JP7086318B1 - 界磁子および電動機 - Google Patents

Abstract

界磁子１の磁石１０の一端１５から他端１６に向けて磁極境界線１１の傾きを大きくした場合、着磁の際に磁石１０の磁極境界線１１の傾きの大きい他端１６側の端部で着磁ヨークの漏れ磁束の影響を受けやすく、界磁子１の磁石１０を精度良く着磁することが難しいという課題に対し、磁極境界線１１の傾きの大きさが磁石幅方向において一端１５から他端１６に向かうほど大きくなっている磁石１０と、磁石厚さ方向において磁石１０の磁極面１４と反対側の磁石固定部１７に接合されて磁石１０を支持する磁石支持構造２０と、磁石１０の磁石幅方向で他端１６側の外側かつ磁石支持構造２０の磁石厚さ方向で磁石１０側に配置され磁性体により構成された磁性部材２１とを備え、磁性部材２１の磁石厚さ方向で磁石支持構造２０側と反対側の端部は磁石厚さ方向において磁石固定部１７と磁極面１４との間に位置することを特徴とする界磁子１を提供する。

Description

本開示は、界磁子および電動機に関するものである。

磁石を用いた電動機の界磁子として、例えば電動機の一つである回転電機の回転子としての界磁子がある。回転子である界磁子に備えられた磁石は周方向に沿って外周面に交互に着磁された複数のＮ極と複数のＳ極とで構成される磁極を有する。界磁子を回転させるトルクを発生させるために界磁子に磁界を印加する電動機の電機子は、磁界を発生させる巻き線を格納するスロットを有する。電動機では、界磁子の磁極と電機子のスロットとの磁気的影響により、トルクの変動であるトルクリプルが発生することがある。このトルクリプルを低減するため、界磁子の隣り合うＮ極とＳ極との境界である磁極境界線を、磁石の磁石幅方向に対して傾けるスキューを行っているものがある。特許文献１には、永久磁石の磁極境界線を回転軸線に対して漸次大きくなる捻り角度とした電動機が開示されている。

特開２０００－３１２４４８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている電動機では、磁石の一端から他端に向けて磁極境界線の傾きを大きくした場合に、着磁の際に磁石の磁極境界線の傾きの大きい端部で着磁ヨークの漏れ磁束の影響を受けやすく、界磁子の磁石を精度良く着磁することが難しいという課題があった。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、界磁子の磁石の一端から他端に向けて磁極境界線の傾きが大きくなっていても、着磁の際に磁石の磁極境界線の傾きの大きい端部で着磁ヨークの漏れ磁束の影響を受けにくく、界磁子の磁石を精度良く着磁することができる界磁子を提供することを目的とする。

本開示にかかる界磁子は、第一の方向に沿って複数のＮ極と複数のＳ極とが交互に着磁された面である磁極面を有し、磁極面上の隣り合うＮ極とＳ極との境界である磁極境界線は磁極面上の第一の方向と垂直な方向である磁石幅方向に対して全て同じ方向に傾きの大きさが０以上で傾いており、磁極境界線の傾きの大きさは磁石幅方向において一端から他端に向かうほど大きくなっている磁石と、磁極面と垂直な方向である磁石厚さ方向において磁石の磁極面と反対側の磁石固定部に接合されて磁石を支持する磁石支持構造と、磁石の磁石幅方向で他端側の外側かつ磁石支持構造の磁石厚さ方向で磁石側に配置され磁性体により構成された磁性部材とを備え、磁性部材の磁石厚さ方向で磁石支持構造側と反対側の端部は磁石厚さ方向において磁石固定部と磁極面との間に位置する。

本開示にかかる界磁子によれば、界磁子の磁石の一端から他端に向けて磁極境界線の傾きが大きくなっていても、着磁の際に磁石の磁極境界線の傾きの大きい端部で着磁ヨークの漏れ磁束の影響を受けにくく、界磁子の磁石を精度良く着磁することができる。

本開示の実施の形態１にかかる界磁子の斜視図である。 本開示の実施の形態１にかかる界磁子の側面図である。 本開示の実施の形態１にかかる電動機の断面図である。 本開示の実施の形態１にかかる界磁子の磁石の外周面を周方向が平面となるよう展開し、１つの磁極境界線に着目して示した部分展開図である。 本開示の実施の形態１にかかる界磁子において、複数の種類の磁石幅の界磁子に対して着磁ヨークを部分的に共用して着磁することを説明する模式図である。 本開示の実施の形態１にかかる界磁子の着磁を説明する模式図である。 本開示の実施の形態１にかかる界磁子の着磁の際の磁性部材による効果を説明する模式図である。 本開示の実施の形態１にかかる界磁子における磁石と磁性部材とが接する変形例の側面図である。 本開示の実施の形態１にかかる界磁子における磁極境界線が図２とは反対方向に傾いている変形例の側面図である。 本開示の実施の形態１にかかる界磁子における磁極境界線の磁石幅方向に対する傾きが異なる区間が４つある変形例の側面図である。 本開示の実施の形態２にかかる界磁子の側面図である。 本開示の実施の形態２にかかる界磁子の磁石の外周面を周方向が平面となるよう展開し、１つの磁極境界線に着目して示した部分展開図である。

以下に、本開示の実施の形態にかかる界磁子および電動機を図面に基づいて詳細に説明する。本開示の実施の形態では、界磁子が回転子であり、電動機が回転電機である例で説明する。

実施の形態１．
まず、本開示の実施の形態１にかかる界磁子の構成を説明する。図１は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子の斜視図である。

図１において、界磁子１は回転子であり、磁石１０と、磁石支持構造２０と、磁性部材２１とを備える。

磁石１０は、中心軸ＡＸを中心とする円筒形の円筒形磁石である。第一の方向は、図１において円筒形磁石の外周面上における中心軸ＡＸ周りの周方向であり、θ軸の矢印で示されている。磁石１０は、第一の方向である周方向に沿って複数のＮ極と複数のＳ極とが交互に着磁された外周面を磁極面１４として有する。磁石１０の磁極面１４である外周面上の、第一の方向である周方向と垂直な方向である磁石幅方向は、図１においてＺ軸の矢印で示されている。磁石幅方向は、中心軸ＡＸと平行である。円筒形磁石である磁石１０の磁極面１４である外周面上では、隣り合うＮ極とＳ極との境界である磁極境界線１１が、磁石１０の磁石幅方向の一端１５側から他端１６側へ伸びている。図１において、Ｎ極はＮ、Ｓ極はＳと示している。

磁石支持構造２０は、中心軸ＡＸを中心とする円柱形のシャフトである。シャフトの外周面と円筒形磁石の内周面が嵌合し、シャフトと円筒形磁石とが接合している。すなわち、磁石支持構造２０は、磁石１０の磁極面１４と垂直な方向である磁石厚さ方向において磁極面１４と反対側の内周面である磁石固定部１７に接合されて磁石１０を支持している。図１において、磁石厚さ方向は中心軸ＡＸと垂直な方向である径方向であり、Ｒ軸の矢印で示されている。

