本發(fā)明涉及一種例如在車輛用的電動動力轉(zhuǎn)向裝置等中使用的永磁體式電動機(jī)及驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)，特別地，涉及一種抑制剛性的降低、能夠擴(kuò)大槽截面積的定子構(gòu)造。

背景技術(shù)：

在專利文獻(xiàn)1中，公開了一種在定子鐵芯的齒集中地卷繞導(dǎo)線的所謂的集中卷繞的電動機(jī)。

在專利文獻(xiàn)2中，公開了一種與在電動動力轉(zhuǎn)向裝置中使用的驅(qū)動裝置成為一體型的分布卷繞的電動機(jī)。

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2008/050637號

專利文獻(xiàn)2：日本特開2013-192359號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在專利文獻(xiàn)1中，由于電樞繞組為集中卷繞，因此線圈端部變小，電樞繞組電阻也變小，有利于小型及高輸出化。然而，由于相鄰的齒的內(nèi)周端沒有連接，因此齒的剛性變低。因此存在下述課題，即，如果使電樞磁動勢變大，則齒的振動變大，其結(jié)果，芯座和機(jī)架的振動變大，振動噪聲變大。

在專利文獻(xiàn)2中，設(shè)置有將相鄰的齒的內(nèi)周端彼此進(jìn)行連接的橋部，因此齒的剛性變高，能夠降低振動噪聲。然而，由于電樞繞組為分布卷繞，因此線圈端部變大，且電樞電阻也變大，不利于小型及高輸出化。

然而，在引用文獻(xiàn)1、2中，并未提及定子鐵芯的芯座及機(jī)架的徑向厚度。

本申請人著眼于下述方面，即：(1)為了高輸出化，需要使電樞繞組的電阻變小，擴(kuò)大槽截面積；(2)為了一邊確保電動機(jī)輸出、一邊擴(kuò)大槽截面積，需要使芯座的徑向厚度變小，但定子鐵芯的剛性會降低，由電磁施振力引起的振動噪聲會變大；(3)為了電動機(jī)的小型化，需要使將定子鐵保持為內(nèi)嵌狀態(tài)的機(jī)架的徑向厚度變小，但同樣地，機(jī)架的剛性會降低，由電磁施振力引起的振動噪聲會變大，本申請人從兼顧小型及高輸出化和低振動及低噪聲化這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，對定子鐵芯的芯座徑向厚度及機(jī)架的徑向厚度和外徑進(jìn)行了研究，最終發(fā)明出本發(fā)明。

本發(fā)明就是為了解決上述的課題而提出的，其目的在于得到一種能夠兼顧小型及高輸出化和低振動及低噪聲化的永磁體式電動機(jī)及驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)。

本發(fā)明涉及的永磁體式電動機(jī)具有：定子，其具有定子鐵芯、電樞繞組以及機(jī)架，該定子鐵芯的齒分別從環(huán)狀的芯座凸出至徑向內(nèi)方而沿周向排列，該電樞繞組安裝于所述定子鐵芯，該機(jī)架將所述定子鐵芯保持為內(nèi)嵌狀態(tài)；以及轉(zhuǎn)子，其具有轉(zhuǎn)子鐵芯及永磁體。所述電樞繞組由分別在所述齒集中地卷繞的多個線圈構(gòu)成，相鄰的所述齒的內(nèi)周端彼此通過連接部而連接。并且，在將所述芯座的厚度設(shè)為t2、將所述機(jī)架的厚度設(shè)為t3、將所述機(jī)架的外半徑設(shè)為r4時，滿足下式：0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，相鄰的齒的內(nèi)周端彼此通過連接部而連接，在將芯座的厚度設(shè)為t2、將機(jī)架的厚度設(shè)為t3、將機(jī)架的外半徑設(shè)為r4時，滿足0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202，因此能夠兼顧永磁體式電動機(jī)的小型及高輸出化和低振動及低噪聲化。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)的縱剖視圖。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)的橫剖視圖。

圖3是說明本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的電樞繞組的第一連接方法的示意圖。

圖4是說明本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的電樞繞組的第二連接方法的示意圖。

圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的電樞繞組的Y接線圖。

圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的電樞繞組的Δ接線圖。

圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)的電路圖。

圖8是說明本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)的尺寸的圖。

圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的機(jī)架的振動的加速度與連接部的有無之間的關(guān)系的圖。

圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的機(jī)架的振動的加速度與電動機(jī)扭矩之間的關(guān)系的圖。

圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的(t2+t3)/r4與電動機(jī)輸出之間的關(guān)系的圖。

圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的2π·rout/(P·t2)與電動機(jī)扭矩之間的關(guān)系的圖。

圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)與電動機(jī)輸出之間的關(guān)系的圖。

圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的旋轉(zhuǎn)速度與電動機(jī)扭矩之間的關(guān)系的圖。

圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)的實(shí)施方式的橫剖視圖。

圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)的另一個實(shí)施方式的橫剖視圖。

圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的永磁體式電動機(jī)中的定子的端面圖。

圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的永磁體式電動機(jī)中的構(gòu)成定子鐵芯的外側(cè)鐵芯的端面圖。

圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的永磁體式電動機(jī)中的構(gòu)成定子鐵芯的內(nèi)側(cè)鐵芯的端面圖。

圖20是說明在本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的永磁體式電動機(jī)中的內(nèi)側(cè)鐵芯安裝線圈的方法的圖。

圖21是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的永磁體式電動機(jī)中的內(nèi)側(cè)鐵芯安裝了線圈后的狀態(tài)的端面圖。

圖22是表示將本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的永磁體式電動機(jī)中的定子鐵芯的周向的一部分切去后的狀態(tài)的斜視圖。

圖23是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的永磁體式電動機(jī)中的電動機(jī)旋轉(zhuǎn)角度與扭矩脈動之間的關(guān)系的圖。

圖24是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4涉及的永磁體式電動機(jī)的橫剖視圖。

圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5涉及的永磁體式電動機(jī)中的定子的端面圖。

圖26是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6涉及的永磁體式電動機(jī)中的定子的端面圖。

圖27是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6涉及的永磁體式電動機(jī)中的定子的按壓部周圍的要部端面圖。

圖28是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7涉及的永磁體式電動機(jī)的橫剖視圖。

圖29是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8涉及的永磁體式電動機(jī)的橫剖視圖。

圖30是表示本發(fā)明的實(shí)施方式9涉及的永磁體式電動機(jī)的橫剖視圖。

圖31是本發(fā)明的實(shí)施方式10涉及的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)的電路圖。

圖32是利用本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)的汽車的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的說明圖。

具體實(shí)施方式

首先，在記載實(shí)施方式之前，一邊參照圖32，一邊對搭載利用本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)的、汽車的電動動力轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行說明。此外，圖32是利用本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)的汽車的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的說明圖。

如果駕駛者對方向盤(未圖示)進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱，則其扭矩經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸(未圖示)而傳遞至軸501。此時，傳遞至軸501的扭矩被扭矩傳感器502檢測出而變換為電信號，通過線纜(未圖示)經(jīng)由驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100的第一連接器30而傳遞至ECU部120。另一方面，車速等汽車的信息變換為電信號，經(jīng)由第二連接器31而傳遞至ECU部120。ECU部120根據(jù)車速等汽車的信息和該扭矩，對所需的輔助扭矩進(jìn)行運(yùn)算，經(jīng)過逆變器而將電流供給至永磁體式電動機(jī)110。

永磁體式電動機(jī)110將軸心沿與齒條軸的移動方向(箭頭所示)平行的方向而配置。另外，向ECU部120的電力供給是從電池或交流發(fā)電機(jī)經(jīng)由電源連接器32而進(jìn)行輸送的。永磁體式電動機(jī)110產(chǎn)生的扭矩被內(nèi)置有傳動帶(未圖示)和滾珠絲杠(未圖示)的變速箱503減速，產(chǎn)生使處于殼體504的內(nèi)部的齒條軸(未圖示)沿箭頭的方向進(jìn)行移動的推力，對駕駛者的轉(zhuǎn)向操縱力進(jìn)行輔助。因此，橫拉桿505移動，輪胎轉(zhuǎn)向而能夠使車輛轉(zhuǎn)彎。由此，駕駛者被永磁體式電動機(jī)110的扭矩所輔助，能夠以少的轉(zhuǎn)向操縱力而使車輛轉(zhuǎn)彎。此外，設(shè)置有齒條護(hù)罩506，以使得異物不會侵入至裝置內(nèi)。

在這樣的電動動力轉(zhuǎn)向裝置500中，從向車輛進(jìn)行搭載的搭載性、改善燃油消耗的觀點(diǎn)出發(fā)，驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100優(yōu)選為小型高輸出。并且，從駕駛者的舒適性的觀點(diǎn)出發(fā)，驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100優(yōu)選為低振動及低噪聲。

實(shí)施方式1.

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)的縱剖視圖。此外，縱剖視圖為驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)的包含軸心的平面處的剖視圖。

在圖1中，驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100為如下構(gòu)造，即，作為電動機(jī)部的永磁體式電動機(jī)110、作為驅(qū)動裝置的ECU(Electronic Control Unit)部120沿永磁體式電動機(jī)110的旋轉(zhuǎn)軸的軸向配置而成為一體。由于采用永磁體式電動機(jī)110和ECU部120沿永磁體式電動機(jī)110的旋轉(zhuǎn)軸的軸向配置而成為一體的構(gòu)造，因此取得下面的效果。首先，由于能夠使永磁體式電動機(jī)110與ECU部120之間的配線長度變短，因此能夠使由永磁體式電動機(jī)110與ECU部120之間的配線產(chǎn)生的噪聲、損耗降低。并且，由于能夠削減驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100的軸向長度，因此能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動一體型永磁體式電動機(jī)100的小型化。

永磁體式電動機(jī)110具有：定子1，其具有將電磁鋼板層疊而構(gòu)成的圓環(huán)狀的定子鐵芯2、收容于定子鐵芯2的電樞繞組3、以及將定子鐵芯2進(jìn)行固定的機(jī)架4；以及轉(zhuǎn)子20，其可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于定子1的內(nèi)部。

