專利名稱：電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動機。
背景技術：
近年來，開發了一種電動動力轉向裝置，其將對轉向盤的操作進行輔助的動力轉 向裝置的驅動源從液壓置換為電動機。通過從液壓式的動力轉向裝置置換為電動動力轉向 裝置，從而車輛的燃料消耗提高百分之幾。電動動力轉向裝置謀求不將電動機的振動傳遞到轉向盤的技術，以使操作轉向盤 的操作者不會產生不適感。因此，開發了各種降低電動機振動的產生源之一即齒槽轉矩的 電動機(例如日本特開2003-61272號公報)。并且，伴隨車輛的電氣安裝化，與以往車輛相比，在車輛中搭載較多電子部件。進 而，伴隨搭乘者的搭乘空間的大型化，搭載電子部件的空間減少。其結果，各電子部件的小 型化的要求提高。伴隨該要求，針對電動動力轉向裝置的驅動源即電動機的小型化要求也提尚。專利文獻1 日本特開2003-61272號公報在日本特開2003-61272號公報中公開了如下技術將輔助槽作為虛擬槽，增大旋 轉體每旋轉一圈產生齒槽轉矩的次數，由此，減小每一次的齒槽轉矩的大小。該情況下，如 果基于輔助槽的磁導的脈動和基于槽(繞組用槽)的磁導的脈動不等價，則無法降低齒槽 轉矩。因此，需要增大輔助槽的大小和深度。其結果，伴隨旋轉體的旋轉而產生的電動勢大 幅降低，電動機的旋轉轉矩降低。
發明內容
本發明的一例的電動機具備具有M個(M為自然數)磁極的永久磁鐵和具有N個 (N為自然數)齒部的電樞。在齒部的與永久磁鐵對置的對置面設有朝向永久磁鐵突出的突部。在鄰接的齒部 之間形成有朝向永久磁鐵開口的槽口。形成突部的周向的位置設定為，由突部產生的齒槽 轉矩的波形的相位相對于由槽口產生的齒槽轉矩的波形的基波的相位為大致相反的相位。本發明的一例的電動機能夠提供實現齒槽轉矩的降低、同時抑制旋轉轉矩的降低 的電動機。
圖1是示意地示出本發明的第1優選實施方式的電動機的剖視圖。圖2是示意地示出本發明的第1優選實施方式的電樞的剖視圖。圖3是放大本發明的第1優選實施方式的電樞鐵心的一部分并示意地示出的圖。圖4是放大圖3所示的電樞鐵心的一部分并示意地示出的圖。圖5是示出角度和齒槽轉矩的關系的圖。
圖6是放大本發明的第2優選實施方式的電樞鐵心的一部分并示意地示出的圖。圖7是放大圖6所示的電樞鐵心的一部分并示意地示出的圖。圖8是放大本發明的第3優選實施方式的電樞鐵心的一部分并示意地示出的圖。圖9是放大圖8所示的電樞鐵心的一部分并示意地示出的圖。圖10是示意地示出本發明的第4優選實施方式的電樞鐵心的一部分的立體圖。圖11是示意地示出本發明的第4優選實施方式的其他例的電樞鐵心的一部分的 立體圖。圖12是示意地示出本發明的第4優選實施方式的其他例的電樞鐵心的一部分的 立體圖。圖13是示出本發明的第1優選實施方式的電樞的制造工序的圖。標號說明1 電動機；2 旋轉體；3 固定體；31 電樞；311、611、711、81a、81b、81c 電樞鐵 心；50、70、90a、90b 突部；80,90c 第 1 突部；81、91c 第 2 突部；320,620,720 槽口 ；HI、 Hla, Hlb 槽口的徑向寬度；H2、H2a 突部的相對于對置面的高度Jl 中心軸線；WU Wla、 Wlb 槽口的周向寬度；W2、W2a 突部的周向寬度；θ 1、θ 2、θ 3 槽距角；Sll S17 步驟 (工序)。
具體實施例方式下面，參照
