電動(dòng)機(jī)的定子及電動(dòng)的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種電動(dòng)機(jī)的定子以及具備該定子的電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)的定子能夠降低電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的損耗從而得到高效率的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的定子具備將多個(gè)板狀體（130）層疊而形成的定子鐵芯（13），定子鐵芯（13）具有：筒狀的磁軛（11）以及齒部（12），該齒部（12）具有延伸部（123）和寬部（122），該延伸部（123）從磁軛（11）向該磁軛的徑向內(nèi)側(cè)延伸，該寬部（122）形成為在該延伸部（123）的頂端沿周向拓寬；延伸部（123）具有恒寬部（124）、窄部（121）以及壓緊部（125），該恒寬部（124）以周向上的寬度不變的方式沿徑向呈直線狀延伸，該窄部（121）在周向上的寬度比恒寬部（124）在周向上的寬度小，該壓緊部（125）用于將多個(gè)板狀體彼此固定，壓緊部（125）以至少局部位于窄部（121）的方式設(shè)置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電動(dòng)機(jī)的定子及電動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)的定子及安裝了該定子的電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在用于空調(diào)設(shè)備的壓縮機(jī)等的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)(brushless motor) (IPM電動(dòng)機(jī))等電動(dòng)機(jī)中，作為用于進(jìn)行變速驅(qū)動(dòng)的方法，已知使用根據(jù)規(guī)定的載波頻率來(lái)改變脈沖波的占空比(duty ratio)從而進(jìn)行調(diào)制的PWM驅(qū)動(dòng)方式。在PWM驅(qū)動(dòng)方式中，為了得到在電動(dòng)機(jī)中流動(dòng)的電流波形而利用具有比該電流波形高的頻率的載波頻率(carrier frequency)來(lái)進(jìn)行調(diào)制，因此，PWM中的載波頻率的高次諧波成分會(huì)與電流波形重疊。
[0003]在此，電動(dòng)機(jī)的損耗被分為表示將鐵芯磁化時(shí)的損耗的鐵損以及表示勵(lì)磁時(shí)繞組(coil)的電阻所導(dǎo)致的損耗的銅損。其中的鐵損是由鐵芯的磁特性所引起的磁滯損耗(hysteresis loss)與鐵芯內(nèi)的電磁感應(yīng)所導(dǎo)致的潤(rùn)流損耗相加而成的,無(wú)論是磁滯損耗還是渦流損耗，都是用于使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的交變磁通(交變電流)的頻率越高，損耗的比率就越大，這是已知的。因而，當(dāng)載波頻率的高次諧波成分與在電動(dòng)機(jī)中流動(dòng)的交變電流重疊時(shí)，由于該高次諧波成分的電流而產(chǎn)生了高次諧波磁通，因此，造成了鐵損增大的結(jié)果。特別是PWM驅(qū)動(dòng)中的載波頻率與無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的小型化和高輸出化相應(yīng)地有變高的趨勢(shì)，這種鐵損的增大所導(dǎo)致的效率惡化愈發(fā)成為問(wèn)題。
[0004]針對(duì)這種問(wèn)題，已知有如下結(jié)構(gòu):為了抑制由于進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的高次諧波磁通，在定子的磁軛(yoke)的局部處設(shè)置與其它部位相比應(yīng)力不同的應(yīng)力變化部位(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。具體地說(shuō)，例如在磁軛的外周面和內(nèi)周面的局部處設(shè)置切口部、鉚接部等，通過(guò)熱套配合等將定子固定于機(jī)殼內(nèi)，由此，在該切口部、鉚接部等處使壓縮應(yīng)力增加。
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010 - 158095號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

_6] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0007]圖13是表示對(duì)以往的定子中的應(yīng)力分布進(jìn)行分析所得的結(jié)果的圖。在圖13中，以如下方式表示:顏色越深(色調(diào)越暗)，所施加的應(yīng)力越大。如圖13所示可知，在如專(zhuān)利文獻(xiàn)I那樣的以往的定子中，通過(guò)熱套配合等將定子固定于機(jī)殼內(nèi)，由此，在與其內(nèi)側(cè)的齒部(teeth)相比壓縮應(yīng)力高的磁軛的局部處，由于應(yīng)力變化部位而施加有更高的應(yīng)力。
[0008]然而，指出了以下的問(wèn)題:在通過(guò)熱套配合將定子固定于機(jī)殼內(nèi)時(shí)，當(dāng)磁軛內(nèi)的應(yīng)力增加時(shí)，無(wú)論交變磁通的頻率如何鐵損都顯著變大(例如參照佐藤光彥、金子清一、富田睦雄、道木慎二、大熊繁《利用了電工鋼板的物理特性來(lái)減少由于熱套配合配合所引起的損失的定子形狀的改進(jìn)(焼嵌A tc J: 3損失&低減UhM電磁鋼板Θ特性&用P t固定子形狀O改善)》日本電氣學(xué)會(huì)論文志D (IEEJ Trans.1A, Vol.127，N0.1,2007pp.60 —68))。因而，當(dāng)通過(guò)構(gòu)成為如專(zhuān)利文獻(xiàn)I那樣的結(jié)構(gòu)來(lái)提高磁軛處的壓縮應(yīng)力時(shí)，存在以下?lián)鷳n:即使能夠局部地抑制高次諧波磁通，整體的鐵損卻反而會(huì)增加。[0009]此外，作為定子的構(gòu)成要素的定子鐵芯是將多個(gè)板狀體(電磁鋼板)層疊而形成的。而且，由于將該多個(gè)板狀體固定成一體，因此，在由多個(gè)板狀體所形成的定子鐵芯形成有通過(guò)使多個(gè)板狀體的局部變形而將多個(gè)板狀體進(jìn)行相當(dāng)程度固定的壓緊(clamp)部。在如此形成于定子鐵芯的壓緊部中，存在由變形引發(fā)的殘留應(yīng)力，因此，導(dǎo)致磁特性降低。因此，需要以不易引起電動(dòng)機(jī)特性降低的方式配置壓緊部。