機(jī)架4使用例如鋁、ADC12等鋁合金等良好的導(dǎo)熱材料而被制作成圓筒狀，通過壓入或熱裝等而將定子鐵芯2保持為內(nèi)嵌狀態(tài)。并且，圓盤狀的殼體5利用螺釘6而連接固定于機(jī)架4的軸向一端面。另外，軸承固定部7以從機(jī)架4的軸向另一端側(cè)凸出至內(nèi)徑側(cè)的方式而與機(jī)架4一體地、或者分體地進(jìn)行設(shè)置。并且，第一軸承8及第二軸承9保持于殼體5及軸承固定部7，設(shè)置于機(jī)架4的軸心位置。軸10可旋轉(zhuǎn)地支撐于第一軸承8及第二軸承9。滑輪11壓入至軸10的軸向一端側(cè)即輸出軸側(cè)，執(zhí)行將驅(qū)動力傳遞至電動動力轉(zhuǎn)向裝置500的傳動帶的工作。此外，根據(jù)電動動力轉(zhuǎn)向裝置500的結(jié)構(gòu)，有時將驅(qū)動力傳遞至齒輪，而不是傳動帶。在該情況下，取代滑輪11而將聯(lián)軸器壓入至軸10。在軸10的軸向另一端部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)傳感器用永磁體38。

轉(zhuǎn)子20具有壓入固接于軸10的轉(zhuǎn)子鐵芯21、固定于轉(zhuǎn)子鐵芯21的永磁體22。此外，在圖1中，永磁體22固定于轉(zhuǎn)子鐵芯21的內(nèi)部，但永磁體22也可以固定于轉(zhuǎn)子鐵芯21的表面，在后面進(jìn)行詳細(xì)敘述。

下面，一邊參照圖2一邊對定子1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)的橫剖視圖。此外，橫剖視圖為與永磁體式電動機(jī)的軸心正交的平面處的剖視圖。

定子1具有：定子鐵芯2，其具有圓環(huán)狀的芯座2a、從芯座2a沿內(nèi)徑方向延伸的18個齒2b、以及將相鄰的齒2b的前端部間連結(jié)的連接部2d；電樞繞組3，其由在各個齒2b集中地卷繞的18個線圈3a構(gòu)成；以及機(jī)架4，其將定子鐵芯2保持為內(nèi)嵌狀態(tài)。并且，在相鄰的齒2b之間形成有槽2c。

在與定子鐵芯2的軸心正交的剖面，芯座2a的外周面為以軸心為中心的圓，且內(nèi)周面為以軸心為中心的圓弧，因此與芯座的內(nèi)周面以直線構(gòu)成的情況相比，能夠一邊使芯座2a的徑向的寬度變大，一邊使槽截面積變大。這樣，由于芯座2a的內(nèi)周面為圓弧狀，因此與芯座的內(nèi)周面以直線狀構(gòu)成的情況相比，能夠使芯座2a的徑向的寬度變大，緩和磁飽和而得到高扭矩。并且，由于芯座2a的內(nèi)周面為圓弧狀，因此與芯座的內(nèi)周面以直線狀構(gòu)成的情況相比，能夠使槽截面積變大，能夠使電樞繞組3的截面積變大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)電動機(jī)的銅損降低和高輸出化。

此外，在圖2中，方便起見，省略了在電樞繞組3與定子鐵芯2之間設(shè)置的絕緣件。另外，方便起見，針對齒2b，按照周向的排列順序而分配標(biāo)號T1～T18。并且，方便起見，對在各個齒2b集中地卷繞的線圈3a標(biāo)注編號而表示，以使得可知它們分別為U相、V相、W相中的哪一相的線圈。U相由U11、U12、U13、U21、U22、U23共6個線圈3a構(gòu)成，V相由V11、V12、V13、V21、V22、V23共6個線圈3a構(gòu)成，W相由W11、W12、W13、W21、W22、W23共6個線圈3a構(gòu)成。如圖2所示，18個線圈3a分別與齒T1～T18相對應(yīng)地按照U11、V11、V12、W11、U12、U13、V13、W12、W13、U21、V21、V22、W21、U22、U23、V23、W22、W23的順序排列。

下面，一邊參照圖3一邊對18個線圈3a的第一連接方法進(jìn)行說明。圖3是說明本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的電樞繞組的第一連接方法的示意圖。在圖3中，排成1列的18個四邊形表示從T1號至T18號的齒2b，將在各個齒2b卷繞的線圈3a表示為U11、V11、V12、W11、U12、U13、V13、W12、W13、U21、V21、V22、W21、U22、U23、V23、W22、W23。

U11、U12、U13串聯(lián)連接而構(gòu)成第一U相繞組即U1相。此時，U12的線圈的卷繞方向與U11及U13為相反方向。另外，U21、U22、U23串聯(lián)連接而構(gòu)成第二U相繞組即U2相。此時，U22的線圈的卷繞方向與U21及U23為相反方向。V11、V12、V13串聯(lián)連接而構(gòu)成第一V相繞組即V1相。此時，V12的線圈的卷繞方向與V11及V13為相反方向。另外，V21、V22、V23串聯(lián)連接而構(gòu)成第二V相繞組即V2相。此時，V22的線圈的卷繞方向與V21及V23為相反方向。W11、W12、W13串聯(lián)連接而構(gòu)成第一W相繞組即W1相。此時，W12的線圈的卷繞方向與W11及W13為相反方向。另外，W21、W22、W23串聯(lián)連接而構(gòu)成第二W相繞組即W2相。此時，W22的線圈的卷繞方向與W21及W23為相反方向。

另外，關(guān)于U1相的兩端，將U11側(cè)設(shè)為U1+，將U13側(cè)設(shè)為U1－，同樣地，關(guān)于U2相的兩端，也將U21側(cè)設(shè)為U2+，將U23側(cè)設(shè)為U2－。同樣地，關(guān)于V1相的兩端，將V11側(cè)設(shè)為V1+，將V13側(cè)設(shè)為V1－，同樣地，關(guān)于V2相的兩端，也將V21側(cè)設(shè)為V2+，將V23側(cè)設(shè)為V2－。同樣地，關(guān)于W1相的兩端，將W11側(cè)設(shè)為W1+，將W13側(cè)設(shè)為W1－，同樣地，關(guān)于W2相的兩端，也將W21側(cè)設(shè)為W2+，將W23側(cè)設(shè)為W2－。

在這里，如圖5及圖6所示，電樞繞組3是將以上述方式構(gòu)成的U1相、U2相、V1相、V2相、W1相、W2相進(jìn)行交流接線而構(gòu)成的。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的電樞繞組的Y接線圖，圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的電樞繞組的Δ接線圖。

首先，如圖5所示，U1－、V1－、W1－進(jìn)行電連接，構(gòu)成將U1相、V1相、W1相進(jìn)行Y接線而形成的第一電樞繞組。并且，U1－、V1－、W1－的連接部成為第一電樞繞組的中性點(diǎn)N1。另外，U2－、V2－、W2－進(jìn)行電連接，構(gòu)成將U2相、V2相、W2相進(jìn)行Y接線而形成的第二電樞繞組。并且，U2－、V2－、W2－的連接部成為第二電樞繞組的中性點(diǎn)N2。這樣，電樞繞組3分別由Y接線后的第一及第二電樞繞組構(gòu)成。

另外，如圖6所示，將U1+和W1－連接而設(shè)為A1，將V1+和U1－連接而設(shè)為B1，將W1+和V1－連接而設(shè)為C1，構(gòu)成將U1相、V1相、W1相進(jìn)行Δ接線而形成的第一電樞繞組。另外，將U2+和W2－連接而設(shè)為A2，將V2+和U2－連接而設(shè)為B2，將W2+和V2－連接而設(shè)為C2，構(gòu)成將U2相、V2相、W2相進(jìn)行Δ接線而形成的第二電樞繞組。這樣，電樞繞組3分別由Δ接線后的第一及第二電樞繞組構(gòu)成。在該情況下，如果進(jìn)行Δ接線，則與Y接線的情況相比，線圈3a的感應(yīng)電壓成為倍，因此與Y接線相比，能夠使匝數(shù)變大為約倍。由此，能夠使線圈3a的線徑變小，在改善工作性的同時改善繞組占空率，能夠降低銅損，成為高效率。

下面，一邊參照圖4一邊對18個線圈3a的第二連接方法進(jìn)行說明。圖4是說明本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)中的電樞繞組的第二連接方法的示意圖。在圖4中，排成1列的18個四邊形表示從T1號至T18號的齒2b，將在各個齒2b卷繞的線圈3a表示為U11、V11、V12、W11、U12、U13、V13、W12、W13、U21、V21、V22、W21、U22、U23、V23、W22、W23。

U22、U11、U13串聯(lián)連接而構(gòu)成第一U相繞組即U1相。此時，U22、U11、U13的線圈的卷繞方向相同。V11、V13、V22串聯(lián)連接而構(gòu)成第一V相繞組即V1相。此時，V11、V13、V22的線圈的卷繞方向相同。W12、W21、W23串聯(lián)連接而構(gòu)成第一W相繞組即W1相。此時，W12、W21、W23的線圈的卷繞方向相同。U23、U21、U12串聯(lián)連接而構(gòu)成第二U相繞組即U2相。此時，U23、U21、U12的線圈的卷繞方向相同。V12、V23、V21串聯(lián)連接而構(gòu)成第二V相繞組即V2相。此時，V12、V23、V21的線圈的卷繞方向相同。W13、W11、W22串聯(lián)連接而構(gòu)成第二W相繞組即W2相。此時，W13、W11、W22的線圈的卷繞方向相同。

另外，關(guān)于U1相的兩端，將U22側(cè)設(shè)為U1+，將U13側(cè)設(shè)為U1－，同樣地，關(guān)于U2相的兩端，也將U23側(cè)設(shè)為U2+，將U12側(cè)設(shè)為U2－。同樣地，關(guān)于V1相的兩端，將V11側(cè)設(shè)為V1+，將V22側(cè)設(shè)為V1－，同樣地，關(guān)于V2相的兩端，也將V12側(cè)設(shè)為V2+，將V21側(cè)設(shè)為V2－。同樣地，關(guān)于W1相的兩端，將W12側(cè)設(shè)為W1+，將W23側(cè)設(shè)為W1－，同樣地，關(guān)于W2相的兩端，也將W13側(cè)設(shè)為W2+，將W22側(cè)設(shè)為W2－。

以上述方式構(gòu)成的U1相、U2相、V1相、V2相、W1相、W2相與圖3所示的通過第一連接方法構(gòu)成的U1相、U2相、V1相、V2相、W1相、W2相同樣地，進(jìn)行Y接線、或者Δ接線，由電樞繞組構(gòu)成。

