(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を有する回転子と、
互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、
該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、
該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子と
を備え、
前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、
前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、
ｎの値が４である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方を３個連続で並べて配置するステップと、前記２種類のコアピースの他方を９個連続で並べて配置するステップとを含む、永久磁石式回転機の製造方法。
【請求項２】
永久磁石を有する回転子と、
互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、
該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、
該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子と
を備え、
前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、
前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、
ｎの値が４である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方を、４つの前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースのうち２つ、４つの前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースのうち２つおよび４つの前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの２つとするように組み合せて配置するステップを含む、永久磁石式回転機の製造方法。
【請求項３】
永久磁石を有する回転子と、
互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、
該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、
該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子と
を備え、
前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、
前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、
ｎの値が４である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方を６個連続で並べて配置するステップと、前記２種類のコアピースの他方を６個連続で並べて配置するステップとを含む、永久磁石式回転機の製造方法。
【請求項４】
永久磁石を有する回転子と、
互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、
該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、
該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子と
を備え、
前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、
前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、
ｎの値が４である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方と、前記２種類のコアピースの他方とを１つずつ交互に配置するステップとを含む、永久磁石式回転機の製造方法。
【請求項５】
永久磁石を有する回転子と、
互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、
該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、
該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子と
を備え、
前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、
前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、
ｎの値が４である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースのうち一方を３個連続で並べて配置した一群と、前記２種類のコアピースのうち他方を３個連続で並べて配置した一群とを、交互に配置するステップを含む、永久磁石式回転機の製造方法。
【請求項６】
永久磁石を有する回転子と、
互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、
該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、
該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子と
を備え、
前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、
前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、
ｎの値が３である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方を、３つの前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースのうち１つ、３つの前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースのうち１つおよび３つの前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つとするように組み合せて配置するステップを含む、永久磁石式回転機の製造方法。
