WO2023053604A1 - ロータおよび回転電機 - Google Patents

Abstract

本発明の一態様のロータは、回転電機に設けられステータと対向し中心軸線を中心として回転するロータである。ロータは、中心軸線を中心として周方向に沿って並ぶ複数の磁極部と、磁極部を径方向一方側から支持するロータコアと、を備える。磁極部は、径方向を磁化方向とする主磁石と、主磁石の周方向外側にそれぞれ対称に配置され径方向に対し周方向に傾斜する方向を磁化方向とする副磁石と、を有する。副磁石の軸方向に沿って延びる側面の少なくとも一部は、磁化方向と平行又は直交する平坦面である。

Description

ロータおよび回転電機

本発明は、ロータおよび回転電機に関する。本願は、２０２１年９月３０日に日本に出願された特願２０２１－１６１２３８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

ロータの磁石をハルバッハ配列で並べることで駆動トルクが高められたモータが知られている（例えば、特許文献１）。

特許第５７１４１８９号公報

特許文献１のロータでは、１つの磁極に２つの副磁石が設けられる。また、各副磁石の磁化方向は、完全な周方向ではなく、径方向に傾斜する。このような構成の磁極を採用する場合、副磁石の外形に対して磁化方向が傾斜することとなり、副磁石の製造コストが高まるという問題があった。　

本発明は、上記事情に鑑みて、ハルバッハ配列された磁石を有するロータにおいて、製造コストを低減できるロータおよび回転電機を提供することを目的の一つとする。

本発明の一態様のロータは、回転電機に設けられステータと対向し中心軸線を中心として回転するロータである。ロータは、前記中心軸線を中心として周方向に沿って並ぶ複数の磁極部と、前記磁極部を径方向一方側から支持するロータコアと、を備える。前記磁極部は、径方向を磁化方向とする主磁石と、前記主磁石の周方向外側にそれぞれ対称に配置され径方向に対し周方向に傾斜する方向を磁化方向とする副磁石と、を有する。前記副磁石の軸方向に沿って延びる側面の少なくとも一部は、磁化方向と平行又は直交する平坦面である。

本発明の一つの態様によれば、ハルバッハ配列された磁石を有するロータにおいて、製造コストを低減できるロータおよび回転電機を提供できる。

図１は、一実施形態の回転電機の中心軸線に沿う断面における断面模式図である。 図２は、一実施形態のロータの平面図である。 図３は、変形例のロータの平面図である。

以下の説明においては、中心軸線Ｊの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸線Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸線Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。本実施形態において、下側（－Ｚ）は、軸方向他方側に相当し、上側（＋Ｚ）は、軸方向一方側に相当する。なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。　

図１は、中心軸線Ｊに沿う断面における回転電機１の断面模式図である。　本実施形態の回転電機１は、ロータ２０と、ステータ３０と、複数のベアリング１５と、これらを収容するハウジング１１と、を備える。ベアリング１５は、ロータ２０のシャフト２１を回転可能に支持する。ベアリング１５は、ハウジング１１に保持される。　

本実施形態の回転電機１は、ロータ２０がステータ３０の径方向内側に配置されるインナーロータ型の回転電機である。また、以下に説明する実施形態では、径方向内側を径方向一方側であり、径方向外側を径方向他方側であるものとする。しかしながら、回転電機は、ロータがステータの径方向外側に配置されるアウターロータ型であってもよい。この場合、ロータの各部において径方向一方側および他方側が反転した構成となる。　

ステータ３０は、中心軸線Ｊを中心とする円環状である。ステータ３０の径方向内側には、ロータ２０が配置される。ステータ３０は、ロータ２０と径方向に対向する。　

ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３２と、複数のコイル３３と、を有する。ステータコア３１は、軸方向に沿って積層される複数の磁性部材によって構成される。　