本發明的優選實施方式。另外，在本發明的優選實施方式中， 在利用上下左右說明各部件的位置關系和方向時，示出附圖中的位置關系和方向，并不是 示出在實際設備中組裝時的位置關系和方向。<第1優選實施方式>圖1是示意地示出本發明的第1優選實施方式的電動機1的剖視圖。如圖1所示， 電動機1具有旋轉體2、固定體3和軸承機構4。旋轉體2具有呈以中心軸線Jl為中心的 大致環狀的由永久磁鐵構成的轉子磁鐵23。固定體3具有在徑向與轉子磁鐵23對置配置 的電樞31。軸承機構4支承旋轉體2，使該旋轉體2能夠相對于固定體3以中心軸線Jl為 中心旋轉。本實施方式的電動機1是三相無刷電動機。并且，本實施方式的電動機1搭載 于電動動力轉向裝置。由此，能夠提供實現低齒槽轉矩、同時實現小型化的電動動力轉向裝 置。旋轉體2具有軸21、轉子鐵心22和轉子磁鐵23。軸21形成為大致圓柱狀，與中 心軸線Jl同軸配置。轉子鐵心22固定于軸21的外周面。并且，通過在軸向層疊多張具有 磁性的平板狀的鋼板，來形成轉子鐵心22。轉子磁鐵23固定于轉子鐵心22的外周面。在轉子磁鐵23中，使用稀土類磁鐵作為永久磁鐵。特別地，在本實施方式中，使用 以釹、鐵和硼為主要成分的釹磁鐵。通過在轉子磁鐵23中使用釹磁鐵，從而與以往使用的 鐵氧體磁鐵相比，能夠大幅提高每單位體積的磁力。其結果，能夠提供小型且高輸出的電動 機。并且，轉子磁鐵23的外徑在周向整周是恒定的。固定體3具有電樞31、殼體32、母線單元33和托架34。電樞31在徑向與轉子磁 鐵23的外周面對置配置。殼體32具有保持電樞31的圓筒部321、以及從軸向下側覆蓋電 樞31和轉子鐵心22的底部322。母線單元33使電樞31和控制裝置(未圖示)電連接。托架34從軸向上側覆蓋電樞31、轉子鐵心22和母線單元33。 軸承機構4具有在軸向分離的2個滾珠軸承即滾珠軸承41和滾珠軸承42。滾珠 軸承41固定于殼體32的底部322。并且，滾珠軸承42固定于托架34。而且，滾珠軸承41 和滾珠軸承42分別固定于軸21，由此，支承旋轉體2，使該旋轉體2能夠相對于固定體3以 中心軸線Jl為中心旋轉。在本實施方式的電動機1中，在電動機1的定速運轉時，在形成后述線圈312的導 電線中產生主要為大致正弦波的電動勢。并且，在該導電線中產生的電動勢包括5次諧波 和7次諧波。這里，特別地，在本實施方式的電動機1中，優選電動勢的5次諧波和7次諧 波的相對于基波的含有率分別為大致3%以下和大致2%以下。具體而言，對轉子磁鐵23 實施偏斜磁化。由此，電動勢波形為大致正弦波形狀。因此，通過使對導電線供給的電流的 波形為正弦波，能夠容易地降低轉矩脈動。使用圖1 圖4說明本實施方式的電樞31的構造。圖2是示意地示出電樞31的 剖視圖。圖3是放大電樞鐵心311的一部分并示意地示出的圖。圖4是放大圖3所示的電 樞鐵心311的一部分并示意地示出的圖。如圖1和圖2所示，電樞31具有電樞鐵心311、線圈312和絕緣體313。在軸向 層疊多張具有磁性的鋼板來形成電樞鐵心311。在電樞鐵心311上卷繞導電線來形成線圈 312。絕緣體313由樹脂材料構成，夾裝于電樞鐵心311和線圈312之間，實現電樞鐵心311 和線圈312的電絕緣。如圖3所示，電樞鐵心311 —體具有鐵心背部314和齒部315。鐵心背部314形成 為以中心軸線Jl為中心的大致環狀。齒部315從鐵心背部314向中心軸線Jl延伸。并且， 在軸向重疊多張對具有磁性的作為基材的鋼板進行沖壓加工而成的鐵心板，來形成電樞鐵 心311。通過將多個分割要素316配置成大致環狀來構成電樞鐵心311。各分割要素316 具有鐵心背部314的一部分和一個齒部315。通過將導電線卷繞在各齒部315上的所謂的集中卷繞來形成線圈312。并且，絕緣 體313覆蓋各齒部315的卷繞有導電線的部位。另外，絕緣體313覆蓋鐵心背部314的內 周面的一部分。線圈312隔著絕緣體313形成于各分割要素316的齒部315。進而，通過將形成有 線圈312的多個分割要素316配置成大致環狀，由此構成電樞31。如圖3和圖4所示，齒部315以等間隔分開的方式在周向配置多個。在本實施方 式中，如圖2所示，配置12個齒部315。齒部315具有基部317和擴寬部318。基部317從鐵心背部314向中心軸線Jl延 伸。擴寬部318形成為比基部317更靠近中心軸線Jl側，且形成為周向寬度大于基部317 的周向寬度。另外，基部317的周向寬度沿著徑向大致恒定。并且，基部317和擴寬部318 一體形成。擴寬部318形成為周向寬度朝向中心軸線Jl而變寬。而且，在擴寬部318中形 成有在徑向與轉子磁鐵23對置的對置面319。該對置面319與轉子磁鐵23的外周面的徑 向距離在對置面319的周向恒定。并且，在周向鄰接的擴寬部318之間，形成有朝向轉子磁鐵23開口的槽口 320。該 槽口 320的在周向的寬度尺寸設定為小于等于形成線圈312的導電線的直徑。在本實施方 式中，在各分割要素316的齒部315形成線圈312后，大致呈環狀地配置各個分割要素316，
