JPH027862A - ロータリダイナモ電気機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一方向性永久磁石直流ロータリダイナモ電気機
械に関する。本発明は第一義には直流永久磁石電気モー
タを目指すものであるが、ダイナモにも適用可能である
。理論上本発明は寸法にかかわりなく永久磁石機械に適
用しつるが、実用上は自動車用に設計される種類の機械
、特に内燃エンジンと協働する始動モータ及びダイナモ
の場合に大きな利点が得られる。

本発明の主たる応用が自動車内燃エンジン始動モータに
なされるため、以下の本発明の基礎をなす理論の説明に
かがるモータを用いるのが好適である。しかし、本発明
はかかるモータにのみ関するものではない。

従来の技術とその問題点 ガソリンエンジン及びディーゼルエンジンのどちらの場
合についても、自動車内燃エンジシン用の始動モータと
して、従来多年にわたり直列巻回電界巻線と、その内部
で回転する巻回電機子からなるステータが用いられてき
た。この場合、電機子巻線を流れる電流は、電機子とと
もに回転する整流子及びステータに担持され整流子と係
合するブラシにより切り換えられる。

以前より、巻回電界組立体を永久磁石電界組立体で置き
換えるなら、電界巻線がなくなることにより構成が単純
となり、費用が低減され、信頼性がますということが分
かつていた。しかしなから、同一寸法の直列巻回電界モ
ータと永久磁石モータとを比較すると、永久磁石モータ
の動作特性は直列巻回電界モータの動作特性と異なり、
始動機モータとして使用するのにあまり適していない。

特に直列巻回モータは大きい停動トルク（ロックトルク
とも称せられる）を有し、これは低温始動状態において
、及び例えばエンジンの摩擦面から高温オイルが流れ出
てエンジン摩擦が増大する場合及び過早点火が生じる場
合などの一定の高温始動状態においても必要となる適切
なエンジン始動トルクが得られるという利点がある。ま
た直列巻回モータは、等価な永久磁石モータより軽負荷
電機子速度が高速である。この特徴は、停動トルクを克
服してエンジンにクランクがかけられている時、エンジ
ンを部分的エンジン点火が生じる運転速度を越え自立運
転が起こる速度に達するよう駆動するのに特定のクラン
ク速度を必要とする場合に重要である。このようなこと
は主としてデイ−ピルエンジンについて起こるが、ガソ
リンエンジン、特に燃料噴射ガソリンエンジンが、エン
ジン燃料ラインにおいて燃料蒸発が起こる高温状態とな
る時にも起こる。

永久磁石機械においては勿論ロータとステータとの間に
エアギャップがあり、各永久磁石磁極の磁界は巻回磁極
と、永久磁石磁極との相対的運動中に巻回磁極の磁界と
作用しあう。巻回磁極の磁界は付随する巻回導体を流れ
る電流により発生する。モータにおいては′Ｒ流がステ
ータとロータ間の相対的運動を生ぜしめ、発電機におい
てはロータとステータ間の相対的運動が電流を生ぜしめ
る。

２つの磁界間の相互作用は、「電機子反作用」としてよ
く知られている現象を引き起こす。電機子反作用には、
永久磁石の一方の磁極端方向へ磁束密度を高めそれに応
じて永久磁石の逆の磁極端方向へ磁束密度を低下させる
という効果がある。この永久磁石の磁極端とは、ロータ
及びステータの相対的回転方向に関する磁極の両端の領
域であり、通常それぞれ磁極先端及びｒ！１極後端と称
せられる。

しかし、直流モータにおける電機子反作用は磁極先端方
向に磁束密度を増大させるのに対し、等価な発電機にお
いては、磁束密度は磁束後端方向に増大する。本願は発
電機及びモータの両方に関するから、電機子反作用の結
果永久磁石１Ｉｔｌ極が、強電（電機子反作用により磁
束密度が増大する方の永久磁石磁極の端部領１Ｉ２）と
、部端（電機子反作用により磁束密度が減少する方の永
久磁石の端部領１１１）とを有すると表すのが好適であ
る。

整流化交流にしろ純直流にしろ直流により動作する永久
磁石電気モータの動作特性は、従来のシャント電気モー
タの動作特性と直列巻回電界モータの動作特性の中間で
あることが知られている。

従って前述の如く、永久磁石モータは同程度の従来型直
列巻回電界モータに比べ低負荷状態での回転速度が小さ
く、停動トルクが小さいと考えられる。

本出願人による英国特許第２１３０８１０８号では、直
列巻回機械の機械特性に近似するよう機械特性を適合化
するための永久磁石機械の変形例が開示されている。そ
の機械特性の変更は、各永久磁石磁極に付随する磁束シ
ャントを使用して行なわれる。

これと同一の発明思想が本発明の基礎をなす。

英国特許第２１３０８１０８号に開示される磁束シャン
トは、磁極の強電領域でのエアギャップ面に係合し、ま
た磁極の強電領域でのエアギャップと機械の鉄回路（１
ｒｏｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ）との間に直接的磁束路ができ
るよう永久磁石磁極を支持する機械の鉄回路の部分に係
合する、高飽和磁束密度材料製シールドからなり、前記
直接的磁束路は付随する巻線の電流が小さい場合は磁束
を鉄回路へ分路し巻線層流が大きい場合は飽和するよう
にされている。

直流永久磁石モータの場合、電機子電流が小さいと各磁
束シャントは、１機子磁束をエアギャップからヨークへ
はずす直接的経路を提供する。従って巻回電機子を流れ
る電流が小さい軽負荷状態においてはヨークへの磁束分
流は、低トルクにおける電機子速度の増大をまねく。よ
って、電機子電流が小さいと、各シャントは磁石のエア
ギャップ面に係合するシャントの部分の下側にある各磁
石の部分を「短絡コする。

電機子電流が大きいと（停動状態）各磁束シャントは飽
和し、実際には磁束流は逆転しエアギャップのシャント
領域での磁束密度が増大し、従って利用しつる作動トル
クは増大する。シャントの効果は、永久磁石機械の特性
を直列巻回電界機械の特性に近似するよう変更すること
である。

