JP5609689B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、回転電機に関し、特に、ロータコアの内部に半径方向に延びるように設けられる永久磁石を備える回転電機に関する。

従来、ロータコアの内部に半径方向に延びるように設けられる永久磁石を備える回転電機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、磁極部材（ロータコア）の内部に半径方向に延びるように設けられるマグネット（永久磁石）を備える永久磁石式電動機（回転電機）のロータ構造が開示されている。この永久磁石式電動機では、マグネットは、周方向の幅が磁極部材の内周部側と外周部側とで等しい長方形状の断面を有するように形成されている。

特開平１−１４４３３７号公報

上記特許文献１に開示されたようなマグネットが磁極部材の内部に半径方向に延びるように設けられている永久磁石式電動機では、マグネットは、永久磁石式電動機のｑ軸（主磁束に沿った方向の軸（ｄ軸）と電気的に直交する方向の軸）と直交する方向に着磁されていると考えられる。

しかしながら、上記特許文献１に開示されたようなマグネット（永久磁石）が磁極部材（ロータコア）の内部に半径方向に延びるように設けられている永久磁石式電動機（回転電機）では、電機子反作用による磁束の影響を受けやすい磁極部材（ロータコア）の外周部側のマグネット（永久磁石）の端部が不可逆減磁しやすいという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、永久磁石がロータコアの内部に半径方向に延びるように設けられている回転電機において、ロータコアの外周部側の永久磁石の端部の不可逆減磁を抑制することが可能な回転電機を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による回転電機は、ロータコアと、ロータコアの外周部に対向するように配置されるステータコアと、ロータコアの内部に半径方向に延びるように設けられる永久磁石とを備え、永久磁石は、周方向の幅がロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなる台形形状の断面を有するように形成されており、永久磁石は、回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ外周側に傾いた方向に着磁されている第１永久磁石と、第１永久磁石に周方向に隣接するように配置され、回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ内周側に傾いた方向に着磁されている第２永久磁石とを含み、ロータコアは、周方向に間隔を隔てて配置される複数のコア部を含むように構成されており、永久磁石は、複数のコア部のうちの隣接するコア部の間に配置されており、永久磁石の周方向の幅は、コア部のうちの永久磁石に周方向に接する部分の周方向の幅よりも大きい。
この発明の第２の局面による回転電機は、ロータコアと、ロータコアの外周部に対向するように配置されるステータコアと、ロータコアの内部に半径方向に延びるように設けられる永久磁石とを備え、永久磁石は、周方向の幅がロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなるように形成されており、永久磁石は、回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ外周側に傾いた方向に着磁されている第１永久磁石と、第１永久磁石に周方向に隣接するように配置され、回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ内周側に傾いた方向に着磁されている第２永久磁石とを含む。
この発明の第３の局面による回転電機は、ロータコアと、ロータコアの外周部に対向するように配置されるステータコアと、ロータコアの内部に半径方向に延びるように設けられる永久磁石とを備え、永久磁石は、周方向の幅がロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなるように形成されており、永久磁石は、回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ外周側に傾いた方向に着磁されている第１永久磁石と、第１永久磁石に周方向に隣接するように配置され、回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ内周側に傾いた方向に着磁されている第２永久磁石とを含み、ロータコアの内周部に取り付けられる回転軸部をさらに備え、ロータコアは、周方向に間隔を隔てて配置される複数のコア部を含むように構成されており、永久磁石は、複数のコア部のうちの隣接するコア部の間に、永久磁石の内周面が回転軸部の外周面に接するように配置されている。

