JP7241987B1 - 永久磁石同期モータ - Google Patents

Abstract

永久磁石同期モータ（５０）は、固定子（８）と、固定子（８）に角度的に等間隔に配置された複数のティース（２Ｔ）と、複数のティース（２Ｔ）の各々に集中巻きで巻回されたコイル（１）とを有し、各コイル（１）が三相のデルタ結線を構成する永久磁石同期モータである。複数のティース（２Ｔ）に含まれるある隣接する二つのティースのうちの一方のティースに巻回されたコイル（１）から発生した磁束が二つのティースの先端部を経由して二つのティースのうちの他方のティースに巻回されたコイル（１）を通り、さらに二つのティースのコアバック部を経由して一方のティースに巻回されたコイル（１）へと帰ってくる磁気閉回路において、二つのティースに巻回されたコイル（１）が同相である場合の磁気閉回路の磁気抵抗は、二つのティースに巻回されたコイル（１）が異相である場合の磁気閉回路の磁気抵抗より小さい。

Description

本開示は、デルタ結線を有する永久磁石同期モータに関する。

近年、様々な用途にトルク脈動の小さいモータが要求されている。例えば産業用のサーボモータ、エレベータ用巻き上げ機、又は車両用の電動パワーステアリング等にトルク脈動の小さいモータが要求されている。一般に、３相電源により駆動されるモータの結線にはスター結線とデルタ結線とのいずれかが選択されるが、端子電圧を低くするためにはデルタ結線が有利である。特許文献１は、デルタ結線を有する永久磁石モータに関する技術を開示している。

デルタ結線を有する永久磁石モータにおいては、デルタ結線を構成する回路に循環電流が発生する課題が存在する。循環電流はトルク脈動の原因となるため、循環電流をできるだけ低減すべきである。特許文献２は、デルタ結線に発生する循環電流を低減するために、永久磁石が作る磁束密度の空間高調波成分を低減する手段を回転子に設ける技術を開示している。

特開２００５－３４８５２２号公報 特開２００８－３０１６５２号公報

しかしながら、空間高調波成分を低減する手段を回転子に設ける場合、回転子の製造に制約が生じるし、また例えばスキュー等の空間高調波成分低減手段を回転子に設ける場合、高調波だけでなく基本波も低減されるので、モータの平均トルクが減少する課題がある。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、平均トルクをなるべく減らすことなく、デルタ結線に発生する循環電流を低減し、循環電流に起因するトルク脈動を低減することができる永久磁石同期モータ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、本開示に係る永久磁石同期モータは、固定子と、固定子に角度的に等間隔に配置された複数のティースと、複数のティースの各々に集中巻きで巻回されたコイルとを有し、各コイルが三相のデルタ結線を構成する永久磁石同期モータである。複数のティースに含まれるある隣接する二つのティースのうちの一方のティースに巻回されたコイルから発生した磁束が二つのティースの先端部を経由して二つのティースのうちの他方のティースに巻回されたコイルを通り、さらに二つのティースのコアバック部を経由して一方のティースに巻回されたコイルへと帰ってくる磁気閉回路において、二つのティースに巻回されたコイルが同相である場合の磁気閉回路の磁気抵抗は、二つのティースに巻回されたコイルが異相である場合の磁気閉回路の磁気抵抗より小さく、極数がスロット数より小さい。

本開示に係る永久磁石同期モータは、平均トルクをなるべく減らすことなく、デルタ結線に発生する循環電流を低減し、循環電流に起因するトルク脈動を低減することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る永久磁石同期モータの構成を示す概略図 実施の形態１に係る永久磁石同期モータの断面図 実施の形態１に係る永久磁石同期モータが有するコイルの結線を示す第１の図 実施の形態１に係る永久磁石同期モータが有するコイルの結線を示す第２の図 実施の形態１に係る永久磁石同期モータの固定子のティースを示す概略図 実施の形態１に係る永久磁石同期モータの一例における固定子のティースの要部を示す断面図 実施の形態１に係る永久磁石同期モータの別の例における固定子のティースの要部を示す断面図 実施の形態１に係る永久磁石同期モータの更に別の例における固定子のティースの要部を示す断面図 実施の形態２に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す断面図 実施の形態３に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す断面図 実施の形態４に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す断面図 実施の形態５に係る永久磁石同期モータの一例における固定子のティースの要部を示す断面図 実施の形態５に係る永久磁石同期モータの別の一例における固定子のティースの要部を示す断面図 実施の形態５に係る永久磁石同期モータの別の一例における固定子のティースの要部を示す断面図 実施の形態６に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す断面図 実施の形態７に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す断面図 実施の形態８に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す立体図 テーパーティース構造を有する永久磁石同期モータに適用された固定子ティースの要部を示す断面図

以下に、実施の形態に係る永久磁石同期モータ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に係る永久磁石同期モータ５０の構成を示す概略図である。永久磁石同期モータ５０は、固定子８と回転子９とを有する。固定子８は、固定子鉄心２と、固定子鉄心２に集中的に巻き回されたコイル１とを有し、フレーム６に焼き嵌め又は圧入等の方法で固定されている。固定子鉄心２の一部は、ティースである。永久磁石同期モータ５０は、固定子８に角度的に等間隔に配置された複数のティースを有する。コイル１は、複数のティースの各々に集中巻きで巻回されている。永久磁石同期モータ５０は、各コイル１が三相のデルタ結線を構成する永久磁石同期モータである。回転子９は、回転子鉄心３と永久磁石４とを有し、シャフト７に固定されている。シャフト７には、回転角度を検出するための回転センサ５が設けられている。回転センサ５は、例えばレゾルバでもよいし、磁石とホール素子とで構成される構成要素であってもよい。

図２は、実施の形態１に係る永久磁石同期モータ５０の断面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿って実施の形態１に係る永久磁石同期モータ５０を切断した場合の面を模式的に示している。以下の各実施の形態における図において、図１の符号と同一の符号は図１の符号が示す構成要素と同一又は相当の構成要素を示す。上述のように、コイル１は、固定子鉄心２のティース２Ｔに集中的に巻き回されている。コイル１がティース２Ｔへ巻き回されている方式は、いわゆる「集中巻」の方式である。ティース２Ｔは、１２本存在し、機械角で等間隔に配置されている。１２本のティース２Ｔは、複数のティースの例である。永久磁石同期モータ５０は、永久磁石４が回転子鉄心３の周りに計１０個配置されていて、コイル１が固定子８の周方向に１２個配置されている、１０極１２スロットのモータである。１０個の永久磁石４は、回転子９の半径方向に着磁されている。ある永久磁石４の着磁の方向は、当該ある永久磁石４と隣り合う永久磁石４の着磁の方向と逆である。

