CN107534331B - 旋转电机以及电动动力转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明获得旋转电机及电动动力转向装置，能通过磁体将相邻的极齿的前端部间连接以提高定子的刚性，并且能实现振动及噪音的降低。本发明的旋转电机的多个铁芯片包括连接铁芯片，上述连接铁芯片具有连接部，上述连接部从凸缘部朝周向突出，并将相邻的极齿部的前端部间连接，连接铁芯片中的至少一块的极齿前端部的形状形成为相对于穿过极齿部的周向中心的极齿中心轴呈非镜面对称，定子铁芯是以连接部的周向位置错开的方式将连接铁芯片层叠而构成的。

Description

旋转电机以及电动动力转向装置
技术领域
本发明涉及旋转电机以及电动动力转向装置，特别是涉及使用了通过磁体将相邻的极齿的前端部间连接而成的定子铁芯的旋转电机的低振动化以及低噪音化的结构。
背景技术
在对使用了通过磁体将相邻的极齿的前端部间连接而成的定子铁芯的旋转电机进行驱动时，存在因将相邻的极齿的前端部间连接的磁体的存在，而产生转矩不均、转矩波动及齿槽转矩增加、振动及噪音增加这样的技术问题。
鉴于上述状况，提出了现有的旋转电机，该旋转电机在极齿的与各个转子相对的面上形成与转轴平行的缺口槽，然后使相邻极齿的与转子相对的面的缺口槽的形成位置错开，从而降低因转矩波动及齿槽转矩引起的旋转电机的振动及噪音(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2005－094901号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在专利文献1所记载的现有的旋转电机中，存在如下的技术问题：由于沿周向排列的极齿的与转子相对的面的缺口槽的形成位置不均匀，因此，会产生旋转电机的磁空隙部的导磁率的高次谐波分量(日文：高調波成分)，无法充分地降低转矩波动及齿槽转矩。
本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于获得一种旋转电机及电动动力转向装置，上述旋转电机能通过磁体将相邻的极齿的前端部间连接以提高定子的刚性，并且能实现振动及噪音的降低。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的旋转电机包括：定子，上述定子具有定子铁芯和定子绕线，上述定子铁芯是将由磁性材料制成的多个铁芯片沿轴向层叠而构成的，上述定子绕线安装于上述定子铁芯；以及转子，上述转子隔着磁空隙部同轴地配设于上述定子的内部，且具有多个磁场极。上述多个铁芯片分别具有：圆环状的芯部支承部；极齿部，上述极齿部分别从上述芯部支承部朝径向内侧突出，并沿周向以等角度间距排列有多个；切槽部，上述切槽部形成在相邻的上述极齿部之间；以及凸缘部，上述凸缘部从上述极齿部各自的突出端朝周向突出，上述多个铁芯片包括连接铁芯片，上述连接铁芯片具有连接部，上述连接部从上述凸缘部朝周向突出，并将相邻的上述极齿部的前端部间连接，上述连接铁芯片中的至少一块的极齿前端部的形状形成为相对于穿过上述极齿部的周向中心的极齿中心轴呈非镜面对称，上述定子铁芯是以上述连接部的周向位置错开的方式将上述连接铁芯片层叠而构成的。
发明效果
根据本发明，由于构成定子铁芯的多个铁芯片具有连接铁芯片，上述连接铁芯片具有从凸缘部朝周向突出并将相邻的极齿部的前端部间连接的连接部，因此，可提高定子铁芯的内径侧的刚性，从而可提高定子整体的刚性。另外，由于连接铁芯片中的至少一块的极齿前端部的形状形成为相对于穿过极齿部的周向中心的极齿中心轴呈非镜面对称，定子铁芯是以连接部的周向位置错开的方式将连接铁芯片层叠而构成的，因此，可降低因连接部的磁饱和引起的转矩波动，并能降低旋转电机的振动和噪音。
附图说明
图1是表示本发明的电动驱动装置的纵剖视图。
图2是表示本发明实施方式1的旋转电机的结构的、图1的II－II向视剖视图。
图3是表示本发明实施方式1的旋转电机中的、构成定子铁芯的第一连接铁芯片的主要部分的俯视图。
图4是表示转矩波动和平均转矩与凸缘的径向宽度和连接部的径向宽度间的比例之间的关系的图。
图5是对本发明实施方式1的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。
图6是表示本发明实施方式1的旋转电机中的转矩波形和转矩波动的图。
图7是表示在本发明实施方式1的旋转电机中，将角度差θs°设为3°～4.875°时的、将十二次的转矩波动和十二次的齿槽转矩标准化后的值的图。
图8是表示本发明实施方式2的旋转电机中的、构成定子铁芯的第二连接铁芯片的俯视图。
图9是对本发明实施方式2的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。
图10是表示本发明实施方式3的旋转电机中的、构成定子铁芯的第一开口铁芯片的俯视图。
图11是对本发明实施方式3的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。
图12是从磁空隙部一侧对本发明实施方式4的旋转电机中的定子铁芯的块边界面周围观察的主要部分俯视图。
图13是表示本发明实施方式5的旋转电机中的、构成定子铁芯的第三连接铁芯片的俯视图。
图14是对本发明实施方式5的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。
图15是表示本发明实施方式6的旋转电机中的、构成定子铁芯的第三连接铁芯片的俯视图。
图16是表示本发明实施方式7的旋转电机中的、构成定子铁芯的连接铁芯片的俯视图。
图17是对本发明实施方式7的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。
图18是表示本发明实施方式8的旋转电机中的转子的结构的主要部分立体图。
图19是对本发明实施方式8的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。
图20是示意地表示本发明实施方式8的旋转电机的剖视图。
图21是表示本发明实施方式9的电动驱动装置的电路图。
图22是表示本发明实施方式10的旋转电机的横剖视图。
图23是表示本发明实施方式10的旋转电机中的、构成定子铁芯的连接铁芯片的俯视图。
图24是对本发明实施方式10的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。
图25是本发明实施方式11的汽车的电动动力转向装置的说明图。
具体实施方式
在描述实施方式之前，对使用了本发明的旋转电机的电动驱动装置以及装设有上述电动驱动装置的汽车的电动动力转向装置进行说明。
首先，参照图25，对电动动力转向装置进行说明。图25是表示本发明实施方式11的汽车的电动动力转向装置的说明图。
当驾驶员转动方向盘(未图示)时，方向盘的转矩经由转向轴(未图示)而传递至轴501。此时，传递至轴501的转矩被转矩传感器502所检测并转换为电信号，并通过线缆(未图示)经由电动驱动装置100的第一连接器206而传递至ECU(电子控制单元：ElectronicControl Unit)200。ECU 200包括控制基板和逆变电路，上述逆变电路用于驱动旋转电机101。
另一方面，车速等汽车的信息被转换成电信号，以经由第二连接器207传递至ECU200。ECU 200根据上述转矩以及车速等汽车的信息，计算出需要的辅助转矩，并经由逆变电路以将电流供给至旋转电机101。
旋转电机101沿使轴心与齿条轴的移动方向507平行的方向配置。此外，向ECU 200的电力供给是从蓄电池或交流发电机经由电源连接器208输送的。旋转电机101所产生的转矩通过内置有皮带(未图示)和滚珠丝杠(未图示)的齿轮箱503得以减速，并产生使位于外壳504内部的齿条轴(未图示)朝箭头方向移动的推力，以对驾驶员的转向力进行辅助。藉此，转向横拉杆(日文：タイロッド)505移动，能使轮胎转向而使车辆转弯。另外，齿条保护罩(日文：ラックブーツ)506设置成避免异物进入装置内。此外，旋转电机101与ECU 200形成一体，而构成电动驱动装置100。
接着，参照图1，对电动驱动装置进行说明。图1是表示本发明的电动驱动装置的纵剖视图。另外，纵剖视图是包括旋转电机的转轴轴心的平面上的剖视图。
电动驱动装置100是将旋转电机101与ECU 200沿旋转电机101的轴向排列并一体化而构成的。
旋转电机101包括：圆环状的定子20；以及转子10，上述转子10隔着磁空隙部9以同轴且能旋转的方式配设于定子20的内部。
定子20包括：圆环状的定子铁芯21，上述定子铁芯21是将铁芯片层叠一体化制作而成的；以及定子绕线22，上述定子绕线22安装于定子铁芯21。定子20通过压入或热压配合等使定子铁芯21以内嵌状态与有底圆筒状的框架1的圆筒部1a固接，从而保持于框架1。转子10包括：转子铁芯11，上述转子铁芯11固接于贯穿轴心位置的转轴12；以及永磁体13，上述永磁体13固接于转子铁芯11的外周面。转轴12支承于轴承3、4，从而使转子10以同轴且能旋转的方式配设于定子20的内部，其中，上述轴承3、4配设于将框架1的开口封口的外壳2和框架1的底部1b。带轮5安装于转轴12的从外壳2突出的突出部。传感器用永磁体211配设于转轴12的从底部1b突出的突出端。
在此，铁芯片是薄板状的电磁钢板等磁体。外壳2通过螺栓而紧固固定于框架1的圆筒部1a。永磁体13与转子铁芯11的外周面固接，但也可埋入转子铁芯11的外周侧。
在ECU 200中设置有：第一连接器206，上述第一连接器206接收来自转矩传感器502的信号；第二连接器207，上述第二连接器207获取车速等汽车的信息；以及电源供给用的电源连接器208。另外，ECU 200包括用于驱动旋转电机101的逆变电路，逆变电路具有MOS－FET等开关元件201。
上述开关元件201例如形成为将裸片安装于DBC(直接敷铜：Directe BondedCopper)基板的结构或通过树脂将裸片模塑而形成模块的结构等。开关元件201因流有用于驱动旋转电机101的电流而发热。因而，开关元件201形成为经由粘接剂或绝缘片等而与散热器202接触，以对发热进行散热的结构。除了开关元件201之外，在逆变电路中，还具有平滑电容器、消除噪音用线圈、电源继电器等零件以及将上述平滑电容器、消除噪音用线圈、电源继电器等零件电连接的汇流条等，但在图1中省略。此外，汇流条与树脂一体成型而形成中间构件203。
此外，与中间构件203相邻地设置有控制基板204。为了合适地驱动旋转电机101，上述控制基板204基于从第一连接器206和第二连接器207获得的信息，将控制信号输送至开关元件201。控制信号通过将控制基板204与开关元件201之间电连接的连接构件209传递。上述连接构件209通过按压配合或焊接等而与控制基板204及开关元件201连接。上述逆变电路和控制基板204被壳体205覆盖。壳体205可以是树脂制，也可以是铝等金属制，还可以是将树脂与铝等金属组合而成的结构。控制基板204沿着与旋转电机101的转轴12的轴心垂直的面配设。
在散热器202的靠近旋转电机101一侧配置有传感器部。传感器部具有磁传感器210、基板212、连接构件209以及支承部213，安装有磁传感器210的基板212通过螺钉(未图示)而紧固固定于散热器202。
