CN111066220B - 旋转电机、旋转电机驱动***、磁体、磁体的制造方法、磁化装置以及磁体单元 - Google Patents

旋转电机、旋转电机驱动***、磁体、磁体的制造方法、磁化装置以及磁体单元 Download PDF

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Abstract

旋转电机包括：多个磁体(400)，所述多个磁体(400)设置于铁芯，生成沿所述铁芯的周向配置的多个磁极，并且各所述磁极对表示对应的磁极的中心的d轴以及q轴进行定义；以及电枢(700)，所述电枢具有电枢绕组(720)。各所述磁体包括磁体主体(400、420、430、460)，所述磁体主体(400、420、430、460)具有彼此相对、一方成为磁通的流入面、另一方成为磁通的流出面的一对磁通作用面(401a、401b、411a、411b)，并且具有定义为所述磁通作用面间的最小距离的厚度。所述磁体主体具有多个易磁化轴，所述一对磁通作用面间的沿至少一个所述易磁化轴的线段的长度比所述厚度长。

Description

旋转电机、旋转电机驱动***、磁体、磁体的制造方法、磁化装 置以及磁体单元
相关申请的援引
本申请以2017年8月1日申请的日本专利申请号2017-149184号、2018年2月16日申请的日本专利申请号2018-026511号、2018年2月16日申请的日本专利申请号2018-026512号、2018年2月16日申请的日本专利申请号2018-026513号、2018年2月16日申请的日本专利申请号2018-026514号、2018年7月31日申请的日本专利申请号2018-144612号、2018年7月31日申请的日本专利申请号2018-144613号、2018年7月31日申请的日本专利申请号2018-144614号、2018年7月31日申请的日本专利申请号2018-144615号、2018年7月31日申请的日本专利申请号2018-144616号、2018年7月31日申请的日本专利申请号2018-144617号、以及2018年7月31日申请的日本专利申请号2018-144618号为基础，在此援引其记载内容。
技术领域
本发明涉及旋转电机、旋转电机驱动***、磁体、磁体的制造方法、磁化装置以及磁体单元。
背景技术
以往，作为旋转电机的转子，例如，在通过层叠电磁钢板而形成的转子铁芯中形成有磁体收容孔，并且将磁体***该磁体收容孔中的内嵌永久磁体(IPM)型转子已经普及。例如，专利文献1公开了一种技术，其中，改进磁体收容孔的形状，以抑制与从转子朝向定子的磁通方向相反的磁场，从而增加与定子交链的磁通。在这样的旋转电机中，进行了使永磁体、转子、定子等的形状最优化的设计，并且实现了旋转电机的能力提高和永磁体对反磁场的抗退磁力提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014-93859号公报
发明内容
近年来，例如，在车辆中，存在积极地实现用于减少行驶阻力的斜鼻化、发动机室的小型化等的倾向，与此相伴，车辆用发电机或起动机的装设空间也极小化。在这种情况下，作为重视的能力，要求即使是小型的旋转电机也能够进行车辆的起动或爬坡行驶，为了实现该要求，正在研究增大转矩密度。在进行这样的设计时，例如在从定子产生的励磁电流在短期间内成为大电流的情况下，来自定子侧的旋转磁场对于永磁体成为大的反磁场，有可能会由于该反磁场而产生磁体的退磁。
一般而言，上述专利文献1所示的IPM电动机中使用的转子具有成为磁体磁极的中心的d轴、和磁体的磁通成为中性的q轴。近年来，积极地进行空间的矢量控制，通过分别对待这样定义的d轴、q轴，分别控制流向d轴的电流、流向q轴的电流。在这种情况下，在IPM电动机中，q轴的电感由于配置在q轴上的凸铁芯而变得大于d轴的电感，因此，由通过电感差产生的磁阻转矩Tr和利用配置在d轴上的磁体磁通产生的磁体转矩Tm的合力而产生转矩。
另外，作为在规定的电池电压条件下提高电动机的旋转速度的技术，能够列举弱磁场控制，通过该弱磁场控制，强力地产生对于磁体的弱磁场、即反磁场。特别地在IPM电动机中，在使由减弱了磁体的磁通的磁体磁通所产生的转矩(磁体转矩)降低时，能够利用q轴的磁阻转矩成分，因此，磁阻转矩与磁体转矩的合力的转矩相对于不进行弱磁场的情况下的仅以磁体转矩使IPM电动机动作的情况有增加的倾向，有积极地进行弱磁场控制的倾向。这是因为，对于永磁体来说，处于始终被施加反磁场、促进不可逆退磁的环境。
在所述IPM电动机的转子中，为了应对永磁体的不可逆退磁，可以想到使用高价的重稀土铽(Tb)或镝(Dy)作为磁体，或者增加永磁体的磁体厚度或磁体本身的体积。因此，这些成为成本上升的主要原因。
另外，作为IPM电动机的转子，已知有夹着d轴在两侧呈V字状配置永磁体的结构。在这种情况下，在该转子中，由于构成为在夹着d轴的两侧的永磁体中，朝向相对于d轴倾斜的方向产生磁通，因此，有可能会在该对永磁体中产生因磁通的相互干涉而引起的退磁。
本发明是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于提供一种能够适当地抑制磁体的退磁的旋转电机、旋转电机驱动***、磁体、磁体的制造方法、磁化装置以及磁体单元。
本说明书公开的多个方式采用彼此不同的技术手段来实现各个目的。参照后续详细的说明和附图，可以更明确本说明书公开的目的、特征和效果。
在此，首先，为了使后面的说明容易理解，使用图86至图90对具有磁体的转子的前提结构进行说明。在图86至图90中，例示了在埋入磁体型转子的转子铁芯650中，针对每个磁极呈V字状配置有一对磁体415的结构。转子的结构表示为与轴向正交的横截面的结构。另外，图86至图90所示的旋转电机或旋转电机的结构只不过是一个方式，本发明的旋转电机或能够优选用于该旋转电机的结构当然也能够应用于与图86至图90不同结构的旋转电机。
图89是图90所示的埋入磁体型转子的等效磁路图，用电阻符号表示各部分的磁阻。如果将从磁体415的磁通作用面到转子表面的磁阻记为R1，将横穿磁通作用面间的磁阻记为Rm，将从磁体的内周侧作用面跨过q轴的铁芯部分的磁阻记为R2，则转子的磁路可以用R1、Rm为两个、R2为一个的串联电路来表示。将电动机的磁极中央部作为d轴，将与d轴磁正交的方向作为q轴。
图87表示在图90的转子中未应用弱磁通控制的通常电动机动作时的磁通的通道。可以看出，在转子铁芯650上以横穿d轴的方式作用有由定子的电力产生的励磁磁场661。由于该励磁磁场661，存在这样的技术问题：在转子的外周侧的磁体端部(q轴侧端部)作用强的磁通，从而促进退磁。
另外，在图88中，示出了弱磁通控制时的磁通的通道。励磁磁场662以横穿q轴的方式作用于转子铁芯650。可以看出，在接近d轴的部分，励磁磁场662以与d轴接***行的方向进行作用。通过该励磁磁场661，在转子的外周侧的磁体端部(q轴侧端部)作用更强的磁通。图89表示磁通横穿q轴的状态下的磁路。另外，在本说明书中，永磁体也简称为磁体。
在一对磁体415配置为V字状的埋入磁体型转子中，如图86(a)所示，在d轴的两侧的各磁体415中，在d轴侧端部以相互面对的方向产生磁通(与d轴正交的方向的成分)，由此存在促进相互的退磁这样的实用上的技术问题。图86(a)是应用了现有的取向技术的图。即垂直于磁体415的磁通作用面而取向。这样，在将磁体415以相互相对的方式向d轴侧倾斜配置的情况下，磁体415的磁通Φ10被分解为与d轴平行的成分Φ11和与d轴垂直的成分Φ12。此时，由于与d轴垂直的成分Φ12相互反向地作用，因此，有可能会在一对磁体415中产生相互的退磁。
与此相对，图86(b)表示应用本发明的取向的情况。在此，使磁体415的取向从与磁通作用面垂直的方向朝向与d轴平行的方向倾斜(即，变成α＜90°)。此时，由于与先前的d轴垂直的成分Φ22比Φ12小，因此，能够减少使彼此退磁的成分。
手段1的旋转电机包括：多个磁体，所述多个磁体设置于铁芯，生成沿所述铁芯的周向配置的多个磁极，并且各所述磁极对表示对应的磁极的中心的d轴以及q轴进行定义；以及电枢，所述电枢具有电枢绕组，各所述磁体具有磁体主体，所述磁体主体具有彼此相对、一方成为磁通的流入面另一方成为磁通的流出面的一对磁通作用面，并且具有定义为所述磁通作用面间的最小距离的厚度的，所述磁体主体具有多个易磁化轴，所述一对磁通作用面间的沿至少一个所述易磁化轴的线段的长度比所述厚度长。
根据上述结构，在各磁极上设置有磁体的旋转电机中，磁体主体具有多个易磁化轴，一对磁通作用面间的沿至少一个易磁化轴的线段的长度比定义为一对磁通作用面间的最小距离的厚度长。在这种情况下，与沿易磁化轴的线段的长度成为和一对磁通作用面间的磁体厚度相同的长度的结构相比，能够增加有效磁通密度。因此，在由电枢绕组施加的磁场作为反磁场而作用于磁体的情况下，能够强化对于该反磁场的磁力，能够适当地抑制磁体的退磁。
在这种情况下，与在旋转电机中使用的相同尺寸的磁体相比，能够提高抗退磁力。具体而言，如图50(a)所示，在将磁体磁路相对于与磁体的磁通作用面正交的方向所成的角度、即取向方向相对于与磁通作用面正交的方向的角度设为θ的情况下，磁体的磁导根据角度θ而成为1/cosθ倍。因此，根据角度θ的增加量，可预计抗退磁力的增加。
手段2的旋转电机在手段1中，所述磁体主体具有多个磁路，各磁路取向为沿对应的易磁化轴。
手段3的旋转电机在手段3中，所述一对磁通作用面中的一方为与所述电枢绕组相对的面，另一方朝向与相对于所述电枢绕组的方向相反的方向，各所述磁体具有第一部位及第二部位，第一部位比第二部位更接近q轴，第二部位比第一部位更接近d轴，所述第一部位及第二部位中的至少一方的磁体磁路比所述磁体厚度尺寸长。
手段4的旋转电机在手段3中，将所述第一部位的至少一个磁路设为第一磁路，将所述第二部位的至少一个磁路设为第二磁路，所述第一磁路比所述第二磁路长。
手段5的旋转电机在手段3中，将所述第一部位的至少一个磁路设为第一磁路，将所述第二部位的至少一个磁路设为第二磁路，所述第一磁路相对于所述d轴以第一角度倾斜，所述第二磁路相对于所述d轴以第二角度倾斜，所述第一角度比所述第二角度大。
手段6的旋转电机在手段1至5的任一项中，在所述磁体主体内确定的多个磁路相对于所述磁通作用面倾斜，其倾斜方向是以随着朝向所述电枢绕组而接近所述d轴的方式倾斜的方向。
手段7的旋转电机在手段1中，各所述磁体的磁体主体配置在d轴上，各所述磁体具有第一部位及第二部位，第一部位比第二部位更接近q轴，第二部位配置在d轴上，将所述第一部位的至少一个磁路设为第一磁路，将所述第二部位的至少一个磁路设为第二磁路，所述第一磁路的取向方向相对于所述d轴倾斜，所述第二磁路的取向方向相对于所述d轴平行。
手段8的旋转电机在手段7中，所述第二部位设置在夹着d轴的电角度为32.7度的范围内、或者夹着d轴的电角度为27.7度以上且32.7度以下的范围内。
手段9的旋转电机在手段1至8的任一项中，所述磁体主体具有沿所述磁通作用面的长度，所述一对磁通作用面作为一对第一磁通作用面而发挥功能，所述磁体主体具有所述长度方向上的相对的面，该相对的面中的至少一方作为成为磁通的流入面或磁通的流出面的第二磁通作用面而发挥功能，将所述一对第一磁通作用面中接近所述电枢绕组的一方的第一磁通作用面作为外侧第一磁通作用面，所述多个磁路具有从所述外侧第一磁通作用面和所述第二磁通作用面中的一方延伸到另一方的至少一个磁路。
手段10的旋转电机在手段9中，包括形成于所述铁芯的多个磁体收容孔，所述多个磁体分别收容于所述多个收容孔，各所述磁体的磁体主体的第二磁通作用面与对应的所述收容孔的内壁面接触。
手段11的旋转电机在手段9或10中，各所述磁体的磁体主体中的第一部位在所述外侧第一磁通作用面与所述第二磁通作用面之间具有不产生磁通的流入及流出的非作用面，各所述磁体的磁体主体包括配置在所述非作用面与所述铁芯之间的非磁性部。
手段12的旋转电机在手段9或10中，从所述外侧第一磁通作用面和所述第二磁通作用面的一方延伸到另一方的至少一个磁路具有圆弧形状。
手段13的旋转电机包括：多个磁体，所述多个磁体设置于铁芯，生成沿所述铁芯的周向配置的多个磁极，并且各所述磁极对表示对应的磁极的中心的d轴进行定义；电枢，所述电枢具有电枢绕组，各所述磁极包括：第一部位，所述第一部位配置为最接近d轴且配置为最接近电枢；以及第二部位，所述第二部位配置为最接近与所述d轴磁正交的q轴，并且配置为最远离电枢，所述第一部位的外表面作为磁通流入面和磁通流出面中的一方发挥功能，并且所述第一部位的内表面作为磁通流入面和磁通流出面中的另一方发挥功能。
手段14的旋转电机包括：多个磁体，所述多个磁体设置于铁芯，生成沿所述铁芯的周向配置的多个磁极，并且所述多个磁极定义d轴和q轴；以及电枢，所述电枢具有电枢绕组，各所述磁体包括磁体主体，所述磁体主体具有朝向所述铁芯的中心轴凸出的圆弧形状，各所述磁体中的磁体主体包括：中央部，所述中央部配置在对应的一个q轴上；以及第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部从该中央部延伸，位于d轴附近，各第一端部和第二端部具有作为磁通的流入面或流出面的磁通作用面。
手段15的旋转电机驱动***用于驱动手段1至14中的任一项记载的、作为所述电枢绕组具有多相电枢绕组的旋转电机，包括：电力调节部，所述电力调节部包括与所述电枢绕组连接的开关；控制部，所述控制部通过控制所述开关的接通断开，来控制向所述多相电枢绕组供给的电流；以及电压转换部，所述电压转换部配置在直流电源与所述电力调节部之间，能够控制所述电力调节部中的输入电压，所述控制部通过矩形波电压控制模式来控制流向各所述多相电枢绕组的电流。
手段16的旋转电机驱动***在手段15中，所述控制部包括：第一控制单元，所述第一控制单元基于所述每相的指令电压以及具有规定频率的周期性载波，生成每个开关的脉冲宽度调制信号(PWM信号)，通过该PWM信号对所述电力调节部的对应的开关进行接通断开控制，从而控制各所述多相绕组的通电电流；以及第二控制单元，所述第二控制单元具有表示所述转子的电旋转角的值与各开关的接通断开开关模式之间的对应关系的模式信息，基于所述转子的电旋转角的当前值，根据所述模式信息，对每个开关选择与所述转子的电旋转角的当前值对应的接通断开开关模式，并基于选择的每个开关的接通断开开关模式来控制对应的开关，从而控制向各所述多相绕组的通电电流。
手段17的磁体包括磁体主体，所述磁体主体具有彼此相对、一方成为磁通的流入面另一方成为磁通的流出面的一对磁通作用面，并且具有定义为所述磁通作用面间的最小距离的厚度，所述磁体主体具有多个易磁化轴，所述一对磁通作用面间的沿至少一个所述易磁化轴的线段的长度比所述厚度长。
根据上述结构上述结构的磁体，磁体主体具有多个易磁化轴，一对磁通作用面间的沿至少一个易磁化轴的线段的长度比定义为一对磁通作用面间的最小距离的厚度长。在这种情况下，与沿易磁化轴的线段的长度成为和一对磁通作用面间的磁体厚度相同的长度的结构相比，能够增加有效磁通密度。即，相对于磁体的物理厚度，积极地使磁体磁路长度比其更长，能够提高磁体的磁导，进而即使不改变磁体的物理厚度、即不增加磁体量，也能够增强磁体磁通。特别地，通过在沿磁体磁路的方向进行取向，磁通增强的效果变得显著。其结果是，能够适当地抑制磁体的退磁。
手段18的磁体在手段17中，所述磁体主体将在所述多个易磁化轴中确定的代表性的易磁化轴作为所述至少一个易磁化轴，所述一对磁通作用面间的沿所述代表性的易磁化轴的线段的长度比所述厚度长。
手段19的磁体在手段17或18中，所述磁体主体具有多个磁路，各磁路取向为沿对应的易磁化轴。
手段20的磁体在手段17或18中，所述多个磁路中的至少一个取向为与所述一对磁通作用面中的至少一个相交。
手段21的磁体在手段19或20中，所述磁体主体具有沿所述磁通作用面的长度以及在其长度方向上的第一端部和第二端部，所述磁体主体的第一端部将所述多个磁路中的一个磁路设为第一磁路，所述磁体主体的第二端部将所述多个磁路中的一个磁路设为第二磁路，所述第一磁路的朝向与所述第二磁路的朝向不同。
手段22的磁体在手段19中，所述磁体主体具有沿所述磁通作用面的长度，所述一对磁通作用面作为一对第一磁通作用面发挥功能，所述磁体主体具有在所述长度方向上相对的面，该相对的面中的至少一方作为成为磁通的流入面或磁通的流出面的第二磁通作用面而发挥功能，所述多个磁路具有连接所述一对第一磁通作用面中的一方和所述第二磁通作用面的至少一个磁路。
手段23的磁体在手段21中，在为了生成定义d轴和q轴的磁极而将所述磁体主体装设于旋转电机的转子时，所述磁体主体具有接近所述d轴的第一端部和接近所述q轴的第二端部，所述一对第一磁通作用面配置为从所述第一端部延伸到所述第二端部，所述第二端部具有所述第二磁通作用面。
手段24的磁体在手段23中，所述旋转电机为埋入磁体型旋转电机，所述转子包括形成有多个磁体收容孔的铁芯，所述磁体主体收容于所述多个磁体收容孔的一个。
手段25的磁体在手段23中，所述旋转电机为表面磁体型旋转电机，所述转子包括具有外周面的铁芯，所述磁体主体设置在所述外周面。
手段26的磁体是用于具有电枢绕组的旋转电机的磁体，包括：磁体主体，所述磁体主体配置在d轴上，具有夹着d轴向相反方向延伸的第一端部和第二端部；以及多个磁路，所述多个磁路设定在所述磁体主体内，所述磁体主体的第一端部将所述多个磁路中的一个磁路设为第一磁路，该第一磁路取向为相对于d轴以规定的第一角度倾斜，所述磁体主体的第二端部将所述多个磁路中的一个磁路设为第二磁路，该第二磁路取向为相对于d轴以规定的第二角度倾斜，所述第一角度与第二角度一致。
手段27的旋转电机包括：多个磁体，所述多个磁体生成确定d轴和q轴的多个磁极；以及电枢绕组，所述电枢绕组与所述磁体接近配置，各所述磁体包括：磁体主体，所述磁体主体配置在d轴上，具有夹着d轴向相反方向延伸的第一端部和第二端部；以及多个磁路，所述多个磁路设定在所述磁体主体内，所述磁体主体的第一端部将所述多个磁路中的一个磁路设为第一磁路，该第一磁路取向为相对于d轴以规定的第一角度倾斜，所述磁体主体的第二端部将所述多个磁路中的一个磁路设为第二磁路，该第二磁路取向为相对于d轴以规定的第二角度倾斜，所述第一角度与第二角度一致。
手段28的磁体的制造方法包括：将填充有磁体粉末构件的模具配置在磁场中的工序；使所述磁体粉末构件的易磁化轴一致地取向的工序；通过烧结所述易磁化轴已取向的所述磁体粉末构件来形成具有相对面的磁体主体的工序；以及通过对所述磁体主体进行磁化来制造磁体的工序，所述磁化工序包括：通过将导体和铁芯设置成相对来在所述导体与所述铁芯之间形成配置空间的工序；将所述磁体主体配置在所述配置空间的工序；以及通过对所述导体通电来在所述配置空间内产生磁场，并通过产生的磁场在所述磁体主体的相对面之间形成圆弧状的磁路的工序。
在所述制造方法中，导体和铁芯相对配置，通过导体的通电，在导体周围生成朝向铁芯的磁场。并且，通过在设置于铁芯附近的配置空间配置磁体主体，从而在磁场内进行磁体主体的磁化。此时，通过在磁体主体的相对面之间(一对磁通作用面之间)形成圆弧状的磁路，能够适当地制作通过增长磁体磁路而提高了抗退磁性的磁体。
手段29的磁体的制造方法在手段28中，在所述设置工序中，相对于作为所述铁芯的第一铁芯，将具有形成有安装所述导体的凹状槽的面的第二铁芯设置成所述第二铁芯的表面与所述第一铁芯相对。
手段30的磁体的制造方法在手段29中，形成在所述第二铁芯的表面上的所述凹状槽隔着规定间隔形成有多个，所述导体是多个导体，该多个导体分别设置在多个所述凹状槽中，在所述通电工序中，将所述多个导体中的被选择的导体设为第一导体，对该第一导体向规定的第一方向进行通电，并且将与所述第一导体相邻的被选择的其他导体设为第二导体，对该第二导体在与所述第一方向相反的第二方向上进行通电，在所述磁化工序中使用的所述第一铁芯为圆环状，具有内周面与外周面，该内周面与外周面之间的最短距离作为该第一铁芯的径向厚度，所述第一铁芯的径向厚度比各所述规定间隔小。
手段31的磁体的制造方法在手段29中，形成在所述第二铁芯的表面上的所述凹状槽隔着规定间隔形成有多个，所述导体是多个导体，该多个导体分别设置在多个所述凹状槽中，在所述通电工序中，将所述多个导体中的被选择的导体设为第一导体，对该第一导体向规定的第一方向进行通电，并且将与所述第一导体相邻的被选择的其他导体设为第二导体，对该第二导体在与所述第一方向相反的第二方向上进行通电，在所述磁化工序中使用的所述第二铁芯为圆环状，具有内周面与外周面，该内周面与外周面之间的最短距离作为该第二铁芯的径向厚度，所述第二铁芯的径向厚度比各所述规定间隔大。
手段32的磁体的制造方法在手段28至31的任一项中，在所述取向工序中，生成包括取向为弧状的成分的取向的磁场，并且基于该取向的磁场进行所述易磁化轴的取向。
手段33的磁体的制造方法在手段32中，在所述取向工序中，以同轴状并且隔着规定空间区域的状态配置一对第一线圈和第二线圈，相对于所述空间区域，以与所述第一线圈和第二线圈的共用中心轴相对并且分离的状态配置取向轭，通过对所述第一线圈和第二线圈通电来生成极性彼此相反并且朝向所述空间区域的第一磁场和第二磁场，该第一磁场和第二磁场在所述空间区域中碰撞，其结果是，产生从所述第一线圈和第二线圈的共用中心轴放射状地扩展的磁场成分，通过该放射状扩展的磁场成分的至少一部分集中到所述取向轭上，生成所述取向的磁场。
手段34的磁体的制造方法在手段32中，在所述取向工序中，将具有规定长度的导体配置在所述磁体粉末构件的周围，通过对所述导体通电来生成围绕该导体的长度方向周围的磁场，作为所述取向的磁场，利用该围绕磁场进行所述易磁化轴的取向。
手段35的磁化装置包括：多个导电体，所述多个导电体配置为圆周状分离；铁芯，所述铁芯与所述多个导电体相对设置，在所述多个导电体与该铁芯之间，生成供具有一对相对面的磁体主体配置的配置空间；以及通电装置，所述通电装置将所述多个导体中的被选择的导体设为第一导体，对该第一导体在规定的第一方向上进行通电，并且将与所述第一导体相邻的被选择的其他导体设为第二导体，对该第二导体在与所述第一方向相反的第二方向上进行通电，从而在所述配置空间内生成磁场，利用生成的磁场在所述磁体主体的相对面之间形成圆弧状的磁路。
手段36的磁化装置在手段35中，所述铁芯为第一铁芯，该第一铁芯为圆环状，具有内周面以及外周面，将该内周面以及外周面之间的最短距离作为该第一铁芯的径向厚度，所述磁化装置还包括第二铁芯，所述第二铁芯与所述第一铁芯相对配置，所述第二铁芯具有形成有分别供所述多个导体设置的多个凹状槽的面，所述第一铁芯的径向厚度比各所述规定间隔小。
手段37的磁化装置在手段35中，所述铁芯为第一铁芯，该第一铁芯为圆环状，具有内周面以及外周面，将该内周面以及外周面之间的最短距离作为该第一铁芯的径向厚度，所述磁化装置还包括第二铁芯，所述第二铁芯与所述第一铁芯相对配置，所述第二铁芯具有形成有分别供所述多个导体设置的多个凹状槽的面，所述第一铁芯的径向厚度比各所述规定间隔大。
手段38的旋转电机驱动***是驱动旋转电机的旋转电机驱动***，所述旋转电机具有：多个磁体(400)，所述多个磁体(400)设置于铁芯，生成沿所述铁芯的周向配置的、确定d轴和q轴的多个磁极；以及电枢(700)，所述电枢(700)具有多相电枢绕组(720)，各所述磁体包括：磁体主体，所述磁体主体具有第一磁通作用面(411a、411b)以及第二磁通作用面(411c)，所述第一磁通作用面(411a、411b)具有彼此相对、一方成为磁通的流入面另一方成为磁通的流出面的一对磁通作用面(401a、401b、411a、411b)，所述第二磁通作用面(411c)具有第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部中的接近所述q轴的是第一端部，该第一端部为磁通的流入面或流出面；以及多个磁路，所述多个磁路设定在所述磁体主体内，所述磁体主体具有定义为所述磁通作用面间的最小距离的厚度，所述多个磁路内的至少一个磁路的长度比所述厚度长，所述磁体主体具有多个易磁化轴，该多个易磁化轴分别取向为沿对应的磁路，所述多个磁路具有连接所述第一磁通作用面的一方和所述第二磁通作用面的至少一个磁路，所述旋转电机驱动***包括：电力调节部(910)，所述电力调节部(910)具有分别与所述多相绕组连接的开关；以及控制部(930)，所述控制部(930)通过控制所述开关的接通断开，来控制向所述多相绕组供给的电流，所述控制部通过对所述电力调节部开关进行接通断开控制，来调节第一电流和第二电流，所述第一电流流过所述各相绕组，具有产生与所述d轴正交的第一磁通的第一相位，所述第二电流流过所述各相绕组，具有与所述第一相位不同的第二相位。
在本手段中成为驱动对象的旋转电机中，磁体主体具有彼此相对的一对第一磁通作用面，并且在磁体主体的q轴侧端部具有第二磁通作用面。另外，磁体主体具有比定义为一对第一磁通作用面间的最小距离的厚度长的磁路，并且具有连接第一磁通作用面的一方和第二磁通作用面的磁路。在所述结构中，磁体磁通流过相邻的各磁极中的磁体的第二磁通作用面(q轴端面)，由此，能够在q轴侧的铁芯中调节磁饱和状态。即，q轴附近的铁芯成为通过使磁饱和状态变化而使磁阻可变的结构。
而且，在各绕组部的通电相位的控制中，使与产生与d轴正交的磁通的电流相位不同的电流流过各绕组部。在这种情况下，在q轴附近的铁芯磁饱和的状态下，随着导磁率的降低，磁体磁通减弱，进而能够实施由磁体侧的磁通可变引起的弱磁场。由此，例如除了以往的基于d轴电流Id的弱磁场控制之外，还实施本手段的控制，从而能够扩大电流控制范围。
例如，图70是在转子600中，产生与d轴正交的磁通的电流相位的电流在定子绕组的导线721中流动的状态，图71(a)是与产生与d轴正交的磁通的电流相位不同的电流在导线721中流动的状态。在图71(a)中，成为磁体磁通通过磁体470的第二作用面471c的状态，在转子铁芯610中，在q轴附近的部分628产生磁饱和，由此，能够减弱磁体磁通。
此外，在q轴附近的部分628产生了磁饱和的状态下，通过第二作用面471c的磁路中的磁阻(图71(b)所示的磁阻R3)变高，磁导变低。
手段39的旋转电机驱动***在手段38中，所述控制部通过调节所述第一电流和第二电流，可变地控制相邻的各磁极对中的所述第二磁通作用面之间的铁芯部分为磁饱和状态或非磁饱和状态。
手段40的旋转电机驱动***在手段38或39中，各所述磁体产生规定极性的基波磁通和相同极性的三次谐波的磁通的合成磁通，作为与所述电枢交链的磁通。
手段41的旋转电机驱动***在手段38至40的任一项中，所述电枢包括在周向上设置有多个槽的电枢铁芯，所述电枢绕组卷绕于所述槽，所述电枢绕组的截面分别具有方形或椭圆形。
手段42的旋转电机驱动***在手段38至41的任一项中，所述控制部基于所述每相的指令电压以及具有规定频率的周期性载波，生成每个开关的脉冲宽度调制信号(PWM信号)，通过该PWM信号对所述电力调节部的对应的开关进行接通断开控制，从而控制各所述多相绕组的通电电流，所述载波的频率设定为超过15kHz的频率。
手段43的旋转电机驱动***在手段38至42的任一项中，在直流电源与所述电力调节部之间设置能够控制所述电力调节部中的输入电压的电压转换部，所述控制部通过矩形波电压控制模式来控制向各所述多相绕组的通电电流。
手段44的旋转电机驱动***在手段38至43的任一项中，所述旋转电机包括转子，所述转子具有铁芯以及设置于该铁芯的磁体，并相对于所述电枢旋转自如，所述控制部包括：第一控制单元，所述第一控制单元基于所述每相的指令电压以及具有规定频率的周期性载波，生成每个开关的脉冲宽度调制信号(PWM信号)，通过该PWM信号对所述电力调节部的对应的开关进行接通断开控制，从而控制各所述多相绕组的通电电流；以及第二控制单元，所述第二控制单元具有模式信息，所述模式信息表示所述转子的电旋转角的值与各开关的接通断开开关模式之间的对应关系，所述第二控制单元基于所述转子的电旋转角的当前值，根据所述模式信息，对每个开关选择与所述转子的电旋转角的当前值对应的接通断开关模式，并基于选择的每个开关的接通断开关模式来控制对应的开关，从而控制对各所述多相绕组的通电电流。
手段45的磁体单元用于具有电枢绕组的旋转电机，所述磁体单元包括：磁体组件，所述磁体组件生成确定d轴及q轴的磁极；以及保持构件，所述保持构件具有磁体收容孔，并且将所述磁体组件以收容于所述磁体收容孔中的状态保持，所述磁体组件包括设置在从所述d轴到q轴的范围内的第一磁体和第二磁体，所述第一磁体配置为比所述第二磁体更接近d轴，所述第二磁体配置为比所述第一磁体更接近q轴，所述第一磁体具有以直线相互平行的第一磁路，所述第二磁体具有以直线相互平行的第二磁路，所述第一磁体和第二磁体在所述第一磁路的朝向与所述第二磁路的朝向不同的状态下，收容在对应的所述磁体收容孔中。
在上述结构的磁体单元中，在从d轴到q轴的范围内设置第一磁体和第二磁体，这些第一磁体和第二磁体收容在保持构件的磁体收容孔中。第一磁体配置为接近d轴，第二磁体配置为接近q轴。这些第一磁体和第二磁体分别具有以直线相互平行的磁路(第一磁路、第二磁路)，并且以第一磁路的朝向与第二磁路的朝向不同的状态收容于收容孔。在这种情况下，在从d轴到q轴的范围内，通过特意地增强特定部位的磁体磁通，能够提高对于来自电枢绕组的反磁场的抗退磁性。即，即使在假设仅为第一磁体时有可能会因反磁场而引起退磁的情况下，通过设置磁体磁路的方向不同的第二磁体，也能够抑制第一磁体中的因反磁场而引起的退磁。由此，能够实现磁体的退磁抑制。在上述结构中，特别地，作为第一磁体和第二磁体，使用比较廉价的平行各向异性磁体，并且能够实现期望的退磁抑制效果。
手段46的磁体单元在手段45中，所述磁体收容孔相对于d轴倾斜，具有接近d轴的第一端部和接近q轴的第二端部，所述第一端部设置成比所述第二端部更远离所述电枢绕组，所述第二磁体的第二磁路的朝向为与所述第一磁体的第一磁路的朝向相比更接近与d轴垂直的方向。
手段47的磁体单元是在手段46中，所述第一磁体具有一方成为磁通的流入面另一方成为磁通的流出面的一对磁通作用面，并且具有定义为所述磁通作用面间的最小距离的厚度，所述第一磁体具有多个易磁化轴，所述一对磁通作用面间的沿至少一个所述易磁化轴的线段的长度比所述厚度长。
手段48的磁体单元是在手段47中，所述第二磁体具有一方成为磁通的流入面另一方成为磁通的流出面的一对磁通作用面，并且具有定义为所述磁通作用面间的最小距离的厚度，所述第二磁体具有多个易磁化轴，所述一对磁通作用面间的沿至少一个所述易磁化轴的线段的长度比所述厚度长。
手段49的磁体单元在手段47或48中，所述第一磁体具有接近d轴的第一端部和接近q轴的第二端部，所述第二端部具有与所述一对磁通作用面相交的端面，该端面具有与所述第一磁体的第一磁路平行的方向。
手段50的磁体单元在手段45中，所述第一磁体在比所述第二磁体更接近所述电枢绕组的位置配置在所述d轴上，所述第二磁体具有分别接近d轴和q轴的第一端面和第二端面，以从所述第一端面越接近所述第二端面越远离所述电枢绕组的方式配置，该第一端面和第二端面分别成为作为磁通的流入流出面的一对作用面。
手段51的磁体单元是用于具有电枢绕组的旋转电机的磁体单元，包括：磁体组件，所述磁体组件生成确定d轴及q轴的磁极；以及保持构件，所述保持构件具有磁体收容孔，并且将所述磁体组件以收容于所述磁体收容孔中的状态保持，所述磁体组件包括设置在从所述d轴到q轴的范围内的第一磁体和第二磁体，所述第一磁体配置为比所述第二磁体更接近d轴，所述第二磁体配置为比所述第一磁体更接近q轴，所述第一磁体和第二磁体以朝向所述电枢绕组具有凸形状的方式相互连接，所述第一磁体和第二磁体分别具有一方成为磁通的流入面另一方成为磁通的流出面的一对磁通作用面，并且具有定义为所述磁通作用面间的最小距离的厚度，所述第一磁体和第二磁体分别具有多个易磁化轴，所述一对磁通作用面间的沿至少一个所述易磁化轴的线段的长度比所述厚度长。
根据上述结构，与将第一磁体和第二磁体连接成直线状的结构相比，能够使这些第一磁体和第二磁体接近电枢绕组，能够实现转矩的增加。在这种情况下，当电枢绕组与磁体之间的距离缩短时，作为其相反一面，反磁场可能会增大，但是反磁场增大的影响可以通过增加各磁体的磁体磁路的长度来解决，具体而言，通过增加彼此相对的成为磁通的流入流出面的一对磁通作用面之间的磁体磁路的长度来解决。
另外，在作为保持构件的铁芯中，能够减小比磁体(即磁体收容孔)靠电枢绕组侧，并且接受电枢绕组与磁体的两磁通的总和的部分的比例。因此，能够减小因电枢绕组和磁体的两磁通而产生磁通饱和的饱和区域，更有效地发挥磁体的能力。
另外，在将磁体单元用作内转式旋转电机的转子的情况下，保持构件成为转子铁芯，在该转子铁芯中，第一磁体和第二磁体以朝向径向外侧凸出的方式设置。因此，转子铁芯的位于磁体收容孔的径向外侧的部分变小。因此，能够减少对于离心力的应力集中系数，增加其机械强度。
手段52的磁体单元在手段51中，所述第一磁体和第二磁体分别具有沿各所述易磁化轴的直线且相互平行的磁路。
手段53的磁体单元在手段51或52中，所述第一磁体和第二磁体的分别与对应的一对磁通作用面正交的截面的形状是等腰梯形形状，所述第一磁体的等腰梯形形状截面的底边及腰与所述第二磁体的等腰梯形形状截面的底边及腰具有相同的尺寸，所述第一磁体和第二磁体具有相同方向的易磁化轴。
手段54的磁体单元是在手段45至53的任一项中，所述第一磁体和第二磁体的分别与对应的一对磁通作用面正交的截面的形状为彼此相同的形状，所述第一磁体和第二磁体在其中一方相对于另一方上下翻转的状态下，并且在对应的面彼此接合的状态下，收容在对应的收容孔中。
手段55的旋转电机驱动***是驱动旋转电机的旋转电机驱动***，所述旋转电机是手段45至54的任一项所述的磁体单元作为各磁极组装的旋转电机，作为所述电枢绕组具有多相电枢绕组，所述旋转电机驱动***包括：电力调节部，所述电力调节部包括与所述多相电枢绕组连接的开关；控制部，所述控制部通过控制所述开关的接通断开，来控制向所述多相电枢绕组供给的电流；以及电压转换部，所述电压转换部配置在直流电源与所述电力调节部之间，能够控制所述电力调节部中的输入电压，所述控制部通过矩形波电压控制模式来控制向各所述电枢绕组的通电电流。
手段56的旋转电机驱动***在手段55中，所述控制部包括：第一控制单元，所述第一控制单元基于所述每相的指令电压以及具有规定频率的周期性载波，生成每个开关的脉冲宽度调制信号(PWM信号)，通过该PWM信号对所述电力调节部的对应的开关进行接通断开控制，从而控制各所述多相绕组的通电电流；以及第二控制单元，所述第二控制单元具有表示所述转子的电旋转角的值与各开关的接通断开开关模式之间的对应关系的模式信息，基于所述转子的电旋转角的当前值，根据所述模式信息，对每个开关选择与所述转子的电旋转角的当前值对应的接通断开开关模式，并基于选择的每个开关的接通断开开关模式来控制对应的开关，从而控制向各所述多相绕组的通电电流。
在手段57中，磁体的制造方法包括：将填充有磁体粉末构件的模具配置在磁场中的工序；使所述磁体粉末构件的易磁化轴一致地取向的工序；通过烧结所述易磁化轴已取向的磁体粉末构件来形成磁体主体的工序；以及通过对所述磁体主体进行磁化来制造磁体的工序，在所述取向工序中，产生包含不均匀取向的成分的取向的磁场，并且基于该取向的磁场进行所述易磁化轴的取向。
根据上述制造方法，在取向工序中，通过包含不均匀地取向的成分的取向磁场，进行易磁化轴的取向。由此，能够通过取向技术适当地制作磁体(例如图52所示的磁体404、图64的(a)、(b)所示的磁体440、450)，该磁体具有长度比彼此相对的一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路。例如，可以使用图56、图58所示的取向装置进行取向。
手段58的磁体的制造方法是在手段57中，所述取向工序产生包含弧状地取向的成分作为所述不均匀地取向的成分的至少一部分的所述取向的磁场。基于该取向的磁场进行所述易磁化轴的取向。
手段59的磁体的制造方法在手段57中，在所述取向工序中，以同轴状并且隔着规定空间区域的状态配置一对第一线圈和第二线圈，相对于所述空间区域，以与所述第一线圈和第二线圈的共用中心轴相对并且分离的状态配置取向轭，通过对所述第一线圈和第二线圈通电来生成极性彼此相反并且朝向所述空间区域的第一磁场和第二磁场，该第一磁场和第二磁场在所述空间区域中碰撞，其结果是，产生从所述第一线圈和第二线圈的共用中心轴放射状地扩展的磁场成分，通过该放射状扩展的磁场成分的至少一部分集中到所述取向轭，来生成所述取向的磁场。
手段60的磁体的制造方法在手段57中，在所述取向工序中，将具有规定长度的导体配置在所述磁体粉末构件的周围，通过对所述导体通电来生成围绕该导体的长边方向的周围的磁场作为所述取向的磁场，利用该围绕磁场进行所述易磁化轴的取向。
