CN109716620A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

旋转电机(20)具有定子(22)以及转子(24)。定子(22)具有定子铁芯(40)以及卷绕于定子铁芯(40)的电枢绕组(42)。转子(24)具有励磁铁芯(50)、励磁绕组(52)及筒状的短路构件(54)，与定子的内周侧在径向上相对配置。励磁铁芯具有筒状的轴套部(58)以及配置于轴套部的外周侧并形成有极性在周向上交替不同的磁极的多个爪状磁极部(62)。励磁绕组卷绕于轴套部的外周侧。短路构件以覆盖爪状磁极部的外周面的方式配置于爪状磁极部的外周侧，将周向上相邻的爪状磁极部彼此磁连接。短路构件的、与定子相对的相对面形成为，沿径向突出的突部(80)和沿径向凹陷的槽部(82)交替地连续配置的凹凸形状。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机。

背景技术

以往，已知一种应用于车辆的电动机、发电机等的、包括定子和转子的旋转电机(例如，专利文献1等)。在上述旋转电机中，定子具有定子铁芯以及卷绕于定子铁芯的电枢绕组。转子具有励磁铁芯、励磁绕组及短路构件。

励磁铁芯具有轴套部、盘部及磁极部。盘部从轴套部的轴向一端向径向外侧延展。磁极部与盘部连接而配置于轴套部的外周侧并且沿轴向突出。磁极部绕轴每隔规定角度地设置，以形成极性在周向上交替不同的磁极的方式设置多个。励磁绕组卷绕于轴套部的外周侧。短路构件在磁极部的外周侧配置成覆盖该磁极部的外周面，将周向上相邻的磁极部彼此磁连接。短路构件是多枚软磁性板沿轴向层叠的层叠构件。因此，根据上述短路构件的结构，能减少在短路构件产生的涡电流损耗。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-148057号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

为了提高在短路构件产生的涡电流损耗的降低效果，想到在层间即软磁性板之间，设置电绝缘层。然而，在设置有电绝缘层的结构中，在发生了该电绝缘层的绝缘破坏等的情况下，会发生不能提高涡电流损耗的降低效果等的不良情况。

本发明提供一种能提高使在短路构件产生的涡电流损耗降低的效果的旋转电机。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的一实施方式的旋转电机包括定子以及转子。定子具有定子铁芯以及卷绕于该定子铁芯的电枢绕组。转子具有励磁铁芯、励磁绕组及筒状的短路构件，与定子的内周侧在径向上相对配置。励磁铁芯具有筒状的轴套部以及配置于轴套部的外周侧并形成有极性在周向上交替不同的磁极的多个磁极部。励磁绕组卷绕于轴套部的外周侧。短路构件以覆盖磁极部的外周面的方式配置于磁极部的外周侧，将周向上相邻的磁极部彼此磁连接。短路构件的、与定子相对的相对面形成为，沿径向突出的突部和沿径向凹陷的槽部交替地连续配置的凹凸形状。

根据上述结构，在本发明的旋转电机中，短路构件的、与定子相对的相对面形成为，朝径向的突部和槽部交替地连续配置的凹凸形状。在旋转电机中，利用上述那样的短路构件的凹凸形状，从而使磁通集中于突部以在其它部位不发生磁通饱和。因此，在旋转电机中，能减小磁通密度以降低涡电流损耗。因此，在旋转电机中，通过使短路构件的表面形状形成为凹凸形状，从而能提高涡电流损耗的降低效果。

在本发明的旋转电机中，突部形成为径向前端的截面形状为曲面形状或者带棱角的形状。根据上述结构，在本发明的旋转电机中，能在短路构件的表面形成凹凸形状。

在本发明的旋转电机中，突部的径向前端的截面形状形成为短边的上底配置于定子侧且长边的下底配置于上述磁极部侧的梯形形状。根据上述结构，在本发明的旋转电机中，能在短路构件的表面形成凹凸形状。

在本发明的旋转电机中，短路构件和磁极部电导通。根据上述结构，在本发明的旋转电机中，即使在短路构件产生较大的涡电流，也能利用涡电流来提高转子的电位。因此，在旋转电机中，能减少因用于向电枢绕组供给电力的开关时刻的偏离导致的、从定子经由轴承的向转子的导通电流。在旋转电机中，能抑制由电蚀导致的轴承的寿命缩短。

在本发明的旋转电机中，树脂填充于短路构件与磁极部之间的间隙以及槽部中的至少任一个。根据上述结构，在本发明的旋转电机中，因热传导体即树脂的存在，从而能提高热容量。因此，在旋转电机中，能使转子的耐热性提高。此外，在旋转电机中，即使转子不旋转，或者其转速较低，也能充分提高转子的冷却性能。