英国特許第２１３０８１０Ｂ号に開示される磁束シャン
トは永久磁石機械の特性に望ましい変更を加えるとはい
え、特に始動モータとして使用される直流モータの場合
には理想的な特性を与えるものではない。本発明の目的
は、動作特性をさらに改善した永久磁石ロータリダイナ
モ電気様械を提供するにある。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、一方向性永久磁石式直流ロータリダイ
ナモ電気既械であって、ステータと、ステータとの間に
エアギャップを有しつつステータに対し回転するロータ
からなり、機械の永久磁石磁極は各々高飽和磁束密度材
料から形成される磁気的に連続な第１部分と第２部分か
らなる磁束シャントを有し、各第１部分は各磁極が取り
付けられる後背鉄（ｂａｃｋ　１ｒｏｎ　）から機械の
エアギャップ方向へ延出して前記後背鉄と磁気的に連続
であり、各第１部分は使用時強情となる各永久磁石の端
部に隣接し各シャントの第２部分と磁気的に連続である
後背鉄から離れた端部を有し、各第２部分は各シャント
の第１部分から機械の周方向に使用時弱端となる各永久
磁石の端部の方へ延出して各永久磁石のエアギャップ面
に係合し、各永久磁石に係合する領域において各第２部
分は、断面積が自由端における最小から略直線的に増大
する形状を有し、各シャントの第１部分の最小語面積は
各第２部分の最大断面積に等しいかより大であり、各シ
ャントは各磁極の強情からの磁極弧の最大限８０％にわ
たって延在してなることを特徴とするロータリダイナモ
電気機械が提供される。

永久磁石磁極は、機械のステータの一部であってもロー
タの一部であってもよい。機械が内燃エンジン始動モー
タである場合は永久磁石はロータを包囲するステータの
一部であるのが好ましい。

磁極の永久磁石の材料はフェライト材料又は希土類系鉄
材料であり、シャントの第２部分は各永久磁石のエアギ
ャップ面にはめ込まれるのが好ましい。

「はめ込む」という用語は、シャントを有さない等価な
磁極と比べて各シャントの第２部分を収納するようフェ
ライト材料が除去又は省略されることを示すために用い
られる。

あるいは永久磁石の材料は希土類系鉄材料であり、各シ
ャントの第２部分は永久磁石のエアギャップ面に着座さ
れる。

本明Ｉ８ｓでは「磁気的に連続」という用語は、磁束が
一方から他方へ相互接続部の性質に略妨げられることな
く流れる部分の配置を示すのに用いられる。従って互い
に一体的であるか互いに良好に溶接されているか良好な
面接触をなす２つの部分は「磁気的に連続」である。エ
アギャップにより離間する２つの部分は、エアギャップ
が磁束密度に対し非常に小さくエアギャップにより生じ
る損失の割合が非常に小さい場合でない限り、「磁気的
に連続」ではない。

好ましくはシャントの第２部分は、各シャントの第１部
分に比べ軸方向寸法が小さい。

各磁極の永久磁石の周方向寸法及び位置は、磁極弧全体
に関連してギャップが各シャントの第１部分と各永久磁
石の隣りの端部との間に画成されるものであることが望
ましい。

磁極はステータに担持され、機械の１本の又は各貫通ボ
ルトは各磁極の前記ギャップに収容されるのが好ましい
。各シャントの第１部分は貫通ボルトを受容するよう二
叉に分かれるのが好ましい。

各磁極の永久磁石の周方向寸法は各シャントの第１部分
の厚さと合わせても、所要の磁極弧より小さく、シャン
トは所要の磁極弧が得られるようシャントの第２部分と
逆の方向に延出する延出部を有するのが望ましい。

好ましくは、ステータは永久磁石磁極を担持し、ロータ
は巻回電機子を有し、シャントの第２部分のテーパは、
電機子巻線に電流が流れていない場合シャントの第２部
分の磁束密度又は各電極弧の略全体にわたりシャント材
料の飽和曲線の屈曲部かあるいはその近傍に位置するよ
う付けられる。

磁極はロータとステータの間のエアギャップ中の金屑管
により後背鉄に対し適所に保持されるのが好ましい。

あるいは、磁極は磁極間空間に収容されるバネクリップ
により後背鉄に対し個所に保持される。

永久磁石の材料が希土類系鉄材料である場合磁極の永久
磁石は半径方向プラットフォーム上に支持されるのが好
ましい。プラットフォーム及びシャントは、共通に強磁
性部材の一体的部分であるのが望ましい。

本発明の好ましい実施例及びその変形例について説明す
る前に、本発明の背景及び基礎となる理論を説明するの
が適当と思われる。前述の如く本発明は広範囲の永久磁
石式ロータリダイナモ電気機械に応用しうるが、永久磁
石直流モータ、特にディーゼルエンジン及びガソリンエ
ンジン両方の自動車内燃エンジンに用される始動モータ
を参照すると最も良く理解される。

巻回電界直流モータは周知であり、直列巻回モータ、シ
ャント巻回モータ及び複合巻回モータの３種類に分類さ
れる。複合巻回モータは、動作特性の設計に柔軟性があ
るものの高度に複雑であり、単純で信頼性が高く低費用
であるモータを構成しようとする場合に考慮からはずし
てよい。シャント巻回モータは停動状態で比較的トルク
が小さく、また軽負荷状態では電機子回転速度が比較的
低い。

従ってシャント巻回モータは、内燃エンジン始動モータ
として使用するには全く不向ぎである。直列巻回モータ
は、大きい停動トルクと高速の軽負荷電機子回転速度を
示す。しかし、永久磁石直流モータが直列巻回モータに
比べ単純であり、より信頼性が高く、より低費用である
ことはよく知られているため、特に自動車の始動モータ
の産業分野では永久磁石モータの技術を使用することに
多大の関心がもたれていた。

第１図は、巻回電界モータ、希土類系磁石を用いる永久
磁石モータ、及びフェライト磁石を用いる永久磁石モー
タの寸法に関する特徴を示す。モータの磁界系の寸法と
、磁界系が発生する磁界の強さ（アンペアターン数）と
の間には基本的な関係があるのは勿論である。第１図に
示される如く所定寸法（第１図で長さＬで示されている
）までは、永久磁石磁界の方が巻回磁界より単位寸法当
りの励磁が大きい。巻回磁界曲線（第１図中の一点鎖線
）で示すフェライト磁石曲線（第１図中の実線）とが交
差する点はＬｌで示されるが、より大なる寸法では、巻
回磁界の方が励磁が大きい。

励磁の程度は勿論永久磁石のエネルギ内容に依存し、第
１図から分かるようにフェライト磁石より高いエネルギ
内容を有する希土類系磁石にあっては、より大なる機械
寸法に至るまで巻回磁界より大なる励磁が得られる。

