特許 7517137 ロータ、回転電機、車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】ロータ、回転電機、車両

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/276 20220101AFI20240709BHJP

【ＦＩ】

H02K1/276

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020212662

(22)【出願日】2020-12-22

(65)【公開番号】P2022098964

(43)【公開日】2022-07-04

【審査請求日】2023-09-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池田 壮一郎

(72)【発明者】

【氏名】板坂 直樹

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－２７７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１４４９８９８３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／２７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータコアと、
前記ロータコアに設けられ、周方向に並ぶ複数の磁極部とを備え、
前記複数の磁極部の各々は、
径方向に着磁される固定磁石と、
前記固定磁石の前記周方向の一端側および他端側にそれぞれ配置され、それぞれが所定の磁束により前記周方向における磁化状態を変化させることが可能な第１可変磁石および第２可変磁石と、
前記第１可変磁石と前記周方向において隣り合い、磁化容易方向と前記第１可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第１可変磁石の磁化方向と直交する第１直交方向との狭角よりも小さい第１異方性磁気部材と、
前記第２可変磁石と前記周方向において隣り合い、磁化容易方向と前記第２可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第２可変磁石の磁化方向と直交する第２直交方向との狭角よりも小さい第２異方性磁気部材とを有する
ことを特徴とするロータ。

【請求項2】

請求項１のロータにおいて、
前記第１異方性磁気部材は、前記第１可変磁石の前記固定磁石から遠い側に配置され、
前記第２異方性磁気部材は、前記第２可変磁石の前記固定磁石から遠い側に配置される
ことを特徴とするロータ。

【請求項3】

請求項２のロータにおいて、
前記複数の磁極部の各々は、
前記第１可変磁石の前記固定磁石に近い側に配置され、磁化容易方向と前記第１可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第１直交方向との狭角よりも小さい第３異方性磁気部材と、
前記第２可変磁石の前記固定磁石に近い側に配置され、磁化容易方向と前記第２可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第２直交方向との狭角よりも小さい第４異方性磁気部材とを有する
ことを特徴とするロータ。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１つのロータにおいて、
前記第１可変磁石の径方向外側には、第１切り欠き部が設けられ、
前記第２可変磁石の径方向外側には、第２切り欠き部が設けられる
ことを特徴とするロータ。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１つのロータにおいて、
前記第１異方性磁気部材の磁化容易方向と前記第１可変磁石の磁化方向との狭角をθ_１１とし、前記第１異方性磁気部材の磁化容易方向の飽和磁束密度をＢ_１とし、前記ロータコアの飽和磁束密度をＢ_０とすると、以下の式１が成立し、
前記第２異方性磁気部材の磁化容易方向と前記第２可変磁石の磁化方向との狭角をθ_２１とし、前記第２異方性磁気部材の磁化容易方向の飽和磁束密度をＢ_２とし、前記ロータコアの飽和磁束密度をＢ_０とすると、以下の式２が成立する
ことを特徴とするロータ。

【数1】

【数2】

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１つのロータと、
前記径方向において前記ロータとエアギャップを隔てて対向するステータとを備える
ことを特徴とする回転電機。

【請求項7】

請求項６の回転電機と、
前記回転電機の動力が伝達される駆動輪とを備える
ことを特徴とする車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示する技術は、ロータ、回転電機、車両に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、固定子と回転子と有する回転電機が開示されている。固定子は、電機子巻線を有する。回転子は、回転子鉄心と、回転子鉄心に埋め込まれた固定磁力磁石と、固定磁力磁石の両側に配置された可変磁力磁石とを有する。可変磁力磁石は、電機子巻線を通電して形成される磁界で磁化状態が変化する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－５１７６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の回転電機では、可変磁力磁石に所定方向の磁束（例えば可変磁力磁石の磁化容易方向と同方向の磁束）が印加されることで、可変磁力磁石の磁化状態が変化する。しかしながら、特許文献１の回転電機では、回転子の回転中に、可変磁力磁石に意図しない方向の磁束（例えば可変磁力磁石の磁化困難方向と同方向の磁束）が印加され、その結果、可変磁力磁石において意図しない磁化状態の変化が発生するおそれがある。

【0005】

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

ここに開示する技術は、ロータに関し、このロータは、ロータコアと、前記ロータコアに設けられ、周方向に並ぶ複数の磁極部とを備え、前記複数の磁極部の各々は、径方向に着磁される固定磁石と、前記固定磁石の前記周方向の一端側および他端側にそれぞれ配置され、それぞれが所定の磁束により前記周方向における磁化状態を変化させることが可能な第１可変磁石および第２可変磁石と、前記第１可変磁石と前記周方向において隣り合い、磁化容易方向と前記第１可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第１可変磁石の磁化方向と直交する第１直交方向との狭角よりも小さい第１異方性磁気部材と、前記第２可変磁石と前記周方向において隣り合い、磁化容易方向と前記第２可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第２可変磁石の磁化方向と直交する第２直交方向との狭角よりも小さい第２異方性磁気部材とを有する。

【0007】

前記の構成では、第１異方性磁気部材を設けることにより、第１可変磁石を通過する磁束の方向を変化させて、第１可変磁石を通過する磁束に含まれる「第１可変磁石の磁化方向と直交する方向（意図しない方向）に作用する磁束成分」を減少させることができる。これにより、第１可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を抑制することができる。

【0008】

また、前記の構成では、第２異方性磁気部材を設けることにより、第２可変磁石を通過する磁束の方向を変化させて、第２可変磁石を通過する磁束に含まれる「第２可変磁石の磁化方向と直交する方向（意図しない方向）に作用する磁束成分」を減少させることができる。これにより、第２可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を抑制することができる。

