(57)【要約】【課題】本発明の目的は、トルクリップルの小さい小型・高出力ブラシレスモータを提供することにある。【解決手段】誘起電圧調整手段を備えることによって、ステータ各相の誘起電圧を、奇数次高調波が重畳した、急峻な変化のない平坦で拡がった波形形状に調整することにより、リップルが小さく大きなトルクを効率よく発生できる小型・高出力モータを得る。【選択図】  図１
2006174692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓ個のスロットを有するステータとＰ個の磁極を有するロータとで構成され、Ｋ個（Ｋ≧２）の相数の電流給電によって駆動される、Ｋ相、Ｓスロット、Ｐポールのブラシレスモータにおいて、
ステータの各相の誘起電圧をＮ次の高調波が重畳した波形に調整する誘起電圧調整手段を備えており、
かつ、NがＮ≧３を満たす奇数であ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に記載したK相ブラシレスモータであって、
Ｓ：Ｐ≠Ｎ：２ｎ（ｎは正の整数）及びＳ／Ｐ≠１及びＳ／Ｐ＞３／４
の関係を満足するブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項２に記載したK相ブラシレスモータであって、
Ｎ＝Ｋ
の関係を満足するブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項３に記載したK相ブラシレスモータであって、
パワーステアリング用として使用されるブラシレスモータ。
【請求項５】
Ｓ個のスロットを有するステータとＰ個の磁極を有するロータとで構成され、３相の電流給電によって駆動される、３相、Ｓスロット、Ｐポールのブラシレスモータにおいて、
ステータの各相の誘起電圧を３次の高調波が重畳した波形に調整する誘起電圧調整手段を備えており、かつ、Ｓ：Ｐ≠３：２ｎ（ｎは正の整数）及びＳ／Ｐ≠１及びＳ／Ｐ＞３／４
の関係を満足することを特徴とした３相ブラシレスモータ。
【請求項６】
請求項５に記載したブラシレスモータであって、
ステータのスロットピッチに対するステータ側もしくはロータ側の磁極のスキュー率（角度）αが
０＜α≦０．８、望ましくは０＜α≦０．６
であることを特徴とした３相ブラシレスモータ。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載したブラシレスモータであって、
ステータのスロットもしくはティースを不均等に配置することによって、ステータの各相の誘起電圧を３次の高調波が重畳した波形に調整する誘起電圧調整手段を備えたことを特徴とした３相ブラシレスモータ。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれかに記載したブラシレスモータであって、
ステータの各相のモータ電流の基本波形が正弦波形状であることを特徴とする３相ブラシレスモータ。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８のいずれかに記載したブラシレスモータであって、
ロータの外周面もしくは内部に複数の磁石を配設してなる回転座標軸方向のストライプ形状を不均等に形成することによって、ステータの各相の誘起電圧を３次の高調波が重畳した波形に調整する誘起電圧調整手段を備えたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１０】
請求項５乃至請求項９のいずれかに記載したブラシレスモータであって、
ステータスロット数とロータの磁極数の組合せが、１２スロット１０ポール、又は９スロット８ポール、又は９スロット１０ポール、又は１２スロット１４ポールで構成されたパワーステアリング用ブラシレスモータ。
【請求項１１】
Ｓ個のスロットを有するステータとＰ個の磁極を有するロータとで構成され、３相の電流給電によって駆動される、３相、Ｓスロット、Ｐポールのブラシレスモータにおいて、
ステータの各相の誘起電圧を５次または７次の高調波が重畳した波形に調整する誘起電圧調整手段を備え、
かつ、Ｓ：Ｐ＝３：２ｎ（ｎは正の整数）及びＳ／Ｐ＞３／４