自動車用始動モータの場合は径８０履までならフェライ
ト永久磁石を使って等寸法の巻回電界機械より大なる励
磁を示す機械を製造できる。しかし８０ｓ！の径を越え
ると巻回電界機械はフェライト磁石機械より優位に立ち
始める。

従って自動車始動モータにおいて永久磁石磁界を用いる
ことは検討に値するものではあるが、第２図から明らか
な如く永久磁石モータと等寸法の直列巻回電界モータと
では動作特性に大きな差がある。第２図ではトルク出力
が電機子の回転速度に対しプロットされている。第２図
に示される如く、シャント巻回モータ（破線）停動トル
クは小さく、低負荷運転速度は低い。逆に直列巻回モー
タ（−点鎖線）では、停動トルクは大きく、軽負荷では
高速である。永久磁石モータ（実線）はこれらの２つの
中間にある。３つの特性のうち、直列巻回モータの特性
が、低温のエンジンをクランクするのに適切である「ブ
レイクアウェイ」及び「圧縮」トルクを得るには大なる
停動トルクが有利であるから、自動車始動モータとして
使用するのに望ましいものである。ある種のエンジン設
計においてはエンジンが高温となる際エンジンの摩振部
からオイルが流れ出てエンジン摩擦が大きくなるため起
こる「高温停動」という始動状態もある。この状態が過
早点火と組み合わさった始動時においては始動モータの
トルク出力は大きい必要がある。動作レンジの反対端で
は、次の２つの特定の始動状態に対処するため軽負荷動
作条件において電機子速度が高速であるのが望ましい。

第１に、エンジンがディーゼルエンジンの場合、クラン
ク過程が始まりエンジンの最初の点火が起こるとエンジ
ンが約３００乃至４００ｒｐｍのクランク速度に達する
のを始動モータが補助しない限り、エンジンは点火して
も内部抵抗に打ち勝つのに充分な出力を出すことはでき
ず動作が自立しうる段階に達しえない。同様なことはガ
ソリンエンジン、特に燃料ライン又はエンジンの燃料噴
射器における「蒸気ロック」状態を克服するため高温エ
ンジンを比較的高速でクランクする必要がある燃料噴射
式ガソリンエンジンでも起こる。従って、永久磁石モー
タを始動モータとして良好に使用するためには、その動
作特性をできる限り等価な直列巻回モータの動作特性に
近づける必要がある。第３図は、磁気シャント１２がモ
ータの各フェライト磁石磁極１１に設けられた英国特許
第２１３０８１０８号に開示される永久磁石モータの変
形例を示す。第４図は、シャント１２を設けることによ
る動作特性の変化を示す。第４図において、実線はシャ
ント１２を有さないモータの特性を示し、破線はシャン
ト１２を嵌設された等価なモータの特性を示す。

第４図に示される如く、シャントの効果により停動トル
クが上昇し、軽負荷状態での電機子速度も上昇する。英
国特許第２１３０８１０号に記載される変形例の目的は
、ギア式始動モータ、つまり始動モータ内の電機子と始
動モータビニオンとの間に減速ギヤが用いられる始動モ
ータに適する永久磁石始動モータを製造するにある。シ
ャントを有さないギア式永久磁石始動モータにおいても
、停動トルクはエンジン回転の初期抵抗を克服するよう
エンジンの初期クランクを行なうのに適する。しかし軽
負荷運転速度における欠陥は、シャントを有さないギア
式永久磁石モータでは前述の如き高速クランク状態を受
け入れられないことがありうるのでより重大な問題とな
る。第４図から分かる如くシャント１２を設けることに
より、停動トルクは僅かに増加するだけであるが、軽負
荷運転速度はより顕著に増加する。従って一般的には、
英国特許第２１３０８１０８号に開示される構成は、直
接駆動永久磁石始動モータよりもギア式永久磁石始動モ
ータでの使用に適する。

最近の研究により英国特許第２１３０８１０Ｂ号に開示
される構成は最良のトルク／速度特性を達成するもので
はないことが判明した。かかる最良のトルク／速度特性
は一般的にいって次の如ぎものである。

（ａ）　　低温エンジンのクランク及び「高温停動」に
対処しうる適切な停動トルク。

（ｂ）　　始動モータの既械的構成要素にかかる衝撃ト
ルクを最小にするため停動トルクが大きくなりすぎない
こと。

（Ｃ）　　高温始動の遅延を最小にし、あるいは「始ｖ
Ｊ機ハングオン」として通常知られている前述の如きデ
イ−ピルエンジン及び燃料噴射エンジンに関連する問題
点を最小にするためｌＩ！負荷トルクでの速度がより高
速であること。

実施例 以下本発明の詳細な説明するに、第５図は４磁極直流永
久磁石モータの概略断面図である。モータは円筒形軟綱
製ヨーク１０と、ヨーク１０の内側円筒面に取り付けら
れた４つの当角度離間する永久磁石磁極１１からなる。

各磁極１１は、ヨークの内側の湾曲と合致するよう湾曲
する断面を有し、ヨーク内で軸方向に延在する。４つの
磁極は相等しい。

ヨーク１０の内部には、ヨーク内でヨークの長手方向軸
を中心に回転するよう、電機子組立体１３が配設され、
電機子組立体１３は組立体１３を軸支するための電機子
シャフト１４を有する。

従来技術と同様、電機子本体には長手方向スロットが、
スロット画成電機子突出部つまり磁極１６間の電機子領
域で電機子巻線導体１５を受容する。

第５図の矢印Ａは電機子の回転方向を示す。

各永久磁石磁極１１はフェライト永久磁石材料から形成
され（電機子の回転方向で考えた）先端に軟綱素子１７
が設けられた主要部１２からなる。

従って、各永久磁石磁極１１のＴｉ１極弧は、周方向に
おいて各素子１７の範囲を含む。

各素子１７は２つの異なる部分、つまり半径方向に延在
する第１部分１８とそれと一体的で周方向に延在する第
２部分１９とからなる。各素子１７の半径方向に延在す
る部分１８は、半径方向の外端でヨーク１０に当接し、
ヨーク１０と磁気的に連続である。各周方向に延在する
部分１９はそれぞれの対応する部分１８と一体的である
から、部分１８の半径方向内端と磁気的に連続である。

４つの磁極の半径方向内側向の面は、共通のヨーク１０
と同慴な仮想的円筒を画成する。従って、磁極１１の部
分的円筒形面は、電機子１３の円筒形外面と平行である
。電機子の面と磁極の面との間には半径方向ギャップが
存在するが、これが機械のエフギャップである。素子１
７の部分１９は、各磁極１１の面が連続曲線となるよう
磁極１１のフェライト部１２内へはめ込まれる。

