(57)【要約】【課題】  集中巻構造で高効率、かつ低振動、低損音となるブラシレスモータを提供すること。【解決手段】  複数の突極としてのティース部２１が設けられたステータ２０と、複数の突極に対向して配設されるロータ１０とを備える相数Ａが２以上のブラシレスモータであって、ロータ１０の極数を２以上の整数ｐ、ステータ２０に設けられた突極の数を２以上の整数ｑとしたときに、Ａ相の内の第Ｂ相の突極の電気角的位置が３６０°×（Ｂ−１）／Ａ、あるいは、３６０°×（Ｂ−１）／Ａ＋１８０°の位置に配置され、ｐ≧ｑの関係を有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の突極が設けられたステータと、前記複数の突極に対向して配設されるロータとを備える相数Ａが２以上のブラシレスモータにおいて、
前記ロータの極数を２以上の整数ｐ、前記ステータに設けられた前記突極の数を２以上の整数ｑとしたときに、Ａ相の内の第Ｂ相の前記突極の電気角的位置が３６０°×（Ｂ−１）／Ａ、あるいは、３６０°×（Ｂ−１）／Ａ＋１８０°の位置に配置され、ｐ≧ｑの関係を有することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１に記載されたブラシレスモータを含む２種類以上のモータを結合して構成されることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項１において、
Ｎを正の整数としたときに、前記ロータの極数ｐが４×Ｎ、前記ステータに設けられた前記突極の数ｑが３×Ｎとすることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項１において、
Ｎを正の整数としたときに、前記ロータの極数ｐが６×Ｎ、前記ステータに設けられた前記突極の数ｑが３×Ｎとすることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項１において、
Ｎを正の整数としたときに、前記ロータの極数ｐが８×Ｎ、前記ステータに設けられた前記突極の数ｑが３×Ｎとすることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項６】
請求項１において、
Ｎを正の整数としたときに、前記ロータの極数ｐが１０×Ｎ、前記ステータに設けられた前記突極の数ｑが６×Ｎとすることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項７】
請求項１において、
Ｎを正の整数としたときに、前記ロータの極数ｐが４×Ｎ、前記ステータに設けられた前記突極の数ｑが２×Ｎとすることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項８】
請求項１において、
Ｎを正の整数としたときに、前記ロータの極数ｐが６×Ｎ、前記ステータに設けられた前記突極の数ｑが４×Ｎとすることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項９】
請求項１において、
Ｎを正の整数としたときに、前記ロータの極数ｐが６×Ｎ、前記ステータに設けられた前記突極の数ｑが２×Ｎとすることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかにおいて、
前記ステータの磁極幅と前記ロータの磁極ピッチが同一あるいは近い値を有することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかにおいて、
前記ステータの磁極形状および前記ロータの磁極形状の少なくとも一方がスキューされており、前記ステータの磁極幅が電気角で１８０°近傍の値に設定されていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかにおいて、
前記ステータの磁極形状および前記ロータの磁極形状の少なくとも一方の周方向端部が、周方向中央部よりも前記周方向端部に向かって徐々にエアギャップを増大させた形状に形成されていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかにおいて、
前記ロータは、軟磁性体と磁石とを備え、
前記軟磁性体の内部における磁束の方向を制約するスリットあるいは非磁性体を配設したことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記スリットあるいは前記非磁性体は、前記軟磁性体の内部に円周方向にＤ度間隔で配置され、電気角でＤ／Ｅ度の角度位相の異なる前記スリットあるいは前記非磁性体を持った前記ロータの磁極をＥ個以上備えることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれかにおいて、
