(57)【要約】【課題】直流モータの容積に着目し、種々のパラメータの値を適切に選定することで、より高い効率にて駆動することができる直流モータを提供する。【解決手段】直流モータの容積Ｖを、当該直流モータの回転軸に垂直な方向の断面積と、当該直流モータの回転軸方向における電機子の鉄心の長さとを乗じて求め、極対数をＰ、使用平均回転数をＮ、駆動周波数をＦとして、Ｍを任意の自然数として、前記極対数ＰをＭ対で構成し、Ｍ−０．５≦６０［ｓｅｃ］＊駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］／使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］＜Ｍ＋０．５の関係式を満足するように、駆動周波数Ｆ及び使用平均回転数Ｎが設定されて駆動されるとともに、Ｍ−０．５≦６０［ｓｅｃ］＊（所定周波数［Ｈｚ］−所定係数［Ｈｚ／ｃｍ3］＊容積Ｖ［ｃｍ3］）／使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］＜Ｍ＋０．５の関係式を満足するように、容積Ｖを有する直流モータ。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集中巻方式で形成された複数のコイルと、コイルの数とは異なる複数の極とを備えた直流モータであって、
当該直流モータの極の対の数を示す極対数をＰ、当該直流モータの使用平均回転数をＮ［ｒｐｍ］、当該直流モータの駆動周波数をＦ［Ｈｚ］とするとともに、当該直流モータの回転軸に垂直な方向の断面積と当該直流モータの回転軸方向における電機子の鉄心の長さとを乗じた値を当該直流モータの容積Ｖ［ｃｍ3］として、
Ｍを任意の自然数として、前記極対数ＰをＭ対で構成し、
Ｍ−０．５≦６０［ｓｅｃ］＊駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］／使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］＜Ｍ＋０．５
の関係式を満足するように、駆動周波数Ｆ及び使用平均回転数Ｎが設定されて駆動されるとともに、
Ｍ−０．５≦６０［ｓｅｃ］＊（所定周波数［Ｈｚ］−所定係数［Ｈｚ／ｃｍ3］＊容積Ｖ［ｃｍ3］）／使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］＜Ｍ＋０．５
の関係式を満足するように、容積Ｖを有することを特徴とする直流モータ。
【請求項２】
集中巻方式で形成された複数のコイルと、コイルの数とは異なる複数の極とを備えた直流モータであって、
当該直流モータの極の対の数を示す極対数をＰ、当該直流モータの使用平均回転数をＮ［ｒｐｍ］、当該直流モータの駆動周波数をＦ［Ｈｚ］とするとともに、当該直流モータの回転軸に垂直な方向の断面積と当該直流モータの回転軸方向における電機子の鉄心の長さとを乗じた値を当該直流モータの容積Ｖ［ｃｍ3］として、
６０［ｓｅｃ］＊駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］／使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］の演算結果の整数部をＫ、小数部をｋとした時、
０≦ｋ＜０．５の場合はＴ１＝Ｋとして、
０．５≦ｋ＜１．０の場合はＴ１＝Ｋ＋１として、
６０［ｓｅｃ］＊（所定周波数［Ｈｚ］−所定係数［Ｈｚ／ｃｍ3］＊容積Ｖ［ｃｍ3］）／使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］の演算結果の整数部をＨ、小数部をｈとした時、
０≦ｈ＜０．５の場合はＴ２＝Ｈとして、
０．５≦ｈ＜１．０の場合はＴ２＝Ｈ＋１として、
Ｔ１＝Ｔ２＝極対数Ｐを満足する駆動周波数Ｆ及び使用平均回転数Ｎが設定されて駆動され、かつＴ１＝Ｔ２＝極対数Ｐを満足する容積Ｖを有することを特徴とする直流モータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の直流モータであって、
直流モータの容積Ｖが５０［ｃｍ3］〜１００［ｃｍ3］の場合は所定周波数及び所定係数を各々５５２［Ｈｚ］及び２．８６［Ｈｚ／ｃｍ3］に設定し、
直流モータの容積Ｖが１００［ｃｍ3］〜２５０［ｃｍ3］の場合は所定周波数及び所定係数を各々３４３［Ｈｚ］及び０．７７［Ｈｚ／ｃｍ3］に設定する、ことを特徴とする直流モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、直流モータは種々の用途に対して、各々適切な直流モータが使用されている。
