(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁コイル（１３）が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第１ボス部（１２１）と、前記第１ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第１ディスク部（１２２）と、各前記第１ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第１爪極部（１２３）とを有する第１ポールコア（１２）と、
界磁コイル（１３）が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第２ボス部（１４１）と、前記第２ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第２ディスク部（１４２）と、各前記第２ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第２爪極部（１４３）とを有し、前記第１ポールコアに向かい合わせて配置される第２ポールコア（１４）と、
周方向交互に配置される前記第１爪極部と前記第２爪極部との間の隙間に介設されて前記第１爪極部を第一の極性に、前記第２爪極部を第二の極性に磁化する永久磁石（１５ａ〜１５ｊ）と、を備えた回転電機の回転子において、
前記永久磁石は、前記隙間の軸方向一端部に配置された第１永久磁石と、軸方向他端部に配置された第２永久磁石とを有するとともに、前記第１及び第２爪極部の周方向両側の端面のうち前記回転子の回転方向側の端面だけに当接されており、前記第１及び第２爪極部の先端側に当接された前記永久磁石（１５ｃ，１５ｅ）は、前記第１及び第２爪極部の根元側に当接された前記永久磁石（１５ｄ，１５ｆ）に比べて、磁石のエネルギー積の小さい材質で形成されていることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
界磁コイル（１３）が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第１ボス部（１２１）と、前記第１ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第１ディスク部（１２２）と、各前記第１ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第１爪極部（１２３）とを有する第１ポールコア（１２）と、
界磁コイル（１３）が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第２ボス部（１４１）と、前記第２ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第２ディスク部（１４２）と、各前記第２ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第２爪極部（１４３）とを有し、前記第１ポールコアに向かい合わせて配置される第２ポールコア（１４）と、
周方向交互に配置される前記第１爪極部と前記第２爪極部との間の隙間に介設されて前記第１爪極部を第一の極性に、前記第２爪極部を第二の極性に磁化する永久磁石（１５ａ〜１５ｊ）と、を備えた回転電機の回転子において、
前記永久磁石は、前記隙間の軸方向一端部に配置された第１永久磁石と、軸方向他端部に配置された第２永久磁石とを有するとともに、前記第１及び第２爪極部の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されていることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項３】
前記永久磁石は、前記第１及び第２爪極部のそれぞれの先端よりも軸方向外側に突出した位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機の回転子。
【請求項４】
前記永久磁石は、前記第１及び第２爪極部のそれぞれの先端よりも軸方向内側に入り込んだ位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機の回転子。
【請求項５】
前記永久磁石は、磁石保護カバー（１７）に収容されて前記磁石保護カバーを介して前記第１及び第２爪極部に保持されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車やトラック等に搭載されて電動機や発電機として使用される回転電機の回転子の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機として、固定子コイルが巻装された固定子と、固定子の内周側に対向して配置されたランデル型コア、及びランデル型コアに巻装された界磁コイルを有する回転子と、を備えたものが一般に知られている。ここで用いられる通常のランデル型コアは、界磁コイルの径方向内側にて界磁束を軸方向に流すボス部と、このボス部の軸方向外端から径方向外側に延在して界磁束を径方向に流すディスク部と、このディスク部から界磁コイルを囲むように軸方向に延在して固定子コアと磁束を授受する複数の爪極部とをそれぞれ有する一対のポールコアを組み付けて構成されている。一方のポールコアの各爪極部と他方のポールコアの各爪極部とは、周方向互い違いに配置される。この通常のランデル型コアは、塊状軟磁性コアからそれぞれ製造される一対のポールコアを、界磁コイルを挟んで軸方向に組み合わせることにより組み立てられる。