前記ロータは、埋込磁石型あるいは表面磁石型構造を有することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかにおいて、
同相の前記突極あるいは逆相の前記突極の中の一部を、電気角で１８０°の整数倍の位置からシフト角度ＳＳＡだけずれた周方向位置に配置することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかにおいて、
前記ロータの磁極の中の一部を、電気角で１８０°の整数倍の位置からシフト角度ＲＳＡだけずれた周方向位置に配置することを特徴とす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、自動車用、家電用および産業用に用いられる永久磁石型のブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
３相交流モータにおいては、極数と歯数の組合せが数多く存在する。その中でも、８極・１２歯の組合せとなる集中巻モータのように２−３系と呼ばれる組合せは一般的によく用いられる構造である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
以下に、図１６を用いて従来構造のモータの詳細について説明する。図１６には、８極１２歯の３相交流モータの断面構造が示されている。図１６において、１はロータ、２はステータ、３は永久磁石、４はティース部、５は巻線、６はロータ鉄心、７はステータ鉄心である。ロータ１は、表面磁石型の磁石配置であり、ロータ鉄心６と８極の永久磁石３により形成されている。ステータ２は、１２歯のステータ鉄心７に巻線５が集中巻方式で巻回されている。集中巻方式では、巻線の占積率を向上させるために、ティース部４をステータ鉄心７から分割して、ボビン巻や直接巻回するなどしてモータを構成している。
【０００４】
また、巻線係数ｋをｃｏｓ（（１８０−α）／２）（αはロータ磁極ピッチを１８０°としたときのステータ磁極幅）で定義すると、図１６に示す８極１２歯の集中巻の構造においては、図１７に示すように、ロータ磁極ピッチが電気角で１８０°となるのに対して、コイルピッチはモデル的には各歯のロータ側先端部の円周方向幅が電気角で１２０°となるため、巻線係数は０.８６６（ｃｏｓ３０°）となる。厳密には、スロットの開口部があるため、ロータ側先端部の円周方向幅が電気角で１００〜１１０°程度となり、巻線係数は０．７６６〜０．８２とさらに小さな値になることが多い。同様に、図１８に示す分布巻方式の構造においては、ロータ磁極ピッチ１８０°に対して、コイルピッチは１８０°となるため、巻線係数は１となる。
【特許文献１】特開平６−２６１５１３号公報（第３−４頁、図１−６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、従来の３相交流のブラシレスモータでは、電気角でロータの磁極ピッチに対してコイルピッチが小さいため、巻線電流により発生するトルクが小さくなる。また、集中巻構造は分布巻構造に対して巻線係数が低下するため、同一電流値でのトルクが低下、すなわち出力が低下してしまい、モータ効率が低下してしまうといった問題点があった。さらに、巻線の占積率を向上させるために、図１９のようにコア分割をして、ボビン等に巻回された巻線を挿入しており、巻線の占積率は向上するが、接合部分のコアの磁路における磁気抵抗が増加することによるモータ出力の低下を引き起こすだけでなく、磁気抵抗にアンバランスが生じてモータの振動・騒音につながるといった問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、集中巻構造で高効率、かつ低振動、低騒音とな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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明のブラシレスモータは、複数の突極が設けられたステータと、複数の突極に対向して配設されるロータとを備える相数Ａが２以上のブラシレスモータであって、ロータの極数を２以上の整数ｐ、ステータに設けられた突極の数を２以上の整数ｑとしたときに、Ａ相の内の第Ｂ相の突極の電気角的位置が３６０°×（Ｂ−１）／Ａ、あるいは、３６０°×（Ｂ−１）／Ａ＋１８０°の位置に配置され、ｐ≧ｑの関係を有している。このようなステータ構造を採用することにより、従来のステータ構造に比べてステータ磁極の数が少なくなった分だけ巻線を巻回するスペースを拡大することができる。これにより、断面積の広い銅線を巻くことができ、巻線抵抗や銅損を低減することが可能になる。あるいは、巻線の巻き回数を多くすることができるため、同一トルクを発生するための電流を低減することができ、結果として銅損を低減することができる。
