CN109845078A - 同步磁阻型旋转电机 - Google Patents

Abstract

实施方式的同步磁阻型旋转电机具有轴、转子铁芯、转子铁芯按压件、多个导体棒及短路环。轴围绕旋转轴线旋转。转子铁芯固定于轴，在每1极形成有多层朝向径向内侧成为凸形状的空腔部。转子铁芯按压件从旋转轴线方向两侧按压并保持转子铁芯。多个导体棒配置于空腔部，沿着旋转轴线延伸，两端经由转子铁芯按压件而突出。短路环设置在多个导体棒的两端，连结多个导体棒。并且，导体棒被固定于转子铁芯按压件。

Description

同步磁阻型旋转电机

技术领域

本发明的实施方式涉及同步磁阻型旋转电机。

背景技术

同步磁阻型旋转电机具备转子及定子。转子具备：轴，被轴支承成能够旋转，在旋转轴中心沿轴向延伸；以及转子铁芯，外嵌固定于轴。定子具备：定子铁芯，在转子铁芯的外周与转子铁芯隔开间隔地配置，具有沿周向相互隔开间隔排列的多个齿部；以及多个极多相的电枢绕组，分别卷绕于多个齿部。

在转子铁芯，在每1级形成有多层朝向径向内侧成为凸形状的空腔部。通过这样形成空腔部，在转子铁芯形成磁通容易流动的方向及磁通不易流动的方向。而且，同步磁阻型旋转电机利用由空腔部产生的磁阻转矩，使轴旋转。

然而，在同步磁阻型旋转电机起动时，需要检测定子铁芯与转子铁芯的相对位置，基于该相对位置对规定的电枢绕组进行供电。因此，为了起动同步磁阻型旋转电机而需要逆变器，这可能导致同步磁阻型旋转电机的成本增大。

因此，为了不使用逆变器就能够起动同步磁阻型旋转电机，提出了在空腔部设置非磁性的导体而产生感应转矩的、所谓的自起动型的同步磁阻型旋转电机。

在此，空腔部是为了降低转子铁芯的外周部的漏磁通而设置的，尽可能接近转子铁芯的外周面而形成。另外，为了使导体固定于空腔部，存在将熔融的导体浇铸到空腔部内的情况。通过在空腔部内浇铸导体，空腔部整体被导体充满。在这样的情况下，与定子的齿部的节距相应地脉动的磁通与导体交链，因此，导致在导体中流动对转子的旋转无用的高次谐波电流。该高次谐波电流被变换为焦耳热，相应地，有可能导致同步磁阻型旋转电机的效率的降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-9484号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明要解决的课题在于提供一种能够将导体可靠地配置在空腔部内的一部分、能够提高驱动效率的同步磁阻型旋转电机。

用于解决课题的手段

实施方式的同步磁阻型旋转电机具有轴、转子铁芯、转子铁芯按压件、多个导体棒及短路环。轴围绕旋转轴线旋转。转子铁芯固定于轴，在每1极形成有多层朝向径向内侧成为凸形状的空腔部。转子铁芯按压件从旋转轴线方向两侧按压并保持转子铁芯。多个导体棒配置于空腔部，沿着旋转轴线延伸，两端经由转子铁芯按压件而突出。短路环设置在多个导体棒的两端，连结多个导体棒。并且，导体棒被固定于转子铁芯按压件。

附图说明

图1是表示第1实施方式的同步磁阻型旋转电机的一部分构成的剖视图。

图2是表示第1实施方式的转子的侧视图。

图3是表示第1实施方式中的第1变形例的转子的侧视图。

图4是表示第1实施方式中的第2变形例的转子的侧视图。

图5是表示第1实施方式中的第3变形例的转子的侧视图。

图6A是第1实施方式中的第4变形例的导体棒的概略构成图。

图6B是第1实施方式中的第4变形例的与图6A不同的导体棒的概略构成图。

图7是表示第1实施方式中的第5变形例的导体棒的局部放大侧视图。

图8是沿着图7的A-A线的剖视图。

图9是表示第1实施方式中的第6变形例的转子铁芯的一部分构成的剖视图。

图10是表示第1实施方式中的第7变形例的转子铁芯的一部分构成的剖视图。

图11是表示第2实施方式的转子铁芯的一部分构成的剖视图。

图12是第2实施方式的转子铁芯及导体的分解立体图。

图13是表示第3实施方式的转子铁芯的一部分构成的剖视图。

图14是表示第3实施方式的转子的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的同步磁阻型旋转电机进行说明。

(第1实施方式)

