CN114072986A - 电动机 - Google Patents

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Abstract

电动机(10)包括定子(12)，上述定子具有定子铁芯(26)和线圈(30)，上述定子铁芯具有使用磁性材料形成且沿周向隔开间隔地配置的多个极齿(22)，上述线圈通过在多个极齿(22)的周围卷绕导电性的绕组而形成。另外，电动机(10)包括转子(14)，上述转子具有与定子铁芯(26)沿径向相对且沿周向隔开间隔地配置的磁体(20)。此外，电动机(10)包括多个伪极齿(66)，多个上述伪极齿使用磁性材料形成且分别配置于沿周向相邻的一对极齿(22)之间的周向的中央部。多个伪极齿(66)配置成集中于定子铁芯(26)的周向的一部分。

Description

电动机
相关申请的援引
本申请以2019年6月25日申请的日本专利申请第2019-117391号为基础，在此援引其记载内容。
技术领域
本公开涉及一种电动机。
背景技术
在下述的专利文献1中公开了一种在定子的径向方向内侧配置有转子的电动机。构成该文献中记载的电动机的一部分的定子包括卷绕有绕组的多个绕组磁极和未卷绕绕组的多个非绕组磁极。此外，多个非绕组磁极配置在沿周向相邻的一对绕组磁极之间，并且沿周向以一定间隔配置。由此，不会使齿槽转矩、感应电压失真和绕组系数恶化，并且不会增大由多极化所带来的弊端，能够抑制因加振力峰值之间的周向间距较大而引起的振动及谐振。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2016-19389号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
另外，尽管上述专利文献1的定子那样设置有非绕组磁极的结构在抑制振动及谐振方面是有用的结构，但是从获得期望的齿槽转矩的特性的观点出发，还存在改善的余地。
考虑到上述事实，本公开的目的是得到一种能够获得期望的齿槽转矩的特性的电动机。
解决技术问题所采用的技术方案
本公开的第一方式的电动机包括：定子，上述定子具有定子铁芯和线圈，其中，上述定子铁芯具有使用磁性材料形成且沿周向隔开间隔配置的多个极齿，上述线圈通过在上述多个极齿周围卷绕导电性的绕组而形成；转子，上述转子具有与上述定子铁芯沿径向相对且沿周向隔开间隔配置的多个磁体，并且上述转子通过向上述线圈通电而旋转；以及多个伪极齿，多个上述伪极齿使用磁性材料形成且分别配置于沿周向相邻的一对上述极齿之间的周向的中间部，并且多个上述伪极齿配置成集中于上述定子铁芯的周向的一部分。
通过这样构成，能够获得期望的齿槽转矩的特性。
附图说明
参照附图和以下详细的记述，能使本公开的上述目的、其他目的、特征和优点变得更明确。附图如下所述。
图1是表示构成第一实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图2是表示沿图1所示的2-2线剖切后的定子和转子的截面的侧剖视图。
图3是表示构成第一实施方式的电动机的定子和转子的仰视图。
图4是表示安装有电路基板的定子的立体图。
图5是表示安装有电路基板的定子的俯视图。
图6是表示沿图5所示的6-6线剖切后的定子的截面的侧剖视图。
图7是将定子的周向的一部分放大表示的放大立体图。
图8是表示构成解析模型1的电动机的一部分的定子铁芯的俯视图。
图9是表示构成解析模型2的电动机的一部分的定子铁芯的俯视图。
图10是表示构成解析模型3的电动机的一部分的定子铁芯的俯视图。
图11是表示构成解析模型4的电动机的一部分的定子铁芯的俯视图。
图12是表示解析模型1的电动机的齿槽转矩的波形的图表。
图13是表示解析模型1的电动机的齿槽转矩的波形的图表，其是与图12相比将横轴放大表示的图表。
图14是表示解析模型2的电动机的齿槽转矩的波形的图表。
图15是表示解析模型2的电动机的齿槽转矩的波形的图表，其是与图14相比将横轴放大表示的图表。
图16是表示解析模型3的电动机的齿槽转矩的波形的图表。
图17是表示解析模型3的电动机的齿槽转矩的波形的图表，是与图16相比将横轴放大表示的图表。
图18是表示第二实施方式的定子的立体图，其是表示伪极齿固定于定子铁芯之前的状态的立体图。
图19A是表示构成第三实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图19B是表示伪极齿的数量和齿槽转矩的值的图表。
图20是表示构成第四实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图21是表示构成第五实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图22是放大表示图21中的由箭头A指示的线包围的部分的放大俯视图。
图23是表示构成第六实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图24是表示构成第七实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图25是表示构成第八实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图26是表示构成第九实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图27是表示构成第十实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图28是表示构成第十一实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图29是表示构成第十二实