專利名稱:旋轉(zhuǎn)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機。
背景技術(shù):
例如在日本特開2008-43099號公報中提出有如下的旋轉(zhuǎn)電動機從轉(zhuǎn)子省略永磁鐵,并代替永磁鐵而使用勵磁繞組對轉(zhuǎn)子進行勵磁。在該公報的旋轉(zhuǎn)電動機中,將勵磁繞組配設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上的靠定子繞組的繞組端部(線圈端部)的部位,并對該勵磁繞組通電,由此形成經(jīng)過旋轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子(凸極部)、定子、勵磁磁軛的磁回路,使得在轉(zhuǎn)子的凸極部產(chǎn)生N極(磁極)。因此,在上述公報的旋轉(zhuǎn)電動機中,即便是從轉(zhuǎn)子省略了永磁鐵的結(jié)構(gòu),也能夠以與一般的永磁鐵式同步馬達同樣的方式動作。
然而,在上述公報的旋轉(zhuǎn)電動機中,在通過分布卷繞形成定子繞組的情況下,定子繞組的繞組端部在旋轉(zhuǎn)軸的軸向上的伸出變大。在該情況下,伴隨著定子繞組的繞組端部的伸出,需要使勵磁繞組在旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向從定子離開。因此,上述磁回路(磁通的路徑)變長,由此,存在磁回路中的磁阻變大的顧慮。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能夠縮短用于使轉(zhuǎn)子鐵心的磁凸極產(chǎn)生磁極的磁回路的旋轉(zhuǎn)電機。為了達成上述目的,在本發(fā)明的ー個方式中,提供具備轉(zhuǎn)子鉄心、定子、勵磁磁軛以及勵磁繞組的旋轉(zhuǎn)電機。上述轉(zhuǎn)子鐵心被固定于具有用于形成磁路的磁性體的旋轉(zhuǎn)軸,且上述轉(zhuǎn)子鐵心具有磁凸扱。上述定子具有齒和以集中卷繞的方式纏繞于該齒的定子繞組。在周方向鄰接的齒之間形成有狹縫。上述勵磁磁軛將上述定子與上述磁性體磁連接。上述勵磁繞組配置在上述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上的靠上述定子繞組的至少ー個繞組端部的部位,通過對上述勵磁繞組通電而在上述磁凸極產(chǎn)生磁極。根據(jù)以下的詳細說明、和為了對本發(fā)明的特征進行說明而附加的附圖能夠清楚本發(fā)明的其他的特征以及優(yōu)點。特別是在所附的權(quán)利要求書中,能夠清楚本發(fā)明的新的特征。參照以下示出的當前的優(yōu)選實施方式的說明以及所附的附圖,能夠理解伴隨著目的以及利益的本發(fā)明。
圖I是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的示意剖視圖。圖2是沿著圖I的2-2線的示意剖視圖。圖3是第一實施方式的其他例所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的示意剖視圖。圖4是第一實施方式的其他例所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的示意剖視圖。圖5是第一實施方式的其他例所涉及的勵磁磁極鐵心的示意立體圖。圖6是第一實施方式的其他例所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的示意剖視圖。
圖7是第一實施方式的其他例所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的示意剖視圖。圖8是第一實施方式的其他例所涉及的轉(zhuǎn)子的示意剖視圖。圖9是第一實施方式的其他例所涉及的轉(zhuǎn)子的示意剖視圖。圖10是第一實施方式的其他例所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的示意剖視圖。圖IlA是本發(fā)明的第二實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的示意剖視圖。圖IlB是圖IlA的轉(zhuǎn)子的主視圖。圖12A是沿著圖IlA的12A-12A線的示意剖視圖。圖12B是轉(zhuǎn)子從圖12A的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)后的狀態(tài)的示意剖視圖。 圖13是參考例的旋轉(zhuǎn)電動機的示意剖視圖。圖14是示出徑向カ的變化的曲線圖。圖15是第二實施方式的其他例所涉及的旋轉(zhuǎn)電機的與圖12B對應(yīng)的示意剖視圖。圖16是第二實施方式的其他例所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的示意剖視圖。
圖17是將本發(fā)明的第三實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機以局部分解的狀態(tài)示意性地示出的立體圖。圖18是將圖17的旋轉(zhuǎn)電動機示意性地示出的剖視圖。圖19是將本發(fā)明的第四實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機示意性地示出的圖。圖20是將圖19的旋轉(zhuǎn)電動機的一部分示意性地示出的立體圖。圖2IA 2ID是將第三以及第四實施方式的其他例的勵磁磁極鐵心示意性地示出的側(cè)視圖。圖22是將第三以及第四實施方式的其他例的旋轉(zhuǎn)電動機的一部分示意性地示出的剖視圖。圖23是本發(fā)明的第五實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的側(cè)剖視圖。圖24是圖23的鐵心軛鐵、定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心、以及軸的總剖視圖。圖25是圖23的勵磁鐵心的主視圖。圖26是本發(fā)明的第六實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的局部側(cè)剖視圖。圖27是第五以及第六實施方式的其他例的勵磁鐵心的主視圖。圖28是本發(fā)明的第七實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的側(cè)剖視圖。圖29是圖28的旋轉(zhuǎn)電動機的縱剖視圖。圖30是將圖28的旋轉(zhuǎn)電動機的一部分放大示出的側(cè)剖視圖。圖31A是從一端開ロ部側(cè)觀察圖28的電樞線圈用線圈骨架的立體圖。圖31B是從另一端開ロ部側(cè)觀察圖28的電樞線圈用線圈骨架的立體圖。圖32是將本發(fā)明的第八實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機示意性地示出的分解立體圖。圖33是圖32的旋轉(zhuǎn)電動機的縱剖視圖。圖34是示出圖32的旋轉(zhuǎn)電動機中的勵磁磁通的流動的縱剖視圖。圖35是圖32的旋轉(zhuǎn)電動機的主要部分放大圖。圖36是第八實施方式的其他例的旋轉(zhuǎn)電動機的主要部分放大圖。圖37是將第八實施方式的其他例的旋轉(zhuǎn)電動機示意性地示出的分解立體圖。圖38是圖37的旋轉(zhuǎn)電動機的縱剖視圖。
圖39是本發(fā)明的第九實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的側(cè)剖視圖。圖40是圖39的鐵心軛鐵、定子、以及轉(zhuǎn)子的縱剖視圖。圖41是本發(fā)明的第十實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機的側(cè)剖視圖。圖42是第九以及第十實施方式的其他例的旋轉(zhuǎn)電動機的側(cè)剖視圖。圖43是第九以及第十實施方式的其他例的旋轉(zhuǎn)電動機的側(cè)剖視圖。圖44是第九以及第十實施方式的其他例的旋轉(zhuǎn)電動機的側(cè)剖視圖。圖45是將本發(fā)明的第十一實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機示意性地示出的截面處的分解立體圖。圖46是將圖45的旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)子、定子、勵磁磁軛示意性地示出的縱剖視圖。圖47是將圖45的旋轉(zhuǎn)電動機示意性地示出的縱剖視圖。圖48A是用于對第十一實施方式的其他例的勵磁磁極鐵心的制造エ序進行說明的平面圖。圖48B是圖48A的勵磁磁極鐵心的平面圖。圖49A是用于對第十一實施方式的其他例的勵磁磁極鐵心的制造エ序進行說明的平面圖。圖49B是圖49A的其他例的勵磁磁極鐵心的平面圖。圖50A是將第i^一實施方式的其他例的旋轉(zhuǎn)電動機示意性地示出的局部分解立體圖。圖50B是將圖50A的旋轉(zhuǎn)電動機示意性地示出的局部剖視圖。圖51是本申請的第十二實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的側(cè)剖視圖。圖52是圖51的鐵心軛鐵、定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心以及軸的縱剖視圖。圖53是圖51的旋轉(zhuǎn)電動機的局部側(cè)剖視圖。圖54是本發(fā)明的第十三實施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動機的局部側(cè)剖視圖。圖55是第十二以及第十三實施方式的其他例的旋轉(zhuǎn)電動機的局部側(cè)剖視圖。圖56是第十二以及第十三實施方式的其他例的旋轉(zhuǎn)電動機的局部側(cè)剖視圖。
具體實施例方式以下,根據(jù)圖I以及圖2對將本發(fā)明具體化為三相旋轉(zhuǎn)電動機的第一實施方式進行說明。如圖I所示,作為旋轉(zhuǎn)電機的旋轉(zhuǎn)電動機10具備轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部件)11 ;定子(固定部件)12,該定子12配置在轉(zhuǎn)子11的外側(cè);勵磁磁軛13,該勵磁磁軛13設(shè)置在定子12的外側(cè);以及勵磁繞組14,該勵磁繞組14對轉(zhuǎn)子11進行勵磁。勵磁磁軛13作為旋轉(zhuǎn)電動機10的殼體發(fā)揮功能,該勵磁磁軛13具有圓筒部13a,該圓筒部13a與定子12的外周對置;以及一對圓板部13b,這ー對圓板部13b被固定在圓筒部13a的兩端。轉(zhuǎn)子11具有轉(zhuǎn)子鐵心16,該轉(zhuǎn)子鐵心16被固定于旋轉(zhuǎn)軸15而能夠與旋轉(zhuǎn)軸15一體旋轉(zhuǎn),并且,旋轉(zhuǎn)軸15以貫通圓板部13b的狀態(tài)由圓板部13b經(jīng)由軸承17支承,使得該旋轉(zhuǎn)軸15能夠旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸15由磁性材料形成,作為用于沿著軸線方向形成磁路的磁性體發(fā)揮功能。在以下的說明中,“徑向”表示與旋轉(zhuǎn)軸15的軸線方向正交的方向,“軸向”表不旋轉(zhuǎn)軸15的軸線方向。、
如圖2所示,在轉(zhuǎn)子鐵心16,以在周向隔開一定間隔的方式形成有沿徑向突出的多個突部,各突部構(gòu)成磁凸極18。所謂“磁凸極”意味著磁通容易從轉(zhuǎn)子11的內(nèi)側(cè)朝外表面流動的部分。在本實施方式中,磁凸極18設(shè)置有八個,各磁凸極18遍及轉(zhuǎn)子鉄心16的軸向全長延伸設(shè)置。另外,在本實施方式中,在周向上的各磁凸極18之間,分別形成有空間。如圖I所示,轉(zhuǎn)子鐵心16通過層疊多片(例如幾十片)電磁鋼板而構(gòu)成,軸向的磁阻大于徑向以及周向的磁阻。因此,在轉(zhuǎn)子鐵心16內(nèi),磁通難以沿著軸向流動,而易于沿著徑向以及周向流動。并且,定子12通過層疊多片電磁鋼板而形成為大致圓筒狀,定子12的徑向以及周向的磁阻小于軸向的磁阻。因此,在定子12內(nèi),磁通易于沿著定子12的周向以及徑向流動,而難以沿著軸向流動。如圖2所示,在定子12的內(nèi)側(cè)的部位等間隔地設(shè)置有狹縫20,以便在周向以一定間隔形成有多個齒19。在本實施方式中,齒19以及狹縫20分別設(shè)置有十八個。在齒19,作為定子繞組21,分別以集中卷繞的方式纏繞有U相繞組21u、V相繞組 21v、W相繞組21w。此處,集中卷繞是指將繞組集中地纏繞于各齒19的構(gòu)造,能夠針對各齒19直接纏繞繞組。因此,如圖I所示,在本實施方式的定子中,不同相的繞組彼此不會重合,繞組端部(線圈端部)m在軸向上的伸出量t小。另ー方面,分布卷繞是各繞組跨越多個齒19配置的構(gòu)造,搭接線彼此重合,因此繞組端部(線圈端部)m在軸向上的伸出量t大。與以分布卷繞的方式進行纏繞的情況相比較,本實施方式的定子繞組21中的繞組端部m的伸出量t小大約20% 50%。在勵磁磁軛13的兩個圓板部13b,以朝轉(zhuǎn)子鐵心16突出的方式形成有圓環(huán)狀的突條13c,在突條13c嵌合固定有線圈骨架23,勵磁繞組14纏繞在該線圈骨架23的外周部。即,勵磁繞組14配設(shè)在靠定子繞組21的兩方的繞組端部m的部位。所謂“靠繞組端部的部位”,意味著旋轉(zhuǎn)軸15的軸線方向上的比齒19的端部靠旋轉(zhuǎn)軸15的軸線方向的外側(cè)的部位。突條13c以及線圈骨架23構(gòu)成勵磁繞組卷繞部,用于通過通電而使磁凸極18產(chǎn)生磁極(N極或者S扱)的勵磁繞組14纏繞于該勵磁繞組卷繞部。在本實施方式中,勵磁繞組14配置在與定子繞組21的軸向?qū)?yīng)的位置。在該實施方式中,當對各勵磁繞組14供給電流時,在勵磁磁軛13與轉(zhuǎn)子鐵心16之間形成有轉(zhuǎn)子鐵心16的磁凸極18全都為相同磁極(N極)的磁回路。詳細敘述,在圖I中位于左側(cè)的一方的勵磁繞組14中,以從環(huán)狀的勵磁繞組14的左側(cè)進入內(nèi)周側(cè)而從右側(cè)朝勵磁繞組14的外部離開的方式產(chǎn)生磁通。并且,在圖I中位于右側(cè)的另一方的勵磁繞組14中,以從環(huán)狀的勵磁繞組14的右側(cè)進入內(nèi)周側(cè)而從左側(cè)朝勵磁繞組14的外部離開的方式產(chǎn)生磁通。結(jié)果,從兩個勵磁繞組14產(chǎn)生的磁通的路徑成為如下的路徑在沿對置的方向進入旋轉(zhuǎn)軸15內(nèi)之后,從轉(zhuǎn)子鉄心16的內(nèi)側(cè)經(jīng)過磁凸極18內(nèi)部進入定子12的齒19內(nèi)部,并經(jīng)過勵磁磁軛13的圓筒部13a以及圓板部13b再次進入旋轉(zhuǎn)軸15內(nèi)。這樣,定子12以及旋轉(zhuǎn)軸15由勵磁磁軛13磁連接(連結(jié))。其次,對旋轉(zhuǎn)電動機10的作用進行說明。旋轉(zhuǎn)電動機10在U相繞組21u、V相繞組21v、W相繞組21w連接于三相變換器,勵磁繞組14連接于直流電源的狀態(tài)下使用。進而,利用控制裝置對從三相變換器輸出的控制電流量和從直流電源朝勵磁繞組14供給的電流量進行控制。
當對勵磁繞組14供給直流電時,形成有從勵磁繞組14產(chǎn)生的磁通(磁力線)如圖I中以虛線的箭頭所示以勵磁磁軛13的圓板部13b —旋轉(zhuǎn)軸15 —轉(zhuǎn)子鐵心16 —磁凸極18 —定子12 —勵磁磁軛13的圓筒部13a —勵磁磁軛13的圓板部13b的路徑經(jīng)過的磁回路。結(jié)果,在對勵磁繞組14供給勵磁電流的狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子11為單扱。S卩,如圖2所示,在轉(zhuǎn)子鐵心16形成有多個的磁凸極18的靠定子12的端部全都為N扱,定子12成為單扱。
另ー方面,對定子12的U相繞組21u、V相繞組21v、W相繞組21w依次供給規(guī)定頻率的三相交流電從而在定子12產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,旋轉(zhuǎn)磁場作用于轉(zhuǎn)子11。進而,借助旋轉(zhuǎn)磁場與磁凸極18的磁通之間的磁引力以及磁斥力,定子11與旋轉(zhuǎn)磁場同步地旋轉(zhuǎn)。并且,通過對朝勵磁繞組14供給的電流量進行調(diào)整,能夠?qū)λ傻拇磐窟M行調(diào)整。因此,通過對朝勵磁繞組14供給的電流量進行調(diào)整,能夠進行所謂的“弱勵磁控制”、“強勵磁控制”等自如的勵磁磁通控制。根據(jù)該實施方式,能夠得到以下所示的優(yōu)點。(I)定子繞組21 (U相繞組21u、V相繞組21v、W相繞組21w)以集中卷繞的方式纏繞于齒19,能夠抑制定子繞組21的繞組端部m沿軸向伸出。因此,與以分布卷繞的方式纏繞定子繞組21的情況相比較,能夠?qū)畲爬@組14接近定子12配設(shè)。因此,能夠縮短由旋轉(zhuǎn)軸15 —轉(zhuǎn)子鐵心16 —磁凸極18 —定子12 —勵磁磁軛13 (圓筒部13a、圓板部13b)形成的磁回路。(2)進而,由于能夠縮短在朝勵磁繞組14供給直流電之際形成的、用于使個磁凸極18產(chǎn)生磁極的磁回路,因此能夠降低磁回路中的磁阻。因而,能夠抑制產(chǎn)生磁通的損耗,能夠提高旋轉(zhuǎn)電動機10的效率(輸出)。即,能夠降低勵磁電流量、或者能夠降低勵磁繞組14的體積。(3)并且,也能夠抑制定子繞組21的繞組端部m在徑向的伸出量變大。因此,能夠抑制旋轉(zhuǎn)電動機10在徑向大型化。并且,在將旋轉(zhuǎn)電動機10的徑向的大小(勵磁磁軛13的圓筒部13a的外徑)保持恒定的情況下,能夠減少勵磁磁軛13的在徑向的截面積,能夠抑制經(jīng)過勵磁磁軛13的磁通量降低。(14)將勵磁繞組14配設(shè)在定子繞組21的靠兩方的繞組端部m的部位。因此,與將勵磁繞組14配設(shè)在靠一方的繞組端部m的部位的情況相比較,能夠提高旋轉(zhuǎn)電動機10的輸出。(5)利用磁性材料形成旋轉(zhuǎn)軸,使用旋轉(zhuǎn)軸作為用于形成磁回路的磁性體。因此,能夠削減部件數(shù)量,能夠簡單地制作旋轉(zhuǎn)電動機10。實施方式并不限定于上述實施方式,例如可以按下述方式具體化。旋轉(zhuǎn)電動機10也可以形成為勵磁繞組14設(shè)置在靠定子繞組21的繞組端部m中的一方的部位。例如,如圖3所不,在勵磁磁軛13中,僅在圓筒部13a的一端側(cè)設(shè)置有圓板部13b,在另一端側(cè)設(shè)置有由非磁性材料形成的支承圓板24。支承圓板24與勵磁磁軛13共同構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電動機10的殼體,且經(jīng)由軸承17對旋轉(zhuǎn)軸15的另一端進行支承。在該實施方式中,當朝勵磁繞組14供給電流時,形成有磁通以勵磁磁軛13的圓板部13b —旋轉(zhuǎn)軸15 —轉(zhuǎn)子鐵心16 —磁凸極18 —定子12 —勵磁磁軛13的圓筒部13a —勵磁磁軛13的圓板部13b的路徑經(jīng)過的磁回路,各磁凸極18成為N扱。在該情況下,與在圓筒部13a的兩側(cè)設(shè)置有勵磁繞組14的實施方式不同,流過各磁凸極18的磁通經(jīng)過圓筒部13a返回圓板部13b所需要的圓筒部13a的截面積為原來的2倍。勵磁繞組14的一部分或者全部也可以配設(shè)于在徑向形成于定子繞組21與旋轉(zhuǎn)軸15之間的空間S。例如,如圖4以及圖5所示,勵磁磁軛13也可以代替圓板部13b而具備勵磁磁極鐵心25,該勵磁磁極鐵心25包括環(huán)狀部25a,該環(huán)狀部25a形成為環(huán)狀,且供旋轉(zhuǎn)軸15插通;以及從環(huán)狀部25a (旋轉(zhuǎn)軸15附近的部位)朝徑向外側(cè)呈放射狀地延伸的多個臂部25b。臂部25b在周向隔開一定間隔形成。勵磁磁極鐵心25通過層疊多片電磁鋼板形成,勵磁磁極鐵心25的徑向以及周向的磁阻小于軸向的磁阻。因此,在勵磁磁極鐵心25內(nèi),磁通易于沿著勵磁磁極鐵心25的周向以及徑向流動,而難以沿著軸向流動。各臂部25b的前端部分別被固定于圓筒部13a的端部,且環(huán)狀部25a的內(nèi)周面以與旋轉(zhuǎn)軸15的外周面對置的方式配置。在各臂部25b,以位于比定子繞組21靠徑向內(nèi)側(cè)的位置的方式纏繞勵磁繞組14。即,各臂部25b構(gòu)成供勵磁繞組14纏繞的勵磁繞組卷繞部。在勵磁磁軛13的兩端設(shè)置有由非磁性材料形成的支承圓板26。支承圓板26與勵磁磁軛13 (圓筒部13a) 共同構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電動機10的殼體,且經(jīng)由軸承17對旋轉(zhuǎn)軸15的兩端進行支承。在該實施方式中,當朝勵磁繞組14供給電流時,如圖4中以虛線箭頭所示,形成有磁通以勵磁磁極鐵心25的臂部25b —環(huán)狀部25a —旋轉(zhuǎn)軸15 —轉(zhuǎn)子鐵心16 —磁凸極18 —定子12 —勵磁磁軛13的圓筒部13a —臂部25b的路徑經(jīng)過的磁回路,各磁凸極18成為N極。由此,能夠縮短用于使各磁凸極18產(chǎn)生磁極(N極或者S扱)的磁回路(磁通的路徑),能夠進一歩減小磁阻。并且,即便是在増加各勵磁繞組14的匝數(shù)的情況下,使勵磁繞組14朝徑向延伸即可。因此,能夠抑制伴隨著勵磁繞組14的匝數(shù)增加而勵磁繞組14在軸向變大、從而抑制用于使各磁凸極18產(chǎn)生極性的磁回路變長的情況。磁凸極18的數(shù)量Pn和狹縫20的數(shù)量Ps的組合可以適當變更。例如,也可以是Pn = 10、Ps = 24 等。如圖6所示,也可以是轉(zhuǎn)子鐵心16由筒狀鐵心16a和層疊轉(zhuǎn)子鐵心16b構(gòu)成,上述筒狀鉄心16a形成為圓筒狀,且固定設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸15,上述層疊轉(zhuǎn)子鉄心16b設(shè)置在筒狀鉄心16a的外周,將突條13c的前端延伸設(shè)置到筒狀鉄心16a的端面附近,并加厚突條13c的厚度,相應(yīng)地,縮小旋轉(zhuǎn)軸15的直徑。磁凸極18形成于層疊轉(zhuǎn)子鐵心16b。并且,筒狀鐵心16a由一體的磁性材料形成,例如由粉末成型磁性體(SMC Soft magnetic Composites)形成。粉末成型磁性體的磁阻小于層疊轉(zhuǎn)子鐵心16b、旋轉(zhuǎn)軸15的材質(zhì)的磁阻。在該情況下,在勵磁繞組14產(chǎn)生的磁通與旋轉(zhuǎn)軸15相比易于在筒狀鐵心16a內(nèi)流動,與磁通流經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸15的情況相比較,磁回路(磁通的路徑)變短。結(jié)果,能夠降低勵磁電流量、或者能夠降低勵磁繞組14的體積。并且,在層疊轉(zhuǎn)子鉄心16b內(nèi),磁通難以沿軸向流動,而易于沿徑向以及周向流動,與此相對,在筒狀鐵心16a內(nèi),磁通比在層疊轉(zhuǎn)子鐵心16b內(nèi)易于沿軸向流動。因此,與不存在筒狀鉄心16a的結(jié)構(gòu)相比較,磁通的路徑易于分散于構(gòu)成層疊轉(zhuǎn)子鐵心16b的所有的電磁鋼板而進行流動。如圖7所示,也可以是旋轉(zhuǎn)軸15由包括內(nèi)周側(cè)部位和具有比內(nèi)周側(cè)部位的磁阻小的磁阻的外周側(cè)部位的雙重構(gòu)造形成。在該情況下,當朝勵磁繞組14供給電流而從勵磁繞組14產(chǎn)生的磁通朝轉(zhuǎn)子鐵心16流動之際,磁通流經(jīng)磁阻小的旋轉(zhuǎn)軸15的外周側(cè)部位,因此磁回路(磁通的路徑)變短。結(jié)果,能夠降低勵磁電流量、或者能夠降低勵磁繞組14的體積。在該情況下,旋轉(zhuǎn)軸15的外周側(cè)部位成為磁性體。該情況下的磁性體例如可以考慮粉末成型磁性體、鐵塊等。如圖7所示,也可以是在旋轉(zhuǎn)電動機10設(shè)置專用的殼體27,利用該專用的殼體27經(jīng)由軸承17對旋轉(zhuǎn)軸15進行支承。在該情況下,勵磁磁軛13的圓板部13b的形狀變得簡單。并且,與勵磁磁軛13也作為殼體27發(fā)揮功能的情況相比較,殼體27的形狀、材質(zhì)的自由度變大。在圖7中圖示出旋轉(zhuǎn)軸15為雙重構(gòu)造的情況,但并不限于雙重構(gòu)造的情況。轉(zhuǎn)子鐵心16的形狀并不限于具有用于形成磁凸極18的突部的形狀。例如,如圖8所示,也可以是作為轉(zhuǎn)子鉄心16,利用磁性材料形成以一定間隔具有突部的形狀的部分,并在突部之間埋入非磁性材料28而整體形成為平坦的形狀。并且,如圖9所示,也可以是僅使突部的前端與鄰接的突部的前端相連,突部實質(zhì)上成為磁凸極18。轉(zhuǎn)子鐵心16通過層疊電磁鋼板而形成,但也可以利用鐵塊、粉末成型磁性體形成。
如圖10所示,也可以是使旋轉(zhuǎn)軸15的直徑在由軸承17支承的支承部變細。在該情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)軸承17的小徑化。也可以是不設(shè)置線圈骨架23,而是將勵磁繞組14直接纏繞于突條13c的外周,將突條13c形成為勵磁繞組卷繞部。也可以是U相繞組21u、V相繞組21v、以及W相繞組21w并非在一個狹縫20分別收納有兩條定子繞組21的一部分,而是在一個狹縫20收納有一條定子繞組21的一部分。在轉(zhuǎn)子11為單極的情況下,各磁凸極18的與定子12對置的端部也可以并不是全都為N極,而是全都為S扱。也可以是磁凸極18并不遍及轉(zhuǎn)子鐵心16的全長延伸設(shè)置,而是形成得比全長短。旋轉(zhuǎn)電動機10并不限于由三相交流電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)電動機,也可以是由単相交流電、雙相交流電、或者是四相以上的多相交流電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)電動機。也可以將旋轉(zhuǎn)電動機10應(yīng)用于外轉(zhuǎn)子型的旋轉(zhuǎn)電動機。也可以將旋轉(zhuǎn)電動機10應(yīng)用于發(fā)電機而非電動機。以下,根據(jù)圖IlA 圖16對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。另外,圖IlA所示的旋轉(zhuǎn)電動機10的結(jié)構(gòu)與第一實施方式的圖I所示的結(jié)構(gòu)同樣。因而,在以下的說明中省略與第一實施方式重復(fù)的記載。如圖IlB所示,轉(zhuǎn)子鐵心16在周向以一定間隔形成有沿徑向突出的突部,突部構(gòu)成磁凸極18。在從軸向觀察轉(zhuǎn)子鐵心16的情況下,多個磁凸極18按照以旋轉(zhuǎn)軸15為中心旋轉(zhuǎn)對稱的方式配置。在從軸向觀察定子12的情況下,齒19以及狹縫20按照以旋轉(zhuǎn)軸15為中心旋轉(zhuǎn)対稱的方式配置。在第二實施方式中,與第一實施方式同樣,齒19以及狹縫20分別設(shè)置有十八個。因而,在將轉(zhuǎn)子鉄心16的磁凸極18的數(shù)量設(shè)定為Pn、將定子12的狹縫20的數(shù)量設(shè)定為Ps的情況下,Pn = 8、Ps = 18,Pn以及Ps具有I以外的公約數(shù),且滿足Pn Ps為 4 9。U相繞組21u、V相繞組21v、W相繞組21w在圖12A以及圖12B中沿順時針方向按照U相、V相、W相的順序、且以纏繞有相同相的繞組的齒19三個三個地鄰接的方式纏繞于齒19。即,構(gòu)成定子繞組的U相繞組21u、V相繞組21v、W相繞組21w的相配置設(shè)定成以旋轉(zhuǎn)軸15為中心旋轉(zhuǎn)對稱。其次,對以上述方式構(gòu)成的第二實施方式的旋轉(zhuǎn)電動機10的作用進行說明。如圖12A所示,以A表示的呈180度的機械角的ー對磁凸極18分別以與分別纏繞有U相繞組21u的鄰接的三個齒19中的中央的齒19對置的方式配置。分別呈180度的機械角的其他三對磁凸極18與齒19之間的位置關(guān)系也針對每對都形成為相同狀態(tài)。詳細敘述,以B表示的ー對磁凸極18分別以與分別纏繞有V相繞組21v的鄰接的三個齒19中的、靠纏繞有U相繞組21u的齒19的齒19對置。以C表不的一對磁凸極18分別以與分別纏繞有V相繞組21v的鄰接的三個齒19中的、靠纏繞有W相繞組21w的齒19的齒19,以及分別纏繞有W相繞組2Iw的鄰接的三個齒19中的、靠纏繞有V相繞組21v的齒19的齒19對置。以D表示的ー對磁凸極18分別以與分別纏繞有W相繞組21w的鄰接的三個齒19中的、靠纏繞有U相繞組21v的齒19的齒19對置。因而,在該狀態(tài)下,分別作用于呈180度的機械角的以A、B、C、D表示的ー對磁凸極18的徑向的カ針對每ー對磁凸極18都相同,施 加于旋轉(zhuǎn)軸15的徑向カ處于平衡的狀態(tài)。并且,當從圖12A所示的狀態(tài)開始轉(zhuǎn)子11旋轉(zhuǎn)了任意角度的情況下,例如在圖12B所示的狀態(tài)中,呈180度的機械角的以A、B、C、D表示的各ー對的磁凸極18中的各對磁凸極18與齒19以及定子繞組的相配置之間的位置關(guān)系也針對每ー對磁凸極18都相同,施加于旋轉(zhuǎn)軸15的徑向カ處于平衡的狀態(tài)。另ー方面,即便磁凸極18、齒19分別以旋轉(zhuǎn)軸15為中心以旋轉(zhuǎn)対稱的方式配置、且定子繞組的相配置也以旋轉(zhuǎn)軸15為中心以旋轉(zhuǎn)対稱的方式設(shè)定,在磁凸極18的數(shù)量Pn與定子12的狹縫20的數(shù)量Ps并不具有I以外的公約數(shù)的情況下,施加于旋轉(zhuǎn)軸15的徑向カ不平衡。例如,圖13中示出Pn = 5、Ps = 12的情況。磁凸極18以360/5度旋轉(zhuǎn)對稱,齒19 (相配置)以360/2度旋轉(zhuǎn)對稱,但Pn與Ps并不具有I以外的公約數(shù)。在圖13所示的狀態(tài)中,以A、B、C、D、E示出的各磁凸極18與纏繞有U相繞組21u、V相繞組21v、以及W相繞組21w的齒19之間的位置關(guān)系彼此不同,施加于旋轉(zhuǎn)軸15的徑向カ不平衡。圖14中示出Pn = 8、Ps = 18的情況(8凸極18狹縫的情況)下,和Pn = 5、Ps=12的情況(5凸極12狹縫的情況)下施加于旋轉(zhuǎn)軸15的徑向カ的模擬結(jié)果。在圖14中,表示徑向カ的縱軸的值表示相對于徑向力的平均值的相對值,I. 0為平均值。如圖14所示,在第二實施方式的旋轉(zhuǎn)電動機10即8凸極18狹縫的情況下,能夠確認遍及電角0 360度的范圍徑向カ均為0,即在旋轉(zhuǎn)軸15并未作用有朝向確定方向的徑向力,即不存在施加于旋轉(zhuǎn)軸15的徑向カ的不平衡。另ー方面,在圖13所示的比較例、即5凸極12狹縫的情況下,能夠確認在電角0 360度的范圍中,朝向確定方向的徑向カ以60度周期變動。根據(jù)該實施方式,能夠得到以下所示的優(yōu)點。(6)旋轉(zhuǎn)電動機10具備轉(zhuǎn)子11和定子12。轉(zhuǎn)子11被固定于旋轉(zhuǎn)軸15而能夠與旋轉(zhuǎn)軸15 —體旋轉(zhuǎn),且具有轉(zhuǎn)子鐵心16。在轉(zhuǎn)子鐵心16,在周向以一定間隔形成有磁凸極
