(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動子と固定子とを有し、
前記可動子は、
第１の方向で隣り合う位置に配置される巻線された第１の主ティースおよび第２の主ティースの対である主ティース対と、前記主ティース対と前記主ティース対との間に巻線されていない補助ティースとを備え、
前記第１の主ティースは、コアバックと接する第１のティースと、前記固定子に対向する位置であって前記第１のティースの先端と接する第１の先端コアとを具備し、
前記第２の主ティースは、前記コアバックと接する第２のティースと、前記固定子に対向する位置であって前記第２のティースの先端と接する第２の先端コアとを具備し、
前記補助ティースは、第３のティースを具備し、
前記固定子は、前記第１の方向に第１の間隔で複数の永久磁石を有し、
前記永久磁石、前記主ティース対、および前記補助ティースの個数は、ｍを自然数とした場合に、前記永久磁石が７ｍ個であり、前記主ティース対は３ｍ対であり、前記補助ティースは３ｍ個であり、
前記補助ティースは、主ティース対の延設方向と平行な方向に延設され、
前記第１の先端コアの前記第１の方向における中央位置と、前記第２の先端コアの前記第１の方向における中央位置との間の第２の間隔が、前記第１の間隔と等しく、
前記第１のティースの前記コアバックと接する面の前記第１の方向における中央位置と、前記第１のティースの前記第１の先端コアと接する面の前記第１の方向における中央位置とは同じであり、
前記第２のティースの前記コアバックと接する面の前記第１の方向における中央位置と、前記第２のティースの前記第２の先端コアと接する面の前記第１の方向における中央位置とは同じであり、
前記第１のティースの前記コアバックと接する面の前記第１の方向における中央位置と、前記第２のティースの前記コアバックと接する面の前記第１の方向における中央位置との電気角が、前記第１の先端コアの前記第１の方向における中央位置と前記第２の先端コアの前記第１の方向における中央位置との電気角よりも大きく、
且つ前記第１の主ティース内での、前記第１のティースの前記第１の方向における中央位置と、前記第１の先端コアの前記第１の方向における中央位置との間の距離は、０よりも大きく、前記第１のティースの前記第１の方向における中央位置と、前記第１の主ティースに隣接する前記補助ティースが有する前記第３のティースの前記第１の方向における中央位置とのピッチ間隔の５％以下である、ことを特徴とする電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、永久磁石を用いた電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機の可動子は、可動子コアの進行方向と垂直に突出し巻線された主ティース対を備えている。この可動子では、主ティース対と巻線されていない補助ティースとが交互に配置されている。【０００３】
例えば、特許文献１に記載の電動機は、効率を向上させるために、永久磁石の極数ＰがＰ＝１４ｎ（ｎは自然数）であり、固定子の径方向に突出した巻線ティースの対である主ティース対は６ｎ個である。この６ｎ個の主ティース対は、周方向に等ピッチ６０°／ｎで配置されており、巻線ティースの対同士は、その周方向中心位置を周方向に３６０°／Ｐずらして配置されている。そして、主ティース対の２つの巻線ティースには、対応する同相のコイルが巻装されており、隣り合うティース対の間には補助ティースが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７１７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、主ティース対の周方向中心位置のピッチによって決まる主ティース間の巻線可能な面積よりも、主ティースと補助ティースとの周方向中心位置のピッチによって決まる主ティースと補助ティースとの間の巻線可能な面積の方が大きい。このため、上記特許文献１の技術では、巻線ティースの配置される領域に対する、巻線可能領域の比率である巻線占積率が低いという問題があった。