專利名稱：電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于供工業(yè)、家用電器和車輛用的各種類型的無刷電機(jī)的電動(dòng)機(jī)，并且特別涉及一種適于驅(qū)動(dòng)車輛用壓縮機(jī)以及用作車輛用伺服電機(jī)的電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來，使用永磁體作為磁極的電動(dòng)機(jī)由于磁性能的增強(qiáng)而趨于遭受齒槽轉(zhuǎn)矩(cogging torque)。在這方面，已實(shí)施磁極形狀設(shè)計(jì)技術(shù)以降低齒槽轉(zhuǎn)矩。然而，這種技術(shù)引發(fā)了涉及
高精度沖壓技術(shù)和產(chǎn)生大量刮痕的問題。專利文獻(xiàn)JP-A-2011-050216公開了一種通過使用轉(zhuǎn)子的磁極相對(duì)于定子的齒的特定布置來降低齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的技術(shù)。根據(jù)這種技術(shù)，一個(gè)磁極由布置為V形的兩個(gè)永磁體組成。形成一個(gè)磁極的兩個(gè)永磁體布置在由面對(duì)磁極的中心的齒的左方和右方的各自第二齒的中心線限定的范圍內(nèi)。然而，JP-A-2011-050216中公開的這種技術(shù)的主要目的是降低轉(zhuǎn)矩波動(dòng)并且由此僅發(fā)揮了較低的降低齒槽轉(zhuǎn)矩的效果。另外，該技術(shù)僅適用于一個(gè)磁極由兩個(gè)永磁體(V形布置)組成的電機(jī)類型。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所提出的情況作出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是不僅在具有布置為V形的永磁體的電動(dòng)機(jī)內(nèi)最小化齒槽轉(zhuǎn)矩，而且在使用永磁體作為磁極的任何電動(dòng)機(jī)內(nèi)最小化齒槽轉(zhuǎn)矩。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的第一方面，提供了一種電動(dòng)機(jī)，包括轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子具有由永磁體組成的磁極；和定子，定子包括定子鐵芯，定子鐵芯布置成在轉(zhuǎn)子和定子之間具有空氣間隙，定子形成為具有徑向方向和周向方向，定子鐵芯具有背軛、從背軛徑向延伸并且在周向方向上等間距排列的齒、以及槽，每個(gè)槽在齒中的兩個(gè)之間形成并且在周向方向上等間距排列，定子繞組穿過槽卷繞。齒中的每一個(gè)包括徑向延伸的柱部，每一個(gè)磁極的齒數(shù)k被設(shè)定為k = m · n-(n-j),其中m表示定子繞組的相數(shù)，η表示每一極和每一相的齒數(shù)，η是正數(shù)，j表示O < j < η的數(shù)。當(dāng)數(shù)k是奇數(shù)并且穿過磁極中的每一個(gè)的中心線與齒中的一個(gè)在周向方向上的周向?qū)挾鹊闹行囊恢聲r(shí)，磁極具有最接近定子并且在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上定位在中心線前方的第一拐角，齒包括最接近第一拐角并且被限定為第一齒的齒，磁極具有最接近定子并且在旋轉(zhuǎn)方向上定位在中心線后方的第二拐角，齒包括最接近第二拐角并且被限定為第二齒的齒。第一拐角被設(shè)定為位于穿過第一齒的周向?qū)挾鹊闹行牡闹行木€與穿過第一齒的柱部在旋轉(zhuǎn)方向上的前邊緣的第一線之間。第二拐角被設(shè)定為位于穿過第二齒的周向?qū)挾鹊闹行牡闹行木€與穿過第二齒的柱部在旋轉(zhuǎn)方向上的后邊緣的第二線之間。由此，當(dāng)轉(zhuǎn)子在沒有電力供應(yīng)到定子繞組的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，交鏈通量隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而在旋轉(zhuǎn)前方區(qū)域內(nèi)增加，而交鏈通量隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而在旋轉(zhuǎn)后方區(qū)域內(nèi)減少。換句話說，當(dāng)轉(zhuǎn)子在沒有電力供應(yīng)的狀態(tài)下通過外力以恒定速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，在轉(zhuǎn)矩的隨時(shí)間變化方面，旋轉(zhuǎn)前方區(qū)域和旋轉(zhuǎn)后方區(qū)域之間在相位上是偏移的。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)前方區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩被最大化時(shí)，旋轉(zhuǎn)后方區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩被最小化。由此，合成轉(zhuǎn)矩一即，旋轉(zhuǎn)前方區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)后方區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的合成一一被降低，以由此降低齒槽轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的第二方面，齒數(shù)k是偶數(shù)。另外，確保了第一拐角定位在穿過第一齒的關(guān)于寬度方向的中心的中心線和從第一齒的柱部的旋轉(zhuǎn)前方縱向邊緣延長(zhǎng)的端線之間。同樣，確保了第二拐角定位在穿過第二齒的 關(guān)于寬度方向的中心的中心線和從第二齒的柱部的旋轉(zhuǎn)后方縱向邊緣延長(zhǎng)的端線之間。當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子的位置關(guān)系使得磁極的中心線與預(yù)定的齒之間的空間關(guān)于寬度方向的中心重合時(shí)，建立拐角的這種定位。同樣根據(jù)第二方面，獲得了類似于第一方面的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的第三方面，轉(zhuǎn)子通過在軸向方向上同軸堆疊兩個(gè)轉(zhuǎn)子體而構(gòu)造，兩個(gè)轉(zhuǎn)子體具有各自的磁極。兩個(gè)轉(zhuǎn)子體堆疊為使得一個(gè)轉(zhuǎn)子體的磁極與另一個(gè)轉(zhuǎn)子體的磁極在周向方向上是位置偏移的。換句話說，階梯偏斜施加于轉(zhuǎn)子。另外，轉(zhuǎn)子體中的一個(gè)轉(zhuǎn)子體的每個(gè)磁極的第一拐角和第二拐角滿足與根據(jù)第一方面的轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極的定位條件類似的定位條件。