(57)【要約】  【課題】  高トルクで誘起電圧波形の歪みが少なく、かつ制御性とコギングトルクに対する特性に対する要求に応じて最適化を図ることができるモータを提供する。  【解決手段】  ステータコア１に設けられた複数の突極２の各々に巻線３が巻かれたステータ１１と、ロータコア４に前記突極２の数より多数の永久磁石５が周方向に等間隔に配置されたロータ１２とを備え、前記突極２を、同相の電圧が印加される巻線３が巻回されかつ相互に隣接しているとともに互いに隣接する突極の巻線の巻回方向が逆方向である複数の突極から成る複数の突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩにて構成し、かつ突極２の数をＴ、永久磁石５の数をＰとして、各突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内の突極の配置角度θｓ（deg）を、３６０／Ｐ(deg)≦θｓ≦３６０／Ｔ(deg)、を満たす任意の角度に設定した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアに設けられた複数の突極の各々に巻線が巻かれたステータと、ロータコアに前記突極の数より多数の永久磁石が周方向に等間隔に配置されたロータとを備え、前記突極を、同相の電圧が印加される巻線が巻回されかつ相互に隣接しているとともに互いに隣接する突極の巻線の巻回方向が逆方向である複数の突極から成る複数の突極グループにて構成し、かつ突極の総数をＴ、永久磁石の総数をＰとして、各突極グループ内の突極の配置角度θｓ(deg)を、
３６０／Ｐ(deg)≦θｓ(deg)≦３６０／Ｔ(deg)
を満たす任意の角度に設定したことを特徴とするモータ。
【請求項２】
突極の総数をＴとし、１つの突極グループ内の突極数をｎとし、Ｕ・Ｖ・Ｗ相の３相の巻線がそれぞれ巻回される３つの突極グループを１組とした巻線組数をｓとし、ｋを正の整数として、総突極数Ｔを、
Ｔ＝３×ｓ×ｎ
ロータの極数Ｐを、
Ｐ＝２×（ｓ（±１＋３ｋ））  かつ  Ｐ＞Ｔ
を満たす値としたことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記突極の先端部の周方向の幅寸法を、前記永久磁石の周方向の有効幅と略同等若しくはそれより大きくしたことを特徴とする請求項１又は２記載のモータ。
【請求項４】
前記突極の配置角度が３６０／Ｔ(deg)でないとき、各突極グループ間において隙間を挟んで隣り合う突極の先端部をそれぞれ伸張し、突極間のオープンスロットの間隔を小さくしたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のモータ。
【請求項５】
同じ突極グループ内において互いに隣接する突極の配置角度をθｓ(deg)とし、同じ突極グループ内において互いに隣接する突極間のオープンスロット角度をｏｓ１(deg)とし、異なる突極グループ間において互いに隣接する突極間のオープンスロット角度をｏｓ２(deg)として、
θｓ／５(deg)＞ｏｓ１(deg)≧θｓ／７(deg)  かつ  ｏｓ２(deg)≦ｏｓ１(deg)
を満たすことを特徴とする請求項４記載のモータ。
【請求項６】
前記突極の配置角度が３６０／Ｐ(deg)でないとき、同相で互いに隣接する突極間での位相の差異による磁束密度の差異を無くして磁束密度を均一にするように突極の巻線巻回部の断面積を変えたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のモータ。
【請求項７】
ロータを、ロータコアに永久磁石を配置したマグネット型ロータ部とロータコアに磁気的突極性を設けたリラクタンス型ロータ部を軸方向に積層して構成したことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のモータ。
【請求項８】
