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提供一种可以提高磁特性的电动机。上述课题如下这样解决，层叠薄板的钢板得到四角柱形状的定子(100)，在定子(100)中，将四个磁极(110～113)的后磁轭部配置在四角柱形状的角部(101～104)，并且在该角部的内侧设置四个贯通孔，用托架(303、304)夹持磁轭(109)和磁极(110～113)并固定。

1.  一种电动机，其特征在于，
该电动机具有定子，所述定子具备层叠了环状的钢板而成的磁轭以及多个磁极，所述多个磁极从该磁轭向内径侧突出，并卷绕有励磁绕组，
在所述定子中，相对于位于所述磁极间的整个区域上的磁轭部分的径向宽度，与所述磁极宽度相当的磁轭部分的径向宽度在外周侧扩大，紧固螺栓贯通孔设置在所述径向宽度大的磁轭部分。

2.  如权利要求1所述的电动机，其特征在于，
所述定子在所述贯通孔插通螺栓，而被两个托架夹持固定。

3.  如权利要求2所述的电动机，其特征在于，
所述两个托架中的一个托架是结合所述电动机的输出轴且具有驱动机构的零件的托架。

4.  如权利要求1所述的电动机，其特征在于，
所述定子的外周形状是四边形。

5.  如权利要求1所述的电动机，其特征在于，
所述定子的外周形状是四边形，向内侧突出的所述磁极的数量与所述四边形的角部的数量相同，数量与所述四边形的角部相同的所述贯通孔位于将所述磁极宽度向外周侧延长了的后磁轭宽度内。

6.  如权利要求1所述的电动机，其特征在于，
所述定子的外周形状是四边形，在包括所述四边形的对角线的线段的位置上设有所述磁极和所述贯通孔。

7.  如权利要求1所述的电动机，其特征在于，
所述定子的外周形状是四边形，在所述四边形的对角线的线段的对称位置上设有所述磁极和所述贯通孔。

8.  如权利要求1所述的电动机，其特征在于，
所述定子的外周形状是多边形。

9.  如权利要求1所述的电动机，其特征在于，
所述定子的外周形状是多边形，向内侧突出的所述磁极的数量与所述多边形的角部的数量相同，数量与所述多边形的角部相同的所述贯通孔位于将所述磁极的宽度向外侧延长了的后磁轭宽度内。

10.  如权利要求1所述的电动机，其特征在于，
所述定子的外周形状是多边形，在包括连结所述多边形的角部和中心的线段的位置上设有所述磁极和所述贯通孔。

11.  一种电动机，其特征在于，
该电动机具有转子和定子，所述转子被保持成能够旋转，所述定子隔着空隙与该转子相对配置，并具备环状铁芯、多个齿状铁芯以及绕组，所述多个齿状铁芯从该环状铁芯的转子侧周面向所述转子突出，并隔开间隔配置在圆周方向上，所述绕组卷绕安装在该多个齿状铁芯上，
所述环状铁芯以及所述多个齿状铁芯构成为：设所述齿状铁芯的环状铁芯侧前端的圆周方向宽度为La，设相当于所述圆周方向宽度La的范围且向所述齿状铁芯的与转子侧相反一侧延伸的、环状铁芯的延伸部分的径向最小宽度为Lb，设连结在圆周方向相邻的环状铁芯的延伸部之间的、环状铁芯的桥部的径向最小宽度为Lc，则此时在它们之间，Lc<La<Lb的大小关系成立。

12.  如权利要求11所述的电动机，其特征在于，
在所述环状铁芯的延伸部分设有用于固定所述定子的紧固螺栓的贯通孔。

13.  一种电动机，其特征在于，
该电动机具有转子和定子，所述转子被保持成能够旋转，所述定子隔着空隙与该转子相对配置，并具备环状铁芯、多个齿状铁芯以及绕组，所述多个齿状铁芯从该环状铁芯的转子侧周面向所述转子突出，并隔开间隔配置在圆周方向上，所述绕组卷绕安装在该多个齿状铁芯上，
所述齿状铁芯形成为具有大于所述环状铁芯的径向最小宽度的圆周方向宽度，
所述定子如下构成磁回路，从所述齿状铁芯的转子侧向与转子侧相反一侧流通的磁通，通过具有大于所述环状铁芯的径向最小宽度以及所述齿状铁芯的圆周方向宽度的径向宽度的所述环状铁芯部分，并流向所述环状铁芯的径向最小宽度侧。

