JP2007306685A - 回転電機並びに送風機及び冷媒圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】電機子からの磁束の高調波による界磁用磁石での渦電流や、その減磁を回避しつつ、界磁磁束が短絡的に流れることを低減する。
【解決手段】磁性体１のうち、界磁用磁石２０１を載置する載置面１０７は、溝１０５，１０６によって周方向から、貫通孔１０３によって外周側から、貫通孔１０４によって内周側から、それぞれ面１０１から分離されている。よって界磁用磁石２０１に対し、磁性体１と反対側から界磁用磁石２０１よりも広い磁性体を被せても、界磁用磁石２０１の両磁極面の間の磁路長を、界磁用磁石２０１の厚みよりも大きくできる。よって界磁用磁石２０１が発生する界磁磁束が辺縁において界磁子の内部で短絡的に流れることを低減できる。しかも界磁用磁石２０１に被せられる磁性体は、電機子からの磁界の高調波による界磁用磁石２０１での渦電流や、その減磁を低減する。
【選択図】図５

Description

本発明は、アキシャルギャップ型と通称される回転電機に関する。

相互に対向する電機子及び界磁子を備える回転電機のうち、当該対向する方向に平行な回転軸の周囲で電機子及び界磁子が相対的に回転するものは、アキシャルギャップ型と通称される。

アキシャルギャップ型の回転電機は、特に回転軸方向に薄型化することにより、界磁用磁石の体積に比してその磁極面を広く採用することができるので、トルク密度を向上できる。特に界磁子が、界磁磁束を発生させるための永久磁石（本願ではこれを単に「界磁用磁石」と称す）を使用する場合、その材料としてエネルギー積が高い希土類磁石（特にNd-Fe-B系磁石）を採用することが好まれる。

アキシャルギャップ型の回転電機は特許文献１〜３などにおいて例示されている。

特開平５−２６８７５４号公報 特開平８−１２６２７７号公報 特開２００４−５２６５７号公報

しかしながら、界磁用磁石は電機子に対向することになるので、界磁用磁石の材料に上記希土類磁石（特にNd-Fe-B系磁石）を採用する場合、電機子からの磁束の高調波による界磁用磁石での渦電流や、その減磁が懸念される。

これを解決するためには、例えば界磁用磁石の磁極面のうち、電機子に対向するものを磁性体で覆うことが考えられる。他方、上述のようにアキシャルギャップ型の回転電機でメリットを高めるためには、特に回転軸方向に薄型化することが好ましい。また電機子と反対側では界磁磁束を効率よく利用するために、界磁用磁石に対してバックヨークを用いることが好ましい。

よって界磁用磁石を電機子側で覆う磁性体を設けると、これとバックヨークとの間隔が狭く、これらの間で界磁磁束が短絡的に流れる懸念がある。ヨークを用いずに界磁子が一対の電機子で挟まれる構造であっても、各電機子側で界磁磁石を覆う磁性体同士の間で、上述のような短絡的な磁束の流入出の懸念がある。

そこで本発明は、回転軸方向から見て、界磁用磁石の磁極面を覆う磁性体の辺縁と、界磁用磁石の辺縁との位置関係を工夫し、電機子からの磁束の高調波による界磁用磁石での渦電流や、その減磁を回避しつつ、界磁磁束が短絡的に流れることを低減できる技術を提案する。

この発明にかかる回転電機は、少なくとも一つの電機子（５，６）と、前記電機子に対して相対的な回転をし、前記回転の回転軸（Ｑ）に平行な回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子（１，２０１．４；２０１，４Ａ，４Ｂ）とを含む回転電機である。

その第１の態様では、前記界磁子は、一の前記電機子に対向する側で前記回転軸周りで周方向に配置される複数の第１磁極面（２０１ａ；２０２ａ）を、前記一の前記電機子とは反対側で前記周方向に配置される複数の第２磁極面（２０１ｂ；２０２ｂ）を、それぞれ呈する界磁用磁石（２０１；２０２；２０４）と、極性の異なる前記第１磁極面を相互に磁気的に分離しつつ、前記第１磁極面上に設けられた第１磁性体（４０２；４０２Ａ）と、前記第２磁極面に設けられた第２磁性体（１；４０２Ｂ）とを有する。そして前記回転軸方向に沿って見て、前記第１磁性体及び前記第２磁性体の少なくともいずれか一方の辺縁が前記界磁用磁石を横切る。

この発明にかかる回転電機の第２の態様は、その第１の態様であって、前記界磁子の径方向の一方における前記界磁用磁石の辺縁よりも、前記第２磁性体のうち前記第２磁極面（２０１ｂ；２０２ｂ）を載置する面（１０７；１１１；１１３；１１８；４０２Ａ）の前記径方向の前記一方における辺縁の方が、前記径方向の他方へと退いている。

この発明にかかる回転電機の第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２磁性体は前記第２磁極面（２０１ｂ；２０２ｂ）同士を磁気的に接続するヨーク（１）である。そして前記ヨークには、前記界磁用磁石を載置する面（１０７；１１１；１１３；１１８）の前記径方向の前記一方における前記辺縁を規定する段差（１０３；１０４；１０９；１１０；１１２；１１４；１１５；１１６）が設けられる。

この発明にかかる回転電機の第４の態様は、その第３の態様であって、前記回転軸方向に貫通し、前記段差を形成する貫通孔（１０３；１０４；１０９）が前記ヨークに設けられる。

この発明にかかる回転電機の第５の態様は、その第４の態様であって、前記ヨークには、前記回転の中心において前記回転軸方向に貫通するシャフト挿入口（１０２）が更に設けられる。そして前記貫通孔（１０４；１０９）は前記界磁用磁石の前記内周側で前記ヨークに設けられる。

この発明にかかる回転電機の第６の態様は、その第４の態様であって、前記貫通孔（１０３）は前記界磁用磁石の前記外周側で前記ヨークに設けられる。

この発明にかかる回転電機の第７の態様は、その第１の態様であって、前記界磁用磁石（２０１）は、前記周方向に離散的に配置された複数の磁石を有する。そして前記周方向の一方における前記磁石の辺縁よりも、前記第２磁性体のうち前記界磁用磁石を載置する面（１０７；１１１；１１３；１１８；４０２Ａ）の前記周方向の前記一方における辺縁の方が、前記周方向の他方へと退いている。

この発明にかかる回転電機の第８の態様は、その第７の態様であって、前記第２磁性体は前記第２磁極面（２０１ｂ；２０２ｂ）同士を磁気的に接続するヨーク（１）である。そして前記ヨークには、前記界磁用磁石を載置する面（１０７）の前記周方向の前記一方における前記辺縁を規定する段差（１０５，１０６；１０８；１１０；１１３）が設けられる。

この発明にかかる回転電機の第９の態様は、その第１の態様であって、前記界磁子の径方向の一方における前記界磁用磁石の辺縁よりも、前記第１磁性体の前記径方向の前記一方における辺縁の方が、前記径方向の他方へと退いている。

この発明にかかる回転電機の第１０の態様は、その第１の態様乃至第９の態様のいずれかであって、前記界磁用磁石（２０４）はリング状磁石である。

この発明にかかる回転電機の第１１の態様は、その第１の態様であって、前記界磁用磁石（２０１；２０２）は、前記周方向に離散的に配置された複数の磁石を有する。そして前記周方向の一方における前記磁石の辺縁よりも、前記第１磁性体の前記周方向の前記一方における辺縁の方が、前記周方向の他方へと退いている。

この発明にかかる回転電機の第１２の態様は、その第９の態様乃至第１１の態様のいずれかであって、前記周方向に隣接する前記第１磁性体同士（４０２；４０２Ａ；４０２Ｂ）は、実質的に磁気障壁として機能する程度に狭い幅の部分（４０３，４０４；４０３Ａ，４０４Ａ；４０３Ｂ，４０４Ｂ）を介して相互に連結する。

