(57)【要約】【課題】３面ギャップ構造を有する回転電機において磁束量を効率的に増加させる。【解決手段】電機子コア３１の軸方向両側に第１及び第２界磁磁石２１，２２がそれぞれ配置されるとともに、電機子コア３１の径方向外側に第３界磁磁石２３が配置される。そして、第１及び第２界磁磁石２１，２２は、電機子コア３１の外周側端部に作用する磁界に対して内周側端部（反第３界磁磁石側の端部）に作用する磁界の方が強くなるように構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線が巻装された電機子コアの軸方向両側及び径方向両側の四方のうちの三方にそれぞれ界磁磁石部が配置されてなる回転電機であって、
軸方向又は径方向に前記電機子コアを介して対向配置される一対の前記界磁磁石部をそれぞれ第１界磁磁石部及び第２界磁磁石部とし、残りの前記界磁磁石部を第３界磁磁石部として、
前記第１及び第２界磁磁石部は、前記電機子コアにおける前記第３界磁磁石部側の端部に作用する磁界に対して反第３界磁磁石部側の端部に作用する磁界の方が強くなるように構成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記第１及び第２界磁磁石部の肉厚は、前記第３界磁磁石部側の端部よりもその反対側の端部の方が厚く形成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記第１及び第２界磁磁石部の肉厚は、前記第３界磁磁石部側からその反対側に向かうにつれて厚くなるように形成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記第１及び第２界磁磁石部は、前記電機子コアの反第３界磁磁石部側の端部よりも反第３界磁磁石部側に突出するように構成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記第１及び第２界磁磁石部は、前記第３界磁磁石部側の端部よりもその反対側の端部の方が残留磁束密度が高くなるように構成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記第１及び第２界磁磁石部の着磁配向が反第３界磁磁石部側に傾斜している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、回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示される回転電機（モータ）は、環状の電機子コアに巻線が巻回されたステータを備え、そのステータに対するロータは、電機子コアの内周面、外周面及び軸方向一端面とそれぞれ対向する第１〜第３磁石を備えている。このような回転電機では、電機子コアの軸方向両側及び径方向両側の計４面のうちの３面で磁束を確保する３面ギャップ構造を有しているため、モータの大型化を極力抑えつつも、出力を向上させることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３５３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような３面ギャップ構造を有する回転電機では、電機子コアの軸方向両側及び径方向両側の計４面のうち、磁石が配置されない側の磁路（上記特許文献１の構成では軸方向の反第３磁石側の磁路）には磁束が流れにくく、その反対側の磁路（上記特許文献１の構成では軸方向の第３磁石側の磁路）に磁束が集中しやすい。そのため、磁束量を増加させるべく例えば磁石の体積を増やして磁石の磁力を増加させても、電機子コアの第３磁石側の磁路で磁気飽和が生じてしまい、磁束量を効率的に増加させることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、３面ギャップ構造を有する回転電機において磁束量を効率的に増加させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する回転電機は、巻線が巻装された電機子コアの軸方向両側及び径方向両側の四方のうちの三方にそれぞれ界磁磁石部が配置されてなる回転電機であって、軸方向又は径方向に前記電機子コアを介して対向配置される一対の前記界磁磁石部をそれぞれ第１界磁磁石部及び第２界磁磁石部とし、残りの前記界磁磁石部を第３界磁磁石部として、前記第１及び第２界磁磁石部は、前記電機子コアにおける前記第３界磁磁石部側の端部に作用する磁界に対して反第３界磁磁石部側の端部に作用する磁界の方が強くなるように構成されている。
