CN110024271A - 电动机 - Google Patents

Abstract

在电动机中，电枢铁芯具有彼此相邻而排列的多个齿。在多个齿分别收容有多个永磁铁。凸极构件具有大于或等于1个凸极，将凸极以朝向齿的状态进行配置。在彼此相邻的2个齿中收容的各永磁铁，使相同磁极相对地配置。如果将齿的间距设为P1，将凸极的间距设为P2，则满足(P1/P2)＜1/6、或5/6＜(P1/P2)＜7/6。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及具有设置有永磁铁的电枢的电动机。

背景技术

以往，已知一种电动机，其构成为具有凸极的凸极构件相对于在电枢铁芯的各齿单独地收容有永磁铁的电枢进行旋转。在如上所述的现有的电动机中，电枢绕组在各齿中通过集中卷绕而单独地设置(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2002－199679号公报

发明内容

在专利文献1所示的现有的电动机中，凸极构件的凸极的数量为5，电枢的齿的数量为6，因此由6个永磁铁产生的3极对的磁动势通过5个凸极进行调制而产生2极对的磁通。因此，如果将电枢绕组形成的磁极数和齿数的关系表示为“磁极数：齿数”系列的极槽组合，则在专利文献1所示的现有的电动机中，以2：3系列的极槽组合进行动作，由此齿槽扭矩变大。

本发明就是为了解决上述这样的课题而提出的，其目的在于得到能够实现齿槽扭矩或齿槽推力的减小化的电动机。

本发明所涉及的电动机具有：电枢，其具有电枢铁芯、多个永磁铁和多个电枢绕组，该电枢铁芯具有彼此相邻而排列的多个齿，该多个永磁铁分别收容于多个齿，该多个电枢绕组分别设置于多个齿；以及凸极构件，其具有大于或等于1个凸极，将凸极以朝向齿的状态进行配置，电枢及凸极构件能够向多个齿进行排列的方向相对地移动，在彼此相邻的2个齿中收容的各永磁铁，使相同磁极相对地配置，如果将齿的间距设为P1，将凸极的间距设为P2，则满足(P1/P2)＜1/6、或5/6＜(P1/P2)＜7/6。

发明的效果

根据本发明所涉及的电动机，齿的间距P1和凸极的间距P2的关系满足上述的式，因此能够使齿槽的基波次数增加。由此，能够减小齿槽的基波次数的振幅值，能够实现齿槽扭矩或齿槽推力的减小化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机的结构图。

图2是表示图1的12个电枢绕组的接线图。

图3是表示本发明的实施方式2所涉及的电动机的结构图。

图4是表示本发明的实施方式3所涉及的电动机的结构图。

图5是表示本发明的实施方式4所涉及的电动机的结构图。

图6是表示本发明的实施方式5所涉及的电动机的结构图。

图7是表示本发明的实施方式6所涉及的电动机的结构图。

图8是表示本发明的实施方式7所涉及的电动机的结构图。

图9是表示本发明的实施方式8所涉及的电动机的结构图。

图10是表示本发明的实施方式9所涉及的电动机的结构图。

图11是表示本发明的实施方式10所涉及的电动机的结构图。

图12是表示在本发明的实施方式10所涉及的电动机中，满足Q＝3·k·m时的k、m及Q的值的组合的表。

图13是表示在本发明的实施方式10所涉及的电动机中，满足N＝(3·k+0.5)·m时的k、m及N的值的组合的表。

图14是表示在本发明的实施方式10所涉及的电动机中，满足N＝(3·k－0.5)·m时的k、m及N的值的组合的表。

图15是表示在本发明的实施方式10所涉及的电动机中，满足N＝(3·k+0.5)·m时的k、m及极槽组合的值的组合的表。

图16是表示在本发明的实施方式10所涉及的电动机中，满足N＝(3·k－0.5)·m时的k、m及极槽组合的值的组合的表。

图17是表示本发明的实施方式11所涉及的电动机的结构图。

图18是表示本发明的实施方式12所涉及的电动机的结构图。

图19是表示由图18的各齿产生的齿槽扭矩的1f成分的矢量图。

图20是表示本发明的实施方式13所涉及的电动机的结构图。

图21是表示本发明的实施方式14所涉及的电动机的结构图。

图22是表示本发明的实施方式15所涉及的电动机的结构图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机的结构图。在图中，电动机1具有：作为定子的环状的电枢2；以及作为转子的凸极构件3，其配置于电枢2的内侧，相对于电枢2进行旋转。因此，在本例子中，电动机1成为旋转电动机。

电枢2具有：铁制的电枢铁芯4；多个永磁铁5，它们收容于电枢铁芯4；以及多个电枢绕组6，它们设置于电枢铁芯4。

电枢铁芯4具有：环状的芯座7；以及多个齿8，它们从芯座7的内表面朝向凸极构件3分别凸出。

多个齿8沿电枢铁芯4的周向彼此相邻而等间隔地排列。由此，在多个齿8间分别形成有作为空间的槽9。槽9的数量与齿8的数量相同。各槽9朝向凸极构件3而开放。在本例子中，齿8的数量成为12，槽9的数量也成为12。

