第1の実施の形態.
 図1及び図2は、いずれもこの発明の第1の実� ��の形態にかかる回転電機の構成を示す斜視� ��である。当該回転電機は回転子1、電機子2� �固定子3を備えている。図1及び図2では構成� �明確にするために、回転軸Qに沿っての回転� ��1、電機子2、固定子3の相互の間隔(「エアギ ャップ」と通称される)を強調して描いてい� �。

 回転子1は磁性体であり、回転軸Qの周り� �周方向に回転可能である。図1は回転軸Qに対 して傾斜して電機子2側から見た斜視図であ� �、図2は回転軸Qに対して傾斜して固定子3側� �ら見た斜視図である。なお、特に断りのな� �限り、回転子1の図は磁性体のみを示し、磁� ��体を保持するための構造部材は省略してい� ��。

 電機子2は回転軸方向の一方側(図1では図� ��下側)から回転子1と対向する。電機子2はヨ� ��ク21、ティース23、電機子巻線22を有する。� ��3は図2の位置III-IIIでの、回転軸Qを含みこれ に平行な、電機子2の断面を示す断面図であ� �。また図4はティース23の径方向における中� �付近での電機子2の断面を示す断面図である� ��当該断面は周方向に沿っている。図3および 図4において、ティース23のエアギャップ側は 幅広となっている。これは回転子の磁束をよ り多く電機子に渡すためである。本構成は、 いずれも必須ではない。

 ティース23は回転子1側でヨーク21に設け� �れ、回転軸Qの周囲で環状に配置される。電� ��子巻線22はティース23の周囲に巻回される。 よって電機子巻線22も回転軸Qの周囲で環状に 配置されることになる。ここでは、電機子巻 線22はティース23の各々に巻回されたいわゆ� �集中巻を呈しているものの、電機子巻線22が 分布巻によって巻回されていても良い。すな わち、電機子2は公知の回転電機の電機子(巻� ��型固定子)を適用できる。

 なお本願で特に断らない限り、電機子巻� ��22は、これを構成する導線の一本一本を指� �のではなく、導線が一纏まりに巻回された� �様を指す。これは図面においても同様であ� �。また、巻き始め及び巻き終わりの引き出� �線、及びそれらの結線も図面においては省� �した。

 電機子2は通常、ヨーク21が外部に固定さ� ��て固定子として機能する。ヨーク21は例え� �、1枚の長い電磁鋼板を、フープ状に回転軸� ��向に平行に巻き重ねられた電磁鋼板(以下「 巻コア」と称す)や、周方向に積層された電� �鋼板や、回転軸方向に積層された電磁鋼板� �、圧粉磁芯で形成される。ヨーク21が回転軸 方向に積層された電磁鋼板や、圧粉磁芯で形 成される場合には、周方向で複数に分割され ても良い。

 あるいはヨーク21は、回転電機が適用さ� �る機構の一部と兼用されてもよい。例えば� �転電機がモータとして圧縮機に適用される� �合には、ヨーク21はその圧縮機のフレームの 一部として機能してもよい。電機子2には回� �子1に設けられる回転シャフト(図示省略)を� �挿させる貫通孔200が空いている。

 固定子3は回転軸方向の他方側(図1では図� ��上側)から回転子1と対向する。固定子3には� ��転子1に設けられる回転シャフト(図示省略)� ��貫挿させる穴300が空いている。

 固定子3は、回転子1を経由して電機子巻� �22に界磁磁束を鎖交させる。すなわち、固定 子3に界磁磁束発生手段を有する。図1を参照� ��て、固定子3は、第1の極性(例えばN極)の界� �磁束を回転子1に供給する磁極面30Nと、第2の 極性(例えばS極)の界磁磁束を回転子1に供給� �る磁極面30Sとを有している。つまり本実施� �形態においては、固定子3は電機子として機� ��するのではなく、回転子1を界磁子として機 能させるための界磁磁束の発生源として機能 する。ここでは磁極面30Sが磁極面30Nよりも回 転軸Q側に配置されている場合が例示されて� �る。

 このように、回転子1の両側に電機子2(こ� ��も固定子として機能する)、固定子3を設け� �ので、回転軸方向に沿ったスラスト力が相� �される。しかも界磁磁束の発生源を固定子3� ��設けたので、固定子3において交番磁束は流 れない。よって二つの電機子を設ける場合と 比較して、回転電機全体での鉄損が低減する 。

 回転子1には界磁磁束の発生源が設けられ ないので、遠心力に抗して当該発生源(例え� �後述する永久磁石)を保持する構造は不要で� ��る。

 固定子3は永久磁石30Aを有している。ここ では永久磁石30Aは永久磁石30AN,30ASで構成され ている。永久磁石30ANの回転子1側の磁極面が� ��極面30Nを呈し、永久磁石30ASの回転子1側の� �極面が磁極面30Sを呈している。

 永久磁石30AN,30ASが発生する界磁磁束が流� ��る磁路の磁気抵抗を低くする観点から、固� ��子3が磁性体のヨーク31を有していることが� ��ましい。具体的にはヨーク31が、永久磁石30 AN,30ASの回転子1とは反対側の磁極面同士を短� ��している。

 図5は回転子1の構成を示す斜視図である� �図6及び図7は、それぞれ図5の位置VI-VI及び位 置VII-VIIにおける回転子1の断面を示す断面図� ��ある。図6及び図7のいずれも、回転軸Qを含� ��これに平行な断面を示している。

 回転子1は、磁性板101N,101S及び磁性環102N,1 02Sを有している。磁性環102Sは磁性環102Nより� ��回転軸Q側に配置される。磁性環102N,102Sには 、それぞれ磁極面30N,30Sから界磁磁束が供給� �れる。磁性環102Sの内周面1020は、図示しない 回転シャフトを貫通させ、固定するための穴 を設けた非磁性体の保持部材により固定され る。

 磁性板101N,101Sは電機子2に対向して配置さ れる。磁性板101Nと磁性板101Sとは周方向の位� ��を交互にして環状に配置される。磁性板101N は磁性環102Sと磁気的に分離され、磁性環102N� ��磁気的に連結される。磁性板101Sは磁性環102 Nと磁気的に分離され、磁性環102Sと磁気的に� ��結される。

 回転子1の磁極面を大きく採るため、磁性 板101N,101Sは径方向においてほぼ同程度の位置 を占める。具体的には、磁性板101Nの外周側� �磁性環102Nに連結される。しかも磁性板101Nは 、その内周側が磁性環102Sの電機子2側に至る� ��で径方向に延在する。同様に磁性板101Sの内 周側は磁性環102Sに連結される。しかも磁性� �101Sは、その外周側が磁性環102Nの電機子2側� �至るまで径方向に延在する。

 また界磁磁束のバランスを採るため、回� ��軸方向に沿っての磁性板101N,101Sと電機子2と の間の距離は、等しく選定されることが望ま しい。

 界磁磁束が回転子1内で短絡的に流れて電 機子2の電機子巻線22に鎖交しないという事態 を防ぐためには次の寸法上の留意点がある。 即ち磁性板101Sと磁性環102Nとの回転軸方向の� ��隔、及び磁性板101Nと磁性環102Sとの回転軸� �向の間隔は、いずれも磁性板101N,101Sと電機� �2との間の距離の2倍よりも大きい。換言すれ ば、図1及び図2で強調して描かれていた、磁� ��板101N,101Sと電機子2との間の距離は、実際に は磁性板101Sと磁性環102Nとの回転軸方向の間� ��、及び磁性板101Nと磁性環102Sとの回転軸方� �の間隔の半分に満たないことになる。