この発明にかかる回転電機の第１３の態様は、その第２の態様又は第８の態様であって、前記径方向における前記界磁用磁石（２０１）の前記辺縁は、前記第１磁性体及び前記第２磁性体の少なくともいずれか一方とモールド樹脂（７０１）で固定される。

この発明にかかる回転電機の第１４の態様は、その第１の態様であって、前記回転軸方向に沿って見て前記界磁用磁石を横切る前記辺縁には、前記辺縁に直交する磁化方向を有する磁石（２０３）が設けられる。そして前記磁石の前記界磁用磁石（２０２）側の側面には、前記磁石が設けられた辺縁を有する界磁用磁石の第１磁極面（２０２ａ）と同じ磁極が現れる。

この発明にかかる回転電機の第１５の態様は、その第７の態様又は第１１の態様であって、前記周方向における前記磁石の間で前記磁石と離れて設けられる第３磁性体（３０１）を更に備える。そして前記第１磁性体は、前記第１磁極面（２０１ａ）と磁気的に分離しつつ前記第３磁性体上にも設けられる。

この発明にかかる送風機は、この発明にかかる回転電機の第４の態様乃至第６の態様のいずれかを採用する。

この発明にかかる冷媒圧縮機は、この発明にかかる回転電機の第４の態様乃至第６の態様のいずれかを採用する。

この発明にかかる回転電機の第１の態様によれば、第１磁性体によって第１磁極面の少なくとも一部を覆うので、電機子からの磁束の高調波による界磁用磁石での渦電流や、その減磁が低減される。しかも第１磁性体と第２磁性体との間の磁路長を界磁用磁石の厚みよりも大きくできるので、界磁磁束が短絡的に流れることを低減できる。

この発明にかかる回転電機の第２の態様によれば、界磁用磁石の外周側もしくは内周側の辺縁における、界磁磁束の短絡的な流入出を低減できる。

この発明にかかる回転電機の第３の態様によれば、ヨークによって第２磁極面同士が磁気的に接続されるので、電機子へと界磁磁束を効率よく与えることができる。

この発明にかかる回転電機の第４の態様によれば、貫通孔に冷媒を流して回転電機を、とりわけ電機子を冷却することができる。

この発明にかかる回転電機の第５の態様によれば、シャフト挿入口にシャフトを挿入し、界磁子を回転子として機能させることができる。シャフト挿入口でシャフトを保持することによって回転電機にかかる応力を、貫通孔によって緩和することができる。またこの保持のために加熱を伴ういわゆる焼き填めを行う場合、貫通孔は熱抵抗を高めて、界磁用磁石への加熱を低減できる。

この発明にかかる回転電機の第６の態様によれば、第１磁極面の配置によって内周側にヨークに多くの界磁磁束が流れる場合、例えば第１磁極面が２極を呈する場合、ヨークでの界磁磁束の流れを阻害せず好適である。

この発明にかかる回転電機の第７の態様によれば、界磁用磁石を構成する磁石の周方向についての辺縁における、界磁磁束の短絡的な流入出を低減できる。

この発明にかかる回転電機の第８の態様によれば、ヨークによって第２磁極面同士が磁気的に接続されるので、電機子へと界磁磁束を効率よく与えることができる。

この発明にかかる回転電機の第９の態様によれば、界磁用磁石の外周側もしくは内周側の辺縁における、界磁磁束の短絡的な流入出を低減できる。

この発明にかかる回転電機の第１０の態様によれば、界磁用磁石の配置が容易となる。

この発明にかかる回転電機の第１１の態様によれば、界磁用磁石を構成する磁石の周方向についての辺縁における、界磁磁束の短絡的な流入出を低減できる。

この発明にかかる回転電機の第１２の態様によれば、第１磁性体の機械的強度が高まる。

この発明にかかる回転電機の第１３の態様によれば、第１磁極面と第１磁性体との間や、第２磁極面と第２磁性体との間に接着剤を設ける必要がないので、パーミアンス係数、動作点磁束密度が上がり、回転電機のトルクが高まる。

この発明にかかる回転電機の第１４の態様によれば、ハルバッハ型の磁石を構成することができ、界磁磁束を効率よく発生させることができる。

この発明にかかる回転電機の第１５の態様によれば、いわゆるｑ軸磁路のインダクタンスが高まるので、リラクタンストルクが高まる。

この発明にかかる送風機によれば、回転電機を自己冷却して送風する。

この発明にかかる冷媒圧縮機によれば、貫通孔に冷媒が流れて回転電機を、とりわけ電機子を冷却することができる。

まず、本発明の実施の形態にかかる回転電機のうち電機子の構成を、図１乃至図３を用いて例示する。

図１は電機子が集中巻を採用する場合を例示する斜視図である。但し図１では磁性板６、電機子巻線５０４を、バックヨーク５０１及びティースコア５０２に対して回転軸Ｑに沿って分解して示している。ティースコア５０２は複数（ここでは６個）回転軸Ｑの周りで周方向に配置され、バックヨーク５０１によって連結されつつ、バックヨーク５０１から回転軸Ｑに沿って一方向に屹立している。

ティースコア５０２の各々には電機子巻線５０４が巻回される。回転軸Ｑに沿っての長さは電機子巻線５０４と比較してティースコア５０２の方が長いか等しく設定される。そして磁性板６はバックヨーク５０１と反対側でティースコア５０２上に設けられる。

磁性板６は回転軸Ｑについての径方向に延在するスリット６０１を有しており、これによって磁性板６が、ティースコア５０２毎に対応した複数の磁性体６０２に分割される。スリット６０１は外周側及び内周側から、それぞれ薄肉部６０３，６０４で挟まれており、これらによって磁性体６０２が相互に連結されており、磁性体６０２の機械的強度が高まる。薄肉部６０３，６０４は磁性体であったとしても実質的に磁気障壁として機能する程度に幅が狭く、磁性体６０２同士は実質的には磁気的に分離されている。

但し、磁性体６０２は薄肉部６０３，６０４で連結されていることは必須でなく、薄肉部６０３，６０４の少なくともいずれか一方を省略することもできる。

当該電機子において、電機子巻線５０４に交流を印加することにより、ティースコア５０２において回転磁界が発生する。当該回転磁界は、磁性板６によってバックヨーク５０１と反対側に効率よく導かれる。よって磁性板６側に界磁子を配置することにより、回転磁界が効率よく界磁子に与えられる。また界磁子からの界磁磁束は効率よくティースコア５０２へ導かれる。

但し磁性板６は電機子に必須の構成ではないので、バックヨーク５０１、ティースコア５０２、電機子巻線５０４の集合体５のみで電機子を構成しても良い。

図２は電機子が分布巻を採用する場合を例示する斜視図である。但し図２では磁性板６、電機子巻線５０５，５０６を、バックヨーク５０１、ティースコア５０２、連結コア５０３に対して回転軸Ｑに沿って分解して示している。ティースコア５０２は複数（ここでは１２個）回転軸Ｑに対して周方向に配置され、バックヨーク５０１によって連結されつつ、バックヨーク５０１から回転軸Ｑに沿って一方向に屹立している。

連結コア５０３はティースコア５０２よりも低い位置で、隣接する３個のティースコア５０２同士を連結する。但し連結コア５０３同士はティースコア５０２一つ置きに設けられる。

電機子巻線５０５の回転軸Ｑに沿っての長さは、連結コア５０３のそれと等しく設定される。また電機子巻線５０５は連結コア５０３及びこれで連結された３個のティースコア５０２の纏まりの周囲に巻回される。これにより電機子巻線５０６を、連結コア５０３及び電機子巻線５０５上に、回転軸Ｑに沿っての位置決めを容易にして載置できる。但し電機子巻線５０６は、連結コア５０３によっては相互に連結されない３個のティースコア５０２の纏まりの周囲に巻回される。連結コア５０３は省略してもよい。

図３は磁性板６を省略した電機子の斜視図であり、バックヨーク５０１及び連結コア５０３の少なくともいずれか一方と連結された歯部コア５０２に対し、電機子巻線５０５，５０６を巻回した様子を示している。

