(57)【要約】【課題】ステータへの給電及びロータの永久磁石を変更することなく、モータ性能を異ならせることができるマルチランデル型モータを提供する。【解決手段】ロータユニット（Ｕ相ロータユニットＲｕ、Ｖ相ロータユニットＲｖ及びＷ相ロータユニットＲｗ）と、ステータユニット（Ｕ相ステータユニットＳｕ、Ｖ相ステータユニットＳｖ、Ｗ相ステータユニットＳｗ）とからなる単一モータ部（Ｕ相モータ部Ｍｕ、Ｖ相モータ部Ｍｖ、Ｗ相モータ部Ｍｗ）が、軸方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順で３段に配列されて構成され、中段のＶ相ロータユニットＲｖの第１及び第２ロータ側爪状磁極２５，２７が周方向において不等間隔に設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数の爪状磁極を有する第１及び第２ロータコアと、第１及び第２ロータコア間に配置され軸方向に磁化された永久磁石とを有するロータユニットと、
周方向に複数の爪状磁極を有する第１及び第２ステータコアと、第１及び第２ステータコア間に配置され周方向に巻回された巻線とを有するステータユニットと
からなる単一モータ部が、軸方向に第１段、第２段及び第３段の順で３段に配列されて構成され、
第２段の単一モータ部における前記ロータユニット及び前記ステータユニットの少なくとも一方において、複数の前記爪状磁極が周方向において不等間隔に設けられていることを特徴とするマルチランデル型モータ。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチランデル型モータにおいて、
第１段〜第３段のそれぞれの前記ステータユニットにおいて爪状磁極を周方向等間隔に配置し、且つ、第１段と第２段のステータユニットとの間、及び第２段と第３段のステータユニットとの間でそれぞれ同一角度だけ位相をずらした構成を基準構成とし、
第２段の前記ステータユニットの爪状磁極は、前記基準構成に対して、第１段及び第３段の前記ステータユニットの爪状磁極との周方向の重なり幅が広くなるように不等間隔化されていることを特徴とするマルチランデル型モータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマルチランデル型モータにおいて、
第１段〜第３段のそれぞれの前記ロータユニットにおいて前記爪状磁極を周方向等間隔に配置し、且つ、第１段と第２段のロータユニットとの間、及び第２段と第３段のロータユニットとの間でそれぞれ同一角度だけ位相をずらした構成を基準構成とし、
第２段の前記ロータユニットの爪状磁極は、第１段及び第３段の前記ロータユニットの爪状磁極との周方向の重なり幅が狭くなるように不等間隔化されていることを特徴とするマルチランデル型モータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のマルチランデル型モータにおいて、
各段の前記単一モータ部における前記ロータユニットの爪状磁極は、前記第１ロータコアに周方向等間隔に設けられた第１ロータ側爪状磁極と、前記第２ロータコアに周方向等間隔に設けられた第２ロータ側爪状磁極とからなり、
第１段及び第３段の単一モータ部においては、前記第１ロータ側爪状磁極と前記第２ロータ側爪状磁極とが周方向等間隔に交互に配置されるように前記第１及び第２ロータコアが組み付けられ、
第２段の単一モータ部においては、前記第１ロータ側爪状磁極と前記第２ロータ側爪状磁極とが互いに周方向不等間隔に交互に配置されるように前記第１及び第２ロータコアが組み付けられていることを特徴とするマルチランデル型モータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のマルチランデル型モータにおいて、
各段の前記単一モータ部における前記ステータユニットの爪状磁極は、前記第１ステータコアに周方向等間隔に設けられた第１ステータ側爪状磁極と、前記第２ステータコアに周方向等間隔に設けられた第２ステータ側爪状磁極とからなり、
第１段及び第３段の単一モータ部においては、前記第１ステータ側爪状磁極と前記第２ステータ側爪状磁極とが周方向等間隔に交互に配置されるように前記第１及び第２ステータコアが組み付けられ、
第２段の単一モータ部においては、前記第１ステータ側爪状磁極と前記第２ステータ側爪状磁極とが互いに周方向不等間隔に交互に配置されるように前記第１及び第２ステータコアが組み付けられていることを特徴とするマルチランデル型モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチランデル型モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータにおいて、周方向に複数の爪状磁極を有するロータコアと、ロータコア内に内包された永久磁石とによって構成され、それら各爪状磁極が交互に異なる磁極として機能するランデル型ロータを備えたランデル型モータが知られている。さらに、特許文献１には、ランデル型ロータに加えて、周方向に複数の爪状磁極を有するステータコアと、ステータコアに内包された環状巻線とによって構成され、それら各爪状磁極が交互に異なる磁極として機能するランデル型ステータを備えたランデル型モータが提案されている。このランデル型モータは、ロータ及びステータが共にランデル型で構成されていることから、マルチランデル型モータとも言われている。