永磁铁5分别单独地收容于各齿8。在本例子中，沿电枢2的径向而配置的板状的永磁铁5收容于齿8的周向中央部。另外，在彼此相邻的2个齿8中收容的各永磁铁5，相同的磁极相面对地配置。因此，彼此相邻的全部永磁铁5在电枢2的周向上将磁极交替地配置。并且，在本例子中，永磁铁5在电枢铁芯4的内周面从齿8露出，在电枢铁芯4的外周面由芯座7覆盖。

各电枢绕组6在各齿8中通过集中卷绕而分别单独地设置。由此，在本例子中，电枢绕组6的数量成为12。另外，各电枢绕组6收容于槽9。如果将三相的各相分别由U相、V相及W相表示，则各电枢绕组6中的4个电枢绕组6成为U相的电枢绕组U11、U12、U21、U22，另外4个电枢绕组6成为V相的电枢绕组V11、V12、V21、V22，剩余的4个电枢绕组6成为W相的电枢绕组W11、W12、W21、W22。12个电枢绕组6如图1所示，与12个齿8各自相对应地，向图1的逆时针的方向按照+U11、－U12、－V11、+V12、+W11、－W12、－U21、+U22、+V21、－V22、－W21、+W22的顺序进行排列。但是，“+”及“－”表示电枢绕组6的彼此不同的绕组极性，在各电枢绕组6流过同一方向的电流的情况下，表示在电枢绕组6产生的电磁场的方向在径向上成为彼此相反。

图2是表示图1的12个电枢绕组6的接线图。在电枢2中，考虑各电枢绕组6的感应电压的对称性，U相的电枢绕组U11、U12、U21、U22依次串联地连接的U相的串联电路、V相的电枢绕组V11、V12、V21、V22依次串联地连接的V相的串联电路和W相的电枢绕组W11、W12、W21、W22依次串联地连接的W相的串联电路在共通的中性点进行连接。即，在电枢2中，多个电枢绕组6通过Y接线进行接线。

凸极构件3与电枢2同轴地配置。因此，凸极构件3具有与电枢2共通的轴线A。另外，在凸极构件3和电枢2之间存在间隙，即气隙。由此，电枢2及凸极构件3能够向多个齿8排列的方向、即电枢2的周向相对地移动。

凸极构件3具有：圆柱状的凸极构件主体31；以及在凸极构件主体31的外周部设置的大于或等于1个凸极32。在本例子中，凸极32的数量为11。各凸极32向多个齿8排列的方向、即电枢2的周向等间隔地排列。

在这里，将对彼此相邻的2个齿8各自的周向一端和轴线A进行连结的2根直线所成的角度设为θ1，将对彼此相邻的2个凸极32各自的周向一端和轴线A进行连结的2根直线所成的角度设为θ2。另外，将对永磁铁5的周向的两端和轴线A进行连结的2根直线所成的角度设为θ3。并且，将经过多个齿8的端面，沿多个齿8进行排列的周向而设定出的面设为间距基准面。在本例子中，间距基准面成为以轴线A为中心的圆筒面。

并且，在共通的间距基准面中，将与θ1的范围相对应的周向距离设为齿8的间距P1，将与θ2的范围相对应的周向距离设为凸极32的间距P2，将与θ3的范围相对应的周向距离设为永磁铁5的间距P3。即，将共通的间距基准面中的各齿8间的周向间隔设为齿8的间距P1，将共通的间距基准面中的各凸极32间的周向间隔设为凸极32的间距P2，将共通的间距基准面中的永磁铁5的厚度设为永磁铁5的间距P3。

如果将齿8的间距P1及凸极32的间距P2如上述所示进行定义，则P1和P2的关系成为满足下面的式(1)或式(2)的关系。

(P1/P2)＜1/6…(1)

5/6＜(P1/P2)＜7/6…(2)

另外，如果将齿8的数量设为Q，将与Q个齿8相对的凸极32的数量设为N，则下面的式(3)的关系成立。此外，凸极32的数量N无需是自然数。

(P1/P2)＝(N/Q)…(3)

在本例子中，成为Q＝12、N＝11，满足式(2)。

在电动机1中，由12个永磁铁5产生的6极对的磁动势通过11个凸极32进行调制而产生5极对的磁通。因此，在本例子中，电动机1以10极12槽进行动作。即，如果将多个电枢绕组6所形成的磁极数和齿8的数量的关系表示为“磁极数：齿数”系列的极槽组合，则在本例子中，电动机1以5：6系列的极槽组合进行动作。

另外，永磁铁5的间距P3和齿8的间距P1的关系，满足下面的式(4)。

5＜P1/P3＜10…(4)

