(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取り付けられた回転子鉄心と前記回転子鉄心の挿入孔に装着された永久磁石とを有する回転子、
前記回転子の外周面に空隙を介して対向して配置され、前記回転子と対向した径方向内側に形成された複数の鍔部と、前記複数の鍔部から延在して径方向内側から径方向外側に形成された複数の継鉄部とを有する固定子、
前記回転子の外周上に形成され、前記固定子の内周面との空隙距離を拡大する空隙拡大部、を備え、
前記空隙拡大部は、前記回転子鉄心に形成された溝部であり、回転子外周円と前記空隙拡大部との交点である第１の交点および第２の交点から前記回転軸の軸心に向かって凸状に形成されており、
回転子磁極がＮ極となる極とＳ極となる極では、前記回転子外周円と前記空隙拡大部との交点である前記第１の交点と前記第２の交点の間の回転方向の幅が異なっており、
前記空隙拡大部の回転方向の幅は、Ｎ極となる極の方がＳ極となる極よりも大きいことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記空隙拡大部の前記第１の交点と前記第２の交点の間の回転方向の幅は、前記鍔部の最径内面の回転方向の幅と隣り合う前記鍔部間の回転方向の間隔を１つ分和算した幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記空隙拡大部の径方向内側の最深部は、前記空隙拡大部と前記回転子外周円との２交点である前記第１の交点および前記第２の交点の回転方向中心線と前記鍔部の回転方向中心線が同一線上にある場合に、前記鍔部の最径内面と前記永久磁石との距離が最短となる直線上に位置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記回転子は前記回転子鉄心に設けられた前記挿入孔に配置された回転子巻線を有しており、前記回転子巻線は前記永久磁石の磁束出力面と異なる面でボビンを介して巻回され、前記回転子巻線と前記空隙拡大部は、前記永久磁石の漏れ磁束経路上に配置された前記回転子鉄心と前記ボビンを介して、前記永久磁石の漏れ磁束ベクトルと直交するベクトル方向に対向するように配置されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石の減磁を効果的に抑制し、耐久性に優れて高品質な回転駆動をすることのできる電動回転機を提供することを目的として、１磁極毎の永久磁石で発生する減磁箇所に向かうコイルへの通電により発生する磁束の磁路途中に、磁気抵抗を大きくする磁気抵抗増大領域が形成された電動回転機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前述した特許文献１には、固定子は、回転子に対面する複数本のティースと、コイルをティースに巻き掛ける空間の複数のスロットとを有し、回転子には、ティースに磁気力を働かせる一対の永久磁石がＶ字に埋め込まれている電動回転機であって、固定子側の６つのスロットに対応する回転子側の一対の永久磁石側を１磁極としたときに、永久磁石で発生する減磁領域に向かうコイルへの通電により発生する磁束の磁路途中に、磁気抵抗を大きくする磁気抵抗増大領域として、その１磁極中心のｄ軸から正逆方向の両側均等位置の５６度（電気角）を最深部とする調整溝がそのティースの対面幅となるように形成されている電動回転機が開示されている。また、調整溝の溝幅をその対面幅よりも小さくしてもよいが、磁束が通過する対面幅全面で磁気抵抗を調整するのが有効であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３‐１６２５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば前述した特許文献１では、固定子巻線が作る磁束が永久磁石に鎖交する経路上に調整溝が設けてあるため、永久磁石の耐減磁特性を高める機能を有している一方で、永久磁石の漏れ磁束が低減されず、トルクに主として寄与する回転子の磁束の基本波成分が向上しないため、回転電機の出力が効率的に向上されない問題点があった。