【０００７】
この構成によれば、第１及び第２界磁磁石部の磁界は、電機子コアの第３界磁磁石部側の端部よりもその反対側の端部に対してより強く作用する。このため、電機子コアの第３界磁磁石部側の端部での磁気飽和を抑えつつも、その反対側（磁石部が配置されない側）の磁束量を増加させることが可能となり、その結果、効率的に磁束量を増加させることができる。
【０００８】
上記回転電機において、前記第１及び第２界磁磁石部の肉厚は、前記第３界磁磁石部側の端部よりもその反対側の端部の方が厚く形成されていることが好ましい。
この構成によれば、第１及び第２界磁磁石部の磁界を電機子コアの第３界磁磁石部側の端部よりもその反対側の端部で強くすることができ、その結果、効率的に磁束量を増加させることができる。
【０００９】
上記回転電機において、前記第１及び第２界磁磁石部の肉厚は、前記第３界磁磁石部側からその反対側に向かうにつれて厚くなるように形成されていることが好ましい。
この構成によれば、電機子コアの第３界磁磁石部側の端部での磁気飽和を抑えつつも、磁束量をバランスよく増加させることができる。
【００１０】
上記回転電機において、前記第１及び第２界磁磁石部は、前記電機子コアの反第３界磁磁石部側の端部よりも反第３界磁磁石部側に突出するように構成されていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、第１及び第２界磁磁石部の磁界を電機子コアの第３界磁磁石部側の端部よりもその反対側の端部に対してより強く作用させることができ、その結果、効率的に磁束量を増加させることができる。
【００１２】
上記回転電機において、前記第１及び第２界磁磁石部は、前記第３界磁磁石部側の端部よりもその反対側の端部の方が残留磁束密度が高くなるように構成されていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、第１及び第２界磁磁石部の磁界を電機子コアの第３界磁磁石部側の端部よりもその反対側の端部で強くすることができ、その結果、効率的に磁束量を増加させることができる。
【００１４】
上記回転電機において、前記第１及び第２界磁磁石部の着磁配向が反第３界磁磁石部側に傾斜していることが好ましい。
この構成によれば、第１及び第２界磁磁石部の磁界を電機子コアの第３界磁磁石部側の端部よりもその反対側の端部で強くすることができ、その結果、効率的に磁束量を増加させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の回転電機によれば、３面ギャップ構造を有する回転電機において磁束量を効率的に増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態のモータの断面図である。
【図２】同形態のモータの分解斜視図である。
【図３】同形態の電機子コアの斜視図である。
【図４】同形態のモータの要部断面図である。
【図５】同形態の第１及び第２磁石の傾斜角度θと、磁気回路部の質量に対する磁束量の比Ｒとの関係を示すグラフである。
【図６】別例のモータの要部断面図である。
【図７】別例の第１及び第２磁石のオーバーハング量Ｅと、磁気回路部の質量に対する磁束量の比Ｒとの関係を示すグラフである。
【図８】別例のモータの要部断面図である。
【図９】別例のモータの要部断面図である。
【図１０】別例のモータの断面図である。
【図１１】別例のステータの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、回転電機（モータ）の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の回転電機としてのモータ１０は、ステータ１１を構成するヨークハウジング１２（以下、ヨーク１２という）に対してロータ１３が回転可能に支持されて構成されている。
【００１８】
［ステータの構成］
図１及び図２に示すように、ヨーク１２は、円筒部材１４（筒状部材）と、円筒部材１４の軸方向両側に設けられた板状の第１及び第２円盤部材１５，１６（第１及び第２板状部材）とから構成されている。また、第２円盤部材１６の外側端面（反円筒部材側の端面）には、ホルダ部材１７が組み付けられている。
