旋转电机的制作方法

文档序号:17982298发布日期:2019-06-22 00:11阅读:254来源:国知局
旋转电机的制作方法

本说明书公开一种与分数槽结构的旋转电机相关的技术。



背景技术:

作为涉及每极每相槽数为整数的整数槽结构的旋转电机的发明的一个例子,可举出专利文献1所记载的发明。专利文献1所记载的磁阻马达在将转子的磁极数设为nrr时,相对于将转子钢板的各磁极的中心位置等分分割为360°/nrr而成的位置,沿转子旋转方向偏移槽间距/nrr、2×槽间距/nrr、3×槽间距/nrr、……、1个槽间距的量。另外,在专利文献1中,记载有定子和转子相对地偏斜槽间距/nrr的量的磁阻马达。由此,专利文献1所记载的发明降低转矩波动,并降低由转矩波动引起的马达的噪声以及振动。

另外,在非专利文献1中,记载有在需要除去槽高次谐波电压的情况下,通常,将电枢绕组对角开槽1个槽间距,在为分数槽的情况下,即便对角开槽槽间距的1/c,效果也相同。在这里,所谓的分数槽结构是指每极每相槽数不是整数的槽结构。另外,上述c是指在用带分数表示每极每相槽数,并用最简分数表示带分数的真分数部分时的分母部分。此外,槽高次谐波电压对应于上述的转矩波动。

专利文献1:日本特开平11-318062号公报

非专利文献1:森安正司著《实用电气设备学》(森北出版株式会社,2000年7月25日(第1版第1次印刷)发行,72页)

然而,专利文献1所记载的发明将动子的磁极数设为6极、定子的槽数为36个槽的整数槽结构的马达设为对象。在整数槽结构的旋转电机中,由于定子磁极与动子磁极之间的磁极对置状态在每极中是等效的,所以在定子与动子之间产生的电磁吸引力分布在每极中大体为等效的。因此,在整数槽结构的旋转电机中,与分数槽结构的旋转电机相比,由定子磁极与动子磁极之间的磁极对置状态引起的噪声以及振动的问题较少。因此,如专利文献1所记载的发明那样,在整数槽结构的旋转电机中,主要是实现转矩波动的降低即可,旋转电机的噪声以及振动的应对方法主要伴随着转矩波动的应对方法。

另外,如非专利文献1所记载的那样,在分数槽结构的旋转电机中,通过槽间距的1/c的量的偏斜,能够降低转矩波动(包括齿槽转矩),但很难降低旋转电机的噪声以及振动。具体而言,在分数槽结构的旋转电机中,在定子与动子之间产生的电磁吸引力分布中,每极的等效性被破坏,产生动子的磁极数除以上述c所得的阶数的空间变形模式的激振力。换句话说,在分数槽结构的旋转电机中,与动子的磁极数相同的情况下的整数槽结构(上述c=1)的旋转电机相比,会产生更低阶的激振力。在定子中,具有与空间变形模式对应的固有振动数,越低阶的空间变形模式,固有振动数越降低。其结果,在分数槽结构的旋转电机中,与动子的磁极数相同的情况下的整数槽结构(上述c=1)的旋转电机相比,在更低转速时,具有与定子的空间变形模式对应的固有振动数和该低阶的激振力的频率一致的噪声以及振动的谐振点,并需要其应对方法。



技术实现要素:

鉴于这样的情况,本说明书公开一种能够降低噪声、振动以及转矩波动的分数槽结构的旋转电机。

本说明书公开一种每极每相槽数不是整数的分数槽结构的旋转电机,具备:定子,该定子具备形成有多个槽的定子铁芯和插入上述多个槽的定子绕组;以及动子,能够移动地支承于上述定子,具备动子铁芯和设置于上述动子铁芯的至少一对动子磁极。在将上述动子相对于上述定子的移动方向设为第一方向、将上述定子与上述动子的对置方向设为第二方向、将与上述第一方向和上述第二方向都正交的方向设为第三方向。此时,上述定子以及上述动子中的至少一方具备:第一基准部位,作为偏斜的基准;以及连续偏斜部位,相对于上述第一基准部位在上述第一方向缓缓地偏移而配设于上述第三方向。上述连续偏斜部位设定有相对于上述第一基准部位的偏斜量的最大值,以使得上述定子与上述动子的相对偏斜量的最大值成为上述多个槽的1个槽间距的量。

根据上述的旋转电机,定子以及动子中的至少一方具备第一基准部位和连续偏斜部位。另外,连续偏斜部位设定有相对于第一基准部位的偏斜量的最大值,以使得定子与动子的相对偏斜量的最大值成为多个槽的1个槽间距的量。由此,上述的旋转电机能够遍及第三方向的整体,将在定子与动子之间产生的电磁吸引力分布混合,并能够使该吸引力分布平均化。其结果,能够实现每极中的该吸引力分布的均衡化。因此,上述的旋转电机能够将该吸引力分布高阶化到与整数槽结构的旋转电机相同程度,并提高与定子铁芯的固有振动数一致的转速,例如,设定于驱动转速范围外。换句话说,上述的旋转电机能够避免定子的共振机会,降低旋转电机的噪声以及振动。另外,由于定子以及动子中的至少一方具备连续偏斜部位,所以转矩波动也能够与旋转电机的噪声以及振动的降低一起降低。

附图说明

图1涉及第一实施方式,是表示沿与第三方向(箭头z方向)垂直的平面切断旋转电机10所得的端面的一部分的切断部端面图。

图2是表示图1所示的旋转电机10的两个磁极(一个磁极对)的相配置的一个例子的示意图。

图3涉及参考方式,是表示多个齿部21b与一对动子磁极32a、32b之间的磁极对置状态的一个例子的示意图。

图4涉及参考方式,是表示作用于多个齿部21b的第二方向(箭头y方向)的电磁吸引力分布的一个例子的示意图。

图5a是表示定子铁芯21的外周形状的一个例子的示意图。

图5b是表示定子铁芯21的外周形状的另一个例子的示意图。

图5c是表示定子铁芯21的外周形状的另一个例子的示意图。

图6a涉及第一实施方式,是表示多个齿部21b与一对动子磁极32a、32b之间的磁极对置状态的一个例子的示意图。

图6b是对图6a的被虚线围起的区域的磁极对置状态进行说明的示意图。

图6c涉及参考方式,是对相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值未被设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量的情况下的磁极对置状态进行说明的示意图。

图7a涉及第一实施方式,是表示作用于多个齿部21b的第二方向(箭头y方向)的电磁吸引力分布的一个例子的示意图。

图7b是对每个分离部位的吸引力分布的混合、平均化以及均衡化进行说明的示意图。

图8a涉及第一实施方式,是表示从第三方向(箭头z方向)观察的多个齿部21b与一对动子磁极32a、32b之间的磁极对置状态的一个例子的示意图。

图8b涉及第一实施方式,是表示定子20的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图8c涉及第一实施方式,是表示动子30的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图9a涉及第二实施方式,是表示定子20的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图9b涉及第二实施方式,是表示动子30的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图10a涉及第三实施方式,是表示定子20的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图10b涉及第三实施方式,是表示动子30的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图11a涉及第一比较方式,是表示定子20的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图11b涉及第一比较方式,是表示动子30的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图12a涉及第二比较方式,是表示定子20的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图12b涉及第二比较方式,是表示动子30的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图13a涉及第四实施方式,是表示定子20的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图13b涉及第四实施方式,是表示动子30的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图13c是表示连续偏斜部位42与阶梯偏斜部位44的偏斜量的换算方法的示意图。

图14a涉及第五实施方式,是表示定子20的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图14b涉及第五实施方式,是表示动子30的偏斜的状态的一个例子的示意图。

图15涉及参考方式,是表示多个齿部21b与二组的一对动子磁极32a、32b之间的磁极对置状态的一个例子的示意图。

图16a涉及第六实施方式,是表示多个齿部21b与二组的一对动子磁极32a、32b之间的磁极对置状态的一个例子的示意图。

图16b是对图16a的被虚线围起的区域的磁极对置状态进行说明的示意图。

具体实施方式

在本说明书中,基于附图对各实施方式进行说明。此外,附图对于各实施方式,对于共用的位置标注共用的附图标记,在本说明书中,省略反复的说明。另外,在一个实施方式中所记载的事项适当地也能够应用于其他实施方式。进一步,附图是示意图,并不是规定到详细结构的尺寸的图。

<第一实施方式>

如图1所示,旋转电机10具备定子20和动子30。定子20具备定子铁芯21和定子绕组22。在定子铁芯21,形成有多个(在本实施方式中,为60个)槽21c,在多个(60个)槽21c中,插入有定子绕组22。此外,在本实施方式中,定子绕组22为三相的定子绕组。

动子30被支承为能够相对于定子20移动,具备动子铁芯31、以及设置于动子铁芯31的至少一对动子磁极32a、32b(在本实施方式中,为四组一对动子磁极32a、32b)。这样,本实施方式的旋转电机10为8极60槽结构的旋转电机(以动子30的磁极数为2极、定子20的槽数为15槽为基本结构的旋转电机),每极每相槽数为2.5。换句话说,本实施方式的旋转电机10为每极每相槽数不是整数的分数槽结构的旋转电机。

在这里,将用带分数表示每极每相槽数时的整数部分设为整数部a。另外,将用最简分数表示带分数的真分数部分时的分子部分设为分子部b,将分母部分设为分母部c。此外,整数部a为0(零)或者正整数,分子部b以及分母部c均为正整数。另外,在三相的旋转电机10中,分母部c为2以上,并且,不是3的倍数的整数。在本实施方式中,每极每相槽数为2.5,整数部a为2,分子部b为1,分母部c为2。另外,在本说明书中,使用每极每相槽数的分子部b以及分母部c,记作b/c系列的旋转电机10。本实施方式的旋转电机10为1/2系列的旋转电机10。此外,在本说明书中所记载的事项在分母部c相同的情况下,能够与分子部b的值无关地应用。因此,在本说明书中,将b/c系列的旋转电机10集中统称为1/c系列的旋转电机10。

进一步,将动子30相对于定子20的移动方向设为第一方向(箭头x方向)。另外,将定子20与动子30的对置方向设为第二方向(箭头y方向)。进一步,将第二方向(箭头y方向)中的从定子20侧朝向动子30侧的方向设为第二方向动子侧(箭头y1方向)。另外,将第二方向(箭头y方向)中的从动子30侧朝向定子20侧的方向设为第二方向定子侧(箭头y2方向)。进一步,将与第一方向(箭头x方向)以及第二方向(箭头y方向)的方向都正交的方向设为第三方向(箭头z方向)。

如图1所示,本实施方式的旋转电机10为定子20以及动子30配置于同轴的径向空隙型的圆筒状旋转电机。因此,第一方向(箭头x方向)相当于旋转电机10的周向,并相当于动子30相对于定子20的旋转方向。另外,第二方向(箭头y方向)相当于旋转电机10的径向。进一步,第三方向(箭头z方向)相当于旋转电机10的轴线方向。

定子铁芯21例如通过沿第三方向(箭头z方向)层叠多个电磁钢板21x而形成。多个电磁钢板21x例如能够使用硅钢板,多个电磁钢板21x分别形成为薄板状。定子铁芯21具备轭部21a、与轭部21a形成为一体的多个(在本实施方式中,为60个)齿部21b。

