CN101946389A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明得到一种抑制转子惯性的增大，谋求皮带的长寿命化，且能够增大磁场磁动势，谋求高输出化的旋转电机。在本旋转电机中，第一以及第二磁感应部件(30、35)被嵌装于在轴向延伸设置在第一以及第二谷部(25、26)的内壁面的外径侧的相对部位上的第一以及第二保持槽(27、28)上，被架设在第一以及第二谷部(25、26)之上。然后，与磁场线圈14产生的磁场(41)反向地被附磁定向的第一以及第二永久磁铁(32、37)以与第二以及第一爪状磁极部(24、20)的前端侧的内周面隔着规定的间隙相向的方式被嵌装、保持在第一以及第二磁感应部件(30、37)的嵌合槽上。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及车辆用交流发电机等旋转电机，尤其是涉及爪极型的转子。

背景技术

使用爪极型的转子的车辆用交流发电机几十年来在汽车上使用。然而，近年，由于环境问题，车载的电子零件的负荷剧增，要求爪极型的转子的发电量进一步增加。

就爪极型旋转电机的高输出化而言，最有效的是使转子的磁场磁动势大。但是，若使磁场磁动势增加，通过转子的磁通量增加，则要求与此对应，为了避免转子磁路部的磁饱和，以成为恰当的磁通密度的方式设计转子的各部的尺寸。在设计上，有必要使轭铁部不从爪状磁极部的根部磁饱和。

在爪极型的转子的磁路设计中，作为将转子的磁饱和缓和的设计，提出了进行使轭铁部的磁路截面积相对于爪状磁极部的根磁路截面积足够大那样的设计的方法(例如，参见专利文献1)。

专利文献1：日本特开平11-243673号公报

但是，在上述以往的爪极型的转子中，恰当地设计了各部位的磁通密度的结果是，轭铁部的轴向厚度大幅增加，转子惯性大幅增加。

在车辆用交流发电机中，发动机动力经皮带轮传递。因此，存在在转子惯性增加了的情况下，若有发动机旋转脉动等，则转子的惯性扭矩增大，超过皮带的驱动扭矩传递能力，产生皮带打滑，缩短皮带寿命的课题。

本发明是为了解决这样的课题而做出的发明，以得到设置产生将磁场线圈产生的磁通抵消的磁通的永久磁铁，缓和转子磁路部的磁饱和，使有助于转子惯性的轭铁部超越以往的设计界限薄型化，抑制转子惯性的增大，能够谋求皮带的长寿命化并增大磁场磁动势，谋求高输出化的旋转电机为目的。

发明内容

基于本发明的旋转电机具备转子和定子，所述转子具有凸台部、从该凸台部的轴向两端缘部向径向外方延伸设置的一对轭铁部以及从该一对轭铁部的各自交替地向轴向延伸设置并啮合，排列在周方向的多个爪状磁极部，以向内径侧弯曲的谷部形成于在周方向相邻的上述爪状磁极部间的各自的上述轭铁部的部位，且上述爪状磁极部的前端侧相对于轴向与上述轭铁部重叠的方式制作，具有在被紧固在插通于上述凸台部的轴心位置的旋转轴上的极核和被收纳在由上述凸台部、上述一对轭铁部以及上述多个爪状磁极部包围的空间内的磁场线圈；所述定子配设成隔着规定的气隙围绕上述转子的外周。然后，具有：架设在上述谷部的由磁性材料构成的磁感应部件和以与上述爪状磁极部的前端侧的内周面空开规定的间隙相向的方式配置在上述磁感应部件上，与上述磁场线圈产生的磁场的朝向反方向地被附磁定向的永久磁铁。

发明效果

根据本发明，磁感应部件架设在谷部，永久磁铁以与爪状磁极部的前端侧的内周面空开规定的间隙相向的方式配置在磁感应部件上，与磁场线圈产生的磁场的朝向反方向地被附磁定向。因此，在配置在轴向一侧的永久磁铁中，永久磁铁产生的磁通从永久磁铁的外周面向相向的爪状磁极部的前端侧内周面流动。另一方面，在配置在轴向另一侧的永久磁铁中，永久磁铁产生的磁通通过磁感应部件，在周方向变化从永久磁铁的内周面向轭铁部感应，此后，由轭铁部向极核中心部感应。

据此，因为永久磁铁产生的磁通在转子内部封闭的磁回路中，与通过向磁场线圈的通电而产生的磁通相反的方向流动，所以，转子的磁饱和得到缓和。再有，由磁感应部件从永久磁铁感应到轭铁部的磁通在轭铁部内从极核中心部向爪状磁极部的根侧流动的磁场线圈产生的磁通的反方向流动，具有将轭铁部的磁饱和缓和的作用。其结果为，即使磁场磁动势增加，磁通量增加，轭铁部也难以磁饱和，能够超越以往的设计理念，使轭铁部薄型化，转子惯性变小，没有必要采取离合皮带轮等的旋转惯性扭矩造成的皮带打滑的对策。再有，能够增加磁场磁动势，谋求高输出化。

附图说明

图1是模式地表示有关本发明的实施方式1的车辆用交流发电机的剖视图。

图2是表示有关本发明的实施方式1的车辆用交流发电机所应用的转子的立体图。

图3是说明有关本发明的实施方式1的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装方法的立体图。

图4是用于说明有关本发明的实施方式1的车辆用交流发电机的磁通的流动的模式图。

图5是用于说明有关本发明的实施方式1的车辆用交流发电机的磁通的流动的模式图。

图6是表示有关本发明的实施方式1的车辆用交流发电机所应用的转子的第一磁通感应部件周围的端视图。

图7是表示作为比较例的转子的第一磁通感应部件周围的端视图。

图8是表示有关本发明的实施方式1的车辆用交流发电机中的磁场磁动势和定子交链磁通量的关系的图。

图9是表示有关本发明的实施方式1的车辆用交流发电机的相对于转速的发电量的图。

图10是表示有关本发明的实施方式2的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图。

图11是说明有关本发明的实施方式2的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装方法的立体图。

图12是表示有关本发明的实施方式3的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图。

图13是说明有关本发明的实施方式3的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装方法的立体图。

图14是表示有关本发明的实施方式4的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图。

图15是表示有关本发明的实施方式5的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装状态的立体图。

图16是表示有关本发明的实施方式6的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装状态的立体图。

图17是表示有关本发明的实施方式7的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装状态的立体图。

图18是表示有关本发明的实施方式8的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的端视图。

图19是表示有关本发明的实施方式9的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的端视图。

图20是模式地表示有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机的剖视图。

图21是表示有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机所应用的转子的立体图。

图22是说明有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装方法的立体图。

图23是表示有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图。

图24是表示有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图。

图25是用于说明有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机的磁通的流动的模式图。

图26是用于说明有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机的磁通的流动的模式图。

图27是表示有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机中的磁场磁动势和定子交链磁通量的关系的图。

图28是表示有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机的相对于转速的发电量的图。

图29是表示有关本发明的实施方式11的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图。

图30是表示有关本发明的实施方式12的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图。

图31是表示有关本发明的实施方式13的车辆用交流发电机所应用的转子的端视图。

图32是表示有关本发明的实施方式14的车辆用交流发电机所应用的转子的端视图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是模式地表示有关本发明的实施方式1的车辆用交流发电机的剖视图，图2是表示有关本发明的实施方式1的车辆用交流发电机所应用的转子的立体图，图3是说明有关本发明的实施方式1的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装方法的立体图。

图1至图3中，车辆用交流发电机1具备：分别由大致碗形状的铝制的前托架2和后托架3构成的壳体4、经轴承5将旋转轴16支撑在壳体4上，且在壳体4内旋转自由地配设的转子13、紧固在向壳体4的前侧延伸的旋转轴16的端部的滑轮6、固定在转子13的轴向(以后称为轴向)的两端面的风扇7、相对于转子13具有一定的气隙29，且围绕转子13的外周被固定在壳体4上的定子10、固定在旋转轴16的后侧，且向转子13供给电流的一对滑环8、以在各滑环8滑动的方式配设在壳体4内的一对碳刷9。另外，虽未图示出，但在壳体4内配设着将在定子10产生的交流整流为直流的整流器、调整在定子10产生的交流电压的大小的电压调整器等。

定子10具备圆筒状的定子铁心11、卷绕在定子铁心11上，且伴随着转子13的旋转，通过来自后述的磁场线圈14的磁通的变化而产生交流的定子线圈12。

转子13具备流动着励磁电流并产生磁通的磁场线圈14、以覆盖磁场线圈14的方式设置，通过其磁通形成磁极的极核15以及贯穿安装于极核15的轴心位置的旋转轴16。

极核15构成为分别例如被分割成用S10C等低碳钢通过冷锻法制作的第一以及第二极核体17、21。

第一极核体17具有将外周面做成圆筒形状，旋转轴插通孔18a贯通轴心位置而形成的第一凸台部18、从第一凸台部18的一端缘部向径向外侧延伸设置的厚壁环状的第一轭铁部19、从第一轭铁部19的外周部向轴向另一端侧延伸设置的第一爪状磁极部20。第一爪状磁极部20形成为将其最外径面形状做成大致梯形形状，周方向宽度随着趋近前端侧而逐渐变窄，且径向厚度随着趋近前端侧而逐渐变薄的尖细形状，在第一轭铁部19的外周部在周方向以等角间距例如排列8个。再有，第一谷部25在位于第一轭铁部19的各相邻的第一爪状磁极部20之间的部位，被凹陷设置成例如向内径侧凸状地弯曲的U字状。