永久磁石同期モータ５０は、３相のコイル１を有する。３相の各々は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のいずれかである。

引き出し線が付加されていない符号Ｕ１＋、符号Ｕ１－、符号Ｕ２＋、符号Ｕ２－、符号Ｖ１＋、符号Ｖ１－、符号Ｖ２＋、符号Ｖ２－、符号Ｗ１＋、符号Ｗ１－、符号Ｗ２＋及び符号Ｗ２－の各々は、コイル１を示している。電流が流れた場合に発生する起磁力の向きが異なるコイルを区別するため、＋又は－が付与されている。例えば、Ｕ１＋とＵ１－とは同相で隣り合うコイル１であるが、Ｕ１＋とＵ１－との二つのコイル１の巻き方向を逆にすること、又は渡り線の接続を工夫して当該二つのコイル１に流れる電流の向きを逆にすることにより、Ｕ１＋の起磁力の向きはＵ１－の起磁力の向きと逆になっている。実施の形態１では、コイル１は、Ｕ１＋、Ｕ１－、Ｗ１－、Ｗ１＋、Ｖ１＋、Ｖ１－、Ｕ２－、Ｕ２＋、Ｗ２＋、Ｗ２－、Ｖ２－、Ｖ２＋の順に配置されている。これらのコイル１が接続されて、３相の永久磁石同期モータ５０が構成される。

図３は、実施の形態１に係る永久磁石同期モータ５０が有するコイル１の結線を示す第１の図である。図３においては、Ｕ相のコイル１であるＵ１＋、Ｕ１－、Ｕ２＋及びＵ２－が直列に接続されており、他の２相についてもコイル１は同様に接続されている。図３は、各相のコイル１が環状になるように接続された、いわゆるデルタ結線を示している。デルタ結線では、スター結線と異なり、循環電流が発生する。循環電流は、図３の中央部に黒の曲線状の矢印で示されているように、３相のコイル１を循環するように流れる電流である。循環電流のＵ相電流１０をＩｕ、Ｖ相電流１１をＩｖ、Ｗ相電流１２をＩｗとすると、Ｉｕ＝Ｉｖ＝Ｉｗとなる。別の接続方法としては、図４に示される方法がある。図４は、実施の形態１に係る永久磁石同期モータ５０が有するコイル１の結線を示す第２の図である。Ｕ１＋とＵ１－とが直列に接続され、Ｕ２＋とＵ２－とが直列に接続されているが、「Ｕ１＋及びＵ１－」と「Ｕ２＋及びＵ２－」とは並列に接続されている。この場合においても、図３の場合と同様に、図４の中央部に黒の曲線状の矢印で示されているように、循環電流が発生する。

次に、循環電流が発生するメカニズムについて詳細に説明する。デルタ結線の各相に流れる電流をｉ_ｕ，ｉ_ｖ，ｉ_ｗとすると、ｉ_ｕは下記の式（１）で表すことができ、ｉ_ｖは下記の式（２）で表すことができ、ｉ_ｗは下記の式（３）で表すことができる。

ｉ_ｕ１，ｉ_ｖ１，ｉ_ｗ１は、各相の電流基本波成分であり、電気角で１２０度ずつ位相差を持つように与えられる。ｉ_ｃｙｃは、循環電流であって、一般的には基本波の３ｎ倍の次数を持つ高調波であり、位相も含め３相で等しい値となる。ｎは、１以上の整数である。各々の相における電圧方程式は、下記の式（４）となる。

Ｖ_ｕ，Ｖ_ｖ，Ｖ_ｗは各相の端子間電圧であり、Ｅ_ｕ，Ｅ_ｖ，Ｅ_ｗは各相の無負荷誘起電圧であり、Ｒは各相の抵抗であり、Ｌ_ｕ，Ｌ_ｖ，Ｌ_ｗは各相の自己インダクタンスであり、Ｍ_ｕｖ，Ｍ_ｖｗ，Ｍ_ｗｕは各々ｕ－ｖ間、ｖ－ｗ間、ｗ－ｕ間の相互インダクタンスである。ｐは、時間微分の演算子である。

端子間電圧、電流及び無負荷誘起電圧の各々は、基本波及び高調波の成分を含んでおり、基本波の成分と高調波の成分とを分離することができる。式（４）の電圧方程式から高調波成分だけを分離すると、下記の式（５）が得られる。

Ｖ_ｕｈ，Ｖ_ｖｈ，Ｖ_ｗｈは各相の端子間電圧の高調波成分であり、Ｅ_ｕｈ，Ｅ_ｖｈ，Ｅ_ｗｈは各相の無負荷誘起電圧の高調波成分である。

デルタ結線では３相が環状に連結されるため、デルタ結線には、端子間電圧の和が常に０になるという特徴がある。すなわち、下記の式（６）が成り立つ。

式（６）の関係は基本波についても高調波についても成立し、下記の式（７）が成り立つ。

式（５）から、各相の端子間電圧の和を計算すると、下記の式（８）が得られる。

ｌ_ａは、漏れインダクタンスである。式（８）を得るために、下記の式（９）の関係式が用いられる。

Ｅ_ｕｈ，Ｅ_ｖｈ，Ｅ_ｗｈは各々１２０度ずつの位相差を持つため、これらの和は３の倍数の次数のみが０でない値を持つ。すなわち、下記の式（１０）が得られる。

ｎは１以上の整数であり、Ｅ_３ｎは無負荷誘起電圧の３ｎ次の高調波成分の振幅であり、α_３ｎは無負荷誘起電圧の３ｎ次の高調波成分の位相であり、ωは電気角の角速度である。以上より、式（８）は下記の式（１１）のように整理することができる。

式（１１）の微分方程式を解くことで、循環電流の大きさは下記の式（１２）のように求められる。

一般に、モータの回転数がある程度大きい場合、Ｒに比べてωｌ_ａの方が大きくなるため、循環電流の大きさを下記の式（１３）の通りに近似することができる。

以上のことから、循環電流を小さくするためには、誘起電圧の３ｎ次高調波であるＥ_３ｎを小さくするか、又は漏れインダクタンスであるｌ_ａを大きくすれば良いことが分かる。