【０００６】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、永久磁石の漏れ磁束を低減しつつ耐減磁性能を高めて永久磁石の磁力を維持することで、回転子の磁束の基本波成分を向上することができ、より効率的に出力が向上された回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願に開示される回転電機は、回転軸に取り付けられた回転子鉄心と前記回転子鉄心の挿入孔に装着された永久磁石とを有する回転子、前記回転子の外周面に空隙を介して対向して配置され、前記回転子と対向した径方向内側に形成された複数の鍔部と、前記複数の鍔部から延在して径方向内側から径方向外側に形成された複数の継鉄部とを有する固定子、前記回転子の外周上に形成され、前記固定子の内周面との空隙距離を拡大する空隙拡大部、を備え、前記空隙拡大部は、前記回転子鉄心に形成された溝部であり、回転子外周円と前記空隙拡大部との交点である第１の交点および第２の交点から前記回転軸の軸心に向かって凸状に形成されており、回転子磁極がＮ極となる極とＳ極となる極では、前記回転子外周円と前記空隙拡大部との交点である前記第１の交点と前記第２の交点の間の回転方向の幅が異なっており、前記空隙拡大部の回転方向の幅は、Ｎ極となる極の方がＳ極となる極よりも大きいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願に開示される回転電機によれば、永久磁石の漏れ磁束を低減しつつ耐減磁性能を高めて永久磁石の磁力を維持することで、回転子の磁束の基本波成分を向上することができ、より効率的に出力が向上された回転電機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による回転電機を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１による回転電機の固定子を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１による回転電機の回転子を示す斜視図である。
【図４】実施の形態１による回転電機の回転子を示す斜視図である。
【図５】実施の形態１による回転電機を示す断面図である。
【図６】実施の形態１による回転電機を示す断面図である。
【図７】実施の形態１による回転電機を示す断面図である。
【図８】実施の形態１による回転電機の動作を説明するための回路図である。
【図９】実施の形態１による回転電機の空隙拡大部を除いた場合の磁束密度分布を示す断面図である。
【図１０】実施の形態１による回転電機の空隙拡大部を除いた場合のｑ軸磁束経路を示す断面図である。
【図１１】実施の形態１による回転電機の空隙拡大部の回転方向幅が狭い場合における磁石磁束の漏れ磁束経路を説明するための断面図である。
【図１２】実施の形態１による回転電機の空隙拡大部による無負荷誘起電圧向上効果を示す図である。
【図１３】実施の形態２による回転電機を示す断面図である。
【図１４】実施の形態２による回転電機の空隙拡大部による無負荷誘起電圧向上効果を示す図である。
【図１５】実施の形態３による回転電機を示す断面図である。
【図１６】実施の形態３による回転電機の固定子巻線が作る磁束の経路を示す断面図である。
【図１７】実施の形態４による回転電機の空隙拡大部を除いた場合の磁石磁束経路を示す断面図である。
【図１８】実施の形態４による回転電機の空隙拡大部の形状を説明するための断面図である。
【図１９】実施の形態４による回転電機の空隙拡大部による無負荷誘起電圧向上効果を示す図である。
【図２０】実施の形態５による回転電機を示す斜視図である。
【図２１】実施の形態５による回転電機の回転子を示す断面図である。
【図２２】実施の形態５による回転電機の永久磁石およびボビンの概要を示す図である。
【図２３Ａ】実施の形態５による回転電機の回転子巻線が作る磁束経路を説明するための断面図である。
【図２３Ｂ】実施の形態５による回転電機の永久磁石が作る磁束経路を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、図面に基づいて実施の形態１について説明する。なお、各図面において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。各図面は、本願を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。また、本願について上下左右等の方向を説明する場合には、図面の記載を基準とする。
また、図中に記載されている各寸法は、図中記載の座標軸を基に計算される値で定義される。符号の英文字は大文字と小文字とで別の要素を意味する。「固定する」は、対象物を固定できれば任意であり、その固定方法は問わない。「等しくなる」はほぼ同一であることを意味しており、寸法交差の範囲で異なるものであれば有している機能は同じとみなす。なお、図面において永久磁石の磁化方向が矢印で示されている場合、回転子内径側から回転子外径側に延びている磁極をＮ極、回転子外径側から回転子内径側に延びている磁極をＳ極とする。
