(57)【要約】【課題】界磁子たる回転子の両側に、電機子たる固定子を有する回転電機において、回転子を移動させずに磁極のほとんどを着磁する。【解決手段】固定子１には三相で四組の磁芯が周方向に等配されるので、相互に３０度ずれて配置される。固定子３には三相で四組の磁芯が周方向に等配されるので、相互に３０度ずれて配置される。Ｕ相の電機子巻線が巻回された固定子３の磁芯Ｕ１〜Ｕ４は、Ｕ相の電機子巻線が巻回された固定子１の磁芯Ｕ５〜Ｕ８と、回転軸に沿った方向から見て１５度ずれて配置される。着磁において磁芯Ｕ１〜Ｕ４及びこれと４５度ずれた磁芯Ｖ５〜Ｖ８とを、回転子２に対して同極性とする。Ｗ相の電機子巻線が巻回された固定子３の磁芯Ｗ１〜Ｗ４は、回転子２に対して磁芯Ｕ１〜Ｕ４と異極性とする。磁芯Ｗ１〜Ｗ４及びこれと４５度ずれた磁芯Ｕ５〜Ｕ８とを、回転子２に対して同極性とする。【選択図】図２２
2008236835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（Ｑ）において第１及び第２の固定子（３，１）にそれぞれ第１側及び第２側で対向し、前記回転軸周りで回転する回転子（２）が有する永久磁石材料（２０２）を着磁する方法であって、
前記第１の固定子は、前記回転軸周りの周方向に（１２０／Ｎ）度（Ｎは正整数）で等配されて設けられる３Ｎ個の第１磁芯（３０２）と、前記第１磁芯の各々に集中巻で各相が交代にＮ回繰り返して巻回される三相の第１巻線（３０３Ｕ，３０３Ｖ，３０３Ｗ）とを有し、
前記第２の固定子は、前記周方向に（１２０／Ｎ）度で等配されて設けられる３Ｎ個の第２磁芯（１０２）と、前記第２磁芯の各々に集中巻で各相が交代にＮ回繰り返して巻回される三相の第２巻線（１０３Ｕ，１０３Ｖ，１０３Ｗ）とを有し、
前記方法は、
第１相の前記第１巻線（３０３Ｕ）が巻回された前記第１磁芯（Ｕ１〜Ｕ４）と、これと前記回転軸に沿った方向である回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｖ５〜Ｖ８；Ｕ５〜Ｕ８）とを、前記回転子に対して同極性とし、
前記第１相の前記第１巻線が巻回された前記第１磁芯と、第３相の前記第１巻線（１０３Ｗ）が巻回された前記第１磁芯（Ｗ１〜Ｗ４）とを、前記回転子に対して異極性とし、
前記第３相の前記第１巻線が巻回された前記第１磁芯と、これと前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｕ５〜Ｕ８；Ｗ５〜Ｗ８）とを、前記回転子に対して同極性とする通電を、前記第１巻線及び前記第２巻線に対して行う、回転子の着磁方法。
【請求項２】
第２相の前記第１巻線（３０３Ｖ）と、これが巻回された前記第１磁芯（Ｖ１〜Ｖ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｗ５〜Ｗ８；Ｖ５〜Ｖ８）に巻回された前記第２巻線（１０３Ｗ；１０３Ｖ）とには通電しない、請求項１記載の回転子の着磁方法。
【請求項３】
前記回転子（２）は、前記永久磁石材料（２０２）の前記第１側で相互に磁気的に独立して前記周方向に配置された２Ｎ個の第１軟磁性体（２０３）と、前記永久磁石材料の前記第２側で相互に磁気的に独立した２Ｎ個の第２軟磁性体（２０１）とを有し、
前記回転軸方向において、前記第１軟磁性体と前記第２軟磁性体とが正対する、請求項１または請求項２記載の回転子の着磁方法。
【請求項４】
前記第２相の前記第１巻線（３０３Ｖ）が巻回された前記第１磁芯（Ｖ１〜Ｖ４）は、前記周方向に隣接する前記第１軟磁性体（２０３）の境界に正対し、
前記第２相の前記第１巻線が巻回された前記第１磁芯と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｗ５〜Ｗ８；Ｖ５〜Ｖ８）は、前記周方向に隣接する前記第２軟磁性体（２０１）の境界に正対する、請求項３記載の回転子の着磁方法。
【請求項５】
前記第１相の前記第１巻線（３０１Ｕ）が巻回された前記第１磁芯（Ｕ１〜Ｕ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｖ５〜Ｖ８）には、前記回転子（２）から見て前記第２相の前記第１巻線（３０３Ｖ）の巻回方向と反対方向に前記第２相の前記第２巻線（１０３Ｖ）が巻回され、
前記第２相の前記第１巻線が巻回された前記第１磁芯（Ｖ１〜Ｖ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｗ５〜Ｗ８）には、前記回転子から見て前記第３相の前記第１巻線（３０３Ｗ）の巻回方向と反対方向に前記第３相の前記第２巻線（１０３Ｗ）が巻回され、
前記第３相の前記第１巻線が巻回された前記第１磁芯（Ｗ１〜Ｗ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｕ５〜Ｕ８）には、前記回転子から見て前記第１相の前記第１巻線の巻回方向と反対方向に前記第１相の前記第２巻線が巻回される、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の回転子の着磁方法。
【請求項６】
前記第１相の前記第１巻線（３０３Ｕ）が巻回された前記第１磁芯（Ｕ１〜Ｕ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｕ５〜Ｕ８）には、前記回転子（２）から見て前記第１相の前記第１巻線の巻回方向と同じ方向に前記第１相の前記第２巻線（１０３Ｕ）が巻回され、
前記第２相の前記第１巻線（３０３Ｖ）が巻回された前記第１磁芯（Ｖ１〜Ｖ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｖ５〜Ｖ８）には、前記回転子から見て前記第２相の前記第１巻線の巻回方向と同じ方向に前記第２相の前記第２巻線（１０３Ｖ）が巻回され、
前記第３相の前記第１巻線（３０３Ｗ）が巻回された前記第１磁芯（Ｗ１〜Ｗ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｗ５〜Ｗ８）には、前記回転子から見て前記第３相の前記第１巻線の巻回方向と同じ方向に前記第３相の前記第２巻線（１０１Ｗ）が巻回される、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の回転子の着磁方法。
【請求項７】
前記永久磁石材料（２０２）は、前記回転軸方向に異方性を有する、請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の回転子の着磁方法。
【請求項８】
前記永久磁石材料（２０２）は、相互に磁気的に独立して前記周方向に配置されて２Ｎ個設けられ、
前記回転子（２）の前記周方向の位置を、隣接する前記永久磁石材料の境界を、前記第２相の前記第１巻線（３０３Ｖ）が巻回された前記第１磁芯（Ｖ１〜Ｖ４）に正対させてから前記通電を行う、請求項７記載の回転子の着磁方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は永久磁石を有する回転子を得るために、永久磁石材料を着磁する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アキシャルギャップ型の回転電機は、界磁子と電機子とが回転軸に沿った方向（以下、単に「回転軸方向」ともいう）において対向する。かかる構成は、回転電機を薄型化できたり、界磁子や電機子の磁極面積を大きくすることでトルク密度を向上できたりするという利点を有する。
【０００３】
通常、アキシャルギャップ型の回転電機では、界磁子は界磁磁束の発生源として永久磁石を有する。そのため、回転軸方向に沿って電機子と界磁子との間で吸引力となるスラスト力が発生する。このスラスト力は、例えば二つの界磁子を一つの電機子に対して互いに反対側に設けたり、二つの電機子を一つの界磁子に対して互いに反対側に設けたりして、打ち消し合う。
【０００４】
アキシャルギャップ型の回転電機において、一つの界磁子に対して二つの電機子を設ける構成が望ましい。上述のようにスラスト力が相殺される他、通常は界磁子を回転子として採用するので、界磁子が一つである方が風損を低減でき、また界磁子を回転軸において保持することが容易であるからである。
【０００５】
なお、特許文献１及び特許文献２には、一つの界磁子に対して二つの電機子を設けた回転電機が紹介されている。特許文献１では、当該界磁子は、互いに極性が異なる二つの磁極面を有する磁石の複数を有し、当該磁極面の一方が電機子の一方に対向し、当該磁極面の他方が電機子の他方に対向している。特許文献２では、２以上の電機子の巻線方式が異なる。特許文献３では、ラジアルギャップ型の回転電機において、一つの界磁子に対して二つの電機子を設ける構成が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１３６７２１号公報
【特許文献２】特開２００６−２５４８６号公報