【0009】

なお、前記ロータにおいて、前記第１異方性磁気部材は、前記第１可変磁石の前記固定磁石から遠い側に配置されてもよく、前記第２異方性磁気部材は、前記第２可変磁石の前記固定磁石から遠い側に配置されてもよい。

【0010】

前記の構成では、第１可変磁石の固定磁石に近い側よりも、第１可変磁石の固定磁石から遠い側のほうが、第１可変磁石に対する磁束（例えば第１可変磁石に流入する磁束）の方向が変化しやすい。したがって、第１可変磁石の固定磁石から遠い側に第１異方性磁気部材を設けることにより、第１可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を効果的に抑制することができる。

【0011】

また、前記の構成では、第２可変磁石の固定磁石に近い側よりも、第２可変磁石の固定磁石から遠い側のほうが、第２可変磁石に対する磁束（例えば第２可変磁石に流入する磁束）の方向が変化しやすい。したがって、第２可変磁石の固定磁石から遠い側に第２異方性磁気部材を設けることにより、第２可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を効果的に抑制することができる。

【0012】

また、前記ロータにおいて、前記複数の磁極部の各々は、前記第１可変磁石の前記固定磁石に近い側に配置され、磁化容易方向と前記第１可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第１直交方向との狭角よりも小さい第３異方性磁気部材と、前記第２可変磁石の前記固定磁石に近い側に配置され、磁化容易方向と前記第２可変磁石の磁化方向との狭角が前記磁化容易方向と前記第２直交方向との狭角よりも小さい第４異方性磁気部材とを有してもよい。

【0013】

前記の構成では、第３異方性磁気部材を設けることにより、第１可変磁石を通過する磁束の方向を変化させて、第１可変磁石を通過する磁束に含まれる「第１可変磁石の磁化方向と直交する方向（意図しない方向）に作用する磁束成分」をさらに減少させることができる。これにより、第１可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生をさらに抑制することができる。

【0014】

また、前記の構成では、第４異方性磁気部材を設けることにより、第２可変磁石を通過する磁束の方向を変化させて、第２可変磁石を通過する磁束に含まれる「第２可変磁石の磁化方向と直交する方向（意図しない方向）に作用する磁束成分」をさらに減少させることができる。これにより、第２可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生をさらに抑制することができる。

【0015】

また、前記ロータにおいて、前記第１可変磁石の径方向外側には、第１切り欠き部が設けられてもよい。前記第２可変磁石の径方向外側には、第２切り欠き部が設けられてもよい。

【0016】

前記の構成では、第１可変磁石の径方向外側に第１切り欠き部を設けることにより、第１可変磁石の径方向外側において周方向における磁束の流れを抑制することができる。これにより、第１可変磁石に磁束の流れを集中させることができる。また、第２可変磁石の径方向外側に第２切り欠き部を設けることにより、第２可変磁石の径方向外側において周方向における磁束の流れを抑制することができる。これにより、第２可変磁石に磁束の流れを集中させることができる。

【0017】

また、前記ロータにおいて、前記第１異方性磁気部材の磁化容易方向と前記第１可変磁石の磁化方向との狭角をθ_１１とし、前記第１異方性磁気部材の磁化容易方向の飽和磁束密度をＢ_１とし、前記ロータコアの飽和磁束密度をＢ_０とすると、以下の式１が成立してもよく、前記第２異方性磁気部材の磁化容易方向と前記第２可変磁石の磁化方向との狭角をθ_２１とし、前記第２異方性磁気部材の磁化容易方向の飽和磁束密度をＢ_２とし、前記ロータコアの飽和磁束密度をＢ_０とすると、以下の式２が成立してもよい。

【0018】

【数1】

【0019】

【数2】

【0020】

前記の構成では、式１が成立するように第１異方性磁気部材の磁化容易方向と第１可変磁石の磁化方向との狭角を設定することにより、第１異方性磁気部材を設けない場合よりも、第１可変磁石を通過する磁束に含まれる「第１可変磁石の磁化方向（意図する方向）に作用する磁束成分」を増加させることができる。

【0021】

また、前記の構成では、式２が成立するように第２異方性磁気部材の磁化容易方向と第２可変磁石の磁化方向との狭角を設定することにより、第２異方性磁気部材を設けない場合よりも、第２可変磁石を通過する磁束に含まれる「第２可変磁石の磁化方向（意図する方向）に作用する磁束成分」を増加させることができる。

【0022】

また、ここに開示する技術は、回転電機に関し、この回転電機は、前記ロータと、前記径方向において前記ロータとエアギャップを隔てて対向するステータとを備える。

【0023】

また、ここに開示する技術は、車両に関し、この車両は、前記回転電機と、前記回転電機の動力が伝達される駆動輪とを備える。
ことを特徴とする車両。

【発明の効果】

【0024】

ここに開示する技術によれば、第１可変磁石および第２可変磁石における意図しない磁化状態の変化の発生を効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】実施形態の回転電機の構成を例示する横断面図である。

【図2】実施形態の回転電機の要部の構成を例示する横断面図である。

【図3】第１および第３異方性磁気部材の磁化容易方向を例示する概念図である。

【図4】第２および第４異方性磁気部材の磁化容易方向を例示する概念図である。

【図5】回転電機の比較例において第１可変磁石に印加される磁束を例示する概略図である。

【図6】実施形態の回転電機において第１可変磁石に印加される磁束を例示する概略図である。

【図7】回転電機を備える車両の構成を例示する概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、図面を参照して実施の形態を詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

【0027】

（実施形態）
図１は、実施形態の回転電機１の構成を例示する。回転電機１は、ロータ１０と、ステータ２０と、シャフト３０とを備える。

【0028】

以下の説明では、ロータ１０の回転中心Ｑの方向を「軸方向」と記載し、軸方向と直交する方向を「径方向」と記載し、ロータ１０の回転方向に沿う方向を「周方向」と記載する。回転中心Ｑから遠い側を「径方向外側」と記載し、回転中心Ｑに近い側を「径方向内側」と記載する。軸方向と直交する断面の形状を「横断面形状」と記載する。