漏れインダクタンスを大きくする最も単純な方法は、コイルの巻数を増やすことである。しかし、例えば巻数をｒ倍に増やすと漏れインダクタンスはｒ^２倍になるが、同時に無負荷誘起電圧もｒ倍に増えてしまう。結果的として循環電流は約１／ｒ倍に減るが、トルク脈動の大きさが誘起電圧と循環電流との積によって決まるため、トルク脈動の大きさは変わらない。

本開示は、誘起電圧の大きさを変えずに漏れインダクタンスを大きくすることを目的としている。以下で、漏れインダクタンスを大きくすることができるような固定子における磁気回路の構造について説明する。漏れインダクタンスとは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のいずれかの相のコイルから発生した磁束のうち、当該磁束が発生したコイルの相と異なる相のコイルと鎖交せずに元のコイルに帰ってくる磁束に由来して発生するインダクタンスを意味する。したがって、漏れインダクタンスを大きくするためには、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のいずれかの相のコイルから発生した磁束のうち、異なる相のコイルに鎖交する磁束を減らし、異なる相のコイルと鎖交せずに元のコイルに帰ってくる磁束を増やすことが望ましい。

Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のいずれかの相のコイルから発生した磁束のうち、異なる相のコイルに鎖交する磁束を減らし、異なる相のコイルと鎖交せずに元のコイルに帰ってくる磁束を増やすことを、図５を用いて説明する。図５は、実施の形態１に係る永久磁石同期モータ５０の固定子８のティースを示す概略図である。図５は、理解を容易にするため、１２本のティースを展開して直線状に並べた様子を示している。各々のティースにはコイルが巻回され、コイルの相は、左から順にＵ＋，Ｕ－，Ｗ－，Ｗ＋，Ｖ＋，Ｖ－，Ｕ－，Ｕ＋，Ｗ＋，Ｗ－，Ｖ－，Ｖ＋となっている。このうち、左から２番目のティース２１に注目すると、ティース２１に巻回されたコイルから発生した磁束には、ギャップを横切ってロータと相互作用する成分の他に、ティース２１の先端部から隣接するティースの先端部へと進行し、隣接するティースに巻回されたコイルに鎖交し、コアバック部を通って元のティース２１に帰ってくる成分が存在する。

ティース２１については、隣接する同相のティース２２を通る磁気閉回路１３を通る磁束と、隣接する異相のティース２３を通る磁気閉回路１４を通る磁束とが存在するが、磁気閉回路１４がＵ相の自己インダクタンスＬ_ｕとＵ相Ｗ相間の相互インダクタンスＭ_ｕｗとの両方に寄与するのに対し、磁気閉回路１３はＵ相の自己インダクタンスＬ_ｕにのみ寄与する。したがって、磁気閉回路１３を通る磁束を増やし、磁気閉回路１４を通る磁束を減らすことによって、漏れインダクタンスを大きくすることができる。

すなわち、複数のティースに含まれるある隣接する二つのティースのうちの一方のティースに巻回されたコイルから発生した磁束が二つのティースの先端部を経由して二つのティースのうちの他方のティースに巻回されたコイルを通り、さらに二つのティースのコアバック部を経由して一方のティースである元のティースに巻回されたコイルへと帰ってくる磁気閉回路において、当該隣接する二つのティースに巻回されたコイルが同相である場合の磁気閉回路の磁気抵抗が、当該隣接する二つのティースに巻回されたコイルが異相である場合の磁気閉回路の磁気抵抗より小さくなるようにすることによって、漏れインダクタンスの大きさを大きくすることができ、結果として、循環電流の大きさと、循環電流に起因して発生するトルク脈動の大きさとを低減することができる。以下では、隣接する二つのティースに巻回されたコイルが同相である場合の磁気回路の磁気抵抗は「同相間の磁気抵抗」と記載され、隣接する二つのティースに巻回されたコイルが異相である場合の磁気回路の磁気抵抗は「異相間の磁気抵抗」と記載される。

次に、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくするような、具体的な永久磁石同期モータ５０の構造について説明する。

図６は、実施の形態１に係る永久磁石同期モータ５０の一例における固定子のティースの要部を示す断面図である。図６は、説明を簡単にするために、ティースのみが直線状に展開された状態で描かれている。図６では、連続する三つのティース２２，２１，２３のみが描かれている。図６ではコイルは省略されているが、中央のティース２１にはＵ相のコイルが巻回されており、ティース２１と隣接する一方のティース２２にはＵ相のコイルが巻回されており、ティース２１と隣接する他方のティース２３にはＷ相のコイルが巻回されている。三つのティース２１，２２，２３における相の組み合わせをＵとＷとの組としたことは一例であり、当該組み合わせを、ＵとＶとの組み合わせ、又はＶとＷとの組み合わせに置き換えても問題は無い。重要なことは、隣接するティース２１とティース２２とが同相であって、かつティース２１とティース２３とが異相であるということである。

ティース２１を、回転子から離れた側で隣接するティース２２，２３と接続されるコアバック部２１１と、コアバック部２１１から径方向に回転子に向かって伸びるストレート部２１２と、ストレート部２１２の回転子の側の先端で周方向に同相側に伸びるつば部２１３ａと、ストレート部２１２の回転子の側の先端で周方向に異相側に伸びるつば部２１３ｂとに分離して考えることができる。ただし、コアバック部２１１、ストレート部２１２、つば部２１３ａ及びつば部２１３ｂはあくまでティース２１の形状の特徴を表現するための呼称であり、実態としてティース２１におけるコアバック部２１１、ストレート部２１２及びつば部２１３ａ，２１３ｂが別々の部品である必要はない。ティース２１は、コアバック部２１１、ストレート部２１２及びつば部２１３ａ，２１３ｂが一つにつながった一体の部品として構成されていてもよいし、コアバック部２１１、ストレート部２１２及びつば部２１３ａ，２１３ｂに実際に分割される構成を有していてもよい。