【０００６】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、巻線占積率を向上させた電動機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の電動機は、可動子と固定子とを有し、可動子は、第１の方向で隣り合う位置に配置される巻線された第１の主ティースおよび第２の主ティースの対である主ティース対と、主ティース対と主ティース対との間に巻線されていない補助ティースとを備えている。第１の主ティースは、コアバックと接する第１のティースと、固定子に対向する位置であって第１のティースの先端と接する第１の先端コアとを具備している。第２の主ティースは、コアバックと接する第２のティースと、固定子に対向する位置であって第２のティースの先端と接する第２の先端コアとを具備している。補助ティースは、第３のティースを具備している。固定子は、第１の方向に第１の間隔で複数の永久磁石を有している。永久磁石、主ティース対、および補助ティースの個数は、ｍを自然数とした場合に、永久磁石が７ｍ個であり、主ティース対は３ｍ対であり、補助ティースは３ｍ個である。補助ティースは、主ティース対の延設方向と平行な方向に延設されている。第１の先端コアの第１の方向における中央位置と、第２の先端コアの第１の方向における中央位置との間の第２の間隔が、第１の間隔と等しい。第１のティースのコアバックと接する面の第１の方向における中央位置と、第１のティースの第１の先端コアと接する面の第１の方向における中央位置とは同じである。第２のティースのコアバックと接する面の第１の方向における中央位置と、第２のティースの第２の先端コアと接する面の第１の方向における中央位置とは同じである。第１のティースのコアバックと接する面の第１の方向における中央位置と、第２のティースのコアバックと接する面の第１の方向における中央位置との電気角が、第１の先端コアの第１の方向における中央位置と第２の先端コアの第１の方向における中央位置との電気角よりも大きい。第１の主ティース内での、第１のティースの第１の方向における中央位置と、第１の先端コアの第１の方向における中央位置との間の距離は、０よりも大きく、第１のティースの第１の方向における中央位置と、第１の主ティースに隣接する補助ティースが有する第３のティースの第１の方向における中央位置とのピッチ間隔の５％以下である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示にかかる電動機は、巻線占積率の向上を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかる電動機の構成を示す斜視図
【図２】実施の形態１にかかる電動機の構成を示す断面図
【図３】比較例の電動機の構成を示す断面図
【図４】実施の形態２にかかる電動機の構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本開示の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。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる電動機の構成を示す斜視図である。以下の説明では、水平面をＸＹ平面とし、Ｚ軸方向を鉛直方向に平行な方向とし、可動子３０ＡがＸ軸方向に移動する場合について説明する。以下では、プラスＺ軸方向を電動機１０１の上方向といい、マイナスＺ軸方向を電動機１０１の下方向という場合がある。
【００１２】
電動機１０１は、産業用機械等が備える架台３０３上に配置される。電動機１０１は、Ｘ軸方向に延設された固定子２０と、固定子２０上でＸ軸方向に移動する可動子３０Ａと、テーブル３０２とを備えている。実施の形態１において、電動機１０１は、リニアモータである。可動子３０Ａの進行方向であるＸ軸方向が第１の方向である。なお、本開示の電動機１０１は回転機にも適用可能である。その場合、第１の方向は回転機の周方向となる。
【００１３】
