CN102035277A

CN102035277A - 电动机

Info

Publication number: CN102035277A
Application number: CN2010105037409A
Authority: CN
Inventors: 山田洋次; 横山诚也; 竹本佳朗; 加藤茂昌; 小出圭祐; 三户信二
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: US8324779B2; DE102010048523A1; CN102035269A; CN102035269B; US20110148240A1; DE102010047551A1; US20110140562A1; CN102035277B; CN102035330A; CN102035330B; US8536749B2; US20110193440A1; DE102010047541A1; US8319386B2

Abstract

提出一种包括转子和定子的电动机。转子为换向极型转子，其具有转子芯、多个磁体、和凸极。定子具有多个齿。定子和所述转子在径向上相隔有空隙并对置。所述定子和所述转子之间的所述空隙设定为，所述定子和所述凸极之间的最短空隙距离B、与所述定子和所述磁体之间的最短空隙距离A的比B/A满足1＜B/A。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机，该电动机具有采用换向极型构造的转子。

背景技术

作为电动机中使用的转子，已知有例如日本特开平9-327139号公报所示的换向极型构造的转子。上述公报的转子具备：转子芯；多个磁体，其沿着转子芯的圆周方向排列；和凸极，其以处于在圆周方向上相邻的磁体之间的形式与转子芯形成为一体。所述各个磁体起到N极以及S极中的一个磁极的作用，各个凸极起到与所述磁体的磁极不同的磁极的作用。这种电动机不仅将性能的降低控制在较小范围，且由于与全部磁极由磁体构成的普通转子相比较可以使磁体减少一半数量，所以在省资源化和低成本化等方面有利。

然而，在上述公报的换向极型构造的转子中，由于感应磁通的磁体和没有感应磁通功能的凸极混在一起，所以容易形成磁性不平衡。其结果，例如由于齿槽转矩的产生而导致振动增加等、旋转性能恶化的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种，不仅控制转子的磁体个数使其变少、并且可以实现高输出化的电动机。

为了达到上述目的，基于本发明的形态，提供一种包括转子和定子的电动机。转子具有转子芯、多个磁体和凸极。磁体沿着所述转子芯的圆周方向排列。磁体起到第1磁极的作用。凸极以处于在圆周方向上相邻的磁体之间且与所述磁体相隔有空隙的形式与所述转子芯形成为一体。凸极起到与所述第1磁极不同的第2磁极的作用。定子和所述转子在径向上相隔有空隙并对置。所述空隙设定为，所述定子和所述凸极之间的最短空隙距离B，与所述定子和所述磁体之间的最短空隙距离A的比B/A满足1＜B/A。

附图说明

图1A是本发明的第1实施方式的电动机的概略构成图。

图1B是图1A的局部放大图。

图1C是构成图1的电动机的导体段的局部透视图。

图2A是图1A的电动机中的磁体磁极的占有角度和转矩脉动比的关系的特性图。

图2B是图1A的电动机中的磁体磁极的占有角度和平均转矩比特性图。

图3A是显示空隙距离比B/A和最大转矩比的关系的特性图。

图3B是显示空隙距离比B/A和转矩脉动比的关系的特性图。

图3C是显示空隙距离比B/A和径向脉动比的关系的特性图。

图4是显示其他例子的电动机中的一部分的俯视图。

图5A是显示图4的电动机中的定子芯的一部分的透视图。

图5B是显示图5A的齿的前端部的模式图。

图6A以及图6B是显示其他例子的电动机的特性的图。

图7A是构成其他例子的电动机的齿的第1层叠部件的俯视图。

图7B是构成其他例子的电动机的齿的第2层叠部件的俯视图。

图7C是显示由图7A以及图7B所示的第1以及第2层叠部件构成的定子芯的一部分的透视图。

图7D是显示图7C的齿的前端部的示意图。

图8A是构成其他例子的电动机的齿的层叠部件的俯视图。

图8B是显示由图8A的层叠部件构成的定子芯的一部分的透视图。

图8C是显示图8B的齿的前端部的示意图。

图9A是其他例子的电动机的概略构成图。

图9B是图9A的凸极的放大图。

图10是显示图9A的电动机中的凸极和齿的关系的示意图。

图11是显示图9A的电动机中的转子的旋转角度和齿槽转矩的关系的特性图。

图12是显示形成于图9A的凸极上的第1辅助槽的开槽角度和齿槽转矩的关系的特性图。

图13是显示其他例子中的凸极和齿的关系的示意图。

图14A是本发明的第2实施方式的电动机的俯视图。

图14B是显示图14A的一部分的局部俯视图。

图15A是显示图14A的电动机中的转子处于旋转角度R1的状态的局部俯视图。

图15B是显示图14A的电动机中的转子处于旋转角度R2的状态的局部俯视图。

图16是显示图14A的电动机中的转子的旋转角度和齿槽转矩的关系的特性图。

图17是显示W1/T以及W2/T与齿槽转矩比的关系的特性图。

图18A是图14A的电动机的俯视图。

图18B是显示图18A的一部分的局部俯视图。

图19A是电动机的局部俯视图、其显示图14A的电动机中的转子处于旋转角度R3的状态。

图19B是电动机的局部俯视图、其显示图14A的电动机中的转子处于旋转角度R1的状态。

图19C是电动机的局部俯视图、其显示图14A的电动机中的转子处于旋转角度R2的状态。

图19D是电动机的局部俯视图、其显示图14A的电动机中的转子处于旋转角度R4的状态。

图20是显示图14A的电动机中的转子的旋转角度和齿槽转矩的关系的特性图。

图21A是本发明的第3实施方式的电动机的俯视图。

图21B是显示图21A的一部分的局部俯视图。

图22A是电动机的局部俯视图、其显示图21A的电动机中的转子处于旋转角度R5的状态。

图22B是电动机的局部俯视图、其显示图21A的电动机中的转子处于旋转角度R6的状态。

图23是显示图21A的电动机中的转子的旋转角度和齿槽转矩的关系的特性图。

图24是显示W3/T和齿槽转矩比的关系的特性图。

图25是本发明的第5实施方式的俯视图。

图26是图25的电动机的局部放大图。

图27是显示图25的电动机中的空隙距离比B/A和径向脉动的关系的特性图。

图28是显示图25的电动机中的空隙距离比B/A和转子不平衡力的关系的特性图。

图29是显示图25的电动机中的空隙距离比B/A和转矩脉动比的关系的特性图。

具体实施方式

下面，参照附图，对将本发明具体化了的第1实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的内转子型的电动机1具备近似圆环状的定子2，和被配置在所述定子2的径向内侧的转子3。

如图1A以及图1B所示，定子2具备圆筒部11和定子芯4，其中，所述定子芯4具有在所述圆筒部11的内周面沿着圆周方向排列的多个(在本实施方式中为60个)齿12。齿12从圆筒部11的内周面向径向内侧延伸。另外，定子芯4通过由高导磁率的金属制板状部件形成的层叠部件在轴向上层叠而构成。在圆周方向上相邻的所述齿12之间形成有沿轴向贯穿定子2的齿槽ST。齿槽ST具有从轴向的角度看沿着径向延伸的长方形断面。齿槽ST的个数与齿12的个数为相同(在本实施方式中为60个)。在齿槽ST中插入有用于产生使转子3旋转的磁场的线圈段13。另外，未予图示的绝缘体介于齿12和线圈段13之间。

定子2的线圈段13断面呈四边形状，并且以多相(在本实施方式中为3相)的分布绕组的形式被卷绕在齿12上。线圈段13在每个相上都具有多个导体段14。如图1C所示，各个导体段14具有：齿槽插入部14a，其以沿轴向(与图1A的纸面垂直的方向)贯穿齿槽ST的形式被配置在齿槽ST内；突出部14b，其从齿槽ST向轴向突出；和弯折部14c。另外，通过在径向上相邻的齿槽突出部14b之间、即从齿槽ST突出的齿槽插入部14a的端部之间的熔接，所述每个相的多个导体段14互相电气连接。于是，各个相的多个导体段14构成为在圆周方向上连续的导线。另外，各个导体段14通过弯曲加工来形成，且被形成为近似U字形。在各个导体段14上的、相当于平行直线部的一对齿槽插入部14a被配置在沿圆周方向跨过多个(6个)齿12而分开的2个齿槽ST内。

转子3具备：近似圆环状的转子芯22，其由固装在旋转轴21的外周面的、磁性金属材料形成；多个(在本实施方式中为5个)磁体23，所述多个磁体23以沿着圆周方向排列的形式被固装在所述转子芯22的外周部上；和凸极24，其被配置在所述转子芯22的外周部、且在沿圆周方向相邻的磁体23之间。磁体23起到N极的作用。凸极24与转子芯22形成为一体。磁体23以及凸极24沿着圆周方向按等角度间隔、交替地配置在转子3的外周部上。在本实施方式中，各个磁体23被配置在与凸极24中的一个成180°相反的位置上。转子3被构成为，使凸极24相对于N极的磁体23起到S极作用的、10个磁极的所谓换向极型。另外，转子3的极对数与磁体23的个数相同，在本实施方式中极对数为[5]。另外，导体段14跨过齿12的个数由(齿槽数/磁极数)来决定。