 回転子1を以上のように構成することで、 界磁磁束の発生源を簡単な構成で得つつ、回 転子1の磁極数を多くすることが容易となる� �より具体的には回転子1の磁極数を多くする� ��は磁性板101N,101Sを多くすればよいが、その� ��うな変形のために磁性環102N,102Sの個数を増� ��させる必要はない。また回転子1が回転して も、磁極面30N,30Sや磁性環102N,102Sでの磁束の� �化は小さい。

 永久磁石30Aを採用することにより、界磁� ��束の発生源を簡単な構成、ここではリング� ��の永久磁石30AN,30ASで実現できる。回転子1の 磁極数を多くすべく磁性板101N,101Sを多くして も、永久磁石30AN,30ASの各々は、周方向の位置 によらずに同一極性で回転軸方向に着磁すれ ば足りる。よって着磁が容易である。また同 じ永久磁石において隣接する異極性の磁極の 間で漏れ磁束が発生することもなければ、磁 極同士の境界近傍で着磁が不完全となること もない。

 また永久磁石30AN,30ASの磁極面30N,30Sを大き く設計して界磁磁束を多くし易い。但し、界 磁磁束のバランスの観点から、磁極面30N,30S� �面積を等しくすることが望ましい。具体的� �は例えば、磁極面30N,30Sがいずれも円環であ� ��として、径方向の幅を、外周に位置する側� ��、内周に位置する側より小とする。

 なお、磁極面30N,30S同士の間隔は、回転子 1と電機子2との間のエアギャップと回転子1と 固定子3との間のエアギャップの和の二倍よ� �も大きいことが望ましい。磁極面30N,30Sの間� ��界磁磁束はこれらのエアギャップを一往復� ��るので、固定子3の内部で磁極面30N,30S同士� �間で界磁磁束が短絡的に流れないためであ� �。

 上述のように固定子3において交番磁束は 流れないので、ヨーク31を設けても鉄損は増� ��しない。また固定子3と電機子2との間には� �転子1が介在し、回転子1の両側にエアギャッ プが二つ存在する。よって界磁磁束の発生源 に永久磁石30AN,30ASを採用しても、これらは電 機子2が発生する磁界による影響を受けにく� �。つまり上記の構成は構造上、減磁に強い� �いう利点がある。

 このような構造上の利点により、永久磁� ��30AN,30ASの材料を選定する自由度が拡がる。� ��磁力が高い材料から選定する要求がないか� ��である。従って、かかる要求を考慮せずに� ��留磁束密度が高い材料を永久磁石30AN,30ASの� ��料として選定できる。あるいは安価なフェ� ��イト磁石や、自由に形状を設計できるボン� ��磁石を採用してもよい。

 さて、図5を参照して、磁性環102Nは磁性� �101Nと連結する部位が回転軸方向に延びる。� ��って磁性環102Nは、磁性板101Nが設けられた� �置で厚く、磁性板101Sが設けられた位置で薄� ��なり、その結果段差109Nが生じる。磁性環102 Sにおいても同様に段差109Sが生じる。界磁磁� ��の流れを円滑にするには、段差109N,109Sを緩� ��することが望ましい。また、磁性環102N,102S� ��、飽和しやすいので、回転子の他の部分に� ��べ、径方向に長くして、飽和を緩和しても� ��い。

 また、磁性板101Nのように内周側が磁性環 102Sの電機子2側に至るまで径方向に延在した� ��、磁性板101Sのように外周側が磁性環102Nの� �機子2側に至るまで径方向に延在することは� ��須の条件ではない。磁性環102N,102Sの厚さは� ��ぼ等しいままで、周方向の選択的な位置で� ��起した部分を磁性板として機能させてもよ� ��。

 図8は図1に対応した斜視図であり、磁性� �101N,101Sがそれぞれ磁性板100N,100Sに置換され� �構成が示されている。磁性板100N,100Sは、そ� �ぞれ径方向においてはそれぞれ磁性環102N,102 Sと同じ位置を占めつつ、電機子2側へと突出� ��て対向している。また磁性板100Nと磁性板100 Sとは周方向の位置を交互にして環状に配置� �れる。

 図9は図5に対応し、回転子1の構成を示す� ��視図である。図10及び図11は、それぞれ図9� �位置X-X及び位置XI-XIにおける回転子1の断面� �示す断面図である。図10及び図11のいずれも� ��回転軸Qを含みこれに平行な断面を示してい る。

 以下の各実施の形態及び変形では、特に� ��らない限り、磁性板101N,101Sを用いた場合を� ��にとって説明する。但し、各実施の形態及� ��変形の構成が有する機能を阻害しない限り� ��磁性板101N,101Sを磁性板100N,100Sへ置換しても� ��い。

 図12は回転子1の他の形状を示す斜視図で� ��る。図12に示された形状では上記の段差が� �ーパ102tの形状を呈しており、図5で示された ような階段形状と比較して界磁磁束の円滑な 流れが期待できる。また、磁性環101N,101Sの境 界は、回転中心を通る径方向の線にたいして 傾斜しているため、いわゆるスキュー効果を 有し、コギングトルクの低減等に期する。

 回転子1において界磁磁束は、回転軸方向 のみならず径方向や周方向にも成分を有する 。また回転子1における鉄損は、ヒステリシ� �損が少なく渦電流損が大部分である。よっ� �回転子1は圧粉磁芯で構成することが望まし� ��。

 第2の実施の形態.
 本実施の形態では、回転子1の望ましい変形 を紹介する。磁性板101N,101S同士は磁気的に分 離されつつも、両者を構造的に連結されるこ とが望ましい。あるいは磁性環102N,102S同士を 磁気的に分離しつつも、構造的に連結するこ とが望ましい。

 図13は回転子1の第1の変形を示す斜視図で あり、図5に示された回転子1に対して、ブリ� ��ジBを追加して設けた構成を示している。ブ リッジBは磁性環102N,102Sを磁性板101N,101Sと反� �側(よって図1及び図2に示された固定子3側)で 連結する。かかる構成はブリッジBを、磁性� �102N,102S及び磁性板101N,101Sと共に圧粉磁芯で� �成すれば容易に得られる。

 但し、ブリッジBが、実質的には磁性環102 N,102Sを磁気的に短絡しないよう、容易に磁気 飽和する程度に薄く形成する。磁気飽和した ブリッジBは実質的には磁気障壁として機能� �るからである。

 図14及び図15は回転子1の第2の変形を示す� ��視図であり、磁性板101N,101Sと磁性環102N,102S� ��を保持するホルダー5の構成を示す。図14は� ��性板101N,101Sが保持される側から回転軸Qに対 して傾斜して見た斜視図である。図15は磁性� ��102N,102Sが保持される側から回転軸Qに対して 傾斜して見た斜視図である。ホルダー5は非� �性体である。

 ホルダー5は外輪501、中輪504、内輪500を有 しており、中輪504は径方向において外輪501と 内輪500に挟まれている。内輪500には図示され ない回転シャフトが貫挿される。

 外輪501は内周側に内周面501a,501b,501cを呈� �、磁性環102N,102Sが保持される側に底面501dを� ��している。中輪504は外周側に外周面504a,504e� ��呈し、内周側に内周面504b,504cを呈し、底面5 04dを呈している。内輪500は外周側に外周面500 a,500b,500cを呈し、底面500dを呈している。底面 500d,501d,504dの回転軸方向における位置は等し� ��。

 外輪501と中輪504の間には板502が周方向に� ��欠的に設けられる。内輪500と中輪504の間に� ��板503が周方向に間欠的に設けられる。板502, 503は周方向に交互に配置されている。回転軸 方向において板502,503が占める位置は等しい� �板502は底面504d側に底面502cを呈し、底面502c� �反対側に頂面502aを呈している。板503は底面5 04d側に底面503cを呈し、底面503cと反対側に頂� ��503aを呈している。