【０００８】
また、本発明のブラシレスモータを含む２種類以上のモータを結合することが望ましい。これにより、出力トルクやパワーを増加させて大容量化を図ることが容易となる。
【０００９】
また、上述したステータの磁極幅とロータの磁極ピッチが同一あるいは近い値を有することが望ましい。これにより、周方向に隣接するステータの磁極部の間に形成されるスロットの開口部を広くすることができ、巻線の巻回性が良くなって生産性を向上させることができる。
【００１０】
また、上述したステータの磁極形状およびロータの磁極形状の少なくとも一方がスキューされており、ステータの磁極幅が電気角で１８０°近傍の値に設定されていることが望ましい。これにより、巻線係数を改善することが可能になる。
【００１１】
また、上述したステータの磁極形状およびロータの磁極形状の少なくとも一方の周方向端部が、周方向中央部よりも周方向端部に向かって徐々にエアギャップを増大させた形状に形成されていることが望ましい。このようにしてステータとロータの間のエアギャップの大きさを調整することで、磁束の急激な変化を抑えることができ、トルクリップルやコギングトルクの発生を低減することが可能になる。
【００１２】
また、上述したロータは、軟磁性体と磁石とを備え、軟磁性体の内部における磁束の方向を制約するスリットあるいは非磁性体を配設したことが望ましい。これにより、軟磁性体内の磁路が自在な磁気回路を構成することが可能になり、トルクを向上させることができる。
【００１３】
また、上述したスリットあるいは非磁性体は、軟磁性体の内部に円周方向にＤ度間隔で配置され、電気角でＤ／Ｅ度の角度位相の異なるスリットあるいは非磁性体を持ったロータの磁極をＥ個以上備えることが望ましい。これにより、スリット位置が異なる複数のロータ磁極が一組となって、それぞれのロータ磁極に対応して発生するトルクリップルを相殺することがことができるため、トルクリップルを低減することが可能になる。
【００１４】
また、上述したロータは、埋込磁石型あるいは表面磁石型構造を有することが望ましい。
【００１５】
また、同相の突極あるいは逆相の突極の中の一部を、電気角で１８０°の整数倍の位置からシフト角度ＳＳＡだけずれた周方向位置に配置することが望ましい。これにより、シフト角度ＳＳＡの整数倍の周期のトルクリップルを低減することができる。
【００１６】
また、上述したロータの磁極の中の一部を、電気角で１８０°の整数倍の位置からシフト角度ＲＳＡだけずれた周方向位置に配置することが望ましい。これにより、シフト角度ＲＳＡの整数倍の周期のトルクリップルを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した一実施形態のブラシレスモータについて、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
本発明を適用した一実施形態の多相（相数をＡとする）交流ブラシレスモータは、複数の突極（ティース部）が設けられたステータと、このステータ突極に対向して配設されるロータとを備えており、ロータの極数をｐ、ステータの突極の数をｑとしたときに、Ａ相の内の第Ｂ相のステータ突極の電気角的位置が、３６０°×（Ｂ−１）／Ａ、あるいは、３６０°×（Ｂ−１）／Ａ＋１８０°に設定され、かつ、ｐ≧ｑの関係を有することを特徴としている。ここで、ｐ、ｑおよびＡは２以上の整数で、Ｂは１以上でＡ以下の整数である。
【００１９】
図１は、一実施形態のブラシレスモータの具体例を示す断面図である。図１に示す本実施形態のブラシレスモータは、ロータ１０とステータ２０を備えている。ロータ１０は、極数が８であって、軟磁性体としてのロータ鉄心１１に永久磁石１３を埋め込んだ構造を有しており、隣接する永久磁石１３に挟まれた領域にスリット１２が配設されている。永久磁石１３としては例えば希土類磁石が用いられる。ロータ鉄心１１の外周形状は各磁極の境界部が凹部となり、ロータ磁極の外周形状をロータ半径より小さな半径の円弧形状で滑らかにつないだ形状となっている。スリット１２は、隣接するスリット１２で挟まれたロータ磁極によって形成される磁路の磁束が円周方向に自在に動いてずれないように、磁束の回転方向自在性を制限している。また、スリット１２の向きは、ロータ磁極の中央部の磁束密度が高くなるように、永久磁石１３からの磁束が寄せ集められるような配置構造としている。その結果、各ロータ磁極表面の磁束分布は、中央近傍は磁束密度が大きく、磁極境界部側の磁束密度が低くなるように、比較的正弦波形状に近くなるような構造となっている。このように、埋込磁石型のロータ構造を採用することにより、ロータ鉄心１１内の磁路が自在な磁気回路を構成することが可能になり、トルクを向上させることができる。
