(57)【要約】【課題】界磁磁路を確保しつつも、回転電機内部に発生する熱を逃がすこと。【解決手段】第１及び第２界磁コア４２，５２に貫通孔６４を複数形成した。そして、各貫通孔６４を、第１及び第２界磁コア４２，５２内の界磁磁路における周方向での断面積の最小値が、界磁磁路を形成する第１及び第２界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積以上になるように形成した。【選択図】図３
2013143863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに回転可能に支持されるとともに磁気的な凸極部を有するロータと、
前記ロータの凸極部の径方向外側に配置されたステータと、
円環状をなすとともに内側に前記シャフトが挿通され、径方向に界磁磁路が形成される界磁コアと、
前記界磁コアにおける前記ロータ側に配設される界磁コイルと、
前記界磁コイルの通電に伴い前記界磁コアと少なくとも前記ロータと前記ステータと共に界磁磁路を形成する磁路形成部材と、を備えた回転電機であって、
前記界磁コアには、前記シャフトの軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、
前記貫通孔は、前記界磁コア内の界磁磁路における周方向での断面積が、前記界磁磁路を形成する前記界磁コアの内周面の面積以上に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２】
前記貫通孔は、前記界磁コアの径方向に沿って放射状に延びる複数の腕部の間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記界磁コアの外周部側の厚みが前記界磁コアの内周部側の厚みよりも薄くなるように、前記界磁コアにおける前記界磁コイルが配設される側の端面を段付き形状にしたことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記界磁コアは、
前記腕部における前記シャフトの軸心を中心とした同心円での前記腕部を通る円弧の長さをＬ、前記腕部の個数をｎ、前記界磁コアの内周面の内径をｄ、円周率をπ、前記腕部の厚みをｔ１、前記界磁コアの内径での厚みをｔ２とすると、
ｎＬｔ１≧πｄｔ２
を満たすように形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の回転電機。
【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。
【背景技術】
【０００２】
従来から、永久磁石をロータに配設した永久磁石同期モータは、電気自動車やハイブリッド自動車などの様々な分野で駆動源として利用されている。このような永久磁石同期モータにおいて、強め界磁制御を行うことによって大きなトルクを得る一方で、弱め界磁制御を行うことによってステータとロータとの間に生じる磁束量を低減して、最大回転数を向上させることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の回転電動機は、ロータと、界磁ヨーク（界磁極）と、界磁コイルとを備えている。そして、界磁コイルに電流を供給することで、ロータ、ステータ及び界磁ヨークにより環状の磁路（界磁磁路）が形成される。そして、界磁コイルに供給される電流量を調整して、ロータを通過する磁束量を調整することで、強め界磁制御及び弱め界磁制御を可能とし、大きなトルクを得られるとともに最大回転数を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４３０９９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、回転電機では、回転電機内部に発生する熱を逃がすことが望まれている。
本発明の目的は、界磁磁路を確保しつつも、回転電機内部に発生する熱を逃がすことができる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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シャフトに回転可能に支持されるとともに磁気的な凸極部を有するロータと、前記ロータの凸極部の径方向外側に配置されたステータと、円環状をなすとともに内側に前記シャフトが挿通され、径方向に界磁磁路が形成される界磁コアと、前記界磁コアにおける前記ロータ側に配設される界磁コイルと、前記界磁コイルの通電に伴い前記界磁コアと少なくとも前記ロータと前記ステータと共に界磁磁路を形成する磁路形成部材と、を備えた回転電機であって、前記界磁コアには、前記シャフトの軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、前記貫通孔は、前記界磁コア内の界磁磁路における周方向での断面積が、前記界磁磁路を形成する前記界磁コアの内周面の面積以上になるように形成されていることを要旨とする。