6所以，能夠減小槽口 320的周向寬度。由此，能夠降低由槽口 320產生的齒槽轉矩。這里，如圖4所示，槽口 320的在周向的寬度尺寸規定為在周向鄰接的擴寬部318 之間的距離的最小尺寸。本實施方式的槽口 320的周向寬度Wl大約為0.6mm。并且，設齒 部315的數量為N時，周向鄰接的槽口 320之間的中心角Θ1被規定為Θ 1 = 360/Ν(度)。 齒部315的數量為12個，所以，本實施方式的槽距角(C 〃 ★角)θ 1為30度。下面，設周 向鄰接的槽口 320之間的中心角Θ1為槽距角Θ1。而且，將槽距角Θ1的周向寬度定義為 1槽距。在對置面319的周向的大致中央形成有朝向轉子磁鐵23突出的突部50。突部50 具有第1面51和2個傾斜面52。第1面51接近轉子磁鐵23。傾斜面52連接第1面51 和對置面319。這里，2個傾斜面52、第1面51和對置面319分別由平滑的曲面連接。并 且，2個傾斜面52傾斜成連接彼此的周向的寬度朝向徑向外側變大。并且，突部50沿著中 心軸線Jl設于齒部整體。接著，使用圖5說明齒槽轉矩降低的原理。圖5是示出角度和齒槽轉矩的關系的 圖。在圖5中，雙點劃線示出由突部50產生的齒槽轉矩的波形，實線示出由沒有突部的齒 部產生的齒槽轉矩的波形(即，由槽口 320產生的齒槽轉矩的波形)，虛線示出由設置有突 部50的齒部315產生的齒槽轉矩的波形。這里，沒有突部的齒部的差異僅在于突部的有無， 齒部和鐵心背部的其他形狀是與本實施方式的齒部315和鐵心背部314相同的形狀。在齒部315為12個的電樞31中，通過在對置面319的周向的大致中央設置突部 50，由此，由突部50產生的齒槽轉矩的波形的相位相對于由槽口 320產生的齒槽轉矩的波 形的基波的相位大致為相反的相位。因此，使由槽口 320產生的齒槽轉矩的波形和由突部50產生的齒槽轉矩的波形重 疊，由此，相互抵消彼此的波形，所以，能夠大幅降低由設置有突部50的齒部315產生的齒 槽轉矩。這里，“由槽口產生的齒槽轉矩的波形的基波的相位和由突部產生的齒槽轉矩的波 形的相位為相反相位”是指如下關系由槽口產生的齒槽轉矩的波形和由突部產生的齒槽 轉矩的波形相對于基準線GL大致為線對稱。即，是如下關系在由槽口產生的齒槽轉矩的 波形的振幅在圖5中的+側為最大的情況下，由突部產生的齒槽轉矩的波形的振幅在圖5 中的-側為最大，在由槽口產生的齒槽轉矩的波形的振幅在圖5中的-側為最大的情況下， 由突部產生的齒槽轉矩的波形的振幅在圖5中的+側為最大。特別地，如圖5所示，由槽口 320產生的齒槽轉矩的波形從基準線GL起的+側的 振幅最大值和-側的振幅最大值不同。因此，如由突部50產生的齒槽轉矩的波形那樣，相 對于由槽口 320產生的齒槽轉矩的波形的基波的相位為相反相位時，由槽口 320和突部50 產生的齒槽轉矩的波形從基準線GL起的振幅最大值相對于角度實質具有相同傾向。因此， 由突部50產生的齒槽轉矩的波形能夠高效抵消由槽口 320產生的齒槽轉矩的波形。并且，優選突部50的寬度W2大于槽口 320的寬度W1、且小于等于1槽距的大致一 半的尺寸(以下稱為1/2槽距)。即，優選以突部50為中心在周向兩側為1/4槽距以下。 在本實施方式中，突部50為以1/2槽距的位置為中心對稱的形狀。并且，通過使突部50的寬度W2大于槽口 320的寬度Wl，由此，能夠降低突部50的 高度Η2。其結果，能夠減小轉子磁鐵23與齒部315的對置面319之間的徑向間隙。因此， 能夠提供高效的電動機。