由此，具有這種階梯偏斜的轉(zhuǎn)子同樣實(shí)現(xiàn)了與根據(jù)第一方面的轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)類似的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的第四方面，轉(zhuǎn)子通過在軸向方向上同軸堆疊兩個(gè)轉(zhuǎn)子體而構(gòu)造，兩個(gè)轉(zhuǎn)子體具有各自的磁極。兩個(gè)轉(zhuǎn)子體堆疊為使得一個(gè)轉(zhuǎn)子體的磁極與另一個(gè)轉(zhuǎn)子體的磁極在周向方向上是位置偏移的。換句話說，階梯偏斜施加于轉(zhuǎn)子。另外，轉(zhuǎn)子體中的一個(gè)轉(zhuǎn)子體的每個(gè)磁極的第一拐角和第二拐角滿足與根據(jù)第二方面的轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極的定位條件類似的定位條件。由此，具有這種階梯偏斜的轉(zhuǎn)子同樣實(shí)現(xiàn)了與根據(jù)第二方面的轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)類似的優(yōu)點(diǎn)。作為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的第五方面，磁極的每一個(gè)具有兩個(gè)永磁體，永磁體中的一個(gè)被限定為第一磁體并且定位在中心線的前方，永磁體中的另一個(gè)被限定為第二磁體并且定位在中心線的后方，第一拐角被設(shè)置為第一磁體的在中心線的前方最接近定子的拐角，并且第二拐角被設(shè)置為第二磁體的在中心線的后方最接近定子的拐角。另外，作為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的第六方面，第一磁體具有第三拐角，第三拐角設(shè)置為在第一磁體的磁化方向的垂直方向上與第一拐角相對(duì)并且設(shè)置于后方周向范圍內(nèi)，第二磁體具有第四拐角，第四拐角設(shè)置為在第二磁體的磁化方向的垂直方向上與第二拐角相對(duì)并且設(shè)置于前方周向范圍內(nèi)，第三拐角和第四拐角在徑向方向上與在槽中的兩個(gè)槽中產(chǎn)生的非磁性部相對(duì)，兩個(gè)槽在周向方向上設(shè)置于被中心線穿過的齒的前方和后方。由此，當(dāng)一個(gè)磁極由兩個(gè)永磁體組成時(shí)，從合成轉(zhuǎn)矩中降低了諧波分量，合成轉(zhuǎn)矩即旋轉(zhuǎn)前方區(qū)域中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)后方區(qū)域中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的合成。特別地，當(dāng)階梯偏斜施加于轉(zhuǎn)子時(shí)，更有效地從兩個(gè)轉(zhuǎn)子體的合成轉(zhuǎn)矩中降低了諧波分量。作為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的第七方面，磁極的每一個(gè)具有兩個(gè)永磁體，永磁體中的一個(gè)被限定為第一磁體并且定位在前方周向范圍內(nèi)，永磁體中的另一個(gè)被限定為第二磁體并且定位在后方周向范圍內(nèi)，第一拐角被設(shè)置為第一磁體的在前方周向范圍內(nèi)最接近定子的拐角，并且第二拐角被設(shè)置為第二磁體的在后方周向范圍內(nèi)最接近定子的拐角。類似地，作為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的第八方面，第一磁體具有第三拐角，第三拐角設(shè)置為在第一磁體的磁化方向的垂直方向上與第一拐角相對(duì)并且設(shè)置于后方周向范圍內(nèi)，第二磁體具有第四拐角，第四拐角設(shè)置為在第二磁體的磁化方向的垂直方向上與第二拐角相對(duì)并且設(shè)置于前方周向范圍內(nèi)，第三拐角和第四拐角在徑向方向上與齒中的兩個(gè)齒相對(duì)，兩個(gè)齒在周向方向上設(shè)置于被中心線穿過的槽的前方和后方。由此，與前述類似，當(dāng)一個(gè)磁極由兩個(gè)永磁體組成時(shí)，從合成轉(zhuǎn)矩中降低了諧波分量，合成轉(zhuǎn)矩即旋轉(zhuǎn)前方區(qū)域中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)后方區(qū)域中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的合成。特別地，當(dāng)階梯偏斜施加于轉(zhuǎn)子時(shí)，更有效地從兩個(gè)轉(zhuǎn)子體的合成轉(zhuǎn)矩中降低了諧波分量。作為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的第九方面，齒的每一個(gè)具有形成在柱部的頂部的凸緣部，并且彼此相鄰的兩個(gè)柱部在周向方向上分開比形成在定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙的量大的距離。由此，平衡了由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的三方面效果，這三方面效果為電動(dòng)機(jī)的輸出的提高、 繞定子鐵芯卷繞定子繞組的簡(jiǎn)便、以及齒槽轉(zhuǎn)矩的降低。作為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的第十方面，定子繞組是全節(jié)距繞組。由此，降低了當(dāng)電力供應(yīng)到定子繞組時(shí)引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。


在附圖中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的構(gòu)成圖；圖2A是電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖；圖2B是圖2A中示出的電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖；圖3A是示出電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的交鏈磁通隨時(shí)間變化的波形圖；圖3B是示出當(dāng)沒有電力供應(yīng)至定子繞組時(shí)轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的波形圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖；圖4B是圖4A中示出的電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖；圖5B是圖5A中示出的電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖；圖6B是圖6A中示出的電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的定子和轉(zhuǎn)子的周向展開視圖；圖8A是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖；圖8B是圖8A中示出的電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖；圖9A是示出根據(jù)第六實(shí)施例，當(dāng)沒有電力供應(yīng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的前方區(qū)域和后方區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化以及合成轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的波形圖，合成轉(zhuǎn)矩即前方區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)矩與后方區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)矩的合成；圖9B是圖9A中示出的合成轉(zhuǎn)矩的放大視圖；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的具有階梯偏斜(stepped