例えば、車両のエンジンスロットル用にはモータの質量及び大きさに関して最大の出力トルクを得ることができる直流モータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、例えば、モータの搭載スペースに制約がある場合等では、より薄型化が可能であり、より高出力トルクを得ることができる直流モータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−６９７３４号公報
【特許文献２】
特開平３−２４３１４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
車両に用いる直流モータ等では、使用場所（用途等）によっては出力トルク、あるいは搭載スペースよりも効率を重視する場合がある。効率を重視した場合、直流モータの容積、駆動周波数、極対数、使用平均回転数等も重要なパラメータになる場合がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、直流モータの容積に着目し、種々のパラメータの値を適切に選定することで、より高い効率にて駆動することができる直流モータを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの直流モータである。
請求項１に記載の直流モータでは、直流モータの極対数Ｐを任意の自然数Ｍに設定した場合において、駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］及び使用平均回転数［ｒｐｍ］を適切に設定できるとともに、適切な容積Ｖ［ｃｍ3］を有する直流モータを構成することができる。
このように、極対数Ｐ及び容積Ｖに着目して、種々のパラメータの値を適切に選定することで、より高い効率にて駆動することができる直流モータを構成することができる。
【０００６】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの直流モータである。
請求項２に記載の直流モータでは、まず直流モータの駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］と使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］を任意に設定した場合における、６０［ｓｅｃ］＊駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］／使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］の演算結果（Ｋ＋ｋ）を整数に変換した値（Ｔ１）を求める。更に、設定された使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］と任意に構成した容積Ｖ［ｃｍ3］における、６０［ｓｅｃ］＊（所定周波数［Ｈｚ］−所定係数［Ｈｚ／ｃｍ3］＊容積Ｖ［ｃｍ3］）／使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］の演算結果（Ｈ＋ｈ）を整数に変換した値（Ｔ２）を求める。そして、Ｔ１とＴ２とが一致するように、駆動周波数Ｆ及び使用平均回転数Ｎ及び容積Ｖを設定する。更に、Ｔ１＝Ｔ２＝極対数Ｐに構成する。
このように、極対数Ｐ及び容積Ｖに着目して、種々のパラメータの値を適切に選定することで、より高い効率にて駆動することができる直流モータを構成することができる。
【０００７】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの直流モータである。
請求項３に記載の直流モータでは、直流モータの容積Ｖ［ｃｍ3］の値に応じて最適な所定周波数の値と所定係数の値を設定する。
これにより、容積Ｖに着目して、より高い効率にて駆動することができる直流モータを構成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の直流モータにおける、直流モータの容積を求める方法を示している。なお、本実施の形態で説明する直流モータは、集中巻方式で形成された複数のコイルと、コイルの数とは異なる複数の極（磁石）とを備えた直流モータである。
【０００９】
●［直流モータの容積（図１）］