【特許文献３】特開２００２−３６９４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のスラスト力が存在することは、予め着磁された永久磁石を有する界磁子と、電機子とを組み合わせることを困難にする。従って、永久磁石材料が着磁される前の状態で、界磁子と電機子を組み立て、その後に電機子が有する電機子巻線に通電する（以下、単に「電機子に通電する」とも表現する）ことで永久磁石材料を着磁し、永久磁石を得ることが望ましい。
【０００８】
上述した特許文献１の回転電機において集中巻を採用した場合、例えば（界磁子の磁極数）：（一つの電機子の突極部の個数）＝２：３が最も一般的である。しかし突極部の個数が界磁子の磁極数で割り切れない。従って、三相電流を、ある１相と他の２相との間に通電すれば、永久磁石材料で同一の極性に着磁される部分が、磁極一つ分が占める角度を越えてしまう。これは隣接する磁極同士で極性を異ならせるという、界磁子の永久磁石に要求される構成を満足しない。
【０００９】
ある１相を開放状態にし、他の２相の間で通電して着磁する角度を小さくすることも考えられる。但し、アキシャルギャップ型の回転電機では、界磁子が有する二つの磁極面が電機子と対向するので、スキューによる若干のずれはあっても、二つの電機子のティース同士は回転軸に平行な方向において対向する。よって二相の間で通電して着磁しても、磁極一つ当たり、その占める角度の約２／３しか着磁されないと考えられる。これは磁極の面積を実質的に損なってしまうことになる。
【００１０】
着磁する角度を拡げるには、二相の間で通電して行う着磁を、界磁子の位置を異ならせて二回行うことも考えられる。しかしこれでは工数が煩雑になってしまう。しかも１回目の着磁によって電機子のコイルが発熱した場合、冷却する手間がかかるという欠点も有する。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、界磁子たる回転子の両側に、電機子たる固定子を有する回転電機において、回転子を移動させずに磁極のほとんどを着磁する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第１の態様は、回転軸（Ｑ）において第１及び第２の固定子（３，１）にそれぞれ第１側及び第２側で対向し、前記回転軸周りで回転する回転子（２）が有する永久磁石材料（２０２）を着磁する方法である。前記第１の固定子は、前記回転軸周りの周方向に（１２０／Ｎ）度（Ｎは正整数）で等配されて設けられる３Ｎ個の第１磁芯（３０２）と、前記第１磁芯の各々に集中巻で各相が交代にＮ回繰り返して巻回される三相の第１巻線（３０３Ｕ，３０３Ｖ，３０３Ｗ）とを有する。前記第２の固定子は、前記周方向に（１２０／Ｎ）度で等配されて設けられる３Ｎ個の第２磁芯（１０２）と、前記第２磁芯の各々に集中巻で各相が交代にＮ回繰り返して巻回される三相の第２巻線（１０３Ｕ，１０３Ｖ，１０３Ｗ）とを有する。
【００１３】
そして当該着磁方法は、第１相の前記第１巻線（３０３Ｕ）が巻回された前記第１磁芯（Ｕ１〜Ｕ４）と、これと前記回転軸に沿った方向である回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｖ５〜Ｖ８；Ｕ５〜Ｕ８）とを、前記回転子に対して同極性とし、前記第１相の前記第１巻線が巻回された前記第１磁芯と、第３相の前記第１巻線（１０３Ｗ）が巻回された前記第１磁芯（Ｗ１〜Ｗ４）とを、前記回転子に対して異極性とし、前記第３相の前記第１巻線が巻回された前記第１磁芯と、これと前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｕ５〜Ｕ８；Ｗ５〜Ｗ８）とを、前記回転子に対して同極性とする通電を、前記第１巻線及び前記第２巻線に対して行う。
【００１４】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第２の態様は、その第１の態様であって、第２相の前記第１巻線（３０３Ｖ）と、これが巻回された前記第１磁芯（Ｖ１〜Ｖ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｗ５〜Ｗ８；Ｖ５〜Ｖ８）に巻回された前記第２巻線（１０３Ｗ；１０３Ｖ）とには通電しない。
【００１５】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第３の態様は、その第１乃至第２の態様のいずれかであって、前記回転子（２）は、前記永久磁石材料（２０２）の前記第１側で相互に磁気的に独立して前記周方向に配置された２Ｎ個の第１軟磁性体（２０３）と、前記永久磁石材料の前記第２側で相互に磁気的に独立した２Ｎ個の第２軟磁性体（２０１）とを有する。そして前記回転軸方向において、前記第１軟磁性体と前記第２軟磁性体とが正対する。
【００１６】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第４の態様は、その第３の態様であって、前記第２相の前記第１巻線（３０３Ｖ）が巻回された前記第１磁芯（Ｖ１〜Ｖ４）は、前記周方向に隣接する前記第１軟磁性体（２０３）の境界に正対し、前記第２相の前記第１巻線が巻回された前記第１磁芯と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｗ５〜Ｗ８；Ｖ５〜Ｖ８）は、前記周方向に隣接する前記第２軟磁性体（２０１）の境界に正対する。
【００１７】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第５の態様は、その第１乃至第４の態様のいずれかであって、前記第１相の前記第１巻線（３０１Ｕ）が巻回された前記第１磁芯（Ｕ１〜Ｕ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｖ５〜Ｖ８）には、前記回転子（２）から見て前記第２相の前記第１巻線（３０３Ｖ）の巻回方向と反対方向に前記第２相の前記第２巻線（１０３Ｖ）が巻回される。前記第２相の前記第１巻線が巻回された前記第１磁芯（Ｖ１〜Ｖ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｗ５〜Ｗ８）には、前記回転子から見て前記第３相の前記第１巻線（３０３Ｗ）の巻回方向と反対方向に前記第３相の前記第２巻線（１０３Ｗ）が巻回される。前記第３相の前記第１巻線が巻回された前記第１磁芯（Ｗ１〜Ｗ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｕ５〜Ｕ８）には、前記回転子から見て前記第１相の前記第１巻線の巻回方向と反対方向に前記第１相の前記第２巻線が巻回される。
【００１８】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第６の態様は、その第１乃至第４の態様のいずれかであって、前記第１相の前記第１巻線（３０３Ｕ）が巻回された前記第１磁芯（Ｕ１〜Ｕ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｕ５〜Ｕ８）には、前記回転子（２）から見て前記第１相の前記第１巻線の巻回方向と同じ方向に前記第１相の前記第２巻線（１０３Ｕ）が巻回される。前記第２相の前記第１巻線（３０３Ｖ）が巻回された前記第１磁芯（Ｖ１〜Ｖ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｖ５〜Ｖ８）には、前記回転子から見て前記第２相の前記第１巻線の巻回方向と同じ方向に前記第２相の前記第２巻線（１０３Ｖ）が巻回される。前記第３相の前記第１巻線（３０３Ｗ）が巻回された前記第１磁芯（Ｗ１〜Ｗ４）と前記回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた前記第２磁芯（Ｗ５〜Ｗ８）には、前記回転子から見て前記第３相の前記第１巻線の巻回方向と同じ方向に前記第３相の前記第２巻線（１０１Ｗ）が巻回される。
【００１９】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第７の態様は、その第１乃至第６の態様のいずれかであって、前記永久磁石材料（２０２）は、前記回転軸方向に異方性を有する。
【００２０】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第８の態様は、その第７の態様であって、前記永久磁石材料（２０２）は、相互に磁気的に独立して前記周方向に配置されて２Ｎ個設けられ、前記回転子（２）の前記周方向の位置を、隣接する前記永久磁石材料の境界を、前記第２相の前記第１巻線（３０３Ｖ）が巻回された前記第１磁芯（Ｖ１〜Ｖ４）に正対させてから前記通電を行う。
【発明の効果】
【００２１】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第１の態様によれば、永久磁石材料に対して、周方向に２Ｎ個磁極を交互に呈させる着磁を、固定子を利用して行うことができる。
