CN105409096B - 旋转电机及电梯用曳引机 - Google Patents

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Abstract

在旋转电机中，分别设于转子轭上的多个转子磁极部在周向上彼此隔着间隔而配置在转子轭与定子之间的空间内。各转子磁极部具有：永磁铁，其设于转子轭的表面；以及磁极片，其由磁性材料构成，并与永磁铁的定子侧的面重叠。磁极片是由同一磁性材料构成的单片。

Description

旋转电机及电梯用曳引机
技术领域
本发明涉及一种例如作为电动机或发电机等使用、且在相对于定子旋转的转子中含有永磁铁的旋转电机以及含有该旋转电机的电梯用曳引机。
背景技术
以往公知一种旋转电机(内嵌磁铁式旋转电机)，该旋转电机在转子铁芯上设置多个永磁铁用孔，将永磁铁插入各永磁铁用孔中，由此将多个永磁铁嵌于转子铁芯内(参照专利文献1)。另外，以往还公知一种旋转电机，该旋转电机中，将多个单元铁芯接起来而构成圆环状的转子铁芯，将多个永磁铁嵌于转子铁芯中从而构成转子(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-142032号公报
专利文献2：日本特开2008-259359号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在专利文献1和2所示的以往的旋转电机中，定子的反磁场导致的永磁铁的退磁得到缓和，但必须在转子铁芯上设置永磁铁用孔，因此制造旋转电机费工夫。尤其，在转子铁芯为铸件的情况下，进行在转子铁芯上形成永磁铁用孔的加工极端地费工夫。此外，在专利文献1和2所示的以往的旋转电机中，各永磁铁嵌于转子铁芯内(内嵌磁铁式)，因此不仅各永磁铁间的漏磁通变多、旋转电机的输出扭矩降低，而且扭矩波动也由于转子铁芯与定子的反磁场之间的吸引力而变大。并且，在专利文献2所示的以往的旋转电机中，当制造转子铁芯时，产生将多个单元铁芯接起来的工序，制造旋转电机更费工夫。
本发明是为了解决上述课题而完成的，目的在于获得一种旋转电机及电梯用曳引机，其能够抑制永磁铁的退磁，并能够抑制扭矩下降和降低成本，能够使制造容易。
用于解决课题的手段
本发明的旋转电机具有：定子，其具有定子铁芯和沿周向排列在定子铁芯上的多个定子线圈；以及转子，其能够相对于定子旋转，并具有：转子轭，其在径向上与定子对置；以及多个转子磁极部，它们分别设于转子轭，并沿周向相互隔着间隔而配置在转子轭与定子之间的空间内，各转子磁极部具有：永磁铁，其设于转子轭的表面；以及磁极片，其由磁性材料构成，并与永磁铁的定子侧的面重叠，磁极片是由同一磁性材料构成的单片。
此外，本发明的旋转电机具有：定子，其具有定子铁芯和沿周向排列在定子铁芯上的多个定子线圈；以及转子，其能够相对于定子旋转，并具有：转子轭，其在径向上与定子对置；以及多个转子磁极部，它们分别设于转子轭，并沿周向相互隔着间隔而配置在转子轭与定子之间的空间内，各转子磁极部具有：永磁铁，其设于转子轭的表面；以及磁极片，其由磁性材料构成，并与永磁铁的定子侧的面重叠，磁极片具有偏斜部，该偏斜部具有以相对于转子的轴线垂直的偏斜基准面为边界而连续的一对对称部，一对对称部形成为关于偏斜基准线对称，且关于偏斜基准面不对称，该偏斜基准线是通过转子的轴线与偏斜基准面的交点且存在于偏斜基准面上的直线中的、通过永磁铁在转子的周向上的中心的直线。
发明的效果
根据本发明的旋转电机，能够抑制永磁铁的退磁，并能够抑制扭矩下降和降低成本，能够使旋转电机的制造容易。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的旋转电机的纵剖视图。
图2是沿图1的II-II线的剖视图。
图3是示出图2的转子的剖视图。
图4是示出图3的转子磁极部的放大图。
图5是示出图4的转子磁极部的俯视图。
图6是示出偏斜角度α与偏斜系数之间的关系的曲线图。
图7是示出本发明的实施方式2的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图8是示出图7的转子磁极部的俯视图。
图9是示出在转子中使用图8的磁极片时的偏斜角度α与偏斜系数之间的关系的曲线图。
图10是示出本发明的实施方式3的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图11是示出本发明的实施方式4的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图12是示出图11的转子磁极部的俯视图。
图13是示出本发明的实施方式5的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图14是示出图13的转子磁极部的俯视图。
图15是示出本发明的实施方式6的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图16是示出图15的转子磁极部的俯视图。
图17是示出本发明的实施方式7的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图18是示出图17的转子磁极部的俯视图。
图19是示出本发明的实施方式8的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图20是示出图19的转子磁极部的俯视图。
图21是示出在转子中使用图20的磁极片时的偏斜角度β与偏斜系数之间的关系的曲线图。
图22是示出本发明的实施方式9的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图23是示出图22的转子磁极部的俯视图。
图24是示出实施方式10的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图25是示出图24的转子磁极部的俯视图。
图26是示出本发明的实施方式11的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图27是示出图26的转子磁极部的俯视图。
图28是示出本发明的实施方式12的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图29是示出图28的转子磁极部的俯视图。
图30是示出本发明的实施方式13的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图31是示出图30的转子磁极部的俯视图。
图32是示出本发明的实施方式14的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图33是示出图32的转子磁极部的俯视图。
图34是示出本发明的实施方式15的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图35是示出图34的转子磁极部的俯视图。
图36是示出本发明的实施方式16的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图37是示出图36的转子磁极部的俯视图。
图38是示出本发明的实施方式17的旋转电机的转子的重要部位的剖视图。
图39是示出图38的转子磁极部的俯视图。
图40是示出应用了本发明的实施方式18的旋转电机的电梯用曳引机的纵剖视图。