【請求項７】
永久磁石を有する回転子と、
互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、
該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、
該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子と
を備え、
前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、
前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、
ｎの値が３である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方を３個連続で並べて配置するステップと、前記２種類のコアピースの他方を６個連続で並べて配置するステップとを含む、永久磁石式回転機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コギングトルクを低減させた永久磁石式回転機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータなどの永久磁石式回転機では、コギングトルクと呼ばれるトルク脈動の一種が発生することがある。このコギングトルクは、永久磁石式回転機の回転側の部品である回転子と固定側の部品である固定子との間で流れる磁束の磁束密度が、固定子の回転角度の変化に伴って変化することによって発生する。そのため、このようなコギングトルクの増大によって、永久磁石式回転機の回転制御性能を悪化させる問題や、振動・騒音の問題が生じることとなる。
【０００３】
このコギングトルクは、回転子を、１周回転角３６０°を永久磁石の極数および固定子のスロット数の最小公倍数で割った角度、回転させる毎に発生することがある。このような回転角度毎の周期で発生するコギングトルクの成分は、「理論次数成分」と呼ばれている。
【０００４】
例えば、６極９スロット式の永久磁石式回転機では、回転子を、１周回転角３６０°を極数６およびスロット数９の最小公倍数１８で割った値２０°（＝３６０°÷１８）、回転させる毎に、理論次数成分のコギングトルクが発生することとなる。また、８極１２スロット式の永久磁石式回転機では、回転子を、１周回転角３６０°を極数８およびスロット数１２の最小公倍数２４で割った値１５°（＝３６０°÷２４）、回転させる毎に、理論次数成分のコギングトルクが発生することとなる。
【０００５】
また、固定子にバラツキがある場合では、非特許文献１で示されるように、コギングトルクは、回転子を、１周回転角３６０°を永久磁石の極数で割った角度、回転させる毎にも発生することがある。このような回転角度毎の周期で発生するコギングトルクの成分は、「極数成分」と呼ばれている。
【０００６】
例えば、６極９スロット式の永久磁石式回転機では、回転子を、１周回転角３６０°を極数６で割った値６０°（＝３６０°÷６）、回転子を回転させる毎に、極数成分のコギングトルクが発生することとなる。また、８極１２スロット式の永久磁石式回転機では、回転子を、１周回転角３６０°を極数８で割った値４５°（＝３６０°÷８）、回転させる毎に、極数成分のコギングトルクが発生することとなる。
【０００７】
このように極数成分のコギングトルクを低減させる目的で製造される永久磁石式回転機には、特許文献１のように、Ｎ相の通電相のうち１相〜Ｎ−１相を構成する固定子側にある複数のティースの形状が、他の通電相を構成する複数のティースの形状と異なるように形成されているものがある。
【０００８】
また、特許文献１のような固定子には、分割コアが用いられることがあり、この分割コアは、複数のコアピースから構成されている。この複数のコアピースの１つずつが、固定子の１つのティースを構成しており、このような複数のコアピースを円環状に並べることによって、複数のティースを備える分割コアが構成されることとなる。
【０００９】
この分割コアは、増産対応のために様々なコアピースを組み合せて製造されることがあり、このような場合、特に、互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって磁気抵抗の異なる２種類のコアピースを組み合わせて、分割コアを製造する必要に迫られることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３１１７３８号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】大穀  晃裕、外４名、「ＰＭモータの固定子製造誤差に起因するコギングトルクの発生条件」、電気学会論文誌Ｂ、２００６年１１月  １日、第１２６巻、第８号、１１４０頁〜１１５０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１のような永久磁石式回転機では、形状変更したティースの形状と他のティースの形状との差異を設けたことによって、各相間で流れる磁束の飽和磁束密度が異なることとなり、永久磁石式回転機のトルク制御性能が影響を受けるおそれがある。
【００１３】
また、互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって磁気抵抗の異なる２種類のコアピースを組み合わせて分割コアを製造する場合に、２種類のコアピースの組み合わせによっては、永久磁石回転機の回転性能などにばらつきが発生するおそれがあり、さらに、極数成分のコギングトルクが発生するおそれがある。
【００１４】
