CN102165672A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转电机，其目的在于，在定子的轴向的至少一方的线圈端部被设为朝向定子铁心的径向内侧弯曲形成的弯曲线圈端部的旋转电机中，抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的涡流损耗。另外，在此种旋转电机中，有效地利用弯曲线圈端部所产生的磁场而实现转子的旋转方向的转矩的提高。转子(2)具备：近似圆筒状的转子铁心(3)、与弯曲线圈端部(81)相面对并与该转子铁心(3)同心地安装于转子铁心(3)的轴向端面(31)的对置端板(4)，对置端板(4)主要由将磁性材料的粉体、即磁性粉体加压成形而成的压粉件构成，构成该压粉件的磁性粉体间被设为由弯曲线圈端部(81)所产生的磁场造成的感应电流受到限制的非导电状态。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种具备在近似圆筒状的定子铁心上卷绕线圈而成的定子、被能够旋转地支承在该定子的径向内侧的转子的旋转电机。

背景技术

作为有关具备在近似圆筒状的定子铁心上卷绕线圈而成的定子、被能够旋转地支承在该定子的径向内侧的转子的旋转电机，例如在下述的专利文献1中公开有如下所示的旋转电机的构成。即，该旋转电机具备如下的构成，将位于定子铁心的轴向两个外方的线圈的两方的线圈端部的至少一方，按照使其头端接近转子的方式朝向径向内侧弯曲。根据此种旋转电机的构成，将向径向内侧弯曲的弯曲线圈端部与转子的轴向端面接近对置，就可以将在该弯曲线圈端部产生的磁通提供给转子，可以实现旋转电机的转矩及效率的提高。

专利文献1：日本专利第3928297号公报(第5-7页、图1)

但是，在上述专利文献1中记载的构成中，转子被设为向沿轴向层叠多片硅钢板而构成的转子铁心的内部插入永久磁铁的构成，因而相对于上述弯曲线圈端部来说，也仅是转子铁心的轴向端面与之相面对。此种构成中，由于构成转子铁心的硅钢板被配置于与来自上述弯曲线圈端部的磁通正交的面内，因此容易在硅钢板中流过涡电流，存在涡流损耗容易变大的问题。

另外，在上述专利文献1中记载的构成中，在与上述弯曲线圈端部相面对的转子的轴向端面，没有设置用于接受来自上述弯曲线圈端部的磁通而主动地产生使转子旋转的转矩的结构。此外，转子的永久磁铁被磁化的方向或转子铁心的形状没有被按照相对于来自上述弯曲线圈端部的磁通的朝向有效地产生使转子旋转的转矩的方式构成。由此，无法有效地利用来自上述弯曲线圈端部的磁场，转矩及能量效率的提高的程度非常少。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在定子的轴向的至少一方的线圈端部被设为朝向定子铁心的径向内侧弯曲形成的弯曲线圈端部的旋转电机中，抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的涡流损耗。另外，进一步的目的还在于，在此种旋转电机中，在具备利用弯曲线圈端部所产生的磁场的转矩产生部的情况下，有效地利用该磁场而实现转子的旋转方向的转矩的提高。

用于达成上述目的的本发明的旋转电机具备：在近似圆筒状的定子铁心上卷绕线圈而成的定子、被能够旋转地支承在该定子的径向内侧的转子，其特征构成在于，上述定子的轴向的至少一方的线圈端部被设为朝向上述定子铁心的径向内侧弯曲形成的弯曲线圈端部，上述转子具备：近似圆筒状的转子铁心、与上述弯曲线圈端部相面对并与上述转子铁心同心地安装于该转子铁心的轴向端面的对置端板，上述对置端板主要由将磁性材料的粉体、即磁性粉体加压成形而成的压粉件构成，构成该压粉件的磁性粉体间被设为由上述弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流受到限制的非导电状态。

这里，上述线圈端部是在上述定子的轴向的一方侧及另一方侧分别从上述定子铁心的轴向端部突出的上述线圈的部分。另外，本申请中，“旋转电机”是作为包含电动机(motor)、发电机(generator)、以及根据需要起到电动机及发电机双方的作用的电动机·发电机的任意一种的概念使用的。

如上所述地构成的旋转电机中，与弯曲线圈端部相面对的转子的部分最为强烈地受到该弯曲线圈端部所产生的磁场的影响。所以，根据该特征构成，由于在此种转子的部分中，配置有对置端板，其主要由将磁性粉体加压成形而成的压粉件构成，并且将构成该压粉件的磁性粉体间设为上述非导电状态，因此可以有效地抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流流过转子的情况。所以，与像上述专利文献1中记载的那样转子铁心与弯曲线圈端部直接对置的构成、或者具备由铝等电导性高的材质构成的端板的构成相比，可以大幅度减少由弯曲线圈端部产生的磁场造成的涡流损耗。由此，可以提高旋转电机的能量效率。

这里，优选上述对置端板在与上述弯曲线圈端部相面对的面具有转矩产生部，该转矩产生部利用上述弯曲线圈端部所产生的磁场，来产生上述转子的旋转方向的转矩。

根据该构成，由于在与弯曲线圈端部相面对而最为强烈地受到该弯曲线圈端部所产生的磁场的影响的对置端板的部分设有转矩产生部，因此可以有效地利用弯曲线圈端部所产生的磁场而提高转子的旋转方向的转矩。所以，就可以在抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流流过转子的情况而减少涡流损耗的同时，实现旋转电机的转矩的提高。

另外，优选上述压粉件是将具有比空气高的导磁率的磁性粉体加压成形而构成的，上述转矩产生部沿着上述对置端板的圆周方向具有多个向接近上述弯曲线圈端部的方向突出形成的凸极部。

