JP7080409B1 - 電動機 - Google Patents

Abstract

電動機（５０）は、界磁と電機子とを備える。電機子は、コアバック（１１）と、コアバック（１１）から界磁の方へ延ばされた複数のティース（１３）と、複数のティース（１３）に取り付けられた３相のコイル（１４）と、を有する。複数のティース（１３）は、３相のうち１相のコイル（１４）のみが取り付けられたティース（１３）と、３相のうち複数の相のコイル（１４）が取り付けられたティース（１３）とを含む。互いに隣り合うティース（１３）同士は、コイル（１４）が配置されるスロットを構成する。電機子におけるティース（１３）の数は、３の倍数以外の整数である。複数のティース（１３）が並べられている第１の方向と界磁および電機子が向かい合う第２の方向とを含む断面における、スロットの面積に対するコイル（１４）の断面積の比を表す占積率が、複数のティース（１３）により構成される複数のスロットの各々において一定である。

Description

本開示は、ティースと、ティースに取り付けられたコイルとを有する電動機に関する。

従来、回転子の磁極の数をＰ、固定子のティースの数をＮ、ＰおよびＮの最大公約数をＣとして、Ｎ／Ｃ＝Ｐ／Ｃ±１、かつＮ／Ｃを３の倍数以外の整数とすることによって、コギングトルクを低減可能とした電動機が知られている。かかる電動機に関し、特許文献１には、３相のうちの１相のみのコイルが取り付けられたティースにおける巻数を、３相のうちの複数の相のコイルが取り付けられた各ティースにおける相ごとの巻数の合計とは異ならせることによって、トルクリップルを低減可能とすることが開示されている。

国際公開第２０１９／００８８４８号

特許文献１の電動機において、互いに隣り合うティース同士により構成されるスロットには、１相のみのコイル、または複数の相のコイルが配置される。特許文献１の技術によると、固定子の各スロットに配置されるコイルの合計巻数がスロットごとに異なるため、コイルの占積率にばらつきが存在することとなる。他のスロットに比べて占積率が低いスロットでは、コイルの抵抗が大きくなることによって、コイルの発熱量が大きくなる。このため、特許文献１の技術では、コイルの発熱量が大きくなるという問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、コイルの発熱量を低減可能とする電動機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる電動機は、界磁と、界磁に向かい合わせて配置された電機子と、を備える。電機子は、コアバックと、コアバックから界磁の方へ延ばされた複数のティースと、複数のティースに取り付けられた３相のコイルと、を有する。複数のティースは、３相のうち１相のコイルのみが取り付けられたティースと、３相のうち複数の相のコイルが取り付けられたティースとを含む。互いに隣り合うティース同士は、コイルが配置されるスロットを構成する。電機子におけるティースの数は、３の倍数以外の整数である。電機子が有する複数のスロットには、複数のスロットの各々におけるコイルの合計巻数の平均値よりも合計巻数が大きいスロットと、複数のスロットの各々における合計巻数の平均値よりも合計巻数が小さいスロットとが含まれている。複数のティースが並べられている第１の方向と界磁および電機子が向かい合う第２の方向とを含む断面における、スロットの面積に対するコイルの断面積の比を表す占積率が、複数のティースにより構成される複数のスロットの各々において一定である。複数のスロットの各々におけるコイルの合計巻数の平均値よりも合計巻数が大きいスロットである第１のスロットを構成するティース同士において、ティースの中心位置の間の長さであるティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも大きい。複数のスロットの各々における合計巻数の平均値よりも合計巻数が小さいスロットである第２のスロットを構成するティース同士において、ティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも小さい。

本開示にかかる電動機は、コイルの発熱量を低減できるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる電動機の断面図 実施の形態１の比較例にかかる電動機の断面図 実施の形態１において各ティースに取り付けられているコイルの巻数の例を示す図 実施の形態１の比較例における各スロットについて、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例を示す図 実施の形態１における各スロットについて、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例を示す図 実施の形態１にかかる電動機による抵抗の低減について説明するための図 実施の形態２にかかる電動機の断面図 実施の形態２の比較例にかかる電動機の断面図 実施の形態２において各ティースに取り付けられているコイルの巻数の例を示す図 実施の形態２における各スロットについて、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例を示す図 実施の形態２にかかる電動機による抵抗の低減について説明するための図 実施の形態３にかかる電動機の断面図 実施の形態３の比較例にかかる電動機の断面図 実施の形態３において各ティースに取り付けられているコイルの巻数の例を示す図 実施の形態３における各スロットについて、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例を示す図 実施の形態３にかかる電動機による抵抗の低減について説明するための図 実施の形態４にかかる電動機の断面図 実施の形態４の比較例にかかる電動機の断面図 実施の形態４において各ティースに取り付けられているコイルの巻数の例を示す図 実施の形態４における各スロットについて、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例を示す図 実施の形態４にかかる電動機による抵抗の低減について説明するための図 実施の形態５にかかる電動機の断面図 実施の形態６にかかる電動機の断面図 実施の形態７にかかる電動機の断面図 実施の形態８にかかる電動機の断面図 実施の形態８の比較例にかかる電動機の断面図

以下に、実施の形態にかかる電動機を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる電動機５０の断面図である。電動機５０は、可動子１と固定子２とを有する。可動子１は、固定子２に向かい合わせて配置されている。固定子２は、界磁である。可動子１は、界磁との相互作用による推力を得るための電機子である。可動子１は、固定子２に対して直線方向に移動可能である。電動機５０は、可動子１を直線動作させる直動電動機である。

固定子２は、可動子１の進行方向を長手方向とする構造体である。固定子２は、固定子鉄心と、固定子鉄心の表面に設けられた複数の永久磁石２１および取付座２２とを有する。固定子鉄心の図示は省略する。各永久磁石２１は、固定子鉄心の表面の取付座２２に貼り付けられている。実施の形態１では、固定子２は、４個の永久磁石２１を有する。４個の永久磁石２１は、固定子２の長手方向に並べられている。

可動子１は、可動子鉄心と、可動子鉄心に取り付けられた複数のコイル１４とを有する。可動子鉄心は、可動子１の進行方向へ延ばされたコアバック１１と、コアバック１１から固定子２の方へ延ばされた複数のティース１３とを有する。実施の形態１では、可動子１は、５個のティース１３を有する。５個のティース１３は、可動子１の進行方向に並べられている。各ティース１３のうち界磁側の先端部は、ストレート状である。各コイル１４は、ティース１３に導線が集中的に巻回されることによって構成されている。コイル１４が配置されるスロットは、可動子１の進行方向においてティース１３と隣り合う部分である。互いに隣り合うティース１３同士は、スロットを構成する。

可動子１には、３相交流電源から電圧が印加される。３相交流電源の図示は省略する。可動子１の磁極の数である磁数をＰ、可動子１のティース１３の数をＮ、ＰおよびＮの最大公約数をＣとする。実施の形態１では、Ｐ＝４、Ｎ＝５、Ｃ＝１である。実施の形態１では、Ｎ／Ｃ＝Ｐ／Ｃ±１が成り立つ。また、Ｐは２の自然数倍の整数である。Ｎ／Ｃは、３の倍数以外の整数である。すなわち、Ｎは３の倍数以外の整数である。電動機５０は、これらの条件を満足することによって、コギングトルクを低減させることができる。

実施の形態１では、可動子１の各ティース１３に、便宜的にティース番号を割り当てる。各ティース１３には、図１において左から右へ向かって、それぞれティース番号であるｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５が割り当てられている。また、可動子１の各スロットに、便宜的にスロット番号を割り当てる。各スロットには、図１において左から右へ向かって、それぞれスロット番号であるｓ１－１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，ｓ１－２が割り当てられている。

スロットを構成するティース１３同士における、ティース１３の中心位置の間の長さを、ティースピッチと称する。ティースピッチは、複数のティース１３が並べられている方向である第１の方向の長さである。第１の方向は、可動子１の進行方向でもある。実施の形態１では、複数のティース１３の各ティースピッチに、便宜的にティースピッチ番号を割り当てる。各ティースピッチには、図１において左から右へ向かって、それぞれティースピッチ番号であるｐ１－１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５，ｐ１－２が割り当てられている。

５個のティース１３には、３相のコイル１４が取り付けられている。ｔ１のティース１３には、－Ｕ相のコイル１４が取り付けられている。ｔ２のティース１３には、－Ｖ相のコイル１４が取り付けられている。ｔ３のティース１３には、＋Ｖ相のコイル１４と－Ｗ相のコイル１４とが取り付けられている。ｔ４のティース１３には、＋Ｗ相のコイル１４が取り付けられている。ｔ５のティース１３には、＋Ｕ相のコイル１４が取り付けられている。「＋」と「－」とは、コイル１４の巻き方向を表す。なお、図１に示す、Ｕ－，Ｖ－，Ｖ＋，Ｗ－，Ｗ＋，Ｕ＋は、それぞれ、－Ｕ相、－Ｖ相、＋Ｖ相、－Ｗ相、＋Ｗ相、＋Ｕ相を表す。

ｔ１，ｔ２，ｔ４，ｔ５の各ティース１３は、１相のコイル１４のみが取り付けられたティース１３である。ｔ３のティース１３は、２相のコイル１４が取り付けられたティース１３である。すなわち、可動子１の複数のティース１３は、３相のうち１相のコイル１４のみが取り付けられたティース１３と、３相のうち複数の相のコイル１４が取り付けられたティース１３とを含む。基準位置Ａは、ｔ３のティース１３の中心位置である。ｔ３のティース１３は、５個のティース１３のうち第１の方向における中心のティース１３である。図１には、固定子２の長手方向における固定子２の中心位置に基準位置Ａが一致している状態を示している。固定子２の中心位置は、複数の永久磁石２１のうち中心に位置する２個の永久磁石２１の間の位置である。

５個のティース１３に取り付けられた全てのコイル１４の線径は同じである。すなわち、可動子１の全てのコイル１４は、同一の径の導線により形成されている。これにより、互いの異なる径の導線によって相ごとのコイル１４を形成する必要がある場合に比べて、可動子１の製造にかかる時間を短縮することができ、可動子１の生産性を向上させることができる。

ここで、実施の形態１にかかる電動機５０の詳細を説明する前に、実施の形態１の比較例にかかる電動機の構成を説明する。図２は、実施の形態１の比較例にかかる電動機５１の断面図である。電動機５１の可動子１は、コイル１４が配置されていない領域１２を有する。

図３は、実施の形態１において各ティース１３に取り付けられているコイル１４の巻数の例を示す図である。図３に示す巻数の例は、比較例の場合と、後述する実施の形態１の場合とにおいて共通であるものとする。図３には、各ティース１３における相ごとのコイル１４の巻数と、各ティース１３の合計巻数とを示す。図３に示す巻数は、複数のティース１３全体の巻数を基に規格化された巻数とする。図３に示す合計巻数は、複数のティース１３全体の巻数を基に規格化された合計巻数とする。すなわち、可動子１の全体における巻数に対する比によって、各ティース１３の巻数と合計巻数とを表す。