另外，本实施方式的定子2被构成为，齿12的个数[L]为[L＝2×p×m×n(个)](其中[n]为自然数)的形式，其中，转子3的磁体23的个数(极对数)为[p](其中p为2以上的整数)、线圈段13的相数为[m]。于是，在本实施方式中，基于所述算式，齿12的个数[L]被设定为L＝2×5(磁体23的个数)×3(相数)×2＝60(个)。

磁体23的圆周方向长度稍大于凸极24的圆周方向长度。磁体23被形成为近似长方柱形，其具有呈弯曲形状的外侧面23a和平坦的内侧面23b。磁体23的外侧面23a成为以轴线P为中心的圆弧状，并且与齿12的前端部12a径向对置。磁体23的内侧面23b被固装在，设置于在转子芯22的圆周方向上相邻的凸极24之间的固装面25上。在磁体23与该磁体23沿圆周方向相邻的凸极24之间设有第1空隙G1。另外，磁体23被构成为，其各自的外侧面23a位于同一圆周上的形式。

凸极24的轴向剖面呈近似扇状，并且具有以向径向外侧突出的形式弯曲的外侧面24a。也就是说，各个凸极24的外侧面24a形成为弯曲形状，该弯曲形状的圆周方向中央部相对于圆周方向的两个端部更凸向径向外侧，即、从该弯曲形状的圆周方向中央部起越趋向圆周方向的端部就越逐渐地向径向内侧弯曲。另外，所有外侧面24a的曲率为一定，并从圆周方向中央部起向两侧对称。

本实施方式的这种电动机1具备：所谓换向极型构造的转子3，其被构成为使转子芯22的凸极24起到磁极的作用的形式；和定子2，具有由多个导体段14形成的线圈段13。由于线圈段13与以往技术中将连续的导线卷绕在齿上而构成的线圈相比较可以提高相对于齿槽ST的占积率，所以能够实现高输出化。因此，通过将转子3设为换向极型来减少磁体23的个数从而有利于省资源化和低成本化等，并且通过将定子2的线圈设为线圈段13可以变得高输出化。

另外，如图1A以及图1B所示，以轴线P为中心的凸极24的开角Ykθ(参照图1A)被设定为，以轴线P为中心的、齿12的前端部12a的开角Tθ(参照图1B)的2倍以上(在本实施方式中为4倍以上)。即，对于1个凸极24，存在多个整个前端部12a与所述凸极对置的齿12。所以，凸极24的磁通受到与所述凸极24对置的多个齿12的影响而容易沿径向流动，其结果，有助于改善转子3的磁平衡，从而促进增大转矩以及减少振动等旋转性能的提高。另外，关于将凸极24的开角Ykθ设定为齿12的前端部12a的开角Tθ几倍以上的问题，最好设为从导体段14跨过齿12的个数(在本实施方式中为6个)减去1或者2的数值。

在此，将磁体23的圆周方向长度(占有角度)定义为，以磁体23与相邻于该磁体23的圆周方向一侧的凸极24之间的第1空隙G1的圆周方向长度的中点为起点，以所述磁体23与相邻于该磁体23的圆周方向另一侧的凸极24之间的第1空隙G1的圆周方向长度的中点为终点的第1磁极占有角度(电角度)θ1。另外，将凸极24的圆周方向长度(占有角度)定义为，以凸极24与相邻于该凸极24的圆周方向一侧的磁体23之间的第1空隙G1的圆周方向长度的中点为起点，以所述凸极24与相邻于该凸极24的圆周方向另一侧的磁体23之间的第1空隙G1的圆周方向长度的中点为终点的第2磁极占有角度(电角度)θ2。分别用图2A和图2B来显示在分别改变第1磁极占有角度(电角度)θ1和第2磁极占有角度(电角度)θ2时的转矩脉动比以及平均转矩比。另外，由于如果磁体23以及凸极24的各个磁极占有角度θ1、θ2加在一起的话等于电角度360°(θ1+θ2＝360°)，所以下面只对磁体23的磁极占有角度θ1进行说明。

在图2A中，显示在改变磁体23的磁极占有角度θ1时的转矩脉动比。在将磁极占有角度θ1为180°时的、即把磁体23的磁极占有角度θ1和凸极24的磁极占有角度θ2设为构造上相同时的转矩脉动设为100％时，磁极占有角度θ1在150°～180°的范围内以及210°～270°的范围内转矩脉动会变得小于100％。另外，磁极占有角度θ1在150°～180°的范围中，磁极占有角度θ1约在170°时转矩脉动减少至60％，而磁极占有角度θ1在210°～270°的范围中，磁极占有角度θ1在250°～270°附近时转矩脉动减少至最小值的40％。也就是说，可以认为磁体23的磁极占有角度θ1在150°≤θ1＜180°的范围内或者在210°≤θ1≤270°的范围内为可以使转矩脉动减少的适当范围，进一步在250°≤θ1≤270°的范围内为可以使转矩脉动减少至40％的程度的最佳范围。

另外，在图2B中，显示在改变磁体23的磁极占有角度θ1时的平均转矩比。在将磁极占有角度θ1为180°时的平均转矩设为100％时，磁极占有角度θ1在大于180°且小于或等于270°的范围内平均转矩大于100％。另外，磁极占有角度θ1约为230°时平均转矩增大至最大值、约为107％。基于所述图2B和上述图2A的数据，可以认为磁极23的磁极占有角度θ1在210°≤θ1≤270°的范围内为，不仅可以提高平均转矩而且可以减少转矩脉动的适当范围。

然后，在本实施方式的转子3中，磁体23的磁极占有角度θ1被设定为在210°≤θ1≤270°中的250°≤θ1≤270°范围内的任一个值。由此，不仅可以提高平均转矩而且可以降低转矩脉动，从而可以提高转子3的旋转性能。

另外，在转子3的凸极24以及磁体23的两个外侧面24a、23a中，凸极24的外侧面24a被构成为，相对于磁体23的外侧面23a更靠向径向内侧的形式。即，在定子2(齿12的前端部12a)和转子3之间的第2空隙G2中，与凸极24对应的空隙距离B(圆周方向中央部上的最短空隙距离)设定的要比与磁体23对应的空隙距离A(在圆周方向上保持不变、即在圆周方向上每一个位置都为最短空隙距离)要大。

在此，分别用图3A、图3B、图3A来显示在改变空隙距离B、A的比B/A时的最大转矩比、转矩脉动比、以及径向脉动比。转矩脉动以及径向脉动分别为在转子3旋转时使其振动增加的要因。

首先，在图3B中，显示在改变B/A时的转矩脉动比，在将B/A＝1、即把空隙距离A和空隙距离B为相同时的转矩脉动设为100％时，随着所述B/A的值从1开始变大、即随着凸极24处于比磁体23更靠向径向内侧的位置，转矩脉动会从100％开始下降。在B/A的值为1～约1.5的范围内，转矩脉动会按下降率大体不变的形式下降，而在B/A的值为约1.5～1.7的范围内，虽然转矩脉动的下降率变得比在B/A的值为1～约1.5的范围内时要小，但转矩脉动持续下降。详细地讲，以B/A＝1.2时的转矩脉动约为99％、B/A＝1.4时的转矩脉动约为98.2％、B/A＝1.6时的转矩脉动约为97.5％的形式下降。也就是说，如果按照1＜B/A设定的话，可以期待转矩脉动的下降。

接着，在图3C中，显示了在改变B/A时的径向脉动比，与上述一样，在将B/A＝1时的径向脉动设为100％时，随着所述B/A的值从1开始变大，径向脉动会以下降率大体上保持不变的形式从100％开始下降。详细地讲，以B/A＝1.2时的径向脉动约为89％、B/A＝1.4时的径向脉动约为80％、B/A＝1.6时的径向脉动约为72％的形式下降。也就是说，如果按照1＜B/A来设定的话，可以期待径向脉动的下降。

接着，在图3A中，显示在改变B/A时的最大转矩比，与上述一样，在将B/A＝1时的最大转矩设为100％时，随着所述B/A的值从1开始变大，最大转矩会从100％开始下降。在1＜B/A≤1.6的范围内最大转矩会以下降率大体不变的形式下降，在B/A＝1.6时最大转矩约为92％。在B/A的值超过1.6时，最大转矩的下降率比在1＜B/A≤1.6的范围内时的要大。也就是说，在1＜B/A≤1.6的范围内，最大转矩的下降率较小，另外，可以认为该范围为将最大转矩的下降控制在10％以内的适当范围。

基于上述内容，在本实施方式的转子3中，与定子2相对的凸极24的空隙距离B和磁体23的空隙距离A的比B/A被设定为1＜B/A≤1.6的范围内的任一个值。由此，不仅可以极力抑制最大转矩的降低，而且可以降低引起转子3旋转时的振动的转矩脉动(图3B)以及径向脉动(图3C)。

这种实施方式可以降低引起转子3旋转时的振动的各个要因，从而可以提高转子3的旋转性能。

本实施方式具有以下的优点。

(1)在本实施方式中，与齿12的前端部12a对置的凸极24的开角YKθ被设定为，齿12的前端部12a的开角Tθ的2倍以上的值。所以，凸极24的磁通受到与所述凸极24对置的2个以上的齿12的影响而容易沿径向流动。其结果，能够改善转子3的磁平衡，从而能够提高增大转矩以及减少振动等旋转性能。