在本发明的旋转电机中，突部以及槽部形成为螺旋状并且沿轴向延伸。根据上述结构，在本发明的旋转电机中，当转子旋转时，将制冷剂从短路构件的轴向的一端侧朝另一端侧送出。因此，在旋转电机中，能利用制冷剂的流动有效地使转子冷却，从而提高转子的冷却性能。

在本发明的旋转电机中，短路构件是规定构件沿轴向层叠的层叠构件。根据上述结构，在本发明的旋转电机中，能容易地在短路构件的表面形成凹凸形状。

附图说明

图1是第一实施方式的旋转电机的剖视图。

图2是从径向外侧观察第一实施方式的旋转电机具有的转子的图。

图3是第一实施方式的旋转电机具有的转子的立体图。

图4是第一实施方式的旋转电机具有的转子的、去除了短路构件时的立体图。

图5是第一实施方式的旋转电机具有的转子的一部分的立体图。

图6是第一实施方式的旋转电机具有的转子的剖视图。

图7是示意地表示第一实施方式的旋转电机中的转子具有的短路构件的剖视图。

图8是第一实施方式的旋转电机中的短路构件的一个示例的剖视图。

图9是第一实施方式的旋转电机中的短路构件的一个示例的剖视图。

图10是第一实施方式的旋转电机中的短路构件的一个示例的剖视图。

图11是第一实施方式的旋转电机中的短路构件的一个示例的剖视图。

图12是第一实施方式的旋转电机中的短路构件的一个示例的剖视图。

图13是变形例的旋转电机具备的转子的短路构件的立体图。

图14是另一变形例的旋转电机具备的转子的主要部分的一个示例的剖视图。

图15是另一变形例的旋转电机具备的转子的主要部分的一个示例的剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1～图15，对本发明的一个方式的旋转电机的具体实施方式进行说明。

＜第一实施方式＞

在本实施方式中，旋转电机20例如装设于车辆等。电力由电池等电源向旋转电机20供给，从而产生用于驱动车辆的驱动力。此外，从车辆的发动机向旋转电机20供给动力，从而产生用于对电池充电的电力。如图1所示，旋转电机20包括定子22、转子24、壳体26、电刷装置28、整流装置30、电压调节器32及带轮34。

定子22是构成磁路的一部分，并且被施加由转子24的旋转产生的旋转磁场从而产生电动势的构件。定子22具有定子铁芯40以及电枢绕组42。定子铁芯40是形成为圆筒状的构件。在定子铁芯40的径向内径侧，形成有极齿、切槽。极齿朝定子铁芯40的径向内侧突出。切槽朝定子铁芯40的径向外侧凹陷。极齿以及切槽分别以隔着规定角度配置的方式设置多个，在周向上交替地连续配置。

电枢绕组42卷绕于定子铁芯40(定子铁芯40的极齿)。电枢绕组42具有直线状的切槽收容部(未图示)以及弯曲状的线圈端部44。切槽收容部收容于定子铁芯40的切槽。线圈端部44从定子铁芯40的轴向端部侧朝轴向外侧突出。电枢绕组42具有与旋转电机20的相数对应的多相绕组(例如三相绕组)。

转子24相对于定子22(定子铁芯40的极齿的前端)在径向内侧隔着规定的气隙(即，空隙)相对配置。转子24是构成磁路的一部分并且由电流流过从而形成磁极的构件。转子24是所谓的伦德尔型转子。转子24具有励磁铁芯50、励磁绕组52、短路构件54及永磁体56。

励磁铁芯50具有轴套部58、盘部60及爪状磁极部62。轴套部58是具有轴孔66的筒状构件。轴孔66形成在能供旋转轴64插入的中心轴上。轴套部58是嵌合固定于旋转轴64的外周侧的部位。盘部60是从轴套部58的轴向端面侧朝径向外侧延伸的圆盘状的部位。

爪状磁极部62与盘部60的外周端连接。爪状磁极部62是从上述连接部沿轴向突出成爪状的构件。爪状磁极部62从上述连接部沿轴套部58延伸。爪状磁极部62配置于轴套部58的外周侧。轴套部58、盘部60及爪状磁极部62形成为磁极铁芯(励磁铁芯)。磁极铁芯例如是锻造成形的。爪状磁极部62具有形成为大致圆弧状的外周面。爪状磁极部62的外周面具有以旋转轴64的轴中心附近为中心的圆弧。具体而言，爪状磁极部62的外周面具有以旋转轴64的轴中心为中心或者以比上述轴中心更靠近上述爪状磁极部62侧的位置为中心的圆弧。

爪状磁极部62包括形成有相互不同的极性(N极和S极)的磁极的第一爪状磁极部62-1和第二爪状磁极部62-2。第一爪状磁极部62-1和第二爪状磁极部62-2构成一对磁极铁芯。第一爪状磁极部62-1和第二爪状磁极部62-2绕转子24的轴，分别设置有相同数量(例如8个)。第一爪状磁极部62-1和第二爪状磁极部62-2以周向上隔开间隙空间68的方式交替配置。

