ６４は、磁極片３０に面する磁性エンドプレート６０の側にのみ存在する。リブ６４の軸方向寸法は可変であり得、周方向に磁化された磁石５０の軸方向長さは、リブ６４の軸方向寸法に従って調整される。磁性エンドプレート６０上のこの特徴は、軸方向に磁束を供給する磁石４０の周方向の制約を支援する。磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０１０９】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【０１１０】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト上の肩部は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するために、より大きな半径で作らなければならない。
【０１１１】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０１１２】
図１３は、磁極片３０と、軸方向に磁束を供給する磁石４０と、周方向に磁化された磁石５０と、磁性エンドプレート６０とを示す実施形態である。
【０１１３】
軸方向に磁束を供給する磁石４０と、磁束が磁極片を通って集束され、ステータからの磁束と相互作用するような、磁化の方向を有する矩形ブロックとして形成された周方向に磁化された磁石５０。
【０１１４】
図１３ａは、半径方向に延び、周方向に磁化された磁石５０の角度位置に配置されたスロット６５を有する磁性エンドプレート６０を有する実施形態を示す。これらのスロット６５は、磁極片３０に面する磁性エンドプレート６０の側にのみ存在する。スロットは、磁性エンドプレートの軸方向厚さよりも小さい軸方向深さと、周方向に磁化された磁石５０の断面と一致する軸方向断面とを有する。周方向に磁化された磁石５０の軸方向長さは、スロット６５の軸方向寸法に従って調整される。磁性エンドプレート６０上のこの特徴は、全ての周方向に磁化された磁石５０の周方向の制約を支援する。この特徴を使用すると、周方向に磁化された磁石５０を軸方向により長く作製することができ、ハルバッハアレイの概念を使用する電磁的利点を有する。磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０１１５】
図１３ｂは、軸方向に磁束を供給する磁石４０の角度位置に位置するスロット６６を有する磁性エンドプレート６０を有する実施形態を示す。これらのスロット６６は、磁極片３０に面する磁性エンドプレート６０の側にのみ存在する。スロットは、磁性エンドプレートの軸方向厚さよりも小さい軸方向深さと、軸方向に磁束を供給する磁石４０の軸方向断面と一致するような軸方向断面を有する。軸方向に磁束を供給する磁石４０の厚さは、スロット６６の軸方向の寸法に従って調整される。磁性エンドプレート６０上のこの特徴は、軸方向に磁束を供給する磁石４０の周方向の制約を支援する。磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０１１６】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、永久磁石ロータの渦電流損失を増加させる可能性があるが、非同期始動または永久磁石ロータの振動減衰に使用することが可能である。
【０１１７】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト上の肩部は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するために、より大きな半径で作らなければならない。
【０１１８】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０１１９】
図１４は、ロータハブ２０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、周方向に磁化された磁石５０、磁性エンドプレート６０、ならびに磁性エンドプレートを磁極片３０および軸方向に磁束を供給する磁石４０と接続する軸方向のバー９１を示す実施形態である。
【０１２０】
軸方向に磁束を供給する磁石４０と、磁束が磁極片を通って集束され、ステータからの磁束と相互作用するような、磁化の方向を有する矩形ブロックとして形成された周方向に磁化された磁石５０。
【０１２１】
磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０１２２】
２つの磁性エンドプレート６０の間に軸方向に延びる台形（または同様の）断面を有するバー９１。バーが、永久磁石ロータの外側半径に示され、対応する嵌合溝６７が、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、および磁性エンドプレート６０内に形成されている。これらの軸方向バーは、磁極片３０および軸方向に磁束を供給する磁石４０の半径方向の制約を助ける。これらの軸方向バー９１は、磁性材料または非磁性材料で作ることができる。磁性材料は、永久磁石ロータとステータとの間の電磁エアギャップを減少させるのに役立ち得る。バー９１とおよび磁性エンドプレート６０が導電性材料で作製されている場合、それらは相互に絶縁され渦電流電力損失が制限されることができる。あるいは、バー９１および磁性エンドプレート６０は、かご型誘導機のロータに用いられるものと同様の導電性ケージを形成することができる。非導電性材料を使用してバー９１を構成することも可能である。
【０１２３】
ロータハブ２０／磁極片３０とロータハブ２０／軸方向に磁束を供給する磁石４０の界面には、機械的継手２１（図３に示す例）の特徴が使用され、半径方向および周方向の制約を助ける。
【０１２４】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０１２５】
図１５は、シャフト１０、ロータハブ２０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、周方向に磁化された磁石５０、磁性エンドプレート６０および保持スリーブ９２を示す実施形態である。