【００１９】
ヨーク１２の円筒部材１４は、金属板を円環状に丸めて成形されるものであり、その両端部（第１及び第２開口端部１４ａ，１４ｂ）がロータ１３の軸方向に開口するように配置されている。この円筒部材１４の開口端部１４ａ，１４ｂにはそれぞれ、軸方向に突出する複数の固定突起１４ｃ（位置決め突起１４ｃ）が形成されている。
【００２０】
第１円盤部材１５は、金属板からプレス加工により成形されるものであり、円筒部材１４の第１開口端部１４ａに固定されている。詳述すると、第１円盤部材１５の外縁部付近に形成された複数の貫通孔１５ａに対して、円筒部材１４の第１開口端部１４ａに形成された固定突起１４ｃがそれぞれ挿入されるとともにかしめ又は屈曲されることで、第１円盤部材１５が第１開口端部１４ａに固定される。また、第１円盤部材１５の中央部には、ロータ１３の回転軸１８を軸支する軸受１８ａが支持されている。そして、第１円盤部材１５において円筒部材１４との固定部位の径方向内側には、円環状をなすテーパ部１５ｂが形成されている。テーパ部１５ｂは、径方向内側に向かうにつれて軸方向外側（後述の電機子コア３１から離間する方向）に傾斜するように形成されている。
【００２１】
第２円盤部材１６は、金属板からプレス加工により成形されるものであり、円筒部材１４の第２開口端部１４ｂに固定されている。詳述すると、第２円盤部材１６の外縁部付近に形成された複数の貫通孔１５ａに対して、円筒部材１４の第２開口端部１４ｂに形成された固定突起１４ｃがそれぞれ挿入されるとともにかしめ又は屈曲されることで、第２円盤部材１６が第２開口端部１４ｂに固定される。また、第２円盤部材１６の中央部には、ロータ１３が挿通される開口部１６ｃが形成されている。なお、第１及び第２円盤部材１５，１６は、円筒部材１４を軸方向に挟持する状態で、円筒部材１４の外周側に位置するボルト１９にて互いに連結されている。
【００２２】
そして、第２円盤部材１６において円筒部材１４との固定部位の径方向内側には、円環状をなすテーパ部１６ｂが形成されている。テーパ部１６ｂは、径方向内側に向かうにつれて軸方向外側（後述の電機子コア３１から離間する方向）に傾斜するように形成されている。なお、第１及び第２円盤部材１５，１６の各テーパ部１５ｂ，１６ｂは、軸方向において重なる位置に形成されている。また、各テーパ部１５ｂ，１６ｂは、円筒部材１４の軸方向中心に対して互いに対称形状をなしている。
【００２３】
第１円盤部材１５のテーパ部１５ｂの内側面（円筒部材１４側の面）には、複数の第１界磁磁石２１（第１界磁磁石部）が周方向に沿って固着されている。本実施形態では、第１界磁磁石２１は、周方向等間隔（４５度間隔）に８個設けられ、それぞれ互いに同形状をなしている。また、各第１界磁磁石２１は、テーパ部１５ｂに固着された固定面２１ａ（軸方向一端面）が該テーパ部１５ｂの傾斜に沿った傾斜面をなすとともに、その裏面が回転軸１８の軸線と直交する平面をなしている。つまり、第１界磁磁石２１の周方向直交断面は、径方向内側に向かうにつれて軸方向厚みが厚くなる台形形状をなしている。また、各第１界磁磁石２１は、軸方向視で略扇形状をなしている。この各第１界磁磁石２１は、軸方向に着磁されており、軸方向内側面にＮ極が表れるものと軸方向内側面にＳ極が表れるものとが周方向に交互に配置されている。
【００２４】
第２円盤部材１６のテーパ部１６ｂの内側面（円筒部材１４側の面）には、複数の第２界磁磁石２２（第２界磁磁石部）が周方向に沿って固着されている。第２界磁磁石２２は、第１界磁磁石２１と同数の８個が周方向等間隔（４５度間隔）に設けられ、それぞれ互いに同形状をなす。また、各第２界磁磁石２２は、第１界磁磁石２１と同形状をなしている。詳述すると、各第２界磁磁石２２は、テーパ部１６ｂに固着された固定面２２ａ（軸方向一端面）が該テーパ部１６ｂの傾斜に沿った傾斜面をなすとともに、その裏面が回転軸１８の軸線と直交する平面をなしている。つまり、第２界磁磁石２２の周方向直交断面は、径方向内側に向かうにつれて軸方向厚みが厚くなる台形形状をなしている。また、各第２界磁磁石２２は、軸方向視で略扇形状をなしている。この各第２界磁磁石２２は、軸方向に着磁されており、軸方向内側面にＮ極が表れるものと軸方向内側面にＳ極が表れるものとが周方向に交互に配置されている。
【００２５】