懸かる構成においても磁性板６は電機子に必須の構成ではないので、バックヨーク５０１、ティースコア５０２、電機子巻線５０５，５０６の（あるいは更に連結コア５０３をも加えた）集合体５のみで電機子を構成しても良い。

下記のいずれの実施の形態で示される界磁子においても、電機子として図１及び図２に例示された構成を採用し、アキシャルギャップ型の回転電機を構成することができる。即ち、当該回転電機における界磁子は、上記で例示される電機子に対して相対的な回転をし、その回転の回転軸Ｑに平行な方向で電機子と対向する。

界磁子の第１の実施の形態．
図４は本発明にかかる回転電機のうち、界磁子の構造の第１の実施の形態を例示する斜視図である。但し図４では磁性板４を他の構成要素に対して回転軸Ｑに沿って分解して示している。当該界磁子は磁性板４の側で図示しない電機子と対向する。

界磁子には界磁用磁石２０１が複数設けられている。これらの界磁用磁石２０１は、電機子に対向する側（即ち磁性板４側）で回転軸Ｑの周りで周方向に配置される複数の第１磁極面２０１ａと、電機子とは反対側で周方向に配置される複数の第２磁極面を、それぞれ呈することになる。ここでは界磁用磁石２０１が４個設けられて磁極対数が２である場合を例示している。

磁性体１は第２磁極面に設けられており、本実施の形態では第２磁極面同士を磁気的に接続するヨークとして機能している。このヨークとしての機能によって、第２磁極面同士が磁気的に接続されるので、第１磁極面２０１ａから電機子へと界磁磁束を効率よく与えることができる。

磁性体１には回転軸Ｑに沿って貫通する軸孔１０２が設けられており、図示されないシャフトを軸孔１０２に挿入して保持することができる。これにより当該界磁子は回転子として回転軸Ｑ周りで回転することができる。

磁性板４にも軸孔４０５が設けられており、上記のシャフトをここに貫通することができる。

周方向で隣接する第１磁極面２０１ａは、相互に極性が異なっている。図４では第１磁極面２０１ａが現れており、それぞれＮ極、Ｓ極であることが記号「Ｎ」「Ｓ」と付記されて示されている。但し界磁用磁石２０１は磁性板４とは反対側で磁性体１の上に設けられているので、図４では第２磁極面は現れない。

磁性板４は、第１磁極面２０１ａ上に設けられ、極性の異なる第１磁極面２０１ａを相互に磁気的に分離する。この磁気的な分離のためにスリット４０１が設けられている。スリット４０１は回転軸Ｑについての径方向に延在し、これによって磁性板４が、極性が異なる第１磁極面２０１ａ毎に対応した複数の磁性体４０２に分割される。

スリット４０１は外周側及び内周側から、それぞれ薄肉部４０３，４０４で挟まれており、これらによって磁性体４０２の機械的強度が高まる。薄肉部４０３，４０４は磁性体であったとしても実質的に磁気障壁として機能する程度に幅が狭く、磁性体４０２同士は実質的には磁気的に分離されている。但し、磁性体４０２は薄肉部４０３，４０４で連結されていることは必須でなく、薄肉部４０３，４０４の少なくともいずれか一方を省略することもできる。

このようにして磁性板４によって第１磁極面２０１ａの少なくとも一部が覆われるので、電機子からの磁束の高調波による界磁用磁石２０１での渦電流や、その減磁が低減される。

界磁子は更に、周方向において隣接する界磁用磁石２０１の間に介在し、これらと離れて設けられる磁性体３０１をも有している。ここでは磁性体３０１は、界磁用磁石２０１の個数に対応して４個設けられている場合が例示されている。

磁性体４０２は第１磁極面２０１ａと磁気的に分離しつつ磁性体３０１上にも設けられる。このような磁気的な分離にもスリット４０１が用いられている。磁性体３０１はアキシャルギャップ型の回転電機における、いわゆるｑ軸磁路のインダクタンスを高めるので、当該回転電機のリラクタンストルクを高めることができる。以下、このようにｑ軸磁路のインダクタンスを高めるべく設けられた磁性体を「ｑ軸コア」とも称する。

図５は界磁子から磁性板４を除いた場合の上面図であり、図６は界磁子から磁性板４及び界磁用磁石２０１を除いた場合の上面図である。磁性体１には界磁用磁石２０１が載置される載置面１０７と、これを磁性体１の他の面１０１と分離する溝１０５，１０６及び貫通孔１０３，１０４が設けられている。

溝１０５，１０６は周方向から、貫通孔１０３は外周側から、貫通孔１０４は内周側から、それぞれ載置面１０７を面１０１から分離している。載置面１０７の径方向の長さＷ７、貫通孔１０３の外周側の端と貫通孔１０４の内周側の端との間の径方向の長さＷ３４、貫通孔１０３，１０４の径方向のそれぞれの長さＷ３，Ｗ４を導入すると、Ｗ３４＝Ｗ３＋Ｗ４＋Ｗ７の関係にある。また溝１０５，１０６の周方向の長さはそれぞれＷ５，Ｗ６であり、それぞれの深さはＤ５，Ｄ６である。

回転軸Ｑ方向に沿って見て、例えば上面図たる図５において、磁性体１の辺縁となる載置面１０７の辺縁は界磁用磁石２０１を横切っている。但しここで、界磁用磁石２０１を横切っている、とは、必ずしも界磁用磁石２０１「の辺縁」を横切っていることに限定されない。界磁用磁石２０１「の内部」を横切っている場合をも含む。例えば図５に示されるように、載置面１０７の辺縁が界磁用磁石２０１内部に存在していればよい。

図７は界磁子の、界磁用磁石２０１が存在する位置での周方向に垂直な断面図であり、磁性板４をも含めて描いている。載置面１０７の内周縁は界磁用磁石２０１の内周縁よりも長さＷ２１ａで外周縁側へと後退している。載置面１０７の外周縁は界磁用磁石２０１の外周縁よりも長さＷ２１ｂで内周縁側へと後退している。

図５で示されるような、載置面１０７の外周縁や内周縁が界磁用磁石２０１を横切っていることは、図７において載置面１０７の辺縁が界磁用磁石２０１の辺縁に対して界磁用磁石２０１側へと後退した段差を形成していることとして現れている。

よって例えば図７に示されるように、磁性体４０２の内周縁、外周縁がそれぞれ界磁用磁石２０１の内周縁及び外周縁に対して長さＷ４２ａ，Ｗ４２ｂで突出していても、その直下（回転軸Ｑに沿った方向での磁性体１側）には載置面１０７が存在しない。よって磁性体１，４０２が存在していても、第１磁極面２０１ａと第２磁極面２０１ｂ間の磁路長を界磁用磁石２０１の厚みよりも大きくできる。従って、界磁用磁石２０１が発生する界磁磁束が、径方向の辺縁において界磁子の内部で短絡的に流れることを低減でき、以て界磁磁束を電機子へと効率よく鎖交させることができる。

なお、磁性体４０２の内周縁、外周縁がそれぞれ界磁用磁石２０１の内周縁及び外周縁に対して突出していることは、電機子に対向する磁極面を実質的に大きく取ることができる観点から望ましい。

もちろん、界磁磁束の短絡的な流入出を低減する観点からは、望ましくは磁性体４０２の内周縁、外周縁の直下において載置面１０７のみならず磁性体１の他の表面１０１も存在しない方が望ましい。図７では当該断面において、磁性体４０２の内周縁と貫通孔１０４の内周側の端との間に距離Ｗ４４を、磁性体４０２の外周縁と溝１０３の外周側の端との間に距離Ｗ４３を、それぞれ設けることにより、当該断面における磁性体４０２の内周縁、外周縁の直下には、載置面１０７も表面１０１も存在しない場合が示されている。