磁传感器210以与传感器用永磁体211同轴且相对的方式配置，通过对传感器用永磁体211产生的磁场进行检测而获知上述磁场的方向，从而对旋转电机101的转子10的旋转角度进行检测。ECU 200根据检测出的上述旋转角度而将合适的驱动电流供给至旋转电机101。另外，连接构件209通过支承部213支承，并将传感器部的基板212与控制基板204电连接。连接构件209通过按压配合或焊接等而与基板212及控制基板204连接。另外，由于连接构件209需要贯穿散热器202和中间构件203，因此，在散热器202和中间构件203设置有供连接构件209穿过的通孔(未图示)。另外，虽未图示，但中间构件203形成为设置有能对连接构件209进行定位这样的引导件的结构。
在此，在图1中，虽然示出了磁传感器210安装于与控制基板204不同的基板212的例子，但也可以是磁传感器210安装于控制基板204，且对从传感器用永磁体211经由散热器202泄漏的磁通进行检测的结构。此外，虽然中间构件203和控制基板204从旋转电机101一侧以中间构件203、控制基板204的顺序排列，但也可以从旋转电机101一侧以控制基板204、中间构件203的顺序排列。此外，虽然通过磁传感器210和传感器用永磁体211来构成旋转传感器，但也可以通过旋转变压器来构成旋转传感器。此外，在散热器202上设置凹部214，以扩大安装于基板212的磁传感器210与散热器202的表面之间的距离。由于散热器202通过螺钉或热压配合等而固定于旋转电机101的框架1，因此，能使开关元件201中的发热经由散热器202传递至旋转电机101的框架1。
实施方式1
图2是表示本发明实施方式1的旋转电机的结构的图1的II－II向视剖视图。另外，为了方便起见，图2中，1、2、3…48是按切槽的周向的排列顺序分配的切槽编号。此外，在图2中，为了方便起见，省略了框架，定子绕线仅示出了线圈段的直线部。
在图2中，转子10隔着磁空隙部9以能旋转的方式配设于定子20的内侧。永磁体13在转子铁芯11的外周面上沿周向以等角度间距配设有八个。此外，磁化成使相邻的永磁体13的极性彼此相反，转子10的极数为八极。此外，转子铁芯11的位于永磁体13间的部位朝径向外侧突出，在转子铁芯11的突出部11a与永磁体13之间形成有空隙部。上述空隙部形成非磁性的磁空隙部，能降低漏磁通。上述突出部11a具有缩小旋转电机101的磁空隙部9的效果，且电感变大。藉此，弱磁通控制容易发挥效果，能提高高速旋转时的转矩。另外，若在转子铁芯11设置孔部，则具有轻量化和降低惯性的效果。
定子铁芯21具有：圆环状的芯部支承件21a；以及四十八根极齿21b，上述四十八根极齿21b分别从芯部支承件21a的内周面朝径向内侧突出，并沿周向以等角度间距排列。极齿21b形成为周向宽度朝向内径侧逐渐变窄的尖端形状，在相邻的极齿21b间形成有大致矩形状截面的切槽23。此外，定子绕线22收纳于切槽23。虽未图示，但在定子绕线22与定子铁芯21之间插入有绝缘纸等，以确保电绝缘。
定子绕线22由U1相绕线、V1相绕线及W1相绕线所构成的三相绕线和U2相绕线、V2相绕线及W2相绕线所构成的三相绕线构成。U1相绕线是收纳于切槽编号为1号、7号、13号…43号的切槽23的绕线，U2相绕线是收纳于切槽编号为2号、8号、14号…44号的切槽23的绕线，V1相绕线是收纳于切槽编号为3号、9号、15号…45号的切槽23的绕线，V2相绕线是收纳于切槽编号为4号、10号、16号…46号的切槽23的绕线，W1相绕线是收纳于切槽编号为5号、11号、17号…47号的切槽23的绕线，W2相绕线是收纳于切槽编号为6号、12号、18号…48号的切槽23的绕线。
U1相绕线由分别构成一匝的八根线圈段24构成。线圈段24形成为由一对直线部、匝部以及一对线圈端子构成的U字状，其中，上述一对直线部收纳于在周向上连续排列的六根极齿21b两侧的切槽23，上述匝部将一对直线部的一端彼此连接，上述一对线圈端子从一对直线部朝另一端侧伸出。线圈段24从定子铁芯21的轴向的一端侧一根一根地分别安装于切槽编号为1号和7号的成对的切槽23、切槽编号为7号和13号的成对的切槽23、切槽编号为37号和43号的成对的切槽23以及切槽编号为43号和1号的成对的切槽23。安装于定子铁芯21的八根线圈段24通过焊接将相邻的线圈段24的朝定子铁芯21的轴向的另一端侧突出的线圈端子彼此接合，并串联连接，从而形成U1相绕线。此时，八根线圈段24以使在相邻的线圈段24中流动的电流的方向相反的方式连接。另外，由于V1相绕线、W1相绕线、U2相绕线、V2相绕线以及W2相绕线以与U1相绕线同样的方式构成，因此，在此省略其说明。
在此，对线圈段24一根一根地收纳于在周向上连续排列的六根极齿21b两侧的成对的切槽23的每一个的情况进行了说明，但收纳于成对切槽23的每一个的线圈段24的根数也可以是两根以上。例如，在两根线圈段24收纳于成对的切槽23的每一个的情况下，将插入到相同对的切槽23的两根线圈段24串联连接而形成两匝线圈。此外，U1相绕线、V1相绕线、W1相绕线、U2相绕线、V2相绕线以及W2相绕线分别以将如上所述构成的两匝线圈串联连接八根的方式构成。
如上所述构成的旋转电机101形成八极四十八切槽的结构。定子绕线22是跨过六个极齿21b而安装于切槽23的分布卷绕绕线。这相当于电角度180度，短节距卷绕系数(日文：短節巻き係数)为1，因此，能有效地利用永磁体13所产生的磁通，并能实现旋转电机101的小型化和高转矩化。藉此，与短节距卷绕系数较小的旋转电机相比，旋转电机101能削减永磁体13的使用量，并能实现低成本化。
如后所述，定子铁芯21是将相邻的极齿部30b的前端部间通过连接部连接的第一连接铁芯片30层叠一体化制作，并构成为封闭切槽的铁芯。定子绕线22由成型为U字状的线圈段24构成。由于线圈段24能从轴向插入到封闭切槽的定子铁芯21，因此，定子20的制造变得容易。此外，由于无需将定子铁芯21分割，因此，能实现旋转电机101的高转矩化，并且能抑制因将定子铁芯21分割而引起的转矩波动的产生。
接着，参照图3，对第一连接铁芯片30进行具体说明。图3是表示本发明实施方式1的旋转电机中的、构成定子铁芯的第一连接铁芯片的主要部分的俯视图。另外，图3表示在周向上的1/16的模型。此外，图3中，符号A是穿过极齿部的周向的中心和转轴的轴心的平面(以下称为极齿中心轴)。
第一连接铁芯片30是例如将电磁钢板的片材冲裁制作而成的，上述第一连接铁芯片30具有：圆环状的芯部支承部30a；尖端形状的极齿部30b，上述极齿部30b分别从芯部支承部30a的内周面朝径向内侧突出，并在周向上以θt的间距角度排列；凸缘部30c，上述凸缘部30c从极齿部30b的前端朝周向一侧突出；连接部30d，上述连接部30d将凸缘部30c与位于周向一侧的极齿部30b的前端连接；以及切槽部30f，上述切槽部30f形成于极齿部30b之间。各个极齿前端部31a的形状相同，并呈相对于极齿中心轴A非镜面对称的形状。凸缘部30c形成于从极齿中心轴A朝周向一侧超过θt/2的范围。第一连接铁芯片30的内周面形成为以转轴12的轴心为中心的圆筒面。连接部30d的径向宽度b比凸缘部30c的径向宽度a窄。另外，极齿前端部31a是包括极齿部30b的前端侧和凸缘部30c的部位。
另外，虽然连接部30d的径向宽度从凸缘部30c以台阶状变窄，但连接部30d的径向宽度只要比凸缘部30c的径向宽度窄即可，例如，连接部30的外径侧的面也可以形成为朝内径侧凸出的曲面。
当将极齿21b的根数设为Ns时，极齿部30b的间距角度θt以式(1)表示。
θt＝360°/Ns (1)
在实施方式1中，由于极齿21b的根数为48，因此，θt＝7.5°。
在将如上所述构成的第一连接铁芯片30沿相同方向层叠并一体化制作而成的比较例的定子铁芯中，将凸缘部30c层叠一体化构成的凸缘仅形成于将极齿部30b层叠一体化制作而成的极齿的周向一侧。此外，将连接部30d层叠一体化制作而成的连接部将凸缘与极齿的前端侧连接。另外，连接部的径向宽度比凸缘的径向宽度窄。藉此，在使用了将第一连接铁芯片30层叠一体化制作而成的比较例的定子铁芯的旋转电机中，能降低无益于转矩的定子内的漏磁通，并能实现旋转电机的高转矩化。
但是，在对使用了比较例的定子铁芯的旋转电机进行驱动的情况下，在连接部会产生磁饱和。特别是，由于根据转子的位置及向定子绕线通电的电流的通电相位不同，而使连接部的磁饱和发生变化，因此，在旋转电机的转矩中会产生不均，而使转矩波动增加。藉此，会产生旋转电机的振动及噪音增加这样的不良情况。
在此，在比较例的定子铁芯中，将改变连接部的径向宽度相对于凸缘的径向宽度的比例b/a而测定得到的转矩波动和平均转矩的结果示于图4。图4是表示转矩波动和平均转矩与凸缘的径向宽度和连接部的径向宽度间的比例之间的关系的图。另外，b/a＝0是不具有连接部的情况。
从图4可知，当极齿前端部31a通过连接部30d连接时，转矩波动增加，平均转矩降低。
接着，参照图5，对实施方式1的定子铁芯21的结构进行说明。图5是对本发明实施方式1的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。
在图5中，第一铁芯块32是将十五块第一连接铁芯片30朝向相同方向层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部30a层叠一体化而形成芯部支承件32a，极齿部30b层叠一体化而形成极齿32b，凸缘部30c层叠一体化而形成凸缘32c，连接部30d层叠一体化而形成连接部32d，切槽部30f层叠一体化而形成切槽部32f。
第二铁芯块33是以相对于第一铁芯块32中的第一连接铁芯片30正反翻转的方式，将十五块第一连接铁芯片30朝向相同方向层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部30a层叠一体化而形成芯部支承件33a，极齿部30b层叠一体化而形成极齿33b，凸缘部30c层叠一体化而形成凸缘33c，连接部30d层叠一体化而形成连接部33d，切槽部30f层叠而形成切槽部33f。
此外，定子铁芯21是将第一铁芯块32和第二铁芯块33层叠，并在块边界面34处通过铆接或粘接等一体化制作而成的。芯部支承件32a、33a层叠一体化而形成芯部支承件21a，极齿32b、33b层叠一体化而形成极齿21b，切槽部32f、33f层叠而形成切槽23。
在如上所述构成的定子铁芯21中，第一铁芯块32的连接部32d与第二铁芯块33的连接部33d的位置以块边界面34为界，在与转轴12的轴心正交的平面上，以转轴12的轴心上的点O为原点，而在周向上错开角度差θs°。
由于上述定子铁芯21是将一种第一连接铁芯片30层叠而构成的，因此，制造变得容易。
在对使用了上述定子铁芯21的旋转电机101进行驱动的情况下，欲使定子20朝内周侧发生形变的径向的电磁力作用于定子20的内周侧。由于定子铁芯21的极齿21b的前端间通过连接部32d、33d连接，因此，定子铁芯21内周侧的刚性得到提高。藉此，可抑制旋转电机101产生振动及噪音。此外，由于切槽23的开口消失，因此，可防止定子绕线22向定子铁芯21的内周侧突出。此外，由于降低了成为齿槽转矩和电磁施振力的原因的齿槽导磁率的高频分量，因此，能降低齿槽转矩和电磁施振力。另外，由于连接部32d、33d形成磁通的路径，因此，旋转电机101的电感增加，能增强弱磁场控制的效果。藉此，能缓和电压饱和，并能提高旋转电机101在高速旋转时的平均转矩。