【０００３】
このランデル型コアにおいて、爪極部の磁束を強化するために周方向に隣接する爪極部間の隙間に永久磁石を介設した磁石併用ランデル型コアが知られている。例えば、特許文献１には、周方向に隣接する第１及び第２爪極部間の隙間に配置される永久磁石を周方向一方側にずらし、周方向奇数番目の永久磁石と周方向偶数番目の永久磁石とを、軸方向に所定距離だけ交互にずらして配置することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８９３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の特許文献１では、ランデル型コアに対して磁束の第３高調波を低減する目的で永久磁石を添付しており、磁気回路面では考慮されていない。例えば、周方向に隣接する第１及び第２爪極部間の隙間に配置された永久磁石が、軸方向においてどちらか一方の爪極部の先端側に偏っているため、永久磁石が配置されていないどちらか他方の爪極部の先端側の磁極は磁気回路として十分に利用されていない。
【０００６】
また、第１及び第２爪極部間の隙間に配置された永久磁石が、軸方向においてどちらか一方の爪極部の先端側に偏っているため、永久磁石周辺の磁極の磁気飽和があると考えられ、永久磁石の減磁や冷却面で不利となる。さらに、第１及び第２爪極部間の隙間に配置された永久磁石は、軸方向に所定距離だけ交互にずれて配置されているため、軸方向にアンバランスな構造は界磁コイルの冷却性に影響がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、磁気音の低減を図りつつ、爪極部の先端部を磁気回路に有効活用して性能の向上及び冷却性の向上を図り得るようにした回転電機の回転子を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた第一の発明は、
界磁コイル（１３）が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第１ボス部（１２１）と、前記第１ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第１ディスク部（１２２）と、各前記第１ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第１爪極部（１２３）とを有する第１ポールコア（１２）と、
界磁コイル（１３）が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第２ボス部（１４１）と、前記第２ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第２ディスク部（１４２）と、各前記第２ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第２爪極部（１４３）とを有し、前記第１ポールコアに向かい合わせて配置される第２ポールコア（１４）と、
周方向交互に配置される前記第１爪極部と前記第２爪極部との間の隙間に介設されて前記第１爪極部を第一の極性に、前記第２爪極部を第二の極性に磁化する永久磁石（１５ａ〜１５ｊ）と、を備えた回転電機の回転子において、
前記永久磁石は、前記隙間の軸方向一端部に配置された第１永久磁石と、軸方向他端部に配置された第２永久磁石とを有するとともに、前記第１及び第２爪極部の周方向両側の端面のうち前記回転子の回転方向側の端面だけに当接されており、前記第１及び第２爪極部の先端側に当接された前記永久磁石（１５ｃ，１５ｅ）は、前記第１及び第２爪極部の根元側に当接された前記永久磁石（１５ｄ，１５ｆ）に比べて、磁石のエネルギー積の小さい材質で形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、永久磁石は、第１爪極部と前記第２爪極部との間に形成された隙間の軸方向一端部に配置された第１永久磁石と、軸方向他端部に配置された第２永久磁石とを有する。これにより、第１及び第２爪極部の先端側に永久磁石が配置されるため、磁気回路で有効活用が難しい第１及び第２爪極部の先端部を有効活用することができるので、性能の向上を図ることができる。また、第１及び第２爪極部の先端側と根元側に分散して永久磁石が配置されることから、局所的な磁気飽和を緩和することができるため、永久磁石の減磁抑制や冷却性の向上を図ることができる。さらに、永久磁石が、第１爪極部と第２爪極部との間に形成された隙間の軸方向両端部に配置されていることから、軸方向両端部に配置された２個の永久磁石の間に形成される空間により、界磁コイルを効率良く冷却することができるので、界磁コイルの冷却性の向上を図ることができる。