轭部21a沿着第一方向(箭头x方向)而形成。多个(60个)齿部21b形成为从轭部21a向第二方向动子侧(箭头y1方向)突出。另外,通过在第一方向(箭头x方向)上邻接的齿部21b、21b形成有槽21c,在多个(60个)槽21c中,插入有定子绕组22。进一步,多个(60个)齿部21b分别具备齿前端部21d。齿前端部21d是指齿部21b的第二方向动子侧(箭头y1方向)的前端部,沿第一方向(箭头x方向)宽幅地形成。

定子绕组22例如铜等导体表面被瓷漆(enamel)等绝缘层覆盖。对于定子绕组22的剖面形状,并不特别限定,能够设为任意的剖面形状。例如,能够使用剖面圆形的圆线、剖面多边形的方线等各种剖面形状的绕组。另外,也能够使用将多个更细的绕组线材组合而成的并列细线。在使用并列细线的情况下,与单线的情况相比,能够降低定子绕组22中产生的涡流损耗,旋转电机10的效率提高。另外,由于能够降低绕组成型所需的力,所以成型性提高而变得容易制作。

定子绕组22能够缠绕于分数槽结构的定子20即可,并不限定缠绕方式。定子绕组22例如能够以双层卷绕、波浪卷绕、同心卷绕来缠绕。另外,如图2所示,定子绕组22能够在第二方向(箭头y方向)上,形成为两层。

图2示有图1所示的旋转电机10的两个磁极(一磁极对)的相配置的一个例子。本实施方式的旋转电机10为三相机,定子绕组22具备u相(第一相)绕组、v相(第二相)绕组以及w相(第三相)绕组。u相绕组、v相绕组以及w相绕组的相位各相差120°的电角度。u相绕组、v相绕组以及w相绕组的相位依次延迟。另外,u相绕组具备u1相绕组、u2相绕组、u3相绕组、u4相绕组以及u5相绕组。u1相绕组、u2相绕组以及u3相绕组在第一方向(箭头x方向)上各相差1个槽间距来配置。u4相绕组以及u5相绕组在第一方向(箭头x方向)上相差1个槽间距来配置。u3相绕组与u4相绕组之间,在第一方向(箭头x方向)上相差6个槽间距来配置。像这样,u1相绕组、u2相绕组、u3相绕组、u4相绕组以及u5相绕组为同相(u相),但定子20上的配置不同。

另外,在该图中,定子绕组22的通电方向通过星号的有无来表示。具体而言,标注有星号的相(例如,u1*)相对于未标注有星号的相(例如,u1),将定子绕组22的通电方向设定为相反方向。针对u相绕组上述的结构对于v相绕组以及w相绕组也同样适用。本实施方式的旋转电机10的每极每相槽数为2.5。因此,在第一方向(箭头x方向)上邻接的同相的数量在各层中,交替地反复2和3。

像这样,在本实施方式中,定子绕组22以分布绕组来缠绕。在分布绕组中,定子绕组22的绕组间距被设定为比1个槽间距大,并以动子磁极的大体一个磁极宽度来缠绕。在分布绕组中,已叙述的每极每相槽数的整数部a为1以上的正整数(在本实施方式中,为2)。另外,三相的定子绕组22通过y结线电连接。此外,定子绕组22也能够以集中绕组来缠绕。在集中绕组中,定子绕组22的绕组间距被设定为1个槽间距的量,并以定子磁极的一个磁极宽度来缠绕。在集中绕组中,每极每相槽数的整数部a为0(零)。另外,三相的定子绕组22也能够通过δ结线电连接。进一步,并不对定子绕组22的相数进行限定。

动子铁芯31例如通过沿第三方向(箭头z方向)层叠多个电磁钢板31x而形成。多个电磁钢板31x例如能够使用硅钢板,多个电磁钢板31x分别形成为薄板状。本实施方式的旋转电机10为圆筒状旋转电机,动子铁芯31形成为圆柱状。另外,在动子铁芯31,沿着第一方向(箭头x方向)设置有多个磁铁收容部(图示略)。

在多个磁铁收容部,埋设有规定磁极数(在本实施方式中,为四个磁极对)的永磁铁(四组的一对动子磁极32a、32b),动子30能够通过永磁铁和由定子20产生的旋转磁场而移动(旋转)。在本说明书中,一对动子磁极32a、32b中的具备一个极性(例如,n极)的动子磁极用动子磁极32a来表示。一对动子磁极32a、32b中的具备另一个极性(例如,s极)的动子磁极用动子磁极32b来表示。

永磁铁例如能够使用公知的铁氧体系磁铁、稀土类系磁铁。另外,并不对永磁铁的制法进行限定。永磁铁例如能够使用树脂粘结磁铁、烧结磁铁。树脂粘结磁铁例如对铁氧体系的原料磁铁粉末和树脂等进行混合,通过注射成型等浇注形成为动子铁芯31。烧结磁铁例如在磁场中对稀土类系的原料磁铁粉末进行加压成型,并在高温下烘烤而形成。此外,动子30也能够成为表面磁铁型。表面磁铁形的动子30在与定子铁芯21的各齿前端部21d对置的动子铁芯31的表面(外侧表面)设置永磁铁。

在本实施方式中,动子30设置于定子20的内侧(旋转电机10的轴心侧),并能够移动(能够旋转)地支承于定子20。具体而言,在动子铁芯31设置有轴(图示略),轴沿着第三方向(箭头z方向)贯通动子铁芯31的轴心。轴的第三方向(箭头z方向)的两端部被轴承部件(图示略)支承为能够旋转。由此,动子30能够相对于定子20移动(旋转)。

图3涉及参考方式,示出了多个齿部21b与一对动子磁极32a、32b之间的磁极对置状态的一个例子。在该图中,将圆环状的定子铁芯21展开成直线状来图示,并示有从第三方向(箭头z方向)观察的定子铁芯21。此外,在该图中,对于轭部21a以及定子绕组22,省略了图示,在各齿部21b,标注有形成于定子铁芯21的定子磁极的识别编号(以下,称为定子磁极编号t_no。)。在本说明书中,为了便于说明,将定子磁极编号t_no为60与定子磁极编号t_no为1之间的槽21c(槽编号s_no为0。)的中央位置设为一对动子磁极32a、32b的位置基准(位置坐标pp为0)。

另外,在该图中,将配置成圆弧状的一对动子磁极32a、32b展开成直线状来图示,并示出了从第三方向(箭头z方向)观察的一对动子磁极32a、32b。在该图中,图示出一对动子磁极32a、32b为一组,对于其它三组的一对动子磁极32a、32b省略图示。另外,一对动子磁极32a、32b内的箭头表示已叙述的一对动子磁极32a、32b的极性(n极以及s极)的不同。关于上述的图3的图示的方法,大体上也适用于后述的相同的附图。其中,除了特别提到的情况以外,例如,有图示一对动子磁极32a、32b为二组的情况。另外,为了方便记载空间,有一对动子磁极32a、32b的各磁极中心位置以及各两端部位置仅用括弧内的数值来表示的情况。

如图3所示,动子磁极32a的第一方向(箭头x方向)的两端部32a1、32a2中的一个端部32a1(位置坐标pp为0)与槽21c的中央位置对置。与此相对,动子磁极32a的第一方向(箭头x方向)的两端部32a1、32a2中的另一个端部32a2(位置坐标pp为7.5)与齿部21b的中央位置对置。因此,动子磁极32a的磁极中心位置32a3(位置坐标pp为3.75)被配设为相对于齿部21b的磁极中心位置(定子磁极编号t_no为4的齿部21b),向第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移。

其结果,作用于多个齿部21b的第二方向(箭头y方向)的电磁吸引力分布(以下,也称为“作用于多个齿部21b的吸引力分布”,也仅称为“吸引力分布”。)成为通过图4的条形图所示的分布。图4涉及参考方式,示出了作用于多个齿部21b的第二方向(箭头y方向)的电磁吸引力分布的一个例子。纵轴表示吸引力的大小psu,横轴表示第一方向(箭头x方向)。参考方式的旋转电机在动子30不具备后述的连续偏斜部位42的点,与本实施方式的旋转电机10不同。

作用于多个齿部21b的吸引力分布例如能够通过磁场解析来获取。该情况对于后述的实施方式的吸引力分布也同样适用。实线l11表示以直线近似通过条形图表示的每个定子磁极的吸引力分布的近似直线。如该图所示,动子磁极32a的吸引力分布的峰值相对于定子磁极的磁极中心位置(定子磁极编号t_no为4的齿部21b)向第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移。将产生这样的吸引力分布的磁极对置状态设为磁极对置状态m10。

另一方面,图3所示的动子磁极32b的第一方向(箭头x方向)的两端部32b1、32b2中的一个端部32b1(位置坐标pp为7.5)与齿部21b的中央位置对置。与此相对,动子磁极32b的第一方向(箭头x方向)的两端部32b1、32b2中的另一个端部32b2(位置坐标pp为15)与槽21c的中央位置对置。因此,动子磁极32b的磁极中心位置32b3(位置坐标pp为11.25)被配设为相对于齿部21b的磁极中心位置(定子磁极编号t_no为12的齿部21b),向第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移。

其结果,作用于多个齿部21b的吸引力分布成为通过图4的条形图表示的分布。实线l12表示以直线近似通过条形图表示的每个定子磁极的吸引力分布的近似直线。如该图所示,动子磁极32b的吸引力分布的峰值大体处于定子磁极的磁极中心位置(定子磁极编号t_no为12的齿部21b)。将产生这样的吸引力分布的磁极对置状态设为磁极对置状态m11。

像这样,在1/2系列的旋转电机10中,具备两种磁极对置状态m10以及磁极对置状态m11,并具备两种吸引力分布。因此,在第一方向(箭头x方向)上邻接的一对动子磁极32a、32b吸引力分布相互不同。其结果,作用于多个齿部21b的吸引力分布在每一个磁极中不是等效的,而在每一个磁极对(每二个磁极)中在隔极上等效。上述情况对于省略图示的另一对动子磁极32a、32b也同样适用。在1/2系列的旋转电机10中,在以吸引力分布相互不同的在第一方向(箭头x方向)上邻接的一对动子磁极32a、32b为单位,在第一方向(箭头x方向)上平行移动的状态下,被多极化(在本实施方式中,为8极化)。

如图4所示,两种吸引力分布(两种磁极对置状态m10以及磁极对置状态m11)相对于镜面33大体上对称(镜面对称)。镜面33是指通过第二方向(箭头y方向)以及第三方向(箭头z方向)形成的虚拟的基准面。例如,考虑形成于定子磁极编号t_no为9的齿部21b的中央位置的镜面33。此时,一对动子磁极32a、32b的吸引力分布(磁极对置状态m10以及磁极对置状态m11)相对于镜面33,大体上对称(镜面对称)。因此,若实线l11相对于镜面33折回,则与实线l12大体一致。上述情况对于另一对动子磁极32a、32b也同样适用。此外,图4的虚线l13表示使实线l11沿第一方向(箭头x方向)平行移动动子30的一个磁极的量而成的线。另外,图4所示的被虚线围起的区域表示齿部21b(定子磁极)与一对动子磁极32a、32b之间的磁极对置状态的不同。