ステータコア３１は、略環状のコアバック３１ｃと、複数のティース３１ｂと、を有する。本実施形態では、コアバック３１ｃは、中心軸線Ｊを中心とする円環状である。ティース３１ｂは、コアバック３１ｃの径方向内側面から径方向内側に延びる。コアバック３１ｃの外周面は、ハウジング１１の周壁部の内周面と固定される。複数のティース３１ｂは、コアバック３１ｃの径方向内側面に、周方向に互いに間隔をあけて配置される。本実施形態では、複数のティース３１ｂが、周方向に等間隔に配列する。　

インシュレータ３２は、ステータコア３１に装着される。インシュレータ３２は、ティース３１ｂを覆う部分を有する。インシュレータ３２の材料は、例えば樹脂などの絶縁材料である。　

コイル３３は、ステータコア３１に取り付けられる。複数のコイル３３は、インシュレータ３２を介してステータコア３１に装着される。複数のコイル３３は、インシュレータ３２を介して各ティース３１ｂに導線が巻き回されることで構成される。　

ロータ２０は、回転電機１に設けられステータ３０と対向する。ロータ２０は、中心軸線Ｊを中心として回転する。ロータ２０は、シャフト２１と、ロータコア２２と、ロータコア２２の外周面において周方向に沿って並ぶ複数（本実施形態では８つ）の磁極部２８と、を有する。なお、ロータ２０は、全体を径方向外側から囲む筒状のカバー部材をさらに有していてもよい。　

シャフト２１は、中心軸線Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。シャフト２１は、一対のベアリング１５によって回転可能に支持される。　

ロータコア２２は、中心軸線Ｊに沿って軸方向に延びる柱状である。ロータコア２２は、軸方向から見て、略多角形状である。ロータコア２２は、強磁性材料から構成される。本実施形態のロータコア２２は、軸方向に沿って積層される複数の磁性部材によって構成される。　

ロータコア２２には、軸方向に貫通する中央孔２２ｈと肉抜き孔部２２ｄが設けられる。中央孔２２ｈは、軸方向から見てロータコア２２の中央に位置する。中央孔２２ｈには、シャフト２１が挿入され固定される。肉抜き孔部２２ｄは、ロータコア２２を肉抜きしてロータコア２２を軽量化するために設けられる。　

図２は、ロータ２０の一部を示す平面図である。　本実施形態のロータ２０は、表面磁石型（Surface Permanent Magnet：ＳＰＭ）のロータである。ロータコア２２の径方向外側を向く外周面には、磁極部２８を構成する主磁石４０および副磁石５０が接着固定される。これにより、ロータコア２２は、複数の磁極部２８を径方向内側（径方向一方側）から支持する。　

ロータ２０は、複数（本実施形態では１６個）の磁極部２８を有する。複数の磁極部２８は、中心軸線Ｊを中心として周方向に沿って並ぶ。複数の磁極部２８は、周方向に沿って等間隔に配置される。周方向に隣り合う磁極部２８同士は、磁束方向が径方向において互いに反転されている。すなわち、周方向に並ぶ磁極部２８は、周方向に沿って径方向外側にＮ極を向けたものとＳ極を向けたものとが交互に配置される。　

１つの磁極部２８は、１つの主磁石４０と、２つの副磁石５０と、を有する。副磁石５０は、主磁石４０の周方向外側にそれぞれ対称に配置される。したがって、周方向に隣り合う磁極部２８同士の境界部分には、異なる磁極部２８の副磁石５０が隣り合って配置されている。ロータ２０において、一対の主磁石４０同士の間には、２つの副磁石５０が配置される。　

主磁石４０および副磁石５０は、それぞれ一様な断面で中心軸線Ｊの軸方向に沿って柱状に延びる。主磁石４０および副磁石５０の上面は、略同一平面を形成している。同様に、主磁石４０および副磁石５０の下面は、略同一平面を形成している。　