円筒部材１４の内周面には、複数の第３界磁磁石２３（第３界磁磁石部）が周方向に沿って固着されている。第３界磁磁石２３は、第１界磁磁石２１と同数の８個が周方向等間隔（４５度間隔）に設けられるとともに、互いに同形状をなしている。第３界磁磁石２３は、周方向直交断面が略矩形状に形成されており、その内周面は回転軸１８の軸線方向に対して平行をなしている。また、各第３界磁磁石２３は、径方向に着磁されており、内周側にＮ極が表れるものと内周側にＳ極が表れるものとが周方向に交互に配置されている。
【００２６】
なお、第１〜第３界磁磁石２１〜２３は、それらの周方向の磁極中心が周方向に互いにずれるように配置されている（図２参照）。より詳しくは、第３界磁磁石２３の磁極中心を基準として、第１界磁磁石２１の磁極中心は周方向一方に、第２界磁磁石２２の磁極中心は周方向他方に、それぞれ同角度だけずれている。
【００２７】
図１及び図２に示すように、ホルダ部材１７は、第２円盤部材１６に対して複数のねじ（図示略）で固定されている。ホルダ部材１７の底部１７ａ中央には、回転軸１８を軸支する軸受１８ｂが設けられている。また、ホルダ部材１７の底部１７ａには、軸方向に対して垂直をなす板状のベース部２４が固定され、そのベース部２４には、複数（本実施形態では４つ）の給電用ブラシ２６が保持されている。各給電用ブラシ２６は、径方向にスライド可能に設けられるとともに、先端部（径方向内側端部）が後述の整流子３２の外周面に押圧接触される。また、各給電用ブラシ２６は、外部接続用のターミナル２５と電気的に接続されている。
【００２８】
［ロータの構成］
ロータ１３は、各軸受１８ａ，１８ｂに軸支された円柱状の回転軸１８と、回転軸１８に固定された電機子コア３１と、回転軸１８に固定された整流子３２と、電機子コア３１に巻装された巻線３３とから構成されている。
【００２９】
電機子コア３１は、円筒部材１４と第１及び第２円盤部材１５，１６とにより区画される収容空間に配置にされ、第３界磁磁石２３の内周側であって、軸方向においては第１界磁磁石２１と第２界磁磁石２２との間に位置している。
【００３０】
図３に示すように、電機子コア３１は、回転軸１８に固定された円盤状の介在部材３４と、介在部材３４の外周面に固定された環状のコア本体部３５と、コア本体部３５に対し軸方向に貫通する態様で圧入固定された２４個のコア片３６とから構成されている。
【００３１】
コア本体部３５の外周部には、径方向外側に突出する２４個の径方向突出部４１が周方向等間隔（１５度間隔）に形成されている。各径方向突出部４１は、回転軸１８を中心とする放射状に形成されるとともに、径方向外側から見て矩形状をなしている。各径方向突出部４１の外周面は、軸方向から見て、回転軸１８の軸線を中心とする同一円上に位置する円弧状をなしている。
【００３２】
また、コア本体部３５には、該コア本体部３５を軸方向に貫通する２４個の固定孔４２が周方向等間隔（１５度間隔）形成されている。各固定孔４２は、径方向突出部４１と対応する位置に形成され、コア本体部３５の内周縁部付近から径方向突出部４１の外周面近傍まで延びる径方向に長い形状をなしている。なお、径方向突出部４１の外周面の周方向中央部には、固定孔４２と連通するスリット４１ａが軸方向に沿って形成されている。
【００３３】
各固定孔４２には、コア片３６が圧入固定されている。コア片３６の軸方向両端部はそれぞれ固定孔４２から軸方向に突出しており、その軸方向両側の突出部位が第１及び第２軸方向突出部４３，４４をそれぞれ構成している。なお、本実施形態では、後述の整流子３２側のものを第２軸方向突出部４４とし、その反対側のものを第１軸方向突出部４３としている。これら第１及び第２軸方向突出部４３，４４は、軸方向に対して垂直な平面をなすコア本体部３５の軸方向端面に対して、垂直に突出するように構成されている。また、各軸方向突出部４３，４４の軸方向先端面は、軸方向に対して垂直な平面をなしている。なお、各コア片３６における径方向の略中央よりも外側部位は、内側部位よりも周方向幅が広い形状をなしている。
【００３４】
このように、コア本体部３５が備える径方向突出部４１、第１軸方向突出部４３及び第２軸方向突出部４４は、互いに同数（本実施形態では２４個）設けられるとともに、それぞれ周方向等間隔に設けられている。また、各径方向突出部４１と各軸方向突出部４３，４４とは、周方向において同位置に配置されている。
【００３５】