【０１２６】
軸方向に磁束を供給する磁石４０と、磁束が磁極片３０を通って集束され、ステータからの磁束と相互作用するような、磁化の方向を有する矩形ブロックとして形成された周方向に磁化された磁石５０。
【０１２７】
磁極片３０を部分的または完全に覆い、永久磁石ロータの外側半径で全ての磁石を覆う保持スリーブ９２。この保持スリーブは、磁極片３０および全ての磁石に遠心力に対する半径方向の制約を与える。スリーブは、ウィンドウタイプの特徴９２ａを有することができ、磁極片は、スリーブ９２上のウィンドウタイプの特徴９２ａに適合するように、対応する形状を頂部３１に有する。このような配置は、永久磁石ロータとステータとの間の電磁ギャップを減少させるのに役立ち得る。スリーブ９２は、磁極片３０間の磁束漏洩が最小限に抑えられるように、非磁性材料で作製することができる。固体材料で作製された場合、全ての部品の組み立てを可能にするためにスリーブ９２は２つの部分に分割され得る。
【０１２８】
磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０１２９】
非磁性ロータハブ２０は、いくつかの能動部品（磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０）とシャフト１０との間の接続として機能する。ロータハブ２０は、取り付けられた能動部品３０，４０，６０とシャフト１０との間のトルク伝達を担う。軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０は、ロータハブ２０と直接的に接続されているため、ロータハブ２０を介する漏洩磁束の量は最小限に抑える必要がある。したがって、ロータハブ２０は、構造的に強くかつ非磁性材料で作る必要がある。
【０１３０】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、永久磁石ロータの渦電流損失を増加させる可能性があるが、非同期始動または永久磁石ロータの振動減衰に使用することが可能である。
【０１３１】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するために、より大きな半径で作らなければならない。
【０１３２】
ロータハブ２０／磁極片３０とロータハブ２０／軸方向に磁束を供給する磁石４０の界面には、機械的継手２１（図３に示す例）の特徴が使用され、半径方向および周方向の制約を助ける。
【０１３３】
周方向の制約用のロータハブ２０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。
【０１３４】
ロータハブ２０を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【０１３５】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０１３６】
図１６は、シャフト１０、ロータハブ２０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、周方向に磁化された磁石５０および磁性エンドプレート６０を示す実施形態である。
【０１３７】
軸方向に磁束を供給する磁石４０と、磁束が磁極片３０を通って集束され、ステータからの磁束と相互作用するような、磁化の方向を有する矩形ブロックとして形成された周方向に磁化された磁石５０。
【０１３８】
磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０１３９】
軸方向および周方向の外側半径に延長された形状３３を有する磁極片３０。この磁極片３０の形状は、軸方向に磁束を供給する磁石４０ならびに周方向に磁化された磁石５０に半径方向の制約を与える。
【０１４０】
非磁性ロータハブ２０は、いくつかの能動部品（磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０）とシャフト１０との間の接続として機能する。ロータハブ２０は、取り付けられた能動部品３０，４０，６０とシャフト１０との間のトルク伝達を担う。軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０は、ロータハブ２０と直接的に接続されているため、ロータハブ２０を介する漏洩磁束の量は最小限に抑える必要がある。したがって、ロータハブ２０は、構造的に強くかつ非磁性材料で作る必要がある。
【０１４１】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【０１４２】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するために、より大きな半径で作らなければならない。
【０１４３】
ロータハブ２０／磁極片３０とロータハブ２０／軸方向に磁束を供給する磁石４０の界面には、機械的継手２１（図３に示す例）の特徴が使用され、半径方向および周方向の制約を助ける。
【０１４４】
周方向の制約用のロータハブ２０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。
【０１４５】
ロータハブ２０を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【０１４６】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０１４７】
図１７は、シャフト１０、ロータハブ２０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、周方向に磁化された磁石５０および磁性エンドプレート６０を示す実施形態である。
【０１４８】
周方向に磁化された磁石５０（図１７ａのｘ−ｙ図で示す）は、半径が増加すると厚さが減少する台形断面を有する。周方向に磁化された磁石５０の外側半径は、磁極片３０の外側半径以下にすることができる。
【０１４９】
軸方向に磁束を供給する磁石４０（図１７ｂのｙ−ｚ図に示す）は、半径が増加するにつれて減少する厚さを有する三角形の断面を有する。軸方向に磁束を供給する磁石４０の外側半径は、磁極片３０の外側半径以下にすることができる。
