电机及其制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种电机，其能够在实现小型·轻量的同时，具备较多的极数，并且还能够输出高转矩。本发明专利技术的电机10，包括：转子20，具有永久磁铁24；以及定子30，具有安装了线圈50的突极40，其中，由各n个突极所构成的从第一突极群至第六突极群的6个突极群沿圆周方向排列，被提供同相电流的突极群排列在相互错开机械角180°的位置上，各突极40形成为笔直形，对突极群的突极40安装的线圈群中的n个线圈50被串联，线圈50以在相邻的突极间卷绕方向呈相反方向的状态安装在突极上，并且在相邻的突极间通过交叉线59在突极40的前端侧或基端侧交叉，交叉线59在相邻的插槽SL间前端侧或基端侧的关系是相反的。

Motor and Its Manufacturing Method

The object of the present invention is to provide a motor capable of realizing small and light weight, having more poles, and being able to output high torque. The motor 10 of the present invention includes: rotor 20, permanent magnet 24, and stator 30, which has a protrusion 40 with coil 50 installed. Among them, six protrusion groups consisting of N protrusions from the first protrusion group to the sixth protrusion group are arranged in the circumferential direction, and the protrusion groups providing the same phase current are arranged at 180 degrees of staggered mechanical angle, and each protrusion 40 is formed into a straight shape. The n coils 50 in the coil group installed on the protrusion 40 of the protrusion group are connected in series. The coil 50 is installed on the protrusion in the opposite direction winding direction between adjacent protrusions, and crosses at the front or base side of the protrusion 40 through the crossing line 59 between adjacent protrusions. The relationship between the front side and the base side of the crossing line 59 between adjacent slots SL is opposite.

【技术实现步骤摘要】
电机及其制造方法
本专利技术涉及电机及其制造方法。
技术介绍
近年来，包含有电机的动力机构被广泛运用于各种车辆、以及机械中。特别是对于在轮椅、电动平衡车<例如赛格威(R)>等的电动车辆、看护机器人、以及适合垂钓的电动卷轴等应用产品中所使用的动力机构来说，行业普遍希望在能将其小型·轻量化的同时，还能输出高转矩(torque)。作为用于使其输出高转矩的一种方法，可以使用减速机。这种方法是将具有多个齿轮的减速机与电机的输出轴(shaft)连接后减缓电机的转速，并且从减速机的输出轴处传递转矩提高后的动力。不过，此方法除了电机以外，还需要使用减速机。由于这样一来就会增加部件的数量，因此就难以实现动力机构整体的小型·轻量化。另外，虽然存在程度上的差异，但也会因此产生出减速机能量损失、噪音等新的问题。另外还有一种方法，是在不使用减速机的情况下仅依靠电机直接驱动(directdrive)。此情况下，就需要相应地预先提高可用于输出的转矩。以往，作为能够输出较高转矩的电机，使用突极(突出状的铁芯)的电机已被广泛认知(例如参照专利文献1)。图16是用于说明以往的电机900的图。图中关于线圈(coil)950仅对只安装了属于第一突极群941G以及第四突极群944G的突极940的线圈进行了图示，而对于安装了其他突极的线圈则省略了图示。对于第二突极群942G、第三突极群943G、第五突极群945G以及第六突极群946G、还有第二线圈群952G、第三线圈群953G、第五线圈群955G以及第六线圈群956G未添加符号。以往的电机900如图16所示，包括：转子920，具有N极以及S极沿圆周方向交替排列的永久磁铁924；以及定子930，具有分别安装了线圈950的多个突极940，多个突极940沿圆周方向排列，并且突极940的前端面与排列有永久磁铁924的磁极的面相向。在图16中，定子930所具有的突极940的数量为12个。在定子930中，按照：通过2个突极940构成的第一突极群941G、通过2个突极940构成的第二突极群942G、通过2个突极940构成的第三突极群943G、通过2个突极940构成的第四突极群944G、通过2个突极940构成的第五突极群945G、以及通过2个突极940构成的第六突极群946G的顺序在沿定子930的圆周方向上排列，其中，第一突极群941G以及第四突极群944G、第二突极群942G以及第五突极群945G、第三突极群943G以及第六突极群946G，分别位于机械角相互错开180°的位置上。第一突极群941G的2个突极940上安装有由串联的2个线圈950构成的第一线圈群951G,第二突极群942G的2个突极940中，安装了由串联的2个线圈950构成的第二线圈群952G,第三突极群943G的2个突极940中，安装了由串联的2个线圈950构成的第三线圈群953G,第四突极群944G的2个突极940中，安装了由串联的2个线圈950构成的第四线圈群954G,第五突极群945G的2个突极940中，安装了由串联的2个线圈950构成的第五线圈群955G,第六突极群946G的2个突极940中，安装了由串联的2个线圈950构成的第六线圈群956G。第一线圈群951G以及第四线圈群954G被提供U相电流，第二线圈群952G以及第五线圈群955G被提供V相电流，第三线圈群953G以及第六线圈群956G被提供W相电流。