また、コア本体部３５において、１つの径方向突出部４１とその軸方向両側の第１及び第２軸方向突出部４３，４４が１つのティース部Ｔを構成している。即ち、コア本体部３５には、周方向等間隔に２４個のティース部Ｔが構成されている。また、各ティース部Ｔの周方向間、つまり、各径方向突出部４１の周方向間、各第１軸方向突出部４３の周方向間、及び各第２軸方向突出部４４の周方向間は、巻線３３が巻回される空間（スロット）を構成している。
【００３６】
図４に示すように、各ティース部Ｔは、第３界磁磁石２３の内周側であって、軸方向においては第１界磁磁石２１と第２界磁磁石２２との間に位置している。
ティース部Ｔの第１軸方向突出部４３の軸方向先端面は、第１界磁磁石２１の対向面２１ｂ（固定面２１ａの裏面）に対し空隙を介して軸方向に対向している。第１軸方向突出部４３の軸方向先端面と第１界磁磁石２１の対向面２１ｂは、互いに平行であり、軸方向に対して垂直な平面をなしている。また、第１界磁磁石２１の径方向長さは、第１軸方向突出部４３の径方向長さと等しく設定されており、第１界磁磁石２１の内周側端部及び外周側端部は、コア片３６の内周側端部及び外周側端部に対してそれぞれ径方向位置が一致するように配置されている。
【００３７】
また、第２軸方向突出部４４の軸方向先端面は、第２界磁磁石２２の対向面２２ｂ（固定面２２ａの裏面）に対し空隙を介して軸方向に対向している。第２軸方向突出部４４の軸方向先端面と第２界磁磁石２２の対向面２２ｂは、互いに平行であり、軸方向に対して垂直な平面をなしている。また、第２界磁磁石２２の径方向長さは、第２軸方向突出部４４の径方向長さと等しく設定されており、第２界磁磁石２２の内周側端部及び外周側端部は、コア片３６の内周側端部及び外周側端部に対してそれぞれ径方向位置が一致するように配置されている。
【００３８】
また、ティース部Ｔの外周面（第１及び第２軸方向突出部４３，４４の外周面及び径方向突出部４１の外周面）は、第３界磁磁石２３の内周面に対し空隙を介して径方向に対向している。第３界磁磁石２３の軸方向長さは、コア片３６の軸方向長さと等しく設定されており、第３界磁磁石２３の軸方向端部とコア片３６の軸方向端部の軸方向位置が一致するように配置されている。
【００３９】
図１に示すように、整流子３２は、回転軸１８における電機子コア３１と、ホルダ部材１７に支持された軸受１８ｂとの間に固定されている。なお、第２円盤部材１６の開口部１６ｃの径は、整流子３２と干渉しないようにその整流子３２の外径よりも大きく形成されている。なお、整流子３２は、回転軸１８に外嵌された円筒状の絶縁部材４５と、その絶縁部材４５の外周面に周方向に並設された複数のセグメント４６とから構成されている。セグメント４６は、ティース部Ｔと同数の２４個で構成され、絶縁部材４５の外周面に周方向等間隔（１５度間隔）に配置されている。セグメント４６には、電機子コア３１のティース部Ｔに巻装された巻線３３が接続されている。
【００４０】
次に、本実施形態の作用について説明する。
電源から給電用ブラシ２６及びセグメント４６を介して巻線３３に給電されることにより電機子コア３１に生じる磁界は、ティース部Ｔの外周面から径方向外側に作用するとともに、各軸方向突出部４３，４４の軸方向端面から軸方向に作用する。そして、その電機子コア３１の磁界は、各軸方向突出部４３，４４の軸方向端面及びティース部Ｔの外周面とそれぞれ対面する第１〜第３界磁磁石２１〜２３の磁界と相互に作用し、それによりロータ１３が回転する。このように、電機子コア３１の軸方向両端面及び外周面の３面でトルクの発生に寄与する磁束が確保されるため、モータ１０の大型化を抑えつつも、出力を向上させることが可能となっている。
【００４１】
そして、本実施形態では、第１及び第２界磁磁石２１，２２は、径方向内側に向かうにつれて軸方向厚みが厚くなる形状をなしている。つまり、第１及び第２界磁磁石２１，２２の磁界は、径方向内側に向かうにつれて強くなっている。これにより、第３界磁磁石２３と対向する電機子コア３１の外周側部位での磁気飽和を抑えつつも、電機子コア３１の内周側部位を通る磁束量を増加させることが可能となり、その結果、電機子コア３１を通る磁束量が効率的に増加されるようになっている。
【００４２】
ここで、図５には、第１及び第２界磁磁石２１，２２の対向面２１ｂ，２２ｂ（軸直交平面）に対する固定面２１ａ，２２ａの傾斜角度θと、磁気回路部の質量に対する磁束量の比Ｒ（磁束量／磁気回路部の質量）との関係を示す。なお、磁気回路部の質量は、第１〜第３界磁磁石２１〜２３、ヨーク１２及び電機子コア３１の合計の質量としている。また、図５では、固定面２１ａ，２２ａの傾斜角度θを０度としたとき（つまり、固定面２１ａ，２２ａと対向面２１ｂ，２２ｂとを平行としたとき）の比Ｒを基準値「１」としている。