の関係を満足することを特徴とする３相ブラシレスモータ。
【請求項１２】
請求項１１に記載したブラシレスモータであって、
ステータのスロットピッチに対するステータ側もしくはロータ側の磁極のスキュー率（角度）αが
０＜α≦０．８、望ましくは０＜α≦０．６
であることを特徴とする３相ブラシレスモータ。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載したブラシレスモータであって、
ステータのスロットもしくはティースを不均等に配置することによって、ステータの各相の誘起電圧を５次または７次の高調波が重畳した波形に調整する誘起電圧調整手段を備えたことを特徴とする３相ブラシレスモータ。
【請求項１４】
請求項１１乃至請求項１３のいずれかに記載したブラシレスモータであって、
ステータの各相のモータ電流の基本波形が正弦波形状であることを特徴とする３相ブラシレスモータ。
【請求項１５】
請求項１１乃至請求項１４のいずれかに記載したブラシレスモータであって、
ロータの外周面もしくは内部に複数の磁石を配設してなる回転座標軸方向のストライプ形状を不均等に形成することによって、ステータの各相の誘起電圧を５次または７次の高調波が重畳した波形に調整する誘起電圧調整手段を備えたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１６】
請求項１１乃至請求項１５のいずれかに記載したブラシレスモータであって、
ステータスロット数とロータの磁極数の組合せが、６スロット４ポール、又は９スロット６ポール、又は９スロット１２ポール、又は１２スロット８ポール、又は１５スロット１０ポールで構成されたパワーステアリング用ブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータに関するものであり、詳しくは、トッルクリップルの発生を抑えて効率を向上する構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステアリング操舵時に必要な力を適切にアシストするパワーステアリングの普及によって、運転者はわずかな力でステアリング操作を行うことができるようになり、車の運転の快適性、安全性は大幅に向上した。パワーステアリングにはその動力源の違いによって電動式と油圧式があり、電動式は必要な時にだけ適切な量のアシスト力を発生させるので効率の面で優れている。また、そのアシスト力を発生するパワーステアリングモータには、３相ブラシレスモータに代表される同期モータ型のブラシレスモータが用いられている。
【０００３】
このブラシレスモータは、回転自在のシャフトを軸心とするロータと、その外周を囲むステータとで構成されている。円柱状のロータの外周には、Ｓ極、Ｎ極の異なる磁極が周方向で交互に出現するように、軸方向ストライプ状に複数個の界磁石が円周方向に配列されている。その製造方法としては、セグメント磁石をロータ表面に貼り付ける方法、セグメント磁石をロータに埋め込む方法、あるいは周方向に異極が交互に配列されるように着磁された円環状マグネットをロータに外嵌する方法などが用いられる。また、ステータを構成する環状のステータコアには、内周側の各位相位置に、軸方向ストライプ状のスロットが形成され、各スロットの間の部分（ティースという）が放射状に並んでステータヨークの内径方向に突出している。各ティースに各コイルが巻回され、各相の巻き線（電機子巻線）が形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
各相の巻き線に、正弦波状或いは矩形波状（台形波状を含む）に変化する３相のモータ電流が給電されることによってロータが回転し、ブラシレスモータは駆動される。
【０００５】
ところで、磁石の磁界とステータのティースあるいはスロットが発生する磁界の相互作用の不均一性によって、トルクが脈動する現象が発生する。このトルクをコギングトルクと言い、これを極力抑えるために、ブラシレスモータではロータの磁極形状やステータのティース形状に工夫が凝らされている。例えば、ロータの軸方向ストライブ状の磁極パターンを軸方向で傾斜させることによって、回転位相毎の発生トルクを平均化し、全体の回転トルクを平滑化するというスキュー処理などが知られている。なお、このスキュー処理をすることによって、各相の誘起電圧波形も滑らかな正弦波形状にすることができる。