可動子３０Ａ上には、テーブル３０２が配置されており、ワーク３０１などが、テーブル３０２の上面に載置される。電動機１０１が動作すると、可動子３０ＡがＸ軸方向に沿って移動する。これにより、可動子３０Ａ上に固定されたテーブル３０２がＸ軸方向に沿って移動し、ワーク３０１がＸ軸方向に沿って移動する。
【００１４】
図２は、実施の形態１にかかる電動機の構成を示す断面図である。図２では、図１に示した電動機１０１をＸＺ平面と平行な平面で切断した場合の電動機１０１の一部の断面構成を示している。図２では、電動機１０１が備えるコイル１５１，１５２の軸が、図２のＸＺ平面内でＺ軸方向に延びている。
【００１５】
可動子３０Ａは、複数の主ティース対１と、主ティース対１と同数の補助ティース２とを備えている。１組の主ティース対１は、第１の主ティースである主ティース１１および第２の主ティースである主ティース１２で構成されている。可動子３０Ａでは、主ティース対１と、補助ティース２とが交互に配置されている。可動子３０Ａでは、主ティース１１，１２が２つ連続して進行方向に電気角１８０度の間隔で配置されている。
【００１６】
主ティース１１は、コアバック１１１と、ティース１１２と、先端コア１１３とを有している。ティース１１２には、コイル１５１が巻かれている。主ティース１１では、コアバック１１１の下側（マイナスＺ軸方向）、すなわち固定子２０側に突起状にティース１１２が延びている。このように、可動子３０Ａの進行方向に垂直な方向にティース１１２が延びている。また、ティース１１２の下側の先端部には、固定子２０に対向する位置に先端コア１１３が配置されている。主ティース１１では、ティース１１２のＸ軸方向の厚さ（幅）が、コアバック１１１のＸ軸方向の厚さよりも薄くなっている。また、先端コア１１３のＸ軸方向の中央位置はコアバック１１１のＸ軸方向の中央位置と同じである。
【００１７】
主ティース１２は、コアバック１２１と、ティース１２２と、先端コア１２３とを有している。ティース１２２には、コイル１５２が巻かれている。主ティース１２では、コアバック１２１の下側、すなわち固定子２０側に突起状にティース１２２が延びている。このように、可動子３０Ａの進行方向に垂直な方向にティース１２２が延びている。また、ティース１２２の下側の先端部には、固定子２０に対向する位置に先端コア１２３が配置されている。主ティース１２では、ティース１２２のＸ軸方向の厚さが、コアバック１２１のＸ軸方向の厚さよりも薄くなっている。また、先端コア１２３のＸ軸方向の中央位置はコアバック１２１のＸ軸方向の中央位置と同じである。
【００１８】
補助ティース２は、コアバック２１と、ティース２２と、先端コア２３とを有している。ティース２２には、コイルが巻かれていない。補助ティース２では、コアバック２１の下側、すなわち固定子２０側に突起状にティース２２が延びている。このように、可動子３０Ａの進行方向に垂直な方向にティース２２が延びている。また、ティース２２の下側の先端部には、固定子２０に対向する位置に先端コア２３が配置されている。補助ティース２では、ティース２２のＸ軸方向の厚さが、コアバック２１のＸ軸方向の厚さよりも薄くなっている。
【００１９】
電動機１０１では、ティース１１２が第１のティースであり、ティース１２２が第２のティースであり、ティース２２が第３のティースである。また、先端コア１１３が第１の先端コアであり、先端コア１２３が第２の先端コアである。
【００２０】
可動子３０Ａでは、コアバック２１，１１１，１２１といったコアバックが全て繋がっており、一枚板で構成されている。主ティース対１には、Ｕ相の主ティース対１と、Ｖ相の主ティース対１と、Ｗ相の主ティース対１とがある。可動子３０Ａでは、Ｘ軸方向に沿って、Ｕ相の主ティース対１、補助ティース２、Ｖ相の主ティース対１、補助ティース２、Ｗ相の主ティース対１、補助ティース２の順番で、これらが配置されている。
【００２１】
この配置より、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の各コイル１５１，１５２が、Ｘ軸方向で対向する。具体的には、Ｕ相の主ティース１１に配置されるコイル１５１が、Ｕ相の主ティース１２に配置されるコイル１５２に対向し、Ｕ相の主ティース１２に配置されるコイル１５２が、補助ティース２を介して、Ｖ相の主ティース１１に配置されるコイル１５１に対向する。
