CN112368909B - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

旋转电机具备转子(100)和定子(101)。设置于转子(100)的第一磁极芯体(9)和第二磁极芯体(10)分别具有第一爪状磁极部(14)和第二爪状磁极部(16)。第一爪状磁极部(14)具有倒角部(15)和面(21)，第二爪状磁极部(16)具有倒角部(17)和面(22)。第一爪状磁极部(14)的面(21)的周向的宽度(LW1)和第二爪状磁极部(16)的面(22)的周向的宽度(LW2)至少在轴向的一端相等。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机，特别是涉及具有转子和定子的旋转电机。

背景技术

例如专利文献1所记载的车辆用交流发电机由具有配置在同一圆周上的电枢铁芯齿的电枢铁芯、和在半径方向上隔着小空隙与该铁芯齿相向的极性不同的成对的爪型磁极构成。伴随着爪形磁极的旋转，该成对的爪形磁极的一方的磁极后端和另一方的磁极前端相对于同一铁芯齿相向。因此，在专利文献1中，与电枢铁芯齿的宽度对应地，在成对的爪形磁极的一方的磁极后端以及另一方的磁极前端设置有倒角部。这样，由于与电枢铁芯齿的宽度相匹配地设置有倒角部，因此，通过向铁芯齿流入的正负的磁通相互抵消，产生的无效的磁通减少。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭51-087705号公报

发明内容

发明所要解决的课题

极性不同的成对的爪形磁极通过磁通，一方被磁化成N极，另一方被磁化成S极。因此，产生与N极对应的转子磁动势和与S极对应的转子磁动势。与N极对应的转子磁动势为正，与S极对应的转子磁动势为负。此时，优选与N极对应的转子磁动势的波形和与S极对应的转子磁动势的波形成为正负符号不同的对称波形。以下，将正负符号不同的线对称的形状以及朝向相反的线对称的形状称为“反对称”。

可是，在专利文献1所记载的车辆用交流发电机中，在与轴正交的平面中，若对成对的爪形磁极的倒角部以外的区域的宽度进行比较，则该宽度不相同。其结果，与N极对应的转子磁动势的波形和与S极对应的转子磁动势的波形不会成为反对称波形。因此，存在因时间次数2次的高次谐波磁通而产生的涡流损耗增加，旋转电机的输出降低这样的课题。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种旋转电机，其能够降低因时间次数2次的高次谐波磁通而产生的涡流损耗，实现旋转电机的输出的提高。

用于解决课题的技术方案

本发明是一种旋转电机，其中，该旋转电机具备：转子；以及定子，相对于所述转子的外周隔着空隙配置，所述转子具有：励磁绕组；以及磁极芯，通过第一磁极芯体和第二磁极芯体组合而构成，在由所述第一磁极芯体及所述第二磁极芯体形成的内部空间配置有所述励磁绕组，所述第一磁极芯体具有在所述转子的周向上隔开间隔配置的多个第一爪状磁极部，所述多个第一爪状磁极部分别具有第一顶端部，所述第二磁极芯体具有在所述转子的周向上隔开间隔配置的多个第二爪状磁极部，所述多个第二爪状磁极部分别具有第二顶端部，所述第一磁极芯体和所述第二磁极芯体以所述多个第一爪状磁极部和所述多个第二爪状磁极部交替啮合的方式组合，所述第一爪状磁极部的定子侧表面具有设置在周向两端的一对第一倒角部和配置在所述一对第一倒角部之间的第一面，所述第二爪状磁极部的定子侧表面具有设置在周向两端的一对第二倒角部和配置在所述一对第二倒角部之间的第二面，在与所述转子的轴向正交且通过所述第一顶端部的平面以及与所述轴向正交且通过所述第二顶端部的平面中的至少任一方，所述第一面的长度与所述第二面的长度相等。

发明效果

根据本发明的旋转电机，能够降低因时间次数2次的高次谐波磁通而产生的涡流损耗，实现旋转电机的输出的提高。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施方式1的旋转电机的结构的剖视图。