【０１５０】
磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０１５１】
周方向に磁化された磁石５０および軸方向に磁束を供給する磁石４０の形状を収容するようにｘ−ｙ平面およびｙ−ｚ平面が変更された断面を有する磁極片３０は、これらの磁石に半径方向の制約を与える。
【０１５２】
非磁性ロータハブ２０は、いくつかの能動部品（磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０）とシャフト１０との間の接続として機能する。ロータハブ２０は、取り付けられた能動部品３０，４０，６０とシャフト１０との間のトルク伝達を担う。軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０は、ロータハブ２０と直接的に接続されているため、ロータハブ２０を介する漏洩磁束の量は最小限に抑える必要がある。したがって、ロータハブ２０は、構造的に強くかつ非磁性材料で作る必要がある。
【０１５３】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【０１５４】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するために、より大きな半径で作らなければならない。
【０１５５】
ロータハブ２０／磁極片３０とロータハブ２０／軸方向に磁束を供給する磁石４０の界面には、機械的継手２１（図３に示す例）の特徴が使用され、半径方向および周方向の制約を助ける。
【０１５６】
周方向の制約用のロータハブ２０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプの特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。
【０１５７】
ロータハブ２０を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【０１５８】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０１５９】
図１８は、シャフト１０、ロータハブ２０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、周方向に磁化された磁石５０および磁性エンドプレート６０を示す実施形態である。
【０１６０】
楕円形の断面を有する周方向に磁化された磁石５０（図１８ａのｘ−ｙ図で示す）。
【０１６１】
楕円形の断面を有する軸方向に磁束を供給する磁石４０（図１８ｂのｙ−ｚ図で示す）。
【０１６２】
磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石によって生成される磁束の戻り経路を提供する。磁性エンドプレート６０の形状は、軸方向に磁束を供給する磁石４０の楕円形状を収容するように変更され、これらの磁石の半径方向の制約を支援する。磁性エンドプレート６０の最小軸方向厚さは、過度の飽和が回避されるような厚さでなければならない。
【０１６３】
周方向に磁化された磁石５０および軸方向に磁束を供給する磁石４０の形状を収容するようにｘ−ｙ平面およびｙ−ｚ平面が変更された断面を有する磁極片３０は、これらの磁石に半径方向の制約を与える。
【０１６４】
非磁性ロータハブ２０は、いくつかの能動部品（磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０）とシャフト１０との間の接続として機能する。ロータハブ２０は、取り付けられた能動部品３０，４０，６０とシャフト１０との間のトルク伝達を担う。軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０は、ロータハブ２０と直接的に接続されているため、ロータハブ２０を介する漏洩磁束の量は最小限に抑える必要がある。したがって、ロータハブ２０は、構造的に強くかつ非磁性材料で作る必要がある。
【０１６５】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【０１６６】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するために、より大きな半径で作らなければならない。
【０１６７】
ロータハブ２０／磁極片３０とロータハブ２０／軸方向に磁束を供給する磁石４０の界面には、機械的継手２１（図３に示す例）の特徴が使用され、半径方向および周方向の制約を助ける。
【０１６８】
周方向の制約用のロータハブ２０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。
【０１６９】
ロータハブ２０を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【０１７０】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０１７１】
図１９は、シャフト１０、ロータハブ２０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、周方向に磁化された磁石５０、磁性エンドプレート６０および非磁性スペーサ８１を示す実施形態である。
【０１７２】
軸方向に磁束を供給する磁石４０と、磁束が磁極片３０を通って集束され、ステータからの磁束と相互作用するような、磁化の方向を有する矩形ブロックとして形成された周方向に磁化された磁石５０。
【０１７３】
磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０１７４】
軸方向および周方向の外側半径に延長された形状３３を有する磁極片３０。この磁極片３０の形状は、非磁性スペーサ８１に加えて、軸方向に磁束を供給する磁石４０および周方向に磁化された磁石５０に半径方向の制約を与える。
【０１７５】