【００２０】
また、ロータ磁極の境界部形状は、その部分の磁束はモータトルクを発生させるための貢献度が低く、逆にその部分の磁束密度が大きいとトルクリップルを発生する要因となり易いので、凹状としてその部分からステータ２０へ通る磁束の磁束密度を低くしている。なお、スリット１２の代わりに非磁性体を充填するようにしてもよい。
【００２１】
ステータ２０は、スロット数が６であって、突極としての６個のティース部２１を有するステータ鉄心２３と、それぞれのティース部２１に巻回された巻線２２を備えている。このステータ２０は、図１６等に示した従来のステータ構造に対してステータ磁極（ティース部）の一部を排除した構造を有している。また、このステータ２０では、ＵＶＷ各相のステータ磁極の電気角位置が相互に１２０°の位相差を有している。具体的には、Ａ＝３であり、ＵＶＷ相のそれぞれのＢの値を１、２、３とすると、Ｕ相ステータ磁極の電気角位置が０°と１８０°に、Ｖ相ステータ磁極の電気角位置が１２０°と３００°に、Ｗ相ステータ磁極の電気角位置が２４０°と４２０°（＝６０°）にそれぞれ設定されている。
【００２２】
また、ステータ鉄心２３は、薄い電磁鋼板を積層した一体構造を有している。ティース部２１が分割されない一体構造を採用することにより、分割部を有する場合にエアギャップのばらつきによる磁気的アンバランスを改善することができるため、磁気抵抗の均一化や一体化による高剛性化による低振動化・低騒音化や、磁気抵抗低減によるモータ出力の向上（高効率化）が可能になる。
【００２３】
上述した本実施形態のブラシレスモータは、ロータ１０の極数ｐよりもステータ２０の突極となったティース部２１の数ｑの方が少ない関係（ｐ＞ｑ）にある。図１６に示した従来構造のいわゆる集中巻きのブラシレスモータでは、ロータの極数Ｐとステータの突極となったティース部の数Ｑは、ｐ＝２×Ｎ、ｑ＝３×Ｎ（Ｎは正の整数）であってｐ＜ｑのの関係となっており、本実施形態のブラシレスモータとは構造的な差があることが分かる。
【００２４】
また、上述したように、本実施形態のステータ構造は従来のステータ構造に対してステータ磁極の一部を排除した構造を有しているため、ステータ磁極の数が少なくなった分だけ巻線２２を巻回するスペースを拡大することができる。これにより、断面積の広い銅線を巻くことができ、巻線抵抗や銅損を低減することが可能になる。あるいは、巻線２２の巻き回数を多くすることができるため、同一トルクを発生するための電流を低減することができ、結果として銅損を低減することができる。これにより、高効率化が可能になる。なお、出力ＰとトルクＴの関係は以下のようになる。
【００２５】
Ｐ＝Ｖ×Ｉ＝ｄφ／ｄｔ×Ｉ＝Ｎ×Ｔ
ここで、Ｖは電圧、Ｉは電流、φは磁束量、ｔは時間、Ｎは回転数である。
【００２６】
また、ステータ磁極数の減少とともに上述したステータ２０の一体構造の採用により、ステータ磁極間のスロット開口を広く確保することができるため、巻線２２をティース部２１に直に巻回することができるようになる。例えば、巻線２２の一部をステータ２０の外部で巻回してティース部２１に挿入することもでき、作業性を向上させることができる。
【００２７】
また、図１に示すロータ１０では、スリット１２の数および配置について以下に示す工夫がなされている。すなわち、ロータ磁極内にスリット１２を円周方向にＤ度間隔で配置し、電気角で表現してＤ／Ｅ度の角度位相の異なるスリット１２を持ったロータ磁極をＥ個以上備えるように構成されている。図１に示すロータ１０の右半分に含まれる４個のロータ磁極に着目すると、それぞれのロータ磁極には３つのスリット１２が電気角でほぼ４５°間隔で配置されている（Ｄ＝４５°）。また、右半分に含まれる４個のロータ磁極に着目すると、それぞれのロータ磁極には、左半分の各ロータ磁極と比べると、２２．５°（Ｄ／Ｅ＝４５°／２）角度位相の異なるスリット１２が形成されている。すなわち、この場合には、Ｅ＝２であってスリット位置が異なる２個のロータ磁極が一組となって、それぞれのロータ磁極に対応して発生するトルクリップルを相殺することがことができる。
【００２８】
本実施形態（他の実施形態も同様）のブラシレスモータは、冷蔵庫、エアコン等のコンプレッサ駆動用のモータや、自動車用の大小種々のモータ、あるいは産業用モータなどとして使用することができる。
【００２９】
なお、図１に示した例では、ロータ鉄心１１に永久磁石１３を受け込んだロータ１０を用いた場合を示したが、ロータの磁石配置については他の構造、例えば表面磁石型であってもよい。
【００３０】
