CN110741533A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

旋转电机包括：转子，上述转子被自由旋转地支承；以及定子，上述定子包括与转子同轴配置的定子铁芯(21)。定子铁芯通过层叠多个钢板(32)而构成，具有环状的轭部(35)、从该轭部沿径向延伸的多个极齿(34)、以及设置在相邻的极齿之间的槽(37)。在槽中卷绕定子绕组。轭部在使槽沿径向延伸的位置具有沿钢板的层叠方向延伸的孔部(43)，在该孔部内设置有由磁性粉体构成的粉体成形体(42)。

Description

旋转电机

相关申请的援引

本申请以2017年6月6日申请的日本专利申请号2017-111727号的申请为基础，在此援引其记载内容。

技术领域

本发明涉及一种旋转电机。

背景技术

在旋转电机中，一般通过层叠多枚由软磁性材料构成的电磁钢板来构成定子铁芯。作为将层叠的电磁钢板彼此固定的方法，已知有在层叠方向上焊接、通过凹凸铆接压入紧固的方法。本来，层叠电磁钢板来构成定子铁芯的目的在于，通过在板厚方向上电分割而使其具有电阻，从而提高定子铁芯的电阻，由此，抑制伴随铁芯内的与主交链磁通方向正交方向的杂散磁通的变动而产生感应电压进而使涡电流流动。然而，当通过焊接将各电磁钢板接合时，认为在焊接部分电阻变小，容易流过涡电流。另外，当通过凹凸铆接紧固各电磁钢板时，由于凸与凹的接触面的机械摩擦，施加于电磁钢板的表面的绝缘覆膜破裂会使电阻变小，认为仍然与焊接相同地容易流过涡电流。这样，如果容易流过涡电流，则可能成为阻碍高效率的设备设计的主要原因。

另外，例如在专利文献1中记载有如下结构：在旋转电机中，定子具有圆筒状的定子铁心(定子铁芯)、和对绝缘覆膜处理后的金属磁性粉体进行压缩成形而制作的多个辅助铁芯。辅助铁芯具有棒状铁芯部和在其一端一体成形的散热部，上述棒状铁芯部插入定子铁芯的槽内，上述散热部突出配置在定子铁芯的端面侧。在这种结构中，通过金属磁性粉体制作辅助铁芯，电阻变大，通过将该辅助铁芯配置在定子铁芯的槽内的外周位置，认为可以抑制涡电流的产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-125153号公报

发明内容

但是，在专利文献1记载的结构中，由于在定子铁芯的槽内插入辅助铁芯，因此，可能会牺牲槽面积、即导体收容部的面积，或牺牲轭部的径向尺寸。而且，由于牺牲了槽面积，定子绕组的电阻值增大，认为会妨碍高效率设计。另外，由于牺牲了轭部的径向尺寸，因此认为轭部的机械刚性降低而成为产生振动噪音的原因。总之，为了解决这些技术问题，可能会导致设备的大型化等。

另外，也考虑了通过磁性粉体构成定子铁芯的整体或轭部，但在当前时刻，作为磁性粉体的磁特性，导磁率比电磁钢板低数倍，因此，在旋转电机中可能导致大幅度的性能降低。因此，仍然可能导致设备的大型化等。

本发明是鉴于上述技术问题而完成的，其主要目的在于提供一种旋转电机，该旋转电机能够抑制定子中的涡电流的产生、发挥高效率的性能。

以下，对用于解决上述技术问题的方法及其作用效果进行说明。

在第一方法中，包括：

转子，上述转子被自由旋转地支承；以及

定子，上述定子包括与上述转子同轴配置的定子铁芯，

上述定子铁芯通过层叠多个钢板而构成，具有环状的轭部、从该轭部沿径向延伸的多个极齿、以及设置在相邻的上述极齿之间的槽，

在上述槽中卷绕有定子绕组，

上述轭部在使上述槽沿径向延伸的位置具有沿上述钢板的层叠方向延伸的孔部，在该孔部内设置有由磁性粉体构成的粉体成形体。

在上述结构中，在将槽沿径向延伸的位置设置沿钢板的层叠方向延伸的孔部，在该孔部内设置由磁性粉体构成的粉体成形体。在此，认为在定子铁芯的轭部中，在沿径向延伸了槽的位置容易产生涡电流，但是通过如上所述地设置孔部，并在该孔部内设置由磁性粉体构成的粉体成形体，能够在容易产生涡电流的部位提高电阻率并且降低导磁率。由此，能够实现涡电流损耗的抑制。另外，通过将填充磁性粉体的位置限定在槽的径向延伸位置，主磁通流过的大部分部位的导磁率不会降低，能够抑制伴随导磁率的降低而产生的旋转电机的性能降低。