【０００７】
ここで、「周方向での断面積」とは、シャフト軸中心を中心とした仮想円で界磁磁路を切った場合の断面積である。したがって、「前記界磁コア内の界磁磁路における周方向での断面積が、前記界磁磁路を形成する前記界磁コアの内周面の面積以上」とは、仮想円の径を様々に変えた場合の「周方向での断面積」の最小値が界磁コアの内周面の面積以上ということである。
【０００８】
この発明によれば、回転電機内部に発生した熱が貫通孔を通して逃がされる。ここで、貫通孔は、界磁コア内の界磁磁路における周方向での断面積が、界磁磁路を形成する界磁コアの内周面の面積以上になるように形成されているので、界磁コアに貫通孔が形成されていても、界磁コアにおける周方向の界磁磁路を確保することができる。その結果、界磁磁路を確保しつつも、回転電機内部に発生する熱を逃がすことができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記貫通孔は、前記界磁コアの径方向に沿って放射状に延びる複数の腕部の間に形成されていることを要旨とする。
この発明によれば、貫通孔が単数である場合や、貫通孔が界磁コアの一部分に偏って複数配置されている場合などに比べると、回転電機内部に発生する熱が貫通孔を通して逃げ易くすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記界磁コアの外周部側の厚みが前記界磁コアの内周部側の厚みよりも薄くなるように、前記界磁コアにおける前記界磁コイルが配設される側の端面を段付き形状にしたことを要旨とする。
【００１１】
この発明によれば、界磁コアにおける界磁コイルが配設される側の端面に段が無い場合に比べると、界磁コアにおけるロータ側において、界磁コイルの配置スペースを増加させることができる。よって、この増加した配置スペースに界磁コイルを配置することができる分、界磁コアとロータ及びステータとを近づけることができ、回転電機全体として、シャフトの軸方向への体格を小型化することができる。
【００１２】
請求項４に記載のように、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記界磁コアは、前記腕部における前記シャフトの軸心を中心とした同心円での前記腕部を通る円弧の長さをＬ、前記腕部の個数をｎ、前記界磁コアの内周面の内径をｄ、円周率をπ、前記腕部の厚みをｔ１、前記界磁コアの内径での厚みをｔ２とすると、ｎＬｔ１≧πｄｔ２を満たすように形成されているようにするとよい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、界磁磁路を確保しつつも、回転電機内部に発生する熱を逃がすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態におけるモータの側断面図。
【図２】コアバック、ステータコア、ロータコア及びシャフトの縦断面図。
【図３】界磁コアの正面図。
【図４】第２の実施形態におけるモータの部分側断面図。
【図５】別の実施形態における界磁コアの正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、本発明を回転電機としてのモータ（回転電動機）に具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
【００１６】
図１に示すように、モータ１０の外郭をなす円筒状のコアバック１１は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。コアバック１１の両端（図１の左右端）開口縁には圧入凹部１１ａ，１１ｂが形成されている。コアバック１１内にはシャフト１２が収容されている。シャフト１２は、軟磁性材料（例えば鉄や粉末成形磁性体等）から形成されるとともに略円柱状をなしている。シャフト１２の軸線Ｌ１に沿った方向（シャフト１２の軸方向）両端はコアバック１１外へ突出している。
【００１７】