【００１１】
図１は、実施の形態１による回転電機を示す斜視図であり、図２は実施の形態１による回転電機の固定子を示す斜視図である。また、図３は実施の形態１による回転電機の回転子を示す斜視図であり、図４は実施の形態１による回転電機の回転子において永久磁石および回転子鉄心を示す斜視図である。なお、図１では本願には直接関連しない部品であるリアブラケット、フロントブラケット、軸受等が省略されている。また、図１から図４において、矢印方向のａ、ｂ、ｃはそれぞれ軸方向、径方向、回転方向を示す。
【００１２】
図１から図４において、車両用の交流発電電動機３２である回転電機１は、軸受（図示なし）を介してフロントブラケットおよびリアブラケット（図示なし）に支持されて、回転自在に配設された回転子３と、回転子３に対して所定の空隙を介して、回転子３の外周を囲繞してフロントブラケット、リアブラケットに固定された固定子２とを備える。回転子３は、回転軸４に取り付けられ固定された回転子鉄心７と回転子鉄心７の内部に設けられた磁石挿入孔１０を備える。磁石挿入孔１０には、永久磁石９が装着される。固定子２は、回転子３の外周面に空隙を介して対向して配置されており、固定子鉄心５と固定子巻線６を備える。
【００１３】
図５は、実施の形態１による回転電機を示す断面図である。図５において、実施の形態１に係る回転電機１の回転子３は、円筒状の回転子鉄心７と回転子鉄心７に設けられた磁石挿入孔１０に配置され、永久磁石着磁方向１１に示す矢印方向で着磁された永久磁石９を有する。固定子２の固定子鉄心５は、回転子３と対向した径方向内側に形成された鍔部１４と、鍔部１４から延在して径方向内側から径方向外側に形成された第一継鉄部１２と、隣り合う第一継鉄部１２を繋ぐ第二継鉄部１３を備える。鍔部１４とこの鍔部１４から延在して径方向内側から径方向外側に形成された第一継鉄部１２は、回転子３と対向した径方向内側に複数個設けられている。
【００１４】
図６は、実施の形態１による回転電機を示す拡大断面図である。図６において、回転子３は回転子鉄心７の外周上に固定子２の内周面との空隙距離を拡大する空隙拡大部１５を有する。この空隙拡大部１５は、回転子鉄心７に形成された溝部であり、回転子外周円８と空隙拡大部１５との第１の交点３６ａおよび第２の交点３６ｂから回転軸４の軸心に向かって凸状に形成される。回転子外周円８とは、回転軸４を軸心とした断面形状が円の最外周の外周円である。空隙拡大部１５は、回転子３の外周上の上記した２交点である第１の交点３６ａおよび第２の交点３６ｂから回転軸４の軸心に向かって凸状に形成され、Ｎ極またはＳ極となる回転子磁極において、回転子磁極の回転方向中心軸をｄ軸とし、ｄ軸から回転および反回転方向に電気角で９０度ずれた軸をｑ軸とすると、空隙拡大部１５はｄ軸とｑ軸との間に設けられる。図６において、ｄ軸を挟んだ左右のｑ軸間の回転子３が１磁極を示す。
【００１５】
また、空隙拡大部１５は、空隙拡大部１５と回転子外周円８との２交点において、ｄ軸の側に配置された第１の交点３６ａと回転軸４である原点とを結ぶ延長線とｄ軸とが成す角度をθＡ、ｑ軸の側に配置された第２の交点３６ｂと原点とを結ぶ延長線とｄ軸とが成す角度をθＢとすると、ｄ軸と鍔部１４の回転方向中心軸が同一線上に存在する場合に、永久磁石９の固定子２の側に配置された磁束出力面上で、磁石挿入孔１０のｑ軸側端点から永久磁石９の磁化ベクトルに沿って磁石出力面に垂直に延長された線Ａよりもｄ軸の側に存在する第一継鉄部１２において、θＡは、原点を中心に、第一継鉄部１２の最細部３４のｑ軸側端点から永久磁石９に引かれた垂線と回転子３の外周（回転子外周円８）との第３の交点３７とｄ軸とが成す角度θ１よりも大きく、θＢは、原点を中心に、磁石挿入孔１０のｑ軸側端点からｑ軸に平行に延長された線と回転子３の外周（回転子外周円８）との第４の交点３８とｄ軸とが成す角度θ２よりも小さい構造となっている。
【００１６】
図７は、実施の形態１による回転電機を示す拡大断面図である。図７に示すように、空隙拡大部１５と回転子外周円８との２交点である第１の交点３６ａと第２の交点３６ｂ間の空隙拡大部１５の回転方向の幅Ｗｓｌｉｔは、空隙拡大部１５と対面する鍔部１４における最径内面の回転方向の幅Ｗ１よりも大きく、鍔部１４の最径内面の回転方向の幅Ｗ１と隣り合う鍔部１４間の回転方向の間隔を２つ分和算した幅Ｗ２よりも小さい構成となっている。
【００１７】
図８は、実施の形態１による回転電機の動作を説明するための回路図である。次に図８を用いて、車両用の交流発電電動機３２である回転電機１の電動機としての動作について説明する。バッテリ３０から直流電力が電源端子を介してパワー回路部３１に給電される。制御回路部３３は、パワー回路部３１の各スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して、直流電力を交流電力に変換する。この交流電力が、固定子２の固定子巻線６に供給される。この磁束と永久磁石９により形成された磁束が、固定子巻線６に流れる直流電流もしくは交流電流と鎖交することで、駆動トルクが発生する。この駆動トルクにより、回転子３が回転駆動される。
【００１８】
次に、この車両用の交流発電電動機３２である回転電機１の発電機としての動作について図８を用いて説明する。エンジンの運転状態では、エンジンの回転トルクがクランクシャフトからベルトもしくはギア等の機械接続部品を介して回転軸４に伝達され、回転子３が回転される。このとき永久磁石９が形成する磁束が固定子２の固定子巻線６と鎖交し、三相交流電圧が固定子巻線６に誘起される。そして、制御回路部３３が、パワー回路部３１の各スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して、固定子巻線６に誘起された三相交流電力を直流電力に変換し、バッテリ３０を充電する。
【００１９】
次に、図９から図１２を用いて実施の形態１における回転電機の効果を説明する。図９は、実施の形態１による回転電機の空隙拡大部を除いた場合の磁束密度分布を示す断面図である。また図１０は、実施の形態１による回転電機の空隙拡大部を除いた場合のｑ軸磁束経路を示す断面図である。実施の形態１では、図９に示す空隙拡大部１５がない場合の磁束密度分布図と図１０に示す空隙拡大部１５がない場合の磁束経路を元に空隙拡大部１５をどのような位置に配置すべきかについて検討をおこなっている。
また、図１１は、実施の形態１による回転電機の空隙拡大部の回転方向の幅が狭い場合における磁石磁束の漏れ磁束経路Ｂを説明するための断面図である。また、図１２は、実施の形態１による回転電機１の空隙拡大部１５による無負荷誘起電圧の基本波成分の向上効果を示す図である。
【００２０】
ｄ軸とｑ軸との間に設けられた空隙拡大部１５において、ｄ軸と鍔部１４の回転方向中心軸（固定子鉄心５におけるティースの中心点）が同一線上にあることで、トルクに主として寄与するｄ軸磁石磁束がより効果的に得られる回転子３と固定子２の位置関係となる。この位置関係にある状態において、永久磁石９の磁束出力面のｑ軸側端点から永久磁石９の磁化ベクトルに沿って磁石出力面に垂直となるように延長された線Ａよりもｄ軸側に存在する第一継鉄部１２において、原点を中心に第一継鉄部１２の最細部３４のｑ軸側端点から永久磁石９に引かれた垂線と回転子３の外周（回転子外周円８）との第３の交点３７とｄ軸とが成す角度よりもθＡが大きくなるように形成されることで、固定子巻線６に発生する誘起電圧に起因する回転子磁束の入力面である第一継鉄部１２の最細部３４において、図９に示す磁束密度分布における磁束密度を維持しつつ、永久磁石９の漏れ磁束を低減する機能を得ることができる。
【００２１】
また、原点を中心に磁石挿入孔１０のｑ軸側端点からｑ軸に平行に延長された線と回転子３の外周（回転子外周円８）との第４の交点３８とｄ軸とが成す角度θ２よりもθＢが小さくなることで、図１０に示すｑ軸磁路における磁路断面を維持することができるため、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスの差により発生する、リラクタンストルクを低下することなく、永久磁石９の漏れ磁束を低減する機能を得ることができる。
【００２２】
また、空隙拡大部１５の回転子外周円８との２交点間の回転方向の幅Ｗｓｌｉｔは、鍔部１４における最径内面の回転方向の幅Ｗ１よりも大きいことで、回転子３の磁束が鍔部１４を介して回転子３に戻る漏れ磁束経路Ｂ（図１１参照）を低減する機能を有する。実施の形態１による回転電機１によれば、図１２に示すように、Ｗｓｌｉｔ＞Ｗ１とすることで、Ｗｓｌｉｔ＜Ｗ１である場合に比べて、回転子３の磁束が鍔部１４を介して回転子３に戻る漏れ磁束を低減する機能を有しており無負荷誘起電圧の向上効果が得られる。
【００２３】
また、空隙拡大部１５の回転子外周円８との２交点間の回転方向の幅が、鍔部１４の最径内面の回転方向の幅Ｗｓｌｉｔと隣り合う鍔部１４間の回転方向の間隔を２つ分和算した幅Ｗ２よりも小さいことで、空隙拡大部１５が回転子磁束の主経路を阻害することなく、永久磁石９の漏れ磁束を低減する機能を得ることができる。
さらに、空隙拡大部１５の回転子外周円８との２交点間の回転方向の幅が、鍔部１４における最径内面の回転方向の幅よりも大きいことで、固定子巻線６が作る磁束が永久磁石９に鎖交することで発生する磁石減磁を抑制することができ、永久磁石９の漏れ磁束低減機能に加えて、耐減磁性能を向上させることで永久磁石９の磁力を維持することができる。
【００２４】
以上のとおり、実施の形態１の回転電機１は、永久磁石９の主経路を確保しつつ耐減磁特性を向上させる機能だけでなく、永久磁石９による磁束が鍔部１４を介して回転子３に戻る漏れ磁束の低減機能を加えることができるため、従来技術よりも回転子３に設けられた永久磁石９が作る磁束の基本波成分を向上することができ、回転電機１の出力向上機能がより効果的に得られる。
【００２５】
実施の形態２．
図１３は、実施の形態２による回転電機を示す断面図である。また、図１４は、実施の形態２による回転電機の空隙拡大部による無負荷誘起電圧の基本波成分の向上効果を示す図である。図１３に示すように、実施の形態２による回転電機１によれば、空隙拡大部１５と回転子外周円８との２つの交点である第１の交点３６ａと第２の交点３６ｂの間の回転方向の幅Ｗｓｌｉｔは、鍔部１４の最径内面の回転方向の幅と隣り合う鍔部１４間の回転方向の間隔を１つ分和算した幅Ｗ３よりも大きい。
【００２６】
実施の形態２による回転電機１によれば、図１３に示すように、空隙拡大部１５と回転子外周円８との２交点間（第１の交点３６ａと第２の交点３６ｂの間）の回転方向の幅Ｗｓｌｉｔが、鍔部１４の最径内面の回転方向の幅と隣り合う鍔部１４間の回転方向の間隔を１つ分和算した幅Ｗ３よりも大きいことで、これら２交点の回転方向中心線と鍔部１４の回転方向中心線が同一線上にある場合に、空隙拡大部１５と対向する鍔部１４を介す漏れ磁束経路Ｂにおいて、これら２交点のどちらか一方の点（例えば、第１の交点３６ａ）から鍔部１４までの長さＬ１よりも、これら２交点のどちらか一方の点（例えば、第１の交点３６ａ）から隣接する鍔部１４までの長さＬ２の方が近くなるため、空隙拡大部１５と対向する鍔部１４を介する漏れ磁束の低減機能が実施の形態１よりも強く得られる。これにより、図１４に示す無負荷誘起電圧の基本波成分の向上効果が実施の形態１よりも強まり、実施の形態１よりも回転電機１の出力向上機能をより強く得ることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図１５は、実施の形態３による回転電機の空隙拡大部の拡大断面図である。また、図１６は、実施の形態３による回転電機の固定子巻線が作る磁束の経路を示す断面図である。図１５に示すように、空隙拡大部１５の径方向内側の最深部３５は、回転子外周円８と空隙拡大部１５との２交点（第１の交点３６ａと第２の交点３６ｂ）の回転方向中心線と鍔部１４の回転方向中心線が同一線上にある場合に、鍔部１４の最径内面と永久磁石９との距離が最短となる直線Ｃ上に位置する。
【００２８】
実施の形態３の回転電機１によれば、空隙拡大部１５の径方向内側の最深部３５が、空隙拡大部１５と回転子外周円８との２交点である第１の交点３６ａおよび第２の交点３６ｂの回転方向中心線と鍔部１４の回転方向中心線が同一線上にある場合に、鍔部１４の最径内面と永久磁石９との距離が最短となる直線Ｃ上に位置することで、図１６に示すように、固定子巻線６が作る磁束が鍔部１４から出力され永久磁石９に鎖交する磁束経路において、この磁束経路の磁気抵抗が最も小さい部位で、空隙拡大部１５を所定の位置に設けたことによる効果が最大限得られるため、固定子巻線６が作る磁束が永久磁石９を鎖交することで発生する磁石減磁を最も効果的に得られる。
【００２９】
実施の形態４．
図１７は、実施の形態４による回転電機の空隙拡大部を除いた場合の磁石磁束経路を説明するための断面図である。また、図１８は、実施の形態４による回転電機の空隙拡大部の形状を説明するための断面図である。さらにまた、図１９は、実施の形態４による回転電機の空隙拡大部による無負荷誘起電圧向上効果を示す図である。
実施の形態４の回転電機１によれば、図１８に示すように、回転子磁極がＮ極となる極と、回転子磁極がＳ極となる極では、空隙拡大部１５と回転子外周円８の２交点である第１の交点３６ａと第２の交点３６ｂの間の回転方向の幅が異なっており、空隙拡大部１５の回転方向の幅は、Ｎ極となる極の方がＳ極となる極よりも大きいものである。
【００３０】
図１７に示すように、永久磁石９が作る磁束は、回転子磁極がＮ極となる磁極に配置された、永久磁石９の固定子２側磁束出力面より出力され、固定子２を介し永久磁石９がＳ極となる磁極に配置された、永久磁石９の軸心側磁束出力面に入力されるため、空隙拡大部１５による永久磁石９の漏れ磁束低減機能はＮ極側の空隙拡大部１５でより効果的に得られる。これにより、図１８に示すように、空隙拡大部１５と回転子外周円８の２交点間の回転方向の幅は、Ｎ極となる極の方がＳ極となる極よりも大きい。実施の形態４による回転電機１によれば、空隙拡大部１５の回転方向の幅は、Ｎ極となる極の方がＳ極となる極よりも大きいことで、永久磁石９の漏れ磁束低減機能を維持しつつ、空隙拡大部１５によって削減される回転子鉄心７の体積を少なくできる。結果として、回転子鉄心７の体積削減量が減らせることから、図１９に示すように、回転子磁極がＮ極とＳ極における空隙拡大部１５の非対称化による無負荷誘起電圧の基本波成分の向上効果が効果的に得られ、回転電機１の出力が向上される。
【００３１】
実施の形態５．
図２０は、実施の形態５による回転電機を示す斜視図であり、図２１は、実施の形態５による回転電機の回転子を示す断面図である。また、図２２は、実施の形態５による回転電機の永久磁石およびボビンの概要を示す図である。また、図２３Ａは、実施の形態５による回転電機の回転子巻線が作る磁束経路説明図であり、図２３Ｂは、実施の形態５による回転電機の永久磁石が作る磁束経路を説明するための断面図である。
【００３２】
図２０および図２１に示すように、実施の形態５による回転電機１において、回転子３は回転軸４上に図示しないブラシから供給される電力を受けるスリップリング１７を有し、接続端子１９を介して回転子巻線２０に接続される。回転子３は、回転子鉄心７に設けられた磁石挿入孔１０に配置された回転子巻線２０を有しており、この回転子巻線２０は永久磁石９の磁束出力面と異なる面でボビン２１を介して巻回され、回転子巻線２０と空隙拡大部１５は永久磁石９の漏れ磁束経路上に配置された回転子鉄心７とボビン２１を介して、永久磁石９の漏れ磁束ベクトルＤと直交するベクトル方向に対向するように配置される。また図２０における回転電機１は、ベアリング１６と回転位置センサ用回転子１８を備えている。
【００３３】
実施の形態５によれば、回転子巻線２０が磁束出力面と異なる面でボビン２１を介して巻回されることで、回転子巻線２０に通電されることで形成される磁束と永久磁石９が作る磁束が、図２３Ａおよび図２３Ｂに示すように強め合う向きで回転子巻線２０および永久磁石９の磁束を形成することができる。また、回転子巻線２０と空隙拡大部１５が永久磁石９の漏れ磁束経路上に配置された回転子鉄心７とボビン２１を介して、永久磁石９の漏れ磁束ベクトルＤと直交するベクトル方向に対向するように配置されることで、図２３Ａおよび図２３Ｂに示すとおり、永久磁石９の漏れ磁束低減機能を有し、かつ回転子巻線２０が作る磁束の漏れ磁束低減機能を同様に得ることができるため、回転子巻線２０が配設されることによる回転電機１の出力向上機能を効果的に得ることができる。
【００３４】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００３５】
１  回転電機、２  固定子、３  回転子、４  回転軸、５  固定子鉄心、６  固定子巻線、７  回転子鉄心、８  回転子外周円、９  永久磁石、１０  磁石挿入孔、１１  永久磁石着磁方向、１２  第一継鉄部、１３  第二継鉄部、１４  鍔部、１５  空隙拡大部、１６  ベアリング、１７  スリップリング、１８  回転位置センサ用回転子、１９  接続端子、２０  回転子巻線、２１  ボビン、３０  バッテリ、３１  パワー回路部、３２  交流発電電動機、３３  制御回路部、３４  最細部、３５  最深部、３６ａ  第１の交点、３６ｂ  第２の交点、３７  第３の交点、３８  第４の交点
【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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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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