【００２２】
また、Ｖ相の主ティース１１に配置されるコイル１５１が、Ｖ相の主ティース１２に配置されるコイル１５２に対向し、Ｖ相の主ティース１２に配置されるコイル１５２が、補助ティース２を介して、Ｗ相の主ティース１１に配置されるコイル１５１に対向する。
【００２３】
また、Ｗ相の主ティース１１に配置されるコイル１５１が、Ｗ相の主ティース１２に配置されるコイル１５２に対向し、Ｗ相の主ティース１２に配置されるコイル１５２が、補助ティース２を介して、Ｕ相の主ティース１１に配置されるコイル１５１に対向する。
【００２４】
固定子２０は、複数からなるＳ極の永久磁石３６と、Ｎ極の永久磁石３７とが交互に備えられている。固定子２０では、Ｓ極の永久磁石３６とＮ極の永久磁石３７とが特定の間隔である第１の間隔を空けて交互に配置されている。そして、電動機１０１では、先端コア１１３のＸ軸方向における中央位置と、先端コア１２３のＸ軸方向における中央位置との間の第２の間隔は、永久磁石３６，３７の間隔である第１の間隔と等しくなっている。なお、電動機１０１がリニアモータである場合、永久磁石３６，３７の合計数は奇数であり、電動機１０１が回転型モータである場合、永久磁石３６，３７はともに偶数個である。
【００２５】
固定子２０は、可動子３０ＡにＺ軸方向で対向する位置に配置されている。具体的には、Ｓ極の永久磁石３６の上面またはＮ極の永久磁石３７の上面が、先端コア２３，１１３，１２３の底面またはコイル１５１，１５２の底面に対向するよう、固定子２０の上側に可動子３０Ａが配置されている。
【００２６】
主ティース対１では、コアバック１１１とコアバック１２１との境界面Ｌ０を基準とした場合に、ティース１１２が境界面Ｌ０から離れ、ティース１２２が境界面Ｌ０から離れるよう、ティース１１２，１２２が形成されている。境界面Ｌ０は、ＹＺ平面に平行な面である。これにより、コアバック１１１の中央位置であるコアバック中央位置ａと、ティース１１２の中央位置であるティース中央位置ｂとがずれている。なお、実施の形態１では、境界面Ｌ０を用いて電動機１０１の構成を説明するが、実際には、コアバック２１，１１１，１２１は、全て繋がっているので、実際には境界面Ｌ０は存在しない。主ティース１１における境界面Ｌ０とティース中央位置ｂとの距離は、主ティース１１における境界面Ｌ０とコアバック中央位置ａとの距離よりも長い。コアバック中央位置ａおよびティース中央位置ｂは、何れもＸ軸方向の位置である。以下、コアバック中央位置ａと、ティース中央位置ｂとの間のＸ軸方向の距離を、位置シフト量Ｓという。
【００２７】
同様に、コアバック１２１のコアバック中央位置ａと、ティース１２２のティース中央位置ｂとは、ずれている。主ティース１２における境界面Ｌ０とティース１２２のティース中央位置ｂとの距離は、主ティース１２における境界面Ｌ０とコアバック１２１のコアバック中央位置ａとの距離よりも長い。
【００２８】
この構成により、可動子３０Ａでは、ティース１１２のコアバック１１１と接する面のＸ軸方向における中央位置と、ティース１２２のコアバック１２１と接する面のＸ軸方向における中央位置との電気角が、先端コア１１３のＸ軸方向における中央位置と先端コア１２３のＸ軸方向における中央位置との電気角よりも大きくなっている。
【００２９】
このように、電動機１０１では、主ティース１１のうち、コアバック１１１とティース１１２とが接する境界面Ｐ１が、隣り合う主ティース１２から離れる方向にシフトされている。同様に、主ティース１２のうち、コアバック１２１とティース１２２とが接する境界面Ｐ２が、隣り合う主ティース１１から離れる方向にシフトされている。境界面Ｐ１，Ｐ２、および後述する境界面Ｐ３は、何れもＸＹ平面に平行な面である。
【００３０】