14.  如权利要求13所述的电动机，其特征在于，
在所述的具有大的径向宽度的所述环状铁芯部分设有用于固定所述定子的紧固螺栓的贯通孔。

15.  一种车辆驱动装置，其特征在于，
其具有：
电动机，其驱动与由内燃机驱动的车轮不同的车轮；
发电机，其由所述内燃机驱动，产生所述电动机的驱动电力并供给到所述电动机；
控制装置，其用于控制所述电动机以及所述发电机的驱动，
其中所述电动机由权利要求1或11或13所述的电动机构成。

电动机及具备该电动机的车辆驱动装置
技术领域
本发明涉及电动机及具备该电动机的车辆驱动装置，代表性地涉及用于提高电动机的磁性特性的技术。
背景技术
电动机的定子的外周是圆形，具备：磁轭部，其具有与外周同心圆的一定宽度；多个磁极，其向磁轭部的内周突出；以及在多个磁极上卷绕的绕组，电动机的定子被固定于电动机的前后的托架上。
作为定子和托架的固定方法，一般公知的是将螺栓通过卷绕在磁极上并相邻的绕组间的空间，通过将该螺栓拧合于托架来进行。根据这样的固定方法，由于在定子的外周侧不会露出螺栓，所以可以防止由于来自外部的冲击等损伤螺栓、或紧固强度下降的情况。
但是，在这样的固定方法中，由于螺栓占有磁极间的空间，所以限制绕组的卷数。
因此，例如专利文献1公开的那样，在磁轭部设置贯通孔，将螺栓通过该贯通孔，并将螺栓拧合于托架，这样可以有效地利用磁极间的空间。
在专利文献1所示的技术中，层叠了多个薄板的定子的外周是四边形，在磁轭的角部的四处成形由贯通孔，将该贯通孔用作将定子固定于机壳的螺栓的孔。因此，在专利文献1公开的技术中，由于螺栓没有从磁轭露出，所以可以防止由于来自外部的冲击等损伤螺栓、或紧固强度下降的情况。
专利文献1：日本特开2006—109691号公报
在专利文献1所示的技术中，磁轭内周侧的磁极数是六个，与磁轭外周的角部的四处不一致。进而，磁轭外周的角部和磁极的位置关系不明确。因此，在将电动机的定子的磁极数设定为四个时，无法规定该磁极和四边形的磁轭的角部四处的位置关系。
这种情况的四边形的磁轭的角部在卷绕于磁极上的绕组部分、即与槽口(slot)的位置相对的后磁轭(back yoke)部、或与磁极的位置相对的后磁轭部、或与其中间位置相对的后磁轭部也成立。尤其在磁极数和多边形的角部的数量不一致时，角部的位置混在。因此，在与磁极的位置相对的后磁轭部不位于角部的情况下，存在这面这样的问题。磁极在转子的轴中心方向突出，由于在与转子之间产生电磁力，所以以磁极为中心相对于磁轭部产生磁振动引起的振动，或磁气音的产生变大。
发明内容
本发明代表性的是提供一种可以提高磁气特性的电动机及具备该电动机的车辆驱动装置。
在此，所谓磁气特性表示电动机的转矩特性、磁气音特性等。
在此，本发明代表性的技术的特征在于：扩大磁极的与转子侧相反的一侧的磁轭的径向宽度。另外，本发明代表性的技术的特征在于：在扩大了磁轭的径向宽度的部位设有螺栓的贯通孔。
根据本发明代表性的技术，由于扩大了磁极的与转子侧相反的一侧的磁轭的径向宽度，所以可以增加电动机的转矩。另外，根据本发明代表性的技术，由于在扩大了磁轭的径向宽度的部位设有螺栓的贯通孔，因此可以增大构成磁轭以及磁极的薄板状钢板的层叠方向的面压，可以降低在磁极部产生的磁振动或磁气音。
以下，举例说明本发明的代表性的实施方式。
一种电动机，该电动机具有定子，所述定子具备层叠了环状的钢板而成的磁轭以及多个磁极，所述多个磁极从该磁轭向内径侧突出，并卷绕有励磁绕组，相对于位于磁极间的整个区域上的磁轭部分的径向宽度，与磁极宽度相当的磁轭部分的径向宽度在外周侧扩大，紧固螺栓贯通孔设置在径向宽度大的磁轭部分。
定子优选在贯通孔通过螺栓，被电动机的两个托架夹持固定。两个托架中的一个托架优选是结合电动机的输出轴且具有驱动机构的零件的托架。
另外，定子的外周形状优选是四边形。
另外，优选的是，定子的外周形状是四边形，向内侧突出的磁极的数量与四边形的角部的数量相同，四边形的角部和数量与四边形的角部相同的贯通孔位于将磁极的圆周方向宽度向外侧延长了的后磁轭内。
