CN1579043B - 电动机 - Google Patents

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Abstract

一种电动机，具有定子(7)和转子(8)，定子(7)由定子铁心(1)和绕组(6)构成，定子铁心(1)由多个定子齿部(2a～4c)及连接多个定子齿部(2a～4c)的定子轭铁(5)构成，绕组(6)分别绕卷于多个定子齿部(2a～4c)上，转子(8)由转子铁芯(9)和埋入转子铁芯(9)的多个永久磁铁(10)构成，具有多个组(2、3、4)，这些组由绕卷有可施加同相电压的绕组(6)的邻接的多个定子齿部(2a～2c、3a～3c、4a～4c)构成，在同一组(2、3、4)内邻接的多个定子齿部(2a～2c、3a～3c、4a～4c)的绕组相互反向绕卷，对邻接的多个组(2、3、4)分别施加不同相的电压，同一组中相邻的定子齿部之间的切槽的大小不同于与相邻的、属于另一组的齿部之间的切槽。

Description

电动机
技术领域
本发明涉及电动机例如、适用于电动汽车(PEV)、复合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)等的电动机，也涉及适用于家用电气制品和机器人等的电动机。
背景技术
作为传统的上述那种汽车等使用的电动机的技术，例如有日本专利特开2000-245085号公报所记载的、使用集中绕卷埋入磁铁型电动机的例子。
参照图17说明特开2000-245085号公报所记载的例子。图17为使用了定子铁芯和绕卷于多个定子齿部的绕组构成的集中绕卷式定子、以及埋入磁铁型转子的电动机主要部的剖视图，以与电动机的旋转中心轴正交的平面为剖面的剖视图。
如图17所示，由多个定子齿部143a、143b、143c及连接这些构件的定子轭铁144构成定子铁心145，将绕组146a、146b、146c卷绕在各自的定子齿部143a、143b、143c上，形成了定子146。定子齿部143a、143b、143c，分别在定子齿部143b的一方侧配设有定子齿部143a。而在另一方侧配设有定子齿部143c，构成了1组，将这些定子齿部143a、143b、143c的组配设在圆周方向上。分别将绕组146a并列状地绕卷在各定子齿部143a上，各自的绕组146a的卷绕端部由共用端子(未图示)连接，从其共用端子中引出1根终端连接线。另外，在各定子齿部143b上，分别并列状地绕卷有绕组146b，对于各定子齿部143c，也是分别并列状地绕卷有绕组146c，定子齿部143a、143b、143c各自的终端连接线再用另一个共用端子(未图示)进行连接。
在转子147上，沿周向、以等间隔埋设有多个永久磁铁149，形成与定子146的定子齿部143a、143b、143c的内周面对置。并且，在转子147的外周面与定子146的定子齿部143a、143b、143c的内周面之间，具有微小的间隙，与转子147的外周面相对配置。与定子齿部143a、143b、143c的内周面对置的永久磁铁149的相对面149a与转子147的外周面之间的距离，是永久磁铁149的中央部149c比端部149b要宽。
绕组146a、146b、146c分别构成U相、V相、W相的3相，在向各相的绕组供给以电气角各120度的相位错开的例如、梯形波状的电流时，各相的绕组146a、146b、146c与转子147间发生的转矩，以各错开120度相位的形式而发生。将该3相的发生转矩合成后成为了综合转矩，使转子147朝所定方向旋转。即，进行的是一种绕旋转轴中心O旋转的所谓的3相全波驱动的旋转动作，在通过将永久磁铁149埋入转子147的内部而得到的磁性转矩的基础上，还可利用磁阻转矩，可实现产生大转矩的高输出(高转矩)电动机。
另一方面，在旋转驱动转子147时，在共用端子(未图示)与U相、V相和W相的各相端子间，根据夫累铭的右手法则，产生大致正弦波状的反电动势电压。各相的反电动势电压众周所知，相互以电气角各120度的相位错开，将这些相位不同的反电动势合成后成为了综合反电动势电压。
从环境、资源对策的方面出发，要求车载电动机整体实现绕组的省铜线化.汽车回收时，一旦混入了含有铜线的电动机，就会在再生的铁的品位方面出现问题，在汽车方面，强烈要求不含铜线的电动机.在传统的技术中，例如特开2000-245085号公报所记载的、尝试将电动机的绕组从铜线变更为铝线的方法、以及将其它一般性的整流子电动机的绕组从铜线变更为铝线等的方法，但在实际的汽车中未曾见到过使用的例子.
也增加了上述磁阻转矩的发生转矩大的电动机，通过作成集中绕卷式电动机，具有可实现高转矩化的优点，但在反电动势电压中看到了波形失真。
当反电动势电压的波形失真大时，涡电流增大，铁损增多，效率降低。并且，埋入转子中的永久磁铁也发生涡电流，有可能使永久磁铁发热，温度上升而发生减磁。
为此，本发明的第1目的在于，实现反电动势电压的波形失真减小的构造，通过抑止涡电流的发生，以提供高转矩且高效率的电动机。
另外，若将特开2000-245085号公报所记载的电动机以及通常的整流子电动机和无刷电动机的绕组，单纯地从铜线变更为铝线，则铝线的电阻率比铜线约高60％，会使导体损耗加大，降低电动机的效率。若想要使损耗不增加，则必须增大电动机体积，无论哪一种都存在着省能源、省资源方面的课题。
本发明的第2目的在于，在实现第1目的的同时，提供不增大电动机体积且不使效率降低的情况下、具有由从铜线变更为铝线、或其他比铜线的电阻率大的金属所绕成的绕组的电动机。
发明内容
为实现上述目的，本发明的电动机，具有：具有定子和转子，定子由定子铁心和绕组构成，所述定子铁心由多个定子齿部及连接所述多个定子齿部的定子轭铁构成，所述绕组分别绕卷于所述多个定子齿部上，所述转子由转子铁芯和埋入所述转子铁芯的多个永久磁铁构成，所述定子齿中分为多个组，这些组由绕卷有可施加同相电压的绕组的邻接的多个定子齿部构成，在同一组内邻接的多个定子齿部的绕组相互反向绕卷，对邻接的多个组分别施加不同相的电压，同一组中相邻的定子齿部之间的切槽的大小不同于该组中的定子齿部与相邻的、属于另一组的定子齿部之间的切槽。
采用这种结构，因是埋入有永久磁铁的转子的结构，故除了磁性转矩之外，还可利用磁阻，可产生高转矩。并且，由于在各组内的各自邻接的定子齿部的绕组，绕卷成相互不同的极性，因此，可缓和磁场分布的偏重，可减小电动机驱动时的绕组感应引起的反电动势电压波形的失真，从而可抑止定子铁心和转子铁心中的铁损发生，对于转子铁心中的永久磁铁，也因抑止了涡电流的发生，故可减轻由此而引起的发热，可抑止永久磁铁的减磁，可实现效率高的电动机。
