(57)【要約】【課題】毎極毎相のスロット数が分数でも整数でも簡便に性能を高めることが可能な回転電機を提供する。【解決手段】毎極毎相のスロット数が、既約分数表示で分母が２の分数スロット構成、又は、自然数の整数スロット構成の回転電機であって、複数の基本相帯５を夫々毎極ごとに配置した第一基本相帯群５１と、第一基本相帯群５１をロータの回転方向Ｘ１に所定スロット数ずらした第二基本相帯群５２と、第二基本相帯群５２を回転方向Ｘ１に所定スロット数ずらした第三基本相帯群５３と、をこの順でスロットの径方向Ｙに積み重ねた混成相帯群５０を構成し、混成相帯群５０は、毎極において各相の起磁力の大きさが夫々均等であり、第一基本相帯群５１の径方向Ｙの層数をｍ１、第二基本相帯群５２の径方向Ｙの層数をｍ２、第三基本相帯群５３の径方向Ｙの層数をｍ３としたとき、０＜２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）の関係を満たす。【選択図】図５
2020129942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線で構成されたコイルを収容する複数のスロットを有するステータと、当該ステータと対向し複数の磁極を有するロータとを備え、前記ステータのスロット数を相数及び前記ロータの磁極数で除算した毎極毎相のスロット数が、既約分数表示で分母が２の分数スロット構成、又は、自然数の整数スロット構成の回転電機であって、
前記ロータの前記磁極の毎極で同相且つ電流方向が同じである１又は隣接する複数の前記スロットに収容された前記コイルのコイルサイドの集合を基本相帯とし、前記基本相帯を夫々毎極ごとに配置した第一基本相帯群と、前記第一基本相帯群を前記ロータの回転方向に所定スロット数ずらした第二基本相帯群と、前記第二基本相帯群を前記回転方向に前記所定スロット数ずらした第三基本相帯群と、をこの順で前記スロットの径方向に積み重ねた混成相帯群を構成し、
前記混成相帯群は、毎極における各相の起磁力の大きさが夫々均等であり、前記第一基本相帯群の前記径方向の層数をｍ１、前記第二基本相帯群の前記径方向の層数をｍ２、前記第三基本相帯群の前記径方向の層数をｍ３としたとき、０＜２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）の関係を満たす回転電機。
【請求項２】
１≦２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）≦４の関係を満たす請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
ｍ１＝ｍ３の関係を満たす請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記所定スロット数は、前記分数スロット構成の場合、前記毎極毎相のスロット数を前記相数で乗算した毎極スロット数に対する直近の整数であり、前記整数スロット構成の場合、１である請求項１から３の何れか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記ステータ及び前記ロータの少なくとも一方は、スキューの基準となる基準部位と、前記基準部位に対して前記回転方向にずらされた状態で前記回転方向及び前記径方向と直交する直交方向に配置されているスキュー部位とを備え、
前記スキュー部位は、前記ステータと前記ロータとの相対スキュー量の最大値が連続スキュー換算でステータコアの１スロットピッチ分となるように、前記基準部位に対する前記スキュー部位のスキュー量の最大値が設定されている請求項１から４の何れか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導線で構成されたコイルを収容する複数のスロットを有するステータと、ステータと対向し複数の磁極を有するロータとを備えた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ステータのスロット数を相数及びロータの磁極数で除算した既約分数（毎極毎相スロット数）が自然数となる整数スロットで構成される回転電機が開示されている。この回転電機は、スロット内に径方向外側から内側へ向かって複数の層を設け、同相のスロット導体において、１層目に対して２，３層目を１スロット分ずらし、さらに２，３層目に対して４層目を１スロット分ずらして一群のスロット導体群を形成している（図１２参照）。このスロット導体群の複数のスロット導体は、周方向に隣接する所定数Ｎｓのスロット内に収容されており、毎極毎相スロット数をＮＳＰＰ、層数を２×ＮＬとするとき、Ｎｓ＝ＮＳＰＰ＋ＮＬに設定されている。これらにより、特許文献１に記載の発明は、回転電機の低騒音化を図ろうとしている。
【０００３】
特許文献２には、毎極毎相スロット数が分数となる分数スロットで構成される回転電機が開示されている。巻線が１スロットにつき３層に重ねて配置されており、１層目の巻線は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の各巻線の配置が、互いに機械角で±１２０度の回転対称性を持つように配置されている。２層目の巻線は、１層目の巻線の配置に対してＬスロット分だけずらして配置されている。３層目の巻線は、２層目の巻線のずらし方向とは逆方向に、１層目の巻線の配置に対してＬスロット分だけずらして配置されている。これらにより、特許文献２に記載の発明は、３相交流電動機のトルクリップルを低減しようとしている。
【０００４】
非特許文献１には、スロット高調波電圧を除去する必要がある場合には、毎極毎相スロット数が分数となる分数スロット構成の場合には、スロットピッチの１／ｃ（ｃは毎極毎相スロット数の既約分数の分母）だけ斜めスロットにすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１５０４３７号公報
【特許文献２】特開２０１６−１４０２０２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】森安正司著「実用電気機器学」（森北出版株式会社、２０００年７月２５日（第１版第１刷）発行、７２頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、毎極毎相スロット数が自然数でない分数スロット構成の回転電機に適用することができない。具体的には、分数スロット構成の回転電機では、所定数Ｎｓが自然数にならないので、複数のスロット導体の配置を規定することができない。また、層数を２×ＮＬと規定しているため、偶数の層数を前提としており、奇数層となる整数スロット構成の回転電機には適用することができない。
【０００８】
また、特許文献２に記載の発明は、トルクリップルの低減を目的とした発明であり、３相交流電動機の騒音及び振動の低減効果は限定的である。すなわち、トルクリップル起因の騒音及び振動は低減できるが、それ以外の要因による騒音及び振動は低減できない。具体的には、特許文献２に記載の３相交流電動機は、周方向に隣接する２つのスロットに収容されている同相の電流方向が同じ巻線によって発生する起磁力の大きさが、周方向に４：３：３：４の比で変化し、これが繰り返される。そのため、３層の巻線が周方向に所定スロット分ずらされていても、巻線通電で発生する起磁力は、毎極において不均等になる。その結果、ロータの磁極数に比べて低次の空間変形モードの起振力が発生し易くなる。低次の空間変形モードでのステータの固有振動数は低下するため、当回転電機でのステータの共振周波数は低下する。共振振動数が低下すると、これに合致する振動数の起振力を発生する回転電機の回転数範囲が増え、騒音振動が問題となる回転範囲が拡がることになる。電気自動車及びハイブリッドカー駆動用回転電機の作動範囲は、トルク、回転数の全領域にわたるため、この様な回転電機を適用すると、騒音及び振動が大きくなる作動機会頻度の増加を招いてしまう。
【０００９】
さらに、非特許文献１に記載されているように、分数スロット構成の回転電機では、スロットピッチの１／ｃ分のスキューにより、トルクリップル（コギングトルクを含む）を低減することはできるが、回転電機の騒音及び振動を低減することは困難である。具体的には、分数スロット構成の回転電機では、ステータとロータとの間に発生する電磁気的な吸引力分布において、毎極の等価性が崩れ、ロータの磁極数を上記ｃで除した次数の空間変形モードの起振力が発生する。つまり、分数スロット構成の回転電機では、ロータの磁極数が同じ場合の整数スロット構成（上記ｃ＝１）の回転電機と比べて、より低次の空間変形モードの起振力が発生し易くなる。その結果、低次の空間変形モードに対応するステータの固有振動数と低次の空間変形モードの起振力の周波数とが合致する回転数領域で騒音及び振動が大きくなってしまう。
【００１０】
そこで、毎極毎相のスロット数が分数でも整数でも簡便に性能を高めることが可能な回転電機が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る回転電機の特徴構成は、導線で構成されたコイルを収容する複数のスロットを有するステータと、当該ステータと対向し複数の磁極を有するロータとを備え、前記ステータのスロット数を相数及び前記ロータの磁極数で除算した毎極毎相のスロット数が、既約分数で分母が２の分数スロット構成又は自然数の整数スロット構成の回転電機であって、前記ロータの前記磁極の毎極で同相且つ電流方向が同じである１又は隣接する複数の前記スロットに収容された前記コイルのコイルサイドの集合を基本相帯とし、前記基本相帯を夫々毎極ごとに配置した第一基本相帯群と、前記第一基本相帯群を前記ロータの回転方向に所定スロット数ずらした第二基本相帯群と、前記第二基本相帯群を前記回転方向に前記所定スロット数ずらした第三基本相帯群と、をこの順で前記スロットの径方向に積み重ねた混成相帯群を構成し、前記混成相帯群は、毎極における各相の起磁力の大きさが夫々均等であり、前記第一基本相帯群の前記径方向の層数をｍ１、前記第二基本相帯群の前記径方向の層数をｍ２、前記第三基本相帯群の前記径方向の層数をｍ３としたとき、０＜２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）の関係を満たす点にある。ここで、前記所定スロット数は、前記分数スロット構成の場合、前記毎極毎相のスロット数を前記相数で乗算した毎極スロット数に対する直近の整数であり、前記整数スロット構成の場合、１である。
【００１２】
本構成によれば、ロータの磁極の毎極において各相の起磁力の大きさが均等であり、更に起磁力分布の均等性が向上するため、ロータの磁極数に比べて低次の空間変形モードの起振力が発生し難くなる。よって、ステータの低次の空間変形モードに起因する騒音及び振動を低減することができる。
【００１３】
また、本発明に係る発明者（以下、「本発明者」と称する）は、ステータの低次の空間変形モードに起因する騒音及び振動を低減することが可能な混成相帯群について検討を重ねた。その結果、本発明者は、本構成のように、第一基本相帯群の径方向の層数をｍ１、第二基本相帯の径方向の層数をｍ２、第三基本相帯の径方向の層数をｍ３としたとき、０＜２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）の関係を満たせば、分数スロットでも整数スロットでも所望のトルクをほぼ維持しながらトルクリップルを低減できる事を、加えて分数スロットでは騒音及び振動も低減できる事を見出した。すなわち、ｍ１又はｍ３に対してｍ２を具備しておけばモータ性能を高めることが可能となるため、３種類の基本相帯群を備えた回転電機における巻数構成の選択肢も増やすことができる。このように、分数スロットでも整数スロットでも、ｍ１，ｍ２及びｍ３といった径方向の層数を規定するだけで簡便に性能を高めることができる。
【００１４】
他の特徴構成は、１≦２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）≦４の関係を満たす点にある。
【００１５】
本構成のように１≦２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）≦４の関係を満たせば、ステータの低次の空間変形モードに起因する騒音及び振動やトルクリップルをさらに低減することができる。
【００１６】
他の特徴構成は、ｍ１＝ｍ３の関係を満たす点にある。
【００１７】
本構成のようにｍ１＝ｍ３の関係を満たすことにより、混成された同相のコイルサイド数が、同心巻コイル構成が成立する配置となる。その結果、コイルの機械巻が可能となり、コイルの製造方法が極めて簡便なものとなる。
【００１８】
他の特徴構成は、前記ステータ及び前記ロータの少なくとも一方は、スキューの基準となる基準部位と、前記基準部位に対して前記回転方向にずらされた状態で前記回転方向及び前記径方向と直交する直交方向に配置されているスキュー部位とを備え、前記スキュー部位は、前記ステータと前記ロータとの相対スキュー量の最大値が連続スキュー換算でステータコアの１スロットピッチ分となるように、前記基準部位に対する前記スキュー部位のスキュー量の最大値が設定されている点にある。
【００１９】
本構成では、ステータとロータとの相対スキュー量の最大値が連続スキュー換算でステータコアの１スロットピッチ分となるように、基準部位に対するスキュー部位のスキュー量の最大値が設定されている。その結果、直交方向全体に亘って、ステータとロータとの間に発生する回転方向の電磁気的な吸引力分布を平均化することが可能となり、低次の空間変形モードに起因する騒音及び振動を低減することができる。特に、本スキュー構成によって、ステータの高次の回転次数の起振力に起因する低い回転数領域における騒音及び振動を低減することが可能となる。高次と低次との間の中間次数の騒音及び振動に対しては、混成相帯群の構成と本スキュー構成との両方によって低減することが可能となる。このように、分数スロットでも整数スロットでも、混成相帯群の構成と本スキュー構成の併用により、全ての回転次数の騒音及び振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】回転電機の一部拡大断面図である。
【図２】単位コイルの構成例を示す模式図である。
【図３】同心巻の概念図である。
【図４】８極６０スロットの相配置の一例を示す模式図である。