另外，在孔部内设置有粉体成形体的结构中，通过该粉体成形体(磁性粉体)来固定层叠状态的各钢板。因此，例如，粉体成形体能够用作层叠钢板的固定手段，可以替代焊接或凹凸铆接，或者减少焊接部位或凹凸铆接的紧固部位。因此，能够抑制因较多使用焊接部、铆接部而使电阻变小，容易流过涡电流的不良情况。

根据以上所述，在上述结构的旋转电机中，能够抑制定子中的涡电流的产生，发挥高效率的性能。

在第二方法中，在上述轭部中，在比径向上的轭宽度的中心位置更靠近上述槽的位置处设置有上述孔部。

根据本发明人的分析，确认了在定子铁芯的轭部中容易产生涡电流的部位是靠近槽的位置。因此，通过在轭部中比径向的中心位置更靠近槽的位置设置孔部，能够更适当地抑制涡电流。

在第三方法中，上述孔部为具有周向的长度尺寸比径向的长度尺寸大的横截面的形状。

将轭部的孔部设为具有周向的长度尺寸比径向的长度尺寸大的横截面的形状。由此，在轭部中，在比径向的中心位置更靠近槽设置孔部的情况下，孔部的位置受到限制，并且能够尽可能地增大孔部的横截面(即粉体成形体的横截面)。因此，能够期待恰当的涡电流抑制效果。

在第四方法中，上述定子铁芯具有沿周向连接的多个芯部块，相邻的芯部块通过彼此固定而形成为圆环状，上述芯部块具有两个以上的上述极齿，上述槽形成在同一上述芯部块的相邻两个极齿之间，并且形成在相邻两个上述芯部块的各一个极齿之间，上述孔部和上述粉体成形体设置成与上述多个槽中的形成在同一上述芯部块的上述极齿之间的槽对应。

在连结多个芯部块而成的定子铁芯中，以规定间隔在槽的径向延伸线上设置有芯部块接合部(接合边界部)。鉴于这一点，较佳的是，与多个槽中的形成在同一芯部块的相邻两个极齿之间的槽对应地设置孔部和粉体成形体。在这种情况下，考虑到在芯部块接合部中涡电流比较难以流动、以及形成孔部变得困难，能够实现适当的结构。

在第五方法中，上述孔部是在上述定子铁芯中沿轴向贯通的贯通孔，上述粉体成形体具有沿着上述定子铁芯的轴向两端面比上述孔部向外侧突出的突出部。

根据上述结构，能够通过粉体成形体产生朝向定子铁芯的轴向中心侧的压缩载荷。因此，能够从层叠方向的两端按压多个钢板，能够进一步提高固定层叠状态的各钢板的可靠性。

在第六方法中，上述孔部是贯通孔，上述贯通孔在上述定子铁芯的轴向上贯通，并且在上述定子铁芯的轴向两端部处具有孔径大于轴向中心部的孔径的扩径部，上述粉体成形体在上述定子铁芯的两端面之间设置在包括上述扩径部的上述孔部内。

根据上述结构，能够通过粉体成形体产生朝向定子铁芯的轴向中心侧的压缩载荷。因此，能够从层叠方向的两端按压多个钢板，能够进一步提高固定层叠状态的各钢板的可靠性。另外，由于粉体成形体设置在定子铁芯的两端面之间，因此能够抑制粉体成形体向轴向露出，能够期待抑制大型化的效果。

在第七方法中，在上述轭部中，在上述齿的径向延伸的位置处，设置有通过压入来固定上述多个钢板的铆接部。

根据本发明人的分析，确认了在齿的径向延伸上的轭部部分比较难以产生涡电流。鉴于这一点，在轭部中，构成为在将齿沿径向延伸的位置设置铆接部。在这种情况下，在铆接部中，机械特性优先于电特性，能够实现各钢板的固定力的强化。简而言之，通过在轭部中设置优先电特性的粉体成形体和优先机械特性的铆接部，能够实现电特性和机械特性的提高。