下面，對轉(zhuǎn)子20的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

轉(zhuǎn)子20是將14個永磁體22埋入至轉(zhuǎn)子鐵芯21而構(gòu)成的。即，轉(zhuǎn)子20的極數(shù)為14。永磁體22分別被制作為其徑向的長度比周向的長度長的、剖面為矩形的帶狀體，沿周向等間隔地排列。如圖2所示，永磁體22的磁化方向?yàn)椋豊和S分別成為N極、S極這樣的方向而進(jìn)行磁化。即，以使相鄰的永磁體22的相對的面彼此成為相同的極的方式而進(jìn)行磁化。通過設(shè)為這樣的磁化方向，從而能夠使磁通集中于轉(zhuǎn)子鐵芯21，提高磁通密度，取得得到高扭矩這樣的效果。

另外，在相鄰的永磁體22之間夾著轉(zhuǎn)子鐵芯21。轉(zhuǎn)子鐵芯21的位于相鄰的永磁體22之間的部位形成為曲面部23，該曲面部23在相鄰的永磁體22間的中間地點(diǎn)具有使與定子1之間的空隙長度變短這樣的、向徑向外方為凸形狀的曲面。通過設(shè)為這樣的形狀，從而能夠使在與定子1之間的空隙產(chǎn)生的磁通密度的波形變得平滑，因此能夠使齒槽扭矩、扭矩脈動變小。

另外，以與永磁體22的內(nèi)徑側(cè)的端面相接觸的方式而設(shè)置有非磁性部24。在這里，形成沿軸向?qū)⑥D(zhuǎn)子鐵芯21的永磁體22的內(nèi)徑側(cè)的部位貫通的貫通孔，由空氣構(gòu)成非磁性部24，但也可以在貫通孔填充樹脂而作為非磁性部24，也可以將如不銹鋼、鋁這樣的非磁性的金屬插入至貫通孔而作為非磁性部24。通過以上述方式設(shè)置非磁性部24，從而能夠降低永磁體22的漏磁通。并且，在轉(zhuǎn)子鐵芯21的位于相鄰的永磁體22之間的部位與轉(zhuǎn)子鐵芯21的以將軸10的外周包圍的方式設(shè)置的部位之間設(shè)置連結(jié)部25，轉(zhuǎn)子鐵芯21的各部牢固地機(jī)械連結(jié)。

下面，對ECU部120進(jìn)行說明。

如圖1所示，ECU部120設(shè)置有：第一連接器30，其接收來自扭矩傳感器502的信號；第二連接器31，其接受車速等汽車的信息；以及電源連接器32，其用于電力供給。

并且，在ECU部120存在用于驅(qū)動永磁體式電動機(jī)110的逆變器電路，逆變器電路具有MOS-FET等開關(guān)元件33。該開關(guān)元件33可以考慮下述結(jié)構(gòu)，例如，將裸芯片安裝于DBC(Direct Bonded Copper)基板的結(jié)構(gòu)、利用樹脂對裸芯片進(jìn)行模塑而形成功率模塊的結(jié)構(gòu)等。在開關(guān)元件33流過用于電動機(jī)驅(qū)動的電流，因此該開關(guān)元件33會發(fā)熱。因此，開關(guān)元件33為經(jīng)由粘接劑、絕緣片等與散熱器39接觸而進(jìn)行散熱的構(gòu)造。散熱器39利用螺釘或通過熱裝等而嵌合于機(jī)架4，開關(guān)元件33的熱經(jīng)由散熱器39而傳遞至機(jī)架4。在逆變器電路中，除了開關(guān)元件33之外，還存在平滑電容器、用于去除噪聲的線圈、電源繼電器、將它們電連接的母線等，但在圖1中進(jìn)行了省略。母線與樹脂一體成型而形成中間部件(未圖示)。

在ECU部120的內(nèi)部設(shè)置有控制基板35，該控制基板35基于從第一及第二連接器30、31接受到的信息，為了適當(dāng)?shù)仳?qū)動永磁體式電動機(jī)110而將控制信號發(fā)送至開關(guān)元件33。控制信號通過將控制基板35與開關(guān)元件33之間電連接的連接部件(未圖示)而進(jìn)行傳遞。該連接部件通過導(dǎo)線鍵合、壓裝、焊料等而進(jìn)行固定。這些逆變器電路和控制基板35被殼體36包覆。殼體36既可以為樹脂，也可以為鋁等金屬，也可以為將樹脂和鋁等金屬組合的結(jié)構(gòu)?？刂苹?5以沿著與永磁體式電動機(jī)110的軸10垂直的面的方式而進(jìn)行配置。

旋轉(zhuǎn)傳感器37是對磁場進(jìn)行檢測的磁傳感器的元件，通過焊料等而固定于控制基板35。旋轉(zhuǎn)傳感器37與永磁體式電動機(jī)110的軸10處于同軸之上、且配置于相對應(yīng)的位置，該旋轉(zhuǎn)傳感器37對旋轉(zhuǎn)傳感器用永磁體38所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行檢測，通過獲知其方向而對永磁體式電動機(jī)110的轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測。ECU部120與該旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)地將適當(dāng)?shù)尿?qū)動電流供給至永磁體式電動機(jī)110。此外，旋轉(zhuǎn)傳感器37是對從旋轉(zhuǎn)傳感器用永磁體38經(jīng)由散熱器39漏出的磁通進(jìn)行檢測的構(gòu)造。

在這里，旋轉(zhuǎn)傳感器37安裝于控制基板35，但也可以在散熱器39的永磁體式電動機(jī)110側(cè)配置其他基板，將旋轉(zhuǎn)傳感器37安裝于該基板。另外，旋轉(zhuǎn)傳感器37是由磁傳感器構(gòu)成的，但也可以由解析器構(gòu)成旋轉(zhuǎn)傳感器。

下面，一邊參照圖7一邊對驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)的電路圖。此外，在圖7中，為了方便，永磁體式電動機(jī)110僅圖示電樞繞組，ECU部120僅示出了逆變器的功率電路部。

永磁體式電動機(jī)110是極數(shù)為14、槽數(shù)為18的電動機(jī)。永磁體式電動機(jī)110的電樞繞組3由第一電樞繞組301和第二電樞繞組302構(gòu)成，該第一電樞繞組301是將第一U相繞組U1、第一V相繞組V1以及第一W相繞組W1進(jìn)行Δ接線而構(gòu)成的，該第二電樞繞組302是將第二U相繞組U2、第二V相繞組V2以及第二W相繞組W2進(jìn)行Δ接線而構(gòu)成的。ECU部120由1個逆變器電路50構(gòu)成，從該逆變器電路50將3相電流供給至第一及第二電樞繞組301、302。

從電池等直流電源40將直流電力供給至ECU部120，經(jīng)由用于去除噪聲的線圈41而連接有電源繼電器42。電源繼電器42由2個MOS-FET構(gòu)成，以在故障等時將電源繼電器42斷開而不流過過大的電流的方式進(jìn)行動作。電容器34為平滑電容器。

逆變器電路50由使用了6個開關(guān)元件33-1～33-6的橋部構(gòu)成。即，逆變器電路50是分別將串聯(lián)連接的開關(guān)元件33-1、33-2的組、開關(guān)元件33-3、33-4的組、以及開關(guān)元件33-5、33-6的組并聯(lián)連接而構(gòu)成的。并且，分流電阻44-1、44-2、44-3分別連接于串聯(lián)連接的開關(guān)元件33-1、33-2的組、開關(guān)元件33-3、33-4的組、以及開關(guān)元件33-5、33-6的組的GND(地線)側(cè)。這些分流電阻44-1、44-2、44-3用于電流值的檢測。

電流向電樞繞組3的供給分別如下進(jìn)行，即，從開關(guān)元件33-1、33-2的連接點(diǎn)經(jīng)過母線等而供給至U1相與V1相的接線部以及U2相與V2相的接線部，從開關(guān)元件33-3、33-4的連接點(diǎn)經(jīng)過母線等而供給至V1相與W1相的接線部以及V2相與W2相的接線部，從開關(guān)元件33-5、33-6的連接點(diǎn)經(jīng)過母線等而供給至W1相與U1相的接線部以及W2相與U2相的接線部。永磁體式電動機(jī)110與ECU部120的電連接對應(yīng)于3相而共計3處，但在永磁體式電動機(jī)110的內(nèi)部被分為第一電樞繞組301和第二電樞繞組302。

在這里，描述為直流電源40似乎處于ECU部120的內(nèi)部，但實(shí)際上，從外部的直流電源40經(jīng)由電源連接器32而供給電力。另外，按照直流電源40、線圈41、電源繼電器42的順序而連接，但電源繼電器42也可以設(shè)置于與線圈41相比靠近直流電源40的位置。另外，電容器43是由1個電容器構(gòu)成的，但也可以是將多個電容器并聯(lián)連接而構(gòu)成的。使用了3個分流電阻44-1、44-2、44-3，但即便僅使用1個分流電阻也能夠?qū)﹄娏髦颠M(jìn)行檢測，因此分流電阻的個數(shù)不限定于3個。另外，使用了Δ接線后的第一及第二電樞繞組，但也可以使用Y接線后的第一及第二電樞繞組。

下面，對本發(fā)明能夠兼顧小型高輸出化和低振動低噪聲化的情況進(jìn)行說明。圖8是說明本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的永磁體式電動機(jī)的尺寸的圖。圖中，O為永磁體式電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心，rout為轉(zhuǎn)子20的外半徑，r0為定子鐵芯2的內(nèi)半徑，r1為從旋轉(zhuǎn)中心O至連接部2d的外周為止的距離，r2為芯座2a的內(nèi)半徑，r3為芯座2a的外半徑，r4為機(jī)架4的外半徑，t0為連接部2d的徑向厚度，t1為從連接部2d的外周面至芯座2a的內(nèi)周面為止的距離，t2為芯座2a的厚度，t3為機(jī)架4的厚度。

首先，制作出本發(fā)明所涉及的使用具有連接部2d的定子鐵芯2的永磁體式電動機(jī)、對比例的使用沒有連接部的定子鐵芯的永磁體式電動機(jī)，在永磁體式電動機(jī)流過額定電流100Arms，在圖9示出對轉(zhuǎn)速為1000r/min時的機(jī)架4的振動的加速度測定出的結(jié)果。其中，這是使用了由鋁、ADC12等鋁合金制作的機(jī)架4的情況下的結(jié)果。此外，橫軸表示為將芯座厚度t2與機(jī)架厚度t3之和除以機(jī)架的外半徑r4而得出的無因次的值即(t2+t3)/r4?？v軸表示為，在(t2+t3)/r4充分大而幾乎顯現(xiàn)不出連接部2d的效果的(t2+t3)/r4＝0.233處將具有連接部2d的情況下的加速度設(shè)為1而進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的無因次的值。