图2是表示应用于本发明的实施方式1的旋转电机的转子的结构的立体图。

图3是表示构成应用于本发明的实施方式1的旋转电机的转子的第一磁极芯体的结构的立体图。

图4是表示构成应用于本发明的实施方式1的旋转电机的转子的第二磁极芯体的结构的立体图。

图5是表示应用于本发明的实施方式1的旋转电机的定子的结构的图。

图6是表示构成应用于本发明的实施方式1的旋转电机的转子的第一磁极芯体以及第二磁极芯体的爪状磁极部的从定子侧观察的主视图。

图7是示意性地表示本发明的实施方式1的旋转电机的电路结构的一例的图。

图8是表示用于与本发明的实施方式1进行比较的比较例中的转子磁动势波形的图。

图9是表示本发明的实施方式1的旋转电机的转子磁动势波形的图。

图10是表示将本发明的实施方式1的旋转电机的时间次数2次的转子磁动势降低效果与比较例进行比较的结果的图。

图11是表示将本发明的实施方式1的旋转电机的时间次数2次的定子涡流损耗分布与比较例进行比较的结果的图。

图12是表示构成应用于本发明的实施方式2的旋转电机的转子的第一磁极芯体及第二磁极芯体的爪状磁极部的从定子侧观察的主视图。

图13是表示构成应用于本发明的实施方式3的旋转电机的转子的第一磁极芯体及第二磁极芯体的爪状磁极部的从定子侧观察的主视图。

图14是表示构成应用于本发明的实施方式4的旋转电机的转子的第一磁极芯体及第二磁极芯体的爪状磁极部的从定子侧观察的主视图。

图15是表示构成应用于本发明的实施方式5的旋转电机的转子的第一磁极芯体及第二磁极芯体的爪状磁极部的从定子侧观察的主视图。

图16是表示应用于本发明的实施方式6的旋转电机的转子的立体图。

具体实施方式

以下，基于附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。各图中，图示出为了说明本发明而需要的构成要素，并不限定于图示实际的全部构成要素。在提到上下左右等的方向的情况下，以附图的记载为基准。另外，图中记载的各尺寸通过基于图中记载的坐标轴而计算出的值来定义。附图标记的英文字母由大写字母和小写字母表示不同的要素。另外，在各实施方式中，“固定”这样的记载是泛指固定对象物，其固定方法并不限定。“相等”是指相同或大致相同，在尺寸公差的范围内不同的情况下，将所具有的功能视为相同。“圆环状”的记载包括圆环状和圆筒状两者。“轴向”是指后述的轴4的长度方向。“径外方向”是指朝向后述的转子100或定子101的径向上的外侧的方向，“径内方向”是指朝向该径向上的内侧的方向。“周外方向”是指转子100的旋转方向，“周内方向”是指与旋转方向相反的方向的反旋转方向。另外，将“径外方向”以及“径内方向”统称为“径向”，将“周外方向”以及“周内方向”统称为“周向”。另外，后述的“第一爪状磁极部14”和“第二爪状磁极部16”的“径向最外表面”是指与定子101相向的定子侧表面。“第一爪状磁极部14”和“第二爪状磁极部16”的“最外周端”是指径向最外表面的旋转方向侧端，“最内周端”是指径向最外表面的反旋转方向侧端。但是，旋转方向是指顺时针旋转和逆时针旋转中的任一方，不特别限定于哪一方。

实施方式1

图1是示意性地表示本发明的实施方式1的旋转电机的结构的剖视图。另外，在本实施方式1中，作为旋转电机，例如以车辆用交流发电电动机为例进行说明。可是，本发明的旋转电机并不限定于此。另外，图2是表示应用于本实施方式1的车辆用交流发电电动机的转子的结构的立体图。在图2中，作为转子，示出了伦德尔型的转子构造。另外，在图2中，为了简化附图，对于与本实施方式1没有直接关联的例如冷却风扇等几个部件，省略图示。图3及图4是分别表示构成应用于本实施方式1的车辆用交流发电电动机的磁极芯的第一磁极芯体9及第二磁极芯体10的结构的立体图。

如图1所示，车辆用交流发电电动机1构成为具备壳体2、转子100、定子101、带轮3、冷却风扇6、一对集电环19以及一对电刷20。以下，对这些各构成要素进行说明。

壳体2构成为具备设置于前侧的前支架2A和设置于后侧的后支架2B。前支架2A和后支架2B分别具有碗形状。在由前支架2A和后支架2B形成的空间内配置有转子100和定子101。前支架2A和后支架2B例如由铝钢板构成。

转子100构成为具备励磁绕组11、由第一磁极芯体9及第二磁极芯体10构成的磁极芯、以及轴4。轴4经由轴承5由壳体2支承。转子100以轴4为轴相对于壳体2旋转自如地设置。励磁绕组11通过流过励磁电流而产生磁通。第一磁极芯体9和第二磁极芯体10以覆盖励磁绕组11的方式设置，通过励磁绕组11的磁通形成磁极。

带轮3固定于轴4的前侧的端部。轴4的前侧的端部从壳体2突出。带轮3经由带与发动机的曲轴连结。

冷却风扇6固定于转子100的轴向的两端面。冷却风扇6对转子100吹送冷却气体，对转子100进行冷却。

定子101以包围转子100的外周面的方式配置于转子100的外侧。在定子101的内周面与转子100的外周面之间设置有空隙。定子101固定于壳体2。定子101构成为具备圆筒状的定子铁芯7和卷绕于定子铁芯7的定子线圈8。定子线圈8随着转子100的旋转而受到从励磁绕组11产生的磁通。