两种吸引力分布(两种磁极对置状态m10以及磁极对置状态m11)相对于定子铁芯21而言,具备比取决于动子30的磁极数(在本实施方式中,为8极)的阶数(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))更低阶(在本实施方式中,为4阶(空间4阶))的激振力的成分。如图5a~图5c所示,若激振力作用于定子铁芯21,则定子铁芯21的外周容易变形为用虚线表示的形状。图5a~图5c示有从第三方向(箭头z方向)观察的定子铁芯21的外周形状的一个例子。变形前的定子铁芯21的外周形状用实线来表示,变形后的定子铁芯21的外周形状用虚线(曲线21s8、曲线21s4、曲线21s2)来表示。

在动子30的磁极数为8极的旋转电机10(8极电动机)中,在吸引力的峰值在每极中等效的情况下(例如,8极24槽结构、8极48槽结构等的旋转电机),在定子铁芯21的一周,激振力的强弱反复8次。其结果,定子铁芯21的外周容易变形为通过图5a的曲线21s8表示的形状。像这样,在整数槽结构的8极的旋转电机10中,具备8阶(空间8阶)的激振力的成分。8阶(空间8阶)的激振力取决于动子30的磁极数(在该情况下,为8极),并以一个磁极为单位反复。

另一方面,在吸引力的峰值在每一个磁极中不是等效的,在每一个磁极对(每二个磁极)中在隔极上等效的情况下(例如,8极36槽结构、8极60槽结构等的旋转电机),在定子铁芯21的一周,激振力的强弱反复4次。其结果,定子铁芯21的外周容易变形为用图5b的曲线21s4表示的形状。像这样,在分数槽结构(1/2系列)的8极的旋转电机10中,具备4阶(空间4阶)的激振力的成分。

另外,在吸引力的峰值在每一个磁极、每一个磁极对中不是等效的,而在每二个磁极对(每四个磁极)中等效的情况下(例如,8极30槽结构、8极54槽结构等的旋转电机),在定子铁芯21的一周,激振力的强弱反复2次。其结果,定子铁芯21的外周容易变形为通过图5c的曲线21s2表示的形状。像这样,在分数槽结构(1/4系列)的8极的旋转电机10中,具备2阶(空间2阶)的激振力的成分。

像这样,在分数槽结构的旋转电机10中,具备比取决于动子30的磁极数(在本实施方式中,为8极)的阶数(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))的激振力更低阶(在本实施方式中,为4阶(空间4阶))的激振力的成分。因此,在驱动转速横跨较宽范围的旋转电机10中,在驱动转速范围内容易产生与定子铁芯21的固有振动数一致的转速。其结果,存在定子20产生共振,旋转电机10的噪声以及振动增大的可能性。因此,本实施方式的旋转电机10将吸引力分布高阶化为与整数槽结构的旋转电机相同程度(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))。

图6a涉及本实施方式,示有多个齿部21b与一对动子磁极32a、32b之间的磁极对置状态的一个例子。该图为了便于说明,一部分与图3的图示的方法不同。具体而言,定子20图示有从第三方向(箭头z方向)观察的多个齿部21b(多个定子磁极)、以及多个槽21c,与图3相同。另一方面,动子30被图示为定子20的第二方向(箭头y方向)与动子30的第三方向(箭头z方向)在同一纸面上一致,将定子20与动子30之间的空隙设为边界,来切换图示的方法。像这样,在该图中,一并标注有从第三方向(箭头z方向)观察的定子20和从第二方向(箭头y方向)观察的动子30。这是为了明确表示对动子30实施的连续偏斜与定子20的第一方向(箭头x方向)的位置关系而简便地图示的结果,与图3的图示的方法不同。

如该图所示,在本实施方式中,动子30具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。第一基准部位41是指成为偏斜的基准的部位。连续偏斜部位42是指相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)缓缓地偏移,而配设于第三方向(箭头z方向)的部位。在本实施方式中,连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。

此外,在该图中,第一基准部位41以及连续偏斜部位42以一对动子磁极32a、32b为例进行了图示,但在动子铁芯31中也同样地形成。换句话说,形成动子铁芯31的多个电磁钢板31x(连续偏斜部位42)相对于形成动子铁芯31的一个电磁钢板31x(第一基准部位41),在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移而配设(层叠)于第三方向(箭头z方向)。

另外,将利用与第三方向(箭头z方向)垂直的平面将连续偏斜部位42沿着第一方向(箭头x方向)二等分时的各部位,从第一基准部位41侧的部位开始依次设为第一连续偏斜部位42a、第二连续偏斜部位42b。像这样,为了便于说明,连续偏斜部位42分为第一连续偏斜部位42a和第二连续偏斜部位42b来图示,但连续偏斜部位42形成为一体。此外,在该图中,第一基准部位41为一对动子磁极32a、32b的第三方向(箭头z方向)的一端侧端面。另外,第二连续偏斜部位42b的第三方向(箭头z方向)的两端面中,与第一连续偏斜部位42a和第二连续偏斜部位42b的边界面不同的一侧的端面为一对动子磁极32a、32b的第三方向(箭头z方向)的另一端侧端面。

连续偏斜部位42设定有相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值,以使得定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个(在本实施方式中,为60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。在本实施方式中,动子30具备第一基准部位41和连续偏斜部位42,定子20不具备这些部位。因此,定子20中的偏斜量为0,动子30的连续偏斜部位42将相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。

具体而言,如图6a所示,第一连续偏斜部位42a与第二连续偏斜部位42b的边界面的一对动子磁极32a、32b被配设为相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移1/2槽间距(1/2sp)的量。另外,一对动子磁极32a、32b的第三方向(箭头z方向)的另一端侧端面被配设为相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移1个槽间距(1sp)的量。此外,本实施方式的旋转电机10为8极60槽结构的旋转电机(以动子30的磁极数为2极、定子20的槽数为15个槽为基本结构的旋转电机),1个槽间距(1sp)的量相当于24°的电角度(=360°/15个槽)。

第一基准部位41的动子磁极32a的第一方向(箭头x方向)的两端部32a1、32a2中的一个端部32a1(位置坐标pp为0,用位置pa1来表示。)与槽21c的中央位置对置。第一基准部位41的动子磁极32a的第一方向(箭头x方向)的两端部32a1、32a2中的另一个端部32a2(位置坐标pp为7.5,用位置pb1来表示。)与齿部21b的中央位置对置。此时,第一基准部位41的动子磁极32a的磁极中心位置32a3(位置坐标pp为3.75,用位置pc1来表示。)被配设为相对于齿部21b的磁极中心位置(定子磁极编号t_no为4的齿部21b),在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移。

第一连续偏斜部位42a与第二连续偏斜部位42b的边界面的动子磁极32a的第一方向(箭头x方向)的两端部32a1、32a2中的一个端部32a1(位置坐标pp为0.5,用位置pa2来表示。)与齿部21b的中央位置对置。该动子磁极32a的第一方向(箭头x方向)的两端部32a1、32a2中的另一个端部32a2(位置坐标pp为8,用位置pb2来表示。)与槽21c的中央位置对置。此时,该动子磁极32a的磁极中心位置32a3(位置坐标pp为4.25,用位置pc2来表示。)被配设为相对于齿部21b的磁极中心位置(定子磁极编号t_no为5的齿部21b),在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移。

在位置pc1(位置坐标pp为3.75)形成的吸引力分布与在位置pc2(位置坐标pp为4.25)形成的吸引力分布混合,且这些吸引力分布被平均化。其结果,能够实现每极中的该吸引力分布的均衡化,空间8阶的激振力的成分增加。换句话说,比取决于动子30的磁极数(在本实施方式中,为8极)的阶数(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))更低阶(在本实施方式中,为4阶(空间4阶))的激振力的成分在空间上偏移半波长被重叠,从而这些吸引力分布被高阶化到与整数槽结构的旋转电机相同程度(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))。

在本说明书中,将在使用每极每相槽数的分母部c表示的第一方向(箭头x方向)上分离1/c槽间距(在本实施方式中,为1/2槽间距(1/2sp))的部位称为分离部位。用位置pc1(位置坐标pp为3.75)表示的部位与用位置pc2(位置坐标pp为4.25)表示的部位为分离部位。对于用位置pc1(位置坐标pp为3.75)以及位置pc2(位置坐标pp为4.25)表示的分离部位间上述的内容在第三方向(箭头z方向)的其它分离部位间,也同样适用。

图6b是对图6a的被虚线围起的区域的磁极对置状态进行说明的示意图。该图的圆圈表示用上述的位置pc1(位置坐标pp为3.75)以及位置pc2(位置坐标pp为4.25)表示的分离部位。方形标记表示用位置pd1(位置坐标pp为4)以及位置pd2(位置坐标pp为4.5)表示的分离部位。三角标记表示用位置pe1(位置坐标pp为4.25)以及位置pe2(位置坐标pp为4.75)表示的分离部位。如该图所示,这些分离部位位于表示动子磁极32a的磁极中心位置32a3的虚线上。在任意一个分离部位间,也同样适用对用位置pc1(位置坐标pp为3.75)以及位置pc2(位置坐标pp为4.25)表示的分离部位间上述的情况。

另外,对于图示的分离部位以外的分离部位间(位于表示磁极中心位置32a3的虚线上的分离部位间),也同样适用上述的情况。换句话说,遍及动子30的第三方向(箭头z方向)的整体,与上述的关系相同的关系(在第一方向(箭头x方向)分离1/2槽间距(1/2sp)的分离部位间的关系)成立。另外,该图所示的磁极对置状态伴随着动子30的移动(动子磁极32a的磁极中心位置32a3移动多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量),以多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)单位,在第一方向(箭头x方向)中反复。

像这样,通过将相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量,遍及动子30的第三方向(箭头z方向)的整体,吸引力分布混合,且吸引力分布被平均化。其结果,能够实现每极中的该吸引力分布的均衡化,且空间8阶的激振力的成分增加。具体而言,在分离部位间(在图6b所示的例子中,例如,圆圈的部位间、方形标记的部位间、三角标记的部位间),比取决于动子30的磁极数(在本实施方式中,为8极)的阶数(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))更低阶(在本实施方式中,为4阶(空间4阶))的激振力的成分在空间上偏移半波长并被重叠,从而这些吸引力分布被高阶化到与整数槽结构的旋转电机相同程度(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))。

此外,在相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值未被设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量的情况下,会产生上述的关系(在第一方向(箭头x方向)上,分离1/2槽间距(1/2sp)的分离部位间的关系)不成立的区域。其结果,在该区域,残留低阶(在本实施方式中,为4阶(空间4阶))的激振力的成分,并很难遍及动子30的第三方向(箭头z方向)的整体,实现吸引力分布的混合、平均化以及均衡化。

图6c涉及参考方式,是对相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值未被设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量的情况下的磁极对置状态进行说明的示意图。该图是想要对第一情况以及第二情况,再现图6b所示的各分离部位的配置的图。在第一情况下,相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的3/4槽间距(3/4sp)的量。在第二情况下,相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的5/4槽间距(5/4sp)的量。