【0029】

〔ステータ〕
ステータ２０は、径方向においてロータ１０とエアギャップを隔てて対向する。ステータ２０は、ステータコア２１と、複数のコイル２２とを有する。

【0030】

ステータコア２１は、円環状に形成されたバックヨーク２１ａと、バックヨーク２１ａから径方向内方に突出する複数のティース２１ｂとを有する。例えば、ステータコア２１は、複数枚の電磁鋼板製の薄板材が軸方向に積層された積層コアである。

【0031】

複数のコイル２２は、複数のティース２１ｂに巻回される。複数のコイル２２が通電すると、複数のコイル２２に磁束が発生する。例えば、複数のコイル２２は、三相コイルである。

【0032】

この例では、複数のコイル２２において発生する磁束には、ロータ１０を回転させるための磁束である回転磁束と、後述する第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の磁化状態を変化させるための磁束である可変磁束（所定の磁束）とが含まれる。

【0033】

例えば、複数のコイル２２に交流電流を供給することにより、複数のコイル２２に回転磁束が発生する。この回転磁束によりロータ１０が回転する。また、ロータ１０の回転中（または停止中）に、複数のコイル２２に所定の電流（例えば回転磁束を発生させる交流電流よりも高いパルス電流）を所定の時間だけ供給することにより、複数のコイル２２に可変磁束が発生する。この可変磁束により後述する第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の磁化状態が変化する。

【0034】

〔ロータ〕
次に、図１および図２を参照して、ロータ１０について説明する。ロータ１０は、ロータコア１１と、複数の磁極部１２とを備える。図中の直線の矢印は、磁石の磁化方向を例示している。

【0035】

〔ロータコア〕
ロータコア１１は、円柱状に形成される。例えば、ロータコア１１は、複数枚の電磁鋼板製の薄板材が軸方向に積層された積層コアである。ロータコア１１の中央部には、軸孔Ｓ３０が設けられる。軸孔Ｓ３０には、シャフト３０が挿入されて固定される。

【0036】

〔磁極部〕
複数の磁極部１２は、ロータコア１１に設けられ、周方向に並ぶ。複数の磁極部１２の各々は、固定磁石４０と、第１可変磁石５１と、第２可変磁石５２と、第１補助磁石６１と、第２補助磁石６２と、第１非磁性部材７１と、第２非磁性部材７２と、第１異方性磁気部材８１と、第２異方性磁気部材８２と、第３異方性磁気部材８３と、第４異方性磁気部材８４とを有する。

【0037】

〈固定磁石〉
固定磁石４０は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、固定磁石４０は、ロータコア１１に設けられた固定磁石孔Ｓ４０に収容される。また、固定磁石４０は、径方向と直交する方向（接線方向）に延びる。具体的には、固定磁石４０は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向が接線方向を向く。

【0038】

また、固定磁石４０は、径方向に着磁される。この例では、径方向外端がＮ極となる固定磁石４０と径方向外端がＳ極となる固定磁石４０とが周方向に交互に並ぶように、複数の固定磁石４０が着磁される。

【0039】

なお、固定磁石４０は、磁化方向を維持する永久磁石である。具体的には、固定磁石４０は、所定の磁束（この例ではステータ２０のコイル２２において発生する可変磁束）が印加されても磁化状態が実質的に変化しない。固定磁石４０は、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２よりも、磁化状態が変化しにくい永久磁石である。例えば、固定磁石４０の保磁力は、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の保磁力よりも高い。固定磁石４０の例としては、Nd-Fe-B系磁石、Sm-Co系磁石、金属系磁石（例えばFe-Ni系磁石）、フェライト系磁石などが挙げられる。

【0040】

〈可変磁石〉
複数の磁極部１２の各々に含まれる第１可変磁石５１は、その磁極部１２の周方向の一端側（図１および図２の例では時計回りの方向の隣り）に位置する別の磁極部１２に含まれる第２可変磁石５２と、ｑ軸を挟んで隣り合う。ｑ軸は、周方向において隣り合う２つの磁極部１２の間を通過して径方向に延びる仮想線である。

【0041】

また、複数の磁極部１２の各々において、第１可変磁石５１と第２可変磁石５２は、固定磁石４０の周方向における中央を通過して径方向に延びる仮想線（ｄ軸）を軸として対称となっている。

【0042】

〈第１可変磁石〉
第１可変磁石５１は、固定磁石４０の周方向の一端側に配置される。第１可変磁石５１は、周方向において固定磁石４０と間隔をおいて対向する。第１可変磁石５１とｑ軸との間の周方向長さは、第１可変磁石５１と固定磁石４０との間の周方向長さよりも短い。

【0043】

第１可変磁石５１は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第１可変磁石５１は、ロータコア１１に設けられた第１可変磁石孔Ｓ５１に収容される。また、第１可変磁石５１は、ｑ軸（周方向において隣り合うｑ軸）に沿うように延びる。具体的には、第１可変磁石５１は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向がｑ軸と平行な方向を向く。

【0044】

〈第２可変磁石〉
第２可変磁石５２は、固定磁石４０の周方向の他端側に配置される。第２可変磁石５２は、周方向において固定磁石４０と間隔をおいて対向する。第２可変磁石５２とｑ軸との間の周方向長さは、第２可変磁石５２と固定磁石４０との間の周方向長さよりも短い。

【0045】

第２可変磁石５２は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第２可変磁石５２は、ロータコア１１に設けられた第２可変磁石孔Ｓ５２に収容される。また、第２可変磁石５２は、ｑ軸（周方向において隣り合うｑ軸）に沿うように延びる。具体的には、第２可変磁石５２は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向がｑ軸と平行な方向を向く。