ｔ２，ｔ４の各ティース１３における合計巻数は、複数のティース１３の各々における合計巻数の平均値である０．２０よりも大きい。一方、ｔ１，ｔ３，ｔ５の各ティース１３における合計巻数は、複数のティース１３の各々における合計巻数の平均値である０．２０よりも小さい。

図４は、実施の形態１の比較例における各スロットについて、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例を示す図である。スロット面積は、第１の方向と第２の方向とを含む断面におけるスロットの面積である。第２の方向は、可動子１と固定子２とが向かい合う方向である。第２の方向は、複数の永久磁石２１が配置されている面に垂直な方向ともいえる。図１に示す断面と図２に示す断面とは、第１の方向と第２の方向とを含む断面である。なお、ｓ１－１，ｓ１－２の２個のスロットは、スロットの合計巻数、スロット面積、および占積率の計算において、１個のスロットとして扱う。ｓ１は、ｓ１－１のスロットとｓ１－２のスロットとを表す。ｐ１は、ｐ１－１とｐ１－２との和を表す。

図４に示すスロットの合計巻数は、複数のスロット全体の巻数を基に規格化された合計巻数とする。すなわち、スロットの合計巻数は、複数のスロット全体の巻数に対する比によって表される。図４に示すスロット面積は、複数のスロット全体のスロット面積を基に規格化されたスロット面積とする。すなわち、スロット面積は、複数のスロット全体のスロット面積に対する比によって表される。占積率は、第１の方向と第２の方向とを含む断面における、スロット面積に対するコイル１４の断面積の比を表す。また、図４には、各スロットの隣に位置するティース１３のティース番号と、各スロットに対応するティースピッチ番号とを示す。

ｓ２，ｓ５の各スロットにおける合計巻数は、合計巻数の平均値である０．２０よりも大きい。一方、ｓ１，ｓ３，ｓ４の各スロットにおける合計巻数は、合計巻数の平均値である０．２０よりも小さい。以下、複数のスロットの各々における合計巻数の平均値よりも合計巻数が大きいスロットを第１のスロット、複数のスロットの各々における合計巻数の平均値よりも合計巻数が小さいスロットを第２のスロットと称する。実施の形態１では、ｓ２，ｓ５の各スロットは、第１のスロットである。ｓ１，ｓ３，ｓ４の各スロットは、第２のスロットである。

比較例では、ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットのスロット面積がいずれも０．２０である。すなわち、各スロットのスロット面積はいずれも同じである。また、ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５の各ティースピッチは、いずれも、複数のティースピッチの平均値に等しい。図４において「等しい」とは、ティースピッチが、複数のティースピッチの平均値に等しいことを表す。

比較例の場合、各スロットのスロット面積はいずれも同じであるのに対し、合計巻数がスロットごとに異なる。第１のスロットと同じスロット面積が第２のスロットに確保される一方、第２のスロットの合計巻数が第１のスロットの合計巻数よりも小さいことから、第２のスロットには、コイル１４が設けられない領域１２が形成される。領域１２は、第２のスロットであるｓ１，ｓ３，ｓ４の各スロットに設けられる。

このように、比較例の場合、各スロットの占積率には、ばらつきがある。上述するように全てのコイル１４の線径を同じとする場合、占積率が最も大きいスロットに合わせて線径が決定される。このため、電動機５１は、占積率が最も大きいスロット以外のスロットにおけるコイル１４の抵抗は、占積率が最も大きいスロットにおけるコイル１４の抵抗に比べて大きくなる。

次に、実施の形態１にかかる電動機５０の詳細について説明する。実施の形態１では、スロット面積に対する合計巻数の割合が可動子１の複数のスロットにおいて一定となるように、各ティース１３のティースピッチが調整されている。すなわち、複数のティース１３により構成される複数のスロットの各々における占積率が一定である。複数のスロットの各々における占積率が一定であるとは、複数のスロットの各々における占積率が完全に同一である場合に限られない。占積率が一定であるとは、後述するように、可動子１の構造に起因して占積率が変わる場合を加味してティースピッチが調整される場合を含むものとする。

図５は、実施の形態１における各スロットについて、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例を示す図である。図５に示すスロットの合計巻数は、複数のスロット全体の巻数を基に規格化された合計巻数とする。スロット面積は、複数のスロット全体のスロット面積を基に規格化されたスロット面積とする。実施の形態１では、各スロットの合計巻数に応じて各ティース１３のティースピッチが調整されることによって、スロットごとのスロット面積が調整されている。

図１において、位置「ａ」、位置「ｂ」、位置「ｃ」、位置「ｄ」は、複数のティースピッチが互いに等しいと仮定した場合における各ティース１３の中心位置を表す。位置「ａ」は、ｔ１のティース１３の当該仮定における中心位置を表す。位置「ｂ」は、ｔ２のティース１３の当該仮定における中心位置を表す。位置「ｃ」は、ｔ４のティース１３の当該仮定における中心位置を表す。位置「ｄ」は、ｔ５のティース１３の当該仮定における中心位置を表す。

図１に示すように、ｔ２のティース１３の中心位置は、位置「ｂ」に対し基準位置Ａ側にある。このため、ｐ３のティースピッチは、ｔ２のティース１３の中心位置が位置「ｂ」である場合におけるｐ３のティースピッチよりも小さい。図５において「小」とは、ティースピッチが、複数のティースピッチの平均値よりも小さいことを表す。ｐ３のティースピッチが「小」であることによって、ｓ３におけるスロット面積は、複数のスロット面積の平均値よりも小さい。図５に示すように、ｓ３におけるスロット面積は、スロット面積の平均値である０．２０よりも小さい０．１９に調整されている。

図１に示すように、ｔ１のティース１３の中心位置は、位置「ａ」に対し基準位置Ａとは逆側にある。ｐ２のティースピッチは、ｔ１のティース１３の中心位置が位置「ａ」である場合におけるｐ２のティースピッチよりも大きい。図５において「大」とは、ティースピッチが、複数のティースピッチの平均値よりも大きいことを表す。ｐ２のティースピッチが「大」であることによって、ｓ２におけるスロット面積は、複数のスロット面積の平均値である０．２０よりも大きい０．２２に調整されている。

ｐ２，ｐ３の各ティースピッチと同様に、ｐ１，ｐ４，ｐ５の各ティースピッチも、スロットにおける合計巻数に応じて調整されている。このようにｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５の各ティースピッチが調整されることによって、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

このように、実施の形態１では、第１のスロットを構成するティース１３同士において、ティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも大きい。また、第２のスロットを構成するティース１３同士において、ティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも小さい。これにより、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

複数のティース１３に取り付けられた全てのコイル１４の線径が同じであって、かつ、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定であることによって、複数のスロットの各々におけるコイル１４の占積率が一定になる。図５に示すように、各スロットの占積率は、いずれも１．００である。すなわち、ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットの占積率は、互いに同じである。各スロットの占積率が互いに同じであることによって、電動機５０は、複数のスロットにおける抵抗のばらつきを少なくさせ、複数のスロット全体の抵抗を小さくすることができる。

図６は、実施の形態１にかかる電動機５０による抵抗の低減について説明するための図である。図６には、比較例にかかる電動機５１の抵抗の値を表す棒グラフと、実施の形態１にかかる電動機５０の抵抗の値を表す棒グラフとを示す。抵抗の値は、電動機５１の抵抗の値を基準とする比によって表される。

実施の形態１では、合計巻数が平均値よりも少ないスロットではスロット面積が小さく、かつ、合計巻数が平均値よりも多いスロットではスロット面積が大きいことによって、各スロットの占積率が一定になる。電動機５０は、このように各スロットの占積率が調整されることによって、比較例の場合よりも、複数のスロットにおける占積率の平均値を増加させることができる。電動機５０は、比較例の場合よりも、コイル１４の線径を拡大させることができ、抵抗を低減させることができる。

ここで、実施の形態１におけるスロットの合計巻数とティースピッチとの関係について説明する。複数のスロットの各々における合計巻数の平均値をＮａ、各スロットの合計巻数をＮｓ、複数のティース１３におけるティースピッチの平均値をＬａとして、各スロットを構成するティース１３同士のティースピッチであるＬは、次の式（１）を満足する。
Ｌ＝（Ｎｓ／Ｎａ）×Ｌａ ・・・（１）

電動機５０では、式（１）の関係を基に、スロットの合計巻数に応じてティース１３のティースピッチが調整されることによって、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。これにより、スロットごとの占積率が均等になる。ただし、可動子１の構造に起因して、スロットごとの占積率が変わる場合がある。占積率は、例えば、複数の相のコイル１４が取り付けられた混相部におけるインシュレータの厚さに応じて変わることがあり得る。実施の形態１では、このような占積率の変化量に相当する余裕を持たせて、ティース１３のティースピッチが調整されても良い。

占積率の変化量を考慮して、第１のスロットを構成するティース１３同士のティースピッチであるＬ１は、次の式（２）を満足するように調整されても良い。また、第２のスロットを構成するティース１３同士のティースピッチであるＬ２は、次の式（３）を満足するように調整されても良い。なお、Ｎｓ１は、第１のスロットの合計巻数とする。Ｎｓ２は、第２のスロットの合計巻数とする。
Ｌａ＜Ｌ１≦（Ｎｓ１／Ｎａ）×１．２×Ｌａ ・・・（２）
Ｌａ＞Ｌ２≧（Ｎｓ２／Ｎａ）×０．８×Ｌａ ・・・（３）

式（２）および式（３）は、占積率の０．８倍から１．２倍の変化量を加味した場合の関係式を表す。実施の形態１では、式（１）を満足する場合のみならず、式（２）および式（３）のように占積率の変化量を加味した場合も、複数のスロットの全てにおいて占積率が一定である場合に含まれるものとする。これにより、可動子１の構造に起因して占積率が変わる場合であっても、抵抗を低減させるためのティースピッチの調整が可能となる。

なお、電動機５０は、各ティース１３に取り付けられたコイル１４の巻数が図３に示すように設定されるものに限られない。電動機５０は、複数のティース１３のうちの１つ以上における巻数が、他のティース１３における合計巻数とは異なるものであれば良い。この場合、電動機５０は、各ティース１３の巻数が図３に示す場合とは異なっていても、実施の形態１による効果を得ることができる。また、複数のティース１３におけるティースピッチの「大」または「小」の設定は、図５に示すものに限られず、任意であるものとする。

複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、可動子１の進行方向における相の順序が図１に示す場合と同じであれば良い。図１に示す場合と相の順序が同じであれば、進行方向における端に位置する相はいずれの相であっても良い。