第二极核体21具有将外周面做成圆筒形状，旋转轴插通孔22a贯通轴心位置而形成的第二凸台部22、从第二凸台部22的另一端缘部向径向外侧延伸设置的厚壁环状的第二轭铁部23、从第二轭铁部23的外周部向轴向一端侧延伸设置的第二爪状磁极部24。第二爪状磁极部24形成为将其最外径面形状做成大致梯形形状，周方向宽度随着趋近前端侧而逐渐变窄，且径向厚度随着趋近前端侧而逐渐变薄的尖细形状，在第二轭铁部23的外周部在周方向以等角间距例如排列8个。再有，第二谷部26在位于第二轭铁部23的各相邻的第一爪状磁极部24之间的部位，被凹陷设置成例如向内径侧凸状地弯曲的U字状。

这样地构成的第一以及第二极核体17、21使第一以及第二爪状磁极部20、24交替地啮合，且使第一凸台部18的另一端面紧贴第二凸台部22的一端面，被紧固在贯穿安装于旋转轴插通孔18a、22a的旋转轴16上。然后，被卷绕在绕线架(未图示出)上的磁场线圈14被安装在由第一以及第二凸台部18、22、第一以及第二轭铁部19、23和第一以及第二爪状磁极部20、24包围的空间中。这里，第一以及第二凸台部18、22和第一以及第二轭铁部19、23分别相当于极核15的凸台部以及一对轭铁部。另外，在轴向，第一以及第二爪状磁极部20、24的前端侧分别与第二以及第一轭铁部23、19重叠。

第一磁感应部件30使用铁、铁类磁性合金等磁性材料，制作成具有规定厚度的截面梯形，以嵌合槽31在上面开口的方式凹陷设置。这里，第一磁感应部件30的上下面以及嵌合槽31的底面为平行的平坦面。然后，第一嵌合槽31被形成为其槽宽随着趋近开口而逐渐变窄的楔状。第一永久磁铁32是与第一嵌合槽31的内形形状相适合的外形形状，即，与厚度方向正交的平面的截面为梯形，被制作成与第一磁感应部件30相同的厚度，其上下面(外周面以及内周面)为平行的平坦面。然后，第一永久磁铁32使厚度方向与第一磁感应部件30的厚度方向一致，且将第一永久磁铁32的一端面和第一磁感应部件30的一端面作为相同面位置，被嵌装在第一嵌合槽31，根据需要涂抹粘接剂，保持在第一磁感应部件30上。然后，第一嵌合槽31的底面和第一永久磁铁32的下面紧密接触或隔着微小的间隙相对，第一磁感应部件30和第一永久磁铁32磁性连接。

第二磁感应部件35使用与第一磁感应部件30相同的材质，制作成相同的形状。第二永久磁铁37使用与第一永久磁铁32相同的材质制作成相同的形状。第二永久磁铁37使厚度方向与第二磁感应部件35的厚度方向一致，且将第二永久磁铁37的一端面和第二磁感应部件35的一端面作为相同面位置，被嵌装在第二嵌合槽36，根据需要，涂抹粘接剂，保持在第二磁感应部件35上。然后，第二嵌合槽36的底面和第二永久磁铁37的下面紧密接触或隔着微小的间隙相对，第二磁感应部件35和第二永久磁铁37在第二磁感应部件35上磁性连接。

第一保持槽27在第一极核体17的各第一爪状磁极部20的根侧，在各第一谷部25的内壁面的外径侧的相对的部位的每一个开口，且以将槽方向作为轴向以从第一轭铁部19的一端侧向另一端侧贯通的方式凹陷设置。同样，第二保持槽28在第二极核体21的各第二爪状磁极部24的根侧，在各第二谷部26的内壁面的外径侧的相对的部位的每一个开口，且以将槽方向作为轴向以从第二轭铁部23的一端侧向另一端侧贯通的方式凹陷设置。这里，第一以及第二保持槽27、28通过拉削加工、铣削加工等，形成为将第一以及第二磁感应部件30、35嵌装的槽形状。

第一磁感应部件30使第一永久磁铁32朝向上方，例如从轴向外侧被压入相对的第一保持槽27，根据需要，涂抹粘接剂，以被架设在各第一谷部25之上的状态被磁性连接，被安装在第一极核体17上。此时，第一磁感应部件30以及第一永久磁铁32的厚度方向与轴向一致。另外，从径向看，第一永久磁铁32的整体位于第二爪状磁极部24的内径部。然后，第一永久磁铁32的上面空开规定的间隙与第二爪状磁极部24的前端侧内周面相向。

同样，第二磁感应部件35使第二永久磁铁37朝向上方，例如从轴向外侧被压入相对的第二保持槽28，根据需要，涂抹粘接剂，以被架设在各第二谷部26之上的状态被磁性连接，被安装在第二极核体21上。此时，第二磁感应部件35以及第二永久磁铁37的厚度方向与轴向一致。另外，从径向看，第二永久磁铁37的整体位于第一爪状磁极部20的内径部。然后，第二永久磁铁37的上面空开规定的间隙，与第二爪状磁极部24的前端侧内周面相向。

另外，第一以及第二永久磁铁32、37以附磁方向40与在磁场线圈14流动的磁场电流在与转子13的轴心正交的平面上产生的磁场41的朝向相反的方式被附磁定向。即，如图1所示，在向磁场线圈14通电，磁场41在箭头方向产生的情况下，第一以及第二永久磁铁32、37与磁场41反方向地被附磁定向。这里，第一以及第二永久磁铁32、37的附磁方向40与径向一致，其附磁方向40的延长线朝向相向的第一以及第二爪状磁极部20、24的前端侧的内周面。另外，在将在磁场线圈14流动的磁场电流所产生的磁场41的朝向反转这样设计的情况下，第一以及第二永久磁铁32、37也被反向地附磁定向。

接着，说明这样构成的车辆用交流发电机1的动作。

首先，电流从蓄电池(未图示出)经碳刷9以及滑环8向转子13的磁场线圈14供给，产生磁通。由该磁通，将第一极核体17的第一爪状磁极部20磁化为N极，将第二极核体21的第二爪状磁极部24磁化为S极。

另一方面，发动机的旋转扭矩经皮带(未图示出)以及滑轮6向旋转轴16传递，转子13旋转。因此，旋转磁场被施加给定子10的定子线圈12，在定子线圈12上产生电动势。该交流的电动势由整流器整流为直流电流，对蓄电池充电或向电负荷供给。

接着，参照图4以及图5，说明磁通的动作。

首先，若对磁场线圈14通电，则产生磁通42a。该磁通42a从第一爪状磁极部20通过气隙29进入定子铁心11的齿部。然后，磁通42a从定子铁心11的齿部通过心背部在周方向移动，通过从与相邻的第二爪状磁极部24相向的齿部通过气隙29进入该第二爪状磁极部24。接着，进入到第二爪状磁极部24的磁通42a通过第二轭铁部23、第二凸台部22、第一凸台部18、第一轭铁部19到达第一爪状磁极部20。这里，在以往的爪极型转子中，第一以及第二极核体因为被设计了界限，所以，因磁场线圈产生的磁场而磁饱和，由转子产生的磁通减少。

在该实施方式1中，第一以及第二永久磁铁32、37以与磁场线圈14产生的磁场41的朝向相反的方式被附磁定向。因此，第一以及第二永久磁铁32、37产生的磁场的朝向与磁场线圈14产生的磁场41反向。要使由该第一以及第二永久磁铁32、37产生的磁通42b与定子铁心11交链，需要使具有大的磁阻的气隙29往复。另外，第一以及第二永久磁铁32、37被配设在第二以及第一爪状磁极部24、20的内径侧，以相对于第一以及第二爪状磁极部20、24的内周面侧，以更短的磁路长度环绕的方式被配设。再有，因为从径向看，第一以及第二永久磁铁32、37的整体位于第二以及第一爪状磁极部24、20的内径部，所以，例如由第二永久磁铁37产生的磁通42b难以流向定子铁心11。因此，磁通42b的大部分没有迂回到定子铁心11，而是在转子13内部，在封闭的磁回路流动。

即，由第一永久磁铁32产生的磁通42b进入第一磁感应部件30。这里，在第一磁感应部件30的下方存在第一谷部25，即，大的空隙。因此，进入到第一磁感应部件30的磁通42b在第一磁感应部件30内在周方向的两侧流动，进入第一轭铁部19，通过第一凸台部18、第二凸台部22、第二轭铁部23以及第二爪状磁极部24，返回第一永久磁铁37。另外，由第二永久磁铁37产生的磁通42b经空隙进入第一爪状磁极部20，经由第一轭铁部19、第一凸台部18、第二凸台部22，进入第二轭铁部23。进入到第二轭铁部23的磁通42b在第二轭铁部23的第二谷部26的两侧在上方流动，从第二磁感应部件35的两端进入第二磁感应部件35，返回第二永久磁铁37。