このような貫通孔１０３，１０４を磁性体１において設けることは、界磁磁束以外の観点からも望ましい。例えば当該回転電機を、とりわけ電機子を冷却する場合、この冷却に用いる冷媒を貫通孔１０３，１０４に流すことができる。

また貫通孔１０３，１０４の位置として、界磁用磁石２０１の周方向の辺縁側ではなく、径方向の辺縁側、即ち外周縁や内周縁の側に選定することは、機械的強度の点で望ましい。軸孔１０２でシャフトを保持することや、磁性体１を他の装置の内面に填め込むことによって発生する応力を、貫通孔１０３，１０４で緩和することができるからである。

界磁用磁石２０１の周方向の辺縁においては貫通孔を設けることは望ましくない。隣接する第２磁極面同士の間で磁性体１をヨークとして流入出する磁束を妨げるからである。

なお、軸孔１０２でシャフトを保持するために圧入する場合、歪みが発生する可能性がある。これは、磁性体１に回転軸Ｑに沿った方向の変形が、電機子と界磁子との間のいわゆるエアギャップの精度を劣化させることに鑑みて望ましくない。内周側に設けられた貫通孔１０４はかかる歪みを緩和する。

また誘導加熱を伴ういわゆる焼き填めを行ってシャフトを保持する場合、貫通孔１０４を内周側に設けることで軸孔１０２と界磁用磁石２０１との間での熱抵抗が高まる。これにより、界磁用磁石２０１への加熱を低減でき、その性能劣化を回避できる。

図８及び図９は載置面１０７が存在する位置での界磁子の周方向に沿った断面の展開図であり、磁性板４をも含めて描いている。図８は溝１０６が存在する近傍を示し、図９は溝１０５が存在する近傍を示す。

載置面１０７の周方向の一方の辺縁は界磁用磁石２０１の周方向の辺縁よりも長さＷ６２で、他方の辺縁側へと後退している。載置面１０７の周方向の他方の辺縁は界磁用磁石２０１の周方向の辺縁よりも長さＷ５２で、一方の辺縁側へと後退している。

図５で示されるような、載置面１０７の周方向の辺縁が界磁用磁石２０１を横切っていることは、図８や図９において載置面１０７の辺縁が界磁用磁石２０１の辺縁に対して界磁用磁石２０１側へと後退した段差を形成していることとして現れている。

よって例えば図８や図９に示されるように、磁性体４０２の周方向の辺縁（この位置はスリット４０１の周方向の辺縁の位置で規定される）が、界磁用磁石２０１の周方向の辺縁に対して長さＷ４２ｃ，Ｗ４２ｄで突出していても、その直下には載置面１０７が存在しない。よって磁性体１，４０２が存在していても、第１磁極面２０１ａと第２磁極面２０１ｂと間の磁路長を、界磁用磁石２０１の厚みよりも大きくできる。従って、界磁用磁石２０１の発生する界磁磁束が、周方向の辺縁において界磁子の内部で短絡的に流れることを低減でき、以て界磁磁束を電機子へと効率よく鎖交させることができる。

なお、磁性体４０２の周方向の辺縁が、界磁用磁石２０１の周方向の辺縁に対して突出していることは、電機子に対向する磁極面を実質的に大きく取ることができる観点から望ましい。

もちろん、界磁磁束の短絡的な流入出を低減する観点からは、望ましくは磁性体４０２の周方向の辺縁の直下において、載置面１０７のみならず表面１０１も存在しない方が望ましい。図８では当該断面において、磁性体４０２の周方向の辺縁と溝１０６の（表面１０１側の）辺縁との間に距離Ｗ４６を設け、図９では当該断面において、磁性体４０２の周方向の辺縁と溝１０５の（表面１０１側の）辺縁との間に距離Ｗ４５を設け、それぞれの断面において磁性板４の内周縁、外周縁の直下には、表面１０１も存在しない場合が示されている。

界磁子の第２の実施の形態．
図１０は本発明にかかる回転電機のうち、界磁子の構造の第２の実施の形態並びに、後述する第３及び第４の実施の形態を例示する斜視図である。但し図１０では磁性板４を他の構成要素に対して回転軸Ｑに沿って分解して示している。当該界磁子は磁性板４の側で図示しない電機子と対向する。

界磁子には界磁用磁石２０２が複数設けられている。但し本実施の形態では第１の実施の形態の界磁用磁石２０１のように周方向に隣接するもの同士の間に磁性体３０１を設けはしない。但し第２乃至第４の実施の形態は、ｑ軸コアを設けた界磁子に適用することもできる。

界磁用磁石２０２は、磁性板４側において回転軸Ｑの周りで周方向に配置される複数の第１磁極面２０２ａと、電機子とは反対側で周方向に配置される複数の第２磁極面を、それぞれ呈する。本実施の形態でも磁性体１はヨークとして機能し、また軸孔１０２も設けられている。また磁性板４にも軸孔４０５が設けられている。

周方向で隣接する第１磁極面２０２ａは、相互に極性が異なっている。図１０では第１磁極面２０２ａが現れている。但し図１０では第２磁極面は現れていない。

磁性板４は、第１磁極面２０２ａ上に設けられ、極性の異なる第１磁極面２０２ａを相互に磁気的に分離する。この磁気的な分離のために第１の実施の形態と同様に、スリット４０１が設けられている。

図１１は界磁子から磁性体１を除いた場合の上面図であり、図１２は磁性板１の上面図である。但し図１２では界磁用磁石２０２の第２磁極面２０２ｂの位置を鎖線で示した。この位置は、界磁用磁石２０２が載置される位置でもある。

磁性体１には、界磁用磁石２０２が載置される位置を、周方向の辺縁において他の位置での磁性体１の面１０１と分離する溝１０８と、内周側の辺縁において面１０１と分離する貫通孔１０９とが設けられている。本実施の形態では第１の実施の形態とは異なり、界磁用磁石２０２の外周縁側には段差を設けていない。

回転軸Ｑ方向に沿って見て、例えば上面図たる図１１において、磁性体４０２の内周縁及び外周縁は界磁用磁石２０２を横切っている。また上面図たる図１２において、磁性体１のうち第２磁極面２０２ｂが載置される面の辺縁を規定する溝１０８や貫通孔１０９の端は、界磁用磁石２０２を横切っている。

図１３は界磁子の、界磁用磁石２０２が存在する位置での周方向に垂直な断面図であり、磁性体１，４をも含めて描いている。磁性体４０２の内周縁は界磁用磁石２０２の内周縁に対して長さＷ４２ｅで外周縁側へと後退している。また磁性体４０２の外周縁は界磁用磁石２０２の外周縁に対して長さＷ４２ｆで内周縁側へと後退している。そして界磁用磁石２０２を載置する磁性体１の内周縁は界磁用磁石２０２の内周縁よりも長さＷ２９で外周縁側へと後退している。

図１１，１２で示されるような、磁性体４０２の外周縁や内周縁が界磁用磁石２０２を横切っていることは、図１３において磁性板４の辺縁が界磁用磁石２０２の辺縁に対して界磁用磁石２０２側へと後退した段差を形成していることとして現れている。

よって磁性体１，４０２が存在していても、第１磁極面２０２ａと第２磁極面２０２ｂとの間の磁路長を、界磁用磁石２０２の厚みよりも大きくできる。従って、界磁用磁石２０２の発生する界磁磁束が、径方向の辺縁において界磁子の内部で短絡的に流れることを低減でき、以て界磁磁束を電機子へと効率よく鎖交させることができる。

図１４は界磁子の、スリット４０１が存在する位置での周方向に垂直な断面図であり、図１５は界磁子の、界磁用磁石２０２が存在する位置での周方向に沿った断面の展開図である。磁性体４０２の周方向についての辺縁は、界磁磁石２０２の周方向についての辺縁よりも周方向に長さＷ４２ｇで突出している。しかしその直下には溝１０８が存在しているので、界磁磁束は界磁用磁石２０２の周方向の辺縁においても、界磁子の内部で短絡的に流れることを低減できる。