主磁石４０は、径方向を磁化方向とする。一方で、副磁石５０は、径方向に対し周方向に傾斜する方向を磁化方向とする。上述したように１つの磁極部２８において、一対の副磁石５０は、主磁石４０に対しそれぞれ周方向外側に対称に配置される。このため、一対の副磁石５０の磁化方向は、主磁石４０に対し互いに対称な方向とされる。　

図２において、主磁石４０および副磁石５０中に図示する矢印は、各磁石の磁化方向を表す。図２に示すように、周方向に隣り合う磁極部２８の主磁石４０同士は、径方向の内外において磁化方向が互いに異なる。すなわち、周方向に隣り合う磁極部２８において、主磁石４０の磁化方向は、互いに反転している。径方向外側を磁化方向とする主磁石４０の周方向外側に配置される副磁石５０は、当該主磁石４０に近づくに従い径方向外側に向かう方向を磁化方向とする。径方向内側を磁化方向とする主磁石４０の周方向外側に配置される副磁石５０は、当該主磁石４０から離れるに従い径方向内側に向かう方向を磁化方向とする。このように、各磁極部２８を構成する主磁石４０および副磁石５０は、ハルバッハ配列で並ぶ。　

一般的にハルバッハ配列と呼ばれる磁石の配列を有する磁極において、副磁石の磁化方向は周方向とされる。これに対し、本実施形態の磁極部２８は、副磁石５０の磁化方向が、完全な周方向に対し径方向に傾斜している。このように、副磁石の磁化方向を径方向に傾斜させることで、磁化方向を完全な周方向とする場合と比較して、主磁石４０の外周面から径方向外側に形成される磁場を強くすることができ、回転電機１の高出力化を図ることができる。　

主磁石４０は、軸方向から見て略矩形状である。主磁石４０は、軸方向に沿って延びる４つの側面４１、４１、４２、４３を有する。すなわち、主磁石４０は、周方向を向く一対の主磁石側面４１と、径方向内側（径方向一方側）を向く主磁石被支持面４２と、径方向外側（径方向他方側）を向く主磁石対向面４３と、有する。主磁石４０の４つの側面４１、４１、４２、４３のうち、一対の主磁石側面４１と主磁石被支持面４２とは、平坦面である。　

一対の主磁石側面４１は、周方向において互いに反対側を向く。すなわち、それぞれの主磁石側面４１は、主磁石４０に対して周方向外側を向く。主磁石側面４１は、径方向に沿って延びる平坦面である。本実施形態の一対の主磁石側面４１は、互いに平行である。したがって、主磁石側面４１は、径方向に対して若干傾斜する。なお主磁石側面４１は、径方向と完全に一致する平坦面であってもよい。　

主磁石被支持面４２は、径方向と直交する平坦面である。主磁石被支持面４２は、ロータコア２２に対向して接触し支持される。ロータコア２２は、主磁石被支持面４２を支持する第１支持面２２ａを有する。主磁石被支持面４２は、例えば接着剤によって第１支持面２２ａに固定される。これにより、主磁石４０は、ロータコア２２に固定される。　

主磁石対向面４３は、ステータ３０に対向する。主磁石対向面４３は、中心軸線Ｊまでの距離を一定とする緩やかな湾曲面である。このため、主磁石４０の径方向に沿う厚さ寸法は、周方向中央が最も大きく周方向両側に向かうに従い小さくなる。本実施形態において、主磁石対向面４３は、一定の曲率半径を有する円弧面である。　

ここで、図２に示すように、複数の主磁石４０の主磁石対向面４３の外周端を繋ぐ仮想円Ｃを想定する。仮想円Ｃは、中心軸線Ｊを中心とする仮想的な円である。主磁石対向面４３は、周方向中央において仮想円Ｃに内接する。　なお、図２において、見やすさのために仮想円Ｃを主磁石４０および副磁石５０から若干離間させて描画するが、実際には内接する。　

本実施形態の主磁石対向面４３は、仮想円Ｃの半径より曲率半径が小さい円弧面である。このため、主磁石対向面４３から径方向外側に形成される磁場の磁束密度を、主磁石対向面４３の周方向中央において高めることができる。これにより、ロータ２０の駆動トルクを高めることができ、回転電機１の高出力化を
図ることができる。　