另外，在上述电动机中，具有3s个组，各组分别由n个定子齿部构成，其中s、n均是正的整数。由此，各组内的U相、V相和W相各自邻接的绕组成为相互不同的极性，可缓和磁场分布的偏重，可减小电动机驱动时的端子间发生电压波形的失真，从而可抑止铁损发生，可提高电动机效率。
另外，在上述电动机中，还具有定子铁芯，该定子铁芯是在同一组内各自相互邻接的定子齿部间形成的切槽的开口部的角度h与在不同组内各自相互邻接的定子齿部间形成的切槽的开口部的角度H的关系，应满足：
h＜H≤3h
采用这种结构，因磁场分布均等，故可减小绕组感应的反电动势电压的波形失真，抑止涡电流的发生，抑止铁损，还可抑止因永久磁铁的涡电流引起的发热，可抑止永久磁铁的减磁，可提高电动机效率。
另外，在上述电动机中，通过在各组内与不同组的定子齿部邻接的、位于各组内两端的定子齿部的各自前端部的周向中心的中心线的形状是，在周向上偏离于通过位于所述各组内两端的定子齿部的各自平行部的周向中心的中心线，所述前端部的周向端部的形状是，不处于位于所述平行部的宽度方向内侧。
采用这种结构，各自的定子齿部间形成的各自的切槽是大致同等大小的空间，可增加绕卷于各自定子齿部上的绕组的匝数，可随着匝数的增加而增大发生转矩，并且同一组内邻接的绕组的极性不同，可抑止发生电压的失真，从而可抑止铁损，可实现效率非常高的电动机。另外，在上述电动机中，在构成所述定子铁芯的所述多个定子齿部中，在与所述转子的定子相对面相对的各定子齿部的前端部的周向端部分别设置切除部，其从所述转子的定子相对面分离。
采用这种结构，在各自的定子齿部上，可缓和急剧的磁场变化，可使电动机驱动时的绕组产生的反电动热电压的波形更加接近于正弦波，可减小转矩波动和齿隙(コギング)转矩。
另外，在上述电动机中，将定子铁芯的结构做成，在构成多个组的定子齿部中，在位于至少1个定子齿部的转子侧的前端部，具有至少1个凹部。另外，凹部的形状是矩形或圆弧状。当然，也可是此外的形状。
采用这种结构，由于这些定子齿部的前端部的磁极，表观上细分为S极、N极、S极，因此，可获得高转矩，还可减小转矩波动。
另外，在上述电动机中，与所述定子中所述定子轭铁的转子侧相反侧的侧面，其形状是比将从电动机的旋转轴中心到与所述多个定子齿部的转子侧相反侧的侧面作为半径的圆还朝与转子侧相反侧的方向突出，并且，连接所述多个定子齿部间的各个定子轭铁的宽度w，在所述定子铁芯全周上相等。定子轭铁的宽度w，相对于定子齿部的绕卷有绕组的平行部的宽度W，具有下列的关系。
W×1/2≤w≤W×3/2
采用这种结构，使磁阻平衡，可产生大致均一的磁通，可得到稳定且高效率的磁场。
另外，在上述电动机中，具有转子铁心，该转子铁心是在所述多个永久磁铁的定子侧的反向侧，配设有多个切口，这些切口与所述转子中所具备的多个永久磁铁的形状相同，且宽度比所述永久磁铁的厚度小。
采用这种结构，在切口部，由永久磁铁产生的磁通不容易通过，即，可提高磁阻，减小d轴电感，进一步加大与q轴电感之差，通过产生更大的磁阻转矩，可增加作为电动机的发生转矩。
另外，在上述电动机中，在具有所述多个永久磁铁的所述转子中，所述永久磁铁的形状是：在各永久磁铁的中央部，各永久磁铁的定子侧侧面与所述转子的定子相对面间的距离大于在各永久磁铁端部处的所述距离.构成所述转子的所述多个永久磁铁的形状是，朝所述转子的定子相对面侧的相反方向突出的V字状.或者，是由具有与半径方向垂直的直线形状的多个永久磁铁的转子构成的结构.或者，在转子上，配设具有朝转子的定子相对面侧的相反方向突出的圆弧形状的多个永久磁铁.或者，在转子上，配设具有朝其定子相对面侧呈凸状、并具有比构成转子的转子铁芯的半径大的半径的圆弧状的多个永久磁铁.
采用这种结构，由于在转子的定子相对部，配设有容易通过磁通的部分和难以通过的部分即、磁阻较小部分和与其相比磁阻高的部分，因此，利用q轴的电感和d轴方向的电感之差，可产生磁阻转矩，可使发生转矩高转矩化。
上述的电动机是1个电动机的多极化技术，转子部的极数与实施绕线的定子部的齿极数的关系，例如与通常的无刷电动机即、4极12齿极相比较，可实现10极9齿极这样的极多齿极少。
电动机转矩由以下公式决定：
(电动机转矩)＝(转子极对数)×(交链磁通数)×(电动机电流)
因此，可增加转子极数的设定，同时不增加定子齿极数即、不使电动机电流减小的结构的电动机。
并且，通过设定上述的切槽开口部和定子齿部宽度，与同一体积的传统电动机相比，可做成大转矩、使反电动势电压波形接近于正弦波，因此，与上述传统的电动机相比，不用增大体积、不增加反电动势电压波形的失真损耗的情况下，可将绕组从铜线变更为铝线。
附图说明
图1为表示说明本发明实施例1的电动机主要部用的主要部概略剖视图。
图2为说明本发明实施例1的绕组的绕卷方向用的概略展开图。
图3为表示本发明实施例1的各绕组的连接状态的接线图。
图4A～图4C为分别表示本发明实施例1的永久磁铁另一例的概略剖视图，图4D为表示说明本发明实施例1的转子铁心另一例的概略剖视图。
图5为表示说明本发明实施例2的定子铁芯用的定子铁芯概略剖视图。
图6A为说明本发明实施例2的定子铁芯用的局部放大图，图6B为说明同一实施例的定子铁芯的变形例用的局部放大图。
图7为说明不适用于本发明的定子齿部形状一例用的局部放大图，
图8为表示说明本发明实施例3的电动机主要部用的主要部概略剖视图。
图9为表示说明本发明实施例3的定子铁芯的局部放图。
图10A为说明本发明实施例4的定子铁芯用的概略俯视图，图10B为表示同一实施例的凹部的另一例的局部图，图10C为表示同一实施例的凹部形状的又一例的局部图。
图11为说明本发明实施例5的定子铁芯用的概略剖视图。
图12为说明本发明实施例6的电动机主要部用的概略剖视图。
图13为说明本发明实施例7的电动机主要部用的概略剖视图。
图14为表示本发明实施例8的铝绕组的概略剖视图。
图15A为表示本发明实施例8的铝绕组端部的概略图，图15B为表示同一实施例的另一例的铝绕组端部的概略图。
图16A为表示本发明实施例10的导线与铝绕组的连接状态的概略图，图16B为表示同一实施例的另一例的导线与铝绕组的连接状态的概略图，图16C为表示同一实施例的又一例的导线与铝绕组的连接状态的概略图.