【００２２】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第２の態様によれば、永久磁石が対称性良く着磁される。
【００２３】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第３の態様によれば、永久磁石材料をほぼ回転軸方向に着磁することが容易である。
【００２４】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第４の態様によれば、第１相の第１巻線が巻回された第１磁芯及びこれと回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた第２磁芯が、それぞれ第１軟磁性体及び第２軟磁性体に対して、回転軸方向から見てほぼ重なる。同様にして、第３相の第１巻線が巻回された第１磁芯及びこれと回転軸方向から見て（１８０／Ｎ）度ずれた第２磁芯が、それぞれ第１軟磁性体及び第２軟磁性体に対して、回転軸方向から見てほぼ重なる。よって永久磁石材料をほぼ回転軸方向に着磁することが更に容易である。
【００２５】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第５の態様によれば、永久磁石材料の着磁後、第１の固定子と第２の固定子を相対的に周方向に（６０／Ｎ）度ずらせ、第１相の第１磁芯と第１相の第２磁芯とを正対して配置することにより、通常のアキシャルギャップ型回転電機の構成が得られる。よって着磁後、巻線の構成を大幅には変更することなく、第１巻線及び第２巻線に三相電流を供給して、当該回転電機の運転を行うことができる。
【００２６】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第６の態様によれば、永久磁石材料の着磁後、巻線の構成を大幅には変更することなく、更に第１の固定子と第２の固定子を相対的に周方向にずらせることすらなく、第１巻線及び第２巻線に三相電流を供給して当該回転電機の運転を行うことができる。
【００２７】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第７の態様によれば、永久磁石材料をほぼ回転軸方向に着磁することが容易である。
【００２８】
この発明にかかる回転子の着磁方法の第８の態様によれば、回転子の周方向の初期位置を定めておけば、第１磁芯及び第２磁芯を流れる磁束によって永久磁石材料が引き寄せられるので、回転子が回転しないように拘束することなく、２Ｎ個の永久磁石材料が周方向に交互に異なる極性で着磁される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本実施の形態において、電機子は固定子として機能し、界磁子は回転子として機能する。よって固定子は電機子の構成を有しており、回転子は界磁子の構成を有している。
【００３０】
第１の実施の形態．
図１及び図２は本実施の形態にかかる回転電機の構成を示す斜視図である。当該回転電機は固定子１，３と、回転子２とを備えている。図１ではこれら三者を回転軸Ｑに沿って分離して示している。回転電機として組み立てられる場合、固定子１と回転子２、固定子３と回転子２の間は、エアギャップと通称される間隔が設けられる。
【００３１】
回転子２は回転軸Ｑの周りで回転する。回転子２は回転軸Ｑにおいて一方の側で固定子１に、他方の側で固定子３に、それぞれ対向する。回転子２は、後に着磁されて永久磁石となる、永久磁石材料２０２を備えている。一般的に、永久磁石材料２０２は周方向に沿って相互に磁気的に独立して２Ｎ個（Ｎは正整数）設けられる。ここではＮとして４が採用されている。
【００３２】
永久磁石材料２０２は環状で一体となっていてもよい。後述する着磁においていわゆる多極着磁が実現でき、２Ｎ個の磁極が得られるからである。
【００３３】
回転子２は更に、永久磁石材料２０２の一方の側で相互に磁気的に独立して周方向に配置された２Ｎ個の軟磁性体２０１と、永久磁石材料２０２の他方の側で相互に磁気的に独立した２Ｎ個の軟磁性体２０３とを有している。より具体的には、一つの永久磁石材料２０２を、その両側から軟磁性体２０１，２０３が挟む構成が採用されている。これにより軟磁性体２０１，２０３は互いに回転軸方向において正対する。
【００３４】
永久磁石材料２０２が環状で一体となっていても、軟磁性体２０１，２０３は互いに回転軸方向において正対する位置に配置される。
【００３５】
図１及び図２では回転子２を回転自在に支持する機構や、永久磁石材料２０２、軟磁性体２０１，２０３を保持する機構は省略している。軟磁性体２０１．２０３は、接着剤等を用いて永久磁石材料２０２に固定することができる。またはこれら三者を機械的に固定してもよい。図１では見やすくするため、これら三者を回転軸方向に分離して示した。
【００３６】
固定子１はヨーク１０１と、いわゆるティースとして機能する磁芯１０２と、電機子巻線１０３とを備えている。ヨーク１０１、磁芯１０２は圧粉鉄心を材料としても良いし、積層鋼板を採用しても良い。但し、いずれの図面においても、積層鋼板の各々や導線の各々を個別に図示してはいない。
【００３７】
電機子巻線１０３は細い導線を複数回巻回することで構成されている。電機子巻線１０３同士の結線も省略している。
【００３８】
磁芯１０２はヨーク１０１上の回転子２側に、周方向に（１２０／Ｎ）度で等配されて３Ｎ個設けられる。ここではＮとして４が採用されるので、その個数は１２個となる。
【００３９】
図３は固定子１の構成を示す斜視図である。磁芯１０２は本体１０２ａと、鍔部１０２ｂとで構成されている。図３では電機子巻線１０３と、本体１０２ａと、鍔部１０２ｂとを、回転軸方向に沿って分離して示しているが、実際には本体１０２ａと鍔部１０２ｂとは連結している。
【００４０】
本体１０２ａは、ヨーク１０１の回転子２側の面１０１ａ上に屹立している。鍔部１０２ｂは本体１０２ａよりも周方向に幅広であって、本体１０２ａに対してヨーク１０１とは反対側に設けられる。鍔部１０２ｂは、回転子２からの磁束をより多く固定子１に鎖交させる点で好ましいが、省略してもよい。
【００４１】
電機子巻線１０３は磁芯１０２の各々に、より具体的には本体１０２ａに、集中巻で巻回される。電機子巻線１０３には三相電流が流れるが、いずれの相の電流がどの磁芯１０２に巻回された電機子巻線１０３に流れるかについては後述する。
【００４２】
図４は固定子３の構成を示す斜視図である。固定子３はヨーク３０１と、いわゆるティースとして機能する磁芯３０２と、電機子巻線３０３とを備えている。これらはそれぞれヨーク１０１と、磁芯１０２と、電機子巻線１０３とに対応しており、同様の構成を備えている。
【００４３】
より具体的には、磁芯３０２は本体３０２ａと、鍔部３０２ｂとで構成されている。本体３０２ａは、ヨーク３０１の回転子２側の面３０１ａ上に屹立している。鍔部３０２ｂは本体３０２ａよりも周方向に幅広であって、本体３０２ａに対してヨーク３０１とは反対側に設けられる。鍔部３０２ｂは、回転子２からの磁束をより多く固定子３に鎖交させる点で好ましいが、省略してもよい。図４では電機子巻線３０３と、本体３０２ａと、鍔部３０２ｂとを、回転軸方向に沿って分離して示している。
【００４４】
但し、いずれの相の電流がどの磁芯３０２に巻回された電機子巻線３０３に流れるかについては、後に詳述する。
【００４５】
ヨーク１０１，３０１はそれぞれ貫通孔１００，３００を開口しており、これらの間には回転子２に保持される回転シャフト（図示省略）が貫挿される。
【００４６】
永久磁石材料２０２には焼結された希土類磁石材料を採用することが望ましい。希土類磁石材料を着磁して得られる永久磁石は、その磁束密度が大きいからである。
【００４７】
希土類磁石、とりわけ焼結された希土類磁石には渦電流損が生じやすい。しかし、希土類磁石よりも導電率が小さい軟磁性体２０１，２０３が永久磁石材料２０２よりもそれぞれ固定子１，３側に設けられている。よって永久磁石材料２０２が着磁された後に回転電機が駆動されたとき、渦電流損の発生を抑制することができる。軟磁性体２０１，２０３の材料として、圧粉磁芯を採用することができる。
【００４８】
特に、固定子１，３に流れる電機子電流がＰＷＭ制御を受けている場合、ＰＷＭ制御のキャリア成分の磁束の変化による渦電流損を低減する点で、軟磁性体２０１，２０３を設けることが効果的である。
【００４９】
なお、固定子１，３と共に回転子２が回転電機を構成する。よって永久磁石材料２０２は、隣接するもの同士が相互に極性を異ならせて回転軸方向に磁極を呈する磁石へと着磁されることが要求される。かかる要求に対応するため、永久磁石材料２０２は磁化容易軸が回転軸方向である磁気異方性を備えていることが望ましい。回転軸方向に着磁するのが容易となるからである。
【００５０】
また後述するように、固定子１，３に通電することによって永久磁石材料２０２を着磁する。よって固定子１，３からの着磁用の磁界が回転軸方向から傾いていてもこれを永久磁石材料２０２へと導くことが要求される。かかる要求に対応する観点からも、軟磁性体２０１，２０３が設けられていることが望ましい。更に、当該観点からは軟磁性体２０１，２０３が磁気等方性を備えていることが望ましい。