在本例子中，成为P1/P3＝7.5，满足式(4)。

在P1/P3≤5的情况下，永磁铁5的厚度相对于齿8的宽度的比例变得过大，容易在齿8产生磁饱和。另外，在10≤P1/P3的情况下，永磁铁5的厚度相对于齿8的宽度的比例变得过小，无法充分地得到永磁铁5的磁通量。由此，通过永磁铁5的间距P3和齿8的间距P1的关系满足式(4)，从而能够使电动机1的扭矩增加。

在如上所述的电动机1中，齿8的间距P1和凸极32的间距P2的关系满足式(2)，因此能够与现有的2：3系列的极槽组合相比增加齿槽的基波次数。具体地说，成为齿8的数Q＝12、与Q个齿8相对的凸极32的数N＝11，因此能够以10极12槽使电动机1动作，能够与现有的2：3系列的极槽组合相比增加齿槽的基波次数。由此，能够减小齿槽的基波次数的振幅值，能够实现齿槽扭矩的减小化。另外，在现有的2：3系列的情况下，绕组系数为0.866，与此相对，在本实施方式的5：6系列的极槽组合中，绕组系数成为0.933。因此，在本实施方式中，绕组系数与现有的2：3系列的情况相比增加，能够实现电动机1的扭矩的提高。

另外，永磁铁5的间距P3和齿8的间距P1的关系满足式(4)，因此能够充分地得到永磁铁5的磁通量，并且能够使得不易在齿8产生磁饱和。由此，能够增大电枢2的感应电压，能够实现电动机1的扭矩的增加。

此外，在上述的例子中，关于多个电枢绕组6的绕组配置，成为以10极12槽进行动作的电动机1的通常的绕组配置，但在与5：6系列的极槽组合不同的其它极槽组合、例如8极9槽、14极15槽等的情况下，能够将与其它极槽组合相对应的通常的绕组配置作为多个电枢绕组的绕组配置而应用。

实施方式2.

图3是表示本发明的实施方式2所涉及的电动机的结构图。在本实施方式中，成为Q＝12、N＝13。由此，在本实施方式中，P1和P2的关系成为满足上述的式(2)的关系。另外，12个电枢绕组6与12个齿8各自相对应地，向图3的逆时针的方向按照+U11、－U12、－W11、+W12、+V11、－V12、－U21、+U22、+W21、－W22、－V21、+V22的顺序进行排列。但是，“+”及“－”与实施方式1同样地，表示电枢绕组6的彼此不同的绕组极性。

在本实施方式中，由12个永磁铁5产生的6极对的磁动势通过13个凸极32进行调制而产生7极对的磁通。因此，在本例子中，电动机1以14极12槽进行动作。即，在本例子中，电动机1以7：6系列的极槽组合进行动作。其它结构与实施方式1相同。

如上所述，即使设为Q＝12、N＝13，也能够使得P1和P2的关系满足式(2)。具体地说，成为Q＝12、N＝13，因此能够以14极12槽使电动机1进行动作，能够以比5：6系列大的7：6系列的极槽组合使电动机1进行动作。由此，能够进一步实现齿槽扭矩的减小化。另外，能够减少每1极的永磁铁5的数量，因此能够减少经过芯座7的每1极的磁通量。由此，不易产生芯座7中的磁饱和，能够减小芯座7的径向厚度。因此，能够扩大电枢绕组6的绕组区域，能够实现电枢绕组6的铜损的减小化。

实施方式3.

图4是表示本发明的实施方式3所涉及的电动机的结构图。在本实施方式中，成为Q＝12、N＝1。由此，在本实施方式中，P1和P2的关系成为满足上述的式(1)的关系。

凸极构件3的形状成为圆柱状。另外，凸极构件3以使凸极构件3的圆柱状的中心轴线从轴线A偏心的状态配置于电枢2的内侧。凸极构件3以轴线A为中心而相对于电枢2进行转动。由此，构成了具有1个凸极32的凸极构件3。

另外，在凸极32的数量为1的情况下，从凸极32绕凸极构件3一周而返回至原来的凸极32为止的角度成为θ2，θ2成为凸极构件3的对应于一周的角度即360度。因此，凸极32的间距P2成为间距基准面的对应于一周的周向距离。

在本实施方式中，由12个永磁铁5产生的6极对的磁动势通过1个凸极32进行调制而产生7极对的磁通。因此，在本例子中，电动机1以14极12槽进行动作。即，在本例子中，电动机1以7：6系列的极槽组合进行动作。其它结构与实施方式2相同。

如上所述，即使设为Q＝12、N＝1，也能够使得P1和P2的关系满足式(1)。具体地说，成为Q＝12、N＝1，因此与实施方式2同样地，能够以7：6系列的极槽组合使电动机1进行动作，能够进一步实现齿槽扭矩的减小化。另外，能够减少每1极的永磁铁5的数量，因此能够减少芯座7的径向厚度，也能够实现电枢绕组6的铜损的减小化。并且，P1和P2的关系满足式(1)，由此能够减少凸极构件3中的凸极32的数量，能够使凸极构件3的制造变得容易。

实施方式4.

