JP6485844B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、爪状界磁鉄心を有する回転子を備える回転電機に関し、特に爪状界磁鉄心の爪部間に配設される磁石の保持構造に関するものである。

従来の回転電機用回転子では、磁石は爪状磁極が嵌合する溝部を有する円筒形状に形成されており、この円筒形状の磁石の両端から爪状磁極を溝部に嵌合させ、磁石が爪状磁極に接着固定されていた（例えば、特許文献１参照）。
また、他の従来の回転電機用回転子では、一面が開口している箱型のホルダを向かい合わせで重ね、その中に磁石を収納し、この箱に形成された突部を撓ませることにより発生する弾性力を利用して、磁石を保持する構造が開示されている。（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−９８４８１号公報 特開２００９−７７５８８号公報

特許文献１による従来の回転電機用回転子では、磁石は爪状磁極が嵌合する溝部を有する円筒形状に形成されているため、爪状磁極と磁石を組み立てる際に、爪状磁極と磁石がこすれて、あるいは周方向の位置ずれにより爪状磁極と磁石が接触して、磁石に割れや欠けが発生する可能性があった。さらに、回転子の回転による遠心力が磁石に作用し、磁石が損傷する可能性があった。

この特許文献１による従来の回転電機用回転子では、爪状磁極間に磁石を配設することにより、回転電機の高出力化を図ることができる。しかし、磁石が爪状磁極の先端を超えて存在しているので、磁石の爪状磁極の先端を超えた部分が発生する磁束は、固定子側に漏れてしまう。そこで、界磁電流を印加しない状態で回転子を回転させると、固定子の端子間電圧が上昇する。そして、この端子間電圧がバッテリー電圧を超えると、その電圧超過分は、レギュレータにより消費されることになり、この発電エネルギーが無駄に消費されるという新たな課題があった。

また、特許文献２による従来の回転電機用回転子では、磁石が箱型のステンレス製のホルダ内に収納されて爪状磁極間に配設されているので、特許文献１における、爪状磁極との接触や遠心力に起因する磁石の割れや欠けの発生を抑制できる。しかしながら、ステンレスは材質によっては磁性を有するため、磁石の全体を囲繞するホルダが爪状磁極間に配設されることにより、隣接する爪状磁極間で磁気短絡が生じ、回転電機の出力が低下するという課題があった。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、組立時の爪部との接触や遠心力に起因する磁石の損傷の発生を抑えるとともに、界磁コイルに通電していない時には固定子の端子間電圧の上昇を抑え、出力が必要な時には、高出力化が図れる回転子を備えた回転電機を得ることを目的とする。

この発明による回転電機は、外周部に周方向に交互に配列された第１爪部と第２爪部とを有し、前記第１爪部は軸方向一端から他側に延びており、前記第２爪部は軸方向他端から一側に延びている界磁鉄心、前記界磁鉄心に装着された界磁コイル、および磁石を収納保持した状態で、隣り合う前記第１爪部と前記第２爪部との間に配設された、磁性材料製の磁石保持部材を備える回転子と、磁性材料からなる固定子鉄心、および前記回転子鉄心に装着された固定子コイルを有し、空隙を介して前記回転子と径方向に対向して配置された固定子と、を備える。前記磁石は、前記第１爪部の先端から軸方向他側に突出し、かつ前記第２爪部の先端から軸方向一側に突出した状態で、隣り合う前記第１爪部と前記第２爪部との間に配設されており、前記磁石保持部材は、前記磁石の外径側の面を覆う基部を有しており、前記基部は、隣り合う前記第１爪部と前記第２爪部との間の領域と前記第１爪部および前記第２爪部の先端を超える領域とに、前記第１爪部から前記第２爪部に向かう磁路を第１爪部から第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向に横断する高磁気抵抗部を有し、前記高磁気抵抗部の磁気抵抗が、前記基部の前記高磁気抵抗部を除く領域の磁気抵抗より大きく、前記磁石保持部材は、前記基部、および前記基部の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向の両端部から内径側に突出して、前記磁石の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向の両側面を覆う第１壁部を有する、前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向と直交するコ字状断面形状に構成され、前記第１壁部は、前記磁石と前記第１爪部と前記第２爪部とに接し、前記基部の前記高磁気抵抗部を除く領域は、前記基部の前記高磁気抵抗部から軸方向他側に突出する領域、および前記基部の前記磁気抵抗部から軸方向一側に突出する領域を含み、かつ前記第１壁部に連なっており、かつ前記界磁コイルが通電されていない場合には、前記第１爪部から前記第１壁部および前記基部の前記高磁気抵抗部を除く領域を経由して前記第２爪部に向かう磁路を形成することによって前記固定子側への前記磁石の磁束の漏れを抑制する。

この発明によれば、磁石が第１爪部の先端から軸方向他側に突出し、かつ第２爪部の先端から軸方向一側に突出した状態で、隣り合う第１爪部と第２爪部との間に配設されているので、磁石量が多くなり、高出力化が図られる。
磁石が磁性材料製の磁石保持部材に収納保持されているので、組立時に、磁石と第１および第２爪部との回転子径方向における接触がなく、磁石の損傷の発生が抑制される。
磁性材料製の磁石保持部材が磁石の径方向外方の面を覆っているので、第１爪部の先端から軸方向他側に突出した磁石部分、および第２爪部の先端から軸方向一側に突出した磁石部分から固定子側に漏れる磁束量を低減することができる。そこで、界磁コイルに通電していない時には、固定子の端子間電圧の上昇が抑えられる。
高磁気抵抗部が基部に形成されているので、第１および第２爪部間の磁気短絡が抑えられ、出力低下が抑えられる。

この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す分解斜視図である。 この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子の構造を示す分解斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子における爪状界磁鉄心の組立状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子を径方向外方から見た側面図である。 第１比較例の回転電機の回転子を構成する第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の１極分の形状を説明する要部斜視図である。 第１比較例の回転電機の回転子を構成する第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の１極分と、固定子との位置関係を説明する要部側面面である。 第２比較例の回転電機の回転子を構成する第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の爪部間に磁石を配置した状態を説明する要部側面図である。 第２比較例の回転電機の回転子を構成する第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の爪部間に磁石を配置した状態を説明する要部斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子を構成する第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の爪部間に磁石を配置した状態を説明する要部側面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子における第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の１極分の形状を抜き出した状態を示す要部斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子における第１磁石ホルダと磁石との組立前の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子における第１磁石ホルダの装着状態を径方向外方から見た要部側面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子における第１磁石ホルダの実施態様を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の回転子における第２磁石ホルダと磁石との組立前の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の回転子における第２磁石ホルダの装着状態を径方向外方から見た要部側面図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の回転子における第２磁石ホルダに遠心力がかかった場合のホルダの変形状態を説明する模式図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の回転子における磁石の装着状態を、磁石の挿入方向に垂直な方向から見た要部上面図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機の回転子における第３磁石ホルダと磁石との組立前の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機の回転子における第３磁石ホルダの装着状態を径方向外方からみた側面図である。 この発明の実施の形態４に係る回転電機の回転子における第４磁石ホルダと磁石との組立前の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態４に係る回転電機の回転子における第４磁石ホルダの装着状態を径方向外方から見た側面図である。 この発明の実施の形態５に係る回転電機の回転子における第５磁石ホルダの構造を示す斜視図である。 この発明の実施の形態６に係る回転電機の回転子における第６磁石ホルダと第２爪状界磁鉄心の第２爪部との位置関係を示す要部斜視図である。 この発明の実施の形態６に係る回転電機の回転子における第６磁石ホルダの装着状態を径方向外方から見た側面図である。 この発明の実施の形態７に係る回転電機の回転子における磁石の装着状態を、磁石の挿入方向に垂直な方向から見た要部上面図である。