skew)的轉(zhuǎn)子的立體圖；圖11是示出根據(jù)第七實(shí)施例和根據(jù)比較例的合成轉(zhuǎn)矩的波形圖，合成轉(zhuǎn)矩即在階梯偏斜下，兩個(gè)轉(zhuǎn)子體中的一個(gè)轉(zhuǎn)子體內(nèi)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與兩個(gè)轉(zhuǎn)子體中的另一個(gè)轉(zhuǎn)子體內(nèi)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩合成；圖12A是根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖；圖12B是圖12A中示出的電動(dòng)機(jī)的局部放大視圖。
具體實(shí)施例參照附圖，在下文中描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。[第一實(shí)施例] 參照?qǐng)DI、圖2A和圖2B以及圖3A和圖3B，描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)I。電動(dòng)機(jī)I是包括定子3和可旋轉(zhuǎn)地支撐的轉(zhuǎn)子2的三相交流電機(jī)。定子3沿著轉(zhuǎn)子2的外周布置為環(huán)繞轉(zhuǎn)子2。轉(zhuǎn)子2是永磁體類型并且包括轉(zhuǎn)子鐵芯5和永磁體8。轉(zhuǎn)子鐵芯5由形成為圓筒形的堆疊電磁板構(gòu)成。永磁體8被裝配到形成在轉(zhuǎn)子鐵芯5內(nèi)的相應(yīng)磁體插入孔6中以形成磁極。轉(zhuǎn)子鐵芯5具有中心，軸9固定在該中心處，以用作旋轉(zhuǎn)軸。在本實(shí)施例中，一個(gè)永磁體8構(gòu)成一個(gè)磁極。具有指向外側(cè)的N極的永磁體8與具有指向外側(cè)的S極的永磁體8之間以均勻的間隔周向交替。在本實(shí)施例中，極數(shù)P是10(P=10)。每個(gè)永磁體8是具有矩形軸向橫截面的板。當(dāng)從轉(zhuǎn)子2的軸向方向AX觀察時(shí)，磁體8的較短尺寸的方向?qū)?yīng)于磁化方向。換句話說，永磁體8布置為使得磁化方向沿著徑向方向RA(參照?qǐng)D2A)設(shè)置。定子3包括定子鐵芯12和定子繞組14。定子鐵芯12布置為與轉(zhuǎn)子2相對(duì)，其中空氣間隙11介于定子鐵芯12與轉(zhuǎn)子2之間。定子繞組14圍繞定子鐵芯12卷繞。當(dāng)三相交流電流通過定子繞組14時(shí)，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并且布置在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)。定子3通過繞由圓筒形堆疊電磁鋼板形成的定子鐵芯12卷繞由三相線圈構(gòu)成的定子繞組14而形成。全節(jié)距(full-pitch)分布繞組方法被應(yīng)用于繞定子鐵芯12卷繞定子繞組14。定子鐵芯12包括背軛部16和多個(gè)齒15。所述多個(gè)齒15具有面對(duì)轉(zhuǎn)子2的相應(yīng)端。背軛部16將齒磁性相互連接以形成電動(dòng)機(jī)I的外周。由相鄰的兩個(gè)齒15和背軛部16限定的每個(gè)空間用作槽17，當(dāng)繞定子鐵芯12卷繞定子繞組14時(shí)，定子繞組14被放置在槽17中。在本實(shí)施例中，60個(gè)齒15沿著周向被均勻隔開地布置。具體地，齒的總數(shù)是60，繞組相數(shù)m是3并且磁極數(shù)P是10。相應(yīng)地，每一極和每一相的齒數(shù)η是2。每個(gè)齒15包括柱部18和凸緣部19。柱部18卷繞有定子繞組14。凸緣部19在柱部18的端部設(shè)置為面對(duì)轉(zhuǎn)子2。凸緣部19從其旋轉(zhuǎn)方向的橫向側(cè)延伸，旋轉(zhuǎn)方向即電機(jī)的周向方向CR(參照?qǐng)DI)。柱部18從背軛部16向內(nèi)延伸并且在柱部18的兩側(cè)具有相對(duì)于其寬度方向的錐形表面18a。換句話說，柱部18形成為隨著其向內(nèi)延伸而具有更小的寬度(在旋轉(zhuǎn)方向上)。柱部18的延伸端部具有較大的寬度以形成凸緣部19。在本實(shí)施例中，面對(duì)一個(gè)磁極的齒數(shù)k、即每個(gè)磁極的齒數(shù)k表示為k = mXn-(n-j)(I)，其中j是大于或等于O并且小于η的整數(shù)(O彡j < η)。如上所述，在本實(shí)施例中，定子繞組14的相數(shù)m是3，并且每一極和每一相的齒數(shù)η是2。另外，在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子2或定子3通過將整數(shù)j設(shè)定為I而設(shè)置，使得面對(duì)一個(gè)極的齒的數(shù)量k將是5。由此，面對(duì)一個(gè)極的齒的數(shù)量k是奇數(shù)。參照?qǐng)D2A和圖2B，下文中描述如何布置永磁體8。圖2A是電動(dòng)機(jī)I的局部放大
視圖，并且圖2B是圖2A中示出的電動(dòng)機(jī)I的局部放大視圖。如圖2A所示，面對(duì)每個(gè)永磁體8的5個(gè)齒15稱為齒15a、齒15b、齒15c、齒15d和齒15e。當(dāng)轉(zhuǎn)子2和定子3之間的位置關(guān)系使得每個(gè)永磁體8的中心線O與齒15a的關(guān)于寬度方向的中心重合時(shí)，建立根據(jù)本實(shí)施例的永磁體8的這種布置。在本實(shí)施例中，磁極的中心線O是連接每個(gè)永磁體8的關(guān)于其縱向方向(垂直于磁化方向)的中心和轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)中心的線。如圖2A所示，形成磁極的永磁體8面對(duì)齒15a的前端面。在永磁體8中，在中心線O的旋轉(zhuǎn)前方并且最接近定子3的拐角(corner)稱為第一拐角21，在中心線O的旋轉(zhuǎn)后方并且最接近定子3的拐角稱為第二拐角23。最接近第一拐角的齒15稱為第一齒22并且最接近第二拐角23的齒15稱為第二齒24。在本實(shí)施例中，齒15a位于5個(gè)齒15的中心。另外，齒15b是中心線O的旋轉(zhuǎn)前方的第一齒。齒15c是中心線O的旋轉(zhuǎn)前方的第二齒。