图5是表示本发明的实施方式4所涉及的电动机的结构图。在本实施方式中，电枢2及凸极构件3各自沿直线方向配置。即，在本例子中，电动机1成为线性电动机。另外，在本例子中，电枢铁芯4及凸极构件3各自的形状，成为将实施方式1的电枢铁芯4及凸极构件3的周向以直线方向展开后的形状。

在电动机1中，铁制的凸极构件3作为线性电动机的输送路径而沿直线方向配置。电枢2能够向沿凸极构件3的直线方向进行移动。凸极构件主体31是沿电枢2移动的直线方向而配置的板状部件。多个凸极32向沿凸极构件主体31的直线方向等间隔地排列。

电枢2与凸极构件3平行地配置。由此，多个齿8向多个凸极32进行排列的直线方向等间隔地排列。在本例子中，电枢铁芯4的齿8的数量成为12。电枢2以将各齿8朝向凸极构件3的状态进行配置。

在本例子中，各永磁铁5在各齿8中分别单独地收容，在电枢铁芯4的凸极构件3侧的面和电枢铁芯4的与凸极构件3侧相反侧的面各自中，各永磁铁5露出。

在这里，将经过多个齿8的端面，沿多个齿8进行排列的直线方向而设定出的平面设为间距基准面。另外，将共通的间距基准面中的各齿8间的直线方向间隔设为齿8的间距P1，将共通的间距基准面中的各凸极32间的直线方向间隔设为凸极32的间距P2。如果将齿8的间距P1及凸极32的间距P2进行如上定义，则P1和P2的关系成为满足上述的式(1)或式(2)的关系。

另外，在本实施方式中，如果也将齿8的数量设为Q，将与Q个齿8相对的凸极32的数量设为N，则上述的式(3)的关系成立。此外，凸极32的数量N无需是自然数。

在本例子中，与实施方式1同样地，成为Q＝12、N＝11，因此满足上述的式(2)。因此，在本例子中，电动机1以5：6系列的极槽组合进行动作。

在如上所述的电动机1中，凸极构件3沿直线方向配置，多个齿8向沿凸极构件3的直线方向排列，电枢2能够相对于凸极构件3向多个齿8进行排列的直线方向进行移动，因此作为电枢2进行移动的输送路径而使用凸极构件3，由此无需在线性电动机的输送路径设置永磁铁5。由此，能够抑制作为线性电动机的电动机1的制造成本的增加。

即，在通常的线性电动机中，作为对作为可动件的电枢进行输送的输送路径，使用设置有永磁铁的铁芯。因此，与可动件的输送距离成正比地需要永磁铁，在长距离输送的情况下，输送路径变长，因此永磁铁的使用量增加而成本增加。与此相对，在本实施方式中，电枢2具有永磁铁5，作为输送路径使用的凸极构件3仅由铁构成，因此即使输送路径变长，也能够对永磁铁5的使用量的增加进行抑制。因此，在本实施方式中，在长距离输送的情况下，也能够对电动机1的制造成本的增加进行抑制。此外，也可以在电枢2中搭载能够向电枢2供电的放大器。

另外，在本实施方式中，也成为Q＝12、N＝11，因此能够使得齿8的间距P1和凸极32的间距P2的关系满足式(2)，能够实现作为线性电动机的电动机1的齿槽推力的减小化。另外，在现有的2：3系列的情况下绕组系数为0.866，与此相对，在本实施方式的5：6系列的极槽组合下绕组系数成为0.933。因此，在本实施方式中，绕组系数与现有的2：3系列的情况相比增加，能够实现作为线性电动机的电动机1的推力的提高。

此外，在上述的例子中，在电枢铁芯4的凸极构件3侧的面和电枢铁芯4的与凸极构件3侧相反侧的面各自中，各永磁铁5露出，但也可以在电枢铁芯4的凸极构件3侧的面使各永磁铁5露出，在电枢铁芯4的与凸极构件3侧相反侧的面将各永磁铁5由芯座7覆盖。

另外，在上述的例子中，Q＝12、N＝11应用于线性电动机，但也可以与实施方式3同样地，将Q＝12、N＝1应用于线性电动机。

实施方式5.

图6是表示本发明的实施方式5所涉及的电动机的结构图。在本实施方式中，成为Q＝12、N＝13。由此，在本实施方式中，P1和P2的关系成为满足上述的式(2)的关系。

因此，在本实施方式中，由12个永磁铁5产生的6极对的磁动势通过13个凸极32进行调制而产生7极对的磁通。因此，在本例子中，电动机1以14极12槽进行动作。即，在本例子中，电动机1以7：6系列的极槽组合进行动作。其它结构与实施方式4相同。

如上所述，在作为线性电动机的电动机1中，即使设为Q＝12、N＝13，也能够使得P1和P2的关系满足式(2)。由此，能够以比5：6系列大的7：6系列的极槽组合使电动机1进行动作，能够进一步实现作为线性电动机的电动机1的齿槽推力的减小化。另外，能够减少每1极的永磁铁5的数量，因此不易产生芯座7中的磁饱和，能够减小芯座7的径向厚度。因此，能够扩大电枢绕组6的绕组区域，能够实现电枢绕组6的铜损的减小化。

实施方式6.