【図５】本実施形態における８極６０スロットの相配置の一例を示す模式図である。
【図６】本実施形態における８極６０スロットの相配置の一例を示す模式図である。
【図７】比較例における８極６０スロットの相配置を示す模式図である。
【図８】本実施形態における８極６０スロットの相配置の一例を示す模式図である。
【図９】本実施形態における８極７２スロットの相配置の一例を示す模式図である。
【図１０】Ｎｓｐｐ＝１．５となる回転電機のＵ相配置を示す一覧模式図である。
【図１１】Ｎｓｐｐ＝２．５となる回転電機のＵ相配置を示す一覧模式図である。
【図１２】Ｎｓｐｐ＝３．５となる回転電機のＵ相配置を示す一覧模式図である。
【図１３】Ｎｓｐｐ＝４．５となる回転電機のＵ相配置を示す一覧模式図である。
【図１４】Ｎｓｐｐ＝１となる回転電機のＵ相配置を示す一覧模式図である。
【図１５】Ｎｓｐｐ＝２となる回転電機のＵ相配置を示す一覧模式図である。
【図１６】Ｎｓｐｐ＝３となる回転電機のＵ相配置を示す一覧模式図である。
【図１７】Ｎｓｐｐ＝４となる回転電機のＵ相配置を示す一覧模式図である。
【図１８】Ｎｓｐｐ＝２．５（ｍ１＝ｍ３）となる回転電機におけるロータ，ステータ間の磁気吸引力振幅比率のシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】Ｎｓｐｐ＝２．５（ｍ１＝ｍ３）となる回転電機のトルク及びトルクリップルのシミュレーション結果を示す図である。
【図２０】Ｎｓｐｐ＝２．５（ｍ１＝ｍ３）となる回転電機におけるロータ，ステータ間の磁気吸引力振幅比率、トルク、トルクリップルのシミュレーション結果を示す図である。
【図２１】Ｎｓｐｐ＝１．５，２．５，３．５（ｍ１＝ｍ３）となる回転電機におけるロータ，ステータ間の磁気吸引力振幅比率、トルク、トルクリップルのシミュレーション結果を示す図である。
【図２２】Ｎｓｐｐ＝２．５（ｍ１≠ｍ３）となる回転電機におけるロータ，ステータ間の磁気吸引力振幅比率のシミュレーション結果を示す図である。
【図２３】Ｎｓｐｐ＝２．５（ｍ１≠ｍ３）となる回転電機のトルク及びトルクリップルのシミュレーション結果を示す図である。
【図２４】Ｎｓｐｐ＝２．５（ｍ１≠ｍ３）となる回転電機におけるロータ，ステータ間の磁気吸引力振幅比率、トルク、トルクリップルのシミュレーション結果を示す図である。
【図２５】Ｎｓｐｐ＝２（ｍ１＝ｍ３）となる回転電機のトルク及びトルクリップルのシミュレーション結果を示す図である。
【図２６】Ｎｓｐｐ＝２（ｍ１≠ｍ３）となる回転電機のトルク及びトルクリップルのシミュレーション結果を示す図である。
【図２７】本実施形態における当割合２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）と直列接続巻数Ｎｔの関係を示す図である。
【図２８】比較例における電磁気的な吸引力分布を示す図である。
【図２９】本実施形態における電磁気的な吸引力分布を示す図である。
【図３０】本実施形態における連続スキューを説明する模式図である。
【図３１】別実施形態１におけるＶスキューを説明する模式図である。
【図３２】別実施形態２における段スキューを説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る回転電機の実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、回転電機の一例として、三相交流同期電動機（以下、モータＭと称する。）として説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【００２２】
［基本構成］
図１に示すように、モータＭは、導線（以下、「巻線」と称する。）で構成された複数の単位コイル１１（コイルの一例）のコイルサイド１１ａを収容する複数のスロット３２を有するステータ３と、ステータ３と対向し複数の永久磁石２２（磁極の一例）を有するロータ２とを備えている。以下の説明において、ロータ２の回転方向又は逆回転方向を周方向Ｘ、ロータ２の半径方向を径方向Ｙ、ロータ２の回転軸芯と平行な方向を軸方向Ｚ（直交方向）と称する。また、周方向Ｘのうち、ロータ２が回転する方向を回転方向Ｘ１及びその逆方向を逆回転方向Ｘ２、径方向Ｙのうち、ステータ３からロータ２に向かう方向（スロット３２の開口側に向かう方向）を径内方向Ｙ１と称し、ロータ２からステータ３に向かう方向を径外方向Ｙ２（スロット３２の底部側に向かう方向）と称する。
【００２３】
ステータ３は、筒状のステータコア３１を有しており、ステータコア３１は複数の磁性鋼板を積層して形成されている。ステータコア３１は、径外方向Ｙ２側で環状に形成されたヨーク部３１ａと、ヨーク部３１ａから径内方向Ｙ１に突出する複数のティース部３１ｂと、複数のティース部３１ｂの突出端において周方向Ｘに沿って配置されるフランジ部３１ｃとで構成されている。隣接するティース部３１ｂの間には、巻線で構成された単位コイル１１のコイルサイド１１ａを収容するスロット３２が形成されており、複数のスロット３２が、複数のティース部３１ｂと同じ数だけ設けられている。
【００２４】
ロータ２は、複数の磁性鋼板を積層して形成される筒状のロータコア２１と、ロータコア２１に埋設された複数の永久磁石２２とを有している。このロータコア２１は不図示の軸部材に支持されており、ロータ２がステータ３に対して回転方向Ｘ１に相対回転可能に構成されている。永久磁石２２は、希土類系磁石等で構成されており、Ｎ極とＳ極とが周方向Ｘに沿って交互に配置されている。なお、複数の永久磁石２２の外周面をロータコア２１から露出させても良い。
【００２５】
本実施形態のモータＭは、ステータ３のスロット３２の数を相数（本実施形態では３相）及びロータ２の磁極数で除算した値（以下、毎極毎相スロット数又はＮｓｐｐとも称する。）は１以上で、毎極毎相スロット数を既約分数で表示したとき、分母が２となる分数スロット、又は、毎極毎相スロット数が自然数となる整数スロットで構成されている。以下、毎極毎相スロット数を既約帯分数表示する場合は、ａ＋ｂ／ｃ（ａは整数部分、ｂ／ｃは既約分数部でｂ＜ｃ、ここでｂ，ｃは整数とする）と表現し、整数スロットの場合はｃ＝１とする。例えば、８極６０スロットのモータＭでは、毎極毎相スロット数が５／２（ａ＝２，ｂ＝１，ｃ＝２）となり、８極４８スロットのモータＭでは、毎極毎相スロット数が２（ａ＝２，ｂ＝０，ｃ＝１）となる。
【００２６】
複数のスロット３２に巻回される巻線は、例えば銅線を絶縁層で被覆した導線で構成されている。この巻線は、断面円形状の丸線や断面多角形状の種々の導線が用いられる。スロット３２に対する巻線の巻回方式は、２層巻，同心巻、波巻が一般的に用いられる。
【００２７】
図２には、巻線のスロット３２に対する巻回方式の一例として、２層巻又は同心巻の単位コイル１１が示されている。この単位コイル１１は通常、複数回巻回された巻線で構成されているが、便宜上１つの線分で表現している。単位コイル１１は、軸方向Ｚに沿って一対のコイルサイド１１ａ，１１ａと、周方向Ｘに沿って一対のコイルエンド１１ｂ，１１ｂと、を有している。一対のコイルサイド１１ａ，１１ａは、スロット３２に収容されている部位であり、一対のコイルエンド１１ｂ，１１ｂは、ティース部３１ｂの軸方向Ｚの両端面上に配置され、一対のコイルサイド１１ａ，１１ａと電気的に接続されている。
【００２８】
図１に示すように、各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）のコイルの夫々は、スロット３２内に径方向Ｙに沿って単位コイル１１を複数積層させている。分数スロットの場合、単位コイル１１を２つ積層させた２層の単位コイル１１のコイルサイド１１ａで構成される２層ユニットを複数組有している（例えば図４の１層〜２層、３層〜４層、５層〜６層、７層〜８層の４組）。整数スロットの場合、単位コイル１１を１つ積層させた単位コイル１１のコイルサイド１１ａを複数層有している（例えば図９の１層、２層、３層、４層の４層）。本実施形態における各相のコイルは、複数の単位コイル１１を径方向Ｙに複数積層させてスロット３２内に収容している。そして、３相のコイルがＹ結線で電気的に接続されている。なお、３相のコイルをΔ結線で電気的に接続しても良く、特に限定されない。
【００２９】
分数スロットにおける２層巻の場合、コイルピッチは、ステータ３のスロット３２の数をロータ２の磁極数で除算した毎極スロット数に対する直近の整数である。このコイルピッチは、例えば８極６０スロット（毎極スロット数が７．５）のモータＭの場合、７スロット（短節巻）か８スロット（長節巻）となる。
【００３０】
図３には、巻線のスロット３２に対する巻回方式の一例として、同心巻が示されている。ロータ２の磁極の毎極に夫々対向する複数の極対コイル１０は、第一極コイル１０Ａと第二極コイル１０Ｂとを備え、第一極コイル１０Ａと第二極コイル１０Ｂとが電気的に直列接続されている。なお、図中の白丸は巻始端を示し、図中の黒丸は巻終端を示す。
【００３１】
本実施形態では、第一極コイル１０Ａは、一対のコイルサイド１１ａ，１１ａ間のコイルピッチが異なる複数（２つ）の第一単位コイル１１Ａと第二単位コイル１１Ｂとを備えている。例えば、８極６０スロット（Ｎｓｐｐ＝２．５、ｍ１＝１，ｍ２＝２，ｍ３＝１）の場合、第一単位コイル１１Ａの一対のコイルサイド１１ａ，１１ａ間のコイルピッチは、７スロットに設定されており、第二単位コイル１１Ｂの一対のコイルサイド１１ａ，１１ａ間のコイルピッチは、５スロットに設定されている（図５〜図６も参照）。ここで、ｍ１は、１層〜２層を１組とした径方向Ｙの２層ユニット数（１組）であり、ｍ２は３層〜４層を１組、５層〜６層を１組とした径方向Ｙの２層ユニット数（２組）であり、ｍ３は、７層〜８層を１組とした径方向Ｙの２層ユニット数（１組）である。第一単位コイル１１Ａと第二単位コイル１１Ｂとは同心状に巻装され、単位コイル間接続部８２によって電気的に直列接続され第一極コイル１０Ａが形成されている。
【００３２】
第二極コイル１０Ｂは、一対のコイルサイド１１ａ，１１ａ間のコイルピッチが異なる複数（２つ）の第三単位コイル１１Ｃと第四単位コイル１１Ｄとを備えている。例えば、８極６０スロット（Ｎｓｐｐ＝２．５）の場合、第三単位コイル１１Ｃの一対のコイルサイド１１ａ，１１ａ間のコイルピッチは、６スロットに設定されており、第四単位コイル１１Ｄの一対のコイルサイド１１ａ，１１ａ間のコイルピッチは、４スロットに設定されている（図５〜図６も参照）。第三単位コイル１１Ｃと第四単位コイル１１Ｄとは同心状に巻装され、単位コイル間接続部８２によって電気的に直列接続され第二極コイル１０Ｂが形成されている。
【００３３】
第一極コイル１０Ａと第二極コイル１０Ｂとは、複数の磁極（８極６０スロットの場合は８極）のうちの隣接する一対の磁極（２極）に夫々対向している。そして、第一極コイル１０Ａと第二極コイル１０Ｂとは、極コイル間接続部８３によって電気的に直列接続されている。第一単位コイル１１Ａと第二単位コイル１１Ｂと第三単位コイル１１Ｃと第四単位コイル１１Ｄとは、夫々一対のコイルサイド１１ａ，１１ａ間のコイルピッチが異なっており、何れも２層巻コイルピッチの７スロット（短節巻）以下に設定されている。よって、２層巻に比べて同心巻は導体長を短くすることができ、ステータ３に使用する導体量を少なくすることができる。
【００３４】
（ステータ３の相配置に起因するモータＭの騒音及び振動）
図５〜図６及び図８〜図９には、本実施形態に係る複数のスロット３２に巻回される巻線の相配置と、一対のロータ２の磁極（Ｎ極，Ｓ極）との間の磁極対向状態の一例を示している。なお、同図では、ヨーク部３１ａ，ティース部３１ｂ及び巻線は図示が省略されており、図面上段に記載した続き番号は、各スロット３２のスロット番号を示している。Ｕ相のコイルとＶ相のコイルとＷ相のコイルとは、夫々がこの順番で電気角にして１２０°位相がずれている。以下、各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）は位相のずれを除いて同一の相配置であるので、Ｕ相のコイルを代表として説明する。図面上において、「Ｕ」の表記と「Ｕ」の表記とは電流方向が互いに逆方向であることを示しており、同一表記（「Ｕ」又は「Ｕ」）であれば電流方向が同じコイルサイド１１ａであることを示している。また、径方向Ｙにおいて最も径外方向Ｙ２にあるコイルサイド１１ａから径内方向Ｙ１のコイルサイド１１ａに向かうに連れて順番に１層目，２層目・・・と表現する。
【００３５】
ロータ２の磁極の毎極で同相且つ電流方向が同じである１又は隣接する複数のスロット３２に収容されたコイルサイド１１ａの集合を基本相帯５と定義する。ここで、「毎極で同相且つ電流方向が同じである１又は隣接する複数のスロット３２に収容されたコイルサイド１１ａの集合」とは、１つのスロット３２又は周方向Ｘに連続して隣接する複数のスロット３２に収容されている同相且つ電流方向が同じコイルサイド１１ａの集合と同義である。
【００３６】
８極６０スロット（Ｎｓｐｐ＝５／２、ａ＝２，ｂ＝１，ｃ＝２）の分数スロット構成において、図４〜図８に示すように、基本相帯５は、複数の磁極（８極６０スロットの場合は８極）のうちの隣接する一対の磁極（２極）に夫々対向する第一極基本相帯５Ａと第二極基本相帯５Ｂとで構成されている。これら第一極基本相帯５Ａと第二極基本相帯５Ｂとは、夫々相配置が異なっており、互いに位相差を持った基本相帯５となっている。
【００３７】
比較例として、８極６０スロット（Ｎｓｐｐ＝５／２、ａ＝２，ｂ＝１，ｃ＝２）の分数スロット構成において図７に示す１層目〜２層目のみから成る基本型のモータＭの場合、１番スロット〜３番スロットに配置される基本相帯５の複数（５つ）のコイルサイド１１ａは、１番スロットに１つ、２番スロットに２つ、３番スロットに２つとなり、基本相帯５の複数のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１１は、下記式（１）に示すように２．２となる。
式（１）Ｃ１１＝（１×１＋２×２＋３×２）／（１＋２＋２）＝２．２
【００３８】
同様に、９番スロット〜１１番スロットに配置される基本相帯５の複数（５つ）のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１２は、下記式（２）に示すように９．８となり、１６番スロット〜１８番スロットに配置される基本相帯５の複数（５つ）のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１３は、下記式（３）に示すように１７．２となる。