磁性部材２１は、磁石１０の磁石幅方向で他端１６側の外側、かつ、磁石支持構造２０の磁石厚さ方向で磁石側であるシャフトの外周に配置されている。磁性部材２１は磁性体により構成されている。本開示の実施の形態１では、界磁子１は回転子であり、磁性部材２１は中心軸ＡＸを中心としたリング形の形状をしている。

次に、本開示の実施の形態１にかかる界磁子の磁極について説明する。図２は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子の側面図である。図２において、界磁子１が備える磁石１０は円筒形磁石であり、円筒形磁石の有する磁極面１４である外周面上に周方向に沿って交互に着磁された複数のＮ極と複数のＳ極とを有する。磁極面１４上の隣り合うＮ極とＳ極との境界である磁極境界線１１が、磁石１０の外周面上で磁石幅方向の一端１５側から他端１６側へ伸びている。

図２において、磁極境界線１１は、磁石１０の磁石幅方向の一端１５から他端１６の間で、区間Ｄ１、区間Ｄ２、区間Ｄ３の３つの区間に分けられる。磁極境界線１１は、区間Ｄ１では、外周面を周方向が直線となるように展開した場合の平面において直線となる外周面上の直線１１１で構成される。同様に、磁極境界線１１は、区間Ｄ２において外周面上の直線１１２で構成され、区間Ｄ３において外周面上の直線１１３で構成される。直線１１１と直線１１２とは、折れ点１２１で接続されている。直線１１２と直線１１３とは、折れ点１２２で接続されている。すなわち、隣り合う２つの区間の磁極境界線１１は互いに接続されている。磁極境界線１１は折れ点１２１および折れ点１２２において、磁石幅方向に対する外周面上での傾きが変化しており、区間Ｄ１、区間Ｄ２、区間Ｄ３における、直線１１１、直線１１２、直線１１３の各直線の磁石幅方向に対する磁極面１４上の傾きは全て異なっている。すなわち、磁極境界線１１は、磁石幅方向に対する磁極境界線１１の傾きが異なる磁石幅方向の区間を、３つ有している。

図２において、磁極境界線１１の区間Ｄ１、区間Ｄ２、区間Ｄ３の各区間における、直線１１１、直線１１２、直線１１３の磁石幅方向に対する傾きは、全て、第一の方向である周方向の、符号が正の向きに、傾きの大きさが０以上で傾いている。すなわち、全ての区間の磁極境界線１１は、磁石幅方向に対して全て同じ方向に傾きの大きさが０以上で傾いている。

図２において、各区間の磁極境界線１１の傾きは、磁石幅方向で一端１５側の最も端の区間である区間Ｄ１の磁極境界線１１である直線１１１の磁石幅方向に対する傾きよりも、区間Ｄ１の他端１６側に隣接する区間Ｄ２の直線１１２の磁石幅方向に対する傾きの方が大きい。また、区間Ｄ２の直線１１２の磁石幅方向に対する傾きよりも、区間Ｄ２の他端１６側に隣接して最も他端１６側の区間である区間Ｄ３の直線１１３の磁石幅方向に対する傾きの方が大きい。このように、磁極境界線１１の傾きの大きさは磁石１０の磁石幅方向で一端１５側の区間から他端１６側の区間になるほど大きくなっている。すなわち、磁極境界線１１は、磁極面１４上の直線１１１、１１２、１１３が３つ接続されて構成され、直線１１１、１１２、１１３の磁石幅方向に対する磁極面１４上での傾きの大きさは、磁石幅方向において一端１５側の直線１１１から他端１６側の直線１１３になるほど大きくなっている。換言すると、磁極境界線１１の磁極面１４上の形状は磁石幅方向で非対称となっている

図２において、磁性部材２１は磁石１０の磁石幅方向で他端１６側の外側に配置されている。すなわち、磁石１０において磁石幅方向で磁極境界線１１の傾きが最も大きい端部である他端１６側の外側に、磁性部材２１が配置されている。磁性部材２１の磁石１０へ磁石幅方向で対向する面は、対向する磁石１０の他端１６の端面と平行になっている。

次に、本開示の実施の形態１にかかる電動機の構成を説明する。図３は、本開示の実施の形態１にかかる電動機の断面図である。図３に示す電動機１００は、図１に示す界磁子１と、電機子２と電機子支持構造２１０とを備える。界磁子１は回転子であり、円筒形磁石である磁石１０と、シャフトである磁石支持構造２０とを備える。電機子２は固定子であり、電機子支持構造２１０に固定されて支持されている。界磁子１は電機子２の内側に配置され、界磁子１が中心軸ＡＸを中心に電機子２に対して回転可能となるよう、界磁子１が電機子支持構造２１０との間で図示しないベアリングにより回転可能に支持されている。第一の方向は、中心軸ＡＸ周りの周方向であり、磁石１０の磁極面１４上において、界磁子１の磁石１０が電機子２に対して相対的に動く駆動方向である。

図３において、界磁子１は、磁石支持構造２０の磁石厚さ方向で磁石側である外周に配置された磁性部材２１を備えている。磁性部材２１の磁石厚さ方向で磁石支持構造側と反対側の端部である外周端面２２は、磁石厚さ方向において磁石固定部１７と磁極面１４との間に位置する。図３において、磁石厚さ方向は中心軸ＡＸと垂直な方向である径方向であり、Ｒ軸の矢印で示されている。

図４は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子の磁石の外周面を周方向が平面となるよう展開し、１つの磁極境界線に着目して示した部分展開図である。図４において、磁石１０の磁極面１４上の第一の方向である周方向は展開されて直線となっており、周方向はθ軸の矢印で示されている。磁石１０の磁極面１４上の第一の方向と垂直な方向である磁石幅方向はＺ軸の矢印で示されている。図４において、磁石１０の磁石幅方向の微小区間の長さｄＬにおける磁極境界線１１の第一の方向の変位量をｄθで示している。このときこの微小区間での磁極境界線１１の傾きはｄθ／ｄＬとなる。

磁石１０の磁石幅方向の長さを磁石幅Ｌとする。図示していないが、磁石１０の第一の方向の大きさである第一の大きさをθＭ、磁石１０のＮ極とＳ極とで構成される磁極の第一の方向での第一の大きさθＭの間に含まれる数を極数Ｐ、界磁子１に対応する電機子２の第一の方向での第一の大きさθＭの間に含まれるスロットの数をスロット数Ｓとする。磁石幅Ｌに対する磁極境界線１１の第一の方向の変位量の基準を理論スキュー量θＴとして、理論スキュー量はθＴ＝θＭ／（ＰとＳの最小公倍数）で表される。本開示の実施の形態１では、界磁子１が回転子であるので、磁石１０の第一の方向である周方向の角度としての第一の大きさはθＭ＝３６０°であり、理論スキュー量はθＴ＝３６０°／（ＰとＳの最小公倍数）で表される。