【０００６】
ブラシレスモータを前記のパワーステアリングモータとして使用し、ステアリング機構を直接モータで駆動する場合には、運転者に不快感等を与えないようにモータの回転むら（トルクむら）の低減、静音化を図ると共に、トルク発生効率を向上して、モータの小型化・高性能化を図る必要がある。重くて大型のいわゆる高級車クラスに使用する場合には、特に強く要求される。
【０００７】
通常、ブラシレスモータは、時間に対して正弦波状に変化する電流によって駆動される（以下、正弦波駆動という）場合が多い。この場合、各相のモータ電流は、例えば図１４の実線ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに示すように正弦波形状をしており、誘起電圧（別名では逆起電力とも言う）も、図１５の実線ｅｕ、ｅｖ、ｅｗに示すように、モータ電流と同相の正弦波形状となる。
【０００８】
モータの発生トルクは、トルク定数とモータ電流の積で求められる。トルク定数は逆起電力定数に対応するので、モータ各相によって発生するトルクは、概略、誘起電圧とモータ電流との積となり、上記モータの場合では、[正弦波形状の誘起電圧]と[正弦波形状の電流]の積となる。
【０００９】
この各相における発生トルクの合計値、すなわち、モータ全体の発生トルクは、例えば図１６に示すようにトルクリップルの小さい、安定したトルク値が得られるものの、そのトルク値は小さい。これは、モータ電流だけでなく誘起電圧も正弦波状に同期して時間変動しているために、誘起電圧をトルク発生に十分利用できないからである。このように、従来のこの種のブラシレスモータにおいては、トルクの発生効率が良くなかったので、小型化・高出力化に限界があった。
【００１０】
モータ電流、誘起電圧の利用効率を上げるには、モータ電流と誘起電圧の波形形状を平坦状に大きくすればよい。そこで、モータ電流の時間変動波形を矩形波形状または台形波形状にした駆動方式（以下、矩形波駆動または台形波駆動という）にし、さらに誘起電圧も同相の矩形波形に調整することによって、各相で発生するトルクを[矩形波形状の誘起電圧]と[矩形波形状の電流]の積になるようにするというアイデアが考えられる。しかしながら、この方式の場合には、モータ電流が矩形波形状ゆえに電流断続の切り替え変化が急峻になるため、逆にモータトルク変動が発生するという不都合があり、この対策が必要となる。また、モータ電流と同相の矩形波形誘起電圧をモータ構造に関する工夫だけで発生させることも困難なので、運転制御方法、巻き線方法などの多くの工夫調整が必要とされ、小型で効率の良いブラシレスモータを作ることは困難であった。
【００１１】
また、各相の印加電圧を高くすれば、モータ出力は増加する。つまり、入力電圧を高くできれば、所定のトルクを出力するモータを小型化することは可能である。しかし、車載用のパワーステアリングモータ等では、電源装置側の仕様で印加電圧は決まっているため印加電圧を高くすることは困難である。従って、与えられた印加電圧条件の下で、どうやってモータを小型で高出力にするかを考えねばならない。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３３２１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記の諸点に留意してなされたものであり、入力電圧、消費電力仕様は変更せずに、平滑なトルク性能を効率よく得られる小型で高出力なブラシレスモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記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、ステータの各相の誘起電圧を奇数次の高調波が重畳した波形に調整する誘起電圧調整手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】