根据该构成，利用沿与弯曲线圈端部接近的方向突出形成的凸极部，对置端板就会具有磁凸极性。这样，对置端板就可以利用弯曲线圈端部所产生的旋转磁场缠着沿转子的旋转方向作用的磁阻转矩。所以，就可以在抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流流过转子的情况而减少涡流损耗的同时，实现旋转电机的转矩的提高。

另外，优选上述转矩产生部具有配置在上述对置端板的圆周方向相邻的上述凸极部之间的多个永久磁铁，上述多个永久磁铁被设为，相对于上述弯曲线圈端部的极性沿着上述对置端板的圆周方向交替地相反。

根据该构成，除了由上述的突起部带来的磁阻转矩以外，还可以通过多个永久磁铁相对于弯曲线圈端部所产生的旋转磁场吸引或排斥，而产生沿转子的旋转方向作用的电磁转矩。所以，就可以在抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流流过转子的情况而减少涡流损耗的同时，实现旋转电机的转矩的进一步的提高。

另外，也优选在转矩产生部没有沿着对置端板的圆周方向具备凸极部的构成中，或者在即使具备凸极部然而配置于该凸极部间以外的状态下，具有多个永久磁铁，其被设为，相对于上述弯曲线圈端部的极性沿着上述对置端板的圆周方向交替地相反。

根据该构成，通过多个永久磁铁相对于弯曲线圈端部所产生的旋转磁场吸引或排斥，可以产生沿转子的旋转方向作用的电磁转矩。所以，就可以在抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流流过转子的情况而减少涡流损耗的同时，实现旋转电机的转矩的提高。

另外，也优选上述压粉件是将能够成为永久磁铁的硬磁性材料的磁性粉体加压成形而构成的，上述转矩产生部具有如下制成的永久磁铁，上述永久磁铁将构成上述对置端板的上述压粉件的一部分或全部磁化为，相对于上述弯曲线圈端部的极性沿着上述对置端板的圆周方向交替地相反。

根据该构成，通过多个永久磁铁相对于弯曲线圈端部所产生的旋转磁场吸引或排斥，可以产生沿转子的旋转方向作用的电磁转矩。所以，就可以在抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流流过转子的情况而减少涡流损耗的同时，实现旋转电机的转矩的提高。另外，根据该构成，可以将构成转矩产生部的永久磁铁与对置端板一体化地设置。

另外，优选上述定子铁心具有沿着圆周方向以给定间隔设置的多个槽，上述弯曲线圈端部具备：从各槽中延伸出而沿上述定子的径向延伸的径向导体部、按照将从不同的槽中延伸出的多个径向导体部之间连接的方式沿着圆周方向延伸的圆周方向导体部，上述转矩产生部被设于上述对置端板的径向的与上述径向导体部相面对的区域内。

根据该构成，可以有效地利用在由从不同的槽中延伸出的多个径向导体部和将它们之间连接的圆周方向导体部包围的区域中变强的磁场，利用转矩产生部产生转子的旋转方向的转矩。所以，就可以在抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流流过转子的情况而减少涡流损耗的同时，有效地实现旋转电机的转矩的提高。

另外，优选上述压粉件是将在表面形成有电气性绝缘覆盖膜的磁性粉体加压成形而构成的。

根据该构成，可以将构成压粉件的磁性粉体间恰当地设为上述非导电状态。由此，就可以有效地抑制在主要由压粉件构成的对置端板中流过由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流的情况。

另外，优选使用如上所述地在表面形成有电气性绝缘覆盖膜的磁性粉体、或没有形成此种电气性绝缘覆盖膜的磁性粉体，以电气性绝缘材料作为粘合剂将磁性粉体加压成形而构成上述压粉件。

根据该构成，可以将构成压粉件的磁性粉体间恰当地设为上述非导电状态。所以，就可以有效地抑制在主要由压粉件构成的对置端板中流过由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流的情况。

另外，优选上述对置端板被以近似圆板状形成，并且覆盖上述转子铁心的整个轴向端面。

根据该构成，由于可以将与弯曲线圈端部相面对的转子铁心的大致整个轴向端面利用近似圆板状的对置端板覆盖，因此可以抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的磁通到达与弯曲线圈端部相面对的转子铁心的轴向端面。所以，就可以有效地抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流流过转子的情况。

另外，优选在构成上述弯曲线圈端部的导体间的空隙中插入地配置有线圈端铁心。

根据该构成，在对置端板的与弯曲线圈端部相面对的面中，设有利用弯曲线圈端部所产生的磁场而产生转子的旋转方向的转矩的转矩产生部的情况下，可以提高朝向对置端板侧的磁通的密度。所以，可以实现旋转电机的转矩的进一步的提高。

另外，优选上述线圈端铁心主要由将磁性材料的粉体、即磁性粉体加压成形而成的压粉件构成，构成该压粉件的磁性粉体间被设为由上述弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流受到限制的非导电状态。

根据该构成，由于可以限制在线圈端中流过由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流，因此可以抑制在线圈端铁心中产生涡流损耗。所以，就可以在提高朝向对置端板侧的磁通的密度的同时，抑制涡流损耗而提高旋转电机的能量效率。另外，根据该构成，由于与层叠电磁钢板而构成线圈端铁心的情况相比，可以形成复杂形状的铁心，因此即使在构成弯曲线圈端部的导体间的空隙的形状是复杂的形状的情况下，也可以形成与该形状匹配的合适的线圈端铁心。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的旋转电机的整体的立体图。