【0046】

〈可変磁石の磁気特性〉
なお、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々は、磁化状態を変化させることが可能な永久磁石である。具体的には、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々は、所定の磁束（この例ではステータ２０のコイル２２において発生する可変磁束）により周方向における磁化状態を変化させることが可能である。第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々は、固定磁石４０よりも、磁化状態が変化しやすい永久磁石である。例えば、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の保磁力は、固定磁石４０の保磁力よりも低い。第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の例としては、Sm-Co系磁石、Nd-Fe-B系磁石、金属系磁石（例えばFe-Ni系磁石）、フェライト系磁石、Al-Ni-Co系磁石などが挙げられる。

【0047】

この例では、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々の磁化容易方向は、径方向と直交する方向（接線方向）を向く。第１可変磁石５１の磁化困難方向は、第１可変磁石５１の磁化容易方向と直交する方向（この例では径方向）を向く。第２可変磁石５２の磁化困難方向は、第２可変磁石５２の磁化容易方向と直交する方向（この例では径方向）を向く。

【0048】

また、この例では、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の各々は、磁化方向が第１方向を向く第１状態と、磁化方向が第２方向を向く第２状態と、磁力が実質的にゼロとなるゼロ状態とに切り換え可能である。第１方向は、ティース２１ｂと鎖交する磁束（有効磁束）を増加させる方向である。第２方向は、ティース２１ｂと鎖交する磁束（有効磁束）を減少させる方向である。例えば、固定磁石４０の磁化方向が径方向外方へ向かう方向である場合、第１方向は、第１可変磁石５１（または第２可変磁石５２）から固定磁石４０へ向かう方向となり、第２方向は、固定磁石４０から第１可変磁石５１（または第２可変磁石５２）へ向かう方向となる。

【0049】

〈補助磁石〉
複数の磁極部１２の各々において、第１補助磁石６１と第２補助磁石６２は、固定磁石４０の周方向における中央を通過して径方向に延びる仮想線（ｄ軸）を軸として対称となっている。

【0050】

〈第１補助磁石〉
第１補助磁石６１は、固定磁石４０と第１可変磁石５１との間に配置される。第１補助磁石６１と固定磁石４０との間の周方向長さは、第１補助磁石６１と第１可変磁石５１との間の周方向長さよりも短い。

【0051】

第１補助磁石６１は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第１補助磁石６１は、ロータコア１１に設けられた第１補助磁石孔Ｓ６１に収容される。また、第１補助磁石６１は、固定磁石４０の周方向の一端部に沿うように延びる。具体的には、第１補助磁石６１は、横断面形状が矩形状に形成され、短手方向が固定磁石４０の長手方向を向く。

【0052】

第１補助磁石６１は、固定磁石４０の径方向外端と第１可変磁石５１との間における磁束の流れを阻害する方向に着磁される。具体的には、固定磁石４０の磁化方向が径方向外方へ向かう方向である場合、第１補助磁石６１の磁化方向は、第１可変磁石５１から固定磁石４０へ向かう方向となる。固定磁石４０の磁化方向が径方向内方へ向かう方向である場合、第１補助磁石６１の磁化方向は、固定磁石４０から第１可変磁石５１へ向かう方向となる。

【0053】

〈第２補助磁石〉
第２補助磁石６２は、固定磁石４０と第２可変磁石５２との間に配置される。第２補助磁石６２と固定磁石４０との間の周方向長さは、第２補助磁石６２と第２可変磁石５２との間の周方向長さよりも短い。

【0054】

第２補助磁石６２は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第２補助磁石６２は、ロータコア１１に設けられた第２補助磁石孔Ｓ６２に収容される。また、第２補助磁石６２は、固定磁石４０の周方向の他端部に沿うように延びる。具体的には、第２補助磁石６２は、横断面形状が矩形状に形成され、短手方向が固定磁石４０の長手方向を向く。

【0055】

第２補助磁石６２は、固定磁石４０の径方向外端と第２可変磁石５２との間における磁束の流れを阻害する方向に着磁される。具体的には、固定磁石４０の磁化方向が径方向外方へ向かう方向である場合、第２補助磁石６２の磁化方向は、第２可変磁石５２から固定磁石４０へ向かう方向となる。固定磁石４０の磁化方向が径方向内方へ向かう方向である場合、第２補助磁石６２の磁化方向は、固定磁石４０から第２可変磁石５２へ向かう方向となる。

【0056】

〈補助磁石の磁気特性〉
なお、第１補助磁石６１および第２補助磁石６２の各々は、磁化方向を維持する永久磁石である。具体的には、第１補助磁石６１および第２補助磁石６２の各々は、所定の磁束（この例ではステータ２０のコイル２２において発生する可変磁束）が印加されても磁化状態が実質的に変化しない。第１補助磁石６１および第２補助磁石６２は、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２よりも、磁化状態が変化しにくい永久磁石である。例えば、第１補助磁石６１および第２補助磁石６２の保磁力は、第１可変磁石５１および第２可変磁石５２の保磁力よりも高い。第１補助磁石６１および第２補助磁石６２の例としては、Nd-Fe-B系磁石、Sm-Co系磁石、金属系磁石（例えばFe-Ni系磁石）、フェライト系磁石などが挙げられる。

【0057】

〈補助磁石の詳細〉
この例では、第１補助磁石６１および第２補助磁石６２の各々の径方向外端は、固定磁石４０の径方向外端よりも径方向外側に位置する。

【0058】

また、この例では、第１補助磁石６１は、固定磁石４０の周方向の一端部と接触する。具体的には、第１補助磁石孔Ｓ６１は、固定磁石孔Ｓ４０と連通する。第１補助磁石６１は、固定磁石孔Ｓ４０に収容された固定磁石４０と接触した状態で第１補助磁石孔Ｓ６１に収容される。