接着，将测得的旋转电机101中的转矩波形和转矩波动的结果示于图6。图6是表示本发明实施方式1的旋转电机中的转矩波形和转矩波动的图。另外，图6中，符号B1是旋转电机101的转矩波动，符号B2是旋转电机101的转矩波形，B3是在包括第一铁芯块32的截面上产生的转矩波形，符号B4是在包括第二铁芯块33的截面上产生的转矩波形。纵轴是将相对于旋转电机101的平均转矩的转矩值标准化为：各转矩波形的平均值为“0”、在包括第一铁芯块32的截面上产生的转矩波动的最小值为“－1.0”的坐标轴。另外，旋转电机101的平均转矩不是每个截面的平均转矩值，而是旋转电机101整体的平均转矩值。即，所有分母都相同。
从图6可知，在旋转电机101中，包括第一铁芯块32的截面的转矩波动与包括第二铁芯块33的截面的转矩波动相互抵消，转矩波动B1比各个截面上产生的转矩波动小。推测这是由于将连接部32d、33d的位置沿周向错开了角度差θs°，因此，由连接部32d、33d产生的转矩波形B3、B4的相位相互具有相位差。此外，可知特别是在将转子10的N极和S极的极对在圆周方向上所占的角度设为电角度360°时，转矩波动的电角度十二次分量变小。
这样，根据实施方式1，由于连接部32d、33d的位置沿周向相互错开地配置，因此，能抵消连接部32d、33d中产生的转矩波动，从而能降低旋转电机101中产生的转矩波动。藉此，能够获得能降低旋转电机101的振动及噪音这样的效果。
接着，在旋转电机101中，将角度差θs°设为3°～4.875°时的十二次的转矩波动和十二次的齿槽转矩标准化后的值示于图7。图7是表示在本发明实施方式1的旋转电机中，将角度差θs°设为3°～4.875°时的、将十二次的转矩波动和十二次的齿槽转矩标准化后的值的图。在此，图7的横轴为α。在将磁场极数设为p、将转矩波动次数设为Ntr时，α以式(2)表示。
α＝θs/(360/Ntr/p) (2)
也就是说，α是通过磁场极数和转矩波动次数将角度差θs°标准化后的值。这是由于在不同的磁场极数和转矩波动次数中，只要基于转矩波动次数确定角度差，就能获得将转矩波动抵消的效果。在此，在实施方式1中，由于角度差θs设为3°～4.875°时，p＝8，因此，α为0.8～1.3。此外，图7的纵轴是将转矩脉冲Ntr次(12次)和齿槽转矩Ntr次(12次)标准化进行表示。在此，齿槽转矩是旋转电机101的转子10的永磁体13与定子铁芯21磁吸引的力，若齿槽转矩较大，则旋转电机101的振动、噪音可能会增大。
从图7可知，在α≤1.2的区域内，α越是增加，转矩波动越是减小。此外，在α≥1.2的区域内，α越是降低，转矩波动越是降低。可知在α≤1.0的区域内，α越是增加，齿槽转矩越是降低，在α≥1.0的区域内，α越是降低，齿槽转矩越是降低。
这样，可以确定通过设置相位差θs，从而能降低转矩波动和齿槽转矩。即，可以确定能够获得降低旋转电机101的振动及噪音的效果。
此外，从图7可知，为了使Ntr次(12次)的转矩波动和齿槽转矩同时降低，期望设为1.0≤α≤1.2。在实施方式1中，由于设为1.0≤α≤1.2，因此，能够获得能将Ntr次(12次)的转矩波动和齿槽转矩同时降低，并且能进一步降低旋转电机101的振动及噪音这样的效果。
另外，在图7中示出了Ntr＝12、p＝8的情况，但即使在不同的转矩波动次数、磁场极数的情况下，只要与转矩波动次数及磁场极数相适应地由α确定θs，则也能获得同样的效果，这是自不待言的。
在定子铁芯21的第一铁芯块32与第二铁芯块33之间的块边界面34上，第一铁芯块32的极齿前端部与第二铁芯块33的极齿前端部在转轴21的轴向上重叠。因而，定子20内的磁通例如从第二铁芯块33的极齿前端部沿轴向流向第一铁芯块32的极齿前端部。这样，由于产生漏磁通，因此，存在旋转电机101的转矩降低的技术问题。块边界面34越是增大，上述漏磁通越是变多。在实施方式1中，由于将连接部的周向位置不同的第一铁芯块32和第二铁芯块33一个一个地层叠而构成定子铁芯21，因此，块边界面34成为最小的一个部位，能降低因块边界面34引起的漏磁通，并能抑制旋转电机101的转矩降低。
此外，在实施方式1中，由于连接部32d、33d的径向宽度b比凸缘部32c、33c的径向宽度a小，因此，从图4可知，与b/a＝1的情况相比，能提高平均转矩，并能降低转矩波动。
另外，从图7可知，通过设为1.0≤α≤1.2，能降低转矩波动和齿槽转矩。在此，由于α＝θs/(360/Ntr/p)，因此，在降低Ntr为较小的次数、即6次或12次这样的低频率的转矩波动及齿槽转矩时，需要将θs设得相对较大。在实施方式1中，由于第一连接铁芯片30使凸缘部30d从极齿部30b的前端侧仅朝周向一侧突出，因此，能增大连接部32d、33d间的角度差θs°，从而能降低低频率的转矩波动。
另外，极齿前端部31a的形状呈如下的形状：当将各个极齿部30b的极齿中心轴A设为0°时，在超过极齿部30b在周向上的间距角度θt°的1/2、即θt/2°的角度的范围内配置。藉此，能增大连接部32d、33d间的角度差θs°，从而能降低低频率的转矩波动及齿槽转矩。
另外，在实施方式1中，使用了极齿前端部的形状为非镜面对称的一种连接铁芯片，但即使使用极齿前端部的形状为非镜面对称的两种以上的第一连接铁芯片，也能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式1中，一个一个地使用连接部的周向位置不同的两种铁芯块，来将定子铁芯的块边界面设为最小的一个部位，但即使增加连接部的周向位置不同的两种铁芯块的个数，并将两种铁芯块交替地层叠，且将定子铁芯的块边界面设为两个部位以上，也能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式1中，定子铁芯是将三十块第一连接铁芯片层叠而构成的，但第一连接铁芯片的层叠块数并不限定于三十块。
此外，在上述实施方式1中，第一铁芯块和第二铁芯块的第一连接铁芯片的层叠块数相同，但即使在第一铁芯块和第二铁芯块的第一连接铁芯片的层叠块数不同的情况下，也能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式1中，设为在转子铁芯上设置永磁体以产生磁场极的结构，但即使在设置使用了绕线的电磁体的情况、或是将磁场极设置为磁阻型转子、感应电机型转子的情况下，也能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式1中，定子绕线由多个线圈段构成，但将定子绕线设为不同的绕线结构，也能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式1中，将旋转电机设为八极四十八切槽的结构，但旋转电机设为不同的磁场极数、不同的切槽数的结构，也能获得同样的效果。
实施方式2
图8是表示本发明实施方式2的旋转电机中的、构成定子铁芯的第二连接铁芯片的俯视图，图9是对本发明实施方式2的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。另外，图8表示在周向上的1/16的模型。
在图8中，第二连接铁芯片35是例如将电磁钢板的片材冲裁制作而成的，上述第二连接铁芯片35具有：圆环状的芯部支承部35a；尖端形状的极齿部35b，上述极齿部35b分别从芯部支承部35a的内周面朝径向内侧突出，并沿周向以θt的间距角度排列；凸缘部35c，上述凸缘部35c从极齿部35b的前端朝周向两侧突出；连接部35d，上述连接部35d将相邻的凸缘部35c彼此连接；以及切槽部35f，上述切槽部35f形成在相邻的极齿部35b之间。连接部35d的径向宽度比凸缘部35c的径向宽度窄。各个极齿前端部31b的形状相同，并呈相对于极齿中心轴A镜面对称的形状。另外，除了极齿前端部31b的形状与第一连接铁芯片30的极齿前端部31a的形状不同这一点之外，第二连接铁芯片35以与第一连接铁芯片30同样的方式构成。
如图9所示，实施方式2的定子铁芯21A是将第一铁芯块36、第二铁芯块37以及第三铁芯块38层叠一体化制作而成的。
第一铁芯块36是将十块第一连接铁芯片30层叠并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部30a层叠一体化而形成芯部支承件36a，极齿部30b层叠一体化而形成极齿36b，凸缘部30c层叠一体化而形成凸缘36c，连接部30d层叠一体化而形成连接部36d，切槽部35f层叠而形成切槽部36f。
第二铁芯块37是将十块第二连接铁芯片35层叠并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，铁芯部支承部35a层叠一体化而形成芯部支承件37a，极齿部35b层叠一体化而形成极齿37b，凸缘部35c层叠一体化而形成凸缘37c，连接部35d层叠一体化而形成连接部37d，切槽部35f层叠而形成切槽部37f。
第三铁芯块38是以相对于第一铁芯块36中的第一连接铁芯片30正反翻转的方式，将十块第一连接铁芯片30层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部30a层叠一体化而形成芯部支承件38a，极齿部30b层叠一体化而形成极齿38b，凸缘部30c层叠一体化而形成凸缘38c，连接部30d层叠一体化而形成连接部38d，切槽部35f层叠而形成切槽部38f。
此外，定子铁芯21A是将第一铁芯块36、第二铁芯块37以及第三铁芯块38层叠，并在块边界面34通过铆接或粘接等一体化制作而成的。芯部支承件36a、37a、38a层叠一体化而形成芯部支承件21a，极齿36b、37b、38b层叠一体化而形成极齿21b，切槽部36f、37f、38f层叠而形成切槽23。
在如上所述构成的定子铁芯21A中，第一铁芯块36的连接部36d、第二铁芯块37的连接部37d以及第三铁芯块38的连接部38d的位置以块边界面34为界，在与转轴12的轴心正交的平面上，以转轴12的轴心上的点O为原点，沿周向相互错开角度差θs/2°。
另外，在实施方式2中，除了使用定子铁芯21A代替定子铁芯21这一点以外，以与上述实施方式1同样的方式构成。
在本实施方式2中，由于连接部36d、37d、38d的周向位置相互错开角度差θs/2°，因此，由连接部36d、37d、38d产生的转矩波动的相位相互具有相位差。因而，在转子10所产生的转矩波动中，转子10的与构成定子铁芯21A的第一铁芯块36、第二铁芯块37及第三铁芯块38隔着磁空隙9相对的部分的转矩波动相互抵消，能获得转矩波动变小的效果。
在实施方式2中，第一铁芯块36的连接部36d与第二铁芯块37的连接部37d具有角度差θs/2°，第二铁芯块37的连接部37d与第三铁芯块38的连接部38d具有角度差θs/2°，第一铁芯块36的连接部36d与第三铁芯块38的连接部38d具有角度差θs°。因而，能降低由连接部36d、37d、38d产生的转矩波动和齿槽转矩的、两个不同次数Ntr1、Ntr2的分量。藉此，能进一步降低旋转电机的振动和噪音。
在实施方式2中，由于将连接部的周向位置不同的第一铁芯块36、第二铁芯块37以及第三铁芯块38一个一个层叠而构成定子铁芯21A，因此，定子铁芯21A的块边界面34为最小的两个部位，并能降低漏磁通，从而能抑制旋转电机的转矩降低。
