JP2021125968A - 回転電機のロータ及び円弧磁石製造方法 - Google Patents

回転電機のロータ及び円弧磁石製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】円弧磁石に生じる減磁を抑制できる回転電機のロータ、及び回転電機のロータの各円弧磁石を製造する円弧磁石製造方法を提供する。
【解決手段】回転電機のロータ１０は、外径側円弧磁石８１０と、第１内径側円弧磁石８２１と、第２内径側円弧磁石８２２とが、軸方向から見た形状が略同一である。第１内径側円弧磁石８２１は、ｑ軸側端部８２１Ｑが、第１仮想直線ＶＬ１よりも前記周方向において外側であるように配置されており、第２内径側円弧磁石８２２は、ｑ軸側端部８２２Ｑが、第２仮想直線ＶＬ２よりも前記周方向において外側であるように配置されている。第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２は、外径側円弧磁石８１０よりも固有保磁力が高い。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動車両などに搭載される回転電機のロータ、及び回転電機のロータの各円弧磁石を製造する円弧磁石製造方法に関する。
従来から、ハイブリッド車、バッテリ駆動車、燃料電池車等の電動車両には電動機、発電機等の回転電機が搭載されている。これら電動車両の普及に伴い、電動車両に搭載される回転電機には、出力性能の向上がより一層求められている。
そこで、例えば特許文献１には、永久磁石を径方向に複数層配置し、外径側円弧磁石及び一対の内径側円弧磁石を有する回転電機のロータが開示されている。これにより、ロータの各磁極部におけるマグネットトルクを増大させることができるので、回転電機の出力性能を向上できる。
特開２０１８−１０２０３９号公報
しかしながら、特許文献１のロータの一対の内径側円弧磁石には、ｄ軸電流による鎖交磁束のうち、外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る領域が形成される。外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る内径側円弧磁石の各領域は、パーミアンスが低くなるため、減磁しやすい。ロータの磁石に減磁が生じると、回転電機の出力性能が低下するため、外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る内径側円弧磁石の各領域に生じる減磁は、回転電機の出力性能向上の妨げとなっていた。
本発明は、円弧磁石に生じる減磁を抑制できる回転電機のロータ、及び回転電機のロータの各円弧磁石を製造する円弧磁石製造方法を提供する。
第１発明は、
略円環形状のロータコアと、
前記ロータコアの周方向に所定の間隔で形成された複数の磁極部と、を備え、
各磁極部は、
径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一つの外径側円弧磁石から構成される外径側磁石部と、
前記外径側磁石部よりも前記径方向において内側に位置し、前記径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一対の内径側円弧磁石から構成される内径側磁石部と、を有し、
各円弧磁石は、内周面と外周面とが同じ円弧中心を有する円弧磁石であり、
各磁極部の中心軸をｄ軸、該ｄ軸に対し電気角で９０度隔てた軸をｑ軸とした場合、
前記内径側磁石部は、前記ｄ軸に対して対称に形成されており、
一対の前記内径側円弧磁石は、
前記周方向において、前記ｄ軸に対し一方側に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部を有する第１内径側円弧磁石と、
前記周方向において、前記ｄ軸に対し他方側に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部を有する第２内径側円弧磁石と、を備える、回転電機のロータであって、
前記外径側円弧磁石と、前記第１内径側円弧磁石と、前記第２内径側円弧磁石とは、軸方向から見た形状が略同一であり、
前記第１内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の円弧中心と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記一方側に位置する第１端部と、を通る第１仮想直線よりも前記周方向において外側であるように配置されており、
前記第２内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の前記円弧中心と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記他方側に位置する第２端部と、を通る第２仮想直線よりも前記周方向において外側であるように配置されており、
前記第１内径側円弧磁石及び前記第２内径側円弧磁石は、前記外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高い。
第２発明は、
略円環形状のロータコアと、
前記ロータコアの周方向に所定の間隔で形成された複数の磁極部と、を備え、
各磁極部は、
径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一つの外径側円弧磁石から構成される外径側磁石部と、
前記外径側磁石部よりも前記径方向において内側に位置し、前記径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一対の内径側円弧磁石から構成される内径側磁石部と、を有し、
各円弧磁石は、内周面と外周面とが同じ円弧中心を有する円弧磁石であり、
各磁極部の中心軸をｄ軸、該ｄ軸に対し電気角で９０度隔てた軸をｑ軸とした場合、
前記内径側磁石部は、前記ｄ軸に対して対称に形成されており、
一対の前記内径側円弧磁石は、
前記周方向において、前記ｄ軸に対し一方側に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部を有する第１内径側円弧磁石と、
前記周方向において、前記ｄ軸に対し他方側に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部を有する第２内径側円弧磁石と、を備える、回転電機のロータであって、
前記外径側円弧磁石と、前記第１内径側円弧磁石と、前記第２内径側円弧磁石とは、軸方向から見た形状が略同一であり、
前記第１内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の円弧中心と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記一方側に位置する第１端部と、を通る第１仮想直線よりも前記周方向において外側であり、前記ｄ軸側端部が、前記第１仮想直線よりも前記周方向において内側であるように配置されており、
前記第２内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の前記円弧中心と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記他方側に位置する第２端部と、を通る第２仮想直線よりも前記周方向において外側であり、前記ｄ軸側端部が、前記第２仮想直線よりも前記周方向において内側であるように配置されており、
前記第１内径側円弧磁石には、前記ｑ軸側端部を含み、前記第１仮想直線よりも前記周方向において外側の領域に、前記外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高い保磁力増大部が形成されており、
前記第２内径側円弧磁石には、前記ｑ軸側端部を含み、前記第２仮想直線よりも前記周方向において外側の領域に、前記外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高い保磁力増大部が形成されている。