18。定子12形成為筒狀且配置在轉(zhuǎn)子鐵心16的外周側(cè)。在定子12的內(nèi)周面,以一定間隔形成有以集中卷繞的方式纏繞有定子繞組的齒19。并且,旋轉(zhuǎn)電動機10具備勵磁磁軛13, 該勵磁磁軛13設(shè)置于定子12的外周;以及勵磁繞組14,該勵磁繞組14用于使轉(zhuǎn)子形成單極的磁回路。磁凸極18以及齒19分別以旋轉(zhuǎn)對稱的方式配置,定子繞組的相配置設(shè)定成旋轉(zhuǎn)對稱的方式,并且,磁凸極18的數(shù)量Pn與定子12的狹縫20的數(shù)量Ps具有I以外的公約數(shù)。因而,能夠消除施加于旋轉(zhuǎn)軸15的徑向カ的不平衡。(7)定子繞組(U相繞組21u、V相繞組21v、W相繞組21w)由三相交流電流勵磁。因而,產(chǎn)生用于使轉(zhuǎn)子鉄心16產(chǎn)生扭矩的旋轉(zhuǎn)磁場的結(jié)構(gòu)與一般使用的三相旋轉(zhuǎn)電動機相同,結(jié)構(gòu)簡單。(8)在旋轉(zhuǎn)電動機10中,磁凸極18的數(shù)量Pn為8,定子12的狹縫20的數(shù)量Ps為18。因此,Pn以及Ps具有I以外的公約數(shù),并且Pn Ps滿足4 9。因而,扭矩平衡良好。(9)由于勵磁繞組14分別設(shè)置于勵磁磁軛13的兩端部,因此能夠縮小為了在各磁凸極18順暢地流過期望的量的磁通所需要的圓筒部13a的截面積,有助于旋轉(zhuǎn)電動機10的小型化。(10)勵磁繞組卷繞部通過將線圈骨架23嵌合固定于形成在圓板部13b的圓環(huán)狀的突條13c而構(gòu)成。因而,能夠?qū)⒗p繞有勵磁繞組14的線圈骨架23固定于突條13c,與將勵磁繞組14直接纏繞于突出設(shè)置于圓板部13b的突條13c的情況相比較,勵磁繞組14的纏繞作業(yè)變得簡單。第二實施方式并不限定于上述情況,例如也可以按照下述方式具體化。只要磁凸極18、齒19分別以旋轉(zhuǎn)對稱的方式配置,定子繞組的相配置設(shè)定成旋轉(zhuǎn)対稱的方式,且磁凸極18的數(shù)量Pn以及定子12的狹縫的數(shù)量Ps具有I以外的公約數(shù)即可,磁凸極18的數(shù)量Pn與狹縫20的數(shù)量Ps之間的組合并不限于Pn = 8、Ps = 18。例如,在圖13所示的磁凸極18的數(shù)量Pn為5、狹縫20的數(shù)量Ps為12的旋轉(zhuǎn)電動機10中,Pn以及Ps并不具有I以外的公約數(shù),施加于旋轉(zhuǎn)軸15的徑向カ變得不平衡,但是,如果形成為Pn以及Ps具有I以外的公約數(shù)的組合,則能夠消除施加于旋轉(zhuǎn)軸15的徑向カ的不平衡。例如,若使Pn = 10,Ps = 24,以便使得Pn以及Ps具有I以外的公約數(shù),則如圖15所示,分別作用于呈180度的機械角的以A、B、C、D、E表示的ー對磁凸極18的徑向的カ針對每ー對磁凸極18都相同,施加于旋轉(zhuǎn)軸15的徑向カ成為平衡狀態(tài)。磁凸極18的數(shù)量與狹縫20的數(shù)量Ps之間的組合并不限于Pn = 8、Ps = 18以及Pn= 10、Ps = 24,例如,只要Pn以及Ps具有I以外的公約數(shù),并且Pn Ps滿足I : 3、
2: 3、4 : 3、4 9、5 3、5 6、5 9、5 12、8 9、8 15、8 21 中的任ー個即可。通過以這種方式構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電動機10,易于將磁凸極、齒分別以旋轉(zhuǎn)軸為中心以旋轉(zhuǎn)対稱的方式配置,并且易于將定子繞組的相配置設(shè)定成以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)對稱。但是,其中,Pn : Ps 為 I : 3、4 : 3、5 3、5 6、5 9、8 9、8 15、8 21 的組合的扭矩變動大。因而,優(yōu)選為扭矩平衡性也良好的Pn : Ps為2 : 3、4 : 9、5 12中的任ー個組合。旋轉(zhuǎn)電動機10也可以按照與在第一實施方式中說明了的圖3、圖6 圖10的結(jié)構(gòu)同樣的方式構(gòu)成。轉(zhuǎn)子鐵心16、16b通過層疊電磁鋼板而形成,但也可以由鐵塊、SMC形成。
纏繞于齒19的U相繞組21u、V相繞組21v、以及W相繞組21w的配置并不限于分別纏繞有繞組的齒19分別被分成兩個組(以360/2度旋轉(zhuǎn)對稱)的結(jié)構(gòu)。例如,如圖16所示,在Pn = 10、Ps = 24的旋轉(zhuǎn)電動機10中,也可以形成為分別纏繞有繞組的齒19分別被分成四個組(以360/4度旋轉(zhuǎn)對稱)的結(jié)構(gòu)。也可以并不設(shè)置線圈骨架23,而將勵磁繞組14直接纏繞于突條13c的外周,以突條13c作為勵磁繞組卷繞部。也可以是U相繞組21u、V相繞組21v以及W相繞組21w并非在一個狹縫20分別收納有兩條定子繞組的一部分,而是在一個狹縫20收納有一條定子繞組的一部分。在轉(zhuǎn)子11為單極的情況下,各磁凸極18的與定子12對置的端部也可以并不是全都為N極,而是全都為S扱。也可以是磁凸極18并不遍及轉(zhuǎn)子鐵心16的全長延伸設(shè)置,而是形成得比全長
短。旋轉(zhuǎn)電動機10并不限于由三相交流電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)電動機,也可以是由単相交流電、雙相交流電、或者是四相以上的多相交流電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)電動機。也可以將旋轉(zhuǎn)電動機10應(yīng)用于發(fā)電機而非電動機。以下,根據(jù)圖17以及圖18對將本發(fā)明具體化了的第三實施方式進行說明。如圖17以及圖18所示,作為旋轉(zhuǎn)電動機的馬達111具備作為軟磁性體的大致圓柱狀的軸(旋轉(zhuǎn)軸)112,該旋轉(zhuǎn)軸112由軟磁性材料(例如鐵、硅鋼等)形成。在第三實施方式中,軸112整體形成第一磁性體。該軸112經(jīng)由軸承113組裝于分別覆蓋馬達111的兩端的各殼體部件114a、114b,且被支承為相對于該各殼體部件114a、114b能夠繞軸112的軸線L旋轉(zhuǎn)。另外,在第三實施方式的各殼體部件114a、114b設(shè)置有在沿著軸112的軸線L的方向貫通各殼體部件114a、114b的未圖不的多個通氣孔。在軸112固定有作為旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)子鐵心)115。該轉(zhuǎn)子115構(gòu)成為能夠繞軸112的軸線L與軸112—體旋轉(zhuǎn)。并且,軸112的外周面與轉(zhuǎn)子115的內(nèi)周面密接。因此,軸112與轉(zhuǎn)子115磁連結(jié)。轉(zhuǎn)子115通過在沿著軸線L的方向?qū)盈B由軟磁性材料形成的多片鋼板而構(gòu)成。因此,在轉(zhuǎn)子115內(nèi),磁通比沿著軸線L的方向流動更易于沿著與軸線L正交的轉(zhuǎn)子115的直徑方向以及周向流動。在轉(zhuǎn)子115的外周面,以朝該轉(zhuǎn)子115的直徑方向外側(cè)突出的方式形成有呈大致立方體狀的多個(在第三實施方式中為五條)作為磁凸極的轉(zhuǎn)子齒116。轉(zhuǎn)子齒116以沿周向?qū)⑥D(zhuǎn)子115的外周面等間隔(在第三實施方式中為72°間隔)分割的方式形成,并且,各轉(zhuǎn)子齒116的前端面均位于同一周面上。并且,各轉(zhuǎn)子齒116遍及沿著軸線L的轉(zhuǎn)子115的整個寬度形成。換言之,也可以理解成第三實施方式的轉(zhuǎn)子齒116是通過從轉(zhuǎn)子115的外周面朝軸112設(shè)置沿著軸112的軸線L延伸的凹部而形成的。這樣,第三實施方式的轉(zhuǎn)子115形成為并不具備永磁鐵的結(jié)構(gòu)。在轉(zhuǎn)子115的周圍,以圍繞該轉(zhuǎn)子115的方式配設(shè)有圓環(huán)狀的定子(固定部件)117。定子117在其內(nèi)周面?zhèn)染邆涠ㄗ予F心118,該定子鉄心118通過在沿著軸線L的方向?qū)盈B由軟磁性材料形成的多片鋼板而構(gòu)成。因此,在定子鐵心118內(nèi),磁通比沿著軸112的軸線L的方向更易于沿著與該軸線L正交的定子鐵心118的直徑方向、以及周向流動。并且,定子鐵心118的沿著軸線L的尺寸設(shè)定成與轉(zhuǎn)子115的沿著軸線L的尺寸相同的尺寸。并且,在定子鐵心118,以從該定子鐵心118的內(nèi)周面朝軸112突出的方式形成有多個(在第三實施方式中為十二個)定子齒119。各定子齒119以將定子鐵心118的內(nèi)周面沿周向等間隔(在第三實施方式中為30°間隔)分割的方式形成。在各轉(zhuǎn)子齒116的前端面(轉(zhuǎn)子115的外周面)與定子齒119(定子117)的內(nèi)周面之間形成有稍許間隙(例如0. 7_)。在各定子齒119卷繞(在第三實施方式中為集中卷繞)有導(dǎo)線,從而形成作為電樞繞組的定子繞組120。即,在第三實施方式中,在定子117中,在與轉(zhuǎn)子115對置的對置面形成有定子繞組120。各定子繞組120是U相繞組、V相繞組、以及W相繞組中的任意一個,通過使各繞組流過有相位差不同的電流而使之產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。并且,如前面所述,由于定子117 (定子齒119)和轉(zhuǎn)子115的沿著軸線L的尺寸設(shè)定成相同尺寸,因此在沿著軸線L的方向上的定子繞組120的兩端部(線圈端部)比轉(zhuǎn)子115的兩端在沿著軸線L的方向上朝外側(cè)突出。因而,在沿著軸線L的方向上的與定子115的兩端面對應(yīng)的位置形成有由定子繞組120和軸112夾著的圓環(huán)狀的空間Sa(圖18中示出)。并且,在定子117配設(shè)有圓筒狀的作為第二磁性體的旁路鐵心(勵磁磁軛)122,該旁路鐵心122以沿著軸線L延伸的方式形成,且遍及整周覆蓋定子鉄心118的外周面。旁路鐵心122有粉末成型磁性體(SMC Soft Magnetic Composites)形成。并且,定子鐵心118的外周面和旁路鐵心122的內(nèi)周面密接。因此,定子鐵心118和旁路鐵心122磁連結(jié)。并 且,在旁路鐵心122的沿著軸線L的方向上的兩端的內(nèi)周面設(shè)置有分別從前端面沿著軸線L的方向呈大致長方體狀地切ロ而形成的多個(在第三實施方式中為十二個)凹部122a。在第三實施方式中,軸112、轉(zhuǎn)子115、以及定子117構(gòu)成主電動機部125。在軸112(主電動機部125)的沿著軸線L的方向上的兩端附近,以成對的方式配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的勵磁磁極126。各勵磁磁極126具備勵磁磁極鐵心(勵磁磁極磁軛)127,該勵磁磁極鐵心127將旁路鐵心122和軸112磁連結(jié)。勵磁磁極鐵心127通過在沿著軸線L的方向?qū)盈B被沖裁成相同形狀的多片鋼板而形成。在勵磁磁極鐵心127形成有固定部127a,該固定部127a形成為圓環(huán)狀,用于將軸112插通于該固定部;以及多條(在第三實施方式中為十二條)作為第三磁性體的臂部127b,該臂部127b從該固定部127a沿與軸線L正交的方向、且從軸線L朝向外側(cè)呈放射狀(輻條狀)地延伸。各臂部127b以將固定部127a的外周面等間隔(在第三實施方式中為30°間隔)地分割的方式配置。并且,各臂部127b的位干與軸線L正交的方向上的外側(cè)的前端部(外側(cè)端)相互并不連結(jié)而是處于敞開狀態(tài)。并且,在各臂部127b的靠軸112 (固定部127a)的部位分別卷繞有導(dǎo)線而形成勵磁繞組129。從軸線L到各勵磁繞組129的位干與該軸線L正交的方向上的外側(cè)的端部為止的尺寸均設(shè)定成相同尺寸,并且設(shè)定成小于從軸線L到定子繞組120的內(nèi)周面為止的尺寸。勵磁磁極126相對于主電動機部125 (定子117)以將勵磁磁極鐵心127的各臂部127b的前端部插入于形成在旁路鐵心122的兩端部的凹部122a的方式組裝。在將勵磁磁極鐵心127組裝于定子117后的狀態(tài)下,各臂部127b的前端部(前端面)相對于旁路鐵心122密接,各臂部127b (勵磁磁極鐵心127)與旁路鐵心122 (定子117)磁連結(jié)。并且,在勵磁磁極鐵心127的固定部127a插通有軸112。固定部127a的內(nèi)周面和軸112的外周面以相互平行的方式對置配置,并且在兩個周面之間形成有稍許間隙(例如0.3mm)。在第三實施方式中,固定部127a的內(nèi)周面形成為空隙面127g。這樣,在第三實施方式中,勵磁磁極鉄心127以空隙面127g與軸112的外周面相對(對置)的方式配設(shè)。因而,勵磁磁極鐵心127 (各臂部127b)與軸112經(jīng)由空隙面127g磁連結(jié)。并且,能夠理解第三實施方式的各臂部127b通過層疊多片以將軸112和旁路鐵心122磁連結(jié)的方式延伸的鋼板而形成。并且,在將勵磁磁極鐵心127組裝于定子117后的狀態(tài)下,勵磁繞組129配置干與轉(zhuǎn)子115對應(yīng)的位置,并且形成為插入于空間Sa的狀態(tài)。S卩,勵磁繞組129和轉(zhuǎn)子115在比定子繞組120靠定子鉄心118的徑向內(nèi)側(cè)(轉(zhuǎn)子115側(cè))的位置對置。并且,在將勵磁磁極鐵心127組裝于定子117后的狀態(tài)下,在各臂部127b之間,以由各臂部127b和旁路鐵心122圍繞的方式形成有從軸112的端面?zhèn)扔^察呈大致三角形狀的空間Sb (圖17中示出)。在第三實施方式的馬達111中,經(jīng)由該空間Sb將用于朝定子繞組120通電的未圖示的導(dǎo)線從殼體部件114b側(cè)朝馬達111的外部引出。并且,在各勵磁繞組129中,以形成有從定子117(旁路鐵心122)側(cè)朝向軸112側(cè)的磁路(勵磁磁通的流動)的方式分別流過有電流。另外,主電動機部125的在沿著軸線L的方向上的兩端部由上述的殼體部件114a、114b覆蓋,以使得轉(zhuǎn)子115、定子117的內(nèi)部、以及勵磁磁極126不會露出。
其次,以朝各勵磁繞組129通電之際形成的磁路(勵磁磁通的流動)為中心對以上述方式構(gòu)成的馬達111的作用進行說明。如圖18所示,在第三實施方式的馬達111中,通過使各勵磁繞組129中流過電流而在各臂部127b產(chǎn)生的勵磁磁通以朝向兩個勵磁磁極126的中心點相互對置的方式經(jīng)過軸112(以箭頭Yl示出)。進而,在各勵磁繞組129中產(chǎn)生的勵磁磁通在軸112內(nèi)相互排斥(互相碰撞),并且被朝與軸112的軸線L正交的方向(轉(zhuǎn)子115的直徑方向)誘導(dǎo)(以箭頭Y2示出)。經(jīng)過轉(zhuǎn)子115的各轉(zhuǎn)子齒116后的勵磁磁通經(jīng)過各定子齒119進入旁路鐵心122,并且被朝各勵磁磁極126誘導(dǎo)(以箭頭Y3示出)。進而,從旁路鉄心122進入各勵磁磁極127的臂部127b的勵磁磁通經(jīng)過各臂部127b并經(jīng)由空隙面127g再次進入軸112 (以箭頭Y4示出)。這樣,在第三實施方式的馬達111中,按照軸112、轉(zhuǎn)子115的轉(zhuǎn)子齒116、旁路鐵心122、以及勵磁磁極26的勵磁磁極鐵心127 (臂部127b)的順序經(jīng)過、并再次進入軸112的方式形成有環(huán)狀(圈狀)的磁路(勵磁磁通的流動)(以箭頭Yl Y4示出)。因此,在第三實施方式的馬達111中,轉(zhuǎn)子齒116借助勵磁磁通而具有N極的極性。即,在第三實施方式中,轉(zhuǎn)子齒116(勵磁磁通)具有與永磁鐵同步馬達中的配設(shè)于轉(zhuǎn)子的永磁鐵同樣的作用。并且,在第三實施方式的馬達111中,能夠通過使流過各勵磁繞組129的電流量增加而使勵磁磁通增加,從而能夠得到更大的扭矩。另ー方面,在第三實施方式中,在高速旋轉(zhuǎn)時,能夠通過使流過各勵磁繞組129的電流量減少而使勵磁磁通減少,從而能夠提高最大轉(zhuǎn)速。即,在第三實施方式的馬達111中,能夠僅借助強磁場控制提高最大扭矩以及最大轉(zhuǎn)速。因而,在第三實施方式的馬達111中,不需要將永磁鐵配設(shè)于轉(zhuǎn)子115的情況下所需要的弱磁場控制,能夠簡化結(jié)構(gòu)。并且,在第三實施方式的馬達111中,能夠經(jīng)由形成于各殼體部件114a、114b的通氣孔,以及形成于各臂部127b之間的空間Sb將馬達111外部的空氣等制冷劑導(dǎo)入馬達111的內(nèi)部,能夠容易地對馬達111的內(nèi)部(轉(zhuǎn)子115、定子鐵心118、以及定子繞組120等)進行冷卻。因而,根據(jù)第三實施方式,能夠得到以下的優(yōu)點。(11)通過對形成于勵磁磁極鐵心127的各臂部127b的勵磁繞組129通電,能夠利用軸112、轉(zhuǎn)子115的轉(zhuǎn)子齒116、定子117的旁路鐵心122形成磁路(勵磁磁通的流動)。進而,各臂部127b形成為沿著與軸112的軸線L正交的方向延伸,并且以在各臂部127b之間形成有間隙Sb的方式配置。因此,能夠經(jīng)由形成于構(gòu)成勵磁磁極鐵心127的臂部127b之間的空間Sb將制冷劑導(dǎo)入馬達111的內(nèi)部,能夠容易地對馬達111的內(nèi)部進行冷卻。并且,在第三實施方式中,能夠經(jīng)由形成于臂部127b之間的空間Sb將用于對形成在馬達111內(nèi)的繞組(定子繞組120等)進行通電的導(dǎo)線從勵磁磁極鐵心127側(cè)引出,能夠容易地進行導(dǎo)線的布線。(12)特別地,在第三實施方式的馬達111中,在定子117形成有定子繞組120,在欲從馬達111的側(cè)方將導(dǎo)線引出的情況下,需要以貫通定子鐵心118、旁路鐵心122的方式設(shè)置引出ロ。在該情況下,會造成將形成于定子鉄心118、旁路鐵心122的磁路局部地截斷的結(jié)果,存在馬達111的輸出下降、轉(zhuǎn)子齒116中的磁通量變得不均勻的顧慮。在第三實施 方式中,通過形成為能夠?qū)⒂糜诔纬捎隈R達111內(nèi)的繞組(定子繞組120等)通電的導(dǎo)線經(jīng)由形成于臂部127b之間的空間Sb從殼體部件114b側(cè)朝馬達111的外部引出,能夠恰當?shù)亟鉀Q這樣的問題。(13)多個臂部127b形成為從軸112朝外側(cè)呈放射狀地延伸,并且,各臂部127b的前端部并不相互連結(jié)而是呈敞開狀態(tài)。因此,易于將各臂部127b之間的空間Sb形成地較大,能夠使得馬達111的內(nèi)部的冷卻、導(dǎo)線的布線更加容易。(14)勵磁磁極鐵心127的空隙面127g(固定部127a的內(nèi)周面)以與軸112的外周面相對的方式配置。因此,易于以使得經(jīng)過定子117后的勵磁磁通經(jīng)過勵磁磁極鐵心127(臂部127b)并再次進入軸112的方式形成磁路。因而,能夠抑制轉(zhuǎn)子齒116中的勵磁磁通量減少,能夠得到更大的扭矩。在上述的日本特開2008-43099號公報中,并不構(gòu)成為勵磁磁極鐵心的空隙面朝向軸112的外周面。根據(jù)該結(jié)構(gòu),與日本特開2008-43099號公報的結(jié)構(gòu)相比較,易于以使得經(jīng)過第二磁性體后的勵磁磁通經(jīng)過第三磁性體并再次進入軸的方式形成磁路。(15)在軸112(主電動機部125)的兩端側(cè)以成對的方式配設(shè)勵磁磁極126,并且,在形成于各勵磁磁極126的勵磁繞組129中流過有電流,以在兩個勵磁磁極126形成朝向彼此相対的方向的磁路(勵磁磁通的流動)。因此,由于從軸112的兩端側(cè)沿相對置的方向形成有磁路,因此,在各勵磁磁極126產(chǎn)生的勵磁磁通彼此在軸112相互排斥,并且被朝轉(zhuǎn)子115的直徑方向的外側(cè)(轉(zhuǎn)子齒116)誘導(dǎo)。因而,能夠提高轉(zhuǎn)子115的轉(zhuǎn)子齒116中的勵磁磁通量,能夠得到更大的扭矩。(16)與將勵磁磁極鐵心127形成為圓盤狀的情況相比較,能夠削減磁性材料的使用量。并且,由于通過層疊鋼板來形成勵磁磁極鐵心127,因此,與利用SMC形成的情況相比較,能夠提高勵磁磁極鐵心127的強度。(17)以沿著與軸線L正交的方向延伸的方式形成各臂部127b。因此,即便是在使勵磁繞組129的匝數(shù)増加的情況下,只要將導(dǎo)線朝向各臂部127b的延伸方向按順序卷繞即可,能夠抑制伴隨著勵磁繞組129的直徑増大而導(dǎo)致馬達111朝沿著軸線L的方向大型化。(18)勵磁磁極126相對于定子117以將各臂部127b的前端部插入于形成在旁路鐵心122的兩端部的凹部122a的方式組裝。因此,與僅以各臂部127b的前端部與旁路鉄心122的兩端面接觸的方式組裝的情況相比較,能夠增強旁路鐵心122與勵磁磁極鐵心127 (各臂部127b)之間的磁連結(jié)。(19)在第三實施方式的馬達111中,能夠從轉(zhuǎn)子115省略永磁鐵。一般地,在永磁鐵同步馬達中使用的永磁鐵使用稀土類磁鐵等稀有性高而昂貴的永磁鐵,這成為馬達的制造成本増加的原因之一。與此相對,在第三 實施方式的馬達111中,不需要永磁鐵,能夠抑制馬達111的成本增加。(20)并且,在第三實施方式的馬達111中,由于不使用永磁鐵,因此能夠抑制產(chǎn)生拖曳損失。并且,在永磁鐵同步馬達中,在進行強磁場控制、弱磁場控制的情況下,在N極和S極磁通量會變得不平衡,但在第三實施方式的馬達111中,不會產(chǎn)生這種問題。(21)并且,與將永磁鐵配設(shè)在轉(zhuǎn)子115的外周面的結(jié)構(gòu)、在轉(zhuǎn)子115卷繞繞組的結(jié)構(gòu)相比較,不需要防止永磁鐵、繞組飛散的結(jié)構(gòu)(利用保護部件覆蓋轉(zhuǎn)子115等),能夠簡化轉(zhuǎn)子115的結(jié)構(gòu)。因而,有助于提高最大轉(zhuǎn)速。(22)在第三實施方式的馬達111中,與使用永磁鐵的結(jié)構(gòu)不同,采用通過對各勵磁繞組129通電而使之產(chǎn)生勵磁磁通的結(jié)構(gòu)。因此,在第三實施方式中,能夠通過對流過各勵磁繞組129的勵磁電流進行控制而自由地對勵磁磁通量進行調(diào)整。即,在第三實施方式的馬達111中,能夠借助勵磁電流的控制使勵磁磁通增加而提高最大扭矩,或者使勵磁磁通減少而提高最大轉(zhuǎn)速。特別地,在第三實施方式的馬達111中,能夠僅通過強磁場控制提高最大扭矩以及最大轉(zhuǎn)速。因此,能夠簡化馬達111的控制結(jié)構(gòu)。其次,根據(jù)圖19以及圖20對將本發(fā)明具體化了的第四實施方式進行說明。在以下的說明中,對與已經(jīng)說明了的第三實施方式相同的結(jié)構(gòu)、以及相同的控制內(nèi)容賦予同一標號等,并省略以及簡化重復(fù)的說明。另外,在第四實施方式中,勵磁磁極鐵心127的形狀與第三實施方式不同,其他部分相同。如圖19以及圖20所示,在第四實施方式的勵磁磁極鐵心127中,形成為大致圓環(huán)狀的由軟磁性材料形成的固定部127a、和各臂部127b分體形成。在固定部127a插通有軸112,并且,固定部127a的內(nèi)周面相對于軸112的外周面隔開稍許間隙(例如0. 3mm)對置配置。因此,固定部127a和軸112磁連結(jié)。在第四實施方式中,固定部127a的內(nèi)周面成為空隙面。并且,第四實施方式的各臂部127b通過沿著與各臂部127b所延伸的方向正交、且與軸線L正交的方向(即繞軸線L的周向)層疊由軟磁性材料形成的多片鋼板而形成。各臂部127b相對于固定部127a以靠軸112側(cè)的基端部(基端面)與固定部127a的外周面密接的方式被固定,各臂部127b和固定部127a磁連結(jié)。并且,各臂部127b在與轉(zhuǎn)子115 (空間Sa)對置的位置(區(qū)域)具有朝轉(zhuǎn)子115延伸的接近部K。并且,各臂部127b在從接近部K朝沿著軸線L的方向中的與轉(zhuǎn)子115相反側(cè)彎曲之后,在比定子繞組120靠與軸線L正交的方向上的外側(cè)的位置,以與軸112相反側(cè)的前端部(前端面)朝向旁路鐵心122 (定子117)的端面(對置)的方式再次彎曲。進而,在接近部K卷繞有勵磁繞組129。因此,勵磁繞組129配置在與轉(zhuǎn)子115對應(yīng)的位置,并且形成為插入于空間Sa的狀態(tài)。S卩,勵磁繞組129和轉(zhuǎn)子115在比定子繞組120的線圈端部靠轉(zhuǎn)子115的直徑方向的內(nèi)側(cè)(轉(zhuǎn)子115側(cè))的位置対置。換言之,在沿著軸線L的方向上,勵磁繞組129的靠轉(zhuǎn)子115側(cè)的端部(線圈端部)位于比定子繞組120的線圈端部靠轉(zhuǎn)子115側(cè)的位置。
因而,根據(jù)第四實施方式,除了能夠得到第三實施方式的優(yōu)點(11) (22)之外,還能夠得到以下的優(yōu)點。(23)在各臂部127b,在與轉(zhuǎn)子115(空間Sa)對應(yīng)的位置以朝轉(zhuǎn)子115側(cè)接近的方式形成有接近部K,并且,在該接近部K卷繞有勵磁繞組129。因此,能夠利用與轉(zhuǎn)子115對應(yīng)的位置(區(qū)域)、即不存在形成于定子的定子繞組120的空間Sa配置勵磁繞組129。因此,能夠抑制各勵磁繞組129朝沿著軸112的軸線的方向中的轉(zhuǎn)子115的相反側(cè)(馬達111的外側(cè))突出,能夠?qū)崿F(xiàn)馬達111的小型化。 (24)并且,各臂部127b通過層疊多片以將軸112和旁路鐵心122磁連結(jié)的方式延伸的鋼板而形成。因此,在第四實施方式中,僅通過層疊相同形狀的鋼板就能夠簡單地形成包括接近部K的臂部127b的整體。另外,第四實施方式也可以按照以下方式變更。
在上述第四實施方式中,形成各臂部127b的鋼板的層疊方向也可以適當變更。但是,從簡單地形成臂部127b的觀點出發(fā),優(yōu)選像第四實施方式這樣將鋼板的層疊方向設(shè)定成與各臂部127所延伸的方向正交、且與軸線L正交的方向。在上述實施方式中,也可以將固定部127a以及各臂部127b形成為一體。同樣,在上述第四實施方式中,也可以將固定部127a以及各臂部127b分體形成。在上述第三以及第四實施方式中,也可以省略固定部127a。即,只要能夠以各臂部127b的靠軸112側(cè)的端面與軸112的外周面相對的方式固定即可。在該情況下,各臂部127b的靠軸112側(cè)的基端面形成為空隙面127g。在該其他例中,各臂部127b構(gòu)成勵磁磁極鐵心127。在上述第三以及第四實施方式中,也可以適當變更臂部127b的條數(shù)。在上述第三以及第四實施方式中,也可以將各臂部127b形成為不同的形狀。以下,根據(jù)圖21A 21D進行具體說明。另外,圖21A 21D示出以軸112的端面為正面進行觀察的狀態(tài),并且,形成為省略了殼體部件114a、轉(zhuǎn)子115 (轉(zhuǎn)子齒116)、定子鉄心118 (定子齒119)、定子繞組120的圖示的示意圖。例如,如圖21A所示,各臂部127b也可以形成為朝不與軸線L交叉的方向延伸。并且,如圖21B所示,各臂部127b也可以彎曲。并且,如圖21C所示,各臂部127b可以在齒117的靠旁路鉄心122側(cè)分支成多個,或者與此相反在靠固定部127a(軸112)側(cè)分支成多個。即,各部127b只要形成為沿著與沿著軸線L的方向交叉的方向延伸即可。更具體地說,對于各臂部127b,只要從軸112的端面?zhèn)扔^察各臂部127b的中心線的全部、或者一部分與沿著軸112的軸線的方向交叉即可,即便中心線與軸線L不交叉也無妨。并且,各臂部127b只要能夠?qū)⑤S112與定子117的旁路鐵心122磁連結(jié)即可,可以形成為任何形狀。在上述第三以及第四實施方式中,如圖21D所示,也可以設(shè)置有將各臂部127b的位干與軸線L正交的方向的外側(cè)的前端部(外側(cè)端)相互連結(jié)的圓環(huán)狀的連結(jié)部127c。即便形成為這種方式,也能夠利用固定部127a、各臂部127b、以及連結(jié)部127c形成空間Sb。在上述第三以及第四實施方式中,各臂部127b也可以在靠軸112(固定部127a)偵れ或者在靠定子117側(cè)以朝沿著軸線L的方向中的馬達111的外側(cè)突出的方式傾斜。在上述第三以及第四實施方式中,也可以省略旁路鐵心122的凹部122a。在該情況下,只要按照各臂部127b的前端部(外側(cè)端)與旁路鐵心122的前端面接觸的方式將勵磁磁極126組裝于定子117即可。在上述第三以及第四實施方式中,勵磁繞組129只要形成于各臂部127b即可,也可以形成于定子117側(cè),或者遍及臂部127b的整體形成。并且,各勵磁繞組129也可以形成于與轉(zhuǎn)子115并不對應(yīng)的位置,并且也可以配設(shè)在空間Sa之外。但是,從使馬達111小型化的觀點出發(fā),優(yōu)選按照上述第三以及第四實施方式的方式構(gòu)成。在上述第三以及第四實施方式中,也可以僅在主電動機部125(軸112)的一方側(cè)設(shè)置勵磁磁極126。即便以這種方式構(gòu)成,通過對勵磁繞組129通電,也能夠以按順序經(jīng)過軸112、轉(zhuǎn)子115的轉(zhuǎn)子齒116、旁路鐵心122、以及勵磁磁極鐵心127 (各臂部127b),并再次進入軸112的方式形成環(huán)狀的磁路(勵磁磁通的流動)。但是,在形成為僅在一側(cè)設(shè)置勵磁磁極126的結(jié)構(gòu)的情況下,存在所產(chǎn)生的勵磁磁通的一部分并不進入轉(zhuǎn)子115(轉(zhuǎn)子齒116)而經(jīng)過軸112的可能性,因此優(yōu)選按照上述第三以及第四實施方式的方式構(gòu)成。