以下、本発明の回転電機用回転子の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す分解斜視図、図２はこの発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子を示す斜視図である。

図１および図２において、回転電機は、回転軸１３に支持された磁極を有する回転子１００と、固定子コイル２０２が円環状の固定子鉄心２０１に装着されてなる固定子２００と、リアフレーム３００およびフロントフレーム３０１を有するフレーム部と、を備える。この回転電機は，例えば、回転軸１３を鉛直方向に向けて、設置される。固定子２００は、固定子鉄心２０１の外縁部が軸方向両側からリアフレーム３００とフロントフレーム３０１に挟持され、４本のボルト３０２の締着により、リアフレーム３００とフロントフレーム３０１に保持される。回転子１００は、回転軸１３をリアフレーム３００とフロントフレーム３０１の軸心位置に装着された軸受（図示せず）に支持されて、固定子２００の内径側に、同軸に、かつ回転可能に配設される。

つぎに、回転子１００の構造について説明する。図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機用回転子の構造を示す分解斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機用回転子における爪状界磁鉄心の組立状態を示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機用回転子を径方向外方から見た側面図である。

回転子１００は、図３に示されるように、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁コイル１４と、界磁コイル１４を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成される、鉄製の第１および第２爪状界磁鉄心１，７と、第１および第２爪状界磁鉄心１，７の軸心位置に固着された回転軸１３と、を備えている。

第１爪状界磁鉄心１は、外周面を円筒形状とし、回転軸挿通穴６が軸心位置を貫通して形成された第１ボス部２と、第１ボス部２の軸方向一端縁部から径方向外側に突出する厚肉リング状の第１継鉄部３と、それぞれ、第１継鉄部３の外周部から軸方向他端側に延び出て、周方向に等角ピッチで配列された８つの第１爪部４と、を有している。第１爪部４は、その最外径面形状を略台形形状とし、周方向幅が先端側に向かって徐々に狭くなり、かつ、径方向厚みが先端側に向かって徐々に薄くなる先細り形状に形成されている。さらに、第１谷部５が、第１継鉄部３の隣り合う第１爪部４間に位置する部位のそれぞれに、径方向内方に窪み、かつ軸方向に貫通するように形成されている。

第２爪状界磁鉄心７は、外周面を円筒形状とし、回転軸挿通穴１２が軸心位置を貫通して形成された第２ボス部８と、第２ボス部８の軸方向他端縁部から径方向外側に突出する厚肉リング状の第２継鉄部９と、それぞれ、第２継鉄部９の外周部から軸方向一端側に延び出て、周方向に等角ピッチで配列された８つの第２爪部１０と、を有している。第２爪部１０は、その最外径面形状を略台形形状とし、周方向幅が先端側に向かって徐々に狭くなり、かつ、径方向厚みが先端側に向かって徐々に薄くなる先細り形状に形成されている。さらに、第２谷部１１が、第２継鉄部９の隣り合う第１爪部４間に位置する部位のそれぞれに、径方向内方に窪み、かつ軸方向に貫通するように形成されている。

このように構成された第１および第２爪状界磁鉄心１，７は、図４に示されるように、第１および第２爪部４，１０を交互に噛み合わせ、かつ、第１ボス部２の他端面と第２ボス部８の一端面とを突き合わせ、回転軸挿通穴６，１２に圧入された回転軸１３に固着されて、回転子鉄心を構成する。このように構成された回転子鉄心は、外周面が略円筒面に形成され、第１および第２爪部４，１０間のそれぞれの周方向間隔が等しくなるように、第１および第２爪状界磁鉄心１，７の周方向位置が調節されている。そして、界磁コイル１４が、第１および第２ボス部２，８、第１および第２継鉄部３，９および第１および第２爪部４，１０に囲まれた空間内に配設されている。

また、図５においては、磁石１５が、周方向に隣り合う第１および第２爪部４，１０間のそれぞれに配設されている。磁石１５のそれぞれは、界磁コイル１４への通電により第１および第２爪部４，１０に発生した磁極からの磁束の漏洩を抑制するように、矢印Ａの方向をＮ極として着磁されている。さらに、磁石１５のそれぞれは、第１および第２爪部４，１０の先端を超えて第２および第１爪部１０，４の根元部側まで延び出ている。なお、図示していないが、磁石１５は、後述する第１磁石ホルダ２０の内径側に収納保持されている。

つぎに、爪状磁極を有する回転電機の磁気回路について説明する。ここでは、第１および第２爪部４，１０間に爪先を超えて磁石１５を配置することの有意性を説明するため、まず初めに、図６および図７を用いて、第１および第２爪部４，１０間に磁石１５を配置しない第１比較例の構造の磁気回路について説明する。つぎに、図８および図９を用いて、高出力化のために第１および第２爪部４，１０間に爪先を超えないように磁石１５０を配置した第２比較例の構造について説明し、最後に図１０を用いて、第１および第２爪部４，１０間に爪先を超えて延び出るように磁石１５を配置した本発明の構造について説明する。

図６は第１比較例の回転電機の回転子を構成する第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の１極分の形状を説明する要部斜視図、図７は第１比較例の回転電機の回転子を構成する第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の１極分と、固定子との位置関係を説明する要部側面面、図８は第２比較例の回転電機の回転子を構成する第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の爪部間に磁石を配置した状態を説明する要部側面図、図９は第２比較例の回転電機の回転子を構成する第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の爪部間に磁石を配置した状態を説明する要部斜視図、図１０はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子を構成する第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の爪部間に磁石を配置した状態を説明する要部側面図である。

図６において、界磁コイル１４は、第１および第２爪状界磁鉄心１，７の第１および第２ボス部２，８、第１および第２継鉄部３，９および第１および第２爪部４，１０に囲まれた空間内に配設されている。

このような構成の第１比較例の回転子１０１においては、界磁コイル１４に対して、図６中矢印Ｂの方向に電流を印加することで、第１および第２爪状界磁鉄心１，７には、図６中矢印方向に磁束Ｆｃが流れる。この磁束Ｆｃにより第１爪部４にはＮ極が、第２爪部１０にはＳ極の磁極が生成される。

このように第１比較例の回転子１０１に生成された磁束Ｆｃは、図７の図中矢印で示されるように、第１爪部４（Ｎ極）から回転子と固定子２００との間の微小な隙間を通って固定子２００に渡り、第２爪部１０と対向する位置まで固定子２００内を流れ、再び回転子の第２爪部１０（Ｓ極）に戻るといった磁路が構成される。