图17为表示传统的电动机主要部的概略剖视图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施例。
(实施例1)
图1～图4D为说明本发明实施例1的电动机用的图，图1为说明电动机主要部用的、将与旋转轴中心轴垂直的面作为剖面的主要部剖视图，图2为说明绕卷于定子齿部的绕组的绕卷方向展开图，图3为说明绕卷于各定子齿部的各自绕组间的连接状态的接线图，图4A～图4D为表示埋入于转子铁心的永久磁铁形状及其转子铁心另一例的剖视图。
图1中，定子铁心1，由多个定子齿部2a、2b、2c、同3a、3b、3c和同4a、4b、4c、以及将这些定子齿部2a～4c的一方的端部连接的定子轭铁5构成，将绕组6卷绕在各自的定子齿部2a～4c上，由定子铁心1和绕组6构成了定子7。
按照将绕卷有可施加同相电压的绕组的相互邻接的多个定子齿部作为1组的方式，将各自的定子齿部2a～4c合计分为3个组。即，本实施例中，分成为由定子齿部2a、2b、2c构成的第1组2、由定子齿部3a、3b、3c构成的第2组3、由定子齿部4a、4b、4c构成的第3组4。其中，在邻接的定子齿部间形成的切槽的开口部的角度方面，若要列举一例来说明第1组2内的邻接的定子齿部2a、2b间形成的切槽6a的开口部的话，就是定子齿部2a、2b的、与定子轭铁反向侧的各自前端部上的周向突出的各端部连接且通过旋转轴中心O的接线2at、2bt间的角度h。对于其它的切槽开口部的角度方面，同样也是通过旋转轴中心O、与切槽侧相对的各端部连接的接线间的角度。
各定子齿部间的切槽开口部的角度，在定子齿部2b、2c间、定子齿部4a、4b间、定子齿部4b、4c间、定子齿部3a、3b间、以及定子齿部3b、3c间，将定子齿部2a、2b间的切槽开口部的角度h设定成相等。另外，将不同组的邻接的定子齿部3c、2a间的切槽6b的开口部的角度定为H，同样，在位于定子齿部2c、4a间和定子齿部4c、3a间的切槽的开口部方面，也是将各自的角度，设定成与定子齿部3c、2a间的切槽开口部的角度H相等。另外，该角度H比上述同一组的邻接的定子齿部间的切槽开口部的角度h要大。
例如，以组2为例对绕卷于各自的定子齿部2a～4c的绕组6作一说明.如图2所示，按照绕组6对定子齿部2a的绕卷方向为箭头21的方向、绕组6对定子齿部2b的绕卷方向为与箭头21反方向的箭头22的方向、绕组6对定子齿部2c的绕卷方向为与箭头22反方向即、与箭头21相同方向的箭头23的方向，绕卷各自的绕组6，也就是说，绕卷于各组内的定子齿部的绕组的绕卷方向，在分属的组内邻接的定子齿部上，卷绕有绕卷方向相互反向的绕组，邻接的定子齿部的绕组的极性相互反向.绕组6被并列状地绕卷在各自的定子齿部2a、2b、2c上.当然也可进行串联状绕卷.同样，对于组3和组4各自的定子齿部，也是以同一方法绕卷有绕组6，将组2、组3、和组4的绕组6分别区分为U相、V相和W相的3个相的绕组，例如，当组2的定子齿部2a的绕组6是U相时，因邻接的定子齿部2b的绕组6的极性与定子齿部2a的绕组6相反，故该相位成为了反转的U相，与定子齿部2b邻接的定子齿部2c的绕组6与定子齿部2b的绕组6相位反向即、成为了与定子齿部2a相同相位的U相.对于组3和组4各自定子齿部的绕组6也是一样，成为了与V相反转后的V相、与W相反转后的W相.并且，按照图3的接线图的方式，将组2、组3和组4的绕组6的卷绕端部连接.图3中，15u、15v、15w分别是U相、V相、W相的输出端，16是中性点，17是连接各自绕组6的配线.采用上述的结构，在各组内的U相、V相、W相上，因各自邻接的绕组的极性相互不同，故可缓和磁场分布的偏重，可抑止电动机驱动时端子间发生的反电动势电压的失真，从而可抑止铁损.
根据研讨的结果，各自同一组内、邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度h与各个不同组内、相互邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度H的关系，应满足：
h＜H≤3h    (1)
若作如此设定，则因磁场分布均等，故可减小反电动势电压的波形失真，抑止涡电流的发生，抑止铁损，还可抑止因永久磁铁的涡电流引起的发热，可抑止其减磁，可提高电动机效率。
另一方面，转子8由转子铁心9和周向等间隔埋设在转子铁心9中的多个大致V字状的永久磁铁10构成，转子8的定子相对面，具有微小间隙地与定子7的转子8相对面相对，可绕旋转轴中心O进行旋转。
永久磁铁10大致呈V字状，朝转子8的与定子相对面侧相反的方向突出，永久磁铁10的定子侧侧面与转子8的定子相对面间的距离，是永磁铁10的定子侧侧面的中央部大于端部。这样，由于在转子8的定子相对部，配设有磁通较易流通的部分和较难流通的部分即、配设有磁阻小的部分和比其磁阻大的部分，因此，利用q轴方向的电感与d轴方向的电感之差，可发生磁阻转矩，可使发生转矩高转矩化。
只要将永久磁铁10的形状，作成该定子侧侧面与转子8的定子相对面间的距离是中央部大于各自端部即可，例如可作成图4A所示的与半径方向垂直的直线状的永久磁铁31、图4B所示的在朝与定子侧的反向侧方向凸起的圆弧状的永久磁铁32、或者也可是图4C所示的定子7侧呈凸状并具有转子铁心33的半径以上的半径的圆弧状的永久磁铁34。并且，也可是图4D所示，由埋设于转子铁心35的永久磁铁36和转子铁心35构成转子38，该转子铁心35在离永久磁铁36的位置的、定子(未图示)侧的相反侧设有大致与永久磁铁36相同形状并具有比永久磁铁36的厚度36a小的宽度37a的切口37。这样，通过将切口37配设在永久磁铁的旁边，使永久磁铁产生的磁通不容易通过切口37部，减小了d轴电感，进一步加大了与q轴电感之差，从而产生更大的磁阻转矩，可增大作为电动机的发生转矩。并且，即使是带有该切口37的转子铁心35的场合，永久磁铁的形状当然也可以是图4A～图4C各自所示的直线状、定子侧的反向侧方向上呈凸起的圆弧状、或者朝定子侧凸起的圆弧状。
本实施例1中，多个定子齿部间形成的切槽数有9个(定子齿部也是9个)，构成转子8的永久磁铁是10个，将U·V·W相的3相绕组一套作为1组的绕组组数是1个，且1组中的定子齿部数是3个(3个叉)。也就是说，本实施例1说明的是3叉·绕组组数1·9切槽·10极的电动机，但本发明不限定于3叉·绕组组数1·9切槽·10极的电动机，也可是n叉·绕组组数s·t切槽·p极的电动机(但n、s、t、p均为正的整数)。该场合，转子8极数p应是能满足以下公式的值。
p＝2×(s(±1+3k))且p＞t(k＝正的整数)    (2)
其中，决定上述极数的理由如下.本电动机构造的特征之一在于，磁铁间的间距与定子齿部的间距相同，且在定子上产生了死区.因此，若决定出叉数和绕组组数，则可进行机械性地假定极数.例如，在3相电动机的「2叉·绕组组数1」的模式中，切槽数(t)就是叉数(n)×相数×绕组组数(s)即、2×3×1＝6切槽.因切槽数(t)是6个，故为了确保死区，在采用上述公式(2)时，极数(p)就是8以上的偶数.
