(57)【要約】【課題】弱め磁界制御を行う磁束集中型ブラシレスモータの鉄損の低減を図る。【解決手段】ステータ２０のティース部２４は、突端にステータ側幅広部２４ａを有し、ロータ１０は、ロータ側幅広部１４ａを有する複数の磁性体１４と、これら磁性体１４の間に配置された複数のマグネット１６とを有している。低回転数域と高回転数域とにおいて一定時間駆動され、高回転数域では弱め界磁制御が行われる。ロータ１０の対極数をＰ、ロータ側幅広部１４ａの半径線の長さをＲ、ステータ側幅広部２４ａの厚みをＬｔ、ステータ側幅広部２４ａの中心角をτｔ、ロータ側幅広部１４ａの中心角をτｒ、隣接している２つのマグネット１６の中心角をτｍとしたとき、τｒ≦２．８５×τｍ−２．６５×τｔ、かつ、（Ｌｔ×Ｐ）／（π×Ｒ）≧τｔ／τｍ−０．６となるように設定されている。【選択図】図８
2014113031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転自在なロータと、
前記ロータの内側又は外側に配置されるステータと、
を備え、
前記ステータは、
前記ロータ側に面する断面円環状の周面を有するヨーク部と、
前記ヨーク部の周面から前記ロータに向かって放射状に突出し、両側面が張り出して幅が広くなったステータ側幅広部を突端に有する複数のティース部と、
隣接する前記ティース部の間に形成されるスロットに巻線を通しながら当該ティース部に巻回して形成された複数のコイルと、
を有し、
前記ロータは、
前記ロータの周縁部に前記ステータに向かって放射状に配置され、当該ステータ側の端部に、両側面が張り出して幅が広くなったロータ側幅広部を有する複数の磁性体と、
同一の磁極が周方向に対向するように、前記磁性体の間の各々に配置された複数のマグネットと、
を有し、
前記ステータ側幅広部と前記ロータ側幅広部とが微小隙間を隔てて対向し、
回転数の異なる少なくとも２つの低回転数域と高回転数域とにおいて一定時間駆動され、当該高回転数域では、弱め界磁制御が行われるブラシレスモータであって、
前記ロータの対極数をＰとし、
回転軸方向から見て、前記微小隙間に臨む前記ロータ側幅広部の端面と当該回転軸とを結ぶ半径線の長さをＲとし、前記ステータ側幅広部における半径方向の厚みをＬｔとし、前記ステータ側幅広部における周方向側の両端の各々と当該回転軸とを結ぶ２つの半径線によって挟まれる中心角をτｔとし、前記ロータ側幅広部における周方向側の両端の各々と当該回転軸とを結ぶ２つの半径線によって挟まれる中心角をτｒとし、互いに隣接している２つの前記マグネットの中心の各々と当該回転軸とを結ぶ２つの半径線によって挟まれる中心角をτｍとしたとき、
τｒ≦２．８５×τｍ−２．６５×τｔ、かつ、（Ｌｔ×Ｐ）／（π×Ｒ）≧τｔ／τｍ−０．６となるように設定されているブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、
更に、０．５≦τｒ／τｍ≦０．７５となるように設定されているブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、
前記スロットの個数をＳとしたとき、４／３×Ｓ≧２×Ｐ＞Ｓの関係を満たすブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項３に記載のブラシレスモータにおいて、
前記Ｓが２４以上であって、
前記マグネットの残留磁束密度が０．３５Ｔ〜０．５Ｔの範囲内であるブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項３に記載のブラシレスモータにおいて、
前記Ｓが２４未満であって、
前記マグネットの残留磁束密度が１．１Ｔ〜１．５Ｔの範囲内であるブラシレスモータ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のブラシレスモータにおいて、
