(57)【要約】【課題】回転電機において埋込磁石型を採用して減磁を防止し、永久磁石内部の渦電流を低減しつつ、回転軸方向の長さを小さくしても磁束量の低減を抑制する。【解決手段】回転電機は、回転軸Ｑを中心として回転する界磁子１Ａと、これに対して円筒状のギャップを隔てて対向する電機子３とを備える。界磁子１Ａはコア１５Ｓ，１５Ｎと永久磁石１１，１２とを備える。コア１５Ｓ，１５Ｎは周方向において相互に磁気的に分離され、径方向において電機子３と対向する。永久磁石１１，１２は回転軸方向からコア１５Ｓ，１５Ｎの各々に対して設けられる。そして、永久磁石１１，１２がコア１５Ｓ，１５Ｎに対して呈する磁極面は、相互に極性が異なる。【選択図】図１
2008029130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（Ｑ）を中心として回転する界磁子（１Ａ〜１Ｇ）と、
前記回転子に対して前記回転軸を中心とする円筒状のギャップを隔てて対向する電機子（３）と
を備える回転電機であって、
前記界磁子は、
前記回転軸周りの周方向において相互に磁気的に分離され、前記回転軸に対する径方向において前記電機子と対向するコアの複数（１５）と、
前記回転軸に沿った方向である回転軸方向から前記コアの各々（１５Ｓ，１５Ｎ）に対して設けられ、周方向において隣接する一対の前記コアに対しては相互に極性が異なる磁極面を呈する永久磁石（１１，１２）と、
を備える回転電機。
【請求項２】
前記永久磁石（１１，１２）は前記回転軸（Ｑ）に沿った方向に着磁され、
前記コア（１５Ｓ，１５Ｎ）とは反対側で前記永久磁石に設けられた第１磁性体（１３）
を更に備える、請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記磁極面は前記回転軸（Ｑ）に沿った両側から前記コア（１５，１５Ｎ）の各々に対して設けられ、
同一の前記コアに対して前記回転軸に沿った両側から設けられる前記磁極面の極性は相互に等しい、請求項１乃至請求項２のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項４】
前記周方向において隣接する一対の前記コア（１５Ｎ，１５Ｓ）同士の、前記周方向に沿って隔たった距離であるコア距離（Ｄｐ）は、前記ギャップの長さ（Ｄｇ）の２倍よりも大きい、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項５】
前記永久磁石（１１，１２）の厚み（Ｔｍ）は、前記コア距離（Ｄｐ）の半分よりも大きい、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項６】
前記周方向において隣接する一対の前記コア（１５Ｎ，１５Ｓ）同士の前記周方向に沿った隔たりは、前記回転軸方向に対して前記周方向に捻れる、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項７】
前記電機子（３）は、
径方向に延在する複数のティース（３４）と、
前記ティースに巻回される複数の電機子巻線（３２）と、
前記ギャップとは反対側で前記ティースの端部を相互に連結するヨーク（３１）と
を有し、
前記ヨークの前記回転軸方向の長さ（Ｌｙ）が、前記ティースの前記回転軸方向の長さ（Ｌｔ）より大である、請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項８】
前記ヨーク（３１）の前記回転軸方向の前記長さ（Ｌｙ）が、前記電機子巻線（３２）の前記回転軸方向の長さ（Ｌｗ）よりも大きい、請求項７記載の回転電機。
【請求項９】
前記コア（１５）の前記回転軸方向の長さ（Ｌｒ）は、
前記ティース（３１）の前記ギャップ側の端部（３３）の前記回転軸方向の長さ（Ｌｃ）以上である、請求項７乃至請求項８のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項１０】
前記永久磁石（１１，１２）は前記コア（１５）毎に対応して分割され、前記コアの前記永久磁石に当接する面には、前記永久磁石が係合する段差（１５Ｊ）を有する、請求項１に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記永久磁石（１１，１２）は前記コア（１５）毎に対応して分割され、前記第１磁性体（１３）の前記永久磁石に当接する面には、前記永久磁石が係合する段差を有する、請求項２に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記コア（１５Ｎ，１５Ｓ）同士を、その外径側及び内径側の少なくとも何れか一方で、相互に連結する薄肉部（１５１，１５６；１５７，１５６）
を更に備える、請求項１乃至請求項１１のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項１３】
前記コア（１５）は、
前記永久磁石（１１，１２）が設けられた側の前記回転軸（Ｑ）に沿った方向についての端部から、前記回転軸方向に沿って、前記コアの前記回転軸方向に沿った長さ（Ｌｒ）の半分以上の長さで延在する圧粉磁心（１５２）と、
前記回転軸方向に垂直な断面において前記圧粉磁心を囲み、前記回転軸方向に積層された複数の磁性板（１５１，１５４，１５６）と
を有する、請求項１２記載の回転電機。
【請求項１４】
前記周方向において隣接する一対の前記コア（１５Ｎ，１５Ｓ）同士の間において、これらと周方向に磁気的に分離され、前記径方向及び前記回転軸方向に延在し、その内径側で相互に連結された第２磁性体（１５ｑ）
を更に備える、請求項１乃至請求項１１のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項１５】
前記周方向において隣接する一対の前記コア（１５Ｎ，１５Ｓ）同士の間において、外周側で前記薄肉部（１５７）を介して設けられ、前記コアと周方向に磁気的に分離され、前記径方向及び前記回転軸方向に延在し、その内径側で相互に連結された第２磁性体（１５ｑ）
を更に備える、請求項１２乃至請求項１３のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項１６】
前記コア（１５）は前記回転軸方向に積層された磁性板を有し、
前記磁性体を相互に連結する連結部位（９５）は前記第２磁性体（１５ｑ）において配置される、請求項１４乃至請求項１５のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項１７】
前記コア（１５）には、前記回転軸方向に垂直な方向においての両端を前記ギャップ側に有して前記ギャップ側に凹となって湾曲し、前記回転軸方向に延在する少なくとも一つのスリット（１５８，１５９）が設けられる、請求項１乃至請求項１６のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項１８】