そこで、本発明の課題は、永久磁石回転機の回転性能のばらつきを低減するとともに、トルク制御性能に影響を与えずに特に極数成分のコギングトルクを低減するように構成された永久磁石式回転機の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る永久磁石式回転機の製造方法は、永久磁石を有する回転子と、互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子とを備え、前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、ｎの値が４である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方を３個連続で並べて配置するステップと、前記２種類のコアピースの他方を９個連続で並べて配置するステップとを含む。そのため、磁気抵抗の異なる前記２種類のコアピースを用いる場合、例えば、２個取り用プレス型で同時に２つのコアピースを製造することに起因して２つのコアピース間にばらつきが生じる場合などに、前記Ｕ相のｎ個のコアピースおよび前記永久磁石の間で流れる磁束の磁束密度分布と、前記Ｖ相のｎ個のコアピースおよび前記永久磁石の間で流れる磁束の磁束密度分布と、前記Ｗ相のｎ個のコアピースおよび前記永久磁石の間で流れる磁束の磁束密度分布との間で、ばらつきを発生し難くすることができる。従って、前記各相間で流れる飽和磁束密度のばらつきが減少することとなり、永久磁石式回転機のトルク制御性能に影響することなく、極数成分のコギングトルクを低減できる。
【００１６】
本発明の第２の態様に係る永久磁石式回転機の製造方法は、永久磁石を有する回転子と、互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子とを備え、前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、ｎの値が４である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方を、４つの前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースのうち２つ、４つの前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースのうち２つおよび４つの前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの２つとするように組み合せて配置するステップを含む。そのため、８相１２スロット式の永久磁石回転機の態様で、前記固定子側の前記Ｕ相、前記Ｖ相および前記Ｗ相にそれぞれ分配される前記２種類のコアピースの数の比率が等しくなる。そのため、永久磁石回転機を製造に用いられる部品の生産効率を向上させることができるとともに、極数成分のコギングトルクをより確実に低減できる。
【００１７】
本発明の第３の態様に係る永久磁石式回転機の製造方法は、永久磁石を有する回転子と、互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子とを備え、前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、ｎの値が４である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方を６個連続で並べて配置するステップと、前記２種類のコアピースの他方を６個連続で並べて配置するステップとを含む。そのため、８相１２スロット式の永久磁石回転機の態様で、前記固定子側の前記Ｕ相、前記Ｖ相および前記Ｗ相にそれぞれ分配される前記２種類のコアピースの数の比率が等しくなる。そのため、永久磁石回転機を製造に用いられる部品の生産効率を向上させることができるとともに、極数成分のコギングトルクをより確実に低減できる。
【００１８】
本発明の第４の態様に係る永久磁石式回転機の製造方法は、永久磁石を有する回転子と、互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子とを備え、前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、ｎの値が４である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方と、前記２種類のコアピースの他方とを１つずつ交互に配置するステップとを含む。そのため、８相１２スロット式の永久磁石回転機の態様で、前記固定子側の前記Ｕ相、前記Ｖ相および前記Ｗ相にそれぞれ分配される前記２種類のコアピースの数の比率が等しくなる。そのため、永久磁石回転機を製造に用いられる部品の生産効率を向上させることができるとともに、極数成分のコギングトルクをより確実に低減できる。
【００１９】
本発明の第５の態様に係る永久磁石式回転機の製造方法は、永久磁石を有する回転子と、互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子とを備え、前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、ｎの値が４である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースのうち一方を３個連続で並べて配置した一群と、前記２種類のコアピースのうち他方を３個連続で並べて配置した一群とを、交互に配置するステップを含む。そのため、８相１２スロット式の永久磁石回転機の態様で、前記固定子側の前記Ｕ相、前記Ｖ相および前記Ｗ相にそれぞれ分配される前記２種類のコアピースの数の比率が等しくなる。そのため、永久磁石回転機を製造に用いられる部品の生産効率を向上させることができるとともに、極数成分のコギングトルクをより確実に低減できる。
【００２０】
本発明の第６の態様に係る永久磁石式回転機の製造方法は、永久磁石を有する回転子と、互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子とを備え、前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、ｎの値が３である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方を、３つの前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースのうち１つ、３つの前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースのうち１つおよび３つの前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つとするように組み合せて配置するステップを含む。そのため、８相１２スロット式の永久磁石回転機の態様で、前記固定子側の前記Ｕ相、前記Ｖ相および前記Ｗ相にそれぞれ分配される前記２種類のコアピースの数の比率が等しくなる。そのため、永久磁石回転機を製造に用いられる部品の生産効率を向上させることができるとともに、極数成分のコギングトルクをより確実に低減できる。