この発明の第４の局面による回転電機は、ロータコアと、ロータコアの外周部に対向するように配置されるステータコアと、ロータコアの内部に半径方向に延びるように設けられる複数の永久磁石とを備え、複数の永久磁石は、ロータコアの内部にロータコアを介さずに周方向に２つずつ隣接するように配置されており、複数の永久磁石は、周方向に２つずつ隣接する永久磁石同士が接している線と直交する方向に対して所定の角度θだけ外周側に傾いた方向に着磁されている第１永久磁石と、周方向に２つずつ隣接する永久磁石同士が接している線と直交する方向に対して所定の角度θだけ内周側に傾いた方向に着磁されている第２永久磁石とを含むとともに、周方向の幅がロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなるように形成されており、ロータコアは、周方向に間隔を隔てて配置される複数のコア部を含むように構成されており、永久磁石は、複数のコア部のうちの隣接するコア部の間に配置されており、永久磁石の周方向の幅は、コア部のうちの永久磁石に周方向に接する部分の周方向の幅よりも大きい。

この発明の第５の局面による回転電機は、回転部であるロータと、ロータとの間に空隙を介して配置された固定部であるステータとを備え、ロータは、複数の永久磁石と、ロータコアとを含み、複数の永久磁石の各々は、ロータの周方向に所定の間隔で配置され、永久磁石によりロータの空隙に接する表面に発生する複数の磁極のうち、所定の磁極を基準磁極とし、ロータの回転中心と、基準磁極とロータの周方向に隣接する磁極との境界とを結ぶ直線を磁極境界線とした場合に、複数の永久磁石の各々の着磁の向きは、磁極境界線に対して平行ではない向きに設定されるとともに、永久磁石の形状は、周方向の幅がロータの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなるように形成されており、複数の永久磁石は、磁極境界線と直交する方向に対して所定の角度θだけ外周側に傾いた方向に着磁されている第１永久磁石と、第１永久磁石に周方向に隣接するように配置され、磁極境界線と直交する方向に対して所定の角度θだけ内周側に傾いた方向に着磁されている第２永久磁石とを含み、ロータコアは、周方向に間隔を隔てて配置される複数のコア部を含むように構成されており、永久磁石は、複数のコア部のうちの隣接するコア部の間に配置されており、永久磁石の周方向の幅は、コア部のうちの永久磁石に周方向に接する部分の周方向の幅よりも大きい。

本発明による回転電機では、永久磁石を、周方向の幅がロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなるように形成する。これにより、電機子反作用による磁束の影響を受けやすいロータコアの外周部側の永久磁石の端部における不可逆減磁を抑制することができる。また、ロータコアの内周部側の永久磁石の端部の周方向の幅が小さくなる分、ロータコアの内部（内周部）に取り付け可能な永久磁石の数を増やすことができるので、回転電機の出力を高めることができる。これらの結果、永久磁石の不可逆減磁を抑制しながら、回転電機の出力を高めることができる。

本発明の一実施形態による電動機のロータおよびステータを軸方向から見た図である。 図１の２００−２００線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による電動機のロータを構成する複数のコア部と複数の永久磁石との配置関係を示す図である。 本発明の一実施形態による電動機の永久磁石の着磁方向を説明するための拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態による電動機１００の構成について説明する。

図１に示すように、電動機１００は、固定部であるステータ１と、回転部であるロータ２とを備えている。なお、電動機１００は、本発明の「回転電機」の一例である。

図１に示すように、ステータ１は、ステータコア１１と、巻線１２と、ステータヨーク１３とにより構成されている。ステータコア１１は、ロータ２の後述するロータコア２２の外周部に対向するように所定の空間（ギャップ３）を隔てて配置されている。また、ステータコア１１の内側には、複数（本実施形態では、１２個）のスロット１４が形成されている。なお、ギャップ３は、本発明の「空隙」の一例である。

複数のスロット１４は、ロータ２の回転方向（以下、周方向と呼ぶ）に沿って略等角度間隔（本実施形態では、約３０°間隔）で配置されている。巻線１２は、複数のスロット１４の各々の内部に収納されている。ステータヨーク１３は、ステータコア１１の外周部を取り囲むように設けられている。なお、複数のスロット１４のうちの隣接する２個のスロット１４間のステータコア１１の部分は、ティース部１５を構成している。