 内周面501bは周方向において板502が設けら れない位置に現れる。内周面501cは周方向に� �いて板502が設けられる位置であって、回転� �方向における底面501d側に現れる。内周面501a は周方向において板502が設けられる位置であ って、回転軸方向において底面501dと反対側� �現れる。

 外周面504aは周方向において板502が設けら れない位置に現れる。外周面504eは周方向に� �いて板502が設けられる位置であって、回転� �方向における底面504d側に現れる。

 内周面504bは周方向において板503が設けら れない位置に現れる。内周面504cは周方向に� �いて板503が設けられる位置であって、回転� �方向における底面504d側に現れる。

 外周面500bは周方向において板503が設けら れない位置に現れる。外周面500cは周方向に� �いて板503が設けられる位置であって、回転� �方向における底面500d側に現れる。

 回転軸方向において板502,503に対して底面 501dとは反対側にはリブ505が設けられる。リ� �505の周方向の端部は板502,503の周方向の端部� ��、回転軸方向において重なっている。板502� ��周方向の端部とリブ505とは段差502dを形成し 、板503の周方向の端部とリブ505とは段差503d� �形成する。

 板502は磁性板101Sと磁性環102Nとの間に挟� �れ、板503は磁性板101Nと磁性環102Sとの間に挟 まれる。より具体的には、頂面502aが磁性板10 1Sの磁性環102N側の面と接触し、底面502cが磁� �環102Nの磁性板101S側の面と接触し、頂面503a� �磁性板101Nの磁性環102S側の面と接触し、底面 503cが磁性環102Sの磁性板101N側の面と接触する 。磁性環102Nの段差109Nは段差502dと嵌合し、磁 性環102Sの段差109Sは段差503dと嵌合する。

 このようなホルダー5で回転子1を保持す� �には、具体的には下記の手法を採用するこ� �が望ましい。即ち、ホルダー5を用いて磁性� ��をプレスし、圧粉磁芯で回転子1を形成する 。

 図16は上記のプレスの様子を例示する斜� �図である。金型51,52,53及びホルダー5を用い� �磁性粉19をプレスする。

 金型52は環状有底であってホルダー5の外� ��側に設けられる。金型53は円柱状であって� �ルダー5の内周側に設けられる。金型51は環� �であり、金型53と適切なクリアランスを以て その内周側で接触する。金型52,53の厚さをホ� ��ダー5の厚さよりも厚く形成され、ホルダー 5と共に凹部を形成する。当該凹部に金型51を 押し込むことにより、磁性粉19をプレスする� ��

 図17はホルダー5に保持された状態の回転� ��1を示す斜視図である。当該状態において、 磁性板101N,101Sが、リブ505、外輪501、及び内輪 500に挟まれて露出している。

 上述のようなプレスにより、図5に示され た構成の回転子1を得ることができ、かつ回� �子1にホルダー5を介して回転シャフトを保持 させることができる。

 図18及び図19は回転子1の第3の変形を示す� ��視図であり、非磁性のホルダー5や回転子1� �他の構成を示す。図18は磁性板101N,101Sが保持 される側から回転軸Qに対して傾斜して見た� �視図である。図19は磁性環102N,102Sが保持され る側から回転軸Qに対して傾斜して見た斜視� �である。これらの斜視図では、磁性板101N,101 Sと、非磁性のホルダー5と、磁性環102N,102Sと� ��回転軸方向に沿って分解された状態が示さ� ��ているが、実際には後述の貫挿が実現され� ��相互に接触する。

 磁性環102Nは磁性板101Nと連結される突起10 8Nを有している。磁性環102Sは磁性板101Sと連� �される突起108Sを有している。突起108N,108Sは� ��転軸方向に突出している。

 なお、突起108N,108Sは図8乃至図11を用いて� ��明した磁性板100N,100Sと同形状を採用するこ� ��ができる。

 図18及び図19では、磁性板101N,101Sはいずれ も、二つの長方形が径方向に連結された形状 を呈しているが、台形や扇型、弧状であって もよい。

 ホルダー5は図14に示された構成でリブ505� ��除去し、回転軸方向におけるリブ505の高さ� ��け内輪500及び外輪501の高さを短くした構成� ��呈している。これにより頂面502a,503aと、内� ��500、中輪504及び外輪501の頂面とは、回転軸� ��向における位置が一致する。

 周方向において隣接する一対の板502の間� ��あって外輪501と中輪504との間には孔508が開� ��する。周方向において隣接する一対の板503� ��間であって内輪500と中輪504との間には孔509� ��開口する。突起108N,108Sはそれぞれ孔508,509を 貫挿し、磁性板101N,101Sと連結する。よって板 502,503の厚さは突起108S,108Nの高さ以下である� �とが望ましい。

 当該連結には望ましくは磁性を有する接� ��剤を用いてもよいし、溶接してもよい。あ� ��いは上述のように金型を用いて、非磁性ホ� ��ダー5ごと磁性粉を圧縮してもよい。

 図20は回転子1の第4の変形を示す斜視図で ある。第4の変形は第3の変形に対して磁性板1 01N,101Sをいずれも弧状に変形している。そし� ��磁性板101N,101Sの外周側及び内周側は周方向� ��おいて相互に薄肉部101Bで連結されている。 図20では、磁性板101N,101Sと、非磁性のホルダ� ��5と、磁性環102N,102Sとが回転軸方向に沿って 分解された状態が示されているが、実際には 第3の変形と同様の貫挿が実現されて相互に� �触する。

 薄肉部101Bを磁性板101N,101Sと共に一体化し て形成することにより、これらの位置決めを 容易にできる。例えば薄肉部101Bと磁性板101N, 101Sとは、電磁鋼板を積層して構成すること� �できる。薄肉部101Bは磁気飽和しやすいので� ��実質的には磁気障壁として機能し、磁性板1 01N,101S同士が周方向に磁気的に短絡すること� ��回避できる。

 図21は回転子1の第5の変形を示す斜視図で ある。第5の変形は第3の変形に対して突起108N ,108Sを凹部107N,107Sにそれぞれ置換した構成を� ��している。凹部107N,107Sは磁性板101N,101S側に� ��口しており、回転軸方向において貫通して� ��てもよい。図21では、磁性板101N,101Sと、非� �性のホルダー5と、磁性環102N,102Sとが回転軸� ��向に沿って分解された状態が示されている� ��、実際には後述の貫挿が実現されて相互に� ��触する。

 磁性板101Nには突起106Nが磁性環102N側に設� ��られている。磁性板101Sには突起106Sが磁性� �102S側に設けられている。突起106N,106Sはそれ� ��れ孔508,509を貫挿し、凹部107N,107Sに嵌合する 。これにより、磁性板101N,101Sは磁性環102N,102S と連結する。よって板502,503の厚さは突起107N, 107Sの高さから凹部107N,107Sの深さを差し引い� �厚さ以下であることが望ましい。なお孔508,5 09は、突起106N,106Sを貫挿させるので、第3の変 形とは形状が異なっている。

 図22は第5の変形において上記の貫挿が実� ��された状態を示す斜視図である。また図23� �第5の変形において上記の貫挿が実現された� ��態でホルダー5を除去して描いた斜視図であ る。

 第5の変形では突起106N,106Sをそれぞれ凹部 107N,107Sに嵌合させることで、磁性板101N,101Sを 磁性環102N,102Sに固定することができ、回転子 1を形成しやすくなる。但し、上述の形状を� �るためには、磁性板101N,101S及び磁性環102N,102 Sは圧粉磁芯で形成されることが望ましい。