第一爪状磁极部62-1与从轴套部58的轴向一端侧朝径向外侧扩展的盘部60的外周端连接。接着，朝轴向另一端侧突出。此外，第二爪状磁极部62-2与从轴套部58的轴向另一端侧朝径向外侧扩展的盘部60的外周端连接。此外，朝轴向一端侧突出。除了配置位置、突出的轴向的朝向，第一爪状磁极部62-1和第二爪状磁极部62-2形成为彼此相同的形状。第一爪状磁极部62-1和第二爪状磁极部62-2以轴向根部侧(或者轴向前端侧)彼此位于轴向相反侧的方式在周向上交替地配置。此外，被磁化成彼此不同的极性。

各爪状磁极部62形成为在周向上具有规定的宽度(周向宽度)并且在径向上具有规定的厚度(径向厚度)。各爪状磁极部62形成为：从与盘部60的连接部附近的根部侧到轴向前端侧，周向宽度逐渐变小且径向厚度逐渐变小。即，各爪状磁极部62形成为越靠近轴向前端侧，在周向和径向这两个方向上变细。较为理想的是，各爪状磁极部62形成为隔着周向中心，在周向上左右对称。

上述间隙空隙68设置于在周向上相邻的第一爪状磁极部62-1和第二爪状磁极部62-2之间的每一处。间隙空间68沿轴向倾斜地延伸。此外，从轴向一端侧到轴向另一端侧，相对于转子24的旋转轴倾斜成规定角度。所有间隙空间68的形状彼此相同。各间隙空间68设定成周向的大小(尺寸)几乎不会随着轴向位置而变化。即，各间隙空间68的周向尺寸设定成恒定或者维持在包括上述恒定值的极小的范围内。也就是说，第一爪状磁极部62-1和第二爪状磁极部62-2配置成：间隙空间68形成为无论位于任意轴向位置都具有恒定的周向尺寸，且周向的所有间隙空间68形成为彼此相同的形状。

在转子24中，为了避免发生磁力不平衡，较为理想的是，周向的所有间隙空隙68是相同形状。不过，尤其是在仅沿一侧方向旋转的转子24中，为了降低铁损等，爪状磁极部62的形状也可以形成为隔着周向中心，在周向上左右不对称的形状，间隙空间68的各轴向位置的周向尺寸不恒定。

爪状磁极部62的形状形成为周向上左右不对称的形状一般存在于旋转方向是单方向的情况、例如旋转方向的反向的磁力特性最好比正向的磁力特性弱的情况等情况。这是如下述这样的技术。当旋转方向恒定时，来自定子22的励磁作用以爪状磁极部62的中央附近为边界，相对于爪状磁极部62的励磁力作用的方向，强弱变化。因此，以作用有强的励磁作用的爪状磁极部62为边界，一半的爪状磁极部62远离定子22而与定子22之间的磁空隙增大。藉此，使易产生涡电流的磁通饱和缓和，使涡电流大幅下降。另一方面，剩下一半的爪状磁极部62不远离定子22。藉此，能减少由空隙增加导致磁通下降的原因。在本实施方式中，如后所述，在转子24的外周面附近促进磁通饱和而能得到减少涡电流损耗的效果。因此，在本实施方式中，不需要使爪状磁极部62的形状形成为左右不对称至使磁通减少的程度，较为理想的是形成为左右对称。

励磁绕组52配置于轴套部58与爪状磁极部62的径向间隙之间。励磁绕组52是由直流电流的流通而在励磁铁芯50产生磁通，由通电而产生磁动势的线圈构件。励磁绕组52在轴套部58的外周侧，绕轴卷绕。由励磁绕组52产生的磁通通过轴套部58和盘部60而被引导至爪状磁极部62。即，轴套部58和盘部60形成将在励磁绕组52产生的磁通引导至爪状磁极部62的磁路。励磁绕组52具有利用产生的磁通使第一爪状磁极部62-1磁化成N极，且使第二爪状磁极部62-2磁化成S极的功能。

短路构件54配置于爪状磁极部62(第一爪状磁极部62-1和第二爪状磁极部62-2)的外周侧。短路构件54是覆盖上述爪状磁极部62的外周的圆筒状的构件。短路构件54具有从爪状磁极部62的与盘部60的连接部至上述爪状磁极部62的轴向前端的距离程度的轴向长度。短路构件54是在径向上具有规定厚度的薄板构件。规定厚度是例如能同时保证转子24的机械强度和磁性能的0.6(mm)～1.0(mm)左右。短路构件54与爪状磁极部62的外周面侧相对并与爪状磁极部62接触。此外，在周向上相邻的第一爪状磁极部62-1与第二爪状磁极部62-2之间的间隙空间68的径向外侧，封住间隙空间68。藉此，将周向上相邻的爪状磁极部62彼此(爪状磁极部62-1、62-2彼此)磁连接。