其次，用假定的切槽数和极数，判断作为电动机是否能成立。即，确认在电流按照U相、V相、W相的顺序流动时能否顺利旋转。若磁铁的极对数是p/2，则磁铁的感应电压函数可由下列公式表示。
Be＝sin(p/2×θ)
其中，因是3相电动机，故U相、V相、W相的电气角分别错开120度。在电气角分别错开120度地使各相通电时，只要将转子以相同角度进行相同方向旋转即可，只要下列公式成立即可。
sin(p/2×(θ+120/s))＝sin(p/2×θ±120+360k)    (3)
上述公式(3)的含义表示：当感应电压函数(转子)从某一时刻的Be＝0起处于电气角错开120度位置(公式所表现的是机械角)时，在定子侧的另外轴上，若120度(U相、V相、W相的错开)错开位置相同，则即使从U相向V相、从V相向W相在120度错开位置上进行通电，转子位置Be(感应电压函数)也可始终得到电气的相同值，表示能顺利地旋转1圈。
通过整理上述公式(3)，极对数p/2成为：
p/2＝s(±1+3k)
极数(p)成为下列的绕组组数(s)的函数。
p＝2×(s(±1+3k))
采用该关系式来决定极数。另外，作为具体例，如下表所示。
  叉数   绕组组数   切槽数   极数
  2   1   6   8
  2   2   12   16
  2   3   18   24
  2   4   24   32
  3   1   9   10
  3   2   18   20
  3   3   27   30
  3   4   36   40
  叉数   绕组组数   切槽数   极数
  4   1   12   14
  4   1   12   16
  4   2   24   28
  4   2   24   32
  5   1   15   16
  5   1   15   20
  5   1   15   22
  5   2   30   32
  5   2   30   40
  6   1   18   20
  6   1   18   22
  6   1   18   26
  6   2   36   40
  7   1   21   22
  7   1   21   26
  7   1   21   28
根据上述的本实施例1，按照绕卷有施加同相电压的绕组的相互邻接的定子齿部作为1组的方式，将定子的各个定子齿部合计分为U相、V相、W相的3个组，使同一组内邻接的定子齿部的绕组的绕卷方向相互反向，并且，因采用了埋设于转子的多个永久磁铁的定子侧侧面与转子的定子相对面的距离是各自永久磁铁的中央部大于端部这样的定子结构，故除了磁性转矩之外，还可利用磁阻，可产生高转矩，同时可抑止发生电压的失真，抑止铁损，还可抑止永久磁铁的减磁，可实现效率非常高的电动机。
(实施例2)
图5～图7为说明本发明实施例2的电动机用的图，图5为定子铁芯的俯视图，图6A为图5的局部放大图，图6B为表示定子铁芯变形例的局部放大图、图7为表示定子齿部的前端部变形例的放大图。
图5中，定子铁心41，由定子齿部42a、42b、42c、定子齿部43a、43b、43c和定子齿部44a、44b、44c、以及将这些定子齿部42a～44c的一方的端部连接的定子轭铁45构成.与前述的实施例1一样，由定子齿部42a、42b、42c构成组42，由定子齿部43a、43b、43c构成组43，由定子齿部44a、44b、44c构成组44，由绕卷于各自的组42、43、44的定子齿部上的绕组(未图示)分别形成U相、V相和W相.另外，与前述的实施例1一样，同一组内，邻接的定子齿部上绕卷的绕组6的绕卷方向相互反向，并且，各自同一组内、相互邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度h与各个不同组内、邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度H的关系，应设定成满足上述公式(1).
通过将各自定子齿部间形成的切槽都作成大致相同大小的空间，可增加绕卷于各自的定子齿部上的绕组的匝数，随着匝数的增加可加大发生转矩。
下面以上述的组42为例，参照图6A说明定子齿部42a、42b、42c前端部的形状。
图6A为表示定子铁心41的组42的局部放大图。图6A中，θ是通过定子齿部42a平行部的周向中心和旋转轴中心O的中心线51与通过定子齿部42b平行部的周向中心和旋转轴中心O的中心线52所形成的角度，φ是通过定子齿部42a前端部的周向中心和旋转轴中心O的中心线53与通过定子齿部42b平行部的周向中心和旋转轴中心O的中心线52所形成的角度，α是通过定子齿部42a平行部的与定子齿部42b相反侧的侧面、前端部的角部56和旋转轴中心O的线54与所述定子齿部42a的中心线51所形成的角度，β是与定子齿部42a前端部的定子齿部42b的反向侧的周向端部相切、且通过旋转轴中心O的线55与通过定子齿部42a前端部的周向中心和旋转轴中心O的中心线53所形成的角度，将定子齿部42a平行部的中心线51和通过定子齿部42a前端部的周向中心的中心线53形成了偏移的形状。即，能满足(φ+β)＞(θ+α)的关系。另一方面，组42的另一个定子齿部42c的形状是定子齿部42a相对于定子齿部42b的中心线52形成线对称。
一般来讲，各个定子齿部的绕卷有绕组的平行部的宽度具有大致相同的宽度，以使由绕组产生的磁通密度大致相等。由此，只要将各自定子齿部间形成的空间即、如要使切槽空间的大小大致相同，只要按以下设定即可。
θ＝θ0＝360/n度(n＝切槽数)
＝360/9度(本实施例2中、n＝9)
＝40度
图6B为表示定子铁心形状的变形例的局部放大图.图6B中，基本的结构与上述图6A所说明的结构相同，但在本变形例中，定子齿部61a、61c前端部的形状与上述的朝周向两侧突出的例子不同，在定子齿部61b的相反侧，不朝周向突出即、与平行部的侧面为同一形状.这样，通过定子齿部61a平行部的定子齿部61b的相反侧的侧面最前端部67和旋转轴中心O的线68与定子齿部61a的前端部的定子齿部61b的反向侧的周向端部相切、且通过旋转轴中心O的接线68是同一线.采用这种结构，各自角度的关系是(φ+β)＝(θ+α)，与通过定子齿部61b的周向中心和旋转轴中心O的中心线63形成线对称的、通过定子齿部61a、61c各自前端部的周向中心和旋转轴中心O的中心线64a、64b，成为了从通过定子齿部61a、61c各自平行部的周向中心和旋转轴中心O的中心线62a、62b偏移的形状，定子齿部61b和与其邻接的定子齿部61a、61c间的各切槽的空间66，其容积相互相等，且形成了较大的空间66，故可增加绕组的匝数.此时，各自同一组内、邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度h与各不同组内、邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度H的关系，应设定成满足上述实施例1中的公式(1).