周方向に磁化された磁石５０および軸方向に磁束を供給する磁石４０の外側半径／または内側半径に配置された非磁性材料からなるスペーサ８１。外側半径において、スペーサ８１は、磁極片３０の延長された頂部を用いて制約される。内側半径のスペーサ８１は、磁石４０，５０とロータハブ２０との間に挟まれている。このスペーサ８１は非磁性材料で作製することができ、磁化の軸に平行な端部近くの磁界フリンジングによる磁石４０，５０の消磁のリスクを低減する。
【０１７６】
非磁性ロータハブ２０は、いくつかの能動部品（磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０）とシャフト１０との間の接続として機能する。ロータハブ２０は、取り付けられた能動部品３０，４０，６０とシャフト１０との間のトルク伝達を担う。軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０は、ロータハブ２０と直接的に接続されているため、ロータハブ２０を介する漏洩磁束の量は最小限に抑える必要がある。したがって、ロータハブ２０は、構造的に強くかつ非磁性材料で作る必要がある。
【０１７７】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【０１７８】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するために、より大きな半径で作らなければならない。
【０１７９】
ロータハブ２０／磁極片３０とロータハブ２０／軸方向に磁束を供給する磁石４０の界面には、機械的継手２１（図３に示す例）の特徴が使用され、半径方向および周方向の制約を助ける。
【０１８０】
周方向の制約用のロータハブ２０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。
【０１８１】
ロータハブ２０を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【０１８２】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０１８３】
図２０は、シャフト１０、ロータハブ２０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、周方向に磁化された磁石５０、磁性エンドプレート６０、およびポール本体３０とポールシュー３４の２つの部分に分割された磁極片を示す実施形態である。
【０１８４】
軸方向に磁束を供給する磁石４０と、磁束が磁極片３０を通って集束され、ステータからの磁束と相互作用するような、磁化の方向を有する矩形ブロックとして形成された周方向に磁化された磁石５０。
【０１８５】
磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０１８６】
ポール本体３０とポールシュー３４の２つの部分に分割された磁極片。これら２つの部分は、機械的継手（図３に示す例）の特徴３４ａを使用して互いに機械的に取り付けられている。ポールシュー３４は、軸方向および周方向の外側半径に延びる形状３４ｂを有する。この形状は、軸方向に磁束を供給する磁石４０および周方向に磁化された磁石５０に半径方向の制約を与える。本明細書で、ポール本体３０は、等方性磁気特性を有する固体材料で作製することができる。ポールシュー３４は、積層体または軟磁性複合材料で作製することができる。このような構成は、渦電流による損失を低減するのに役立つ。
【０１８７】
非磁性ロータハブ２０は、いくつかの能動部品（磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０）とシャフト１０との間の接続として機能する。ロータハブ２０は、取り付けられた能動部品３０，４０，６０とシャフト１０との間のトルク伝達を担う。軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０は、ロータハブ２０と直接的に接続されているため、ロータハブ２０を介する漏洩磁束の量は最小限に抑える必要がある。したがって、ロータハブ２０は、構造的に強くかつ非磁性材料で作る必要がある。
【０１８８】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。また、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０に、半径方向および周方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【０１８９】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するために、より大きな半径で作らなければならない。
【０１９０】
ロータハブ２０／磁極片３０とロータハブ２０／軸方向に磁束を供給する磁石４０の界面には、機械的継手２１（図３に示す例）の特徴が使用され、半径方向および周方向の制約を助ける。
【０１９１】
周方向の制約用のロータハブ２０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。
【０１９２】
ロータハブ２０を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【０１９３】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０１９４】
図２１は、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、周方向に磁化された磁石５０／４１および磁性エンドプレート６０を示す実施形態である。
【０１９５】
前述の実施形態で説明した軸方向に磁束を供給する磁石４０は、有利には、軸方向の磁束を供給するいわゆるハルバッハアレイで置き換えることができる。ハルバッハアレイは、アレイの一方の側の磁界を強め、他方の側を弱めるパターンで配列された磁石４０，４１のアレイである。
【０１９６】
提示された実施形態の場合、ハルバッハアレイは、図２１ａおよび図２１ｂに示されるように交互に配置された、軸方向に磁束を供給する磁石４０と、周方向に磁化された磁石４１とを含む。ハルバッハアレイは、図２１ａおよび図２１ｂに示されているよりも多くの数の磁石４０／４１を使用して構成することもできる。ハルバッハアレイの強側は、磁極片３０に隣接する側である。アレイの弱側の磁束密度が最小限に抑えられているため、磁性エンドプレート６０の厚さを実質的に減少させるか、またはそれらを完全に除去するか、または非磁性材料で作製することもできる。