在上述第三以及第四實施方式中,轉(zhuǎn)子齒116的數(shù)量可以適當變更。并且,轉(zhuǎn)子齒119的數(shù)量也可以適當變更。即,馬達111并不限于構(gòu)成為10極12狹縫,也可以形成為20極24狹縫等不同的結(jié)構(gòu)。在上述第三以及第四實施方式中,也可以按照分布卷繞的方式形成各定子繞組120。在上述第三以及第四實施方式中,也可以在軸112的磁路形成部位另外配設(shè)軟磁性材料。具體而言,在軸112中,遍及與成對的勵磁磁極126的各空隙面127g對應(yīng)的位置之間的整周配設(shè)由軟磁性材料形成的圓環(huán)狀的軸旁路鉄心。在該情況下,軸旁路鉄心可以使用渦電流損失比軸112的基部的渦電流損失小的材質(zhì)。通過以這種方式構(gòu)成,能夠易于形成到形成于轉(zhuǎn)子115的轉(zhuǎn)子齒116為止的磁路(勵磁磁通的流動)。因而,能夠提高轉(zhuǎn)子齒116中的勵磁磁通量,能夠得到更大的扭矩。另外,在該情況下,軸112的基部也可以由非磁性材料形成。在上述第三以及第四實施方式中,各轉(zhuǎn)子齒116的形狀也可以適當變更。S卩,只要各轉(zhuǎn)子齒116能夠作為使得朝向轉(zhuǎn)子115的直徑方向的磁通易于通過的磁凸極發(fā)揮動能即可。在上述第三以及第四實施方式中,旁路鐵心122的形狀也可以適當變更。S卩,旁路鉄心1222只要能夠?qū)霓D(zhuǎn)子115的轉(zhuǎn)子齒116接收的勵磁磁通朝各臂部127b誘導(dǎo)即可。在上述第三以及第四實施方式中,也可以在各轉(zhuǎn)子齒116之間配設(shè)由非磁性材料形成的隔離件。在上述第三以及第四實施方式中,馬達111也可以具體化為外轉(zhuǎn)子型的馬達。具體而言,如圖22所示,在軸112,以能夠與軸112 —體旋轉(zhuǎn)的方式固定有由軟磁性材料形成的有底筒狀的外轉(zhuǎn)子主體(第一磁性體、勵磁磁軛)130a。在外轉(zhuǎn)子主體130a的內(nèi)周面形成有多個轉(zhuǎn)子齒(磁凸極)116。外轉(zhuǎn)子主體130a、以及轉(zhuǎn)子齒116構(gòu)成外轉(zhuǎn)子130。并且,在外轉(zhuǎn)子130的內(nèi)側(cè)配設(shè)有定子131。在定子131中,在由軟磁性材料形成的圓筒狀的鐵心(第二磁性體)132的外周面形成有多個定子齒119,并且,在各定子齒119形成有定子繞組120。并且,在鐵心132的內(nèi)側(cè),軸112經(jīng)由軸承113被支承為能夠繞軸線L旋轉(zhuǎn)。并且,在鉄心132的外周面、在比定子齒119靠外轉(zhuǎn)子主體130a的底部側(cè)的位置,形成有從鐵心132朝外側(cè)呈放射狀地延伸的多條臂部(第三磁性體)127b。在該其他例中,各臂部127b構(gòu)成勵磁磁極鐵心127。在各臂部127b分別形成有勵磁繞組129,并且,在外轉(zhuǎn)子主體130a的內(nèi)周面中、在與臂部127b對應(yīng)的位置形成有朝內(nèi)側(cè)呈帶狀地突出的圓環(huán)狀的突出部133。各臂部127b以及突出部133通過層疊多片鋼板形成。即便以這種方式構(gòu)成,也能夠按照通過使電流流過各勵磁繞組129而產(chǎn)生的磁通按照各臂部127b、突出部133、外轉(zhuǎn)子主體130a、轉(zhuǎn)子齒116、定子齒119、以及鐵心132的順序經(jīng)過,并再次進入各臂部127b的方式形成環(huán)狀的磁路(勵磁磁通的流動)(以箭頭Ya Yc示出)。另外,在該情況下,各臂部127b以及突出部133也可以設(shè)置在比定子齒119靠外轉(zhuǎn)子主體130a的開ロ部側(cè)的位置。在上述第三以及第四實施方式中,“第三磁性體”并不限于形成為多個臂部27b,也可以形成為圓盤狀。以下,根據(jù)圖23 圖25對將本發(fā)明具體化為作為旋轉(zhuǎn)電機的馬達(旋轉(zhuǎn)電動機)的第五實施方式進行說明。如圖23所示,構(gòu)成馬達210的外廓的圓筒狀的鐵心軛鐵(core back)(勵磁 磁軛)211由磁性材料形成,在本實施方式中由粉末成型磁性體(SMC :Soft MagneticComposites)形成。在鐵心軛鐵211的兩端(圖23的左右端)開ロ邊緣形成有壓入凹部211a、211b。在鐵心軛鐵211內(nèi)收納有軸(旋轉(zhuǎn)軸)212。軸212由軟磁性材料(例如鐵、粉末成型磁性體等)形成,且呈大致圓柱狀。軸212的沿著軸線LI的方向(軸212的軸向)上的兩端朝鉄心軛鐵211外突出。在鐵心軛鐵211的內(nèi)周面固定有定子220 (固定部件)。定子220由被固定于鐵心軛鐵211的內(nèi)周面的圓環(huán)狀的定子鐵心221和定子線圈(定子繞組)222構(gòu)成。鐵心軛鐵211遍及整周覆蓋定子鐵心221的外周面,并且,定子鐵心221的外周面與鐵心軛鐵211的內(nèi)周面密接。因此,定子鐵心221與鐵心軛鐵211磁連接。定子鐵心221通過在沿著軸212的軸線LI的方向?qū)盈B多片電磁鋼板構(gòu)成。如圖24所示,在定子鐵心221,在定子鐵心221的周方向隔開相等間隔設(shè)置有朝軸212突出的多個定子齒221a。各定子齒221的前端面均位于同一周面上。如圖23所示,在各定子齒221a裝配有由絕緣性樹脂材料形成的定子線圈用線圈骨架222b。進而,定子線圈222通過在定子線圈用線圈骨架222b卷繞由導(dǎo)電性的金屬材料(在第五實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線而形成。另外,定子線圈222設(shè)定成U相、V相以及W相中的任意一相,通過分別對其供給相位不同的電流而使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。在定子220的內(nèi)側(cè)設(shè)置有轉(zhuǎn)子230 (旋轉(zhuǎn)部件)。轉(zhuǎn)子230具有被固定安裝于軸212的轉(zhuǎn)子鐵心231。轉(zhuǎn)子鐵心231能夠繞軸212的軸線LI與軸212 —體旋轉(zhuǎn)。軸212的外周面212a與轉(zhuǎn)子鐵心231的內(nèi)周面密接。因此,軸212與轉(zhuǎn)子鐵心231磁連接。轉(zhuǎn)子鐵心231通過在軸212的軸向?qū)盈B由軟磁性材料形成的多片電磁鋼板構(gòu)成。因此,在轉(zhuǎn)子鐵心231內(nèi),磁通與軸212的軸向相比易于沿著與軸線LI正交的轉(zhuǎn)子鐵心231的徑向以及周方向流動。并且,轉(zhuǎn)子鐵心231在軸212的軸向的長度與定子鐵心221在軸232的軸向的長度相同。對于定子線圈222,線圈端部222e在軸212的軸向上從定子齒221a的端面突出。因此,軸212的軸向上的定子線圈222的線圈端部222e的兩端比轉(zhuǎn)子鐵心231的兩端朝外側(cè)突出。并且,在鉄心軛鐵211內(nèi),在比一端側(cè)的線圈端部222e更靠一端側(cè)的位置設(shè)置有供各相的定子線圈222的搭接線(未圖示)經(jīng)過的搭接線區(qū)域W(在圖22中以雙點劃線示出)。如圖24所示,轉(zhuǎn)子鐵心231在轉(zhuǎn)子鐵心231的周方向隔開相等間隔設(shè)置有多個朝徑向外側(cè)突出的作為磁凸極的轉(zhuǎn)子齒231a。各轉(zhuǎn)子齒231a的前端面均位于同一周面上。在各轉(zhuǎn)子齒231a的前端面與定子齒221a的前端面之間形成有稍許間隙。進而,轉(zhuǎn)子齒231a和定子齒221a隔著間隙磁連接。如圖23所示,在鐵心軛鐵211內(nèi)的比定子220以及轉(zhuǎn)子230靠一端側(cè)的位置配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第一勵磁磁極241。第一勵磁磁極241由圓環(huán)狀的作為勵磁鐵心的第一勵磁鉄心(勵磁磁軛)242、和配設(shè)在第一勵磁鉄心242與定子220以及轉(zhuǎn)子230之間的作為勵磁繞組的第一勵磁線圈243構(gòu)成。第一勵磁鉄心242由磁性材料形成,在第五實施方式中由粉末成型磁性體(SMC :Soft Magnetic Composites)形成。在第一勵磁鐵心242的內(nèi)側(cè)插通有軸212,在第一勵磁鐵心242的內(nèi)周面242g與軸212的外周面212a之間形成有稍許間隙。進而,第一勵磁鉄心242和軸212隔著該間隙磁連接。此處,所謂“第一勵磁鐵心242的內(nèi)周面242g”是指與軸212對置、且與軸212磁連接的部位。 在第一勵磁鐵心242的端面242e固著有第一勵磁線圈用線圈骨架246。在第一勵磁線圈用線圈骨架246形成有從第一勵磁鉄心242的端面242e直到轉(zhuǎn)子鐵心231的一端面的近前側(cè)沿著軸212的軸向延伸的圓筒狀的第一主體部246a。并且,在第一勵磁線圈用線圈骨架246形成有圓環(huán)狀的一端側(cè)凸緣部246b,該一端側(cè)凸緣部246b從第一主體部246a的一端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸;以及圓環(huán)狀的另一端側(cè)凸緣部246c,該另一端側(cè)凸緣部246c從第一主體部246a的另一端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸到定子線圈用線圈骨架222b的靠軸212側(cè)的面的近前側(cè)。第一勵磁線圈243通過在第一勵磁線圈用線圈骨架246將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第五實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸212的軸線LI卷繞多匝而卷成。并且,在第一勵磁鉄心242的與第一勵磁線圈用線圈骨架246所被固著的ー側(cè)相反側(cè)的端面242f突出設(shè)置有保持部242h,該保持部242h保持第一軸承216,該第一軸承216對軸212進行支承而使得該軸212能夠旋轉(zhuǎn)。在鉄心軛鐵211內(nèi)的比定子220以及轉(zhuǎn)子230靠另一端側(cè)的位置配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第二勵磁磁極251。第二勵磁磁極251由圓環(huán)狀的作為勵磁鐵心的第二勵磁鐵心(勵磁磁軛)252、和配設(shè)在第二勵磁鉄心252與定子220以及轉(zhuǎn)子230之間的作為勵磁繞組的第二勵磁線圈253構(gòu)成。第二勵磁鐵心252由磁性材料形成,在第五實施方式中由粉末成型磁性體(SMC :Soft Magnetic Composites)形成。在第二勵磁鐵心252的內(nèi)側(cè)插通有軸212,在第二勵磁鐵心252的內(nèi)周面252g與軸212的外周面212a之間形成有稍許間隙。進而,第二勵磁鉄心252和軸212隔著該間隙磁連接。在第二勵磁鐵心252的端面252e固著有第二勵磁線圈用線圈骨架256。在第二勵磁線圈用線圈骨架256形成有從第二勵磁鐵心252的端面252e直到轉(zhuǎn)子鐵心231的另一端面的近前側(cè)沿著軸212的軸向延伸的圓筒狀的第二主體部256a。并且,在第二勵磁線圈用線圈骨架256形成有圓環(huán)狀的一端側(cè)凸緣部256b,該一端側(cè)凸緣部256b從第二主體部256a的一端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸;以及圓環(huán)狀的另一端側(cè)凸緣部256c,該另一端側(cè)凸緣部256c從第二主體部256a的另一端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸到定子線圈用線圈骨架222b的靠軸212側(cè)的面的近前側(cè)。第二勵磁線圈253通過在第二勵磁線圈用線圈骨架256將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第五實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸212的軸線LI卷繞多匝而卷成。并且,在第二勵磁鉄心252的與第二勵磁線圈用線圈骨架256所被固著的ー側(cè)相反側(cè)的端面252f突出設(shè)置有保持部242h,該保持部242h保持第二軸承217,該第二軸承217對軸212進行支承而使得該軸212能夠旋轉(zhuǎn)。以下,對第一勵磁鐵心242進行詳細說明。如圖25所示,在第一勵磁鐵心242形成有插通部261,該插通部261呈圓環(huán)狀,且形成有能夠供軸212插通的插通孔261a。在插通部261的外周面261b形成有多個(在第五實施方式中為十二個)沿著第一勵磁鉄心242的徑向呈放射狀地延伸的臂部262。各臂部262間隔相等角度形成。臂部262作為磁路部發(fā)揮功能。并且,各臂部262的寬度相同,且分別以固定的寬度沿著第一勵磁鉄心242的徑向延伸。各臂部262的前端由沿著第一勵磁鐵心242的周方向延伸的圓環(huán)狀的連結(jié)部263相互連結(jié)。進而,在鄰接的臂部262彼此之間形成有沿軸212的軸向貫通的貫通孔264。各貫通孔264由鄰接臂部262的側(cè)面、連結(jié) 部263的內(nèi)周面263a以及插通部261的外周面261b劃分形成,且俯視觀察呈扇形狀。并且,在第一勵磁鐵心242中,除了保持部242h之外,插通部261、各臂部262以及連結(jié)部263的厚度to是固定的。各貫通孔264形成為,使得第一勵磁鉄心242的沿著周方向的截面積的最小值與上述內(nèi)周面242g的面積相同。此處,所謂“沿著周方向的截面積”是指利用以軸212的軸心作為中心的同心圓剖切勵磁磁路的情況下的截面積。進而,各臂部262的寬度分別以固定的寬度延伸。因此,存在于以軸212的軸心作為中心的同心圓中的、通過各臂部262的最靠徑向外側(cè)的部位的假想圓R上的各臂部262處的第一勵磁鉄心242的周方向的截面積的合計值是第一勵磁鉄心242的周方向的截面積的最小值。進而,在第五實施方式中,該第一勵磁鐵心242的沿著周方向的截面積的最小值與第一勵磁鐵心242的內(nèi)周面242g的面積相同。即,當設(shè)通過存在于假想圓R上的各臂部262的圓弧的長度為“L”、設(shè)臂部262的個數(shù)為“n”、設(shè)第一勵磁鉄心242的內(nèi)周面242g的內(nèi)徑為“d”、設(shè)圓周率為“ ”時,長度L、個數(shù)n、內(nèi)徑d設(shè)定成滿足“nL= d”的關(guān)系。另外,關(guān)于第二勵磁鉄心252的詳細說明與第一勵磁鉄心242的詳細說明同樣,因此省略說明。第一勵磁鐵心242通過被壓入于鐵心軛鐵211的壓入凹部211a而被固定于鐵心軛鐵211,且鐵心軛鐵211的一端側(cè)由第一勵磁鉄心242封閉。并且,第二勵磁鉄心252通過被壓入于鐵心軛鐵211的壓入凹部211b而被固定于鐵心軛鐵211,且鐵心軛鐵211的另一端側(cè)由第二勵磁鐵心252封閉。在第一勵磁鐵心242被固定于鐵心軛鐵211后的狀態(tài)下,第一勵磁鐵心242相對于鐵心軛鐵211密接。因此,第一勵磁鐵心242與鐵心軛鐵211磁連接。并且,在第二勵磁鉄心252被固定于鐵心軛鐵211后的狀態(tài)下,第二勵磁鉄心252相對于鐵心軛鐵211密接。因此,第二勵磁鐵心252與鐵心軛鐵211磁連接。其次,對第五實施方式的作用進行說明。如圖23所示,通過對第一勵磁線圈243供給電流而在第一勵磁鉄心242產(chǎn)生的勵磁磁通如箭頭Yl所示朝軸212流動。進而,勵磁磁通穿過磁空隙(空隙)流入軸212。進一歩,勵磁磁通如箭頭Y2所示在軸212內(nèi)沿著軸212的軸向流動,如箭頭Y3所示朝與軸212的軸線LI正交的方向流動而在轉(zhuǎn)子鐵心231 (轉(zhuǎn)子齒231a)中朝外徑側(cè)流動從而穿過定子鐵心221 (定子齒221a)。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y4所示在鉄心軛鐵211中被朝第一勵磁磁極241誘導(dǎo)。
此處,存在于以軸212的軸心作為中心且穿過各貫通孔264的假想圓R上的各臂部262處的第一勵磁鐵心242的周方向的截面積的合計值是第一勵磁鐵心242的周方向的截面積的最小值。進而,在第五實施方式中,該第一勵磁鐵心242的周方向的最小值與第一勵磁鐵心242的內(nèi)周面242g的面積相同。由此,例如,與第一勵磁鐵心242的周方向的最小值小于第一勵磁鉄心242的內(nèi)周面242g的面積的情況相比較,磁通易于流通,因此,能夠抑制第一勵磁鐵心242磁飽和,能夠抑制馬達210的扭矩降低。這樣,形成有由第一勵磁鐵心242、軸212、轉(zhuǎn)子230、定子220以及鐵心軛鐵211形成的勵磁磁路。因此,在第五實施方式中,鉄心軛鐵211以及軸212作為與第一勵磁鉄心242、轉(zhuǎn)子230以及定子220共同形成勵磁磁路的磁路形成部件發(fā)揮功能。另外,對于第二勵磁鉄心252側(cè),也與第一勵磁鉄心242側(cè)的說明同樣,因此省略詳細說明。這樣,在第五實施方式的馬達210中,形成有環(huán)狀(圈狀)的磁路(勵磁磁通的流動),轉(zhuǎn)子230的轉(zhuǎn)子齒231a借助勵磁磁通而具有N極的極性,轉(zhuǎn)子齒231a (勵磁磁通)具有與永磁鐵同步馬達中的配設(shè)于轉(zhuǎn)子的永磁鐵同樣的作用。并且,在第五實施方式的馬達210中,能夠通過使流過第一以及第二勵磁線圈243,253的電流量增加而使勵磁磁通增加,以得到更大的扭矩。另ー方面,在第五實施方式的馬達210中,在高速旋轉(zhuǎn)時能夠通過使流過第一以及第二勵磁線圈243、253的電流量減少而使勵磁磁通減少,以提聞最大轉(zhuǎn)速。并且,第一以及第二勵磁線圈243、253的伴隨著通電而產(chǎn)生的熱、在定子線圈222等的馬達210的內(nèi)部產(chǎn)生的熱易于充滿由鉄心軛鐵211、第一勵磁鉄心242以及第二勵磁鐵心252劃分成的空間。但是,在第五實施方式中,由于在第一勵磁鐵心242以及第二勵磁鐵心252形成有貫通孔264,因此,從第一以及第ニ勵磁線圈243、253產(chǎn)生的熱、在定子線圈222等的馬達210的內(nèi)部產(chǎn)生的熱穿過貫通孔264逃逸。即,充滿于由鐵心軛鐵211、第一勵磁鉄心242以及第二勵磁鉄心252劃分成的空間的熱穿過貫通孔264逃逸。在第五實施方式中能夠得到以下的優(yōu)點。(25)在第一以及第二勵磁鐵心242、252形成有多個貫通孔264。因此,能夠使第ー以及第ニ勵磁線圈243、253的伴隨著通電而產(chǎn)生的熱、在定子線圈222等的馬達210的內(nèi)部產(chǎn)生的熱穿過各貫通孔264逃逸。此外,將各貫通孔264形成為使得上述多個磁路部262的在上述第一以及第二勵磁鉄心242、252內(nèi)的沿著周方向的截面積的合計值大于等于上述內(nèi)周面242g、252g的面積。因此,即便在第一以及第二勵磁鐵心242、252形成有各貫通孔264,也能夠確保第一以及第二勵磁鐵心242、252中的周方向的勵磁磁路。結(jié)果,能夠確保勵磁磁路,并且能夠使在馬達210的內(nèi)部產(chǎn)生的熱逃逸。(26)將各貫通孔264形成在第一以及第二勵磁鉄心242、252的沿著徑向呈放射狀地延伸的多個臂部262之間。因此,與貫通孔為單個的情況、貫通孔偏向第一以及第二勵磁鐵心242、252的一部分而配置有多個的情況等相比較,能夠使在馬達210的內(nèi)部產(chǎn)生的熱易于穿過各貫通孔264逃逸。(27)將各貫通孔264形成為使得上述多個磁路部262的上述第一以及第二勵磁 鐵心242、252的沿著周方向的截面積的合計值在上述內(nèi)周面242g、252g的面積以上。因此,能夠確保第一以及第二勵磁鉄心242、252內(nèi)的勵磁磁路,并且能夠盡可能地増大各貫通孔264的大小。結(jié)果,能夠使在馬達210的內(nèi)部產(chǎn)生的熱易于逃逸。
以下,根據(jù)圖26對將本發(fā)明具體化為作為旋轉(zhuǎn)電機的馬達(旋轉(zhuǎn)電動機)的第六實施方式進行說明。另外,在以下說明的第六實施方式中,對與已經(jīng)說明了的第五實施方式相同的結(jié)構(gòu)賦予相同標號,并省略或者簡化重復(fù)的說明。如圖26所示,第一勵磁鐵心242中的第一勵磁線圈243所被配設(shè)的ー側(cè)的端面242e形成為階梯形狀,使得第一勵磁鉄心242的各臂部262的外周部271側(cè)的厚度tl比內(nèi)周部272側(cè)的厚度t2薄。具體地說,在第一勵磁鐵心242的端面242e中,在外周部271與內(nèi)周部272之間形成有階梯差部273,該階梯差部273連結(jié)外周部271的端面271a和內(nèi)周部272的端面272a。階梯差部273形成為沿著軸212的軸向延伸。另外,第六實施方式的第一勵磁鉄心242通過模具成型制作而成。各貫通孔264以使得上述多個磁路部262的沿著上述第一勵磁鐵心的周方向的截面積與上述內(nèi)周面242g的面積相同的方式形成于第一勵磁鉄心242。具體地說,設(shè)經(jīng)過臂部262的假想圓R上的各臂部262的長度為“L”、設(shè)臂部262的個數(shù)為“n”、設(shè)第一勵磁鐵心242的內(nèi)周面242g的內(nèi)徑為“d”、設(shè)圓周率為“ ”、設(shè)外周部271側(cè)的厚度(各臂部262 的厚度)為tl、設(shè)內(nèi)周部272側(cè)的厚度(第一勵磁鐵心242的內(nèi)周面242g處的厚度)為t2。于是,第一勵磁鉄心242形成為,滿足“nLtl = Jidt2”的關(guān)系。另外,對于第二勵磁鐵心252的詳細說明與第一勵磁鉄心242的詳細說明同樣,因此省略說明。第一勵磁線圈用線圈骨架246的一端側(cè)凸緣部246b形成為沿著第一勵磁鉄心242的內(nèi)周部272的端面272a延伸,并且沿著階梯差部273的外周面彎曲,并進一歩沿著第一勵磁鐵心242的外周部271的端面271a延伸。進而,第一勵磁線圈243的一部分配置在比第一勵磁鐵心242的內(nèi)周部272的端面272a靠外周部271的端面271a側(cè)的位置。并且,第二勵磁線圈用線圈骨架256的一端側(cè)凸緣部256b形成為沿著第二勵磁鐵心252的內(nèi)周部272的端面272a延伸,并且沿著階梯差部273的外周面彎曲,并進一歩沿著第二勵磁線圈252的外周部271的端面271a延伸。進而,第二勵磁線圈253的一部分配置在比第二勵磁鐵心252的內(nèi)周部272的端面272a靠外周部271的端面271a側(cè)的位置。其次,對第六實施方式的作用進行說明。為了使第一勵磁鉄心242以及第二勵磁鉄心252產(chǎn)生勵磁磁通所需要的第一以及第二勵磁線圈243、253的一部分配置在各勵磁鐵心242、252的比內(nèi)周部272的端面272a靠外周部的端面271a側(cè)的位置。即,通過將各勵磁鉄心242、252的端面242e、252e形成為階梯形狀,能夠在各勵磁鐵心242、252與定子220以及轉(zhuǎn)子230之間增加各勵磁線圈243、253的配置空間。因而,根據(jù)第六實施方式,除了能夠得到與第五實施方式的優(yōu)點(25) (27)同樣的優(yōu)點之外,還能夠得到以下所示的優(yōu)點。(28)將各勵磁鐵心242、252中的各勵磁線圈243、253所被配設(shè)的ー側(cè)的端面242e、252e (轉(zhuǎn)子鉄心231附近的端面)形成為階梯形狀,使得第一勵磁鉄心242以及第二勵磁鐵心252的外周部271側(cè)的厚度tl比內(nèi)周部272側(cè)的厚度t2薄。由此,與在各勵磁鐵心242、252的端面242e、252e沒有階梯的情況相比較,能夠增加各勵磁鐵心242、252與定子220以及轉(zhuǎn)子230之間的各勵磁線圈243、253的配置空間。結(jié)果,能夠?qū)⒏鲃畲啪€圈243,253的一部分配置于該增加的配置空間,相應(yīng)地,能夠使各勵磁鐵心242、252與定子220以及轉(zhuǎn)子230接近,作為馬達210整體,能夠使軸212的軸向的體積小型化。
(29)當設(shè)存在于假想圓R上的經(jīng)過各臂部262的圓弧的長度為“L”、設(shè)臂部262的個數(shù)為“n”、設(shè)第一勵磁鉄心242的內(nèi)周面242g的內(nèi)徑為“d”、設(shè)圓周率為“ ”、設(shè)外周部271側(cè)的厚度為tl、設(shè)內(nèi)周部272側(cè)的厚度為t2吋,長度L、個數(shù)n、內(nèi)徑d、厚度tl、t2設(shè)定成滿足“nLtl = Jidt2”的關(guān)系。由此,在呈階梯形狀的第一以及第二勵磁鉄心242、252中,能夠確保勵磁磁路,并且,能夠在第一以及第二勵磁鐵心242、252的端面242e、252e盡可能地形成第一以及第二勵磁線圈243、253的配置空間,并且能夠盡可能地増大各貫通孔264的大小。(30)將各勵磁鐵心242、252的端面242e、252e形成為階梯形狀。與在各勵磁鐵心242、252與定子220以及轉(zhuǎn)子230之間,為了增加各勵磁線圈243、253的配置空間而例如將各勵磁鐵心242、252的端面242e、252e形成為錐形狀的情況相比較,能夠容易地制作各勵磁鐵心242、252的端面242e、252e的形狀。另外,第五以及第六實施方式也可以按以下方式變更。如圖27所示,也可以形成有多個俯視觀察呈圓孔狀的貫通孔281。在該情況下,各 貫通孔281需要形成為使得上述第一以及第二勵磁鉄心242、252內(nèi)的多個磁路部的、沿著上述第一以及第二勵磁鐵心242、252的周方向的截面積的最小值在上述內(nèi)周面242g、252g的面積以上。此處,所謂“第一以及第二勵磁鉄心242、252內(nèi)的多個磁路部的、沿著第一以及第ニ勵磁鐵心242、252的周方向的截面積的最小值在內(nèi)周面242g、252g的面積以上”是指在使假想圓R的直徑以各種方式變化的情況下的“周方向的截面積”的最小值在第一以及第ニ勵磁鐵心242、252的內(nèi)周面242g、252g的面積以上。在第五以及第六實施方式中,也可以適當變更形成于第一以及第二勵磁鉄心242、252的貫通孔264、281的數(shù)量。在第五以及第六實施方式中,也可以使上述第一以及第二勵磁鉄心242、252內(nèi)的多個磁路部的、沿著上述第一以及第二勵磁鉄心242、252的周方向的截面積的最小值大于上述內(nèi)周面242g、252g的面積。在第五以及第六實施方式中,也可以將第一以及第二勵磁鉄心242、252的端面242e、252e形成為隨著趨向徑向外側(cè)而第一以及第二勵磁鐵心242、252的厚度變薄的錐狀。在該情況下,各臂部262的寬度形成為,隨著趨向徑向外側(cè)而變大。在第五以及第六實施方式中,也可以刪除連結(jié)部263,使各貫通孔264的徑向外側(cè)敞開。在第五以及第六實施方式中,鉄心軛鐵211由粉末成型磁性體(SMC)形成,但并不限于此,例如也可以由鐵塊等磁性體形成。在第五以及第六實施方式中,各勵磁鉄心242、252由粉末成型磁性體(SMC)形成,但并不限于此,例如也可以由鐵塊等磁性體形成。在第五以及第六實施方式中,轉(zhuǎn)子鐵心231通過層疊多片電磁鋼板而構(gòu)成,但并不限于此,例如也可以利用粉末成型磁性體(SMC)、鐵塊等磁性體構(gòu)成轉(zhuǎn)子鉄心231。在第五以及第六實施方式中,也可以僅設(shè)置第一勵磁磁極241、或者僅設(shè)置第二勵磁磁極251。即,也可以僅在軸線LI方向的單側(cè)設(shè)置勵磁磁極。在第五以及第六實施方式中,將軸212形成為磁路形成部件,經(jīng)由軸212形成勵磁磁路,但并不限于此,也可以在不設(shè)置軸212的情況下形成勵磁磁路。例如,也可以在軸212的外周作為磁路形成部件設(shè)置磁阻小于軸212的磁阻的磁性體(例如粉末成型磁性體(SMC)、鐵塊等磁性體)而形成勵磁磁路。在第五以及第六實施方式中,定子220的定子齒221a的數(shù)量可以適當變更。在第五以及第六實施方式中,轉(zhuǎn)子230的轉(zhuǎn)子齒231a的數(shù)量可以適當變更。在第五以及第六實施方式中,作為凸極部的轉(zhuǎn)子齒231a在形狀上形成為凸形狀,但并不限于該結(jié)構(gòu),只要是在磁性上呈凸極性即可。例如,也可以形成為僅轉(zhuǎn)子齒的前端與鄰接的轉(zhuǎn)子齒連結(jié)、或者在轉(zhuǎn)子齒之間的凹部埋入非磁性體,而轉(zhuǎn)子作為整體呈圓筒狀。在第五以及第六實施方式中,也可以刪除各勵磁線圈用線圈骨架246、256。在該情況下,將模具成型的勵磁線圈直接固著于各勵磁鉄心242、252。并且,在能夠利用勵磁線圈的保護膜確保絕緣的情況下,也可以將勵磁線圈直接纏繞于各勵磁鉄心242、252。