对于其它组的各自定子齿部前端部的形状，也可采用与定子齿部42a～42c场合相同的方法，作成满足(φ+β)＞(θ+α)的关系即可。另外，构成定子齿部61a～61c的形状的电动机时，只要将其它组中的各自定子齿部前端部的形状，决定成满足(φ+β)＝(θ+α)的关系即可。
然而，在构成图7所示形状的定子齿部时，尽管定子齿部55a前端部的周向中心形成了从定子齿部55a平行部的周向中心偏移的状态，但平行部的侧面56a处于比前端部的周向突出端部57a更向周向突出的状态即、处于(φ+β)＜(θ+α)的关系，定子齿部55a的平行部与定子齿部55a前端部的边界部分58的面积变小。若使该边界部分58的面积变小，则定子齿部55a发生的磁通59被缩流而容易使磁通饱和，并且，磁通59的方向急剧变化，因该变化急剧而使边界部分58的磁阻增大，磁通的流动成为低效状态。为此，平行部与前端部的偏移关系最好不是(φ+β)＜(θ+α)。
由转子铁心和沿周向等间隔地埋入的多个永久磁铁构成的转子的定子相对面与由定子铁芯和绕卷于定子铁芯的多个定子齿部上的绕组构成的定子的转子相对面具有微小间隙且可绕旋转轴中心进行旋转地相对，对于这一结构，与前述的实施例1一样。
本实施例中，对以3叉(1组中的定子齿部数是3个)的电动机为例作了说明，但也可像实施例1中已作的说明那样，实现n叉(n＝正的整数)的结构。该场合，与叉数的偶数·奇数无关，只要将1组中的两端的2个定子齿部即、同一组中的与其它组的定子齿部邻接的定子齿部，作成通过前端部的周向中心的中心线从平行部的中心线偏移的形状即可，此时，最好是将通过前端部的周向中心的中心线与通过平行部的中心线，作成在(φ+β)≥(θ+α)的范围内偏移的形状。
根据上述的本实施例2，与前述的实施例1一样，由于将多个定子齿部分成3个组，将同一组内的与位于中央的定子齿部的两侧邻接的各个定子齿部的卷绕有绕组的平行部的穿通旋转轴中心的中心线，从通过各自定子齿部的定子轭铁反向侧的前端部的周向中心、并通过旋转轴中心的中心线偏移，因此，可增大由邻接的定子齿部形成的切槽空间，可增加绕卷在各自定子齿部上的绕组的匝数。另外，与前述的实施例1一样，由于将转子作成了如下的结构即、转子埋设有多个永久磁铁，将这些永久磁铁的形状作成：转子的定子相对面与定子侧侧面的距离是中央部大于定子侧侧面的端部(以下称为永久磁铁埋入型转子)，因此，除了磁性转矩之外，还可利用磁阻，可产生更高的转矩。并且，由于在同一组内的邻接的定子齿部的绕组的绕卷方向相互反向，因此，可抑止发生电压的失真，从而可抑止铁损，可实现效率非常高的电动机。
(实施例3)
图8～图9为说明本发明实施例3的电动机用的图，图8为将与旋转轴中心轴垂直的面作为剖面的定子铁芯及与其内周面相对的转子的概略剖视图，图9为表示构成定子铁芯的定子齿部形状用的定子铁芯的局部放大图。
图8中，定子铁心71，由定子齿部72a、72b、72c、定子齿部73a、73b、73c和定子齿部74a、74b、74c、以及定子轭铁75构成，与前述的实施例1一样，将多个定子齿部74a～74c分成为各自3个的组72、组73和组74.同一组内，邻接的定子齿部上绕卷的绕组76的绕卷方向相互反向.定子77由定子铁心71和绕卷于定子铁心71各自的定子齿部72a～74c上的绕组76构成，永久磁铁埋入型转子78的定子相对面与各自定子齿部的定子轭铁的反向侧的前端部的转子相对面留有小的间隙、可绕旋转轴中心O旋转地相对.另外，与前述的实施例1一样，各自同一组内、相互邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度h与各不同组内、邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度H的关系，应设定成满足上述公式(1).
图9为图8的例如、将组72取出后的定子铁心71的局部放大图。下面说明图9。在构成定子铁心71的定子齿部72a的定子轭铁的反向侧的前端部81的各自周向端部，形成有切除部83、84，该切除部83、84的形状是，与转子78的定子相对面82相对的定子齿部72a的前端部81的转子相对面，在各自的周向端部的旁边，从转子78的定子相对面82分离。另外，可以将切除部83和切除部84各自的大小形成大致相等。所有的定子齿部的前端部具有相同的形状，构成了定子铁心71。通过将各自的定子齿部的前端部作成了如此形状，在各自的定子齿部中，可缓和急剧的磁场变化，故使反电动势电压的波形更加接近于正弦波，可减小转矩波动和齿隙(コギング)转矩。
通过将各自的定子齿部的形状·配置，作成与前述的实施例2一样的定子齿部的形状·配置，当然可获得与前述的实施例2一样的效果。
根据上述的本实施例3，通过形成了构成定子铁芯的各自定子齿部，使其定子齿部的前端部的转子相对面具有在该前端部的各自的周向端部的旁边，从转子的定子相对面分离的形状，由于在各自的定子齿部中，可缓和急剧的磁场变化，因此，可产生高转矩，同时使发生电压的波形更加接近于正弦波，可减小转矩波动和齿隙转矩。并且，可抑止发生电压的失真，还可抑止铁损，可实现效率非常高的电动机。
(实施例4)
图10A为说明本发明实施例4的电动机用的图即、定子铁芯的概略俯视图。
如图10A所示，定子铁心91，由定子齿部92a、92b、92c、定子齿部93a、93b、93c和定子齿部94a、94b、94c、以及将这些定子齿部92a～94c的一方的端部连接的定子轭铁95构成。与前述的实施例1一样，将各自的定子齿部92a～94c分成为3个的组92、组93和组94。同一组内，邻接的定子齿部上绕卷的绕组(未图示)的绕卷方向相互反向，另外，各自同一组内、邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度h与各不同组内、邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度H的关系，应设定成满足上述公式(1)，并且，永久磁铁埋入型转子(未图示)与各定子齿部92a～94c的转子相对面留有小的间隙地相对。
下面详细说明组92的定子齿部。在位于组92中央部的定子齿部92b的与定子轭铁95反向侧的前端部的与转子(未图示)相对的面上，形成有该定子相对面的周向长度大致3等分形状的大致矩状的凹部96。通过在定子齿部92b上形成凹部96，利用绕卷于定子齿部92b上的绕组(未图示)，例如在将定子齿部92b励磁成S极时，凹部96表观上看似N极那样动作。这样，利用凹部96将定子齿部92b前端部的磁极，从表观上被细分成为S极、N极和S极。在位于其它的组93和组94各自中央部的定子齿部93b和定子齿部94b，也形成有与定子齿部92b同样的凹部。各自也是将该前端部的磁极，从表观上被细分成为S极、N极和S极。由此，在发生高转矩的同时，还可减小转矩波动。
凹部不限定于在1个定子齿部上只有1个凹部，如图10B所示，在定子齿部97的前端部，既可形成2个凹部98a、98b，也可是3个以上.凹部的形状不限定于矩状，如图10C所示，例如也可是圆弧状的凹部99，当然也可是多个圆弧状的凹部.另外，并不限定于位于各组的中央部上的各自的前端部，当然也可在其它的定子齿部上配设同样的凹部.