第１発明によれば、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石は、外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高いので、外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石の各領域に生じる減磁を抑制できる。
第２発明によれば、外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石の各領域に固有保磁力が高い保磁力増大部を設けることができるので、外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石の各領域に生じる減磁を抑制できる。
本発明の第１実施形態の回転電機のロータを軸方向から見た正面図である。 図１の回転電機のロータの磁極部周辺の拡大図である。 図１の回転電機のロータの各円弧磁石の製造方法を説明する図である。 第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石に、外径側円弧磁石よりも保磁力が高い円弧磁石を用いた場合と、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石に、外径側円弧磁石と同一の保磁力を有する円弧磁石を用いた場合と、において、円弧磁石の温度に応じた減磁指標を比較したグラフである。 本発明の第２実施形態の回転電機のロータの磁極部周辺の拡大図である。 本発明の第３実施形態の回転電機のロータの磁極部周辺の拡大図である。
以下、本発明の回転電機のロータの各実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態の回転電機のロータ１０について図１〜図４を参照しながら説明する。
（ロータ）
図１に示すように、本発明の一実施形態の回転電機のロータ１０は、ロータシャフト（不図示）の外周部に取り付けられ、円環中心ＣＬを中心とする略円環形状のロータコア２０と、ロータコア２０の周方向に所定の間隔で形成された複数の磁極部３０（本実施形態では１２個）と、を備える。ロータ１０は、ステータ（不図示）の内周側に配置される。
なお、本明細書等では、断りなく軸方向、径方向、周方向というときは、ロータ１０の円環中心ＣＬを基準にした方向をいう。
ロータコア２０は、同一形状の略円環形状の電磁鋼板２００が軸方向に複数積層されて形成されている。ロータコア２０は、円環中心ＣＬと同中心のロータシャフト孔２１を有する。さらに、円環中心ＣＬと各磁極部３０の中心とを結ぶ、各磁極部３０の中心軸をｄ軸（図中ｄ−ａｘｉｓ）、ｄ軸に対し電気角で９０度隔てた軸をｑ軸（図中ｑ−ａｘｉｓ）とした場合、ロータコア２０の各磁極部３０は、ｄ軸と交差するように形成され、ｄ軸に対して対称な形状を有する外径側磁石挿入孔４１０を備える。ロータコア２０の各磁極部３０は、外径側磁石挿入孔４１０よりも径方向において内側に位置し、ｄ軸を挟んで対称に形成された一対の内径側磁石挿入孔４２０を備える。外径側磁石挿入孔４１０及び一対の内径側磁石挿入孔４２０は、いずれも径方向の内側に凸となる円弧形状を有する。
ロータコア２０の各磁極部３０には、周方向において、一対の内径側磁石挿入孔４２０の間に、ｄ軸と交差するように形成された空隙部６０が設けられている。ロータコア２０には、一対の内径側磁石挿入孔４２０と空隙部６０との間を径方向に延びる一対のリブ５０が設けられている。
ロータコア２０は、各磁極部３０の空隙部６０よりも径方向の内側でｄ軸と交差する位置に形成された第１肉抜孔７１と、隣接する磁極部３０間でｑ軸と交差する位置に形成された第２肉抜孔７２と、を有する。第１肉抜孔７１は、ｄ軸に対して対称な形状となっている。第２肉抜孔７２は、ｑ軸に対して対称な形状となっている。
各磁極部３０は、外径側磁石部３１０と、外径側磁石部３１０よりも径方向において内側に位置する内径側磁石部３２０と、を有する。外径側磁石部３１０は、径方向の内側に凸となるように配置された外径側円弧磁石８１０から構成される。内径側磁石部３２０は、径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一対の内径側円弧磁石８２０から構成される。外径側磁石部３１０及び内径側磁石部３２０は、ｄ軸に対して対称に形成されている。
外径側磁石部３１０を構成する外径側円弧磁石８１０は、ロータコア２０の外径側磁石挿入孔４１０に挿入されている。内径側磁石部３２０を構成する一対の内径側円弧磁石８２０は、ロータコア２０の一対の内径側磁石挿入孔４２０に挿入されている。
外径側円弧磁石８１０及び一対の内径側円弧磁石８２０は、径方向に磁化されている。また、外径側円弧磁石８１０及び一対の内径側円弧磁石８２０は、隣り合う磁極部３０と磁化方向が異なり、磁極部３０が周方向で交互に磁化方向が異なるように配置されている。
（磁極部）
図２に示すように、一対の内径側磁石挿入孔４２０は、ｄ軸に対し周方向において一方側（図２中左側）に形成された第１内径側磁石挿入孔４２１と、ｄ軸に対し周方向において他方側（図２中右側）に形成された第２内径側磁石挿入孔４２２と、を有する。
第１内径側磁石挿入孔４２１と第２内径側磁石挿入孔４２２とは、径方向の外側に向かって、互いの周方向の距離が長くなるように広がる略ハの字状に設けられている。
一対の内径側円弧磁石８２０は、第１内径側磁石挿入孔４２１に挿入され、ｄ軸に対し周方向において一方側（図２の向かって左側）に位置する第１内径側円弧磁石８２１と、第２内径側磁石挿入孔４２２に挿入され、ｄ軸に対し周方向において他方側（図２の向かって右側）に位置する第２内径側円弧磁石８２２と、を有する。
ロータコア２０の各磁極部３０は、外径側磁石挿入孔４１０の径方向の外側に形成された周方向に延びる第１ロータヨーク部２２１と、外径側磁石挿入孔４１０と第１内径側磁石挿入孔４２１及び第２内径側磁石挿入孔４２２との間に形成され、径方向の内側に凸となるように湾曲して周方向に延びる第２ロータヨーク部２２２と、第１内径側磁石挿入孔４２１及び第２内径側磁石挿入孔４２２の径方向の内側に形成され、径方向の内側に凸となるように湾曲して周方向に延びる第３ロータヨーク部２２３と、を有する。
以降、本明細書等では説明を簡単かつ明確にするために、ロータ１０を軸方向から見て、円環中心ＣＬを下方、ｄ軸方向外径側を上方としたときに、周方向における一方側（図２の向かって左側）を左側、周方向における他方側（図２の向かって右側）を右側、と便宜上定義する。また、本明細書等では、周方向において内側とは、各磁極部３０の周方向における中央側、すなわちｄ軸側をいい、周方向において外側とは、各磁極部３０の周方向における両端側、すなわちｑ軸側をいう。
外径側円弧磁石８１０は、同じ円弧中心Ｃ１０を有する内周面８１０Ｎ及び外周面８１０Ｆと、周方向において一方側に位置する左側端部８１０Ｌと、周方向において他方側に位置する右側端部８１０Ｒと、を有する。外径側円弧磁石８１０の円弧中心Ｃ１０は、ｄ軸上に位置している。外径側円弧磁石８１０の内周面８１０Ｎは、円弧中心Ｃ１０を中心とする内周半径ｒ１０Ｎの略円弧形状である。外径側円弧磁石８１０の外周面８１０Ｆは、円弧中心Ｃ１０を中心とする外周半径ｒ１０Ｆの略円弧形状である。外径側円弧磁石８１０の肉厚ｔ１０は、（外周半径ｒ１０Ｆ）−（内周半径ｒ１０Ｎ）の値と略同一となっている。
第１内径側円弧磁石８２１は、同じ円弧中心Ｃ２１を有する内周面８２１Ｎ及び外周面８２１Ｆと、ｑ軸側端部８２１Ｑと、ｄ軸側端部８２１Ｄと、を有する。第１内径側円弧磁石８２１の円弧中心Ｃ２１は、ｄ軸に対して第１内径側円弧磁石８２１と反対側の右側に位置している。第１内径側円弧磁石８２１の内周面８２１Ｎは、円弧中心Ｃ２１を中心とする内周半径ｒ２１Ｎの略円弧形状である。第１内径側円弧磁石８２１の外周面８２１Ｆは、円弧中心Ｃ２１を中心とする外周半径ｒ２１Ｆの略円弧形状である。第１内径側円弧磁石８２１の肉厚ｔ２１は、（外周半径ｒ２１Ｆ）−（内周半径ｒ２１Ｎ）の値と略同一となっている。