この回転子１０１に生成した磁束Ｆｃが、固定子２００に鎖交し、固定子２００の３相交流が生成する回転磁界との相互作用により、この回転子１０１が回転する。

このような構成の爪状磁極を有する第１比較例の回転電機の磁気回路においては、第１および第２爪部４，１０は、その最外径面形状を略台形形状とし、周方向幅が先端側に向かって徐々に狭くなり、かつ、径方向厚みが先端側に向かって徐々に薄くなる先細り形状に形成されている。そこで、界磁コイル１４に給電する電流値を大きくすることで、磁気回路に流れる磁束Ｆｃの量が増加し、高トルクな回転電機を得ることができる。

但し、爪状磁極を有する第１比較例の回転電機の磁気回路においては、磁気回路の断面積による制約から、回路を通過できる磁束Ｆｃの量には限界があるため、（以下磁気飽和と称する。）界磁コイル１４への通電量を増やしても、磁束Ｆｃの量を増やすことができない。

このような課題を解決するために、第２の比較例の回転子１０２においては、図８に示されるように、第１爪部４と第２爪部１０との間に矢印Ａの方向にＮ極が着磁された磁石１５０を配置している。これにより、磁石１５０が発生する磁束Ｆｍが、図９に矢印で示されるように流れる。この磁束Ｆｍが、界磁コイル１４が発生する磁束Ｆｃと反対向きであるため、前述の磁気回路の磁気飽和を緩和することができる。そこで、界磁コイル１４が作る磁束Ｆｃが第１爪部４および第２爪部１０をより多く通過できるようになるため、第１爪部４および第２爪部１０の磁束量を高めることができる。また、図８に示すように、磁石１５０が第１爪部４と第２爪部１０との間に配置されており、第１爪部４および第２爪部１０の交差する領域が磁束Ｆｍの磁路となる。そこで、無通電時の磁束Ｆｍの磁気回路は、回転子１０２内で閉じた磁気回路となり、固定子２００側に磁束Ｆｍが漏れることがほとんどない構成となっている。

同様の考え方により、図１０のように、磁石１５は、第１爪部４と第２爪部１０との間に矢印Ａの方向にＮ極が着磁され、双方の爪先を超えて延び出るように配置される。このように構成された回転子１００では、第２比較例の回転子１０２に比べて磁石量を増大できるので、磁気回路に流れる磁石１５の磁束Ｆｍを増やすことができ、磁気回路の磁気飽和をさらに緩和することができる。

但し、爪先を超えて延び出るように配置された磁石１５の、爪先を超えた部分には、点線丸部Ｃに示すように爪部が存在しないため、磁石１５が発生する磁束Ｆｍの磁路が回転子１００内に形成されない。そのため、磁石１５の発生する磁束Ｆｍは、この点線丸部Ｃより固定子２００側に漏れてしまう。このように磁石１５の磁束Ｆｍが回転子１００から固定子２００に漏れることにより、回転子１００が回転することで、この固定子２００に鎖交する磁束が変化し、固定子コイルに電圧が誘起される。この電圧は回転数に比例して高くなるため、高回転時には、固定子コイルに誘起する電圧がバッテリー電圧を超えてしまう。発電が必要ない状況においては、バッテリーを保護するために保護抵抗（レギュレータ）を用いて、発電した電力を消費するよう構成されているため、この発電エネルギーが無駄に消費され、本回転電機を組み込んだシステムの効率が低下するといった課題がある。

つぎに、磁石１５の保持構造について説明する。図１１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子における第１爪状界磁鉄心および第２爪状界磁鉄心の１極分の形状を抜き出した状態を示す要部斜視図、図１２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子における第１磁石ホルダと磁石との組立前の状態を示す斜視図、図１３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子における第１磁石ホルダの装着状態を径方向外方から見た要部側面図である。

図１１において、ガイド溝部としての爪溝部１７ａが、一定の溝幅で第１爪部４の周方向両側面に形成されている。同様に、ガイド溝部としての爪溝部１７ｂが、一定の溝幅で第２爪部１０の周方向両側面に形成されている。この爪溝部１７ａ，１７ｂは、相対する平行な平面となっており、周方向に隣り合う第１および第２爪部４，１０間が磁石収納空間となる。

つぎに、第１磁石ホルダ２０と磁石１５の単体構造と組立構造について説明する。図１２において、磁石１５は、軸方向に延びる４つの長辺が面取りされている直方体形状に作製されている。ここで、図１２において、軸方向は、磁石１５の外径側の面の長辺方向に沿った方向とし、周方向は、磁石１５の外径側の面の短辺方向に沿う、長辺方向に垂直な方向としている。図１２においては、軸方向は、磁石１５の挿入方向に一致する。磁石保持部材としての第１磁石ホルダ２０は、圧延鋼板など磁性を有する金属材料などにより作製されており、矩形平板状の基部２０ｅを備えており、高磁気抵抗部としての長方形の穴２０ｄが、その長辺を基部２０ｅの長辺に平行として、基部２０ｅの中央部に形成されている。なお、第１磁石ホルダ２０の軸方向は、基部２０ｅの長辺方向に沿った方向であり、周方向は、基部２０ｅの短辺方向に沿う、長辺方向に垂直な方向である。

このように構成された磁石１５は、図１２に示すように、外径方向に移動させて、第１磁石ホルダ２０の内径側に収納される。そして、磁石１５と第１磁石ホルダ２０は、接着剤により固定されて、一体化される。

つぎに、図１３を用いて、磁石１５が一体化された第１磁石ホルダ２０と回転子鉄心との組立状態について説明する。第１磁石ホルダ２０は、周方向に隣り合う第１および第２爪部４，１０の相対する側面に形成された爪溝部１７ａ，１７ｂ間に構成された磁石収納空間に磁石ホルダ挿入方向から第１および第２爪部４，１０の傾きに沿って挿入される。そして、磁石１５が一体化された第１磁石ホルダ２０と第１および第２爪部４，１０とが、例えば接着剤により固定されて、一体化される。なお、磁石ホルダ挿入方向は、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であり、磁石１５および第１磁石ホルダ２０の軸方向に一致している。また、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向が、磁石１５および第１磁石ホルダ２０の周方向に一致している。

この実施の形態１によれば、図１２に示すように、第１磁石ホルダ２０の外径方向に壁（基部２０ｅ）を有しているため、第１および第２爪部４，１０の間の磁石収納空間に磁石ホルダ挿入方向から磁石１５を挿入する際、第１磁石ホルダ２０の基部２０ｅが爪溝部１７ａ，１７ｂにこすれながら挿入される。そこで、磁石１５と爪溝部１７ａ，１７ｂとが直接接触しないので、組立の際における磁石１５の割れや欠けの発生を防ぐことができる。