用图6b的位置pc1(位置坐标pp为3.75)以及位置pc2(位置坐标pp为4.25)表示的分离部位在图6c的第一情况下,相当于用位置pc1(位置坐标pp为3.75)以及位置pc21(位置坐标pp为4.25)表示的分离部位。这些分离部位与图6b相同用圆圈来表示。另外,用图6b的位置pd1(位置坐标pp为4)以及位置pd2(位置坐标pp为4.5)表示的分离部位在图6c的第一情况下,相当于用位置pd11(位置坐标pp为4)以及位置pd21(位置坐标pp为4.5)表示的分离部位。这些分离部位与图6b相同用方形标记来表示。在任意一个分离部位间,上述的关系(在第一方向(箭头x方向)上,分离1/2槽间距(1/2sp)的分离部位间的关系)都成立。

另一方面,用图6b的位置pe1(位置坐标pp为4.25)以及位置pe2(位置坐标pp为4.75)表示的分离部位在图6c的第一情况下,上述的关系(在第一方向(箭头x方向)上,分离1/2槽间距(1/2sp)的分离部位间的关系)不成立。具体而言,在图6c的第一情况下,存在用相当于图6b的位置pe1(位置坐标pp为4.25)的位置pe11(位置坐标pp为4.25)表示的部位。然而,不存在相当于用图6b的位置pe2(位置坐标pp为4.75)表示的部位的部位。像这样,在第一情况下,产生上述的关系(在第一方向(箭头x方向)上,分离1/2槽间距(1/2sp)的分离部位间的关系)不成立的区域zn1。在该情况下,区域zn1为连续偏斜部位42中,从相对于第一基准部位41的偏斜量被设定为多个(60个)槽21c的1/4槽间距(1/4sp)的量的部位到被设定为1/2槽间距(1/2sp)的量的部位的区域。

用图6b的位置pc1(位置坐标pp为3.75)以及位置pc2(位置坐标pp为4.25)表示的分离部位在图6c的第二情况下,相当于用位置pc1(位置坐标pp为3.75)以及位置pc22(位置坐标pp为4.25)表示的分离部位。这些分离部位与图6b相同用圆圈来表示。另外,用图6b的位置pd1(位置坐标pp为4)以及位置pd2(位置坐标pp为4.5)表示的分离部位在图6c的第二情况下,相当于用位置pd12(位置坐标pp为4)以及位置pd22(位置坐标pp为4.5)表示的分离部位。这些分离部位与图6b相同用方形标记来表示。进一步,用图6b的位置pe1(位置坐标pp为4.25)以及位置pe2(位置坐标pp为4.75)表示的分离部位在图6c的第二情况下,相当于用位置pe12(位置坐标pp为4.25)以及位置pe22(位置坐标pp为4.75)表示的分离部位。这些分离部位与图6b相同用三角标记来表示。在任意一个分离部位间,上述的关系(在第一方向(箭头x方向)上,分离1/2槽间距(1/2sp)的分离部位间的关系)都成立。

然而,在图6c的第二情况下,也产生上述的关系(在第一方向(箭头x方向)上,分离1/2槽间距(1/2sp)的分离部位间的关系)不成立的区域zn2。在该情况下,区域zn2为连续偏斜部位42中,从相对于第一基准部位41的偏斜量被设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量的部位到被设定为5/4槽间距(5/4sp)的量的部位的区域。此外,很显然,区域zn2与从位置pc22到位置pd22的区域成为分离部位间的关系。然而,从位置pc22到位置pd22的区域与从位置pc1到位置pd12的区域已经成为分离部位间的关系。因此,从吸引力分布的混合、平均化以及均衡化的观点考虑,不存在区域zn2与分离部位间的关系成立的区域。

像这样,在相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值未被设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量的情况下,很难遍及动子30的第三方向(箭头z方向)的整体,实现吸引力分布的混合、平均化以及均衡化。因此,在本实施方式中,相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。

图7a涉及本实施方式,示有作用于多个齿部21b的第二方向(箭头y方向)的电磁吸引力分布的一个例子。纵轴表示吸引力的大小psu,横轴表示第一方向(箭头x方向)。实线l21表示以直线近似用条形图表示的每个定子磁极的吸引力分布的近似直线。该图示出了通过上述的吸引力分布的混合、平均化以及均衡化,接近吸引力的峰值在每极中等效的吸引力分布(整数槽结构的吸引力分布)。此外,吸引力间距lp0表示吸引力的峰值在第一方向(箭头x方向)的间隔。吸引力间距lp0在每极中成为均衡。

图7b是对每个分离部位的吸引力分布的混合、平均化以及均衡化进行说明的示意图。纵轴表示吸引力的大小psu,横轴表示第一方向(箭头x方向)。在用图6b的位置pc1(位置坐标pp为3.75)以及位置pc2(位置坐标pp为4.25)表示的分离部位间(用圆圈表示),进行吸引力分布的混合、平均化。其结果,能够实现每极中的该吸引力分布的均衡化,且空间8阶的激振力的成分增加。实线l31表示以直线近似此时的吸引力分布亦即第一吸引力分布的近似直线。另外,吸引力间距lp1表示第一吸引力分布中的吸引力的峰值在第一方向(箭头x方向)的间隔。吸引力间距lp1在每极中均衡。

同样地,在用图6b的位置pd1(位置坐标pp为4)以及位置pd2(位置坐标pp为4.5)表示的分离部位间(用方形标记表示),进行吸引力分布的混合、平均化。其结果,能够实现每极中的该吸引力分布的均衡化,且空间8阶的激振力的成分增加。虚线l32表示以直线近似此时的吸引力分布亦即第二吸引力分布的近似直线。另外,吸引力间距lp2表示第二吸引力分布中的吸引力的峰值在第一方向(箭头x方向)的间隔。吸引力间距lp2在每极中均衡。进一步,在用图6b的位置pe1(位置坐标pp为4.25)以及位置pe2(位置坐标pp为4.75)表示的分离部位间(用三角标记表示),进行吸引力分布的混合、平均化。其结果,能够实现每极中的该吸引力分布的均衡化,且空间8阶的激振力的成分增加。实线l33表示以直线近似此时的吸引力分布亦即第三吸引力分布的近似直线。另外,吸引力间距lp3表示第三吸引力分布中的吸引力的峰值在第一方向(箭头x方向)的间隔。吸引力间距lp3在每极中均衡。

第二吸引力分布相对于第一吸引力分布,吸引力的峰值在第一方向(箭头x方向)的一个方向(箭头x1方向)偏移多个(60个)槽21c的1/4槽间距(1/4sp)的量。另外,第三吸引力分布相对于第一吸引力分布,吸引力的峰值在第一方向(箭头x方向)的一个方向(箭头x1方向)偏移多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量。在动子30的整体,被高阶化的这些吸引力分布在第一方向(箭头x方向)的一个方向(箭头x1方向)从最小的0槽间距偏移最大的1/2槽间距(1/2sp)的量并相加,而维持吸引力分布的高阶化。换句话说,如图7a所示,在动子30的整体中,吸引力间距lp0在每极中都均衡。

此外,若一并参照图6a和图7a的实线l21,则在动子磁极32a的磁极中心位置32a3以及动子磁极32b的磁极中心位置32b3,吸引力最大,对噪声以及振动的影响最大。另一方面,从磁极中心位置32a3朝向动子磁极32a与动子磁极32b的磁极边界,吸引力逐渐降低,对噪声以及振动的影响变小。在从磁极中心位置32b3朝向动子磁极32a与动子磁极32b的磁极边界的情况下,也相同。鉴于这样的情况,在本说明书中,以位于沿着动子磁极32a的磁极中心位置32a3的分离部位为代表,针对对噪声以及振动的影响进行说明。

根据本实施方式的旋转电机10,动子30具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。另外,连续偏斜部位42设定有相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值(在本实施方式中,1个槽间距(1sp)的量),以使得定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。由此,本实施方式的旋转电机10能够遍及第三方向(箭头z方向)的整体,将在定子20与动子30之间产生的电磁吸引力分布混合,并能够使该吸引力分布平均化。其结果,能够实现每极中的该吸引力分布的均衡化。因此,本实施方式的旋转电机10能够将该吸引力分布高阶化到与整数槽结构的旋转电机相同程度(在本实施方式中,为8阶(空间8阶)),并提高与定子铁芯21的固有振动数一致的转速,例如,设定为驱动转速范围外。换句话说,本实施方式的旋转电机10能够避免定子20的共振机会,降低旋转电机10的噪声以及振动。

优选连续偏斜部位42从第三方向(箭头z方向)的一端侧朝向另一端侧,将相对于第一基准部位41的偏斜量的增加比例或者减少比例设定为恒定。在本说明书中,在连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移的情况下,连续偏斜部位42的偏斜量增加。相反,在连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移的情况下,连续偏斜部位42的偏斜量减少。

另外,如图6a所示,将第三方向(箭头z方向)的另一端侧端面的动子磁极32a的第一方向(箭头x方向)的两端部32a1、32a2中的一个端部32a1设为位置pa3(位置坐标pp为1)。将该动子磁极32a的第一方向(箭头x方向)的两端部32a1、32a2中的另一个端部32a2设为位置pb3(位置坐标pp为8.5)。将此时的该动子磁极32a的磁极中心位置32a3设为位置pc3(位置坐标pp为4.75)。

根据本实施方式的旋转电机10,连续偏斜部位42从第三方向(箭头z方向)的一端侧朝向另一端侧,将相对于第一基准部位41的偏斜量的增加比例设定为恒定。例如,在位置pc1(位置坐标pp为3.75)与位置pc2(位置坐标pp为4.25)之间,相对于位置pc1(位置坐标pp为3.75)的偏斜量的增加量为1/2槽间距(1/2sp)的量。另外,在位置pc2(位置坐标pp为4.25)与位置pc3(位置坐标pp为4.75)之间,相对于位置pc2(位置坐标pp为4.25)的偏斜量的增加量为1/2槽间距(1/2sp)的量。像这样,从位置pc1(位置坐标pp为3.75)遍及位置pc3(位置坐标pp为4.75),偏斜量以恒定比例,均匀地增加。

像这样,由于连续偏斜部位42从第三方向(箭头z方向)的一端侧朝向另一端侧,相对于第一基准部位41的偏斜量的增加比例设定为恒定,所以与相对于第一基准部位41的偏斜量不连续地变化的情况相比,主要能够降低第三方向(箭头z方向)的漏磁通。另外,也能够实现制造工序的简单化。上述情况对于将相对于第一基准部位41的偏斜量的减少比例设定为恒定的情况下,也同样适用。在该情况下,连续偏斜部位42相对于第一基准部位41,在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)缓缓地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。

另外,根据本实施方式的旋转电机10,由于动子30具备连续偏斜部位42,所以转矩波动也能够与旋转电机10的噪声以及振动的降低一起降低。旋转电机10的转矩波动为在旋转电机10的输出转矩中产生的脉动,因伴随着动子30的移动的定子20与动子30之间的磁通变化的变动而产生。作为转矩波动的一个例子,可举出齿槽转矩、线槽脉动、极波纹等。齿槽转矩因在无通电时,定子磁极与动子磁极的磁极对置状态不连续地(阶段性地)变化而产生。在本实施方式的旋转电机10中,由于处于对应于齿槽转矩的增减,转矩波动增减的趋势,所以在本说明书中,对于转矩波动,以齿槽转矩为例进行说明。

