回転電機
【課題】回転電機におけるシャフトの軸方向への体格を小型化すること。
【解決手段】第１界磁コア４２及び第２界磁コア５２の外周部４２ａ，５２ａ側の厚みＬ１，Ｌ３が内周部４２ｂ，５２ｂ側の厚みＬ２，Ｌ４よりも薄くなるように、各界磁コア４２，５２における各界磁コイル４３，４４，５３，５４が配設される側の端面４２ｅ，５２ｅを段付き形状にした。
【解決手段】第１界磁コア４２及び第２界磁コア５２の外周部４２ａ，５２ａ側の厚みＬ１，Ｌ３が内周部４２ｂ，５２ｂ側の厚みＬ２，Ｌ４よりも薄くなるように、各界磁コア４２，５２における各界磁コイル４３，４４，５３，５４が配設される側の端面４２ｅ，５２ｅを段付き形状にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、永久磁石をロータに配設した永久磁石同期モータは、電気自動車やハイブリッド自動車などの様々な分野で駆動源として利用されている。このような永久磁石同期モータにおいて、強め界磁制御を行うことによって大きなトルクを得る一方で、弱め界磁制御を行うことによってステータとロータとの間に生じる磁束量を低減して、最大回転数を向上させることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の回転電動機は、ロータと、界磁ヨーク（界磁極）と、界磁コイルとを備えている。そして、界磁コイルに電流を供給することで、ロータ、ステータ及び界磁ヨークにより環状の磁路が形成される。そして、界磁コイルに供給される電流量を調整して、ロータを通過する磁束量を調整することで、強め界磁制御及び弱め界磁制御を可能とし、大きなトルクを得られるとともに最大回転数を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４３０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような回転電動機では、回転電動機におけるシャフトの軸方向への体格を小型化することが望まれている。
本発明の目的は、回転電機におけるシャフトの軸方向への体格を小型化することができる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シャフトに回転可能に支持されるとともに磁気的な凸極部を有するロータと、前記ロータの凸極部の径方向外側に配置されたステータと、円環状をなすとともに内側に前記シャフトが挿通され、界磁磁束を生じさせるための界磁コアと、前記シャフトの軸方向において、前記界磁コアと前記ロータ及び前記ステータとの間に配設される界磁コイルと、前記界磁コイルの通電に伴い前記界磁コアと少なくとも前記ロータと前記ステータと共に界磁磁路を形成する磁路形成部材と、を備えた回転電機であって、前記界磁コアの外周部側の厚みが前記界磁コアの内周部側の厚みよりも薄くなるように、前記界磁コアにおける前記界磁コイルが配設される側の端面を段付き形状にしたことを要旨とする。
【０００７】
この発明によれば、界磁コアにおける界磁コイルが配設される側の端面に段が無い場合に比べると、界磁コアとロータ及びステータとの間において、界磁コイルの配置スペースを増加させることができる。よって、この増加した配置スペースに界磁コイルを配置することができる分、界磁コアとロータ及びステータとを近づけることができ、回転電機全体として、シャフトの軸方向への体格を小型化することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記界磁コアの内周面と前記シャフトの外周面との間のギャップを通して前記界磁磁路が形成され、前記界磁コアにおける厚みの境目の部位の周方向の断面積が、前記界磁コアの内周面の面積以上になっていることを要旨とする。
【０００９】
この発明によれば、例えば、界磁コアにおける厚みの境目の部位の周方向の断面積が、界磁コアの内周面の面積よりも小さくなっている場合に比べて、磁束が流れ易くなるため、界磁コアが磁気飽和してしまうことを抑制することができ、回転電機のトルクが低下してしまうことを抑制することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記界磁コアにおける厚みの境目の部位の周方向の断面積が、前記界磁コアの内周面の面積と同じになっていることを要旨とする。
【００１１】
この発明によれば、界磁コアが磁気飽和してしまうことを抑制しつつも、界磁コアにおける界磁コイルと対向する側の端面に、界磁コイルの配置スペースを可能な限り形成することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記界磁コアは、径方向の長さが異なる円環状の界磁コア形成体を前記シャフトの軸方向に少なくとも二つ以上重ねることで形成されていることを要旨とする。
【００１３】
この発明によれば、径方向の長さが異なる界磁コア形成体をシャフトの軸方向に沿って少なくとも二つ以上重ねるだけで、界磁コイルが配設される側の端面が段付き形状となる界磁コアを形成することができるため、製作を容易なものとすることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記界磁コア形成体は、複数枚の電磁鋼板を前記シャフトの軸方向に積層して形成されていることを要旨とする。
この発明によれば、例えば、界磁コア形成体が粉末成形磁性体からなる場合に比べて、磁気特性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、回転電機におけるシャフトの軸方向への体格を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態におけるモータの側断面図。
【図２】コアバック、ステータコア、ロータコア及びシャフトの縦断面図。
【図３】モータの部分側断面図。
【図４】第２の実施形態におけるモータの部分側断面図。
【図５】別の実施形態におけるモータの部分側断面図。
【図６】別の実施形態におけるモータの部分側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明を回転電機としてのモータ（回転電動機）に具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
【００１８】
図１に示すように、モータ１０のハウジング１１は、円筒状のコアバック１２と、コアバック１２の一端（図１の左端）に連結された有底円筒状の第１ハウジング１３と、コアバック１２の他端（図１の右端）に連結された有底円筒状の第２ハウジング１４とからなる。第１ハウジング１３及び第２ハウジング１４は非磁性材料からなる。コアバック１２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第１ハウジング１３の底壁には貫通孔１３ａが形成されている。
【００１９】
コアバック１２内にはシャフト１５が収容されている。シャフト１５は、軟磁性材料（例えば鉄や粉末成形磁性体等）から形成されるとともに略円柱状をなしている。シャフト１５は、第１ハウジング１３及び第２ハウジング１４にベアリング１６，１７を介して回転可能に支持されている。シャフト１５の一端（図１の左端）は貫通孔１３ａを介してハウジング１１外へ突出している。
【００２０】
コアバック１２の内周面にはステータ２０（固定子）が固定されている。ステータ２０は、コアバック１２の内周面に固定された円環状のステータコア２１と、ステータコイル２２とから構成されている。コアバック１２は、ステータコア２１の外周面を全周に亘って覆うとともに、ステータコア２１の外周面とコアバック１２の内周面とは密着されている。このため、ステータコア２１とコアバック１２とは磁気的に接続されている。ステータコア２１は、複数枚の電磁鋼板をシャフト１５の軸線Ｌに沿った方向（シャフト１５の軸方向）に積層して構成されている。
【００２１】
図２に示すように、ステータコア２１には、シャフト１５に向けて突出する複数のステータティース２１ａがステータコア２１の周方向に等間隔おきで設けられている。各ステータティース２１ａの先端面はいずれも同一周面上に位置している。図１に示すように、各ステータティース２１ａには、絶縁性樹脂材料よりなるステータコイル用ボビン２２ｂが装着されている。そして、ステータコイル２２は、導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がステータコイル用ボビン２２ｂに巻回されて形成されている。なお、ステータコイル２２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のいずれかとされており、それぞれ位相の異なる電流が供給されることにより、回転磁界を発生させるようになっている。
【００２２】
ステータ２０の内側にはロータ３０（回転子）が設けられている。ロータ３０は、シャフト１５に止着されたロータコア３１を有している。ロータコア３１は、シャフト１５の軸線Ｌ周りでシャフト１５と一体的に回転可能になっている。シャフト１５の外周面１５ａとロータコア３１の内周面とは密着されている。このため、シャフト１５とロータコア３１とは磁気的に接続されている。ロータコア３１は、軟磁性材料からなる複数枚の電磁鋼板をシャフト１５の軸方向に積層して構成されている。よって、ロータコア３１内において、磁束がシャフト１５の軸方向よりも軸線Ｌに直交するロータコア３１の径方向及び周方向へ流れ易くなっている。
【００２３】
また、ロータコア３１におけるシャフト１５の軸方向の長さは、ステータコア２１におけるシャフト１５の軸方向の長さと同じになっている。ステータコイル２２は、シャフト１５の軸方向においてステータティース２１ａの端面からコイルエンド２２ｅが突出している。よって、シャフト１５の軸方向におけるステータコイル２２のコイルエンド２２ｅの両端は、ロータコア３１の両端よりも外側に突出している。また、ハウジング１１内において、一端側（第１ハウジング１３側）のコイルエンド２２ｅよりも第１ハウジング１３側には、各相のステータコイル２２の渡り線（図示せず）が通過する渡り線領域Ｗ（図１において二点鎖線で示す）が設けられている。
【００２４】
図２に示すように、ロータコア３１は、径方向外側へ向けて突出する凸極部としての複数のロータティース３１ａが、ロータコア３１の周方向に等間隔おきで設けられている。各ロータティース３１ａの先端面はいずれも同一周面上に位置している。各ロータティース３１ａの先端面とステータティース２１ａの先端面との間には僅かな隙間が形成されている。そして、ロータティース３１ａとステータティース２１ａとはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００２５】
図１に示すように、コアバック１２内におけるステータ２０及びロータ３０よりも一端側には、界磁磁束を発生させるための第１界磁極４１が配設されている。第１界磁極４１は、円環状の界磁コアとしての第１界磁コア４２と、第１界磁コア４２とステータ２０及びロータ３０との間に配設される界磁コイルとしての第１界磁コイル４３及び第２界磁コイル４４とから構成されている。第１界磁コア４２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第１界磁コア４２の内側にはシャフト１５が挿通されており、第１界磁コア４２の内周面４２ｇとシャフト１５の外周面１５ａとの間には僅かな隙間が形成されている。そして、第１界磁コア４２とシャフト１５とはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００２６】
図３に示すように、第１界磁コア４２は、その外周部４２ａ側の厚みＬ１が内周部４２ｂ側の厚みＬ２よりも薄くなるように、第１界磁コア４２における第１界磁コイル４３及び第２界磁コイル４４が配設される側の端面４２ｅが段付き形状になっている。具体的には、第１界磁コア４２の端面４２ｅにおいて、外周部４２ａと内周部４２ｂとの間には、外周部４２ａの端面４２１ａと内周部４２ｂの端面４２１ｂとを繋ぐ段差部４２ｄが周方向全周に亘って形成されている。段差部４２ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。なお、本実施形態の第１界磁コア４２は型成形されてなる。
【００２７】
第１界磁コア４２における外周部４２ａと内周部４２ｂとの境目Ｋ１（第１界磁コア４２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの面積と同じになっている。すなわち、円周率を「π」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ１までの径方向に沿った長さを「Ｒ１」、シャフト１５の軸線Ｌから第１界磁コア４２の内周面４２ｇまでの径方向に沿った長さを「Ｒ２」とすると、「Ｌ１×２πＲ１＝Ｌ２×２πＲ２」の関係を満たすように、厚みＬ１，Ｌ２、長さＲ１，Ｒ２が設定されている。