在第八方法中，在上述轭部中，径向上的上述孔部的位置与上述铆接部的位置不同，上述孔部更靠近上述槽。

在轭部中，使径向上的孔部(粉体成形体)的位置与铆接部的位置不同，使孔部一方靠近槽。在这种情况下，能够使电特性良好地优化，并且作为定子铁芯能够将各钢板以层叠状态适当地固定。另外，与孔部和铆接部设置在径向的相同位置的结构相比，这些孔部与铆接部之间的距离变大，能够使轭部的电阻的变化平缓。

在第九方法中，上述粉体成形体的电阻率比上述铆接部的电阻率的值高。

粉体成形体的电阻率比铆接部的电阻率的值高。由此，能够有效地抑制涡电流，能够将其设计准则明确化为物理属性值。

在第十方法中，上述定子铁芯通过将圆环状的多个铁芯构件在轴向上结合而构成，上述多个铁芯构件是上述钢板的层叠体并且具有上述轭部、上述极齿及上述槽，在上述多个铁芯构件中的上述轭部分别设置有上述孔部及上述粉体成形体。

根据上述构造，定子铁芯由圆环状的多个铁芯构件构成，并且孔部和粉体成形体分别设置在各铁芯构件的轭部中。在这种情况下，定子铁芯中的粉体成形体不是沿整个铁芯厚度方向一体地设置，而是设置成多个地分割到各铁芯构件。由此，在通过磁性粉体的压缩成形来成形粉体成形体的过程中，可以抑制压缩载荷的上升。因此，能够避免制造装置的大型化。

在第十一方法中，上述多个铁芯构件以沿周向相位错开规定角度的状态堆叠，在相互结合的一方铁芯构件和另一方铁芯构件中，上述孔部的位置在周向上不同。

根据上述结构，在定子铁芯中，通过将各铁芯构件以在周向(旋转方向)上错开相位的状态层叠结合，能够抑制定子铁芯中由材料的偏差引起的品质降低。即，这被称为旋转层叠，通过该旋转层叠，消除了各铁芯构件的磁性的偏差和厚度偏差。另外，在进行这样的旋转层叠的情况下，各铁芯构件的孔部的位置不一致，可能会在定子铁芯的两端面之间不形成贯通孔。在这种情况下，对孔部填充磁性粉体变得困难，但由于采用了在每个铁芯构件中填充磁性粉体来成形粉体成形体的结构，因此能够避免制作上的困难。

附图说明

本发明的上述目的和其他目的、特征和优点将通过以下参照附图的详细描述而更加清楚。附图如下所述。

图1是旋转电机的纵剖图。

图2是芯部块的立体图。

图3是示出将多个芯部块结合的状态的定子铁芯的立体图。

图4是示出轭的孔部的剖视图。

图5是放大示出钢板的层叠部分的剖视图。

图6的(a)是芯部块的俯视图，图6的(b)是示出位置A1～A4的每一个位置的涡电流损耗的差异的图。

图7是示出磁性粉体的磁特性和电磁钢板的磁特性的图。

图8是示出另一结构中的轭的孔部的剖视图。

图9是示出另一结构中的轭的孔部的剖视图。

图10是用于说明由多个铁芯构件构成的定子铁芯的结构的图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式进行说明。本实施方式中的旋转电机例如作为车辆动力源使用。不过，旋转电机能够作为产业用、车辆用、家电用、OA设备用、游戏机用等而广泛使用。另外，在以下各实施方式中，对比彼此相同或等同的部分在附图中用相同的符号标注，并且对于相同符号的部分援引其他说明。

本实施方式的旋转电机10是内转子式(内转式)的多相交流电机，其概要如图1所示。图1是旋转电机10的在沿着旋转轴11的方向上的纵剖图。在以下的记载中，将旋转轴11的延伸方向作为轴向，将以旋转轴11为中心呈放射状延伸的方向作为径向，将以旋转轴11为中心呈圆周状延伸的方向作为周向。

旋转电机10包括固定到旋转轴11的转子12、设置在包围转子12的位置处的定子13、以及收容转子12和定子13的壳体14。转子12和定子13同轴地配置。壳体14具有有底筒状的一对壳体构件14a、14b，壳体构件14a、14b在开口部彼此接合的状态下通过螺栓15的紧固而一体化。在壳体14上设有轴承16、17，通过该轴承16、17可自由旋转地支承旋转轴11和转子12。