境界面Ｐ１，Ｐ２が、境界面Ｌ０から離れることにより、ティース１１２，１２２間の距離が長くなるので、コイル１５１，１５２の巻線面積が広くなる。コイル１５１，１５２の巻線面積は、それぞれコイル１５１，１５２をＸＺ平面で切断した場合の断面積である。コイル１５１，１５２の巻線面積は、それぞれコイル１５１，１５２に巻線可能な面積に対応している。図２では、コイル１５１，１５２をＸＺ平面で切断した場合の断面にハッチングを付している。コイル１５１の巻線面積は、ティース１１２の両端に示されるハッチング領域の合計面積に対応し、コイル１５２の巻線面積は、ティース１２２の両端に示されるハッチング領域の合計面積に対応している。
【００３１】
電動機１０１では、図２のＸＺ平面におけるコイル１５１，１５２の流入方向を巻き始めとし、流出方向を巻き終わりとし、巻き始め部分に電流が流入されるよう結線されている。この場合、主ティース１１，１２は、互いに巻線方向が反対であり、さらに主ティース対１と隣の主ティース対１とは互いに巻線方向が反対である。
【００３２】
このように、電動機１０１では、巻線された主ティース対１と巻線されていない補助ティース２とが交互に配置され、コアバック１１１とティース１１２とが接する境界面Ｐ１、およびコアバック１２１とティース１２２とが接する境界面Ｐ２が、隣り合う主ティースからそれぞれ離れる方向にシフトされている。
【００３３】
図３は、比較例の電動機の構成を示す断面図である。図３では、図２に示した電動機１０１と同じ方向から比較例の電動機２００を見た場合の電動機２００の断面構成を示している。図３では、電動機２００が備えるコイル３５１，３５２の軸が、図３のＸＺ平面内でＺ軸方向に延びている。
【００３４】
電動機２００は、可動子１５および固定子２０を備えている。電動機２００の固定子２０は、電動機１０１の固定子２０と同様の構成を有している。
【００３５】
可動子１５は、複数の主ティース対３と、主ティース対３と同数の補助ティース４とを備えている。１組の主ティース対３は、１つの主ティース３１および１つの主ティース３２で構成されている。可動子１５では、主ティース対３と、補助ティース４とが交互に配置されている。
【００３６】
主ティース３１は、コアバック３１１と、ティース３１２と、先端コア３１３とを有している。ティース３１２には、コイル３５１が巻かれている。
【００３７】
主ティース３２は、コアバック３２１と、ティース３２２と、先端コア３２３とを有している。ティース３２２には、コイル３５２が巻かれている。
【００３８】
補助ティース４は、コアバック４１と、ティース４２と、先端コア４３とを有している。ティース４２には、コイルが巻かれていない。補助ティース４では、コアバック４１の下側に突起状にティース４２が延びており、ティース４２の下側の先端部に先端コア４３が配置されている。補助ティース４では、ティース４２のＸ軸方向の厚さが、コアバック４１のＸ軸方向の厚さと同じである。
【００３９】
電動機２００は、電動機１０１と同様の構成要素を有しているが、電動機２００が有する各構成要素の形状およびサイズが、電動機１０１が有する各構成要素の形状およびサイズと異なる。
【００４０】
電動機２００では、コアバック１１１、ティース１１２、および先端コア１１３の代わりに、コアバック３１１、ティース３１２、および先端コア３１３が配置されている。また、コアバック１２１、ティース１２２、および先端コア１２３の代わりに、コアバック３２１、ティース３２２、および先端コア３２３が配置されている。また、コアバック２１、ティース２２、および先端コア２３の代わりに、コアバック４１、ティース４２、および先端コア４３が配置されている。
【００４１】
電動機２００では、コアバック３１１の中央位置と、ティース３１２の中央位置とが同じ位置である。同様に、電動機２００では、コアバック３２１の中央位置と、ティース３２２の中央位置とが同じ位置である。
【００４２】
一方、実施の形態１の電動機１０１は、コアバック中央位置ａよりも、隣り合う主ティースから離れる方向にシフトされたティース中央位置ｂを中心としてティース１１２，１２２が配置されている。
【００４３】
このため、比較例の電動機２００では、ティース３１２のＸ軸方向の範囲が、Ｘ＝ｄ１〜ｅ１となるが、電動機１０１では、ティース１１２のＸ軸方向の範囲がＸ＝ｄ２〜ｅ２となる。ｄ２，ｅ２は、ｄ１，ｅ１を、位置シフト量Ｓだけ境界面Ｌ０から離れる方向にシフトさせた位置である。同様に、電動機１０１では、ティース１２２のＸ軸方向の範囲は、位置シフト量Ｓだけ境界面Ｌ０から離れる方向にシフトさせた座標となる。