前記第２磁性体（１５ｑ）のギャップ側の端部（１５５ｔ）は、前記ギャップ側に向かうに従ってその前記周方向における長さが広がる、請求項１４乃至請求項１５のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項１９】
前記回転軸方向に垂直な面における前記スリット（１５８，１５９）の幅は、前記永久磁石（１１，１２）の厚み（Ｔｍ）より小である、請求項１７記載の回転電機。
【請求項２０】
前記スリット（１５８，１５９）は前記永久磁石（１１，１２）に達しない、請求項１７記載の回転電機。
【請求項２１】
前記第２磁性体（１５ｑ）は、前記回転軸方向に積層された磁性板を有する、請求項１４乃至請求項１６のいずれか一つに記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は界磁子と電機子とが円筒状のギャップを介して対向する、いわゆるラジアルギャップ型の回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータで例示される回転電機において、通常、界磁子は回転子として、電機子は固定子として、それぞれ機能する。永久磁石を界磁子のコア内部に埋設することにより、電機子からの回転磁界は永久磁石には流れにくく、よって永久磁石は減磁に強くなる。また、永久磁石としてＢＨ積が高い焼結の希土類磁石の場合には、永久磁石の内部に渦電流を発生させにくいという利点もある。さらには、界磁子の逆突極性を高め、リラクタンストルクを有効利用できるという利点がある。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２には、永久磁石をロータコア内部に埋設したモータが開示されている。しかし、特許文献１に記載された技術では、永久磁石が界磁子のかなり内周部に埋設されるため、永久磁石量を多く採ることができない。
【０００４】
特許文献２に記載された技術では、リラクタンストルクを有効利用すべく、永久磁石を１極当たり複数層に埋設している。しかし複数層に埋設されることにより、永久磁石の厚みを大きく採ることができない。逆に、永久磁石の厚みを優先して設計すれば、界磁子の磁路、特にｑ軸リラクタンスを低くする磁路（極間及び径方向に積層された永久磁石の間の磁路）が狭くなる。これは当該磁路が飽和しやすくなり、リラクタンストルクを小さくしてしまう。
【０００５】
さらに、近年の小型化の要求により、回転軸に沿った方向（回転軸方向）の長さは小さくなる傾向に有る。この場合、永久磁石の総量が減ることによる出力の低下、銅損の増大、または、電気装荷比が上昇することによって磁気飽和や減磁の恐れがある。
【０００６】
特許文献３には、永久磁石モータとリラクタンスモータを軸方向に重ねて配置する構成が開示されているが、永久磁石の総量を増大させるものではなく、上記課題を十分に解決してはいない。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２３６６８７
【特許文献２】特開平８−３３１７８３
【特許文献３】特開２００４−８８８５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので埋込磁石型を採用して減磁を防止し、永久磁石内部の渦電流を低減しつつ、回転軸方向の長さを小さくしても磁束量の低減を抑制することを目的とする。さらには、永久磁石の厚みを十分に確保しつつ、リラクタンストルクを向上させることも、本願発明の目的の一つである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明にかかる回転電機は、回転軸（Ｑ）を中心として回転する界磁子（１Ａ〜１Ｇ）と、前記回転子に対して前記回転軸を中心とする円筒状のギャップを隔てて対向する電機子（３）とを備える。
【００１０】
その第１の態様では、前記界磁子は、前記回転軸周りの周方向において相互に磁気的に分離され、前記回転軸に対する径方向において前記電機子と対向するコアの複数（１５）と、前記回転軸に沿った方向である回転軸方向から前記コアの各々（１５Ｓ，１５Ｎ）に対して設けられ、周方向において隣接する一対の前記コアに対しては相互に極性が異なる磁極面を呈する永久磁石（１１，１２）とを備える。
【００１１】
この発明にかかる回転電機の第２の態様は、その第１の態様であって、前記永久磁石（１１，１２）は前記回転軸（Ｑ）に沿った方向に着磁される。また当該回転電機は、前記コア（１５Ｓ，１５Ｎ）とは反対側で前記永久磁石に設けられた第１磁性体（１３）を更に備える。
【００１２】
この発明にかかる回転電機の第３の態様は、その第１乃至第２の態様であって、前記磁極面は前記回転軸（Ｑ）に沿った両側から前記コア（１５，１５Ｎ）の各々に対して設けられる。同一の前記コアに対して前記回転軸に沿った両側から設けられる前記磁極面の極性は相互に等しい。
【００１３】
この発明にかかる回転電機の第４の態様は、その第１乃至第３の態様であって、前記周方向において隣接する一対の前記コア（１５Ｎ，１５Ｓ）同士の、前記周方向に沿って隔たった距離であるコア距離（Ｄｐ）は、前記ギャップの長さ（Ｄｇ）の２倍よりも大きい。
【００１４】
この発明にかかる回転電機の第５の態様は、その第１乃至第４の態様であって、前記永久磁石（１１，１２）の厚み（Ｔｍ）は、前記コア距離（Ｄｐ）の半分よりも大きい。
【００１５】
この発明にかかる回転電機の第６の態様は、その第１乃至第５の態様であって、前記周方向において隣接する一対の前記コア（１５Ｎ，１５Ｓ）同士の前記周方向に沿った隔たりは、前記回転軸方向に対して前記周方向に捻れる。
【００１６】
この発明にかかる回転電機の第７の態様は、その第１乃至第６の態様であって、前記電機子（３）は、径方向に延在する複数のティース（３４）と、前記ティースに巻回される複数の電機子巻線（３２）と、前記ギャップとは反対側で前記ティースの端部を相互に連結するヨーク（３１）とを有する。前記ヨークの前記回転軸方向の長さ（Ｌｙ）が、前記ティースの前記回転軸方向の長さ（Ｌｔ）より大である。
【００１７】
この発明にかかる回転電機の第８の態様は、その第７の態様であって、前記ヨーク（３１）の前記回転軸方向の前記長さ（Ｌｙ）が、前記電機子巻線（３２）の前記回転軸方向の長さ（Ｌｗ）よりも大きい。
【００１８】
この発明にかかる回転電機の第９の態様は、その第７乃至第８の態様であって、前記コア（１５）の前記回転軸方向の長さ（Ｌｒ）は、前記ティース（３１）の前記ギャップ側の端部（３３）の前記回転軸方向の長さ（Ｌｃ）以上である。
【００１９】