また、図１３に示すように、第１磁石ホルダ２０に保持された磁石１５が、点線丸部Ｃで示すように、第１爪部４および第２爪部１０の爪先を超えて配置されている。第１磁石ホルダ２０が磁性であることで、爪先を超えて配置された磁石１５に対しても、磁性材である第１磁石ホルダ２０が磁石１５と第１および第２爪部４，１０に接触しているため、矢印Ｄで示した方向の磁路を形成することできる。そこで、回転子１００内で閉じた磁気回路を形成することができ、固定子２００側への磁石１５の磁束Ｆｍの漏れを抑制することができる。これにより、界磁コイル１４に界磁電流を給電していない状態で回転子１００が高速回転している場合にも、固定子２００に誘起する電圧を低く抑えることができる。従って、無駄な発電を防ぐことができ、システムの効率を向上することができる。

第１爪部４と第２爪部１０は、図８および図９で説明したように、磁石１５の磁束Ｆｍの磁路となる領域であるため、回転子１００内で閉じた磁気回路になっており、固定子２００側に磁束が漏れないため、無負荷誘起電圧が上昇することはない。むしろ、第１および第２爪部４，１０間に磁性体を配置すると磁気短絡してしまい、磁極の磁束密度が低下し、出力が低下する。実施の形態１では、第１磁石ホルダ２０の外径方向中央に設けられた穴２０ｄは、第１磁石ホルダ２０における第１爪部４と第２爪部１０との間の中間部分に配置され、基部２０ｅに形成される磁路を第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向に横断している。そこで、相対する第１および第２爪部４，１０の間の第１磁石ホルダ２０を介しての磁気抵抗が増大し、第１および第２爪部４，１０間の磁気短絡が抑えられる。これにより、第１および第２爪部４，１０の磁束密度が高められ、固定子２００に鎖交する磁束量を増加できる。このような構成により、無負荷誘起電圧の上昇を抑制しつつ、高出力化が可能な回転電機を実現できる。

なお、上記実施の形態１では、基部２０ｅに形成された略長方形の単一の穴２０ｄにより高磁気抵抗部を構成しているが、高磁気抵抗部は、これに限定されず、他の領域に比べて磁気抵抗が高い領域に構成されていればよい。例えば、基部２０ｅにマトリックス状に形成された多数の穴により高磁気抵抗部を構成してもよく、基部２０ｅに形成された略長方形の薄肉部により高磁気抵抗部を構成してもよく、図１４に示されるように、基部２０ｅに軸方向に沿って形成された切り込みを周方向に複数配列したスリット２０ｆにより高磁気抵抗部を構成してもよい。ここで、図１４においては、軸方向は、磁石１５の軸方向に一致し、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向である。周方向は、磁石１５の周方向に一致し、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向である。図１４においては、軸方向は、磁石１５の挿入方向に一致する。

このように、高磁気抵抗部では、基部の第１爪部から第２爪部に向かう方向の磁気抵抗が、基部の第１爪部から第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石の外径側の面に沿う方向の磁気抵抗より大きくなっている。また、高磁気抵抗部における磁性材料の占める割合が、基部の第１爪部から第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石の外径側の面に沿う方向の端部における磁性材料の占める割合より少なくなっている。

実施の形態２，
図１５はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の回転子における第２磁石ホルダと磁石との組立前の状態を示す斜視図、図１６はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の回転子における第２磁石ホルダの装着状態を径方向外方から見た要部側面図、図１７はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の回転子における第２磁石ホルダに遠心力がかかった場合のホルダの変形状態を説明する模式図、図１８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子における磁石の装着状態を、磁石の挿入方向に垂直な方向から見た要部上面図である。

まず、第２磁石ホルダ２０Ａと磁石１５の単体構造と組立構造について説明する。図１５において、磁石１５は、軸方向に延びる４つの長辺が面取りされている直方体形状に作製されている。また、図１５においては、軸方向は、磁石１５の外径側の面の長辺方向に沿う方向であり、磁石１５および第２磁石ホルダ２０Ａの軸方向に一致すし、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向である。周方向は、磁石１５の外径側の面の短辺方向に沿う、長辺方向に垂直な方向であり、磁石１５および第２磁石ホルダ２０Ａの周方向に一致すし、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向である。図１５において、軸方向は、磁石１５の挿入方向に一致する。磁石保持部材としての第２磁石ホルダ２０Ａは、圧延鋼板など磁性を有する金属材料を曲げ加工などにより作製されており、矩形平板状の基部２０ｅと、基部２０ｅの両長辺で内径方向に９０度折り曲げられた第１壁部２０ａと、基部２０ｅの両短辺で内径方向に９０度折り曲げられた第２壁部２０ｂとを備え、内径方向を開口とする略箱形に構成される。また、第３壁部２０ｃが、それぞれ、一方の第１壁部２０ａの軸方向の一端部を他方の第１壁部２０ａ側に９０°折り曲げられ、他方の第１壁部２０ａの軸方向の他端部を一方の第１壁部２０ａ側に９０°折り曲げられて作製される。さらに、高磁気抵抗部としての長方形の穴２０ｄが、その長辺を基部２０ｅの長辺に平行として、基部２０ｅの中央部に形成されている。

このように構成された磁石１５は、図１５に示すように、外径方向に移動させて、開口側から第２磁石ホルダ２０Ａ内に収納される。そこで、磁石１５は、周方向に離間する第１壁部２０ａにより周方向の移動を規制され、軸方向に離間する第３壁部２０ｃにより軸方向の移動を規制されて、第２磁石ホルダ２０Ａ内部に位置決め、保持される。そして、磁石１５と第２磁石ホルダ２０Ａは、接着剤により固定されて、一体化される。このとき、第１壁部２０ａが、磁石１５の周方向両側面の全面を覆っている。

つぎに、図１６を用いて、磁石１５が一体化された第２磁石ホルダ２０Ａと回転子鉄心との組立状態について説明する。第２磁石ホルダ２０Ａは、周方向に隣り合う第１および第２爪部４，１０の相対する側面に形成された爪溝部１７ａ，１７ｂ間に構成された磁石収納空間に磁石ホルダ挿入方向から第１および第２爪部４，１０の傾きに沿って挿入される。そして、磁石１５が一体化された第２磁石ホルダ２０Ａと第１および第２爪部４，１０とが、例えば接着剤により固定されて、一体化される。
なお、実施の形態２は、第１磁石ホルダ２０に代えて第２磁石ホルダ２０Ａを用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態２によれば、図１５に示すように、第２磁石ホルダ２０Ａの外径方向および周方向に壁（基部２０eおよび第１壁部２０ａ）を有しているため、第１および第２爪部４，１０の間の磁石収納空間に磁石ホルダ挿入方向から磁石１５を挿入する際、第２磁石ホルダ２０Ａの基部２０eおよび第１壁部２０ａが爪溝部１７ａ，１７ｂにこすれながら挿入される。そこで、磁石１５と爪溝部１７ａ，１７ｂとが直接接触しないので、組立の際における磁石１５の割れや欠けの発生を防ぐことができる。