在本实施方式中，作为转子12的磁极结构能够应用任意的结构，因此省略其详细的说明。例如，作为磁极结构，可以使用包括埋入磁体型、表面磁体型、笼型导体的结构。

定子13具有以与转子12同轴的状态固定在壳体14上的定子铁芯21、和卷绕在该定子铁芯21上的定子绕组22。定子绕组22的绕组方法也可以是任意的，例如可以是全节距绕组、短节距绕组、波形绕组、堆叠绕组中的任意一种。

定子铁芯21通过将多个芯部块31沿周向排列并连结而构成为圆环状，以下对其进行详细说明。图2是芯部块31的立体图，图3是示出将多个(在图中为两个)芯部块31连结的状态下的定子铁芯21的立体图。

如图2所示，通过在铁芯轴向上层叠多个由软磁性材料制成的薄板状的钢板32(电磁钢板)来构成芯部块31，并且芯部块31包括圆弧状的轭33和从轭33朝径向内侧突出的两个极齿34。钢板32通过将片状的电磁钢板材料冲压成规定形状而形成。然后，通过将规定块数的钢板32以层叠状态固定来形成芯部块31。

在多个芯部块31沿周向连接的状态下，通过多个轭33连接成圆环状，从而形成轭部35，圆环状的筒构件36嵌合在轭部35的外周侧。在本实施方式中，通过在周向上排列二十四个芯部块31并连结成圆环状，从而形成定子铁芯21。另外，相邻的芯部块31彼此在其接合面通过凹凸铆接而相互固定即可。

在定子铁芯21通过多个芯部块31形成为圆环状的状态下，在轭部35的内径侧沿周向以规定间隔排列极齿34，在各极齿34之间形成有槽37。在这种情况下，槽37形成在同一芯部块31的两个极齿34之间，并且形成在相邻的两个芯部块31的各一个极齿34之间。在定子铁芯21中，在各槽37中插入定子绕组22。

接着，对设置在定子铁芯21的轭部35中的铆接部41和粉体成形体42进行说明。

如图2和图3所示，在各芯部块31的轭33上，在周向的两个部位设有通过凹凸铆接实施了压入紧固的铆接部41。铆接部41分别设置在径向上相同的位置、并且设置在将各极齿34向径向外侧延伸的位置。铆接部41设置在径向的轭宽度的中心位置(成为轭宽度的1/2的位置)或其附近。

另外，在轭33上设置有沿钢板32的层叠方向贯通的孔部43(贯通孔)，在该孔部43内通过填充磁性粉体而设置有粉体成形体42。孔部43设置在将槽37沿径向延伸的位置、并且设置在比径向的轭宽度的中心位置更靠近槽37的位置(径向内侧的位置)。另外，孔部43可以设置成其中心点比径向的轭宽度的中心位置更靠近槽37。在这种情况下，从铆接部41与孔部43的径向位置关系来说，铆接部41设置在外侧，孔部43设置在内侧。

在构成芯部块31的钢板32中，当通过冲压设备冲压时，在每个钢板32中形成冲压孔，并且通过层叠多个钢板32形成沿轴向贯通的孔部43。孔部43的与轴向正交的方向的横截面形状为椭圆形状，尤其是，孔部43为具有周向的长度尺寸比径向的长度尺寸大的横截面的形状。但是，孔部43的横截面形状也可以是椭圆形状以外的形状，例如也可以是圆形状、四边形形状、三角形形状等多边形形状。

粉体成形体42通过在孔部43内对磁性粉体进行压缩成形而成形。在这种情况下，如图4所示，孔部43形成为在轴向上直径相同，在从定子铁芯21的两端侧施加了载荷F1的状态下，向该孔部43内填充磁性粉体。然后，磁性粉体在孔部43内无间隙地填充并凝固，从而粉体成形体42被成形。在如上所述成形的粉体成形体42中，朝向各钢板32的孔部43的切口、即与各钢板32的接触界面，产生压缩载荷F2(正的应力)。另外，粉体成形体42设置成横跨层叠状态的多个钢板32，因此，以该粉体成形体42为芯材固定各钢板32。