(2)本实施方式的电动机1具备所谓的换向极型构造的转子3，所述转子3具有凸极24，该凸极24位于在所述转子芯22的外周部沿圆周方向相邻的磁体23之间，与该转子芯22形成为一体并起到磁极作用。另外，定子2具有沿轴向贯穿齿12之间的部位的齿槽ST，并且具有被配置在所述齿槽ST内的齿槽插入部14a的、每个相的多个导体段14，在从所述齿槽ST突出的齿槽插入部14a的端部处通过熔接互相电气连接，从而构成多相的线圈段13。由于线圈段13与以往技术中将连续的导线卷绕在齿上而构成的线圈相比较可以提高相对于齿槽ST的占积率，所以可以提高电动机1的输出。因此，可以通过将转子3设为换向极型来减少磁体23的个数从而有利于省资源化和低成本化等，并且可以通过将定子2的线圈设为线圈段13来提高电动机1的输出。

(3)磁体23的磁极占有角度θ1以及凸极24的磁极占有角度θ2以在圆周方向上相邻的磁体23和凸极24之间的第1空隙G1的圆周方向中点为基准来设定(θ1+θ2＝360°)。另外，磁体23的磁极占有角度θ1被设定为在210°≤θ1≤270°的范围内的任一个值。由此，与在θ1＝180°、即把磁体23和凸极24的各个磁极占有角度θ1、θ2设为构造上相同的普通构造时相比，不仅更能够提高平均转矩而且更能够降低转矩脉动(参照图2A、2B)，从而有助于提高转子3的旋转性能。

另外，即使在将磁体23的磁极占有角度θ1设定为在150°≤θ1＜180°的范围内的任一个值的情况下，和将磁极占有角度θ1设为180°时相比，能够降低转矩脉动(参照图2A)，从而有助于提高转子3的旋转性能。

(4)在本实施方式中，在定子2和转子3之间的第2空隙G2中、与磁体23对应的最短空隙距离A和与凸极24对应的最短空隙距离B的比B/A被设定为在1＜B/A范围内的任一个值。由此，可以降低成为转子3旋转时振动的要因的转矩脉动以及径向脉动(参照图3B、图3C)，从而可以有助于提高转子3的旋转性能。

(5)在本实施方式中，与磁体23对应的最短空隙距离A和与凸极24对应的最短空隙距离B的比B/A设定为在1＜B/A≤1.6的范围内的任一个值。由此，不仅可以极力抑制转矩的降低，而且可以降低引起转子3旋转时的振动的转矩脉动以及径向脉动(参照图3A、图3B、图3C)。从而进一步有助于提高转子3的旋转性能。

(6)在本实施方式中，磁体23以及凸极24的个数都为奇数，并且各个磁体23被配置在与凸极24中的一个成180°相反的位置上。即，在各个磁体23被配置在与凸极24中的一个成180°相反的位置上的构成中，由于产生磁性不平衡而容易使转子3旋转时的振动增加，所以如上所述，通过使凸极23以及磁体23的占有角度适当化或者使空隙距离的比B/A适当化，会有利于减少转子3旋转时的振动。

另外，上述第1实施方式也可以更改为以下的形式。

也可以对上述第1实施方式的定子2的形状做适当更改。例如，如图4、图5A以及图5B所示，在定子芯4上的、且在沿圆周方向相邻的齿12的前端部12a之间，形成有连接所述齿12的连续部31和空隙部32。详细地讲，如图5A以及图5B所示，定子芯4由多个层叠部件E在轴向上层叠而构成。即，各个层叠部件E具有通过层叠而构成圆筒部11的部分，和通过层叠而构成齿12的部分(以下称层叠部件E的齿12)。另外，在图4、图5A以及图5B中，为了便于说明只图示有4个层叠部件E。

在各个层叠部件E的、且在沿圆周方向相邻的齿12的前端部12a之间，形成有将所述齿12连接在一起的连续部31，并且通过冲压加工在各个层叠部件E的连续部31的轴向的两个面形成有沿轴向凹下的凹部33。即，层叠部件E的连续部31比层叠部件E的齿12的轴向厚度要小与凹部33的凹下部分对应的轴向厚度。另外，通过将这种层叠部件E在轴向上层叠，在各个齿12的前端部12a之间沿轴向交替地形成有连续部31和空隙部32。

分别用图6A以及图6B来显示对于具有这种定子的电动机1、不具备上述实施方式的定子2那样的连续部31的电动机1(在图6A以及图6B中用[齿开放]示出的电动机)、以及具有不设空隙部的定子的电动机1的齿槽转矩以及平均转矩进行比较的图表。另外，在图6A以及图6B中，将不具备连续部31的电动机1的齿槽转矩以及平均转矩分别设为100％。

如图6所示，具有本构成(图5A以及图5B所示的构成)的定子的电动机1相对于具有不设连续部31的定子的电动机1，齿槽转矩减少至1～5％。即使在具有不设空隙部32的定子的电动机1中，齿槽转矩也同样地减少。另外如图6B所示，虽然在平均转矩方面，具有本构成的定子的电动机1相对于具有不设连续部31的定子的电动机1会减少，但相对于具有不设空隙部定子的电动机可以得到1.5倍以上的转矩。

基于这种构成，由于连续部31的设置可以抑制磁通密度的急剧的变化，其结果，可以降低齿槽转矩。另外，由于不仅使齿槽转矩降低，而且通过空隙部32各个齿12的前端部12a之间的磁通变得不易通过，所以可以减少漏磁通，并可以将转矩的降低控制在较小范围内，从而可以使转子3的旋转性能提高。另外，可以通过齿12的前端部12a的连续部31来提高定子2的芯的刚性。

另外，在如图5A以及图5B所示的例子中，通过冲压加工在各个层叠部件E的各个齿12的前端部12a之间的连续部31上形成有沿轴向凹下的凹部33的同时，通过所述凹部33形成有空隙部32。因此，通过在层叠部件E的连续部31上进行冲压加工而产生的残余应力和由所述冲压加工形成的凹部33(空隙部32)，各个齿12的前端部12a之间的磁通变得不易通过，所以可以减少漏磁通，并且可以将转矩的降低控制在较小范围内。

另外，虽然在图5A以及图5B所示的例子中，通过在各个层叠部件E的连续部31上形成有凹部33来形成空隙部32，但并不仅限于此。

例如，在图7A～图7D所示的例子中，定子芯4通过第1层叠部件E1和第2层叠部件E2在轴向上交替层叠而构成。即，各个第1层叠部件E1以及各个第2层叠部件E2具有通过层叠构成圆筒部11的部分和通过层叠构成齿12的部分。在图7A以及图7B中，对所述第1以及第2层叠部件E1、E2的圆筒部11以及齿12附上与层叠后的各个部件相同的符号。另外，在图7C以及图7D中，为了便于说明，分别只图示有2个第1以及第2层叠部件E1、E2。

如图7A所示，第1层叠部件E1的各个齿12的前端部12a之间形成有空隙部42。而如图7B所示，在第2层叠部件E2的各个齿12的前端部12a之间形成有连接相邻的齿12的连续部41。于是，通过第1层叠部件E1和第2层叠部件E2在轴向上交替地层叠，在各个齿12的前端部12a之间、且在轴向上交替地形成有连续部41和空隙部42。

即使通过这样的构成，也可以得到与图5A以及图5B所示的例子基本相同的益处。除此之外，在图7A～图7D所示的例子中，通过第1层叠部件E1和第2层叠部件E2在轴向上交替地层叠，可以容易地在各个齿12的前端部12a之间形成连续部41和空隙部42。

另外，例如，在图8A、图8B以及图8C所示的例子中，定子芯4通过多个层叠部件E3沿轴向层叠而构成。即，层叠部件E3具有通过层叠而构成圆筒部11的部分，通过层叠构成齿12的部分。在图8A中，对所述第3层叠部件E3的圆筒部11以及齿12附上与层叠后的各个部件相同的符号。另外，在图8B以及图8C中，为了便于说明，只图示有5个层叠部件E3。

如图8A所示，在层叠部件E3的各个齿12的前端部12a之间沿圆周方向交替地形成有连续部51和空隙部52。于是，层叠部件E3以所述连续部51和空隙部52沿轴向交替排列的形式层叠。换句话说，在轴向上相邻的层叠部件E3以互相沿圆周方向错开一个齿12的形式层叠。由此，在各个齿12的前端部12a之间沿轴向交替形成有连续部51和空隙部52。

即使通过这样的构成，也可以得到与图5A以及图5B所示的例子基本相同的益处。除此之外，在图8A～图8C所示的例子中，由于可以由相同的层叠部件E3在各个齿12的前端部12a之间构成连续部51和空隙部52，所以可以易于备件管理，另外还可以有利于低成本化。

也可以对上述第1实施方式的转子芯22的凸极24的形状做适当更改。

例如，在图9A以及图9B所示的例子中，在各个凸极24上、与齿12对置的外侧面24a上，在相对于凸极24的圆周方向中心线Q为线对称的位置上形成有一对第1辅助槽61。各个第1辅助槽61成为相互一样的形状，并且具有沿圆周方向对置的一对侧面部61a、61b。另外，在第1辅助槽61的侧面部中，将圆周方向内侧(圆周方向中心线Q一侧)的部分作为侧面部61a，而将圆周方向外侧(凸极24的圆周方向端部一侧)的部分作为侧面部61b。另外，第1辅助槽61沿轴向延伸为直线状。