【００２８】
第１界磁コア４２は、その外周部４２ａがコアバック１２の一端開口部に凹設された圧入凹部１２ａに圧入されることで、コアバック１２に固定されている。第１界磁コア４２がコアバック１２に固定された状態において、第１界磁コア４２の外周部４２ａはコアバック１２に対して密着されている。このため、第１界磁コア４２とコアバック１２とは磁気的に接続されている。
【００２９】
図１に示すように、コアバック１２内におけるステータ２０及びロータ３０よりも他端側には、界磁磁束を発生させるための第２界磁極５１が配設されている。第２界磁極５１は、円環状の界磁コアとしての第２界磁コア５２と、第２界磁コア５２とステータ２０及びロータ３０との間に配設される界磁コイルとしての第３界磁コイル５３及び第４界磁コイル５４とから構成されている。第２界磁コア５２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第２界磁コア５２の内側にはシャフト１５が挿通されており、第２界磁コア５２の内周面５２ｇとシャフト１５の外周面１５ａとの間には僅かな隙間が形成されている。そして、第２界磁コア５２とシャフト１５とはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００３０】
図３に示すように、第２界磁コア５２は、その外周部５２ａ側の厚みＬ３が内周部５２ｂ側の厚みＬ４よりも薄くなるように、第２界磁コア５２における第３界磁コイル５３及び第４界磁コイル５４が配設される側の端面５２ｅが段付き形状になっている。具体的には、第２界磁コア５２の端面５２ｅにおいて、外周部５２ａと内周部５２ｂとの間には、外周部５２ａの端面５２１ａと内周部５２ｂの端面５２１ｂとを繋ぐ段差部５２ｄが周方向全周に亘って形成されている。段差部５２ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。なお、本実施形態の第２界磁コア５２は型成形されてなる。
【００３１】
第２界磁コア５２における外周部５２ａと内周部５２ｂとの境目Ｋ２（第２界磁コア５２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第２界磁コア５２の内周面５２ｇの面積と同じになっている。すなわち、円周率を「π」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ２までの径方向に沿った長さを「Ｒ３」、シャフト１５の軸線Ｌから第２界磁コア５２の内周面５２ｇまでの径方向に沿った長さを「Ｒ４」とすると、「Ｌ３×２πＲ３＝Ｌ４×２πＲ４」の関係を満たすように、厚みＬ３，Ｌ４、長さＲ３，Ｒ４が設定されている。
【００３２】
第２界磁コア５２は、その外周部５２ａがコアバック１２の他端開口部に凹設された圧入凹部１２ｂに圧入されることで、コアバック１２に固定されている。第２界磁コア５２がコアバック１２に固定された状態において、第２界磁コア５２の外周部５２ａはコアバック１２に対して密着されている。このため、第２界磁コア５２とコアバック１２とは磁気的に接続されている。
【００３３】
コアバック１２内において、第１界磁コア４２の内周部４２ｂの端面４２１ｂからステータコア２１の一端部までの距離Ｈ１は、第２界磁コア５２の内周部５２ｂの端面５２１ｂからステータコア２１の他端部までの距離Ｈ２に比べて、渡り線領域Ｗが存在する分だけ長くなっている。
【００３４】
第１界磁コア４２の端面４２ｅには第１界磁コイル用ボビン４６が固着されている。第１界磁コイル用ボビン４６は、第１界磁コア４２の内周部４２ｂの端面４２１ｂからロータコア３１の一端面の手前までシャフト１５の軸方向に沿って延びる円筒状の第１胴部４６ａを有している。また、第１界磁コイル用ボビン４６は、第１胴部４６ａの一端開口部から径方向外側に向けて延びる円環状の一端側鍔部４６ｂと、第１胴部４６ａの他端開口部から径方向外側に向けてステータコイル用ボビン２２ｂにおけるシャフト１５側の面の手前まで延びる円環状の他端側鍔部４６ｃとを有している。さらに、第１界磁コイル用ボビン４６は、一端側鍔部４６ｂと他端側鍔部４６ｃとの間に位置し、且つ第１胴部４６ａの外周面から径方向外側に向けて延びる円環状の仕切鍔部４６ｄを有している。
【００３５】
一端側鍔部４６ｂは、第１界磁コア４２の内周部４２ｂの端面４２１ｂに沿って延びるとともに、段差部４２ｄの外周面に沿って屈曲し、さらに、第１界磁コア４２の外周部４２ａの端面４２１ａに沿って延びるように形成されている。そして、第１胴部４６ａの一部、一端側鍔部４６ｂ及び仕切鍔部４６ｄにより第１巻装部４６Ａが形成されている。また、第１胴部４６ａの一部、他端側鍔部４６ｃ及び仕切鍔部４６ｄにより第２巻装部４６Ｂが形成されている。
【００３６】
第１界磁コイル４３は、第１巻装部４６Ａに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。第１界磁コイル４３は、第１巻装部４６Ａに巻装された状態において、その一部が、第１界磁コア４２の内周部４２ｂの端面４２１ｂよりも外周部４２ａの端面４２１ａ側に配置されている。第２界磁コイル４４は、第２巻装部４６Ｂに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。
【００３７】
第２界磁コア５２の端面５２ｅには第２界磁コイル用ボビン５６が固着されている。第２界磁コイル用ボビン５６は、第２界磁コア５２の内周部５２ｂの端面５２１ｂからロータコア３１の他端面の手前までシャフト１５の軸方向に沿って延びる円筒状の第２胴部５６ａを有している。また、第２界磁コイル用ボビン５６は、第２胴部５６ａの一端開口部から径方向外側に向けて延びる円環状の一端側鍔部５６ｂと、第２胴部５６ａの他端開口部から径方向外側に向けてステータコイル用ボビン２２ｂにおけるシャフト１５側の面の手前まで延びる円環状の他端側鍔部５６ｃとを有している。さらに、第２界磁コイル用ボビン５６は、一端側鍔部５６ｂと他端側鍔部５６ｃとの間に位置し、且つ第２胴部５６ａの外周面から径方向外側に向けて延びる円環状の仕切鍔部５６ｄを有している。
【００３８】
一端側鍔部５６ｂは、第２界磁コア５２の内周部５２ｂの端面５２１ｂに沿って延びるとともに、段差部５２ｄの外周面に沿って屈曲し、さらに、第２界磁コア５２の外周部５２ａの端面５２１ａに沿って延びるように形成されている。そして、第２胴部５６ａの一部、一端側鍔部５６ｂ及び仕切鍔部５６ｄにより第３巻装部５６Ａが形成されている。また、第２胴部５６ａの一部、他端側鍔部５６ｃ及び仕切鍔部５６ｄにより第４巻装部５６Ｂが形成されている。
【００３９】
第３界磁コイル５３は、第３巻装部５６Ａに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。第３界磁コイル５３は、第３巻装部５６Ａに巻装された状態において、その一部が、第２界磁コア５２の内周部５２ｂの端面５２１ｂよりも外周部５２ａの端面５２１ａ側に配置されている。第４界磁コイル５４は、第４巻装部５６Ｂに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。
【００４０】
次に、本実施形態のモータ１０の作用について、各界磁コイル４３，４４，５３，５４に電流が供給された際に形成される磁路（界磁磁束の流れ）を中心に説明する。尚、ハウジング１１の外周面には、各界磁コイル４３，４４，５３，５４に電流を供給するための端子台（図示せず）が設けられており、各界磁コイル４３，４４，５３，５４の導線の始端はハウジング１１外部へ引き出されて端子台に電気的に接続されている。
【００４１】
図１に示すように、各界磁コイル４３，４４に電流が供給されることにより第１界磁コア４２に発生された界磁磁束は、矢印Ｙ１に示すようにシャフト１５に向かって流れる。そして、界磁磁束は、磁気的空隙（ギャップ）を通してシャフト１５に流れる。さらに、界磁磁束は、矢印Ｙ２に示すようにシャフト１５内をシャフト１５の軸方向に流れ、矢印Ｙ３に示すようにシャフト１５の軸線Ｌに直交する方向へ流れてロータコア３１（ロータティース３１ａ）を外径側に流れてステータコア２１（ステータティース２１ａ）を通過する。さらに、界磁磁束は、矢印Ｙ４に示すようにコアバック１２を第１界磁極４１へ向かって誘導される。
【００４２】
ここで、第１界磁コア４２における外周部４２ａと内周部４２ｂとの境目Ｋ１の部位の周方向の断面積は、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの面積と同じになっている。これにより、例えば、第１界磁コア４２における外周部４２ａと内周部４２ｂとの境目Ｋ１の周方向の断面積が、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの面積よりも小さくなっている場合に比べて、磁束が流れ易くなるため、第１界磁コア４２が磁気飽和してしまうことが抑制され、モータ１０のトルクが低下してしまうことが抑制されている。
【００４３】
このようにして、第１界磁コア４２、シャフト１５、ロータ３０、ステータ２０及びコアバック１２による界磁磁路が形成される。よって、本実施形態では、コアバック１２及びシャフト１５は、第１界磁コア４２と、ロータ３０及びステータ２０と共に界磁磁路を形成する磁路形成部材として機能する。
【００４４】
同様に、各界磁コイル５３，５４に電流が供給されることにより第２界磁コア５２に発生された界磁磁束は、矢印Ｙ１１に示すようにシャフト１５に向かって流れる。そして、界磁磁束は、磁気的空隙（ギャップ）を通してシャフト１５に流れる。さらに、界磁磁束は、矢印Ｙ１２に示すようにシャフト１５内をシャフト１５の軸方向に流れ、矢印Ｙ１３に示すようにシャフト１５の軸線Ｌに直交する方向へ流れてロータコア３１（ロータティース３１ａ）を外径側に流れてステータコア２１（ステータティース２１ａ）を通過する。さらに、界磁磁束は、矢印Ｙ１４に示すようにコアバック１２を第２界磁極５１へ向かって誘導される。
【００４５】
ここで、第２界磁コア５２における外周部５２ａと内周部５２ｂとの境目Ｋ２の部位の周方向の断面積は、第２界磁コア５２の内周面５２ｇの面積と同じになっている。これにより、例えば、第２界磁コア５２における外周部５２ａと内周部５２ｂとの境目Ｋ２の周方向の断面積が、第２界磁コア５２の内周面５２ｇの面積よりも小さくなっている場合に比べて、磁束が流れ易くなるため、第２界磁コア５２が磁気飽和してしまうことが抑制され、モータ１０のトルクが低下してしまうことが抑制されている。
【００４６】
このようにして、第２界磁コア５２、シャフト１５、ロータ３０、ステータ２０及びコアバック１２による界磁磁路が形成される。よって、本実施形態では、コアバック１２及びシャフト１５は、第２界磁コア５２と、ロータ３０及びステータ２０と共に界磁磁路を形成する磁路形成部材として機能する。
【００４７】
このように、本実施形態のモータ１０では、環状（ループ状）の磁路（界磁磁束の流れ）が形成され、ロータ３０のロータティース３１ａは、界磁磁束によってＮ極の極性を持つことになり、ロータティース３１ａ（界磁磁束）が、永久磁石同期モータにおけるロータに配設された永久磁石と同様の働きを持つことになる。
【００４８】
また、本実施形態のモータ１０では、各界磁コイル４３，４４，５３，５４に流す電流量を増加させることで界磁磁束を増加させ、より大きなトルクを得ることができる。その一方で、本実施形態のモータ１０では、高速回転時において各界磁コイル４３，４４，５３，５４に流す電流量を減少させることで界磁磁束を減少させ、最大回転数を向上させることができる。
【００４９】
また、第１界磁コア４２及び第２界磁コア５２に界磁磁束を発生させるために必要な各界磁コイル４３，４４，５３，５４のうち、各界磁コイル４３，５３の一部が、各界磁コア４２，５２の内周部４２ｂ，５２ｂの端面４２１ｂ，５２１ｂよりも外周部４２ａ，５２ａの端面４２１ａ，５２１ａ側に配置されている。すなわち、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅを段付き形状にしたことにより、各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０との間において、各界磁コイル４３，５３の配置スペースが増加している。よって、この増加した配置スペース利用して各界磁コイル４３，５３の一部が配置されていることで、各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０とが可能な限り近づけられ、その結果として、モータ１０におけるシャフト１５の軸方向への体格が小型化されている。