另外，优选的是，定子的外周形状是四边形，在包括四边形的对角线的线段的位置上设有磁极和贯通孔。
另外，定子的外周形状是四边形，在通过四边形的对角线的线段在圆周方向上被两等分的位置上，设有磁极和贯通孔。
另外，优选的是，定子的外周形状是多边形。
另外，优选的是，定子的外周形状是多边形，向内侧突出的磁极的数量与多边形的角部的数量相同，多边形的角部和数量与多边形的角部相同的贯通孔位于将磁极的圆周方向宽度向外侧延长了的后磁轭内。
另外，优选的是，定子的外周形状是多边形，在包括连结多边形的角部和中心的线段的位置上设有磁极和贯通孔。
一种电动机，该电动机具有转子和定子，所述转子被保持成能够旋转，所述定子隔着空隙与该转子相对配置，并具备环状铁芯、多个齿状铁芯以及绕组，所述多个齿状铁芯从该环状铁芯的转子侧周面向所述转子突出，并隔开间隔配置在圆周方向上，所述绕组卷绕安装在该多个齿状铁芯上，环状铁芯以及多个齿状铁芯构成为：设齿状铁芯的环状铁芯侧前端的圆周方向宽度为La，设相当于圆周方向宽度La的范围且向齿状铁芯的与转子侧相反一侧延伸的、环状铁芯的延伸部分的径向最小宽度为Lb，设连结在圆周方向相邻的环状铁芯的延伸部之间的、环状铁芯的桥部的径向最小宽度为Lc，此时，在它们之间Lc<La<Lb的大小关系成立。
在上述中，优选的是，在环状铁芯的延伸部分设有用于固定定子的紧固螺栓的贯通孔。
一种电动机，该电动机具有转子和定子，所述转子被保持成能够旋转，所述定子隔着空隙与该转子相对配置，并具备环状铁芯、多个齿状铁芯以及绕组，所述多个齿状铁芯从该环状铁芯的转子侧周面向所述转子突出，并隔开间隔配置在圆周方向上，所述绕组卷绕安装在该多个齿状铁芯上，齿状铁芯形成为具有大于环状铁芯的径向最小宽度的圆周方向宽度，并且如下构成磁回路，从齿状铁芯的转子侧向与转子侧相反一侧流通的磁通，通过具有大于环状铁芯的径向最小宽度以及齿状铁芯的圆周方向宽度的径向宽度的环状铁芯部分，并流向环状铁芯的径向最小宽度侧。
在上述中，优选的是，在具有大的径向宽度的环状铁芯部分设有用于固定定子的紧固螺栓的贯通孔。
一种车辆驱动装置，其具有：电动机，其驱动与由内燃机驱动的车轮不同的车轮；发电机，其由内燃机驱动，产生电动机的驱动电力并供给到电动机；控制装置，其用于控制电动机以及发电机的驱动，其中电动机由上述电动机构成。
发明效果
根据本发明的代表性的技术，可以提供一种能够提高磁特性的电动机以及具备该电动机的车辆驱动装置。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施例的电动机的定子以及转子的构造的剖面图；
图2是表示图1的电动机的转矩特性的图，图2(a)、(b)是表示解析模型的剖面图；图2(c)是从图2(a)、(b)的解析模型得到的转矩特性图。
图3是表示图1的电动机相对于差动齿轮箱的安装构造的局部剖开的平面图；
图4是表示搭载有图1的电动机的四轮驱动车的驱动系统的概略结构的结构图；
图5是表示本发明的第二实施例的电动机的定子构造的剖面图；
图中：
100、122—定子
101～104—角部
105～108、123～128—贯通孔
109—磁轭
110～113、129～134—磁极
114～117—槽口(slot)
118～121—励磁绕组
200—转子
201—转子槽口
202—电枢绕组
300—电动机
301—后托架
302—前托架
303～306—螺栓
307—旋转轴
308—后轴承
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施例。
在以下的实施例中，举例说明将适用本发明的电动机作为车辆驱动用电动机搭载的情况。适用本发明的电动机还可以作为车载辅机驱动用电动机使用。
另外，适用本发明的电动机还可以适用于车辆以外的电动机，例如在工厂等的动力设备上搭载的产业用电动机、以及在空调机等家电上搭载的家电用电动机等。尤其适于要求提高输出的电动机。
【实施例1】
基于图1～图4说明本发明的第一实施例。
本实施例是将适用本发明的电动机采用在不具有电动机驱动用电池的四轮驱动式混合动力电动车上的例子。