本発明における誘起電圧調整手段の一つの好適な態様としては、ロータの磁極数とステータのスロット数を所定の組合せ数に設定する方法がある。
【００１６】
また、別な好適な手段としては、ロータの各磁極の配置形状を軸方向ストライプ形状から変形しても良いし、ステータの各スロットの間隔を不均等に設けた構造にしても良いし、ティースを不均等に配設しても良い。
【００１７】
さらに好ましくは、ステータ各相に重畳して発生させる奇数次の誘起電圧を３次の高調波とし、さらに、ステータの各相のモータ入力電流を正弦波形状とすれば、なお良い。
【００１８】
なお、モータ制御回路側で、各相の電流波形に３次の高調波を重畳させる方法も考えられる。しかし、この方法においては、端子間の印加電圧のピーク値は変化しないものの各相の電圧実効値は上昇するので、結局、電流実効値が大きくなって、入力は増加してしまう。即ち、この方法では、出力は確かに増加するものの入力も同様に増加するので、全体の効率は改善されない。
【発明の効果】
【００１９】
このような構成にすることによって、誘起電圧の波形を平坦で拡がった形状にすることができるので、モータ入力を大きくすることなくモータ出力トルクを大きくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態について、図１〜図１２を参照して詳述する。
【００２１】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００２２】
図１は、直接駆動タイプのパワーステアリングモータを形成するブラシレスモータの縦断面図、図２は図１のブラシレスモータのステータの斜視図、図３は図１のブラシレスモータの一部の平面図である。
【００２３】
図１に示すブラシレスモータは、上方に開口した円筒状のハウジング１１と、このハウジング１１の開口を覆うカバー部１２とによってその周囲を覆われている。このカバー部１２には中央に開口が形成され、このカバー部１２の開口近傍及びハウジング１１の底面部にボール軸受１３１、１３２が取り付けられ、カバー部１２の開口から上方に突き出したシャフト２１をモータ回転座標軸回りに回転可能に支持している。
【００２４】
さらに、シャフト２１には円柱状のロータヨーク２２が取り付けられ、このロータヨーク２２の外周面に複数個の界磁石２３ａがシャフト２１を囲むように円周方向に配列され、Ｓ極、Ｎ極の異なる磁極が周方向で交互に出現するように、軸方向ストライプ状に複数個の磁極が形成されている。これらシャフト２１、ロータヨーク２２、磁石２３ａ等を主要部として、ロータ２ａが形成されている。
【００２５】
ステータ３ａは、ロータ２ａの外周側を囲むように設けられ、磁性板を積層した構成されたヨーク３０ａを有している。図２及び図３に示すように、このヨーク３０ａは中空円筒形状をしており、その内周面側にモータ回転座標軸方向のストライプ状の複数個のスロット３１ａが形成され、ヨーク３０ａの内周面がロータ２ａの外周面と対面するように同芯設置されている。
【００２６】
そして、ステータヨーク３０ａの各スロット３１ａの間の部分がティース３２ａを形成し、ティース３２ａは放射状に並んでステータヨーク３０ａの内径方向に突出している。各ティース３２ａにインシュレータ３３を挟んで各コイル３４が巻回され、各相の巻き線（電機子巻線）３５が形成されている。
【００２７】
なお、図１の配線４は、ブスバー５を介して各相のコイル３４に駆動用のモータ電流を供給するものであり、回路基板６は、ホール素子等によってロータ２ａの回転角度位置を検出するものである。
【００２８】
この実施形態のブラシレスモータは実用的な３相ブラシレスモータであり、各ティース３２ａに巻回されて形成された３相の巻き線３５に、電気角で１２０度ずつずれたＵ、Ｖ、Ｗの各相の正弦波形状のモータ電流が給電され、このモータ電流の給電に基づくステータ３ａの回転磁界によってロータ２ａが回転し、ブラシレスモータが駆動される。
【００２９】
さて、以下に、本発明の特長である誘起電圧調整手段について、図４〜図１２を参照して説明する。
【００３０】