在手段61中，磁体的制造方法包括：将填充有磁体粉末构件的磁体制作模具配置在磁场中的工序；使所述磁体粉末构件的易磁化轴一致地取向的工序；通过烧结所述易磁化轴已取向的所述磁体粉末构件来形成磁体主体的工序；以及通过对所述磁体主体进行磁化来制造磁体的工序，在所述取向工序中，通过对所述磁体粉末构件的任意外表面施加相对于该外表面倾斜地取向的磁场，来进行所述易磁化轴的取向。
根据上述制造方法，在取向工序中，通过相对于磁体粉末构件的任意外表面朝向倾斜的方向的取向磁场，进行易磁化轴的取向。由此，能够通过取向技术适当地制作具有长度比彼此相对的一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路的磁体(例如图49所示的磁体400)。在这种情况下，能够以90％以上的取向率稳定地得到磁体。通过提高取向率，能够消除材料特性丧失或抗退磁力不足、磁力不足等问题。例如，最好使用图54所示的取向装置进行取向。
手段62的磁体的制造方法在手段61中，所述取向工序包括：将取向线圈配置在所述磁场中的工序；以及在将所述磁体粉末构件配置在所述取向线圈内的状态下对所述取向线圈通电，从而在该取向线圈内生成所述取向磁场的工序。
手段63的磁体的制造方法在手段61或62中，所述磁体具有彼此相对并且成为磁通的流入面及流出面的一对磁通作用面、定义为所述磁通作用面间的最小距离的厚度、以及多个易磁化轴，所述磁体是所述一对磁通作用面间的沿至少一个所述易磁化轴的线段的长度比所述厚度长的磁体，所述磁体粉末构件具有与所述一对磁通作用面对应的一对外表面，在所述取向工序中，在将所述磁体制作模具配置成所述磁体粉末构件的外表面相对于所述取向磁场倾斜相交的状态下，通过所述取向磁场进行所述易磁化轴的取向。
手段64的磁体的制造方法在手段63中，配置在所述磁场中的所述磁体制作模具具有：相对于所述取向磁场倾斜的第一壁部；以及与所述取向磁场平行的第二壁部，作为定义其内部空间的内壁。
上述的手段1至64也能够如以下那样表示。
手段A1的旋转电机是包括电枢绕组和分别设置在铁芯的沿周向排列的多个磁极上的多个磁体的旋转电机，其特征在于，所述磁体具有彼此相对并且成为磁通的流入流出面的一对作用面，并且具有长度比所述一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路，并且所述磁体取向为易磁化轴沿所述磁体磁路的方向。
根据上述结构，在每个磁极设置有磁体的旋转电机中，与具有与一对作用面之间的磁体厚度尺寸相同长度的磁体磁路的结构相比，能够增加有效磁通密度。特别地，通过在沿磁体磁路的方向进行取向，磁通增强的效果变得显著。因此，在由电枢绕组提供的磁场作为反磁场而作用于磁体的情况下，能够强化对于该反磁场的磁力，能够适当地抑制磁体的退磁。
在这种情况下，与在旋转电机中使用的相同尺寸的磁体相比，能够提高抗退磁力。具体而言，如图50(a)所示，在将磁体磁路相对于与磁体的磁通作用面正交的方向所成的角度、即取向方向相对于与磁通作用面正交的方向的角度设为θ的情况下，磁体的磁导根据角度θ而成为1/cosθ倍。因此，根据角度θ的增加量，可预计抗退磁力的增加。
手段A2的旋转电机在手段A1中，其特征在于，所述一对作用面是所述磁体中朝向所述电枢绕组一侧的磁体外表面及其相反侧的磁体外表面，在所述磁体中，作为磁极中心的d轴附近的接近d轴的部分、以及作为磁极边界部的q轴附近的接近q轴的部分中的至少任一个的磁体磁路，比所述磁体厚度尺寸长。
根据上述结构，在磁体中，成为d轴附近的接近d轴的部分和成为q轴附近的接近q轴的部分中的至少任一方的磁体磁路比磁体厚度尺寸长，因此，能够提高磁体的d轴端部或q轴端部的抗退磁力。
另外，在内转子型的转子中埋入磁体的结构中，最好在磁体中接近转子铁芯的外周面的一侧配置使磁体磁路变长的部位。由此，在埋入磁体型的旋转电机中能够得到良好的抗退磁力。
手段A3的旋转电机在手段A2中，其特征在于，所述接近q轴的部分与所述接近d轴的部分相比，所述磁体磁路更长。
根据上述结构，由于在磁体的接近q轴的部分与接近d轴的部分相比，磁体磁路变长，因此，能够适当地抑制在磁体的d轴端部中因电枢绕组的反磁场而引起的退磁。
例如，在图59所示的转子600的磁体410中，接近q轴的部分412b与接近d轴的部分相比，磁体磁路变长。
手段A4的旋转电机在手段A2或A3中，其特征在于，在所述接近q轴的部分中，所述磁体的取向方向成为与所述接近d轴的部分的所述取向方向相比相对于d轴的倾斜大的方向。
如果磁体磁通在夹着d轴的两侧相互朝向d轴侧，则有可能会因磁通的相互排斥而引起退磁。另一方面，在q轴侧，有可能会因电枢绕组的反磁场而引起退磁。关于这点，根据上述结构，在磁体的接近q轴的部分和接近d轴的部分，取向方向不同，在接近q轴的部分，取向方向成为与接近d轴的部分的取向方向相比相对于d轴的倾斜大的方向。由此，均能够抑制磁体的d轴侧端部处的退磁、以及q轴侧端部处的退磁。
例如，在图59所示的转子600的磁体410中，接近q轴的部分412b的取向方向相对于d轴的倾斜大于接近d轴的部分412a的取向方向相对于d轴的倾斜。另外，从接近q轴的部分412b向接近d轴的部分412a，逐渐改变取向方向。
手段A5的旋转电机在手段A1至A4的任一项中，其特征在于，所述磁体的取向方向相对于所述一对作用面倾斜，并且该倾斜的方向成为以在所述电枢绕组侧接近d轴的方式相对于d轴倾斜的方向。
根据上述结构，磁体的取向方向相对于磁通作用面倾斜，并且相对于d轴倾斜。在这种情况下，能够适当地对埋入铁芯的磁体赋予优异的抗退磁力。
例如，在图48所示的转子600的磁体400中，取向方向相对于d轴倾斜，并且该倾斜的方向成为越接近转子铁芯610的外周侧(即越接近电枢绕组)越接近d轴的方向。另外，通过使取向方向为直线且在磁体全域为一定的方向，磁体的制作变得容易。
手段A6的旋转电机在手段A1至A5的任一项中，其特征在于，在所述铁芯上以跨过各磁极的d轴的方式设置有所述磁体，在所述磁体中包括处于d轴上的部位的d轴部分，其取向方向与d轴平行，在比该d轴部分更接近q轴侧，所述取向方向相对于d轴倾斜。
根据上述结构，在磁体中包括处于d轴上的部位的d轴部分，取向方向与d轴平行，因此，能够抑制d轴附近的退磁。另外，在比d轴部分更接近q轴侧，取向方向相对于d轴倾斜，因此，也能够抑制q轴侧的退磁。
例如在图62所示的转子600中，以在d轴的两侧呈线对称地延伸的方式设置有磁体430，在该磁体430中，在包括位于d轴上的部位的d轴部分，取向方向确定为与d轴平行，在比该d轴部分更靠q轴侧，取向方向确定为相对于d轴倾斜。
手段A7的旋转电机在手段A6中，其特征在于，所述d轴部分在夹着d轴的两侧设置在电角度32.7度的范围内，或者设置在以32.7度以下且27.7度以上的角度确定的范围内。
例如，如果是八极的旋转电机，则分布卷绕的通常结构为二十四槽，但如果是一般作为车辆用电动机而普及的倍槽的结构，则在八极的旋转电机中分布卷绕为四十八槽。在该旋转电机中，为了抑制作为通常问题的十一次、十三次的谐波，进行具有取向特征的设计。作为现有技术，存在径向取向的烧结钕磁体，但在此情况下，有可能因上述的d轴部分的磁通排斥而引起退磁。
为了解决该问题，在磁体中，优选在d轴附近设置使取向方向与d轴平行的范围。另外，最好将取向方向与d轴平行的范围设为夹着d轴的两侧的、电角度为32.7度(即，360度除以次数11的角度)的范围。另外，最好将取向方向与d轴平行的范围设为在夹着d轴的两侧以电角度32.7度(即，360度除以次数11的角度)以下且27.7度(即，360度除以次数13的角度)以上的角度确定的范围。由此，能够抑制谐波并抑制退磁。
手段A8的旋转电机在手段A1至A7的任一项中，其特征在于，所述磁体具有所述一对作用面作为一对第一作用面，并且在该磁体的q轴侧端部具有成为磁通的流入面或流出面的第二作用面，在所述一对第一作用面中朝向所述电枢绕组侧的作用面与所述第二作用面之间形成从一方向另一方延伸的磁体磁路。
在上述结构中，在磁体中，在一对第一作用面之间形成磁体磁路，并且在一对第一作用面中的朝向电枢绕组侧的作用面与q轴端面侧的第二作用面之间也形成从一方延伸到另一方的磁体磁路。在这种情况下，连接第一作用面和第二作用面的磁体磁路的长度最好比一对第一作用面之间的磁体厚度尺寸长。
在此，例如在第二作用面是磁通流入面的情况下，从两个作用面(电枢绕组相反侧的第一作用面、以及第二作用面)流入的磁通，从一个作用面(电枢绕组侧的第一作用面)流出。另外，在第二作用面是磁通流出面的情况下，从一个作用面(电枢绕组侧的第一作用面)流入的磁通从两个作用面(电枢绕组相反侧的第一作用面和第二作用面)流出。在这种情况下，在磁体的q轴侧端部附近的铁芯中，能够进行磁通的集中和分散。
另外，由于第二作用面设置在磁体的q轴端面，因此，在相邻的极性相反的各磁极中，磁体磁通流过各磁极的磁体的第二作用面(q轴端面)。因此，在q轴侧的铁芯中，能够调节磁饱和状态。本结构是在埋入磁体型的转子铁芯中，将以往未使用的q轴铁芯积极地用作磁体的磁回路磁路的结构。
例如，如果使用图61说明，则磁体420具有在径向的内外排列的一对第一作用面421a、421b，并且在q轴侧端面具有第二作用面421c。在这种情况下，例如如果第二作用面421c是磁通流入面，则从两个作用面(一方的第一作用面421b、及第二作用面421c)流入的磁通从一个作用面(另一方的第一作用面421a)流出。
手段A9的旋转电机在手段A8中，其特征在于，所述磁体收容在形成于所述铁芯中的磁体收容孔中，并且所述第二作用面与所述磁体收容孔的内壁面接触。
根据上述结构，设置在磁体的q轴侧端面侧的第二作用面与磁体收容孔的内壁面接触，由此，在夹着q轴位于两侧的相邻磁极的磁体中，能够经由各磁体的第二作用面与它们之间的铁芯适当地形成磁回路磁路。因此，在q轴侧的铁芯部分中，能够适当地调节磁饱和状态。
手段A10的旋转电机在手段A8或A9中，其特征在于，在所述磁体中，在q轴侧端面，在电枢绕组侧的所述第一作用面与所述第二作用面之间，设置不产生磁通的流入和流出的非作用面，在该非作用面与所述铁芯之间设置非磁性部。
根据上述结构，磁体成为在q轴侧端面上作为电枢绕组相反侧的一部分即第二作用面与铁芯(磁体收容孔的内壁面)接触，而电枢绕组侧的剩余部分不与铁芯接触的状态。在这种情况下，能够抑制在q轴附近磁体磁通在铁芯内形成回路，并且能够使用第二作用面适当地调节磁饱和状态。
手段A11的旋转电机在手段A8至A10的任一项中，其特征在于，连接所述一对第一作用面中的朝向所述电枢绕组一侧的作用面和所述第二作用面的磁体磁路为圆弧状。
根据上述结构，由于连接第一作用面和第二作用面的磁体磁路为圆弧状，因此，与磁体磁路为直线状的情况相比，能够延长磁体磁路。因此，能够实现更适当的退磁对策。
手段A12的旋转电机是包括电枢绕组、以及在与所述电枢绕组相对设置的铁芯中分别设置于沿周向排列的多个磁极的多个磁体的旋转电机，其特征在于，所述磁体配置为，作为磁极中心的d轴侧的部分最接近所述电枢绕组，而且越接近作为磁极边界部的q轴，越远离所述电枢绕组，最接近所述电枢绕组的磁体外表面和最远离所述电枢绕组的磁体外表面，是分别成为磁通的流入流出面的一对作用面。
根据上述结构，磁体成为d轴部分最接近电枢绕组的凸形状，将最接近电枢绕组的磁体外表面和最远离电枢绕组的磁体外表面分别作为磁通作用面，在这些磁通作用面之间形成磁体磁路。在这种情况下，通过在成为磁体厚壁的方向上形成长的磁体磁路，能够实现抗退磁力的提高。
例如，图78所示的旋转电机600的磁体480配置为，d轴侧的部分最接近定子(定子绕组)，并且越接近q轴则越远离定子(定子绕组)。另外，最接近定子的磁体中央的顶部482和最远离定子的长边方向的两端面481是分别成为磁通的流入流出面的一对作用面。另外，在d轴上，优选取向方向与d轴平行。
手段A13的旋转电机是包括电枢绕组、和在与所述电枢绕组相对设置的铁芯中设置于在周向上排列的多个磁极的多个磁体的旋转电机，其特征在于，所述磁体以作为磁极边界部的q轴上为中心，并且沿使所述电枢绕组的相反侧凸出的圆弧设置，其两端分别配置在作为磁极中心的d轴附近，d轴附近的磁体两端面是分别成为磁通的流入流出面的一对作用面。
根据上述结构，磁体沿以q轴上为中心的圆弧设置，d轴附近的磁体两端面分别成为磁通作用面。在本结构中，在磁体中，沿以q轴为中心的圆弧延伸的磁体侧面是非作用面，以沿该非作用面的方向确定取向方向。在这种情况下，通过在成为磁体厚壁的方向上形成长的磁体磁路，能够提高抗退磁力。
例如，图80所示的旋转电机600的磁体490沿以q轴为中心并且使定子(定子绕组)的相反侧凸出的圆弧设置，其两端分别配置在d轴附近。并且，在磁体490中，d轴附近的两端面491分别成为磁通作用面。在磁体490中，非作用面形成以转子铁芯610的外周面即与定子的气隙表面上的点为中心的圆弧状，以沿该非作用面的方向确定取向方向。在磁体490中，能够使极间距圆弧与d轴磁体磁路的长度大致相同，从而得到抗退磁最强的结构。
另外，在磁体中，也可以将非作用面形成为以比转子铁芯更靠径向外侧的任意点为中心的圆弧状。
手段A14的旋转电机驱动***包括：手段A1至A13中任一项所述的旋转电机；电力调节部，所述电力调节部设置在所述电枢绕组与直流电源之间，通过针对所述电枢绕组的每相设置的开关的接通断开，来调节所述电枢绕组的通电电流；以及控制部，所述控制部控制所述开关的接通断开，其特征在于，在直流电源与所述电力调节部之间设置能够控制所述电力调节部的输入电压的电压转换部，所述控制部通过矩形波电压控制，来控制各所述绕组部的通电电流。
根据上述结构，控制从直流电源侧对电力调节部施加的电压、即电力调节部的输入电压，根据该输入电压来控制针对电枢绕组的电力。在这种情况下，在相对于规定的载波频率电感变低的旋转电机中，能够抑制电流变化，抑制控制的发散。在低电感的旋转电机中，在通过规定的载波频率实施通电控制的情况下，控制有可能会发散，但是能够抑制控制的发散。
另外，通过矩形波电压控制来控制各绕组部的通电电流，由此能够大幅地减少电力调节部中的开关次数，即使电枢绕组的电感较小也能够抑制电流波动的产生。在这种情况下，通过由电压转换部控制的输入电压，调节向电枢绕组的通电电流。另外，电压转换部一般容易实施超过15kHz的高频下的PWM控制，不需要特别的技术难度，就能够进行低噪音的电力控制。
矩形波电压控制例如是120度矩形波电压控制，但不限于此，矩形波的导通宽度除了120度以外，还可以是180度以下且120度以上的任意导通宽度。
手段A15的旋转电机驱动***在手段A14中，其特征在于，所述控制部具有：第一通电控制部，所述第一通电控制部基于所述电力调节部中的指令电压以及载波来生成PWM信号，并通过该PWM信号使所述电力调节部的各所述开关接通断开，来控制各所述绕组部的通电电流；以及第二通电控制部，所述第二通电控制部基于将电角度与开关操作信号建立了关系的模式信息来生成开关操作信号，并通过该开关操作信号使所述电力调节部的各所述开关接通断开，来控制各所述绕组部的通电电流。
由于低电感特性，本驱动***中的旋转电机在低载波频率的***中控制可能会变得困难。然而，如上所述，可以认为通过使用低电感的结构，高惯性带来的益处很大。在这点上，根据本手段的结构，除了通过PWM控制(例如，电流反馈控制)驱动旋转电机之外，还能够通过预先设定的模式信息驱动旋转电机，因此，能够根据状况进行适当的驱动方式的切换。例如，在电流检测不能适当进行而使PWM控制困难的状况下，最好进行基于模式信息的驱动。由此，在各种驱动***中，能够任意设定其驱动范围。
手段B1的磁体，其特征在于，具有彼此相对并且成为磁通的流入流出面的一对作用面，并具有长度比所述一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路，且以易磁化轴朝向沿所述磁体磁路的方式进行取向。
根据上述结构的磁体，与具有与一对作用面之间的磁体厚度尺寸相同长度的磁体磁路的磁体相比，能够增加有效磁通密度。即，相对于磁体的物理厚度，通过积极地使磁体磁路长度比其更长，能够提高磁体的磁导，进而即使不改变磁体的物理厚度、即不增加磁体量，也能够增强磁体磁通。特别地，通过在沿磁体磁路的方向进行取向，磁通增强的效果变得显著。其结果是，能够适当地抑制磁体的退磁。
磁体磁路的长度是在磁通流入面与磁通流出面之间沿取向方向的磁长度。另外，磁体磁路的长度也可以说是磁路上的磁体厚度。易磁化轴是指在磁体中容易被磁化的晶体取向。在本公开中，取向方向是磁体磁路的方向。此外，取向方向也是由取向确定的磁体内部的磁化方向。
手段B2的磁体在手段B1中，其特征在于，具有在磁体横截面上成为长边侧的一对长边侧磁体面和成为短边侧的一对短边侧磁体面，所述一对长边侧磁体面是所述一对作用面，所述磁体磁路的方向确定为，在所述一对作用面之间相对于所述一对作用面中的至少一个作用面以倾斜的方向相交。
根据上述结构，在磁体横截面上成为长边侧的一对长边侧磁体面是成为磁通的流入流出面的一对作用面。并且，磁体磁路相对于该一对作用面中的至少一方以倾斜的方向(非垂直的方向)相交，由此，磁体磁路比一对作用面之间的磁体厚度尺寸长。在这种情况下，能够使一对长边侧磁体面作为主要的磁通作用面发挥功能，并且能够实现磁体磁通的增强。
手段B3的磁体在手段B2中，其特征在于，在磁体长边方向上的一方的端部和另一方的端部，所述磁体磁路的方向不同。
由此，尽管是一个磁体，但能够使磁力的方向和大小根据部位而不同。
手段B4的磁体在手段B2或手段B3中，其特征在于，作为一对第一作用面，具有作为所述一对长边侧磁体面的所述一对作用面，并且具有第二作用面，所述第二作用面在所述一对短边侧磁体面中的至少一个成为磁通的流入面或流出面，所述磁体磁路确定为，连接所述一对第一作用面中的任一个和所述第二作用面。
在上述结构的磁体中，在作为一对长边侧磁体面的一对第一作用面之间，以连接这一对第一作用面的方式形成磁体磁路，并且在作为一对短边侧磁体面的至少一方的第二作用面与一对第一作用面中的任意一个之间，也以连接这各作用面的方式形成磁体磁路。因此，例如在第二作用面是磁通流入面的情况下，从两个作用面(一方的第一作用面及第二作用面)流入的磁通，从另一方的第一作用面流出。另外，在第二作用面是磁通流出面的情况下，从一方的第一作用面流入的磁通从两个作用面(另一方的第一作用面以及第二作用面)流出。在这种情况下，可以实现磁通量的集中和分散。
例如，如果使用图61说明，则磁体420具有在径向的内外排列的一对第一作用面421a、421b，并且在q轴端面具有第二作用面421c。在这种情况下，例如如果第二作用面421c是磁通流入面，则从两个作用面(一方的第一作用面421b、及第二作用面421c)流入的磁通从另一方的第一作用面421a流出。
手段B5的磁体在手段B4中，用于具有多个磁极的旋转电机，在该旋转电机中相对于电枢绕组接近配置，其特征在于，所述一对第一作用面以从所述磁极的d轴侧向q轴侧延伸的方式设置，所述第二作用面设置在q轴侧的磁体端部。
在旋转电机中，在磁体中，有可能会由于来自电枢绕组的反磁场而在q轴侧端部产生退磁。在这点上，通过将第二作用面设置在q轴侧的磁体端部，能够适当地抑制q轴端部的退磁。
手段B6的磁体在手段B5中，其特征在于，所述旋转电机是埋入磁体型旋转电机，在该旋转电机中，所述磁体收容设置在形成于铁芯的磁体收容孔中。另外，手段B7的磁体在手段B5中，其特征在于，所述旋转电机是表面磁体型旋转电机，在该旋转电机中，固定在铁芯的与所述电枢绕组的相对面上。
即，如上所述，磁体磁路长度延长的磁体能够优选地应用于埋入磁体型旋转电机(IPM电动机)或表面磁体型旋转电机(SPM电动机)。
手段B8的磁体是用于具有多个磁极的旋转电机，在该旋转电机中与电枢绕组接近配置的磁体，其特征在于，在每个所述磁极中具有夹着d轴成为两侧的部分，在其两侧的部分中，以形成相对于d轴倾斜并且相对于周向的倾斜为相同方向的磁体磁路的方式进行取向。
另外，手段B9的旋转电机是包括形成有多个磁极的磁体、和与该磁体接近配置的电枢绕组的旋转电机，其特征在于，所述磁体在每个所述磁极中具有夹着d轴成为两侧的部分，在其两侧的部分中，以形成相对于d轴倾斜并且相对于周向的倾斜为相同方向的磁体磁路的方式进行取向。
在旋转电机中，一般假定对正旋转侧和负旋转侧赋予相同的旋转性能，以相对于d轴对称(线对称)的方式配置磁体。与此相对，在上述结构中，为了实现以相对于d轴非对称的方式配置磁体的旋转电机，将磁体取向为，在每个磁极中，在夹着d轴成为两侧的部分，形成相对于d轴倾斜并且相对于周向的倾斜为相同方向的磁体磁路。
在d轴的两侧以非对称的状态配置磁体的旋转电机中，与以相对于d轴对称的状态配置磁体的旋转电机相比，能够提高正旋转时产生的转矩的峰值。因此，在d轴的两侧磁化方向为非对称的磁体适用于仅在一个方向旋转的旋转电机、或者主要在一个方向旋转的旋转电机。
根据方式C1的磁体制造方法包括：取向工序，在填充有磁体粉末的磁体制作模具设置在磁场中的状态下，使易磁化轴一致来进行取向；烧结工序，在取向工序之后进行磁体的烧结；以及磁化工序，在烧结工序之后对磁体进行磁化，其特征在于，在磁化工序中，在具有规定厚度的磁化铁芯中将导体和磁体配置在厚度方向上的一侧的状态下，通过对所述导体通电来产生磁化磁场，并且在所述磁体的彼此相对的一对相对面之间形成圆弧状的磁体磁路。
在所述制造方法中，通过对设置在磁化铁芯的厚度方向上的一侧的导体进行通电，生成在导体周围朝向磁化铁芯的磁化磁场。在这种情况下，通过同样将磁体配置在磁化铁芯的厚度方向上的一侧，磁体在磁化磁场内被磁化。由此，能够适当地制作在彼此相对的一对相对面(一对磁通作用面)之间具有呈圆弧状的磁体磁路的磁体、即通过增长磁体磁路来提高抗退磁性的磁体。
在磁化铁芯中，磁饱和状态等根据其厚度尺寸而改变，并且磁化磁通的方向根据磁饱和状态等而改变。因此，通过根据在取向工序中一致的易磁化轴的方向设置磁化铁芯的厚度，能够实施与取向方向匹配的适当磁化。
手段C2的磁体的制造方法在手段C1中，在所述磁化工序中，将所述磁体配置在作为磁化铁芯的第一磁化铁芯与设置在与第一磁化铁芯分离的位置处的第二磁化铁芯之间的磁体***空间中，并且在该状态下，通过对收容在第二磁化铁芯的与第一磁化铁芯相对的相对面侧的收容凹部中的导体通电而在所述磁体***空间中生成磁化磁场，从而在所述磁体的彼此相对的一对相对面之间形成圆弧状的磁体磁路。
在所述制造方法中，通过对收容在第二磁化铁芯的收容凹部中的导体进行通电，在磁体***空间中以跨过第一磁化铁芯和第二磁化铁芯两方的方式生成磁化磁场。并且，通过该磁化磁场对设置在磁体***空间的磁体进行磁化。在这种情况下，能够利用在第一磁化铁芯与第二磁化铁芯之间产生的磁通来适当地实施磁体的磁化。由此，能够适当地制作在彼此相对的一对相对面(一对磁通作用面)之间具有呈圆弧状的磁体磁路的磁体、即通过增长磁体磁路来提高抗退磁性的磁体。
手段C3的磁体的制造方法在手段C2中，其特征在于，多个所述收容凹部以规定间隔设置在所述第二磁化铁芯中，并且能够以彼此相反的通电方向对相邻的所述收容凹部内的所述导体进行通电，并且在所述磁化工序中，使用在所述第一磁化铁芯和所述第二磁化铁芯排列的方向上的厚度小于所述规定间隔的铁芯，作为所述第一磁化铁芯。
在所述制造方法中，第一磁化铁芯在第一磁化铁芯和第二磁化铁芯排列的方向上的厚度小于作为相邻导体的配置间隔的规定间隔，因此，在第一磁化铁芯中容易产生磁饱和。在这种情况下，通过使第一磁化铁芯磁饱和，在磁体***空间中，以比较大的曲率(即比较小的曲率半径)生成圆弧状的磁化磁场。通过使用该圆弧状的磁化磁场，能够适当地制作在一对磁通作用面之间具有期望的曲率的磁体磁路的磁体。另外，规定间隔例如是相邻的各收容凹部的中心彼此之间的距离，或者是相邻的各收容凹部之间的铁芯的宽度尺寸(后述的手段C4也相同)。
例如，在图66(a)中所示的磁化装置340中，设置有作为第一磁化铁芯的外侧磁化铁芯342和作为第二磁化铁芯的内侧磁化铁芯341，并且在这些各磁化铁芯341、342之间形成磁体***空间343。在内侧磁化铁芯341中形成多个槽344，作为收容磁化线圈345的导体收容凹部。在外侧磁化铁芯342中，作为其特征，径向厚度尺寸T11小于内侧磁化铁芯341的极间距(在沿内侧磁化铁芯341的外周面的圆上，在相邻槽344的槽中心位置处的距离间距，或相邻槽344之间的铁芯宽度尺寸)。
手段C4的磁体的制造方法在手段C2中，其特征在于，多个所述收容凹部以规定间隔设置在所述第二磁化铁芯中，并且能够以彼此相反的通电方向对相邻的所述收容凹部内的所述导体进行通电，并且在所述磁化工序中，使用在所述第一磁化铁芯和所述第二磁化铁芯排列的方向上的厚度大于所述规定间隔的铁芯，作为所述第一磁化铁芯。
在所述制造方法中，第一磁化铁芯在第一磁化铁芯和第二磁化铁芯排列的方向上的厚度大于作为相邻导体的配置间隔的规定间隔，因此，在第一磁化铁芯中不容易出现磁饱和。在这种情况下，在磁体***空间中，以比较小的曲率(即比较大的曲率半径)生成圆弧状的磁化磁场。通过使用该圆弧状的磁化磁场，能够适当地制作在一对磁通作用面之间具有期望的曲率的磁体磁路的磁体。
例如，图67中所示的磁化装置350包括作为第一磁化铁芯的外侧磁化铁芯352和作为第二磁化铁芯的内侧磁化铁芯351，并且在这些各磁化铁芯351、352之间形成磁体***空间353。在内侧磁化铁芯351中形成多个槽354，作为收容磁化线圈355的导体收容凹部。在外侧磁化铁芯352中，作为其特征，径向厚度尺寸T12大于内侧磁化铁芯351的极间距(在沿内侧磁化铁芯351的外周面的圆上，相邻槽354的槽中心位置处的距离间距，或相邻槽354之间的铁芯宽度尺寸)。
另外，如果对手段C3的磁化工序与手段C4的磁化工序进行比较，则手段C3的磁化工序适用于对取向方向的圆弧半径比较小的磁体(曲率大的磁体)进行磁化的情况，手段C4的磁化工序适用于对取向方向的圆弧半径比较大的磁体(曲率小的磁体)进行磁化的情况。
手段C5的磁体的制造方法在手段C1至C4的任一项中，其特征在于，在所述取向工序中，通过磁场产生装置以描绘圆弧的朝向生成取向磁场，通过该取向磁场进行取向。
根据所述制造方法，在使易磁化轴一致的取向工序中，通过由磁场产生装置生成的圆弧状的取向磁场进行取向。由此，能够在彼此相对的一对相对面(一对磁通作用面)之间使易磁化轴一致为沿取向圆的圆弧状。然后，在之后的磁化工序中，通过根据易磁化轴的方向(取向方向)进行磁化，能够制作具有优异磁特性的磁体。例如，最好使用图56、图58所示的取向装置进行取向。
手段C6的磁体的制造方法在手段C5中，其特征在于，所述磁场产生装置具有：同轴地配置在彼此分离的位置，并且以彼此不同的极性生成反向磁场的一对线圈；在所述一对线圈之间配置在从该一对线圈的中心轴向外侧远离的位置处的取向轭，在所述取向工序中，使由所述一对线圈生成的所述反向磁场彼此排斥而朝向径向外侧，并且通过将该磁场集中在所述取向轭来生成圆弧状的所述取向磁场，通过该取向磁场进行取向。
根据所述制造方法，通过使极性彼此相反的磁场排斥，并且使磁场集中在取向轭，能够适当地生成圆弧状的取向磁场。由此，能够使易磁化轴适当地对准于期望的朝向。
在本手段中，如图56所示，例如，使用两个产生磁场用的线圈311、312生成彼此不同极性、相反方向的磁场，并且将彼此排斥的磁场吸引到在线圈311、312之间以圆形形状配置的铁芯313(取向轭)，从而生成取向磁场。在这种情况下，只要在线圈311、312的外侧设置磁体制作模具(取向对象的磁体)即可，无需使线圈311、312大型化。因此，能够实现设备的小型化。
手段C7的磁体的制造方法在手段C5中，其特征在于，所述磁场产生装置包括导体，在所述取向工序中，通过对所述导体通电而产生围绕导体周围的圆弧状的所述取向磁场，通过该取向磁场进行取向。
根据所述制造方法，利用围绕导体周围的磁场，能够适当地生成圆弧状的取向磁场。由此，能够使易磁化轴适当地对准于期望的朝向。
在用于磁化工序的磁化装置中，优选能够对于例如具有圆弧状的磁体磁路的磁体适当地进行磁化。
手段C8的磁化装置是用于对磁体进行磁化的磁化装置，该磁体在彼此相对并且用作磁通的流入流出面的一对作用面之间具有呈圆弧状的磁路，该磁化装置包括：磁化铁芯，所述磁化铁芯具有规定厚度；以及导体，所述导体配置在所述磁化铁芯的厚度方向的一侧，在作为磁化对象的磁体配置在所述磁化铁芯的厚度方向的一侧的状态下，通过对所述导体通电来产生磁化磁场，并且在所述磁体的彼此相对的一对相对面之间形成圆弧状的磁体磁路。
在所述结构的磁化装置中，通过对设置在磁化铁芯的厚度方向上的一侧的导体进行通电，在导体周围生成朝向磁化铁芯的磁化磁场。在这种情况下，通过同样将磁体配置在磁化铁芯的厚度方向上的一侧，磁体在磁化磁场中被磁化。由此，能够适当地制作在彼此相对的一对相对面(一对磁通作用面)之间具有呈圆弧状的磁体磁路的磁体、即通过增长磁体磁路来提高抗退磁性的磁体。
手段C9的磁化装置在手段C8中，其特征在于，具有：第一磁化铁芯，所述第一磁化铁芯作为所述磁化铁芯；以及第二磁化铁芯，所述第二磁化铁芯设置在与所述第一磁化铁芯分离的位置，在这些第一磁化铁芯与第二磁化铁芯之间形成有磁体***空间，所述第二磁化铁芯在与所述第一磁化铁芯相对的相对面侧以规定间隔设置有多个收容凹部，在所述多个收容凹部中分别收容有相邻彼此的通电方向彼此相反的导体，所述第一磁化铁芯在所述第一磁化铁芯和所述第二磁化铁芯的排列方向上的厚度比所述规定间隔小。
在所述结构的磁化装置中，通过对收容在第二磁化铁芯的收容凹部中的导体进行通电，在磁体***空间中，以跨过第一磁化铁芯和第二磁化铁芯两方的方式生成磁化磁场。并且，通过该磁化磁场对设置在磁体***空间的磁体进行磁化。在这种情况下，特别地，第一磁化铁芯在第一磁化铁芯和第二磁化铁芯的排列方向上的厚度小于作为相邻导体的配置间隔的规定间隔，因此，在第一磁化铁芯中容易产生磁饱和。在这种情况下，通过使第一磁化铁芯磁饱和，在磁体***空间中，以比较大的曲率(即比较小的曲率半径)生成圆弧状的磁化磁场。通过使用该圆弧状的磁化磁场，能够适当地制作在一对磁通作用面之间具有期望的曲率的磁体磁路的磁体。其具体的结构例如在图66(a)中示为磁化装置340。
手段C10的磁化装置在手段C8中，其特征在于，具有：第一磁化铁芯，所述第一磁化铁芯作为所述磁化铁芯；第二磁化铁芯，所述第二磁化铁芯设置在与所述第一磁化铁芯分离的位置，在这些第一磁化铁芯与第二磁化铁芯之间形成有磁体***空间，所述第二磁化铁芯在与所述第一磁化铁芯相对的相对面侧以规定间隔设置有多个收容凹部，在所述多个收容凹部中分别收容有相邻彼此的通电方向彼此相反的导体，所述第一磁化铁芯在所述第一磁化铁芯和所述第二磁化铁芯的排列方向上的厚度比所述规定间隔大。
在所述结构的磁化装置中，通过对收容在第二磁化铁芯的收容凹部中的导体进行通电，在磁体***空间中，以跨过第一磁化铁芯和第二磁化铁芯两方的方式生成磁化磁场。并且，通过该磁化磁场对设置在磁体***空间的磁体进行磁化。在这种情况下，特别地，第一磁化铁芯在第一磁化铁芯和第二磁化铁芯的排列方向上的厚度大于作为相邻导体的配置间隔的规定间隔，因此，在第一磁化铁芯中不容易产生磁饱和。在这种情况下，在磁体***空间中，以比较小的曲率(即比较大的曲率半径)生成圆弧状的磁化磁场。通过使用该圆弧状的磁化磁场，能够适当地制作在一对磁通作用面之间具有期望的曲率的磁体磁路的磁体。其具体的结构例如在图67中示为磁化装置350。
另外，如果对手段C9的磁化装置(磁化装置340)与手段C10的磁化装置(磁化装置350)进行比较，则手段C9的磁化装置适用于对取向方向的圆弧半径比较小的磁体(曲率大的磁体)进行磁化的情况，手段C10的磁化装置适用于对取向方向的圆弧半径比较大的磁体(曲率小的磁体)进行磁化的情况。
手段D1的旋转电机驱动***，其特征在于，包括：旋转电机，所述旋转电机具有包括多相的绕组部的电枢绕组、分别设置于在周向上排列的多个磁极的多个磁体；电力调节部，所述电力调节部通过设置在各相的所述绕组部的每一个上的开关的接通断开，来调节所述绕组部中的通电电流；以及控制部，所述控制部对所述开关的接通断开进行控制，所述磁体具有：一对第一作用面(411a、411b等)，所述一对第一作用面彼此相对，并且成为磁通的流入流出面；以及第二作用面(411c等)，所述第二作用面在q轴侧端部成为磁通的流入面或流出面，另一方面，在所述一对第一作用面之间具有长度比磁体厚度尺寸长的磁体磁路，并且易磁化轴取向为沿所述磁体磁路的方向，还在所述一对第一作用面中朝向所述电枢绕组一侧的作用面与所述第二作用面之间形成从其中一方延伸到另一方的磁体磁路，所述控制部通过所述开关的接通断开来控制各所述绕组部中的通电相位，使得与产生与d轴正交的磁通的电流相位不同的电流流过各所述绕组部。
在本手段中成为驱动对象的旋转电机中，磁体具有彼此相对的一对第一作用面(一对磁通作用面)，并且在磁体的q轴侧端部具有第二作用面。另外，在一对第一作用面之间形成有比该一对第一作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路，并且在一对第一作用面中的朝向电枢绕组一侧的作用面与第二作用面之间形成有从其中一方延伸到另一方的磁体磁路。在所述结构中，磁体磁通流过相邻的各磁极的磁体的第二作用面(q轴端面)，由此，能够在q轴侧的铁芯中调节磁饱和状态。即，q轴附近的铁芯成为通过使磁饱和状态变化而使磁阻可变的结构。
而且，在各绕组部的通电相位的控制中，使与产生与d轴正交的磁通的电流相位不同的电流流过各绕组部。在这种情况下，在q轴附近的铁芯磁饱和的状态下，随着导磁率的降低，磁体磁通减弱，进而能够实施由磁体侧的磁通可变引起的弱磁场。由此，例如除了以往的基于d轴电流Id的弱磁场控制之外，还实施本手段的控制，从而能够扩大电流控制范围。
例如，图70是在转子600中，产生与d轴正交的磁通的电流相位的电流在定子绕组的导线721中流动的状态，图71(a)是与产生与d轴正交的磁通的电流相位不同的电流在导线721中流动的状态。在图71(a)中，成为磁体磁通通过磁体470的第二作用面471c的状态，在转子铁芯610中，在q轴附近的部分628产生磁饱和，由此，能够减弱磁体磁通。
此外，在q轴附近的部分628产生了磁饱和的状态下，通过第二作用面471c的磁路中的磁阻(图71(b)所示的磁阻R3)变高，磁导变低。
手段D2的旋转电机驱动***在手段D1中，其特征在于，所述控制部通过产生与d轴正交的磁通的电流相位的电流、和与产生与d轴正交的磁通的电流相位不同的电流的通电控制，可变地控制相邻的磁极间的所述第二作用面之间的铁芯部分为磁饱和状态或非磁饱和状态。
根据所述结构，能够根据需要可变地控制磁饱和状态和非磁饱和状态，能够适当地扩大电流控制范围。另外，能够在基于d轴电流Id的弱磁场控制的基础上附加实施磁饱和可变控制。最好基于转矩指令值或旋转电机的旋转速度，可变地控制磁饱和状态和非磁饱和状态。例如在低转矩且高转速区域为磁饱和状态，在除此以外的区域为非磁饱和状态。
手段D3的旋转电机驱动***在手段D1或D2中，其特征在于，所述磁体在d轴上产生将相同极性的一次波形和三次波形合成的磁体磁通，作为所述旋转电机的交链磁通。
所述结构的磁体与通常使用的正弦波的极性各向异性取向、或以其为目的的海尔贝克阵列等磁体配置相比，能够产生大的转矩。图76表示本手段的磁体的磁通密度波形。在图76中，在实线所示的磁通密度波形中，d轴上的磁通密度比虚线所示的一次波形的磁通密度高，另外，与一次波形相比集中在d轴侧。通过实现该磁通波形，能够增加旋转电机中的转矩。
特别地，在进行120度矩形波通电、150度矩形波通电、180度矩形波通电等的情况下，考虑通过包含三次谐波电流的电流来控制旋转电机，但通过使用所述结构的磁体，能够实现良好的转矩输出。
另外，图76中的磁通密度波形是在排除了不包括磁体的构件侧(例如，定子侧)的铁芯的状态下，在具有磁体的旋转电机构件(例如，转子)的气隙表面附近，通过高斯计的磁通测量元件进行测量而得到的波形。或者，在旋转电机的气隙表面不是圆筒的情况下，是在将定子与转子最接近的点设为机械气隙表面时，在由机械气隙表面构成的圆上描绘从磁体到该机械气隙表面的恒定距离而得到的波形。
手段D4的旋转电机驱动***在手段D1至D3的任一项中，其特征在于，包括在周向上设置有多个槽的电枢铁芯，所述电枢绕组卷绕于所述槽，作为用作所述电枢绕组的导线，使用了截面呈方形的导线或截面呈椭圆形状的导线。
根据该结构，在旋转电机的电枢铁芯中，能够提高槽内的导体截面积。由此，与使用一般的圆线作为电枢绕组的情况相比，能够在较小的槽中***相同量的导体。因此，能够减小电枢的径向尺寸，特别地在电枢的内周侧包括转子的结构中，能够增大转子的直径。
如果转子的直径变大，则转矩上升，但另一方面，惯性变高，旋转电机的机电综合时间常数Tk增加，旋转控制性可能会变差。机电综合时间常数Tk由下式表示。J是惯性，L是电感，Kt是转矩常数，Ke是反电动势常数。
Tk＝(J·L)÷(Kt·Ke)…(1)
本手段中，在成为驱动对象的旋转电机中，提高了磁体的抗退磁力，即通过使用磁导高且磁体磁力高的磁体，提高了反电动势常数Ke。在这种情况下，由于能够使磁体量不变，并且提高反电动势常数Ke，因此，能够设为将反电动势常数Ke的增加量的倒数与电枢绕组相乘而得到的量的电枢绕组数，维持机电综合时间常数Tk。即，通过设为低电感、高惯性，能够在维持机电综合时间常数Tk的状态下实现与以往相同的电动机能力。