同相側のつば部の周方向の長さ３１ａは、異相側のつば部の周方向の長さ３１ｂに比べて長い。つまり、複数のティースのうちのあるティースの回転子の側の先端部から当該あるティースに隣接する同相のティースへ向かって周方向に伸びるつば部の周方向の長さは、当該先端部から当該あるティースに隣接する異相のティースへ向かって周方向に伸びるつば部の周方向の長さより長くてもよい。当該あるティースは、複数のティースのうちの任意のティースである。このようにすることで、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。

図７は、実施の形態１に係る永久磁石同期モータ５０の別の例における固定子のティースの要部を示す断面図である。図７の形態では、ティース２１のストレート部２１２の先端において、隣接する同相のティース２２に面する側には周方向に突出したつば部２１３ａが設けられているが、隣接する異相のティース２３に面する側には切り欠き部３１ｃが形成されている。このようにすることでも、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。切り欠き部３１ｃは、図６における異相側のつば部の周方向の長さ３１ｂが負の値を持つ場合であると解釈することもできる。

図８は、実施の形態１に係る永久磁石同期モータ５０の更に別の例における固定子のティースの要部を示す断面図である。ティース２１について、同相側においては、つば部３１ｄが隣接するティース２２のつば部３２ｅと連結されており、すなわち閉スロットが形成されているのに対し、異相側においては、つば部３１ｅと隣接するティース２３のつば部３３ｄとの間にギャップが存在し、すなわち開スロットが形成されている。このようにすることでも、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。

上述の通り、実施の形態１では、複数のティースに含まれるある隣接する二つのティースのうちの一方のティースに巻回されたコイルから発生した磁束が二つのティースの先端部を経由して二つのティースのうちの他方のティースに巻回されたコイルを通り、さらに二つのティースのコアバック部を経由して一方のティースである元のティースに巻回されたコイルへと帰ってくる磁気閉回路において、当該隣接する二つのティースに巻回されたコイルが同相である場合の磁気閉回路の磁気抵抗は、当該隣接する二つのティースに巻回されたコイルが異相である場合の磁気閉回路の磁気抵抗より小さい。したがって、実施の形態１に係る永久磁石同期モータ５０は、平均トルクをなるべく減らすことなく、デルタ結線に発生する循環電流を低減し、循環電流に起因するトルク脈動を低減することができる。

実施の形態１において示された例には、ティースの体積に関して、もう一つの共通する特徴がある。図６に示されるように、ティース２１，２２，２３のストレート部の周方向の幅を２等分する線をティース中央線４０と定義し、隣接する二つのティースの各々のティース中央線４０を周方向の角度的に２等分する線をティース境界線４５と定義する。隣接する二つのティース境界線４５に挟まれた範囲における、コアバック部、ストレート部及びつば部の合計の体積が、１本のティースの体積であると解釈することができる。実施の形態１における例ではいずれも、ある一つのティースに隣接する二つのティースの一方が同相で他方が異相である場合、当該一つのティースの体積をティース中央線４０で分断することを考えたとき、当該一つのティースの体積のうち、ティース中央線４０より隣接する同相のティースに近い側に含まれる体積は、ティース中央線４０より隣接する異相のティースに近い側に含まれる体積より大きいという特徴がある。

つまり、複数のティースのうちのあるティースに隣接する二つのティースのうちの一方は当該あるティースと同相であって当該あるティースに隣接する二つのティースのうちの他方は当該あるティースと異相である場合、当該あるティースの体積のうち、ティース中央線４０より隣接する同相のティースに近い側に含まれる体積は、ティース中央線４０より隣接する異相のティースに近い側に含まれる体積より大きい。具体的には、図６の例では、ティース２１の体積のうちのティース中央線４０より隣接する同相のティース２２に近い側に含まれる体積は、ティース２１の体積のうちのティース中央線４０より隣接する異相のティース２３に近い側に含まれる体積より大きい。

実施の形態２．
実施の形態１で示された例ではいずれも、隣接するティースの向かい合った各々のつば部の間の距離、すなわちスロット開口幅が、同相側と異相側とで異なる。本開示の主たる目的は、循環電流を低減し、循環電流に起因して発生するトルク脈動を低減することであるが、スロット開口幅の大きさが場所により異なると、磁気的構造の回転対称性の破れが生じることにより、例えば無負荷時のコギングトルクが増大すること、又は負荷時の電磁加振力が増大すること等のデメリットが生じる恐れがある。

実施の形態２では、複数のティースにおける全ての隣接するティースの間のスロット開口幅は等しい。実施の形態２においては、スロット開口幅が、同相側と異相側とで等しくなるようにしつつも実施の形態１で説明された効果と同様の効果が得られる形態を説明する。言い換えると、全てのティースのうちどの隣接する二つのティースの間においても、スロット開口幅を等しくしつつ、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることによって、循環電流を低減し、循環電流に起因して発生するトルク脈動を低減することができる形態を説明する。

図９は、実施の形態２に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す断面図である。ティース２１について、周方向に突出したつば部のうち、ストレート部から最も離れた先端部における同相側の径方向の高さ３１ｆは先端部における異相側の径方向の高さ３１ｇより高く、根元部における同相側の径方向の高さ３１ｈは根元部における異相側の径方向の高さ３１ｊより高い。更に言うと、先端部における同相側の径方向の高さ３１ｆは根元部における異相側の径方向の高さ３１ｊより高い。つまり、実施の形態２では、複数のティースのうちのあるティースの回転子の側の先端部から当該あるティースに隣接する同相のティースへ向かって周方向に伸びるつば部の径方向の高さは、当該先端部から当該あるティースに隣接する異相のティースへ向かって周方向に伸びるつば部の径方向の高さより高い。当該あるティースは、複数のティースのうちの任意のティースである。根元部は、ストレート部とつば部との境界である。このようにすることでも、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。

図９ではつば部の先端部における高さと根元部における高さとの双方で同相側が異相側より高い例が示されたが、類似の実施例として、つば部の先端部における高さについては同相側が異相側より高くなるようにしつつ、つば部の根元部における高さは同相側と異相側とで等しくなるようにしても、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。つば部の根元部における高さについては同相側が異相側より高くなるようにしつつ、つば部の先端部における高さについては同相側と異相側とで等しくなるようにしても、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す断面図である。ティース２１のコアバック部２１１において、同相のティース２２に隣接する側の径方向の厚さ３４ａは、異相のティース２３に隣接する側の径方向の厚さ３４ｂより厚い。つまり、実施の形態３では、複数のティースのうちのあるティースと当該あるティースに隣接する同相のティースとの間のコアバック部の径方向の厚さは、当該あるティースと当該あるティースに隣接する異相のティースとの間のコアバック部の径方向の厚さより厚い。当該あるティースは、複数のティースのうちの任意のティースである。このようにすることでも、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。