【0059】

また、この例では、第２補助磁石６２は、固定磁石４０の周方向の他端部と接触する。具体的には、第２補助磁石孔Ｓ６２は、固定磁石孔Ｓ４０と連通する。第２補助磁石６２は、固定磁石孔Ｓ４０に収容された固定磁石４０と接触した状態で第２補助磁石孔Ｓ６２に収容される。

【0060】

〈非磁性部材〉
複数の磁極部１２の各々に含まれる第１非磁性部材７１は、その磁極部１２の周方向の一端側（図１および図２の例では時計回りの方向の隣り）に位置する別の磁極部１２に含まれる第２非磁性部材７２と、ｑ軸を挟んで隣り合う。

【0061】

複数の磁極部１２の各々において、第１非磁性部材７１と第２非磁性部材７２は、固定磁石４０の周方向における中央を通過して径方向に延びる仮想線（ｄ軸）を軸として対称となっている。例えば、第１非磁性部材７１と第２非磁性部材７２は、絶縁性を有する樹脂により構成される。

【0062】

〈第１非磁性部材〉
第１非磁性部材７１は、第１補助磁石６１および固定磁石４０の径方向内側に配置される。第１非磁性部材７１は、第１補助磁石６１および固定磁石４０の径方向内端と間隔をおいて対向する。

【0063】

第１非磁性部材７１は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第１非磁性部材７１は、ロータコア１１に設けられた第１収容孔Ｓ７１に収容される。また、第１非磁性部材７１は、ｑ軸（周方向において隣り合うｑ軸）に沿うように延びる。具体的には、第１非磁性部材７１の横断面形状は、台形状に形成される。第１非磁性部材７１の一方の斜辺は、ｑ軸と平行な方向を向き、第１非磁性部材７１の他方の斜辺は、ｄ軸と平行な方向を向く。

【0064】

この例では、第１非磁性部材７１は、第１可変磁石５１を保持するための部材である。具体的には、第１収容孔Ｓ７１は、第１可変磁石孔Ｓ５１と連通する。第１非磁性部材７１は、第１可変磁石５１へ向けて突出する突出部を有する。そして、第１非磁性部材７１は、その突出部が第１可変磁石孔Ｓ５１に収容された第１可変磁石５１を径方向外方に押し付けた状態で、第１収容孔Ｓ７１に収容される。

【0065】

また、この例では、第１非磁性部材７１は、第１中空部７１ａを有する。第１中空部７１ａは、第１非磁性部材７１を軸方向に貫通する。

【0066】

〈第２非磁性部材〉
第２非磁性部材７２は、第２補助磁石６２および固定磁石４０の径方向内側に配置される。第２非磁性部材７２は、第２補助磁石６２および固定磁石４０の径方向内端と間隔をおいて対向する。

【0067】

第２非磁性部材７２は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第２非磁性部材７２は、ロータコア１１に設けられた第２収容孔Ｓ７２に収容される。また、第２非磁性部材７２は、ｑ軸（周方向において隣り合うｑ軸）に沿うように延びる。具体的には、第２非磁性部材７２の横断面形状は、台形状に形成される。第２非磁性部材７２の一方の斜辺は、ｑ軸と平行な方向を向き、第２非磁性部材７２の他方の斜辺は、ｄ軸と平行な方向を向く。

【0068】

この例では、第２非磁性部材７２は、第２可変磁石５２を保持するための部材である。具体的には、第２収容孔Ｓ７２は、第２可変磁石孔Ｓ５２と連通する。第２非磁性部材７２は、第２可変磁石５２へ向けて突出する突出部を有する。そして、第２非磁性部材７２は、その突出部が第２可変磁石孔Ｓ５２に収容された第２可変磁石５２を径方向外方に押し付けた状態で、第２収容孔Ｓ７２に収容される。

【0069】

また、この例では、第２非磁性部材７２は、第２中空部７２ａを有する。第２中空部７２ａは、第２非磁性部材７２を軸方向に貫通する。

【0070】

〈切り欠き部〉
第１可変磁石５１の径方向外側には、第１切り欠き部Ｓ５５が設けられる。第１切り欠き部Ｓ５５は、ロータコア１１の外周面に設けられ、軸方向に延びる。この例では、第１切り欠き部Ｓ５５は、第１可変磁石孔Ｓ５１と連通する。

【0071】

第２可変磁石５２の径方向外側には、第２切り欠き部Ｓ５６が設けられる。第２切り欠き部Ｓ５６は、ロータコア１１の外周面に設けられ、軸方向に延びる。この例では、第２切り欠き部Ｓ５６は、第２可変磁石孔Ｓ５２と連通する。

【0072】

〈空隙部〉
第１補助磁石６１の径方向外側には、第１空隙部Ｓ６５が設けられる。第１空隙部Ｓ６５は、ロータコア１１を軸方向に貫通する。この例では、第１空隙部Ｓ６５は、第１補助磁石孔Ｓ６１と連通する。

【0073】

第２補助磁石６２の径方向外側には、第２空隙部Ｓ６６が設けられる。第２空隙部Ｓ６６は、ロータコア１１を軸方向に貫通する。この例では、第２空隙部Ｓ６６は、第２補助磁石孔Ｓ６２と連通する。

【0074】

〈異方性磁気部材〉
複数の磁極部１２の各々において、第１異方性磁気部材８１と第２異方性磁気部材８２は、固定磁石４０の周方向における中央を通過して径方向に延びる仮想線（ｄ軸）を軸として対称となっている。第３異方性磁気部材８３と第４異方性磁気部材８４は、ｄ軸を軸として対称となっている。第１～第４異方性磁気部材８１～８４の例としては、方向性電磁鋼板（異方性電磁鋼板とも言う）、誘導磁気異方性を活用した非晶質磁性材などが挙げられる。誘導磁気異方性を活用した非晶質磁性材の例としては、Fe-Co-Si-B、Fe-Co-Si-B-Nbなどが挙げられる。