【００５１】
図５及び図６は回転子２の構成を例示する斜視図である。ここでは非磁性のホルダ２０４によって永久磁石材料２０２、軟磁性体２０１，２０３を保持する態様が例示されている。図６ではホルダ２０４と、永久磁石材料２０２及び軟磁性体２０１，２０３とを、回転軸方向に分離して示している。
【００５２】
ホルダ２０４は、内環２０４ａと、リブ２０４ｂと、外環２０４ｃとを備えている。内環２０４ａの内側で回転シャフト（図示省略）が保持される。リブ２０４ｂは内環２０４ａと外環２０４ｃとの間で、回転軸Ｑに対して径方向に延びている。永久磁石材料２０２及び軟磁性体２０１，２０３は、周方向に隣接するリブ２０４ｂと、内環２０４ａと外環２０４ｃとで囲まれた領域に嵌合して保持される。
【００５３】
ホルダ２０４として樹脂を採用し、永久磁石材料２０２及び軟磁性体２０１，２０３を図５に示される形態にモールドしてもよい。
【００５４】
なお、永久磁石材料２０２が環状で一体となっている場合には、その内径で直接に回転シャフトを支持してもよい。あるいは非磁性体のホルダを介して回転シャフトを支持してもよい。
【００５５】
図７は回転子２の他の構成を例示する斜視図である。ここでも非磁性のホルダ２０４によって永久磁石材料２０２、軟磁性体２０１，２０３が保持されている場合が例示されている。但しここではホルダ２０４として、永久磁石材料２０２及び軟磁性体２０１，２０３を相互に反対側から挟み込むホルダ２０４１，２０４３を採用している。図７では、永久磁石材料２０２及び軟磁性体２０１，２０３と、ホルダ２０４１，２０４３とを回転軸方向に分離して示している。
【００５６】
また図８は回転子２の構造を、回転軸Ｑに平行でかつ回転軸Ｑを含む位置で示す断面図である。但し図８では回転子２が対称性を有することに鑑み、回転軸Ｑに対しての一方側のみを図示した。
【００５７】
軟磁性体２０１，２０３はそれぞれ永久磁石材料２０２とは反対側でテーパ面２０１ｔ，２０３ｔを有している。またホルダ２０４１，２０４３は、それぞれテーパ面２０１ｔ，２０３ｔを永久磁石材料２０２とは反対側から押さえている。よってテーパ面２０１ｔ，２０３ｔは、ホルダ２０４１，２０４３から軟磁性体２０１，２０３が、ひいてはホルダ２０４１，２０４３から軟磁性体２０１，２０３及び永久磁石材料２０２が、回転軸方向に飛び出しにくくなる効果をもたらす。これはスラスト力に抗して永久磁石材料２０２を保持する観点で望ましい。
【００５８】
図９及び図１０は、回転子２の更に他の構成を例示する斜視図である。ここでも非磁性のホルダ２０４によって永久磁石材料２０２、軟磁性体２０１，２０３が保持されている場合が例示されている。但しここでは更に、永久磁石材料２０２の周方向の両側に、磁性体２０５をも備えている構成が例示されている。磁性体２０５は、界磁磁束と電気的に位相が直交するいわゆるｑ軸の、インダクタンス（いわゆるｑ軸インダクタンス）を増加させる。ｑ軸インダクタンスが高くなれば、ｑ軸インダクタンスとｄ軸インダクタンス（界磁磁束と電気的に同相のインダクタンス）との差も大きくなる。適当な進相制御を行えば、この差に比例したリラクタンストルクを発生させ、トルクの増大に利用できる。以下、磁性体２０５をｑ軸コア２０５と称す。
【００５９】
ここではｑ軸コア２０５の回転軸方向の厚みは、永久磁石材料２０２、軟磁性体２０１，２０３の積層方向の厚みの総計と等しく選定されている。ホルダ２０４には、永久磁石材料２０２、軟磁性体２０１，２０３のみならず、ｑ軸コア２０５も嵌合する。図９ではホルダ２０４と、永久磁石材料２０２、軟磁性体２０１，２０３、及びｑ軸コア２０５とを回転軸方向に分離して示している。
【００６０】
図１１及び図１２は、電機子巻線１０１，３０１がそれぞれ磁芯１０２，３０２に集中巻される様子を模式的に示す平面図であり、いずれも回転子２側から見て現れる面が示されている。
【００６１】
磁芯１０２に示された符号Ｕ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４は、それぞれに巻回された電機子巻線１０３に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流が供給されることを示す。より詳細には、符号Ｕ１〜Ｕ４が附された磁芯１０２の各々に巻回された電機子巻線１０３のいずれにもＵ相の電流が供給される。同様に符号Ｖ１〜Ｖ４が附された磁芯１０２の各々に巻回された電機子巻線１０３のいずれにもＶ相の電流が供給され、符号Ｗ１〜Ｗ４が附された磁芯１０２の各々に巻回された電機子巻線１０３のいずれにもＷ相の電流が供給される。
【００６２】
従って電機巻線１０３は、磁芯１０２の各々に集中巻で、各相が交代にＮ回繰り返して巻回される三相の巻線として把握できる。
【００６３】
上述と類似して、符号Ｕ５〜Ｕ８が附された磁芯３０２の各々に巻回された電機子巻線３０３のいずれにもＵ相の電流が供給される。同様に符号Ｖ５〜Ｖ８が附された磁芯３０２の各々に巻回された電機子巻線３０３のいずれにもＶ相の電流が供給され、符号Ｗ５〜Ｗ８が附された磁芯３０２の各々に巻回された電機子巻線３０３のいずれにもＷ相の電流が供給される。そして電機巻線３０３は、磁芯３０２の各々に集中巻で、各相が交代にＮ回繰り返して巻回される三相の巻線として把握できる。
【００６４】
但し、図１１の黒三角のマークは、図１２の黒三角のマークと、周方向において同じ位置に配置されることを示している。すなわち、符号Ｕ１が附された磁芯３０２と符号Ｕ５が附された磁芯１０２とが回転軸方向において正対し、かつ、符号Ｗ４が附された磁芯３０２と符号Ｗ８が附された磁芯１０２とが回転軸方向において正対する。
【００６５】
図１３はこのような電機子巻線１０３，３０３が配置された固定子１，３と、回転子２との位置関係を、磁芯が存在する径方向の位置において、周方向に沿って一周分を外周側へと展開して示す展開図である。図１３において黒三角のマークは固定子１，３の両端に付記されており、この間が一周分であることを示している。図１３では永久磁石材料２０２が既に着磁された後の構成を示している。永久磁石材料２０２が着磁された後は、回転電機として駆動されるべく、磁芯１０２，３０２はこのように回転軸方向において正対する。
【００６６】
但し、コギングトルクを低減する目的のため、磁芯１０２，３０２の相対的な位置関係は、正対位置から周方向に若干ずれることも望ましい。通常、ずれ角度は、最大でも、磁芯１０２，３０２が配置されるピッチの半分（すなわち６０／Ｎ度）未満である。本実施の形態では、回転電機としての駆動時には、上述のずれはないとして説明する。
【００６７】
なお、磁芯１０２，３０２にそれぞれ巻回される電機子巻線１０３，３０３は、いずれも導線一つ分で模式的に示されており、図中の黒丸入り円と×入り円とで巻回方向が示されている。ここでいう巻回方向とは、各相の相電流の正方向の向きを示す。正方向としては、例えば中性点へと電流が流れ込む向きが採用される。当該巻回方向として、各相の相電流の負方向の向きを採ってもよい。そして本実施の形態では、当該巻回方向には、全ての電機子巻線１０３，３０３に共通して、固定子３側から固定子１側を見て同方向（ここでは時計回り方向）が採用されている。
【００６８】
例えばＵ相電流が正方向に流れる場合、符号Ｕ１〜Ｕ４が附された磁芯３０２（図中では本体３０２ａと鍔部３０２ｂとに分けて示した）、符号Ｕ５〜Ｕ８が附された磁芯１０２（図中では本体１０２ａと鍔部１０２ｂとに分けて示した）のいずれもが、固定子１から固定子３へと向かう方向に磁束を発生させる。あるいは例えば、Ｖ相電流が負方向に流れる場合、符号Ｖ１〜Ｖ４が附された磁芯３０２、符号Ｖ５〜Ｖ８が附された磁芯１０２のいずれもが、固定子３から固定子１へと向かう方向に磁束を発生させる。
【００６９】
別の観点で言えば、電機子巻線１０３の巻回方向と電機子巻線３０３の巻回方向とは、回転子２からみるとそれぞれ時計回り方向、反時計回り方向であって、互いに反対方向となっている。しかも回転子２は周方向の位置が同じであれば固定子１と固定子３とに異なる極性を呈する。よって電機子巻線１０３と電機子巻線３０３とは各相について、回転子２に対して同相の磁界を供給することになる。
【００７０】
図１４は電機子巻線１０３，３０３の結線の例を示す回路図である。この例では電機子巻線１０３，３０３は各相毎に直列に接続され、かつ三相スター結線が採用された態様が例示されている。
【００７１】
より具体的には、Ｕ相電流が流される電機子巻線１０３として電機子巻線１０３Ｕが示されている。同様にして、Ｖ相電流、Ｗ相電流が流される電機子巻線１０３として、それぞれ電機子巻線１０３Ｖ，１０３Ｗが示されている。またＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流が流される電機子巻線３０３として、それぞれ電機子巻線３０３Ｕ，３０３Ｖ，３０３Ｗが示されている。なお、Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流を供給する三相電源は図示を省略した。