一对集电环19固定于轴4的后侧的端部。一对集电环19向转子100供给电流。

一对电刷20以在各集电环19上滑动的方式配设。

以下，使用图2至图4对转子100的磁极芯的结构进行说明。

图2是表示转子100的磁极芯的结构的立体图。如图2所示，转子100的磁极芯构成为具备第一磁极芯体9和第二磁极芯体10。第一磁极芯体9和第二磁极芯体10分别通过例如S10C等低碳钢利用冷锻制法制得。轴4以插入到设置于第一磁极芯体9及第二磁极芯体10的轴心位置的轴插通孔的状态被固定。

图3是表示第一磁极芯体9的结构的立体图。如图3所示，第一磁极芯体9构成为具备第一凸台部12、第一磁轭部13以及第一爪状磁极部14。第一凸台部12具有圆筒形状。第一凸台部12的两端面具有正圆形状。另外，以下，将图2所示的第一凸台部12的一方的端部称为第一端121，将图3所示的第一凸台部12的另一方的端部称为第二端122。在第一凸台部12的轴心位置形成有用于插入轴4的轴插通孔123。轴插通孔123是从第一凸台部12的第一端121到第二端122的贯穿孔。第一磁轭部13以从第一凸台部12的第一端121的缘部向径向外侧延伸的方式设置。第一轭铁部13例如构成为厚壁环状。第一爪状磁极部14从第一磁轭部13的外周部朝向第二端122的方向在轴向上延伸。因此，第一爪状磁极部14的基端部固定于第一磁轭部13，第一爪状磁极部14的顶端部未固定而成为自由端。

第一爪状磁极部14的径向最外表面具有梯形形状。因此，第一爪状磁极部14的周向的宽度从基端部朝向顶端部逐渐变窄。另外，第一爪状磁极部14形成为末端变细状。即，第一爪状磁极部14的径向的厚度从基端部朝向顶端部逐渐变薄。第一爪状磁极部14在周向的两端具有一对倒角部15。倒角部15是为了扩大定子101的内周面与第一爪状磁极部14的径向最外表面之间的空隙长度而设置的。另外，在第一爪状磁极部14的径向最外表面，在倒角部15之间设置有面21。面21具有从正面观察的形状为长方形的形状。在面21的部分，定子101的内周面与第一爪状磁极部14的径向最外表面之间的空隙长度在周向上是恒定的。面21可以是平坦的面，或者也可以是曲面。倒角部15未设置在第一爪状磁极部14的与基端部相邻的部分。因此，在该相邻的部分设置有沿周向延伸的根部23。若面21与根部23对合，则成为T字型的形状。另外，不一定需要设置根部23。另外，如图3所示，多个第一爪状磁极部14沿着第一磁轭部13的外周部在周向上以等间距配置。在图3的例子中，设置有8个第一爪状磁极部14。另外，第一爪状磁极部14的个数并不限定于8个，可以设置任意的个数。另外，在此，记载了第一爪状磁极部14以等间距配置，但未必限定于该情况，只要在周向上隔开间隔设置即可。

图4是表示第二磁极芯体10的结构的立体图。如图4所示，第二磁极芯体10具有与第一磁极芯体9相同的结构。即，第二磁极芯体10构成为具备第二凸台部72、第二磁轭部73以及第二爪状磁极部16。第二凸台部72具有圆筒形状。第二凸台部72的两端面具有正圆形状。另外，以下，将圆筒形状的第二凸台部72的一方的端部称为第一端721，将另一方的端部称为第二端722。在第二凸台部72的轴心位置形成有用于插入轴4的轴插通孔723。轴插通孔723是从第二凸台部72的第一端721到第二端722的贯穿孔。第二磁轭部73以从第二凸台部72的第一端721的缘部朝向径向外侧延伸的方式设置。第二磁轭部73例如构成为厚壁环状。第二爪状磁极部16从第二磁轭部73的外周部朝向第二端722的方向在轴向上延伸。因此，第二爪状磁极部16的基端部固定于第二磁轭部73，第二爪状磁极部16的顶端部未固定而成为自由端。

第二爪状磁极部16的径向最外表面具有梯形形状。因此，第二爪状磁极部16的周向的宽度从基端部朝向顶端部逐渐变窄。另外，第二爪状磁极部16形成为末端变细状。即，第二爪状磁极部16的径向的厚度从基端部朝向顶端部逐渐变薄。第二爪状磁极部16在周向的两端具有一对倒角部17。倒角部17是为了扩大定子101的内周面与第二爪状磁极部16的径向最外表面之间的空隙长度而设置的。另外，在这些倒角部17之间设置有面22。面22具有从正面观察的形状为长方形的形状。在面22的部分，定子101的内周面与第一爪状磁极部14的径向最外表面之间的空隙长度在周向上是恒定的。面22可以是平坦的面，或者也可以是曲面。倒角部17不设置在第二爪状磁极部16的与基端部相邻的部分。因此，在该相邻的部分设置有沿周向延伸的根部24。若面22与根部24对合，则成为T字型的形状。另外，不一定需要设置根部24。另外，在图4的例子中，8个第二爪状磁极部16沿着第二磁轭部73的外周部在周向上以等间距配置。另外，第二爪状磁极部16的个数并不限定于8个，可以设置任意的个数。另外，在此，记载了第二爪状磁极部16以等间距配置，但未必限定于该情况，只要在周向上隔开间隔设置即可。

