(57)【要約】【課題】逆極対向状態においてもロータによるステータの鎖交磁束を低減し、鉄損を抑制し得る回転電機を提供する。【解決手段】ステータ２４と、回転軸方向に互いに対向配置された主ロータ要素４０及び副ロータ４２を含み、副ロータ４２は主ロータ４０に対して相対回転可能なロータを備える。ステータ２４の、主ロータ４０と副ロータ４２の対向面近傍の第１ステータ領域１００での鎖交磁束量は、対向面から離れた第２ステータ領域２００での鎖交磁束量よりも多くなるようにステータ２４の形状や材料、あるいはロータの磁石が調整される。【選択図】図７
2015177643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
前記ステータと対向配置され、かつ、回転軸方向に互いに対向配置された第１ロータ要素及び第２ロータ要素を含み、前記第２ロータ要素は前記第１ロータ要素に対して相対回転可能なロータと、
を備え、
前記ステータの、前記第１ロータ要素と前記第２ロータ要素の対向面近傍の第１ステータ領域での前記ロータによる鎖交磁束量は、前記第１ロータ要素と前記第２ロータ要素の対向面から離れた第２ステータ領域での鎖交磁束量よりも多いことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機において、
前記第１ロータ要素及び前記第２ロータ要素の、前記第１ステータ領域に対向する第１ロータ領域の界磁量は、前記第２ステータ領域に対向する第２ロータ領域の界磁量よりも多いことを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２記載の回転電機において、
前記第１ロータ要素及び前記第２ロータ要素の、前記第１ロータ領域の回転軸方向に垂直な面での磁石断面積は、前記第２ロータ領域の磁石断面積よりも大きいことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１記載の回転電機において、
前記ステータの、前記第１ステータ領域における透磁率は、前記第２ステータ領域における透磁率よりも大きいことを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項４記載の回転電機において、
前記ステータの、前記第１ステータ領域におけるステータコアの回転軸方向に垂直な面での断面積は、前記第２ステータ領域の断面積よりも大きいことを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項４記載の回転電機において、
前記ステータの、前記第１ステータ領域におけるバックヨークの回転軸方向に垂直な面での断面積は、前記第２ステータ領域の断面積よりも大きいことを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項１記載の回転電機において、
前記ステータと前記第１ロータ要素あるいは前記第２ロータ要素との間の距離は、前記第１ステータ領域の方が前記第２ステータ領域よりも短いことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変界磁型の回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転軸方向に分割され、相対回転可能な第１ロータ要素及び第２ロータ要素を含み、第１ロータ要素と第２ロータ要素の位相関係を変化させることでステータに作用するロータの界磁磁束を変化させる可変界磁型の回転電機が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、回転軸に固定された固定側ロータと、固定側ロータに対して相対回動可能に装着された回動側ロータを備え、ロータに作用する電磁トルクに応じて回動側ロータが固定側ロータに対して相対回動することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１８８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