図４は、図１のブラシレスモータの高調波が重畳した誘起電圧の説明図、図５、図６、図７は、図１のブラシレスモータの各相のモータ電流、誘起電圧、全体の発生トルクのそれぞれに関する特性図である。また、図８、図９、図１０は、３相ブラシレスモータのロータ磁極数とステータスロット数の各種組み合わせ条件における、一相の誘起電圧への高調波成分の重畳率についての解析結果を一覧して示すものであり、図８は３次高調波成分、図９は５次高調波成分、図１０は７次高調波成分についての重畳率を示すものである。
【００３１】
従来は、ステータ３ａの各相にモータ電流と同相の誘起電圧（図４の実線Ｅａに示す正弦波形状の誘起電圧）が発生するように、モータ構造が設定されていた。これに対し、本実施形態においては、前記実線Ｅａの正弦波形状の誘起電圧を基本波の誘起電圧として、これに奇数次の高調波の誘起電圧を重畳する。
【００３２】
本実施形態では、同図４の実線Ｅｂに示す３次高調波の誘起電圧を重畳し、基本波である実線Ｅａの正弦波形状の誘起電圧よりも図中の斜線部が拡がり平坦な形状である実線Ｅｃに示すような誘起電圧が発生するように、誘起電圧調整手段Ａを備えている。
【００３３】
この誘起電圧調整手段Ａは、所定の組合せ個数に設定されたロータ２ｂの磁極とステータ３ａのスロット３１ａにより形成され、それらの組合せ個数は、種々の実験解析等から適切な組み合わせがあることを見出した。図８は、３相ブラシレスモータのロータ磁極数とステータスロット数の各種組み合わせ条件における、一相の誘起電圧への３次高調波成分の重畳率についての解析結果であり、図９は、同じく５次高調波成分の重畳率についての解析結果、図１０は、同じく７次高調波成分の重畳率についての解析結果である。各図は、スロット数（＝Ｓ）とロータ磁極数（＝Ｐ）をパラメタとして、それぞれの組み合わせ条件下におけるＮ次高調波の基本波への重畳比率を表示したものである。
【００３４】
Ｓ、Ｐの実用的な組み合わせの範囲において、ティース毎に巻回する集中巻きと、複数のティースを同時に巻回する分布巻きの２種類のコイルの巻き方も考慮して影響度合いを調査したところ、Ｓ、Ｐの組み合わせによって重畳率は有意な傾向があり、特に、Ｓ：Ｐ＝Ｎ：２ｎ（ｎは整数）の場合に、Ｎ次高調波は重畳しないという特別な関係があることが明らかになった。即ち、Ｓ、Ｐの組み合わせによって、重畳に適した高調波の次数Ｎを選択する必要があり、また、３相ブラシレスモータにおいて、効率及びトルクリップルなどの面でもっとも効果的な重畳次数である３次高調波を重畳させるためには、Ｓ：Ｐ≠３：２ｎ（ｎは整数）の組み合わせを選定すればよい。
【００３５】
図８、図９、図１０により、第１の実施態様では誘起電圧調整手段Ａとして、３次の高調波が重畳するように、３相ブラシレスモータでスロット３１ａを１２個（Ｓ＝１２）、磁極としての磁石２３ａを１０個(Ｐ=１０)の１２Ｓ１０Ｐの組合せを採用した。この時、Ｓ：Ｐ＝１２：１０＝６：５≠３：２ｎである。
【００３６】
なお、この組合せ個数の設定に際しては基本波と３次高調波との比率の大きさも重要であり、スロット３０ａと磁石２３ａの組合せ個数は、基本波と３次高調波が所定の比率になるように設定される。
【００３７】
本実施形態においては、図３に示すように１２個のスロット３０ａと１０個の磁石２３ａが均等に配置され、ブラシレスモータが１２スロット１０ポール（１２Ｓ１０Ｐ）の構造に形成された、前記の誘起電圧調整手段Ａを備えている。そして、図５の実線Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに示すＵ、Ｖ、Ｗの各相の正弦波形状のモータ電流の給電によって、ステータ３ａには図６の実線Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗに示すＵ、Ｖ、Ｗの各相の前記重畳波形の誘起電圧が発生する。このとき、ロータ２ａの回転角度に対する各相の誘起電圧の特性曲線と横軸（回転角度）とで囲まれる部分の形状が、３次高調波の重畳によって、基本波のみの特性曲線の場合より平坦で拡がった形状になることから、その分、モータ発生トルクは増加する。
【００３８】
本実施形態においては、ブラシレスモータの入力を増大するものでないため、ブラシレスモータの電力消費を大きくすることはない。
【００３９】