齒15d是中心線O的旋轉(zhuǎn)后方的第一齒，齒15e是中心線O的旋轉(zhuǎn)后方的第二齒。由此，齒15c對(duì)應(yīng)于設(shè)置為最接近第一拐角21的第一齒22。同樣，齒15e對(duì)應(yīng)于設(shè)置為最接近第二拐角23的第二齒24。在本實(shí)施例中，當(dāng)轉(zhuǎn)子2和定子3之間的位置關(guān)系使得如圖2A所示，磁極的中心線O與齒15a的關(guān)于寬度方向的中心重合時(shí)，建立拐角的以下定位。具體地，在該定位中，如圖2B所示，確保永磁體8的第一拐角21定位在空間內(nèi)虛擬地限定的中心線P和端線Q (端線Q稱為第一線)之間。同樣，如圖2B所示，確保永磁體8的第二拐角23定位在空間內(nèi)虛擬地限定的中心線R和端線S (端線S稱為第二線)之間。在這些條件下，中心線P是穿過第一齒22的關(guān)于寬度方向的中心的線，即第一齒22的中心和轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)中心之間的連線。端線Q是沿著第一齒22的柱部18的旋轉(zhuǎn)前方的錐形表面18a的延長(zhǎng)線。中心線R是穿過第二齒24的關(guān)于寬度方向的中心的線，即第二齒24的中心和轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)中心之間的連線。端線S是沿著第二齒24的柱部18的旋轉(zhuǎn)后方的錐形表面18a的延長(zhǎng)線。如圖2B所不,每個(gè)永磁體8具有關(guān)于磁化方向位于定子側(cè)的側(cè)表面27,并且具有沿著磁化方向延伸的橫向側(cè)表面28。在本實(shí)施例中，中心線P和R與側(cè)表面27相交，而端線Q和S與相應(yīng)的側(cè)表面28相交。舉例來說，下文中描述交鏈磁通的變化和伴隨著交鏈磁通變化的轉(zhuǎn)矩變化。在該示例中，轉(zhuǎn)子2通過外力以恒定角速度從在沒有電力被供應(yīng)到定子繞組14的情況下建立圖2A中所示的位置關(guān)系的狀態(tài)沿逆時(shí)針方向(在旋轉(zhuǎn)的向前方向)旋轉(zhuǎn)。相對(duì)于中心線0，在旋轉(zhuǎn)的向前方向內(nèi)的區(qū)域稱為前方區(qū)域30，并且在旋轉(zhuǎn)的向后方向內(nèi)的區(qū)域稱為后方區(qū)域31。具體地，前方區(qū)域30覆蓋從中心線O到與第一齒22相鄰且位于第一齒22的旋轉(zhuǎn)前方的齒15的中心線X的角度范圍。后方區(qū)域31覆蓋從中心線O到與第二齒相鄰且位于第二齒的旋轉(zhuǎn)后方的齒15的中心線Y的角度范圍。圖3A是示出電動(dòng)機(jī)I中產(chǎn)生的交鏈磁通隨時(shí)間變化的波形圖。圖3B是示出當(dāng)沒有電カ供應(yīng)至定子繞組14時(shí)轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的波形圖。圖3A中的實(shí)線波形表示前方區(qū)域30中產(chǎn)生的交鏈磁通的隨時(shí)間變化。在圖2A中示出的狀態(tài)中，前方區(qū)域30中的齒15a和齒15b完全面對(duì)永磁體8。這種狀態(tài)下轉(zhuǎn)子2的輕微逆時(shí)針方向(向前旋轉(zhuǎn))旋轉(zhuǎn)不會(huì)改變環(huán)繞定子鐵芯12的磁通量。另ー方面，齒15c僅部分地面對(duì)永磁體8。這種狀態(tài)下的磁通量對(duì)應(yīng)于最小磁通量的大致一半或最大磁通量的大致一半。當(dāng)轉(zhuǎn)子2被旋轉(zhuǎn)到齒15c完全面對(duì)永磁體8的位置時(shí)磁通量被最大化。因此，在前方區(qū)域30內(nèi)，轉(zhuǎn)子2從圖2A所示的狀態(tài)的輕微逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)增加了 齒15c面對(duì)永磁體8的面積。因此，増加了環(huán)繞定子鐵芯12的交鏈磁通。由此，前方區(qū)域30內(nèi)產(chǎn)生的交鏈磁通隨時(shí)間的變化引起如圖3A中實(shí)線所示的波形。當(dāng)沒有電カ供應(yīng)時(shí)，作用在轉(zhuǎn)子2和定子3之間的轉(zhuǎn)矩(齒槽轉(zhuǎn)矩)的大小與旋轉(zhuǎn)方向上的角度傾斜——即交鏈磁通的角度微分——成比例。在本實(shí)施方式中，因?yàn)檗D(zhuǎn)子2以恒定角速度旋轉(zhuǎn)，所以轉(zhuǎn)矩與交鏈磁通的時(shí)間微分成比例。因此，如圖3B的實(shí)線波形所示，轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間的變化與圖3A中的實(shí)線波形所示的交鏈磁通隨時(shí)間的變化同歩。由此，轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間的變化為大致正弦脈動(dòng)。在后方區(qū)域31內(nèi)，齒15a和齒15d完全面對(duì)永磁體8。因此,這種狀態(tài)下轉(zhuǎn)子2的輕微逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)將不會(huì)改變環(huán)繞定子鐵芯12的磁通量。另ー方面，齒15e僅部分地面對(duì)永磁體8。這種狀態(tài)下的磁通量對(duì)應(yīng)于最小磁通量的大致一半或最大磁通量的大致一半。當(dāng)轉(zhuǎn)子2被旋轉(zhuǎn)到齒15e完全在永磁體8的范圍外的位置時(shí)，磁通量被最小化。因此，在后方區(qū)域31內(nèi)，轉(zhuǎn)子2從圖2A所示的狀態(tài)的輕微逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)減少了齒15e面對(duì)永磁體8的面積。因此，減少了環(huán)繞定子鐵芯12的交鏈磁通。由此，后方區(qū)域31內(nèi)產(chǎn)生的交鏈磁通隨時(shí)間的變化引起如圖3A中雙點(diǎn)劃線所示的波形。因此，如圖3B中的雙點(diǎn)劃線波形所示，轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間的變化與圖3A中的雙點(diǎn)劃線波形所示的交鏈磁通隨時(shí)間的變化同歩。由此，轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間的變化為大致正弦脈動(dòng)。如圖3B所示，在前方區(qū)域30內(nèi)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)(實(shí)線)與在后方區(qū)域31內(nèi)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)(雙點(diǎn)劃線)之間建立了大致反相的關(guān)系。具體地，當(dāng)轉(zhuǎn)子2在沒有電カ供應(yīng)的情況下通過外力以恒定角速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，在轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化方面，前方區(qū)域30與后方區(qū)域31之間在相位上是偏移的。