固定側ロータの第１ロータ要素の極性と、回動側ロータの第２ロータ要素の極性が互いに逆（逆極対向状態）となるように第２ロータ要素を回転させる場合、ステータ電圧は低減できるが、第１ロータ要素及び第２ロータ要素の磁石が表面磁石型では、ステータコイル全体の鎖交磁束が相殺されて低減されるだけであり、磁石磁束はロータ内で短絡することができないため、ステータコアに鎖交磁束が発生し、鉄損が生じる。また、第１ロータ要素及び第２ロータ要素の磁石が埋込磁石型においても、第１ロータ要素と第２ロータ要素の間にギャップがあるため、ロータ磁束が全てロータ内で短絡することができず、同様にステータコアに鎖交磁束が生じて鉄損が生じてしまう。
【０００６】
本発明の目的は、ロータによるステータの鎖交磁束を低減し、鉄損を抑制し得る可変界磁型の回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ステータと、前記ステータと対向配置され、かつ、回転軸方向に互いに対向配置された第１ロータ要素及び第２ロータ要素を含み、前記第２ロータ要素は前記第１ロータ要素に対して相対回転可能なロータとを備え、前記ステータの、前記第１ロータ要素と前記第２ロータ要素の対向面近傍の第１ステータ領域での前記ロータによる鎖交磁束量は、前記第１ロータ要素と前記第２ロータ要素の対向面から離れた第２ステータ領域での鎖交磁束量よりも多いことを特徴とする。
【０００８】
本発明の１つの実施形態では、前記第１ロータ要素及び前記第２ロータ要素の、前記第１ステータ領域に対向する第１ロータ領域の界磁量は、前記第２ステータ領域に対向する第２ロータ領域の界磁量よりも多いことを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の実施形態では、前記第１ロータ要素及び前記第２ロータ要素の、前記第１ロータ領域の回転軸方向に垂直な面での磁石断面積は、前記第２ロータ領域の磁石断面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
本発明のさらに他の実施形態では、前記ステータの、前記第１ステータ領域における透磁率は、前記第２ステータ領域における透磁率よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
本発明のさらに他の実施形態では、前記ステータの、前記第１ステータ領域におけるステータコアの回転軸方向に垂直な面での断面積は、前記第２ステータ領域の断面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１２】
本発明のさらに他の実施形態では、前記ステータの、前記第１ステータ領域におけるバックヨークの回転軸方向に垂直な面での断面積は、前記第２ステータ領域の断面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１３】
本発明のさらに他の実施形態では、前記ステータと前記第１ロータ要素あるいは前記第２ロータ要素との間の距離は、前記第１ステータ領域の方が前記第２ステータ領域よりも短いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ロータによるステータの鎖交磁束を低減し、鉄損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】回転電機の基本構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】主ロータと副ロータの位相関係を示す斜視図である。
【図４】ロータ間距離と鉄損との関係を示すグラフ図である。
【図５】対向面近傍の領域での磁石磁束の様子を示す説明図である。
【図６】対向面から離れた領域での磁石磁束の様子を示す説明図である。
【図７】第１実施形態の断面図である。
【図８】第２実施形態の断面図である。
【図９】第３実施形態の断面図である。
【図１０】第４実施形態の断面図である。
【図１１】第５実施形態の断面図である。
【図１２】第６実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
＜回転電機の基本構成＞