图41是示出图40的磁极片产生的铁损占整个曳引机的铁损的比例与转子的电角频率f之间的关系的曲线图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
实施方式1
图1是示出本发明的实施方式1的旋转电机的纵剖视图。另外，图2是沿图1的II-II线的剖视图。并且，图3是示出图2的转子的剖视图。在图中，旋转电机1具有：圆环状的定子2；转子3，其配置在定子2的内侧，能够相对于定子2旋转；以及壳体4，其支承定子2和转子3。
壳体4具有包围定子2的圆筒状的壳体筒部5。另外，如图1所示，壳体4上固定有配置在壳体筒部5的中心轴线上的支承轴6。转子3经由轴承7以旋转自如的方式安装在支承轴6上。此外，转子3经由支承轴6被支承于壳体4。
定子2与转子3同轴地配置。此外，定子2具有：圆环状的定子铁芯8，其包围转子3的外周；多个定子线圈9，它们分别设于定子铁芯8上，并沿定子铁芯8的周向排列；以及绝缘体10，其设于定子铁芯8上，且介于定子铁芯8与各定子线圈9之间。定子2以定子铁芯8嵌在壳体筒部5内的状态被支承于壳体4。此外，各定子线圈9与定子铁芯8之间的绝缘状态由绝缘体10确保。
定子铁芯8由层叠在支承轴6的轴线方向上的多张钢板(磁性体)构成。另外，定子铁芯8具有圆环状的背轭部11，其沿着壳体筒部5的内周面延伸；和多个磁极齿部12，所述多个磁极齿部12分别从背轭部11向径向内侧突出，在定子铁芯8的周向上相互隔着间隔而配置。各磁极齿部12在定子铁芯8的周向上等间隔地配置。
定子线圈9分别设在各磁极齿部12上。因此，各定子线圈9在定子铁芯8的周向上等间隔地配置。通过对各定子线圈9通电，定子2产生旋转磁场。由于定子2产生旋转磁场，转子3以支承轴6的轴线为中心旋转。
转子3具有转子轭13和分别设于转子轭13上的多个转子磁极部14。
转子轭13是由铸铁构成的铸件。另外，转子轭13具有与支承轴6同轴地配置的圆筒状的转子筒部15。并且，转子轭13以转子筒部15的外周面在转子3的径向上与定子2对置的状态被配置在定子2的内侧。由此，转子筒部15的外周面在径向上与各磁极齿部12的前端面对置。
各转子磁极部14分别设在转子筒部15的外周面。此外，各转子磁极部14在转子3的周向(转子3的旋转方向)上相互隔着间隔而配置在转子筒部15与定子2之间的空间内。在该例中，各转子磁极部14在转子3的周向上等间隔地配置。
此处，图4是示出图3的转子磁极部14的放大图。而且，图5是示出图4的转子磁极部14的俯视图。另外，图4为沿图5的IV-IV线的剖视图。各转子磁极部14具有：板状的永磁铁16，其固定在转子筒部15的外周面(表面)；以及板状的磁极片17，其与永磁铁16的定子2侧的面重叠。各永磁铁16在转子3的周向上以使极性交替变更的方式配置。因此，各转子磁极部14的极性也在转子3的周向上交替变更。
永磁铁16的长度方向与转子3的轴线方向一致。永磁铁16的形状是在永磁铁16的长度方向上具有均匀厚度和均匀宽度的平板状。沿着转子3的轴线观察转子3时，永磁铁16的厚度方向与连结永磁铁16的中心和转子3的轴线的直线的方向(中心径向)一致。永磁铁16通过粘接剂固定在转子筒部15上。
磁极片17的外周面(即磁极片17的定子2侧的面)为沿着定子2的内周面(即各磁极齿部12的前端面所在的虚拟圆筒面)延伸的圆弧状面。由此，各磁极齿部12的前端面与各磁极片17的外周面之间的空间的尺寸在转子3的周向上均匀。各磁极片17的永磁铁16侧的面为沿着永磁铁16的定子2侧的面延伸的平面。因此，各磁极片17的厚度尺寸在转子3的周向上从磁极片17的中心向磁极片17的两端部连续减小。无论在转子3的轴线方向的哪个位置，磁极片17的厚度尺寸均比永磁铁16的厚度尺寸薄。
此外，磁极片17由磁性材料(例如铁等)构成。由此，磁极片17的导磁率高于永磁铁16。并且，磁极片17是通过对非层叠体的单一板材进行塑性加工而制造成的。由此，磁极片17是由同一磁性材料构成的单片。在该例中，磁极片17是通过对冷轧钢板材(SPCC)进行例如冲压加工(冲裁加工或冲压成型加工)或锻造等而制造成的。另外，磁极片17通过粘接剂固定在永磁铁16上。
磁极片17形成为使转子磁极部14在转子3的轴线方向上的磁化状态沿转子3的周向变化的偏斜部21。如图5所示，偏斜部21在转子3的轴线方向上配置在永磁铁16的整个范围内。此外，偏斜部21具有以偏斜基准面S1为边界而连续的一对对称部22，该偏斜基准面S1是通过永磁铁16在转子3的轴线方向上的中心且相对于转子3的轴线垂直的虚拟平面。
偏斜基准面S1上存在偏斜基准线L1，该偏斜基准线L1是通过转子3的轴线与偏斜基准面S1的交点、和永磁铁16在转子3的周向上的中心的直线。一对对称部22形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称。由此，一对对称部22之间的关系在转子3的轴线方向上为所谓的分段偏斜的关系。
各对称部22的截面的形状及大小在转子3的轴线方向上的任何位置均相同。由此，如图5所示，沿转子3的径向观察时的各对称部22的形状为具有沿着转子3的轴线方向延伸的中心线的矩形。因此，在各对称部22的周向两端部形成有沿转子3的轴线方向的端面。
如图4所示，各对称部22在转子3的周向上的尺寸(各对称部22的周向尺寸)Wy大于永磁铁16在转子3的周向上的尺寸(永磁铁16的周向尺寸)Wm(Wy＞Wm)。一对对称部22的各个中心线相对于偏斜基准线L1在转子3的周向上彼此向反方向偏移。由此，在共同的偏斜部21中，在转子3的周向上，一个对称部22的两端部相对于另一个对称部22的两端部偏移。如图5所示，偏斜部21在以下状态下与永磁铁16重叠：使一个对称部22的周向两端部中的右侧端部比左侧端部从永磁铁16更突出，使另一个对称部22的周向两端部中的左侧端部比右侧端部从永磁铁16更突出。另外，在图4中，连结沿转子3的轴线方向观察时的一对对称部22的各个中心线与转子3的轴线的两根直线所成的角度被表示为偏斜角度α。
在转子筒部15的外周面设有多个转子轭突起18，该多个转子轭突起18在转子3的周向上进行永磁铁16相对于转子筒部15的定位，并且承受作用于永磁铁16上的扭矩的反作用力。
各转子轭突起18以从转子筒部15的外周面向径向外侧突出的状态介于各永磁铁16之间。各转子轭突起18的高度尺寸Hr小于永磁铁16的厚度尺寸(永磁铁16的径向尺寸)Hm(Hr＜Hm)。在该例中，Hr≤(Hm/5)。由此，各磁极片17被配置成与转子筒部15和转子轭突起18隔着空间而分离。
接下来，对偏斜部21中的偏斜角度α进行说明。
磁极片17未偏斜的旋转电机(即磁极片17未向转子3的周向偏移地沿转子3的轴线方向配置的旋转电机)的扭矩T(θ,t)如式(1)～式(4)所示，与磁通密度B(θ,t)成正比，该磁通密度B(θ,t)是磁导A(θ)与定子2的磁通势Ns(θ,t)及转子3的磁通势Nr(θ,t)之和的乘积。此处，θ是定子2及转子3共同的周向角度，t是时间，ω是电角的角速度，ai、kAi、是磁导率A(θ)的常数，nsi、kNsi、是定子2的磁通势Ns(θ,t)的常数，nri、kNri、kωi是转子3的磁通势Nr(θ,t)的常数。
【式1】
T(θ，t)∝B(θ，t)＝A(θ)[Ns(θ，t)+Nr(θ，t)] (1)
【式2】
【式3】
【式4】
接着，考虑偏斜部21中的一对对称部22的偏斜角度为α的情况。在该情况下，假设一个对称部22的磁导为A(θ)、另一个对称部22的磁导为A(θ+α)，则与旋转电机的扭矩T(θ,t)成正比的磁通密度B(θ,t)由式(5)表示。