在此，如图10所示，在将以轴线P为中心的凸极24的开角、以轴线P为中心的齿12的前端部12a的开角、和所述齿的个数分别用[YKθ(°)]、[Tθ(°)]、和[L(个)]来表示的情况下，第1辅助槽61的位置角度D1(从凸极24的圆周方向中心线Q起到第1辅助槽61的侧面部61a为止的角度D1)被设定成为[D1＝Tθ+(a-1)×360(°)/L-YKθ/2](其中a为自然数)。所述算式中的[360(°)/L]的值示出了以轴线P为中心的、在圆周方向上相邻的齿12的前端部12a的圆周方向中央区域的角度。也就是说，所述算式的右边[Tθ+(a-1)×360(°)/L]示出了沿圆周方向连续的[a]个齿12的开角。因此，满足所述算式的构成为，从凸极24的圆周方向端部24b(图10的左侧端部)起至离该端部24b较远的第1辅助槽61的侧面部61a的角度、即YKθ/2+D1与沿圆周方向连续的[a]个齿12的圆周方向的两个端部的角度相等。另外，图10中示出了[a＝3]时的构成。

也就是说，在这种构成中，如图10所示，在凸极24的圆周方向端部24b与任一个齿12(在图10中为齿12b)的前端部12a的圆周方向第1端部12x(左侧端部)在径向上对齐时，第1辅助槽61的侧面部61a与从齿12b开始沿圆周方向(右侧)的顺序数第a个齿12(在图10中为齿12c)的圆周方向第2端部12y(右侧端部)在径向上对齐。另外，上述的[在径向上对齐]是指凸极24的圆周方向端部和齿12b的圆周方向端部位于径向的一直线上。

在此，图11示出了转子3旋转时的齿槽转矩波形。在图11中用点划线示出的波形(齿槽转矩波形)为齿槽转矩的主要成分波形(没有在各个凸极24上形成第1辅助槽61的构成的齿槽转矩波形)，用虚线示出的波形为通过第1辅助槽61产生的齿槽转矩波形。另外，用实线示出的波形为在图9以及图10的例子中所示构成的电动机1产生的齿槽转矩波形，其为将齿槽转矩的主要成分波形(用点划线示出的波形)和通过第1辅助槽61产生的齿槽转矩波形(用虚线示出的波形)合成的波形。

所述图11的转子3的旋转角度R为，在图10所示的状态下的转子3的旋转角度。在所述旋转角度R中，由于凸极24的圆周方向端部24b和齿12b的圆周方向第1端部12x在径向上对齐，所以容易使磁通集中于在所述径向上对齐的部分，其结果，齿槽转矩的主要成分成为负的峰值。另外，由于这时第1辅助槽61的侧面部61a和齿12c的圆周方向第2端部12y对齐，所以容易使磁通集中于在所述径向上对齐的部分，其结果，通过第1辅助槽61产生的齿槽转矩成为正的峰值。由于在所述旋转角度R的齿槽转矩的主要成分和通过第1辅助槽61产生的齿槽转矩的峰值相互为反相、其大小大致相同，所以成为相互抵消的形式(参照图11的实线所示的波形)。由此，使转子3旋转时产生的齿槽转矩降低。

基于这种构成，可以通过形成在与齿12对置的凸极24的外侧面24a(表面)上的第1辅助槽61来使凸极24内的磁通的流动适当化，从而可以控制齿槽转矩使其变小。另外，由于构成为使上述算式[D1＝Tθ+(a-1)×360(°)/L-YKθ/2]成立的形式，所以产生于凸极24的第1辅助槽61中的齿槽转矩成为使产生于该凸极24的圆周方向端部24b的齿槽转矩降低的消除成分。因此，可以使产生于整个电动机1的齿槽转矩降低，从而可以提高转子3的旋转性能。另外，由于第1辅助槽61与凸极24的圆周方向的两个端部分别对应设置成一对，所以可以进一步降低齿槽转矩。

另外，图12示出了在改变第1辅助槽61的开槽角度W时的齿槽转矩的大小。如图12所示，如果使开槽角度W从0开始增大的话齿槽转矩就会降低，在开槽角度W约为1.2时齿槽转矩变为最小。

另外，也可以在如图9A、图9B以及图10所示的构成的基础上，除了第1辅助槽61还另外设置图13所示的第2辅助槽62。与第1辅助槽61一样，在相对于凸极24的圆周方向中心线Q为线对称的位置上设置有一对第2辅助槽62，各个第2辅助槽62成为相互一样的形状，并且具有沿圆周方向对置的一对侧面侧面部62a、62b。另外，在第2辅助槽62的侧面部中，将径向内侧(圆周方向中心线Q一侧)的部分作为侧面部62a，而将径向外侧(凸极24的圆周方向端部一侧)的部分作为侧面部62b。另外，第2辅助槽62沿轴向延伸为直线状。

在此，第2辅助槽62的位置角度D2(从凸极24的圆周方向中心线Q起到第2辅助槽62的侧面部62a为止的角度D2)被设定成为[D2＝D1+360(°)/L]的形式。由此，第2辅助槽62的位置角度D2设定为，从凸极24的圆周方向端部24b起至离该端部24b较远的第2辅助槽62的侧面部62a的角度(即、YKθ/2+D1)与沿圆周方向连续的[a+1]个齿12的圆周方向的两个端部的角度相等。另外，图13中示出了[a＝3]时的构成。

也就是说，在这种构成中，在凸极24的圆周方向端部24b与任一个齿12b的前端部12a的圆周方向第1端部12x在径向上对齐时，第1辅助槽61的侧面部61a与从齿12b开始沿圆周方向(右侧)的顺序数第a个齿12c的圆周方向第2端部12y在径向上对齐，而第2辅助槽62的侧面部62a与从齿12b开始沿圆周方向(右侧)的顺序数第(a+1)个齿12d的圆周方向第2端部12z在径向上对齐。

基于这种构成，不仅产生于第1辅助槽61中的齿槽转矩而且产生于第2辅助槽62的齿槽转矩也成为，使产生于该凸极24的圆周方向端部24b的齿槽转矩降低的消除成分，由此可以进一步降低产生于整个电动机1的齿槽转矩。

虽然在上述第1实施方式中，磁体23和凸极24的个数分别为5个、即用10个磁极来构成转子3，但并不仅限于此，磁体23和凸极24的个数也可以根据构成做适当更改。

关于上述第1实施方式，也可以对磁体23以及凸极24的两个外侧面23a、24a的形状做适当更改。虽然将磁体23的外侧面23a设为相同圆周的弯曲形状、且将凸极24的外侧面24a设为比所述外侧面23a的曲率更大的弯曲形状，也可按相反的形式来设定。另外，两个外侧面23a、24a也可以分别设为相同圆周的弯曲形状，或者，两个外侧面23a、24a也可以分别设为曲率较大的弯曲形状。另外，不仅可以按固定曲率设定外侧面23a、24a的弯曲形状，也可以设为在圆周方向上使曲率改变的形状或者设为直线性变化的形状。除此之外，也可以对磁体23的形状和具备凸极24的转子芯22的形状进行适当更改。

下面，参照附图对将本发明具体化了的第2实施方式进行说明。

如图14A，本实施方式的内转子型的电动机201具备近似圆环状的定子202、和被配置在所述定子202的径向内侧的定子203。

定子202具备圆筒部211和定子芯204，其中，所述定子芯204具有沿着所述圆筒部211的内周面的圆周方向排列的多个(在本实施方式中为12个)齿212。齿212从圆筒部211的内周面向径向内侧延伸。齿212在圆周方方向上等间隔地形成，U相、V相、W相的线圈213以集中绕组的形式依次卷绕在各个齿12上。在各个齿212的前端部上形成有向圆周方向两侧突出的一对突出部212a，各个齿212的表面212b(径向内侧面)形成于从一侧的突出部212a到另一侧的突出部212a的范围内。另外，齿212构成为，相对于所述圆周方向中心线成为线对称的形式。

转子203具备：近似圆环状的转子芯222，其由固装在旋转轴221的外周面的、磁性金属材料形成；多个(在本实施方式中为4个)磁体223，所述多个磁体223以沿着圆周方向排列的形式被固装在所述转子芯222的外周部上；和凸极224，其被配置在所述转子芯222的外周部、且在沿圆周方向相邻的磁体223之间。各个磁体223起到N极的作用。凸极224与转子芯222形成为一体。也就是说，各个磁体223以及凸极224沿着圆周方向按等角度间隔、交替地配置在转子203的外周。转子203被构成为，使凸极224相对于N极的磁体223起到S极的作用的、8个磁极的所谓换向极型。另外，转子203的磁极(8磁极)为齿212的个数(12个)的2/3倍，转子203的磁极和齿212的个数的比为2∶3。

磁体223的外侧面223a成为以轴线P为中心的圆弧状，并且与齿212的前端部212b径向对置。另外，磁体223的圆周方向长度大于凸极24的圆周方向长度。磁体223的内侧面223b被固装在，设置于在转子芯222的圆周方向上相邻的凸极224之间的固装面225上。在磁体223与该磁体223沿圆周方向相邻的凸极224之间设有空隙。另外，磁体223被构成为，其各自的外侧面223a位于同一圆周上的形式。