図１及び図２に、本実施形態における回転電機の基本構成を示す。図１は、回転電機の回転軸方向と直交する方向から見た断面図を示し、図２は図１のＡ−Ａ断面に相当する図を示す。
【００１８】
回転電機は、ケーシングに固定されたステータ２４と、径方向においてステータ２４と所定のギャップを空けて対向し、ステータ２４に対して相対回転可能なロータ２８を備える。図１の例では、ロータ２８がステータ２４の内周側の位置でステータ２４と対向配置される。
【００１９】
ステータ２４は、ステータコア３６と、ステータコア３６にその周方向に沿って配設された複数相であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のステータコイル３８ｕ，３８ｖ，３８ｗを含む。３相のステータコイル３８ｕ，３８ｖ，３８ｗに３相の交流電流が流れることで、ステータ周方向に回転する回転磁界が生じる。
【００２０】
ロータ２８は、回転軸方向に隣接した状態でステータ２４と径方向に対向配置された主ロータ（第１ロータ要素）４０と副ロータ（第２ロータ要素）４２を含む。主ロータ４０と副ロータ４２は、回転軸方向にギャップを空けて対向配置される。図１では、主ロータ４０が副ロータ４２よりも回転軸方向一方側（図の左側）に配置され、主ロータ４０がステータコア３６の回転軸方向一方側と径方向に対向し、副ロータ４２がステータコア３６の回転軸方向他方側（図の右側）と径方向に対向する。
【００２１】
主ロータ４０は、複数の電磁鋼板が回転軸方向に積層された主ロータコア４６と、主ロータコア４６にその周方向に沿って互いに等間隔で配設された複数の主永久磁石４８ｎ，４８ｓを含む。図２では、主ロータ４０の主永久磁石４８ｎ，４８ｓを透視して示している。図２では、主永久磁石４８ｎ，４８ｓは、主ロータコア４６の周方向の複数位置に２つを１組としてＶ字型に埋設されるが、これに限定されない。主永久磁石４８ｎは外周側がＮ極であり、主永久磁石４８ｓは外周側がＳ極である。主永久磁石４８ｎ，４８ｓが周方向に交互に配置されることで、主永久磁石４８ｎ，４８ｓの極性が周方向に交互に異なる。
【００２２】
副ロータ４２は、複数の電磁鋼板が回転軸方向に積層された副ロータコア５４と、副ロータコア５４にその周方向に沿って互いに等間隔で配設された複数の副永久磁石５６ｎ，５６ｓを含む。副永久磁石５６ｎ，５６ｓは、副ロータコア５４の周方向の複数位置に２つを１組としてＶ字型に埋設されるが、これに限定されない。副永久磁石５６ｎは外周側がＮ極であり、副永久磁石５６ｓは外周側がＳ極である。副永久磁石５６ｎ，５６ｓが周方向に交互に配置されることで、副永久磁石５６ｎ，５６ｓの極性が周方向に交互に異なる。副永久磁石５６ｎ，５６ｓの周方向間隔は、主永久磁石４８ｎ，４８ｓの周方向間隔に等しい。
【００２３】
主ロータシャフト２６には、拘束板６１，６２が溶接等により固定される。拘束板６１，６２は、回転軸方向に互いに間隔をおいて配置され、拘束板６２が拘束板６１より回転軸方向一方側に配置され、主ロータ４０が回転軸方向に拘束板６１，６２の間に挟持される。主ロータ４０は、主ロータシャフト２６とキー溝やスプライン等により係合し、主ロータシャフト２６及び拘束板６１，６２と一体回転する。
【００２４】
副ロータシャフト５２には、拘束板６３，６４が溶接等により固定される。拘束板６３，６４は、回転軸方向に互いに間隔をおいて配置され、拘束板６３が拘束板６４より回転軸方向一方側に配置され、副ロータ４２が回転軸方向において拘束板６３，６４の間に挟持される。副ロータ４２は、副ロータシャフト５２とキー溝やスプライン等により係合し、副ロータシャフト５２及び拘束板６２，６３と一体回転する。副ロータシャフト５２は、ベアリング５０により主ロータシャフト２６に対して相対回転可能に支持され、副ロータ４２が主ロータ４０に対して相対回転可能である。
【００２５】
本実施形態の回転電機では、主ロータ４０と副ロータ４２の位相関係が変化することで、ステータ２４に作用するロータ２８の界磁磁束が変化する。主ロータ４０と副ロータ４２で同一極性の主永久磁石４８ｎと副永久磁石５６ｎ（あるいは主永久磁石４８ｓと副永久磁石５６ｓ）が周方向の同位相に配置される同極対向状態の場合、界磁磁束は最大となる。他方、副ロータ４２が主ロータ４０に対して相対回転し、主永久磁石４８ｎと副永久磁石５６ｎ（あるいは主永久磁石４８ｓと副永久磁石５６ｓ）が１８０度ずれる逆極対向状態の場合、界磁磁束は最小あるいはゼロとなる。