并且，突部50的寬度W2為1/2槽距以下，由此，由突部50產生的齒槽轉矩的波形與由槽口 320產生的齒槽轉矩的波形成為大致相反相位。S卩，在以突部50 為中心在周向兩側大于1/4槽距的部分中，由突部50產生的齒槽轉矩的波形和由槽口 320 產生的齒槽轉矩的波形不為相反相位。因此，通過以突部50為中心在周向兩側為1/4槽距 以下，由此，由突部50產生的齒槽轉矩的波形和由槽口 320產生的齒槽轉矩成為大致相反 相位。其結果，突部50能夠高效抵消由槽口 320產生的齒槽轉矩。即，通過使突部50的寬 度W2大于槽口 320的寬度W1、且為1/2槽距以下，由此，能夠提供高效降低在電動機產生的 齒槽轉矩且高效的電動機。<第2優選實施方式>參照圖6和圖7說明本發明的第2優選實施方式。圖6是放大電樞鐵心611的一 部分并示意地示出的圖。圖7是放大圖6所示的電樞鐵心611的一部分并示意地示出的圖。 本實施方式的絕緣體和線圈與第1優選實施方式的電樞31相同，所以省略其說明。并且， 電樞鐵心611的材料、各尺寸、鐵心板的層疊張數等與第1優選實施方式的電樞鐵心311相 同。如圖6所示，電樞鐵心611 —體具有鐵心背部614和齒部615。鐵心背部614形成 為以中心軸線Jl為中心的大致環狀。齒部615從鐵心背部614向中心軸線Jl延伸。在本 實施方式中，與電樞鐵心311同樣，齒部615的數量為12個。齒部615具有基部617和擴寬部618。基部617從鐵心背部614向中心軸線Jl延 伸。擴寬部618形成為比基部617更靠近中心軸線Jl側，且形成為周向寬度大于基部617 的周向寬度。另外，基部617的周向寬度沿著徑向大致恒定。并且，基部617和擴寬部618 一體形成。擴寬部618形成為周向寬度朝向中心軸線Jl而變寬。而且，在擴寬部618中形 成有在徑向與轉子磁鐵23對置的對置面619。在各齒部615的對置面619中以在周向分開的方式形成有2個突部70。并且，在 沿周向鄰接的擴寬部618之間，形成有朝向轉子磁鐵23開口的槽口 620。這里，如圖7所示，槽口 620的周向寬度Wla規定為在周向鄰接的擴寬部618之間 的距離的最小尺寸。本實施方式的槽口 620的周向寬度Wla大約為0.6mm。并且，由于齒部 615的數量為12個，所以，周向鄰接的槽口 620之間的中心角Θ2為30度。下面，設周向 鄰接的槽口 620之間的中心角θ 2為槽距角θ 2。而且，將槽距角θ 2的周向寬度定義為1 槽距。2個突部70形成于對置面619的周向兩端。由此，由突部70產生的齒槽轉矩的波 形相對于由槽口 620產生的齒槽轉矩的波形的相位成為大致相反的相位。并且，突部70的周向寬度W2a和突部70距對置面619的高度H2a設定為，由槽口 620產生的齒槽轉矩的波形的振幅大小和由突部70產生的齒槽轉矩的波形的振幅大小大 致相等。具體而言，突部70的周向寬度W2a為突部50的周向寬度W2的尺寸的大約一半。 而且，突部70的距對置面619的高度H2a與突部50的高度H2大致相同。由此，由槽口 620產生的齒槽轉矩的波形的振幅大小和由突部70產生的齒槽轉矩 的波形的振幅大小大致相等。由此，能夠高效降低由槽口 620產生的齒槽轉矩。并且，優選突部70的寬度W2a大于槽口 620的寬度Wla、且為1槽距的大致1/4(以 下稱為1/4槽距)尺寸以下。這里，通過使突部70的寬度W2a大于槽口 620的寬度Wla，由此，能夠降低突部70的高度H2a。其結果，能夠減小轉子磁鐵23和齒部615的對置面619之間的徑向間隙。因 此，能夠提供高效的電動機。并且，突部70的寬度W2a為1/4槽距以下，由此，由突部70產 生的齒槽轉矩的波形與由槽口 620產生的齒槽轉矩的波形成為大致相反的相位。其結果， 突部70能夠高效抵消由槽口 620產生的齒槽轉矩。即，通過使突部70的寬度W2a大于槽 口 620的寬度Wla、且為1/4槽距以下，由此，能夠提供高效降低在電動機產生的齒槽轉矩且 高效的電動機。<第3優選實施方式>使用圖8和圖9說明本發明的第3優選實施方式。