また、上述した実施形態のブラシレスモータを複数個結合して、あるいは上述した実施形態のブラシレスモータと図１６等に示した従来構造のブラシレスモータとを結合して、用いるようにしてもよい。複数のブラシレスモータの結合は、例えば、共通の回転軸を用いて組み合わせればよい。これにより、出力トルクやパワーを増加させて大容量化を図ることが容易となる。
【００３１】
また、本実施形態の特徴を有するブラシレスモータの構成、組合せは数多く存在する。図１に示した３相８極の構造以外に、各相のステータ磁極の電気角位置が相互に９０°の位相差を有する２相ブラシレスモータなどが考えられる（Ａ＝２の場合）。
【００３２】
図２は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。図２に示すブラシレスモータは、表面磁石型の４極のロータ１０と、３つの突極（ティース部２１）を有するステータ２０とを備えた４ｐ３ｓ構造（ｐの前の数字はロータの極数を、ｓの前の数字がステータの突極数ｑに対応している）の３相交流ブラシレスモータである。なお、図１に示したブラシレスモータと機能的に共通する部材については使用箇所等に相違がある場合であっても同一符号が付されている。また、各ティース部２１に巻回された巻線については図示が省略されている。これらについては、図３以降についても同様である。
【００３３】
この構造を一般化すると、ロータの極数ｐ＝４×Ｎ、ステータの突極の数ｑ＝３×Ｎ（Ｎは正の整数）の関係を満たすブラシレスモータということができる。このような特徴を持つモータとして、上述した４ｐ３ｓ構造のブラシレスモータの他に、８ｐ６ｓ構造や１２ｐ９ｓ構造等のブラシレスモータが実現される。
【００３４】
図３は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。図３に示すブラシレスモータは、表面磁石型の６極のロータ１０と、３つの突極（ティース部２１）を有するステータ２０とを備えた６ｐ３ｓ構造の３相交流ブラシレスモータである。
【００３５】
この構造を一般化すると、ロータの極数ｐ＝６×Ｎ、ステータの突極の数ｑ＝３×Ｎ（Ｎは正の整数）の関係を満たすブラシレスモータということができる。このような特徴を持つモータとして、上述した６ｐ３ｓ構造のブラシレスモータの他に、１２ｐ６ｓ構造や１８ｐ９ｓ構造等のブラシレスモータが実現される。
【００３６】
図４は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。図４に示すブラシレスモータは、表面磁石型の８極のロータ１０と、３つの突極（ティース部２１）を有するステータ２０とを備えた８ｐ３ｓ構造の３相交流ブラシレスモータである。
【００３７】
この構造を一般化すると、ロータの極数ｐ＝８×Ｎ、ステータの突極の数ｑ＝３×Ｎ（Ｎは正の整数）の関係を満たすブラシレスモータということができる。このような特徴を持つモータとして、上述した８ｐ３ｓ構造のブラシレスモータの他に、１６ｐ６ｓ構造や２４ｐ９ｓ構造等のブラシレスモータが実現される。
【００３８】
図５は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。図５に示すブラシレスモータは、表面磁石型の１０極のロータ１０と、６つの突極（ティース部２１）を有するステータ２０とを備えた１０ｐ６ｓ構造の３相交流ブラシレスモータである。
【００３９】
この構造を一般化すると、ロータの極数ｐ＝１０×Ｎ、ステータの突極の数ｑ＝６×Ｎ（Ｎは正の整数）の関係を満たすブラシレスモータということができる。このような特徴を持つモータとして、上述した１０ｐ６ｓ構造のブラシレスモータの他に、２０ｐ１２ｓ構造や３０ｐ２４ｓ構造等のブラシレスモータが実現される。
【００４０】
図６は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。図６に示すブラシレスモータは、表面磁石型の４極のロータ１０と、２つの突極（ティース部２１）を有するステータ２０とを備えた４ｐ２ｓ構造の２相交流ブラシレスモータである。
【００４１】
この構造を一般化すると、ロータの極数ｐ＝４×Ｎ、ステータの突極の数ｑ＝２×Ｎ（Ｎは正の整数）の関係を満たすブラシレスモータということができる。このような特徴を持つモータとして、上述した４ｐ２ｓ構造のブラシレスモータの他に、８ｐ４ｓ構造や１２ｐ６ｓ構造等のブラシレスモータが実現される。
【００４２】
図７は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。図７に示すブラシレスモータは、表面磁石型の６極のロータ１０と、４つの突極（ティース部２１）を有するステータ２０とを備えた６ｐ４ｓ構造の２相交流ブラシレスモータである。
【００４３】