凸极224的轴向剖面呈近似扇状，并且具有以向径向外侧突出的形式弯曲的外侧面224a(径向外侧面)。在各个凸极224的外侧面224a，且在相对于凸极240的圆周方向中心线S为线对称的位置上形成有一对辅助槽231、232(都为第1辅助槽)。各个辅助槽231、232成为相互一样的形状，并且具有沿圆周方向对置的一对侧面部231a、231b、232a、232b。另外，在辅助槽231、232的侧面部中，将径向内侧(圆周方向中心线S一侧)的部分分别作为侧面部231a、232a，而将径向外侧(凸极224的圆周方向端部一侧)的部分分别作为侧面部231b、232b。

辅助槽231、232沿轴向延伸为直线状。另外，辅助槽231、232的深度、即径向尺寸被设定成，约为凸极224的径向尺寸的1/3。另外，如上所述，由于辅助槽231、232以相对于凸极224的圆周方向中心线S成为线对称的形式形成，所以，以轴线P为中心、从所述圆周方向中心线S起至辅助槽231的内侧的侧面部231a为止的角度和以轴线P为中心、从圆周方向中心线S起至辅助槽232的内侧的侧面部232a为止的角度相等，以下将该角度作为辅助槽231、232的位置角度KC1(参照图14B)。

在此，在本实施方式中，如图15A所示，以轴线P为中心的齿212的表面212b的圆周方向的两个端部212c、212d之间的开角KA构成为，比以轴线P为中心的凸极224的圆周方向两个端部224b、224c之间的开角KB小。而且，辅助槽231、232的位置角度KC1设定为KC1＝KA-KB/2的形式。即，由此，如图15A所示，在齿212与凸极224在径向上对置的状态下，且在齿212的表面212b的圆周方向第1端部212c与凸极224的圆周第1端部224b(详细地讲，凸极224的圆周方向侧面与径向的外侧面224a交叉的部分)在径向上对齐时，齿212的表面212b的圆周方向第2端部212d与辅助槽231的侧面部231a(详细地讲，侧面部231a与凸极224的外侧面240a交叉的部分)在径向上对齐。另外，如图15B所示，同样在齿212的表面212b的圆周方向第2端部212d与凸极224的圆周方向第2端部224c在径向上对齐时，齿212的表面212b的圆周方向第1端部212c与辅助槽232的侧面部232a在径向上对齐。另外，上述的[在径向上对齐]是指凸极224的圆周方向端部224b、224c和齿212的圆周方向端部212c、212d位于径向的一条直线上。

在此，图16示出了转子203旋转时的齿槽转矩波形。在图16中、用双点划线示出的波形为齿槽转矩的主要成分波形，其与没有在各个凸极224上形成辅助槽231、232的电动机产生的齿槽转矩波形相同。用点划线示出的波形为通过辅助槽231、232产生的齿槽转矩波形。另外，用实线示出的波形为由本实施方式的电动机201产生的齿槽转矩波形，其为将齿槽转矩的主要成分波形(用双点划线示出的波形)和通过辅助槽231、232产生的齿槽转矩波形(用点划线示出的波形)合成的波形。

图16示出了图15A所示的转子203的旋转角度R1时、即凸极224的圆周方向第1端部224b与对置的齿212的圆周方向第1端部212c在径向上对齐时的齿槽转矩。所述旋转角度R1中，由于凸极224的圆周方向第1端部224b和齿212的圆周方向第1端部212c在径向上对齐，所以容易使磁通偏向齿212的圆周方向第1端部212c集中，其结果，齿槽转矩的主要成分增大，齿槽转矩的主要成分(双点划线示出的波形)变为负的峰值。

在此，本实施方式的电动机201中，如上所述，由于辅助槽231、232的位置角度KC1被设定为KC1＝KA-KB/2的形式，使得位于旋转角度R1时的齿212的圆周方向第2端部212d与辅助槽231的侧面部231a在径向上对齐。由此，此时的磁通容易偏向齿212的圆周方向第2端部212d分散，并且不易使磁通偏向齿212的圆周方向第1端部212c集中。如图16所示，通过辅助槽231、232产生的齿槽转矩成为与位于旋转角度R1时的齿槽转矩的主要成分反相位(正)的峰值、即对于齿槽转矩的主要成分的消除成分，所述峰值通过辅助槽231产生。因此，整个电动机201产生的齿槽转矩(用实线示出的波形)、即将齿槽转矩的主要成分和通过辅助槽231、232产生的齿槽转矩合成而构成的齿槽转矩，在旋转角度为R1时，齿槽转矩的主要成分的峰值被抑制了的波形。这样，可以通过辅助槽231降低齿槽转矩，从而可以提高转子203的旋转性能。另外，通过辅助槽231、232产生的齿槽转矩的峰值的绝对值比齿槽转矩的主要成分的峰值的绝对值要小。

另外，另一侧的辅助槽232也产生与辅助槽231相同的作用。详细地讲，如图15B所示，在凸极224与齿212对置的状态下，且在凸极224的圆周方向第2端部224c与齿212的圆周方向第2端部212d在径向上对齐时(图15B中的旋转角度R2)，齿212的圆周方向第1端部212c与辅助槽232的侧面部232a在径向上对齐。由此，与上述的辅助槽231的情况一样，如图16所示，通过辅助槽231、232产生的齿槽转矩成为与在旋转角度R2时的齿槽转矩的主要成分反相位的峰值、即对于齿槽转矩的主要成分的消除成分。由此，可以进一步降低齿槽转矩，从而可以提高转子203的旋转性能。

图17中实线所示的图表，显示在改变比W1/T时的齿槽转矩比，该比W1/T为以辅助槽231、232内侧(圆周方向中心线S侧)的侧面部231a、232a为基准的辅助槽231、232的圆周方向宽度W1(参照图15B)与相邻的齿212的前端部之间(突出部212a之间)的圆周方向间隔T(参照图14B)的比。在所述图17中，在W1/T＝0、即在没有形成辅助槽231、232的构成的情况下的齿槽转矩设为[1]时，从W1/T＝0起到W1/T＝2.5为止齿槽转矩会减少，在W1/T＝2.5时齿槽转矩为最小值，约为[0.5]。然后，从W1/T＝2.5到W1/T＝3.5，虽然齿槽转矩从最小值开始增大，但小于[1]。也就是说，由于在0＜W1/T＜3.5的范围内齿槽转矩小于[1]，所以如果将W1/T的值设定在该范围内的话，和没有形成辅助槽231、232的构成相比，更可以期待齿槽转矩的下降，在W1/T＝2.5的情况下齿槽转矩的降低效果变得最大，齿槽转矩约为一半。

本实施方式具有以下的优点。

(7)在本实施方式中，在转子203的凸极224的外侧面224a形成有辅助槽231、232，其位置角度KC1被构成为满足算式KC1＝KA-KB/2的形式。因此，在转子203旋转时，在齿212与凸极224径向对置、且齿212的表面212b的圆周方向第1端部212c与凸极224的圆周方向第1端部224b在径向上对齐时，齿212的圆周方向第2端部212d与辅助槽231的侧面部231a在径向上对齐。另外，在转子203旋转时，在齿212与凸极224径向对置、且齿212的表面212b的圆周方向第2端部212d与凸极224的圆周方向第2端部224c在径向对齐时，齿212的圆周方向第1端部212c与辅助槽232的侧面部232a在径向上对齐。这时，由于在偏向与辅助槽231、232的侧面部231a、232a对齐的齿212的圆周方向第1以及第2端部212c、212d产生的齿槽转矩(通过辅助槽231、232产生的齿槽转矩)成为，抑制在偏向与凸极224的圆周方向第1以及第2端部224b、224c沿径向对齐的齿212的圆周方向端部212c、212d产生的齿槽转矩(主要成分)使其变小的消除成分，所以可以使产生于整个电动机201的齿槽转矩降低，从而可以提高转子203的旋转性能。

(8)在本实施方式中，以相对于凸极224的圆周方向中心线S成为线对称的形式，在圆周方向上并列设有一对辅助槽231、232。即，由于辅助槽231、232与凸极224的圆周方向第1以及第2端部224b、224c分别对应设置为一对的形式，所以可以进一步降低齿槽转矩。

(9)在本实施方式中，辅助槽231、232的圆周方向宽度W1与在圆周方向上相邻的齿212之间的间隔T的比W1/T设定在0＜W1/T＜3.5的范围内。由此，可以降低齿槽转矩(参照图17)，从而有助于提高转子203的旋转性能。

下面，参照附图对讲本发明具体化了的第3实施方式进行说明。

如图18A以及图18B所示，本实施方式的电动机301在所述第2实施方式的构成的基础上，在凸极224的外侧面224a上形成作为第2辅助槽的内侧辅助槽341、342。下面，对与所述第2实施方式相同的构成附上相同的符号省略详细的说明。