副磁石５０は、軸方向から見て略矩形状である。副磁石５０は、軸方向に沿って延びる４つの側面５１、５２、５３、５４を有する。すなわち、副磁石５０は、第１側面５１と第２側面５２と第３側面５３と副磁石対向面５４と、を有する。副磁石５０の４つの側面５１、５２、５３、５４は、全て平坦面である。　

第１側面５１は、径方向に沿って延び、周方向を向く平坦面である。第１側面５１は、周方向において主磁石側面４１と対向して接触する。すなわち、副磁石５０は、第１側面５１において、主磁石４０と接触する。　

第２側面５２は、周方向外側および径方向内側を向く平坦面である。第２側面５２は、周方向において第１側面５１の反対側を向く。すなわち、第２側面５２は、主磁石４０に対して周方向外側を向く。また、第２側面５２は、径方向においてロータコア２２側（すなわち、径方向内側）を向く。第２側面５２は、周方向外側に向かうに従い径方向外側（径方向他方側）に傾斜する。　

第２側面５２は、ロータコア２２に対向して接触し支持される。ロータコア２２は、第２側面５２を支持する第２支持面（支持面）２２ｂを有する。第２側面５２は、例えば接着剤によって第２支持面２２ｂに固定される。これにより、副磁石５０は、ロータコア２２に固定される。　

第３側面５３は、周方向において第１側面５１の反対側を向く。第３側面５３は、径方向に沿って延びる。第３側面５３は、第１側面５１と略平行な面である。　

副磁石対向面５４は、径方向外側（径方向他方側）を向く。副磁石対向面５４は、ステータ３０に対向する。副磁石対向面５４は、径方向と直交する平面に沿って延びる平坦面である。　

副磁石対向面５４は、仮想円Ｃに内接する。すなわち、本実施形態において、主磁石対向面４３および副磁石対向面５４は、共通する仮想円Ｃに内接する。これにより、主磁石４０とステータ３０との間の隙間寸法と、副磁石５０とステータ３０との間の隙間寸法とを、同一とすることができる。これにより、主磁石４０および副磁石５０をともにステータ３０にできる限り近づけて、回転電機１の高出力化を図ることができる。　

本実施形態において、副磁石対向面５４は、径方向と直交する平坦面である。副磁石対向面５４を平坦面とすることで、副磁石５０の製造工程において、副磁石対向面５４を平面研磨で形成することができ、副磁石対向面５４の寸法精度を高めやすい。また、副磁石対向面５４を径方向と直交する面とすることで、副磁石対向面５４を仮想円Ｃに内接する面にし易い。すなわち、本実施形態によれば、仮想円Ｃに内接する副磁石対向面５４を形成し易い。　

本実施形態の副磁石５０において、第１側面５１と第２側面５２とは、径方向内側（径方向一方側）に向かうに従い互いに近づくようにくさび状に配置される。同様に、第１側面５１に接触する主磁石４０の主磁石側面４１と、第２側面５２に接触するロータコア２２の第２支持面２２ｂとは、径方向内側（径方向一方側）に向かうに従い互いに近づくＶ溝状に配置される。　

本実施形態によれば、副磁石５０を径方向外側（径方向他方側）から挿入するように、主磁石４０の主磁石側面４１とロータコア２２の第２支持面２２ｂとの間に組み付けることで、主磁石４０および副磁石５０の周方向の寸法公差によらず、副磁石５０と主磁石４０、および副磁石５０とロータコア２２を、それぞれ確実に接触させることができる。　