コアバック１１の内周面にはステータ２０（固定子）が固定されている。ステータ２０は、コアバック１１の内周面に固定された円環状のステータコア２１と、ステータコイル２２とから構成されている。コアバック１１は、ステータコア２１の外周面を全周に亘って覆うとともに、ステータコア２１の外周面とコアバック１１の内周面とは密着されている。このため、ステータコア２１とコアバック１１とは磁気的に接続されている。ステータコア２１は、複数枚の電磁鋼板をシャフト１２の軸線Ｌ１に沿った方向に積層して構成されている。
【００１８】
図２に示すように、ステータコア２１には、シャフト１２に向けて突出する複数のステータティース２１ａがステータコア２１の周方向に等間隔おきで設けられている。各ステータティース２１ａの先端面はいずれも同一周面上に位置している。図１に示すように、各ステータティース２１ａには、絶縁性樹脂材料よりなるステータコイル用ボビン２２ｂが装着されている。そして、ステータコイル２２は、導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がステータコイル用ボビン２２ｂに巻回されて形成されている。なお、ステータコイル２２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のいずれかとされており、それぞれ位相の異なる電流が供給されることにより、回転磁界を発生させるようになっている。
【００１９】
ステータ２０の内側にはロータ３０（回転子）が設けられている。ロータ３０は、シャフト１２に止着されたロータコア３１を有している。ロータコア３１は、シャフト１２の軸線Ｌ１周りでシャフト１２と一体的に回転可能になっている。シャフト１２の外周面１２ａとロータコア３１の内周面とは密着されている。このため、シャフト１２とロータコア３１とは磁気的に接続されている。ロータコア３１は、軟磁性材料からなる複数枚の電磁鋼板をシャフト１２の軸方向に積層して構成されている。よって、ロータコア３１内において、磁束がシャフト１２の軸方向よりも軸線Ｌ１に直交するロータコア３１の径方向及び周方向へ流れ易くなっている。
【００２０】
また、ロータコア３１におけるシャフト１２の軸方向の長さは、ステータコア２１におけるシャフト１２の軸方向の長さと同じになっている。ステータコイル２２は、シャフト１２の軸方向においてステータティース２１ａの端面からコイルエンド２２ｅが突出している。よって、シャフト１２の軸方向におけるステータコイル２２のコイルエンド２２ｅの両端は、ロータコア３１の両端よりも外側に突出している。また、コアバック１１内において、一端側のコイルエンド２２ｅよりも一端側には、各相のステータコイル２２の渡り線（図示せず）が通過する渡り線領域Ｗ（図１において二点鎖線で示す）が設けられている。
【００２１】
図２に示すように、ロータコア３１は、径方向外側へ向けて突出する凸極部としての複数のロータティース３１ａが、ロータコア３１の周方向に等間隔おきで設けられている。各ロータティース３１ａの先端面はいずれも同一周面上に位置している。各ロータティース３１ａの先端面とステータティース２１ａの先端面との間には僅かな隙間が形成されている。そして、ロータティース３１ａとステータティース２１ａとはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００２２】
図１に示すように、コアバック１１内におけるステータ２０及びロータ３０よりも一端側には、界磁磁束を発生させるための第１界磁極４１が配設されている。第１界磁極４１は、円環状の界磁コアとしての第１界磁コア４２と、第１界磁コア４２とステータ２０及びロータ３０との間に配設される界磁コイルとしての第１界磁コイル４３とから構成されている。第１界磁コア４２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第１界磁コア４２の内側にはシャフト１２が挿通されており、第１界磁コア４２の内周面４２ｇとシャフト１２の外周面１２ａとの間には僅かな隙間が形成されている。そして、第１界磁コア４２とシャフト１２とはこの隙間を介して磁気的に接続されている。ここで、「第１界磁コア４２の内周面４２ｇ」とは、シャフト１２と対向しており、シャフト１２と磁気的に接続されている部位のことをいう。
【００２３】