图7是表示本发明的实施方式6所涉及的电动机的结构图。在本实施方式中，成为Q＝12、N＝11.2。

例如，为了在Q＝12时作为10极12槽而使电动机1进行动作，满足下面的式(5)即可，为了在Q＝12时作为14极12槽而使电动机1进行动作，满足下面的式(6)即可。

5/6＜(P1/P2)＜1…(5)

1＜(P1/P2)＜7/6…(6)

在本实施方式中，成为Q＝12、N＝11.2，因此根据式(3)，P1和P2的关系成为满足式(5)的关系。其它结构与实施方式4相同。

如上所述，即使N的值不是自然数，也能够使电动机1没有问题地进行动作。由此，例如在凸极构件3的工作精度差的情况下，也能够实现作为线性电动机的电动机1的齿槽推力的减小化，能够使电动机1没有问题地进行动作。

此外，在上述的例子中，电动机1成为线性电动机，但即使电动机1为旋转电动机，也同样能够实现电动机1的齿槽扭矩的减小化。

实施方式7.

图8是表示本发明的实施方式7所涉及的电动机的结构图。在作为线性电动机的电动机1中，在各齿8进行排列的直线方向上的电枢铁芯4的两侧的端部分别设置有凸起部11。各凸起部11从芯座7朝向凸极构件3凸出，与凸极构件3相对。另外，各凸起部11在各齿8进行排列的直线方向上从齿8分离而配置。在各凸起部11没有设置电枢绕组6。各凸起部11由与芯座7相同的材料构成，并且与芯座7一体地形成。在本例子中，成为Q＝12、N＝11。因此，在本例子中，P1和P2的关系成为满足上述的式(2)的关系。其它结构与实施方式4相同。

在如上所述的电动机1中，在各齿8进行排列的直线方向上的电枢铁芯4的两侧的端部分别设置有凸起部11，因此能够进一步实现作为线性电动机的电动机1的齿槽推力的减小化。另外，也能够实现电动机1的推力的提高。

此外，在上述的例子中，在电枢铁芯4的两侧的端部分别设置有凸起部11，但也可以仅在各齿8进行排列的直线方向上的电枢铁芯4的单侧的端部设置凸起部11。

实施方式8.

图9是表示本发明的实施方式8所涉及的电动机的结构图将在各齿8进行排列的直线方向上位于电枢铁芯4的两侧的端部的各齿8设为端部齿8a，将端部齿8a以外的各齿8设为中间部齿8b，端部齿8a的形状与中间部齿8b的形状不同。各中间部齿8b的形状成为彼此相同的形状。

齿8的间距P1和凸极32的间距P2的关系，成为满足上述的式(1)或式(2)的关系。另外，P1、P2、Q、N的关系，成为满足上述的式(3)的关系。此外，应用于式(1)～式(6)的齿8的间距P1是通过间距基准面中的各中间部齿8b间的距离设定的。其它结构与实施方式4相同。

在如上所述的电动机1中，端部齿8a的形状与中间部齿8b的形状不同，因此通过对端部齿8a的形状进行调整，从而能够进一步实现作为线性电动机的电动机1的齿槽推力的减小化。即，在作为线性电动机的电动机1中，与旋转电动机不同，电枢2不是以无端状连续，而是在电枢2进行移动的直线方向上存在电枢2的端部，成为非连续结构。因此，由于存在电枢2的端部而成为非连续结构，因此齿槽成分加入至电动机1的推力。在本实施方式中，端部齿8a的形状与中间部齿8b的形状不同，因此能够抑制由电枢2的非连续性引起的齿槽成分，能够进一步实现作为线性电动机的电动机1的齿槽推力的减小化。另外，也能够实现电动机1的推力的提高。

此外，在上述的例子中，位于电枢铁芯4的两侧的端部的各端部齿8a各自的形状与中间部齿8b的形状不同，但也可以使各端部齿8a中的、仅位于电枢铁芯4的单侧的端部的端部齿8a的形状与中间部齿8b的形状不同。

另外，在上述的例子中，使端部齿8a的形状与中间部齿8b的形状不同，由此实现了电动机1的齿槽推力的减小化，但通过使端部齿8a和端部齿8a的相邻的中间部齿8b之间的距离即端部齿8b的间距、和各中间部齿8b间的距离即中间部齿8b的间距彼此不同，从而对由电枢2的非连续性引起的齿槽成分进行抑制，可以实现电动机1的齿槽推力的减小化。

实施方式9.