粉体成形体42和铆接部41的电阻率值不同，粉体成形体42的电阻率成为比铆接部41的电阻率高的值。

在此，钢板32的冲压的切断面由于毛刺或塌边等而不成为垂直面，在钢板32的层叠状态下，如图5所示，在孔部43的内周面中在层叠方向上产生凹凸。关于这一点，在上述结构中，由于在压缩状态下向该孔部43填充磁性粉体而成形粉体成形体42，因此，即使在孔部43的内周面产生凹凸，也能够沿该凹凸填充磁性粉体。因此，在孔部43内成形有粉体成形体42的状态下，能够抑制因凹凸产生间隙、由于该间隙而产生意外的磁阻的不良情况。此外，由于粉体成形体42与各钢板32干涉，因此，抑制了粉体成形体42的脱落。

此外，在将预先成形为棒状的芯材压入孔部43内的情况下，在芯材的压入状态下，在孔部43的内周面形成由凹凸引起的间隙。在这种情况下，由于间隙未被填埋，因此，会产生意外的磁阻。另外，芯材有可能会脱落。

在如上所述的各芯部块31连结成圆环状的结构中，孔部43和粉体成形体42隔开一个槽地设置在定子铁芯21中。进一步而言，在轭部35的周向上，构成为在径向延伸线上具有孔部43和粉体成形体42的槽37与在径向延伸线上具有芯部块接合部(接合边界部)的槽37交替地排列。

接下来，使用图6对在芯部块31的轭33中由于钢板32的固定位置的差异而引起的涡电流损耗的差异进行说明。图6的(a)是芯部块31的俯视图，图6的(b)是表示位置A1～A4的每一个位置的涡电流损耗的差异的图。另外，在此，示出了在将二十四个芯部块31排列在圆周上而构成的定子铁芯21中，无负载时的涡电流损耗的计算值。这是极数为8、电动机旋转速度为9000rpm情况的值。

在图6的(a)中，A1、A4是在轭33中将极齿34向径向外侧延伸的位置，A2、A3是将槽37向径向外侧延伸的位置。另外，A2、A3中，A2是径向上的轭宽度的大致中心位置(外周侧位置)，A3是径向上的比轭宽度的中心位置更靠近槽37的位置(内周侧位置)。

另外，在图6的(b)中，假定在各位置A1～A4进行铆接固定的情况和进行磁性粉体的填充固定的情况，示出该固定方法的不同引起的涡电流损耗的差异。另外，A1、A4表示仅铆接固定的结果，A2、A3表示铆接固定和填充固定的结果。

如图6的(b)所示，在位置A1～A4实施了铆接固定的情况下，在齿延伸线上的位置A1、A4，涡电流的产生比较少。另外，在槽延伸线上的位置A2、A3中，在作为外周侧位置的A2处也很少产生涡电流，但是在内周侧位置的A3处能够确认产生明显的涡电流。即，可知在槽37的径向延伸线上的部位显著地产生涡电流。

与此相对，可知在位置A2、A3处实施了磁性粉体的填充固定的情况下，涡电流损耗大幅降低。根据估计值，作为无负载时9000rpm下的涡电流损耗降低的期待值，预期降低约50W。

此外，在上述结构的定子铁芯21中，芯部块31由多个由软磁性材料制成的钢板32构成，并且在轭33中，构成为限定在槽37的径向延长位置填充磁性粉体。因此，主磁通流过的大部分部位的导磁率不会降低，能够抑制伴随导磁率的降低而产生的旋转电机10的性能降低。

图7是示出磁性粉体(SMC)的磁特性与电磁钢板的磁特性之间的比较的图。从图7可知，在磁性粉体中，在磁场强度H弱的区域，特性的斜率、即导磁率低，因此认为，多用磁性粉体会使旋转电机的性能降低。关于这点，通过将磁性粉体的使用抑制在最小限度，从而将性能降低抑制在最小限度。

另外，磁性粉体的电导率为3000S/m，与电磁钢板的23800S/m相比约为1/7，是涡电流难以流动的材料。实际上，电磁钢板的凹凸铆接部由于绝缘覆膜破裂，因此，电导率应该是比之前的值大几倍的值。基于以上理由，根据本实施方式的上述结构，成为将性能降低抑制为最小限度，并且最大限度地减少涡电流损耗的结构。