図１〜図３に示すように、ロータ２は、シャフト２１と、ロータコア２２と、複数の永久磁石２３ａおよび２３ｂと、プレート２４とにより構成されている。シャフト２１は、ロータ２の中心を貫通してＸ方向（図２参照）（以下、軸方向と呼ぶ）に延びるように設けられている。ロータコア２２は、シャフト２１を取り囲むように設けられている。また、ロータコア２２は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板（図２参照）により形成されている。なお、シャフト２１は、本発明の「回転軸部」の一例である。

本実施形態では、図３に示すように、ロータコア２２は、ロータコア２２のＮ極として機能する複数（本実施形態では、５つ）のコア部２２ａと、ロータコア２２のＳ極として機能する複数（本実施形態では、５つ）のコア部２２ｂとにより構成されている。これら複数のコア部２２ａおよび２２ｂは、周方向に沿って略等角度間隔（本実施形態では、略３６°間隔）で１つずつ交互に配置されている。なお、これら複数のコア部２２ａおよび２２ｂの各々の外周部近傍の周方向の中央部には、後述するバー３０が挿入されるバー挿入穴２２ｃが形成されている。

また、本実施形態では、コア部２２ａ（２２ｂ）の外周部の周方向の両端部には、磁石被覆部２２ｄが設けられている。この磁石被覆部２２ｄは、コア部２２ａ（２２ｂ）と隣接する永久磁石２３ａ（２３ｂ）の外周面のコア部２２ａ（２２ｂ）側の部分を覆うように構成されている。なお、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の外周面の磁石被覆部２２ｄに覆われていない部分は、ステータ１側に（図１参照）露出している。

図１〜図４に示すように、複数の永久磁石２３ａおよび２３ｂは、共に、ロータコア２２の内部に半径方向に延びるように設けられている。具体的には、図３および図４に示すように、永久磁石２３ａおよび２３ｂは、複数のコア部２２ａおよび２２ｂのうちの隣接するコア部２２ａおよび２２ｂの間に、永久磁石２３ａおよび２３ｂの内周面がシャフト２１の外周面に接するように配置されている。また、永久磁石２３ａおよび２３ｂは、コア部２２ａおよび２２ｂを介さずに周方向に２つ隣接するように配置されている。

なお、永久磁石２３ａ（２２ｂ）とコア部２２ａ（２２ｂ）、永久磁石２３ａと永久磁石２３ｂ、および、永久磁石２３ａ（２３ｂ）とシャフト２１とは、接着剤からなる図示しない接着層を介して接着されている。また、図２に示すように、永久磁石２３ａおよび２３ｂは、ロータコア２２を軸方向の両側から挟み込む後述する２つのプレート２４の間で軸方向に延びるように形成されている。

本実施形態では、図３および図４に示すように、複数の永久磁石２３ａおよび２３ｂは、共に、周方向の幅がロータコア２２（コア部２２ａおよび２２ｂ）の内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなる台形形状の断面を有するように形成されている。具体的には、図４に示すように、永久磁石２３ａ（２３ｂ）のコア部２２ａ（２２ｂ）に隣接する２つの角部のそれぞれの角度が直角になっている。

また、本実施形態では、図４に示すように、複数の永久磁石２３ａおよび２３ｂは、共に、電動機１００のｑ軸（主磁束に沿った方向の軸（ｄ軸）と電気的に直交する方向の軸）と直交する方向（矢印Ａ方向）に対して所定の角度θだけ傾いた方向に着磁されている。具体的には、コア部２１ａ側に隣接する永久磁石２３ａは、ｑ軸と直交する方向（矢印Ａ方向）に対して所定の角度θだけ外周側に傾いた方向に着磁されている。また、コア部２１ｂに周方向に隣接する永久磁石２３ｂは、ｑ軸と直交する方向（矢印Ａ方向）に対して所定の角度θだけ内周側に傾いた方向に着磁されている。すなわち、コア部２２ａおよびコア部２２ｂの間で周方向に隣接する永久磁石２３ａおよび永久磁石２３ｂの着磁方向は、ｑ軸に対して略線対称になっている。