因此，第一以及第二永久磁铁32、37产生的磁通42b与磁场线圈14产生的磁通42a反向，能够大幅降低构成第一以及第二极核体17、21的磁性体的磁通密度，能够消除磁饱和。

接着，参照图6以及图7，说明将对永久磁铁进行支撑的磁感应部件架设在谷部所产生的作用效果。图6是表示图4所示的转子的磁感应部件周围的放大端视图，图7是表示谷部被磁性部件埋入的作为比较例的转子的磁感应部件周围的放大端视图。

图6中，由磁场线圈14产生的磁通42a通过第一凸台部18、第一轭铁部19到达第一爪状磁极部20。这里，在第一轭铁部19的磁路截面积比第一凸台部18的磁路截面积小的情况下，第一轭铁部19磁饱和，不能有效利用由磁场线圈14产生的磁通42a。因此，为了缓和在第一轭铁部19的磁饱和，可以考虑像专利文献1记载的那样，使第一轭铁部19的磁路截面积与第一凸台部18的磁路截面积大致相等。但是，在该情况下，因为转子的轴向尺寸增大，所以，转子惯性增大。

由第一永久磁铁32产生的磁通42b进入第一磁感应部件30，在第一磁感应部件30内在周方向流动，向第一轭铁部19的周方向侧面被感应。被感应到第一轭铁部19的周方向侧面的磁通42b在第一轭铁部19内沿第一谷部25向径向内方流动，到达第一凸台部18。此时，磁通42b在第一轭铁部19内与磁通42a反向流动，缓和第一轭铁部19的磁饱和。

图7中，因为第一永久磁铁32与磁场线圈14产生的磁场的朝向反向地被附磁定向，第一谷部25被磁性部件55填埋，所以，由第一永久磁铁32产生的磁通42b在磁性部件55内向径向内方流动，从第一谷部25的底部流向第一轭铁部19。即，磁通42b没有经由第一谷部25的周方向两侧的第一轭铁部19的部位，在第一凸台部18的方向流动。因此，以磁通42a在第一轭铁部19流动为起因的第一轭铁部19上的磁饱和没有得到缓和，而且转子惯性也增大，使皮带寿命恶化。

这样，通过采用本结构，可以得到能够抑制转子惯性的增加，且大幅降低构成第一以及第二极核体17、21的磁性体的磁通密度，能够消除磁饱和这样的效果。

接着，使用这样构成的车辆用交流发电机1，测定相对于磁场磁动势(磁场安匝)的定子交链磁通量以及相对于转速的发电量(直流电流A)，其结果表示在图8以及图9中。另外，为了比较，制作省略了第一以及第二永久磁铁32、37的以往装置，测定相对于磁场磁动势的定子交链磁通量以及相对于转速的发电量，其结果表示在图8以及图9中。另外，图8以及图9中，实线表示本发明装置，点划线表示以往装置。

从图8可以看出，在磁场磁动势小的区域，车辆用交流发电机1和以往装置的差小，若超过磁饱和开始的区域，则车辆用交流发电机1和以往装置的差增大。即，可知配设第一以及第二永久磁铁32、37，与消除磁饱和，使与定子10交链的磁通量增大的情况相连。同样，从图9可以看出，在车辆用交流发电机1中，相对于以往装置，尤其能够在低速旋转区域得到大的发电量。

即，在以往装置中，以磁饱和为起因，磁场的磁动势中三成以上在转子的磁回路消耗，难以增大磁通量。另一方面，在该实施方式1中，如上所述，推定因为磁饱和被消除，所以，与定子10交链的磁通增加，发电量增加。尤其能够大幅增大磁饱和在明显的低速怠速区域的发电量的情况已得到确认。

在该实施方式1中，因为第一以及第二磁感应部件30、35被架设在第一以及第二谷部25、26之上，所以，没有必要用第一以及第二磁感应部件30、35将第一以及第二谷部25、26完全埋没，能够减少第一以及第二磁感应部件30、35的容积。再有，由于第一以及第二永久磁铁32、37保持在被架设在第一以及第二谷部25、26之上的第一以及第二磁感应部件30、35上，所以，能够使第一以及第二永久磁铁32、37为必要的最小限度的大小。因此，在高速旋转时，作用于第一以及第二磁感应部件30、35以及第一以及第二永久磁铁32、37上的离心力减小，同时，也不存在以离心力以及热膨胀为起因的第一以及第二爪状磁极部20、24的位移的影响。据此，能够通过简单的保持构造，将第一以及第二永久磁铁32、37稳定地保持在极核15上。

另外，因为第一以及第二磁感应部件30、35在周方向将第一以及第二谷部25、26的外径侧的内壁面之间连结，所以，能够抑制极核15的变形的产生。

另外，因为用与第一以及第二极核体17、21不同的零件制作第一以及第二磁感应部件30、35，所以，容易确保加工精度，能够高精度地制作第一以及第二保持槽27、28的嵌合面和第一以及第二永久磁铁32、37的嵌合面。因此，能够使第一以及第二磁感应部件30、35和第一以及第二轭铁部19、23的嵌合部上的间隙还有第一以及第二磁感应部件30、35和第一以及第二永久磁铁32、37的嵌合部上的间隙向最小限度减少，使这些嵌合部的磁阻减小，因此，磁铁的磁通量增加，能够有效利用磁铁。

另外，因为第一以及第二永久磁铁32、37以与第二以及第一爪状磁极部24、20的前端侧的内周面相向的方式配设，所以，第一以及第二永久磁铁32、37相对于转子13的最外周面位于径向内方。因此，定子槽高谐波停留在第一以及第二爪状磁极部20、24的最外周面部，不会发挥直接感应加热第一以及第二永久磁铁32、37那样的作用。其结果为能够事先防止第一以及第二永久磁铁32、37被加热而热消磁的情况。

另外，因为第一以及第二永久磁铁32、37以与第二以及第一爪状磁极部24、20的前端侧的内周面相向的方式配设，所以，第一以及第二永久磁铁32、37的磁回路成为在转子内部封闭的磁回路。再有，因为从径向看，第一以及第二永久磁铁32、37的整体位于第二以及第一爪状磁极部24、20的内径部，所以，与定子10交链的磁通成分消失。因此，无负荷无励磁中的第一以及第二永久磁铁32、37的感应电压的产生得到抑制。其结果为，能够增大第一以及第二永久磁铁32、37的磁铁量。

另外，因为第一以及第二永久磁铁32、37被制作成具有规定的厚度的截面梯形的柱状体，所以，能够使用磨石，有效地从磁铁母材切成第一以及第二永久磁铁32、37，能够提高材料的成品率。

另外，在上述实施方式1中，第一以及第二保持槽27、28以使槽方向与转子13的轴心平行，从第一以及第二轭铁部19、23的一端侧贯通另一端侧的方式凹陷设置，但是，第一以及第二保持槽没有必要一定在轴向贯通，也可以在第一以及第二轭铁部19、23的一端侧或另一端侧开口。

另外，在上述实施方式1中，第一以及第二永久磁铁32、37被嵌装于第一以及第二磁感应部件30、35上，但永久磁铁的保持方法不限于嵌合，例如也可以使用粘接剂、钎焊等接合手段。

另外，第一以及第二永久磁铁32、37形成为具有规定厚度的截面梯形，但是，若第一以及第二永久磁铁32、37被保持在第一以及第二磁感应部件上，则对其截面形状没有特别限定。

另外，第一以及第二磁感应部件30、35也可以从轴向外侧或轴向内侧压入单体状态的第一以及第二极核体17、21的第一以及第二保持槽27、28来安装，还可以从轴向外侧压入使第一以及第二爪状磁极部20、24交替啮合并组装一体化的第一以及第二极核体17、21的第一以及第二保持槽27、28来安装。

实施方式2.

图10是表示有关本发明的实施方式2的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图，图11是说明有关本发明的实施方式2的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装方法的立体图。

图10以及图11中，第一永久磁铁32A形成为其上面与第二爪状磁极部24的前端侧的内周面大致平行的平坦面。于是，第一永久磁铁32A的附磁方向40为与其上面正交的方向。这里，就第二永久磁铁而言，与第一永久磁铁32A同样地构成。

另外，其它的结构与上述实施方式1同样地构成。

在这样构成的转子13A中，因为第一永久磁铁32A的上面与相向的第二爪状磁极部24的前端侧的内周面大致平行，所以，能够缩小第一永久磁铁32A和第二爪状磁极部24的间隙。据此，磁铁磁通没有从第二爪状磁极部24的前端侧的内周面进入第二永久磁铁32A，泄漏的磁通量减少。另外，因为第一永久磁铁32A在与其上面正交的方向被附磁，所以，磁铁磁通没有从第二爪状磁极部24的前端侧的内周面进入第二永久磁铁32A，泄漏的磁通量减少。再有，通过将第一永久磁铁32A的上面做成倾斜面，能够最大限度地利用磁极面积，能够增加有效磁通量。

另外，虽未图示出，因为第二永久磁铁也与第一永久磁铁同样地构成，所以，磁铁磁通没有从第二永久磁铁进入第一爪状磁极部20的前端侧的内周面，泄漏的磁通量减少，且能够增加有效磁通量。

这样，根据本实施方式2，因为永久磁铁产生的磁通不在转子内部封闭的磁回路流动，泄漏的磁通量减少，有效磁通量增加，所以，能够提高输出。

实施方式3.