【式5】
因此，根据式(5)，当偏斜角度由α＝180×m/kAi[°](m为正整数)表示时，能够消除扭矩波动的kAi阶成分，使其为近似于0的值。例如，在希望消除扭矩波动的6阶成分(kAi＝6)的情况下，α＝30×m[°](m为正整数)作为偏斜角度是理想值。
图6是示出偏斜角度α与偏斜系数之间的关系的曲线图。另外，偏斜系数是表示偏斜的情况下的扭矩波动的特定成分相对于未偏斜情况的比例的系数。根据图6还可知，当偏斜角度为α＝30×m[°](m为正整数)时，扭矩波动的6阶成分几乎为0。即，可知通过调整磁极片17的偏斜角度α，消除了旋转电机1的扭矩波动的特定成分。
在这样的旋转电机1中，各转子磁极部14具有永磁铁16和由磁性材料构成并与永磁铁16的定子2侧的面重叠的磁极片17，因此，能够利用磁极片17构成供来自永磁铁16的磁通通过的磁路，从而也能提高磁导。由此，能够抑制定子2的反磁场导致的永磁铁16的退磁。作为构成磁极片17的磁性材料，为了减小定子2的反磁场的影响，优选导磁率或饱和磁通密度小的材料，例举出例如导磁率或饱和磁通密度比电磁钢板小的轧制钢板或机械结构用碳素钢等。
此外，由于能够利用磁极片17抑制永磁铁16退磁，不必在转子3中采用提高了保磁力的高价永磁铁，能够实现制造成本的降低。例如，能够采用减少了高价的稀土类材料(例如镝等)的添加量的钕烧结磁铁作为永磁铁16，并能够实现成本的降低。并且，由于没有必要设置用于将永磁铁16嵌入转子轭13中的永磁铁用孔，因此能够使转子轭13的加工容易，从而能够使旋转电机1的制造容易。尤其，在转子轭13为铸件的情况下，制造变得容易这一效果变明显。
此外，在永磁铁16与定子2之间的空间内安插有导磁率高于永磁铁16的磁极片17，由此即使永磁铁16与定子2之间的空间尺寸相同，也能够减少永磁铁16与定子2之间的磁阻，能够使定子2与转子3间的磁通量增加。并且，各转子磁极部14彼此隔着间隔而配置，因此能够减小各转子磁极部14之间的漏磁通的量。据此，能够抑制旋转电机1的扭矩下降。
此外，磁极片17是由同一磁性材料构成的单片，因此，能够通过对例如单一的板材(金属板)进行冲压加工或锻造而容易地制造磁极片17。由此，能够使旋转电机1的制造更容易。并且，铆接薄板的层叠体而制作成的磁极片的层叠方向的占空系数由于薄板的绝缘覆膜的厚度或铆接导致的薄板间的间隙的产生等而不足100％，但通过将由同一材料构成的单片作为磁极片17，能够使磁极片17的占空系数为100％。此外，如果将磁极片17形成为单片，则在磁极片17上不会产生通过层叠并铆接薄板而形成的铆接部，因此能够缩小磁极片17的厚度，并能够消除铆接部导致的磁极片17的劣化。据此，能够使旋转电机1的特性提高。
另外，以偏斜基准面S1为边界而连续的一对对称部22形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称，因此能够在转子3的轴线方向上使磁极片17分段偏斜，能够使从永磁铁16通过磁极片17流至定子2的磁通的转子3的周向的相位错开。由此，能够使扭矩波形向转子3的周向偏移并叠加，能够实现扭矩波动的减小。并且，如上所述，不使永磁铁16在转子3的周向上错开而仅错开磁极片17的磁导A(θ)的周向角度，就能够减小扭矩波动，因此不需要使转子轭突起18分段偏斜的加工。此外，在使嵌入了永磁铁的一对转子铁芯(薄板的层叠体)向转子的周向相互错开而分段偏斜的结构中，必须使分别嵌入了永磁铁的一对转子铁芯向转子的周向错开而定位在转子的旋转轴上，但在本实施方式中没有此必要，使用一个模具制造分段偏斜的磁极片17即可，能够减少制造工序数。另外，即使对于代替在周向上错开转子铁芯而用不同的模具以在周向上使转子铁芯的薄板的外周错开的形状冲压并层叠的结构，在本实施方式中，也只要用一个模具来制造分段偏斜的磁极片17即可，从而能够削减制造成本。据此，能够使旋转电机1的制造容易，并能够实现成本降低。
此外，磁极片17与永磁铁16的定子2侧的平整的面重叠，因此能够容易在磁极片17与永磁铁16之间采用粘接剂进行粘接。
此外，磁极片17中的各对称部22的周向尺寸Wy大于永磁铁16的周向尺寸Wm，因此能够使磁极片17更可靠地介于定子2与永磁铁16之间，能够更可靠地实现磁导的提高。并且，反磁场从图4的磁极片17的一个端部向另一个端部或向与其相反的方向通过，因此永磁铁16难以受到反磁场的影响。由此，能够更可靠地抑制定子2的反磁场导致的永磁铁16的退磁。
此外，由于永磁铁16的形状是平板状，能够容易地进行例如精磨等，并能够使旋转电机1的制造更容易。并且，也能够提高材料的成品率。
此外，在转子3的周向上进行永磁铁16相对于转子轭13的定位的多个转子轭突起18设在转子轭13上，因此能够更可靠地防止各永磁铁16相对于转子轭13的位置偏移。并且，无须使用用于进行各永磁铁16的定位的其他部件，从而能够抑制部件个数的增加。
此外，各转子轭突起18的高度尺寸Hr小于永磁铁16的厚度尺寸Hm(Hr＜Hm)，因此能够保持磁极片17与转子轭突起18隔着空间彼此分离的状态，能够使磁极片17与转子轭突起18之间磁性地绝缘。由此，能够抑制各转子磁极部14之间的漏磁通的量增加，实现扭矩的提高。另外，还可以在磁极片17与转子轭突起18之间安插非磁性材料(例如树脂或不锈钢等)。
另外，在上述例子中，定子2的内周面(各磁极齿部12的前端面所在的虚拟圆筒面)与各磁极片17的外周面(各磁极片17的定子2侧的面)之间的空间的尺寸在转子3的周向上均匀，但也可以将各磁极片17的外周面的形状形成为曲率半径比以转子3的轴线为中心的圆弧形小的圆弧形，以使定子2的内周面与磁极片17的外周面之间的空间的尺寸从磁极片17的中心向两端部连续增大。这样一来，能够使上述式(1)表示的磁导A(θ)相对于周向角度θ的分布接近磁极的正弦波形，并能够减小磁通密度B(θ,t)的高阶成分。由此，能够进一步实现扭矩波动的减小。
实施方式2
在实施方式1中，偏斜部21在转子3的轴线方向上由一对对称部22形成为两段的分段偏斜，但也可以通过一对对称部22使偏斜部21在转子3的轴线方向上形成为三段的分段偏斜。
即，图7是示出本发明的实施方式2的旋转电机1的转子3的主要部位的剖视图。而且，图8是示出图7的转子磁极部14的俯视图。另外，图7为沿图8的VII-VII线的剖视图。磁极片17成为具有以偏斜基准面S1为边界而连续的一对对称部22的偏斜部21。一对对称部22与实施方式1同样地形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称。但是，各对称部22的形状是与实施方式1不同的形状。
在偏斜部21中，在转子3的周向上，一个对称部22的两端部相对于另一个对称部22的两端部偏移。在该例中，各对称部22的形状成为留下了接近偏斜基准面S1的部分而仅使远离偏斜基准面S1的部分向转子3的周向偏移的形状。由此，在该例中，三个分段偏斜形成部25通过一对对称部22而形成在偏斜部21上。沿转子3的径向观察时的各分段偏斜形成部25的形状为具有沿着转子3的轴线方向延伸的中心线的矩形。各分段偏斜形成部25在转子3的轴线方向上的尺寸彼此相同。另外，各分段偏斜形成部25在转子3的周向上的尺寸也彼此相同。
在偏斜部21中，三个分段偏斜形成部25中的中央的分段偏斜形成部25的中心线的位置在转子3的周向上与偏斜基准线L1的位置一致，位于两侧的一个和另一个分段偏斜形成部25的中心线相对于偏斜基准线L1在转子3的周向上彼此向反方向偏移。