そして、基本波の各１周期において、奇数次高調波は基本波の前半と後半の波形が対称となるので、３相ブラシレスモータにおいては、３次高調波によって発生するトルク変動は１周期内でキャンセルして影響が出ず、しかも、前記重畳波形の誘起電圧は矩形波のような急峻な立上りや立下りを示さないため、トルクリップルの発生もない。
【００４０】
したがって、電力消費を増大することなく、トルクリップルが極めて少ないトルクを効率よく発生することができ、小型で高出力の新規な構造のブラシレスモータを提供することができる。
【００４１】
なお、本実施態様では３相のブラシレスモータの例を示したが、５、７、・・・、Ｋ相のブラシレスモータの場合には、各々５、７、・・・、N次の高調波（即ちN＝Kの高調波）を重畳してもトルクリップルには影響しないので、K相のブラシレスモータの場合にはN次の高調波を重畳するなど、相数に応じて重畳する高調波の次数を選択するのが良い。
【００４２】
また、本実施態様では、奇数次の高調波として３次高調波を例示したが、例えば５次、７次などの、より高次の奇数次高調波を重畳しても良い。但し、上述の如く、３相ブラシレスモータにおいては、５次、７次などの高調波を重畳するとトルクリップルに影響が出るので、それらを軽減するための方法（例えばスキューなどの最適化）を併用して調整を行う必要がある。無論、この実施形態のブラシレスモータにおいても、ロータ２ａの各磁石２３ａのパターンのスキュー処理を最適化し、さらにコギングトルクの発生を抑えるようにしても良い。
【００４３】
また、ロータ２ｂの磁極とステータ３ａのスロット３１ａの組合せ個数は、例示した１２スロット１０ポールに限られるものではなく、図８に一覧して示したように、Ｓ：Ｐ≠３：２ｎ（ｎは整数）の組み合わせ、例えば、９スロット８ポール、９スロット１０ポール、１２スロット１４ポールのモータ構成においても同様の効果を得られることが確認されている。
【００４４】
ここで、図１１を参照して、本発明におけるスキュー処理の効果を説明する。図１１は、スキュー角度（スロットピッチに対するスキューの比率）と３次高調波重畳率の関係を示す特性図である。
【００４５】
ロータの軸方向ストライブ状の磁極パターンを軸方向で傾斜させるスキュー処理によって、回転位相毎の発生トルクが平均化され、全体の回転トルクが平滑化される効果があること、並びに各相の誘起電圧波形も滑らかな正弦波形状にすることができることは知られている。
【００４６】
図１１では、スキュー角度が大きくなるにしたがって３次高調波の重畳率が減少し、スキュー角度が約０．８のときに３次高調波の重畳率は０となること、即ち、３次高調波を相の誘起電圧に重畳させて出力を増加させるには、スキュー角度は０から０．８の間に設定する必要があることがわかる。なお、スキュー角度が約０．６の時には、相の誘起電圧が正弦波となること及び、３次高調波の重畳率も有意な効果が見られる約５％を確保できることから、スキュー角度は０から０．６の間に設定するのがさらに良いと言える。
【００４７】
本実施態様では、トルクリップルに影響が出ない３次高調波を主として重畳し、トルクリップルの影響が出る５次、７次高調波は重畳しないように調整するために、スキュー角度をスロットピッチの２５％に設定しているが、さらに必要とする出力トルクの大きさと平滑性とのバランスによって、スキュー角度は上記の角度範囲から最適な値を選択すれば良い。
【００４８】
（第２の実施形態）
つぎに、第２の実施形態について、図１２を参照して説明する。
【００４９】
図１２は、ブラシレスモータの一部の平面図であり、本実施形態においては、ステータに不均等間隔のスロットを設けることによって奇数次の高調波を発生させる、誘起電圧調整手段Ｂを形成している。
【００５０】
具体的には、本実施形態においては、ロータ２ｂは６個の磁石２３ｂを備え、ステータ３ｂは不均等間隔に９個のスロット３１ｂとティース３２ｂを備えた、９スロット６ポール（９Ｓ６Ｐ）の３相ブラシレスモータである。図８、図９、図１０で示したように、９スロット６ポール（９Ｓ６Ｐ）のモータは、３次の高調波を重畳しにくいが５次、７次の高調波は重畳するので、本実施形態における誘起電圧調整手段Ｂでは、ステータ３ｂの９個のスロット３１ｂが５次高調波を発生するように設定している。
【００５１】