この構造を一般化すると、ロータの極数ｐ＝６×Ｎ、ステータの突極の数ｑ＝４×Ｎ（Ｎは正の整数）の関係を満たすブラシレスモータということができる。このような特徴を持つモータとして、上述した６ｐ４ｓ構造のブラシレスモータの他に、１２ｐ８ｓ構造や１８ｐ１２ｓ構造等のブラシレスモータが実現される。
【００４４】
図８は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。図８に示すブラシレスモータは、表面磁石型の６極のロータ１０と、２つの突極（ティース部２１）を有するステータ２０とを備えた６ｐ２ｓ構造の２相交流ブラシレスモータである。
【００４５】
この構造を一般化すると、ロータの極数ｐ＝６×Ｎ、ステータの突極の数ｑ＝２×Ｎ（Ｎは正の整数）の関係を満たすブラシレスモータということができる。このような特徴を持つモータとして、上述した６ｐ２ｓ構造のブラシレスモータの他に、１２ｐ４ｓ構造や１８ｐ６ｓ構造等のブラシレスモータが実現される。
【００４６】
図１〜図８に示した構造のブラシレスモータにはそれぞれに特徴がある。例えば、ロータ極数ｐはモータの許容回転数に関わっている。極数ｐと回転数の積が駆動周波数に比例するため、鉄損と強い相関があり、また、モータを駆動するインバータの制御的な許容周波数とも関係している。要約すると、高速回転モータは極数を小さめに設定する必要があるということである。
【００４７】
また、ステータ２０の突極の数ｑが小さくなるとトルクは大きくなる傾向があるが、力を発生する場所の数が少なくなり、モータの振動騒音は大きくなりがちである。また、２相と３相と４相以上の多相の交流モータでもそれぞれに特徴がある。２相ブラシレスモータの場合は、モータが単純な構成となるが、駆動用のインバータはやや複雑になる。３相ブラシレスモータは、最も多く使用されており、駆動インバータの構成も簡素な構成となる。４相以上の多相のブラシレスモータの場合は、より高品質なモータの運転が可能となるが駆動インバータが複雑になるという側面がある。以上のようなことから、図１〜図８に示した構造のブラシレスモータは、それぞれの用途に特徴を発揮するものである。
【００４８】
図９は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す図である。図９に示すブラシレスモータは、表面磁石型の８極のロータ１０と、６つの突極を有するステータ２０とを備えた３相交流ブラシレスモータである。このブラシレスモータでは、ステータ２０の磁極幅とロータ１０の磁極ピッチが同一、あるいは近い値に設定されている（図９に示す例ではこれらが同一であってそれぞれが１８０°）。これにより、周方向に隣接するティース部２１の間に形成されるスロットの開口部を広くすることができ、巻線の巻回性が良くなって生産性を向上させることができる。また、集中巻構造であっても巻線係数を改善することができ、従来構造のブラシレスモータに比べてトルクを大きくすることができる。特に、ロータ磁極形状が扇型（かまぼこ型）の場合に有効となる。
【００４９】
図１０は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す図であり、ステータとロータの周方向に沿って展開した状態が示されている。図１０に示すステータ２０は、ステータ磁極をスキューさせることで、周方向に沿った磁極幅が電気角で１８０°近傍に設定されている。例えば、１８０°±３０°の範囲となるように設定されている。従来構造のブラシレスモータの場合にはロータの磁極ピッチ１８０°に対してステータの磁極幅は１２０°前後であるが、これを１８０°±３０°とすることにより、巻線係数を０．９５以上に改善することができる。なお、図１０に示した例ではステータ磁極をスキューさせたが、同時にあるいはこれに代えてロータ磁極をスキューさせるようにしてもよい。
【００５０】
図１１は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す図であり、ステータ磁極の形状を変更したステータ鉄心が示されている。図１１に示すステータ鉄心２３は、ティース部２１の内径側の周方向端部２４が、ティース部２１の内径側の周方向中央部２５よりも大きな直径となるように、徐々に切り上げられた形状（エアギャップを増大させた形状）を有している。このように、ステータ２０とロータの間のエアギャップの大きさを調整することで、磁束の急激な変化を抑えることができ、トルクリップルやコギングトルクの発生を低減することが可能になる。
【００５１】
なお、ステータ磁極形状を変形する代わりに、ロータ磁極あるいはステータ磁極とロータ磁極を同時に変形するようにしてもよい。図１に示したロータ１０では既にこのような変形が盛り込まれている。
【００５２】