前記突極の配置角度が３６０／Ｐ(deg)でないとき、同相で互いに隣接する突極に３６０／Ｐ(deg)に至る間の任意の角度のスキューを設けたことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関し、特に電気自動車（ＰＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、燃料電池自動車（ＦＣＥＶ）等に好適に適用でき、さらに家電製品やロボット等にも好適に適用できるモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上述のような自動車等に用いられるモータとして、集中巻き埋め込み磁石型モータが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そのモータの構成を、図７を参照して説明する。図７は、モータの回転中心軸に直交する平面にて断面した、モータの主要部の断面図である。図７において、ステータコア１の内周部に等間隔置きに設けられた複数（図示例では１２個）の突極２に巻線３が巻かれてステータ１１が構成されている。このステータ１１の突極２の内周面との間に微小な隙間を有して外周面が対向するように、複数（図示例では８個）の永久磁石５をロータコア４に周方向に等間隔に埋め込んで構成されたロータ１２を回転自在に配設されている。巻線３は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相を構成しており、各相の巻線３に電気角で１２０(deg)づつ位相をずらした、例えば台形波状の電流が供給すると、各相の巻線３とロータコア４との間に発生するトルクは１２０(deg)づつ位相がずれて発生する。この３相の発生トルクを合成したのが総合トルクとなり、ロータコア４は所定の方向へ回転することになる。即ち、回転中心軸の周りに回転するいわゆる３相全波駆動の回転動作を行うことになる。
【０００４】
また、ステータに設けられている複数（例えば９個）の突極を、互いに隣接するとともに同相の電圧が印加される複数（例えば３個）の突極を１グループとして、複数（例えば３つ若しくは３の倍数）のグループに分け、各グループに対してＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧をそれぞれ印加するようにするとともに、各グループ内で互いに隣接する突極に対する巻線は巻回方向を互いに逆方向とし、かつロータには突極数よりも少ない永久磁石を等間隔に配設し、さらに突極を不等間隔に配置することで突極の中心線と永久磁石の極中心との位置ずれを小さくし、巻線の誘起電圧の位相のずれを小さくするようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４５０８５号公報
【特許文献２】特開２００２−１９９６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特開２０００−２４５０８５号公報に開示されたような集中巻きモータは、高トルク化できるという利点を有する一方、逆起電圧に波形歪みが認められるとともに、逆起電圧の波形歪みが大きいと渦電流が増大して鉄損が増加し、効率が低下するという問題がある。また、ロータ１２に埋め込まれている永久磁石５にも渦電流が発生し、永久磁石５が発熱して温度上昇し、減磁させてしまう恐れがあるという問題もある。
【０００６】
また、特開２００２−１９９６３０号公報に開示されたモータは、８極・９スロットの構成のモータであり、図７に示した従来のモータと同様に永久磁石の数より突極の数が多い構成である。この様な構成では、永久磁石の周方向の有効幅に対して突極の先端部の周方向寸法が小さくなり、ステータの巻線が集中巻きであることから、誘起電圧波形に歪みを生じ、制御性が悪化するという問題があり、さらに回転速度が高くなるのに伴って歪んだ波形のピークが大きく急激に立ち上がり、ピーク電圧が許容電圧を超えるため、電圧制限によって高速回転が不可能になるという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、高トルクで誘起電圧波形の歪みが少なく、かつ制御性とコギングトルクに対する特性に対する要求に応じて最適化を図ることができる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】
【０００８】
本発明のモータは、ステータコアに設けられた複数の突極の各々に巻線が巻かれたステータと、ロータコアに前記突極の数より多数の永久磁石が周方向に等間隔に配置されたロータとを備え、前記突極を、同相の電圧が印加される巻線が巻回されかつ相互に隣接しているとともに互いに隣接する突極の巻線の巻回方向が逆方向である複数の突極から成る複数の突極グループにて構成し、かつ突極の総数をＴ、永久磁石の総数をＰとして、各突極グループ内の突極の配置角度θｓ(deg)を、３６０／Ｐ(deg)≦θｓ(deg)≦３６０／Ｔ(deg)、を満たす任意の角度に設定したものである。
【０００９】