如图2所示，第一磁极芯体9和第二磁极芯体10在轴向上组合。此时，以多个第一爪状磁极部14和多个第二磁极芯体10的第二爪状磁极部16在周向上交替地啮合，且第一凸起部12的第二端122和第二凸起部72的第二端722从轴向的两个方向相互对接的方式，将第一磁极芯体9和第二磁极芯体10组合。如图2所示，在第一磁极芯体9与第二磁极芯体10组合的状态下，第一爪状磁极部14的顶端部向下，第二爪状磁极部16的顶端部向上。即，若在图1中进行说明，则第一爪状磁极部14向轴向的后侧延伸，第二爪状磁极部16向轴向的前侧延伸。这样，第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16的朝向相反。另外，在组合的状态下，如图2所示，第一爪状磁极部14的顶端部的位置和第二爪状磁极部16的基端部的位置在轴向上错开距离H。

另外，也可以在第一爪状磁极部14与第二爪状磁极部16之间配置极间磁铁18。另外，关于具备极间磁铁18的情况，在后述的实施方式6中进行说明。

图5是表示定子101的结构的展开图。如图5所示，定子101具有多个磁极齿30。磁极齿30构成为具备：在径内方向上形成的凸缘部31；从径内方向向径外方向形成的第一磁轭部32；以及将相邻的第一磁轭部32连结的第二磁轭部33。

如上所述，转子100具备倒角部15、17。通过设置倒角部15、17，定子101的定子铁芯7的内周面与第一及第二爪状磁极部14、16的径向最外表面之间的空隙长度比与面21、22的部分的空隙长度大。

图6是表示第一磁极芯体9的第一爪状磁极部14和第二磁极芯体10的第二爪状磁极部16的结构的图。图6表示第一磁极芯体9和第二磁极芯体10如图2所示地组合的状态下的第一爪状磁极部14与第二爪状磁极部16的位置关系。

在此，如图6所示，第一爪状磁极部14的2个倒角部15中的一方的倒角部15A是从最外周端41开始在最内周线LW1-1结束的倾斜面。另外，另一方的倒角部15B是从最内周端42开始在最外周线LW1-2结束的倾斜面。最内周线LW1-1以及最外周线LW1-2成为倒角部15A、15B与面21的交界线。另外，面21从第一爪状磁极部14的轴向的顶端部25沿轴向延伸至根部23。

同样地，如图6所示，第二爪状磁极部16的2个倒角部17中的一方的倒角部17A是从最外周端43开始在最内周线LW2-1结束的倾斜面。另外，另一方的倒角部17B是从最内周端44开始在最外周线LW2-2结束的倾斜面。最内周线LW2-1以及最外周线LW2-2成为倒角部17A、17B与面22的交界线。另外，面22从第二爪状磁极部16的轴向的顶端部28沿轴向延伸至根部24。

在本实施方式1中，最内周线LW1-1、最外周线LW1-2、最内周线LW2-1以及最外周线LW2-2全部相对于轴4的轴向40平行。

此时，在本实施方式1中，如图6所示，将最内周线LW1-1与最外周线LW1-2之间的距离设为LW1，将最内周线LW2-1与最外周线LW2-2之间的距离设为LW2。此时，距离LW1和距离LW2构成为LW1＝LW2的关系成立。另外，在本实施方式1中，由于面21以及面22为长方形，因此在面21以及面22的整体，LW1＝LW2的关系成立。可是，并不限定于此，只要在与轴向正交且通过顶端部25的平面以及与轴向正交且通过顶端部28的平面中的至少任一方的平面中，面21的宽度LW1与面22的宽度LW2相等即可。

以下，使用图7，对本实施方式1的车辆用交流发电电动机1的动作进行说明。首先，对作为车用交流发电电动机1的电动机的动作进行说明。在设置有车辆用交流发电电动机1的车辆中设置有电池51、电源电路部52、控制电路部53以及励磁电路部54。此时，在发动机起动时，从电池51经由电源端子向电源电路部52供给直流电力。控制电路部53对电源电路部52的各开关元件进行接通/断开控制，将直流电力转换为交流电力。该交流电力被供给至定子101的定子线圈8。另一方面，励磁电路部54基于来自控制电路部53的指令，经由电刷20以及集电环19向转子100的励磁绕组11供给励磁电流。由此，在励磁绕组11中产生磁通。通过该磁通，第一磁极芯体9的第一爪状磁极部14被磁化为N极，第二磁极芯体10的第二爪状磁极部16被磁化为S极。转子100的磁通与流过定子线圈8的电流交链，由此产生驱动扭矩。通过该驱动扭矩，转子100被驱动而旋转。而且，转子100的旋转扭矩从带轮3经由带传递到发动机的曲轴，起动发动机。