洗濯機に搭載されるブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯機等に用いられるブラシレスモータに関し、その中でも特に、弱め界磁制御が行われる磁束集中型のモータでの鉄損の低減技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの効率や性能の向上を図るうえで、鉄損（コアで発生する電気エネルギーの損失）の低減は重要な課題の１つとなっている。そのため、これまでも鉄損の低減を目的とした技術はいくつか提案されている（特許文献１、２）。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ティースにおける鉄損の分布が、回転方向の後側が前側よりも高くなっていることに着目し、ティースの先端部分に設けられた傘部を回転方向側に偏って延出させている。
【０００４】
また、特許文献２では、ティースの先端部に、その高さ方向に延びる凹溝を形成している。そうすることで、ティースの先端部に生じる回転磁界を抑制している。
【０００５】
また、磁束集中型のモータについては、例えば、特許文献３に開示されている。そのモータでは、ロータの外周部分に、磁性体及びマグネットが周方向に交互に並置されている。磁性体及びマグネットは、互いに密着しており、マグネットの磁極は、同一の磁極が周方向に対向するように配置されている。
【０００６】
磁束集中型のモータによれば、磁性体を介してマグネットの磁束を集中させることができるため、強力な磁力を発生させることができる。従って、高価なネオジム磁石を使用せず、安価なフェライト磁石でも高出力のモータが実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２７３６９号公報
【特許文献２】特開２００８−２７１７１３号公報
【特許文献３】特開２００６−８７２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の方法では、ティースの先端部が非対称形状になっているため、ティースへの電線の巻回が困難になり、生産性の低下を招くおそれがある。また、電線が巻回できたとしても、整列巻を安定して行うのは難しく、モータ性能の低下を招くおそれがある。
【０００９】
特許文献２の方法は、モータによっては鉄損の増加を招くおそれがある。例えば、本発明者が解析を行ったところ、磁束集中型のモータでは、特許文献２のようにティースの先端部に凹溝を形成すると、かえってティースの先端部での磁束密度が高まり、鉄損が増加する傾向が認められた。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、モータの特徴を利用して、鉄損の低減が効果的に図れるブラシレスモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るブラシレスモータは、回転軸を中心に回転自在なロータと、前記ロータの内側又は外側に配置されるステータとを備えている。
【００１２】
前記ステータは、前記ロータ側に面する断面円環状の周面を有するヨーク部と、前記ヨーク部の周面から前記ロータに向かって放射状に突出し、両側面が張り出して幅が広くなったステータ側幅広部を突端に有する複数のティース部と、隣接する前記ティース部の間に形成されるスロットに巻線を通しながら当該ティース部に巻回して形成された複数のコイルとを有している。
【００１３】
前記ロータは、前記ロータの周縁部に前記ステータに向かって放射状に配置され、当該ステータ側の端部に、両側面が張り出して幅が広くなったロータ側幅広部を有する複数の磁性体と、同一の磁極が周方向に対向するように、前記磁性体の間の各々に配置された複数のマグネットとを有している。そして、前記ステータ側幅広部と前記ロータ側幅広部とは微小隙間を隔てて対向している。
【００１４】
このモータでは、回転数の異なる少なくとも２つの低回転数域と高回転数域とにおいて一定時間駆動され、当該高回転数域では、弱め界磁制御が行われる。
【００１５】