また、第２磁石ホルダ２０Ａは、内径側に開口を有しているので、第２磁石ホルダ２０Ａに内径側から磁石１５を挿入することになる。そこで、第２磁石ホルダ２０Ａへの磁石１５の挿入距離が、径方向の短い距離となるので、磁石１５の第２磁石ホルダ２０Ａへの挿入時における磁石１５と第２磁石ホルダ２０Ａとのこすれを減らすことができ、磁石１５の割れや欠けの発生を抑制することができる。

さらには、第２磁石ホルダ２０Ａが、板金を用いて、外径方向、両周方向の両側および両軸方向の両側に壁（基部２０e、第１壁部２０ａおよび第２壁部２０ｂ）を有する断面形状、すなわち第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向と直交する断面形状、および第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向と直交する断面形状がともにコの字断面形状に作製されているので、外径方向にかかる荷重に対する第２磁石ホルダ２０Ａの強度を大きくすることができる。そこで、磁石１５の遠心力に対する変形を抑え、磁石１５にかかる応力を低減することができるので、遠心力による磁石１５の割れや欠けの発生を抑制することができる。

また、図１６に示すように、第２磁石ホルダ２０Ａに保持された磁石１５が、点線丸部Ｃで示すように、第１爪部４および第２爪部１０の爪先を超えて配置されている。第２磁石ホルダ２０Ａが磁性であることで、爪先を超えて配置された磁石１５に対しても、磁性材である第２磁石ホルダ２０Ａが磁石１５と第１および第２爪部４，１０に接触しているため、矢印Ｄで示した方向の磁路を形成することできる。そこで、回転子１００内で閉じた磁気回路を形成することができ、固定子２００側への磁石１５の磁束Ｆｍの漏れを抑制することができる。これにより、界磁コイル１４に界磁電流を給電していない状態で回転子１００が高速回転している場合にも、固定子２００に誘起する電圧を低く抑えることができる。従って、無駄な発電を防ぐことができ、システムの効率を向上することができる。

第１爪部４と第２爪部１０は、図７および図８で説明したように、磁石１５の磁束Ｆｍの磁路となる領域であるため、回転子１００内で閉じた磁気回路になっており、固定子２００側に磁束が漏れないため、無負荷誘起電圧が上昇することはない。むしろ、第１および第２爪部４，１０間に磁性体を配置すると磁気短絡してしまい、磁極の磁束密度が低下し、出力が低下する。実施の形態１では、第２磁石ホルダ２０Ａの外径方向中央に設けられた穴２０ｄは、第２磁石ホルダ２０Ａにおける第１爪部４と第２爪部１０との間の中間部分に配置され、基部２０ｅに形成される磁路を第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向に横断している。そこで、相対する第１および第２爪部４，１０の間の第２磁石ホルダ２０Ａを介しての磁気抵抗が増大し、第１および第２爪部４，１０間の磁気短絡が抑えられる。これにより、第１および第２爪部４，１０の磁束密度が高められ、固定子２００に鎖交する磁束量を増加できる。このような構成により、無負荷誘起電圧の上昇を抑制しつつ、高出力化が可能な回転電機を実現できる。

また、磁石１５および第２磁石ホルダ２０Ａは、回転子１００の回転による遠心力がかかると、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向の中央部では、第１および第２爪部４，１０に形成された、爪溝部１７ａ，１７ｂの外径方向の部分が庇となって、第２磁石ホルダ２０Ａにかかる遠心力を受ける。このため、第２磁石ホルダ２０Ａの外径方向への飛び出しが抑制される。しかし、第１および第２爪部４，１０の爪先を超えて延び出ている部分には、爪溝部１７ａ，１７ｂの外径方向の庇がないため、遠心力は、第２磁石ホルダ２０Ａを外径方向に変形させるように作用する。特に、庇の回転軸１３の軸方向の両端部、すなわち第１および第２爪部４，１０の爪先近傍で、第２磁石ホルダ２０Ａに大きな応力が発生する。ここで、第２磁石ホルダ２０Ａの第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向と直交する断面形状がコの字状となっているので、第２磁石ホルダ２０Ａは、外径方向にかかる荷重に対して高強度であり、遠心力に対する変形を抑制できる。

ここで、図１７を用いて、第２磁石ホルダ２０Ａの第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向と直交する断面形状をコの字形状とすることで、第２磁石ホルダ２０Ａが外径方向にかかる荷重に対して高強度であることについて詳しく説明する。第２磁石ホルダ２０Ａには、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に面する第１壁部２０ａを有する。回転子１００が回転する際に、遠心力が第２磁石ホルダ２０Ａに外径方向にかかる。この遠心力は、図１７に示されるように、第１壁部２０ａを、その面内で曲がるように変形させるように作用する。平板は、面と直交する方向の曲げに比べて、面内の曲げに対する強度が極めて大きい。そこで、第２磁石ホルダ２０Ａは、遠心力の外径方向の荷重が面内の曲げとなるように作用する第１壁部２０ａを有しているので、第２磁石ホルダ２０Ａは、遠心力による外径方向の荷重に対して変形しにくい構造となる。

また、図１５に示されるように、第２磁石ホルダ２０Ａは、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向および第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向に第１壁部２０ａおよび第３壁部２０ｃを有しているので、簡単な構成で、磁石１５を第２磁石ホルダ２０Ａに位置決めすることができる。
また、図１６に示されるように、第２磁石ホルダ２０Ａの第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向の端部に形成された第２壁部２０ｂが、冷却ファン２１の底面に接しているので、第２磁石ホルダ２０Ａが第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向に抜け出すことを防止することができる。

また、図１８に示されるように、磁石１５が第２磁石ホルダ２０Ａ内に収納保持された状態では、第１壁部２０ａの内径側端部が磁石１５よりも内径側に突出している。そこで、第２磁石ホルダ２０Ａに収納保持された磁石１５を磁石収納空間に配置する際、磁石１５が爪溝部１７ａ，１７ｂと接触しないので、第１および第２爪部４，１０とこすれることによる磁石１５の割れ、欠けの発生を防ぐことができる。

実施の形態３．
図１９はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の回転子における第３磁石ホルダと磁石との組立前の状態を示す斜視図、図２０はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の回転子における第３磁石ホルダの装着状態を径方向外方からみた側面図である。なお、図１９においては、軸方向は、磁石の外径側の面の長辺方向に沿う方向であり、磁石および第３磁石ホルダの軸方向に一致し、第１爪部から第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石の外径側の面に沿う方向である。周方向は、磁石の外径側の面の短辺方向に沿い長辺方向に垂直な方向であり、磁石および第３磁石ホルダの周方向に一致し、第１爪部から第２爪部に向かう方向ていである。図１９の軸方向は、磁石の挿入方向に一致する。