接着，对作为车用交流发电电动机1的发电机的动作进行说明。在发动机运转状态下，发动机的旋转扭矩从曲轴经由带及带轮3传递到轴4，转子100旋转。此时，励磁电路部54基于来自控制电路部53的指令，经由电刷20以及集电环19向转子100的励磁绕组11供给励磁电流。由此，在励磁绕组11中产生磁通。该磁通与定子101的定子线圈8交链，在定子线圈8感应出三相交流电压。然后，控制电路部53对电源电路部52的各开关元件进行接通/断开控制，将定子线圈8中感应出的三相交流电力变换为直流电力，对电池51进行充电。

接着，对本实施方式1的车辆用交流发电电动机1的效果进行说明。图8是表示用于与本实施方式1比较的比较例中的转子磁动势的波形的图。在图8中，表示与轴向正交且通过第一爪状磁极部14的顶端部25的平面中的转子磁动势的波形。另外，与轴向正交且通过第二爪状磁极部16的顶端部28的平面中的转子磁动势的波形也与图8相同。在比较例中，距离LW1以及距离LW2的关系不成为LW1＝LW2。关于比较例的其他结构，与本实施方式1相同。另一方面，图9是表示成为LW1＝LW2的本实施方式1中的转子磁动势的波形的图。在图9中，与图8同样地，表示与轴向正交且通过第一爪状磁极部14的顶端部25的平面中的转子磁动势的波形。在本实施方式1中，如上所述，距离LW1和距离LW2的关系为LW1＝LW2。在图8及图9中，横轴表示时间，纵轴表示转子磁动势。

在图9所示的本实施方式1中，如上所述，距离LW1和距离LW2的关系为LW1＝LW2。因此，与N极对应的转子磁动势的波形和与S极对应的转子磁动势的波形相对于时间方向中心轴50成为反对称。即，在求出与S极对应的转子磁动势的绝对值时，该绝对值的波形相对于与N极对应的转子磁动势的波形，相对于时间方向中心轴50成为线对称。

另一方面，在图8所示的比较例中，距离LW1以及距离LW2的关系不成为LW1＝LW2。因此，与N极和S极对应的转子磁动势波形相对于时间方向中心轴50不成为反对称。

图10表示图8及图9所示的转子磁动势波形中的时间方向的傅立叶级数展开结果。图10是将基波磁动势在比较例与本实施方式1中设为相同的情况下的比较结果。图10的左侧的坐标图表示时间1次的转子磁动势的比较结果，图10的右侧的坐标图表示时间次数2次的转子磁动势的比较结果。从图10的坐标图可知，在本实施方式1中，相对于比较例，能够大幅降低时间次数2次的转子磁动势。

图11是表示参考例和本实施方式1各自的发电动作时的时间次数2次的定子涡流损耗的图。图11的左侧表示比较例，图11的右侧表示实施方式1。由图11的结果可知，相对于比较例，本实施方式1能够降低定子涡流损耗。此时，定子及转子的轴向位置与图1相同，但可知在比较例中，在第一爪状磁极部14的顶端部25及根部23以及第二爪状磁极部16的顶端部28及根部24，产生了较多的时间次数2次的涡流损耗。另一方面，可知在实施方式1中，在第一爪状磁极部14的顶端部25及根部23以及第二爪状磁极部16的顶端部28及根部24，能够抑制时间次数2次的涡流损耗的产生。这是因为，与N极以及S极对应的转子磁动势的波形在第一爪状磁极部14的顶端部25以及第二爪状磁极部16的顶端部28，如图9所示，相对于时间方向中心轴50成为反对称波形。

如上所述，在本实施方式1中，第一爪状磁极部14的倒角部15与面21的交界线LW1-1、LW1-2、以及第二爪状磁极部16的倒角部17与面22的交界线LW2-1、LW2-2均在与定子101相向的面中与轴4的轴向平行。另外，面21的宽度LW1与面22的宽度LW2满足LW1＝LW2的关系。由此，转子100形成的磁动势波形相对于时间方向中心轴50成为反对称。由此，时间次数2次的涡流损耗降低。其结果是，旋转电机的输出提高。

另外，在本实施方式1中，在面21以及面22的整体中，满足LW1＝LW2的关系。可是，并不限定于该情况，只要在通过面21的顶端部25的平面及通过面22的顶端部28的平面的至少任一方中满足LW1＝LW2的关系即可。如上所述，第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16具有在轴向上末端变细的形状。因此，时间次数2次的涡流损耗降低效果在定子101的轴端面上最大。因此，如果在与轴向正交且通过面21的顶端部25的平面以及与轴向正交且通过面22的顶端部28的平面中的至少任一方的平面中，满足LW1＝LW2的关系，则能够得到本实施方式1的效果。

实施方式2

图12是表示本发明的实施方式2的车辆用交流发电电动机1的第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16的主视图。图12表示第一磁极芯体9和第二磁极芯体10如图2所示地组合的状态下的第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16。