そして、前記ロータの対極数をＰとし、回転軸方向から見て、前記微小隙間に臨む前記ロータ側幅広部の端面と当該回転軸とを結ぶ半径線の長さをＲとし、前記ステータ側幅広部における半径方向の厚みをＬｔとし、前記ステータ側幅広部における周方向側の両端の各々と当該回転軸とを結ぶ２つの半径線によって挟まれる中心角をτｔとし、前記ロータ側幅広部における周方向側の両端の各々と当該回転軸とを結ぶ２つの半径線によって挟まれる中心角をτｒとし、互いに隣接している２つの前記マグネットの中心の各々と当該回転軸とを結ぶ２つの半径線によって挟まれる中心角をτｍとしたとき、τｒ≦２．８５×τｍ−２．６５×τｔ、かつ、（Ｌｔ×Ｐ）／（π×Ｒ）≧τｔ／τｍ−０．６となるように設定されていることを特徴とする。
【００１６】
すなわち、本発明に係るブラシレスモータは、低回転数域と高回転数域とで一定時間駆動され、高回転数域では弱め界磁制御が行われる磁束集中型のモータである。ステータのヨーク部の周面から放射状にティース部が突出しており、そのティース部の突端に設けられたステータ側幅広部が、ロータのロータ側幅広部と微小隙間を隔てて対向している。そうして、上述したような所定の条件を満たすようにマグネット等が配置されている。
【００１７】
このブラシレスモータによれば、その特徴を利用することにより、鉄損の低減を効果的に図ることができる。
【００１８】
更に、０．５≦τｒ／τｍ≦０．７５となるように設定するのが好ましい。
【００１９】
そうすれば、誘起電圧の低下を回避できるため、トルクを大きく損なわずに鉄損の低減を図ることができる。
【００２０】
具体的には、前記スロットの個数をＳとしたとき、Ｓが２４以上であって、４／３×Ｓ≧２×Ｐ＞Ｓの関係を満たすように設定することができる。
【００２１】
そうすれば、特に低回転数域において安定したモータ性能を発揮させることができる。
【００２２】
例えば、前記Ｓが２４以上の場合には、前記マグネットの残留磁束密度を０．３５Ｔ〜０．５Ｔの範囲内に設定するのが好ましい。
【００２３】
そうすれば、マグネットに安価なフェライト磁石を用いることができ、コストの削減が図れる。
【００２４】
また、前記Ｓが２４未満の場合には、前記マグネットの残留磁束密度を１．１Ｔ〜１．５Ｔの範囲内に設定するのが好ましい。
【００２５】
そうすれば、マグネットに強力なネオジム磁石を用いることができ、モータの小型化に合わせてマグネットのサイズを小さくしても高トルクを維持できる。
【００２６】
このブラシレスモータは、洗濯機の駆動源に好適である。従って、洗濯機に搭載すれば、洗濯機の性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のブラシレスモータによれば、特に弱め界磁制御が行われる高速回転時に、鉄損を効果的に低減することができるので、モータ性能やモータ効率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態のモータが搭載された洗濯機を示す概略断面図である。
【図２】モータの主な出力領域を表した概略図である。
【図３】本実施形態のモータを示す概略斜視図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ線における概略断面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】弱め界磁制御を行った場合におけるティース部の鉄損の分布を示す概略図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、異なる位置でのステータ側幅広部の鉄損の分布を示す概略図である。
【図８】マグネット、磁性体、ティース部の配置を説明するための図である。
【図９】τｔ／τｍ、τｒ／τｍ、ＩＬ（鉄損）の関係を表した３次元グラフである。
【図１０】τｔ／τｍ、（Ｌｔ×Ｐ）／（π×Ｒ）、ＩＬの関係を表した３次元グラフである。
【図１１】τｒ／τｍ、ＩＬ、ＥＭＦ（誘起電圧）の関係を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
【００３０】