実施の形態１では、可動子１の構成を、Ｐ＝４、Ｎ＝５、Ｃ＝１を満足する構成とした。可動子１は、Ｐ＝４、Ｎ＝５、Ｃ＝１の構成を単位として、２個以上の単位を有しても良い。すなわち、Ｃが１より大きい自然数であっても良い。電動機５０は、Ｃが１よりも大きい自然数である場合も、Ｃが１である場合と同様の効果を得ることができる。

複数のティース１３の各々は、界磁側の先端部がストレート状であるものに限られない。ティース１３の界磁側の先端部には、進行方向に向けられた突起、またはくぼみが形成されていても良い。電動機５０は、ティース１３に突起またはくぼみが形成されている場合も、ティース１３がストレート状である場合と同様の効果を得ることができる。

実施の形態１では、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の表面にて取付座２２に貼り付けられる構成について説明したが、電動機５０は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる構成であっても良い。電動機５０は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる場合も、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の表面に設けられる場合と同様の効果を得ることができる。

実施の形態１によると、電動機５０は、複数のティース１３のティースピッチが調整されることによって、スロット面積に対するコイル１４の合計巻数の割合が複数のスロットにおいて一定とされている。すなわち、複数のティース１３により構成される複数のスロットの各々における占積率が一定である。電動機５０は、複数のスロットの各々における占積率が一定であることによって、各スロットにおけるコイル１４の抵抗を低減できる。これにより、電動機５０は、コイル１４の発熱量を低減できるという効果を奏する。

実施の形態２．
図７は、実施の形態２にかかる電動機５２の断面図である。実施の形態２では、可動子１の進行方向における相の順序が、実施の形態１とは異なる。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。

電動機５２の可動子１の構成は、コイル１４の配置の態様が異なる以外は、実施の形態１の可動子１と同様である。電動機５２の固定子２の構成は、実施の形態１の固定子２と同様である。実施の形態２では、実施の形態１と同様に、可動子１の各ティース１３には、ティース番号であるｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５が割り当てられている。可動子１の各スロットには、スロット番号であるｓ１－１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，ｓ１－２が割り当てられている。可動子１の各ティースピッチには、ティースピッチ番号であるｐ１－１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５，ｐ１－２が割り当てられている。

ｔ１のティース１３には、＋Ｕ相のコイル１４が取り付けられている。ｔ２のティース１３には、＋Ｖ相のコイル１４と－Ｕ相のコイル１４とが取り付けられている。ｔ３のティース１３には、－Ｖ相のコイル１４が取り付けられている。ｔ４のティース１３には、＋Ｖ相のコイル１４と－Ｗ相のコイル１４とが取り付けられている。ｔ５のティース１３には、＋Ｗ相のコイル１４が取り付けられている。

ｔ１，ｔ３，ｔ５の各ティース１３は、１相のコイル１４のみが取り付けられたティース１３である。ｔ２，ｔ４の各ティース１３は、２相のコイル１４が取り付けられたティース１３である。すなわち、可動子１の複数のティース１３は、３相のうち１相のコイル１４のみが取り付けられたティース１３と、３相のうち複数の相のコイル１４が取り付けられたティース１３とを含む。可動子１の全てのコイル１４は、同一の径の導線により形成されている。

ここで、実施の形態２にかかる電動機５２の詳細を説明する前に、実施の形態２の比較例にかかる電動機の構成を説明する。図８は、実施の形態２の比較例にかかる電動機５３の断面図である。電動機５３の可動子１は、コイル１４が配置されていない領域１２を有する。

図９は、実施の形態２において各ティース１３に取り付けられているコイル１４の巻数の例を示す図である。図９に示す巻数の例は、比較例の場合と、後述する実施の形態２の場合とにおいて共通であるものとする。図９には、各ティース１３における相ごとのコイル１４の巻数と、各ティース１３のコイル１４の合計巻数とを示す。図９に示す巻数は、複数のティース１３全体の巻数を基に規格化された巻数とする。図９に示す合計巻数は、複数のティース１３全体の巻数を基に規格化された合計巻数とする。すなわち、可動子１の全体における巻数に対する比によって、各ティース１３の巻数と合計巻数とを表す。

ｔ１，ｔ３，ｔ５の各ティース１３における合計巻数は、複数のティース１３の各々における合計巻数の平均値である０．２０よりも大きい。一方、ｔ２，ｔ４の各ティース１３における合計巻数は、複数のティース１３の各々における合計巻数の平均値である０．２０よりも小さい。

比較例にかかる電動機５３では、実施の形態１の比較例と同様に、ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットのスロット面積はいずれも同じとする。また、電動機５３では、実施の形態１の比較例と同様に、ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５の各ティースピッチは、複数のティースピッチの平均値に等しい。電動機５３では、各スロットのスロット面積はいずれも同じであるのに対し、合計巻数がスロットごとに異なることによって、各スロットの占積率にはばらつきがある。このため、電動機５３では、コイル１４の抵抗が大きくなる。

次に、実施の形態２にかかる電動機５２の詳細について説明する。実施の形態２では、スロット面積に対する合計巻数の割合が可動子１の複数のスロットにおいて一定となるように、各ティース１３のティースピッチが調整されている。

図１０は、実施の形態２における各スロットについて、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例を示す図である。図１０に示すスロットの合計巻数は、複数のスロット全体の巻数を基に規格化された合計巻数とする。スロット面積は、複数のスロット全体のスロット面積を基に規格化されたスロット面積とする。実施の形態２では、各スロットの合計巻数に応じて各ティース１３のティースピッチが調整されることによって、スロットごとのスロット面積が調整されている。

ｓ１のスロットにおける合計巻数は、合計巻数の平均値である０．２０よりも大きい。一方、ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットにおける合計巻数は、合計巻数の平均値である０．２０よりも小さい。実施の形態２では、ｓ１のスロットは第１のスロット、ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットは第２のスロットである。

図７において、位置「ａ」、位置「ｂ」、位置「ｃ」、位置「ｄ」は、複数のティースピッチが互いに等しいと仮定した場合における各ティース１３の中心位置を表す。位置「ａ」は、ｔ１のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｂ」は、ｔ２のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｃ」は、ｔ４のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｄ」は、ｔ５のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。

図７に示すように、ｔ２のティース１３の中心位置は、位置「ｂ」に対し基準位置Ａ側にある。このため、ｐ３のティースピッチは、ｔ２のティース１３の中心位置が位置「ｂ」である場合におけるｐ３のティースピッチよりも小さい。ｐ３のティースピッチが「小」であることによって、ｓ３におけるスロット面積は、複数のスロット面積の平均値よりも小さい。図１０に示すように、ｓ３におけるスロット面積は、スロット面積の平均値である０．２００よりも小さい０．１９４に調整されている。

図７に示すように、ｔ１のティース１３の中心位置は、位置「ａ」に対し基準位置Ａ側にある。ｔ５のティース１３の中心位置は、位置「ｄ」に対し基準位置Ａ側にある。このため、ｐ１のティースピッチは、ｔ１のティース１３の中心位置およびｔ５のティース１３の中心位置がそれぞれ位置「ａ」、位置「ｄ」である場合におけるｐ１のティースピッチよりも大きい。ｐ１のティースピッチが「大」であることによって、ｓ１におけるスロット面積は、複数のスロット面積の平均値よりも大きい。図１０に示すように、ｓ１におけるスロット面積は、スロット面積の平均値である０．２００よりも大きい０．２１９に調整されている。

ｐ１，ｐ３の各ティースピッチと同様に、ｐ２，ｐ４，ｐ５の各ティースピッチも、スロットにおける合計巻数に応じて調整されている。このようにｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５の各ティースピッチが調整されることによって、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

このように、実施の形態２では、第１のスロットを構成するティース１３同士において、ティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも大きい。また、第２のスロットを構成するティース１３同士において、ティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも小さい。これにより、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

複数のティース１３に取り付けられた全てのコイル１４の線径が同じであって、かつ、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定であることによって、複数のスロットの各々におけるコイル１４の占積率が一定になる。図１０に示すように、各スロットの占積率は、いずれも１．００である。すなわち、ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットの占積率は、互いに同じである。各スロットの占積率が互いに同じであることによって、電動機５２は、複数のスロットにおける抵抗のばらつきを少なくさせ、複数のスロット全体の抵抗を小さくすることができる。

図１１は、実施の形態２にかかる電動機５２による抵抗の低減について説明するための図である。図１１には、比較例にかかる電動機５３の抵抗の値を表す棒グラフと、実施の形態２にかかる電動機５２の抵抗の値を表す棒グラフとを示す。抵抗の値は、電動機５３の抵抗の値を基準とする比によって表される。

実施の形態２では、合計巻数が平均値よりも少ないスロットではスロット面積が小さく、かつ、合計巻数が平均値よりも多いスロットではスロット面積が大きいことによって、各スロットの占積率が一定になる。電動機５２は、このように各スロットの占積率が調整されることによって、比較例の場合よりも、複数のスロットにおける占積率の平均値を増加させることができる。電動機５２は、比較例の場合よりも、コイル１４の線径を拡大させることができ、抵抗を低減させることができる。

電動機５２は、実施の形態１にかかる電動機５０と同様に、上記の式（１）を満足する。これにより、スロットごとの占積率が均等になる。または、電動機５２は、実施の形態１にかかる電動機５０と同様に、上記の式（２）および式（３）を満足する。これにより、可動子１の構造に起因して占積率が変わる場合であっても、抵抗を低減させるためのティースピッチの調整が可能となる。

なお、電動機５２は、各ティース１３に取り付けられたコイル１４の巻数が図９に示すように設定されるものに限られない。電動機５２は、複数のティース１３のうちの１つ以上における巻数が、他のティース１３における合計巻数とは異なるものであれば良い。この場合、電動機５２は、各ティース１３の巻数が図９に示す場合とは異なっていても、実施の形態２による効果を得ることができる。また、複数のティース１３におけるティースピッチの「大」または「小」の設定は、図１０に示すものに限られず、任意であるものとする。

複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、可動子１の進行方向における相の順序が図７に示す場合と同じであれば良い。図７に示す場合と相の順序が同じであれば、進行方向における端に位置する相はいずれの相であっても良い。

可動子１は、Ｐ＝４、Ｎ＝５、Ｃ＝１の構成を単位として、２個以上の単位を有しても良い。すなわち、Ｃが１より大きい自然数であっても良い。電動機５２は、Ｃが１よりも大きい自然数である場合も、Ｃが１である場合と同様の効果を得ることができる。

ティース１３の界磁側の先端部には、進行方向に向けられた突起、またはくぼみが形成されても良い。電動機５２は、ティース１３に突起またはくぼみが形成されている場合も、ティース１３がストレート状である場合と同様の効果を得ることができる。