首先，利用图4说明不具有电动机驱动用电池的四轮驱动式混合动力电动车的驱动系统的结构。
而且，在图4中，由细实线表示传送控制信号的控制缆线，由比表示控制缆线的实线更粗的实线表示供给电能的电缆。
不具有电动机驱动用电池的四轮驱动式混合动力电动车(以下记做“四轮驱动车1”)是具有基于发动机6的驱动系统和基于电动机300的驱动系统的复合驱动型车辆，以通过作为内燃机的发动机6驱动前轮2(主轮)，通过作为旋转电机的电动机300驱动后轮4(从轮)。发动机6是构成前轮2的主驱动系统的动力源，在车辆的行驶范围整个区域利用热能产生旋转动力。电动机300是构成后轮4的从驱动系统的动力源，在从车辆的起步时到达到仅通过发动机6进行行驶的行驶速度区域为止的期间，以及在结冰路等路面的摩擦系数μ小的行驶路上，在由发动机6驱动的前轮2上产生打滑，在无法将发动机6的动力传递给路面时，通过电能产生旋转驱动力。
而且，在本实施例中，举例说明了通过发动机6驱动前轮2和通过电动机300驱动后轮4的情况，但也可以构成为通过发动机6驱动后轮4、通过电动机300驱动前轮2的结构。
发动机6的旋转动力在由自动变速器7变速之后，通过动力传递机构8被传递给前轮2的驱动轴3。由此，前轮2在车辆的行驶范围整个区域中被发动机6驱动。
发动机6通过带与车载辅机用发电机9以及驱动专用发电机11机械连结。两发电机承受发动机6的旋转动力而动作，产生各自用途不同的电力。
车载辅机用发电机9构成车载14伏特系电源，产生用于对名义输出电压12伏特的车载电池10进行充电的直流电以及用于对车载辅机用进行驱动的直流电。
驱动专用发电机11构成专门产生电动机300的驱动用电力的电动机电源，并且构成可以输出高于车载辅机用发电机9的电力的车载42伏特系电源，根据对电动机300的要求驱动力，可以将输出电压从0伏特变更到50伏特或60伏特。
而且，在本实施例中，举例说明了作为电动机300的电源而具备驱动专用发电机11的情况。此时，由于不需要搭载电动机驱动专用大容量电池，所以相应地可以减小从驱动轮(在本实施例中是后轮4)的从驱动系统的搭载空间，并且与通过发动机的动力驱动前后轮的机械式四轮驱动车相比可以廉价地提供从驱动轮的从驱动系统。
另外，在本实施例中，由于将驱动专用发电机11作为驱动电源利用低电压、大电流驱动电动机300，因此可以输出车辆的行驶性能要求的高转矩，可以提供与通过发动机的动力驱动前后轮的机械式四轮驱动车相比毫不逊色从驱动系统。
进而，也可以搭载电动机驱动用电池(比车载电池10高的名义输出电压36伏特的电池)，将驱动专用发电机11的电力充电给电动机驱动用电池。另外，制动时，还可以将电动机300作为发电机，将通过发电得到的电力充电给电动机驱动用电池。
车载辅机用发电机9以及驱动专用发电机11和发动机6一起被配置在发动机室内。驱动专用发电机11由于是水冷密闭型旋转电极，所以对于该发动机6的安装位置可以比空冷开放型旋转电机即车载辅机用发电机9相对于发动机6的安装位置低。
在本实施例中，如前所述，由于不具备电动机驱动用电池，所以从驱动专用发电机11输出的直流电通过继电器12被直接输入给电动机300的电枢。电动机300接收直流电而进行动作，产生驱动后轮3所需要的旋转动力。
电动机300的旋转动力通过与电动机300的输出侧连接的离合器13以及与离合器13的输出侧连接的差动齿轮14被传递给后轮4的驱动轴5。由此，后轮4在从车辆的起步时到达到仅通过发动机6进行行驶的行驶速度区域为止的期间，以及在结冰路等路面的摩擦系数μ小的行驶路上，在由发动机6驱动的前轮2上产生打滑，在无法将发动机6的动力传递给路面时被驱动。因此，根据本实施例的从驱动系统，可以一边使车辆稳定，一边通过高转矩进行起步以及行驶，在前轮2上产生打滑时，迅速地抓紧前轮2，可以在摩擦系数μ小的行驶路上稳定且可靠地行驶。
差动齿轮14是用于将电动机300的旋转动力分配给左右驱动轴5的动力传递机构，一体地设有用于对电动机300的旋转动力进行减速的减速器。