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图30是表示构成第十三实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图31是表示构成第十四实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图32是表示构成第十五实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图33是表示构成第十六实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图34是表示构成第十七实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图35是表示构成第十八实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图36是表示构成第十九实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图37是表示构成第二十实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图38是表示构成第二十一实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图39是表示构成第二十二实施方式的电动机的定子和转子的俯视图。
图40是表示沿图39所示的B-B线剖切后的定子和转子等的剖视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
使用图1～图7，对第一实施方式的电动机10进行说明。另外，图中适当表示的箭头Z方向、箭头R方向和箭头C方向分别表示后述的转子14的旋转轴向一侧、旋转径向外侧以及旋转周向一侧。此外，当仅表示轴向、径向和周向时，除非特别说明，否则表示转子14的旋转轴向、旋转径向和旋转周向。
如图1～图3所示，本实施方式的电动机10是3相20极15切槽的电动机，并且是用作车辆的致动器的电动机。该电动机10构成为包括：定子12；转子14，上述转子14通过使定子产生磁力(磁场)来旋转；以及传感器16(磁传感器)，上述传感器16用于对转子14的旋转角度进行检测。
转子14的极数为20，并且配置于后述的定子12的径向内侧。上述转子14包括：固定于未图示的旋转轴的环状的转子铁芯18；以及固定于转子铁芯18的外周部的多个(二十个)磁体20。如图2所示，转子铁芯18包括大径部18A和小径部18B，上述大径部18A形成为筒状，上述小径部18B从大径部18A的轴向一侧的径向内侧朝向轴向一侧突出，并且内径和外径分别设定为小于大径部18A的内径和外径。另外，转子铁芯18具有从大径部18A的轴向另一侧朝向径向外侧突出的凸缘部18C。如图1和图2所示，多个磁体20从径向外侧观察形成为矩形形状。另外，多个磁体20沿周向隔开一定间隔地配置。即，多个磁体20沿周向等间隔地配置。此外，多个磁体20固定于转子铁芯18的大径部18A的外周面。另外，在图2中，省略了截面的阴影。
如图4～图6所示，定子12包括定子铁芯26，上述定子铁芯26具有：形成为环状的背轭24；以及从背轭24的内周面朝向径向内侧突出的多个(十五个)极齿22和多个(六个)伪极齿66。另外，本实施方式的定子铁芯26是通过沿轴向层叠作为磁性材料的钢板而形成的层叠铁芯。此外，定子12包括：安装于定子铁芯26的绝缘体32；以及通过在定子铁芯26的多个极齿22的周围卷绕导电性的绕组28而形成的线圈30。
如图6和图7所示，定子铁芯26的多个极齿22从轴向观察形成为大致T字状(也参照图10)，并且沿周向等间隔地配置。上述极齿22包括：从背轭24的内周面朝向径向内侧突出的棱柱状的卷绕部22A；以及从卷绕部22A的径向内侧的端部分别朝向周向一侧和另一侧延伸的前端部22B。前端部22B的径向内侧的面以规定的曲率半径沿周向弯曲。
定子铁芯26的多个伪极齿66形成为轴向的两端面(底面)随着朝向径向内侧而逐渐变窄的大致等腰梯形形状。如图5所示，在本实施方式中，在定子铁芯26中的、与沿周向连续的七个极齿22对应的部分处，六个伪极齿66分别配置在沿周向相邻的一对极齿22之间。即，六个伪极齿66配置成集中于定子铁芯26的周向的一部分。另外，伪极齿66中的径向内侧的面以与极齿22的前端部22B的径向内侧的面相同的曲率半径沿周向弯曲，并且位于与该前端部22B的径向内侧的面在径向上相同的位置处。另外，为了不使伪极齿66的轴向的两端面相对于线圈边端部(线圈30的轴向的两端)向轴向一侧和轴向另一侧突出，对从伪极齿66的轴向一侧的端面到轴向另一侧的端面的尺寸进行设定。
安装于定子铁芯26的绝缘体32使用树脂材料等绝缘性材料形成，并且形成为沿轴向一分为二的结构。上述绝缘体32包括：对背轭24的轴向的两端面进行覆盖的背轭覆盖部34；以及对极齿22的卷绕部22A和前端部22B的轴向的两端面和卷绕部22A的周向的两端面进行覆盖的极齿覆盖部36。另外，绝缘体32包括对伪极齿66的轴向的两端面进行覆盖的伪极齿覆盖部68。
线圈30通过在由绝缘体32的极齿覆盖部36覆盖的各个极齿22的卷绕部22A的周围卷绕导电性的绕组28而形成。在本实施方式中，在十五个极齿22的卷绕部22A的周围分别形成有十五个线圈30。如图1所示，本实施方式的线圈30的、构成各相的线圈30的绕组28之间经由作为端子的三个中性点端子70连接。另外，构成各相的线圈30的绕组28的末端分别连接到作为端子的三个电路基板连接端子72。如图6所示，在本实施方式中，将一个线圈30和另一个线圈30连接的搭接线28A(绕组28的一部分)沿绝缘体32的背轭覆盖部34的轴向另一侧的外周部环绕(配线)。另外，如图7所示，将一个线圈30和另一个线圈30连接的搭接线28B(绕组28的另一部分)经由绝缘体32的伪极齿覆盖部68沿伪极齿66环绕(配线)。