如图8所示，偏斜部21在以下状态下与永磁铁16重叠：使中央的分段偏斜形成部25的周向两端部从永磁铁16均等地突出，并使一个分段偏斜形成部25的周向两端部中的右侧端部比左侧端部从永磁铁16更突出，使另一个分段偏斜形成部25的周向两端部中的左侧端部比右侧端部从永磁铁16更突出。此外，在图7中，沿着转子3的轴线方向观察时的转子3中，连结中央的分段偏斜形成部25的中心线与转子3的轴线的直线(即偏斜基准线L1)和连结一个分段偏斜形成部25的中心线与转子3的轴线的直线所成的角度、以及连结中央的分段偏斜形成部25的中心线与转子3的轴线的直线(即偏斜基准线L1)和连结另一个分段偏斜形成部25的中心线与转子3的轴线的直线所成的角度分别被表示为偏斜角度α。
在偏斜部21中各分段偏斜形成部25的偏斜角度分别为α的情况下，假设中央的分段偏斜形成部25的磁导为A(θ)、一个和另一个分段偏斜形成部25的磁导分别为A(θ-α)和A(θ+α)，则与旋转电机的扭矩T(θ,t)成正比的磁通密度B(θ,t)由式(6)表示。
【式6】
因此，根据式(6)，当偏斜角度由α＝(180×(2×m-1)±60)/kAi[°](m为正整数)表示时，能够消除扭矩波动的kAi阶成分，使其为近似于0的值。例如，在希望消除扭矩波动的6阶成分(kAi＝6)的情况下，α＝30×(2×m-1)±10[°](m为正整数)作为偏斜角度是理想值。
图9是示出在转子3中使用图8的磁极片17时的偏斜角度α与偏斜系数之间的关系的曲线图。根据图9还可知，当偏斜角度为α＝30×(2×m-1)±10[°](m为正整数)时，扭矩波动的6阶成分几乎为0。即，可知通过调整磁极片17的偏斜角度α，消除了旋转电机1的扭矩波动的特定成分。此外，例如，在图9中，当偏斜角度为α＝20[°]时，能够同时减小扭矩波动的6阶成分和12阶成分，因此，如果分段偏斜的段数增加，则能够以相同的偏斜角度同时减小高阶的扭矩波动的成分。
如果这样使偏斜部21中的分段偏斜形成部25的段数增加至3段，则不仅能够得到与上述同样的效果，还能够实现高阶的扭矩波动的成分的减小。
此外，分段偏斜形成部25的段数不限于2段或3段，也可以是4段以上。
实施方式3
图10是示出本发明的实施方式3的旋转电机1的转子3的主要部位的剖视图。在图10中，各磁极片17的形状是具有比永磁铁16的厚度薄的均匀厚度的平板状。由此，各磁极片17的永磁铁16侧的面和定子2侧的面均为平面。其他结构与图4相同。
这样，由于磁极片17的形状是平板状，能够通过例如板材(金属板)的冲压加工或锻造使磁极片17的制造更容易，并能够使旋转电机1的制造更容易。
实施方式4
图11是示出本发明的实施方式4的旋转电机的转子3的主要部位的剖视图。而且，图12是示出图11的转子磁极部14的俯视图。另外，图11为沿图12的XI-XI线的剖视图。在图中，在磁极片17的关于转子3的轴线方向的两端部(磁极片17的轴线方向两端部)上一组一组地设有一对磁极片突起31，该一对磁极片突起31在转子3的周向上夹持永磁铁16。此外，磁极片17在转子3的轴线方向上的中间部(磁极片17的轴线方向中间部)是与实施方式1同样的偏斜部21。磁极片17的轴线方向两端部的周向尺寸小于磁极片17的轴线方向中间部的周向尺寸。各磁极片突起31从磁极片17的轴线方向两端部中的周向两端部分别向转子筒部15突出。在该例中，在各磁极片17的轴线方向中间部未设有磁极片突起31。各磁极片17是通过对钢板进行冲压加工而制造成的。其他的结构与实施方式1相同。
在这样的旋转电机1中，在转子3的周向上夹持永磁铁16的一对磁极片突起31设在磁极片17上，因此在转子3的周向上能够容易地进行磁极片17相对于永磁铁16的定位，从而能够容易将磁极片17安装在永磁铁16上。由此，能够使旋转电机1的制造更容易。
实施方式5
在实施方式4中，一对磁极片突起31仅设在磁极片17的轴向两端部，但可以在转子3的轴线方向上将一对磁极片突起31配置在磁极片17的整个范围内。
即，图13是示出本发明的实施方式5的旋转电机的转子3的主要部位的剖视图。而且，图14是示出图13的转子磁极部14的俯视图。另外，图13为沿图14的XIII-XIII线的剖视图。磁极片17上设有在转子3的周向上夹持永磁铁16的一对磁极片突起31。各磁极片突起31从磁极片17分别向转子筒部15突出。此外，各磁极片突起31沿着永磁铁16的两侧面在转子3的轴线方向上配置在磁极片17的整个范围内。并且，在磁极片17中，各磁极片突起31分别配置于在转子3的周向上比各对称部22的范围靠内侧的位置。其他的结构与实施方式1相同。
由此，能够更容易地进行磁极片17相对于永磁铁16的定位，能够使旋转电机1的制造更容易。此外，能够更正确地在转子3的周向上调整磁极片17相对于永磁铁16的分段偏斜角度，因此能够更可靠地减小扭矩波动。并且，相对于定子2用磁极片17覆盖永磁铁16，由此磁导提高，因此能够更可靠地抑制定子2的反磁场导致的永磁铁16的退磁。
实施方式6
图15是示出本发明的实施方式6的旋转电机的转子3的主要部位的剖视图。而且，图16是示出图15的转子磁极部14的俯视图。另外，图15为沿图16的XV-XV线的剖视图。偏斜部21具有以偏斜基准面S1为边界而连续的一对对称部22。一对对称部22通过使各对称部22的定子2侧的部分的形状为左右非对称，而形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称。
对称部22在与转子3的轴线垂直的平面上的截面形状在转子3的轴线方向上的任何位置均是相同的。此外，在偏斜部21中，在转子3的周向上，一个对称部22的两端部存在于与另一个对称部22的两端部相同的位置。即，如图16所示，一对对称部22的两端部分别配置在沿着转子3的轴线方向延伸的两根平行的直线上。并且，各对称部22的周向尺寸Wy大于永磁铁16的周向尺寸Wm。各对称部22以两端部在转子3的周向上从永磁铁16均等地突出的状态与永磁铁16重叠。
在各对称部22的定子2侧的部分形成有：第1定子对置面41、第2定子对置面42以及第3定子对置面43；存在于第1与第2定子对置面41、42之间的边界处的棱线部44；以及存在于第2与第3定子对置面42、43之间的边界处的谷线部45。
棱线部44和谷线部45均沿着转子3的轴线方向形成在比对称部22的中心线向转子3的周向偏移的位置。另外，如图16所示，当沿着转子3的径向观察转子磁极部14时，棱线部44形成在永磁铁16的范围内。当沿着转子3的径向观察转子磁极部14时，谷线部45形成在永磁铁16的范围外。在该例中，棱线部44成为平滑地连接第1与第2定子对置面41、42之间的曲面，谷线部45成为平滑地连接第2与第3定子对置面42、43之间的曲面。
第1定子对置面41形成在对称部22的周向一端部，第3定子对置面43形成在对称部22的周向另一端部。第2定子对置面42形成在第1与第3定子对置面41、43之间。
对称部22具有：形成有第1定子对置面41的磁极片厚壁部46；形成有第3定子对置面43且厚度比磁极片厚壁部46薄的磁极片薄壁部47；以及形成有第2定子对置面42且厚度从磁极片厚壁部46向磁极片薄壁部47连续变薄的磁极片壁厚变化部48。
第1定子对置面41成为沿着定子2的内周面延伸的圆弧形面。由此，磁极片厚壁部46的厚度向对称部22的周向端部连续减小。第3定子对置面43与对称部22的背面(永磁铁16侧的面)平行。由此，磁极片薄壁部47的厚度为均匀的厚度。第2定子对置面42从第1定子对置面41向第3定子对置面43相对于对称部22的背面倾斜。对称部22的厚度在棱线部44的位置处为最大，在磁极片薄壁部47处为最小。其他的结构与实施方式1相同。