また、永久磁石は、第１及び第２爪極部の周方向両側の端面のうち回転子の回転方向側の端面だけに当接されている。そのため、回転子の回転による第１及び第２爪極部に対する永久磁石の保持強度が確保されるので、回転方向側に隣接する第１及び第２爪極部の反回転方向側の端面との間に介装される磁石保護カバーなどの部材を省略することができる。これにより、構造の簡素化や低コスト化を図ることができる。
また、第１及び第２爪極部の先端側に当接された永久磁石は、第１及び第２爪極部の根元側に当接された永久磁石に比べて、磁石エネルギー積の小さい材質で形成されている。これにより、永久磁石の性能の低下を限定的に抑制しつつ、低コスト化を図ることができる。
【０００９】
上記課題を解決するためになされた第二の発明は、
界磁コイル（１３）が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第１ボス部（１２１）と、前記第１ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第１ディスク部（１２２）と、各前記第１ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第１爪極部（１２３）とを有する第１ポールコア（１２）と、
界磁コイル（１３）が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第２ボス部（１４１）と、前記第２ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第２ディスク部（１４２）と、各前記第２ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第２爪極部（１４３）とを有し、前記第１ポールコアに向かい合わせて配置される第２ポールコア（１４）と、
周方向交互に配置される前記第１爪極部と前記第２爪極部との間の隙間に介設されて前記第１爪極部を第一の極性に、前記第２爪極部を第二の極性に磁化する永久磁石（１５ａ〜１５ｊ）と、を備えた回転電機の回転子において、
前記永久磁石は、前記隙間の軸方向一端部に配置された第１永久磁石と、軸方向他端部に配置された第２永久磁石とを有するとともに、前記第１及び第２爪極部の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されていることを特徴とする。
本発明によれば、永久磁石は、第１爪極部と前記第２爪極部との間に形成された隙間の軸方向一端部に配置された第１永久磁石と、軸方向他端部に配置された第２永久磁石とを有する。これにより、第１及び第２爪極部の先端側に永久磁石が配置されるため、磁気回路で有効活用が難しい第１及び第２爪極部の先端部を有効活用することができるので、性能の向上を図ることができる。また、第１及び第２爪極部の先端側と根元側に分散して永久磁石が配置されることから、局所的な磁気飽和を緩和することができるため、永久磁石の減磁抑制や冷却性の向上を図ることができる。さらに、永久磁石が、第１爪極部と第２爪極部との間に形成された隙間の軸方向両端部に配置されていることから、軸方向両端部に配置された２個の永久磁石の間に形成される空間により、界磁コイルを効率良く冷却することができるので、界磁コイルの冷却性の向上を図ることができる。
また、永久磁石は、第１及び第２爪極部の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されている。そのため、第１爪極部と第２爪極部の対向面において、界磁による磁束密度が低い第１及び第２爪極部の先端部を２個の永久磁石で周方向両側から補助できるため、磁気回路として優位にすることができる。
【００１０】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載された各部材や部位の後の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的な部材や部位との対応関係を示すものであり、特許請求の範囲に記載された各請求項の構成に何ら影響を及ぼすものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】参考例１に係る回転子を搭載した車両用交流発電機の軸方向断面図である。
【図２】参考例１に係る回転子の斜視図である。
【図３】参考例１に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。
【図４】参考例１に係るポールコアの爪極部上において図３のIV−IV線に沿った部位の軸方向距離に対する磁束密度波形を示す図である。
【図５】比較例１の回転子の外周側から見た部分正面図である。
【図６】比較例１のポールコアの爪極部上において図５のVI−VI線に沿った部位の軸方向距離に対する磁束密度波形を示す図である。