图12是表示有关本发明的实施方式3的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图，图13是说明有关本发明的实施方式3的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装方法的立体图。

图12以及图13中，第一磁感应部件30A形成第一嵌合槽31A的底面与第二爪状磁极部24的前端侧的内周面大致平行的平坦面。这里，就第二磁铁保持部而言，与第一磁感应部件30A同样地构成。

另外，其它的结构与上述实施方式1同样地构成。

在这样构成的转子13B中，因为第一磁感应部件30A被嵌装于第一保持槽27且被架设在第一谷部25之上，第一永久磁铁32被嵌装在第一嵌合槽31A上。此时，因为第一磁感应部件30A的第一嵌合槽31A的底面形成为与第二爪状磁极部24的前端侧的内周面大致平行的平坦面，所以，第一永久磁铁32的上面与第二爪状磁极部24的前端侧的内周面大致平行，附磁方向40与第二爪状磁极部24的前端侧的内周面大致正交。另外，第二永久磁铁的上面也与第一爪状磁极部20的前端侧的内周面大致平行，附磁方向40与第一爪状磁极部20的前端侧的内周面大致正交。

因此，即使在本实施方式3中，也是永久磁铁产生的磁通不在转子内部封闭的磁回路流动，泄漏的磁通量减少，有效磁通量增加，能够提高输出。

另外，根据本实施方式3，因为将磁感应部件的嵌合槽的底面做成倾斜面，所以，不需要成为成本增加的主要原因的将永久磁铁的上面做成倾斜面的情况，能够通过廉价的结构提高输出。

实施方式4.

图14是表示有关本发明的实施方式4的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图。

图14中，第一保持槽27A形成为其槽方向与第二爪状磁极部24的前端侧的内周面大致平行。这里，就第二保持槽而言，与第一保持槽27同样地构成。

另外，其它的结构与上述实施方式1同样地构成。

在这样构成的转子13C中，因为第一磁感应部件30被嵌装于第一保持槽27A，且被架设在第一谷部25之上，第一永久磁铁32被嵌装在第一嵌合槽31上。此时，第一保持槽27A的槽方向形成为与第二爪状磁极部24的前端侧的内周面大致平行，所以，第一嵌合槽31的底面，即，第一永久磁铁32的上面与第二爪状磁极部24的前端侧的内周面大致平行，附磁方向40与第二爪状磁极部24的前端侧的内周面大致正交。另外，第二永久磁铁的上面也与第一爪状磁极部20的前端侧的内周面大致平行，附磁方向40与第一爪状磁极部20的前端侧的内周面大致正交。

因此，即使在本实施方式4中，也是永久磁铁产生的磁通不在转子内部封闭的磁回路流动，泄漏的磁通量减少，有效磁通量增加，能够提高输出。

另外，根据本实施方式4，因为使保持槽的槽方向与爪状磁极部的前端侧的内周面大致平行，所以，不需要成为成本增加的主要原因的将永久磁铁的上面做成倾斜面的情况，能够通过廉价的结构提高输出。

实施方式5.

图15是表示有关本发明的实施方式5的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装状态的立体图。

图15中，磁铁保护罩50成型为由矩形状的基部50a和从基部50a的相对的两边延伸设置的第一以及第二翼部50b、50c构成的开口状的截面コ字状。然后，磁铁保护罩50以将基部50a载置在第一以及第二永久磁铁32、37的上面，使第一以及第二翼部50b、50c沿被嵌装在第一以及第二嵌合槽31、36上的两侧面的方式，被安装在第一以及第二永久磁铁32、37上，与第一以及第二永久磁铁32、37一起被嵌装于第一以及第二嵌合槽31、36上。

另外，其它的结构与上述实施方式1同样地构成。

在本实施方式5中，因为第一以及第二永久磁铁32、37的上面及两侧面被磁铁保护罩50覆盖，所以，即使假设第一以及第二爪状磁极部20、24在径向振动，与第一以及第二永久磁铁32、37接触，磁铁保护罩50也能作为缓冲层发挥功能，抑制第一以及第二永久磁铁32、37的损伤的产生。另外，第一以及第二永久磁铁32、37的露出面积变少，还抑制了第一以及第二永久磁铁32、37损伤，飞散的情况。

这里，磁铁保护罩50被夹装在第一以及第二永久磁铁32、37和第二以及第一爪状磁极部24、20之间。因此，在用磁性材料制作了磁铁保护罩50的情况下，由于从永久磁铁出来的磁通在磁铁保护罩50流动，进入磁感应部件，形成向永久磁铁返回的磁路，进入相向的爪状磁极部的磁通量降低，所以，有必要增多永久磁铁的磁铁量。从这种情况看，希望磁铁保护罩由非磁性材料，例如不锈钢、合成树脂制作。

另外，磁铁保护罩50将第一以及第二翼部50b、50c夹装固定在第一以及第二嵌合槽31、36的侧面和第一以及第二永久磁铁32、37的侧面之间，但是，磁铁保护罩50也可以通过钎焊等将第一以及第二翼部50b、50c紧固在第一以及第二磁感应部件30、35上。

实施方式6.

图16是表示有关本发明的实施方式6的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装状态的立体图。

图16中，磁铁保护罩50A在基部50a和第一以及第二翼部50b、50c的基础上，具备从基部50a的相对的剩余两边延伸设置的第三以及第四翼部50d、50e。然后，磁铁保护罩50A以将基部50a载置在第一以及第二永久磁铁32、37的上面，使第一以及第二翼部50b、50c沿被嵌装在第一以及第二嵌合槽31、36上的两侧面，进而使第三以及第四翼部50d、50e沿第一以及第三永久磁铁32、37的厚度方向的两侧面的方式，被安装在第一以及第二永久磁铁32、37上，与第一以及第二永久磁铁32、37一起被嵌装于第一以及第二嵌合槽31、36上。

另外，其它的结构与上述实施方式5同样地构成。

根据本实施方式6，因为第一以及第二永久磁铁32、37的露出面积进一步减少，所以，能够进一步抑制第一以及第二永久磁铁32、37的损伤的产生。

实施方式7.

图17是表示有关本发明的实施方式7的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装状态的局部剖视立体图。

图17中，第一以及第二永久磁铁32、37被树脂模制，整体由树脂层51覆盖。

另外，其它的结构与上述实施方式5同样地构成。

根据本实施方式7，因为第一以及第二永久磁铁32、37的整体被树脂层51覆盖，所以，能够进一步抑制第一以及第二永久磁铁32、37的损伤的产生。

实施方式8.

图18是表示有关本发明的实施方式8的车辆用交流发电机中所应用的转子的主要部位的端视图。

图18中，一对按压部52被突出设置在第一谷部25的内壁面的外径侧的相对的部位。然后，第一磁感应部件30使其上面抵接按压部52，被配设在第一谷部25的外径侧，使其周方向的两侧面通过粘接剂等紧固在第一谷部25的内壁面，被架设在第一谷部25之上。这里，就第二谷部而言，也是突出设置按压部，同样地架设第二磁感应部件。

另外，其它的结构与上述实施方式1同样地构成。

在本实施方式8中，因为第一磁感应部件30被架设在第一谷部25之上，所以，能够减少第一磁感应部件30的容积。因此，能够减小作用于第一磁感应部件30的离心力，也没有第二爪状磁极部24的位移的影响。于是，作用于第一磁感应部件30的离心力由因粘接剂等产生的紧固力，还有按压部52承受。另外，就第二磁感应部件而言也同样。

因此，即使在本实施方式8中，也能够通过简单的保持构造将第一以及第二永久磁铁稳定地保持在极核。另外，因为第一磁感应部件30与第一轭铁部19磁性连结，被架设在第一谷部25，所以，能够将在第一永久磁铁32产生的磁通在周方向感应，向第一轭铁部19流动，能够缓和第一轭铁部19的磁饱和。

实施方式9.