短路构件54可以是非磁性体。但是，对于非磁性体，会导致定子22与转子24之间的磁间隙增大。因此，为了不发生上述空隙的增大，较为理想的是短路构件54为磁性体。当短路构件54的截面积比爪状磁极部62的、与定子22的相对面的表面积小时，能从转子24朝定子22送出有效的磁力。

短路构件54通过例如由铁、硅钢构成的电磁钢板等软磁性材料构成。短路构件54是形成为圆筒状的管状构件。或者，短路构件54是规定构件沿轴向层叠的层叠构件。短路构件54通过烧嵌、压入、焊接、或者这些方式的组合等，从而固定于爪状磁极部62。在短路构件54是层叠构件的情况下，该层叠构件也可以具有经过冲裁加工的电磁钢板等多枚软磁性的薄板构件沿轴向层叠的结构。在这种情况下，为了抑制涡电流损耗，薄板构件可以分别与轴向上相邻的薄板构件层间绝缘。此外，上述层叠也可以是一根线状构件或者一条带状构件螺旋状地延伸并沿轴向层叠。从强度、磁性能的角度来看，上述线状构件、带状构件可以是截面矩形状的角材，此外，也可以是圆线或者角部弯曲的形状。

短路构件54具有使转子24的外周面平滑，从而降低由形成于转子24的外周面的凹凸引起的风噪的功能。此外，短路构件54具有将周向上排列的多个爪状磁极部62相互连结从而抑制各爪状磁极部62的变形(尤其是朝径向的变形)的功能。

永磁体56收容于短路构件54的内周侧。永磁体56是在周向上相邻的爪状磁极部62之间(第一爪状磁极部62-1与第二爪状磁极部62-2之间)，配置成埋入上述间隙空间68的磁极间磁体。永磁体56配置于每个间隙空间68，仅设置与间隙空间68的数量相同的数量。各永磁体56与间隙空间68的形状匹配，相对于转子24的旋转轴斜向倾斜而延伸。此外，形成为大致长方体形状。永磁体56具有减少爪状磁极部62之间的磁通的泄漏，以强化爪状磁极部62与定子22的定子铁芯40之间的磁通的功能。

永磁体56配置成形成使周向上相邻的爪状磁极部62之间的漏磁通减少的朝向的磁极。永磁体56励磁成磁动势朝向周向。具体而言，永磁体56的与被磁化成N极的第一爪状磁极部62-1相对的周向的面的磁极为N极。此外，与被磁化成S极的第二爪状磁极部62-2相对的周向的面的磁极为S极。永磁体56如上所述地构成。另外，永磁体56也可以应用于经过励磁后，组装于转子24的结构。此外，永磁体56也可以应用于组装于转子24后被励磁的结构。

壳体26是收容定子22和转子24的壳体构件。在壳体26中，旋转轴64(即，转子24)由轴承69支持成能绕轴旋转。此外，固定定子22。

电刷装置28具有集电环70以及电刷72。集电环70固定于旋转轴64的轴向一端。集电环70具有向转子24的励磁绕组52供给直流电流的功能。电刷72两个一对地设置。此外，被安装固定在壳体26的电刷保持件保持。电刷72被朝旋转轴64侧按压配置，使其径向内侧的前端在集电环70的表面上滑动。电刷72通过集电环70而使直流电流向励磁绕组52流动。

整流装置30与定子22的电枢绕组42电连接。整流装置30是将由电枢绕组42产生的交流整流为直流并输出的装置。电压调节器32通过对在励磁绕组52中流动的励磁电流进行控制，从而对旋转电机20的输出电压进行调节。电压调节器32具有将根据电负载、发电量而变化的输出电压维持成大致恒定的功能。带轮34将车辆发动机的旋转向旋转电机20的转子24传递。带轮34紧固固定于旋转轴64的轴向另一端。

在具有上述结构的旋转电机20中，直流电流从电源通过电刷装置28而向转子24的励磁绕组52供给。这样，由上述电流的通电而贯穿励磁绕组52，从而产生在轴套部58、盘部60及爪状磁极部62流通的磁通。上述磁通形成为例如按一方的磁极铁芯的轴套部58→盘部60→第一爪状磁极部62-1→定子铁芯40→第二爪状磁极部62-2→另一方的磁极铁芯的盘部60→轴套部58→一方的磁极铁芯的轴套部58的顺序流动的磁路。上述磁路产生转子24的反电动势。