如已叙述的那样,连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)缓缓地偏移,而配设于第三方向(箭头z方向)。另外,在本实施方式中,连续偏斜部位42将相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值设定为1个槽间距(1sp)的量。因此,动子30的第一方向(箭头x方向)的任意的位置部位在第一方向(箭头x方向),以多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量的宽度拓宽,并与定子20对置,所以定子20的槽21c的开口部中的磁变动缓缓地变化,而降低转矩波动(齿槽转矩)。

此外,在分数槽结构的旋转电机10中,由于在第一方向(箭头x方向)中,不同的磁极对置状态反复,所以转矩波动(齿槽转矩)与整数槽结构的旋转电机相比,处于减少的趋势。根据本实施方式的旋转电机10,由于动子30具备连续偏斜部位42,所以转矩波动(齿槽转矩)被进一步降低,由定子磁极与动子磁极的磁极对置状态引起的转矩波动(齿槽转矩)被进一步降低。另外,根据本实施方式的旋转电机10,由于动子30具备连续偏斜部位42,所以也能够抑制磁通急剧变化,并实现铁损的降低、磁铁涡流损失的降低、铜涡流损失的降低等。

此外,如非专利文献1所记载的那样,为了仅降低转矩波动,实施定子20的多个(60个)槽21c的1/c槽间距的量的连续偏斜(将相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值设定为1/c槽间距)即可。通过定子20的多个(60个)槽21c的n/c槽间距(n为自然数。)的量的连续偏斜也可得到相同的效果。其中,自然数n越大,旋转电机10的转矩减小越增大。另外,有制造变繁琐的趋势。因此,通常,作为自然数n选择1。在本实施方式中,在分数槽结构的旋转电机10中,连续偏斜部位42设定有相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值(在本实施方式中,为1个槽间距(1sp)的量),以使得定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。由此,转矩波动(齿槽转矩)、输出波形所包含的高次谐波成分也能够与旋转电机10的噪声以及振动的降低一起降低。

另外,作为降低旋转电机10的噪声、振动以及转矩波动(齿槽转矩)的方法,可举出在定子铁芯21的各齿前端部21d、或者与各齿前端部21d对置的动子铁芯31的表面(外侧表面),设置切口的方法。然而,该方法实际上为空隙的放大,与上述的偏斜相比,转矩减小增大。本实施方式的旋转电机10能够抑制转矩减小,并降低旋转电机10的噪声、振动以及转矩波动(齿槽转矩)。

图8a示有从第三方向(箭头z方向)观察的多个齿部21b与一对动子磁极32a、32b之间的磁极对置状态的一个例子。直线56a表示在将动子30设置于定子20的内侧的旋转电机10(内转子型的旋转电机)中,定子20的内周面的一部分。具体而言,定子20的内周面相当于齿前端部21d中与动子30对置的对置面。直线56b表示在将动子30设置于定子20的内侧的旋转电机10中,动子30的外周面附近的一部分。具体而言,动子30的外周面附近相当于一对动子磁极32a、32b的第二方向(箭头y方向)的两端面中的定子20侧的端面。

图8b表示定子20的偏斜的状态的一个例子。该图相当于从第二方向(箭头y方向)中的动子30侧朝向定子20侧的方向亦即第二方向定子侧(箭头y2方向)观察图8a所示的直线56a附近的定子20的内周面的一部分的图。对于图8b所示的定子20的内周面,在第一方向(箭头x方向)上示出一部分,在第三方向(箭头z方向)上示出全部。此外,在图8a中,用箭头y21表示图8b中的图示的方向。

在本实施方式中,定子20中的偏斜量为0。因此,定子20的偏斜位置沿着第三方向(箭头z方向)而形成。直线51表示基准位置p_ref(例如,图6a所示的位置坐标pp为3.75)中的定子20的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧与第三方向(箭头z方向)的另一端侧沿着第三方向(箭头z方向)连结。

图8c表示动子30的偏斜的状态的一个例子。该图相当于从第二方向定子侧(箭头y2方向)观察图8a所示的直线56b附近的动子30的外周面附近的一部分的图。对于图8c所示的动子30的外周面附近,在第一方向(箭头x方向)上示出一部分,在第三方向(箭头z方向)上示出全部。此外,在图8a中,用箭头y22表示图8c中的图示的方向。

在本实施方式中,动子30具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。因此,动子30的偏斜位置从第三方向(箭头z方向)的一端侧朝向另一端侧根据偏斜量而位移。另外,连续偏斜部位42将相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。直线52表示动子30的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧的基准位置p_ref(例如,位置坐标pp为3.75)同与第三方向(箭头z方向)的另一端侧的基准位置p_ref偏离1个槽间距(1sp)的量的位置(在该情况下,位置坐标pp为4.75)连结。

此外,在图8a、图8b以及图8c中图示出的部位,相当于图6a的被虚线围起的区域。另外,图8b所示的定子20的基准位置p_ref与图8c所示的动子30的基准位置p_ref一致。进一步,对于第二实施方式以后的实施方式,适当地基于相当于图8b以及图8c的附图来说明。在该情况下,对图8b以及图8c的图示的方法已叙述的内容,在后述的附图中也同样适用。

<第二实施方式>

本实施方式在定子20具备第一基准部位41和连续偏斜部位42,而动子30不具备这些的点,与第一实施方式不同。在本说明书中,以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。

图9a表示定子20的偏斜的状态的一个例子。在本实施方式中,定子20具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。因此,定子20的偏斜位置从第三方向(箭头z方向)的一端侧朝向另一端侧根据偏斜量而位移。另外,连续偏斜部位42相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。直线51表示定子20的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧的基准位置p_ref同与第三方向(箭头z方向)的另一端侧的基准位置p_ref分离1个槽间距(1sp)的量的位置连结。

在本实施方式中,连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)缓缓地偏离而配设于第三方向(箭头z方向)。具体而言,形成定子铁芯21的多个电磁钢板21x(连续偏斜部位42)相对于形成定子铁芯21的一个电磁钢板21x(第一基准部位41),在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)缓缓地偏移而配设(层叠)于第三方向(箭头z方向)。此外,与第一实施方式相同,连续偏斜部位42也能够相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移。在该情况下,连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。

图9b表示动子30的偏斜的状态的一个例子。在本实施方式中,动子30中的偏斜量为0。因此,动子30的偏斜位置沿着第三方向(箭头z方向)而形成。直线52表示基准位置p_ref中的动子30的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧与第三方向(箭头z方向)的另一端侧沿着第三方向(箭头z方向)连结。

根据本实施方式的旋转电机10,定子20具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。另外,连续偏斜部位42设定有相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值(在本实施方式中,1个槽间距(1sp)的量),以使得定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。因此,本实施方式的旋转电机10能够得到与在第一实施方式中已叙述的作用效果相同的作用效果。

<第三实施方式>

本实施方式在定子20以及动子30均具备第一基准部位41和连续偏斜部位42的点,与第一实施方式不同。在本说明书中,以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。

图10a表示定子20的偏斜的状态的一个例子。在本实施方式中,定子20具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。因此,定子20的偏斜位置从第三方向(箭头z方向)的一端侧朝向另一端侧根据偏斜量而位移。另外,连续偏斜部位42相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值设定为多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量。直线51表示定子20的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧的基准位置p_ref同与第三方向(箭头z方向)的另一端侧的基准位置p_ref分离1/2槽间距(1/2sp)的量的位置连结。

图10b表示动子30的偏斜的状态的一个例子。在本实施方式中,动子30具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。因此,动子30的偏斜位置从第三方向(箭头z方向)的一端侧朝向另一端侧根据偏斜量而位移。另外,连续偏斜部位42相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值设定为多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量。直线52表示动子30的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧的基准位置p_ref同与第三方向(箭头z方向)的另一端侧的基准位置p_ref分离1/2槽间距(1/2sp)的量的位置连结。

定子20的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)缓缓地偏离而配设于第三方向(箭头z方向)。此时的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量。另一方面,动子30的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。此时的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量。因此,在定子20以及动子30的第三方向(箭头z方向)的另一端侧,定子20与动子30的相对偏斜量最大,定子20与动子30的相对偏斜量的最大值为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。

像这样,优选在定子20以及动子30中的一方(在本实施方式中,为动子30)的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移时,定子20以及动子30中的另一方(在本实施方式中,为定子20)的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移。另外,优选定子20的连续偏斜部位42中的偏斜量的最大值与动子30的连续偏斜部位42中的偏斜量的最大值设定为相同值(在本实施方式中,为多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量)。

图11a涉及第一比较方式,表示定子20的偏斜的状态的一个例子。在本比较方式中,定子20的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。此时的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量。直线51表示定子20的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧的基准位置p_ref同与第三方向(箭头z方向)的另一端侧的基准位置p_ref分离1/2槽间距(1/2sp)的量的位置连结。

图11b涉及第一比较方式,表示动子30的偏斜的状态的一个例子。在本比较方式中,动子30的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。此时的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的3/2槽间距(1/2sp+1sp)的量。直线52表示动子30的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧的基准位置p_ref同与第三方向(箭头z方向)的另一端侧的基准位置p_ref分离3/2槽间距(1/2sp+1sp)的量的位置连结。因此,在定子20以及动子30的第三方向(箭头z方向)的另一端侧,定子20与动子30的相对偏斜量最大,定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。

像这样,在第一比较方式中,定子20以及动子30的连续偏斜部位42均相对于第一基准部位41在相同方向(在该情况下,为第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向))偏移。因此,动子30的连续偏斜部位42中的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的3/2槽间距(1/2sp+1sp)的量。换句话说,在第一比较方式中,与本实施方式以及第一实施方式相比,动子30的连续偏斜部位42中的偏斜量的最大值增加。

根据本实施方式的旋转电机10,定子20以及动子30均具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。另外,在动子30的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移时,定子20的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移。由此,本实施方式的旋转电机10与仅在定子20以及动子30中的一个偏斜的情况相比,能够降低偏斜量。另外,本实施方式的旋转电机10由于定子20以及动子30的连续偏斜部位42、42在第一方向(箭头x方向)上向相反方向偏移,所以与向相同方向偏移的情况相比,能够抑制偏斜量的增加。因此,本实施方式的旋转电机10能够抑制伴随着偏斜量的增加的转矩减小的增大。另外,本实施方式的旋转电机10通过偏斜量的降低,能够降低漏磁通。另外,也能够抑制伴随着偏斜量的增加的制造工序中的作业性的恶化。

定子20的多个槽21c的数量越少,上述的效果越显著。如已叙述的那样,在8极60槽结构的旋转电机(以动子30的磁极数为2极、定子20的槽数为15槽作为基本结构的旋转电机)中,1个槽间距(1sp)的量相当于电角度24°(=360°/15槽)。另一方面,例如,在8极36槽结构的旋转电机(以动子30的磁极数为2极、定子20的槽数为9槽为基本结构的旋转电机)中,1个槽间距(1sp)的量相当于电角度40°(=360°/9槽)。换句话说,在8极36槽结构的旋转电机中,与8极60槽结构的旋转电机相比,偏斜量增大。本实施方式的旋转电机10由于与仅在定子20以及动子30中的一个偏斜的情况相比,能够降低偏斜量,所以特别优选应用于定子20的多个槽21c的数量较少的旋转电机10。

此外,上述的情况也同样适用于在定子20的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移时,动子30的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移的情况。换句话说,优选在定子20以及动子30中的一个连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移时,定子20以及动子30中的另一个连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移。