在使转子大径化的情况下，能够得到伴随惯性的增加而降低噪音等的好处，但另一方面，机电综合时间常数Tk变大。因此，认为转子的大径化存在制约。另外，在埋入磁体型的转子中使用基于电感的磁阻转矩的情况下，产生机械时间常数的问题，因此，认为会强制使用表面磁体型、或者以其为基准的埋入磁体型的转子。在这点上，通过如上所述地构成为机电综合时间常数Tk不会变得过大，能够实现作为埋入磁体型的转子而优选的结构。
手段D5的旋转电机驱动***在手段D1至D4的任一项中，其特征在于，所述控制部基于所述电力调节部中的指令电压以及载波来生成PWM信号，并通过该PWM信号使所述电力调节部的各所述开关接通断开，来控制各所述绕组部的通电电流，所述载波的载波频率设定为超过15kHz的频率。
在电动车辆或混合动力车辆中，有时存在由于载波的载波频率处于可听区域而产生噪声的问题。在这点上，本驱动***中的旋转电机通过低电感使电气时间常数降低，因此，能够在可听区域以上的高电频率(超过15kHz的频率)下实施适当的通电控制。另外，由于还能够得到惯性引起的低噪音化效果，因此，能够提供低噪音的***。
手段D6的旋转电机驱动***在手段D1至D5的任一项中，其特征在于，在直流电源与所述电力调节部之间设置能够控制所述电力调节部中的输入电压的电压转换部，所述控制部通过矩形波电压控制，来控制各所述绕组部的通电电流。
根据所述结构，控制从直流电源侧对电力调节部施加的电压、即电力调节部的输入电压，根据该输入电压来控制对于电枢绕组的电力。在这种情况下，在相对于规定的载波频率电感变低的旋转电机中，能够抑制电流变化，抑制控制的发散。在低电感的旋转电机中，在通过规定的载波频率实施通电控制的情况下，控制有可能会发散，但是能够抑制控制的发散。
另外，通过矩形波电压控制来控制各绕组部的通电电流，由此能够大幅地减少电力调节部中的开关次数，即使电枢绕组的电感较小也能够抑制电流波动的产生。在这种情况下，通过由电压转换部控制的输入电压，调节向电枢绕组的通电电流。另外，电压转换部一般容易实施超过15kHz的高频下的PWM控制，不需要特别的技术难度，就能够进行低噪音的电力控制。
矩形波电压控制例如是120度矩形波电压控制，但不限于此，矩形波的导通宽度除了120度以外，还可以是180度以下且120度以上的任意导通宽度。
手段D7的旋转电机驱动***在手段D1至D6的任一项中，其特征在于，具有：第一通电控制部，所述第一通电控制部基于所述电力调节部中的指令电压以及载波来生成PWM信号，并通过该PWM信号使所述电力调节部的各所述开关接通断开，来控制各所述绕组部的通电电流；以及第二通电控制部，所述第二通电控制部基于将电角度与开关操作信号建立了关系的模式信息来生成开关操作信号，并通过该开关操作信号使所述电力调节部的各所述开关接通断开，来控制各所述绕组部的通电电流。
本驱动***中的旋转电机由于低电感特性，在低载波频率的***中，控制可能会变得困难。然而，可以认为，通过使用上述的低电感的结构，高惯性带来的益处很大。在这点上，根据本手段的结构，除了通过PWM控制(例如，电流反馈控制)驱动旋转电机之外，还能够通过预先设定的模式信息驱动旋转电机，因此，能够根据状况进行适当的驱动方式的切换。例如，在不能适当进行电流检测而使PWM控制困难的状况下，可以进行基于模式信息的驱动。由此，在各种驱动***中，能够任意设定其驱动范围。
手段E1的磁体单元用于具有与多个磁极相对配置的电枢绕组的旋转电机，包括：磁体，所述磁体设置在每个所述磁极；以及保持构件，所述保持构件保持所述磁体，其特征在于，所述磁体在所述磁极的d轴到q轴的范围内具有接近d轴一侧的第一磁体和接近q轴一侧的第二磁体，这些第一磁体和第二磁体收容在形成于所述保持构件的磁体收容孔中，所述第一磁体和所述第二磁体分别具有直线且平行的磁体磁路，在所述保持构件中配置成使所述第一磁体和所述第二磁体的所述磁体磁路的方向为彼此不同的方向。
在所述结构的磁体单元中，在磁极的从d轴到q轴的范围内设置第一磁体和第二磁体，这些第一磁体和第二磁体收容在保持构件的磁体收容孔中。这些第一磁体和第二磁体配置为具有直线且平行的磁体磁路，并且磁体磁路的方向彼此不同。在这种情况下，在磁极的从d轴到q轴的范围内，通过特意地增强特定部位的磁体磁通，能够提高对于来自电枢绕组的反磁场的抗退磁性。即，即使在假设仅为第一磁体时有可能会因反磁场而引起退磁的情况下，通过设置磁体磁路的方向不同的第二磁体，也能够抑制第一磁体中的因反磁场而引起的退磁。由此，能够实现磁体的退磁抑制。在所述结构中，特别地，作为第一磁体和第二磁体，使用比较廉价的平行各向异性磁体，并且能够实现期望的退磁抑制效果。
手段E2的磁体单元在手段E1中，其特征在于，所述磁体收容孔设置成，相对于d轴倾斜并且在d轴侧比q轴侧更远离所述电枢绕组，所述第二磁体的磁体磁路的方向与所述第一磁体的磁体磁路的方向相比，为与d轴垂直的方向。
在磁体收容孔设置成相对于d轴倾斜并且在d轴侧比在q轴侧更远离电枢绕组的结构(例如，磁体收容孔夹着d轴以V形状设置的结构)中，有可能会在第一磁体的最接近q轴侧的磁体端部处产生退磁。在这点上，通过使第二磁体的磁体磁路的朝向与第一磁体的磁体磁路的朝向相比为与d轴垂直的朝向，能够抑制在第一磁体中最接近q轴侧的磁体端部处产生退磁。
手段E3的磁体单元在手段E2中，其特征在于，所述第一磁体具有彼此相对并且成为磁通的流入流出面的一对作用面，并且具有长度比所述一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路，并且所述第一磁体的易磁化轴沿所述磁体磁路的方向取向。
在所述结构中，与具有和一对作用面之间的磁体厚度尺寸相同长度的磁体磁路的情况相比，第一磁体能够增加有效磁通密度。即，相对于磁体的物理厚度，通过积极地使磁体磁路长度比其更长，能够提高磁体的磁导，进而即使不改变磁体的物理厚度、即不增加磁体量，也能够增强磁体磁通。特别地，通过在沿磁体磁路的方向进行取向，磁体磁通增强的效果变得显著。其结果是，能够更适当地抑制第一磁体的退磁。
磁体磁路的长度是在磁通流入面与磁通流出面之间沿取向方向的磁长度。另外，磁体磁路的长度也可以说是磁路上的磁体厚度。易磁化轴是指在磁体中容易被磁化的晶体取向。在本公开中，取向方向是磁体磁路的方向。此外，取向方向也是由取向确定的磁体内部的磁化方向。
手段E4的磁体单元在手段E3中，其特征在于，所述第二磁体具有彼此相对并且成为磁通的流入流出面的一对作用面，并且具有长度比所述一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路，并且所述第二磁体的易磁化轴沿所述磁体磁路的方向取向。
在所述结构中，第二磁体也与第一磁体相同，可以增加有效磁通密度，即使不改变磁体的物理厚度、即不增加磁体量，也能够增强磁体磁通。其结果是，能够更适当地抑制第一磁体的退磁。
手段E5的磁体单元在手段E3或E4中，其特征在于，在所述第一磁体中，与所述一对作用面相交的q轴侧端面以与所述磁体磁路平行的朝向形成。
在第一磁体中，一对作用面间的磁体磁路长度比磁体厚度尺寸长，但例如在使用横截面为矩形的磁体的情况下，可以认为在磁体端部，磁体磁路长度局部变短。在这种情况下，如果在第一磁体的q轴端面处磁体磁路长度局部地变短，则该部分成为对于退磁特别脆弱的部分。在这点上，使第一磁体的q轴侧端面成为与磁体磁路平行的朝向，因此，能够消除对于退磁特别脆弱的部分。
手段E6的磁体单元在手段E1中，其特征在于，所述第一磁体以相对于d轴垂直相交的朝向配置在比所述第二磁体更接近所述电枢绕组的位置，所述第二磁体配置为越接近q轴越远离所述电枢绕组，最接近所述电枢绕组的磁体端面和最远离所述电枢绕组的磁体端面是分别成为磁通的流入流出面的一对作用面。
根据所述结构，磁体成为d轴部分最接近电枢绕组的凸形状，将最接近电枢绕组的磁体外表面和最远离电枢绕组的磁体外表面分别作为磁通作用面，在这些磁通作用面之间形成磁体磁路。在这种场合，通过在成为磁体厚壁的方向上形成长的磁体磁路，能够提高抗退磁力。
例如，在图79(c)所示的磁体480C中，作为第一磁体的中央磁体484a在比作为第二磁体的端部磁体484b、484c更接近定子绕组的位置以与d轴垂直地相交的朝向配置，并且端部磁体484b、484c配置为越接近q轴越远离定子绕组，最接近定子绕组的磁体端面485a和最远离定子绕组的磁体端面485b是分别成为磁通的流入流出面的一对作用面。另外，在d轴上，优选取向方向与d轴平行。
手段E7的磁体单元应用于具有与多个磁极相对配置的电枢绕组的旋转电机，包括：磁体，所述磁体设置在每个所述磁极；以及保持构件，所述保持构件保持所述磁体，其特征在于，所述磁体在所述磁极的d轴到q轴的范围内具有接近d轴一侧的第一磁体和接近q轴一侧的第二磁体，这些第一磁体和第二磁体收容在形成于所述保持构件的磁体收容孔中，所述第一磁体和所述第二磁体配置为，在这些第一磁体和第二磁体彼此连接的位置，以向所述电枢绕组一侧凸起的方向折曲，并且具有长度比彼此相对且成为磁通的流入流出面的一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路。
根据所述结构，与将第一磁体和第二磁体连接成直线状的结构相比，能够使这些第一磁体和第二磁体接近电枢绕组，能够实现转矩的增加。在这种情况下，当电枢绕组与磁体之间的距离缩短时，作为其相反一面，反磁场可能会增大，但是反磁场增大的影响可以通过增加各磁体的磁体磁路长度来解决，具体而言，通过增加在彼此相对的成为磁通的流入流出面的一对作用面之间的磁体磁路的长度来解决。
另外，在作为保持构件的铁芯中，能够减小比磁体(即磁体收容孔)靠电枢绕组侧，并且接受电枢绕组与磁体的两磁通的总和的部分的比例。因此，能够减小因电枢绕组和磁体的两磁通而产生磁通饱和的饱和区域，更有效地发挥磁体的能力。
另外，在将磁体单元用作内转式旋转电机的转子的情况下，保持构件成为转子铁芯，在该转子铁芯中，第一磁体和第二磁体以朝向径向外侧凸出的方式设置。因此，转子铁芯的位于磁体收容孔的径向外侧的部分变小。因此，能够减少对于离心力的应力集中系数，增加其机械强度。
手段E8的磁体单元在手段E7中，其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体分别具有直线且平行的磁体磁路。
在所述结构中，作为第一磁体和第二磁体，使用比较廉价的平行各向异性磁体，并且能够实现期望的效果。
手段E9的磁体单元在手段E7或E8中，其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体的横截面均为等腰梯形，并且底边和腰的尺寸相同，而且磁体磁路的方向相同。
根据所述结构，作为第一磁体和第二磁体，能够使用相同尺寸和相同形状的磁体，且能够实现期望的效果。
第一磁体和第二磁体以一对底边中较长的底边位于电枢绕组一侧的朝向配置。
手段E10的磁体单元在手段E1至E9的任一项中，其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体的横截面为彼此相同的形状，并且具有以非垂直的角度相交的两个面作为相邻的两个面，使组装的方向彼此翻转地组装在所述保持构件。
根据所述结构，作为第一磁体和第二磁体，都能够使用相同形状的磁体，能够削减制作成本和工序。
例如，通过使易磁化轴的方向相同，并且使磁化的方向相反，能够制作第一磁体以及第二磁体。
手段E11的旋转电机驱动***包括：具有手段E1至E10中任一项记载的磁体单元的旋转电机；电力调节部，所述电力调节部设置在所述电枢绕组与直流电源之间，通过在所述电枢绕组的每个相设置的开关的接通断开，来调节所述电枢绕组的通电电流；以及控制部，所述控制部控制所述开关的接通断开，其特征在于，在直流电源与所述电力调节部之间设置能够控制所述电力调节部中的输入电压的电压转换部，所述控制部通过矩形波电压控制，来控制各所述绕组部的通电电流。
根据所述结构，控制从直流电源侧对电力调节部施加的电压、即电力调节部的输入电压，根据该输入电压来控制针对电枢绕组的电力。在这种情况下，在相对于规定的载波频率电感变低的旋转电机中，能够抑制电流变化，抑制控制的发散。在低电感的旋转电机中，在通过规定的载波频率实施通电控制的情况下，控制有可能会发散，但是能够抑制控制的发散。
另外，通过矩形波电压控制来控制各绕组部的通电电流，由此能够大幅地减少电力调节部中的开关次数，即使电枢绕组的电感较小也能够抑制电流波动的产生。在这种情况下，通过由电压转换部控制的输入电压，调节向电枢绕组的通电电流。另外，电压转换部一般容易实施超过15kHz的高频下的PWM控制，不需要特别的技术难度，就能够进行低噪音的电力控制。
矩形波电压控制例如是120度矩形波电压控制，但不限于此，矩形波的导通宽度除了120度以外，还可以是180度以下且120度以上的任意导通宽度。
手段E12的旋转电机驱动***在手段E11中，其特征在于，所述控制部具有：第一通电控制部，所述第一通电控制部基于所述电力调节部中的指令电压以及载波生成PWM信号，并通过该PWM信号使所述电力调节部的各所述开关接通断开，来控制各所述绕组部的通电电流；以及第二通电控制部，所述第二通电控制部基于将电角度和开关操作信号建立了关系的模式信息来生成开关操作信号，并通过该开关操作信号使所述电力调节部的各所述开关接通断开，来控制各所述绕组部的通电电流。
本驱动***中的旋转电机由于低电感特性，在低载波频率的***中，控制可能会变得困难。然而，可以认为，通过使用上述的低电感的结构，高惯性的益处很大。针对这点，根据本手段的结构，除了通过PWM控制(例如，电流反馈控制)驱动旋转电机之外，还能够通过预先设定的模式信息驱动旋转电机，因此，能够根据状况进行适当的驱动方式的切换。例如，在不能适当进行电流检测而使PWM控制困难的状况下，最好进行基于模式信息的驱动。由此，在各种驱动***中，能够任意设定其驱动范围。
手段F1的磁体的制造方法具有：取向工序，在将填充有磁体粉末的磁体制作模具设置在磁场中的状态下，使易磁化轴一致来进行取向；烧结工序，在所述取向工序之后进行磁体的烧结；以及磁化工序，在所述烧结工序之后对所述磁体进行磁化，其特征在于，在所述取向工序中，通过磁场产生装置(311至313、321)以描绘圆弧的方向生成取向磁场，通过该取向磁场进行取向。
根据所述制造方法，在取向工序中，通过由磁场产生装置生成的圆弧状的取向磁场进行取向。由此，能够通过取向技术适当地制作磁体(例如图52所示的磁体404、图64的(a)、(b)所示的磁体440、450)，该磁体具有长度比彼此相对的一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路。例如，可以使用图56、图58所示的取向装置进行取向。
手段F2的磁体的制造方法在手段F1中，其特征在于，所述磁场产生装置具有：同轴地配置在彼此分离的位置，并且以彼此不同的极性生成反向磁场的一对线圈；以及在所述一对线圈之间配置在从该一对线圈的中心轴向外侧远离的位置处的取向轭，在所述取向工序中，使由所述一对线圈生成的所述反向磁场彼此排斥而朝向径向外侧，并且将该磁场集中在所述取向轭而生成圆弧状的所述取向磁场，通过该取向磁场进行取向。
根据所述制造方法，通过使极性彼此相反的磁场排斥，并且使磁场集中在取向轭，能够适当地生成圆弧状的取向磁场。由此，能够使易磁化轴适当地对准期望的朝向。
在本手段中，如图56所示，例如，最好使用两个产生磁场用的线圈311、312产生彼此不同极性且相反方向的磁场，并且将彼此排斥的磁场吸引到在各线圈311、312之间以圆形形状配置的铁芯313(取向轭)，从而生成取向磁场。在这种情况下，只要在线圈311、312的外侧设置磁体制作模具(取向对象的磁体)即可，无需使线圈311、312大型化。因此，能够实现设备的小型化。
手段F3的磁体的制造方法在手段F1中，其特征在于，所述磁场产生装置具有导体，在所述取向工序中，通过对所述导体通电而产生围绕导体周围的圆弧状的所述取向磁场，通过该取向磁场进行取向。
根据所述制造方法，利用围绕导体周围的磁场，能够适当地生成圆弧状的取向磁场。由此，能够使易磁化轴适当地对准期望的朝向。
手段F4的磁体的制造方法是在手段F1至F3的任一项中，是具有长度比彼此相对且成为磁通的流入流出面的一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路的磁体的制造方法，其特征在于，在所述取向工序中，设置所述磁体制作模具，使得形成所述一对作用面的所述磁体的外表面与所述取向磁场倾斜相交，在该状态下，通过所述取向磁场进行取向。
根据所述制造方法，通过以形成有一对作用面的磁体外表面成为相对于取向磁场倾斜相交的朝向的方式设定磁体制作模具的朝向，能够通过取向技术适当地制作具有长度比一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路的磁体(例如图52所示的磁体404、图64的(a)、(b)所示的磁体440、450)。
手段G1的磁体的制造方法具有：取向工序，在填充有磁体粉末的磁体制作模具设置在磁场中的状态下，使易磁化轴一致来进行取向；烧结工序，在所述取向工序之后进行磁体的烧结；以及磁化工序，在所述烧结工序之后对所述磁体进行磁化，其特征在于，在所述取向工序中，在相对于成为所述磁体的外表面的任意表面倾斜的方向上施加取向磁场来进行取向。
根据所述制造方法，通过设定磁体制作模具相对于取向磁场的方向的朝向(磁体的方向)，在磁体中，能够以相对于成为磁通的流入流出面的作用面倾斜的方向(即不垂直于作用面的方向)施加取向方向。由此，能够通过取向技术适当地制作具有长度比彼此相对的一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路的磁体(例如图49所示的磁体400)。在这种情况下，能够以90％以上的取向率稳定地得到磁体。通过提高取向率，能够消除材料特性丧失或抗退磁力不足、磁力不足等问题。例如，最好使用图54所示的取向装置进行取向。
手段G2的磁体的制造方法，其特征在于，在所述取向工序中，通过对取向线圈通电来在该取向线圈内生成所述取向磁场，并且在所述取向线圈内设置所述磁体制作模具来进行取向。
根据所述制造方法，能够在取向线圈内以直线且平行的朝向生成取向磁场，通过该取向磁场，能够在磁体中以直线且平行的朝向使易磁化轴一致，即能够适当地进行所谓的平行取向。
手段G3的磁体的制造方法是在手段G1或G2中，是具有长度比彼此相对且成为磁通的流入流出面的一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路的磁体的制造方法，其特征在于，在所述取向工序中，设置所述磁体制作模具，使得形成所述一对作用面的所述磁体的外表面与所述取向磁场倾斜相交，在该状态下，通过所述取向磁场进行取向。
根据所述制造方法，通过以形成有一对作用面的磁体外表面成为相对于取向磁场倾斜相交的朝向的方式设定磁体制作模具的朝向，能够通过取向技术适当地制作具有长度比一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路的磁体(例如图49所示的磁体400)。
手段G4的磁体的制造方法在手段G3中，其特征在于，所述磁体制作模具具有相对于所述取向磁场倾斜的第一壁和相对于所述取向磁场平行的第二壁，作为划分其内部空间的内壁。
在磁体制作模具中，作为划分其内部空间的内壁，设置有相对于取向磁场倾斜的第一壁和相对于取向磁场平行的第二壁，由此，能够适当地形成长度比磁体的一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路，并且能够在取向工序的阶段适当地消除磁体磁路局部变短的部位。
即，例如在横截面呈矩形的磁体的情况下，如果以相对于一对作用面倾斜的朝向进行取向，则能够形成磁体磁路长的部分和短的部分，可以认为磁体磁路短的部分的抗退磁性变弱。在这点上，根据所述制造方法，能够在取向工序中的模具成形的阶段消除磁体中磁体磁路变短的部分，能够实现磁体材料的削减和切削工序的削减等。附图说明
参照附图和以下详细的记述，可以更明确本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是旋转电机的纵剖图。
图2是旋转电机的转子和定子的横剖图。
图3是示出了旋转电机的转子和定子的局部俯视图。
图4是示出了转子铁芯的局部俯视图。
图5是用于说明磁体的反磁场的影响的图。
图6是用于说明磁体的磁通的相互干涉的影响的图。
图7是示出了第一实施方式的变形例1的转子的局部俯视图。
图8是示出了第一实施方式的变形例2的转子的局部俯视图。
图9是示出了第一实施方式的变形例3的转子的局部俯视图。
图10是示出了第一实施方式的变形例4的转子的局部俯视图。
图11是示出了第一实施方式的变形例5的转子的局部俯视图。
图12是示出了第一实施方式的变形例6的转子的局部俯视图。
图13是示出了第一实施方式的变形例7的转子的局部俯视图。
图14是示出了第二实施方式的转子的局部俯视图。
图15是用于说明通过磁场取向进行磁体的磁化的方法的说明图。
图16是示出了第二实施方式的变形例1的转子的局部俯视图。
图17是示出了第二实施方式的变形例2的转子的局部俯视图。
图18是示出了第二实施方式的变形例3的转子的局部俯视图。
图19是示出了第二实施方式的变形例4的转子的局部俯视图。
图20是示出了第三实施方式的转子的局部俯视图。
图21是用于说明通过磁场取向进行磁体磁化的方法的说明图。
图22是用于说明通过磁场取向进行磁体磁化的方法的说明图。
图23是示出了第四实施方式的转子的局部俯视图。
图24是示出了第四实施方式的变形例1的转子的局部俯视图。
图25是示出了第四实施方式的变形例2的转子的局部俯视图。
图26是示出了第四实施方式的变形例3的转子的局部俯视图。
图27是示出了第四实施方式的变形例4的转子的局部俯视图。
图28是详细示出了磁体的磁化方向的图。
图29是示出了第四实施方式的变形例5的转子的局部俯视图。
图30是示出了第四实施方式的变形例6的转子的局部俯视图。
图31是示出了第四实施方式的变形例7的转子的局部俯视图。
图32是示出了第四实施方式的变形例8的转子的局部俯视图。
图33是示出了第四实施方式的变形例9的转子的局部俯视图。
图34是示出了磁体的结构的图。
图35是示出了第四实施方式的变形例10的转子的局部俯视图。
图36是示出了第四实施方式的变形例10的转子的局部俯视图。
图37是示出了第四实施方式的变形例10的转子的局部俯视图。
图38是示出了第五实施方式的转子的局部俯视图。
图39是用于说明通过磁场取向进行磁体磁化的方法的说明图。
图40是示出了第五实施方式的变形例的转子的局部俯视图。
图41是示出了其他方式的转子的局部俯视图。
图42是示出了其他方式的转子的局部俯视图。
图43是示出了其他方式的转子的局部俯视图。
图44是示出了其他方式的转子的局部俯视图。
图45是第六实施方式的旋转电机的纵剖图。
图46是示出了将轴压入转子铁芯的状态的图。
图47(a)是示出了定子中的定子绕组的结构的图，图47(b)是示出了导线的结构的剖视图。
图48是示出了转子的结构的局部俯视图。
图49是磁体的横剖图。
图50是用于说明磁体的取向方向的图。
图51是示出了磁体磁路的长度与磁导系数的关系的图。
图52是示出了磁体的另一结构的横剖图。
图53是示出了转子结构的局部俯视图。
图54是用于说明磁体的取向工序的图。
图55是示出了模具和其内部的磁体的剖视图。
图56是用于说明磁体的取向工序的图。
图57是具体示出了对于磁体的取向朝向的图。
图58是用于说明磁体的取向工序的图。
图59是示出了第七实施方式的转子的结构的局部俯视图。
图60是详细示出了磁体的取向方向的图。
图61是示出了第八实施方式的转子的结构的局部俯视图。
图62是示出了第九实施方式的转子的结构的局部俯视图。
图63是示出了改变了磁体的一部分的结构的图。
图64是示出了第十实施方式的磁体的结构的横剖图。
图65是用于补充说明磁体的取向方向的图。
图66是示出了第十一实施方式的磁化装置的示意结构的图。
图67是示出了第十一实施方式的磁化装置的示意结构的图。
图68是示出了第十二实施方式的转子的结构的局部俯视图。
图69是d轴和q轴的电压矢量图。
图70是示出了产生与d轴正交的旋转磁场的状态的图。
图71是示出了产生与q轴正交的旋转磁场的状态的图。
图72是d轴和q轴的电压矢量图。
图73是示出了旋转电机驱动***的概要的图。
图74是示出了控制各相的通电电流的控制处理的框图。
图75是示出了总转矩、磁体转矩、磁阻转矩的相位变化的图。
图76是示出了由磁体产生的转子的表面磁通密度波形的图。
图77是示出了转子的结构的局部俯视图。
图78是示出了第十四实施方式的磁体的结构的横剖图。
图79是用于说明第十四实施方式的变形例的图。
图80是示出了第十五实施方式的磁体的结构的横剖图。
图81是用于说明多层配置磁体的结构的图。
图82是用于说明多层配置磁体的结构的图。
图83是用于说明另一例的取向工序的图。
图84是示出了对旋转电机驱动***施加电压控制的结构的图。
图85是示出了各相的120度矩形波通电的图。
图86是用于说明d轴附近的磁通方向的图。
图87是示出了在不适用弱磁通控制的通常电动机动作时的磁通的通道的图。
图88是示出了弱磁通控制时的磁通的通道的图。
图89是埋入磁体型转子的等效磁路图。
图90是用于说明q轴周围的磁阻的图。
图91是示出了表面磁体型的转子的结构的图。
图92是示出了表面磁体型的转子和定子的结构的图。
具体实施方式
以下，基于附图对实施方式进行说明。在本实施方式中，将作为电动机的旋转电机具体化，该旋转电机例如被用作车辆动力源。但是，旋转电机能作为产业用、车辆用、家电用、OA设备用、游戏机用等广泛使用。另外，在以下各实施方式中，对彼此相同或等同的部分在附图中用相同的符号标注，并且对于相同符号的部分援引其他说明。
(第一实施方式)
本实施方式的旋转电机1是作为车辆用电动机使用的内转子式(内转式)埋入磁体型旋转电机(IPM电动机)，参照图1和图2说明其概要。图1是旋转电机1的在沿旋转轴2的方向上的纵剖图，图2是转子10和定子30的在与旋转轴2正交的方向上的横剖图。在以下的记载中，将旋转轴2的延伸方向作为轴向，将以旋转轴2为中心放射状地延伸的方向作为径向，将以旋转轴2为中心圆周状地延伸的方向作为周向。
旋转电机1包括：转子10，所述转子10固定于旋转轴2；圆环状的定子30，所述定子30设置于将转子10包围的位置；以及壳体4，所述壳体4***述转子10和定子30。转子10和定子30同轴地配置。转子10与定子30的径向内侧相对配置，在定子30的内周面与转子10的外周面之间形成有规定的气隙。壳体4具有有底筒状的一对壳体构件4a、4b，壳体构件4a、4b在开口部彼此接合的状态下通过螺栓5紧固而一体化。在壳体4设置有轴承6、7，旋转轴2和转子10被该轴承6、7支承成旋转自如。
如图2所示，转子10具有内周面固定于旋转轴2的中空圆筒状的转子铁芯11。在转子铁芯11中形成有沿周向排列的多个磁体收容孔12，并且在各磁体收容孔12中分别埋设有多个磁体13(永磁体)。其详细情况将在后面说明。
定子30具有层叠多个电磁钢板而成的大致圆筒状的定子铁芯31。在定子铁芯31上设置有沿轴向贯通且在周向上等间隔排列的多个槽32。在槽32中例如卷绕有三相的定子绕组33。在本实施方式中，四十八个槽32以与转子10的磁极数对应地收容三相的定子绕组33的方式，在周向上等间隔地配置。
接着，参照图3和图4详细说明转子铁芯11的磁体收容孔12和磁体13。此外，在图3以及图4中示出了旋转电机1的多个磁极(例如全部八极)中的一个极。
转子铁芯11通过层叠多个电磁钢板而形成为大致圆筒状，在其中央部形成有贯通孔14。通过将旋转轴2嵌合在贯通孔14内，从而将转子铁芯11固定在旋转轴2上。另外，转子铁芯11的多个电磁钢板使用铆接、焊接等固定手段在轴向上固定。如图3所示，转子铁芯11具有d轴和q轴，其固定手段最好设置在与转子铁芯11的q轴磁路接触的部分。另外，作为转子10与旋转轴2的固定手段，例如能够使用利用粘接剂进行的固定、利用键以及键槽或者花键等凹凸构造进行的固定、以及利用压入进行的固定等。另外，d轴表示磁动势(磁通)的中心轴，q轴表示与该d轴磁正交的轴。换言之，在q轴中，一般N极和S极的磁通都不具有。
另外，在贯通孔14的内周面14b中位于d轴上的位置，形成有向径向内侧突出并与旋转轴2的外周面抵接的凸部14a。凸部14a的形状可以是矩形或梯形、三角形等中的任意一种，只要是在贯通孔14的内周面14b上包括沿周向形成的凸部14a及该凸部14a之间的凹部，通过凸部14a局部地与旋转轴2的外周面抵接的结构即可。另外，也可以代替在贯通孔14的内周面设置凸部14a，而采用在旋转轴2的外周面设置凸部的结构。
在转子铁芯11中，在与定子30的内周面相对的外周面的附近，沿周向隔着规定距离地设置有沿轴向贯通的多个(在本实施方式中为16个)磁体收容孔12。各磁体收容孔12形成为两个成对的孔，并且通过一对磁体收容孔12而形成为大致V字状，使得磁体收容孔12彼此的相对间距离随着朝向径向外侧而增大。此外，就各磁体收容孔12与定子30之间的分离距离而言，各磁体收容孔12设置成使得与定子30之间的分离距离随着朝向d轴而增大。一对磁体收容孔12具有d轴(磁极中心轴)是对称轴的对称形状。在本实施方式中，在转子铁芯11上沿周向等间隔地设置有总计八对磁体收容孔12。
在本实施方式中，在一对磁体收容孔12中，通过分别组合多个磁体13而成的磁体组件(以下，也称为磁体组件13)形成一个磁极。在这种情况下，通过八对磁体组件13，在周向上形成极***替不同的多个磁极(在本实施方式中为八极)。形成一个磁极的一对磁体13以相对于d轴线对称的状态配置。
下面将更详细地说明磁体收容孔12的形状。图4示出了在磁体收容孔12中未收容磁体组件13的状态下的转子铁芯11。在图4中，在一对磁体收容孔12之间沿径向延伸的轴是d轴，并且在一对磁体收容孔12的两个外侧处与d轴磁正交并且沿径向延伸的轴是q轴。
如图4所示，磁体收容孔12包括：第一孔部12a，所述第一孔部12a接近转子铁芯11外周面，并且更接近q轴；第二孔部12b，所述第二孔部12b比该第一孔部12a分别更接近转子铁芯11内表面及d轴；以及第三孔部12c，所述第三孔部12c连接该第一孔部12a和第二孔部12b。第一孔部12a设置成沿转子铁芯11的外周面延伸，第二孔部12b设置成沿d轴延伸。另外，第三孔部12c设置成直线地连接第一孔部12a和第二孔部12b。
各第一孔部12a、第二孔部12b和第三孔部12c具有与转子铁芯11的轴向正交的横截面为大致长方形的形状，关于该长方形的横截面的长边方向的长度，第三孔部12c最长。另外，在下文中，只要没有特别限定，术语“磁体和磁体收容孔的长边方向”指的是所述横截面的长边方向(长度方向)。
如图4所示，在一对磁体收容孔12中，第二孔部12b彼此夹着d轴接近，在其中间部分形成有沿径向延伸的中央桥15。通过将中央桥15形成为宽度较窄，在d轴上产生磁通饱和，阻碍磁回路的形成。因此，能够减少经由中央桥15产生的漏磁通的量。
此外，在磁体收容孔12的第一孔部12a中，其径向外壁面接近转子铁芯11的外周面，并且外侧桥16形成在第一孔部12a与转子铁芯11的外周面之间。
如图3所示，在各磁体收容孔12中，作为磁体组件13，在第三孔部12c配置主磁体21，并且在第一孔部12a和第二孔部12b分别配置辅助磁体22、23。即，在各磁体收容孔12中，辅助磁体22、23分别配置在主磁体21的长边方向的两端侧。主磁体21的与转子铁芯11的轴向正交的横截面形状呈四边形，具有相对的磁通作用面(主面)21a、21b，磁通作用面21a比磁通作用面21b更接近定子30。另外，磁通作用面是指磁通的流入及流出面。
主磁体21的磁体内部的易磁化轴或磁化方向、即作为磁体磁路的内部磁力线的方向相对于d轴倾斜，并且该方向确定为与比磁体容置孔12更接近定子30侧和定子相反侧中的定子30侧相交。主磁体21相当于第一磁体部。
在此，在各实施方式中，磁体在其对象体的易磁化轴被取向后，在规定的磁化方向对对象体进行磁化，结果磁化后的对象体(即磁体)的磁通朝向的方向是指各实施方式中的磁化方向。
另外，在各实施方式中，磁体中的磁路(磁力线)的朝向表示磁通朝向的方向，也能够利用探针等进行测量，另外也能够通过计算来算出。
另外，主磁体21具有在长边方向上彼此相对的第一端部21c以及第二端部21d，第一端部和第二端部21c、21d分别接近q轴以及d轴。
辅助磁体22、23分别配置在第一孔部12a及第二孔部12b中，由此，以分别与主磁体21的第一端部21c及第二端部21d抵接或接近的状态设置。在辅助磁体22、23中，磁体内部的易磁化轴(用箭头表示)分别确定为与主磁体21的易磁化轴相交的方向。辅助磁体22、23相当于第二磁体部。主磁体21以及辅助磁体22、23例如是烧结钕磁体等稀土类磁体。
优选地，各磁体21至23分别配置为与磁体收容孔12的内壁面接触的状态，但是考虑到磁体21至23与转子铁芯11之间的线性膨胀系数的差异，可以特意地设置微小间隙。另外，也可以是在各磁体21至23与磁体收容孔12的内壁面之间填充树脂材料或粘接剂等来固定各磁体21至23的结构。通过利用树脂材料或粘接剂等固定各磁体21至23，能够抑制由微振动引起的噪音等。另外，能够抑制定子30相对于转子10的通电相位的偏差。
主磁体21是各磁体21至23中最大的、根据每个磁极的极性设置的主要的磁体，横截面的形状呈长方形。
如上所述，构成一个磁极(例如图3中的N极)的一对主磁体21(例如图3中的N极)配置为，各自的易磁化轴朝向对应的d轴且相对于d轴倾斜。
特别地，各主磁体21具有易磁化轴、即在该主磁体21中容易被磁化的晶体取向，该易磁化轴为与该主磁体21的第一磁通作用面21a以及第二磁通作用面21b正交的方向(换言之，与第一端部21c以及第二端部21d的端面平行的方向)，在收容于磁体收容孔12的状态下，易磁化轴相对于d轴倾斜。在图1、图3中示出了N极的磁极，一对主磁体21的易磁化轴为接近d轴且朝向转子铁芯11的外周侧的方向。图3中示出了N极的磁极，一对主磁体21的易磁化轴为接近d轴且朝向转子铁芯11的外周侧的方向。
另外，在各实施方式中，在考虑(例如测量)磁体中的易磁化轴、磁路的长度以及方向的情况下，在该磁体的周围没有会产生比该磁体的矫顽力大的磁场的磁通产生单元(例如通电的电枢绕组)的状态下，考虑易磁化轴、磁路的长度以及方向。
另外，磁体的易磁化轴的方向是表示易磁化轴的方向对准的程度的取向率在50％以上的方向、或者是该磁体的取向平均的方向。
在此，磁体的取向率是指，例如在某个磁体中，易磁化轴有六个，其中的五个朝向相同的第一方向，剩余的一个朝向相对于第一方向倾斜了90度的第二方向的情况下，取向率为5/6。此外，在剩余的一个朝向相对于第一方向倾斜45度的第三方向的情况下，由于是cos45°＝0.707，因此，取向率将变为(5+0.707)/6。
另外，在某个磁体中，有时也将所有的易磁化轴(磁路)的取向方向中的平均的方向、或者最多数量的方向(所述取向率为50％以上的方向)记载为该磁体中的一个代表性的易磁化轴(磁路)方向。
主磁体21中对于在横截面中形成长边部的磁通作用面21a、21b的取向率高，取向方向设定为与该磁通作用面21a、21b垂直的方向。不过，主磁体21只要在与磁通作用面21a、21b垂直的方向上有少量的取向成分，就能使磁通在垂直方向上流出，从而发挥其功能。
辅助磁体22、23设置在磁体收容孔12中没有设置主磁体21的空间中，并且设置成分别与主磁体21的长边方向的第一端部21c和第二端部21d的两端面抵接或接近。在辅助磁体22、23中，其易磁化轴与主磁体21不同，易磁化轴(磁化方向、取向方向)确定为相对于主磁体21的长边方向的第一端部和第二端部21c、21d的端面相交的方向。在图1的结构中，辅助磁体22、23的易磁化轴成为朝向主磁体21的第一端部21c和第二端部21d的端面的方向，通过该方向确定易磁化轴。
在主磁体21的第一端部21c中，主磁体21的易磁化轴与辅助磁体22的易磁化轴所成的角度、即由主磁体21的磁体磁路的行进方向与辅助磁体22的磁体磁路的行进方向形成的角度是锐角(不足90度)。另外，在主磁体21的第二端部21d中，主磁体21的易磁化轴与辅助磁体23的易磁化轴所成的角度、即由主磁体21的磁体磁路的行进方向与辅助磁体23的磁体磁路的行进方向形成的角度是锐角(不足90度)。
在本实施方式中，通过在主磁体21的长边方向的两端侧分别设置辅助磁体22、23，在由辅助磁体22、23支承的状态下确定主磁体21的位置。因此，不需要在包围磁体收容孔12的周围壁上设置固定主磁体21的定位突起，可以省略考虑转子铁芯11侧的定位突起与主磁体21的线膨胀率的差异而进行的结构设计。