副磁石５０は、ロータ２０内で周方向に並ぶ主磁石４０同士の間の磁路を最短で構成して磁気抵抗を低減するために設けられる。本実施形態によれば、副磁石５０の周方向一方側の面（第１側面５１）を主磁石４０と接触させることで、副磁石５０と主磁石４０との間を磁路が直接通過させることができ、空隙が設けられる場合と比較して、磁気抵抗の増加を抑制できる。また、副磁石５０の周方向他方側の面（第２側面５２）をロータコア２２に接触させることで、周方向に隣り合う磁極部２８同士の間を、ロータコア２２を介して磁路を周方向に通過させることができる。これにより、周方向に隣り合う副磁石５０同士の間の磁気抵抗を低減できる。すなわち、本実施形態によれば、主磁石４０および副磁石５０の寸法精度を極端に高めることなく、ロータ２０内を通過する磁路の磁気抵抗を抑制できる。これにより、ロータ２０の径方向外側に形成される磁場を強くすることができ、高出力な回転電機１を構成できる。　

本実施形態において、副磁石５０の径方向内端部は、主磁石４０より径方向内側に配置される。また、副磁石５０の第２側面５２の一部は、主磁石４０の主磁石被支持面４２の径方向内側に配置される。このため、ロータコア２２の外周面であって、第２支持面２２ｂの第１支持面２２ａに隣接する部分は、第１支持面２２ａに対して径方向内側に溝状に窪む。本実施形態によれば、ロータコア２２の外周面の窪みを副磁石５０の位置決めに利用することができ、ロータ２０の組み立て工程を簡素化できる。また、本実施形態によれば、副磁石５０を主磁石４０に対し周方向において近づけて配置しやすく、第１側面５１と主磁石側面４１との接触面積を広く確保できる。これにより、ロータ２０内を通過する磁路の磁気抵抗をさらに低くすることができる。　

本実施形態によれば、第２側面５２は、副磁石５０の磁化方向と直交する平坦面である。一般的な磁石は、あらかじめ大量生産された磁石（以下、素材磁石５０Ａ）を、製品毎に所望の形状に研磨して用いる。研磨前の素材磁石５０Ａは、四角柱状に形成される。また、研磨前の素材磁石５０Ａは、磁化のしやすさなどから、四角柱の面方向と直交する方向に磁化されている。本実施形態の副磁石５０によれば、第２側面５２が磁化方向に対して直交するため、副磁石５０の製造工程において、素材磁石５０Ａの外形の一部を第２側面５２として使用することができる。　

図２に、副磁石５０を製造する際に使用する素材磁石５０Ａの形状を二点鎖線で図示する。本実施形態によれば、素材磁石５０Ａの一面を副磁石５０の第２側面５２として利用することで、副磁石５０を製造する際に、素材磁石５０Ａから機械加工により除去する部分を少なくすることができる。これにより、素材磁石５０Ａの体積のうち、副磁石５０として使用できる材料の体積を大きくすることができ、所望の磁力の副磁石５０を少ない素材で製造できる。結果的に、副磁石５０を安価に製造することができる。　

なお、本実施形態の副磁石５０では、第２側面５２が、素材磁石５０Ａの面に由来する面である。しかしながら、副磁石５０の軸方向に延びる側面の少なくとも一部が、磁化方向と平行又は直交する平坦面であれば、この効果を得ることができる。　

一方で、副磁石５０の第２側面５２は、ロータコア２２の第２支持面２２ｂと接触し、磁路を通過させる。このため、第２側面５２は、副磁石５０の軸方向に延びる側面のうち、面積が比較的広い側面である。第２側面５２を副磁石５０の磁束方向と直交する面とすることで、広面積が必要な面（第２側面５２）を素材磁石５０Ａの面に由来する面とすることができ、副磁石５０を製造する際の除去量を効果的に少なくすることができる。結果的に、副磁石５０の製造コストを低減することができる。　

本実施形態の副磁石５０は、軸方向から見て、第２側面５２の法線方向の第１寸法Ｈ１より、第２側面５２の面方向の第２寸法Ｈ２が大きい。上述したように、第２側面５２は、ロータコア２２の第２支持面２２ｂと接触し、磁路を通過させる。このため、第２側面５２の面方向の第２寸法Ｈ２を大きく確保することで、第２支持面２２ｂを広く確保しやすい。これにより、ロータ２０内を通過する磁路の磁気抵抗を低減できる。　