【００２１】
本発明の第７の態様に係る永久磁石式回転機の製造方法は、永久磁石を有する回転子と、互いに同一形状に設計されるが２種類の製造条件間の相違に起因した形状の相違によって互いに異なる磁気抵抗を有する２種類のコアピースから構成される複数のコアピースと、該複数のコアピースを円環状に並べて配置することによって構成される固定子コアと、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相の巻線と、該３相の巻線の各相を、それぞれ別々の前記コアピースに巻き付けた前記固定子コアを有する固定子とを備え、前記永久磁石の極数を２ｎにするとともに、前記永久磁石の周方向に沿ってＮ極およびＳ極を交互に配置し、前記固定子のスロット数を３ｎにするとともに、前記Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、前記Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよび前記Ｗ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置した一群をｎ個並べて配置し、ｎの値を２以上の整数としている永久磁石式回転機を製造する方法であって、前記回転子を、１周回転角３６０°を前記永久磁石の極数２ｎおよび前記固定子のスロット数３ｎの最小公倍数で割った角度、回転させる毎に、前記回転子と前記固定子との間で流れる磁束の磁束密度分布を等しくするように、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップを含んでおり、ｎの値が３である場合に、前記２種類のコアピースを組み合せて配置するステップが、前記２種類のコアピースの一方を３個連続で並べて配置するステップと、前記２種類のコアピースの他方を６個連続で並べて配置するステップとを含む。そのため、６相９スロット式の永久磁石回転機のようにコアピースの数を削減した態様で、永久磁石回転機のコストダウンを図りながら、極数成分のコギングトルクを確実に低減できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る永久磁石式回転機の製造方法によれば、永久磁石回転機の回転性能のばらつきを低減するとともに、トルク制御性能に影響を与えずに特に極数成分のコギングトルクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態における永久磁石式回転機の回転子および固定子を示す概略図である。
【図２】図１の回転子を反時計回り方向に１５°回転させた状態を示す概略図である。
【図３】本発明の第２実施形態における永久磁石式回転機の回転子および固定子を示す概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態の第１変形例における永久磁石式回転機の回転子および固定子を示す概略図である。
【図５】本発明の第２実施形態の第２変形例における永久磁石式回転機の回転子および固定子を示す概略図である。
【図６】本発明の第３実施形態における永久磁石式回転機の回転子および固定子を示す概略図である。
【図７】永久磁石式回転機の回動時における振動を表すグラフである。
【図８】比較例の永久磁石式回転機の回転子および固定子を示す概略図である。
【図９】図８の回転子を反時計回り方向に１５°回転させた状態を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態について以下に説明する。
【００２５】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について以下に説明する。図１は、本発明の第１実施形態における永久磁石式回転機（以下、モータという）１の回転子２および固定子３を示す概略図である。
【００２６】
本発明の第１実施形態のモータ１は、８極１２スロット式となっており、回転子２と固定子３とを備えている。回転子２は、略リング状に形成される永久磁石２ａを備えており、この永久磁石２ａは、回転子２の外周に配置されている。この永久磁石２ａでは、回転子２の周方向に沿ってＮ極およびＳ極が交互に配置されており、永久磁石２ａの極数は、８極となっている。すなわち、この永久磁石２ａは、４つのＮ極（Ｎ１極，Ｎ２極，Ｎ３極，Ｎ４極）、および４つのＳ極（Ｓ１極，Ｓ２極，Ｓ３極，Ｓ４極）を備えており、４つのＮ極および４つのＳ極が、矢印Ｍで示す反時計回り方向に、Ｎ１極，Ｓ１極，Ｎ２極，Ｓ２極，Ｎ３極，Ｓ３極，Ｎ４極，Ｓ４極の順に並べて配置されている。回転子２は、リング状の永久磁石２ａの外周円中心を通る軸回りに回動可能に構成されている。
【００２７】
固定子３は、固定子コア４と、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線から成る３相の巻線とを備えている。固定子コア４は、リング状に形成されたヨークと、ヨークから固定子コア４の中心方向に向かって突出するように形成された１２個のティースとを備えている。さらに、固定子コア４は、分割コアとなっており、１２個のコアピースから構成されている。１つのコアピースは、１つのティースを有するように構成されている。
【００２８】
１２個のコアピースは、回転子２の周囲に沿って円環状に並べて配置されている。また、１２個のコアピースは、斜線で示した３個の第１のコアピース４ａと、９個の第２のコアピース４ｂとの２種類から構成されている。第１のコアピース４ａおよび第２のコアピース４ｂは、電磁鋼板を、２個取り用プレス型によって同時に打ち抜いた後に、それぞれ積層させることによって製造されている。そのため、第１のコアピース４ａの形状および第２のコアピース４ｂの形状は、２個取り用プレス型において、それぞれを製造するためのステージの形状ばらつきに依存して、互いにばらついて異なることとなる。
【００２９】
これら３個の第１のコアピース４ａは、連続で並ぶように組み合せて配置されており、９個の第２のコアピース４ｂは、連続で並ぶように組み合されて配置されている。従って、第１コアピース４ａと第２コアピース４ｂとの配置については、３個の第１のコアピース４ａの一群と、９個の第２のコアピース４ｂの一群とが、連続で並ぶように配置され、円環状の固定子コア４が構成されることとなる。
【００３０】