这样，通过在各对称部22的定子2侧的部分形成棱线部44和谷线部45，也能够使磁极片17分段偏斜，从而能够得到与实施方式1同样的效果。
此外，在偏斜部21中，在转子3的周向上，一个对称部22的两端部存在于与另一个对称部22的两端部相同的位置处，因此，能够使磁极片17的周向位置在转子3的轴线方向上恒定，无论在转子3的轴线方向的哪个位置都能够抑制各磁极片17与各永磁铁16之间的磁通的泄漏。由此，能够抑制旋转电机1的扭矩下降。
此外，在各对称部22的周向中间部形成有棱线部44，各对称部22的周向端部是磁极片薄壁部47，因此整体来看磁极片17，则能够使磁极片17的周向两端部的磁阻大于磁极片17的周向中间部的磁阻。由此，能够减少各转子磁极部14之间的漏磁通的量，能够进一步实现旋转电机1的扭矩的提高。
另外，在上述例子中，各对称部22的周向尺寸Wy大于永磁铁16的周向尺寸Wm(Wy＞Wm)，但也可以使各对称部22的周向尺寸Wy等于永磁铁16的周向尺寸Wm(Wy＝Wm)。由此，能够进一步减少各转子磁极部14之间的漏磁通的量，能够进一步实现旋转电机1的扭矩的提高。
实施方式7
实施方式6中，第1～第3定子对置面41～43、棱线部44以及谷线部45形成在磁极片17的定子2侧的部分，也可以仅在磁极片17的定子2侧的部分形成第1及第2定子对置面41、42和存在于第1与第2定子对置面41、42之间的边界处的棱线部44，不要第3定子对置面43和谷线部45。
即，图17是示出本发明的实施方式7的旋转电机的转子3的主要部位的剖视图。而且，图18是示出图17的转子磁极部14的俯视图。另外，图17为沿图18的XVII-XVII线的剖视图。在各对称部22的定子2侧的部分形成有：第1定子对置面41和第2定子对置面42；以及存在于第1与第2定子对置面41、42之间的边界处的棱线部44。磁极片17具有：形成有第1定子对置面41的磁极片厚壁部46；以及形成有第2定子对置面42的磁极片壁厚变化部48。在各对称部22的定子2侧的部分未形成第3定子对置面43和谷线部45，磁极片17不具有磁极片薄壁部47。其他的结构与实施方式6相同。
这样，由于磁极片17不具有磁极片薄壁部47，能够使在转子3的周向上从永磁铁16突出的磁极片17的尺寸缩短相当于磁极片薄壁部47的尺寸的量，能够减少各转子磁极部14间的漏磁通的量。由此，能够进一步实现旋转电机1的扭矩的提高。
实施方式8
在实施方式6中，棱线部44和谷线部45沿着转子3的轴线方向形成在对称部22的定子2侧的部分，但也可以使棱线部44和谷线部45相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜地形成在对称部22的定子2侧的部分。
即，图19是示出本发明的实施方式8的旋转电机的转子3的主要部位的剖视图。而且，图20是示出图19的转子磁极部14的俯视图。另外，图19为沿图20的XIX-XIX线的剖视图。形成在各对称部22的定子2侧的部分上的棱线部44和谷线部45形成为相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜。此外，棱线部44和谷线部45相互平行。
形成在各对称部22上的棱线部44通过偏斜基准线L1。由此，各棱线部44在一对对称部22之间连续，形成在相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜的一根直线上。即，偏斜部21成为所谓的连续偏斜。另外，在图19中，分别将沿转子3的轴线方向观察时的棱线部44的一端部和另一端部与转子3的轴线连结起来的两根直线所成的角度被表示为偏斜角度β。其他的结构与实施方式6相同。
这样，形成在一对对称部22上的棱线部44相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜，因此能够使从永磁铁16通过磁极片17流至定子2的磁通的转子3的周向的相位连续地偏移，能够使扭矩波形在周向上连续地偏移并叠加。由此，能够进一步实现旋转电机1的扭矩波动的减小。
此处，在偏斜部21中的各对称部22的偏斜角度为β的情况下，假设磁极片17的磁导为A(θ+β)，则与旋转电机的扭矩T(θ,t)成正比的磁通密度B(θ,t)由式(7)表示。
【式7】
因此，根据式(7)，当偏斜角度由β＝360×m/kAi[°](m为正整数)表示时，能够消除扭矩波动的kAi阶成分，使其为近似于0的值。例如，在希望消除扭矩波动的6阶成分(kAi＝6)的情况下，β＝60×m[°](m为正整数)作为偏斜角度是理想值。
图21是示出在转子3中使用图20的磁极片17时的偏斜角度β与偏斜系数之间的关系的曲线图。根据图21还可知，当偏斜角度为β＝60×m[°](m为正整数)时，扭矩波动的6阶成分几乎为0。即，可知通过调整磁极片17的偏斜角度β，消除了旋转电机1的扭矩波动的特定成分。此外，由于磁极片17连续偏斜，如图21所示，能够以相同的偏斜角度同时减小高阶的扭矩波动的成分。
这样，通过使形成在一对对称部22上的棱线部44相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜，不仅能够得到与上述同样的效果，还能够实现高阶的扭矩波动的成分的减小。
实施方式9
图22是示出本发明的实施方式9的旋转电机1的转子3的主要部位的剖视图。而且，图23是示出图22的转子磁极部14的俯视图。另外，图22为沿图23的XXII-XXII线的剖视图。磁极片17成为具有以偏斜基准面S1为边界而连续的一对对称部22的偏斜部21。一对对称部22形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称。
在偏斜部21中，在转子3的周向上，一个对称部22的两端部相对于另一个对称部22的两端部偏移。在各对称部22的周向两端部形成有相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜的彼此平行的端面。形成在各对称部22的周向两端部的端面在一对对称部22之间连续。由此，偏斜部21的周向两端部没有在偏斜基准面S1的位置形成阶梯，而是相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜。即，偏斜部21成为所谓的连续偏斜。其他的结构与实施方式1相同。
这样，偏斜部21为连续偏斜，因此与偏斜部21为分段偏斜的情况相比，能够实现高阶的扭矩波动的成分的减少。
实施方式10
图24是示出实施方式10的旋转电机1的转子3的重要部位的剖视图。而且，图25是示出图24的转子磁极部14的俯视图。另外，图24为沿图25的XXIV-XXIV线的剖视图。偏斜部21具有以偏斜基准面S1为边界而连续的一对对称部22。一对对称部22通过使各对称部22的定子2侧的部分的形状为左右非对称，而形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称。
对称部22在与转子3的轴线垂直的平面上的截面形状在转子3的轴线方向上的任何位置均是相同的。此外，在偏斜部21中，在转子3的周向上，一个对称部22的两端部存在于与另一个对称部22的两端部相同的位置。即，如图25所示，一对对称部22的两端部分别配置在沿着转子3的轴线方向延伸的两根平行的直线上。并且，各对称部22的周向尺寸大于永磁铁16的周向尺寸。各对称部22以两端部在转子3的周向上从永磁铁16均等地突出的状态与永磁铁16重叠。