根据以往的电机900，由于定子(电枢)930具有突极940，因此相比无芯电机，其能够获得较大的输出(参照专利文献1第二页左上栏等)。【先行技术文献】【专利文献1】特开昭62-110468号公报然而，对于应用产品来说，以往的电机900的转矩并不充足，近年来，行业普遍期望能够输出更高转矩的电机。但是，一旦想要输出更高的转矩，通常来说就会招致电机的大型化，其重量也就会相应的增加。即，(i)一旦增加线圈的匝数，线圈筒的高度(线圈为筒形线圈时筒的高度)与厚度就会变大，与其相对应的用于收纳线圈的插槽(相邻的突极之间的槽，也被称为铁芯槽)也不得不确保具有较大的空间，最终导致电机大型化。另外，(ii)一旦增大流通线圈的电流，也势必将使用直径较粗的绕组，从而导致线圈大型化，进而关系到电机的大型化·重量化。另一方面，(iii)为了得到高转矩，也会考虑增加永久磁铁的磁极数以及突极数(以下，有时会统称为“极数”)的方法。不过，当应用该电机的产品为轮椅、两轮电动平衡车、看护机器人等产品时，该电机的直径就需要抑制在某个特定的尺寸内。想要将直径抑制为某个程度从而使其限定在规定的直径内的同时，还要将增加极数的话，就必然不得不收窄插槽的宽度。这样一来，例如就会导致难以将用于引导绕组的针(needle)插入插槽的内部，随之而来的问题就是绕组难以被收纳至插槽内。这样一来，最终会导致线圈很难被安装在突极上。除了上述情况以外，在使用将绕组进行分布式卷绕的技术，以及或是使用将分别提供U相、V相、以及W相电流的线圈按圆周方向依次相邻配置的技术的情况下，假设极数一旦增加，从该插槽过渡至其他插槽处交叉线的总长就会整体变长，进而进一步加剧电机的大型化·重量化。总之，以往的电机中如果依靠增加极数来实现高转矩的话，必然会导致电机的大型化·重量化。基于上述这些情况，直径被抑制在某个尺寸内(不太大)的、极数较多的、并且，能够输出高转矩的电机至今尚未被实用化。因此，鉴于上述的情况，本专利技术的目的在于提供一种电机，其能够在抑制尺寸以及重量的同时(实现小型·轻量的同时)，具备较多的极数，并且还能够输出高转矩，适合于直接驱动。
技术实现思路
【1】本专利技术涉及的第一电机，包括：转子，具有N极以及S极沿圆周方向交替排列的永久磁铁；以及定子，具有分别安装有线圈的多个突极，所述多个突极沿圆周方向排列，并且所述突极的前端面与排列有所述永久磁铁的磁极的面相向，其特征在于：所述定子所具有的所述突极数为6n个(n为大于等于4的自然数)，在所述定子处，按照：由n个第一突极构成的第一突极群、由n个第二突极构成的第二突极群、由n个第三突极构成的第三突极群、由n个第四突极构成的第四突极群、由n个第五突极构成的第五突极群、以及由n个第六突极构成的第六突极群的顺序沿所述定子的圆周方向排列，其中，所述第一突极群以及所述第四突极群、所述第二突极群以及所述第五突极群、所述第三突极群以及所述第六突极群分别位于机械角相互错开180°的位置上，所述第一突极群的n个所述第一突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第一线圈群,所述第二突极群的n个所述第二突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第二线圈群,所述第三突极群的n个所述第三突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第三线圈群,所述第四突极群的n个所述第四突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第四线圈群,所述第五突极群的n个所述第五突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第五线圈群,所述第六突极群的n个所述第六突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第六线圈群,所述第一线圈群以及所述第四线圈群被提供U相电流，所述第二线圈群以及所述第五线圈群被提供V相电流，所述第三线圈群以及所述第六线圈群被提供W相电流，各所述突极沿所述定子的半径方向形成为平坦地笔直形，在所述第一突极群～所述第六本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机，包括：转子，具有N极以及S极沿圆周方向交替排列的永久磁铁；以及定子，具有分别安装有线圈的多个突极，所述多个突极沿圆周方向排列，并且所述突极的前端面与排列有所述永久磁铁的磁极的面相向，其特征在于：其中，所述定子所具有的所述突极数为6n个(n为大于等于4的自然数)，在所述定子处，按照：由n个第一突极构成的第一突极群、由n个第二突极构成的第二突极群、由n个第三突极构成的第三突极群、由n个第四突极构成的第四突极群、由n个第五突极构成的第五突极群、以及由n个第六突极构成的第六突极群的顺序沿所述定子的圆周方向排列，其中，所述第一突极群以及所述第四突极群、所述第二突极群以及所述第五突极群、所述第三突极群以及所述第六突极群分别位于机械角相互错开180°的位置上，所述第一突极群的n个所述第一突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第一线圈群,所述第二突极群的n个所述第二突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第二线圈群,所述第三突极群的n个所述第三突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第三线圈群,所述第四突极群的n个所述第四突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第四线圈群,所述第五突极群的n个所述第五突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第五线圈群,所述第六突极群的n个所述第六突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第六线圈群,所述第一线圈群以及所述第四线圈群被提供U相电流，所述第二线圈群以及所述第五线圈群被提供V相电流，所述第三线圈群以及所述第六线圈群被提供W相电流，各所述突极沿所述定子的半径方向形成为平坦地笔直形，在所述第一突极群～所述第六突极群中，分别为：所述线圈以在相邻的所述突极间卷绕方向呈相反方向的状态安装在所述突极上，所述线圈在相邻的所述突极间通过作为构成该线圈的绕组的一部分的交叉线在所述突极的前端侧或基端侧交叉，并且，所述交叉线在相邻的插槽间所述前端侧或所述基端侧的关系是相反的。...