図１２は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す図であり、スリット形状を工夫したロータが示されている。図１２に示すような埋込磁石構造のロータ１０においてスリット１２の形状を工夫することにより、ロータ１０表面の磁束分布が正弦波形状となるような磁路が形成されている。これにより、ロータ１０の回転位置によらず一様な磁束分布を得ることができ、トルクリップルを低減することができる。なお、スリット１２ではなくこの部分に非磁性体を充填するようにしてもよい。
【００５３】
図１３は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す図であり、表面磁石型ロータの変形例が示されている。図１３に示すロータ１０は、表面に永久磁石１３が配置された表面磁石型構造を有している。また、磁束の急激な変化を抑えるために、永久磁石１３の周方向端部の直径が中央部に比べて次第に小さくなるように設定されている。この凹凸形状自体は、図１に示したロータ１０と同じである。これにより、ロータ表面の磁束形状を正弦波形状に近づけることが可能になる。
【００５４】
図１４は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す図であり、一部のステータ磁極位置を変更した変形例が示されている。図１４に示すように、同相のステータ磁極あるいは逆相のステータ磁極の中の一部を、電気角で１８０°の整数倍の位置からシフト角度ＳＳＡだけずれた周方向位置に配置する。これにより、シフト角度ＳＳＡのＦ倍（Ｆは整数）の周期のトルクリップルを低減することができる。
【００５５】
図１５は、本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す図であり、一部のロータ磁極位置を変更した変形例が示されている。図１５に示すように、ロータ磁極の中の一部を、電気角で１８０°の整数倍の位置からシフト角度ＲＳＡだけずれた周方向位置に配置する。これにより、シフト角度ＲＳＡのＦ倍（Ｆは整数）の周期のトルクリップルを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】一実施形態のブラシレスモータの具体例を示す断面図である。
【図２】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図３】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図４】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図５】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図６】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図７】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図８】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図９】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図１０】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図１１】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図１２】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図１３】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図１４】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図１５】本実施形態のブラシレスモータのその他の変形例を示す断面図である。
【図１６】従来構造のモータの断面図である。
【図１７】従来構造のモータの断面図である。
【図１８】従来構造のモータの断面図である。
【図１９】従来構造のステータの部分的な分解斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  ロータ
１１  ロータ鉄心
１２  スリット
１３  永久磁石
２０  ステータ
２１  ティース部
２２  巻線
２３  ステータ鉄心
【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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