図１９および図２０において、磁石保持部材としての第３磁石ホルダ３０は、圧延鋼板など磁性を有する金属材料を曲げ加工などにより作製されており、矩形平板状の基部３０ｅと、基部３０ｅの両長辺で内径方向に９０度折り曲げられた第１壁部３０ａと、基部３０ｅの両短辺で内径方向に９０度折り曲げられた第２壁部３０ｂとを備え、内径方向を開口とする略箱形に構成される。また、第３壁部３０ｃが、それぞれ、一方の第１壁部３０ａの軸方向の一端部を他方の第１壁部３０ａ側に９０°折り曲げられ、他方の第１壁部３０ａの軸方向の他端部を一方の第１壁部３０ａ側に９０°折り曲げられて作製される。さらに、高磁気抵抗部としての長方形の薄肉部３０ｄが、基部３０ｅの中央部に絞り加工を施して形成されている。

このように構成された第３磁石ホルダ３０は、基部２０ｅの中央部に形成された長方形の穴２０ｄに替えて基部３０ｅの中央部位に形成された長方形の薄肉部３０ｄを形成している点を除いて、第２磁石ホルダ２０Ａと同様に構成さている。
なお、実施の形態３は、第２磁石ホルダ２０Ａに替えて第３磁石ホルダ３０を用いている点を除いて、実施の形態２と同様に構成されている。

この薄肉部３０ｄは、図２０に示されるように、第３磁石ホルダ３０を第１および第２爪部４，１０間に装着した状態で、第１および第２爪部４，１０の爪先を超えるように基部３０ｅに形成されている。この薄肉部３０ｄが、基部３０ｅの磁路を第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向に横断し、基部３０ｅの中の高磁気抵抗部となり、第１および第２爪部４，１０間の磁気短絡を抑制できる。

また、第３磁石ホルダ３０は、穴２０ｄに替えて薄肉部３０ｄを形成しているので、第２磁石ホルダ２０Ａに比べて、曲げ強度が大きくなる。そこで、遠心力により第３磁石ホルダ３０が大きく変形する、第３磁石ホルダ３０の第１および第２爪部４，１０の爪先近傍での曲げ強度が大きくなる。これにより、第１および第２爪部４，１０の爪先を超えて延び出ている第３磁石ホルダ３０の部分における遠心力による変形が抑制される。

実施の形態４．
図２１はこの発明の実施の形態４に係る回転電機の回転子における第４磁石ホルダと磁石との組立前の状態を示す斜視図、図２２はこの発明の実施の形態４に係る回転電機の回転子における第４磁石ホルダの装着状態を径方向外方から見た側面図である。なお、図２１においては、軸方向は、磁石の外径側の面の長辺方向に沿う方向であり、磁石および第４磁石ホルダの軸方向に一致し、第１爪部から第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石の外径側の面に沿う方向である。周方向は、磁石の外径側の面の短辺方向に沿い長辺方向に垂直な方向であり、磁石および第４磁石ホルダの周方向に一致し、第１爪部から第２爪部に向かう方向であている。図２１の軸方向は、磁石の挿入方向に一致する。

図２１において、磁石保持部材としての第４磁石ホルダ４０は、圧延鋼板など磁性を有する金属材料を曲げ加工などにより作製されており、矩形平板状の基部４０ｅと、基部３０ｅの両長辺で内径方向に９０度折り曲げられた第１壁部４０ａと、基部４０ｅの両短辺側を切り起こして内径方向に９０度曲げられた第２壁部４０ｂとを備え、内径方向を開口とする略箱形に構成される。また、高磁気抵抗部としての長方形の穴４０ｄが、基部４０ｅの中央部に形成されている。
なお、実施の形態４は、第２磁石ホルダ２０Ａに替えて第４磁石ホルダ４０を用いている点を除いて、実施の形態２と同様に構成されている。

この実施の形態４では、磁石１５は、外径方向に移動させて、開口側から第４磁石ホルダ４０内に収納される。そこで、磁石１５は、周方向に離間する第１壁部４０ａにより周方向の移動を規制され、軸方向に離間する第２壁部４０ｂにより軸方向の移動を規制されて、第４磁石ホルダ４０内部に位置決め、保持される。そして、磁石１５と第４磁石ホルダ４０は、接着剤により固定されて、一体化される。

つぎに、図２２を用いて、磁石１５と一体となった第４磁石ホルダ４０と回転子鉄心との組立状態について説明する。第４磁石ホルダ４０は、周方向に隣り合う第１および第２爪部４，１０の相対する側面間に形成されている磁石収納空間に磁石ホルダ挿入方向から第１および第２爪部４，１０の傾きに沿って挿入される。そして、抜け止め部材２２が、冷却ファン２１と第１爪状界磁鉄心１との間、および冷却ファン２１と第２爪状界磁鉄心７との間に配置され、溶接により冷却ファン２１、第１爪状界磁鉄心１および第２爪状界磁鉄心７に固定されている。この抜け止め部材２２は、第４磁石ホルダ４０の軸方向の両端部に接している。

この実施の形態４においても、第４磁石ホルダ４０の第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向と直交する断面がコ字状に形成され、磁石１５の周方向側面および外径側の面を覆っているので、上記実施の形態２と同様に、組立や遠心力による磁石１５の割れ、欠けの発生を抑制でき、第１および第２爪部４，１０の爪先を超えた磁石１５の部分からの漏れ磁束を抑制することができる。
また、穴４０ｄが、基部４０ｅに形成される磁路を第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向に横断するように形成され、第１および第２爪部４，１０間の磁気短絡が抑えられる。
また、第２壁部４０ｂによって、磁石１５を第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向に固定し、磁石１５の第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向の位置決めと第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向への抜け止めとをすることができる。
また、実施の形態４では、第４磁石ホルダ４０と冷却ファン２１の間に配置された抜け止め部材２２を、冷却ファン２１や第１および第２爪状界磁鉄心１，７に固定して、第４磁石ホルダ４０に当接させているので、第４磁石ホルダ４０の第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向への抜けを確実に阻止することができる。

なお、上記実施の形態４では、第４磁石ホルダ４０の第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向の抜けを阻止する抜け止め部材２２が、冷却ファン２１や第１および第２爪状界磁鉄心１，７とは別部材で作製されているが、冷却ファンの形状を工夫し、冷却ファンの一部で抜け止め部材を構成してもよい。
また、上記実施の形態４では、抜け止め部材２２を第４磁石ホルダ４０に接するように配置し、第４磁石ホルダ４０の第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向の抜けを阻止しているが、ばね性を有する部材で作製された抜け止め部材を冷却ファン２１や第１および第２爪状界磁鉄心１，７に固定し、第４磁石ホルダ４０を第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向に押圧する付勢力が発生するように抜け止め部材を第４磁石ホルダ４０に当接させてもよい。

実施の形態５．
図２３はこの発明の実施の形態５に係る回転電機の回転子における第５磁石ホルダの構造を示す斜視図である。

図２３において、磁石保持部材としての第５磁石ホルダ５０は、磁性を有する金属材料を切削加工して作製され、基部５０ｅ、第１壁部５０ａおよび第２壁部５０ｂがつながった形で形成された、内径方向を開口とする略直方体形の箱型に形成されている。磁石１５の軸方向位置決め用の壁となる第３壁部５０ｃが、基部５０ｅの内径方向の面の軸方向両端側に立設されている。また、基部５０ｅの略中央部には、高磁気抵抗部としての長方形の穴５０ｄが形成されている。
なお、実施の形態５は、第２磁石ホルダ２０Ａに替えて第５磁石ホルダ５０を用いている点を除いて、実施の形態２と同様に構成されている。