通过将与前述的实施例2一样的定子齿部的配置、或与前述的实施例3一样的前端部形状，作成本实施例3各自的定子齿部的形状，当然可获得同样的效果。
在上述实施例1～实施例4中，对转子位于定子内侧的结构即所谓的内转子型电动机作了说明，但在采用转子位于定子外侧即所谓的外转子型电动机结构时，当然也可发挥同样的效果。
根据上述的实施例4，通过在3个组的各自中央部的定子齿部上形成凹部，与前述的实施例1一样，除了磁性转矩之外，还可利用磁阻，可产生高转矩，同时，还可抑止转矩波动，并可抑止发生电压的失真，从而可抑止铁损，还可抑止永久磁铁的减磁，可实现效率非常高的电动机。
(实施例5)
图11为说明本发明实施例5的电动机用的图即、定子铁芯的概略俯视图。
如图11所示，定子铁心101，由定子齿部102a、102b、102c、定子齿部103a、103b、103c和定子齿部104a、104b、104c、以及将这些定子齿部102a～104c的一方的端部连接的定子轭铁105构成。与前述的实施例1一样，将各自的定子齿部102a～104c分成为3个的组102、组103和组104。另外，在各自定子齿部102a～104c的相互邻接的定子齿部间，形成绕卷有绕组(未图示)的空间即切槽106。定子齿部102a平行部的各自侧面102aL、102aR和与其连接的各自定子轭铁105的转子侧的侧面105aL、105aR所形成的各个角度，形成了大致直角的形状，可使绕卷于定子齿部102a的绕组整齐排列地进行绕卷，在切槽空间中可绕卷更多的绕组匝数。另外，定子齿部102a～104c各自平行部的侧面与定子轭铁105的各自的转子侧的侧面形成的角度，与定子齿部102a一样分别大致呈直角。定子轭铁105的转子侧的侧面105aR与侧面105bL在交点105ab处交叉，具有扁平的大致V字形状，形成了构成切槽106的定子轭铁105的转子侧的侧面107。并且，与定子轭铁105的转子侧的侧面107相对的外侧的侧面部107s，分别与定子轭铁105的转子侧的侧面105aR和侧面105bL平行，并且，利用与以转子旋转轴中心O为中心的圆110的外周相切的线，分别形成了侧面107aR、侧面107bL。此时，侧面部107s的、分别与侧面105aR、侧面105bL平行的面107aR、面107bL，在相互交叉的交点108a上，也可形成带有圆弧的形状。
另一方面，在邻接的组103和组104中，各自邻接的定子齿部103a、104c间的切槽106的定子轭铁105的转子侧的侧面109，由与前述侧面105aR长度大致相等长度的侧面105aL、侧面105cR以及连接这些侧面105aL、侧面105cR的侧面105c所形成。其中，与定子轭铁105的侧面109相对、位于切槽106的反向侧的外侧的侧面部109s，与定子轭铁105的侧面105aL平行，并且，与以转子旋转轴中心O为中心的圆110的外周相切的侧面109aL以及定子轭铁105的侧面105cR平行，并由与以转子旋转轴中心O为中心的圆110的外周相切的侧面109cR和与侧面105c平行的侧面109c所形成。此时，侧面105c与侧面109c的间隔形成为与侧面105aL与侧面109aL的间隔(侧面105cR与侧面109cR的间隔也相同)相同的间隔。通过形成这种结构，使前述的侧面部107s的侧面107aR与侧面部109s的侧面109aL成为一条直线。另外，在侧面109aL与侧面109c交叉的交点108b、以及侧面109cR与侧面109c交叉的交点108c上，与前述的交点108a一样，也可形成带有圆弧的形状。
通过将与形成于各定子齿部间的各个切槽相对的定子轭铁的转子的反向侧的侧面，形成为与上述相同的形状，使定子轭铁的宽度W具有在全周上大致相等的宽度.此时，定子轭铁的宽度w与定子齿部平行部的宽度W的关系，最好是设定在以下的范围内.
W×1/2≤w≤W×3/2
与切槽106对置的定子轭铁105的转子(未图示)侧的反向侧的侧面部107s和侧面部109s，形成了从与各定子齿部102a～104c上的定子轭铁105的转子侧的反向侧的侧面内接的将旋转轴中心O作为中心的圆110，朝转子侧的反向侧(半径方向外侧)的方向突出的形状。
这样，与切槽106相对应，将转子侧的反向侧的定子轭铁105的侧面部107s、109s，做成朝转子的相反侧的方向突出的形状，并且，通过使定子轭铁的宽度W在全周上大致相等，可提高磁阻的平衡性，产生大致均一的磁通，获得稳定的高效率的磁场。
采用上述的定子齿部101，将构成定子齿部101的多个定子齿部102a～104c分成为3个组。同一组内，邻接的定子齿部上绕卷的绕组(未图示)的绕卷方向相互反向，另外，各自同一组内、邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度h与各自不同组内、邻接的定子齿部间形成的切槽开口部的角度H的关系，应设定成满足上述公式(1)，并且，各自定子齿部102a～104c的内周面上具有小的间隙地与永久磁铁埋入型转子(未图示)相对，这种结构与前述的实施例1一样。
当然也适用前述的实施例2～实施例4中的定子铁芯各自的定子齿部的形状或配置。
当然，上述实施例1～实施例5已作说明的定子和转子的结构，通过旋转驱动转子，众所周知地产生大致正弦波形的电压，从而得到高效率的发电动机。
根据上述的本实施例5，由于将多个定子齿部102a～104c和宽度大致均一的定子轭铁105构成了定子铁芯101，因此，可提高磁阻的平衡性，产生大致均一的磁通，可得到稳定且高效率的磁场，并且，与前述的实施例1一样，可产生高转矩，同时可减小发生电压的失真，抑止铁损，还可抑止永久磁铁的减磁，可实现效率非常高的电动机。
(实施例6)
下面说明本发明的实施例6。
在上述的实施例中，为了便于说明，本发明所说明的电动机是内转型电动机(内转子型电动机)，在外转型电动机即、所谓的外转子型电动机中也能获得同样的效果。下面，图12表示该外转子型电动机的实施例。只是将转子与定子的位置关系变成了内外反向，其它结构基本相同。虽然大型的外转子型电动机比较难制作，但因实施绕线的定子开口部朝外，故特点是批量生产时便于绕线。
图12中，110是定子，111、112、113是绕卷有各自可施加同相电压的绕组的多个定子齿部的组，114是外转磁铁，115是磁铁的固定支架，116是由磁铁114和支架115构成的转子。通常，支架115也兼用于磁铁轭铁。定子齿部111a、111b、111c、定子齿部112a、112b、112c和定子齿部113a、113b、113c分别相当于区分为上述3组的U、V、W相。其中，定子110与外部的固定板结合，转子116通过轴和轴承，与定子110旋转自如结合。117是定子绕组。
图12中，采用了以内转型电动机为例子的埋入磁铁型的结构，以所谓的IPM电动机为例作了说明，当然也可使用表面磁铁型电动机即所谓的SPM电动机。
(实施例7)
下面说明本发明的实施例7。
在上述的说明中，以无刷型电动机为例作了说明，但带电刷整流子电动机也可是同样的结构，可获得与前述的实施例相同的效果。本实施例正是通过该结构来实现的例子。带电刷整流子电动机的结构与外转子无电刷电动机相似，通常是在外部配设磁铁，在内部配设具有绕组的定子。不过，本实施例与外转子无电刷电动机不同，旋转部分是位于内侧的绕组侧，因此，需要通过电刷整流子向绕组供电的机构。图13表示采用上述结构的SPM带电刷整流子电动机的例子。