 図24は回転子1の第6の変形を示す斜視図で ある。第6の変形は第5の変形から凹部107N,107S� ��省略している。この場合、磁性環102N,102Sと� ��ては巻コアを採用することができる。磁性� ��102N,102Sは、周方向に拡がる磁性板101N,101Sに� ��して、固定子3からの界磁磁束を回転軸方向 に沿って流す機能を果たすからである。

 突起106Nが設けられた磁性板101N、突起106S� ��設けられた磁性板101Sは、それぞれ周方向に 積層した電磁鋼板を採用することができる。 磁性環102N,102Sを形成する巻コアは、その巻解 き防止のため、溶接する事が望ましい。但し 、その溶接の位置は、突起106N,106Sと当接する 位置を避けることが望ましい。

 同様に、突起106Nが設けられた磁性板101N� �突起106Sが設けられた磁性板101Sを形成する電 磁鋼板は、積層が外れにくくなるように、溶 接を施すことが望ましい。但し、その溶接の 位置は、磁性環102N,102Sと当接する位置や、電 機子2側を避けることが望ましい。例えば外� �側や内周側で溶接することが望ましい。

 突起106N,106Sは、接着あるいは溶接で磁性� ��102N,102Sに固定することが望ましい。

 図25は回転子1の第7の変形を示す斜視図で ある。第7の変形は第5の変形に対して磁性体1 01Qを追加した構成を有している。磁性体101Q� �周方向において磁性板101N,101Sと交互に、か� �磁気的に分離されて配置される。ここでは� �突起106Nが設けられた磁性板101N、突起106Sが� �けられた磁性板101Sは、それぞれ周方向に積� ��した電磁鋼板を採用した場合を想定してい� ��。よってこれらを回転軸方向から見た形状� ��長方形となっている。かかる形状が採用さ� ��ることにより、磁性板101N,101Sの間には外周� ��に開く三角形の空きができる。この空きに� ��磁性体101Qが設けられている。

 つまり、磁性体101Qは電機子2に対向して� �方向の位置を磁性板101N,101Sと交互にして環� �に配置される。磁性体101Qは磁性板101N,101Sと� ��気的に分離される。

 磁性体101Q同士はその外周側に設けられた 磁性環101Qaにより、相互に周方向に連結され� ��。ホルダー5には、磁性体101Q及び磁性環101Qa を位置決めするために、これらが嵌合する凹 部510が設けられている。

 図25では、磁性板101N,101S及び磁性体101Qと� ��非磁性のホルダー5と、磁性環102N,102Sとが回 転軸方向に沿って分解された状態が示されて いるが、実際には上述の貫挿が実現されて相 互に接触する。図26は当該貫挿が実現された� ��態を示す斜視図であり、部分的に断面を示� ��ている。突起106N,106Sがそれぞれ凹部107N,107S� ��嵌合し、磁性体101Q及び磁性環101Qaが凹部510� ��勘合している。

 磁性体101Q及び磁性環101Qaはいわゆるq軸方 向のインダクタンスを増大させる機能を果た す。これはd軸インダクタンスとq軸インダク� ��ンスとの差を大きくし、リラクタンストル� ��を得やすいという観点で望ましい。

 図27は回転子1の第8の変形を示す斜視図で ある。第8の変形は図5に示された回転子1の構 成から、段差109N,109Sを除去し、磁性体101Qを� �加した構成を有している。磁性体101Qは周方� ��において磁性板101N,101Sと交互に、かつ磁気� ��に分離されて配置される。磁性板101N,101Sが� ��状であるので、磁性体101Q同士はその内周側 に設けられた磁性環101Qbによって相互に周方� ��に連結される。このように内周側で磁性体1 01Q同士を連結することは磁路が短い点で有利 である。

 磁性環101Qbには界磁磁束は流れない。よ� �て、磁性環101Qbの内周側で磁性体の回転シャ フト(図示省略)を保持しても、界磁磁束が回� ��子1内部において当該回転シャフトを介して 短絡的に流れることはない。

 図28は回転子1の第9の変形の構成を部分的 に切り取って示す斜視図である。図29は当該� ��成の磁性体101Q近傍を回転軸方向から見た平 面図である。図30乃至図33は、それぞれ図29の 位置XXX-XXX,XXXI-XXXI,XXXII-XXXII,XXXIII-XXXIIIにおけ� �周方向の断面を示す断面図である。当該変� �では磁性体101Q同士が、磁性環101Qcによって� �性環102N,102Sの間で周方向に連結される。

 なお、磁性体101Q同士を相互に磁気的に連 結する機能を、固定子3に担わせてもよい。� �34はかかる機能を担う固定子3の構成を例示� �る斜視図である。当該固定子3は磁極面30N,30S の間で周方向に延在する突起30Qを更に備えて いる。当該突起30Qは、回転子1が有する磁性� �101Qを相互に周方向に磁気的に連結する。

 このようにして突起30Qを採用することに� ��り、磁性体101Qを相互に磁気的に連結する構 成を回転子1に設ける必要がない。よって磁� �体101Qを相互に磁気的に連結する構成と電機� ��との間で働く吸引力を低減することができ� ��。

 このような固定子3を採用する場合、磁性 体101Qと突起30Qとの間の磁気抵抗を小さくす� �ために、磁性体101Qは固定子3側へと突出する 突起を有することが望ましい。図35は突起101Q dを有する回転子1を、磁性体101Q近傍で回転軸 方向から見た平面図である。図36は図35の位� �XXXVI-XXXVIにおける周方向の断面を示す断面図 である。突起30Q,101Qdは、磁性体101Qと固定子3� ��の間の磁気抵抗を実質的に低下させる。

 なお、図13に示されたブリッジBを用いて� ��性環101Qbを磁性環102Sと連結すれば、実質的� ��両者を磁気的に分離しつつ連結することが� ��きる。あるいは磁性体101Qと磁性板101N,101Sと を薄肉の磁性体で周方向に連結してもよい。 あるいは磁性環101Qbと磁性板101N,101Sとを薄肉� ��磁性体で径方向に連結してもよい。また、� ��性体101Qと磁性板101N,101S、磁性環102N,102S,101Qb を、仮固定した状態で一体モールドしてもよ い。

 第3の実施の形態.
 本実施の形態では、固定子3の望ましい変形 を紹介する。図37は固定子3の第1の変形を示� �斜視図である。

 ヨーク31は、永久磁石30Aを磁極面30N,30Sと� ��対側で短絡するので、回転軸方向と径方向� ��磁束を流す。そこで電磁鋼板311を周方向に� ��層してヨーク31を構成してもよい。

 但し上述の構成では、電磁鋼板311の間に� ��方向に延びる隙間が発生する。そこでヨー� ��31を、巻コアや、軸方向に積層した電磁鋼� �から構成してもよい。この場合、径方向へ� �磁束の流れは積層間の微小な空隙を通過す� �。しかしヨーク31では磁束の変化が殆どない ため、透磁率の低さはそれほど大きな問題と はならない。また、鉄損の増大もない。

 ヨーク31を圧粉磁芯で形成してもよい。� �粉磁心は渦電流損が小さいが、ヒステリシ� �損が大きいという特徴を有する。ヨーク31に は交番磁束が発生しないため、当該特徴はヨ ーク31の機能を余り阻害しない。

 圧粉磁芯を形成するために金型を用いて� ��レスする力は、金型で押す面積が増えるほ� ��大きく必要となる。よってヨーク31は周方� �に分割して形成してもよい。この場合、分� �された部分が隣接する位置での空隙は径方� �に延在する。磁束は当該空隙を横切って(つ� ��り周方向に)通らないので、当該空隙はヨー ク31の機能を余り阻害しない。