【０００３】
マルチランデル型モータは、爪状磁極の数を変えることで容易に磁極数を変更できるため、多極化し易い特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２６０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなマルチランデル型モータでは、ロータコアやステータコアの構成（特に爪状磁極の構成）がモータ性能（トルク）に対してどのような影響を与えるかが明確化されておらず、ステータへの給電及びロータの永久磁石を同一とした条件下においてもモータ性能を異ならせることが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ステータへの給電及びロータの永久磁石を変更することなく、モータ性能を異ならせることができるマルチランデル型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】
上記課題を解決するマルチランデル型モータは、周方向に複数の爪状磁極を有する第１及び第２ロータコアと、第１及び第２ロータコア間に配置され軸方向に磁化された永久磁石とを有するロータユニットと、周方向に複数の爪状磁極を有する第１及び第２ステータコアと、第１及び第２ステータコア間に配置され周方向に巻回された巻線とを有するステータユニットとからなる単一モータ部が、軸方向に第１段、第２段及び第３段の順で３段に配列されて構成され、第２段の単一モータ部における前記ロータユニット及び前記ステータユニットの少なくとも一方において、複数の前記爪状磁極が周方向において不等間隔に設けられている。
【０００８】
この構成によれば、ロータ側及びステータ側の少なくとも一方の爪状磁極の周方向における配置を種々変更することで、巻線への給電及び永久磁石を変更することなく、モータ性能（トルク）を異ならせることができる（図１７参照）。これにより、ロータコア及びステータコアの少なくとも一方の簡単な形状変更だけで、様々な仕様のマルチランデル型モータを得ることができる。
【０００９】
上記マルチランデル型モータにおいて、第１段〜第３段のそれぞれの前記ステータユニットにおいて爪状磁極を周方向等間隔に配置し、且つ、第１段と第２段のステータユニットとの間、及び第２段と第３段のステータユニットとの間でそれぞれ同一角度だけ位相をずらした構成を基準構成とし、第２段の前記ステータユニットの爪状磁極は、前記基準構成に対して、第１段及び第３段の前記ステータユニットの爪状磁極との周方向の重なり幅が広くなるように不等間隔化されていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、第２段のステータユニットの爪状磁極を、第１段及び第３段のステータユニットの爪状磁極との周方向の重なり幅が広くなるように不等間隔化することで、ロータ側の爪状磁極の配置によらずモータ性能を向上させることができる（図１７参照）。
【００１１】
上記マルチランデル型モータにおいて、第１段〜第３段のそれぞれの前記ロータユニットにおいて前記爪状磁極を周方向等間隔に配置し、且つ、第１段と第２段のロータユニットとの間、及び第２段と第３段のロータユニットとの間でそれぞれ同一角度だけ位相をずらした構成を基準構成とし、第２段の前記ロータユニットの爪状磁極は、第１段及び第３段の前記ロータユニットの爪状磁極との周方向の重なり幅が狭くなるように不等間隔化されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、第２段のロータユニットの爪状磁極を、第１段及び第３段のロータユニットの爪状磁極との周方向の重なり幅が狭くなるように不等間隔化することで、モータ性能を向上させることができる（図１７参照）。特に、ステータ側において、第２段のステータユニットの爪状磁極を、第１段及び第３段のステータユニットの爪状磁極との周方向の重なり幅が広くなるように不等間隔化した構成と組み合わせれば、より一層の高トルク化を図ることができる。
【００１３】
上記マルチランデル型モータにおいて、各段の前記単一モータ部における前記ロータユニットの爪状磁極は、前記第１ロータコアに周方向等間隔に設けられた第１ロータ側爪状磁極と、前記第２ロータコアに周方向等間隔に設けられた第２ロータ側爪状磁極とからなり、第１段及び第３段の単一モータ部においては、前記第１ロータ側爪状磁極と前記第２ロータ側爪状磁極とが周方向等間隔に交互に配置されるように前記第１及び第２ロータコアが組み付けられ、第２段の単一モータ部においては、前記第１ロータ側爪状磁極と前記第２ロータ側爪状磁極とが互いに周方向不等間隔に交互に配置されるように前記第１及び第２ロータコアが組み付けられていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、各ロータコアを同一形状として部品管理の簡素化を図りつつも、第２段のロータユニットの爪状磁極を不等間隔化することが可能となる。