なお、図４に示すように、本実施形態による電動機１００のｑ軸は、周方向に隣接する永久磁石２３ａと永久磁石２３ｂとが接している線に一致する。また、本実施形態による電動機１００のｑ軸は、図４に示すコア部２２ａを基準磁極とした場合、ロータ２の回転中心Ｏ（図１参照）と、基準磁極と周方向に隣接する磁極（図４に示すコア部２２ｂ）との境界とを結ぶ直線（磁極境界線）に一致する。

本実施形態では、上記所定の角度θは、０°＜θ≦４５°の範囲に設定されている。これにより、永久磁石２３ａ（２３ｂ）をｑ軸と直交する方向（矢印Ａ方向（図４参照））に着磁する場合に比べて、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の着磁方向に沿った方向の厚みを大きくすることができるので、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の動作点を高くすることが可能になる。なお、この所定の角度θは、電動機１００の磁極数（コア部２２ａおよび２２ｂの個数（本実施形態では、１０個））を変更した場合でも、一定の範囲（０°＜θ≦４５°）に設定するのが好ましい。

図２に示すように、プレート２４は、ロータコア２２および永久磁石２３ａ（２３ｂ）を軸方向の両側から挟み込むように２つ設けられている。具体的には、プレート２４は、ロータコア２２および永久磁石２３ａ（２３ｂ）の軸方向の端面を覆うとともに半径方向に延びる円板状に形成されている。なお、図１に示すように、円板状のプレート２４の直径は、ロータコア２２の外径よりも小さくなるように構成されている。また、プレート２４は、たとえばステンレスなどの非磁性体により形成されている。

本実施形態では、図１に示すように、プレート２４の内周部（円板状のプレート２４の中央部近傍）には、開口からなるシャフト挿入部２４ａが設けられている。このシャフト挿入部２４ａには、歯車状の係合部２４ｂが形成されている。ここで、シャフト２１の外周面のロータコア２２から軸方向にはみ出した部分（図２参照）には、プレート２４の係合部２４ｂに対応する歯車状（図１参照）の係合部２１ａが形成されている。本実施形態では、プレート２４の歯車状の係合部２４ｂと、シャフト２１の歯車状の係合部２１ａとが係合（噛合）することにより、プレート２４とシャフト２１とが固定されている。なお、係合部２１ａは、本発明の「第１係合部」の一例であるとともに、係合部２４ｂは、本発明の「第２係合部」の一例である。

また、本実施形態では、プレート２４の外周部近傍には、コア部２２ａ（２２ｂ）のバー挿入穴２２ｃに対応するようにバー挿入穴２４ｃが複数（本実施形態では、１０個）設けられている。これら複数のバー挿入穴２４ｃは、円板状のプレート２４の外周部近傍において周方向に沿って略等角度間隔（本実施形態では、約３６°間隔）で設けられている。図２に示すように、このプレート２４のバー挿入穴２４ｃと、コア部２２ａ（２２ｂ）のバー挿入穴２２ｃとの内部には、軸方向に延びる丸棒状（円柱状）のバー３０が挿入されている。

次に、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態による電動機１００のロータ２の組み立て手順について説明する。

まず、図３に示すように、複数のコア部２２ａと、複数のコア部２２ｂとを１つずつ交互に周状に配置することにより、シャフト２１の外周面上（図１および図２参照）でロータコア２２を構成する。なお、このとき、ロータコア２２の内部に、半径方向に延びるとともに台形形状の断面を有する複数の永久磁石２３ａおよび２３ｂを取り付けておく。具体的には、永久磁石２３ａおよび２３ｂの内周面がシャフト２１の外周面に接するとともに、永久磁石２３ａおよび２３ｂが隣接するコア部２２ａおよび２２ｂの間で周方向に隣接するように、ロータコア２２の内部に永久磁石２３ａおよび２３ｂを取り付けておく。また、このとき、永久磁石２３ａ（２２ｂ）とコア部２２ａ（２２ｂ）、永久磁石２３ａと永久磁石２３ｂ、および、永久磁石２３ａ（２３ｂ）とシャフト２１とを接着剤により接着しておく。