图2是本发明的第一实施方式的旋转电机的轴向剖面图。

图3是本发明的第一实施方式的对置端板的立体图。

图4是表示本发明的第二实施方式的旋转电机的整体的立体图。

图5是本发明的第二实施方式的对置端板的立体图。

图6是本发明的第三实施方式的对置端板的立体图。

图7是表示本发明的第四实施方式的旋转电机的整体的立体图。

图8是本发明的第四实施方式的旋转电机的轴向剖面图。

图9是本发明的第四实施方式的线圈端铁心的立体图。

具体实施方式

1.第一实施方式

首先，基于附图对本发明的第一实施方式进行说明。如图1及图2所示，本实施方式的旋转电机1具备：在近似圆筒状的定子铁心7上卷绕线圈8而成的定子6、被能够旋转地支承在该定子6的径向内侧的转子2。在本实施方式中，分别设于定子6的轴向两侧的2个线圈端部81、82的仅一方，被设为朝向定子铁心7的径向内侧弯曲形成的弯曲线圈端部81。另外，转子2具备：近似圆筒状的转子铁心3、与弯曲线圈端部81相面对并被与该线圈铁心3同心地安装于线圈铁心3的轴向端面31中的对置端板4。本发明的旋转电机1特别是在该对置端板4的构成方面具有特征。下面，参照图1～图3对本实施方式的旋转电机1的构成进行详细说明。

1-1.定子的构成

如图1及图2所示，定子6具有近似圆筒状的定子铁心7、卷绕在该定子铁心7上的线圈8。定子铁心7是将多片电磁钢板层叠而构成的，在这里是通过将近似圆环板状的电磁钢板层叠多片而以近似圆筒状形成。另外，定子铁心7具有沿着圆周方向以给定间隔设置的多个槽71。这里，在定子铁心7的内周面，沿着圆周方向以给定间隔设有沿定子6的轴向延伸的多个槽71。各槽71是相互相同的截面形状，具有给定的宽度及深度。本实施方式中，形成向线圈8中输入输出U相、V相及W相这3相交流电的构成。此外，定子6将极数设为“8”，将每极每相的槽数设为“2”。所以，在定子6的内周面，对各相各设2个地依次反复配置U相、V相、W相这3相的槽，在整个周向中设置48个槽71。在定子6的外周面，在圆周方向的3个部位设有用于将定子6固定于未图示的外壳等上的安装部72。各安装部72被形成定子铁心7的外周面局部地突出，并且在中央部具有沿轴向贯穿的圆孔。在该圆孔中插穿螺栓等连结构件而将定子6固定于外壳等。

线圈8被卷绕在形成于定子铁心7上的槽71中。在本实施方式中，线圈8是将以能够卷绕在定子铁心7上的给定形状预先形成的线状导体组合而构成的。在定子铁心7的各槽71中，各插入多条此种线状导体。图示的例子中，每个槽71中插入4条线状导体。另外，构成线圈8的线状导体具有矩形截面。这里，线圈8由U相、V相及W相的各相的线圈构成，在相邻的2个槽中各插入4条相同相的线状导体。

线圈8由线状导体构成，具有由插入定子铁心7的各槽71中的部分构成的多个线圈边部86、与各线圈边部86连续地沿定子6的轴向延伸出而由从定子铁心7中沿轴向突出的部分构成的线圈端部81、82。线圈边部86中，4条线状导体在槽71内被沿径向整齐地配置成一列。线圈端部81、82在定子6的轴向的一方侧及另一方侧分别被作为从定子铁心7的轴向端部中突出的线圈8的部分构成。本实施方式中，这2个线圈端部中的定子6的轴向的一方的线圈端部被设为，朝向定子铁心7的径向内侧弯曲形成的弯曲线圈端部81。定子6的轴向的另一方的线圈端部未被向定子铁心7的径向内侧弯曲，被设为配置于定子铁心7的轴向的延长线上的普通线圈端部82。该普通线圈端部82具有圆周方向导体部，其将配置于不同的槽7内的多个线圈边部86之间连接地沿圆周方向延伸。

弯曲线圈端部81具有：从各槽71中延伸出而沿定子6的径向延伸的径向导体部83、将从不同的槽71中延伸出的多个径向导体83之间连接地沿圆周方向延伸的圆周方向导体部84。本实施方式中，构成径向导体部83的4条线状导体，被按照在从线圈边部86中沿定子6的轴向延伸出后朝向径向内侧弯曲的方式形成。所以，在径向导体部83中，4条线状导体被整齐地配置为，在保持排成一列的状态，同时从沿轴向大致平行的状态朝向径向内侧弯曲，形成沿径向大致平行的状态。这样径向导体部83就被延伸出至定子铁心7的内周面的径向内侧。而且，从图1及图2可以清楚地看到，径向导体部83被配置为，径向导体部83之间在圆周方向上没有重叠。本实施方式中，在构成弯曲线圈端部81的线状导体当中，将圆周方向位置与线圈边部86相同的部分设为径向导体部83。

构成圆周方向导体部84的线状导体被如下所示地形成，即在从对应于一方的槽71的径向导体部83朝向对应于另一方的槽71的径向导体部83，沿圆周方向弯曲的同时被延伸出后，向径向外侧弯曲而与对应于另一方的槽71的径向导体部83相连。此时，在圆周方向导体部84中，在槽71内配置于径向外侧的2条线状导体被沿径向并排地配置，加上在邻近的相同相位的2个槽71的各自中被配置于径向外侧的2条线状导体，共计4条线状导体被沿径向并排地配置。另外，在相对于这4条线状导体来说处于轴向定子铁心7侧的位置，在槽71内配置于径向内侧的2条线状导体被沿径向并排地配置，加上在邻近的相同相位的2个槽71的各自中被配置于径向内侧的2条线状导体，共计4条线状导体被沿径向并排地配置。这样，圆周方向导体部84就被配置于定子铁心7的内周面的径向内侧。