内侧辅助槽341、342形成于比辅助槽231、232(第1辅助槽)更靠向圆周方向内侧的位置，且相对于凸极224的圆周方向中心线S成为线对称的形式。各个内侧辅助槽341、342成为相互一样的形状，并且具有沿圆周方向对置的一对侧面部341a、341b、342a、342b。另外，在内侧辅助槽341、342的侧面部中，将内侧(圆周方向中心线S一侧)的部分分别作为侧面部341a、342a，而将外侧(凸极224的圆周方向端部一侧)的部分分别作为侧面部341b、342b。

内侧辅助槽341、342与所述外侧的辅助槽231、232同样沿轴向延伸为直线状，内侧辅助槽341、342的深度(径向尺寸)被设定成，与辅助槽231、232的深度大致相等、约为凸极224的径向尺寸的1/3。另外，如上所述，由于内侧辅助槽341、342以相对于凸极224的圆周方向中心线S成为线对称的形式形成，所以，以轴线P为中心、从所述圆周方向中心线S起至内侧辅助槽341的外侧的侧面部341b为止的角度和以轴线P为中心、从圆周方向中心线S起至内侧辅助槽342的外侧的侧面部342b为止的角度相等，以下将该角度设为内辅助槽341、342的位置角度KC2(参照图18B)。

在此，在用KD来表示以轴线P为中心的磁体223和凸极224之间的开角时，内侧辅助槽341、342的位置角度KC2被设定为KC2＝KA-KB/2-KD的形式。另外，与所述第2实施方式一样，KA以及KB为齿212的表面212b的开角KA以及凸极224的开角KB(参照图15A)。由此，如图19A所示，在齿212的表面212b的圆周方向第1端部212c和与径向对置的凸极224相邻的磁体223的圆周方向第1端部323b(详细地讲，磁体223的圆周方向侧面与径向的外侧面323a交叉的部分)在径向上对齐时，齿212的圆周方向第2端部212d与内侧辅助槽341的外侧的侧面部341b(详细地讲，侧面部341b与凸极224的外侧面224a交叉的部分)在径向上对齐。另外，同样地，如图19D所示，在齿212的圆周方向第2端部212d和与径向对置的凸极224相邻的磁体223(图19A中、位于右下的磁体223)的圆周方向第1端部323c在径向上对齐时，齿212的表面212b的圆周方向第1端部212c与内侧辅助槽342的外侧的侧面部342b在径向上对齐。

在此，图20示出了转子303旋转时的齿槽转矩波形。在图20中、用双点划线示出的波形为齿槽转矩的主要成分波形，其与没有在各个凸极224上形成辅助槽231、232的电动机产生的齿槽转矩波形相同。用点划线示出的波形为通过辅助槽231、232以及内侧辅助槽341、342产生的齿槽转矩波形。另外，用实线示出的波形为由本实施方式的电动机301产生的齿槽转矩波形，其为将齿槽转矩的主要成分波形(用双点划线示出的波形)和通过辅助槽231、232以及内侧辅助槽341、342产生的齿槽转矩波形(用点划线示出的波形)合成的波形。

将图19A所示的转子303的旋转角度、即齿212的圆周方向第1端部212c和与径向对置的凸极224相邻的磁体223的圆周方向第1端部323b对齐时的旋转角度设为R3。这时，由于所述齿212的至少一部分与磁体223，在径向上从对置的状态向非对置状态过渡，所以容易使磁通偏向齿212的圆周方向第1端部212c集中，其结果，齿槽转矩的主要成分增大。

在此，本实施方式的电动机301中，如上所述，由于内侧辅助槽341、342的位置角度KC2被设定为KC2＝KA-KB/2-KD的形式，使得位于旋转角度R3时的齿212的圆周方向第2端部212d与内侧辅助槽341的外侧的侧面部341b在径向上对齐。由此，此时的磁通容易向齿212的圆周方向第2端部212d分散，并且不易使磁通偏向齿212的圆周方向第1端部212c集中。如图20所示，通过辅助槽231、232以及内侧辅助槽341、342产生的齿槽转矩成为与位于旋转角度R3时的齿槽转矩的主要成分反相位(正)的成分、即对于齿槽转矩的主要成分的消除成分，所述消除成分通过内侧辅助槽341产生。因此，整个电动机301产生的齿槽转矩(用实线示出的波形)在旋转角度为R3时，齿槽转矩的主要成分的峰值部分被抑制了的波形。这样，可以通过内侧辅助槽341降低齿槽转矩，从而可以提高转子303的旋转性能。

另外，另一侧的内侧辅助槽342也产生与内侧辅助槽341相同的作用。详细地讲，如图19D所示，在齿212的圆周方向第2端部212d和与径向对置的凸极224相邻的磁体223的圆周方向第1端部323c在径向上对齐时(图20中的旋转角度R4)，齿212的圆周方向第1端部212c与内侧辅助槽342的侧面部342a在径向上对齐。由此，与上述的内侧辅助槽341的情况一样，如图20所示，通过辅助槽231、232以及内侧辅助槽341、342产生的齿槽转矩成为与在旋转角度R4时的齿槽转矩的主要成分反相位的峰值、即对于齿槽转矩的主要成分的消除成分。由此，可以进一步降低齿槽转矩，从而可以提高转子303的旋转性能。

另外，由于在本实施方式中具备内侧辅助槽341、342和辅助槽231、232，所以，如第2实施方式中所述，即使在旋转角度R1以及R2时也可降低齿槽转矩。

在图17中用点划线所示的图表，显示在改变比W2/T时的齿槽转矩比，该比W2/T为以内侧辅助槽341、342外侧的侧面部341b、342b为基准的内侧辅助槽341、342的圆周方向宽度W2(参照图18B)与相邻的齿212的前端部之间(突出部212a之间)的圆周方向间隔T(参照图18B)的比。在所述图17中，在W2/T＝0、即在没有形成内侧辅助槽341、342的构成的情况下的齿槽转矩设为[1]时。如图17所示，从W2/T＝0起到W2/T＝0.6为止齿槽转矩会减少，在W2/T＝0.6时齿槽转矩为最小值，约为[0.7]。然后，从W2/T＝0.6到W2/T＝1.2，虽然齿槽转矩从最小值开始增大，但小于[1]。也就是说，由于在0＜W2/T＜1.2的范围内齿槽转矩小于[1]，所以在该范围内来设定W2/T的话，和没有形成内侧辅助槽341、342的构成相比更可以期待齿槽转矩的下降，在W2/T＝0.6的情况下齿槽转矩的降低效果变得最大，齿槽转矩约为70％。

本实施方式具有以下的优点。

(10)在本实施方式中，在转子303的凸极224的外侧面224a形成有内侧辅助槽341、342，其位置角度KC2被构成为满足算式KC2＝KA-KB/2-KD的形式。因此，在转子303旋转时，在齿212的表面212b的圆周方向第1端部212c和与沿径向对置的凸极224相邻的磁体223的圆周方向第1端部323b在径向上对齐时，齿212的圆周方向第2端部212d与内侧辅助槽341的侧面部341b在径向上对齐。另外，在转子303旋转时，在齿212的表面212b的圆周方向第2端部212d和与径向对置的凸极224相邻的磁体223的圆周方向第1端部323c在径向上对齐时，齿212的圆周方向第1端部212c与内侧辅助槽342的侧面部342b在径向上对齐。这时，由于在偏向与内侧辅助槽341、342的侧面部341a、342a对齐的齿212的圆周方向端部212c、212d产生的齿槽转矩(通过内侧辅助槽341、342产生的齿槽转矩)成为，抑制在偏向与磁体223的圆周方向第1端部323b、323c沿径向对齐的齿212的圆周方向端部212c、212d产生的齿槽转矩(主要成分)使其变小的消除成分，所以可以使产生于整个电动机301的齿槽转矩降低，从而可以提高转子303的旋转性能。

(11)在本实施方式中，以相对于凸极224的圆周方向中心线S成为线对称的形式，在圆周方向上并列设有一对内侧辅助槽341、342。即，由于内侧辅助槽341、342与位于凸极224两侧的磁体223的圆周方向第1端部323b、323c分别对应设置为一对的形式，所以可以进一步降低齿槽转矩。

(12)在本实施方式中，内侧辅助槽341、342的圆周方向宽度W2与在圆周方向上相邻的212之间的圆周方向间隔T的比W2/T设定在0＜W1/T＜1.2的范围内。由此，可以降低齿槽转矩(参照图17)，从而有助于提高转子303的旋转性能。

(13)在本实施方式中，由于在凸极224上具备作为第1辅助槽的辅助槽231、232，和作为第2辅助槽的内侧辅助槽341、342，所以能够进一步降低齿槽转矩。

下面，参照附图对将本发明具体化了的第4实施方式进行说明。

本实施方式的电动机401与所述第2实施方式不同的是，不是在凸极224而是在齿212上具备辅助槽(齿侧辅助槽451、452)。因此，对与所述第2实施方式相同的构成附上相同的符号省略详细的说明。

如图21A以及图21B所示，在齿212的表面212b上形成有一对齿侧辅助槽451、452。各个齿侧辅助槽451、452具有沿圆周方向对置的一对侧面部451a、451b、452a、452b，并分别沿轴向延伸。各个齿侧辅助槽451、452成为相互一样的形状，并以相对于齿212的圆周方向中心线H成为线对称的形式形成。另外，在齿侧辅助槽451、452的侧面部中，将内侧(圆周方向中心线H一侧)的部分分别作为第1侧面部451a、452a，而将外侧(齿212的圆周方向端部一侧)的部分分别作为第2侧面部451b、452b。