【０１９７】
周方向に磁化された磁石４１および軸方向に磁束を供給する磁石４０の周方向幅の比は、要求される性能に基づいて選択することができる。しかしながら、典型的には１に等しい（これらの磁石４０，４１は同じ周方向幅を有する）。
【０１９８】
ハルバッハアレイ（図２１ｃに示す）の特殊なケースは、周方向に磁化された磁石５０が軸方向に伸び、その結果、磁極片３０より軸方向に長い。周方向に磁化された磁石５０の張出し部（磁極片３０に直接接触していない周方向に磁化された磁石５０の部分）は、軸方向に磁束を供給する磁石４０でハルバッハアレイを形成するが、軸方向に磁束を供給する磁石４０の周方向の幅は、周方向に磁化された磁石５０の幅よりもはるかに大きいため、ハルバッハ効果（磁石アレイの片側の磁界を強くする）は弱い。
【０１９９】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０２００】
図２２は、固体導電性材料からなる磁極片３０の特定の構造を示し、これは（永久磁石ロータとステータとの間の）エアギャップに隣接する面に、半径方向および／または軸方向（図２２に示す）のスリットを有することができる。このようなスリットは、永久磁石ロータに対して非同期的に回転するエアギャップ磁界によって誘導される渦電流ループを破壊し、永久磁石ロータの電力損失およびその後の加熱を低減することができる。
【０２０１】
スリット３５の幅は、エアギャップに向かう磁束の流れを制限せず、スリット３５間の材料の過度の飽和を引き起こさないように最小限にすべきである。スリットの半径方向の深さは、前述の非同期エアギャップ磁界の振幅および周波数に依存する。深いスリットは、渦電流電力損失を低減する上でより効果的であるが、周方向に磁化された磁石からの磁束に対する磁束バリアとして作用する可能性がある。
【０２０２】
スリット３５は、磁極片３０の表面に切削するか、または最小幅を可能にするその他のいかなる方法によって製造することができる。
【０２０３】
図２３は、ハブのない本発明の実施形態を示しており、シャフト１０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０および磁性エンドプレート６０を備えている。
【０２０４】
磁性エンドプレート６０に軸方向の締まりを提供し、それにより他の部品を制約するための肩部１１を有するシャフト１０まで延びる内側半径を有する磁性エンドプレート６０。これらの磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０２０５】
ここで注目すべき重要な点は、ロータハブが存在せず、磁性エンドプレート６０が、シャフト１０と磁極片３０、ならびにシャフト１０、軸方向に磁束を供給する磁石４０との間に構造的支持を提供するために使用されることである。磁極片３０および磁石の内側直径の近くに磁性材料で作られた部品がないことは、磁性部品を介する漏洩による磁束の損失を低減するので有益である。結果として、より多くの有用な磁束が、ステータに隣接するエアギャップに向けられ、そのような永久磁石ロータを備えた機械の電磁性能を向上させる。この実施形態では、磁極片３０および軸方向に磁束を供給する磁石４０は、磁性エンドプレート６０によって機械的に制約され、磁性エンドプレート６０とシャフト１０との間に大きなギャップを残す。このギャップは磁束バリア領域として作用し、大きいほど磁束の漏洩を低減する上でより効果的である。その結果、シャフト１０に使用される材料の磁気特性の重要性は比較的低い。
【０２０６】
軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）は、磁性エンドプレート６０および磁極片３０に軸方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【０２０７】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するのに十分な強度がなければならない。
【０２０８】
外側半径に軸方向延長部６３（リップ）を有する磁性エンドプレート６０は、軸方向に磁束を供給する磁石４０を覆う。磁性エンドプレート６０のこの特徴は、遠心力に対して軸方向に磁束を供給する磁石４０に半径方向の制約を与える。磁性エンドプレート６０は磁性材料で作られているため、軸方向延長部（突出部）は磁石によって生成された磁束の漏洩経路を提供する。磁性エンドプレート６０が軟鋼で作られている場合、軸方向延長部（突起部）は、それらの比透磁率を１に低下させるために熱処理され得る。さらに、導電率の低い材料（例えば、磁気ステンレス鋼）を用いて、渦電流電力損失を制限することができる。
【０２０９】
周方向の制約用の磁性エンドプレート６０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。
【０２１０】
能動部品を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【０２１１】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０２１２】
図２３の実施形態に示される特徴は、図４ｂおよび図５ｂに示されるような２シャフト構造用にも使用され得る。
【０２１３】
図２４は、ハブのない本発明の実施形態を示しており、シャフト１０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、非磁性リング９３および磁性エンドプレート６０を備えている。
【０２１４】
磁性エンドプレート６０に軸方向の締まりを提供し、それにより他の部品を制約するための肩部１１を有するシャフト１０まで延びる内側半径を有する磁性エンドプレート６０。これらの磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０２１５】
