[发明专利]旋转电机

说明书

本发明的课题是在永磁体式集中卷绕无刷电动机中，为了提高关于绕组的制造作业的效率，而将引线和通向比邻接远的齿的跳线配置在轴向相反侧的绕组端部。能够通过在具有集中卷绕定子和永磁体式转子的无刷电动机中，以使连接至引线的齿的绕组的匝数为半整数、或者在存在与连接至引线的齿的绕组邻接地连接的绕组时使它们的合计匝数为半整数，使与连接至所述引线的齿的绕组或者与其邻接地连接的齿的绕组用跳线比邻接远地连接的齿的绕组的匝数、或者与所述用跳线比邻接远地连接的齿的绕组邻接地连接的齿的绕组的合计匝数为整数的方式卷绕的定子绕组而解决。

技术领域

本发明涉及永磁体式集中卷绕无刷电动机和使用它的电动助力转向装置等机动车用电动辅机系统。

背景技术

因为用电动化代替液压、混合动力车、电动车的市场扩大的趋势，电动助力转向系统(以下称为EPS)装置的安装率正在迅速增大。

在EPS装置中，因为电动机对方向盘操作进行助力，所以驾驶员经由方向盘在手上感觉到电动机的转矩波动。因此，EPS用电动机中，需要使齿槽转矩减小至电动机产生的助力转矩的1/1000程度、使转矩波动减小至助力转矩的1％程度。

进而，近年来，以搭载了使怠速停止和制动等运转操作的一部分自动化的功能的车的普及为背景，在提高驾驶舒适感的同时、车室内的静音化不断发展。结果，出于降低车室内噪音的观点，对于EPS装置等电子部件要求低振动、低噪音。另外，同时，要求包括电动机的装置价格的降低。

作为导致车室内的振动、噪音的源自电动机的激振源，存在电动机产生的转矩的变动成分(齿槽转矩、转矩波动)，和在电动机的定子与转子之间产生的电磁激振力。前者经由电动机的输出轴、后者产生的电动机的振动能量经由EPS装置的机械部件等，向车室内传播。它们作为声辐射在车室内辐射，成为噪音。关于EPS装置以外的电子部件也因为同样的机制而产生车室内的噪音。

电动机的价格包括磁体、绕组等材料的费用和制造带来的费用。因此，希望是高功率密度、功率相对于尺寸、相对于磁体质量的比大、能够抑制材料费用的电动机。另外，要求是容易制造、需要的人力、制造装置较少即可的电动机。

以下简略地叙述将电动机用于EPS装置时的利弊。已知在分布卷绕方式中，能够减小齿槽转矩和转矩波动，能够增大电磁激振力的空间次数而减小振动，但是与集中卷绕方式相比复杂并且轴向尺寸大，制造成本高。

另外，已知在集中卷绕方式中，使电动机的极数与槽数的比成为10：12或14：12时，因为旋转次数高，所以能够减少齿槽转矩和转矩波动，但是电磁激振力的空间次数是2次，所以振动成为问题。另外，已知在极数与槽数的比为8：12的电动机中，电磁激振力的空间次数是4次，振动较小，但是减少齿槽转矩和转矩波动的技术成为课题。

与此相对，以下引用文献说明电动机的极数与槽数的比为14：18的集中卷绕方式电动机的特征。例如日本特开昭62-110468(以下称为专利文献1)和日本特开平9-172762(以下称为专利文献2)中，记载了绕组系数为0.902，比8：12的电动机大、功率密度高，齿槽转矩的次数是126、较小。

另外，非专利文献1中，记载了上述绕组系数0.902的电动机的三相绕组的配置，记载了如果进行三相的接线，则能够构成绕组系数0.902的电动机。该接线中，三相中的一相的绕组，可以由六串联、三串联二并联、二串联三并联、六并联中的任一种构成。

此处，绕组被卷绕于在旋转轴方向上叠层的定子芯体的齿上。通向电源或中性点的引线和对多个齿串联卷绕时用于跳接至比邻接的绕组远的齿的跳线，作为绕组的端部被配置在齿的轴向端部。

专利文献3和专利文献4中，记载了在上述非专利文献1中记载的三相绕组的配置中，引线和跳线被配置在旋转轴方向的同一侧的绕组端部的例子。