[0010]本發(fā)明用于解決這種以往的問(wèn)題，其目的在于提供一種電動(dòng)機(jī)的定子以及具備該定子的電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)的定子能夠降低電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的損耗從而得到高效率的電動(dòng)機(jī)。
[0011]用于解決問(wèn)題的方案
[0012]本發(fā)明的一技術(shù)方案所涉及的電動(dòng)機(jī)的定子具備將多個(gè)板狀體層疊而形成的定子鐵芯，上述定子鐵芯具有:筒狀的磁軛以及齒部，該齒部具有延伸部和寬部，該延伸部從上述磁軛向該磁軛的徑向(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為徑向)內(nèi)側(cè)延伸，該寬部形成為在該延伸部的頂端沿上述磁軛的周向(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為周向)拓寬；上述延伸部具有恒寬部、窄部以及壓緊部，該恒寬部以周向上的寬度不變的方式沿徑向呈直線狀延伸，該窄部在周向上的寬度比上述恒寬部在周向上的寬度小，該壓緊部用于將多個(gè)板狀體彼此固定，上述壓緊部以至少局部位于上述窄部的方式設(shè)置。
[0013]采用上述結(jié)構(gòu),齒部的局部處設(shè)置有周向上的寬度比恒寬部周向上的寬度小的窄部，因此，在該窄部處穿過(guò)齒部的磁通密度變高而產(chǎn)生局部磁飽和，從而高次諧波磁通被過(guò)濾(filtering)。此時(shí)，齒部的窄部處沒(méi)有產(chǎn)生應(yīng)力，因此，也能夠防止由于作用于定子的壓縮應(yīng)力增加而導(dǎo)致鐵損增加的情況發(fā)生。而且，通過(guò)在定子之中磁通密度相對(duì)較高的齒部處設(shè)置窄部，能夠有效地僅將高次諧波磁通過(guò)濾而去除。另外，用于將構(gòu)成定子鐵芯的多個(gè)板狀體彼此固定的壓緊部以至少局部位于窄部的方式設(shè)置。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)潛心研究后發(fā)現(xiàn)，在定子的齒部的局部設(shè)置有窄部的情況下，通過(guò)將用于固定多個(gè)板狀體的壓緊部的位置設(shè)定在窄部，能夠增大對(duì)高次諧波磁通的過(guò)濾效果。推想這是由于將壓緊部設(shè)置于窄部，從而能夠促進(jìn)局部磁飽和、防止鐵損的增加。因此，通過(guò)將窄部設(shè)置于定子鐵芯的延伸部并且在窄部形成有壓緊部的至少一部分，能夠降低電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的損耗而得到高效率的電動(dòng)機(jī)。
[0014]上述壓緊部可以設(shè)置為位于上述窄部的徑向整個(gè)區(qū)域。由此，能夠防止鐵損的增加并將轉(zhuǎn)矩常數(shù)的降低抑制到最小。
[0015]上述壓緊部可以是以在徑向上外徑側(cè)端部和內(nèi)徑側(cè)端部中的一者位于上述窄部?jī)?nèi)，并且外徑側(cè)端部和內(nèi)徑側(cè)端部中的另一者位于上述恒寬部的方式設(shè)置。由此，壓緊部的一部分位于窄部而能防止鐵損的增加，并且壓緊部的另一部分位于恒寬部而能將轉(zhuǎn)矩常數(shù)的降低抑制到最小。
[0016]上述壓緊部的徑向長(zhǎng)度可以是上述窄部的徑向長(zhǎng)度的1.5倍以下。由此，能夠更有效地降低由于形成了壓緊部而產(chǎn)生的殘留應(yīng)力對(duì)穿過(guò)延伸部?jī)?nèi)的主磁通造成的影響。
[0017]上述壓緊部可以是使上述板狀體局部彎折所形成的局部彎折部。
[0018]也可以是上述窄部設(shè)置于上述延伸部的基端部，上述恒寬部自上述窄部的頂端向徑向內(nèi)側(cè)延伸。由此，在相鄰的齒部之間經(jīng)由磁軛交鏈的高次諧波磁通被過(guò)濾，因此，能夠有效地抑制高次諧波磁通。
[0019]也可以是上述窄部的周向兩側(cè)在與上述磁軛的中心軸線垂直的剖視狀態(tài)下具有圓弧形狀。由此，窄部處的磁通的流動(dòng)變得緩和，窄部與其它部位之間的連接位置處的磁矢量的變化量降低，因此，能夠抑制鐵損的增加。
[0020]上述窄部在周向上的寬度的最小值dl與上述恒寬部在周向上的寬度d2之比也可以為0.70<dl / d2<0.98。通過(guò)設(shè)為這種比率，能夠更有效地抑制高次諧波磁通。
[0021]另外，本發(fā)明的另一技術(shù)方案的電動(dòng)機(jī)具備上述結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的定子。由此，在相同尺寸的電動(dòng)機(jī)中，能夠在不降低轉(zhuǎn)矩常數(shù)的情況下降低損耗從而得到高效率的電動(dòng)機(jī)。
[0022]參照附圖，根據(jù)以下的優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明來(lái)明確本發(fā)明的上述目的、其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。
[0023]發(fā)明的效果
[0024]本發(fā)明構(gòu)成為以上所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)，起到能夠降低電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的損耗從而得到高效率的電動(dòng)機(jī)這樣的效果。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是表示具備本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)的截面構(gòu)造例的剖視圖。
[0026]圖2是表示圖1所示的電動(dòng)機(jī)的定子的截面構(gòu)造的局部放大圖。
[0027]圖3是表示圖1所示的電動(dòng)機(jī)的定子中的齒部附近的局部的磁通流動(dòng)的說(shuō)明圖。
[0028]圖4是表示使圖1所示的定子中的齒部的窄部在周向上的寬度的最小值d2相對(duì)于恒寬部在周向上的寬度dl發(fā)生了變化時(shí)的鐵損和轉(zhuǎn)矩常數(shù)的分析值的曲線圖。
[0029]圖5是表示使圖1所示的定子中的齒部的窄部在周向上的寬度的最小值d2相對(duì)于恒寬部在周向上的寬度dl發(fā)生了變化時(shí)的電動(dòng)機(jī)效率的分析值的曲線圖。
[0030]圖6A是表示圖1所示的電動(dòng)機(jī)的定子中的定子鐵芯的制造工序的圖。
[0031]圖6B是表示圖1所示的電動(dòng)機(jī)的定子中的定子鐵芯的制造工序的圖。
[0032]圖6C是表示圖1所示的電動(dòng)機(jī)的定子中的定子鐵芯的制造工序的圖。
[0033]圖6D是表示圖1所示的電動(dòng)機(jī)的定子中的定子鐵芯的制造工序的圖。