【００７２】
電機子巻線１０３Ｕ，３０３Ｕは直列に接続され、電機子巻線１０３Ｖ，３０３Ｖは直列に接続され、電機子巻線１０３Ｗ，３０３Ｗは直列に接続され、これらの三組がスター結線を実現している。
【００７３】
図１５は電機子巻線１０３，３０３の結線の他の例を示す回路図である。この例では電機子巻線１０３，３０３は各相毎に並列に接続され、かつ三相スター結線が採用された態様が例示されている。図１５でも三相電源は図示を省略した。
【００７４】
より具体的には、電機子巻線１０３Ｕ，３０３Ｕは並列に接続され、電機子巻線１０３Ｖ，３０３Ｖは並列に接続され、電機子巻線１０３Ｗ，３０３Ｗは並列に接続され、これらの三組がスター結線を実現している。但し、電機子巻線１０３Ｕ，１０３Ｖ，１０３Ｗが相互に接続される中性点と、電機子巻線３０３Ｕ，３０３Ｖ，３０３Ｗが相互に接続される中性点とを、別個に設けてもよい。この二つの中性点を一致させれば図１５の態様が得られる。
【００７５】
図１６は電機子巻線１０３Ｕの構成の例を示す回路図である。電機子巻線１０３Ｕは電機子巻線１０３Ｕ１，１０３Ｕ２，１０３Ｕ３，１０３Ｕ４が並列接続されて構成される。電機子巻線１０３Ｕ１，１０３Ｕ２，１０３Ｕ３，１０３Ｕ４は、それぞれ符号Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４が附された磁芯１０２に巻回される。同様にして電機子巻線１０３Ｖは符号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４が附された磁芯１０２に巻回される電機子巻線が並列接続されて構成され、電機子巻線１０３Ｗは符号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４が附された磁芯１０２に巻回される電機子巻線が並列接続されて構成される。このようにして構成された電機子巻線１０３Ｕ，１０３Ｖ，１０３Ｗは、図１４に示された構成にも、図１５に示された構成にも採用できる。
【００７６】
図１７は電機子巻線１０３Ｕの構成の他の例を示す回路図である。電機子巻線１０３Ｕは電機子巻線１０３Ｕ１，１０３Ｕ２，１０３Ｕ３，１０３Ｕ４が直列接続されて構成される。同様にして電機子巻線１０３Ｖは符号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４が附された磁芯１０２に巻回される電機子巻線が直列接続されて構成され、電機子巻線１０３Ｗは符号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４が附された磁芯１０２に巻回される電機子巻線が直列接続されて構成される。このようにして構成された電機子巻線１０３Ｕ，１０３Ｖ，１０３Ｗは、図１４に示された構成にも、図１５に示された構成にも採用できる。
【００７７】
以下、説明の便宜のため、電機子巻線３０３Ｕが巻回された磁芯３０２をＵ相磁芯と称して符号Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４を用いて表す。同様にして、電機子巻線３０３Ｖが巻回された磁芯３０２をＶ相磁芯と称して符号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を用いて表し、電機子巻線３０３Ｗが巻回された磁芯３０２をＷ相磁芯と称して符号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４を用いて表し、電機子巻線１０３Ｕが巻回された磁芯１０２をＵ相磁芯と称して符号Ｕ５，Ｕ６，Ｕ７，Ｕ８を用いて表し、電機子巻線１０３Ｖが巻回された磁芯１０２をＶ相磁芯と称して符号Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８を用いて表し、電機子巻線１０３Ｗが巻回された磁芯１０２をＷ相磁芯と称して符号Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８を用いて表す。
【００７８】
図１８は、ｑ軸コア２０５を設けた場合の回転子２と、固定子１，３との位置関係を、磁芯が存在する径方向の位置において、周方向に沿って一周分を外周側へと展開して示す展開図である。ｑ軸コア２０５を設けた以外に、図１３に示された構成と異なる所はない。
【００７９】
さて、永久磁石材料２０２を着磁するときには、固定子３から固定子１を見て、固定子３を時計回り方向に（６０／Ｎ）度ずらせる。図１９及び図２０はこのような着磁のためにずれた位置関係を示す斜視図であり、それぞれ図１及び図２に対応する。
【００８０】
図２１は着磁のためにずれた固定子３の位置を示す平面図である。図２１は図１１と同様に回転子２側から見て現れる面が示されている。また図２１で付記された黒三角のマークは、図１２で付記された黒三角のマークと、周方向の位置が一致することを示している。
【００８１】
図２２は着磁のために固定子３がずれたときの、固定子１，３と、回転子２との位置関係を、磁芯が存在する径方向の位置において、周方向に沿って一周分を外周側へと展開して示す展開図である。図２２においては黒三角のマークは一個所のみで示しているが、固定子１，３の図示された範囲が一周分に相当する。図２２でも永久磁石材料２０２が既に着磁された後の構成を示している。
【００８２】
上記のように固定子１，３の相対位置をずらせることにより、Ｕ相磁芯Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４はそれぞれＵ相磁芯Ｕ５，Ｕ６，Ｕ７，Ｕ８に対して固定子３から固定子１を見て時計回り方向に（６０／Ｎ）度ずれる。またＷ相磁芯Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４はそれぞれＶ相磁芯Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８に対して固定子３から固定子１を見て反時計回り方向に（６０／Ｎ）度ずれる。本実施の形態ではＮとして４が採用されているので、（６０／Ｎ）度は１５度となる。
【００８３】
またＶ相磁芯Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４はそれぞれＷ相磁芯Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８に対して固定子３から固定子１を見て時計回り方向に（１８０／Ｎ）度ずれる。またＶ相磁芯Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４はそれぞれＷ相磁芯Ｗ８，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７に対して固定子３から固定子１を見て反時計回り方向に（１８０／Ｎ）度ずれる。またＵ相磁芯Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４はそれぞれＶ相磁芯Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８に対して固定子３から固定子１を見て時計回り方向に（１８０／Ｎ）度ずれる。またＷ相磁芯Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４はそれぞれＵ相磁芯Ｕ５，Ｕ６，Ｕ７，Ｕ８に対して固定子３から固定子１を見て反時計回り方向に（１８０／Ｎ）度ずれる。本実施の形態ではＮとして４が採用されているので、（１８０／Ｎ）度は４５度となる。
【００８４】
永久磁石材料２０２を着磁するときには、電機子巻線１０１，１０３には通常の回転駆動において流れる三相電流ではなく、直流電流もしくはパルス電流を流す。例えば、コンデンサ（図示せず）に蓄えられた電荷を、コンデンサ両端を電機子巻線にて短絡することとで、電機子巻線にパルス電流を流すことができる。
【００８５】
図２２において着磁を施す磁界の向きは磁芯の本体１０２ａ，３０２ａに白抜き矢印で示される。具体的にはＵ相磁芯Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４及びこれと（１８０／Ｎ）度ずれたＶ相磁芯Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８には、いずれも回転子２から外側へ向かう方向に磁界が発生する。つまりこれらの磁芯はいずれも回転子２に対してＳ極となる。またＷ相磁芯Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４及びこれと（１８０／Ｎ）度ずれたＵ相磁芯Ｕ５，Ｕ６，Ｕ７，Ｕ８には、いずれも回転子２へと向かう方向に磁界が発生する。つまりこれらの磁芯はいずれも回転子２に対してＮ極となる。Ｕ相磁芯Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４とＷ相磁芯Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４とは相互に極性が異なり、Ｕ相磁芯Ｕ５，Ｕ６，Ｕ７，Ｕ８とＶ相磁芯Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８とは相互に極性が異なる。