式（２）Ｃ１２＝（９×２＋１０×２＋１１×１）／（２＋２＋１）＝９．８
式（３）Ｃ１３＝（１６×１＋１７×２＋１８×２）／（１＋２＋２）＝１７．２
【００３９】
上述した算出結果より、比較例におけるＵ相の基本相帯５のコイルサイド１１ａにおける中心間の距離は、Ｃ１２−Ｃ１１＝７．６，Ｃ１３−Ｃ１２＝７．４となり、７．６と７．４が交互に繰り返される。つまり、周方向Ｘにおいて隣接する同相の基本相帯５のコイルサイド１１ａにおける中心間の距離は、毎極において均等にならない。このため、周方向Ｘに隣接する一対の磁極は互いに吸引力分布が異なり、複数のティース部３１ｂに作用する吸引力分布は一磁極毎には等価にならず、一磁極対毎（二磁極毎）に隔極で等価になる。この二種類の吸引力分布は、ステータ３に対して、ロータ２の磁極数（本実施形態では、８極）に依拠する次数（本実施形態では空間変形モード８次）と比べて、より低次（本実施形態では、空間変形モード４次）の起振力の成分を備える。その結果、ロータ２の磁極数に比べて低次の空間変形モードの起振力が発生し易くなり、低次の空間変形モードに対応するステータ３の固有振動数と低次の空間変形モードの起振力の周波数とが合致する回転数領域で騒音及び振動が大きくなってしまう。
【００４０】
比較例においてＵ相の基本相帯５を構成する複数のコイルサイド１１ａの数は、毎極において均等（５つ）であるので、ステータ３の巻線に通電されたときに発生する起磁力の大きさは、毎極において均等になる。しかしながら、上述したように、１／２系列（ｃ＝２）のモータＭは、二種類の起磁力分布を備えている。そこで、本実施形態では、起磁力の大きさが均等であっても、起磁力分布が均等でない状態（回転対称性をもたない状態）を改善することによって、ステータ３巻線の相配置に起因するモータＭの騒音及び振動を低減することとしている。
【００４１】
そこで、図５〜図６及び図８〜図９に示すように、本実施形態では、複数の基本相帯５を夫々毎極ごとに配置した集合体となる第一基本相帯群５１と、第一基本相帯群５１をロータ２の回転方向Ｘ１に所定スロット数ずらした第二基本相帯群５２と、第二基本相帯群５２を回転方向Ｘ１に所定スロット数ずらした第三基本相帯群５３と、をこの順でスロット３２の径外方向Ｙ２から径内方向Ｙ１に向かって積み重ねた混成相帯群５０を構成している。この所定スロット数は、分数スロットの場合、毎極毎相スロット数を３倍（相数で乗算）した値（毎極スロット数）の直近の整数（３×Ｎｓｐｐ±１／ｃ）であり、整数スロットの場合、±１／ｃ（ｃ＝１又は−１）である１スロットとなる。以下、混成相帯群５０のうち、毎極において基本相帯５を混成したものを混成相帯５０Ａと称する。また、混成相帯５０Ａを構成する複数のコイルサイド１１ａを電気的に直列接続したときにおけるコイルサイド１１ａ数を直列接続巻数＝Ｎｔ（＝Ｍ×（ａ×ｃ＋ｂ）、Ｍ＝ｍ１＋ｍ２＋ｍ３）と称する。ここで、ｍ１は、第一基本相帯群５１の径方向Ｙの層数であり、ｍ２は第二基本相帯群５２の径方向Ｙの層数であり、ｍ３は、第三基本相帯群５３の径方向Ｙの層数である。
【００４２】
図５〜図８には、８極６０スロット（Ｎｓｐｐ＝５／２、ａ＝２，ｂ＝１，ｃ＝２）の分数スロット構成のモータＭが示されている。図９には、８極７２スロット（Ｎｓｐｐ＝３、ａ＝３，ｂ＝０，ｃ＝１）の整数スロット構成のモータＭが示されている。８極６０スロットの分数スロット構成のモータＭでは、所定スロット数が３×Ｎｓｐｐ±１／ｃ＝７又は８となるので、図５に示す本実施形態の一例（以下、単に「本実施例」とも称する）では、所定スロット数を７スロットとし、図６に示す本実施例では所定スロット数を８スロットとしている。なお、分数スロットにおいては、図４に示すように、第一基本相帯群５１を回転方向Ｘ１に所定スロット数（７スロット）ずらして第二基本相帯群５２を構成した場合、毎極において電流方向が逆になるため、図５に示すように第二基本相帯群５２における電流方向を反転させることとしている（図６も同様）。８極７２スロットの整数スロット構成のモータＭでは、所定スロット数が±１となるので、図９に示す本実施例では所定スロット数を１スロットとしている。
【００４３】
図５に示す本実施例では、０番スロット〜３番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数（Ｎｔ＝２０）のコイルサイド１１ａは、０番スロットに１つ、１番スロットに７つ、２番スロットに８つ、３番スロットに４つとなり、混成相帯５０Ａの複数のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１１は、下記式（４）に示すように１．７５となる。
式（４）Ｃ１１＝（０×１＋１×７＋２×８＋３×４）／（１＋７＋８＋４）＝１．７５
【００４４】
同様に、８番スロット〜１１番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数（Ｎｔ＝２０）のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１２は、下記式（５）に示すように９．２５となり、１５番スロット〜１８番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数（Ｎｔ＝２０）のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１３は、下記式（６）に示すように１６．７５となる。
式（５）Ｃ１２＝（８×４＋９×８＋１０×７＋１１×１）／（４＋８＋７＋１）＝９．２５
式（６）Ｃ１３＝（１５×１＋１６×７＋１７×８＋１８×４）／（１＋７＋８＋４）＝１６．７５
【００４５】
図６に示す本実施例では、１番スロット〜４番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数（Ｎｔ＝２０）のコイルサイド１１ａは、１番スロットに１つ、２番スロットに７つ、３番スロットに８つ、４番スロットに４つとなり、混成相帯５０Ａの複数のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１１は、下記式（７）に示すように２．７５となる。
式（７）Ｃ１１＝（１×１＋２×７＋３×８＋４×４）／（１＋７＋８＋４）＝２．７５
【００４６】
同様に、９番スロット〜１２番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数（Ｎｔ＝２０）のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１２は、下記式（８）に示すように１０．２５となり、１６番スロット〜１９番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数（Ｎｔ＝２０）のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１３は、下記式（９）に示すように１７．７５となる。
式（８）Ｃ１２＝（９×４＋１０×８＋１１×７＋１２×１）／（４＋８＋７＋１）＝１０．２５
式（９）Ｃ１３＝（１６×１＋１７×７＋１８×８＋１９×４）／（１＋７＋８＋４）＝１７．７５
【００４７】
Ｕ相の混成相帯群５０を構成する複数のコイルサイド１１ａの数は何れもＮｔ＝２０であり、毎極において均等である。そのため、ステータ３の巻線に通電されたときに発生する起磁力の大きさは毎極において均等になる。さらに、図５〜図６に示す例において、Ｃ１２−Ｃ１１＝７．５，Ｃ１３−Ｃ１２＝７．５となり、周方向Ｘにおいて隣接する同相（Ｕ相）の混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａ中心間の距離は毎極において均等である。よって、起磁力分布は毎極においてより等価に近付き、本実施形態のモータＭは、一種類の起磁力分布を備えている状態により近付くとみなすことができる。
【００４８】
このように、本実施形態では、起磁力分布の回転対称性が改善されている。その結果、本実施形態のモータＭは、ロータ２の磁極数（８極）に依拠する次数（空間変形モード８次）と比べて、低次（空間変形モード４次）の起振力が低減される。よって、ステータコア３１の固有振動数と一致する回転数が高まり、例えば、使用回転数範囲外に設定することができる。つまり、本実施形態のモータＭは、使用回転数範囲内で、ロータ２の共振機会を回避して、モータＭの騒音及び振動を低減することができる。
【００４９】
第一基本相帯群５１の径方向Ｙの層数をｍ１、第二基本相帯群５２の径方向Ｙの層数をｍ２、第三基本相帯群５３の径方向Ｙの層数をｍ３としたとき、図５〜図６に示す本実施例ではｍ１＝２，ｍ２＝４，ｍ３＝２となり、ｍ１＝ｍ３を前提としている。一方、図８に示す本実施例のようにｍ１＝４，ｍ２＝４，ｍ３＝２となるｍ１≠ｍ３の場合も、図７に示す比較例に比べて起磁力分布をより均等にすることができる。
【００５０】
例えば、図８に示すように、８極６０スロットのモータＭ（Ｎｓｐｐ＝５／２、ａ＝２，ｂ＝１，ｃ＝２）において、ｍ１＝４，ｍ２＝４，ｍ３＝２，Ｎｔ＝２５としたとき、Ｃ１１＝１．８４，Ｃ１２＝９．３６，Ｃ１３＝１６．８４となる。その結果、Ｃ１２−Ｃ１１＝７．５２，Ｃ１３−Ｃ１２＝７．４８となり、起磁力分布は、図７に示す比較例（Ｃ１２−Ｃ１１＝７．６，Ｃ１３−Ｃ１２＝７．４）に比べて図８に示す本実施例ではより均等になっている。このように、本実施形態のｃ＝２となる分数スロット構成のモータＭは、夫々所定スロット数ずらした３種類の基本相帯群５１，５２，５３を備えることで、起磁力分布の回転対称性が改善され、低次（空間変形モード４次）の起振力に起因するモータＭの騒音及び振動を低減することができるものである。
【００５１】
図９の本実施例に示すように、整数スロット構成のモータＭは、１層目の基本相帯５が毎極で３つずつであり、起磁力及び起磁力分布が均等であるが、本実施形態のように夫々所定スロット数ずらした３種類の基本相帯群５１，５２，５３を備えた場合でも起磁力及び起磁力分布が均等になる点を検証する。上述したように、本実施形態のモータＭは、複数の基本相帯５を夫々毎極ごとに配置した集合体となる第一基本相帯群５１と、第一基本相帯群５１をロータ２の回転方向Ｘ１に所定スロット数（１スロット）ずらした第二基本相帯群５２と、第二基本相帯群５２を回転方向Ｘ１に所定スロット数（１スロット）ずらした第三基本相帯群５３と、をこの順でスロット３２の径外方向Ｙ２から径内方向Ｙ１に向かって積み重ねた混成相帯群５０を構成している。
【００５２】
８極７２スロットの図９に示す本実施例では、０番スロット〜４番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数（Ｎｔ＝１２）のコイルサイド１１ａは、０番スロットに１つ、１番スロット３つ、２番スロットに４つ、３番スロットに３つ、４番スロットに１つとなり、混成相帯５０Ａの複数のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１１は、下記式（１０）に示すように２となる。
式（１０）Ｃ１１＝（０×１＋１×３＋２×４＋３×３＋４×１）／（１＋３＋４＋３＋１）＝２
【００５３】
同様に、９番スロット〜１３番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数（Ｎｔ＝１２）のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１２は、下記式（１１）に示すように１１となり、１８番スロット〜２２番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数（Ｎｔ＝１２）のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１３は、下記式（１２）に示すように２１となる。
式（１１）Ｃ１２＝（９×１＋１０×３＋１１×４＋１２×３＋１３×１）／（１＋３＋４＋３＋１）＝１１
式（１２）Ｃ１３＝（１８×１＋１９×３＋２０×４＋２１×３＋２２×１）／（１＋３＋４＋３＋１）＝２０
【００５４】
このように、整数スロット構成のモータＭにおいても、Ｕ相の混成相帯群５０を構成する複数のコイルサイド１１ａの数は何れもＮｔ＝１２であり、毎極において均等である。そのため、ステータ３の巻線に通電されたときに発生する起磁力の大きさは毎極において均等になる。さらに、図９に示す例において、Ｃ１２−Ｃ１１＝９，Ｃ１３−Ｃ１２＝９となり、周方向Ｘにおいて隣接する同相（Ｕ相）の混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａ中心間の距離は毎極において均等であり、毎極スロット数、即ち、界磁極ピッチ７２/８＝９に一致する。よって、起磁力分布は毎極において等価になり、本実施形態のモータＭは、一種類の起磁力分布を備えているとみなすことができる。
【００５５】
第一基本相帯群５１の径方向Ｙの層数をｍ１、第二基本相帯群５２の径方向Ｙの層数をｍ２、第三基本相帯群５３の径方向Ｙの層数をｍ３としたとき、図９に示す本実施例ではｍ１＝１，ｍ２＝２，ｍ３＝１となり、ｍ１＝ｍ３を前提としている。一方、図示は省略するが、整数スロット構成のモータＭにおいてはｍ１＝２，ｍ２＝２，ｍ３＝１のようにｍ１≠ｍ３の場合も起磁力分布が均等となる。
【００５６】
例えば、８極７２スロットのモータＭにおいて、ｍ１＝２，ｍ２＝２，ｍ３＝１としたとき、Ｃ１１＝１．８，Ｃ１２＝１０．８，Ｃ１３＝１９．８となる。その結果、Ｃ１２−Ｃ１１＝９，Ｃ１３−Ｃ１２＝９となり、起磁力分布は毎極において等価になり、本実施形態のモータＭは、一種類の起磁力分布を備えているとみなすことができる。このように、本実施形態における整数スロット構成のモータＭは、夫々所定スロット数ずらした３種類の基本相帯群５１，５２，５３を備えた場合でも、起磁力分布の回転対称性が維持され、モータＭの騒音及び振動を低減することができるものである。
【００５７】