從圖9的結(jié)果可知，通過在齒2b的前端設(shè)置連接部2d，從而能夠大幅地降低加速度、即機(jī)架4的振動?？芍?，在無連接部2d的情況下，如果芯座2a和機(jī)架4的厚度變小，即(t2+t3)/r4變小，則加速度急劇地增加，與此相對地，在具有連接部2d的情況下，即使(t2+t3)/r4變小，加速度也不會急劇地增加。此外，成為加速度越大則振動及噪聲越大的電動機(jī)。

下面，在本發(fā)明所涉及的使用具有連接部2d的定子鐵芯2的永磁體式電動機(jī)流過額定電流100Arms，在圖10示出對將轉(zhuǎn)速為1000r/min時的機(jī)架4的振動的加速度(m/s²)除以電動機(jī)扭矩(Nm)而得出的值(每單位扭矩的加速度)測定出的結(jié)果。其中，這是使用了由鋁、ADC12等鋁合金制作的機(jī)架4的情況下的結(jié)果。橫軸表示為(t2+t3)/r4?？v軸表示為在(t2+t3)/r4＝0.233的情況下將每單位扭矩的加速度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值(無因次的值)。

從圖10的結(jié)果還可知，在超過(t2+t3)/r4＝0.122之后，每單位扭矩的加速度急劇地下降。根據(jù)該情況可知，如果(t2+t3)/r4≥0.122，則與機(jī)架4和芯座2a充分厚的(t2+t3)/r4＝0.233相比，能夠?qū)⒚繂挝慌ぞ氐募铀俣鹊脑黾恿恳种茷?0％，成為低振動及低噪聲。

并且，如果(t2+t3)/r4≥0.144，則與設(shè)為(t2+t3)/r4＜0.144的情況相比，在使(t2+t3)/r4變化時的每單位扭矩的加速度的變化平緩，且與機(jī)架4和芯座2a充分厚的(t2+t3)/r4＝0.233相比，能夠?qū)⒚繂挝慌ぞ氐募铀俣鹊脑黾恿恳种茷?3％。由此可知，如果(t2+t3)/r4≥0.144，則能夠進(jìn)一步地降低每單位扭矩的加速度，成為低振動及低噪聲。

下面，在圖11示出對本發(fā)明涉及的使用具有連接部2d的定子鐵芯2的永磁體式電動機(jī)中的與(t2+t3)/r4相對的電動機(jī)輸出測定出的結(jié)果。其中，這是使用了由鋁、ADC12等鋁合金制作的機(jī)架4的情況下的結(jié)果。橫軸表示為(t2+t3)/r4?？v軸表示為在(t2+t3)/r4＝0.233的情況下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值(無因次的值)。

從圖11的結(jié)果可知，電動機(jī)輸出描繪出向上凸出的曲線，在(t2+t3)/r4＝0.144附近取得最大值。即，可以推想到，如果(t2+t3)/r4小，則芯座2a的磁通密度高，發(fā)生磁飽和，電動機(jī)扭矩降低，因此電動機(jī)輸出變小。另外，可以推想到，如果(t2+t3)/r4大，則槽截面積變小，銅損變大，電動機(jī)輸出降低。另外，在電動動力轉(zhuǎn)向裝置500中，假設(shè)電池電壓低，為12V左右，如果槽截面積變小，則電樞繞組電阻變大而電壓降變大，施加至永磁體式電動機(jī)的電壓降低，轉(zhuǎn)速下降，因此電動機(jī)輸出也會降低。因此，如果設(shè)為圖11中的范圍B、即0.117≤(t2+t3)/r4≤0.202，則會緩和芯座2a的磁飽和，并且還能夠降低銅損，因此具有得到大于或等于電動機(jī)輸出的最大值的90％的電動機(jī)輸出這樣的效果。并且，優(yōu)選的是，如果設(shè)為圖11中的范圍A、即0.124≤(t2+t3)/r4≤0.182，則具有得到大于或等于電動機(jī)輸出的最大值的95％的電動機(jī)輸出這樣的效果。因此，綜合圖10及圖11的結(jié)果，如果設(shè)為0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202，則得到大于或等于電動機(jī)輸出的最大值的90％的電動機(jī)輸出，并且每單位扭矩的機(jī)架振動的加速度也變小，因此能夠兼顧小型高輸出和低振動低噪聲。并且，如果設(shè)為0.144≤(t2+t3)/r4≤0.202，則能夠使每單位扭矩的機(jī)架振動的加速度進(jìn)一步地變小，能夠兼顧小型高輸出和低振動低噪聲。

下面，在圖12示出對本發(fā)明涉及的使用具有連接部2d的定子鐵芯2的永磁體式電動機(jī)中的電動機(jī)扭矩測定出的結(jié)果。其中，這是使用了由鋁、ADC12等鋁合金制作的機(jī)架4的情況下的結(jié)果。橫軸表示為2π·rout/(P·t2)。在這里，P為電動機(jī)的極數(shù)。2π·rout/(P·t2)是將轉(zhuǎn)子外徑的圓周2π·rout除以極數(shù)所得出的值進(jìn)一步地除以t2而得出的值。在將定子1與轉(zhuǎn)子20之間的空隙部分的磁通密度設(shè)為Bg、將芯座2a的磁通密度設(shè)為Bcb時，Bcb利用式(1)而進(jìn)行概略計算。

Bcb＝2π·rout/(P·t2)·Bg 式(1)

即，2π·rout/(P·t2)是表示芯座2a的磁通密度的大小的指標(biāo)?？v軸是將扭矩進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值，以芯座2a的厚度充分大的情況下的、2π·rout/(P·t2)＝1.92的情況為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

從圖12的結(jié)果可知，如果設(shè)為2π·rout/(P·t2)≤5.20，則能夠產(chǎn)生大于或等于在芯座2a的厚度充分大的情況下的90％的電動機(jī)扭矩，因此取得能夠?qū)崿F(xiàn)高扭矩化這樣的效果。

在圖13示出對本發(fā)明涉及的使用具有連接部2d的定子鐵芯2的永磁體式電動機(jī)中的電動機(jī)輸出測定出的結(jié)果。其中，這是使用了由鋁、ADC12等鋁合金制作的機(jī)架4的情況下的結(jié)果。橫軸表示為P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)。在這里，P為電動機(jī)的極數(shù)。P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)是將(t2+t3)/r4除以2π·rout/(P·t2)而得出的值。這是對機(jī)架4和芯座2a的剛性、芯座2a的磁通密度的大小綜合地進(jìn)行判斷的指標(biāo)。縱軸將電動機(jī)輸出按照P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)＝0.122的情況時的電動機(jī)輸出進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。

從圖13的結(jié)果可知，如果設(shè)為范圍D、即0.0211≤P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)≤0.0874，則會緩和芯座2a的磁飽和，并且還能夠降低銅損，因此得到大于或等于電動機(jī)輸出的最大值的90％的電動機(jī)輸出。并且，可知，如果設(shè)為范圍C、即0.025≤P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)≤0.0675，則得到大于或等于電動機(jī)輸出的最大值的95％的電動機(jī)輸出。

下面，對連接部2d的徑向厚度t0和構(gòu)成定子鐵芯2的鋼板的板厚tc進(jìn)行敘述。定子鐵芯2是將用于降低渦電流的薄的鋼板層疊而構(gòu)成的。使用tc為0.35mm～0.7mm的鋼板。另外，鋼板是通過利用模具進(jìn)行的沖裁加工而制作的，如果考慮沖裁性，則寬度優(yōu)選比板厚的1/2左右大。另一方面，為了防止由連接部2d的漏磁通引起的扭矩降低，只要大致t0/tc≤2.0的關(guān)系成立即可。即，t0和tc優(yōu)選滿足0.5≤t0/tc≤2.0。利用該結(jié)構(gòu)，能夠兼顧確保連接部2d的機(jī)械強(qiáng)度和降低經(jīng)過連接部2d的漏磁通，因此取得高扭矩化、低振動低噪聲化的效果。

關(guān)于芯座2a的厚度t2和機(jī)架4的厚度t3，也是如果芯座2a相對于機(jī)架4過薄，則通過熱裝等實(shí)現(xiàn)的固定不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。另外，如果機(jī)架4相對于芯座2a過薄，則有時會因?yàn)闇囟茸兓葘?dǎo)致機(jī)架4斷裂，定子1旋轉(zhuǎn)。因此，設(shè)為1.00≤t2/t3≤1.75。利用該結(jié)構(gòu)，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行向機(jī)架4的固定，并且防止機(jī)架4斷裂而定子1旋轉(zhuǎn)的情況。

下面，制作出本發(fā)明涉及的永磁體式電動機(jī)、對比例的使用芯座的內(nèi)周面為直線狀且無連接部的定子鐵芯的永磁體式電動機(jī)，在圖14示出對永磁體式電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度與電動機(jī)扭矩的關(guān)系測定出的結(jié)果。橫軸表示旋轉(zhuǎn)速度，縱軸為電動機(jī)扭矩。利用虛線示出的曲線為對比例，利用實(shí)線示出的曲線為本發(fā)明。即，將(旋轉(zhuǎn)速度，扭矩)＝(0，T0)的點(diǎn)、點(diǎn)P1、點(diǎn)(N11,0)連結(jié)的虛線具有對比例的特性，將(旋轉(zhuǎn)速度，扭矩)＝(0，T0)的點(diǎn)、點(diǎn)P2、點(diǎn)(N21,0)連結(jié)的實(shí)線表示本發(fā)明的特性。本發(fā)明與對比例在設(shè)計為相同額定扭矩的永磁體式電動機(jī)的情況下進(jìn)行了對比。

根據(jù)圖14的結(jié)果，在對比例中，在旋轉(zhuǎn)速度為N10的點(diǎn)(點(diǎn)P1)處彎曲。這表示下述現(xiàn)象，即，由于由ECU部、電動機(jī)電阻引起的電壓降、電樞反作用，能夠施加至永磁體式電動機(jī)的電壓達(dá)到極限，電動機(jī)扭矩降低。另一方面，在本發(fā)明的特性中，通過擴(kuò)大槽截面積，從而能夠使電樞繞組3的電阻變小，因此能夠大幅地降低由電樞繞組電阻引起的電壓降。因此，與對比例相比，提高至旋轉(zhuǎn)速度為N20的點(diǎn)，因此電動機(jī)輸出提高。因此，在搭載了驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，由于高輸出化，與對比例相比具有下述效果，即，取得也能夠應(yīng)用于大型的車輛的改善燃油消耗的效果。