次に、上記ロータコア２２と永久磁石２３ａおよび２３ｂとを取り付けたシャフト２１に対して、２つの円板状のプレート２４を軸方向の両側から取り付ける。具体的には、まず、プレート２４の内周部のシャフト挿入部２４ａにシャフト２１を挿入する。そして、図１に示すように、シャフト２１の外周部に設けられた歯車状の係合部２１ａと、プレート２４のシャフト挿入部２４ａに設けられた歯車状の係合部２４ｂとを係合させることにより、シャフト２１とプレート２４とを固定する。なお、このとき、プレート２４のバー挿入穴２４ｃと、コア部２２ａ（２２ｂ）のバー挿入穴２２ｃとの位置を合わせておく。

最後に、図２に示すように、上記のように位置を合わせたプレート２４のバー挿入穴２４ｃと、コア部２２ａ（２２ｂ）のバー挿入穴２２ｃとに対して、バー３０を軸方向に挿入し、プレート２４とコア部２２ａ（２２ｂ）とを固定する。このようにして、本発明の一実施形態による電動機１００のロータ２の組み立てが行われる。

本実施形態では、上記のように、永久磁石２３ａ（２３ｂ）を、周方向の幅がロータコア２２の内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなるように形成する。これにより、ロータコア２２の外周部側の永久磁石２３ａ（２３ｂ）の端部の周方向の幅が大きくなる分、電機子反作用による磁束の影響を受けやすいロータコア２２の外周部側の永久磁石２３ａ（２３ｂ）の端部の着磁方向（電動機１００のｑ軸と交差する方向）に沿った方向の厚みを大きくすることができるので、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の動作点を高くすることができる。その結果、電機子反作用による磁束の影響を受けやすいロータコア２２の外周部側の永久磁石２３ａ（２３ｂ）の端部における不可逆減磁を抑制することができる。また、ロータコア２２の内周部側の永久磁石２３ａ（２３ｂ）の端部の周方向の幅が小さくなる分、ロータコア２２の内部（内周部）に取り付け可能な永久磁石２３ａ（２３ｂ）の数を増やすことができるので、電動機１００の出力を高めることができる。これらの結果、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の不可逆減磁を抑制しながら、電動機１００の出力を高めることができる。

また、本実施形態では、上記のように、永久磁石２３ａ（２３ｂ）を、周方向の幅がロータコア２２の内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなる台形形状の断面を有するように形成する。これにより、周方向の幅がロータコア２２の内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなる永久磁石２３ａ（２３ｂ）を容易に製造することができる。

また、本実施形態では、上記のように、永久磁石２３ａ（２３ｂ）を、ｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ傾いた方向に着磁する。これにより、永久磁石２３ａ（２３ｂ）をｑ軸と直交する方向（矢印Ａ方向（図４参照））に着磁する場合に比べて、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の着磁方向に沿った方向の厚みをより大きくすることができるので、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の動作点をより高くすることができる。その結果、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の不可逆減磁をより抑制することができる。また、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の着磁方向をｑ軸と直交する方向（矢印Ａ方向）に対して傾けることにより、ロータコア２２が回転する際におけるロータコア２２とステータコア１１との間のギャップ３を流れる磁束の変化を滑らかにすることができる。その結果、電動機１００のコギングトルクを低減することができる。

また、本実施形態では、上記のように、所定の角度θを、０°＜θ≦４５°の範囲に設定する。この角度範囲に所定の角度θを設定することにより、容易に、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の着磁方向に沿った方向の厚みを大きくすることができるとともに、ロータコア２２が回転する際におけるロータコア２２とステータコア１１との間のギャップ３を流れる磁束の変化を滑らかにすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ロータコア２２の内周部に取り付けるシャフト２１を設ける。また、ロータコア２２を、周方向に間隔を隔てて配置する複数のコア部２２ａおよび２２ｂを含むように構成し、永久磁石２３ａおよび２３ｂを、複数のコア部２２ａおよび２２ｂのうちの隣接するコア部２２ａおよび２２ｂの間に、永久磁石２３ａおよび２３ｂの内周面がシャフト２１の外周面に接するように配置する。これにより、ロータコア２２が周方向に間隔を隔てて配置された複数のコア部２２ａおよび２２ｂに分離されるので、コア部２２ａとコア部２２ｂとがロータコア２２の外周に沿って互いに接続され、永久磁石２３ａおよび２３ｂの外周面がロータコア２２（コア部２２ａおよび２２ｂ）により覆われている場合と異なり、永久磁石２３ａおよび２３ｂから発生する磁束の一部がステータコア１１側に流れずに永久磁石２３ａおよび２３ｂの外周面上のロータコア２２を介して循環するのを抑制することができる。その結果、漏れ磁束を低減することができるので、電動機１００の出力をより高めることができる。