在图12中，与图6相同或相当的部分由相同的附图标记表示。

本实施方式2与上述的实施方式1的不同之处在于，在本实施方式2中，如图12所示，第一爪状磁极部14的面21和第二爪状磁极部16的面22都不是长方形。在本实施方式2中，第一爪状磁极部14的面21和第二爪状磁极部16的面22具有由菱形的一部分构成的形状、或者将2个梯形的底边彼此合并而成的形状。其他结构与实施方式1相同。以下，主要对与实施方式1的不同点进行详细说明。

如图12所示，第一爪状磁极部14的2个倒角部15中的一方的倒角部15A是从最外周端41开始在最内周线LW1-1结束的倾斜面。另外，另一方的倒角部15B是从最内周端42开始在最外周线LW1-2结束的倾斜面。最内周线LW1-1以及最外周线LW1-2成为倒角部15A、15B与面21的交界线。

同样地，如图12所示，第二爪状磁极部16的2个倒角部17中的一方的倒角部17A是从最外周端43开始在最内周线LW2-1结束的倾斜面。另外，另一方的倒角部17B是从最内周端44开始在最外周线LW2-2结束的倾斜面。即，最内周线LW2-1以及最外周线LW2-2成为倒角部17A、17B与面22的交界线。

在本实施方式2中，最内周线LW1-1、最外周线LW1-2、最内周线LW2-1以及最外周线LW2-2均不与轴4的轴向40平行。

此时，在本实施方式2中，如图12所示，将第一爪状磁极部14的顶端部25处的最内周线LW1-1与最外周线LW1-2之间的距离设为LW1。

另外，如图12所示，将位于与轴向40正交且通过第一爪状磁极部14的顶端部25的平面内的第二爪状磁极部16的面22的部分作为与顶端部25对应的对应部分26。另外，将该对应部分26处的最内周线LW2-1与最外周线LW2-2之间的距离设为LW2。

以下，对对应部分26进一步详细地进行说明。如上所述，如图2所示，若使第一磁极芯体9与第二磁极芯体10成为组合的状态，则第一爪状磁极部14的顶端部25的轴向的位置与第二爪状磁极部16的基端部27的轴向的位置错开距离H。因此，与第一爪状磁极部14的顶端部25对应的第二爪状磁极部16的对应部分26成为从第二爪状磁极部16的基端部27移位了距离H的位置。

在本实施方式2中，将第一爪状磁极部14的顶端部25的宽度设为LW1，将第二爪状磁极部16的对应部分26的宽度设为LW2，以LW1＝LW2的关系成立的方式形成倒角部15、17。

同样地，将位于与轴向40正交且通过第二爪状磁极部16的顶端部28的平面内的第一爪状磁极部14的面21的部分作为与顶端部28对应的对应部分29。另外，将第二爪状磁极部16的顶端部28的宽度设为距离LW4，将第一爪状磁极部14的对应部分29的宽度设为距离LW3。具体而言，将第一爪状磁极部14的对应部分29处的最内周线LW1-1与最外周线LW1-2之间的距离设为LW3。此时，以LW3＝LW4的关系成立的方式形成有倒角部15、17。另外，LW1和LW4由于LW1＝LW4，因此成为LW1＝LW2＝LW3＝LW4。

这样，在本实施方式2中，在第一爪状磁极部14或第二爪状磁极部16的轴向一端面及轴向另一端面，以LW1＝LW2及LW3＝LW4的方式形成有倒角部15、17。

通过这样构成，在本实施方式2中，与实施方式1同样地，如图9所示，与N极以及S极对应的转子磁动势相对于时间方向中心轴50成为反对称波形，因此能够得到时间次数2次的定子涡流损耗降低效果。其结果是，旋转电机的输出提高。

并且，在本实施方式2中，在通过第一爪状磁极部14的顶端部25的平面、以及通过第二爪状磁极部16的顶端部28的平面这两者中，以LW1＝LW2以及LW3＝LW4的方式形成有倒角部15、17。因此，与N极以及S极对应的转子磁动势相对于时间方向中心轴50在转子100的轴向一端面以及轴向另一端面上成为反对称波形，因此能够高效地得到时间次数2次的定子涡流损耗降低效果。

实施方式3

图13是表示本发明的实施方式3的车辆用交流发电电动机1的第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16的局部主视图。图13表示第一磁极芯体9和第二磁极芯体10如图2所示地组合的状态下的第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16。

在图13中，与图6相同或相当的部分由相同的附图标记表示。

在图13中，由虚线80包围的部分表示在第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16的径向最外表面与定子铁芯7相向的部分。需要说明的是，长度LSC表示定子101的芯轴长、即定子铁芯7的轴向的长度。

本实施方式3与实施方式1的不同之处在于，在本实施方式3中，在由虚线80包围的部分，第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16的径向最外表面的形状在与定子铁芯7相向的面中成为平行四边形。