图10是表示本发明的实施方式9所涉及的电动机的结构图。在本例子中，与实施方式8同样地，将在各齿8进行排列的直线方向上位于电枢铁芯4的两侧的端部的各齿8设为端部齿8a，将端部齿8a以外的各齿8设为中间部齿8b。另外，在本例子中，将各中间部齿8b中的、位于各端部齿8a的相邻处的中间部齿8b设为端部相邻齿8c。如果将各齿8进行如上定义，则各端部相邻齿8c的形状与其它各齿8的形状、即端部相邻齿8c以外的中间部齿8b及端部齿8a各自的形状不同。在本例子中，在端部相邻齿8c中收容的永磁铁5的形状，与在端部相邻齿8c以外的其它齿8中收容的永磁铁5的形状不同，由此各端部相邻齿8c的形状与其它齿8的形状不同。另外，在本例子中，在端部相邻齿8c中收容的永磁铁5的厚度，大于在其它齿8中收容的永磁铁5的厚度。端部相邻齿8c以外的中间部齿8b及端部齿8a各自的形状成为彼此相同的形状。其它结构与实施方式8相同。

在如上所述的电动机1中，位于端部齿8a的相邻处的端部相邻齿8c的形状，与端部相邻齿8c以外的其它齿8的形状不同，因此能够对由电枢2的非连续性引起的齿槽成分进行抑制，能够进一步实现电动机1的齿槽推力的减小化。另外，也能够实现电动机1的推力的提高。

此外，在上述的例子中，位于电枢铁芯4的两侧的各端部相邻齿8c各自的形状与其它齿8的形状不同，但也可以仅使位于电枢铁芯4的单侧的端部相邻齿8c的形状与其它齿8的形状不同。

实施方式10.

图11是表示本发明的实施方式10所涉及的电动机的结构图。在本实施方式中，齿8的数量Q设定为满足下面的式(7)的值，与Q个齿8相对的凸极32的数量N设定为满足下面的式(8)的值。

Q＝3·k·m…(7)

N＝(3·k±0.5)·m…(8)

其中，k是大于或等于2的自然数，即k＝2、3、4…，m是大于或等于1的自然数，即m＝1、2、3…。

在本例子中，满足k＝2、m＝2，成为Q＝12、N＝11。

图12是表示在本发明的实施方式10所涉及的电动机中，满足Q＝3·k·m时的k、m及Q的值的组合的表。另外，图13是表示在本发明的实施方式10所涉及的电动机中，满足N＝(3·k+0.5)·m时的k、m及N的值的组合的表。并且，图14是表示在本发明的实施方式10所涉及的电动机中，满足N＝(3·k－0.5)·m时的k、m及N的值的组合的表。另外，图15是表示在本发明的实施方式10所涉及的电动机中，满足N＝(3·k+0.5)·m时的k、m及极槽组合的值的组合的表。并且，图16是表示在本发明的实施方式10所涉及的电动机中，满足N＝(3·k－0.5)·m时的k、m及极槽组合的值的组合的表。此外，在图15及图16中，将对极数附加“P”、对齿数即槽数附加“S”的表示，作为极槽组合的值的表示。例如，在极数为5、齿数为6时，将“5P6S”作为极槽组合的值的表示。

在本实施方式中，如图12～图16所示，在k＞1、m≥1的范围，与k及m的值相应地对Q及N进行设定。其它结构与实施方式1相同。

在如上所述的电动机1中，Q满足式(7)，并且N满足式(8)，因此能够使扭矩的基波增加，能够使电动机1的扭矩增加。另外，由于k＞1，因此绕组系数提高而能够实现扭矩的增加，并且能够实现由极槽组合引起的齿槽扭矩的减小化。

另外，在式(7)及式(8)中满足m＝2，因此通过凸极构件3及永磁铁5的作用而产生的齿槽扭矩能够在各齿8间相互抵消。由此，能够进一步抑制齿槽扭矩。

另外，在电动机1中，在满足N＝(3·k－0.5)·m的情况下，与满足N＝(3·k+0.5)·m的情况相比，在电枢铁芯4和凸极构件3之间存在的气隙的磁通密度的基波提高。因此，对齿8的数量及凸极32的数量进行设定，以使得满足Q＝3·k·m，满足N＝(3·k－0.5)·m，由此能够进一步实现电动机1的扭矩的增加。

实施方式11.