【００４３】
固定面２１ａ，２２ａの傾斜角度θを０から大きくしていくと、比Ｒは一端増加し、傾斜角度が約２．５度で最大（比Ｒが約１．００３）となり、その最大値を経て比Ｒは再び減少する。そして、傾斜角度θが約４．６度で比Ｒが１となり、４．６≦θの範囲では比Ｒは１以下となる。つまり、０＜θ＜４．６の範囲は、比Ｒが基準値「１」を越える範囲である。従って、傾斜角度θを０＜θ＜４．６の範囲内に設定すれば磁束量の比Ｒの向上が見込め、更に傾斜角度θを２．５度付近の角度に設定すれば、磁束量の比Ｒのより一層の向上が見込める。
【００４４】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）第１及び第２界磁磁石２１，２２は、電機子コア３１の外周側端部に作用する磁界に対して内周側端部（反第３界磁磁石側の端部）に作用する磁界の方が強くなるように構成される。このため、第３界磁磁石２３と対向する電機子コア３１の外周側端部での磁気飽和を抑えつつも、その反対側（磁石が配置されない側）の磁束量を増加させることが可能となり、その結果、効率的に磁束量を増加させることができる。
【００４５】
（２）第１及び第２界磁磁石２１，２２の軸方向厚み（肉厚）は、外周側端部よりも内周側端部の方が厚く形成される。このため、第１及び第２界磁磁石２１，２２の磁界を電機子コア３１の内周側端部（反第３界磁磁石側の端部）でより強くすることができ、その結果、効率的に磁束量を増加させることができる。また、第１及び第２界磁磁石２１，２２は、軸方向厚みが内周側端部に向かうにつれて厚くなるテーパ形状をなすため、電機子コア３１の第３界磁磁石２３側の端部（外周側端部）での磁気飽和を抑えつつも、磁束量をバランスよく増加させることができる。
【００４６】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、第１及び第２界磁磁石２１，２２は、径方向内側に向かうにつれて軸方向厚みが厚くなるテーパ形状に形成されているが、これ以外に例えば、径方向内側に向かうにつれて軸方向厚みが段階に厚くなる段差形状に形成してもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、第１及び第２界磁磁石２１，２２の径方向内側の軸方向厚みを厚くすることで、電機子コア３１の内周側端部に作用する各界磁磁石２１，２２の磁界を強くしているが、これ以外の構成によって電機子コア３１の内周側端部に作用する各界磁磁石２１，２２の磁界を強くしてもよい。
【００４８】
例えば、図６に示す例では、第１及び第２界磁磁石２１，２２は、軸方向厚みが全体に亘り均一に形成されている。そして、第１及び第２界磁磁石２１，２２は、コア片３６（ティース部Ｔ）の内周側端部よりも径方向内側（反第３界磁磁石側）に突出するように構成されている。これにより、第１及び第２界磁磁石２１，２２の磁界を電機子コア３１の内周側端部に対してより強く作用させることができ、その結果、効率的に磁束量を増加させることができる。なお、図６に示す例では、各軸方向突出部４３，４４（ティース部Ｔ）の内周側端部に対する第１及び第２界磁磁石２１，２２の径方向内側への突出量（オーバーハング量）は互いに等しく設定されている。
【００４９】
ここで、図７には、第１及び第２界磁磁石２１，２２のオーバーハング量Ｅと、磁気回路部の質量に対する磁束量の比Ｒとの関係を示す。図７では、オーバーハング量Ｅを０としたときの比Ｒを基準値「１」としている。
【００５０】
オーバーハング量Ｅを０から大きくしていくと、比Ｒは一旦増加し、オーバーハング量Ｅが約３ｍｍのときに最大（比Ｒが約１．０２５）となり、その最大値を経て比Ｒは再び減少する。従って、オーバーハング量Ｅを３ｍｍ付近に設定すれば、磁束量の比Ｒのより一層の向上が見込める。
【００５１】
また例えば、図８に示す例では、第１及び第２界磁磁石２１，２２は、径方向外側端部よりも内側端部の方が残留磁束密度（磁力）が高くなるように構成されている。これにより、第１及び第２界磁磁石２１，２２の磁界を電機子コア３１の内周側端部（反第３界磁磁石側の端部）に対してより強く作用させることができ、その結果、効率的に磁束量を増加させることができる。
