JP4640373B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、回転軸に略垂直な面に沿って広がるギャップを介して電機子と界磁子とが対向する回転電機に関する。

アキシャルギャップ型回転電機は、電機子と界磁子とが回転軸に沿ってギャップを隔てて設けられた構成とされている。

電機子は、ヨークとヨークに設けられたティースと、当該ティースに巻回される巻線とを有している。界磁子は、電機子で発生する回転磁界によって回転されるようになっている。

界磁子として、回転軸周りに複数の永久磁石を配設し、各永久磁石のギャップ側に第１磁性体を設け、さらに、隣設する各永久磁石間に、リラクタンストルクを発生させるための第２磁性体を設けたものがある。これにより、ｑ軸インダクタンスをｄ軸インダクタンスよりも大きくすることができ、電機子電流の位相を適当に進めることにより、マグネットトルクに併せてリラクタンストルクをも有効利用して界磁子を回転させることができるようになっている。

本願発明に関連する先行技術としては、例えば特許文献１〜３に記載のものがある。

特開２００１−１３６７２１号公報 特開２００５−０９４９５５号公報 特開２００５−３４１６９６号公報

上記のようなアキシャルギャップ型回転電機において、マグネットトルクを大きくするために、永久磁石の磁極面積を大きくしようとすると、第２磁性体の幅を小さくせざるを得ない。そうすると、リラクタンストルクが小さくなってしまう。

そこで、本発明は、マグネットトルクとリラクタンストルクとの両方を有効に利用することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様に係る回転電機は、電機子（３０、４０）と、前記電機子に対して回転軸（１８ａ）周りに相対的に回転可能で、前記回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）と、を備え、前記界磁子は、前記電機子に対向する側で磁極面を呈する界磁用磁石（２２，２２２）と前記磁極面に設けられた第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）とをそれぞれ有し、前記電機子に対向する側で前記回転軸周りに複数の磁極を呈すると共に、極性の異なる相互間で磁気的に分離された態様で、前記回転軸周りに配設された複数の磁極発生部（２６，７２６，８２６，９２６）と、前記各磁極発生部間に、前記各磁極発生部を相互に磁気的に分離しつつ配設された複数の第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）と、を備え、前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）を有するものである。

また、前記各第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）のうち前記各第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）に対向する面は、前記各界磁用磁石（２２，２２２）のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分（２２ｐ，１２２ｐ，２２２ｐ）よりも磁極中心側に凹む凹面（２４ｐ，１２４ｐ）に形成されている。

また、前記各凹面（１２２ｐ）は、前記電機子に近接するに従って、前記各界磁用磁石のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分（１２２ｐ）よりも磁極中心側に向けて傾斜する傾斜凹面であり、前記各拡幅部（１２８ａ）は、対向する前記傾斜凹面に対して略平行な傾斜面（１２８ｐ）を有している。

第２の態様に係る回転電機は、電機子（３０、４０）と、前記電機子に対して回転軸（１８ａ）周りに相対的に回転可能で、前記回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）と、を備え、前記界磁子は、前記電機子に対向する側で磁極面を呈する界磁用磁石（２２，２２２）と前記磁極面に設けられた第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）とをそれぞれ有し、前記電機子に対向する側で前記回転軸周りに複数の磁極を呈すると共に、極性の異なる相互間で磁気的に分離された態様で、前記回転軸周りに配設された複数の磁極発生部（２６，７２６，８２６，９２６）と、前記各磁極発生部間に、前記各磁極発生部を相互に磁気的に分離しつつ配設された複数の第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）と、を備え、前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）を有し、前記各第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）のうち前記各第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）に対向する面は、前記各界磁用磁石（２２，２２２）のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分（２２ｐ，１２２ｐ，２２２ｐ）よりも磁極中心側に凹む凹面（２４ｐ，１２４ｐ）に形成され、前記各第１磁性体（２２）のうち前記各第２磁性体に対向する面の全体が、前記各界磁用磁石のうち前記各第２磁性体に近接する辺（２２ｐ）部分よりも磁極中心側に凹む凹面（２４ｐ）に形成されており、前記各拡幅部（２８ａ）は、前記第１磁性体（２４）よりも薄くかつ前記凹面の凹み量に応じた分、前記凹面側に突出している。

また、第３の態様に係る回転電機は、電機子（３０、４０）と、前記電機子に対して回転軸（１８ａ）周りに相対的に回転可能で、前記回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）と、を備え、前記界磁子は、前記電機子に対向する側で磁極面を呈する界磁用磁石（２２，２２２）と前記磁極面に設けられた第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）とをそれぞれ有し、前記電機子に対向する側で前記回転軸周りに複数の磁極を呈すると共に、極性の異なる相互間で磁気的に分離された態様で、前記回転軸周りに配設された複数の磁極発生部（２６，７２６，８２６，９２６）と、前記各磁極発生部間に、前記各磁極発生部を相互に磁気的に分離しつつ配設された複数の第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）と、を備え、前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）を有し、前記各第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）のうち前記各第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）に対向する面は、前記各界磁用磁石（２２，２２２）のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分（２２ｐ，１２２ｐ，２２２ｐ）よりも磁極中心側に凹む凹面（２４ｐ，１２４ｐ）に形成され、前記各界磁用磁石（２２２）のうち前記拡幅部（２２８ａ）の付け根部分（２２８ｐ）に対向する辺（２２２ｐ）部分が面取り又は丸め処理され、これに応じた形状で、前記各拡幅部の付け根部分が面取り又は丸め処理されていてもよい。
第４の態様のように、前記各凹面（２４ｐ，１２４ｐ）は、前記拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）と前記凹面との間隔寸法を所定距離に保つように凹んでいてもよい。

第５の態様のように、前記電機子を１つ備え、前記回転子は、前記各磁極発生部のうち前記電機子とは反対側の部分で前記各磁極発生部同士を磁気的に短絡しつつ前記各磁極発生部を支持するするバックヨーク（３２９）を有していてもよい。

第６の態様のように、前記回転軸方向において前記界磁子の両側に前記電機子（３０、４０）を２つ備え、前記界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）は、前記２つの電機子のそれぞれに対する前記各第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）と前記各拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）とを有していてもよい。

第７の態様のように、前記第２磁性体（２８）は、前記回転軸方向において２分割されていてもよい。

第８の態様のように、前記各第２磁性体（６２８）は、隣設する前記各第１磁性体（６２４）に磁気飽和容易な連結部（６２９）で一体化されていてもよい。

第９の態様のように、前記第２磁性体（８２８）は、前記回転軸を中心とする円の径方向に沿って積層された積層鋼板によって形成されていてもよい。

第１０の態様のように、前記各第２磁性体（７２８）は、前記各第２磁性体の内周部に配設され、前記各磁極発生部とは磁気的に分離する略環状の第３磁性体（７２９）により保持されていてもよい。

第１１の態様のように、前記各第１磁性体（７２８）は、前記各第２磁性体（７２８）及び前記第３磁性体（７２９）の少なくとも１つと、磁気飽和容易な連結部で一体化されていてもよい。