另外，在上述实施方式2中，使用了极齿前端部的形状呈非镜面对称的一种连接铁芯片和极齿前端部的形状呈镜面对称的一种连接铁芯片，但即使使用了极齿前端部的形状呈非镜面对称的两种以上的连接铁芯片和极齿前端部的形状呈镜面对称的两种以上的连接铁芯片，也能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式2中，第一铁芯块至第三铁芯块的连接部的位置在与转轴的轴心正交的平面上，以转轴的轴心上的点O为原点，沿周向相互以等间隔错开角度差θs/2°，但第一铁芯块至第三铁芯块的连接部的位置也可以沿周向以不等间隔错开。在这种情况下，能够获得能降低转矩波动和齿槽转矩的三个以上不同次数的分量这样的效果。
此外，在上述实施方式2中，第一铁芯块至第三铁芯块分别是将十块第一连接铁芯片和第二连接铁芯片层叠而构成的，但第一铁芯块至第三铁芯块的第一连接铁芯片和第二连接铁芯片的层叠块数并不限定于十块。
此外，在上述实施方式2中，一个一个地使用连接部的周向位置不同的三种铁芯块，并将定子铁芯的块边界面设为最小的两个部位，但即使增加连接部的周向位置不同的三种铁芯块的个数，并将铁芯块以不同种类的铁芯块相邻的方式层叠，且将块边界面的个数设为三个部位以上，也能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式2中，将第一铁芯块至第三铁芯块的第一连接铁芯片和第二连接铁芯片的层叠块数设为相同，但第一铁芯块至第三铁芯块的第一连接铁芯片和第二连接铁芯片的层叠块数也可以不同。
此外，在上述实施方式2中，将连接部的周向位置不同的三种铁芯块层叠而构成定子铁芯，但即使将连接部的周向位置不同的N种(N为4以上的整数)铁芯块层叠而构成定子铁芯，也能获得同样的效果。在这种情况下，只要将N种铁芯块层叠一体化，使得连接部的周向位置以块边界面为界，在与转轴的轴心正交的平面上，以转轴的轴心上的点为原点沿周向等间隔地错开角度差θs/(N－1)°即可。藉此，能降低转矩波动和齿槽转矩的多个不同次数的分量，从而能进一步降低旋转电机的振动及噪音。另外，通过将块边界面的个数设为最小的N－1部位，从而能降低漏磁通，并能抑制旋转电机的转矩降低。
另外，即使将N种铁芯块层叠一体化，使得连接部的周向位置沿周向以不等间隔错开，也能降低转矩波动和齿槽转矩的多个不同次数的分量，并能降低旋转电机的振动及噪音。
实施方式3
图10是表示本发明实施方式3的旋转电机中的、构成定子铁芯的第一开口铁芯片的俯视图，图11是对本发明实施方式3的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。另外，图10表示在周向上的1/16的模型。
在图10中，第一开口铁芯片40是例如将电磁钢板的片材冲裁制作而成的，上述第一开口铁芯片40具有：圆环状的芯部支承部40a；尖端形状的极齿部40b，上述极齿部40b分别从芯部支承部40a的内周面朝径向内侧突出，并沿周向以θt的间距角度排列；凸缘部40c，上述凸缘部40c从极齿部40b的前端朝周向一侧突出；开口部40d，上述开口部40d将凸缘部40c与位于周向一侧的极齿部40b的前端分开；以及切槽部40f，上述切槽部40f形成在相邻的极齿部40b之间。各个极齿前端部31c的形状相同，呈相对于极齿中心轴A非镜面对称的形状。另外，除了替代连接部30d而形成开口部40d这一点以外，第一开口铁芯片40以与第一连接铁芯片30同样的方式构成。
如图11所示，实施方式3的定子铁芯21B是将第一铁芯块41和第二铁芯块42层叠一体化制作而成的。
第一铁芯块41是将八块第一连接铁芯片30和六块第一开口铁芯片40两块两块交替地层叠，最后将一块第一开口铁芯片40层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部30a、40a层叠一体化而形成芯部支承件41a，极齿部30b、40b层叠一体化而形成极齿41b，凸缘部30c、40c层叠一体化而形成凸缘41c，连接部30d及开口部40d层叠一体化而形成连接部41d和开口部41e，切槽部30f、40f层叠而形成切槽部41f。
第二铁芯块42是以相对于第一铁芯块41中的第一连接铁芯片30和第一开口铁芯片正反翻转的方式，将八块第一连接铁芯片30和七块第一开口铁芯片40以同样的方式层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部30a、40a层叠一体化而形成芯部支承件42a，极齿部30b、40b层叠一体化而形成极齿42b，凸缘部30c、40c层叠一体化而形成凸缘42c，连接部30d及开口部40d层叠一体化而形成连接部42d和开口部42e，切槽部30f、40f层叠而形成切槽部42f。
此外，定子铁芯21B是将第一铁芯块41和第二铁芯块42层叠，并在块边界面34通过铆接或粘接等一体化制作而成的。芯部支承件41a、42a层叠一体化而形成芯部支承件21a，极齿41b、42b层叠一体化而形成极齿21b，切槽部41f、42f层叠而形成切槽23。
在如上所述构成的定子铁芯21B中，第一铁芯块41的连接部41d及开口部41e与第二铁芯块42的连接部42d及开口部42e的位置以块边界面34为界，在与转轴12的轴心正交的平面上，以转轴12的轴心上的点O为原点，沿周向相互错开角度差θs°。
另外，在实施方式3中，除了使用定子铁芯21B代替定子铁芯21这一点以外，以与上述实施方式1同样的方式构成。
构成定子铁芯21B的第一铁芯块41与第二铁芯块42的第一开口铁芯片40的层叠块数相对于铁芯片的总层叠块数的比例相等，为7/15≈0.47。此外，第一开口铁芯片40配设于块边界面34。
由于定子铁芯21B的第一连接铁芯片30在转轴21的轴向两端各配置有两块，因此，能提高定子铁芯21B内径侧的强度。此外，由于第一连接铁芯片30从转轴21的轴向两侧夹住第一开口铁芯片40，因此，能抑制因使用具有开口部40d的第一开口铁芯片40而导致的刚性降低，从而能提高定子铁芯21B整体的刚性。藉此，能抑制旋转电机的振动及噪音。
在本实施方式3中，由于连接部41d、42d的周向位置错开角度差θs，因此，由连接部41d、42d产生的转矩波动的相位相互具有相位差。因而，在实施方式3中，与上述实施方式1同样，在转子10所产生的转矩波动中的、隔着磁空隙9与第一铁芯块41和第二铁芯块42相对的部分的转矩波动也相互抵消，使得转矩波动变小。
由于定子铁芯21B具有第一开口铁芯片40，上述第一开口铁芯片40在相邻的极齿前端部31b间具有开口部40d，因此，能降低定子铁芯21B中的极齿前端部的连接部41d、42d的比例。在此，定子铁芯21B中的极齿前端部的连接部41d、42d形成在相邻的极齿前端部间产生的漏磁通的路径。在实施方式3中，由于能降低连接部41d、42d的比例，因此，漏磁通降低，能提高旋转电机的转矩。此外，由于能降低成为转矩波动的原因的定子铁芯21B中的极齿前端部的连接部41d、42d的比例，因此，能降低转矩波动，并能降低旋转电机的振动及噪音。
在对使用了在相邻的极齿前端部间具有开口部的定子铁芯的旋转电机进行驱动时，磁空隙部9的磁场在开口部附近发生形变，特别是因转子10的位置及向定子绕线22通电的电流的通电相位不同，上述磁场的形变会发生变化，因此，旋转电机的转矩会产生不均，并能增加转矩波动。在此，在连接部和开口部的周向位置相同的情况下，由连接部引起的转矩波动与由开口部引起的转矩波动大致为相同相位。在实施方式3中，由于将开口部41e、42e的周向位置错开了角度差θs°，因此，与由连接部41d、42d产生的转矩波动的相位同样地，由开口部41e、42e产生的转矩波动的相位相互具有相位差。因而，在转子10所产生的转矩波动中的、与第一铁芯块41和第二铁芯块42隔着磁空隙9相对的部分的转矩波动相互抵消，能使转矩波动进一步变小。藉此，可进一步降低旋转电机的振动及噪音。此外，由于连接部41d、42d与开口部41e、42e也具有角度差θs°，因此，由连接部41d、42d产生的转矩波动与由开口部41e、42e产生的转矩波动也相互抵消，转矩波动进一步变小。
在实施方式3中，定子铁芯21B是将第一铁芯块41和第二铁芯块42层叠而构成的。此外，连接部41d、42d和开口部41e、42e的周向位置在各个第一铁芯块41和第二铁芯块42中相同，在第一铁芯块41与第二铁芯块42之间沿周向错开角度差θs。藉此，能同时降低因连接部41d、42d和开口部41e、42e引起的转矩波动。
由于第一铁芯块41与第二铁芯块42的第一开口铁芯片40的层叠块数相对于铁芯片的总层叠块数的比例相等，因此，能消除第一铁芯块41与第二铁芯块42间的转轴21的轴向上的磁失衡。藉此，可抑制在旋转电机中产生的转轴21的轴向振动。此外，由于第一铁芯块41和第二铁芯块42各自的连接部41d、42d及开口部41e、42e所产生的转矩波动的大小相近，因此，可提高将转矩波形的相位错开时的转矩波动抵消的效果。藉此，可进一步降低旋转电机的振动及噪音。
另外，在上述实施方式3中，使用了连接部和开口部的周向位置不同的两种铁芯块，但即使使用N种(N为3以上的整数)铁芯块，也能获得同样的效果。此时，将N种铁芯块沿转轴的轴向层叠一体化而形成定子铁芯，使得各铁芯块的极齿的连接部的位置在与转轴的轴心正交的平面上，以转轴的轴心上的点为原点，沿周向相互错开角度差θs/(N－1)°。在这种情况下，通过将块边界面设为最小的N－1部位，从而能降低漏磁通，并能抑制旋转电机的转矩降低。
此外，在上述实施方式3中，使用了一种第一连接铁芯片和一种第一开口铁芯片，但即使使用两种以上的第一连接铁芯片和两种以上的第一开口铁芯片，也能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式3中，一个一个地使用连接部的周向位置不同的两种铁芯块，并将定子铁芯中的块边界面设为最小的一个部位，但即使增加连接部的周向位置不同的两种铁芯块的个数，并将两种铁芯块交替地层叠，且将定子铁芯中的块边界面设为两个部位以上，也能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式3中，第一铁芯块和第二铁芯块是分别将八块第一连接铁芯片和七块开口铁芯片层叠而构成的，但第一连接铁芯片和第一开口铁芯片的层叠块数并不限定于此。
此外，在上述实施方式3中，第一铁芯块和第二铁芯块的铁芯片的层叠块数相同，但即使第一铁芯块和第二铁芯块的铁芯片的层叠块数不同，也能获得同样的效果。
实施方式4
图12的(a)和图12的(b)是从磁空隙部一侧观察本发明实施方式4的旋转电机中的定子铁芯的块边界面周围的主要部分俯视图，其中，图12的(a)表示实施方式3的定子铁芯，图12的(b)表示实施方式4的定子铁芯。
如图12的(a)所示，上述实施方式3的定子铁芯21B的第一连接铁芯片30的连接部30d的周向宽度Wia与第一开口铁芯片40的开口部40d的周向宽度Wib相等。如图12的(b)所示，实施方式4的定子铁芯21C的第一开口铁芯片40’的开口部40d的周向宽度Wib比第一连接铁芯片30的连接部30d的周向宽度Wia宽。
另外，在实施方式4中，除了使用定子铁芯21C代替定子铁芯21B这一点之外，以与上述实施方式3同样的方式构成。
在上述实施方式3的定子铁芯21B中，由于开口部40d的周向宽度Wib与连接部30d的周向宽度Wia相等，因此，在第一开口铁芯片40所面对的块边界面34上，开口部40d间的间隔变宽。其结果是，如图12的(a)中箭头所示，沿转轴12的轴向横穿开口部40d间的漏磁通变多。