1-2.转子的构成

如图1及图2所示，转子2具备：近似圆筒状的转子铁心3、安装于该转子铁心3的轴向两个端面31、32中的端板4、49。另外，虽然省略了图示，然而转子2具备与转子铁心3一体化旋转地固定的转子轴，该转子轴被能够旋转地支承在未图示的外壳上。这样，转子2就在定子6的径向内侧被相对于该定子6能够旋转地支承。转子铁心3是将多片电磁钢板层叠而构成的，这里通过将近似圆环板状的电磁钢板层叠多片而以近似圆筒形状形成。另外，虽然省略了图示，然而在转子铁心3中，在圆周方向上以均等的间隔在多个部位形成磁铁插入部，向该磁铁插入部中插入并固定永久磁铁。本实施方式中，沿着转子铁心3的圆周方向在与定子6的极数相同的8个部位配置有永久磁铁。而且，有时也会在1个部位上配置多个永久磁铁。这些永久磁铁被配置为，向转子铁心3的表面露出，或者埋入内部。各永久磁铁被沿转子2的径向磁化，多个部位的永久磁铁被设为，相对于定子6的极性沿着转子2的圆周方向交替地相反。即，从转子2的径向外侧观看，按照沿着转子2的圆周方向交替地显现出N极和S极的方式来设定多个部位的永久磁铁的极性。

在此种转子铁心3的轴向两个端面31、32，分别安装有端板4、49。这些端板4、49将插入转子铁心3的磁铁插入部的永久磁铁与转子铁心3一体化地保持，并且具有用于将该转子铁心3固定于未图示的转子轴上的止动器(retainer)的功能。本实施方式中，端板4、49被设为与该转子铁心3同心地安装于转子2的轴向的一方侧及另一方侧的各个端面31、32中的近似圆板状构件。此外，这2个端板当中，设于与弯曲线圈端部81相面对的转子铁心3的轴向一方端面31中的端板被设为对置端板4。设于转子铁心3的轴向另一方端面32中的端板被设为普通端板49。这里，普通端板49被制成将转子铁心3的轴向另一方端面32的整体覆盖的近似圆板状。本实施方式中，对于普通端板49，从轻质化和低成本化的观点考虑利用铝来形成。而且，与以下说明的对置端板4相同地将该普通端板49利用将磁性粉体加压成形而成的压粉件来形成也是合适的。

1-3.对置端板的构成

下面，对对置端板4的构成进行详细说明。如上所述，由于定子6的弯曲线圈端部81是将从定子铁心7的轴向端部中突出的线圈端部朝向定子铁心7的径向内侧弯曲形成而成的，因此构成该弯曲线圈端部81的线状导体的一部分就被配置于与转子2的轴向端面相面对的位置。所以，为了抑制由弯曲线圈端部81所产生的磁场造成的转子2中的涡流损耗，并且有效地利用该磁场而提高转子2的旋转方向的转矩，转子2具备对置端板4，对置端板4与弯曲线圈端部81相面对，被与转子铁心3同心地安装于该转子铁心3的轴向一方端面31中。这里，对置端板4被制成将转子铁心3的轴向一方端面31的整体覆盖的近似圆板状。而且，在对置端板4的径向中央部，形成有插穿未图示的转子轴的圆形孔，该圆形孔的周围成为对置端板4的内周面44。该对置端板4的内周面44被按照位于与转子铁心3的内周面连续的同一面上的方式形成。

对置端板4主要由将磁性材料的粉体、即磁性粉体加压成形而成的压粉件构成。本实施方式中，对置端板4是在板主体45上安装构成后述的转矩产生部5的永久磁铁52而构成的，该板主体45由压粉件构成。这里，构成压粉件的磁性粉体之间被设为由弯曲线圈端部81所产生的磁场造成的感应电流受到限制的非导电状态。本实施方式中，通过将在表面形成有电气性绝缘覆盖膜的磁性粉体加压成形来构成压粉件，从而将构成该压粉件的磁性粉体间设为上述非导电状态。这里，磁性粉体是软磁性材料的粉体，例如优选使用铁、铁-硅系合金、铁-氮系合金、铁-镍系合金、铁-碳系合金、铁-硼系合金、铁-钴系合金、铁-磷系合金、铁-镍-钴系合金、铁-铝-硅系合金等的粉体。另外，作为电气性绝缘覆盖膜，例如除了含有磷和铁的磷酸铁以外，还可以优选使用磷酸锰、磷酸锌、磷酸钙、氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆等。该绝缘覆盖膜作为构成压粉件的磁性粉体间的绝缘层发挥作用。这样，就可以增大将磁性粉体加压成形而成的压粉件的电阻，由此可以增大对置端板4(板主体45)的电阻。本实施方式中，作为将磁性粉体加压成形而生产压粉件的方法，使用将磁性粉体在模具内加压而以给定形状成形后、加热而使之烧结的方法。

通过利用此种压粉件来构成对置端板4的板主体45，就可以将与弯曲线圈端部81相面对而最为强烈地受到该弯曲线圈端部81所产生的磁场的影响的转子2的轴向端部利用电阻大的板状构件覆盖。所以，就可以有效地抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流流过转子2的情况，可以抑制涡流损耗的产生。

另外，对置端板4在与弯曲线圈端部81相面对的面具有转矩产生部5，转矩产生部5利用弯曲线圈端部81所产生的磁场而产生转子2的旋转方向的转矩。如图3所示，本实施方式中，对置端板4作为转矩产生部5，沿着圆周方向具有多个凸极部51及多个永久磁铁52。

凸极部51由构成对置端板4的板主体45中的向与弯曲线圈端部81接近的方向突出形成的部分构成。这里，由于对置端板4的表面41及外周面43与弯曲线圈端部81相面对，因此按照在对置端板4的表面41及外周面43双方中向与弯曲线圈端部81接近的方向突出的方式，形成凸极部51。本实施方式中，凸极部51在对置端板4的圆周方向上被以均等的间隔分散配置于与定子6的极数相同的8个部位。另外，在对置端板4的圆周方向上相邻的2个凸极部51之间，形成有凹部53。该凹部53由板主体45中的按照沿远离弯曲线圈端部81的方向退开的方式形成的部分构成。这里，在对置端板4的表面41及外周面43双方中按照在与弯曲线圈端部81分离的方向上，相对于凸极部51退开一段的方式形成有凹部53。通过在构成对置端板4的板主体45中，如此所述地形成凸极部51及凹部53，板主体45就会具有沿着对置端板4的圆周方向交替地配置相对于弯曲线圈端部81的凸部和凹部的凹凸形状。