この発明にかかる回転電機の第１０の態様は、その第１の態様であって、前記永久磁石（１１，１２）は前記コア（１５）毎に対応して分割され、前記コアの前記永久磁石に当接する面には、前記永久磁石が係合する段差（１５Ｊ）を有する。
【００２０】
この発明にかかる回転電機の第１１の態様は、その第２の態様であって、前記永久磁石（１１，１２）は前記コア（１５）毎に対応して分割され、前記第１磁性体（１３）の前記永久磁石に当接する面には、前記永久磁石が係合する段差を有する。
【００２１】
この発明にかかる回転電機の第１２の態様は、その第１乃至第１１の態様であって、前記コア（１５Ｎ，１５Ｓ）同士を、その外径側及び内径側の少なくとも何れか一方で、相互に連結する薄肉部（１５１，１５６；１５７，１５６）を更に備える。
【００２２】
この発明にかかる回転電機の第１３の態様は、その第１２の態様であって、前記コア（１５）は、前記永久磁石（１１，１２）が設けられた側の前記回転軸（Ｑ）に沿った方向についての端部から、前記回転軸方向に沿って、前記コアの前記回転軸方向に沿った長さ（Ｌｒ）の半分以上の長さで延在する圧粉磁心（１５２）と、前記回転軸方向に垂直な断面において前記圧粉磁心を囲み、前記回転軸方向に積層された複数の磁性板（１５１，１５４，１５６）とを有する。
【００２３】
この発明にかかる回転電機の第１４の態様は、その第１乃至第１１の態様であって、前記周方向において隣接する一対の前記コア（１５Ｎ，１５Ｓ）同士の間において、これらと周方向に磁気的に分離され、前記径方向及び前記回転軸方向に延在し、その内径側で相互に連結された第２磁性体（１５ｑ）を更に備える。
【００２４】
この発明にかかる回転電機の第１５の態様は、その第１２乃至第１３の態様であって、前記周方向において隣接する一対の前記コア（１５Ｎ，１５Ｓ）同士の間において、外周側で前記薄肉部（１５７）を介して設けられ、前記コアと周方向に磁気的に分離され、前記径方向及び前記回転軸方向に延在し、その内径側で相互に連結された第２磁性体（１５ｑ）を更に備える。
【００２５】
この発明にかかる回転電機の第１６の態様は、第１４乃至第１５の態様であって、前記コア（１５）は前記回転軸方向に積層された磁性板を有し、前記磁性体を相互に連結する連結部位（９５）は前記第２磁性体（１５ｑ）において配置される。
【００２６】
この発明にかかる回転電機の第１７の態様は、その第１乃至第１６の態様であって、前記コア（１５）には、前記回転軸方向に垂直な方向においての両端を前記ギャップ側に有して前記ギャップ側に凹となって湾曲し、前記回転軸方向に延在する少なくとも一つのスリット（１５８，１５９）が設けられる。
【００２７】
この発明にかかる回転電機の第１８の態様は、その第１４乃至第１６の態様のいずれかであって、前記第２磁性体（１５ｑ）のギャップ側の端部（１５５ｔ）は、前記ギャップ側に向かうに従ってその前記周方向における長さが広がる。
【００２８】
この発明にかかる回転電機の第１９の態様は、その第１７の態様であって、前記回転軸方向に垂直な面における前記スリット（１５８，１５９）の幅は、前記永久磁石（１１，１２）の厚み（Ｔｍ）より小である。
【００２９】
この発明にかかる回転電機の第２０の態様は、その第１７の態様であって、前記スリット（１５８，１５９）は前記永久磁石（１１，１２）に達しない。
【００３０】
この発明にかかる回転電機の第２１の態様は、その第１４乃至第１６の態様であって、前記第２磁性体（１５ｑ）は、前記回転軸方向に積層された磁性板を有する。
【発明の効果】
【００３１】
この発明にかかる回転電機の第１の態様によれば、回転軸方向の長さを小さくしても磁束量の低減を抑制し、かつ永久磁石の減磁や永久磁石内部の渦電流を低減する。
【００３２】
この発明にかかる回転電機の第２の態様によれば、第１磁性体がバックヨークとして機能するので、永久磁石から見た磁気抵抗が低減され、永久磁石の動作点磁束密度が上昇する。
【００３３】
この発明にかかる回転電機の第３の態様によれば、界磁磁束を増加させることにより、回転電機の効率が向上する。また回転軸方向にほぼ均一に、界磁子のコアに磁極を形成することができる。
【００３４】
この発明にかかる回転電機の第４の態様によれば、界磁子の一のコアから他のコアへと流れる界磁磁束にとって、電機子と二つのギャップを経由して流れる場合の磁気抵抗よりも、これらを経由せずに流れる場合の磁気抵抗を大きくし、界磁子からの磁束を電機子に鎖交させやすくなる。
【００３５】
この発明にかかる回転電機の第５の態様によれば、電機子電流によって発生する回転磁界が、界磁子の一のコアから他のコアへと流れる際、互いに隣接する間を流れる場合の方が、永久磁石を経由する場合よりも磁気抵抗が小さい。よって回転磁界による永久磁石の減磁を低減できる。
【００３６】
この発明にかかる回転電機の第６の態様によれば、特殊な形状の磁石を使うことなく界磁子にスキューを形成でき、コギングトルクを低減できる。また回転軸方向の推進力を必要とする場合に好適である。
【００３７】
この発明にかかる回転電機の第７の態様によれば、ティースからみて回転軸方向にある電機子巻線、いわゆるコイルエンドの周囲の空間でヨークの磁路を回転軸方向に広げることができるので、ヨークの径方向の厚みを小さくできる。
【００３８】
この発明にかかる回転電機の第８の態様によれば、電機子を外部に対して回転軸方向に固定しやすい。
【００３９】
この発明にかかる回転電機の第９の態様によれば、ティースのギャップ側の端部が、同一の永久磁石で極性の異なる磁極面の間で磁束を短絡的に流すことを回避する。
【００４０】
この発明にかかる回転電機の第１０の態様によれば、永久磁石が固定される。
【００４１】
この発明にかかる回転電機の第１１の態様によれば、永久磁石が固定される。
【００４２】
この発明にかかる回転電機の第１２の態様によれば、薄肉部は容易に磁気飽和するので実質的には磁気障壁として機能するので、し、かつ機械的にコア同士を相互に保持することができる。
【００４３】
この発明にかかる回転電機の第１３の態様によれば、コアの回転軸方向に沿ってコア中を流れる磁束による渦電流を低減する。
【００４４】
この発明にかかる回転電機の第１４の態様によれば、リラクタンストルクを発生する。
【００４５】
この発明にかかる回転電機の第１５の態様によれば、リラクタンストルクを発生する。
【００４６】
この発明にかかる回転電機の第１６の態様によれば、永久磁石の位置を避けて、連結部位を配置することができる。
【００４７】
この発明にかかる回転電機の第１７の態様によれば、マルチフラックス型におけるスリット幅を、永久磁石の厚みと独立して設定することができる。
【００４８】
この発明にかかる回転電機の第１８の態様によれば、電機子が発生する回転磁束を第２磁性体へと引き込み易くし、リラクタンストルクを増大する。
【００４９】
この発明にかかる回転電機の第１９の態様によれば、コアにおける磁気飽和を生じさせにくい。