上述磁通被引导至第一爪状磁极部62-1和第二爪状磁极部62-2。其结果是，第一爪状磁极部62-1被磁化成N极。此外，第二爪状磁极部62-2磁化成S极。在上述爪状磁极部62已经被磁化的状态下，从电源供给的直流例如被转换为三相交流而向定子绕组42供给。藉此，转子24相对于定子22旋转。因此，在本实施方式的结构中，旋转电机20能作为利用向电枢绕组42的电力供给从而被驱动旋转的电动机而起作用。

通过带轮34将车辆发动机的旋转转矩向旋转轴64传递，从而使旋转电机20的转子24旋转。转子24的旋转会向定子22的电枢绕组42施加旋转磁场，从而使交流的电动势产生于电枢绕组42。产生于电枢绕组42的交流电动势在通过整流装置30而被整流成直流后，向电池供给。因此，在本实施方式的结构中，旋转电机20能作为利用电枢绕组42产生的电动势从而使电池充电的发电机起作用。

接着，对本实施方式的旋转电机20的特征部进行说明。

在本实施方式中，旋转电机20包括在径向上隔着规定的气隙而相对配置的定子22以及转子24。转子24在周向上多个配设的爪状磁极部62的外周侧，具有覆盖上述爪状磁极部62的外周面的圆筒状的短路构件54。短路构件54的、与定子22相对的相对面形成为凹凸形状。

如图7所示，短路构件54具有沿径向突出的突部80以及沿径向凹陷的槽部82。即，突部80朝定子22侧突出。槽部82朝爪状磁极部62侧凹陷。突部80以及槽部82都形成于短路构件54的外周面。短路构件54的、与定子22相对的相对面(短路构件54的外周面)形成为，突部80和槽部82交替地连续配置的凹凸形状。

上述短路构件54的凹凸形状形成为，突部80和槽部82沿轴向交替地连续配置。另外，短路构件54也可以是薄板构件沿轴向层叠的层叠构件。此外，短路构件54也可以是线状构件、带状构件螺旋状地延伸而沿轴向层叠的层叠构件。此外，也可以是形成为圆筒状的管状构件。在短路构件54是上述层叠构件的情况下，在上述凹凸形状中，由各层的薄板构件、线状构件、带状构件的径向外端部形成突部80，由两层之间的空隙形成槽部82。短路构件54的凹凸形状如上述这样形成即可。

一般，已知，信号频率越高，则会发生电流集中于导体表面的集肤效应。在旋转电机20中，从转子24的表面至短路构件54中产生涡电流的位置的深度(表皮深度)δ(mm)如下式(1)所示。此外，涡电流损耗We(W)如下式(2)所示。其中，μ是导磁率。σ是导电率。f是信号频率。Ke是根据短路构件54等的材料来确定的涡电流损耗系数。B是磁通密度。α是根据短路构件54等的材料来确定的值，一般，四舍五入为“2”。

We＝Ke·B^α·f²···(2)

如上所述，Ke和α分别是根据短路构件54等的材料而确定的值。因此，在确定了材料的基础上，为了减少涡电流损耗We，需要降低磁通密度B。磁通密度B是随着旋转电机20的磁力上升，上升至材料本身的磁通密度的值。若磁通密度B较高，则发生磁通饱和，导磁率μ下降。然而，磁通密度B是对于涡电流损耗We以大致二次方作用的参数。因此，降低磁通密度B在减少涡电流损耗We以实现高效化方面是有效的。

涡电流不能穿过突部80彼此之间。因此，各突部80的表皮深度δ小。此外，在磁通密度B小的部位，涡电流的产生量显著地小。因此，涡电流损耗We较小。如上所述，短路构件54形成为，突部80和槽部82沿轴向交替地连续配置的凹凸形状。在上述那样的短路构件54的凹凸形状中，越是靠向短路构件54的突部80的径向前端，越容易发生磁通饱和。因此，磁通密度B高，涡电流损耗We变大。另一方面，短路构件54的靠爪状磁极部62的部位、形成磁极铁芯的爪状磁极部62等的大部分没有磁通饱和。因此，磁通密度B低，涡电流损耗We变小。

这样，涡电流损耗We大的部位限定于位于短路构件54的径向前端部的狭小突部80。其结果是，短路构件54能减小该构件整体的涡电流损耗We。即，在旋转电机20中，设置突部80，以使磁通集中于短路构件54的、与定子22相对的相对面。藉此，在旋转电机20中，能减少或者缩小涡电流损耗We大的部位，从而降低短路构件54整体中的涡电流损耗We。根据本实施方式的旋转电机20，使短路构件54的表面形状形成为凹凸形状，从而能提高其涡电流损耗We的降低效果。