貫通孔１０９を磁性体１において設けること、とりわけ内周側に設けることの利点は既に第１の実施の形態で述べた。なお、本実施の形態では図１２に示されるように、各々の溝１０８について、周方向において隣接した二つの貫通孔１０９が設けられる態様を示した。変形として、これら二つの貫通孔１０９の間に位置する溝１０８も、貫通孔１０９として形成しても良い。

界磁子の第３の実施の形態．
本実施の形態にかかる界磁子の構造は、図１０において斜視図として示された。図１６は磁性体１の上面図である。但し界磁用磁石２０２の第２磁極面２０２ｂの位置を鎖線で示した。この位置は、界磁用磁石２０２が載置される位置でもある。磁性体１には、界磁用磁石２０２が載置される載置面１１１と、これを磁性体１の他の面１０１と分離する溝１１０とが設けられている。

溝１１０は周方向からも、径方向からも、載置面１１１を面１０１から分離している。載置面１１１の周方向の一方についての辺縁は、界磁用磁石２０２の周方向についての一方の辺縁から長さＷ２１０ａで他方へと退いている。載置面１１１の内周縁は、界磁用磁石２０２の内周縁から長さＷ２１０ｂで外周側へと退いている。載置面１１１の外周縁は、界磁用磁石２０２の外周縁から長さＷ２１０ｃで内周側へと退いている。従って回転軸Ｑに沿った方向から見て、磁性体１の内周縁、外周縁、周方向についての辺縁は、界磁用磁石２０２を横切っている。

図１７は界磁子の、載置面１１１が存在する位置での周方向に垂直な断面図であり、磁性体１，４０２をも含めて描いている。図１６で示されるような、載置面１１１の周方向についての辺縁が第２磁極面２０２ｂを横切っていることは、図１７において載置面１１１の辺縁が界磁用磁石２０２の辺縁に対して界磁用磁石２０２側へと後退した段差を形成していることとして現れている。

図１８は界磁子の、載置面１１１が存在する位置での周方向に沿っての断面の展開図であり、磁性体１，４０２をも含めて描いている。図１６で示されるような、載置面１１１の径方向についての辺縁が、第２磁極面２０２ｂを横切っていることは、図１８において載置面１１１の辺縁が界磁用磁石２０２の辺縁に対して界磁用磁石２０２側へと後退した段差を形成していることとして現れている。

よって磁性体１，４０２が存在していても、第１磁極面２０２ａと第２磁極面２０２ｂ間の磁路長を界磁用磁石２０２の厚みよりも大きくし、界磁磁束が界磁子の内部で短絡的に流れることを低減できる。

界磁子の第４の実施の形態．
本実施の形態にかかる界磁子の構造は、図１０において斜視図として示された。図１９は磁性体１の上面図である。但し界磁用磁石２０２の第２磁極面２０２ｂの位置を鎖線で示した。この位置は、界磁用磁石２０２が載置される位置でもある。磁性体１の表面は、低位面１１２と、低位面１１２よりも回転軸Ｑに平行に界磁用磁石２０２側へと突出して界磁用磁石２０２が載置される載置面１１３とを有している。

上面視上、磁性体１の外周縁が界磁用磁石２０２を横切り、載置面１１３は低位面１１２と共に、界磁用磁石２０２よりも内周側に位置している。具体的には載置面１１３の外周縁は、第２磁極面２０２ｂの外周縁に対して長さＷ２１２ｂで内周側へと後退している。

また載置面１１３の内周縁は界磁用磁石２０２の内周縁に対して長さＷ２１２ａで外周側へと後退している。更に載置面１１３の周方向の一方についての辺縁は、界磁用磁石２０２の周方向についての一方の辺縁から長さＷ２１３で他方へと退いている。従って回転軸Ｑに沿った方向から見て、磁性体１の内周縁、外周縁、周方向についての辺縁は、界磁用磁石２０２を横切っている。

図２０は界磁子の、載置面１１３が存在する位置での周方向に垂直な断面図であり、磁性体１，４０２をも含めて描いている。図１９で示されるような、載置面１１３の径方向についての辺縁が、第２磁極面２０２ｂを横切っていることは、図２０において載置面１１３と低位面１１２とが段差を形成していることとして、また界磁用磁石２０２の外周縁と載置面１１３とが段差を形成していることとして、それぞれ現れている。

図２１は界磁子の、載置面１１３が存在する位置での周方向に沿った断面の展開図であり、磁性体１，４０２をも含めて描いている。図１９で示されるような、磁性体１の載置面１１１の径方向についての辺縁が、第２磁極面２０２ｂを横切っていることは、図２１において載置面１１３と低位面１１２とが段差を形成していることとして現れている。

よって磁性体１，４０２が存在していても、第１磁極面２０２ａと第２磁極面２０２ｂとの間の磁路長を界磁用磁石２０２の厚みよりも大きくし、界磁磁束が界磁子の内部で短絡的に流れることを低減できる。

界磁子の第５の実施の形態．
本実施の形態にかかる界磁子の構造は、第３の実施の形態にかかる界磁子に対して磁石を追加し、いわゆるハルバッハ型の磁石を形成するものである。図２２及び図２３はそれぞれ図１７及び図１８に対応する断面図及び展開図である。

載置面１１１の径方向についての辺縁（図２２参照）及び周方向についての辺縁（図２３参照）には磁石２０３が設けられる。当該磁石２０３としては例えば樹脂成形した磁石（例えばボンド磁石）を採用することが、その形成の観点から望ましい。界磁用磁石２０２及び磁石２０３の磁化方向は、図中、白抜き矢印で示されている。

載置面１１１の径方向、周方向のいずれについての辺縁においても、磁石２０３は溝１１０を埋め、界磁用磁石２０２と磁性体１，４との段差をも埋める。そして磁石２０３の界磁用磁石２０２側の側面には、この磁石２０３が設けられた辺縁を有する界磁用磁石２０２の第１磁極面２０２ａと同じ磁極が現れる。

このように、回転軸Ｑに沿って見て界磁用磁石２０２を横切る磁性体１の辺縁に、当該辺縁に直交する磁化方向を有する磁石２０３を設けることで、ハルバッハ型の磁石を構成することができ、界磁磁束を効率よく発生させることができる。

また磁石２０３は、特にこれにボンド磁石を採用することにより、磁性体１，４及び界磁用磁石２０２を相互に固定する機能を果たすこともできる点で好適である。

磁石２０３をボンド磁石で設ける場合には、樹脂の流出を避ける観点から、溝１１０を貫通孔に置換することは望ましくない。

また、界磁磁束を効率よく電機子へと鎖交させるためには、界磁用磁石２０２のエネルギー積は、磁石２０３のそれよりも大幅に大きくすることが望ましい。

界磁子の第６の実施の形態．
図２４は本発明にかかる回転電機のうち、界磁子の構造の第６の実施の形態を例示する斜視図である。但し図２４では磁性板４を他の構成要素に対して回転軸Ｑに沿って分解して示している。当該界磁子は磁性板４の側で図示しない電機子と対向する。

図２５は磁性体１の上面図である。但し図２５では界磁用磁石２０４の位置を鎖線で示
した。第６の実施の形態は、第３の実施の形態における界磁用磁石２０２をリング状の界磁用磁石２０４に置換し、溝１１０を溝１１４，１１５に置換した構成を有している。溝１１４は内周側から、溝１１５は外周側から、それぞれ載置面１１８を他の面１０１から分離している。載置面１１８には界磁用磁石２０４が載置される。

溝１１４の外周側の端は載置面１１８の内周縁であり、界磁用磁石２０４の内周縁よりも長さＷ２１４で外周側に後退している。溝１１５の内周側の端は載置面１１８の外周縁であり、界磁用磁石２０４の外周縁よりも長さＷ２１５で内周側に後退している。つまり上面視上、載置面１１８の外周縁及び内周縁は界磁用磁石２０４を横切っている。