上記マルチランデル型モータにおいて、各段の前記単一モータ部における前記ステータユニットの爪状磁極は、前記第１ステータコアに周方向等間隔に設けられた第１ステータ側爪状磁極と、前記第２ステータコアに周方向等間隔に設けられた第２ステータ側爪状磁極とからなり、第１段及び第３段の単一モータ部においては、前記第１ステータ側爪状磁極と前記第２ステータ側爪状磁極とが周方向等間隔に交互に配置されるように前記第１及び第２ステータコアが組み付けられ、第２段の単一モータ部においては、前記第１ステータ側爪状磁極と前記第２ステータ側爪状磁極とが互いに周方向不等間隔に交互に配置されるように前記第１及び第２ステータコアが組み付けられていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、各ステータコアを同一形状として部品管理の簡素化を図りつつも、第２段のステータユニットの爪状磁極を不等間隔化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のマルチランデル型モータによれば、ステータへの給電及びロータの永久磁石を変更することなく、モータ性能を異ならせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態のモータの斜視図である。
【図２】同形態のロータの斜視図である。
【図３】同形態のロータユニットの分解斜視図である。
【図４】同形態におけるＵ相及びＷ相ロータユニットの斜視図である。
【図５】同形態におけるＶ相ロータユニットの斜視図である。
【図６】同形態の第１及び第２ロータ側爪状磁極の位置関係を説明するための模式図である。
【図７】基準構成の第１及び第２ロータ側爪状磁極の位置関係を説明するための模式図である。
【図８】同形態のステータの断面斜視図である。
【図９】同形態のステータユニットの分解斜視図である。
【図１０】同形態におけるＵ相及びＷ相ステータユニットの斜視図である。
【図１１】同形態におけるＶ相ステータユニットの斜視図である。
【図１２】同形態の第１及び第２ステータ側爪状磁極の位置関係を説明するための模式図である。
【図１３】基準構成の第１及び第２ステータ側爪状磁極の位置関係を説明するための模式図である。
【図１４】同形態と基準構成とにおける平均トルクの比較を示すグラフである。
【図１５】別例の第１及び第２ロータ側爪状磁極の位置関係を説明するための模式図である。
【図１６】別例の第１及び第２ステータ側爪状磁極の位置関係を説明するための模式図である。
【図１７】爪状磁極の配置が異なる各種パターンにおける平均トルクを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、マルチランデル型モータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータ１０は、回転軸１１を有するロータ１２と、ロータ１２の外側に配置されモータハウジング（図示略）に固着された環状のステータ１３とを備えている。
【００１９】
モータ１０は、軸方向に積層された３段の単一モータ部から構成されており、それら３段の単一モータ部は、図１において上からＵ相モータ部Ｍｕ、Ｖ相モータ部Ｍｖ、Ｗ相モータ部Ｍｗの順に構成されている。
【００２０】
図２及び図８に示すように、３つのモータ部Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗはそれぞれ、ロータユニット（Ｕ相ロータユニットＲｕ、Ｖ相ロータユニットＲｖ及びＷ相ロータユニットＲｗ）と、ステータユニット（Ｕ相ステータユニットＳｕ、Ｖ相ステータユニットＳｖ、Ｗ相ステータユニットＳｗ）とを備えている。そして、各相のロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗがロータ１２を構成し、各相のステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗがステータ１３を構成している。
【００２１】
［ロータの構成］
図２に示すように、ロータ１２を構成する３相のロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗは、軸方向に順に積層されている。各ロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗは互いに略同様の構成を有し、第１及び第２ロータコア２１，２２と、それら第１及び第２ロータコア２１，２２に挟まれた界磁磁石２３とから構成されている。
【００２２】
図２及び図３に示すように、第１ロータコア２１は、回転軸１１が挿通固定された貫通穴２４ａを径中心部に備える円盤状の第１ロータコアベース２４を有している。第１ロータコアベース２４の外周縁には、６個の第１ロータ側爪状磁極２５が互いに等間隔（６０度間隔）に設けられている。
【００２３】
第１ロータ側爪状磁極２５は、第１ロータコアベース２４の外周縁から径方向外側に延びる径方向延出部２５ａと、その径方向延出部２５ａの先端部（径方向外側端部）から軸方向一方に突出する第１磁極部２５ｂとを一体に有している。なお、第１ロータ側爪状磁極２５は、径方向延出部２５ａに対して第１磁極部２５ｂを直角に屈曲することで成形してもよく、また、鋳造によって径方向延出部２５ａと第１磁極部２５ｂとを一体に成形してもよい。
【００２４】
径方向延出部２５ａは、軸方向から見て、径方向外側に向かうほど幅狭になる台形状に形成されている。また、第１磁極部２５ｂは、径方向から見て、先端に向かうほど幅狭になる台形形状に形成されている。そして、径方向延出部２５ａと第１磁極部２５ｂからなる第１ロータ側爪状磁極２５の周方向側面は、共に平坦面であって、径方向外側に向かうほど互いに近づくように形成されている。また、第１ロータ側爪状磁極２５は、その周方向中心に対して線対称をなしている。