電動機５２は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる構成であっても良い。電動機５２は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる場合も、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の表面に設けられる場合と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２によると、電動機５２は、複数のティース１３のティースピッチが調整されることによって、スロット面積に対するコイル１４の合計巻数の割合が複数のスロットにおいて一定とされている。すなわち、複数のティース１３により構成される複数のスロットの各々における占積率が一定である。電動機５２は、複数のスロットの各々における占積率が一定であることによって、各スロットにおけるコイル１４の抵抗を低減できる。これにより、電動機５２は、コイル１４の発熱量を低減できるという効果を奏する。

実施の形態３．
図１２は、実施の形態３にかかる電動機５４の断面図である。実施の形態３では、可動子１の進行方向における相の順序が、実施の形態１または２とは異なる。実施の形態３では、上記の実施の形態１または２と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１または２とは異なる構成について主に説明する。

電動機５４の可動子１の構成は、コイル１４の配置の態様が異なる以外は、実施の形態１の可動子１と同様である。電動機５４の固定子２の構成は、実施の形態１の固定子２と同様である。実施の形態３では、実施の形態１と同様に、可動子１の各ティース１３には、ティース番号であるｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５が割り当てられている。可動子１の各スロットには、スロット番号であるｓ１－１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，ｓ１－２が割り当てられている。可動子１の各ティースピッチには、ティースピッチ番号であるｐ１－１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５，ｐ１－２が割り当てられている。

ｔ１のティース１３には、＋Ｕ相のコイル１４と－Ｗ相のコイル１４とが取り付けられている。ｔ２のティース１３には、＋Ｖ相のコイル１４と－Ｕ相のコイル１４とが取り付けられている。ｔ３のティース１３には、－Ｖ相のコイル１４が取り付けられている。ｔ４のティース１３には、＋Ｖ相のコイル１４と－Ｗ相のコイル１４とが取り付けられている。ｔ５のティース１３には、＋Ｗ相のコイル１４と－Ｕ相のコイル１４とが取り付けられている。

ｔ３のティース１３は、１相のコイル１４のみが取り付けられたティース１３である。ｔ１，ｔ２，ｔ４，ｔ５の各ティース１３は、２相のコイル１４が取り付けられたティース１３である。すなわち、可動子１の複数のティース１３は、３相のうち１相のコイル１４のみが取り付けられたティース１３と、３相のうち複数の相のコイル１４が取り付けられたティース１３とを含む。可動子１の全てのコイル１４は、同一の径の導線により形成されている。

ここで、実施の形態３にかかる電動機５４の詳細を説明する前に、実施の形態３の比較例にかかる電動機の構成を説明する。図１３は、実施の形態３の比較例にかかる電動機５５の断面図である。電動機５５の可動子１は、コイル１４が配置されていない領域１２を有する。

図１４は、実施の形態３において各ティース１３に取り付けられているコイル１４の巻数の例を示す図である。図１４に示す巻数の例は、比較例の場合と、後述する実施の形態３の場合とにおいて共通であるものとする。図１４には、各ティース１３における相ごとのコイル１４の巻数と、各ティース１３のコイル１４の合計巻数とを示す。図１４に示す巻数は、複数のティース１３全体の巻数を基に規格化された巻数とする。図１４に示す合計巻数は、複数のティース１３全体の巻数を基に規格化された合計巻数とする。すなわち、可動子１の全体における巻数に対する比によって、各ティース１３の巻数と合計巻数とを表す。

ｔ１，ｔ３，ｔ５の各ティース１３における合計巻数は、複数のティース１３の各々における合計巻数の平均値である０．２０よりも大きい。一方、ｔ２，ｔ４の各ティース１３における合計巻数は、複数のティース１３の各々における合計巻数の平均値である０．２０よりも小さい。

比較例にかかる電動機５５では、実施の形態１の比較例と同様に、ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットのスロット面積はいずれも同じとする。また、電動機５５では、実施の形態１の比較例と同様に、ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５の各ティースピッチは、複数のティースピッチの平均値に等しい。電動機５５では、各スロットのスロット面積はいずれも同じであるのに対し、合計巻数がスロットごとに異なることによって、各スロットの占積率にはばらつきがある。このため、電動機５５では、コイル１４の抵抗が大きくなる。

次に、実施の形態３にかかる電動機５４の詳細について説明する。実施の形態３では、スロット面積に対する合計巻数の割合が可動子１の複数のスロットにおいて一定となるように、各ティース１３のティースピッチが調整されている。

図１５は、実施の形態３における各スロットについて、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例を示す図である。図１５に示すスロットの合計巻数は、複数のスロット全体の巻数を基に規格化された合計巻数とする。スロット面積は、複数のスロット全体のスロット面積を基に規格化されたスロット面積とする。実施の形態３では、各スロットの合計巻数に応じて各ティース１３のティースピッチが調整されることによって、スロットごとのスロット面積が調整されている。

ｓ３，ｓ４の各スロットにおける合計巻数は、合計巻数の平均値である０．２０に等しい。ｓ１のスロットにおける合計巻数は、合計巻数の平均値である０．２０よりも大きい。ｓ２，ｓ５の各スロットにおける合計巻数は、合計巻数の平均値である０．２０よりも小さい。実施の形態３では、ｓ１のスロットは第１のスロット、ｓ２，ｓ５の各スロットは第２のスロットである。

図１２において、位置「ａ」は、複数のティースピッチが互いに等しいと仮定した場合におけるｔ１のティース１３の中心位置を表す。位置「ｄ」は、ｔ５のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。

図１２に示すように、ｔ１のティース１３の中心位置は、位置「ａ」に対し基準位置Ａ側にある。ｔ５のティース１３の中心位置は、位置「ｄ」に対し基準位置Ａ側にある。このため、ｐ１のティースピッチは、ｔ１のティース１３の中心位置およびｔ５のティース１３の中心位置がそれぞれ位置「ａ」、位置「ｄ」である場合におけるｐ１のティースピッチよりも大きい。ｐ１のティースピッチが「大」であることによって、ｓ１におけるスロット面積は、複数のスロット面積の平均値よりも大きい。図１５に示すように、ｓ１におけるスロット面積は、スロット面積の平均値である０．２００よりも大きい０．２０６に調整されている。

ｐ１の各ティースピッチと同様に、ｐ２，ｐ５の各ティースピッチも、スロットにおける合計巻数に応じて調整されている。ｓ３，ｓ４の各スロットの合計巻数は、合計巻数の平均値に等しい。ｐ３，ｐ４の各ティースピッチは、複数のティースピッチの平均値に等しい。ｓ３，ｓ４の各スロット面積は、スロット面積の平均値に等しい。ｐ１，ｐ２，ｐ５の各ティースピッチが調整されることによって、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

このように、実施の形態３では、第１のスロットを構成するティース１３同士において、ティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも大きい。また、第２のスロットを構成するティース１３同士において、ティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも小さい。これにより、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

複数のティース１３に取り付けられた全てのコイル１４の線径が同じであって、かつ、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定であることによって、複数のスロットの各々におけるコイル１４の占積率が一定になる。図１５に示すように、各スロットの占積率は、いずれも１．００である。すなわち、ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットの占積率は、互いに同じである。各スロットの占積率が互いに同じであることによって、電動機５４は、複数のスロットにおける抵抗のばらつきを少なくさせ、複数のスロット全体の抵抗を小さくすることができる。

図１６は、実施の形態３にかかる電動機５４による抵抗の低減について説明するための図である。図１６には、比較例にかかる電動機５５の抵抗の値を表す棒グラフと、実施の形態３にかかる電動機５４の抵抗の値を表す棒グラフとを示す。抵抗の値は、電動機５５の抵抗の値を基準とする比によって表される。

実施の形態３では、合計巻数が平均値よりも少ないスロットではスロット面積が小さく、かつ、合計巻数が平均値よりも多いスロットではスロット面積が大きいことによって、各スロットの占積率が一定になる。電動機５４は、このように各スロットの占積率が調整されることによって、比較例の場合よりも、複数のスロットにおける占積率の平均値を増加させることができる。電動機５４は、比較例の場合よりも、コイル１４の線径を拡大させることができ、抵抗を低減させることができる。

電動機５４は、実施の形態１にかかる電動機５０と同様に、上記の式（１）を満足する。これにより、スロットごとの占積率が均等になる。または、電動機５４は、実施の形態１にかかる電動機５０と同様に、上記の式（２）および式（３）を満足する。これにより、可動子１の構造に起因して占積率が変わる場合であっても、抵抗を低減させるためのティースピッチの調整が可能となる。

なお、電動機５４は、各ティース１３に取り付けられたコイル１４の巻数が図１４に示すように設定されるものに限られない。電動機５４は、複数のティース１３のうちの１つ以上における巻数が、他のティース１３における合計巻数とは異なるものであれば良い。この場合、電動機５４は、各ティース１３の巻数が図１４に示す場合とは異なっていても、実施の形態３による効果を得ることができる。また、複数のティース１３におけるティースピッチの「大」、「小」または「等しい」の設定は、図１５に示すものに限られず、任意であるものとする。

複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、可動子１の進行方向における相の順序が図１２に示す場合と同じであれば良い。図１２に示す場合と相の順序が同じであれば、進行方向における端に位置する相はいずれの相であっても良い。

可動子１は、Ｐ＝４、Ｎ＝５、Ｃ＝１の構成を単位として、２個以上の単位を有しても良い。すなわち、Ｃが１より大きい自然数であっても良い。電動機５４は、Ｃが１よりも大きい自然数である場合も、Ｃが１である場合と同様の効果を得ることができる。

ティース１３の界磁側の先端部には、進行方向に向けられた突起、またはくぼみが形成されても良い。電動機５４は、ティース１３に突起またはくぼみが形成されている場合も、ティース１３がストレート状である場合と同様の効果を得ることができる。

電動機５４は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる構成であっても良い。電動機５４は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる場合も、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の表面に設けられる場合と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３によると、電動機５４は、複数のティース１３のティースピッチが調整されることによって、スロット面積に対するコイル１４の合計巻数の割合が複数のスロットにおいて一定とされている。すなわち、複数のティース１３により構成される複数のスロットの各々における占積率が一定である。電動機５４は、複数のスロットの各々における占積率が一定であることによって、各スロットにおけるコイル１４の抵抗を低減できる。これにより、電動機５４は、コイル１４の発熱量を低減できるという効果を奏する。

実施の形態４．
図１７は、実施の形態４にかかる電動機５６の断面図である。実施の形態４では、可動子１におけるティース１３の数が、実施の形態１から３とは異なる。また、実施の形態４では、固定子２における永久磁石２１の数が、実施の形態１から３とは異なる。実施の形態４では、上記の実施の形態１から３と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から３とは異なる構成について主に説明する。