図２６は界磁子から磁性体１を省略した上面図である。界磁用磁石２０４は周方向に沿って異なる第１磁極面を呈するように、回転軸Ｑの方向に沿って着磁されている。そして第１磁極面の磁極の境界近傍の直上（回転軸Ｑに沿っての真上）にスリット４０１が位置する。図２６ではこの磁極の境界（着磁境界）を鎖線で示しているが、当該境界はある程度幅を有する無着磁領域であってもよい。

磁性体４０２の内周縁は界磁用磁石２０４の内周縁よりも長さＷ４２ｅで外周側に後退している。磁性体４０２の外周縁は界磁用磁石２０４の外周縁よりも長さＷ４２ｆで内周側に後退している。つまり上面視上、磁性板４の外周縁及び内周縁は界磁用磁石２０４を横切っている。

図２７は界磁子の、載置面１１８が存在する位置での周方向に垂直な断面図であり、磁性体１，４０２をも含めて描いている。図２５で示されるような、載置面１１８の径方向についての辺縁が界磁用磁石２０４を横切っていることは、図２７において載置面１１８の辺縁が界磁用磁石２０４の辺縁に対して界磁用磁石２０４側へと後退した段差を形成していることとして現れている。

また図２６で示されるような、磁性体４０２の径方向についての辺縁が界磁用磁石２０４を横切っていることは、図２７において磁性板４の辺縁が界磁用磁石２０４の辺縁に対して界磁用磁石２０４側へと後退した段差を形成していることとして現れている。

図２８は載置面１１８が存在する位置での界磁子の周方向に沿った断面の展開図であり、磁性体１，４０２をも含めて描いている。界磁用磁石２０４の磁化方向は白抜き矢印で示されている。スリット４０１は図中で鎖線で示される着磁境界の近傍に配置される。

本実施の形態によれば、界磁用磁石２０４の配置が容易となる。しかも界磁用磁石２０４の外周側もしくは内周側についての辺縁における、界磁磁束の短絡的な流入出を低減できる。

界磁子の第７の実施の形態．
図２９及び図３０は本発明にかかる回転電機のうち、界磁子の構造の第７の実施の形態を例示する斜視図及び上面図である。図３１は界磁用磁石２０１が存在する位置での周方向に垂直な断面図であり、図３２は界磁用磁石２０１が存在する位置での周方向に沿った断面の展開図である。

但し図２９では磁性板４Ａ，４Ｂを他の構成要素に対して回転軸Ｑに沿って分解して示している。また後述するモールド樹脂７０１を省略している。

当該界磁子は磁性板４Ａ，４Ｂの両側で、図示しない二つの電機子と対向する。磁性板４Ａ，４Ｂの間には界磁用磁石２０１と磁性体３０１とが挟まれている。本実施の形態にかかる界磁子は、第１の実施の形態にかかる界磁子における磁性体１及び磁性板４をそれぞれ磁性板４Ａ，４Ｂと置換した構成を有している。

磁性板４Ａ，４Ｂは磁性板４と同様に、それぞれスリット４０１Ａ，４０Ｂを有し、これらによって相互に磁気的に分離しつつ界磁用磁石２０１上と磁性体３０１上とに設けられている。スリット４０１Ａはその外周側及び内周側から薄肉部４０３Ａ，４０４Ａによって挟まれており、これらによって磁性体４０２Ａの機械的強度が高まる。薄肉部４０３Ａ，４０４Ａは磁性体であったとしても実質的に磁気障壁として機能する程度に幅が狭く、磁性体４０２Ａ同士は実質的には磁気的に分離されている。スリット４０１Ｂ、薄肉部４０３Ｂ，４０４Ｂについても同様である。

磁性板４Ａ，４Ｂにもそれぞれ軸孔４０５Ａ，４０５Ｂが設けられており、シャフトをここに貫通することができる。

図３０を参照すれば、磁性体４０２Ａの内周縁は界磁用磁石２０１の内周縁よりも外周側に長さＷ２４Ｃで後退し、上面視上で界磁用磁石２０１を横切っている。磁性板４Ｂの外周縁は界磁用磁石２０１の外周縁よりも内周側に長さＷ２４Ｂで後退し、上面視上で界磁用磁石２０１を横切っている。これらの後退は、図３１において、磁性体４０２Ａ，４０２Ｂと界磁用磁石２０１とが段差を形成していることとして現れている。

従って磁性体４０２Ａの外周縁が界磁用磁石２０１の外周縁よりも外周側に長さＷ２４Ａで突出したり、磁性板４０２Ｂの内周縁が界磁用磁石２０１の内周縁よりも内周側に長さＷ２４Ｄで突出しても、第１磁極面２０１ａと第２磁極面２０１ｂとの間の径方向についての辺縁で、界磁磁束が短絡的に流れることを低減できる。

なお、磁性体４０２Ａの外周縁が界磁用磁石２０１の外周縁よりも突出したり、磁性板４０２Ｂの内周縁が界磁用磁石２０１の内周縁よりも突出したりすることは、電機子に対向する磁極面を実質的に大きく取ることができる観点から望ましい。

また、図３０を参照して、磁性体４０２Ｂの周方向の一方の辺縁は、界磁用磁石２０１の周方向の一方の辺縁よりも他方側に長さＷ２４Ｅで後退し、上面視上で界磁用磁石２０１を横切っている。この後退は、図３２において、磁性体４０２Ｂと界磁用磁石２０１とが段差を形成していることとして現れている。

同様に、図３２を参照して、磁性体４０２Ａの周方向の一方の辺縁は、界磁用磁石２０１の周方向の一方の辺縁よりも他方側に長さＷ２４Ｆで後退し、これは磁性体４０２Ａと界磁用磁石２０１との段差として把握することもできる。このような、磁性体４０２Ａ，４０２Ｂの界磁用磁石２０１に対する後退（あるいは磁性体４０２Ａ，４０２Ｂと界磁用磁石２０１との間の段差としても把握できる）により、第１磁極面２０１ａと第２磁極面２０１ｂとの間の周方向についての辺縁で、界磁磁束が短絡的に流れることを低減できる。

モールド樹脂７０１は非磁性であり、磁性板４Ａ，４Ｂ、界磁用磁石２０１、磁性体３０１をモールドしている。モールド樹脂７０１はその内周側に、回転軸Ｑ方向に延在しつつ軸孔を形成する軸保持部７０２が設けられている。

このようにモールド樹脂７０１によってモールドすることにより、第１磁極面２０１ａと磁性板４Ｂとの間や、第２磁極面２０１ｂと磁性板４Ａとの間に接着剤を設ける必要がないので、界磁用磁石２０１のパーミアンス係数、動作点磁束密度が上がり、回転電機のトルクが高まる。もちろん、界磁用磁石２０１や磁性体３０１に対して、磁性板４Ａ，４Ｂとは反対側にモールド樹脂７０１が存在しない方が、電機子と界磁子との間の距離を実質的に増大させない観点から望ましい。

上記のように磁性体１、磁性板４をそれぞれ磁性板４Ａ，４Ｂに置換することは、第２の実施の形態にかかる界磁子のように、ｑ軸コアを有しない場合にも適用できる。

図３３及び図３４は本実施の形態にかかる界磁子の第１の変形を例示する斜視図及び上面図である。但し図３３では磁性板４Ａ，４Ｂを界磁用磁石２０１に対して回転軸Ｑに沿って分解して示しており、樹脂モールド７０１は省略している。

第２の実施の形態の界磁用磁石２０２が８個（４対）設けられていたのに対して、この第１の変形では界磁用磁石２０１が４個（２対）設けられている場合を示すが、界磁用磁石の対数を問わない。

図３３及び図３４で示された構成をモールド樹脂７０１を含めて示すと、界磁用磁石２０１が存在する位置での周方向に垂直な断面は図３１と同様に現れる。また図３５は界磁用磁石２０１が存在する位置での周方向に沿った断面の展開図である。