【００２５】
図３に示すように、第２ロータコア２２は、第１ロータコア２１と同一形状をなし、第２ロータコアベース２６と第２ロータ側爪状磁極２７とを有している。第２ロータコアベース２６（貫通穴２６ａ）及び第２ロータ側爪状磁極２７（径方向延出部２７ａ及び第２磁極部２７ｂ）はそれぞれ、第１ロータコアベース２４（貫通穴２４ａ）及び第１ロータ側爪状磁極２５（径方向延出部２５ａ及び第１磁極部２５ｂ）と同一形状をなしている。
【００２６】
図２に示すように、第１ロータコア２１と第２ロータコア２２とは、それらの磁極部２５ｂ，２７ｂの先端が互いに反対方向を向くように組み付けられ、各第１磁極部２５ｂの周方向間に各第２磁極部２７ｂが配置される。つまり、第１磁極部２５ｂと第２磁極部２７ｂとは、組み付け状態において周方向に交互に並んでいる。
【００２７】
なお、第１磁極部２５ｂの軸方向長さは、該第１磁極部２５ｂの先端面が第２ロータコアベース２６の対向面２６ｂ（軸方向内側面）と同位置となるように設定されている。同様に、第２磁極部２７ｂの軸方向長さは、該第２磁極部２７ｂの先端面が第１ロータコアベース２４の対向面２４ｂ（軸方向内側面）と同位置となるように設定されている。
【００２８】
また、第１及び第２ロータコア２１，２２の組み付け状態において、第１及び第２ロータコアベース２４，２６は互いに平行をなし、それらの間に界磁磁石２３が配置されている。
【００２９】
図３に示すように、界磁磁石２３は、例えばフェライト磁石よりなる円板状の永久磁石である。界磁磁石２３の中央位置には、回転軸１１が挿通される貫通穴２３ａが形成されている。そして、界磁磁石２３の一方の端面２３ｂが、第１ロータコアベース２４の対向面２４ｂと、界磁磁石２３の他方の端面２３ｃが、第２ロータコアベース２６の対向面２６ｂとそれぞれ当接し、界磁磁石２３は第１ロータコアベース２４と第２ロータコアベース２６との間に軸方向に挟持固定される。なお、界磁磁石２３の外径は、各コアベース２４，２６の外径と一致するように設定されている。
【００３０】
そして、界磁磁石２３は、第１ロータコアベース２４側がＮ極、第２ロータコアベース２６側がＳ極となるように軸方向に磁化されている。従って、この界磁磁石２３によって、第１ロータコア２１の各第１ロータ側爪状磁極２５はＮ極（第１の磁極）として機能し、第２ロータコア２２の各第２ロータ側爪状磁極２７はＳ極（第２の磁極）として機能する（図４参照）。
【００３１】
上記のように界磁磁石２３を用いた所謂ランデル型構造とされた各ロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗは、Ｎ極となる第１ロータ側爪状磁極２５と、Ｓ極となる第２ロータ側爪状磁極２７とが周方向に交互に配置され磁極数が１２極（極数対が６個）で構成される。
【００３２】
ここで、本実施形態では、上下段のＵ相及びＷ相ロータユニットＲｕ，Ｒｗと、中段のＶ相ロータユニットＲｖとでは、第１及び第２ロータコア２１，２２の組付態様が異なっている。
【００３３】
詳述すると、図２及び図４に示すように、上下段のＵ相及びＷ相ロータユニットＲｕ，Ｒｗは互いに同形状をなしている。Ｕ相及びＷ相ロータユニットＲｕ，Ｒｗでは、第１ロータ側爪状磁極２５の第１磁極部２５ｂと第２ロータ側爪状磁極２７の第２磁極部２７ｂとが周方向等間隔（３０度間隔）に配置されるように、第１及び第２ロータコア２１，２２が組み付けられている。
【００３４】
一方、図２及び図５に示すように、中段のＶ相ロータユニットＲｖでは、第１磁極部２５ｂと第２磁極部２７ｂとが周方向において不等間隔となるように、第１及び第２ロータコア２１，２２が組み付けられている。つまり、Ｖ相ロータユニットＲｖでは、第１磁極部２５ｂ及び第２磁極部２７ｂのそれぞれにおいては等間隔に形成されているが、第１磁極部２５ｂがその両隣の第２磁極部２７ｂの一方に寄って他方とは離間するように組み付けられる。本実施形態では、第１及び第２磁極部２５ｂ，２７ｂの間隔は、接近するもの同士で２４度、離れたもの同士で３６度に設定されている。
【００３５】
次に、各相のロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗの積層構造について説明する。
図６に示すように、Ｕ相ロータユニットＲｕ、Ｖ相ロータユニットＲｖ、Ｗ相ロータユニットＲｗが軸方向に順に積層されてロータ１２が構成される。
【００３６】
ここで、中段のＶ相ロータユニットＲｖは、上下段のＵ相及びＷ相ロータユニットＲｕ，Ｒｗに対して裏向きで積層されている。つまり、Ｕ−Ｖ相間では、第２ロータコアベース２６同士が軸方向に隣接しており、Ｖ−Ｗ相間では、第１ロータコアベース２４同士が軸方向に隣接している。
【００３７】
これにより、Ｕ相及びＷ相の界磁磁石２３の磁化方向は、同方向（図６において上向き）とされ、Ｖ相の界磁磁石２３の磁化方向は、Ｕ相及びＷ相の界磁磁石２３の磁化方向に対して反対向きとされる。より詳しくは、Ｕ相及びＶ相の界磁磁石２３は、それらのＳ極同士が、隣接する２枚の第２ロータコアベース２６を介して向かい合っている。また、Ｖ相及びＷ相の界磁磁石２３は、それらのＮ極同士が、隣接する２枚の第１ロータコアベース２４を介して向かい合っている。つまり、ロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗ（界磁磁石２３）の磁化方向は、隣り合う相の磁化方向に対して反対向きとなっている。
【００３８】
また、Ｕ相及びＷ相ロータユニットＲｕ，Ｒｗの各第１磁極部２５ｂ（第１ロータ側爪状磁極２５）の軸方向への突出方向は、互いに同方向（図６において下向き）である。それに対し、Ｖ相の各第１磁極部２５ｂの突出方向は、Ｕ相及びＷ相の第１磁極部２５ｂとは反対向き（図６において上向き）となっている。
【００３９】
同様に、Ｕ相及びＷ相ロータユニットＲｕ，Ｒｗの第２磁極部２７ｂ（第２ロータ側爪状磁極２７）の軸方向への突出方向は、互いに同方向（図６において上向き）であり、その方向に対してＶ相の第２磁極部２７ｂの突出方向は反対向き（図６において下向き）となっている。
【００４０】
Ｗ相ロータユニットＲｗは、同一構成を有するＵ相ロータユニットＲｕに対して時計回り方向に電気角で１２０度（機械角で２０度）位相をずらして設けられている。
Ｖ相ロータユニットＲｖは、その第１ロータ側爪状磁極２５（図６において第１ロータ側爪状磁極２５ｖ）が、Ｕ相の第１ロータ側爪状磁極２５ｕに対して時計回り方向に電気角で４２度（機械角で７度）ずれるように設けられている。つまり、Ｗ相の第１ロータ側爪状磁極２５ｗは、Ｖ相の第１ロータ側爪状磁極２５ｖに対して時計回り方向に電気角で７８度（機械角で１３度）ずれるように設けられている。
【００４１】
また、Ｖ相の第２ロータ側爪状磁極２７ｖは、Ｕ相の第２ロータ側爪状磁極２７ｕに対して時計回り方向に電気角で７８度（機械角で１３度）ずれるように設けられている。つまり、Ｗ相の第２ロータ側爪状磁極２７ｗは、Ｖ相の第２ロータ側爪状磁極２７ｖに対して時計回り方向に電気角で４２度（機械角で７度）ずれるように設けられている。
【００４２】
ここで、図７に示すように、Ｖ相の第１及び第２ロータ側爪状磁極２５ｖ，２７ｖを、互いに等間隔とし、更に、Ｕ相に対して時計回り方向に電気角で６０度（機械角で１０度）位相をずらした構成を基準位置とする。この基準位置に対し、図６に示す本実施形態のＶ相の第１ロータ側爪状磁極２５ｖは、反時計回り方向に電気角で１８度（機械角で３度）、第２ロータ側爪状磁極２７ｖは時計回り方向に電気角で１８度ずらした構成となっている。
【００４３】
つまり、本実施形態のＶ相ロータユニットＲｖでは、基準位置に対し、Ｖ相及びＷ相の第１ロータ側爪状磁極２５ｖ，２５ｗの周方向の重なり幅Ｌｒ１が狭くなる回転方向に、Ｖ相の第１ロータコア２１（第１ロータ側爪状磁極２５ｖ）をずらしている。また同様に、基準位置に対し、Ｕ相及びＶ相の第２ロータ側爪状磁極２７ｕ，２７ｖの周方向の重なり幅Ｌｒ２が狭くなる回転方向に、Ｖ相の第２ロータコア２２（第２ロータ側爪状磁極２７ｖ）をずらしている。
【００４４】
［ステータ］
図８に示すように、ロータ１２の径方向外側に配置されるステータ１３は、各ロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗに対応して軸方向に積層された３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）のステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗから構成されている。各ステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗは互いに略同様の構成を有し、第１及び第２ステータコア３１，３２と、それら第１及び第２ステータコア３１，３２との軸方向間に配置された巻線３３とから構成されている。
【００４５】
図８及び図９に示すように、第１ステータコア３１は、回転軸１１の軸線を中心とする円筒状の第１ステータコアベース３４を有している。その第１ステータコアベース３４の内周面には、６個の第１ステータ側爪状磁極３５が互いに等間隔（６０度間隔）に設けられている。
【００４６】
第１ステータ側爪状磁極３５は、第１ステータコアベース３４の内周面から径方向内側に延びる径方向延出部３５ａと、その径方向延出部３５ａの先端部（径方向内側端部）から軸方向一方に突出する第１磁極部３５ｂとを一体に有している。なお、第１ステータ側爪状磁極３５は、径方向延出部３５ａに対して第１磁極部３５ｂを直角に屈曲することで成形してもよく、また、鋳造によって径方向延出部３５ａと第１磁極部３５ｂとを一体に成形してもよい。
【００４７】
径方向延出部３５ａは、軸方向から見て、径方向内側に向かうほど幅狭になる台形状に形成されている。また、第１磁極部３５ｂは、径方向から見て、先端に向かうほど幅狭になる台形形状に形成されている。また、第１ステータ側爪状磁極３５は、その周方向中心に対して線対称をなしている。
【００４８】
図９に示すように、第２ステータコア３２は、第１ステータコア３１と同様の構成を有し、第２ステータコアベース３６と第２ステータ側爪状磁極３７とを有している。第２ステータコアベース３６及び第２ステータ側爪状磁極３７（径方向延出部３７ａ及び第２磁極部３７ｂ）は、前記第１ステータコア３１の第１ステータコアベース３４及び第１ステータ側爪状磁極３５（径方向延出部３５ａ及び第１磁極部３５ｂ）とそれぞれ同一形状をなしている。
【００４９】
図８に示すように、第１及び第２ステータコアベース３４，３６は、軸方向に互いに当接されてステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗの外周壁を構成している。そして、第１及び第２ステータコアベース３４，３６の内周側であって径方向延出部３５ａ，３７ａの軸方向間のスペースには、回転軸１１の周方向に円環状をなす巻線３３が配置されている。