まず、図１（Ａ）を用いて、直流モータ１０の断面積Ｓの求め方を説明する。直流モータ１０は、本体１０ｈとシャフト１０ｓとを有しており、シャフト１０ｓが回転軸Ｚｒを中心として所定の方向に回転する。本体１０ｈ内には、極（磁石）、電機子等が配置されている。断面積Ｓは、直流モータ１０の回転軸Ｚｒと垂直な面で本体１０ｈを切断した場合における、本体１０ｈの切断面の面積である。
そして、求めた断面積Ｓに所定距離Ｌを乗じて容積Ｖを求める。次に所定距離Ｌの求め方を説明する。
【００１０】
図１（Ｂ）は、ステータが極１０ｚとヨーク１０ｙとで構成され、ロータが電機子１０ｄで構成された直流モータ１０を、回転軸Ｚｒを通るＹＺ平面で切断した場合の断面図を示している。シャフト１０ｓは電機子１０ｄの鉄心１０ｔに固定されており、鉄心１０ｔにはコイルが集中巻方式で形成されている。所定距離Ｌｔは、直流モータ１０の回転軸Ｚｒと平行な方向における鉄心１０ｔの距離である。
また、図１（Ｃ）は、ステータが電機子１０ｄとヨーク１０ｙとで構成され、ロータが極１０ｚで構成された直流モータ１０を、回転軸Ｚｒを通るＹＺ平面で切断した場合の断面図を示している。シャフト１０ｓは極１０ｚに固定されており、鉄心１０ｔにはコイルが集中巻方式で形成されている。所定距離Ｌｔは、図１（Ｂ）の場合と同様に、直流モータ１０の回転軸Ｚｒと平行な方向における鉄心１０ｔの距離である。
なお、断面積Ｓは、ヨーク１０ｙの外径φを用いて求める。
以上に説明した断面積Ｓと距離Ｌｔより容積Ｖを以下の式で求めることができる。
容積Ｖ＝断面積Ｓ＊距離Ｌｔ    （式１）
このように、本実施の形態では直流モータ１０の容積Ｖを、単なる外観上の体積から求めるのでなく、電磁気が有効に作用する部分の体積から求めている。
【００１１】
●［容積と駆動周波数と効率の関係（図２）］
次に、図２（Ａ）を用いて、各容積毎の直流モータにおける、駆動周波数と効率の関係について説明する。ここで、直流モータの駆動周波数とは、時間に対応させて方形波等のパルスを供給して駆動する場合のパルスの周波数を指す。また、効率とは当該直流モータ１０に供給した電力［Ｗ］に対する出力［Ｗ］（出力［Ｗ］／供給電力［Ｗ］）を指す。
【００１２】
図２（Ａ）に示す例は、容積２００ｃｍ3、容積１５０ｃｍ3、容積１００ｃｍ3、容積５０ｃｍ3の各直流モータのシミュレーションモデルを用意して、駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］を変化させた場合における効率Ｅ［％］の特性をシミュレーションにて測定した「駆動周波数−効率特性グラフ」である。ここで、容積２００ｃｍ3の直流モータにおける効率Ｅのピーク点をＥｐ（２００）として、当該Ｅｐ（２００）における駆動周波数をＦｐ（２００）とする。この例ではＦｐ（２００）は約１９０［Ｈｚ］であることが判る。同様に、容積１５０ｃｍ3、容積積１００ｃｍ3、容積５０ｃｍ3の各直流モータにおける効率Ｅのピーク点を各々Ｅｐ（１５０）、Ｅｐ（１００）、Ｅｐ（５０）として、各Ｅｐ（容積）における駆動周波数を各々Ｆｐ（１５０）、Ｆｐ（１００）、Ｆｐ（５０）とする。この例ではＦｐ（１５０）は約２２０［Ｈｚ］であり、Ｆｐ（１００）は約２７０［Ｈｚ］であり、Ｆｐ（５０）は約４１０［Ｈｚ］であることが判る。
【００１３】
次に、シミュレーションにて測定した「駆動周波数−効率特性グラフ（図２（Ａ））」から図２（Ｂ）に示す「容積−駆動周波数特性グラフ」を作成する。例えば、図２（Ａ）におけるＥｐ（２００）においては（容積、駆動周波数）が（２００ｃｍ3、１９０Ｈｚ）であるので、当該座標位置にＥｐ（２００）を記す。同様にＥｐ（１５０）、Ｅｐ（１００）、Ｅｐ（５０）を適切な座標位置に記す。そして、種々の容積の直流モータのシミュレーションモデルを用意して各Ｅｐ（容積）を適切な座標位置に記すことで、「容積−駆動周波数特性グラフ」の「計測特性」を得ることができる。
この「計測特性」は緩やかな曲線であるため、正確な計算式で表すことは困難である。そこで「計測特性」を直線で近似する。すると、「容積−駆動周波数特性グラフ」の「計測特性」は、２本の直線（近似直線Ａ、近似直線Ｂ）でほぼ近似できることが判明した。
【００１４】
近似直線Ａに基づいて、容積Ｖ［ｃｍ3］と駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］の関係を式に表すと、以下の式で表すことができる。
駆動周波数Ｆ＝第１所定周波数−第１所定係数＊容積Ｖ
ここで、更に各項に単位を表記すると、以下の式になる。
駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］＝第１所定周波数［Ｈｚ］−第１所定係数［Ｈｚ／ｃｍ3］＊容積Ｖ［ｃｍ3］    （式２）
なお、第１所定係数の単位は、式の単位を合わせるように設定している。
更に（式２）に、図２（Ｂ）に示す「容積−駆動周波数特性グラフ」の「近似直線Ａ」に基づいた値を代入すると、下記の式を得ることができる。
駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］＝５５２［Ｈｚ］−２．８６［Ｈｚ／ｃｍ3］＊容積Ｖ［ｃｍ3］    （式３）
なお、（式３）は、図２（Ｂ）に示す近似直線Ａから判るように、容積が０［ｃｍ3］〜約１００［ｃｍ3］の範囲における直線式である。更に、（式３）は容積５０［ｃｍ3］〜１００［ｃｍ3］で適用することが好ましい。
【００１５】
同様に、近似直線Ｂに基づいて、容積Ｖ［ｃｍ3］と駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］の関係を式に表すと、以下の式で表すことができる。
駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］＝第２所定周波数［Ｈｚ］−第２所定係数［Ｈｚ／ｃｍ3］＊容積Ｖ［ｃｍ3］    （式４）
更に（式４）に、図２（Ｂ）に示す「容積−駆動周波数特性グラフ」の「近似直線Ｂ」に基づいた値を代入すると、下記の式を得ることができる。
駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］＝３４３［Ｈｚ］−０．７７［Ｈｚ／ｃｍ3］＊容積Ｖ［ｃｍ3］    （式５）
なお、（式５）は、図２（Ｂ）に示す近似直線Ｂから判るように、容積が約１００［ｃｍ3］以上の範囲における直線式である。更に、（式５）は容積１００［ｃｍ3］〜２５０［ｃｍ3］で適用することが好ましい。
【００１６】
例えば駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］が予め決定している場合では、当該駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］に対して最適な容積Ｖ［ｃｍ3］の直流モータを構成または選定することができる。また、例えば容積Ｖ［ｃｍ3］が予め決定している場合では、当該容積Ｖ［ｃｍ3］に対して最適な駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］を選定することができる。この駆動周波数と容積に着目して構成または選定することにより、最も効率の高い直流モータの構成及び駆動をすることができる。
【００１７】
●［駆動周波数と使用平均回転数と極対数の関係（図３）］
次に、図３（Ａ）を用いて、直流モータ１０の極対数について説明する。「極対数」とは、Ｎ極とＳ極とを有する極（磁石）のペアの数である。また、「極のペア」とは隣り合う極のペアを指す。
図３（Ａ）は、図１（Ｂ）に示す直流モータ１０の極１０ｚを、回転軸Ｚｒの方向から見た図である。この例では、極１０ｚはｍ１〜ｍ６の６個の極で構成されており、極対は、極対１（ｍ１、ｍ２）、極対２（ｍ３、ｍ４）、極対３（ｍ５、ｍ６）の３つで構成されている（極対数は３である）。
なお、点線は直流モータ１０の内部で発生している磁力線の例を示している。
【００１８】
次に、図３（Ｂ）を用いて、効率と極対数の関係について説明する。本発明者は、シミュレーションにて測定した結果、容積Ｖが同一の場合、極対数を変更しても効率Ｅのピークとなる駆動周波数Ｆはほとんど変わらないことを見出した。例えば図３（Ｂ）に示すように、容積１００ｃｍ3で極対数３の直流モータと、容積１００ｃｍ3で極対数４の直流モータでは、「駆動周波数−効率特性グラフ」における効率がピークになる点を示すＥｐ（容積、極対数）の駆動周波数を示すＦｐ（容積、極対数）の値はほぼ同じである。つまり、容積Ｖが同じ場合、駆動周波数Ｆは変わらないが、より効率を向上させるための最適な極対数が存在することを見出した。
また、本発明者は、図３（Ａ）における１つの極対の角度（θ）に相当する角度の期間で駆動周波数の１パルスを供給することが、最も効率が良いことを見出した。
【００１９】