假设，短路构件54由下述那样的分割层构成。分割层的由具有相同厚度的平板构成的薄板构件等在轴向上层叠。在上述那样的情况下，若各分割层的厚度为(表皮深度δ×2)以上，则在各分割层会产生涡电流的环路。为了不在各分割层产生涡电流的环路，需要使各分割层的厚度不足(表皮深度δ×2)而进行绝缘。对此，在本实施方式的旋转电机20中，使短路构件54的径向前端侧的表面形状成为由突部80和槽部82构成的凹凸形状。藉此，在旋转电机20中，不需要为了不产生涡电流的环路而使分割层的厚度全部减小。此外，在旋转电机20中，也不需要在短路构件54隔着细小的间隔设置电绝缘层。此外，在旋转电机20中，能抑制其电绝缘层被破损或者抑制绝缘破坏后的损失加剧。

通过短路构件54的凹凸形状，使涡电流在容易发生磁通饱和的转子24的表面侧(与定子22的相对面侧)被抵消。另一方面，在不易发生磁通饱和的转子24的背面侧(爪状磁极部62侧)，涡电流较少。因此，在短路构件54中，不仅在转子24的表面侧而且在转子24的背面侧，都不需要设置其它构件、由空隙、氧化覆膜等形成的电绝缘层。其结果是，在旋转电机20中，不在短路构件54设置电绝缘层，就能提高短路构件54中的涡电流损耗的降低效果。此外，假设在短路构件54设置电绝缘层，在旋转电机20中，也能局部使发生磁通饱和的分割层的厚度增大。藉此，在旋转电机20中，不需要减小构成短路构件54的各分割层的构件的厚度，能减少制造时的工时数等。

另外，突部80也可以形成为沿轴向切断的情况下的径向前端的截面形状形成为图8所示的曲面形状。例如，短路构件54由下述那样的层叠构件构成。层叠构件是薄板构件、线状构件等规定构件90在轴向上层叠。在上述这样的情况下，为了形成突部80的曲面形状，构成短路构件54的规定构件90由截面形状为圆形的圆线构成即可。规定构件90与爪状磁极部62接触以与爪状磁极部62电导通而短路。此外，各层的规定构件90彼此也发生接触。规定构件90的接触可以是在截面上点接触，或者也可以是沿着截面上点接触发生接触。

在规定构件90由圆线构成的结构中，在各层的规定构件90中，由朝径向外侧突出的圆形面形成突部80。此外，在轴向上并列的两层(两个规定构件90)圆形面之间形成槽部82。根据上述结构，如上所述，能提高产生于短路构件54的涡电流损耗的降低效果。

此外，突部80也可以形成为沿轴向切断的情况下的径向前端的截面形状形成为图9、图10及图11所示的带棱角的形状。例如，短路构件54由下述那样的层叠构件构成。层叠构件是薄板构件、线状构件等规定构件92、94、96在轴向上层叠。在上述这样的情况下，为了形成突部80的带棱角的形状，构成短路构件54的规定构件92、94、96可以由截面形状例如为正方形、长方形、六边形等多边形的角线构成。具体而言，可以构成为各层的角线倾斜地配置，以使角线的角部朝定子22侧突出的方式沿轴向层叠。规定构件92、94、96与爪状磁极部62接触以与爪状磁极部62电导通而短路。此外，各层的规定构件92、94、96彼此也发生接触。规定构件92、94、96的接触可以是在截面上点接触、线接触，或者也可以是沿着截面上点接触、线接触发生接触。

在规定构件92、94、96由角线构成且在各层的角线倾斜地配置的状态下沿轴向层叠的结构中，在各层的规定构件92、94、96中，由朝径向外侧突出的角部形成突部80。此外，在轴向上并列的两层角部之间形成槽部82。如上所述，在上述结构中，也能提高产生于短路构件54的涡电流损耗的降低效果。

此外，突部80也可以形成为沿轴向切断的情况下的径向前端的截面形状形成为图12所示的梯形形状。具体而言，截面形状也可以形成为短边的上底配置于定子22侧且长边的下底配置于爪状磁极部62侧的梯形形状。例如，短路构件54由下述那样的层叠构件构成。层叠构件是薄板构件、线状构件等规定构件98在轴向上层叠。在上述这样的情况下，为了形成突部80的梯形形状，构成短路构件54的规定构件98形成为截面形状为朝径向前端变细的梯形即可。规定构件98与爪状磁极部62在截面上线接触以与爪状磁极部62电导通而短路。此外，各层的规定构件98彼此也在截面上发生点接触。规定构件98的接触也可以是基于上述接触的接触。

在规定构件98形成为梯形形状的结构中，在各层的规定构件98中，由梯形的上底部形成突部80。此外，在轴向上并列的两层上底部之间(梯形形状的相对的侧面之间)形成槽部82。如上所述，在上述结构中，也能提高产生于短路构件54的涡电流损耗的降低效果。