架222b。例如,也可以使用絕緣紙。在能夠利用線圈的保護膜確保絕緣的情況下,也可以直接纏繞于定子齒221a。在第五以及第六實施方式中,形成于各勵磁鐵心242、252的端面242e、252e的階梯的數(shù)量并無特殊限定。在第五以及第六實施方式中,各勵磁鉄心242、252通過被壓入于凹陷設(shè)置在鉄心軛鐵211的開ロ部的壓入凹部211a、211b而被固定于鐵心軛鐵211,但并不限于該結(jié)構(gòu),只要鐵心軛鐵211與各勵磁鐵心242、252磁連接即可。在第五以及第六實施方式中,也可以利用來自外部的送風(fēng)、或者是由形成于轉(zhuǎn)子230的內(nèi)部翅片進行的攪拌積極地進行經(jīng)由貫通孔264、281的冷卻。以上將本發(fā)明具體化為馬達210 (旋轉(zhuǎn)電動機),但也可以具體化為發(fā)電機。以下,根據(jù)圖28 圖31B對將本發(fā)明具體化為作為旋轉(zhuǎn)電機的馬達(旋轉(zhuǎn)電動機)的第七實施方式進行說明。如圖28所示,馬達10的殼體311由圓筒狀的鐵心軛鐵(勵磁磁軛)312、與鐵心軛鐵312的一端(圖28的左端)連結(jié)的有底圓筒狀的第一殼體313、以及與鐵心軛鐵312的另一端(圖28的右端)連結(jié)的有底圓筒狀的第二殼體314構(gòu)成。第一殼體313以及第ニ殼體314由非磁性材料形成。鐵心軛鐵312是磁性體,并且在第七實施方式中由粉末成型磁性體(SMC :Soft Magnetic Composites)形成。在第一殼體313的底壁形成有貫通孔313a。在殼體311內(nèi)收納有主電動機部M。在鐵心軛鐵312內(nèi)收納有構(gòu)成主電動機部M的一部分的軸(旋轉(zhuǎn)軸)315。軸315由軟磁性材料(例如鐵、硅鋼等)形成,且呈大致圓柱狀。軸315由第一殼體313以及第二殼體314經(jīng)由軸承316、317支承,使得該軸315能夠旋轉(zhuǎn)。軸315的一端(圖28的左端)經(jīng)由貫通孔313a朝殼體311外突出。在鐵心軛鐵312的內(nèi)周面固定有構(gòu)成主電動機部M的一部分的定子320 (固定部件)。定子320由固定于鐵心軛鐵312的內(nèi)周面的圓環(huán)狀的定子齒321和電樞線圈(定子繞組)322構(gòu)成。鐵心軛鐵312遍及整周覆蓋定子鐵心321的外周面,并且定子鐵心321的外周面和鐵心軛鐵312的內(nèi)周面密接。因此,定子鐵心321與鐵心軛鐵312磁連接。定子鐵心321通過在沿著軸315的軸線L的方向?qū)盈B多片鋼板而構(gòu)成。如圖29所示,在定子鐵心321,在定子鐵心321的周方向隔開相等間隔設(shè)置有朝軸315突出的多個定子齒321a。各定子齒321a的前端面均位于同一周面上。在各定子齒321a裝配有由絕緣性樹脂材料形成的電樞線圈用線圈骨架351。進而,電樞線圈322通過將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第七實施方式中為銅)形成的電樞線圈用導(dǎo)線322a在電樞線圈用線圈骨架351以集中卷繞的方式卷繞多匝而形成。另外,電樞線圈322設(shè)定成U相、V相以及W相中的任意一相,通過分別對其供給相位不同的電流而使之產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。如圖28所示,在定子320的內(nèi)側(cè)設(shè)置有構(gòu)成主電動機部M的一部分的轉(zhuǎn)子330 (旋轉(zhuǎn)部件)。轉(zhuǎn)子330具有被固定安裝于軸315的轉(zhuǎn)子鐵心331。轉(zhuǎn)子鐵心331能夠繞軸315的軸線L與軸315—體旋轉(zhuǎn)。軸315的外周面與轉(zhuǎn)子鐵心331的內(nèi)周面密接。因此,軸315與轉(zhuǎn)子鐵心331磁連接。轉(zhuǎn)子鐵心331通過在沿著軸線L的方向?qū)盈B多片由軟磁性材料形成的鋼板而構(gòu)成。因而,在轉(zhuǎn)子鐵心331內(nèi),磁通與沿著軸線L的方向相比易于沿著與軸線L正交的轉(zhuǎn)子鐵心331的徑向以及周方向流動。并且,轉(zhuǎn)子鐵心331的沿著軸線L的方向上的長度與定子鐵心321的沿著軸線L 的方向上的長度相同。因此,沿著軸線L的方向上的電樞線圈322的線圈端部比轉(zhuǎn)子鐵心331的兩端朝外側(cè)突出。如圖29所示,轉(zhuǎn)子鐵心331具備朝徑向外側(cè)突出的作為磁凸極的多個轉(zhuǎn)子齒331a。多個轉(zhuǎn)子齒331a在轉(zhuǎn)子鐵心331的周方向隔開相等間隔設(shè)置。各轉(zhuǎn)子齒331a的前端面均位于同一周面上。在各轉(zhuǎn)子齒331a的前端面與定子齒321a的前端面之間形成有稍許間隙。進而,轉(zhuǎn)子齒331a與定子齒321a隔著該間隙磁連接。因而,在第七實施方式中,利用軸315、定子320以及轉(zhuǎn)子330構(gòu)成主電動機部M。如圖28所示,在鐵心軛鐵312的一端開ロ部配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第一勵磁磁極341。第一勵磁磁極341由圓環(huán)狀的第一勵磁鐵心342和作為勵磁繞組的第一勵磁線圈343構(gòu)成。第一勵磁鉄心342通過在沿著軸線L的方向?qū)盈B多片由磁性材料形成的鋼板而構(gòu)成。在第一勵磁鉄心342的與同第一殼體313對置的端面相反側(cè)的端面342a固著有第一勵磁線圈用線圈骨架244。進而,第一勵磁線圈343通過將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第七實施方式中為銅)形成的第一勵磁線圈用導(dǎo)線343a在第一勵磁線圈用線圈骨架344卷繞多匝而形成。對于第一勵磁鐵心342,第一勵磁鐵心342的外周部342b與在鐵心軛鐵312的一端開ロ部凹陷設(shè)置的凹部312a嵌合而被固定于鐵心軛鐵312。在第一勵磁鐵心342被固定于鐵心軛鐵312后的狀態(tài)下,第一勵磁鐵心342的外周部342b與鐵心軛鐵312密接。因此,第一勵磁鐵心342與鐵心軛鐵312磁連接。并且,在第一勵磁鐵心342的內(nèi)側(cè)插通有軸315,在第一勵磁鉄心342的內(nèi)周面與軸315的外周面之間形成有稍許間隙。進而,第一勵磁鐵心342與軸315隔著該間隙磁連接。在鐵心軛鐵312的另一端開ロ部配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第二勵磁磁極346。第二勵磁磁極346由圓環(huán)狀的第二勵磁鐵心347和作為勵磁繞組的第二勵磁線圈348構(gòu)成。第二勵磁鉄心347通過在沿著軸線L的方向上層疊多片由磁性材料形成的鋼板而構(gòu)成。在第二勵磁鉄心347的與第二殼體314相反側(cè)的端面347a固著有第二勵磁線圈用線圈骨架349。進而,第二勵磁線圈348通過將由到導(dǎo)電性的金屬材料(在第七實施方式中為銅)形成的第二勵磁線圈用導(dǎo)線348a在第二勵磁線圈用線圈骨架349卷繞多匝而形成。對于第二勵磁鐵心347,第二勵磁鐵心347的外周部347b與在鐵心軛鐵312的另一端開ロ部凹陷設(shè)置的凹部312b嵌合而被固定于鐵心軛鐵312。在第二勵磁鐵心347被固定于鐵心軛鐵312后的狀態(tài)下,第二勵磁鐵心347的外周部347b與鐵心軛鐵312密接。因此,第二勵磁鐵心347與鐵心軛鐵312磁連接。并且,在第二勵磁鐵心347的內(nèi)側(cè)插通有軸315,在第二勵磁鉄心347的內(nèi)周面與軸315的外周面之間形成有稍許間隙。進而,第二勵磁鐵心347與軸315隔著該間隙磁連接。
其次,對電樞線圈用線圈骨架351進行詳細說明。如圖31A以及31B所示,電樞線圈用線圈骨架351具有供電樞線圈用導(dǎo)線322a卷繞的四方筒狀的線圈卷繞部352 ;從線圈卷繞部352的一端開ロ部352a的開ロ邊緣整周朝外側(cè)延伸的四方環(huán)狀的第一凸緣353 ;以及從另一端開ロ部352b的開ロ邊緣整周朝外側(cè)延伸的四方環(huán)狀的第二凸緣354。S卩,第一凸緣353以及第ニ凸緣354是在線圈卷繞部352的外周面在線圈卷繞部352的軸向上離開形成的ー對凸緣。電樞線圈322通過在線圈卷繞部352的外周面中的由第一凸緣353與第二凸緣354夾著的區(qū)域以集中卷繞的方式卷繞電樞線圈用導(dǎo)線322a而形成。進而,利用第一凸緣353以及第ニ凸緣354限制電樞線圈322沿線圈卷繞部352的軸向(電樞線圈322中的定子齒321的徑向)移動。定子齒321a能夠從線圈卷繞部352的一端開ロ部352a側(cè)插入線圈卷繞部352的內(nèi)側(cè)。線圈卷繞部352的沿著線圈卷繞部352的軸向的方向上的長度比定子齒321a的突出方向的長度短,通過定子齒321a插入線圈卷繞部352的內(nèi)側(cè),電樞線圈用線圈骨架351被裝配于定子齒321a。在電樞線圈用線圈骨架351被裝配于各定子齒321a后的狀態(tài)下,第一凸緣353和第二凸緣354以沿著軸315的軸線L相互平行地延伸的方式設(shè)置。第一凸緣353位于比第ニ凸緣354靠徑向外側(cè)的位置。第一凸緣353的沿著軸315的軸線L的方向的長度比第二凸緣354的沿著軸315的軸線L的方向的長度長。在第一凸緣353的靠徑向外側(cè)的一端面353a、即第一凸緣353的靠沿著軸315的軸線L的方向上的一端設(shè)置有朝徑向外側(cè)突出、且在沿著軸315的軸線L的方向上離開的一對作為限制用突起的第一限制用突起361以及第二限制用突起362。第一限制用突起361的與同第二限制用突起362對置的面相反側(cè)的面361a設(shè)置成與第三側(cè)緣部353e相連,該第三側(cè)緣部353e將第一凸緣353中的在沿著軸315的軸線L的方向延伸的第一凸緣353的第一側(cè)緣部353c以及第二側(cè)緣部353d的一端部彼此連接。并且,如圖30所示,第二限制用突起362的與第一限制用突起361相反側(cè)的面362a設(shè)置成,與線圈卷繞部352的一端開ロ部352a相連。如圖31A所示,在第一凸緣353的一端面353a的由第一限制用突起361和第二限制用突起362夾著的區(qū)域,以在沿著軸315的軸線L的方向相連的方式形成有作為卡合凹部的多個第一卡合凹部371。各第一卡合凹部371形成為呈直線狀地延伸,以連接第一凸緣353的第一側(cè)緣部353c和第二側(cè)緣部353d。并且,各第一卡合凹部371從第一凸緣353的一端面353a朝第一凸緣353的靠線圈卷繞部352側(cè)的另一端面353b側(cè)以呈弧狀地彎曲的方式凹陷。在沿著軸315的軸線L的方向上,各第--合凹部371中的位于最靠一端側(cè)的位
置的第一卡合凹部371設(shè)置成與第一限制用突起361的同第二限制用突起362對置的面361b連接。并且,在沿著軸315的軸線L的方向上,各第一卡合凹部371中的位于最靠另ー端側(cè)的位置的第一卡合凹部371設(shè)置成與第二限制用突起362的同第一限制用突起361對置的面362b連接。在第一凸緣353的一端面353a、即第一凸緣353的靠沿著軸315的軸線L的方向上的另一端設(shè)置有朝徑向外側(cè)突出、且在沿著軸315的軸線L的方向上離開的一對作為限制用突起的第三限制用突起366以及第四限制用突起367。第三限制用突起366的與同第四限制用突起367對置的面相反側(cè)的面366a設(shè)置成與第四側(cè)緣部353f相連,該第四側(cè)緣部353f將第一凸緣353的第一側(cè)緣部353c以及第ニ側(cè)緣部353d的另一端部彼此連接。并且,第四限制用突起367的與第三限制用突起366相反側(cè)的面367a設(shè)置成,與線圈卷繞部352的一端開ロ部352a相連。在第一凸緣353的一端面353a的由第三限制用突起366和第四限制用突起367夾著的區(qū)域,以在沿著軸315的軸線L的方向相連的方式形成有作為卡合凹部的多個第二 卡合凹部372。各第二卡合凹部372形成為呈直線狀地延伸,以連接第一凸緣353的第一側(cè)緣部353c和第二側(cè)緣部353d。并且,各第二卡合凹部372從第一凸緣353的一端面353a朝第一凸緣353的靠線圈卷繞部352側(cè)的另一端面353b側(cè)以呈弧狀地彎曲的方式凹陷。在沿著軸315的軸線L的方向上,各第二卡合凹部372中的位于最靠另一端側(cè)的位置的第二卡合凹部372設(shè)置成與第三限制用突起366的同第四限制用突起367對置的面366b連接。并且,在沿著軸315的軸線L的方向上,各第二卡合凹部372中的位于最靠一端側(cè)的位置的第二卡合凹部372設(shè)置成與第四限制用突起367的同第三限制用突起366對置的面367b連接。如圖29所示,各電樞線圈用線圈骨架351繞軸135的軸線L大致配置在同心圓上。進而,在各電樞線圈用線圈骨架351的各第一卡合凹部371以及各第二卡合凹部372,由導(dǎo)電性的金屬材料(在第七實施方式中為銅)形成的第三勵磁線圈用導(dǎo)線376a以及第四勵磁線圈用線圈骨架377a以與各第一卡合凹部371以及各第二卡合凹部372卡合的方式繞軸315的軸線L ー邊卷掛ー邊卷繞。如圖30所示,第三勵磁線圈用導(dǎo)線376a卷繞于各第一卡合凹部371,并且,接著以經(jīng)過形成在卷繞于第一卡合凹部371的第三勵磁線圈用導(dǎo)線376a彼此之間的各凹部3761a的方式卷繞多匝。因此,在第一限制用突起361與第二限制用突起362之間形成有第三勵磁線圈376。S卩,第三勵磁線圈376配置于比電樞線圈322靠徑向外側(cè)的位置。并且,第四勵磁線圈用導(dǎo)線377a卷繞于各第二卡合凹部372,并且,接著以經(jīng)過形成在卷繞于第二卡合凹部372的第四勵磁線圈用導(dǎo)線377a彼此之間的各凹部3771a的方式卷繞多匝。因此,在第三限制用突起366與第四限制用突起367之間形成有第四勵磁線圈377。即,第四勵磁線圈377配置于比電樞線圈322靠徑向外側(cè)的位置。其次,針對第七實施方式的馬達310的作用,以當對各勵磁線圈343、348、376、377供給電流之際形成的磁路(勵磁磁通的流動)為中心進行說明。另外,在殼體311的外周面設(shè)置有用于對各勵磁線圈343、348、376、377供給電流的端子臺T (在圖28中以雙點劃線示出),各勵磁線圈用導(dǎo)線343a、348a、376a、377a的始端(未圖示)被朝殼體311外部引出并與端子臺T電連接。如圖28所示,通過對各勵磁線圈343、376供給電流而在第一勵磁鐵心342產(chǎn)生的勵磁磁通如箭頭Yl所示朝軸315流動。進而,勵磁磁通穿過磁空隙(空隙)流入軸315。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y2所示在軸315內(nèi)沿軸線L的方向流動,并如箭頭Y3所示朝與軸315的軸線L正交的方向流動而在轉(zhuǎn)子鐵心331 (轉(zhuǎn)子齒331a)中朝外徑側(cè)流動從而經(jīng)過定子鉄心321 (定子齒321a)。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y4所示在鉄心軛鐵312被朝第一勵磁磁極341誘導(dǎo)。這樣,形成有由第一勵磁鐵心342、軸315、轉(zhuǎn)子330、定子320 (定子齒321)以及鐵心軛鐵312形成的勵磁磁路。因此,在第七實施方式中,鐵心軛鐵312、軸315以及第一勵磁鉄心342作為與轉(zhuǎn)子330以及定子320 (定子鐵心321)共同形成勵磁磁路的磁路形成部件發(fā)揮功能。同樣,通過對各勵磁線圈348、377供給電流而在第二勵磁鉄心347產(chǎn)生的勵磁磁通如箭頭Yll所示朝軸315流動。進而,勵磁磁通穿過磁空隙(空隙)流入軸315。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y12所示在軸315內(nèi)沿軸線L的方向流動,并如箭頭Y13所示朝與軸 315的軸線L正交的方向流動而在轉(zhuǎn)子鐵心331 (轉(zhuǎn)子齒331a)中朝外徑側(cè)流動從而經(jīng)過定子鉄心321 (定子齒321a)。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y14所示在鉄心軛鐵312中被朝第二勵磁磁極346誘導(dǎo)。這樣,形成有由第二勵磁鐵心347、軸315、轉(zhuǎn)子330、定子320 (定子齒321)以及鐵心軛鐵312形成的勵磁磁路。因此,在第七實施方式中,鐵心軛鐵312、軸315以及第二勵磁鉄心347作為與轉(zhuǎn)子330以及定子320共同形成勵磁磁路的磁路形成部件發(fā)揮功能。這樣,在第七實施方式的馬達310中,形成有環(huán)狀(圈狀)的磁路(勵磁磁通的流動),轉(zhuǎn)子330的轉(zhuǎn)子齒331a借助勵磁磁通而具有N極的極性,轉(zhuǎn)子齒331a (勵磁磁通)具有與永磁鐵同步馬達中的配設(shè)于轉(zhuǎn)子的永磁鐵同樣的作用。并且,在第七實施方式的馬達310中,能夠通過使流過各勵磁線圈343、348、376、377的電流量增加而使勵磁磁通增加,從而能夠得到更大的扭矩。另ー方面,在第七實施方式的馬達310中,在高速旋轉(zhuǎn)時,能夠通過使流過各勵磁線圈343、348、376、377的電流量減少而使勵磁磁通減少,從而能夠提高最大轉(zhuǎn)速。即,在第七實施方式的馬達310中,能夠僅借助強勵磁控制提高最大扭矩以及最大轉(zhuǎn)速。因而,在第七實施方式的馬達310中,不需要將永磁鐵配設(shè)于轉(zhuǎn)子330的情況下所需要的弱勵磁控制,能夠簡化結(jié)構(gòu)。并且,為了使第一勵磁鉄心342以及第二勵磁鉄心347產(chǎn)生勵磁磁通而需要各勵磁線圈343、348、376、377中的第三勵磁線圈376以及第四勵磁線圈377卷裝于各電樞線圈用線圈骨架361的第一凸緣353。因此,無需將為了使第一勵磁鉄心342以及第二勵磁鐵心347產(chǎn)生充分的勵磁磁通而需要的第三勵磁線圈用導(dǎo)線376a以及第四勵磁線圈用導(dǎo)線377a卷繞于第一勵磁線圈用線圈骨架344以及第二勵磁線圈用線圈骨架349。結(jié)果,能夠抑制第一勵磁線圈用線圈骨架344以及第二勵磁線圈用線圈骨架349的在沿著軸315的軸線L的方向上的體積,能夠抑制馬達310的在沿著軸315的軸線L的方向上的體積。在第七實施方式中,能夠得到以下的優(yōu)點。(31)用于形成各勵磁線圈343、348、376、377中的第三勵磁線圈376以及第四勵磁線圈377的第三勵磁線圈用導(dǎo)線376a以及第四勵磁線圈用導(dǎo)線377a繞軸315的軸線L卷掛并卷繞于各電樞線圈用線圈骨架351的位于徑向外側(cè)的第一凸緣353。因此,能夠有效利用殼體311內(nèi)的存在于電樞線圈用線圈骨架351的徑向外側(cè)的死區(qū)(dead space)配置各勵磁線圈376、377,能夠盡量減少勵磁線圈用線圈骨架。結(jié)果,在殼體311內(nèi),能夠盡量減少用于配置勵磁線圈用線圈骨架的空間,能夠使馬達310的在沿著軸315的軸線L的方向上的體積小型化。(32)在第一凸緣353形成有供第三勵磁線圈用導(dǎo)線376a以及第四勵磁線圈用導(dǎo)線377a卡合的第一卡合凹部371以及第二卡合凹部372。因此,當?shù)谌齽畲啪€圈用導(dǎo)線376a以及第四勵磁線圈用導(dǎo)線377a被纏繞于第一凸緣353之際,第三勵磁線圈用導(dǎo)線376a以及第四勵磁線圈用導(dǎo)線377a與第一卡合凹部371以及第二卡合凹部372卡合。因此,借助該第三勵磁線圈用導(dǎo)線376a以及第四勵磁線圈用導(dǎo)線377a與第一卡合凹部371以及第二卡合凹部372之間的卡合,第三勵磁線圈用導(dǎo)線376a以及第四勵磁線圈用導(dǎo)線377a相對于第一凸緣353被定位。因此,能夠容易地進行第三勵磁線圈用導(dǎo)線376a以及第四勵磁線圈用導(dǎo)線377a相對于第一凸緣353的排列卷繞。(33)在第一凸緣353的靠沿著軸315的軸線L的方向上的一端設(shè)置有朝徑向外側(cè)突出、且在沿著軸315的軸線L的方向上相互離開的第一限制用突起361以及第二限制用突起362。并且,在第一凸緣353的靠沿著軸315的軸線L的方向上的另一端設(shè)置有朝徑向 外側(cè)突出、且在沿著軸315的軸線L的方向上相互離開的第三限制用突起366以及第四限制用突起367。因此,能夠利用第一限制用突起361以及第二限制用突起362限制第三勵磁線圈用導(dǎo)線376a從第一凸緣353朝外側(cè)脫落,能夠利用第三限制用突起366以及第四限制用突起367限制第四勵磁線圈用導(dǎo)線377a從第一凸緣353朝外側(cè)脫落。另外,第七實施方式可以按以下方式變更。在第七實施方式中,也可以刪除第一勵磁線圈343以及第二勵磁線圈348。在該情況下,需要能夠利用第三勵磁線圈376以及第四勵磁線圈377使第一勵磁鉄心342以及第二勵磁鉄心347產(chǎn)生充分的勵磁磁通。由此,能夠刪除勵磁線圈用線圈骨架,能夠使馬達310的在沿著軸315的軸線L的方向上的體積進ー步小型化。在第七實施方式中,轉(zhuǎn)子鐵心331通過層疊多片鋼板(電磁鋼板)構(gòu)成,但并不限于此,也可以利用SMC、鐵塊等磁性體構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心331。同樣,各勵磁鐵心342、347也可以由SMC、鐵塊等磁性體構(gòu)成。在第七實施方式中,也可以刪除各限制用突起361、362、366、367中的任意ー個或者全部。由此,能夠使得線圈骨架的成形變得容易。在第七實施方式中,也可以刪除各卡合凹部371、372。在第七實施方式中,也可以使各電樞線圈用線圈骨架351由內(nèi)徑側(cè)和外徑側(cè)分體構(gòu)成。由此,能夠使得線圈骨架的成形變得容易。在第七實施方式中,定子320的定子齒321a的數(shù)量可以適當變更。并且,轉(zhuǎn)子330的轉(zhuǎn)子齒331a的數(shù)量可以適當變更。在第七實施方式中,也可以僅設(shè)置第一勵磁磁極341或者第二勵磁磁極346。BP,也可以僅在軸線L方向上的單側(cè)設(shè)置勵磁磁極。在第七實施方式中,經(jīng)由軸315形成勵磁磁路,但并不限于此,也可以在并不經(jīng)由軸315的情況下形成勵磁磁路。也可以在軸315設(shè)置磁阻小于軸315的磁阻的磁性體而形成勵磁磁路。作為磁性體例如可以是SMC等。在第七實施方式中,作為凸極部的轉(zhuǎn)子齒331a在形狀上形成為凸形狀,但并不限于該結(jié)構(gòu),只要是在磁性上呈凸極性即可。例如,也可以形成為僅轉(zhuǎn)子齒的前端與鄰接的轉(zhuǎn)子齒連結(jié)、或者在轉(zhuǎn)子齒之間的凹部埋入非磁性體,轉(zhuǎn)子作為整體呈圓筒狀。在第七實施方式中,鐵心軛鐵312由SMC形成,但并不限于此,也可以由鐵塊等磁性體形成。在第七實施方式中,作為旋轉(zhuǎn)電機具體化為馬達310,但并不限于此,也可以作為發(fā)電機使用。以下,根據(jù)圖32 36對將本發(fā)明具體化了的第八實施方式進行說明。如圖32以及圖33所示,作為旋轉(zhuǎn)電機的馬達410是不使用永磁鐵的繞組勵磁型的同步馬達。作為旋轉(zhuǎn)電動機的馬達410具備圓筒狀的旁路鐵心(鐵心軛鐵、勵磁磁軛)420 ;配置于旁路鐵心420的兩端的開ロ部的左支架(bracket)430、右支架431 ;呈棒狀且沿水平方向延伸的軸(旋轉(zhuǎn)軸)440 ;被支承為能夠旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部件)450 ;定子 (固定部件)460 ;以及勵磁磁極470、480。軸440經(jīng)由軸承(bearing) BI組裝于左支架430,并且經(jīng)由軸承(bearing) B2組裝于右支架431。進而,軸440被支承為能夠相對于左支架430、右支架431旋轉(zhuǎn)。軸440的靠左支架430側(cè)的一端貫通左支架430。軸440由磁性體形成。此處,軸440在圖33中從左側(cè)起依次具有直徑為小I的第一部位441、直徑為¢2的第二部位442、直徑為¢3的第三部位443、直徑為小4的第四部位444、直徑為小5的第五部位445、直徑為¢6的第六部位446、直徑為小7的第七部位447、以及直徑為¢8的第八部位448。在第八實施方式中,第一部位441的直徑小I與第八部位448的直徑小8相等(¢1=小8)。并且,第二部位442的直徑小2與第七部位447的直徑小7相等(小2 =小7),并且,分別大于第一部位441的直徑小以及第八部位448的直徑¢8((352 >小1、(^7>小8)。第三部位443的直徑小3與第六部位446的直徑小6相等(小3 = ¢6),并且,分別大于第二部位442的直徑¢2以及第七部位447的直徑小7((^3>小2、¢6 >小7)。第四部位444的直徑小4大于第三部位443的直徑小3 (小4 >小3)。第五部位445的直徑小5大于第六部位446的直徑小6 (小5 > ¢6),并且小于第四部位444的直徑小4 (小5 <小4)。并且,在軸440的第三部位443與第四部位444之間形成有垂直的側(cè)壁449。BP,相對于沿水平方向延伸的軸線L垂直地形成有側(cè)壁449。進而,在軸440的第一部位441,利用軸承(bearing) BI對軸440進行支承而使得軸440能夠旋轉(zhuǎn)。并且,在軸440的第八部位448,利用軸承(bearing)B2對軸440進行支承而使得軸440能夠旋轉(zhuǎn)。并且,圓環(huán)狀的轉(zhuǎn)子鐵心固定用磁性環(huán)490以從軸440的右側(cè)嵌入于第五部位445的方式使用。鐵制的轉(zhuǎn)子鐵心固定用磁性環(huán)490的直徑為¢9,與軸440的第四部位444的直徑小4相等(4>9 = 4>4)。軸440的第五部位445的外周面與轉(zhuǎn)子鐵心固定用磁性環(huán)490的內(nèi)周面密接而磁連結(jié)。轉(zhuǎn)子鐵心固定用磁性環(huán)490的右側(cè)面形成垂直的側(cè)壁491。即,相對于沿水平方向延伸的軸線L垂直地形成有側(cè)壁491。在旁路鐵心420的內(nèi)部,在軸440的第五部位445固定有轉(zhuǎn)子鐵心451。該轉(zhuǎn)子鐵心451構(gòu)成為能夠繞軸440的軸線L與軸440 —體旋轉(zhuǎn)。并且,軸440的外周面與轉(zhuǎn)子鐵心451的內(nèi)周面密接。因此,軸440與轉(zhuǎn)子鐵心451磁連結(jié)。轉(zhuǎn)子鐵心451通過在沿著軸線L的方向?qū)盈B多片鋼板而構(gòu)成。詳細的說,通過層疊多片鋼板而構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心451,并且,將該轉(zhuǎn)子鐵心451從圖33的右側(cè)插入于軸440、一直插入至軸440的第五部位445,使得該轉(zhuǎn)子鉄心451與軸440的第四部位444抵接。然后,將由磁性體形成的圓環(huán)狀的轉(zhuǎn)子鐵心固定用磁性環(huán)490壓入于軸440的第五部位445,將轉(zhuǎn)子鐵心451夾在第四部位444與轉(zhuǎn)子鐵心固定用磁性環(huán)490之間而進行固定。轉(zhuǎn)子鐵心451通過在沿著軸線L的方向上層疊多片鋼板構(gòu)成,因此,在轉(zhuǎn)子鐵心451內(nèi),磁通與沿著軸線L的方向相比易于沿著與軸線L正交的轉(zhuǎn)子鐵心451的徑向以及周方向流動。轉(zhuǎn)子450 (轉(zhuǎn)子鐵心451)具有轉(zhuǎn)子齒452 (參照圖32),轉(zhuǎn)子齒452朝徑向外側(cè)突出。作為磁凸極的轉(zhuǎn)子齒452形成有多個(在第八實施方式中為五個)。轉(zhuǎn)子齒452在周方向隔開相等間隔形成,并且,各轉(zhuǎn)子齒452的前端面均位于同一周面上。 在旁路鐵心420的內(nèi)部,在比轉(zhuǎn)子鐵心451的轉(zhuǎn)子齒452靠徑向外側(cè)的位置配設(shè)有定子460 (定子鐵心461),定子鐵心461以圍繞轉(zhuǎn)子鐵心451的方式形成為圓環(huán)狀。定子鉄心461通過在沿著軸線L的方向上層疊多片鋼板構(gòu)成。因此,在定子鐵心461內(nèi),磁通與沿著軸440的軸線L的方向相比易于沿著與該軸線L正交的定子齒461的徑向以及周方向流動。并且,沿著軸線L的方向上的定子鐵心461的尺寸與沿著軸線L的方向上的轉(zhuǎn)子鐵心451的尺寸設(shè)定成相同尺寸。并且,定子460 (定子鐵心461)具有定子齒462 (參照圖32),定子齒462朝軸440突出。定子齒462形成有多個(在第八實施方式中為十二個),并且,各定子齒462在周方向隔開相等間隔形成。在各轉(zhuǎn)子齒452的前端面(轉(zhuǎn)子鐵心451的外周面)與定子齒462 (定子鐵心461)的內(nèi)周面之間形成有稍許間隙(例如0. 5mm)。在各定子齒462卷繞有定子線圈(定子繞組)463。即,在定子齒462卷繞有導(dǎo)線,從而形成作為電樞線圈的定子線圈463。各定子線圈463設(shè)定成U相繞組、V相繞組以及W相繞組中的任意ー個,通過使各定子線圈463分別流過有相位不同的電流而使之產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。并且,定子鉄心461 (定子齒462)與轉(zhuǎn)子鐵心451的沿著軸線L的尺寸設(shè)定成相同尺寸,因此,沿著軸線L的方向上的定子線圈463的兩端部(線圈端部)比轉(zhuǎn)子鐵心451的兩端朝沿著軸線L的方向上的外側(cè)突出。并且,沿著軸線L延伸的圓筒狀的旁路鐵心420遍及整周覆蓋定子鉄心461的外周面。旁路鐵心420由磁性體形成。在實施方式中由粉末成型磁性體(SMC Soft MagneticComposites)形成。并且,定子鐵心461的外周面與旁路鐵心420的內(nèi)周面密接。因此,定子鉄心461與旁路鐵心420磁連結(jié)。旁路鐵心420形成外徑側(cè)勵磁磁路。在第八實施方式中,利用軸440、轉(zhuǎn)子450以及定子460構(gòu)成主電動機部411。在沿著軸線L的方向上的左支架430與轉(zhuǎn)子鐵心451之間配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的勵磁磁極470。并且,在沿著軸線L的方向上的右支架431與轉(zhuǎn)子鐵心451之間配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的勵磁磁極480。勵磁磁極470具備圓環(huán)狀的勵磁鐵心471和勵磁線圈(勵磁繞組)472。勵磁鐵心471由磁性材料形成。軸440插通圓環(huán)狀的勵磁鐵心471。勵磁線圈472配置于勵磁鉄心471的在軸線方向上的馬達內(nèi)表面部。勵磁線圈472通過在線圈骨架(省略圖示)上繞軸440卷繞導(dǎo)線而形成。從軸線L到勵磁線圈472的位干與該軸線L正交的方向上的外側(cè)的端部為止的尺寸設(shè)定成小于從軸線L到定子線圈463的內(nèi)周面為止的尺寸。即,勵磁線圈472配置在比定子線圈463靠內(nèi)徑側(cè)的位置。勵磁鐵心471的外周部以嵌合狀態(tài)被固定在旁路鐵心420的左端部與左支架430的外周部之間。由此,勵磁磁極470被組裝于主電動機部411。在將勵磁鐵心471組裝于主電動機部411后的狀態(tài)下,勵磁鐵心471與旁路鐵心420密接。因此,勵磁鐵心471和旁路鉄心420磁連結(jié)。另外,在第八實施方式中,左支架430由非磁性部件構(gòu)成,能夠降低勵磁磁通的漏磁通,并且能夠防止軸承BI的電蝕。并且,軸440所插通的勵磁鐵心471具有內(nèi)徑為小10的第一部位475和內(nèi)徑為¢11的第二部位476。第二部位476的內(nèi)徑¢11大于第一部位475的內(nèi)徑¢10 011 > 小 10)。勵磁鐵心471的第一部位475的內(nèi)周面與軸440的第三部位443的外周面以相互平行的方式對置配置,并且,在兩個周面之間形成有稍許間隙(例如0. 5mm),隔著該間隙(空隙)磁連結(jié)。這是形成于在軸的直角方向(徑向)對置的部件之間的第一徑向間隙Grl (參照圖34)。勵磁鐵心471的第二部位476的內(nèi)周面與軸440的第四部位444的外周面以相互平行的方式對置配置,并且,在兩個周面之間形成有稍許間隙(例如0. 5mm),隔著該間隙(空隙)磁連結(jié)。這是第二徑向間隙Gr2(參照圖34)。此處,如圖35所示,若對第一徑向間隙Grl的在軸線方向上的長度LI與第二徑向間隙Gr2的在軸線方向上的長度L2進行比較,則第一徑向間隙Grl的在軸線方向上的長度LI比第二徑向間隙Gr2的在軸線方向上的長度L2長(LI > L2)。并且,在圖33的勵磁鐵心471的第一部位475與第二部位476之間形成有垂直的側(cè)壁477。即,相對于沿水平方向延伸的軸線L垂直地形成有側(cè)壁477。勵磁鐵心471的側(cè)壁477與軸440的側(cè)壁449以相互平行的方式對置配置,并且,在兩個面之間形成有稍許間隙(例如0. 5mm),隔著該間隙(空隙)磁連結(jié)。這是形成于在軸向?qū)χ玫牟考g的第一軸向間隙Gal (參照圖34)。此外,勵磁鐵心471的第二部位476的右側(cè)面(垂直的側(cè)壁)與轉(zhuǎn)子鐵心451的左側(cè)面以相互平行的方式對置配置,并且,在兩個面之間形成有稍許間隙(例如0. 5mm),隔著該間隙(空隙)磁連結(jié)。這是第二軸向間隙Ga2(參照圖34)。第一徑向間隙GrI、第一軸向間隙Gal、第二徑向間隙Gr2以及第ニ軸向間隙Ga2形成為階梯狀。同樣,勵磁磁極480具備圓環(huán)狀的勵磁鐵心481和勵磁線圈(勵磁繞組)482。勵磁鐵心481由磁性材料形成。軸440插通圓環(huán)狀的勵磁鐵心481。勵磁線圈482配置于勵磁鉄心481的在軸線方向上的馬達內(nèi)表面部。勵磁線圈482通過在線圈骨架(省略圖示)上繞軸440卷繞導(dǎo)線而形成。從軸線L到勵磁線圈482的位干與該軸線L正交的方向上的外側(cè)的端部為止的尺寸設(shè)定成小于從軸線L到定子線圈463的內(nèi)周面為止的尺寸(勵磁線圈482配置在比定子線圈463靠內(nèi)徑側(cè)的位置)。