この構成によると、集中巻き永久磁石型モータを構成していることで、高トルクを発生させることができ、かつ各突極グループ内において、隣接する突極が互いに異なる極性となるようにその巻線が巻回されているので、磁界分布の偏重を緩和することができ、モータ駆動時に巻線に誘起される逆起電圧の波形の歪みを低減することができ、ステータコアやロータコアにおける鉄損の発生を抑制することができる。またロータコア中の永久磁石についても、渦電流の発生が抑えられるため、それによる熱発生が軽減され、永久磁石の減磁を抑制することができ、効率のよいモータを実現することができ、さらに各突極グループ内の突極の配置角度を、永久磁石の配置角度に一致して突極と永久磁石の位相が一致し、高い制御性が得られる角度と、ステータコアの全周に等配した角度に一致してコギングトルクを最小にできる角度との間の所望の角度に設定することにより、要求される制御性とコギングトルク特性に応じたモータを得ることができる。
【００１０】
また、突極の総数をＴとし、１つの突極グループ内の突極数をｎとし、Ｕ・Ｖ・Ｗ相の３相の巻線がそれぞれ巻回される３つの突極グループを１組とした巻線組数をｓとし、ｋを正の整数として、総突極数Ｔを、Ｔ＝３×ｓ×ｎ、ロータの総極数Ｐを、Ｐ＝２×（ｓ（±１＋３ｋ））かつＰ＞Ｔ、を満たす値とすると、ステータ総突極数とロータ総極数の組み合わせが最適化されるので、より高トルクを発生させることができる。特に、ロータの総極数Ｐを総突極数Ｔより大きい最小の値とすると、体積効率を高く、コギングトルクを最小にすることができて好適である。
【００１１】
また、突極の先端部の周方向の幅寸法を、前記永久磁石の周方向の有効幅と略同等若しくはそれより大きくすると、誘起電圧波形が正弦波状になって誘起電圧の波形歪みを発生を防止でき、制御性を向上できて好適である。
【００１２】
また、突極の配置角度が３６０／Ｔ(deg)でないとき、各突極グループ間において隙間を挟んで隣合う突極の足を互いに伸張し、突極間のオープンスロットの幅を小さくすると、永久磁石より出る磁束の磁路のパーミアンス変化を緩和させ、磁場エネルギーの変化を緩和することができてコギングトルクを低減することができることから、高トルクで誘起電圧波形の歪みが少なく、かつコギングトルクの小さいモータを実現できる。
【００１３】
また、同じ突極グループ内において互いに隣接する突極の配置角度をθｓ(deg)とし、同じ突極グループ内において互いに隣接する突極間のオープンスロット角度をｏｓ１(deg)とし、異なるグループ間において互いに隣接する突極間のオープンスロット角度をｏｓ２(deg)として、
θｓ／５(deg)＞ｏｓ１(deg)≧θｓ／７(deg)  かつ  ｏｓ２(deg)≦ｏｓ１(deg)
を満たすと、永久磁石より出る磁束の磁路のパーミアンス変化をより緩和させ、磁場エネルギーの変化をより緩和することができ、コギングトルクをより低減することができる。
【００１４】
また、突極の配置角度３６０／Ｐ(deg)でないとき、同相で互いに隣接する突極間での位相の差異による磁束密度の差異を無くして磁束密度を均一にするように突極の巻線巻回部の断面積を変えると、突極間で磁束密度が均一になることで誘起電圧が一定になって制御性が向上し、かつ突極の断面積を小さくした突極ではその分巻線径を大きくでき、銅損を低減できて効率を向上できる。
【００１５】
また、ロータを、ロータコアに永久磁石を配置したマグネット型ロータ部とロータコアに磁気的突極性を設けたリラクタンス型ロータ部を軸方向に積層して構成すると、リラクタンストルクをより多く利用することで、コギングトルク特性を求めるため突極の配置角度を永久磁石の配置角度に一致させていない（３６０／Ｐ(deg)でない）場合でも、高速での制御性を向上することができる。
【００１６】
また、上記のように突極の配置角度が３６０／Ｐ(deg)でないとき、同相で互いに隣接する突極に３６０／Ｐ(deg)に至る間の任意の角度のスキューを設けると、突極と永久磁石の位相ずれの影響を低減できるので、高速での制御性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のモータによれば、集中巻き永久磁石型モータを構成していることで、高トルクを発生させることができ、かつ各突極グループ内において、隣接する突極が互いに異なる極性となるようにその巻線が巻回されているので、磁界分布の偏重を緩和することができ、モータ駆動時に巻線に誘起される逆起電圧の波形の歪みを低減することができる。さらに各突極グループ内の突極の配置角度を、永久磁石の配置角度に一致して突極と永久磁石の位相が一致し、高い制御性が得られる角度と、突極をステータコアの全周に等配したときの角度に一致してコギングトルクを最小にできる角度との間の所望の角度に設定することにより、要求される制御性とコギングトルク特性に応じたモータを得ることができる。