此外，在旋转电机20中，短路构件54的、与定子22的相对面形成为突部80和槽部82交替地连续配置的凹凸形状。短路构件54配置于转子24的表面侧。也就是说，短路构件54配置于转子24内磁通流动量最多的区域(磁通集中的区域)。与没有形成凹凸形状的短路构件相比，根据上述短路构件54，能确保散热面积，从而发挥较高的冷却性能。

此外，为了从直流电源向定子22的电枢绕组42供给交流电，需要使具有逆变器电路的MOS晶体管等开关。例如，使电枢绕组42为三相绕组。在上述情况下，U相、V相、W相的开关时刻有时会偏离期望的时刻。若产生上述那样的时刻的偏离，则在定子22会产生轴向间的电位差。此外，由于上述电位差，会有电流从定子22经由壳体26以及轴承69流向转子24。当上述那样的导通电流流动时，在轴承69会发生电蚀。其结果是，存在导致轴承69的寿命缩短的可能性。

与此相对，在本实施方式的旋转电机20中，短路构件54或者构成短路构件54的规定构件90、92、94、96、98与爪状磁极部62接触而与该爪状磁极部62电导通。在上述那样的旋转电机20中，在短路构件54没有设置电绝缘层的情况下，在上述短路构件54容易产生涡电流。但是，在转子24中，由涡电流而导致产生电位差。因此，与涡电流较小或者没有产生涡电流的情况相比，转子24的电位上升。其结果是，使转子24与定子22之间的电位差减小。因此，在旋转电机20中，即使用于向电枢绕组42供给电力的开关时刻产生偏离，且产生有较大的涡电流，也能使从定子22经由轴承69的、朝向转子24的导通电流减小。在旋转电机20中，能抑制电蚀导致的轴承69的寿命缩短。

以上，如已说明可知，本实施方式的旋转电机20具有定子22以及转子24。定子22具有定子铁芯40以及卷绕于该定子铁芯40的电枢绕组42。转子24具有励磁铁芯50、励磁绕组52及筒状的短路构件54，与定子22的内周侧在径向上相对配置。励磁铁芯50具有筒状的轴套部58以及多个爪状磁极部62，上述多个爪状磁极部62配置于轴套部58的外周侧并形成极性在周向上交替不同的磁极。励磁绕组52卷绕于轴套部58的外周侧。短路构件54以覆盖爪状磁极部62的外周面的方式配置于爪状磁极部62的外周侧，将周向上相邻的爪状磁极部62彼此磁连接。短路构件54的、与定子22相对的相对面形成为，沿径向突出的突部80和沿径向凹陷的槽部82交替地连续配置的凹凸形状。

根据上述结构，在旋转电机20中，短路构件54的、与定子22相对的相对面形成为，朝径向的突部80和槽部82交替地连续配置的凹凸形状。在旋转电机20中，利用上述那样的短路构件54的凹凸形状，从而使磁通集中于突部80以使其它部位不发生磁通饱和。因此，在旋转电机20中，能减小磁通密度以降低涡电流损耗。因此，在旋转电机20中，通过使短路构件54的表面形状形成为凹凸形状，从而能提高涡电流损耗的降低效果。

此外，在旋转电机20中，突部80也可以形成为径向前端的截面形状为曲面形状或者带棱角的形状。或者，突部80也可以形成为，径向前端的截面形状成为短边的上底配置于定子22侧且长边的下底配置于爪状磁极部62侧的梯形形状。根据上述结构，在旋转电机20中，能在短路构件54的表面形成凹凸形状。

此外，在旋转电机20中，短路构件54与爪状磁极部62电导通。根据上述结构，在旋转电机20中，即使在短路构件54产生较大的涡电流，也能利用上述涡电流来提高转子24的电位。因此，在旋转电机20中，能减少因用于向电枢绕组42供给电力的开关时刻的偏离导致的、从定子22经由轴承69的向转子24的导通电流。在旋转电机20中，能抑制由电蚀导致的轴承69的寿命缩短。

此外，在旋转电机20中，短路构件54可以是规定构件90、92、94、96、98沿轴向层叠的层叠构件。根据上述结构，在旋转电机20中，能容易地在短路构件54的表面形成凹凸形状。

另外，在上述实施方式中，例示了转子24的短路构件54是形成为圆筒状的管状构件的情况。或者，例示了短路构件54是规定构件90、92、94、96、98沿着轴向层叠的层叠构件的情况。本发明并不限定于此。例如，为了提高转子24的冷却性能，较为理想的是，使短路构件54形成为螺旋状，当转子24旋转时，能促进制冷剂流动。