Ｕ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線は、それぞれ別々のコアピースのティースに巻き付けられている。Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよびＷ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを連続で並べて配置した一群が、４個連続で並べて配置されている。
【００３１】
Ｕ相巻線を１個の第１のコアピース４ａのティースに巻き付けることによって、Ｕ１相が構成されている。また、Ｕ相巻線を３個の第２のコアピース４ｂのティースに巻き付けることによって、第２のコアピース４ｂにＵ２相、Ｕ３相およびＵ４相がそれぞれ構成されている。
【００３２】
Ｖ相巻線を１個の第１のコアピース４ａのティースに巻き付けることによって、Ｖ１相が構成されている。また、Ｖ相巻線を３個の第２のコアピース４ｂのティースに巻き付けることによって、Ｖ２相、Ｖ３相およびＶ４相がそれぞれ構成されている。
【００３３】
Ｗ相巻線を１個の第１のコアピース４ａのティースに巻き付けることによって、Ｗ１相が構成されている。また、Ｗ相巻線を３個の第２のコアピース４ｂのティースに巻き付けることによって、Ｗ２相、Ｗ３相およびＷ４相がそれぞれ構成されている。従って、モータ１は１２個のスロットを有することとなる。
【００３４】
詳細に述べると、４つのＵ相、４つのＶ相および４つのＷ相から成る通電相は、矢印Ｍで示す反時計回り方向に、Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、Ｕ２相、Ｖ２相、Ｗ２相、Ｕ３相、Ｖ３相、Ｗ３相、Ｕ４相、Ｖ４相、Ｗ４相の順に配置されることとなる。
【００３５】
このようなモータ１では、第１のコアピース４ａの形状と第２のコアピース４ｂの形状との間の差異によって、第１のコアピース４ａに巻き付けられたＵ１相、Ｖ１相およびＷ１相の磁気抵抗と、第２のコアピース４ｂに巻き付けられたＵ２相、Ｖ２相、Ｗ２相、Ｕ３相、Ｖ３相、Ｗ３相、Ｕ４相、Ｖ４相およびＷ４相の磁気抵抗との間にも、差異が生じることとなる。
【００３６】
ここで、モータ１の回転動作時における回転子２と固定子３との位置関係について、図１および図２を用いて説明する。図１では、Ｕ１相、Ｕ２相、Ｕ３相およびＵ４相の周方向の中央部は、それぞれＮ１極、Ｎ２相、Ｎ３相およびＮ４相の周方向の中央部に対向するように位置している。
【００３７】
このような状態で、Ｕ１相、Ｕ２相、Ｕ３相およびＵ４相のティースの先端部分において、Ｕ１相およびＮ１極の間では磁束Ａ（点線で示す）が流れ、Ｕ２相およびＮ２極の間と、Ｕ３相およびＮ３極の間と、Ｕ４相およびＮ４極の間ではそれぞれ同等の磁束密度を有する磁束Ｂが流れる。従って、モータ１の回転子２と固定子３との間では、磁束Ａが１箇所で流れ、磁束Ａと磁束密度の異なる磁束Ｂが３箇所で流れることとなる。
【００３８】
８極１２スロット式のモータ１では、回転子２を、１周回転角３６０°を極数８およびスロット数１２の最小公倍数２４で割った値１５°（＝３６０°÷２４）、回転させる毎に、理論次数成分のコギングトルクが発生する。回転子２が、図１の状態から、さらに矢印Ｍで示す反時計回り方向に１５°回転した状態を図２に示す。
【００３９】
図２では、Ｗ１相、Ｗ２相、Ｗ３相およびＷ４相の周方向の中央部が、それぞれＳ１極、Ｓ２極、Ｓ３極およびＳ４極の周方向の中央部に対向するように位置している。このような状態で、Ｗ１相、Ｗ２相、Ｗ３相およびＷ４相のティースの先端部分において、Ｗ１相およびＳ１極の間では磁束Ａ（点線で示す）が流れ、Ｗ２相およびＳ２極の間と、Ｗ３相およびＳ３極の間と、Ｗ４相およびＳ４極の間ではそれぞれ同等の磁束密度を有する磁束Ｂが流れる。すなわち、モータ１の回転子２と固定子３との間でもまた、磁束Ａが１箇所で流れ、磁束Ａと磁束密度の異なる磁束Ｂが３箇所で流れることとなる。
【００４０】
モータ１は、回転子２の１５°毎の回転を繰り返すことによって、連続して回転動作をすることとなる。そのため、回転子２を１５°回転させる毎、すなわち、モータ１の理論次数成分のコギングトルクが発生するタイミングでは、回転子２と固定子３との間には、１箇所の磁束Ａと３箇所の磁束Ｂとが流れた状態となり、常に等しい磁束密度分布で磁束が流れることとなる。従って、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の磁束密度がそれぞれ異なる場合に発生するような極数成分のコギングトルクが、発生し難くなる。
【００４１】
よって、このような第１実施形態のモータ１では、互いに磁気抵抗の異なる第１のコアピース４ａおよび第２のコアピース４ｂを用いる必要がある場合、特に、２個取り用プレス型で同時に第１のコアピース４ａおよび第２のコアピース４ｂを製造することに起因して第１のコアピース４ａおよび第２のコアピース４ｂの間にばらつきが生じる場合に、４つのＵ相を有するコアピースおよび永久磁石２ａの間で流れる磁束の磁束密度分布と、４つのＶ相を有するコアピースおよび永久磁石２ａの間で流れる磁束の磁束密度分布と、４つのＷ相を有するコアピースおよび永久磁石２ａの間で流れる磁束の磁束密度分布との間で、ばらつきを減少させることができる。従って、各相間で流れる磁束の飽和磁束密度のばらつきもまた減少することとなり、モータ１のトルク制御性能に影響することなく、極数成分のコギングトルクを低減できる。
【００４２】
ここまで発明の第１実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【００４３】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について以下に説明する。図３は、本発明の第２実施形態におけるモータ１１の回転子１２および固定子１３を示す概略図である。
【００４４】
モータ１１は、８極１２スロット式となっており、回転子１２と固定子１３とを備えている。回転子１２は、第１実施形態の回転子２と同様に構成される永久磁石１２ａを備えている。
【００４５】
固定子１３は、固定子コア１４と、第１実施形態と同様にＵ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線から成る３相の巻線とを備えており、固定子コア１４もまた、第１実施形態と同様に構成されるヨークおよび１２個のティースを備えている。
【００４６】
固定子コア４は、分割コアとなっており、１２個のコアピースから構成されている。第２実施形態では、これらの１２個のコアピースは、斜線で示した６個の第１のコアピース１４ａと、６個の第２のコアピース１４ｂとの２種類から構成されている。第１のコアピース１４ａの形状および第２のコアピース１４ｂの形状は、第１実施形態と同様に互いに異なっている。