この実施の形態５では、磁石１５は、外径方向に移動させて、開口側から第５磁石ホルダ５０内に収納される。そこで、磁石１５は、周方向に離間する第１壁部５０ａにより周方向の移動を規制され、軸方向に離間する第３壁部５０ｃにより軸方向の移動を規制されて、第５磁石ホルダ５０の内部に位置決め、保持される。そして、磁石１５と第５磁石ホルダ５０は、接着剤により固定されて、一体化される。

このように形成された第５磁石ホルダ５０においては、上記実施の形態１と同様に、組立時の磁石１５の割れや欠けの発生を抑制でき、第１および第２爪部４，１０の爪先を超えた磁石１５の部分からの漏れ磁束を抑制することができる。
また、第５磁石ホルダ５０が箱型形状であるため、上記実施の形態２のような板金の曲げによって、第１および第２壁部２０ａ，２０ｂを形成する構造よりも、ホルダ強度を大きくすることができる。そこで、回転子の回転により磁石１５に遠心力がかかった際に、第５磁石ホルダ５０の変形をより小さくすることができる。これにより、遠心力による磁石１５の割れや欠けの発生のリスクを更に低減することができる。

なお、実施の形態５では、金属材料を切削加工して第５磁石ホルダ５０を作製しているが、板金の曲げにより第１および第２壁部を曲げ成形し、第１および第２壁部の合わせ面を溶接することにより磁石ホルダを箱型に構成してもよく、箱型の形状を製作する方法に限定されるものではない。

実施の形態６．
図２４はこの発明の実施の形態６に係る回転電機の回転子における第６磁石ホルダと第２爪状界磁鉄心の第２爪部との位置関係を示す要部斜視図、図２５はこの発明の実施の形態６に係る回転電機の回転子における第６磁石ホルダの装着状態を径方向外方から見た側面図である。

図２４において、溝止まり部１７ｄが、第２爪状界磁鉄心７Ａの第２爪部１０の第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向の側面に形成された爪溝部１７ｂの第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向の終端部、すなわち第２爪部１０の根元部に形成されている。この溝止まり部１７ｄは、Ｒ凹面に形成されている。なお、第１爪状界磁鉄心１には、溝止まり部が形成されていない。

磁石保持部材としての第６磁石ホルダ６０は、磁性を有する金属材料を切削加工して作製され、基部６０ｅ、第１壁部６０ａおよび第２壁部６０ｂがつながった形で形成された、内径方向を開口とする略直方体形の箱型に形成されている。磁石１５の軸方向位置決め用の壁となる第３壁部（図示せず）が、基部６０ｅの内径方向の面の軸方向両端側に立設されている。また、基部６０ｅの略中央部には、高磁気抵抗部としての長方形の穴６０ｄが形成されている。さらに、第２壁部６０ｂの外周面が、溝止まり部１７ｄと同じ曲率半径のＲ凸面に形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。

実施の形態６では、磁石１５が一体化された第６磁石ホルダ６０は、磁石ホルダ挿入方向から、周方向に隣り合う第１および第２爪部４，１０の相対する側面に形成された爪溝部１７ａ，１７ｂ間に構成された磁石収納空間に第１および第２爪部４，１０の傾きに沿って挿入される。そして、図２５に示されるように、第６磁石ホルダ６０の第２壁部６０ｂが溝止まり部１７ｄに突き当たり、第６磁石ホルダ６０が第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向に位置決めされる。そして、第６磁石ホルダ６０が第１爪状界磁鉄心１に溶接、接着などにより固着される。

この実施の形態６によれば、第６磁石ホルダ６０の第２壁部６０ｂが溝止まり部１７ｄに接しているので、第６磁石ホルダ６０は、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向の側面に加えて、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向に対して垂直な方向であって磁石１５の外径側の面に沿う方向の側面が第２爪状界磁鉄心７Ａに接している。そこで、第１爪部４から第２爪部１０に向かう方向の側面のみが第２爪状界磁鉄心７に接している第２磁石ホルダ２０Ａを用いた実施の形態２に比べて、磁石１５の磁束が固定子側に漏れにくくなる。

ここで、第１爪状界磁鉄心１の第１爪部４の周方向側面に爪溝部１７ａを切削加工により形成する際に、切削加工を軸方向の終端位置で止めることにより、爪溝部１７ａの軸方向の終端部をＲ凹面に形成できる。そこで、Ｒ凹面の溝止まり部１７ｄの作製が容易となる。
溝止まり部１７ｄが爪溝部１７ａの軸方向の終端部に形成されているので、第６磁石ホルダ６０を爪溝部１７ａ，１７ｂ間に構成された磁石収納空間に磁石ホルダ挿入方向から挿入して溝止まり部１７ｄに当接させるだけで、第６磁石ホルダ６０を軸方向に位置決めできる。

実施の形態７．
図２６はこの発明の実施の形態７に係る回転電機の回転子における磁石の装着状態を、磁石の挿入方向に垂直な方向から見た要部上面図である。

図２６において、嵌板７０は、ガラスエポキシなどの材料で作製され、第１および第２爪部４，１０に形成された爪溝部１７ａ，１７ｂの内径方向の庇と第２磁石ホルダ２０Ａの第１壁部２０ａとの間に圧入などにより挿入されて、第２磁石ホルダ２０Ａの内径側に配設されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されている。

一般的に、爪溝部１７ａ，１７ｂや第２磁石ホルダ２０Ａなどを作製する場合には、製作のばらつきを考慮する必要がある。しかし、製作ばらつきを加味して、爪溝部１７ａ，１７ｂを第２磁石ホルダ２０Ａに対して大きく製作した場合、第１および第２爪部４，１０間における第２磁石ホルダ２０Ａの位置が決められないといった不具合が考えられる。この実施の形態６では、嵌板７０が、爪溝部１７ａ，１７ｂの内径方向の庇と第２磁石ホルダ２０Ａの第１壁部２０ａとの間に圧入などにより挿入されているので、爪溝部１７ａ，１７ｂの内径方向の庇と第２磁石ホルダ２０Ａの第１壁部２０ａとの間に位置する嵌板７０の部分が圧縮変形し、爪溝部１７ａ，１７ｂや第２磁石ホルダ２０Ａの寸法のバラツキを吸収する。そこで、第２磁石ホルダ２０Ａは、圧縮変形した嵌板７０の復元力により、爪溝部１７ａ，１７ｂの外径方向の庇に押し付けられるので、部品の寸法がばらついた場合においても、第２磁石ホルダ２０Ａを第１および第２爪部４，１０間にがたつくことなく位置決め固定できる。