１つ以上の軸方向バーまたは締結具が、磁極片を磁束バリア領域の一部を形成する非磁性材料に取り付け、非磁性材料は１つ以上のリング９３を備える。磁極片３０および非磁性リング９３は、締結具を収容するための特徴を含む。軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることもできる）と組み合わせて非磁性リング９３は、磁極片３０に半径方向の制約を与える。
【０２１６】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、非磁性リング９３を完全には貫通しないようにする。
【０２１７】
ここで注目すべき重要な点は、ロータハブが存在せず、磁性エンドプレート６０が、シャフト１０と軸方向に磁束を供給する磁石４０との間の構造的支持を提供することである。磁極片３０および磁石の内側直径の近くに磁性材料で作られた部品がないことは、磁性部品を介する漏洩による磁束の損失を低減するので有益である。結果として、より多くの有用な磁束が、ステータに隣接するエアギャップに向けられ、そのような永久磁石ロータを備えた機械の電磁性能を向上させる。このギャップは磁束バリア領域として作用し、大きいほど磁束の漏洩を低減する上でより効果的である。その結果、シャフト１０に使用される材料の磁気特性の重要性は比較的低い。
【０２１８】
外側半径に軸方向延長部６３（リップ）を有する磁性エンドプレート６０は、軸方向に磁束を供給する磁石４０を覆う。磁性エンドプレート６０のこの特徴は、遠心力に対して軸方向に磁束を供給する磁石４０に半径方向の制約を与える。磁性エンドプレート６０は磁性材料で作られているため、軸方向延長部（突出部）は磁石によって生成された磁束の漏洩経路を提供する。磁性エンドプレート６０が軟鋼で作られている場合、軸方向延長部（突起部）は、それらの比透磁率を１に低下させるために熱処理され得る。さらに、導電率の低い材料（例えば、磁気ステンレス鋼）を用いて、渦電流電力損失を制限することができる。
【０２１９】
周方向の制約用の磁性エンドプレート６０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプの特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。このスプライン特徴１２は、シャフト１０と非磁性リング９３との間の接続にも使用することができる。
【０２２０】
能動部品を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【０２２１】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０２２２】
図２４の実施形態に示される特徴はまた、図４ｂおよび図５ｂに示されるような２シャフト構造のために使用され得る。
【０２２３】
図２５は、ハブのない本発明の実施形態を示しており、シャフト１０、磁極片３０、軸方向に磁束を供給する磁石４０、非磁性リング９３および磁性エンドプレート６０を備えている。この実施形態では、磁極片３０は、ロータ軸に垂直な平面にまたがって２つの部分（３０ａおよび３０ｂ）に分割される。
【０２２４】
磁性エンドプレート６０に軸方向の締まりを提供し、それにより他の部品を制約するための肩部１１を有するシャフト１０まで延びる内側半径を有する磁性エンドプレート６０。これらの磁性エンドプレート６０は、等方性磁気特性を有する強磁性材料で作られ、軸方向に磁束を供給する磁石４０によって生成される磁束の戻り経路を提供する。
【０２２５】
非磁性リング９３は、磁極片３０の２つの半体（３０ａと３０ｂ）の間に配置される。軸方向締結具７０（ボルトとして示され、タイバーまたはリベットとすることができる）と組み合わせて、非磁性リング９３は、磁極片３０に半径方向の制約を与える。軸方向締結具７０は、導電性材料からなる場合には、渦電流損失の原因となる可能性があり、したがって、導電率の低い材料を使用することができる。さらに、軸方向締結具７０とエンドプレート６０とは、両方の部品が導電性材料からなり、互いに電気的に絶縁されていなければ、誘導機のロータに使用されるのと同様のケージを形成することができる。典型的には、ケージは永久磁石同期機にはほとんど有益ではなく、ロータ渦電流損失の原因となる可能性があるが、ロータを備えたモータの非同期始動またはロータ振動減衰に使用することが可能である。
【０２２６】
締結具７０を使用する代わりに、スタッドを使用して、磁性エンドプレート６０を完全には貫通しないようにする。利点は、設計の簡素化である。そのような場合、シャフト１０上の肩部１１は、永久磁石ロータの能動部品の軸方向の締まりを提供するのに十分な強度がなければならない。
【０２２７】
ここで注目すべき重要な点は、ロータハブが存在せず、磁性エンドプレート６０が、シャフト１０と磁極片３０、ならびにシャフト１０、軸方向に磁束を供給する磁石４０との間に構造的支持を提供するために使用されることである。磁極片３０および磁石の内側直径の近くに磁性材料で作られた部品がないことは、磁性部品を介する漏洩による磁束の損失を低減するので有益である。結果として、より多くの有用な磁束が、ステータに隣接するエアギャップに向けられ、そのような永久磁石ロータを備えた機械の電磁性能を向上させる。ギャップは、高い磁気抵抗を有する磁束バリアとして作用し、大きいほど、磁束漏洩を低減する上でより効果的である。その結果、シャフト１０に使用される材料の磁気特性の重要性は比較的低い。
【０２２８】
周方向の制約用の磁性エンドプレート６０上に対応する特徴を有するシャフト１０上のスプライン１２タイプ特徴は、シャフト１０にトルクを伝達させる。このスプライン特徴１２は、トルクの伝達を補助するために、シャフト１０と非磁性リング９３との間の接続にも使用することができる。
【０２２９】
能動部品を軸方向に配置するためのシャフト１０上の肩部１１タイプの特徴。
【０２３０】
組立体を遠心力および軸力に対して損なわれない状態に維持するために、部品間の界面に接着剤を使用することができる。
【０２３１】
図２５の実施形態に示される特徴は、図４ｂおよび図５ｂに示されるような２シャフト構造用にも使用され得る。
【０２３２】