圖8是放大電樞鐵心711的一 部分并示意地示出的圖。圖9是放大圖8所示的電樞鐵心711的一部分并示意地示出的圖。 本實施方式的絕緣體和線圈與第1優選實施方式的電樞31相同，所以省略其說明。并且， 電樞鐵心711的材料、各尺寸、鐵心板的層疊張數等與第1優選實施方式的電樞鐵心311相 同。如圖8所示，電樞鐵心711 —體具有鐵心背部714和齒部715。鐵心背部714形成 為以中心軸線Jl為中心的大致環狀。齒部715從鐵心背部714向中心軸線Jl延伸。在本 實施方式中，與電樞鐵心311同樣，齒部715的數量為12個。齒部715具有基部717和擴寬部718。基部717從鐵心背部714向中心軸線Jl延 伸。擴寬部718形成為比基部717更靠近中心軸線Jl側，且形成為周向寬度大于基部717 的周向寬度。另外，基部717的周向寬度沿著徑向大致恒定。并且，基部717和擴寬部718 一體形成。擴寬部718形成為周向寬度朝向中心軸線Jl而變寬。而且，在擴寬部718中形 成有在徑向與轉子磁鐵23對置的對置面719。在各齒部715的對置面719中形成有設于對置面719的周向的大致中央的第1突 部80和設于對置面的周向兩端的2個第2突部81。并且，在周向鄰接的擴寬部718之間，形成有朝向轉子磁鐵23開口的槽口 720。這里，如圖9所示，槽口 720的周向寬度Wlb規定為周向鄰接的擴寬部718之間的 距離的最小尺寸。本實施方式的槽口 720的周向寬度Wlb大約為0.6mm。并且，由于齒部 715的數量為12個，所以，周向鄰接的槽口 720之間的中心角θ 3為30度。下面，設周向 鄰接的槽口 720之間的中心角θ 3為槽距角θ 3。而且，將槽距角θ 3的周向寬度定義為1 槽距。如上所述，第1突部80和2個第2突部81形成于對置面719，由此，分別由第1突 部80和第2突部81產生的齒槽轉矩的波形的相位以及使這些齒槽轉矩重疊而得到的合成 齒槽轉矩的波形的相位相對于由槽口 720產生的齒槽轉矩的波形的相位為大致相反的相 位。并且，第1突部80和第2突部81的周向寬度以及距對置面719的高度Hlb設定 為，由槽口 720產生的齒槽轉矩的振幅大小以及由第1突部80和第2突部81產生的合成 齒槽轉矩的振幅大小大致相等。由此，能夠通過由第1突部80和第2突部81產生的齒槽轉矩來抵消由槽口 720 產生的齒槽轉矩。因此，能夠降低在電動機產生的齒槽轉矩。并且，第1突部80的周向寬度和第2突部81的周向寬度分別設定在突部50的寬 度W2和突部70的寬度W2a的范圍內。但是，第1突部80和第2突部81形成為分別小于突部50的寬度W2和突部70的寬度W2a。〈第4優選實施方式〉使用圖10 圖12說明本發明的第4優選實施方式。圖10是示意地示出電樞鐵 心81a的一部分的立體圖。圖11是示意地示出電樞鐵心81b的一部分的立體圖。圖12是 示意地示出電樞鐵心81c的一部分的立體圖。本實施方式的絕緣體和線圈與第1優選實施 方式的電樞31相同，所以省略其說明。如圖10所示，電樞鐵心81a —體具有鐵心背部814和齒部815。鐵心背部814形 成為以中心軸線Jl為中心的大致環狀。齒部815從鐵心背部814向中心軸線Jl延伸。并 且，齒部815具有基部815和擴寬部818。基部815從鐵心背部814向中心軸線Jl延伸。 擴寬部818形成為比基部815更靠近中心軸線Jl側，且形成為周向寬度大于基部815的周 向寬度。并且，基部815和擴寬部818—體形成。而且，在擴寬部818中形成有在徑向與轉 子磁鐵23對置的對置面819。并且，在對置面819的周向的大致中央形成有突部90a。如圖11所示，電樞鐵心81b是對設于電樞鐵心81a的對置面819的突部90a的位 置、形狀和個數進行變更而得到的。因此，下面說明電樞鐵心81b的突部90b，其他部位使用 同一附圖標號并省略其說明。電樞鐵心81b的突部90b分別設于對置面819的周向兩端。如圖12所示，電樞鐵心81c是對設于電樞鐵心81a的對置面819的突部90a的 形狀和個數進行變更而得到的。