例えば、図３（Ａ）の例では極対数が「３」であるので、直流モータ１０のシャフト１０ｓが１回転する間に、３個のパルスを供給することが適切である。これより、パルス数（駆動周波数Ｆ）は、シャフト１０ｓの回転数及び極対数に依存する。シャフト１０ｓの１回転あたりのパルス数を極対数とすればよいことになり、この関係を以下の式に表すことができる。
極対数Ｐ＝６０［ｓｅｃ］＊駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］／使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］    （式６）
ここで、使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］とは、当該直流モータ１０を使用した場合の平均的な回転数（１分間の回転数）である。例えば３０００［ｒｐｍ］〜９０００［ｒｐｍ］の範囲で回転数を可変して使用する直流モータの平均回転数が６０００［ｒｐｍ］であった場合、この６０００［ｒｐｍ］を使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］として用いる。
【００２０】
例えば、容積：１５０ｃｍ3、使用平均回転数：５０００ｒｐｍの直流モータの場合、以下のように各パラメータ（駆動周波数Ｆ、極対数Ｐ）を求め、求めたパラメータに適合する直流モータを選定すれば、より効率の良い直流モータを選定することができる。
駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］＝３４３［Ｈｚ］−０．７７［Ｈｚ／ｃｍ3］＊１５０［ｃｍ3］＝２２７．５［Ｈｚ］    （式５より）
極対数Ｐ＝６０＊２２７．５［Ｈｚ］／５０００［ｒｐｍ］＝２．７３    （式６より）
なお、極対数は最も近い自然数を選ぶことが好ましく、この場合極対数Ｐ＝３とする。この例の場合は、容積：１５０ｃｍ3、駆動周波数：２２７．５Ｈｚ、極対数：３の直流モータを選定して使用平均回転数：５０００ｒｐｍにて使用すれば最も効率の良い直流モータを使用することができる。
【００２１】
また、例えば、使用平均回転数：６０００ｒｐｍ、極対数：３の直流モータの場合、以下のように各パラメータ（駆動周波数Ｆ、容積Ｖ）を求めることができる。
３＝６０＊駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］／６０００［ｒｐｍ］    （式６より）
これより、駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］＝３００［Ｈｚ］を得ることができる。
また、以下の式から容積Ｖ［ｃｍ3］を求める。
３００［Ｈｚ］＝３４３［Ｈｚ］−０．７７［Ｈｚ／ｃｍ3］＊容積Ｖ［ｃｍ3］    （式５より）
これより、容積Ｖ［ｃｍ3］＝５５．８［ｃｍ3］が得られるが、（式５）は容積１００［ｃｍ3］〜２５０［ｃｍ3］で適用することが好ましいため、（式３）を適用する。
３００［Ｈｚ］＝５５２［Ｈｚ］−２．８６［Ｈｚ／ｃｍ3］＊容積Ｖ［ｃｍ3］    （式３より）
これより、容積Ｖ［ｃｍ3］＝８８．１［ｃｍ3］を得ることができる。（式３）は容積５０［ｃｍ3］〜１００［ｃｍ3］で適用することが好ましいため、この値を採用する。この例の場合は、容積：８８．１ｃｍ3（または当該容積により近い容積）、駆動周波数：３００Ｈｚ、極対数：３の直流モータを選定して使用平均回転数：６０００ｒｐｍにて使用すれば最も効率の良い直流モータを使用することができる。
【００２２】
なお、極対数は自然数であり、例えば極対数Ｐを３に設定する場合、２．５≦極対数Ｐ＜３．５が適用範囲となる。
上記の極対数Ｐの適用範囲を用いれば、各パラメータの適用範囲を求めることができる。上記の例において、以下に示す（１）〜（３）の３通りの設定方法の例を説明する。
（１）駆動周波数を３００［Ｈｚ］に固定とした場合
２．５≦６０＊駆動周波数／使用平均回転数＜３．５より、使用平均回転数は５１４２．９［ｒｐｍ］〜７２００［ｒｐｍ］が適用範囲となる。
（２）使用平均回転数を６０００［ｒｐｍ］に固定とした場合
２．５≦６０＊駆動周波数／使用平均回転数＜３．５より、駆動周波数は２５０［Ｈｚ］〜３５０［Ｈｚ］が適用範囲となる。
（３）使用平均回転数を６０００［ｒｐｍ］に固定とした場合
２．５≦６０＊（５５２−２．８６＊容積）／使用平均回転数＜３．５（５０［ｃｍ3］≦容積≦１００［ｃｍ3］）より、容積は７０．６［ｃｍ3］〜１００［ｃｍ3］が適用範囲であるとともに、２．５≦６０＊（３４３−０．７７＊容積）／使用平均回転数＜３．５（１００［ｃｍ3］≦容積≦２５０［ｃｍ3］）より、容積は１００［ｃｍ3］〜１２０．８［ｃｍ3］が適用範囲である。つまり、この場合の容積は７０．６［ｃｍ3］〜１２０．８［ｃｍ3］が適用範囲である。