本開示の実施の形態１とは違って、磁石１０の磁石幅Ｌの両端の間で磁極境界線を磁極面上の１本の直線である単直線とし、磁極境界線を磁石幅方向に対して傾けてスキューする場合に、磁石幅Ｌに対する磁極境界線の第一の方向の変位量は、理論スキュー量θＴ＝θＭ／（ＰとＳの最小公倍数）とすることでトルクリプルが低減されることが知られている。図４において、本開示の実施の形態１とは違って、磁極境界線を単直線１９とし、磁石幅Ｌの間に第一の方向に理論スキュー量θＴ＝θＭ／（ＰとＳの最小公倍数）だけ変位させて傾きを設ける場合の例を、比較例として仮想的に二点鎖線の単直線１９で示している。

本開示の実施の形態１において、磁石１０の一端１５側の端部での磁石幅方向の微小区間の長さｄＬ１における磁極境界線１１の第一の方向の変位量をｄθ１とすると、磁石１０の一端１５側の端部での磁極境界線１１の磁石幅方向に対する傾きはｄθ１／ｄＬ１である。また、磁石１０の他端１６側の端部での磁石幅方向の微小区間の長さｄＬ２における磁極境界線１１の第一の方向の変位量をｄθ２とすると、磁石１０の他端１６側の端部での磁極境界線１１の傾きはｄθ２／ｄＬ２である。このとき、本開示の実施の形態１に係る界磁子１は、０≦｜ｄθ１／ｄＬ１｜＜｜θＴ／Ｌ｜＜｜ｄθ２／ｄＬ２｜の関係を満たすように、磁極境界線１１の傾きを設定している。

このことで、磁石１０の磁石幅Ｌの両端の間で磁極境界線を磁極面上の１本の直線である単直線として磁極境界線の磁石幅Ｌに対する第一の方向の変位量を理論スキュー量とした時と同様に、トルクリプル低減の効果を得ることができる。

次に、本開示の実施の形態１にかかる界磁子の着磁における複数の種類の磁石幅への対応について説明する。図５は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子において、複数の種類の磁石幅の界磁子に対して１種類の着磁ヨークを部分的に共用して着磁することを説明する模式図である。図５においては、本開示の実施の形態１にかかる界磁子の磁石であり、磁石幅の違う３種類の磁石幅Ｌ、ＬＡ、ＬＢの磁石１０、１０Ａ、１０Ｂに対して、１種類の着磁ヨークの中で、磁石幅に応じて界磁子の磁石を磁石幅方向に位置を変えて配置して着磁することを模式的に示している。

図５において、着磁ヨークで着磁対応可能な範囲を着磁ヨーク対応範囲８２０で示している。図５では、着磁ヨーク対応範囲８２０は、磁石幅方向であるＺ軸方向の長さがＬ８００となる実線の四角の領域で示されている。着磁ヨーク対応範囲８２０の中に、磁石幅ＬＡの磁石１０Ａの１つの磁極境界線１１Ａと、磁石幅Ｌの磁石１０の１つの磁極境界線１１と、磁石幅ＬＢの磁石１０Ｂの１つの磁極境界線１１Ｂとを部分的に重ねて並べて示している。磁石幅ＬＡ、Ｌ、ＬＢの大きさは異なり、ＬＡ＞Ｌ＞ＬＢである。それぞれの磁極境界線は、傾きの違う直線が折れ点１２１Ａ、１２２Ａ、１２１、１２２、１２１Ｂ、１２２Ｂで接続されて構成されている。図５において、磁石１０はＺ軸方向の磁石幅の長さがＬとなる実線の四角で示されている。磁石１０ＡはＺ軸方向の磁石幅の長さがＬＡとなる破線の四角で示されている。磁石１０ＢはＺ軸方向の磁石幅の長さがＬＢとなる一点鎖線の四角で示されている。

磁石１０の磁極境界線１１は、３つの区間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を有し、各区間において磁極面１４上の直線１１１、１１２、１１３により構成されている。直線１１１、１１２、１１３のそれぞれの磁石幅方向に対する磁極面１４上の傾きは、磁石幅方向に対して全てθ軸の正の方向である同じ方向に傾いている。また、各区間の直線１１１、１１２、１１３のそれぞれの傾きの大きさは、磁石幅方向で一端側の区間から他端側の区間になるほど大きくなっている。同様に、磁石１０Ａ、１０Ｂにおいても、それぞれの磁石が有する各区間における磁極境界線の傾きは、磁石幅方向に対して全て同じ方向に傾いており、傾きの大きさは磁石の磁石幅方向で一端側の区間から他端側の区間になるほど大きくなっている。このことで、図５に示すように、複数の種類の磁石幅の磁石１０Ａ、１０、１０Ｂの磁極境界線１１Ａ、１１、１１Ｂを部分的に重ねて並べて結合した１つの結合線１１Ｗの一部が、各々の磁石１０Ａ、１０、１０Ｂの磁極境界線１１Ａ、１１、１１Ｂと一致するように結合線１１Ｗを構成することができる。

界磁子に備えられた磁石の着磁には、図５では図示していない着磁ヨーク８００を用いる。着磁ヨーク８００は、着磁ヨーク対応範囲８２０において、結合線１１Ｗに沿った磁極境界線となるように磁石に対して着磁することができるよう、界磁子の磁石を着磁する設備として作製する。

図５において、着磁ヨーク８００の磁石幅方向の位置の基準となる端面を基準端８３０で示している。図５において、基準端８３０は、着磁ヨーク対応範囲８２０の周囲を示す実線の四角を構成する一辺の直線で示されている。磁石幅Ｌの磁石１０は、基準端８３０から磁石幅方向に基準距離Ｌｍ１０だけ離れた位置に磁石１０の一端１５が一致するように磁石１０を配置すると、磁石１０に着磁して形成する磁極境界線１１が結合線１１Ｗの一部と一致する。すなわち、着磁ヨーク８００において、基準端８３０から磁石幅方向に基準距離Ｌｍ１０だけ離れた位置に磁石１０の一端１５が一致するように着磁前の磁石１０を配置し、磁石１０へ着磁することで、磁極境界線１１を形成するように磁石１０を着磁することができる。

磁石幅ＬＢの磁石１０Ｂにおいても、同様に、基準端８３０から磁石幅方向に基準距離Ｌｍ１０Ｂだけ離れた位置に磁石１０Ｂの一端１５Ｂが一致するように磁石１０Ｂを配置すると、磁石１０Ｂに着磁して形成する磁極境界線１１Ｂが結合線１１Ｗの一部と一致する。すなわち、着磁ヨーク８００において、基準端８３０から磁石幅方向に基準距離Ｌｍ１０Ｂだけ離れた位置に磁石１０Ｂの一端１５Ｂが一致するように着磁前の磁石１０Ｂを配置し、磁石１０Ｂへ着磁することで、磁極境界線１１Ｂを形成するように磁石１０Ｂを着磁することができる。

磁石幅ＬＡの磁石１０Ａにおいても、同様に、着磁ヨーク８００において磁石幅方向で適切な位置に磁石１０Ａを配置することで、磁極境界線１１Ａを形成するように磁石１０Ａを着磁することができる。