実施の形態４では、可動子１は、４個のティース１３を有する。固定子２は、３個の永久磁石２１を有する。実施の形態４では、Ｐ＝３、Ｎ＝４、Ｃ＝１である。実施の形態４では、Ｎ／Ｃ＝Ｐ／Ｃ±１が成り立つ。また、Ｎ／Ｃは、３の倍数以外の整数である。すなわち、Ｎは３の倍数以外の整数である。電動機５６は、これらの条件を満足することによって、コギングトルクを低減させることができる。

実施の形態４では、可動子１の各ティース１３に、ティース番号であるｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４が割り当てられている。可動子１の各スロットには、スロット番号であるｓ１－１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ１－２が割り当てられている。可動子１の各ティースピッチには、ティースピッチ番号であるｐ１－１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ１－２が割り当てられている。

ｔ１のティース１３には、＋Ｕ相のコイル１４が取り付けられている。ｔ２のティース１３には、＋Ｖ相のコイル１４と－Ｕ相のコイル１４とが取り付けられている。ｔ３のティース１３には、＋Ｗ相のコイル１４と－Ｖ相のコイル１４とが取り付けられている。ｔ４のティース１３には、－Ｗ相のコイル１４が取り付けられている。

ｔ１，ｔ４の各ティース１３は、１相のコイル１４のみが取り付けられたティース１３である。ｔ２，ｔ３の各ティース１３は、２相のコイル１４が取り付けられたティース１３である。すなわち、可動子１の複数のティース１３は、３相のうち１相のコイル１４のみが取り付けられたティース１３と、３相のうち複数の相のコイル１４が取り付けられたティース１３とを含む。可動子１の全てのコイル１４は、同一の径の導線により形成されている。

ここで、実施の形態４にかかる電動機５６の詳細を説明する前に、実施の形態４の比較例にかかる電動機の構成を説明する。図１８は、実施の形態４の比較例にかかる電動機５７の断面図である。電動機５７の可動子１は、コイル１４が配置されていない領域１２を有する。

図１９は、実施の形態４において各ティース１３に取り付けられているコイル１４の巻数の例を示す図である。図１９に示す巻数の例は、比較例の場合と、後述する実施の形態４の場合とにおいて共通であるものとする。図１９には、各ティース１３における相ごとのコイル１４の巻数と、各ティース１３のコイル１４の合計巻数とを示す。図１９に示す巻数は、複数のティース１３全体の巻数を基に規格化された巻数とする。図１９に示す合計巻数は、複数のティース１３全体の巻数を基に規格化された合計巻数とする。すなわち、可動子１の全体における巻数に対する比によって、各ティース１３の巻数と合計巻数とを表す。

ｔ１，ｔ４の各ティース１３における合計巻数は、複数のティース１３の各々における合計巻数の平均値である０．２５よりも大きい。一方、ｔ２，ｔ３の各ティース１３における合計巻数は、複数のティース１３の各々における合計巻数の平均値である０．２５よりも小さい。

比較例にかかる電動機５７では、実施の形態１の比較例と同様に、ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４の各スロットのスロット面積はいずれも同じとする。また、電動機５７では、実施の形態１の比較例と同様に、ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４の各ティースピッチは、複数のティースピッチの平均値に等しい。電動機５７では、各スロットのスロット面積はいずれも同じであるのに対し、合計巻数がスロットごとに異なることによって、各スロットの占積率にはばらつきがある。このため、電動機５７では、コイル１４の抵抗が大きくなる。

次に、実施の形態４にかかる電動機５６の詳細について説明する。実施の形態４では、スロット面積に対する合計巻数の割合が可動子１の複数のスロットにおいて一定となるように、各ティース１３のティースピッチが調整されている。

図２０は、実施の形態４における各スロットについて、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例を示す図である。図２０に示すスロットの合計巻数は、複数のスロット全体の巻数を基に規格化された合計巻数とする。スロット面積は、複数のスロット全体のスロット面積を基に規格化されたスロット面積とする。実施の形態４では、各スロットの合計巻数に応じて各ティース１３のティースピッチが調整されることによって、スロットごとのスロット面積が調整されている。

ｓ２，ｓ４の各スロットにおける合計巻数は、合計巻数の平均値である０．２５に等しい。ｓ１のスロットにおける合計巻数は、合計巻数の平均値である０．２５よりも大きい。ｓ３のスロットにおける合計巻数は、合計巻数の平均値である０．２５よりも小さい。実施の形態４では、ｓ１のスロットは第１のスロット、ｓ３のスロットは第２のスロットである。

図１７において、位置「ａ」、位置「ｂ」、位置「ｃ」、位置「ｄ」は、複数のティースピッチが互いに等しいと仮定した場合における各ティース１３の中心位置を表す。位置「ａ」は、ｔ１のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｂ」は、ｔ２のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｃ」は、ｔ３のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｄ」は、ｔ４のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。

図１７に示すように、ｔ１のティース１３の中心位置は、位置「ａ」に対し基準位置Ａ側にある。ｔ４のティース１３の中心位置は、位置「ｄ」に対し基準位置Ａ側にある。このため、ｐ１のティースピッチは、ｔ１のティース１３の中心位置およびｔ４のティース１３の中心位置がそれぞれ位置「ａ」、位置「ｄ」である場合におけるｐ１のティースピッチよりも大きい。ｐ１のティースピッチが「大」であることによって、ｓ１におけるスロット面積は、複数のスロット面積の平均値よりも大きい。図２０に示すように、ｓ１におけるスロット面積は、スロット面積の平均値である０．２５よりも大きい０．２７に調整されている。

図１７に示すように、ｔ２のティース１３の中心位置は、位置「ｂ」に対し基準位置Ａ側にある。ｔ３のティース１３の中心位置は、位置「ｃ」に対し基準位置Ａ側にある。このため、ｐ３のティースピッチは、ｔ２のティース１３の中心位置およびｔ３のティース１３の中心位置がそれぞれ位置「ｂ」、位置「ｃ」である場合におけるｐ３のティースピッチよりも小さい。ｐ３のティースピッチが「小」であることによって、ｓ３におけるスロット面積は、複数のスロット面積の平均値よりも小さい。図２０に示すように、ｓ３におけるスロット面積は、スロット面積の平均値である０．２５よりも小さい０．２３に調整されている。

ｓ２，ｓ４の各スロットの合計巻数は、合計巻数の平均値に等しい。ｐ２，ｐ４の各ティースピッチは、複数のティースピッチの平均値に等しい。ｓ２，ｓ４の各スロット面積は、スロット面積の平均値に等しい。ｐ１，ｐ３の各ティースピッチが調整されることによって、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

このように、実施の形態４では、第１のスロットを構成するティース１３同士において、ティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも大きい。また、第２のスロットを構成するティース１３同士において、ティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも小さい。これにより、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

複数のティース１３に取り付けられた全てのコイル１４の線径が同じであって、かつ、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定であることによって、複数のスロットの各々におけるコイル１４の占積率が一定になる。図２０に示すように、各スロットの占積率は、いずれも１．００である。すなわち、ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４の各スロットの占積率は、互いに同じである。各スロットの占積率が互いに同じであることによって、電動機５６は、複数のスロットにおける抵抗のばらつきを少なくさせ、複数のスロット全体の抵抗を小さくすることができる。

図２１は、実施の形態４にかかる電動機５６による抵抗の低減について説明するための図である。図２１には、比較例にかかる電動機５７の抵抗の値を表す棒グラフと、実施の形態４にかかる電動機５６の抵抗の値を表す棒グラフとを示す。抵抗の値は、電動機５７の抵抗の値を基準とする比によって表される。

実施の形態４では、合計巻数が平均値よりも少ないスロットではスロット面積が小さく、かつ、合計巻数が平均値よりも多いスロットではスロット面積が大きいことによって、各スロットの占積率が一定になる。電動機５６は、このように各スロットの占積率が調整されることによって、比較例の場合よりも、複数のスロットにおける占積率の平均値を増加させることができる。電動機５６は、比較例の場合よりも、コイル１４の線径を拡大させることができ、抵抗を低減させることができる。

電動機５６は、実施の形態１にかかる電動機５０と同様に、上記の式（１）を満足する。これにより、スロットごとの占積率が均等になる。または、電動機５６は、実施の形態１にかかる電動機５０と同様に、上記の式（２）および式（３）を満足する。これにより、可動子１の構造に起因して占積率が変わる場合であっても、抵抗を低減させるためのティースピッチの調整が可能となる。

なお、電動機５６は、各ティース１３に取り付けられたコイル１４の巻数が図１９に示すように設定されるものに限られない。電動機５６は、複数のティース１３のうちの１つ以上における巻数が、他のティース１３における合計巻数とは異なるものであれば良い。この場合、電動機５６は、各ティース１３の巻数が図１９に示す場合とは異なっていても、実施の形態４による効果を得ることができる。また、複数のティース１３におけるティースピッチの「大」、「小」または「等しい」の設定は、図２０に示すものに限られず、任意であるものとする。

複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、可動子１の進行方向における相の順序が図１７に示す場合と同じであれば良い。図１７に示す場合と相の順序が同じであれば、進行方向における端に位置する相はいずれの相であっても良い。

可動子１は、Ｐ＝３、Ｎ＝４、Ｃ＝１の構成を単位として、２個以上の単位を有しても良い。すなわち、Ｃが１より大きい自然数であっても良い。電動機５６は、Ｃが１よりも大きい自然数である場合も、Ｃが１である場合と同様の効果を得ることができる。

ティース１３の界磁側の先端部には、進行方向に向けられた突起、またはくぼみが形成されても良い。電動機５６は、ティース１３に突起またはくぼみが形成されている場合も、ティース１３がストレート状である場合と同様の効果を得ることができる。

電動機５６は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる構成であっても良い。電動機５６は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる場合も、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の表面に設けられる場合と同様の効果を得ることができる。

実施の形態４によると、電動機５６は、複数のティース１３のティースピッチが調整されることによって、スロット面積に対するコイル１４の合計巻数の割合が複数のスロットにおいて一定とされている。すなわち、複数のティース１３により構成される複数のスロットの各々における占積率が一定である。電動機５６は、複数のスロットの各々における占積率が一定であることによって、各スロットにおけるコイル１４の抵抗を低減できる。これにより、電動機５６は、コイル１４の発熱量を低減できるという効果を奏する。

実施の形態５．
図２２は、実施の形態５にかかる電動機５８の断面図である。実施の形態５では、ティース１３のうちコアバック１１側の端部におけるティースピッチが調整されており、かつ、固定子２側では複数のティース１３が等ピッチとされている。実施の形態５では、上記の実施の形態１から４と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から４とは異なる構成について主に説明する。