在各对称部22的定子2侧的部分，沿转子3的轴线方向形成有在对称部22的厚度方向上具有深度的槽51。由此，对称部22的形成有槽51的部分的厚度变得比对称部22的其他部分的厚度薄。槽51形成在从通过偏斜基准线L1的对称部22的中心线向转子3的周向偏移的位置。在该例中，槽51在转子3的轴线方向上设在对称部22的整个范围内。其他的结构与实施方式1相同。
这样，通过在各对称部22的定子2侧的部分沿着转子3的轴线方向形成槽51，也能够使磁极片17分段偏斜，从而能够得到与实施方式1同样的效果。此外，在偏斜部21中，在转子3的周向上，一个对称部22的两端部存在于与另一个对称部22的两端部相同的位置，因此，能够使磁极片17的周向位置在转子3的轴线方向上恒定，无论在转子3的轴线方向的哪个位置都能够抑制各磁极片17与各永磁铁16之间的磁通的泄漏。由此，能够抑制旋转电机1的扭矩下降。
实施方式11
在实施方式10中，槽51沿着转子3的轴线方向形成在对称部22的定子2侧的部分，但也可以使槽51相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜地形成在对称部22的定子2侧的部分。
即，图26是示出本发明的实施方式11的旋转电机的转子3的主要部位的剖视图。而且，图27是示出图26的转子磁极部14的俯视图。另外，图26为沿图27的XXVI-XXVI线的剖视图。在各对称部22的定子2侧的部分形成有相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜的槽51。形成在各对称部22上的槽51通过偏斜基准线L1。由此，各槽51在一对对称部22之间连续，形成在相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜的一根直线上。即，偏斜部21成为所谓的连续偏斜。其他的结构与实施方式10相同。
这样，形成在一对对称部22上的槽51相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜，因此能够使从永磁铁16通过磁极片17流至定子2的磁通的转子3的周向的相位连续地偏移，能够使扭矩波形在周向上连续地偏移并叠加。由此，能够进一步实现旋转电机1的扭矩波动的减小。此外，偏斜部21为连续偏斜，因此与偏斜部21为分段偏斜的情况相比，能够实现高阶的扭矩波动的成分的减少。
实施方式12
图28是示出本发明的实施方式12的旋转电机1的转子3的主要部位的剖视图。而且，图29是示出图28的转子磁极部14的俯视图。另外，图28为沿图29的XXVIII-XXVIII线的剖视图。磁极片17具有以相对于转子3的轴线垂直的虚拟平面即偏斜边界面S2为边界而连续的一对偏斜部21。各偏斜部21具有以偏斜基准面S1为边界而连续的一对对称部22。因此，在磁极片17上设定有一对偏斜基准面S1和存在于一对偏斜基准面S1之间的中央位置的偏斜边界面S2。
一对偏斜部21关于偏斜边界面S2对称。在各偏斜部21中，一对对称部22形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称。各偏斜部21的结构与实施方式1相同。因此，沿转子3的径向观察时的各对称部22的形状为矩形，一对对称部22的周向两端部在转子3的周向上相互偏移。此外，在各对称部22的周向两端部形成的端面沿转子3的轴线方向形成。当沿转子3的径向观察磁极片17时，如图29所示，各偏斜部21的4个对称部22中，接近偏斜边界面S2的两个对称部22和远离偏斜边界面S2的另两个对称部22在转子3的周向上彼此向反方向偏移。其他的结构与实施方式1相同。
在这样的旋转电机1中，一对偏斜部21关于偏斜边界面S2对称，在各偏斜部21中，一对对称部22形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称，因此，能够分别在各偏斜部21使从永磁铁16通过磁极片17流至定子2的磁通的转子3的周向的相位偏移，能够分别在各偏斜部21中使扭矩波形在周向上偏移并叠加。由此，能够进一步实现扭矩波动的减小。此外，产生扭矩的力中，转子3的轴线方向分量即推力由各偏斜部21产生，但推力的方向以偏斜边界面S2为边界彼此相反，因此能够抵消推力。由此，能够抑制施加在支承转子3的支承物(例如轴承7和壳体4等)上的力，能够实现旋转电机1的小型化。
实施方式13
在实施方式12中，在沿转子3的径向观察时的各对称部22的周向两端部形成有沿着转子3的轴线方向的端面，但也可以使形成在各对称部22的周向两端部的端面相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜。
即，图30是示出本发明的实施方式13的旋转电机1的转子3的主要部位的剖视图。而且，图31是示出图30的转子磁极部14的俯视图。另外，图30为沿图31的XXX-XXX线的剖视图。一对偏斜部21关于偏斜边界面S2对称。在各偏斜部21中，一对对称部22形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称。各偏斜部21的结构与实施方式9的偏斜部21的结构相同。即，在各对称部22的周向两端部形成有相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜的端面。当沿转子3的径向观察磁极片17时，如图31所示，各偏斜部21的4个对称部22中，接近偏斜边界面S2的两个对称部22和远离偏斜边界面S2的另两个对称部22在转子3的周向上彼此向反方向偏移。其他的结构与实施方式12相同。
这样，即使通过使形成在对称部22的周向两端部的端面相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜，而使各偏斜部21为连续偏斜，也能够以偏斜边界面S2为边界而使转子3产生的推力的方向相反，从而能够抵消推力。由此，能够实现旋转电机1的小型化。此外，通过使各偏斜部21为连续偏斜也能够实现高阶的扭矩波动的减小。
实施方式14
图32是示出本发明的实施方式14的旋转电机1的转子3的主要部位的剖视图。而且，图33是示出图32的转子磁极部14的俯视图。另外，图32为沿图33的XXXII-XXXII线的剖视图。一对偏斜部21关于偏斜边界面S2对称。在各偏斜部21中，一对对称部22形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称。各偏斜部21的结构与实施方式10的偏斜部21的结构相同。即，在各对称部22的定子2侧的部分形成有沿着转子3的轴线方向的槽51。此外，槽51形成在从通过偏斜基准线L1的对称部22的中心线向转子3的周向偏移的位置。并且，在偏斜部21中，在转子3的周向上，一个对称部22的两端部存在于与另一个对称部22的两端部相同的位置。如图33所示，当沿转子3的径向观察磁极片17时，各偏斜部21的4个槽51中，接近偏斜边界面S2的两个槽51和远离偏斜边界面S2的另两个槽51在转子3的周向上彼此向反方向偏移。其他的结构与实施方式12相同。