[0034]圖7是表示使圖1所示的定子中的壓緊部的相對(duì)于延伸部的徑向位置變化時(shí)的鐵損、轉(zhuǎn)矩常數(shù)以及電動(dòng)機(jī)效率的分析值的曲線圖。
[0035]圖8是表示圖7所示的曲線圖中壓緊部的相對(duì)于延伸部的徑向位置的示意圖。
[0036]圖9是表示使圖1所示的定子中的壓緊部的徑向長(zhǎng)度相對(duì)于窄部的徑向長(zhǎng)度變化時(shí)的鐵損、轉(zhuǎn)矩常數(shù)以及電動(dòng)機(jī)效率的分析值的曲線圖。
[0037]圖1OA是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的變形例的定子的截面構(gòu)造例的局部放大圖。
[0038]圖1OB是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的變形例的定子的截面構(gòu)造例的局部放大圖。
[0039]圖11是將本發(fā)明的實(shí)施例1中的定子的鐵損和轉(zhuǎn)矩常數(shù)的分析值與比較例進(jìn)行對(duì)比而示出的曲線圖。
[0040]圖12是按頻率示出本發(fā)明的實(shí)施例1中的定子的鐵損的分析值的曲線圖。
[0041]圖13是表示對(duì)以往的定子中的應(yīng)力分布進(jìn)行分析所得的結(jié)果的圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0042]下面，參照【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，下面對(duì)所有附圖中相同或者相當(dāng)?shù)囊貥?biāo)注相同的參照標(biāo)記，省略其重復(fù)說(shuō)明。
[0043]圖1是表示具備本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)的截面構(gòu)造例的剖視圖。另外，下面，例示了電動(dòng)機(jī)是無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，但是電動(dòng)機(jī)并不限定于此。如圖1所示，本實(shí)施方式所涉及的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為電動(dòng)機(jī))具有筒狀的定子I和筒狀的轉(zhuǎn)子2，該筒狀的定子I通過(guò)熱套配合等安裝于外框10的內(nèi)壁面，該筒狀的轉(zhuǎn)子2以能夠相對(duì)于定子I進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方式被保持在定子I的內(nèi)側(cè)。轉(zhuǎn)子2的中心處設(shè)置有轉(zhuǎn)軸孔3，在使轉(zhuǎn)軸(shaft)(未圖示)貫穿該轉(zhuǎn)軸孔3的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子2與轉(zhuǎn)軸之間被固定。
[0044]定子I具有:定子鐵芯13，其具有形成為筒狀的磁軛11和多個(gè)(在本實(shí)施方式中為18個(gè))齒部12，該齒部12從磁軛11的內(nèi)壁面向徑向內(nèi)側(cè)延伸；以及繞組14，其纏繞在各個(gè)齒部12上。定子鐵芯13是由多個(gè)板狀體(后述)層疊而形成的。齒部12與繞組14之間設(shè)置有將兩者電絕緣的絕緣構(gòu)件15 (參照后述的圖2)。另外，轉(zhuǎn)子2具有筒狀的轉(zhuǎn)子鐵芯21以及板狀的永磁體22，該永磁體22形成為埋入于空孔中，該空孔在轉(zhuǎn)子鐵芯21的內(nèi)部沿轉(zhuǎn)子2的周向形成有多個(gè)(在本實(shí)施方式中為6個(gè))。另外，在本實(shí)施方式中，例示了采用在多個(gè)齒部12上均纏繞繞組線的分布繞組而形成的繞組14，但是本發(fā)明并不限于此。例如能夠采用波形繞組或者將繞組線纏繞在I個(gè)齒部12上的集中繞組等各種纏繞方法。
[0045]在這樣構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)中，使交變電流流過(guò)定子I的繞組14以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁通，由此，將轉(zhuǎn)軸的中心軸線作為旋轉(zhuǎn)軸C而使轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)子2相對(duì)于定子I繞旋轉(zhuǎn)軸C旋轉(zhuǎn)。
[0046]圖2是表示圖1所示的電動(dòng)機(jī)的定子的截面構(gòu)造的局部放大圖。在圖2中，省略了繞組14和絕緣構(gòu)件15的一部分圖示。如圖2所示，齒部12的局部處設(shè)置有比其它部位窄的窄部121。更具體地說(shuō)，齒部12具有延伸部123和寬部122，該延伸部123從磁軛11向該磁軛11的徑向(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為徑向)內(nèi)側(cè)延伸，該寬部122形成為在該延伸部123的頂端沿磁軛11的周向(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為周向)拓寬，延伸部123形成為周向上的寬度比寬部122在周向上的寬度小。延伸部123被稱(chēng)為所謂的磁極部，寬部122是被稱(chēng)為所謂的磁極頂端部的部分。并且，延伸部123具有恒寬部124和窄部121，該恒寬部124以其周向上的寬度恒定的方式沿徑向呈直線狀延伸，該窄部121在周向上的寬度dl比恒寬部124在周向上的寬度d2窄。即，從旋轉(zhuǎn)軸C的方向觀察，延伸部123具有局部縮頸的形狀。由此，窄部121形成為在延伸部123的局部處周向上的寬度比該延伸部123的其它部位在周向上的寬度小(與徑向垂直的截面的面積比恒寬部124小)。
[0047]接著，說(shuō)明在如上述那樣構(gòu)成的定子I中設(shè)置窄部121的效果。圖3是表示圖1所示的電動(dòng)機(jī)的定子中的齒部附近的局部的磁通流動(dòng)的說(shuō)明圖。在圖3中，利用箭頭示出了暫時(shí)性的磁通流動(dòng)。為了容易理解，在圖3中，省略了后述壓緊部125的圖示，在后述的關(guān)于圖3?圖5的說(shuō)明中忽略壓緊部125的影響。此外，在圖3中省略了繞組14和絕緣構(gòu)件15的圖示。如圖3所示，來(lái)自轉(zhuǎn)子2的磁通從齒部12的寬部122進(jìn)入齒部12內(nèi)，穿過(guò)齒部12的延伸部123進(jìn)入磁軛11。流向齒部12的磁通是交變磁通，因此，磁通也同樣能夠向圖3的箭頭的相反方向流動(dòng)(在從磁軛11穿過(guò)齒部12向轉(zhuǎn)子2去的朝向上也能夠產(chǎn)生磁通)。