【００５０】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）第１界磁コア４２及び第２界磁コア５２の外周部４２ａ，５２ａ側の厚みＬ１，Ｌ３が内周部４２ｂ，５２ｂ側の厚みＬ２，Ｌ４よりも薄くなるように、各界磁コア４２，５２における各界磁コイル４３，４４，５３，５４が配設される側の端面４２ｅ，５２ｅを段付き形状にした。よって、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅに段が無い場合に比べると、各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０との間における各界磁コイル４３，４４，５３，５４の配置スペースを増加させることができる。その結果として、この増加した配置スペースに各界磁コイル４３，５３の一部を配置することができる分、各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０とを近づけることができ、モータ１０全体として、シャフト１５の軸方向への体格を小型化することができる。
【００５１】
（２）各界磁コア４２，５２における外周部４２ａ，５２ａと内周部４２ｂ，５２ｂとの境目Ｋ１，Ｋ２の部位の周方向の断面積は、各界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積と同じになっている。これにより、例えば、各界磁コア４２，５２における外周部４２ａ，５２ａと内周部４２ｂ，５２ｂとの境目Ｋ１，Ｋ２の部位の周方向の断面積が、各界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積よりも小さくなっている場合に比べて、磁束が流れ易くなるため、各界磁コア４２，５２が磁気飽和してしまうことを抑制することができる。その結果として、モータ１０のトルクが低下してしまうことを抑制することができる。さらには、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅに、各界磁コイル４３，５３の一部が配置される配置スペースを可能な限り形成することができる。
【００５２】
（３）各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅを段付き形状にした。各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０との間において、各界磁コイル４３，４４，５３，５４の配置スペースを増加させるために、例えば、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅをテーパ形状にする場合に比べて、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅの形状を容易に製作することができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
以下、本発明を回転電機としてのモータ（回転電動機）に具体化した第２の実施形態を図４にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００５４】
図４に示すように、モータ６０において、コアバック１２内におけるステータ２０及びロータ３０よりも一端側には、界磁磁束を発生させるための第３界磁極６１が配設されている。第３界磁極６１は、界磁コアとしての第３界磁コア６２と、界磁コイルとしての第５界磁コイル６３及び第６界磁コイル６４とから構成されている。第３界磁コア６２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第３界磁コア６２の内側にはシャフト１５が挿通されており、第３界磁コア６２の内周面６２ｇとシャフト１５の外周面１５ａとの間には僅かな隙間が形成されている。そして、第３界磁コア６２とシャフト１５とはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００５５】
第３界磁コア６２における第５界磁コイル６３及び第６界磁コイル６４が配設される側の端面６２ｅは段付き形状になっている。具体的には、第３界磁コア６２は、その外周部６２ａ側の厚みＬ５が内周部６２ｂ側の厚みＬ６よりも薄くなっており、さらに、第３界磁コア６２の中央部６２ｃの厚みＬ７が、外周部６２ａ側の厚みＬ５よりも厚く、且つ内周部６２ｂ側の厚みＬ６よりも薄くなっている。
【００５６】
第３界磁コア６２の端面６２ｅにおいて、外周部６２ａと中央部６２ｃとの間には、外周部６２ａの端面６２１ａと中央部６２ｃの端面６２１ｃとを繋ぐ第１段差部６２１ｄが周方向全周に亘って形成されている。第１段差部６２１ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。また、第３界磁コア６２の端面６２ｅにおいて、中央部６２ｃと内周部６２ｂとの間には、中央部６２ｃの端面６２１ｃと内周部６２ｂの端面６２１ｂとを繋ぐ第２段差部６２２ｄが周方向全周に亘って形成されている。第２段差部６２２ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。
【００５７】
第３界磁コア６２における外周部６２ａと中央部６２ｃとの境目Ｋ３（第３界磁コア６２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第３界磁コア６２の内周面６２ｇの面積と同じになっている。また、第３界磁コア６２における中央部６２ｃと内周部６２ｂとの境目Ｋ４（第３界磁コア６２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第３界磁コア６２の内周面６２ｇの面積と同じになっている。すなわち、円周率を「π」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ３までの径方向に沿った長さを「Ｒ５」、シャフト１５の軸線Ｌから第３界磁コア６２の内周面６２ｇまでの径方向に沿った長さを「Ｒ６」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ４までの径方向に沿った長さを「Ｒ７」とする。すると、「Ｌ５×２πＲ５＝Ｌ６×２πＲ６＝Ｌ７×２πＲ７」の関係を満たすように、厚みＬ５，Ｌ６，Ｌ７、長さＲ５，Ｒ６，Ｒ７が設定されている。
【００５８】
コアバック１２内におけるステータ２０及びロータ３０よりも他端側には、界磁磁束を発生させるための第４界磁極７１が配設されている。第４界磁極７１は、界磁コアとしての第４界磁コア７２と、界磁コイルとしての第７界磁コイル７３及び第８界磁コイル７４とから構成されている。第４界磁コア７２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第４界磁コア７２の内側にはシャフト１５が挿通されており、第４界磁コア７２の内周面７２ｇとシャフト１５の外周面１５ａとの間には僅かな隙間が形成されている。そして、第４界磁コア７２とシャフト１５とはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００５９】
第４界磁コア７２における第７界磁コイル７３及び第８界磁コイル７４が配設される側の端面７２ｅは段付き形状になっている。具体的には、第４界磁コア７２は、その外周部７２ａ側の厚みＬ８が内周部７２ｂ側の厚みＬ９よりも薄くなっており、さらに、第４界磁コア７２の中央部７２ｃの厚みＬ１０が、外周部７２ａ側の厚みＬ８よりも厚く、且つ内周部７２ｂ側の厚みＬ９よりも薄くなっている。
【００６０】
第４界磁コア７２の端面７２ｅにおいて、外周部７２ａと中央部７２ｃとの間には、外周部７２ａの端面７２１ａと中央部７２ｃの端面７２１ｃとを繋ぐ第１段差部７２１ｄが周方向全周に亘って形成されている。第１段差部７２１ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。また、第４界磁コア７２の端面７２ｅにおいて、中央部７２ｃと内周部７２ｂとの間には、中央部７２ｃの端面７２１ｃと内周部７２ｂの端面７２１ｂとを繋ぐ第２段差部７２２ｄが周方向全周に亘って形成されている。第２段差部７２２ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。
【００６１】
第４界磁コア７２における外周部７２ａと中央部７２ｃとの境目Ｋ５（第４界磁コア７２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第４界磁コア７２の内周面７２ｇの面積と同じになっている。また、第４界磁コア７２における中央部７２ｃと内周部７２ｂとの境目Ｋ６（第４界磁コア７２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第４界磁コア７２の内周面７２ｇの面積と同じになっている。すなわち、円周率を「π」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ５までの径方向に沿った長さを「Ｒ８」、シャフト１５の軸線Ｌから第４界磁コア７２の内周面７２ｇまでの径方向に沿った長さを「Ｒ９」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ６までの径方向に沿った長さを「Ｒ１０」とする。すると、「Ｌ８×２πＲ８＝Ｌ９×２πＲ９＝Ｌ１０×２πＲ１０」の関係を満たすように、厚みＬ８，Ｌ９，Ｌ１０、長さＲ８，Ｒ９，Ｒ１０が設定されている。
【００６２】
コアバック１２内において、第３界磁コア６２の内周部６２ｂの端面６２１ｂからステータコア２１の一端部までの距離Ｈ３は、第４界磁コア７２の内周部７２ｂの端面７２１ｂからステータコア２１の他端部までの距離Ｈ４に比べて、渡り線領域Ｗが存在する分だけ長くなっている。
【００６３】
第３界磁コア６２の端面６２ｅには第３界磁コイル用ボビン６６が固着されている。第３界磁コイル用ボビン６６は、第３界磁コア６２の内周部６２ｂの端面６２１ｂからロータコア３１の一端面の手前までシャフト１５の軸方向に沿って延びる円筒状の第３胴部６６ａを有している。また、第３界磁コイル用ボビン６６は、第３胴部６６ａの一端開口部から径方向外側に向けて延びる円環状の一端側鍔部６６ｂと、第３胴部６６ａの他端開口部から径方向外側に向けてステータコイル用ボビン２２ｂにおけるシャフト１５側の面の手前まで延びる円環状の他端側鍔部６６ｃとを有している。さらに、第３界磁コイル用ボビン６６は、一端側鍔部６６ｂと他端側鍔部６６ｃとの間に位置し、且つ第３胴部６６ａの外周面から径方向外側に向けて延びる円環状の仕切鍔部６６ｄを有している。
【００６４】
一端側鍔部６６ｂは、第３界磁コア６２の内周部６２ｂの端面６２１ｂに沿って延びるとともに、第２段差部６２２ｄの外周面に沿って屈曲し、さらに、第３界磁コア６２の中央部６２ｃの端面６２１ｃに沿って延びている。さらに、一端側鍔部６６ｂは、第１段差部６２１ｄの外周面に沿って屈曲し、第３界磁コア６２の外周部６２ａの端面６２１ａに沿って延びるように形成されている。
【００６５】
そして、第３胴部６６ａの一部、一端側鍔部６６ｂ及び仕切鍔部６６ｄにより第５巻装部６６Ａが形成されている。また、第３胴部６６ａの一部、他端側鍔部６６ｃ及び仕切鍔部６６ｄにより第６巻装部６６Ｂが形成されている。
【００６６】
第５界磁コイル６３は、第５巻装部６６Ａに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。第５界磁コイル６３は、第５巻装部６６Ａに巻装された状態において、その一部が、第３界磁コア６２の内周部６２ｂの端面６２１ｂよりも中央部６２ｃの端面６２１ｃ側、及び外周部６２ａの端面６２１ａ側に配置されている。第６界磁コイル６４は、第６巻装部６６Ｂに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。
【００６７】