【００４４】
また、比較例の電動機２００では、ティース３１２と補助ティース４との境界面Ｐ５のＸ軸方向の座標が、Ｘ＝ｆ１となるが、電動機１０１では、ティース１１２と補助ティース２との境界面Ｐ４のＸ軸方向の座標がＸ＝ｆ２となる。境界面Ｌ０のＸ軸方向の座標をＸ＝ｃとすると、ｃ〜ｄ２間の距離と、ｅ２〜ｆ２間の距離は同じである。
【００４５】
比較例の電動機２００のように位置シフトが無い場合と比較し、電動機１０１では、位置シフト量Ｓに対応する分だけ巻線面積が増加する。すなわち、コイル１５１，１５２のＺ軸方向の距離を距離ｚ１とし、コイル３５１，３５２のＺ軸方向の距離を距離ｚ１とすると、コイル１５１，１５２は、コイル３５１，３５２よりも距離ｚ１×位置シフト量Ｓの分だけ巻線面積が増加する。電動機１０１は、この巻線面積の増加により、銅損を低減でき、発熱を抑制できる。
【００４６】
主ティース１１の位置シフト量Ｓは、コアバック２１の中心とコアバック１２１の中心とのピッチ間隔Ｐｘに対し、０＜位置シフト量Ｓ≦（Ｐｘ×０．０５）とすることが望ましい。すなわち、位置シフト量Ｓは、ピッチ間隔Ｐｘの５％以下であることが望ましい。銅損を低減させるには、巻線面積を増加させること、および誘起電圧を増加させることが考えられる。しかし、巻線面積の増加と、誘起電圧の増加とはトレードオフの関係にある。つまり、位置シフト量Ｓが大きければ、巻線面積が増加する一方で、誘起電圧が減少する。逆に、位置シフト量Ｓが小さければ、巻線面積が減少する一方で、誘起電圧が増加する。ピッチ間隔Ｐｘの５％は、巻線面積の増加と誘起電圧の増加とのトレードオフを考慮し、最も低減効果が大きくなる値である。電動機１０１は、０＜位置シフト量Ｓ≦（Ｐｘ×０．０５）とされることで、効率良く銅損を低減でき、発熱を抑制できる。
【００４７】
このように主ティース１１内での、ティース１１２のＸ軸方向における中央位置と、先端コア１１３のＸ軸方向における中央位置との間の距離は、ティース１１２のＸ軸方向における中央位置と、主ティース１１に隣接する補助ティース２が有するティース２２のＸ軸方向における中央位置とのピッチ間隔Ｐｘの５％以下である。
【００４８】
電動機１０１では、例えば、主ティース１１，１２と補助ティース２とが、合計９ｍ（ｍは自然数）個配置される。すなわち、主ティース対１は３ｍ対（主ティース１１，１２の合計数が６ｍ個）であり、補助ティース２の個数が３ｍ個である。また、永久磁石３６，３７の合計数は７ｍ個である。
【００４９】
図１に示した電動機１０１における主ティース１１，１２、補助ティース２、永久磁石３６，３７の個数は一例であり、主ティース１１，１２、補助ティース２、永久磁石３６，３７の個数は図１に示した個数に限定されない。
【００５０】
電動機１０１は、リニアモータにも回転型モータにも適用可能であり、リニアモータに適用した場合も、回転型モータに適用した場合も同様の効果を示す。
【００５１】
このように実施の形態１では、電動機１０１の主ティース対１が、主ティース１１，１２を備えている。そして、主ティース１１では、ティース１１２のＸ軸方向におけるティース中央位置ｂが、コアバック１１１のＸ軸方向におけるコアバック中央位置ａよりも、主ティース１２から離れている。また、主ティース１２では、ティース１２２のＸ軸方向におけるティース中央位置ｂが、コアバック１２１のＸ軸方向におけるコアバック中央位置ａよりも、主ティース１１から離れている。すなわち、主ティース１１，１２のコアバック中央位置ａ間の距離よりも、主ティース１１，１２のティース中央位置ｂ間の距離の方が長くなっている。これにより、ティース中央位置ｂを、コアバック中央位置ａからずらさない場合よりも、主ティース１１，１２間の距離が長くなるので、コイル１５１，１５２の巻線面積を増加させることができる。したがって、電動機１０１は、ティース１１２，１２２が配置される領域と巻線可能領域であるコイル１５１，１５２の巻線面積との合計領域に対する、コイル１５１，１５２の巻線面積の比率、すなわち巻線占積率を向上させることができる。