【００４７】
第１コアピース１４ａと第２コアピース１４ｂとの配置については、６個の第１のコアピース１４ａが、連続で並ぶように組み合せて配置されており、６個の第２のコアピース１４ｂが、連続で並ぶように組み合せて配置されている。
【００４８】
Ｕ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線は、第１実施形態と同様に、それぞれ別々のコアピースのティースに巻き付けられており、４つのＵ相、４つのＶ相および４つのＷ相から成る通電相が形成されている。これらの通電相は、矢印Ｍで示す反時計回り方向に、Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、Ｕ２相、Ｖ２相、Ｗ２相、Ｕ３相、Ｖ３相、Ｗ３相、Ｕ４相、Ｖ４相、Ｗ４相の順に配置されている。
【００４９】
第２実施形態では、Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、Ｕ２相、Ｖ２相およびＷ２相が、第１のコアピース１４ａに形成され、Ｕ３相、Ｖ３相、Ｗ３相、Ｕ４相、Ｖ４相およびＷ４相が、第２のコアピース１４ｂに形成されている。
【００５０】
そのため、このモータ１１では、第１のコアピース１４ａの形状と第２のコアピース１４ｂの形状との間の差異によって、第１のコアピース１４ａに巻き付けられたＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、Ｕ２相、Ｖ２相およびＷ２相の磁気抵抗と、第２のコアピース１４ｂに巻き付けられたＵ３相、Ｖ３相、Ｗ３相、Ｕ４相、Ｖ４相およびＷ４相の磁気抵抗との間に、差異が生じることとなる。
【００５１】
ここで、モータ１１の回転動作時における回転子１２と固定子１３との位置関係について、図３を用いて説明する。図３では、Ｕ１相、Ｕ２相、Ｕ３相およびＵ４相の周方向の中央部が、それぞれＮ１極、Ｎ２相、Ｎ３相およびＮ４相の周方向の中央部に対向するように位置している。
【００５２】
このような状態で、Ｕ１相、Ｕ２相、Ｕ３相およびＵ４相のティースの先端部分が、Ｕ１相およびＮ１極の間と、Ｕ２相およびＮ２極の間とではそれぞれ同等の磁束密度を有する磁束Ａ（点線で示す）が流れ、Ｕ３相およびＮ３極の間と、Ｕ４相およびＮ４極の間ではそれぞれ同等の磁束密度を有する磁束Ｂが流れる。従って、モータ１の回転子２と固定子３との間では、磁束Ａが２箇所で流れ、磁束Ａと磁束密度の異なる磁束Ｂが２箇所で流れることとなる。
【００５３】
第１実施形態と同様に、８極１２スロット式のモータ１１では、回転子１２を１５°回転させる毎に、理論次数成分のコギングトルクが発生する。回転子２が、矢印Ｍで示す反時計回り方向に１５°回転した場合、図示はしないが、Ｗ１相、Ｗ２相、Ｗ３相およびＷ４相のティースの先端部分が、Ｗ相巻線に流れる電流によって、Ｎ極の磁気を帯びた状態となり、Ｗ１相、Ｗ２相、Ｗ３相およびＷ４相の周方向の中央部が、それぞれＳ１極、Ｓ２極、Ｓ３極およびＳ４極の周方向の中央部に対向するように位置することとなる。
【００５４】
このような状態で、Ｗ１相およびＳ１極の間と、Ｗ２相およびＳ２極の間とでは磁束Ａが流れ、Ｗ３相およびＳ３極の間と、Ｗ４相およびＳ４極の間ではそれぞれ同等の磁束密度を有する磁束Ｂが流れることとなる。すなわち、モータ１の回転子２と固定子３との間で、磁束Ａが２箇所で流れ、磁束Ａと磁束密度の異なる磁束Ｂが２箇所で流れることとなる。
【００５５】
モータ１１は、回転子１２の１５°毎の回転を繰り返すことによって、連続して回転動作をすることとなる。そのため、回転子２を１５°回転させる毎、すなわち、モータ１１の理論次数成分のコギングトルクが発生するタイミングでは、回転子１２と固定子１３との間に、２箇所の磁束Ａと２箇所の磁束Ｂとが流れた状態となり、常に等しい磁束密度分布になることとなる。従って、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の磁束密度がそれぞれ異なる場合に発生する極数成分のコギングトルクが、発生し難くなる。
【００５６】
よって、このような第２実施形態のモータ１１によれば、８相１２スロット式のモータの態様で、固定子１２側のＵ相、Ｖ相およびＷ相にそれぞれ分配される第１のコアピース１４ａおよび第２のコアピース１４ｂの数の比率が等しくなる。そのため、モータ１１を製造に用いられる部品の生産効率を向上させることができるとともに、極数成分のコギングトルクをより確実に低減することができる。
【００５７】
ここまで発明の第２実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【００５８】
例えば、本発明の第２実施形態における第１変形例として、図４に示されるように、３個連続で並べて配置した第１コアピース１４ａの一群と、第２コアピース１４ｂを３個連続で並べて配置した一群とが、交互に配置されてもよい。すなわち、第１コアピース１４ａにＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、Ｕ３相、Ｖ３相およびＷ３相が構成され、第２コアピース１４ｂにＵ２相、Ｖ２相、Ｗ２相、Ｕ４相、Ｖ４相およびＷ４相が構成されてもよい。
【００５９】
本発明の第２実施形態における第２変形例として、図５に示されるように、第１コアピース１４ａと第２コアピース１４ｂとが、１つずつ交互に配置されてもよい。すなわち、第１コアピース１４ａにＵ１相、Ｖ２相、Ｗ１相、Ｕ３相、Ｖ４相およびＷ３相が構成され、第２コアピース１４ｂにＵ２相、Ｖ１相、Ｗ２相、Ｕ４相、Ｖ３相およびＷ４相が構成されてもよい。
【００６０】
本発明の第２実施形態における第１変形例および第２変形例によっても、回転子１２を１５°回転させる毎、すなわち、モータ１の理論次数成分のコギングトルクが発生するタイミングで、回転子２と固定子３との間に、２箇所の磁束Ａおよび２箇所の磁束Ｂが流れた状態となり、常に等しい磁束密度分布で磁束が流れることとなる。そのため、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の磁束密度がそれぞれ異なる場合に発生する極数成分のコギングトルクが、発生し難くなる。
【００６１】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について以下に説明する。図６は、本発明の第３実施形態におけるモータ２１の回転子２２および固定子２３を示す概略図である。