【００２６】
図３に、主ロータ４０及び副ロータ４２のみを取り出した斜視図を示す。図３（ａ）は、主ロータ４０と副ロータ４２が同極対向状態であり、位相角をγとすると、γ＝０度（ｄｅｇ）の状態である。このとき、ステータ２４に作用するロータ２８の界磁磁束は最大となる。図３（ｂ）は、主ロータ４０と副ロータ４２が逆極対向状態であり、γ＝１８０度（ｄｅｇ）の状態である。このとき、ステータ２４に作用するロータ２８の界磁磁束は最小となる。このように、本実施形態の回転電機は、主ロータ４０と副ロータ４２の位相関係を変化させる、つまり主ロータ４０と副ロータ４２を相対回転させて位相角γを変化させることでステータ２４に作用するロータ２８の界磁磁束を変化させる可変界磁型の回転電機として機能する。
【００２７】
本実施形態の回転電機は、図３（ｂ）に示す逆極対向状態では、磁石磁束を主ロータ４０と副ロータ４２との間で短絡させることにより、ステータ電圧を抑制し、鉄損を低減することができる。しかしながら、主ロータ４０と副ロータ４２との間の距離が増大すると、ロータ内の回転軸方向の磁気抵抗が増大するため、鉄損が低減できなくなる。
【００２８】
図４に、主ロータ４０と副ロータ４２との間の距離と鉄損との関係を示す。主ロータ４０と副ロータ４２が図３（ａ）に示す同極対向状態では、ロータ内の回転軸方向の磁気抵抗の影響を受けないため、ロータ間距離が増大しても磁気抵抗は一定であり、鉄損も増大しないが、図３（ｂ）に示す逆極対向状態では、ロータ間距離が増大するとその分だけ磁気抵抗が増大し、鉄損も増大する。
【００２９】
図５に、主ロータ４０と副ロータ４２が対向する面の近傍領域での磁石磁束を示す。主ロータ４０の主永久磁石４８ｎと副ロータ４２の副永久磁石５６ｓが対向し、磁石磁束の一部はステータ２４に作用するが、磁石磁束の多くは主ロータ４０と副ロータ４２との間で短絡する。従って、この領域での磁気抵抗は小さく、鉄損も少ない。
【００３０】
図６に、主ロータ４０と副ロータ４２が対向する面から離れた領域での磁石磁束を示す。図５の場合と比べて、回転軸方向に（距離Ｌ＋距離Ｌ）の分だけ磁気抵抗が増大するので、鉄損も増大してしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態の回転電機では、ステータ２４及びロータ２８の少なくともいずれかの形状や材料、永久磁石の磁束量を調整することで、主ロータ４０と副ロータ４２が逆極対向状態の場合でも、主ロータ４０と副ロータ４２が対向する面から離れた領域での鉄損を低減するものである。
【００３２】
本実施形態の基本原理は、ステータ２４及びロータ２８の少なくともいずれかの形状や材料、永久磁石の磁束量を調整することで、主ロータ４０と副ロータ４２が対向する面近傍の領域（これを第１ステータ領域と称する）でのロータ２８による鎖交磁束量φ１と、主ロータ４０と副ロータ４２が対向する面から離れた領域（これを第２ステータ領域と称する。第２ステータ領域は第１ステータ領域を含まない）でのロータ２８による鎖交磁束量φ２を、
φ１＞φ２
の関係を満たすように設定して、第２ステータ領域での鉄損を低減するものである。
【００３３】
なお、副ロータ４２を主ロータ４０に対して相対回転させる方法としては、ステータ電流に副ロータ４２を回転駆動するための駆動電流を重畳させる、あるいはアクチュエータにより回転駆動する等の方法があり、本実施形態では任意の方法を採用し得る。
【００３４】
次に、本実施形態をより具体的に説明する。
【００３５】
＜第１実施形態＞