 ヨーク31の材料として電磁軟鉄を採用し� �もよい。また鉄からできた機構部品(フレー� ��、圧縮機構部等)にヨーク31を兼用させても� ��い。

 図38は固定子3の第2の変形を示す斜視図で ある。固定子3は、周方向に巻回された界磁� �線32を有している。ここでは界磁巻線32は、� ��極面30N,30Sの間に配置されている場合が例示 されているが、磁極面30Nの外周側や、磁極面 30Sの内周側に配置されてもよい。

 永久磁石30AN,30ASにボンド磁石を採用する� ��合、当該ボンド磁石を形成する樹脂中に界� ��巻線32を埋設してもよい。

 界磁巻線32の端部32aは磁極面30N,30Sと反対� ��でヨーク31から引き出される。そして当該� �部32aを介して界磁巻線32に電流を流し、当該 電流を調整することで、界磁磁束の調整が容 易となる。

 例えば、回転電機をモータとして採用し� ��モータにトルクが必要なときは、界磁磁束� ��同極性の磁束を発生させる電流を流して界� ��磁束を強める。モータを高速回転する場合� ��は、界磁磁束と逆極性の磁束を発生させる� ��流を流し、界磁磁束を弱めること(いわゆる 「弱め界磁」)で誘起電圧を小さくすること� �できる。逆にモータを低速回転する場合に� �、界磁磁束と同極性の磁束を発生させる電� �を流し、界磁磁束を強めることトルクを高� �ることができる。

 これは高速運転と、効率が高い低速運転� ��両立させることとなり、特に車載用モータ� ��適している。また発電機として用いるとき� ��は回転数の変動に応じて界磁磁束を調整し� ��回転数によらずに必要な電圧を発電するこ� ��ができ、特に車載用オルタネータに適して� ��る。あるいは電車用モータとして用いると� ��には、比較的に長く運転される惰行運転に� ��いて界磁磁束を弱めることができる。

 また永久磁石30AN,30ASの材料となる磁性体� ��設けた後に、界磁巻線32を用いて着磁して� �よい。当該着磁においては、もちろん、電� �子2を併用してもよい。

 図39は固定子3の第3の変形を示す斜視図で ある。第3の変形は第2の変形に対して、永久� ��石30AN,30ASを磁性体に置換した構成を有して� ��る。即ち固定子3は界磁巻線32と、ヨーク31� �を有している。ヨーク31は回転子1側に突出� �るコア31N,31Sを有しており、これらはそれぞ� ��界磁巻線32を内周側及び外周側から挟む。� �ーク31はそのコア31N,31Sを回転子1とは反対側� ��相互に磁気的に連結する。

 なお、特に断らない限り、本願において� ��ーク及びコアとの名称は、磁性ヨーク及び� ��性コアを指す。

 界磁巻線32に電流を流すことでコア31N,31S� ��回転子1側の面はそれぞれ磁極面30N,30Sとし� �機能する。よって第2の変形と同様にして、� ��磁磁束の調整ができる。

 しかも、トルクが小さい時は、界磁磁束� ��弱くして、コギングトルクを低減すること� ��できる。停止時の惰性運転時には発電機と� ��て機能しないのでコギングトルクがゼロと� ��る。例えば電車用モータとして採用すれば� ��惰行運転の際に円滑に回転する。

 本構成は、永久磁石を用いないので、高� ��等の特殊環境で用いるような回転電機にも� ��する。

 図40は固定子3の第4の変形を示す斜視図で ある。第4の変形では、図1に示された構成の� ��定子3において、永久磁石30ASをコア30Yで置� �した構成を有している。コア30Yは突起とし� �、ヨーク31の一部を構成すると把握できる。

 図1に示された構成の固定子3では、永久� �石30Aが、磁極面30N,30Sの両方を呈していた。� ��れに対して第4の変形では、磁極面30Nは一つ の永久磁石30ANによって呈され、磁極面30Sは� �ア30Yの回転子1側の面として呈されている。� ��ア30Yは回転子1と反対側で永久磁石30ANと磁� �的に連結される。

 図41も固定子3の第4の変形を示す斜視図で ある。図41に示された構成では、図1に示され た構成の固定子3において、永久磁石30ANをコ� ��30Yで置換した構成を有している。よって磁� ��面30Sは一つの永久磁石30ASによって呈され、 磁極面30Nはコア30Yの回転子1側の面として呈� �れている。コア30Yは回転子1と反対側で永久� ��石30ASと磁気的に連結される。

 上記の構成を採ることにより、固定子3に 用いる永久磁石の個数を低減できる。また、 永久磁石を着磁する方向は一方向で足りるの で、回転電機を組み立てた後であっても、空 芯コイルを用いて永久磁石の着磁が容易とな る。

 図42は固定子3の第5の変形を採用した回転 電機を示す斜視図である。第5の変形では、� �1に示された構成の固定子3において、永久磁 石30AN,30ASを分離して設ける替わりに、回転子 1側にN極もS極も呈示する永久磁石30Aを設けて いる。図42において永久磁石30Aは回転子1側に 磁極面30N,30Sを呈している。磁極面30Nと磁極� �30Sとの境界は点線で示した。

 このような永久磁石30Aを採用すれば、ヨ� ��ク31を省略してもよく、あるいは非磁性体� �形成してもよい。永久磁石30Aは、1枚の円盤� ��の磁石の内側と外側を異なる磁極になるよ� ��着磁されてもよい。かかる形態は、例えば� ��ェライト磁石や、ボンド磁石で永久磁石30A� ��形成する場合に、容易に実現される。

 永久磁石30Aは、その製造の便宜上、複数� ��分割してもよい。分割数は特に制限されな� ��。分割された永久磁石30Aの各々は扇形や台� ��となる。特に、高性能の希土類焼結磁石で� ��、台形形状の方が形成が容易となる場合が� ��る。図42では永久磁石30Aが台形状に6個に分� ��された場合が例示されている。

 回転子1の、中でも磁性環102N,102Sに渦電流 を発生させないためには、分割された永久磁 石30Aの各々が隣接する位置で生じる空隙は小 さいことが望ましい。

 磁性環102N,102Sに供給する界磁磁束が、回� ��子1の回転に依存して変動すると、回転子1� �渦電流を発生させる可能性がある。よって� �性環102N,102Sが永久磁石30Aに対して、永久磁� �30Aの外周形状(ここでは六角形)に内接する円 より内側で、かつ、永久磁石30Aの内周形状(� �こでは六角形)に外接する円より外側で、そ� ��ぞれ対向することが望ましい。

 図43は固定子3の第6の変形を採用した回転 電機を示す斜視図である。第6の変形では、� �5の変形に対して、補助コア33N,33Sを追加した 構成を有している。補助コア33Nは磁極面30Nと 磁気的に連結されて磁性環102Nに対向する。� �助コア33Sは磁極面30Sと磁気的に連結されて� �性環102Sに対向する。

 永久磁石30Aが周方向に分割されていても� ��補助コア33N,33Sが周方向に均一な界磁磁束を 回転子1に供給する。また補助コア33N,33Sを環� ��とすることにより、周方向に均一な界磁磁� ��を回転子1に与える。よって永久磁石30Aの外 形によらず、例えばその分割された各々が台 形であっても、回転子1に渦電流を発生させ� �可能性を低くする。

 図44及び図45は、固定子3の第7の変形を示� ��斜視図である。図44は磁極面30N,30S側から回� ��軸Qに対して傾斜して見た斜視図である。図 45は磁極面30N,30Sとは反対側から回転軸Qに対� �て傾斜して見た斜視図である。また図46は図 45における位置XXXXVI-XXXXVIにおける回転軸Qに� �行な、固定子3の断面を示す断面図である。