如图7所示，本实施方式的传感器16是所谓的导线式的磁传感器。该传感器16包括形成为矩形块状的传感器主体38。该传感器主体38的中央部分为检测磁体20的磁力的感应点。此外，传感器16包括从传感器主体38朝向一侧突出的多个(本实施方式中为三个)腿部42。该腿部42中的、与传感器主体38相反的一侧通过锡焊接合于电路基板44(参照图4)，由此传感器16安装于电路基板44。此处，如图4和图5所示，本实施方式的电路基板44将轴向设为厚度方向并沿径向和周向延伸，并且从轴向观察形成为对定子12的周向的一部分进行覆盖的U字状。另外，在本实施方式中，三个传感器16以沿周向地等间隔配置的状态安装于电路基板44。此外，在三个传感器16安装于电路基板44的状态下，三个传感器16成为从电路基板44向轴向另一侧突出的状态。
如图7所示，使转子14的磁体20(参照图1)的磁力收敛的磁收敛构件48与传感器主体38接近地设置于传感器16的传感器主体38的径向内侧。该磁收敛构件48使用铁等磁性材料并形成为矩形板状或矩形块状。
上述传感器16的传感器主体38和磁收敛构件48被保持(支承)于安装在绝缘体32的母线50。另外，如图1所示，上述中性点端子70和电路基板连接端子72也被保持(支承)于母线50。
如图1和图7所示，母线50使用树脂材料等绝缘性的材料形成。该母线50包括形成为环状的固定环状部58。该固定环状部58固定于绝缘体32的背轭覆盖部34的轴向一侧，由此使母线50固定于绝缘体32。
此外，母线50包括从固定环状部58朝向径向内侧且轴向另一侧突出的三个传感器保持部52。传感器保持部52形成为轴向的两端面(底面)朝向径向内侧变窄的等腰梯形形状的棱柱状。在传感器保持部52中的径向内侧形成有轴向一侧开放的传感器***孔54。另外，在本实施方式中，磁收敛构件48保持于传感器***孔54的封闭端侧(轴向另一侧)的径向内侧的空间。此外，传感器16的传感器主体38保持于传感器***孔54的封闭端侧(轴向另一侧)的径向外侧的空间。另外，在母线50固定于绝缘体32的状态下，三个传感器保持部52配置成集中于定子铁芯26中的、与从在一对极齿22之间配置有伪极齿66的部分向周向另一侧连续的四个极齿22对应的部分。另外，三个传感器保持部52分别配置于沿周向相邻的一对极齿22之间。由此，保持于三个传感器保持部52的传感器16的传感器主体38配置成集中于定子铁芯26的周向的一部分。
如图1所示，三个电路基板连接端子72保持于母线50的固定环状部58。此外，在母线50固定于绝缘体32的状态下，三个电路基板连接端子72中的连接有绕组28的末端的部分72A配置成集中于定子铁芯26中的与从在一对极齿22之间配置有传感器保持部52的部分向周向另一侧连续的四个极齿22对应的部分。另外，三个电路基板连接端子72中的连接有绕组28的末端的部分72A分别配置于沿周向相邻的一对极齿22之间。三个电路基板连接端子72中的连接到电路基板44的部分72B从与极齿22沿周向对应的部分向轴向一侧突出。
三个中性点端子70保持于母线50的固定环状部58。此外，在母线50固定于绝缘体32的状态下，三个中性点端子70中的、将绕组28之间连接的部分70A配置成集中于定子铁芯26中的、与从在一对极齿22之间配置有电路基板连接端子72(供绕组28的末端连接的部分72A)向周向另一侧连续的四个极齿22对应的部分。另外，三个中性点端子70中的、将绕组28之间连接的部分70A分别配置于沿周向相邻的一对极齿22之间。
(本实施方式的作用和效果)
接着，对本实施方式的作用和效果进行说明。
如图1～图3所示，在本实施方式的电动机10中，通过向定子12的线圈30通电，在定子12的周围产生旋转磁场，由此使转子14旋转。
此处，在转子14旋转时，转子14的多个磁体20依次经过各个传感器16的传感器主体38的径向内侧。接着，各个传感器16的传感器主体38的位置处的多个磁体20的磁通密度的变化通过各个传感器16检测，由此能够计算出转子14的旋转角度、旋转速度等。
另外，在本实施方式中，使转子14的磁体20的磁性收敛的磁收敛构件48与传感器16的传感器主体38接近地设置。由此，能够抑制由传感器16检测出的磁体20的磁力切换的检测偏差。
另外，在本实施方式中，周围未形成线圈30的六个伪极齿66配置成集中于定子铁芯26的周向的一部分。由此，能够在实现电动机10的高转矩化的同时获得期望的齿槽转矩的特性。
此处，对伪极齿66的数量与电动机的转矩及齿槽转矩的关系的解析结果进行说明。
图8～图11分别示出了构成解析模型1的电动机的一部分的定子的定子铁芯26A、构成解析模型2的电动机的一部分的定子的定子铁芯26B、构成解析模型3的电动机的一部分的定子的定子铁芯26C、构成解析模型4的电动机的一部分的定子的定子铁芯26D。另外，上述解析模型的电动机是3相20极15切槽的电动机。此外，对上述解析模型的定子铁芯26A、26B、26C、26D中的、与上述定子12的定子铁芯(参照图1)对应的部分标注与该定子铁芯26对应的部分相同的符号。
如图8所示，在构成解析模型1的电动机的一部分的定子的定子铁芯26A中，未设置伪极齿66。另外，如图9所示，在构成解析模型2的电动机的一部分的定子的定子铁芯26B中，伪极齿66的数量为一个。另外，在构成解析模型3的电动机的一部分的定子的定子铁芯26C中，伪极齿66的数量为六个。构成该解析模型3的电动机的一部分的定子的定子铁芯26C的结构为与上述定子12的定子铁芯(参照图1)的结构相同的结构。另外，在构成解析模型4的电动机的一部分的定子的定子铁芯26D中，伪极齿66的数量为十五个。
此外，将解析模型1～解析模型4的电动机的转矩进行比较，可知转矩随着伪极齿66的数量增加而变大。
如图12和图13所示，在解析模型1的电动机中，齿槽转矩的峰值P约为0.2Nm，齿槽转矩的峰值间角度θ约为6度左右。