このように、結合線１１Ｗ全体に対応した１種類の着磁ヨーク８００により、磁石幅の違う複数の種類の界磁子の磁石１０Ａ、１０、１０Ｂについて、着磁ヨーク８００を用いて着磁を行うことが可能となる。

図５において、磁石幅Ｌの磁石１０の磁極境界線１１は、磁極境界線１１の傾きが異なる区間として区間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の３つの直線を有している。磁石幅ＬＡの磁石１０Ａの磁極境界線１１Ａも同様に磁極境界線１１Ａの傾きが異なる区間を３つ有し、最も傾きの大きい区間はＤ３Ａである。図５において、磁石１０の区間Ｄ１の磁極境界線１１を構成する直線１１１は、磁石１０Ａにおける区間Ｄ３Ａの磁極境界線１１Ａを構成する直線１１３Ａと、磁石幅方向に対する傾きを同じにしている。このことで、結合線１１Ｗの中で、磁石１０の磁極境界線１１の一部である直線１１１と、磁石１０Ａの磁極境界線１１Ａの一部である直線１１３Ａとを、部分的に重ねることができ、区域ＤＷＡで重ねている。同様に、結合線１１Ｗの中で、磁石１０の区間Ｄ３の磁極境界線１１を構成する直線１１３と、磁石１０Ｂの区間Ｄ１Ｂの磁極境界線１１Ｂを構成する直線１１１Ｂとは、磁石幅方向に対する傾きを同じにしてあり、区域ＤＷＢで重ねている。その結果、着磁ヨーク８００の全長Ｌ８００は、磁石幅ＬＡ、Ｌ、ＬＢの合計よりも短くなっており、着磁ヨーク８００を小型化できる。このように磁石幅が違う複数の種類の界磁子について、着磁ヨークを部分的に共用できるようにすることで、着磁の設備を小さくすることができる。

また、磁石幅Ｌの磁石１０の磁極境界線１１は、区間Ｄ１、Ｄ３とは別に、磁極境界線の傾きと区間の長さを設定できる設計自由度として区間Ｄ２を有している。区間Ｄ２の磁石幅方向に対する傾きと長さを調整することにより、磁石１０の磁極境界線１１全体の傾き形状を設計的に調整することができる。磁極境界線１１の形状の設計においては、区間Ｄ１、Ｄ３とともに区間Ｄ２の傾きと長さを調整して磁極境界線１１全体の傾き形状を設計し、設計した磁極境界線の形状に基づいて電磁解析によりトルクリプルが低減できることを確認する。そのような磁極境界線１１の設計において、磁極境界線１１が傾きの異なる区間を３つ有していることで、磁石幅の違う磁石と磁極境界線を重ねて着磁のための着磁ヨーク８００を小型化しながら、トルクリプルを低減する磁極境界線１１の形状の設計を容易にすることができる。本開示の実施の形態１では、磁極境界線の傾きが異なる各区間となる磁極面１４上の直線を３つ有して構成する例で説明したが、磁極境界線の傾きが異なる各区間となる磁極面１４上の直線を４つ以上有して構成してもよく、その場合も同様に、磁石幅の違う磁石と磁極境界線を重ねて着磁ヨークを小型化しながら、トルクリプルを低減する磁極境界線の形状の設計を容易にすることができる。

図５において、磁石幅ＬＡの磁石１０Ａおよび磁石幅ＬＢの磁石１０Ｂについては、片側に隣接する磁石幅の磁極境界線の配置は無いが、磁石幅Ｌの磁石１０と特性を合わせるため、磁極境界線において傾きが異なる区間を３つ以上有するようにしている。

図６は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子の着磁を説明する模式図である。界磁子１に備えられた磁石１０の着磁には、着磁ヨーク８００を用いる。図６において、着磁ヨーク８００は模式的に断面を示し、界磁子１は側面を示している。着磁ヨーク８００は、界磁子１に合わせた形状の空間を内部に持ち、その空間に界磁子１を格納して、界磁子の磁石１０の周囲を囲う。着磁ヨーク８００は、界磁子１の磁石１０を格納する空間の周囲に、着磁のためのコイルである図示しない着磁コイルを備える。着磁コイルは、磁石に着磁させる磁極の磁極境界線に合わせた磁束が発生できる形状となっている。磁石１０を備えた界磁子１を着磁ヨーク８００に格納した後、着磁ヨーク８００が備える着磁コイルに電流を流して、着磁コイルから着磁用の磁束を発生させ、磁石１０に磁束を印加する。このことで、所望の形状の磁極境界線１１となる磁極を磁石１０の磁極面１４に着磁して形成する。

複数の種類の磁石幅の磁石の着磁を、１種類の着磁ヨーク８００により対応するため、着磁ヨーク８００は、複数の種類の磁石幅の磁石の磁極境界線を並べて結合した結合線に沿って着磁のための磁束を発生できる着磁コイルを備える。図５の例の磁石に対する対応としては、着磁ヨーク８００は、複数の種類の磁石幅の磁石１０Ａ、１０、１０Ｂの磁極境界線１１Ａ、１１、１１Ｂと部分的に一致する結合線１１Ｗに沿って着磁のための磁束を発生できる着磁コイルを備える。このため、着磁ヨーク８００の磁石幅方向の長さＬ８００は、各々の１つの磁石の磁石幅ＬＡ、Ｌ、ＬＢより長い。この着磁ヨーク８００で磁石１０を着磁する場合、磁石幅方向に長い着磁ヨーク８００の中で、適切な磁石幅方向の位置に磁石１０を配置して、着磁を実施する。適切な磁石幅方向の位置は、磁石１０に形成しようとする磁極境界線１１が、着磁ヨーク８００が着磁させることのできる磁極境界線の結合線１１Ｗの一部と一致する磁石幅方向の位置である。

図６（ａ）には、着磁ヨーク８００において磁石１０を着磁する例を示している。図６（ａ）において、着磁ヨーク８００の基準端８３０から磁石幅方向に基準距離Ｌｍ１０だけ離れた位置に磁石１０の一端１５が一致するように着磁前の磁石１０を配置し、磁石１０へ着磁することを示している。このことで、磁極境界線１１を形成するように磁石１０を着磁することができる。

図６（ｂ）には、着磁ヨーク８００において磁石１０Ｂを着磁する例を示している。図６（ｂ）において、着磁ヨーク８００の基準端８３０から磁石幅方向に基準距離Ｌｍ１０Ｂだけ離れた位置に磁石１０Ｂの一端１５Ｂが一致するように着磁前の磁石１０Ｂを配置し、磁石１０Ｂへ着磁することを示している。このことで、磁極境界線１１Ｂを形成するように磁石１０Ｂを着磁することができる。