【００８６】
上述のように、Ｕ相磁芯Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４はそれぞれＵ相磁芯Ｕ５，Ｕ６，Ｕ７，Ｕ８に対して（６０／Ｎ）度ずれている。またＷ相磁芯Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４はそれぞれＶ相磁芯Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８に対して（６０／Ｎ）度ずれている。よって永久磁石材料２０２は、磁芯の配置ピッチに対応する（１２０／Ｎ）度及び上記のずれ（６０／Ｎ）度との和である（１８０／Ｎ）度の範囲において、固定子１，３に対して互いに異なる磁極を呈して着磁される。
【００８７】
しかも、着磁を施す磁界は（１８０／Ｎ）度毎に極性が異なるので、永久磁石材料２０２は、（１８０／Ｎ）度毎に異なる極性で着磁される。よって永久磁石材料２０２は周方向の一周分（３６０度）において２Ｎ個の磁極に着磁される。
【００８８】
このようにして、永久磁石材料２０２に対して、周方向に２Ｎ個の磁極を交互に呈させる着磁が、固定子１，３を利用して行われる。しかも着磁のときに回転子２を移動させる必要がない。なお、着磁後の永久磁石材料２０２は、固定子１，３に対して相互に極性が異なる磁極を呈することになる。
【００８９】
図２２では着磁後の永久磁石材料２０２が呈する磁極の極性のうち、固定子１側に呈するものを軟磁性体２０１の位置に、固定子３側に呈するものを軟磁性体２０３の位置に、それぞれ記載した。
【００９０】
図２３は着磁用の磁界を発生するための構成を例示する回路図である。着磁電源としては例えばパルス電圧を発生する電源が採用される。図２３で例示された構成は、回転電機を回転駆動する場合に用いられる結線が、図１４で示される態様である場合に好適である。より具体的には、図２３で例示された構成は、図１４において電機子巻線３０３Ｖ，３０３Ｗを短絡除去して電機子巻線１０３Ｖ，３０３Ｖ同士の並列接続を実現することで、当該並列接続と電機子巻線１０３Ｕ，３０３Ｕとを着磁電源に対して直列に接続して得られる。
【００９１】
今、着磁電源の極性を電機子巻線１０３Ｕ，３０３Ｕ側を正に採り、各相の電流の向きとして中性点へと流れ込む方向を正に採ると、電機子巻線１０３Ｕ，３０３Ｕには正の向きの電流が流れる。これにより、Ｕ相磁芯Ｕ１〜Ｕ８に巻回された電機子巻線１０３，３０３には、その巻回方向と同じ方向に電機子電流が流れ、Ｕ相磁芯Ｕ１〜Ｕ８には白抜き矢印で示された磁界が発生する。
【００９２】
また、電機子巻線１０３Ｖ，３０３Ｗには負の向きの電流が流れる。これにより、Ｖ相磁芯Ｖ５〜Ｕ８に巻回された電機子巻線１０３、Ｗ相磁芯Ｗ１〜Ｗ４に巻回された電機子巻線３０３には、その巻回方向とは逆の方向に電機子電流が流れ、Ｖ相磁芯Ｖ５〜Ｕ８及びＷ相磁芯Ｗ１〜Ｗ４には白抜き矢印で示された磁界が発生する。
【００９３】
図２４は着磁用の磁界を発生するための他の構成を例示する回路図である。図２４で例示された構成は、回転電機を回転駆動する場合に用いられる結線が、図１５で示される態様である場合に好適である。より具体的には、図２４で例示された構成は、図１５において電機子巻線３０３Ｖ，１０３Ｗを開放除去して電機子巻線１０３Ｖ，３０３Ｖ同士の並列接続を実現することで、当該並列接続と電機子巻線１０３Ｕ，３０３Ｕ同士の並列接続とを着磁電源に対して直列に接続して得られる。このような構成においても、電機子巻線１０３Ｕ，３０３Ｕと電機子巻線１０３Ｖ，３０３Ｗとは逆方向に電流が流れ、図２２で白抜き矢印で示された磁界が発生する。
【００９４】
通常、回転電機の電機子巻線は対称性良く設けられるので、電機子巻線１０３Ｕ，１０３Ｖ，１０３Ｗ，３０３Ｕ，３０３Ｖ，３０３Ｗのインピダンスはほぼ等しい。よって図２３に示された構成と比較して、図２４に示された構成では、電機子巻線１０３Ｕ，１０３Ｖ，３０３Ｕ，３０３Ｗに流れる電流は等しくなる。これはＵ相磁芯Ｕ１〜Ｕ８、Ｖ相磁芯Ｖ５〜Ｕ８、Ｗ相磁芯Ｗ１〜Ｗ４に発生する磁界の強さがほぼ等しくなり、着磁が均等になるという利点を招来する。かかる利点は、電機子１０３Ｕ，１０３Ｖ，１０３Ｗ，３０３Ｕ，３０３Ｖ，３０３Ｗのいずれもが電機子１０３Ｕについて例示された図１６の構成を採っても、図１７の構成を採っても、得られる。
【００９５】
図２２で示されるように、着磁を施す磁界は、固定子１，３の間で（６０／Ｎ）度ずれている。よって永久磁石材料２０２を回転軸方向に着磁するには、上述のように、回転軸方向に磁化容易軸を有することが望ましい。図２５は永久磁石材料２０２が着磁されたことを矢印で模式的に示す断面図である。このように着磁することにより、回転電機として使用する場合に得られる磁気エネルギー積が大きい。
【００９６】
図２６は、図２２の内、近接する三つの磁芯の近傍を拡大して示す展開図である。例えば図１を参照して、固定子１において磁芯１０２は３Ｎ個設けられる。よって周方向に隣接する本体１０２ａの中心同士は周方向に（３６０／３Ｎ）度で離れている。本実施の形態ではＮとして４が採用されるので、（３６０／３Ｎ）度は３０度になる。本体３０２ａの中心同士についても同様である。
【００９７】
着磁の方向を回転軸方向に近づけるためにも、鍔部１０２ｂ，３０２ｂは本体１０２ａ，３０２ａよりも周方向に幅広であることが望ましい。但し鍔部１０２ｂ，３０２ｂは、隣接する磁芯同士での磁気的短絡を防止すべく、本体１０２ａ，３０２ａの中心から１５度未満で拡がることが望ましい。
【００９８】
また本体１０２ａ，３０２ａ同士は（６０／Ｎ）＝３０／２＝１５度ずれている。よって（３６０／２Ｎ）＝（１８０／Ｎ）度＝４５度の範囲内では３つの磁芯が存在することになる。他方、永久磁石材料２０２を着磁して２Ｎ個の磁極を対称性良く得るためには、（１８０／Ｎ）度毎に極性が異ならせて着磁しなければならない。よって（１８０／Ｎ）度の範囲内にある３つの磁芯のうち、一つには着磁を施す磁界を発生させないことが望ましい。図２２に示した例でいえば、相互に（１８０／Ｎ）度ずつずれた磁芯Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ５〜Ｗ８に巻回された電機子巻線３０３Ｖ，１０３Ｗには、着磁時に通電しない方が、着磁の対称性が良い。
【００９９】
更には、これら、着磁時に磁界を発生させない磁芯Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ５〜Ｗ８は、それぞれ軟磁性体２０３，２０１の周方向の境界に正対する事が望ましい。これにより磁芯Ｕ１〜Ｕ４，Ｖ５〜Ｖ８はそれぞれ軟磁性体２０３，２０１に、回転軸方向から見てほぼ重なる。同様にして磁芯Ｗ１〜Ｗ４，Ｕ５〜Ｕ８はそれぞれ軟磁性体２０３，２０１に、回転軸方向から見てほぼ重なる。よって永久磁石材料２０２をほぼ回転軸方向に着磁することが容易となる。
【０１００】
なお、着磁において回転子２の回転を阻止することは必要ではない。このことは、永久磁石材料２０２が環状で一体である場合は当然であるが、２Ｎ個で離散して設けられている場合についても妥当する。
【０１０１】
永久磁石材料２０２が２Ｎ個で離散して設けられている場合においては、着磁を施す磁界が発生する磁芯１０２，３０２へと永久磁石材料２０２が引き寄せられる。よって回転子２の回転を拘束せず、回転自在な状態で着磁を行っても、永久磁石材料２０２はその各々について着磁される。但し、予め、着磁時に磁界を発生させない磁芯Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ５〜Ｗ８を、それぞれ軟磁性体２０３，２０１の周方向の境界に正対する事が望ましい。この状態を初期状態として着磁することにより、永久磁石材料２０２が磁芯Ｕ１〜Ｕ４，Ｗ１〜Ｗ４，Ｕ５〜Ｕ８，Ｖ５〜Ｖ８に引き寄せられる力が拮抗し、回転子２は殆ど回転しないからである。
【０１０２】
着磁後は、磁芯１０２，３０２が回転軸方向において正対するように固定子１，３の相対的位置関係を変える。具体的には、着磁後、固定子３から固定子１を見て、固定子３を反時計回り方向に（６０／Ｎ）度ずらせる。
【０１０３】
これにより、図１８に示された位置関係、すなわち通常のアキシャルギャップ型回転電機の構成が得られる。更に電機子巻線１０３，３０３を、図１４や図１５で例示されるように、三相電流を流す態様に結線する。例えば図１４に示された態様で電機子巻線１０３，３０３を結線しておき、着磁においては電機子巻線３０３Ｖ，３０３Ｗを短絡する結線を追加して図２３に示された結線を得る。そして着磁後は、その追加した結線を外し、着磁電源を通常の三相電源（図示省略）に置換すればよい。または、巻線３０３Ｖ，１０３Ｗは結線せずに着磁を行い、着磁ののちに、巻線３０３Ｖ、１０３Ｗを、巻線１０３Ｖ，３０３Ｗに接続してもよい。これにより回転電機は通常に駆動できる。