図７に、本実施形態における回転電機の、ステータ２４及びロータ２８の断面図を示す。主ロータ４０及び副ロータ４２が逆極対向状態の場合である。図１と同様に、主ロータ４０及び副ロータ４２が回転軸方向に沿って隣接し、主ロータ４０の面４０ａと、副ロータ４２の面４２ａが互いに対向する。なお、対向面４０ａ，４２ａの間には、図１に示すように拘束板６１，６３が介在するが、図７ではこれを省略している。なお、拘束板６１，６３を設けなくてもよい。主ロータ４０及び副ロータ４２はそれぞれステータ２４に径方向に対向配置されているが、ステータ２４の主ロータ４０及び副ロータ４２と対向する面には、図１と異なり、傾斜面ないしテーパ２４ａが形成される。ステータ２４の主ロータ４０及び副ロータ４２と対向する面に形成されるテーパ２４ａは、主ロータ４０の対向面４０ａと副ロータ４２の対向面４２ａの間のギャップを中心に、図に示すように（回転軸方向に沿って）左右対称に形成される。このテーパ２４ａにより、ステータ２４と主ロータ４０とのギャップ、及びステータ２４と副ロータ４２とのギャップは、主ロータ４０の対向面４０ａと副ロータ４２の対向面４２ａの近傍領域(第１ステータ領域１００)では相対的に小さく、主ロータ４０の対向面４０ａと副ロータ４２の対向面４２ａから離れる領域(第２ステータ領域２００)では相対的に大きくなる。
【００３６】
このように、ステータ２４のロータ２８と対向する面に形成されるテーパ２４ａにより、ステータ２４とロータ２８のギャップ（磁気ギャップ）を回転軸方向に変化させ、対向面４０ａ，４２ａの近傍領域(第１ステータ領域１００)では相対的に小さく、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域（第２ステータ領域２００）では相対的に大きくすることで、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域ではギャップの増大分だけ磁気抵抗が大きくなり、ステータ２４の第２ステータ領域２００での鎖交磁束を低減することができる。
【００３７】
なお、図７では、ステータ２４のロータ２８に対向する面にテーパ２４ａを形成しているが、逆に、ロータ２８のステータ２４に対向する面にテーパを形成することで、ステータ２４とロータ２８のギャップ（磁気ギャップ）を回転軸方向に変化させ、対向面４０ａ，４２ａの近傍領域（第１ステータ領域１００）では相対的に小さく、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域（第２ステータ領域２００）では相対的に大きくしてもよい。勿論、ステータ２４のロータ２８に対向する面にテーパを形成するとともに、ロータ２８のステータ２４に対向する面にテーパを形成してもよい。要するに、ステータ２４及びロータ２８が互いに対向する面に着目し、ステータ２４及びロータ２８の少なくともいずれかにテーパを形成して回転軸方向に磁気ギャップを変化させればよい。
【００３８】
＜第２実施形態＞
図８に、本実施形態における回転電機の、ステータ２４及びロータ２８の断面図を示す。主ロータ４０及び副ロータ４２が逆極対向状態の場合である。図７では、ステータ２４のロータ２８に対向する面にテーパ２４ａを形成しているが、本実施形態では、回転軸方向にステップ（段差）２４ｂが形成される。ステップ２４ｂも、主ロータ４０の対向面４０ａと副ロータ４２の対向面４２ａの間のギャップを中心に、図に示すように（回転軸方向に沿って）左右対称に形成される。このステップ２４ｂにより、ステータ２４と主ロータ４０とのギャップ、及びステータ２４と副ロータ４２とのギャップは、主ロータ４０の対向面４０ａと副ロータ４２の対向面４２ａの近傍領域（第１ステータ領域）では相対的に小さく、主ロータ４０の対向面４０ａと副ロータ４２の対向面４２ａから離れた領域(第２ステータ領域)では相対的に大きくなる。
【００３９】
従って、本実施形態の構成でも、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域（第２ステータ領域）ではギャップの増大分だけ磁気抵抗が大きくなり、ステータ２４の第２ステータ領域の鎖交磁束を低減することができる。
【００４０】