由此，當(dāng)前方區(qū)域30內(nèi)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩被最大化時(shí)，后方區(qū)域31內(nèi)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩被最小化。這樣，合成轉(zhuǎn)矩，S卩，前方區(qū)域30內(nèi)的轉(zhuǎn)矩與后方區(qū)域31內(nèi)的轉(zhuǎn)矩的合成被降低，因而降低了齒槽轉(zhuǎn)矩。另外，由于應(yīng)用于定子繞組14的全節(jié)距分布繞組方法，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)也被降低。[第二實(shí)施例]現(xiàn)在參照?qǐng)D4A和圖4B，在下文中重點(diǎn)描述本發(fā)明的第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處。在第二實(shí)施例和后續(xù)實(shí)施例以及稍后描述的改中型，為了省略不必要的說明，與第一實(shí)施例中的部件相同或相似的部件將給定相同的附圖標(biāo)記。
圖4A是根據(jù)第二實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)I的局部放大視圖。圖4B是圖4A中示出的電動(dòng)機(jī)I的局部放大視圖。在本實(shí)施例中，面對(duì)ー個(gè)磁極的齒的數(shù)量k是偶數(shù)。具體地，繞組相數(shù)是3，每ー極和每ー相的齒數(shù)是2，以及極數(shù)p是10。在上文所述的公式(I)中，整數(shù)j是0并且面對(duì)ー個(gè)磁極的齒的數(shù)量k是4。在這些條件下，永磁體8的位置和尺寸被確定為使得如圖4B所示，確保第一拐角21定位在中心線P和端線Q之間并且確保第二拐角23定位在中心線R和端線S之間。當(dāng)轉(zhuǎn)子2和定子3之間的位置關(guān)系使得永磁體8的中心線0與預(yù)定的齒15之間的空間的中心(即，預(yù)定槽17a的關(guān)于寬度方向的中心)重合時(shí)，建立第一拐角21和第二拐角23的這種定位。由此，獲得了與第一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)類似的優(yōu)點(diǎn)。[第三實(shí)施例]參照?qǐng)D5A和圖5B,重點(diǎn)描述本發(fā)明的第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處。圖5A是根據(jù)第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)I的局部放大視圖。圖5B是圖5A中示出的電動(dòng)機(jī)I的局部放大視圖。在本實(shí)施例中，兩個(gè)永磁體8用于ー個(gè)磁極。兩個(gè)永磁體8從軸向方向AX觀察時(shí)相互線性地對(duì)齊。換句話說，兩個(gè)永磁體8可通過將在第一實(shí)施例中形成一個(gè)磁極的單個(gè)永磁體8分割為兩個(gè)而獲得。在這些條件下，磁極的中心線0是形成一個(gè)磁極的兩個(gè)永磁體8之間的空間的中心與轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)中心之間的連線。在形成一個(gè)磁極的兩個(gè)永磁體8中，設(shè)置于旋轉(zhuǎn)前方的一個(gè)永磁體8稱為第一磁體8A并且設(shè)置于旋轉(zhuǎn) 后方的另ー個(gè)永磁體8稱為第二磁體SB。在本實(shí)施例中，最接近定子3的第一拐角21在第一磁體8A中。具體地，在第一磁體8A中，第一拐角21設(shè)置于與磁化方向垂直的方向的旋轉(zhuǎn)前方并且設(shè)置為與定子3相対。同樣，最接近定子3的第二拐角23在第二磁體8B中。具體地，在第二磁體8B中，第二拐角23設(shè)置于與磁化方向垂直的方向的旋轉(zhuǎn)后方并且設(shè)置為與定子3相対。在這些條件下，永磁體8 (8A和8B)的每ー個(gè)的位置和尺寸被確定為使得當(dāng)從轉(zhuǎn)子2的軸向方向AX觀察時(shí)并且如圖5B所示，確保第一拐角21定位在中心線P和端線Q之間，并且確保第二拐角23定位在中心線R和端線S之間。類似于第一實(shí)施例，當(dāng)轉(zhuǎn)子2和定子3之間的關(guān)系使得如圖5A所示，磁極的中心線0與齒15a的關(guān)于寬度方向的中心重合時(shí)，建立第一拐角21和第二拐角23的這種定位。[第四實(shí)施例]參照?qǐng)D6A和圖6B,重點(diǎn)描述本發(fā)明的第四實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處。圖6A是根據(jù)第四實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)I的局部放大視圖。圖6B是圖6A中示出的電動(dòng)機(jī)I的局部放大視圖。同樣在本實(shí)施例中，如圖6A和圖6B所不，兩個(gè)永磁體8 (8A和8B)用于ー個(gè)磁極。然而，兩個(gè)永磁體8布置為朝向外周開ロ的V形形式。[第五實(shí)施例]參照?qǐng)D7，重點(diǎn)描述本發(fā)明的第五實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處。圖7是根據(jù)第五實(shí)施例的定子和轉(zhuǎn)子的周向展開視圖。在本實(shí)施例中，相鄰的齒15的凸緣部19之間的距離W大于空氣間隙11的長(zhǎng)度5。從容易繞定子鐵芯12卷繞定子繞組14的觀點(diǎn)來看，凸緣部19之間的間隙具有大的距離W是理想的。然而，如果凸緣部19之間具有大的間隙，當(dāng)沒有電カ供應(yīng)時(shí)，磁通量變化將是劇烈的并且由此齒槽轉(zhuǎn)矩趨于變大。另ー方面，從提高電動(dòng)機(jī)I輸出的觀點(diǎn)來看，空氣間隙具有小的長(zhǎng)度S是理想的。然而，過于小的長(zhǎng)度8將增加空氣間隙11的磁通量密度并且齒槽轉(zhuǎn)矩由于磁通量變化因此將變得明顯。同樣在本實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)I具有類似于第一實(shí)施例磁極的磁極形狀。除此之外，在本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)I中，相鄰的齒15的凸緣部19之間的距離W大于空氣間隙11的長(zhǎng)度6。由此，平衡了由電動(dòng)機(jī)I產(chǎn)生的三方面效果，這三方面效果為電動(dòng)機(jī)I輸出的提高、繞定子鐵芯12卷繞定子繞組14的簡(jiǎn)便以及齒槽轉(zhuǎn)矩的降低。由此，和第一實(shí)施例ー樣，根據(jù)本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)I產(chǎn)生了最小化齒槽轉(zhuǎn)矩的效果，這歸因于磁極形狀。由于這種效果，間隙寬度8在一定程度上的減小或凸緣部19之間距離W的増加將不會(huì)削弱抑制齒槽轉(zhuǎn)矩的效果。由此，提高了處理定子繞組14時(shí)的可加工 性,并且也提高了電動(dòng)機(jī)I的輸出。[第六實(shí)施例]參照?qǐng)D8A、圖8B、圖9A和圖9B，下文中重點(diǎn)描述第六實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處。