第５図及び第６図の実施例では、各部分１９は各磁極の
曲線の途中で終っている。従って、電機子１３の回転抛
側から見ると各Ｉａ権面は、磁極の侵側半分がフェライ
ト材料からなり、半分が軟綱からなる。また各部分１９
の半径方向厚さは、部分１９の自由端における略ピロか
ら部分１９が部分１８に合流する部分における最大値ま
で滑らかに増大する。各部分１８の周方向厚さは付随す
る部分１９の最大の半径方向厚さにより小さくない。

従って、各素子１７の電機子１３に向いた面のみが部分
的円筒形面であるのではなく、各フェライト部分１２に
向いた各部分１９の而も部分的円筒形状をなし、その軸
はヨーク１０の軸から平行に変位したものである。これ
らの厚さの実際の値は、モータ全体の直径及びモータの
有する磁極の数等幾つかの要素に依存する。例えば、大
形の４磁極モータでは部分１９の最大半径方向厚さが３
乃至４ＩＩＩＩＩである素子１７を有しつるが、小形の
６磁極モータの素子１７では部分１９の最大半径方向厚
さは１乃至２履となりつる。

「電機子反作用」の働きにより、各磁極１１の先端は磁
極の強情となり、各磁極１１の後端は部端となる。各素
子１７は、各磁極の強情で磁束シャン１〜をなす。各素
子１７の部分１９の半径方向厚さに付けられるテーバは
、磁極の強情に向って磁束導通古漬が比例的に漸増する
よう磁束シャントの厚さが直線的に漸増するように定め
られている。この点が、磁極の強情へ向って磁束シャン
トの厚さが直線的に漸増しない英国特許第２１３０８１
０８号が開示する構成と大きく異なる点である。テーバ
の付いた部分１９を使用することにより、機械のエアギ
ャップ領域における鉄（軟綱）の量が最小限となり、特
にシャントの部分１９の自由端領域の下側の永久磁石材
料の量が最大限となるので、電機子導体に大電流が流れ
る際生じうる磁極の強情方向への磁束の歪が最小限とな
る。英国特許第２１３０８１０Ｂ号に示される構成では
、電機子突出部での磁束密度が高く所定の電機子電流に
対する全有効磁束が少ないのでかかる磁束の歪が生じう
る。

かかる磁束の歪があると結局は出力が低下する。

前述の如く、各素子１７の部分１８の周方向厚さは、付
随する部分１９の最大半径方向厚さより小さくない。停
動トルクを増大させることが最重要要件でない場合には
、部分１８の周方向厚さは、対応する部分１９の最大半
径方向厚さと等しいか僅かに大きいのみとされる。しか
しなから、始動モータがモータの停動トルク特性を最大
とする必要がある直接駆動始動モータとして使用する場
合には、部分１８の周方向厚さは部分１９の最大半径方
向厚さより相当に大きくされ、磁極弧全体の相当部分、
適宜には２０乃至５０％、好ましくは３０乃至３５％が
、Ｉａ極の強情における軟綱部分１８により占められる
。素子１７は、１ｉｔｉｔｉ面弧の２０乃至８０％を占
める。素子１７の部分１９が占めるパーセンテージが大
きいほど軽負荷電機子速度が増加する。

電機子電流が小さい場合、つまり軽負荷状態においては
、エアギャップの強情領域からの磁束は素子１７により
直接ヨークへ分岐されるための工アギャップを横断しな
い。小電機子電流状態で磁束を分路すると、モータの電
機子が実現しうる軽負荷運転速度が増大する。しかし電
機子電流が増大するに従い、シャントを流れる磁束は部
分１９の自由端から始まって電流の増大に応じ徐々に部
分１８方向ヘシヤントを飽和していき、シャントは磁束
をヨークへ導けなくなる。その後電機子電流が増大する
と、部分１８自体は飽和しなくても素子１７内の磁束流
は有効に逆転し、既にあるエアギャップを横断する流れ
に素子１７による磁束が加わりモータのトルクが増大す
る。つまり電機子速度が増大する軽負荷状態と、例えば
停動時における如き停動トルクが増大する大電流状態の
２つの別の状態が存在する。２つの状態の釣合は、各素
子１７の部分１８により定められ部分１９によりカバー
される磁極弧の吊を変えることで変更できる。例えば、
永久磁石モータをギア式始動モータとして用いる場合に
は、停動トルクを大幅に増大する必要がありそれに応じ
て各素子の部分の厚さが大きくされる直接駆動始動モー
タに用いられる場合と比べて停動トルクを増大させる必
要性は少なく各部分１８は比較的薄い。

第７図は、第５図の一部の拡大図であり、一定の寸法の
素子１７を示す。部分１８の周方向の厚さはＲであり、
部分１９の半径方向最大厚さは王であり、永久磁石材料
と重なる部分の部分１９の弧の長さはＸである。眞述の
如くＲは王に等しいかより大であり、部分１９の厚さは
長さに対し直線的又は略直線的に増加する。周知の如く
軟鋼の磁化特性（磁化曲線）は、磁化曲線の屈曲部とし
て知られる傾きの急檄な変化を有する。素子１７の軟鋼
の磁化曲線の屈曲部における磁束密度がＢＫであり、フ
ェライト永久磁石材料１２の残留磁束密度がＢＲである
場合に、厚さが弧Ｘに応じ直線的に増加する各磁束シャ
ント素子１７の部分ればよい。

実際的な値であるＢＫ＝１８０００ガウス及びＢＲ＝　
４０００ガウスを用いるとｘ／Ｔ＝　４．５となる。つ
まり、素子１７の部分１９より磁石弧が４．５Ｍカバー
される毎に部分１９の最大厚さ（Ｔ）は１ｆｆｉｌ増大
する。実用の構成としては、部分１９は１９ａで切断さ
れる自由端を有するよう製造されるのがより好ましいく
第７図参照）。従って部分１９のテーパはゼロまで減少
せず、約０．５ｆｉの最小厚さで切断される。しかし、
フェライト磁石では反跳透磁率（ｒｅｃｏｉｌ　ｐｅｒ
ｍｅａｂｉｌｉｔｙ　）は約１．０５であって空気と同
様に動作するから、磁束は切断端に集まり（第７ａ図参
照）、切断による性能への影響は実質上ない。