実施の形態４．
異相側の磁気閉回路の一部に、磁気抵抗増大部を設けることによっても、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。実施の形態４から６においては、磁気抵抗増大部を設けることにより同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくする例を、順に説明する。

図１１は、実施の形態４に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す断面図である。ティース２１のコアバック部２１１と、ティース２１に隣接する異相のティース２３のコアバック部２３１との間に、磁気抵抗増大部であるスペーサ４１が挟まっている。コアバック部２１１と、ティース２１と隣接する同相のティース２２のコアバック部２２１との間にはスペーサは存在せず、コアバック部２１１とコアバック部２２１とは直接接している。コアバック部２１１の周方向の長さは、スペーサ４１の周方向の長さの分だけ減少している。スペーサ４１は、非磁性材又は固定子コアより磁気抵抗の高い部材で構成される。スペーサ４１は、例えばプラスチック、樹脂又は磁性ペースト等を用いることで構成される。つまり、実施の形態４に係る永久磁石同期モータは、複数のティースのうちのあるティースのコアバック部と当該あるティースに隣接する異相のティースのコアバック部との間に挿入されていて、複数のティースの各々の材料より透磁率が低いスペーサを有する。このようにすることでも、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。

実施の形態４の類似の例として、あるティースのコアバック部と当該あるティースに隣接する異相のティースのコアバック部との間だけでなく、当該あるティースのコアバック部と当該あるティースに隣接する同相のティースのコアバック部との間にもスペーサが挟まれ、同相側のスペーサの周方向の長さが異相側のスペーサの周方向の長さより小さい構成が採用されてもよい。

実施の形態５．
図１２は、実施の形態５に係る永久磁石同期モータの一例における固定子のティースの要部を示す断面図である。ティース２１，２２，２３の回転子の側の先端部において溝部４２が形成されている。ティース２１の溝部４２の重心は、ティース２１のストレート部２１２の周方向の中央に位置するティース中央線４０より、ティース２１と隣接する異相のティース２３に近い側に配置される。ティース２２，２３の溝部４２の重心も、ストレート部２２２，２３２の周方向の中央に位置するティース中央線４０より、隣接する異相のティースに近い側に配置される。つまり、実施の形態５では、複数のティースの各々には溝部４２が形成されており、溝部４２の重心は、溝部４２が形成されているあるティースのストレート部の周方向の幅の中央に位置するティース中央線４０より、当該あるティースに隣接する異相のティースに近い側に位置する。当該あるティースは、複数のティースのうちの任意のティースである。このようにすることでも、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。

図１２では溝部４２がストレート部とつば部との境界と重なる場所に位置する例が示されているが、溝部４２の重心がティース中央線４０より隣接する異相のティースに近い側に位置していれば、溝部４２はストレート部に位置しても、つば部に位置しても構わない。図１２では溝部４２がティース２１，２２，２３の先端の回転子の側に開口を持つ例が示されているが、溝部４２の開口はコイルスロット側を向いていても構わないし、溝部４２は開口を持たない孔部に置き換えられてもよい。

図１３は、実施の形態５に係る永久磁石同期モータの別の一例における固定子のティースの要部を示す断面図である。溝部４２は、ティース２１，２２，２３のコアバック部２１１，２２１，２３１のコイルスロットに面した側に形成されている。溝部４２の重心は、ストレート部の周方向の中央に位置するティース中央線４０より、隣接する異相のティースに近い側に位置する。具体的には、ティース２１に形成されている溝部４２の重心は、ストレート部２１２の周方向の中央に位置するティース中央線４０より、ティース２１と隣接する異相のティース２３に近い側に位置する。このようにすることでも、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。溝部４２がコアバック部２１１，２２１，２３１のコイルスロットに面した側に形成されていることの副次的な効果として、溝部４２を巻線領域として活用することができるという効果がある。

図１４は、実施の形態５に係る永久磁石同期モータの別の一例における固定子のティースの要部を示す断面図である。溝部４２は、ティース２１，２２，２３のコアバック部２１１，２２１，２３１の外周側に形成されている。溝部４２の重心は、ストレート部の周方向の中央に位置するティース中央線４０より、隣接する異相のティースに近い側に配置される。具体的には、ティース２１に形成されている溝部４２の重心は、ストレート部２１２の周方向の中央に位置するティース中央線４０より、ティース２１と隣接する異相のティース２３に近い側に配置される。このようにすることでも、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。溝部４２がコアバック部２１１，２２１，２３１の外周側に形成されていることの副次的な効果として、ティース２１，２２，２３の部材である電磁鋼板の積層時、又はティース２１，２２，２３のフレームへの挿入時等の組立工程において、溝部４２を位置決め用又は固定用の溝として利用することができるという効果がある。

図１３及び図１４の例において、溝部４２ではなく開口を持たない孔部がコアバック部２１１，２２１，２３１に形成されても、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。

実施の形態６．
図１５は、実施の形態６に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す断面図である。ティース２１には、かしめが施されている。かしめ部４４は、ティース中央線４０からティース２１と隣接する同相のティース２２に近い側に位置するものもあるし、ティース２１と隣接する異相のティース２３に近い側に位置するものもあるし、ティース中央線４０の上に位置するものもある。ティース２１の全体では、全てのかしめ部４４の総面積のうちの、ティース中央線４０からティース２１と隣接する同相のティース２２に近い側に位置する部分の面積より、ティース２１と隣接する異相のティース２３に近い側に位置する部分の面積の方が広くなっている。つまり、実施の形態６では、複数のティースのうちのあるティースは、一つ以上のかしめ部４４を有し、当該あるティースのストレート部の周方向の幅の中央に位置するティース中央線４０より当該あるティースに隣接する異相のティースに近い側に含まれるかしめ部４４の総面積は、当該あるティースのティース中央線４０より当該あるティースに隣接する同相のティースに近い側に含まれるかしめ部４４の総面積より大きい。当該あるティースは、複数のティースのうちの任意のティースである。このようにすることでも、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。