 第7の変形は固定子3の第2の変形に対し、3 2を永久磁石30Rに置換した構成を有している� �永久磁石30Rは回転軸Qの周囲で環状を呈して� ��り、径方向に着磁される。コア31N,31Sは永久 磁石30Rをそれぞれ外周側と内周側とから覆う 。

 永久磁石30Rは径方向に着磁されているの� ��、コア31N,31Sへと界磁磁束を供給する。コア 31N,31Sは、回転子1側にそれぞれ磁極面30N,30Sを 呈する。よって永久磁石30Rが発生した磁束が 磁極面30N,30Sから回転子1に供給される。図46� �はコア31N,31Sの内部における界磁磁束の磁力� ��φを模式的に点線で示した。

 なお、界磁磁束を回転子1に効率よく供給 するには、永久磁石30Rよりも磁極面30N,30Sが� �転子1に近い方が望ましい。より具体的には� ��コア31N,31Sは永久磁石30Rよりも回転子1へと� �出することが望ましい。

 図47は永久磁石30Rの着磁方法を示す斜視� �である。環状の着磁コイル81は、着磁用コア 80に囲まれている。着磁用コア80には、着磁� �イル81の軸に沿っての一方側で、ここではコ ア31N,31S側で、周方向に延びるギャップ82が開 口している。

 ギャップ82はコア31N,31Sに対して、磁極面3 0N,30Sとは反対側から対向する。またギャップ 82はコア31N,31Sの境界近傍に配置される。

 予め環状の磁石材料を、コア31N,31Sによっ てそれぞれ外周側及び内周側から挟んで配置 する。そして上記のようにギャップ82を配置� ��て着磁コイル81に電流を流す。これにより� �着磁用コア80のコア31N側の面と、コア31S側の 面との間には着磁用の磁束が流れる。よって コア31N,31Sに挟まれた磁石材料は径方向に着� �され、永久磁石30Rを形成することができる� �つまり回転子1と反対側から着磁して永久磁� ��30Rを得ることが、回転電機が組み立てられ� ��後であっても容易である。

 図48は第7の変形において界磁磁束を弱め� ��構成を示す断面図である。図48は図46の断面 と対応している。磁極面30N,30Sと反対側から� �ア31N,31Sに磁性体31Bを近接させることにより� ��磁極面30N,30Sから供給される界磁磁束を弱め ることができる。図48に点線を用いて描かれ� ��磁力線φで示されるように、界磁磁束の一� �が磁極面30N,30Sと反対側で磁性体31Bにおいて� ��絡的に流れるからである。

 よって、モータとして回転電機に高速回� ��をさせるときには、コア31N,31Sに磁性体31Bを 近接させることにより、弱め界磁を実現する ことができる。上述した磁性体31Bの近接は公 知のアクチュエータ、例えばサーボモータを 用いることで実現できる。

 図49及び図50は、固定子3の第8の変形を示� ��斜視図である。図49及び図50は磁極面30N,30S� �から回転軸Qに対して傾斜して見た斜視図で� ��る。また図49ではその構成を理解しやすく� �るために、回転軸Qに沿って分解して示して� ��るが、実際には図50に示されるように接触� �て配置される。また図51は図50に示された位� ��LI-LIにおいて回転軸Qに平行な固定子3の断面 を示す断面図である。

 第8の変形では径方向に着磁された永久磁 石30Rが周方向に分割されている。製造の便宜 上、環状の一体として永久磁石30Rが作製しに くい場合を想定している。ここでは分割され た各々が弧状を呈している場合が例示されて いる。

 磁性のホルダー41には穴411が空いている� �非磁性のホルダー41にはリブ412が設けられ、 リブ412は穴411の外周側におけるホルダー41の� ��分413と、穴411の内周側におけるホルダー41� �部分414とを連結している。換言すれば穴411� �リブ412と部分413,414とに囲まれている。

 リブ412は永久磁石30Rが分割された位置に� ��置され、よって穴411に永久磁石30Rを収納す� ��。リブ412を実質的に磁気障壁として機能さ� ��るため、径方向を法線とするリブ412の断面� ��、当該断面を流れる磁束によって容易に磁� ��飽和する程度に小さくする。このような構� ��により、永久磁石30Rは径方向及び周方向に� ��いて位置決めされる。

 ホルダー41及びその穴411に収納された永� �磁石30Rは、環状のコア42,43と、環状のコア44, 45との間で、回転軸方向に沿って挟まれる。� ��久磁石30Rの中央から見て、コア42,44は外周� �に、コア43,45は内周側に、それぞれ配置され る。コア42,43はそれぞれ磁極面30N,30Sを呈する 。

 コア43の外周端とコア45の外周端は永久磁 石30Rの内周端を挟み、コア42の内周端とコア4 4の内周端は、永久磁石30Rの外周端を挟む(図5 1を参照)。このような構成により永久磁石30R� ��回転軸方向について位置決めされる。

 またかかる構成により、永久磁石30Rより� ��磁極面30N,30Sが回転子1に近づき、界磁磁束� �有効に回転子1へ供給される。

 ホルダー41及びコア42,43コアは、回転軸方 向に積層した電磁鋼板で構成できる。あるい は電磁軟鉄をそれらの材料として採用しても よい。電磁軟鉄であって、絶縁の施されて無 いものを積層してもよい。

 図52も第8の変形を示す斜視図である。こ� ��では永久磁石30Rの分割された各々が直線形� ��を呈している場合が例示されている。図52� �磁極面30N,30S側から回転軸Qに対して傾斜して 見た斜視図である。また図52ではその構成を� ��解しやすくするために、回転軸Qに沿って分 解して示しているが、実際には後述するよう に接触して配置される。

 磁性のホルダー41には、分割された永久� �石30Rの各々を収納する穴411の他、締結用の� �415も設けられている。穴415は穴411よりも外� �側に空けられている。図53はホルダー41の穴4 11に永久磁石30Rが収納された状態を示す斜視� ��である。

 図53で示された構成に対して、環状の締� �板46,47を回転軸方向に沿って両側から挟む。 ここでは締結板47が回転子1側に配置されてい る場合を想定している。例えば穴415はネジ切 りされており、これと螺合する締結体40が締� ��板46,47同士を結合する。これによってホル� �ー41における永久磁石30Rの回転軸方向の位置 決めをする。図54は一対の締結板46,47同士が� �合された状態を示す斜視図である。

 締結板46,47は、これらを介して永久磁石30 Rが発生する界磁磁束が短絡的に流れないよ� �にするため、非磁性である。

 図54で示された構成に対して、環状のコ� �48,49を回転子1側からそれぞれホルダー41の部 分413,414に接触させる。具体的にはコア48,49を 、それぞれ締結板47の外周側及び内周側に配� ��する。

 図55はコア48,49が配置された構成と、コア 42,43とを回転軸方向に沿って分解して示す斜� ��図である。コア42,43をホルダー41とは反対側 からコア48,49と接触させる。これにより、永� ��磁石30Rの外周側の磁極面と磁極面30Nとは、� ��ア42,48及び部分413を介して磁気的に連結さ� �る。また永久磁石30Rの内周側の磁極面と磁� �面30Sとは、コア43,49及び部分414を介して磁気 的に連結される。よって永久磁石30Rで発生し た磁束が磁極面30N,30Sから回転子1へと供給さ� ��ることになる。