【００５０】
この発明にかかる回転電機の第２０の態様によれば、永久磁石の磁極面が全てコアに当接するため、磁気抵抗が低減され、永久磁石の動作点を高くすることができる。
【００５１】
この発明にかかる回転電機の第２１の態様によれば、第２磁性体には界磁磁束が流れにくいので、回転軸方向に垂直な面内を流れる回転磁束に対する渦電流のみを考慮すればよく、磁気飽和しにくい磁性板の積層構造を採用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
第１の実施の形態．
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる回転電機の構造を示す斜視図である。当該回転電機は例えば空気調和機の冷媒を圧縮する圧縮機や、ファンに採用することができる。
【００５３】
当該回転電機は回転軸Ｑを中心として回転する界磁子１Ａと、電機子３とが回転軸Ｑを中心とする円筒状のギャップを隔てて対向する構造を備える。構造の理解を容易にするため、回転電機を回転軸Ｑに沿った方向（以下、単に「回転軸方向」とも称す）において分解して示しているので、図１においては界磁子１Ａと電機子３とは対向していない。但し、回転電機の分野の通常の技術知識を有する者であれば、当該回転電機の構造を図１から認識することができる。図２は界磁子１Ａを回転軸Ｑに沿って分解せずに示す斜視図である。
【００５４】
図３は電機子３の構造を示す斜視図である。電機子３は径方向に延在する複数のティース３４と、ティース３４に巻回される電機子巻線３２と、上記ギャップとは反対側でティース３４の端部を相互に連結するヨーク３１とを有する。ヨーク３１とは反対側で（即ちギャップ側で）ティース３４は端部３３を有している。但し図３において視認を容易にするため、後述する電機子巻線３２は一部を省略して描画している。
【００５５】
図４は界磁子１Ａと電機子３とを備える回転電機の断面図であり、回転軸Ｑに平行かつ回転軸Ｑを含む断面を示し、回転軸Ｑに対して右側は省略した。但し、回転電機の分野の通常の技術知識を有する者であれば、図４に示された左側の構成から、省略された右側の構成を理解することができる。
【００５６】
図１に戻り、界磁子１Ａはコアの複数１５（以下、この複数をひとまとまりとして「コア群１５」とも称する）を有している。コア群１５は個々のコア１５Ｓ，１５Ｎを有しており、これらは回転軸Ｑ周りの周方向において相互に磁気的に分離されている。また回転電機として組み立てられることにより、回転軸Ｑに対する径方向において電機子３と対向する。本実施の形態ではコア群１５は４極の界磁子コアとして機能するべく、一対のコア１５Ｓと、一対のコア１５Ｎとが設けられており、コア１５Ｓ，１５Ｎは周方向において交互に配置されている。
【００５７】
界磁子１Ａは永久磁石１１，１２を有しており、本実施の形態ではこれらはリング状磁石として実現された場合が例示されている。永久磁石１１は複数の永久磁石１１Ｎ，１１Ｓが集合した群と把握することができる。本実施の形態では界磁子の極数を４極とすべく、一対の永久磁石１１Ｓと、一対の永久磁石１１Ｎとが設けられた場合が例示されており、永久磁石１１Ｓ，１１Ｎは周方向において交互に配置されている。永久磁石１１Ｓ，１１Ｎはそれぞれ回転軸方向からコア１５Ｓ，１５Ｎの各々に対して設けられる。そして、永久磁石１１Ｓ，１１Ｎはそれぞれコア１５Ｓ，１５Ｎに対してＳ極、Ｎ極の磁極面を呈する。永久磁石１１Ｓ，１１Ｎはそれぞれコア１５Ｎ，１５Ｓにも跨って配置されることはない。換言すれば、永久磁石１１Ｓ，１１Ｎ同士の周方向の境界にはコア１５Ｎ，１５Ｓは配置されていない。より具体的には、隣接するコア１５Ｎ，１５Ｓ同士は、周方向に距離（以下、「コア距離」と称す）Ｄｐで離隔して配置されている。
【００５８】
かかる構造を有することにより、永久磁石１１から発生する界磁磁束はコア群１５の回転軸方向の端部から径方向へと流入出する。このように、界磁子コアとして機能するコア群１５の、回転軸方向における外部に永久磁石１１を設けることにより、コア群１５の回転軸方向における長さＬｒ（図３参照）が短くなっても、界磁磁束の磁束量の低減を抑制することができる。しかも永久磁石１１の磁極面はコア群１５によって覆われるので、電機子３からの回転磁界による減磁を防止し、永久磁石１１内部の渦電流を低減することもできる。
【００５９】
永久磁石１２は複数の永久磁石１２Ｎ，１２Ｓが集合した群と把握することができる。一対の永久磁石１２Ｓと、一対の永久磁石１２Ｎとが設けられており、永久磁石１２Ｓ，１２Ｎは周方向において交互に配置されている。永久磁石１２Ｓ，１２Ｎはそれぞれ回転軸方向であって永久磁石１１とは反対側からコア１５Ｓ，１５Ｎの各々に対して設けられる。そして、永久磁石１２Ｓ，１２Ｎはそれぞれコア１５Ｓ，１５Ｎに対してＳ極、Ｎ極の磁極面を呈する。永久磁石１２Ｓ，１２Ｎはそれぞれコア１５Ｎ，１５Ｓにも跨って配置されることはない。換言すれば、永久磁石１２Ｓ，１２Ｎ同士の周方向の境界にはコア１５Ｎ，１５Ｓは配置されていない。
【００６０】
このようにしてコア１５Ｓには回転軸方向に沿って両側から永久磁石１１Ｓ，１２ＳによっていずれもＳ極の磁極面が呈せられ、コア１５Ｎには回転軸方向に沿って両側から永久磁石１１Ｎ，１２ＮによっていずれもＮ極の磁極面が呈せられる。よってコア群１５に与えられる界磁磁束を増加させることにより、回転電機の効率を向上させることができる。しかもコア群１５は回転軸方向に磁束量がほぼ均一な磁極を形成することができる。
【００６１】
永久磁石１１，１２は、回転軸方向に着磁して実現することが容易である。この場合、図示されるように磁性体１３，１４をそれぞれ永久磁石１１，１２のコア群１５と反対側で設けることが望ましい。磁性体１３，１４はバックヨークとして機能するので、永久磁石１１，１２から見た磁気抵抗が低減され、永久磁石１１，１２の動作点磁束密度が上昇する。
【００６２】
磁性体１３，１４内では、磁束の変化が小さいので、圧粉鉄心や、電磁軟鉄でもよいが、固有抵抗の小さい鉄であってもよい。但し、磁路は周方向に形成されるため、径方向に積層された薄板、いわゆる巻鉄心が好適である。
【００６３】
もちろん、永久磁石１１，１２のコア群１５と反対側に磁極面が現れない着磁がなされる場合、例えば永久磁石１１，１２の着磁方向をコア群１５に対して開くＵ字型とする場合（いわゆる極異方配向）には、磁性体１３，１４を省略することもできる。
【００６４】
永久磁石１１，１２のコア群１５と反対側に磁極面が現れる場合には、当該磁極面を界磁子１Ａの回転位置を検出するためのセンサ磁石に用いることもできる。この場合には磁性体１３，１４を省略することが望ましい。
【００６５】