実施の形態７．
図１６は、実施の形態７に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す断面図である。実施の形態７では、隣接する同相のティース２１とティース２２との間の、つば部の間に、追加磁性部材４３が配置される。追加磁性部材４３の形状は、円柱状又は角柱状のような、モータの回転軸方向に伸長した形状である。追加磁性部材４３は、一体の磁性体で構成された棒状の部材であってもよいし、軸方向に積層された積層鋼板であってもよい。いずれにしても、実施の形態７に係る永久磁石同期モータは、複数のティースのうちのあるティースのつば部と、当該あるティースに隣接する同相のティースのつば部との間の空間に位置する追加磁性部材４３を有する。当該あるティースは、複数のティースのうちの任意のティースである。このようにすることで、追加磁性部材４３を介してティース２１のつば部からティース２１と隣接する同相のティース２２のつば部へと磁束を通しやすい磁気閉回路が形成され、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。有効な磁気閉回路を形成するためには、追加磁性部材４３の重心の位置は、隣接する同相のティース２１及びティース２２の各々の、隣接する同相のティースに面した側のつば部の根元の径方向コイル側の端部３３１同士を結ぶ直線４３１と、つば部の根元の径方向回転子側の端部３３２同士を結ぶ直線４３２との間に存在することが望ましい。

実施の形態８．
図１７は、実施の形態８に係る永久磁石同期モータの固定子のティースの要部を示す立体図である。図１７は、一つのティースを形成する二つの電磁鋼板が積層された状態を模式的に示している。図示されてはいないが、図１７のティースには、図１７のＡの方向において同相のティースが隣接しており、図１７のＢの方向において異相のティースが隣接している。ティースは、回転軸方向の上側と下側との２つの段に分かれており、上段と下段とではティースのつば部の形状が異なっている。上段では、同相側のつば部の周方向の長さ３１１ａは、異相側のつば部の周方向の長さ３１１ｂに比べて長い。下段では、同相側のつば部の周方向の長さ３１２ａは、異相側のつば部の周方向の長さ３１２ｂと等しい。このようにすることでも、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。

スキューが設けられたことにより、コギングトルク及び電磁加振力を小さくする効果を期待することができる。図１７では２段スキューの上段においてつば部の周方向の長さが同相側と異相側とで異なる例が示されたが、ティースが実施の形態２から６で説明された特徴を持つことによって、実施の形態２から６で得られる効果と同様の効果が得られる。図１７ではスキューが２段スキューであるティースが示されたが、ティースは、３段以上のスキューを有していて３段以上のスキューの１段又は２段以上において、同相間の磁気抵抗が異相間の磁気抵抗より小さくなる特徴を有していてもよい。スキューはティースの形状が連続的に変化する連続スキューであって、ティースは、回転軸方向の少なくとも一部の区間において、同相間の磁気抵抗が異相間の磁気抵抗より小さくなる特徴を有していてもよい。上記の連続スキューは、斜めスキューである。

すなわち、複数のティースのうちのあるティースは、回転軸方向の位置によって連続的又は不連続的に異なるスキュー構造を有してもよい。当該あるティースは、複数のティースのうちの任意のティースである。その場合、回転軸方向の少なくとも一部の範囲において、複数のティースのうちの当該あるティースを含む隣接する二つのティースに巻回されたコイルが同相である場合の磁気閉回路の磁気抵抗は、二つのティースに巻回されたコイルが異相である場合の磁気閉回路の磁気抵抗より小さい。

実施の形態１から実施の形態８までに示された個々の例については、二つ又は三つ以上の要素を容易に組み合わせて実施することが可能である。

実施の形態１において、一つのティースをティース中央線４０で分断した場合、ティース中央線４０より隣接する同相のティースに近い側に含まれる体積は、ティース中央線４０より隣接する異相のティースに近い側に含まれる体積より大きいという、共通する特徴があることが説明された。以下では、ティース中央線４０より隣接する同相のティースに近い側に含まれる体積がティース中央線４０より隣接する異相のティースに近い側に含まれる体積より大きいことは、「同相側の体積が異相側の体積より大きい」と記載される。実施の形態２から実施の形態５及び実施の形態８で説明されたいずれの例においても、上記の特徴が当てはまる。実施の形態６においても、かしめ部４４は、磁気閉回路を形成して磁束を通すという、ティースが本来持つ磁性導体としての役割を劣化させていることから、元のティースの体積のうち、かしめ部４４を無効と見做し、かしめ部４４を除いた部分の体積を有効なティースの体積であると見做せば、同相側の体積が異相側の体積より大きいという特徴が当てはまる。実施の形態７においても、追加磁性部材４３は、磁気閉回路を形成して磁束を通すという、ティースが本来持つ磁性導体としての役割と同じ役割を有する部品であることから、追加磁性部材４３の体積もティースの体積の一部であると見做せば、同相側の体積が異相側の体積より大きいという特徴が当てはまる。

実施の形態２においては、同相側と異相側とでスロット開口幅を等しくする場合の効果が説明された。実施の形態３から実施の形態７における各々の例についても、実施の形態２と同様に、隣接する二つのティースが同相であるか異相であるかに関係なく、スロット開口幅を全て等しくすることは容易に可能である。

モータの設計においてはしばしば、例えばティース部における磁気飽和の緩和又はコイルスロット領域における巻線占積率の向上等を目的に、ティースのストレート部の周方向の幅が径方向によって変化するテーパーティース構造が選択されることがある。テーパーティース構造を持つ永久磁石同期モータに本開示の特徴を適用することは可能である。図１８にその例を示す。図１８は、テーパーティース構造を有する永久磁石同期モータに適用された固定子のティースの要部を示す断面図である。ティース２１，２２，２３は、ストレート部の周方向の幅が外周側から内周側に向かうにつれて徐々に小さくなるテーパー形状を有している。同相側のつば部の周方向の長さ３１ａは、異相側のつば部の周方向の長さ３１ｂに比べて長い。このように、テーパーティース構造を有する永久磁石同期モータであっても、同相間の磁気抵抗を異相間の磁気抵抗より小さくすることができる。つば部の周方向の長さは、例えば、つば部の根元の外周側の端部からつば部の先端部までの、周方向の隔たりであると解釈される。ティース中央線４０は、ストレート部の、両隣のコイルスロットに面した境界線を、角度的に２分する線であると解釈される。