图1是表示旋转电机1的一部分构成的、与轴14(中心轴O)正交的剖视图。另外，在图1中，仅示出了旋转电机1的1/4扇形体、即1/4周的周角度区域的量。

如该图所示，旋转电机1具备：大致圆筒状的定子3；以及转子4，比定子3靠径向内侧地设置，并设置成相对于定子3旋转自如。另外，定子3及转子4以各自的中心轴线位于共用轴上的状态而配置。以下，将共用轴称为中心轴(旋转轴线)O，将与中心轴O正交的方向称为径向，将围绕中心轴O旋转的方向称为周向。

定子3具有大致圆筒状的定子铁芯10。定子铁芯10能够通过层叠多张电磁钢板来形成、或通过对软磁性粉进行加压成形来形成。在定子铁芯10的内周面，一体成形有朝向中心轴O突出、且沿周向等间隔排列的多个齿部11。齿部11形成为截面大致矩形形状。并且，以在相邻的齿部11之间配置1个槽12的方式，多个槽12及多个齿部11沿周向等间隔地形成。经由这些槽12，在各齿部11上卷绕有电枢绕组13。

图2是表示转子4的从轴14的径向观察的侧视图。

如图1、图2所示，转子4配置在比定子铁芯10靠径向内侧的位置。转子4具备沿着中心轴O延伸的轴14、以及外嵌固定于轴14的大致圆柱状的转子铁芯15。

转子铁芯15可以通过层叠多张电磁钢板来形成、或通过对软磁性粉进行加压成形来形成。转子铁芯15的外径设定成，与对置的各齿部11之间在径向上形成规定的气隙G。另外，在转子铁芯15的径向中央形成有沿中心轴O方向贯通的贯通孔16。在该贯通孔16中，轴14被压入等，轴14与转子铁芯15成为一体而旋转。

而且，在转子铁芯15，在每个1/4周的周角度区域，沿径向排列形成4层的空腔部(隔磁磁桥(flux barrier))21、22、23、24(第1空腔部21、第2空腔部22、第3空腔部23、第4空腔部24)。即，在最接近轴14的位置(转子铁芯15的径向最内侧)形成有第1空腔部21，从该第1空腔部21朝向远离轴14的方向(径向外侧)依次排列形成有第2空腔部22、第3空腔部23、第4空腔部24。并且，第4空腔部24配置于距离轴14最远的位置(径向最外侧)。

另外，各空腔部21～24形成为沿着向电枢绕组13通电时形成的磁通的流动。即，各空腔部21～24以周向的中央位于径向最内侧的方式(朝向径向内侧成为凸形状的方式)弯曲形成。由此，在转子铁芯15形成磁通容易流动的方向及磁通不易流动的方向。另外，在以下的说明中，有时将从中心轴O方向观察时的各空腔部21、22、23、24的长边方向(在图1中为大致左右方向)简称为空腔部21、22、23、24的长边方向而进行说明。

在此，在本实施方式中，将磁通容易流动的方向称为q轴。另外，将相对于q轴电气地、磁气地正交的沿着径向的方向称为d轴。即，各空腔部21～24在沿着d轴的径向上成为多层构造。

更详细而言，在转子铁芯15中，将q轴方向、即磁通的流动不被各空腔部21～24妨碍的方向称为q轴。即，对转子铁芯15的外周面15a的任意的周角度位置赋予正的磁位(例如使磁铁的N极接近)。另外，对相对于正的磁位错开了1极(在本实施方式的情况下为机械角90度)的其他任意的周角度位置赋予负的磁位(例如使磁铁的S极接近)。而且，将在使这样的正的磁位及负的磁位的位置沿周向错开的情况下流过最多磁通时的从中心轴O朝向任意位置的方向定义为q轴。并且，各空腔部21～24的长边方向为q轴。

另一方面，将磁通的流动被各空腔部21～24妨碍的方向、即与q轴磁气地正交的方向称为d轴。在本实施方式中，与被各空腔部21～24分离为靠近中心轴O的区域和远离中心轴O的区域的两个转子铁芯部分相对置的方向平行的方向是d轴。另外，如本实施方式所示，在各空腔部21～24形成为多层的情况下(在本实施方式中为4层)，层的重叠方向为d轴。在本实施方式中，d轴并不限于相对于q轴电气地、磁气地正交，也可以相对于正交的角度以一定程度的角度范围(例如机械角为10度左右)相交。

这样，转子铁芯15构成为4极，在每1极(转子铁芯15的1/4周的周角度区域)形成有4层空腔部21～24。并且，所谓1极是指q轴间的区域。即，各空腔部21～24以在d轴上位于径向最内侧的方式朝向径向内侧弯曲形成。