图12a涉及第二比较方式,表示定子20的偏斜的状态的一个例子。在本比较方式中,定子20的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)缓缓地偏离而配设于第三方向(箭头z方向)。此时的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的1/4槽间距(1/4sp)的量。直线51表示定子20的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧的基准位置p_ref同与第三方向(箭头z方向)的另一端侧的基准位置p_ref分离1/4槽间距(1/4sp)的量的位置连结。

图12b涉及第二比较方式,表示动子30的偏斜的状态的一个例子。在本比较方式中,动子30的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。此时的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的3/4槽间距(3/4sp)的量。直线52表示动子30的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧的基准位置p_ref同与第三方向(箭头z方向)的另一端侧的基准位置p_ref分离3/4槽间距(3/4sp)的量的位置连结。因此,在定子20以及动子30的第三方向(箭头z方向)的另一端侧,定子20与动子30的相对偏斜量最大,定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。

像这样,在第二比较方式中,定子20的连续偏斜部位42中的偏斜量的最大值与动子30的连续偏斜部位42中的偏斜量的最大值不同。其结果,在本比较方式中,与本实施方式相比,动子30的连续偏斜部位42中的偏斜量增大。若与定子20的连续偏斜部位42相比,动子30的连续偏斜部位42中的偏斜量增大,则特别是在永磁铁(四组的一对动子磁极32a、32b)为烧结磁铁的情况下,存在将永磁铁向动子铁芯31的磁铁收容部安装时的作业性恶化的可能性。此外,与动子30的连续偏斜部位42相比,也能够使定子20的连续偏斜部位42中的偏斜量增大。在该情况下,存在将定子绕组22向定子铁芯21的多个(60个)槽21c组装时的作业性恶化的可能性。

根据本实施方式的旋转电机10,定子20的连续偏斜部位42中的偏斜量的最大值与动子30的连续偏斜部位42中的偏斜量的最大值被设定为相同值(多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量)。由此,本实施方式的旋转电机10能够在定子20以及动子30双方,使偏斜量均衡地分散,并能够考虑伴随着偏斜的定子20以及动子30的制造的繁琐程度,提供制造工序中的作业性。

此外,如图10a所示,将沿着第三方向(箭头z方向)的直线与直线51所成的角设为偏斜的倾斜角θ。如图10b所示,沿着第三方向(箭头z方向)的直线与直线52所成的角也相同。根据旋转电机10的体型的不同,即使为相同的偏斜量,偏斜的倾斜角θ也不同。即,即使定子铁芯21具有相同的内径(第二方向(箭头y方向)的尺寸相同的)以及动子铁芯31具有相同的外径(第二方向(箭头y方向)的尺寸相同的),若轴长(第三方向(箭头z方向)的尺寸)增大,则偏斜的倾斜角θ减小,轴向(第三方向(箭头z方向))的磁漏、制造上的繁琐程度降低。另外,即使是为相同的偏斜量,根据定子20以及动子30的各结构、构造,也有制造上的难易度不同的情况。综合考虑以上情况,也能够增加定子20以及动子30中的制造上的繁琐程度较少的一侧的偏斜量,并减少制造上的繁琐程度较多的一侧的偏斜量。像这样,能够根据旋转电机10的体型、所需规格等,适当地设定定子20的连续偏斜部位42的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值、以及动子30的连续偏斜部位42的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值,以使得定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。

<第四实施方式>

本实施方式在定子20具备第一基准部位41和连续偏斜部位42,动子30具备第二基准部位43和阶梯偏斜部位44的点,与第一实施方式不同。在本说明书中,以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。

图13a表示定子20的偏斜的状态的一个例子。在本实施方式中,定子20具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。因此,定子20的偏斜位置从第三方向(箭头z方向)的一端侧朝向另一端侧根据偏斜量而位移。连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)缓缓地偏离而配设于第三方向(箭头z方向)。此时的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量。直线51表示定子20的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧的基准位置p_ref同与第三方向(箭头z方向)的另一端侧的基准位置p_ref分离1/2槽间距(1/2sp)的量的位置连结。

图13b表示动子30的偏斜的状态的一个例子。在本实施方式中,动子30具备第二基准部位43和阶梯偏斜部位44。第二基准部位43是指成为偏斜的基准的部位。阶梯偏斜部位44是指相对于第二基准部位43在第一方向(箭头x方向)阶梯状地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)部位。在本实施方式中,阶梯偏斜部位44相对于第二基准部位43在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)阶梯状(一级)地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。此外,在本实施方式中,定子20的基准位置p_ref(第一基准部位41的基准位置)与动子30的基准位置p_ref(第二基准部位43的基准位置)也一致。

阶梯偏斜部位44中的相对于第二基准部位43的偏斜量被设定为连续偏斜部位42中的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值的一半。如已叙述的那样,在本实施方式中,定子20的连续偏斜部位42中的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量。因此,动子30的阶梯偏斜部位44中的相对于第二基准部位43的偏斜量被设定为多个(60个)槽21c的1/4槽间距(1/4sp)的量。由此,在定子20以及动子30的第三方向(箭头z方向)的另一端侧,定子20与动子30的相对偏斜量最大,定子20与动子30的相对偏斜量的最大值(实质的最大值,连续偏斜换算)成为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。

图13c示有连续偏斜部位42与阶梯偏斜部位44的偏斜量的换算方法。在本实施方式中,定子20的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)缓缓地偏离而配设于第三方向(箭头z方向)。此时的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量。因此,在假设动子30具备第一基准部位41和连续偏斜部位42的情况下,如在第三实施方式中已叙述的那样,优选动子30的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。另外,优选此时的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量。图13c所示的直线52表示动子30具备第一基准部位41和连续偏斜部位42的情况下的虚拟的偏斜位置。

将上述的连续偏斜部位42中的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值(在该情况下,为多个(60个)槽21c的1/2槽间距(1/2sp)的量)换算为阶梯偏斜部位44中的相对于第二基准部位43的偏斜量。如该图所示,第一连续偏斜部位42a(与阶梯偏斜的第二基准部位43对应)中的连续偏斜的中心位置54a相当于从基准位置p_ref在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)移动了多个(60个)槽21c的1/8槽间距(1/8sp)的量的位置。另外,第二连续偏斜部位42b(对应于阶梯偏斜的阶梯偏斜部位44)中的连续偏斜的中心位置54b相当于从基准位置p_ref在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)移动了多个(60个)槽21c的3/8槽间距(3/8sp)的量的位置。

第一连续偏斜部位42a的中心位置54a与第二连续偏斜部位42b的中心位置54b的差分(在该情况下,为多个(60个)槽21c的1/4槽间距(1/4sp)的量)成为阶梯偏斜部位44中的相对于第二基准部位43的偏斜量。此外,若使第一连续偏斜部位42a的中心位置54a在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)移动多个(60个)槽21c的1/8槽间距(1/8sp)的量,则与基准位置p_ref一致,在图13b中,图示为第二基准部位43的中心位置53a。另外,若使第二连续偏斜部位42b的中心位置54b在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)移动多个(60个)槽21c的1/8槽间距(1/8sp)的量,则与图13b所示的阶梯偏斜部位44的中心位置53b一致。

根据本实施方式的旋转电机10,定子20具备第一基准部位41和连续偏斜部位42,动子30具备第二基准部位43和阶梯偏斜部位44。另外,阶梯偏斜部位44中的相对于第二基准部位43的偏斜量被设定为连续偏斜部位42中的相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值的一半(在本实施方式中,为多个(60个)槽21c的1/4槽间距(1/4sp)的量)。由此,本实施方式的旋转电机10能够降低伴随着偏斜的定子20以及动子30的制造的繁琐程度,提高制造工序中的作业性。具体而言,若考虑将定子绕组22向定子铁芯21的多个(60个)槽21c组装时的作业性,则与定子20具备阶梯偏斜部位44相比,优选定子20具备连续偏斜部位42。另一方面,在永磁铁(四组的一对动子磁极32a、32b)为烧结磁铁的情况下,若考虑将永磁铁向动子铁芯31的磁铁收容部安装时的作业性,则与动子30具备连续偏斜部位42相比,优选动子30具备阶梯偏斜部位44。通过上述的结构,本实施方式的旋转电机10在定子20以及动子30双方中,能够提高制造工序中的作业性。

此外,定子20的连续偏斜部位42也能够相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。在该情况下,优选动子30的阶梯偏斜部位44相对于第二基准部位43在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)阶梯状(一级)偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。换句话说,优选在定子20的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移时,动子30的阶梯偏斜部位44相对于第二基准部位43在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移。由此,能够得到与在第三实施方式中已叙述的作用效果相同的作用效果。

另外,阶梯偏斜部位44也能够相对于第二基准部位43在第一方向(箭头x方向)阶梯状(多级)地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。在该情况下,也与图13c所示的一级的情况相同,能够使连续偏斜的各中心位置与阶梯偏斜的各中心位置一致,换算阶梯偏斜部位44的各级中的相对于第二基准部位43的偏斜量。

如第一实施方式~第三实施方式以及本实施方式所示,定子20以及动子30中的至少一方具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。另外,连续偏斜部位42设定有相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值,以使得定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。进一步,优选在已叙述的实施方式的任意一个中,连续偏斜部位42从第三方向(箭头z方向)的一端侧朝向另一端侧,相对于第一基准部位41的偏斜量的增加比例或者减少比例设定为恒定。由此,能够获得与在第一实施方式中已叙述的作用效果相同的作用效果。

<第五实施方式>

本实施方式在第一基准部位41具备第三方向一端侧第一基准部位41a和第三方向另一端侧第一基准部位41b,连续偏斜部位42具备第三方向一端侧连续偏斜部位45a和第三方向另一端侧连续偏斜部位45b的点,与第一实施方式不同。在本说明书中,以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。

图14a表示定子20的偏斜的状态的一个例子。在本实施方式中,定子20中的偏斜量为0。因此,定子20的偏斜位置沿着第三方向(箭头z方向)而形成。直线51表示基准位置p_ref中的定子20的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧与第三方向(箭头z方向)的另一端侧沿着第三方向(箭头z方向)连结。

图14b表示动子30的偏斜的状态的一个例子。在本实施方式中,动子30具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。其中,在本实施方式中,第一基准部位41具备第三方向一端侧第一基准部位41a和第三方向另一端侧第一基准部位41b。第三方向一端侧第一基准部位41a是指设置于第三方向(箭头z方向)的一端侧的第一基准部位41。第三方向另一端侧第一基准部位41b是指设置于第三方向(箭头z方向)的另一端侧的第一基准部位41。

另外,连续偏斜部位42具备第三方向一端侧连续偏斜部位45a和第三方向另一端侧连续偏斜部位45b。第三方向一端侧连续偏斜部位45a是指第三方向(箭头z方向)的一端侧的一半的部位从第三方向一端侧第一基准部位41a在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移而配设到第三方向(箭头z方向)的中央部46的部位。第三方向另一端侧连续偏斜部位45b是指第三方向(箭头z方向)的另一端侧的一半的部位从中央部46在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)缓缓地偏移而配设到第三方向另一端侧第一基准部位41b的部位。此外,在本实施方式中,定子20的基准位置p_ref与动子30的基准位置p_ref(第三方向一端侧第一基准部位41a的基准位置以及第三方向另一端侧第一基准部位41b的基准位置)一致。