また磁性体１、磁性板４をそれぞれ磁性板４Ａ，４Ｂに置換することは、第６の実施の形態にかかる界磁子のように、リング状の界磁用磁石２０４を採用する場合にも適用できる。

図３６及び図３７は本実施の形態にかかる界磁子の第２の変形を例示する斜視図及び上面図である。但し図３６では磁性板４Ａ，４Ｂを界磁用磁石２０４に対して回転軸Ｑに沿って分解して示しており、樹脂モールド７０１は省略している。

図３８及び図３９はいずれも図３６及び図３７で示された構成をモールド樹脂７０１を含めて例示する。図３８は界磁用磁石２０４が存在する位置での周方向に垂直な断面図であり、図３９は界磁用磁石２０４が存在する位置での周方向に沿った断面の展開図である。

界磁子の第８の実施の形態．
図４０は本発明にかかる回転電機のうち、界磁子の構造の第８の実施の形態を例示する斜視図である。但し図４０では磁性板４を他の構成要素に対して回転軸Ｑに沿って分解して示している。当該界磁子は磁性板４の側で図示しない電機子と対向する。

本実施の形態では第１の実施の形態と同様に、磁性体１及びこの上に設けられる界磁用磁石２０１と磁性体３０１とを備え、周方向で隣接する第１磁極面２０１ａは、相互に極性が異なっている。但し第１磁極面２０１ａの個数は２個であり、極対数が１となっている。

ヨークとして機能する磁性体１には、これと磁気的に接続される第２磁極面同士の間で磁束が流れるが、このように極対数が１の場合、当該磁束は軸孔１０２近傍を経由する。よって磁性体１のうち、第２磁極面を載置する面同士の間で貫通孔を設けることは望ましくない。よって本実施の形態では貫通孔は界磁用磁石２０１の外周縁においてのみ設ける。 このように貫通孔を外周縁において設けることは、第１磁極面２０１ａの配置によって内周側にヨークに多くの界磁磁束が流れる場合（例えば極対数が１であって、第１磁極面が２極を呈する場合）、ヨークとして機能する磁性体１での界磁磁束の流れを阻害せず好適である。

図４１は界磁子から磁性板４を除いた場合の上面図であり、図４２は界磁子から磁性板４及び界磁用磁石２０１を除いた場合の上面図である。磁性体１には界磁用磁石２０１の第２磁極面が載置される載置面１０７と、これを磁性体１の他の面１０１と分離する溝１０５，１０６，１１６及び貫通孔１０３が設けられている。

溝１０５，１０６は周方向から、溝１１６は内周側から、貫通孔１０３は外周側から、それぞれ載置面１０７を周囲から分離している。貫通孔１０３の外周側の端と溝１１６の内周側の端との間の径方向の長さＷ３１６、貫通孔１０３の径方向の長さＷ３を導入すると、Ｗ３１６＝Ｗ３＋Ｗ１６＋Ｗ７の関係にある。載置面１０７の内周縁を規定する、溝１１６の外周側の端部は、上面視上、界磁用磁石２０１を横切っている。

図４３は界磁子の、界磁用磁石２０１が存在する位置での周方向に垂直な断面図であり、磁性板４をも含めて描いている。第１の実施の形態について示された図７とは、貫通孔１０４が溝１１６に置換された点で異なっている。しかし界磁用磁石２０１の内周縁から長さＷ２１ａで載置面１０７が後退し、磁性体１と界磁用磁石２０１とで段差が形成されている点で共通する。よって第１の実施の形態と同様にして、界磁用磁石２０１の内周縁における界磁磁束の短絡的な流入出を低減できる。

また、磁性体４０２の内周縁と溝１１６の内周側の端との間に距離Ｗ４１６を設けることにより、当該断面における磁性板４の内周縁の直下には、表面１０１も存在しない場合が示されている。

界磁用磁石２０１が存在する位置での界磁子の周方向に沿った断面の展開図は、図８及び図９と同様に現れるので、界磁用磁石２０１の周方向の辺縁における界磁磁束の短絡的な流入出も低減できる。

回転電機の応用例：
図４４はこの発明にかかる回転電機を圧縮機９に採用した場合の構成を例示する断面図である。圧縮機９は例えば空気調和機の室外機において、冷媒を圧縮するのに採用される。

圧縮要素４２はシリンダ型の構造を有しており、本体部４２１とローラ４２２とを有する。本体部４２１は、圧縮容器９１に固定されている。ローラ４２２は、回転軸２０に設けられた偏心軸部１７に嵌合されている。本体部４２１とローラ４２２との間には圧縮室４２３が設けられている。

圧縮室４２３には、圧縮容器９１の外部から挿管された吸入管４３が連結されており、圧縮対象たる冷媒は、圧縮機９の外部から吸入管４３を介して圧縮室４２３へと導入される。

回転軸２０の回転により偏心軸部１７が偏心回転（あるいは公転）し、圧縮室４２３に導入された冷媒は、本体部４２１とローラ４２２とによって圧縮される。

圧縮機９は、圧縮容器９１の外部から吐出管４４が挿管されており、圧縮された冷媒は吐出願４４を介して圧縮機９の外部へと吐出される。

ここでは電機子として図１に示された集中巻の形態を有するものを、界磁子として第１の実施の形態にかかるものを、それぞれ採用した回転電機を用いた場合が例示されている。

シャフト２０は磁性体１の軸孔１０２に連結されている。バックヨーク５０１は圧縮容器９１の内壁に固定されている。

貫通孔１０３，１０４には冷媒が流れるので、電機子巻線５０４の冷却も効果的である。これにより、電機子巻線５０４の電気抵抗の上昇を低減し、以て銅損の上昇をも抑制できる。

なお、回転電機の界磁子として、第７の実施の形態にかかるものを採用する際には、圧縮機の冷凍油に対して相互に劣化させないものを、モールド樹脂７０１の材料として選定することが望ましい。具体的には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート），ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート），ＰＰＳ（ポリフェニリンサルファイド）がモールド樹脂７０１の材料として選定できる。

図４５はこの発明にかかる回転電機を送風機８に採用した場合の構成を例示する断面図である。送風機８は例えば空気調和機の室内機において採用される。ここではシロッコファン型の形態をとる送風機８を例示する。

シャフト２０は磁性体１の軸孔１０２に連結されるとともに、ファン８４にも連結されている。バックヨーク５０１はファンケース８１の内壁に固定されている。ファンケース８１の回転電機側の開口８２は吸入口として、ファン８４側の開口８３は排出口として、それぞれ機能する。よって白抜き矢印のように風が流れ、貫通孔１０３，１０４を経由して電機子巻線５０４も空冷される。即ち送風機８において電機子巻線５０４を冷却する冷媒として空気を効率よく利用でき、回転電機は自己冷却する。