根据以上详细叙述的本实施方式，能够得到以下的优异效果。

在上述结构中，在定子铁芯21中，在使槽37沿径向延伸的位置设置有沿钢板32的层叠方向延伸的孔部43，在该孔部43内设置有由磁性粉体构成的粉体成形体42。在此，认为在定子铁芯21的轭部35中，在沿径向延伸了槽37的位置处容易产生涡电流，但是通过如上所述地设置孔部43，并在该孔部43内设置由磁性粉体构成的粉体成形体42，能够在容易产生涡电流的部位提高电阻率并且降低导磁率。由此，能够实现涡电流损耗的抑制。另外，通过将填充磁性粉体的位置限定在槽37的径向延伸位置，能够抑制伴随导磁率的降低而引起的旋转电机10的性能降低。

另外，在孔部43内设置有粉体成形体42的结构中，通过该粉体成形体42(磁性粉体)来固定层叠状态的各钢板32。因此，能够将粉末成形体42用作层叠钢板的固定手段，以代替例如焊接或凹凸铆接，或者减少焊接部位或凹凸铆接的紧固部位。因此，能够抑制因较多使用焊接部、铆接部而使电阻变小，容易流过涡电流的不良情况。

根据以上所述，在上述结构的旋转电机10中，能够抑制定子13中的涡电流的产生，发挥高效率的性能。此时，能够在不导致旋转电机10的大型化的情况下得到所期望的效果。

着眼于在定子铁芯21的轭部35中，在靠近槽37的位置(槽内周侧)容易产生涡电流，在轭部35中，构成为在比径向的中心位置更靠近槽37的位置设置孔部43。由此，能够更适当地抑制涡电流。

芯部块31中的孔部43具有周向的长度尺寸大于径向的长度尺寸的横截面的形状。由此，在轭部35中，在比径向的中心位置更靠近槽(内径侧)设置孔部43的情况下，孔部43的位置受到限制，并且能够尽可能地增大孔部43的横截面(即粉体成形体42的横截面)。因此，能够期待恰当的涡电流抑制效果。

在连结多个芯部块31而成的定子铁芯21中，以规定间隔在槽37的径向延伸线上设置有芯部块接合部(接合边界部)。鉴于这一点，较佳的是，与多个槽37中的形成在同一芯部块31的两个极齿34之间的槽37对应地设置孔部43和粉体成形体42。在这种情况下，考虑到在芯部块接合部中涡电流比较难以流动、以及形成孔部43变得困难，能够实现适当的结构。

鉴于在极齿34的径向延伸上的轭部分比较难以产生涡电流这一点，在轭部35(轭33)中，构成为在使极齿34沿径向延伸的位置设置铆接部41。在这种情况下，在铆接部41中，机械特性优先于电特性，能够实现各钢板32的固定力的强化。简而言之，通过在轭部35中设置优先电特性的粉体成形体42和优先机械特性的铆接部41，能够实现电特性和机械特性的提高。

在轭部35中，使径向上的孔部43(粉体成形体42)的位置与铆接部41的位置不同，使孔部43一方靠近槽。在这种情况下，能够使电特性良好地优化，并且作为定子铁芯21能够将各钢板32以层叠状态适当地固定。另外，与孔部43和铆接部41设置在径向的相同位置的结构相比，这些孔部43与铆接部41之间的距离变大，能够使轭部35的电阻的变化平缓。

粉体成形体42的电阻率比铆接部41的电阻率的值高。由此，能够有效地抑制涡电流，能够将其设计准则明确化为物理属性值。

(其他实施方式)

也可以对上述实施方式例如以如下方式进行改变。

·关于通过磁性粉体的填充固定，也可以采用其他的结构。例如在图8所示的结构中，与图4相同，在轭33中形成有孔部43(贯通孔)，上述孔部43在定子铁芯21的轴向上具有相同的直径，在该孔部43内，在从定子铁芯21的两端侧施加负载的状态下填充磁性粉体。并且，通过磁性粉体的压缩成形，在孔部43内粉体成形体42被成形。在图8的结构中，尤其是粉体成形体42具有沿着轴向的两端面比孔部43更向外侧突出的突出部51。突出部51具有与孔部43内相同的横截面形状(例如椭圆形状)，其外形尺寸比孔部43内的部分大。即，在粉体成形体42中，与孔部43内的部分相比向孔部43外露出的部分的横截面变大。