第２内径側円弧磁石８２２は、同じ円弧中心Ｃ２２を有する内周面８２２Ｎ及び外周面８２２Ｆと、ｑ軸側端部８２２Ｑと、ｄ軸側端部８２２Ｄと、を有する。第２内径側円弧磁石８２２の円弧中心Ｃ２２は、ｄ軸に対して第２内径側円弧磁石８２２と反対側の左側に位置している。第２内径側円弧磁石８２２の内周面８２２Ｎは、円弧中心Ｃ２２を中心とする内周半径ｒ２２Ｎの略円弧形状である。第２内径側円弧磁石８２２の外周面８２２Ｆは、円弧中心Ｃ２２を中心とする外周半径ｒ２２Ｆの略円弧形状である。第２内径側円弧磁石８２２の肉厚ｔ２２は、（外周半径ｒ２２Ｆ）−（内周半径ｒ２２Ｎ）の値と略同一となっている。
第１内径側円弧磁石８２１の円弧中心Ｃ２１は、ｄ軸に対して第１内径側円弧磁石８２１と反対側の右側に位置しており、第２内径側円弧磁石８２２の円弧中心Ｃ２２は、ｄ軸に対して第２内径側円弧磁石８２２と反対側の左側に位置しているので、第１内径側円弧磁石８２１と外径側円弧磁石８１０との距離Ｌ１１及び第２内径側円弧磁石８２２と外径側円弧磁石８１０との距離Ｌ１２は、いずれも、ｑ軸からｄ軸に近づくに従って長くなっている。
これにより、磁極部３０の周方向長さが大きくなることを抑制できるので、ロータ１０が大型化するのを抑制できる。また、ロータ１０におけるｑ軸に沿った磁路（以下、ｑ軸磁路とも呼ぶ）を広くとることができ、回転電機のリラクタンストルクを大きくできるので、回転電機の出力性能を向上できる。さらに、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２と、外径側円弧磁石８１０とによるマグネット磁束がｄ軸に集約されやすくなり、回転電機のマグネットトルクを効率的に利用でき、回転電機の出力性能を向上できる。
また、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２は、それぞれ径方向の内側に凸となるように配置された円弧磁石であるので、外径側磁石挿入孔４１０と第１内径側磁石挿入孔４２１との間に形成されるｑ軸磁路、及び外径側磁石挿入孔４１０と第２内径側磁石挿入孔４２２との間に形成されるｑ軸磁路を、磁気抵抗の少ない形状とすることができる。
さらに、第１内径側円弧磁石８２１は、ｑ軸側端部８２１Ｑが、外径側円弧磁石８１０の円弧中心Ｃ１０と、外径側円弧磁石８１０の左側端部８１０Ｌと、を通る第１仮想直線ＶＬ１よりも周方向において外側であり、ｄ軸側端部８２１Ｄが、第１仮想直線ＶＬ１よりも周方向において内側であるように配置されている。第２内径側円弧磁石８２２は、ｑ軸側端部８２２Ｑが、外径側円弧磁石８１０の円弧中心Ｃ１０と、外径側円弧磁石８１０の右側端部８１０Ｒと、を通る第２仮想直線ＶＬ２よりも周方向において外側であり、ｄ軸側端部８２２Ｄが、第２仮想直線ＶＬ２よりも周方向において内側であるように配置されている。
したがって、第１内径側円弧磁石８２１には、ｑ軸側端部８２１Ｑを含み、第１仮想直線ＶＬ１よりも周方向において外側の領域に、ｄ軸電流による鎖交磁束のうち、外径側円弧磁石８１０を通らない鎖交磁束が通る領域Ｓが形成される。同様に、第２内径側円弧磁石８２２には、ｑ軸側端部８２２Ｑを含み、第２仮想直線ＶＬ２よりも周方向において外側の領域に、ｄ軸電流による鎖交磁束のうち、外径側円弧磁石８１０を通らない鎖交磁束が通る領域Ｓが形成される。外径側円弧磁石８１０を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の領域Ｓは、パーミアンスが低くなるため、減磁しやすい。
外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１、及び第２内径側円弧磁石８２２は、例えば、熱間押出し成形等の熱間加工プロセスを用いた成形により形成されたリング磁石を径方向に切断した円弧磁石を用いることができる。
本実施形態では、外径側円弧磁石８１０の肉厚ｔ１０と、第１内径側円弧磁石８２１の肉厚ｔ２１と、第２内径側円弧磁石８２２の肉厚ｔ２２とは、同一の厚さとなっている。外径側円弧磁石８１０の内周面８１０Ｎの内周半径ｒ１０Ｎと、第１内径側円弧磁石８２１の内周面８２１Ｎの内周半径ｒ２１Ｎと、第２内径側円弧磁石８２２の内周面８２２Ｎの内周半径ｒ２２Ｎとは、同一の長さとなっている。外径側円弧磁石８１０の外周面８１０Ｆの外周半径ｒ１０Ｆと、第１内径側円弧磁石８２１の外周面８２１Ｆの外周半径ｒ２１Ｆと、第２内径側円弧磁石８２２の外周面８２２Ｆの外周半径ｒ２２Ｆとは、同一の長さとなっている。
したがって、外径側円弧磁石８１０と、第１内径側円弧磁石８２１と、第２内径側円弧磁石８２２とは、軸方向から見た形状が略同一となっている。これにより、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２に同一の円弧磁石を用いることができるので、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の製造コストを低減できる。
さらに、本実施形態では、軸方向から見て、外径側円弧磁石８１０の円弧中心Ｃ１０を中心とする、外径側円弧磁石８１０の左側端部８１０Ｌと右側端部８１０Ｒとの成す角θ１０、第１内径側円弧磁石８２１の円弧中心Ｃ２１を中心とする、ｑ軸側端部８２１Ｑとｄ軸側端部８２１Ｄとの成す角θ２１、及び、第２内径側円弧磁石８２２の円弧中心Ｃ２２を中心とする、ｑ軸側端部８２２Ｑとｄ軸側端部８２２Ｄとの成す角θ２２、は、それぞれ整数倍すると３６０度となる角度であることが望ましい。これにより、リング磁石を周方向において成す角θ１０の間隔で径方向に切断することによって、外径側円弧磁石８１０を製造でき、リング磁石を周方向において成す角θ２１の間隔で径方向に切断することによって、第１内径側円弧磁石８２１を製造でき、リング磁石を周方向において成す角θ２２の間隔で径方向に切断することによって、第２内径側円弧磁石８２２を製造することができる。したがって、リング磁石から、余りを生じさせずに、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２を製造することができるので、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の製造コストをより低減できる。
本実施形態では、成す角θ１０、成す角θ２１、及び成す角θ２２は、略同一となっている。すなわち、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２は、軸方向から見た形状が略同一となっている。これにより、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２に同一の円弧磁石を用いることができるので、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の製造コストをさらに低減できる。
外径側磁石挿入孔４１０は、外径側円弧磁石８１０の内周面８１０Ｎ及び外周面８１０Ｆにそれぞれ対向する内周壁面４１０Ｎ及び外周壁面４１０Ｆと、左側壁面４１０Ｌと、右側壁面４１０Ｒと、を有する。第１内径側磁石挿入孔４２１は、第１内径側円弧磁石８２１の内周面８２１Ｎ及び外周面８２１Ｆにそれぞれ対向する内周壁面４２１Ｎ及び外周壁面４２１Ｆと、ｑ軸側壁面４２１Ｑと、ｄ軸側壁面４２１Ｄと、を有する。第２内径側磁石挿入孔４２２は、第２内径側円弧磁石８２２の内周面８２２Ｎ及び外周面８２２Ｆにそれぞれ対向する内周壁面４２２Ｎ及び外周壁面４２２Ｆと、ｑ軸側壁面４２２Ｑと、ｄ軸側壁面４２２Ｄと、を有する。
（空隙部）
空隙部６０は、周方向において、第１内径側円弧磁石８２１のｄ軸側壁面４２１Ｄと、第２内径側磁石挿入孔４２２のｄ軸側壁面４２２Ｄとの間に、ｄ軸と交差するように形成されている。