因此，下面說明電樞鐵心81c的第1突部90c和第2突部 91c，其他部位使用同一附圖標號并省略其說明。在電樞鐵心81c的對置面819中分別設有位于周向大致中央的第1突部90c和位 于周向兩端的第2突部91c。這里，通過在軸向層疊具有突部的鐵心板和不具有突部的鐵心板這兩種鐵心板， 來形成電樞鐵心81a、81b、81c。在圖10 圖12所示的本實施方式中，交替層疊這兩種鐵心 板。這兩種鐵心板通過對作為相同基材的鋼板進行沖壓加工來形成。因此，僅通過變更沖 壓加工機的沖頭(未圖示)就能夠應對，所以，可以不根據鐵心板的種類來變更作為基材的 鋼板。其結果，能夠提高電樞鐵心的生產效率。并且，在圖10中，在突部90a與電樞31的突部50的寬度W2和高度H2相同的情 況下，由突部90a產生的齒槽轉矩的波形的振幅為在全部鐵心板上設置有突部的情況下由 突部產生的齒槽轉矩的波形的振幅的大致一半。因此，突部90a的周向寬度和相對于對置 面819的高度設定為，由突部90a產生的齒槽轉矩的波形的振幅和在全部鐵心板上設置有 突部的情況下由突部產生的齒槽轉矩的波形的振幅大致相等。其結果，突部90a的周向寬 度和相對于對置面819的高度的至少一方形成為，大于在全部鐵心板上設置有突部的情況 下的周向寬度和高度。并且，圖11所示的電樞鐵心81b的突部90b的周向寬度和距對置面 819的高度的至少一方形成為，大于電樞鐵心611的突部70的周向寬度W2a和距對置面的 高度H2a。而且，圖12的電樞鐵心81c的第1突部90c和第2突部91c各自的周向寬度和 距對置面819的高度的至少一方形成為，大于電樞鐵心711的第1突部80和第2突部81 的周向寬度和距對置面的高度。<電樞的制造方法>接著，參照圖13說明電樞31的制造方法。圖13是示出電樞31的制造工序的流程圖。首先，確定突部50的周向的位置，以使得由突部50產生的齒槽轉矩的波形的相 位相對于由電樞31的槽口 320產生的齒槽轉矩的波形的基波的相位具有大致相反的相位 (步驟Sll)。接著，設定突部50的周向寬度W2和相對于對置面319的高度H2的值，以使由突 部50產生的齒槽轉矩的波形的振幅大小與由槽口 320產生的齒槽轉矩的波形的振幅大小 大致相等(步驟S12)。這里，只要通過仿真設定周向寬度W2和高度H2的值作為參數，以使 得由突部50產生的齒槽轉矩的波形和由槽口 320產生的齒槽轉矩的波形重疊而得到的齒 槽轉矩的波形的振幅大小為最小即可。即，只要通過仿真分別設定突部50的周向寬度W2 和高度H2的值作為參數，以使在電樞鐵心311中產生的齒槽轉矩最小即可。接著，通過對作為基材的鋼板進行沖壓加工，由此，形成電樞鐵心311 (步驟S13)。接著，將實現電樞鐵心311和線圈312的電絕緣的絕緣體313裝配在電樞鐵心311 中(步驟S14)。分別從電樞鐵心311的軸向兩側裝配在軸向一分為二的絕緣體313。接著，在齒部315的基部317上卷繞導電線，由此形成線圈312 (步驟S15)。由此， 電樞31完成。以上，說明了本發明的優選實施方式，但是，本發明不限于上述實施方式，能夠進 行各種變形。在本發明的第1優選實施方式的電樞31中，齒部315的數量為12個，但是本發明 不限于此。在三相無刷電動機的情況下，齒部的數量只要是3的倍數即可。并且，本發明的 優選第1實施方式的轉子磁鐵23為8極，但是本發明不限于此。轉子磁鐵的極數只要是2 的倍數即可。并且，在本發明的各實施方式的電樞中，在齒部的對置面的周向大致中央、對置面 的周向兩端、或者對置面的周向大致中央和周向兩端設置突部，但是本發明不限于此。只要 以使得由突部產生的齒槽轉矩的波形的相位相對于由槽口產生的齒槽轉矩的波形的相位 為大致相反的相位的方式設定突部的周向位置即可。設于上述各實施方式的電樞的突部限 定為如下情況在設轉子磁鐵23的磁極的數量為M、齒部的數量為N的情況下，滿足M N =2 (2n+l)(n為自然數)、或者M N = 4 (2η+1) (η為自然數)的關系。