【００５２】
また例えば、図９に示す例では、第１及び第２界磁磁石２１，２２は、その径方向の中間部から外側端部にかけて、着磁配向（図中矢印）が径方向内側に傾斜するように着磁されている。なお、第１及び第２界磁磁石２１，２２の径方向内側端部においては、着磁配向が軸方向の電機子コア３１側を向くように着磁されている。これにより、第１及び第２界磁磁石２１，２２の磁界を電機子コア３１の内周側端部（反第３界磁磁石側の端部）に対してより強く作用させることができ、その結果、効率的に磁束量を増加させることができる。
【００５３】
なお、図６、図８及び図９に示す例では、第１及び第２界磁磁石２１，２２の軸方向厚みが全体に亘り均一に形成されているが、上記実施形態のように、径方向内側に向かうにつれて軸方向厚みが厚くなる形状としてもよい。また、図８及び図９に示す例では、第１及び第２界磁磁石２１，２２の径方向内側端部が、コア片３６の内周側端部と径方向位置が一致する（つまりオーバーハング量Ｅが０となる）ように構成されているが、図６の例のように、第１及び第２界磁磁石２１，２２をコア片３６の内周側端部よりも径方向内側に突出させてもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、第１〜第３界磁磁石２１〜２３は、それらの周方向の磁極中心が周方向に互いにずれるように配置されているが、これに特に限定されるものではなく、各界磁磁石２１〜２３の磁極中心が周方向において一致するように構成してもよい。
【００５５】
・上記実施形態では、第１〜第３界磁磁石２１〜２３はそれぞれ周方向に沿って複数設けられている。つまり、第１〜第３界磁磁石２１〜２３は、磁極毎に周方向に分離されているが、これ以外に例えば、周方向に複数の極が発生するように着磁した円環状の磁石を用いてもよい。この構成によれば、磁石の個数を減少させることができ、部品管理の点で有利となる。
【００５６】
電機子コア３１の構成は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、第１及び第２軸方向突出部４３，４４（コア片３６）がコア本体部３５に一体形成されていてもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、第１〜第３界磁磁石２１〜２３がそれぞれ互いに分離されているが、これ以外に例えば、周方向において略同位置にある第１〜第３界磁磁石２１〜２３を、互いに一体に繋がる断面コ字状の一体部品としてもよい。
【００５８】
・各界磁磁石２１〜２３の個数（極数）は上記実施形態に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、第１及び第２界磁磁石２１，２２が電機子コア３１を介して軸方向に対向配置され、第３界磁磁石２３が電機子コア３１の外周側に配置された３面ギャップ構造のモータに具体化したが、この構成の３面ギャップ構造のモータに適用してもよい。例えば、図１０には、第１及び第２界磁磁石が電機子コアを介して軸方向に対向配置され、第３界磁磁石が電機子コアの軸方向一端側に配置された３面ギャップ構造のモータを示す。
【００５９】
同図に示すモータは、略有底筒状のケース本体５１と、ケース本体５１の開口部を略閉塞するカバー５２とを備え、更に、それらケース本体５１及びカバー５２内に収容保持されるステータ５３とロータ５４とを備える。
【００６０】
図１１に示すように、ステータ５３は、全体的に略円筒状に形成され、環状の電機子コア５５に巻線５６がトロイダル巻きされてなる。詳しくは、電機子コア５５は、環状部６１と、該環状部６１の内周面から周方向等角度間隔で軸中心にそれぞれ延びる複数の内側ティース６２と、環状部６１の外周面から周方向等角度間隔で放射状に延びる複数の外側ティース６３とを備える。そして、巻線５６は、周方向に隣り合う内側ティース６２間及び外側ティース６３間の環状部６１にトロイダル巻きされ、それら巻線５６は３相スター結線又はデルタ結線される。
【００６１】
そして、このように構成されたステータ５３は、図１０に示すように、電機子コア５５の軸方向一端部（図中、下端部）が、カバー５２に形成された支持部５２ａに対して支持（固定）されている。
【００６２】