これにより、内径側磁石部３２０において、ｄ軸上が空隙となるため、ｄ軸インダクタンスを低減することができる。よって、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することができるので、リラクタンストルクを有効に利用することが可能となり、回転電機の出力性能を向上できる。
（リブ）
一対のリブ５０は、一対の内径側円弧磁石８２０と空隙部６０との間を径方向に延びるように設けられている。
一対のリブ５０は、第１内径側円弧磁石８２１のｄ軸側端部８２１Ｄとｄ軸との間を径方向に延びる第１リブ５１と、第２内径側円弧磁石８２２のｄ軸側端部８２２Ｄとｄ軸との間を径方向に延びる第２リブ５２と、を有する。
第１リブ５１は、第１内径側磁石挿入孔４２１のｄ軸側壁面４２１Ｄと、空隙部６０の左側壁面６１によって構成されている。第１リブ５１は、径方向において内側に位置する径方向内側端部５１１と、径方向において外側に位置する径方向外側端部５１２と、を有する。
第２リブ５２は、第２内径側磁石挿入孔４２２のｄ軸側壁面４２２Ｄと、空隙部６０の右側壁面６２によって構成されている。第２リブ５２は、径方向において内側に位置する径方向内側端部５２１と、径方向において外側に位置する径方向外側端部５２２と、を有する。
したがって、第１内径側円弧磁石８２１による遠心荷重は第１リブ５１が受け、第２内径側円弧磁石８２２による遠心荷重は、第２リブ５２が受けることとなる。すなわち、第１リブ５１と第２リブ５２は、第１内径側円弧磁石８２１による遠心荷重と第２内径側円弧磁石８２２による遠心荷重とを、それぞれ別個に受けることとなる。これにより、第１内径側円弧磁石８２１と第２内径側円弧磁石８２２の重量バラツキに起因してロータコア２０に発生する曲げ応力を低減することができる。
さらに、第１リブ５１と第２リブ５２は、径方向の内側に向かって互いの周方向の距離Ｌ５が長くなるように、略ハの字状に設けられている。これにより、第１リブ５１の径方向内側端部５１１及び径方向外側端部５１２と、第２リブ５２の径方向内側端部５２１及び径方向外側端部５２２と、のいずれも、角Ｒを大きくすることができるので、第１リブ５１の径方向内側端部５１１及び径方向外側端部５１２、ならびに第２リブ５２の径方向内側端部５２１及び径方向外側端部５２２、すなわち、第１リブ５１及び第２リブ５２の径方向両端部への応力集中を緩和することができる。
（孔部）
第１リブ５１の径方向外側には、小径の第１孔部２６１が設けられている。第２リブ５２の径方向外側には、小径の第２孔部２６２が設けられている。本実施形態では、第１孔部２６１及び第２孔部２６２は、軸方向から見て、同径の円形状となっている。
したがって、第１内径側円弧磁石８２１のｄ軸側端部８２１Ｄ近傍の回り込み磁束が通る磁路、及び第２内径側円弧磁石８２２のｄ軸側端部８２２Ｄ近傍の回り込み磁束が通る磁路は、第１孔部及２６１及び第２孔部２６２によって、磁気抵抗が大きくなる。これにより、第１内径側円弧磁石８２１のｄ軸側端部８２１Ｄ近傍の回り込み磁束、及び第２内径側円弧磁石８２２のｄ軸側端部８２２Ｄ近傍の回り込み磁束を低減することができる。
さらに、第１孔部及２６１及び第２孔部２６２は、軸方向から見て、同径の円形状となっているので、ロータ１０の遠心荷重やロータシャフトの圧入荷重等に起因してロータコア２０に生じる応力が、第１孔部２６１及び第２孔部２６２周辺に集中することを抑制できる。
（円弧磁石の製造）
次に、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の製造について、図３を用いて説明する。
外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２は、略円環形状のリング磁石前駆体９００を成形するリング磁石成形工程と、リング磁石前駆体９００を熱処理し、リング磁石９１０を形成する熱処理工程と、熱処理工程によって形成されたリング磁石９１０を径方向に切断する切断工程と、を含む。
図３の（ａ）に示すように、リング磁石前駆体９００は、押出成形機ＥＭでリング磁石材料を熱間押出成形することによって、熱間加工により形成される。リング磁石材料を熱間押出成形することによって、ランダムに配向していたリング磁石材料の結晶群に径方向の圧縮応力が作用し、リング磁石材料の結晶群は、圧縮応力方向と同方向に配向する。その結果、径方向に配向した異方性のリング磁石前駆体９００が形成される。
本実施形態では、外径ｒ９０が略８０ｍｍ、肉厚ｔ９０が約４．２ｍｍのリング磁石前駆体９００が形成される。
次に、図３の（ｂ１）及び（ｂ２）に示すように、熱処理工程によって、リング磁石前駆体９００を熱処理し、リング磁石９１０を形成する。
熱処理工程は、図３の（ｂ１）に示す第１熱処理工程と、第１熱処理工程とは異なる図３の（ｂ２）に示す第２熱処理工程と、を含む。熱処理工程では、第１熱処理工程及び第２熱処理工程のいずれか一方によって、リング磁石前駆体９００が熱処理され、リング磁石９１０が形成される。リング磁石９１０は、熱処理される温度や時間によって、残留磁束密度や固有保磁力が変化する。
第１熱処理工程では、リング磁石前駆体９００を第１所定温度Ｔ１で、第１所定時間Ｐ１熱処理する。これにより、第１リング磁石９１１が形成される。
第２熱処理工程では、リング磁石前駆体９００を第２所定温度Ｔ２で、第２所定時間Ｐ２熱処理する。これにより、第２リング磁石９１２が形成される。
本実施形態では、第１所定温度Ｔ１と第２所定温度Ｔ２とは異なる温度となっている。第１所定温度Ｔ１は、第２所定温度Ｔ２よりも高い温度となっている。
これにより、第１リング磁石９１１は、第２リング磁石９１２よりも残留磁束密度が高くなっている。一方で、第２リング磁石９１２は、第１リング磁石９１１よりも固有保磁力が高くなっている。
次に、図３の（ｃ１）及び（ｃ２）に示すように、切断工程によって、リング磁石９１０を径方向に切断し、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２を製造する。
図３の（ｃ１）に示すように、第１リング磁石９１１は、第１リング磁石９１１のリング中心Ｃ９１を中心として、周方向において所定角度φ１の間隔で径方向に切断される。
これにより、外周半径ｒ１０Ｆがリング磁石前駆体９００の外径ｒ９０であり、肉厚ｔ１０がリング磁石前駆体９００の肉厚ｔ９０であり、円弧中心Ｃ１０を中心として、左側端部８１０Ｌと右側端部８１０Ｒとの成す角が所定角度φ１である外径側円弧磁石８１０が製造される。
このとき、所定角度φ１は、整数倍すると３６０度となる角度となっている。例えば、所定角度φ１は、１２度、１５度、１８度、２０度、２４度、３０度、３６度、４０度、６０度等となっている。
これにより、第１リング磁石９１１から、余りを生じさせずに、外径側円弧磁石８１０を製造することができるので、外径側円弧磁石８１０の製造コストを低減できる。
本実施形態では、所定角度φ１は、２４度となっている。これにより、一つの第１リング磁石９１１から、余りを生じさせずに、１５個の外径側円弧磁石８１０が製造される。
図３の（ｃ２）に示すように、第２リング磁石９１２は、第２リング磁石９１２のリング中心Ｃ９２を中心として、周方向において所定角度φ２の間隔で径方向に切断される。
これにより、外周半径ｒ２１Ｆ、ｒ２２Ｆがリング磁石前駆体９００の外径ｒ９０であり、肉厚ｔ２１、ｔ２２がリング磁石前駆体９００の肉厚ｔ９０であり、円弧中心Ｃ２１、Ｃ２２を中心として、ｄ軸側端部８２１Ｄ、８２２Ｄとｑ軸側端部８２１Ｑ、８２２Ｑとの成す角が所定角度φ２である第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２が製造される。
このとき、所定角度φ２は、整数倍すると３６０度となる角度となっている。例えば、所定角度φ２は、１２度、１５度、１８度、２０度、２４度、３０度、３６度、４０度、６０度等となっている。