电动机300被设置在处于从车辆的后部坐席到曲轴室的地板下且位于差动齿轮14的附近的狭小空间。
而且，电动机300形成为与离合器13以及差动齿轮14形成一体的单元构造。
离合器13是通过电磁力控制两个离合器板来控制动力传递的电磁式动力遮断机构，在从车辆的起步时到达到仅通过发动机6进行行驶的行驶速度区域为止的期间，以及在结冰路等路面的摩擦系数μ小的行驶路上，在由发动机6驱动的前轮2上产生打滑，在无法将发动机6的动力传递给路面时，进行控制使得缔结两个离合器板，从而将电动机300的旋转动力传递给差动齿轮14，在处于仅通过发动机6进行行驶的行驶速度区域时，进行控制使得放开两个离合器板，遮断从电动机300向差动齿轮14的旋转动力的传递。
构成后轮4的从驱动系统的各机器的动作由从四轮驱动控制装置15供给的信号或电力控制。四轮驱动控制装置15具备：基于程序执行各机器的控制所需要的计算的微型计算机；预先储存有微型计算机的计算所需要的程序或位图以及参数等数据的储存装置；以及搭载了集成有电阻等电路元件的集成电路(IC)等多个电子零件的多个控制基板；控制供给给电动机300的励磁绕组的励磁电流的电动机励磁电流用断路器电路；以及控制供给给离合器13的励磁线圈的励磁电流的离合器励磁电流用断路器电路。
作为四轮驱动控制装置15进行的控制，有控制供给给驱动专用发电机11的励磁电流来控制驱动专用发电机11的发电，从而控制从驱动专用发电机11供给给电动机300直流电来控制电动机300的驱动的电动机控制；控制继电器12的接点的驱动来控制驱动专用发电机11和电动机300之间的电连接的继电器控制；控制供给给电动机300的励磁电流来控制电动机300的驱动的电动机励磁控制；以及控制供给给离合器13的励磁电流来控制离合器13的缔结或遮断的离合器控制。
构成后轮4的从驱动系统的各机器和四轮驱动控制装置15之间通过信号缆线或电缆进行电连接。车载电池10和四轮驱动控制装置15之间通过电缆进行电连接。发动机6的构成机器(空气节流阀、给排气阀、燃料喷射阀)、以及控制车载辅机用发电机9的动作的发动机控制装置、控制构成自动变速机7的变速机构的动作的变速机控制装置、以及控制构成防抱死系统的盘工作缸(caliper cylinder)机构的动作的防抱死控制装置等其他车载控制装置(省略图示)和四轮驱动控制装置15之间通过局域网(LAN)缆线电连接。由此，在各车载控制装置之间可以共有各车载控制装置的所有信息。
四轮驱动控制装置15供给需要可以从发动机控制装置将发动机转速信号、油门开度信号、以及制动器行程信号作为输入信息取入，并供给需要可以从变速器控制装置将换档位置信号作为输入信息取入，并供给需要可以从防抱死控制装置将车轮速度信号作为输入信息取入，将它们用于上述各控制。
在本实施例中，作为电动机300，采用后述结构的电动机，由于实现了从电动机300输出的转矩的增加，所以可以提高车辆的驱动性能(起步、加速、爬坡、从车辙等的脱离、滑脱的集中等)。
下面利用图1对于本实施例的电动机300的结构进行说明。
图1表示电动机300的定子100以及转子200的剖面形状。
而且，在本实施例中，作为电动机300，举例说明采用正反转的切换容易的直流分卷电动机的情况。作为电动机300还可以采用其他的直流电动机。
电动机300具有作为励磁侧的定子100和作为电枢侧的转子200。定子100和转子200通过空隙被相对配置成同心状。转子200位于定子100的内周侧。
定子100在外观上具有四角柱形状的定子(励磁)铁芯和装配在该铁芯上的励磁绕组118～121。
定子铁芯包括：筒状(中空状)的磁轭109(环状铁芯)，其外侧是四边形(正方形状)，内侧是圆形的剖面形状；四个磁极110～113(齿状铁芯)，其从磁轭109的内周面(转子侧周面)朝向内径侧(转子200)突出，在圆周方向上具有等间隔地被配置。磁轭109和四个磁极110～113一体成形。