図１に、本実施形態のブラシレスモータ（単にモータ１ともいう）を適用した洗濯機５０を例示する。この洗濯機５０は横型の洗濯機である。洗濯物が投入されるドラム５１は、その開口部を前方に向けた状態で筐体５０ａに収容されている。ドラム５１は、横方向ないし斜め横方向に延びる回転軸Ａまわりに回転する。また、この洗濯機５０は全自動式である。「洗い」や「すすぎ」、「脱水」の一連の処理は、１つのドラム５１で自動的に行われる。
【００３１】
モータ１は、ドラム５１の底面と筐体５０ａの後側面との間に配置されている。このモータ１は、減速機を介さずにドラム５１に連結されており（ダイレクトドライブモータ）、ドラム５１はモータ１と略同一の回転数で回転する。
【００３２】
「洗い」や「すすぎ」の際には、多量の水がドラム５１に収容されるため、比較的ゆっくりとした動きでドラム５１を一定時間作動させる必要がある。一方、「脱水」の際には、強い遠心力が求められるために、ドラム５１を高速で一定時間作動させる必要がある。
【００３３】
従って、このモータ１は、条件の異なる２つの領域において、一定時間安定した出力が得られるように設定されている。具体的には、図２に示すように、「洗い」や「すすぎ」に対応して、相対的に低い回転数で高トルクな出力が求められる領域（低回転数域ＬＲＲ）と、「脱水」に対応して、相対的に高い回転数で低トルクな出力が求められる領域（高回転数域ＨＲＲ）とで、それぞれ一定時間安定した出力が得られるように、このモータ１は設定されている。
【００３４】
図３〜図５に、モータの詳細を示す。
【００３５】
モータ１は、シャフト２やモータケース４、ロータ１０、ステータ２０などで構成されている。このモータ１は、インナーロータ型である。従って、ロータ１０は、ステータ２０の内側に配置されている。
【００３６】
ロータ１０は、ロータ本体１２や磁性体１４、マグネット１６などで構成されている。
【００３７】
ロータ本体１２は、円柱形状をした樹脂成形体からなる。ロータ本体１２の中心部には、円筒状の軸取付部１２ａが設けられていて、この軸取付部１２ａにシャフト２が圧入されている。それにより、シャフト２及びロータ１０は、互いの中心を回転軸Ａに一致させた状態で一体化されている。
【００３８】
一体化されたシャフト２及びロータ１０は、モータケース４に回転自在に支持されている。モータケース４は、ブラケット等を介して筐体５０ａに支持されている。シャフト２の一端は、モータケース４に形成された軸孔を通じて外方に突出している。そのシャフト２の一端がドラム５１の駆動機構（図示せず）に連結されている。
【００３９】
図４、図５に示すように、インサート成形等により、複数の磁性体１４及び複数のマグネット１６がロータ本体１２の外周部分に埋設されている。本実施形態のモータ１では、磁性体１４及びマグネット１６がそれぞれ５６個用いられており、磁極数は５６、対極数（Ｎ極及びＳ極からなる一対の磁極の数）は２８となっている。
【００４０】
各磁性体１４は、磁化性能に優れた同一部材からなる。磁性体１４は、例えば、金属板を回転軸Ａの方向に積層して形成されている。これら磁性体１４が、ロータ本体１２の外周部分に、半径方向に沿って放射状に延びるように等間隔で配置されている。詳しくは、磁性体１４は、回転軸Ａの方向から見て、各磁性体１４の中心を通る直線Ｌ１が回転軸Ａの上で交差するように、ロータ本体１２の外周部分に埋設されている。
【００４１】
各磁性体１４における半径方向外側に位置する端部には、両側面が周方向に張り出して、幅の広くなったロータ側幅広部１４ａが設けられている。詳しくは、図５に示したように、回転軸Ａの方向から見て、各磁性体１４の半径方向外側の端部は、半径方向外側に向かって末広がりに広がるように形成されている。それにより、磁性体１４の突端に、相対的に大きな断面幅を有するロータ側幅広部１４ａが設けられている。
【００４２】
ロータ側幅広部１４ａの半径方向外側に面する端面は円弧状に形成されている。回転軸の方向から見て、これら端面が、いずれも回転軸Ａを中心とする同一の仮想円Ｃの円周上に位置するように、各磁性体１４は配置されている。
【００４３】