これにより、第２リング磁石９１２から、余りを生じさせずに、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２を製造することができるので、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の製造コストを低減できる。
本実施形態では、所定角度φ２は、２４度となっている。これにより、一つの第２リング磁石９１２から、余りを生じさせずに、１５個の第１内径側円弧磁石８２１または第２内径側円弧磁石８２２が製造される。
本実施形態では、所定角度φ１及び所定角度φ２は、２４度であり、互いに等しくなっている。これにより、切断工程において、同一の切断機で、外径側円弧磁石８１０と、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２と、を製造できるので、外径側円弧磁石８１０と、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２と、の製造コストを低減できる。
このように、同一の押出成形機ＥＭで略円環状に成形された同一のリング磁石前駆体９００から、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２を製造することができる。これにより、外径側円弧磁石８１０、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の製造コストを低減できる。
第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２は、第２リング磁石９１２を切断して製造されているので、第１リング磁石９１１を切断して製造された外径側円弧磁石８１０よりも、固有保磁力が高くなっている。これにより、外径側円弧磁石８１０を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の各領域Ｓに生じる減磁を抑制できる。
図４に示すように、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２に、外径側円弧磁石８１０と同一の円弧磁石を用いた場合のロータ１０の減磁指標ＤＭ１よりも、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２に、外径側円弧磁石８１０よりも固有保磁力が高い同形状の円弧磁石を用いた場合のロータ１０の減磁指標ＤＭ２は、向上する。特に、ロータ１０の駆動等によって、ロータ１０の温度が高いほど、減磁指標ＤＭ２は、減磁指標ＤＭ１に対して顕著に向上する。
一方で、外径側円弧磁石８１０は、第１リング磁石９１１を切断して製造されているので、第２リング磁石９１２を切断して製造された第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２よりも、残留磁束密度が高くなっている。これにより、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の各領域Ｓに生じる減磁を抑制しつつ、回転電機のロータ１０のマグネットトルクを大きくすることができる。
このように、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２に、外径側円弧磁石８１０の熱処理とは異なる熱処理を行うことによって、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の固有保磁力を、容易に外径側円弧磁石８１０の固有保磁力よりも高くすることができる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の回転電機のロータ１０Ａについて図５を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態のロータ１０と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。以下、第１実施形態のロータ１０と第２実施形態のロータ１０Ａとの相違点について詳細に説明する。
本実施形態の熱処理工程は、第１熱処理工程及び第２熱処理工程が同一となっている。すなわち、第１リング磁石９１１と第２リング磁石９１２とは、同一の残留磁束密度であり、同一の固有保磁力となっている。
そして、切断工程において、第２リング磁石９１２を切断して得られた第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２に対し、ｑ軸側端部８２１Ｑ、８２２Ｑを含み、ｄ軸電流による鎖交磁束のうち、外径側円弧磁石８１０を通らない鎖交磁束が通る領域Ｓに、保磁力増大部８２３を形成する。保磁力増大部８２３は、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の保磁力増大部８２３以外の部分、並びに外径側円弧磁石８１０よりも固有保磁力が高くなっている。
保磁力増大部８２３は、任意の手法によって形成されていてよい。例えば、ｑ軸側端部８２１Ｑ、８２２Ｑを含む領域Ｓに、粒界拡散処理を施すことによって、保磁力増大部８２３は形成される。
これにより、外径側円弧磁石８１０を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の各領域Ｓに、固有保磁力が高い保磁力増大部８２３を設けることができ、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の各領域Ｓに生じる減磁を抑制できる。
［第３実施形態］
続いて、本発明の第３実施形態の回転電機のロータ１０Ｂについて図６を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態のロータ１０と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。以下、第１実施形態のロータ１０と第３実施形態のロータ１０Ｂとの相違点について詳細に説明する。
本実施形態の第１内径側円弧磁石８２１は、ｄ軸側に配置されたｄ軸側第１内径側円弧磁石８２１１と、ｄ軸側第１内径側円弧磁石８２１１の周方向の外側に隣接して配置されたｑ軸側第１内径側円弧磁石８２１２と、に分割されている。同様に、第２内径側円弧磁石８２２は、ｄ軸側に配置されたｄ軸側第２内径側円弧磁石８２２１と、ｄ軸側第２内径側円弧磁石８２２１の周方向の外側に隣接して配置されたｑ軸側第２内径側円弧磁石８２２２と、に分割されている。
ｑ軸側第１内径側円弧磁石８２１２及びｑ軸側第２内径側円弧磁石８２２２は、ｄ軸電流による鎖交磁束のうち、外径側円弧磁石８１０を通らない鎖交磁束が通る領域Ｓを含んでいる。ｑ軸側第１内径側円弧磁石８２１２及びｑ軸側第２内径側円弧磁石８２２２は、ｄ軸側第１内径側円弧磁石８２１１、ｄ軸側第２内径側円弧磁石８２２１及び外径側円弧磁石８１０よりも、固有保磁力が高くなっている。
これにより、外径側円弧磁石８１０を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の各領域Ｓに、固有保磁力が高いｑ軸側第１内径側円弧磁石８２１２及びｑ軸側第２内径側円弧磁石８２２２が配置されているので、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の各領域Ｓに生じる減磁を抑制できる。