【0075】

なお、この例では、複数の磁極部１２の各々に含まれる第１異方性磁気部材８１は、その磁極部１２の周方向の一端側（図１および図２の例では時計回りの方向の隣り）に位置する別の磁極部１２に含まれる第２異方性磁気部材８２と、ｑ軸を挟んで隣り合う。

【0076】

〈第１異方性磁気部材〉
図２に示すように、第１異方性磁気部材８１は、第１可変磁石５１と周方向において隣り合う。この例では、第１異方性磁気部材８１は、第１可変磁石５１の固定磁石４０から遠い側に配置される。第１異方性磁気部材８１は、第１可変磁石５１と接触する。

【0077】

第１異方性磁気部材８１は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第１異方性磁気部材８１は、第１可変磁石５１と接触した状態で、第１可変磁石５１とともに第１可変磁石孔Ｓ５１に収容される。また、第１異方性磁気部材８１は、径方向に延びる。具体的には、第１異方性磁気部材８１は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向が第１可変磁石５１の長手方向と平行な方向を向く。

【0078】

なお、図３に示すように、第１異方性磁気部材８１の磁化容易方向Ｄ１と第１可変磁石５１の磁化方向との狭角θ１１は、第１異方性磁気部材８１の磁化容易方向Ｄ１と第１可変磁石５１の磁化方向と直交する方向（以下では「第１直交方向」と記載）との狭角θ１２よりも小さい。

【0079】

この例では、第１異方性磁気部材８１の磁化容易方向Ｄ１と第１可変磁石５１の磁化方向との狭角θ１１を“θ_１１”とし、第１異方性磁気部材８１の磁化容易方向Ｄ１の飽和磁束密度を“Ｂ_１”とし、ロータコア１１の飽和磁束密度を“Ｂ_０”すると、以下の式１が成立する。

【0080】

【数3】

【0081】

〈第２異方性磁気部材〉
図２に示すように、第２異方性磁気部材８２は、第２可変磁石５２と周方向において隣り合う。この例では、第２異方性磁気部材８２は、第２可変磁石５２の固定磁石４０から遠い側に配置される。第２異方性磁気部材８２は、第２可変磁石５２と接触する。

【0082】

第２異方性磁気部材８２は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第２異方性磁気部材８２は、第２可変磁石５２と接触した状態で、第２可変磁石５２とともに第２可変磁石孔Ｓ５２に収容される。また、第２異方性磁気部材８２は、径方向に延びる。具体的には、第２異方性磁気部材８２は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向が第２可変磁石５２の長手方向と平行な方向を向く。

【0083】

なお、図４に示すように、第２異方性磁気部材８２の磁化容易方向Ｄ２と第２可変磁石５２の磁化方向との狭角θ２１は、第２異方性磁気部材８２の磁化容易方向Ｄ２と第２可変磁石５２の磁化方向と直交する方向（以下では「第２直交方向」と記載）との狭角θ２２よりも小さい。

【0084】

この例では、第２異方性磁気部材８２の磁化容易方向Ｄ２と第２可変磁石５２の磁化方向との狭角θ２１を“θ_２１”とし、第２異方性磁気部材８２の磁化容易方向Ｄ２の飽和磁束密度を“Ｂ_２”とし、ロータコア１１の飽和磁束密度を“Ｂ_０”とすると、以下の式２が成立する。

【0085】

【数4】

【0086】

〈第３異方性磁気部材〉
図２に示すように、第３異方性磁気部材８３は、第１可変磁石５１と周方向において隣り合う。この例では、第３異方性磁気部材８３は、第１可変磁石５１の固定磁石４０に近い側に配置される。第３異方性磁気部材８３は、第１可変磁石５１と接触する。

【0087】

第３異方性磁気部材８３は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第３異方性磁気部材８３は、第１可変磁石５１と接触した状態で、第１可変磁石５１および第１異方性磁気部材８１とともに第１可変磁石孔Ｓ５１に収容される。また、第３異方性磁気部材８３は、径方向に延びる。具体的には、第３異方性磁気部材８３は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向が第１可変磁石５１の長手方向と平行な方向を向く。

【0088】

なお、図３に示すように、第３異方性磁気部材８３の磁化容易方向Ｄ３と第１可変磁石５１の磁化方向との狭角θ３１は、第３異方性磁気部材８３の磁化容易方向Ｄ３と第１直交方向（第１可変磁石５１の磁化方向と直交する方向）との狭角θ３２よりも小さい。

【0089】

この例では、第３異方性磁気部材８３の磁化容易方向Ｄ３と第１可変磁石５１の磁化方向との狭角θ３１を“θ_３１”とし、第３異方性磁気部材８３の磁化容易方向Ｄ３の飽和磁束密度を“Ｂ_３”とし、ロータコア１１の飽和磁束密度を“Ｂ_０”すると、以下の式３が成立する。

【0090】

【数5】

【0091】

〈第４異方性磁気部材〉
図２に示すように、第４異方性磁気部材８４は、第２可変磁石５２と周方向において隣り合う。この例では、第４異方性磁気部材８４は、第２可変磁石５２の固定磁石４０に近い側に配置される。第４異方性磁気部材８４は、第２可変磁石５２と接触する。

【0092】

第４異方性磁気部材８４は、ロータコア１１に埋め込まれる。この例では、第４異方性磁気部材８４は、第２可変磁石５２と接触した状態で、第２可変磁石５２および第２異方性磁気部材８２とともに第２可変磁石孔Ｓ５２に収容される。また、第４異方性磁気部材８４は、径方向に延びる。具体的には、第４異方性磁気部材８４は、横断面形状が矩形状に形成され、長手方向が第２可変磁石５２の長手方向と平行な方向を向く。