【図７】参考例１の回転子と比較例１の回転子の磁束の第３高調波の結果を示すグラフである。
【図８】参考例２に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。
【図９】参考例３に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。
【図１０】実施形態１に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線矢視断面図である。
【図１２】図１０のXII−XII線矢視断面図である。
【図１３】参考例４に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV線矢視断面図である。
【図１５】図１３のXV−XV線矢視断面図である。
【図１６】実施形態２に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。
【図１７】図１６のXVII−XVII線矢視断面図である。
【図１８】図１６のXVIII−XVIII線矢視断面図である。
【図１９】参考例５に係る回転子の軸方向から見た部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る回転電機の回転子の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。
【００１３】
〔参考例１〕
参考例１に係る回転子を搭載した車両用交流発電機の例を図１に示す軸方向断面図を参照して説明する。図１において、１は回転子、２は固定子、３はフロントフレーム、４はリアフレーム、５はプーリ、６はスリップリング、７はブラシ装置、８は整流器、９はレギュレータである。
【００１４】
固定子２は、固定子コア２１に固定子コイル２２を巻装してなり、フロントフレーム３及びリアフレーム４の内周面に固定されている。フロントフレーム３及びリアフレーム４は、ボルトにより固定子２を囲んで締結され、軸受け３１，４１を介して回転子１の回転軸１１を回転自在に支承している。
【００１５】
回転子１は、図２に示すように、回転軸１１に固定された前側の第１ポールコア１２と、界磁コイル１３（図１参照）と、後側の第２ポールコア１４と、複数の永久磁石１５ａ，１５ｂとにより構成されている。なお、第１及び第２ポールコア１２，１４は、従来のランデル型コアの一対のポールコアと同じ形状を有する。即ち、第１ポールコア１２は、界磁コイル１３の径方向内側にて界磁束を軸方向に流すボス部１２１と、ボス部１２１の軸方向前端部から周方向所定ピッチで径方向外側へ延在して界磁束を径方向に流すディスク部１２２と、各ディスク部１２２の先端から界磁コイル１３を囲むように軸方向に延在して固定子コア２１と磁束を授受する第１爪極部１２３とからなる。そして、第２ポールコア１４も第１ポールコア１２と同一形状を有する。但し、第２ポールコア１４のボス部は１４１、ディスク部は１４２、第２爪極部は１４３と付番されている。これら第１及び第２ポールコア１２，１４は、軟磁性体からなる。
【００１６】
第１ポールコア１２と第２ポールコア１４は、それぞれの爪極部１２３，１４３を互い違いに向かい合わせるようにして、第１ポールコア１２の軸方向後端面と第２ポールコア１４の軸方向前端面とが接面されて組み付けられている。これにより、第１ポールコア１２の第１爪極部１２３と第２ポールコア１４の第２爪極部１４３とが周方向交互に配置されている。第１及び第２ポールコア１２，１４は、それぞれ８個の爪極部１２３，１４３をもち、１６極のランデル型回転子コアを形成している。
【００１７】
界磁コイル１３は、第１及び第２ポールコア１２，１４のボス部１２１，１４１の外周面に巻装されて第１及び第２爪極部１２３，１４３に囲まれている。なお、ディスク部１２２，１４２は、実際には各８極の第１及び第２爪極部１２３，１４３に合わせて凹凸も有しており、実際には８本の柱部が放射状に配置された形状を有する。
【００１８】
図２及び図３に示すように、周方向交互に配置された第１爪極部１２３と第２爪極部１４３との間には、軸方向斜めに延在する隙間が形成されており、軸方向に２分割された永久磁石１５ａ，１５ｂが各隙間の軸方向両端部にそれぞれ配設されている。参考例１の場合、軸方向に２分割された永久磁石１５ａ，１５ｂの間には、永久磁石１５ａ，１５ｂの軸方向長さと同じ程度の軸方向長さを有する空間部が形成されている。これにより、第１及び第２ポールコア１２，１４のボス部１２１，１４１の外周面に巻装された界磁コイル１３が各空間部に露出している。なお、この空間部の軸方向長さは、永久磁石１５ａ，１５ｂの強度により変化するため、採用する永久磁石の強度や種類に応じて適宜設定される。
【００１９】
各永久磁石１５ａ，１５ｂは、矩形形状の外形を有し、軸方向外側の端面が周方向に隣接する第１及び第２爪極部１２３，１４３の先端と根本とを結ぶ線上に位置する状態に配置されている。各永久磁石１５ａ，１５ｂは、周方向両側の端面が第１及び第２爪極部１２３，１４３の周方向の端面にそれぞれ当接されており、これにより第１及び第２爪極部１２３，１４３に保持されている。各永久磁石１５ａ，１５ｂは、第１爪極部１２３を第一の極性に磁化し、第２爪極部１４３を第二の極性に磁化するように配置されている。例えば、第１爪極部１２３をＮ極に磁化するときには第２爪極部１４３をＳ極に磁化するように配置される。なお、各永久磁石１５ａ，１５ｂは、Ｎ極とＳ極が逆となるように配置してもよい。