另外，各空腔部21～24以从中心轴O方向观察时长边方向两端位于转子铁芯15的外周部的方式弯曲形成。并且，各空腔部21～24以越是靠近长边方向两端的部位则越沿着q轴、且越是靠近长边方向中央的部位则越与d轴正交的方式形成。

另外，在q轴方向上，在各空腔部21～24的长边方向两端与转子铁芯15的外周面15a之间，分别形成有桥部26、27、28、29(第1桥部26、第2桥部27、第3桥部28、第4桥部29)。

在此，在各空腔部21～24之中的第3空腔部23及第4空腔部24分别插入有3个导体棒41(41a、41b、41c)。3个导体棒41在空腔部23、24内沿长边方向等间隔地配置。更具体而言，在各空腔部23、24的d轴上配置有3个导体棒41中的1个(导体棒41b)。另外，在各空腔部23、24的长边方向两侧，分别各配置1个导体棒41(导体棒41a、41c)。配置在空腔部23的长边方向两侧的导体棒41a、41c分别与位于空腔部23的两侧的桥部28隔开规定间隔地分离配置。配置在空腔部24的长边方向两侧的导体棒41a、41c分别与位于空腔部24的两侧的桥部29隔开规定间隔地分离配置。

导体棒41为细长的板状的部件，与中心轴O方向正交的截面形状为大致矩形。另外，导体棒41例如由铝合金或铜合金等非磁性且具有导电性的材料形成。而且，导体棒41以中心轴O方向两端分别从转子铁芯15的中心轴O方向两端突出的方式形成。这些导体棒41的两端分别被短路环45短路。

短路环45是从转子铁芯15向中心轴O方向两侧分离地配置的环状的构件。短路环45的径向中心也与中心轴O一致。短路环45与导体棒41相同，由非磁性且具有导电性的材料形成。具体而言，短路环45的材料优选由与导体棒41相同的材料例如铝合金或铜合金形成。然而，本发明不限于此。

在短路环45的转子铁芯15侧的内面，在与各导体棒41对应的位置，形成有能够供这些导体棒41插入的凹部46。在这些凹部46中压入或插入各导体棒41，进而通过熔接等将短路环45与各导体棒41连接固定。

另外，短路环45与各导体棒41的固定方法不限于上述方法。例如，通过将短路环45设为铸件构造，也可以在该短路环45的成形时将短路环45与各导体棒41固定。

另外，在转子铁芯15的中心轴O方向两端分别设置有铁芯按压件42(转子铁芯按压件)。铁芯按压件42由非磁性材料(例如硬质树脂等)形成为大致圆板状，对转子铁芯15相对于轴14的沿中心轴O方向的移动进行限制，或者使层叠多张电磁钢板而构成的转子铁芯15一体化。

在铁芯按压件42的径向中央形成有能够供轴14压入的贯通孔42a。由此，铁芯按压件42被固定于轴14，而且，转子铁芯15相对于轴14的沿中心轴O方向的移动被限制。

另外，铁芯按压件42在与导体棒41对应的位置，形成有导体插通孔42b。在该导体插通孔42b中压入有导体棒41。由此，导体棒41被固定于铁芯按压件42。并且，导体棒41经由导体插通孔42b向铁芯按压件42的中心轴O方向两侧(短路环45侧)突出。

在这样的构成的基础上，在驱动旋转电机1的情况下，向定子3的电枢绕组13供给三相交流。于是，在规定的齿部11形成磁通。并且，形成有磁通的齿部11沿着转子4的旋转方向(周向)依次切换(形成的磁通旋转移动)。

此时，在停止状态的转子4与定子3侧的磁通的旋转移动同步旋转之前的非同步状态下，在设置于转子铁芯15的导体棒41产生感应电流。即，各导体棒41作为次级线圈而发挥功能，在导体棒41与定子3之间产生用于使转子4旋转的起动转矩。

在此，就配置在各空腔部23、24的长边方向两侧的导体棒41(导体棒41a、41c)而言，配置于空腔部23的导体棒41a、41c分别与桥部28隔开规定间隔而分离配置，配置于空腔部24的导体棒41a、41c分别与桥部29隔开规定间隔而分离配置。因此，因定子3与转子4之间的气隙G所产生的转矩脉动引起的高次谐波磁通不易与各导体棒41a、41c交链，不易产生高次谐波次级铜损。

因此，根据上述的第1实施方式，在起动旋转电机1时，不需要逆变器，因此能够降低旋转电机1的商品成本。

另外，在上述的第1实施方式中，导体棒41被固定于在转子铁芯15的中心轴O方向两端设置的铁芯按压件42。因此，能够不用将非磁性且具有导电性的导体浇铸到转子铁芯15的各空腔部21～24中，而将导体棒41可靠地固定于空腔部21～24的仅一部分。