また、本実施形態では、上記のように、コア部２２ａ（２２ｂ）の外周部に、コア部２２ａ（２２ｂ）と隣接する永久磁石２３ａ（２３ｂ）の外周面のコア部２２ａ（２２ｂ）側の部分を覆う磁石被覆部２２ｄを設ける。また、永久磁石２３ａおよび２３ｂを、複数のコア部２２ａおよび２２ｂのうちの隣接するコア部２２ａおよび２２ｂの間に、永久磁石２３ａおよび２３ｂの内周面がシャフト２１の外周面に接するとともに、永久磁石２３ａおよび２３ｂの外周面の磁石被覆部２２ｄに覆われていない部分が露出するように配置する。これにより、磁石被覆部２２ｄにより、ロータコア２２（コア部２２ａおよび２２ｂ）が回転する際の遠心力によって永久磁石２３ａおよび２３ｂが外周側に外れるのを抑制することができる。

また、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の外周面のコア部２２ａ（２２ｂ）側の部分を磁石被覆部２２ｄにより覆うことによって、ロータコア２２の外周面上のステータコア１１側に流れる磁束が発生する領域の面積を大きくすることができるので、ロータコア２２（コア部２２ａおよび２２ｂ）が回転する際におけるロータコア２２（コア部２２ａおよび２２ｂ）とステータコア１１との間のギャップ３を流れる磁束の変化をより滑らかにすることができる。その結果、電動機１００のコギングトルクをより低減することができる。また、永久磁石２３ａおよび２３ｂの外周面の磁石被覆部２２ｄに覆われていない部分を露出させることにより、永久磁石２３ａおよび２３ｂの外周面の磁石被覆部２２ｄに覆われていない部分を磁性体などにより覆う場合に比べて、漏れ磁束をより低減することができる。その結果、電動機１００の出力をより高めることができる。

また、本実施形態では、上記のように、２つの永久磁石２３ａおよび２３ｂを、複数のコア部２２ａおよび２２ｂのうちの隣接する２つのコア部２２ａおよび２２ｂの間に、コア部２２ａおよび２２ｂを介さずに周方向に隣接するように配置する。これにより、永久磁石２３ａおよび２３ｂをコア部２２ａまたは２２ｂを介して隣接させる場合と異なり、永久磁石２３ａと永久磁石２３ｂとで構成される磁気回路における空隙の総距離を小さくすることができるので、永久磁石２３ａ（２３ｂ）の動作点を高くすることができる。その結果、電動機１００の出力をより高めることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ロータコア２２の内周部に取り付けるシャフト２１と、複数の電磁鋼板からなるロータコア２２の軸方向の端面を覆うように取り付けるプレート２４とを設け、シャフト２１の外周部に、係合部２１ａを形成するとともに、プレートの内周部に、シャフト２１の係合部２１ａと係合する係合部２４ｂを形成する。これにより、シャフト２１の係合部２１ａとプレート２４の係合部２４ｂとを係合させることにより、シャフト２１とプレート２４とを強固に固定することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、永久磁石を、周方向の幅がロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなる台形形状の断面を有するように形成する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、永久磁石を台形形状以外の断面（たとえば、周方向の幅がロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなる扇形形状の断面）を有するように形成してもよい。

また、上記実施形態では、永久磁石を回転電機のｑ軸と直交する方向に対して傾いた方向に着磁する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、永久磁石を回転電機のｑ軸と直交する方向に着磁してもよい。