如上所述，板主体45由于由软磁性材料的压粉件构成，因此具有比空气高的导磁率。另外，一般来说，永久磁铁52的导磁率与空气大致相同。由此，对置端板4就会因凸极部51的磁感与配置于凹部53中的永久磁铁52的磁感的差而具有磁凸极性。这样，对置端板4就会利用弯曲线圈端部81所产生的旋转磁场产生作用于转子2的旋转方向的磁阻转矩。

永久磁铁52在对置端板4的与弯曲线圈端部81相面对的面中被沿着对置端板4的圆周方向配置多个。这里，由于是对置端板4的表面41主要与弯曲线圈端部81相面对，因此至少在对置端板4的表面41中按照与弯曲线圈端部81相面对的方式配置永久磁铁52。另外，本实施方式中，永久磁铁52被配置于对置端板4的圆周方向上相邻的2个凸极部51之间。具体来说，永久磁铁52被嵌入在圆周方向上相邻的2个凸极部51之间形成的凹部53中而安装于板主体45上。为了可以进行此种安装，永久磁铁52被制成与凹部53内的空间相同的形状。由此，永久磁铁52的背面就被设为径向外侧部分与径向内侧部分相比在轴向上向转子2侧突出的带阶梯的形状。

本实施方式中，永久磁铁52被沿着对置端板4的圆周方向以均等的间隔分散配置于与定子6的极数相同数目的8个部位。各永久磁铁52被沿对置端板4的厚度方向(转子2的轴向)磁化，多个永久磁铁52被设为，相对于弯曲线圈端部81的极性沿着对置端板4的圆周方向交替地相反。即，从对置端板4的表面41侧观看，按照沿着对置端板4的圆周方向交替地显现出N极和S极的方式来设定多个的永久磁铁52的极性。作为该永久磁铁52，例如可以优选使用稀土类磁铁、铁氧体磁铁、铝铁镍钴磁铁等各种烧结磁铁、粘结磁铁、铸造磁铁等。

通过具备此种永久磁铁52，除了上述的由凸极部51造成的磁阻转矩以外，还可以通过多个永久磁铁52相对于弯曲线圈端部81所产生的旋转磁场吸引或排斥而产生沿转子2的旋转方向作用的电磁转矩。所以，根据该对置端板4的构成，与作为转矩产生部5仅具备凸极部51的情况相比，可以实现旋转电机1的转矩的进一步的提高。

另外，本实施方式中，将构成转矩产生部5的多个凸极部51及多个永久磁铁52设于对置端板4的径向上与弯曲线圈端部81的径向导体部83相面对的区域中。通过将凸极部51及永久磁铁52设于此种区域中，就可以利用凸极部51及永久磁铁52，有效地受到在由从不同的槽71中延伸出的多个径向导体部83和将它们之间连接的圆周方向导体部84包围的区域中变强的磁场。由此，就可以有效地利用来自弯曲线圈端部81的磁场，产生转子2的旋转方向的转矩。

2.第二实施方式

下面，参照图4及图5对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式的旋转电机的对置端板4的构成与上述第一实施方式不同。即，本实施方式的对置端板4不具备永久磁铁52，作为转矩产生部5而仅具备凸极部51。即，该对置端板4近似于仅由上述第一实施方式的板主体45构成的构件。此外，该对置端板4沿着对置端板4的圆周方向具有多个向接近弯曲线圈端部81的方向突出形成的凸极部51。

凸极部51与上述第一实施方式相同，被按照在对置端板4的表面41及外周面43双方中向与弯曲线圈端部81接近的方向突出的方式形成，沿着对置端板4的圆周方向，以均等的间隔分散配置于与定子6的极数相同数目的8个部位。另外，在对置端板4的圆周方向上相邻的2个凸极部51之间，与上述第一实施方式相同形成有凹部53。但是，如果对比本实施方式的图5和第一实施方式的图3则可知，在本实施方式中，凸极部51与凹部53的圆周方向长度的比率与上述第一实施方式不同。即，由于该对置端板4不具备永久磁铁52，无法利用电磁转矩，因此，为了获得更大的磁阻转矩，具有与上述第一实施方式相比圆周方向长度更长的凸极部51。与之相伴地，凹部53的圆周方向长度被设定为比第一实施方式短。具体来说，本实施方式的对置端板4中，凸极部51的圆周方向长度与凹部53的圆周方向长度被设定为大致相等的长度。

作为构成对置端板4的压粉件，使用与上述第一实施方式相同的材料。所以，对置端板4由软磁性材料的压粉件构成，具有比空气高的导磁率。由此，对置端板4就会因凸极部51的磁感与凹部53内的空气的磁感的差而具有磁凸极性。这样，对置端板4就会利用弯曲线圈端部81所产生的旋转磁场产生沿转子2的旋转方向作用的磁阻转矩。而且，在本实施方式的说明中，对于没有特别触及的方面，采用与上述第一实施方式相同的构成。

3.第三实施方式

下面，参照图6对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式的旋转电机1的对置端板4的构成与上述第一及第二实施方式不同。即，本实施方式的对置端板4由将能够成为永久磁铁的硬磁性材料的磁性粉体加压成形而成的压粉件构成，利用将构成该对置端板4的压粉件的一部分磁化而成的永久磁铁52来构成转矩产生部5。下面，对于本实施方式的旋转电机1，主要对与上述第一实施方式的不同点进行说明。而且，本实施方式的说明中，对于没有特别触及的方面，采用与上述第一实施方式相同的构成。