勵磁鐵心481的外周部以嵌合狀態(tài)被固定在旁路鐵心420的右端部與右支架431的外周部之間。由此,勵磁磁極480被組裝于主電動機部411。在將勵磁鐵心481組裝于主電動機部411后的狀態(tài)下,勵磁鐵心481與旁路鐵心420密接。因此,勵磁鐵心481和旁路鉄心420磁連結(jié)。另外,在第八實施方式中,右支架431由非磁性部件構(gòu)成,能夠降低勵磁磁通的漏磁通,并且能夠防止軸承B2的電蝕。并且,軸440所插通的勵磁鐵心481具有內(nèi)徑為小20的第一部位485和內(nèi)徑為¢21的第二部位486。第二部位486的內(nèi)徑¢21大于第一部位485的內(nèi)徑¢20((^21 >¢20)。勵磁鐵心481的第一部位485的內(nèi)周面與軸440的第六部位446的外周面以相互平行的方式對置配置,并且,在兩個周面之間形成有稍許間隙(例如0. 5mm),隔著該間隙(空隙)磁連結(jié)。這是第三徑向間隙Gr3(參照圖34)。勵磁鐵心481的第二部位486的內(nèi)周面與轉(zhuǎn)子鐵心固定用磁性環(huán)490的外周面以相互平行的方式對置配置,并且,在兩個周面之間形成有稍許間隙(例如0. 5mm),隔著該間隙(空隙)磁連結(jié)。這是第四徑向間隙Gr4(參照圖34)。此處,如使用圖35說明了的那樣,與第一徑向間隙Grl和第二徑向間隙Gr之間的關(guān)系相同,第三徑向間隙Gr3的在軸線方向上的長度比第四徑向間隙Gr4的在軸線方向上的長度長。并且,在圖33的勵磁鐵心481的第一部位485與第二部位486之間形成有垂直的側(cè)壁487。即,相對于沿水平方向延伸的軸線L垂直地形成有側(cè)壁487。勵磁鐵心481的側(cè)壁487與轉(zhuǎn)子鐵心固定用磁性環(huán)490的側(cè)壁(右側(cè)面)491以相互平行的方式對置配置,并且,在兩個面之間形成有稍許間隙(例如0. 5mm),隔著該間隙(空隙)磁連結(jié)。這是第三軸向間隙Ga3(參照圖34)。此外,勵磁鐵心481的第二部位486的左側(cè)面(垂直的側(cè)壁)與轉(zhuǎn)子鐵心451的右側(cè)面以相互平行的方式對置配置,并且,在兩個面之間形成有稍許間隙(例如0. 5mm),隔著該間隙(空隙)磁連結(jié)。這是第四軸向間隙Ga4(參照圖34)。第三徑向間隙Gr3、第三軸向間隙Ga3、第四徑向間隙Gr4以及第四軸向間隙Ga4形成為階梯狀。這樣,在第八實施方式中,利用軸向間隙Gal、Ga2、Ga3、Ga4以及徑向間隙Grl、Gr2,Gr3,Gr4構(gòu)成勵磁磁極的勵磁鐵心471、482與同勵磁鐵心471、481對置的勵磁磁路形成部之間的間隙。其次,以當對各勵磁線圈472、482通電之際形成的磁路(勵磁磁通的流動)為中心對以上述方式構(gòu)成的馬達410的作用進行說明。如圖34所示,在第八實施方式的馬達410中,通過使勵磁線圈472中流過電流而在勵磁鐵心471產(chǎn)生的勵磁磁通如箭頭Yl所示朝軸440流動。進而,勵磁磁通如箭頭Y2、Y3、Y4所示穿過第一徑向間隙Grl、第二徑向間隙Gr2、第一軸向間隙Gal流入軸440。并且,勵磁磁通如箭頭Y5所示穿過第二軸向間隙Ga2流入轉(zhuǎn)子鐵心451。這樣,磁通與軸線L平行地橫截軸向間隙Gal、Ga2,磁通與軸線L呈直角(徑向)地橫截徑向間隙Grl、Gr2。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y6所示在軸440內(nèi)沿軸向流動,并如箭頭Y7所示朝與軸440的軸線L正交的方向流動而在轉(zhuǎn)子鐵心451 (轉(zhuǎn)子齒452)中朝外徑側(cè)流動從而經(jīng)過定子鉄心461 (定子齒462)。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y8所示在旁路鐵心420中被朝勵磁鐵、心471誘導(dǎo)。這樣,形成有由勵磁鐵心471、軸440、轉(zhuǎn)子450、定子460以及旁路鐵心420形成的勵磁磁路,以及由勵磁鉄心471、轉(zhuǎn)子450、定子460以及旁路鐵心420形成的勵磁磁路。同樣,通過使勵磁線圈482中流過電 流而在勵磁鐵心481產(chǎn)生的勵磁磁通如箭頭Yll所示朝軸440流動。進而,勵磁磁通如箭頭Y12、Y13、Y14所示穿過第三徑向間隙Gr3、第四徑向間隙Gr4以及第三軸向間隙Ga3流入軸440。并且,勵磁磁通如箭頭Y15所示穿過第四軸向間隙Ga4流入轉(zhuǎn)子鐵心451。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y16所示在軸440內(nèi)沿軸向流動,并如箭頭Y17所示朝與軸440的軸線L正交的方向流動而在轉(zhuǎn)子鐵心451 (轉(zhuǎn)子齒452)中朝外徑側(cè)流動從而經(jīng)過定子鐵心461 (定子齒462)。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y18所示在旁路鐵心420中被朝勵磁鐵心481誘導(dǎo)。這樣,形成有由勵磁鐵心481、軸440、轉(zhuǎn)子450、定子460以及旁路鐵心420形成的勵磁磁路,以及由勵磁鐵心481、轉(zhuǎn)子450、定子460以及旁路鐵心420形成的勵磁磁路。這樣,在第八實施方式的馬達410中,形成有環(huán)狀(圈狀)的磁路(勵磁磁通的流動),轉(zhuǎn)子450的轉(zhuǎn)子齒452借助勵磁磁通而具有N極的極性,轉(zhuǎn)子齒452 (勵磁磁通)具有與永磁鐵同步馬達中的配設(shè)于轉(zhuǎn)子的永磁鐵同樣的作用。并且,在第八實施方式的馬達410中,能夠通過使流過各勵磁線圈472、482的電流量增加而使勵磁磁通增加,從而能夠得到更大的扭矩。另ー方面,在第八實施方式的馬達410中,在高速旋轉(zhuǎn)時,能夠通過使流過各勵磁線圈472、482的電流量減少而使勵磁磁通減少,從而能夠提高最大轉(zhuǎn)速。即,在第八實施方式的馬達410中,能夠僅借助強勵磁控制提高最大扭矩以及最大轉(zhuǎn)速。因而,在第八實施方式的馬達410中,不需要將永磁鐵配設(shè)于轉(zhuǎn)子450的情況下所需要的弱勵磁控制,能夠簡化結(jié)構(gòu)。并且,如圖32、33所示,形成為無磁鐵的繞組勵磁型馬達,如圖34所示,形成有磁通從勵磁磁極470、480開始流動的磁路(勵磁磁極的磁路)。此時,ー并使用軸向間隙(Gal、Ga2、Ga3、Ga4)和徑向間隙(Grl、Gr2、Gr3、Gr4)構(gòu)成磁路。通過ー并使用軸向間隙(Gal、Ga2、Ga3、Ga4)和徑向間隙(Grl、Gr2、Gr3、Gr4),與單獨使用徑向間隙或軸向間隙相比能夠擴大空隙面積,能夠?qū)崿F(xiàn)扭矩提高(體積下降)。并且,與単獨使用軸向間隙相比較,能夠降低對軸承施加的軸向載荷。如上,根據(jù)第八實施方式,能夠得到如下的優(yōu)點。(34)利用軸向間隙(Gal、Ga2、Ga3、Ga4)和徑向間隙(Grl、Gr2、Gr3、Gr4)構(gòu)成勵磁磁極的勵磁鐵心471、482與同勵磁鐵心471、481對置的勵磁磁路形成部之間的空隙。由此,通過組合并用軸向間隙和徑向間隙,能夠高效地確保勵磁鉄心471、481與同勵磁鉄心471、481對置的勵磁磁路形成部之間的間隙面積(空隙面積)。詳細說明。在不使用永磁鐵的繞組勵磁型的同步馬達(無磁鐵繞組勵磁型同步馬達)中,使用勵磁磁路,形成為使磁通三維流動的構(gòu)造,除了轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙之外,在勵磁鉄心與同該勵磁鐵心對置的部件之間也存在間隙(空隙),需要確保該空隙面積。具體地說,為了僅利用徑向間隙來確保空隙面積,能夠舉出擴大徑向間隙的軸向長度、或者擴大徑向間隙直徑的方法,但在前者的情況下馬達軸向長度増大,馬達大型化而相對于車輛的搭載性惡化。在后者的情況下,馬達慣性質(zhì)量増大。由此,會對搭載有電動機的車輛的操控性造成影響。并且,二者均會導(dǎo)致軸的大型化,會導(dǎo)致因電動機質(zhì)量增加而造成的效率惡化、成本増大。另ー方面,若僅以軸向間隙來確??障睹娣e,則轉(zhuǎn)子與勵磁磁極之間的推力増大,在軸承施加有大的推力載荷。并且,在僅由軸向間隙構(gòu)成的情況下,因通過薄板的層疊(薄板層壓)制造的轉(zhuǎn)子層疊厚度的公差偏差導(dǎo)致的扭矩變動變大。為了避免該情況,在組裝時需要ー邊選擇墊片(厚度尺寸調(diào)整板)等而對軸向空隙進行調(diào)整,ー邊實施組裝,因此會導(dǎo)致エ時增加/成本増加。與此相對,在第八實施方式中,與単獨使用 徑向間隙相同,通過ー并使用軸向間隙,能夠擴大間隙面積,能夠?qū)崿F(xiàn)扭矩提高或者體積降低。并且,與単獨使用軸向間隙相比,通過ー并使用徑向間隙,能夠得到如上的優(yōu)點,并且能夠降低施加于軸承的軸向載荷,因此軸承的耐久性提高。此外,由于在設(shè)計時能夠任意地調(diào)整軸向間隙和徑向間隙的比率,因此容易地吸收由于因通過鋼板的層疊(鋼板層壓)制造的轉(zhuǎn)子鐵心的層疊厚度公差的偏差而產(chǎn)生的軸向空隙的偏差導(dǎo)致的扭矩變動。這樣,在第八實施方式中,能夠?qū)崿F(xiàn)繞組勵磁型馬達的質(zhì)量、體積的降低,并且能夠?qū)⑹┘佑谳S承的推力調(diào)整至適當?shù)姆秶?,能夠提高馬達的耐久可靠性。(35)與勵磁鐵心471、481對置的勵磁磁路形成部包括作為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵心451的定位部件的第四部位444以及轉(zhuǎn)子鉄心固定用磁性環(huán)490,因此能夠使用轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵心451的定位部件形成間隙。由于定位部件具有與轉(zhuǎn)子鐵心451鄰接的圓筒狀的周面和與軸線L垂直的壁面,因此適合形成軸向間隙和徑向間隙。(36)軸向間隙和徑向間隙形成有多級。因此,若軸向間隙和徑向間隙形成有多級,則級數(shù)越是增加越是能夠使應(yīng)力、磁通流動的分布平滑,從而導(dǎo)致馬達性能提高。(37)由于與勵磁鐵心471、481對置的勵磁磁路形成部包括被固定于轉(zhuǎn)子450的軸440,因此能夠經(jīng)由軸440形成勵磁磁路。第八實施方式并不限定于上述方式,例如能夠以下述方式具體化。在第八實施方式中,如圖35所示第一徑向間隙Grl的在軸線方向上的長度LI比第二徑向間隙Gr2的在軸線方向上的長度L2長,但是,取而代之,也可以使第二徑向間隙Gr2的在軸線方向上的長度L2比第一徑向間隙Grl的在軸線方向上的長度LI長(L2 >LI)。由此,能夠更高效地提高間隙的對置面積。軸向間隙和徑向間隙也可以并不像圖34那樣形成為兩級,可以形成為ー級,也可以形成為三級以上的多級。如上所述,級數(shù)越是增加,則越能夠使應(yīng)力、磁通流動的分布平滑。在第八實施方式中,將軸承B1、B2配設(shè)于左右支架30、31,但也可以形成為防止軸承的電蝕的構(gòu)造,并將軸承配置于勵磁鉄心端部。在第八實施方式中構(gòu)成為第一部位41的直徑小I與第八部位48的直徑¢8相等,并且,第二部位42的直徑¢2與第七部位47的直徑¢7相等,但并不限于該結(jié)構(gòu)。只要在組裝上不會發(fā)生不良情況就能夠進行變更。并不限于圖32、34所示的勵磁磁極結(jié)構(gòu),也可以形成為圖37、38所示的勵磁磁極的結(jié)構(gòu)。在圖37、38中,勵磁磁極500配置在旁路鐵心420的兩端部。勵磁磁極500具備勵磁鐵心510和勵磁線圈(勵磁繞組)520。勵磁鐵心510由磁性體形成。勵磁鐵心510具備固定部511,該固定部511形成為圓環(huán)狀,軸440插通該固定部511 ;以及多條臂部512,這些臂部512從固定部511以與軸線L正交、且從軸線L朝向外側(cè)的方式呈放射狀地延伸。各臂部512隔開相等間隔配置。在各臂部512中,在靠軸440(固定部511)側(cè)分別卷繞有導(dǎo)線而形成有勵磁線圈520。勵磁鉄心510的各臂部512的前端部被固定于旁路鉄心420,各臂部512的前端面相對于旁路鐵心420密接,且磁連結(jié)。并且,在勵磁鉄心510的固定部511插通有軸440,固定部511的內(nèi)周面與軸440的外周面以相互平行的方式對置配置,并且在兩個周面之間形成有稍許間隙(例如0. 5mm)。此處,在供軸440插通的勵磁鐵心510的固定部511的內(nèi)表面以內(nèi)徑不同的方式形成有階梯差。進而,勵磁鐵心510的固定部511的內(nèi)周面與軸440的第三部位443的外周面以相互平行的方式對置配置,形成有第一徑向間隙Grl。并且,勵磁鉄心510的固定部511的內(nèi)周面與軸440的第四部位444的外周面以相互平行的方式對置配置,形成有第二徑向間隙Gr2。并且,勵磁鐵心510的固定部511的垂直的側(cè)壁與軸440的側(cè)壁449以相互平行的方式對置配置,形成有第一軸向間隙Gal。勵磁鐵心510的固定部511的側(cè)面(垂直的 側(cè)壁)與轉(zhuǎn)子鐵心451的側(cè)面以相互平行的方式對置配置,形成有第二軸向間隙Ga2。旁路鐵心420的另一方的勵磁磁極500也形成為同樣的結(jié)構(gòu)。在圖32、33中,也可以僅設(shè)置勵磁磁極470或者勵磁磁極480。并且,在圖37、38中,也可以僅在主電動機部411 (軸440)的單側(cè)設(shè)置勵磁磁極500。在第八實施方式中,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子齒452的數(shù)量可以適當變更。并且,定子的定子齒462的數(shù)量可以適當變更。經(jīng)由軸440形成勵磁磁路,但也可以在不經(jīng)由軸440的情況下形成勵磁磁路。例如,可以使軸與轉(zhuǎn)子鐵心451之間夾裝有SMC部件,以SMC部件形成勵磁磁路的方式將SMC部件形成為相對于勵磁鉄心形成有軸向間隙和徑向間隙的形狀。在第八實施方式中作為磁凸極部的轉(zhuǎn)子齒452在形狀上呈凸形狀,但并不限于該結(jié)構(gòu)。只要在磁性上呈凸極性即可。例如,也可以形成為僅轉(zhuǎn)子齒的前端與鄰接的轉(zhuǎn)子齒連結(jié)、或者在轉(zhuǎn)子齒之間的凹部埋入非磁性體,轉(zhuǎn)子作為整體呈圓筒狀。在第八實施方式中,通過層疊多片鋼板(電磁鋼板)而構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心451,但也可以由SMC、鐵塊等磁性體構(gòu)成。在第八實施方式中,作為旋轉(zhuǎn)電機具體化為馬達,但并不限于此,也可以作為發(fā)電機使用。以下,根據(jù)圖39以及圖40對將本發(fā)明具體化為作為旋轉(zhuǎn)電機的馬達(旋轉(zhuǎn)電動機)的第九實施方式進行說明。如圖39所示,馬達610的殼體611由圓筒狀的鐵心軛鐵(勵磁磁軛)612、與鐵心軛鐵612的一端(圖39的左端)連結(jié)的有底圓筒狀的第一殼體613 ;以及與鐵心軛鐵612的另一端(圖39的右端)連結(jié)的有底圓筒狀的第二殼體614構(gòu)成。第一殼體613以及第ニ殼體614由非磁性材料形成。鐵心軛鐵612由磁性材料形成,并且,在第九實施方式中由粉末成型磁性體(SMC :Soft Magnetic Composites)形成。在第一殼體613的底壁形成有貫通孔613a。在殼體611內(nèi)收納有主電動機部M。在鐵心軛鐵612內(nèi)收納有構(gòu)成主電動機部M的一部分的軸(旋轉(zhuǎn)軸)615。軸615由軟磁性材料(例如鐵、硅鋼等)形成,且大致呈圓柱狀。軸615由第一殼體613以及第二殼體614經(jīng)由軸承616、617支承而能夠旋轉(zhuǎn)。軸615的一端(圖39的左端)經(jīng)由貫通孔613a朝殼體611外突出。在鐵心軛鐵612的內(nèi)周面固定有構(gòu)成主電動機部M的一部分的定子620 (固定部件)。定子620由固定于鐵心軛鐵612的內(nèi)周面的圓環(huán)狀的定子齒621和定子線圈(定子繞組)622構(gòu)成。鐵心軛鐵612遍及整周覆蓋定子鐵心621的外周面,并且定子鐵心621的外周面和鐵心軛鐵612的內(nèi)周面密接。因此,定子鐵心621與鐵心軛鐵612磁連接。定子鐵心621通過在沿著軸615的軸線L的方向(軸615的軸向)層疊多片鋼板而構(gòu)成。在定子鐵心621,在定子鐵心621的周方向隔開相等間隔設(shè)置有朝軸615突出的多個定子齒621a。各定子齒621a的前端面均位于同一周面上。在各定子齒621a裝配有由絕緣性樹脂材料形成的定子線圈用線圈骨架622b。進而,定子線圈622通過將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第九實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線卷繞于定子線圈用線圈骨架622b形成。另夕卜,定子線圈622設(shè)定成U相、V相以及W相中的任意一相,通過分別對其供給相位不同的 電流而使之產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。在定子620的內(nèi)側(cè)設(shè)置有構(gòu)成主電動機部M的一部分的轉(zhuǎn)子630 (旋轉(zhuǎn)部件)。轉(zhuǎn)子630具有被固定安裝于軸615的轉(zhuǎn)子鐵心631。轉(zhuǎn)子鐵心631能夠繞軸615的軸線L與軸615 —體旋轉(zhuǎn)。軸615的外周面與轉(zhuǎn)子鐵心631的內(nèi)周面密接。因此,軸615與轉(zhuǎn)子鐵心631磁連接。轉(zhuǎn)子鐵心631通過在615的軸向?qū)盈B多片由軟磁性材料形成的鋼板而構(gòu)成。因而,在轉(zhuǎn)子鐵心631內(nèi),磁通與軸615的軸向相比易于沿著與軸線L正交的轉(zhuǎn)子鐵心631的徑向以及周方向流動。并且,轉(zhuǎn)子鐵心631的在軸615的軸向上的長度與定子鐵心621的在軸615的軸向上的長度相同。因此,在軸615的軸向上,線圈端部622e從定子齒621的端面突出。因此,在軸615的軸向上的定子線圈622的線圈端部622e的兩端比轉(zhuǎn)子鐵心631的兩端朝外側(cè)突出。并且,在殼體611內(nèi),在比一端側(cè)(第一殼體613側(cè))的線圈端部622e靠第一殼體613側(cè)的位置,設(shè)置有供各相的定子線圈622的搭接線(未圖示)經(jīng)過的搭接線區(qū)域W(在圖39中以雙點劃線示出)。如圖40所不,轉(zhuǎn)子鐵心631在轉(zhuǎn)子鐵心631的周方向隔開相等間隔設(shè)置有多個朝徑向外側(cè)突出的作為磁凸極的轉(zhuǎn)子齒631a。各轉(zhuǎn)子齒631a的前端面均位于同一周面上。在各轉(zhuǎn)子齒631a的前端面與定子齒621a的前端面之間形成有稍許間隙。進而,轉(zhuǎn)子齒631a與定子齒621a隔著該間隙磁連接。因而,在第九實施方式中,利用軸615、定子620以及轉(zhuǎn)子630構(gòu)成主電動機部M。如圖39所示,在鐵心軛鐵612內(nèi)的比定子620以及轉(zhuǎn)子630靠一端側(cè)的位置配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第一勵磁磁極641。第一勵磁磁極641由圓環(huán)狀的作為勵磁鐵心的第一勵磁鉄心642和作為勵磁繞組的第一勵磁線圈643、第二勵磁線圈644以及第三勵磁線圈645構(gòu)成。第一勵磁鐵心642通過沿軸615的軸向?qū)盈B多片由磁性材料形成的鋼板而構(gòu)成。對于第一勵磁鐵心642,第一勵磁鐵心642的外周部642b被壓入于在鐵心軛鐵612的一端開ロ部凹陷設(shè)置的壓入凹部612a,由此第一勵磁鐵心642被固定于鐵心軛鐵612。在第一勵磁鐵心642被固定于鐵心軛鐵612后的狀態(tài)下,第一勵磁鐵心642的外周部642b與鐵心軛鐵612密接。因此,第一勵磁鐵心642與鐵心軛鐵612磁連接。并且,在第一勵磁鐵心642的內(nèi)側(cè)插通有軸615,在第一勵磁鐵心642的內(nèi)周面與軸615的外周面之間形成有稍許間隙。進而,第一勵磁鉄心642與軸615隔著該間隙磁連接。在鐵心軛鐵612內(nèi)的比定子620以及轉(zhuǎn)子630靠另一端側(cè)的位置配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第二勵磁磁極651。第二勵磁磁極651由圓環(huán)狀的作為勵磁鐵心的第二勵磁鐵心652和作為勵磁繞組的第四勵磁線圈653、第五勵磁線圈654以及第六勵磁線圈655構(gòu)成。第二勵磁鉄心652通過在沿著軸線L的方向上層疊多片由磁性材料形成的鋼板而構(gòu)成。對于第二勵磁鐵心652,第二勵磁鐵心652的外周部652b被壓入于在鐵心軛鐵612的另一端開ロ部凹陷設(shè)置的壓入凹部612b,由此第二勵磁鐵心652被固定于鐵心軛鐵612。在第二勵磁鐵心652被固定于鐵心軛鐵612后的狀態(tài)下,第二勵磁鐵心652的外周部652b與鐵心軛鐵612密接。因此,第二勵磁鐵心652與鐵心軛鐵612磁連接。并且,在第二 勵磁鐵心652的內(nèi)側(cè)插通有軸615,在第二勵磁鐵心652的內(nèi)周面與軸615的外周面之間形成有稍許間隙。進而,第二勵磁鉄心652與軸615隔著該間隙磁連接。在鐵心軛鐵612內(nèi),從第一勵磁鐵心642的與同第一殼體613對置的端面相反側(cè)的端面642a到定子鐵心621的一端部為止的距離H1,比從第二勵磁鉄心652的與同第二殼體614對置的端面相反側(cè)的端面652a到定子鐵心621的另一端部為止的距離H2長所存在的搭接線區(qū)域W的量。在第一勵磁鐵心642的端面642a固著有作為勵磁線圈用線圈骨架的第一勵磁線圈用線圈骨架646。第二勵磁線圈用線圈骨架646由圓筒狀的第一主體部646a和圓環(huán)狀的一對凸緣部646b、646c構(gòu)成,第一主體部646a沿著軸615的軸向從第一勵磁鐵心642的端面642a—直延伸到定子鐵心621的一端面的近前,一對凸緣部646b、646c從第一主體部646a的兩端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸。進而,利用第一主體部646a以及ー對凸緣部646b、646c形成一部分位于比一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置的徑向外側(cè)卷裝部 646A。第一勵磁線圈643通過在徑向外側(cè)卷裝部646A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第九實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而卷成。第一勵磁線圈643在被卷繞于徑向外側(cè)卷裝部646A后的狀態(tài)下,其一部分配置在比一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置。在第一勵磁鉄心642的端面642a固著有作為勵磁線圈用線圈骨架的第二勵磁線圈用線圈骨架647。第二勵磁線圈用線圈骨架647具有圓筒狀的第二主體部647a,該第二主體部647a沿著軸615的軸向從第一勵磁鐵心642的端面642a —直延伸到轉(zhuǎn)子鐵心631的一端面的近前。并且,第二勵磁線圈用線圈骨架647具有圓環(huán)狀的一端側(cè)凸緣部647b,該一端側(cè)凸緣部647b從第二主體部647a的一端開ロ部朝徑向外側(cè)一直延伸到第一主體部646a的內(nèi)周面的近前;以及圓環(huán)狀的另一端側(cè)凸緣部647c,該另一端側(cè)凸緣部647c從第二主體部647a的另一端開ロ部朝徑向外側(cè)一直延伸到定子線圈用線圈骨架622b的靠軸615側(cè)的面的近前。此外,第二勵磁線圈用線圈骨架647具有圓環(huán)狀的分隔凸緣部647d,該分隔凸緣部647d位于一端側(cè)凸緣部647b與另一端側(cè)凸緣部647c之間,且從第二主體部647a的外周面朝徑向外側(cè)一直延伸到第一主體部646a的內(nèi)周面的近前。一端側(cè)凸緣部647b的沿著徑向的長度與分隔凸緣部647d的沿著徑向的長度相同。
進而,利用第二主體部647a的一部分、一端側(cè)凸緣部647b以及分隔凸緣部647d形成軸向外側(cè)卷裝部647A,該軸向外側(cè)卷裝部647A位于比一端側(cè)的線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置。并且,利用第二主體部647a的一部分、另一端側(cè)凸緣部647c以及分隔凸緣部647d形成徑向內(nèi)側(cè)卷裝部647B,該徑向內(nèi)側(cè)卷裝部647B的一部分位于比一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置。即,第二勵磁線圈用線圈骨架647由軸向外側(cè)卷裝部647A和徑向內(nèi)側(cè)卷裝部647B —體化而構(gòu)成。第二勵磁線圈644通過在軸向外側(cè)卷裝部647A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第九實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而卷成。第二勵磁線圈644在被卷繞于軸向外側(cè)卷裝部647A后的狀態(tài)下,被配置于比一端側(cè)的線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置。第三勵磁線圈645通過在徑向內(nèi)側(cè)卷裝部647B將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第九實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而卷成。在第三勵磁線圈645被卷繞于徑向內(nèi)側(cè)卷裝部647B后的狀態(tài)下,其一部分被配置在比一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置。 在第二勵磁鐵心652的端面652a固著有作為勵磁線圈用線圈骨架的第三勵磁線圈用線圈骨架656。第三勵磁線圈用線圈骨架656由圓筒狀的第三主體部656a和圓環(huán)狀的一對凸緣部656b、656c構(gòu)成,第三主體部656a沿著軸615的軸向從第二勵磁鐵心652的端面652a —直延伸到定子鐵心621的另一端面的近前,一對凸緣部656b、656c從第三主體部656a的兩端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸。第三主體部656a的沿著軸615的軸向的長度比第一主體部646a的沿著軸615的軸向的長度短。進而,利用第三主體部656a以及ー對凸緣部656b、656c形成徑向外側(cè)卷裝部656A,該徑向外側(cè)卷裝部656A的一部分位于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置。第四勵磁線圈653通過在徑向外側(cè)卷裝部656A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第九實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而形成。第四勵磁線圈653在被卷繞于徑向外側(cè)卷裝部656A后的狀態(tài)下,其一部分被配置于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置。在第二勵磁鉄心652的端面652a固著有作為勵磁線圈用線圈骨架的第四勵磁線圈用線圈骨架657。第四勵磁線圈用線圈骨架657具有圓筒狀的第四主體部657a,該第四主體部657a沿著軸615的軸向從第二勵磁鐵心652的端面652a —直延伸到轉(zhuǎn)子鐵心631的一端面的近前。第四主體部657a的沿著軸615的軸向的長度比第二主體部647a沿著軸615的軸向的長度短。并且,第四勵磁線圈用線圈骨架657具有圓環(huán)狀的一端側(cè)凸緣部657b,該一端側(cè)凸緣部657b從第四主體部657a的一端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸到第三主體部656a的內(nèi)周面的近前;以及圓環(huán)狀的另一端側(cè)凸緣部657c,該另一端側(cè)凸緣部657c從第四主體部657a的另一端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸到定子線圈用線圈骨架622b的靠軸615側(cè)的面的近前。此夕卜,第四勵磁線圈用線圈骨架657具有圓環(huán)狀的分隔凸緣部657d,該分隔凸緣部657d位于一端側(cè)凸緣部657b與另一端側(cè)凸緣部657c之間,且從第四主體部657a的外周面朝徑向外側(cè)延伸到第三主體部656a的內(nèi)周面的近前。一端側(cè)凸緣部657b的沿著徑向的長度與分隔凸緣部657d的沿著徑向的長度相同。進而,利用第四主體部657a的一部分、一端側(cè)凸緣部657b以及分隔凸緣部657d形成軸向外側(cè)卷裝部657A,該軸向外側(cè)卷裝部657A位于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置。并且,利用第四主體部657a的一部分、另一端側(cè)凸緣部657c以及分隔凸緣部657d形成徑向內(nèi)側(cè)卷裝部657B,該徑向內(nèi)側(cè)卷裝部657B的一部分位于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置。即,第四勵磁線圈用線圈骨架657由軸向外側(cè)卷裝部657A和徑向內(nèi)側(cè)卷裝部657B —體化而構(gòu)成。第五勵磁線圈654通過在軸向外側(cè)卷裝部657A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第九實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而卷成。第五勵磁線圈654在被卷繞于軸向外側(cè)卷裝部657A后的狀態(tài)下,被配置在比另一端側(cè)的線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置。第六勵磁線圈655通過在徑向內(nèi)側(cè)卷裝部657B將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第九實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而卷成。第六勵磁線圈655在被卷繞于徑向內(nèi)側(cè)卷裝部657B后的狀態(tài)下,其一部分被配置于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置。其次,以當對各勵磁線圈643、644、645、653、654、655供給電流之際形成的磁路(勵磁磁通的流動)為中心對第九實施方式的馬達610的作用進行說明。另外,在殼體611 的外周面設(shè)置有用于對各勵磁線圈643、644、645、653、654、655供給電流的端子臺(未圖75),各勵磁線圈643、644、645、653、654、655的導(dǎo)線的始端被朝殼體611外部引出而與端子臺電連接。通過對各勵磁線圈643、644、645供給電流而在第一勵磁鐵心642產(chǎn)生的勵磁磁通如箭頭Yl所示朝軸615流動。進而,勵磁磁通穿過磁空隙(間隙)流入軸615。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y2所示在軸615內(nèi)沿軸615的軸向流動,并如箭頭Y3所示朝與軸615的軸線L正交的方向流動而在轉(zhuǎn)子鐵心631 (轉(zhuǎn)子齒631a)中朝外徑側(cè)流動從而經(jīng)過定子鉄心621 (定子齒621a)。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y4所示在鉄心軛鐵612中被朝第一勵磁磁極641誘導(dǎo)。這樣,形成有由第一勵磁鐵心642、軸615、轉(zhuǎn)子630、定子620以及鐵心軛鐵612形成的勵磁磁路。因此,在第九實施方式中,鐵心軛鐵612、軸615以及第一勵磁鐵心642作為與轉(zhuǎn)子630以及定子620共同形成勵磁磁路的磁路形成部件發(fā)揮功能。同樣,通過對各勵磁線圈653、654、655供給電流而在第二勵磁鐵心652產(chǎn)生的勵磁磁通如箭頭Yll所示朝軸615流動。進而,勵磁磁通穿過磁空隙(間隙)流入軸615。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y12所示在軸615內(nèi)沿軸615的軸向流動,并如箭頭Y13所示朝與軸615的軸線L正交的方向流動而在轉(zhuǎn)子鐵心631 (轉(zhuǎn)子齒631a)中朝外徑側(cè)流動從而經(jīng)過定子鉄心621 (定子齒621a)。進ー步,勵磁磁通如箭頭Y14所示在鉄心軛鐵612中被朝第二勵磁磁極651誘導(dǎo)。這樣,形成有由第二勵磁鐵心652、軸615、轉(zhuǎn)子630、定子620以及鐵心軛鐵612形成的勵磁磁路。因此,在第九實施方式中,鐵心軛鐵612、軸615以及第二勵磁鐵心652作為與轉(zhuǎn)子630以及定子620共同形成勵磁磁路的磁路形成部件發(fā)揮功能。這樣,在第九實施方式的馬達610中,形成有環(huán)狀(圈狀)的磁路(勵磁磁通的流動),轉(zhuǎn)子630的轉(zhuǎn)子齒631a借助勵磁磁通而具有N極的極性,轉(zhuǎn)子齒631a (勵磁磁通)具有與永磁鐵同步馬達中的配設(shè)于轉(zhuǎn)子的永磁鐵同樣的作用。并且,在第九實施方式的馬達610中,能夠通過使流過各勵磁線圈643、644、645、653、654、655的電流量增加而使勵磁磁通增加,從而能夠得到更大的扭矩。另ー方面,在第九實施方式的馬達610中,在高速旋轉(zhuǎn)時,能夠通過使流過各勵磁線圈643、644、645、653、