如图14和图15所示，在解析模型2的电动机中，齿槽转矩的峰值P约为0.7Nm，齿槽转矩的峰值间角度θ约为18度左右。
如图16和图17所示，在解析模型3的电动机中，齿槽转矩的峰值P约为0.5Nm，齿槽转矩的峰值间角度θ约为6度左右。
另外，虽然省略了附表，但是在解析模型4的电动机中，齿槽转矩的峰值P小于解析模型2和解析模型3的电动机的齿槽转矩的峰值P。另外，在解析模型4的电动机中，齿槽转矩的峰值间角度θ比解析模型2的电动机的齿槽转矩的峰值间角度θ小。
根据以上的结果，能够得出如下结论：在3相20极15切槽的电动机中，解析模型3的电动机能够实现高转矩，并能实现使齿槽转矩的峰值P更大且使齿槽转矩的峰值间角度θ变小这样的目标。
另外，如图1～图3所示，在本实施方式中，多个伪极齿66与定子铁芯26一体地形成。由此，能够抑制构成电动机10的部件的数量增加，并且实现电动机10的高转矩化等。另外，如图18所示的第二实施方式的电动机那样，多个伪极齿66也可以与定子铁芯26分体地形成。在该结构中，当将绕组28卷绕于极齿22的卷绕部22A的周围时，能够防止或抑制伪极齿66成为该卷绕操作的妨碍。在该结构中，也可以将多个伪极齿66的一部分压入到定子铁芯26的一部分来将两者接合。另外，在该结构中，也可以将多个伪极齿66经由粘接剂等与定子铁芯26接合，还可以经由绝缘体32等与定子铁芯26接合。另外，在该结构中，也可以使用与定子铁芯26的料不同的材料(作为一例，内置有烧结金属或金属粉末的树脂材料)来形成伪极齿66。
另外，如图1～图3所示，在本实施方式中，在沿周向相邻的一对极齿22之间的未配置伪极齿66的所有部分之间，配置有传感器16的一部分、电路基板连接端子72的一部分和中性点端子70的一部分。这样，通过有效地使用未配置伪极齿66的一对极齿22之间的空间，能够抑制电动机10的体格的大型化。另外，也可以在未配置伪极齿66的一对极齿22之间形成的空置空间配置构成电动机的一部分的其他构件。
另外，如图1～图3以及图4和图5所示，在本实施方式中，将连接到电路基板44的多个传感器16和多个电路基板连接端子72配置成集中于沿周向相邻的部分。由此，能够在不使电路基板44沿周向大型化的情况下将多个传感器16和多个电路基板连接端子72连接到电路基板44。
另外，在本实施方式中，传感器16、中性点端子70和电路基板连接端子72等保持(支承)于与绝缘体32分体的母线50。在该结构中，当将绕组28卷绕于极齿22的卷绕部22A的周围时，能够防止或抑制传感器16、中性点端子70和电路基板连接端子72等成为该卷绕操作的妨碍。
另外，如图7所示，在本实施方式中，将一个线圈30和另一个线圈30连接的搭接线28B(绕组28的另一部分)经由绝缘体32的伪极齿覆盖部68沿伪极齿66环绕(配线)。在该结构中，能够缩短沿绝缘体32的背轭覆盖部34的轴向另一侧的外周部环绕(配线)的搭接线28A的长度。
(第三实施方式)
接着，使用图19A对第三实施方式的电动机74进行说明。另外，对第三实施方式的电动机74中的、与上述第一实施方式的电动机10对应的构件和部分标注与第一实施方式的电动机10对应的构件和部分相同的符号，省略其说明。
如图19A所示，本实施方式的电动机74是3相20极15切槽的电动机。在该电动机74中，三个伪极齿66分别配置于沿周向相邻的一对极齿22之间的周向的中央部。另外，该三个伪极齿66配置于电动机74的电角度为720°(360°×整数倍)的位置。另外，在从周向一侧到另一侧的范围内将三个伪极齿66依次称为第一伪极齿66A、第二伪极齿66B、第三伪极齿66C。另外，与上述第一实施方式的电动机10的伪极齿66相比，本实施方式的伪极齿66的沿周向的宽度尺寸设定为较小的尺寸。另外，伪极齿66形成为沿周向的宽度尺寸在径向的各部处设定为相同尺寸的长方体状。
另外，由于本实施方式的电动机74的磁极数为20，因此，与电角度360°对应的机械角为36°。此处，沿周向相邻的一对极齿22的周向间隔为24°。因此，无法将第一伪极齿66A与第二伪极齿66B的周向间隔设为36°，并且无法将第二伪极齿66B与第三伪极齿66C的周向间隔设为36°。因此，将与电角度360°对应的机械角36°和沿周向相邻的一对极齿22的周向间隔24°的最小公倍数72°设定为第一伪极齿66A与第二伪极齿66B的周向间隔和第二伪极齿66B与第三伪极齿66C的周向间隔。
在以上说明的本实施方式中，通过设置第一伪极齿66A、第二伪极齿66B和第三伪极齿66C并配置于上述位置，与未设置伪极齿66的情况相比，能够提高电动机74的齿槽转矩。
此处，图19B示出了将伪极齿66的数量设为横轴、将齿槽转矩的值设为纵轴的图表。如该图所示，伪极齿66的数量为零个时的齿槽转矩为70mNm左右。另外，伪极齿66的数量为一个时的齿槽转矩为180mNm左右，伪极齿66的数量为两个时的齿槽转矩为290mNm左右。另外，伪极齿66的数量为三个时的齿槽转矩为400mNm左右，伪极齿66的数量为四个时的齿槽转矩为520mNm左右。此外，在将齿槽转矩的要求值设为380mNm以上的情况下，通过如本实施方式的电动机74那样，将伪极齿66的数量设定为三个，能够获得期望的齿槽转矩。
(第四实施方式)
接着，使用图20对第四实施方式的电动机76进行说明。另外，对第四实施方式的电动机76中的、与上述第三实施方式的电动机74对应的构件和部分标注与第三实施方式的电动机74对应的构件和部分相同的符号，省略其说明。