图19是表示有关本发明的实施方式9的车辆用交流发电机中所应用的转子的主要部位的端视图。

图19中，第一磁感应部件30被配设在第一谷部25的外径侧，使其周方向的两侧面通过粘接剂、钎焊等紧固在第一谷部25的内壁面，被架设在第一谷部25之上。这里，就第二磁感应部件而言也同样架设。

另外，其它的结构与上述实施方式1同样地构成。

在本实施方式9中，因为第一磁感应部件30被架设在第一谷部25之上，所以，能够减少第一磁感应部件30的容积。因此，能够减小作用于第一磁感应部件30的离心力，也没有第二爪状磁极部24的位移的影响。于是，作用于第一磁感应部件30的离心力由因粘接剂、钎焊等而产生的紧固力承受。另外，就第二磁感应部件而言也同样。

因此，即使在本实施方式9中，也能够通过简单的保持构造将第一以及第二永久磁铁稳定地保持在极核。另外，因为第一磁感应部件30与第一轭铁部19磁性连结，被架设在第一谷部25，所以，能够将在第一永久磁铁32产生的磁通在周方向感应，向第一轭铁部19流动，能够缓和第一轭铁部19的磁饱和。

实施方式10.

图20是模式地表示有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机的剖视图，图21是表示有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机所应用的转子的立体图，图22是说明有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机中的永久磁铁向磁感应部件的封装方法的立体图，图23以及图24分别是表示有关本发明的实施方式10的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图。

图20至图24中，车辆用交流发电机100具备：分别由大致碗形状的铝制的前托架2和后托架3构成的壳体4、经轴承5将旋转轴16支撑在壳体4上，且在壳体4内旋转自由地配设的转子13D、紧固在向壳体4的前侧延伸的旋转轴16的端部的滑轮6、固定在转子13D的轴向(以后称为轴向)的两端面的风扇7、相对于转子13D具有一定的气隙29，且围绕转子13D的外周，被固定在壳体4上的定子10、固定在旋转轴16的后侧且向转子13D供给电流的一对滑环8、以在各滑环8滑动的方式配设在壳体4内的一对碳刷9。另外，虽未图示出，但在壳体4内配设着将在定子10产生的交流整流为直流的整流器、调整在定子10产生的交流电压的大小的电压调整器等。

定子10具备圆筒状的定子铁心11、卷绕在定子铁心11上且伴随着转子13D的旋转，通过来自后述的磁场线圈14的磁通的变化而产生交流的定子线圈12。

转子13D具备流动着励磁电流并产生磁通的磁场线圈14、以覆盖磁场线圈14的方式设置，通过其磁通形成磁极的极核15以及贯穿装配于极核15的轴心位置的旋转轴16。

极核15构成为分别例如被分割成用S10C等低碳钢通过冷锻法制作的第一以及第二极核体17、21。

第一极核体17具有将外周面做成圆筒形状，旋转轴插通孔18a贯通轴心位置而形成的第一凸台部18、从第一凸台部18的一端缘部向径向外侧延伸设置的厚壁环状的第一轭铁部19、从第一轭铁部19的外周部向轴向另一端侧延伸设置的第一爪状磁极部20。第一爪状磁极部20形成为将其最外径面形状做成大致梯形形状，周方向宽度随着趋近前端侧而逐渐变窄，且径向厚度随着趋近前端侧而逐渐变薄的尖细形状，在第一轭铁部19的外周部在周方向以等角间距例如排列8个。再有，第一谷部25在位于第一轭铁部19的各相邻的第一爪状磁极部20之间的部位，被凹陷设置成向内径侧凸状地弯曲的U字状。

第二极核体21具有将外周面做成圆筒形状，旋转轴插通孔22a贯通轴心位置而形成的第二凸台部22、从第二凸台部22的另一端缘部向径向外侧延伸设置的厚壁环状的第二轭铁部23、从第二轭铁部23的外周部向轴向一端侧延伸设置的第二爪状磁极部24。第二爪状磁极部24形成为将其最外径面形状做成大致梯形形状，周方向宽度随着趋近前端侧而逐渐变窄，且径向厚度随着趋近前端侧而逐渐变薄的尖细形状，在第二轭铁部23的外周部在周方向以等角间距例如排列8个。再有，第二谷部26在位于第二轭铁部23的各相邻的第一爪状磁极部24之间的部位，被凹陷设置成向内径侧凸状地弯曲的U字状。

这里，第一以及第二极核体17、21是在通过冷锻法成型了相当于爪状磁极部的部分从轭铁部向径向外方延伸的形状的极核体后，将从轭铁部向径向外方延伸的相当于爪状磁极部的部分折曲成大致直角而制作的。然后，在折曲成型第一爪状磁极部20时的第一折曲线72在第一轭铁部19和第一爪状磁极部20的边界以在径向延伸的方式形成。同样，在折曲成型第二爪状磁极部24时的第二折曲线73在第二轭铁部23和第二爪状磁极部24的边界以在径向延伸的方式形成。

这样地构成的第一以及第二极核体17、21使第一以及第二爪状磁极部20、24交替地啮合，且使第一凸台部18的另一端面紧贴第二凸台部22的一端面，被紧固在贯穿安装于旋转轴插通孔18a、22a的旋转轴16上。然后，被卷绕在绕线架(未图示出)上的磁场线圈14被安装在由第一以及第二凸台部18、22、第一以及第二轭铁部19、23和第一以及第二爪状磁极部20、24包围的空间。这里，第一以及第二凸台部18、22和第一以及第二轭铁部19、23分别相当于极核15的凸台部以及一对轭铁部。另外，在轴向，第一以及第二爪状磁极部20、24的前端侧分别与第二以及第一轭铁部23、19重叠。

第一磁感应部件60使用铁、铁类磁性合金等磁性材料，制作成具有规定厚度的截面梯形。然后，以将槽方向作为第一磁感应部件60的厚度方向的第一嵌合槽61在第一磁感应部件60的上面开口的方式凹陷设置。这里，第一磁感应部件60的上下面以及第一嵌合槽61的底面为相互平行的平坦面。然后，第一嵌合槽61被形成为其槽宽随着趋近开口而逐渐变窄的楔状。第一永久磁铁62是与第一嵌合槽61的内形形状相适合的外形形状，即，与厚度方向正交的平面的截面为梯形，被制作成比第一磁感应部件60薄的厚度，其上下面为相互平行的平坦面。然后，第一永久磁铁62使厚度方向与第一磁感应部件60的厚度方向一致，且将第一永久磁铁62的一端面和第一磁感应部件60的一端面作为相同面位置，被嵌装在第一嵌合槽61上，根据需要，涂抹粘接剂，保持在第一磁感应部件60上。然后，第一嵌合槽61的底面和第一永久磁铁62的下面紧密接触或隔着微小的间隙相对，第一磁感应部件60和第一永久磁铁62磁性连接。

第二磁感应部件65使用与第一磁感应部件60相同的材质制作成相同的形状。第二永久磁铁67使用与第一永久磁铁62相同的材质制作成相同的形状。第二永久磁铁67使厚度方向与第二磁感应部件65的厚度方向一致，且将第二永久磁铁67的一端面和第二磁感应部件65的一端面作为相同面位置，被嵌装在第二嵌合槽66，根据需要，涂抹粘接剂，保持在第二磁感应部件65上。然后，第二嵌合槽66的底面和第二永久磁铁67的下面紧密接触或隔着微小的间隙相对，第二磁感应部件65和第二永久磁铁67磁性连接。

第一保持槽70在第一极核体17的各第一爪状磁极部20的根侧，以在各第一谷部25的内壁面的外径侧的相对的部位的每一个开口，且将槽方向作为轴向从第一轭铁部19的一端向另一端侧，到达第一折曲线72的方式凹陷设置。同样，第二保持槽71在第二极核体21的各第二爪状磁极部24的根侧，以在各第二谷部26的内壁面的外径侧的相对的部位的每一个开口，且将槽方向作为轴向以从第二轭铁部23的另一端向一端侧到达第二折曲线73的方式凹陷设置。这里，第一以及第二保持槽70、71通过拉削加工、铣削加工等，形成为将第一以及第二磁感应部件60、65的两侧部嵌装的槽形状。

第一磁感应部件60使第一永久磁铁62朝向上方，从轴向外侧被压入相对的第一保持槽70，根据需要，涂抹粘接剂，以被架设在各第一谷部25之上的状态被磁性连接，被安装在第一极核体17上。此时，第一磁感应部件60以及第一永久磁铁62的厚度方向与轴向一致。另外，第一嵌合槽61在位于被嵌装保持在第一保持槽70上的第一磁感应部件60的外径侧的方向开口。

第一永久磁铁62使其中心相对于第一磁感应部件60的厚度方向的中心向磁场线圈14侧移动，即，向轴向的磁场线圈14侧偏心，被保持在第一磁感应部件60上。然后，相对于轴向，第一永久磁铁62的磁场线圈14侧与第二爪状磁极部24重叠，第一永久磁铁62的与磁场线圈14相反的侧没有与第二爪状磁极部24重叠。即，从径向外方看，第一永久磁铁62的一部分从第二爪状磁极部24露出，余部位于第二爪状磁极部24的内径部，其上面与第二爪状磁极部24的前端侧内周面空开规定的间隙相向。另外，第一嵌合槽61的底面以及第一永久磁铁62的下面为是和转子13D同轴的圆筒面相切的平坦面。包括转子13D的轴心在内的平面的第一永久磁铁62的截面为矩形。另外，永久磁铁的中心是指永久磁铁的上面和下面的中心，且成为厚度方向的中心的部分。