 かかる構成により、永久磁石30Rよりも磁� ��面30N,30Sが回転子1に近づき、界磁磁束が有� �に回転子1へ供給される。

 第4の実施の形態.
 本実施の形態では、回転子1と固定子3との� �のスラスト力を低減する変形を紹介する。� �こで紹介する変形を概して言えば、固定子3� ��回転子1との間に流れる界磁磁束の径方向成 分が高められ、従ってその回転軸方向成分が 低められる。

 界磁磁束の回転軸方向成分が低められる� ��とにより、スラスト力は小さくなる。界磁� ��束の径方向成分が高められるものの、極性� ��異なる界磁磁束が径方向に平行に流れるた� ��、径方向において回転子1と固定子3に働く� �引力は互いに逆向きに二種存在し、両者は� �殺する。

 図56乃至図71はいずれも回転子1及び固定� �3を部分的に示す断面図であり、回転軸方向� ��び径方向に平行な断面を示す。これらの図� ��おいて、回転軸方向は矢印Aに平行であって 縦方向に採られ、径方向は横方向に採られて いる。

 図56は永久磁石30AN,30ASを採用し、これら� �それぞれ磁極面30N,30Sを呈していた場合を例� ��している。但し、図56に示された構成では� �極面30N,30Sが互いに向き合う方向に傾斜して� ��る。磁性環102N,102Sは互いに背き合うように� ��斜している。よって、磁性環102N,102Sはそれ� ��れ磁極面30N,30Sとほぼ正対する。

 磁極面30Nと磁性環102Nとが回転軸方向に垂 直な場合と比較すると、上記の様に傾斜した 磁極面30Nと磁性環102Nとの間に流れる界磁磁� �は、その回転軸方向成分が小さくなる。よ� �て磁極面30Nと磁性環102Nとの間に働く吸引力� ��、その回転軸に平行な成分が小さくなる。� ��様にして磁極面30Sと磁性環102Sとの間に働く 吸引力についても、その回転軸に平行な成分 が小さくなる。よって回転子1と固定子3との� ��に働くスラスト力は小さくなる。

 磁極面30Nと磁性環102Nとの間に働く吸引力 の径方向成分は、磁極面30Sと磁性環102Sとの� �に働く吸引力の径方向成分と相殺するので� �回転子1と固定子3との間で径方向に働く力は 無視できる。

 以上のようにして、径方向への不要な力� ��増大させることなく、回転子1と固定子3と� �間に働くスラスト力を小さくできる。

 図57は図56に示された構成において、磁性 環102N,102S及び磁極面30N,30Sの傾斜方向を全て� �にした構成を示す。即ち、磁極面30N,30Sが互� ��に背き合う方向に傾斜している。磁性環102N ,102Sは互いに向き合うように傾斜している。� ��って、磁性環102N,102Sはそれぞれ磁極面30N,30S とほぼ正対し、図56に示された構成と同様に� ��てスラスト力が低減される。

 図58及び図59はいずれも、固定子3の第3の� ��形(図39参照)を採用しつつ、磁性環102N,102S及 び磁極面30N,30Sが傾斜した構成を示している� �図58及び図59はそれぞれ、図56及び図57と対応 しており、いずれもスラスト力を低減できる 。

 図60及び図61はいずれも、固定子3の第7の� ��形(図44参照)を採用しつつ、磁性環102N,102S及 び磁極面30N,30Sが傾斜した構成を示している� �図60及び図61はそれぞれ、図56及び図57と対応 しており、いずれもスラスト力を低減できる 。

 磁性環102N,102S及び磁極面30N,30Sの傾斜に代 替して、磁性環102N,102Sの磁極面30N,30S側の形� �を階段状に形成しても、界磁磁束の回転軸� �向成分が小さくなる。図62及び図63は、永久� ��石30AN,30ASを採用し、これらがそれぞれ磁極� ��30N,30Sを呈していた場合を例示している。

 図62に示された構成では、磁性環102Nは永� ��磁石30ANの内周側において回転軸方向に沿っ てヨーク31へ向かって突出し、磁性環102Sは永 久磁石30ASの外周側において回転軸方向に沿� �てヨーク31へ向かって突出する。このような 構成により、磁極面30Nから磁性環102Nに向か� �につれて、また磁極面30Sから磁性環102Sに向� ��うにつれて、いずれも界磁磁束は径方向に� ��がる。よって界磁磁束は、その回転軸方向� ��分が小さくなる。

 しかも、界磁磁束が磁極面30Nから磁性環1 02Nに向かうにつれて径方向に拡がる方向は、 磁極面30Nから見て内周側である。また界磁磁 束が磁極面30Sから磁性環102Sに向かうにつれ� �径方向に拡がる方向は、磁極面30Sから見て� �周側である。よって上記の構成においても� �磁極面30Nと磁性環102Nとの間に働く吸引力は� ��磁極面30Sと磁性環102Sとの間に働く吸引力と 相殺する。

 図63に示された構成では、磁性環102Nは永� ��磁石30ANの外周側において回転軸方向に沿っ てヨーク31へ向かって突出し、磁性環102Sは永 久磁石30ASの内周側において回転軸方向に沿� �てヨーク31へ向かって突出する。かかる構成 においても、図62に示された構成と同様の効� ��を得ることができる。

 図64及び図65はいずれも、固定子3の第3の� ��形を採用しつつ、磁性環102N,102Sの磁極面30N, 30S側の形状を階段状にした構成を示している 。図64及び図65はそれぞれ、図62及び図63と対� ��しており、いずれもスラスト力を低減でき� ��。

 固定子3の第8の変形(図49乃至図55参照)で� �、永久磁石30Rよりも磁極面30N,30Sを回転子1に 近づけ、界磁磁束を有効に回転子1へ供給す� �ことを指向していた。しかしながら、界磁� �束の回転軸方向成分を抑制する観点からは� �逆に、永久磁石30Rを磁極面30N,30Sよりも突出� ��せることが望ましい。

 図66は永久磁石30Rを回転子1側へと回転軸� ��向に沿って突出させた構成を示す。永久磁� ��30Rの部分30RTがコア31N,31Sよりも突出してい� �。永久磁石30Rは径方向に着磁されているの� �、部分30RTから界磁磁束が径方向に流れる。� ��ってこの部分を磁性環102N,102Sが径方向にお� ��て両側から挟むことにより、界磁磁束の径� ��向成分を高め、以て界磁磁束の回転軸方向� ��分を低減できる。

 永久磁石30AN,30ASの形状の加工が困難であ� ��て、磁極面30N,30Sを回転軸方向から傾斜させ ることが困難な場合も想定される。例えば永 久磁石30AN,30ASの周方向に垂直な断面が長方形 に限定される場合である。 このような場合� ��下記の手法を採ることができる。まず簡易� ��は、ヨーク31に永久磁石30AN,30ASを支持する� �を、回転軸方向に対して傾斜して設けるこ� �が考えられる。これにより、永久磁石30AN,30A Sは傾斜して保持され、よって永久磁石30AN,30A S自身が呈する磁極面30N,30Sが回転軸方向から� ��斜する。

 あるいは図67及び図68に示されるように、 それぞれ永久磁石30AN,30ASを回転子1側から覆� �て、磁極面30N,30Sを回転子1側に呈する補助コ ア30ZN,30ZSを設ける。補助コア30ZN,30ZSを例えば 圧粉磁芯で形成すれば、これらに上述のよう に傾斜した磁極面30N,30Sを呈させることは容� �である。図67及び図68は、それぞれ図56、図57 に対応している。

 磁極面30N,30Sを傾斜させる必要が無い場合 に永久磁石30AN,30ASを補助コア30ZN,30ZSで覆って もよい。図69及び図70はそれぞれ図62及び図63� ��示された構成に対応して、補助コア30ZN,30ZS� ��設けた構成を示している。