在实施方式4的定子铁芯21C中，由于开口部40d的周向宽度Wib比连接部30d的周向宽度Wia宽，因此，在第一开口铁芯片40’所面对的块边界面34上，开口部40d间的间隔变窄。其结果是，如图12的(b)中箭头所示，沿转轴12的轴向横穿开口部40d间的漏磁通变少。因而，通过使用转子铁芯21C来代替转子铁芯21B，能提高旋转电机的转矩，并能提高抵消转矩波动的效果。
另外，在上述实施方式4中，所有的第一开口铁芯片使用了开口部的周向宽度较宽的铁芯片，但也可以在除了块边界面以外的区域将开口部的周向宽度与连接部的开口宽度相等的第一开口铁芯片层叠，而仅在块边界面的位置处配置开口部的周向宽度较宽的第一开口铁芯片。在这种情况下，由于作为定子铁芯整体，周向宽度较宽的开口部变少，因此，能抑制转矩波动及齿槽转矩增大。
实施方式5
图13是表示本发明实施方式5的旋转电机中的、构成定子铁芯的第三连接铁芯片的俯视图，图14是对本发明实施方式5的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。另外，图13表示在周向上的1/16的模型。
在图13中，第三连接铁芯片45是例如将电磁钢板的片材冲裁制作而成的，上述第三连接铁芯片45具有：圆环状的芯部支承部45a；尖端形状的极齿部45b，上述极齿部45b分别从芯部支承部45a的内周面朝径向内侧突出，并沿周向以θt的间距角度排列；凸缘部45c，上述凸缘部45c从极齿部45b的前端朝周向一侧突出；连接部45d，上述连接部45d将凸缘部45c与位于周向一侧的极齿部45b的前端连接；凹陷部45e，上述凹陷部45e使连接部45d的内周壁面朝径向外侧凹陷；以及切槽部45f，上述切槽部45f形成在相邻的极齿部45b之间。各个极齿前端部31d的形状相同，且呈相对于极齿中心轴A非镜面对称的形状。另外，除了具有凹陷部45e这一点之外，第三连接铁芯片45以与实施方式1中的第一连接铁芯片30同样的方式形成。
如图14所示，定子铁芯21D包括第一铁芯块46和第二铁芯块47。
第一铁芯块46是将十五块第一连接铁芯片45朝向相同方向层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部45a层叠一体化而形成芯部支承件46a，极齿部45b层叠一体化而形成极齿46b，凸缘部45c层叠一体化而形成凸缘46c，连接部45d层叠一体化而形成连接部46d，凹陷部45e层叠一体化而形成凹陷部46e，切槽部45f层叠而形成切槽部46f。
第二铁芯块47是以相对于第一铁芯块46中的第一连接铁芯片45正反翻转的方式，将十五块第一连接铁芯片45朝向相同方向层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部45a层叠一体化而形成芯部支承件47a，极齿部45b层叠一体化而形成极齿47b，凸缘部45c层叠一体化而形成凸缘47c，连接部45d层叠一体化而形成连接部47d，凹陷部45e层叠一体化而形成凹陷部47e，切槽部45f层叠而形成切槽部47f。
此外，定子铁芯21D是将第一铁芯块46和第二铁芯块47层叠，并在块边界面34上，通过铆接或粘接等一体化制作而成的。芯部支承件46a、47a层叠一体化而形成芯部支承件21a，极齿46b、47b层叠一体化而形成极齿21b，切槽部46f、47f层叠而形成切槽23。
在如上所述构成的定子铁芯21D中，第一铁芯块46的连接部46d与第二铁芯块47的连接部47d的位置以块边界面34为界，在与转轴12的轴心正交的平面上，以转轴12的轴心上的点O为原点沿周向错开。
因而，在实施方式5中，与上述实施方式1同样，也可降低因连接部46d、47d引起的转矩波动，并可降低旋转电机的振动及噪音。
在实施方式5中，凹陷部46e、47e形成于连接部46d、47d的内径侧。因而，由于连接部46d、47d从磁空隙部9朝定子铁芯21D的径向外侧远离，因此，可缓和连接部46d、47d的磁饱和，并且可降低转矩波动。
此外，通过改变凹陷部46e、47e的深度，从而能改变连接部46d、47d的径向位置。此外，通过改变连接部46d、47d的径向位置，能使定子铁芯21D的刚性变化，从而能改变旋转电机的固有频率。因而，根据实施方式5，能使旋转电机的共振与固有频率错开，从而能进一步降低旋转电机的振动及噪音。
另外，在上述实施方式5中，仅将第三连接铁芯片45层叠一体化来制作第一铁芯块和第二铁芯块，但即使将第一连接铁芯片和第三连接铁芯片层叠一体化来制作第一铁芯块和第二铁芯块，也能获得同样的效果。
实施方式6
图15是表示本发明实施方式6的旋转电机中的、构成定子铁芯的第三连接铁芯片的俯视图。另外，图15表示在周向上的1/16的模型。
在图15中，第四连接铁芯片48是例如将电磁钢板的片材冲裁制作而成的，上述第四连接铁芯片48具有：圆环状的芯部支承部48a；极齿部48b，上述极齿部48b分别从芯部支承部48a的内周面朝径向内侧突出，并沿周向以θt的间距角度排列；凸缘部48c，上述凸缘部48c从极齿部45b的前端朝周向一侧突出；连接部48d，上述连接部48d将凸缘部48c与位于周向一侧的极齿部48b的前端连接；以及切槽部48f，上述切槽部48f形成在相邻的极齿部48b之间。各个极齿前端部31e的形状相同，呈相对于极齿中心轴A非镜面对称的形状。
极齿部48b具有：基部48b1，上述基部48b1从芯部支承部48a朝径向内侧突出；以及前端部48b2，上述前端部48b2形成于基部48b1的突出端。基部48b1形成为周向宽度为Wtb的长方形的平面形状。周向宽度Wtb设定为能实现极齿所要求的最小的磁路截面积。也就是说，周向宽度Wtb成为极齿的最小周向宽度。前端部48b2的最小周向宽度Wta比基部48b1的周向宽度Wtb宽。
在实施方式6中，将第四连接铁芯片48层叠而制作第一铁芯块和第二铁芯块。除了极齿部48b的形状以外，第四连接铁芯片48以与实施方式1中的第一连接铁芯片30同样的方式形成。
因而，在实施方式6中，与上述实施方式1同样，也可降低旋转电机的振动及噪音。
在实施方式6中，由于极齿部48b的前端部48b2的最小周向宽度Wta比基部48b1的周向宽度Wtb宽，因此，可缓和前端部48b2处的磁饱和。藉此，可实现旋转电机的高转矩化，并且能抑制因前端部48b2的磁饱和引起的转矩波动增大。
此外，由于极齿部48b的基部48b1形成为最小的周向宽度Wtb的长方形的平面形状，因此，切槽部48f形成外径侧的周向宽度Wsb比内径侧的周向宽度Wsa宽的梯形截面形状。因而，能在确保最小的极齿宽度Wtb的同时增大切槽面积。藉此，由于能够扩大能插入切槽的定子绕线的截面积，并能够实现定子绕线的低电阻化，因此，能够降低在旋转电机中产生的发热量，并且能够提高旋转电机的输出。
此外，由于切槽部48f形成为梯形截面形状，因此，能将插入切槽的定子绕线的部分形成截面形状，并能抑制定子绕线突出。
实施方式7
图16是表示本发明实施方式7的旋转电机中的、构成定子铁芯的连接铁芯片的俯视图，图17是对本发明实施方式7的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。另外，图16表示在周向上的1/16的模型。
在图16中，连接铁芯片50具有外径侧铁芯片51和内径侧铁芯片52，并且上述连接铁芯片50分别是将电磁钢板的片材冲裁制作而成的。外径侧铁芯片51形成为圆环状，缺口51a在内周壁面上沿周向以θt的间距角度形成。内径侧铁芯片52具有：极齿部52b，上述极齿部52b分别沿径向延伸，并沿周向以θt的间距角度排列；凸缘部52c，上述凸缘部52c从极齿部52b的内径侧端部朝周向一侧突出；连接部52d，上述连接部52d将凸缘部52c与位于周向一侧的极齿部52b的内径侧端部连接；突起52e，上述突起52e在极齿部52b的外径侧端部以能与缺口51a嵌合的方式形成；以及切槽部52f，上述切槽部52f形成在相邻的极齿部52b之间。各个极齿前端部的形状相同，且呈相对于极齿中心轴A(未图示)非镜面对称的形状。
接着，参照图17，对实施方式7的定子铁芯21E的结构进行说明。
第一内径侧铁芯块55是将十五块内径侧铁芯片52朝向相同方向层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，极齿部52b层叠一体化而形成极齿55b，凸缘部52c层叠一体化而形成凸缘55c，连接部52d层叠一体化而形成连接部55d，突起52e层叠一体化而形成突起部55e，切槽部52f层叠而形成切槽部55f。
第二内径侧铁芯块56是以相对于第一内径侧铁芯块55中的内径侧铁芯片52正反翻转的方式，将十五块内径侧铁芯片52朝向相同方向层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，极齿部52b层叠一体化而形成极齿56b，凸缘部52c层叠一体化而形成凸缘56c，连接部52d层叠一体化而形成连接部56d，突起52e层叠一体化而形成突起部56e，切槽部52f层叠而形成切槽部56f。
此外，内径侧铁芯块54是将第一内径侧铁芯块55和第二内径侧铁芯块56层叠，并在块边界面34上，通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，极齿55b、56b层叠一体化而形成极齿21b，突起部55e、56e层叠一体化而形成嵌合突起54e，切槽部55f、56f层叠而形成切槽23。
外径侧铁芯块53是将三十块外径侧铁芯片51层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，外径侧铁芯片51层叠一体化而形成芯部支承件21a，缺口51a层叠一体化而形成嵌合凹部53a。
此外，定子铁芯21E是将嵌合突起54从转轴21的轴向压入嵌合凹部53a，并将外径侧铁芯块53与内径侧铁芯块54一体化制作而成的。
在如上所述构成的定子铁芯21E中，第一内径侧铁芯块55的连接部55d与第二内径侧铁芯块56的连接部56d的位置以块边界面34为界，在与转轴12的轴心正交的平面上，以转轴12的轴心上的点O为原点沿周向错开。因此，在本实施方式7中，也能获得与上述实施方式1同样的效果。
在实施方式7中，定子铁芯21E一分为二成圆环状的外径侧铁芯块53和具有极齿21b的内径侧铁芯块54。因而，由于能在将内径侧铁芯块54与外径侧铁芯块53一体化之前，将定子绕线22安装于内径侧铁芯块54，因此，绕线作业变得容易，能提高旋转电机的制造性。
实施方式8
图18是表示本发明实施方式8的旋转电机中的转子的结构的主要部分立体图，图19是对本发明实施方式8的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图，图20是示意地表示本发明实施方式8的旋转电机的剖视图。另外，图18表示在周向上的1/4的模型。
在图18中，转子10A是将第一转子块110和第二转子块113沿转轴12的轴向层叠一体化制作而成的。
第一转子块110包括：第一转子铁芯111，上述第一转子铁芯111是将十四块转子铁芯片沿转轴12的轴向层叠一体化制作而成的；以及八个第一永磁体112，上述八个第一永磁体112以等角度间距配设于第一转子铁芯111的外周面。此外，磁化成相邻的第一永磁体112的极性彼此相反。此外，第一转子铁芯111的位于第一永磁体112间的部位朝径向外侧突出，在其突出部111a与第一永磁体112之间形成有空隙部。