なお、この実施形態のブラシレスモータにあっては、コギングトルクに高次高調波の影響が出るので、コギングトルクを小さく抑えるために、ロータ２ｂの各磁石２３ｂのパターンをスキュー処理しても良い。
【００５２】
さらに、ロータ２ｂの磁極とステータ３ｂのスロット３１ｂの個数や配置は、前記の９スロット６ポールの不等配ピッチのものに限られるものではなく、例えば６スロット４ポール、１２スロット８ポール，９スロット１２ポール，１５スロット１０ポールなど、Ｓ：Ｐ＝３：２ｎ（ｎは整数）の関係にあるものは無論のこと、Ｓ：Ｐ≠３：２ｎ（ｎは整数）の関係にあるロータとステータの組み合わせに適用しても良い。
【００５３】
（その他の実施態様）
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００５４】
すなわち、本発明は、K相（Kは２以上の整数）のブラシレスモータに適用して、前記両実施形態の場合と同様の効果が得られる。
【００５５】
また、これらのブラシレスモータのステータに給電されるK相のモータ電流は、正弦波形状に限られるものではなく、種々の波形状であってよく、例えば、矩形波形状、或いは、正弦波に高調波が重畳した波形状等であってもよい。
【００５６】
さらに、ステータ各相の高調波は、Ｋ次高調波に限られるものではなく、トルクの発生条件等から設定された種々の奇数次の高調波であってよい。
【００５７】
つぎに、誘起電圧調整手段は、ステータの各相の誘起電圧を奇数次数の高調波が重畳した波形に調整する構成であれば、上記の実施態様に例示した構成に限定されるものではなく、例えば、リングマグネットによるスキュー角度の調整や、セグメントマグネットのマグネット形状の調整等により、ロータの各磁極のロータ回転座表軸方向の形状を一様なストライプ形状から変形することによって所定の奇数次の高調波が発生するように形成してもよいし、また、ステータのティースの先端部の大きさやロータに向かい合う傾き角を、ステータに不均等に配設することによって所定の奇数次の高調波が発生するように形成してもよい。さらには、前記の組合せ個数の設定、各スロットの不均等間隔の配置、ロータの各磁極の形状変形、ティースの不均等配置等を一部又は全部組合せて形成してもよい。
【００５８】
したがって、本発明の真の精神および範囲内に存在する変形例は、すべて特許請求の範囲に含まれるものである。
【実施例】
【００５９】
（第１の実施例）
図７に、３相１２スロット１０ポール（１２Ｓ１０Ｐ）ブラシレスモータにおいて、第一の実施形態で示したように、相の誘起電圧に３次の高調波成分を重畳させた場合の発生トルク特性解析値を示す。また、図１６には、同じブラシレスモータにおいて３次の高調波成分を重畳させない場合の発生トルク特性解析値を示す。
【００６０】
３次の高調波成分を重畳させることによって、電源入力条件は一定のままで、モータ出力が４．０[N・ｍ]から４．６[N・ｍ]へと１５％増加した。
【００６１】
この結果から、本発明によってブラシレスモータを同一入力条件で出力、効率を向上できることが確認された。
【００６２】
（第２の実施例）
図１３に、第一の実施例に示した本発明を適用した構造１２スロット１０ポール（１２Ｓ１０Ｐ）、（スキュー率＝スロットピッチの２５％）の３相ブラシレスモータによる誘起電圧の実測波形図を、図１７に、同一体格の従来構造１２スロット８ポール（１２Ｓ８Ｐ）、（スキュー率＝スロットピッチの６０％）の３相ブラシレスモータによる誘起電圧の実測波形図を示す。また、図１８は、本発明を適用した構造（１２Ｓ１０Ｐ）と従来構造（１２Ｓ８Ｐ）のブラシレスモータの特性実測データの比較表である。
【００６３】
基本的に両モータの寸法体格及び材質は同一であり、基本構成はスロット数と磁極数およびスキュー率のみ異なる。
【００６４】
従来構造の１２Ｓ８ＰはＳ：Ｐ＝３：２ｎの関係にあり、前記の如く３次高調波が重畳しにくいこと（３次高調波重畳率実測値０．２％）が、誘起電圧の実測波形によって実証できた。一方、本発明の構造１２Ｓ１０Ｐの３次高調波重畳率実測値は６．８％であった。
【００６５】