【００１８】
また、各突極グループ内の突極の配置角度が、突極をステータコアの全周に等配したときの角度と同一とならないときに、各突極グループ間においてオープンスロットを挟んで隣り合う突極の先端部をそれぞれ伸張させることから、永久磁石より出る磁束の磁路のパーミアンス変化を緩和させてコギングトルクを低減させ、ステータコアやロータコアにおける鉄損の発生を抑制することができることに加えて、ロータコアの永久磁石における渦電流の発生も抑えて熱発生を軽減し永久磁石の減磁を抑制することができることから、効率が良くかつコギングトルクを低減したモータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のモータの各実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
本発明のモータの第１の実施形態について、図１、図２を参照して説明する。図１、図２は、本実施形態のモータの構成を説明するため、モータの回転中心軸に垂直な面で断面した主要部断面図である。図１、図２において、電磁鋼板を積層して構成したステータコア１は、複数の突極２を有し、その突極２には、巻線３が巻回されている。巻線３は３相巻線として構成されており、各相は図示例では３つの巻線３からなっている。この同相の３つの巻線３は、連続した位置に配置されており、かつ真ん中の巻線３が両隣の巻線３に対して、逆向きの巻き方向となるように巻回されている。このような巻き方をされた３つの巻線３は直列又は並列に接続され、各相の巻線群は電気角で１２０(deg)の位相差をもって配置されている。このように同相の巻線３が巻かれている一群の突極２にてそれぞれ突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩが構成されている。すなわち、３相巻線に対応して３つの突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩが電気角で１２０(deg)の間隔をあけて配設されている。なお、突極グループは３相巻線の場合には３つの倍数にて電気角で１２０(deg)の間隔をあけて配設される。
【００２１】
一方、電磁鋼板を積層して構成したロータコア４に複数の永久磁石５が等間隔に埋め込み配置されてロータ１２が構成されており、回転中心Ｏの周りに自由に回転可能な状態で突極２の内周面との間に僅かなギャップを介して配置されている。
【００２２】
各突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内での突極２の配置角度θｓ（deg）は、図１に示すように、永久磁石５の極数をＰ、突極２の総数をＴとして、永久磁石５の配置角度θｍｇ(deg)と一致する３６０／Ｐ(deg)と、突極２をステータコア１の全周にわたって等配したときの角度３６０／Ｔ(deg)との間の任意の角度に設定することができる。図１の図示例は、突極２の配置角度θｓ（deg）を、永久磁石５の配置角度θｍｇ(deg)と等しい３６０／Ｐ(deg)とした状態を示し、図２の図示例は、突極２の配置角度θｓ(deg)を、突極２をステータコア１の全周にわたって等配した３６０／Ｔ(deg)とした状態を示している。
【００２３】
図１、図２の図示例では、ステータ１１におけるＵ・Ｖ・Ｗの３相巻線１式を１組としてその巻線組数が１、１相巻線当たりのスロット数が３つ（３叉）で、９スロット、ロータを構成する永久磁石が１０個、つまり１０極のモータを図示したが、本発明はこのような３叉・巻線組数１・９スロット・１０極のモータに限定されるものではない。
【００２４】
本発明のモータは、ｎ叉、巻線組数ｓ、Ｔスロット、Ｐ極のモータとすることができる。この場合、ｎ、ｓは共に正の整数、スロット数Ｔは（ｎ×ｓ）、ロータ極数Ｐは、スロット数Ｔよりも大きい偶数で、かつ３相巻線の場合に次式
Ｐ＝２×（ｓ（±１＋３ｋ））  （ただし、ｋ＝正の整数）
を満足する値に規定される。さらに、ＰをＴより大きい値の中の最小のものに設定する（Ｐ＞Ｔ）と、体積効率が高くなるので好適である。
【００２５】
この関係式を用いて極数を決定する。なお、具体例としては、表１に示すようなものを挙げることができる。
【００２６】
【表１】