圖8A是根據(jù)第六實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)I的局部放大視圖。圖8B是圖8A中示出的電動(dòng)機(jī)I的局部放大視圖。類似于第三實(shí)施例并且如圖8A所示，第六實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)I設(shè)置有每ー個(gè)均由兩個(gè)永磁體8 (第一磁體8A和第二磁體SB)組成的磁極。同樣，類似于第一實(shí)施例，面對(duì)ー個(gè)磁極的齒的數(shù)量k是奇數(shù)。在這些條件下，永磁體8 (8A和8B)中的每ー個(gè)的位置和尺寸被確定為使得當(dāng)從轉(zhuǎn)子2的軸向方向AX觀察時(shí)并且如圖SB所示，確保第一拐角21定位在中心線P和端線Q之間，并且確保第二拐角23定位在中心線R和端線S之間。當(dāng)轉(zhuǎn)子2和定子3的位置關(guān)系使得如圖8A所示，磁極的中心線0與齒15a的關(guān)于寬度方向的中心重合時(shí)，建立第一拐角21和第二拐角23的這種定位。在第一磁體8A中，與第一拐角21相對(duì)并且設(shè)置在與磁化方向垂直的方向的旋轉(zhuǎn)后方的拐角稱為第三拐角35。在第二磁體SB中，與第二拐角23相對(duì)并且設(shè)置在與磁化方向垂直的方向的旋轉(zhuǎn)前方的拐角稱為第四拐角36。在本實(shí)施方式中，第一磁體8A和第二磁體8B中的姆ー個(gè)具有矩形軸向橫截面。同樣，當(dāng)從轉(zhuǎn)子2的軸向方向AX觀察時(shí),沿著磁體8A和8B的短邊尺寸的方向?qū)?yīng)于磁化方向。由此,在第一磁體8A中，與第一拐角21在縱向方向上相対的拐角是第三拐角35。第二磁體8B中，與第二拐角23在縱向方向上相対的拐角是第四拐角36。第三拐角35和第四拐角36徑向地面對(duì)在齒15a的旋轉(zhuǎn)前方側(cè)和旋轉(zhuǎn)后方側(cè)鄰近齒15a的相應(yīng)的非磁性部38，齒15a的關(guān)于寬度方向的中心與中心線0重合。非磁性部38對(duì)應(yīng)于齒之間的區(qū)域,在這些區(qū)域中不存在磁性材料。例如,在本實(shí)施例中，非磁性部38對(duì)應(yīng)于齒之間的間隙。當(dāng)一個(gè)磁極由兩個(gè)永磁體8 (8A和SB)組成時(shí)，從合成轉(zhuǎn)矩中降低了諧波分量，合成轉(zhuǎn)矩即前方區(qū)域30中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與后方區(qū)域31中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的合成。參照?qǐng)D9A和圖9B，描述第六實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。
圖9A是示出當(dāng)沒有電カ供應(yīng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的前方區(qū)域和后方區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化以及合成轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的波形圖。圖9B是圖9A中示出的合成轉(zhuǎn)矩的放大視圖。在第三拐角35和第四拐角36不面對(duì)非磁性部38(例如，第三實(shí)施例)的配置中，合成轉(zhuǎn)矩確實(shí)被降低并且齒槽轉(zhuǎn)矩由此也被降低。然而，在這種配置中，如圖9A和圖9B所示，可引起合成轉(zhuǎn)矩中的諧波分量。在圖9A和圖9B中，縱軸表示在轉(zhuǎn)矩的最大值為I的情況下的轉(zhuǎn)矩比。然而，在齒數(shù)k為奇數(shù)的本實(shí)施例中，在第三拐角35和第四拐角36徑向地面對(duì)在齒15a的旋轉(zhuǎn)前方側(cè)和旋轉(zhuǎn)后方側(cè)鄰近齒15a的相應(yīng)的非磁性部38的情況下，從合成轉(zhuǎn)矩中降低了諧波分量，其中齒15a的關(guān)于寬度方向的中心與中心線0重合。因此，更有效地降低了齒槽轉(zhuǎn)矩。[第七實(shí)施例]
參照?qǐng)D10和圖11，重點(diǎn)描述根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)與第六實(shí)施例的不同之處。圖10是示出根據(jù)第七實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子2的立體圖。如圖10所示，轉(zhuǎn)子2由在軸向方向AX上同軸堆疊的兩個(gè)轉(zhuǎn)子體2A和2B構(gòu)造。轉(zhuǎn)子體2A和2B中的每ー個(gè)埋設(shè)有永磁體8 (8A和8B)。同樣,姆ー個(gè)磁極的齒數(shù)k是奇數(shù)。在這些條件下，永磁體8 (8A和8B)中的每ー個(gè)的位置和尺寸被確定為使得當(dāng)從轉(zhuǎn)子2的軸向方向AX觀察時(shí)，確保第一拐角21定位在中心線P和端線Q之間，并且確保第ニ拐角23定位在中心線R和端線S之間。當(dāng)轉(zhuǎn)子體2A和定子3之間的位置關(guān)系使得 類似于圖8A和8B中示出的情況，磁極的中心線0與齒15a的關(guān)于寬度方向的中心重合時(shí)，建立第一拐角21和第二拐角23的這種定位。在轉(zhuǎn)子體2A中，永磁體8A和8B被布置為使得第三拐角35和第四拐角36徑向地面對(duì)在齒15a的旋轉(zhuǎn)前方側(cè)和旋轉(zhuǎn)后方側(cè)鄰近齒15a的相應(yīng)的非磁性部38，齒15a的關(guān)于寬度方向的中心與中心線0重合。轉(zhuǎn)子體2B包括尺寸和埋設(shè)間距與轉(zhuǎn)子體2A中的永磁體8A和SB的尺寸和埋設(shè)間距相同的永磁體8A和8B。如圖10所示，轉(zhuǎn)子體2A和2B堆疊為使得轉(zhuǎn)子體2B的磁極中的每ー個(gè)與轉(zhuǎn)子體2A的磁極周向地偏移。換句話說，轉(zhuǎn)子2設(shè)置有階梯偏斜。具體地，轉(zhuǎn)子體2B的每個(gè)磁極具有從轉(zhuǎn)子體2A的每個(gè)磁極的中心線0向旋轉(zhuǎn)前方偏移15°的電氣角的中心線O’。根據(jù)本實(shí)施例，降低了兩個(gè)轉(zhuǎn)子體2A和2B中引起的合成轉(zhuǎn)矩。另外，根據(jù)本實(shí)施例，更有效地降低了諧波分量并且由此提供了更平滑的波形。參照?qǐng)D11描述本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。圖11是示出根據(jù)本實(shí)施例和根據(jù)比較例的合成轉(zhuǎn)矩的波形圖，合成轉(zhuǎn)矩即在階梯偏斜的情況下，轉(zhuǎn)子體2A中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子體2B中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的合成。在轉(zhuǎn)子體2A中，如果第三拐角35和第四拐角36不面對(duì)各自的非磁性部38 (比較例)，諧波分量則保持在由階梯偏斜引起的合成轉(zhuǎn)矩內(nèi)，合成轉(zhuǎn)矩即轉(zhuǎn)子體2A中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子體2B中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的合成(這種合成轉(zhuǎn)矩在下文中稱為偏斜轉(zhuǎn)矩)。由此，階梯偏斜允許諧波分量保持在偏斜轉(zhuǎn)矩內(nèi)，從而引起波形失真(見圖11中的虛線波形)。