図２６は、複数のコイルを含む巻線を有する円筒状ステータ（２６２）と、上記に開示したロータ組立体（２６４）と、電気エネルギーをステータ巻線に供給する電源（２６６）とを含む電気機械（２６０）を示す。
【０２３３】
磁極片−材料および構造
【０２３４】
磁極片の材料および構造の要件は、１）高い比透磁率、２）低い導電率、および３）構造的強度である。
【０２３５】
軸方向に磁束を供給する磁石および周方向に磁化された磁石からのエアギャップへの経路は３次元的である。したがって、等方性比透磁率を有する材料を使用する方が良い。軟鋼または磁気ステンレス鋼などの固体材料は当然等方性である。
【０２３６】
等方性透磁率は有利であるが、異方性材料を使用することもできるが、それを使用することは、電磁気性能（エアギャップ磁束密度の低下）の低下またはコスト増加（要求されるエアギャップ磁束密度を達成するために必要なより多くの磁性材料）をもたらし得る。
【０２３７】
オーム損を制限するために、磁極片に使用される材料は高い電気抵抗を有するべきである。あるいは、渦電流ループを破壊し、電力損失を最小にするために、高導電性材料をセグメント化し、セグメントを互いに絶縁することができる。
【０２３８】
実際には、高い比透磁率および渦電流による低い電力損失を有するため、両面に絶縁材料上の層を有する電気的鋼積層が電気機械のロータに使用されるのが一般的である。しかしながら、絶縁材料の層は１に等しい比透磁率を有し、一連の薄いエアギャップのように挙動するため、積層構造は、積層軸に沿って減少した比透磁率を示す。典型的な電気機械では、積層平面は回転軸と一致する。
【０２３９】
軟磁性複合材料（結合剤によって結合された粉末強磁性材料）は、等方性磁気特性を低い渦電流損失に結合し、したがって、磁極片材料に適している。しかしながら、それらは脆い傾向がある。
【０２４０】
磁極片は２つの部品として構成することができ、ポール本体と呼ばれる底部は固体材料で作製でき、ポールシューと呼ばれる頂部は積層されるか、または軟磁性複合材で作製することができる。ポールシューを貫通する磁束の経路は、ほぼ１次元（半径方向）であり、したがって、等方性を有する必要はない。一方、ポールシューは変化するエアギャップ磁界に曝されるため、エアギャップ磁界によって誘導される渦電流を制限することが有益である。ポール本体は、軸方向に磁束を供給する磁石および周方向に磁化された磁石からの磁束をポールシューに向かって導く。ポール本体を通る磁束の経路は３次元的であるため、等方性磁気特性が有益である。
【０２４１】
永久磁石−材料および構造
【０２４２】
ＮｄＦｅＢまたはＳｍＣｏなどの永久磁石材料は導電性であるため、磁界を変化させることによって渦電流を誘導することができる。有効な渦電流損失低減の方法はセグメント化である。永久磁石ロータに用いられる磁石の各々は、互いに電気的に絶縁された多数のセグメントから構成することができる。セグメント化の極端な場合は、磁石が樹脂などの結合剤によって結合された小さな粒子からなる場合である。
【０２４３】
消磁に対する磁石の抵抗は、保磁力によって表される。保磁力が高ければ高いほど、磁石を消磁することが困難になるため、高い保磁力を有する磁石等級を使用すべきである。さらに、磁化の軸に平行な磁石端部は、特に磁性材料で作製された部品で囲まれている場合、特に部分的な消磁の特定のリスクがある。非磁性スペーサは、磁石と他の磁気部品との間に磁束バリアを作り出すため、磁石の端部（磁化の軸に平行な端部）の近くでの磁界フリンジングを低減するのに有効である。
【符号の説明】
【０２４４】
１０  シャフト
１０ａ  シャフト部品
１０ｂ  シャフト部品
１１  肩部
１２  スプライン特徴
２０  ロータハブ
２１  機械的継手
３０  磁極片、ポール本体、能動部品
３１  頂部
３３  形状
３４  ポールシュー
３４ａ  特徴
３４ｂ  形状
３５  スリット
４０  磁石、能動部品
４１  磁石
５０  磁石
６０  磁性エンドプレート、能動部品
６１  リップ
６２  溝
６３  軸方向延長部、リップ形状
６４  リブ
６５  スロット
６６  スロット
６７  嵌合溝
７０  軸方向締結具
７１  スタッド
７２  軸方向締結具
７３  半径方向締結具
８０  スペーサ
８１  スペーサ
９０  バンド
９１  バー
９２  保持スリーブ
９２ａ  特徴
９３  非磁性リング
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２１ｃ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月28日(2018.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【図１ａ】２次元磁束集束永久磁石ロータの基本（能動）部品の組み立て図を示す。矢印は、永久磁石（４０，５０）の磁化の方向を示す。
【図１ｂ】２次元の磁束集束永久磁石ロータの基本（能動）部品の分解図を示す。
【図２】ロータのデカルト座標系を示す。この座標系は、以下の図の参照および実施形態の詳細な説明において使用される。
【図３】実施形態の詳細な説明において参照される機械的継手の例を示す。
【図４ａ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図４ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。２つの側面のシャフト部品は、エンドプレートを直接接続する。
【図５ａ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、スペーサおよび軸方向締結具を示す。
【図５ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、スペーサおよび軸方向締結具を示す。２つの側面のシャフト部品は、エンドプレートを直接接続する。
【図６ａ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび締結具を示す。
【図６ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよびスタッドを示す。