其结果是，能够将导体棒41抑制成最小，因此也能够降低旋转电机1的制造成本。另外，能够将导体棒41抑制成最小并高效地得到用于使转子4旋转的起动转矩，能够提高旋转电机1的驱动效率。

而且，由于在铁芯按压件42固定导体棒41，因此能够将配置在空腔部23的长边方向两侧的导体棒41(导体棒41a、41c)从桥部28隔开规定间隔地分离配置，能够将配置在空腔部24的长边方向两侧的导体棒41(导体棒41a、41c)从桥部29隔开规定间隔地分离配置。因此，能够尽可能地抑制对转子4的旋转无用的高次谐波磁通与导体棒41交链，并且能够得到高的起动转矩。因此，能够可靠地提高旋转电机1的驱动效率。

(第1实施方式的变形例)

需要说明的是，在上述的第1实施方式中，说明了在将导体棒41固定于铁芯按压件42时向形成于铁芯按压件42的导体插通孔42b压入导体棒41的情况。然而，并不限于此，只要能够将导体棒41固定于铁芯按压件42，就能够采用各种各样的构成。

例如，代替压入，也可以在铁芯按压件42的导体插通孔42b中热套配合(shrink-fit)固定导体棒41。此外，例如能够采用以下的变形例那样的构成。

(第1实施方式的第1变形例)

图3是表示第1实施方式的第1变形例的转子4的侧视图，与上述的图2对应。此外，对与上述的第1实施方式相同的样式标注相同的附图标记并省略说明(以下的变形例及实施方式也同样)。

如该图所示，铁芯按压件42的导体插通孔42b的开口面积设定为比与导体棒41的导体插通孔42b对应的部位的与中心轴O正交的截面积(以下，简称为截面积)稍大。并且，在形成于导体插通孔42b与导体棒41之间的间隙中打入有固定用桩51。固定用桩51形成为所谓的楔状。通过打入固定用桩51，铁芯按压件42与导体棒41被固定。

因此，根据本第1变形例，不需要高精度地设定导体插通孔42b、导体棒41的加工尺寸，能够可靠地固定铁芯按压件42与导体棒41。因此，能够抑制铁芯按压件42及导体棒41的加工成本。

(第1实施方式的第2变形例)

图4是表示第1实施方式中的第2变形例的转子4的侧视图，与上述的图2对应。

如该图所示，在铁芯按压件42的外周面42c，在导体插通孔42b的附近，沿周向形成有多个凿密部(外周凿密部、凿密痕)71。各凿密部71通过对铁芯按压件42的外周面42c进行凿密而形成。通过在铁芯按压件42的外周面42c形成凿密部71，成为导体插通孔42b的径向外侧稍微被压溃的形态。由此，将导体棒41凿密固定于铁芯按压件42。

因此，根据本第2变形例，除了与上述的第1变形例相同的效果之外，还不需要固定用桩51等部件，因此能够进一步抑制铁芯按压件42、导体棒41的加工成本。

(第1实施方式的第3变形例)

图5是表示第1实施方式的第3变形例的转子4的侧视图，与上述的图2对应。

如该图所示，铁芯按压件42的贯通孔42a以将轴14的周围包围且在轴14的外周面与贯通孔42a之间在径向上隔开规定的间隔K1的方式形成为圆环状。

并且，在铁芯按压件42的贯通孔42a中，在导体插通孔42b的附近，沿周向形成有多个凿密部(内周凿密部、凿密痕)72。各凿密部72通过对铁芯按压件42的贯通孔42a进行凿密而形成。通过在铁芯按压件42的贯通孔42a形成凿密部72，成为导体插通孔42b的径向内侧稍微被压溃的形态。由此，将导体棒41凿密固定于铁芯按压件42。

另外，在本第3变形例中，由于轴14未被压入铁芯按压件42，因此铁芯按压件42未被固定于轴14。但是，转子铁芯15成为从中心轴O方向两侧被铁芯按压件42夹持的形态，进而铁芯按压件42与导体棒41被固定。因此，即使是层叠多张电磁钢板而构成的转子铁芯15，该转子铁芯15也不会分解。另外，在使用本第3变形例那样的铁芯按压件42的情况下，只要通过压入等将转子铁芯15固定于轴14即可。

因此，根据本第3变形例，能够起到与上述第2变形例同样的效果。

另外，在上述的第2变形例中，说明了在铁芯按压件42的外周面42c形成凿密部71的情况，在上述的第3变形例中，说明了在铁芯按压件42的贯通孔42a形成凿密部72的情况。但是，也可以在铁芯按压件42形成两个凿密部71、72。通过这样构成，能够进一步提高导体棒41向铁芯按压件42的固定力。