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上式は、各突極グループの巻線３に電流を順次Ｕ、Ｖ、Ｗと流したときにスムーズに回転する条件によって規定されるものである。すなわち、磁石の極対数をＰ／２とすると、ロータが回転することによって磁石より誘起される誘起電圧波形Ｂｅは、
Ｂｅ＝ｓｉｎ（ｐ／２×θ）
と表すことができる。ここで、３相モータなので、Ｕ、Ｖ、Ｗは電気角で１２０(deg)づつずれている。そこで、電気角で１２０(deg)ずらして各相巻線に通電したときに、ロータが同じ角度で同じ方向に回転すればよいことになる。したがって、次の式
ｓｉｎ（ｐ／２×（θ＋１２０／ｓ））
＝ｓｉｎ（ｐ／２×θ±１２０＋３６０ｋ）
が成立すればよいことになる。
【００２７】
この式は、誘起電圧波形（ロータ）がある時刻のＢｅ＝０より電気角で１２０(deg)ずれた位置（式の表現は機械角）にあるとき、ステータ側の別軸上で、１２０(deg)（Ｕ、Ｖ、Ｗのずれ）ずれた位置と同じであれば、順次ＵからＶ、ＶからＷと１２０(deg)ずれた位置で通電しても、ロータ位置（誘起電圧波形Ｂｅ）は常に電気的に同じ値をとり、スムーズに１回転できることを表しており、この式を整理すると上記のようになる。
【００２８】
また、本実施形態のロータ１２は、ロータコア４とロータコア４に周方向に等間隔に埋め込まれた複数のほぼＶ字状の永久磁石５とで構成され、ロータ１２のステータ対向面がステータ１１のロータ対向面に微小な隙間を有して対向しており、回転軸中心Ｏ周りに回転可能とされている。したがって、この埋め込まれた永久磁石５により、ロータ１２のステータ対向部において、磁束が比較的通り易い部分と比較的通りにくい部分とが形成される、すなわち磁気抵抗の低い部分とそれよりも磁気抵抗の高い部分とが形成されることによって、ｑ軸方向のインダクタンスとｄ軸方向のインダクタンスとに差ができ、リラクタンストルクを発生させることができ、発生トルクを高トルク化することができる。
【００２９】
また、上記のようにＰ＞Ｔであるため、永久磁石５の配置角度は突極２の平均配置角度より小さいので、図１に示すように、永久磁石５の周方向の有効幅をｄ１、突極２の先端部の周方向幅をｄ２として、ｄ１≦ｄ２に設定することができ、実際にそのように設定している。これにより、永久磁石５の全体が必ず突極２の先端部と重なるため、誘起電圧波形が正弦波状になり、誘起電圧の波形歪みを防止でき、電圧の制御性が向上できて好適である。
【００３０】
以上の構成のモータによれば、集中巻き永久磁石型モータを構成していることで、高トルクを発生させることができ、かつ各突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内において、隣接する突極２、２が互いに異なる極性となるようにその巻線３を巻回しているので、磁界分布の偏重を緩和することができ、モータ駆動時に巻線３に誘起される逆起電圧の波形の歪みを低減することができ、ステータコア１やロータコア４における鉄損の発生を抑制することができる。またロータコア４中の永久磁石５についても、渦電流の発生が抑えられるため、それによる熱発生が軽減され、永久磁石の減磁を抑制することができ、効率のよいモータを実現することができる。
【００３１】
さらに、以上の構成のモータでは、各突極グループ内の突極２の配置角度θｓ（deg）を永久磁石５の配置角度θｍｇ（＝３６０／Ｐ(deg)）に一致させると、突極２と永久磁石５の位相が一致して高い制御性が得られ、一方突極２の配置角度θｓ(deg)を突極２をステータコア１の全周にわたって等配したときの角度（＝３６０／Ｔ(deg)）に一致させると、コギングトルクを最小にできる。したがって、突極２の配置角度θｓ（deg）を、要求される制御性とコギングトルク特性に応じて３６０／Ｐ(deg)と３６０／Ｔ(deg)の間で任意に設定することで、所望の特性を有するモータを得ることができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態のモータを図３を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、先行する実施形態と同一の構成要素については、同一参照符号を付して説明を省略し、主として相違点について説明する。
【００３３】
図３において、本実施形態では、各突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内における突極２の配置角度が３６０／Ｔ(deg)でない、つまり、３６０／Ｐ(deg)≦θｓ(deg)＜３６０／Ｔ(deg)の場合に、各突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内の突極２、２間のオープンスロット角度ｏｓ１(deg)を、突極２の配置角度θｓ(deg)との関係で、