第１２の態様のように、前記各第２磁性体（７２８）及び前記第３磁性体（７２９）は、回転軸方向において２分割されていてもよい。

第１３の態様のように、前記各磁極発生部（２６，９２６）及び前記各第２磁性体（２８，９２８）とが、非磁性体ホルダ（４５０，５５０，９５０）に固定されていてもよい。

第１４の態様のように、前記非磁性体ホルダ（５５０，９５０）は、前記各磁極発生部を前記回転軸方向における両側から挟込むようにして固定する一対の非磁性体分割ホルダ（５５２，９５１）を有していてもよい。

第１５の態様に係る回転電機は、電機子（３０、４０）と、前記電機子に対して回転軸（１８ａ）周りに相対的に回転可能で、前記回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）と、を備え、前記界磁子は、前記電機子に対向する側で磁極面を呈する界磁用磁石（２２，２２２）と前記磁極面に設けられた第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）とをそれぞれ有し、前記電機子に対向する側で前記回転軸周りに複数の磁極を呈すると共に、極性の異なる相互間で磁気的に分離された態様で、前記回転軸周りに配設された複数の磁極発生部（２６，７２６，８２６，９２６）と、前記各磁極発生部間に、前記各磁極発生部を相互に磁気的に分離しつつ配設された複数の第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）と、を備え、前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）を有し、前記回転軸方向において前記界磁子の両側に前記電機子（３０、４０）を２つ備え、前記界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）は、前記２つの電機子のそれぞれに対する前記各第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）と前記各拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）とを有し、前記各磁極発生部（２６，９２６）及び前記各第２磁性体（２８，９２８）とが、非磁性体ホルダ（４５０，５５０，９５０）に固定され、前記非磁性体ホルダ（９５０）に、前記各磁極発生部間に位置して、前記第２磁性体（９２８）をその外周側から挿入可能な嵌合孔（９５４）が形成され、前記各第２磁性体が前記各嵌合孔にその外周側から挿入されて保持されている。
第１６の態様は、第１３又は第１４の態様に係る回転電機であって、前記非磁性体ホルダ（９５０）に、前記各磁極発生部間に位置して、前記第２磁性体（９２８）をその外周側から挿入可能な嵌合孔（９５４）が形成され、前記各第２磁性体が前記各嵌合孔にその外周側から挿入されて保持されている。

第１７の態様のように、前記非磁性体ホルダの外周側に、非磁性体のリング部材（９５６）が嵌められるものであってもよい。

第１８の態様のように、前記リング部材のうち前記回転軸方向における両端部に前記界磁子の中心側に延出する縁部（９５６ａ）が形成され、前記界磁子のうち前記縁部を除く部分が前記電機子のティースに対向していてもよい。

第１９の態様のように、前記第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）は圧粉磁心で形成されていてもよい。

第１の態様に係る回転電機によると、前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部を有するため、磁極発生部の磁極面積を大きくしても、電機子に対する第２磁性体の対向面積を広げることができる。これにより、ｑ軸インダクタンスを大きくして、リラクタンストルクを増大させることができ、マグネットトルクとリラクタンストルクとの両方を有効に利用することができる。

また、前記各界磁用磁石のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分が第１磁性体で覆われないようになるため、界磁用磁石の端部からの磁束の漏れを防止できるとともに、磁束を磁極中央付近に集中させることができる。

また、第１磁性体の傾斜凹面と、第２磁性体の拡幅部の傾斜面との間を所定距離に保つことによって、磁極発生部と第２磁性体との間で磁束漏れを有効に防止できる。これにより、ｑ軸インダクタンスの増加によるリラクタンストルクの増大と、界磁用磁石からの磁束漏れの低減とを両立することができる。また、前記拡幅部は、対向する前記傾斜凹面に対して略平行な傾斜面を有する形状であるので、強度的に優れる上に、磁束の急激な屈曲を防止して鉄損を低減できる。

第２の態様によると、前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部を有するため、磁極発生部の磁極面積を大きくしても、電機子に対する第２磁性体の対向面積を広げることができる。これにより、ｑ軸インダクタンスを大きくして、リラクタンストルクを増大させることができ、マグネットトルクとリラクタンストルクとの両方を有効に利用することができる。また、前記各界磁用磁石のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分が第１磁性体で覆われないようになるため、界磁用磁石の端部からの磁束の漏れを防止できるとともに、磁束を磁極中央付近に集中させることができる。さらに、凹面と拡幅部との間隔寸法を一定距離確保することができ、磁極発生部と第２磁性体との間で磁束漏れを有効に防止できる。これにより、ｑ軸インダクタンスの増加によるリラクタンストルクの増大と、界磁用磁石からの磁束漏れの低減とを両立することができる。

第３の態様によると、前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部を有するため、磁極発生部の磁極面積を大きくしても、電機子に対する第２磁性体の対向面積を広げることができる。これにより、ｑ軸インダクタンスを大きくして、リラクタンストルクを増大させることができ、マグネットトルクとリラクタンストルクとの両方を有効に利用することができる。また、前記各界磁用磁石のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分が第１磁性体で覆われないようになるため、界磁用磁石の端部からの磁束の漏れを防止できるとともに、磁束を磁極中央付近に集中させることができる。さらに、界磁用磁石及び拡幅部の強度向上を図ると共に、磁束の流れを滑らかにすることができる。
第４の態様によると、磁極発生部と第２磁性体との間で磁束漏れを有効に防止できる。これにより、ｑ軸インダクタンスの増加によるリラクタンストルクの増大と、界磁用磁石からの磁束漏れの低減とを両立することができる。

第５の態様によると、回転子の一方面側に磁極を呈しつつ、各磁極発生部をバックヨークで固定支持することができる。

第６の態様によると、２つの電機子によって回転させることができる。

第７の態様によると、拡幅部と界磁用磁石との干渉を避けつつ、第２磁性体を容易に組込むことができる。

第８の態様によると、第１磁性体と第２磁性体との位置決め精度を向上させることができ、また、界磁子の電機子に対向する面の平面度を増し、エアギャップ精度を向上させることができる。

第９の態様によると、磁気抵抗が低く透磁率が高い磁路を形成することができる。

第１０の態様によると、各第２磁性体を所定位置に保持することができるとともに、第第２磁性体から３磁性体への磁路を形成するため、リラクタンストルクの発生に起因する磁路の磁気抵抗を低減する。