本实施方式中，构成对置端板4的压粉件是将能够成为永久磁铁的硬磁性材料的磁性粉体加压成形而构成的。作为此种磁性粉体，例如可以优选使用稀土类系合金等稀土类磁铁的原料粉末、氧化物陶瓷等铁氧体磁铁的原料粉末、铝、镍、钴等铝铁镍钴磁铁的原料粉末等各种构成磁铁的磁铁粉末。此外，通过将这些磁性粉体依照烧结磁铁的制造工序烧结，或者依照粘结磁铁的制造工序加热及加压，从而生产由压粉件构成的对置端板4。这里，构成压粉件的磁性粉体间被设为由弯曲线圈端部81所产生的磁场造成的感应电流受到限制的非导电状态，对于这一点与上述第一实施方式相同。为了设为此种非导电状态，在使用导电性高的磁性粉体的情况下，将在该磁性粉体的表面覆盖了电绝缘覆盖膜的材料加压成形而构成压粉件，或者以电绝缘材料作为粘合剂将磁性粉体加压成形而构成压粉件。另外，在使用像铁氧体磁铁的原料粉末那样导电性非常低的磁性粉体的情况下，由于不是特别地需要电绝缘覆盖膜或电绝缘材料的粘合剂，因此单独地使用磁性粉体，或者使用不考虑电绝缘性地选择的各种粘合剂，将磁性粉体加压成形而构成压粉件。

此外，该对置端板4作为转矩产生部5，具有将构成对置端板4的压粉件的一部分，按照相对于弯曲线圈端部81的极性沿着对置端板4的圆周方向交替地相反的方式磁化而成的永久磁铁52。如图6所示，本实施方式中，仅将构成对置端板4的压粉件的径向的一部分磁化而设为永久磁铁52。这里，由于主要是对置端板4的表面41与弯曲线圈端部81相面对，因此至少在对置端板4的表面41中按照使永久磁铁52与弯曲线圈端部81相面对的方式磁化。具体来说，将压粉件沿对置端板4的厚度方向(转子2的轴向)磁化。另外，本实施方式中，将对置端板4的径向上与弯曲线圈端部81的径向导体部83相面对的区域磁化而设为永久磁铁52。

另外，对置端板4被如下磁化，即，将该对置端板4沿着圆周方向分为多个区段，使相对于弯曲线圈端部81的永久磁铁52的极性沿着圆周方向在每个区段中交替地相反。本实施方式中，将对置端板4沿着圆周方向均等地区分为与定子6的极数相同数目的8个区段，将各区段沿给定的方向磁化。所以，从对置端板4的表面41侧观看，按照沿着对置端板4的圆周方向交替地显现出N极与S极的方式磁化而构成永久磁铁52。通过具备此种永久磁铁52，就可以通过多个永久磁铁52相对于弯曲线圈端部81所产生的旋转磁场吸引或排斥而产生沿转子2的旋转方向作用的电磁转矩。

4.第四实施方式

下面，参照图7～图9对本发明的第四实施方式进行说明。本实施方式的旋转电机1，在构成弯曲线圈端部81的导体间的空隙中插入地配置有线圈端铁心9，在这一点上与上述第一到第三实施方式不同。下面，对于本实施方式的旋转电机1，主要对与上述第一实施方式的不同点进行说明。而且，在本实施方式的说明中，对于没有特别触及的方面，采用与上述第一实施方式相同的构成。

如上述的第一实施方式的图1中充分展示的那样，弯曲线圈端部81中，在相邻的2个径向导体部83间形成有空隙。所以，在弯曲线圈端部81中，遍及整个周向地以给定间隔形成多个空隙。所以，本实施方式中，在这些径向导体部83间的空隙中，插入地配置线圈端铁心9。如图7及图8所示，线圈端铁心9被设为将弯曲线圈端部81的径向导体部83覆盖的形状。另外，如图9中充分展示的那样，线圈端铁心9具有多个将构成径向导体部83的线状导体插入的凹槽92。这些凹槽92被与弯曲线圈端部81的圆周方向的径向导体部83的配置对应地，沿着线圈端铁心9的圆周方向以给定间隔设置。另外，在相邻的2个凹槽92之间，形成有沿定子6的轴向延伸并且沿径向以放射状延伸的壁体93。这里，线圈端铁心9具备与径向导体部83相同数目(即与槽71相同数目)的凹槽92，并且具备与径向导体部83间的空隙相同数目(即与槽71间的定子铁心7的T形部相同数目)的壁体93。此外，在按照向多个凹槽92中分别插入构成径向导体部83的线状导体的方式将线圈端铁心9安装于定子6上的状态下，将多个壁体93分别插入配置于径向导体部83间的空隙中。

如图7及图8所示，线圈端铁心9的下面94被设为径向外侧部分与径向内侧部分相比在轴向上向定子铁心7侧突出的带阶梯的形状。此外，线圈端铁心9在下面94的径向外侧部分与定子铁心7的轴向端面抵接的状态下被安装于定子6上。在该状态下，线圈端铁心9的下面94的径向内侧部分被配置为，与转子2的对置端板4隔开给定间隔地相面对。

本实施方式中，线圈端铁心9被设为在沿着定子6的径向的放射线上分割为多个铁心片91的分割铁心。此外，通过将多个铁心片91沿着弯曲线圈端部81的圆周方向没有间隙的排列，从而形成遍及弯曲线圈端部81的整个周向地将径向导体部83覆盖的线圈端铁心9。由此，各铁心片91就会在圆周方向两侧具备侧面95，其在铁心片91被安装于定子6上的状态下位于沿着定子6的径向的放射线上。相邻的2个铁心片91被按照该侧面95之间可以几乎没有间隙地抵接的方式构成。