また、上述したように、副磁石５０の磁化方向は、第２支持面２２ｂと直交する。ロータ２０を通過する磁路は、副磁石５０の内部において、副磁石５０の磁化方向に沿って延びる。本実施形態によれば、副磁石５０は、磁化方向に沿う第１寸法Ｈ１が小さく、磁化方向と直交する第２寸法Ｈ２が大きい。このため、ロータ２０を通過する磁路は、副磁石５０の内部において、磁路長を短くし磁路を通過する断面積を広くすることができ、磁気抵抗を効果的に低減できる。　

本実施形態において、副磁石５０の磁化方向は、径方向に対して４５°±５°の範囲内である。すなわち、本実施形態によれば、主磁石４０の磁化方向を径方向とし、当該主磁石４０の周方向外側に配置される副磁石５０の磁化方向を４５°±５°の範囲内とする。これにより、これらの主磁石４０および一対の副磁石５０によって構成される磁極部２８が径方向外側に形成する磁場を効果的に強くすることができ、回転電機１の高出力化を図ることができる。　

＜変形例＞　次に上述の実施形態の回転電機１に採用可能な、変形例のロータ１２０について図３を基に説明する。本変形例のロータ１２０は、主に副磁石１５０の形状およびロータコア１２２の形状が異なる。　

なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。本変形例の主磁石４０は、上述の実施形態と同様の構成を有する。　

上述の実施形態と同様に、本変形例のロータ１２０は、中心軸線Ｊを中心として周方向に沿って並ぶ複数の磁極部１２８と、磁極部１２８を径方向内側から支持するロータコア１２２と、を有する。１つの磁極部１２８は、１つの主磁石４０と、主磁石４０の周方向外側にそれぞれ対称に配置される２つの副磁石１５０と、を有する。主磁石４０は、径方向を磁化方向とする。一方で、副磁石１５０は、径方向に対し周方向に傾斜する方向を磁化方向とする。各磁極部１２８を構成する主磁石４０および副磁石１５０は、ハルバッハ配列で並ぶ。　

副磁石１５０は、軸方向から見て六角形状である。副磁石１５０は、軸方向に沿って延びる６つの側面１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６を有する。すなわち、副磁石１５０は、第１側面１５１と第２側面１５２と第３側面１５３と第４側面１５４と第５側面１５５と副磁石対向面１５６と、を有する。副磁石１５０の６つの側面１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６は、全て平坦面である。　

第１側面１５１は、径方向に沿って延びる平坦面である。第１側面１５１は、周方向を向く。第１側面１５１は、周方向において主磁石側面４１と対向して接触する。すなわち、副磁石１５０は、第１側面１５１において、主磁石４０と接触する。　

第２側面１５２は、周方向および径方向を向く平坦面である。第２側面１５２は、周方向において第１側面１５１の反対側を向く。すなわち、第２側面１５２は、主磁石４０に対して周方向外側を向く。また、第２側面１５２は、径方向においてロータコア１２２側（すなわち、径方向内側）を向く。第２側面１５２は、周方向外側に向かうに従い径方向外側（径方向他方側）に傾斜する。第２側面１５２は、ロータコア１２２に対向して接触し支持される。ロータコア１２２は、第２側面１５２を支持する第２支持面（支持面）１２２ｂを有する。　

第３側面１５３は、軸方向から見て、第１側面１５１と第２側面１５２とを繋ぐ。すなわち、第３側面１５３は、軸方向から見て、第１側面１５１と第２側面１５２との間に配置される。第３側面１５３は、第２側面１５２と直交する。第３側面１５３と主磁石側面４１との間には、隙間Ｇが設けられる。すなわち、第３側面１５３と主磁石４０とは、隙間Ｇを介して対向する。　