寸法Ｘは、実際の又は仮想的な厚さＵ口の端から計った
永久磁石材料と重畳する部分１９の長さである。後によ
り詳細に説明する如く第８図は、部分１９が永久磁石材
料の「強情」を越えて延出する磁極構成を示す。寸法Ｘ
及び王は第８図に示される如くになり、永久磁石材料と
部分１８との間では部分１９の厚さは一定としうる。し
かし応用分野によっては、部分１９のこの領域の厚さを
、機械的な理由（例えば製造を容易にするため）か、ロ
ックトルクの強化を増大させるため（その場合寸法Ｒは
寸法１以上である必要がある）か、あるいはその両方の
理由により増大させるのが好ましいこともある。

各素子１７の軸方向寸法は、最低限電機子１３の軸方向
長さあり、最大限は永久磁石材料１２の軸方向寸法であ
ることが好ましい。部分１９の軸方向が永久磁石材料の
軸方向寸法より小さい場合には、素子１７の寸法Ｔは、
はみ出した磁石部分からの付加的な磁束を受け入れるよ
う増加させる必要がある。王の増加囲は、＠極が電機子
から軸方向「はみ出す」機械においてデータ計算を行な
う場合に用いられる周知の１はみ出し係数（０■−ｅｒ
ｈａｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ）　Ｊを参照して容易に計算
される。

永久磁石磁極１１は任意の適宜な仕方でヨークに固定さ
れる。例えばフェライト材料１２との間で接着剤を用い
、また素子１７を接着剤によりフェライト材料に固定す
ることができる。これに加えて、あるいはこれの代わり
に部分１８の自由端を、ヨークを貝通して部分１８材料
内へ至る１個又は複数の小形止めネジよりヨークに固定
してもよい。

さらに別な方法としては、アルミニウム等の材料からな
る円筒を、電機子１３とｌ１ｆｌ極との間のエアギャッ
プ中に磁極をヨークに止めるよう設けてもよい。第５図
、第６図及び第７図の参照番号２１は、モータの端部キ
ャップをヨーク１０の軸方向両端のそれぞれに固定する
貫通ボルトを示す。第５図に示される如く１対のボルト
２１が用いられる場合は直径上対向する磁極間間隔を貫
通する。

第８図は、磁極の部分１２におけるフェライト材料の吊
を減らした第７図の構成の変形例を示す。

実用上は素子１７の部分１９の下側のフェライト材料の
強情領域の一部はなくても性能の顕著な低下は起こらな
い。従って、各磁極のフェライト磁石部分の寸法及び従
って費用は、モータ性能を顕著に低下させることなく減
らされる。ただし各磁極１１（磁極弧）の弧の長さは減
少しない。

各磁極間間隔に貫通ボルトを配置することにより、鉄系
材料製であるボルトが機械の（主として磁極間間隔にお
ける）対陽する整流帯における磁束を増大せしめ、その
結果ブラシ磨耗が増大するという問題があることが知ら
れている。第８図に示される如く各磁極の永久磁石部分
１２の弧の長さを減少させることで貫通ボルト２１が通
る空間ができる。第９図はかかる構成を示し、各素子１
７の部分１８が２つの部分１８ａと１８ｂとに分かれ、
その間を貫通ボルト２１が通る。従って貫通ボルト２１
の鉄系材料は部分１８の全磁束導通材料一部となり、当
然部分１８の厚さに補償的調部がなされる。部分１８の
２つの部分１８ａと１８ｃとは、磁極１２のエアギャッ
プへ連なる一体的部分１８Ｃにより橋絡される。２つの
素子１７に貫通ボルト２１があることにより、貫通ボル
ト２１を磁極１２の周方向と位置決めに用いることがで
きる。第９図は、各部分１８が隣りの磁極１１の部端に
当接する周方向延出部２２を有することを示す。磁極１
１は延出部２２によりヨーク内で周方向に堅固な組立体
をなす。２つの貫通ボルト２１は、直径上対向する部分
を貫通して両端で機械の端部キャップに固定されるため
、ヨーク内で磁極組立体の周方向位置決めを行なう支持
体を形成する。また延出部２２は、磁極間間隔において
ヨーク１ｏへの磁束導通材料の一部となり、重要なヨー
クの磁極開領域での磁束導通材料の飽和の問題を軽減す
る。

少なくとも理論上は各素子１７の部分は連続的な湾曲面
に沿って各永久磁石材料と嵌合するのが好ましいが、実
際にフェライト材料を部分１９と係合するよう平坦面に
研磨し、また部分１９に対応して平坦な面１９ａを設け
ることは容易である。

部分１９の厚さが急激に増大しすぎないようにするには
、部分１９の内面に面１９ａと浅い角度をなす第２の平
坦な面１９ｂを設ける。かかる構成は、永久磁石材料１
２が短縮され各素子１７の部分１９の下側の全域は占め
ない構成には理想的である。かかる構成は第１０図に示
されている。また第１０図に示される例では、素子１７
の先端（強情）がそこでエアギャップの増大部２３がで
きるように而取りされる。

第１１図は、貫通ボルト２１が収容されるようにした別
の変形例を示す。磁極１１の永久磁石部分１２が、磁極
弧全体は減少させないようにして短縮され、貫通ボルト
２１が磁極弧全体内に配置されるが、第９図における如
く部分１８を２つの部分に分けるのではなく、第１１図
の構成においては、部分１８は一体的であって、永久磁
石部分１２と貫通ボルト２１との間を通る。その代わり
に、索子１７の部分１８及び１９と一体的な弧状延出部
２４が、部分１９と逆方向に部分１８から延出し、貫通
ボルト２１にかぶさって所要の磁極弧仝体を提供する。

つまり延出部２４は、…極１１のエアギャップ面を所要
の大ぎさまで延長する。

これまでは電機子１３とｆｆ１ｆｆ１１１との間のエア
ギャップが平行エアギャップである構成のみを説明して
きた。しかし、自動車始動モータの場合にはモータのト
ルク／速度曲線で重要なのは、２Ｎｔｎのトルクの近傍
である。このレベルのトルクを得るのに必要な電流は１
００乃至２００アンペアであり、磁束シャント（素子１
７）は、２００アンペア以下の動作領域で電機子への通
電により増加する磁束ができる限り少ないよう設計され
ることが重要である。機械の性能をこのように制御する
方法として便宜であるのは、電機子と磁極との間のエア
ギャップを、特に磁極の強情部分において注意して選定
するというものである。最良の機械設計は、少なくとも
各素子１７と電機子との間でテーパの付いたエアギャッ
プを用いることであろう。この領域におけるエアギャッ
プの拡大は、機械の停動トルクに悪影響を与えるほど大
きくなりずぎないようにすることが本質的である。第１
２図は、磁極のフェライト部分１２と電機子１３との間
のエアギャップは一定であるが、各素子１７の部分１９
と電機子１３との間の領域では徐々に拡大するという第
５図、第６図及び第７図の構成の変形例を示す。第１２
図では、エアギャップ拡大の程度が図示の便宜上誇張さ
れている。第１２図に示される如く、部分１９の厚さゼ
ロの端部ではエアギャップは、各磁極のフェライト部分
１２と電機子との間のエアギャップと等しく、ついで部
分１９の適当な形状に応じて各磁極１１の強情における
最大値へと徐々に拡大する。