通过将四个磁极110～113在圆周方向上具有间隔地配置，在圆周方向上相邻的磁极间形成槽口114～117，槽口114～117配置集中卷绕在磁极上的励磁绕组118～232。具体地说，在圆周方向上相邻的磁极110、113之间形成槽口114，在磁极110、111之间形成槽口115，在磁极111、112之间形成槽口116，在磁极112、113之间形成槽口117。在磁极110上集中卷绕励磁绕组118。此时，励磁绕组118配置于槽口114、115。励磁绕组119集中卷绕于磁极111。此时，励磁绕组119配置于槽口115、116。励磁绕组120集中卷绕于磁极112。此时，励磁绕组120配置于槽口116、117。励磁绕组121集中卷绕于磁极113。此时，励磁绕组121配置于槽口117、114。
在磁轭109上形成有四个用于通过固定用螺栓的贯通孔105～108。贯通孔105～108将磁轭109从其轴向一方侧端面向另一方侧端面贯通。通过在贯通孔105～108通过螺栓，在电动机300的托架上拧合螺栓，由此定子100被固定在电动机300的托架上。其详细情况利用图3后述。
磁轭109如前所述，其外侧是四边形(正方形)，所以在外侧具有四个角部101～104。在本实施例中，在与四个角部101～104对应的位置设有四个磁极110～113以及四个贯通孔105～108。
在此，在定子铁芯的截面上引出连结相互面对面的角部的对角线、即连结角部101和角部103的对角线123，以及连结角部102和角部104的对角线124时，在对角线123上设置与角部101对应的磁极110以及贯通孔105和与角部103对应的磁极112以及贯通孔107，在对角线124上设置与角部102对应的磁极111以及贯通孔106和与角部104对应的磁极113以及贯通孔108。此时，相对于对角线123，磁极110、112的磁极中心和贯通孔105、107的中心一致。相对于对角线124，磁极111、113的磁极中心和贯通孔106、108的中心一致
磁极110、112以沿着对角线123的方式朝向转子200延伸，隔着转子200以及空隙相对。磁极111、113以沿着对角线124上的方式朝向转子200延伸，并隔着转子200以及空隙相对。磁极110～113的转子侧端部沿着转子200在圆周方向上呈末端扩大状延伸。
定子铁芯通过在轴向上层叠薄板的钢板(例如硅钢板)而形成，该薄板的钢板一体成形了与磁轭109相当的部位以及与磁极110～113相当的部位。
转子200具有转子(电枢)铁芯和卷绕在该铁芯上的电枢绕组202。
转子铁芯是圆柱状的铁芯。在转子铁芯的外周部，在圆周方向上具有间隔地形成有在轴向上贯通的多个转子槽口201。在多个转子槽口201收容电枢绕组202。将由截面形状是矩形的平角线得到的多个段导体从轴向插入多个转子槽口201，通过在多个段导体的插入侧的相反侧将多个段导体的前端部与转子铁芯一起连接于旋转的整流子(省略图示)，构成电枢绕组202。
被保持于刷保持器(省略图示)上的电刷(省略图示)被按压在整流子的外周面上。由此，电刷与整流子接触，进行固定侧和旋转侧的电连接。对电刷从驱动专用发电机11供给电枢电流。因此，对电枢绕组202通过电刷以及整流子供给电枢电流。供给给电枢绕组202的电枢电流流过哪个段导体是如下这样决定的，即通过整流子和电刷的滑动接触位置因整流子的旋转而切换来决定。
如果对励磁绕组118～121从车载电池供给励磁电流(直流电)，在定子100产生励磁磁通，并且通过电刷以及整流子向驱动电枢绕组202供给电枢电流(直流电)，在转子200产生磁通，则在转子200和磁极110～113之间作用电磁力。由此，转子200旋转，产生旋转力。产生的旋转力通过转子200在轴的一方侧前端部即输出轴被输出。
下面，利用图2对于电动机300的转矩特性进行说明。
图2表示对改变磁轭109的外形时的电动机300的转矩特性进行解析的结果。
作为解析模型准备两个，将磁极110～113、槽口114～117、励磁绕组118～121、以及转子200的各自的结构、转速设为相同，使磁轭9的外形形状不同。图2(a)表示将磁轭9的外形设成四边(将定子100的形状设为具有圆形中空部的筒状的四角柱)的模型(相当于本实施例)。图2(b)表示将磁轭9的外形设成圆(将定子100的形状设成圆筒)的模型。图2(c)表示相对于图2(a)、(b)的外形尺寸501的产生转矩502的解析结果。