线圈端铁心9主要由将磁性材料的粉体、即磁性粉体加压成形而成的压粉件构成。另外，构成压粉件的磁性粉体间被设为由弯曲线圈端部81所产生的磁场造成的感应电流受到限制的非导电状态。在本实施方式中，通过将在表面形成有电绝缘覆盖膜的磁性粉体加压成形来构成压粉件，从而将构成该压粉件的磁性粉体间设为上述非导电状态。这里，磁性粉体为软磁性材料的粉体，可以使用与上述的第一实施方式的对置端板4相同的材质的粉体。此时，优选地利用与对置端板4共同的材质来构成线圈端铁心9，然而也可以利用上述的软磁性材料的粉体当中与对置端板4不同的材质来构成。通过用此种压粉件来构成线圈端铁心9，就可以限制在线圈端铁心9中流过由弯曲线圈端部81所产生的磁场造成的感应电流的情况，可以抑制在线圈端铁心9中产生涡流损耗。另外，与层叠电磁钢板而构成线圈端铁心9的情况相比，可以形成复杂的形状的铁心。由此，即使在构成弯曲线圈端部81的导体间的空隙的形状是复杂的形状的情况下，也可以形成与该形状匹配的合适的线圈端铁心9。

本实施方式的旋转电机1中，通过设置此种线圈端铁心9，就可以将弯曲线圈端部81所产生的磁场集中于线圈端铁心9的壁体93处。由此就可以提高朝向对置端板4侧的磁通的密度。所以，与不具备线圈端铁心9的情况相比，可以进一步提高旋转电机1的转矩。

而且，图7中，表示出对置端板4与上述第一实施方式相同地作为转矩产生部沿圆周方向交替地配置多个凸极部51及多个永久磁铁52的例子。但是，具备如上所述的线圈端铁心9的旋转电机1的对置端板4的构成并不限定于此。由此，在具备线圈端铁心9的旋转电机1中，将对置端板4设为与上述第二实施方式或第三实施方式相同的构成也是本发明的优选的实施方式之一。

5.其他的实施方式

(1)在上述的各实施方式中，以利用在将磁性粉体加压而以给定形状成形后加热而使之烧结的方法来生产压粉件的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此，也可以使用其他的方法来生成将磁性粉体加压成形而成的压粉件。例如，以下的方式也是本发明的优选的实施方式之一，即，使用各种粘合剂，将磁性粉体与粘合剂混合，将所得的材料在模具内加压加热而以给定形状形成，利用该方法来生成压粉件。在使用此种方法的情况下，如果将电绝缘材料作为粘合剂使用则更为合适。作为此种粘合剂，可以使用有机粘合剂及无机粘合剂。作为有机粘合剂，可以使用硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂等各种树脂。另外，作为无机粘合剂，例如可以使用氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆等。在将它们用于磁性粉体的电绝缘覆盖膜中的情况下，也可以按照使该绝缘覆盖膜还作为无机粘合剂发挥作用的方式来构成。另外，在将电绝缘材料作为粘合剂使用的情况下，作为磁性粉体，除了如上所述地在表面形成有电绝缘覆盖膜的磁性粉体以外，还可以使用未形成此种电绝缘覆盖膜的磁性粉体。在使用未形成电绝缘覆盖膜而电导性也很高的磁性粉体的情况下，合适的做法是，通过使由电绝缘材料构成的粘合剂的量比较多，来确保磁性粉体间的非导电状态。另外，在使用导电性非常低的磁性粉体的情况下，即使不使用电绝缘覆盖膜及由电绝缘材料构成的粘合剂双方，使磁性粉体烧结而构成压粉件，也是合适的。

(2)在上述的各实施方式中，以仅将定子6的轴向的一方的线圈端部设为弯曲线圈端部81的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此种构成，采用如下的构成也是本发明的优选的实施方式之一，即，将定子6的轴向两侧的线圈端部设为朝向定子铁心7的径向内侧弯曲形成的弯曲线圈端部81。在该情况下，采用如下的构成是合适的，即，转子2按照与轴向两侧的弯曲线圈端部81双方相面对的方式，具备上述的各种对置端板4。

(3)在上述第一实施方式中，以如下的情况为例进行了说明，即，在对置端板4是将由压粉件构成的板主体45和磁铁组合而构成的情况下，利用形成于板主体45上的凸极部51、在圆周方向上相邻的2个凸极部51之间配置的永久磁铁52来构成转矩产生部5。但是，本发明的实施方式并不限定于此。所以，采用如下的构成也是本发明的优选的实施方式之一，即，将构成转矩产生部5的永久磁铁52配置于相邻的2个凸极部51之间以外的场所，例如配置于在圆周方向上与凸极部51重复的位置。另外，例如在对置端板4是将由压粉件构成的板主体45和磁铁组合而构成的情况下，即使板主体45不具备凸极部51，而仅由安装于板主体45上的永久磁铁52来构成转矩产生部5也是合适的。该情况下，多个永久磁铁52被在圆周方向上相互接触地配置，或者在圆周方向上以给定的间隔相互分离地配置。

(4)在上述第三实施方式中，以如下的情况为例进行了说明，即，在构成对置端板4的压粉件是将能够成为永久磁铁的硬磁性材料的磁性粉体加压成形而构成的情况下，仅将构成对置端板4的压粉件的径向的一部分磁化而设为永久磁铁52。但是，本发明的实施方式并不限定于此，采用如下的构成也是本发明的优选的实施方式之一，即，将构成对置端板4的压粉件的整体磁化而设为永久磁铁52。在该情况下，也是通过将对置端板4沿圆周方向分为多个区段，按照使相对于弯曲线圈端部81的永久磁铁52的极性沿着圆周方向在每个区段中交替地相反的方式磁化，来构成转矩产生部5。

(5)在上述的各实施方式中，以将凸极部51或永久磁铁52等转矩产生部5设于对置端板4的径向上与径向导体部83的大致整体相面对的区域中的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。所以，如下的做法也是本发明的优选的实施方式之一，即，将转矩产生部5设于对置端板4的径向的与包括径向导体部83及圆周方向导体部84双方的弯曲线圈端部81的大致整体相面对的区域中。另外，例如如下的做法也是本发明的优选的实施方式之一，即，将转矩产生部5设于对置端板4的径向的除了与径向导体部83的整体以外还与圆周方向导体部84的一部分相面对的区域中，或者将转矩产生部5设于对置端板4的径向的与径向导体部83的一部分相面对的区域中。