第二转子块113包括：第二转子铁芯114，上述第二转子铁芯114是将十四块转子铁芯片沿转轴12的轴向层叠一体化制作而成的；以及八个第二永磁体115，上述八个第二永磁体115以等角度间距配设于第二转子铁芯114的外周面。此外，磁化成相邻的第二永磁体115的极性彼此相反。此外，第二转子铁芯114的位于第二永磁体115间的部位朝径向外侧突出，在其突出部114a与第二永磁体115之间形成有空隙部。
第一转子块110与第二转子块113构成为实质上相同的形状，并且以第一永磁体112和第二永磁体115的周向位置错开角度差θr的方式沿转轴12的轴向层叠配置并一体化。即，第一转子块110与第二转子块113的磁场极的位置错开角度差θr。
在图19中，定子铁芯21F具有第一铁芯块60、第二铁芯块61以及第三铁芯块62。
第一铁芯块60是将七块第一连接铁芯片30朝向相同方向层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部30a层叠一体化而形成芯部支承件60a，极齿部30b层叠一体化而形成极齿60b，凸缘部30c层叠一体化而形成凸缘60c，连接部30d层叠一体化而形成连接部60d，切槽部30f层叠而形成切槽部60f。
第二铁芯块61是以相对于第一铁芯块60中的第一连接铁芯片30正反翻转的方式，将十四块第一连接铁芯片30朝向相同方向层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部30a层叠一体化而形成芯部支承件61a，极齿部30b层叠一体化而形成极齿61b，凸缘部30c层叠一体化而形成凸缘61c，连接部30d层叠一体化而形成连接部61d，切槽部30f层叠而形成切槽部61f。
第三铁芯块62是将七块第一连接铁芯片30朝向相同方向层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部30a层叠一体化而形成芯部支承件62a，极齿部30b层叠一体化而形成极齿62b，凸缘部30c层叠一体化而形成凸缘62c，连接部30d层叠一体化而形成连接部62d，切槽部30f层叠而形成切槽部62f。另外，第三铁芯块62是与第一铁芯块60实质上相同的结构。
此外，定子铁芯21F是将第一铁芯块60、第二铁芯块61以及第三铁芯块62层叠，并在块边界面34通过铆接或粘接等一体化制作而成的。芯部支承件60a、61a、62a层叠一体化而形成芯部支承件21a，极齿60b、61b、62b层叠一体化而形成极齿21b，切槽部60f、61f、62f层叠而形成切槽23。
在如上所述构成的定子铁芯21F中，第一铁芯块60的连接部60d及第三铁芯块62的连接部62d与第二铁芯块61的连接部61d的位置以块边界面34为界，在与转轴12的轴心正交的平面上，以转轴12的轴心上的点O为原点，沿周向错开角度差θs°。
如图20所示，实施方式8的旋转电机101A构成为将转子10A隔着磁空隙部9同轴地配设于定子20A的内部。此外，第一转子块110隔着磁空隙部9而与第一铁芯块60以及第二铁芯块61的在转轴21的轴向上的1/2区域面对。此外，第二转子块113隔着磁空隙部9而与第二铁芯块61的在转轴21的轴向上的1/2区域以及第二铁芯块62面对。在此，第一铁芯块60、第二铁芯块61的1/2区域以及第三铁芯块62的层叠块数相同。
这样，第一铁芯块60及第三铁芯块62与第一转子块110及第二转子块113面对的比例和第二铁芯块61与第一转子块110及第二转子块113面对的比例相同。因而，连接部60d、61d、62d的周向位置以沿周向相互错开的方式配置，能抵消连接部60d、61d、62d所产生的转矩波动，因此，与上述实施方式1同样地，在实施方式8中，也能抵消在旋转电机101A中产生的转矩波动。
根据本实施方式8，第一转子块110和第二转子块113以沿周向错开角度差θr°的方式配置，因此，连接部60d、61d、62d所产生的转矩波动在第一转子块110与第二转子块113间被进一步抵消。藉此，能进一步抵消在旋转电机101A中产生的转矩波动。此外，通过将角度差θr°与角度差θs°设为不同的角度，能降低转矩波动和齿槽转矩的多个次数的分量，从而能进一步降低在旋转电机101A中产生的振动和噪音。此外，由于定子铁芯21F具有相对于定子铁芯21F的经过转轴12的轴向中央且与转轴12正交的平面对称的形状，因此，可消除在旋转电机101A的转轴12的轴向上产生的电磁力的不平衡，从而能进一步降低旋转电机101A的振动。
另外，在上述实施方式8中，转子的磁场极由永磁体和转子铁芯构成，但仅由转子铁芯构成，或者以将导体配置于转子的方式构成，只要转子的磁场极的周向位置以错开角度差θr°的方式配置，则也能获得同样的效果，这是自不待言的。
此外，在实施方式8中，第一转子铁芯和第二转子铁芯是将磁性材料的片材层叠而构成的，但第一转子铁芯和第二转子铁芯以磁性材料的块状体构成，也能获得同样的效果。
此外，在实施方式8中，第一转子块与第二转子块形成相同的结构，但即使将第一转子块与第二转子块形成为不同的结构，也能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式8中，第一铁芯块及第三铁芯块与第一转子块及第二转子块面对的比例和第二铁芯块与第一转子块及第二转子块面对的比例相同，但即使第一铁芯块及第三铁芯块与第一转子块及第二转子块面对的比例和第二铁芯块与第一转子块及第二转子块面对的比例不同，也具有抵消转矩波动的效果，这是自不待言的。
此外，在上述实施方式8中，转子块构成为两段，铁芯块构成为三段，但转子块和铁芯块的段数并不限定于此。也就是说，只要各个转子块与连接部的周向位置不同的多个铁芯块隔着磁空隙部面对，即使转子块和铁芯块的段数为与上述实施方式8不同的段数，也能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式8中，将转子块的段数设为两段，但也可以将转子块的段数设为三段以上。在这种情况下，只要构成为安装于转子块的永磁体的周向位置在转子块的段间具有多个角度差θr°，就能降低转矩波动和齿槽转矩的多个次数的分量，并能进一步降低在旋转电机中产生的振动和噪音。
实施方式9
图21是表示本发明实施方式9的电动驱动装置的电路图。另外，在图21中，为了方便起见，对于旋转电机仅示出定子绕线，对于ECU仅示出逆变电路。
在图21中，定子绕线22由第一三相绕线22A和第二三相绕线22B构成，其中，上述第一三相绕线22A是将第一U相绕线U1、第一V相绕线V1以及第一W相绕线W1星形接线而构成的，上述第二三相绕线22B是将第二U相绕线U2、第二V相绕线V2以及第二W相绕线W2星形接线而构成的。另外，虽然第一三相绕线22A和第二三相绕线22B是将三相绕线星形接线而构成的，但也可以将三相绕线三角形接线而构成。此外，符号N1是第一三相绕线22A的中性点，符号N2是第二三相绕线22B的中性点。
ECU 200包括：第一逆变电路230，上述第一逆变电路230将电流供给到第一三相绕线22A；以及第二逆变电路240，上述第二逆变电路240将电流供给到第二三相绕线22B。此外，直流电从蓄电池221等电源经由消除噪音用线圈222、第一电源继电器223以及第二电源继电器224而供给至第一逆变电路230和第二逆变电路240。另外，在图21中，描画成蓄电池221位于ECU 200内部，但实际上，蓄电池221为外部电源，如图1所示，经由电源连接器208向ECU 200供给电流。第一电源继电器223和第二电源继电器224分别由两个MOS－FET构成，在故障时等开放，以防止过大的电流流过。在此，以蓄电池221、线圈222、第一电源继电器223及第二电源继电器224的顺序连接，但也可以以蓄电池221、第一电源继电器223及第二电源继电器224、线圈222的顺序连接。
第一逆变电路230和第二逆变电路240分别使用六个MOS－FET构成电桥电路。平滑电容器251、252与第一逆变电路230及第二逆变电路240并联连接。在此，第一逆变电路230及第二逆变电路240分别与一个平滑电容器251、252并联连接，但也可以是第一逆变电路230及第二逆变电路240分别与多个平滑电容器251、252并联连接。
第一逆变电路230是将串联连接的MOS－FET 231及MOS－FET 232、串联连接的MOS－FET 233及MOS－FET 234以及串联连接的MOS－FET 235及MOS－FET 236并联连接而构成的。电流值检测用的分流电阻237、238、239连接于下侧的MOS－FET 232、234、236各自的GND侧。平滑电容器251与第一逆变电路230并联连接。另外，虽然分流电阻237、238、239连接于三个MOS－FET 232、234、236的GND侧，但分流电阻也可以连接于两个MOS－FET或一个MOS－FET的GND侧。
此外，蓄电池221的直流电在第一逆变电路230中转换为交流电，并从MOS－FET231与MOS－FET 232的连接部经由汇流条等供给至第一U相绕线U1，从MOS－FET 233与MOS－FET 234的连接部经由汇流条等供给至第一V相绕线V1，从MOS－FET 235与MOS－FET236的连接部经由汇流条等供给至第一W相绕线W1。
第二逆变电路240是将串联连接的MOS－FET 241及MOS－FET 242、串联连接的MOS－FET 243及MOS－FET 244以及串联连接的MOS－FET 245及MOS－FET 246并联连接而构成的。电流值检测用的分流电阻247、248、249连接于下侧的MOS－FET 242、244、246各自的GND侧。平滑电容器252与第二逆变电路240并联连接。另外，虽然分流电阻247、248、249连接于三个MOS－FET 242、244、246的GND侧，但分流电阻也可以连接于两个MOS－FET或一个MOS－FET的GND侧。
此外，蓄电池221的直流电在第二逆变电路240中转换为交流电，并从MOS－FET241与MOS－FET 242的连接部经由汇流条等供给至第二U相绕线U2，从MOS－FET 243与MOS－FET 244的连接部经由汇流条等供给至第二V相绕线V2，从MOS－FET 245与MOS－FET246的连接部经由汇流条等供给至第二W相绕线W2。
另外，在图21中，虽然未图示在故障时将旋转电机101与第一逆变电路230及第二逆变电路240电切断的电源继电器，但也可以包括上述电源继电器。在这种情况下，存在将电源继电器设置于中性点N1、N2的情况以及将电源继电器设置于旋转电机101与第一逆变电路230及第二逆变电路240之间的情况。
如上所述构成的第一逆变电路230的MOS－FET 231－236及第二逆变电路240的MOS－FET 241－246根据下述信号进行切换，从而向第一三相绕线22A和第二三相绕线22B供给期望的三相电流，其中，前述信号是根据由磁传感器210检测出的旋转角度而从控制电路(未图示)发送出，而上述磁传感器210作为旋转电机101所包括的旋转角度传感器。另外，虽然使用磁传感器210作为旋转角度传感器，但旋转角度传感器并不限定于磁传感器210，例如，也可以使用将永磁体、GMR传感器或AMR传感器组合的结构或旋转变压器等。
接着，对实施方式9的转矩波动的降低效果进行说明。