如图2(c)所示，图2(a)的模型的转矩特性503与图2(b)的模型的转矩特性504相比，判明了可以得到大的转矩。其理由如下。
即，在励磁绕组118～121产生的磁极110～113的磁通在位于磁极的外周侧的磁轭9左右分开，呈R状通过磁通。在此，如果将位于磁极110～113的外周侧的磁轭9部分在径向扩开而增大磁通的R，则磁阻变小，磁通量增加。其结果是转矩变大。这一点也可以说是因为在图2(b)的模型中，若增大外形尺寸501，并增大位于磁极的外周侧的磁轭9的体积，则转矩变大。
在本实施例中，由于对应于四个角部101～104设有磁极110～113，所以位于磁极的外周侧的磁轭9在进行扩展，可以增大通过该处的磁通的R。
在此，设磁极的磁轭侧前端的圆周方向宽度为La，设位于磁极的外周侧且处于磁极的圆周方向宽度La的范围的磁轭部分(处于磁极的延长线上的磁轭延伸部)的径向最小宽度为Lb，设连接在圆周方向相邻的磁轭延伸部之间的磁轭部分(磁轭桥部)的径向最小宽度为Lc，此时，它们之间存在Lc<La<Lb的大小关系。因此，通过磁极的磁通通过如下这样的磁路：从一磁极(具有第二大宽度的磁路)开始，顺次经由具有最大宽度的磁路、具有最小宽度的磁路、具有最大宽度的磁路，到达另一磁极(具有第二大宽度的磁路)。此时，在磁极向径向外周侧流过的磁通在磁轭延伸部描绘大的R而向圆周方向转向。另外，在磁轭桥部向圆周方向流通的磁通在磁轭延伸部描绘大的R而向径向内周侧转向。
而且，磁轭延伸部的径向宽度在磁极的中心轴的延长线上最大。
以上，在本实施例中，由于磁阻变小，磁通量增加，因此可以增大电动机300的转矩。因此，在本实施例中，可以达成电动机300的高输出化或小型化。
而且，在本实施例中，由于通过仅增大位于磁极的外周侧(磁极的延长线上)且处于磁极的圆周方向最大宽度的范围的磁轭部分就可以达成，因此，可以将钢板材料的使用增加抑制在最低限度。
但是，定子铁芯是通过将薄板的钢板在轴向上层叠的层叠钢板构成的。采用这种结构的原因如下。即，在转子200的电枢绕组202流通的电枢电流的方向通过转子200的旋转而切换，由于该电流变化，磁通变化，此时在定子铁芯产生涡电流。涡电流以磁性体的板厚的二次方变大。因此，不是将定子铁芯由一个磁性体构成，而是由层叠了薄板的钢板的层叠钢板形成，降低涡电流。
但是，即使使用层叠了薄板的钢板的层叠钢板，也无法使在定子铁芯产生的涡电流变成0。因此，当由于电枢电流的变化使得磁通变化时，在薄板的钢板之间作用有涡电流。由此，在薄板的钢板之间产生振动或噪音即所谓的磁气音。
磁通量越大，转子200和磁极110～113的薄板的钢板之间产生的电磁力变得越大，磁气音变得越大。另外，在磁通变化大时，例如在电动机300的转矩或转速急剧变化时，在转子200和磁极110～113的薄板的钢板之间产生的电磁力的变化变大。即使在这时，磁气音也变大。
在本实施例中，如前所述，由于实现高转矩化，所以磁通量增加，磁极110～113和转子200之间的电磁力增加，由此，磁气音变大。
可以通过提高薄板的钢板间的密接度而减小磁气音。即，可以限制在薄板的钢板间产生的振动的振幅。
为了提高薄板的钢板间的密接度，增大薄板的钢板间彼此的面压是有效的。
因此，在本实施例中，为了增大磁极110～113的薄板的钢板间的面压，在最接近磁极110～113的磁轭部分(磁轭延伸部)设置贯通孔105～108，并且在贯通孔105～108通过螺栓，将磁轭9紧固固定在托架上。
由此，在本实施例中，由于磁极110～113的薄板的钢板间的面压变大，因此可以降低磁气音。
贯通孔105～108的位置优选是磁通密度小，且对电动机的转矩特性没有影响的位置。即使在磁通密度小的范围中，只要使尽可能接近转子侧的位置，在增大磁极110～113的薄板的钢板间的面压的方面就非常有效。