在此，在如上所述的转子铁芯11中，磁体收容孔12的第一孔部12a的径向外侧壁面接近转子铁芯11的外周面，并且外侧桥16形成在第一孔部12a与转子铁芯11的外周面之间。在这种情况下，通过将外侧桥16形成为宽度较窄，在转子铁芯11的外周面附近，抑制了辅助磁体22引起的磁通的自短路。
在本实施方式中，除了主磁体21之外，还使用辅助磁体22、23来作为配置在磁体收容孔12中的磁体组件13，由此能够在主磁体21的长边方向的两端、即第一端部21c和第二端部21d处实现抗退磁能力的提高。即，通过辅助磁体22、23，由于在磁体收容孔12内磁体磁路以伪方式延伸，由此磁体磁导增加，对于反磁场等的反向磁场的阻力增强。以下，对该点进行详细说明。在此，作为比较例，在图5(a)、(b)以及图6中示出了一般的磁体V字配置的转子，并且说明本实施方式的转子10的特征点。在图5(a)、(b)以及图6所示的转子中，在转子铁芯201上，夹着d轴的两侧呈对称形状的长方形的磁体收容孔202形成为V字状，在该磁体收容孔202内，以易磁化轴相对于d轴倾斜的朝向配置有一对永磁体203。
图5(a)、(b)表示伴随定子绕组的导体204的通电，在转子铁芯201的外周面产生作为反磁场的定子的旋转磁场的状态。更具体而言，图5(a)表示q轴上的导体204被通电的状态，图5(b)表示d轴上的导体204被通电的状态，在这些各状态下，如图所示，定子的旋转磁场作为反磁场发挥功能。在这种情况下，有可能会因该反磁场而在永磁体203的q轴侧端部的角部P1产生退磁。
对于这种不良情况，设置成与主磁体21的第一端部21c接近或抵接的辅助磁体22发挥以下的作用。如图3所示，辅助磁体22的易磁化轴为比主磁体21更与q轴正交的方向，通过辅助磁体22的磁通来增强主磁体21的q轴侧端部的磁通。在这种情况下，从辅助磁体22送入与来自定子30侧的反磁通对抗的磁通，实现q轴附近的抗退磁力的提高。
另外，辅助磁体22与主磁体21的第一端部21c的端面相对设置，朝向主磁体21的第一端部21c的端面的磁体磁路中的、通过接近定子30侧的角部P1的磁体磁路的磁路长度比其他部位的磁体磁路长度长。由此，能够适当地抑制在主磁体21的第一端部21c处退磁的可能性最高的角部P1处的退磁。但是，也可以是辅助磁体22的磁路长度在任何部位都为相同长度的结构。
另外，如图6所示，在各永磁体203中，易磁化轴相对于d轴倾斜，并且其延长方向为与d轴相交的方向。因此，在N磁极中，图的左右永磁体203的磁通相互朝向d轴侧，由于该各磁通相互干涉，可能会相互地产生退磁。更详细而言，在左右永磁体203的磁通中，包括与d轴正交的磁通矢量V1和与d轴平行的磁通矢量V2，其中，由于与d轴正交的磁通矢量V1的相互干涉，有可能在永磁体203的d轴侧端部的角部P2产生退磁。
对于这种不良情况，设置于主磁体21的d轴侧端部侧的辅助磁体23发挥以下的作用。如图3所示，辅助磁体23的易磁化轴为与d轴平行的朝向，通过辅助磁体23的磁通来增强主磁体21的第二端部21d的磁通。在这种情况下，从辅助磁体23送入补充左右一对主磁体21的相对磁通量的磁通，实现d轴附近的抗退磁力的提高。
另外，在设计旋转电机1的转矩时，通过将磁体的有效磁通密度乘以磁体的磁通流出面的表面积来计算磁体磁力。此外，由于在与d轴垂直的方向上的磁力根据磁体磁力和相对于d轴的倾斜角度确定，因此，当磁体收容孔12的V字角度越小时、即主磁体21的长边方向相对于d轴的倾斜角度越小时，辅助磁体23的效力被最大限度地发挥。
另外，辅助磁体23与主磁体21的第二端部21d的端面相对设置，朝向主磁体21的第二端部21d的端面的磁体磁路中的、通过成为接近定子30侧的角部P2的磁体磁路的磁路长度比其他部位的磁体磁路长度长。由此，能够适当地抑制在主磁体21的d轴侧端部处退磁的可能性高的角部P2处的退磁。但是，也可以是辅助磁体23的磁路长度在任何部位都为相同长度的结构。
此外，在现有技术中，在磁体收容孔12中未设置主磁体21的空间为空隙，或者在该空间中***配置有磁性比转子铁芯11低的固定粘接剂等、或者非磁性体，成为所谓的死区。在这点上，在本实施方式中，通过在此前成为死区的部分配置辅助磁体22、23，能够不导致体积的增加而进行如上所述的磁通增强。
尽管省略了图示，但在形成S极的磁体组件13中，主磁体21和辅助磁体22、23的易磁化轴与N极的磁体组件13中的主磁体21和辅助磁体22、23的易磁化轴为相反方向。
在磁体收容孔12中未配置磁体组件13的部分作为抑制转子10内的磁体磁通的自短路的磁通屏障发挥功能。在图3的结构中，在磁体收容孔12的第一孔部12a中，在辅助磁体22的外周侧设置有外侧磁通屏障24。根据外侧磁通屏障24，能够抑制在转子铁芯11的外周面侧(即与定子30的相对面侧)的辅助磁体22的端部附近产生的磁通的自短路。另外，能够抑制辅助磁体22的来自定子30的反磁场而引起的退磁。外侧磁通屏障24可以为空隙，或者收容有非磁性体。
另外，在磁体收容孔12的第二孔部12b，在辅助磁体23的d轴侧设置有内侧磁通屏障25。即，磁体收容孔12的第二孔部12b相当于d轴侧扩张部分，在该第二孔部12b设置有辅助磁体23，并且在比该辅助磁体23更靠d轴侧设置有内侧磁通屏障25。根据内侧磁通屏障25，在夹着d轴配置于两侧的辅助磁体22、23中，能够抑制与d轴正交的方向的磁通。另外，d轴上的电感降低，能够适当地产生磁阻转矩。内侧磁通屏障25可以为空隙，或者收容有非磁性体。
认为各辅助磁体22、23基本上可以退磁。这是因为在磁体组件13中，主磁体21的与转子铁芯11的接触面承担主要的磁通流出，辅助磁体22、23承担提高其磁导的作用。因此，在本实施方式中，作为辅助磁体22、23，选定比主磁体21的剩余磁通密度Br高、内禀矫顽力iHc更小的组成的钕磁体。当然，也可以选定钕磁体和铁氧体磁体等不同材料的组合。
作为矫顽力比钕磁体小的磁体，按照矫顽力从大到小的顺序，可以列举钐磁体、铁氧体磁体、FCC磁体以及铝镍钴磁体等。即，在选定钐磁体作为主磁体21的情况下，即使将铁氧体磁体等作为辅助磁体22、23，也可充分得到本实施方式中期望的效果。
此外，在现有技术中，对于施加大的反磁场的部位，采用实施了加厚磁体厚度、或为了提高矫顽力而增加重稀土类的含量、或进行了微细化的磁体，由此能够避免退磁。与此相对，在本实施方式的旋转电机1中，由于能够使反磁场大致减半，因此，能够完全不使用重稀土类。因此，例如通过在当前的车辆用制品中不使用贵重的重稀土类，能够增加磁通密度高的钕的成分比例，在与以往相同的磁体量下，能够实现三成以上的转矩上升，并且能够实现成本维持或成本降低。
根据以上详细描述的本实施方式，能够得到以下的优异效果。
作为转子10的磁体组件13，构成为除了产生与极性对应的磁通的主磁体21之外，在与主磁体21的第一端部21c(即磁极边界侧的端部)接近或抵接的位置，设置磁体内部的易磁化轴为与主磁体21的易磁化轴相交的方向的辅助磁体22。在这种情况下，可以通过辅助磁体22来增强主磁体21的第一端部21c的磁通。因此，能够提高对于来自定子30侧的反磁场的抗退磁能力，能够适当地抑制作为磁极磁体的主磁体21的退磁。
另外，由于构成为在与主磁体21(一对磁体)的第二端部21d抵接或者接近的位置设置易磁化轴为与主磁体21的易磁化轴相交的方向的辅助磁体23，因此，能够增强主磁体21的d轴侧端部的磁通。即，通过在d轴附近提高对于磁通的相互干涉的抗退磁能力，能够适当地抑制主磁体21的退磁。
认为在主磁体21的第一端部21c，在与q轴相对的端面中，在成为接近定子30侧的角部P1处退磁的可能性变高。在这点上，辅助磁体22与主磁体21的第一端部21c的端面相对设置，在主磁体21的第一端部21c的端面通过角部P1的磁体磁路长度比其他部位的磁体磁路长度长。即，将角部P1作为磁通增强点，并且通过辅助磁体22进行对于该磁通增强点的磁通强化。由此，能够适当地抑制主磁体21的第一端部21c处的退磁。
另外，在主磁体21的第二端部21d，在与d轴相对的端面中，在成为接近定子30侧的角部P2处退磁的可能性变高。在这点上，辅助磁体23与主磁体21的第二端部21d的端面相对设置，在主磁体21的第二端部21d的端面通过角部P2的磁体磁路长度比其他部位的磁体磁路长度长。即，将角部P2作为磁通增强点，并且通过辅助磁体23进行对于该磁通增强点的磁通强化。由此，能够适当地抑制主磁体21的第二端部21d处的退磁。
由于构成为在磁体收容孔12的第二孔部12b(d轴侧扩张部分)设置辅助磁体23和内侧磁通屏障25，因此，能够将主磁体21的d轴侧端部处的辅助磁体23的磁体量削减到需要的最小限度，并且能够得到期望的效果。
由此，能够实现成本降低。
辅助磁体22、23构成为具有比主磁体21的内禀矫顽力iHc小的内禀矫顽力iHc。由此，作为辅助磁体22、23使用廉价的磁体，同时可以实现期望的主磁体21的磁通增强。
另外，主磁体21构成为具有比辅助磁体22、23的内禀矫顽力iHc小的内禀矫顽力iHc。在这种情况下，作为主磁体21使用廉价的磁体，能够降低磁体成本。磁体磁通的大半由主磁体21的表面积确定，因此，在成本方面优选本结构。
在辅助磁体22、23的内禀矫顽力比主磁体21大的结构中，提高了对退磁的阻力。因此，在转子10暴露于来自定子30侧的强的反磁场的情况下，能够实现适当的结构。
另外，主磁体21两端的辅助磁体22、23也可以是内禀矫顽力彼此不同的结构。在这种情况下，即使在主磁体21的d轴侧端部以及q轴侧端部反磁场的影响程度彼此不同，也能够根据该反磁场的影响程度适当设定辅助磁体22、23。
在转子铁芯11的贯通孔14的内周面中的位于d轴上的位置，形成有向径向内侧突出并与旋转轴40的外周面抵接的凸部14a。由此，在将转子铁芯11组装于旋转轴40的状态下，能够由磁体组件13承受从转子铁芯11的贯通孔14的内周面向径向外侧传递的应力。由此，能够抑制磁体组件13的位置偏移，能够抑制磁体组件13的磁特性意外变化等不良情况。
以下，对改变了第一实施方式的转子10的一部分的变形例进行说明。在此，以与图1所示的结构的不同点为中心，对各变形例进行说明。另外，在以下用于说明转子10的各附图中，省略了转子10以外的结构的图示，但均与上述相同，转子10相对于定子30在径向内侧相对配置。
(变形例1)
在图7所示的变形例1的转子10中，构成为在主磁体21的第一端部21c和第二端部21d中，辅助磁体22仅设置在第一端部21c中。例如，在左右一对主磁体21中彼此退磁的磁力比较小的情况下，可以去掉d轴侧的辅助磁体23。
(变形例2)
在图8所示的变形例2的转子10中，在转子铁芯11的与定子30的内周面相对的外周面的附近，沿周向隔着规定距离地设置有沿轴向贯通的八个磁体收容孔120。
在本变形例2中，由收容在各磁体收容孔120中的磁体组件135形成一个磁极。通过八个磁体组件135，在周向上形成极***替不同的多个磁极(在本实施方式中为八极)。形成一个磁极(在图8中为N极)的磁体组件135以相对于d轴线对称的状态配置。
即，各磁体收容孔120包括：第一孔部120a，所述第一孔部120a跨过作为磁极中心的对应的d轴，并且位于与d轴正交的方向上；以及第二孔部120b，所述第二孔部120b从该第一孔部120a的两端部分别朝向旋转轴2以规定角度弯曲延伸。在该第一孔部120a内收容有横截面为矩形的主磁体210，另外，在第二孔部120b内分别收容有一对辅助磁体220。在这种情况下，与图7相同，辅助磁体220仅设置在主磁体210的第一端部210c处。
(变形例3)
在图9所示的变形例3的转子10中构成为，辅助磁体23设置成仅接近或抵接在主磁体21的第一端部21c和第二端部21d中的第二端部21d。例如，在来自定子30侧的反磁通比较小的情况下，可以去掉q轴侧的辅助磁体22。
(变形例4)
在图10所示的变形例4的转子10中，一对磁体收容孔12的第二孔部12b连接，其结果是，磁体收容孔12设置成跨过作为磁极中心的d轴而在周向上连续。然后，在一体化的磁体收容孔12的第二孔部12b内，在左右一对主磁体21之间设置有辅助磁体41。辅助磁体41设置成与各主磁体21的第二端部21d抵接或接近的状态，并且易磁化轴的方向与d轴平行。在这种情况下，通过辅助磁体41的磁通来增强主磁体21的第二端部21d的磁通。即，与图1等中说明的辅助磁体23相同，从辅助磁体41送入补充左右一对主磁体21的相对磁通量的磁通，实现d轴附近的抗退磁力的提高。
(变形例5)
在图11所示的变形例5的转子10中，主磁体21包括多个分割磁体27a、27b，所述多个分割磁体(magnet segments)27a、27b在主磁体21的长边方向上、即在从q轴侧朝向d轴侧的方向上被分割，并且具有彼此不同的易磁化轴。这些各分割磁体27a、27b都是横截面呈长方形的永磁体。并且，在多个分割磁体27a、27b中，与接近d轴配置的分割磁体27b相比，接近q轴配置的分割磁体27a的易磁化轴更接近相对于q轴平行的方向。
根据上述结构，构成主磁体21的多个分割磁体27a、27b的易磁化轴彼此不同，位于q轴侧的分割磁体27a的易磁化轴朝向接近相对于q轴平行的方向。由此，主磁体21自身也能够在d轴侧端部附近提高对于来自定子30侧的反磁场的抗退磁能力。
另外，多个分割磁体27a、27b配置为，在分割磁体27a、27b的端部彼此相对的部位向定子30侧凸出。即，分割磁体27a、27b不是一条直线状，而是两条折曲的直线状，并且以向定子30侧凸出的方式排列配置。因此，能够使主磁体21(即，分割磁体27a、27b)接近转子铁芯11的外周面，并且能够通过缩短定子30与主磁体21之间的距离来增大转矩。在这种情况下，通过缩短定子30和主磁体21的距离，作为其相反的一面，反磁场增大，但该反磁场增大的影响能够由辅助磁体22、23解决。
另外，在转子铁芯11中，能够减小比磁体组件13(即磁体收容孔12)靠定子30侧，并且接受定子30与磁体组件13的两磁通的总和的部分的比例。因此，能够减少因定子30与磁体组件13的两磁通而产生磁通饱和的饱和区域，更有效地发挥磁体组件13的能力。
(变形例6)
在图12所示的变形例6的转子10中，作为磁体组件13，设置有主磁体21和与第一端部21c接近或抵接的辅助磁体22。这些主磁体21和辅助磁体22的横截面呈矩形，而且易磁化轴为与相对的一对磁通作用面21a、21b、22a、22b正交的方向。并且，主磁体21和辅助磁体22以易磁化轴相对于d轴或q轴的角度彼此不同的状态配置在转子铁芯11的磁体收容孔12中。
主磁体21和辅助磁体22配置在彼此分离的位置上，详细而言，辅助磁体22配置在与主磁体21的q轴侧的磁体端面夹着铁芯相对的位置。主磁体21的易磁化轴为相对于d轴平行或倾斜的方向，辅助磁体22的易磁化轴为比主磁体21更与d轴正交的方向。在这种情况下，主磁体21的角部P1(即，在主磁体21的q轴侧端部中最接近定子30的磁通增强点)位于辅助磁体22的易磁化轴的延长线上，通过来自辅助磁体22的磁通进行主磁体21的角部P1处的磁通增强。
横截面呈矩形且易磁化轴与相对的一对磁通作用面正交的朝向的磁体被认为最具有通用性，在制造方面和成本方面优异。并且，将该磁体作为主磁体21以及辅助磁体22使用，构成为使易磁化轴相对于d轴或q轴的角度彼此不同地配置在转子铁芯11。由此，能够实现结构的简化，同时适于实现主磁体21的q轴侧端部的磁通增强。
另外，根据上述结构，作为主磁体21及辅助磁体22，即使使用尺寸及性能完全相同的磁体、即相同型号的磁体，也能够实现期望的抗退磁性能。不过，主磁体21以及辅助磁体22的横向宽度尺寸(与易磁化轴正交的方向的宽度尺寸)也可以不同。另外，主磁体21和辅助磁体22的纵向宽度尺寸(与易磁化轴相同方向的宽度尺寸)也可以不同。
(变形例7)
在图13(a)所示的变形例7的转子10中，在转子铁芯11的外周面(即与定子30的相对面)形成有沿轴向延伸的槽42。槽42设置在转子铁芯11的外周面的位于辅助磁体22的径向外侧的位置。辅助磁体22与槽42之间成为外侧桥16。
另外，在图13(b)所示的转子10中，在转子铁芯11的外周面形成有沿轴向延伸的槽43。槽43设置在转子铁芯11的外周面的位于d轴上的位置。除此之外，也可以将槽43设置在转子铁芯11的外周面的位于q轴上的位置。
认为在转子铁芯11中与定子30相对的相对面侧的区域，由于从定子30接受的旋转磁通和磁体的磁通而磁饱和的可能性变高。在这点上，通过在转子铁芯11的与定子30的相对面上形成沿轴向延伸的槽42、43，能够调节转子铁芯11的定子附近区域的磁通的方向和磁通量，能够更有效地发挥磁体组件13的能力。
(第二实施方式)
接着，以与第一实施方式的不同点为中心，对第二实施方式进行说明。在第二实施方式中，磁体的易磁化轴成为以非垂直的角度与磁体的磁通作用面中的至少任一个相交的方向，特别地，在磁体中，易磁化轴以在该磁体的定子30侧的磁通作用面和其相反侧的磁通作用面成为不同的方向的方式变化。图14表示本实施方式的转子10的结构。
如图14所示，在转子铁芯11上形成有呈圆弧状(弓形的形状)的一对磁体收容孔12。在图14的转子铁芯11中，与图3等的结构相同，一对磁体收容孔12形成为大致V字状，使得其相对的分离距离随着朝向外周侧而增大，并且一对磁体收容孔12成为以d轴(磁极中心轴)为对称轴的线对称。此外，就各磁体收容孔12与定子30之间的分离距离而言，各磁体收容孔12设置成使得与定子30之间的分离距离随着朝向d轴而增大。
磁体收容孔12由彼此隔开等距离的圆弧状的曲面52a、52b和将该曲面52a、52b的两端位置彼此连结的平坦状的连结面52c、52d包围而形成。连结面52c、52d中的接近q轴的连结面52c设置成与q轴平行。另外，接近d轴的连结面52d设置成与d轴垂直。
并且，与该孔形状相同形状的磁体51***配置到磁体收容孔12内。在这种情况下，通过收容在一对磁体收容孔12中的一对磁体51形成一个磁极。如图14所示，磁体51具有在长边方向上相对的端部51a以及51b，磁体51的易磁化轴(即，作为磁体磁路的内部磁力线的朝向)由箭头表示。磁体51设置成，随着从两端51a、51b中的接近q轴的端部51b朝向接近d轴的端部51a，易磁化轴从接近相对于q轴垂直的方向的朝向向接近相对于d轴平行的方向的朝向，切换为向定子相反侧凸出的非直线状。即，磁体51的磁体磁路确定为在短边方向上横穿磁体51的方向，并且其朝向呈向转子铁芯11的中心轴侧凸出的圆弧状。
通过这样确定磁体51的易磁化轴，在磁体51中，提高了对于由定子30侧的旋转磁通产生的反磁场的抗退磁能力，能够适当地抑制磁体51的退磁。即，通过以易磁化轴在磁体51的接近q轴的端部51b成为接近相对于q轴垂直的方向的朝向、并且在接近d轴的端部51b成为接近相对于d轴平行的方向的朝向的方式，将易磁化轴切换为向定子相反侧凸出的非直线状，由此，能够增长磁体磁路长度而强化磁体磁通，并且能够适当地产生与来自定子30侧的反磁场对抗的磁通。
另外，在磁体51的d轴侧端部51a，易磁化轴成为接近相对于d轴平行的方向的朝向，因此，能够抑制因d轴附近的磁通的相互干涉而引起的退磁。
另外，在转子铁芯11中，磁体51的q轴侧端部51b在径向上位于比d轴侧端部51a接近定子30的位置，并且磁体51在q轴侧端部51b与d轴侧端部51a之间以朝定子30侧凸出的方式设置。即，夹着d轴而成对的磁体51通过这两个磁体51而形成大致V字状，并且分别形成向定子30侧(图的上侧)凸出的圆弧状。磁体收容孔12的形状也是相同的。
此外，换言之，磁体收容孔12的曲面52a、52b中的接近定子30的磁通流出面即曲面52a成为，比由磁体收容孔12的两端形成的线段(即，联结曲面52a的两端的直线)朝向定子30侧呈凸状的推出形状。
根据上述结构，能够使磁体51接近转子铁芯11的外周面，能够通过缩短定子30与磁体51的距离来增大转矩。在这种情况下，通过缩短定子30和磁体51的距离，作为其相反一面，反磁场增大，但该反磁场增大的影响能够通过在磁体51中如上所述成为非直线状的易磁化轴来解决。
另外，在转子铁芯11中，能够减小比磁体51(即磁体收容孔12)靠定子30侧，并且接受定子30与磁体51的两磁通的总和的部分的比例。因此，能够减小因定子30和磁体51的两磁通而产生磁通饱和的饱和区域，更有效地发挥磁体51的能力。
此外，由于磁体51向径向外侧凸出，因此，转子铁芯11的比磁体收容孔12更靠径向外侧的部分变小。因此，能够减少对离心力的应力集中系数，增加其机械强度。
如果将本实施方式的转子10与第一实施方式中的图3的结构、即在主磁体21的两侧端部设置辅助磁体22、23的结构进行对比，则可以说本实施方式的磁体51是由一个磁体51实现辅助磁体22、23的效果的磁体。
另外，图14中示出了形成N极的磁体51，但在形成S极的情况下，磁体51的易磁化轴与图14所示的易磁化轴成为逆向。
另外，也可以将图14所示的磁体51分割成多个磁体而构成。即，也可以将磁体51在长边方向上分割成多个，使各磁体的端面彼此抵接地配置。在这种情况下，多个分割的磁体可以排列配置在磁体收容孔12内。由此，在旋转电机1动作时，能够防止与磁体51交链的磁通变化引起的涡电流损失等。
在图14的结构中，也可以如图13(a)、(b)所示，在转子铁芯11的外周面(与定子30的相对面)形成沿轴向延伸的槽42、43。由此，能够调节转子铁芯11中的定子附近区域的磁通的方向以及磁通量，更有效地发挥磁体的能力。
在此，对在本实施方式中使用的磁体51的制造方法进行说明。图15是用于说明通过磁场取向进行磁体51的磁化的方法的说明图。
如图15所示，取向装置60包括磁场线圈61、配置在磁场线圈61内的取向铁芯62以及模具63(磁体制作模具)。磁场线圈61伴随通电而生成通过线圈内部的磁场。取向铁芯62具有使由磁场线圈61生成的磁场向规定方向弯曲的作用，由取向铁芯62弯曲的磁场通过模具63。通过磁场线圈61形成直线磁场，通过取向铁芯62生成弯曲磁场。模具63由非磁性体形成，具有与磁体51的形状相匹配地形成的模具室63a。
在制造磁体51时，在模具63的模具室63a内填充将磁体原料粉碎后的磁体粉末，在该模具室63a内将磁体粉末压缩成形为规定形状。然后，在磁场线圈61内，如图所示，由取向铁芯62形成弯曲磁场，对模具室63a内的磁体粉末进行磁场取向。此时，磁体粉末以使各自的易磁化方向一致的方式排列，通过压缩被固定。然后，烧结磁体粉末的成形体，再进行磁体的磁化。通过这一系列的工序，制造磁体51。
如上所述，磁体51的易磁化轴切换为非直线状(即圆弧状)。并且，通过将该磁体51收容在磁体收容孔12中，如图14所示，磁体51的易磁化轴随着从q轴侧端部51b朝向d轴侧端部51a，从接近相对于q轴垂直的方向朝接近相对于d轴平行的方向，切换为朝向定子相反侧凸出的非直线状。
以下，对改变了第二实施方式的转子10的一部分的变形例进行说明。在此，以与图14所示的结构的不同点为中心，对各变形例进行说明。
(变形例1)
在图16所示的变形例1的转子10中，磁体51的d轴侧端部的端面以及q轴侧端部的端面形成为与磁体51的易磁化轴相匹配的朝向。另外，在磁体收容孔12内，在磁体51中以与易磁化轴相匹配的朝向形成的各端面的外侧设置有磁通屏障53、54。磁通屏障53、54通过将磁体51的长边方向两端的一部分切除而形成。即，在磁体51中，与磁通作用面相交的磁体端面以与易磁化轴平行的朝向形成，在磁体收容孔12内，在磁体51的d轴侧端部51a和q轴侧端部51b的外侧设置有磁通屏障53、54。
详细而言，在图16的转子10中，通过部分地切除图14所示的磁体51的q轴侧端部中的定子侧角部分，形成磁通屏障53。另外，通过部分地切除图14所示的磁体51的d轴侧端部的d轴侧角部分，形成磁通屏障54。另外，磁体端部51a、51b的端面可以是曲面状或平面状。
如上所述，在磁体51的易磁化轴在q轴侧端部51b和d轴侧端部51a切换为非直线状的结构中，与易磁化轴为直线状且朝向与磁体长边方向正交的方向的结构相比，能够使磁体磁路长度(即，内部磁力线的长度)变长，但在磁体51的端部，可以认为磁体磁路长度短的部分局部地存在。在这种情况下，由于磁体磁路长度与磁导成比例，因此，不希望在磁体端部缩短。
在这点上，通过将磁体51的d轴侧端部51a以及q轴侧端部51b的各端面(即，与磁通作用面相交的磁体端面)形成为与磁体51的易磁化轴相匹配的朝向，能够抑制在磁体51中局部地存在磁体磁路长度短的部分。另外，通过在磁体51的d轴侧端部51a、q轴侧端部51b设置磁通屏障53、54，能够抑制磁体51的两端部的退磁。
另外，在磁体51中，也可以是d轴侧端部51a以及q轴侧端部51b中的一方的端面形成为与易磁化轴相匹配的朝向的结构。
(变形例2)
在图17所示的变形例2的转子10中，d轴侧的磁通屏障54形成为沿d轴比磁体51的径向内侧的端部更向轴中心侧延伸。夹着d轴的两个磁通屏障54之间成为d轴铁芯部55。即，磁体51在转子铁芯11中作为夹着d轴铁芯部55而位于一侧和另一侧的一对磁体51配置，在转子铁芯11上以夹着d轴铁芯部55且从一对磁体51的定子相反侧的端部向定子相反侧延伸的方式设置有磁通屏障54。磁通屏障54构成为磁体收容孔12的一部分，通过空隙、或者收容合成树脂或陶瓷等非磁性材料而构成。磁通屏障54相当于非磁性体部。
另外，磁通屏障54比将磁体51中成为径向最内侧的点P11与转子铁芯11的旋转中心P10联结起来的假想线L1更向q轴侧伸出。另外，最好考虑q轴的磁通量，根据位于磁体51的周向的q轴铁芯部56的宽度来确定磁通屏障54的周向的大小，也可以使磁通屏障54伸出到与联结磁体收容孔12的q轴侧端部P12和转子铁芯11的旋转中心P10的假想线L2相同的位置、或者比该假想线L2更靠q轴侧仅规定量的位置。
根据上述结构，能够通过磁通屏障54提高d轴铁芯部55的磁阻。由此，能够抑制一对磁体51间的短路，能够更有效地活用磁力。
另外，d轴铁芯部55是在d轴上沿d轴细长地延伸的铁芯部分，通过该d轴铁芯部55，进行强度增强，以使磁体51不会由于离心力而脱落。但是，d轴铁芯部55在磁路方面是妨碍的，通过增大d轴铁芯部55的轴向长度，能够增大d轴铁芯部55的磁阻。由此，在一对磁体51中能够减小朝向d轴侧的磁通矢量，不仅能够成为对于退磁的合适形状，还能够提高转矩。
另外，由于在转子铁芯11通过磁体收容孔12分成q轴侧和d轴侧的状态下设置有向定子相反侧延伸的磁通屏障54(非磁性体部)，因此，能够减少在一对磁体51分别产生的磁通的相互作用，并且能够适当地设计各自的磁通。
另外，由于构成为使磁通屏障54比所述假想线L1更向q轴侧伸出，因此，能够尽可能地降低转子10的惯性。
(变形例3)
在图18所示的变形例3的转子10中，作为与上述结构的不同点，磁体收容孔12和收容在其内部的磁体51的横截面(垂直于转子铁芯11的轴向的横截面)都不是圆弧状而是长方形。另外，夹着d轴的一对左右磁体收容孔12和磁体51配置为V字状。不过，在磁体51中，与上述相同，易磁化轴在q轴侧端部51b和d轴侧端部51a切换为非直线状。
(变形例4)
在图19所示的变形例4的转子10中，作为与上述结构的不同点，磁体收容孔12和收容在其内部的磁体51的横截面(垂直于转子铁芯11的轴向的横截面)不是圆弧状而是长方形。另外，夹着d轴的左右一对磁体收容孔12和磁体51在与d轴正交的方向的相同直线上配置为排成一列。不过，在磁体51中，与上述相同，易磁化轴在q轴侧端部51b和d轴侧端部51a切换为非直线状。
此外，在图19的结构中，一对左右磁体收容孔12排列在相同直线上，就各磁体收容孔12与定子30之间的分离距离而言，各磁体收容孔12设置成使得与定子30之间的分离距离随着朝向d轴而增大。
(第三实施方式)
接着，以与第一实施方式的不同点为中心，对第三实施方式进行说明。在第三实施方式中，与第二实施方式相同，在磁体中，易磁化轴以在该磁体的定子30侧的磁通作用面和其相反侧的磁通作用面成为不同的方向的方式而变化。图20示出了本实施方式的转子10的结构。
如图20所示，在转子铁芯11上形成有呈圆弧状(弓形的形状)的一对磁体收容孔12。磁体收容孔12的形状与前述的图14相同，在此省略对其的说明。并且，与该孔形状相同形状的磁体71***配置到磁体收容孔12内。在这种情况下，通过收容在一对磁体收容孔12中的一对磁体71形成一个磁极。在图20中，磁体71的易磁化轴(即，作为磁体磁路的磁体磁力线的方向)由箭头表示。磁体71设置成，随着从两端71a、71b的接近d轴的端部71a朝向接近q轴的端部71b，易磁化轴从接近相对于d轴垂直的方向的朝向向接近相对于q轴平行的方向的朝向，切换为向定子相反侧凸出的非直线状。即，磁体71的磁体磁路的朝向呈向转子铁芯11的中心轴侧凸出的圆弧状。
通过这样确定磁体71的易磁化轴，在磁体71中，对于由定子30侧的旋转磁通产生的相反磁场的抗退磁能力提高，能够适当地抑制磁体71的退磁。即，通过以易磁化轴在接近d轴的端部71a成为接近相对于d轴垂直的方向的朝向，并且在接近q轴的端部71b成为接近相对于q轴平行的方向的朝向的方式，切换为向定子相反侧凸出的非直线状，由此，能够增长磁体磁路长度而强化磁体磁通，并且能够适当地产生与来自定子30侧的反磁场对抗的磁通。
另外，在磁体71的d轴侧端部71a中，易磁化轴不是彼此相对的方向，因此，不会产生因d轴附近的磁通的相互干涉而引起的退磁。
另外，在转子铁芯11中，磁体71的q轴侧端部71b在径向上位于比d轴侧端部71a接近定子30的位置，并且在q轴侧端部71b与d轴侧端部71a之间以朝定子30侧凸出的方式设置。即，夹着d轴而成对的磁体71通过这两个磁体71而形成大致V字状，并且分别形成向定子30侧(图的上侧)凸出的圆弧状。磁体收容孔12的形状也是相同的。
此外，换言之，磁体收容孔12的曲面52a、52b的接近定子30的磁通流出面即曲面52a形成为比由磁体收容孔12的两端形成线段(即，联结曲面52a的两端的直线)朝向定子30侧呈凸状的推出形状。
根据上述结构，能够使磁体71接近转子铁芯11的外周面，能够通过缩短定子30与磁体71的距离来增大转矩。在这种情况下，通过缩短定子30和磁体71的距离，作为其相反一面，反磁场增大，但该反磁场增大的影响能够通过在磁体71中如上所述成为非直线状的易磁化轴来解决。
另外，在转子铁芯11中，能够减小比磁体71(即磁体收容孔12)靠定子30侧，并且接受定子30与磁体71的两磁通的总和的部分的比例。因此，能够减小因定子30和磁体71的两磁通而产生磁通饱和的饱和区域，更有效地发挥磁体71的能力。
此外，由于磁体71朝向径向外侧凸出，因此，转子铁芯11的比磁体收容孔12更靠径向外侧的部分变小。因此，能够减少对于离心力的应力集中系数，增加其机械强度。
另外，图20中示出了形成N极的磁体71，但在形成S极的情况下，磁体71的易磁化轴与图20所示的易磁化轴成为逆向。
在使用图20所示的磁体71的情况下，在一对磁体71之间设置有具有磁通屏障的磁体收容孔12。由此，能够抑制跨过d轴的方向上的磁通的通过。
另外，也可以将图20所示的磁体71分割成多个磁体而构成。即，也可以将磁体71在长边方向上分割成多个，使各磁体的端面彼此抵接地配置。在这种情况下，多个分割的磁体可以排列配置在磁体收容孔12内。由此，在旋转电机1动作时，能够防止与磁体71交链的磁通变化引起的涡电流损失等。
在此，对在本实施方式中使用的磁体71的制造方法进行说明。图21是用于说明通过磁场取向进行磁体71的磁化的方法的说明图。
如图21所示，取向装置60包括磁场线圈61、配置在磁场线圈61内的取向铁芯62以及模具63(磁体制作模具)。这些各结构如通过图15说明的那样。
在制造磁体71时，在模具63的模具室63a内填充将磁体原料粉碎后的磁体粉末，在该模具室63a内将磁体粉末压缩成形为规定形状。然后，在磁场线圈61内，由取向铁芯62形成如图所示弯曲磁场，对于模具室63a内的磁体粉末进行磁场取向。此时，磁体粉末以使各自的易磁化方向一致的方式排列，通过压缩被固定。然后，烧结磁体粉末的成形体，再进行磁体的磁化。通过这一系列的工序，制造磁体71。
如上所述，磁体71的易磁化轴切换为非直线状(即圆弧状)。并且，通过将磁体71收容在磁体收容孔12中，如图20所示，磁体71的易磁化轴可以随着从d轴侧端部71a朝向q轴侧端部71b，从接近相对于d轴垂直的方向朝接近相对于q轴平行的方向，切换为朝向定子相反侧凸出的非直线状。
(磁体制造方法的变形例)
作为确定圆弧状的易磁化轴的磁体的制造方法，也可以使用以下方法。在图22(a)、(b)中，取向装置80包括磁场线圈81、配置在磁场线圈81内的取向铁芯82及模具83(磁体制作模具)。除了取向铁芯82的形状不同以外，取向装置80的结构基本上与前述的取向装置60相同。取向铁芯82在磁场线圈81内设置在径向的中心位置。在本例中，由于取向铁芯82的截面呈圆形，因此，取向磁场朝向取向铁芯82的中心集中。图中，磁力线S1朝向取向铁芯82延伸成直线状，以其为取向中心。
在图22(a)中，在弯曲磁场内相对于取向中心S1成为单侧的区域进行磁体取向。另外，在图22(b)中，在弯曲磁场内在跨过取向中心S1的区域进行磁体取向。
在制造磁体Mg时，在配置在磁场线圈81内的模具83中填充磁体粉末，在通过取向铁芯82使由磁场线圈81生成的磁场弯曲的状态下，对于模具83内的磁体粉末进行磁场取向。然后，烧结模具83内的磁体粉末。
另外，在转子上安装多边形的永磁体的结构中，可以将多边形的永磁体组配置在直线取向方向中不同的角度，进行取向。
(第四实施方式)
接着，以与第一实施方式的不同点，对第四实施方式进行说明。在第四实施方式中，磁体的易磁化轴为相对于磁体的磁通作用面中的至少任一个以非垂直的角度相交的方向，特别地，在磁体中，易磁化轴为相对于d轴倾斜且相对于磁通作用面以非垂直的角度相交的方向。图23表示本实施方式的转子10的结构。
如图23所示，各磁体收容孔12为两个一对，以沿相对于d轴垂直的方向延伸的方式形成为直线状。然而，就各磁体收容孔12与定子30之间的分离距离而言，各磁体收容孔12设置成使得各磁体收容孔12与定子30之间的分离距离随着朝向d轴而增大。一对磁体收容孔12具有以d轴(磁极中心轴)为对称轴的对称形状。在本实施方式中，在转子铁芯11上沿周向等间隔地设置有总计八对磁体收容孔12。
在本实施方式中，通过收容在一对磁体收容孔12中的一对磁体101形成一个磁极。在这种情况下，通过八对磁体101，在周向上形成极***替不同的多个磁极(在本实施方式中为八极)。形成一个磁极的一对磁体101以相对于d轴线对称的状态配置。
磁体101的与轴向正交的横截面形状为四边形，易磁化轴(即，作为磁体磁路的磁体磁力线的方向)设定为相对于d轴倾斜，并且确定为相对于产生磁通的相对的磁通作用面101a、101b以非垂直的角度相交的方向。在这种情况下，特别地，磁体101的易磁化轴成为，与彼此相对且各自成为磁通作用面的两边的磁体侧面(定子30侧的侧面及定子相反侧的侧面)以非垂直的角度相交的方向。另外，在一对磁体101中，该对磁体101的各自的易磁化轴确定为，相对于各磁通作用面101a及101b倾斜并且在比磁体收容孔12更靠定子30侧的位置彼此相交。磁体101例如是烧结钕磁体等稀土类磁体。
在夹着d轴的一侧和另一侧的各磁体101中，确定彼此逆向的易磁化轴。另外，各磁体101的易磁化轴确定为平行且直线状。在这种情况下，在各磁体101中，易磁化轴成为相对于磁通作用面101a、101b以非垂直的角度相交的方向，因此，与易磁化轴同磁通作用面101a、101b正交的结构相比，磁体磁路长度(即，内部磁力线的长度)变长。因此，磁体101的磁通被强化，对于定子30侧的旋转磁通产生的反磁场的抗退磁能力提高。
另外，图23中示出了形成N极的磁体101，但在形成S极的情况下，磁体101的易磁化轴与图23所示的易磁化轴成为逆向。
在磁体收容孔12中未配置磁体101的部分、即在磁体收容孔12的横截面长边方向的接近q轴的第一端部以及接近d轴的第二端部，分别设置有抑制转子10内的磁体磁通的自短路的磁通屏障102、103。在这种情况下，通过设置于磁体101的q轴侧端部的外侧磁通屏障102，能够抑制在磁体101的q轴侧端部附近产生的磁通的自短路。
特别地，磁体收容孔12的接近d轴的第二端部沿d轴分别朝向定子30的方向和朝向旋转轴2的方向延伸，其结果是，设置在磁体101的d轴侧端部的内侧磁通屏障103也设置成沿d轴延伸。根据该内侧磁通屏障103，在夹着d轴配置于两侧的一对磁体101中，能够抑制与d轴正交的方向的磁通。另外，d轴上的电感降低，能够适当地产生磁阻转矩。各磁通屏障102、103可以为空隙，或者收容有树脂材料或陶瓷材料等非磁性材料。一对磁通屏障102、103之间成为沿d轴延伸的中央桥104。
根据以上详细描述的本实施方式，能够得到以下的优异效果。
在埋入磁体型旋转电机的转子10中，由于来自定子30侧的旋转磁场作为反磁场发挥功能，因此，有可能会在转子铁芯11的与定子30的相对面侧产生磁体101的退磁。在这点上，在本实施方式中，转子10的磁体101的易磁化轴成为相对于d轴倾斜，并且相对于产生磁通的磁通作用面以非垂直的角度相交的方向，因此，与易磁化轴和磁通作用面正交的结构相比，磁体磁路长度(即，内部磁力线的长度)变长，磁体磁通被强化。由此，能够提高对于定子30侧的旋转磁通产生的反磁场的抗退磁能力，能够适当地抑制磁体101的退磁。