【０１０４】
このように第１の実施の形態によれば、着磁後、電機子巻線１０３，３０３の構成を大幅には変更することなく、これらに三相電流を供給して、当該回転電機の運転を行うことができる。
【０１０５】
第１の実施の形態では、着磁するときと、回転電機として用いるときとで、固定子１，３の周方向における相対的位置関係が異なる。しかしかかる位置関係の調整は周知の機構で実現することが可能である。
【０１０６】
図２７は固定子１，３の周方向における相対的位置関係を異ならせる機構を例示する斜視図である。但し、図示の繁雑を避けるため、回転子２、固定子１，３はいずれも円盤として簡略化して示し、かつ回転子２は鎖線で示されるように透視されている。
【０１０７】
固定子１には締結孔１１０が設けられている。締結孔１１０は例えば、図１を参照して、ヨーク１０１において電機子巻線１０３を避けて設けられる。また固定子３には締結孔３１０，３１１が設けられている。締結孔３１０，３１１は例えば、図１を参照して、ヨーク３０１において電機子巻線３０３を避けて設けられる。
【０１０８】
回転軸方向に沿って、締結孔１１０，３１０が重なるとき、通常のアキシャルギャップ型回転電機としての位置関係（図１８参照）が得られる。また回転軸方向に沿って、締結孔１１０，３１１が重なるとき、着磁のときの位置関係（図２２）が得られる。
【０１０９】
具体的には、締結孔１１０，３１０はいずれも周方向において９０度離れて配置されており、締結孔３１１は固定子３から固定子１を見て反時計回り方向に１５度ずれて設けられている。そして締結孔１１０，３１０，３１１の径方向の位置は例えば全て等しい。
【０１１０】
着磁を行うときには、締結孔１１０，３１１を貫通する締結具（図示省略）を用いて固定子１，３を固定する。そして着磁が終了すると回転電機の通常の運転が行えるように、締結孔１１０，３１０に締結具を貫通させて固定子１，３を固定する。
【０１１１】
もちろん、締結孔１１０，３１０，３１１を用いることなく、他の機構を用いてもよい。例えば固定子１，３を固定するケーシングを別途に設け、当該ケーシングに対する固定子１の位置関係を固定しつつ、固定子３の位置関係を二通り許す機構を設ける。当該機構の例として、ケーシングと固定子３との間で二種の位置関係で契合する凹凸が挙げられる。
【０１１２】
第２の実施の形態．
図２８は本実施の形態における磁芯１０２の配置を模式的に示す平面図であり、回転子２側から見て現れる固定子１の面が示されている。本実施の形態において、固定子３の平面図は、図２１に示される。図２１及び図２８に付記された黒三角のマークは、周方向において同じ位置に配置されることを示している。
【０１１３】
図２９は固定子１，３と、回転子２との位置関係を、磁芯が存在する径方向の位置において、周方向に沿って一周分を外周側へと展開して示す展開図である。図２９において黒三角のマークは一個所のみで示しているが、固定子１，３の図示された範囲が一周分に相当する。図２９でも永久磁石材料２０２が既に着磁された後の構成を示している。
【０１１４】
本実施の形態では磁芯１０２の磁芯３０２に対する位置関係が第１の実施の形態で示された位置関係と比較して、固定子３から固定子１を見て時計方向周りに更に（１２０／Ｎ）度ずれている点で異なる。例えばＵ相磁芯Ｕ１は、第１の実施の形態ではＵ相磁芯Ｕ５とＷ相磁芯Ｗ８との間に位置していたが（図２２参照）、本実施の形態ではＷ相磁芯Ｗ８とＶ相磁芯Ｖ８との間に位置している。
【０１１５】
更に、本実施の形態では電機子巻線１０３の巻回方向が、回転軸方向の一方からみて電機子巻線３０３の巻回方向と反対方向（回転子２からみて同方向）となっている。
【０１１６】
別の観点で言えば、電機子巻線１０３の巻回方向と電機子巻線３０３の巻回方向とは、回転子２からみるといずれも時計回り方向であって同じ方向となっており、回転子２に対して呈する磁極は各相毎に極性が同じになる。しかも、回転子２は固定子１，３に対し、各相毎に同じ極性を呈する。より詳細には、固定子３のＵ相磁芯Ｕ１〜Ｕ４と、固定子１のＵ相磁芯Ｕ５〜Ｕ８とは機械角として４５度ずれている。また永久磁石材料２０２も４５度毎に極性が反転して着磁される。よって電機子巻線１０３と電機子巻線３０３とは、回転子２に対して同相の磁界を供給することになる。
【０１１７】
但し、電機子巻線１０３，３０３同士は、各相毎に直列接続あるいは並列接続し、スター結線あるいはデルタ結線を採用することができる。例えば図１４や図１５に例示された結線が採用される。なお、スター結線を採用する場合には、３相の巻線を全て結線した状態で二つの相の端子の間で電流を流せば、他の一つの相には電流が流れない。但しデルタ結線を採用する場合、通電しない相の巻線を通電する相の巻線と結線しない状態で、着磁用の通電を行う必要がある点を注意しなければならない。
【０１１８】
本実施の形態でも、着磁を施す磁界は白抜き矢印で示されており、当該磁界と回転子２との関係は、第１の実施の形態と同じである。すなわち、磁芯Ｕ１〜Ｕ４と磁芯Ｗ１〜Ｗ４とは、回転子２に対して異なる極性を呈する。そして磁芯Ｕ１〜Ｕ４及びこれと（１８０／Ｎ）度ずれた磁芯１０２が回転子２に対して同極性となっている。当該磁芯１０２は第１の実施の形態では磁芯Ｖ５〜Ｖ８であったが、本実施の形態では磁芯Ｕ５〜Ｕ８である。また磁芯Ｗ１〜Ｗ４及びこれと（１８０／Ｎ）度ずれた磁芯１０２が回転子２に対して同極性となっている。当該磁芯１０２は第１の実施の形態では磁芯Ｕ５〜Ｕ８であったが、本実施の形態では磁芯Ｗ５〜Ｗ８である。
【０１１９】
このように本実施の形態では、着磁において、Ｗ相の電機子巻線を用いず、Ｕ相及びＶ相の二相についての電機子巻線１０３，３０３にのみ通電すれば足りる。これは着磁電源への電機子巻線１０３，３０３の接続を容易にする。
【０１２０】
例えば図１４に示された態様の結線を採用する場合、Ｗ相の電機子巻線を開放し、電機子巻線１０３Ｕ，３０３Ｕ，１０３Ｖ，３０３Ｖの直列接続に対して着磁電源を接続すればよい。あるいは図１５に示された態様の結線を採用する場合、Ｗ相の電機子巻線を開放し、電機子巻線１０３Ｕ，３０３Ｕ同士の並列接続と、電機子巻線１０３Ｖ，３０３Ｖ同士の並列接続との直列接続に対して着磁電源を接続すればよい。
【０１２１】
電機子巻線１０３Ｕと電機子巻線３０３Ｕには同じ向きに電流が流れ、両者は回転子２から見て同方向に巻回されているので、磁芯Ｕ１〜Ｕ４と磁芯Ｕ５〜Ｕ８とは、回転子２に対して同極性を呈することになる。また電機子巻線１０３Ｖと電機子巻線３０３Ｖには同じ向きに電流が流れ、両者は回転子２から見て同方向に巻回されているので、磁芯Ｖ１〜Ｖ４と磁芯Ｖ５〜Ｖ８とは、回転子２に対して同極性を呈することになる。そして電機子巻線１０３Ｕ，３０３Ｕに流れる電流と電機子巻線１０３Ｖ，３０３Ｖに流れる電流とはその向きの符号が異なるので、磁芯Ｕ１〜Ｕ８と磁芯Ｖ１〜Ｖ８とは、回転子２に対して異なる極性を呈することになる。
【０１２２】
このように二相の通電を行うことは、電機子巻線１０３，３０３に流れる電流を均一にし易く、着磁が均等になるという利点を招来する。
【０１２３】
本実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、軟磁性体２０１，２０３あるいはホルダ２０４を配置し、その機能や配置によって特有の効果を得ることができる。また第１の実施の形態と同様に永久磁石材料２０２が磁気異方性を有することで、回転軸方向の着磁が容易となる。また永久磁石材料２０２が２Ｎ個で離散して設けられている場合、その周方向の境界に、着磁の際に通電されない電機子巻線が巻回された磁芯（本実施の形態では磁芯Ｖ１〜Ｖ８）を正対させて着磁を行うことも好適である。これによれば、回転子２の回転を拘束せずに回転自在な状態で着磁を行っても、永久磁石材料２０２はその各々について着磁される。
【０１２４】
更に、本実施の形態では、固定子１，３同士の相対的位置を着磁のときと、回転電機として駆動する場合とで異ならせる必要がないという、特有の効果を有する。すなわち、本実施の形態における回転電機の構成は、着磁のときも、回転電機として駆動する場合にも、図２９で示される態様で固定子１，３が回転軸方向において対向する。但し、当然、このときには電機子巻線１０３，３０３は、図１４や図１５で例示されるような、通常の三相電流を流す態様に結線される。
【０１２５】
図２９に示された構成では、固定子１のＵ相の磁芯とＶ相の磁芯との中間の位置と、固定子３のＷ相の磁芯とが正対する。例えば磁芯Ｕ５，Ｖ５の中間の位置と、磁芯Ｗ１とが正対する。通常は三相電流は平衡するので、Ｕ相電流とＶ相電流とＷ相電流との総和が零となる。そして電機子巻線１０３と電機子巻線３０３とは各相毎に回転子２からみて同じ方向で巻回されている。
【０１２６】