(6)在上述的各实施方式中，以将对置端板4制成覆盖转子铁心3的轴向一方端面31的整体的近似圆板状的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。所以，即使将对置端板4例如制成在轴向观察时为八边形或十二边形等之类的多边形状，或者制成像星形或齿轮状等那样在外周面具有凹凸的形状，也是合适的。而且，无论在哪种情况下，对置端板4都被与转子铁心3同心地安装于该转子铁心3的轴向端面中。

(7)在上述的各实施方式中，以采用对置端板4具备凸极部51或永久磁铁52等转矩产生部5的构成的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此，采用对置端板4不具备转矩产生部5的构成也是本发明的优选的实施方式之一。该情况下，不会有对置端板4利用弯曲线圈端部81所产生的磁场产生转子2的旋转方向的转矩的情况。但是，由于构成对置端板4的压粉件的磁性粉体间被设为由弯曲线圈端部81所产生的磁场造成的感应电流受到限制的非导电状态，因此可以利用电阻大的板状构件，将与弯曲线圈端部81相面对而最为强烈地受到该弯曲线圈端部81所产生的磁场的影响的转子2的轴向端部覆盖。所以，可以有效地抑制由弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流流过转子2的情况，可以抑制涡流损耗的产生。

(8)在上述第四实施方式中，以将线圈端铁心9利用将磁性材料的粉体、即磁性粉体加压成形而成的压粉件构成的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。所以，例如如下的做法也是本发明的优选的实施方式之一，即，将线圈端铁心9利用压粉件与电磁钢板等其他的构件的组合来构成，或者仅利用电磁钢板来构成。

工业上的可利用性

本发明可以较好地适用于具备在近似圆筒状的定子铁心上卷绕线圈而成的定子、能够旋转地支承在该定子的径向内侧的转子的旋转电机中。

附图标记说明：1：旋转电机，2：转子，3：转子铁心，4：对置端板，5：转矩产生部，6：定子，7：定子铁心，8：线圈，9：线圈端铁心，31：轴向一方端面，51：凸极部，52：永久磁铁，71：槽，81：弯曲线圈端部，83：径向导体部，84：圆周方向导体部。

Claims (12)

1.一种旋转电机，其具备在近似圆筒状的定子铁心上卷绕线圈而成的定子、被能够旋转地支承在该定子的径向内侧的转子，其中

所述定子的轴向的至少一方的线圈端部被设为朝向所述定子铁心的径向内侧弯曲形成的弯曲线圈端部，

所述转子具备：近似圆筒状的转子铁心、与所述弯曲线圈端部相面对并与所述转子铁心同心地安装于该转子铁心的轴向端面的对置端板，

所述对置端板主要由将磁性材料的粉体、即磁性粉体加压成形而成的压粉件构成，构成该压粉件的磁性粉体间被设为由所述弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流受到限制的非导电状态。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中

所述对置端板在与所述弯曲线圈端部相面对的面具有转矩产生部，该转矩产生部利用所述弯曲线圈端部所产生的磁场，来产生所述转子的旋转方向的转矩。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中

所述压粉件是将具有比空气高的导磁率的磁性粉体加压成形而构成的，

所述转矩产生部沿着所述对置端板的圆周方向具有多个向接近所述弯曲线圈端部的方向突出形成的凸极部。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，其中

所述转矩产生部具有配置在所述对置端板的圆周方向上相邻的所述凸极部之间的多个永久磁铁，

所述多个永久磁铁被设为，相对于所述弯曲线圈端部的极性沿着所述对置端板的圆周方向交替地相反。

5.根据权利要求2所述的旋转电机，其中

所述转矩产生部具有多个永久磁铁，

所述多个永久磁铁被设为，相对于所述弯曲线圈端部的极性沿着所述对置端板的圆周方向交替地相反。

6.根据权利要求2所述的旋转电机，其中

所述压粉件是将能够成为永久磁铁的硬磁性材料的磁性粉体加压成形而构成的，

所述转矩产生部具有如下制成的永久磁铁，

所述永久磁铁将构成所述对置端板的所述压粉件的一部分或全部磁化为，相对于所述弯曲线圈端部的极性沿着所述对置端板的圆周方向交替地相反。

7.根据权利要求2至6中任意一项所述的旋转电机，其中

所述定子铁心具有沿着圆周方向以给定间隔设置的多个槽，

所述弯曲线圈端部具备：从各槽中延伸出而沿着所述定子的径向延伸的径向导体部、按照将从不同的槽中延伸出的多个径向导体部之间连接的方式沿着圆周方向延伸的圆周方向导体部，

所述转矩产生部被设于所述对置端板的径向的与所述径向导体部相面对的区域内。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的旋转电机，其中

所述压粉件是将在表面形成有电气性绝缘覆盖膜的磁性粉体加压成形而构成的。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的旋转电机，其中

所述压粉件是以电气性绝缘材料作为粘合剂将磁性粉体加压成形而构成的。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的旋转电机，其中

所述对置端板被以近似圆板状形成，并且覆盖所述转子铁心的整个轴向端面。

11.根据权利要求2至7中任意一项所述的旋转电机，其中

在构成所述弯曲线圈端部的导体间的空隙中插入地配置有线圈端铁心。

12.根据权利要求11所述的旋转电机，其中

所述线圈端铁心主要由将磁性材料的粉体、即磁性粉体加压成形而成的压粉件构成，构成该压粉件的磁性粉体间被设为由所述弯曲线圈端部所产生的磁场造成的感应电流受到限制的非导电状态。

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