なお、上記の例のように１つのパラメータを固定にして他の１つパラメータの適用範囲を求めることなく、複数のパラメータの適用範囲を求めることもできる。適用範囲の求め方は、種々の求め方がある。
このように、極対数Ｐを自然数に切り捨てあるいは切り上げする範囲を適用範囲として、小数以下を四捨五入した自然数となる範囲（自然数Ｍに対して「Ｍ−０．５以上」から「Ｍ＋０．５未満」の範囲）を適用範囲とすることが好ましい。
【００２３】
また、例えば、予め容積：１２０ｃｍ3のみが決定している場合、以下のように各パラメータ（駆動周波数Ｆ、使用平均回転数Ｎ、極対数Ｐ）を求めることができる。
駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］＝３４３［Ｈｚ］−０．７７［Ｈｚ／ｃｍ3］＊１２０［ｃｍ3］＝２５０．６［Ｈｚ］    （式５より）
また、極対数Ｐと使用平均回転数Ｎは、以下の式から求めることができる。
極対数Ｐ＝６０＊２５０．６［Ｈｚ］／使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］    （式６より）
この例の場合は、容積：１２０ｃｍ3（または当該容積の近傍の容積）、駆動周波数：２５０．６Ｈｚの直流モータを選定する。なお、極対数Ｐと使用平均回転数Ｎは、極対数Ｐ＝６０＊２５０．６［Ｈｚ］／使用平均回転数Ｎ［ｒｐｍ］をほぼ満足するように選定すれば最も効率の良い直流モータを使用することができる。このように、少なくとも１つのパラメータを選定し、他のパラメータは所定の条件を満足するように選定することもできる。
【００２４】
また、例えば、容積：１２０ｃｍ3が予め決定しており、使用平均回転数が３０００［ｒｐｍ］で固定の場合、極対数Ｐ＝６０＊（３４３−０．７７＊容積）／使用平均回転数（１００［ｃｍ3］≦容積≦２５０［ｃｍ3］）より、極対数Ｐ＝５．０１である。この場合、最も近い自然数「５」を極対数とすることが好ましい。そして、極対数が「５」となるように、駆動周波数を選定する。この場合、４．５≦６０＊駆動周波数／使用平均回転数＜５．５より、駆動周波数は２２５［Ｈｚ］〜２７５［Ｈｚ］が適用範囲となる。
【００２５】
以上に説明した実施の形態にて、直流モータの容積Ｖ及び極対数Ｐに着目し、種々のパラメータ（駆動周波数Ｆ、使用平均回転数Ｎ）の値を適切に選定することで、より高い効率の直流モータを構成または選定することができる。
【００２６】
本発明の直流モータは、本実施の形態で説明した直流モータに限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、本実施の形態の説明ではスロット数について特に説明しなかったが、極対数が決まると最適なスロット数は必然的に決まる。例えば（極対数、スロット数）を（２、６）、（３、８）、（４、１０）等に組み合わせることが好ましい。なお、当該組み合わせに限定されず、種々の組み合わせを用いてもよい。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
また、本実施の形態で説明した直流モータは、ブラシ付きであってもブラシレスであってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜３のいずれかに記載の直流モータを用いれば、直流モータの容積に着目し、種々のパラメータの値を適切に選定することで、より高い効率にて駆動することができる直流モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直流モータにおける、直流モータの容積を求める方法を説明する図である。
【図２】直流モータにおける、容積と駆動周波数と効率の関係を説明する図である。
【図３】直流モータにおける、駆動周波数と使用平均回転数と極対数の関係を説明する図である。
【符号の説明】
１０    直流モータ
１０ｄ  電機子
１０ｓ  シャフト
１０ｔ  鉄心
１０ｙ  ヨーク
１０ｚ  極（磁石）
Ｓ      断面積
Ｚｒ    回転軸
【図１】
2004208425.tif 000003
【図２】
2004208425.tif 000004
【図３】
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