这样，通过在各对称部22的定子2侧的部分沿着转子3的轴线方向形成槽51，也能够使磁极片17分段偏斜，从而能够得到与实施方式10同样的效果。此外，能够以偏斜边界面S2为边界而使转子3产生的推力的方向相反，从而能够抵消推力。由此，能够实现旋转电机1的小型化。
实施方式15
图34是示出本发明的实施方式15的旋转电机1的转子3的主要部位的剖视图。而且，图35是示出图34的转子磁极部14的俯视图。另外，图34为沿图35的XXXIV-XXXIV线的剖视图。一对偏斜部21关于偏斜边界面S2对称。在各偏斜部21中，一对对称部22形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称。
各偏斜部21的结构与实施方式11的偏斜部21的结构相同。即，在各对称部22的定子2侧的部分形成有相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜的槽51。各槽51分别在一对对称部22之间和一对偏斜部21之间连续。并且，在偏斜部21中，在转子3的周向上，一个对称部22的两端部存在于与另一个对称部22的两端部相同的位置。当沿转子3的径向观察磁极片17时，如图35所示，各偏斜部21的4个槽51中，接近偏斜边界面S2的两个槽51和远离偏斜边界面S2的另两个槽51在转子3的周向上彼此向反方向倾斜的同时偏移，由此在磁极片17上形成了4个槽51连续的V字形的槽。其他的结构与实施方式12相同。
这样，通过使槽51相对于转子3的轴线方向向转子3的周向倾斜地形成在各对称部22的定子2侧的部分，能够使磁极片17连续偏斜，从而能够得到与实施方式11同样的效果。此外，能够以偏斜边界面S2为边界而使转子3产生的推力的方向相反，从而能够抵消推力。由此，能够实现旋转电机1的小型化。
实施方式16
图36是示出本发明的实施方式16的旋转电机1的转子3的主要部位的剖视图。而且，图37是示出图36的转子磁极部14的俯视图。另外，图36为沿图37的XXXVI-XXXVI线的剖视图。一对偏斜部21关于偏斜边界面S2对称。在各偏斜部21中，一对对称部22形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1不对称。
各偏斜部21的结构与实施方式6的偏斜部21的结构相同。即，在各对称部22的定子2侧的部分形成有：第1定子对置面41、第2定子对置面42以及第3定子对置面43；存在于第1与第2定子对置面41、42之间的边界处的棱线部44；以及存在于第2与第3定子对置面42、43之间的边界处的谷线部45。棱线部44和谷线部45均沿着转子3的轴线方向形成在比对称部22的中心线向转子3的周向偏移的位置。在偏斜部21中，在转子3的周向上，一个对称部22的两端部存在于与另一个对称部22的两端部相同的位置。
当沿转子3的径向观察磁极片17时，如图37所示，各偏斜部21的4个棱线部44中，接近偏斜边界面S2的两个棱线部44和远离偏斜边界面S2的另两个棱线部44在转子3的周向上彼此向反方向偏移。另外，各偏斜部21的4个谷线部45也是接近偏斜边界面S2的两个谷线部45和远离偏斜边界面S2的另两个谷线部45在转子3的周向上彼此向反方向偏移。其他的结构与实施方式12相同。
这样，通过在各对称部22的定子2侧的部分沿着转子3的轴线方向形成棱线部44和谷线部45，也能够使磁极片17分段偏斜，从而能够得到与实施方式6同样的效果。此外，能够以偏斜边界面S2为边界而使转子3产生的推力的方向相反，从而能够抵消推力。由此，能够实现旋转电机1的小型化。
实施方式17
图38是示出本发明的实施方式17的旋转电机1的转子3的主要部位的剖视图。而且，图39是示出图38的转子磁极部14的俯视图。另外，图38为沿图39的XXXVIII-XXXVIII线的剖视图。磁极片17具有以偏斜基准面S1为边界而连续的一对对称部22。一对对称部22形成为关于偏斜基准线L1对称，且关于偏斜基准面S1也对称。因此，在该例中，磁极片17和永磁铁16均未偏斜。在该例中，沿转子3的径向观察磁极片17时的各对称部22的形状为矩形。
各磁极片17的外周面的形状为曲率半径比以转子3的轴线为中心的圆弧形小的圆弧形。由此，定子2的内周面55与磁极片17的外周面之间的空间的尺寸在转子3的周向上从磁极片17的中心向两端部连续增大。其他的结构与实施方式1相同。
这样，由于定子2的内周面55与磁极片17的外周面之间的空间的尺寸在转子3的周向上从磁极片17的中心向两端部连续增大，能够使上述式(1)表示的磁导A(θ)相对于周向角度θ的分布接近磁极的正弦波形，并能够减小磁通密度B(θ,t)的高阶成分。由此，能够进一步实现扭矩波动的减小。
实施方式18
可以在电梯用曳引机中应用上述实施方式1～17的旋转电机1。
即，图40是示出应用了本发明的实施方式18的旋转电机的电梯用曳引机的纵剖视图。在图中，电梯用曳引机具有：电动机71，其为与实施方式1同样的旋转电机；和驱动绳轮72，其借助电动机71的驱动力而旋转。
驱动绳轮72借助轴承7以旋转自如的方式支承在支承轴6上。驱动绳轮72与转子轭13一体地成型。在该例中，构成驱动绳轮72和转子轭13的材料是铸铁。驱动绳轮72在支承轴6的轴线方向上设在脱离定子2的范围的位置。通过对定子线圈9通电，驱动绳轮72和转子3以支承轴6的轴线为中心一体地旋转。在驱动绳轮72的外周面，沿着驱动绳轮72的周向设有多根主绳索用槽73。
悬吊轿厢和对重(均未图示)的多根主绳索沿着各主绳索用槽73卷绕于驱动绳轮72。轿厢和对重借助驱动绳轮72的旋转而在井道内升降。
在转子筒部15的内侧设有对驱动绳轮72和转子3赋予制动力的制动装置74。制动装置74具有能够相对于转子筒部15向转子3的径向移位的制动靴(未图示)。制动装置74通过使制动靴与转子筒部15的内周面接触，而向驱动绳轮72和转子3赋予制动力，通过使制动靴从转子筒部15离开，而解除对驱动绳轮72和转子3的制动力。
在这样的电梯用曳引机中，由于采用实施方式1的旋转电机作为电动机71，因此能够得到与实施方式1同样的效果。即，能够抑制永磁铁16的退磁，并能够实现电动机71的扭矩的提高以及成本的降低，能够使电梯用曳引机的制造容易。
此处，对电梯用曳引机的转子3的转速与铁损之间的关系进行说明。应用于电梯用曳引机的旋转电机1中产生的铁损W被表示为磁滞损耗Wh及涡流损耗We之和。即，铁损W由式(8)表示。
【式8】
W＝Wh+We (8)
此外，磁滞损耗Wh分别与铁损系数kh、磁极片17等磁性体中流通的磁通密度B的nh次方、转子3的电角频率f、质量M成正比。此外，涡流损耗We分别与铁损系数ke、磁通密度B的ne次方、转子3的电角频率f的nf次方、质量M成正比。因此，磁滞损耗Wh由式(9)表示，涡流损耗We由式(10)表示。
【式9】
Wh∝khBnhfM (9)
【式10】
We∝keBnefnfM (10)
根据式(8)～式(10)可知，涡流损耗We与电角频率f的nf次方成正比，nf的值通常为1.7～2，因此如果转子3的电角频率f增加，则涡流损耗We在铁损W中占主导。
图41是示出图40的磁极片17产生的铁损占整个曳引机的铁损的比例与转子3的电角频率f的关系的曲线图。如图41所示，如果将表示曳引机的转子3的转速的电角频率抑制在约260[Hz]以下，则磁极片17中产生的涡流损耗相对于整个曳引机的铁损不超过50％，不会占主导。因此，如果将电角频率抑制在260[Hz]以下，则能够抑制涡流损耗的产生，因此在必须抑制整个曳引机的温度上升的情况下是有利的。此外，在磁极片17不是磁性板的层叠体，而是由同一磁性材料构成的单片的情况下，也能够抑制整个曳引机的温度上升，因此通过塑性加工非层叠体的单一板材，能够容易地制造磁极片17。另外，由于图41的整个曳引机的铁损与旋转电机1中产生的铁损相等，当然可以将整个曳引机的铁损替换为旋转电机的铁损。