なお、図８では、ステータ２４のロータ２８に対向する面にステップ２４ｂを形成しているが、逆に、ロータ２８のステータ２４に対向する面にステップを形成することで、ステータ２４とロータ２８のギャップ（磁気ギャップ）を回転軸方向に変化させ、対向面４０ａ，４２ａの近傍領域(第１ステータ領域)では相対的に小さく、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域（第２ステータ領域）では相対的に大きくしてもよい。勿論、ステータ２４のロータ２８に対向する面にステップを形成するとともに、ロータ２８のステータ２４に対向する面にステップを形成してもよい。要するに、ステータ２４及びロータ２８が互いに対向する面に着目し、ステータ２４及びロータ２８の少なくともいずれかにステップを形成して回転軸方向に磁気ギャップを変化させればよい。
【００４１】
また、図８では、１段のステップ２４ｂを形成しているが、必要に応じて複数段のステップを形成してもよい。
【００４２】
＜第３実施形態＞
図９に、本実施形態における回転電機の、ステータ２４及びロータ２８の断面図を示す。主ロータ４０及び副ロータ４２が逆極対向状態の場合である。ステータ２４のステータコア３６は、複数の電磁鋼板が回転軸方向に積層されて構成されるが、積層された電磁鋼板のうち、対向面４０ａ，４２ａから離れた部位の電磁鋼板は、他の部位の電磁鋼板よりも相対的に透磁率の低い材料の電磁鋼板３６ａで形成される。電磁鋼板３６ａは、例えば低透磁率の圧粉磁心で構成される。
【００４３】
この電磁鋼板３６ａにより、ステータ２４のステータコア３６のうち、対向面４０ａ，４２ａ近傍の領域(第１ステータ領域)では相対的に磁気抵抗が小さく、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域(第２ステータ領域)では電磁鋼板３６ａの分だけ相対的に磁気抵抗が大きくなり、ステータ２４の第２ステータ領域の鎖交磁束を低減することができる。
【００４４】
なお、図９では、ステータコア３６のうち、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域の材料を低透磁率の材料としているが、材料は同じであるものの電磁鋼板の板厚や品質（グレード）を変化させることによって相対的に磁気抵抗を増大してもよい。例えば、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域の電磁鋼板の板厚を減少させる等である。
【００４５】
＜第４実施形態＞
図１０に、本実施形態における回転電機の、ステータ２４及びロータ２８の断面図を示す。主ロータ４０及び副ロータ４２が逆極対向状態の場合である。ステータ２４のステータコア３６のうち、ロータ２８に対向していない反対側の面に配設されたバックヨークにステップ３６ｂが形成される。
【００４６】
このステップ３６ｂにより、ステータ２４のステータコア３６のうち、対向面４０ａ，４２ａ近傍の領域(第１ステータ領域)では相対的に磁気抵抗が小さく、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域（第２ステータ領域）ではステップ３６ｂの分だけ相対的に磁気抵抗が大きくなり、ステータ２４の第２領域の鎖交磁束を低減することができる。
【００４７】
なお、図１０から明らかなように、バックヨークを回転軸方向に垂直な面で切断した場合の断面積は、第１ステータ領域の方が第２ステータ領域よりも大きいと言える。
【００４８】
また、図１０では、バックヨークにステップ３６ｂを形成しているが、バックヨークに磁気抵抗として機能するスリットを形成してもよい。また、対向面４０ａ，４２ａ近傍領域のスリット数よりも、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域のスリット数を相対的に多くすることで相対的に磁気抵抗を大きくしてもよい。
【００４９】
＜第５実施形態＞
図１１に、本実施形態における回転電機の、ステータ２４及びロータ２８の断面図を示す。主ロータ４０及び副ロータ４２が逆極対向状態の場合である。図１１（ａ）に示すように、主ロータ４０のロータコア４６のうち、対向面４０ａ近傍の領域（ステータ２４の第１ステータ領域に対向する第１ロータ領域３００）には主永久磁石４８ｎ（及び４８ｓ）が配設されるが、対向面４０ａから離れた領域（ステータ２４の第２ステータ領域に対向する第２ロータ領域４００）には主永久磁石４８ｎ（及び４８ｓ）は配設されない。同様に、副ロータ４２のロータコア５４のうち、対向面４２ａ近傍領域（第１ロータ領域３００）には副永久磁石５６ｎ（及び５６ｓ）が配設されるが、対向面４２ａから離れた領域(第２ロータ領域４００)には副永久磁石５６ｎ（及び５６ｓ）は配設されない。