【0093】

なお、図４に示すように、第４異方性磁気部材８４の磁化容易方向Ｄ４と第２可変磁石５２の磁化方向との狭角θ４１は、第４異方性磁気部材８４の磁化容易方向Ｄ４と第２直交方向（第２可変磁石５２の磁化方向と直交する方向）との狭角θ４２よりも小さい。

【0094】

この例では、第４異方性磁気部材８４の磁化容易方向Ｄ４と第２可変磁石５２の磁化方向との狭角θ４１を“θ_４１”とし、第４異方性磁気部材８４の磁化容易方向Ｄ４の飽和磁束密度を“Ｂ_４”とし、ロータコア１１の飽和磁束密度を“Ｂ_０”とすると、以下の式４が成立する。

【0095】

【数6】

【0096】

〔実施形態と比較例との対比〕
次に、図５および図６を参照して、実施形態の回転電機１と回転電機の比較例とについて説明する。以下では、説明の便宜上、回転電機の比較例のうち実施形態の回転電機１の構成要素と同様の構成要素については、実施形態の回転電機１の構成要素の符号と同一の符号を付している。なお、図中の矢印は、第１可変磁石５１の磁化方向（磁化容易方向）を例示し、図中の細線は、磁束の流れを例示している。

【0097】

図５は、回転電機の比較例の要部を例示する。回転電機の比較例では、第１異方性磁気部材８１の代わりに、第１等方性磁気部材９１が第１可変磁石５１の周方向の一端側に配置される。また、第３異方性磁気部材８３の代わりに、第３等方性磁気部材９３が第１可変磁石５１の周方向の他端側に配置される。なお、第１等方性磁気部材９１および第３等方性磁気部材９３には、磁化容易方向が存在しない。

【0098】

図５に示すように、第１等方性磁気部材９１では、磁束の方向は変化しない。また、第３等方性磁気部材９３では、磁束の方向は変化しない。

【0099】

なお、第１可変磁石５１は、意図する方向に可変磁束（所定量の磁束）が流れると磁化状態が変化するように構成されている。この例では、第１可変磁石５１の磁化容易方向（この例では接線方向）に可変磁束が流れると、第１可変磁石５１の磁化状態が変化する。しかしながら、意図しない方向（例えば第１可変磁石５１の磁化容易方向と直交する磁化困難方向）に流れる磁束により、第１可変磁石５１の磁化状態が変化してしまう可能性がある。

【0100】

図６は、実施形態の回転電機１の要部を例示する。実施形態の回転電機１では、第１可変磁石５１の周方向の一端側に第１異方性磁気部材８１が配置され、第１可変磁石５１の周方向の他端側に第３異方性磁気部材８３が配置される。なお、図６の例では、第１異方性磁気部材８１および第３異方性磁気部材８３の各々の磁化容易方向は、第１可変磁石５１の磁化方向（磁化容易方向）と平行な方向に設定されている。

【0101】

図６に示すように、第１異方性磁気部材８１を通過する磁束の方向は、第１異方性磁気部材８１の磁化容易方向に近づく方向に変化する。これにより、第１可変磁石５１を通過する磁束に含まれる「第１可変磁石５１の磁化方向と直交する方向に作用する磁束成分」が減少する。これと同様に、第３異方性磁気部材８３を通過する磁束の方向は、第３異方性磁気部材８３の磁化容易方向に近づく方向に変化する。これにより、第１可変磁石５１を通過する磁束に含まれる「第１可変磁石５１の磁化方向と直交する方向に作用する磁束成分」が減少する。

【0102】

なお、第２可変磁石５２と第２異方性磁気部材８２と第４異方性磁気部材８４とについても、第１可変磁石５１と第１異方性磁気部材８１と第３異方性磁気部材８３と同様のことがいえる。

【0103】

〔実施形態の効果〕
以上のように、実施形態のロータ１０では、第１異方性磁気部材８１を設けることにより、第１可変磁石５１を通過する磁束の方向を変化させて、第１可変磁石５１を通過する磁束に含まれる「第１可変磁石５１の磁化方向と直交する方向（意図しない方向）に作用する磁束成分」を減少させることができる。これにより、第１可変磁石５１における意図しない磁化状態の変化の発生を抑制することができる。

【0104】

また、実施形態のロータ１０では、第２異方性磁気部材８２を設けることにより、第２可変磁石５２を通過する磁束の方向を変化させて、第２可変磁石５２を通過する磁束に含まれる「第２可変磁石５２の磁化方向と直交する方向（意図しない方向）に作用する磁束成分」を減少させることができる。これにより、第２可変磁石５２における意図しない磁化状態の変化の発生を抑制することができる。

【0105】

また、実施形態のロータ１０では、第１異方性磁気部材８１は、第１可変磁石５１の固定磁石４０から遠い側に設けられる。なお、第１可変磁石５１の固定磁石４０に近い側よりも、第１可変磁石５１の固定磁石４０から遠い側のほうが、第１可変磁石５１に対する磁束（例えば第１可変磁石５１に流入する磁束）の方向が変化しやすい。したがって、第１可変磁石５１の固定磁石４０から遠い側に第１異方性磁気部材８１を設けることにより、第１可変磁石５１における意図しない磁化状態の変化の発生を効果的に抑制することができる。

【0106】

また、実施形態のロータ１０では、第２異方性磁気部材８２は、第２可変磁石５２の固定磁石４０から遠い側に設けられる。なお、第２可変磁石５２の固定磁石４０に近い側よりも、第２可変磁石５２の固定磁石４０から遠い側のほうが、第２可変磁石５２に対する磁束（例えば第２可変磁石５２に流入する磁束）の方向が変化しやすい。したがって、第２可変磁石５２の固定磁石４０から遠い側に第２異方性磁気部材８２を設けることにより、第２可変磁石５２における意図しない磁化状態の変化の発生を効果的に抑制することができる。