θｓ／５(deg)＞ｏｓ１≧θｓ／７(deg) 
を満足するように設定し、突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ間における突極２、２間のオープンスロット角度ｏｓ２(deg)を、突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ間において隣接する突極２、２の足６の長さをそれぞれ調整することで、
ｏｓ２(deg)≦ｏｓ１(deg) 
を満足するように設定している。
【００３４】
このように構成すると、突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内の突極２の配置角度θｓ(deg)が永久磁石５の配置角度θｍｇ(deg)と等しく、かつ突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ間における突極２、２間のオープンスロット角度ｏｓ２(deg)を、突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内における突極２、２間のオープンスロット角度ｏｓ１(deg)以下になるようにしているので、永久磁石５より出る磁束の磁路のパーミアンス変化を緩和させ、磁場エネルギーの変化を緩和することができるので、高い制御性を維持しつつもコギングトルクを低減することができる。すなわち、突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ間の突極２の足６をそれぞれ引き伸ばさない場合には、突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内で突極２の配置角度θｓ(deg)を永久磁石５の配置角度θｍｇ(deg)と等しくしているため、突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ間で突極２、２間に隙間が生じ、その間のオープンスロット角度ｏｓ２(deg)が大きくなるため、ロータ１２が回転し永久磁石５がそのオープンスロット角度ｏｓ２(deg)を通過する際に、磁路のパーミアンス変化が大きくなり、コギングトルクが大きくなってしまうが、上記のように構成することでコギングトルクを低減することができる。
【００３５】
さらには、突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内の突極２の配置角度θｓ(deg)は、永久磁石５の配置角度θｍｇ(deg)と３６０／Ｔ(deg)との間のいずれかの角度とし、かつステータ１の全周にわたって全ての突極２の先端部においては、その配置間隔が総突極数をＴとして３６０／Ｔ(deg)となるように、突極２の先端部の足６を調整しても良い。この場合は、先端部の足６の長さは長くなるものもあれば、短くなるものもある。このように構成することで、さらにコギングトルクを低減することができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態のモータを図４を参照して説明する。
【００３７】
図４において、本実施形態では、各突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内で、突極２の配置角度θｓ(deg)が、永久磁石５の配置角度（３６０／Ｐ(deg)）と一致せず、３６０／Ｐ(deg)＜θｓ(deg)≦３６０／Ｔ(deg)の場合に、各突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内の突極２、２間での位相の差異による磁束密度の差異を解消するように、各突極２の巻線３の巻回部分の断面積を、ロータ１２の回転方向後方側に位置する突極１の断面積ｗ１に対して、前方側に位置する突極２の断面積ｗ２を小さくし、さらに前方に位置する突極２の断面積ｗ３をさらに小さくしている。
【００３８】
このように構成することで、各突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内の各突極２の磁束密度が均一化し、各突極２に巻回した巻線３に発生する誘起電圧を一定にすることができるため、制御性が向上する。また、断面積を小さくした突極２では、巻線３の巻線径を大きくでき、その分銅損を低減することができ、効率を向上することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態のモータを図５を参照して説明する。