【００６２】
本発明の第３実施形態のモータ２１は、６極９スロット式となっており、回転子２２と固定子２３とを備えている。回転子２２は、円柱状に形成されており、円中心を通る回転軸回りで回動可能に構成されている。また、回転子２２は、略円筒状に形成される永久磁石２２ｂを備えており、この永久磁石２２ｂは、回転子２２の外周に配置されている。この永久磁石２２ｂでは、回転子２２の周方向に沿ってＮ極およびＳ極が交互に配置されており、永久磁石２２ｂの極数は、６極となっている。すなわち、この永久磁石２２ｂは、３つのＮ極（Ｎ１極，Ｎ２極，Ｎ３極）、および３つのＳ極（Ｓ１極，Ｓ２極，Ｓ３極）を備えており、３つのＮ極および３つのＳ極が、矢印Ｍで示す反時計回り方向に、Ｎ１極，Ｓ１極，Ｎ２極，Ｓ２極，Ｎ３極，Ｓ３極の順に並べて配置されている。
【００６３】
固定子３は、固定子コア２４と、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線から成る３相の巻線とを備えている。固定子コア２４は、円筒状に形成されたヨークと、ヨークから固定子コア２４の中心方向に向かって突出するように形成された９個のティースとを備えている。さらに、固定子コア２４は、分割コアとなっており、９個のコアピースから構成されている。１つのコアピースは、１つのティースを有するように構成されている。
【００６４】
９個のコアピースは、回転子２２の周囲に沿って円環状に並べて配置されている。また、９個のコアピースは、斜線で示した３個の第１のコアピース２４ａと、６個の第２のコアピース２４ｂとの２種類から構成されている。第１のコアピース２４ａおよび第２のコアピース２４ｂは、第１実施形態と同様に、互いにばらついて異なっている。
【００６５】
これら３個の第１のコアピース２４ａは、連続で並ぶように組み合されて配置されており、６個の第２のコアピース２４ｂは、連続で並ぶように組み合されて配置されている。従って、第１コアピース２４ａと第２コアピース２４ｂとの配置については、６個の第１のコアピース２４ａの一群と、６個の第２のコアピース２４ｂの一群とが、連続で並ぶように配置され、円環状の固定子コア４が構成されることとなる。
【００６６】
Ｕ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線は、それぞれ別々のコアピースのティースに巻き付けられている。Ｕ相巻線を巻き付けたコアピースの１つ、Ｖ相巻線を巻き付けたコアピースの１つおよびＷ相巻線を巻き付けたコアピースの１つを並べて配置された一群が、３個連続で並べて配置されている。
【００６７】
Ｕ相巻線を１個の第１のコアピース２４ａのティースに巻き付けることによって、Ｕ１相が構成されている。また、Ｕ相巻線を２個の第２のコアピース２４ｂのティースに巻き付けることによって、第２のコアピース２４ｂにＵ２相およびＵ３相がそれぞれ構成されている。
【００６８】
Ｖ相巻線を１個の第１のコアピース２４ａのティースに巻き付けることによって、Ｖ１相が構成されている。また、Ｖ相巻線を３個の第２のコアピース２４ｂのティースに巻き付けることによって、Ｖ２相およびＶ３相がそれぞれ構成されている。
【００６９】
Ｗ相巻線を１個の第１のコアピース２４ａのティースに巻き付けることによって、Ｗ１相が構成されている。また、Ｗ相巻線を２個の第２のコアピース２４ｂのティースに巻き付けることによって、Ｗ２相およびＷ３相がそれぞれ構成されている。従って、モータ２１は、９個のスロットを有することとなる。
【００７０】
すなわち、３つのＵ相、３つのＶ相および３つのＷ相から成る通電相が、矢印Ｍで示す反時計回り方向に、Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、Ｕ２相、Ｖ２相、Ｗ２相、Ｕ３相、Ｖ３相およびＷ３相の順に配置されることとなる。
【００７１】
そのため、このモータ２１では、第１のコアピース２４ａの形状と第２のコアピース２４ｂの形状との間の差異によって、第１のコアピース２４ａに巻き付けられたＵ１相、Ｖ１相およびＷ１相の磁気抵抗と、第２のコアピース４ｂに巻き付けられたＵ２相、Ｖ２相、Ｗ２相、Ｕ３相、Ｖ３相およびＷ３相の磁気抵抗との間にも、差異が生じることとなる。
【００７２】
ここで、モータ２１の回転動作時における回転子２２と固定子２３との位置関係について、図６を用いて説明する。図６では、Ｕ１相、Ｕ２相およびＵ３相の周方向の中央部が、それぞれＮ１極、Ｎ２相およびＮ３相の周方向の中央部に対向するように位置している。
【００７３】
このような状態で、Ｕ１相、Ｕ２相およびＵ３相のティースの先端部分が、Ｕ１相およびＮ１極の間では磁束Ａ（点線で示す）が流れ、Ｕ２相およびＮ２極の間と、Ｕ３相およびＮ３極の間とではそれぞれ同等の磁束密度を有する磁束Ｂが流れる。従って、モータ１の回転子２２と固定子２３との間では、磁束Ａが１箇所で流れ、磁束Ａと磁束密度の異なる磁束Ｂが２箇所で流れることとなる。
【００７４】
この６極９スロット式のモータ２１では、回転子２２を、１周回転角３６０°を極数６およびスロット数９の最小公倍数１８で割った値２０°（＝３６０°÷１８）、回転させる毎に、理論次数成分のコギングトルクが発生する。回転子２２が、さらに矢印Ｍで示す反時計回り方向に２０°回転した場合、図示はしないが、Ｗ１相、Ｗ２相およびＷ３相のティースの先端部分が、Ｗ相巻線に流れる電流によって、Ｎ極の磁気を帯びた状態となり、Ｗ１相、Ｗ２相およびＷ３相の周方向の中央部が、それぞれＳ１極、Ｓ２極およびＳ３極の周方向の中央部に対向するように位置することとなる。
【００７５】
このような状態では、Ｗ１相およびＳ１極の間では磁束Ａが流れ、と、Ｗ２相およびＳ２極の間と、Ｗ３相およびＳ３極の間とではそれぞれ同等の磁束密度を有する磁束Ｂが流れることとなる。すなわち、モータ２１の回転子２２と固定子２３との間で、磁束Ａが１箇所で流れ、磁束Ａと磁束密度の異なる磁束Ｂが２箇所で流れることとなる。
【００７６】
モータ２１は、回転子２２の２０°毎の回転を繰り返すことによって、連続して回転動作をすることとなる。そのため、回転子２２を２０°回転させる毎、すなわち、モータ２１の理論次数成分のコギングトルクが発生するタイミングでは、回転子２２と固定子２３との間に、１箇所の磁束Ａと２箇所の磁束Ｂとが流れた状態となり、常に等しい磁束密度分布で磁束が流れることとなる。従って、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の磁束密度がそれぞれ異なる場合に発生する極数成分のコギングトルクが、発生し難くなる。