次に、本開示の実施の形態１にかかる界磁子の磁性部材２１について説明する。図２に示されるように、界磁子１は、磁石１０の磁石幅方向で他端１６側の外側、かつ、磁石支持構造２０の磁石厚さ方向で磁石側である磁石支持構造２０の外周に配置された、磁性体により構成される磁性部材２１を備える。磁石１０の他端１６側の端部における磁極境界線１１の磁石幅方向に対する傾きは、磁石１０の一端１５側の端部における磁極境界線１１の傾きよりも、傾きが大きい。すなわち、界磁子１は、磁石１０に対して、磁石１０の磁石幅方向の端部のうち磁極境界線１１の磁石幅方向に対する傾きが大きい方の端部である他端１６の外側に、磁性部材２１を備えている。また、図３の断面図で示されるように、磁性部材２１の磁石厚さ方向で磁石支持構造側と反対側の端部である外周端面２２は、磁石厚さ方向において磁石固定部１７と磁極面１４との間に位置する。

図７は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子の着磁の際の磁性部材による効果を説明する模式図である。図７（ｂ）は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子１を、着磁ヨーク８００の内部に配置して、着磁のための磁束を磁石１０に印加した場合の、磁束の様子を模式的に示している。

図７（ａ）は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子１とは違い、磁石支持構造２０の磁石厚さ方向で磁石側に磁性部材２１を有さない界磁子１Ｑを、着磁ヨーク８００の内部に配置して、着磁のための磁束を磁石１０に印加した場合の、磁束の様子を模式的に示した図である。界磁子１Ｑは、図１の界磁子１とは、磁石支持構造２０の磁石厚さ方向で磁石側に磁性部材２１を備えないことが相違しており、その他の構成は同じである。着磁ヨーク８００の内部において着磁コイルにより発生した磁束８１０Ｑのうち、磁石幅方向で磁石１０の磁石幅の外側の、磁石１０に対向していない着磁ヨーク８００の内周面で発生した磁束が、磁石１０の他端１６の端部に漏れ磁束として流入している。

図７（ｂ）は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子１を、着磁ヨーク８００の内部に配置して、着磁のための磁束を磁石１０に印加した場合の、磁束の様子を模式的に示した図である。界磁子１が磁石支持構造２０の磁石厚さ方向で磁石側に磁性部材２１を備えることで、着磁ヨーク８００の内部において着磁コイルにより発生した磁束８１０のうち、磁石１０に対向していない着磁ヨーク８００の内周面で発生した磁束が、磁性体で構成された磁性部材２１に流れ、磁石１０の他端１６の端部への漏れ磁束の影響を低減することができる。

磁石１０の端部で磁極境界線１１の傾きが大きい場合に、漏れ磁束の影響が大きく出るため、本開示の実施の形態１にかかる界磁子１は磁性体で構成された磁性部材２１を、磁石１０の磁極境界線１１の傾きが大きい他端１６の外側に備える。このことで、漏れ磁束の影響が大きい端部である磁極境界線１１の傾きが大きい他端１６側の端部での、漏れ磁束の影響を低減し、着磁を精度良く行うことができ、着磁による磁極境界線１１の形成を精度良く行うことができる。また、磁性部材２１の磁石厚さ方向で磁石支持構造側と反対側の端部である外周端面２２は、磁石厚さ方向で磁石固定部１７と磁極面１４との間に位置する。このことで、磁石１０に対向していない着磁ヨーク８００の内周面で発生した磁束が、磁性体で構成された磁性部材２１に流れやすくし、磁石１０の他端１６の端部への漏れ磁束の影響を効果的に低減して、着磁の精度を良くすることができる。本開示の実施の形態１では、界磁子１は磁石支持構造２０の外周の磁石１０の一端１５側の外側に磁性部材を備えない例で説明したが、界磁子１は磁石支持構造２０の外周の磁石１０の一端１５側の外側にも磁性部材を備えてもよい。また、図２の例では、磁石１０と磁性部材２１とは磁石幅方向で離れている。この例では、磁石１０と磁性部材２１との間は空隙となっているが、磁石１０と磁性部材２１との間に非磁性体を備えていてもよい。

本開示の実施の形態１の界磁子１では、以上のように、第一の方向に沿って複数のＮ極と複数のＳ極とが交互に着磁された面である磁極面１４を有し、磁極面１４上の隣り合うＮ極とＳ極との境界である磁極境界線１１は磁極面１４上の第一の方向と垂直な方向である磁石幅方向に対して全て同じ方向に傾きの大きさが０以上で傾いており、磁極境界線１１の傾きの大きさは磁石幅方向において一端１５から他端１６に向かうほど大きくなっている磁石１０と、磁極面１４と垂直な方向である磁石厚さ方向において磁石１０の磁極面１４と反対側の磁石固定部１７に接合されて磁石１０を支持する磁石支持構造２０と、磁石１０の磁石幅方向で他端１６側の外側、かつ、磁石支持構造２０の磁石厚さ方向で磁石１０側に配置され、磁性体により構成された磁性部材２１とを備え、磁性部材２１の磁石厚さ方向で磁石支持構造２０側と反対側の端部である外周端面２２は、磁石厚さ方向において磁石固定部１７と磁極面１４との間に位置するので、界磁子１の磁石１０の一端１５から他端１６に向けて磁極境界線１１の傾きが大きくなっていても、着磁の際に磁石１０の磁極境界線１１の傾きの大きい他端１６側の端部で着磁ヨーク８００の漏れ磁束の影響を受けにくく、界磁子１の磁石１０を精度良く着磁することができる。

さらに、磁極境界線１１は、直線１１１、１１２、１１３のように磁極面１４上の直線が３つ以上接続されて構成され、直線１１１、１１２、１１３の磁石幅方向に対する傾きの大きさは、磁石幅方向において一端１５側の直線１１１から他端１６側の直線１６になるほど大きくなっているので、磁極境界線１１が直線で構成されていることにより、着磁ヨーク８００の製作加工が容易となる。

さらに、磁石１０の一端１５側の端部での磁石幅方向の微小区間の長さｄＬ１における磁極境界線１１の第一の方向の変位量をｄθ１、磁石１０の他端１６側の端部での磁石幅方向の微小区間の長さｄＬ２における磁極境界線１１の第一の方向の変位量をｄθ２、磁石１０の磁石幅方向の長さを磁石幅Ｌ、磁石幅Ｌに対する磁極境界線１１の第一の方向の変位量の基準を理論スキュー量θＴとしたとき、０≦｜ｄθ１／ｄＬ１｜＜｜θＴ／Ｌ｜＜｜ｄθ２／ｄＬ２｜の関係を満たすようにしたので、トルクリプル低減の効果を得ながら、磁石幅が違う複数の種類の界磁子について、着磁ヨークを共用して着磁を可能とすることができる。

さらに、磁石１０は磁石幅方向と平行な中心軸を中心とする円筒形である円筒形磁石であり、磁極面１４は円筒形磁石の外周面であり、第一の方向は円筒形磁石の外周面上における中心軸周りの周方向であり、界磁子１は回転子であるので、回転子である界磁子１において、磁極境界線１１に磁石幅方向に対する傾きを設けても、磁石幅が違う複数の種類の界磁子について、着磁ヨーク８００を共用して着磁を可能とすることができる。