【技术特征摘要】
2017.11.13 JP 2017-218200;2017.12.26 JP 2017-249241.一种电机，包括：转子，具有N极以及S极沿圆周方向交替排列的永久磁铁；以及定子，具有分别安装有线圈的多个突极，所述多个突极沿圆周方向排列，并且所述突极的前端面与排列有所述永久磁铁的磁极的面相向，其特征在于：其中，所述定子所具有的所述突极数为6n个(n为大于等于4的自然数)，在所述定子处，按照：由n个第一突极构成的第一突极群、由n个第二突极构成的第二突极群、由n个第三突极构成的第三突极群、由n个第四突极构成的第四突极群、由n个第五突极构成的第五突极群、以及由n个第六突极构成的第六突极群的顺序沿所述定子的圆周方向排列，其中，所述第一突极群以及所述第四突极群、所述第二突极群以及所述第五突极群、所述第三突极群以及所述第六突极群分别位于机械角相互错开180°的位置上，所述第一突极群的n个所述第一突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第一线圈群,所述第二突极群的n个所述第二突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第二线圈群,所述第三突极群的n个所述第三突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第三线圈群,所述第四突极群的n个所述第四突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第四线圈群,所述第五突极群的n个所述第五突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第五线圈群,所述第六突极群的n个所述第六突极上安装有由串联的n个所述线圈构成的第六线圈群,所述第一线圈群以及所述第四线圈群被提供U相电流，所述第二线圈群以及所述第五线圈群被提供V相电流，所述第三线圈群以及所述第六线圈群被提供W相电流，各所述突极沿所述定子的半径方向形成为平坦地笔直形，在所述第一突极群～所述第六突极群中，分别为：所述线圈以在相邻的所述突极间卷绕方向呈相反方向的状态安装在所述突极上，所述线圈在相邻的所述突极间通过作为构成该线圈的绕组的一部分的交叉线在所述突极的前端侧或基端侧交叉，并且，所述交叉线在相邻的插槽间所述前端侧或所述基端侧的关系是相反的。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：其中，相邻的所述突极间的间隔在所述绕组直径的2.1倍～3.0倍范围内。3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于：其中，所述定子的直径Φ在40mm<Φ<200mm的范围内，并且，所述永久磁铁所具有的磁极数以及/或者所述突极数在60～240范围内。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电机，其特征在于：其中，所述转子的所述永久磁铁所具有的磁极数为(6n±2)个。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的电机，其特征在于：其中，所述转子的所述永久磁铁所具有的磁极数为(6n±2)个，在所述第一突极群～所述第六突极群中，分别为：属于该突极群的n个突极保持机械角360°/(6n+1)的间隔排列，属于该突极群的所述n个突极中位于该突极群的端部位置上的A突极，与属于与该突极群相邻的别的突极群的n个突极中位于所述别的突极群的端部位置上的并且与所述A突极相邻的B突极相互保持机械角{360°/(6n+1)}+360°/(6n+1)/6的间隔排列。6.一种电机，包括：转子，具有N极以及S极沿圆周方向交替排列的永久磁铁；以及定子，具有分别安装有线圈的多个突极，所述多个突极沿圆周方向排列，并且所述突极的前端面与排列有所述永久磁铁的磁极的面相向，其特征在于：其中，所述定子所具有的所述突极数为3mn个(m为大于等于2的自然数，n为大于等于4的自然数)，在所述定子处，按照：由n个第(3k-2)突极构成的第(3k-2)突极群、由n个第(3k-...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷部洋一，小平智之，
申请(专利权)人：东京马达电子有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP