(57)【要約】【課題】コギングトルクを低減可能で且つ製造が容易なモータを提供する。【解決手段】モータ１０では、ステータ（界磁）に取り付られた永久磁石（多極着磁磁石ＰＭ）の数が磁極Ｐの数よりも少なく設定されている。各磁極Ｐは、ステータの周方向の中央に磁極中心が設定されており、着磁率がステータの周方向において一定に設定されている。また、ステータの軸方向から見た場合に、ステータの軸心から各磁極Ｐの磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトルの総和がゼロとなるように各磁極中心が配置されている。また、複数の磁極Ｐには、磁極中心ピッチ角が３６０°／磁極数と一致しなくなるように各々の磁極中心が互いにステータの周方向の反対方向へそれぞれずらし角αだけずれて配置された極対が複数対含まれている。そして、コギングトルクにおける特定の次数をｎとした場合に、上記のずらし角αが３６０°／４ｎに設定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の永久磁石が取付けられることで、複数の磁極が周方向に並んで設けられた界磁と、
コイルが巻回された複数のスロットが形成された電機子と、
を備えたモータであって、
前記永久磁石の数が前記磁極の数よりも少なく設定され、
各前記磁極における前記周方向の中央に前記各磁極の磁極中心が設定され、
前記各磁極の着磁率が前記周方向において一定に設定され、  
前記界磁の軸方向から見た場合に、前記界磁の軸心から前記各磁極の磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトルの総和がゼロとなるように各磁極中心が配置され、
前記複数の磁極には、磁極中心ピッチ角が３６０°／前記磁極数と一致しなくなるように各々の磁極中心が互いに前記周方向の反対方向へそれぞれずらし角αだけずれて配置された極対が複数対含まれており、
コギングトルクにおける特定の次数をｎとした場合に、前記ずらし角αが３６０°／４ｎに設定されているモータ。
【請求項２】
前記スロットの数が前記磁極の数の整数倍に設定されている請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記１つ以上の永久磁石は、複数の多極着磁磁石であり、
前記複数の多極着磁磁石が前記周方向に等しい間隔をあけて並んでいる請求項１又は請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記１つ以上の永久磁石は、１つ以上の多極着磁磁石と、１つ以上の単極着磁磁石とによって構成されており、
前記１つ以上の多極着磁磁石と前記１つ以上の単極着磁磁石とが前記周方向に等しい間隔をあけて並んでいる請求項１又は請求項２に記載のモータ。
【請求項５】
前記１つ以上の永久磁石は、前記複数の磁極が着磁されると共に、着磁されていない非着磁部が設けられた１つのリングマグネットである請求項１又は請求項２に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石式のモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石式モータのコギングトルクは、振動や騒音の原因となる加振力であり、低減することが常に求められる。コギングトルクの低減手法の一つとしては、界磁における複数の永久磁石の取付角度を不等ピッチにすることで、発生するコギングトルクを打ち消す方法がある（例えば、下記特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２８０１５８号公報
【特許文献２】特許第２６６８８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載された先行技術では、複数の永久磁石の取付角度が、低減させたいコギングトルク成分の周期に応じてずらされるため、隣合う永久磁石間の角度（間隔）が大きくなる場合がある。その場合、複数の永久磁石を界磁に取付けるための取付治具の製造上の限界により、必要なずらし角度を設定することが困難になる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、コギングトルクを低減可能で且つ製造が容易な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】
【０００６】
本発明のモータは、１つ以上の永久磁石が取付けられることで、複数の磁極が周方向に並んで設けられた界磁と、コイルが巻回された複数のスロットが形成された電機子と、を備えたモータであって、前記永久磁石の数が前記磁極の数よりも少なく設定され、各前記磁極における前記周方向の中央に前記各磁極の磁極中心が設定され、前記各磁極の着磁率が前記周方向において一定に設定され、前記界磁の軸方向から見た場合に、前記界磁の軸心から前記各磁極の磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトルの総和がゼロとなるように各磁極中心が配置され、前記複数の磁極には、磁極中心ピッチ角が３６０°／前記磁極数と一致しなくなるように各々の磁極中心が互いに前記周方向の反対方向へそれぞれずらし角αだけずれて配置された極対が複数対含まれており、コギングトルクにおける特定の次数をｎとした場合に、前記ずらし角αが３６０°／４ｎに設定されている。
【０００７】
上記構成のモータによれば、界磁に１つ以上の永久磁石が取付けられている。これにより、複数の磁極が界磁の周方向に並んで界磁に設けられている。上記複数の磁極には、磁極中心ピッチ角が３６０°／磁極数と一致しなくなるように各々の磁極中心が互いに界磁の周方向の反対方向へそれぞれずらし角αだけずれて配置された極対が複数対含まれている。そして、コギングトルクにおける特定の次数をｎとした場合に、上記のずらし角αが３６０°／４ｎに設定されている。つまり、上記の極対には、上記特定の次数のコギングトルク成分の周期（３６０°／ｎ）の１／２の位相差（ずらし角αの二倍の位相差）が設定されている。これにより、上記特定の次数のコギングトルク成分が低減されるので、コギングトルクを低減することができる。また、界磁の軸方向から見た場合に、界磁の軸心から複数の磁極の磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトルの総和がゼロとなるように各磁極中心が配置されている。これにより、ラジアル力の釣合いをとることができる。
【０００８】
さらに、永久磁石の数が磁極の数よりも少なく設定されているので、複数の永久磁石には、複数の磁極が着磁された永久磁石、すなわち多極着磁磁石が含まれている。このため、多極着磁磁石の製造時に、多極着磁磁石の隣合う磁極に対して上記のずらし角αを設定することができる。これにより、永久磁石取付用治具の製造上の制約を受けずに、上記のずらし角αを設定することが可能となる。また、多極着磁磁石を含む複数の永久磁石は、各磁極における上記周方向の中央に各磁極の磁極中心が設定されると共に、各磁極の着磁率が上記周方向において一定に設定されている。このため、多極着磁磁石に対する着磁の調整が容易になる。以上により、製造が容易になる。
【０００９】
また、本発明のモータでは、前記スロットの数が前記磁極の数の整数倍に設定されている。
【００１０】
上記構成のモータによれば、電機子のスロットの数が、界磁の磁極の数の整数倍に設定されているので、磁極の配置に多少の位置ずれがある場合でも、ラジアル力の釣合いを保つことができる。
【００１１】
また、本発明のモータでは、前記１つ以上の永久磁石は、複数の多極着磁磁石であり、
前記複数の多極着磁磁石が前記周方向に等しい間隔をあけて並んでいる。
【００１２】
上記構成のモータによれば、界磁には、複数の多極着磁磁石が取り付られている。これら複数の多極着磁磁石は、界磁の周方向に等しい間隔をあけて並んでいる。つまり、複数の多極着磁磁石が界磁に等しい間隔をあけて取付けられる構成であるため、界磁における複数の多極着磁磁石の取付けが容易である。
【００１３】
また、本発明のモータでは、前記１つ以上の永久磁石は、１つ以上の多極着磁磁石と、１つ以上の単極着磁磁石とによって構成されており、前記１つ以上の多極着磁磁石と前記１つ以上の単極着磁磁石とが前記周方向に等しい間隔をあけて並んでいる。
【００１４】
上記構成のモータによれば、界磁には、１つ以上の多極着磁磁石と、１つ以上の単極着磁磁石とが取り付られている。これらの多極着磁磁石と単極着磁磁石とは、界磁の周方向に等しい間隔をあけて並んでいる。つまり、１つ以上の多極着磁磁石と、１つ以上の単極着磁磁石とが界磁に等しい間隔をあけて取付けられる構成であるため、界磁における多極着磁磁石及び単極磁石の取付けが容易である。
【００１５】
また、本発明のモータでは、前記１つ以上の永久磁石は、前記複数の磁極が着磁されると共に、着磁されていない非着磁部が設けられた１つのリングマグネットである。
【００１６】
上記構成のモータによれば、界磁には、複数の磁極が着磁されると共に、着磁されていない非着磁部が設けられた１つのリングマグネットが取付けられている。つまり、１つのリングマグネットが界磁に取付けられる構成であるため、界磁におけるリングマグネットの取付けが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータのステータ（界磁）及びロータ（電機子）を示す正面図である。
【図２】第１実施形態に係るステータに設けられた複数の永久磁石をステータの軸方向から見た正面図である。
【図３】第１実施形態において、ステータの軸方向視でステータの軸心から複数の磁極の磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトルについて説明するための模式図である。
【図４】第１実施形態の第１変形例を示す図３に対応した模式図である。
【図５】第１実施形態の第２変形例を示す図３に対応した模式図である。
【図６】第１比較例を示す図１に対応した正面図である。
【図７】第１比較例を示す図２に対応した正面図である。
【図８】第１比較例において、ステータの軸方向視でステータの軸心から複数の磁極の磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトルについて説明するための模式図である。
【図９】第２比較例を示す図２に対応した正面図である。
【図１０】第３比較例を示す図２に対応した正面図である。
【図１１Ａ】第１比較例における磁極の着磁率について説明するための概念図である。
【図１１Ｂ】第３比較例における磁極の着磁率について説明するための概念図である。
【図１１Ｃ】第１実施形態における磁極の着磁率について説明するための概念図である。
【図１２】第１実施形態及び第１比較例において、磁極の表面磁束密度とヨークハウジングの周方向の角度との関係を示すグラフである。
【図１３】第１実施形態及び第１比較例において、コギングトルクとロータの回転角との関係を示すグラフである。
【図１４】第１実施形態及び第１比較例において、コギングトルクの基本次数、第２高調波及び第３高調波と、第１比較例の基本次数を基準とした場合のコギング次数成分との関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るモータのステータ（界磁）及びロータ（電機子）を示す正面図である。
【図１６】第２実施形態に係るステータに設けられた複数の永久磁石をステータの軸方向から見た正面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係るモータのステータ（界磁）に設けられた複数の永久磁石をステータの軸方向から見た正面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係るモータのステータ（界磁）に設けられた複数の永久磁石をステータの軸方向から見た正面図である。
【図１９】本発明の第５実施形態に係るモータのステータ（界磁）及びロータ（電機子）を示す正面図である。
【図２０】第５実施形態において、ステータの軸方向視でステータの軸心から複数の磁極の磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトルについて説明するための模式図である。
【図２１】第５実施形態の第１変形例を示す図２０に対応した模式図である。
【図２２】第５実施形態の第２変形例を示す図２０に対応した模式図である。
【図２３】第５実施形態の第３変形例を示す図２０に対応した模式図である。
【図２４】第５実施形態の第４変形例を示す図２０に対応した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１の実施形態＞
以下、図１〜図１４を用いて本発明の第１実施形態に係るモータ１０について説明する。図１に示されるように、本実施形態に係るモータ１０は、界磁であるステータ１２と、電機子であるロータ１６とを備えており、６極２４スロットの永久磁石式モータとされている。ステータ１２は、ヨークハウジング１４と、該ヨークハウジング１４の内周側（内周面）に接着等の手段で取付けられた複数（ここでは３つ）の多極着磁磁石ＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３とを備えている。ロータ１６は、ステータ１２の内側に回転可能に設けられている。このロータ１６には、図示しないコイルが巻回された複数（ここでは２４個）のスロット１６Ａが等ピッチで形成されている。
【００１９】
多極着磁磁石ＰＭ１〜ＰＭ３は、同一形状のＣ型永久磁石であり、ステータ１２の周方向（ヨークハウジング１４の周方向；界磁の周方向）に等しい間隔をあけて並んでいる。これら多極着磁磁石ＰＭ１〜ＰＭ３には、それぞれＮ極及びＳ極が１極ずつ着磁されている。これにより、ステータ１２には、複数（ここでは６極）の磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６がステータ１２の周方向に並んで設けられている。つまり、このステータ１２では、永久磁石の数が磁極の数よりも少なく設定されている。また、本実施形態では、ロータ１６のスロット１６Ａの数が、上記複数の磁極Ｐ１〜Ｐ６の数の整数倍（ここでは４倍）に設定されている。なお、以下の説明では、ステータ１２の周方向を「ステータ周方向」と称し、ステータ１２の軸方向（ヨークハウジング１４の軸方向；界磁の軸方向）を「ステータ軸方向」と称し、ステータ１２の軸心（ヨークハウジング１４の軸心；界磁の軸心）を「ステータ軸心」と称し、多極着磁磁石ＰＭ１〜ＰＭ３を「多極着磁磁石ＰＭ」と称し、磁極Ｐ１〜Ｐ６を「複数の磁極Ｐ」、「各磁極Ｐ」又は単に「磁極Ｐ」と称する場合がある。
【００２０】
各磁極Ｐの磁極中心は、各磁極Ｐにおけるステータ周方向の中央に設定されている。つまり、各磁極Ｐは、各磁極中心から着磁された端末までの角度（長さ）がステータ周方向の両側で等しく設定されている。また、各磁極Ｐの着磁率は、ステータ周方向において一定に設定されている。なお、図２及び図３に示される複数の破線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６は、各磁極Ｐの磁極中心を通ってステータ軸心へ延びる仮想線である。また、本実施形態では、各多極着磁磁石ＰＭにおける一対の磁極Ｐの境界がステータ軸方向に直線状に設定されているが、これに限らず、各多極着磁磁石ＰＭにおける一対の磁極Ｐの境界が、ステータ軸方向にスキュー着磁とされた構成にしてもよい。
【００２１】
各磁極Ｐは、ステータ軸方向から見た場合に、ステータ軸心から各磁極Ｐの磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトル（図３に示されるベクトルＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６参照）の総和がゼロとなるように各磁極中心が配置されている。なお、上記複数のベクトルは、仮想のベクトルである。以下の説明では、上記複数のベクトルＶ１〜Ｖ６を「複数のベクトルＶ」と称する場合がある。
【００２２】
さらに、上記複数の磁極Ｐには、磁極中心ピッチ角（互いに隣合う磁極Ｐの磁極中心間の角度）が、３６０°／磁極数と一致しなくなるように、各々の磁極中心が互いにステータ周方向の反対方向へそれぞれずらし角αだけずれて配置された極対が複数対（ここでは３対）含まれている。具体的には、図２において、極対Ｐ１、Ｐ２と、極対Ｐ３、Ｐ４と、極対Ｐ５、Ｐ６とは、それぞれ磁極中心ピッチ角θが６０°（３６０°／６）よりも２α（ずらし角αの２倍）だけ小さく設定されている。なお、図２及び図３に示される複数の一点鎖線は、ロータ１６を３６０°／磁極数で周方向に等分する仮想線である。
【００２３】
そして、本実施形態では、コギングトルクにおける特定の次数をｎとした場合に、上記のずらし角αが、３６０°／４ｎに設定されている。上記特定の次数ｎは、コギングトルクの低減対象となる対象高調波の次数であり、本実施形態では基本次数とされている。この基本次数は、本実施形態では、ステータ１２の磁極数である６と、ロータ１６のスロット数である２４との最小公倍数である２４とされている。また、対象高調波（上記特定の次数のコギングトルク成分）の周期をＴとした場合、Ｔ＝３６０°／ｎ＝３６０°／２４＝１５°に設定されており、上記のずらし角αが、３６０°／４ｎ＝Ｔ／４＝３．７５°に設定されている。そして、極対Ｐ１、Ｐ２と、極対Ｐ３、Ｐ４と、極対Ｐ５、Ｐ６とには、それぞれＴ／２＝７．５°の位相差が設定されている。つまり、本実施形態では、対象高調波の周期Ｔの１／２の位相差が上記全ての極対に設定されており、位相ずらし極対数が３に設定されている。
【００２４】
上記のように構成されたモータ１０では、上記のずらし角αの総和がゼロとなる。つまり、図２及び図３に示されるように、ステータ周方向の一方へのずらし角αを「＋α」とし、ステータ周方向の他方へのずらし角を「−α」として、これらのずらし角αの総和を求めるとゼロとなる。これにより、低減対象の次数成分である基本次数成分のコギングトルクが打ち消され（キャンセルされ）て低減される構成になっている。また、本実施形態では、全ての極対（極対Ｐ１、Ｐ２、極対Ｐ３、Ｐ４、及び極対Ｐ５、Ｐ６）のそれぞれに、対象高調波の周期Ｔの１／２の位相差が設定されているので、低減対象のコギング次数成分が各極対の位相差によって全てキャンセルされる。また、本実施形態では、１２０°の周期（図３の矢印Ａ１参照）でＴ／２の位相差が設定されており、周期性がある。この１２０°の周期は、３６０°を磁極数（ここでは６）の約数である３で等分した周期である。
【００２５】
なお、図２及び図３には、複数の磁極Ｐの磁極中心の全て（複数のベクトルＶの全て）にずらし角αが設定された例を示しているが、これに限らず、例えば図４に示される第１変形例、又は図５に示される第２変形例のように構成してもよい。なお、図４及び図５では、図３と同様の構成に同符号を付している。
【００２６】
図４に示される第１変形例では、ベクトルＶ１、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ６（図４では図示を省略した磁極Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６の磁極中心）にずらし角αが設定される一方、ベクトルＶ２、Ｖ５（図４では図示を省略した磁極Ｐ２、Ｐ５の磁極中心）にずらし角αが設定されていない。この第１変形例では、極対Ｐ１、Ｐ６の磁極中心ピッチ角θ（ベクトルＶ１とベクトルＶ６とのピッチ角θ）、及び極対Ｐ３、極Ｐ４の磁極中心ピッチ角θ（ベクトルＶ１とベクトルＶ６とのピッチ角θ）が、何れも６０°（３６０°／６）よりも２α（ずらし角αの２倍）だけ大きく設定されており、位相ずらし極対数が２に設定されている。これらの極対の位相差によって低減対象のコギング次数成分がキャンセルされるが、位相差が設定されていない磁極Ｐ２、Ｐ５においては、低減対象のコギング次数成分がキャンセルされずに残ることになる。この第１変形例では、１８０°の周期（図４の矢印Ａ１参照）でＴ／２の位相差が設定されており、周期性がある。この１８０°の周期は、３６０°を磁極数（ここでは６）の約数である２で等分した周期である。
【００２７】
また、図５に示される第２変形例では、ベクトルＶ１、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ６（図５では図示を省略した磁極Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６の磁極中心）にずらし角αが設定される一方、ベクトルＶ２、Ｖ５（図５では図示を省略した磁極Ｐ２、Ｐ５の磁極中心）にずらし角αが設定されない。この第２変形例では、極対Ｐ１、Ｐ６の磁極中心ピッチ角θ（ベクトルＶ１とベクトルＶ６とのピッチ角θ）、及び極対Ｐ３、極Ｐ４の磁極中心ピッチ角θ（ベクトルＶ１とベクトルＶ６とのピッチ角θ）が、何れも６０°（３６０°／６）よりも２α（ずらし角αの２倍）だけ小さく設定されており、位相ずらし極対数が２に設定されている。これらの極対の位相差によって低減対象のコギング次数成分がキャンセルされるが、位相差が設定されていない磁極Ｐ２、Ｐ５においては、低減対象のコギング次数成分がキャンセルされずに残ることになる。この第２変形例では、１８０°の周期（図５の矢印Ａ３参照）でＴ／２の位相差が設定されており、周期性がある。この１８０°の周期は、３６０°を磁極数（ここでは６）の約数である２で等分した周期である。なお、コギングトルクをキャンセルする周期は、各磁極Ｐの開角度β（図２参照）を変えることで、調整することができる。また、図２〜図５に示される例は、何れも以下の（１）〜（３）の条件を満たしている。
【００２８】
（１）複数の磁極Ｐは、ステータ軸方向から見た場合に、ステータ軸心から各磁極Ｐの磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトルＶの総和がゼロとなるように各磁極中心が配置されている。
（２）複数の磁極Ｐには、磁極中心ピッチ角が３６０°／磁極数と一致しなくなるように各々の磁極中心が互いにステータ周方向の反対方向へそれぞれずらし角αだけずれて配置された極対が複数対含まれており、ずらし角αの総和がゼロに設定されている。
（３）低減対象となる対象高調波の半周期（Ｔ／２）の位相差が極対に存在する。
【００２９】
上記（１）の条件を満たす場合、前述した周期性が存在することになり、満たさない場合、偏荷重が発生することになる。また、上記（２）の条件を満たさない場合、進角していることになる。また、上記（３）の条件を満たさない場合、低減対象のコギング次数成分がキャンセルされないことになる。
【００３０】
（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３１】
上記構成のモータ１０では、ステータ１２のヨークハウジング１４の内周面に複数の多極着磁磁石ＰＭが取付けられている。これにより、複数の磁極Ｐがステータ周方向に並んでステータ１２に設けられている。複数の磁極Ｐには、磁極中心ピッチ角θが３６０°／磁極数と一致しなくなるように各々の磁極中心が互いにステータ周方向の反対方向へそれぞれずらし角αだけずれて配置された極対（極対Ｐ１、Ｐ２、極対Ｐ３、Ｐ４、及び極対Ｐ５、Ｐ６）が複数対含まれている。
【００３２】
そして、コギングトルクの特定の次数（低減対象となる対象高調波の次数）をｎとした場合に、上記のずらし角αが３６０°／４ｎに設定されている。つまり、上記各極対には、低減対象のコギングトルク成分の周期Ｔの１／２の位相差（ずらし角αの二倍の位相差）が設定されている。これにより、低減対象のコギングトルク成分が低減されるので、コギングトルクを低減することができる。また、ステータ軸方向から見た場合に、ステータ軸心から複数の磁極Ｐの磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトルＶの総和がゼロとなるように各磁極中心が配置されている。これにより、ラジアル力の釣合いをとることができる。
【００３３】
さらに、永久磁石として複数の多極着磁磁石ＰＭが用いられているので、多極着磁磁石ＰＭの製造時に、多極着磁磁石ＰＭの隣合う磁極Ｐに対して上記のずらし角αを設定することができる。これにより、永久磁石取付用治具の製造上の制約を受けずに、ずらし角αを設定することが可能となる。また、多極着磁磁石ＰＭでは、各磁極Ｐにおけるステータ周方向の中央に各磁極Ｐの磁極中心が設定されると共に、各磁極Ｐの着磁率がステータ周方向で一定に設定されている。このため、多極着磁磁石ＰＭに対する着磁の調整が容易になる。以上により、製造が容易になる。しかも、上記のように、各磁極Ｐの着磁率がステータ周方向で一定に設定されているので、磁極Ｐの切替えの際に磁束量を保つことができる。
【００３４】
また、永久磁石として多極着磁磁石ＰＭが用いられており、単極着磁より少ない磁石枚数で構成されているので、部品点数及び製造コストを低減することができる。また、各磁極Ｐの開角度β（図２参照）を大きく設定できるので、磁束量を増やすことが可能となる。また、多極着磁であるため、前述した製造上の制約によって磁束密度のずれが生じることがない。さらに、コギングトルクを打ち消して（キャンセルして）低減させる手法であるため、偏心や徐辺といった磁石形状にする必要がなくなる。つまり、多極着磁磁石ＰＭの曲率中心をステータ軸心から偏心させることでコギングトルクを低減させる手法（偏心）や、多極着磁磁石ＰＭの背面（ヨークハウジング側の面）を部分的にカットすることでコギングトルクを低減させる手法（徐辺）を採用する必要がなくなる。これにより、多極着磁磁石ＰＭの歩留が向上すると共に、多極着磁磁石ＰＭの簡易形状化によって製造コストが低減する。また、徐辺された多極着磁磁石ＰＭのように厚みの薄い箇所で減磁が生じることを回避できる。
【００３５】
また、本実施形態では、複数の多極着磁磁石ＰＭ１〜ＰＭ３がステータ１２のヨークハウジング１４の内周面に等しい間隔をあけて取付けられる（等ピッチで取付けられる）構成であるため、ステータ１２（界磁）における複数の多極着磁磁石ＰＭ１〜ＰＭ３の取付けが容易である。
【００３６】
さらに、本実施形態では、ロータ１６のスロット１６Ａの数がステータ１２の磁極Ｐの数の整数倍に設定されているため、磁極Ｐの配置に多少の位置ずれがある場合でも、ラジアル力の釣合いを保つことができる。
【００３７】
上述した効果について、図６〜図１４を用いて補足説明する。図６には、一般的な永久磁石式モータの一例である第１比較例１００が図示されている。この第１比較例１００は、本実施形態に係るモータ１０（以下、「本実施形態１０」と称する）と同様の６極２４スロットの永久磁石式モータとされているが、ステータ１２の永久磁石として６枚の単極着磁磁石ＵＭが採用されている。これらの単極着磁磁石ＵＭは、ヨークハウジング１４の内周面に等ピッチで取付けられており、磁極中心ピッチ角θ１（図７参照）が６０°（３６０°／磁極数）に設定されている。つまり、この第１比較例１００では、ステータ軸方向から見た場合に、ステータ軸心から各単極着磁磁石ＵＭの磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトルＶ（図８参照）が、６０°のピッチで並ぶ構成になっている。この第１比較例１００では、コギングトルクの発生が問題となる。
【００３８】
この第１比較例１００のコギングトルクを低減する手法としては、図９に示される第２比較例２００のように、複数の単極着磁磁石ＵＭの配置角度（取付ピッチ）を不等ピッチにする方法がある。この第２比較例２００では、図９に示される磁極中心ピッチ角θ２が、３６０°／磁極数と一致しなくなるように複数の単極着磁磁石ＵＭの配置角度がずらし角αだけずらされている。これにより、本実施形態１０と同様に、発生するコギングトルクをキャンセルすることができる。また、単極着磁磁石ＵＭの場合、磁石形状や着磁の仕方で比較的容易にコギングトルクの調整が可能で、最適なコギングトルクを設計できる。しかしながら、隣合う単極着磁磁石ＵＭ間の角度（間隔）が大きくなる場合があるため、複数の単極着磁磁石ＵＭをステータ１２（界磁）に取付けるための取付治具の製造上の限界により、必要なずらし角度αを設定することが困難になる可能性がある。また、各単極着磁磁石ＵＭの取付位置が個別設定となるため、取付位置にばらつき（誤差）が生じやすい。このため、第２比較例２００では、製造が困難又は煩雑になる。また、この第２比較例２００では、磁石の部品点数が多くなり、製造コストが増加するという問題もある。
【００３９】
一方、図１０に示される第３比較例３００では、本実施形態１０と同様に、永久磁石として複数の多極着磁磁石ＰＭが用いられている。但し、この第３比較例３００では、図８に示される磁極中心ピッチ角θ３が６０°（３６０°／磁極数）に設定されている。この第３比較例３００では、本実施形態１０と同様に、部品点数の低減や組付けばらつきの低減を図ることができる。しかしながら、この第３比較例３００では、磁極変化する多極着磁磁石ＰＭ間と多極着磁磁石ＰＭ中の磁束密度分布のアンバランスがコギングトルクを発生させる。また、各多極着磁磁石ＰＭ中での磁極Ｐの変化部分における着磁の調整が困難であり、コギングトルクの低減が実現できるまでに多くの工数を要するという問題がある。さらに、この第３比較例３００では、多極着磁磁石ＰＭに対して前述した偏心や徐辺を施す必要があるため、歩留が悪化し、製造コストが増加する。また、磁石の厚みの薄い箇所で減磁が生じるという問題も生じる。
【００４０】
ここで、図１１Ａには、第１比較例１００における磁極Ｐとその着磁率を示すグラフとが概念図にて示されている。また、図１１Ｂには、第３比較例３００における磁極Ｐとその着磁率を示すグラフとが概念図にて示されている。さらに、図１１Ｃには、本実施形態１０における磁極Ｐとその着磁率を示すグラフとが概念図にて示されている。図１１Ａに示される第１比較例１００では、各磁極Ｐの着磁率が一定に設定されている。この第１比較例１００では、前述したようにコギングトルク発生の問題がある。一方、図１１Ｂに示される第３比較例３００では、磁着中心の着磁率を徐辺により変えることにより、磁極中心ピッチ角を３６０°／磁極数としている。この第３比較例３００では、前述したように着磁の調整が難しい。一方、図１１Ｃに示される本実施形態１０では、各磁極Ｐの着磁率は一定に設定されており、磁極中心がずれる（図１１Ｃの矢印α参照）ことで、各磁極Ｐの位相差がコギングトルクをキャンセルする。また、本実施形態１０では、各磁極Ｐの開角度β（図２参照）の設定でキャンセルする周期を調整することができる。
【００４１】
また、図１２には、第１実施形態及び第１比較例１００における磁極Ｐの表面磁束密度とステータ周方向の角度との関係がグラフにて示されている。また、図１３には、第１実施形態及び第１比較例におけるコギングトルクとロータの回転角との関係がグラフにて示されている。図１２に示されるように、第１比較例１００（破線）では、磁極Ｐが切替る部分で表面磁束密度が低減している（図１２において二点鎖線で囲んだ領域参照）。これに対し、本実施形態１０（実線）では、磁極Ｐが切替る部分で表面磁束密度が低減しないように、磁極Ｐの磁極中心の角度をずらしている（図１２の矢印α参照）。また、図１３に示されるように、磁極Ｐの磁極中心の角度をずらした本実施形態１０（実線）では、第１比較例１００（破線）よりもコギングトルクの振幅が大幅に（半分程度に）小さくなっている。従って、磁極Ｐの磁極中心の角度を所定の角度にずらすことで、磁極Ｐが切替る部分で表面磁束密度が低減することを抑制し、且つコギングトルクを抑制することができる。
【００４２】
また、図１４には、第１実施形態及び第１比較例において、コギングトルクの基本次数、第２高調波及び第３高調波と、第１比較例の基本次数を基準（１００％）とした場合のコギング次数成分との関係がグラフにて示されている。この図１４では、第１比較例１００を白い棒グラフで示しており、本実施形態１０を示す棒グラフにはドットを付している。この図１４に示されるように、本実施形態１０では、低減対象である基本次数のコギング次数成分が、第１比較例１００よりも大幅に（半分程度に）低減している。
【００４３】
（第１実施形態の補足説明）
なお、上記第１実施形態では、複数の永久磁石である多極着磁磁石ＰＭ１〜ＰＭ３が、ステータ周方向に等しい間隔をあけてヨークハウジング１４の内周面に取付られた構成にしたが、本発明はこれに限らず、複数の永久磁石の間隔が不揃いにされた構成（複数の永久磁石が不等ピッチでヨークハウジング１４に取付られた構成）にしてもよい。その場合、例えば永久磁石の一部（ステータ周方向の端部等）に着磁されない非着磁部が設けられる構成にしてもよい。
【００４４】
また、上記第１実施形態では、磁極中心ピッチ角θが３６０°／磁極数と一致しなくなるように各々の磁極中心が互いにステータ周方向の反対方向へそれぞれずらし角αだけずれて配置された各極対（極対Ｐ１、Ｐ２、極対Ｐ３、Ｐ４及び極対Ｐ５、Ｐ６）において、一対の磁極Ｐが互いに隣合った構成にしたが、本発明はこれに限らず、上記のようにずらし角αが設定される一対の磁極Ｐが互いに隣合わない構成にしてもよい。
【００４５】
また、上記第１実施形態では、ステータ１２が界磁とされ、ロータ１６が電機子とされた構成にしたが、本発明はこれに限らず、界磁がロータ（回転子）とされ、電機子がステータ（固定子）とされた構成にしてもよい。また、本発明は、アウタロータ型のモータ及びインナロータ型のモータの何れに対しても適用可能である。
【００４６】
上記の補足説明は、以下に説明する本発明の他の実施形態においても同様である。なお、以下の実施形態では、第１実施形態と基本的に同様の構成及び作用については、第１実施形態と同符号を付与しその説明を省略する。
【００４７】
＜第２の実施形態＞
図１５には、本発明の第２実施形態に係るモータ２０のステータ１２（界磁）及びロータ１６（電機子）が正面図にて示されている。この実施形態では、ヨークハウジング１４の内周面に２枚の多極着磁磁石ＰＭ１１、ＰＭ２１が等しい間隔をあけて取り付られて（配置されて）いる。これらの多極着磁磁石ＰＭ１１、ＰＭ２１には、それぞれ３極の磁極Ｐが着磁されている。これにより、ステータ１２には、６極の磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６がステータ周方向に並んで設けられている。このモータ２０では、図１６に示されるように、磁極Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６の磁極中心にずらし角αが設定される一方、磁極Ｐ２、Ｐ５の磁極中心には、ずらし角αが設定されておらず、第１実施形態の第１変形例（図４参照）と同様とされている。そして、上記のずらし角αが、第１実施形態と同様の角度（３６０°／４ｎ）に設定されている。この実施形態では、上記以外の構成は第１実施形態と同様とされている。
【００４８】
この実施形態においても、第１実施形態の第１変形例と同様の作用効果が得られる。しかも、この実施形態では、２枚の多極着磁磁石ＰＭ１１、ＰＭ２１にそれぞれ３極の磁極Ｐが着磁されているので、第１実施形態よりも部品点数が少なくなり、低コスト化を図ることができると共に、ステータ１２（界磁）における磁石の取付けが一層容易になる。
【００４９】
＜第３の実施形態＞
図１７には、本発明の第３実施形態に係るモータ３０のステータ１２（界磁；図１７では図示省略）に設けられた複数の永久磁石（多極着磁磁石ＰＭ１２、ＰＭ２２、及び単極着磁磁石ＵＭ１、ＵＭ２）がステータ軸方向から見た正面図にて示されている。この実施形態では、ヨークハウジング１４（図１７では図示省略）の内周面に２枚の多極着磁磁石ＰＭ１２、ＰＭ２２と、２枚の単極着磁磁石ＵＭ１、ＵＭ２とが等しい間隔をあけて交互に取り付られて（配置されて）いる。多極着磁磁石ＰＭ１２、ＰＭ２２には、それぞれ２極の磁極Ｐが着磁されている。これにより、ステータ１２には、６極の磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６がステータ周方向に並んで設けられている。このモータ３０では、図１７に示されるように、磁極Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６の磁極中心にずらし角αが設定される一方、磁極Ｐ２、Ｐ５の磁極中心には、ずらし角αが設定されておらず、第１実施形態の第２変形例（図５参照）と同様とされている。そして、上記のずらし角αが、第１実施形態と同様の角度（３６０°／４ｎ）に設定されている。この実施形態では、上記以外の構成は第１実施形態と同様とされている。
【００５０】
この実施形態においても、第１実施形態の第１変形例と同様の作用効果が得られる。なお、この実施形態では、磁石の枚数が第１実施形態よりも１枚増加しているが、前述した第１比較例１００（図６及び図７参照）と比較して磁石の枚数が少ないため、磁石の取付けが容易になる。
【００５１】
＜第４の実施形態＞
図１８には、本発明の第４実施形態に係るモータ４０のステータ１２（界磁；図１８では図示省略）に設けられた１つの永久磁石（リングマグネットＲＭ）がステータ軸方向から見た正面図にて示されている。この実施形態では、ヨークハウジング１４（図１８では図示省略）の内周面に１つのリングマグネットＲＭが取り付られている。このリングマグネットＲＭには、６極の磁極Ｐが着磁されている。これにより、ステータ１２には、６極の磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６がステータ周方向に並んで設けられている。このモータ４０では、図１８に示されるように、磁極Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６の磁極中心にずらし角αが設定される一方、磁極Ｐ２、Ｐ５の磁極中心には、ずらし角αが設定されておらず、第１実施形態の第１変形例（図４参照）と同様とされている。そして、上記のずらし角αが、第１実施形態と同様の角度（３６０°／４ｎ）に設定されている。また、このリングマグネットＲＭでは、磁極Ｐ１と磁極Ｐ６との間、及び磁極Ｐ３と磁極Ｐ４との間に、それぞれ着磁されていない非着磁部ＮＭが設けられている。なお、図１８では、非着磁部ＮＭを認識し易くするために、非着磁部ＮＭにハッチングを付している。この実施形態では、上記以外の構成は第１実施形態と同様とされている。
【００５２】
この実施形態においても、第１実施形態の第１変形例と同様の作用効果が得られる。しかも、この実施形態では、１枚のリングマグネットＲＭがヨークハウジング１４の内周面に取付けられる構成であるため、第１実施形態よりも部品点数が少なくなり、低コスト化を図ることができると共に、ステータ１２における磁石の取付けが一層容易になる。
【００５３】
＜第５の実施形態＞
図１９には、本発明の第５実施形態に係るモータ５０のステータ１２（界磁）及びロータ１６（電機子）が正面図にて示されている。このモータ５０は、１０極１５スロットの永久磁石式モータとされている。ヨークハウジング１４の内周面には、５つの多極着磁磁石ＰＭ１３、ＰＭ２３、ＰＭ３３、ＰＭ４３、ＰＭ５３（以下、多極着磁磁石ＰＭ１３〜５３と称する）が取り付られている。ロータ１６には、図示しないコイルが巻回された１５個のスロット１６Ａが等ピッチで形成されている。
【００５４】
多極着磁磁石ＰＭ１３〜５３は、同一形状のＣ型永久磁石であり、ヨークハウジング１４の周方向に等しい間隔をあけて並んでいる。これら多極着磁磁石ＰＭ１３〜５３には、それぞれ２極ずつの磁極Ｐが着磁されている。これにより、ステータ１２には、１０極の磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０がステータ周方向に並んで設けられている。以下の説明では、磁極Ｐ１〜Ｐ１０を「複数の磁極Ｐ」又は「各磁極Ｐ」と称する。
【００５５】
各磁極Ｐの磁極中心は、各磁極Ｐにおけるステータ周方向の中央に設定されている。つまり、各磁極Ｐは、各磁極中心から着磁された端末までの角度（長さ）がステータ周方向の両側で等しく設定されている。また、各磁極Ｐの着磁率は、ステータ周方向において一定に設定されている。なお、図１９に示される複数の破線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０は、各磁極Ｐの磁極中心を通ってステータ軸心へ延びる仮想線である。