[0048]在此，在本實(shí)施方式中，齒部12的局部處設(shè)置有比該齒部12的其它部位窄的窄部121，因此，在該窄部121處穿過(guò)齒部12的磁通密度變高而產(chǎn)生局部磁飽和，高次諧波磁通被過(guò)濾。更詳細(xì)地說(shuō)，在穿過(guò)齒部12的交變磁通(主磁通)達(dá)到極大值時(shí)，與該交變磁通重疊的高次諧波成分被去除。因此，優(yōu)選的是，窄部121的與徑向(交變磁通流動(dòng)的朝向)垂直的截面的截面積為能夠在交變磁通的極大值時(shí)盡可能使所有主磁通穿過(guò)的大小。
[0049]另外，沒(méi)有產(chǎn)生如圖13中示出的那樣的，在以往結(jié)構(gòu)中的齒部12處因熱套配合等所導(dǎo)致的應(yīng)力，因此，即使在齒部12處設(shè)置窄部121，作用于定子I的應(yīng)力也不會(huì)增加。因而，也能夠防止發(fā)生由于作用于定子I的壓縮應(yīng)力增加而導(dǎo)致鐵損增加的情況。而且，通過(guò)在定子I之中磁通密度相對(duì)較高的齒部12處設(shè)置窄部121，能夠有效地僅將高次諧波磁通過(guò)濾而去除。由此，通過(guò)在去除穿過(guò)齒部12內(nèi)的交變磁通的高次諧波成分來(lái)降低鐵損的同時(shí)使主磁通穿過(guò)，能夠防止轉(zhuǎn)矩常數(shù)降低。由此，能夠抑制由于電流的增加所導(dǎo)致的銅損的增加，因此，能夠防止電動(dòng)機(jī)的效率降低。因而，能夠降低電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的損耗從而得到高效率的電動(dòng)機(jī)。
[0050]另外，由于設(shè)置有寬部122，從而能在該寬部122處降低來(lái)自轉(zhuǎn)子2的磁通流向定子I時(shí)的漏磁通，并且在此基礎(chǔ)上，還能在狹窄的窄部121處將高次諧波磁通過(guò)濾。因而，能夠在不降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)的情況下有效地抑制高次諧波磁通。并且，通過(guò)將延伸部123中的窄部121以外的部位形成為恒寬部124，從而能夠在恒寬部124處緩和交變磁通的磁飽和，并且在周向上的寬度比該恒寬部124在周向上的寬度小的窄部121處有效地抑制高次諧波磁通。
[0051]更詳細(xì)地說(shuō)明本實(shí)施方式中的窄部121。如圖2所示，窄部121設(shè)置于延伸部123的基端部(接近磁軛11的部分)，恒寬部124從窄部121的頂端向徑向內(nèi)側(cè)延伸。由此，在相鄰的齒部12之間經(jīng)由磁軛11交鏈的高次諧波磁通被過(guò)濾，因此，能夠有效地抑制高次諧波磁通。
[0052]并且，窄部121的周向兩側(cè)在與磁軛11的中心軸線垂直的剖視狀態(tài)下具有圓弧形狀。即，以如下方式形成:隨著從窄部121的基端部(接近磁軛11的部分)向頂端去，齒部12在周向上的寬度逐漸變小，在達(dá)到周向上最小的寬度dl之后，隨著進(jìn)一步向頂端去，齒部12在周向上的寬度以接近d2的方式逐漸變大。由于在齒部12形成有這樣的縮頸部，窄部121中的磁通流動(dòng)變得緩和，窄部121與其它部位(恒寬部124或者磁軛11)之間的連接位置處的磁矢量的變化量降低，因此，能夠抑制窄部121處鐵損的增加。
[0053]在此，優(yōu)選的是，窄部121在周向上的寬度的最小值dl與恒寬部124在周向上的寬度d2之比為0.70 < dl / d2 < 0.98。圖4是表示使圖1所示的定子中的齒部的窄部在周向上的寬度的最小值d2相對(duì)于恒寬部在周向上的寬度dl發(fā)生了變化時(shí)的鐵損和轉(zhuǎn)矩常數(shù)的分析值的曲線圖。在圖4中，分別示出了將不存在窄部的情況下(從延伸部的基端到頂端為止周向上的寬度恒定的情況下)的鐵損和轉(zhuǎn)矩常數(shù)設(shè)為I時(shí)的鐵損和轉(zhuǎn)矩常數(shù)的減少率。并且，圖5是表示使圖1所示的定子中的齒部的窄部在周向上的寬度的最小值d2相對(duì)于恒寬部在周向上的寬度dl發(fā)生了變化時(shí)的電動(dòng)機(jī)效率的分析值的曲線圖。圖5中的電動(dòng)機(jī)效率表示以不存在窄部的情況下(從延伸部的基端到頂端為止周向上的寬度恒定的情況下)的電動(dòng)機(jī)效率為基準(zhǔn)的電動(dòng)機(jī)效率的提高量。在圖4和圖5中，將使窄部121在周向上的寬度的最小值d2相對(duì)于恒寬部在周向上的寬度dl而言從0.7dl (70%)變化到了
0.98dl (98%)時(shí)的分析值做成了曲線圖。[0054]電動(dòng)機(jī)效率η以電動(dòng)機(jī)輸出Pout與電動(dòng)機(jī)輸入Pin之比Pout / Pin來(lái)表示，電動(dòng)機(jī)輸出Pout是從電動(dòng)機(jī)輸入Pin中減去電動(dòng)機(jī)損耗P1ss所得的值，因此，電動(dòng)機(jī)效率n表示為Π = (Pin - Ploss) / Pin。并且，電動(dòng)機(jī)損耗Ploss為鐵損Wf與銅損Wc之和(Wf+ Wc)，銅損Wc使用電動(dòng)機(jī)電流I和繞組14的繞組線電阻R以Wc = I2 *R來(lái)表示。在此，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩τ使用轉(zhuǎn)矩常數(shù)K τ表示為τ = K τ.I，因此，電動(dòng)機(jī)電流I以τ /K τ來(lái)表示。因而，電動(dòng)機(jī)效率η表示為Π = I — (Wf + ( τ / K τ )2 *R) / Pin。由此，可以說(shuō)當(dāng)鐵損Wf降低、轉(zhuǎn)矩常數(shù)K τ變大時(shí)電動(dòng)機(jī)效率η變高。 [0055]如圖4所示，在窄部121在周向上的寬度的最小值d2為恒寬部124在周向上的寬度dl的98%以上的情況下(0.98 ^ dl / d2 ^ 1.0的情況下)，沒(méi)有產(chǎn)生鐵損降低的效果，但是在小于98%的情況下，產(chǎn)生了鐵損降低的效果。在此，在窄部121在周向上的寬度的最小值d2小于恒寬部124在周向上的寬度dl的98%的情況下，相對(duì)于恒寬部124在周向上的寬度dl而言窄部121在周向上的寬度的最小值d2越小，鐵損越低，但同時(shí)轉(zhuǎn)矩常數(shù)也越低。在此，如圖5所示，當(dāng)考慮電動(dòng)機(jī)效率時(shí)，在窄部121在周向上的寬度的最小值d2為恒寬部124在周向上的寬度dl的70%以下的情況下，雖然鐵損降低但是轉(zhuǎn)矩常數(shù)降低所帶來(lái)的影響更大(即銅損增加)，電動(dòng)機(jī)效率未得到改善(電動(dòng)機(jī)效率的提高量為O)。
[0056]因而，通過(guò)將窄部121在周向上的寬度的最小值dl與恒寬部124在周向上的寬度d2之比設(shè)為0.70<dl / d2 <0.98，在相同尺寸的電動(dòng)機(jī)中，能夠在不過(guò)多降低轉(zhuǎn)矩常數(shù)的情況下降低鐵損從而得到高效率的電動(dòng)機(jī)。尤其是在窄部121在周向上的寬度的最小值dl與恒寬部124在周向上的寬度d2之比處于0.80 <dl / d2 < 0.96的范圍內(nèi)時(shí)，電動(dòng)機(jī)效率的提高量變大，因此，通過(guò)將dl / d2之比設(shè)為該范圍，能夠進(jìn)一步提高電動(dòng)機(jī)效率。
