(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（Ｑ）の周りで周方向に回転可能であって界磁磁束を発生させる界磁子（１）と、
前記回転軸に平行な回転軸方向の一方側から前記界磁子と対向し、前記界磁磁束と鎖交する電機子巻線（２２）に電機子電流が流れる電機子（２）と、
前記回転軸方向の他方側から前記界磁子と対向する磁性体の固定子（３）と
を備え、
前記界磁子は、
前記回転軸の周囲で配置されて第１の極性の前記界磁磁束を供給する第１磁性環（１０２Ｎ）と、
前記第１磁性環よりも前記回転軸（Ｑ）側に配置され、第２の極性の前記界磁磁束を供給する第２磁性環（１０２Ｓ）と、
前記電機子（２）に対向して前記周方向に環状に配置され、前記第２磁性環と磁気的に分離され、前記第１磁性環と磁気的に連結される第１磁性板（１０１Ｎ）と、
前記電機子に対向して前記周方向の位置を前記第１磁性板と交互にして環状に配置され、前記第１磁性環及び前記第１磁性板と磁気的に分離され、前記第２磁性環と磁気的に連結される第２磁性板（１０１Ｓ）と
を有する、アキシャルギャップ型回転電機。
【請求項２】
前記第１磁性板（１０１Ｎ）の前記回転軸と反対側は前記第１の磁性環（１０２Ｎ）に連結され、かつ前記第２の磁性環（１０２Ｓ）の前記電機子（２）側に至るまで径方向に延在し、
前記第２磁性板（１０１Ｓ）の前記回転軸側は前記第２の磁性環に連結され、かつ前記第１の磁性環の前記電機子側に至るまで径方向に延在する、請求項１記載のアキシャルギャップ形回転電機。
【請求項３】
前記第１磁性環（１０２Ｎ）に前記第１の極性の前記界磁磁束を供給する第１磁極面（１０Ｎ）と、
前記第２磁性環（１０２Ｓ）に前記第２の極性の前記界磁磁束を供給する第２磁極面（１０Ｓ）と、
前記第１磁極面及び前記第２磁極面に前記界磁磁束を供給する永久磁石（１０Ａ）と
を有する、請求項１又は請求項２記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項４】
前記永久磁石（１０Ａ）は、
前記第１磁極面（１０Ｎ）及び前記第２磁極面（１０Ｓ）の少なくともいずれか一方を呈する、請求項３記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項５】
前記永久磁石（１０Ａ）は、前記第１磁極面（１０Ｎ）及び前記第２磁極面（１０Ｓ）のいずれか一方のみを呈し、
前記界磁子（１）は、
前記永久磁石（１０Ａ）と磁気的に連結されて、前記第１磁極面（１０Ｎ）及び前記第２磁極面（１０Ｓ）の他方を呈するヨーク（１０Ｙ）
を更に有する、請求項４記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項６】
前記永久磁石（１０Ａ）は、
前記第１磁極面（１０Ｎ）を呈して前記第１の極性の前記界磁磁束を発生する第１の環状永久磁石（１０ＡＮ）と、
前記第２磁極面（１０Ｓ）を呈して前記第１の環状永久磁石よりも前記回転軸（Ｑ）側に配置され、前記第２の極性の前記界磁磁束を発生する第２の環状永久磁石（１０ＡＳ）と
を有し、
前記固定子（３）は、
前記第１の環状永久磁石と前記第２の環状永久磁石との間に非接触で介挿する環状の突起（３０４）
を有する、請求項４記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項７】
前記永久磁石（１０Ａ）は、
前記第１磁極面（１０Ｎ）を呈して前記第１の極性の前記界磁磁束を発生する第１の環状永久磁石（１０ＡＮ）と、
前記第２磁極面（１０Ｓ）を呈して前記第１の環状永久磁石よりも前記回転軸（Ｑ）側に配置され、前記第２の極性の前記界磁磁束を発生する第２の環状永久磁石（１０ＡＳ）と
を有し、
前記界磁子（２）は、
前記第１磁性環（１０２Ｎ）及び前記第２磁性環（１０２Ｓ）と反対側で前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石同士を磁気的に連結する第３磁性板（１０６）
を更に有する、請求項４記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項８】
回転軸（Ｑ）の周りで周方向に回転可能であって界磁磁束を発生させる界磁子（１）と、
前記回転軸に平行な回転軸方向の一方側から前記界磁子と対向し、前記界磁磁束と鎖交する電機子巻線に電機子電流が流れる電機子（２）と、
前記回転軸方向の他方側から前記界磁子と対向する磁性体の固定子（３）と
を備え、
前記界磁子は、
前記回転軸の周囲で配置されて第１の極性の前記界磁磁束を供給する第１永久磁石（１０ＤＮ）の複数と、
前記回転軸の周囲で前記周方向に前記第１永久磁石と交互に配置されて、第２の極性の前記界磁磁束を供給する第２永久磁石（１０ＤＳ）の複数と、
前記電機子（２）に対向して前記周方向に環状に配置され、前記第１永久磁石と磁気的に連結される第１磁性板（１０５Ｎ）と、
前記電機子に対向して前記周方向の位置を前記第１磁性板と交互にして環状に配置され、前記第１磁性板と磁気的に分離され、前記第２永久磁石と磁気的に連結される第２磁性板（１０５Ｓ）と、
前記第１磁性板及び前記第２磁性板と反対側で、前記第１永久磁石の複数同士を連結する第１の磁性環（１０２Ｎ）と、
前記第１磁性板及び前記第２磁性板と反対側で、前記第２永久磁石の複数同士を連結する第２の磁性環（１０２Ｓ）と
を有するアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項９】
前記第１磁性板（１０１Ｎ）の前記回転軸と反対側は前記第１の磁性環（１０２Ｎ）に連結され、かつ前記第２の磁性環（１０２Ｓ）の前記電機子（２）側に至るまで径方向に延在し、
前記第２磁性板（１０１Ｓ）の前記回転軸側は前記第２の磁性環に連結され、かつ前記第１の磁性環の前記電機子側に至るまで径方向に延在する、請求項７記載のアキシャルギャップ形回転電機。
【請求項１０】
前記固定子（３）は、
前記第１の磁性環（１０２Ｎ）と前記第２の磁性環（１０２Ｓ）との間に非接触で介挿する環状の突起（３０４）
を有する、請求項８又は請求項９記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１１】
前記界磁子（２）は、
前記第１永久磁石（１０ＤＮ）及び前記第２永久磁性（１０ＤＳ）と反対側で前記第１の磁性環（１０２Ｎ）及び前記第２の磁性環（１０２Ｓ）同士を磁気的に連結する第３磁性板（１０６）
を更に有する、請求項８又は請求項９記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１２】
前記界磁子（１）は、
前記電機子に対向して前記周方向の位置を第１磁性板（１００Ｎ；１０１Ｎ）及び第２磁性板（１００Ｓ；１０１Ｓ）と交互にして環状に配置され、前記第１磁性環（１０２Ｎ）及び前記第２磁性環（１０２Ｓ）と磁気的に分離されつつ、相互に磁気的に連結される複数の磁性体（１０１Ｑ）
を更に有する、請求項４に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１３】
前記界磁子（１）は、
前記複数の磁性体（１０１Ｑ）同士を前記回転軸（Ｑ）と反対側で周方向に連結する磁性環（１０１Ｑａ）を更に有する、請求項１２に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１４】
前記界磁子（１）は、
前記複数の磁性体（１０１Ｑ）同士を前記第１磁性環（１０２Ｎ）と前記第２磁性環（１０２Ｓ）との間で周方向に連結する磁性環（１０１Ｑｃ）を更に有する、請求項１２に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１５】
前記界磁子（１）は、
前記複数の磁性体（１０１Ｑ）同士を前記回転軸（Ｑ）と反対側で周方向に連結する磁性環（１０１Ｑｂ）を更に有する、請求項１２に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１６】
前記界磁子（３）は、
前記複数の磁性体（１０１Ｑ）に近接する突起（３０Ｑ）
を更に有する、請求項１２に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１７】
前記固定子（３）は、
前記周方向に巻回され、前記界磁磁束を発生させるための界磁巻線（３２）
を有し、
前記界磁巻線の径方向の位置は前記第１磁性環（１０２Ｎ）と前記第２磁性環（１０２Ｓ）との間にある請求項１乃至請求項１６のいずれか一つに記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アキシャルギャップ型回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
アキシャルギャップ型回転電機（以下、単に「回転電機」と記載する）では、回転軸に沿ったギャップを隔てて、固定子と回転子とが配置される。このような構成は次の利点を有する。即ち、回転軸方向に薄型化しても界磁磁束を発生させるための永久磁石の磁極面を広くすることができること、巻線の高占積率化が容易であること、大きさに比してトルクないし出力を大きくできること、である。
【０００３】
回転電機では、回転軸に平行な方向（本願では「回転軸方向」と称す）に沿って固定子と回転子との間で吸引力が作用する（本願では「スラスト力と称す」）。この吸引力は、軸受損失の増大、軸受寿命の短縮という問題を招来する。
【０００４】
回転電機において、スラスト軸方向に作用する力を防止するためには下記の構成を採用してもよい。例えば、回転軸方向に沿って、１つの固定子の両側に回転子を２つ設ける。あるいは回転軸方向に沿って、１つの回転子の両側に２つの固定子を設ける。上述の二種の構成のいずれにおいても、相互に反対向きの一対のスラスト力が回転軸方向に沿って発生し、全体として回転軸方向に発生するスラスト力が低減される。
【０００５】
なお、本願に関連する文献を下記に示す。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３５３０７８号公報
【特許文献２】特開昭６１−１８５０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、回転子を２つ設ける構成では軸受の構成が複雑化する。その上、回転軸が長くなるため、ねじり振動を生じ易いという問題もある。
【０００８】
また、二つの固定子は電機子を採用すると、固定子を二つ設けた構成では交番磁界が発生するバックヨークが２つ存在することになる。交番磁界がバックヨークに発生すると鉄損、特にヒステリシス損が発生するため、電機子のバックヨークの個数を増大させることは望ましくない。
【０００９】
そこで、本発明は、回転子の回転軸に沿った両側に固定子を設けてスラスト力を低減しつつも、交番磁界が発生するバックヨークの個数を増大させない技術を提供することを目的としている。また、界磁磁束を発生させる永久磁石に作用する減磁界の影響を緩和することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機は、回転軸（Ｑ）の周りで周方向に回転可能であって界磁磁束を発生させる界磁子（１）と、前記回転軸に平行な回転軸方向の一方側から前記界磁子と対向し、前記界磁磁束と鎖交する電機子巻線（２２）に電機子電流が流れる電機子（２）と、前記回転軸方向の他方側から前記界磁子と対向する磁性体の固定子（３）とを備える。
【００１１】
その第１の態様では、前記界磁子は、前記回転軸の周囲で配置されて第１の極性の前記界磁磁束を供給する第１磁性環（１０２Ｎ）と、前記第１磁性環よりも前記回転軸（Ｑ）側に配置され、第２の極性の前記界磁磁束を供給する第２磁性環（１０２Ｓ）と、前記電機子（２）に対向して前記周方向に環状に配置され、前記第２磁性環と磁気的に分離され、前記第１磁性環と磁気的に連結される第１磁性板（１０１Ｎ）と、前記電機子に対向して前記周方向の位置を前記第１磁性板と交互にして環状に配置され、前記第１磁性環及び前記第１磁性板と磁気的に分離され、前記第２磁性環と磁気的に連結される第２磁性板（１０１Ｓ）とを有する。
【００１２】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第２の態様は、その第１の態様であって、前記第１磁性板（１０１Ｎ）の前記回転軸と反対側は前記第１の磁性環（１０２Ｎ）に連結され、かつ前記第２の磁性環（１０２Ｓ）の前記電機子（２）側に至るまで径方向に延在し、前記第２磁性板（１０１Ｓ）の前記回転軸側は前記第２の磁性環に連結され、かつ前記第１の磁性環の前記電機子側に至るまで径方向に延在する。
【００１３】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第３の態様は、その第１の態様又は第２の態様であって、前記第１磁性環（１０２Ｎ）に前記第１の極性の前記界磁磁束を供給する第１磁極面（１０Ｎ）と、前記第２磁性環（１０２Ｓ）に前記第２の極性の前記界磁磁束を供給する第２磁極面（１０Ｓ）と、前記第１磁極面及び前記第２磁極面に前記界磁磁束を供給する永久磁石（１０Ａ）とを有する。
【００１４】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第４の態様は、その第３の態様であって、前記永久磁石（１０Ａ）は、前記第１磁極面（１０Ｎ）及び前記第２磁極面（１０Ｓ）の少なくともいずれか一方を呈する。
【００１５】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第５の態様は、その第４の態様であって、前記永久磁石（１０Ａ）は、前記第１磁極面（１０Ｎ）及び前記第２磁極面（１０Ｓ）のいずれか一方のみを呈する。前記界磁子（１）は、前記永久磁石（１０Ａ）と磁気的に連結されて、前記第１磁極面（１０Ｎ）及び前記第２磁極面（１０Ｓ）の他方を呈するヨーク（１０Ｙ）を更に有する。
【００１６】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第６の態様は、その第４の態様であって、前記永久磁石（１０Ａ）は、前記第１磁極面（１０Ｎ）を呈して前記第１の極性の前記界磁磁束を発生する第１の環状永久磁石（１０ＡＮ）と、前記第２磁極面（１０Ｓ）を呈して前記第１の環状永久磁石よりも前記回転軸（Ｑ）側に配置され、前記第２の極性の前記界磁磁束を発生する第２の環状永久磁石（１０ＡＳ）とを有する。前記固定子（３）は、前記第１の環状永久磁石と前記第２の環状永久磁石との間に非接触で介挿する環状の突起（３０４）を有する。
【００１７】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第７の態様は、その第４の態様であって、前記永久磁石（１０Ａ）は、前記第１磁極面（１０Ｎ）を呈して前記第１の極性の前記界磁磁束を発生する第１の環状永久磁石（１０ＡＮ）と、前記第２磁極面（１０Ｓ）を呈して前記第１の環状永久磁石よりも前記回転軸（Ｑ）側に配置され、前記第２の極性の前記界磁磁束を発生する第２の環状永久磁石（１０ＡＳ）とを有する。前記界磁子（２）は、前記第１磁性環（１０２Ｎ）及び前記第２磁性環（１０２Ｓ）と反対側で前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石同士を磁気的に連結する第３磁性板（１０６）を更に有する。
【００１８】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第８の態様では、前記界磁子は、前記回転軸の周囲で配置されて第１の極性の前記界磁磁束を供給する第１永久磁石（１０ＤＮ）の複数と、前記回転軸の周囲で前記周方向に前記第１永久磁石と交互に配置されて、第２の極性の前記界磁磁束を供給する第２永久磁石（１０ＤＳ）の複数と、前記電機子（２）に対向して前記周方向に環状に配置され、前記第１永久磁石と磁気的に連結される第１磁性板（１０５Ｎ）と、前記電機子に対向して前記周方向の位置を前記第１磁性板と交互にして環状に配置され、前記第１磁性板と磁気的に分離され、前記第２永久磁石と磁気的に連結される第２磁性板（１０５Ｓ）と、前記第１磁性板及び前記第２磁性板と反対側で、前記第１永久磁石の複数同士を連結する第１の磁性環（１０２Ｎ）と、前記第１磁性板及び前記第２磁性板と反対側で、前記第２永久磁石の複数同士を連結する第２の磁性環（１０２Ｓ）とを有する。
【００１９】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第９の態様は、その第８の態様であって、前記第１磁性板（１０１Ｎ）の前記回転軸と反対側は前記第１の磁性環（１０２Ｎ）に連結され、かつ前記第２の磁性環（１０２Ｓ）の前記電機子（２）側に至るまで径方向に延在し、前記第２磁性板（１０１Ｓ）の前記回転軸側は前記第２の磁性環に連結され、かつ前記第１の磁性環の前記電機子側に至るまで径方向に延在する。
【００２０】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１０の態様は、その第８の態様又は第９の態様であって、前記固定子（３）は、前記第１の磁性環（１０２Ｎ）と前記第２の磁性環（１０２Ｓ）との間に非接触で介挿する環状の突起（３０４）を有する。
【００２１】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１１の態様は、その第８の態様又は第９の態様であって、前記界磁子（２）は、前記第１永久磁石（１０ＤＮ）及び前記第２永久磁性（１０ＤＳ）と反対側で前記第１の磁性環（１０２Ｎ）及び前記第２の磁性環（１０２Ｓ）同士を磁気的に連結する第３磁性板（１０６）を更に有する。
【００２２】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１２の態様は、その第４の態様であって、前記界磁子（１）は、前記電機子に対向して前記周方向の位置を第１磁性板（１００Ｎ；１０１Ｎ）及び第２磁性板（１００Ｓ；１０１Ｓ）と交互にして環状に配置され、前記第１磁性環（１０２Ｎ）及び前記第２磁性環（１０２Ｓ）と磁気的に分離されつつ、相互に磁気的に連結される複数の磁性体（１０１Ｑ）を更に有する。
【００２３】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１３の態様は、その第１２の態様であって、前記界磁子（１）は、前記複数の磁性体（１０１Ｑ）同士を前記回転軸（Ｑ）と反対側で周方向に連結する磁性環（１０１Ｑａ）を更に有する。
【００２４】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１４の態様は、その第１２の態様であって、前記界磁子（１）は、前記複数の磁性体（１０１Ｑ）同士を前記第１磁性環（１０２Ｎ）と前記第２磁性環（１０２Ｓ）との間で周方向に連結する磁性環（１０１Ｑｃ）を更に有する。
【００２５】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１５の態様は、その第１２の態様であって、前記界磁子（１）は、前記複数の磁性体（１０１Ｑ）同士を前記回転軸（Ｑ）と反対側で周方向に連結する磁性環（１０１Ｑｂ）を更に有する。
【００２６】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１６の態様は、その第１２の態様であって、前記界磁子（３）は、前記複数の磁性体（１０１Ｑ）に近接する突起（３０Ｑ）を更に有する。
【００２７】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１７の態様は、その第１乃至第１６の態様のいずれかであって、前記固定子（３）は、前記周方向に巻回され、前記界磁磁束を発生させるための界磁巻線（３２）を有する。前記界磁巻線の径方向の位置は前記第１磁性環（１０２Ｎ）と前記第２磁性環（１０２Ｓ）との間にある。
【発明の効果】
【００２８】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１の態様、第２の態様、第８の態様、第９の態様によれば、第１磁性板及び第２磁性板が存在するので、電機子から発生する磁界による減磁に強く、かつ回転軸方向に沿ったスラスト力が相殺される。
【００２９】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第３の態様、第４の態様によれば、界磁磁束の発生源を容易に得ることができる。
【００３０】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第５の態様によれば、磁石の個数を低減できる。
【００３１】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第６の態様によれば、スラスト力を弱める制御ができる。
【００３２】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第７の態様によれば、スラスト力を調整できる。
【００３３】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１０の態様によれば、スラスト力を弱める制御ができる。
【００３４】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１１の態様によれば、スラスト力を調整できる。
【００３５】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１２の態様乃至第１６の態様によれば、いわゆるｑ軸方向のインダクタンスが増大し、リラクタンストルクを得やすい。
【００３６】
特にその第１５の態様によれば、磁性体同士を連結する磁路が短い点で有利である。
【００３７】
またその第１６の態様によれば、磁性体同士を連結する構成を回転子に設ける必要がなく、電機子との間で回転軸方向に働く吸引力が低減される。
【００３８】
この発明にかかるアキシャルギャップ型回転電機の第１７の態様によれば、界磁巻線に流す電流を調整することで界磁磁束の調整が容易となる。モータとして用いるときには弱め界磁を行って高速運転を行うことや、低速時にトルクを高めるべく界磁磁束を高めることもできる。これは高速運転と、効率が高い低速運転を両立させることとなり、特に車載用モータに適している。また発電機として用いるときには回転数の変動に応じて界磁磁束を調整し、回転数によらずに必要な電圧を発電することができ、特に車載用オルタネータに適している。あるいは電車用モータとして用いるときには、比較的に長く運転される惰行運転において界磁磁束を弱めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
第１の実施の形態．
図１は、この発明の第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。当該回転電機は界磁子たる回転子１、電機子２、固定子３を備えている。回転子１は回転軸Ｑの周りで周方向に回転可能である。図１は回転軸Ｑに対して傾斜して固定子３側から見た斜視図である。図１では構成を明確にするために、回転軸Ｑに沿っての回転子１、電機子２、固定子３の相互の間隔（「エアギャップ」と通称される）を強調して描いている。
【００４０】
電機子２は回転軸方向の一方側（図１では図面下側）から回転子１と対向する。回転子１は、回転子コア１１０と永久磁石１０Ａとを有している。永久磁石１０Ａは回転子コア１１０に対して電機子２とは反対側に設けられ、回転子コア１１０に界磁磁束を流す。
【００４１】
図２は回転軸Ｑに対して傾斜して電機子２側から見た斜視図である。但し、固定子３は図示を省略し、かつ回転子コア１１０と永久磁石１０Ａとを回転軸Ｑに沿って分離して指名した。なお、特に断りのない限り、回転子コア１１０は磁性体のみを図示しており、当該磁性体を保持するための構造部材の図示は省略している。
【００４２】
図２を参照して、永久磁石１０Ａは、第１の極性（例えばＮ極）の界磁磁束を回転子コア１１０に供給する磁極面１０Ｎと、第２の極性（例えばＳ極）の界磁磁束を回転子コア１１０に供給する磁極面１０Ｓとを有している。ここでは磁極面１０Ｓが磁極面１０Ｎよりも回転軸Ｑ側に配置されている場合が例示されている。
【００４３】
また、ここでは永久磁石１０Ａは永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳで構成された場合が例示されている。永久磁石１０ＡＮの回転子１側の磁極面が磁極面１０Ｎを呈し、永久磁石１０ＡＳの回転子１側の磁極面が磁極面１０Ｓを呈している。
【００４４】
電機子２はヨーク２１、ティース２３、電機子巻線２２を有する。図３は図１の位置III−IIIでの、回転軸Ｑを含みこれに平行な、電機子２の断面を示す断面図である。また図４はティース２３の径方向における中央付近での電機子２の断面を示す断面図である。当該断面は周方向に沿っている。図３および図４において、ティース２３のエアギャップ側は幅広となっている。これは回転子の磁束をより多く電機子に渡すためである。本構成は、いずれも必須ではない。
【００４５】
ティース２３は回転子１側でヨーク２１に設けられ、回転軸Ｑの周囲で環状に配置される。電機子巻線２２はティース２３の周囲に巻回される。よって電機子巻線２２も回転軸Ｑの周囲で環状に配置されることになる。ここでは、電機子巻線２２はティース２３の各々に巻回されたいわゆる集中巻を呈しているものの、電機子巻線２２が分布巻によって巻回されていても良い。すなわち、電機子２は公知のモータの電機子（巻線型固定子）を適用できる。
【００４６】
なお本願で特に断らない限り、電機子巻線２２は、これを構成する導線の一本一本を指すのではなく、導線が一纏まりに巻回された態様を指す。これは図面においても同様である。また、巻き始め及び巻き終わりの引き出し線、及びそれらの結線も図面においては省略した。
【００４７】
また本願で特に断らない限り、ヨーク、コアとはそれぞれ磁性ヨーク、磁性コアを指す。
【００４８】
電機子２は通常、ヨーク２１が外部に固定されて固定子として機能する。ヨーク２１は例えば、１枚の長い電磁鋼板を、フープ状に回転軸方向に平行に巻き重ねられた電磁鋼板（以下「巻コア」と称す）や、周方向に積層された電磁鋼板や、回転軸方向に積層された電磁鋼板や、圧粉磁芯で形成される。ヨーク２１が回転軸方向に積層された電磁鋼板や、圧粉磁芯で形成される場合には、周方向で複数に分割されても良い。
【００４９】
あるいはヨーク２１は、回転電機が適用される機構の一部と兼用されてもよい。例えば回転電機がモータとして圧縮機に適用される場合には、ヨーク２１はその圧縮機のフレームの一部として機能してもよい。電機子２には回転子１に設けられる回転シャフト（図示省略）を貫挿させる貫通孔２００が空いている。
【００５０】
固定子３は回転軸方向の他方側（図１では図面上側）から回転子１と対向する磁性体である。固定子３には回転子１に設けられる回転シャフト（図示省略）を貫挿させる穴３００が空いている。
【００５１】
このように、回転子１の両側に電機子２（これも固定子として機能する）、固定子３を設けたので、回転軸方向に沿ったスラスト力が相殺される。しかも固定子３は磁性体であって交番磁束は流れない。よって二つの電機子を設ける場合と比較して、回転電機全体での鉄損が低減する。
【００５２】
図５は回転子１の構成を示す斜視図である。図６及び図７は、それぞれ図５の位置VI-VI及び位置VII-VIIにおける回転子１の断面を示す断面図である。図６及び図７のいずれも、回転軸Ｑを含みこれに平行な断面を示している。
【００５３】
回転子コア１１０は、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓ及び磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓを有している。磁性環１０２Ｓは磁性環１０２Ｎよりも回転軸Ｑ側に配置される。磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓには、それぞれ磁極面３０Ｎ，３０Ｓから界磁磁束が供給される。磁性環１０２Ｓの内周面１０２０は、図示しない回転シャフトを貫通させ、固定するための穴を設けた非磁性体の保持部材により固定される。
【００５４】
磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓは電機子２に対向して配置される。磁性板１０１Ｎと磁性板１０１Ｓとは周方向の位置を交互にして周方向に環状に配置される。磁性板１０１Ｎは磁性環１０２Ｓと磁気的に分離され、磁性環１０２Ｎと磁気的に連結される。磁性板１０１Ｓは磁性環１０２Ｎと磁気的に分離され、磁性環１０２Ｓと磁気的に連結される。
【００５５】
回転子１の磁極面を大きく採るため、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓは径方向においてほぼ同程度の位置を占める。具体的には、磁性板１０１Ｎの外周側は磁性環１０２Ｎに連結される。しかも磁性板１０１Ｎは、その内周側が磁性環１０２Ｓの電機子２側に至るまで径方向に延在する。同様に磁性板１０１Ｓの内周側は磁性環１０２Ｓに連結される。しかも磁性板１０１Ｓは、その外周側が磁性環１０２Ｎの電機子２側に至るまで径方向に延在する。
【００５６】
また界磁磁束のバランスを採るため、回転軸方向に沿っての磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと電機子２との間の距離は、等しく選定されることが望ましい。
【００５７】
界磁磁束が回転子１内で短絡的に流れて電機子２の電機子巻線２２に鎖交しないという事態を防ぐためには次の寸法上の留意点がある。即ち磁性板１０１Ｓと磁性環１０２Ｎとの回転軸方向の間隔、及び磁性板１０１Ｎと磁性環１０２Ｓとの回転軸方向の間隔は、いずれも磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと電機子２との間の距離の２倍よりも大きい。換言すれば、図１及び図２で強調して描かれていた、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと電機子２との間の距離は、実際には磁性板１０１Ｓと磁性環１０２Ｎとの回転軸方向の間隔、及び磁性板１０１Ｎと磁性環１０２Ｓとの回転軸方向の間隔の半分に満たないことになる。
【００５８】
回転子１を以上のように構成することで、界磁磁束の発生源を簡単な構成で得つつ、回転子１の磁極数を多くすることが容易となる。より具体的には回転子１の磁極数を多くするには磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓを多くすればよいが、そのような変形のために磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓの個数を増大させる必要はない。
【００５９】
また回転子１が回転しても、磁極面３０Ｎ，３０Ｓや磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓでの磁束の変化は小さい。よって回転電機の鉄損を著しく増加させることもない。
【００６０】
永久磁石１０Ａを採用することにより、界磁磁束の発生源を簡単な構成、ここではリング状の永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳで実現できる。回転子１の磁極数を多くすべく磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓを多くしても、永久磁石３０ＡＮ，３０ＡＳの各々は、周方向の位置によらずに同一極性で回転軸方向に着磁すれば足りる。よって着磁が容易である。また同じ永久磁石において隣接する異極性の磁極の間で漏れ磁束が発生することもなければ、磁極同士の境界近傍で着磁が不完全となることもない。
【００６１】
また永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳの磁極面１０Ｎ，１０Ｓを大きく設計して界磁磁束を多くし易い。但し、界磁磁束のバランスの観点から、磁極面１０Ｎ，１０Ｓの面積を等しくすることが望ましい。具体的には例えば、磁極面１０Ｎ，１０Ｓがいずれも円環であるとして、径方向の幅を、外周に位置する側を、内周に位置する側より小とする。
【００６２】
なお、磁極面１０Ｎ，１０Ｓ同士の間隔は、回転子１と電機子２との間のエアギャップと回転子１と固定子３との間のエアギャップの和の二倍よりも大きいことが望ましい。磁極面１０Ｎ，１０Ｓの間で界磁磁束はこれらのエアギャップを一往復するので、固定子１の内部で磁極面１０Ｎ，１０Ｓ同士の間で界磁磁束が短絡的に流れないためである。
【００６３】
上述のように固定子３において交番磁束は流れないので、鉄損は増大しない。また永久磁石１０Ａと電機子２との間には回転子コア１１０が介在する。よって界磁磁束の発生源に永久磁石１０Ａを採用しても、これらは電機子２が発生する磁界による影響を受けにくい。つまり上記の構成は構造上、減磁に強いという利点がある。
【００６４】
このような構造上の利点により、永久磁石１０Ａの材料を選定する自由度が拡がる。保磁力が高い材料から選定する要求がないからである。従って、かかる要求を考慮せずに残留磁束密度が高い材料を永久磁石１０Ａの材料として選定できる。あるいは安価なフェライト磁石や、自由に形状を設計できるボンド磁石を採用してもよい。
【００６５】
さて、図５を参照して、磁性環１０２Ｎは磁性板１０１Ｎと連結する部位が回転軸方向に延びる。よって磁性環１０２Ｎは、磁性板１０１Ｎが設けられた位置で厚く、磁性板１０１Ｓが設けられた位置で薄くなり、その結果段差１０９Ｎが生じる。磁性環１０２Ｓにおいても同様に段差１０９Ｓが生じる。界磁磁束の流れを円滑にするには、段差１０９Ｎ，１０９Ｓを緩和することが望ましい。また、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓは、飽和しやすいので、回転子の他の部分に比べ、径方向に長くして、飽和を緩和しても良い。
【００６６】
また、磁性板１０１Ｎのように内周側が磁性環１０２Ｓの電機子２側に至るまで径方向に延在したり、磁性板１０１Ｓのように外周側が磁性環１０２Ｎの電機子２側に至るまで径方向に延在することは必須の条件ではない。磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓの厚さはほぼ等しいままで、周方向の選択的な位置で突起した部分を磁性板として機能させてもよい。
【００６７】
図８は図１に対応した斜視図であり、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓがそれぞれ磁性板１００Ｎ，１００Ｓに置換された構成が示されている。磁性板１００Ｎ，１００Ｓは、それぞれ径方向においてはそれぞれ磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓと同じ位置を占めつつ、電機子２側へと突出して対向している。また磁性板１００Ｎと磁性板１００Ｓとは周方向の位置を交互にして環状に配置される。
【００６８】
図９は図５に対応し、回転子１の構成を示す斜視図である。図１０及び図１１は、それぞれ図９の位置X-X及び位置XI-XIにおける回転子１の断面を示す断面図である。図１０及び図１１のいずれも、回転軸Ｑを含みこれに平行な断面を示している。
【００６９】
以下の各実施の形態及び変形では、特に断らない限り、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓを用いた場合を例にとって説明する。但し、各実施の形態及び変形の構成が有する機能を阻害しない限り、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓを磁性板１００Ｎ，１００Ｓへ置換してもよい。
【００７０】
図１２は回転子コア１１０の他の形状を示す斜視図である。図１２に示された形状では上記の段差がテーパ１０２ｔの形状を呈しており、図５で示されたような階段形状と比較して界磁磁束の円滑な流れが期待できる。また、磁性環１０１Ｎ，１０１Ｓの境界は、回転中心を通る径方向の線にたいして傾斜しているため、いわゆるスキュー効果を有し、コギングトルクの低減等に期する。
【００７１】
回転子コア１１０において界磁磁束は、回転軸方向のみならず径方向や周方向にも成分を有する。また回転子コア１１０における鉄損は、ヒステリシス損が少なく渦電流損が大部分である。よって回転子コア１１０は圧粉磁芯で構成することが望ましい。
【００７２】
第２の実施の形態．
本実施の形態では、回転子コア１１０の望ましい変形を紹介する。磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓ同士は磁気的に分離されつつも、両者を構造的に連結されることが望ましい。あるいは磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓ同士を磁気的に分離しつつも、構造的に連結することが望ましい。
【００７３】
図１３は回転子コア１１０の第１の変形を示す斜視図であり、図５に示された回転子コア１１０に対して、ブリッジＢを追加して設けた構成を示している。ブリッジＢは磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓを磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと反対側（よって永久磁石１０Ａ側：図２参照）で連結する。かかる構成はブリッジＢを、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓ及び磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと共に圧粉磁芯で形成すれば容易に得られる。
【００７４】
但し、ブリッジＢが、実質的には磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓを磁気的に短絡しないよう、容易に磁気飽和する程度に薄く形成する。磁気飽和したブリッジＢは実質的には磁気障壁として機能するからである。
【００７５】
図１４及び図１５は回転子コア１１０の第２の変形を示す斜視図であり、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓとを保持するホルダー５の構成を示す。図１４は磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓが保持される側から回転軸Ｑに対して傾斜して見た斜視図である。図１５は磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓが保持される側から回転軸Ｑに対して傾斜して見た斜視図である。ホルダー５は非磁性体である。
【００７６】
ホルダー５は外輪５０１、中輪５０４、内輪５００を有しており、中輪５０４は径方向において外輪５０１と内輪５００に挟まれている。内輪５００には図示されない回転シャフトが貫挿される。
【００７７】
外輪５０１は内周側に内周面５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃを呈し、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓが保持される側に底面５０１ｄを呈している。中輪５０４は外周側に外周面５０４ａ，５０４ｅを呈し、内周側に内周面５０４ｂ，５０４ｃを呈し、底面５０４ｄを呈している。内輪５００は外周側に外周面５００ａ，５００ｂ，５００ｃを呈し、底面５００ｄを呈している。底面５００ｄ，５０１ｄ，５０４ｄの回転軸方向における位置は等しい。
【００７８】
外輪５０１と中輪５０４の間には板５０２が周方向に間欠的に設けられる。内輪５００と中輪５０４の間には板５０３が周方向に間欠的に設けられる。板５０２，５０３は周方向に交互に配置されている。回転軸方向において板５０２，５０３が占める位置は等しい。板５０２は底面５０４ｄ側に底面５０２ｃを呈し、底面５０２ｃと反対側に頂面５０２ａを呈している。板５０３は底面５０４ｄ側に底面５０３ｃを呈し、底面５０３ｃと反対側に頂面５０３ａを呈している。
【００７９】
内周面５０１ｂは周方向において板５０２が設けられない位置に現れる。内周面５０１ｃは周方向において板５０２が設けられる位置であって、回転軸方向における底面５０１ｄ側に現れる。内周面５０１ａは周方向において板５０２が設けられる位置であって、回転軸方向において底面５０１ｄと反対側に現れる。
【００８０】
外周面５０４ａは周方向において板５０２が設けられない位置に現れる。外周面５０４ｅは周方向において板５０２が設けられる位置であって、回転軸方向における底面５０４ｄ側に現れる。
【００８１】
内周面５０４ｂは周方向において板５０３が設けられない位置に現れる。内周面５０４ｃは周方向において板５０３が設けられる位置であって、回転軸方向における底面５０４ｄ側に現れる。
【００８２】
外周面５００ｂは周方向において板５０３が設けられない位置に現れる。外周面５００ｃは周方向において板５０３が設けられる位置であって、回転軸方向における底面５００ｄ側に現れる。
【００８３】
回転軸方向において板５０２，５０３に対して底面５０１ｄとは反対側にはリブ５０５が設けられる。リブ５０５の周方向の端部は板５０２，５０３の周方向の端部と、回転軸方向において重なっている。板５０２の周方向の端部とリブ５０５とは段差５０２ｄを形成し、板５０３の周方向の端部とリブ５０５とは段差５０３ｄを形成する。
【００８４】
板５０２は磁性板１０１Ｓと磁性環１０２Ｎとの間に挟まれ、板５０３は磁性板１０１Ｎと磁性環１０２Ｓとの間に挟まれる。より具体的には、頂面５０２ａが磁性板１０１Ｓの磁性環１０２Ｎ側の面と接触し、底面５０２ｃが磁性環１０２Ｎの磁性板１０１Ｓ側の面と接触し、頂面５０３ａが磁性板１０１Ｎの磁性環１０２Ｓ側の面と接触し、底面５０３ｃが磁性環１０２Ｓの磁性板１０１Ｎ側の面と接触する。磁性環１０２Ｎの段差１０９Ｎは段差５０２ｄと嵌合し、磁性環１０２Ｓの段差１０９Ｓは段差５０３ｄと嵌合する。
【００８５】
このようなホルダー５で回転子コア１１０を保持するには、具体的には下記の手法を採用することが望ましい。即ち、ホルダー５を用いて磁性粉をプレスし、圧粉磁芯で回転子コア１１０を形成する。
【００８６】
図１６は上記のプレスの様子を例示する斜視図である。金型５１，５２，５３及びホルダー５を用いて磁性粉１９をプレスする。
【００８７】
金型５２は環状有底であってホルダー５の外周側に設けられる。金型５３は円柱状であってホルダー５の内周側に設けられる。金型５１は環状であり、金型５３と適切なクリアランスを以てその内周側で接触する。金型５２，５３の厚さをホルダー５の厚さよりも厚く形成され、ホルダー５と共に凹部を形成する。当該凹部に金型５１を押し込むことにより、磁性粉１９をプレスする。
【００８８】
図１７はホルダー５に保持された状態の回転子コア１１０を示す斜視図である。当該状態において、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓが、リブ５０５、外輪５０１、及び内輪５００に挟まれて露出している。
【００８９】
上述のようなプレスにより、図５に示された構成の回転子コア１１０を得ることができ、かつ回転子コア１１０にホルダー５を介して回転シャフトを保持させることができる。
【００９０】
図１８及び図１９は回転子コア１１０の第３の変形を示す斜視図であり、非磁性のホルダー５や回転子コア１１０の他の構成を示す。図１８は磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓが保持される側から回転軸Ｑに対して傾斜して見た斜視図である。図１９は磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓが保持される側から回転軸Ｑに対して傾斜して見た斜視図である。これらの斜視図では、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと、非磁性のホルダー５と、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓとが回転軸方向に沿って分解された状態が示されているが、実際には後述の貫挿が実現されて相互に接触する。
【００９１】
磁性環１０２Ｎは磁性板１０１Ｎと連結される突起１０８Ｎを有している。磁性環１０２Ｓは磁性板１０１Ｓと連結される突起１０８Ｓを有している。突起１０８Ｎ，１０８Ｓは回転軸方向に突出している。
【００９２】
なお、突起１０８Ｎ，１０８Ｓは図８乃至図１１を用いて説明した磁性板１００Ｎ，１００Ｓと同形状を採用することができる。
【００９３】
図１８及び図１９では、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓはいずれも、二つの長方形が径方向に連結された形状を呈しているが、台形や扇型、弧状であってもよい。
【００９４】
ホルダー５は図１４に示された構成でリブ５０５を除去し、回転軸方向におけるリブ５０５の高さだけ内輪５００及び外輪５０１の高さを短くした構成を呈している。これにより頂面５０２ａ，５０３ａと、内輪５００、中輪５０４及び外輪５０１の頂面とは、回転軸方向における位置が一致する。
【００９５】
周方向において隣接する一対の板５０２の間であって外輪５０１と中輪５０４との間には孔５０８が開口する。周方向において隣接する一対の板５０３の間であって内輪５００と中輪５０４との間には孔５０９が開口する。突起１０８Ｎ，１０８Ｓはそれぞれ孔５０８，５０９を貫挿し、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと連結する。よって板５０２，５０３の厚さは突起１０８Ｓ，１０８Ｎの高さ以下であることが望ましい。
【００９６】
当該連結には望ましくは磁性を有する接着剤を用いてもよいし、溶接してもよい。あるいは上述のように金型を用いて、非磁性ホルダー５ごと磁性粉を圧縮してもよい。
【００９７】
図２０は回転子コア１１０の第４の変形を示す斜視図である。第４の変形は第３の変形に対して磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓをいずれも弧状に変形している。そして磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓの外周側及び内周側は周方向において相互に薄肉部１０１Ｂで連結されている。図２０では、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと、非磁性のホルダー５と、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓとが回転軸方向に沿って分解された状態が示されているが、実際には第３の変形と同様の貫挿が実現されて相互に接触する。
【００９８】
薄肉部１０１Ｂを磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと共に一体化して形成することにより、これらの位置決めを容易にできる。例えば薄肉部１０１Ｂと磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓとは、電磁鋼板を積層して構成することができる。薄肉部１０１Ｂは磁気飽和しやすいので、実質的には磁気障壁として機能し、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓ同士が周方向に磁気的に短絡することを回避できる。
【００９９】
図２１は回転子コア１１０の第５の変形を示す斜視図である。第５の変形は第３の変形に対して突起１０８Ｎ，１０８Ｓを凹部１０７Ｎ，１０７Ｓにそれぞれ置換した構成を有している。凹部１０７Ｎ，１０７Ｓは磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓ側に開口しており、回転軸方向において貫通していてもよい。図２１では、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと、非磁性のホルダー５と、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓとが回転軸方向に沿って分解された状態が示されているが、実際には後述の貫挿が実現されて相互に接触する。
【０１００】
磁性板１０１Ｎには突起１０６Ｎが磁性環１０２Ｎ側に設けられている。磁性板１０１Ｓには突起１０６Ｓが磁性環１０２Ｓ側に設けられている。突起１０６Ｎ，１０６Ｓはそれぞれ孔５０８，５０９を貫挿し、凹部１０７Ｎ，１０７Ｓに嵌合する。これにより、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓは磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓと連結する。よって板５０２，５０３の厚さは突起１０７Ｎ，１０７Ｓの高さから凹部１０７Ｎ，１０７Ｓの深さを差し引いた厚さ以下であることが望ましい。なお孔５０８，５０９は、突起１０６Ｎ，１０６Ｓを貫挿させるので、第３の変形とは形状が異なっている。
【０１０１】
図２２は第５の変形において上記の貫挿が実現された状態を示す斜視図である。また図２３は第５の変形において上記の貫挿が実現された状態でホルダー５を除去して描いた斜視図である。
【０１０２】
第５の変形では突起１０６Ｎ，１０６Ｓをそれぞれ凹部１０７Ｎ，１０７Ｓに嵌合させることで、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓを磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓに固定することができ、回転子コア１１０を形成しやすくなる。但し、上述の形状を得るためには、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓ及び磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓは圧粉磁芯で形成されることが望ましい。
【０１０３】
図２４は回転子コア１１０の第６の変形を示す斜視図である。第６の変形は第５の変形から凹部１０７Ｎ，１０７Ｓを省略している。この場合、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓとしては巻コアを採用することができる。磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓは、周方向に拡がる磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓに対して、固定子３からの界磁磁束を回転軸方向に沿って流す機能を果たすからである。
【０１０４】
突起１０６Ｎが設けられた磁性板１０１Ｎ、突起１０６Ｓが設けられた磁性板１０１Ｓは、それぞれ周方向に積層した電磁鋼板を採用することができる。磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓを形成する巻コアは、その巻解き防止のため、溶接する事が望ましい。但し、その溶接の位置は、突起１０６Ｎ，１０６Ｓと当接する位置を避けることが望ましい。
【０１０５】
同様に、突起１０６Ｎが設けられた磁性板１０１Ｎ、突起１０６Ｓが設けられた磁性板１０１Ｓを形成する電磁鋼板は、積層が外れにくくなるように、溶接を施すことが望ましい。但し、その溶接の位置は、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓと当接する位置や、電機子２側を避けることが望ましい。例えば外周側や内周側で溶接することが望ましい。
【０１０６】
突起１０６Ｎ，１０６Ｓは、接着あるいは溶接で磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓに固定することが望ましい。
【０１０７】
図２５は回転子コア１１０の第７の変形を示す斜視図である。第７の変形は第５の変形に対して磁性体１０１Ｑを追加した構成を有している。磁性体１０１Ｑは周方向において磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと交互に、かつ磁気的に分離されて配置される。ここでは、突起１０６Ｎが設けられた磁性板１０１Ｎ、突起１０６Ｓが設けられた磁性板１０１Ｓは、それぞれ周方向に積層した電磁鋼板を採用した場合を想定している。よってこれらを回転軸方向から見た形状は長方形となっている。かかる形状が採用されることにより、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓの間には外周側に開く三角形の空きができる。この空きに、磁性体１０１Ｑが設けられている。
【０１０８】
つまり、磁性体１０１Ｑは電機子２に対向して周方向の位置を磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと交互にして環状に配置される。磁性体１０１Ｑは磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと磁気的に分離される。
【０１０９】
磁性体１０１Ｑ同士はその外周側に設けられた磁性環１０１Ｑａにより、相互に周方向に連結される。ホルダー５には、磁性体１０１Ｑ及び磁性環１０１Ｑａを位置決めするために、これらが嵌合する凹部５１０が設けられている。
【０１１０】
図２５では、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓ及び磁性体１０１Ｑと、非磁性のホルダー５と、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓとが回転軸方向に沿って分解された状態が示されているが、実際には上述の貫挿が実現されて相互に接触する。図２６は当該貫挿が実現された状態を示す斜視図であり、部分的に断面を示している。突起１０６Ｎ，１０６Ｓがそれぞれ凹部１０７Ｎ，１０７Ｓに嵌合し、磁性体１０１Ｑ及び磁性環１０１Ｑａが凹部５１０に勘合している。
【０１１１】
磁性体１０１Ｑ及び磁性環１０１Ｑａはいわゆるｑ軸方向のインダクタンスを増大させる機能を果たす。これはｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスとの差を大きくし、リラクタンストルクを得やすいという観点で望ましい。
【０１１２】
図２７は回転子コア１１０の第８の変形を示す斜視図である。第８の変形は図５に示された回転子コア１１０の構成から、段差１０９Ｎ，１０９Ｓを除去し、磁性体１０１Ｑを追加した構成を有している。磁性体１０１Ｑは周方向において磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと交互に、かつ磁気的に分離されて配置される。磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓが弧状であるので、磁性体１０１Ｑ同士はその内周側に設けられた磁性環１０１Ｑｂによって相互に周方向に連結される。このように内周側で磁性体１０１Ｑ同士を連結することは磁路が短い点で有利である。
【０１１３】
磁性環１０１Ｑｂには界磁磁束は流れない。よって、磁性環１０１Ｑｂの内周側で磁性体の回転シャフト（図示省略）を保持しても、界磁磁束が回転子コア１１０内部において当該回転シャフトを介して短絡的に流れることはない。
【０１１４】
図２８は回転子コア１１０の第９の変形の構成を部分的に切り取って示す斜視図である。図２９は当該構成の磁性体１０１Ｑ近傍を回転軸方向から見た平面図である。図３０乃至図３３は、それぞれ図２９の位置XXX-XXX，XXXI-XXXI，XXXII-XXXII，XXXIII-XXXIIIにおける周方向の断面を示す断面図である。当該変形では磁性体１０１Ｑ同士が、磁性環１０１Ｑｃによって磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓの間で周方向に連結される。
【０１１５】
なお、磁性体１０１Ｑ同士を相互に磁気的に連結する機能を、固定子３に担わせてもよい。図３４はかかる機能を担う固定子３の構成を例示する斜視図である。当該固定子３は磁極面３０Ｎ，３０Ｓの間で周方向に延在する突起３０Ｑを更に備えている。当該突起３０Ｑは、回転子コア１１０が有する磁性体１０１Ｑを相互に周方向に磁気的に連結する。
【０１１６】
このようにして突起３０Ｑを採用することにより、磁性体１０１Ｑを相互に磁気的に連結する構成を回転子１に設ける必要がない。よって磁性体１０１Ｑを相互に磁気的に連結する構成と電機子との間で働く吸引力を低減することができる。
【０１１７】
このような固定子３を採用する場合、磁性体１０１Ｑと突起３０Ｑとの間の磁気抵抗を小さくするために、磁性体１０１Ｑは固定子３側へと突出する突起を有することが望ましい。図３５は突起１０１Ｑｄを有する回転子コア１１０を、磁性体１０１Ｑ近傍で回転軸方向から見た平面図である。図３６は図３５の位置XXXVI-XXXVIにおける周方向の断面を示す断面図である。突起３０Ｑ，１０１Ｑｄは、磁性体１０１Ｑと固定子３との間の磁気抵抗を実質的に低下させる。
【０１１８】
なお、図１３に示されたブリッジＢを用いて磁性環１０１Ｑｂを磁性環１０２Ｓと連結すれば、実質的に両者を磁気的に分離しつつ連結することができる。あるいは磁性体１０１Ｑと磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓとを薄肉の磁性体で周方向に連結してもよい。あるいは磁性環１０１Ｑｂと磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓとを薄肉の磁性体で径方向に連結してもよい。また、磁性体１０１Ｑと磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓ、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓ，１０１Ｑｂ、永久磁石１０Ａを、仮固定した状態で一体モールドしてもよい。
【０１１９】
第３の実施の形態．
図３７はこの発明の第３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３７は、第１の実施の形態で用いた図１と同様に、回転軸Ｑに対して傾斜して固定子３側から見た斜視図である。図３７でも図１と同様に、回転子１、電機子２、固定子３の相互間のエアギャップを強調して描いている。
【０１２０】
本実施の形態では、第１の実施の形態で示された構成の回転子１において、永久磁石１０ＡＳをコア１０Ｙで置換した構成が示される。コア１０Ｙは固定子３を介して永久磁石１０ＡＳによって磁極が誘導される。
【０１２１】
第１の実施の形態で説明された構成の回転子１では、永久磁石１０Ａが、磁極面１０Ｎ，１０Ｓの両方を呈していた（図２参照）。これに対し本実施の形態では、磁極面１０Ｎが永久磁石１０ＡＮによって呈され、磁極面１０Ｓはコア１０Ｙの回転子コア１１０側の面として呈されることになる。コア１０Ｙは電機子２と反対側で磁性環１０２Ｓに設けられる。
【０１２２】
あるいは逆に、第１の実施の形態で示された構成の回転子１において、永久磁石１０ＡＮをコアで置換してもよい。
【０１２３】
上記の構成を採ることにより、回転子１に用いる永久磁石の個数を低減できる。また、モータとして組んだ後に空芯コイルにて着磁が可能であるため、製造工程を容易にすることができる。
【０１２４】
第４の実施の形態．
図３８は本実施の形態にかかる回転電機のうち、回転子１の構造を示す斜視図である。当該構造を見やすくするために、図３８では永久磁石１０Ａと回転子コア１１０とを回転軸Ｑに沿って分離して示している。但し、実際には両者は回転子１を構成するときには十分に磁束が流入出する程度に、例えば密着して配置される。
【０１２５】
当該構造では永久磁石１０Ａとして、磁極面１０Ｎ，１０Ｓを呈する永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳに分離して設ける（図２参照）替わりに、回転子１コア１１０側に磁極面１０Ｎ，１０Ｓのいずれも呈示する永久磁石１０Ａを設けている。磁極面１０Ｎと磁極面１０Ｓとの境界は点線で示した。
【０１２６】
永久磁石１０Ａは、１枚の円盤状の磁石の内側と外側を異なる磁極になるよう着磁されてもよい。かかる形態は、例えばフェライト磁石や、ボンド磁石で永久磁石１０Ａを形成する場合に、容易に実現される。
【０１２７】
永久磁石１０Ａは、その製造の便宜上、複数に分割してもよい。分割数は特に制限されない。分割された永久磁石１０Ａの各々は扇形や台形となる。特に、高性能の希土類焼結磁石では、台形形状の方が形成が容易となる場合がある。図３８では永久磁石１０Ａが台形状に６個に分割された場合が例示されている。
【０１２８】
回転子コア１１０の、中でも磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓに渦電流を発生させないためには、分割された永久磁石１０Ａの各々が隣接する位置で生じる空隙は小さいことが望ましい。
【０１２９】
図３９は本実施の形態の変形にかかる固定子１の構造を示す斜視図である。当該変形は、図３８に示された構造に対して補助コア３３Ｎ，３３Ｓを追加した構成を有している。補助コア３３Ｎ，３３Ｓはいずれも永久磁石１０Ａの回転子コア１１０とは反対側（即ち永久磁石１０Ａの固定子３側）の面に配される。補助コア３３Ｎの外周は永久磁石１０Ａの外周よりも回転軸Ｑから遠く、補助コア３３Ｓの内周は永久磁石１０Ａの内周よりも回転軸Ｑに近い。補助コア３３Ｎ，３３Ｓの境界は、磁極面１０Ｎと磁極面１０Ｓとの境界に対向する。
【０１３０】
よって、永久磁石１０Ａの外形によらず、例えばその外形が固定子３から径方向にはみ出しても、固定子３には回転子１の回転及び界磁磁束に起因する渦電流が発生しにくい。
【０１３１】
第５の実施の形態．
図４０及び図４１は、この発明の第５の実施の形態にかかるモータの回転子１の構成を示す斜視図である。図４０は回転軸Ｑに対して傾斜して電機子２側から見た斜視図である。図４１は回転軸Ｑに対して傾斜して固定子３側から見た斜視図である。
【０１３２】
回転子１は、複数の永久磁石１０ＤＮ，ＤＳと、磁性板１０５Ｎ，１０５Ｓと、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓを有している。但し、図４０及び図４１では回転子１の構成を見やすくするため、永久磁石１０ＤＮ，ＤＳと、磁性板１０５Ｎ，１０５Ｓと、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓ及び磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓとを回転軸方向に沿って分離して示している。図４２は回転子１を部分的に示す断面斜視図であり、磁性板１０５Ｎ，１０５Ｓと、永久磁石１０ＤＮ，ＤＳと、磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓと、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓとが回転軸方向に沿って積み重ねられた構造を示している。
【０１３３】
永久磁石１０ＤＮ，１０ＤＳは、回転軸Ｑの周囲で周方向に交互に配置される。電機子２（図１，２参照）に対向して、磁性板１０５Ｎ，１０５Ｓは回転軸Ｑの周囲で周方向に交互に配置される。磁性板１０５Ｎ，１０５Ｓは相互に磁気的に分離されつつ、それぞれ永久磁石１０ＤＮ，１０ＤＳと磁気的に連結される。具体的には永久磁石１０ＤＮ，１０ＤＳの電機子２側に固定される。
【０１３４】
本実施の形態では磁性板１０１Ｎは磁性環１０２Ｎと共に、磁性板１０５Ｎと反対側で永久磁石１０ＤＮの複数同士を連結し、磁性板１０１Ｓは磁性環１０２Ｓと共に、磁性板１０５Ｓと反対側で永久磁石１０ＤＳの複数同士を連結する。
【０１３５】
このような構成を採用することにより、永久磁石１０ＤＮ，ＤＳと電機子２との間には磁性板１０５Ｎ，１０５Ｓが介在する。よって界磁磁束の発生源に永久磁石１０ＤＮ，１０ＤＳを採用しても、これらは電機子２が発生する磁界による影響を受けにくい。つまり上記の構成は構造上、減磁に強いという利点がある。
【０１３６】
本実施の形態においても磁性板１０１Ｎ，１０１Ｓに置換して、磁性板１００Ｎ，１００Ｓを採用することができる。図４３はかかる置換を行った場合の回転子１を部分的に示す断面斜視図であり、図４２に対応している。この構成では、磁性板１００Ｎ，１００Ｓの大きさに呼応して、磁性板１０５Ｎ，１０５Ｓや永久磁石１０ＤＮ，１０ＤＳの面積も小さくなる。
【０１３７】
第６の実施の形態．
第６乃至第８の形態では、回転子１と固定子３との間のスラスト力を低減する構成を紹介する。第６の実施の形態で紹介する構成を概して言えば、固定子３と回転子１との間の磁気抵抗が高められる。
【０１３８】
図４４乃至図４６はいずれも回転子１及び固定子３を部分的に示す断面図であり、回転軸方向及び径方向に平行な断面を示す。これらの図において、回転軸方向は矢印Ａに平行であって縦方向に採られ、径方向は横方向に採られている。
【０１３９】
図４４に示された構成は、第１の実施の形態で示された構成を採用した場合の変形として把握できる。具体的には永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳを採用し、これらの固定子３側にそれぞれコア１０７Ｎ，１０７Ｓを採用した場合を例示している。コア１０７Ｎ，１０７Ｓは、それぞれ永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳから離れるに従って、回転軸方向に対する断面積を小さくなるテーパを有している。よって回転子１と固定子３との間のエアギャップの大きさが同じであれば、コア１０７Ｎ，１０７Ｓを設けることにより、固定子３と回転子１との間の磁気抵抗が高められる。
【０１４０】
図４５に示された構成は、第５の実施の形態で示された構成を採用した場合の変形として把握できる。磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓはそれぞれ永久磁石１０ＤＮ，１０ＤＳ（図４０乃至図４２参照）から離れるに従って、回転軸方向に対する断面積を小さくなるテーパを有している。よって回転子１と固定子３との間のエアギャップの大きさが同じであれば、固定子３と回転子１との間の磁気抵抗が高められる。
【０１４１】
図４６に示された構成では、固定子３の回転子１側の面のうち、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓに対向する部分の一部を残して、その余が回転子１とは反対側へと退いている。このようにしても固定子３と回転子１との間の磁気抵抗が高められる。
【０１４２】
第７の実施の形態．
本実施の形態では、固定子３と回転子１との間を流れる磁束の量を低減する。図４７は回転子１及び固定子３を部分的に示す断面図であり、回転軸方向及び径方向に平行な断面を示す。回転軸方向は矢印Ａに平行であって縦方向に採られ、径方向は横方向に採られている。図４８は当該固定子３と回転子１とを採用したモータの構成を示す斜視図である。第１の実施の形態で用いた図１と同様に、回転軸Ｑに対して傾斜して固定子３側から見た斜視図である。図４８でも図１と同様に、回転子１、電機子２、固定子３の相互間のエアギャップを強調して描いている。
【０１４３】
図４８に示された構成は、第１の実施の形態で示された構成において、回転子１が磁性板１０６を更に有する構成となっている。磁性板１０６は、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓと反対側で永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳ同士を磁気的に連結する。
【０１４４】
かかる構成を採用することにより、固定子３と回転子１との間を流れる界磁磁束を低減でき、両者の間に働くスラスト力を弱めることができる。
【０１４５】
図４９は回転子１及び固定子３を部分的に示す断面図であり、回転軸方向及び径方向に平行な断面を示す。図４９では磁性板１０６に代替して、磁性板１０６Ｎ，１０６Ｓが設けられている。磁性板１０６Ｎ，１０６Ｓは磁性板１０６を径方向において周方向に沿って分割した構成を有している。
【０１４６】
磁性板１０６Ｎ，１０６Ｓ間の径方向の間隔δを狭くするほど両者間に流れる界磁磁束が多くなり、固定子３と回転子１との間を流れる界磁磁束が低減し、以て両者の間に働くスラスト力が弱まる。
【０１４７】
図５０は、第５の実施の形態で示された構成において磁性板１０６を設けた構成の回転子１及び固定子３を部分的に示す断面図である。当該構成においては永久磁石１０ＤＮ，１０ＤＳ（図４１乃至図４２参照）と反対側で磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓ同士を磁気的に連結する。当該構成において磁性板１０６を図４９で示した磁性板１０６Ｎ，１０６Ｓに代替してもよい。
【０１４８】
第８の実施の形態．
本実施の形態では、固定子３と回転子１との間に流れる界磁磁束の径方向成分が高められ、従ってその回転軸方向成分が低められる。
【０１４９】
界磁磁束の回転軸方向成分が低められることにより、スラスト力は小さくなる。界磁磁束の径方向成分が高められるものの、極性が異なる界磁磁束が径方向に平行に流れるため、径方向において回転子１と固定子３に働く吸引力は互いに逆向きに二種存在し、両者は相殺する。
【０１５０】
図５１乃至図５６、図５９乃至図６３はいずれも回転子１及び固定子３を部分的に示す断面図であり、回転軸方向及び径方向に平行な断面を示す。これらの図において、回転軸方向は矢印Ａに平行であって縦方向に採られ、径方向は横方向に採られている。
【０１５１】
図５１は第１の実施の形態で示された構成を採用した場合の変形として把握できる。具体的には永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳを採用し、これらの固定子３側にそれぞれコア１０７Ｎ，１０７Ｓを採用した場合を例示している。コア１０７Ｎ，１０７Ｓはその固定子３側の面が互いに向き合う方向に傾斜している。そして固定子３は回転子１側へと突起し、相互に背き合う方向に傾斜した面３０１Ｎ，３０１Ｓを呈している。コア１０７Ｎ，１０７Ｓはそれぞれ面３０１，３０１とほぼ正対する。
【０１５２】
固定子３と永久磁石１０ＡＮとが回転軸方向に垂直な場合と比較すると、上記の様に傾斜した面３０１Ｎとコア１０７Ｎとの間に流れる界磁磁束は、その回転軸方向成分が小さくなる。よって固定子３とコア１０７Ｎとの間に働く吸引力は、その回転軸に平行な成分が小さくなる。同様にして固定子３とコア１０７Ｓとの間に働く吸引力についても、その回転軸に平行な成分が小さくなる。よって回転子１と固定子３との間に働くスラスト力は小さくなる。
【０１５３】
また面３０１Ｎとコア１０７Ｎとの間に働く吸引力の径方向成分は、面３０１Ｓとコア１０７Ｓとの間に働く吸引力の径方向成分と相殺するので、回転子１と固定子３との間で径方向に働く力は無視できる。
【０１５４】
以上のようにして、径方向への不要な力を増大させることなく、回転子１と固定子３との間に働くスラスト力を小さくできる。
【０１５５】
図５２は図５１に示された構成において、コア１０７Ｎ，１０７Ｓ及び面３０１Ｎ，３０１Ｓの傾斜方向を全て逆にした構成を示す。即ち、面３０１Ｎ，３０１Ｓが互いに向き合う方向に傾斜しており、固定子３は回転子１側に対して凹んでいる。コア１０７Ｎ，１０７Ｓの固定子３側の面は互いに背き合うように傾斜している。よって、コア１０７Ｎ，１０７Ｓはそれぞれ面３０１，３０１とほぼ正対し、図５１に示された構成と同様にしてスラスト力が低減される。
【０１５６】
なお、永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳの形状の加工が困難でなければ、コア１０７Ｎ，１０７Ｓを省略できる。図５３及び図５４はそれぞれ図５１及び図５２に対応した構成であって、コア１０７Ｎ，１０７Ｓが固定子３側に傾斜して呈していた面を、それぞれ永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳによって形成した構成を示している。このような構成においても、上述の効果が得られることは当然である。
【０１５７】
図５５及び図５６はそれぞれ図５１及び図５６に対応しており、第５の実施の形態で示された構成を採用した場合の変形として把握できる。図５１及び図５２に示された構成においてコア１０７Ｎ，１０７Ｓが固定子３側に傾斜して呈していた面を、それぞれ磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓによって形成した構成が示されている。このような構成においても、上述の効果が得られることは当然である。
【０１５８】
固定子３の回転子１側の面を傾斜させず階段状に形成しても、界磁磁束の回転軸方向成分が小さくなる。この場合には、永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳや磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓの固定子３側の面を傾斜させる必要が無く、またコア１０７Ｎ，１０７Ｓも不要となる。
【０１５９】
図５７は回転子１及び固定子３を部分的に示す断面図であり、回転軸方向及び径方向に平行な断面を示す。回転軸方向は矢印Ａに平行であって縦方向に採られ、径方向は横方向に採られている。図５８は当該固定子３と回転子１とを採用したモータの構成を示す斜視図である。第１の実施の形態で用いた図２と同様に、回転軸Ｑに対して傾斜して電機子２側から見た斜視図である。図５８でも図１と同様に、回転子１、電機子２、固定子３の相互間のエアギャップを強調して描いている。
【０１６０】
固定子３は、永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳの間に非接触で介挿する環状の突起３０４を有している（図５８では突起３０４が永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳの間には貫挿されていないが、これは固定子３と回転子１との間を空けて描かれているからである）。
【０１６１】
このような構成においては、回転子１と固定子３との間に働く力は、突起３０４と永久磁石１０ＡＮとの間に働く吸引力と、突起３０４と永久磁石１０ＡＳとの間に働く吸引力を含むことになる。よって界磁磁束は、その回転軸方向成分が小さくなる。しかもこれらの二つの吸引力同士は、その径方向成分が相殺する。従って、径方向への不要な力を増大させることなく、回転子１と固定子３との間に働くスラスト力を小さくできる。
【０１６２】
図５９は固定子３を回転子１側へと回転軸方向に沿って突出させた構成を示す。固定子３は永久磁石１０ＡＮよりも外周側で、永久磁石１０ＡＳよりも内周側で、それぞれ突出部３１Ｎ，３１Ｓを有している。
【０１６３】
このような構成においては、回転子１と固定子３との間に働く力は、突出部３１Ｎと永久磁石１０ＡＮとの間に働く吸引力と、突出部３１Ｓと永久磁石１０ＡＳとの間に働く吸引力を含むことになる。よって界磁磁束は、その回転軸方向成分が小さくなる。しかもこれらの二つの吸引力同士は、その径方向成分が相殺する。従って、径方向への不要な力を増大させることなく、回転子１と固定子３との間に働くスラスト力を小さくできる。
【０１６４】
図６０及び図６１は、図５７及び図５８に示された構成に対し、永久磁石１０ＡＮ．１０ＡＳのそれぞれ固定子３側にコア１０７Ｎ，１０７Ｓを設けた構成を示している。このような構成においても、上述の効果が得られることは当然である。
【０１６５】
図６２及び図６３はそれぞれ図５７及び図５８に対応しており、第５の実施の形態で示された構成を採用した場合の変形として把握できる。
【０１６６】
図６２に示された構成では、突起３０４が磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓの間に非接触で介挿する。図６３に示された構成では、固定子３は磁性環１０２Ｎよりも外周側で、磁性環１０２Ｓよりも内周側で、それぞれ突出部３１Ｎ，３１Ｓを有している。
【０１６７】
突起３０４を、図３４乃至図３６を用いて説明した突起３０Ｑと兼用してもよい。
【０１６８】
第９の実施の形態．
図６４は第９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。固定子３は、周方向に巻回された界磁巻線３２を有している。界磁巻線３２の径方向の位置は、磁性環１０２Ｎ，１０２Ｓの間にある。
【０１６９】
界磁巻線３２の端部３２ａは磁極面３０Ｎ，３０Ｓと反対側でヨーク３１から引き出される。そして当該端部３２ａを介して界磁巻線３２に電流を流し、当該電流を調整することで、界磁磁束の調整が容易となる。
【０１７０】
例えば、回転電機をモータとして採用し、モータにトルクが必要なときは、界磁磁束と同極性の磁束を発生させる電流を流して界磁磁束を強める。モータを高速回転する場合には、界磁磁束と逆極性の磁束を発生させる電流を流し、界磁磁束を弱めること（いわゆる「弱め界磁」）で誘起電圧を小さくすることができる。逆にモータを低速回転する場合には、界磁磁束と同極性の磁束を発生させる電流を流し、界磁磁束を強めることトルクを高めることができる。
【０１７１】
これは高速運転と、効率が高い低速運転を両立させることとなり、特に車載用モータに適している。また発電機として用いるときには回転数の変動に応じて界磁磁束を調整し、回転数によらずに必要な電圧を発電することができ、特に車載用オルタネータに適している。あるいは電車用モータとして用いるときには、比較的に長く運転される惰行運転において界磁磁束を弱めることができる。
【０１７２】
また永久磁石１０ＡＮ，１０ＡＳの材料となる磁性体を設けた後に、界磁巻線３２を用いて着磁してもよい。当該着磁においては、もちろん、電機子２を併用してもよい。
【０１７３】
図６５は、磁性体１０１Ｑ及び磁性環１０１Ｑｃ（図２９乃至図３３を参照）を採用した場合の構成を示す断面図であり、図２９の位置XXXII-XXXIIに相当する位置での断面を示す。界磁巻線３２は磁性環１０１Ｑｃに対向する位置に設けられるので、磁性環１０１Ｑｃの回転軸方向の厚みは、図３２に示された場合と比較して、小さいことが望ましい。
【０１７４】
変形の組み合わせ．
上記の各実施の形態で紹介された種々の変形は、相互に機能を阻害しない限り、組み合わせることができる。例えば回転子１の変形と独立して固定子３の種々の変形を採用することができる。また例えば第９の実施の形態で示された界磁巻線３２を他の実施の形態にかかる回転電機の固定子３で設けてもよい。
【０１７５】
圧縮機への適用．
図６６は、上記の回転電機がモータとして適用される圧縮機の縦断面図である。図６６に示された圧縮機は高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、その冷媒には例えば二酸化炭素が採用される。
【０１７６】
この圧縮機は、密閉容器Ｋ１と、圧縮機構部Ｋ２と、モータＫ３とを備えている。圧縮機構部Ｋ２は密閉容器Ｋ１内に配置されている。モータＫ３は密閉容器Ｋ１内かつ圧縮機構部Ｋ２の上側に配置される。ここで、上側とは密閉容器Ｋ１の中心軸が水平面に対して傾斜しているか否かに関わらず、密閉容器Ｋ１の中心軸に沿った上側をいう。
【０１７７】
モータＫ３は圧縮機構部Ｋ２を回転軸シャフトＫ４を介して駆動する。モータＫ３は上記の実施の形態で説明された構成を備えている。
【０１７８】
密閉容器Ｋ１の下側側方には吸入管Ｋ１１が接続され、密閉容器Ｋ１の上側には吐出管Ｋ１２が接続される。冷媒ガス（図示省略）が吸入管Ｋ１１から密閉容器Ｋ１へと供給され、圧縮機構部Ｋ２の吸込側に導かれる。このロータリ圧縮機は縦型であって、少なくともモータＫ３の下部に油溜めを有する。
【０１７９】
密閉容器Ｋ１内は、圧縮機構部Ｋ２を挟んで高圧領域Ｈと低圧領域Ｌとに区画される。高圧領域Ｈには圧縮機構部Ｋ２から吐出された高圧の冷媒ガスが満たされる。モータＫ３は高圧領域Ｈに配置されている。
【０１８０】
ヨーク２１及び固定子３は、回転シャフトＫ４に対して回転子１（図中では回転子コア１１０と永久磁石１０ＡＳ，１０ＡＮに分けて示されている）よりも外周側に配置され、密閉容器Ｋ１に固定されている。
【０１８１】
圧縮機構部Ｋ２は、シリンダ状の本体部Ｋ２０と、上端板Ｋ８および下端板Ｋ９を備える。上端板Ｋ８および下端板Ｋ９はそれぞれ本体部Ｋ２０の上下の開口端に取り付けられる。回転シャフトＫ４は、上端板Ｋ８および下端板Ｋ９を貫通し、本体部Ｋ２０の内部に挿入されている。回転軸シャフトＫ４は上端板Ｋ８に設けられた軸受Ｋ２１と、下端板９に設けられた軸受Ｋ２２により回転自在に支持されている。
【０１８２】
回転軸Ｋ４には本体部Ｋ２０内でクランクピンＫ５が設けられる。ピストンＫ６はクランクピンＫ５に嵌合されて駆動される。ピストンＫ６と、これに対応するシリンダとの間には圧縮室Ｋ７が形成される。ピストンＫ６は偏芯した状態で回転し、または、公転運動を行い、圧縮室Ｋ７の容積を変化させる。
【０１８３】
次に、上記ロータリ圧縮機の動作を説明する。吸入管Ｋ１１から圧縮室Ｋ７に冷媒ガスが供給される。モータＫ３により圧縮機構部Ｋ２が駆動されて、冷媒ガスが圧縮される。圧縮された冷媒ガスは冷凍機油（図示省略）と共に、吐出孔Ｋ２３を経由して圧縮機構部Ｋ２から圧縮機構部Ｋ２の上側へ運ばれ、更にモータＫ３を経由して吐出管Ｋ１２から密閉容器Ｋ１の外部に吐出される。
【０１８４】
冷媒ガスは冷凍機油と共にモータＫ３の内部を上側へと移動する。冷媒ガスはモータＫ３よりも上側に導かれるが、冷凍機油は回転子１の遠心力で密閉容器Ｋ１の内壁へと向かう。冷凍機油は密閉容器Ｋ１の内壁に微粒子の状態で付着することで液化した後、重力の作用によって、モータＫ３の冷媒ガスの流れの上流側に戻る。
【０１８５】
図６７は、上記の実施の形態のモータが適用される圧縮機の縦断面図である。図６７に示された圧縮機は低圧ドーム型のスクロール圧縮機であって、その冷媒には例えば二酸化炭素が採用される。
【０１８６】
この圧縮機でも、モータＫ３が密閉容器Ｋ１内に配置され、圧縮機構部Ｋ２を回転軸シャフトＫ４を介して駆動する。圧縮機構部Ｋ２はスクロール機構を有している。
【０１８７】
密閉容器Ｋ１内は圧縮機構部Ｋ２を挟んで高圧領域Ｈと低圧領域Ｌとに区画される。但しモータＫ３は低圧領域Ｌに配置されている。つまり圧縮機構部Ｋ２がモータＫ３よりも上側に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】この発明の第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】この発明の第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３】図１の位置III−IIIでの電機子の断面を示す断面図である。
【図４】電機子の周方向に沿った断面を示す断面図である。
【図５】回転子の構成を示す斜視図である。
【図６】図５の位置VI-VIにおける回転子の断面を示す断面図である。
【図７】図５の位置VII-VIIにおける回転子の断面を示す断面図である。
【図８】この発明の第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９】回転子の構成を示す斜視図である。
【図１０】図９の位置X-Xにおける回転子の断面を示す断面図である。
【図１１】図９の位置XI-XIにおける回転子の断面を示す断面図である。
【図１２】回転子の他の形状を示す斜視図である。
【図１３】回転子の第１の変形を示す斜視図である。
【図１４】回転子の第２の変形を示す斜視図である。
【図１５】回転子の第２の変形を示す斜視図である。
【図１６】磁性粉をプレスして回転子を形成する様子を例示する斜視図である。
【図１７】ホルダーに保持された状態の回転子を示す斜視図である。
【図１８】回転子の第３の変形を示す斜視図である。
【図１９】回転子の第３の変形を示す斜視図である。
【図２０】回転子の第４の変形を示す斜視図である。
【図２１】回転子の第５の変形を示す斜視図である。
【図２２】回転子の第５の変形を示す斜視図である。
【図２３】回転子の第５の変形を示す斜視図である。
【図２４】回転子の第６の変形を示す斜視図である。
【図２５】回転子の第７の変形を示す斜視図である。
【図２６】回転子の第７の変形を示す斜視図である。
【図２７】回転子の第８の変形を示す斜視図である。
【図２８】回転子の第９の変形を示す斜視図である。
【図２９】磁性体近傍を回転軸方向から見た平面図である。
【図３０】図２９の位置XXX-XXXにおける断面を示す断面図である。
【図３１】図２９の位置XXXI-XXXIにおける断面を示す断面図である。
【図３２】図２９の位置XXXII-XXXIIにおける断面を示す断面図である。
【図３３】図２９の位置XXXIII-XXXIIIにおける断面を示す断面図である。
【図３４】固定子の構成を例示する斜視図である。
【図３５】回転子を磁性体近傍で回転軸方向から見た平面図である。
【図３６】図３５の位置XXXVI-XXXVIにおける断面を示す断面図である。
【図３７】この発明の第３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３８】この発明の第４の実施の形態にかかる回転電機の回転子の構成を示す斜視図である。
【図３９】この発明の第４の実施の形態にかかる回転電機の回転子の構成を示す斜視図である。
【図４０】この発明の第５の実施の形態にかかる回転電機の回転子の構成を示す斜視図である。
【図４１】この発明の第５の実施の形態にかかる回転電機の回転子の構成を示す斜視図である。
【図４２】この発明の第５の実施の形態にかかる回転電機の回転子の構成を示す断面斜視図である。
【図４３】この発明の第５の実施の形態にかかる回転電機の回転子の構成を示す断面斜視図である。
【図４４】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図４５】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図４６】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図４７】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図４８】この発明の第７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４９】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図５０】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図５１】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図５２】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図５３】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図５４】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図５５】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図５６】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図５７】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図５８】この発明の第８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５９】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図６０】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図６１】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図６２】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図６３】回転子及び固定子を部分的に示す断面図である。
【図６４】この発明の第９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６５】この発明の第９の実施の形態にかかる回転電機の断面を示す断面図である。
【図６６】上記の回転電機が適用される圧縮機の縦断面図である。
【図６７】上記の回転電機が適用される圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
【０１８９】
１  回転子
２  電機子
２２  電機子巻線
３  固定子
１０Ａ，１０ＡＮ，１０ＡＳ  永久磁石
１０Ｎ，１０Ｓ  磁極面
１００Ｎ，１００Ｓ，１０１Ｎ，１０１Ｓ，１０５Ｎ，１０５Ｓ  磁性板
１００Ｑ  磁性体
１００Ｑａ，１００Ｑｂ，１００Ｑｃ，１０２Ｎ，１０２Ｓ  磁性環
１００Ｑｃ，３０Ｑ，３０４  突起
１０７Ｎ，１０７Ｓ  コア
Ｑ  回転軸
【図１】
0005092784.tif 000002
【図２】
0005092784.tif 000003
【図３】
0005092784.tif 000004
【図４】
0005092784.tif 000005
【図５】
0005092784.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005092784.tif 000008
【図８】
0005092784.tif 000009
【図９】
0005092784.tif 000010
【図１０】
0005092784.tif 000011
【図１１】
0005092784.tif 000012
【図１２】
0005092784.tif 000013
【図１３】
0005092784.tif 000014
【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】
0005092784.tif 000019
【図１９】
0005092784.tif 000020
【図２０】
0005092784.tif 000021
【図２１】
0005092784.tif 000022
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
0005092784.tif 000029
【図２９】
0005092784.tif 000030
【図３０】
0005092784.tif 000031
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
0005092784.tif 000037
【図３７】
0005092784.tif 000038
【図３８】
0005092784.tif 000039
【図３９】
0005092784.tif 000040
【図４０】
0005092784.tif 000041
【図４１】
0005092784.tif 000042
【図４２】
0005092784.tif 000043
【図４３】
0005092784.tif 000044
【図４４】
0005092784.tif 000045
【図４５】
0005092784.tif 000046
【図４６】
0005092784.tif 000047
【図４７】
0005092784.tif 000048
【図４８】
0005092784.tif 000049
【図４９】
0005092784.tif 000050
【図５０】
0005092784.tif 000051
【図５１】
0005092784.tif 000052
【図５２】
0005092784.tif 000053
【図５３】
0005092784.tif 000054
【図５４】
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【図５５】
0005092784.tif 000056
【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
0005092784.tif 000061
【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
0005092784.tif 000064
【図６４】
0005092784.tif 000065
【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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