磁体101配置在转子铁芯11的夹着d轴的一侧和另一侧的两侧，d轴两侧的磁体101各自的易磁化轴分别相对于磁体101的磁通作用面倾斜，并且在与磁体收容孔12相比更靠定子30侧的位置彼此相交。由此，在转子铁芯11中，能够提高对于反磁场的抗退磁能力，并且能够适当地实施d轴的磁通强化。
在磁体101的横截面形状呈四边形的情况下，通过使磁体101的易磁化轴为彼此相对，并且各自相对于成为磁通作用面的两边的磁体侧面101a、101b以非垂直的角度相交的方向，能够使磁体磁路长度(即，内部磁力线的长度)比磁体101的两边之间的距离长。由此，能够强化磁体磁通，提高对于反磁场的抗退磁能力。
在现有技术中，对于施加大的反磁场的部位，实施了加厚磁体厚度、或为了提高矫顽力而增加重稀土类的含量、或进行了微细化的对策，通过实施了该对策的磁体来抑制退磁。与此相对，在本实施方式的旋转电机1中，通过对磁体101的易磁化轴进行设计，能够抑制反磁场引起的退磁，因此，构成为不需要磁体101的尺寸增大，另外能够完全不使用重稀土类。因此，例如通过在当前的车辆用制品中不使用贵重的重稀土类，能够增加磁通密度高的钕的成分比例，能够不增加磁体量而实现转矩上升，并且能够实现成本维持或成本降低。
一般而言，磁体通过使其取向方向与切削面平行而制作。这是因为，通过使磁体制作时的取向磁场与切削面平行，相对于一次的取向磁场励磁，磁体制作数量为最大。与此相对，在本实施方式中，使截面为四边形的磁体101的取向方向倾斜。即，在最容易退磁的端部，实施具有比四边形的一边长的磁路、比磁通作用面101a、101b的垂直方向更倾斜角度的取向。由此，磁体101的容易退磁部分的抗退磁力提高。因此，尽管磁体制作数量减少，但磁体本身的重量变小，其结果是不仅能够从一次的取向得到多个磁体，而且通过减少钕等磁体材料的投入量，还能够降低成本。
另外，根据发明者的计算，在制作产生相同磁力的磁体的情况下，能够将磁体重量减少三成左右，能够减少稀土的使用量，还能够减少装设的旋转电机的重量、惯性。因此，在旋转电机中，机械跟随性、机械可靠性提高，也能够有助于能量消耗的降低和安全性的提高。
以下，对改变了第四实施方式的转子10的一部分的变形例进行说明。在此，以与图23所示的结构的不同点为中心，对各变形例进行说明。另外，在以下所示的各变形例中，也使用以d轴为中心表示的一个极的局部俯视图来对转子10的结构进行说明。
(变形例1)
在图24所示的变形例1中，在磁体101中，q轴侧端部101c的端面以及d轴侧端部101d的端面分别形成为相对于磁通作用面101a、101b与易磁化轴的角度相匹配的朝向。即，在磁体101中，q轴侧端部101c以及d轴侧端部101d的各端面的朝向与易磁化轴相同(即，在俯视时与易磁化轴平行的朝向)。并且，在磁体101的q轴侧端部101c和d轴侧端部101d的各端面的外侧，设置有磁通屏障102、103。
另外，在图24中，将磁体101的q轴侧端部101c以及d轴侧端部101d的各端面形成为分别相对于磁通作用面101a、101b与易磁化轴的角度相匹配的朝向，但作为替代，仅将磁体101的q轴侧端部101c以及d轴侧端部101d中的q轴侧端部101c的端面形成为相对于磁通作用面101a、101b与易磁化轴的角度相匹配的朝向亦可。对于d轴侧端部101d，如图23所示保持与d轴平行。简而言之，磁体101的横截面形状除了矩形(长方形)以外，也可以是图24所示的平行四边形、除此之外也可以是梯形。
在如上所述的磁体101的易磁化轴为相对于磁通作用面101a、101b以非垂直的角度相交的方向的结构中，与磁体101的易磁化轴为相对于磁通作用面101a、101b垂直地相交的方向的情况相比，能够使磁体磁路长度变长，但认为在磁体101的端部，局部磁体磁路长度变短。在这点上，通过使磁体101的q轴侧端部101c的端面成为相对于磁通作用面101a、101b与易磁化轴的角度相匹配的方向，能够抑制在磁体101中局部地存在磁体磁路长度短的部分。
另外，在图24的结构中，对磁通增加没有贡献的磁体端部被倾斜地去除，与图23的结构相比，削减了磁体量。因此，能够增加磁体制作模具内的获取数量、削减材料投入量。
(变形例2)
在图25所示的变形例2中，磁体101的q轴侧端部101c以及d轴侧端部101d的易磁化轴的磁体长度比其他部位的易磁化轴的磁体长度长。即，在磁体101的第二磁通作用面101b上形成凹槽，其结果是，在磁体101的q轴侧端部101c以及d轴侧端部101d上分别设置有延长部101e，通过该延长部101e局部地延长磁体磁通。延长部101e作为磁通延长部发挥功能。延长部101e设置在磁通作用面101a、101b内的接近旋转轴2的磁通作用面101b上。
另外，在图25中，在磁体101的q轴侧端部101c和d轴侧端部101d分别设置有延长部101e，但作为替代，也可以在磁体101的q轴侧端部101c和d轴侧端部101d中，仅在q轴侧端部101c设置延长部101e。
根据本变形例2，在通过使磁体101的易磁化轴相对于磁通作用面101a、101b以非垂直的角度相交来延长磁体磁路长度的结构中，能够进一步局部地延长q轴侧端部101c和d轴侧端部101d的磁体磁路长度。由此，能够实现抗退磁能力的进一步提高。
(变形例3)
也可以在转子铁芯11中如图26(a)、(b)那样配置磁体101。
在图26(a)所示的转子10中，在转子铁芯11中与定子30的内周面相对的外周面的附近，沿周向隔着规定距离地设置有沿轴向贯通的八个磁体收容孔125。各磁体收容孔125跨过作为磁极中心的对应的d轴，并且配置在与d轴正交的方向上。
在变形例3中，在收容在各磁体收容孔125中的磁体101中，在比d轴更靠图的左侧处，易磁化轴朝向右斜上方，在比d轴更靠图的右侧处，易磁化轴朝向左斜上方。因此，在夹着d轴的两侧的任一侧中，磁体101的易磁化轴为位于d轴上并且比磁体101(磁体收容孔125)更靠定子30侧的方向。在这种情况下，在夹着d轴的两侧的磁体101中，使易磁化轴直线状地延伸的线在d轴上并且比磁体101更靠定子30侧(即磁体101的端部以外)集合。
另外，在图26(a)所示的转子10中，在磁体101中，有可能在d轴上产生因磁体磁通的相互干涉引起的退磁。因此，如图26(b)所示，也可以在磁体101的第二磁通作用面101b上设置在d轴上配置的凹槽101f。在这种情况下，磁体101的凹槽101f的夹着d轴相对的侧面的图左侧的侧面沿对应的朝向右斜上方的易磁化轴，另外，图右侧的侧面沿朝向左斜上方的对应的易磁化轴。在本结构中，能够减少磁体量，从而相应地降低成本。
(变形例4)
在图27所示的变形例4中，磁体101的接近d轴侧端部101d以及q轴侧端部101c中的一方的位置处的易磁化轴与接近另一方的位置处的易磁化轴不同。在这种情况下，特别地，构成为在d轴侧端部101d中易磁化轴成为接近相对于d轴平行的方向，从该d轴侧端部101d朝向q轴侧端部101c，易磁化轴相对于与d轴平行的方向的倾斜角度增大(即，相对于d轴的非平行度变高)。换言之，磁体101在接近d轴的部分和接近q轴的部分中磁化方向不同，在接近d轴的部分和接近q轴的部分中，接近d轴的部分比接近q轴的部分的磁化方向更与d轴平行。
详细而言，如图28所示，如果将磁体101的比q轴侧端部101c更接近d轴侧端部101d的规定位置处的易磁化轴设为X1，将比d轴侧端部101d更接近q轴侧端部101c的规定位置处的易磁化轴设为X2，则接近d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴X1比接近q轴侧端部101c的位置处的易磁化轴X2更接近与d轴平行。另外，在磁体101中，易磁化轴X2相对于垂直于磁通作用面101a、101b的方向、即与d轴平行的方向的倾斜角度(θ2)，比易磁化轴X1相对于垂直于磁通作用面101a、101b的方向的倾斜角度(θ1)大。
在磁体101中，随着从q轴侧端部101c朝向d轴侧端部101d，易磁化轴的磁体长度、即易磁化轴的从起点到终点的磁体磁路长度逐渐变短。另外，在各磁体101中，作为易磁化轴，除了相对于产生磁通的磁通作用面101a、101b以非垂直的角度相交的方向的易磁化轴以外，还可以包括相对于产生磁通的磁通作用面101a、101b垂直地相交的方向的易磁化轴。
此外，在图28中，由于磁体101的磁通作用面101a、101b与d轴成正交关系，因此，与磁通作用面101a、101b垂直的方向和d轴方向一致。与此相对，在磁体101的磁通作用面101a、101b不与d轴正交的情况下，与磁通作用面101a、101b垂直的方向和d轴方向不一致。但是，在这种情况下，在磁体101中，只要接近q轴侧端部的位置处的易磁化轴X2相对于与磁通作用面101a、101b垂直的方向的倾斜(倾斜角度，θ2)，比接近d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴X1相对于与磁通作用面101a、101b垂直的方向的倾斜(倾斜角度，θ1)大即可。
另外，表示易磁化轴X1、X2的方向的倾斜θ1、θ2相当于磁体的易磁化轴的方向(取向方向)，该易磁化轴的方向如上所述是取向率为50％以上的方向、或者该磁体的取向的平均的方向。更具体而言，在图28中，例如，在易磁化轴为X1的部位中，最好是倾斜为θ1的取向率为50％以上。或者，同样在易磁化轴为X1的部位中，最好是取向的平均的方向是倾斜θ1。
根据本变形例4，在磁体101中，接近d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴与接近q轴侧端部101c的位置处的易磁化轴不同。即，在磁体101中，接近d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴相对于d轴的倾斜，与接近q轴侧端部101c的位置处的易磁化轴相对于d轴的倾斜不同。由此，在比磁体101更靠定子30侧，能够在从d轴到q轴之间的特定部位集中磁通，能够实现磁体磁通的强化。
另外，在磁体101中，接近d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴比接近q轴侧端部101c的位置处的易磁化轴更接近与d轴平行，其结果是，接近q轴侧端部101c的位置处的磁体磁路长度比接近d轴侧端部101d的位置处的磁体磁路长度更长。
因此，能够强化q轴上的磁体磁通，适当地实现磁体的q轴侧端部101c中对于反磁场的退磁对策。另外，由于能够使d轴侧端部101d的磁体磁路长度最短，因此在夹着d轴的两侧的一对磁体101中，在d轴侧端部101d的易磁化轴向彼此相对的一侧倾斜的情况下，能够抑制其磁通的相互干涉。由此，也能够抑制d轴上的退磁。
并且，在磁体101中，接近q轴侧端部101c的位置处的易磁化轴相对于与磁通作用面101a、101b垂直的方向的倾斜，大于接近d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴相对于与磁通作用面101a、101b垂直的方向的倾斜(即，在图28中θ2＞θ1)，由此，能够在q轴侧端部101c使磁体磁路长度最长，增强磁体101的q轴侧端部101c中对于反磁场的抗退磁性。其结果是，能够同时实现磁体101的q轴侧端部101c中的退磁抑制和磁体转矩的增加。
另外，在图27所示的结构中，磁体收容孔12以沿相对于d轴垂直的方向延伸的方式形成为直线形状。因此，根据该结构，通过使磁体101的接近d轴侧端部101d和q轴侧端部101c中的d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴比接近q轴侧端部101c的位置处的易磁化轴更相对于d轴平行，能够实现接近q轴侧端部101c的位置处的易磁化轴相对于与磁通作用面101a、101b垂直的方向的倾斜，比接近d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴相对于与磁通作用面101a、101b垂直的方向的倾斜大的结构(即，θ2＞θ1的结构)。
(变形例5)
在图29所示的变形例5中，与变形例4相同，在磁体101中，接近d轴侧端部101d以及q轴侧端部101c中的一方的位置处的易磁化轴与接近另一方的位置处的易磁化轴不同。即，在磁体101中，在接近d轴的部分和接近q轴的部分，磁化方向不同。但是，在本变形例5中，磁体101的易磁化轴与变形例4不同，在磁体101中，接近d轴侧端部101d以及q轴侧端部101c中的、q轴侧端部101c的位置处的易磁化轴比接近d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴更接近相对于q轴平行。在磁体101中，随着从d轴侧端部101d朝向q轴侧端部101c，易磁化轴的磁体长度、即易磁化轴的从起点到终点的磁体磁路长度逐渐变短。
在这种情况下，在磁体101的q轴侧端部101c，易磁化轴与q轴平行，由此，在q轴，能够强化与转子铁芯11的定子相对面正交的方向的磁体磁通、即与反磁场对抗的方向的磁体磁通，能够适当地实现磁体101的q轴侧端部101c中的对于反磁场的退磁对策。
(变形例6)
在图30所示的变形例6中，磁体101的易磁化轴呈圆弧状、即非直线状。由此，能够进一步增长磁体磁路长度。因此，能够实现磁体磁通的进一步的强化。
(变形例7)
如图31(a)、(b)所示，转子铁芯11的夹着d轴两侧成一对的磁体收容孔12也可以形成为大致V字状，使得磁体收容孔12彼此的相对间距离随着朝向径向外侧逐渐增大。即，各磁体收容孔12的与转子铁芯11的轴向正交的横截面为矩形，并且该相对的第一主面和第二主面中的接近定子30的第一主面的外侧角部12R1倾斜成比内侧角部12R2更接近定子30，由此，一对磁体收容孔12整体构成为大致V字状。
在图31(a)中，与上述图23相同，磁体101的易磁化轴确定为相对于d轴倾斜，并且相对于产生磁通的磁通作用面101a、101b以非垂直的角度相交的方向。
另外，在图31(b)中，与上述图27相同，在磁体101中，使接近d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴与接近q轴侧端部101c的位置处的易磁化轴不同。即，在磁体101中，在接近d轴的部分和接近q轴的部分，磁化方向不同。在这种情况下，特别地，在磁体101中，接近d轴侧端部101d的位置和接近q轴侧端部101c的位置中的接近d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴，比接近q轴侧端部101c的位置处的易磁化轴更接近相对于d轴平行。另外，与上述图29相同，在磁体101中，也可以构成为，接近d轴侧端部101d的位置和接近q轴侧端部101c的位置中的接近q轴侧端部101c的位置处的易磁化轴，比接近d轴侧端部101d的位置处的易磁化轴更接近与q轴平行。
(变形例8)
图32(a)、(b)示出了变形例8。在图32(a)中，在转子铁芯11的磁体收容孔125中，磁体101以易磁化轴(磁体磁路的方向)非对称的状态收容在d轴的两侧。在这种情况下，磁体101的易磁化轴成为相对于d轴倾斜，并且相对于产生磁通的磁通作用面以非垂直的角度相交的方向，进而相对于d轴在一侧及另一侧这两侧都成为相同的方向。在图32(a)的结构中，通过增长磁体磁路长度，也能够强化对于反磁场的磁通。另外，磁体101的磁体磁路也可以是直线状以外的形状，例如也可以是向定子相反侧(图的下侧)凸出的圆弧状。
图32(b)是示出了转子10和定子30的结构例。在图32(b)中，中央的磁极是N极，其左右两侧的磁极是S极。在这种情况下，磁体101的每个磁极具有夹着d轴而成为两侧的部分，在其两侧的部分形成有相对于d轴倾斜并且相对于周向的倾斜为相同方向的磁体磁路。
在转子铁芯11中，以易磁化轴在d轴的两侧为非对称的状态配置磁体101，与以易磁化轴相对于d轴为对称的状态配置磁体的情况相比，能够提高正旋转时产生的转矩的峰值。因此，易磁化轴在d轴的两侧为非对称的磁体101适用于仅在一个方向旋转的旋转电机、或者主要在一个方向旋转的旋转电机。
(变形例9)
在图33所示的变形例9中，夹着d轴的两侧的各磁体101由横截面呈梯形的两个磁体111、112构成。即，各磁体101是由两个磁体111、112构成的磁体组件。各磁体111、112呈两个底角为相同角度的等腰梯形形状，在使腰彼此抵接的状态下，以向定子30侧凸出的朝向配置。在各磁体111、112中，易磁化轴(磁体磁路的方向)确定为与一对腰中的一个平行的方向，由此，易磁化轴相对于作为各底边(上底和下底)的磁通作用面以非垂直的角度相交。此外，由于各磁体111、112的平行于易磁化轴的腰彼此抵接，因此，在d轴的两侧各磁体111、112的易磁化轴为相同方向。
换言之，磁体101在从磁极的d轴到q轴的范围内具有接近d轴侧的磁体111(相当于第一磁体)和接近q轴侧的磁体112(相当于第二磁体)，并且上述各磁体111、112收容在转子铁芯11的磁体收容孔12中。在这种情况下，各磁体111、112配置为，在这些各磁体111、112彼此连接的位置处沿朝向定子绕组侧凸出的方向折曲。另外，各磁体111、112具有彼此相对的作为磁通的流入流出面的一对作用面(磁体111的作用面111a、111b、磁体112的作用面112a、112b)，并且具有长度比各作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路。各磁体111、112分别具有直线且平行的磁体磁路。各磁体111、112的横截面都呈等腰梯形，并且底边和腰的尺寸彼此相同，而且磁体磁路的方向相同。
在图33的转子10中，与将各磁体111、112连接成直线状的结构相比，能够使这些各磁体111、112接近定子绕组，能够实现转矩的增加。在这种情况下，通过使定子绕组与磁体之间的距离缩短，作为其相反一面，反磁场可能会增大，但是反磁场增大的影响可以通过增加各磁体111、112的磁体磁路的长度来解决，具体而言，通过增加一对磁通作用面之间的磁体磁路的长度来解决。
另外，在转子铁芯11中，能够减小比磁体101(即磁体收容孔12)靠定子绕组侧，并且接受定子绕组与磁体的两磁通的总和的部分的比例。因此，能够减小因定子绕组和磁体的两磁通而产生磁通饱和的饱和区域，更有效地发挥磁体的能力。
在内转式旋转电机的转子10中，转子铁芯11的位于磁体收容孔12的径向外侧的部分变小。因此，能够减少对于离心力的应力集中系数，增加其机械强度。
各磁体111、112是形状、尺寸、易磁化轴相同的相同型号的磁体。在这种情况下，如图34(a)所示，准备相同型号的磁体111、112，并且如图34(b)、(c)所示，使一方的磁体112的方向相反，将两者接合。但是，作为磁体111、112，也可以使用底边长度彼此不同的磁体。
各磁体111、112的横截面为彼此相同的形状，并且作为相邻的两个面具有以非垂直的角度相交的两个面，使组装的方向彼此反转地组装于转子铁芯11。例如，如图34(d)所示，各磁体111、112可以通过将磁体磁路取向为倾斜的板状磁体块MB以使底边的长短彼此不同的方式切割成多个等腰梯形而形成。在这种情况下，被分割的各磁体为相同形状，使组装的方向相互反转而组装到转子铁芯11中。
也可以如图34(e)、(f)所示地将多个磁体分割。在图34(e)中，各磁体的一对腰的倾斜彼此不同。另外，在图34(f)中，各磁体为平行四边形。在任何情况下，被分割的各磁体都为相同的形状，使组装的方向相互反转地组装在转子铁芯11中。
(变形例10)
在图35所示的变形例10中，各磁体101也是由两个磁体111、112构成的磁体组件。d轴两侧的各磁体101使用两个底角为不同角度的梯形的磁体115、116构成。在这种情况下，一个底角为直角，另一个底角为锐角。并且，在使底角为直角一侧的腰彼此抵接的状态下，配置各磁体115、116。
在各磁体115、116中，易磁化轴(磁体磁路的方向)确定为与梯形的一对腰中的底角为锐角一侧的腰平行的方向，由此，易磁化轴相对于作为各底边(上底和下底)的磁通作用面以非垂直的角度相交。另外，q轴侧的磁体116的易磁化轴为与q轴垂直或接近垂直的角度，d轴侧的磁体115的易磁化轴为与d轴平行或接***行的角度。
换言之，磁体101在从磁极的d轴到q轴的范围内具有接近d轴侧的磁体115(相当于第一磁体)和接近q轴侧的磁体116(相当于第二磁体)，并且这些各磁体115、116收容在转子铁芯11的磁体收容孔12中。在这种情况下，各磁体115、116分别具有直线且平行的磁体磁路，在各磁体115、116中，使磁体磁路的方向为彼此不同的方向而固定于转子铁芯11。
更具体而言，磁体收容孔12设置成相对于d轴倾斜并且在d轴侧比q轴侧更远离定子绕组(作为外周面的绕组相对面)。并且，磁体116的磁体磁路的方向与磁体115的磁体磁路的方向相比，为与d轴垂直的方向。另外，磁体115具有彼此相对并且成为磁通的流入流出面的一对作用面115a、115b，并且具有长度比一对作用面115a、115b之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路，并且以易磁化轴朝向沿磁体磁路的方式进行取向。另外，磁体116具有彼此相对并且成为磁通的流入流出面的一对作用面116a、116b，并具有长度比一对作用面116a、116b之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路，且以易磁化轴朝向沿磁体磁路的方式进行取向。另外，磁体厚度尺寸能够定义为与作用面115a、115b正交的方向的厚度、与作用面116a、116b正交的方向的厚度(均为两作用面间的最短距离)。
在图35的转子10中，在磁极的从d轴到q轴的范围内，特意地增强特定部位的磁体磁通，能够提高对于来自定子绕组的反磁场的抗退磁性。即，即使在假设仅有磁体115有可能会因反磁场而引起退磁的情况下，通过设置磁体磁路的方向不同的磁体116，也能够抑制磁体115中的因反磁场而引起的退磁。由此，能够实现磁体101的退磁抑制。在上述结构中，特别地，作为各磁体115、116，能使用比较廉价的平行各向异性磁体，并能够实现期望的退磁抑制效果。
在图36、图37中，改变了图35的结构的一部分。即，在这些各结构中，作为磁体115、116中的q轴侧的磁体116，使用易磁化轴与磁通作用面垂直的磁体。另外在图37中，d轴侧的磁体115具有平行四边形状，并且易磁化轴平行于左右两侧的边。在磁体115、116之间设置有磁通屏障。但是，磁体115、116之间也可以不是磁通屏障而是铁芯。在图37的结构中，在磁体115中，与一对作用面115a、115b相交的q轴侧端面115c以与磁体磁路平行的朝向形成。
(第五实施方式)
接着，以与第一实施方式等的不同点为中心，对第五实施方式进行说明。图38表示本实施方式的转子10的结构。
在图38中，磁体收容孔12形成为具有沿横截面的长边方向的q轴侧端部和d轴侧端部，q轴侧端部位于转子铁芯11的径向上比d轴侧端部更接近定子30的部位，并且在q轴侧端部与d轴侧端部之间朝向定子30侧凸出。
收容在该磁体收容孔12中的磁体121设置成具有磁通作用面121a、121b、q轴侧端部121c以及d轴侧端部121d，并且与磁体收容孔12相同，q轴侧端部121c在转子铁芯11的径向上位于比d轴侧端部121d更接近定子30的位置，并且在q轴侧端部121c与d轴侧端部121d之间朝向定子30侧凸出。
更具体而言，磁体121的横截面形状为朝向定子30侧凸出的圆弧状，特别地为月牙形。另外，磁体121除了弯曲成圆弧状而向定子30侧凸出以外，也可以通过使磁通作用面121a、121b在一个或多个部位折曲而向定子30侧凸出。
在磁体121中，易磁化轴成为相对于d轴倾斜，并且相对于产生磁通的磁通作用面121a、121b以非垂直的角度相交的方向。但是，也可以包括与磁通作用面121a、121b垂直的方向的易磁化轴。易磁化轴可以是直线状，也可以是非直线状(即圆弧状)。
另外，在本实施方式中，在磁体121中，在q轴侧端部121c以及d轴侧端部121d中的接近d轴侧端部121d的部分的易磁化轴和接近q轴侧端部121c的部分的易磁化轴不同，特别地，在接近d轴侧端部121d的部分和接近q轴侧端部121c的部分中的接近d轴侧端部121d的部分，与接近q轴侧端部121c相比，易磁化轴更接近与d轴平行。其结果是，能够使磁体121的磁路长度变长。
另外，在磁体121中，接近q轴侧端部121c的部分的易磁化轴相对于与磁通作用面121a、121b垂直的方向的倾斜，也可以比接近d轴侧端部121d的部分的易磁化轴相对于与磁通作用面121a、121b垂直的方向的倾斜大。
根据上述结构，由于能够使磁体121接近转子铁芯11的外周面(即定子相对面)，因此，d轴的磁阻下降，能够使转矩增大。在这种情况下，通过缩短定子30与磁体121之间的距离，作为其相反一面，反磁场增大，但该反磁场增大的影响能够通过在磁体121中如上所述地增长磁路长度来消除。
此外，根据本实施方式的结构，在转子铁芯11中，能够减小比磁体121(即磁体收容孔12)接近定子30，并且接受定子30与磁体121的磁通量的总和的部分的比例。因此，能够减小因定子30和磁体121的两磁通而产生磁通饱和的饱和区域，更有效地发挥磁体121的能力。
特别地，在磁体收容孔12的横截面长边方向的两端部中的接近d轴的端部，不收容磁体121，该端部沿d轴延伸以形成磁通屏障122。
在此，对在本实施方式中使用的磁体121的制造方法进行说明。图39是用于说明通过磁场取向进行磁体121的磁化的方法的说明图。根据图39，进行图38中左侧的磁体121的磁化。
如图39所示，取向装置130包括磁场线圈131、配置在磁场线圈131内的取向铁芯132及模具133。磁场线圈131伴随着通电而生成通过线圈内部的磁场。取向铁芯132具有使由磁场线圈131生成的磁场向规定方向弯曲的作用，由取向铁芯132弯曲的磁场通过模具133。通过磁场线圈131生成直线磁场，通过取向铁芯132来生成弯曲磁场。模具133由非磁性体形成，具有与磁体121的形状相匹配地形成的模具室133a。
在制造磁体121时，在模具133的模具室133a内填充将磁体原料粉碎后的磁体粉末，在该模具室133a内将磁体粉末压缩成形为规定形状。然后，在磁场线圈131中，由取向铁芯132形成如图所示的弯曲磁场，对于模具室133a内的磁体粉末进行磁场取向。此时，磁体粉末以使各自的易磁化方向一致的方式排列，通过压缩被固定。在这种情况下，特别地，取向铁芯132配置在磁体121的长边方向上向单侧偏置的位置处。然后，烧结出磁体粉末的成形体，再进行磁体的磁化。通过这一系列的工序，制造磁体121。另外，在制造图38中的右侧的磁体121的情况下，只要改变取向铁芯132的位置即可。如上所述，制造图38所使用的磁体121。
另外，在图40所示的结构中，磁体121在转子铁芯11中设置成，q轴侧端部121c在径向上位于比d轴侧端部121d更接近定子30的部位，并且在q轴侧端部121c与d轴侧端部121d之间向定子相反侧凸出。更具体而言，磁体121的横截面形状为朝向定子相反侧(旋转轴2侧)凸出的圆弧状，特别地为月牙形。另外，磁体121除了弯曲成圆弧状而向定子相反侧凸出以外，也可以通过使多个直线部分在一个或多个部位折曲而向定子相反侧凸出。
在磁体121中，易磁化轴成为相对于d轴倾斜，并且相对于产生磁通的磁通作用面121a、121b以非垂直的角度相交的方向。但是，也可以包括与磁通作用面121a、121b垂直的方向的易磁化轴。易磁化轴可以是直线状，也可以是非直线状(即圆弧状)。
根据上述方式，在转子铁芯11中，比磁体121更靠定子30侧的区域变宽，因此，通过该区域中的磁体配置，能够实现磁体磁力的增加。
(其他实施方式)
·作为转子10，也能够使用图41至图44所示的结构的转子。
在图41所示的转子10中，磁体141分别收容在夹着d轴的两侧设置，并且呈大致V字状的一对磁体收容孔12中。即，磁体141配置为V字。磁体141以相对于d轴倾斜的朝向设置，其易磁化轴成为与d轴水平或接***行的朝向。在这种情况下，磁体141的易磁化轴相对于磁体141的磁通作用面141a、141b以非垂直的角度相交。另外，中央开口部142设置在一对磁体收容孔12之间、并且位于d轴上的位置处。根据该结构，由于磁体141的易磁化轴为与d轴平行或接***行的方向，因此，能够减少得到的磁通中的与d轴相对的成分，能够抑制d轴退磁。另外，中央开口部142可以是空间，或者是填充有非磁性材料的非磁性体部。
在图42所示的转子10中，磁体143分别收容在夹着d轴的两侧设置，并且呈大致V字状的一对磁体收容孔12中。即，磁体143配置为V字。磁体143以相对于d轴倾斜的朝向设置，其易磁化轴成为与q轴垂直或接近垂直的朝向。在这种情况下，磁体143的易磁化轴相对于磁体143的磁通作用面143a、143b以非垂直的角度相交。另外，在各磁体收容孔12的d轴侧端部，沿d轴分别设置有磁通屏障144。
在图42的结构中，q轴的磁体磁通被增强。在这种情况下，如图所示，通过使磁力直接朝向q轴铁芯部，有望通过q轴铁芯部的饱和来促进减弱磁场效果。另外，通过增大d轴的同极间距离(例如，相邻的磁体143间的夹着d轴的最短距离)，能够抑制由相邻的磁体143的磁通引起的d轴退磁(自退磁)。
在图43所示的转子10中，在夹着d轴设置在两侧，并且呈大致V字状的一对磁体收容孔12中，在夹着d轴的两侧各设置有两个磁体145。磁体145夹着d轴的两侧配置为V字。磁体145在q轴侧端部以及d轴侧端部(即磁体端面侧)处的易磁化轴的磁体长度比中央侧的部位处的易磁化轴的磁体长度长。
具体而言，各磁体145具有底座部、以及从该底座部向相互正交的方向延伸的第一端部和第二端部。成对的磁体145在以使各自的第一端部对接的方式连接的状态下收容于各磁体收容孔12，由此一体化。该一体化的成对的磁体145的定子侧的磁通作用面145a为与易磁化轴垂直的平坦面，在定子相反侧的磁通作用面145b的中央部形成有凹槽。
在图44所示的转子10中，在夹着d轴设置在两侧，并且呈大致V字状的一对磁体收容孔12中，在夹着d轴的两侧各设置有两个磁体146。磁体146夹着d轴的两侧配置为V字。
具体而言，各磁体146的横截面具有大致梯形形状。即，各磁体146具有构成上底的第一端面和构成下底且比第一端面长的第二端面。成对的磁体146在以使各自的第一端面对接的方式连接的状态下收容于各磁体收容孔12，由此一体。该一体化的成对的磁体146的定子侧的磁通作用面146a为与易磁化轴垂直的平坦面，在定子相反侧的磁通作用面146b的中央部形成有凹槽。
·也可以通过被分割成多个的分割磁体，来实现上述各结构的磁体(磁体13等)。在这种情况下，多个分割磁体分别沿磁体的长边方向排列配置在夹着d轴的两侧。由此，能够降低作为导电体的磁体13的涡流损耗。例如，可以使用截面呈正方形状且易磁化轴不同的多个磁体(分割磁体)，将它们排列成一列而构成截面长条状的磁体13。由此，与在截面长条状的磁体中通过可变取向来确定易磁化轴相比，能够提高磁体的取向率。
·在上述各结构的转子10中，能够在磁体的q轴侧端部和d轴侧端部任意地设定磁通屏障。
·在转子10中，也可以通过将转子铁芯11在轴向上分割成多个，并且使各分割铁芯在周向上错开规定角度，从而使转子10成为扭斜结构。由此，能够降低转矩脉动。
·作为旋转电机，代替在转子10侧设置磁体(磁体13等)并且在定子30侧设置定子绕组33的结构，也可以使用在定子30侧设置磁体(磁体13等)并且在转子10侧设置定子绕组33的结构。在这种情况下，在作为软磁性体铁芯的定子铁芯形成有上述各种形态的磁体收容孔，并且在该磁体收容孔内收容有上述各种形态的磁体。
(第六实施方式)
以下，对作为第六实施方式的旋转电机500进行说明。旋转电机500相当于电磁设备。图45是旋转电机500的纵剖图。如图45所示，旋转电机500包括端板壳体501、圆筒壳体502、轴承503、504、轴承保持件505、加压弹簧507、转子600、以及轴601等。端板壳体501相对于圆筒壳体502使用规定的配合公差高精度地安装。
端板壳体501以规定的配合公差保持用于旋转自如地保持转子600的轴承504。端板壳体501具有三维的外观，由铝压铸等制作。另外，轴承保持部优选使用与轴承504的膨胀系数差小的钢铁材料。因此，在通过锻造制作的铁制的轴承保持件505内配置有轴承504。端板壳体501通过穿过沿轴向贯通自身的任意个数的螺纹孔的螺钉506，相对于圆筒壳体502紧固。在圆筒壳体502上设置有用于紧固端板壳体501的螺纹孔508。
另外，圆筒壳体502具有以规定的配合公差保持轴承503的保持孔509，所述轴承503将转子600旋转自如地保持。在转子600上，通过轴承503、504以规定的配合公差以旋转自如的状态组装轴601。轴承503、504和轴601至壳体501、502也可以不是压入，而是作为间隙配合使用防脱环等进行紧固。
轴承503的外圈被作为盘簧的加压弹簧507以规定的力推压，轴承503内的外圈和内圈构成为始终通过位于它们中间的滚珠以规定的力接触。因此，外圈和内圈与滚珠的接触载荷和接触位置保持恒定，从而能够在整个寿命期间内进行安静的旋转。加压弹簧507的力通过轴601施加于轴承503，轴承503、504各自的内圈分别配置在从转子600观察比外圈更远的距离。由此，轴向力被抵消，转子600的位置稳定地设定在相对于定子700(即电枢)合适的位置。
所述合适的位置是指，例如转子600与定子700的轴向长度的中央一致。轴承503与加压弹簧507接触。轴承503与加压弹簧507的接触面的摩擦系数设定为0.4以上，通过摩擦力抑制其周向的旋转。当然，为了产生加压力，可以使包括永磁体的转子600和定子700的中心位置错开，从而通过磁力施加永久的加压力。施加磁加压的结构对于在轴向单侧具有盘片的硬盘驱动器用电动机、在轴向单侧具有叶轮的风扇电动机等特别地有效。
转子600包括通过压入等紧固于轴601的转子铁芯610(定子铁芯)。在转子铁芯610中收容有永磁体(磁体400)。转子600构成为，任意的磁极和相邻的磁极N、S交替构成的永磁体型转子。转子600具有为了在轴向上牢固地支承永磁体而相对于轴601压入固定的端板604。
转子600具有对通过压入等紧固于轴601的转子进行角度检测的解析器转子602。与解析器转子602成为一组的解析器定子603以与轴承504同轴的方式高精度地相对于端板壳体501通过压入而固定。在本实施方式中，在解析器转子602和轴601相对于转子铁芯610的紧固中也使用压入。尽管未详细说明解析器转子602的原理，但已知的是，在解析器转子602与解析器定子603之间的空间具有大或小的磁阻，根据因该大小关系而产生的解析器定子绕组的电压变动来检测转子位置，并将检测出的转子位置通过未图示的AD转换器通知给控制装置(控制器)930。
在具有本结构的旋转角度传感器中，与霍尔元件等不同，如果解析器转子和解析器定子由高精度且线膨胀系数相同的材料制作，则几乎不会因温度而改变其特性，从而输出正确的角度。因此，在转速控制范围宽的本实施方式的旋转电机结构中更有效。当然，也可以采用与各相对应的多个霍尔传感器、或者读取代表相的位置的一个霍尔传感器的方式。在电动机为
Figure GDA0002378988260000931
以下的小型电动机、所述解析器的结构变得困难的情况下，进而在不会成为80℃以上的高温的条件下，霍尔传感器方式是廉价且优选的方法。
另外，关于转子600和轴601的压入公差，以最大转速时压入公差为几微米优选无限接近零的尺寸为目标进行设计。通过这样设计，无论在怎样的转速下，转子600都固定于轴601。
图46示出了压入的说明图。转子铁芯610的尺寸设定成，在磁体部的转子内周侧的包含于磁极角的角度范围内设置有接触部分605，在除此以外的部分，设置间隙606。由此，压入转子铁芯610时引起的变形不会传递到转子外形，能够进行高精度的气隙距离设计。当然，通过在图46中单点划线所示的磁体部607和轴601之间设置磁通屏障608，不会向磁体部607传递压入应力。
另外，也可以考虑将轴601与转子铁芯610之间的公差设为间隙配合，并使用键或销来作为旋转方向的止转件。通过采用这样的结构，能够得到生产率高且容易装拆的结构。尽管会稍许影响装拆性，但所述键优选是过渡配合或轻压入程度的压入。这是因为，如果键也是间隙配合，则转子600在沿周向旋转的过程中会在所述键与键槽的间隙中移动，对于所述解析器输出的角度位置，转子600有时返回不同的响应，从而难以控制。
或者，也可以将轴601形成为实施了花键嵌合或滚花加工的轴表面，压入并***转子铁芯610。当然，在花键结构中，只要能够忽略上述控制问题，则刻在轴601上的齿和刻在转子铁芯610上的齿也可以是间隙配合。所述电压变动通过定子700被传递到控制装置930。