如图20所示，本实施方式的电动机76是3相20极15切槽的电动机。该电动机76不包括上述第三实施方式的电动机74那样的伪极齿66。另一方面，在本实施方式的电动机74中，二十个磁体20中的配置于电角度为720°(360°×整数倍)的位置处的五个磁体20A、20B、20C、20D、20E的磁极中心的位置相对于该电角度为720°(360°×整数倍)的位置向周向另一侧错开配置。详细而言，二十个磁体20中的沿周向以机械角72°间隔地配置的五个磁体20A、20B、20C、20D、20E的磁极中心的位置相对于二十个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向与箭头C方向相反的一侧作为一例错开0.3mm配置。
在以上说明的本实施方式中，通过如上所述地将二十个磁体20中的五个磁体20A、20B、20C、20D、20E的位置错开配置，与将二十个磁体20沿周向等间隔地配置的情况相比，能够提高电动机76的齿槽转矩。
(第五实施方式)
接着，使用图21和图22对第五实施方式的电动机78进行说明。另外，对第五实施方式的电动机78中的、与上述第三实施方式的电动机74和第四实施方式的电动机76对应的构件和部分标注与第三实施方式的电动机74和第四实施方式的电动机76对应的构件和部分相同的符号，省略其说明。
如图21和图22所示，在本实施方式的电动机78中，应用上述第三实施方式的电动机74和第四实施方式的电动机76两者的结构。即，本实施方式的电动机78包括第一伪极齿66A、第二伪极齿66B和第三伪极齿66C。另外，在本实施方式的电动机78中，二十个磁体20中的沿周向以机械角72°间隔地配置的五个磁体20A、20B、20C、20D、20E的磁极中心的位置相对于二十个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向与箭头C方向相反的一侧错开配置。
在以上说明的本实施方式中，与上述第三实施方式的电动机74和第四实施方式的电动机76相比，能够进一步提高电动机78的齿槽转矩。
(第六实施方式、第七实施方式、第八实施方式)
接着，使用图23～图25，对第六实施方式的电动机80、第七实施方式的电动机82、第八实施方式的电动机84进行说明。另外，对第六实施方式的电动机80、第七实施方式的电动机82、第八实施方式的电动机84中的、与上述第三实施方式的电动机74对应的构件和部分标注与第三实施方式的电动机74对应的构件和部分相同的符号，省略其说明。
如图23所示，第六实施方式的电动机80是作为4极3切槽系列的电动机的3相16极12切槽的电动机。在该电动机80中，两个伪极齿66分别配置于沿周向相邻的一对极齿22之间的周向的中央部。此处，由于本实施方式的电动机80的磁极数为16，因此，与电角度360°对应的机械角为45°。此处，沿周向相邻的一对极齿22的周向间隔为30°。因此，无法将第一伪极齿66A和第二伪极齿66B的周向间隔设为45°。因此，将与电角度360°对应的机械角45°和沿周向相邻的一对极齿22的周向间隔30°的最小公倍数90°设定为第一伪极齿66A与第二伪极齿66B的周向间隔。
在以上说明的本实施方式中，通过设置第一伪极齿66A和第二伪极齿66B并配置于上述位置，与未设置伪极齿66的情况相比，能够提高电动机80的齿槽转矩。
如图24所示，第七实施方式的电动机82除了第六实施方式的电动机80的结构以外还包括第三伪极齿66C。另外，如图25所示，第八实施方式的电动机84除了第七实施方式的电动机82的结构之外还包括第四伪极齿66D。第二伪极齿66B与第三伪极齿66C的周向间隔设定为90°，第三伪极齿66C与第四伪极齿66D的周向间隔设定为90°。
在以上说明的第七实施方式中，通过设置第一伪极齿66A～第三伪极齿66C并配置于上述位置，与第六实施方式的电动机80相比，能够提高电动机82的齿槽转矩。另外，在以上说明的第八实施方式中，通过设置第一伪极齿66A～第四伪极齿66D并配置于上述位置，与第七实施方式的电动机82相比，能够提高电动机84的齿槽转矩。
(第九实施方式、第十实施方式、第十一实施方式)
接着，使用图26～图28，对第九实施方式的电动机86、第十实施方式的电动机88、第十一实施方式的电动机90进行说明。另外，对第九实施方式的电动机86、第十实施方式的电动机88、第十一实施方式的电动机90中的、与上述第六实施方式的电动机80对应的构件和部分标注与第六实施方式的电动机80对应的构件和部分相同的符号，省略其说明。
如图26所示，第九实施方式的电动机86是作为4极3切槽系列的电动机的3相16极12切槽的电动机。该电动机86不包括上述第六实施方式的电动机80那样的伪极齿66。另一方面，在本实施方式的电动机86中，十六个磁体20中的、配置于电角度为360°的位置处的一个磁体20A的磁极中心的位置相对于该电角度为360°的位置向周向一侧错开配置。详细而言，十六个磁体20中的一个磁体20的磁极中心的位置相对于十六个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向与箭头C方向相反的一侧错开配置。
在以上说明的本实施方式中，通过如上所述地将十六个磁体20中的一个磁体20A的位置错开配置，与将十六个磁体20沿周向等间隔地配置的情况相比，能够提高电动机86的齿槽转矩。
如图27所示，在第十实施方式的电动机88中，十六个磁体20中的配置于电角度为720°(360°×整数倍)的位置的三个磁体20A、20B、20C的磁极中心的位置相对于该电角度为720°(360°×整数倍)的位置向周向一侧错开配置。详细而言，十六个磁体20中的沿周向以机械角90°间隔地配置的三个磁体20A、20B、20C的磁极中心的位置相对于十六个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向周向一侧错开相同的距离(周向的角度)配置。
在以上说明的本实施方式中，与上述第九实施方式的电动机86相比，能够提高电动机88的齿槽转矩。