図１８により、実施の形態１で説明された、同相側と異相側とでつば部の周方向の長さを異なるものとする手段がテーパーティース構造の永久磁石同期モータに適用される例が示された。当然、実施の形態２から実施の形態８において説明された手段の各々を、又は実施の形態１から実施の形態８において説明された手段のうちの二つ以上の組み合わせを、テーパーティース構造に適用しても、実施の形態１で得られる効果と同様の効果が得られる。テーパーティース構造においても、同相側の体積が異相側の体積より大きいという共通する特徴は当てはまる。

上述の実施の形態の例はいずれも、回転子の外周の表面に永久磁石が貼付された表面磁石同期モータ（ＳＰＭＳＭ：Surface Permanent Magnet Synchronous Motor）を例に取って説明された。永久磁石が回転子内部に埋め込まれた埋込磁石同期モータ（ＩＰＭＳＭ：Interior Permanent Magnet Synchronous Motor）についても、上述の実施の形態で得られる効果と同様の効果が得られる。

これまでに説明された実施の形態の全ての例では、モータの極数は１０であり、スロット数は１２である。他の極数と他のスロット数との組み合わせについても考えてみる。例えば極数が８であってスロット数が１２である場合、１２本のティースに巻回されるコイルの相順は、Ｕ＋，Ｗ＋，Ｖ＋，Ｕ＋，Ｗ＋，Ｖ＋，Ｕ＋，Ｗ＋，Ｖ＋，Ｕ＋，Ｗ＋，Ｖ＋のようになり、どの隣接する二つのティースも異相となり、隣接する同相のティースが存在しないため、本開示を適用することができない。他方、例えば極数が８であってスロット数が９である場合、９本のティースに巻回されるコイルの相順は、Ｕ＋，Ｕ－，Ｕ＋，Ｗ＋，Ｗ－，Ｗ＋，Ｖ＋，Ｖ－，Ｖ＋となり、隣接する二つのティースが同相である箇所と異相である箇所との双方が存在するため、本開示を適用することが可能である。

一般に、集中巻きのモータにおいて、極数とスロット数との比が３ｍ±１：３ｍであって、ｍが２以上の整数である場合、固定子におけるコイルの相の並び順には、ｍ個の連続した同相のコイルが存在することが知られている。すなわち、隣接する二つのティースが同相である箇所と異相である箇所との双方が存在するため、極数とスロット数との比が３ｍ±１：３ｍであってｍが２以上の整数であるモータに本開示を適用することができる。

極数とスロット数との比が３ｍ±１：３ｍである場合だけに限らずとも、極数をＰとし、スロット数をＳとし、ｋを１以上の整数とした場合、一般に、Ｐ＝Ｓ－ｋであるときとＰ＝Ｓ＋ｋであるときとでは、固定子におけるコイルの相の並び順は逆順になるだけであることが知られている。その並び順において、隣接する二つのティースが同相である箇所と異相である箇所との双方が存在するならば、本開示を適用した場合、固定子の側の磁気閉回路という観点で、漏れインダクタンスを大きくする効果について、Ｐ＝Ｓ－ｋであるときとＰ＝Ｓ＋ｋであるときとで大きな違いは無いと言える。しかしながら、式（１２）で示されたように、３ｎ次の次数を持つ循環電流の大きさは、誘起電圧の３ｎ次高調波の大きさと、デルタ結線の電気回路におけるインピーダンスとの比、すなわち下記の式（１４）で表される。

Ｅ_３ｎは、電気角速度ωに比例する。そのため、回転速度が十分高い場合、Ｒ≪３ｎωｌ_ａと見做せるため、循環電流の大きさはωにほとんど依存しないが、回転速度が遅く、３ｎωｌ_ａに対してＲの大きさが無視できない場合、循環電流の大きさはωと正の相関を持つ。機械的な回転速度が同じであれば、電気角速度ωは極数が大きい方が高くなる。そのため、Ｐ＝Ｓ－ｋである場合とＰ＝Ｓ＋ｋである場合とを比べれば、極数が少ないＰ＝Ｓ－ｋである場合の方が、言い換えれば極数がスロット数より少ない場合の方が、特に回転速度が低い場合において循環電流の大きさをより小さくすることができるため、より好適であると言える。

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、構成の一部を省略又は変更することも可能である。

１ コイル、２ 固定子鉄心、２Ｔ，２１，２２，２３ ティース、３ 回転子鉄心、４ 永久磁石、５ 回転センサ、６ フレーム、７ シャフト、８ 固定子、９ 回転子、１０ Ｕ相電流、１１ Ｖ相電流、１２ Ｗ相電流、１３，１４ 磁気閉回路、３１ｆ 先端部における同相側の径方向の高さ、３１ｇ 先端部における異相側の径方向の高さ、３１ｈ 根元部における同相側の径方向の高さ、３１ｊ 根元部における異相側の径方向の高さ、３４ａ 同相のティースに隣接する側の径方向の厚さ、３４ｂ 異相のティースに隣接する側の径方向の厚さ、３１ａ 同相側のつば部の周方向の長さ、３１ｂ 異相側のつば部の周方向の長さ、３１ｄ，３１ｅ，３２ｅ，３３ｄ，２１３ａ，２１３ｂ つば部、３１ｃ 切り欠き部、４０ ティース中央線、４１ スペーサ、４２ 溝部、４３ 追加磁性部材、４４ かしめ部、４５ ティース境界線、５０ 永久磁石同期モータ、２１１，２２１，２３１ コアバック部、２１２，２２２，２３２ ストレート部、３１１ａ，３１２ａ 同相側のつば部の周方向の長さ、３１１ｂ，３１２ｂ 異相側のつば部の周方向の長さ、３３１ つば部の根元の径方向コイル側の端部、３３２ つば部の根元の径方向回転子側の端部、４３１，４３２ 直線。

Claims (15)