【００２０】
以上の構成を有する車両用交流発電機は、ベルト等を介してプーリ５にエンジンからの回転力が伝えられると、回転子１が回転軸１１と共に所定方向に回転する。この状態で、スリップリング６を介してブラシ装置７から回転子１の界磁コイル１３に励磁電圧を印加することにより、第１及び第２ポールコア１２，１４のそれぞれの第１及び第２爪極部１２３，１４３が励磁されて、回転子１の回転方向に沿って交互にＮＳ磁極が形成される。これにより、固定子コイル２２に三相交流電圧を発生させることができ、整流器８の出力端子から所定の直流電流を取り出すことができる。
【００２１】
参考例１の場合、界磁コイル１３への印加により第１及び第２爪極部１２３，１４３が励磁されると、例えば第１爪極部１２３においては、図３に網目模様で示す領域が固定子コア２１と磁束の授受を行う部位となる。即ち、網目模様の領域は、第１爪極部１２３の軸方向において、根元側の概ね２／３の範囲となっている。しかし、参考例１の場合には、周方向に隣接する第１爪極部１２３と第２爪極部１４３との間の隙間の軸方向両端部に、軸方向に２分割された永久磁石１５ａ，１５ｂが配置されている。そのため、これら永久磁石１５ａ，１５ｂによって、第１及び第２爪極部１２３，１４３の先端部に、固定子コア２１と磁束の授受を行う磁気回路（図３に斜線で示す領域）が形成される。これにより、第１及び第２爪極部１２３，１４３の先端部が磁気回路として有効利用される。
【００２２】
図４は、第１爪極部１２３の周方向一方側の端面（図３のIV−IV線）に沿った部位の軸方向距離に対する磁束密度の関係を示す磁束密度波形である。参考例１の場合には、第１爪極部１２３の軸方向両端部に、軸方向に２分割された永久磁石１５ａ，１５ｂが配置されているため、永久磁石１５ａの配置位置に磁束密度の第１ピークが存在し、永久磁石１５ｂの配置位置に磁束密度の第２ピークが存在している。しかも、第１ピークと第２ピークの差Ｂは小さく、全体として平均化されている。
【００２３】
なお、比較例１として、図５に示すように、周方向に隣接する第１及び第２爪極部１２３，１４３間の隙間に配置される永久磁石に関して、前記特許文献１のように、周方向奇数番目の永久磁石１５０ａと周方向偶数番目の永久磁石１５０ｂとを、軸方向に所定距離だけ交互にずらして配置した点で異なるものを準備した。そして、上記と同様に、第１爪極部１２３の周方向一方側の端面（図５のVI−VI線）に沿った部位の軸方向距離に対する磁束密度の関係を示す磁束密度波形を調べたところ、図６に示す結果が得られた。
【００２４】
図６から明らかなように、比較例１の場合には、第１爪極部１２３の軸方向根元側にだけ永久磁石１５０ａが配置されているため、永久磁石１５０ａの軸方向中央部に高い第１ピークが存在している。また、第１爪極部１２３の軸方向先端側には、第１爪極部１２３の周方向他方側に配置された永久磁石１５０ｂの影響により第１ピークよりも格段に低い第２ピークが存在している。このように、第１ピークと第２ピークの差Ａは、上記参考例１における第１ピークと第２ピークの差Ｂに比べて格段に大きい。
【００２５】
以上のことから、参考例１の場合には、第１及び第２爪極部１２３，１４３の先端部を磁気回路として有効活用することができ、これにより性能の向上を図ることができる。なお、参考例１及び比較例１の磁気音の要因となる磁束の第３高調波を測定して調べたところ、図７に示すように、参考例１の場合にも、比較例１と同等に磁束の第３高調波を低減できることが解った。
【００２６】
以上のように構成された参考例１の回転子１によれば、周方向交互に配置される第１爪極部１２３と第２爪極部１４３との間の隙間に介設された永久磁石１５ａ，１５ｂは、軸方向に２分割されて前記隙間の軸方向両端部に配置されている。これにより、第１及び第２爪極部１２３，１４３の先端側に永久磁石１５ａ，１５ｂが配置されるため、磁気回路で有効活用が難しい第１及び第２爪極部１２３，１４３の先端部を有効活用することができるので、性能の向上を図ることができる。
【００２７】
また、参考例１では、第１及び第２爪極部１２３，１４３の先端側と根元側に分散して永久磁石１５ａ，１５ｂが配置されることから、局所的な磁気飽和を緩和することができるため、永久磁石１５ａ，１５ｂの減磁を抑制することができる。さらに、軸方向に２分割された永久磁石１５ａ，１５ｂの間に空間部が形成されて、ボス部１２１，１４１の外周面に巻装された界磁コイル１３が各空間部に露出するようにされているため、界磁コイル１３を効率良く冷却することができるので、冷却性の向上を図ることができる。
【００２８】
また、参考例１では、永久磁石１５ａ，１５ｂは、周方向両側の端面が第１及び第２爪極部１２，１４に保持されているため、遠心力に弱い第１及び第２爪極部１２，１４の先端部を永久磁石１５ａ，１５ｂで固定することができるので、遠心力に対する強度を向上させることができる。