然而在本實(shí)施例中，確保了第三拐角35和第四拐角36面對(duì)各自的非磁性部38。因此，從合成轉(zhuǎn)矩——即，體2A中的前方區(qū)域30中的轉(zhuǎn)矩和后方區(qū)域31中的轉(zhuǎn)矩的合成——中降低了諧波分量(參照在第六實(shí)施例中描述的優(yōu)點(diǎn))。由此，如圖11中的實(shí)線波形所示，也從偏斜轉(zhuǎn)矩中降低了諧波分量并且降低了偏斜轉(zhuǎn)矩自身。這樣，更有效地降低了齒槽轉(zhuǎn)矩。[第八實(shí)施例]參照?qǐng)D12A和12B，重點(diǎn)描述本發(fā)明的第八實(shí)施例與第六實(shí)施例的不同之處。圖12A是根據(jù)第八實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)I的局部放大圖。圖12B是圖12A示出的電動(dòng)機(jī)I的局部放大圖。在本實(shí)施例中，每ー個(gè)磁極的齒數(shù)k是偶數(shù)。在這些條件下，永磁體8 (8A和8B)中的每ー個(gè)的位置和尺寸被確定為使得如圖 12B所示，第一拐角21定位在中心線P和端線Q之間，以及第二拐角23定位在中心線R和端線S之間。當(dāng)轉(zhuǎn)子2和定子3之間的位置關(guān)系使得如圖12A所示，磁極的中心線0與預(yù)定的齒15之間的空間的中心(即預(yù)定的槽17a的關(guān)于寬度方向的中心)重合時(shí)，建立第一拐角21和第二拐角23的這種定位。另外,永磁體8A和8B被布置為使得第三拐角35和第四拐角36徑向地面對(duì)在槽17a的旋轉(zhuǎn)前方側(cè)和后方側(cè)鄰近槽17a的相應(yīng)的齒15x和15y，槽17a的關(guān)于寬度方向的中心與中心線0重合。由此，獲得了與第六實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)類似的優(yōu)點(diǎn)。[改型]本發(fā)明不限于以上描述的實(shí)施例，而是可進(jìn)行多種修改。例如，在以上實(shí)施例的每ー個(gè)中描述的電動(dòng)機(jī)I是在內(nèi)部具有轉(zhuǎn)子2的內(nèi)轉(zhuǎn)子型電動(dòng)機(jī)。可替代地，本發(fā)明可應(yīng)用于外轉(zhuǎn)子型電動(dòng)機(jī)。在以上描述的實(shí)施例中，定子繞組14是三相線圈。然而，繞組的相數(shù)m不限于3。在以上描述的實(shí)施例中，每個(gè)永磁體8是具有矩形軸向橫截面的板?？商娲氖牵S向橫截面可具有弧形、梯形等形狀?？商娲?，每個(gè)永磁體8的拐角可以被倒角。另外，階梯偏斜可應(yīng)用于一個(gè)永磁體8構(gòu)成ー個(gè)磁極的第一實(shí)施例中的轉(zhuǎn)子2。本發(fā)明可以在不脫離本發(fā)明精神的情況下以多種其它形式實(shí)施。因此到目前為止所描述的實(shí)施例和改型g在僅是說明性的而非限制性的，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定而不是由前面的說明書限定。因此，落在權(quán)利要求的界限或者這種界限的等同范圍內(nèi)的所有改變均意在由權(quán)利要求涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī),包括 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有由永磁體組成的磁極；和 定子，所述定子包括定子鐵芯，所述定子鐵芯布置成在所述轉(zhuǎn)子和所述定子鐵芯之間具有空氣間隙，所述定子形成為具有徑向方向和周向方向，所述定子鐵芯具有背軛、從所述背軛徑向延伸并且在所述周向方向上等間距排列的齒、以及槽，每個(gè)所述槽在所述齒中的兩個(gè)之間形成并且在所述周向方向上等間距排列，定子繞組穿過所述槽卷繞， 其中所述齒中的每一個(gè)包括徑向延伸的柱部， 每一個(gè)磁極的齒數(shù)k被設(shè)定為 k = m · n- (n-j), 其中m表示所述定子繞組的相數(shù),η表示每一極和每一相的齒數(shù),η是正數(shù),j表示O < j<η的數(shù)， 當(dāng)數(shù)k是奇數(shù)并且穿過所述磁極中的每一個(gè)的中心線與所述齒中的一個(gè)在所述周向方向上的周向?qū)挾鹊闹行囊恢聲r(shí)，所述磁極具有最接近所述定子并且在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上定位在所述中心線前方的第一拐角，所述齒包括最接近所述第一拐角并且被限定為第一齒的齒，所述磁極具有最接近所述定子并且在所述旋轉(zhuǎn)方向上定位在所述中心線后方的第二拐角，所述齒包括最接近所述第二拐角并且被限定為第二齒的齒， 所述第一拐角被設(shè)定為位于穿過所述第一齒的周向?qū)挾鹊闹行牡闹行木€與穿過所述第一齒的所述柱部在旋轉(zhuǎn)方向上的前邊緣的第一線之間，并且 所述第二拐角被設(shè)定為位于穿過所述第二齒的周向?qū)挾鹊闹行牡闹行木€與穿過所述第二齒的所述柱部在旋轉(zhuǎn)方向上的后邊緣的第二線之間。
2.—種電動(dòng)機(jī),包括 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有由永磁體組成的磁極；和 定子，所述定子包括定子鐵芯，所述定子鐵芯布置成在所述轉(zhuǎn)子和所述定子鐵芯之間具有空氣間隙，所述定子形成為具有徑向方向和周向方向，所述定子鐵芯具有背軛、從所述背軛徑向延伸并且在所述周向方向上等間距排列的齒、以及槽，每個(gè)所述槽在所述齒中的兩個(gè)之間形成并且在所述周向方向上等間距排列，定子繞組穿過所述槽卷繞， 其中所述齒中的每一個(gè)包括徑向延伸的柱部， 每一個(gè)磁極的齒數(shù)k被設(shè)定為 k = m · n- (n-j), 其中m表示所述定子繞組的相數(shù),η表示每一極和每一相的齒數(shù),η是正數(shù),j表示O < j<η的數(shù)， 當(dāng)數(shù)k是偶數(shù)并且穿過所述磁極中的每一個(gè)的中心線與所述槽中的一個(gè)在所述周向方向上的周向?qū)挾鹊闹行囊恢聲r(shí)，所述磁極具有最接近所述定子并且在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上定位在所述中心線前方的第一拐角，所述齒包括最接近所述第一拐角并且被限定為第一齒的齒，所述磁極具有最接近所述定子并且在所述旋轉(zhuǎn)方向上定位在所述中心線后方的第二拐角，所述齒包括最接近所述第二拐角并且被限定為第二齒的齒， 所述第一拐角被設(shè)定為位于穿過所述第一齒的周向?qū)挾鹊闹行牡闹行木€與穿過所述第一齒的所述柱部在旋轉(zhuǎn)方向上的前邊緣的第一線之間，并且 所述第二拐角被設(shè)定為位于穿過所述第二齒的周向?qū)挾鹊闹行牡闹行木€與穿過所述第二齒的所述柱部在旋轉(zhuǎn)方向上的后邊緣的第二線之間。