【００７７】
よって、このような第３実施形態のモータ２１によれば、６相９スロット式のモータのようにコアピースの数を削減した態様で、モータのコストダウンを図りながら、極数成分のコギングトルクを確実に低減できる。
【００７８】
ここまで発明の第３実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【００７９】
［比較例］
上述した本発明の実施形態との比較例として、図８に示すようなモータ３１を挙げる。図８は、比較例のモータ２１の回転子２２および固定子２３を示す概略図である。
【００８０】
図８に示した８極１２スロット式のモータ３１では、回転子３２に設けられた永久磁石３２ａが、４つのＮ極（Ｎ１極，Ｎ２極，Ｎ３，Ｎ４極）、および４つのＳ極（Ｓ１極，Ｓ２極，Ｓ３極，Ｓ４極）を備え、４つのＮ極および４つのＳ極が、反時計回り方向に、Ｎ１極、Ｓ１極、Ｎ２極、Ｓ２極、Ｎ３極、Ｓ３極、Ｎ４極、Ｓ４極の順に並べて配置されている。
【００８１】
固定子３３に設けられた固定子コア３４は、ヨークから固定子コア３４の中心方向に向かって突出する１２個のティースを備えている。これらのティースには、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線からなる３相の巻線が巻きつけられ、反時計回り方向に、Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、Ｕ２相、Ｖ２相、Ｗ２相、Ｕ３相、Ｖ３相およびＷ３相の順に通電相が配設されることとなる。
【００８２】
固定子コア３４は分割コアであり、１２個のコアピースから構成され、１つのコアピースが１つのティースを備えている。１２個のコアピースは、２個取り用プレス型で作製された２種類のコアピースである第１のコアピース３４ａおよび第２のコアピース３４ｂから構成されている。第１のコアピース３４ａは、Ｕ２相、Ｖ１相、Ｖ２相、Ｗ１相、Ｗ２相およびＷ４相を有するように配置され、第２のコアピース３４ｂは、Ｕ１相、Ｕ３相、Ｕ４相、Ｖ３相、Ｖ４相およびＷ３相を有するように配置されている。
【００８３】
ここで、モータ２１の回転動作時における回転子２２と固定子２３との位置関係について、図８および図９を用いて説明する。図８では、Ｕ１相、Ｕ２相、Ｕ３相およびＵ４相の周方向の中央部が、それぞれＮ１極、Ｎ２相、Ｎ３相およびＮ４相の周方向の中央部に対向するように位置している。
【００８４】
このような状態で、Ｕ１相、Ｕ２相、Ｕ３相およびＵ４相のティースの先端部分が、Ｕ２相およびＮ２極の間で磁束Ａ（点線で示す）が流れ、Ｕ１相およびＮ１極の間と、Ｕ３相およびＮ３極の間と、Ｕ４相およびＮ４極の間とではそれぞれ同等の磁束密度を有する磁束Ｂが流れる。従って、モータ３１の回転子３２と固定子３３との間では、磁束Ａが１箇所で流れ、磁束Ａと磁束密度の異なる磁束Ｂが３箇所で流れることとなる。
【００８５】
一方で、回転子３２が、図８の状態から、さらに反時計回り方向に１５°回転し、図９のような状態になった場合、Ｗ１相およびＳ１極の間と、Ｗ２相およびＳ２極の間とでは磁束Ａ（点線で示す）が流れ、Ｗ３相およびＳ３極の間と、Ｗ４相およびＳ４極の間とではそれぞれ同等の磁束密度を有する磁束Ｂが流れている。すなわち、モータ３１の回転子３２と固定子３３との間では、磁束Ａが２箇所で流れ、磁束Ａと磁束密度の異なる磁束Ｂが２箇所で流れることとなる。
【００８６】
そのため、比較例のモータ３１では、図８における磁束密度の分布と、図９における磁束密度の分布とが異なり、このことは、極数成分のコギングトルクを発生させる要因となる。
【００８７】
ここで、比較例のモータ３１と、本発明の第１実施形態のモータ１と、第２実施形態のモータ１１とで、それぞれ発生するコギングトルクを解析したところ、図７に示すような結果が得られた。
【００８８】
図７では、横軸は回転子の回転角度（度）を表し、縦軸はトルク（ｍＮ・ｍ）を表している。さらに図７では、第１実施形態のモータ１のコギングトルクＣが実線で表され、第２実施形態のモータ１１のコギングトルクＤが一点鎖線で表され、比較例のモータ３１のコギングトルクＥが点線で表されている。なお、第２実施形態の第１変形例および第２変形例は、第２実施形態と同様なコギングトルクが発生する結果となったため、図７における比較では省略している。
【００８９】
モータ１のコギングトルクＣの波形では、各周期のトルクのピークの値が、それぞれ等しくなっている。また、モータ１１のコギングトルクＤでは、各周期のトルクのピークの値が、それぞれ等しくなっている。モータ１のコギングトルクＣの大きさは、モータ１１のコギングトルクＤの大きさより小さくなっている。
【００９０】
これに対して、比較例のモータ３１のコギングトルクＥの波形では、１周期ピークの値が、モータ１１のコギングトルクＤの値より大きくなり、その次の半周期ピークの値が、モータ１１のコギングトルクＤの値より小さくなっている。すなわち、比較例のモータ３１では、極数成分のコギングトルクなど次数成分のコギングトルクが発生していることとなる。比較例のモータ３１は、このような回転動作を繰り返すこととなる。
【００９１】
従って、比較例のモータ３１と比較して、本発明の第１実施形態のモータ１および第２実施形態のモータ１１では、極数成分のコギングトルクのような次数成分のコギングトルクの発生が抑制される。すなわち、理論次数成分のコギングトルクのみが残ることになり、安定して一定のトルク性能が得られることがわかる。
【符号の説明】
【００９２】
１，１１，２１，３１  永久磁石式回転機（モータ）
２，１２，２２，３２  回転子
２ａ，１２ａ，２２ａ，３３ａ  永久磁石
３，１３，２３，３３  固定子
４，１４，２４，３４  固定子コア
４ａ，１４ａ，２４ａ，３４ａ  第１のコアピース
４ｂ，１４ｂ，２４ｂ，３４ｂ  第２のコアピース
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４  Ｕ相
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４  Ｖ相
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４  Ｗ相
Ａ，Ｂ  磁束
Ｃ，Ｄ，Ｅ  コギングトルク
Ｍ  矢印
【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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