第４側面１５４は、径方向外側を向く。第４側面１５４は、軸方向から見て第１側面１５１と副磁石対向面１５６とを繋ぐ。すなわち、第４側面１５４は、軸方向から見て、第１側面１５１と副磁石対向面１５６との間に配置される。第４側面１５４は、第２側面１５２と平行な面である。　

第５側面１５５は、周方向において第１側
面１５１の反対側を向く。すなわち、第５側面１５５は、主磁石４０に対して周方向外側を向く。第５側面１５５は、径方向に沿って延びる。第５側面１５５は、第２側面１５２と直交する。また、第５側面１５５は、第３側面１５３と平行な面である。　

副磁石対向面１５６は、径方向外側（径方向他方側）を向く。副磁石対向面１５６は、ステータ３０に対向する。副磁石対向面１５６は、径方向と直交する平面に沿って延びる平坦面である。副磁石対向面１５６は、仮想円Ｃに内接する。すなわち、本変形例において、主磁石対向面４３および副磁石対向面１５６は、共通する仮想円Ｃに内接する。副磁石対向面１５６は、径方向と直交する平坦面である。副磁石対向面１５６を平坦面とすることで、副磁石１５０の形状を形成する際に、平面研磨によって副磁石対向面１５６を形成することができ、副磁石対向面１５６の寸法精度を高めやすい。また、副磁石対向面１５６を径方向と直交する面とすることで、副磁石対向面１５６を仮想円Ｃに内接する面し易い。すなわち、本変形例によれば、仮想円Ｃに内接する副磁石対向面１５６を形成し易い。　なお、図３において、見やすさのために仮想円Ｃを主磁石４０および副磁石１５０から若干離間させて描画するが、実際には内接する。　

本変形例の副磁石１５０において、第１側面１５１と第２側面１５２とは、径方向内側（径方向一方側）に向かうに従い互いに近づくようにくさび状に配置される。このため、副磁石１５０を径方向外側（径方向他方側）から挿入するように、主磁石４０の主磁石側面４１とロータコア１２２の第２支持面１２２ｂとの間に組み付けることで、主磁石４０および副磁石１５０の周方向の寸法公差によらず、副磁石１５０と主磁石４０、および副磁石１５０とロータコア１２２を、それぞれ確実に接触させることができる。　

本変形例において、第２側面１５２は、副磁石１５０の磁化方向と直交する平坦面である。すなわち、第２側面１５２は、副磁石１５０の磁化方向と直交する。また、第２側面１５２と平行な第４側面１５４も、副磁石１５０の磁化方向と直交する。さらに、第２側面１５２と直交する第３側面１５３、および第５側面１５５は、副磁石１５０の磁化方向と平行な面である。本変形例の副磁石１５０によれば、第２側面１５２、第３側面１５３、第４側面１５４、および第５側面１５５が磁化方向と平行又は直交する平坦面であるため、副磁石１５０の製造工程において、これらの面をもとの磁石形状のまま使用することができる。これにより、副磁石１５０の製造コストを低減することができる。　

図３に、副磁石１５０を製造する際に使用する素材磁石１５０Ａの形状を二点鎖線で図示する。本変形例によれば、素材磁石１５０Ａの４つの面を、副磁石１５０の第２側面１５２、第３側面１５３、第４側面１５４、および第５側面１５５として利用することで、副磁石１５０を製造する際に、素材磁石１５０Ａから機械加工により除去する部分を少なくすることができる。これにより、素材磁石１５０Ａの体積のうち、副磁石１５０として使用できる材料の体積を大きくすることができ、所望の磁力の副磁石１５０を少ない素材で製造できる。結果的に、副磁石１５０を安価に製造することができる。　

本変形例の副磁石１５０は、上述の実施形態と同様に、軸方向から見て、第２側面１５２の法線方向の第１寸法Ｈ１より、第２側面１５２の面方向の第２寸法Ｈ２が大きい。これにより、上述の実施形態と同様に、ロータ１２０内を通過する磁路の磁気抵抗を低減できる。　