即，在本实施方式3中，第一爪状磁极部14的面21及第二爪状磁极部16的面22具有平行四边形的形状。其他结构与实施方式1相同，因此在此省略其说明。

如上所述，根据本实施方式3，第一爪状磁极部14的面21及第二爪状磁极部16的面22具有平行四边形的形状。因此，在与定子101交链的全部磁动势中，转子产生的磁动势波形以相对于时间方向中心轴成为反对称波形的方式形成，因此在定子整个区域中，能够减少时间次数2次的涡流损耗，提高旋转电机的输出。

实施方式4

图14是表示本发明的实施方式4的车辆用交流发电电动机1的第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16的主视图。图14表示第一磁极芯体9和第二磁极芯体10如图2所示地组合的状态下的第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16。

在图14中，与图6相同或相当的部分由相同的附图标记表示。

在本实施方式4中，在第一爪状磁极部14中，倒角部15A和倒角部15B成为相对于第一爪状磁极部14的周向中心轴60线对称的形状。同样地，在第二爪状磁极部16中，倒角部17A和倒角部17B成为相对于第二爪状磁极部16的周向中心轴61线对称的形状。在图14中，面21、22记载为长方形，但只要满足倒角部15A、15B线对称且倒角部17A、17B线对称这样的条件，则面21、22的形状没有限定。其他结构与实施方式1相同，因此在此省略其说明。

如上所述，根据实施方式4，在第一爪状磁极部14中，将倒角部15A和倒角部15B设为线对称的形状，在第二爪状磁极部16中，将倒角部17A和倒角部17B设为线对称的形状。由此，与N极和S极对应的转子磁动势的波形相对于磁极中心在时间方向上分别成为对称波形。因此，能够抑制磁通变动，能够降低铁损。

实施方式5

图15是表示本发明的实施方式5的车辆用交流发电电动机1的第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16的主视图。图15表示第一磁极芯体9和第二磁极芯体10如图2所示地组合的状态下的第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16。

在图15中，与图6相同或相当的部分由相同的附图标记表示。

如图15所示，将第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16的周向的中心轴作为周向中心轴63。

在本实施方式5中，第一爪状磁极部14的整体的形状和第二爪状磁极部16的整体的形状相对于周向中心轴63呈反对称形状。在此，反对称形状是指相同形状且反向配置的情况。

即，在本实施方式5中，与实施方式4同样地，设置于第一爪状磁极部14的周向的旋转方向侧的倒角部15A和设置于第二爪状磁极部16的周向的反旋转方向侧的倒角部17B具有反对称形状，且设置于第一爪状磁极部14的周向的反旋转方向侧的倒角部15B和设置于第二爪状磁极部16的周向的旋转方向侧的倒角部17A具有反对称形状。在图15中，面21、22记载为长方形，但只要满足倒角部15A、17B为反对称且倒角部15B、17A为反对称这样的条件，则面21、22的形状没有限定。其他结构与实施方式1相同，因此在此省略其说明。

如上所述，根据本实施方式5，由于能够使转子磁动势在第一爪状磁极部14和第二爪状磁极部16为反对称波形，因此旋转方向的磁通变动最小，铁损降低效果最大。

实施方式6

图16是表示应用于本发明的实施方式6的车辆用交流发电电动机1的转子的立体图。

在本实施方式6中，在第一爪状磁极部14与第二爪状磁极部16之间设置有极间磁铁18。其他结构与实施方式1～5中的任一个相同即可，因此在此省略其说明。

在具备极间磁铁18的情况下，与不具备极间磁铁的情况相比，高次谐波转子磁动势增加。因此，与实施方式1～5相比，进一步提高旋转电机的输出。

此外，在上述的实施方式1～6中，作为旋转电机，以车辆用交流发电电动机为例进行了说明，但不限于该情况，当然也可应用于车辆用交流发电机等其他旋转电机。另外，作为用途，并不限定于车辆用，也可以在用于其他用途的旋转电机中应用实施方式1～6。这样，本发明的实施方式1～6能够应用于具备具有爪状磁极部的磁极芯的所有旋转电机，在任一种情况下都起到同样的效果。

附图标记的说明

1车辆用交流发电电动机、2壳体、3带轮、4轴、5轴承、6冷却风扇、7定子铁芯、8定子线圈、9第一磁极芯体、10第二磁极芯体、11励磁绕组、12第一凸台部、13第一磁轭部、14第一爪状磁极部、15倒角部、16第二爪状磁极部、17倒角部、18极间磁铁、72第二凸台部、73第二磁轭部。

Claims (10)