【００２９】
〔参考例２〕
参考例２の回転子１は、図８に示すように、周方向に隣接する第１及び第２爪極部１２３，１４３間の隙間に配置される永久磁石１５ａ，１５ｂが、第１及び第２爪極部１２３，１４３のそれぞれの先端よりも軸方向外側に突出した位置に配置されている点で、参考例１と異なる。即ち、第１爪極部１２３の先端側に配置された永久磁石１５ｂは、各第１爪極部１２３の先端を結ぶ基準線Ｌ１よりも、軸方向外側に一部が突出した位置に配置されている。また、第２爪極部１４３の先端側に配置された永久磁石１５ａは、各第２爪極部１４３の先端を結ぶ基準線Ｌ２よりも、軸方向外側に一部が突出した位置に配置されている。なお、他の構成は、参考例１と同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００３０】
以上のように構成された参考例２の回転子１によれば、参考例１と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、参考例２の場合には、上記の構成を有することから、採用する永久磁石１５ａ，１５ｂの軸方向長さや強度に応じて、永久磁石１５ａ，１５ｂを最適位置に配置することが可能となる。
【００３１】
〔参考例３〕
参考例３の回転子１は、図９に示すように、周方向に隣接する第１及び第２爪極部１２３，１４３間の隙間に配置される永久磁石１５ａ，１５ｂが、第１及び第２爪極部１２３，１４３のそれぞれの先端よりも軸方向内側に入り込んだ位置に配置されている点で、参考例１と異なる。即ち、第１爪極部１２３の先端側に配置された永久磁石１５ｂは、各第１爪極部１２３の先端を結ぶ基準線Ｌ１よりも、軸方向内側に所定距離入り込んだ位置に配置されている。また、第２爪極部１４３の先端側に配置された永久磁石１５ａは、各第２爪極部１４３の先端を結ぶ基準線Ｌ２よりも、軸方向内側に所定距離入り込んだ位置に配置されている。なお、他の構成は、参考例１と同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００３２】
以上のように構成された参考例３の回転子１によれば、参考例１と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、参考例３の場合には、上記の構成を有することから、採用する永久磁石１５ａ，１５ｂの軸方向長さや強度に応じて、永久磁石１５ａ，１５ｂを最適位置に配置することが可能となる。
【００３３】
〔実施形態１〕
実施形態１の回転子１は、図１０、図１１及び図１２に示すように、周方向に隣接する第１及び第２爪極部１２３，１４３間の隙間に配置される永久磁石１５ｃ〜１５ｆが、第１及び第２爪極部１２３，１４３の周方向両側の端面のうち回転子１の回転方向側の端面だけに当接されている点で、参考例１と異なる。即ち、第１爪極部１２３の回転方向側の端面に当接されている永久磁石１５ｃ，１５ｄは、回転方向側に隣接する第２爪極部１４３の反回転方向側の端面と所定距離だけ離間している。また、第２爪極部１４３の回転方向側の端面に当接されている永久磁石１５ｅ，１５ｆは、回転方向側に隣接する第１爪極部１２３の反回転方向側の端面と所定距離だけ離間している。
【００３４】
また、第１及び第２爪極部１２３，１４３の先端側に当接された永久磁石１５ｃ，１５ｅは、第１及び第２爪極部１２３，１４３の根元側に当接された永久磁石１５ｄ，１５ｆに比べて、磁石のエネルギー積の小さい材質で形成されている点で、参考例１と異なる。一般に、磁石のエネルギー積の大きい材質としては、例えば、ネオジム、フェライト等が挙げられる。また、磁石のエネルギー積の小さい材質としては、例えば、アルニコ、フェライト等が挙げられる。これらの内から、磁石のエネルギー積の相対的な強弱の関係を有する材質を選択すればよい。なお、他の構成は、参考例１と同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００３５】
以上のように構成された実施形態１の回転子１によれば、参考例１と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、実施形態１の場合には、周方向に隣接する第１及び第２爪極部１２３，１４３間の隙間に配置される永久磁石１５ｃ〜１５ｆが、第１及び第２爪極部１２３，１４３の周方向両側の端面のうち回転子１の回転方向側の端面だけに当接されている。これにより、回転子１の回転による第１及び第２爪極部１２３，１４３に対する永久磁石１５ｃ〜１５ｆの保持強度が確保されるので、回転方向側に隣接する第１及び第２爪極部１２３，１４３の反回転方向側の端面との間に介装される磁石保護カバーなどの部材を省略することができる。これにより、構造の簡素化や低コスト化を図ることができる。
【００３６】