1. 固定子と、
   前記固定子に角度的に等間隔に配置された複数のティースと、
   前記複数のティースの各々に集中巻きで巻回されたコイルとを備え、
   各前記コイルが三相のデルタ結線を構成する永久磁石同期モータであって、
   前記複数のティースに含まれるある隣接する二つのティースのうちの一方のティースに巻回されたコイルから発生した磁束が前記二つのティースの先端部を経由して前記二つのティースのうちの他方のティースに巻回されたコイルを通り、さらに前記二つのティースのコアバック部を経由して前記一方のティースに巻回された前記コイルへと帰ってくる磁気閉回路において、
   前記二つのティースに巻回されたコイルが同相である場合の前記磁気閉回路の磁気抵抗は、前記二つのティースに巻回されたコイルが異相である場合の前記磁気閉回路の磁気抵抗より小さく、
   極数がスロット数より小さい
   ことを特徴とする永久磁石同期モータ。
2. 固定子と、
   前記固定子に角度的に等間隔に配置された複数のティースと、
   前記複数のティースの各々に集中巻きで巻回されたコイルとを備え、
   各前記コイルが三相のデルタ結線を構成する永久磁石同期モータであって、
   前記複数のティースのうちのあるティースの回転子の側の先端部から前記あるティースに隣接する同相のティースへ向かって周方向に伸びるつば部の径方向の高さは、前記先端部から前記あるティースに隣接する異相のティースへ向かって周方向に伸びるつば部の径方向の高さより高く、
   前記あるティースは、前記複数のティースのうちの任意のティースである
   ことを特徴とする永久磁石同期モータ。
3. 固定子と、
   前記固定子に角度的に等間隔に配置された複数のティースと、
   前記複数のティースの各々に集中巻きで巻回されたコイルとを備え、
   各前記コイルが三相のデルタ結線を構成する永久磁石同期モータであって、
   前記複数のティースのうちのあるティースと前記あるティースに隣接する同相のティースとの間のコアバック部の径方向の厚さは、前記あるティースと前記あるティースに隣接する異相のティースとの間のコアバック部の径方向の厚さより厚く、
   前記あるティースは、前記複数のティースのうちの任意のティースである
   ことを特徴とする永久磁石同期モータ。
4. 固定子と、
   前記固定子に角度的に等間隔に配置された複数のティースと、
   前記複数のティースの各々に集中巻きで巻回されたコイルとを備え、
   各前記コイルが三相のデルタ結線を構成する永久磁石同期モータであって、
   前記複数のティースのうちのあるティースは、一つ以上のかしめ部を有し、
   前記あるティースのストレート部の周方向の幅の中央に位置するティース中央線より前記あるティースに隣接する異相のティースに近い側に含まれる前記かしめ部の総面積は、前記あるティースの前記ティース中央線より前記あるティースに隣接する同相のティースに近い側に含まれる前記かしめ部の総面積より大きく、
   前記あるティースは、前記複数のティースのうちの任意のティースである
   ことを特徴とする永久磁石同期モータ。
5. 固定子と、
   前記固定子に角度的に等間隔に配置された複数のティースと、
   前記複数のティースの各々に集中巻きで巻回されたコイルとを備え、
   各前記コイルが三相のデルタ結線を構成する永久磁石同期モータであって、
   前記ティースは、前記複数のティースのうちのあるティースの回転子の側の先端部から前記あるティースに隣接する同相のティースへ向かって周方向に伸びるつば部および前記先端部の前記あるティースに隣接する異相のティースの側に切り欠き部を有し、
   前記あるティースは、前記複数のティースのうちの任意のティースである
   ことを特徴とする永久磁石同期モータ。
6. 固定子と、
   前記固定子に角度的に等間隔に配置された複数のティースと、
   前記複数のティースの各々に集中巻きで巻回されたコイルとを備え、
   各前記コイルが三相のデルタ結線を構成する永久磁石同期モータであって、
   前記複数のティースのうちのあるティースの回転子の側の先端部から前記あるティースに隣接する同相のティースへ向かって周方向に伸びるつば部は、同相側の隣接する前記ティースのつば部と連結し、
   前記先端部から前記あるティースに隣接する異相のティースへ向かって周方向に伸びるつば部は、隣接する前記異相のティースのつば部との間にギャップを有し、
   前記あるティースは、前記複数のティースのうちの任意のティースである
   ことを特徴とする永久磁石同期モータ。
7. 前記複数のティースのうちのあるティースに隣接する二つのティースのうちの一方は前記あるティースと同相であって前記あるティースに隣接する二つのティースのうちの他方は前記あるティースと異相であって、
   前記あるティースの体積のうち、ティース中央線より隣接する同相のティースに近い側に含まれる体積は、前記ティース中央線より隣接する異相のティースに近い側に含まれる体積より大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石同期モータ。
8. 前記複数のティースのうちのあるティースの回転子の側の先端部から前記あるティースに隣接する同相のティースへ向かって周方向に伸びるつば部の周方向の長さは、前記先端部から前記あるティースに隣接する異相のティースへ向かって周方向に伸びるつば部の周方向の長さより長く、
   前記あるティースは、前記複数のティースのうちの任意のティースである
   ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石同期モータ。
9. 極数とスロット数との比が３ｍ±１：３ｍであって、ｍが２以上の整数である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の永久磁石同期モータ。
10. 極数がスロット数より小さい
    ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の永久磁石同期モータ。
11. 前記複数のティースにおける全ての隣接するティースの間のスロット開口幅は等しい
    ことを特徴とする請求項１から４、７のいずれか１項に記載の永久磁石同期モータ。
12. 前記複数のティースのうちのあるティースのコアバック部と前記あるティースに隣接する異相のティースのコアバック部との間に挿入されていて、前記複数のティースの各々の材料より透磁率が低いスペーサ
    を更に備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の永久磁石同期モータ。
13. 前記複数のティースの各々には溝部又は孔部が形成されており、前記溝部又は前記孔部の重心は、前記溝部又は前記孔部が形成されているあるティースのストレート部の周方向の幅の中央に位置するティース中央線より、前記あるティースに隣接する異相のティースに近い側に位置し、
    前記あるティースは、前記複数のティースのうちの任意のティースである
    ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の永久磁石同期モータ。
14. 前記複数のティースのうちのあるティースのつば部と、前記あるティースに隣接する同相のティースのつば部との間の空間に位置する追加磁性部材を更に備え、
    前記あるティースは、前記複数のティースのうちの任意のティースである
    ことを特徴とする請求項１から５、７、８のいずれか１項に記載の永久磁石同期モータ。
15. 前記複数のティースのうちのあるティースは、回転軸方向の位置によって連続的又は不連続的に異なるスキュー構造を有する
    ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の永久磁石同期モータ。

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