さらに、本開示の実施の形態１の電動機１００では、本開示の実施の形態１の界磁子１と、電機子２とを備えるので、電動機１００の界磁子１の磁極境界線１１に磁石幅方向に対する傾きを設けても、磁石幅が違う複数の種類の界磁子について、着磁ヨークを共用して着磁を可能とすることができる。磁石幅が違う複数の種類の界磁子について、着磁ヨークを共用して着磁を可能とすることで、着磁の設備を小型化しながら、出力の違う電動機の製造対応が容易になる。

なお、本開示の実施の形態１では、磁石１０と磁性部材２１とは磁石幅方向で離れている例で説明したが、磁石と磁性部材とが磁石幅方向で接していてもよい。図８は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子における磁石と磁性部材とが接する変形例の側面図である。図２とは、界磁子１Ｅに備えられた磁石１０と、磁石支持構造２０の磁石厚さ方向で磁石１０側に配置された磁性部材２１Ｅとが、磁石幅方向で接している点が違う。磁石１０と磁性部材２１Ｅとが磁石幅方向で接している場合でも、界磁子１Ｅの磁石１０の一端１５から他端１６に向けて磁極境界線１１の傾きが大きくなっていても、着磁の際に磁石１０の磁極境界線１１の傾きの大きい端部１６で着磁ヨーク８００の漏れ磁束の影響を受けにくく、界磁子１Ｅの磁石１０を精度良く着磁することができる。さらには、磁石１０と磁石支持構造２０の外周に配置された磁性部材２１Ｅとが磁石幅方向で接していることから、界磁子１Ｅの製造時に磁石１０の磁石支持構造２０に対する磁石幅方向の位置を正確に位置決めすることができる。磁石１０の磁石支持構造２０に対する磁石幅方向の位置が正確になることで、着磁ヨーク８００における磁石支持構造２０に基づいた磁石１０の位置が正確になって、磁石１０への着磁を精度良く行うことができる。

また、本開示の実施の形態１では、磁極境界線１１の傾きが周方向で正となる方向に傾いている例で説明したが、磁極境界線の傾きは周方向で負となる方向に傾いていてもよい。図９は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子における磁極境界線が図２とは反対方向に傾いている変形例の側面図である。図９における界磁子１Ｆでは、図２とは違い、磁極境界線１１Ｆの傾きが周方向で負となる方向に傾いている。磁極境界線１１Ｆの傾きが周方向で負となる方向に傾いている場合でも、磁性部材２１は磁石１０Ｆに対して磁石１０の磁石幅方向の端部のうち磁極境界線の傾きが大きい方の端部である他端１６の外側に配置している。また、磁極境界線１１Ｆの全ての区間の直線１１１Ｆ、１１２Ｆ、１１３Ｆの傾きが磁石１０Ｆの周方向で同じ負の方向に傾きの大きさが０以上となっており、各直線が折れ点１２１Ｆ、１２２Ｆで接続されている。このように、磁極境界線１１Ｆの傾きが周方向で負となる方向に傾いている場合でも、磁極境界線の傾きが周方向で正となる方向に傾いている場合と同様に、界磁子１Ｆの磁石１０Ｆの一端１５から他端１６に向けて磁極境界線１１の傾きが大きくなっていても、着磁の際に磁石１０Ｆの磁極境界線１１Ｆの傾きの大きい他端１６側の端部で着磁ヨークの漏れ磁束の影響を受けにくく、界磁子１Ｆの磁石１０Ｆを精度良く着磁することができる。

また、本開示の実施の形態１では、磁極境界線１１は磁石幅方向に対する磁極境界線１１の傾きが異なる磁石幅方向の区間を３つ有する例で説明したが、磁極境界線は磁石幅方向に対する磁極境界線の傾きが異なる磁石幅方向の区間を４つ以上有してもよい。図１０は、本開示の実施の形態１にかかる界磁子における磁極境界線の磁石幅方向に対する傾きが異なる区間が４つある変形例の側面図である。図１０において、磁石１０Ｇの磁極境界線１１Ｇは磁石幅方向に対する磁極境界線の傾きが異なる磁石幅方向の区間を区間Ｄ１Ｇ、Ｄ２Ｇ、Ｄ３Ｇ、Ｄ４Ｇの４つ有している。磁極境界線１１Ｇは、区間Ｄ１Ｇにおける直線１１１Ｇ、区間Ｄ２Ｇにおける直線１１２Ｇ、区間Ｄ３Ｇにおける直線１１３Ｇ、区間Ｄ４Ｇにおける直線１１４Ｇが、折れ点１２１Ｇ、１２２Ｇ、１２３Ｇで接続されて、構成されている。各区間における磁極境界線である直線１１１Ｇ、１１２Ｇ、１１３Ｇ、１１４Ｇの磁石幅方向に対する傾きは全て異なる。区間Ｄ１Ｇ、Ｄ２Ｇ、Ｄ３Ｇ、Ｄ４Ｇの全ての区間の磁極境界線の傾きは、第一の方向の同じ向きである正方向に傾きの大きさが０以上の傾きとなっている。区間Ｄ１Ｇ、Ｄ２Ｇ、Ｄ３Ｇ、Ｄ４Ｇの各区間の磁極境界線１１Ｇの傾きの大きさは磁石１０Ｇの磁石幅方向で一端１５側の区間から他端１６側の区間になるほど大きくなっている。このように、磁極境界線の磁石幅方向に対する傾きが異なる区間が４つある場合でも、界磁子１Ｇの磁石１０Ｇの一端１５から他端１６に向けて磁極境界線１１Ｇの傾きが大きくなっていても、着磁の際に磁石１０Ｇの磁極境界線１１Ｇの傾きの大きい端部１６で着磁ヨークの漏れ磁束の影響を受けにくく、界磁子１Ｇの磁石１０Ｇを精度良く着磁することができる。また、最も一端１５側の区間Ｄ１Ｇの磁極境界線１１１Ｇを当該磁石幅より小さい磁石幅の磁極境界線と重ねる傾きとし、最も他端１６側の区間Ｄ４Ｇの磁極境界線１１４Ｇを当該磁石幅より大きい磁石幅の磁極境界線と重ねる傾きとすることで、磁石幅の異なる磁石の磁極境界線を磁石幅の端部で部分的に重ねることができ、磁石幅が違う複数の種類の界磁子について、着磁ヨークを部分的に共用できるようにし、着磁の設備を小さくすることができる。

また、本開示の実施の形態１では、磁石支持構造２０はシャフトでありシャフトの外周に磁性部材２１を備える例で説明したが、磁石支持構造２０は界磁子コアであり、磁石１０の磁石幅方向で他端１６側の外側において界磁子が界磁子コアの外周に配置され磁性体により構成される磁性部材を有してもよい。また、本開示の実施の形態１では磁性部材２１は磁石支持構造２０の外周に接合されて備える例で説明したが、磁性部材２１は磁性体で構成される磁石支持構造２０と一体であってもよい。