并且，在滿足M Ν = 4 (2η+1)(η為自然數)的關系的情況下，可以在齒部的 對置面中的大致1/4槽距的位置設置突部。該突部的個數至少為一個以上即可。并且，優 選突部的周向寬度大于槽口的周向寬度、且為大致1/4槽距以下。通過滿足該關系，由此， 能夠降低突部相對于對置面的高度，能夠高效抵消由槽口產生的齒槽轉矩。因此，能夠提供 實現齒槽轉矩的降低且高效的電動機。并且，本實施方式的電樞的突部的周向位置設定為，由突部產生的齒槽轉矩的波 形的相位相對于由槽口產生的齒槽轉矩的波形為相反的相位，但是，不是嚴格限定為相反 相位。通過使由槽口產生的齒槽轉矩的波形和由突部產生的齒槽轉矩的波形相互抵消，由 此，可以在能夠發揮大幅降低電動機的齒槽轉矩的效果的范圍內，設置突部的周向位置。并且，本實施方式的電樞的突部的周向寬度和距對置面的高度設定為，由突部產 生的齒槽轉矩的波形的振幅和由槽口產生的齒槽轉矩的波形的振幅相等，但是，不需要嚴 格相等。通過使由槽口產生的齒槽轉矩的波形和由突部產生的齒槽轉矩的波形相互抵消，由此，在能夠發揮大幅降低電動機的齒槽轉矩的效果的范圍內，由槽口產生的齒槽轉矩的 波形的振幅和由突部產生的齒槽轉矩的波形的振幅可以不同。并且，通過將由鐵心背部和齒部構成為一體而得到的多個分割要素配置成大致環 狀，由此構成各實施方式的電樞鐵心，但是本發明不限于此。例如，電樞也可以通過預先形 成直線狀的分割要素并將其彎曲成大致圓環狀，來形成電樞鐵心。并且，分割要素可以由大 致圓環狀的鐵心背部和與鐵心背部分體的多個齒部構成。并且，各實施方式的線圈312是集中繞組，但是本發明不限于此。例如，也可以是 跨越多個齒部來卷繞導電線的所謂的分布繞組。并且，本發明的電動機不僅能夠適用于無刷電動機，還能夠適用于有刷的電動機。 并且，本發明的電樞設于固定體3側，但是，電樞鐵心也可以作為電樞設于旋轉體側。該情 況下，轉子磁鐵23作為永久磁鐵設于固定體側。并且，本發明的電動機1是將轉子磁鐵23配置于電樞31的徑向內側、且旋轉體2 以中心軸線Jl為中心旋轉的所謂的內轉子型電動機，但是本發明不限于此。例如，也可以 是將轉子磁鐵23配置于電樞31的徑向外側的所謂的外轉子型電動機。并且，在本發明的第4優選實施方式中，通過交替層疊設置有突部的鐵心板和沒 有設置突部的鐵心板，由此形成電樞鐵心81a，但是本發明不限于此。也可以連續層疊多張 設置有突部的鐵心板。并且，設置有突部的鐵心板不一定要設于電樞鐵心的軸向端面。也 可以在電樞鐵心的軸向中央部層疊多張。在這方面，電樞鐵心81b、81c也同樣。并且，在本發明的電動機1中，對轉子磁鐵23實施偏斜磁化，由此，使電動勢波形 為大致正弦波，但是本發明不限于此。例如，也可以通過使電樞的齒部的對置面偏斜，來使 電動勢波形為大致正弦波。并且，例如，在本發明的電樞的制造方法中，示出第1優選實施方式的電樞的制造 方法，但是本發明不限于此。例如，第1優選實施方式的電樞的制造方法也能夠同樣適用于 第2 第4優選實施方式的電樞。并且，本發明的電動機1適用于搭載于電動動力轉向裝置的電動機，但是本發明 不限于此。例如，在搭載于產業設備和辦公設備等要求低振動的設備的電動機中也可以適 用本發明。
權利要求
一種電動機，其特征在于，該電動機具有永久磁鐵，其具有配置于預定的中心軸線周圍的M個磁極，其中，M為自然數；以及電樞，其具有隔著間隙與所述永久磁鐵對置的N個齒部，其中，N為自然數，所述電樞具有通過在所述齒部卷繞導電線而形成的線圈，在所述齒部的與所述永久磁鐵對置的對置面設有朝向所述永久磁鐵突出的突部，在沿以所述中心軸線為中心的周向鄰接的齒部之間，形成有朝向所述永久磁鐵開口的槽口，形成所述突部的所述周向的位置設定為，由所述突部產生的齒槽轉矩的波形的相位相對于由所述槽口產生的齒槽轉矩的波形的基波的相位為大致相反的相位。
2.根據權利要求1所述的電動機，其特征在于，所述突部的所述周向的寬度和該突部的相對于所述對置面的高度設定為，由所述槽口 產生的齒槽轉矩的波形的振幅和由所述突部產生的齒槽轉矩的波形的振幅大致相等。