電動機５８の可動子１の構成は、ティースピッチの調整の態様が異なる以外は、実施の形態１の可動子１と同様である。電動機５８の固定子２の構成は、実施の形態１の固定子２と同様である。実施の形態５では、実施の形態１と同様に、可動子１の各ティース１３には、ティース番号であるｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５が割り当てられている。可動子１の各スロットには、スロット番号であるｓ１－１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，ｓ１－２が割り当てられている。可動子１の各ティースピッチには、ティースピッチ番号であるｐ１－１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５，ｐ１－２が割り当てられている。

複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、実施の形態１の場合と同様である。可動子１の複数のティース１３は、実施の形態１の場合と同様に、３相のうち１相のコイル１４のみが取り付けられたティース１３と、３相のうち複数の相のコイル１４が取り付けられたティース１３とを含む。可動子１の全てのコイル１４は、同一の径の導線により形成されている。

実施の形態５では、スロット面積に対する合計巻数の割合が可動子１の複数のスロットにおいて一定となるように、複数のティース１３のうちコアバック１１側の端部におけるティースピッチが調整されている。

実施の形態５における、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例は、図５に示す実施の形態１の場合と同様とする。図５において、ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５の各ティースピッチについて示される「小」または「大」は、実施の形態５では、複数のティース１３のうちコアバック１１側の端部におけるティースピッチに当てはめられる。一方、複数のティース１３のうち固定子２側の端部におけるティースピッチは、いずれも、ティースピッチの平均値に等しい。

図２２において、位置「ａ」、位置「ｂ」、位置「ｃ」、位置「ｄ」は、複数のティースピッチが互いに等しいと仮定した場合における各ティース１３の中心位置を表す。位置「ａ」は、ｔ１のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｂ」は、ｔ２のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｃ」は、ｔ４のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｄ」は、ｔ５のティース１３の当該仮定における中心位置を示す。

ｔ２のティース１３のうちコアバック１１側の端部の中心位置は、位置「ｂ」に対し基準位置Ａ側にある。ｓ３のスロットを構成するｔ２およびｔ３のティース１３同士において、各ティース１３のうちコアバック１１側の端部におけるティースピッチであるｐ３のティースピッチが、ティースピッチの平均値よりも小さい。また、ｔ２のティース１３のうち固定子２側の端部の中心位置は、位置「ｂ」と一致する。ｔ２およびｔ３のティース１３同士では、各ティース１３のうち固定子２側の端部におけるティースピッチが、ティースピッチの平均値と同じである。すなわち、ｔ２およびｔ３のティース１３同士において、各ティース１３のうち固定子２側の端部におけるティースピッチは、コアバック１１側のティースピッチよりも大きい。

ｔ１のティース１３のうちコアバック１１側の端部の中心位置は、位置「ａ」に対し基準位置Ａとは逆側にある。ｓ２のスロットを構成するｔ１およびｔ２のティース１３同士において、各ティース１３のうちコアバック１１側の端部におけるティースピッチであるｐ２のティースピッチが、ティースピッチの平均値よりも大きい。また、ｔ１およびｔ２のティース１３同士では、各ティース１３のうち固定子２側の端部におけるティースピッチが、ティースピッチの平均値と同じである。すなわち、ｔ１およびｔ２のティース１３同士において、各ティース１３のうち固定子２側の端部におけるティースピッチは、コアバック１１側のティースピッチよりも小さい。

ｓ２およびｓ３の各スロットと同様に、ｓ１，ｓ４およびｓ５の各スロットにおいても、各ティース１３のうちコアバック１１側の端部におけるティースピッチであるｐ１，ｐ４，ｐ５の各ティースピッチが調整されている。ｓ２およびｓ３の各スロットと同様に、ｓ１，ｓ４およびｓ５の各スロットにおいても、各ティース１３のうち固定子２側の端部におけるティースピッチは、ティースピッチの平均値と同じである。

実施の形態５では、ｓ２，ｓ５の各スロットは、第１のスロットである。ｓ１，ｓ３，ｓ４の各スロットは、第２のスロットである。実施の形態５では、第１のスロットを構成するティース１３同士では、ティース１３同士の各々のうちコアバック１１側の端部におけるティースピッチがティースピッチの平均値よりも大きく、かつ、ティース１３同士の各々のうち界磁側の端部におけるティースピッチがコアバック１１側のティースピッチよりも小さい。また、第２のスロットを構成するティース１３同士では、ティース１３同士の各々のうちコアバック１１側の端部におけるティースピッチがティースピッチの平均値よりも小さく、かつ、ティース１３同士の各々のうち界磁側の端部におけるティースピッチがコアバック１１側のティースピッチよりも大きい。これにより、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

複数のティース１３に取り付けられた全てのコイル１４の線径が同じであって、かつ、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定であることによって、複数のスロットの各々におけるコイル１４の占積率が一定になる。ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットの占積率が一定であることによって、電動機５８は、複数のスロットにおける抵抗のばらつきを少なくさせ、複数のスロット全体の抵抗を小さくすることができる。また、電動機５８は、複数のスロットにおける占積率の平均値を増加させることができる。電動機５８は、コイル１４の線径を拡大させることができ、抵抗を低減させることができる。

各ティース１３のうちコアバック１１側の端部のティースピッチは、上記の式（１）を満足する。これにより、スロットごとの占積率が均等になる。または、各ティース１３のうちコアバック１１側の端部のティースピッチは、上記の式（２）および式（３）を満足する。これにより、可動子１の構造に起因して占積率が変わる場合であっても、抵抗を低減させるためのティースピッチの調整が可能となる。

複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、可動子１の進行方向における相の順序が図２２に示す場合と同じであれば良い。図２２に示す場合と相の順序が同じであれば、進行方向における端に位置する相はいずれの相であっても良い。また、複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、実施の形態２から４における配置と同様とされても良い。

可動子１は、Ｐ＝４、Ｎ＝５、Ｃ＝１の構成を単位として、２個以上の単位を有しても良い。すなわち、Ｃが１より大きい自然数であっても良い。電動機５８は、Ｃが１よりも大きい自然数である場合も、Ｃが１である場合と同様の効果を得ることができる。

電動機５８は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる構成であっても良い。電動機５８は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる場合も、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の表面に設けられる場合と同様の効果を得ることができる。

実施の形態５によると、電動機５８は、ティース１３のうちコアバック１１側の端部におけるティースピッチが調整されることによって、スロット面積に対するコイル１４の合計巻数の割合が複数のスロットにおいて一定とされている。すなわち、複数のティース１３により構成される複数のスロットの各々における占積率が一定である。電動機５８は、複数のスロットの各々における占積率が一定であることによって、各スロットにおけるコイル１４の抵抗を低減できる。これにより、電動機５８は、コイル１４の発熱量を低減できるという効果を奏する。

実施の形態６．
図２３は、実施の形態６にかかる電動機５９の断面図である。実施の形態６では、コアバック１１の第２の方向における厚さがスロットごとに調整されている。実施の形態６では、上記の実施の形態１から５と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から５とは異なる構成について主に説明する。以下の説明において、コアバック１１の厚さとは、コアバック１１の第２の方向における厚さとする。コアバック１１の端とは、コアバック１１のうち固定子２側の端の面であって、ティース１３の面とともにスロットを構成する面とする。

電動機５９の可動子１の構成は、ティースピッチに代えてコアバック１１の厚さが調整される点以外は、実施の形態１の可動子１と同様である。電動機５９の固定子２の構成は、実施の形態１の固定子２と同様である。実施の形態６では、実施の形態１と同様に、可動子１の各ティース１３には、ティース番号であるｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５が割り当てられている。可動子１の各スロットには、スロット番号であるｓ１－１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，ｓ１－２が割り当てられている。

複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、実施の形態１の場合と同様である。可動子１の複数のティース１３は、実施の形態１の場合と同様に、３相のうち１相のコイル１４のみが取り付けられたティース１３と、３相のうち複数の相のコイル１４が取り付けられたティース１３とを含む。可動子１の全てのコイル１４は、同一の径の導線により形成されている。

実施の形態６では、スロット面積に対する合計巻数の割合が可動子１の複数のスロットにおいて一定となるように、コアバック１１の厚さがスロットごとに調整されている。また、実施の形態６における、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例は、図５に示す実施の形態１の場合と同様とする。

図２３において、位置「ｆ」は、コアバック１１の厚さが、コアバック１１の厚さの平均値に等しい場合におけるコアバック１１の端の位置を示す。位置「ｅ」は、位置「ｆ」に対し固定子２とは逆側の位置である。コアバック１１のうち、コアバック１１の端が位置「ｅ」である部分の厚さは、コアバック１１の厚さの平均値よりも小さい。位置「ｇ」は、位置「ｆ」に対し固定子２側の位置である。コアバック１１のうち、コアバック１１の端が位置「ｇ」である部分の厚さは、コアバック１１の厚さの平均値よりも大きい。

実施の形態６では、ｓ２，ｓ５の各スロットは、第１のスロットである。すなわち、図５に示すように、ｓ２，ｓ５の各スロットの合計巻数は、複数のスロットの各々における合計巻数の平均値よりも大きい。ｓ２，ｓ５の各スロットにおいて、コアバック１１の端の位置は、位置「ｅ」である。これにより、ｓ２，ｓ５の各スロットでは、スロット面積が、スロット面積の平均値よりも大きくなるように調整されている。

実施の形態６では、ｓ１，ｓ３，ｓ４の各スロットは、第２のスロットである。すなわち、図５に示すように、ｓ１，ｓ３，ｓ４の各スロットの合計巻数は、複数のスロットの各々における合計巻数の平均値よりも小さい。ｓ１，ｓ３，ｓ４の各スロットにおいて、コアバック１１の端の位置は、位置「ｇ」である。これにより、ｓ１，ｓ３，ｓ４の各スロットでは、スロット面積が、スロット面積の平均値よりも小さくなるように調整されている。

このように、実施の形態６では、第１のスロットでは、コアバック１１の厚さが、コアバック１１の全体における厚さの平均値よりも小さく、かつ、第２のスロットでは、第２の方向におけるコアバック１１の厚さが、コアバック１１の全体における厚さの平均値よりも大きい。これにより、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

なお、複数のスロットにおいて割合が一定であるとは、複数のスロットにおいて割合が完全に同一である場合に限られない。複数のスロットにおいて割合が一定であるとは、実施の形態１におけるティースピッチの調整と同様に、可動子１の構造に起因して占積率が変わる場合を考慮してコアバック１１の厚さが調整される場合を含むものとする。

複数のティース１３に取り付けられた全てのコイル１４の線径が同じであって、かつ、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定であることによって、複数のスロットの各々におけるコイル１４の占積率が一定になる。ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットの占積率が一定であることによって、電動機５９は、複数のスロットにおける抵抗のばらつきを少なくさせ、複数のスロット全体の抵抗を小さくすることができる。また、電動機５９は、複数のスロットにおける占積率の平均値を増加させることができる。電動機５９は、コイル１４の線径を拡大させることができ、抵抗を低減させることができる。