コア距離Ｄｐは、ギャップの径方向の長さ（以下「ギャップ長」と称す）Ｄｇと、Ｄｐ＞２Ｄｇの関係にあることが望ましい。コア１５Ｓ，１５Ｎの間を流れる界磁磁束にとって、電機子と二つのギャップを経由して流れる場合の磁気抵抗よりも、これらを経由せずに流れる場合の磁気抵抗を大きくするのである。これにより界磁子１Ａからの磁束を電機子３に鎖交させやすくなる。
【００６６】
なお、不図示の回転シャフトが磁性体である場合には、これがコア１５Ｓ，１５Ｎを磁気的に短絡させないように、コア群１５とは、離隔する必要がある。この離隔する距離は、ギャップ長Ｄｇより大きければよい。この離隔を確保するために、コア１５Ｓ，１５Ｎの一体化も兼ねて、回転シャフトをコア１５Ｓ，１５Ｎと共に、例えば樹脂を用いてモールドしてもよい。よって磁性体１３，１４にはそれぞれ、回転シャフトを保持する孔１３Ｒ，１４Ｒが設けられている。回転シャフトが非磁性体である場合は、これをコア群１５と離隔する必要はない。
【００６７】
また、永久磁石１１の厚さ（回転軸方向に沿った長さ）Ｔｍは、２Ｔｍ＞Ｄｐの関係を有することが望ましい。この場合、電機子３から発生する回転磁界が、コア１５Ｎ，１５Ｓ間を流れる際、これらが互いに隣接する間を流れる場合の方が、永久磁石１１を経由する場合よりも磁気抵抗が小さくなる。これにより回転磁界による永久磁石１１の減磁を低減できる。永久磁石１２の厚さについても同様である。
【００６８】
図４において示されるように、電機子３の回転軸方向の長さについて以下の記号を導入する。即ち、ティース３４、ティース端部３３、ヨーク３１、電機子巻線３２について、それぞれ回転軸方向の長さをＬｔ，Ｌｃ，Ｌｙ，Ｌｗとする。
【００６９】
まず、Ｌｙ＞Ｌｔとすれば、ティース３４からみて回転軸方向にある電機子巻線３２（いわゆるコイルエンド）の周囲の空間でヨーク３１の磁路を回転軸方向に広げることができる。これはヨーク３１の径方向の厚みを小さくできるので、回転電機の外形寸法を小型化するのに好適である。
【００７０】
また、Ｌｙ＞Ｌｗとすれば、回転軸方向において電機子巻線３２はヨーク３１内に収まるので、電機子３を外部に対して回転軸方向に固定しやすくなる。
【００７１】
また、Ｌｔ＜Ｌｃとすることで、コア群１５の回転軸方向の長さＬｒを大きくし、多くの磁束を界磁子１Ａと電機子３との間で鎖交させ、回転電機の効率を高めることができる。
【００７２】
なお、永久磁石１１，１２の磁極面が、コア１５と反対側にも現れる場合には、磁性体１３，１４が設けられるとしても、Ｌｃ≦Ｌｒとなることが望ましい。より具体的には、ティース端部３３の回転軸方向に沿っての永久磁石１１側の端部はコア群１５の永久磁石１１側端部よりも距離Ｃ１で退き、ティース端部３３の回転軸方向に沿っての永久磁石１２側の端部はコア群１５の永久磁石１２側端部よりも距離Ｃ２で退くことが望ましい。
【００７３】
もしＬｃ＞Ｌｒであればティース端部３３が永久磁石１１のコア１５とは反対側の磁極面近傍にも対向することとなる。これは永久磁石１１が発生する界磁磁束を、コア群１５、ティース端部３３、あるいは更に磁性体１３，１４を介して短絡的に流すこととなってしまい、界磁磁束が電機子３に鎖交しにくくなる点で不利になるからである。
【００７４】
またコア群１５及び永久磁石１１，１２、あるいは更に磁性体１３，１４を含めた界磁子１Ａ全体の回転軸方向の長さが、電機子３の回転軸方向の全長（上述の好適な寸法関係が電機子３において満足されていれば長さＬｙ）に収まることが望ましい。図４ではヨーク３１が磁性体１３，１４よりもそれぞれ距離Ｃ３，Ｃ４で、それぞれ回転軸方向に突出する場合が例示されている。このような関係を有することは、回転軸方向に沿ったコイルエンドの位置が、回転軸方向に沿った磁性体１３，１４の位置とほぼ揃うため、空間を有効に利用できる観点で望ましい。
【００７５】
第２の実施の形態．
図５及び図６は、本発明の第２の実施の形態にかかる回転電機に採用される界磁子１Ｂ，１Ｃの構造をそれぞれ示す斜視図である。界磁子１Ｂ，１Ｃは界磁子１Ａと置換して、電機子３と共に本発明にかかる回転電機を構成することができる。図５及び図６も図１と同様に、構造の理解を容易にするため、界磁子１Ｂ，１Ｃは回転軸方向において分解して示される。
【００７６】
界磁子１Ｂ，１Ｃは界磁子１Ａに対して、コア１５Ｓ，１５Ｎの形状と、永久磁石１１Ｎ，１２Ｎの対向関係、永久磁石１１Ｓ，１２Ｓの対向関係において異なっている。
【００７７】
本実施の形態では、周方向において隣接するコア１５Ｎ，１５Ｓ同士の周方向に沿った隔たりが、回転軸方向に対して周方向に捻れている。これは換言すれば、コア１５Ｎ，１５Ｓ自身が回転軸方向に対して周方向に捻れていると見ることもできる。
【００７８】
界磁子１Ｂでは当該隔たりが斜めに捻れており、結果として、対向する永久磁石１１Ｓ，１２Ｓや永久磁石１１Ｎ，１２Ｎ同士も相互に所定の角度で回転されて設けられる。図５に示された形状では、永久磁石１１側から永久磁石１２に向かうに従って時計回り方向に当該隔たりの位置は遷移する。
【００７９】
このようなコア１５Ｎ，１５Ｓの捻れはいわゆるスキューを得ることになり、コギングトルクを低減する点で望ましい。例えば４極６スロットの回転電機の場合、通常は３０°周期でコギングトルクが発生する。よってコア１５Ｎ，１５Ｓが回転軸方向全体で捻れる角度（スキュー角）は３０°となることが好適であるが、この値未満であってもよい。
【００８０】
また、スキューが得られることにより、通電時に回転軸方向の力が発生する。これは回転軸方向の推進力を必要とする場合には好適である。例えば回転電機を圧縮機に採用する場合、圧縮機構部の内部の圧力を相殺するように、圧縮機構部側に進む力を発生させることは好適である。回転電機をファンに採用する場合には、ファンが回転して送風することによって発生する推進力をキャンセルする方向に、当該スキューによって推進力を発生させるとよい。
【００８１】
コア１５Ｎ，１５Ｓは例えば電磁鋼板などの磁性板を積層して構成することが望ましい。同じ磁性板を周方向にずらせつつ回転軸方向に積層することで、上記スキューを容易に得ることができる。
【００８２】
界磁子１Ｃでは当該隔たりが階段状に捻れており、結果として、対向する永久磁石１１Ｓ，１２Ｓや永久磁石１１Ｎ，１２Ｎ同士も相互に所定の角度で回転されて設けられる。界磁子１Ｃにおいても界磁子１Ｂと同様にスキューを得ることができる。
【００８３】
図６ではコア１５Ｎ，１５Ｓが回転軸方向に１段の段差を有している場合が例示されている。この場合、当該段差において、スキュー角の半分に相当する角度で周方向にずれている。但し、段差は二段以上設けられてもよく、その段差によって捻れる周方向の角度の総和をスキュー角に等しくしても良い。より具体的には、スキュー角を段数で除した角度ずつ、ずらすことが望ましい。
【００８４】