[0057]在本實(shí)施方式中，如上所述，定子鐵芯13是由多個(gè)板狀體(后述)層疊起來(lái)而形成的。因此，如圖1和圖2所示，在延伸部123的恒寬部124形成有用于將多個(gè)板狀體彼此固定的壓緊部125。
[0058]壓緊部125在設(shè)于彼此層疊的多個(gè)板狀體的各板狀體的局部的彎折部(以下稱(chēng)為局部彎折部)的作用下構(gòu)成，通過(guò)使設(shè)于各板狀體的局部彎折部彼此嵌合來(lái)發(fā)揮將多個(gè)彼此層疊的板狀體固定的機(jī)能。因此，該局部彎折部的形態(tài)沒(méi)有特別限定，只要是形成為能在多個(gè)板狀體彼此層疊的狀態(tài)下進(jìn)行嵌合即可。此外，局部彎折部的形成可以應(yīng)用公知的加工方法，局部彎折部的形成方法并未特別限定。
[0059]壓緊部125例如如下所示，在層疊有多個(gè)板狀體130 (參照?qǐng)D6B和圖6C)的狀態(tài)下對(duì)恒寬部124進(jìn)行沖壓加工而形成。另外，對(duì)于圖1和圖2等所示的壓緊部125，為了便于圖示，與恒寬部124的大小的比與實(shí)際不同，本發(fā)明不受圖示的比例的限定。
[0060]在這里，說(shuō)明本實(shí)施方式的定子鐵芯13的制造方法的一例。圖6A~圖6D是表示圖1所示的電動(dòng)機(jī)的定子中的定子鐵芯的制造工序的圖。圖6A是表示在板狀體的壓緊部形成部位形成有切縫(日文:切込々)的狀態(tài)的局部放大俯視圖，圖6B是自圖6A的B — B方向觀察層疊有多個(gè)板狀體的狀態(tài)而得到的剖面圖，圖6C是自圖6A的B — B方向觀察對(duì)層疊的多個(gè)板狀體進(jìn)行了沖壓后的狀態(tài)而得到的剖面圖，圖6D是表示利用沖壓使多個(gè)板狀體彼此固定在一起的狀態(tài)(形成了定子鐵芯的狀態(tài))的局部放大俯視圖。
[0061]在預(yù)先將多個(gè)板狀體130層疊后，在恒寬部124部位的局部設(shè)定好將要形成壓緊部125的區(qū)域125a。在本實(shí)施方式中，如圖6A所示，區(qū)域125a是由一對(duì)第I邊125b和一對(duì)第2邊125c來(lái)定義的，一對(duì)第I邊125b沿恒寬部124的延伸方向(徑向)延伸，限定了壓緊部125在周向上的寬度，一對(duì)第2邊125c與第I邊125b正交，限定了壓緊部125的徑向上的長(zhǎng)度。即，區(qū)域125a具有由一對(duì)第I邊125b和一對(duì)第2邊125c所劃分出的矩形的區(qū)域。由此，所形成的壓緊部125具有正方形形狀或者是第I邊125b比第2邊125c長(zhǎng)的長(zhǎng)方形形狀。
[0062]首先，在圖6A所示的工序中，利用沖切將多個(gè)電磁鋼板等的板狀體130分別切成定子鐵芯13的形狀(具有磁軛11和齒部12的形狀)。此時(shí)，在作為該區(qū)域125a的局部的一對(duì)第I邊125b形成貫穿板狀體130這樣的切縫。
[0063]接著，在圖6B所示的工序中，層疊多個(gè)在圖6A所示的工序中形成的板狀體130。此時(shí)，以將要形成壓緊部125的區(qū)域125a的位置在多個(gè)板狀體130間一致的方式進(jìn)行定位。
[0064]進(jìn)而，在圖6C所示的工序中，在層疊有多個(gè)板狀體130的狀態(tài)下，利用凸型的沖壓機(jī)150自多個(gè)板狀體130層疊后的表面進(jìn)行沖壓，使區(qū)域125a變形。在本實(shí)施方式中，以多個(gè)板狀體130的一對(duì)第2邊125c以及區(qū)域125a內(nèi)的與第2邊125c平行的第3邊125d為界線進(jìn)行彎折，以一個(gè)板狀體130的局部咬入與該一個(gè)板狀體130相接觸的另一個(gè)板狀體130的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)彎曲咬合。由此，多個(gè)板狀體130彼此固定在一起。另外，在這里，壓緊部125形成為壓緊部125的兩側(cè)與板狀體中的壓緊部125的周?chē)糠直磺袛嗖⒁跃哂兄本€狀的折痕的方式彎折的形態(tài)。
[0065]這樣一來(lái)，如圖6D所示，在定子鐵芯13的延伸部123處，形成有中央部相對(duì)于徑向的基端部和頂端部凹陷了的壓緊部125。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，壓緊部125雖然具有正方形或者長(zhǎng)方形的形狀，但壓緊部125的形狀并未特別限定而可以是例如圓形、
菱形等。
[0066]在如此形成于定子鐵芯13的壓緊部125中，存在由變形產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，從而導(dǎo)致磁特性降低。因此，需要以使電動(dòng)機(jī)特性的降低不易發(fā)生的方式配置壓緊部125。
[0067]本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)潛心研究后發(fā)現(xiàn)，在定子I的齒部12的局部設(shè)置有窄部121的情況下，通過(guò)將用于固定多個(gè)板狀體130的壓緊部125的位置設(shè)定在窄部121，能夠減少高次諧波磁通。推想這是由于將壓緊部125設(shè)置于窄部121，而促進(jìn)局部磁飽和，防止了鐵損的增加。具體而言，由于在窄部121形成有壓緊部125，使穿過(guò)窄部121的磁通密度變得更大，促進(jìn)了局部磁飽和的產(chǎn)生，提高了高次諧波磁通的過(guò)濾效果。因此，由于以壓緊部125的至少一部分位于窄部121的方式形成壓緊部125，利用壓緊部125和窄部121的相乘效果能夠防止電動(dòng)機(jī)輸出的降低，并且進(jìn)一步提高降低鐵損的效果。由此，能夠降低電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的損耗從而得到高效率的電動(dòng)機(jī)。
[0068]圖7是表示使圖1所示的定子中的壓緊部的相對(duì)于延伸部的徑向位置變化時(shí)的鐵損、轉(zhuǎn)矩常數(shù)以及電動(dòng)機(jī)效率的分析值的曲線圖。此外，圖8是表示圖7所示的曲線圖中壓緊部的相對(duì)于延伸部的徑向位置的示意圖。需要說(shuō)明的是，在圖8中為了便于觀察而表示為根據(jù)壓緊部125的徑向位置的變化使壓緊部125的寬度方向位置(周向位置)也變化，但實(shí)際上在所有的情況下，在寬度方向上是在延伸部123的寬度方向中央部形成壓緊部125來(lái)進(jìn)行分析的。