図１０〜図１７に示す本実施例には、ｍ１＝ｍ３としたときのｍ２のバリエーションが示されている。図１０には８極３６スロット（Ｎｓｐｐ＝３／２、ａ＝１，ｂ＝１，ｃ＝２）、図１１には８極６０スロット（Ｎｓｐｐ＝５／２、ａ＝２，ｂ＝１，ｃ＝２）、図１２には８極８４スロット（Ｎｓｐｐ＝７／２、ａ＝３，ｂ＝１，ｃ＝２）、図１３には８極１０８スロット（Ｎｓｐｐ＝９／２、ａ＝４，ｂ＝１，ｃ＝２）の分数スロット構成のモータＭが示されている。図１４には８極２４スロット（Ｎｓｐｐ＝１、ａ＝１，ｂ＝０，ｃ＝１）、図１５には８極４８スロット（Ｎｓｐｐ＝２、ａ＝１，ｂ＝０，ｃ＝１）、図１６には８極７２スロット（Ｎｓｐｐ＝３、ａ＝１，ｂ＝０，ｃ＝１）、図１７には８極９６スロット（Ｎｓｐｐ＝４、ａ＝１，ｂ＝０，ｃ＝１）の整数スロット構成のモータＭが示されている。全てｍ１やｍ３を１としているが、ｍ１，ｍ２及びｍ３を複数倍にしたときも同様の作用効果を得られるので詳細な説明を省略する。
【００５８】
まず、ｃ＝２となる分数スロット構成のモータＭについて説明する。８極３６スロットの分数スロット構成のモータＭでは、所定スロット数が３×Ｎｓｐｐ±１／ｃ＝４又は５となるので、図１０に示す本実施例では、所定スロット数を４スロットとしている。図１０の上段から下段に向かって順に、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，２，２，９）、（２，４，２，１２）、（２，６，２，１５）、（２，８，２，１８）となっている。このとき、０番スロット〜２番スロット，５番〜７番スロット，９番〜１１番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３は、図１０の上段から下段に向かって順に、（Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３）＝（１１／９，５２／９，９２／９）、（１５／１２，６９／１２，１２３／１２）、（１９／１５，８６／１５，１５４／１５）、（２３／１８，１０３／１８，１８５／１８）となる。周方向Ｘにおいて隣接する同相（Ｕ相）の混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａ中心間の距離は、図１０の上段から下段に向かって順に、（Ｃ１２−Ｃ１１，Ｃ１３−Ｃ１２）＝（４１／９，４０／９）、（５４／１２，５４／１２）、（６７／１５，６８／１５）、（８０／１８，８２／１８）となる。このように、１層目〜２層目のみから成る基本型のモータＭ（中心（５／３，１９／３，３２／３）、中心間距離（１４／３，１３／３））に比べて、起磁力分布の回転対称性が改善され、モータＭの騒音及び振動を低減することができるものである。
【００５９】
８極６０スロットの分数スロット構成のモータＭでは、所定スロット数が３×Ｎｓｐｐ±１／ｃ＝７又は８となるので、図１１に示す本実施例では、所定スロット数を７スロットとしている。図１１の上段から下段に向かって順に、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，２，２，１５）、（２，４，２，２０）、（２，６，２，２５）、（２，８，２，３０）となっている。このとき、０番スロット〜３番スロット，８番〜１１番スロット，１５番〜１８番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３は、図１１の上段から下段に向かって順に、（Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３）＝（２６／１５，１３９／１５，２５１／１５）、（３５／２０，１８５／２０，３３５／２０）、（４４／２５，２３１／２５，４１９／２５）、（５３／３０，２７７／３０，５０３／３０）となる。周方向Ｘにおいて隣接する同相（Ｕ相）の混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａ中心間の距離は、図１１の上段から下段に向かって順に、（Ｃ１２−Ｃ１１，Ｃ１３−Ｃ１２）＝（１１３／１５，１１２／１５）、（１５０／２０，１５０／２０）、（１８７／２５，１８８／２５）、（２２４／３０，２２６／３０）となる。このように、１層目〜２層目のみから成る基本型のモータＭ（中心（１１／５，４９／５，８６／５）、中心間距離（３８／５，３７／５））に比べて、起磁力分布の回転対称性が改善され、モータＭの騒音及び振動を低減することができるものである。
【００６０】
８極８４スロットの分数スロット構成のモータＭでは、所定スロット数が３×Ｎｓｐｐ±１／ｃ＝１０又は１１となるので、図１２に示す本実施例では、所定スロット数を１０スロットとしている。図１２の上段から下段に向かって順に、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，２，２，２１）、（２，４，２，２８）、（２，６，２，３５）、（２，８，２，４２）となっている。このとき、０番スロット〜４番スロット，１１番〜１５番スロット，２１番〜２５番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３は、図１２の上段から下段に向かって順に、（Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３）＝（４７／２１，２６８／２１，４８８／２１）、（６３／２８，３５７／２８，６５１／２８）、（７９／３５，４４６／３５，８１４／３５）、（９５／４２，５３５／４２，９７７／４２）となる。周方向Ｘにおいて隣接する同相（Ｕ相）の混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａ中心間の距離は、図１２の上段から下段に向かって順に、（Ｃ１２−Ｃ１１，Ｃ１３−Ｃ１２）＝（２２１／２１，２２０／２１）、（２９４／２８，２９４／２８）、（３６７／３５，３６８／３５）、（４４０／４２，４４２／４２）となる。このように、１層目〜２層目のみから成る基本型のモータＭ（中心（１９／７，９３／７，１６６／７）、中心間距離（７４／７，７３／７））に比べて、起磁力分布の回転対称性が改善され、モータＭの騒音及び振動を低減することができるものである。
【００６１】
８極１０８スロットの分数スロット構成のモータＭでは、所定スロット数が３×Ｎｓｐｐ±１／ｃ＝１３又は１４となるので、図１３に示す本実施例では、所定スロット数を１３スロットとしている。図１２の上段から下段に向かって順に、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，２，２，２７）、（２，４，２，３６）、（２，６，２，４５）、（２，８，２，５４）となっている。このとき、０番スロット〜５番スロット，１５番〜２０番スロット，２９番〜３４番スロットに配置される混成相帯５０Ａの複数のコイルサイド１１ａの中心Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３は、図１３の上段から下段に向かって順に、（Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３）＝（７４／２７，４３９／２７，８０３／２７）、（９９／３６，５８５／３６，１０７１／３６）、（１２４／４５，７３１／４５，１３３９／４５）、（１４９／５４，８７７／５４，１６０７／５４）となる。周方向Ｘにおいて隣接する同相（Ｕ相）の混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａ中心間の距離は、図１３の上段から下段に向かって順に、（Ｃ１２−Ｃ１１，Ｃ１３−Ｃ１２）＝（３６５／２７，３６４／２７）、（４８６／３６，４８６／３６）、（６０７／４５，６０８／４５）、（７２８／５４，７３０／５４）となる。このように、１層目〜２層目のみから成る基本型のモータＭ（中心（２９／９，１５１／９，２７２／９）、中心間距離（１２２／９，１２１／９））に比べて、起磁力分布の回転対称性が改善され、モータＭの騒音及び振動を低減することができるものである。
【００６２】
このように、ｃ＝２の分数スロット構成のモータＭでは、複数の磁極（８極６０スロットの場合は８極）のうちの隣接する一対の磁極（２極）に夫々対向する第一極基本相帯５Ａと第二極基本相帯５Ｂとは、互いに位相差を持った基本相帯５となっており、夫々所定スロット数ずらした３種類の基本相帯群５１，５２，５３を備えることで起磁力及び起磁力分布がより均等になる。
【００６３】
次に整数スロット構成のモータＭについて説明する。整数スロット構成のモータＭでは、隣接する混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａはすべて同じ構成となるので、隣接する同相（Ｕ相）の混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａ中心間の距離は、図１４〜図１７の順に３スロット、６スロット、９スロット、１２スロットとなる。このように、夫々所定スロット数ずらした３種類の基本相帯群５１，５２，５３を備えることで、起磁力分布の回転対称性が維持されつつ、相帯分布がより滑らかになるので、モータＭのトルクリップルが低減し、これに起因する騒音及び振動を低減できる。
【００６４】
（同心巻に適したステータ３の相配置）
第一基本相帯群５１の径方向Ｙの層数をｍ１と第三基本相帯群５３の径方向Ｙの層数をｍ３とが同数（ｍ１＝ｍ３）であれば、図３に示すような同心巻構成の第一極コイル１０Ａの第一単位コイル１１Ａ及び第二単位コイル１１Ｂや第二極コイル１０Ｂの第三単位コイル１１Ｃ及び第四単位コイル１１Ｄを連続した巻構成とすることができる。図５に示す本実施例では、２番スロットと９番スロットに存在する混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａ数が共に８つであり、同心巻の外側コイルとなる単位コイル１１の集合体を連続して巻回した一体コイルとすることができる。同様に、３番スロットと８番スロットに存在する混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａ数が共に４つであり、同心巻の内側コイルとなる単位コイル１１の集合体を連続して巻回した一体コイルとすることができる。２番スロットと９番スロット、及び、３番スロットと８番スロットに存在するＵ相の混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａを一体コイルとしてスロット３２に挿入し、次いでＶ相やＷ相の一体コイルを挿入すれば、各スロット３２に挿入される巻線の配策を簡素化及び小型化が図られ、巻線の装着作業における作業性の向上を図ることができる。
【００６５】
一方、図８の本実施例に示すように、８極６０スロットのモータＭ（Ｎｓｐｐ＝５／２、ａ＝２，ｂ＝１，ｃ＝２）において、ｍ１＝４，ｍ２＝４，ｍ３＝２，Ｎｔ＝２５（ｍ１≠ｍ３）としたとき、二点鎖線で示すように同心巻の単位コイル１１の集合体を連続して巻回することができない。例えば、３番スロットと９番スロットに、第１層，第２層に対応する同心巻の単位コイル１１の集合体を設け、３番スロットと８番スロットに、第３層〜第１０層に対応する同心巻の別の単位コイル１１の集合体を設ける必要があり、３番スロットには、２種類の単位コイル１１の集合体が必要となる。
【００６６】
つまり、ｍ１＝ｍ３とすれば、図１０〜図１７に示すように、混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａを同心巻の内側コイルや外側コイルとした一体コイルで取り扱うことができる。
【００６７】
同心巻において各スロット３２で各相（例えばＵ相）が占める割合について整理したものが、図１０〜図１７の同心巻構成として示されている。本発明者は、同心巻を構成する単位コイル１１の巻数比率ｎ＝Ｍ／ｍ１（ここで、Ｍ＝ｍ１＋ｍ２＋ｍ３）を用いて計算できる点を見出した。なお、図示の同心巻構成において、極対コイル１０の巻構成として第一極コイル１０Ａ＆第二極コイル１０Ｂと表現し、「−」で接続している部分は各極コイル１０Ａ，１０Ｂにおいて外側コイルから順に、より内側コイルを示している。
【００６８】
まず分数スロット構成のモータＭについて説明する。図１０に示すＮｓｐｐ＝１．５のモータＭの場合、１／２＆（（２ｎ−１）／２ｎ）−（１／２ｎ）となる。例えば、ｍ１＝２，ｍ２＝２，ｍ３＝２の場合、ｎ＝３となり、１／２＆５／６−１／６で表すことができる。つまり、２番スロットと５番スロットとに巻回されるＵ相の第一極コイル１０Ａは、６層あるうちの３層分を占めており、６番スロットと１０番スロットとに巻回されるＵ相の第二極コイル１０Ｂの外側コイルは、６層あるうちの５層分を占めており、７番スロットと９番スロットとに巻回されるＵ相の第二極コイル１０Ｂの内側コイルは、６層あるうちの１層分を占めている。
【００６９】
図１１に示すＮｓｐｐ＝２．５のモータＭの場合、図１０に比べて既約帯分数の整数部分ａが１増加しているため、図１０に対して各極コイル１０Ａ，１０Ｂで占有層数のより少ない極コイル、ここでは第一極コイル１０Ａに同心コイルを一重増し、１−１／２＆（（２ｎ−１）／２ｎ）−（１／２ｎ）で表現することができる。図１２に示すＮｓｐｐ＝３．５のモータＭの場合、図１１に比べて既約帯分数の整数部分ａが１増加しているため、図１１に対して各極コイル１０Ａ，１０Ｂで占有層数のより少ない極コイル、ここでは第二極コイル１０Ｂに同心コイルを一重増し、１−１／２＆１−（（２ｎ−１）／２ｎ）−（１／２ｎ）で表現することができる。図１３に示すＮｓｐｐ＝４．５のモータＭの場合、図１２に比べて既約帯分数の整数部分ａが１増加しているため、図１２に対して各極コイル１０Ａ，１０Ｂで占有層数のより少ない極コイル、ここでは第一極コイル１０Ａに同心コイルを一重増し、１−１−１／２＆１−（（２ｎ−１）／２ｎ）−（１／２ｎ）で表現することができる。このように、分数スロット構成のモータＭの場合、共通の法則を用いて同心巻構成を表すことができる。
【００７０】
次に整数スロット構成のモータＭについて説明する。図１４に示すＮｓｐｐ＝１のモータＭの場合、１／ｎ＆（（ｎ−２）／ｎ）−（１／ｎ）となる。例えば、ｍ１＝１，ｍ２＝１，ｍ３＝１の場合、ｎ＝３となり、１／３＆１／３−１／３で表すことができる。図１５に示すＮｓｐｐ＝２のモータＭの場合、（（ｎ−１）／ｎ）−（１／ｎ）＆（（ｎ−１）／ｎ）−（１／ｎ）となる。例えば、ｍ１＝１，ｍ２＝１，ｍ３＝１の場合、ｎ＝３となり、２／３−１／３＆２／３−１／３で表すことができる。