また、実施形態１では、第１及び第２爪極部１２３，１４３の先端側に当接された永久磁石１５ｃ，１５ｅは、第１及び第２爪極部１２３，１４３の根元側に当接された永久磁石１５ｄ，１５ｆに比べて、磁石エネルギー積の小さい材質で形成されている。通常、第１及び第２爪極部１２３，１４３間の隙間に配置される永久磁石は、配置箇所や回転方向により、磁気回路への貢献度が異なり、また、永久磁石の価格は磁石のエネルギー積に比例する。そのため、上記の構成を採用することで、性能の低下を限定的に抑制しつつ、低コスト化を図ることができる。
【００３７】
〔参考例４〕
参考例４の回転子１は、図１３、図１４及び図１５に示すように、周方向に隣接する第１及び第２爪極部１２３，１４３間の隙間に配置される永久磁石１５ｇが、前記隙間の周方向中央部に配置されて、周方向両側の第１及び第２爪極部１２３，１４３との間に磁気的空隙部１６が形成されている点で、参考例１と異なる。この場合、磁気的空隙部１６には、図示が省略されているが、例えばスペーサやばね部材、磁石保護カバーなどの非磁性材料で形成された公知の部材を配置して、永久磁石１５ｇを所定位置に保持するようにされている。なお、他の構成は、参考例１と同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００３８】
以上のように構成された参考例４の回転子１によれば、参考例１と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、参考例４の場合には、上記の構成を有するため、この回転子１を正逆両方向に回転可能に構成される電動機に搭載した場合でも、正逆両方向において同じ性能を出すことができる。
【００３９】
〔実施形態２〕
実施形態２の回転子１は、図１６、図１７及び図１８に示すように、周方向に隣接する第１及び第２爪極部１２３，１４３間の隙間に配置される永久磁石１５ｈ，１５ｉが、第１及び第２爪極部１２３，１４３の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されている点で、参考例１と異なる。即ち、第１爪極部１２３の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されている永久磁石１５ｈは、これと対向する第２爪極部１４３の根元側の端面との間に磁気的空隙部１６が形成されている。また、第２爪極部１４３の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されている永久磁石１５ｉは、これと対向する第２爪極部１４３の根元側の端面との間に磁気的空隙部１６が形成されている。なお、他の構成は、参考例１と同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００４０】
以上のように構成された実施形態２の回転子１によれば、参考例１と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、実施形態２の場合には、上記の構成を有することから、第１爪極部１２３と第２爪極部１４３の対向面において、界磁による磁束密度が低い第１及び第２爪極部１２３，１４３の先端部を２個の永久磁石１５ｈ，１５ｉで周方向両側から補助できるため、磁気回路として優位にすることができる。
【００４１】
〔参考例５〕
参考例５の回転子１は、図１９に示すように、周方向に隣接する第１及び第２爪極部１２３，１４３間の隙間に配置される永久磁石１５ｊが、磁石保護カバー１７に収容されて磁石保護カバー１７を介して第１及び第２爪極部１２３，１４３に保持されている点で、参考例１と異なる。この場合、磁石保護カバー１７は、箱状に形成されて、周方向両側に配置された一対のスペーサ１８と共に磁石保護カバー１７を内部に収容している。この磁石保護カバー１７は、周方向両側の端面が、周方向に隣接する第１及び第２爪極部１２３，１４３の対向面に当接した状態で保持されている。
【００４２】
なお、磁石保護カバー１７及びスペーサ１８は、例えば、樹脂や非磁性金属などの非磁性材料で形成することができる。また、磁石保護カバー１７とスペーサ１８を一体に形成してもよく、スペーサ１８を省略して空間部としてもよい。
【００４３】
以上のように構成された参考例５の回転子１によれば、参考例１と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、参考例５の場合には、上記の構成を有することから、回転子１の高速回転時における永久磁石１５ｊの破損や脱落をより確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１…回転子、  １２…第１ポールコア、  １２１…ボス部、  １２２…ディスク部、  １２３…第１爪極部、  １３…界磁コイル、  １４…第２ポールコア、  １４１…ボス部、  １４２…ディスク部、  １４３…第２爪極部、  １５ａ〜１５ｊ…永久磁石、  １６…磁気的空隙部、  １７…磁石保護カバー、  １８…スペーサ。
【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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