第二磁感应部件65使第二永久磁铁67朝向上方，从轴向外侧被压入相对的第二保持槽71，根据需要，涂抹粘接剂，以被架设在各第二谷部26之上的状态被磁性连接，被安装在第二极核体21上。此时，第二磁感应部件65以及第二永久磁铁67的厚度方向与轴向一致。另外，第二嵌合槽66在位于被嵌装保持在第二保持槽71上的第二磁感应部件65的外径侧的方向开口。

第二永久磁铁67使其中心相对于第二磁感应部件65的厚度方向的中心向磁场线圈14侧移动，即，向轴向的磁场线圈14侧偏心，被保持在第二磁感应部件65上。然后，相对于轴向，第二永久磁铁67的磁场线圈14侧与第一爪状磁极部20重叠，第二永久磁铁67的与磁场线圈14相反的侧没有与第一爪状磁极部20重叠。即，从径向外方看，第二永久磁铁67的一部分从第一爪状磁极部20露出，余部位于第一爪状磁极部20的内径部，其上面与第一爪状磁极部20的前端侧内周面空开规定的间隙相向。另外，第二嵌合槽66的底面以及第二永久磁铁67的下面为是和转子13D同轴的圆筒面相切的平坦面。包括转子13D的轴心在内的平面的第二永久磁铁67的截面为矩形。

另外，第一永久磁铁62以在包括转子13D的轴心在内，且通过第一永久磁铁62的中心的平面上，附磁方向40向磁场线圈14侧倾斜成上升梯度的方式被附磁定向。然后，通过第一永久磁铁62的中心的附磁方向40的延长线朝向相向的第二爪状磁极部24的前端侧内周面。同样，第二永久磁铁67以在包括转子13D的轴心在内，且通过第二永久磁铁67的中心的平面上，附磁方向40向磁场线圈14侧倾斜成上升梯度的方式被附磁定向。然后，通过第二永久磁铁67的中心的附磁方向40的延长线朝向相向的第一爪状磁极部20的前端侧内周面。另外，如图20所示，在对磁场线圈14通电，磁场41在箭头方向产生的情况下，第一以及第二永久磁铁62、67与磁场41反向地被附磁定向。另外，在将在磁场线圈14流动的磁场电流所产生的磁场41的朝向反转这样设计的情况下，第一以及第二永久磁铁62、67也被反向地附磁定向。

接着，说明这样构成的车辆用交流发电机100的动作。

首先，电流从蓄电池(未图示出)经碳刷9以及滑环8向转子13D的磁场线圈14供给，产生磁通。由该磁通，将第一极核体17的第一爪状磁极部20附磁为N极，将第二极核体21的第二爪状磁极部24附磁为S极。

另一方面，发动机的旋转扭矩经皮带(未图示出)以及滑轮6向旋转轴16传递，转子13D旋转。因此，旋转磁场被施加给定子10的定子线圈12，在定子线圈12上产生电动势。该交流的电动势由整流器整流为直流电流，对蓄电池充电或向电负荷供给。

接着，参照图25以及图26，说明磁通的动作。

首先，若对磁场线圈14通电，则产生磁通42a。该磁通42a从第一爪状磁极部20通过气隙29进入定子铁心11的齿部。然后，磁通42a从定子铁心11的齿部通过心背部在周方向移动，从与相邻的第二爪状磁极部24相向的齿部通过气隙29进入该第二爪状磁极部24。接着，进入到第二爪状磁极部24的磁通42a通过第二轭铁部23、第二凸台部22、第一凸台部18、第一轭铁部19到达第一爪状磁极部20。这里，在以往的爪极型转子中，第一以及第二极核体因为被设计了界限，所以，因磁场线圈产生的磁场而磁饱和，由转子产生的磁通减少。

在该实施方式10中，第一以及第二永久磁铁62、67以与磁场线圈14产生的磁场41的朝向相反的方式被附磁定向。因此，第一以及第二永久磁铁62、67产生的磁场的朝向与磁场线圈14产生的磁场41反向。要使由该第一以及第二永久磁铁62、67产生的磁通42b与定子铁心11交链，需要使具有大的磁阻的气隙29往复。另外，第一以及第二永久磁铁62、67被配设在第二以及第一爪状磁极部24、20的内径侧，以相对于第一以及第二爪状磁极部20、24的内周面侧，以更短的磁路长度环绕的方式被配设。

另外，因为从径向外方看，第一以及第二永久磁铁62、67的一部分从第二以及第一爪状磁极部24、20露出，所以，例如由第二永久磁铁67产生的磁通42b的一部分容易从第一爪状磁极部20的露出部流向定子铁心11。在本实施方式10中，因为通过第二永久磁铁67的中心的附磁方向40的延长线朝向相向的第一爪状磁极部24的前端侧内周面，所以，即使在从第一爪状磁极部20露出的露出部，磁通42b也流向第一爪状磁极部20的前端侧内周面，流向定子铁心11的磁通量降低。因此，磁通42b的大部分没有迂回到定子铁心11，而是在转子13D内部，在封闭的磁回路流动。

即，由第一永久磁铁62产生的磁通42b进入第一磁感应部件60。这里，在第一磁感应部件60的下方存在第一谷部25，即，大的空隙。因此，进入到第一磁感应部件60的磁通42b在第一磁感应部件60内，在周方向的两侧流动，进入第一轭铁部19，通过第一凸台部18、第二凸台部22、第二轭铁部23以及第二爪状磁极部24，经空隙返回第一永久磁铁67。另外，由第二永久磁铁67产生的磁通42b经空隙进入第一爪状磁极部20，经由第一轭铁部19、第一凸台部18、第二凸台部22，进入第二轭铁部23。进入到第二轭铁部23的磁通42b在第二轭铁部23的第二谷部26的两侧在径向外方流动，从第二磁感应部件65的两端进入第二磁感应部件65，返回第二永久磁铁67。

因此，第一以及第二永久磁铁62、67产生的磁通42b与磁场线圈14产生的磁通42a反向，能够大幅降低构成第一以及第二极核体17、21的磁性体的磁通密度，能够消除磁饱和。

接着，使用这样构成的车辆用交流发电机100，测定相对于磁场磁动势(磁场安匝)的无负荷时的定子交链磁通量以及相对于转速的发电量(直流电流A)，其结果表示在图27以及图28中。另外，为了比较，制作省略了第一以及第二永久磁铁62、67的以往装置，测定相对于磁场磁动势的无负荷时的定子交链磁通量以及相对于转速的发电量，其结果表示在图27以及图28中。另外，图27以及图28中，实线表示本发明的装置，点划线表示以往装置。

从图27可以看出，在磁场磁动势小的区域，车辆用交流发电机100和以往装置的差小，若越过磁饱和开始的区域，则车辆用交流发电机100和以往装置的差增大。即，可知配设第一以及第二永久磁铁62、67，与消除磁饱和，使与定子10交链的磁通量增大的情况相连。同样，从图28可以看出，在车辆用交流发电机100中，相对于以往装置，尤其能够在低速旋转区域得到大的发电量。

即，在以往装置中，以磁饱和为起因，磁场的磁动势中三成以上在转子的磁回路消耗，难以增大磁通量。另一方面，在该实施方式10中，如上所述，推定因为磁饱和被消除，所以，与定子10交链的磁通增加，发电量增加。尤其能够大幅增大磁饱和在明显的低速怠速区域的发电量的情况已得到确认。

在该实施方式10中，因为第一以及第二磁感应部件60、65被架设在第一以及第二谷部25、26之上，所以，没有必要用第一以及第二磁感应部件60、65将第一以及第二谷部25、26完全埋没，能够减少第一以及第二磁感应部件60、65的容积。再有，由于第一以及第二永久磁铁62、67保持在被架设在第一以及第二谷部25、26之上的第一以及第二磁感应部件60、65上，所以，能够使第一以及第二永久磁铁62、67为必要的最小限度的大小。因此，在高速旋转时，作用于第一以及第二磁感应部件60、65和第一以及第二永久磁铁62、67上的离心力减小，同时，也不存在以离心力以及热膨胀为起因的第一以及第二爪状磁极部20、24的位移的影响。据此，能够通过简单的保持构造将第一以及第二永久磁铁62、67稳定地保持在极核15。

另外，因为第一以及第二磁感应部件60、65在周方向将第一以及第二谷部25、26的外径侧的内壁面之间连结，所以，能够抑制极核15的变形的产生。

另外，因为用与第一以及第二极核体17、21不同的零件制作第一以及第二磁感应部件60、65，所以，容易确保加工精度，能够高精度地制作第一以及第二保持槽70、71的嵌合面和第一以及第二永久磁铁62、67的嵌合面。因此，能够使第一以及第二磁感应部件60、65和第一以及第二轭铁部19、23的嵌合部上的间隙还有第一以及第二磁感应部件60、65和第一以及第二永久磁铁62、67的嵌合部上的间隙向最小限度减少，使这些嵌合部的磁阻减小，因此，磁铁的磁通量增加，能够有效利用磁铁。