ｄ軸側第１内径側円弧磁石８２１１及びｄ軸側第２内径側円弧磁石８２２１は、第１リング磁石９１１を、リング中心Ｃ９１を中心として、周方向において例えば１５度の間隔で径方向に切断することによって製造される。ｑ軸側第１内径側円弧磁石８２１２及びｑ軸側第２内径側円弧磁石８２２２は、第２リング磁石９１２を、リング中心Ｃ９２を中心として、周方向において例えば９度の間隔で径方向に切断することによって製造される。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、第１実施形態では、熱処理工程において、第１熱処理工程と、第１熱処理工程とは異なる第２熱処理工程と、のいずれか一方によって、リング磁石前駆体９００を熱処理することによって、固有保磁力の異なる第１リング磁石９１１と第２リング磁石９１２とを形成し、外径側円弧磁石８１０と、外径側円弧磁石８１０よりも固有保磁力が高い第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２と、を製造するものとしたが、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２を、外径側円弧磁石８１０とは異なる材質で製造することによって、外径側円弧磁石８１０と、外径側円弧磁石８１０よりも固有保磁力が高い第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２と、を製造するものとしてもよい。異なる材質とは、原料が異なっていてもよいし、原料は同一で組成比、成分比が異なっていてもよい。これにより、第１内径側円弧磁石８２１及び第２内径側円弧磁石８２２の固有保磁力を、容易に外径側円弧磁石８１０の固有保磁力よりも高くすることができる。
また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
（１） 略円環形状のロータコア（ロータコア２０）と、
前記ロータコアの周方向に所定の間隔で形成された複数の磁極部（磁極部３０）と、を備え、
各磁極部は、
径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一つの外径側円弧磁石（外径側円弧磁石８１０）から構成される外径側磁石部（外径側磁石部３１０）と、
前記外径側磁石部よりも前記径方向において内側に位置し、前記径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一対の内径側円弧磁石（内径側円弧磁石８２０）から構成される内径側磁石部（内径側磁石部３２０）と、を有し、
各円弧磁石は、内周面と外周面とが同じ円弧中心を有する円弧磁石であり、
各磁極部の中心軸をｄ軸、該ｄ軸に対し電気角で９０度隔てた軸をｑ軸とした場合、
前記内径側磁石部は、前記ｄ軸に対して対称に形成されており、
一対の前記内径側円弧磁石は、
前記周方向において、前記ｄ軸に対し一方側（左側）に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部（ｄ軸側端部８２１Ｄ）及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部（ｑ軸側端部８２１Ｑ）を有する第１内径側円弧磁石（第１内径側円弧磁石８２１）と、
前記周方向において、前記ｄ軸に対し他方側（右側）に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部（ｄ軸側端部８２２Ｄ）及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部（ｑ軸側端部８２２Ｑ）を有する第２内径側円弧磁石（第２内径側円弧磁石８２２）と、を備える、回転電機のロータ（ロータ１０）であって、
前記外径側円弧磁石と、前記第１内径側円弧磁石と、前記第２内径側円弧磁石とは、軸方向から見た形状が略同一であり、
前記第１内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の円弧中心（円弧中心Ｃ１０）と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記一方側に位置する第１端部（左側端部８１０Ｌ）と、を通る第１仮想直線（第１仮想直線ＶＬ１）よりも前記周方向において外側であるように配置されており、
前記第２内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の前記円弧中心と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記他方側に位置する第２端部（右側端部８１０Ｒ）と、を通る第２仮想直線（第２仮想直線ＶＬ２）よりも前記周方向において外側であるように配置されており、
前記第１内径側円弧磁石及び前記第２内径側円弧磁石は、前記外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高い、回転電機のロータ。
（１）によれば、第１内径側円弧磁石は、ｑ軸側端部が第１仮想直線よりも周方向において外側であるように配置されており、第２内径側円弧磁石は、ｑ軸側端部が第２仮想直線よりも周方向において外側であるように配置されている。第１内径側円弧磁石の第１仮想直線よりも周方向において外側、及び第２内径側円弧磁石の第２仮想直線よりも周方向において外側には、ｄ軸電流による鎖交磁束のうち、外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る領域が形成される。外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石の各領域は、パーミアンスが低くなるため、減磁しやすい。
第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石は、外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高いので、外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石の各領域に生じる減磁を抑制できる。
さらに、外径側円弧磁石と、第１内径側円弧磁石と、第２内径側円弧磁石とは、軸方向から見た形状が略同一であるので、同一の成形機で略円環状に成形されたリング磁石から、外径側円弧磁石、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石を製造することができる。これにより、外径側円弧磁石、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石の製造コストを低減できる。
（２） （１）に記載の回転電機のロータであって、
前記外径側円弧磁石は、前記第１内径側円弧磁石及び前記第２内径側円弧磁石よりも残留磁束密度が高い、回転電機のロータ。
（２）によれば、外径側円弧磁石は、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石よりも残留磁束密度が高いので、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石に生じる減磁を抑制しつつ、回転電機のロータのマグネットトルクを大きくすることができる。
（３） （１）または（２）に記載の回転電機のロータであって、
前記第１内径側円弧磁石及び前記第２内径側円弧磁石は、前記外径側円弧磁石とは材質が異なる永久磁石である、回転電機のロータ。
（３）によれば、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石に、外径側円弧磁石とは材質が異なる永久磁石を用いることによって、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石の固有保磁力を、容易に外径側円弧磁石の固有保磁力よりも高くすることができる。
（４） （１）または（２）に記載の回転電機のロータであって、
前記第１内径側円弧磁石及び前記第２内径側円弧磁石は、前記外径側円弧磁石の熱処理とは異なる熱処理がされた永久磁石である、回転電機のロータ。
（４）によれば、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石に、外径側円弧磁石の熱処理とは異なる熱処理を行うことによって、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石の固有保磁力を、容易に外径側円弧磁石の固有保磁力よりも高くすることができる。