1.一种旋转电机，其中，

该旋转电机具备：

转子；以及

定子，相对于所述转子的外周隔着空隙配置，

所述转子具有：

励磁绕组；以及

磁极芯，通过第一磁极芯体和第二磁极芯体组合而构成，在由所述第一磁极芯体及所述第二磁极芯体形成的内部空间配置有所述励磁绕组，

所述第一磁极芯体具有在所述转子的周向上隔开间隔配置的多个第一爪状磁极部，所述多个第一爪状磁极部分别具有第一顶端部和第一基端部，

所述第一爪状磁极部的周向宽度是从所述第一基端部朝向所述第一顶端部而变窄的末端变细状，

所述第二磁极芯体具有在所述转子的周向上隔开间隔配置的多个第二爪状磁极部，所述多个第二爪状磁极部分别具有第二顶端部和第二基端部，

所述第二爪状磁极部的周向宽度是从所述第二基端部朝向所述第二顶端部而变窄的末端变细状，

所述第一磁极芯体和所述第二磁极芯体以所述多个第一爪状磁极部和所述多个第二爪状磁极部交替啮合的方式组合，

所述第一爪状磁极部的定子侧表面具有设置在周向两端的一对第一倒角部和配置在所述一对第一倒角部之间的第一面，

所述第二爪状磁极部的定子侧表面具有设置在周向两端的一对第二倒角部和配置在所述一对第二倒角部之间的第二面，

在与所述转子的轴向正交且通过所述第一顶端部的平面以及与所述轴向正交且通过所述第二顶端部的平面中的至少任一方，所述第一面的长度与所述第二面的长度相等。

2.一种旋转电机，其中，

该旋转电机具备：

转子；以及

定子，相对于所述转子的外周隔着空隙配置，

所述转子具有：

励磁绕组；以及

磁极芯，通过第一磁极芯体和第二磁极芯体组合而构成，在由所述第一磁极芯体及所述第二磁极芯体形成的内部空间配置有所述励磁绕组，

所述第一磁极芯体具有在所述转子的周向上隔开间隔配置的多个第一爪状磁极部，所述多个第一爪状磁极部分别具有第一顶端部和第一基端部，

所述第二磁极芯体具有在所述转子的周向上隔开间隔配置的多个第二爪状磁极部，所述多个第二爪状磁极部分别具有第二顶端部和第二基端部，

所述第一磁极芯体和所述第二磁极芯体以所述多个第一爪状磁极部和所述多个第二爪状磁极部交替啮合的方式组合，

所述第一爪状磁极部的定子侧表面具有设置在周向两端的一对第一倒角部和配置在所述一对第一倒角部之间的第一面，

所述第二爪状磁极部的定子侧表面具有设置在周向两端的一对第二倒角部和配置在所述一对第二倒角部之间的第二面，

在与所述转子的轴向正交且通过所述第一顶端部的平面以及与所述轴向正交且通过所述第二顶端部的平面中的至少任一方，所述第一面的长度与所述第二面的长度相等，

所述第一爪状磁极部的所述定子侧表面的除了所述一对第一倒角部之外的面的形状是T字形的形状，

所述第二爪状磁极部的所述定子侧表面的除了所述一对第二倒角部之外的面的形状是T字形的形状。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其中，

所述第一爪状磁极部的径向的厚度从所述第一基端部朝向所述第一顶端部而变薄，

所述第二爪状磁极部的径向的厚度从所述第二基端部朝向所述第二顶端部而变薄。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转电机，其中，

所述第一倒角部从所述第一爪状磁极部的径向最外表面的最外周端起形成，

所述第二倒角部从所述第二爪状磁极部的径向最外表面的最外周端起形成。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转电机，其中，

所述第一爪状磁极部的所述第一倒角部与所述第一面的交界线、以及所述第二爪状磁极部的所述第二倒角部与所述第二面的交界线均在与所述定子相向的面中相对于轴向平行。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转电机，其中，

所述第一爪状磁极部的所述第一面的长度和所述第二爪状磁极部的所述第二面的长度在与所述轴向正交且通过所述第一顶端部的所述平面和与所述轴向正交且通过所述第二顶端部的所述平面的两方相等。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转电机，其中，

所述第一爪状磁极部的所述第一面和所述第二爪状磁极部的所述第二面的形状是平行四边形。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的旋转电机，其中，

所述第一爪状磁极部的所述一对第一倒角部的形状相对于所述第一爪状磁极部的周向中心轴对称，

所述第二爪状磁极部的所述一对第二倒角部的形状相对于所述第二爪状磁极部的周向中心轴对称。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的旋转电机，其中，

设置于所述第一爪状磁极部的所述周向的旋转方向侧的所述第一倒角部的形状和设置于所述第二爪状磁极部的所述周向的反旋转方向侧的所述第二倒角部的形状相对于所述第一爪状磁极部和所述第二爪状磁极部的周向中心轴为反对称，

设置于所述第一爪状磁极部的所述周向的所述反旋转方向侧的所述第一倒角部的形状和设置于所述第二爪状磁极部的所述周向的所述旋转方向侧的所述第二倒角部的形状相对于所述第一爪状磁极部和所述第二爪状磁极部的周向中心轴为反对称。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的旋转电机，其中，

该旋转电机具备设置在所述第一爪状磁极部与所述第二爪状磁极部之间的极间磁铁。

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