【００５０】
第１ステータコア３１と第２ステータコア３２とは、それらの磁極部３５ｂ，３７ｂの先端が互いに反対方向を向くように組み付けられ、各第１磁極部３５ｂの周方向間に各第２磁極部３７ｂが配置される。つまり、第１磁極部３５ｂと第２磁極部３７ｂとは、組み付け状態において周方向に交互に並んでいる。また、第１及び第２ステータ側爪状磁極３５，３７の径方向延出部３５ａ，３７ａは、互いに平行をなしている。
【００５１】
上記のように構成されたステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗは、巻線３３にて第１及び第２ステータ側爪状磁極３５，３７をその時々で互いに異なる磁極に励磁する１２極の所謂ランデル型（クローポール型）構造とされている。
【００５２】
ここで、本実施形態のステータ１３では、ロータ１２の場合と同様に、上下段のＵ相及びＷ相ステータユニットＳｕ，Ｓｗと、中段のＶ相ステータユニットＳｖとでは、第１及び第２ステータコア３１，３２の組付態様が異なっている。
【００５３】
詳述すると、図８及び図１０に示すように、上下段のＵ相及びＷ相ステータユニットＳｕ，Ｓｗは互いに同形状をなしている。Ｕ相及びＷ相ステータユニットＳｕ，Ｓｗでは、第１ステータ側爪状磁極３５の第１磁極部３５ｂと第２ステータ側爪状磁極３７の第２磁極部３７ｂとが周方向等間隔（３０度間隔）に配置されるように、第１及び第２ステータコア３１，３２が組み付けられている。
【００５４】
一方、図８及び図１１に示すように、中段のＶ相ステータユニットＳｖでは、第１磁極部３５ｂと第２磁極部３７ｂとが周方向において不等間隔となるように、第１及び第２ステータコア３１，３２が組み付けられている。つまり、Ｖ相ステータユニットＳｖでは、第１磁極部３５ｂ及び第２磁極部３７ｂのそれぞれにおいては等間隔に形成されているが、第１磁極部３５ｂがその両隣の第２磁極部３７ｂの一方に寄って他方とは離間するように組み付けられる。本実施形態では、第１及び第２磁極部３５ｂ，３７ｂの間隔は、接近するもの同士で２４度、離れたもの同士で３６度に設定されている。
【００５５】
次に、各相のステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗの積層構造について説明する。
図１２に示すように、Ｕ相ステータユニットＳｕ、Ｖ相ステータユニットＳｖ及びＷ相ステータユニットＳｗが軸方向に順に積層されてステータ１３が構成される。また、ステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗは、第１ステータコアベース３４と第２ステータコアベース３６とが軸方向に交互に配置されるように積層されている。
【００５６】
また、Ｗ相ステータユニットＳｗは、同一構成を有するＵ相ステータユニットＳｕに対して反時計回り方向に電気角で１２０度（機械角で２０度）位相をずらして設けられている。
【００５７】
Ｖ相ステータユニットＳｖは、その第１ステータ側爪状磁極３５（図１２において第１ステータ側爪状磁極３５ｖ）が、Ｕ相の第１ステータ側爪状磁極３５ｕに対して反時計回り方向に電気角で７８度（機械角で１３度）ずれるように設けられている。つまり、Ｗ相の第１ステータ側爪状磁極３５ｗは、Ｖ相の第１ステータ側爪状磁極３５ｖに対して反時計回り方向に電気角で４２度（機械角で７度）ずれるように設けられている。
【００５８】
また、Ｖ相の第２ステータ側爪状磁極３７ｖは、Ｕ相の第２ステータ側爪状磁極３７ｕに対して反時計回り方向に電気角で４２度（機械角で７度）ずれるように設けられている。つまり、Ｗ相の第２ステータ側爪状磁極３７ｗは、Ｖ相の第２ステータ側爪状磁極３７ｖに対して反時計回り方向に電気角で７８度（機械角で１３度）ずれるように設けられている。
【００５９】
ここで、図１３に示すように、Ｖ相の第１及び第２ステータ側爪状磁極３５ｖ，３７ｖを、互いに等間隔とし、更に、Ｕ相に対して反時計回り方向に電気角で６０度（機械角で１０度）位相をずらした構成を基準位置とする。この基準位置に対し、図１２に示す本実施形態のＶ相の第１ステータ側爪状磁極３５ｖは、反時計回り方向に電気角で１８度（機械角で３度）、第２ステータ側爪状磁極３７ｖは時計回り方向に電気角で１８度ずらした構成となっている。
【００６０】
つまり、本実施形態のＶ相ステータユニットＳｖでは、基準位置に対し、Ｕ相の第２ステータ側爪状磁極３７ｕとＶ相の第１ステータ側爪状磁極３５ｖとの周方向の重なり幅Ｌｓ１が広くなる回転方向に、第１ステータコア３１（第１ステータ側爪状磁極３５ｖ）をずらしている。また同様に、基準位置に対し、Ｖ相の第２ステータ側爪状磁極３７ｖとＷ相の第１ステータ側爪状磁極３５ｗとの周方向の重なり幅Ｌｓ２が広くなる回転方向に、Ｖ相の第２ステータコア３２（第２ステータ側爪状磁極３７ｖ）をずらしている。
【００６１】
つまり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相と軸方向に向かうにつれて時計回り方向にずれるロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗに対して、ステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相と軸方向に向かうにつれて反時計回り方向にずれる。言い換えると、ロータ１２とステータ１３とは、各相のユニット単位でずれ方向が逆向きとなっている。