【００７１】
図１６に示すＮｓｐｐ＝３のモータＭの場合、図１５に比べて既約帯分数の整数部分ａが１増加しているため、図１５に対して、上記と同様に各極コイル１０Ａ，１０Ｂで占有層数のより少ない極コイルに同心コイルを一重増すが、図１５の極コイル構成は同様ゆえ、どちらに同心コイルを一重増ししても実質同様となるので、ここでは第二極コイル１０Ｂに同心コイルを一重増し、（（ｎ−１）／ｎ）−（１／ｎ）＆１−（（ｎ−１）／ｎ）−（１／ｎ）で表現することができる。図１７に示すＮｓｐｐ＝４のモータＭの場合、図１６に比べて既約帯分数の整数部分ａが１増加しているため、図１６に対して各極コイル１０Ａ，１０Ｂで占有層数のより少ない極コイル、ここでは第一極コイル１０Ａに同心コイルを一重増し１−（（ｎ−１）／ｎ）−（１／ｎ）＆１−（（ｎ−１）／ｎ）−（１／ｎ）で表現することができる。このように、整数スロット構成のモータＭの場合、Ｎｓｐｐ＝２以上について、共通の法則を用いて同心巻構成を表すことができる。
【００７２】
（ｍ１，ｍ２，ｍ３の割合）
分数スロット構成に起因して発生する騒音及び振動は、ロータ２，ステータ３間の磁気吸引力の変動振幅に依存するため、騒音及び振動の主要な回転次数は、例えば、次のようにして取得することができる。磁界解析により、ステータ３とロータ２との間の空隙の磁束密度を求め、ステータ３とロータ２との間に発生する電磁気的な吸引力の時空間分布を取得する。そして、時空間分布をフーリエ展開し、吸引力の空間成分（空間変形モード次数）と、時間成分（時間次数、回転方向）とを取得する。騒音及び振動の回転次数は、空間変形モード次数と時間次数とを乗じた次数になる。但し、時間次数は、空間変形モード次数の空間変形が、単位時間（１秒）あたりにロータ２の機械角３６０°（円筒状のモータＭでは、ロータ２の一回転）を、回転する回数とする。
【００７３】
具体的には、８極３６スロット（Ｎｓｐｐ＝３／２、ａ＝１，ｂ＝１，ｃ＝２）のモータＭでは、８次、１６次、３２次、４０次の騒音及び振動の回転次数があり、８極６０スロット（Ｎｓｐｐ＝５／２、ａ＝２，ｂ＝１，ｃ＝２）では、８次、１６次、３２次、４０次、５６次、６４次の騒音及び振動の回転次数があり、８極８４スロット（Ｎｓｐｐ＝７／２、ａ＝３，ｂ＝１，ｃ＝２）では、８次、１６次、３２次、４０次、５６次、６４次、８０次、８８次の騒音及び振動の回転次数がある。このうち、８次、１６次の回転次数が低次の回転次数となり、それ以外の回転次数が中次又は高次の回転次数となる。
【００７４】
図１８には、８極６０スロットである分数スロット構成のモータＭにおいて、ステータ３とロータ２との間に発生する電磁気的な吸引力の時空間フーリエ解析した各空間変形モード、時間次数での磁気吸引力振幅比率結果が示されている。ここで、同図は、８次の回転次数において、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，０，０，５）（図７の巻線構成）の径方向Ｙの磁気吸引力振幅を１とした場合の比率で表している。図１８より、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，０，０，５）に対し、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，２，０，１０）は、１６次、８次の回転次数の振動及び騒音を低減できるが、他の回転次数には効果がない。一方、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，０，０，５）に対し、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，０，２，１０）は、１６次、８次の回転次数における振動及び騒音を低減できない。つまり、第一基本相帯群５１と第一基本相帯群５１を回転方向Ｘ１に所定スロット数（本実施例では７スロット）ずらした第二基本相帯群５２とを混成すると該当回転次数の騒音及び振動の低減効果があり、第一基本相帯群５１と第一基本相帯群５１を回転方向Ｘ１に所定スロット数の２倍（本実施例では１４スロット）ずらした第三基本相帯群５３とを混成すると該当回転次数の騒音及び振動の低減効果がないことが分かる。従って、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（０，２，２，１０）も該当回転次数の騒音及び振動の低減効果が得られる。これらより、本発明者は、所定スロット数ずらした関係にあるもの（有効位相差の組）と、所定スロット数ずらした関係にないもの（単独基本構成）との割合が、騒音及び振動の低減量に関与すると推測した。
【００７５】
そこで、本発明者は、（Ｍ−２×Ｐｍ）／Ｍ（Ｍ＝ｍ１＋ｍ２＋ｍ３、Ｐｍは（ｍ１＋ｍ３）及びｍ２の小さい方）の関係式（有効位相差の組とならない単独基本構成の全層数に対する層数割合）に基づいて８次の回転次数における理論上の磁気吸引力振幅比率（以下「理論比率」と称する）とした。また、１６次の回転次数における理論比率は、８次の回転次数における理論比率を０．５２倍（（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２、０、０、５）の回転次数８次、１６次の解析結果振幅比率を活用）した値となる。ここで、Ｐｍを２倍にしたのは、第二基本相帯群５２の層数ｍ２と、第二基本相帯群５２に対して所定スロット数の位相差がある第一基本相帯群５１の層数ｍ１＋第三基本相帯群５３の層数ｍ３とが同数となる値が所定スロット数ずらした関係にあるものであり、（ｍ１＋ｍ３）及びｍ２の小さい方を２倍にした値が所定スロット数ずらした関係にある合計層数となるためである。
【００７６】
図１８と図２２には、８極６０スロットである分数スロット構成のモータＭにおいて、各回転次数での磁気吸引力振幅比率結果が示されている。上述したように、８次の回転次数における、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，０，０，５）（図７の巻線構成）の径方向Ｙの磁気吸引力振幅を１とした場合の比率で表し、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，０，０，５），（２，２，０，１０）の参考値を除き図１８はｍ１＝ｍ３の関係にあるモータＭであり、図２２はｍ１≠ｍ３の関係にあるモータＭである。
【００７７】
図１８に示す８次の回転次数における理論比率は、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２，０，０，５）＝１、（２，２，０，１０）＝０、（２，０，２，１０）＝１、（４，２，４，２５）＝０．６、（２，２，２，１５）＝０．３３、（４，６，４，３５）＝０．１４、（２，４，２，２０）＝０、（４，１０，４，４５）＝０．１１、（２，６，２，２５）＝０．２、（２，８，２，３０）＝０．３３となり、１６次の回転次数における理論比率は夫々の値を０．５２倍（（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２、０、０、５）の回転次数８次、１６次の解析結果振幅比率を活用）した値となる。図２２に示す８次の回転次数における理論比率は、（２，０，０，５）＝１、（２，２，０，１０）＝０、（４，０，２，１５）＝１、（４，２，２，２０）＝０．５、（８，６，４，４５）＝０．３３、（４，４，２，２５）＝０．２、（８，１０，４，５５）＝０．０９、（４，６，２，３０）＝０、（４，１０，２，４０）＝０．２５、（４，１２，２，４５）＝０．３３となり、１６次の回転次数における理論比率は夫々の値を０．５２倍（（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２、０、０、５）の回転次数８次、１６次の解析結果振幅比率を活用）した値となる。
【００７８】
図１８の８次，１６次の回転次数に示すように、理論比率と解析結果とがほぼ一致していることが分かる。つまり、本実施形態における夫々所定スロット数ずらした３種類の基本相帯群５１，５２，５３を設けた場合（ｍ１，ｍ２，ｍ３が共に１以上）は、低次の回転次数（８次、１６次）における騒音及び振動を低減させることができる。図１９には、磁場解析によりトルク比率、トルクリップル比率を解析した結果が示されている。同図に示すように、本実施形態における夫々所定スロット数ずらした３種類の基本相帯群５１，５２，５３を設けた場合は、比較例（（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（２、０、０、５））に比べてトルク目減りが少なく（２％以下）、トルクリップルを２５％以上低減させることができることが分かる。同様に、図２２〜図２３の解析結果に示すように、ｍ１≠ｍ３の場合においても、低次の回転次数（８次、１６次）における騒音及び振動を低減し、比較例に比べてトルクがほぼ低減することなく、トルクリップルを低減させることができることが分かる。このように、ｍ１，ｍ２，ｍ３の選択肢を増やすことができるので、モータＭにおける相直列巻数の選択肢を増やすことができる。
【００７９】
次に、図２５〜図２６を用いてＮｓｐｐ＝２となる整数スロット構成のモータＭについて説明する。上述したように、整数スロット構成のモータＭでは、隣接する混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａはすべて同じ構成となるので、隣接する同相（Ｕ相）の混成相帯５０Ａのコイルサイド１１ａ中心間の距離は同じであり、起磁力分布の回転対称性が維持されるので、当対称性に起因するモータＭの騒音及び振動への影響は少ない。そこで、整数スロット構成のモータＭについては、巻線起因のトルクリップルの影響について検討する。
【００８０】
図２５には、８極４８スロットである整数スロット構成のモータＭにおいて、磁場解析によってトルク及びトルクリップルを解析した結果が示されている。ここで、同図は、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（１，０，０，２）のトルク、トルクリップルを１とした場合の比率で表している。図２５より、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（１，０，０，２）に対し、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（１，１，０，４）は、トルクリップルを低減できる。一方、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（１，０，０，２）に対し、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（１，０，１，４）は、トルクリップルを低減できない。つまり、第一基本相帯群５１と第一基本相帯群５１を回転方向Ｘ１に所定スロット数（本実施例では１スロット）ずらした第二基本相帯群５２とを混成するとトルクリップルの低減効果があり、第一基本相帯群５１と第一基本相帯群５１を回転方向Ｘ１に所定スロット数の２倍（本実施例では２スロット）ずらした第三基本相帯群５３とを混成するとトルクリップルの低減効果が少ないことが分かる。従って、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（０，１，１，４）もトルクリップル低減効果が得られる。これらより、本発明者は、所定スロット数ずらした関係にあるもの（有効位相差の組）と、所定スロット数ずらした関係にないもの（単独基本構成）との割合が、トルクリップルの低減量に関与すると推測した。
【００８１】
そこで、本発明者は、（Ｍ−２×Ｐｍ）／Ｍ（ここで、Ｍ＝ｍ１＋ｍ２＋ｍ３、Ｐｍは（ｍ１＋ｍ３）及びｍ２の小さい方）の関係式（有効位相差の組とならない単独基本構成の全層数に対する層数割合）に基づいて理論上のトルクリップル比率（以下「理論比率」と称する）とした。ここで、Ｐｍを２倍にしたのは、第二基本相帯群５２の層数ｍ２と、第二基本相帯群５２に対して所定スロット数の位相差がある第一基本相帯群５１の層数ｍ１＋第三基本相帯群５３の層数ｍ３とが同数となる値が所定スロット数ずらした関係にあるものであり、（ｍ１＋ｍ３）及びｍ２の小さい方を２倍にした値が所定スロット数ずらした関係にある合計層数となるためである。
【００８２】
上述したように、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（１，０，０，２）のトルクリップルを１とした場合の比率で表し、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（１，０，０，２），（１，１，０，２）の参考値を除き図２５はｍ１＝ｍ３の関係にあるモータＭであり、図２６はｍ１≠ｍ３の関係にあるモータＭである。
【００８３】
図２５に示すトルクリップルの理論比率は、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（１，０，０，２）＝１、（１，１，０，４）＝０、（１，０，１，４）＝１、（２，１，２，１０）＝０．６、（１，１，１，６）＝０．３３、（１，２，１，８）＝０、（１，４，１，１２）＝０．３３、（１，５，１，１４）＝０．４３、（１，７，１，１８）＝０．５６となる。図２６に示すトルクリップルの理論比率は、（１，０，０，２）＝１、（１，１，０，４）＝０、（２，０，１，６）＝１、（２，１，１，８）＝０．５、（２，２，１，１０）＝０．２、（２，３，１，１２）＝０、（２，４，１，１４）＝０．１４、（２，６，１，１８）＝０．３３、（２，７，１，２０）＝０．４０となる。
【００８４】
図２５のトルクリップルに示すように、理論比率と解析結果の傾向が類似していることが分かる。つまり、また、本実施形態における夫々所定スロット数ずらした３種類の基本相帯群５１，５２，５３を設けた場合（ｍ１，ｍ２，ｍ３が共に１以上）は、トルクリップルが３０％以上低減し、比較例（（ｍ１，ｍ２，ｍ３，Ｎｔ）＝（１、０、０、２））に比べてトルク目減りが比較的少ない（１０％以下）ことが分かる。同様に、図２６の解析結果に示すように、ｍ１≠ｍ３の場合においても、トルクリップルが低減し、比較例に比べてトルクがほぼ低減しないことが分かる。このように、分数スロット構成のモータＭにおける騒音及び振動に関するｍ１，ｍ２，ｍ３の規定が、整数スロット構成のモータＭにおけるトルクリップルに関するｍ１，ｍ２，ｍ３の規定としてそのまま適用できることが分かる。