在这种情况下，能够通过粉体成形体42产生朝向定子铁芯21的轴向中心侧的压缩载荷F3。因此，能够从层叠方向的两端按压多个钢板32，能够进一步提高固定层叠状态的各钢板32的可靠性。

另外，在图9所示的结构中，在轭33中，孔部43成为沿定子铁芯21的轴向贯通且在定子铁芯21的轴向两端部具有扩径部53的贯通孔，上述扩径部53的孔径大于轴向中心部的孔径。扩径部53形成为越靠近端面侧各钢板32的孔径越大的大致锥状。并且，在从定子铁芯21的两端侧施加了载荷的状态下，向该孔部43内填充磁性粉体，通过压缩成形粉体成形体42被成形。在图9的结构中，尤其是粉体成形体42设置于在定子铁芯21的两端面之间包括扩径部53的孔部43内。

在这种情况下，能够通过粉体成形体42产生朝向定子铁芯21的轴向中心侧的压缩载荷F4。因此，能够从层叠方向的两端按压多个钢板32，能够进一步提高固定层叠状态的各钢板32的可靠性。另外，由于粉体成形体42设置在定子铁芯21的两端面之间，因此能够抑制粉体成形体42向轴向露出，能够期待抑制大型化的效果。

另外，扩径部53也可以不是大致锥状，也可以是扩径部53中的各钢板32的孔径全部相同的结构。

·在上述实施方式中，构成为在各芯部块31中分别设置有两个极齿34，但也可以对其进行改变，而构成为设置三个以上的极齿34。在这种情况下，构成为在各芯部块31中形成两个以上的槽37，并且孔部43和粉体成形体42设置成与各槽37对应。此外，也可以不构成为孔部43和粉体成形体42设置成与各芯部块31中的全部槽37对应。

·在上述实施方式中，构成为通过在周向上连结多个芯部块31而形成圆环状的定子铁芯21，但也可以改变该结构。例如，也可以构成为通过层叠圆环状的多个钢板来形成圆环状的定子铁芯21。在这种情况下，通过使用圆环状的钢板，能够大幅地削减各钢板的紧固部位(粉体填充部位)。

·也可以将定子铁芯21构成为通过呈圆环状的多个铁芯构件沿轴向层叠而形成的结构。如图10所示，定子铁芯21具有三个铁芯构件61、62、63，它们通过在轴向上堆叠结合而构成。各铁芯构件61～63分别是钢板的层叠体，具有轭部、极齿以及槽。此外，孔部43和粉体成形体42分别设置在铁芯构件61～63的轭部中。在各铁芯构件61～63中，孔部43和粉体成形体42不是对应于全部的槽而设置，而是以规定的槽间距设置的。图10所示的孔部43和粉体成形体42的个数及位置是例示。

各铁芯构件61～63以沿周向(旋转方向)错开规定角度的相位的状态堆叠，在进行所谓的旋转层叠的状态下结合。在这种情况下，通过各铁芯构件61～63的旋转层叠，抑制了各铁芯构件61～63的磁性的偏差和厚度偏差而引起的品质降低。即，通过冲压制作的圆环状钢板会产生轧制方向及其正交方向上的磁特性的各相异性、板厚的变动，但这些能够变得均匀。然后，通过旋转层叠，孔部43和粉体成形体42的位置在各铁芯构件61～63的周向上不同。

根据图10的结构，定子铁芯21中的粉体成形体42不是沿整个铁芯厚度方向(层叠方向)一体地设置，而是设置成被分割到多个铁芯构件61～63。由此，在通过磁性粉体的压缩成形来成形粉体成形体42的过程中，能抑制压缩载荷的上升。因此，能够避免制造装置的大型化。

另外，各铁芯构件61～63在沿周向彼此错开规定角度相位的状态下堆叠，并且构成为在相互结合的铁芯构件彼此间，使孔部43和粉体成形体42的位置在周向上不同。在此，在进行旋转层叠的情况下，可能会出现各铁芯构件61～63的孔部43的位置不一致，在定子铁芯21的两端面之间没有形成贯通孔的情况。在这种情况下，对孔部43填充磁性粉体变得困难，但是由于采用了在每个铁芯构件61～63中填充磁性粉体来成形粉体成形体42的结构，因此能够避免制作上的困难。