第１１の態様によると、各第１磁性体を容易に保持できる。

第１２の態様によると、第２磁性体の拡幅部と界磁用磁石との干渉を防止しつつ、界磁子を容易に組立てることができる。

第１３の態様によると、前記各磁極発生部及び前記各第２磁性体とを、非磁性体ホルダで固定することができる。

第１４の態様によると、前記各磁極発生部を容易に保持することができる。

第１５の態様によると、前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部を有するため、磁極発生部の磁極面積を大きくしても、電機子に対する第２磁性体の対向面積を広げることができる。これにより、ｑ軸インダクタンスを大きくして、リラクタンストルクを増大させることができ、マグネットトルクとリラクタンストルクとの両方を有効に利用することができる。また、前記各界磁用磁石のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分が第１磁性体で覆われないようになるため、界磁用磁石の端部からの磁束の漏れを防止できるとともに、磁束を磁極中央付近に集中させることができる。また、前記各磁極発生部及び前記各第２磁性体とを、非磁性体ホルダで固定することができる。さらに、前記各第２磁性体を前記各嵌合孔にその外周側から挿入することで、界磁子の各部品を容易に保持できる。
第１６の態様によると、前記各第２磁性体を前記各嵌合孔にその外周側から挿入することで、界磁子の各部品を容易に保持できる。

第１７の態様によると、非磁性体のリング部材によって各第２磁性体の脱落を防止できる。

第１８の態様によると、前記リング部材の縁部が、界磁子と電機子のティースとの間に存在しないようにして、ギャップをなるべく小さくすることができる。

第１９の態様によると、所定の形状に加工することが容易であり、また、周方向成分及び径方向成分を有する磁束を低い磁気抵抗で通過させることができる。

｛第１実施形態｝
以下、第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機について説明する。図１は、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機を示す分解斜視図であり、図２は同回転電機の界磁子を示す斜視図であり、図３は同回転電機の界磁子の周方向における断面を概念的に示す図である。

このアキシャルギャップ型回転電機１０は、１つの界磁子２０を備えると共に、２つの電機子３０、４０を備えている。界磁子２０は略円盤状に形成されており、２つの電機子３０，４０も略円盤状に形成されている。２つの電機子３０、４０は、界磁子２０の両面側に配設されており、当該界磁子２０を回転させるべく磁界を発生させる。

各部についてより詳細に説明する。

電機子３０、４０は、回転軸１８ａの方向において、界磁子２０の両側に、当該界磁子２０に対してギャップ（ここでは僅かなギャップ）を隔てて対向するように配設されている。これらの電機子３０、４０は、図示省略のケーシング等に固定されており、本回転電機１０において、固定子として機能する。

電機子３０は、バックヨークコア３２と、複数（ここでは９個）のティース３４と、各ティース３４に巻回された巻線３６とを備えている。

バックヨークコア３２は、略円盤状であり、図示省略のケーシング等に固定されている。複数のティース３４は、バックヨークコア３２のうち界磁子２０側の面に、回転軸１８ａを中心として略環状に間隔をあけて配設されている。また、各ティース３４のそれぞれに１つの巻線３６が装着されている。つまり、この電機子３０は、いわゆる集中巻の形態で巻線３６が設けられている。また、ここでは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の巻線３６が、回転軸１８ａ周りにその順で、３組設けられており、６極の界磁子２０に対して回転磁界を発生するようになっている。

電機子４０も、上記電機子３０と同様構成で、バックヨークコア４２と、複数のティース４４と、各ティース４４に巻回された巻線４６とを備えている。

なお、上記電機子３０、４０の構成は一例であり、上記に限定されるものではない。例えば、巻線３６，４６が分布巻又は波巻等されていてもよい。

界磁子２０は、軸受によって回転自在に支持されたシャフト（共に図示省略）を介して所定の回転軸１８ａ周りに回転自在に配設されており、回転軸１８ａ方向で上記両電機子３０、４０とギャップを隔てて対向している。つまり、この界磁子２０は、本回転電機１０において回転子として機能する。

この界磁子２０は、界磁用磁石（永久磁石）２２と第１磁性体２４とを有する複数の磁極発生部２６と、各磁極発生部２６間に設けられた複数の第２磁性体２８とを有している。

各界磁用磁石２２は、回転軸１８ａ周りに間隔をあけて配設されている。より具体的には、各界磁用磁石２２は、回転軸１８ａを中心とする円の周方向に沿って延びる弧状かつ帯状の板形状に形成されており、それぞれの間に間隔をあけて回転軸１８ａを中心とする環状に配設されている。各界磁用磁石２２は、回転軸１８ａに沿った方向、即ち、界磁用磁石２２の厚み方向に着磁されており、その両面にＮ極又はＳ極の磁極を呈する。これらの界磁用磁石２２は、回転軸１８ａの周りで環状かつ交互の磁極を呈するように配設されている。つまり、本界磁子２０は、上記両電機子３０、４０のそれぞれに対して、周方向に交互の磁極を持つ磁極面を呈している。ここでは、界磁用磁石２２の数は６つであり、界磁子２０は、６極の磁極を呈している。

また、各界磁用磁石２２のうち各両電機子３０、４０に対向する磁極面（即ち、回転軸１８ａ方向における両面）に、それぞれ第１磁性体２４が設けられている。各第１磁性体２４は、軟磁性材料によって構成されている。この第１磁性体２４は、励磁された電機子３０、４０の外部磁界によって界磁用磁石２２に減磁界が作用した場合に、各界磁用磁石２２に作用する減磁界の影響を緩和し、もって、各界磁用磁石２２が減磁するのを防止している。また、第１磁性体２４は、界磁用磁石２２内部の高調波磁束による渦電流を低減する働きをも有している。また、各第１磁性体２４は、弧状かつ帯状の平面視形状を有する板状部材に形成されており、回転軸１８ａを中心とする円において、径方向では上記界磁用磁石２２と略同じ長さであり、その円の周方向では界磁用磁石２２よりも短く形成されている。そして、第１磁性体２４のうち第２磁性体２８に対向する面２４ｐが、界磁用磁石２２のうち第２磁性体２８に対向する辺２２ｐよりも磁極中心側に凹む凹面２４ｐとなるように形成されている（図３参照）。この凹面２４ｐにより、後述する拡幅部２８ａが形成された部分で、拡幅部２８ａと磁極発生部２６との間に磁気的に分離するのに十分な間隔を得ることができる。また、界磁用磁石２２のうち第２磁性体２８に対向する辺２２ｐが第１磁性体２４によって覆われないようにすることで、界磁用磁石２２両端部間で両面側の第１磁性体２４を経由した磁束漏れすることを低減することができる。

上記した１つの界磁用磁石２２とその両面に設けられた第１磁性体２４とで磁極発生部２６が構成されており、このように構成された磁極発生部２６が複数、相互間で磁気的に分離されつつ回転軸１８ａ周りに間隔をあけて配設されている。

各第２磁性体２８は、軟磁性材料によって形成されており、上記複数の磁極発生部２６の各間に、当該各磁極発生部２６とは磁気的に分離された態様で配設されている。

回転軸１８ａ方向における第２磁性体２８の厚み寸法は、磁極発生部２６の厚み寸法と略同一で、磁極発生部２６の各第１磁性体２４が各電機子３０、４０に近接するのと同程度まで、第２磁性体２８が各電機子３０、４０に近接している。もっとも、第２磁性体２８と電機子３０、４０との間のギャップ長は、第１磁性体２４と電機子３０、４０とのギャップ長と同一であってもよいし、若干異なっていてもよい。