【００８５】
本発明者は、分数スロット構成のモータＭにおける騒音及び振動を低減し、整数スロット構成のモータＭにおけるトルクリップルを低減できるｍ１，ｍ２，ｍ３のより簡便な規定を検討した。そこで、第一基本相帯群５１の層数ｍ１＋第三基本相帯群５３の層数ｍ３に対する第二基本相帯群５２の層数ｍ２の割合（２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）、有効位相差にある層数比率）に着目すれば、分数スロット構成のモータＭでは騒音及び振動を低減し、整数スロット構成のモータＭではトルクリップルを低減できる数値範囲が統一的に規定できると仮定した。この仮定が正しければ、Ｎｓｐｐの整数部分ａやｍ１とｍ３との関係によらず、有用な性能改善を得るためのｍ１，ｍ２，ｍ３のバリエーションを設定できる。
【００８６】
本仮定について補足する。（ｍ１，ｍ２，ｍ３）の比率変更に係る量として、上述した同心巻を構成する単位コイル１１の巻数比率ｎ＝Ｍ／ｍ１（Ｍ＝ｍ１＋ｍ２＋ｍ３）がある。既述したように、同心巻構成では、分数スロット構成のモータＭにおける極対コイル１０の一方の極コイルで、整数スロット構成のモータＭにおける極対コイル１０の双方の極コイルで、内外コイルの巻数比率が、ｎに依存する。したがって、（ｍ１，ｍ２，ｍ３）の比率変更によるモータＭの特性変化は巻線構成変化によるものであり、巻線構成変化の具体的内容は、同心巻構成で表現すると内外コイルの巻数比率の変化と解釈できる。以上より、同心巻を構成する単位コイル１１の巻数比率ｎは、分数スロット構成のモータＭにおける騒音及び振動や、整数スロット構成のモータＭにおけるトルクリップルに関与する量として扱える。しかし、ｎ＝Ｍ／ｍ１は、スロット構成（分数スロットか整数スロット）、Ｎｓｐｐの整数部分ａ、ｍ１とｍ３との関係により適切なｎの範囲が異なり、規定が煩雑となる。一方、上記仮定に基づく２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）は、ｎ×ｍ１／（ｍ１＋ｍ３）−２となり、ｎと関連する量であり、スロット構成（分数スロットか整数スロット）、Ｎｓｐｐの整数部分ａ、ｍ１とｍ３との関係によらず統一的に扱えるより普遍的な割合量である。この知見に基づき、モータＭの特性改善に有効な２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）＞０となるｍ１，ｍ２，ｍ３の関係により、有用な（ｍ１，ｍ２，ｍ３）のバリエーションを容易に設定できる点を見出した。
【００８７】
図２０、図２１及び図２４には、当割合２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）を横軸とし、分数スロット構成のモータＭにおいて、低次の回転次数ごとの騒音及び振動、トルク、トルクリップルを縦軸とした解析結果が示されている。また、図２５〜図２６には、整数スロット構成のモータＭにおいて、当割合２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）を横軸とし、トルク、トルクリップルを縦軸とした解析結果が示されている。
【００８８】
図２０及び図２１（ｍ１＝ｍ３）、図２４（ｍ１≠ｍ３）に示すように、分数スロット構成のモータＭにおいて、低次の回転次数ごとの騒音及び振動の低減に適した２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）の範囲が有ることが分かる。また、トルクについては、２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）が大きくなるほど、つまり１つの位相の基本相帯構成となる第二基本相帯群５２の層数ｍ２の割合が大きくなり、（ｍ１，ｍ２，ｍ３）＝（０，１，０）の状態に漸近するため、トルク比率１に向かってトルクが増すことは容易に理解できる。これらから、所望のトルクを確保しつつ、低次の回転次数の磁気吸引力振幅比率、及び、トルクリップルを低減できる範囲は、１≦２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）≦４である。具体的には、図２０及び図２１に示すように、トルク目減りが１％程度以内でありながら、低次の回転次数の磁気吸引力振幅比率を１/３程度以下にでき、トルクリップルも２０％程度以上改善できる。
【００８９】
図２５〜図２６に示すように、１≦２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）≦４の範囲は、整数スロット構成のモータＭにおいても、所望のトルクを確保しつつ、トルクリップルを低減できる範囲となる。このように、１≦２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）≦４であれば、分数スロットでも整数スロットでも所望のトルクをほぼ維持しながらトルクリップルを低減できる。加えて分数スロットでは、騒音及び振動も低減できる。図２７には、上述したようにモータＭの性能を向上させることのできる当割合２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）と直列接続巻数Ｎｔの関係が示されている。同図に示すように、本実施形態では、当割合２×ｍ２／（ｍ１＋ｍ３）を範囲で規定することにより、ｍ１，ｍ２，ｍ３の選択肢を増やすことができるので、性能向上（トルクリップル低減、騒音及び振動の低減）が実現するモータＭにおける相直列巻数の選択肢を増やすことができる。これにより、他の要件（出力特性、印加電圧、印加電流、モータサイズ等）から要請される相直列巻数と、上記性能向上が実現する相直列巻数を一致、又は近い値に設定できるようになり、上記他の要件を満足しつつ、上記性能向上も実現できるようになる。一方、本知見がないと、上記性能向上が実現する相直列巻数の選択肢が少ないため、上記他の要件から要請される相直列巻数との差が大きくなり、上記他の要件、上記性能向上の一方しか満足できない場合が多くなる。この際、例えば、上記性能向上となる相直列巻数を選択すると、他の要件を満たさず、その対策としてモータＭのサイズを大きくしなければならない等の不都合が生ずる。モータＭのサイズに制約がある場合は、上記性能向上が実現できなくなる。
【００９０】
（スキュー構成）
図２８は、スキューを設けない比較例の８極６０スロットのモータＭにおいて、複数のティース部３１ｂと、一対のロータ２の磁極（Ｎ極，Ｓ極）との間の磁極対向状態の一例を示している。同図では、円環状のステータコア３１が直線状に展開されて図示されており、軸方向Ｚ視のステータコア３１が示されている。なお、同図では、ヨーク部３１ａ及び巻線は、図示が省略されており、各ティース部３１ｂには、ステータコア３１に形成されるステータ磁極の識別番号（以下、ステータ磁極番号Ｔ＿Ｎｏという。）が付されている。また、説明の便宜上、ステータ磁極番号Ｔ＿Ｎｏが６０とステータ磁極番号Ｔ＿Ｎｏが１の間のスロット３２の中央位置を一対のロータ２の磁極の位置基準（位置座標ＰＰが０）としている。
【００９１】
図２８に示すように、Ｎ極の周方向Ｘの両端部２２ａ，２２ｂのうちの一方の端部２２ａ（位置座標ＰＰが０）は、スロット３２の中央位置に対向している。これに対して、Ｎ極の他方の端部２２ｂ（位置座標ＰＰが７．５）は、ティース部３１ｂの中央位置に対向している。そのため、磁極中心位置（位置座標ＰＰが３．７５）は、ティース部３１ｂの中心位置（ステータ磁極番号Ｔ＿Ｎｏが４のティース部３１ｂ）に対して、回転方向Ｘ１にずれて配設されている。
【００９２】
この場合、複数のティース部３１ｂに作用する径方向Ｙの電磁気的な吸引力分布（以下、単に「吸引力分布」ともいう。）は、図２８の棒グラフで表される分布となる。図２８は、比較例のモータにおける、複数のティース部３１ｂに作用する径方向Ｙの電磁気的な吸引力分布の一例を示している。縦軸は、吸引力の大きさＰＳＵを示し、横軸は、周方向Ｘを示している。比較例のモータは、ロータ２が後述する連続スキュー部位４２を具備していない点で、本実施形態のモータＭと異なる。
【００９３】
複数のティース部３１ｂに作用する吸引力分布は、磁界解析によって取得することができる。実線Ｌ１１は、棒グラフで表された吸引力分布を直線で近似した近似直線を示している。同図に示すように、ステータ磁極の吸引力分布のピーク値は、ロータＮ極の中心位置に対して、回転方向Ｘ１にずれている。このような吸引力分布が生じる磁極対向状態を磁極対向状態Ｍ１０とする。
【００９４】
Ｓ極の周方向Ｘの両端部２２ｃ，２２ｄのうちの一方の端部２２ｃ（位置座標ＰＰが７．５）は、ティース部３１ｂの中央位置に対向している。これに対して、Ｓ極の他方の端部２２ｄ（位置座標ＰＰが１５）は、スロット３２の中央位置に対向している。そのため、磁極中心位置（位置座標ＰＰが１１．２５）は、ティース部３１ｂの中心位置（ステータ磁極番号Ｔ＿Ｎｏが１２のティース部３１ｂ）に対して、逆回転方向Ｘ２にずれて配設されている。
【００９５】
この場合、複数のティース部３１ｂに作用する吸引力分布は、図２８の棒グラフで表される分布になる。実線Ｌ１２は、棒グラフで表されたステータ磁極毎の吸引力分布を直線で近似した近似直線を示している。同図に示すように、ステータ磁極の吸引力分布のピーク値は、ロータＳ極の中心位置に対して、回転方向Ｘ１にずれている。このような吸引力分布が生じる磁極対向状態を磁極対向状態Ｍ１１とする。
【００９６】
このように、１／２系列（ｃ＝２）のモータＭでは、二種類の磁極対向状態Ｍ１０及び磁極対向状態Ｍ１１を備えており、二種類の吸引力分布を備えている。そのため、周方向Ｘに隣接する一対のロータ磁極は、互いに吸引力分布が異なる。その結果、複数のティース部３１ｂに作用する吸引力分布は、一磁極毎には等価にならず、一磁極対毎（二磁極毎）に隔極で等価になる。
【００９７】
二種類の吸引力分布（二種類の磁極対向状態Ｍ１０及び磁極対向状態Ｍ１１）は、鏡面３３に対して概ね対称となっている。鏡面３３は、径方向Ｙ及び軸方向Ｚによって形成される仮想の基準面をいう。実線Ｌ１１を鏡面３３に対して折り返すと、実線Ｌ１２と概ね一致する。なお、図２８の破線Ｌ１３は、周方向Ｘにロータ２の一磁極分、実線Ｌ１１を平行移動させたものを示している。また、図２８に示す破線で囲まれた領域は、ティース部３１ｂと、一対の磁極との間の磁極対向状態の相違を示している。
【００９８】
二種類の吸引力分布（二種類の磁極対向状態Ｍ１０及び磁極対向状態Ｍ１１）は、ロータ２の極数（本実施形態では８極）に依拠する次数（本実施形態では空間変形モード８次）と比べて、より低次（本実施形態では空間変形モード４次）の起振力の成分を備える。
【００９９】
図２９は、本実施形態における、複数のティース部３１ｂと一対のロータ２の磁極の間の磁極対向状態の一例を示している。同図は、説明の便宜上、図２８の図示の方法と一部異なる。相違点として、図２９ではステータ３とロータ２の間の空隙を境界にして、図示の方法が切り替わる。同図において、当該境界より上段では軸方向Ｚ視のステータ３が図示され、当該境界より下段では径方向Ｙ視のロータ２が図示されている。これは、ロータ２に施した連続スキューと、ステータ３の周方向Ｘ方向との位置関係を明示するために便宜的に図示したものである。
【０１００】
図２９に示すように、本実施形態のロータ２は、第一基準部位４１（基準部位の一例）と連続スキュー部位４２（スキュー部位の一例）とを備えている。第一基準部位４１は、基準部位であり、スキューの基準になる部位をいう。連続スキュー部位４２は、スキュー部位であり、第一基準部位４１に対して周方向Ｘに徐々にずらされて軸方向Ｚに配設されている部位をいう。この連続スキュー部位４２は、第一基準部位４１に対して周方向Ｘ方向のうちの回転方向Ｘ１に徐々にずらされて軸方向Ｚに配設されている。
【０１０１】
なお、同図では、第一基準部位４１及び連続スキュー部位４２は、一対のロータ２の磁極を例に図示されているが、ロータコア２１においても同様に形成されている。つまり、ロータコア２１を形成する複数の電磁鋼板（連続スキュー部位４２）は、ロータコア２１を形成する一つの電磁鋼板（第一基準部位４１）に対して、周方向Ｘのうちの回転方向Ｘ１に徐々にずらされて軸方向Ｚに配設（積層）されている。
【０１０２】
また、連続スキュー部位４２を軸方向Ｚに垂直な平面で周方向Ｘに沿って二等分したときの各部位を、第一基準部位４１側の部位から順に、第一連続スキュー部位４２ａ、第二連続スキュー部位４２ｂとする。このように、図２９では、説明の便宜上、連続スキュー部位４２は、第一連続スキュー部位４２ａと第二連続スキュー部位４２ｂに分けて図示されているが、連続スキュー部位４２は一体に形成されている。なお、同図では、第一基準部位４１は、一対の磁極の軸方向Ｚの一端側端面である。また、第二連続スキュー部位４２ｂの軸方向Ｚの両端面のうち、第一連続スキュー部位４２ａと第二連続スキュー部位４２ｂの境界面と異なる側の端面は、一対の磁極の軸方向Ｚの他端側端面である。
【０１０３】
本実施形態における連続スキュー部位４２は、ステータ３とロータ２の相対スキュー量の最大値が連続スキュー換算でステータコア３１の１スロットピッチ分になるように第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値が設定されている。つまり、ロータ２が、第一基準部位４１と連続スキュー部位４２とを備えており、ステータ３は、これらを具備していない。そのため、ステータ３におけるスキュー量は０であり、ロータ２の連続スキュー部位４２は、第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値が１スロットピッチ分に設定されている。
【０１０４】
具体的には、図２９に示すように、第一連続スキュー部位４２ａと第二連続スキュー部位４２ｂの境界面の一対の磁極は、第一基準部位４１に対して周方向Ｘのうちの回転方向Ｘ１に１／２スロットピッチ分ずらされて配設されている。また、一対の磁極の軸方向Ｚの他端側端面は、第一基準部位４１に対して周方向Ｘのうちの回転方向Ｘ１に１スロットピッチ分ずらされて配設されている。なお、本実施形態のモータＭは、８極６０スロット構成のモータＭであり、１スロットピッチ分は、電気角２４°（＝３６０°／１５スロット）に相当する。