（５） （１）または（２）に記載の回転電機のロータの各円弧磁石を製造する円弧磁石製造方法であって、
略円環形状のリング磁石前駆体（リング磁石前駆体９００）を成形するリング磁石成形工程と、
前記リング磁石前駆体を熱処理し、リング磁石（リング磁石９１０）を形成する熱処理工程と、
前記熱処理工程によって形成された前記リング磁石を径方向に切断する切断工程と、を含み、
前記リング磁石成形工程では、熱間加工によって前記リング磁石前駆体が成形され、
前記熱処理工程は、第１熱処理工程と、該第１熱処理工程とは異なる第２熱処理工程と、を含み、
前記熱処理工程では、前記第１熱処理工程及び前記第２熱処理工程のいずれか一方によって前記リング磁石前駆体が熱処理され、前記第１熱処理工程によって熱処理された第１リング磁石（第１リング磁石９１１）と、前記第２熱処理工程によって熱処理された第２リング磁石（第２リング磁石９１２）と、が形成され、
前記切断工程では、
前記第１リング磁石を、前記第１リング磁石のリング中心（リング中心Ｃ９１）を中心として、周方向において所定角度（所定角度φ１）の間隔で径方向に切断することによって、前記外径側円弧磁石を製造し、
前記第２リング磁石を、前記第２リング磁石のリング中心（リング中心Ｃ９２）を中心として、周方向において所定角度（所定角度φ２）の間隔で径方向に切断することによって、前記第１内径側円弧磁石及び前記第２内径側円弧磁石を製造する、円弧磁石製造方法。
（５）によれば、熱処理工程において、第１熱処理工程及び第２熱処理工程のいずれか一方によってリング磁石前駆体が熱処理され、第１熱処理工程によって熱処理された第１リング磁石と、第２熱処理工程によって熱処理された第２リング磁石と、が形成され、切断工程において、第１リング磁石を径方向に切断することによって、外径側円弧磁石を製造し、第２リング磁石を径方向に切断することによって、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石を製造することができるので、同一のリング磁石前駆体から、外径側円弧磁石と、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石とを製造することができる。これにより、外径側円弧磁石と、第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石との製造コストを低減できる。
（６） 略円環形状のロータコア（ロータコア２０）と、
前記ロータコアの周方向に所定の間隔で形成された複数の磁極部（磁極部３０）と、を備え、
各磁極部は、
径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一つの外径側円弧磁石（外径側円弧磁石８１０）から構成される外径側磁石部（外径側磁石部３１０）と、
前記外径側磁石部よりも前記径方向において内側に位置し、前記径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一対の内径側円弧磁石（内径側円弧磁石８２０）から構成される内径側磁石部（内径側磁石部３２０）と、を有し、
各円弧磁石は、内周面と外周面とが同じ円弧中心を有する円弧磁石であり、
各磁極部の中心軸をｄ軸、該ｄ軸に対し電気角で９０度隔てた軸をｑ軸とした場合、
前記内径側磁石部は、前記ｄ軸に対して対称に形成されており、
一対の前記内径側円弧磁石は、
前記周方向において、前記ｄ軸に対し一方側（左側）に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部（ｄ軸側端部８２１Ｄ）及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部（ｑ軸側端部８２１Ｑ）を有する第１内径側円弧磁石（第１内径側円弧磁石８２１）と、
前記周方向において、前記ｄ軸に対し他方側（右側）に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部（ｄ軸側端部８２２Ｄ）及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部（ｑ軸側端部８２２Ｑ）を有する第２内径側円弧磁石（第２内径側円弧磁石８２２）と、を備える、回転電機のロータ（ロータ１０）であって、
前記外径側円弧磁石と、前記第１内径側円弧磁石と、前記第２内径側円弧磁石とは、軸方向から見た形状が略同一であり、
前記第１内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の円弧中心（円弧中心Ｃ１０）と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記一方側に位置する第１端部（左側端部８１０Ｌ）と、を通る第１仮想直線（第１仮想直線ＶＬ１）よりも前記周方向において外側であり、前記ｄ軸側端部が、前記第１仮想直線よりも前記周方向において内側であるように配置されており、
前記第２内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の前記円弧中心と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記他方側に位置する第２端部（右側端部８１０Ｒ）と、を通る第２仮想直線（第２仮想直線ＶＬ２）よりも前記周方向において外側であり、前記ｄ軸側端部が、前記第２仮想直線よりも前記周方向において内側であるように配置されており、
前記第１内径側円弧磁石には、前記ｑ軸側端部を含み、前記第１仮想直線よりも前記周方向において外側の領域（領域Ｓ）に、前記外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高い保磁力増大部（保磁力増大部８２３）が形成されており、
前記第２内径側円弧磁石には、前記ｑ軸側端部を含み、前記第２仮想直線よりも前記周方向において外側の領域（領域Ｓ）に、前記外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高い保磁力増大部（保磁力増大部８２３）が形成されている、回転電機のロータ。
（６）によれば、第１内径側円弧磁石は、ｑ軸側端部が第１仮想直線よりも周方向において外側であり、ｄ軸側端部が第１仮想直線よりも周方向において内側であるように配置されており、第２内径側円弧磁石は、ｑ軸側端部が第２仮想直線よりも周方向において外側であり、ｄ軸側端部が第２仮想直線よりも周方向において内側であるように配置されている。第１内径側円弧磁石の第１仮想直線よりも周方向において外側、及び第２内径側円弧磁石の第２仮想直線よりも周方向において外側には、ｄ軸電流による鎖交磁束のうち、外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る領域が形成される。外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石の各領域は、パーミアンスが低くなるため、減磁しやすい。
第１内径側円弧磁石には、ｑ軸側端部を含み、第１仮想直線よりも周方向において外側の領域に、外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高い保磁力増大部が形成されており、第２内径側円弧磁石には、ｑ軸側端部を含み、第２仮想直線よりも周方向において外側の領域に、外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高い保磁力増大部が形成されている。これにより、外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石の各領域に固有保磁力が高い保磁力増大部を設けることができるので、外径側円弧磁石を通らない鎖交磁束が通る第１内径側円弧磁石及び第２内径側円弧磁石の各領域に生じる減磁を抑制できる。
１０ ロータ
２０ ロータコア
３０ 磁極部
３１０ 外径側磁石部
３２０ 内径側磁石部
８１０ 外径側円弧磁石