第１界磁コア４２の端面４２ｅには第１界磁コイル用ボビン４６が固着されている。第１界磁コイル用ボビン４６には、第１界磁コア４２の端面４２ｅからロータコア３１の一端面の手前までシャフト１２の軸方向に沿って延びる円筒状の第１胴部４６ａが形成されている。また、第１界磁コイル用ボビン４６には、第１胴部４６ａの一端開口部から径方向外側に向けて延びる円環状の一端側鍔部４６ｂと、第１胴部４６ａの他端開口部から径方向外側に向けてステータコイル用ボビン２２ｂにおけるシャフト１２側の面の手前まで延びる円環状の他端側鍔部４６ｃとが形成されている。第１界磁コイル４３は、第１界磁コイル用ボビン４６に導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１２の軸線Ｌ１周りに複数回巻回されることで巻装されている。また、第１界磁コア４２における第１界磁コイル用ボビン４６が固着されている側とは反対側の端面４２ｆには、シャフト１２を回転可能に支持する第１ベアリング１６を保持する保持部４２ｈが突設されている。
【００２４】
コアバック１１内におけるステータ２０及びロータ３０よりも他端側には、界磁磁束を発生させるための第２界磁極５１が配設されている。第２界磁極５１は、円環状の界磁コアとしての第２界磁コア５２と、第２界磁コア５２とステータ２０及びロータ３０との間に配設される界磁コイルとしての第２界磁コイル５３とから構成されている。第２界磁コア５２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第２界磁コア５２の内側にはシャフト１２が挿通されており、第２界磁コア５２の内周面５２ｇとシャフト１２の外周面１２ａとの間には僅かな隙間が形成されている。そして、第２界磁コア５２とシャフト１２とはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００２５】
第２界磁コア５２の端面５２ｅには第２界磁コイル用ボビン５６が固着されている。第２界磁コイル用ボビン５６には、第２界磁コア５２の端面５２ｅからロータコア３１の他端面の手前までシャフト１２の軸方向に沿って延びる円筒状の第２胴部５６ａが形成されている。また、第２界磁コイル用ボビン５６には、第２胴部５６ａの一端開口部から径方向外側に向けて延びる円環状の一端側鍔部５６ｂと、第２胴部５６ａの他端開口部から径方向外側に向けてステータコイル用ボビン２２ｂにおけるシャフト１２側の面の手前まで延びる円環状の他端側鍔部５６ｃとが形成されている。第２界磁コイル５３は、第２界磁コイル用ボビン５６に導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１２の軸線Ｌ１周りに複数回巻回されることで巻装されている。また、第２界磁コア５２における第２界磁コイル用ボビン５６が固着されている側とは反対側の端面５２ｆには、シャフト１２を回転可能に支持する第２ベアリング１７を保持する保持部５２ｈが突設されている。
【００２６】
以下、第１界磁コア４２について詳しく説明する。
図３に示すように、第１界磁コア４２には、円環状をなすとともにシャフト１２を挿通可能な挿通孔６１ａが形成された挿通部６１が形成されている。挿通部６１の外周面６１ｂには、第１界磁コア４２の径方向に沿って放射状に延びる腕部６２が複数（本実施形態では１２個）形成されている。各腕部６２は等角度毎に形成されている。また、各腕部６２の幅は同じになっているとともに、それぞれ一定の幅で第１界磁コア４２の径方向に沿って延びている。各腕部６２の先端は、第１界磁コア４２の周方向に沿って延びる円環状の連結部６３によって互いに連結されている。そして、隣り合う腕部６２同士の間には、シャフト１２の軸方向に貫通する貫通孔６４が形成されている。各貫通孔６４は、隣り合う腕部６２の側面、連結部６３の内周面６３ａ及び挿通部６１の外周面６１ｂにより区画形成されており、平面視扇形状をなしている。また、第１界磁コア４２において、保持部４２ｈを除いた挿通部６１、各腕部６２及び連結部６３の厚みｔ０は一定になっている。
【００２７】
各貫通孔６４は、第１界磁コア４２内の周方向での断面積の最小値が、第１界磁コアの内周面４２ｇの面積と同じになるように第１界磁コア４２に形成されている。ここで、「周方向での断面積」とはシャフト１２の軸心を中心とした同心円で界磁磁路を切った場合の断面積である。そして、各腕部６２の幅は、それぞれ一定の幅で延びている。よって、シャフト１２の軸心を中心とした同心円のうち、各腕部６２における最も径方向外側の部位を通る仮想円Ｒ上に存在する各腕部６２での第１界磁コア４２の周方向の断面積の合計が、第１界磁コア４２の周方向の断面積の最小値となる。そして、本実施形態では、この第１界磁コア４２の周方向の断面積の最小値が、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの面積と同じになっている。すなわち、仮想円Ｒ上に存在する各腕部６２を通る円弧の長さを「Ｌ」、腕部６２の個数を「ｎ」、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの内径を「ｄ」、円周率を「π」とすると、「ｎＬ＝πｄ」の関係を満たすように、長さＬ、個数ｎ、内径ｄが設定されている。なお、第２界磁コア５２についての詳細な説明は、第１界磁コア４２の詳細な説明と同様であるため、その説明を省略する。