第１２図は磁極１１のニアギャップ面に係合するアルミ
ニウムライナ２５を設けて、磁極１１がライナ２５とヨ
ーク１０との間で半径方向に止められることを示す。ラ
イナ２５は、拡大エアギャップ領域において外側にスウ
エージもしくは変形されたアルミニウム円筒であるのが
有効である。

ライナ２５は機械において磁気的な効果を有さす、従っ
てライナ２５の設置には磁気的な重要性はない。機械の
磁気的性能を顕著に影響を与えることなくアルミニウム
スリーブの代わりに非常に薄い（壁厚０．２乃至０．３
＃Ｉ）軟鋼製スリーブを用いることができる。

第１３図、第１４図及び第１５図は、それぞれ電機子電
流ゼロ、中程度電機子電流及び大電機子電流の場合につ
いて、機械内の磁束流を示す概略展開図である。第１３
図はゼロアンペアにおける磁束を示すもので、軽負荷運
転の場合に非常に近い。第１４図は重要な２Ｎｔｎトル
ク範囲での運転に対応する。第１５図はロック状態の動
作（停動トルク）に対応する。第１３図に示される如く
、素子１７は磁極の強情領域の磁束の大部分をヨークへ
分路するので、強情領域においてエアギャップを横断し
て電機子へ流れる磁束は最小である。

第１４図では、電機子反作用の結果エアギャップの強情
領域を流れる磁束の量は増大するが、やはり磁束の一部
は素子１７によりヨークへ分路される。しかし第１５図
においては素子１７の部分１９全体が飽和しており、部
分１８及び１９は強情領域において磁束をエアギャップ
に提供する。

従って、軽負荷状態における磁束の分路により軽負荷運
転速度は増大する一方、大電流状態における磁束の提供
によりトルクが改善される。

以上の説明は、フェライト永久磁石材料を使用する場合
に限られていた。これは、フェライト永久磁石材料が相
応な価格で広く入手可能であるためである。より高いエ
ネルギー内容の永久磁石材料がより容易に入手しうるよ
うになってきており、前述と同様の原理が例えば希土類
鉄磁石として周知である磁石等のより高いエネルギーの
内容の永久磁石材料を用いる機械用にも適用しうる。非
常に近い将来、特に大出力始動モータについて、希土類
鉄ホウ素磁石及び希土類鉄コバルトホウ素磁石が経済的
なものになると思われる。現時点では日本の住友から「
ネオマックス」が及び米国のデルコレミイにより「マグ
ネクエンチ」が市販されている。

「ネオマックス」はネオジウム、鉄及びホウ素を素材と
する焼結製品である。「マグネクエンチ」も同様である
が、広い範囲の動作特性が得られるようプラスチック成
型、プラスチック結合又は高温プレスされた急冷合金と
されている。エネルギー内容が大きいため、かかる材料
を用いて等価な機械を製造すると永久磁石材料が少なく
てすむ。

磁極開領域の寸法を減らさないようにして磁極開領域に
おける磁束特性に影響を与えるヨーク材料の接近を防ぐ
ため、機械の全径がフェライト磁石機械と等しく維持さ
れる場合は、永久磁石材料は、磁極の永久磁石材料の半
径方向厚さを削ることにより減らされる。第１６図はか
かる構成を示す。

第１６図に示される如く各磁極の永久磁石部分１２ａの
半径方向厚さの削減に伴って、永久磁石部分１２ａは軟
鋼支持プラットフォーム２５上に着座される。実際上は
支持プラットフォーム２５はヨーク１０の一部をなす。

第１６図に示される例ではプラットフォーム２５をヨー
ク１０内に収容される円筒形部材の一部であり、素子１
７はそれに一体的に形成される。かかる構成部材の形成
は実用上の見地からは複雑すぎるかもしれないが、一連
の周方向分離した構成部材をヨーク１０内に収容する時
に互いに適所に配置することで形成することができる。

勿論より高いエネルギーの磁石からのより高いレベルの
磁束を分路するには素子１７の厚さを増大させる必要が
ある。

第１７図は第７図と類似するが、磁極固定クリップ３１
が設けられていることを示す。４磁極機械の場合には、
バネ鋼から形成されるのが望ましいが適宜の合成樹脂材
料からも形成されつる４つのクリップ３１が設【プられ
る。各クリップ３１はそれぞれの１を極間間隙に位置し
、略溝状の横断面を有し、溝の長手方向は機械の軸と平
行に延在する。各クリップの溝の底部にはヨーク１０の
内部と係合し、また各クリップ３１の両側部の自由端は
、ある磁極の永久磁石材料の部端及び隣りの磁極のシャ
ント素子１７の部分１８にそれぞれ重なるよう両側に屈
曲される。クリップを嵌設中は両側部は互いに近付くよ
う曲げられ、使用時には外側に磁極を押して磁極に対し
周方向及び半径方向外側に負荷をかける。従って磁極は
互いに周方向保持され、半径方向外側にヨークの内側に
押しつけられる。直径上互いに対向する２つのクリップ
の溝の内部にそれぞれの端キヤツプ保持貫通ボルト２１
が収容され、また第１７図には示されていないが、クリ
ップは貫通ボルト２１が磁極及びクリップの組立体をヨ
ーク１０内で周方向位置決めするよう貫通ボルト２１を
把握するように構成することもできる。その場合貫通ボ
ルトは磁極とクリップの組立体のヨークに対する周方向
運動を防止する。必要に応じ、同様な周方向位置決めを
、クリップが貫通ポル１を把握するのではなく、クリッ
プの底部の開口中に位置しヨーク１０から半径方向内側
へ延出する柱を設けることで行なうことができる。クリ
ップの底壁の開口を貫通する柱でクリップをヨークに機
械的連結すると、磁極とクリップの組立体のヨーク１０
に対する軸方向位置決めも行なわれる。