654、655的電流量減少而使勵磁磁通減少,從而能夠提高最大轉(zhuǎn)速。即,在第九實施方式的馬達610中,能夠僅借助強勵磁控制提高最大扭矩以及最大轉(zhuǎn)速。因而,在第九實施方式的馬達610中,不需要將永磁鐵配設(shè)于轉(zhuǎn)子630的情況下所需要的弱勵磁控制,能夠簡化結(jié)構(gòu)。并且,在為了使第一勵磁鉄心642以及第二勵磁鉄心652產(chǎn)生勵磁磁通而需要的各勵磁線圈643、644、645、653、654、655在殼體611內(nèi)分別利用比線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置、比線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置、以及比線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置配置。即,由于有效利用在殼體611內(nèi)產(chǎn)生的無用的空間來配置各勵磁線圈643、 644、645、653、654、655,因此能夠避免馬達610的在軸615的軸向上的體積無用地大型化。在第九實施方式中,能夠得到如下的優(yōu)點。(38)第三勵磁線圈645的一部分配置于比一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置,并且,第六勵磁線圈655的一部分配置于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置。因此,在馬達610中,能夠有效利用在比線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置產(chǎn)生的無用的空間,即便配置各勵磁線圈645、655,馬達610的在軸615的軸向上的體積也不會大型化。并且,第二勵磁線圈644配置于比一端側(cè)的線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置,并且,第五勵磁線圈654配置于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置。因此,在馬達610中,能夠有效利用在比線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置產(chǎn)生的無用的空間,能夠避免馬達610的在軸615的軸向上的體積無用地大型化。(39)各勵磁線圈645、655被配置于比線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置,由此,能夠使配置于比線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置的各勵磁線圈644、654的在軸615的軸向上的體積減小相應(yīng)的量。因此,能夠使馬達610整體在軸615的軸向上的體積小型化。(40)第一勵磁線圈643的一部分配置于比一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置,并且,第四勵磁線圈653的一部分配置于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置。因此,能夠有效利用在比線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置產(chǎn)生的無用的空間,并且,各勵磁線圈643、653被配置于比線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置,由此,能夠使配置于比線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的各勵磁線圈644、654的在軸615的軸向上的體積減小相應(yīng)的量。結(jié)果,能夠使馬達610整體在軸615的軸向上的體積小型化。第二勵磁線圈用線圈骨架647通過軸向外側(cè)卷裝部647A和徑向內(nèi)側(cè)卷裝部647B一體化而構(gòu)成,并且,第四勵磁線圈用線圈骨架657通過軸向外側(cè)卷裝部657A和徑向內(nèi)側(cè)卷裝部657B—體化而構(gòu)成。因此,例如無需將配置于比線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置的用于卷繞勵磁線圈的勵磁線圈用線圈骨架、和配置于比線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置的用于卷繞勵磁線圈的勵磁線圈用線圈骨架分別分開配置。即,僅通過配置ー個勵磁線圈用線圈骨架647、657,就能夠在比線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)、以及比線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置配置各勵磁線圈644、645、654、655。以下,根據(jù)圖41對將本發(fā)明具體化為作為旋轉(zhuǎn)電機的馬達(旋轉(zhuǎn)電動機)的第十實施方式進行說明。另外,在以下說明的實施方式中,對與已經(jīng)說明了的第九實施方式相同的結(jié)構(gòu)賦予同一標號等,并省略或者簡化重復(fù)的說明。如圖41所示,在鐵心軛鐵612內(nèi)的比定子620以及轉(zhuǎn)子630靠一端側(cè)的位置,配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第三勵磁磁極661。第三勵磁磁極661由第一勵磁鐵心642、作為勵磁線圈的第七勵磁線圈663、第八勵磁線圈664以及第九勵磁線圈665構(gòu)成。在第一勵磁鉄心642的端面642a固著有作為勵磁線圈用線圈骨架的第五勵磁線圈用線圈骨架666。第五勵磁線圈用線圈骨架666具有圓筒狀的第五主體部666a,該第五主體部666a沿著軸615的軸向從第一勵磁鐵心642的端面642a —直延伸到搭接線區(qū)域W的最靠第一殼體613側(cè)的位置。并且,第五勵磁線圈用線圈骨架666具有圓環(huán)狀的一端側(cè)凸緣部666b,該一端側(cè)凸緣部666b從第五主體部666a的一端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸;以及圓環(huán)狀的另一端側(cè)凸緣部666c,該另一端側(cè)凸緣部666c從第五主體部666a的另一端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸。此外,第五勵磁線圈用線圈骨架666具有圓筒狀的第六主體部666d,該第六主體部666d沿著軸615的軸向從另一端側(cè)凸緣部666c —直延伸到定子鐵心621的 一端面的近前。并且,第五勵磁線圈用線圈骨架666具有圓環(huán)狀的前端側(cè)凸緣部666e,該前端側(cè)凸緣部666e從第六主體部666d的前端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸。進而,利用第五主體部666a、一端側(cè)凸緣部666b以及另一端側(cè)凸緣部666c形成位于比一端側(cè)的線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置的軸向外側(cè)卷裝部666A。并且,利用第六主體部666d、另一端側(cè)凸緣部666c的一部分以及前端側(cè)凸緣部666e形成一部分位于比一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置的徑向外側(cè)卷裝部666B。S卩,第五勵磁線圈用線圈骨架666由軸向外側(cè)卷裝部666A和徑向外側(cè)卷裝部666B —體化而構(gòu)成。第七勵磁線圈663通過在軸向外側(cè)卷裝部666A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而卷成。第七勵磁線圈663在被卷繞于軸向外側(cè)卷裝部666A后的狀態(tài)下,配置于比一端側(cè)的線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置。第八勵磁線圈664通過在徑向外側(cè)卷裝部666B將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而卷成。第八勵磁線圈664在被卷繞于徑向外側(cè)卷裝部666B后的狀態(tài)下,一部分配置于比一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置。在第一勵磁鉄心642的端面642a固著有作為勵磁線圈用線圈骨架的第六勵磁線圈用線圈骨架667。第六勵磁線圈用線圈骨架667由圓筒狀的第七主體部667a和圓環(huán)狀的一對凸緣部667b、667c構(gòu)成,第七主體部667a沿著軸615的軸向從第一勵磁鐵心642的端面642a—直延伸到轉(zhuǎn)子鐵心631的一端面的近前,一對凸緣部667b、667c從第七主體部667a的兩端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸。進而,利用第七主體部667a以及ー對凸緣部667b、667c形成一部分位于比一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置的徑向內(nèi)側(cè)卷裝部 667A。第九勵磁線圈665通過在徑向內(nèi)側(cè)卷裝部667A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而卷成。第九勵磁線圈665在被卷繞于徑向內(nèi)側(cè)卷裝部667A后的狀態(tài)下,一部分配置于比一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置。在鐵心軛鐵612內(nèi)的比定子620以及轉(zhuǎn)子630靠另一端側(cè)的位置配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第四勵磁磁極671。第四勵磁磁極671由第二勵磁鉄心652、作為勵磁線圈的第十勵磁線圈673、第^ 勵磁線圈674以及第十二勵磁線圈675構(gòu)成。在第二勵磁鉄心652的端面652a固著有作為勵磁線圈用線圈骨架的第七勵磁線圈用線圈骨架676。第七勵磁線圈用線圈骨架676具有圓筒狀的第八主體部676a,該第八主體部676a沿著軸615的軸向從第二勵磁鐵心652的端面652a朝線圈端部622e延伸。并且,第七勵磁線圈用線圈骨架676具有圓環(huán)狀的一端側(cè)凸緣部676b,該一端側(cè)凸緣部676b從第八主體部676a的一端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸;以及圓環(huán)狀的另一端側(cè)凸緣部676c,該另一端側(cè)凸緣部676c從第八主體部676a的另一端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸。此外,第七勵磁線圈用線圈骨架676具有圓筒狀的第九主體部676d,該第九主體部676d沿著軸615的軸向從另一端側(cè)凸緣部676c—直延伸到定子鐵心621的另一端面的近前。并且,第七勵磁線圈用線圈骨架676具有圓環(huán)狀的前端側(cè)凸緣部676e,該前端側(cè)凸緣部676e從第九主體部676d的前端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸。進而,利用第八主體部676a、一端側(cè)凸緣部676b以及另一端側(cè)凸緣部676c形成位于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置的軸向外側(cè)卷裝部676A。并且, 利用第九主體部676d、另一端側(cè)凸緣部676c的一部分以及前端側(cè)凸緣部676e形成一部分位于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置的徑向外側(cè)卷裝部676B。S卩,第七勵磁線圈用線圈骨架676由軸向外側(cè)卷裝部676A和徑向外側(cè)卷裝部676B —體化而構(gòu)成。第十勵磁線圈673通過在軸向外側(cè)卷裝部676A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而卷成。第十勵磁線圈673在被卷繞于軸向外側(cè)卷裝部676A后的狀態(tài)下,配置于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置。第十一勵磁線圈674通過在徑向外側(cè)卷裝部676B將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而卷成。第十一勵磁線圈674在被卷繞于徑向外側(cè)卷裝部676B后的狀態(tài)下,一部分配置于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置。在第二勵磁鐵心652的端面652a固著有作為勵磁線圈用線圈骨架的第八勵磁線圈用線圈骨架677。第八勵磁線圈用線圈骨架677由圓筒狀的第十主體部677a和圓環(huán)狀的一對凸緣部677b、677c構(gòu)成,第十主體部677a沿著軸615的軸向從第二勵磁鐵心652的端面652a —直延伸到轉(zhuǎn)子鐵心631的另一端面的近前,一對凸緣部677b、677c從第十主體部677a的兩端開ロ部朝徑向外側(cè)延伸。進而,利用第十主體部677a以及ー對凸緣部677b、677c形成一部分位于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置的徑向內(nèi)側(cè)卷裝部677A。第十二勵磁線圈675通過在徑向內(nèi)側(cè)卷裝部677A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸615的軸線L卷繞多匝而卷成。第十二勵磁線圈675在被卷繞于徑向內(nèi)側(cè)卷裝部677A后的狀態(tài)下,一部分配置于比另一端側(cè)的線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)的位置。因而,根據(jù)第十實施方式,除了能夠得到第九實施方式的效果(38) (41)之外,還能夠得到以下所示的優(yōu)點。(42)第五勵磁線圈用線圈骨架666由軸向外側(cè)卷裝部666A和徑向外側(cè)卷裝部666B 一體化而構(gòu)成,并且,第七勵磁線圈用線圈骨架676由軸向外側(cè)卷裝部676A和徑向外側(cè)卷裝部676B—體化而構(gòu)成。因此,例如,無需將配置于比線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的位置的用于卷繞勵磁線圈的勵磁線圈用線圈骨架、和配置于比線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置的用于卷繞勵磁線圈的勵磁線圈用線圈骨架分別分開配置。即,僅通過配置ー個勵磁線圈用線圈骨架666、676就能夠在比線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)、以及比線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置配置各勵磁線圈663、664、673、674。另外,第九以及第十實施方式能夠按下述方式變更。在第九實施方式中,如圖42所示,也可以使第二勵磁線圈用線圈骨架647的一端側(cè)凸緣部647b與第一勵磁線圈用線圈骨架646的第一主體部646a的內(nèi)周面連結(jié),從而使第一勵磁線圈用線圈骨架646和第二勵磁線圈用線圈骨架647 —體化。同樣,也可以使第四勵磁線圈用線圈骨架657的一端側(cè)凸緣部657b與第三勵磁線圈用線圈骨架656的第三主體部656a的內(nèi)周面連結(jié),從而使第三勵磁線圈用線圈骨架656和第四勵磁線圈用線圈骨架657 —體化。由此,僅使用ー個勵磁線圈用線圈骨架就能夠在比線圈端部622e靠徑向內(nèi)偵1K外側(cè)、以及比線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的所有的空間配置勵磁線圈643、644、
645、653、654、655。 并且,如圖43所示,也可以使第一主體部646a以及第二主體部647a的沿著軸615的軸向的長度與第三主體部656a以及第四主體部657a的沿著軸615的軸向的長度相同。即,可以在鐵心軛鐵612內(nèi)的比定子620以及轉(zhuǎn)子630靠兩端側(cè)的位置配置相同形狀的勵磁線圈用線圈骨架。由此,僅使用ー種勵磁線圈用線圈骨架就能夠在比線圈端部622e靠徑向內(nèi)側(cè)、外側(cè)、以及比線圈端部622e靠軸615的軸向外側(cè)的所有的空間配置勵磁線圈。在第九實施方式中,如圖44所示,也可以刪除第一勵磁線圈用線圈骨架646和第三勵磁線圈用線圈骨架656。即,也可以并不在比線圈端部622e靠徑向外側(cè)的位置配置勵磁線圈。在該情況下,如圖44所示,優(yōu)選第二勵磁線圈用線圈骨架647的一端側(cè)凸緣部647b以及分隔凸緣部647d設(shè)置成沿著徑向一直延伸到鉄心軛鐵612的內(nèi)周面的近前。同樣,優(yōu)選第四勵磁線圈用線圈骨架657的一端側(cè)凸緣部657b以及分隔凸緣部657d設(shè)置成沿著徑向一直延伸到鉄心軛鐵612的內(nèi)周面的近前。通過這樣做,能夠增加卷繞于軸向外側(cè)卷裝部647A、657A的導(dǎo)線的量。在第九實施方式中,第二勵磁線圈用線圈骨架647也可以并非是軸向外側(cè)卷裝部647A和徑向內(nèi)側(cè)卷裝部647B —體化的結(jié)構(gòu)。即,也可以將具有軸向外側(cè)卷裝部647A的勵磁線圈用線圈骨架和具有徑向內(nèi)側(cè)卷裝部647B的勵磁線圈用線圈骨架分別分開配置。同樣,第四勵磁線圈用線圈骨架657也可以并非是軸向外側(cè)卷裝部657A和徑向內(nèi)側(cè)卷裝部657B—體化的結(jié)構(gòu)。即,也可以將具有軸向外側(cè)卷裝部657A的勵磁線圈用線圈骨架和具有徑向內(nèi)側(cè)卷裝部657B的勵磁線圈用線圈骨架分別分開配置。在第十實施方式中,第五勵磁線圈用線圈骨架666也可以并非是軸向外側(cè)卷裝部666A和徑向外側(cè)卷裝部666B —體化的結(jié)構(gòu)。即,也可以將具有軸向外側(cè)卷裝部666A的勵磁線圈用線圈骨架和具有徑向外側(cè)卷裝部666B的勵磁線圈用線圈骨架分別分開配置。同樣,第七勵磁線圈用線圈骨架676也可以并非是軸向外側(cè)卷裝部676A和徑向外側(cè)卷裝部676B—體化的結(jié)構(gòu)。即,也可以將具有軸向外側(cè)卷裝部676A的勵磁線圈用線圈骨架和具有徑向外側(cè)卷裝部676B的勵磁線圈用線圈骨架分別分開配置。在第九以及第十實施方式中,也可以形成為僅在線圈端部622e的徑向內(nèi)側(cè)配置有勵磁線圈的結(jié)構(gòu)。
在第九以及第十實施方式中,也可以形成為僅在線圈端部622e的軸615的軸向外側(cè)配置有勵磁線圈的結(jié)構(gòu)。
在第九以及第十實施方式中,也可以形成為在線圈端部622e的徑向內(nèi)側(cè)、以及線圈端部622e的徑向外側(cè)配置有勵磁線圈的結(jié)構(gòu)。在第九以及第十實施方式中,也可以形成為在線圈端部622e的軸615的軸向外偵れ以及線圈端部622e的徑向外側(cè)配置有勵磁線圈的結(jié)構(gòu)。在第九以及第十實施方式中,定子620的定子齒621a的數(shù)量可以適當變更。并且,轉(zhuǎn)子630的轉(zhuǎn)子齒631a的數(shù)量也可以適當變更。在第九以及第十實施方式中,轉(zhuǎn)子鐵心631通過層疊多片鋼板(電磁鋼板)構(gòu)成,但并不限于此,也可以利用SMC、鐵塊等磁性體構(gòu)成轉(zhuǎn)子鉄心631。同樣,各勵磁鉄心642、652也可以由SMC、鐵塊等磁性體構(gòu)成。 在第九以及第十實施方式中,也可以僅設(shè)置各勵磁磁極641、661,或者僅設(shè)置各勵磁磁極651、671。S卩,可以僅在軸線L方向的單側(cè)設(shè)置勵磁磁極。在第九以及第十實施方式中,經(jīng)由軸615形成勵磁磁路,但并不限于此,也可以并不經(jīng)由軸615形成勵磁磁路。可以在軸615設(shè)置磁阻小于軸615的磁阻的磁性體來作為勵磁磁路。作為磁性體例如可以是SMC等。在第九以及第十實施方式中,作為凸極部的轉(zhuǎn)子齒631a在形狀上形成為凸形狀,但并不限于該結(jié)構(gòu),只要是在磁性上呈凸極性即可。例如,也可以形成為僅轉(zhuǎn)子齒的前端與鄰接的轉(zhuǎn)子齒連結(jié)、或者在轉(zhuǎn)子齒之間的凹部埋入非磁性體,轉(zhuǎn)子作為整體呈圓筒狀。在第九以及第十實施方式中,將本發(fā)明作為旋轉(zhuǎn)電機具體化為馬達610,但并不限于此,也可以作為發(fā)電機使用。以下,根據(jù)圖45 47對將本發(fā)明具體化了的第十一實施方式進行說明。如圖45以及圖46所示,作為旋轉(zhuǎn)電機的馬達710是不使用永磁鐵的繞組勵磁型的同步馬達。作為旋轉(zhuǎn)電動機的馬達710具備圓筒狀的勵磁磁軛720 ;呈棒狀且沿水平方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸730 ;在勵磁磁軛720的內(nèi)部被支承為能夠旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部件)740 ;配置在勵磁磁軛720的內(nèi)部的定子(固定部件)750 ;以及勵磁磁極760、770。在第^ 實施方式中,勵磁磁極760、770也作為勵磁磁軛發(fā)揮功能。旋轉(zhuǎn)軸730經(jīng)由未圖示的軸承等組裝,且旋轉(zhuǎn)軸730被支承為能夠旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸730由磁性體形成。在勵磁磁軛720的內(nèi)部,在旋轉(zhuǎn)軸730固定有轉(zhuǎn)子鐵心741。該轉(zhuǎn)子鐵心741構(gòu)成為能夠繞旋轉(zhuǎn)軸730的軸線L與旋轉(zhuǎn)軸730 —體地旋轉(zhuǎn)。并且,旋轉(zhuǎn)軸730的外周面與轉(zhuǎn)子鐵心741的內(nèi)周面密接。因此,旋轉(zhuǎn)軸730與轉(zhuǎn)子鐵心741磁連結(jié)。轉(zhuǎn)子鐵心741通過在沿著軸線L的方向上層疊多片鋼板而構(gòu)成。因此,在轉(zhuǎn)子鐵心741內(nèi),磁通與沿著軸線L的方向相比易于沿著與軸線L正交的轉(zhuǎn)子鐵心741的徑向以及周方向流動。轉(zhuǎn)子740 (轉(zhuǎn)子鐵心741)具有轉(zhuǎn)子齒742,轉(zhuǎn)子齒742朝徑向外側(cè)突出。作為磁凸極的轉(zhuǎn)子齒742形成有多個。轉(zhuǎn)子齒742在周方向隔開相等間隔形成,并且各轉(zhuǎn)子齒742的前端面均位于同一周面上。在勵磁磁軛720的內(nèi)部,在比轉(zhuǎn)子740(轉(zhuǎn)子鐵心741)的轉(zhuǎn)子齒742靠徑向外側(cè)的位置配置有定子750 (定子鐵心751),定子鐵心751以圍繞轉(zhuǎn)子鐵心741的方式形成為圓環(huán)狀。定子鐵心751通過在沿著軸線L的方向上層疊多片鋼板而構(gòu)成。因此,在定子鐵心751內(nèi),磁通與沿著旋轉(zhuǎn)軸730的軸線L的方向相比易于沿著與該軸線L正交的定子齒751的徑向以及周方向流動。并且,定子鉄心751的沿著軸線L的方向的尺寸與轉(zhuǎn)子鐵心741的沿著軸線L的尺寸設(shè)定成相同尺寸。并且,定子鐵心751具有定子齒752,定子齒752朝旋轉(zhuǎn)軸730突出。定子齒752形成有多個,并且各定子齒752在周方向隔開相等間隔形成。在各轉(zhuǎn)子齒742的前端面(轉(zhuǎn)子鐵心741的外周面)與定子齒752 (定子鐵心751)的內(nèi)周面之間形成有稍許間隙(例如0. 7mm)。在各定子齒752卷繞有定子線圈(定子繞組)753。即,在定子齒752卷繞有導(dǎo)線,從而形成作為電樞線圈的定子線圈753。各定子線圈753分別設(shè)定成U相繞組、V相繞組、W相繞組中的任意ー個,通過使各定子線圈753中分別流過有相位不同的電流而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 并且,定子鐵心751 (定子齒752)和轉(zhuǎn)子鐵心741的在沿著軸線L的方向上的尺寸設(shè)定成相同尺寸,因此,在沿著軸線L的方向上的定子線圈753的兩端部(線圈端部)比轉(zhuǎn)子鐵心741的兩端朝沿著軸線L的方向中的外側(cè)突出。并且,沿著軸線L延伸的圓筒狀的勵磁磁軛720遍及整周覆蓋定子鉄心751的外周面。勵磁磁軛720由磁性體形成,詳細地說由S45C、SS400等鋼材(鐵塊)形成。勵磁磁軛720的厚度為大約15 20mm。并且,定子鐵心751的外周面與勵磁磁軛720的內(nèi)周面密接。因此,定子鐵心751與勵磁磁軛720磁連結(jié)。在第^^一實施方式中,利用旋轉(zhuǎn)軸730、轉(zhuǎn)子740以及定子750構(gòu)成主電動機部780。在勵磁磁軛720的沿著軸線L的方向上的左側(cè)開ロ部配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的勵磁磁極760。并且,在勵磁側(cè)720的沿著軸線L的方向上的右側(cè)開ロ部配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的勵磁磁極770。勵磁磁極760具有勵磁磁極鐵心761和勵磁繞組762。勵磁磁極鐵心761使用作為磁性材料的電磁鋼板,通過在沿著軸線L的方向上層疊多片電磁鋼板而構(gòu)成。詳細地說,使用無方向性電磁鋼板。勵磁磁極鐵心761呈圓板狀,且以封閉勵磁磁軛720的左側(cè)的開ロ部的方式配置。勵磁磁極鐵心761在中央具有貫通孔761a,旋轉(zhuǎn)軸730插通貫通孔761a。如圖47所示,在勵磁磁極鐵心761的軸線方向上的馬達內(nèi)表面部配置有勵磁繞組762。勵磁繞組762通過以沿著旋轉(zhuǎn)軸730的周方向的方式在線圈骨架763卷繞導(dǎo)線而形成。勵磁磁極鐵心761借助由螺栓BI進行的緊固被固定于勵磁磁軛720 (利用螺栓BI被固定于勵磁磁軛720的開ロ部)。即,通過將貫通勵磁磁極鐵心761的螺栓BI擰入勵磁磁軛720而進行緊固。由此,勵磁磁極760被組裝于主電動機部780。在將勵磁磁極鐵心761組裝于主電動機部780后的狀態(tài)下,勵磁磁極鐵心761相對于勵磁磁軛720密接。因此,勵磁磁極鐵心761與勵磁磁軛720磁連結(jié)。 同樣,勵磁磁極770具有勵磁磁極鐵心771和勵磁繞組772。勵磁磁極鐵心771使用作為磁性材料的電磁鋼板,通過在沿著軸線L的方向上層疊多片電磁鋼板而構(gòu)成。詳細地說,使用無方向性電磁鋼板。勵磁磁極鐵心771呈圓板狀,且以封閉勵磁磁軛720的右側(cè)的開口部的方式配置。勵磁磁極鐵心771在中央具有貫通孔771a,旋轉(zhuǎn)軸730插通貫通孔771a。在勵磁磁極鐵心771的軸線方向上的馬達內(nèi)表面部配置有勵磁繞組772。勵磁繞組772通過以沿著旋轉(zhuǎn)軸730的周方向的方式在線圈骨架773卷繞導(dǎo)線而形成。勵磁磁極鐵心771借助由螺栓B2進行的緊固被固定于勵磁磁軛720 (利用螺栓B2被固定于勵磁磁軛720的開口部)。即,通過將貫通勵磁磁極鐵心771的螺栓B2擰入勵磁磁軛720而進行緊固。由此,勵磁磁極770被組裝于主電動機部780。在將勵磁磁極鐵心771組裝于主電動機部780后的狀態(tài)下,勵磁磁極鐵心771相對于勵磁磁軛720密接。因此,勵磁磁極鐵心771與勵磁磁軛720磁連結(jié)。其次,以對各勵磁繞組762、772通電之際形成的磁路(勵磁磁通的流動)為中心對以上述方式構(gòu)成的馬達710的作用進行說明。如圖47所示,在第i^一實施方式的馬達710中,伴隨著勵磁繞組762的通電而在勵磁磁極鐵心761產(chǎn)生勵磁磁通。該勵磁磁通如箭頭Yl所示朝旋轉(zhuǎn)軸730流動。進而,勵磁磁通穿過磁空隙(間隙)流入旋轉(zhuǎn)軸730。進一步,勵磁磁通如箭頭Y2所示在旋轉(zhuǎn)軸730內(nèi)沿軸向流動,并如箭頭Y3所示朝與旋轉(zhuǎn)軸730的軸線L正交的方向流動而在轉(zhuǎn)子鐵心741 (轉(zhuǎn)子齒742)中朝外徑側(cè)流動從而經(jīng)過定子鐵心751 (定子齒752)。進一步,勵磁磁通如箭頭Y4所示在勵磁磁軛720中被朝勵磁磁極760誘導(dǎo)。這樣,形成有由勵磁磁極鐵心761、旋轉(zhuǎn)軸730、轉(zhuǎn)子740、定子750以及勵磁磁軛720形成的勵磁磁路。同樣,伴隨著勵磁繞組772的通電而在勵磁磁極鐵心771產(chǎn)生勵磁磁通。該勵磁磁通如箭頭Yll所示朝旋轉(zhuǎn)軸730流動。進而,勵磁磁通穿過磁空隙(間隙)流入旋轉(zhuǎn)軸730。進一步,勵磁磁通如箭頭Y12所示在旋轉(zhuǎn)軸730內(nèi)沿軸向流動,并如箭頭Y13所示朝與旋轉(zhuǎn)軸730的軸線L正交的方向流動而在轉(zhuǎn)子鐵心741 (轉(zhuǎn)子齒742)中朝外徑側(cè)流動從而經(jīng)過定子鐵心751 (定子齒752)。進一步,勵磁磁通如箭頭Y14所示在勵磁磁軛720中被朝勵磁磁極770誘導(dǎo)。這樣,形成有由勵磁磁極鐵心771、旋轉(zhuǎn)軸730、轉(zhuǎn)子740、定子750以及勵磁磁軛720形成的勵磁磁路。這樣,在第i^一實施方式的馬達710中,形成有環(huán)狀(圈狀)的磁路(勵磁磁通的流動),轉(zhuǎn)子740的轉(zhuǎn)子齒742借助勵磁磁通而具有N極的極性,轉(zhuǎn)子齒742 (勵磁磁通)具有與永磁鐵同步馬達中的配設(shè)于轉(zhuǎn)子的永磁鐵同樣的作用。并且,在第i^一實施方式的馬達710中,能夠通過使流過各勵磁繞組762、772的電流量增加而使勵磁磁通增加,從而能夠得到更大的扭矩。另一方面,在第十一實施方式的馬達710中,在高速旋轉(zhuǎn)時,能夠通過使流過各勵磁繞組762、772的電流量減少而使勵磁磁通減少,從而能夠提高最大轉(zhuǎn)速。即,在第十一實施方式的馬達710中,能夠僅借助強勵磁控制提高最大扭矩以及最大轉(zhuǎn)速。因而,在第十一實施方式的馬達710中,不需要將永磁鐵配設(shè)于轉(zhuǎn)子740的情況下所需要的弱勵磁控制,能夠簡化結(jié)構(gòu)。