１ 第１爪状界磁鉄心、４ 第１爪部、７ 第２爪状界磁鉄心、１０ 第２爪部、１４ 界磁コイル、１５ 磁石、１７ａ 爪溝部（ガイド溝部）、１７ｂ 爪溝部（ガイド溝部）、１７ｄ 溝止まり部、２０ 第１磁石ホルダ（磁石保持部材）、２０Ａ 第２磁石ホルダ（磁石保持部材）、２０ａ 第１壁部、２０ｂ 第２壁部、２０ｃ 第３壁部、２０ｄ 穴（高磁気抵抗部）、２０ｅ 基部、２０ｆ スリット（高磁気抵抗部）、２１ 冷却ファン、２２ 抜け止め部材、３０ 第３磁石ホルダ（磁石保持部材）、３０ａ 第１壁部、３０ｂ 第２壁部、３０ｃ 第３壁部、３０ｄ 薄肉部（高磁気抵抗部）、３０ｅ 基部、４０ 第４磁石ホルダ（磁石保持部材）、４０ａ 第１壁部、４０ｂ 第２壁部、４０ｃ 第３壁部、４０ｄ 穴（高磁気抵抗部）、４０ｅ 基部、５０ 第５磁石ホルダ（磁石保持部材）、５０ａ 第１壁部、５０ｂ 第２壁部、５０ｃ 第３壁部、５０ｄ 穴（高磁気抵抗部）、５０ｅ 基部、６０ 第６磁石ホルダ（磁石保持部材）、６０ａ 第１壁部、６０ｂ 第２壁部、６０ｃ 第３壁部、６０ｄ 穴（高磁気抵抗部）、６０ｅ 基部、１００ 回転子、２００ 固定子、２０１ 固定子鉄心、２０２ 固定子コイル、３００ リアフレーム、３０１ フロントフレーム、３０２ ボルト。

Claims (19)

1. 外周部に周方向に交互に配列された第１爪部と第２爪部とを有し、前記第１爪部は軸方向一端から他側に延びており、前記第２爪部は軸方向他端から一側に延びている界磁鉄心、前記界磁鉄心に装着された界磁コイル、および磁石を収納保持した状態で、隣り合う前記第１爪部と前記第２爪部との間に配設された、磁性材料製の磁石保持部材を備える回転子と、
   磁性材料からなる固定子鉄心、および前記固定子鉄心に装着された固定子コイルを有し、空隙を介して前記回転子と径方向に対向して配置された固定子と、を備え、
   前記磁石は、前記第１爪部の先端から軸方向他側に突出し、かつ前記第２爪部の先端から軸方向一側に突出した状態で、隣り合う前記第１爪部と前記第２爪部との間に配設されており、
   前記磁石保持部材は、前記磁石の外径側の面を覆う基部を有しており、
   前記基部は、隣り合う前記第１爪部と前記第２爪部との間の領域と前記第１爪部および前記第２爪部の先端を超える領域とに、前記第１爪部から前記第２爪部に向かう磁路を前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向に横断する高磁気抵抗部を有し、
   前記高磁気抵抗部の磁気抵抗が、前記基部の前記高磁気抵抗部を除く領域の磁気抵抗より大きく、
   前記磁石保持部材は、前記基部、および前記基部の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向の両端部から内径側に突出して、前記磁石の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向の両側面を覆う第１壁部を有する、前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向と直交するコ字状断面形状に構成され、
   前記第１壁部は、前記磁石と前記第１爪部と前記第２爪部とに接し、
   前記基部の前記高磁気抵抗部を除く領域は、前記基部の前記高磁気抵抗部から軸方向他側に突出する領域、および前記基部の前記高磁気抵抗部から軸方向一側に突出する領域を含み、かつ前記第１壁部に連なっており、かつ前記界磁コイルが通電されていない場合には、前記第２爪部から前記第１壁部および前記基部の前記高磁気抵抗部を除く領域を経由して前記第１爪部に向かう磁路を形成することによって前記固定子側への前記磁石の磁束の漏れを抑制する回転電機。
2. 前記基部は、前記磁石の外径側の面のみを覆う請求項１記載の回転電機。
3. 前記磁石保持部材は、前記基部の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向の両端部から内径側に突出して、かつ前記磁石の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して平行な面であって前記磁石の外径側の面に連なる両側面に対向する第２壁部を有し、内径側を開口している請求項１又は請求項２記載の回転電機。
4. 前記第２壁部は、前記第１壁部に連なっている請求項３記載の回転電機。
5. 前記第２壁部は、前記磁石の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して平行な面であって前記磁石の外径側の面に連なる前記両側面に対して離間している請求項３又は請求項４記載の回転電機。
6. 前記磁石は、前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向の移動を前記第１壁部によって規制されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
7. 前記高磁気抵抗部における前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向の磁気抵抗が、前記高磁気抵抗部における前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向の磁気抵抗より大きい請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機。
8. 前記高磁気抵抗部における磁性材料の占める割合は、前記基部の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向の端部における磁性材料の占める割合より少ない請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機。
9. 前記高磁気抵抗部は、前記基部に形成された穴である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転電機。
10. 前記高磁気抵抗部は、それぞれ、前記基部に前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向に沿って形成されて、前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に複数配列されたスリットである請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転電機。
11. 前記高磁気抵抗部は、前記基部に形成された薄肉部である請求項８記載の回転電機。
12. 前記第１壁部の内径側端部が、前記磁石保持部材に収納保持された前記磁石より内径側に位置している請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機。
13. 前記第２壁部の外周面は、前記磁石の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向の両側面から外側に向かって凸となる、予め定められた曲率半径を有する曲面である請求項３から請求項１２のいずれか１項に記載の回転電機。
14. 前記磁石保持部材は、前記基部の内径側に前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向に離間する第３壁部を有し、
    前記磁石は、前記第１壁部により前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向の移動が規制され、前記第３壁部により前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向の移動が規制されている請求項３から請求項１３の５ずれか１項に記載の回転電機。
15. 前記界磁鉄心の軸方向の両端面に固着された冷却ファンを備え、
    前記冷却ファンの一部が、前記磁石保持部材の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向の両端部に接し、前記磁石保持部材の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向の移動を規制している請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の回転電機。
16. 前記界磁鉄心の軸方向の両端面に固着された冷却ファンと、
    前記磁石保持部材の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向の両端部に接する状態で、前記冷却ファンに取り付けられて、前記磁石保持部材の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向の移動を規制する抜け止め部材と、を備える請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の回転電機。
17. 前記第１爪部と前記第２爪部の相対する両側面に形成され、前記磁石保持部材を前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向から前記第１爪部と前記第２爪部との間に案内するガイド溝部を有する請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の回転電機。
18. 前記第１爪部の前記第２爪部に相対する側面に形成された前記ガイド溝部の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向の一端部に形成され、前記磁石保持部材の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向の一端部に接して、前記磁石保持部材の前記第１爪部から前記第２爪部に向かう方向に対して垂直な方向であって前記磁石の外径側の面に沿う方向の一端側への移動を規制する溝止まり部を有する請求項１７記載の回転電機。
19. 前記ガイド溝部と前記第１壁部との間に挿入され、復元力により前記磁石保持部材を外径側の前記ガイド溝部に押し付ける嵌板を有する請求項１７又は請求項１８記載の回転電機。

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