隣接している磁性体１４の間の隙間の各々に、各マグネット１６が配置されている。磁性体１４及びマグネット１６は、周方向に互いに密着している。各マグネット１６は、各磁性体１４よりも半径方向内側に位置しており、各マグネット１６の半径方向外側の端部は、ロータ本体１２の樹脂によって被覆されている。
【００４４】
本実施形態のマグネット１６には、いずれも同一の矩形板形状をしたフェライト磁石が用いられている。具体的には、半径方向の長さが１０〜４０ｍｍであり、残留磁束密度が０．３５Ｔ〜０．５Ｔの範囲内にあるフェライト磁石が用いられている。
【００４５】
各マグネット１６は、同一の磁極が周方向に対向するように配置されている。具体的には、ある１つの磁性体１４の周方向側の両側面に密着している２つのマグネット１６，１６を見た場合、その磁性体１４に密着している両マグネット１６，１６の側面は、いずれもＮ極か、いずれもＳ極になるように配置されている。
【００４６】
従って、このロータ１０では、両側のマグネット１６，１６のＮ極で挟まれた磁性体１４によってＮ極が構成され、両側のマグネット１６，１６のＳ極で挟まれた磁性体１４によってＳ極が構成されている。それにより、このロータ１０では、Ｎ極及びＳ極からなる５６個の磁極が、一定の間隔を隔てて周方向に交互に並んで配置されている。
【００４７】
ステータ２０は、ヨーク部２２やティース部２４、コイル２６などで構成されている。
【００４８】
ヨーク部２２は、円筒形状を有し、モータケース４の内面に固定されている。ヨーク部２２の内周面２２ａは、回転軸Ａを中心とする断面円環状に形成されている。この内周面２２ａに４８個のティース部２４が形成されている。ヨーク部２２及びティース部２４は一体の構造物であり、金属板を回転軸Ａの方向に積層して形成されている。
【００４９】
ティース部２４は、ヨーク部２２の内周面２２ａからロータ１０側に向かって放射状に突出している。詳しくは、ティース部２４は、回転軸Ａの方向から見て、各ティース部２４の中心を通る直線Ｌ２が回転軸Ａの上で交差するように、ヨーク部２２の内周面２２ａからロータ１０側に向かって突出している。
【００５０】
各ティース部２４の突端には、両側面が張り出して幅が広くなったステータ側幅広部２４ａが設けられている。詳しくは、図５に示したように、各ティース部２４の突端部分は、周方向側の両側面が突端側に向かって末広がりに広がるように形成されている。それにより、ティース部２４の突端に、相対的に大きな断面幅を有するステータ側幅広部２４ａが設けられている。
【００５１】
これらステータ側幅広部２４ａの端面が、いずれも回転軸Ａを中心とする同一の仮想円に沿って位置するように、ステータ２０は配置されている。
【００５２】
各ティース部２４は、周方向に等間隔で配置されており、隣接する２つのティース部２４の間には、回転軸Ａの方向に延びるスロット２８（空間）が形成されている。
【００５３】
このステータ２０の場合、スロット２８は４８個形成されている。これらスロット２８に繰り返し通しながら各ティース部２４に巻線を整列して巻回することにより、このステータ２０には４８個のコイル２６が形成されている。このモータ１では、コイル２６はティース部２４ごとに形成されている（集中巻）。
【００５４】
低回転数域ＬＲＲで安定した出力を得るためには、モータ設計上、スロット２８の個数は２４以上であることが好ましい。それに対応して、磁極数、対極数で言えばその２倍の値は、それより多く、かつ、スロット２８の個数の４／３倍以下とするのが好ましい。
【００５５】
例えば、スロット２８が２４個であれば、磁性体１４の個数は２５〜３２個の範囲で選択すればよい。また、スロット２８が４８個であれば、磁性体１４の個数は４９〜６４個の範囲で選択すればよい。本実施形態のモータ１では、５６個のマグネット１６が用いられている。
【００５６】
なお、モータ１の小型化が求められ、スロットの個数が２４個未満となる場合がある。その場合、マグネット１６はフェライト磁石よりも磁力の強いネオジム磁石を用いるのが好ましい。そうすれば、モータ１の小型化に合わせて、マグネット１６のサイズを小さくしても高トルクを維持できる。具体的には、半径方向の長さが３〜１５ｍｍであり、残留磁束密度が１．１Ｔ〜１．５Ｔの範囲内にあるネオジム磁石を用いればよい。