本変形例の副磁石１５０の磁化方向は、上述の実施形態と同様に、径方向に対して４５°±５°の範囲内である。これにより、上述の実施形態と同様に、主磁石４０および一対の副磁石１５０によって構成される磁極部１２８が径方向外側に形成する磁場を効果的に強くすることができ、回転電機１の高出力化を図ることができる。　

以上に、本発明の実施形態およびその変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態およびその変形例によって限定されることはない。　

例えば、マグネットの形状および外コアの各形状は、前述の実施形態および変形例で説明した例に限らない。また、ロータの極数およびステータのスロット数は、上述の実施形態に限定されない。　

また、上述の実施形態およびその変形例では、本発明を表面磁石型（ＳＰＭ）のロータに適用する場合ついて説明した。しかしながら、本発明は、埋込磁石型（Interior Permanent Magnet：ＩＰＭ）型のロータに適用してもよい。　

本発明が適用される回転電機は、モータに限られず、発電機であってもよい。回転電機の用途は、特に限定されない。また、回転電機が用いられる際の姿勢は、特に限定されない。

１…回転電機、２０，１２０…ロータ、２２，１２２…ロータコア、２２ａ…第１支持面、２２ｂ，１２２ｂ…第２支持面（支持面）、２８，１２８…磁極部、３０…ステータ、４０…主磁石、４１…主磁石側面、４１，５１，１５１…側面、４２…主磁石被支持面、４３…主磁石対向面、５０，１５０…副磁石、５１，１５１…第１側面、５２，１５２…第２側面、５３，１５３…第３側面、５４，１５６…副磁石対向面、１５４…第４側面、１５５…第５側面、Ｃ…仮想円、Ｇ…隙間、Ｈ１…第１寸法、Ｈ２…第２寸法、Ｊ…中心軸線

Claims (8)

1. 回転電機に設けられステータと対向し中心軸線を中心として回転するロータであって、
   
   　前記中心軸線を中心として周方向に沿って並ぶ複数の磁極部と、
   
   　前記磁極部を径方向一方側から支持するロータコアと、を備え、
   
   　前記磁極部は、
   
   　　径方向を磁化方向とする主磁石と、
   
   　　前記主磁石の周方向外側にそれぞれ対称に配置され径方向に対し周方向に傾斜する方向を磁化方向とする副磁石と、を有し、
   
   　前記副磁石の軸方向に沿って延びる側面の少なくとも一部は、磁化方向と平行又は直交する平坦面である、ロータ。
2. 前記副磁石は、
   
   　　周方向において前記主磁石と対向する第１側面と、
   
   　　周方向において前記第１側面の反対側を向く第２側面と、を有し、
   
   　前記ロータコアは、前記第２側面に接触する支持面を有し、
   
   　前記第２側面は、前記副磁石の磁化方向と直交する平坦面である、請求項１に記載のロータ。
3. 前記副磁石は、軸方向から見て、前記第１側面と前記第２側面とを繋ぐ第３側面を有し、
   
   　前記第３側面は、前記第２側面と直交する、請求項２に記載のロータ。
4. 前記第３側面と前記主磁石とは、隙間を介して対向する、請求項３に記載のロータ。
5. 前記第２側面と平行な第４側面を有する、請求項２～４の何れか一項に記載のロータ。
6. 前記副磁石は、周方向において前記第１側面の反対側を向き前記第２側面と直交する第５側面を有する、請求項２～５の何れか一項に記載のロータ。
7. 軸方向から見て、前記副磁石は、前記第２側面の法線方向の第１寸法より、前記第２側面の面方向の第２寸法が大きい、請求項２～６の何れか一項に記載のロータ。
8. 請求項１～７の何れか一項に記載のロータと、
   
   　前記ロータに対向するステータと、を備える、回転電機。

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