他方、回転軸方向の推進力を発生させないためには、コア１５Ｎ，１５Ｓ同士の周方向に沿った隔たりの位置は、回転軸方向に沿って対称であることが望ましい。界磁子１Ｂを例に採れば、永久磁石１１側から永久磁石１２に向かうに従って時計回り方向に当該隔たりの位置が角度θで遷移してから半時計回り方向に角度θで遷移する。この形状では、スキュー周期が角度２θである場合に好適である。一般的に言えば、当該隔たりの遷移する方向がＮ回逆転するのであれば、逆転せずに同じ方向で遷移する（Ｎ−１）個の角度がそれぞれφ／Ｎ（φはスキュー周期に相当する角度）であることが望ましい。但し同一の角度で捻れている当該隔たりは、複数個あっても１個として換算する。
【００８５】
第３の実施の形態．
図７は、本発明の第３の実施の形態にかかる回転電機に採用される界磁子１Ｄの構造を示す斜視図である。界磁子１Ｄは界磁子１Ａと置換して、電機子３と共に本発明にかかる回転電機を構成することができる。図７も図１と同様に、構造の理解を容易にするため、界磁子１Ｄは回転軸方向において分解して示される。図８は図７に示された部分的領域Ｒを拡大して示す斜視図である。
【００８６】
本実施の形態では、永久磁石１１Ｓ，１１Ｎは分割されている。同様に永久磁石１２Ｓ，１２Ｎは分割されている。例えば永久磁石１１Ｓ，１２Ｓは扇子形状であり、これらに当接するコア１５Ｓの（回転軸方向についての）端部よりも狭まっている。同様に永久磁石１１Ｎ，１２Ｎは例えば扇子形状であり、これらに当接するコア１５Ｎの端部よりも狭まっている。そしてコア１５Ｎ，１５Ｓの回転軸方向についての端部には溝１５Ｊが設けられており、これは永久磁石１１Ｎ，１２Ｎや永久磁石１１Ｓ，１２Ｓに係合する段差として機能し、これらの永久磁石を径方向や周方向に位置決めし、固定する。当該段差は磁性体１３，１４側に設けても同様の機能を発揮する。
【００８７】
溝１５Ｊに代えて、永久磁石１１，１２が当接する位置の周囲に突起を設けてもよい。突起であれば、永久磁石１１，１２が周方向や径方向に固定されるに必要な数だけ、離散的に設けても良い。特に遠心力に抗する必要があるので、永久磁石１１，１２が当接する位置の外周部に段差を設けることは重要である。
【００８８】
但し、磁性体１３とコア群１５との間の回転軸方向に沿った距離は、ギャップ長Ｄｇの二倍よりも大きいことが望ましい。永久磁石１１が発生する界磁磁束が、磁性体１３とコア群１５との間で短絡的に流れることを回避するためである。同様にして、磁性体１４
とコア群１５との間の回転軸方向に沿った距離も、ギャップ長Ｄｇの二倍よりも大きいことが望ましい。換言すれば、永久磁石の厚みＴｍから段差１５Ｊの高さ（磁性体１３，１４にも段差が設けられた場合にはその高さをも含める）を差し引いた値が、ギャップ長Ｄｇの二倍よりも大きいことが望ましい。
【００８９】
他方、コア１５Ｎ，１５Ｓ同士は、その外径側及び内径側で、それぞれ薄肉部１５１，１５６で周方向で相互に連結されている。内径側の薄肉部１５６は軸孔１５Ｒ径方向において薄肉部１５１，１５６の間には空隙１５３が形成される。
【００９０】
薄肉部１５１，１５６は周方向に流れる磁束に対しては容易に磁気飽和し、この方向に流れる磁束に対して実質的には磁気障壁として機能する。よって周方向において異なる極性で帯磁するコア１５Ｎ，１５Ｓ同士は磁気的に分離されつつ、かつ機械的に相互に保持される。不図示の回転シャフトが磁性体である場合には、この磁気的な分離を担保するために、当該回転シャフトは磁性体１３，１４の孔１３Ｒ，１４Ｒで保持されることが望ましい。
【００９１】
本実施の形態では溝１５Ｊの回転軸方向における端部の位置と、薄肉部１５１，１５６の回転軸方向における端部の位置とは一致しているが、かかる位置の一致は溝１５Ｊや薄肉部１５１，１５６についての上記機能の前提ではない。
【００９２】
コア群１５には回転軸方向にも磁束が流れる。よってコア群１５を回転軸方向にのみ積層した電磁鋼板のみで形成すると、渦電流が増大する。そこで、コア群１５の多くの部分を圧粉磁心で形成することが望ましい。
【００９３】
図９及び図１０はコア群１５に圧粉磁心をも採用した変形の構成を示す、それぞれ平面図及び断面図である。図１０は図９の位置X-Xにおける断面を示す。
【００９４】
薄肉部１５１，１５６は空隙１５３を径方向において規定する一方、コア群１５は空隙１５３を周方向において規定する磁性の壁（以下、単に「磁性壁」と称する）１５３，１５４をも有する。空隙１５３はコア１５Ｎ，１５Ｓを周方向において磁気的に分離する磁気障壁１５ｐとして機能する。
【００９５】
コア１５Ｎ，１５Ｓはコア主体１５２と、これを径方向において囲む薄肉部１５１，１５６と、コア主体１５２を周方向において囲む磁性壁１５３，１５４とを含む。コア主体１５２は圧粉磁心で構成されている。薄肉部１５１，１５６と、磁性壁１５３，１５４とは一体として形成することができる。あるいは回転軸方向に積層した電磁鋼板で形成することができる。電磁鋼板を積層する場合、図１０に例示されるように、コア主体１５２は回転軸方向にコア群１５内部を貫通する形状を有することが望ましい。
【００９６】
しかし、永久磁石１１，１２に当接する部分、即ちコア１５Ｓ、１５Ｎの回転軸方向についての端部を圧粉磁心で構成し、それ以外は積層した電磁鋼板で構成してもよい。
【００９７】
あるいは回転軸方向に沿っての端部から回転軸方向に沿って離れるほど、コア主体１５２の、回転軸方向に垂直な断面の面積を小さくしてもよい。例えばコア主体１５２の内径は永久磁石１１，１２から離れるにつれ増大する。永久磁石１１，１２から離れるほど永久磁石１１，１２から発生した界磁磁束の経路は径方向の成分を多く有するからである。
【００９８】
その場合でもコア主体１５２は、コア群１５の回転軸方向に沿った長さＬｒの半分以上の長さで延在することが望ましい。
【００９９】
第４の実施の形態．
図１１及び図１２は本発明の第４の実施の形態にかかるコア群１５の構成を例示する、それぞれ平面図及び断面図であり、図１２は図１１の位置XII-XIIにおける断面を示す。
【０１００】
コア群１５は磁性体１５０によって構成されている。磁性体１５０には磁極数と同数の空隙１５５が設けられており、空隙１５５は径方向に延びる径方向空隙１５５ａの一対を有している。径方向空隙１５５ａはコア１５Ｎ，１５Ｓを周方向において相互に分離する。
【０１０１】
一対の径方向空隙１５５ａは、周方向で隣接するコア１５Ｎ，１５Ｓの間で磁性体１５０を周方向においてはさむ。当該一対で挟まれた磁性体１５０は、その周方向で隣接するコア１５Ｎ，１５Ｓと、磁性体１５０からなる薄肉部１５７によって連結されるものの、磁気的には分離される。空隙１５５のギャップ側（外周側）の端部は薄肉部１５７によって規定される。
【０１０２】
一対の径方向空隙１５５ａで挟まれた磁性体１５０はｑ軸のリラクタンスを高める、いわゆるｑ軸磁路１５ｑとして機能する。ｑ軸磁路１５ｑは径方向及び回転軸方向に延在することになる。
【０１０３】