第４界磁コア７２の端面７２ｅには第４界磁コイル用ボビン７６が固着されている。第４界磁コイル用ボビン７６は、第４界磁コア７２の内周部７２ｂの端面７２１ｂからロータコア３１の他端面の手前までシャフト１５の軸方向に沿って延びる円筒状の第４胴部７６ａを有している。また、第４界磁コイル用ボビン７６は、第４胴部７６ａの一端開口部から径方向外側に向けて延びる円環状の一端側鍔部７６ｂと、第４胴部７６ａの他端開口部から径方向外側に向けてステータコイル用ボビン２２ｂにおけるシャフト１５側の面の手前まで延びる円環状の他端側鍔部７６ｃとを有している。さらに、第４界磁コイル用ボビン７６は、一端側鍔部７６ｂと他端側鍔部７６ｃとの間に位置し、且つ第４胴部７６ａの外周面から径方向外側に向けて延びる円環状の仕切鍔部７６ｄを有している。
【００６８】
一端側鍔部７６ｂは、第４界磁コア７２の内周部７２ｂの端面７２１ｂに沿って延びるとともに、第２段差部７２２ｄの外周面に沿って屈曲し、さらに、第４界磁コア７２の中央部７２ｃの端面７２１ｃに沿って延びている。さらに、一端側鍔部７６ｂは、第１段差部７２１ｄの外周面に沿って屈曲し、第４界磁コア７２の外周部７２ａの端面７２１ａに沿って延びるように形成されている。
【００６９】
そして、第４胴部７６ａの一部、一端側鍔部７６ｂ及び仕切鍔部７６ｄにより第７巻装部７６Ａが形成されている。また、第４胴部７６ａの一部、他端側鍔部７６ｃ及び仕切鍔部７６ｄにより第８巻装部７６Ｂが形成されている。
【００７０】
第７界磁コイル７３は、第７巻装部７６Ａに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。第７界磁コイル７３は、第７巻装部７６Ａに巻装された状態において、その一部が、第４界磁コア７２の内周部７２ｂの端面７２１ｂよりも中央部７２ｃの端面７２１ｃ側、及び外周部７２ａの端面７２１ａ側に配置されている。第８界磁コイル７４は、第８巻装部７６Ｂに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。
【００７１】
これによれば、各界磁コア６２，７２とステータ２０及びロータ３０との間における各界磁コイル６３，６４，７３，７４の配置スペースをさらに増加させることが可能である。
【００７２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 上記各実施形態において、各界磁コア４２，５２，６２，７２を、径方向の長さが異なる円環状の界磁コア形成体をシャフト１５の軸方向に少なくとも二つ以上重ねることで形成してもよい。例えば、図５に示すように、第５界磁コア８２は、円環状をなす第１界磁コア形成体９１及び第２界磁コア形成体９２をシャフト１５の軸方向に重ねることで形成されている。第１界磁コア形成体９１及び第２界磁コア形成体９２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。
【００７３】
第１界磁コア形成体９１及び第２界磁コア形成体９２の内径は同じになっている。また、第１界磁コア形成体９１の外径は、第２界磁コア形成体９２の外径よりも大きくなっている。
【００７４】
第５界磁コア８２は、第１界磁コア形成体９１における各界磁コイル４３，４４が配設される側の端面９１ｅの一部分と、第２界磁コア形成体９２における各界磁コイル４３，４４が配設される側とは反対側の端面９２ｈとが接着剤により接合されることで形成されている。
【００７５】
このとき、第１界磁コア形成体９１の内周面９１ｇと第２界磁コア形成体９２の内周面９２ｇとは同一周面上に位置している。これら第１界磁コア形成体９１の内周面９１ｇと第２界磁コア形成体９２の内周面９２ｇにより、第５界磁コア８２の内周面８２ｇが形成されている。また、第１界磁コア形成体９１の外周部９１ａは、第２界磁コア形成体９２の外周面９２１よりも径方向外側へ突出している。すなわち、第１界磁コア形成体９１の外周部９１ａが第５界磁コア８２の外周部になっているとともに、第１界磁コア形成体９１の内周部９１ｂ及び第２界磁コア形成体９２が第５界磁コア８２の内周部になっている。その結果、第５界磁コア８２は、その外周部側の厚みＬ１１（第１界磁コア形成体９１の厚み）が内周部側の厚みＬ１２（第１界磁コア形成体９１の厚みと第２界磁コア形成体９２の厚みの合計）よりも薄くなるように、第５界磁コア８２における各界磁コイル４３，４４が配設される側の端面８２ｅが段付き形状になっている。
【００７６】
第５界磁コア８２における外周部と内周部との境目Ｋ７（第５界磁コア８２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第５界磁コア８２の内周面８２ｇの面積と同じになっている。すなわち、円周率を「π」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ７までの径方向に沿った長さを「Ｒ１１」、シャフト１５の軸線Ｌから第５界磁コア８２の内周面８２ｇまでの径方向に沿った長さを「Ｒ１２」とすると、「Ｌ１１×２πＲ１１＝Ｌ１２×２πＲ１２」の関係を満たすように、厚みＬ１１，Ｌ１２、長さＲ１１，Ｒ１２が設定されている。
【００７７】
このように、第１界磁コア形成体９１及び第２界磁コア形成体９２をシャフト１５の軸方向に重ねるだけで、第５界磁コア８２の端面８２ｅを段付き形状とすることができるため、製作を容易なものとすることができる。
【００７８】
○ また、図６に示すように、第１界磁コア形成体９１及び第２界磁コア形成体９２は、複数枚の電磁鋼板９１ｃ，９２ｃをシャフト１５の軸方向に積層して形成されていてもよい。これによれば、例えば、各界磁コア形成体９１，９２が粉末成形磁性体からなる場合に比べて、磁気特性を向上させることができる。
【００７９】
○ 第１の実施形態において、各界磁コア４２，５２における外周部４２ａ，５２ａと内周部４２ｂ，５２ｂとの境目Ｋ１，Ｋ２の部位の周方向の断面積が、各界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積よりも大きくなっていてもよい。これによれば、磁束がさらに流れ易くなるため、各界磁コア４２，５２が磁気飽和してしまうことをさらに抑制することができ、モータ１０のトルクが低下してしまうことをさらに抑制することができる。
【００８０】
○ 第２の実施形態において、各界磁コア６２，７２における外周部６２ａ，７２ａと中央部６２ｃ，７２ｃとの境目Ｋ３，Ｋ５の部位の周方向の断面積は、各界磁コア６２，７２の内周面６２ｇ，７２ｇの面積よりも大きくなっていてもよい。また、各界磁コア６２，７２における中央部６２ｃ，７２ｃと内周部６２ｂ，７２ｂとの境目Ｋ４，Ｋ６の部位の周方向の断面積は、各界磁コア６２，７２の内周面６２ｇ，７２ｇの面積よりも大きくなっていてもよい。これによれば、磁束がさらに流れ易くなるため、各界磁コア６２，７２が磁気飽和してしまうことをさらに抑制することができ、モータ６０のトルクが低下してしまうことをさらに抑制することができる。
【００８１】
○ 上記各実施形態において、コアバック１２は粉末成形磁性体（ＳＭＣ）から形成されていたが、これに限らず、例えば、鉄塊などの磁性体から形成されていてもよい。
○ 上記各実施形態において、各界磁コア４２，５２，６２，７２は粉末成形磁性体（ＳＭＣ）から形成されていたが、これに限らず、例えば、鉄塊などの磁性体から形成されていてもよい。
【００８２】
○ 上記各実施形態において、ロータコア３１は、電磁鋼板を複数枚積層して構成が、これに限らず、ロータコア３１を粉末成形磁性体（ＳＭＣ）や鉄塊などの磁性体で構成してもよい。
【００８３】
○ 上記各実施形態において、各界磁極４１，６１のみ、あるいは、各界磁極５１，７１のみ設けてもよい。すなわち、軸線Ｌ方向の片側のみに界磁極を設けてもよい。
○ 上記各実施形態において、シャフト１５を磁路形成部材とし、シャフト１５を介して界磁磁路を形成したが、これに限らず、シャフト１５を介さずに界磁磁路を形成してもよい。例えば、シャフト１５の外周に、シャフト１５よりも磁気抵抗の小さい磁性体（例えば粉末成形磁性体（ＳＭＣ）や鉄塊などの磁性体）を磁路形成部材として設けて界磁磁路としてもよい。
【００８４】
○ 上記各実施形態において、ステータ２０のステータティース２１ａの数は適宜変更してもよい。
○ 上記各実施形態において、ロータ３０のロータティース３１ａの数は適宜変更してもよい。
【００８５】
○ 上記各実施形態において、凸極部としてのロータティース３１ａは形状的に凸形状であったが、この構成に限らず、磁気的に凸極性があればよい。例えば、ロータティースの先端のみが隣接するロータティースと連結されていたり、ロータティース間の凹部が非磁性体で埋められたりして、全体としてロータが円筒状でもよい。
【００８６】
○ 上記各実施形態において、各界磁極４１，５１，６１，７１には、必要な磁界を発生させる界磁コイルがあればよく、例えば、各界磁コイル４４，５４，６４，７４を削除してもよい。
【００８７】
○ 上記各実施形態において、各界磁コイル用ボビン４６，５６，６６，７６を削除してもよい。この場合、型成形された界磁コイルを各界磁コア４２，５２，６２，７２に直接固着する。また、界磁コイルの皮膜で絶縁が確保できる場合、界磁コイルを各界磁コア４２，５２，６２，７２に直接巻きつけてもよい。
【００８８】
○ 上記各実施形態において、ステータコイル２２の絶縁は、ステータコイル用ボビン２２ｂに限定されるものではない。例えば、絶縁紙を用いてもよい。コイルの皮膜で絶縁が確保できる場合、ステータティース２１ａに直接巻きつけてもよい。
【００８９】
○ 上記各実施形態において、各界磁コア４２，５２，６２，７２の端面４２ｅ，５２ｅ，６２ｅ，７２ｅに形成される段の数は特に限定されるものではない。
○ 上記各実施形態では、第１ハウジング１３及び第２ハウジング１４それぞれにベアリング１６，１７を配設しているが、界磁磁束の邪魔にならない位置であれば、その他の位置に配置してもよい。
【００９０】
○ 上記各実施形態では、シャフト１５の一端のみがハウジング１１外へ突出しているが、他端もハウジング１１外へ突出していてもよい。
○ 上記各実施形態では、各界磁コア４２，５２，６２，７２は、コアバック１２の開口部に凹設された圧入凹部１２ａ，１２ｂに圧入されることで、コアバック１２に固定されていたが、この構成に限らず、コアバック１２と各界磁コア４２，５２，６２，７２とが磁気的に接続されていればよい。
【００９１】
○ 本発明を、モータ１０（回転電動機）に具体化したが、発電機に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６，Ｋ７…境目、１０，６０…回転電機としてのモータ（回転電動機）、１２…磁路形成部材としてのコアバック、１５…シャフト、１５ａ…外周面、２０…ステータ、３０…ロータ、３１ａ…凸極部としてのロータティース、４２，５２，６２，７２，８２…界磁コア、４２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ…外周部、４２ｂ，５２ｂ，６２ｂ，７２ｂ…内周部、４２ｅ，５２ｅ，６２ｅ，７２ｅ，８２ｅ…端面、４２ｇ，５２ｇ，６２ｇ，７２ｇ，８２ｇ…内周面、４３，４４，５３，５４，６３，６４，７３，７４…界磁コイル、９１，９２…界磁コア形成体、９１ｃ，９２ｃ…電磁鋼板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、永久磁石をロータに配設した永久磁石同期モータは、電気自動車やハイブリッド自動車などの様々な分野で駆動源として利用されている。このような永久磁石同期モータにおいて、強め界磁制御を行うことによって大きなトルクを得る一方で、弱め界磁制御を行うことによってステータとロータとの間に生じる磁束量を低減して、最大回転数を向上させることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の回転電動機は、ロータと、界磁ヨーク（界磁極）と、界磁コイルとを備えている。そして、界磁コイルに電流を供給することで、ロータ、ステータ及び界磁ヨークにより環状の磁路が形成される。そして、界磁コイルに供給される電流量を調整して、ロータを通過する磁束量を調整することで、強め界磁制御及び弱め界磁制御を可能とし、大きなトルクを得られるとともに最大回転数を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４３０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような回転電動機では、回転電動機におけるシャフトの軸方向への体格を小型化することが望まれている。