【００２８】
第１界磁コア４２はコアバック１１の圧入凹部１１ａに圧入されることでコアバック１１に固定され、コアバック１１の一端側が第１界磁コア４２により閉鎖されている。また、第２界磁コア５２はコアバック１１の圧入凹部１１ｂに圧入されることでコアバック１１に固定され、コアバック１１の他端側が第２界磁コア５２により閉鎖されている。第１界磁コア４２がコアバック１１に固定された状態において、第１界磁コア４２はコアバック１１に対して密着されている。このため、第１界磁コア４２とコアバック１１とは磁気的に接続されている。また、第２界磁コア５２がコアバック１１に固定された状態において、第２界磁コア５２はコアバック１１に対して密着されている。このため、第２界磁コア５２とコアバック１１とは磁気的に接続されている。
【００２９】
次に、第１の実施形態の作用について説明する。
図１に示すように、第１界磁コイル４３に電流が供給されることにより第１界磁コア４２に発生された界磁磁束は、矢印Ｙ１に示すようにシャフト１２に向かって流れる。そして、界磁磁束は、磁気的空隙（ギャップ）を通してシャフト１２に流れる。さらに、界磁磁束は、矢印Ｙ２に示すようにシャフト１２内をシャフト１２の軸方向に流れ、矢印Ｙ３に示すようにシャフト１２の軸線Ｌ１に直交する方向へ流れてロータコア３１（ロータティース３１ａ）を外径側に流れてステータコア２１（ステータティース２１ａ）を通過する。さらに、界磁磁束は、矢印Ｙ４に示すようにコアバック１１を第１界磁極４１へ向かって誘導される。
【００３０】
ここで、シャフト１２の軸心を中心として各貫通孔６４を通る仮想円Ｒ上に存在する各腕部６２での第１界磁コア４２の周方向の断面積の合計が、第１界磁コア４２の周方向の断面積の最小値となる。そして、本実施形態では、この第１界磁コア４２の周方向の最小値が、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの面積と同じになっている。これにより、例えば、第１界磁コア４２の周方向の最小値が、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの面積よりも小さくなっている場合に比べて、磁束が流れ易くなるため、第１界磁コア４２が磁気飽和してしまうことが抑制され、モータ１０のトルクが低下してしまうことが抑制されている。
【００３１】
このようにして、第１界磁コア４２、シャフト１２、ロータ３０、ステータ２０及びコアバック１１による界磁磁路が形成される。よって、本実施形態では、コアバック１１及びシャフト１２は、第１界磁コア４２と、ロータ３０及びステータ２０と共に界磁磁路を形成する磁路形成部材として機能する。なお、第２界磁コア５２側についても、第１界磁コア４２側の説明と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３２】
このように、本実施形態のモータ１０では、環状（ループ状）の磁路（界磁磁束の流れ）が形成され、ロータ３０のロータティース３１ａは、界磁磁束によってＮ極の極性を持つことになり、ロータティース３１ａ（界磁磁束）が、永久磁石同期モータにおけるロータに配設された永久磁石と同様の働きを持つことになる。
【００３３】
また、本実施形態のモータ１０では、第１及び第２界磁コイル４３，５３に流す電流量を増加させることで界磁磁束を増加させ、より大きなトルクを得ることができる。その一方で、本実施形態のモータ１０では、高速回転時において第１及び第２界磁コイル４３，５３に流す電流量を減少させることで界磁磁束を減少させ、最大回転数を向上させることができる。
【００３４】
また、第１及び第２界磁コイル４３，５３の通電に伴い発生した熱や、ステータコイル２２等のモータ１０の内部で発生する熱は、コアバック１１、第１界磁コア４２及び第２界磁コア５２により区画された空間に籠もり易い。しかし、本実施形態では、第１界磁コア４２及び第２界磁コア５２に貫通孔６４が形成されているため、第１及び第２界磁コイル４３，５３から発生した熱や、ステータコイル２２等のモータ１０の内部で発生する熱が、貫通孔６４を通して逃がされる。つまり、コアバック１１、第１界磁コア４２及び第２界磁コア５２により区画された空間に籠もった熱が貫通孔６４を通して逃がされる。