并且,勵磁磁極鐵心761、762使用電磁鋼板,如圖47所示,形成為無磁鐵繞組勵磁型馬達構(gòu)造。即,形成為在磁通從勵磁磁極760、770朝轉(zhuǎn)子流動的路徑中使用了旋轉(zhuǎn)軸730的無磁鐵繞組勵磁型馬達。此處,由于將勵磁磁極鐵心(761、771)的材質(zhì)變更為無方向性電磁鋼板,能夠增加極限面壓力,能夠進行基于螺栓緊固的勵磁磁極鐵心(761、771)的固定。并且,勵磁磁極鐵心761、771的材質(zhì)并不使用以往的粉末成型磁性體,而是使用無方向性電磁鋼板,由此,飽和磁通密度增大。因而,能夠減薄勵磁磁極鐵心的在軸線方向上的厚度,能夠減少馬達軸長。如上,根據(jù)第i^一實施方式,能夠得到如下的優(yōu)點。(43)勵磁磁極760、770中的勵磁磁極鐵心761、771由鋼材構(gòu)成。作為勵磁磁極鐵心,若使用一體成型的磁性材料(粉末成型磁性體),則因粉末成型磁性體的極限面壓力小,無法確保進行勵磁磁極鐵心的固定時所需的緊固力,難以進行螺栓緊固。與此相對,通過利用鋼材構(gòu)成勵磁磁極鐵心761、771,能夠?qū)ε渲糜趫A筒狀的勵磁磁軛720的開口部的勵磁磁極鐵心761、771進行螺栓緊固。 (44)構(gòu)成勵磁磁極的勵磁磁極鐵心761、771的鋼材是層疊的電磁鋼板,因此,通過應(yīng)用電磁鋼板,能夠減少馬達體積。詳細地說,在上述的日本特開2008-43099號公報中,由于粉末成型磁性體的飽和磁通密度小于電磁鋼板的飽和磁通密度,因此馬達體積大。與此相對,在第十一實施方式中,通過使用電磁鋼板,飽和磁通密度大,能夠減少(縮短)馬達軸長(馬達的軸長比),能夠縮小馬達體積。(45)通過將貫通勵磁磁極鐵心761、771的螺栓BI、B2擰入勵磁磁軛720而將勵磁磁極鐵心761、771緊固于勵磁磁軛720,因此能夠容易地進行固定。第十一實施方式并不限定于上述方式,例如也可以按下述方式具體化。圓板狀的勵磁磁極鐵心761、771通過層疊呈圓板狀的無方向性電磁鋼板而構(gòu)成,但是,代替與此,如圖48B所示,也可以層疊分割鐵心、即以規(guī)定角度分割的圓板狀的無方向性電磁鋼板而構(gòu)成。詳細地說,如圖48A所示,利用沖床沖裁出將一片無方向性電磁鋼板800以規(guī)定角度分割而成的形狀。此時,分割出的各部件801相互連結(jié)。進而,如圖48B所示將通過沖床沖裁出的部件801彎曲而形成為圓板狀。并將其層疊而構(gòu)成勵磁磁極鐵心。在該情況下,也能夠進行勵磁磁極鐵心761、771的螺栓緊固,能夠進行后述的圖50A、50B所示的利用銷進行的勵磁磁極鐵心761、771的固定,能夠減少馬達軸長。這樣,通過將電磁鋼板800沖裁成分割形狀并進行組合來構(gòu)成圓板狀的勵磁磁極鐵心761、771,能夠容易地形成圓板狀的勵磁磁極鐵心761、771。代替圖48A、圖48B所示的結(jié)構(gòu),也可以形成為圖49A、49B所示的結(jié)構(gòu)。如圖49A所示,利用沖床將一片電磁鋼板800沖裁成以規(guī)定角度分割而成的形狀。此時,各部件802完全分割,并且在各部件802形成有半圓狀的突部802a和半圓狀的凹部802b。進而,如圖49B所示,通過使利用沖床沖裁出的各部件802的突部802a和凹部802b嵌合而使部件802彼此嵌合從而形成為圓板狀。將其層疊而構(gòu)成勵磁鐵心。另外,借助凹部802b和突部802a之間的嵌合將部件802彼此固定,但也可以通過焊接進行固定。即,接合除了嵌合(鉚接)以外也可以是焊接。在該情況下,也能夠進行勵磁磁極鐵心761、771的螺栓緊固,能夠進行后述的圖50A、50B所示的利用銷進行的勵磁磁極鐵心761、771的固定,能夠減少馬達軸長。勵磁磁極鐵心761、771是無方向性鋼板的層疊體,但是,代替與此,也可以是方向性電磁鋼板的層疊體。在圖48A、48B、圖49A、49B中形成為以假想線示出磁通容易流動的方向的鋼板,將利用沖床沖裁出的部件彎曲而形成為圓板狀,此時,以使方向性電磁鋼板中的磁通容易流動的方向朝向圓板的中心O的方式進行沖壓。在該情況下,也也能夠進行勵磁磁極鐵心761、771的螺栓緊固,能夠進行后述的圖50A、50B所示的利用銷進行的勵磁磁極鐵心761、771的固定,能夠減少馬達軸長。S卩,能夠通過沖裁出分割的方向性電磁鋼板并進行組合來構(gòu)成圓板狀的勵磁磁極鐵心761、771,通過使用方向性電磁鋼板,能夠使得磁通易于朝向中心0流動。勵磁磁極鐵心761、771代替使用鋼板的層疊體,也可以使用S45C、SS400等鋼材(鐵塊)。在該情況下,也能夠也能夠進行勵磁磁極鐵心761 、771的螺栓緊固,能夠進行后述的圖50A、50B所示的利用銷進行的勵磁磁極鐵心761、771的固定。上面利用基于螺栓BI、B2的緊固將勵磁磁極鐵心761、771固定于勵磁磁軛720,但是,代替與此,如圖50A、50B所示,作為勵磁磁極鐵心的緊固部的構(gòu)造,也可以在勵磁磁極鐵心761形成銷壓入孔810,并在勵磁磁軛720設(shè)置銷811,通過將勵磁磁軛720的銷811壓入于勵磁磁極鐵心761的銷壓入孔810而對勵磁磁極鐵心761進行緊固。詳細地說,銷811與勵磁磁軛720 —體,勵磁磁軛720的材質(zhì)為SS400、S45C等鋼材。并且,勵磁磁極鐵心761為電磁鋼板或者S45C/SS400等鋼材,特別是在通過層疊鋼板構(gòu)成勵磁磁極鐵心761的情況下,各鋼板被鉚接。進而,通過銷打入作業(yè)將勵磁磁極鐵心761壓入而進行緊固。這樣,在勵磁磁極鐵心761的材質(zhì)為電磁鋼板、S45C/SS400等鋼材,勵磁磁軛720的材質(zhì)也是SS400/S45C等鋼材的情況下,能夠如圖50A、50B所示在勵磁磁極鐵心761設(shè)置銷壓入孔810,在勵磁磁軛720設(shè)置銷811,能夠進行基于銷的勵磁磁極鐵心的固定。S卩,能夠通過將形成于勵磁磁軛720的銷811壓入形成于勵磁磁極鐵心761的貫通孔(或者凹部)而將勵磁磁極鐵心761緊固于勵磁磁軛720。勵磁磁軛720也可以由粉末成型磁性體構(gòu)成。相對于圖45 圖47的結(jié)構(gòu),也可以僅設(shè)置勵磁磁極760,或者僅設(shè)置勵磁磁極770。即,能夠僅在軸線方向的單側(cè)設(shè)置勵磁磁極。上面經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸形成勵磁磁路,但也可以并不經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸730形成勵磁磁路。要點在于,只要是利用對勵磁繞組762、772通電而在勵磁磁極鐵心761、771產(chǎn)生的勵磁磁通,形成基于勵磁磁極鐵心761、771和至少轉(zhuǎn)子740、定子750、勵磁磁軛720的勵磁磁路的結(jié)構(gòu)即可。在第^^一實施方式中,作為磁凸極部的轉(zhuǎn)子齒742在形狀上形成為凸形狀,但并不限于該結(jié)構(gòu)。只要是在磁性上呈凸極性即可。例如,也可以形成為僅轉(zhuǎn)子齒的前端與鄰接的轉(zhuǎn)子齒連結(jié)、或者在轉(zhuǎn)子齒之間的凹部埋入非磁性體,轉(zhuǎn)子作為整體呈圓筒狀。在第十一實施方式中,將本發(fā)明作為旋轉(zhuǎn)電機具體化為馬達,但并不限于此,也可以作為發(fā)電機使用。以下,根據(jù)圖51、圖52對將本發(fā)明具體化為作為旋轉(zhuǎn)電機的馬達(旋轉(zhuǎn)電動機)的第十二實施方式進行說明。如圖51所示,馬達910的殼體911由圓筒狀的鐵心軛鐵(勵磁磁軛)912、與鐵心軛鐵912的一端(圖51的左端)連結(jié)的有底圓筒狀的第一殼體913、以及與鐵心軛鐵912的另一端(圖51的右端)連結(jié)的有底圓筒狀的第二殼體914構(gòu)成。第一殼體913以及第二殼體914由非磁性材料形成。鐵心軛鐵912由磁性材料形成,并且,在第十二實施方式中由粉末成型磁性體(SMC :Soft Magnetic Composites)形成。在第一殼體913的底壁形成有貫通孔913a。在鐵心軛鐵912內(nèi)收納有軸(旋轉(zhuǎn)軸)915。軸915由軟磁性材料(例如鐵、粉末成型磁性體等)形成,并且呈大致圓柱狀。軸915由第一殼體913以及第二殼體914經(jīng)由軸承916、917支承為能夠旋轉(zhuǎn)。軸915的一端(圖51的左端)經(jīng)由貫通孔913a朝殼體911外突出。在鐵心軛鐵912的內(nèi)周面固定有定子920 (固定部件)。定子920由固定于鐵心軛鐵912的內(nèi)周面的圓環(huán)狀的定子鐵心921、和定子線圈(定子繞組)922構(gòu)成。鐵心軛鐵912遍及整周覆蓋定子鐵心921的外周面,并且,定子鐵心921的外周面與鐵心軛鐵912的內(nèi)周面密接。因此,定子鐵心921與鐵心軛鐵912磁連接。定子鐵心921通過在沿著軸915的軸線L的方向(軸915的軸向)層疊多片電磁鋼板而構(gòu)成。如圖52所示,在定子鐵心921,在定子鐵心921的周方向隔開相等間隔設(shè) 置有多個朝軸915突出的定子齒921a。各定子齒921a的前端面均位于同一周面上。如圖51所示,在各定子齒921a裝配有由絕緣性樹脂材料形成的定子線圈用線圈骨架922b。進而,定子線圈922通過將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十二實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線卷繞于定子線圈用線圈骨架922b而形成。另外,定子線圈922設(shè)定成U相、V相以及W相中的任意一相,通過對定子線圈922分別供給相位不同的電流而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。在定子920的內(nèi)側(cè)設(shè)置有轉(zhuǎn)子930 (旋轉(zhuǎn)部件)。轉(zhuǎn)子930具有被固定安裝于軸915的轉(zhuǎn)子鐵心931。轉(zhuǎn)子鐵心931能夠繞軸915的軸線L與軸915 —體旋轉(zhuǎn)。軸915的外周面915a與轉(zhuǎn)子鐵心931的內(nèi)周面密接。因此,軸915與轉(zhuǎn)子鐵心931磁連接。轉(zhuǎn)子鐵心931通過沿軸915的軸向?qū)盈B多片由軟磁性材料形成的電磁鋼板而構(gòu)成。因此,在轉(zhuǎn)子鐵心931內(nèi),磁通與軸915的軸向相比易于沿著與軸線L正交的轉(zhuǎn)子鐵心931的徑向以及周方向流動。并且,轉(zhuǎn)子鐵心931的在軸915的軸向上的長度與定子鐵心921的在軸915的軸向上的長度相同。對于定子線圈922,線圈端部922e在軸915的軸向上從定子齒921a的端面突出。因此,定子線圈922的線圈端部922e的在軸915的軸向上的兩端比轉(zhuǎn)子鐵心931的兩端朝外側(cè)突出。并且,在殼體911內(nèi),在比一端側(cè)(第一殼體913側(cè))的線圈端部922e靠第一殼體913側(cè)的位置設(shè)置有供各相的定子線圈922的搭接線(未圖示)經(jīng)過的搭接線區(qū)域W(在圖51中以雙點劃線表示)。如圖52所示,轉(zhuǎn)子鐵心931在轉(zhuǎn)子鐵心931的周方向隔開相等間隔設(shè)置有多個朝徑向外側(cè)突出的作為磁凸極的轉(zhuǎn)子齒931a。各轉(zhuǎn)子齒931a的前端面均位于同一周面上。在各轉(zhuǎn)子齒931a的前端面與定子齒921的前端面之間形成有稍許間隙。進而,轉(zhuǎn)子齒931a與定子齒921a隔著該間隙磁連接。如圖51所示,在鐵心軛鐵912內(nèi)的比定子920以及轉(zhuǎn)子930靠一端側(cè)的位置配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第一勵磁磁極941。第一勵磁磁極941由圓環(huán)狀的作為勵磁鐵心的第一勵磁鐵心942和配設(shè)在第一勵磁鐵心942與定子920以及轉(zhuǎn)子930之間的作為勵磁繞組的第一勵磁線圈943以及第二勵磁線圈944構(gòu)成。第一勵磁鐵心942由磁性材料形成,在第十二實施方式中由粉末成型磁性體(SMC :Soft Magnetic Composites)形成。軸915插通于第一勵磁鐵心942的內(nèi)側(cè),在第一勵磁鐵心942的內(nèi)周面942g與軸915的外周面915a之間形成有稍許間隙。進而,第一勵磁鐵心942與軸915隔著該間隙磁連接。如圖53所不,第一勵磁鐵心942的配設(shè)有第一勵磁線圈943以及第二勵磁線圈944的一側(cè)的端面942e形成為階梯形狀,使得第一勵磁鐵心942的外周部942a側(cè)的厚度LI比內(nèi)周部942b側(cè)的厚度L2薄。具體地說,在第一勵磁鐵心942的端面942e中,在外周部942a與內(nèi)周部942b之間遍及周方向整周形成有階梯差部942d,該階梯差部942d連接外周部942a的端面9421a和內(nèi)周部942b的端面9421b。階梯差部942d形成為沿著軸915的軸向延伸。另外,第十二實施方式的第一勵磁鐵心942通過模具成型制作。第一勵磁鐵心942的位于外周部942a與內(nèi)周部942b之間的邊界Kl (第一勵磁鐵心942的厚度的邊界)的部位的周方向的截面積與第一勵磁鐵心942的內(nèi)周面942g的面積相同。即,當設(shè)圓周率為“ n ”、設(shè)從軸915的軸線L到邊界線Kl為止的沿著徑向的長度為“R1”、設(shè)從軸915的軸線L到第一勵磁鐵心942的內(nèi)周面942g為止的沿著徑向的長度為“R2”時,厚度L1、L2、長度R1、R2設(shè)定成:滿足“L1X2jiR1 = L2X2 n R2”的關(guān)系。第一勵磁鐵心942通過其外周部942a被壓入于凹陷設(shè)置在鐵心軛鐵912的一端開口部的壓入凹部912a而被固定于鐵心軛鐵912。在第一勵磁鐵心942被固定于鐵心軛鐵912后的狀態(tài)下,第一勵磁鐵心942的外周部942a與鐵心軛鐵912密接。因此,第一勵磁鐵心942與鐵心軛鐵912磁連接。如圖51所示,在鐵心軛鐵912內(nèi)的比定子920以及轉(zhuǎn)子930靠另一端側(cè)的位置配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第二勵磁磁極951。第二勵磁磁極951由圓環(huán)狀的作為勵磁鐵心的第二勵磁鐵心952和配設(shè)在第二勵磁鐵心952與定子920以及轉(zhuǎn)子930之間的作為勵磁繞組的第三勵磁線圈953以及第四勵磁線圈954構(gòu)成。第二勵磁鐵心952由磁性材料形成,在第十二實施方式中由粉末成型磁性體(SMC :Soft Magnetic Composites)形成。軸915插通于第二勵磁鐵心952的內(nèi)側(cè),在第二勵磁鐵心952的內(nèi)周面952g與軸915的外周面915a之間形成有稍許間隙。進而,第二勵磁鐵心952與軸915隔著該間隙磁連接。如圖53所示,第二勵磁鐵心952的配設(shè)有第三勵磁線圈953以及第四勵磁線圈954的一側(cè)的端面952e形成為階梯形狀,使得第二勵磁鐵心952的外周部952a側(cè)的厚度L3比內(nèi)周部952b側(cè)的厚度L4薄。具體地說,在第二勵磁鐵心952的端面952e中,在外周部952a與內(nèi)周部952b之間遍及周方向整周形成有階梯差部952d,該階梯差部952d連接外周部952a的端面9521a和內(nèi)周部952b的端面9521b。階梯差部952d形成為沿著軸915的軸向延伸。另外,第十二實施方式的第二勵磁鐵心952通過模具成型制作。第二勵磁鐵心952的位于外周部952a與內(nèi)周部952b之間的邊界K2 (第二勵磁鐵心952的厚度的邊界)的部位的周方向的截面積與第二勵磁鐵心952的內(nèi)周面952g的面積相同。即,當設(shè)圓周率為“ n ”、設(shè)從軸915的軸線L到邊界線K2為止的沿著徑向的長度為“R3”、設(shè)從軸915的軸線L到第二勵磁鐵心952的內(nèi)周面952g為止的沿著徑向的長度為“R4”時,厚度L3、L4、長度R3、R4設(shè)定成:滿足“L3X2jiR3 = L4X 2 n R4”的關(guān)系。
第二勵磁鐵心952通過其外周部952a被壓入于凹陷設(shè)置在鐵心軛鐵912的另一端開口部的壓入凹部912b而被固定于鐵心軛鐵912。在第二勵磁鐵心952被固定于鐵心軛鐵912后的狀態(tài)下,第二勵磁鐵心952的外周部952a與鐵心軛鐵912密接。因此,第二勵磁鐵心952與鐵心軛鐵912磁連接。在鐵心軛鐵912內(nèi),從第一勵磁鐵心942的內(nèi)周部942b的端面9421b到定子鐵心921的一端部為止的距離Hl比從第二勵磁鐵心952的內(nèi)周部952b的端面9521b到定子鐵心921的另一端部為止的距離H2長所存在的搭接線區(qū)域W的量。在第一勵磁鐵心942的端面942e固著有第一勵磁線圈用線圈骨架946。第一勵磁線圈用線圈骨架946具有圓筒狀的第一主體部946a,該第一主體部946a沿著軸915的軸向從第一勵磁鐵心942的內(nèi)周部942b的端面9421b —直延伸到轉(zhuǎn)子鐵心931的一端面的近前。并且,第一勵磁線圈用線圈骨架946具有圓環(huán)狀的一端側(cè)凸緣部946b和圓環(huán)狀的另一端側(cè)凸緣部946c,一端側(cè)凸緣部946b從第一主體部946a的一端開口部朝徑向外側(cè)延伸,另一端側(cè)凸緣部946c從第一主體部946a的另一端開口部朝徑向外側(cè)一直延伸到定子線圈用線圈骨架922b的靠軸915側(cè)的面的近前。此外,第一勵磁線圈用線圈骨架946具有圓環(huán)狀的分隔凸緣部946d,該分隔凸緣部946d位于一端側(cè)凸緣部946b與另一端側(cè)凸緣部946c之間,且從第一主體部946a的外周面朝徑向外側(cè)延伸?!藗?cè)凸緣部946b形成為沿著第一勵磁鐵心942的內(nèi)周部942b的端面9421b延伸,并且沿著階梯差部942d的外周面彎曲,并進一步沿著第一勵磁鐵心942的外周部942a的端面9421a延伸。進而,利用第一主體部946a的一部分、一端側(cè)凸緣部946b以及分隔凸 緣部946d形成第一卷裝部946A。并且,利用第一主體部946a的一部分、另一端側(cè)凸緣部946c以及分隔凸緣部946d形成第二卷裝部946B。第一勵磁線圈943通過在第一卷裝部946A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十二實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸915的軸線L卷繞多匝而卷成。在第一勵磁線圈943被卷繞于第一卷裝部946A后的狀態(tài)下,其一部分配置在比第一勵磁鐵心942的內(nèi)周部942b的端面9421b靠外周部942a的端面9421a側(cè)的位置。第二勵磁線圈944通過在第二卷裝部946B將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十二實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸915的軸線L卷繞多匝而卷成。在第二勵磁鐵心952的端面952e固著有第二勵磁線圈用線圈骨架956。第二勵磁線圈用線圈骨架956具有圓筒狀的第二主體部956a,該第二主體部956a沿著軸915的軸向從第二勵磁鐵心952的內(nèi)周部952b的端面9521b —直延伸到轉(zhuǎn)子鐵心931的另一端面的近前。并且,第二勵磁線圈用線圈骨架956具有圓環(huán)狀的一端側(cè)凸緣部956b和圓環(huán)狀的另一端側(cè)凸緣部956c,一端側(cè)凸緣部956b從第二主體部956a的一端開口部朝徑向外側(cè)延伸,另一端側(cè)凸緣部956c從第二主體部956a的另一端開口部朝徑向外側(cè)一直延伸到定子線圈用線圈骨架922b的靠軸915側(cè)的面的近前。此外,第二勵磁線圈用線圈骨架956具有圓環(huán)狀的分隔凸緣部956d,該分隔凸緣部956d位于一端側(cè)凸緣部956b與另一端側(cè)凸緣部956c之間,且從第二主體部956a的外周面朝徑向外側(cè)延伸。—端側(cè)凸緣部956b形成為沿著第二勵磁鐵心952的內(nèi)周部952b的端面9521b延伸,并且沿著階梯差部952d的外周面彎曲,并進一步沿著第二勵磁鐵心952的外周部952a的端面9521a延伸。進而,利用第二主體部956a的一部分、一端側(cè)凸緣部956b以及分隔凸緣部956d形成第三卷裝部956A。并且,利用第二主體部956a的一部分、另一端側(cè)凸緣部956c以及分隔凸緣部956d形成第四卷裝部956B。第三勵磁線圈953通過在第三卷裝部956A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十二實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸915的軸線L卷繞多匝而卷成。在第三勵磁線圈953被卷繞于第三卷裝部956A后的狀態(tài)下,其一部分配置在比第二勵磁鐵心952的內(nèi)周部952b的端面9521b靠外周部952a的端面9521a側(cè)的位置。第四勵磁線圈954通過在第四卷裝部956B將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十二實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸915的軸線L卷繞多匝而卷成。其次,以對各勵磁線圈943、944、953、954供給電流之際形成的磁路(勵磁磁通的流動)為中心對第十二實施方式的馬達910的作用進行說明。另外,在殼體911的外周面設(shè)置有用于對各勵磁線圈943、944、953、954供給電流的端子臺(未圖示),各勵磁線圈943、944、953、954的導(dǎo)線的始端被朝殼體911外部引出并與端子臺電連接。如圖51所示,通過對各勵磁線圈943、944供給電流而在第一勵磁鐵心942產(chǎn)生的勵磁磁通如箭頭Yl所示朝軸915流動。進而,勵磁磁通穿過磁空隙(間隙)流入軸915。進一步,勵磁磁通如箭頭Y2所示在軸915內(nèi)沿軸915的軸向流動,并如箭頭Y3所示朝與軸915的軸線L正交的方向流動而在轉(zhuǎn)子鐵心931 (轉(zhuǎn)子齒931a)中朝外徑側(cè)流動從而經(jīng)過定 子鐵心921 (定子齒921a)。進一步,勵磁磁通如箭頭Y4所示在鐵心軛鐵912中被朝第一勵磁磁極941誘導(dǎo)。第一勵磁鐵心942的位于外周部942a與內(nèi)周部942b之間的邊界Kl的部位的周方向的截面積與第一勵磁鐵心942的內(nèi)周面942g的面積相同。由此,例如,與第一勵磁鐵心942的位于外周部942a與內(nèi)周部942b之間的邊界Kl的周方向的截面積小于第一勵磁鐵心942的內(nèi)周面942g的面積的情況相比較,磁通易于流動,因此,能夠抑制第一勵磁鐵心942磁飽和,能夠抑制馬達910的扭矩降低。這樣,形成有利用第一勵磁鐵心942、軸915、轉(zhuǎn)子930、定子920以及鐵心軛鐵912形成的勵磁磁路。因此,在第十二實施方式中,鐵心軛鐵912以及軸915作為與第一勵磁鐵心942、轉(zhuǎn)子930以及定子920共同形成勵磁磁路的磁路形成部件發(fā)揮功能。同樣,通過對各勵磁線圈953、954供給電流而在第二勵磁鐵心952產(chǎn)生的勵磁磁通如箭頭Yll所示朝軸915流動。進而,勵磁磁通穿過磁空隙(間隙)流入軸915。進一步,勵磁磁通如箭頭Y12所示在軸915內(nèi)沿著軸915的軸向流動,并如箭頭Y13所示朝與軸915的軸線L正交的方向流動而在轉(zhuǎn)子鐵心931 (轉(zhuǎn)子齒931a)中朝外徑側(cè)流動從而經(jīng)過定子鐵心921 (定子齒921a)。進一步,勵磁磁通如箭頭Y14所示在鐵心軛鐵912中被朝第二勵磁磁極951誘導(dǎo)。此處,第二勵磁鐵心952的位于外周部952a與內(nèi)周部952b之間的邊界K2的部位的周方向的截面積與第二勵磁鐵心952的內(nèi)周面952g的面積相同。由此,例如,與第二勵磁鐵心952的位于外周部952a與內(nèi)周部952b之間的邊界K2的周方向的截面積小于第二勵磁鐵心952的內(nèi)周面952g的面積的情況相比較,磁通易于流動,因此,能夠抑制第二勵磁鐵心952磁飽和,能夠抑制馬達910的扭矩降低。這樣,形成有利用第二勵磁鐵心952、軸915、轉(zhuǎn)子930、定子920以及鐵心軛鐵912形成的勵磁磁路。因此,在第十二實施方式中,鐵心軛鐵912以及軸915作為與第二勵磁鐵心952、轉(zhuǎn)子930以及定子920共同形成勵磁磁路的磁路形成部件發(fā)揮功能。這樣,在第十二實施方式的馬達910中,形成有環(huán)狀(圈狀)的磁路(勵磁磁通的流動),轉(zhuǎn)子930的轉(zhuǎn)子齒931a借助勵磁磁通而具有N極的極性,轉(zhuǎn)子齒931a (勵磁磁通)具有與永磁鐵同步馬達中的配設(shè)于轉(zhuǎn)子的永磁鐵同樣的作用。并且,在第十二實施方式的馬達910中,能夠通過使流過各勵磁線圈943、944、953,954的電流量增加而使勵磁磁通增加,從而能夠得到更大的扭矩。另一方面,在第十二實施方式的馬達910中,在高速旋轉(zhuǎn)時,能夠通過使流過各勵磁線圈943、944、953、954的電流量減少而使勵磁磁通減少,從而能夠提聞最大轉(zhuǎn)速。并且,在用于使第一勵磁鐵心942以及第二勵磁鐵心952產(chǎn)生勵磁磁通而需要的各勵磁線圈943、944、953、954中,各勵磁線圈943、953的一部分配置于比各勵磁鐵心942、952的內(nèi)周部942b,952b的端面9421b,9521b靠外周部942a,952a的端面9421a,9521a側(cè)的位置。即,將各勵磁鐵心942、952的端面942e、952e形成為階梯形狀,由此,在各勵磁鐵心942、952與定子920以及轉(zhuǎn)子930之間,各勵磁線圈943、953的配置空間增加。由此,通過利用所增加的配置空間配置各勵磁線圈943、953的一部分,能夠使各勵磁鐵心942、952與定子920以及轉(zhuǎn)子930盡可能地接近,結(jié)果,能夠使馬達910在軸915的軸向上的體積小型化。在第十二實施方式中能夠得到如下的優(yōu)點。 (46)將各勵磁鐵心942、952中的配置有各勵磁線圈943、944、953、954的一側(cè)的端面942e、952e形成為階梯形狀,使得第一勵磁鐵心942以及第二勵磁鐵心952的外周部942a、952a側(cè)的厚度LI、L3比內(nèi)周部942b、952b側(cè)的厚度L2、L4薄。