3.根據權利要求1或2所述的電動機，其特征在于，所述永久磁鐵的磁極的數量和所述齒部的個數滿足M N=2 (2n+l)的關系，其中， η為自然數，所述突部設于所述對置面的所述周向的大致中央。
4.根據權利要求1或2所述的電動機，其特征在于，所述永久磁鐵的磁極的數量和所述齒部的個數滿足M Ν=2 (2η+1)的關系，其中， η為自然數，所述突部設于所述對置面的所述周向的兩側。
5.根據權利要求1或2所述的電動機，其特征在于，所述永久磁鐵的磁極的數量和所述齒部的個數滿足M Ν=2 (2η+1)的關系，其中， η為自然數，所述突部包括設于所述對置面的所述周向的大致中央的第1突部；和設于所述對置 面的所述周向的兩側的第2突部。
6.根據權利要求1或2所述的電動機，其特征在于，所述永久磁鐵的磁極的數量和所述齒部的個數滿足M Ν = 4 (2η+1)的關系，其中， η為自然數，在將連接沿所述周向鄰接的所述槽口之間的所述周向的寬度定義為1槽距時，所述突 部設于所述齒部的所述對置面中的距離所述槽口大致1/4槽距的多個位置中的至少一個。
7.根據權利要求1 6中的任一項所述的電動機，其特征在于，所述突部的所述周向的寬度形成為大于所述槽口自身的所述周向的寬度。
8.根據權利要求3所述的電動機，其特征在于，在將連接沿所述周向鄰接的所述槽口之間的所述周向的寬度定義為1槽距時，所述突 部的所述周向的寬度大于所述槽口自身的所述周向的寬度、且為大致1/2槽距以下。
9.根據權利要求4所述的電動機，其特征在于，在將連接沿所述周向鄰接的所述槽口之間的所述周向的寬度定義為1槽距時，所述突 部的所述周向的寬度大于所述槽口自身的所述周向的寬度、且為大致1/4槽距以下。
10.根據權利要求5所述的電動機，其特征在于，在將連接沿所述周向鄰接的所述槽口之間的所述周向的寬度定義為1槽距時，所述第 1突部的所述周向的寬度大于所述槽口自身的所述周向的寬度、且為大致1/2槽距以下，所 述第2突部的所述周向的寬度大于所述槽口自身的所述周向的寬度、且為大致1/4槽距以 下。
11.根據權利要求6所述的電動機，其特征在于，在將連接沿所述周向鄰接的所述槽口之間的所述周向的寬度定義為1槽距時，所述突 部的寬度大于所述槽口自身的所述周向的寬度、且為大致1/4槽距以下。
12.根據權利要求1 11中的任一項所述的電動機，其特征在于， 所述突部的軸向的長度與所述齒部的軸向的長度不同。
13.根據權利要求1 12中的任一項所述的電動機，其特征在于，在電動機的定速運轉時，在所述導電線中產生的電動勢為大致正弦波。
14.根據權利要求13所述的電動機，其特征在于，在所述導電線中產生的所述電動勢包括所述電動勢的基波的大致3%以下的5次諧 波，并包括該基波的大致2%以下的7次諧波。
15.根據權利要求14所述的電動機，其特征在于， 使所述轉子磁鐵和所述對置面中的至少一方偏斜。
16.根據權利要求1 15中的任一項所述的電動機，其特征在于， 所述電樞通過大致呈環狀地配置多個分割要素而構成，所述分割要素分別具有一個所述齒部。
17.根據權利要求16所述的電動機，其特征在于， 所述槽口的所述周向的寬度小于等于所述導電線的直徑。
全文摘要
本發明提供電動機。在齒部(315)的對置面(319)中設有朝向轉子磁鐵(23)突出的突部(50)。該突部(50)設于對置面(319)的周向的大致中央。由此，由突部(50)產生的齒槽轉矩的波形的相位相對于由槽口(320)產生的齒槽轉矩的波形的基波的相位為大致相反的相位。由此，通過由突部(50)產生的齒槽轉矩來降低由槽口(320)產生的齒槽轉矩。
文檔編號H02K21/14GK101978574SQ200980110060
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月26日 優先權日2008年3月26日
發明者內谷良裕, 山下佳明, 片岡央, 見城尚志 申請人:日本電產株式會社