接着，使用图47(a)、(b)对定子700进行说明。定子700包括定子铁芯710、和具有多相的相绕组而成的定子绕组720。本实施方式的旋转电机500为倍槽的三相永磁体型旋转电机的结构，定子铁芯710在周向上具有四十八个槽、即相对于转子600的极数8为3相×两倍的数量的槽，作为收容构成定子绕组720的导线721的槽711。在本实施方式中，横截面呈矩形的方形的导线721(方线)以成为三相分布卷组的方式卷绕。
导线721的横截面不限于四边形，也可以是六边形等。通过使用方形线作为导线721，与具有圆形截面的导线(圆线)相比，能够实现高的占空系数。这里所说的占空系数是槽面积内部的铜的占有面积的比例。通过使用方形(多边形)的导线721，构成为导线之间无间隙地面接触，能够在相同的槽面积中设定低直流电阻值的定子绕组，能够使定子700的径向厚度变薄。
另外，作为导线721，也可以使用截面为椭圆形状的导线。在导线721收容在槽711中的状态下，导线721最好具有径向的厚度尺寸小于周向的宽度尺寸的扁平形状。
作为使定子700变薄的效果，认为对于相同外形的电动机，转子600和定子700的气隙的径向长度增加。由于转矩是转子半径、与导体交链的磁通和流过导体的电流的乘积，因此，通过所述占空系数的增加，能实现转矩增加。
在现有技术中，在惯性因转子半径的增加而增加的情况下，有时会产生不良情况。例如，在将过大直径的转子用作与车辆用发动机同步旋转的牵引电机的情况下，认为难以使电机的转速同步。
在本实施方式中，如后所述，由于转子600的磁导Pc高，因此，能够增加磁体的有效磁通量。因此，与相同大小的磁体相比，磁体的单位体积的转矩贡献率大，能够产生大的磁通。在此基础上，如果降低定子绕组720的阻抗设定，具体而言，如果将导线721的根数设定得比以往少，则能够减小机电综合时间常数Tk，改善机械控制性。即，下式(1)所示的机电综合时间常数Tk由于分子中具有电感L，因此，通过设定成使匝数仅降低磁体磁通Ψ的增加量的倒数，能够减小机电综合时间常数Kt，改善机械控制性。
Tk＝(J·L)÷(Kt·Ke)…(1)
另外，J为惯性，L为电感，Kt为转矩常数，Ke为反电动势常数。
而且，还起到因电感的降低而引起的浪涌电压的降低的效果。另外，导线721只要是导体即可，例如利用碳纳米管的导体、或铝、银、金等也能够发挥适当的性能。
导线721具有导体部722、和覆盖其外周的由聚酰亚胺、酰胺酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等构成的、一般被称为瓷釉膜的覆膜723。另外，在覆膜723之外具有外层覆膜724。外层覆膜724的特征在于具有比覆膜723高的绝缘耐压。当然，也可以是捻合线、利兹线等。在本实施方式中，具有由PEEK材料构成的外层覆膜724，在槽711内，夹着漆713与槽711的钢材接触。优选通过槽711和漆713、漆713和外层覆膜724来固定槽内结构构件。
由此，能够将定子绕组720的振动适当地抑制在例如我司调查得到的3至5dB左右。另外，漆713优选为不含大量二氧化硅等的环氧树脂或硅酮粘接件等。通过采用该结构，能够按照覆膜723、外层覆膜724、漆713的顺序逐渐提高线膨胀系数。
在外层覆膜724为PPS材料的情况下，PPS材料的线膨胀系数在某一状态具有较大的宽度，因此，需要将线膨胀系数设定得比瓷釉膜高来进行配合。通过如上所述地设定线膨胀系数，能够有效地抑制因线膨胀系数的差而产生的对绝缘构件的应力。即，可以认为，在火车或汽车那样的环境下通过空冷、水冷或油冷等使定子绕组720从漆713开始依次向导线的内层冷却时，伴随于此，会产生因线膨胀系数的差而引起的对绝缘构件的应力，但是能够有效地抑制对绝缘构件的应力。
另外，漆713与外层覆膜724之间的粘接力设定为比外层覆膜724与覆膜723之间的粘接力低。由此，能够得到即使漆713因线膨胀系数差引起的应力而开裂，开裂也不会波及到覆膜723的结构。另外，将覆膜723与导体部722的粘接力设定得比外层覆膜724与覆膜723的粘接力低，即使在万一外层覆膜724开裂的情况下，也能通过覆膜723保证定子绕组720相对于定子铁芯的绝缘。本结构在突出到直接与外部气体或冷却油接触的槽711外的导体部分比在槽711内发挥更强的效果。
转子600具有中空圆筒状的转子铁芯610，该转子铁芯610的内周面固定于轴601的外周面。
图48具体地示出了转子600的结构。另外，在图48中，仅抽出转子600中的多个磁极中的一个极的部分进行表示。中央是成为磁极中心的d轴，左右两端是成为磁极边界部的q轴。
在转子铁芯610上，夹着d轴的两侧形成有磁体收容孔611，成对的磁体收容孔611相对于对应的d轴对称地配置，在d轴上分离的状态下，在d轴的两侧呈大致直线状地设置。并且，在各磁体收容孔611内收容有例如由烧结钕磁体等永磁体构成的磁体400。
在此，使用图49对本实施方式的磁体400进行说明。在图49中，示出了磁体400的与转子铁芯610的轴向正交的横截面，并且用箭头表示磁体400的取向方向。另外，不限于图49，在后述的各图中也用箭头表示磁体的取向方向。取向方向是与磁体400的易磁化轴一致的方向，并且沿易磁化轴的方向形成磁体磁路。磁体400的取向方向也是磁体内部的磁力线的方向(易磁化轴的方向)。
如图49所示，磁体(磁体主体)400的横截面呈平行四边形，彼此相对且分别与定子700和轴601相对的第一主面401a和第二主面401b成为供磁通流出或流入的作用面401a、401b。即，在图示的结构中，相互平行地相对的两组相对面中成为长边侧的各相对面分别成为作用面401a、401b。在磁体400中，成为长边侧的一对长边侧磁体面和成为短边侧的一对短边侧磁体面中的一对长边侧磁体面是一对作用面401a、401b。在转子铁芯610中，左右两个磁体400相对于d轴线对称地设置(参照图48)。
在磁体400中，通过取向使晶体取向的方向一致。在取向方向完全地朝向任意方向的情况下，各向异性磁体理想地发挥其特性。磁体400的取向方向通过制造磁体时的取向磁场而一致。
在磁体400中，两组相对面中的一组相对面分别成为磁通流出或流入的作用面401a、401b，另一组相对面401c及401d分别成为磁通不流出或流入的非作用面。磁体400具有长度比一对作用面401a、401b之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路，并且易磁化轴取向为沿磁体磁路的方向。换言之，磁体400的一对作用面401a、401b之间的沿易磁化轴的线段的长度比磁体厚度尺寸长。
换言之，磁体400的取向方向是从作用面401b朝向作用面401a的方向，并且相对于作用面401a、401b以正交以外的角度相交，其方向例如为与非作用面相同的方向(平行的方向)。
图50(a)是示出了本实施方式的磁体400的图，(b)是示出了作为比较例的磁体402的图。另外，图50(a)、(b)的各磁体的截面积相同，并且各作用面的宽度尺寸W和几何厚度尺寸T相同。宽度尺寸W均为与长边侧的长度相同的尺寸，厚度尺寸T均为用正交线连接长边彼此(作用面彼此)之间的分离距离。作为比较例的磁体402的横截面呈矩形，其取向方向(易磁化轴)相对于彼此相对的两边的作用面403a、403b正交。
在本实施方式的磁体400中，取向方向相对于作用面401a、401b以正交以外的角度相交，与此相对，在比较例的磁体402中，取向方向相对于作用面403a、403b正交。即，在比较例的磁体402中，其厚度尺寸T与磁体内部的磁回路的长度(即，磁体磁路长度)相等。与此相对，在本实施方式的磁体400中，由于取向方向相对于作用面以任意的角度θ倾斜，因此，磁体磁路长度比厚度尺寸T长。因此，在本实施方式的磁体400中，尽管是与比较例的磁体402相同的重量和总磁力，但能够使有效磁通密度Bd增大。另外，有效磁通密度Bd[T]通过以下的式(2)得到。
Bd＝Br÷{1+1/Pc}…(2)
Br[T]是剩余磁通密度，Pc是表示磁体的磁通通过容易度的磁导系数。根据式(2)，当磁导成为无限大时，可以看出Bd与Br相等。
图51示出了磁体磁路长度L与磁导系数Pc的关系。如图51所示，可以看出，取向方向的磁体磁路长度L越长，磁导系数Pc越上升。在本实施方式中，在相同体积的磁体容量中，通过设计易磁化轴(取向方向)来延长磁体磁路长度L，实现使有效磁通密度Bd增加。磁体400的磁体磁路长度L与磁体402的磁路长度L相比，仅大“1/cosθ”倍。
换言之，磁体400的一对作用面401a、401b之间的沿易磁化轴的线段的长度L比磁体厚度尺寸T大“1/cosθ”倍。
接着，对组装了磁体400的状态的转子600的详细情况进行说明。如图48所示，磁体400的作用面401a、401b成为与d轴正交的方向，作为非作用面的q轴侧端部的端面401c和d轴侧端部的端面401d成为与d轴非平行的方向。在这种情况下，q轴侧和d轴侧的各端面401c、401d分别形成为相对于作用面401a、401b与取向方向的角度匹配的方向。换言之，各端面401c、401d的方向与取向方向相同，即在俯视时，成为与易磁化轴平行的方向。
并且，在磁体收容孔611的与q轴相对的端部，与构成磁体400的q轴侧端部的端面401c相邻地设置有磁通屏障613。相同地，在磁体收容孔611的与d轴相对的端部，与构成磁体400的d轴侧端部的端面401d相邻地设置有磁通屏障614。磁通屏障614沿d轴方向延伸，特别地朝向轴601延伸。
另外，在图48中，磁体400的q轴侧和d轴侧的各端面401c、401d分别形成在相对于作用面401a、401b与取向方向的角度匹配的方向上，但也可以改变。尽管未图示，但例如也可以仅使磁体400的q轴侧和d轴侧中的q轴侧的端面401c形成为相对于作用面401a、401b与取向方向的角度相匹配的朝向。对于d轴侧的端面401d，保持与d轴平行。简而言之，磁体400的横截面形状能够为矩形(长方形形状)、平行四边形、梯形等任意的四边形。
也可以将磁体400的横截面形状设为矩形，在此基础上使取向方向为相对于磁通作用面401a、401b以非垂直的角度相交的方向。但是，在这种情况下，尽管能够延长磁体磁路长度，但在磁体400的端部，可以认为磁体磁路长度局部变短。在这点上，在图48所示的结构中，磁体400的q轴侧端部的端面401c成为相对于磁通作用面401a、401b与取向方向的角度相匹配的朝向，因此，能够抑制在磁体400中局部存在磁体磁路长度短的部分。
另外，在图48的结构中，对磁通增加没有贡献的磁体端部被倾斜地去除，与长边和短边为直角的长方形的结构相比，削减了磁体量。因此，能够增加磁体制作模具内的获取数量、削减材料投入量。
作为组装转子600的永磁体，也可以使用图52所示的磁体404。磁体404的横截面形状呈矩形，并且取向方向不是直线状而是曲线状。即，在磁体404中，相对于磁通的作用面405a、405b，取向方向设定为曲线状而不是直线状。如图51所示，由于磁体磁路长度L越大，磁导系数Pc越高，因此，通过使取向方向为曲线，磁体磁路长度L进一步延长，能够进一步提高磁导系数Pc。
图53所示的与N极对应的成对的磁体收容孔611相对于对应的d轴对称地配置于转子铁芯610，并且以在相对于d轴垂直的方向上延伸的方式形成为直线状。
图53是表示在形成有磁体收容孔611的转子铁芯610上组装图52所示的磁体404的状态的图。在图53中，在转子铁芯610中，左右两个磁体404相对于d轴线对称地设置。即，一对磁体404的易磁化轴取向为从作用面405b朝向作用面405a的方向，且朝向d轴弯曲。
在磁体收容孔611中未配置磁体404的部分、即在磁体收容孔611的横截面长边方向的接近d轴的端部，设置有抑制转子铁芯610内的磁体磁通的自短路的磁通屏障614。该磁通屏障614沿d轴延伸。
接着，对上述实施方式的永磁体的制造方法进行说明。在此，特别对永磁体的一系列制造工序中的取向工序进行详细说明。首先，简单地说明磁体制造工序的一系列流程。
首先，进行钕磁体等磁体原料的混合，接着，将磁体原料在熔解炉中熔解后，生成锭。然后，通过锭的粉碎，生成数微米左右的微细粉末(粉碎工序)，在将由磁体粉末构成的成形体设置在磁场中的状态下，进行磁体的晶体取向，也就是使易磁化轴一致的取向(取向工序)。此时，例如，在将微细粉末填充在压模中的状态下，使微细粉末的晶体取向与取向磁场(取向磁力线)的方向一致，从而赋予了取向方向上的较高的磁特性。然后，在真空中对被赋予了取向的磁体(冲压成形后的压粉体)、即易磁化轴成为一致的状态的磁体进行烧结及热处理(烧结工序)。然后，在将磁体配置在磁化磁场中的状态下进行磁化(磁化工序)。通过以上步骤，完成永磁体的制造。
使用图54的(a)、(b)对与取向工序相关的具体结构进行说明。图54的(a)是示出了在取向工序(磁场中成形)中使用的取向装置300的示意结构的图，图54的(b)是示出了通过取向工序取向的多个磁体MG的图。另外，在图54的(a)中，示出了作为用于磁体MG的制作的磁体制作模具的模具250，该模具250设置成，使得磁体MG中形成有一对磁通作用面的外表面成为相对于取向磁场倾斜相交的朝向。
取向装置300包括能够将模具250内设大小的磁场产生装置301。磁场产生装置301具有通过通电在内部生成规定方向的取向磁场的线圈301a，在线圈301a内配置模具250，使得与成为取向对象的模具250内的磁体粉末成形体的外表面的任意表面正交的法线N(例如模具250内的磁体粉末成形体的任意表面正交的法线)相对于该线圈301a的轴向成为非平行的规定角度。由此，在对于成为磁体外表面的磁体粉末成形体的任意表面以不垂直的方向施加取向磁场的状态下，进行取向。另外，模具250以填充有磁体粉末的状态配置在线圈301a内的空间中。
在这种情况下，向模具250施加通过对磁场产生装置301(线圈301a)通电而产生的取向磁场302，在该状态下，实施对于模具250的磁体粉末的取向。由此，能够提高取向率，并且能够适当地制作磁体MG。取向率也是剩余磁通密度Br相对于磁体MG的饱和磁通密度的比例。
在本实施方式中，由于通过使用线圈301a的磁场产生装置301可以产生强磁场，因此，取向率为90％以上的良好状态。在图54的(b)中，倾斜的实线表示磁体MG的取向方向。根据上述结构的取向工序，例如能够以高的取向率适当地得到上述磁体400。另外，在这种情况下，能够在磁体MG中适当地实施直线且平行的朝向的取向。
也可以将进行了取向及烧结后的磁体MG切断成多个，对该切断的各磁体MG进行磁化。图55(a)是示出了模具250和其内部的磁体MG的剖视图。
如图55(a)所示，模具250收容具有能够切出多个(图中为四个)磁体MG1至MG4的大小的磁体MG(磁体块)，在该状态下进行磁体MG的取向及烧结。然后，在烧结之后，通过切断作业将磁体MG分割成多个磁体MG1至MG4。另外，由于在烧结工序中磁体MG产生收缩，因此，在取向工序(磁场中成形)中，考虑到其收缩量，并且通过模具250成形磁体MG。在取向工序中，以相对于磁体MG的规定的外表面倾斜的朝向进行取向。因此，在磁体MG(磁体块)呈长方体状的情况下，在切断作业中，最好相对于磁体MG的规定的外表面(图中为纵向的外表面)平行地进行切断。
由此，作为磁体MG1至MG4，能够适当地制作具有比彼此相对且成为磁通的流入流出面的一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的长度的磁体磁路，并且以易磁化轴沿磁体磁路的方式取向的磁体(例如图49的磁体400)。
如图55(b)所示，模具250最好是具有相对于取向磁场(图的箭头方向)倾斜的第一壁251和相对于取向磁场平行的第二壁252，作为划分其内部空间的内壁的结构。由此，在各磁体MG1至MG4中，能够适当地形成长度比磁体厚度尺寸长的磁体磁路，并且能够在取向工序的阶段适当地去除磁体磁路局部变短的部位。因此，能够实现磁体材料的削减和切削工序的削减等。
使用图56(a)、(b)对与取向工序相关的其他结构进行说明。图56(a)是以侧视示出取向装置310的结构的概略图，图56(b)是以剖面示出取向装置310的结构的概略图。图56(b)示出了取向磁场316与模具260之间的位置关系。
本实施方式的取向装置310包括：隔着规定距离同轴配置的产生磁场用的一对线圈311、312；以及在这一对线圈311、312之间配置在从线圈中心轴向外侧远离的位置上的作为取向轭部的多个铁芯313。这些线圈311、312和铁芯313相当于磁场产生装置。线圈311、312随着通电而产生向内、即朝向取向装置310的中心侧的磁场。另外，多个铁芯313被分散配置为圆形。配置多个铁芯313的径向的位置也可以比线圈311、312更靠径向外侧。另外，多个铁芯313的截面除了呈圆环状以外，截面也可以呈矩形状或圆弧状的形状。用于成形磁体MG的模具260配置为比多个铁芯313排列的假想圆更靠内侧。
即，线圈311、312随着通电而向内、即朝向取向装置310的中心侧产生不均匀的磁场。具体而言，由线圈311、312产生的磁场根据多个铁芯313的数量和间隔而不均匀地取向。
通过两个线圈311、312，朝向填充有磁体粉末的模具260生成具有彼此相反的极性的磁场314、315。接着，在该状态下，通过两个磁场的排斥(磁场的碰撞)，生成朝向各铁芯313向径向外侧扩展的取向磁场316。在这种情况下，由于极性相反的磁场的排斥而以放射状均匀扩展的方式产生的磁场，集中在沿周向分散配置的铁芯313上，从而能够进行磁场分布。即，能够生成具有曲率的取向磁场316(描绘圆弧的方向的取向磁场)。通过利用该取向磁场316，能够以高的取向率适当地得到上述磁体400、404。
图57(a)是具体表示对于磁体MG的取向的朝向的图。在图57(a)中，磁场的排斥在区域K1产生，通过该磁场的排斥，从区域K1向铁芯313生成取向磁场316。通过使磁通集中在铁芯313而以描绘圆弧的方式生成取向磁场316。在这种情况下，通过在取向磁场中以规定的方向(例如形成有一对作用面的磁体外表面与取向磁场倾斜相交的方向)配置模具260，能够对于模具260内的磁体MG以期望的方向进行取向。由此，作为磁体MG，能够适当地制作具有比彼此相对且成为磁通的流入流出面的一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的长度的磁体磁路，并且以易磁化轴沿磁体磁路的朝向的方式进行取向的磁体(例如图53的磁体404)。本结构能够在磁体MG中适当地实施成为圆弧状的取向。
也可以如图57(b)所示构成模具260。在这种情况下，模具260呈环状，在周向上具有八个收容部261。收容部261与棒状的铁芯313对应设置，其数量最好是铁芯数的两倍。在各收容部261之间以与取向磁场316的方向对应的角度设置有分隔壁262、263。
使用图58的(a)、(b)对与取向工序相关的其他结构进行说明。图58的(a)是以侧视示出取向装置320的结构的概略图，图58的(b)是以剖面示出取向装置320的结构的概略图。图58的(b)示出了取向磁场322与模具270之间的位置关系。
本实施方式的取向装置320具有构成磁场产生装置321的直线状的导体321a，随着对导体321a的通电，在以该导体321a为中心的周向上生成取向磁场322。填充有磁体粉末的模具270以规定的朝向配置在导体321a的周围。通过利用该取向磁场322，能够以高的取向率适当地得到上述磁体400、404。此时，通过在注塑成形的模具中填充磁体粉体并成形，能够以无切削的方式制作磁体，能够提高效率。
在导体321a的周围，能够将多个模具270配置为圆环状。另外，最好根据期望的取向方向，适当设定模具270的方向。
根据上述，作为磁体，能够适当地制作具有彼此相对且成为磁通的流入流出面的一对作用面，并具有长度比该一对作用面之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路，且以易磁化轴成为沿磁体磁路的方向的方式进行取向的磁体(例如图53的磁体404)。本结构能够在磁体MG中适当地实施成为圆弧状的取向。
(第七实施方式)
在本实施方式中，改变了转子600中的永磁体的结构。图59示出了本实施方式的转子600的具体结构。如图59所示，在转子铁芯610的磁体收容孔611中，夹着d轴的两侧收容有磁体410。左右两个磁体410相对于d轴线对称地设置。
磁体410的横截面呈矩形，在径向的内外排列，并且彼此相对的两边的面成为磁通流出或流入的作用面411a、411b。另外，在磁体410中，在接近d轴的部分412a和接近q轴的部分412b，取向方向(易磁化轴)不同。即，在磁体410中，在磁体长边方向上的一个端部和另一个端部，磁体磁路的朝向不同。特别地，在接近d轴的部分412a和接近q轴的部分412b之中的接近d轴的部分412a，比接近q轴的部分412b取向方向更接近与d轴平行。换言之，在磁体410中，在接近d轴的部分和接近q轴的部分，取向方向(易磁化轴)不同，在接近d轴的部分中，与接近q轴的部分相比，取向方向更接近与d轴平行。
另外，磁体410具有分别与横截面长边方向上的q轴和d轴接近的q轴侧端部411c和d轴侧端部411d。即，沿作用面411a、411b的长边方向上的两端部是q轴侧端部411c以及d轴侧端部411d。在这种情况下，接近d轴侧端部411d以及q轴侧端部411c的一方的位置处的取向方向(易磁化轴)与接近另一方的位置处的易磁化轴不同。即，在磁体410中，d轴侧端部411d以及q轴侧端部411c中的接近d轴侧端部411d的部分412a与接近q轴侧端部411c的部分412b相比，取向方向更接近与d轴平行。
详细而言，如图60所示，如果将磁体410的比q轴侧端部411c更接近d轴侧端部411d的规定位置的取向方向设为X1，将比d轴侧端部411d更接近q轴侧端部411c的规定位置的取向方向设为X2，则接近d轴侧端部411d的位置的取向方向X1比接近q轴侧端部411c的位置的取向方向X2更接近与d轴平行。即，在磁体410中，取向方向X2相对于垂直于作用面411a和411b的方向、即d轴的倾斜角(θ2)比取向方向X1相对于d轴的倾斜角(θ1)大。在本实施方式的磁体410中，随着从q轴侧端部101c朝向d轴侧端部101d，取向方向的磁体长度、即从取向方向的起点到终点的磁体磁路逐渐变短。
通过如图59那样设定取向方向(取向角度)，在d轴附近，在夹着d轴的两侧的磁体410中，彼此相对的方向上的磁体磁通减少。由此，能够抑制夹着d轴的两侧的磁体410的磁通彼此排斥而产生的退磁。
使用图86(a)、(b)对d轴附近的取向方向设定的效果进行说明。另外，在图86(a)、(b)中，示出了在转子铁芯650上大致V字状地配置磁体415的结构。图86(a)相当于现有的结构，图86(b)相当于本实施方式的结构。
在此，使用图86(a)以及(b)对图59所示的以相对于与磁体410的d轴侧端部411d的磁通作用面411a正交的方向倾斜、并且在朝向d轴的方向上延伸的方式对易磁化轴(图60中的X1方向)取向的结构的效果进行说明。
在图86(a)及(b)中，示出了在转子铁芯650上大致V字状地配置一对磁体415的结构。此时，图86(a)相当于现有的结构、即磁体415的d轴侧端部的易磁化轴为与磁通作用面正交的方向，与此相对，尽管图86(b)的磁体自身的结构与图59所示的结构不同，但相当于本实施方式的结构，即在磁体415的d轴侧端部的易磁化轴相对于与磁通作用面正交的方向倾斜并朝向d轴这点上与图59所示的结构相同。
在图86(a)中，在磁体415中相对于磁通作用面垂直地产生磁通Φ10，该磁通Φ10包括与d轴平行的成分Φ11和与d轴垂直的成分Φ12。在这种情况下，与d轴垂直的成分Φ12成为夹着d轴彼此相对的磁通、即彼此排斥的磁通。
另一方面，在图86(b)中，在磁体415的d轴附近，以相对于磁通作用面以垂直以外的角度相交的方式产生磁通Φ20，该磁通Φ20包括与d轴平行的成分Φ21和与d轴垂直的成分Φ22。在这种情况下，图86(b)所示的磁通Φ20与图86(a)所示的磁通Φ10相比，成为接近与d轴平行的方向。由此，与d轴垂直的成分Φ22比Φ12小。因此，能够减弱夹着d轴而彼此相对的磁通、即彼此排斥的磁通，进而能够抑制退磁。
另外，图59所示的磁体410的取向方向除了全部为相对于磁通作用面411a、411b以非垂直的角度相交的方向以外，作为其取向方向，也可以是包括相对于磁通作用面411a、411b垂直相交的方向的结构。
另外，在图59所示的结构中，在磁体410中，在径向的内外排列的一对相对面成为磁通流出或流入的作用面411a、411b，除此之外，q轴侧的端面也成为磁通流出或流入的作用面411c。即，在磁体410的q轴侧端部，与d轴侧端部相比，取向方向为与q轴正交的方向，因此，在q轴侧端面411c也能够使磁通流出或流入。以下，为了便于说明，在磁体410中，将在径向的内外排列的一对相对面也称为第一作用面411a、411b，将q轴侧端面411c也称为第二作用面411c。另外，在磁体410中，通过使取向方向相对于与定子侧(图的上侧)的第一作用面411a正交的方向倾斜，形成第二作用面411c。
在这种情况下，在一对第一作用面411a、411b中的成为定子侧的作用面411a与第二作用面411c之间，形成从其一方延伸到另一方的磁体磁路。此外，磁体410设置成，使得第二作用面411c与磁体收容孔611的内壁面(铁芯侧面)接触的状态、即尽可能地相对于内壁面不产生间隙的状态。
如果是N磁极，则定子侧的第一作用面411a是磁通的流出面，定子相反侧的第一作用面411b和第二作用面411c是磁通流入面。如果是S磁极则相反。换言之，例如在N磁极的情况下，三个磁通作用面中，成为定子侧的第一作用面411a为磁体410的磁通流出面，并且剩余的两个第一作用面411b以及第二作用面411c都成为磁通流入面。
在此，在第二作用面411c是磁通流入面的情况下，从两个作用面(定子相反侧的第一作用面411b、以及第二作用面411c)流入的磁通从一个作用面(定子侧的第一作用面411a)流出。另外，在第二作用面411c是磁通流出面的情况下，从一个作用面(定子侧的第一作用面411a)流入的磁通从两个作用面(定子相反侧的第一作用面411b和第二作用面411c)流出。在这种情况下，在磁体410的q轴侧端部附近的铁芯中，能够进行磁通的集中和分散。
第一作用面411a、411b是生成在磁极中心产生的磁通(磁极磁通)的作用面，第二作用面411c是生成通过q轴的磁体磁通的作用面。在本实施方式的磁体410中，在第一作用面411a、411b和第二作用面411c的任意一个中，取向方向都成为相对于作用面以非垂直的角度相交的方向。
在本实施方式的磁体410中，在一对第一作用面411a、411b中的成为定子侧的作用面411a与第二作用面411c之间形成磁体磁路。在本结构中，由于第二作用面411c设置在磁体410的q轴端面，因此，在相邻的极性相反的各磁极中，磁体磁通流过各磁极的磁体410的第二作用面411c(q轴端面)。因此，在q轴侧的铁芯中，能够调节磁饱和状态。本结构是在埋入磁体型的转子铁芯610中，将以往未使用的q轴铁芯积极地用作磁体410的磁回路磁路的结构。
此外，由于磁体410设置成使得第二作用面411c与磁体收容孔611的内壁面接触，因此，在夹着q轴的两侧的相邻磁极的磁体中，能够经由各磁体410的第二作用面411c与其间的铁芯适当地形成磁路。因此，在q轴侧的铁芯部分中，能够适当地调节磁饱和状态。
(第八实施方式)
在本实施方式中，改变了转子600中的永磁体的结构。图61示出了本实施方式中的转子600的具体结构。
如图61所示，在转子铁芯610上，夹着d轴的两侧形成有磁体收容孔611，在该磁体收容孔611内分别收容有磁体420。磁体收容孔611和磁体420在q轴侧端部处的径向位置与在d轴侧端部处的径向位置不同，并且q轴侧端部配置为比d轴侧端部更靠径向外侧。此外，磁体收容孔611和磁体420的横截面都呈朝向转子600的径向外侧凸出的凸形状。在图61的结构中，磁体收容孔611以及磁体420形成为朝向转子600的径向外侧以及d轴侧凸出的圆弧状。左右的磁体收容孔611以及磁体420相对于d轴线对称地设置，按每个磁极而言，配置为大致V字状。
在此，对于本实施方式的转子600，使用图87至图90对与使用平板状的永磁体的以往结构的不同点及本实施方式的优点进行说明。在图87至图90中，示出了在转子铁芯650中大致V字状地配置磁体415的结构。在图87中，作为来自未图示的定子的旋转磁场，产生横穿d轴的励磁磁场661，在图88中，作为来自未图示的定子的旋转磁场，产生横穿q轴的励磁磁场662。另外，图89是图90所示的埋入磁体型转子的等效磁路图。
在图87及图88所示的结构中，在从未图示的定子产生的励磁磁场661、662施加给转子的状态下，由于磁通从转子外径侧作用，因此，能够容易地想到转子铁芯650的外径侧部分651与内径侧部分652相比在低的励磁磁场中就会磁饱和。特别地，在铁量少的q轴侧部分653产生磁饱和，如果考虑该部位附近的退磁，则成为需要采取对策的技术问题。由于q轴侧部分653的磁饱和，由配置为大致V字状的磁体415包围的转子铁芯650的外径侧部分651饱和。而且，导磁率降低，产生图89所示的磁阻R1的阻值的增加。在该状态下，磁体415存在于磁饱和的铁芯中，如存在于空气中的磁体那样，成为低的磁导。因此，会暴露在退磁或磁通降低的状态下。
与此相对，在图61的转子铁芯610中，由于磁体420形成为向径向外侧凸出的凸形状，因此，能够减少由配置为大致V字状的磁体420包围的转子铁芯610的外径侧部分651、即容易磁饱和的部分的铁，实现图89所示的磁阻R1的降低。由此，能够提高抗退磁性。另外，通过使磁体420成为向径向外侧凸出的凸形状，能够减少d轴附近的外周侧的铁芯，也能够期待降低铁损的效果。
另外，在图61所示的结构中，在磁体420中，在径向的内外排列的一对相对面成为磁通流出或流入的第一作用面421a、421b，除此之外，q轴侧的端面也成为磁通流出或流入的第二作用面421c。
即，在磁体420中，取向方向不是直线状，而是向d轴侧凸出的曲线状。由此，在q轴端部，与q轴相对的q轴端面成为磁通作用面(第二作用面421c)。在这种情况下，在第二作用面421c与转子外径侧的第一作用面421a之间形成磁体磁路，该磁体磁路的长度比磁体420的物理厚度、即两个第一作用面421a、421b之间的距离长。另外，第二作用面421c与转子外径侧的第一作用面421a之间的物理距离、即第二作用面421c与转子外径侧的第一作用面421a之间的沿易磁化轴的曲线的最短距离最好比磁体厚度尺寸长。
如果是N磁极，则定子侧(图的上侧)的第一作用面421a是磁通的流出面，定子相反侧(图的下侧)的第一作用面421b和第二作用面421c是磁通流入面。如果是S磁极则相反。
另外，在磁体420上，在q轴侧端面，在定子侧的第一作用面421a与第二作用面421c之间，设置有不产生磁通的流入和流出的非作用面422。该非作用面422是使磁体420的q轴端面向内侧凹陷成圆弧状而形成的，其为沿磁体取向的朝向(大致一致的朝向)。并且，该非作用面422与铁芯(磁体收容孔611的内壁面)之间成为磁体收容孔611内不存在磁体420的非磁性部621(例如空间)。在这种情况下，在磁体420的q轴侧端面中构成为，在作为其一部分且作为磁通作用面的第二作用面421c处，磁体420与铁芯接触，在作为其他部分的非作用面422处，磁体420不与铁芯接触。
由此，能够将在埋入磁体型的转子铁芯中以往不使用的q轴铁芯作为磁体磁通通过的磁回路磁路而使用。即，通过在磁体420的q轴侧端部设置第二作用面421c，磁通容易通过转子铁芯610的q轴侧部分622。在这种情况下，通过在磁体420的q轴侧端部的外侧设置非磁性部621，从而磁通更集中地通过q轴侧部分622流动。另外，能够利用包括第二作用面421c的各作用面使磁体420的磁通分散，能够将磁饱和限制在所需的最小限度，使抗退磁性更良好。在这种情况下，能够抑制在q轴附近磁体磁通在转子铁芯610内形成回路，并且能够使用第二作用面421c适当地调节磁饱和状态。
补充说明磁通分散的效果。在内旋转侧的转子中，由于在转子铁芯中，来自定子的磁通难以到达比磁体更靠内径侧的位置，因此，在比磁体更靠内径侧的位置，作为磁通主要存在磁体磁通。因此，磁体内径侧的铁芯量适当设计为允许磁体的产生磁通量。根据本实施方式，由于能够将q轴上的铁芯构成为通过磁体420的第二作用面421c的磁通的通道，因此，能够有效地使磁通分散。根据第二作用面421c，例如能够期待转子里侧的铁量的减少带来的轻量化、磁饱和的缓和带来的高效率化。
另外，在图61的磁体420的q轴端部，q轴端面的非作用面422形成为向内侧凹陷的圆弧状，沿该圆弧状的端面进行磁体取向。并且，在两个作用面421a、421c之间，沿磁体420的d轴端部的弧状形成磁体磁路。由此，能够实现磁体量的削减，并且进一步提高抗退磁力。
另外，在图61所示的转子铁芯610中，在比夹着d轴的两侧的各磁体420更靠d轴侧的部分，设置有左右一对磁通屏障623，在这些各磁通屏障623之间，设置有d轴中央的铁芯肋624。通过铁芯肋624，实现了d轴上的强度增强。
(第九实施方式)
在本实施方式中，改变了转子600中的永磁体的结构。图62示出了本实施方式的转子600的具体结构。如图62所示，在转子铁芯610的磁体收容孔611中收容有磁体430。磁体收容孔611和磁体430在与d轴垂直的方向上配置为直线状。即，磁体430跨过d轴而在相对于d轴垂直的方向上延伸。
在磁体430中，在径向的内外排列的一对相对面成为磁通流出或流入的第一作用面431a、431b，除此之外，q轴侧的端面成为磁通流出或流入的第二作用面431c。即，在磁体430中，在接近q轴的部分，确定了向径向内侧凸出的曲线状的取向方向，由此，在q轴端部，与q轴相对的q轴端面成为磁通作用面(第二作用面431c)。在本结构中，在第二作用面431c与定子侧的第一作用面431a之间形成有从一方向另一方延伸的磁体磁路。磁体磁路的长度(第二作用面431c和定子侧的第一作用面431a之间的最短距离)比磁体420的物理厚度、即两个第一作用面431a、431b之间的最短距离长。
通过在磁体430的q轴侧端部设置第二作用面631c，磁通容易通过转子铁芯610的q轴侧部分625。在这种情况下，在磁体430的q轴侧端部处得到高磁导。另外，在磁体430上，在q轴侧端面，在定子侧的第一作用面431a与第二作用面431c之间，设置有不产生磁通的流入和流出的非作用面432。该非作用面432是使磁体430的q轴端面向内侧凹陷成圆弧状而形成的，其为沿磁体取向的朝向(大致一致的朝向)。并且，该非作用面432与铁芯(磁体收容孔611的内壁面)之间成为磁体收容孔611内不存在磁体420的非磁性部626(例如，空间)。在这种情况下，通过在磁体430的q轴侧端部的外侧设置非磁性部626，从而磁通更集中地流过q轴侧部分625。
另外，如图59、图61和图62所示，在各磁体410、420、430分别设置有第二作用面的情况下，该磁体的形状是任意的。即，不管磁体形状如何，都能得到期望的效果。
另外，在磁体430的d轴附近，其取向方向与接近q轴侧端部的部分的取向方向不同，d轴上的取向方向与d轴平行。由此，能够抑制在磁体430的d轴部分中与d轴垂直的成分引起的退磁。
在图62所示的磁体结构中，磁体430设置成在与d轴正交的方向上延伸，因此，图89中的磁阻R1变小，与大致V字型的配置相比，能够抑制磁体量。该转子600的结构是适用于例如在车辆中与发动机轴直接连接的电动发电机的结构。即，这是因为，在进行减速并在输出轴经由减速器输出与发动机相同的转矩的电动发电机***中，转速高时，对于离心力的强度不足。作为理由，这是因为，在图61所示的结构中，d轴中央的铁芯肋624起到了强度增强的作用，而在没有d轴中央的铁芯肋的本实施方式的图62所示的结构中，强度较低。
但是，在不经由减速器的***中，由于电动发电机以0至9000rpm左右的发动机转速进行动作，因此，能够不需要d轴中央的铁芯肋。通过采用本实施方式的结构，能够将每单位体积磁体的输出转矩以图61中的d轴铁芯能够允许的磁通量的程度改善磁体磁通。
尽管d轴中央的铁芯肋增强了强度，但是可以想到的是，它成为使磁体的磁通在转子内结束的磁路。因此，在发动机转速左右的电动机或不足Φ100(外径100mm)的小型且离心力小的电动机中，图62所示的结构更为优异。
图63示出了改变了磁体430的结构的一部分的磁体433。图63所示的磁体433构成为多个磁体的集合体，由设置在跨过d轴位置的中央磁体434a、及接合于该中央磁体434a两端的两个端部磁体434b、434c构成。中央磁体434a的横截面呈矩形，而端部磁体434b、434c具有在转子铁芯610的外周侧并且d轴侧的角部一部分被切除的形状。在图63所示的磁体433中，取向方向和磁通作用面的设定与图62所示的磁体430相同。
在图63所示的磁体433中，与上述相同，在q轴侧端部处能够得到高的磁导，并且能够在磁体中央部处抑制由于来自左右两侧的磁通集中而引起的退磁。
(第十实施方式)