【００５０】
図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に、主ロータ４０のロータコア４６を回転軸方向から見た断面図を示す。図１１（ｂ）は、ロータコア４６のうち、対向面４０ａから離れた領域の位置Ｐ（第２ロータ領域４００内の位置Ｐ）における断面図であり、主永久磁石４８ｎ、４８ｓがいずれも配設されていないことを点線で示す。他方、図１１（ｃ）は、ロータコア４６のうち、対向面４０ａ近傍の領域の位置Ｑ（第１ロータ領域３００内の位置Ｑ）における断面図であり、主永久磁石４８ｎ，４８ｓが周方向に沿って２つを１組としてＶ字型に配設される。
【００５１】
図示していないが、副ロータ４２のロータコア５４についても同様であり、ロータコア５４のうち、対向面４２ａから離れた領域の位置Ｐでは副永久磁石５６ｎ、５６ｓがいずれも配設されておらず、対向面４２ａ近傍の領域の位置Ｑでは副永久磁石５６ｎ，５６ｓが周方向に沿って２つを１組としてＶ字型に配設される。
【００５２】
このように、主ロータ４０及び副ロータ４２のいずれにおいても、対向面４０ａ、４２ａから離れた領域では主永久磁石４８ｎ，４８ｓ、副永久磁石５６ｎ，５６ｓが配設されていないので、ロータ２８の界磁量が低減し、ステータ２４の第２ステータ領域の鎖交磁束を低減することができる。
【００５３】
＜第６実施形態＞  
図１２（ａ）に、本実施形態における回転電機の、ステータ２４及びロータ２８の断面図を示す。また、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に、主ロータ４０のロータコア４６を回転軸方向から見た断面図を示す。図１２（ｂ）は、ロータコア４６のうち、対向面４０ａから離れた位置Ｐ（第２ロータ領域内の位置Ｐ）における断面図であり、図１２（ｃ）は、ロータコア４６のうち、対向面４０ａ近傍の位置Ｑ（第１ロータ領域内の位置Ｑ）における断面図である。主ロータ４０及び副ロータ４２が逆極対向状態の場合である。
【００５４】
図１２（ｃ）に示すように、基本的には、主ロータ４０のロータコア４６には主永久磁石４８ｓがＶ字型に配設され、このＶ字型の主永久磁石４８ｓの間であって外周側に主永久磁石４８ｎが配設される。主永久磁石４８ｎは外周側がＮ極であり、主永久磁石４８ｓは外周側がＳ極である。対向面４０ａ近傍の領域における位置Ｑでは、このように主永久磁石４８ｎ、４８ｓがともに配設されているが、図１２（ｂ）に示すように、対向面４０ａから離れた領域における位置Ｐでは、主永久磁石４８ｓのみが配設され、主永久磁石４８ｎは配設されない。
【００５５】
副ロータ４２のロータコア５４についても同様であり、基本的には、副ロータ４２のロータコア５４には副永久磁石５６ｓがＶ字型に配設され、このＶ字型の副永久磁石５６ｓの間であって外周側に副永久磁石５６ｎが配設される。副永久磁石５６ｎは外周側がＮ極であり、副永久磁石５６ｓは外周側がＳ極である。逆極対向状態では、主永久磁石４８ｎと副永久磁石５６ｓが対向し、主永久磁石４８ｓと副永久磁石５６ｎが対向する。対向面４２ａ近傍の領域における位置Ｑでは、副永久磁石５６ｎ、５６ｓがともに配設されているが、対向面４２ａから離れた領域における位置Ｐでは、副永久磁石５６ｓのみが配設され、副永久磁石５６ｎは配設されない。
【００５６】
このように、主ロータ４０及び副ロータ４２のいずれにおいても、対向面４０ａ、４２ａから離れた領域（第２ロータ領域）では外周側に永久磁石が配設されていないので、ロータ２８の界磁量が低減し、ステータ２４の第２ステータ領域の鎖交磁束を低減することができる。
【００５７】
なお、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）から明らかなように、位置Ｐにおける主永久磁石４８ｎ，４８ｓの磁石断面積は、位置Ｑにおける磁石断面積よりも小さい。すなわち、本実施形態では、主ロータ４０を回転軸方向に垂直な面で切断した場合の主永久磁石の磁石断面積は、第１ロータ領域内の位置Ｑの方が第２ロータ領域内の位置Ｐよりも大きいと言える。副ロータ４２についても同様である。