本発明にかかる回転電機の電機子の構成を例示する斜視図である。 本発明にかかる回転電機の電機子の構成を例示する斜視図である。 本発明にかかる回転電機の電機子の構成を例示する斜視図である。 本発明にかかる回転電機のうち、界磁子の構造の第１の実施の形態を例示する斜視図である。 第１の実施の形態を示す上面図である。 第１の実施の形態を示す上面図である。 第１の実施の形態を示す断面図である。 第１の実施の形態を示す周方向に沿った断面の展開図である。 第１の実施の形態を示す周方向に沿った断面の展開図である。 本発明にかかる回転電機のうち、界磁子の構造の第２乃至第４の実施の形態を例示する斜視図である。 第２の実施の形態を示す上面図である。 第２の実施の形態を示す上面図である。 第２の実施の形態を示す周方向に垂直な断面図である。 第２の実施の形態を示す周方向に垂直な断面図である。 第２の実施の形態を示す周方向に沿った断面の展開図である。 第３の実施の形態を示す上面図である。 第３の実施の形態を示す周方向に垂直な断面図である。 第３の実施の形態を示す周方向に沿った断面の展開図である。 第４の実施の形態を示す上面図である。 第４の実施の形態を示す周方向に垂直な断面図である。 第４の実施の形態を示す周方向に沿った断面の展開図である。 第５の実施の形態を示す周方向に垂直な断面図である。 第５の実施の形態を示す周方向に沿った断面の展開図である。 本発明にかかる回転電機のうち、界磁子の構造の第６の実施の形態を例示する斜視図である。 第６の実施の形態を示す上面図である。 第６の実施の形態を示す上面図である。 第６の実施の形態を示す周方向に垂直な断面図である。 第６の実施の形態を示す周方向に沿った断面の展開図である。 本発明にかかる回転電機のうち、界磁子の構造の第７の実施の形態を例示する斜視図である。 第７の実施の形態を示す上面図である。 第７の実施の形態を示す周方向に垂直な断面図である。 第７の実施の形態を示す周方向に沿った断面の展開図である。 第７の実施の形態の第１の変形を示す斜視図である。 第７の実施の形態の第１の変形を示す上面図である。 第７の実施の形態の第１の変形を示す周方向に沿った断面の展開図である。 第７の実施の形態の第２の変形を示す斜視図である。 第７の実施の形態の第２の変形を示す上面図である。 第７の実施の形態の第２の変形を示す周方向に垂直な断面図である。 第７の実施の形態の第２の変形を示す周方向に沿った断面の展開図である。 本発明にかかる回転電機のうち、界磁子の構造の第８の実施の形態を例示する斜視図である。 第８の実施の形態を示す上面図である。 第８の実施の形態を示す上面図である。 第８の実施の形態を示す周方向に垂直な断面図である。 この発明にかかる回転電機を圧縮機に採用した場合の構成を例示する断面図である。 この発明にかかる回転電機を送風機に採用した場合の構成を例示する断面図である。

符号の説明

１，４０２，４０２Ａ，４０２Ｂ 磁性体
１０２ 軸孔
１０３，１０４，１０９ 貫通孔
１０７，１１１，１１３，１１８ 載置面
１１０，１１４，１１５，１１６ 溝
１１２ 低位面
２０１ａ，２０２ａ 第１磁極面
２０１ｂ，２０２ｂ 第２磁極面
２０１，２０２，２０４ 界磁用磁石
２０３ 磁石
４，４Ａ，４Ｂ，６ 磁性板
４０３，４０３Ａ，４０３Ｂ，４０４，４０４Ａ，４０４Ｂ 薄肉部
５ 集合体
７０１ モールド樹脂
８ 送風機
９ 圧縮機
Ｑ 回転軸

Claims (17)

1. 少なくとも一つの電機子（５，６）と、
   前記電機子に対して相対的な回転をし、前記回転の回転軸（Ｑ）に平行な回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子（１，２０１．４；２０１，４Ａ，４Ｂ）と
   を含む回転電機であって、
   前記界磁子は、
   一の前記電機子に対向する側で前記回転軸周りで周方向に配置される複数の第１磁極面（２０１ａ；２０２ａ）を、前記一の前記電機子とは反対側で前記周方向に配置される複数の第２磁極面（２０１ｂ；２０２ｂ）を、それぞれ呈する界磁用磁石（２０１；２０２；２０４）と、
   極性の異なる前記第１磁極面を相互に磁気的に分離しつつ、前記第１磁極面上に設けられた第１磁性体（４０２；４０２Ａ）と、
   前記第２磁極面に設けられた第２磁性体（１；４０２Ｂ）と
   を有し、
   前記回転軸方向に沿って見て、前記第１磁性体及び前記第２磁性体の少なくともいずれか一方の辺縁が前記界磁用磁石を横切る回転電機。
2. 前記界磁子の径方向の一方における前記界磁用磁石の辺縁よりも、前記第２磁性体のうち前記第２磁極面（２０１ｂ；２０２ｂ）を載置する面（１０７；１１１；１１３；１１８；４０２Ａ）の前記径方向の前記一方における辺縁の方が、前記径方向の他方へと退いている、請求項１記載の回転電機。
3. 前記第２磁性体は前記第２磁極面（２０１ｂ；２０２ｂ）同士を磁気的に接続するヨーク（１）であり、
   前記ヨークには、前記界磁用磁石を載置する面（１０７；１１１；１１３；１１８）の前記径方向の前記一方における前記辺縁を規定する段差（１０３；１０４；１０９；１１０；１１２；１１４；１１５；１１６）が設けられる、請求項１乃至請求項２のいずれか一つに記載の回転電機。
4. 前記回転軸方向に貫通し、前記段差を形成する貫通孔（１０３；１０４；１０９）が前記ヨークに設けられる、請求項３記載の回転電機。
5. 前記ヨークには、前記回転の中心において前記回転軸方向に貫通するシャフト挿入口（１０２）が更に設けられ、
   前記貫通孔（１０４；１０９）は前記界磁用磁石の前記内周側で前記ヨークに設けられる、請求項４記載の回転電機。
6. 前記貫通孔（１０３）は前記界磁用磁石の前記外周側で前記ヨークに設けられる、請求項４記載の回転電機。
7. 前記界磁用磁石（２０１）は、前記周方向に離散的に配置された複数の磁石を有し、
   前記周方向の一方における前記磁石の辺縁よりも、前記第２磁性体のうち前記界磁用磁石を載置する面（１０７；１１１；１１３；１１８；４０２Ａ）の前記周方向の前記一方における辺縁の方が、前記周方向の他方へと退いている、請求項１記載の回転電機。
8. 前記第２磁性体は前記第２磁極面（２０１ｂ；２０２ｂ）同士を磁気的に接続するヨーク（１）であり、
   前記ヨークには、前記界磁用磁石を載置する面（１０７）の前記周方向の前記一方における前記辺縁を規定する段差（１０５，１０６；１０８；１１０；１１３）が設けられる、請求項７記載の回転電機。
9. 前記界磁子の径方向の一方における前記界磁用磁石の辺縁よりも、前記第１磁性体の前記径方向の前記一方における辺縁の方が、前記径方向の他方へと退いている、請求項１記載の回転電機。
10. 前記界磁用磁石（２０４）はリング状磁石である、請求項１及び請求項９のいずれか一つに記載の回転電機。
11. 前記界磁用磁石（２０１；２０２）は、前記周方向に離散的に配置された複数の磁石を有し、
    前記周方向の一方における前記磁石の辺縁よりも、前記第１磁性体の前記周方向の前記一方における辺縁の方が、前記周方向の他方へと退いている、請求項１記載の回転電機。
12. 前記周方向に隣接する前記第１磁性体同士（４０２；４０２Ａ；４０２Ｂ）は、実質的に磁気障壁として機能する程度に狭い幅の部分（４０３，４０４；４０３Ａ，４０４Ａ；４０３Ｂ，４０４Ｂ）を介して相互に連結する、請求項９乃至請求項１１のいずれか一つに記載の回転電機。
13. 前記径方向における前記界磁用磁石（２０１）の前記辺縁は、前記第１磁性体及び前記第２磁性体の少なくともいずれか一方とモールド樹脂（７０１）で固定される、請求項２及び請求項８のいずれか一つに記載の回転電機。
14. 前記回転軸方向に沿って見て前記界磁用磁石を横切る前記辺縁には、前記辺縁に直交する磁化方向を有する磁石（２０３）が設けられ、
    前記磁石の前記界磁用磁石（２０２）側の側面には、前記磁石が設けられた辺縁を有する界磁用磁石の第１磁極面（２０２ａ）と同じ磁極が現れる、請求項１記載の回転電機。
15. 前記周方向における前記磁石の間で前記磁石と離れて設けられる第３磁性体（３０１）
    を更に備え、
    前記第１磁性体は、前記第１磁極面（２０１ａ）と磁気的に分離しつつ前記第３磁性体上にも設けられる、請求項７又は請求項１１記載の回転電機。
16. 請求項４乃至請求項６のいずれか一つに記載の回転電機を採用した送風機（８）。
17. 請求項４乃至請求項６のいずれか一つに記載の回転電機を採用した冷媒圧縮機（９）。
    

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