８１０Ｌ 左側端部（第１端部）
８１０Ｒ 右側端部（第２端部）
８２０ 内径側円弧磁石
８２１ 第１内径側円弧磁石
８２１Ｄ ｄ軸側端部
８２１Ｑ ｑ軸側端部
８２２ 第２内径側円弧磁石
８２２Ｄ ｄ軸側端部
８２２Ｑ ｑ軸側端部
８２３ 保磁力増大部
９００ リング磁石前駆体
９１０ リング磁石
９１１ 第１リング磁石
９１２ 第２リング磁石
Ｃ１０ 円弧中心
Ｃ９１ リング中心
Ｃ９２ リング中心
Ｓ 領域
ＶＬ１ 第１仮想直線
ＶＬ２ 第２仮想直線
φ１、φ２ 所定角度

Claims (6)

  1. 略円環形状のロータコアと、
    前記ロータコアの周方向に所定の間隔で形成された複数の磁極部と、を備え、
    各磁極部は、
    径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一つの外径側円弧磁石から構成される外径側磁石部と、
    前記外径側磁石部よりも前記径方向において内側に位置し、前記径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一対の内径側円弧磁石から構成される内径側磁石部と、を有し、
    各円弧磁石は、内周面と外周面とが同じ円弧中心を有する円弧磁石であり、
    各磁極部の中心軸をｄ軸、該ｄ軸に対し電気角で９０度隔てた軸をｑ軸とした場合、
    前記内径側磁石部は、前記ｄ軸に対して対称に形成されており、
    一対の前記内径側円弧磁石は、
    前記周方向において、前記ｄ軸に対し一方側に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部を有する第１内径側円弧磁石と、
    前記周方向において、前記ｄ軸に対し他方側に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部を有する第２内径側円弧磁石と、を備える、回転電機のロータであって、
    前記外径側円弧磁石と、前記第１内径側円弧磁石と、前記第２内径側円弧磁石とは、軸方向から見た形状が略同一であり、
    前記第１内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の円弧中心と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記一方側に位置する第１端部と、を通る第１仮想直線よりも前記周方向において外側であるように配置されており、
    前記第２内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の前記円弧中心と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記他方側に位置する第２端部と、を通る第２仮想直線よりも前記周方向において外側であるように配置されており、
    前記第１内径側円弧磁石及び前記第２内径側円弧磁石は、前記外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高い、回転電機のロータ。
  2. 請求項１に記載の回転電機のロータであって、
    前記外径側円弧磁石は、前記第１内径側円弧磁石及び前記第２内径側円弧磁石よりも残留磁束密度が高い、回転電機のロータ。
  3. 請求項１または２に記載の回転電機のロータであって、
    前記第１内径側円弧磁石及び前記第２内径側円弧磁石は、前記外径側円弧磁石とは材質が異なる永久磁石である、回転電機のロータ。
  4. 請求項１または２に記載の回転電機のロータであって、
    前記第１内径側円弧磁石及び前記第２内径側円弧磁石は、前記外径側円弧磁石の熱処理とは異なる熱処理がされた永久磁石である、回転電機のロータ。
  5. 請求項１または２に記載の回転電機のロータの各円弧磁石を製造する円弧磁石製造方法であって、
    略円環形状のリング磁石前駆体を成形するリング磁石成形工程と、
    前記リング磁石前駆体を熱処理し、リング磁石を形成する熱処理工程と、
    前記熱処理工程によって形成された前記リング磁石を径方向に切断する切断工程と、を含み、
    前記リング磁石成形工程では、熱間加工によって前記リング磁石前駆体が成形され、
    前記熱処理工程は、第１熱処理工程と、該第１熱処理工程とは異なる第２熱処理工程と、を含み、
    前記熱処理工程では、前記第１熱処理工程及び前記第２熱処理工程のいずれか一方によって前記リング磁石前駆体が熱処理され、前記第１熱処理工程によって熱処理された第１リング磁石と、前記第２熱処理工程によって熱処理された第２リング磁石と、が形成され、
    前記切断工程では、
    前記第１リング磁石を、前記第１リング磁石のリング中心を中心として、周方向において所定角度の間隔で径方向に切断することによって、前記外径側円弧磁石を製造し、
    前記第２リング磁石を、前記第２リング磁石のリング中心を中心として、周方向において所定角度の間隔で径方向に切断することによって、前記第１内径側円弧磁石及び前記第２内径側円弧磁石を製造する、円弧磁石製造方法。
  6. 略円環形状のロータコアと、
    前記ロータコアの周方向に所定の間隔で形成された複数の磁極部と、を備え、
    各磁極部は、
    径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一つの外径側円弧磁石から構成される外径側磁石部と、
    前記外径側磁石部よりも前記径方向において内側に位置し、前記径方向の内側に凸となるように配置された少なくとも一対の内径側円弧磁石から構成される内径側磁石部と、を有し、
    各円弧磁石は、内周面と外周面とが同じ円弧中心を有する円弧磁石であり、
    各磁極部の中心軸をｄ軸、該ｄ軸に対し電気角で９０度隔てた軸をｑ軸とした場合、
    前記内径側磁石部は、前記ｄ軸に対して対称に形成されており、
    一対の前記内径側円弧磁石は、
    前記周方向において、前記ｄ軸に対し一方側に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部を有する第１内径側円弧磁石と、
    前記周方向において、前記ｄ軸に対し他方側に位置し、前記ｄ軸側のｄ軸側端部及び前記ｑ軸側のｑ軸側端部を有する第２内径側円弧磁石と、を備える、回転電機のロータであって、
    前記外径側円弧磁石と、前記第１内径側円弧磁石と、前記第２内径側円弧磁石とは、軸方向から見た形状が略同一であり、
    前記第１内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の円弧中心と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記一方側に位置する第１端部と、を通る第１仮想直線よりも前記周方向において外側であり、前記ｄ軸側端部が、前記第１仮想直線よりも前記周方向において内側であるように配置されており、
    前記第２内径側円弧磁石は、前記ｑ軸側端部が、前記外径側円弧磁石の前記円弧中心と、前記外径側円弧磁石の前記周方向において前記他方側に位置する第２端部と、を通る第２仮想直線よりも前記周方向において外側であり、前記ｄ軸側端部が、前記第２仮想直線よりも前記周方向において内側であるように配置されており、
    前記第１内径側円弧磁石には、前記ｑ軸側端部を含み、前記第１仮想直線よりも前記周方向において外側の領域に、前記外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高い保磁力増大部が形成されており、
    前記第２内径側円弧磁石には、前記ｑ軸側端部を含み、前記第２仮想直線よりも前記周方向において外側の領域に、前記外径側円弧磁石よりも固有保磁力が高い保磁力増大部が形成されている、回転電機のロータ。
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