【図７ａ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。
【図７ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。両図はシャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、軸方向および半径方向締結具を示す。
【図８】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石および磁性エンドプレートを示す。
【図９ａ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび締結具を示す。
【図９ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよびスタッドを示す。
【図１０ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向バンドを示す。
【図１０ｂ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石および磁性エンドプレートを示す。
【図１０ｃ】図１０ａの断面Ａ−Ａを示す永久磁石ロータの部分断面図である。この図は、磁極片、ロータハブ、周方向に磁化された磁石および軸方向バンドを示す。
【図１１ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１１ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１２】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１３ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。
【図１３ｂ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。両図は磁極片、磁石、磁性エンドプレート、スリーブおよび軸方向締結具を示す。
【図１４ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向バーを示す。
【図１４ｂ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。磁極片、磁石および磁性エンドプレートを示す。
【図１４ｃ】図１４ａの断面Ａ−Ａを示す永久磁石ロータの部分断面図である。この図は、磁極片、ロータハブ、周方向に磁化された磁石および軸方向バーを示す。
【図１５ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。それは磁極片、磁石、磁性エンドプレート、スリーブおよび軸方向締結具を示す。
【図１５ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、スリーブおよび軸方向締結具を示す。
【図１６ａ】磁極片を通って切断された永久磁石ロータの部分断面図（ｘ−ｙ平面）である。この図は、磁極片、ロータハブおよび周方向に磁化された磁石を示す。
【図１６ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１７ａ】磁極片を通って切断された永久磁石ロータの部分断面図（ｘ−ｙ平面）である。この図は、磁極片、ロータハブおよび周方向に磁化された磁石を示す。
【図１７ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１８ａ】磁極片を通って切断された永久磁石ロータの部分断面図（ｘ−ｙ平面）である。この図は、磁極片、ロータハブおよび周方向に磁化された磁石を示す。
【図１８ｂ】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図１９ａ】磁極片を通って切断された永久磁石ロータの部分断面図（ｘ−ｙ平面）である。この図は、磁極片、ロータハブ、周方向に磁化された磁石およびスペーサを示す。
【図１９ｂ】永久磁石ロータをｚ軸に沿って磁極片を通って切断した図である。シャフト、ロータハブ、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、軸方向締結具およびスペーサを示す。
【図２０ａ】磁極片を通って切断された永久磁石ロータの部分断面図（ｘ−ｙ平面）である。この図は、磁極片（ポール本体およびポールシューを含む）、ロータハブおよび周方向に磁化された磁石を示す。
【図２０ｂ】永久磁石ロータをｚ軸に沿って磁極片を通って切断した図である。シャフト、ロータハブ、磁極片（ポール本体およびポールシューを含む）、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図２１ａ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。
【図２１ｂ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。
【図２１ｃ】ｙ軸に沿ってｘ−ｚ平面に向かって見た場合の永久磁石ロータの外部上面図である。これらの図は、磁極片、磁石および磁性エンドプレートを示す。
【図２２】磁極片を示す。
【図２３】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレートおよび軸方向締結具を示す。
【図２４】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、軸方向締結具および非磁性リングを示す。
【図２５】ｚ軸に沿って磁極片を通って切断された永久磁石ロータの図である。シャフト、磁極片、軸方向に磁束を供給する磁石、磁性エンドプレート、軸方向締結具および非磁性リングを示す。
【図２６】巻線を有する円筒状ステータ、ロータ組立体および電気エネルギーをステータ巻線に供給する電源を含む電気機械の概略図を示す。
【外国語明細書】
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