也可以将图64的(a)、(b)所示的磁体440、450用于转子600。图64的(a)、(b)所示的各磁体440、450例如适用于上述图48的转子600。在这种情况下，在转子600中，代替磁体400而使用磁体440以及磁体450中的任一个，该磁体440以及磁体450中的任一个分别线对称地配置在夹着d轴的两侧。另外，在改变永磁体时，再设定磁体外周侧与内周侧的作用面间的距离来进行适用。
在图64的(a)中，在磁体440中，在图的上下(转子600的径向的内外)排列的一对相对面是第一作用面441a、441b，图的左端面(q轴侧端面)是第二作用面441c。另外，在磁体440的左端面中，仅一部分成为第二作用面441c，除此以外成为非作用面。
另外，在图64的(b)中，在磁体450中，在图的上下(转子600的径向的内外)排列的一对相对面是第一作用面451a、451b，图的左端面(q轴侧端面)是第二作用面451c。另外，在磁体450的左端面中，仅一部分成为第二作用面451c，除此以外成为非作用面。
在各磁体440、450中，用箭头表示圆弧状的取向方向。各磁体440、450分别以第二作用面441c、451c侧为q轴侧，分别收容配置在转子铁芯610中设置于d轴两侧的磁体收容孔611中。
如果比较各磁体440、450，则这两者的一对第一作用面441a、441b之间的最短距离、即物理上的磁体厚度不同，磁体440的厚度尺寸比磁体450的厚度尺寸小。在这种情况下，在各磁体440、450中，取向的曲率(取向圆的半径)不同，磁体440比磁体450的取向圆的曲率半径小。通过根据取向圆的曲率半径来适当设定取向，能够实现取向率的提高。在取向圆的曲率半径小的磁体440中，优选通过例如上述图58的(b)记载的取向磁场322进行取向。
由于已知在钕磁体的情况下取向磁场为2T左右，因此，在饱和磁通密度为2T左右的铁类的铁芯中，可以想象难以进行急剧的曲率变更。因此，即使将通过前述的图58的(a)、(b)的方法产生的取向磁场考虑为曲率半径最小的磁场，也不会不同。
在此，如上述的图54的(a)那样，在通过旋转的长条的线圈301a生成取向磁场302的情况下，容易想到取向方向的曲率变大。另外，图54的(a)记载的取向磁场302与图58的(a)、(b)记载的由根数少的导体生成的取向磁场322相比，能够容易地在旋转的线圈301a的轴尺寸内均匀地保持2T以上。因此，为了实现高的取向率，优选通过图54的(a)的方法进行取向。
使用图65(a)、(b)对各磁体440、450的取向方向进行补充说明。在图65(a)中，用点划线表示确定磁体440的取向方向的取向圆332。这是一般被称为极性各向异性取向的取向。在这种情况下，通过从转子外周面到定子内径的气隙空间中的q轴上的中心点331来确定取向圆332，通过该取向圆332进行取向方向设定，由此，能够使进行转子与定子的磁通传输的气隙表面上的磁通密度波形成为正弦波。
另外，在图65(b)中，用点划线表示确定磁体450的取向方向的取向圆334。在这种情况下，将进行取向方向设定的取向圆334的中心点333设定在从q轴位置向相邻极侧远离，并且从所述气隙空间向定子侧远离的位置。由此产生的效果是取向率的提高。
取向圆的曲率半径小的磁体440优选通过图58的(b)记载的取向磁场322进行取向，但在图58的(a)、(b)的方法中，与图54的(a)的方法相比，无法得到更多的导体根数，认为难以得到高的取向率。因此，如图65(b)所示，优选增大取向圆的曲率半径，通过图54的(a)的方法来施加高的取向磁场。
(第十一实施方式)
作为第十一实施方式，对在永磁体的磁化工序中使用的磁化装置进行说明。在磁化工序中，对取向和烧结结束后的磁体，通过磁化装置进行磁化。本实施方式的磁化装置适用于制造在一对磁通作用面之间具有呈圆弧状的磁体磁路的磁体。例如，在制造图52的磁体404、图61的磁体420、图62的磁体430、图63的端部磁体434b、434c、图64的磁体440、450时，最好使用本实施方式的磁化装置。该磁化例如在图56至图58中说明的取向工序之后实施。图66(a)、(b)以及图67分别示出了具有大致圆筒形状的磁化装置的与其轴向正交的横截面方向的示意结构。示出了磁化装置的横截面方向的示意结构。
如图66(a)所示，磁化装置340包括在上述横截面中具有大致圆形形状的内侧磁化铁芯341、以及配置该内侧磁化铁芯341的外周侧的圆环状的外侧磁化铁芯342。内侧磁化铁芯341相当于第二磁化铁芯，外侧磁化铁芯342相当于第一磁化铁芯。在内侧磁化铁芯341的外周面与外侧磁化铁芯342的内周面之间形成间隙，并且该间隙构成磁体***空间343。即，磁化铁芯341、342以隔着规定间隔彼此相对的状态配置。各磁化铁芯341、342由饱和磁通密度Bs为2T左右的软磁性体制作。
在内侧磁化铁芯341中，在外周面上，在周向上以规定间距形成作为导体收容凹部的多个槽344，所述槽344向外侧磁化铁芯342的内周面开口。在各槽344中，卷绕有作为磁化导体的磁化线圈345。例如，在内侧磁化铁芯341的相邻槽344内的部分(下文，称为保持部)安装磁化线圈345，其结果是，在相邻槽344之间，对于磁化线圈345的导体的通电方向彼此相反。
例如，在图66(a)中，有六个保持部，分别卷绕着磁化线圈345。另外，也可以将一个磁化线圈355分别卷绕在槽之间。
然后，在磁化工序中，在磁体***空间343的规定位置设置作为磁化对象的磁体MG10，在该状态下，通过通电装置对磁化线圈345通电来进行磁化。在这种情况下，以各槽344中的磁化线圈345的导体为中心，并以跨过内侧磁化铁芯341和外侧磁化铁芯342的方式，在磁体***空间343中产生磁化磁场346，通过该磁化磁场346的磁通对设置在磁体***空间343中的磁体MG10进行磁化。
外侧磁化铁芯342将其内周面与外周面之间的最短距离作为外侧磁化铁芯342的厚度尺寸T11。外侧磁化铁芯342是在通过对磁化线圈345通电而产生磁化磁场的情况下，对设置在磁体***空间343中的磁体MG10产生期望的方向的强力磁场的磁通感应轭(磁化轭)。在外侧磁化铁芯342中，作为其特征，径向厚度尺寸T11小于内侧磁化铁芯341的极间距(在沿内侧磁化铁芯341的外周面的圆上，在槽中心位置处相邻槽344之间的距离间距，或相邻槽344之间的铁芯宽度尺寸)。通过这样的设定，磁化磁场346不会完全穿过外侧磁化铁芯342，并且可以设定从气隙表面的任意点接近同心圆的磁通。即，在外侧磁化铁芯342中，比周向更早地在径向上产生磁饱和，在磁体***空间343中以比较大的曲率生成圆弧状的磁化磁场346。
此外，外侧磁化铁芯342的径向厚度尺寸T11优选小于内侧磁化铁芯341的极间距的1/2。磁化线圈345最好能够以在外侧磁化铁芯342中产生磁饱和的大小的电流通电。
根据本方法，在图64的(a)记载的取向磁体、即取向圆的曲率半径比较小的磁体440中，能够容易地实施期望的磁化，能够实现97％以上的高磁化率。
另外，如图66(b)所示，可以不使用内侧磁化铁芯341和槽，将磁化线圈345设置成与外侧磁化铁芯342相对，通过对磁化线圈345通电，可以产生由图中符号346表示的磁化磁场。此外，也可将内侧磁化铁芯341构成为由非磁性材料制造的圆弧状的保持部。
总之，只要使用具有规定厚度的磁化铁芯(外侧磁化铁芯342)，并且在导体(磁化线圈345)和磁体MG10配置在该磁化铁芯的厚度方向上的一侧的状态下通过对导体通电来产生磁化磁场，从而在磁体MG10的彼此相对的一对相对面之间形成圆弧状的磁体磁路即可。另外在这种情况下，最好是，导体(磁化线圈345)配置在与磁化铁芯(外侧磁化铁芯342)分离的位置处，并且磁体MG10配置在沿周向与导体中心位置分离，并且比导体更接近磁化铁芯的位置处。
另外，图67所示的磁化装置350与图66(a)的磁化装置340的基本结构相同，只是改变了一部分。如图67所示，具有大致圆筒形状的磁化装置350包括在垂直于轴向的横截面中具有大致圆形形状的内侧磁化铁芯351、以及设置在该内侧磁化铁芯351的外周侧并在所述横截面中具有圆环状的外侧磁化铁芯352。内侧磁化铁芯351相当于第二磁化铁芯，外侧磁化铁芯352相当于第一磁化铁芯。在内侧磁化铁芯351的外周面与外侧磁化铁芯352的内周面之间形成间隙，该间隙构成磁体***空间353。各磁化铁芯351、352由饱和磁通密度Bs为2T左右的软磁性体制作。在内侧磁化铁芯351的外周面上，沿周向以规定间距形成有作为导体收容凹部的多个槽354，在各槽354中卷绕有作为磁化导体的磁化线圈355。在相邻槽354中，对磁化线圈355的导体的通电方向彼此相反。
例如，在图67中，有六个保持部，分别卷绕着磁化线圈355。另外，也可以将一个磁化线圈355分别卷绕在槽之间。
在磁化工序中，在磁体***空间353的规定位置设置作为磁化对象的磁体MG10，在该状态下，通过通电装置(参照图66(a))对磁化线圈355通电来进行磁化。在这种情况下，以各槽354中的磁化线圈355的导体为中心，以跨过内侧磁化铁芯351和外侧磁化铁芯352两方的方式，在磁体***空间353中生成磁化磁场356，通过该磁化磁场356的磁通，对设置在磁体***空间353中的磁体MG10进行磁化。
外侧磁化铁芯352是在通过对磁化线圈355通电而产生磁化磁场的情况下，对设置在磁体***空间353中的磁体MG10产生期望的方向的强力磁场的磁通感应轭(磁化轭)。作为其特征，外侧磁化铁芯352将其内周面与外周面之间的最短距离作为外侧磁化铁芯352的厚度尺寸T12。外侧磁化铁芯352的径向的厚度尺寸T12大于内侧磁化铁芯351的极间距(在沿内侧磁化铁芯351的外周面的圆上，相邻槽354的槽中心位置的距离间距，或相邻槽354之间的铁芯宽度尺寸)。通过这样的设定，即使2T以上的强大的磁场施加到磁体***空间353，外侧磁化铁芯352也不会磁饱和，并且能够通过该外侧磁化铁芯352以曲率小的状态产生磁化磁场356。
根据本方法，在图64的(b)记载的取向磁体、即取向圆的曲率半径比较大的磁体450中，能够容易地实施期望的磁化，能够实现97％以上的高磁化率。
另外，在图67中，可以不使用内侧磁化铁芯351和槽，将磁化线圈355设置成与外侧磁化铁芯352相对，并且通过对磁化线圈355通电，可以产生由图中符号356所示的磁化磁场。另外，也可将内侧磁化铁芯351构成为由非磁性体制造的圆弧状的保持部。即，只要使用具有规定厚度的磁化铁芯(外侧磁化铁芯352)，并且在导体(磁化线圈355)和磁体MG10配置在该磁化铁芯的厚度方向上的一侧的状态下，通过对导体通电来产生磁化磁场，从而在磁体MG10彼此相对的一对相对面之间形成圆弧状的磁体磁路即可。
上述磁化工序优选在常温下进行。通过提高温度而在常温下进行，能够降低作为磁化对象的磁体的保持力，能够更容易地进行磁体的磁化。
另外，在使用上述各磁化装置340、350的磁体制造过程中，也可以在磁化工序之前设定将磁体集合成磁化后NS极交替出现的任意形状而形成磁体集合体的工序。
在图66(a)、(b)及图67中说明的磁化装置340、350中，在圆形的内侧磁化铁芯341、351中构成为以规定间距将多个槽344、354配置为圆周状，但也可对其进行改变，构成为以规定间距将多个槽344、354配置为直线状。即，在各磁化装置中构成为，彼此相对的一对磁化铁芯的相对面配置为直线状，在一个磁化铁芯中以规定间隔设置槽，并且磁化线圈卷绕在该槽中。此外，最好是，一对磁化铁芯之间的间隙设为磁体***空间，并且作为磁化对象的磁体被设置在该磁体***空间中。
在这种情况下，在进行取向圆的曲率半径比较大的磁体440的磁化的磁化装置和进行取向圆的曲率半径比较大的磁体450的磁化的磁化装置中，对于没有卷绕磁化线圈的一侧的磁化铁芯(第一磁化铁芯)，使其厚度尺寸(一对磁化铁芯排列的方向的厚度尺寸)不同。即，在对磁体440进行磁化的磁化装置中，第一磁化铁芯的厚度尺寸小于磁化线圈的距离间距，相对于此，在对磁体450进行磁化的磁化装置中，第一磁化铁芯的厚度尺寸大于磁化线圈的距离间距。
(第十二实施方式)
接着，对第十二实施方式的转子600进行说明。如图68所示，在转子铁芯610上，以跨过d轴并且在其两侧呈圆弧状延伸的方式形成有磁体收容孔611，在该磁体收容孔611内收容有磁体460。磁体收容孔611和磁体460的横截面呈圆弧状，从转子铁芯610的外径观察，到磁体640的距离设定为随着从q轴朝向d轴而逐渐远离。简而言之，磁体640形成为在d轴上最远离转子铁芯610的外周面，并且随着朝向q轴而接近转子铁芯610的外周面那样的，朝向径向内侧凸出的凸形状。磁体收容孔611和磁体460相对于d轴线对称地设置。
磁体460的在径向的内外排列的一对相对面成为磁通流出或流入的作用面461a、461b，该作用面461a、461b呈以d轴为中心描绘的圆弧状。
另外，磁体460在包括d轴的d轴附近区域462a、和夹着该d轴附近区域462a的两侧的外侧区域462b中，取向方向不同。具体而言，在d轴附近区域462a中，取向方向确定为与d轴平行的方向，与此相对，在外侧区域462中，取向方向确定为以在转子铁芯610的外周面侧接近d轴的朝向相对于d轴倾斜的方向。
在这种情况下，d轴附近区域462a的范围以d轴为中心在周向的两侧以规定角度来确定。具体而言，d轴附近区域462a的范围是由以通过转子铁芯610的中心的d轴为中心的角度θc确定的范围，角度θc优选为电角度32.7度。在具有三相绕组的定子700中，例如在较多使用的八极四十八槽、即相对于一个极包括六个槽并且将定子绕组720设为分布卷绕的旋转电机的情况下，由于对于一个极跨过六次、即对于一个极对跨过十二次的槽，因此，产生十一次至十三次的谐波。在这点上，如果构成为将d轴附近区域462a确定在电角度32.7度(即，360度除以次数11而得到的角度)的范围内，则能够从由磁体460与定子绕组720产生的反电动势成分中消除十一次谐波成分。
在以大于32.7度的角度设定d轴附近区域462a的情况下，由于大量的磁通量，谐波成分的振幅变大。与此相对，在以小于32.7度的角度设定d轴附近区域462a的情况下，由于比设定为大于该角度的情况下的谐波成分更小的磁通量，谐波成分的振幅变小。
另外，也可以将d轴附近区域462a的范围(角度θc)设定为电角度32.7度以下且1.0度以上的任意角度。例如，也可以将角度θ设为电角度27.7度(即，将360度除以次数13而得到的角度)。在这种情况下，能够适当地消除十三次的成分。另外，也可以将d轴附近区域462a的范围(角度θc)设为电角度32.7度以下且27.7度以上的任意角度。
(第十三实施方式)
接着，对旋转电机500的通电控制进行说明。首先，使用图69的电压矢量图，对本实施方式中的空间矢量控制进行说明。在图69中，在d轴上任意地设定磁体磁通Ψ，在q轴上记载对于磁体磁通Ψ根据弗莱明定律能够没有浪费地输出转矩、电角度与d轴正交的q轴电流Iq。图70中用转子一个极的部分表示该状态。在图70中，在转子铁芯610中，两个磁体470配置为大致V字状。另外，两个磁体470也可以不是大致V字状，而是在与d轴正交的方向上配置为一直线状。在磁体470中，与图59所示的磁体410、图61所示的磁体420、图62所示的磁体430、图63所示的磁体433、图64的(a)、(b)所示的磁体440、450相同，在径向的内外排列的一对相对面成为磁通流出或流入的磁通作用面(第一作用面471a、471b)，q轴侧的端面也同样地成为磁通流出或流入的磁通作用面(第二作用面471c)。
在图70中，在作为两个磁体470的中央的d轴为N极的情况下，在该d轴线上的定子绕组720的导线721中朝向纸面近前侧流过电流，由此，与d轴正交的磁场Φa供给到转子600，转子600绕逆时针方向旋转。
另一方面，在图71(a)中，描绘了基于q轴的成分的磁场Φb、Φc。通过该磁场Φb、Φc，转子铁芯610的表面附近且q轴附近的部分628磁饱和。图72示出了该状态。在图72中，如果将电流相位相对于磁体磁通Ψ设为β，则在β为90度至270度的状态下，产生由促进磁饱和的d轴电流Id(即，负方向的d轴电流Id)引起的磁场。
在此，第二作用面471c设定在比第一作用面471a、471b更接近转子铁芯610的外周的位置，且面向磁饱和区域。在图71(a)中，在通过第二作用面471c的磁路中，通过控制磁饱和，磁阻值产生变化。因此，如果用图71(b)的等效电路图来表示磁回路，则磁饱和区域作为可变磁阻器R3发挥功能。即，通过使可变磁阻器R3的磁阻上下变动，能够使通过第二作用面471c的磁体磁通成为可变磁通。在这种情况下，作为磁体，与磁导可变的情况是相同的含义，其结果是，能够如电磁体那样进行可变磁通。
通过使q轴上的磁饱和区域作为可变磁阻器R3发挥功能，能够进行基于q轴上的Ld·Id的磁通的弱励磁控制，能够扩大动力运行动作的转速范围。另外，能够对扩大动力运行动作的转速范围的控制范围进行扩张。在图72中，在q轴上示出了通常由埋入磁体型产生的磁体磁通Ψ，并且为了便于说明，以不重叠的方式示出了Ld·Id的磁通。该控制由包括电流通电相位的控制机构的逆变器900(参照图73(a))或控制装置930(参照图74)实施。
此时，如果与将定子绕组720的匝数减少仅上述磁体磁通Ψ的增加量的倒数的设定组合，则由于高速化引起的电流控制性因电气时间常数的降低而得到改善，因此更为合适。
使用示出了旋转电机驱动***的概要的图73(a)对逆变器900的结构进行说明。逆变器900包括作为电力调节部的具有与相绕组的相数相同数量的上下桥臂的逆变桥910。逆变器900通过逆变器桥910中的上下桥臂的各开关Sp、Sn的接通断开，来调节定子绕组720的各相绕组中的通电电流。直流电源950和平滑电容器955与逆变桥910并联连接。直流电源950由例如多个单电池串联连接的组电池构成。
作为控制部的控制装置930包括由CPU、各种存储器构成的微型计算机，基于旋转电机500中的各种检测信息、动力运行驱动和发电的请求，通过逆变器900中的各开关Sp、Sn的接通断开来实施各相的通电控制。旋转电机500的检测信息中包括：由上述解析器(602、603)的角度检测器检测出的转子600的旋转角度、由电压传感器检测出的电压、以及由电流传感器检测出的各相的通电电流。
另外，通过使用解析器作为转子角度传感器，能够在高温条件下更高精度地控制具有比以往更宽的控制范围的本实施方式的旋转电机500。
逆变桥910在由U相、V相和W相构成的三相中分别包括上臂开关Sp和下臂开关Sn的串联连接体。各相的上臂开关Sp的高电位侧端子连接到直流电源的正极端子911，各相的下臂开关Sn的低电位侧端子连接到直流电源的负极端子912。在各相的上臂开关Sp与下臂开关Sn之间的中间连接点分别连接有U相绕组、V相绕组和W相绕组的一端。上述各相绕组被星形连接(Y连接)，并且各相绕组的另一端在中性点处互相连接。控制装置930生成并输出对逆变桥910的各开关Sp、Sn进行操作的操作信号。更具体而言，控制装置930通过基于逆变桥910中的各相电压的指令电压和三角波等周期性载波，在每个载波周期比较两者的大小，生成脉冲宽度调制(PWM)信号，通过该PWM信号使各开关Sp、Sn接通断开，控制各相绕组的通电电流。
在定子绕组720中，通过设置在各相中的开关Sp、Sn控制通电相位，特别地在这种情况下，实施相位控制，使得除了具有产生与d轴正交的磁通的第一相位的各相电流(即，产生q轴电流Iq的电流)以外，还流动具有与该第一相位不同的第二相位的各相电流(即，产生d轴电流Id的电流)。由此，如图71(a)所示，在作为第二作用面471c的磁体磁路且转子铁芯610的q轴附近的部分628中，通过d轴电流Id对磁饱和状态进行可变控制。在这种情况下，通过超前角控制来供给d轴电流Id，并且通过由该d轴电流Id产生的磁通来可变地控制磁饱和状态和非磁饱和状态。
控制装置930可以通过适当地控制产生与d轴正交的磁通的电流相位的电流(参照图70)、和与产生与d轴正交的磁通的电流相位不同的电流(参照图71(a))，可变地控制相邻的各磁极对中的第二作用面471c之间的铁芯部分为磁饱和状态和非磁饱和状态。在这种情况下，最好基于转矩指令值或旋转电机500的旋转速度，可变地控制磁饱和状态和非磁饱和状态。
例如在低转矩且高转速区域为磁饱和状态，在除此以外的区域为非磁饱和状态。更具体而言，在图73(b)所示的转矩特性中，最好预先确定控制切换线A1，在比该控制切换线A1更靠高转速侧的区域A2中实施产生磁饱和的控制。
例如，优选使d轴电流Id的相位(第二相位)相对于q轴电流Iq的相位(第一相位)为超前相位，相位差角度为50°以下。
图74示出了控制U相、V相和W相的各相电流的控制处理。在此，对U相、V相和W相侧的控制处理进行说明。
电流指令值设定部931使用转矩-dq转换图，基于对于旋转电机500的动力运行转矩指令值或者发电转矩指令值、对转子600的旋转电角度θ进行时间微分而得到的电角度速度ω，来设定d轴的电流指令值和q轴的电流指令值。dq转换部932将针对各相设置的电流传感器的三相(U相、V相和W相)各自的电流检测值(各相电流)转换为以磁化方向为d轴的正交二维旋转坐标系的成分即d轴电流和q轴电流。详细情况是公知的，因此省略。
反馈控制部933对上述d轴电流与d轴电流指令值之间的偏差量实施比例积分(PI)增益，作为用于将d轴电流反馈控制为d轴电流指令值的操作量，来计算出修正指令量、即d轴的指令电压。另外，q轴电流反馈控制部934对上述q轴电流与q轴电流指令值之间的偏差量实施PI增益，作为用于将q轴电流反馈控制为q轴电流指令值的操作量，来计算出修正指令量、即q轴的指令电压。
两相
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三相转换部935将d轴和q轴的指令电压转换为U相、V相和W相的指令电压。另外，上述各部931至935是实施基于dq转换理论的基本波电流的反馈控制的反馈控制部，U相、V相和W相的指令电压是反馈控制值。
然后，操作信号生成部936使用周知的三角波载波比较方式，基于三相的指令电压，生成逆变器的操作信号。具体而言，操作信号生成部936通过基于用电源电压将三相的指令电压标准化的信号与三角波信号等载波信号(carrier signal)的大小比较的PWM控制，来生成各相的上下臂的开关操作信号(占空比信号)。驱动器937基于由操作信号生成部936生成的开关操作信号，使逆变桥910中的各三相的开关Sp、Sn接通断开。
在本实施方式的旋转电机500中，考虑通过采用强力的磁体、进行其磁通增加量的倒数倍的定子绕组720的调节，使电感变得比规定值低。在这种情况下，在图73(a)的逆变桥910与定子绕组720之间最好设置具有填补电感的降低量(到上述规定值的差)的电感的电流传感器。根据该结构，能够使作为电流反馈结构部件的电流传感器也作为电感器发挥功能，效果更佳。
在本实施方式中，周期性载波的频率、即确定逆变器900中的各开关的开关频率的载波频率设定为超过15kHz的频率。由此，在可听区域范围之外的区域进行PWM控制，能够提供载波声音不刺耳的旋转电机驱动***。在本实施方式的旋转电机500中，通过采用上述结构的转子600，与以往的旋转电机相比，电感变低，能够实现高载波频率下的控制。
另外，在本实施方式的旋转电机500中，与以往相比，磁体磁通高，并且是低电感，因此，在使用了该旋转电机500的旋转电机驱动***中，电流控制图设定为接近磁体转矩和磁阻转矩中的磁体转矩(即接近Iq)。
埋入磁体型旋转电机的转矩T一般使用d轴电流Id、q轴电流Iq、d轴电感Ld、q轴电感Lq、磁体磁通Ψ，由下式表示。
T＝Id·Iq·(Ld-Lq)+Ψ·Iq…(3)
在式(3)的右边，第一项相当于磁阻转矩，第二项相当于磁体转矩。
图75中，在以d轴为基准的转子600的旋转电角度θ为90至180度的范围内，分别示出了磁阻转矩、磁体转矩以及总转矩的推移。另外，将d轴上的相位角设为0度。在图75中，磁阻转矩用虚线表示，磁体转矩用单点划线表示，总转矩用实线表示，用粗线表示的各转矩是式(3)所示的以往的转矩。
在图75中，可以看出，以往的总转矩在后述的电流相位为135度附近时为最大。另一方面，在本实施方式中，如图75中的细线所示，总转矩表示为比以往更偏向q轴电流Iq项(公式(3)的右侧第二项)。由于得到了这些特性，因此，在没有特别积极地进行弱磁场控制的高速旋转区域中，或者由于在例如-20℃的极低温度下轴承油的粘性高而需要瞬时大转矩的情况下、即在Id成分小的区域中，通过积极地使用Iq成分，可以进行有效的控制。
在利用本实施方式的磁体(例如磁体470)的情况下，与使电流矢量、即作为由d-q坐标中的d轴电流矢量和q轴电流矢量构成的电流矢量的相位的电流相位β为135°(参照图74)的通电相比，使电流相位β为90至135°的范围内的通电的转矩大。在β比90大的电流相位角度的动力运行范围内，功率因电感的阻抗而降低，这成为一般的技术问题，作为比逆变器900和旋转电机500靠前级的直流电源950侧的负担变大。在本实施方式中，能够使电流相位β不足135°来设定转矩最大值，能够大幅增加将电流相位β设定为比135°接近90°的范围。而且，在旋转电机驱动***中，能够减小转矩最大值下的由旋转电机500与逆变器900之间的功率因数确定的旋转电机之前的电流容量。
在本实施方式中，尽管在近似情况下会带来良好的影响，但根据用途，可以想到电感的降低会带来不良影响。例如，是必须以4kHz左右的载波频率进行控制的情况。为了防备这种情况，最好可以进行PWM反馈控制以外的控制。
即，控制装置930最好具有：第一通电控制部930A(参照图73(a))，所述第一电流控制部930A基于逆变桥910中的指令电压和载波生成PWM信号，通过该PWM信号接通断开各开关Sp、Sn来控制绕组通电电流；以及第二通电控制部930B，所述第二通电控制部930B基于将转子600的旋转电角度θ(或者电角度速度ω)与各开关的多个接通断开模式建立了关系的模式信息，基于当前的转子600的旋转电角度θ，读出对应的接通断开关模式，并根据该接通断开关模式使各开关Sp、Sn接通断开，从而控制绕组通电电流。
具体而言，在控制装置930的存储器中存储有低电流控制区域的接通断开开关模式。由此，能够稳定地进行偏离根据欧姆定律计算出的电流值几安培的控制、或零安培的控制。根据本实施方式的结构，能够根据状况进行适当的驱动方式的切换。
作为根据接通断开开关模式使各开关Sp、Sn接通断开来控制绕组通电电流的第二通电控制，也能够实施120度矩形波通电控制、150度矩形波通电控制、以及180度矩形波通电控制等矩形波通电(参照图85)。
另外，在本实施方式的转子600中，除了通过对磁体的取向进行设计来提高抗退磁力之外，还能够通过控制转子表面的表面磁通密度来实现转矩增加。以下对此进行详细描述。
在此处的说明中，作为转子600，例如假定图77的结构。在这种情况下，图77所示的转子600为在转子铁芯610中埋入图64的(b)中说明的磁体450的结构。不过，也可以是使用其它磁体的结构，只要具有前述的特定的磁体取向即可。另外，图76示出了由磁体450产生的转子600的表面磁通密度波形。另外，实线是磁体450的磁通波形，虚线是一次磁通波形(基波磁通的波形)，点划线是三次磁通波形(三次谐波磁通的波形)。
磁体450在d轴上产生了极性相同的一次波形和三次波形合成后的磁体磁通，作为与定子700(即电枢)的交链磁通，例如在图76中，在成为电角度90度的d轴上，一次波形和三次波形都为正极性。在这种情况下，磁体450的磁通密度波形成为一次磁通波形与相位错开60度的三次谐波磁通重合而成的磁通密度波形。即，磁体450的磁通密度波形在d轴上的磁通密度比虚线所示的一次波形的磁通密度高，另外，与一次波形相比集中在d轴侧。
通过实现该磁通波形，能够增加旋转电机500中的转矩。在这种情况下，与通常使用的正弦波的极性各向异性取向、或以其为目的的海尔贝克阵列等的磁体配置相比，能够产生大的转矩。在旋转电机500中，可以是120度矩形波通电模式、150度矩形波通电模式、以及180度矩形波通电模式等。在进行这些矩形波通电的情况下，考虑通过包含三次谐波电流的电流来控制旋转电机，但通过使用上述结构的磁体，能够实现良好的转矩输出。
使用图77对用于产生图76的表面磁通密度波形的磁体450的结构进行说明。在磁体450中，易磁化轴与沿图77所示的取向圆336的圆弧状对准，由此，取向方向被确定。在这种情况下，取向圆336是以位于转子的q轴上并且比转子铁芯610的外周面(定子侧的周面)更远离的位置为中心点335的圆。通过基于这样的取向圆336进行取向，在磁体450存在的区域中，与取向圆336的中心点335被确定在转子铁芯610的外周面上的情况、或者被确定在其外周面附近的情况相比，圆弧的直径变大。因此，能够以从磁体450的q轴侧端面(第二作用面451c侧)朝向d轴方向的方向、即以直角或接近直角的角度与q轴相交的方向，进行磁体取向。在磁体450中，在定子侧的第一作用面451a上，以偏向d轴侧的方式产生磁通。
当以横轴为转子表面角度位置来表示磁体450的磁通分布时，成为d轴上的波高部比正弦波状***，并且波高峰值部分的两侧凹陷那样的分布、即图76所示的磁通分布。对其进行频率分析，可知基波的三次谐波被混合。
通过调节取向圆336的中心点335的位置，能够调节三次谐波的比例。在这种情况下，通过远离中心点335(即远离转子表面)，三次成分增加。
也可以使取向圆336的中心点335位于q轴线上以外的位置。即，将取向圆336的中心点335设为图77的q轴的右侧或左侧。在这种情况下，最好在使以d轴上的位置为中心点335的取向圆336、和以从d轴偏离的位置为中心点335的取向圆336混合的取向磁场中进行取向。由此，能够制作包含三次以外的成分的取向磁体。另外，三次谐波的相位并不限定于60度，也可以前后变位。例如可以是50度至70度之间的任意角度。
作为磁体450的具体结构，优选在一个磁极内，使磁通作用面集中在以通过转子铁芯610的中心的d轴为中心，并且电角度为120度以下且72度以上的角度范围。在这种情况下，对于作为一般的多相电动机定子绕组720以电角度120度排列的结构，通过在定子绕组720的一相内使磁通作用面结束，不会出现多余的谐波。因此，在使用d轴磁通的电流控制中，根据弗莱明定律，通过d轴部的磁通最大值能够良好地输出力。另外，作为对方的定子700，例如磁阻差小的无槽结构、无铁芯结构是更为理想的。
(第十四实施方式)图78示出了本实施方式的转子600的结构。在图78中，在转子铁芯610上形成有跨过d轴，并且具有夹着d轴的线对称形状的磁体收容孔611，该磁体收容孔611的与转子铁芯610的轴向正交的横截面具有大致矩形且朝向定子700呈凸状的形状。
在该磁体收容孔611中设置有在d轴上呈向转子铁芯610的外周面(与定子700的气隙表面)突出的凸形状的磁体480。磁体480设定为从转子铁芯610的外周面到磁体480的径向距离随着从d轴朝向q轴而逐渐变大，并且朝向d轴的气隙表面成为凸形状。即，磁体480配置为d轴侧的部分最接近定子绕组，并且越接近q轴越远离定子绕组。在这种情况下，磁体480的横截面呈倒U字状，磁体480的径向外侧面以及径向内侧面这两个面均构成为，越远离d轴距铁芯外周面的径向距离越逐渐变大。另外，磁体480的横截面也可以呈倒V字状。
另外，磁体480的特征在于，取向方向确定为朝向磁体480的d轴的顶点，并且取向为从转子铁芯610的内径侧集中磁通。磁体480的取向方向确定为呈圆弧状，大致沿磁体480的长边方向。在这种情况下特别地，磁体480具有比与定子700相对的方向的尺寸(即径向的最长磁体长度La)长的磁体磁路。由此，能够强化d轴的磁体磁通。
在磁体480中，长边方向的两端面481和磁体中央的顶部482成为供磁通流出或流入的磁通作用面。即，在磁体480中，最接近定子绕组的磁体外表面(顶部482)和最远离定子绕组的磁体外表面(481)分别是成为磁通的流入流出面的一对作用面。在d轴附近(顶部482附近)，优选取向方向为与d轴平行或接***行的方向。在这种情况下，磁体中央部构成为具有高的磁导。在本结构中，通过在成为磁体480的厚壁的方向上形成长的磁体磁路，能够实现抗退磁力的提高。
另外，在图78中，符号631、632是磁体收容孔611与磁体480的外周面以及内周面之间的空间、或者在该空间内填充有非磁性材料的非磁性部(磁通屏障)。即，磁体480的内侧面和作为除了顶部482以外的部位的外侧面成为没有磁通的流出以及流入的非作用面，在与该非作用面相邻的位置设置有非磁性部631、632。
根据图78的结构，对于向转子铁芯610的内径扩展的空间，磁体480能够使其磁体磁路较长。在这种情况下，能够较大的使用转子铁芯610中的可配置空间来配置磁体480。在转子铁芯610中，q轴附近的部分633成为磁体退磁的可能性高的区域，但是磁体480设置于远离部分633的位置，在此之上确保了磁体磁路。由此，能够增强抗退磁力。
另外，由于磁体480的径向内侧凹陷成圆弧状，并且横断面呈倒U字状，因此，例如与径向内侧不凹陷的形状(半圆锥状)相比，能够减少磁体重量，从而能够提供高磁导的磁体。
另外，在图78的结构中，形成为磁体480的d轴方向的外径及内径比与d轴正交的方向的外径及内径大的半椭圆形状，但也可以对其进行改变，而形成为使得磁体480的d轴方向的外径及内径比与d轴正交的方向的外径及内径小的半椭圆形状，或者形成为使得磁体480的d轴方向的外径及内径与正交于d轴的方向的外径及内径相同的半圆形状。
在图79(a)、(b)中，分别将磁体480A、磁体480B表示为磁体480的端部的与d轴正交的方向的外径尺寸(即，椭圆形状的磁体480的长径为恒定的情况下的长径与短径的比例)彼此不同的结构。另外，在图79(a)至(c)中，图的左右方向的中央是d轴。磁体480B的端部的短径t2比磁体480A的端部的短径t1短。在这种情况下，磁体480B的、磁体480的d轴方向的直径(d轴尺寸)与正交于d轴的方向的直径(d轴正交尺寸)的比例(d轴尺寸/d轴正交尺寸)较大。因此，如果比较磁体480A、480B，则磁体480B相对于d轴的倾斜更急剧。
另外，图79(c)使用直线取向的多个磁体484a、484b、484c(即取向方向为直线的磁体)构成磁体组件480C。磁体组件480C作为使多个磁体484a、484b、484c一体化的磁体集合体而构成，与图78所示的磁体480类似。即，磁体组件480C由设置在跨过d轴的位置上且向与d轴正交的方向延伸的中央磁体484a、与该中央磁体484a的长边方向两端接合的两个端部磁体484b、484c构成。两个端部磁体484b、484c以相对于d轴倾斜，并且越靠转子铁芯610的外周侧(越靠图的上侧)越接近d轴的朝向接合于中央磁体484a的两端。
即，中央磁体484a以及端部磁体484b、484c朝向定子700(电枢)具有凸形状。
中央磁体484a的取向方向是与中央磁体484a的长边方向正交，与d轴平行的方向。另外，两个端部磁体484b、484c的取向方向是与端部磁体484b、484c的长边方向相同的方向，是相对于d轴倾斜的方向。在中央磁体484a中，长边侧的一对相对面成为磁通作用面，与此相对，在端部磁体484b、484c中，长边方向的两端面成为磁通作用面。
即，在磁体组件480C中，作为第一磁体的中央磁体484a在比作为第二磁体的端部磁体484b、484c更接近定子绕组的位置以与d轴垂直地相交的朝向配置，并且端部磁体484b、484c配置为越接近q轴越远离定子绕组，最接近定子绕组的磁体端面485a和最远离定子绕组的磁体端面485b是分别成为磁通的流入流出面的一对作用面。
在磁体组件480C中，也与上述相同，能够强化d轴上的磁体磁通，提高磁导。
(第十五实施方式)
图80示出了本实施方式的转子600的结构。在图80中，在转子铁芯610上，在周向上相邻的两个d轴(磁极中心)之间，在与转子铁芯610的轴正交的横截面上，形成有向径向中心侧凸出的圆弧状的磁体收容孔641。磁体收容孔641仅设置与磁极相同的数量。在本实施方式中，设置有八个磁体收容孔641。各磁体收容孔641的两端位于d轴附近，相邻的各磁体收容孔641分别夹着d轴铁芯642而设置。
各磁体收容孔641收容有形状与磁体收容孔641相同形状的磁体490。即，与磁体收容孔641相同，磁体490呈向径向中心侧凸出的圆弧状。磁体490设置成在d轴附近最接近转子铁芯610的外周面，在q轴最远离转子铁芯610的外周面。在这种情况下，磁体490具有以q轴为中心且向与定子绕组的相反侧(定子绕组相反侧)、即朝向转子铁芯610的一侧凸出的圆弧形状，其两端分别配置在d轴附近。在本实施方式的转子600中，在周向上相邻的各d轴之间分别各设置有一个磁体收容孔641和磁体490。
在磁体490中，取向方向在沿磁体490的长边方向的方向上确定为圆弧状，长边方向的两端面491成为磁通流出或流入的磁通作用面。即，在磁体490中，作为两侧的磁体端面的d轴侧端面成为磁通作用面。磁体490的磁体磁路长度为与其长边方向的长度(圆弧长度)大致相同的长度。磁体490的特征在于，磁体端部位于d轴，朝向该d轴端部确定取向方向。在这种情况下特别地，磁体490具有比与定子700相对的方向的尺寸(即径向的最长磁体长度Lb)长的磁体磁路。由此，能够强化d轴的磁体磁通。另外，通过在成为磁体490的厚壁的方向上形成长的磁体磁路，能够提高抗退磁力。另外，根据图80的结构，能够得到接近表面磁体型的转子特性。