如图28所示，在第十一实施方式的电动机90中，十六个磁体20中的配置于电角度为720°(360°×整数倍)的位置的四个磁体20A、20B、20C、20D的磁极中心的位置相对于该电角度为720°(360°×整数倍)的位置向周向一侧错开配置。详细而言，十六个磁体20中的沿周向以机械角90°间隔地配置的四个磁体20A、20B、20C、20D的磁极中心的位置相对于十六个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向周向一侧错开相同的距离(周向的角度)配置。
在以上说明的本实施方式中，与上述第十实施方式的电动机88相比，能够提高电动机90的齿槽转矩。
(第十二实施方式、第十三实施方式)
接着，使用图29和图30对第十二实施方式的电动机92、第十三实施方式的电动机94进行说明。另外，对第十二实施方式的电动机92、第十三实施方式的电动机94中的、与上述第七实施方式、第八实施方式、第十实施方式、第十一实施方式的电动机82、84、88、90对应的构件和部分标注与上述电动机82、84、88、90对应的构件和部分相同的符号，省略其说明。
如图29所示，第十二实施方式的电动机92为将上述第八实施方式的电动机84的结构与第十一实施方式的电动机90的结构组合而成的结构。即，第十二实施方式的电动机92包括第一伪极齿66A、第二伪极齿66B、第三伪极齿66C和第四伪极齿66D。另外，在本实施方式的电动机92中，十六个磁体20中的沿周向以机械角90°间隔地配置的四个磁体20A、20B、20C、20D的磁极中心的位置相对于十六个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向周向一侧错开配置。
在以上说明的本实施方式中，与上述第八实施方式的电动机84和第十一实施方式的电动机90相比，能够进一步提高电动机92的齿槽转矩。
如图30所示，第十三实施方式的电动机94为将上述第七实施方式的电动机82的结构与第十实施方式的电动机88的结构组合而成的结构。即，第十三实施方式的电动机94包括第一伪极齿66A、第二伪极齿66B和第三伪极齿66C。另外，在本实施方式的电动机94中，十六个磁体20中的沿周向以机械角90°间隔地配置的三个磁体20A、20B、20C的磁极中心的位置相对于十六个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向周向一侧错开配置。
在以上说明的本实施方式中，与上述第七实施方式的电动机82和第十实施方式的电动机88相比，能够进一步提高电动机94的齿槽转矩。
(第十四实施方式、第十五实施方式)
接着，使用图31～图33对第十四实施方式的电动机96、第十五实施方式的电动机98进行说明。另外，对第十四实施方式的电动机96、第十五实施方式的电动机98中的、与上述第三实施方式的电动机74对应的构件和部分标注与第三实施方式的电动机74对应的构件和部分相同的符号，省略其说明。
如图31和图32所示，第十四实施方式的电动机96和第十五实施方式的电动机98是作为4极3切槽系列的电动机的3相20极15切槽的电动机。
如图31所示，在第十四实施方式的电动机96中，两个伪极齿66A、66B分别配置于沿周向相邻的一对极齿22之间的周向的中央部。第一伪极齿66A与第二伪极齿66B的周向间隔设定为72°。
如图32所示，在第十五实施方式的电动机98中，五个伪极齿66A、66B、66C、66D、66E分别配置于沿周向相邻的一对极齿22之间的周向的中央部。第一伪极齿66A与第二伪极齿66B的周向间隔、第二伪极齿66B与第三伪极齿66C的周向间隔、第三伪极齿66C与第四伪极齿66D的周向间隔、第四伪极齿66D与第五伪极齿66E的周向间隔分别设定为72°。
在以上说明的第十四实施方式的电动机96和第十五实施方式的电动机98中，与未设置伪极齿66的情况相比，能够提高电动机74的齿槽转矩。
(第十六实施方式、第十七实施方式、第十八实施方式)
接着，使用图33～图35，对第十六实施方式的电动机100、第十七实施方式的电动机102、第十八实施方式的电动机104进行说明。另外，对第十六实施方式的电动机100、第十七实施方式的电动机102、第十八实施方式的电动机104中的、与上述第四实施方式的电动机76对应的构件和部分标注与第四实施方式的电动机76对应的构件和部分相同的符号，省略其说明。
如图33所示，第十六实施方式的电动机100是作为4极3切槽系列的电动机的3相20极15切槽的电动机。该电动机100不包括上述第四实施方式的电动机76那样的伪极齿66。另一方面，在本实施方式的电动机100中，二十个磁体20中的、配置于电角度为720°(360°×整数倍)的位置的两个磁体20A、20B的磁极中心的位置相对于该电角度为720°(360°×整数倍)的位置向周向一侧错开配置。详细而言，二十个磁体20中的沿周向以机械角72°间隔地配置的两个磁体20A、20B的磁极中心的位置相对于二十个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向周向一侧错开相同的距离(周向的角度)配置。
在以上说明的本实施方式中，通过如上所述地将二十个磁体20中的两个磁体20A、20B的位置错开配置，与将二十个磁体20沿周向等间隔地配置的情况相比，能够提高电动机100的齿槽转矩。
如图34所示，在第十七实施方式的电动机102中，二十个磁体20中的配置于电角度为720°(360°×整数倍)的位置的三个磁体20A、20B、20C的磁极中心的位置相对于该电角度为720°(360°×整数倍)的位置向周向一侧错开配置。详细而言，二十个磁体20中的沿周向以机械角72°间隔地配置的三个磁体20A、20B、20C的磁极中心的位置相对于二十个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向周向一侧错开相同的距离(周向的角度)配置。
在以上说明的本实施方式中，与上述第十六实施方式的电动机100相比，能够提高电动机102的齿槽转矩。