ロータ５４は、両端側が前記ケース本体５１及びカバー５２にそれぞれ軸受６４を介して回転可能に支持される回転軸６５と、ケース本体５１及びカバー５２内において回転軸６５に固定されたロータコア６６と、更にロータコア６６に固定された第１〜第３界磁磁石７１〜７３（第１〜第３界磁磁石部）とを備える。
【００６３】
詳しくは、ロータコア６６は、中央に回転軸６５が固定される中央孔６６ａを有した円盤部６６ｂと、該円盤部６６ｂの径方向中間位置から軸方向に延びる内側筒部６６ｃと、円盤部６６ｂの外縁から軸方向に延びる外側筒部６６ｄとを備える。円盤部６６ｂは、回転軸６５の軸線に対して垂直な平板状をなしている。内側筒部６６ｃは、軸方向先端側（図１０において下端側）に向かうにつれて縮径するテーパ形状をなし、外側筒部６６ｄは、軸方向先端側に向かうにつれて拡径するテーパ形状をなしている。つまり、内側筒部６６ｃと外側筒部６６ｄとの径方向の間隔は、軸方向先端側に向かうにつれて広がるように形成されている。
【００６４】
内側筒部６６ｃの外周面には、複数の第１界磁磁石７１が周方向等間隔に固定され、外側筒部６６ｄの内周面には、複数（第１界磁磁石７１と同数）の第２界磁磁石７２が周方向等間隔に固定されている。つまり、第１及び第２界磁磁石７１，７２は、電機子コア５５を介して径方向に対向配置され、第１界磁磁石７１は内側ティース６２と、第２界磁磁石７２は外側ティース６３とそれぞれ径方向に対向している。また、円盤部６６ｂの軸方向内側端面には、複数（第１界磁磁石７１と同数）の第３界磁磁石７３が周方向等間隔に固定され、その第３界磁磁石７３は、電機子コア５５の軸方向端面（図１０において上端面）と軸方向に対向している。
【００６５】
ここで、第１界磁磁石７１は、内側筒部６６ｃに固着された固定面７１ａ（径方向内側端面）が該内側筒部６６ｃの傾斜に沿った傾斜面をなすとともに、その裏面（対向面７１ｂ）が回転軸６５の軸線に対して平行をなしている。つまり、第１界磁磁石７１の周方向直交断面は、軸方向一端側（図１０において下端側）に向かうにつれて径方向厚みが厚くなる台形形状をなしている。
【００６６】
また、第２界磁磁石７２は、外側筒部６６ｄに固着された固定面７２ａ（径方向外側端面）が該外側筒部６６ｄの傾斜に沿った傾斜面をなすとともに、その裏面（対向面７２ｂ）が回転軸６５の軸線に対して平行をなしている。つまり、第２界磁磁石７２の周方向直交断面は、軸方向一端側（図１０において下端側）に向かうにつれて径方向厚みが厚くなる台形形状をなしている。
【００６７】
上記のようなモータでは、巻線５６に給電されることにより電機子コア５５に生じる磁界が第１〜第３界磁磁石７１〜７３の磁界と相互に作用し、それによりロータ５４が回転する。つまり、電機子コア５５の径方向両端面及び軸方向一端面の３面でトルクの発生に寄与する磁束が確保されるため、モータの大型化を抑えつつも、出力を向上させることが可能となっている。
【００６８】
そして、第１及び第２界磁磁石７１，７２は、軸方向下端側に向かうにつれて径方向厚みが厚くなる形状をなしている。つまり、第１及び第２界磁磁石７１，７２の磁界は、軸方向下端側に向かうにつれて強くなっている。これにより、第３界磁磁石７３と対向する電機子コア５５の軸方向上端側部位での磁気飽和を抑えつつも、磁石が対向配置されない電機子コア５５の軸方向下端側部位を通る磁束量を増加させることが可能となり、その結果、電機子コア５５を通る磁束量を効率的に増加できるようになっている。
【００６９】
なお、図１０に示す例では、電機子コア５５の軸方向下端部に作用する第１及び第２界磁磁石７１，７２の磁界を強くするために、第１及び第２界磁磁石７１，７２のテーパ形状を採用しているが、それ以外の構成（図６、図８及び図９の構成を参照）を採用してもよい。
【００７０】
・上記実施形態では、モータ１０に具体化したが、これ以外に例えば、直流発電機等の回転電機に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１０…モータ（回転電機）、１１…ステータ、１２…ヨークハウジング、１３…ロータ、２１，７１…第１界磁磁石（第１界磁磁石部）、２２，７２…第２界磁磁石（第２界磁磁石部）、２３，７３…第３界磁磁石（第３界磁磁石部）、３１，５５…電機子コア、３３，５６…巻線。
【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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