複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、可動子１の進行方向における相の順序が図２３に示す場合と同じであれば良い。図２３に示す場合と相の順序が同じであれば、進行方向における端に位置する相はいずれの相であっても良い。また、複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、実施の形態２から４における配置と同様とされても良い。

可動子１は、Ｐ＝４、Ｎ＝５、Ｃ＝１の構成を単位として、２個以上の単位を有しても良い。すなわち、Ｃが１より大きい自然数であっても良い。電動機５９は、Ｃが１よりも大きい自然数である場合も、Ｃが１である場合と同様の効果を得ることができる。

電動機５９は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる構成であっても良い。電動機５９は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる場合も、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の表面に設けられる場合と同様の効果を得ることができる。

実施の形態６によると、電動機５９は、コアバック１１の厚さがスロットごとに調整されることによって、スロット面積に対するコイル１４の合計巻数の割合が複数のスロットにおいて一定とされている。すなわち、複数のティース１３により構成される複数のスロットの各々における占積率が一定である。電動機５９は、複数のスロットの各々における占積率が一定であることによって、各スロットにおけるコイル１４の抵抗を低減できる。これにより、電動機５９は、コイル１４の発熱量を低減できるという効果を奏する。

実施の形態７．
図２４は、実施の形態７にかかる電動機６０の断面図である。実施の形態７では、複数のティース１３の各々の第１の方向における幅が調整されている。実施の形態７では、上記の実施の形態１から６と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から６とは異なる構成について主に説明する。以下の説明において、ティース１３の幅とは、ティース１３の第１の方向における幅とする。

電動機６０の可動子１の構成は、ティースピッチに代えてティース１３の幅が調整される以外は、実施の形態１の可動子１と同様である。電動機６０の固定子２の構成は、実施の形態１の固定子２と同様である。実施の形態７では、実施の形態１と同様に、可動子１の各ティース１３には、ティース番号であるｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５が割り当てられている。可動子１の各スロットには、スロット番号であるｓ１－１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，ｓ１－２が割り当てられている。

複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、実施の形態１の場合と同様である。可動子１の複数のティース１３は、実施の形態１の場合と同様に、３相のうち１相のコイル１４のみが取り付けられたティース１３と、３相のうち複数の相のコイル１４が取り付けられたティース１３とを含む。可動子１の全てのコイル１４は、同一の径の導線により形成されている。

実施の形態７において、各ティース１３に取り付けられているコイル１４の巻数の例は、図３に示す実施の形態１の場合と同様とする。ｔ２，ｔ４の各ティース１３における合計巻数は、複数のティース１３の各々における合計巻数の平均値よりも大きい。一方、ｔ１，ｔ３，ｔ５の各ティース１３における合計巻数は、複数のティース１３の各々における合計巻数の平均値よりも小さい。以下、複数のティース１３におけるコイル１４の巻数の平均値よりも巻数が大きいティース１３を第１のティース、複数のティース１３におけるコイル１４の巻数の平均値よりも巻数が小さいティース１３を第２のティースと称する。ｔ２，ｔ４の各ティース１３は、第１のティースである。ｔ１，ｔ３，ｔ５の各ティース１３は、第２のティースである。

図２４において、ｗ１は、第１のティースであるｔ２，ｔ４の各ティース１３の幅である。ｗ２は、第２のティースであるｔ１，ｔ３，ｔ５の各ティース１３の幅である。ｗ１＞ｗ２が成り立つ。すなわち、電動機６０では、第１のティースの幅が第２のティースの幅よりも大きい。実施の形態７では、このように各ティース１３の幅が調整されることによって、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

なお、複数のスロットにおいて割合が一定であるとは、複数のスロットにおいて割合が完全に同一である場合に限られない。複数のスロットにおいて割合が一定であるとは、実施の形態１におけるティースピッチの調整と同様に、可動子１の構造に起因して占積率が変わる場合を考慮してティース１３の幅が調整される場合を含むものとする。

複数のティース１３に取り付けられた全てのコイル１４の線径が同じであって、かつ、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定であることによって、複数のスロットの各々におけるコイル１４の占積率が一定になる。ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットの占積率が一定であることによって、電動機６０は、複数のスロットにおける抵抗のばらつきを少なくさせ、複数のスロット全体の抵抗を小さくすることができる。また、電動機６０は、複数のスロットにおける占積率の平均値を増加させることができる。電動機６０は、コイル１４の線径を拡大させることができ、抵抗を低減させることができる。

複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、可動子１の進行方向における相の順序が図２４に示す場合と同じであれば良い。図２４に示す場合と相の順序が同じであれば、進行方向における端に位置する相はいずれの相であっても良い。また、複数のティース１３におけるコイル１４の配置は、実施の形態２から４における配置と同様とされても良い。

可動子１は、Ｐ＝４、Ｎ＝５、Ｃ＝１の構成を単位として、２個以上の単位を有しても良い。すなわち、Ｃが１より大きい自然数であっても良い。電動機６０は、Ｃが１よりも大きい自然数である場合も、Ｃが１である場合と同様の効果を得ることができる。

電動機６０は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる構成であっても良い。電動機６０は、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の内部に埋め込まれる場合も、複数の永久磁石２１が固定子鉄心の表面に設けられる場合と同様の効果を得ることができる。

実施の形態７によると、電動機６０は、第１のティースの幅が第２のティースの幅よりも大きくなるように各ティース１３の幅が調整されることによって、スロット面積に対するコイル１４の合計巻数の割合が複数のスロットにおいて一定とされている。すなわち、複数のティース１３により構成される複数のスロットの各々における占積率が一定である。電動機６０は、複数のスロットの各々における占積率が一定であることによって、各スロットにおけるコイル１４の抵抗を低減できる。これにより、電動機６０は、コイル１４の発熱量を低減できるという効果を奏する。

実施の形態８．
図２５は、実施の形態８にかかる電動機６１の断面図である。実施の形態８にかかる電動機６１は、回転電機である。実施の形態８では、上記の実施の形態１から７と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から７とは異なる構成について主に説明する。

電動機６１は、固定子３と回転子４とを有する。固定子３は、回転子４を囲う円環状の構造物である。固定子３は、回転子４に向かい合わせて配置されている。回転子４は、界磁である。固定子３は、界磁との相互作用による推力を得るための電機子である。回転子４は、固定子３に対して回転可能である。電動機６１は、回転子４を回転動作させる。

回転子４は、シャフト４１と、シャフト４１の表面に固定された複数の永久磁石４２とを有する。実施の形態８では、回転子４は、４個の永久磁石４２を有する。４個の永久磁石４２は、回転子４の回転方向、すなわち円周方向に並べられている。

固定子３は、固定子鉄心と、固定子鉄心に取り付けられた複数のコイル３３とを有する。固定子鉄心は、固定子３の外縁をなす円環状のコアバック３１と、コアバック３１から回転子４の方へ延ばされた複数のティース３２とを有する。各ティース３２は、固定子３の径方向へ延ばされている。実施の形態８では、回転子４は、５個のティース３２を有する。５個のティース３２は、円周方向に並べられている。各ティース３２のうち界磁側の先端部には、回転方向に向けられた突起が形成されている。各コイル３３は、ティース３２に導線が集中的に巻回されることによって構成されている。コイル３３が配置されるスロットは、円周方向においてティース３２と隣り合う部分である。互いに隣り合うティース３２同士は、スロットを構成する。

実施の形態８では、固定子３の各ティース３２に、便宜的にティース番号を割り当てる。各ティース３２には、図２５においてある位置のティース３２から時計回りに、それぞれティース番号であるｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５が割り当てられている。また、固定子３の各スロットに、便宜的にスロット番号を割り当てる。各スロットには、ｔ１と隣り合うスロットから時計回りに、それぞれスロット番号であるｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５が割り当てられている。

固定子３におけるティースピッチは、複数のティース３２が並べられている方向である第１の方向の長さである。第１の方向は、円周方向でもある。実施の形態８では、複数のティース３２の各ティースピッチに、便宜的にティースピッチ番号を割り当てる。各ティースピッチには、ｔ５およびｔ１のティース３２同士のティースピッチから時計回りに、それぞれティースピッチ番号であるｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５が割り当てられている。

固定子３には、３相交流電源から電圧が印加される。３相交流電源の図示は省略する。複数のティース３２におけるコイル３３の配置は、実施の形態１における複数のティース１３におけるコイル１４の配置と同様である。固定子３の複数のティース３２は、３相のうち１相のコイル３３のみが取り付けられたティース３２と、３相のうち複数の相のコイル３３が取り付けられたティース３２とを含む。固定子３の全てのコイル３３は、同一の径の導線により形成されている。

図２６は、実施の形態８の比較例にかかる電動機６２の断面図である。電動機６２の固定子３は、コイル３３が配置されていない領域３４を有する。実施の形態８と、実施の形態８の比較例とにおいて、スロットの合計巻数、スロット面積および占積率の例は、図５に示す実施の形態１の場合と同様とする。スロット面積は、第１の方向と第２の方向とを含む断面におけるスロットの面積である。第２の方向は、径方向である。第２の方向は、固定子３と回転子４とが向かい合う方向であって、複数の永久磁石４２が配置されている面に垂直な方向でもある。図２５に示す断面と図２６に示す断面とは、第１の方向と第２の方向とを含む断面である。

比較例にかかる電動機６２では、実施の形態１の比較例と同様に、ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットのスロット面積はいずれも同じとする。また、電動機６２では、実施の形態１の比較例と同様に、ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５の各ティースピッチは、複数のティースピッチの平均値に等しい。電動機６２では、各スロットのスロット面積はいずれも同じであるのに対し、合計巻数がスロットごとに異なることによって、各スロットの占積率にはばらつきがある。このため、電動機６２では、コイル３３の抵抗が大きくなる。

次に、実施の形態８にかかる電動機６１の詳細について説明する。実施の形態８では、スロット面積に対する合計巻数の割合が固定子３の複数のスロットにおいて一定となるように、各ティース３２のティースピッチが調整されている。すなわち、複数のティース３２により構成される複数のスロットの各々における占積率が一定である。

図２５において、位置「ａ」、位置「ｂ」、位置「ｃ」、位置「ｄ」は、複数のティースピッチが互いに等しいと仮定した場合における各ティース３２の中心位置を表す。位置「ａ」は、ｔ１のティース３２の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｂ」は、ｔ２のティース３２の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｃ」は、ｔ４のティース３２の当該仮定における中心位置を示す。位置「ｄ」は、ｔ５のティース３２の当該仮定における中心位置を示す。なお、中心位置とは、円周方向における中心位置とする。