この第２磁性体２８は、基本的には、界磁用磁石２２の中心を示すｄ軸のインダクタンスＬｄよりも、極間を示すｑ軸のインダクタンスＬｑを大きくすることで、逆突極性を呈し、いわゆるリラクタンストルクを更に加えて界磁子２０を回転させる役割を有している。

また、各第２磁性体２８は、上記界磁用磁石２２間に位置する部分よりも電機子３０、４０に近接して対向する部分で、回転軸１８ａに対して略直交する方向で他の本体部分２８ｂよりも断面積を大きくする拡幅部２８ａを有している。より具体的には、各第２磁性体２８のうち界磁用磁石２２間に位置する部分よりも電機子３０、４０に近接して対向する部分を、その周方向に沿って外方に延出させることで、拡幅部２８ａを形成している。この拡幅部２８ａによって、第２磁性体２８が電機子３０、４０に対向する面積を増やすことができ、電機子３０、４０から第２磁性体２８に流れる磁束量を増大させて、ｑ軸インダクタンスを大きくすることができる。すなわち、電機子３０、４０から第２磁性体２８に磁束がわたる機会を増大させることで、安定してリラクタンストルクを発生させることを可能としている。

なお、ここでは、第２磁性体２８を、回転軸１８ａ方向において２分割している。つまり、上記のように拡幅部２８ａを設けると、第２磁性体２８の周方向の幅寸法は、各磁極発生部２６間の間隔寸法よりも大きくなり得る。そこで、第２磁性体２８を回転軸１８ａ方向において２分割することで、拡幅部２８ａと界磁用磁石２２との干渉を避けつつ、回転軸１８ａ方向において両側から、各磁極発生部２６間に２分割した第２磁性体２８を組込むことができるため、組立性に優れた構成とすることができる。

このアキシャルギャップ型回転電機１０では、各巻線３６、４６に３相交流を流すと、各巻線３６、４６が巻回された各ティース３４、４４では、当該巻線３６、４６に流れる電流に応じた回転磁界が発生し、これらの２つの電機子３０、４０で発生した回転磁界によって、界磁子２０を回転させることができる。

この際、第２磁性体２８は、断面積を大きくする拡幅部２８ａを有しているため、磁極発生部２６の磁極面積を大きくして、電機子３０、４０に対する対向面積を広げることができる。これにより、ｑ軸インダクタンスを大きくしてリラクタンストルクを増大させることができ、マグネットトルクとリラクタンストルクとの両方を有効に利用することができる。

上記実施形態に基づいて、より好ましい具体的構成及び変形例について説明する。なお、以下の説明では、既に説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

まず、上記凹面２４ｐは、当該凹面２４ｐと拡幅部２８ａとの間隔寸法を所定距離に保つように凹む形状に形成されていることが好ましい。これは各磁極発生部２６と第２磁性体２８との間で磁束漏れを有効に防止しつつ、拡幅部２８ａの大きさをなるべく大きくしてｑ軸インダクタンスの増加によるリラクタンストルクの増大を図るためである。

そのための具体的構成として、図３に示す例では、各第１磁性体２４のうち拡幅部２８ａに対向する側面全体が、界磁用磁石２２のうち第２磁性体２８に近接する辺２２ｐ部分よりも磁極中心側に凹む凹面２４ｐに形成されている。また、各拡幅部２８ａは、第１磁性体２４よりも薄く、かつ、凹面２４ｐの凹み量に応じた分、前記凹面２４ｐ側に突出している。より具体的には、第２磁性体２８の本体部分２８ｂと界磁用磁石２２との間隔寸法が、これらの間での磁束漏洩を有効に防止できる程度の寸法Ｗｂに設定されている。また、拡幅部２８ａの厚み寸法Ｗｄは、第１磁性体２４の厚み寸法よりも上記間隔寸法Ｗｂ分小さく、拡幅部２８ａの内向き面と界磁用磁石２２の外向き面との間隔寸法が、上記寸法Ｗｂと略同じ寸法Ｗｃに設定されている。さらに、磁極発生部２６に対する拡幅部２８ａの突出寸法は、上記凹面２４ｐの凹み量と略同じであり、拡幅部２８ａと第１磁性体２４との間隔寸法も、上記間隔寸法Ｗｂと略同じである寸法Ｗａに設定されている。これにより、磁極発生部２６と第２磁性体２８との間で磁束の漏れを防止し得る最小限の隙間を確保でき、ｑ軸インダクタンスの増加によるリラクタンストルクの増大と、界磁用磁石２２からの磁束漏洩の低減とを両立することができる。なお、Ｗｂ及びＷｃは、電機子鉄心と、エアギャップを２回通る磁路の磁気抵抗より大きい必要があるため、できるだけ、エアギャップ長の２倍を超える寸法であることが望ましい。

図４に示す変形例では、上記第１磁性体２４及び第２磁性体２８にそれぞれ対応する第１磁性体１２４及び第２磁性体１２８を備えている。第１磁性体１２４のうち第２磁性体１２８に対向する凹面１２４ｐは、電機子３０、４０に近接するに従って、界磁用磁石２２のうち拡幅部１２８ａに近接する辺１２２ｐ部分よりも磁極中心側に向けて傾斜する傾斜凹面１２４ｐに形成されている。また、上記第２磁性体１２８の拡幅部１２８ａは、対向する傾斜凹面１２４ｐに対して略平行な傾斜面１２８ｐを有する形状に形成されている。そして、第１磁性体１２４と第２磁性体１２８との間隔寸法Ｗｄと、界磁用磁石２２と第２磁性体２８との間隔寸法Ｗｅとが略同一の寸法に設定されている。

この変形例によると、図３に示す例と同様の効果を得ることができる。加えて、拡幅部１２８ａは、基端側で厚く先端側に向けて徐々に薄くなる形状なので強度的にも優れ、かつ、第２磁性体１２８の本体部１２８ｂから拡幅部１２８ａに進む部分で磁束の急激な屈曲を防止して鉄損を低下させることができる。

図５及び図６は、図３に示す例の変形例を示す図である。この変形例では、界磁用磁石２２及び第２磁性体２８にそれぞれ対応する界磁用磁石２２２及び第２磁性体２２８とを有している。そして、界磁用磁石２２２のうち第２磁性体２２８の拡幅部２２８ａの付け根に対向する辺２２２ｐ部分が面取り又は丸め処理されている。また、拡幅部２２８ａの付け根部分２２８ｐは、界磁用磁石２２２の前記辺２２２ｐ部分の加工処理形状に応じた形状で、面取り又は丸め処理されている。

これにより、界磁用磁石２２２及び第２磁性体２２８の強度向上を図ることができる。また、第２磁性体２２８の本体部分２２８ｂから拡幅部２２８ａに至る経路を滑らかにすることで磁束の急激な屈曲を防止し鉄損を低減することができる。