【００６２】
次に、上記のように構成したモータ１０の作用について説明する。
ステータ１３に３相交流電源電圧を印加すると、Ｕ相ステータユニットＳｕの巻線３３にはＵ相電源電圧が、Ｖ相ステータユニットＳｖの巻線３３にはＶ相電源電圧が、Ｗ相ステータユニットＳｗの巻線３３にはＷ相電源電圧がそれぞれ印加される。これによって、ステータ１３に回転磁界が発生し、ロータ１２が回転駆動される。
【００６３】
ここで、Ｖ相の各爪状磁極２５，２７，３５，３７が不等間隔に配置された本実施形態の構成と、Ｖ相の各爪状磁極２５，２７，３５，３７が前記基準位置にある基準構成（図７及び図１３参照）とで、平均トルクを比較したグラフを図１４に示す。同図に示すように、本実施形態の構成によれば、基準構成に対して平均トルクが１１０％以上に向上される。これは、ロータ１２側においては、基準構成に対して前記重なり幅Ｌｒ１，Ｌｒ２が狭くなることで磁束が分散化され、その結果、トルクが向上すると考えられる。
【００６４】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）Ｖ相ステータユニットＳｖの第１及び第２ステータ側爪状磁極３５，３７は、基準構成に対して、Ｕ相及びＷ相ステータユニットＳｕ，Ｓｗの第１及び第２ステータ側爪状磁極３５，３７との周方向の重なり幅Ｌｓ１，Ｌｓ２が広くなるように不等間隔化される。また、Ｖ相ロータユニットＲｖの第１及び第２ロータ側爪状磁極２５，２７は、基準構成に対して、Ｕ相及びＷ相ロータユニットＲｕ，Ｒｗの第１及び第２ロータ側爪状磁極２５，２７との周方向の重なり幅Ｌｒ１，Ｌｒ２が狭くなるように不等間隔化される。これにより、基準構成に比べてトルクを向上させることができる（図１４参照）。
【００６５】
（２）各相のロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗの第１及び第２ロータ側爪状磁極２５，２７はそれぞれ周方向等間隔に設けられる。また、Ｕ相及びＷ相ロータユニットＲｕ，Ｒｗにおいては、第１ロータ側爪状磁極２５と第２ロータ側爪状磁極２７とが周方向等間隔に交互に配置されるように第１及び第２ロータコア２１，２２が組み付けられる。そして、Ｖ相ロータユニットＲｖにおいては、第１ロータ側爪状磁極２５と第２ロータ側爪状磁極２７とが互いに周方向不等間隔に交互に配置されるように第１及び第２ロータコア２１，２２が組み付けられる。この構成によれば、各ロータコア２１，２２を同一形状として部品管理の簡素化を図りつつも、Ｖ相ロータユニットＲｖの第１及び第２ロータ側爪状磁極２５，２７を不等間隔化することが可能となる。
【００６６】
（３）各相のステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗの第１及び第２ステータ側爪状磁極３５，３７はそれぞれ周方向等間隔に設けられる。また、Ｕ相及びＷ相ステータユニットＳｕ，Ｓｗにおいては、第１ステータ側爪状磁極３５と第２ステータ側爪状磁極３７とが周方向等間隔に交互に配置されるように第１及び第２ステータコア３１，３２が組み付けられる。そして、Ｖ相ステータユニットＳｖにおいては、第１ステータ側爪状磁極３５と第２ステータ側爪状磁極３７とが互いに周方向不等間隔に交互に配置されるように第１及び第２ステータコア３１，３２が組み付けられる。この構成によれば、各ステータコア３１，３２を同一形状として部品管理の簡素化を図りつつも、Ｖ相ステータユニットＳｖの第１及び第２ステータ側爪状磁極３５，３７を不等間隔化することが可能となる。
【００６７】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・Ｖ相モータ部Ｍｖ（Ｖ相ロータユニットＲｖ及びＶ相ステータユニットＳｖ）において、各爪状磁極２５，２７，３５，３７の配置は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６８】
例えば、図１５に示すように、ロータ１２の基準構成（図７参照）に対して、Ｖ−Ｗ相間及びＵ−Ｖ相間の第１及び第２ロータ側爪状磁極２５，２７の重なり幅Ｌｒ１，Ｌｒ２が広くなる回転方向に、Ｖ相の第１及び第２ロータコア２１，２２をずらしてもよい。図１５に示す例では、基準構成に対して、Ｖ相の第１ロータコア２１（第１ロータ側爪状磁極２５ｖ）を時計回りに電気角で１８度、Ｖ相の第２ロータコア２２（第２ロータ側爪状磁極２７ｖ）を反時計回りに電気角で１８度ずらしている。このような構成としても、Ｖ相の第１及び第２ロータ側爪状磁極２５ｖ，２７ｖが不等間隔に配置される。
【００６９】
また、図１６に示すように、ステータ１３の基準構成（図１３参照）に対して、Ｕ−Ｖ相間及びＶ−Ｗ相間の第１及び第２ステータ側爪状磁極３５，３７の重なり幅Ｌｓ１，Ｌｓ２が狭くなる回転方向に、Ｖ相の第１及び第２ステータコア３１，３２をずらしてもよい。図１６に示す例では、基準構成に対して、Ｖ相の第１ステータコア３１（第１ステータ側爪状磁極３５ｖ）を時計回りに電気角で１８度、Ｖ相の第２ステータコア３２（第２ステータ側爪状磁極３７ｖ）を反時計回りに電気角で１８度ずらしている。このような構成としても、Ｖ相の第１及び第２ステータ側爪状磁極３５ｖ，３７ｖが不等間隔に配置される。