齿侧辅助槽451、452以相对于齿212的圆周方向中心线H成为线对称的形式形成。因此，以轴线P为中心、从所述圆周方向中心线H起至齿侧辅助槽451的外侧的侧面部451b为止的角度和以轴线P为中心、从圆周方向中心线H起至齿侧辅助槽452的外侧的侧面部452b为止的角度相等，以下将该角度设为齿侧辅助槽451、452的位置角度KC3(参照图21B)。

在此，在用KE来表示在圆周方向上相邻的齿212的圆周方向中心线H之间的角度时，齿侧辅助槽451、452的位置角度KC3被设定为KC3＝KA/2+KE-KB的形式。另外，与所述第2实施方式一样，KA以及KB为齿212的表面212b的开角KA以及凸极224的开角KB(参照图15A)。由此，如图22A所示，凸极224的圆周方向第1端部224b和径向对置的齿212的表面212b的圆周方向第1端部212c在径向上对齐时，凸极224的圆周方向第2端部224c与在圆周方向第1端部224b处对齐的齿212相邻的齿(图22A中的齿212e)的、齿侧辅助槽451的外侧的侧面部451b(详细地讲，侧面部451b与齿212的表面212b交叉的部分)在径向上对齐。另外同样，如图22B所示，凸极224的圆周方向第2端部224c和径向对置的齿212的圆周方向第2端部212d在径向上对齐时，凸极224的圆周方向第1端部224b与在圆周方向第2端部224c处对齐的齿212相邻的齿(图22B中的齿212f)的、齿侧辅助槽452的外侧的侧面部452b在径向上对齐。

在此，图23示出了转子403旋转时的齿槽转矩波形。在图23中、用双点划线示出的波形为齿槽转矩的主要成分波形，其与没有在各个齿212上形成齿侧辅助槽451、452的电动机产生的齿槽转矩波形相同。用点划线示出的波形为通过齿侧辅助槽451、452产生的齿槽转矩波形。另外，用实线示出的波形为由本实施方式的电动机401产生的齿槽转矩波形，其为将齿槽转矩的主要成分波形(用双点划线示出的波形)和通过齿侧辅助槽451、452产生的齿槽转矩波形(用点划线示出的波形)合成的波形。

将图22A所示的转子403的旋转角度、即凸极224的圆周方向第1端部224b和径向对置的齿212的圆周方向第1端部212c对齐时的旋转角度设为R5。这时，容易使磁通偏向凸极224的圆周方向第1端部224b集中，其结果，齿槽转矩的主要成分增大，齿槽转矩的主要成分波形成为负的峰值(参照图23)。

在此，本实施方式的电动机401中，如上所述，由于齿侧辅助槽451、452的位置角度KC3被设定为KC3＝KA/2+KE-KB的形式，使得位于旋转角度R5时的凸极224的圆周方向第2端部224c与齿212e的齿侧辅助槽451的外侧的侧面部451b在径向上对齐。由此，此时的磁通容易向凸极224的圆周方向第2端部224c分散，并且不易使磁通偏向凸极224的圆周方向第1端部224b集中。如图23所示，通过齿侧辅助槽451、452产生的齿槽转矩成为与位于旋转角度R5时的齿槽转矩的主要成分反相位(正)的成分、即对于齿槽转矩的主要成分的消除成分，所述消除成分通过齿侧辅助槽451产生。因此，整个电动机401产生的齿槽转矩(用实线示出的波形)在旋转角度为R5时，齿槽转矩的主要成分的峰值部分被抑制了的波形。这样，可以通过齿侧辅助槽451降低齿槽转矩，从而可以提高转子403的旋转性能。

另外，另一侧的齿侧辅助槽452也产生与齿侧辅助槽451相同的作用。详细地讲，如图22B所示，在凸极224的圆周方向第2端部224c和径向对置的齿212的圆周方向第2端部212d在径向上对齐时(图23中的旋转角度R6)，齿212的圆周方向第1端部212c与齿212f的齿侧辅助槽452的外侧的侧面部452b在径向上对齐。由此，与上述的齿侧辅助槽451的情况一样，如图23所示，通过齿侧辅助槽451、452产生的齿槽转矩成为与在旋转角度R6时的齿槽转矩的主要成分反相位的峰值、即对于齿槽转矩的主要成分的消除成分，从而在旋转角度R6时的整个电动机401的齿槽转矩(用实线示出的波形)被控制变得较小。由此，可以进一步降低齿槽转矩，从而可以提高转子403的旋转性能。

图24显示在改变比W3/T时的齿槽转矩比，该比W3/T为以齿侧辅助槽451、452外侧的侧面部451b、452b为基准的齿侧辅助槽451、452的圆周方向宽度W3(参照图22B)与相邻的齿212的前端部之间(突出部212a之间)的圆周方向间隔T(参照图22B)的比。在所述图24中，在W3/T＝0、即在没有形成齿侧辅助槽451、452的构成的情况下的齿槽转矩设为[1]时。如图24所示，随着从W3/T＝0开始变大齿槽转矩会减少，在W3/T＝0.7附近时齿槽转矩为最小值(约为50％)。在W3/T进一步变大时，虽然齿槽转矩从最小值开始增大，但在W3/T＝1.125的范围内齿槽转矩小于[1]。也就是说，由于在0＜W3/T＜1.125的范围内齿槽转矩小于[1]，所以在该范围内来设定W3/T的话，和没有形成齿侧辅助槽451、452的构成相比，更可以期待齿槽转矩的下降，在W3/T＝0.7的情况下齿槽转矩的降低效果变得最大，齿槽转矩约为50％。

本实施方式具有以下的优点。

(14)在本实施方式中，在齿212的表面212b形成有齿侧辅助槽451、452，其位置角度KC3被构成为满足算式KC3＝KA/2+KE-KB的形式。因此，在转子403旋转时，在凸极224的圆周方向第1端部224b和径向对置的齿212的圆周方向第1端部212c在径向上对齐时，凸极224的圆周方向第2端部224c与圆周方向端部对齐的、齿212的相邻的齿212e的齿侧辅助槽451的侧面部451b在径向上对齐。另外，在转子403旋转时，在凸极224的圆周方向第2端部224c和径向对置的齿212的圆周方向第2端部212d在径向上对齐时，凸极224的圆周方向第1端部224b与圆周方向端部对齐的、齿212的相邻的齿212f的齿侧辅助槽452的侧面部452b在径向上对齐。这时，由于通过齿侧辅助槽451、452产生的齿槽转矩成为，抑制齿槽转矩的主要成分使其变小的消除成分，所以可以使产生于整个电动机401的齿槽转矩降低，从而可以提高转子403的旋转性能。

(15)在本实施方式中，由于以相对于齿212的圆周方向中心线H成为线对称的形式，在圆周方向上并列设有一对齿侧辅助槽451、452，所以可以进一步降低齿槽转矩。

(16)在本实施方式中，齿侧辅助槽451、452的圆周方向宽度W3与在圆周方向上相邻的212之间的圆周方向间隔T的比W3/T设定在0＜W1/T＜1.125的范围内。由此，可以降低齿槽转矩(参照图24)，从而有助于提高转子403的旋转性能。

另外，上述第2～第4实施方式也可以更改为以下的形式。

虽然在上述第3实施方式中，具备了作为第1辅助槽的辅助槽231、232和作为第2辅助槽的内侧辅助槽341、342，也可以构成为只具备内侧辅助槽341、342的形式。

也可以构成为在第4实施方式中增加第2实施方式的辅助槽231、232和第3实施方式的内侧辅助槽341、342的形式。

虽然在上述第2～第4实施方式中，各具备一对辅助槽231、232，内侧辅助槽341、342，或者齿侧辅助槽451、452，也可以各具备1个。

虽然在上述第2～第4实施方式适用于由4个凸极224和4个磁体223构成的8个磁极的转子403，也可以适当更改磁极数。随着此更改，定子202的磁极数也适当更改。

下面，参照附图对将本发明具体化了的第5实施方式进行说明。

图25以及图26显示内转子型的无刷电动机501。用于本实施方式的电动机501的转子503具备：近似圆环状的转子芯522，其由固装在旋转轴521的外周面的、磁性金属材料形成；7个磁体523，所述多个磁体523以沿着圆周方向排列的形式被固装在所述转子芯522的外周部上；和凸极524，其被配置在所述转子芯522的外周部、且在沿圆周方向相邻的磁体523之间。各个磁体523起到N极的作用。凸极524与转子芯522形成为一体。磁体523以及凸极524沿着圆周方向按等角度间隔、交替地配置在转子503的外周部上。在本实施方式中，各个磁体523被配置在与凸极524中的一个成180°相反的位置上。转子503被构成为，使凸极524相对于N极的磁体523起到S极的作用的、14个磁极的所谓换向极型。另外，定子502使用由线圈513卷绕在定子芯504的12个齿512上的12个磁极构成的部件。