また、上記実施形態では、ロータコアを複数のコア部により構成する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、ロータコアを一部品として構成してもよい。

また、上記実施形態では、複数のコア部のうちの隣接する２つのコア部の間に２つの永久磁石を配置する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、隣接する２つのコア部の間に配置する周方向の幅がロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなる永久磁石を１つとしてもよいし、３つ以上としてもよい。

また、上記実施形態では、コア部に磁石被覆部を設け、その磁石被覆部により永久磁石の外周面のコア部側の部分を覆う例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、コア部に磁石被覆部を設けなくてもよい。

また、上記実施形態では、シャフト２１の外周部の係合部２１ａと、プレート２４の内周部の係合部２４ｂとを歯車状に形成する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、係合部２１ａと係合部２４ｂとを歯車状以外の形状に形成してもよい。

１ ステータ
２ ロータ
３ ギャップ（空隙）
１１ ステータコア
２１ シャフト（回転軸部）
２１ａ 係合部（第１係合部）
２２ ロータコア
２２ａ、２２ｂ コア部
２２ｄ 磁石被覆部
２３ａ、２３ｂ 永久磁石
２４ プレート
２４ｂ 係合部（第２係合部）
１００ 電動機（回転電機）

Claims (10)

1. ロータコアと、
   前記ロータコアの外周部に対向するように配置されるステータコアと、
   前記ロータコアの内部に半径方向に延びるように設けられる永久磁石とを備え、
   前記永久磁石は、周方向の幅が前記ロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなる台形形状の断面を有するように形成されており、
   前記永久磁石は、回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ外周側に傾いた方向に着磁されている第１永久磁石と、前記第１永久磁石に周方向に隣接するように配置され、前記回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ内周側に傾いた方向に着磁されている第２永久磁石とを含み、
   前記ロータコアは、周方向に間隔を隔てて配置される複数のコア部を含むように構成されており、
   前記永久磁石は、前記複数のコア部のうちの隣接するコア部の間に配置されており、前記永久磁石の周方向の幅は、前記コア部のうちの前記永久磁石に周方向に接する部分の周方向の幅よりも大きい、回転電機。
2. ロータコアと、
   前記ロータコアの外周部に対向するように配置されるステータコアと、
   前記ロータコアの内部に半径方向に延びるように設けられる永久磁石とを備え、
   前記永久磁石は、周方向の幅が前記ロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなるように形成されており、
   前記永久磁石は、回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ外周側に傾いた方向に着磁されている第１永久磁石と、前記第１永久磁石に周方向に隣接するように配置され、前記回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ内周側に傾いた方向に着磁されている第２永久磁石とを含み、
   前記ロータコアは、周方向に間隔を隔てて配置される複数のコア部を含むように構成されており、
   前記永久磁石は、前記複数のコア部のうちの隣接するコア部の間に配置されており、前記永久磁石の周方向の幅は、前記コア部のうちの前記永久磁石に周方向に接する部分の周方向の幅よりも大きい、回転電機。
3. 前記永久磁石は、周方向の幅が前記ロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなる台形形状の断面を有するように形成されている、請求項２に記載の回転電機。
4. 前記所定の角度θは、０°＜θ≦４５°の範囲に設定されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機。
5. ロータコアと、
   前記ロータコアの外周部に対向するように配置されるステータコアと、
   前記ロータコアの内部に半径方向に延びるように設けられる永久磁石とを備え、
   前記永久磁石は、周方向の幅が前記ロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなるように形成されており、