本発明の目的は、回転電機におけるシャフトの軸方向への体格を小型化することができる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シャフトに回転可能に支持されるとともに磁気的な凸極部を有するロータと、前記ロータの凸極部の径方向外側に配置されたステータと、円環状をなすとともに内側に前記シャフトが挿通され、界磁磁束を生じさせるための界磁コアと、前記シャフトの軸方向において、前記界磁コアと前記ロータ及び前記ステータとの間に配設される界磁コイルと、前記界磁コイルの通電に伴い前記界磁コアと少なくとも前記ロータと前記ステータと共に界磁磁路を形成する磁路形成部材と、を備えた回転電機であって、前記界磁コアの外周部側の厚みが前記界磁コアの内周部側の厚みよりも薄くなるように、前記界磁コアにおける前記界磁コイルが配設される側の端面を段付き形状にしたことを要旨とする。
【０００７】
この発明によれば、界磁コアにおける界磁コイルが配設される側の端面に段が無い場合に比べると、界磁コアとロータ及びステータとの間において、界磁コイルの配置スペースを増加させることができる。よって、この増加した配置スペースに界磁コイルを配置することができる分、界磁コアとロータ及びステータとを近づけることができ、回転電機全体として、シャフトの軸方向への体格を小型化することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記界磁コアの内周面と前記シャフトの外周面との間のギャップを通して前記界磁磁路が形成され、前記界磁コアにおける厚みの境目の部位の周方向の断面積が、前記界磁コアの内周面の面積以上になっていることを要旨とする。
【０００９】
この発明によれば、例えば、界磁コアにおける厚みの境目の部位の周方向の断面積が、界磁コアの内周面の面積よりも小さくなっている場合に比べて、磁束が流れ易くなるため、界磁コアが磁気飽和してしまうことを抑制することができ、回転電機のトルクが低下してしまうことを抑制することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記界磁コアにおける厚みの境目の部位の周方向の断面積が、前記界磁コアの内周面の面積と同じになっていることを要旨とする。
【００１１】
この発明によれば、界磁コアが磁気飽和してしまうことを抑制しつつも、界磁コアにおける界磁コイルと対向する側の端面に、界磁コイルの配置スペースを可能な限り形成することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記界磁コアは、径方向の長さが異なる円環状の界磁コア形成体を前記シャフトの軸方向に少なくとも二つ以上重ねることで形成されていることを要旨とする。
【００１３】
この発明によれば、径方向の長さが異なる界磁コア形成体をシャフトの軸方向に沿って少なくとも二つ以上重ねるだけで、界磁コイルが配設される側の端面が段付き形状となる界磁コアを形成することができるため、製作を容易なものとすることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記界磁コア形成体は、複数枚の電磁鋼板を前記シャフトの軸方向に積層して形成されていることを要旨とする。
この発明によれば、例えば、界磁コア形成体が粉末成形磁性体からなる場合に比べて、磁気特性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、回転電機におけるシャフトの軸方向への体格を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態におけるモータの側断面図。
【図２】コアバック、ステータコア、ロータコア及びシャフトの縦断面図。
【図３】モータの部分側断面図。
【図４】第２の実施形態におけるモータの部分側断面図。
【図５】別の実施形態におけるモータの部分側断面図。
【図６】別の実施形態におけるモータの部分側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明を回転電機としてのモータ（回転電動機）に具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
【００１８】
図１に示すように、モータ１０のハウジング１１は、円筒状のコアバック１２と、コアバック１２の一端（図１の左端）に連結された有底円筒状の第１ハウジング１３と、コアバック１２の他端（図１の右端）に連結された有底円筒状の第２ハウジング１４とからなる。第１ハウジング１３及び第２ハウジング１４は非磁性材料からなる。コアバック１２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第１ハウジング１３の底壁には貫通孔１３ａが形成されている。
【００１９】
コアバック１２内にはシャフト１５が収容されている。シャフト１５は、軟磁性材料（例えば鉄や粉末成形磁性体等）から形成されるとともに略円柱状をなしている。シャフト１５は、第１ハウジング１３及び第２ハウジング１４にベアリング１６，１７を介して回転可能に支持されている。シャフト１５の一端（図１の左端）は貫通孔１３ａを介してハウジング１１外へ突出している。
【００２０】
コアバック１２の内周面にはステータ２０（固定子）が固定されている。ステータ２０は、コアバック１２の内周面に固定された円環状のステータコア２１と、ステータコイル２２とから構成されている。コアバック１２は、ステータコア２１の外周面を全周に亘って覆うとともに、ステータコア２１の外周面とコアバック１２の内周面とは密着されている。このため、ステータコア２１とコアバック１２とは磁気的に接続されている。ステータコア２１は、複数枚の電磁鋼板をシャフト１５の軸線Ｌに沿った方向（シャフト１５の軸方向）に積層して構成されている。
【００２１】
図２に示すように、ステータコア２１には、シャフト１５に向けて突出する複数のステータティース２１ａがステータコア２１の周方向に等間隔おきで設けられている。各ステータティース２１ａの先端面はいずれも同一周面上に位置している。図１に示すように、各ステータティース２１ａには、絶縁性樹脂材料よりなるステータコイル用ボビン２２ｂが装着されている。そして、ステータコイル２２は、導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がステータコイル用ボビン２２ｂに巻回されて形成されている。なお、ステータコイル２２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のいずれかとされており、それぞれ位相の異なる電流が供給されることにより、回転磁界を発生させるようになっている。
【００２２】
ステータ２０の内側にはロータ３０（回転子）が設けられている。ロータ３０は、シャフト１５に止着されたロータコア３１を有している。ロータコア３１は、シャフト１５の軸線Ｌ周りでシャフト１５と一体的に回転可能になっている。シャフト１５の外周面１５ａとロータコア３１の内周面とは密着されている。このため、シャフト１５とロータコア３１とは磁気的に接続されている。ロータコア３１は、軟磁性材料からなる複数枚の電磁鋼板をシャフト１５の軸方向に積層して構成されている。よって、ロータコア３１内において、磁束がシャフト１５の軸方向よりも軸線Ｌに直交するロータコア３１の径方向及び周方向へ流れ易くなっている。
【００２３】
また、ロータコア３１におけるシャフト１５の軸方向の長さは、ステータコア２１におけるシャフト１５の軸方向の長さと同じになっている。ステータコイル２２は、シャフト１５の軸方向においてステータティース２１ａの端面からコイルエンド２２ｅが突出している。よって、シャフト１５の軸方向におけるステータコイル２２のコイルエンド２２ｅの両端は、ロータコア３１の両端よりも外側に突出している。また、ハウジング１１内において、一端側（第１ハウジング１３側）のコイルエンド２２ｅよりも第１ハウジング１３側には、各相のステータコイル２２の渡り線（図示せず）が通過する渡り線領域Ｗ（図１において二点鎖線で示す）が設けられている。
【００２４】
図２に示すように、ロータコア３１は、径方向外側へ向けて突出する凸極部としての複数のロータティース３１ａが、ロータコア３１の周方向に等間隔おきで設けられている。各ロータティース３１ａの先端面はいずれも同一周面上に位置している。各ロータティース３１ａの先端面とステータティース２１ａの先端面との間には僅かな隙間が形成されている。そして、ロータティース３１ａとステータティース２１ａとはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００２５】
図１に示すように、コアバック１２内におけるステータ２０及びロータ３０よりも一端側には、界磁磁束を発生させるための第１界磁極４１が配設されている。第１界磁極４１は、円環状の界磁コアとしての第１界磁コア４２と、第１界磁コア４２とステータ２０及びロータ３０との間に配設される界磁コイルとしての第１界磁コイル４３及び第２界磁コイル４４とから構成されている。第１界磁コア４２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第１界磁コア４２の内側にはシャフト１５が挿通されており、第１界磁コア４２の内周面４２ｇとシャフト１５の外周面１５ａとの間には僅かな隙間が形成されている。そして、第１界磁コア４２とシャフト１５とはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００２６】
図３に示すように、第１界磁コア４２は、その外周部４２ａ側の厚みＬ１が内周部４２ｂ側の厚みＬ２よりも薄くなるように、第１界磁コア４２における第１界磁コイル４３及び第２界磁コイル４４が配設される側の端面４２ｅが段付き形状になっている。具体的には、第１界磁コア４２の端面４２ｅにおいて、外周部４２ａと内周部４２ｂとの間には、外周部４２ａの端面４２１ａと内周部４２ｂの端面４２１ｂとを繋ぐ段差部４２ｄが周方向全周に亘って形成されている。段差部４２ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。なお、本実施形態の第１界磁コア４２は型成形されてなる。
【００２７】
第１界磁コア４２における外周部４２ａと内周部４２ｂとの境目Ｋ１（第１界磁コア４２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの面積と同じになっている。すなわち、円周率を「π」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ１までの径方向に沿った長さを「Ｒ１」、シャフト１５の軸線Ｌから第１界磁コア４２の内周面４２ｇまでの径方向に沿った長さを「Ｒ２」とすると、「Ｌ１×２πＲ１＝Ｌ２×２πＲ２」の関係を満たすように、厚みＬ１，Ｌ２、長さＲ１，Ｒ２が設定されている。
【００２８】
第１界磁コア４２は、その外周部４２ａがコアバック１２の一端開口部に凹設された圧入凹部１２ａに圧入されることで、コアバック１２に固定されている。第１界磁コア４２がコアバック１２に固定された状態において、第１界磁コア４２の外周部４２ａはコアバック１２に対して密着されている。このため、第１界磁コア４２とコアバック１２とは磁気的に接続されている。
【００２９】
図１に示すように、コアバック１２内におけるステータ２０及びロータ３０よりも他端側には、界磁磁束を発生させるための第２界磁極５１が配設されている。第２界磁極５１は、円環状の界磁コアとしての第２界磁コア５２と、第２界磁コア５２とステータ２０及びロータ３０との間に配設される界磁コイルとしての第３界磁コイル５３及び第４界磁コイル５４とから構成されている。第２界磁コア５２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第２界磁コア５２の内側にはシャフト１５が挿通されており、第２界磁コア５２の内周面５２ｇとシャフト１５の外周面１５ａとの間には僅かな隙間が形成されている。そして、第２界磁コア５２とシャフト１５とはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００３０】
図３に示すように、第２界磁コア５２は、その外周部５２ａ側の厚みＬ３が内周部５２ｂ側の厚みＬ４よりも薄くなるように、第２界磁コア５２における第３界磁コイル５３及び第４界磁コイル５４が配設される側の端面５２ｅが段付き形状になっている。具体的には、第２界磁コア５２の端面５２ｅにおいて、外周部５２ａと内周部５２ｂとの間には、外周部５２ａの端面５２１ａと内周部５２ｂの端面５２１ｂとを繋ぐ段差部５２ｄが周方向全周に亘って形成されている。段差部５２ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。なお、本実施形態の第２界磁コア５２は型成形されてなる。
【００３１】