実施の形態２．
図１１は、本開示の実施の形態２にかかる界磁子の側面図である。図１１において、図２と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。本開示の実施の形態１とは、界磁子１Ｈが備える磁石１０Ｈの磁極境界線１１Ｈの磁石幅方向に対する傾きの大きさが、磁石幅方向において磁石１０Ｈの一端１５から他端１６に向かうほど、連続的に大きくなっていることが相違している。磁極境界線１１Ｈは、磁極面１４上の第一の方向と垂直な方向である磁石幅方向に対して、全て同じ方向に傾きの大きさが０以上で傾いている。本開示の実施の形態１では、磁極境界線１１は磁石幅方向に対する磁極境界線１１の傾きが異なる磁石幅方向の区間を３つ有したが、実施の形態２の磁極境界線１１Ｈでは傾きが異なる区間が一端１５と他端１６との間に無限個あることに相当する。本開示の実施の形態１と同様に、界磁子１Ｈは回転子であり、磁石１０Ｈは中心軸ＡＸを中心とする円筒形の円筒形磁石である。

図１１において、磁石１０Ｈにおける磁極境界線１１Ｈの傾きは、磁石１１Ｈの磁石幅方向の一端１５から他端１６に向かうほど連続的に大きくなっている。このため、磁極境界線１１Ｈを磁石幅方向で一端１５から他端１６に向けて任意の３つの区間Ｄ１Ｈ、Ｄ２Ｈ、Ｄ３Ｈに分けた場合に、磁極境界線１１Ｈの区間Ｄ１Ｈ、Ｄ２Ｈ、Ｄ３Ｈの各区間での傾きは異なる。また、区間Ｄ１Ｈ、Ｄ２Ｈ、Ｄ３Ｈの隣り合う２つの区間の磁極境界線１１Ｈは互いに接続されている。区間Ｄ１Ｈ、Ｄ２Ｈ、Ｄ３Ｈの各々の区間の磁極境界線１１Ｈは、磁石幅方向に対して全て同じ方向に傾きの大きさが０以上で傾いている。磁極境界線１１Ｈの傾きの大きさは、磁石幅方向において磁石の一端側の区間Ｄ１Ｈから他端側の区間Ｄ３Ｈになるほど大きくなっている。

このようなことから、実施の形態２の界磁子１Ｈでは、実施の形態１の界磁子１と同様に、磁石幅の異なる複数の種類の磁石の磁極境界線１１Ｈを磁石幅の端部で部分的に重ねることがしやすく、界磁子１Ｈの磁極境界線１１Ｈに磁石幅方向に対する傾きを設けても、磁石幅が違う複数の種類の界磁子について、着磁ヨークを部分的に共用でき、着磁の設備を小さくすることができる。

さらに、磁極境界線１１Ｈの傾きは、磁石１１Ｈの磁石幅方向の一端１５から他端１６に向かうほど連続的に大きくなっていることから、磁石幅が違う界磁子と任意の長さの区間で磁極境界線を重ねることができる。また、着磁ヨークにおいて磁石幅方向の一方向に向かうほど磁極境界線の傾きが連続的に大きくなる曲線となる結合線に沿って着磁できるようにし、その結合線から任意の磁石幅で切り取った曲線をその磁石の磁極境界線とすれば、任意の磁石幅の磁石を着磁することができる。

図１２は、本開示の実施の形態２にかかる界磁子の磁石の外周面を周方向が平面となるよう展開し、１つの磁極境界線に着目して示した部分展開図である。図１２において、磁石１０Ｈの磁極面上の第一の方向である周方向は展開されて直線となっており、周方向はθ軸の矢印で示されている。磁石１０Ｈの磁極面上の第一の方向と垂直な方向である磁石幅方向はＺ軸の矢印で示されている。本開示の実施の形態２にかかる界磁子１Ｈが備える磁石１０Ｈにおいて、磁極境界線１１Ｈの磁極面上での形状は、磁極面である外周面を平面に展開した場合に、外周面を展開した平面に描かれる楕円１８１の一部となる曲線である。すなわち、磁石１０Ｈの磁極面上における磁極境界線１１Ｈ上の任意の点ｎ（Ｚｎ，θｎ）が、点ｐ（Ｚｐ，θｐ）を中心とした楕円１４１の軌跡上に存在する。

複数の種類の幅の磁石について、それぞれの磁極境界線を同じ楕円１８１の一部となる曲線とすることで、楕円１８１の曲線に対応した磁極境界線を着磁できる１種類の着磁ヨークにより、複数の種類の磁石幅の磁石の着磁を行うことが可能となる。また、任意の幅の磁石についても、磁極境界線を同じ楕円の一部となる曲線とすることで、任意の幅の磁石の磁極境界線を１つの楕円に重ねることができ、楕円の曲線に対応した磁極境界線を着磁できる１種類の着磁ヨークにより、任意の幅の磁石の着磁を行うことができる。

また、磁極境界線１１Ｈの磁石１０Ｈの磁極面上での形状を、楕円１８１の一部となる曲線とすることで、楕円１８１の短軸の長さａおよび長軸の長さｂと、楕円の中心点ｐ（Ｚｐ，θｐ）の磁石１０Ｈとの相対位置で、磁極境界線１１Ｈの傾き形状の調整ができ、磁極境界線１１Ｈの形状の設計がしやすくなる。

また、磁極境界線１１Ｈの磁石１０Ｈの磁極面上での形状を、楕円１８１の一部となる曲線とすることで、磁極境界線１１Ｈ全体で傾きが連続的に変化して滑らかとなり、磁石１０Ｈにおいて一端１５から他端１６までの間で磁束の急激な変化が少ない滑らかな磁束分布特性とすることができる。

本開示の実施の形態２の界磁子１Ｈでは、以上のように、第一の方向に沿って複数のＮ極と複数のＳ極とが交互に着磁された面である磁極面１４を有し、磁極面１４上の隣り合うＮ極とＳ極との境界である磁極境界線１１Ｈは磁極面１４上の第一の方向と垂直な方向である磁石幅方向に対して全て同じ方向に傾きの大きさが０以上で傾いており、磁極境界線１１Ｈの傾きの大きさは磁石幅方向において一端１５から他端１６に向かうほど大きくなっている磁石１０Ｈと、磁極面１４と垂直な方向である磁石厚さ方向において磁石１０Ｈの磁極面１４と反対側の磁石固定部１７に接合されて磁石１０Ｈを支持する磁石支持構造２０と、磁石１０Ｈの磁石幅方向で他端１６側の外側、かつ、磁石支持構造２０の磁石厚さ方向で磁石１０Ｈ側に配置され、磁性体により構成された磁性部材２１とを備え、磁性部材２１の磁石厚さ方向で磁石支持構造２０側と反対側の端部である外周端面２２は、磁石厚さ方向において磁石固定部１７と磁極面１４との間に位置し、磁極境界線１１Ｈの傾きの大きさは磁石幅方向において一端１５から他端１６に向かうほど連続的に大きくなっているので、界磁子１Ｈの磁石１０Ｈの一端１５から他端１６に向けて磁極境界線１１Ｈの傾きが大きくなっていても、着磁の際に磁石１０Ｈの磁極境界線１１Ｈの傾きの大きい他端１６側の端部で着磁ヨークの漏れ磁束の影響を受けにくく、界磁子１Ｈの磁石１０Ｈを精度良く着磁することができる。また、界磁子１Ｈの磁極境界線１１Ｈに磁石幅方向に対する傾きを設けても、磁石幅が違う複数の種類の界磁子１Ｈについて、着磁ヨークを部分的に共用でき、着磁の設備を小さくすることができる。