   前記永久磁石は、回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ外周側に傾いた方向に着磁されている第１永久磁石と、前記第１永久磁石に周方向に隣接するように配置され、前記回転電機のｑ軸と直交する方向に対して所定の角度θだけ内周側に傾いた方向に着磁されている第２永久磁石とを含み、
   前記ロータコアの内周部に取り付けられる回転軸部をさらに備え、
   前記ロータコアは、周方向に間隔を隔てて配置される複数のコア部を含むように構成されており、
   前記永久磁石は、前記複数のコア部のうちの隣接するコア部の間に、前記永久磁石の内周面が前記回転軸部の外周面に接するように配置されている、回転電機。
6. 前記コア部の外周部には、前記コア部と隣接する前記永久磁石の外周面の前記コア部側の部分を覆う磁石被覆部が設けられており、
   前記永久磁石は、前記複数のコア部のうちの隣接するコア部の間に、前記永久磁石の内周面が前記回転軸部の外周面に接するとともに、前記永久磁石の外周面の前記磁石被覆部に覆われていない部分が露出するように配置されている、請求項５に記載の回転電機。
7. 前記永久磁石は、前記複数のコア部のうちの隣接する２つのコア部の間に、前記コア部を介さずに周方向に２つ隣接するように配置されている、請求項５または６に記載の回転電機。
8. 前記ロータコアは、軸方向に積層された複数の電磁鋼板からなり、
   前記ロータコアの内周部に取り付けられる回転軸部と、
   前記回転軸部を取り囲むとともに、前記複数の電磁鋼板からなるロータコアの軸方向の端面を覆うように取り付けられるプレートとをさらに備え、
   前記回転軸部の外周部には、第１係合部が形成されており、
   前記プレートの内周部には、前記回転軸部の前記第１係合部と係合する第２係合部が形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転電機。
9. ロータコアと、
   前記ロータコアの外周部に対向するように配置されるステータコアと、
   前記ロータコアの内部に半径方向に延びるように設けられる複数の永久磁石とを備え、
   前記複数の永久磁石は、前記ロータコアの内部に前記ロータコアを介さずに周方向に２つずつ隣接するように配置されており、
   前記複数の永久磁石は、前記周方向に２つずつ隣接する永久磁石同士が接している線と直交する方向に対して所定の角度θだけ外周側に傾いた方向に着磁されている第１永久磁石と、前記周方向に２つずつ隣接する永久磁石同士が接している線と直交する方向に対して所定の角度θだけ内周側に傾いた方向に着磁されている第２永久磁石とを含むとともに、周方向の幅が前記ロータコアの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなるように形成されており、
   前記ロータコアは、周方向に間隔を隔てて配置される複数のコア部を含むように構成されており、
   前記永久磁石は、前記複数のコア部のうちの隣接するコア部の間に配置されており、前記永久磁石の周方向の幅は、前記コア部のうちの前記永久磁石に周方向に接する部分の周方向の幅よりも大きい、回転電機。
10. 回転部であるロータと、前記ロータとの間に空隙を介して配置された固定部であるステータとを備え、
    前記ロータは、複数の永久磁石と、ロータコアとを含み、
    前記複数の永久磁石の各々は、前記ロータの周方向に所定の間隔で配置され、
    前記永久磁石により前記ロータの前記空隙に接する表面に発生する複数の磁極のうち、所定の磁極を基準磁極とし、
    前記ロータの回転中心と、前記基準磁極と前記ロータの周方向に隣接する磁極との境界とを結ぶ直線を磁極境界線とした場合に、
    前記複数の永久磁石の各々の着磁の向きは、前記磁極境界線に対して平行ではない向きに設定されるとともに、
    前記永久磁石の形状は、周方向の幅が前記ロータの内周部から外周部に向かうにしたがって徐々に大きくなるように形成されており、
    前記複数の永久磁石は、前記磁極境界線と直交する方向に対して所定の角度θだけ外周側に傾いた方向に着磁されている第１永久磁石と、前記第１永久磁石に周方向に隣接するように配置され、前記磁極境界線と直交する方向に対して所定の角度θだけ内周側に傾いた方向に着磁されている第２永久磁石とを含み、
    前記ロータコアは、周方向に間隔を隔てて配置される複数のコア部を含むように構成されており、
    前記永久磁石は、前記複数のコア部のうちの隣接するコア部の間に配置されており、前記永久磁石の周方向の幅は、前記コア部のうちの前記永久磁石に周方向に接する部分の周方向の幅よりも大きい、回転電機。

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