另外，在转子铁芯610中，在磁体收容孔641(磁体490)的径向外侧设置有空间或者填充有非磁性材料的非磁性部643(磁通屏障)。即，磁体490的外侧面成为没有磁通的流出以及流入的非作用面，在与该非作用面相邻的位置设置有非磁性部643。在转子铁芯610中，在磁体收容孔641和其外侧的非磁性部643之间设置有将这两者隔开的桥644。
在上述结构的转子600中，由于沿磁体490的d轴进行了取向，因此，能够使极间距圆弧与每个磁极的磁体磁路长度大致相同，能够得到对于退磁最强的结构。
(其他实施方式)
本发明并不限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改变。
·作为旋转电机500的转子600中的磁体配置，也能够采用以下的结构。在图81所示的转子铁芯610中，以d轴上的规定点为中心，规定了距该规定点的距离不同的n个层(A层、B层、C层、…n层)。这些各层例如最好确定为同心圆形状。在这种情况下，在每层配置永磁体。各层的永磁体可以配置相同形状及性能的永磁体，也可以配置为组合不同形状或性能的永磁体。
图82示出了其一例。图82示出了在转子铁芯610上组装了图62中说明的磁体430和图64中说明的磁体440的结构。即，在转子铁芯610的A层内配置磁体430，在从B层到C层的区域配置磁体440。在该结构中，能够得到A层内的磁体430对端部退磁的抑制、以及B-C层配置的磁体440对最外周侧的退磁的抑制的效果。另外，各层中的永磁体的组合是任意的。
·也可以将与取向工序相关的具体结构进行如下的变更。使用图83的(a)、(b)对与取向工序相关的具体结构进行说明。图83的(a)是示出了在取向工序(磁场中成形)中使用的取向装置360的示意结构的图，图83的(b)是示出了通过取向工序制作的多个磁体MG的图。
取向装置360包括能够将制作磁体MG时使用的模具280内包的大小的磁场产生装置361。磁场产生装置361具有通过通电而在内部生成规定方向的磁通的线圈361a，以与作为取向对象的磁体MG的任意平面正交的法线N相对于该线圈361a的轴向平行的方式，在线圈361a内配置模具280。在这种情况下，向模具280施加通过对磁场产生装置361(线圈361a)通电而产生的取向磁场362，在该状态下，实施对于模具280的磁体粉末的取向，由此能够提高取向率并制作磁体MG。
在本实施方式中，由于通过使用线圈361a的磁场产生装置361可以产生强磁场，因此，磁体MG的取向率为90％以上的良好状态。磁体MG也可以用作具有能够切出多个磁体片的尺寸的磁体块，并且在对于磁体块的取向工序之后，通过切出任意形状的工序来得到磁体。在本结构的取向工序中，在磁场产生装置361中，以与磁体MG的任意平面正交的法线N相对于线圈361a的轴向平行的方式配置模具280，因此，可以将取向后的磁体MG相对于磁通作用面带有角度地切出。由此，能够得到具有相对于磁通作用面带有角度的取向方向的永磁体。图83(b)所示的倾斜实线表示磁体MG的取向方向。根据上述构成的取向工序，例如能够以高的取向率适当地得到图49所示的磁体400。
在图83的(a)的结构中，在磁场产生装置361中，由于以磁体MG的法线N相对于线圈361a的轴向平行的方式配置模具280，因此，能够使磁场产生装置361小型化。
·图84示出了旋转电机驱动***的另一实施方式。在图84的旋转电机驱动***中，其特征在于，在供给直流电压的直流电源950与逆变桥910之间设置能够控制逆变桥910中的输入电压的电压转换部，控制装置930通过矩形波电压控制来控制定子绕组的各相绕组的通电电流。电压转换部具有：电压转换器960、设置在向电压转换器960的电压输入线上的开关元件964、以及控制该开关元件964的电压控制器963。
电压转换器960具有初级线圈961和次级线圈962。在次级线圈962中，线圈匝数设定为比初级线圈961的线圈匝数多。但是，在本实施方式中，由于升压不是目的，因此，次级线圈962的线圈匝数与初级线圈961相比为同等以上即可。由初级线圈961产生的磁通与次级线圈962交链，由此直流电源950的电压通过次级线圈962供给逆变桥910。另外，电感设定为规定以上，设定为***到直流电源950侧的开关元件964的接通断开引起的电压变动变少。通过该结构，由初级线圈961稳定地送入磁通，通过该磁通在次级线圈962中生成次级侧电压(发电直流电压)。由此，逆变桥910通过由开关元件964和初级线圈961生成的可变电压进行动作。
电压控制器963例如读入定子绕组720的各相的相电流，并基于该相电流对开关元件964进行占空比控制。由此，对朝逆变桥910的输入电压进行可变控制。在这种情况下，与以载波频率输入高电压相比，每一脉冲的电压振幅被抑制得较低，从而能够大幅抑制电压振动引起的铁损产生。
在低电感的旋转电机500中，在通过规定的载波频率实施通电控制的情况下，控制有可能会发散。在这点上，在本实施方式的结构中，在直流电源950与逆变桥910之间，控制向逆变桥910的输入电压，由此能够抑制电流变化，抑制控制的发散。
作为矩形波电压控制模式，控制装置930例如实施120度矩形波电压控制模式。不过，矩形波电压控制不限于此，矩形波的导通宽度除了120度以外，还可以是180度以下且120度以上的任意导通宽度。
在本实施方式中，输入到逆变桥910的电压是可变的，各开关Sp、Sn与载波频率不同步，基于上述解析器的信号并基于矩形波的操作信号而接通断开。例如，在实施图85的(a)至(c)所示的120度矩形波电压控制模式的情况下，通过反复进行利用具有电角度为120°的接通期间的矩形波脉冲使各相的开关接通、并且在电角度为60°的期间断开的操作，在所有的开关中，在每一个电角度周期输出3相的电压时，合计进行十二次(每相4次)的接通断开。由此，相对于通常为数kHz以上的载波频率，逆变桥910的开关次数显著变少，能够大幅地降低旋转电机驱动***中的开关损失。另外，即使定子线圈的电感小，也能够抑制电流波动的产生。另外，如上所述，如果接通期间电角度为150°，则是150度矩形波电压控制模式，如果接通期间电角度为180°，则是180度矩形波电压控制模式。
在本实施方式的旋转电机500中，例如图61所示，由于在磁体420中以从q轴朝向d轴的方式进行磁体取向，因此，在一个磁极内朝向磁极中央部(d轴)的磁通变多。因此，不是与180°矩形波通电，而是与120°矩形波通电的兼容性良好。
图84的旋转电机驱动***也能够适当地应用于在第一实施方式至第五实施方式中说明的旋转电机1(在图1至图44中说明的结构)。
·也能够应用于表面磁体型旋转电机。图91(a)、(b)是示出了表面磁体型的转子1010的结构的图。该转子1010例如能够用于图1和图2所示的旋转电机1。
如图91(a)所示，转子1010具有转子铁芯1011和固定于转子铁芯1011的外周面(即定子绕组的相对面)的磁体1012。磁体1012具有彼此相对并且成为磁通的流入流出面的一对作用面1012a、1012b，并具有长度比该一对作用面1012a、1012b之间的磁体厚度尺寸长的磁体磁路，且以易磁化轴朝向沿磁体磁路的方式进行取向。
另外，在图91(b)所示的转子1010中，在转子铁芯1011的外周面形成有凹部1013，以一部分进入该凹部1013的状态固定有磁体1012。
另外，图92示出了在转子铁芯1011中在d轴的两侧以磁体磁路的朝向为非对称的状态固定有磁体1012的结构。即，磁体1012的每个磁极具有夹着d轴而成为两侧的部分，在其两侧的部分形成有相对于d轴倾斜并且相对于周向的倾斜为相同方向的磁体磁路。
·在上述实施方式中，将磁体中相互平行的一对相对面设定为一对磁通作用面(一对第一作用面)，但也可以对此进行改变，将磁体中相互不平行的一对相对面设定为一对磁通作用面(一对第一作用面)。在这种情况下，磁体磁路也可以相对于一对作用面中的一个作用面以非垂直的方向相交，并且相对于另一个作用面以垂直的方向相交。
·也能够将旋转电机设为旋转电枢型的旋转电机，来代替旋转励磁型的旋转电机。在这种情况下，在旋转轴上固定有作为电枢的转子，在该转子的径向外侧设置有作为励磁元件的定子。转子具有转子铁芯和固定在其外周部的多相的电枢绕组，定子具有定子铁芯和固定在该定子铁芯上的磁体。
·还能够将本发明应用于能够选择性地使用发电机和电动机的旋转电机。
·代替旋转电机，也能够将本发明应用于其他的电动机或者电磁设备。例如，本发明可适用于使移动体直线移动的线性电动机。总之，作为电动机或电磁设备，只要具有设置在与绕组相对的位置上，通过绕组的通电而能够进行相对于该绕组的相对动作的磁体，多个磁体在相对动作的动作方向上交替地配置极性的结构即可。
上述实施方式公开了以下所示的技术思想。
[手段H1]
一种电动机的磁产生装置，应用于电动机(1)，所述电动机(1)具有磁体(13)，该磁体(13)设置于与绕组(33)相对的位置，通过所述绕组的通电而能相对于该绕组进行相对动作，多个所述磁体在所述相对动作的动作方向上交替地配置极性，所述磁体包括：第一磁体部(21)，所述第一磁体部(21)，所述第一磁体部(21)产生与所述极性对应的磁通；以及第二磁体部(22)，所述第二磁体部(22)设置在所述磁体的磁极边界侧的端部即q轴侧端部一侧，磁体内部的磁化方向为与所述第一磁体部的所述磁化方向相交的方向。
[手段H2]
根据手段H1记载的电动机的磁产生装置，其中，所述电动机是旋转电机(1)，所述旋转电机(1)包括：绕组侧构件(30)，所述绕组侧构件(30)卷绕所述绕组；以及磁体侧构件(10)，所述磁体侧构件(10)相对于所述绕组侧构件在径向上相对配置，具有所述磁体，所述电动机的磁产生装置用作所述磁体侧构件，所述第一磁体部在所述磁体侧构件中沿周向以规定间隔设置，所述第二磁体部设置在所述第一磁体部的q轴侧端部一侧。
[手段H3]
根据手段H2记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体侧构件包括软磁性体铁芯(11)，所述软磁性体铁芯(11)针对每个磁极具有以夹着d轴而位于两侧的方式设置的多个磁体收容孔(12)，在所述磁体收容孔内收容有所述第一磁体部及所述第二磁体部。
[手段H4]
根据手段H3记载的电动机的磁产生装置，其中，将在所述第一磁体部的q轴侧端部中最接近所述绕组侧构件的部位作为磁通增强点(P1)，对于该磁通增强点，通过所述第二磁体部进行磁通强化。
[手段H5]
根据手段H3或H4记载的电动机的磁产生装置，其中，所述第一磁体部及所述第二磁体部的横截面呈矩形状，并且所述磁化方向为与相对的一对磁通作用面正交的方向，在所述软磁性体铁芯中，使所述磁化方向相对于d轴或q轴的角度彼此不同地配置有所述第一磁体部及所述第二磁体部。
[手段H6]
根据手段H3至H5中任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述第一磁体部的所述磁化方向与所述第二磁体部的所述磁化方向所成的角度为锐角。
[手段H7]
根据手段H3至H6中任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述第一磁体部以夹着d轴在两侧彼此分离的状态作为一对磁体(21)而设置，该第一磁体部的所述磁化方向为相对于d轴倾斜，并且在比所述磁体收容孔更靠所述绕组侧及绕组相反侧中的所述绕组侧相交的方向，在所述第一磁体部中的所述一对磁体的d轴侧端部一侧设置有第三磁体部(23、41)，所述第三磁体部的所述磁化方向为与所述第一磁体部的所述磁化方向相交的方向。
[手段H8]
根据手段H7记载的电动机的磁产生装置，其中，将所述第一磁体部中的所述一对磁体的d轴侧端部中该一对磁体彼此最接近的部位作为磁通增强点(P2)，对于该磁通增强点，通过所述第三磁体部进行磁通强化。
[手段H9]
根据手段H7或H8记载的电动机的磁产生装置，其中，所述第一磁体部的所述磁化方向与所述第三磁体部的所述磁化方向所成的角度为锐角。
[手段H10]
根据手段H7至H9中任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体收容孔在所述第一磁体部中的所述一对磁体之间具有向d轴侧扩张的d轴侧扩张部分，在所述d轴侧扩张部分设置有所述第三磁体部，并且在比该第三磁体部更靠d轴侧的位置设置有磁通屏障(25)。
[手段H11]
根据手段H3至H10中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体收容孔夹着d轴在两侧以对称形状设置，并且所述磁体夹着d轴在两侧对称地配置。
[手段H12]
根据手段H1至H11中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述第二磁体部具有比所述第一磁体部的内禀矫顽力小的内禀矫顽力。
[手段H13]
根据手段H1至H11中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述第一磁体部具有比所述第二磁体部的内禀矫顽力小的内禀矫顽力。
[手段H14]
根据手段H7至H11中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述第二磁体部和所述第三磁体部的内禀矫顽力彼此不同。
[手段H15]
根据手段H3至H14中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述第一磁体部具有多个分割磁体(27a、27b)，所述多个分割磁体(27a、27b)在从q轴侧朝向d轴侧的方向上被分割，并且所述磁化方向彼此不同，与位于d轴侧的分割磁体相比，所述多个分割磁体中的位于q轴侧的分割磁体的所述磁化方向为接近与q轴平行的方向。
[手段H16]
根据手段H15记载的电动机的磁产生装置，其中，所述多个分割磁体在该分割磁体的端部彼此相对的部位向所述绕组侧凸出地配置。
[手段H17]
根据手段H3至H16中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述软磁性体铁芯中，在与所述绕组侧构件相对的相对面上形成有沿轴向延伸的槽(42、43)。
[手段H18]
根据手段H3至H17中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述软磁性体铁芯是使旋转轴(40)插通形成于中央部的贯通孔(14)，并支承成旋转自如的转子铁芯(11)，在所述贯通孔的内周面的d轴上的位置形成有突出部(14a)，所述突出部(14a)向径向内侧突出并与所述旋转轴的外周面抵接。
[手段J1]
一种电动机的磁产生装置，应用于电动机(1)，所述电动机(1)包括磁体(13)，该磁体(13)设置于与绕组(33)相对的位置，通过所述绕组的通电而能相对于该绕组进行相对动作，多个所述磁体在所述相对动作的动作方向上交替地配置极性，所述磁体(2)具有：第一磁体部(21)，所述第一磁体部(21)以夹着作为磁极中心的d轴在两侧彼此分离的状态作为一对磁体而设置，磁体内部的磁化方向为相对于所述d轴倾斜并且在所述绕组侧和绕组相反侧中的所述绕组侧相交的方向；以及第二磁体部(22)，所述第二磁体部(22)设置于所述第一磁体部的所述一对磁体的d轴侧端部一侧，所述磁化方向为与所述第一磁体部的所述磁化方向相交的方向。
[手段J2]
根据手段J2记载的电动机的磁产生装置，其中，所述电动机是旋转电机(1)，所述旋转电机(1)包括：绕组侧构件(30)，所述绕组侧构件(30)卷绕所述绕组；以及磁体侧构件(10)，所述磁体侧构件(10)相对于所述绕组侧构件在径向上相对配置且具有所述磁体，所述电动机的磁产生装置用作所述磁体侧构件，所述磁体侧构件包括软磁性体铁芯(11)，所述软磁性体铁芯(11)针对每个磁极具有以夹着d轴而位于两侧的方式设置的多个磁体收容孔(12)，在所述磁体收容孔内收容有所述第一磁体部及所述第二磁体部。
[手段J3]
根据手段J2记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体收容孔夹着d轴在两侧以对称形状设置，并且所述磁体夹着d轴在两侧对称地配置。
[手段J4]
根据手段J2或J3记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体收容孔在所述第一磁体部中的所述一对磁体之间具有向d轴侧扩张的d轴侧扩张部分，在所述d轴侧扩张部分设置有所述第二磁体部，并且在比该第二磁体部更靠d轴侧的位置设置有磁通屏障(25)。
[手段J5]
根据手段J1至J4中任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，将在所述第一磁体部的所述一对磁体的d轴侧端部中该一对磁体彼此最接近的部位作为磁通增强点P2，对于该磁通增强点，通过所述第二磁体部进行磁通强化。
[手段J6]
根据手段J1至J5中任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述第一磁体部的所述磁化方向与所述第二磁体部的所述磁化方向所成的角度为锐角。
[手段K1]
一种电动机的磁产生装置，应用于电动机(1)，所述电动机(1)具有磁体(51、71、101、121)，所述磁体(51、71、101、121)设置在与绕组(33)相对的位置，通过对所述绕组通电，能够进行相对于该绕组的相对动作，多个所述磁体在所述相对动作的动作方向上交替地配置极性，所述磁体的磁体内部的磁化方向为与在所述磁体的所述绕组侧及绕组相反侧的两侧产生磁通的磁通作用面中的至少任一个以非垂直的角度相交的方向。
[手段K2]
根据手段K1记载的电动机的磁产生装置，其中，所述电动机是旋转电机(1)，所述旋转电机(1)包括：绕组侧构件(30)，所述绕组侧构件(30)卷绕所述绕组；以及磁体侧构件(10)，所述磁体侧构件(10)相对于所述绕组侧构件在径向上相对配置且具有所述磁体，所述电动机的磁产生装置用作所述磁体侧构件，所述磁体侧构件包括软磁性体铁芯(11)，所述软磁性体铁芯(11)针对每个磁极具有以夹着d轴而位于两侧的方式设置的多个磁体收容孔(12)，在所述磁体收容孔内收容有所述磁体。
[手段K3]
根据手段K2记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体收容孔夹着d轴在两侧以对称形状设置，并且所述磁体夹着d轴在两侧对称地配置。
[手段K4]
根据手段K2或K3记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体的所述磁化方向以在该磁体的所述绕组侧的磁通作用面和其相反侧的磁通作用面成为不同方向的方式变化。
[手段K5]
根据手段K4记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体设置成，随着从q轴侧朝向d轴侧，所述磁化方向从接近与q轴垂直的方向朝接近与d轴平行的方向，切换为向绕组相反侧凸出的非直线状。
[手段K6]
根据手段K4记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体设置成，随着从d轴侧朝向q轴侧，所述磁化方向从接近与d轴垂直的方向朝接近与q轴平行的方向，切换为向绕组相反侧凸出的非直线状。
[手段K7]
根据手段K2至K6中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体设置成，在所述软磁性体铁芯中，q轴侧端部在径向上位于比d轴侧端部更接近所述绕组侧的位置，并且在q轴侧端部与d轴侧端部之间向所述绕组侧凸出。
[手段K8]
根据手段K2至K7中任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述磁体中，所述磁化方向相对于所述磁通作用面以非垂直的角度相交，与所述磁通作用面相交的磁体端面以与所述磁化方向平行的朝向形成，在所述磁体收容孔内，在d轴侧和q轴侧中的至少任一方的所述磁体端面的外侧设置有磁通屏障(53、54)。
[手段K9]
根据方式K2或K3记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述磁体中，所述磁化方向成为相对于d轴倾斜，并且相对于所述磁通作用面以非垂直的角度相交的方向。
[手段K10]
根据手段K9记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体在所述软磁性体铁芯中夹着d轴配置在两侧，d轴的两侧的各所述磁体的所述磁化方向为相对于d轴倾斜，并且在比所述磁体收容孔更靠所述绕组侧的位置彼此相交的方向。
[手段K11]
根据手段K9或K10记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述磁体中，所述磁化方向相对于所述磁通作用面以非垂直的角度相交，与所述磁通作用面相交的磁体端面以与所述磁化方向平行的朝向形成。
[手段K12]
根据手段K9至K11中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述磁体中，与所述磁通作用面相交的磁体端面侧的所述磁化方向的磁体长度比该磁体端面靠中央侧的部位的所述磁化方向的磁体长度长。
[手段K13]
根据手段K9至K12中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述磁体中，接近d轴的部分和接近q轴的部分处的磁化方向不同。
[手段K14]
根据手段K13记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述磁体中，在接近d轴的部分和接近q轴的部分中的接近d轴的部分，与接近q轴的部分相比，磁化方向与d轴平行。
[手段K15]
根据手段K14记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述磁体中，所述接近q轴的部分处的磁化方向相对于与所述磁通作用面垂直的方向的倾斜(θ2)，大于所述接近d轴的部分处的磁化方向相对于与所述磁通作用面垂直的方向的倾斜(θ1)。
[手段K16]
根据手段K13记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述磁体中，在接近d轴的部分和接近q轴的部分中的接近q轴的部分，与接近d轴的部分相比，磁化方向与q轴平行。
[手段K17]
根据手段K9至K12中任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体收容孔针对每个磁极设置为一对孔，该一对孔夹着d轴配置在两侧，并且以随着朝向所述绕组侧而使相对间距离变大的方式设置成大致V字状，所述磁体在d轴的两侧分别具有包括d轴侧端部的部分即第一磁体部、以及包括q轴侧端部的部分即第二磁体部，在所述第二磁体部中，所述磁化方向为比所述第一磁体部更接近与q轴垂直的方向的朝向。
[手段K18]
根据手段K17记载的电动机的磁产生装置，其中，所述第一磁体部的所述磁化方向与d轴平行。
[手段K19]
根据手段K2或K3记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述软磁性体铁芯中，所述磁体的q轴侧端部在径向上位于比d轴侧端部更接近所述绕组的部位，并且在q轴侧端部与d轴侧端部之间向所述绕组侧凸出。
[手段K20]
根据手段K2或K3记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述软磁性体铁芯中，所述磁体的q轴侧端部在径向上位于比d轴侧端部更接近所述绕组的部位，并且在q轴侧端部与d轴侧端部之间向绕组相反侧凸出。
[手段K21]
根据手段K19或K20记载的电动机的磁产生装置，其中，在所述磁体中，接近d轴的部分和接近q轴的部分处的磁化方向不同。
[手段K22]
根据手段K2至K21中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体的所述磁化方向呈圆弧状。
[手段K23]
根据手段K2至K22中的任一项记载的电动机的磁产生装置，其中，所述磁体作为夹着d轴上的d轴铁芯部(55)位于一侧和另一侧的一对磁体而配置在所述软磁性体铁芯中，在所述软磁性体铁芯上设置有非磁性体部(54)，所述非磁性体部(54)夹着所述d轴铁芯部，并且从所述一对磁体的绕组相反侧的端部向绕组相反侧延伸。
[手段K24]
根据手段K23记载的电动机的磁产生装置，其中，所述非磁性体部通过在所述磁体收容孔的一部分收容非磁性材料而构成。
[手段K25]
根据手段K23或K24记载的电动机的磁产生装置，其中，所述软磁性体铁芯是旋转自如地固定在旋转轴40上的转子铁芯11，所述非磁性体部比联结所述磁体中成为径向最内侧的点与所述转子铁芯的旋转中心的假想线更向q轴侧伸出。
[手段K26]
一种磁体的制造方法，所述制造方法是用于旋转电机(1)的磁体(51、71)的制造方法，其中，具有：向配置在由磁场线圈(61、81)生成的磁场内的模具(63、83)中填充磁体粉末的工序；在通过取向铁芯(62、82)使由所述磁场线圈生成的磁场弯曲的状态下，对所述模具内的磁体粉末进行规定方向的磁场取向的工序；以及烧结所述模具内的磁体粉末的工序。
[手段L1]
一种软磁性体铁芯，所述软磁性体铁芯在埋入磁体型的旋转电机(1)中设置在与绕组(33)相对的位置，保持磁体(13、51、71、121)，其中，在每个磁极具有***述磁体的磁体收容孔(12)，所述磁体收容孔针对每个磁极设置为一对孔，所述一对孔夹着d轴配置在两侧，并且以随着朝向所述绕组侧而使相对间距离变大的方式形成为大致V字状，所述一对孔分别在d轴侧与q轴侧的两端之间以向所述绕组侧凸出的方式设置。
[手段L2]
根据手段L1记载的软磁性体铁芯，其中，所述旋转电机包括：环状的定子(30)，所述定子(30)卷绕所述绕组；以及转子(10)，所述转子(10)相对于所述定子在径向内侧相对配置，并且具有所述磁体，所述软磁性体铁芯用作构成所述转子的转子铁芯(11)，所述一对孔分别在d轴侧与q轴侧的两端之间以向所述定子侧凸出的方式设置。
[手段L3]
根据手段L1或L2记载的软磁性体铁芯，其中，所述磁体收容孔夹着d轴在两侧以对称形设置。
本说明书中的公开内容不限于所例示的实施方式。本公开包括例示的实施方式和本领域技术人员基于其进行的变形方式。例如，本公开不限于实施方式中示出的部件和/或元件的组合。本公开可以以多种组合来实施。本公开可以具有能够添加到实施方式的追加部分。本公开包括省略了实施方式的部件和/或元件的实施方式。本公开包括一个实施方式与另一个实施方式之间的部件和/或元件的替代或组合。所公开的技术范围不限于实施方式的记载。所公开的技术范围由权利要求书的记载来表示，并且应理解为包括与权利要求书的记载等同的意思和范围内的所有变更。

Claims (24)

1.一种旋转电机，包括：
多个磁体，所述多个磁体设置于铁芯，生成沿所述铁芯的周向配置的多个磁极，并且各所述磁极对表示对应的磁极的中心的d轴以及q轴进行定义；以及
电枢，所述电枢具有电枢绕组，
各所述磁体包括磁体主体，所述磁体主体具有彼此相对，一方成为磁通的流入面且另一方成为磁通的流出面的一对磁通作用面，并且所述磁体主体具有定义为所述磁通作用面间的最小距离的厚度，
所述磁体主体具有多个易磁化轴，所述一对磁通作用面间的沿至少一个所述易磁化轴的线段的长度比所述厚度长，
所述磁体主体具有多个磁路，
所述磁体主体具有沿所述磁通作用面的长度，所述一对磁通作用面作为一对第一磁通作用面而发挥功能，
所述磁体主体具有在长度方向上相对的面，所述相对的面中的至少一方作为成为磁通的流入面或磁通的流出面的第二磁通作用面而发挥功能，
将所述一对第一磁通作用面中接近所述电枢绕组的一方的第一磁通作用面作为外侧第一磁通作用面，
所述多个磁路具有从所述外侧第一磁通作用面和所述第二磁通作用面中的一方延伸到另一方的至少一个磁路。
2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述磁体主体的各磁路取向为沿对应的易磁化轴。
3.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，
所述一对磁通作用面中的一方为与所述电枢绕组相对的面，另一方朝向与相对于所述电枢绕组的方向相反的方向，各所述磁体具有第一部位及第二部位，第一部位比第二部位更接近q轴，第二部位比第一部位更接近d轴，
所述第一部位及第二部位中的至少一方的磁体磁路比所述磁体主体的厚度尺寸长。
4.如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，
将所述第一部位的至少一个磁路设为第一磁路，将所述第二部位的至少一个磁路设为第二磁路，
所述第一磁路比所述第二磁路长。
5.如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，
将所述第一部位的至少一个磁路设为第一磁路，将所述第二部位的至少一个磁路设为第二磁路，
所述第一磁路相对于所述d轴以第一角度倾斜，
所述第二磁路相对于所述d轴以第二角度倾斜，
所述第一角度比所述第二角度大。
6.如权利要求1至5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
在所述磁体主体内确定的多个磁路相对于所述磁通作用面倾斜，其倾斜方向是以随着朝向所述电枢绕组而接近所述d轴的方式倾斜的方向。
7.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
各所述磁体的磁体主体配置在d轴上，
各所述磁体具有第一部位及第二部位，第一部位比第二部位更接近q轴，第二部位配置在d轴上，
将所述第一部位的至少一个磁路设为第一磁路，将所述第二部位的至少一个磁路设为第二磁路，
所述第一磁路的取向方向相对于所述d轴倾斜，
所述第二磁路的取向方向相对于所述d轴平行。
8.如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，
所述第二部位设置在夹着d轴的电角度为32.7度的范围内。
9.如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，
所述第二部位设置在夹着d轴的电角度为27.7度以上且32.7度以下的范围内。
10.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
包括形成于所述铁芯的多个磁体收容孔，所述多个磁体分别收容于所述多个磁体收容孔，
各所述磁体的磁体主体的第二磁通作用面与对应的所述磁体收容孔的内壁面接触。
11.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，
各所述磁体的磁体主体中的第一部位在所述外侧第一磁通作用面与所述第二磁通作用面之间具有不产生磁通的流入及流出的非作用面，
各所述磁体的磁体主体包括配置在所述非作用面与所述铁芯之间的非磁性部。
12.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，
从所述外侧第一磁通作用面和所述第二磁通作用面的一方延伸到另一方的至少一个磁路具有圆弧形状。
13.一种旋转电机，包括：
多个磁体，所述多个磁体设置于铁芯，生成沿所述铁芯的周向配置的多个磁极，并且各所述磁极对表示对应的磁极的中心的d轴进行定义；以及
电枢，所述电枢具有电枢绕组，
各所述磁体包括：第一部位，所述第一部位配置为最接近d轴，并且配置为最接近电枢；以及第二部位，所述第二部位配置为最接近与所述d轴磁正交的q轴，并且配置为最远离电枢，
所述第一部位的外表面作为磁通流入面和磁通流出面中的一方发挥功能，
所述第二部位的外表面作为磁通流入面和磁通流出面中的另一方发挥功能。
14.一种旋转电机，包括：
多个磁体，所述多个磁体设置于铁芯，生成沿所述铁芯的周向配置的多个磁极，并且所述多个磁极定义d轴和q轴；以及
电枢，所述电枢具有电枢绕组，
各所述磁体包括磁体主体，所述磁体主体具有朝向所述铁芯的中心轴凸出的圆弧形状，
各所述磁体中的磁体主体包括：
中央部，所述中央部配置在对应的一个q轴上；以及
第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部从该中央部延伸，位于d轴附近，
各第一端部和第二端部具有作为磁通的流入面或流出面的磁通作用面。
15.一种旋转电机驱动***，是驱动权利要求1至14中任一项所述的旋转电机的旋转电机驱动***，所述旋转电机具有多相电枢绕组作为所述电枢绕组，所述旋转电机驱动***包括：
电力调节部，所述电力调节部包括与所述电枢绕组连接的开关；
控制部，所述控制部通过控制所述开关的接通断开，控制向所述多相电枢绕组供给的电流；以及
电压转换部，所述电压转换部配置在直流电源与所述电力调节部之间，能够控制所述电力调节部中的输入电压，
所述控制部通过矩形波电压控制模式来控制流向各所述多相电枢绕组的通电电流。
16.一种旋转电机驱动***，是驱动权利要求1至14中任一项所述的旋转电机的旋转电机驱动***，所述旋转电机具有多相电枢绕组作为所述电枢绕组，所述旋转电机驱动***包括：
电力调节部，所述电力调节部包括与所述电枢绕组连接的开关；
控制部，所述控制部通过控制所述开关的接通断开，控制向所述多相电枢绕组供给的电流；以及
电压转换部，所述电压转换部配置在直流电源与所述电力调节部之间，能够控制所述电力调节部中的输入电压，
所述控制部通过矩形波电压控制模式来控制流向各所述多相电枢绕组的通电电流，
所述控制部包括：
第一控制单元，所述第一控制单元基于每相的指令电压以及具有规定频率的周期性载波，生成每个开关的PWM信号，通过该PWM信号对所述电力调节部的对应的开关进行接通断开控制，从而控制各所述多相电枢绕组的通电电流；以及
第二控制单元，所述第二控制单元具有表示转子的电旋转角的值与各开关的接通断开开关模式之间的对应关系的模式信息，基于所述转子的电旋转角的当前值，根据所述模式信息，对每个开关选择与所述转子的电旋转角的当前值对应的接通断开开关模式，并基于选择的每个开关的接通断开开关模式来控制对应的开关，从而控制向各所述多相电枢绕组的通电电流。
17.一种磁体，
包括磁体主体，所述磁体主体具有彼此相对，一方成为磁通的流入面且另一方成为磁通的流出面的一对磁通作用面，并且具有定义为所述磁通作用面间的最小距离的厚度，
所述磁体主体具有多个易磁化轴，所述一对磁通作用面间的沿至少一个所述易磁化轴的线段的长度比所述厚度长，
所述磁体主体具有多个磁路，
所述磁体主体具有沿所述磁通作用面的长度，所述一对磁通作用面作为一对第一磁通作用面发挥功能，
所述磁体主体具有在所述长度方向上相对的面，该相对的面中的至少一方作为成为磁通的流入面或磁通的流出面的第二磁通作用面而发挥功能，
所述多个磁路具有连接所述一对第一磁通作用面中的一方和所述第二磁通作用面的至少一个磁路。
18.如权利要求17所述的磁体，其特征在于，
所述磁体主体具有在所述多个易磁化轴中确定的代表性的易磁化轴，作为所述至少一个易磁化轴，
所述一对磁通作用面间的沿所述代表性的易磁化轴的线段的长度比所述厚度长。
19.如权利要求17或18所述的磁体，其特征在于，
各磁路取向为沿对应的易磁化轴。
20.如权利要求17或18所述的磁体，其特征在于，
所述多个磁路中的至少一个取向为与所述一对磁通作用面中的至少一个相交。
21.如权利要求19所述的磁体，其特征在于，
所述磁体主体具有沿所述磁通作用面的长度以及在其长度方向上的第一端部和第二端部，
所述磁体主体的第一端部具有所述多个磁路中的一个磁路作为第一磁路，
所述磁体主体的第二端部具有所述多个磁路中的一个磁路作为第二磁路，
所述第一磁路的朝向与所述第二磁路的朝向不同。
22.如权利要求21所述的磁体，其特征在于，
在为了生成定义d轴和q轴的磁极而将所述磁体主体装设于旋转电机的转子时，
所述磁体主体具有接近所述d轴的第一端部和接近所述q轴的第二端部，
所述一对第一磁通作用面配置为从所述第一端部延伸到所述第二端部，
所述第二端部具有所述第二磁通作用面。
23.如权利要求22所述的磁体，其特征在于，
所述旋转电机为埋入磁体型旋转电机，
所述转子包括形成有多个磁体收容孔的铁芯，
所述磁体主体收容于所述多个磁体收容孔中的一个。
24.如权利要求22所述的磁体，其特征在于，
所述旋转电机为表面磁体型旋转电机，所述转子包括具有外周面的铁芯，
所述磁体主体设置在所述外周面。
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