【0107】

また、実施形態のロータ１０では、第３異方性磁気部材８３を設けることにより、第１可変磁石５１を通過する磁束の方向を変化させて、第１可変磁石５１を通過する磁束に含まれる「第１可変磁石５１の磁化方向と直交する方向（意図しない方向）に作用する磁束成分」をさらに減少させることができる。これにより、第１可変磁石５１における意図しない磁化状態の変化の発生をさらに抑制することができる。

【0108】

また、実施形態のロータ１０では、第４異方性磁気部材８４を設けることにより、第２可変磁石５２を通過する磁束の方向を変化させて、第２可変磁石５２を通過する磁束に含まれる「第２可変磁石５２の磁化方向と直交する方向（意図しない方向）に作用する磁束成分」をさらに減少させることができる。これにより、第２可変磁石５２における意図しない磁化状態の変化の発生をさらに抑制することができる。

【0109】

また、実施形態のロータ１０では、第１可変磁石５１の径方向外側に、第１切り欠き部Ｓ５５が設けられる。このような構成により、第１可変磁石５１の径方向外側において周方向における磁束の流れを抑制することができる。これにより、第１可変磁石５１に磁束の流れを集中させることができる。また、第２可変磁石５２の径方向外側に、第２切り欠き部Ｓ５６が設けられる。このような構成により、第２可変磁石５２の径方向外側において周方向における磁束の流れを抑制することができる。これにより、第２可変磁石５２に磁束の流れを集中させることができる。

【0110】

また、実施形態のロータ１０では、式１が成立するように、第１異方性磁気部材８１の磁化容易方向Ｄ１と第１可変磁石５１の磁化方向との狭角θ１１が設定される。このような構成により、第１異方性磁気部材８１を設けない場合よりも、第１可変磁石５１を通過する磁束に含まれる「第１可変磁石５１の磁化方向（意図する方向）に作用する磁束成分」を増加させることができる。

【0111】

また、実施形態のロータ１０では、式２が成立するように、第２異方性磁気部材８２の磁化容易方向Ｄ２と第２可変磁石５２の磁化方向との狭角θ２１が設定される。このような構成により、第２異方性磁気部材８２を設けない場合よりも、第２可変磁石５２を通過する磁束に含まれる「第２可変磁石５２の磁化方向（意図する方向）に作用する磁束成分」を増加させることができる。

【0112】

また、実施形態のロータ１０では、式３が成立するように、第３異方性磁気部材８３の磁化容易方向Ｄ３と第１可変磁石５１の磁化方向との狭角θ３１が設定される。このような構成により、第３異方性磁気部材８３を設けない場合よりも、第１可変磁石５１を通過する磁束に含まれる「第１可変磁石５１の磁化方向（意図する方向）に作用する磁束成分」を増加させることができる。

【0113】

また、実施形態のロータ１０では、式４が成立するように、第４異方性磁気部材８４の磁化容易方向Ｄ４と第２可変磁石５２の磁化方向との狭角θ４１が設定される。このような構成により、第４異方性磁気部材８４を設けない場合よりも、第２可変磁石５２を通過する磁束に含まれる「第２可変磁石５２の磁化方向（意図する方向）に作用する磁束成分」を増加させることができる。

【0114】

また、実施形態のロータ１０では、第１補助磁石６１および第２補助磁石６２を設けることにより、固定磁石４０の径方向外端と第１可変磁石５１および第２可変磁石５２との間における磁束の短絡を抑制することができる。これにより、固定磁石４０と第１可変磁石５１と第２可変磁石５２の磁束を有効に利用することができる。

【0115】

（実施形態の変形例）
なお、実施形態では、第３異方性磁気部材８３が省略されてもよい。また、第１異方性磁気部材８１は、第１可変磁石５１の固定磁石４０に近い側に配置されてもよい。

【0116】

また、実施形態では、第４異方性磁気部材８４が省略されてもよい。また、第２異方性磁気部材８２は、第２可変磁石５２の固定磁石４０に近い側に配置されてもよい。

【0117】

（車両）
図７は、回転電機１を備える車両の構成を例示する。この車両は、回転電機１に加えて、制御装置２と、駆動輪３と、動力伝達機構４と、バッテリ５とを備える。

【0118】

制御装置２は、回転電機１を制御する。制御装置２は、駆動部２ａと、制御部２ｂとを有する。駆動部２ａは、回転電機１に電力を供給することで回転電機１を駆動させる。制御部２ｂは、駆動部２ａを制御することで回転電機１の動作を制御する。

【0119】

動力伝達機構４は、回転電機１の動力を駆動輪３に伝達する。このようにして、回転電機１の動力が駆動輪３に伝達される。バッテリ５は、駆動部２ａおよび制御部２ｂに電力を供給する。

【0120】

（その他の実施形態）
以上の説明では、回転電機１が車両に設けられる場合を例に挙げたが、これに限定されない。例えば、回転電機１は、冷蔵庫、洗濯機、乾燥機などに設けられてもよい。

【0121】

また、以上の実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、ここに開示する技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

【産業上の利用可能性】

【0122】

以上説明したように、ここに開示する技術は、ロータ、回転電機、車両として有用である。

【符号の説明】

【0123】

１ 回転電機
２ 制御装置
３ 駆動輪
１０ ロータ
１１ ロータコア
１２ 磁極部
２０ ステータ
３０ シャフト
４０ 固定磁石
５１ 第１可変磁石
５２ 第２可変磁石
６１ 第１補助磁石
６２ 第２補助磁石
７１ 第１非磁性部材
７２ 第２非磁性部材
８１ 第１異方性磁気部材
８２ 第２異方性磁気部材
８３ 第３異方性磁気部材
８４ 第４異方性磁気部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】