実施の形態８では、ｓ２，ｓ５の各スロットは、第１のスロットである。すなわち、図５に示すように、ｓ２，ｓ５の各スロットの合計巻数は、複数のスロットの各々における合計巻数の平均値よりも大きい。ｔ１のティース３２の中心位置が位置「ａ」から反時計回りの方へシフトしており、かつ、ｔ２のティース３２の中心位置が位置「ｂ」から時計回りの方へシフトしている。これにより、ｓ２のスロット面積は、スロット面積の平均値よりも大きくなるように調整されている。ｔ４のティース３２の中心位置が位置「ｃ」から反時計回りの方へシフトしており、かつ、ｔ５のティース３２の中心位置が位置「ｄ」から時計回りの方へシフトしている。これにより、ｓ５のスロット面積は、スロット面積の平均値よりも大きくなるように調整されている。

実施の形態８では、ｓ１，ｓ３，ｓ４の各スロットは、第２のスロットである。すなわち、図５に示すように、ｓ１，ｓ３，ｓ４の各スロットの合計巻数は、複数のスロットの各々における合計巻数の平均値よりも小さい。各ティース３２の中心位置がシフトしていることによって、ｓ１，ｓ３，ｓ４の各スロット面積は、スロット面積の平均値よりも小さくなるように調整されている。

実施の形態８では、第１のスロットを構成するティース３２同士において、ティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも大きい。また、第２のスロットを構成するティース３２同士において、ティースピッチは、複数のスロットにおけるティースピッチの平均値よりも小さい。これにより、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定とされる。

複数のティース３２に取り付けられた全てのコイル３３の線径が同じであって、かつ、スロット面積に対する合計巻数の割合が複数のスロットの全てにおいて一定であることによって、複数のスロットの各々におけるコイル３３の占積率が一定になる。ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５の各スロットの占積率が一定であることによって、電動機６１は、複数のスロットにおける抵抗のばらつきを少なくさせ、複数のスロット全体の抵抗を小さくすることができる。

実施の形態８では、合計巻数が平均値よりも少ないスロットではスロット面積が小さく、かつ、合計巻数が平均値よりも多いスロットではスロット面積が大きいことによって、各スロットの占積率が一定になる。電動機６１は、このように各スロットの占積率が調整されることによって、比較例の場合よりも、複数のスロットにおける占積率の平均値を増加させることができる。電動機６１は、比較例の場合よりも、コイル３３の線径を拡大させることができ、抵抗を低減させることができる。

電動機６１は、実施の形態１にかかる電動機５０と同様に、上記の式（１）を満足する。これにより、スロットごとの占積率が均等になる。または、電動機６１は、実施の形態１にかかる電動機５０と同様に、上記の式（２）および式（３）を満足する。これにより、固定子３の構造に起因して占積率が変わる場合であっても、抵抗を低減させるためのティースピッチの調整が可能となる。

実施の形態８における固定子３の構成は、実施の形態１における可動子１の構成を応用したものである。固定子３の構成は、実施の形態１における可動子１の構成のみならず、実施の形態２から７における各可動子１の構成のいずれかを応用したものであっても良い。

固定子３は、Ｐ＝４、Ｎ＝５、Ｃ＝１の構成を単位として、２個以上の単位を有しても良い。すなわち、Ｃが１より大きい自然数であっても良い。電動機６１は、Ｃが１よりも大きい自然数である場合も、Ｃが１である場合と同様の効果を得ることができる。

ティース３２は、界磁側の先端部に突起が形成されているものに限られない。ティース３２の界磁側の先端部には、くぼみが形成されていても良い。ティース３２のうち界磁側の先端部は、ストレート状であっても良い。電動機６１は、くぼみが形成されている場合または先端部がストレート状である場合も、突起が形成されている場合と同様の効果を得ることができる。

実施の形態８によると、電動機６１は、複数のティース３２のティースピッチが調整されることによって、スロット面積に対するコイル３３の合計巻数の割合が複数のスロットにおいて一定とされている。すなわち、複数のティース３２により構成される複数のスロットの各々における占積率が一定である。電動機６１は、複数のスロットの各々における占積率が一定であることによって、各スロットにおけるコイル３３の抵抗を低減できる。これにより、電動機６１は、コイル３３の発熱量を低減できるという効果を奏する。

以上の各実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。各実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。各実施の形態の構成同士が適宜組み合わせられても良い。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態の構成の一部を省略または変更することが可能である。

１ 可動子、２，３ 固定子、４ 回転子、１１，３１ コアバック、１２，３４ 領域、１３，３２ ティース、１４，３３ コイル、２１，４２ 永久磁石、２２ 取付座、４１ シャフト、５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２ 電動機。

Claims (6)

1. 界磁と、
   前記界磁に向かい合わせて配置された電機子と、を備え、
   前記電機子は、コアバックと、前記コアバックから前記界磁の方へ延ばされた複数のティースと、複数の前記ティースに取り付けられた３相のコイルと、を有し、
   複数の前記ティースは、３相のうち１相の前記コイルのみが取り付けられた前記ティースと、３相のうち複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースとを含み、
   互いに隣り合う前記ティース同士は、前記コイルが配置されるスロットを構成し、
   前記電機子における前記ティースの数は、３の倍数以外の整数であって、
   前記電機子が有する複数の前記スロットには、複数の前記スロットの各々における前記コイルの合計巻数の平均値よりも合計巻数が大きい前記スロットと、複数の前記スロットの各々における合計巻数の平均値よりも合計巻数が小さい前記スロットとが含まれており、
   複数の前記ティースが並べられている第１の方向と前記界磁および前記電機子が向かい合う第２の方向とを含む断面における、前記スロットの面積に対する前記コイルの断面積の比を表す占積率が、複数の前記ティースにより構成される複数の前記スロットの各々において一定であって、
   複数の前記スロットの各々における前記コイルの合計巻数の平均値よりも前記合計巻数が大きい前記スロットである第１のスロットを構成する前記ティース同士において、前記ティースの中心位置の間の長さであるティースピッチは、複数の前記スロットにおける前記ティースピッチの平均値よりも大きく、
   複数の前記スロットの各々における前記合計巻数の平均値よりも前記合計巻数が小さい前記スロットである第２のスロットを構成する前記ティース同士において、前記ティースピッチは、複数の前記スロットにおける前記ティースピッチの平均値よりも小さいことを特徴とする電動機。
2. 複数の前記スロットの各々における前記合計巻数の平均値をＮａ、前記第１のスロットの前記合計巻数をＮｓ１、前記第２のスロットの前記合計巻数をＮｓ２、複数の前記ティースにおける前記ティースピッチの平均値をＬａとして、
   前記第１のスロットを構成する前記ティース同士の前記ティースピッチであるＬ１は、Ｌａ＜Ｌ１≦（Ｎｓ１／Ｎａ）×１．２×Ｌａを満足し、
   前記第２のスロットを構成する前記ティース同士の前記ティースピッチであるＬ２は、Ｌａ＞Ｌ２≧（Ｎｓ２／Ｎａ）×０．８×Ｌａを満足することを特徴とする請求項１に記載の電動機。
3. 前記第１のスロットを構成する前記ティース同士では、前記ティース同士の各々のうち前記コアバック側の端部における前記ティースピッチが前記ティースピッチの平均値よりも大きく、かつ、前記ティース同士の各々のうち前記界磁側の端部における前記ティースピッチが前記コアバック側の前記ティースピッチよりも小さく、
   前記第２のスロットを構成する前記ティース同士では、前記ティース同士の各々のうち前記コアバック側の端部における前記ティースピッチが前記ティースピッチの平均値よりも小さく、かつ、前記ティース同士の各々のうち前記界磁側の端部における前記ティースピッチが前記コアバック側の前記ティースピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の電動機。
4. 界磁と、
   前記界磁に向かい合わせて配置された電機子と、を備え、
   前記電機子は、コアバックと、前記コアバックから前記界磁の方へ延ばされた複数のティースと、複数の前記ティースに取り付けられた３相のコイルと、を有し、
   複数の前記ティースは、３相のうち１相の前記コイルのみが取り付けられた前記ティースと、３相のうち複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースとを含み、
   互いに隣り合う前記ティース同士は、前記コイルが配置されるスロットを構成し、
   前記電機子における前記ティースの数は、３の倍数以外の整数であって、
   前記電機子が有する複数の前記スロットには、複数の前記スロットの各々における前記コイルの合計巻数の平均値よりも合計巻数が大きい前記スロットと、複数の前記スロットの各々における合計巻数の平均値よりも合計巻数が小さい前記スロットとが含まれており、
   複数の前記ティースが並べられている第１の方向と前記界磁および前記電機子が向かい合う第２の方向とを含む断面における、前記スロットの面積に対する前記コイルの断面積の比を表す占積率が、複数の前記ティースにより構成される複数の前記スロットの各々において一定であって、
   複数の前記スロットの各々における前記コイルの合計巻数の平均値よりも前記合計巻数が大きい前記スロットである第１のスロットでは、前記第２の方向における前記コアバックの厚さが、前記コアバックの全体における厚さの平均値よりも小さく、
   複数の前記スロットの各々における前記合計巻数の平均値よりも前記合計巻数が小さい前記スロットである第２のスロットでは、前記第２の方向における前記コアバックの厚さが、前記コアバックの全体における厚さの平均値よりも大きいことを特徴とする電動機。
5. 界磁と、
   前記界磁に向かい合わせて配置された電機子と、を備え、
   前記電機子は、コアバックと、前記コアバックから前記界磁の方へ延ばされた複数のティースと、複数の前記ティースに取り付けられた３相のコイルと、を有し、
   複数の前記ティースは、３相のうち１相の前記コイルのみが取り付けられた前記ティースと、３相のうち複数の相の前記コイルが取り付けられた前記ティースとを含み、
   互いに隣り合う前記ティース同士は、前記コイルが配置されるスロットを構成し、
   前記電機子における前記ティースの数は、３の倍数以外の整数であって、
   前記電機子が有する複数の前記スロットには、複数の前記スロットの各々における前記コイルの合計巻数の平均値よりも合計巻数が大きい前記スロットと、複数の前記スロットの各々における合計巻数の平均値よりも合計巻数が小さい前記スロットとが含まれており、
   複数の前記ティースが並べられている第１の方向と前記界磁および前記電機子が向かい合う第２の方向とを含む断面における、前記スロットの面積に対する前記コイルの断面積の比を表す占積率が、複数の前記ティースにより構成される複数の前記スロットの各々において一定であって、
   複数の前記ティースは、複数の前記ティースにおける前記コイルの巻数の平均値よりも前記巻数が大きい前記ティースである第１のティースと、複数の前記ティースにおける前記コイルの巻数の平均値よりも前記巻数が小さい前記ティースである第２のティースとを含み、
   前記第１のティースの前記第１の方向における幅が、前記第２のティースの前記第１の方向における幅よりも大きいことを特徴とする電動機。
6. 複数の前記ティースに取り付けられた全ての前記コイルの線径は同じであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電動機。

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