第２界磁コア５２における外周部５２ａと内周部５２ｂとの境目Ｋ２（第２界磁コア５２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第２界磁コア５２の内周面５２ｇの面積と同じになっている。すなわち、円周率を「π」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ２までの径方向に沿った長さを「Ｒ３」、シャフト１５の軸線Ｌから第２界磁コア５２の内周面５２ｇまでの径方向に沿った長さを「Ｒ４」とすると、「Ｌ３×２πＲ３＝Ｌ４×２πＲ４」の関係を満たすように、厚みＬ３，Ｌ４、長さＲ３，Ｒ４が設定されている。
【００３２】
第２界磁コア５２は、その外周部５２ａがコアバック１２の他端開口部に凹設された圧入凹部１２ｂに圧入されることで、コアバック１２に固定されている。第２界磁コア５２がコアバック１２に固定された状態において、第２界磁コア５２の外周部５２ａはコアバック１２に対して密着されている。このため、第２界磁コア５２とコアバック１２とは磁気的に接続されている。
【００３３】
コアバック１２内において、第１界磁コア４２の内周部４２ｂの端面４２１ｂからステータコア２１の一端部までの距離Ｈ１は、第２界磁コア５２の内周部５２ｂの端面５２１ｂからステータコア２１の他端部までの距離Ｈ２に比べて、渡り線領域Ｗが存在する分だけ長くなっている。
【００３４】
第１界磁コア４２の端面４２ｅには第１界磁コイル用ボビン４６が固着されている。第１界磁コイル用ボビン４６は、第１界磁コア４２の内周部４２ｂの端面４２１ｂからロータコア３１の一端面の手前までシャフト１５の軸方向に沿って延びる円筒状の第１胴部４６ａを有している。また、第１界磁コイル用ボビン４６は、第１胴部４６ａの一端開口部から径方向外側に向けて延びる円環状の一端側鍔部４６ｂと、第１胴部４６ａの他端開口部から径方向外側に向けてステータコイル用ボビン２２ｂにおけるシャフト１５側の面の手前まで延びる円環状の他端側鍔部４６ｃとを有している。さらに、第１界磁コイル用ボビン４６は、一端側鍔部４６ｂと他端側鍔部４６ｃとの間に位置し、且つ第１胴部４６ａの外周面から径方向外側に向けて延びる円環状の仕切鍔部４６ｄを有している。
【００３５】
一端側鍔部４６ｂは、第１界磁コア４２の内周部４２ｂの端面４２１ｂに沿って延びるとともに、段差部４２ｄの外周面に沿って屈曲し、さらに、第１界磁コア４２の外周部４２ａの端面４２１ａに沿って延びるように形成されている。そして、第１胴部４６ａの一部、一端側鍔部４６ｂ及び仕切鍔部４６ｄにより第１巻装部４６Ａが形成されている。また、第１胴部４６ａの一部、他端側鍔部４６ｃ及び仕切鍔部４６ｄにより第２巻装部４６Ｂが形成されている。
【００３６】
第１界磁コイル４３は、第１巻装部４６Ａに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。第１界磁コイル４３は、第１巻装部４６Ａに巻装された状態において、その一部が、第１界磁コア４２の内周部４２ｂの端面４２１ｂよりも外周部４２ａの端面４２１ａ側に配置されている。第２界磁コイル４４は、第２巻装部４６Ｂに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。
【００３７】
第２界磁コア５２の端面５２ｅには第２界磁コイル用ボビン５６が固着されている。第２界磁コイル用ボビン５６は、第２界磁コア５２の内周部５２ｂの端面５２１ｂからロータコア３１の他端面の手前までシャフト１５の軸方向に沿って延びる円筒状の第２胴部５６ａを有している。また、第２界磁コイル用ボビン５６は、第２胴部５６ａの一端開口部から径方向外側に向けて延びる円環状の一端側鍔部５６ｂと、第２胴部５６ａの他端開口部から径方向外側に向けてステータコイル用ボビン２２ｂにおけるシャフト１５側の面の手前まで延びる円環状の他端側鍔部５６ｃとを有している。さらに、第２界磁コイル用ボビン５６は、一端側鍔部５６ｂと他端側鍔部５６ｃとの間に位置し、且つ第２胴部５６ａの外周面から径方向外側に向けて延びる円環状の仕切鍔部５６ｄを有している。
【００３８】
一端側鍔部５６ｂは、第２界磁コア５２の内周部５２ｂの端面５２１ｂに沿って延びるとともに、段差部５２ｄの外周面に沿って屈曲し、さらに、第２界磁コア５２の外周部５２ａの端面５２１ａに沿って延びるように形成されている。そして、第２胴部５６ａの一部、一端側鍔部５６ｂ及び仕切鍔部５６ｄにより第３巻装部５６Ａが形成されている。また、第２胴部５６ａの一部、他端側鍔部５６ｃ及び仕切鍔部５６ｄにより第４巻装部５６Ｂが形成されている。
【００３９】
第３界磁コイル５３は、第３巻装部５６Ａに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。第３界磁コイル５３は、第３巻装部５６Ａに巻装された状態において、その一部が、第２界磁コア５２の内周部５２ｂの端面５２１ｂよりも外周部５２ａの端面５２１ａ側に配置されている。第４界磁コイル５４は、第４巻装部５６Ｂに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。
【００４０】
次に、本実施形態のモータ１０の作用について、各界磁コイル４３，４４，５３，５４に電流が供給された際に形成される磁路（界磁磁束の流れ）を中心に説明する。尚、ハウジング１１の外周面には、各界磁コイル４３，４４，５３，５４に電流を供給するための端子台（図示せず）が設けられており、各界磁コイル４３，４４，５３，５４の導線の始端はハウジング１１外部へ引き出されて端子台に電気的に接続されている。
【００４１】
図１に示すように、各界磁コイル４３，４４に電流が供給されることにより第１界磁コア４２に発生された界磁磁束は、矢印Ｙ１に示すようにシャフト１５に向かって流れる。そして、界磁磁束は、磁気的空隙（ギャップ）を通してシャフト１５に流れる。さらに、界磁磁束は、矢印Ｙ２に示すようにシャフト１５内をシャフト１５の軸方向に流れ、矢印Ｙ３に示すようにシャフト１５の軸線Ｌに直交する方向へ流れてロータコア３１（ロータティース３１ａ）を外径側に流れてステータコア２１（ステータティース２１ａ）を通過する。さらに、界磁磁束は、矢印Ｙ４に示すようにコアバック１２を第１界磁極４１へ向かって誘導される。
【００４２】
ここで、第１界磁コア４２における外周部４２ａと内周部４２ｂとの境目Ｋ１の部位の周方向の断面積は、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの面積と同じになっている。これにより、例えば、第１界磁コア４２における外周部４２ａと内周部４２ｂとの境目Ｋ１の周方向の断面積が、第１界磁コア４２の内周面４２ｇの面積よりも小さくなっている場合に比べて、磁束が流れ易くなるため、第１界磁コア４２が磁気飽和してしまうことが抑制され、モータ１０のトルクが低下してしまうことが抑制されている。
【００４３】
このようにして、第１界磁コア４２、シャフト１５、ロータ３０、ステータ２０及びコアバック１２による界磁磁路が形成される。よって、本実施形態では、コアバック１２及びシャフト１５は、第１界磁コア４２と、ロータ３０及びステータ２０と共に界磁磁路を形成する磁路形成部材として機能する。
【００４４】
同様に、各界磁コイル５３，５４に電流が供給されることにより第２界磁コア５２に発生された界磁磁束は、矢印Ｙ１１に示すようにシャフト１５に向かって流れる。そして、界磁磁束は、磁気的空隙（ギャップ）を通してシャフト１５に流れる。さらに、界磁磁束は、矢印Ｙ１２に示すようにシャフト１５内をシャフト１５の軸方向に流れ、矢印Ｙ１３に示すようにシャフト１５の軸線Ｌに直交する方向へ流れてロータコア３１（ロータティース３１ａ）を外径側に流れてステータコア２１（ステータティース２１ａ）を通過する。さらに、界磁磁束は、矢印Ｙ１４に示すようにコアバック１２を第２界磁極５１へ向かって誘導される。
【００４５】
ここで、第２界磁コア５２における外周部５２ａと内周部５２ｂとの境目Ｋ２の部位の周方向の断面積は、第２界磁コア５２の内周面５２ｇの面積と同じになっている。これにより、例えば、第２界磁コア５２における外周部５２ａと内周部５２ｂとの境目Ｋ２の周方向の断面積が、第２界磁コア５２の内周面５２ｇの面積よりも小さくなっている場合に比べて、磁束が流れ易くなるため、第２界磁コア５２が磁気飽和してしまうことが抑制され、モータ１０のトルクが低下してしまうことが抑制されている。
【００４６】
このようにして、第２界磁コア５２、シャフト１５、ロータ３０、ステータ２０及びコアバック１２による界磁磁路が形成される。よって、本実施形態では、コアバック１２及びシャフト１５は、第２界磁コア５２と、ロータ３０及びステータ２０と共に界磁磁路を形成する磁路形成部材として機能する。
【００４７】
このように、本実施形態のモータ１０では、環状（ループ状）の磁路（界磁磁束の流れ）が形成され、ロータ３０のロータティース３１ａは、界磁磁束によってＮ極の極性を持つことになり、ロータティース３１ａ（界磁磁束）が、永久磁石同期モータにおけるロータに配設された永久磁石と同様の働きを持つことになる。
【００４８】
また、本実施形態のモータ１０では、各界磁コイル４３，４４，５３，５４に流す電流量を増加させることで界磁磁束を増加させ、より大きなトルクを得ることができる。その一方で、本実施形態のモータ１０では、高速回転時において各界磁コイル４３，４４，５３，５４に流す電流量を減少させることで界磁磁束を減少させ、最大回転数を向上させることができる。
【００４９】
また、第１界磁コア４２及び第２界磁コア５２に界磁磁束を発生させるために必要な各界磁コイル４３，４４，５３，５４のうち、各界磁コイル４３，５３の一部が、各界磁コア４２，５２の内周部４２ｂ，５２ｂの端面４２１ｂ，５２１ｂよりも外周部４２ａ，５２ａの端面４２１ａ，５２１ａ側に配置されている。すなわち、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅを段付き形状にしたことにより、各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０との間において、各界磁コイル４３，５３の配置スペースが増加している。よって、この増加した配置スペース利用して各界磁コイル４３，５３の一部が配置されていることで、各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０とが可能な限り近づけられ、その結果として、モータ１０におけるシャフト１５の軸方向への体格が小型化されている。
【００５０】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）第１界磁コア４２及び第２界磁コア５２の外周部４２ａ，５２ａ側の厚みＬ１，Ｌ３が内周部４２ｂ，５２ｂ側の厚みＬ２，Ｌ４よりも薄くなるように、各界磁コア４２，５２における各界磁コイル４３，４４，５３，５４が配設される側の端面４２ｅ，５２ｅを段付き形状にした。よって、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅに段が無い場合に比べると、各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０との間における各界磁コイル４３，４４，５３，５４の配置スペースを増加させることができる。その結果として、この増加した配置スペースに各界磁コイル４３，５３の一部を配置することができる分、各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０とを近づけることができ、モータ１０全体として、シャフト１５の軸方向への体格を小型化することができる。
【００５１】
（２）各界磁コア４２，５２における外周部４２ａ，５２ａと内周部４２ｂ，５２ｂとの境目Ｋ１，Ｋ２の部位の周方向の断面積は、各界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積と同じになっている。これにより、例えば、各界磁コア４２，５２における外周部４２ａ，５２ａと内周部４２ｂ，５２ｂとの境目Ｋ１，Ｋ２の部位の周方向の断面積が、各界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積よりも小さくなっている場合に比べて、磁束が流れ易くなるため、各界磁コア４２，５２が磁気飽和してしまうことを抑制することができる。その結果として、モータ１０のトルクが低下してしまうことを抑制することができる。さらには、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅに、各界磁コイル４３，５３の一部が配置される配置スペースを可能な限り形成することができる。