因此,與在各勵磁鐵心942、952的端面942e、952e不存在階梯的情況相比較,能夠使各勵磁鐵心942、952與定子920以及轉(zhuǎn)子930之間的各勵磁線圈943、944、953、954的配置空間增加。結(jié)果,能夠?qū)⒏鲃畲啪€圈943、953的一部分配置于所增加的配置空間,由此,能夠使各勵磁鐵心942、952與定子920以及轉(zhuǎn)子930接近相應(yīng)的量,能夠使馬達910整體在軸915的軸向上的體積小型化。各勵磁鐵心942、952的位于外周部942a、952a與內(nèi)周部942b、952b之間的邊界KU K2的部位的周方向的截面積與各勵磁鐵心942、952的內(nèi)周面942g、952g的面積相同。由此,例如,與各勵磁鐵心942、952的位于外周部942a、952a與內(nèi)周部942b、952b之間的邊界K1、K2的部位的周方向的截面積小于各勵磁鐵心942、952的內(nèi)周面942g、952g的面積的情況相比較,磁通易于流動,因此能夠抑制各勵磁鐵心942、952磁飽和。結(jié)果,能夠抑制馬達910的扭矩降低。此外,能夠在各勵磁鐵心942、952的端面942e、952e盡可能地形成各勵磁線圈943、953的一部分所被配置的配置空間。(48)將各勵磁鐵心942、952的端面942e、952e形成為階梯形狀。與為了在各勵磁鐵心942、952與定子920以及轉(zhuǎn)子930之間使各勵磁線圈943、944、953、954的配置空間增加而例如將各勵磁鐵心942、952的端面942e、952e形成為錐狀的情況相比較,能夠使各勵磁鐵心942、952的端面942e、952e的形狀容易制作。以下,根據(jù)圖54對將本發(fā)明具體化為作為旋轉(zhuǎn)電機的馬達(旋轉(zhuǎn)電動機)的第十三實施方式進行說明。另外,在以下說明的第十三實施方式中,對與已經(jīng)說明了的第十二實施方式相同的結(jié)構(gòu)賦予相同標號,并省略或者簡化重復(fù)的說明。如圖54所示,在馬達960中,在鐵心軛鐵912內(nèi)的比定子920以及轉(zhuǎn)子930靠一端側(cè)的位置配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第三勵磁磁極961。第三勵磁磁極961由作為勵磁鐵心的第三勵磁鐵心962和作為勵磁繞組的第五勵磁線圈963以及第六勵磁線圈964構(gòu)成。第三勵磁鐵心962由磁性材料形成,在第十三實施方式中由粉末成型磁性體(SMC =SoftMagnetic Composites)形成。軸915插通第三勵磁鐵心962的內(nèi)側(cè),在第三勵磁鐵心962的內(nèi)周面962g與軸915的外周面915a之間形成有稍許間隙。進而,第三勵磁鐵心962與軸915隔著該間隙磁連接。第三勵磁鐵心962的配設(shè)有第五勵磁線圈963以及第六勵磁線圈964的一側(cè)的端面962e形成為階梯形狀。具體地說,第三勵磁鐵心962形成為外周部962a側(cè)的厚度L5比內(nèi)周部962b側(cè)的厚度L6薄,此外,第三勵磁鐵心962的中央部962c的厚度L7比外周部962a側(cè)的厚度L5厚、且比內(nèi)周部962b側(cè)的厚度L6薄。在第三勵磁鐵心962的端面962e中,在外周部962a與中央部962c之間遍及周方向整周形成有第一階梯差部9621d,該第一階梯差部9621d連接外周部962a的端面9621a和中央部962c的端面9621c。第一階梯差部9621d形成為沿著軸915的軸向延伸。并且,在第三勵磁鐵心962的端面962e中,在中央部962c與內(nèi)周部962b之間遍及周方向整周形成有第二階梯差部9622d,該第二階梯差部9622d連接中央部962c的端面9621c和內(nèi)周部962b的端面9621b。第二階梯差部9622d形成為沿著軸915的軸向延伸。第三勵磁鐵心962的位于外周部962a與中央部962c之間的邊界K3 (第三勵磁鐵心962的厚度的邊界)的部位的周方向的截面積與第三勵磁鐵心962的內(nèi)周面962g的面積相同。并且,第三勵磁鐵心962的位于中央部962c與內(nèi)周部962b之間的邊界K4(第三勵磁鐵心962的厚度的邊界)的部位的周方向的截面積與第三勵磁鐵心962的內(nèi)周面962g的面積相同。即,設(shè)圓周率為“ n ”、設(shè)從軸915的軸線L到邊界K3為止的沿著徑向的長度為“R5”、設(shè)從軸915的軸線L到第三勵磁鐵心962的內(nèi)周面962g為止的沿著徑向的長度為“R6”、設(shè)從軸915的軸線L到邊界K4為止的沿著徑向的長度為“K7”。貝U厚度L5、L6、L7、長度 R5、R6、R7 設(shè)定成滿足“L5X2JIR5 = L6X2 n R6 = L7X2 n R7” 的關(guān)系。在鐵心軛鐵912內(nèi)的比定子920以及轉(zhuǎn)子930靠另一端側(cè)的位置配設(shè)有用于產(chǎn)生勵磁磁通的第四勵磁磁極971。第四勵磁磁極971由作為勵磁鐵心的第四勵磁鐵心972和作為勵磁繞組的第七勵磁線圈973以及第八勵磁線圈974構(gòu)成。第四勵磁鐵心972由磁性材料形成,并且在第十三實施方式中由粉末成型磁性體(SMC :Soft Magnetic Composites)形成。軸915插通第四勵磁鐵心972的內(nèi)側(cè),在第四勵磁鐵心972的內(nèi)周面972g與軸915的外周面915a之間形成有稍許間隙。進而,第四勵磁鐵心972與軸915隔著該間隙磁連接。第四勵磁鐵心972的配設(shè)有第七勵磁線圈973以及第八勵磁線圈974的一側(cè)的端面972e形成為階梯形狀。具體地說,第四勵磁鐵心972形成為外周部972a側(cè)的厚度L8比內(nèi)周部972b側(cè)的厚度L9薄,此外,第四勵磁鐵心972的中央部972c的厚度LlO比外周部972a側(cè)的厚度L8厚、且比內(nèi)周部972b側(cè)的厚度L9薄。在第四勵磁鐵心972的端面972e中,在外周部972a與中央部972c之間遍及周方向整周形成有第一階梯差部9721d,該第一階梯差部9721d連接外周部972a的端面9721a和中央部972c的端面9721c。第一階梯差部9721d形成為沿著軸915的軸向延伸。并且,在第四勵磁鐵心972的端面972e中,在中央部972c與內(nèi)周部972b之間遍及周方向整周形成有第二階梯差部9722d,該第二階梯差部9722d連接中央部972c的端面9721c和內(nèi)周部972b的端面9721b。第二階梯差部9722d形成為沿著軸915的軸向延伸。第四勵磁鐵心972的位于外周部972a與中央部972c之間的邊界K5 (第五勵磁鐵心972的厚度的邊界)的部位的周方向的截面積與第四勵磁鐵心972的內(nèi)周面972g的面積相同。并且,第四勵磁鐵心972的位于中央部972c與內(nèi)周部972b之間的邊界K6(第四、勵磁鐵心972的厚度的邊界)的部位的周方向的截面積與第四勵磁鐵心972的內(nèi)周面972g的面積相同。即,設(shè)圓周率為“ n ”、設(shè)從軸915的軸線L到邊界K5為止的沿著徑向的長度為“R8”、設(shè)從軸915的軸線L到第四勵磁鐵心972的內(nèi)周面972g為止的沿著徑向的長度為“R9”、設(shè)從軸915的軸線L到邊界K6為止的沿著徑向的長度為“K10”。則厚度L8、L9、L10、長度 R8、R9、R10 設(shè)定成滿足“L8X2JIR8 = L9X2 n R9 = L10X2 n R10” 的關(guān)系。
在鐵心軛鐵912內(nèi),從第三勵磁鐵心962的內(nèi)周部962b的端面9621b到定子鐵心921的一端部為止的距離H3比從第四勵磁鐵心972的內(nèi)周部972b的端面9721b到定子鐵心921的另一端部為止的距離H4長所存在的搭接線區(qū)域W的量。在第三勵磁鐵心962的端面962e固著有第三勵磁線圈用線圈骨架966。第三勵磁線圈用線圈骨架966具有圓筒狀的第三主體部966a,第三主體部966a沿著軸915的軸向從第三勵磁鐵心962的內(nèi)周部962b的端面9621b —直延伸到轉(zhuǎn)子鐵心931的一端面的近前。并且,第三勵磁線圈用線圈骨架966具有圓環(huán)狀的一端側(cè)凸緣部966b,該一端側(cè)凸緣部966b從第三主體部966a的一端開口部朝徑向外側(cè)延伸;以及圓環(huán)狀的另一端側(cè)凸緣部966c,該另一端側(cè)凸緣部966c從第三主體部966a的另一端開口部朝徑向外側(cè)一直延伸到定子線圈用線圈骨架922b的靠軸915側(cè)的面的近前。此外,第三勵磁線圈用線圈骨架966具有圓環(huán)狀的分隔凸緣部966d,該分隔凸緣部966d位于一端側(cè)凸緣部966b與另一端側(cè)凸緣部966c之間,且從第三主體部966a的外周面朝徑向外側(cè)延伸?!藗?cè)凸緣部966b形成為沿著第三勵磁鐵心962的內(nèi)周部962b的端面9621b延伸,并且沿著第二階梯差部9622d的外周面彎曲,并進一步沿著第三勵磁鐵心962的中央部962c的端面9621c延伸。進一步,一端側(cè)凸緣部966b沿著第一階梯差部9621d的外周面彎曲,并沿著第三勵磁鐵心962的外周部962a的端面9621a延伸。進而,利用第三主體部966a的一部分、一端側(cè)凸緣部966b以及分隔凸緣部966d形成第五卷裝部966A。并且,利用第三主體部966a的一部分、另一端側(cè)凸緣部966c以及分隔凸緣部966d形成第六卷裝部966B。第五勵磁線圈963通過在第五卷裝部966A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十三實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸915的軸線L卷繞多匝而卷成。第五勵磁線圈963在被卷繞于第五卷裝部966A后的狀態(tài)下,其一部分配置于比第三勵磁鐵心962的內(nèi)周部962b的端面9621b靠中央部962c的端面9621c側(cè)、以及外周部962a的端面9621a側(cè)的位置。第六勵磁線圈964通過在第六卷裝部966B將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十三實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸915的軸線L卷繞多匝而卷成。在第四勵磁鐵心972的端面972e固著有第四勵磁線圈用線圈骨架976。第四勵磁線圈用線圈骨架976具有圓筒狀的第四主體部976a,第四主體部976a沿著軸915的軸向從第四勵磁鐵心972的內(nèi)周部972b的端面9721b —直延伸到轉(zhuǎn)子鐵心931的另一端面的近前。并且,第四勵磁線圈用線圈骨架976具有圓環(huán)狀的一端側(cè)凸緣部976b,該一端側(cè)凸緣部976b從第四主體部976a的一端開口部朝徑向外側(cè)延伸;以及圓環(huán)狀的另一端側(cè)凸緣部976c,該另一端側(cè)凸緣部976c從第四主體部976a的另一端開口部朝徑向外側(cè)一直延伸到定子線圈用線圈骨架922b的靠軸915側(cè)的面的近前。此外,第四勵磁線圈用線圈骨架976具有圓環(huán)狀的分隔凸緣部976d,該分隔凸緣部976d位于一端側(cè)凸緣部976b與另一端側(cè)凸緣部976c之間,且從第四主體部976a的外周面朝徑向外側(cè)延伸。
一端側(cè)凸緣部976b形成為沿著第四勵磁鐵心972的內(nèi)周部972b的端面9721b延伸,并且沿著第二階梯差部9722d的外周面彎曲,并進一步沿著第四勵磁鐵心972的中央部972c的端面9721c延伸。進一步,一端側(cè)凸緣部976b沿著第一階梯差部9721d的外周面彎曲,并沿著第四勵磁鐵心972的外周部972a的端面9721a延伸。進而,利用第四主體部976a的一部分、一端側(cè)凸緣部976b以及分隔凸緣部976d形成第七卷裝部976A。并且,利用第四主體部976a的一部分、另一端側(cè)凸緣部976c以及分隔凸緣部976d形成第八卷裝部976B。第七勵磁線圈973通過在第七卷裝部976A將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十三實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸915的軸線L卷繞多匝而卷成。第七勵磁線圈973在被卷 繞于第七卷裝部976A后的狀態(tài)下,其一部分配置于比第四勵磁鐵心972的內(nèi)周部972b的端面9721b靠中央部972c的端面9721c側(cè)、以及外周部972a的端面9721a側(cè)的位置。第八勵磁線圈974通過在第八卷裝部976B將由導(dǎo)電性的金屬材料(在第十三實施方式中為銅)形成的導(dǎo)線繞軸915的軸線L卷繞多匝而卷成。由此,能夠進一步增加各勵磁鐵心962、972與定子920以及轉(zhuǎn)子930之間的各勵磁線圈963、964、973、974的配置空間。另外,第十二以及第十三實施方式能夠按以下方式變更。在第十二以及第十三實施方式中,也可以通過將徑向長度不同的圓環(huán)狀的勵磁鐵心形成體沿軸915的軸向重疊至少兩個以上來形成各勵磁鐵心942、952、962、972。例如,如圖55所示,第五勵磁鐵心982通過將呈圓環(huán)狀的第一勵磁鐵心形成體991以及第二勵磁鐵心形成體992沿軸915的軸向重疊而形成。第一勵磁鐵心形成體991以及第二勵磁鐵心形成體992由磁性材料形成,并且由粉末成型磁性體(SMC Soft Magnetic Composites)形成。第一勵磁鐵心形成體991以及第二勵磁鐵心形成體992的內(nèi)徑相同。并且,第一勵磁鐵心形成體991的外徑大于第二勵磁鐵心形成體992的外徑。第五勵磁鐵心982通過第一勵磁鐵心形成體991的配設(shè)有各勵磁線圈943、944的一側(cè)的端面991e的一部分與第二勵磁鐵心形成體992的同配設(shè)有各勵磁線圈943、944的一側(cè)相反側(cè)的端面992h借助粘接劑接合而形成。此時,第一勵磁鐵心形成體991的內(nèi)周面991g和第二勵磁鐵心形成體992的內(nèi)周面992g位于同一周面上。利用上述第一勵磁鐵心形成體991的內(nèi)周面991g和第二勵磁鐵心形成體992的內(nèi)周面992g形成第二勵磁鐵心982的內(nèi)周面982g。并且,第一勵磁鐵心形成體991的外周部991a比第二勵磁鐵心形成體992的外周面9921朝徑向外側(cè)突出。S卩,第一勵磁鐵心形成體991的外周部991a形成為第五勵磁鐵心982的外周部,并且,第一勵磁鐵心形成體991的內(nèi)周部991b以及第二勵磁鐵心形成體992形成第五勵磁鐵心982的內(nèi)周部。結(jié)果,第五勵磁鐵心982的配設(shè)有各勵磁線圈943、944的一側(cè)的端面982e形成為階梯形狀,使得第五勵磁鐵心982的外周部側(cè)的厚度Lll (第一勵磁鐵心形成體991的厚度)比內(nèi)周部側(cè)的厚度L12(第一勵磁鐵心形成體991的厚度與第二勵磁鐵心形成體992的厚度的合計值)薄。第五勵磁鐵心982的位于外周部與內(nèi)周部之間的邊界K7 (第五勵磁鐵心982的厚度的邊界)的部位的周方向的截面積與第五勵磁鐵心982的內(nèi)周面982g的面積相同。SP,當設(shè)圓周率為“ n ”、從軸915的軸線L到邊界K7為止的沿著徑向的長度為“R11”、從軸915的軸線L到第五勵磁鐵心982的內(nèi)周面982g為止的沿著徑向的長度為“R12”時,厚度L11、L12、長度 R11、R12 設(shè)定成滿足“L11X2 Rll = L12X2 n R12” 的關(guān)系。這樣,僅通過將第一勵磁鐵心形成體991以及第二勵磁鐵心形成體992在軸915的軸向重疊,就能夠?qū)⒌谖鍎畲盆F心982的端面982e形成為階梯形狀,能夠使制作容易。并且,如圖56所示,第一勵磁鐵心形成體991以及第二勵磁鐵心形成體992也可以通過將多片電磁鋼板991c、992c沿軸915的軸向?qū)盈B而形成。由此,例如,與各勵磁鐵心形成體991、992由粉末成型磁性體形成的情況相比較,能夠提高磁特性。在第十二實施方式中,各勵磁鐵心942、952的位于外周部942a、952a與內(nèi)周部942b,952b之間的邊界K1、K2的部位的周方向的截面積也可以大于各勵磁鐵心942、952的內(nèi)周面942g、952g的面積。由此,磁通更易流動,因此能夠進一步抑制各勵磁鐵心942、952磁飽和,能夠進一步抑制馬達910的扭矩降低。 在第十三實施方式中,各勵磁鐵心962、972的位于外周部962a、972a與中央部962c,972c之間的邊界K3、K5的部位的周方向的截面積也可以大于各勵磁鐵心962、972的內(nèi)周面962g、972g的面積。并且,各勵磁鐵心962、972的位于中央部962c、972c與內(nèi)周部962b,972b之間的邊界K4、K6的部位的周方向的截面積也可以大于各勵磁鐵心962、972的內(nèi)周面962g、972g的面積。由此,磁通更易流動,因此能夠進一步抑制各勵磁鐵心962、972磁飽和,能夠進一步抑制馬達910的扭矩降低。在第十二以及第十三實施方式中,鐵心軛鐵912由粉末成型磁性體(SMC)形成,但并不限于此,例如也可以由鐵塊等磁性體形成。在第十二以及第十三實施方式中,各勵磁鐵心942、952、962、972由粉末成型磁性體(SMC)形成,但并不限于此,例如也可以由鐵塊等磁性體形成。在第十二以及第十三實施方式中,轉(zhuǎn)子鐵心931通過層疊多片電磁鋼板構(gòu)成,但并不限于此,也可以利用粉末成型磁性體(SMC)、鐵塊等磁性體構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心931。 在第十二以及第十三實施方式中,也可以僅設(shè)置各勵磁磁極941、961,或者僅設(shè)置各勵磁磁極951、971。S卩,也可以僅在軸線L方向的單側(cè)設(shè)置勵磁磁極。在第十二以及第十三實施方式中,將軸915作為磁路形成部件,經(jīng)由軸915形成勵磁磁路,但并不限于此,也可以并不經(jīng)由軸915形成勵磁磁路。例如,也可以在軸915的外周作為磁路形成部件設(shè)置有磁阻小于軸915的磁阻的磁性體(例如粉末成型磁性體(SMC)、鐵塊等磁性體)而形成勵磁磁路。在第十二以及第十三實施方式中,定子920的定子齒921a的數(shù)量可以適當變更。在第十二以及第十三實施方式中,轉(zhuǎn)子930的轉(zhuǎn)子齒931a的數(shù)量可以適當變更。在第十二以及第十三實施方式中,作為凸極部的轉(zhuǎn)子齒931a在形狀上形成為凸形狀,但并不限于該結(jié)構(gòu),只要是在磁性上呈凸極性即可。例如,也可以形成為僅轉(zhuǎn)子齒的前端與鄰接的轉(zhuǎn)子齒連結(jié)、或者在轉(zhuǎn)子齒之間的凹部埋入非磁性體,轉(zhuǎn)子作為整體呈圓筒狀。在第十二以及第十三實施方式中,在各勵磁磁極941、951、961、971只要存在產(chǎn)生必要的磁場的勵磁線圈即可,例如可以刪除各勵磁線圈944、954、964、974。在第十二以及第十三實施方式中,也可以刪除各勵磁線圈用線圈骨架946、956、966、976。在該情況下,將模具成型的勵磁線圈直接固著于各勵磁鐵心942、952、962、972。并且,在能夠利用勵磁線圈的保護膜確保絕緣的情況下,也可以將勵磁線圈直接纏繞于各勵磁鐵心 942、952、962、972。在第十二以及第十三上述實施方式中,定子線圈922的絕緣并不限定于定子鐵心用線圈骨架922b。例如,也可以使用絕緣紙。在能夠利用線圈的保護膜確保絕緣的情況下,也可以直接纏繞于定子齒921a。在第十二以及第十三上述實施方式中,形成于各勵磁鐵心942、952、962、972的端面942e、952e、962e、972e的階梯的數(shù)量并無特殊限定。
在第十二以及第十三上述實施方式中,將軸承916、917分別配設(shè)在第一殼體913以及第二殼體914,但只要是不妨礙勵磁磁通的位置即可,亦可以配置在其他位置。在第十二以及第十三上述實施方式中,僅軸915的一端朝殼體911外突出,但另一端也可以朝殼體911外突出。在第十二以及第十三上述實施方式中,各勵磁鐵心942、952、962、972通過被壓入于凹陷設(shè)置在鐵心軛鐵914的開口部的壓入凹部912a、912b而被固定于鐵心軛鐵912,但并不限于該結(jié)構(gòu),只要鐵心軛鐵912與各勵磁鐵心942、952、962、972能夠磁連接即可。以上將本發(fā)明具體化為馬達910 (旋轉(zhuǎn)電動機),但也可以具體化為發(fā)電機。
權(quán)利要求
1.ー種旋轉(zhuǎn)電機,其特征在于,具備 轉(zhuǎn)子鐵心,該轉(zhuǎn)子鉄心被固定于具有用于形成磁路的磁性體的旋轉(zhuǎn)軸,且具有磁凸極; 定子,該定子具有齒和以集中卷繞的方式纏繞于該齒的定子繞組,且在周方向鄰接的齒之間形成有狹縫; 勵磁磁軛,該勵磁磁軛將所述定子與所述磁性體磁連接;以及勵磁繞組(單個),該勵磁繞組配置于所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上的靠所述定子繞組的至少ー個繞組端部的部位,通過對該勵磁繞組通電而在所述磁凸極產(chǎn)生磁極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上的靠所述定子繞組的兩方的繞組端部的部位分別配設(shè)所述勵磁繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述旋轉(zhuǎn)軸自身作為所述磁性體發(fā)揮功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述勵磁磁軛包括從所述磁性體附近的部位呈放射狀地延伸的多個臂部,所述勵磁繞組纏繞于所述各臂部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述勵磁繞組的整體或者一部分配置于形成在所述定子繞組的繞組端部與所述旋轉(zhuǎn)軸之間的空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述轉(zhuǎn)子鉄心包括筒狀鉄心和形成于所述筒狀鐵心的徑向外側(cè)的層疊鐵心,所述筒狀鐵心的材質(zhì)具有比所述層疊鐵心的材質(zhì)的磁阻小的磁阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任一項所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在于, 所述旋轉(zhuǎn)軸形成為包括外周側(cè)部位和內(nèi)周側(cè)部位的雙重構(gòu)造,外周側(cè)部位的磁阻小于內(nèi)周側(cè)部位的磁阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述定子呈筒狀,且配置在所述轉(zhuǎn)子鐵心的徑向外側(cè),所述勵磁磁軛設(shè)置于所述定子的周圍, 所述磁凸極、所述齒配置成分別關(guān)于所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線呈旋轉(zhuǎn)對稱,所述定子繞組的相配置設(shè)定成關(guān)于所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線呈旋轉(zhuǎn)對稱,并且,在將所述磁凸極的數(shù)量設(shè)為Pu、將所述狹縫的數(shù)量設(shè)為Ps的情況下,Pn以及Ps具有I以外的公約數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述定子繞組由三相交流電流勵磁。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述磁凸極的數(shù)量Pn以及所述狹縫的數(shù)量Ps設(shè)定成Pn Ps滿足I : 3、2 3、4 : 3、4 : 9、5 3、5 6、5 9、5 12、8 9、8 15、8 21 中的任ー個。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述Pn Ps滿足2 3、4 9、5 12中的任ー個。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干,所述磁性體是第一磁性體,所述定子色括沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向延伸的第二磁性體, 所述勵磁磁軛包括具有多個第三磁性體的勵磁磁極,在所述多個第三磁性體分別卷繞有所述勵磁繞組,當對所述勵磁繞組通電時,所述第一磁性體、所述磁凸極、所述第二磁性體以及所述多個第三磁性體形成磁路, 所述多個第三磁性體配置成在相互鄰接的第三磁性體彼此之間形成有空間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述多個第三磁性體從所述旋轉(zhuǎn)軸呈放射狀地延伸,各第三磁性體的徑向外側(cè)端為敞開狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述定子繞組在所述定子中設(shè)置于靠與所述轉(zhuǎn)子鐵心對置的面的部位, 所述多個第三磁性體分別在與所述轉(zhuǎn)子鐵心對置的位置具有朝所述轉(zhuǎn)子鉄心延伸的接近部,所述勵磁繞組卷繞于所述接近部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述多個第三磁性體分別通過層疊多片鋼板而形成,各鋼板以將所述第一磁性體和所述第二磁性體磁連結(jié)的方式延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述多個第三磁性體分別具有與所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面相對的間隙面,且隔著該間隙面與所述第一磁性體磁連結(jié)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12 16中任一項所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在于, 所述勵磁磁極是設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向兩端側(cè)的ー對勵磁磁極中的ー個, 在所述各勵磁繞組流過有電流,以在兩個勵磁磁極形成朝向彼此相対的方向的磁路。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述多個第三磁性體分別沿與沿著所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線的方向交叉的方向延伸。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述磁性體是第一磁性體,所述定子包括沿著所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向延伸的第二磁性體, 所述勵磁磁軛具備包括第三磁性體以及所述勵磁繞組的勵磁磁極,當對所述勵磁繞組通電時,利用所述第一磁性體、所述磁凸極、所述第二磁性體以及所述第三磁性體形成磁路, 所述第三磁性體具有與所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面對置的間隙面。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述定子配置于所述轉(zhuǎn)子鐵心的徑向外側(cè), 所述勵磁磁軛包括供所述旋轉(zhuǎn)軸插通的圓環(huán)狀的勵磁鉄心,該勵磁鉄心具有與所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面對置的內(nèi)周面;沿著所述勵磁鐵心的徑向延伸的多個磁路部;以及沿著所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向延伸的貫通孔, 所述勵磁繞組配設(shè)于所述勵磁鐵心中的靠所述轉(zhuǎn)子鐵心的端面, 伴隨著對所述勵磁繞組通電,所述勵磁磁軛、所述轉(zhuǎn)子鉄心、所述定子以及所述旋轉(zhuǎn)軸形成磁路,所述貫通孔形成為使得所述多個磁路部的沿著所述勵磁鐵心的周方向的截面積的合計在所述勵磁鉄心的內(nèi)周面的面積以上。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述多個磁路部是沿著所述勵磁鐵心的徑向延伸的多個臂部,所述貫通孔形成在相互鄰接的臂部彼此之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述勵磁鐵心的靠所述轉(zhuǎn)子鐵心的端面形成為階梯形狀,使得所述勵磁鐵心的外周部側(cè)的厚度比所述勵磁鐵心的內(nèi)周部側(cè)的厚度薄。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在干, 所述勵磁鉄心形成為, 當將以所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線為中心的同心圓上的經(jīng)過所述臂部的圓弧的長度設(shè)為L、將所述臂部的個數(shù)設(shè)為n、將所述勵磁鐵心的內(nèi)周面的內(nèi)徑設(shè)為d、將圓周率設(shè)為、將所述臂部的厚度設(shè)為tl、將所述勵磁鐵心的內(nèi)周面處的厚度設(shè)為t2時,滿足nLtl ^ dt2的關(guān)系。
24.根據(jù)權(quán)利要求20 23中任一項所述的旋轉(zhuǎn)電機,其特征在于, 所述貫通孔形成為使得所述多個磁路部的沿著所述勵磁鐵心的周方向的截面積的合計與所述內(nèi)周面的面積相同。
全文摘要
本發(fā)明公開一種旋轉(zhuǎn)電機,該旋轉(zhuǎn)電機具備轉(zhuǎn)子鐵心、定子、勵磁磁軛以及勵磁繞組。轉(zhuǎn)子鐵心被固定于具有用于形成磁路的磁性體的旋轉(zhuǎn)軸,且具有磁凸極。定子具有齒和以集中卷繞的方式纏繞于該齒的定子繞組。在周方向鄰接的齒之間形成有狹縫。勵磁磁軛將定子以及磁性體磁連接。勵磁繞組配置于旋轉(zhuǎn)軸的軸向上的靠定子繞組的至少一個繞組端部的部位,通過對該勵磁繞組通電而在磁凸極產(chǎn)生磁極。
文檔編號H02K1/27GK102655363SQ20121004782
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者吉川薰, 吉田稔彥, 外木一樹, 小坂卓, 松井信行, 渡邊將史, 蓑島紀元, 西村博史, 西條正起, 高木康弘 申請人:國立大學(xué)法人名古屋工業(yè)大學(xué), 株式會社豐田自動織機