[0069]在圖7中，將壓緊部125的外徑側(cè)端部位于窄部121和恒寬部124之間的交界線LI的狀態(tài)下(位于圖8中的位置Pl的情況下)的鐵損、轉(zhuǎn)矩常數(shù)以及電動(dòng)機(jī)效率設(shè)為100%，使大小相同、形狀相同的壓緊部125的徑向位置向徑向外側(cè)變化直至壓緊部125的內(nèi)徑側(cè)端部位于窄部121和磁軛11之間的交界線L2時(shí)，分別表示出各位置Pl?P7的鐵損、轉(zhuǎn)矩常數(shù)以及電動(dòng)機(jī)效率的變化率。需要說(shuō)明的是，圖7的橫軸作為壓緊部125的徑向位置，表示當(dāng)自定子I的中心到窄部121和恒寬部124之間的交界線LI為止的距離為I時(shí)，自定子I的中心到壓緊部125的外徑側(cè)端部為止的相對(duì)距離。在圖7中，壓緊部125是作為能容易分析的空氣層來(lái)被分析的。這是出于這樣的考慮:在產(chǎn)生磁性劣化方面壓緊部125表現(xiàn)出與空氣層相同的傾向。此外，在圖7和圖8的例子中，壓緊部125的徑向長(zhǎng)度比窄部121的徑向距離(窄部121與恒寬部124之間的交界線LI和窄部121與磁軛11之間的交界線L2之間的距離)長(zhǎng)。
[0070]如圖7所示，由于壓緊部125的外徑側(cè)端部的徑向位置自窄部121和恒寬部124之間的交界線LI向外徑側(cè)離開(kāi)，壓緊部125與窄部121之間的重合區(qū)域變大，進(jìn)而在窄部121與壓緊部125之間主磁通所穿過(guò)的截面積變小，從而導(dǎo)致銅損增加、轉(zhuǎn)矩常數(shù)減少。但是，因?yàn)殍F損的減少比率在轉(zhuǎn)矩常數(shù)的減少比率以上，從而使電動(dòng)機(jī)效率提高(位置P2?位置P4)。
[0071]特別是，在使壓緊部125位于窄部121的徑向的整個(gè)區(qū)域的情況下(位置P4)，能夠防止鐵損的增加并將轉(zhuǎn)矩常數(shù)的降低抑制到最小。即，以壓緊部125的內(nèi)徑側(cè)端部位于比窄部121的內(nèi)徑側(cè)端部(窄部121和恒寬部124之間的交界線LI)靠徑向內(nèi)側(cè)的位置、壓緊部125的外徑側(cè)端部位于比窄部121的外徑側(cè)端部(窄部121和磁軛11之間的交界線L2)靠徑向外側(cè)的位置的方式形成壓緊部125，從而能最大限度地發(fā)揮鐵損的降低效果。
[0072]進(jìn)一步使壓緊部125的位置向徑向外側(cè)變化，進(jìn)而使壓緊部125的內(nèi)徑側(cè)端部位于比窄部121和恒寬部124之間的交界線LI靠徑向外側(cè)的位置時(shí)，雖然轉(zhuǎn)矩常數(shù)的減少比率降低了，但是鐵損的減少比率也降低了(位置P5、位置P6)。接著，當(dāng)壓緊部125的內(nèi)徑側(cè)端部位于窄部121和磁軛11之間的交界線L2時(shí)，因?yàn)殍F損的增加比率在轉(zhuǎn)矩常數(shù)的增加比率以上，所以電動(dòng)機(jī)效率降低(位置P7)。
[0073]如此這樣，如果考慮電動(dòng)機(jī)效率的話，壓緊部125位于窄部121的區(qū)域越大，電動(dòng)機(jī)效率上升得越高，當(dāng)壓緊部125不位于窄部121時(shí)，鐵損的增加變得顯著，電動(dòng)機(jī)效率大幅下降。因此，通過(guò)以壓緊部125的至少局部位于窄部121的方式形成壓緊部125，能夠降低電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的損耗而得到高效率的電動(dòng)機(jī)。尤其是，對(duì)于具有如下特性的電動(dòng)機(jī)，即關(guān)系到電動(dòng)機(jī)效率的鐵損的貢獻(xiàn)率高于關(guān)系到電動(dòng)機(jī)效率的銅損的貢獻(xiàn)率，通過(guò)以將壓緊部125的徑向位置P設(shè)定在上述范圍內(nèi)(Pl < P < P7)的方式形成壓緊部125，能夠有效地降低電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的損耗而得到高效率的電動(dòng)機(jī)。例如，能適用于以較小電流進(jìn)行工作并高速旋轉(zhuǎn)的(高頻率的)電動(dòng)機(jī)。
[0074]需要說(shuō)明的是，壓緊部125可以是以在徑向上外徑側(cè)端部和內(nèi)徑側(cè)端部中的一者位于窄部121內(nèi)，并且外徑側(cè)端部和內(nèi)徑側(cè)端部中的另一者位于恒寬部124的方式設(shè)置的。
[0075]本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)潛心研究后發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將壓緊部125設(shè)置于恒寬部124，在具有窄部121的延伸部123形成有壓緊部125的情況下，能夠防止銅損的增大。因此，將壓緊部125形成于恒寬部124能夠防止穿過(guò)齒部12的主磁通的降低并減少銅損。如上所述，壓緊部125的一部分位于窄部121而能防止鐵損的增加，并且壓緊部125的另一部分位于恒寬部124而能將轉(zhuǎn)矩常數(shù)的降低抑制到最小。[0076]這樣的話，在鐵損的貢獻(xiàn)率高、銅損的貢獻(xiàn)率低的情況下，將壓緊部125設(shè)置為跨越窄部121的徑向從而能夠提高電動(dòng)機(jī)效率，在不僅要降低鐵損還要降低銅損的情況下(鐵損、銅損的貢獻(xiàn)率都高的情況下)，將壓緊部125設(shè)置為既處于窄部121又處于恒寬部124,從而能提聞電動(dòng)機(jī)效率。
[0077]此外，從電動(dòng)機(jī)效率的角度考慮，優(yōu)選壓緊部125的徑向長(zhǎng)度是窄部121的徑向長(zhǎng)度的1.5倍以下。
[0078]圖9是表示使圖1所示的定子中的壓緊部的徑向長(zhǎng)度相對(duì)于窄部的徑向長(zhǎng)度變化時(shí)的鐵損、轉(zhuǎn)矩常數(shù)以及電動(dòng)機(jī)效率的分析值的曲線圖。在圖9中，將壓緊部125的徑向長(zhǎng)度相對(duì)于窄部121的徑向長(zhǎng)度的比率大約為1.5的情況下的各分析值設(shè)為100%，并分別表示使壓緊部125的徑向長(zhǎng)度變化時(shí)的鐵損、轉(zhuǎn)矩常數(shù)以及電動(dòng)機(jī)效率的變化率。需要說(shuō)明的是，圖9是在將壓緊部125的內(nèi)徑側(cè)端部固定于圖8的位置P4的狀態(tài)下，將使壓緊部125的徑向長(zhǎng)度(壓緊部125的外徑側(cè)端部的位置)變化時(shí)的各分析值圖表化。
[0079]如圖9所示，隨著壓緊部125的徑向長(zhǎng)度相對(duì)于窄部121的徑向長(zhǎng)度的比率逐漸變小，由于窄部121和壓緊部125導(dǎo)致供主磁通穿過(guò)的截面積減少的區(qū)域在徑向縮短(自與板狀體130的正面垂直的方向觀察，壓緊部125的包含在由窄部121的交界線L1、L2以及側(cè)面所包圍的面積內(nèi)的面積減小)，所以主磁通容易流通。因此，雖然高次諧波磁通的過(guò)濾效果降低而使鐵損增加，但是轉(zhuǎn)矩常數(shù)增加所帶來(lái)的影響更大，其結(jié)果是降低了銅損。由此，提高了電動(dòng)機(jī)效率。