第１８図は第１１図に類似するが、第１８図に示される
例では！ｉ＆１１は、各シャントの部分１８のヨーク係
合端がヨークに（参照番号３２で示される）溶接等によ
り固定されることでヨーク１０内の適所に固定される。

溶接の代わりに、固定ネジをヨーク１０の材料を頁通し
各素子１７の部分１８内へ至るよう設けてもよい。各素
子１７の部分１９は磁極の永久磁石材料１２と重畳して
永久磁石材料をヨーク１０の内面にとめる。各磁極の部
端には何らかの位置決めがなされるのが好適である。第
１８図の例では、ヨーク１０から半径方向内側へ延出し
、各１ｉｔｌ極１１の永久磁石材料１２の部端と係合す
る突出部３３が設けられる。

第１８図の例において、部分１８をヨーク１０に溶接又
はネジ化めする代わりに、部分１８に一体的で、ヨーク
の外部にリベット止めされるようヨークの壁に予め形成
されている開口を貫通するリベット部材により部分１８
をヨークにリベット止めしてもよい。突出部３３は適宜
の方法で形成しつるが、ヨーク１０の材料を適切な点で
半剪断することで形成するのが好適である。素子１７及
び突出部３３により各磁極のヨーク１０に対する周方向
及び半径方向位置決めが行なわれる。磁極は、磁極１１
の軸方向両端と係合する機械の端部キャップ上の突出部
によっても、磁極の軸方向の端部とそれぞれの端部キャ
ップとの間に介在するバネクリップ等によっても軸方向
の位置決めがされる。磁極の設置後に突出部３３を形成
するのは好ましくないと思われるので、突出部３３はヨ
ークの製造時に形成され、次いで磁極がヨーク内へ軸方
向に挿入される。シャント素子１７の部分１８は適宜ヨ
ークに固定される。

永久磁石材料１２がフェライト磁石である場合は、シャ
ントの部分１９は、各部分１９のエアギャップ面が磁極
の所望のエアギャップ形状と連続するよう永久磁石材料
のエアギャップ面内にはめ込まれるのが好ましい。つま
り、平行なエアギャップ構成が望ましい場合は、部分１
９のエアギャップに向いた面が所望の平行なエアギャッ
プを維持するように、各素子１７のテーバの付いた部分
１９を収容するよう永久磁石材料が切除される。

同様にテーバの付いたエアギャップが必要な場合は、部
分１９のエアギャップ面が所望のテーバの付いたエアギ
ャップを画成する債だけ素子１７の部分１９が係合する
領域でｍ極のフェライト磁石のテーバ角が増やされる。

第１９図は、部分１９に幅方向（機械の軸方向に測定し
た寸法）及び厚さ方向両方のテーバが付けられた素子１
７からなる磁極１１を示す。幅方向及び厚さ方向のテー
バは、部分１９の断面積が部分１９の自由端における最
小（望ましくはＵ口）から永久磁石材料に重畳する部分
１９の吊に応じ直線的に増大するよう選定される。第１
９図の例では、部分１９の永久磁石材料１２へのはめ込
みは、磁極１１の永久磁石部分のエアギャップ面に素子
１７の部分１９を受容するようぴったりした形状の凹部
を設けることで行なわれる。つまり永久磁石材料の凹部
は部分１９と略同形である。

これに対し第２０図に示される別のはめ込みでは、永久
磁石材料のテーバは、厚さ方向に周方向中点に隣接する
最大値から強情における最小値へと付けられ、幅方向（
ａ械の軸に平行に測定した寸法）全体にわたり付けられ
る。テーバの角度は、部分１９と機械のロータとの間に
所望のエアギャップが得られるよう付随する素子１７の
部分１９の厚さのテーバ角度に関連して選定される。部
分１９の両側の領域Ｘ及びＹにおいて永久磁石材料と機
械のロータとの間のエアギャップが大幅に拡大する。し
かし、永久磁石材料は部分１９を受容するよう除去され
部分１９による磁極面と機械のロータとの間に所望のエ
アギャップがやはり１！７られるから部分１９は永久磁
石材料内にはめ込まれたといえる。

前述の如く本発明はモータに限定されるものではない。

同様の原理が発電器に適用できる。前述の如き素子１７
を有する永久磁石磁極を設けられた自動車用の従来型直
流発電機は、負荷電流に関わりなく一定の電圧特性を示
すことができる。これは電流に応じた磁束の変化をより
大なる負荷電流では電圧を増やすことで機械巻線の抵抗
に起因する電圧降下を相殺するようにできるためである
。

かかる構成は、通常は従来型の巻回電界を所要の電圧変
動率を得るため用いねばならない、小型で速度一定のガ
ソリン又はディーゼルエンジン発電機について有用であ
る。

以上に説明した全ての例で各ｔａｔｔの永久磁石材料は
均質であった。しかし前述の如きシャント素子１７は、
双等級又は多等級水入磁石材料を使用することができる
。つまりフェライト式磁極は、磁極の永久磁石部分の選
定された領域で２つ以上の異なる等級のフェライト材料
からなるようにできる。

素子１７の材料として好ましいのは、少量のケイ素を含
む低炭素鋼である。素子１７は１．押し出し又は圧延の
後適当な長さに明所することによっても、鍛造、特に冷
間鍛造によっても、あるいは粉末焼結によっても形成さ
れる。素子１７が低炭素鋼粉末から焼結により形成され
る場合は、少なくとも所定の領域で密度従って飽和磁束
密度を改善するよう焼結製品を処理するのが望ましい。