 図67乃至図70において永久磁石30AN,30ASは回 転子1とは反対側でそれらが部分的にヨーク31 に埋まっている態様が例示されている。しか し補助コア30ZN,30ZSを設けるときにこのような 埋設が前提となるものではない。

 図71は図66で示された構成に対し、永久磁 石30Rの磁極面を露出させずにコア31N,31Sで覆� �た構成を例示している。かかる構成は、ま� �、永久磁石30R及びその近傍のコア31N,31Sを回� ��子1側に突出させて磁性環102N,102Sの間に割り 込ませた構成と把握することもできる。ある いはコア31N,31Sのうち、磁性環102N,102Sに対向� �る部分を回転子1と反対側へと後退させた構� ��と把握することもできる。

 変形の組み合わせ.
 上記の各実施の形態で紹介された種々の変� ��は、相互に機能を阻害しない限り、組み合� ��せることができる。例えば回転子1の変形と 独立して固定子3の種々の変形を採用するこ� �ができる。

 圧縮機への適用.
 図72は、上記の回転電機がモータとして適� �される圧縮機の縦断面図である。図72に示さ れた圧縮機は高圧ドーム型のロータリ圧縮機 であって、その冷媒には例えば二酸化炭素が 採用される。

 この圧縮機は、密閉容器K1と、圧縮機構� �K2と、モータK3とを備えている。圧縮機構部K 2は密閉容器K1内に配置されている。モータK3� ��密閉容器K1内かつ圧縮機構部K2の上側に配置 される。ここで、上側とは密閉容器K1の中心� ��が水平面に対して傾斜しているか否かに関� ��らず、密閉容器K1の中心軸に沿った上側を� �う。

 モータK3は圧縮機構部K2を回転軸シャフト K4を介して駆動する。モータK3は上記の実施� �形態で説明された構成を備えている。

 密閉容器K1の下側側方には吸入管K11が接� �され、密閉容器K1の上側には吐出管K12が接続 される。冷媒ガス(図示省略)が吸入管K11から� ��閉容器K1へと供給され、圧縮機構部K2の吸込 側に導かれる。このロータリ圧縮機は縦型で あって、少なくともモータK3の下部に油溜め� ��有する。

 密閉容器K1内は、圧縮機構部K2を挟んで高 圧領域Hと低圧領域Lとに区画される。高圧領� ��Hには圧縮機構部K2から吐出された高圧の冷� ��ガスが満たされる。モータK3は高圧領域Hに� ��置されている。

 ヨーク21,31は、回転シャフトK4に対して回 転子1よりも外周側に配置され、密閉容器K1に 固定されている。

 圧縮機構部K2は、シリンダ状の本体部K20� �、上端板K8および下端板K9を備える。上端板K 8および下端板K9はそれぞれ本体部K20の上下の 開口端に取り付けられる。回転シャフトK4は� ��上端板K8および下端板K9を貫通し、本体部K20 の内部に挿入されている。回転軸シャフトK4� ��上端板K8に設けられた軸受K21と、下端板9に� ��けられた軸受K22により回転自在に支持され� ��いる。

 回転軸K4には本体部K20内でクランクピンK5 が設けられる。ピストンK6はクランクピンK5� �嵌合されて駆動される。ピストンK6と、これ に対応するシリンダとの間には圧縮室K7が形� ��される。ピストンK6は偏芯した状態で回転� �、または、公転運動を行い、圧縮室K7の容積 を変化させる。

 次に、上記ロータリ圧縮機の動作を説明� ��る。吸入管K11から圧縮室K7に冷媒ガスが供� �される。モータK3により圧縮機構部K2が駆動� ��れて、冷媒ガスが圧縮される。圧縮された� ��媒ガスは冷凍機油(図示省略)と共に、吐出� �K23を経由して圧縮機構部K2から圧縮機構部K2� ��上側へ運ばれ、更にモータK3を経由して吐� �管K12から密閉容器K1の外部に吐出される。

 冷媒ガスは冷凍機油と共にモータK3の内� �を上側へと移動する。冷媒ガスはモータK3よ りも上側に導かれるが、冷凍機油は回転子1� �遠心力で密閉容器K1の内壁へと向かう。冷凍 機油は密閉容器K1の内壁に微粒子の状態で付� ��することで液化した後、重力の作用によっ� ��、モータK3の冷媒ガスの流れの上流側に戻� �。

 図73は、上記の実施の形態のモータが適� �される圧縮機の縦断面図である。図73に示さ れた圧縮機は低圧ドーム型のスクロール圧縮 機であって、その冷媒には例えば二酸化炭素 が採用される。

 この圧縮機でも、モータK3が密閉容器K1内 に配置され、圧縮機構部K2を回転軸シャフトK 4を介して駆動する。圧縮機構部K2はスクロー ル機構を有している。

 密閉容器K1内は圧縮機構部K2を挟んで高圧 領域Hと低圧領域Lとに区画される。但しモー� ��K3は低圧領域Lに配置されている。つまり圧� ��機構部K2がモータK3よりも上側に配置されて いる。

 エンジンと組み合わせた回転機構への適用.
 図74は上記の回転電機であって永久磁石30A� �備えたものと、エンジンとを組み合わせた� �転機構の構成を例示する側面図であり、回� �軸Qに平行な側面を示している。回転シャフ� ��8は回転子1と連結され、固定子3の穴300(例え ば図1,図2,図8を参照)に貫挿されている。回転 シャフト8は穴300において径方向に固定子3と� ��れている。

 同様に、回転シャフト8は電機子2の貫通� �200(例えば図1,図2,図8を参照)を、その回転が� ��げられることなく貫通している。

 エンジン9は、回転軸方向に沿って電機子 2に対して回転子1と反対側に配置される。ま� ��エンジン9は回転シャフト8連結され、回転� �ャフト8との間で回転運動を授受する。

 このような構成においては、エンジン9の 熱が回転シャフト8に伝わっても、回転シャ� �ト8が固定子3とは離れているので、その熱は 固定子3に伝わりにくい。これは固定子3に設� ��られている永久磁石30Aの加熱減磁を発生さ� ��にくくする点で望ましい。

 固定子3には放熱フィン34を設けることが� ��固定子3からの放熱を効果的に行う観点で望 ましい。放熱フィン34は図74に例示されたよ� �に固定子3から径方向へと伸びて設けられて� ��よい。あるいは回転子1と反対側に設けられ てもよい。

 図75は図74の構成に対して、回転シャフト 8を固定子3から更に、回転軸方向において離� ��た構成を例示した側面図である。より具体� ��には回転シャフト8の固定子3側の端部は、� �転軸方向においてエンジン側へと退く。こ� �により、回転シャフト8を介してのエンジン9 から固定子3への熱伝導が効果的に小さくな� �。

 回転シャフト8はエンジン9において支持� �れるが、回転シャフト8の軸ぶれを低減する� ��め、回転シャフト8は電機子2の貫通孔200に� �いてその回転が妨げられることなく保持さ� �ることが望ましい。図76は電機子2の貫通孔20 0近傍で回転軸Qを含む位置での断面図である� ��ヨーク21と回転軸8との間で貫通孔200にはベ� ��リング24が設けられる。例えばかかる構成� �より回転シャフト8は電機子2の貫通孔200にお いてその回転が妨げられることなく保持され る。

 この発明は詳細に説明されたが、上記し� ��説明は、すべての局面において、例示であ� ��て、この発明がそれに限定されるものでは� ��い。例示されていない無数の変形例が、こ� ��発明の範囲から外れることなく想定され得� ��ものと解される。