なお、本実施形態では、基本的には、電機子３０、４０が２つある場合を中心に説明するが、必ずしもその必要はなく、電機子３０、４０が１つだけであってもよい。

この場合の界磁子２０の例を図７及び図８に示す。図７及び図８は、図３と同様断面における界磁子を概念的に示す図である。

図７に示す例では、図３における一方側の拡幅部２８ａ及び第１磁性体２４を残すと共に、他方側の拡幅部２８ａ及び第１磁性体２４を省略して、代りにバックヨーク磁性体３２９を設けた例である。換言すれば、１つの電機子に対向する側に第１磁性体２４及び第２磁性体２８の拡幅部２８ａが設けられ、反対側には全ての界磁用磁石２２及び第２磁性体２８を磁気的に短絡する略円盤状のバックヨーク磁性体３２９が設けられている。この際、バックヨーク磁性体３２９は、各界磁用磁石２２（磁極発生部）及び第２磁性体２８を固定保持することが可能である。また、バックヨーク磁性体３２９の中央部に回転シャフトを挿通保持させるようにしてもよい。

図８に示す例では、図４における一方側（電機子側）の拡幅部１２８ａ及び第１磁性体１２４を残すと共に、他方側（電機子の反対側）の拡幅部１２８ａ及び第１磁性体１２４を省略して、代りにバックヨーク磁性体３２９を設けた例である。その他の構成は、図７を参照して説明したのと同じである。

これらの例のように、本実施形態は、界磁子の両側に電機子が設けられる構成だけではなく、界磁子の一方側だけに電機子が１つ設けられる構成にも適用できる。

図９及び図１０は上記磁極発生部及び第２磁性体を非磁性体ホルダで固定保持した例を示しており、図９は外周側のリング部材を一部切り欠いた状態を示している。

すなわち、界磁子２０の両側に電機子３０、４０がある場合、各磁極発生部２６と各第２磁性体２８とはそれぞれ磁気的に独立した状態で設けられる必要がある。そこで、ここでは、内周側非磁性体ボス部５２（図１０参照）と外周側非磁性体リング部材５４とを有する非磁性体ホルダ５０で、各磁極発生部２６と各第２磁性体２８とを固定保持している。

内周側非磁性体ボス部５２は、シャフト外周に回り止状態で固定された環状の非磁性体部材に形成されており、この周りに上記各磁極発生部２６と各第２磁性体２８とがそれぞれ上記した態様で配設される。外周側非磁性体リング部材５４は、上記したように略環状に配設される各磁極発生部２６と各第２磁性体２８との外周に嵌め込み可能なリング状部材であり、非磁性体で形成されている。そして、内周側非磁性体ボス部５２周りに各磁極発生部２６と各第２磁性体２８とを上記した態様で配設した状態で、その外周周りに外周側非磁性体リング部材５４を外嵌めすることで、各磁極発生部２６と各第２磁性体２８とが所定の配設形態で、脱落防止状態でシャフトに固定される。

非磁性体リング部材５４は、例えば、熱して径を拡大するか、又は、弾性変形させて径を広げた状態で、各磁極発生部２６と各第２磁性体２８との外周に外嵌めして固定するとよい。

また、外周側非磁性体リング部材５４としては、例えば、ＳＵＳ製のリングを用い、回転軸１８ａ方向の両端縁部で界磁子２０の中心側に延出するように丸める又は屈曲するようにして縁部５４ａを形成し、各磁極発生部２６と各第２磁性体２８とを回転軸１８ａ方向で位置決めするようにするとよい。この際、外周側非磁性体リング部材５４のうち内周側に丸める又は屈曲した縁部５４ａは、各ティース３４、４４とは対向しないようにして、界磁子２０のうち前記縁部５４ａを除く部分が電機子３０、４０のティース３４、４４と対向するようにするとよい。これにより、前記縁部５４ａが界磁子２０と電機子３０、４０のティース３４、４４間に存在しないようにして、界磁子２０と電機子３０、４０とのギャップをなるべく小さくすることができる。

図１１は磁極発生部及び第２磁性体をモールド成形された樹脂製の非磁性体ホルダで固定保持した例を示している。なお、図１１は図３と同様断面における界磁子を概念的に示している。

すなわち、各磁極発生部２６及び各第２磁性体２８とが金型内に固定された状態で、樹脂を金型成形することで、非磁性体ホルダ４５０が形成されている。そして、この非磁性体ホルダ４５０によって各磁極発生部２６及び各第２磁性体２８を所定の配設形態で保持している。なお、この非磁性体ホルダ４５０をシャフトに固定保持するようにしてもよい。

図１２は第２磁性体を２分割された非磁性体ホルダで挟持するように固定した例を示している。なお、図１２は図３と同様断面における界磁子を概念的に示している。

すなわち、上記非磁性体ホルダ４５０を回転軸１８ａ方向において２分割したような形状の分割ホルダ５５２が形成されている。そして、この分割ホルダ５５２が重ね合されることで、各磁極発生部２６を挟持状に保持すると共に、各第２磁性体２８を一定位置に保持する非磁性体ホルダ５５０が構成されている。この非磁性体ホルダ５５０は、シャフトに固定保持されていてもよい。

上記分割ホルダ５５２を重ね合せ状態に保持する構成としては、例えば、両分割ホルダ５５２自体をボルト等の締結部材で重ね合せ状態に固定する構成を採用してもよい。また、両分割ホルダ５５２を重ね合せた状態で、その両側から第２磁性体２８の分割体を嵌め込んで、当該分割体をボルト等の締結具５５４で合体状態に保持するようにしてもよい。第２磁性体２８の両端部分は拡幅部２８ａが形成されているため、第２磁性体２８の分割体を合体状態で保持すれば、両分割ホルダ５５２を重ね合せ状態で保持することができる。

図１３は第１磁性体と第２磁性体とを一体化した例に係る界磁子を示す図であり、図１４は図１３におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における断面を概念的に示す図である。

すなわち、この界磁子６２０では、一方の電機子３０に対向する各第２磁性体６２８（第２磁性体２８に対応する）は、隣設する各第１磁性体６２４（第１磁性体２４に対応する）に連結部６２９を介して連結されて一体化さされている。つまり、一方の電機子３０に対向する各第２磁性体６２８と各第１磁性体６２４とが連結部６２９を介して連結一体化されて略円盤状の一体化部材として構成されている。また、このように一体形成する際、電機子３０に対向する面を基準にして第１磁性体６２４と第２磁性体６２８との各対向面が同一面上に位置するように形成し、第２磁性体２８の内向き部分が第１磁性体２４の内面よりも突出するように形成されている。他方の電機子４０に対向する各第２磁性体６２８と各第１磁性体６２４とについても連結部６２９を介して連結一体化されて略円盤状の一体化部材として構成されている。なお、連結部６２９は、各第２磁性体６２８と各第１磁性体６２４との内周部と外周部でそれらを連結しており、容易に磁気飽和する程度に十分に小さい断面積に形成されている。このような各第２磁性体６２８と各第１磁性体６２４との一体化物は例えば圧粉磁心、特に圧粉鉄心にて形成することができる。そして、各第１磁性体６２４間に界磁用磁石２２を挟込んだ状態で、上記第１磁性体６２４と第２磁性体６２８との一体化物を重ねると界磁子６２０を得ることができる。

これにより、第１磁性体６２４と第２磁性体６２８との位置決め精度を向上させることができる。特に、第１磁性体６２４と第２磁性体６２８とのそれぞれの電機子３０への対向面を基準にしてそれらが同一面上に位置するように形成することで、界磁子６２０と電機子３０、４０間でのギャップ長の精度を向上させることができる。

なお、上記界磁子６２０をシャフトに固定する場合、シャフトが非磁性体であれば、第１磁性体６２４と第２磁性体６２８とを一体化したものの内部にシャフトを挿通して固定することができる。シャフトが磁性体であれば、当該シャフトＳに対して磁気的に分離するため、非磁性体のボス等を介して固定すればよい。この際、ボス部６５０を回転軸１８ａ方向において２分割してボス分割体６５１、６５１とし、ボス分割体６５１のうち回転軸１８ａ方向の外側端部部分の外径を上記一体化物の内径よりも大きくするとよい。そして、上記第１磁性体６２４と第２磁性体６２８との一体化物を重ねた状態で、回転軸１８ａ方向両側から両ボス分割体６５１を挿入して両ボス分割体６５１をシャフトＳに固定することで、前記一体化物を重ね合せ状態で保持することができる（図１４参照）。

図１５は第２磁性体を第３磁性体で一体化した例に係る界磁子を示す斜視図である。

すなわち、この界磁子７２０では、上記界磁子２０における第２磁性体２８に対応する第２磁性体７２８として、界磁子７２０の略径方向に沿って略等幅、即ち、回転軸１８ａに略直交する平面において径方向に長い略長方形状を有するものを備えている。また、磁極発生部２６に対応する磁極発生部７２６は、回転軸１８ａに略直交する平面において、前記第２磁性体７２８との間隔を界磁子７２０の略径方向に沿って等幅にするように略扇形状に形成されている。さらに、各第２磁性体７２８の内周部に、各磁極発生部７２６とは磁気的に分離する略環状の第３磁性体７２９が配設されている。そして、上記各第２磁性体７２８の内周部が第３磁性体７２９に連結保持されて、各磁極発生部７２６間の所定位置に保持されている。このような第２磁性体７２８と第３磁性体７２９との一体化物も、例えば、圧粉磁心等で形成することができる。なお、本実施形態では、第２磁性体７２８と第３磁性体７２９との一体化物は、回転軸１８ａ方向において２分割されており、これらは、各第２磁性体７２８間に磁極発生部７２６を配設した状態で、重ね合せ状に組立てられる。もちろん、必ずしも第２磁性体７２８と第３磁性体７２９との一体化物は、回転軸１８ａ方向において２分割されている必要はない。

かかる構成により、各第２磁性体７２８を一定位置に保持することができる。もちろん、第２磁性体７２８は、上記第２磁性体２８と同様形状であってもよい。

なお、第２磁性体７２８は、リラクタンストルクを発生させるコア、つまり、いわゆるｑ軸を短絡するコアであり、界磁用磁石２２による磁束が通過するものではないため、上記のように各第２磁性体７２８が第３磁性体７２９を介して磁気的に短絡されていても問題はない。

また、第２磁性体７２８と第３磁性体７２９との一体化物は、回転軸１８ａ方向において２分割されているため、第２磁性体２８と界磁子７２０との干渉を防止しつつ、界磁子７２０を容易に組立てることができる。

また、上記構成においては、シャフトが磁性体又は非磁性体で形成されているに拘らず、第３磁性体７２９をシャフトに直接固定するようにしてもよい。この場合、磁極発生部７２６については、上記したいずれの保持構成を採用してもよい。例えば、別途準備したホルダで磁極発生部７２６を保持してもよいし、また、図１５に示す構成を適用し、第１磁性体７２４を第２磁性体７２８及び第３磁性体のうちの少なくとも一方に、磁気飽和容易な連結部で連結して一体化してもよい。後者の場合、他の保持用の部材を用いることなく、容易に第１磁性体７２４を保持できる。

図１６は第２磁性体を積層鋼板で形成した例に係る界磁子を示す斜視図である。

この界磁子８２０では、上記界磁子２０における第２磁性体２８に対応する第２磁性体８２８として、界磁子７２０の略径方向に沿って略等幅、即ち、回転軸１８ａに略直交する平面において径方向に長い略長方形状を有するものを備えている。また、この第２磁性体８２８は、鋼板を、回転軸１８ａを中心とする円の径方向に沿って積層した積層鋼板によって形成されている。なお、第２磁性体８２８は、回転軸１８ａ方向において分割された構成であっても、一体化された構成であってもよい。また、磁極発生部８２６は、上記磁極発生部７２６と同じである。

界磁子８２０の両側に電機子３０、４０を配設したタイプにおいては、第２磁性体８２８を通る磁束は、ギャップ付近で周方向に流れる他は、主として軸方向に流れ、積層方向へ流れる磁束はほとんどない。このため、磁気抵抗の低い磁路を形成することができる。

図１７は一対の分割ホルダを用いた界磁子を示す斜視図であり、図１８〜図２１は同界磁子の製造工程を示す説明図である。

この界磁子９２０は、上記磁極発生部２６に対応する磁極発生部９２６を回転軸１８ａ方向における両側から挟込むようにして固定する一対の非磁性体分割ホルダ９５１を含む非磁性体ホルダ９５０を有している。各非磁性体分割ホルダ９５１は、回転軸１８ａに略直交する面において、上記各磁極発生部９２６の周囲を囲む複数の固定枠部９５２を有している。各固定枠部９５２は、その内側に設けられた環状部９５３を介して連結固定されている。各固定枠部９５２のうちその周方向両端部の内面には、電機子３０、４０側に向けて内向き傾斜する傾斜面９５２ａが形成されている。また、磁極発生部９２６は、上記第１磁性体２４に対応する第１磁性体９２４を有しており、その第１磁性体９２４のうちその周方向両端部は、電機子３０、４０側に向けて内向き傾斜する傾斜面９２４ａを有している。そして、一対の非磁性体分割ホルダ９５１を重ね合せるようにして、それぞれの固定枠部９５２間に各磁極発生部２６を配設すると、第１磁性体９２４の両傾斜面９２４ａを各固定枠部９５２の傾斜面９５２ａに当接させるようにして、各第１磁性体９２４が両固定枠部９５２間の所定位置に保持されるようになっている（図１８〜図２０参照）。

また、各固定枠部９５２のうちその周方向両端部の外面には、第２磁性体２８に対応する第２磁性体９２８の拡幅部９２８ａをその径方向に沿って挿入可能な溝部９５２ｂが形成されており、これにより、各固定枠部９５２間、即ち、各磁極発生部９２６間に位置して、第２磁性体９２８をその外周側から挿入可能な嵌合孔９５４が形成されている。なお、第２磁性体９２８は、界磁子９２０の略径方向に沿って略同断面形状を有し、かつ、拡幅部９２８ａが先端側に向けて徐々に薄肉になる形状とされている。そして、各嵌合孔９５４にその外周側から第２磁性体９２８を挿入すると、第２磁性体９２８のうち両電機子３０、４０側の各拡幅部９２８ａが一対の非磁性体分割ホルダ９５１のそれぞれの溝部９５２ｂに嵌り込み、一対の非磁性体分割ホルダ９５１が重ね合せ状態に保持されるようになっている（図２０及び図２１参照）。

また、上記のように第２磁性体９２８が挿入された状態で、一対の非磁性体分割ホルダ９５１の外周囲に非磁性体で形成されたリング部材９５６が外嵌めされる。このリング部材９５６により、第２磁性体９２８が挿入状態で固定保持されている。

これにより、各磁極発生部９２６及び各第２磁性体９２８を、接着やボルト等を用いずに、容易に保持して、界磁子９２０を容易に製造することができる。

なお、上記外周側非磁性体リング部材５４と同様に、リング部材９５６を、回転軸１８ａ方向の両端縁部で中心側に延出するように丸める又は屈曲するようにして縁部５６ａを形成し、この縁部５６ａを一対の非磁性体分割ホルダ９５１の縁部に係合させて回転軸１８ａ方向で位置決めするようにするとよい。この際、縁部５６ａは、各ティース３４、４４とは対向しないようにして、界磁子９２０のうち前記縁部５６ａを除く部分が電機子３０、４０のティース３４、４４と対向するようにするとよい。これにより、界磁子９２０と電機子３０、４０とのギャップをなるべく小さくすることができる。

｛変形例｝
なお、上記したいずれの構成も互いに相反しない限りにおいて適宜組合わせて構成することができる。

また、上記したいずれの構成においても、第１磁性体を圧粉磁心、特に、圧粉鉄心で形成することが好ましい。第１磁性体における磁束の流れは、回転軸１８ａ方向に加えて、周方向成分をも有するため、周方向成分及び径方向成分を有する磁束を低い磁気抵抗で通過させることができるからである。これに対して、軸方向に積層した鋼板を用いると磁気抵抗が増し、また、回転軸方向の長さが比較的短いため、径方向に積層した鋼板では、積層間を固着することが困難となる。

また、上記説明では、界磁子が回転子であり、電機子が固定子である場合で説明したが、界磁子が固定子であり、電機子が固定子であってもよい。つまり、界磁子が電機子に対して相対的に回転すればよい。

実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機を示す分解斜視図である。 同上の回転電機の界磁子を示す斜視図である。 同上野回転電機の界磁子の周方向における断面を概念的に示す図である。 拡幅部の変形例を示す説明図である。 拡幅部の他の変形例を示す説明図である。 拡幅部の他の変形例を示す説明図である。 電機子を１つにした場合の変形例を示す説明図である。 電機子を１つにした場合の他の変形例を示す説明図である。 磁極発生部及び第２磁性体を非磁性体ホルダで固定保持した例を示す図である。 磁極発生部及び第２磁性体を非磁性体ホルダで固定保持した例を示す図である。 磁極発生部及び第２磁性体をモールド成形された樹脂製の非磁性体ホルダで固定保持した例を示す説明図である。 磁極発生部を２分割された非磁性体ホルダで保持する例を示す説明図である。 第１磁性体と第２磁性体とを一体化した変形例を示す図である。 図１３におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における断面を概念的に示す図である。 第２磁性体を第３磁性体で一体化した界磁子を示す斜視図である。 第２磁性体を積層鋼板で形成した界磁子を示す斜視図である。 一対の分割ホルダを用いた界磁子を示す斜視図である。 同上の同界磁子の製造工程を示す説明図である。 同上の同界磁子の製造工程を示す説明図である。 同上の同界磁子の製造工程を示す説明図である。 同上の同界磁子の製造工程を示す説明図である。

符号の説明

１０ アキシャルギャップ型回転電機
１８ａ 回転軸
２０，６２０，７２０，８２０，９２０ 界磁子
２２，２２２ 界磁用磁石
２２ｐ，１２２ｐ，２２２ｐ 辺
２４，１２４，６２４，７２４，９２４ 第１磁性体
２４ｐ 凹面
２６，７２６，８２６，９２６ 磁極発生部
２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８ 第２磁性体
２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ 拡幅部
３０，４０ 電機子
３４，４４ ティース
５０ 非磁性体ホルダ
５４ａ 縁部
１２４ｐ 傾斜凹面
１２８ｐ 傾斜面
２２８ｐ 付け根部分
３２９ バックヨーク磁性体
４５０，５５０ 非磁性体ホルダ
５５２ 分割ホルダ
６２９ 連結部
７２９ 第３磁性体
９２４ａ 傾斜面
９５０ 非磁性体ホルダ
９５１ 非磁性体分割ホルダ
９５４ 嵌合孔

Claims (19)

1. 電機子（３０、４０）と、
   前記電機子に対して回転軸（１８ａ）周りに相対的に回転可能で、前記回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）と、
   を備え、
   前記界磁子は、
   前記電機子に対向する側で磁極面を呈する界磁用磁石（２２，２２２）と前記磁極面に設けられた第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）とをそれぞれ有し、前記電機子に対向する側で前記回転軸周りに複数の磁極を呈すると共に、極性の異なる相互間で磁気的に分離された態様で、前記回転軸周りに配設された複数の磁極発生部（２６，７２６，８２６，９２６）と、
   前記各磁極発生部間に、前記各磁極発生部を相互に磁気的に分離しつつ配設された複数の第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）と、
   を備え、
   前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）を有し、
   前記各第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）のうち前記各第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）に対向する面は、前記各界磁用磁石（２２，２２２）のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分（２２ｐ，１２２ｐ，２２２ｐ）よりも磁極中心側に凹む凹面（２４ｐ，１２４ｐ）に形成され、
   前記各凹面（１２２ｐ）は、前記電機子に近接するに従って、前記各界磁用磁石のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分（１２２ｐ）よりも磁極中心側に向けて傾斜する傾斜凹面であり、
   前記各拡幅部（１２８ａ）は、対向する前記傾斜凹面に対して略平行な傾斜面（１２８ｐ）を有する、回転電機。
2. 電機子（３０、４０）と、
   前記電機子に対して回転軸（１８ａ）周りに相対的に回転可能で、前記回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）と、
   を備え、
   前記界磁子は、
   前記電機子に対向する側で磁極面を呈する界磁用磁石（２２，２２２）と前記磁極面に設けられた第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）とをそれぞれ有し、前記電機子に対向する側で前記回転軸周りに複数の磁極を呈すると共に、極性の異なる相互間で磁気的に分離された態様で、前記回転軸周りに配設された複数の磁極発生部（２６，７２６，８２６，９２６）と、
   前記各磁極発生部間に、前記各磁極発生部を相互に磁気的に分離しつつ配設された複数の第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）と、
   を備え、
   前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）を有し、
   前記各第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）のうち前記各第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）に対向する面は、前記各界磁用磁石（２２，２２２）のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分（２２ｐ，１２２ｐ，２２２ｐ）よりも磁極中心側に凹む凹面（２４ｐ，１２４ｐ）に形成され、
   前記各第１磁性体（２２）のうち前記各第２磁性体に対向する面の全体が、前記各界磁用磁石のうち前記各第２磁性体に近接する辺（２２ｐ）部分よりも磁極中心側に凹む凹面（２４ｐ）に形成されており、
   前記各拡幅部（２８ａ）は、前記第１磁性体（２４）よりも薄くかつ前記凹面の凹み量に応じた分、前記凹面側に突出している、回転電機。
3. 電機子（３０、４０）と、
   前記電機子に対して回転軸（１８ａ）周りに相対的に回転可能で、前記回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）と、
   を備え、
   前記界磁子は、
   前記電機子に対向する側で磁極面を呈する界磁用磁石（２２，２２２）と前記磁極面に設けられた第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）とをそれぞれ有し、前記電機子に対向する側で前記回転軸周りに複数の磁極を呈すると共に、極性の異なる相互間で磁気的に分離された態様で、前記回転軸周りに配設された複数の磁極発生部（２６，７２６，８２６，９２６）と、
   前記各磁極発生部間に、前記各磁極発生部を相互に磁気的に分離しつつ配設された複数の第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）と、
   を備え、
   前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）を有し、
   前記各第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）のうち前記各第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）に対向する面は、前記各界磁用磁石（２２，２２２）のうち前記各第２磁性体に近接する辺部分（２２ｐ，１２２ｐ，２２２ｐ）よりも磁極中心側に凹む凹面（２４ｐ，１２４ｐ）に形成され、
   前記各界磁用磁石（２２２）のうち前記拡幅部（２２８ａ）の付け根部分（２２８ｐ）に対向する辺（２２２ｐ）部分が面取り又は丸め処理され、これに応じた形状で、前記各拡幅部の付け根部分が面取り又は丸め処理されている、回転電機。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回転電機であって、
   前記各凹面（２４ｐ，１２４ｐ）は、前記拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）と前記凹面との間隔寸法を所定距離に保つように凹んでいる、回転電機。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の回転電機であって、
   前記電機子を１つ備え、
   前記回転子は、前記各磁極発生部のうち前記電機子とは反対側の部分で前記各磁極発生部同士を磁気的に短絡しつつ前記各磁極発生部を支持するするバックヨーク（３２９）を有する、回転電機。
6. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の回転電機であって、
   前記回転軸方向において前記界磁子の両側に前記電機子（３０、４０）を２つ備え、
   前記界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）は、前記２つの電機子のそれぞれに対する前記各第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）と前記各拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）とを有する、回転電機。
7. 請求項６記載の回転電機であって、
   前記第２磁性体（２８）は、前記回転軸方向において２分割されている、回転電機。
8. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の回転電機であって、
   前記各第２磁性体（６２８）は、隣設する前記各第１磁性体（６２４）に磁気飽和容易な連結部（６２９）で一体化されている、回転電機。
9. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の回転電機であって、
   前記第２磁性体（８２８）は、前記回転軸を中心とする円の径方向に沿って積層された積層鋼板によって形成された、回転電機。
10. 請求項６記載の回転電機であって、
    前記各第２磁性体（７２８）は、前記各第２磁性体の内周部に配設され、前記各磁極発生部とは磁気的に分離する略環状の第３磁性体（７２９）により保持された回転電機。
11. 請求項１０記載の回転電機であって、
    前記各第１磁性体（７２８）は、前記各第２磁性体（７２８）及び前記第３磁性体（７２９）の少なくとも１つと、磁気飽和容易な連結部で一体化されている、回転電機。
12. 請求項１０又は請求項１１記載の回転電機であって、
    前記各第２磁性体（７２８）及び前記第３磁性体（７２９）は、回転軸方向において２分割されている、回転電機。
13. 請求項６記載の回転電機であって、
    前記各磁極発生部（２６，９２６）及び前記各第２磁性体（２８，９２８）とが、非磁性体ホルダ（４５０，５５０，９５０）に固定された、回転電機。
14. 請求項１３記載の回転電機であって、
    前記非磁性体ホルダ（５５０，９５０）は、前記各磁極発生部を前記回転軸方向における両側から挟込むようにして固定する一対の非磁性体分割ホルダ（５５２，９５１）を有する、回転電機。
15. 電機子（３０、４０）と、
    前記電機子に対して回転軸（１８ａ）周りに相対的に回転可能で、前記回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）と、
    を備え、
    前記界磁子は、
    前記電機子に対向する側で磁極面を呈する界磁用磁石（２２，２２２）と前記磁極面に設けられた第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）とをそれぞれ有し、前記電機子に対向する側で前記回転軸周りに複数の磁極を呈すると共に、極性の異なる相互間で磁気的に分離された態様で、前記回転軸周りに配設された複数の磁極発生部（２６，７２６，８２６，９２６）と、
    前記各磁極発生部間に、前記各磁極発生部を相互に磁気的に分離しつつ配設された複数の第２磁性体（２８，１２８，２２８，６２８，７２８，８２８）と、
    を備え、
    前記各第２磁性体は、前記各界磁用磁石間に位置する部分よりも前記電機子に近接して対向する部分で、前記回転軸に対して略直交する方向での断面積を大きくする拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）を有し、
    前記回転軸方向において前記界磁子の両側に前記電機子（３０、４０）を２つ備え、
    前記界磁子（２０，６２０，７２０，８２０，９２０）は、前記２つの電機子のそれぞれに対する前記各第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）と前記各拡幅部（２８ａ，１２８ａ，２２８ａ，９２８ａ）とを有し、
    前記各磁極発生部（２６，９２６）及び前記各第２磁性体（２８，９２８）とが、非磁性体ホルダ（４５０，５５０，９５０）に固定され、
    前記非磁性体ホルダ（９５０）に、前記各磁極発生部間に位置して、前記第２磁性体（９２８）をその外周側から挿入可能な嵌合孔（９５４）が形成され、前記各第２磁性体が前記各嵌合孔にその外周側から挿入されて保持された、回転電機。
16. 請求項１３又は請求項１４記載の回転電機であって、
    前記非磁性体ホルダ（９５０）に、前記各磁極発生部間に位置して、前記第２磁性体（９２８）をその外周側から挿入可能な嵌合孔（９５４）が形成され、前記各第２磁性体が前記各嵌合孔にその外周側から挿入されて保持された、回転電機。
17. 請求項１５又は請求項１６記載の回転電機であって、
    前記非磁性体ホルダの外周側に、非磁性体のリング部材（９５６）が嵌められる、回転電機。
18. 請求項１７記載の回転電機であって、
    前記リング部材のうち前記回転軸方向における両端部に前記界磁子の中心側に延出する縁部（９５６ａ）が形成され、前記界磁子のうち前記縁部を除く部分が前記電機子のティースに対向する、回転電機。
19. 請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の回転電機であって、
    前記第１磁性体（２４，１２４，６２４，７２４，９２４）は圧粉磁心で形成された、回転電機。

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