周方向に沿って見れば、コア１５Ｎ、径方向空隙１５５ａ、ｑ軸磁路１５ｑ、径方向空隙１５５ａ、コア１５Ｓ、径方向空隙１５５ａ、ｑ軸磁路１５ｑ、径方向空隙１５５ａ、
コア１５Ｎ…と並ぶ。
【０１０４】
空隙１５５は周方向に延在して、同じコア１５Ｎ（あるいはコア１５Ｓ）を挟む径方向空隙１５５ａ同士を内周側で連通させる周方向空隙１５５ｂをも有する。換言すれば、コア１５Ｎ（あるいはコア１５Ｓ）は内周側で周方向空隙１５５ｂによって、周方向に関しては一対の径方向空隙１５５ａによって、それぞれ囲まれる。周方向空隙１５５ｂの内周側には磁性体１５０からなる薄肉部１５６が存在する。よってコア１５Ｎ，１５Ｓは薄肉部１５６に対しても磁気的に分離される。但しｑ軸磁路１５ｑを設ける実施の形態においては、薄肉部１５６は容易に磁気飽和することが要求されるのではなく、ｑ軸磁路１５ｑ同士を軸孔１５Ｒ側で連結する機能を有する。実際のリラクタンストルクを発生する磁束の磁路は、相互に隣接するｑ軸磁路１５ｑと、両者を連結する薄肉部１５６を経由する。
【０１０５】
永久磁石１１，１２は図示を省略しているが、それら磁極面は、コア１５Ｎ，１５Ｓに当接する。磁極面の境界は回転軸方向から見て径方向空隙１５５ａに位置してもよいが、
ｑ軸磁路１５ｑが存在する位置にまで到達していないことが望ましい。
【０１０６】
図１３及び図１４は本実施の形態の変形を示す、それぞれ平面図及び断面図である。図１４は図１３の位置XIV-XIVにおける断面を示す。
【０１０７】
当該変形では、第３の実施の形態の変形と同様に、永久磁石１１，１２が当接する部分を圧粉磁心１５２で構成した。これにより、図１１において薄肉部１５７として示されていた部分及びコア１５Ｎ，１５Ｓの外周部分とは、当該変形において外周部１５１として一体に現れている。またｑ軸磁路１５ｑを構成する磁性板１５０と薄肉部１５６とは外周部１５１と一体で形成できる。更に、圧粉磁心１５２と空隙１５５との間には磁性体１５４が存在し、これも外周部１５１と一体で形成できる。
【０１０８】
よってコア群１５のうち、圧粉磁心１５２以外の部分は一体に形成することができるので、回転軸方向に積層される電磁鋼板で容易に形成することができる。特に、ｑ軸磁路１５ｑには、リラクタンストルクを発生させる回転磁束が回転軸方向に垂直な平面において流れ、永久磁石１１，１２からの界磁磁束は流れない。よって積層した電磁鋼板を採用しても渦電流の問題は小さく、圧粉磁心を設けた場合と比較して磁気飽和もしにくい。また、溝１５Ｊを形成することも容易である。
【０１０９】
図１５は本実施の形態の他の変形を示す斜視図であり、界磁子１Ａと置換して電機子３（図１参照）と共に回転電機を構成する、界磁子１Ｅの構成を回転軸方向に沿って分解して示している。当該変形においてはｑ軸磁路１５ｑにおいて貫通する締結孔９５を設けている。また磁性板１３，１４にもそれぞれ締結孔９３，９４を設けている。締結孔９３，９４，９５に不図示のリベットピンやボルトを挿入することにより、磁性体１３，１４とコア群１５とを締結し、以て永久磁石１１，１２をも締結することができる。
【０１１０】
回転軸方向から見て永久磁石１１，１２はｑ軸磁路１５ｑと重ならないので、永久磁石１１，１２の位置を避けて磁性体１３，１４とコア群１５とを締結し、以て永久磁石１１，１２をも締結することができる。またコア群１５が積層された電磁鋼板を有している場合には、締結孔９５だけでもコア群１５内部の締結をも行うことができる。
【０１１１】
締結孔９３，９４，９５を用いた締結以外にも、ｑ軸磁路１５ｑにおいて他の締結方法を行う為の部位を配置してもよい。例えばカシメピンを設けたり、電磁鋼板の各々に回転軸方向についての凹凸を設けて当該凹凸を相互に嵌合させたり（いわゆる「絡ませ」）することができる。
【０１１２】
図１６及び図１７は本実施の形態の更に他の変形を示す平面図であり、ｑ軸磁路１５ｑ近傍のみを拡大して示している。当該変形では、ｑ軸磁路１５ｑのギャップ側（外周側）の端部１５５ｔは、ギャップ側に向かうに従ってその周方向における長さが広がる。これにより、電機子３（図１など）が発生する回転磁束をｑ軸磁路１５ｑへと引き込み易くし、リラクタンストルクを増大することができる。
【０１１３】
径方向空隙１５５ａの外周側先端は、図１６では尖っているが、図１７では平坦部１５５ｍを有している。平坦部１５５ｍはその外周側の磁性板１５０を磁気障壁とし易く、界磁子内部で短絡的に流れる磁束を減少させる点で好適である。
【０１１４】
第５の実施の形態．
図１８は本実施の形態を示す斜視図であり、界磁子１Ｆの構成を回転軸方向に沿って分解して示している。界磁子１Ｆも界磁子１Ａと置換して、電機子３と共に本発明にかかる回転電機を構成することができる。図１９及び図２０は本実施の形態におけるコア群１５の構成を示す、それぞれ平面図及び断面図である。図２０は図１９の位置XX-XXにおける断面を示す。
【０１１５】
界磁子１Ｆは界磁子１Ｄのコア群１５においてのみ構成が異なっている。界磁子１Ｆのコア群１５には、図１１及び図１２に示されたコア群１５と同様に、空隙１５５が設けられ、その内周側には薄肉部１５６が、外周側には薄肉部１５７が存在する。界磁子１Ｆのコア群１５では更に、コア１５Ｓ，１５Ｎの各々において少なくとも一つのスリット、ここでは一対のスリット１５８，１５９が設けられる。
【０１１６】
スリット１５８，１５９は、回転軸方向に垂直な断面においてギャップ側にその両端を有しており、当該両端は薄肉部１５７で規定されている。またスリット１５８，１５９はギャップ側に凹となって湾曲しつつ、回転軸方向に延在する。スリット１５８はスリット１５９よりも回転軸Ｑに近い側に設けられる。このようなスリット１５８，１５９はいわゆるマルチフラックス型の界磁子コアを実現する技術として公知である（例えば上述の特許文献３）。
【０１１７】
スリット１５８，１５９はコア１５Ｎ，１５Ｓの回転軸方向の端部において、それぞれ永久磁石１１Ｎ，１１Ｓ（あるいは更に永久磁石１２Ｎ，１２Ｓ）と当接する。特許文献２に記載の技術のように永久磁石を埋設したままフラックスバリアを増大させようとすると、永久磁石厚みを減じなければならないし、磁極間を磁気的に分離する空隙（本実施の形態では空隙１５５に相当する）とフラックスバリア（本実施の形態のスリット１５８，１５９に相当する）との間や、フラックスバリア同士の間の磁路が狭くなり、磁気飽和を生じやすい。
【０１１８】
これに対して本実施の形態では、永久磁石１１，１２の厚みＴｍ（図１参照）をスリット１５８，１５９の幅とは独立して設定できる。従って、厚みＴｍよりもスリット１５８，１５９の幅を小さくして、スリットを複数設けることが容易である。この場合、スリット１５８，１５９と空隙１５５との間や、スリット１５８，１５９同士の間の磁路を広く取りやすく、この磁路での磁気飽和を生じさせにくい。また、永久磁石１１，１２を補助的に使うリラクタンストルク主体の永久磁石モータとしても使用できる。また、永久磁石の数も、スリットの層数に依存しない。