よって平衡三相電流が流れると、固定子１のＵ相の磁芯とＶ相の磁芯との中間の位置では等価的に、回転軸方向に沿ってみて、固定子３のＷ相の磁芯が発生する磁界と同じ方向に磁界が発生している。換言すれば、回転子２にとっては、周方向について同じ位置で、固定子１，３から相互に極性が異なる磁極が呈されていることになる。よって固定子１，３の突極性を除けば、電機子巻線に通電される三相電流により発生する磁界は、図１８に示された構造と同様に、固定子１，３同士で相互に位相が１８０度ずれる。
【０１２７】
しかしながら、図１８に示された構造と同様に、回転子２は周方向について同じ位置で、固定子１，３に対して異なる極性を呈している。よって固定子１，３から回転子２には、同相で回転磁界が発生していることになる。よって固定子１，３から回転子２に働くトルクは一致し、しかもスラスト力は相殺する。
【０１２８】
しかも磁芯１０２と磁芯３０２とは、それぞれの配置ピッチの半分で周方向にずれているので、コギングトルクやトルクリプルが低減される。したがって、固定子１，３のいずれについても並行して最大トルク制御を行うことができるために特性の低下がないのみならず、コギングトルクやトルクリプルを低減することができる。
【０１２９】
図３０乃至図３３は永久磁石材料２０２が着磁された後に、回転子２が回転する様子を示す展開図である。これらの図は図２９の一部を取り出して示しており、白抜き矢印は磁界の向きを示している。但し回転電機として駆動される場合、三相電流が流れるので、磁芯にはＵ，Ｖ，Ｗの符号のみ示している。
【０１３０】
図３０はＵ相電流が零であり、Ｗ相電流が正方向に、Ｖ相電流が負方向に流れている状況を示す。この状況ではＷ相の磁芯に巻回された電機子巻き線の巻回方向と同方向に電流が流れるので、固定子１，３のＷ相の磁芯がいずれも回転子２に対してＳ極を呈する。逆に、Ｖ相の磁芯に巻回された電機子巻き線の巻回方向と逆方向に電流が流れるので、固定子１，３のＶ相の磁芯がいずれも回転子２に対してＮ極を呈する。よって回転子２の永久磁石材料２０２（着磁済み：以下同様）のＮ極はＶ相の磁芯から斥けられ、Ｗ相の磁芯に引きつけられる。これにより回転子２は回転方向（図中右側）へと移動する。
【０１３１】
図３１は図３０で示された状況の後、Ｕ相電流が正方向に流れた状況を示す。この状況ではＵ相の磁芯に巻回された電機子巻き線の巻回方向と同方向に電流が流れるので、Ｕ相磁芯は回転子２に対してＳ極を呈することになる。但しまだＶ相の磁芯が回転子２に対してＮ極を呈しているので、回転子２の永久磁石材料２０２（着磁済み）のＳ極はＵ相の磁芯から斥けられ、Ｖ相の磁芯に引きつけられる。これにより回転子２は回転方向へと更に移動する。
【０１３２】
図３２は図３１で示された状況の後、Ｕ相電流が増大し、Ｗ相電流が零になった状況を示す。図３３は図３２で示された状況の後、Ｕ相電流が減少し、Ｗ相電流が負方向に流れた状況を示す。このようにして三相電流が電機子巻線に流されることにより、回転子２は回転駆動される。
【０１３３】
このように、第２の実施の形態によれば、永久磁石材料２０２の着磁後、電機子巻線１０３，３０３の構成を変更することなく、更に固定子１，３を相対的に周方向にずらせることすらなく、電機子巻線１０３，３０３に三相電流を供給して当該回転電機の運転を行うことができる。
【０１３４】
なお、本実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、ｑ軸コア２０５を採用し、リラクタンストルクを利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる回転電機の構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる回転電機の構成を示す斜視図である。
【図３】第１の実施の形態における固定子の構成を示す斜視図である。
【図４】第１の実施の形態における固定子の構成を示す斜視図である。
【図５】第１の実施の形態における回転子の構成を例示する斜視図である。
【図６】第１の実施の形態における回転子の構成を例示する斜視図である。
【図７】第１の実施の形態における回転子の他の構成を例示する斜視図である。
【図８】第１の実施の形態における回転子の構造を示す断面図である。
【図９】第１の実施の形態における回転子の更に他の構成を例示する斜視図である。
【図１０】第１の実施の形態における回転子の更に他の構成を例示する斜視図である。
【図１１】第１の実施の形態における電機子巻線及び磁芯を示す平面図である。
【図１２】第１の実施の形態における電機子巻線及び磁芯を示す平面図である。
【図１３】第１の実施の形態における固定子と回転子との位置関係を示す展開図である。
【図１４】第１の実施の形態における電機子巻線の結線の例を示す回路図である。
【図１５】第１の実施の形態における電機子巻線の結線の他の例を示す回路図である。
【図１６】第１の実施の形態における電機子巻線の構成の例を示す回路図である。
【図１７】第１の実施の形態における電機子巻線の他の構成の例を示す回路図である。
【図１８】第１の実施の形態における固定子と回転子との位置関係を示す展開図である。
【図１９】第１の実施の形態における着磁のためにずれた位置関係を示す斜視図である。
【図２０】第１の実施の形態における着磁のためにずれた位置関係を示す斜視図である。
【図２１】第１の実施の形態における着磁のためにずれた固定子の位置を示す平面図である。
【図２２】第１の実施の形態における着磁のために固定子がずれたときの、固定子と回転子２との位置関係を示す展開図である。
【図２３】第１の実施の形態における着磁用の磁界を発生するための構成を例示する回路図である。
【図２４】第１の実施の形態における着磁用の磁界を発生するための他の構成を例示する回路図である。
【図２５】永久磁石材料が着磁されたことを示す断面図である。
【図２６】図２２の一部を拡大して示す展開図である。
【図２７】一対の固定子同士の、周方向における相対的位置関係を異ならせる機構を例示する斜視図である。
【図２８】本発明の第２の実施の形態における磁芯の配置を示す平面図である。
【図２９】第２の実施の形態における固定子と回転子との位置関係を示す展開図である。
【図３０】第２の実施の形態において着磁後に回転子が回転する様子を示す展開図である。
【図３１】第２の実施の形態において着磁後に回転子が回転する様子を示す展開図である。
【図３２】第２の実施の形態において着磁後に回転子が回転する様子を示す展開図である。
【図３３】第２の実施の形態において着磁後に回転子が回転する様子を示す展開図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１，３  固定子
１０２，３０２，Ｕ１〜Ｕ８，Ｖ１〜Ｖ８，Ｗ１〜Ｗ８  磁芯
１０３，１０３Ｕ，１０３Ｖ，１０３Ｗ，３０３，３０３Ｕ，３０３Ｖ，３０３Ｗ  電機子巻線
２  回転子
２０１，２０３  軟磁性体
２０２  永久磁石材料
【図１】
2008236835.tif 000003
【図２】
2008236835.tif 000004
【図３】
2008236835.tif 000005
【図４】
2008236835.tif 000006
【図５】
2008236835.tif 000007
【図６】
2008236835.tif 000008
【図７】
2008236835.tif 000009
【図８】
2008236835.tif 000010
【図９】
2008236835.tif 000011
【図１０】
2008236835.tif 000012
【図１１】
2008236835.tif 000013
【図１２】
2008236835.tif 000014
【図１３】
2008236835.tif 000015
【図１４】
2008236835.tif 000016
【図１５】
2008236835.tif 000017
【図１６】
2008236835.tif 000018
【図１７】
2008236835.tif 000019
【図１８】
2008236835.tif 000020
【図１９】
2008236835.tif 000021
【図２０】
2008236835.tif 000022
【図２１】
2008236835.tif 000023
【図２２】
2008236835.tif 000024
【図２３】
2008236835.tif 000025
【図２４】
2008236835.tif 000026
【図２５】
2008236835.tif 000027
【図２６】
2008236835.tif 000028
【図２７】
2008236835.tif 000029
【図２８】
2008236835.tif 000030
【図２９】
2008236835.tif 000031
【図３０】
2008236835.tif 000032
【図３１】
2008236835.tif 000033
【図３２】
2008236835.tif 000034
【図３３】
2008236835.tif 000035