如图35所示，在第十八实施方式的电动机104中，二十个磁体20中的配置于电角度为720°(360°×整数倍)的位置的五个磁体20A、20B、20C、20D、20E的磁极中心的位置相对于该电角度为720°(360°×整数倍)的位置向周向一侧错开配置。详细而言，二十个磁体20中的沿周向以机械角72°间隔地配置的五个磁体20A、20B、20C、20D、20E的磁极中心的位置相对于二十个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向周向一侧错开相同的距离(周向的角度)配置。
在以上说明的本实施方式中，与上述第十七实施方式的电动机102相比，能够提高电动机104的齿槽转矩。
(第十九实施方式、第二十实施方式、第二十一实施方式)
接着，使用图36～图38，对第十九实施方式的电动机106、第二十实施方式的电动机108、第二十一实施方式的电动机110进行说明。另外，对第十九实施方式的电动机106、第二十实施方式的电动机108、第二十一实施方式的电动机110中的、与上述第三实施方式、第十五实施方式、第十七实施方式、第十八实施方式的电动机74、98、102、104对应的构件和部分标注与上述电动机74、98、102、104对应的构件和部分相同的符号，省略其说明。
如图36所示，第十九实施方式的电动机106为将上述第十五实施方式的电动机98的结构与第十八实施方式的电动机104的结构组合而成的结构。即，第十九实施方式的电动机106包括第一伪极齿66A、第二伪极齿66B、第三伪极齿66C、第四伪极齿66D和第五伪极齿66E。另外，在本实施方式的电动机92中，二十个磁体20中的沿周向以机械角72°间隔地配置的五个磁体20A、20B、20C、20D、20E的磁极中心的位置相对于二十个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向周向一侧错开配置。
在以上说明的本实施方式中，与上述第十五实施方式的电动机98和第十八实施方式的电动机104相比，能够进一步提高电动机106的齿槽转矩。
如图37所示，第二十实施方式的电动机108为将上述第三实施方式的电动机74的结构与第十七实施方式的电动机102的结构组合而成的结构。即，第二十实施方式的电动机108包括第一伪极齿66A、第二伪极齿66B和第三伪极齿66C。另外，在本实施方式的电动机108中，二十个磁体20中的沿周向以机械角72°间隔地配置的三个磁体20A、20B、20C的磁极中心的位置相对于二十个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向周向一侧错开配置。
在以上说明的本实施方式中，与上述第三实施方式的电动机74和第十七实施方式的电动机102相比，能够进一步提高电动机108的齿槽转矩。
如图38所示，第二十一实施方式的电动机110为将上述第三实施方式的电动机74的结构与第十八实施方式的电动机104的结构组合而成的结构。即，第二十一实施方式的电动机110包括第一伪极齿66A、第二伪极齿66B和第三伪极齿66C。另外，在本实施方式的电动机110中，二十个磁体20中的沿周向以机械角72°间隔地配置的五个磁体20A、20B、20C、20D、20E的磁极中心的位置相对于二十个磁体20沿周向等间隔地配置时的位置向周向一侧错开配置。
在以上说明的本实施方式中，与上述第三实施方式的电动机74和第十八实施方式的电动机104相比，能够进一步提高电动机110的齿槽转矩。
(第二十二实施方式)
接着，使用图39和图40对第二十二实施方式的电动机112进行说明。另外，对第二十二实施方式的电动机112中的、与上述第一实施方式和第三实施方式的电动机10、74对应的构件和部分标注与上述电动机10、74对应的构件和部分相同的符号，省略其说明。
如图39和图40所示，本实施方式的电动机112为将第三实施方式的电动机74的定子铁芯26的结构与第一实施方式的电动机10的结构的一部分组合而成的结构。除此之外，本实施方式的电动机112包括直接连接器118，上述直接连接器118具有三个直接端子114和对三个直接端子114进行保持的连接器主体部116，上述直接端子114具有连接部114A，上述连接部114A分别连接有形成U相的线圈30的绕组28的末端部28C、形成V相的线圈30的绕组28的末端部28C和形成W相的线圈30的绕组28的末端部28C。
直接端子114包括：与绕组28的末端部28C连接的连接部114A；从连接部114A朝向轴向另一侧延伸的第一延伸部114B；以及从第一延伸部114B的径向另一侧的端部朝向径向外侧弯曲地延伸的第二延伸部114B。此外，三个直接端子114的连接部114A和第一延伸部114B的轴向一侧的部分配置成处于沿周向相邻的一对极齿22之间且集中于定子铁芯26的周向的一部分。另外，三个直接端子114的第一延伸部114B的轴向另一侧的部分和第二延伸部114C相对于定子12位于轴向另一侧，并且保持于使用绝缘性的构件形成的连接器主体部116。另外，上连接器主体部116固定于对定子12进行保持的外壳31。
在以上说明的本实施方式中，三个直接端子114的连接部114A和第一延伸部114B的轴向一侧的部分配置成处于沿周向相邻的一对极齿22之间且集中于定子铁芯26的周向的一部分，由此能够抑制直接连接器118的大型化。
另外，在以上说明的各实施方式中，对4极3切槽系列的电动机进行了说明，但是本公开不限定于此。另外，4极3切槽系列的电动机是指4×n极3×n切槽(n＝1、2、3…)的结构的电动机。此处，通过将本公开的主要部分的结构应用于4极3切槽系列、10极6切槽系列的电动机，能够同时实现电动机的高转矩化和高齿槽转矩化。另外，通过将本公开的主要部分的结构应用于2极3切槽系列、10极12切槽系列的电动机，能够实现高齿槽转矩化。