【０１１９】
また特許文献３に記載された技術とは異なり、永久磁石１１，１２はコア１５Ｎ，１５Ｓに対して回転軸方向から設けられるので、永久磁石の磁極面を広く取ることができ、界磁磁束を増大させる場合に回転軸方向の寸法を小さくできる点で有利である。
【０１２０】
図２１は本実施の形態の変形にかかる界磁子１Ｇの構成を回転軸方向に沿って分解して示している。界磁子１Ｇも界磁子１Ａと置換して、電機子３と共に本発明にかかる回転電機を構成することができる。
【０１２１】
界磁子１Ｇは界磁子１Ｆに対し、永久磁石１１とコア群１５との間に磁性板１６を、永久磁石１２とコア群１５との間に磁性板１７を、それぞれ介在させて更に備えた構造を有している。磁性板１６，１７は永久磁石１１Ｎ，１１Ｓ，１２Ｓ，１２Ｎと同様に分割されており、例えば永久磁石１１Ｎ，１１Ｓ，１２Ｓ，１２Ｎと同形である。あるいは回転軸方向から見て、磁性板１６，１７は永久磁石１１Ｎ，１１Ｓ，１２Ｓ，１２Ｎよりも広がっていてもよいが、これらの永久磁石の磁極面と同様に、その境界は回転軸方向から見てｑ軸磁路１５ｑが存在する位置にまで到達していないことが望ましい。
【０１２２】
かかる構造も実際には回転軸方向に沿って組み合わされるので、磁性板１６，１７をコア１５Ｎ，１５Ｓとともに界磁子コアとして把握できる。よってスリット１５８，１５９は界磁子コアにおいて回転軸方向に延在するものの、磁性板１６，１７が介在することによって永久磁石１１，１２に達しない、と把握することができる。
【０１２３】
かかる構造においては永久磁石１１，１２の磁極面が全て界磁子コアに当接するため、磁気抵抗が低減され、永久磁石１１，１２の動作点を高くすることができる。永久磁石１１，１２で発生する界磁磁束は、それぞれ磁性板１６，１７を経由して、空隙１５５とスリット１５８との間の磁性体１５０や、スリット１５８，１５９の間の磁性体１５０を経由してコア１５Ｓ，１５Ｎの外周側に流れる。
【０１２４】
変形．
本発明は上記実施の形態に限定されることはない。界磁子１Ａ〜１Ｇの極数と電機子３のスロット数の関係は任意であり、集中巻のみならず、分布巻にも適用可能である。永久磁石の厚みＴｍは必ずしも一定値である必要はなく、例えば、回転軸Ｑの付近よりもギャップ側で薄くても良い。
【０１２５】
また、コア群の表面は真円でなくてもよく、極中心ほどギャップが小さくなってもよい。
【０１２６】
なお、本発明における界磁磁束の増大について付言する。界磁子の外周半径Ｒｏ、内周半径Ｒｉ、回転軸Ｑ方向のコア群１５の長さＬｒ（図４参照）、極対数をＰとしたとき、当該界磁子に採用できる磁極面積の最大値は、１極当たりπ（Ｒｏ2−Ｒｉ2）／（２Ｐ）と見積もられる。これに対して従来の表面磁石型界磁子ではπＲｏＬ／Ｐであり、従来の埋込磁石型では（１極に１枚の平板磁石を埋め込むとして）２ＲｏＬ・sin（π／（２Ｐ））と見積もられる。つまり、界磁磁束の増大という観点では、最大磁極面積が本発明の方が大となるような回転軸方向に小型の界磁子において好適である。もちろん、他の観点、例えばリラクタンストルク増大、減磁の抑制という効果も本発明の利点である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる回転電機の構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる回転電機の構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる回転電機の電機子の構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる回転電機の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる回転電機に採用される界磁子の構造を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる回転電機に採用される界磁子の構造を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態にかかる回転電機に採用される界磁子の構造を示す斜視図である。
【図８】図７の一部を拡大して示す斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における変形の構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における変形の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態にかかる回転電機に採用されるコア群の構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態にかかる回転電機に採用されるコア群の構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態の変形にかかるコア群の構成を示す平面図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態の変形にかかるコア群の構成を示す断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態の他の変形にかかる界磁子の構成を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態の更に他の変形を示す平面図である。
【図１７】本発明の第４の実施の形態の更に他の変形を示す平面図である。
【図１８】本発明の第５の実施の形態にかかる回転電機に採用される界磁子の構造を示す斜視図である。
【図１９】本発明の第５の実施の形態における界磁子に採用されるコア群１５の構成を示す平面図である。
【図２０】本発明の第５の実施の形態における界磁子に採用されるコア群１５の構成を示す断面図である。
【図２１】本発明の第５の実施の形態の変形にかかる界磁子の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１Ａ〜１Ｇ  界磁子
１１，１１Ｎ，１１Ｓ，１２，１２Ｎ，１２Ｓ  永久磁石
１５  コア群
１５Ｊ  段差
１５Ｎ，１５Ｓ  コア
１５ｑ  ｑ軸磁路
１５１，１５６，１５７  薄肉部
１５８，１５９  スリット
３  電機子
３１  ヨーク
３２  電機子巻線
３３  端部
３４  ティース
９５  締結孔
Ｑ  回転軸
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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