【００５２】
実施の形態２．
つぎに、図４を用いて実施の形態２について説明する。実施の形態２では、電動機のティースがＺ軸方向から傾斜している。
【００５３】
図４は、実施の形態２にかかる電動機の構成を示す断面図である。図４では、図２に示した電動機１０１と同じ方向から、電動機１０２を見た場合の電動機１０２の断面構成を示している。図４では、電動機１０２が備えるコイル５５１，５５２の軸が、図４のＸＺ平面内でＺ軸方向に延びている。図４の各構成要素のうち図２に示す実施の形態１の電動機１０１と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００５４】
電動機１０２は、可動子３０Ｂおよび固定子２０を備えている。電動機１０２の固定子２０は、電動機１０１の固定子２０と同様の構成を有している。
【００５５】
可動子３０Ｂは、複数の主ティース対５と、主ティース対５と同数の補助ティース６とを備えている。１組の主ティース対５は、１つの主ティース５１および１つの主ティース５２で構成されている。可動子３０Ｂでは、主ティース対５と、補助ティース６とが交互に配置されている。
【００５６】
主ティース５１は、コアバック５１１と、ティース５１２と、先端コア５１３とを有している。ティース５１２には、コイル５５１が巻かれている。
【００５７】
主ティース５２は、コアバック５２１と、ティース５２２と、先端コア５２３とを有している。ティース５２２には、コイル５５２が巻かれている。
【００５８】
補助ティース６は、コアバック６１と、ティース６２と、先端コア６３とを有している。ティース６２には、コイルが巻かれていない。
【００５９】
電動機１０２は、電動機１０１と同様の構成要素を有しているが、電動機１０２が有する構成要素の一部の形状およびサイズが、電動機１０１が有する構成要素の一部の形状およびサイズと異なる。
【００６０】
電動機１０２では、コアバック１１１、ティース１１２、および先端コア１１３の代わりに、コアバック５１１、ティース５１２、および先端コア５１３が配置されている。また、コアバック１２１、ティース１２２、および先端コア１２３の代わりに、コアバック５２１、ティース５２２、および先端コア５２３が配置されている。また、コアバック２１、ティース２２、および先端コア２３の代わりに、コアバック６１、ティース６２、および先端コア６３が配置されている。
【００６１】
コアバック６１の配置位置、大きさ、および形状は、コアバック２１の配置位置、大きさ、および形状と同じである。ティース６２の配置位置、大きさ、および形状は、ティース２２の配置位置、大きさ、および形状と同じである。先端コア６３の配置位置、大きさ、および形状は、先端コア２３の配置位置、大きさ、および形状と同じである。
【００６２】
コアバック５１１，５２１の配置位置、大きさ、および形状は、コアバック１１１，１２１の配置位置、大きさ、および形状と同じである。
【００６３】
電動機１０２でも電動機１０１と同様に、コアバック中央位置ａとティース中央位置ｂとが、位置シフト量Ｓだけずれている。すなわち、コアバック５１１とティース５１２との境界面Ｐ１が、隣り合う主ティース５２から離れる方向にシフトされている。同様に、コアバック５２１とティース５２２とが接する境界面Ｐ２が、隣り合う主ティース５１から離れる方向にシフトされている。
【００６４】
電動機１０１のティース１１２，１２２は、Ｚ軸方向に延びているが、電動機１０２のティース５１２，５２２の軸は、Ｚ軸方向から傾斜し、Ｘ軸方向に傾いている。すなわち、ティース５１２は、コアバック５１１から先端コア５１３に向かう軸が、ＸＺ平面内で境界面Ｌ０に向かっている。また、ティース５２２は、コアバック５２１から先端コア５２３に向かう軸が、ＸＺ平面内で境界面Ｌ０に向かっている。換言すると、主ティース対５では、主ティース５１が、先端コア５２３に向かって傾斜し、主ティース５２が、先端コア５１３に向かって傾斜している。
【００６５】