【００３５】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）第１及び第２界磁コア４２，５２に貫通孔６４を複数形成した。よって、第１及び第２界磁コイル４３，５３の通電に伴い発生した熱や、ステータコイル２２等のモータ１０の内部で発生する熱を、各貫通孔６４を通して逃がすことができる。さらに、各貫通孔６４を、第１及び第２界磁コア４２，５２内の界磁磁路における周方向での断面積の最小値が、界磁磁路を形成する第１及び第２界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積以上になるように形成した。よって、第１及び第２界磁コア４２，５２に各貫通孔６４が形成されていても、第１及び第２界磁コア４２，５２における周方向の界磁磁路を確保することができる。その結果、界磁磁路を確保しつつも、モータ１０の内部に発生する熱を逃がすことができる。
【００３６】
（２）各貫通孔６４を、第１及び第２界磁コア４２，５２の径方向に沿って放射状に延びる複数の腕部６２の間に形成した。よって、貫通孔が単数である場合や、貫通孔が第１及び第２界磁コア４２，５２の一部分に偏って複数配置されている場合などに比べると、モータ１０の内部に発生する熱が各貫通孔６４を通して逃げ易くすることができる。
【００３７】
（３）第１及び第２界磁コア４２，５２内の界磁磁路における周方向での断面積の最小値を、界磁磁路を形成する第１及び第２界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積と同じにした。よって、第１及び第２界磁コア４２，５２内の界磁磁路を確保しつつも、各貫通孔６４の大きさを可能な限り大きくすることができる。その結果として、モータ１０の内部に発生する熱を逃がし易くすることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
以下、本発明を回転電機としてのモータ（回転電動機）に具体化した第２の実施形態を図４にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００３９】
図４に示すように、第１界磁コア４２の各腕部６２は、その外周部７１側の厚みｔ１が内周部７２側の厚みｔ２よりも薄くなるように、第１界磁コア４２における第１界磁コイル４３が配設される側の端面４２ｅが段付き形状になっている。具体的には、第１界磁コア４２の端面４２ｅにおいて、外周部７１と内周部７２との間には、外周部７１の端面７１ａと内周部７２の端面７２ａとを繋ぐ段差部７３が形成されている。段差部７３は、シャフト１２の軸方向に沿って延びるように形成されている。なお、第２の実施形態の第１界磁コア４２は型成形されてなる。
【００４０】
各貫通孔６４は、第１界磁コア４２内の周方向での断面積の最小値が、第１界磁コアの内周面４２ｇの面積と同じになるように第１界磁コア４２に形成されている。具体的には、腕部６２を通る仮想円Ｒ上に存在する各腕部６２を通る円弧の長さを「Ｌ」、腕部６２の個数を「ｎ」、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの内径を「ｄ」、円周率を「π」、外周部７１側の厚み（各腕部６２の厚み）をｔ１、内周部７２側の厚み（第１界磁コア４２の内周面４２ｇの内径での厚み）をｔ２とする。すると、第１界磁コア４２は、「ｎＬｔ１＝πｄｔ２」の関係を満たすように形成されている。なお、第２界磁コア５２についての詳細な説明は、第１界磁コア４２の詳細な説明と同様であるため、その説明を省略する。
【００４１】
第１界磁コイル用ボビン４６の一端側鍔部４６ｂは、第１界磁コア４２の内周部７２の端面７２ａに沿って延びるとともに、段差部７３の外周面に沿って屈曲し、さらに、第１界磁コア４２の外周部７１の端面７１ａに沿って延びるように形成されている。そして、第１界磁コイル４３の一部が、第１界磁コア４２の内周部７２の端面７２ａよりも外周部７１の端面７１ａ側に配置されている。
【００４２】
また、第２界磁コイル用ボビン５６の一端側鍔部５６ｂは、第２界磁コア５２の内周部７２の端面７２ａに沿って延びるとともに、段差部７３の外周面に沿って屈曲し、さらに、第２界磁コア５２の外周部７１の端面７１ａに沿って延びるように形成されている。そして、第２界磁コイル５３の一部が、第２界磁コア５２の内周部７２の端面７２ａよりも外周部７１の端面７１ａ側に配置されている。
【００４３】
次に、第２の実施形態の作用について説明する。
第１界磁コア４２及び第２界磁コア５２に界磁磁束を発生させるために必要な第１及び第２界磁コイル４３，５３の一部が、各界磁コア４２，５２の内周部７２の端面７２ａよりも外周部７１の端面７１ａ側に配置されている。すなわち、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅを段付き形状にしたことにより、各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０との間において、各界磁コイル４３，５３の配置スペースが増加している。
【００４４】
したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
（４）第１界磁コア４２及び第２界磁コア５２の外周部７１側の厚みｔ１が内周部７２側の厚みｔ２よりも薄くなるように、各界磁コア４２，５２における各界磁コイル４３，５３が配設される側の端面４２ｅ，５２ｅを段付き形状にした。よって、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅに段が無い場合に比べると、各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０との間における各界磁コイル４３，５３の配置スペースを増加させることができる。その結果として、この増加した配置スペースに各界磁コイル４３，５３の一部を配置することができる分、各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０とを近づけることができ、モータ１０全体として、シャフト１２の軸方向への体格を小型化することができる。
【００４５】
（５）仮想円Ｒ上に存在する各腕部６２を通る円弧の長さを「Ｌ」、腕部６２の個数を「ｎ」、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの内径を「ｄ」、円周率を「π」、外周部７１側の厚みをｔ１、内周部７２側の厚みをｔ２とすると、「ｎＬｔ１＝πｄｔ２」の関係を満たすように、長さＬ、個数ｎ、内径ｄ、厚みｔ１，ｔ２を設定した。これによれば、段付き形状にした第１及び第２界磁コア４２，５２において、界磁磁路を確保しつつも、第１及び第２界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅに、第１及び第２界磁コイル４３，５３の配置スペースを可能な限り形成することができ、且つ各貫通孔６４の大きさを可能な限り大きくすることができる。
【００４６】
（６）各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅを段付き形状にした。各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０との間において、各界磁コイル４３，５３の配置スペースを増加させるために、例えば、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅをテーパ形状にする場合に比べて、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅの形状を容易に製作することができる。
【００４７】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図５に示すように、平面視円孔状の貫通孔８１が複数形成されていてもよい。この場合、各貫通孔８１は、第１及び第２界磁コア４２，５２内の界磁磁路における周方向での断面積の最小値が、界磁磁路を形成する第１及び第２界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積以上になるように形成されている必要がある。ここで、「第１及び第２界磁コア４２，５２内の界磁磁路における周方向での断面積の最小値が、界磁磁路を形成する第１及び第２界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積以上」とは、仮想円Ｒの径を様々に変えた場合の「周方向での断面積」の最小値が第１及び第２界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積以上ということである。
【００４８】
○  上記各実施形態において、第１及び第２界磁コア４２，５２に形成される貫通孔６４，８１の数を適宜変更してもよい。
○  上記各実施形態において、第１及び第２界磁コア４２，５２内の界磁磁路における周方向での断面積の最小値を、第１及び第２界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積よりも大きくしてもよい。
【００４９】
○  上記各実施形態において、第１及び第２界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅを、径方向外側に向かうにつれて第１及び第２界磁コア４２，５２の厚みが薄くなるテーパ状に形成してもよい。この場合、各腕部６２の幅が径方向外側に向かうにつれて大きくなるようにする。
【００５０】
○  上記各実施形態において、連結部６３を削除して、各貫通孔６４の径方向外側が開放されていてもよい。
○  上記各実施形態において、コアバック１１は粉末成形磁性体（ＳＭＣ）から形成されていたが、これに限らず、例えば、鉄塊などの磁性体から形成されていてもよい。
【００５１】
○  上記各実施形態において、各界磁コア４２，５２は粉末成形磁性体（ＳＭＣ）から形成されていたが、これに限らず、例えば、鉄塊などの磁性体から形成されていてもよい。
【００５２】
○  上記各実施形態において、ロータコア３１は、電磁鋼板を複数枚積層して構成が、これに限らず、ロータコア３１を粉末成形磁性体（ＳＭＣ）や鉄塊などの磁性体で構成してもよい。
【００５３】
○  上記各実施形態において、第１界磁極４１のみ、あるいは、第２界磁極５１のみ設けてもよい。すなわち、軸線Ｌ１方向の片側のみに界磁極を設けてもよい。
○  上記各実施形態において、シャフト１２を磁路形成部材とし、シャフト１２を介して界磁磁路を形成したが、これに限らず、シャフト１２を介さずに界磁磁路を形成してもよい。例えば、シャフト１２の外周に、シャフト１２よりも磁気抵抗の小さい磁性体（例えば粉末成形磁性体（ＳＭＣ）や鉄塊などの磁性体）を磁路形成部材として設けて界磁磁路としてもよい。
【００５４】
○  上記各実施形態において、ステータ２０のステータティース２１ａの数は適宜変更してもよい。
○  上記各実施形態において、ロータ３０のロータティース３１ａの数は適宜変更してもよい。
【００５５】
○  上記各実施形態において、凸極部としてのロータティース３１ａは形状的に凸形状であったが、この構成に限らず、磁気的に凸極性があればよい。例えば、ロータティースの先端のみが隣接するロータティースと連結されていたり、ロータティース間の凹部が非磁性体で埋められたりして、全体としてロータが円筒状でもよい。
【００５６】
○  上記各実施形態において、各界磁コイル用ボビン４６，５６を削除してもよい。この場合、型成形された界磁コイルを各界磁コア４２，５２に直接固着する。また、界磁コイルの皮膜で絶縁が確保できる場合、界磁コイルを各界磁コア４２，５２に直接巻きつけてもよい。
【００５７】
○  上記各実施形態において、ステータコイル２２の絶縁は、ステータコイル用ボビン２２ｂに限定されるものではない。例えば、絶縁紙を用いてもよい。コイルの皮膜で絶縁が確保できる場合、ステータティース２１ａに直接巻きつけてもよい。
【００５８】
○  第２の実施形態において、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅに形成される段の数は特に限定されるものではない。
○  上記各実施形態では、各界磁コア４２，５２は、コアバック１１の開口部に凹設された圧入凹部１１ａ，１１ｂに圧入されることで、コアバック１１に固定されていたが、この構成に限らず、コアバック１１と各界磁コア４２，５２とが磁気的に接続されていればよい。
【００５９】
○  上記各実施形態において、外部からの送風、又はロータ３０に形成された内部フィンによる撹拌で積極的に貫通孔６４，８１を介した冷却をしてもよい。
○  本発明を、モータ１０（回転電動機）に具体化したが、発電機に具体化してもよい。
【００６０】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記界磁コア内の界磁磁路における周方向での断面積が、前記界磁磁路を形成する前記界磁コアの内周面の面積と同じになっていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機。
【符号の説明】
【００６１】
１０…回転電機としてのモータ（回転電動機）、１１…磁路形成部材としてのコアバック、１２…シャフト、２０…ステータ、３０…ロータ、３１ａ…凸極部としてのロータティース、４２，５２…界磁コア、４２ｅ，５２ｅ…端面、４２ｇ，５２ｇ…内周面、４３，５３…界磁コイル、６２…腕部、６４，８１…貫通孔、７１…外周部、７２…内周部。
【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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