點(diǎn)(N11，0)和點(diǎn)(N21,0)表示電動機(jī)扭矩為零時的最大的旋轉(zhuǎn)速度，但在本發(fā)明中，由于相鄰的齒2b的前端彼此通過連接部2d而連接，因此成為通過增加d軸電感而容易發(fā)揮弱磁控制的效果的磁路構(gòu)造。因此，與對比例相比，取得能夠提高旋轉(zhuǎn)速度這樣的效果。能夠提高旋轉(zhuǎn)速度也意味著會提高高速旋轉(zhuǎn)時的電動機(jī)扭矩。因此，如果在電動動力轉(zhuǎn)向裝置搭載驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100，則具有下述效果，即，即使駕駛者進(jìn)行快速的方向盤轉(zhuǎn)向操縱，永磁體式電動機(jī)110也會適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生電動機(jī)扭矩，能夠?qū)崿F(xiàn)適當(dāng)?shù)妮o助。

該實(shí)施方式1涉及的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100具有：永磁體式電動機(jī)110，其具有定子1和轉(zhuǎn)子20，該定子1具有電樞繞組3、定子鐵芯2以及在定子鐵芯2的外周部設(shè)置的機(jī)架4，該轉(zhuǎn)子20具有轉(zhuǎn)子鐵芯21及永磁體22；以及ECU部120，其具有將電流供給至電樞繞組3的開關(guān)元件33、以及安裝了開關(guān)元件33的散熱器39，將散熱器39嵌合于機(jī)架4，永磁體式電動機(jī)110和ECU部120排列在同軸之上而一體地構(gòu)成。

并且，永磁體式電動機(jī)110的極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)為2，電樞繞組3由在定子鐵芯2的齒2b以集中卷繞的方式而卷繞的線圈3a構(gòu)成，因此在永磁體式電動機(jī)110產(chǎn)生2階空間的模式的電磁施振力。即使電磁施振力的大小相同，在2階空間的模式下，與大于或等于3階空間的模式相比，芯座2a、機(jī)架4會大幅地變形。

在該實(shí)施方式1中，由于相鄰的齒2b的前端部彼此通過連接部2d而連接，因此如圖9所示，能夠降低由2階空間的模式的電磁施振力引起的振動噪聲。另外，由于電樞繞組3由集中卷繞的線圈3a構(gòu)成，因此線圈端部變小，電樞繞組電阻變小，能夠?qū)崿F(xiàn)小型高輸出化。

定子鐵芯2及機(jī)架4構(gòu)成為滿足0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202。其中，r2為芯座2a的內(nèi)半徑，r3為芯座2a的外半徑，r4為機(jī)架4的外半徑。利用該結(jié)構(gòu)，如圖10所示，與芯座2a及機(jī)架4的厚度充分厚的情況相比，能夠?qū)⒚繂挝慌ぞ氐募铀俣鹊脑黾恿恳种茷樾∮诨虻扔?0％，實(shí)現(xiàn)低振動及低噪聲。并且，如圖11所示，得到大于或等于在芯座2a及機(jī)架4的厚度充分厚的情況下的電動機(jī)輸出的90％的電動機(jī)輸出。即，由于定子鐵芯2及機(jī)架4構(gòu)成為滿足0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202，因此一邊確保不增大振動及噪聲這樣的剛性，一邊能夠擴(kuò)大槽截面積，能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧小型高輸出和低振動及低噪聲。

這樣，驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100安裝有能夠兼顧小型高輸出和低振動及低噪聲的永磁體式電動機(jī)110，因此對于搭載了驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100的電動動力轉(zhuǎn)向裝置500而言，能夠提高車輛中的電動動力轉(zhuǎn)向裝置500的布局性，并且能夠改善燃油消耗及提高駕駛者的舒適性。并且，在電動動力轉(zhuǎn)向裝置500為齒條式的情況下，將驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100與齒條軸平行地進(jìn)行設(shè)置，因此小型化的優(yōu)點(diǎn)顯著。

另外，由于是在轉(zhuǎn)子鐵芯21埋入有永磁體22的IPM構(gòu)造，因此與在轉(zhuǎn)子鐵芯21的表面設(shè)置有永磁體22的表面磁體型相比，電磁施振力變大，振動噪聲變大。但是，通過將電樞繞組3的接線的結(jié)構(gòu)設(shè)為如圖2、圖3、圖4那樣，從而能夠使空間階數(shù)為2階的電磁施振力變小，成為低振動及低噪聲。即，在IPM構(gòu)造中，也能夠兼顧高扭矩化和低振動及低噪聲化。

由于以上述方式構(gòu)成的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100，安裝有能夠兼顧小型及高輸出和低振動及低噪聲的永磁體式電動機(jī)110，因此如果以使軸10與齒條軸的移動方向成為平行的方式而搭載于電動動力轉(zhuǎn)向裝置，則會實(shí)現(xiàn)電動動力轉(zhuǎn)向裝置向車輛的搭載性的提高和燃油消耗的改善，并且實(shí)現(xiàn)駕駛者的舒適性的提高。

此外，在上述實(shí)施方式1中，對機(jī)架4的徑向厚度均一的情況進(jìn)行了說明，但機(jī)架的徑向厚度在周向上不需要均一。例如，如圖15所示，也可以設(shè)置4個凸出部4a，它們分別從機(jī)架4A凸出至徑向外方而沿周向以等角度間距進(jìn)行設(shè)置?；蛘?，如圖16所示，也可以設(shè)置4個螺釘部4b，它們分別從機(jī)架4B凸出至徑向外方而沿周向以等角度間距進(jìn)行設(shè)置。在這些情況下，在凸出部4a及螺釘部4b的部位，機(jī)架4A、4B的徑向厚度一定量地進(jìn)行增加，但與2階空間的模式的電磁施振力相對應(yīng)的剛性基本上由機(jī)架4A、4B的厚度t3決定，因此只要定子鐵芯2及機(jī)架4A、4B構(gòu)成為滿足0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202，就能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧小型高輸出和低振動及低噪聲。

另外，在上述實(shí)施方式1中，使用極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)為2的永磁體式電動機(jī)110，兼顧小型高輸出和低振動及低噪聲。在極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)為2的永磁體式電動機(jī)110中，產(chǎn)生2階空間的模式的電磁施振力，其與大于或等于3階空間的模式的電磁施振力相比，會使芯座2a、機(jī)架4大幅地變形。因此，本發(fā)明即便使用極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)不同于2的永磁體式電動機(jī)，也當(dāng)然會得到同樣的效果。

實(shí)施方式2.

在實(shí)施方式2中，對上述實(shí)施方式1中的定子鐵芯2的實(shí)例進(jìn)行說明。

圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的永磁體式電動機(jī)中的定子的端面圖，圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的永磁體式電動機(jī)中的構(gòu)成定子鐵芯的外側(cè)鐵芯的端面圖，圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的永磁體式電動機(jī)中的構(gòu)成定子鐵芯的內(nèi)側(cè)鐵芯的端面圖，圖20是說明在本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的永磁體式電動機(jī)中的內(nèi)側(cè)鐵芯安裝線圈的方法的圖，圖21是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的永磁體式電動機(jī)中的內(nèi)側(cè)鐵芯安裝了線圈后的狀態(tài)的端面圖。此外，在圖17中，為了方便，省略了機(jī)架。另外，在圖17中，為了方便，以剖面示出了線圈。另外，在圖20及圖21中，為了方便，以剖面示出了線圈體。

在圖17至圖19中，定子鐵芯2分割為外側(cè)鐵芯201和內(nèi)側(cè)鐵芯202而構(gòu)成，該外側(cè)鐵芯201為圓環(huán)狀且形成芯座2a，該內(nèi)側(cè)鐵芯202形成齒2b和連接部2d。形成有18個嵌合凹部203a，它們分別使外側(cè)鐵芯201的內(nèi)周面凹陷至徑向外側(cè)而沿周向以等角度間距形成。使各個齒2b的外周端面凸出至徑向外方而形成嵌合凸部203b。定子鐵芯200是將嵌合凹部203a與嵌合凸部203b嵌合而將外側(cè)鐵芯201與內(nèi)側(cè)鐵芯202連結(jié)而構(gòu)成的。并且，線圈3a經(jīng)由絕緣件(未圖示)而卷繞于各個齒2b。外側(cè)鐵芯201和內(nèi)側(cè)鐵芯202既可以是將電磁鋼板進(jìn)行層疊而制作的，也可以是利用粉體鐵芯而制作的。

為了對以上述方式構(gòu)成的定子1進(jìn)行組裝，首先，準(zhǔn)備絕緣件16。絕緣件16為例如絕緣性樹脂的模塑成形體，具有：筒狀的卷繞體部16a，其具有與齒2b的外形形狀大致等同的內(nèi)部形狀；以及一對凸緣部16b，它們從卷繞體部16a的軸向兩端部凸出至徑向外方。并且，將線圈3a卷繞于絕緣件16的卷繞體部16a，制作線圈體15。然后，如圖20所示，將線圈體15從徑向外側(cè)安裝于齒2b，以使得齒2b插入至絕緣件16的卷繞體部16a。并且，如圖21所示，線圈體15以嵌套狀態(tài)而安裝于全部的齒2b。然后，將嵌合凹部203a與嵌合凸部203b嵌合，將外側(cè)鐵芯201與安裝有線圈3a的內(nèi)側(cè)鐵芯202連結(jié)。然后，通過壓入或熱裝等而將安裝有線圈對15、且外側(cè)鐵芯201與內(nèi)側(cè)鐵芯202連結(jié)后的定子鐵芯2固定于機(jī)架(未圖示)，組裝出定子1。

根據(jù)實(shí)施方式2，將在外側(cè)鐵芯201形成的嵌合凹部203a與在內(nèi)側(cè)鐵芯202形成的嵌合凸部203b進(jìn)行嵌合，組裝出定子鐵芯2。因此，內(nèi)側(cè)鐵芯202的相對于外側(cè)鐵芯201的定位變得容易，組裝性得到提高。并且，嵌合凹部203a和嵌合凸部203b這一嵌合部作為內(nèi)側(cè)鐵芯202的止轉(zhuǎn)部件而起作用，對內(nèi)側(cè)鐵芯202的周向的移動進(jìn)行限制。

在內(nèi)側(cè)鐵芯202的齒2b安裝有將線圈3a卷繞于絕緣件16的卷繞體部16a而制作出的線圈體15、即安裝有具有絕緣件16和在絕緣件16卷繞的線圈3a的線圈體15。這樣，在將線圈3a安裝于齒2b之前，先將該線圈3a卷繞于絕緣件16，因此與將線圈3a直接卷繞于齒2b相比，能夠提高線圈3a的占空率。另外，由于能夠?qū)⒕€圈3a卷繞成緊密的狀態(tài)，因此構(gòu)成線圈3a的導(dǎo)線彼此的密接度提高，能夠提高散熱性。因此，如果將對使用實(shí)施方式2涉及的定子1的永磁體式電動機(jī)進(jìn)行安裝而成的本驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)搭載于電動動力轉(zhuǎn)向裝置，則取得下述效果，即，能夠使電動動力轉(zhuǎn)向裝置的連續(xù)轉(zhuǎn)向操縱的次數(shù)增加，使能夠持續(xù)進(jìn)行輔助的時間變長。

此外，在上述實(shí)施方式2中，在全部的齒2b安裝有線圈體15，但本發(fā)明不限定于該結(jié)構(gòu)，在例如每隔一個齒2b安裝一個線圈體15的情況下也會取得同樣的效果。

實(shí)施方式3.

圖22是表示將本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的永磁體式電動機(jī)中的定子鐵芯的周向的一部分切去后的狀態(tài)的斜視圖。

在圖22中，第一定子鐵芯部205具有：圓環(huán)狀的芯座部205a；齒部205b，其分別從芯座部205a的內(nèi)周面凸出至徑向內(nèi)方而沿周向以等角度間距進(jìn)行設(shè)置；以及連接部205d，其將沿周向相鄰的齒部205b的內(nèi)周端彼此連接。第二定子鐵芯部206具有：圓環(huán)狀的芯座部206a；以及齒部206b，其分別從芯座部206a的內(nèi)周面凸出至徑向內(nèi)方而沿周向以等角度間距進(jìn)行設(shè)置，除去省略了連接部205d這點(diǎn)以外，與第一定子鐵芯部205形成為相同形狀。定子鐵芯2A是將第一定子鐵芯部205和第二定子鐵芯部206沿軸向按照第一定子鐵芯部205、第二定子鐵芯部206、第一定子鐵芯部205的順序反復(fù)層疊而一體化地構(gòu)成的。將芯座部205a、206a層疊而構(gòu)成了定子鐵芯2A的芯座，將齒部205b、206b層疊而構(gòu)成了定子鐵芯2A的齒。

在實(shí)施方式3涉及的永磁體式電動機(jī)中，使用定子鐵芯2A以取代定子鐵芯2。

在定子鐵芯2A中，第一定子鐵芯部205和第二定子鐵芯部206沿軸向交替地排列，該第一定子鐵芯部205中相鄰的齒部205b的內(nèi)周端彼此通過連接部205d而連接，該第二定子鐵芯部206中相鄰的齒部206b的內(nèi)周端彼此沒有連接。并且，沒有連接的齒部206b的內(nèi)周端之間成為開口部。這樣，沿軸向交替地在相鄰的齒的內(nèi)周端之間排列連接部205d和開口部，因此在相鄰的齒之間所產(chǎn)生的漏磁通降低。由于在相鄰的齒之間所產(chǎn)生的漏磁通降低，因此電動機(jī)扭矩得到提高。另外，由于在相鄰的齒之間所產(chǎn)生的漏磁通降低，因此齒的磁通密度下降，由磁飽和引起的扭矩脈動變小。

在這里，制作出對連接部2d沿軸向統(tǒng)一地分布的定子鐵芯2進(jìn)行使用的永磁體式電動機(jī)(構(gòu)造A)、對連接部205d和開口部沿軸向交替地配置的定子鐵芯2A進(jìn)行使用的永磁體式電動機(jī)(構(gòu)造B)，在圖23示出對這兩個永磁體式電動機(jī)的扭矩脈動測定出的結(jié)果。此外，橫軸利用電角表示永磁體式電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，縱軸將扭矩脈動表示為平均扭矩的比例的百分比值。

從圖23的結(jié)果可知，在構(gòu)造A的永磁體式電動機(jī)中，以電角60度為周期的扭矩脈動在0-p值之間為4％左右，與此相對，在構(gòu)造B的永磁體式電動機(jī)中，降低至小于或等于2％?？梢韵氲竭@是由于在3相電動機(jī)中，如果在定子鐵芯發(fā)生磁飽和，則會發(fā)生以電角60度為周期的扭矩脈動，因此在構(gòu)造B的永磁體式電動機(jī)中，磁飽和得到緩和。

在這里，如果將安裝有實(shí)施方式3涉及的永磁體式電動機(jī)的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)搭載于電動動力轉(zhuǎn)向裝置，則會取得與上述實(shí)施方式1相同的效果。

實(shí)施方式4.

圖24是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4涉及的永磁體式電動機(jī)的橫剖視圖。

在圖24中，在芯座2a的外周面以等角度間距形成有3個缺口部12。缺口部12分別位于齒2b的周向中心的徑向外方，形成為從軸向的一端到達(dá)至另一端。

此外，與上述實(shí)施方式1同樣地構(gòu)成其他結(jié)構(gòu)。

以上述方式構(gòu)成的定子鐵芯2B會造成由于在芯座2a的外周面形成缺口部12而引起的剛性的降低，但由于具有連接部2d，因此能夠確保鐵芯的剛性。因此，使用定子鐵芯2B的永磁體式電動機(jī)110A與上述實(shí)施方式1同樣地，能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧小型高輸出化和低振動低噪聲化。

由于在芯座2a的外周面形成有缺口部12，因此在將定子鐵芯2B壓入或熱裝至機(jī)架4時，利用缺口部12能夠進(jìn)行定子鐵芯2B與機(jī)架4之間的定位，生產(chǎn)性得到提高。在不能進(jìn)行定子鐵芯2B與機(jī)架4之間的定位的情況下，定子的角度位置的波動變大，結(jié)果導(dǎo)致電動機(jī)電流的相位發(fā)生波動，電動機(jī)扭矩的波動會變大。然而，在永磁體式電動機(jī)110A中，能夠進(jìn)行定子鐵芯2B與機(jī)架4之間的定位，因此能夠提高安裝有永磁體式電動機(jī)110A的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)的特性的品質(zhì)。

在芯座2a的外周面沿周向以120度的間隔設(shè)置有3處缺口部12，因此由于設(shè)置缺口部12的影響，定子鐵芯2B的磁通密度發(fā)生不平衡。磁通密度的不平衡具有在3階空間進(jìn)行變化的成分，但該永磁體式電動機(jī)110A為14極，極數(shù)與缺口部12的個數(shù)即3的整數(shù)倍不同。在該情況下，磁通密度的不平衡基本上不會對扭矩脈動造成影響。因此，需要與永磁體式電動機(jī)的極數(shù)相對應(yīng)地選定缺口部12的個數(shù)和間隔。如果注意到極數(shù)成為偶數(shù)，則在缺口部12的數(shù)量以3n(n為大于或等于1的整數(shù))而進(jìn)行等間隔的配置、且極數(shù)不為3m(m為大于或等于2的偶數(shù))的情況下，能夠使由于設(shè)置缺口部12而造成的對扭矩脈動的影響變小。

在這里，如果將安裝有永磁體式電動機(jī)110A的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)搭載于電動動力轉(zhuǎn)向裝置，則會取得與上述實(shí)施方式1相同的效果。

此外，在上述實(shí)施方式4中，缺口部12嚴(yán)格地以等間隔配置，但缺口部12的配置不需要嚴(yán)格地設(shè)為等間隔，在非等間隔或者大致等間隔、例如配置于偏轉(zhuǎn)了幾度～10度左右的位置的情況下，也當(dāng)然會得到扭矩脈動降低效果。

實(shí)施方式5.

圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5涉及的永磁體式電動機(jī)中的定子的端面圖。此外，在圖25中，為了方便，以剖面示出了線圈。

在圖25中，形成有嵌合凹部13a，其分別使機(jī)架4C的內(nèi)周面凹陷為從軸向的一端到達(dá)至另一端，該嵌合凹部13a在機(jī)架4C的內(nèi)周面沿周向以等角度間距形成有3個、即以120度的間隔而形成。形成有3個嵌合凸部13b，它們分別使芯座2a的外周面凸出為從軸向的一端到達(dá)至另一端，這些嵌合凸部13b在芯座2a的外周面沿周向以120度的間隔而形成。并且，嵌合凸部13b分別位于齒2b的徑向外方。并且，將嵌合凹部13a與嵌合凸部13b嵌合，通過壓入或熱裝而將定子鐵芯2C固定于機(jī)架4C。

此外，與上述實(shí)施方式1同樣地構(gòu)成其他結(jié)構(gòu)。

以上述方式構(gòu)成的定子1C如下進(jìn)行構(gòu)成，即，將在機(jī)架4C形成的嵌合凹部13a與在定子鐵芯2C形成的嵌合凸部13b嵌合，通過壓入或熱裝而將定子鐵芯2C固定于機(jī)架4C。因此，嵌合凹部13a和嵌合凸部13b這一嵌合部作為止轉(zhuǎn)部件而起作用，對定子鐵芯2C的周向的移動進(jìn)行限制。

另外，在機(jī)架4C是由鋁、鋁合金等制作的情況下，利用電磁鋼板、粉體鐵芯而制作的定子鐵芯2C與機(jī)架4C的線膨脹系數(shù)不同，因此即使通過熱裝、壓入而將機(jī)架4C與定子鐵芯2C進(jìn)行固定，在高溫時機(jī)架4C與定子鐵芯2C的接合力也會變?nèi)?。由此，會發(fā)生定子鐵芯2C沿周向位移而定子鐵芯2C的角度位置從設(shè)定位置偏離的情況。然而，在實(shí)施方式5中，對定子鐵芯2C的周向的移動進(jìn)行限制，因此即使在高溫時機(jī)架4C與定子鐵芯2C的接合力變?nèi)?，也會阻止定子鐵芯2C的周向的移動。

在實(shí)施方式5中，槽數(shù)為18，且在芯座2a沿周向以120度的間隔而設(shè)置有3處嵌合凸部13b，因此由于在芯座2a設(shè)置嵌合凸部13b，也會導(dǎo)致定子鐵芯2C的磁通密度、應(yīng)力分布發(fā)生不平衡。磁通密度、應(yīng)力分布的不平衡具有在3階空間進(jìn)行變化的成分，但該永磁體式電動機(jī)為14極，極數(shù)與嵌合凸部13b的個數(shù)即3的整數(shù)倍不同。在該情況下，磁通密度的不平衡基本上不會對扭矩脈動造成影響。因此，需要與永磁體式電動機(jī)的極數(shù)相對應(yīng)地選定嵌合凸部的個數(shù)和間隔。如果注意到極數(shù)成為偶數(shù)，則在嵌合凸部13b的數(shù)量以3n(n為大于或等于1的整數(shù))而進(jìn)行等間隔的配置、且極數(shù)不為3m(m為大于或等于2的偶數(shù))的情況下，能夠使由于設(shè)置嵌合凸部13b而造成的對扭矩脈動的影響變小。

在這里，如果將對使用實(shí)施方式5涉及的定子1C的永磁體式電動機(jī)進(jìn)行安裝而成的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)搭載于電動動力轉(zhuǎn)向裝置，則會取得與上述實(shí)施方式1相同的效果。

此外，在上述實(shí)施方式5中，嵌合凸部13b嚴(yán)格地以等間隔配置，但嵌合凸部13b的配置不需要嚴(yán)格地設(shè)為等間隔，在非等間隔或者大致等間隔、例如配置于偏轉(zhuǎn)了幾度～10度左右的位置的情況下，也當(dāng)然會得到扭矩脈動降低效果。

另外，在上述實(shí)施方式5中，嵌合凹部13a形成于機(jī)架4C的內(nèi)周面，嵌合凸部13b形成于芯座2a的外周面，但也可以將嵌合凸部13b形成于機(jī)架4C的內(nèi)周面，將嵌合凹部13a形成于芯座2a的外周面。

實(shí)施方式6.

圖26是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6涉及的永磁體式電動機(jī)中的定子的端面圖，圖27是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6涉及的永磁體式電動機(jī)中的定子的按壓部周圍的要部端面圖。此外，在圖26及圖27中，為了方便，以剖面示出了線圈。

在圖26及圖27中，分別在彼此相距120度的齒2b的外周側(cè)的芯座2a的部分處各形成2處作為塑性變形部的按壓部14。按壓部14是例如在通過壓入或熱裝而將定子鐵芯2固定于機(jī)架4之后、從軸向外方將楔形的按壓部件按壓于芯座2a所形成的。

此外，與上述實(shí)施方式1同樣地構(gòu)成其他結(jié)構(gòu)。

在利用實(shí)施方式6實(shí)現(xiàn)的定子1中，在通過壓入或熱裝而將定子鐵芯2固定于機(jī)架4之后，從軸向外方將按壓部件按壓于芯座2a，形成按壓部14。由此，按壓部14及其周邊部發(fā)生塑性變形，芯座2a向外徑側(cè)位移，因此定子鐵芯2與機(jī)架4的接合力提高。因此，即使在高溫時機(jī)架4與定子鐵芯2的接合力變?nèi)?，也會阻止定子鐵芯2的周向的移動。

在實(shí)施方式6涉及的永磁體式電動機(jī)中，按壓部14沿周向以120度的間隔在芯座2a設(shè)置有3處，因此由于在芯座2a設(shè)置按壓部14，也會導(dǎo)致定子鐵芯2C的磁通密度、應(yīng)力分布發(fā)生不平衡。磁通密度、應(yīng)力分布的不平衡具有在3階空間進(jìn)行變化的成分，但該永磁體式電動機(jī)為14極，極數(shù)與按壓部14的個數(shù)即3的整數(shù)倍不同。在該情況下，磁通密度的不平衡基本上不會對扭矩脈動造成影響。因此，需要與永磁體式電動機(jī)的極數(shù)相對應(yīng)地選定按壓部14的個數(shù)和間隔。如果注意到極數(shù)成為偶數(shù)，則在按壓部14的數(shù)量以3n(n為大于或等于1的整數(shù))而進(jìn)行等間隔的配置、且極數(shù)不為3m(m為大于或等于2的偶數(shù))的情況下，能夠使由于設(shè)置按壓部14而造成的對扭矩脈動的影響變小。

在這里，如果將對實(shí)施方式6涉及的永磁體式電動機(jī)進(jìn)行安裝而成的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)搭載于電動動力轉(zhuǎn)向裝置，則會取得與上述實(shí)施方式1相同的效果。

此外，在上述實(shí)施方式6中，按壓部14嚴(yán)格地以等間隔配置，但按壓部14的配置不需要嚴(yán)格地設(shè)為等間隔，在非等間隔或者大致等間隔、例如配置于偏轉(zhuǎn)了幾度～10度左右的位置的情況下，也當(dāng)然會得到扭矩脈動降低效果。

在這里，在上述實(shí)施方式1-6中，對極數(shù)為14、槽數(shù)為18的永磁體式電動機(jī)進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于極數(shù)為14、槽數(shù)為18的永磁體式電動機(jī)。下面，對具有不同極數(shù)和槽數(shù)的例子進(jìn)行說明。

實(shí)施方式7.

圖28是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7涉及的永磁體式電動機(jī)的橫剖視圖。

在圖28中，永磁體式電動機(jī)110B具有定子1D和轉(zhuǎn)子20A。

定子1D具有：定子鐵芯2D，其具有圓環(huán)狀的芯座2a、分別從芯座2a的內(nèi)周面凸出至徑向內(nèi)方而沿周向以等角度間距排列的12個齒2b、以及將相鄰的齒2b的前端部間連結(jié)的連接部2d；電樞繞組3A，其由在各個齒2b集中地卷繞的12個線圈3a構(gòu)成；以及機(jī)架4，其將定子鐵芯2D保持為內(nèi)嵌狀態(tài)。

此外，在圖28中，方便起見，省略了在電樞繞組3A與定子鐵芯2D之間設(shè)置的絕緣子。另外，方便起見，針對齒2b，按照周向的排列順序而分配標(biāo)號T1～T12。并且，方便起見，對在各個齒2b集中地卷繞的線圈3a標(biāo)注編號而表示，以使得可知它們分別為U相、V相、W相中的哪一相的線圈。U相由U11、U12、U21、U22共4個線圈3a構(gòu)成，V相由V11、V12、V21、V22共4個線圈3a構(gòu)成，W相由W11、W12、W21、W22共4個線圈3a構(gòu)成。如圖28所示，12個線圈3a分別與齒T1～T12相對應(yīng)地按照U11、U12、V11、V12、W11、W12、U21、U22、V21、V22、W21、W22的順序排列。

轉(zhuǎn)子20A是在轉(zhuǎn)子鐵芯21的外周面以等角度間距設(shè)置10個永磁體22而構(gòu)成的、表面磁體型的轉(zhuǎn)子。

在實(shí)施方式7涉及的永磁體式電動機(jī)110B中，如果使用由鋁、ADC12等鋁合金制作的機(jī)架4，則會取得與上述實(shí)施方式1中的永磁體式電動機(jī)110相同的效果。例如，如果將永磁體式電動機(jī)110B的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202，則能夠兼顧小型高輸出和低振動低噪聲。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110B的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.144≤(t2+t3)/r4≤0.202，則能夠使每單位扭矩的機(jī)架振動的加速度進(jìn)一步地變小。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110B的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.124≤(t2+t3)/r4≤0.182，則能夠進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)高扭矩化。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110B的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202、且滿足2π·rout/(P·t2)≤5.20，則能夠?qū)崿F(xiàn)高扭矩化。并且，如果將永磁體式電動機(jī)110B的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.0211≤P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)≤0.0874，則能夠使電動機(jī)輸出變大。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110B的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.025≤P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)≤0.0675，則能夠使電動機(jī)輸出進(jìn)一步地變大。

在該實(shí)施方式7涉及的永磁體式電動機(jī)110B中，極數(shù)為10，槽數(shù)為12，所以極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)為2，繞組系數(shù)高，為0.933，并且極數(shù)小，因此取得提高控制性這樣的效果。并且，槽數(shù)為12，比實(shí)施方式1中的永磁體式電動機(jī)110的槽數(shù)小，因此取得提高電樞繞組3A的制作性這樣的效果。

在這里，如果將對實(shí)施方式7涉及的永磁體式電動機(jī)110B進(jìn)行安裝而成的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)搭載于電動動力轉(zhuǎn)向裝置，則會取得與上述實(shí)施方式1相同的效果。

此外，在上述實(shí)施方式7中，使用了在轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面設(shè)置有永磁體的轉(zhuǎn)子，但即便使用在轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)部設(shè)置有永磁體的轉(zhuǎn)子，也會取得同樣的效果。

實(shí)施方式8.

圖29是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8涉及的永磁體式電動機(jī)的橫剖視圖。此外，在圖29中，方便起見，省略了在電樞繞組3A與定子鐵芯2D之間設(shè)置的絕緣子。另外，方便起見，針對齒2b，按照周向的排列順序而分配標(biāo)號T1～T12。并且，方便起見，對在各個齒2b集中地卷繞的線圈3a標(biāo)注編號而表示，以使得可知它們分別為U相、V相、W相中的哪一相的線圈。

在圖29中，永磁體式電動機(jī)110C具有定子1D和轉(zhuǎn)子20。此外，定子1D的結(jié)構(gòu)在實(shí)施方式7中進(jìn)行了說明，轉(zhuǎn)子20的結(jié)構(gòu)在實(shí)施方式1中進(jìn)行了說明，因此在這里省略該說明。

在實(shí)施方式8涉及的永磁體式電動機(jī)110C中，如果使用由鋁、ADC12等鋁合金制作的機(jī)架4，則會取得與上述實(shí)施方式1中的永磁體式電動機(jī)110相同的效果。例如，如果將永磁體式電動機(jī)110C的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202，則能夠兼顧小型高輸出和低振動低噪聲。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110C的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.144≤(t2+t3)/r4≤0.202，則能夠使每單位扭矩的機(jī)架振動的加速度進(jìn)一步地變小。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110C的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.124≤(t2+t3)/r4≤0.182，則能夠進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)高扭矩化。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110C的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202、且滿足2π·rout/(P·t2)≤5.20，則能夠?qū)崿F(xiàn)高扭矩化。并且，如果將永磁體式電動機(jī)110C的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.0211≤P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)≤0.0874，則能夠使電動機(jī)輸出變大。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110C的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.025≤P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)≤0.0675，則能夠使電動機(jī)輸出進(jìn)一步地變大。

在該實(shí)施方式8涉及的永磁體式電動機(jī)110C中，極數(shù)為14，槽數(shù)為12，所以極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)為2，繞組系數(shù)高，為0.933，并且槽數(shù)為12，比實(shí)施方式1中的永磁體式電動機(jī)110的槽數(shù)小，因此取得提高電樞繞組3A的制作性這樣的效果。

在這里，如果將對實(shí)施方式8涉及的永磁體式電動機(jī)110C進(jìn)行安裝而成的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)搭載于電動動力轉(zhuǎn)向裝置，則會取得與上述實(shí)施方式1相同的效果。

此外，在上述實(shí)施方式8中，使用了在轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)部設(shè)置有永磁體的轉(zhuǎn)子，但即便使用在轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面設(shè)置有永磁體的轉(zhuǎn)子，也會取得同樣的效果。

實(shí)施方式9.