また、先端コア５１３の配置位置は、先端コア３１３の配置位置と同じであり、先端コア５２３の配置位置は、先端コア３２３の配置位置と同じである。先端コア５１３，５２３のピッチ間隔は、先端コア１１３，１２３のピッチ間隔と同じである。すなわち、先端コア５１３のＸ軸方向における中央位置は、コアバック５１１のコアバック中央位置ａと同じである。また、先端コア５２３のＸ軸方向における中央位置は、コアバック５２１のコアバック中央位置ａと同じである。
【００６６】
このように、実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、境界面Ｐ１が、コアバック中央位置ａから位置シフト量Ｓだけ離れる方向にシフトしている。同様に、境界面Ｐ２が、コアバック中央位置ａから位置シフト量Ｓだけ離れる方向にシフトしている。
【００６７】
比較例の電動機２００のように位置シフトが無い場合と比較し、電動機１０２では、位置シフト量Ｓおよびティース５１２，５２２の傾斜に対応する分だけ巻線面積が増加する。すなわち、コイル５５１，５５２のＺ軸方向の距離を距離ｚ１とし、コイル３５１，３５２のＺ軸方向の距離を距離ｚ１とすると、コイル５５１，５５２は、コイル３５１，３５２よりも距離ｚ１×位置シフト量Ｓ×（１／２）の分だけ巻線面積が増加する。電動機１０２は、この巻線面積の増加により、銅損を低減でき、発熱を抑制できる。
【００６８】
電動機１０２では、コアバック５１１，５２１の配置位置、形状、および大きさが、コアバック１１１，１２１の配置位置、形状、および大きさと同じであり、先端コア５１３，５２３の配置位置、形状、および大きさが、先端コア１１３，１２３の配置位置、形状、および大きさと同じである。このため、コイル５５１，５５２の巻線面積の大きさは、コイル１５１，１５２の巻線面積とコイル３５１，３５２の巻線面積との中間の大きさとなる。
【００６９】
このように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、電動機１０２は、ティース５１２，５２２の配置される領域と巻線可能領域であるコイル５５１，５５２の巻線面積との合計領域に対するコイル５５１，５５２の巻線面積の比率、すなわち巻線占積率を向上させることができる。
【００７０】
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１，３，５  主ティース対、２，４，６  補助ティース、１１，１２，３１，３２，５１，５２  主ティース、１５，３０Ａ，３０Ｂ  可動子、２０  固定子、２１，４１，６１，１１１，１２１，３１１，３２１，５１１，５２１  コアバック、２２，４２，６２，１１２，１２２，３１２，３２２，５１２，５２２  ティース、２３，４３，６３，１１３，１２３，３１３，３２３，５１３，５２３  先端コア、３６，３７  永久磁石、１０１，１０２，２００  電動機、１５１，１５２，３５１，３５２，５５１，５５２  コイル、３０１  ワーク、３０２  テーブル、３０３  架台、Ｌ０，Ｐ１〜Ｐ５  境界面、ａ  コアバック中央位置、ｂ  ティース中央位置。
【要約】
電動機（１０１）が、可動子（３０Ａ）と固定子（２０）とを有し、可動子（３０Ａ）は、Ｘ軸方向で隣り合う位置に配置される巻線された主ティース（１１，１２）の対である主ティース対（１）を備え、主ティース（１１）は、コアバックと接するティース（１１２）と、固定子（３０Ａ）に対向する位置であってティース（１１２）の先端と接する先端コア（１１３）とを具備し、主ティース（１２）は、コアバックと接するティース（１２２）と、固定子（３０Ａ）に対向する位置であってティース（１２２）の先端と接する先端コア（１２３）とを具備し、ティース（１１２）のコアバックと接する面のＸ軸方向における中央位置と、ティース（１２２）のコアバックと接する面のＸ軸方向における中央位置との電気角が、先端コア（１１３）のＸ軸方向における中央位置と先端コア（１２３）のＸ軸方向における中央位置との電気角よりも大きい。【図１】
0006949269.tif 000002
【図２】
0006949269.tif 000003
【図３】
0006949269.tif 000004
【図４】
0006949269.tif 000005