第三方向一端侧连续偏斜部位45a将相对于第三方向一端侧第一基准部位41a的偏斜量的最大值设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。直线55a表示动子30的偏斜位置,第三方向(箭头z方向)的一端侧的基准位置p_ref同与第三方向(箭头z方向)的中央部46的基准位置p_ref分离1个槽间距(1sp)的量的位置连结。同样地,第三方向另一端侧连续偏斜部位45b将相对于第三方向另一端侧第一基准部位41b的偏斜量的最大值设定为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。直线55b表示动子30的偏斜位置,与第三方向(箭头z方向)的中央部46的基准位置p_ref分离1个槽间距(1sp)的量的位置与第三方向(箭头z方向)的另一端侧的基准位置p_ref连结。通过这些,在定子20以及动子30的第三方向(箭头z方向)的中央部46,定子20与动子30的相对偏斜量最大,定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)分。

根据本实施方式的旋转电机10,动子30具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。第一基准部位41具备第三方向一端侧第一基准部位41a和第三方向另一端侧第一基准部位41b。连续偏斜部位42具备第三方向一端侧连续偏斜部位45a和第三方向另一端侧连续偏斜部位45b。另外,设定有相对于第一基准部位41(第三方向一端侧第一基准部位41a、第三方向另一端侧第一基准部位41b)的偏斜量的最大值(在本实施方式中,为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量),以使得定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个(60个)槽21c的1个槽间距(1sp)的量。因此,本实施方式的旋转电机10能够得到与在第一实施方式中已叙述的作用效果相同的作用效果。

另外,优选第三方向一端侧连续偏斜部位45a从第三方向(箭头z方向)的一端侧朝向中央部46,相对于第三方向一端侧第一基准部位41a的偏斜量的增加比例被设定为恒定,第三方向另一端侧连续偏斜部位45b从第三方向(箭头z方向)的中央部46朝向另一端侧,相对于第三方向另一端侧第一基准部位41b的偏斜量的减少比例被设定为恒定。另外,优选偏斜量的增加比例的绝对值与偏斜量的减少比例的绝对值设定为相同值。由此,与相对于第一基准部位41(第三方向一端侧第一基准部位41a、第三方向另一端侧第一基准部位41b)的偏斜量不连续地变化的情况相比,能够降低漏磁通。另外,也能够实现制造工序的简单化。

进一步,在本实施方式的旋转电机10中,由于连续偏斜部位42具备第三方向一端侧连续偏斜部位45a和第三方向另一端侧连续偏斜部位45b,所以能够确保第三方向(箭头z方向)的对称性,并降低扭转共振。此外,在永磁铁(四组的一对动子磁极32a、32b)为烧结磁铁的情况下,有在将永磁铁安装于动子铁芯31的磁铁收容部时的作业性恶化的可能性。在该情况下,也可以利用与第三方向(箭头z方向)相垂直的平面沿着第一方向(箭头x方向)将永磁铁二等分来分割。通过从第三方向(箭头z方向)的一端侧安装分割出的一个永磁铁,并从第三方向(箭头z方向)的另一端侧安装分割出的另一个永磁铁,能够降低上述的作业性的恶化。

此外,在本实施方式中,在第一实施方式中已叙述的分离部位(在第一方向(箭头x方向)分离1/2槽间距(1/2sp)的部位)的第三方向(箭头z方向)的距离与第一实施方式相比,大体半减。因此,在本实施方式中,更有效实现吸引力分布的高阶化。另外,本实施方式在定子20以及动子30的轴长(第三方向(箭头z方向)的尺寸)增大的情况下,也优选。进一步,也可以将本实施方式的结构在第三方向(箭头z方向)中反复使用。另外,在连续偏斜部位42中,在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移的部位与在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)缓缓地偏移的部位也可以数目不相同。这些能够根据旋转电机10的体型、所需规格等,适当地选择。此外,在第一实施方式的结构中,为了获得相同的作用效果,考虑在第三方向(箭头z方向)上反复第一实施方式的结构的重叠偏斜。然而,在该情况下,不希望在重叠偏斜的各偏斜间,产生第一方向(箭头x方向)上的不连续部,产生磁漏而产生输出转矩降低等。

<第六实施方式>

本实施方式与第一实施方式相比,每极每相槽数不同。本实施方式的旋转电机10是8极30槽结构的旋转电机,每极每相槽数为1.25。换句话说,本实施方式的旋转电机10为1/4系列的旋转电机10。在本说明书中,以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。

图15涉及参考方式,示有多个齿部21b与二组的一对动子磁极32a、32b之间的磁极对置状态的一个例子。本参考方式的旋转电机10是8极30槽结构的旋转电机,每极每相槽数为1.25。换句话说,本参考方式的旋转电机10为1/4系列的旋转电机10。

如图15所示,考虑在第一方向(箭头x方向)上邻接的二个磁极对(四磁极)的动子磁极32a、32b。在1/4系列的旋转电机10中,具备四种磁极对置状态(磁极对置状态m20、磁极对置状态m21、磁极对置状态m22以及磁极对置状态m23),且具备四种吸引力分布。因此,在第一方向(箭头x方向)上邻接的二个磁极对(四磁极)的动子磁极32a、32b中,吸引力分布相互不同。其结果,作用于多个齿部21b的吸引力分布在每一个磁极中不等效,而在每二个磁极对(每四个磁极)中等效。

上述的情况在省略了图示的另一个二组的一对动子磁极32a、32b中也同样适用。像这样,在1/4系列的旋转电机10中,以吸引力分布相互不同的在第一方向(箭头x方向)上邻接的二个磁极对(四个磁极)的动子磁极32a、32b为单位,在沿第一方向(箭头x方向)平行移动的状态下,被多极化(在本实施方式中,为8极化)。

在1/4系列的旋转电机10中,定子铁芯21的第二方向(箭头y方向)的位移量产生大小不同的四种峰值。因此,在1/4系列中8极的旋转电机10在定子铁芯21的一周具备2阶(空间2阶)的激振力的成分。在定子铁芯21的一周2阶(空间2阶)的激振力以二个磁极对(四个磁极)为单位反复,在第一方向(箭头x方向)的四个磁极对(八个磁极)中,定子铁芯21的第二方向(箭头y方向)的位移量产生二个峰值。在该情况下,如图5c所示,定子铁芯21容易变形为用曲线21s2表示的椭圆状。

像这样,在1/4系列的旋转电机10中,具备比取决于动子30的磁极数(在本实施方式中,为8极)的阶数(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))的激振力更低阶(在本实施方式中,为2阶(空间2阶))的激振力的成分。因此,在驱动转速横跨较宽范围的旋转电机10中,在驱动转速范围内容易产生与定子铁芯21的固有振动数一致的转速。其结果,存在定子20产生共振,旋转电机10的噪声以及振动增大的可能性。因此,在本实施方式中,将吸引力分布高阶化到与整数槽结构的旋转电机相同程度(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))。

如图15所示,在位置qa1(位置坐标pp为0),动子磁极32a与槽21c的中央位置对置。在位置qb1(位置坐标pp为3.75),动子磁极32b在从齿部21b的中央位置在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移后的位置对置。另外,在位置qc1(位置坐标pp为7.5),动子磁极32a与齿部21b的中央位置对置。在位置qd1(位置坐标pp为11.25)中,动子磁极32b在从齿部21b的中央位置在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移后的位置对置。像这样,在位置qa1、qb1、qc1、qd1,磁极对置状态分别不同,存在四种磁极对置状态。

在这里,将从位置qa1(位置坐标pp为0)在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)各分离了多个(30个)的槽21c的1/4槽间距(1/4sp)的位置设为位置qa2、位置qa3以及位置qa4。另外,将从位置qb1(位置坐标pp为3.75)在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)各分离了多个(30个)的槽21c的1/4槽间距(1/4sp)的位置设为位置qb2、位置qb3以及位置qb4。同样地,将从位置qc1(位置坐标pp为7.5)在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)各分离了多个(30个)的槽21c的1/4槽间距(1/4sp)的位置设为位置qc2、位置qc3以及位置qc4。另外,将从位置qd1(位置坐标pp为11.25)在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)各分离了多个(30个)的槽21c的1/4槽间距(1/4sp)的位置设为位置qd2、位置qd3以及位置qd4。

在位置qa2、qb2、qc2、qd2中,与位置qa1、qb1、qc1、qd1的磁极对置状态相比,顺序不同,但存在同种磁极对置状态。具体而言,存在与槽21c的中央位置对置的磁极对置状态、与齿部21b的中央位置对置的磁极对置状态、在从齿部21b的中央位置在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移后的位置对置的磁极对置状态以及在从齿部21b的中央位置在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移后的位置对置的磁极对置状态的四种磁极对置状态。上述的情况在位置qa3、qb3、qc3、qd3也相同,位置qa4、qb4、qc4、qd4也相同。

进一步,在从位置qa4、qb4、qc4、qd4在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向),各分离多个(30个)的槽21c的1/4槽间距(1/4sp)的位置,成为与位置qa1、qb1、qc1、qd1同等的磁极对置状态。而且,上述的磁极对置状态在第一方向(箭头x方向)上反复。因此,在连续偏斜多个(30个)的槽21c的1个槽间距(1sp)的量的第三方向(箭头z方向)的整体,将吸引力分布混合,并使吸引力分布平均化。由此,实现每极中的该吸引力分布的均衡化。

图16a涉及本实施方式,示有多个齿部21b与二组的一对动子磁极32a、32b之间的磁极对置状态的一个例子。如该图所示,动子30具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。另外,连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)缓缓地偏移而配设于第三方向(箭头z方向)。在本实施方式中,将利用与第三方向(箭头z方向)相垂直的平面沿着第一方向(箭头x方向)将连续偏斜部位42四等分时的各部位,从第一基准部位41侧的部位开始依次设为第一连续偏斜部位42a、第二连续偏斜部位42b、第三连续偏斜部位42c、第四连续偏斜部位42d。与第一实施方式相同,连续偏斜部位42分为这些部位来图示,但连续偏斜部位42形成为一体。

此外,在该图中,第一基准部位41为二组的一对动子磁极32a、32b的第三方向(箭头z方向)的一端侧端面。另外,第四连续偏斜部位42d的第三方向(箭头z方向)的两端面中与第三连续偏斜部位42c和第四连续偏斜部位42d的边界面不同的一侧的端面为二组的一对动子磁极32a、32b的第三方向(箭头z方向)的另一端侧端面。

在本实施方式中,连续偏斜部位42设定相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值,以使得定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个(在本实施方式中,为30个)的槽21c的1个槽间距(1sp)的量。在本实施方式中,动子30具备第一基准部位41和连续偏斜部位42,定子20不具备这些。因此,定子20中的偏斜量为0,动子30的连续偏斜部位42相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值被设定为多个(30个)的槽21c的1个槽间距(1sp)的量。

如图16a所示,第一连续偏斜部位42a与第二连续偏斜部位42b的边界面的二组的一对动子磁极32a、32b相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移1/4槽间距(1/4sp)的量来配设。此时的磁极对置状态与位置qa2、qb2、qc2、qd2中的磁极对置状态等效。另外,第二连续偏斜部位42b与第三连续偏斜部位42c的边界面的二组的一对动子磁极32a、32b相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移1/2槽间距(1/2sp)的量来配设。此时的磁极对置状态与位置qa3、qb3、qc3、qd3中的磁极对置状态等效。

进一步,第三连续偏斜部位42c与第四连续偏斜部位42d的边界面的二组的一对动子磁极32a、32b相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移3/4槽间距(3/4sp)的量来配设。此时的磁极对置状态与位置qa4、qb4、qc4、qd4中的磁极对置状态等效。另外,二组的一对动子磁极32a、32b的第三方向(箭头z方向)的另一端侧端面相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移1个槽间距(1sp)的量来配设。此时的磁极对置状态与位置qa1、qb1、qc1、qd1中的磁极对置状态等效。

在本实施方式中,上述的磁极对置状态在第一方向(箭头x方向)上反复。因此,与第一实施方式相同,考虑动子磁极32a的磁极中心位置32a3中的吸引力分布的混合、平均化以及均衡化。此外,本实施方式的旋转电机10是8极30槽结构的旋转电机(以动子30的磁极数为4极,定子20的槽数为15个槽为基本结构的旋转电机),1个槽间距(1sp)的量相当于48°的电角度(=720°/15个槽)。

图16b是对图16a的被虚线围起的区域的磁极对置状态进行说明的示意图。将第一基准部位41的动子磁极32a的磁极中心位置32a3(位置坐标pp为1.875)设为位置qe1。另外,将第一连续偏斜部位42a与第二连续偏斜部位42b的边界面的动子磁极32a的磁极中心位置32a3(位置坐标pp为2.125)设为位置qe2。进一步,将第二连续偏斜部位42b与第三连续偏斜部位42c的边界面的动子磁极32a的磁极中心位置32a3(位置坐标pp为2.375)设为位置qe3。另外,将第三连续偏斜部位42c与第四连续偏斜部位42d的边界面的动子磁极32a的磁极中心位置32a3(位置坐标pp为2.625)设为位置qe4。

位置qe1相对于齿部21b的磁极中心位置(图16a所示的定子磁极编号t_no为2的齿部21b),在第一方向(箭头x方向)中的一个方向(箭头x1方向)偏移来配设。另一方面,位置qe3相对于齿部21b的磁极中心位置(图16a所示的定子磁极编号t_no为3的齿部21b),在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移来配设。因此,在位置qe1形成的吸引力分布与在位置qe3形成的吸引力分布混合,这些吸引力分布被平均化。其结果,能够实现每极中的该吸引力分布的均衡化,且空间4阶的激振力的成分增加。

位置qe2与槽21c的中央位置(图16a所示的定子磁极编号t_no为2的齿部21b与定子磁极编号t_no为3的齿部21b之间的中央位置)对置。另一方面,位置qe4与齿部21b的磁极中心位置(图16a所示的定子磁极编号t_no为3的齿部21b)对置。因此,在位置qe2形成的吸引力分布与在位置qe4形成的吸引力分布混合,这些吸引力分布被平均化。其结果,能够实现每极中的该吸引力分布的均衡化,且空间4阶的激振力的成分增加。若对混合、平均化以及均衡化之后的吸引力分布彼此进行混合、平均化以及均衡化,则空间8阶的激振力的成分增加。换句话说,比取决于动子30的磁极数(在本实施方式中,为8极)的阶数(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))更低阶(在本实施方式中,2阶(空间2阶))的激振力的成分在空间上偏移半波长并重叠(在本实施方式中,反复2次(2阶(空间2阶)→4阶(空间4阶)→8阶(空间8阶))。),从而这些吸引力分布被高阶化到与整数槽结构的旋转电机相同程度(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))。

用位置qe1(位置坐标pp为1.875)表示的部位、用位置qe2(位置坐标pp为2.125)表示的部位、用位置qe3(位置坐标pp为2.375)表示的部位、用位置qe4(位置坐标pp为2.625)表示的部位,在第一方向(箭头x方向)上分离1/c槽间距(在本实施方式中,为1/4槽间距(1/4sp)),它们为分离部位。对这些分离部位间上述的情况在第三方向(箭头z方向)的其它分离部位间,也同样适用。

图16b的圆圈表示用上述的位置qe1(位置坐标pp为1.875)、位置qe2(位置坐标pp为2.125)、位置qe3(位置坐标pp为2.375)以及位置qe4(位置坐标pp为2.625)表示的分离部位。方形标记表示用位置qf1(位置坐标pp为2)、位置qf2(位置坐标pp为2.25)、位置qf3(位置坐标pp为2.5)以及位置qf4(位置坐标pp为2.75)表示的分离部位。三角标记表示用位置qg1(位置坐标pp为2.125)、位置qg2(位置坐标pp为2.375)、位置qg3(位置坐标pp为2.625)以及位置qg4(位置坐标pp为2.875)表示的分离部位。如该图所示,这些分离部位位于表示动子磁极32a的磁极中心位置32a3的虚线上。在任意一个分离部位间中,都同样适用对于用位置qe1(位置坐标pp为1.875)、位置qe2(位置坐标pp为2.125)、位置qe3(位置坐标pp为2.375)以及位置qe4(位置坐标pp为2.625)表示的分离部位间上述的内容。

另外,对于在图示的分离部位以外的分离部位间(位于表示磁极中心位置32a3的虚线上的分离部位间),上述的情况也同样适用。换句话说,遍及动子30的第三方向(箭头z方向)的整体,与上述的关系相同的关系(向第一方向(箭头x方向)分离了1/4槽间距(1/4sp)的分离部位间的关系)成立。另外,如该图所示的磁极对置状态伴随着动子30的移动(动子磁极32a的磁极中心位置32a3移动多个(30个)的槽21c的1个槽间距(1sp)的量),以多个(30个)的槽21c的1个槽间距(1sp)为单位,在第一方向(箭头x方向)上反复。

像这样,通过将相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值设定为多个(30个)的槽21c的1个槽间距(1sp)的量,遍及动子30的第三方向(箭头z方向)的整体,吸引力分布混合,且吸引力分布被平均化。其结果,能够实现每极中的该吸引力分布的均衡化,且空间8阶的激振力的成分增加。具体而言,在分离部位间(在图16b所示的例子中,例如,圆圈的部位间、方形标记的部位间、三角标记的部位间),比取决于动子30的磁极数(在本实施方式中,为8极)的阶数(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))更低阶(在本实施方式中,2次(空间2阶))的激振力的成分在空间上偏移半波长并重叠,从而这些吸引力分布被高阶化到与整数槽结构的旋转电机相同程度(在本实施方式中,为8阶(空间8阶))。因此,本实施方式的旋转电机10能够得到与在第一实施方式中已叙述的作用效果相同的作用效果。

另外,与第一实施方式相同,连续偏斜部位42也能够相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)偏移。在该情况下,连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)中的另一方向(箭头x2方向)缓缓地偏离而配设于第三方向(箭头z方向)。进一步,优选连续偏斜部位42从第三方向(箭头z方向)的一端侧朝向另一端侧,相对于第一基准部位41的偏斜量的增加比例或者减少比例设定为恒定。

<1/c系列的旋转电机10>

在上述的实施方式中,以1/2系列的旋转电机10或者1/4系列的旋转电机10为例进行了说明。然而,旋转电机10并不限于这些,也能够应用于1/c系列的旋转电机10。

如已叙述的那样,将用带分数表示每极每相槽数时的整数部分设为整数部a。另外,将用最简分数表示带分数的真分数部分时的分子部分设为分子部b,将分母部分设为分母部c。此外,整数部a为0(零)或正整数,分子部b以及分母部c均为正整数。另外,在三相的旋转电机10中,分母部c为2以上,并且不是3的倍数的整数。进一步,使用用带分数表示每极每相槽数时的分子部b以及分母部c,记作b/c系列的旋转电机10。由于在分母部c相同的情况下,不管分子部b的值如何都能够应用,所以能够将b/c系列的旋转电机10集中,统称为1/c系列的旋转电机10。

在1/c系列的旋转电机10中,定子20以及动子30中的至少一方也具备第一基准部位41和连续偏斜部位42。另外,连续偏斜部位42与分母部c无关地、设定相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值,以使得定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个槽21c的1个槽间距(1sp)的量。

在1/c系列的旋转电机10中,磁极对置状态具有c种,吸引力分布在动子30的每c个极中等效。通过设定相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值,以使得定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个槽21c的1个槽间距(1sp)的量,可遍及动子30的第三方向(箭头z方向)的整体,将基于c种磁极对置状态形成的吸引力分布混合,并将这些吸引力分布平均化。其结果,能够实现每极中的该吸引力分布的均衡化。具体而言,在沿第一方向(箭头x方向)分离1/c槽间距的分离部位间,比取决于动子30的磁极数(2×p极)的阶数(2×p阶(空间2×p阶))更低阶(2×p/c阶(空间2×p/c阶))的激振力的成分在空间上偏移半波长并重叠,从而这些吸引力分布被高阶化到与整数槽结构的旋转电机相同程度(2×p阶(空间2×p阶))。因此,1/c系列的旋转电机10能够提高与定子铁芯21的固有振动数一致的转速,例如,设定于驱动转速范围外。换句话说,在1/c系列的旋转电机10中,也能够避免定子20的共振机会,降低旋转电机10的噪声以及振动。

另外,连续偏斜部位42相对于第一基准部位41在第一方向(箭头x方向)缓缓地偏移,而配设于第三方向(箭头z方向)。进一步,连续偏斜部位42与分母部c无关地、设定相对于第一基准部位41的偏斜量的最大值,以使得定子20与动子30的相对偏斜量的最大值成为多个槽21c的1个槽间距(1sp)的量。因此,由于动子30的第一方向(箭头x方向)的任意的位置部位在第一方向(箭头x方向)以多个槽21c的1个槽间距(1sp)的量的宽度拓宽,而与定子20对置,所以定子20的槽21c的开口部中的磁变动缓缓地变化,而降低转矩波动(齿槽转矩)。

<其他>

实施方式并不仅限于上述的实施方式以及附图所示的实施方式,能够在不脱离主旨的范围内适当地变更并实施。例如,在已叙述的实施方式中,动子30设置于定子20的内侧(内转子转子型的旋转电机)。然而,动子30也能够设置于定子20的外侧(外转子型的旋转电机)。另外,旋转电机10并不限定于定子20以及动子30配置于同轴的径向空隙型、轴向间隙型的旋转电机。旋转电机10也能够应用于定子20以及动子30配置于直线上,动子30相对于定子20在直线上移动的直线型电动机或者直线型发电机。进一步,旋转电机10能够应用于分数槽结构的各种旋转电机,例如,能够应用于车辆的驱动用电动机、发电机、工业用或者家庭用的电动机、发电机等。

附图标记说明

10…旋转电机,20…定子,21…定子铁芯,21c…槽,22…定子绕组,30…动子,31…动子铁芯,32a、32b…一对动子磁极,41…第一基准部位,41a…第三方向一端侧第一基准部位,41b…第三方向另一端侧第一基准部位,42…连续偏斜部位,43…第二基准部位,44…阶梯偏斜部位,45a…第三方向一端侧连续偏斜部位,45b…第三方向另一端侧连续偏斜部位,46…中央部,x…第一方向,x1…一个方向,x2…另一个方向,y…第二方向,z…第三方向。

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