【００５７】
そして、このような形態のロータ１０及びステータ２０は、ティース部２４のステータ側幅広部２４ａの端面が、磁性体１４のロータ側幅広部１４ａの端面と微小な隙間（微小隙間）を隔てて対向するように配置されている。
【００５８】
このモータ１は、低回転数域ＬＲＲだけでなく、高回転数域ＨＲＲでも駆動される。そして、高回転数域ＨＲＲでは、弱め界磁制御が行われる。すなわち、高速回転で駆動する際に、上述したような所定のタイミングで界磁を弱める制御が行われる。
【００５９】
具体的には、マグネット１６によって発生する磁束は一定であるため、回転数の上昇に伴い、その磁束によって生じる誘起電圧が増加する。そして、この誘起電圧が電源の印加電圧と等しくなるまで回転数が上昇すると、モータ１に電流が流れなくなるため、それ以上に回転数を上げることができなくなってしまう。
【００６０】
そこで、このモータ１では、トルクの発生に影響の少ないタイミングでその誘起電圧の増加を抑制する弱め界磁制御を行うことで、高回転数域ＨＲＲでも回転できるようにしている。なお、弱め界磁制御は周知の技術であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００６１】
従って、このモータ１では、低回転数域ＬＲＲだけでなく高回転数域ＨＲＲでも安定した出力を得ることができる。
【００６２】
しかし、高回転数域ＨＲＲでは、磁束集中型のモータを採用し、磁極の磁束密度を高めたことで、鉄損の影響を受け易くなり、モータ効率が低下するという問題がある。
【００６３】
そこで、鉄損の低減について鋭意検討したところ、弱め界磁制御を行った場合、鉄損はティース部２４の先端部分に集中することを見出した。
【００６４】
図６に、弱め界磁制御を行った場合におけるティース部２４の鉄損の分布を簡略化して示す。この図では、鉄損が大きい部位ほど黒くなるように表示されている。この図から明らかなように、ヨーク部２２やティース部２４の本体部分には、ほとんど鉄損は発生せず、ティース部２４の突端部分、つまりはステータ側幅広部２４ａに鉄損が集中することが確認された。
【００６５】
更には、図６と同様に、図７に簡略化して示すように、磁性体１４がティース部２４と対向して位置する場合（同図のａ）と、隣接する２つの磁性体１４，１４の間がティース部２４と対向して位置する場合（同図のｂ）とで、ステータ側幅広部２４ａでの鉄損の集中にも差があることが確認された。
【００６６】
特に、図７の（ｂ）に示すように、隣接する２つの磁性体１４，１４の間がティース部２４と対向して位置する場合に、ステータ側幅広部２４ａを介して両磁性体１４，１４の間で磁束の流れる短絡磁界が形成される。その結果、ステータ側幅広部２４ａの磁束密度が高まり、よりいっそう鉄損がステータ側幅広部２４ａに集中することが確認された。
【００６７】
そこで、このモータ１では、このステータ側幅広部２４ａに集中する鉄損を低減するために、磁性体１４等の配置が工夫されている。
【００６８】
（磁性体、マグネット、ティース部の配置）
図８を参照しながら、磁性体１４、マグネット１６及びティース部２４の配置について説明する。
【００６９】
図８に示すように、まず、回転軸Ａの方向から見て、微小隙間に臨むロータ側幅広部１４ａの端面と回転軸Ａとを結ぶ半径線の長さ、つまりは仮想円Ｃの半径をＲとする。同じく回転軸Ａの方向から見て、ステータ側幅広部２４ａにおける半径方向の厚み、具体的には、ステータ側幅広部２４ａの端面２４ｂと、ティース部２４の両側面が末広がりに広がり始める各側面の屈曲部位２４ｃを結んで得られる、ステータ側幅広部２４ａのティース部２４との境界を示す境界線との間の距離をＬｔとする。
【００７０】
更に、回転軸Ａの方向から見て、互いに隣接している２つのマグネット１６の中心１６ａの各々と、回転軸Ａとを結ぶ２つの半径線によって挟まれる中心角をτｍとする。また、ロータ側幅広部１４ａにおける周方向側の両端の各々と、回転軸Ａとを結ぶ２つの半径線によって挟まれる中心角をτｒとする。
【００７１】