图17是表示本发明的实施方式11所涉及的电动机的结构图。在本实施方式中，Q及N满足上述的式(7)及式(8)，在式(7)及式(8)中满足m＝1、k＞1。在本例子中，满足m＝1、k＝2。由此，在本例子中，成为Q＝6、N＝5.5。其它结构与实施方式4相同。

在如上所述的电动机1中，Q及N满足上述的式(7)及式(8)，在式(7)及式(8)中满足m＝1、k＞1，因此能够将各极槽组合中齿8及永磁铁5的数量设为最小。例如，能够将“10P12S”的极槽组合设为“5P6S”，或将“16P18S”的极槽组合设为“8P9S”。由此，在将电动机1的体积设为一定的情况下，能够在各极槽组合中将永磁铁5的厚度设为最大，能够增多从永磁铁5向凸极构件3流动的磁通量。因此，能够增大电枢2中的感应电压，能够使电动机1的推力增加。

在本例子中，满足m＝1、k＝2，成为Q＝6、N＝5.5，因此能够在以5：6系列的极槽组合进行动作的电动机1中将永磁铁5的数量设为最小。由此，能够在5：6系列的极槽组合中将永磁铁5的厚度设为最大，能够使气隙的磁通密度增加，使作为线性电动机的电动机1的推力增加。

另外，在满足N＝(3·k－0.5)·m的情况下，与满足N＝(3·k+0.5)·m的情况相比，能够使气隙的磁通密度的基波提高。由此，满足N＝(3·k－0.5)·m，从而能够进一步实现作为线性电动机的电动机1的推力的增加。

在上述的例子中，Q及N满足上述的式(7)及式(8)，在式(7)及式(8)中满足m＝1、k＞1的结构应用于线性电动机，但也可以是Q及N满足上述的式(7)及式(8)，将在式(7)及式(8)中满足m＝1、k＞1的结构应用于旋转电动机。如上所述，也能够在各极槽组合中将永磁铁5的厚度设为最大，能够使旋转电动机的扭矩增加。

实施方式12.

图18是表示本发明的实施方式12所涉及的电动机的结构图。在本实施方式中，Q及N满足上述的式(7)及式(8)，在式(7)及式(8)中满足m＝2、k＞1。在本例子中，满足m＝2、k＝2。由此，在本例子中，成为Q＝12、N＝11。

如果在式(7)及式(8)中满足m＝2，则通过凸极构件3及永磁铁5的作用而产生的齿槽扭矩的1f成分、即以与气隙的变动相同的周期出现的齿槽扭矩成分，在各齿8间在相互抵消的方向产生。此外，在图18中，将为了便利地分配给各齿27的向直线方向连续的编号1～12(用圆框圈起的编号)作为齿编号表示。

图19是表示由图18的各齿8产生的齿槽扭矩的1f成分的矢量图。在图19中，将在图18的各齿8分别单独地产生的齿槽扭矩的1f成分的矢量汇总为齿编号1～12而表示。如图19所示，可知如果将在齿编号1～12的各齿8产生的齿槽扭矩的1f成分相加，则齿槽扭矩的1f成分的合成矢量大致成为0。其它结构与实施方式11相同。

在如上所述的电动机1中，Q及N满足上述的式(7)及式(8)，在式(7)及式(8)中满足m＝2、k＞1，因此能够使在各齿8产生的齿槽扭矩的1f成分相互抵消。由此，能够进一步实现电动机1的齿槽扭矩的减小化。

实施方式13.

图20是表示本发明的实施方式13所涉及的电动机的结构图。在本实施方式中，Q及N满足上述的式(7)及式(8)，在式(7)及式(8)中满足m＝4、k＞1。在本例子中，满足m＝4、k＝2，成为Q＝24、N＝22。另外，在本例子中，电动机1成为旋转电动机。

如果在式(7)及式(8)中满足m＝4，则沿轴线A观察时的凸极构件3的形状，成为在经过轴线A的直线上对称的形状。另外，如果在式(7)及式(8)中满足m＝4，则沿轴线A观察时的极槽组合，成为对于经过轴线A且彼此正交的第1直线及第2直线的任意直线均对称的关系。其它结构与实施方式10相同。

在如上所述的电动机1中，Q及N满足上述的式(7)及式(8)，在式(7)及式(8)中满足m＝4、k＞1，因此能够确保凸极构件3的形状的对称性及电动机1的极槽组合的对称性。由此，能够实现电动机1的振动及噪音的减小化。

另外，能够确保电枢2的感应电压的对称性，因此能够将多个电枢绕组6的接线设为2并联接线。在将多个电枢绕组6的接线设为多个并联接线的情况下，将接近的同相的电枢绕组6各自串联地连接，由此构成多组同相的电枢绕组串联部，将多组同相的电枢绕组串联部进行并联接线。在多组同相的电枢绕组串联部进行了并联接线的电动机中，如果将n设为大于或等于2的自然数，则m＝2·n的关系成立，同相的电枢绕组串联部的并联数C成为n的1以外的约数。另外，m＝2·n的关系成立，在同相的电枢绕组串联部的并联数C成为1以外的n的约数的情况下，在1个电枢绕组串联部中串联地连接的电枢绕组6的数成为Q/(3·C)。由此，能够使感应电压的平衡提高，能够实现电动机1的扭矩脉动、振动及噪音的减小化。

实施方式14.