【００７０】
また、Ｖ相モータ部Ｍｖにおいて、第１及び第２ステータ側爪状磁極３５ｖ，３７ｖが不等間隔であれば、第１ロータ側爪状磁極２５ｖと第２ロータ側爪状磁極２７ｖとを互いに周方向等間隔に構成してもよい。同様に、第１及び第２ロータ側爪状磁極２５ｖ，２７ｖが不等間隔であれば、第１ステータ側爪状磁極３５ｖと第２ステータ側爪状磁極３７ｖとを互いに周方向等間隔に構成してもよい。
【００７１】
ここで、図１７には、Ｖ相ロータユニットＲｖ及びＶ相ステータユニットＳｖの構成が異なる各種パターンにおける平均トルクを示している。
図１７では、ロータ側において、基準構成（図７参照）をパターン「Ｂ」とし、そのパターン「Ｂ」に対して前記重なり幅Ｌｒ１，Ｌｒ２を狭くした構成（図６参照）をパターン「Ａ」とし、パターン「Ｂ」に対して前記重なり幅Ｌｒ１，Ｌｒ２を広くした構成（図１５参照）をパターン「Ｃ」としている。
【００７２】
また、ステータ側においては、基準構成（図１３参照）をパターン「Ｂ」とし、そのパターン「Ｂ」に対して前記重なり幅Ｌｓ１，Ｌｓ２を広くした構成（図１２参照）をパターン「Ａ」とし、パターン「Ｂ」に対して前記重なり幅Ｌｓ１，Ｌｓ２を狭くした構成（図１６参照）をパターン「Ｃ」としている。
【００７３】
図１７では、ロータ側・ステータ側のパターンが「Ｂ・Ｂ」である基準構成の平均トルクを１００％としている。同図に示すように、上記各パターンの組み合わせのうち、ロータ側・ステータ側のパターンが「Ａ・Ａ」である構成（上記実施形態の構成）が最も高トルクであり、そのパターンから順に「Ｂ・Ａ」、「Ｃ・Ａ」、「Ａ・Ｂ」とトルクが低下するが、それらのパターンのトルクは１００％より高くなっている。つまり、これらのパターンの組み合わせとすることで、基準構成と比べてトルクを向上させることができる。
【００７４】
また、ロータ側・ステータ側のパターンが「Ｃ・Ｂ」である構成はトルクが１００％以下であり、そのパターンから順に「Ａ・Ｃ」、「Ｂ・Ｃ」、「Ｃ・Ｃ」とトルクが低下する。つまり、これらのパターンの組み合わせとすることで、基準構成よりも低トルクを得ることができるモータを提供できる。
【００７５】
このように、Ｖ相モータ部Ｍｖの爪状磁極２５，２７，３５，３７の周方向における配置を種々変更することで、巻線３３への給電及び界磁磁石２３を変更することなく、モータ性能（トルク）を異ならせることができる。これにより、Ｖ相モータ部Ｍｖの簡単な構成変更だけで、様々な仕様のマルチランデル型モータを得ることができる。
【００７６】
また、ステータ１３側において、基準構成に対して前記重なり幅Ｌｓ１，Ｌｓ２を広くしたパターン「Ａ」とすれば、ロータ１２側のパターンによらず基準構成よりもトルクを向上させることができる。
【００７７】
また、ロータ１２側において、基準構成に対して前記重なり幅Ｌｒ１，Ｌｒ２を狭くしたパターン「Ａ」とすれば、ステータ１３側のパターンを同一とした条件下において、他のパターン「Ｂ」及び「Ｃ」よりもトルクを向上させることができる。
【００７８】
・上記実施形態では、Ｖ相の第１及び第２ロータ側爪状磁極２５ｖ，２７ｖは、第１及び第２ロータコア２１，２２にそれぞれ周方向等間隔に形成されたが、これに特に限定されるものではなく、周方向不等間隔に形成してもよい。
【００７９】
・上記実施形態では、各相のモータ部Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗが隙間なく積層されているが、これに特に限定されるものではなく、モータ部Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗ同士の間隔を軸方向に空けて配置してもよい。
【００８０】
・各爪状磁極２５，２７，３５，３７の個数（磁極数）は、上記実施形態に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、界磁磁石２３をフェライト磁石としたが、これ以外に例えば、ネオジム磁石、サマリウム鉄窒素磁石、サマリウムコバルト磁石等の希土類磁石としてもよい。
【００８１】
・上記実施形態では、ステータ１３の内側にロータ１２が配置されたインナーロータ型のモータ１０に適用したが、アウターロータ型のモータに適用してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…モータ、Ｍｕ…Ｕ相モータ部（第１段の単一モータ部）、Ｍｖ…Ｖ相モータ部（第２段の単一モータ部）、Ｍｗ…Ｗ相モータ部（第３段の単一モータ部）、Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗ…ロータユニット、Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ…ステータユニット、１２…ロータ、１３…ステータ、２１…第１ロータコア、２２…第２ロータコア、２３…界磁磁石（永久磁石）、２５…第１ロータ側爪状磁極、２７…第２ロータ側爪状磁極、３１…第１ステータコア、３２…第２ステータコア、３３…巻線、３５…第１ステータ側爪状磁極、３７…第２ステータ側爪状磁極。
【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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