由于旋转电机101是八极四十八切槽、且每极每相的切槽数为二的结构，因此，切槽间距为电角度相差30°。由于第一U相绕线U1和第二U相绕线U2收纳于相邻的切槽，因此，第一U相绕线U1与第二U相绕线U2的电角度相差30°相位。同样，第一V相绕线V1与第二V相绕线V2的电角度也相差30°相位，第一W相绕线W1与第二W相绕线W2的电角度也相差30°相位。因而，在对第一三相绕线22A和第二三相绕线22B通入相互错开30度相位的三相交流电时，由第一三相绕线22A的磁动势产生的电角度六次的转矩波动与由第二三相绕线22B的磁动势产生的电角度六次的转矩波动的相位相反，使得电角度六次的转矩波动被消除。
在实施方式9中，包括第一逆变电路230和第二逆变电路240，通过对第一逆变电路230和第二逆变电路240进行单独控制，能向第一三相绕线22A和第二三相绕线22B分别供给电流，因此，能在第一三相绕线22A和第二三相绕线22B中流过相位不同的电流。因而，根据实施方式9，能降低电角度六次的转矩波动。另外，只要第一三相绕线22A与第二三相绕线22B的电流相位之差在20～40度附近，则能获得同样的效果。
在实施方式9中，由于降低了电角度六次的转矩波动，因此，能进一步降低旋转电机101的振动和噪音。此外，由于降低了电角度六次的转矩波动，因此，通过将连接相邻的极齿前端部的连接部的角度适当地错开，从而进一步降低Ntr设为十二次以上次数的转矩波动。在此，在降低Ntr较小的六次转矩波动和齿槽转矩时，需要将θs设得较大，但通过将Ntr设为比十二次大，能减小θs。在减小了θs的情况下，由于对旋转电机101的转矩造成影响的、与定子铁芯21的极齿交链的磁通的基波分量的矢量和变大，因此，能够获得能抑制转矩降低这样的效果。
另外，在上述实施方式9中，旋转电机设为八极四十八切槽的结构，但旋转电机的极数和切槽数并不限定于此，只要是2n极12n切槽的结构，同样能获得效果。其中，n为自然数。
实施方式10
图22是表示本发明实施方式10的旋转电机的横剖视图。另外，横剖视图是指旋转电机的与转轴轴心正交的平面上的剖视图。此外，图21中，1至18是按极齿沿周向的排列顺序分配的极齿编号。
在图22中，旋转电机101B包括：定子20B；以及转子10B，上述转子10B隔着磁空隙部9以同轴且能旋转的方式配设于定子20B的内部。
转子10B包括：转子铁芯11A，上述转子铁芯11A与贯穿轴心位置的转轴12固接；以及十四个永磁体13A，上述十四个永磁体13A埋入到形成于转子铁芯11A的磁体埋入部，并沿周向以等角度间隔配设。各个永磁体13A制作成截面长方形的棒状体，并配设成截面长方形的长边的长度方向朝向径向。另外，十四个永磁体13A分别配设成将磁化方向作为截面长方形的短边的长度方向进行磁化，且相同的极性相对。这样，由于永磁体13A磁化成相邻的永磁体13A的相对的面相互为相同的极性，因此，磁通集中于转子铁芯11A，从而提高了磁通密度。此外，由于永磁体13A形成为截面长方形，因此，能降低永磁体13A的加工成本。
转子铁芯11A的位于相邻的永磁体13A间的部分的、与定子20B相对的面在相邻的永磁体13A间的中间点处，形成为朝径向上方凸出的凸状的曲面形状，使得磁空隙部9的长度最小。因而，在磁空隙部9中产生的磁通密度的波形变得平滑，能缩小齿槽转矩及转矩波动。另外，由于非磁性部14设置成与永磁体13A的内径侧的端面、即内周面接触，因此，能降低永磁体13A的漏磁通。在此，虽然将非磁性部14设为空气，但非磁性部并不限定于空气，既可以在永磁体13A的内径侧填充非磁性的树脂，也可以插入不锈钢或铝这样的非磁性的金属。
此外，电桥部15形成在转子铁芯11A的、位于相邻的永磁体13A间的部分与设置成包围转轴12外周的部分之间，并将两部分机械连接。另外，虽然电桥部15设置成将转子铁芯11A的、位于相邻的永磁体13A间的所有部分与设置成包围转轴12外周的部分连接，但并不限定于此，也可以省略将转子铁芯11A的、位于相邻的永磁体13A间的所有部分与设置成包围转轴12外周的部分连接的电桥部15的一部分。在这种情况下，由于穿过省略了的电桥部15的磁通消失，因此，漏磁通降低，并能提高转矩。
这样，通过使用转子10B，在磁空隙部9中产生的磁通密度的波形变得平滑，可进一步降低齿槽转矩及转矩波动，并能降低旋转电机101B的振动及噪音。另外，由于永磁体13A的径向长度比周向长度长，因此，能使磁通集中于转子铁芯13A，并能实现旋转电机101B的高转矩化。此外，由于能使用截面形状为四边的永磁体13A，因此，能降低永磁体13A的加工成本，并且无需防止磁体飞散的金属管，从而可实现旋转电机101B的低成本化。
定子20B包括：定子铁芯25，上述定子铁芯25具有圆环状的芯部支承件25a和十八根极齿25b，上述十八根极齿25b分别从芯部支承件25a的内周壁面朝径向内侧突出，并沿周向以等角度间距配设；以及定子绕线26，上述定子绕线26由卷绕于各个极齿部25b的十八根集中卷绕线圈27构成。
定子绕线26由U相绕线、V相绕线以及W相绕线构成，其中，上述U相绕线是将+U11、－U12、+U13、－U21、+U22、－U23这六个集中卷绕线圈26a连接而成的，上述V相绕线是将+V11、－V12、+V13、－V21、+V22、－V23这六个集中卷绕线圈26a连接而成的，上述W相绕线是将+W11、－W12、+W13、－W21、+W22、－W23这六个集中卷绕线圈26a连接而成的。集中卷绕线圈26a卷绕于极齿编号为1～18的各个极齿25b，并以+U11、+V11、－V12、－W11、－U12、+U13、+V13、+W12、－W13、－U21、－V21、+V22、+W21、+U22、－U23、－V23、－W22、+W23这一顺序沿周向排列。其中，“+”、“－”表示集中卷绕线圈26a的卷绕极性，“+”与“－”的卷绕极性相反。上述十八个集中卷绕线圈26a通过分别按相连接，然后在外部接线而构成定子绕线26。
接着，参照图23和图24，对定子铁芯25的结构进行说明。图23是表示本发明实施方式10的旋转电机中的、构成定子铁芯的连接铁芯片的俯视图，
图24是对本发明实施方式10的旋转电机中的定子铁芯的结构进行说明的图。另外，图23表示在周向上的1/16的模型。
在图23中，第一连接铁芯片70是例如将电磁钢板的片材冲裁制作而成的，上述第一连接铁芯片70具有：圆环状的芯部支承部70a；具有一定周向宽度的长方形的平面形状的极齿部70b，上述极齿部70b分别从芯部支承部70a的内周面朝径向内侧突出，并沿周向以θt的间距角度排列；凸缘部70c，上述凸缘部70c从极齿部70b的前端朝周向一侧突出；连接部70d，上述连接部70d将凸缘部70c与位于周向一侧的极齿部70b的前端连接；以及切槽部70f，上述切槽部70f形成在相邻的极齿部70b之间。各个极齿前端部31f的形状相同，其呈相对于极齿中心轴非镜面对称的形状。第一连接铁芯片70的内周面形成为以转轴12的轴心为中心的圆筒面。连接部70d的外径侧的面形成为朝内径侧凸出的曲面，连接部70d的径向宽度比凸缘部70c的径向宽度窄。
在图24中，第一铁芯块71是将十五块第一连接铁芯片70朝向相同方向层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部70a层叠一体化而形成芯部支承件71a，极齿部70b层叠一体化而形成极齿71b，凸缘部70c层叠一体化而形成凸缘71c，连接部70d层叠一体化而形成连接部71d，切槽部70f层叠而形成切槽部71f。
第二铁芯块72是以相对于第一铁芯块71中的第一连接铁芯片70正反翻转的方式，将十五块第一连接铁芯片70朝向相同方向层叠，并通过铆接或粘接等一体化制作而成的。此外，芯部支承部70a层叠一体化而形成芯部支承件72a，极齿部70b层叠一体化而形成极齿72b，凸缘部70c层叠一体化而形成凸缘72c，连接部70d层叠一体化而形成连接部72d，切槽部70f层叠而形成切槽部72f。
此外，定子铁芯25是将第一铁芯块71和第二铁芯块72层叠，并在块边界面34通过铆接或粘接等一体化制作而成的。芯部支承件71a、72a层叠一体化而形成芯部支承件25a，极齿71b、72b层叠一体化而形成极齿25b，切槽部71f、72f层叠而形成切槽27。
在如上所述构成的定子铁芯25中，第一铁芯块71的连接部71与第二铁芯块72的连接部72d的位置以块边界面34为界，在与转轴12的轴心正交的平面上，以转轴12的轴心上的点O为原点，沿周向错开角度差θs°。
这样，在实施方式10中，由于连接部71d、72d的位置沿周向相互错开地配置，因此，也能抵消连接部71d、72d中产生的转矩波动，并能降低在旋转电机101B中产生的转矩波动。藉此，能降低旋转电机101B的振动及噪音。
在本实施方式10中，由于定子绕线26由集中地卷绕于极齿25b的集中卷绕线圈26a构成，因此，能获得线圈边端小、小型且铜损也小、并且高效率这样的效果。在旋转电机101B中，将转子10B的磁场极数设为十四、将定子20B的切槽数设为十八，但只要定子绕线以集中卷绕线圈构成，则设为不同的磁场极数和极齿数，也能获得同样的效果。
在本实施方式10中，由于旋转电机101B形成为十四极十八切槽的结构，因此，与定子绕线由集中卷绕线圈构成的十极十二切槽的旋转电机相比，能够获得能减小空间次数为二的电磁施振力且能降低振动和噪音这样的效果。此外，由于高次谐波、特别是作为转矩波动的主分量的电角度六次分量或电角度十二次分量的绕线系数小，因此，能降低转矩波动的低频波分量，并能进一步降低旋转电机101B的振动。此外，由于齿槽转矩的次数Ntr中最小为十八次，因此，无需降低低频波的齿槽转矩。
由上可知，在实施方式10中，由于降低了低次的转矩波动，因此，通过将连接部71d、72d的角度适当地错开，从而能进一步降低Ntr设为十八次以上的次数的转矩波动。在此，在降低Ntr小的六次及十二次转矩波动及齿槽转矩时，需要将θs设得较大，但通过将Ntr设为比十八次大，从而能减小θs。在减小了θs的情况下，由于对旋转电机的转矩造成影响的、与定子铁芯的极齿交链的磁通的基波分量的矢量和变大，因此，能够获得能抑制转矩降低这样的效果。
另外，在上述实施方式10中，旋转电机设为十四极十八切槽的结构，但旋转电机的极数和切槽数并不限定于此，只要是14n极18n切槽的结构，同样能获得效果。其中，n为自然数。此外，旋转电机为10n极12n切槽的结构，也能获得同样的效果，这是自不待言的。此时，由于高次谐波、特别是作为转矩波动的主分量的电角度六次分量的绕线系数小，因此，能降低转矩波动的低频波分量，从而能进一步降低旋转电机的振动。此外，由于齿槽转矩的次数Ntr中最小为十二次，因此，无需降低低频波的齿槽转矩。在这种情况下，由于降低了低次的转矩波动，因此，通过将连接相邻的极齿的前端部彼此的连接部的角度适当地错开，从而能进一步降低Ntr设为十二次以上次数的转矩波动及齿槽转矩。在此，在降低Ntr小的六次转矩波动和齿槽转矩时，需要将θs设得较大，但通过将Ntr设为比十二次大，能减小θs。在减小了θs的情况下，由于对旋转电机的转矩造成影响的、与定子铁芯的极齿交链的磁通的基波分量的矢量和变大，因此，能够获得能抑制转矩降低这样的效果。
此外，通过定子的绕线配置及高次谐波的绕线系数相等的22n极18n切槽或14n极12n切槽的结构，也能获得同样的效果，这是自不待言的。
实施方式11
图25是本发明实施方式11的汽车的电动动力转向装置的说明图。
在图25中，电动动力转向装置500装设有使用了上述实施方式1的旋转电机101的电动驱动装置。
在如上所述构成的电动动力转向装置500中，由于旋转电机101产生的振动经由齿轮传递至驾驶员，因此，为了获得良好的转向感觉，希望辅助转矩大、转矩波动小。此外，希望使电动机101动作时的振动及噪音更小。