(第1实施方式的第4变形例)

图6A是第1实施方式中的第2变形例的导体棒41的中心轴O方向端部的概略构成图。图6B是与图6A不同的第1实施方式中的第2变形例的导体棒41的概略构成图。

在导体棒41的中心轴O方向端部，一体成形有随着趋向端部而前端逐渐变细的前端变细部52。前端变细部52既可以如图6A所示那样仅一边倾斜而前端变细，也可以如图6B所示那样相对置的两边倾斜而前端变细。

在此，在导体棒41一体成形有前端变细部52的情况下，铁芯按压件42的导体插通孔42b的开口面积设定为比导体棒41的插通至空腔部23、24中的部位即棒主体43的截面积小。另外，导体插通孔42b的开口面积设定为比前端变细部52的前端52a的截面积大。

在这样的构成的基础上，在将导体棒41插入至铁芯按压件42的导体插通孔42b时，由于导体插通孔42b的开口面积比前端变细部52的前端52a的截面积大，因此能够使前端变细部52顺畅地插入至导体插通孔42b。并且，通过在该状态下将导体棒41进一步向导体插通孔42b插入，能够将导体棒41顺畅地压入至导体插通孔42b。

因此，根据本第4变形例，能够使转子4的组装作业容易化。

(第1实施方式的第5变形例)

图7是表示第1实施方式中的第3变形例的导体棒41的图，是从轴14的径向观察的局部放大侧视图。图8是沿着图7的A-A线的剖视图。

如图7、图8所示，也可以在将导体棒41固定于铁芯按压件42时，在从铁芯按压件42向中心轴O方向突出的导体棒41形成扭转部53。扭转部53通过将导体棒41绕轴向进行扭转而形成。通过这样构成，扭转部53的截面形状的朝向相对于导体插通孔42b的朝向偏移。因此，限制导体棒41从铁芯按压件42的拔出方向，因此能够将导体棒41固定于铁芯按压件42。

(第1实施方式的第6变形例)

图9是表示第1实施方式中的第6变形例的转子铁芯15的一部分构成的、与轴8正交的剖视图，与上述的图1对应。

如该图所示，也可以是，在转子铁芯15的配置有导体棒41的部位，分别形成面对各空腔部23、24的突出部31。而且，也可以构成为通过这些突出部31分别夹持导体棒41。通过这样构成，能够将导体棒41更牢固地固定在各空腔部23、24内。

另外，在本第6变形例中，说明了在转子铁芯15的配置有导体棒41的部位分别形成突出部31的情况。然而，并不限于此，也可以构成为仅在配置有任意的导体棒41的部位形成突出部31，通过突出部31仅夹持任意的导体棒41。

(第1实施方式的第7变形例)

图10是表示第1实施方式中的第7变形例的转子铁芯15的一部分构成的、与轴8正交的剖视图，与上述的图1对应。

如该图所示，各导体棒41在位于各空腔部23、24内的部位，遍及中心轴O方向整体地形成凸条部73。凸条部73在导体棒41的厚度方向两面中的一个面(图10中的轴14侧的面)上在导体棒41的厚度方向上突出。换言之，凸条部73以面对各空腔部23、24的方式突出形成。

另一方面，转子铁芯15在与各凸条部73对应的位置，遍及中心轴O方向整体地形成有用于接纳该凸条部73的凹部74。即，各凹部74中分别嵌入有对应的凸条部73。

因此，根据本第7变形例，能够将导体棒41更牢固地固定在各空腔部23、24内，并且，能够高精度地决定各空腔部23、24内的导体棒41的位置。

另外，在本第7变形例中，说明了在导体棒41的厚度方向两面中的一个面(图10中的轴14侧的面)突出形成凸条部73的情况。然而，并不限于此，也可以在导体棒41的厚度方向两面分别形成凸条部73。在该情况下，只要在转子铁芯15形成用于接纳各凸条部73的凹部74即可。

另外，在本第7变形例中，说明了形成于各导体棒41的凸条部73遍及位于各空腔部23、24内的部位的中心轴O方向整体而形成的情况。另外，说明了形成于转子铁芯15的凹部74与凸条部73的形状对应地遍及中心轴O方向整体而形成的情况。但是，并不限于此，也可以将凸条部73的长度设定得比转子铁芯15的中心轴O方向的长度短。另外，也可以沿着中心轴O方向排列多个该长度短的凸条部73。在该情况下，形成于转子铁芯15的凹部74的形状与凸条部73的形状对应地形成即可。