图21是表示本发明的实施方式14所涉及的电动机的结构图。在本实施方式中，Q及N满足上述的式(7)及式(8)，在式(7)及式(8)中满足m＝2、k＝2。由此，成为Q＝12、N＝11或13。因此，在N＝11的情况下电动机1以10极12槽进行动作，在N＝13的情况下电动机1以14极12槽进行动作。在本例子中，电动机1成为旋转电动机。

如果考虑气隙G、永磁铁5的厚度d、绕组系数的平衡，则在式(7)及式(8)中满足m＝2、k＝2时，气隙G为2mm～4mm，电枢铁芯4的外周面4a的周向长度D与每1个永磁铁5的厚度d之比成为(37～45)：1，由此电枢2的感应电压变得最大。其它结构与实施方式10相同。

如上所述的电动机1中，Q及N满足上述的式(7)及式(8)，在式(7)及式(8)中满足m＝2、k＝2，因此考虑气隙G、永磁铁5的厚度d、绕组系数的平衡，对气隙、电枢铁芯4、永磁铁5各自的大小进行调整，由此能够增大电枢2的感应电压。由此，能够实现作为旋转电动机的电动机1的齿槽扭矩的减小化。

实施方式15.

图22是表示本发明的实施方式15所涉及的电动机的结构图。在本实施方式中，与实施方式14同样地，Q及N满足上述的式(7)及式(8)，在式(7)及式(8)中满足m＝2、k＝2。由此，成为Q＝12、N＝11或13。因此，在N＝11的情况下电动机1以10极12槽进行动作，在N＝13的情况下电动机1以14极12槽进行动作。在本例子中，电动机1成为线性电动机。

如果考虑气隙G、永磁铁5的厚度d、绕组系数的平衡，则在式(7)及式(8)中满足m＝2、k＝2时，气隙G为2mm～4mm，电枢铁芯4的直线方向的全长D与每1个永磁铁5的厚度d之比成为(37～45)：1，由此电枢2的感应电压变得最大。其它结构与实施方式11相同。

在如上所述的电动机1中，Q及N满足上述的式(7)及式(8)，在式(7)及式(8)中满足m＝2、k＝2，因此考虑气隙G、永磁铁5的厚度d、绕组系数的平衡，对气隙G、电枢铁芯4、永磁铁5各自的大小进行调整，由此能够增大电枢2的感应电压，能够实现作为线性电动机的电动机1的齿槽推力的减小化。即，即使电动机1为线性电动机，也能够得到与旋转电动机相同的效果。

此外，在实施方式14及15中，在式(7)及式(8)中满足m＝2，但如果是k＝2，则m成为1或大于或等于3的自然数，也能够实现电动机1的齿槽扭矩或齿槽推力的减小化。

标号的说明

1电动机，2电枢，3凸极构件，4电枢铁芯，5永磁铁，6电枢绕组，8齿，32凸极。

Claims (9)

1.一种电动机，其具有：

电枢，其具有电枢铁芯、多个永磁铁和多个电枢绕组，该电枢铁芯具有彼此相邻而排列的多个齿，该多个永磁铁分别收容于所述多个齿，该多个电枢绕组分别设置于所述多个齿；以及

凸极构件，其具有大于或等于1个凸极，将所述凸极以朝向所述齿的状态进行配置，

所述电枢及所述凸极构件能够向所述多个齿进行排列的方向相对地移动，

在彼此相邻的2个所述齿中收容的各所述永磁铁，使相同磁极相对地配置，

如果将所述齿的间距设为P1，将所述凸极的间距设为P2，则满足

(P1/P2)＜1/6、或

5/6＜(P1/P2)＜7/6。

2.根据权利要求1所述的电动机，其中，

如果将所述永磁铁的间距设为P3，则满足

5＜P1/P3＜10。

3.根据权利要求1或2所述的电动机，其中，

如果将所述齿的数量设为Q，将与Q个所述齿相对的所述凸极的数量设为N，

将k设为大于或等于2的自然数，将m设为大于或等于1的自然数，则满足

Q＝3·k·m、及

N＝(3·k±0.5)·m。

4.根据权利要求3所述的电动机，其中，

满足m＝1。

5.根据权利要求3所述的电动机，其中，

满足m＝2。

6.根据权利要求3所述的电动机，其中，

满足m＝4。

7.根据权利要求5所述的电动机，其中，

满足k＝2。

8.根据权利要求3所述的电动机，其中，

多个同相的所述电枢绕组串联地连接，由此构成多组同相的电枢绕组串联部，

所述多组同相的电枢绕组串联部进行并联接线，

如果将n设为大于或等于2的自然数，则m＝2·n的关系成立，

所述多组同相的电枢绕组串联部的并联数C，成为n的1以外的约数，

在所述电枢绕组串联部中串联地连接的所述电枢绕组的数量成为Q/(3·C)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电动机，其中，

所述凸极构件沿直线方向配置，

所述多个齿向所述直线方向排列，

所述电枢能够向所述直线方向相对于所述凸极构件进行移动。