另外，因为第一以及第二永久磁铁62、67与相对于转子13D的最外周面位于径向内方，所以，定子槽高谐波停留在第一以及第二爪状磁极部20、24的最外周面部，不会发挥直接感应加热第一以及第二永久磁铁62、67那样的作用。其结果为能够事先防止第一以及第二永久磁铁62、67被加热而热消磁的情况。

另外，通过第一以及第二永久磁铁62、67的中心的附磁方向40的延长线朝向相向的第二以及第一爪状磁极部24、20的前端侧内周面。据此，第一以及第二永久磁铁62、67的磁回路成为在转子内部封闭的磁回路，与定子10交链的磁通成分降低。因此，无负荷无励磁的第一以及第二永久磁铁62、67的感应电压的产生得到抑制。另外，即使从径向外方看，从第一以及第二永久磁铁62、67的第二以及第一爪状磁极部24、20露出的量增多，也能够抑制与定子10交链的磁通成分的增大。由于这些结果，能够使第一以及第二永久磁铁62、67的磁铁量增大。

另外，因为第一以及第二永久磁铁62、67向轴向偏心地被保持在第一以及第二磁感应部件60、65上，所以，能够增大与第一以及第二永久磁铁62、67的第二以及第一爪状磁极部24、20的前端侧内周面相向的部位。其结果为能够降低第一以及第二永久磁铁62、67产生的磁通42b的泄漏。

另外，因为第一以及第二磁感应部件60、65制作得比第一以及第二永久磁铁62、67的厚度厚，所以，能够增大第一以及第二磁感应部件60、65和第一以及第二保持槽70、71的嵌合面积。其结果为第一以及第二轭铁部19、23对第一以及第二磁感应部件60、65的保持强度增大，即使离心力作用于第一以及第二永久磁铁62、67和第一以及第二磁感应部件60、65，也能够稳定地保持第一以及第二永久磁铁62、67。

这里，第一以及第二折曲线72、73形成在第一以及第二轭铁部19、23和第一以及第二爪状磁极部20、24的边界。于是，第一以及第二爪状磁极部20、24的周方向宽度从折曲线72、73向前端侧逐渐变小。因此，在从轴向外方越过第一以及第二折曲线72、73形成了第一以及第二保持槽70、71的情况下，第一以及第二保持槽70、71和第一以及第二磁感应部件60、65的嵌合面积越是越过折曲线72、73越小。由于这种情况，优选不是从轴向外方越过第一以及第二折曲线72、73形成了第一以及第二保持槽70、71。或者，在以在轴向贯通的方式形成了第一以及第二保持槽70、71的情况下，优选第一以及第二磁感应部件60、65以不越过折曲线72、73位于磁场线圈14侧的方式嵌装在第一以及第二保持槽70、71上。

这样，优选第一以及第二磁感应部件60、65以位于第一以及第二保持槽70、71和第一以及第二折曲线72、73的交点O和第一以及第二轭铁部19、23的轴向外侧的端面之间的方式，被嵌装保持在第一以及第二保持槽70、71上。

另外，第一以及第二永久磁铁62、67被形成为具有规定厚度的截面梯形，但是，若第一以及第二永久磁铁62、67被嵌装保持在第一以及第二磁感应部件60、65上，则对其截面形状没有特别限定。同样，第一以及第二磁感应部件60、65被形成为具有规定厚度的截面梯形，但是，第一以及第二磁感应部件60、65被嵌装保持在第一以及第二保持槽70、71上，则对其截面形状没有特别限定。换言之，嵌合槽以及保持槽的槽形状只要与永久磁铁以及磁感应部件的嵌合部的形状相匹配地适当设定即可。

另外，第一以及第二永久磁铁62、67中，包括转子13D的轴心在内的平面的截面被形成为矩形，但是，其截面形状只要适当设定即可。

实施方式11.

在实施方式11中，除折曲线在爪状磁极部和轭铁部的边界，形成为朝向磁场线圈侧倾斜成为下降梯度这点外，与上述实施方式10同样地构成。另外，因为第一以及第二永久磁铁62、67在第一以及第二极核体17、21上同样地被保持，所以，这里，仅对第二永久磁铁67的保持构造进行说明，省略对第一永久磁铁62的保持构造的说明。

图29是表示有关本发明的实施方式11的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图。

图29中，第二折曲线73a在第二爪状磁极部24和第二轭铁部23的边界，形成为朝向磁场线圈14侧倾斜成为下降梯度。

第二保持槽71在第二极核体21的各第二爪状磁极部24的根侧，以在各第二谷部26的内壁面的外径侧的相对的部位的每一个开口，且将槽方向作为轴向从第二轭铁部23的另一端向一端侧，到达第二折曲线73a的方式凹陷设置。第二磁感应部件65使第二永久磁铁67朝向上方，从轴向外侧被压入相对的第二保持槽71，根据需要，涂抹粘接剂，以被架设在各第二谷部26之上的状态被磁性连接，被安装在第二极核体21上。

这里，第二磁感应部件65以及第二永久磁铁67的厚度方向与轴向一致。另外，第二永久磁铁67使其中心相对于第二磁感应部件65的厚度方向的中心向磁场线圈14侧移动，即，向轴向的磁场线圈14侧偏心，被保持在第二磁感应部件65上。然后，相对于轴向，第二永久磁铁67的磁场线圈14侧与第一爪状磁极部20重叠，第二永久磁铁67的与磁场线圈14相反的侧没有与第一爪状磁极部20重叠。即，从径向外方看，第二永久磁铁67的一部分从第一爪状磁极部20露出，余部位于第一爪状磁极部20的内径部，其上面与第一爪状磁极部20的前端侧内周面空开规定的间隙相向。

另外，第二永久磁铁67以在包括转子13D的轴心在内，且通过第二永久磁铁67的中心的平面上，附磁方向40向磁场线圈14侧倾斜成上升梯度的方式被附磁定向。然后，通过第二永久磁铁67的中心的附磁方向40的延长线朝向相向的第一爪状磁极部20的前端侧内周面。

因此，即使是在本实施方式11中，也能得到与上述实施方式10同样的效果。

这里，在从轴向外方越过第二折曲线73a形成了第二保持槽71的情况下，第二保持槽71和第二磁感应部件65的嵌合面积越是越过第二折曲线73a越小。由于这种情况，优选不是从轴向外方越过第二折曲线73a形成第二保持槽71。或者，在以在轴向贯通的方式形成了第二保持槽71的情况下，优选第二磁感应部件65以不越过第二折曲线73a位于磁场线圈14侧的方式嵌装在第二保持槽71。

这样，即使在本实施方式11中，也是优选第二磁感应部件65以位于第二保持槽71和第二折曲线73a的交点O和第二轭铁部23的轴向外侧的端面之间的方式，被嵌装保持在第二保持槽71。

实施方式12.

在实施方式12中，除使用附磁方向相对于永久磁铁的下面正交的永久磁铁这点以外，与上述实施方式10同样地构成。另外，因为第一以及第二永久磁铁62、67在第一以及第二极核体17、21上同样地被保持，所以，这里，仅对第二永久磁铁67的保持构造进行说明，省略对第一永久磁铁62的保持构造的说明。

图30是表示有关本发明的实施方式12的车辆用交流发电机所应用的转子的主要部位的剖视图。

图30中，第二磁感应部件65A使用铁、铁类磁性合金等磁性材料制作成具有规定厚度的截面梯形。然后，以将槽方向作为第二磁感应部件65A的厚度方向的第二嵌合槽66A在第二磁感应部件65A的上面开口的方式凹陷设置。这里，第二磁感应部件65A的上下面为相互平行的平坦面。另外，第二嵌合槽66A的一端侧的区域的底面66a被形成为朝向第二磁感应部件65A的一端侧成为下降梯度的倾斜面。于是，第二嵌合槽66A的槽宽形成为朝向开口逐渐变窄的楔状。

第二永久磁铁67使厚度方向与第二磁感应部件65A的厚度方向一致，且使第二永久磁铁67的下面的一端缘部与第二嵌合槽66A的底面66a的一端缘部一致，被嵌装在第二嵌合槽66A，根据需要，涂抹粘接剂，保持在第二磁感应部件65A上。然后，第二嵌合槽66A的底面66a和第二永久磁铁67的下面紧密接触或隔着微小的间隙相对，第二磁感应部件65A和第二永久磁铁67磁性连接。第二永久磁铁67的附磁方向40垂直于第二永久磁铁67的下面。

第二磁感应部件65A一端侧朝向磁场线圈14，被嵌装在第二保持槽71上。此时，第二嵌合槽66A的底面66a以及第二永久磁铁67的下面是和与转子13D同轴的截头圆锥面相切的平坦面。该平坦面是关于轴向，朝向磁场线圈14，相对于旋转轴16在从外径外侧位置在成为内径内侧的方向倾斜的梯度，即，朝向磁场线圈14下降梯度的倾斜面。然后，因为第二永久磁铁67的附磁方向40垂直于第二永久磁铁67的下面，所以，通过第二永久磁铁67的中心的附磁方向40的延长线朝向相向的第一爪状磁极部20的前端侧内周面。另外，第二永久磁铁67的上面的一端缘部与第二折曲线73一致。

因此，即使在该实施方式12中，也能够得到与上述实施方式10同样的效果。

根据本实施方式12，因为将第二嵌合槽66A的底面66a形成为向磁场线圈14下降梯度的倾斜面，所以，附磁方向40垂直于第二永久磁铁67的下面，附磁方向40的延长线朝向相向的第一爪状磁极部20的前端侧内周面。因此，没有必要使附磁方向相对于第二永久磁铁67的下面倾斜，使第二永久磁铁67的附磁容易。另外，第二永久磁铁67和第一爪状磁极部20之间的间隙变窄，第二永久磁铁67的磁通量增加，输出增加。

这里，在本实施方式12中也是优选第二磁感应部件65A以位于第二保持槽71和第二折曲线73的交点O和第二轭铁部23的轴向外侧的端面之间的方式，被嵌装保持在第二保持槽71。然后，在第二磁感应部件65A以使其一端与交点O一致的方式被嵌装在第二保持槽71上的情况下，因为第二永久磁铁67的一端侧越过第二折曲线73进入第一爪状磁极部20的内径部，所以，由第二永久磁铁67产生的磁通的泄漏量能够进一步降低。

另外，虽然仅将第二嵌合槽66A的一端侧的区域的底面66a做成倾斜面，但也可以将嵌合槽整体的底面做成倾斜面。

实施方式13.