另外，在上述例子中，与实施方式1相同的旋转电机是曳引机的电动机71，但也可以将与实施方式2～17中的任意一方相同的旋转电机作为曳引机的电动机71。
此外，在实施方式1～17中，磁极片17的周向尺寸Wy并未小于永磁铁16的周向尺寸Wm，但也可以使磁极片17的周向尺寸Wy小于永磁铁16的周向尺寸Wm(Wy＜Wm)。
此外，在实施方式1～17中，磁极片17的周向尺寸Wy大于永磁铁16的周向尺寸Wm(Wy＞Wm)，但与实施方式2同样地，也可以使磁极片17的周向尺寸Wy与永磁铁16的周向尺寸Wm几乎相同(包括完全相同)(Wy＝Wm)。
此外，在实施方式2及4～17中，磁极片17的外周面是圆弧形的面，但与实施方式3同样地，也可以通过使磁极片17的外周面为平面来使磁极片17的形状为平板状。
此外，在实施方式2～3及6～17中，也可以通过在磁极片17上设置实施方式4或5中的一对磁极片突起31，而进行磁极片17相对于永磁铁16的周向定位。
此外，在实施方式1～16中，磁极片17是由同一磁性材料构成的单片，但不限于此，也可以将分别由磁性材料构成的多个部分片组合起来而形成的复合片作为磁极片17。
此外，在实施方式1～17中，多个转子轭突起18设于转子轭13，但如果各永磁铁16未相对于转子轭13位置偏移，则也可以没有转子轭突起18。
此外，在实施方式1～17中，将本发明应用于环形的定子2包围转子3的外周的内转子型的旋转电机，但本发明也可以应用于环形的转子3包围定子2的外周的外转子型的旋转电机。

Claims (21)

1.一种旋转电机，该旋转电机具备：
定子，其具有定子铁芯和沿周向排列在所述定子铁芯上的多个定子线圈；以及
转子，其能够相对于所述定子旋转，并具有：转子轭，其在径向上与所述定子对置；以及多个转子磁极部，它们分别设于所述转子轭，并沿周向相互隔着间隔而配置在所述转子轭与所述定子之间的空间内，
各所述转子磁极部具有：永磁铁，其设于所述转子轭的表面；以及磁极片，其由磁性材料构成，并与所述永磁铁的所述定子侧的面重叠，
所述磁极片是由同一磁性材料构成的单片，在所述磁极片上的所述转子的周向的两端部在所述转子的轴线方向上的所述永磁铁的整个范围内从所述永磁铁突出。
2.一种旋转电机，该旋转电机具备：
定子，其具有定子铁芯和沿周向排列在所述定子铁芯上的多个定子线圈；以及
转子，其能够相对于所述定子旋转，并具有：转子轭，其在径向上与所述定子对置；以及多个转子磁极部，它们分别设于所述转子轭，并沿周向相互隔着间隔而配置在所述转子轭与所述定子之间的空间内，
各所述转子磁极部具有：永磁铁，其设于所述转子轭的表面；以及磁极片，其由磁性材料构成，并与所述永磁铁的所述定子侧的面重叠，
所述磁极片具有偏斜部，该偏斜部具有以相对于所述转子的轴线垂直的偏斜基准面为边界而连续的一对对称部，在所述磁极片上的所述转子的周向的两端部在所述转子的轴线方向上的所述永磁铁的整个范围内从所述永磁铁突出，
所述一对对称部形成为关于偏斜基准线对称，且关于所述偏斜基准面不对称，该偏斜基准线是通过所述转子的轴线与所述偏斜基准面的交点且存在于所述偏斜基准面上的直线中的、通过所述永磁铁在所述转子的周向上的中心的直线。
3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，
在所述偏斜部中，在所述转子的周向上，一个所述对称部的两端部相对于另一个所述对称部的两端部偏移。
4.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，
在所述偏斜部中，在所述转子的周向上，一个所述对称部的两端部位于与另一个所述对称部的两端部相同的位置。
5.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，
所述对称部的截面形状在所述转子的轴线方向上的任何位置均相同。
6.根据权利要求3所述的旋转电机，其中，
所述对称部的截面形状在所述转子的轴线方向上的任何位置均相同。
7.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，
所述对称部的截面形状在所述转子的轴线方向上的任何位置均相同。
8.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，
在所述对称部的所述定子侧的部分形成有第1定子对置面、第2定子对置面和棱线部，所述棱线部形成在所述第1定子对置面与所述第2定子对置面之间的边界处，相对于所述转子的轴线方向向所述转子的周向倾斜。
9.根据权利要求3所述的旋转电机，其中，
在所述对称部的所述定子侧的部分形成有第1定子对置面、第2定子对置面和棱线部，所述棱线部形成在所述第1定子对置面与所述第2定子对置面之间的边界处，相对于所述转子的轴线方向向所述转子的周向倾斜。
10.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，
在所述对称部的所述定子侧的部分形成有第1定子对置面、第2定子对置面和棱线部，所述棱线部形成在所述第1定子对置面与所述第2定子对置面之间的边界处，相对于所述转子的轴线方向向所述转子的周向倾斜。
11.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，
在所述对称部的所述定子侧的部分形成有槽，所述槽相对于所述转子的轴线方向向所述转子的周向倾斜。
12.根据权利要求3所述的旋转电机，其中，
在所述对称部的所述定子侧的部分形成有槽，所述槽相对于所述转子的轴线方向向所述转子的周向倾斜。
13.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，
在所述对称部的所述定子侧的部分形成有槽，所述槽相对于所述转子的轴线方向向所述转子的周向倾斜。
14.根据权利要求2至13中的任意一项所述的旋转电机，其中，
所述磁极片具有以相对于所述转子的轴线垂直的偏斜边界面为边界而连续的一对所述偏斜部，
一对所述偏斜部关于所述偏斜边界面对称。
15.根据权利要求1至13中的任意一项所述的旋转电机，其中，
在所述磁极片上设有在周向上夹持所述永磁铁的一对磁极片突起。
16.根据权利要求14所述的旋转电机，其中，
在所述磁极片上设有在周向上夹持所述永磁铁的一对磁极片突起。
17.根据权利要求15所述的旋转电机，其中，
所述磁极片突起在所述转子的轴线方向上配置在所述永磁铁的整个范围内。
18.根据权利要求16所述的旋转电机，其中，
所述磁极片突起在所述转子的轴线方向上配置在所述永磁铁的整个范围内。
19.根据权利要求1至13中的任意一项所述的旋转电机，其中，
所述磁极片与所述定子之间的空间尺寸在所述转子的周向上向所述磁极片的两端部连续增大。
20.根据权利要求1至13中的任意一项所述的旋转电机，其中，
所述转子的转速即电角频率为260Hz以下。
21.一种电梯用曳引机，该电梯用曳引机具备：
电动机，其为权利要求1至20中的任意一项所述的旋转电机；以及
驱动绳轮，其借助所述电动机的驱动力而旋转。
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