另外，以上说明的本公开的结构也可以应用于在定子铁芯26的径向外侧配置有转子16的多个磁体20的电动机。
以上，对本公开的一实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述，除了上述以外，当然也可以在不脱离本公开思想的范围内，进行各种变形并实施。
另外，虽然根据实施方式对本公开进行了记述，但是应当理解为本公开并不限定于上述实施方式、结构。本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步在此基础上包含有仅单个要素、其以上或以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。

Claims (14)

1.一种电动机(10)，所述电动机(10)包括：
定子(12)，所述定子(12)具有定子铁芯(26)和线圈(30)，所述定子铁芯(26)具有使用磁性材料形成且沿周向隔开间隔地配置的多个极齿(22)，所述线圈(30)通过在多个所述极齿(22)的周围卷绕导电性的绕组(28)而形成；
转子(14)，所述转子(14)具有与所述定子铁芯(26)沿径向相对且沿周向隔开间隔地配置的多个磁体(20)，并且所述转子(14)通过向所述线圈通电而旋转；以及
多个伪极齿(66)，多个所述伪极齿(66)使用磁性材料形成且分别配置于沿周向相邻的一对所述极齿之间的周向的中央部，并且配置成集中于所述定子铁芯的周向的一部分。
2.一种电动机(74)，所述电动机(74)包括：
定子(12)，所述定子具有定子铁芯(26)和线圈(30)，所述定子铁芯(26)具有使用磁性材料形成且沿周向隔开间隔地配置的多个极齿(22)，所述线圈(30)通过在多个所述极齿(22)的周围卷绕导电性的绕组(28)而形成；
转子(14)，所述转子(14)具有与所述定子铁芯(26)沿径向相对且沿周向隔开间隔地配置的多个磁体(20)，并且所述转子(14)通过向所述线圈通电而旋转；以及
多个伪极齿(66)，多个所述伪极齿(66)使用磁性材料形成且配置于沿周向相邻的一对所述极齿之间的周向的中央部，并且配置于电角度为720°的位置，该720°是360°×整数倍。
3.如权利要求2所述的电动机，其特征在于，
所述磁体的极数是4的倍数且所述极齿和所述线圈的数量是3的倍数，或是所述磁体的极数是10的倍数且所述极齿和所述线圈的数量是6的倍数。
4.如权利要求2所述的电动机，其特征在于，
所述磁体的极数是2的倍数且所述极齿和所述线圈的数量是3的倍数，或是所述磁体的极数是10的倍数且所述极齿和所述线圈的数量是12的倍数。
5.如权利要求2至4中任一项所述的电动机，其特征在于，
多个所述磁体中的配置于电角度为720°的位置的所述磁体的磁极中心的位置相对于电角度为720°的位置沿周向的相同方向错开配置，其中该720°是360°×整数倍。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电动机，其特征在于，
多个所述伪极齿与所述定子铁芯一体地形成。
7.如权利要求1至5中任一项所述的电动机，其特征在于，
多个所述伪极齿与所述定子铁芯分体地形成。
8.如权利要求1至7中任一项所述的电动机，其特征在于，
还包括多个传感器(16)，多个所述传感器(16)分别配置于沿周向相邻的一对所述极齿之间的周向的中间部，并且配置成集中于所述定子铁芯的周向上的、与配置有多个所述伪极齿的部分不同的部分，
多个所述伪极齿的数量与多个所述传感器的数量相加后的数量设定为比多个所述极齿的数量少的数量。
9.如权利要求8所述的电动机，其特征在于，
还包括多个端子(70、72)，多个所述端子分别配置于沿周向相邻的一对所述极齿之间的周向的中间部，并且配置成集中于在所述定子铁芯的周向上的、与配置有多个所述伪极齿和多个所述传感器的部分不同的部分。
10.如权利要求9所述的电动机，其特征在于，
多个所述端子中的至少任一个为电路基板连接端子(72)，
所述电路基板连接端子配置于所述定子铁芯的周向上的配置有多个所述传感器的一侧，
在所述定子铁芯的轴向一侧配置有电路基板(44)，
所述电路基板连接端子和多个所述传感器连接到电路基板。
11.如权利要求10所述的电动机，其特征在于，
多个所述端子为所述电路基板连接端子和将所述绕组间连接的中性点端子(70)，
多个所述伪极齿的数量、多个所述传感器的数量、所述电路基板连接端子的数量和所述中性点端子的数量相加后的数量设定为与多个所述极齿的数量相同的数量。
12.如权利要求9至11中任一项所述的电动机，其特征在于，
在所述定子铁芯安装有使用绝缘性的材料形成的绝缘体(32)，
在所述绝缘体安装有母线(50)，所述母线(50)支承有所述传感器和所述端子。
13.如权利要求1至12中任一项所述的电动机，其特征在于，
所述伪极齿的至少一部分被使用绝缘性的材料形成的伪极齿覆盖部(68)所覆盖，
将在一个所述极齿的周围形成的所述线圈与在另一个所述极齿的周围形成的所述线圈连接的搭接线(28B)沿被所述伪极齿覆盖部覆盖的所述伪极齿环绕。
14.一种电动机(76)，所述电动机(76)包括：
定子(12)，所述定子(12)具有定子铁芯(26)和线圈(30)，所述定子铁芯(26)具有使用磁性材料形成且沿周向隔开间隔地配置的多个极齿(22)，所述线圈(30)通过在多个所述极齿(22)的周围卷绕导电性的绕组(28)而形成；以及
转子(14)，所述转子(14)具有与所述定子铁芯沿径向相对且沿周向隔开间隔地配置的多个磁体(20)，多个所述磁体中的、配置于电角度为720°的位置的所述磁体的磁极中心的位置相对于电角度为720°的位置沿周向的相同方向错开配置，并且所述转子(14)通过向所述线圈通电而旋转，其中该720°是360°×整数倍。
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