图31是表示有关本发明的实施方式13的车辆用交流发电机中所应用的转子的端视图。

图13中，第一磁感应部件30被架设在八个第一谷部25的每一个上。然后，第一永久磁铁32仅被嵌合保持于在周方向隔一个的第一磁感应部件30的第一嵌合槽31。这里，虽未图示出，但在第二极核体21中，也是第二磁感应部件35被架设在八个第二谷部26的每一个上，第二永久磁铁37仅被嵌合保持于在周方向隔一个的第二磁感应部件35的第二嵌合槽36。

另外，其它的结构与上述实施方式1同样地构成。

在本实施方式13中，第一磁感应部件30被架设在第一谷部25的每一个上，第一永久磁铁32被保持于在周方向隔一个的第一磁感应部件30上。同样，第二磁感应部件35被架设在第二谷部26的每一个上，第二永久磁铁37被保持于在周方向隔一个的第二磁感应部件35上。因此，即使相对于离心力，不产生重量的不平衡，也能够确保优异的可靠性，且与在所有的谷部配设永久磁铁的情况相比，虽然输出少许降低，但能够削减零件数量，能以廉价的结构提高输出。

实施方式14.

图32是表示有关本发明的实施方式14的车辆用交流发电机中所应用的转子的端视图。

图14中，第一磁感应部件30被架设于在周方向隔一个的第一谷部25。然后，第一永久磁铁32被嵌合保持于各第一磁感应部件30的第一嵌合槽31。这里，虽未图示出，但在第二极核体21中，也是第二磁感应部件35被架设于在周方向隔一个的第二谷部26的每一个上，第二永久磁铁37被嵌合保持于各第二磁感应部件35的第二嵌合槽36。

另外，其它的结构与上述实施方式1同样地构成。

在本实施方式14中，第一磁感应部件30被架设于在周方向隔一个的第一谷部25，第一永久磁铁32被保持于各第一磁感应部件30。同样，第二磁感应部件35被架设于在周方向隔一个的第二谷部26，第二永久磁铁37被保持于各第二磁感应部件35。因此，即使相对于离心力，不产生重量的不平衡，也能够确保优异的可靠性，且与在所有的谷部配设永久磁铁的情况相比，虽然输出少许降低，但能够削减零件数量，能以廉价的结构提高输出。

这里，在上述实施方式13、14中，将永久磁铁保持于在各极核体的周方向隔一个的谷部上架设的磁铁保持件，但也可以将永久磁铁保持于所有的在第一极核体的各谷部上架设的磁铁保持件，在第二极核体的各谷部上架设的磁铁保持件上不保持永久磁铁。即使在这种情况下，与将永久磁铁配设于在所有的谷部上架设的磁铁保持件的每一个上的情况相比，虽然输出少许降低，但能够削减零件数量，能够以廉价的结构提高输出。另外，因为永久磁铁在周方向平衡性良好地被配设，所以，相对于离心力，不产生重量的不平衡。

另外，在上述实施方式1～12中，说明了配设16个永久磁铁的情况，在上述实施方式13、14中，说明了配设八个永久磁铁的情况，但是，永久磁铁的配设个数只要与要求的输出相匹配地适当设定即可。该情况下，优选在周方向平衡性良好地配置永久磁铁，相对于离心力，不会产生重量的不平衡。

另外，在上述各实施方式中，对车辆用交流发电机进行了说明，但本发明不限于车辆用交流发电机，即使应用于车辆用电动机、车辆用发电电动机等旋转电机，也能够发挥同样的效果。

另外，在上述各实施方式中，第一以及第二磁感应部件以及第一以及第二永久磁铁与转子的轴心正交的截面形状被形成为梯形，但是截面形状不限于梯形，例如也可是正方形、长方形等四边形。另外，对截面四边形的角部进行倒角或R加工，当然也很好。

Claims (10)

1.一种旋转电机，所述旋转电机具备转子和定子，所述转子具有凸台部、从该凸台部的轴向两端缘部向径向外方延伸设置的一对轭铁部以及从该一对轭铁部的各自交替地向轴向延伸设置并啮合，排列在周方向的多个爪状磁极部，以向内径侧弯曲的谷部形成于在周方向相邻的上述爪状磁极部间的各自的上述轭铁部的部位，且上述爪状磁极部的前端侧相对于轴向与上述轭铁部重叠的方式制作，具有在被紧固在插通于上述凸台部的轴心位置的旋转轴上的极核和被收纳在由上述凸台部、上述一对轭铁部以及上述多个爪状磁极部包围的空间内的磁场线圈；

所述定子配设成隔着规定的气隙围绕上述转子的外周，其特征在于，

具有：架设在上述谷部的由磁性材料构成的磁感应部件和

以与上述爪状磁极部的前端侧的内周面空开规定的间隙相向的方式配置在上述磁感应部件上，与上述磁场线圈产生的磁场的朝向反方向地被附磁定向的永久磁铁。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，上述永久磁铁的附磁方向与相向的上述爪状磁极部的前端侧的内周面大致正交。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，上述永久磁铁的外周面与相向的上述爪状磁极部的前端侧的内周面大致平行。

4.如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，上述永久磁铁的外周面和内周面平行。

5.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，保持槽在上述极核的上述爪状磁极部的根侧，在上述谷部的内壁面的外径侧的相向的部位的各自上开口，且以槽方向作为轴向，从上述轭铁部的轴向外方向上述磁场线圈侧凹陷设置，

嵌合槽相对于位于嵌装保持于上述保持槽上的上述磁感应部件的外径侧的方向开口，且以槽方向为轴向凹陷设置在上述磁感应部件上，

上述磁感应部件被嵌装保持于相对的上述保持槽，被架设在上述谷部，

上述永久磁铁被嵌装于上述嵌合槽且被保持在上述磁感应部件上，

上述永久磁铁的整体从径向外方看，位于上述爪状磁极部的内径部。

6.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，保持槽在上述极核的上述爪状磁极部的根侧，在上述谷部的内壁面的外径侧的相向的部位的各自上开口，且以槽方向作为轴向，从上述轭铁部的轴向外方向上述磁场线圈侧凹陷设置，

嵌合槽相对于位于嵌装保持于上述保持槽上的上述磁感应部件的外径侧的方向开口，且以槽方向为轴向凹陷设置在上述磁感应部件上，

上述磁感应部件被嵌装保持于相对的上述保持槽，被架设在上述谷部，

上述永久磁铁被制作成比上述磁感应部件短的轴向长度，被嵌装于上述嵌合槽，且使该永久磁铁的中心与上述磁感应部件的轴向中心相比向上述磁场线圈侧移动，被保持在上述磁感应部件上，

上述永久磁铁从径向外方看上述永久磁铁的一部分从上述爪状磁极部露出，余部位于上述爪状磁极部的内径部，再有以通过其中心的附磁方向的延长线朝向上述爪状磁极部的前端侧内周面的方式被附磁定向。

7.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，在上述嵌合槽的轴向位置，至少上述磁场线圈侧的区域被形成为朝向上述磁场线圈侧相对于上述旋转轴从外径外侧位置开始在成为内径内侧的方向倾斜的梯度的槽形状，上述永久磁铁被嵌装在上述嵌合槽的倾斜为上述梯度的区域，被保持在上述磁感应部件上。

8.如权利要求6或7所述的旋转电机，其特征在于，在上述极核上，折曲线形成在上述爪状磁极部和上述轭铁部的边界，

上述磁感应部件以位于上述保持槽和上述折曲线的交点与上述轭铁部的轴向外方的端面之间的方式被嵌装保持在上述保持槽。

9.如权利要求1至8中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，上述永久磁铁由保护罩覆盖。

10.如权利要求1至8中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，上述永久磁铁被树脂模制。

Images