图13中，118是转子，119、120、121是绕卷有各自可施加同相电压的绕组的多个定子齿部的组，122是磁铁，123是磁铁的固定支架，124是由磁铁122和支架123构成的定子。通常，定子124也兼用于磁铁轭铁。定子齿部118a、118b、118c、定子齿部119a、119b、119c和定子齿部120a、120b、120c分别相当于区分为上述3组的U、V、W相。126是供电用的电刷，127是整流子，128是旋转轴，129是电刷保持器，130是供电线。定子124与外部的固定板(未图示)结合，转子118通过旋转轴128、轴承(未图示)，与定子124旋转自如结合。
(实施例8)
下面说明本发明的实施例8，
为了使电动机轻量化，绕组一般是采用铝线或铝合金线，通常，在想要将电动机中使用的铜线改为铝线时，因铝线的电阻值是铜线的约1.6倍，为了不改变电动机的温度上升，需要将定子转子部的体积加大铜线电动机的约26％。由于本发明的电动机的体积单位的转矩，可设计成通常结构的电动机的2倍左右，因此即使使用铝线或铝合金线，也可比通常的铜线电动机小型化，体积、重量、成本均能降低。
铝线或铝合金线的锡焊性差，为了弥补这一缺陷，本实施例中，采用了由不含铜的锡焊性良好的金属例如铁、镍、锌、锡或银、或者组合2种以上、或者将该金属作为主成分的合金，将铝线或铝合金线包覆的结构。
图14表示上述铝线或铝合金线的剖面。131是铝线或铝合金线，是电动机的绕组主要部，132是将该铝线或铝合金线表面包覆的、铁、镍、锌、锡或银、或者2种以上组合、或者将这些金属作为主成分的合金。133是绝缘覆膜。
上述金属或合金，也可仅对将铝线或铝合金线卷绕在电动机上时的端部进行包覆。这些金属或合金也可在绕线前或绕线后，通过热套或铆接固定在铝线或铝合金线上。这些金属或合金具有圆筒状或多角形的剖面，即使在轴向途中断开也无妨。将铝线或铝合金线包覆的所述金属，按其目的只要将绕组的结合部即端部包覆即可，因此，只要使用将所述金属或合金热套或铆接固定在电动机绕线时的端部上的结构即可。参照图15A～图15B对该例子进行说明，在图15A～图15B中，134a是用热套固定的金属环，134b是用铆接固定的金属环，135是该铆接部。另外，该金属不需要是无接缝的环状物，即使是在环的轴向上局部或全部具有接缝，可获得相同的效果。
(实施例9)
下面说明本发明的实施例9。
无刷电动机大多是内装有驱动回路用基板.为此，本实施例9中，本回路基板的配线用金属是通常的铜以外的金属，使用了上述实施例所述的锡焊性良好的材料，与其它结构相比，可实现小型且完全不含铜的回路基板内置型无刷电动机.另外，带电刷整流子电动机的场合，通常通过使用不含电刷整流子中含有的铜成分的金属，从而可实现完全不含铜的电动机.另外，对于具有连结器结构的电动机，同样，通过在连结器中使用不含铜的金属，可实现完全不含铜的电动机.
(实施例10)
下面说明本发明的实施例10。
电动机中也有带导线的结构，为了作成完全不含铜的电动机，该导线也需要由铝线或铝合金线构成。此时，采用了由不含铜的锡焊性良好的金属，将铝线或铝合金线表面包覆的结构、或者使用端部不含铜的锡焊性良好的金属，将铝线或铝合金线通过热套或铆接进行安装。与前述的实施例一样，这些金属可具有圆筒状或多角形的剖面，即使在轴向途中断开也无妨。
图16A～图16C中，136是由上述金属包覆的铝线或铝合金线，作为向电动机供电用的导线使用，137是绝缘覆膜，138是由132或134a、134b包覆的铝线，在卷绕焊锡部139进行锡焊。140是铝线或铝合金导线的芯线，141是芯线140上热套或铆接固定的锡焊性良好的金属环，142是固定铝线或铝合金导线的芯线140和绕组138的铆接用的环。
上述的说明中，以铝线或铝合金绕组为例作了说明，在不使用铜线的电动机的含义下，当然也可使用铝以外的金属和合金。
上面对实施例1～实施例10作了说明。通过将上述实施例1～实施例10的电动发动机作为PEV(Pure Electric Vehicle：纯电动汽车)、HEV(HybridElectric Vehicle：混合动力汽车)FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle：燃料电池汽车)等的汽车驱动电动机来使用，由于不需要象以往那样、必须具有高压系统和低压系统的2种电动发动机、以及不需要另外再配设DC-DC变换器，因此可作成省空间且低成本的电动汽车驱动系统。从而可提供低成本、车室内使用的空间更宽大的电动汽车。可以说，这在家用电器、机器人等的内部设置的、作为机器和机器人的驱动用电动机使用的场合也是一样，可发挥相同的效果。
产业上可利用性
综上所述，采用本发明，作为埋入永久磁铁型集中绕卷电动机，由于产生高转矩，并在定子齿部的各组中，邻接的定子齿部的绕组相互是不同的极性，因此，适用于缓和磁场分布的偏重以及可抑止电动机驱动时端子间发生电压的失真，还适用于减少涡电流的发生，抑止铁损。另外，由于减少了永久磁铁的涡电流引起的发热，因此，还适合于可抑止永久磁铁的减磁，实现效率非常高的电动机。
另外，由于在电动机绕组中不使用铜线，并且，电动机体积不比通常的铜线电动机大，感应电压波形的失真也小，效率高，可实现省资源性优良的电动机，因此，可实现混合动力汽车的发动机内置电动机、电动汽车用主动力电动机、以及车载用的各种电动机例如、空调用电动机的省铜线化，具有使用价值。

Claims (38)

1.一种电动机，其特征在于，具有定子(7)和转子(8)，定子(7)由定子铁心(1)和绕组(6)构成，所述定子铁心(1)由多个定子齿部(2a～4c)及连接所述多个定子齿部(2a～4c)的定子轭铁(5)构成，所述绕组(6)分别绕卷于所述多个定子齿部(2a～4c)上，所述转子(8)由转子铁芯(9)和埋入所述转子铁芯(9)的多个永久磁铁(10)构成，
所述定子齿部(2a～4c)分为多个组(2、3、4)，这些组由绕卷有可施加同相电压的绕组(6)的邻接的多个定子齿部(2a～2c、3a～3c、4a～4c)构成，在同一组(2、3、4)内邻接的多个定子齿部(2a～2c、3a～3c、4a～4c)的绕组相互反向绕卷，对邻接的多个组(2、3、4)分别施加不同相的电压，
同一组中相邻的定子齿部之间的切槽的大小不同于该组中的定子齿部与相邻的、属于另一组的定子齿部之间的切槽。
2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，具有3s个组，各组分别由n个定子齿部构成，其中s、n均为正的整数。
3.如权利要求2所述的电动机，其特征在于，当将所述转子(8)的极数设定为p、将所述定子齿部的总数设定为t、将U、V、W三相绕组一套作为1组的绕组组数设定为s时，满足以下的关系：
p＝2×(s(±1+3k))且p＞t
其中p、t、s、k均为正的整数。
4.如权利要求3所述的电动机，其特征在于，在同一组(2)内各自相互邻接的定子齿部(2a、2b、2b、2c)间形成的切槽开口部的角度h，与在不同组(2、3)内各自相互邻接的定子齿部(2a、3c)间形成的切槽开口部的角度H是以下关系：
h＜H≤3h。
5.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，通过在各组内与不同组的定子齿部邻接的、位于各组(42)内两端的定子齿部(42a)的各自前端部的周向中心的中心线(53)的形状是，在周向上偏离于通过位于所述各组(42)内两端的定子齿部(42a)的各自平行部的周向中心的中心线(51)。