【００５２】
（３）各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅを段付き形状にした。各界磁コア４２，５２とステータ２０及びロータ３０との間において、各界磁コイル４３，４４，５３，５４の配置スペースを増加させるために、例えば、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅをテーパ形状にする場合に比べて、各界磁コア４２，５２の端面４２ｅ，５２ｅの形状を容易に製作することができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
以下、本発明を回転電機としてのモータ（回転電動機）に具体化した第２の実施形態を図４にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００５４】
図４に示すように、モータ６０において、コアバック１２内におけるステータ２０及びロータ３０よりも一端側には、界磁磁束を発生させるための第３界磁極６１が配設されている。第３界磁極６１は、界磁コアとしての第３界磁コア６２と、界磁コイルとしての第５界磁コイル６３及び第６界磁コイル６４とから構成されている。第３界磁コア６２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第３界磁コア６２の内側にはシャフト１５が挿通されており、第３界磁コア６２の内周面６２ｇとシャフト１５の外周面１５ａとの間には僅かな隙間が形成されている。そして、第３界磁コア６２とシャフト１５とはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００５５】
第３界磁コア６２における第５界磁コイル６３及び第６界磁コイル６４が配設される側の端面６２ｅは段付き形状になっている。具体的には、第３界磁コア６２は、その外周部６２ａ側の厚みＬ５が内周部６２ｂ側の厚みＬ６よりも薄くなっており、さらに、第３界磁コア６２の中央部６２ｃの厚みＬ７が、外周部６２ａ側の厚みＬ５よりも厚く、且つ内周部６２ｂ側の厚みＬ６よりも薄くなっている。
【００５６】
第３界磁コア６２の端面６２ｅにおいて、外周部６２ａと中央部６２ｃとの間には、外周部６２ａの端面６２１ａと中央部６２ｃの端面６２１ｃとを繋ぐ第１段差部６２１ｄが周方向全周に亘って形成されている。第１段差部６２１ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。また、第３界磁コア６２の端面６２ｅにおいて、中央部６２ｃと内周部６２ｂとの間には、中央部６２ｃの端面６２１ｃと内周部６２ｂの端面６２１ｂとを繋ぐ第２段差部６２２ｄが周方向全周に亘って形成されている。第２段差部６２２ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。
【００５７】
第３界磁コア６２における外周部６２ａと中央部６２ｃとの境目Ｋ３（第３界磁コア６２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第３界磁コア６２の内周面６２ｇの面積と同じになっている。また、第３界磁コア６２における中央部６２ｃと内周部６２ｂとの境目Ｋ４（第３界磁コア６２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第３界磁コア６２の内周面６２ｇの面積と同じになっている。すなわち、円周率を「π」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ３までの径方向に沿った長さを「Ｒ５」、シャフト１５の軸線Ｌから第３界磁コア６２の内周面６２ｇまでの径方向に沿った長さを「Ｒ６」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ４までの径方向に沿った長さを「Ｒ７」とする。すると、「Ｌ５×２πＲ５＝Ｌ６×２πＲ６＝Ｌ７×２πＲ７」の関係を満たすように、厚みＬ５，Ｌ６，Ｌ７、長さＲ５，Ｒ６，Ｒ７が設定されている。
【００５８】
コアバック１２内におけるステータ２０及びロータ３０よりも他端側には、界磁磁束を発生させるための第４界磁極７１が配設されている。第４界磁極７１は、界磁コアとしての第４界磁コア７２と、界磁コイルとしての第７界磁コイル７３及び第８界磁コイル７４とから構成されている。第４界磁コア７２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。第４界磁コア７２の内側にはシャフト１５が挿通されており、第４界磁コア７２の内周面７２ｇとシャフト１５の外周面１５ａとの間には僅かな隙間が形成されている。そして、第４界磁コア７２とシャフト１５とはこの隙間を介して磁気的に接続されている。
【００５９】
第４界磁コア７２における第７界磁コイル７３及び第８界磁コイル７４が配設される側の端面７２ｅは段付き形状になっている。具体的には、第４界磁コア７２は、その外周部７２ａ側の厚みＬ８が内周部７２ｂ側の厚みＬ９よりも薄くなっており、さらに、第４界磁コア７２の中央部７２ｃの厚みＬ１０が、外周部７２ａ側の厚みＬ８よりも厚く、且つ内周部７２ｂ側の厚みＬ９よりも薄くなっている。
【００６０】
第４界磁コア７２の端面７２ｅにおいて、外周部７２ａと中央部７２ｃとの間には、外周部７２ａの端面７２１ａと中央部７２ｃの端面７２１ｃとを繋ぐ第１段差部７２１ｄが周方向全周に亘って形成されている。第１段差部７２１ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。また、第４界磁コア７２の端面７２ｅにおいて、中央部７２ｃと内周部７２ｂとの間には、中央部７２ｃの端面７２１ｃと内周部７２ｂの端面７２１ｂとを繋ぐ第２段差部７２２ｄが周方向全周に亘って形成されている。第２段差部７２２ｄは、シャフト１５の軸方向に沿って延びるように形成されている。
【００６１】
第４界磁コア７２における外周部７２ａと中央部７２ｃとの境目Ｋ５（第４界磁コア７２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第４界磁コア７２の内周面７２ｇの面積と同じになっている。また、第４界磁コア７２における中央部７２ｃと内周部７２ｂとの境目Ｋ６（第４界磁コア７２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第４界磁コア７２の内周面７２ｇの面積と同じになっている。すなわち、円周率を「π」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ５までの径方向に沿った長さを「Ｒ８」、シャフト１５の軸線Ｌから第４界磁コア７２の内周面７２ｇまでの径方向に沿った長さを「Ｒ９」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ６までの径方向に沿った長さを「Ｒ１０」とする。すると、「Ｌ８×２πＲ８＝Ｌ９×２πＲ９＝Ｌ１０×２πＲ１０」の関係を満たすように、厚みＬ８，Ｌ９，Ｌ１０、長さＲ８，Ｒ９，Ｒ１０が設定されている。
【００６２】
コアバック１２内において、第３界磁コア６２の内周部６２ｂの端面６２１ｂからステータコア２１の一端部までの距離Ｈ３は、第４界磁コア７２の内周部７２ｂの端面７２１ｂからステータコア２１の他端部までの距離Ｈ４に比べて、渡り線領域Ｗが存在する分だけ長くなっている。
【００６３】
第３界磁コア６２の端面６２ｅには第３界磁コイル用ボビン６６が固着されている。第３界磁コイル用ボビン６６は、第３界磁コア６２の内周部６２ｂの端面６２１ｂからロータコア３１の一端面の手前までシャフト１５の軸方向に沿って延びる円筒状の第３胴部６６ａを有している。また、第３界磁コイル用ボビン６６は、第３胴部６６ａの一端開口部から径方向外側に向けて延びる円環状の一端側鍔部６６ｂと、第３胴部６６ａの他端開口部から径方向外側に向けてステータコイル用ボビン２２ｂにおけるシャフト１５側の面の手前まで延びる円環状の他端側鍔部６６ｃとを有している。さらに、第３界磁コイル用ボビン６６は、一端側鍔部６６ｂと他端側鍔部６６ｃとの間に位置し、且つ第３胴部６６ａの外周面から径方向外側に向けて延びる円環状の仕切鍔部６６ｄを有している。
【００６４】
一端側鍔部６６ｂは、第３界磁コア６２の内周部６２ｂの端面６２１ｂに沿って延びるとともに、第２段差部６２２ｄの外周面に沿って屈曲し、さらに、第３界磁コア６２の中央部６２ｃの端面６２１ｃに沿って延びている。さらに、一端側鍔部６６ｂは、第１段差部６２１ｄの外周面に沿って屈曲し、第３界磁コア６２の外周部６２ａの端面６２１ａに沿って延びるように形成されている。
【００６５】
そして、第３胴部６６ａの一部、一端側鍔部６６ｂ及び仕切鍔部６６ｄにより第５巻装部６６Ａが形成されている。また、第３胴部６６ａの一部、他端側鍔部６６ｃ及び仕切鍔部６６ｄにより第６巻装部６６Ｂが形成されている。
【００６６】
第５界磁コイル６３は、第５巻装部６６Ａに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。第５界磁コイル６３は、第５巻装部６６Ａに巻装された状態において、その一部が、第３界磁コア６２の内周部６２ｂの端面６２１ｂよりも中央部６２ｃの端面６２１ｃ側、及び外周部６２ａの端面６２１ａ側に配置されている。第６界磁コイル６４は、第６巻装部６６Ｂに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。
【００６７】
第４界磁コア７２の端面７２ｅには第４界磁コイル用ボビン７６が固着されている。第４界磁コイル用ボビン７６は、第４界磁コア７２の内周部７２ｂの端面７２１ｂからロータコア３１の他端面の手前までシャフト１５の軸方向に沿って延びる円筒状の第４胴部７６ａを有している。また、第４界磁コイル用ボビン７６は、第４胴部７６ａの一端開口部から径方向外側に向けて延びる円環状の一端側鍔部７６ｂと、第４胴部７６ａの他端開口部から径方向外側に向けてステータコイル用ボビン２２ｂにおけるシャフト１５側の面の手前まで延びる円環状の他端側鍔部７６ｃとを有している。さらに、第４界磁コイル用ボビン７６は、一端側鍔部７６ｂと他端側鍔部７６ｃとの間に位置し、且つ第４胴部７６ａの外周面から径方向外側に向けて延びる円環状の仕切鍔部７６ｄを有している。
【００６８】
一端側鍔部７６ｂは、第４界磁コア７２の内周部７２ｂの端面７２１ｂに沿って延びるとともに、第２段差部７２２ｄの外周面に沿って屈曲し、さらに、第４界磁コア７２の中央部７２ｃの端面７２１ｃに沿って延びている。さらに、一端側鍔部７６ｂは、第１段差部７２１ｄの外周面に沿って屈曲し、第４界磁コア７２の外周部７２ａの端面７２１ａに沿って延びるように形成されている。
【００６９】
そして、第４胴部７６ａの一部、一端側鍔部７６ｂ及び仕切鍔部７６ｄにより第７巻装部７６Ａが形成されている。また、第４胴部７６ａの一部、他端側鍔部７６ｃ及び仕切鍔部７６ｄにより第８巻装部７６Ｂが形成されている。
【００７０】
第７界磁コイル７３は、第７巻装部７６Ａに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。第７界磁コイル７３は、第７巻装部７６Ａに巻装された状態において、その一部が、第４界磁コア７２の内周部７２ｂの端面７２１ｂよりも中央部７２ｃの端面７２１ｃ側、及び外周部７２ａの端面７２１ａ側に配置されている。第８界磁コイル７４は、第８巻装部７６Ｂに導電性の金属材料（本実施形態では銅）よりなる導線がシャフト１５の軸線Ｌ周りに複数回巻回されることで巻装されている。
【００７１】
これによれば、各界磁コア６２，７２とステータ２０及びロータ３０との間における各界磁コイル６３，６４，７３，７４の配置スペースをさらに増加させることが可能である。
【００７２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 上記各実施形態において、各界磁コア４２，５２，６２，７２を、径方向の長さが異なる円環状の界磁コア形成体をシャフト１５の軸方向に少なくとも二つ以上重ねることで形成してもよい。例えば、図５に示すように、第５界磁コア８２は、円環状をなす第１界磁コア形成体９１及び第２界磁コア形成体９２をシャフト１５の軸方向に重ねることで形成されている。第１界磁コア形成体９１及び第２界磁コア形成体９２は磁性材料からなるとともに、本実施形態では粉末成形磁性体（ＳＭＣ：Ｓｏｆｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）から形成されている。
【００７３】