【０１０５】
第一基準部位４１のＮ極の周方向Ｘの両端部２２ａ，２２ｂのうちの一方の端部２２ａ（位置座標ＰＰ＝０）は、スロット３２の中央位置に対向している。第一基準部位４１のＮ極の他方の端部２２ｂ（位置座標ＰＰ＝７．５）は、ティース部３１ｂの中央位置に対向している。このとき、第一基準部位４１のＮ極の中心位置（位置座標ＰＰ＝３．７５）は、ティース部３１ｂの中心位置（ステータ磁極番号Ｔ＿Ｎｏが４のティース部３１ｂ）に対して回転方向Ｘ１にずれて配設されている。
【０１０６】
第一連続スキュー部位４２ａと第二連続スキュー部位４２ｂの境界面のＮ極の周方向Ｘの両端部２２ａ，２２ｂのうちの一方の端部２２ａ（位置座標ＰＰ＝０．５）は、ティース部３１ｂの中央位置に対向している。Ｎ極の他方の端部２２ｂ（位置座標ＰＰ＝８）は、スロット３２の中央位置に対向している。このとき、Ｎ極の中心位置（位置座標ＰＰ＝４．２５）は、ティース部３１ｂの中心位置（ステータ磁極番号Ｔ＿Ｎｏが５のティース部３１ｂ）に対して周方向Ｘのうちの逆回転方向Ｘ２にずれて配設されている。
【０１０７】
毎極毎相スロット数Ｎｓｐｐの分母ｃを用いて表される周方向Ｘに１／ｃスロットピッチ（本実施形態では、１／２スロットピッチ）離間する部位を離間部位という。つまり、位置座標ＰＰ＝３．７５で示す部位と位置座標ＰＰ＝４．２５で示す部位とは、離間部位である。位置座標ＰＰ＝３．７５及び位置座標ＰＰ＝４．２５で示す離間部位間について上述したことは、軸方向Ｚの他の離間部位間においても、同様に言える。
【０１０８】
図３０は、図２９の破線で囲まれた領域の磁極対向状態を説明する模式図である。同図の丸印は、位置ＰＣ１（位置座標ＰＰ＝３．７５）及び位置ＰＣ２（位置座標ＰＰ＝４．２５）で示す離間部位を表している。四角印は、位置ＰＤ１（位置座標ＰＰ＝４）及び位置ＰＤ２（位置座標ＰＰ＝４．５）で示す離間部位を表している。三角印は、位置ＰＥ１（位置座標ＰＰ＝４．２５）及び位置ＰＥ２（位置座標ＰＰ＝４．７５）で示す離間部位を表している。同図に示すように、これらの離間部位は、Ｎ極の中心位置を示す破線上に位置している。何れの離間部位間においても、位置ＰＣ１（位置座標ＰＰ＝３．７５）及び位置ＰＣ２（位置座標ＰＰ＝４．２５）で示す離間部位間について上述したことが同様に言える。
【０１０９】
また、図示されている離間部位以外の離間部位間についても、上述したことが同様に言える。つまり、ロータ２の軸方向Ｚの全体に亘って上述した関係と同様の関係（周方向Ｘに、１／２スロットピッチ離間する離間部位間の関係）が成り立つ。また、同図に示す磁極対向状態は、ロータ２の移動（ロータ２の磁極の中心位置が１スロットピッチの整数倍分、移動）に伴い、１スロットピッチ単位で周方向Ｘにおいて繰り返される。
【０１１０】
離間部位間（図３０に示す例では、例えば、丸印の部位間、四角印の部位間、三角印の部位間）において、ロータ２の磁極数（本実施形態では８極）に依拠する次数（本実施形態では空間変形モード８次）と比べて、より低次（本実施形態では空間変形モード４次）の起振力の成分が軸方向Ｚで空間的に半波長ずらして重ね合わされて、ロータ毎極での均等性が向上し、これらの吸引力分布は、ロータ磁極数が同じで整数スロット構成のモータＭと同程度（空間変形モード８次）まで高次化される。よって、ステータコア３１の固有振動数と一致する回転数を高めて、例えば、使用回転数範囲外に設定することが可能になる。つまり、本実施形態のモータＭは、使用回転数範囲内で、ステータ３の共振機会を回避できるようになるため、モータＭの騒音及び振動を低減することができる。
【０１１１】
なお、第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値が、１スロットピッチ分に設定されていない場合、上述した関係（周方向Ｘに１／２スロットピッチ離間する離間部位間の関係）が成立しない領域が生じる。その結果、当該領域において、低次（本実施形態では、空間変形モード４次）の起振力の成分が残存し、ロータ２の軸方向Ｚの全体に亘って、吸引力分布の混成、平均化及び均等化を図ることが困難になる。
【０１１２】
図２９は、磁界解析により取得した、複数のティース部３１ｂに作用する径方向Ｙの電磁気的な吸引力分布の一例を示している。縦軸は、吸引力の大きさＰＳＵを示し、横軸は、周方向Ｘを示している。実線Ｌ２１は、棒グラフで表される吸引力分布を直線で近似した近似直線を示している。同図は、上述した吸引力分布の混成、平均化及び均等化によって、吸引力のピーク値が毎極において等価になる吸引力分布（整数スロット構成の吸引力分布）に近づいていることを示している。なお、吸引力ピッチＬＰ０は、吸引力のピーク値の周方向Ｘの間隔を示している。吸引力ピッチＬＰ０は７．５スロットピッチで、毎極において均等になっており、ロータ磁極ピッチ（７．５スロットピッチ）と一致する。
【０１１３】
連続スキュー部位４２は、軸方向Ｚの一端側から他端側にかけて、第一基準部位４１に対するスキュー量の増加割合又は減少割合が一定に設定されていると好適である。連続スキュー部位４２が第一基準部位４１に対して回転方向Ｘ１にずらされる場合、連続スキュー部位４２のスキュー量は増加するものとする。逆に、連続スキュー部位４２が第一基準部位４１に対して逆回転方向Ｘ２にずらされる場合、連続スキュー部位４２のスキュー量は減少するものとする。
【０１１４】
図３０に示すように、本実施形態のモータＭによれば、連続スキュー部位４２は、軸方向Ｚの一端側から他端側にかけて第一基準部位４１に対するスキュー量の増加割合が一定に設定されている。例えば、位置ＰＣ１（位置座標ＰＰ＝３．７５）と位置ＰＣ２（位置座標ＰＰ＝４．２５）の間では、位置ＰＣ１（位置座標ＰＰ＝３．７５）に対するスキュー量の増加量は、１／２スロットピッチ分である。また、位置ＰＣ２（位置座標ＰＰ＝４．２５）と位置ＰＣ３（位置座標ＰＰ＝４．７５）の間では、位置ＰＣ２（位置座標ＰＰが４．２５）に対するスキュー量の増加量は、１／２スロットピッチ分である。このように、位置ＰＣ１（位置座標ＰＰ＝３．７５）から位置ＰＣ３（位置座標ＰＰ＝４．７５）に亘って、スキュー量は一定割合で一様に増加している。
【０１１５】
このように、連続スキュー部位４２は、軸方向Ｚの一端側から他端側にかけて第一基準部位４１に対するスキュー量の増加割合が一定に設定されているので、第一基準部位４１に対するスキュー量が不連続に変化する場合と比べて、軸方向Ｚの漏れ磁束を低減することができる。これに伴い、ロータ構造や製造工程の簡素化を図ることもできる。上述したことは、第一基準部位４１に対するスキュー量の減少割合が一定に設定される場合についても同様に言える。この場合、連続スキュー部位４２は、第一基準部位４１に対して周方向Ｘのうちの逆回転方向Ｘ２に徐々にずらされて軸方向Ｚに配設される。
【０１１６】
このように、本実施形態における連続スキュー部位４２は、第一基準部位４１に対して周方向Ｘに徐々にずらされて軸方向Ｚに配設されている。また、連続スキュー部位４２は、第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値が１スロットピッチ分に設定されている。そのため、ロータ２の周方向Ｘの任意の位置部位が、周方向Ｘに１スロットピッチ分の幅をもって広がってステータ３と対向することになるので、ステータ３のスロット３２の開口部における磁気変動が徐々に変化し、トルクリップルが低減される。
【０１１７】
なお、分数スロット構成のモータＭでは、周方向Ｘにおいて異なる磁極対向状態が繰り返されるので、トルクリップルは、整数スロット構成の回転電機と比べて元々減少する傾向にある。本実施形態のモータＭによれば、ロータ２は連続スキュー部位４２を備えているので、ステータ磁極とロータ磁極の磁極対向状態に起因するトルクリップルがさらに低減される。また、本実施形態のモータＭによれば、ロータ２は連続スキュー部位４２を備えているので、磁束の急峻な変化が抑制され、鉄損の低減、磁石渦損の低減、銅渦損の低減などを図ることもできる。
【０１１８】
非特許文献１に記載されているように、高調波成分を低減するには、ステータ３の１／ｃ（ｃは毎極毎相スロット数の分母）スロットピッチ分の連続スキュー（第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値を１／ｃスロットピッチに設定する）、又は、それに相当する簡易版として段スキュー（周方向ずらし量１／（２×ｃ）スロットピッチ）を施せば良い。同様の効果は、ステータ３のｎｑ／ｃスロットピッチ（ｎｑは、自然数）分の連続スキューによっても得られる。但し、自然数ｎｑが大きくなる程、モータＭのトルク目減りが増大する。また、製造上煩雑になる傾向がある。そのため、通常は、自然数ｎｑとして１を選択する。ただし、これにより、上述したロータ２，ステータ３間の磁気的周期性の劣化は改善できないので、ロータ磁極数より低次の空間変形モードの騒音及び振動を低減することができない。一方、本実施形態では、分数スロット構成のモータＭにおいて、連続スキュー部位４２は、ステータ３とロータ２の相対スキュー量の最大値が連続スキュー換算でステータコア３１の１スロットピッチ分になるように、第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値（本実施形態では、１スロットピッチ分、すなわちｎｑ＝ｃ＝２）が設定されている。つまり、自然数ｎｑとして２を選択する。これにより、はじめて、モータＭの騒音及び振動の低減が実現し、併せて、トルクリップル、出力波形に含まれる高調波成分も低減することができる。
【０１１９】
また、モータＭの騒音、振動及びトルクリップルを低減する方法として、ステータコア３１の各ティース先端部、又は、各ティース先端部と対向するロータコア２１の表面（外側表面）に切り欠きを設ける手法が挙げられる。しかしながら、この手法は、実質的に空隙の拡大となり、上述したスキューと比べてトルク目減りが増大する。本実施形態のモータＭは、トルク目減りを抑制しつつモータＭの騒音、振動及びトルクリップルを低減することができる。
【０１２０】
なお、図示しないが、変形例として、ステータ３が第一基準部位４１と連続スキュー部位４２とを備えていても良い。具体的には、ステータコア３１を形成する複数の電磁鋼板（連続スキュー部位４２）は、ステータコア３１を形成する一つの電磁鋼板（第一基準部位４１）に対して、周方向Ｘのうちの逆回転方向Ｘ２に徐々にずらされて軸方向Ｚに配設（積層）されている。
【０１２１】
また、図示しないが、別の変形例として、ステータ３及びロータ２が何れも第一基準部位４１と連続スキュー部位４２とを備えていても良い。具体的には、ステータ３は、第一基準部位４１と第一基準部位４１に対して回転方向Ｘ１にずらされた連続スキュー部位４２とを備え、連続スキュー部位４２は、第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値が１／２スロットピッチ分に設定されている。ロータ２は、第一基準部位４１と逆回転方向Ｘ２にずらされた連続スキュー部位４２とを備え、連続スキュー部位４２は、第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値が１／２スロットピッチ分に設定されている。これにより、ステータ３とロータ２の相対スキュー量の最大値は連続スキュー換算でステータコア３１の１スロットピッチ分になっている。
【０１２２】
本変形例のモータＭは、ステータ３及びロータ２のうちの一方のみでスキューを行う場合のスキュー量と比べて、ステータ３及びロータ２のスキュー量を低減することができる。その結果、漏れ磁束を低減することができ、トルク目減りを抑制できる。
【０１２３】
さらに、本変形例のモータＭによれば、ステータ３の連続スキュー部位４２におけるスキュー量の最大値とロータ２の連続スキュー部位４２におけるスキュー量の最大値とが同値（１／２スロットピッチ分）に設定されている。これにより、本変形例のモータＭは、ステータ３及びロータ２の両方において、スキュー量を均等に分担し、分散させることができ、スキューに伴うステータ３及びロータ２の製造の煩雑さを按分して、製造工程における作業性を向上させることができる。
【０１２４】
（別実施形態１）
別実施形態１は、第一基準部位４１が軸方向Ｚの一端側第一基準部位４１ａ（基準部位の一例）と、軸方向Ｚの他端側第一基準部位４１ｂ（基準部位の一例）とを備え、連続スキュー部位４２が一端側連続スキュー部位４５ａ（スキュー部位の一例）と、他端側連続スキュー部位４５ｂ（スキュー部位の一例）とを備えている点で異なる。
【０１２５】
図３１は、径方向Ｙ視におけるステータ３のスキューの状態の一例を示している。本実施形態では、ロータ２におけるスキュー量は０である。そのため、ステータ３のスキュー位置は、軸方向Ｚに沿って形成される。直線５１は、基準位置Ｐ＿ｒｅｆにおけるステータ３のスキュー位置を示しており、軸方向Ｚの一端側と軸方向Ｚの他端側とが、周方向Ｘで揃っている。
【０１２６】
同じ図３１を用い、ロータ２でのスキューの一例を説明する。この場合、ステータ３におけるスキュー量は零である。本実施形態においても、ロータ２は、第一基準部位４１と連続スキュー部位４２とを備える。但し、本実施形態では、第一基準部位４１は、一端側第一基準部位４１ａと他端側第一基準部位４１ｂとを備える。
【０１２７】
また、連続スキュー部位４２は、一端側連続スキュー部位４５ａと他端側連続スキュー部位４５ｂとを備えている。一端側連続スキュー部位４５ａは、軸方向Ｚの一端側の半分の部位が、一端側第一基準部位４１ａから回転方向Ｘ１に徐々にずらされて軸方向Ｚの中央部４６まで配設されている部位をいう。他端側連続スキュー部位４５ｂは、軸方向Ｚの他端側の半分の部位が、中央部４６から周方向Ｘのうちの逆回転方向Ｘ２に徐々にずらされて他端側第一基準部位４１ｂまで配設されている部位をいう。なお、本実施形態においても、ステータ３の基準位置Ｐ＿ｒｅｆとロータ２の基準位置Ｐ＿ｒｅｆ（一端側第一基準部位４１ａの基準位置及び他端側第一基準部位４１ｂの基準位置）とは、一致している。
【０１２８】