以上の説明では、整流子構成ブラシが磁気中立位置では
なく幾何的中立位置にあるダイナモ電気機械についてな
されている。従って整流を強化するため「前進ブラシ」
を用いる機械においては、各磁極の磁気的中心線を対応
して移動する必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は直流モータに対する代替的な磁界系の寸法に対
する特徴を示すグラフ、第２図は異なる磁界構成を有す
る直流モータのトルク／速度特性を示すグラフ、第３図
は磁束シャントを構成する直流モータの永久磁石磁極を
示す概略図、第４図は第３図に示される磁極を有するモ
ータと磁極が磁束シャントを有さない対応するモータと
のトルク／速度特性を比較して示すグラフ、第５図は本
発明の一実施例をなす４磁極直流永久磁石モータの概略
横断面図、第６図は第５図に示されたモータと同様なモ
ータの第５図とは異なる縮尺による概略縦断面図、第７
図は第５図に示される磁極の１９の拡大図、第７ａ図は
磁極における磁束を説明する図、第８図は変形例につい
ての第７図と同様な図、第９図は第２変形例についての
第８図と同様な図、第１０図は第３変形例についての第
７図と同様の図、第１１図は第９図の例の変形例を示す
第９図と同様の図、第１２図はエアギャップがテーバを
有する場合を示す第７図と同様の図、第１３図、第１４
図及び第１５図は第１２図を参照して説明される機械に
おける、それぞれ軽負荷。 中程度負荷及び高負荷の条件下の磁束流を示す展開図、
第１６図は永久磁石磁極に高エネルギ内容永久磁石材料
が用いられる変形例を示す第７図と同様の図、第１７図
は磁極固定構成の例を示す第７図と同様の図、第１８図
も磁極固定構成の例を示す第１１図と同様の図、第１９
図はテーバ付挿入シャントを示す磁極の概略斜視図、及
び第２０図はシャントの別のはめ込み方を示す第１９図
と同様の図である。 １０・・・ヨーク、１１．１６・・・磁極、１２・・・
永久磁石材料、１２ａ・・・永久磁石部分、１３・・・
電機子組立体、１４・・・電機子シャフト、１５・・・
巻線導体、１７・・・軟鋼素子、１８・・・第１部分、
１９・・・第２部分、２１・・・貫通ボルト、２２．２
４・・・延出部、２３・・・エアギャップの増大部、２
５・・・ライナ、３１・・・磁極固定クリップ、３２・
・・溶接、３３・・・突出部。 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ　、、Ｅ’ ＦＩＧ、’３ ＦＩＣ，５゜ ＦＩＧ、ｌＩ。 １フ ＦＩＣＩ６゜ Ｆ：Ｃ１９ ＦＩＧ、２ｉ０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）一方向性永久磁石式直流ロータリダイナモ電気機
   械であつて、ステータと、ステータとの間にエアギャッ
   プを有しつつステータに対し回転するロータとからなり
   、機械の永久磁石磁極（１１）は各々高飽和磁束密度材
   料から形成される磁気的に連続な第１部分（１８）と第
   ２部分（１９）からなる磁束シャント（１７）を有し、
   各第１部分（１８）は各磁極（１１）が取り付けられる
   後背鉄（１０）から機械のエアギャップ方向へ延出して
   後背鉄（１０）と磁気的に連続であり、各第１部分（１
   ８）は使用時強端となる各永久磁石（１２）の端部に隣
   接し各シャントの第２部分（１９）と磁気的に連続であ
   る後背鉄（１０）から離れた端部を有し、各シャントの
   第２部分（１９）は各シャントの第１部分（１８）から
   機械の周方向に使用時弱端となる各永久磁石（１２）の
   端部の方へ延出して各永久磁石のエアギャップ面に係合
   してなり、各永久磁石（１２）に係合する領域において
   、各第２部分（１９）は、断面積が自由端における最小
   から略直線的に増大する形状を有し、各シャントの第１
   部分（１８）の最小断面積は各第２部分（１９）の最大
   断面積に等しいかより大であり、各シャント（１７）は
   各磁極の強端からの磁極弧の最大限８０％にわたつて延
   在してなることを特徴とするロータリダイナモ電気機械
   。 （２）該磁極（１１）の永久磁石材料はフェライト材料
   であることを特徴とする請求項１記載のロータリダイナ
   モ電気機械。 （３）該磁極（１１）の永久磁石材料は希土類系鉄材料
   であることを特徴とする請求項１記載のロータリダイナ
   モ電気機械。 （４）シャントの第２部分（１９）はそれぞれ永久磁石
   （１２）のエアギャップ面にはめ込まれることを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれか一項記載のロータリダイ
   ナモ電気機械。 （５）シャントの第２部分（１９）はそれぞれ永久磁石
   （１２）のエアギャップ面に着座されることを特徴とす
   る請求項３記載のロータリダイナモ電気機械。 （６）シャントの第２部分（１９）はそれぞれのシャン
   トの第１部分（１８）と比べて軸方向寸法が小さいこと
   を特徴する請求項４記載のロータリダイナモ電気機械。 （７）各磁極（１２）の周方向寸法及び位置は、磁極弧
   全体に対しギャップが各シャントの第１部分（１８）と
   各永久磁石の隣り合う端部との間に画成されるように決
   められてなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
   か一項記載のロータリダイナモ電気機械。 （８）磁極はステータに担持され、機械の１本の又は各
   貫通ボルト（２１）が各磁極の該ギャップに収容されて
   なることを特徴とする請求項７記載のロータリダイナモ
   電気機械。（９）各シャントの第１部分（１８）は貫通
   ボルト（２１）を受け入れるよう分岐してなることを特
   徴とする請求項８記載のロータリダイナモ電気機械。 （１０）各磁極の永久磁石（１２）の周方向寸法は各シ
   ャントの第１部分の厚さと合わせても所要の磁極弧より
   小さく、シャントは所要の磁極弧が得られるようシャン
   トの第２部分（１９）とは逆の方向に延出することを特
   徴とする請求項１乃至９のいずれか一項記載のロータリ
   ダイナモ電気機械。 （１１）ステータは永久磁石磁極（１１）を担持し、ロ
   ータは巻回電機子（１３）を有し、シャント（１７）の
   第２部分（１９）のテーパは電機子（１３）の巻回体に
   電流が流れていない時は各磁極弧の略全体にわたりシャ
   ントの第２部分での磁束密度がシャント材料の飽和曲線
   の屈曲部又はその近傍にあたるようにされてなることを
   特徴とする請求項１記載のロータリダイナモ電気機械。 （１２）磁極（１１）は、ロータとステータとの間のエ
   アギャップに設けられる金属管（２５）により後背鉄（
   １０）に対し適所に保持されることを特徴とする請求項
   １乃至１１のいずれか一項記載のロータリダイナモ電気
   機械。 （１３）磁極（１１）は、磁極間間隔に受容されるバネ
   クリップ（３１）により後背鉄（１０）に対し適所に保
   持されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか
   一項記載のロータリダイナモ電気機械。 （１４）磁極（１１）の永久磁石（１２ａ）は半径方向
   プラットフォーム（２５）に支持されることを特徴とす
   る請求項３記載のロータリダイナモ電気機械。 （１５）プラットフォーム（２５）及びシャント（１７
   ）は共通の強磁性部材の一体的な部分であることを特徴
   とする請求項１４記載のロータリダイナモ電気機械。