さらには、着磁ヨークにおいて磁石幅方向の一方向に向かうほど傾きが連続的に大きくなる曲線となる結合線に沿って着磁できるようにし、その結合線から任意の磁石幅で切り取った曲線をその磁石幅の磁石の磁極境界線とすることで、任意の磁石幅の磁石を着磁することができる。

さらには、磁極境界線１１Ｈ全体で傾きが連続的に変化して滑らかとなり、磁石１０Ｈにおいて一端１５から他端１６までの間で磁束の急激な変化が少ない滑らかな磁束分布特性とすることができる。

さらに、磁極境界線１１Ｈの磁石１０Ｈの磁極面上での形状は、楕円１８１の一部となる曲線であるようにしたことで、楕円１８１の短軸の長さａおよび長軸の長さｂと楕円の中心点ｐ（Ｚｐ，θｐ）の磁石１０Ｈとの相対位置で、磁極境界線１１Ｈの傾き形状の調整ができ、磁極境界線１１Ｈの形状の設計がしやすくなる。

なお、本開示の実施の形態では、界磁子が備える磁石である円筒形磁石の外周面が複数のＮ極と複数のＳ極とが着磁された磁極面である例で説明したが、円筒形磁石の内周面が磁極面であってもよい。本開示の実施の形態では、界磁子は電動機において電機子の内側に配置されるが、円筒形磁石の内周面が磁極面である場合は、界磁子は電動機において電機子の外側に配置される。

また、本開示の実施の形態では、界磁子が回転子であり電機子が固定子である例で説明したが、界磁子が固定子であり電機子が界磁子に対して動いてもよい。

また、本開示の実施の形態では、界磁子が回転子であり、界磁子が備える磁石である円筒形磁石の外周面が複数のＮ極と複数のＳ極とが着磁された磁極面である例で説明したが、界磁子がリニアモータの固定子であり、界磁子が備える磁石は直方体の磁石であり、直方体の磁石の表面の平面が磁極面であってもよい。その場合、第一の方向は、直線的な方向となる。電動機は回転電機である例で説明したが、電動機はリニアモータであってもよい。また、界磁子はリニアモータの固定子に対して直線的に移動する移動子であってもよく、その場合、電動機であるリニアモータの電機子が固定子となる。

なお、本開示は、開示の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１，１Ｂ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｑ 界磁子、２ 電機子、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ 磁石、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ 磁極境界線、１１Ｗ 結合線、１４ 磁極面、１５，１５Ｂ 一端、１６，１６Ｂ 他端、１７ 磁石固定部、２０ 磁石支持構造、２１，２１Ｅ 磁性部材、２２ 外周端面、１１１，１１１Ｆ，１１１Ｇ，１１２，１１２Ｆ，１１２Ｇ，１１３，１１３Ｆ，１１３Ｇ，１１４Ｇ 直線、１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｆ，１２１Ｇ，１２２，１２２Ａ，１２２Ｂ，１２２Ｆ，１２２Ｇ，１２３Ｇ 折れ点、Ｄ１，Ｄ１Ｇ，Ｄ１Ｈ，Ｄ２，Ｄ２Ｇ，Ｄ２Ｈ，Ｄ３，Ｄ３Ｇ，Ｄ３Ｈ，Ｄ４Ｇ 区間、１００ 電動機、１８１ 楕円、２１０ 電機子支持構造、８００ 着磁ヨーク、８１０，８１０Ｑ 磁束、ａ 楕円の短軸の長さ、ｂ 楕円の長軸の長さ、Ｌ，ＬＡ，ＬＢ 磁石幅、ｐ 楕円の中心。

Claims (7)

1. 第一の方向に沿って複数のＮ極と複数のＳ極とが交互に着磁された面である磁極面を有し、前記磁極面上の隣り合う前記Ｎ極と前記Ｓ極との境界である磁極境界線は前記磁極面上の前記第一の方向と垂直な方向である磁石幅方向に対して全て同じ方向に傾きの大きさが０以上で傾いており、前記磁極境界線の前記傾きの大きさは前記磁石幅方向において一端から他端に向かうほど大きくなっている磁石と、
   前記磁極面と垂直な方向である磁石厚さ方向において前記磁石の前記磁極面と反対側の磁石固定部に接合されて前記磁石を支持する磁石支持構造と、
   前記磁石の前記磁石幅方向で前記他端側の外側、かつ、前記磁石支持構造の前記磁石厚さ方向で前記磁石側に配置され、磁性体により構成された磁性部材とを備え、
   前記磁性部材の前記磁石厚さ方向で前記磁石支持構造側と反対側の端部は、前記磁石厚さ方向において前記磁石固定部と前記磁極面との間に位置することを特徴とする界磁子。
2. 前記磁極境界線は、前記磁極面上の直線が３つ以上接続されて構成され、
   前記直線の前記磁石幅方向に対する傾きの大きさは、前記磁石幅方向において前記一端側の前記直線から前記他端側の前記直線になるほど大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の界磁子。
3. 前記磁極境界線の前記傾きの大きさは、前記磁石幅方向において前記一端から前記他端に向かうほど、連続的に大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の界磁子。
4. 前記磁極境界線の前記磁極面上での形状は、楕円の一部となる曲線であることを特徴とする請求項３に記載の界磁子。
5. 前記磁石の前記一端側の端部での前記磁石幅方向の微小区間の長さｄＬ１における前記磁極境界線の前記第一の方向の変位量をｄθ１、前記磁石の前記他端側の端部での前記磁石幅方向の微小区間の長さｄＬ２における前記磁極境界線の前記第一の方向の変位量をｄθ２、前記磁石の前記磁石幅方向の長さを磁石幅Ｌ、前記磁石幅Ｌに対する前記磁極境界線の前記第一の方向の変位量の基準を理論スキュー量θＴとしたとき、０≦｜ｄθ１／ｄＬ１｜＜｜θＴ／Ｌ｜＜｜ｄθ２／ｄＬ２｜の関係を満たすことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の界磁子。
6. 前記磁石は前記磁石幅方向と平行な中心軸を中心とする円筒形である円筒形磁石であり、
   前記磁極面は前記円筒形磁石の外周面であり、
   前記第一の方向は前記円筒形磁石の前記外周面上における前記中心軸周りの周方向であり、
   前記界磁子は回転子であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の界磁子。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の界磁子と、電機子とを備えることを特徴とする電動機。

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