但是，由于电动动力转向装置500装设有上述实施方式1的旋转电机101，因此，能获得上述实施方式1的效果。特别是，在提高转矩的同时，也能提高旋转电机101的刚性，从而能同时实现低振动、低噪音化和高转矩化。藉此，能获得实现电动动力转向装置500的低振动、低噪音化以及高转矩化这样的效果。
此外，虽然旋转电机沿与齿条轴的移动方向507平行的方向配置的电动动力转向装置为面向大型车辆的系统，但旋转电机也需要高输出化，在高输出化的同时，存在因旋转电机引起的振动、噪音也会增加这样的技术问题。但是，由于电动动力转向装置500装设有上述实施方式1的旋转电机101，因此，具有能解决上述技术问题、也能应用于大型车辆且能降低燃油效率这样的效果。
另外，在上述实施方式11中，将上述实施方式1的旋转电机装设于电动动力转向装置，但若装设上述实施方式2～10的旋转电机，则能获得实施方式2～10各自的效果。

Claims (37)

1.一种旋转电机，其特征在于，包括：
定子，所述定子具有定子铁芯和定子绕线，所述定子铁芯是将由磁性材料制成的多个铁芯片沿轴向层叠而构成的，所述定子绕线安装于所述定子铁芯；以及
转子，所述转子隔着磁空隙部同轴地配设于所述定子的内部，且具有多个磁场极，
所述多个铁芯片分别具有：圆环状的芯部支承部；极齿部，所述极齿部分别从所述芯部支承部朝径向内侧突出，并沿周向以等角度间距排列有多个；切槽部，所述切槽部形成在相邻的所述极齿部之间；以及凸缘部，所述凸缘部从所述极齿部各自的突出端朝周向突出，
所述多个铁芯片包括连接铁芯片，所述连接铁芯片具有连接部，所述连接部从所述凸缘部朝周向突出，并将相邻的所述极齿部的前端部间连接，
所述连接铁芯片中的至少一块的极齿前端部的形状形成为相对于穿过所述极齿部的周向中心的极齿中心轴呈非镜面对称，
所述定子铁芯是以所述连接部的周向位置错开的方式将所述连接铁芯片层叠而构成的。
2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述定子铁芯是将多个铁芯块层叠而构成的，所述多个铁芯块分别是以所述连接部的周向位置相同的方式，将所述连接铁芯片层叠而构成的。
3.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述定子铁芯是将N种铁芯块层叠而构成的，N为2以上的自然数，所述N种铁芯块分别是以所述连接部的周向位置相同的方式，将所述连接铁芯片层叠而构成的，
所述N种铁芯块是以所述连接部的周向位置沿周向相互错开角度差θs°/(N－1)的方式层叠而成的。
4.如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，
当将所述N设为2、将转矩波动的次数设为Ntr、将磁场极数设为p、α＝θs/(360/Ntr/p)时，满足
1≤α≤1.2。
5.如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，
所层叠的所述铁芯块间的块边界面为N－1处。
6.如权利要求4所述的旋转电机，其特征在于，
所层叠的所述铁芯块间的块边界面为N－1处。
7.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述连接铁芯片中的至少一块的所述极齿前端部的形状形成为，相对于穿过所述极齿部的周向中心的极齿中心轴呈镜面对称。
8.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述多个铁芯片还包括开口铁芯片，所述开口铁芯片在相邻的所述极齿部的前端部间具有开口部。
9.如权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，
所述开口铁芯片中的至少一块的所述极齿前端部的形状形成为，相对于穿过所述极齿部的周向中心的极齿中心轴呈非镜面对称，
所述定子铁芯是以所述开口部的周向位置错开的方式将所述开口铁芯片层叠而构成的。
10.如权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，
所述定子铁芯将多个铁芯块层叠而构成的，所述多个铁芯块是分别以所述连接部的周向位置与所述开口部的周向位置相同的方式将所述连接铁芯片和所述开口铁芯片层叠而构成的。
11.如权利要求9所述的旋转电机，其特征在于，
所述定子铁芯将多个铁芯块层叠而构成的，所述多个铁芯块是分别以所述连接部的周向位置与所述开口部的周向位置相同的方式将所述连接铁芯片和所述开口铁芯片层叠而构成的。
12.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，
在所有的所述多个铁芯块中，所述开口铁芯片的层叠块数与所述连接铁芯片的层叠块数的比例相等。
13.如权利要求11所述的旋转电机，其特征在于，
在所有的所述多个铁芯块中，所述开口铁芯片的层叠块数与所述连接铁芯片的层叠块数的比例相等。
14.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，
所述开口铁芯片配置于所述铁芯块的块边界面，
配置于所述块边界面的所述开口铁芯片的所述开口部的周向宽度比所述连接部的周向宽度宽。
15.如权利要求11所述的旋转电机，其特征在于，
所述开口铁芯片配置于所述铁芯块的块边界面，
配置于所述块边界面的所述开口铁芯片的所述开口部的周向宽度比所述连接部的周向宽度宽。
16.如权利要求12所述的旋转电机，其特征在于，
所述开口铁芯片配置于所述铁芯块的块边界面，
配置于所述块边界面的所述开口铁芯片的所述开口部的周向宽度比所述连接部的周向宽度宽。
17.如权利要求13所述的旋转电机，其特征在于，
所述开口铁芯片配置于所述铁芯块的块边界面，
配置于所述块边界面的所述开口铁芯片的所述开口部的周向宽度比所述连接部的周向宽度宽。
18.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述连接铁芯片形成为所述连接部的径向宽度比所述凸缘部的径向宽度窄。
19.如权利要求18所述的旋转电机，其特征在于，
所述连接铁芯片在所述连接部的与所述转子相对的内周面形成有凹陷部，所述凹陷部朝径向外侧凹陷。
20.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述多个铁芯片分别形成为所述凸缘部从所述极齿部各自的突出端仅朝周向的一侧突出。
21.如权利要求20所述的旋转电机，其特征在于，
在将所述极齿部的间距角度设为θt时，所述极齿前端部的形状相对于所述极齿中心轴呈非对称的所述连接铁芯片的所述极齿前端部形成为，从所述极齿中心轴朝周向的一侧超过θt/2。
22.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述定子绕线以如下的方式构成：分别将成型为U字状的多个线圈段从所述定子铁芯的轴向一侧插入不同的两个切槽，并将从所述切槽朝轴向另一侧突出的所述多个线圈段的线圈端子彼此接合。
23.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述多个铁芯片各自的所述极齿部的前端侧的周向宽度比所述极齿部的最小周向宽度宽。
24.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述多个铁芯片分别形成为所述切槽部呈梯形的截面形状。
25.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述多个铁芯片分别一分为二成所述芯部支承部一侧和所述极齿部一侧。
26.如权利要求2或3所述的旋转电机，其特征在于，
所述转子是以所述磁场极的周向位置沿周向错开的方式，将多个转子块沿轴向配置而构成的，
所述多个转子块分别隔着所述磁空隙部而与所述连接部的周向位置不同的所述多个铁芯块面对。
27.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，
所述转子是以所述磁场极的周向位置沿周向错开的方式，将多个转子块沿轴向配置而构成的，
所述多个转子块分别隔着所述磁空隙部而与所述连接部的周向位置不同的所述多个铁芯块面对。
28.如权利要求11所述的旋转电机，其特征在于，
所述转子是以所述磁场极的周向位置沿周向错开的方式，将多个转子块沿轴向配置而构成的，
所述多个转子块分别隔着所述磁空隙部而与所述连接部的周向位置不同的所述多个铁芯块面对。
29.如权利要求12所述的旋转电机，其特征在于，
所述转子是以所述磁场极的周向位置沿周向错开的方式，将多个转子块沿轴向配置而构成的，
所述多个转子块分别隔着所述磁空隙部而与所述连接部的周向位置不同的所述多个铁芯块面对。
30.如权利要求13所述的旋转电机，其特征在于，
所述转子是以所述磁场极的周向位置沿周向错开的方式，将多个转子块沿轴向配置而构成的，
所述多个转子块分别隔着所述磁空隙部而与所述连接部的周向位置不同的所述多个铁芯块面对。
31.如权利要求14所述的旋转电机，其特征在于，
所述转子是以所述磁场极的周向位置沿周向错开的方式，将多个转子块沿轴向配置而构成的，
所述多个转子块分别隔着所述磁空隙部而与所述连接部的周向位置不同的所述多个铁芯块面对。
32.如权利要求15所述的旋转电机，其特征在于，
所述转子是以所述磁场极的周向位置沿周向错开的方式，将多个转子块沿轴向配置而构成的，
所述多个转子块分别隔着所述磁空隙部而与所述连接部的周向位置不同的所述多个铁芯块面对。
33.如权利要求16所述的旋转电机，其特征在于，
所述转子是以所述磁场极的周向位置沿周向错开的方式，将多个转子块沿轴向配置而构成的，
所述多个转子块分别隔着所述磁空隙部而与所述连接部的周向位置不同的所述多个铁芯块面对。
34.如权利要求17所述的旋转电机，其特征在于，
所述转子是以所述磁场极的周向位置沿周向错开的方式，将多个转子块沿轴向配置而构成的，
所述多个转子块分别隔着所述磁空隙部而与所述连接部的周向位置不同的所述多个铁芯块面对。
35.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述定子绕线包括第一三相绕线和第二三相绕线，所述第一三相绕线由U1相绕线、V1相绕线以及W1相绕线构成，所述第二三相绕线由U2相绕线、V2相绕线以及W2相绕线构成，
所述旋转电机构成为，电流经由第一逆变电路供给至所述第一三相绕线，并且经由与第一逆变电路不同的第二逆变电路供给至所述第二三相绕线电流，
所述U1相绕线和所述U2相绕线收纳于彼此相邻的切槽，
所述V1相绕线和所述V2相绕线收纳于彼此相邻的切槽，
所述W1相绕线和所述W2相绕线收纳于彼此相邻的切槽，
供给至所述第一三相绕线的电流与供给至所述第二三相绕线的电流的相位错开20°以上、40°以下的电角度。
36.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述定子绕线由集中卷绕线圈构成，
所述旋转电机的磁场极数为(18±4)n且切槽数为18n，或者磁场极数为(12±2)n且切槽数为12n，其中，n为自然数。
37.一种电动动力转向装置，其特征在于，
装设有权利要求1至36中任一项所述的旋转电机。
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