而且，不限于在各导体棒41形成凸条部73、在转子铁芯15形成凹部74，也可以相反地形成凸条部73和凹部74。即，也可以是，在转子铁芯15形成朝向导体棒41突出的凸条部73，在导体棒41形成凹部74。

另外，在上述的第1实施方式中，说明了在各空腔部21～24之中的第3空腔部23及第4空腔部24中分别被插入3个导体棒41(41a、41b、41c)的情况。但是，并不限于此，也可以在从空腔部21～24任意选择的空腔部中插入导体棒41。但是，以与从空腔部21～24中至少任意选择的空腔部的长边方向两侧对应的桥部隔开规定间隔而分离的方式配置导体棒41。由此，各导体棒41作为次级线圈适当地发挥功能，在各导体棒41与定子3之间，能够产生用于使转子4旋转的起动转矩。

(第2实施方式)

接着，基于图11、图12对第2实施方式进行说明。

图11是表示第2实施方式中的转子铁芯215的一部分构成的、与轴8正交的剖视图。

如该图所示，在第2实施方式中的转子铁芯215中，在空腔部23、24中分别未插入有导体棒41，代替该导体棒41而浇铸导体241。这一点与上述第1实施方式不同。

在转子铁芯215的各空腔部21～24中，形成有从与空腔部的长边方向两侧对应的桥部(26～29)隔开规定间隔而分离的分隔桥(61～64)。通过这些分隔桥61～64来分隔各空腔部21～24。并且，在各空腔部21～24的长边方向两侧，分别形成浇铸空间66～69。在这些浇铸空间66～69中浇铸有导体241。导体241与上述第1实施方式相同，例如由铝合金或铜合金等非磁性且具有导电性的材料形成。

接着，根据图12对导体241的成形方法进行说明。

图12是转子铁芯215及导体241的分解立体图。

如该图所示，在向形成于各空腔部21～24的浇铸空间66～69浇铸导体241时，在转子铁芯215的中心轴O方向端部配置罩板80。

罩板80是以将转子铁芯215的比分隔桥61～64靠径向内侧(贯通孔16侧)的部分封闭的方式形成为俯视大致四边形状的板材。即，以罩板80的各边沿着分隔桥61～64的方式形成为大致四边形状。由此，各空腔部21～24中的除了浇铸空间66～69以外的部分被罩板80封闭。

另外，罩板80在与转子铁芯215的贯通孔16对应的位置形成有贯通孔80a。该贯通孔80a的内径设定为与转子铁芯215的贯通孔16的内径大致相同。

接着，在将罩板80配置到转子铁芯215的状态下，使熔融的导体241流入转子铁芯215的浇铸空间66～69。此时，由于浇铸空间66～69以外的部分被罩板80封闭，因此能够防止导体241泄漏到在该浇铸空间66～69以外的空腔部21～24中。

接着，在转子铁芯215的中心轴O方向两端形成大致圆环状的短路环81。该短路环81由与导体241相同的材料利用模具等成形。短路环81形成在与导体241对应的位置，在径向内侧形成有与罩板80相同形状的四边形状的开口部81a。短路环81与各导体241的中心轴O方向端部连接。由此，经由短路环81使各导体241短路。

然后，在导体241及短路环81被冷却固化之后，卸下罩板80。由此，导体241的成形完成。

因此，根据上述的第2实施方式，通过在各空腔部21～24中设置分隔桥61～64，在向各空腔部21～24浇铸导体241的情况下也能够防止空腔部21～24整体被导体241充满。因此，能够降低导体241的材料成本。

(第2实施方式的变形例)

另外，在上述的第2实施方式中，说明了通过模具等形成短路环81的情况。但是，并不限于此，例如也可以对铝合金或铜合金等非磁性且具有导电性的板材实施冲压加工而形成短路环81。而且，也可以构成为将该短路环81与导体241接合。通过这样构成，在形成短路环81时不需要模具等，能够降低设备成本。

另外，在上述的第2实施方式中，说明了从中心轴O方向观察时分隔壁61～64对各空腔部21～24的分隔范围作为整体而成为大致四边形状的情况。而且，在上述的第2实施方式中，说明了从中心轴O方向观察时与分隔壁61～64对应地形成的罩板80形成为大致四边形状的情况。然而，并不限于此，能够任意地设定分隔壁61～64对各空腔部21～24的分隔范围及罩板80的形状。

另外，在上述的第2实施方式中，说明了在由分隔桥61～64形成的浇铸空间66～69中浇铸导体241的情况。然而，并不限于此，也可以在浇铸空间66～69配置前述的第1实施方式的导体棒41。即使在这样构成的情况下，也能够在各空腔部21～24的所希望的部位配置固定导体棒41。