因此，在本实施例中，在磁轭延伸部设置贯通孔105～108，使得贯通孔105～108的中心配置在对角线123、124上(磁极的中心轴的延长线上)。如此，在磁通密度小的范围内，相比于磁轭9的最小径向宽度h(磁轭桥部的圆周方向的中间位置)，可以减小从磁极到贯通孔的最接近磁极的部位为止的磁轭9的径向宽度h1，可以使贯通孔105～108最接近于转子侧。
另外，根据本实施例，构成定子100的薄板的钢板和带状钢板的材料通过冲裁得到。此时，如果磁轭109的外形形状是四边形，则冲裁时，与外形形状为圆形的情况相比，可以减少材料的浪费。因此，根据本实施例，生产率优越，进而作为冲裁模具的处理性也优越。
下面，利用图3对于电动机300的安装结构进行说明。
图3表示电动机300相对于差动齿轮14的框体即差动齿轮箱400的安装结构。
而且，后托架301部分以从旋转轴的中心剖面的结构来图示。
定子100被后托架301以及前托架302从轴向夹入而被固定。在贯通孔105、108上通过螺栓303、304，贯通到差动齿轮箱400一侧，并被拧合于差动齿轮箱400。
转子200的后侧，由后轴承308支承旋转轴307。
前托架302的内部收容有转子200的整流子、电流供电用的电刷、与外部供电线的连接端子、支承转子200的旋转轴的前轴承。
通过将螺栓303、304拧合于差动齿轮箱400，电动机300在旋转轴307(输出轴)和差动齿轮箱400的差动齿轮啮合了的状态下，被固定于差动齿轮箱400。
而且，图示省略的贯通孔106、107也通过螺栓305、306，并将它们与差动齿轮箱400拧合在一起。
这样组装的电动机300如前所述，由于配置在汽车的地板下，所以容易受到来自外部的冲击。最好的例子是石子从路面跳起撞到其上的情况。此时，如果定子100的固定用的螺栓露出，则认为是飞起的石子撞到螺栓上对其造成损伤，由于弯曲而打破多个固定位置的紧固力的平衡造成变形，紧固力降低。
但是，在本实施例中，将电动机300固定于差动齿轮箱400的螺栓303～306通过磁轭109的贯通孔105～108，成为没有露出部分的构造。因此，在本实施例的电动机300中，即使石子从路面飞起，由于也不会直接撞到螺栓303～306，因此可以防止螺栓的损伤。
而且，在本实施例中，如图1所示，虽然角部101～104呈锐角，但也可以成形为圆弧状，或形成倒角。这是因为通过贯通孔105～108，外周侧的角部的磁通密度小，通过其外周侧的形状对电动机的转矩特性不产生影响。
另外，在本实施例中，如图1所示，以对角线123、124为中心线配置了贯通孔105～108以及磁极110～113，但也可以在允许电动机的转矩特性以及磁轭109、磁极110～113的振动引起的噪音的范围内错开配置。
进而，在本实施例中，如图1所示，虽然将定子100(磁轭9)的外形设为正方形，但还可以是设为长方形，在允许磁气音或转矩特性的范围从角部的对角线上错开，设置贯通孔105～108。
进而，只要是允许转矩特性的范围，也可以由粉末磁性体成形的压粉磁性体构成定子100的铁芯。在这样的结构中，在将电动机300固定在差动齿轮箱400上时，由于螺栓303～306不露出，所以可以防止螺栓的损伤。
【实施例2】
基于图5说明本发明的第二实施例。
图5表示本实施例的电动机的定子122的剖面形状。
在第一实施例中，定子(磁轭)的外形形状为四边形(正方形)，但在第一实施例中说明的作用效果还可以由其他边形来达成。
在本实施例中，作为一个例子，举例说明定子122(磁轭)的外形形状为正六边形的情况。
在本实施例中，仅是磁极和贯通孔的数量不同，基本上与第一实施例是同样的结构。即，对应于定子122(磁轭)的六个角部6设有六个磁极129～134以及六个贯通孔123～128。换言之，以连接相互相对的角部的对角线作为中心线，形成为在对角线上配置了磁极129～134以及贯通孔123～128的形状。
在本实施例中，与第一实施例同样，可以增大转矩。而且，在本实施例中，使螺栓通过贯通孔123～128贯通，将电动机固定在差动齿轮箱托架上，因此，可以增大磁极的薄板的钢板的面压，可以降低磁气音。另外，在本实施例中，由于固定用螺栓没有露出，所以可以防止来自外部的冲击造成的螺栓的损伤。