[0080]另一方面，隨著壓緊部125的徑向長(zhǎng)度相對(duì)于窄部121的徑向長(zhǎng)度的比率逐漸變大，由于窄部121和壓緊部125導(dǎo)致供主磁通穿過(guò)的截面積減少的區(qū)域在徑向伸長(zhǎng)(自與板狀體130的正面垂直的方向觀察，壓緊部125的包含在由窄部121的交界線L1、L2以及側(cè)面所包圍的面積內(nèi)的面積增大)。但是，因?yàn)樵诒日?21靠外徑側(cè)的磁軛11中主磁通流經(jīng)相鄰的齒部12，所以無(wú)論是否在磁軛11設(shè)置壓緊部125轉(zhuǎn)矩常數(shù)都幾乎不發(fā)生變化。此夕卜，由于壓緊部125的徑向長(zhǎng)度變長(zhǎng)，形成壓緊部125所產(chǎn)生的殘留應(yīng)力對(duì)穿過(guò)延伸部123內(nèi)的主磁通帶來(lái)的影響變大。因此減少了高次諧波磁通的過(guò)濾效果、增加了鐵損。
[0081]如圖9所示，在壓緊部125的徑向長(zhǎng)度相對(duì)于窄部121的徑向長(zhǎng)度的比率為1.5以下的區(qū)域中，示出為轉(zhuǎn)矩常數(shù)的減少率和鐵損的減少率大致相同地變化。在使電動(dòng)機(jī)輸出相同轉(zhuǎn)矩的情況下，若轉(zhuǎn)矩常數(shù)增加則所需電流就減少。即，在使電動(dòng)機(jī)輸出相同轉(zhuǎn)矩的情況下，轉(zhuǎn)矩常數(shù)與電流成反比例關(guān)系。由此，轉(zhuǎn)矩常數(shù)的增加與電流的減少意義相同。如上所述，由于銅損與電流的平方成比例，所以轉(zhuǎn)矩常數(shù)的增加意味著銅損的大幅度降低。因此，在圖9所示的圖表中，在壓緊部125的徑向長(zhǎng)度相對(duì)于窄部121的徑向長(zhǎng)度的比率為
1.5以下的區(qū)域中，隨著該比率變小，銅損的減少率與鐵損的增加率相比變得非常大。另一方面，在圖9所示的圖表中，在壓緊部125的徑向長(zhǎng)度相對(duì)于窄部121的徑向長(zhǎng)度的比率大于1.5的區(qū)域中，隨著該比率變大，由于轉(zhuǎn)矩常數(shù)是固定的，雖然鐵損變大但銅損不變化，因此電動(dòng)機(jī)效率的惡化是受鐵損的增加的影響較大。這樣說(shuō)來(lái)，電動(dòng)機(jī)效率是如下這樣:隨著壓緊部125的徑向長(zhǎng)度相對(duì)于窄部121的徑向長(zhǎng)度的比率變小，電動(dòng)機(jī)效率提高；隨著該比率變大，電動(dòng)機(jī)效率降低。
[0082]因此，通過(guò)將壓緊部125的徑向長(zhǎng)度設(shè)定為窄部121的徑向長(zhǎng)度的1.5倍以下，能夠更有效地降低因形成壓緊部125所產(chǎn)生的殘留應(yīng)力帶給穿過(guò)延伸部123內(nèi)的主磁通的影響。
[0083]需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，雖然窄部121設(shè)置于齒部12的延伸部123的基端側(cè)，但并不限于此。圖1OA和圖1OB是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的變形例中的定子的截面構(gòu)造例的局部放大圖。在圖1OA和圖1OB中，省略了繞組14和絕緣構(gòu)件15的圖示。
[0084]在圖1OA和圖1OB所示的變形例中，窄部121a設(shè)置于齒部12a的延伸部123a的頂端側(cè)(遠(yuǎn)離磁軛11的一側(cè))。具體地說(shuō)，在圖1OA所示的變形例中，延伸部123a具有從磁軛11向徑向內(nèi)側(cè)延伸的恒寬部124a以及設(shè)置于恒寬部124a與頂端的寬部122之間的窄部 121a。
[0085]另外，在圖1OB所示的變形例中，延伸部123b的窄部121b的周向兩側(cè)在與磁軛11的中心軸線垂直的剖視狀態(tài)下具有有棱角的形狀。在本例中，窄部121b與圖1OA同樣地設(shè)置在齒部12b的延伸部123b的頂端側(cè)，而在圖2所示那樣的窄部121比恒寬部124靠基端側(cè)設(shè)置的例子中也能夠應(yīng)用如本例這樣的窄部121b的形狀。
[0086]采用如上所說(shuō)明的各種變形例，也能夠起到與上述實(shí)施方式相同的效果。
[0087]實(shí)施例1
[0088]下面，示出通過(guò)分析而求出在定子I的齒部12中設(shè)置有如上述實(shí)施方式所說(shuō)明的那樣的窄部121的定子(實(shí)施例1)的鐵損和轉(zhuǎn)矩常數(shù)以及在齒部中未設(shè)置窄部的定子(t匕較例1、2)的鐵損和轉(zhuǎn)矩常數(shù)的結(jié)果。作為比較例，在具有由沿磁軛的徑向延伸的恒寬部以及比恒寬部寬的頂端部構(gòu)成的齒部的定子中，使用了該恒寬部在周向上的寬度為dl的定子(比較例I)以及該恒寬部在周向上的寬度為0.93dl的定子(比較例2)，其中，該寬度dl與上述圖4所涉及的說(shuō)明中示出的寬度相同。作為實(shí)施例1，使用了將恒寬部124在周向上的寬度設(shè)為上述dl、將窄部121在周向上的寬度設(shè)為0.93dl的定子I。定子的其它結(jié)構(gòu)(齒部的數(shù)量、磁軛的寬度等)在實(shí)施例1與比較例1、2中設(shè)為相同。另外，忽略本實(shí)施例中的壓緊部125的影響。
[0089]圖11是將本發(fā)明的實(shí)施例1中的定子的鐵損和轉(zhuǎn)矩常數(shù)的分析值與比較例進(jìn)行對(duì)比而示出的曲線圖。在圖11中，分別示出了將比較例I中的鐵損和轉(zhuǎn)矩常數(shù)設(shè)為I時(shí)的比較例2和實(shí)施例1中的鐵損和轉(zhuǎn)矩常數(shù)的減少率。
[0090]如圖11所示，在比較例2中，相對(duì)于比較例I而言，鐵損降低了 6 %，可知通過(guò)縮小齒部在周向上的寬度也能夠使鐵損降低。然而，在這種情況下，轉(zhuǎn)矩常數(shù)降低了將近4%之多，結(jié)果無(wú)法提高電動(dòng)機(jī)效率。
[0091]與此相對(duì)，在實(shí)施例1中，如圖11所示，相對(duì)于比較例I而言，結(jié)果是:將轉(zhuǎn)矩常數(shù)的降低抑制在1%左右的同時(shí)使鐵損降低4%之多。因而，表明了通過(guò)在齒部12中設(shè)置窄部121，能夠?qū)崿F(xiàn)可在防止電動(dòng)機(jī)輸出的降低的同時(shí)降低鐵損的高效率的電動(dòng)機(jī)。
[0092]并且，對(duì)在實(shí)施例1的鐵損中相對(duì)于比較例I所降低的鐵損是高次諧波成分(高次諧波磁通)的鐵損還是基本波成分(主磁通)的鐵損進(jìn)行了分析，并對(duì)兩者的比例進(jìn)行了驗(yàn)證。圖12是按頻率示出本發(fā)明的實(shí)施例1中的定子的鐵損的分析值的曲線圖。在圖12中，分別示出了將比較例I中的基本波成分的鐵損和高次諧波成分中的鐵損分別設(shè)為I時(shí)的實(shí)施例I中的基本波成分的鐵損的減少率和高次諧波成分的鐵損的減少率。