6.如权利要求5所述的电动机，其特征在于，位于所述各组内两端的定子齿部(61a、61c)的各自前端部的周向端部(67)形状是，不处于位于所述各组内两端的定子齿部(61a、61c)的各自平行部的宽度方向内侧。
7.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，在构成所述定子铁芯(71)的所述多个定子齿部(72a)中，在与所述转子(78)的定子相对面(82)相对的各定子齿部(72a)的前端部的周向端部分别设置切除部(83，84)，其从所述转子(78)的定子相对面(82)分离。
8.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，在构成各组的多个定子齿部(92a～92c)中，在位于至少1个定子齿部(92b)的所述转子侧前端部，具有至少1个凹部(96、98a、98b、99)。
9.如权利要求8所述的电动机，其特征在于，所述凹部(96、98a、98b、99)的形状至少是矩形和圆弧状(99)中的1种。
10.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，与所述定子中所述定子轭铁(105)的转子侧相反侧的侧面(107aR、107bL、109aL、109cR、109c)，其形状是比将从电动机的旋转轴中心到与所述多个定子齿部(102a～104c)的转子侧相反侧的侧面作为半径的圆(110)还朝与转子侧相反侧的方向突出，并且，连接所述多个定子齿部(102a～104c)间的各个定子轭铁(105)的宽度w，在所述定子铁芯(101)全周上相等.
11.如权利要求10所述的电动机，其特征在于，所述定子轭铁(105)的宽度w，相对于所述定子齿部(102a～104c)的绕卷有绕组的平行部宽度W具有下列的关系：
W×1/2≤w≤W×3/2。
12.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述转子(8)是表面磁铁型转子。
13.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述转子(8)是埋入磁铁型转子。
14.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，具有转子铁心(35)，该转子铁心是在所述多个永久磁铁(36)的定子侧的反向侧，配设有多个切口(37)，这些切口与所述转子(38)中所具备的多个永久磁铁(36)的形状相同，且宽度(37a)比所述永久磁铁(36)的厚度(36a)小。
15.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，在具有所述多个永久磁铁(10)的所述转子(8)中，所述永久磁铁(10)的形状是：在各永久磁铁(10)的中央部，各永久磁铁(10)的定子侧侧面与所述转子(8)的定子相对面间的距离大于在各永久磁铁(10)端部处的所述距离。
16.如权利要求15所述的电动机，其特征在于，构成所述转子(8)的所述多个永久磁铁(10)的形状是，朝所述转子(8)的定子相对面侧的相反方向突出的V字状。
17.如权利要求15所述的电动机，其特征在于，构成所述转子(8)的所述多个永久磁铁(31)的形状，是与所述转子(8)的半径方向垂直的直线形状。
18.如权利要求15所述的电动机，其特征在于，构成所述转子(8)的所述多个永久磁铁(32)的形状，是朝所述转子(8)的定子相对面侧的相反方向突出的圆弧形状。
19.如权利要求15所述的电动机，其特征在于，构成所述转子(8)的所述多个永久磁铁(34)的形状，是朝所述转子(8)的定子相对面侧突出、并具有半径比构成所述转子(8)的所述转子铁芯(33)的半径大的圆弧状。
20.如权利要求3所述的电动机，其特征在于，各组(2、3、4)分别由3个定子齿部(2a～2c、3a～3c、4a～4c)构成，总定子齿部数是9s个，转子极数是p＝10s。
21.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述转子(8)是外转子结构。
22.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，在所述转子(118)上配设有电枢绕组，通过电刷(126)、整流子(127)向所述电枢绕组供电。
23.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，作为所述绕组，使用铝线或铝合金线(131)。
24.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，将用具有锡焊性的金属或合金(132)包覆表面的铝线或铝合金线(131)用作为所述绕组。
25.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，将用具有锡焊性的金属或合金(132)包覆端部表面的铝线或铝合金线(131)用作为所述绕组。
26.如权利要求25所述的电动机，其特征在于，在用所述具有锡焊性的金属或合金(132)包覆端部表面的铝线或铝合金线(131)中，所述具有锡焊性的金属或合金(132)被铆接或热套固定。
27.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，内置有回路基板，作为所述回路基板的配线图案，使用铁、镍、锌、锡或银、或者其2种以上的组合、或者将这些金属作为主成分的合金.
28.如权利要求22所述的电动机，其特征在于，作为电刷(126)、整流子(127)，使用铁、镍、锌、锡或银、或者其2种以上的组合、或者将这些金属作为主成分的合金、或者这些金属与碳的混合物、或者碳。
29.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，还具有连结器，该连结器由铁、镍、锌、锡或银、或者其2种以上的组合、或者将这些金属作为主成分的合金构成。
30.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，用具有锡焊性的金属或合金(132)包覆端部的铝线或铝合金线(131)，用作为供电用导线。
31.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，具有锡焊性的金属或合金(132)被铆接或热套固定在端部的铝线或铝合金线(131)，用作为供电用导线。
32.如权利要求24～26、30～31中任一项所述的电动机，其特征在于，所述具有锡焊性的金属或合金(132)，是铁、镍、锌、锡或银、或者其2种以上的组合、或者将这些金属作为主成分的合金。
33.一种汽车，其特征在于，具有作为汽车驱动用电动机的如权利要求1所述的电动机。
34.一种混合动力汽车，其特征在于，具有作为汽车驱动用电动机的如权利要求1所述的电动机。
35.一种电动汽车，其特征在于，具有作为汽车驱动用电动机的如权利要求1所述的电动机。
36.一种燃料电池电动汽车，其特征在于，具有作为汽车驱动用电动机的如权利要求1所述的电动机。
37.一种家用电器，其特征在于，具有作为电器驱动用电动机的如权利要求1所述的电动机。
38.一种机器人，其特征在于，具有作为驱动用电动机的如权利要求1所述的电动机。
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