转子503的磁体523的圆周方向长度稍大于凸极524的圆周方向长度。磁体523被形成为近似长方柱形，其具有呈弯曲形状的外侧面523a和平坦的内侧面523b。磁体523的内侧面523b被固装在，设置于在转子芯522的圆周方向上相邻的凸极524之间的固装面525上。在磁体523与该磁体523沿圆周方向相邻的凸极524之间设有第1空隙S1。各个磁体523的外侧面523a被形成为，位于同一圆周上的弯曲形状的形式。

凸极524的圆周方向长度比磁体523的圆周方向长度要小与凸极524和磁体523之间的第1空隙S1对应的量。凸极524的轴向剖面呈近似扇状，并且具有以向径向外侧突出的形式弯曲的外侧面524a。也就是说，各个凸极524的外侧面524a形成为弯曲形状，该弯曲形状的圆周方向中央部相对于圆周方向的两个端部更凸向径向外侧，即、从该弯曲形状的圆周方向中央部起越趋向圆周方向端部就越逐渐向径向内侧弯曲。另外，所有外侧面524a的曲率为一定，并从圆周方向中央部向两侧对称。

另外，在凸极524以及磁体523的两个外侧面524a、523a中，凸极524的外侧面24a被构成为，相对于磁体523的外侧面523a更靠向径向内侧的形式。即，在定子502(齿512的表面(前端部))和转子503之间的第2空隙S2中，与凸极524对应的空隙距离B(在这种情况下，圆周方向中央部上的最短空隙距离)设定的要比与磁体523对应的空隙距离A(在圆周方向上保持不变、即在圆周方向上的每一个位置都为最短空隙距离)要大。

在此，用图27、图28、图29来显示在改变比B/A时的径向脉动比、转子不平衡力比、以及转矩脉动比，所述比B/A为在定子502和转子503之间的第2空隙S2中，对应于凸极524的空隙距离B和对应于磁体523的空隙距离A的比。所述径向脉动比、转子不平衡力、以及转矩脉动比分别为在转子503旋转时使其振动增加的要因。

在图27中，显示了在改变B/A时的径向脉动比，在将B/A＝1、即将空隙距离A和空隙距离B为相同时的径向脉动设为[1]时，随着所述B/A的值开始变大(随着凸极524处于比磁体523更靠向径向内侧的位置)，径向脉动从[1]开始按下降率大体不变的形式下降。详细地讲，以在B/A＝1.2时的径向脉动约为[0.89]、在B/A＝1.4时的径向脉动约为[0.8]、在B/A＝1.6时的径向脉动约为[0.72]的形式下降。也就是说，如果按照1＜B/A来设定的话，可以期待转矩脉动的下降。

接着，在图28中，显示了在改变B/A时的转子不平衡力比，与上述一样，在将B/A＝1时的转子不平衡力设为[1]时，随着所述B/A的值开始变大，转子不平衡力下降，并下降至最小值后开始稍增大。详细地讲，从B/A＝1至B/A＝1.4为转子不平衡力下降的范围，在越接近B/A＝1.4时转子平衡力的下降幅度逐渐变小，在B/A＝1.4时转子平衡力变为最小值、约为[0.3]。从B/A＝1.4至B/A＝1.6为转子不平衡力稍增大的范围，在B/A＝1.6时增大至约为[0.4]。也就是说，如果按照1＜B/A来设定的话，至少至测定的B/A＝1.6为止，可以期待转子不平衡力的下降，特别是在1.25＜B/A＜1.6的范围内，转子不平衡力的下降效果最大，约为B/A＝1时的转子不平衡力的40％以下。

在图29中，显示了在改变B/A时的转矩脉动比，与上述一样，在将B/A＝1时的转矩脉动设为[1]时，随着所述B/A的值开始变大，转矩脉动以暂时下降且下降至最小值后再次增大的形式变化。详细地讲，从B/A＝1至B/A＝1.2为转矩脉动下降的范围，在越接近B/A＝1.2时转矩脉动的下降幅度逐渐变小，在B/A＝1.2时转矩脉动变为最小值、约为[0.47]。从B/A＝1.2至B/A＝1.6为转矩脉动增大的范围，从B/A＝1.2开始转矩脉动的增大幅度也逐渐地变大，在B/A＝1.55时的转矩脉动与B/A＝1相同。转矩脉动在B/A＝1.55之后继续增大。也就是说，如果按照1＜B/A＜1.55来设定的话，可以期待转矩脉动的下降，特别是在1.15＜B/A＜1.25的范围内，转矩脉动的下降效果最大，约为B/A＝1时的转矩脉动的一半以下。

基于上述内容，在本实施方式的转子503中，空隙距离B、A的比B/A设定在1＜B/A＜1.55的范围内的任一个值。由此，可以降低引起转子503旋转时的振动的径向脉动(图27)、转子不平衡力(图28)、以及转矩脉动(图29)，特别是对于着重降低转子不平衡力的转子将B/A设定在[1.4]附近，并且对于着重降低转矩脉动的转子将B/A设定在[1.2]附近这种实施方式可以降低引起转子503旋转时的振动的各个要因，从而可以提高转子503的旋转性能。

本实施方式具有以下的优点。

(17)在本实施方式中，在定子502和转子503之间的空隙S2中，对应于凸极524的空隙距离B和对应于磁体523的空隙距离A的比B/A被设定1＜B/A的范围内的任一个值。由此，可以分别降低成为转子3旋转时的振动的要因的径向脉动、转子不平衡力以及转矩脉动(参照图27～图29)，从而可以提高转子503的旋转性能。即，可以提供提高了旋转性能的电动机501。

另外，通过将空隙距离A、B的比B/A设定在1.25＜B/A＜1.6的范围内的任一个值，除了可以降低径向脉动，还能够有效地降低转子不平衡力。

另外，通过将空隙距离A、B的比B/A设定在1＜B/A＜1.55的范围内的任一个值，除了可以降低径向脉动，还可以有效地降低转矩脉动。在这种情况下，进一步通过将空隙距离A、B的比B/A设定在1.15＜B/A＜1.25的范围内的任一个值，能够进一步有效地降低转矩脉动。

另外，通过将空隙距离A、B的比B/A设定在1.2＜B/A＜1.4的范围内的任一个值，除了可以降低径向脉动，还可以有效地降低转子不平衡力以及转矩脉动。

(18)上述实施方式中，磁极523以及凸极524的个数为奇数、且各个磁体523被配置在与凸极524中的一个成180°相反的位置上。即，在各个磁体523被配置在与凸极524中的一个成180°相反的位置上的构成中，由于产生磁性不平衡而容易使转子503旋转时的振动增加，所以如上所述，通过使空隙距离的比B/A适当化会有利于减少转子3旋转时的振动。

另外上述第5实施方式也可以更改为以下的形式。

关于上述第5实施方式，也可以对凸极524以及磁体523的两个外侧面524a、523a的形状做适当更改。虽然将磁体523的外侧面523a设为相同圆周的弯曲形状、且将凸极524的外侧面524a设为比所述外侧面523a的曲率更大的弯曲形状，也可按相反的形式来设定。另外，两个外侧面524a、523a也可以设为相同圆周的弯曲形状，或者，另个外侧面524a、523a也可以每个都设为曲率较大的弯曲形状。另外，不仅可以按固定曲率设定外侧面524a、523a的弯曲形状，也可以设为在圆周方向上使曲率改变的形状或者设为直线性变化的形状。

除此之外，也可以对磁体523的形状和包括凸极524的转子芯522的形状进行适当更改。

另外，第1～第5实施方式也可以更改为以下的形式。

对于上述各个实施方式的数值范围也可以根据情况等做适当更改。

虽然在上述各个实施方式中，定子2、202、502的线圈以线圈段13的形式来构成，但不仅限于此，也可以为将连线卷绕在齿12上的构成。

虽然上述各个实施方式适用于内转子型的电动机1、100、400、500，也可以适用于外转子型的电动机的转子。

关于上述各个实施方式，也可以对磁体23、223、523的形状或包括凸极24、224、524的转子芯22、222、522的形状做适当更改。

虽然在上述各个实施方式中，以使磁体23、223、523起到N极的作用、且使凸极24、224、524起到S极的作用的形式来构成，也可以构成为使磁体23、223、523起到S极的作用、且使凸极24、224、524起到N极的作用的形式。

关于上述各个实施方式，也可以适当更改磁极数。随着此更改，定子2、202、502的磁极数也可适当更改。

Claims

1.一种电动机，其包括转子和定子，

所述转子具有：转子芯；

多个磁体，其沿着所述转子芯的圆周方向排列，并起到第1磁极的作用；和

凸极，其以处于在圆周方向上相邻的磁体之间且与所述磁体相隔有空隙的形式与所述转子芯形成为一体，并起到与所述第1磁极不同的第2磁极的作用，

所述定子和所述转子在径向上相隔有空隙并对置，

其特征在于，

所述空隙设定为，所述定子和所述凸极之间的最短空隙距离B，与所述定子和所述磁体之间的最短空隙距离A的比B/A满足1＜B/A。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述比B/A设定在1.25＜B/A＜1.6的范围内。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述比B/A设定在1＜B/A＜1.55的范围内。

4.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于，

所述比B/A设定在1.15＜B/A＜1.25的范围内。

5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述比B/A设定在1.2＜B/A＜1.4的范围内。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的电动机，其特征在于，

所述磁体以及所述凸极的个数分别设为奇数，

所述磁体配置在，与所述凸极中的一个成180°相反的位置上。