【００５６】
また、各磁極Ｐは、ステータ軸方向から見た場合に、ステータ軸心から各磁極Ｐの磁極中心へそれぞれ延びる複数のベクトル（図２０に示されるベクトルＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ１０参照）の総和がゼロとなるように各磁極中心が配置されている。上記複数のベクトルは、仮想のベクトルである。以下の説明では、上記複数のベクトルＶ１〜Ｖ１０を「複数のベクトルＶ」と称する場合がある。
【００５７】
さらに、上記複数の磁極Ｐには、磁極中心ピッチ角が３６０°／磁極数と一致しなくなるように、各々の磁極中心が互いにステータ周方向の反対方向へそれぞれずらし角αだけずれて配置された極対が複数対（ここでは５対）含まれている。このずらし角αは、コギングトルクの低減対象となる対象高調波の次数（ここでは基本次数）をｎとした場合に、３６０°／４ｎに設定されている。このモータ５０の基本次数は、ステータ１２の磁極数である１０と、ロータ１６のスロット数である１５との最小公倍数である３０とされている。また、対象高調波の周期をＴとした場合、Ｔ＝３６０°／ｎ＝３６０°／３０＝１２°に設定されており、上記のずらし角αが、３６０°／４ｎ＝Ｔ／４＝３°に設定されている。そして、極対Ｐ１、Ｐ２と、極対Ｐ３、Ｐ４と、極対Ｐ５、Ｐ６と、極対Ｐ７、Ｐ８と、極対Ｐ９、Ｐ１０とには、それぞれＴ／２＝６°の位相差が設定されており、位相ずらし極対数が５に設定されている。
【００５８】
このモータ５０では、上記のずらし角αの総和がゼロとなる。これにより、低減対象の次数成分である基本次数成分のコギングトルクが打ち消され（キャンセルされ）て低減される構成になっている。また、本実施形態では、上記全ての極対のそれぞれに対象高調波の周期Ｔの１／２の位相差が設定されているので、低減対象のコギング次数成分が各極対の位相差によって全てキャンセルされる。また、本実施形態では、７２°の周期でＴ／２の位相差が設定されており、周期性がある。この７２°の周期は、３６０°を、磁極数（ここでは１０）の約数である５で等分した周期である。この実施形態では、上記以外の構成は第１実施形態と基本的に同様とされている。この実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００５９】
なお、図２０には、複数のベクトルＶの全て（複数の磁極Ｐの磁極中心の全て）にずらし角αが設定された例を示しているが、これに限らず、例えば図２１に示される第１変形例、図２２に示される第２変形例、図２３に示される第３変形例、又は図２４に示される第５変形例のようにしてもよい。
【００６０】
図２１に示される第１変形例、及び図２２に示される第２変形例では、ベクトルＶ４、Ｖ５、Ｖ９、Ｖ１０（図２１及び図２２では図示を省略した磁極Ｐ４、Ｐ５、Ｐ９、Ｐ１０の磁極中心）にずらし角αが設定される一方、ベクトルＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８（図２１及び図２２では図示を省略した磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８の磁極中心）にずらし角αが設定されていない。これらの第１変形例及び第２変形例では、極対Ｐ４、Ｐ５、及び極対Ｐ９、Ｐ１０の２極対の位相差によって、低減対象のコギング次数成分をキャンセルすることができる。
【００６１】
また、図２３に示される第３変形例、及び図２４に示される第４変形例では、ベクトルＶ１、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ１０（図２３及び図２４では図示を省略した磁極Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０の磁極中心）にずらし角αが設定される一方、ベクトルＶ２、Ｖ７（図２３及び図２４では図示を省略した磁極Ｐ２、Ｐ７の磁極中心）にずらし角αが設定されていない。これらの第３変形例及び第４変形例では、極対Ｐ３、Ｐ４、極対Ｐ５、Ｐ６、極対Ｐ８、Ｐ９、及び極対１０、Ｐ１の４極対の位相差によって、低減対象のコギング次数成分をキャンセルすることができる。
【００６２】
以上、幾つかの実施形態を挙げて本発明について説明したが、本発明は前記各実施形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０・・・モータ、１２・・・ステータ（界磁）、１４・・・ヨークハウジング、１６・・・ロータ（電機子）、１６Ａ・・・スロット、２０・・・モータ、３０・・・モータ、４０・・・モータ、５０・・・モータ、ＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３、ＰＭ１１、ＰＭ２１、ＰＭ１２、ＰＭ２２、ＰＭ１３、ＰＭ２３、ＰＭ３３、ＰＭ４３、ＰＭ５３・・・多極着磁磁石（永久磁石）、ＵＭ１、ＵＭ２・・・単極着磁磁石、ＲＭ・・・リングマグネット、ＮＭ・・・非着磁部、α・・・ずらし角、θ・・・磁極中心ピッチ角、Ｖ１〜Ｖ１０・・・ベクトル
【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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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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