【００５８】
以上の各実施形態で説明したように、ステータ２４あるいはロータ２８の少なくとのいずれかの形状ないし材料を調整し、対向面４０ａ，４２ａ近傍の領域よりも対向面４０ａ，４２ａから離れた領域における磁気抵抗を増大させ、あるいは磁石磁束を低減させることで、主ロータ４０と副ロータ４２が逆極対向状態において対向面４０ａ，４２ａから離れた領域でのステータ２４の鎖交磁束を低減させ、鉄損を低減することができる。
【００５９】
なお、本発明は各実施形態に限定されないことは言うまでもなく、種々の変形が可能である。
【００６０】
例えば、ステータ２４のティース部分の幅を同一ではなく、対向面４０ａ，４２ａ近傍の領域(第１ステータ領域)では相対的に幅を大きく、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域(第２ステータ領域)では相対的に小さくしてステータ２４の磁気抵抗を大きくしてもよい。
【００６１】
また、第１実施形態〜第６実施形態のうち、いずれか複数の形態を互いに組み合わせてもよい。組み合わせを例示すると、以下の通りである。
（１）図７と図９の組み合わせ
ステータ２４にテーパ２４を形成するとともに、ステータコア３６の所定部位を低透磁率材料の電磁鋼板３６ａで形成する。
（２）図７と図９の組み合わせ
ステータ２４にテーパ２４を形成するとともに、バックヨークにステップ３６ｂを形成する。
（３）図７と図１１の組み合わせ
ステータ２４にテーパ２４を形成するとともに、ロータ２８の所定部位に永久磁石を配設しない。
（４）図１０と図１１の組み合わせ
バックヨークにステップ３６ｂを形成するとともに、ロータ２８の所定部位に永久磁石を配設しない。
【００６２】
これ以外にも、図８と図１０の組み合わせ、図１０と図１２の組み合わせ等も可能である。
【００６３】
本実施形態では、ステータ２４の領域のうち、対向面４０ａ，４２ａ近傍の領域を第１ステータ領域、対向面４０ａ，４２ａから離れた領域を第２ステータ領域としているが、例えば、図７等においてステータ２４の回転軸方向に沿った中央領域を第１ステータ領域、端部領域を第２ステータ領域としてもよい。この場合も、中央領域は対向面４０ａ，４２ａ近傍の領域に相当し、端部領域は対向面４０ａ，４２ａから離れた領域に相当する。第１ステータ領域は、第２ステータ領域に対して相対的に対向面４０ａ，４２に近い領域と言え、第２ステータ領域は、第１ステータ領域に対して相対的に対向面４０ａ，４２ａから離れている領域とも言い得る。第１ロータ領域及び第２ロータ領域についても同様である。
【００６４】
第１ステータ領域と第１ロータ領域、及び第２ステータ領域と第２ロータ領域との関係については、第１ステータ領域と第１ロータ領域が対向し、第２ステータ領域と第２ロータ領域が対向する関係にあるが、必ずしも第１ステータ領域の位置及びサイズと第１ロータ領域の位置及びサイズが厳密に等しいことを意味するものではない。第２ステータ領域の位置及びサイズと第２ロータ領域の位置及びサイズについても同様である。例えば、サイズについては、回転軸方向に沿った第１ステータ領域のサイズをＳｓ１、第１ロータ領域のサイズをＳｒ１とすると、Ｓｓ１＞Ｓｒ１となることもあり得る。
【００６５】
第１ステータ領域と第２ステータ領域は、図７に示すように、ステータ２４の回転軸方向のステータ中心を基準として回転軸方向に軸対称に存在していることが望ましい。第１ロータ領域及び第２ロータ領域についても同様である。
【符号の説明】
【００６６】
２４  ステータ、２８  ロータ、３６  ステータコア、３８ｕ，３８ｖ，３８ｗ  ステータコイル、４０  主ロータ(第１ロータ要素)、４２  副ロータ(第２ロータ要素)、４６  主ロータコア、４８ｎ，４８ｓ  主永久磁石、５４  副ロータコア、５６ｎ，５６ｓ  副永久磁石。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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