両方共に同一の３４０Wの出力値が得られるように入力電源を調節し、得られた特性値を比較したところ、本発明を適用した構造（１２Ｓ１０Ｐ）の方が、従来構造（１２Ｓ８Ｐ）のモータよりも、入力値、端子間抵抗値が各々約１７％小さい値に改善されていることが確認された。
【００６６】
この結果によって、本発明を適用することで、同一体格の下で同一出力を低入力で達成できることを実証できた。したがって、小型、高出力のブラシレスモータを作ることが可能であることを明らかにできたと言える。
【００６７】
（第３の実施例）
上記の１２スロット８ポール（１２Ｓ８Ｐ）の３相ブラシレスモータにおいて、スキュー角をスロットピッチの４８％に設定することにより、高調波含有成分は５次高調波のみとなり、５次高調波重畳率１．８％が得られることが実測された。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の第１の実施形態のブラシレスモータの縦断面図である。
【図２】図１のブラシレスモータのステータの斜視図である。
【図３】図１のブラシレスモータの一部の平面図である。
【図４】図１のブラシレスモータの誘起電圧の説明図である。
【図５】図１のブラシレスモータの各相のモータ電流の波形図である。
【図６】図１のブラシレスモータの各相の誘起電圧の波形図である。
【図７】図１のブラシレスモータの発生トルクの特性図である。
【図８】各種のロータ磁極数とステータスロット数の組み合わせにおける一相誘起電圧への高次高調波重畳率（３次成分）の一覧表である。
【図９】各種のロータ磁極数とステータスロット数の組み合わせにおける一相誘起電圧への高次高調波重畳率（５次成分）の一覧表である。
【図１０】各種のロータ磁極数とステータスロット数の組み合わせにおける一相誘起電圧への高次高調波重畳率（７次成分）の一覧表である。
【図１１】ブラシレスモータのスキュー角度と３次高調波重畳率の関係を示す特性図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態のブラシレスモータの一部の平面図である。
【図１３】本発明の第１の実施例のブラシレスモータ（１２Ｓ１０Ｐ）の誘起電圧の実測波形図である。
【図１４】従来モータ（１２Ｓ１０Ｐ）の各相のモータ電流の波形図である。
【図１５】従来モータ（１２Ｓ１０Ｐ）の各相の誘起電圧の波形図である。
【図１６】従来モータ（１２Ｓ１０Ｐ）の発生トルクの特性図である。
【図１７】従来モータ（１２Ｓ８Ｐ）の誘起電圧の実測波形図である。
【図１８】本発明モータ（１２Ｓ１０Ｐ）と従来モータ（１２Ｓ８Ｐ）との特性実測データの比較表である。
【符号の説明】
【００６９】
２ａ、２ｂ      ・・・・・・・・  ロータ
３ａ、３ｂ      ・・・・・・・・  ステータ
４              ・・・・・・・・  配線
５              ・・・・・・・・  ブスバー
６              ・・・・・・・・  回路基板
１１            ・・・・・・・・  ハウジング
１２            ・・・・・・・・  カバー部
２１            ・・・・・・・・  シャフト
２２            ・・・・・・・・  ロータヨーク
２３ａ、２３ｂ  ・・・・・・・・  界磁用の磁石
３０ａ          ・・・・・・・・  ステータヨーク
３１ａ、３１ｂ  ・・・・・・・・  スロット
３２ａ、３２ｂ  ・・・・・・・・  ティース
３３            ・・・・・・・・  インシュレータ
３４            ・・・・・・・・  コイル
３５            ・・・・・・・・  巻き線
１３１、１３２  ・・・・・・・・  ボール軸受
Ａ、Ｂ          ・・・・・・・・  誘起電圧調整手段
【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１８】
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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１７】
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