·在上述实施方式中构成为，在定子铁芯21的轭部35中，在比径向的轭宽度的中心位置更靠近槽37的位置设置孔部43(粉体成形体42)，但是也可以改变该结构，例如也可以构成为在径向的轭宽度的中心位置或其附近设置孔部43(粉体成形体42)。另外，也可以在径向的相同位置设置孔部43和铆接部41。

·在上述实施方式中，作为用于将各钢板32以层叠状态固定的方法，构成为实施铆接固定和通过磁性粉体的填充固定，但是也可以构成为仅实施其中的填充固定。例如，在图2所示的芯部块31中，可以设置孔43和粉体成形体42来代替铆接部41。

·在上述实施方式中，对将旋转电机10具体化为内转子式(内转式)的多相交流电机的结构进行了说明，但是不限于此。例如，也可以将旋转电机具体化为外转子式(外转式)的多相交流电机。在这种情况下，旋转电机构成为具有呈圆环状的转子和设置在转子的内周侧的定子的结构，在定子铁芯的轭部中，在将槽向径向内侧延伸的位置处设置沿钢板的层叠方向延伸的孔部，在该孔部内设置由磁性粉体构成的粉体成形体即可。

虽然根据实施例对本发明进行了记述，但是应当理解为本发明并不限定于上述实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。此外，各种组合、方式、以及进一步包含仅一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也属于本发明的范畴和思想范围。

Claims (11)

1.一种旋转电机，其特征在于，包括：

转子(12)，所述转子被自由旋转地支承；以及

定子(13)，所述定子包括与所述转子同轴配置的定子铁芯(21)，

所述定子铁芯通过层叠多个钢板(32)而构成，具有环状的轭部(35)、从所述轭部沿径向延伸的多个极齿(34)以及设置在相邻的所述极齿之间的槽(37)，

在所述槽中卷绕有定子绕组(22)，

所述轭部在使所述槽沿径向延伸的位置处具有沿所述钢板的层叠方向延伸的孔部(43)，在所述孔部内设置有由磁性粉体构成的粉体成形体(42)。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

在所述轭部，在径向上的比轭宽度的中心位置更靠近所述槽的位置处设置有所述孔部。

3.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述孔部为具有周向的长度尺寸比径向的长度尺寸大的横截面的形状。

4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子铁芯具有在周向上连结的多个芯部块(31)，通过相邻的芯部块相互固定而形成为圆环状，

所述芯部块具有两个以上的所述极齿，

所述槽形成在同一所述芯部块的相邻的两个所述极齿之间，并且形成在相邻的两个所述芯部块的各一个极齿之间，

所述孔部和所述粉体成形体设置成与多个所述槽中的形成在同一所述芯部块的所述极齿之间的槽对应。

5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述孔部是在所述定子铁芯中沿轴向贯通的贯通孔，

所述粉体成形体具有沿着所述定子铁芯的轴向的两端面比所述孔部更向外侧突出的突出部(51)。

6.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述孔部是贯通孔，所述贯通孔在所述定子铁芯中沿轴向贯通，并且在所述定子铁芯的轴向两端部具有孔径大于轴向中心部的孔径的扩径部(53)，

所述粉体成形体在所述定子铁芯的两端面之间设置于包括所述扩径部的所述孔部内。

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，

在所述轭部，在使所述极齿沿径向延伸的位置设置有通过压入来固定所述多个钢板的铆接部(41)。

8.如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，

在所述轭部，径向上的所述孔部的位置与所述铆接部的位置不同，所述孔部更靠近所述槽。

9.如权利要求7或8所述的旋转电机，其特征在于，

所述粉体成形体的电阻率比所述铆接部的电阻率的值高。

10.如权利要求1至9中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子铁芯是将圆环状的多个铁芯构件(61～63)在轴向上结合而构成的，所述多个铁芯构件(61～63)是所述钢板的层叠体，并且具有所述轭部、所述极齿以及所述槽，

所述孔部和所述粉体成形体分别设置于所述多个铁芯构件的所述轭部。

11.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，

所述多个铁芯构件以沿周向相位错开规定角度的状态堆叠，在相互结合的一方铁芯构件和另一方铁芯构件中，所述孔部的位置在周向上不同。

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