一端側連続スキュー部位４５ａは、一端側第一基準部位４１ａに対してスキュー量の最大値が１スロットピッチ分に設定されている。直線５５ａは、ロータ２のスキュー位置を示しており、軸方向Ｚの一端側の基準位置Ｐ＿ｒｅｆと軸方向Ｚの中央部４６の基準位置Ｐ＿ｒｅｆから１スロットピッチ分離れた位置とが結ばれている。同様に、他端側連続スキュー部位４５ｂは、他端側第一基準部位４１ｂに対してスキュー量の最大値が１スロットピッチ分に設定されている。直線５５ｂは、ロータ２のスキュー位置を示しており、軸方向Ｚの中央部４６の基準位置Ｐ＿ｒｅｆから１スロットピッチ分離れた位置と軸方向Ｚの他端側の基準位置Ｐ＿ｒｅｆとが結ばれている。これらにより、ステータ３及びロータ２の軸方向Ｚの中央部４６において、ステータ３とロータ２の相対スキュー量は最大となり、ステータ３とロータ２の相対スキュー量の最大値は連続スキュー換算でステータコア３１の１スロットピッチ分になっている。
【０１２９】
本実施形態のモータＭによれば、ロータ２は、第一基準部位４１と連続スキュー部位４２とを備えている。第一基準部位４１は、一端側第一基準部位４１ａと他端側第一基準部位４１ｂとを備えている。連続スキュー部位４２は、一端側連続スキュー部位４５ａと他端側連続スキュー部位４５ｂとを備えている。また、ステータ３とロータ２の相対スキュー量の最大値が連続スキュー換算でステータコア３１の１スロットピッチ分になるように、第一基準部位４１及び軸方向Ｚの中央部４６が設定されている。よって、本実施形態のモータＭは、上述した実施形態における作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【０１３０】
また、一端側連続スキュー部位４５ａは、軸方向Ｚの一端側から中央部４６にかけて一端側第一基準部位４１ａに対するスキュー量の増加割合が一定に設定され、他端側連続スキュー部位４５ｂは、軸方向Ｚの中央部４６から他端側にかけて他端側第一基準部位４１ｂに対するスキュー量の減少割合が一定に設定されていると好適である。また、スキュー量の増加割合の絶対値とスキュー量の減少割合の絶対値とが同値に設定されていると好適である。これらにより、第一基準部位４１（一端側第一基準部位４１ａ、他端側第一基準部位４１ｂ）に対するスキュー量が不連続に変化する場合と比べて、漏れ磁束を低減することができる。また、製造工程の簡素化を図ることもできる。
【０１３１】
さらに、本実施形態における連続スキュー部位４２は、一端側連続スキュー部位４５ａと他端側連続スキュー部位４５ｂとを備えているので、軸方向Ｚでの中央部４６に関する折り返し対称性が確保され、捻じれ共振を低減することができる。なお、永久磁石２２が焼結磁石の場合に、永久磁石２２をロータコア２１の磁石収容部に装着する際の作業性が悪化する可能性がある。この場合、永久磁石２２を軸方向Ｚに垂直な平面で周方向Ｘに沿って二等分して分割すると良い。分割された一方の永久磁石２２を軸方向Ｚの一端側から装着し、分割された他方の永久磁石２２を軸方向Ｚの他端側から装着することにより、上述した作業性の悪化を軽減することができる。
【０１３２】
なお、本実施形態では、上述した実施形態における離間部位（周方向Ｘに、１／２スロットピッチ離間する部位）の軸方向Ｚの距離が、概ね半減する。従って、本実施形態では、吸引力分布の高次化がより近距離で実現するためより有効に作用する。また、本実施形態は、ステータ３及びロータ２の軸長（軸方向Ｚの寸法）が増大する場合においても好適である。さらに、本実施形態の構成を軸方向Ｚにおいて繰り返し用いても良い。また、連続スキュー部位４２において、回転方向Ｘ１に徐々にずらされる部位と周方向Ｘのうちの逆回転方向Ｘ２に徐々にずらされる部位とは、同数でなくても良い。これらは、モータＭの体格、要求仕様などに応じて、適宜、選択することができる。
【０１３３】
（別実施形態２）
別実施形態２は、ステータ３が、第一基準部位４１（基準部位の一例）と連続スキュー部位４２とを備え、ロータ２が、第二基準部位４３（基準部位の一例）と段スキュー部位４４（スキュー部位の一例）とを備えている点で、上述した実施形態と異なる。
【０１３４】
図３２は、ステータ３、ロータ２のスキューの状態を示す。ただし、ロータ２はステータ３の内周側にあるインナーロータタイプで、ステータ３はステータ３の内周視、ロータ２はロータ２の外周視でのスキューの状態を示している。従って、ステータ３のスキューのずらし方向Ｘ１，Ｘ２の方向は、ロータ２のスキューずらし方向と逆になる。これを表現するため、ステータ３関連は破線、ロータ２関連は実線で示した。図３２の破線は、ステータ３のスキューの状態の一例を示している。本実施形態では、ステータ３は、第一基準部位４１と連続スキュー部位４２とを備える。そのため、ステータ３のスキュー位置は、軸方向Ｚの一端側から他端側に向かってスキュー量に応じて変位する。連続スキュー部位４２は、第一基準部位４１に対して周方向Ｘのうちの逆回転方向Ｘ２に徐々にずらされて軸方向Ｚに配設されている。このときの第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値は、１／２スロットピッチ分に設定されている。
【０１３５】
図３２の実線は、ロータ２のスキューの状態の一例を示している。本実施形態において、ロータ２は、第二基準部位４３と段スキュー部位４４とを備える。第二基準部位４３は、基準部位であり、スキューの基準になる部位をいう。段スキュー部位４４は、スキュー部位であり、第二基準部位４３に対して周方向Ｘに階段状にずらされて軸方向Ｚに配設されている部位をいう。段スキュー部位４４は、第二基準部位４３に対して周方向Ｘのうちの回転方向Ｘ１に階段状（一段）にずらされて軸方向Ｚに配設されている。このように、基準部位は、第一基準部位４１と第二基準部位４３とを備え、スキュー部位は、連続スキュー部位４２と段スキュー部位４４とを備える。なお、ステータ３の基準位置Ｐ＿ｒｅｆ（第一基準部位４１の基準位置）とロータ２の基準位置Ｐ＿ｒｅｆ（第二基準部位４３の基準位置）とは一致している。
【０１３６】
段スキュー部位４４における第二基準部位４３に対するスキュー量は、連続スキュー部位４２における第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値の半分に設定される。既述したように、本実施形態では、ステータ３の連続スキュー部位４２における第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値は、１／２スロットピッチ分に設定されている。そのため、ロータ２の段スキュー部位４４における第二基準部位４３に対するスキュー量は、１／４スロットピッチ分に設定する。これにより、ステータ３及びロータ２の軸方向Ｚの他端側において、ステータ３とロータ２の相対スキュー量は最大となり、ステータ３とロータ２の相対スキュー量の最大値は、連続スキュー換算でステータコア３１の１スロットピッチ分になる。
【０１３７】
図３２は、連続スキュー部位４２と段スキュー部位４４のスキュー量の換算方法を示している。ステータ３の連続スキュー部位４２は、第一基準部位４１に対して周方向Ｘのうちの逆回転方向Ｘ２に徐々にずらされて軸方向Ｚに配設されている。このときの第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値は、１／２スロットピッチ分に設定されている。同図に示すように、第一連続スキュー部位４２ａ（段スキューの第二基準部位４３に対応）における連続スキューの中心位置５４ａは、基準位置Ｐ＿ｒｅｆから周方向Ｘのうちの回転方向Ｘ１に、１／８スロットピッチ分、移動した位置に相当する。また、第二連続スキュー部位４２ｂ（段スキューの段スキュー部位４４に対応）における連続スキューの中心位置５４ｂは、基準位置Ｐ＿ｒｅｆから周方向Ｘのうちの回転方向Ｘ１に、３／８スロットピッチ分、移動した位置に相当する。
【０１３８】
第一連続スキュー部位４２ａの中心位置５４ａと、第二連続スキュー部位４２ｂの中心位置５４ｂとの差分（１／４スロットピッチ分）が、段スキュー部位４４における第二基準部位４３に対するスキュー量になる。なお、第一連続スキュー部位４２ａの中心位置５４ａを、周方向Ｘのうちの逆回転方向Ｘ２に１／８スロットピッチ分移動させると基準位置Ｐ＿ｒｅｆと一致する。また、第二連続スキュー部位４２ｂの中心位置５４ｂを、周方向Ｘのうちの逆回転方向Ｘ２に、１／８スロットピッチ分移動させると連続スキュー部位４２の中心位置と一致する。
【０１３９】
本実施形態のモータＭによれば、ステータ３は、第一基準部位４１と連続スキュー部位４２とを備え、ロータ２は、第二基準部位４３と段スキュー部位４４とを備えている。また、段スキュー部位４４における第二基準部位４３に対するスキュー量は、連続スキュー部位４２における第一基準部位４１に対するスキュー量の最大値の半分（本実施形態では１／４スロットピッチ分）に設定されている。これにより、スキューに伴うステータ３及びロータ２の製造の煩雑さを軽減して、製造工程における作業性を向上させることができる。具体的には、巻線をステータコア３１の複数のスロット３２に組み付ける際の作業性を考慮すると、ステータ３は、段スキュー部位４４と比べて連続スキュー部位４２を備える方が良い。一方、永久磁石２２が焼結磁石の場合に、永久磁石２２をロータコア２１の磁石収容部に装着する際の作業性を考慮すると、ロータ２は、連続スキュー部位４２と比べて段スキュー部位４４を備える方が良い。上述した構成により、ステータ３及びロータ２の両方において、製造工程における作業性を向上させることができる。
【０１４０】
なお、ステータ３の連続スキュー部位４２は、第一基準部位４１に対して周方向Ｘのうちの回転方向Ｘ１に徐々にずらされて軸方向Ｚに配設することもできる。この場合、ロータ２の段スキュー部位４４は、第二基準部位４３に対して周方向Ｘのうちの逆回転方向Ｘ２に階段状（一段）にずらされて軸方向Ｚに配設されると好適である。つまり、ステータ３の連続スキュー部位４２が、第一基準部位４１に対して周方向Ｘのうちの回転方向Ｘ１にずらされているときに、ロータ２の段スキュー部位４４は、第二基準部位４３に対して周方向Ｘのうちの逆回転方向Ｘ２にずらされていると好適である。これにより、第二変形形態で既述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【０１４１】
また、段スキュー部位４４は、第二基準部位４３に対して周方向Ｘに階段状（複数段）にずらされて軸方向Ｚに配設することもできる。この場合も、図３２に示す一段の場合と同様にして、連続スキューの各中心位置と、段スキューの各中心位置とを一致させて、段スキュー部位４４の各段における第二基準部位４３に対するスキュー量を換算することができる。
【０１４２】
以上説明したように、夫々所定スロット数ずらした３種類の基本相帯群５１，５２，５３を備え、ｍ１，ｍ２，ｍ３の割合を適正化することにより、分数スロット構成のモータＭにおいて、巻線分布に起因する低次の回転次数の起振力に起因するモータＭの騒音及び振動を低減することができ、整数スロット構成のモータＭにおいて、巻線分布に起因するトルクリップルを低減することができる。また、ステータ３とロータ２の相対スキュー量の最大値が連続スキュー換算でステータコア３１の１スロットピッチ分となるように、基準部位４１に対する連続スキュー部位４２のスキュー量の最大値が設定されていることにより、ステータコア３１とロータコア２１の対向状態を反映する周方向磁気周期性劣化による高次の回転次数の起振力に起因するモータＭの騒音及び振動を低減することができる。しかも、モータＭの騒音及び振動の低減と併せて、トルクリップル、出力波形に含まれる高調波成分も低減することができる。つまり、巻線構成やステータコア３１とロータコア２１の対向状態を適正化することにより、全ての回転次数における騒音及び振動、トルクリップルを低減することが可能となる。
【０１４３】
ただし、ステータコア３１やロータコア２１の磁気飽和状態や形状、サイズにより、スキューや巻線構成の適正化による効果が混在したり、低減寄与度が異なったりする。しかしながら、スキューや巻線構成の適正化による併用は、各単独で実施する場合に比べ、モータＭの全回転領域により騒音及び振動を低減できることに変わりはない。一方、スキューや巻線構成の適正化による併用は、各単独で実施する場合に比べ、トルク目減りが増えるので、例えばモータＭの作動範囲で発生する騒音及び振動がスキュー及び巻線構成の適正化の何れか一方で対策可能な場合で、騒音及び振動のみを低減すれば良い場合は、有効な対策のみを実施すれば良い。
【０１４４】
上述した実施形態におけるモータＭは、三相交流同期電動機に限定されず、任意の相数の交流電動機、誘導電動機、同期電動機等であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は、導線で構成されたコイルを収容する複数のスロットを有するステータと、ステータと対向し複数の磁極を有するロータとを備えた回転電機に利用可能である。
【符号の説明】
【０１４６】
２          ：ロータ
３          ：ステータ
５          ：基本相帯
１１ａ      ：コイルサイド
３１        ：ステータコア
３２        ：スロット
４１        ：第一基準部位（基準部位）
４１ａ      ：一端側第一基準部位（基準部位）
４１ｂ      ：他端側第一基準部位（基準部位）
４２        ：連続スキュー部位（スキュー部位）
４２ａ      ：第一連続スキュー部位（スキュー部位）
４２ｂ      ：第二連続スキュー部位（スキュー部位）
４３        ：第二基準部位（基準部位）
４４        ：段スキュー部位（スキュー部位）
４５ａ      ：一端側連続スキュー部位（スキュー部位）
４５ｂ      ：他端側連続スキュー部位（スキュー部位）
５０        ：混成相帯群
５１        ：第一基本相帯群
５２        ：第二基本相帯群
５３        ：第三基本相帯群
Ｍ          ：モータ（回転電機）
Ｎｓｐｐ    ：毎極毎相スロット数
Ｘ          ：回転方向
Ｙ          ：径方向
Ｚ          ：軸方向（直交方向）
ｃ          ：既約分数の分母
ｍ１        ：層数
ｍ２        ：層数
ｍ３        ：層数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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