圖30是表示本發(fā)明的實(shí)施方式9涉及的永磁體式電動機(jī)的橫剖視圖。

在圖30中，永磁體式電動機(jī)110D具有定子1E和轉(zhuǎn)子20B。

定子1E具有：定子鐵芯2，其具有圓環(huán)狀的芯座2a、分別從芯座2a的內(nèi)周面凸出至徑向內(nèi)方而沿周向以等角度間距排列的18個齒2b、以及將相鄰的齒2b的前端部間連結(jié)的連接部2d；電樞繞組3B，其由在各個齒2b集中地卷繞的18個線圈3a構(gòu)成；以及機(jī)架4，其將定子鐵芯2保持為內(nèi)嵌狀態(tài)。

此外，在圖30中，方便起見，省略了在電樞繞組3B與定子鐵芯2之間設(shè)置的絕緣件。另外，方便起見，針對齒2b，按照周向的排列順序而分配標(biāo)號T1～T18。并且，方便起見，對在各個齒2b集中地卷繞的線圈3a標(biāo)注編號而表示，以使得可知它們分別為U相、V相、W相中的哪一相的線圈。U相由U11、U12、U13、U21、U22、U23共6個線圈3a構(gòu)成，V相由V11、V12、V13、V21、V22、V23共6個線圈3a構(gòu)成，W相由W11、W12、W13、W21、W22、W23共6個線圈3a構(gòu)成。如圖28所示，12個線圈3a分別與齒T1～T18相對應(yīng)地按照U11、W11、W12、V11、U12、U13、W13、V12、V13、U21、W21、W22、V21、U22、U23、W23、V22、V23的順序排列。

這樣，在定子1E中，除去構(gòu)成電樞繞組3B的線圈3a的周向的排列順序不同這點(diǎn)以外，構(gòu)成為與實(shí)施方式1中的定子1相同。

轉(zhuǎn)子20B是在轉(zhuǎn)子鐵芯2的外周面沿周向以等角度間距設(shè)置22個永磁體22構(gòu)成的、表面磁體型的轉(zhuǎn)子。

在實(shí)施方式9涉及的永磁體式電動機(jī)110D中，如果使用由鋁、ADC12等鋁合金制作的機(jī)架4，則會取得與上述實(shí)施方式1中的永磁體式電動機(jī)110相同的效果。例如，如果將永磁體式電動機(jī)110D的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202，則能夠兼顧小型高輸出和低振動低噪聲。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110D的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.144≤(t2+t3)/r4≤0.202，則能夠使每單位扭矩的機(jī)架振動的加速度進(jìn)一步地變小。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110D的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.124≤(t2+t3)/r4≤0.182，則能夠進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)高扭矩化。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110D的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.122≤(t2+t3)/r4≤0.202、且滿足2π·rout/(P·t2)≤5.20，則能夠?qū)崿F(xiàn)高扭矩化。并且，如果將永磁體式電動機(jī)110D的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.0211≤P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)≤0.0874，則能夠使電動機(jī)輸出變大。另外，如果將永磁體式電動機(jī)110D的各部分的尺寸構(gòu)成為滿足0.025≤P·(t2+t3)·t2/(2π·rout·r4)≤0.0675，則能夠使電動機(jī)輸出進(jìn)一步地變大。

在該實(shí)施方式9涉及的永磁體式電動機(jī)110D中，極數(shù)為22，槽數(shù)為18，所以極數(shù)與槽數(shù)的最大公約數(shù)為2，產(chǎn)生2階空間的模式的電磁施振力。但是，通過如圖30所示那樣地配置18個線圈3a，能夠與實(shí)施方式1中的永磁體式電動機(jī)110同等地使2階空間的模式的電磁施振力變小，實(shí)現(xiàn)低振動及低噪聲。

在這里，如果將對實(shí)施方式9涉及的永磁體式電動機(jī)110D進(jìn)行安裝而成的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)搭載于電動動力轉(zhuǎn)向裝置，則會取得與上述實(shí)施方式1相同的效果。

此外，在上述實(shí)施方式9中，使用了在轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面設(shè)置有永磁體的轉(zhuǎn)子，但即便使用在轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)部設(shè)置有永磁體的轉(zhuǎn)子，也會取得同樣的效果。

實(shí)施方式10.

圖31是本發(fā)明的實(shí)施方式10涉及的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)的電路圖。此外，在圖31中，為了方便，永磁體式電動機(jī)110僅圖示電樞繞組，ECU部120A僅示出了逆變器的功率電路部。

在圖30中，永磁體式電動機(jī)110是極數(shù)為14、槽數(shù)為18的電動機(jī)。永磁體式電動機(jī)110的電樞繞組3由第一電樞繞組301和第二電樞繞組302構(gòu)成，該第一電樞繞組301是將第一U相繞組U1、第一V相繞組V1以及第一W相繞組W1進(jìn)行Δ接線而構(gòu)成的，該第二電樞繞組302是將第二U相繞組U2、第二V相繞組V2以及第二W相繞組W2進(jìn)行Δ接線而構(gòu)成的。

ECU部120A由第一及第二逆變器電路50-1、50-2構(gòu)成，從第一及第二逆變器電路50-1、50-2分別將3相電流供給至第一及第二電樞繞組301、302。

從電池等直流電源40將直流電力供給至ECU部120A，經(jīng)由用于去除噪聲的線圈41而連接有第一及第二電源繼電器42-1、42-2。在圖31中描述為直流電源40似乎處于ECU部120A的內(nèi)部，但實(shí)際上，從電池等外部的直流電源40經(jīng)由電源連接器而供給電力。第一及第二電源繼電器42-1、42-2分別由2個MOS-FET構(gòu)成，以在故障等時將第一及第二電源繼電器42-1、42-2斷開而不流過過大的電流的方式進(jìn)行動作。此外，在圖31中，按照直流電源40、線圈41、第二及第二電源繼電器42-1、42-2的順序而連接，但第一及第二電源繼電器42-1、42-2也可以設(shè)置于與線圈41相比靠近直流電源40的位置。第一及第二電容器34-1、34-2為平滑電容器。另外，第一及第二電容器34-1、34-2分別由1個電容器構(gòu)成，但也可以將多個電容器并聯(lián)連接而構(gòu)成。

第一逆變器電路50-1由使用了6個開關(guān)元件33-1～33-6的橋部構(gòu)成。即，第一逆變器電路50-1是分別將串聯(lián)連接的開關(guān)元件33-1、33-2的組、開關(guān)元件33-3、33-4的組、以及開關(guān)元件33-5、33-6的組并聯(lián)連接而構(gòu)成的。并且，分流電阻44-1、44-2、44-3分別連接于串聯(lián)連接的開關(guān)元件33-1、33-2的組、開關(guān)元件33-3、33-4的組、以及開關(guān)元件33-5、33-6的組的GND(地線)側(cè)。這些分流電阻44-1、44-2、44-3用于電流值的檢測。

第二逆變器電路50-2由使用了6個開關(guān)元件33-7～33-12的橋部構(gòu)成。即，第二逆變器電路50-2是分別將串聯(lián)連接的開關(guān)元件33-7、33-8的組、開關(guān)元件33-9、33-10的組、以及開關(guān)元件33-11、33-12的組并聯(lián)連接而構(gòu)成的。并且，分流電阻44-4、44-5、44-6分別連接于串聯(lián)連接的開關(guān)元件33-7、33-8的組、開關(guān)元件33-9、33-10的組、以及開關(guān)元件33-11、33-12的組的GND(地線)側(cè)。這些分流電阻44-4、44-5、44-6用于電流值的檢測。

在這里，在第一及第二逆變器電路50-1、50-2分別使用了3個第一及第二分流電阻44-1～44-6，但即便分別使用1個分流電阻也能夠?qū)﹄娏髦颠M(jìn)行檢測，因此分流電阻的個數(shù)不限定于3個。

電流向電樞繞組3的供給分別如下進(jìn)行，即，從開關(guān)元件33-1、33-2之間經(jīng)過母線等而供給至第一電樞繞組301的U1相與V1相的接線部，從開關(guān)元件33-3、33-4之間經(jīng)過母線等而供給至第一電樞繞組301的V1相與W1相的接線部，從開關(guān)元件33-5、33-6的連接點(diǎn)經(jīng)過母線等而供給至第一電樞繞組301的W1相與U1相的接線部，從開關(guān)元件33-7、33-8之間經(jīng)過母線等而供給至第二電樞繞組302的U2相與V2相的接線部，從開關(guān)元件33-9、33-10之間經(jīng)過母線等而供給至第二電樞繞組302的V2相與W2相的接線部，從開關(guān)元件33-11、33-12的連接點(diǎn)經(jīng)過母線等而供給至第二電樞繞組302的W2相與U2相的接線部。

在第一及第二逆變器電路50-1、50-2中，與由設(shè)置于永磁體式電動機(jī)110的旋轉(zhuǎn)角度傳感器(未圖示)檢測出的旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)地，從控制電路(未圖示)將信號發(fā)送至12個開關(guān)元件33-1～33-12，從而進(jìn)行通斷，將希望的3相電流供給至第一及第二電樞繞組301、302。此外，旋轉(zhuǎn)角度傳感器使用解析器、GMR傳感器、MR傳感器等。

在以上述方式構(gòu)成的驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100A中，使用第一及第二逆變器電路50-1、50-2而驅(qū)動第一及第二電樞繞組301、302。因此，通過使由第一及第二逆變器電路50-1、50-2供給的電流相位進(jìn)行變化，從而能夠大幅地降低扭矩脈動。另外，通過使第一及第二逆變器電路50-1、50-2的電流相位偏轉(zhuǎn)電角30度，從而能夠抵消以電角60度為周期的扭矩脈動。因此，在驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100A中，取得能夠大幅地降低扭矩脈動這樣的效果。

在電動動力轉(zhuǎn)向裝置500中，扭矩脈動除了成為振動及噪聲的原因之外，有時駕駛者會感受到扭矩脈動而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向操縱感覺變差，因此通過搭載驅(qū)動裝置一體型永磁體式電動機(jī)100A，從而會取得振動噪聲小、能夠得到良好的轉(zhuǎn)向操縱感覺這樣的效果。

此外，在上述實(shí)施方式10中，使用實(shí)施方式1中的永磁體式電動機(jī)110進(jìn)行了說明，但當(dāng)然也可以使用其他實(shí)施方式中的永磁體式電動機(jī)。