3.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)，其中 所述轉(zhuǎn)子由具有磁極的兩個(gè)轉(zhuǎn)子體組成，所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子體在軸向方向上相互堆疊，并且 所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子體中的一個(gè)在所述周向方向上從所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子體中的另一個(gè)偏斜。
4.如權(quán)利要求2所述電動(dòng)機(jī)，其中 所述轉(zhuǎn)子由具有磁極的兩個(gè)轉(zhuǎn)子體組成，所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子體在軸向方向上相互堆疊，并且 所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子體中的一個(gè)在所述周向方向上從所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子體中的另一個(gè)偏斜。
5.如權(quán)利要求I或3所述的電動(dòng)機(jī)，其中 所述磁極中的每一個(gè)具有兩個(gè)永磁體，所述永磁體中的一個(gè)被限定為第一磁體并且定位在所述中心線前方，所述永磁體中的另一個(gè)被限定為第二磁體并且定位在所述中心線后方， 所述第一拐角被設(shè)置為所述第一磁體的在所述中心線的前方最接近所述定子的拐角，并且 所述第二拐角被設(shè)置為所述第二磁體的在所述中心線的后方最接近所述定子的拐角。
6.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)機(jī)，其中 所述第一磁體具有第三拐角，所述第三拐角設(shè)置為在所述第一磁體的磁化方向的垂直方向上與所述第一拐角相對(duì)并且設(shè)置于后方周向范圍內(nèi)， 所述第二磁體具有第四拐角，所述第四拐角設(shè)置為在所述第二磁體的磁化方向的垂直方向上與所述第二拐角相對(duì)并且設(shè)置于前方周向范圍內(nèi)，并且 所述第三拐角和第四拐角在徑向方向上與在所述槽中的兩個(gè)槽中產(chǎn)生的非磁性部相對(duì)，所述兩個(gè)槽在周向方向上設(shè)置于被所述中心線穿過的所述齒的前方和后方。
7.如權(quán)利要求2或4所述的電動(dòng)機(jī)，其中 所述磁極中的每一個(gè)具有兩個(gè)永磁體，所述永磁體中的一個(gè)被限定為第一磁體并且定位在前方周向范圍內(nèi)，所述永磁體中的另一個(gè)被限定為第二磁體并且定位在后方周向范圍內(nèi)， 所述第一拐角被設(shè)置為所述第一磁體的在前方周向范圍內(nèi)最接近所述定子的拐角，并且 所述第二拐角被設(shè)置為所述第二磁體的在后方周向范圍內(nèi)最接近所述定子的拐角。
8.如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)，其中 所述第一磁體具有第三拐角，所述第三拐角設(shè)置為在所述第一磁體的磁化方向的垂直方向上與所述第一拐角相對(duì)并且設(shè)置于后方周向范圍內(nèi)， 所述第二磁體具有第四拐角，所述第四拐角設(shè)置為在所述第二磁體的磁化方向的垂直方向上與所述第二拐角相對(duì)并且設(shè)置于前方周向范圍內(nèi)，并且 所述第三拐角和第四拐角在徑向方向上與所述齒中的兩個(gè)齒相對(duì)，所述兩個(gè)齒在周向方向上設(shè)置于被所述中心線穿過的所述槽的前方和后方。
9.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述齒中的每一個(gè)具有形成在所述柱部的頂部的凸緣部，并且彼此相鄰的兩個(gè)所述柱部在所述周向方向上分開比形成在所述定子和所述轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙的量大的距離。
10.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述定子繞組是全節(jié)距繞組。
11.如權(quán)利要求I或3所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述齒中的每一個(gè)具有形成在所述柱部的頂部的凸緣部， 彼此相鄰的兩個(gè)所述柱部在所述周向方向上分開比形成在所述定子和所述轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙的量大的距離。
12.如權(quán)利要求I或3所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述定子繞組是全節(jié)距繞組。
13.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述齒中的每一個(gè)具有形成在所述柱部的頂部的凸緣部， 彼此相鄰的兩個(gè)所述柱部在所述周向方向上分開比形成在所述定子和所述轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙的量大的距離。
14.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述定子繞組是全節(jié)距繞組。
15.如權(quán)利要求2或4所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述齒中的每一個(gè)具有形成在所述柱部的頂部的凸緣部， 彼此相鄰的兩個(gè)所述柱部在所述周向方向上分開比形成在所述定子和所述轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙的量大的距離。
16.如權(quán)利要求2或4所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述定子繞組是全節(jié)距繞組。
全文摘要
在電動(dòng)機(jī)中，電動(dòng)機(jī)的定子的每個(gè)齒具有徑向延伸的柱部，并且每一個(gè)磁極的齒數(shù)k被設(shè)定為k＝m·n-(n-j)，其中m是定子繞組的相數(shù)，n是每一極和每一相的齒數(shù)，n是正數(shù)，j是0≤j＜n的數(shù)。當(dāng)數(shù)k是奇數(shù)并且穿過每個(gè)磁極的中心線與一個(gè)齒的周向?qū)挾鹊闹行囊恢聲r(shí)，所述磁極具有最接近定子并且在旋轉(zhuǎn)方向上分別定位在所述中心線的前方和后方的第一拐角和第二拐角，并且所述齒包括分別最接近第一拐角和第二拐角并且分別限定為第一齒和第二齒的齒。第一拐角和第二拐角根據(jù)第一齒和第二齒與第一齒和第二齒的柱部的邊緣在旋轉(zhuǎn)方向上的位置關(guān)系來設(shè)置。
文檔編號(hào)H02K1/06GK102780288SQ201210147568
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者花田康將, 谷口真 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