而且，也可以不在各空腔部21～24的每个都设置分隔桥61～64，而在任意的空腔部21～24形成分隔桥61～64，在由此形成的浇铸空间66～69中成形出导体241即可。

(第3实施方式)

接着，基于图13、图14对第3实施方式进行说明。

图13是表示第3实施方式中的转子铁芯315的一部分构成的、与轴8正交的剖视图。图14是表示第3实施方式中的转子304的、从轴14的径向观察的侧视图。

如图13、图14所示，在第3实施方式的转子铁芯315中，在各空腔部21～24内未插入有导体棒41，取而代之，在转子铁芯315的从空腔部21～24避开的位置形成有贯通孔17(17a～17l)。并且，在这些贯通孔17中设置有导体棒341。这一点与上述第1实施方式不同。

更具体而言，在转子铁芯315，在d轴上比第4空腔部靠近转子铁芯315的外周面315a的位置，形成有贯通孔17a。另外，在转子铁芯315中，在各空腔部21～24之间，分别形成有各3个贯通孔17b～17j。而且，在第1空腔部21与供轴14插通的贯通孔16之间，在q轴侧分别形成有2个贯通孔17k、17l。

各贯通孔17a～17l沿着转子铁芯315的中心轴O方向贯通，与其中心轴O正交的截面形状为大致矩形状。另外，各贯通孔17a～17l之中形成于各空腔部21～24之间的贯通孔17b～17j沿着各空腔部21～24的长边方向等间隔地配置。即，在转子铁芯315的d轴上，贯通孔17c、17f、17i分别各配置1个。另外，在转子铁芯315的靠近外周面315a的位置，分别各配置1个贯通孔17b、17d、17e、17g、17h、17j。

在这样形成的各贯通孔17a～17l中分别插入有导体棒341。导体棒341配置在转子铁芯315的磁通通过的路径上，因此由不妨碍磁通的流动的磁性体并且具有导电性的材料形成。例如，导体棒341优选由铁或坡曼德合金(Permendur)等高导磁率材料形成。另外，导体棒341以成为与各贯通孔17a～17l的截面形状大致相同的截面形状的方式形成为大致矩形状。而且，导体棒341相对于各贯通孔17a～17l无间隙地配置。而且，导体棒341以中心轴O方向两端分别从转子铁芯315的中心轴O方向两端突出的方式形成。

各贯通孔17a～17l在不插入有导体棒341的状态下，与各空腔部21～24同样地发挥功能。但是，通过在各贯通孔17a～17l中插入导体棒341，这些导体棒341与转子铁芯315成为一体，导体棒341不会成为磁障壁。

各导体棒341的两端分别与设置在转子铁芯315的中心轴O方向两端的铁芯按压件342接合而被短路。该铁芯按压件342也与导体棒341相同，由磁性体且具有导电性的材料形成。

铁芯按压件342在与各导体棒341对应的位置，分别形成有导体插通孔342b。在这些导体插通孔342b中压入固定有对应的导体棒341。另外，在向铁芯按压件342固定导体棒341时，也可以代替压入而将导体棒341热套配合固定于导体插通孔342b。此外，如上述的实施方式及变形例那样，也可以使用固定用桩51或将各导体棒341的两端部扭转而进行固定。

在这样的构成的基础上，各导体棒341与铁芯按压件342一起作为次级线圈发挥功能，与定子3(图13、图14中未图示)之间产生用于使转子304旋转的起动转矩。

因此，根据上述的第3实施方式，与上述第1实施方式相同，在起动转子304时不需要逆变器，因此能够降低商品成本，能够提高驱动效率。

另外，在停止状态的转子304与定子3侧的磁通的旋转移动同步旋转之前的非同步状态下，在设置于转子铁芯315的导体棒341产生感应电流。该感应电流使导体棒341的周边部磁饱和。通过该磁饱和，q轴磁路的磁阻变高，凸极比变小。

另一方面，在转子304起动时(相对于定子3侧的磁通的旋转移动速度，转子304的旋转速度慢的情况下)，流动因转子304的凸极性引起的逆相电流。然后，在转子304的转速为同步速度的1/2以上的转速下，在妨碍起动转矩的方向上产生转矩。与此相对，若在转子铁芯315设置导体棒341则起动时的凸极比变小。

因此，反相电流被缓和，能够抑制起动转矩的降低。另外，在同步运转时，由于在导体棒341几乎不产生电流，所以凸极比不会降低，转矩特性、功率因数等不会降低。

另外，在上述的第3实施方式中，能够在转子铁芯315的从空腔部21～24避开的所有位置设置导体棒341，但优选在与转子铁芯315的外周面315a靠近的位置设置导体棒341。但是，优选按照在导体棒341中不流动不希望的高次谐波电流的合适的距离，从转子铁芯315的外周面315a向内侧隔开规定间隔地配置导体棒341。