第１界磁コア形成体９１及び第２界磁コア形成体９２の内径は同じになっている。また、第１界磁コア形成体９１の外径は、第２界磁コア形成体９２の外径よりも大きくなっている。
【００７４】
第５界磁コア８２は、第１界磁コア形成体９１における各界磁コイル４３，４４が配設される側の端面９１ｅの一部分と、第２界磁コア形成体９２における各界磁コイル４３，４４が配設される側とは反対側の端面９２ｈとが接着剤により接合されることで形成されている。
【００７５】
このとき、第１界磁コア形成体９１の内周面９１ｇと第２界磁コア形成体９２の内周面９２ｇとは同一周面上に位置している。これら第１界磁コア形成体９１の内周面９１ｇと第２界磁コア形成体９２の内周面９２ｇにより、第５界磁コア８２の内周面８２ｇが形成されている。また、第１界磁コア形成体９１の外周部９１ａは、第２界磁コア形成体９２の外周面９２１よりも径方向外側へ突出している。すなわち、第１界磁コア形成体９１の外周部９１ａが第５界磁コア８２の外周部になっているとともに、第１界磁コア形成体９１の内周部９１ｂ及び第２界磁コア形成体９２が第５界磁コア８２の内周部になっている。その結果、第５界磁コア８２は、その外周部側の厚みＬ１１（第１界磁コア形成体９１の厚み）が内周部側の厚みＬ１２（第１界磁コア形成体９１の厚みと第２界磁コア形成体９２の厚みの合計）よりも薄くなるように、第５界磁コア８２における各界磁コイル４３，４４が配設される側の端面８２ｅが段付き形状になっている。
【００７６】
第５界磁コア８２における外周部と内周部との境目Ｋ７（第５界磁コア８２における厚みの境目）の部位の周方向の断面積は、第５界磁コア８２の内周面８２ｇの面積と同じになっている。すなわち、円周率を「π」、シャフト１５の軸線Ｌから境目Ｋ７までの径方向に沿った長さを「Ｒ１１」、シャフト１５の軸線Ｌから第５界磁コア８２の内周面８２ｇまでの径方向に沿った長さを「Ｒ１２」とすると、「Ｌ１１×２πＲ１１＝Ｌ１２×２πＲ１２」の関係を満たすように、厚みＬ１１，Ｌ１２、長さＲ１１，Ｒ１２が設定されている。
【００７７】
このように、第１界磁コア形成体９１及び第２界磁コア形成体９２をシャフト１５の軸方向に重ねるだけで、第５界磁コア８２の端面８２ｅを段付き形状とすることができるため、製作を容易なものとすることができる。
【００７８】
○ また、図６に示すように、第１界磁コア形成体９１及び第２界磁コア形成体９２は、複数枚の電磁鋼板９１ｃ，９２ｃをシャフト１５の軸方向に積層して形成されていてもよい。これによれば、例えば、各界磁コア形成体９１，９２が粉末成形磁性体からなる場合に比べて、磁気特性を向上させることができる。
【００７９】
○ 第１の実施形態において、各界磁コア４２，５２における外周部４２ａ，５２ａと内周部４２ｂ，５２ｂとの境目Ｋ１，Ｋ２の部位の周方向の断面積が、各界磁コア４２，５２の内周面４２ｇ，５２ｇの面積よりも大きくなっていてもよい。これによれば、磁束がさらに流れ易くなるため、各界磁コア４２，５２が磁気飽和してしまうことをさらに抑制することができ、モータ１０のトルクが低下してしまうことをさらに抑制することができる。
【００８０】
○ 第２の実施形態において、各界磁コア６２，７２における外周部６２ａ，７２ａと中央部６２ｃ，７２ｃとの境目Ｋ３，Ｋ５の部位の周方向の断面積は、各界磁コア６２，７２の内周面６２ｇ，７２ｇの面積よりも大きくなっていてもよい。また、各界磁コア６２，７２における中央部６２ｃ，７２ｃと内周部６２ｂ，７２ｂとの境目Ｋ４，Ｋ６の部位の周方向の断面積は、各界磁コア６２，７２の内周面６２ｇ，７２ｇの面積よりも大きくなっていてもよい。これによれば、磁束がさらに流れ易くなるため、各界磁コア６２，７２が磁気飽和してしまうことをさらに抑制することができ、モータ６０のトルクが低下してしまうことをさらに抑制することができる。
【００８１】
○ 上記各実施形態において、コアバック１２は粉末成形磁性体（ＳＭＣ）から形成されていたが、これに限らず、例えば、鉄塊などの磁性体から形成されていてもよい。
○ 上記各実施形態において、各界磁コア４２，５２，６２，７２は粉末成形磁性体（ＳＭＣ）から形成されていたが、これに限らず、例えば、鉄塊などの磁性体から形成されていてもよい。
【００８２】
○ 上記各実施形態において、ロータコア３１は、電磁鋼板を複数枚積層して構成が、これに限らず、ロータコア３１を粉末成形磁性体（ＳＭＣ）や鉄塊などの磁性体で構成してもよい。
【００８３】
○ 上記各実施形態において、各界磁極４１，６１のみ、あるいは、各界磁極５１，７１のみ設けてもよい。すなわち、軸線Ｌ方向の片側のみに界磁極を設けてもよい。
○ 上記各実施形態において、シャフト１５を磁路形成部材とし、シャフト１５を介して界磁磁路を形成したが、これに限らず、シャフト１５を介さずに界磁磁路を形成してもよい。例えば、シャフト１５の外周に、シャフト１５よりも磁気抵抗の小さい磁性体（例えば粉末成形磁性体（ＳＭＣ）や鉄塊などの磁性体）を磁路形成部材として設けて界磁磁路としてもよい。
【００８４】
○ 上記各実施形態において、ステータ２０のステータティース２１ａの数は適宜変更してもよい。
○ 上記各実施形態において、ロータ３０のロータティース３１ａの数は適宜変更してもよい。
【００８５】
○ 上記各実施形態において、凸極部としてのロータティース３１ａは形状的に凸形状であったが、この構成に限らず、磁気的に凸極性があればよい。例えば、ロータティースの先端のみが隣接するロータティースと連結されていたり、ロータティース間の凹部が非磁性体で埋められたりして、全体としてロータが円筒状でもよい。
【００８６】
○ 上記各実施形態において、各界磁極４１，５１，６１，７１には、必要な磁界を発生させる界磁コイルがあればよく、例えば、各界磁コイル４４，５４，６４，７４を削除してもよい。
【００８７】
○ 上記各実施形態において、各界磁コイル用ボビン４６，５６，６６，７６を削除してもよい。この場合、型成形された界磁コイルを各界磁コア４２，５２，６２，７２に直接固着する。また、界磁コイルの皮膜で絶縁が確保できる場合、界磁コイルを各界磁コア４２，５２，６２，７２に直接巻きつけてもよい。
【００８８】
○ 上記各実施形態において、ステータコイル２２の絶縁は、ステータコイル用ボビン２２ｂに限定されるものではない。例えば、絶縁紙を用いてもよい。コイルの皮膜で絶縁が確保できる場合、ステータティース２１ａに直接巻きつけてもよい。
【００８９】
○ 上記各実施形態において、各界磁コア４２，５２，６２，７２の端面４２ｅ，５２ｅ，６２ｅ，７２ｅに形成される段の数は特に限定されるものではない。
○ 上記各実施形態では、第１ハウジング１３及び第２ハウジング１４それぞれにベアリング１６，１７を配設しているが、界磁磁束の邪魔にならない位置であれば、その他の位置に配置してもよい。
【００９０】
○ 上記各実施形態では、シャフト１５の一端のみがハウジング１１外へ突出しているが、他端もハウジング１１外へ突出していてもよい。
○ 上記各実施形態では、各界磁コア４２，５２，６２，７２は、コアバック１２の開口部に凹設された圧入凹部１２ａ，１２ｂに圧入されることで、コアバック１２に固定されていたが、この構成に限らず、コアバック１２と各界磁コア４２，５２，６２，７２とが磁気的に接続されていればよい。
【００９１】
○ 本発明を、モータ１０（回転電動機）に具体化したが、発電機に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６，Ｋ７…境目、１０，６０…回転電機としてのモータ（回転電動機）、１２…磁路形成部材としてのコアバック、１５…シャフト、１５ａ…外周面、２０…ステータ、３０…ロータ、３１ａ…凸極部としてのロータティース、４２，５２，６２，７２，８２…界磁コア、４２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ…外周部、４２ｂ，５２ｂ，６２ｂ，７２ｂ…内周部、４２ｅ，５２ｅ，６２ｅ，７２ｅ，８２ｅ…端面、４２ｇ，５２ｇ，６２ｇ，７２ｇ，８２ｇ…内周面、４３，４４，５３，５４，６３，６４，７３，７４…界磁コイル、９１，９２…界磁コア形成体、９１ｃ，９２ｃ…電磁鋼板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに回転可能に支持されるとともに磁気的な凸極部を有するロータと、
前記ロータの凸極部の径方向外側に配置されたステータと、
円環状をなすとともに内側に前記シャフトが挿通され、界磁磁束を生じさせるための界磁コアと、
前記シャフトの軸方向において、前記界磁コアと前記ロータ及び前記ステータとの間に配設される界磁コイルと、
前記界磁コイルの通電に伴い前記界磁コアと少なくとも前記ロータと前記ステータと共に界磁磁路を形成する磁路形成部材と、を備えた回転電機であって、
前記界磁コアの外周部側の厚みが前記界磁コアの内周部側の厚みよりも薄くなるように、前記界磁コアにおける前記界磁コイルが配設される側の端面を段付き形状にしたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記界磁コアの内周面と前記シャフトの外周面との間のギャップを通して前記界磁磁路が形成され、
前記界磁コアにおける厚みの境目の部位の周方向の断面積が、前記界磁コアの内周面の面積以上になっていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記界磁コアにおける厚みの境目の部位の周方向の断面積が、前記界磁コアの内周面の面積と同じになっていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記界磁コアは、径方向の長さが異なる円環状の界磁コア形成体を前記シャフトの軸方向に少なくとも二つ以上重ねることで形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記界磁コア形成体は、複数枚の電磁鋼板を前記シャフトの軸方向に積層して形成されていることを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
【請求項１】
シャフトに回転可能に支持されるとともに磁気的な凸極部を有するロータと、
前記ロータの凸極部の径方向外側に配置されたステータと、
円環状をなすとともに内側に前記シャフトが挿通され、界磁磁束を生じさせるための界磁コアと、
前記シャフトの軸方向において、前記界磁コアと前記ロータ及び前記ステータとの間に配設される界磁コイルと、
前記界磁コイルの通電に伴い前記界磁コアと少なくとも前記ロータと前記ステータと共に界磁磁路を形成する磁路形成部材と、を備えた回転電機であって、
前記界磁コアの外周部側の厚みが前記界磁コアの内周部側の厚みよりも薄くなるように、前記界磁コアにおける前記界磁コイルが配設される側の端面を段付き形状にしたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記界磁コアの内周面と前記シャフトの外周面との間のギャップを通して前記界磁磁路が形成され、
前記界磁コアにおける厚みの境目の部位の周方向の断面積が、前記界磁コアの内周面の面積以上になっていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記界磁コアにおける厚みの境目の部位の周方向の断面積が、前記界磁コアの内周面の面積と同じになっていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記界磁コアは、径方向の長さが異なる円環状の界磁コア形成体を前記シャフトの軸方向に少なくとも二つ以上重ねることで形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記界磁コア形成体は、複数枚の電磁鋼板を前記シャフトの軸方向に積層して形成されていることを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５７３７７（Ｐ２０１２−２５７３７７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２８６１３（Ｐ２０１１−１２８６１３）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（３０４０２１２７７）国立大学法人 名古屋工業大学 (784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（３０４０２１２７７）国立大学法人 名古屋工業大学 (784)
【Ｆターム（参考）】
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