即，例如如图13所示，短路构件54可以是线状构件100螺旋状地延伸而沿轴向层叠的层叠构件。在上述情况下，突部80以及槽部82形成为螺旋状并且沿轴向延伸。藉此，在本变形例中，当转子24旋转时，将制冷剂从短路构件54的轴向一端侧朝另一端侧送出。因此，在旋转电机20中，能利用制冷剂的流动有效地使转子24冷却，从而提高转子24的冷却性能。尤其，在旋转电机20中，通过使下述三个方向一致，从而能进一步提高转子24的冷却性能。具体而言，在将转子24的旋转方向限定在单向的基础上，使转子24的旋转轴64延伸的方向、通过转子24的旋转而将制冷剂送出的方向、通过引导翼、风扇、泵等将制冷剂送出的方向一致。

在上述实施方式中，例示了短路构件54的处于突部80与突部80之间的槽部82是空隙并且在短路构件54与爪状磁极部62之间没有填充树脂等的结构。本发明并不限定于此。也可以在槽部82中填充树脂。此外，在短路构件54与爪状磁极部62之间，也可以填充树脂。即，在转子24中，例如，也可以如图14所示，在短路构件54与爪状磁极部62之间的间隙和槽部82都填充树脂110。另外，供树脂110填充的、短路构件54与爪状磁极部62之间的间隙主要包括由短路构件54和爪状磁极部62围住的空间。上述空间是以确保了短路构件54和爪状磁极部62电导通的状态形成的空间。

在短路构件54中，树脂110以将沿轴向层叠的所有层一体覆盖的方式，填充于短路构件54与爪状磁极部62之间的间隙和槽部82。构成树脂110的树脂剂例如采用热传导率高的环氧树脂、液晶聚合物等树脂即可。根据本变形例的结构，在旋转电机20中，因热传导体即树脂的存在，能使热容量提高。因此，在旋转电机20中，能使转子24的耐热性提高。此外，在旋转电机20中，即使转子24不旋转，或者其转速较低，也能充分提高转子24的冷却性能。

另外，上述例示了树脂100填充于槽部82并且填充于短路构件54与爪状磁极部62之间的结构，但并不限定于此。例如，填充于短路构件54与爪状磁极部62之间的间隙和槽部82中的至少任一个即可。

在旋转电机20中，短路构件54构成为兼具以下效果，构成为线状构件100螺旋状地延伸而沿轴向层叠的层叠构件从而具有冷却效果以及填充有树脂110从而具有冷却效果。因此，例如，如图15所示，较为理想的是，构成为树脂120填充于短路构件54与爪状磁极部62之间的间隙而不填充于处于转子24的表面侧的槽部82。即，较为理想的是，构成为树脂120仅填充于短路构件54与爪状磁极部62之间的间隙。根据本变形例的结构，在旋转电机20中，当转子24旋转时，能将制冷剂从短路构件54的轴向的一端侧朝另一端侧送出。此外，因树脂120的存在，能使热容量提高。

本发明并不限定于上述实施方式、变形例。本发明的旋转电机20可以在不脱离发明思想的范围内进行各种改变。

符号说明

20···旋转电机、

22···定子、

24···转子、

40···定子铁芯、

42···电枢绕组、

50···励磁铁芯、

52···励磁绕组、

54···短路构件、

58···轴套部、

62···爪状磁极部、

80···突部、

82···槽部、

90、92、94、96、98···规定构件、

100···线状构件、

110、120···树脂。

Claims (7)

1.一种旋转电机，包括：

定子(22)，所述定子(22)具有定子铁芯(40)以及卷绕于所述定子铁芯的电枢绕组(42)；以及

转子(24)，所述转子(24)具有励磁铁芯(50)、励磁绕组(52)以及筒状的短路构件(54)，所述励磁铁芯(50)具有筒状的轴套部(58)以及配置于所述轴套部的外周侧并形成有极性在周向上交替不同的磁极的多个磁极部(62)，所述励磁绕组(52)卷绕于所述轴套部的外周侧，所述短路构件(54)以覆盖所述磁极部的外周面的方式配置于所述磁极部的外周侧，将周向上相邻的所述磁极部彼此磁连接，所述转子(24)与所述定子的内周侧在径向上相对配置，

所述旋转电机(20)的特征在于，

所述短路构件的与所述定子相对的相对面形成为，沿径向突出的突部(80)和沿径向凹陷的槽部(82)交替地连续配置的凹凸形状。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述突部形成为径向前端的截面形状为曲面形状或者带棱角的形状。

3.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述突部形成为径向前端的截面形状为短边的上底配置于所述定子侧且长边的下底配置于所述磁极部侧的梯形形状。

4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述短路构件和所述磁极部电导通。

5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

树脂(110、120)填充于所述短路构件与所述磁极部之间的间隙以及所述槽部中的至少任一个。

6.如权利要求1至5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述突部以及所述槽部形成为螺旋状并且沿轴向延伸。

7.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述短路构件是规定构件(90、92、94、96、98)沿轴向层叠的层叠构件。