另外，在上述的实施方式中，说明了在转子铁芯15、215、315中，在1/4周的周角度区域的每个(每1极)中形成有4层空腔部21～24的情况。但是，并不限于此，也可以形成4层以上的多层的空腔部。即使在空腔部形成为4层以上的情况下，也可以在任意的空腔部中插入导体棒41或成形导体241。

而且，在上述实施方式中，说明了各空腔部21～24以周向的中央位于径向最内侧的方式(朝向径向内侧而成为凸形状的方式)弯曲形成的情况。但是，并不限于此，各空腔部21～24只要朝向径向内侧形成为凸形状即可。即，各空腔部21～24也可以不弯曲形成。

另外，在上述实施方式中，说明了转子铁芯15、215、315构成为4极的情况。但是，并不限于此，也可以由4极以上来构成转子铁芯15、215、315。

根据以上说明的至少一个实施方式，在起动旋转电机1时，不需要逆变器，因此能够降低旋转电机1的商品成本。另外，当然也可以使用逆变器使旋转电机1起动。

另外，能够在转子铁芯15的空腔部21～24的仅一部分固定导体棒41及导体241。因此，也能够降低旋转电机1的制造成本。另外，能够将导体棒41及导体241抑制成最小并高效地得到用于使转子4旋转的起动转矩，能够提高旋转电机1的驱动效率。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形与包含于发明的范围、要旨中同样地进行，权利要求书所记载的发明及其等同的范围所包含的发明。

Claims (8)

1.一种同步磁阻型旋转电机，其中，具备：

轴，绕旋转轴线旋转；

转子铁芯，固定于所述轴，在每1极形成有多层朝向径向内侧成为凸形状的空腔部；

转子铁芯按压件，从所述旋转轴线方向两侧按压并保持该转子铁芯；

多个导体棒，配置于所述空腔部，沿着所述旋转轴线延伸，两端经由所述转子铁芯按压件而突出；以及

短路环，设置在该多个导体棒的所述两端，对多个所述导体棒进行连结，

所述导体棒被固定于所述转子铁芯按压件。

2.根据权利要求1所述的同步磁阻型旋转电机，其中，

所述转子铁芯按压件具有供所述多个导体棒插通的多个插通孔，

在所述多个插通孔与所述多个导体棒之间，设置有用于将所述转子铁芯按压件与所述导体棒固定的固定用桩。

3.根据权利要求1或2所述的同步磁阻型旋转电机，其中，

所述转子铁芯按压件具有供所述多个导体棒插通的多个插通孔，

在所述导体棒的与所述转子铁芯按压件对应的位置形成有将所述导体棒扭转而成的扭转部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的同步磁阻型旋转电机，其中，

所述转子铁芯按压件具有供所述多个导体棒插通的多个插通孔，

在所述转子铁芯按压件的外周部形成有对该外周部进行凿密而将所述导体棒固定于所述转子铁芯按压件的外周凿密部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的同步磁阻型旋转电机，其中，

所述转子铁芯按压件以将所述轴的周围包围、且在所述轴的外周面与所述转子铁芯按压件之间沿径向隔开规定间隔的方式形成为圆环状，并且具有供所述多个导体棒插通的多个插通孔，

在所述转子铁芯按压件的内周部形成有对该内周部进行凿密而将所述导体棒固定于所述转子铁芯按压件的内周凿密部。

6.根据权利要求1所述的同步磁阻型旋转电机，其中，

在所述转子铁芯按压件的与所述导体棒对应的位置分别形成有贯通孔，

所述导体棒具有插入至所述空腔部的棒主体、以及设置在所述棒主体的所述旋转轴线方向两端且形成为前端变细状的前端变细部，

所述贯通孔的开口面积设定为比所述棒主体的与所述旋转轴线方向正交的截面积小，且比所述前端变细部的前端部的与所述旋转轴线方向正交的截面积大。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的同步磁阻型旋转电机，其中，

在所述转子铁芯的与所述导体棒对应的位置形成有以面对所述空腔部的方式突出、且进行所述导体棒的定位的突出部。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的同步磁阻型旋转电机，其中，

在所述导体棒的位于所述空腔部内的部位、以及所述转子铁芯的与所述导体棒对应的部位中的任意一方，在轴向的至少一部分形成朝向另一方突出的凸条部，

在所述导体棒的位于所述空腔部内的部位及所述转子铁芯的与所述导体棒对应的部位中的任意另一方，形成有用于接纳形成于一方部位的所述凸条部的凹部。