そして、回転軸Ａの方向から見て、ステータ側幅広部２４ａにおける周方向側の両端の各々と、回転軸Ａとを結ぶ２つの半径線によって挟まれる中心角をτｔとする。
【００７２】
これら磁性体１４等の配置に関する数値を用い、鉄損（ＩＬで表す）に及ぼす影響について解析を行った。具体的には、実用的な配置条件として考え得る範囲で、τｍに対するτｔ及びτｒの比率（τｔ／τｍ、τｒ／τｍ）を各々変化させ、ＩＬ（単位：Ｗ）への影響を調べた。その解析結果を図９に示す。
【００７３】
図９は、τｔ／τｍ及びτｒ／τｍの値の変化とＩＬとの関係を簡略化して表した３次元グラフである。同図では、矢印が示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にτｔ／τｍ及びτｒ／τｍがそれぞれ表示され、Ｚ軸方向にＩＬが表示されている。
【００７４】
図９から明らかなように、τｔ／τｍ及びτｒ／τｍの値によって、ＩＬが低い値で安定している領域と、ＩＬが増加して高い値を示す領域とが認められた。そこで、これら領域を簡易に区画し得るτｒ、τｔ及びτｍの一次的な関係を求め、ＩＬを効果的に抑制できる領域（ドットで示す領域）を示す関係式を得た。その第１の関係式を次に示す。
【００７５】
τｒ≦２．８５×τｍ−２．６５×τｔ（第１の関係式）
【００７６】
更にまた、実用的な配置条件として考え得る範囲で、τｔ／τｍと、（Ｌｔ×Ｐ）／（π×Ｒ）を各々変化させ、ＩＬへの影響を調べた。なお、（Ｌｔ×Ｐ）／（π×Ｒ）は、ロータ外周の1対極分の円弧長さに対するLtの比である。その解析結果を図１０に示す。
【００７７】
図１０は、図９と同様に、τｔ／τｍ、（Ｌｔ×Ｐ）／（π×Ｒ）の値の変化とＩＬとの関係を簡略化して表した３次元グラフである。これらの間においても、ＩＬが低い値で安定している領域と、ＩＬが増加して高い値を示す領域とが認められたことから、ＩＬを効果的に抑制できる領域（ドットで示す領域）を示す関係式を求め、次の第２の関係式を得た。
【００７８】
（Ｌｔ×Ｐ）／（π×Ｒ）≧τｔ／τｍ−０．６（第２の関係式）
【００７９】
従って、これら第１及び第２の関係式の双方を満たすように、τｔ、τｒ及びτｍを設定すれば、鉄損を安定して低減できるので、弱め磁界制御を行う磁束集中型モータのモータ効率の向上が図れる。
【００８０】
更に、０．５≦τｒ／τｍ≦０．７５（第３の関係式）を満たすように設定するのが好ましい。
【００８１】
第３の関係式を更に満たすようにτｒ／τｍを設定すれば、誘起電圧（ＥＭＦ）の低下を抑制することができる。
【００８２】
図１１に、τｒ／τｍの値の変化に対するＩＬ及びＥＭＦへの影響を調べた結果を示す。同図中、実線がＩＬを表し、破線がＥＭＦを表している。
【００８３】
本来、ＩＬを低減するにはτｒの値は小さい方が好ましいが、τｒが小さくなり過ぎると、ＥＭＦが低下してモータのトルク低下を招く。この点、ＥＭＦは、τｒ／τｍの増加とともにいったん増加した後、０．６付近をピークに減少し、τｒ／τｍの値が約０．７５を越えると、ＥＭＦはτｒ／τｍの値が０．５の時よりも更に小さくなる傾向が認められた。
【００８４】
従って、これら結果に基づけば、これら第１〜第３の関係式を満たすようにτｒ等を設定すれば、鉄損の低減とともに、ＥＭＦの低下も防ぐことができるので、よりいっそうモータの性能向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  モータ
２  シャフト
１０  ロータ
１４  磁性体
１４ａ  ロータ側幅広部
１６  マグネット
１６ａ  中心
２０  ステータ
２２  ヨーク部
２２ａ  内周面
２４  ティース部
２４ａ  ステータ側幅広部
２６  コイル
２８  スロット
Ａ  回転軸
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図６】
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【図７】
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