[0093]如圖12所示，結(jié)果是:在實(shí)施例1中，相對(duì)于比較例I而言哪一個(gè)頻率成分下鐵損都減少了，但是基本波成分的鐵損的減少率僅有2%左右，與此相對(duì)，聞次諧波成分中的鐵損的減少率大到7%。因而，表明了通過(guò)在齒部12中設(shè)置窄部121，能夠在維持主磁通的同時(shí)有效地抑制高次諧波磁通的的鐵損。
[0094]以上，說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，能夠在不脫離其主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改進(jìn)、變更、修正。
[0095]例如，在上述實(shí)施方式中，在齒部12中的磁軛11周向兩側(cè)形成窄部121，但是本發(fā)明并不限于此，例如也可以僅在齒部12中的磁軛11周向單側(cè)形成窄部。
[0096]此外，在上述實(shí)施方式中，在構(gòu)成定子I的所有齒部12中形成有窄部121，但是本發(fā)明并不限于此，也可以在多個(gè)齒部12中的幾個(gè)齒部12中形成窄部。另外，齒部12的數(shù)量、齒部12的其它形狀以及磁軛11的形狀等能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
[0097]此外，在上述實(shí)施方式中，在構(gòu)成定子I的所有齒部12中形成有壓緊部125，但是本發(fā)明并不限于此，也可以在多個(gè)齒部12中的幾個(gè)齒部12中形成壓緊部125。而且，也可以在I個(gè)齒部12中設(shè)置多個(gè)壓緊部125。另外，壓緊部125的形狀、大小能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
[0098]根據(jù)上述說(shuō)明，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的許多改進(jìn)和其它實(shí)施方式是顯而易見(jiàn)的。因而，上述說(shuō)明應(yīng)解釋為只是例示，是以向本領(lǐng)域技術(shù)人員說(shuō)明執(zhí)行本發(fā)明的優(yōu)選方式為目的而提供的。能夠在不脫離本發(fā)明的思想的情況下實(shí)質(zhì)性地改變其結(jié)構(gòu)和/或功能的詳細(xì)內(nèi)容。
[0099]產(chǎn)業(yè)h的可利用件
[0100]本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的定子以及具備該定子的電動(dòng)機(jī)對(duì)于降低電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的損耗從而得到高效率的電動(dòng)機(jī)是有幫助的。
[0101]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0102]I 定子
[0103]2 轉(zhuǎn)子
[0104]3轉(zhuǎn)軸孔
[0105]10 外框
[0106]11 磁軛
[0107]12、12a、12b 齒部
[0108]13定子鐵芯
[0109]14 繞組
[0110]15絕緣構(gòu)件
[0111]21轉(zhuǎn)子鐵芯
[0112]22永磁體
[0113]121、121a、121b 窄部
[0114]I22 寬部
[0115]123、123a、123b 延伸部
[0116]124、124a、124b 恒寬部
[0117]125壓緊部
[0118]130板狀體
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)機(jī)的定子,其中， 該電動(dòng)機(jī)的定子具備將多個(gè)板狀體層疊而形成的定子鐵芯， 上述定子鐵芯具有: 筒狀的磁軛；以及齒部，該齒部具有延伸部和寬部，該延伸部從上述磁軛向該磁軛的徑向(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為徑向)內(nèi)側(cè)延伸，該寬部形成為在該延伸部的頂端沿上述磁軛的周向(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為周向)拓寬；上述延伸部具有恒寬部、窄部以及壓緊部，該恒寬部以周向上的寬度不變的方式沿徑向呈直線狀延伸，該窄部在周向上的寬度比上述恒寬部在周向上的寬度小，該壓緊部用于將多個(gè)板狀體彼此固定； 上述壓緊部以至少局部位于上述窄部的方式設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的定子，其中， 上述壓緊部設(shè)置為位于上述窄部的徑向整個(gè)區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的定子，其中， 上述壓緊部以在徑向上外徑側(cè)端部和內(nèi)徑側(cè)端部中的一者位于上述窄部?jī)?nèi)，并且外徑側(cè)端部和內(nèi)徑側(cè)端部中的另一者位于上述恒寬部的方式設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的定子，其中， 上述壓緊部的徑向長(zhǎng)度是上述窄部的徑向長(zhǎng)度的1.5倍以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的定子，其中， 上述壓緊部是使上述板狀體局部彎折所形成的局部彎折部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的定子，其中， 上述窄部設(shè)置于上述延伸部的基端部，上述恒寬部自上述窄部的頂端向徑向內(nèi)側(cè)延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的定子，其中， 上述窄部的周向兩側(cè)在與上述磁軛的中心軸線垂直的剖視狀態(tài)下具有圓弧形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的定子，其中， 上述窄部在周向上的寬度的最小值dl與上述恒寬部在周向上的寬度d2之比為0.70< dl / d2 < 0.98。
9.一種電動(dòng)機(jī),其具有權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)的定子。
【文檔編號(hào)】H02K1/06GK103718429SQ201280037698
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月5日
【發(fā)明者】小川登史, 吉川祐一, 尾崎行雄, 玉村俊幸, 山內(nèi)弘和 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社