【００４０】
図５において、本実施形態では、各突極グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ内で、突極２の配置角度θｓ(deg)が、永久磁石５の配置角度３６０／Ｐ(deg)と一致しない場合に、突極２に３６０／Ｐ(deg)に至る間の任意の角度のスキューを設けている。図示例では、突極２の一端の配置角度が３６０／Ｔ(deg)で、他端の配置角度が３６０／Ｐ(deg)に成る角度βのスキューを設けている。勿論、スキュー角は０〜βの任意の角度に設定することができる。
【００４１】
このように、突極２に３６０／Ｐ(deg)に至る間の任意の角度のスキューを設けることで、突極２と永久磁石５の位相ずれの影響を軽減することができ、コギングトルクの低減を図りながら、特に高速での制御性を向上することができる。
【００４２】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態のモータを図６を参照して説明する。
【００４３】
上記実施形態では、ロータ１２がロータコア４に永久磁石を埋め込んだマグネット型ロータのみから成る例を示したが、本実施形態では、ロータコア４に永久磁石５を埋め込んだマグネット型ロータ部７と、図６（ｂ）に示すように、ロータコア９の外周部に等間隔置きに凹部１０ａを形成して永久磁石５と同数の突極１０を形成したリラクタンス型ロータ８とを、図６（ａ）に示すように、軸方向に積層してロータ１２を構成している。
【００４４】
この構成によれば、リラクタンストルクをより多く利用することができ、それによって次のような効果を得ることができる。すなわち、ステータ１１の突極２の配置角度を３６０／Ｐ(deg)としないことで、制御性よりもコギングトルク特性の方を優先した場合には、特に高速回転時の制御性が悪化するが、リラクタンストルクを利用することで制御性を向上することができ、コギングトルク特性が良くかつ高速時にも高い制御性を確保することができる。
【００４５】
なお、図示しないが、上述の実施形態において、突極の先端面におけるロータに対向する面に副溝を設けた構成とすると、その突極の先端部における極性が見掛け上Ｓ極・Ｎ極・Ｓ極に細分されるので、高トルクを発生させると同時にトルクリップルを小さく抑えることができ、コギングトルクを更に低減させることができる。その際の副溝の形状は、矩形状に限るものでなく円弧状であっても良い。また、突極１つに対して副溝１つを形成することに限らず、突極１つに対し複数の副溝を形成することもできる。
【００４６】
また、上述の実施形態において、突極の先端部におけるロータに対向する面に、その周方向端部の近傍でロータコアのステータ対向面から離れるような切除部を設けた構成とすると、突極における磁場エネルギーの変化をより緩和することができ、コギングトルクをより低減させることができる。
【００４７】
また、上述の実施形態において、永久磁石とほぼ同じような形状で、かつ、永久磁石の厚さよりも小さな幅を有するスリットを、永久磁石の位置よりもステータ側とは反対側に設けたロータコアからなるロータ構造とすると、リラクタンストルクをより多く利用することができる。
【００４８】
以上の実施形態の説明では、ステータ１１の内部にロータ１２を回転自在に配設したインナーロータ型のモータを例示したが、本発明のモータは、ステータの外周に環状のロータを回転自在に配設したアウタロータ型のモータにも適用でき、かつ同じ作用効果を奏することは、改めて説明するまでもなく明らかである。
【００４９】
また、以上の本発明の各実施形態のモータは、ＰＥＶ（純粋電気自動車）や、ＨＥＶ（ハイブリッド電気自動車）、ＦＣＥＶ（燃料電池電気自動車）等の電気自動車駆動用モータとして使用することにより、駆動モータがより小型・高効率で、静粛かつ制御性が良好となり、このモータを搭載した電気自動車は、車室内がより広く、１充電走行距離がより長く、発進時の振動・騒音がより低い電気自動車を実現することができる。また、上記モータを家電機器、ロボット等の内部に設けられる、駆動用モータとして用いた場合にも、同様の効果が発揮される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のモータは、簡単な構成で小型・高効率で、かつ制御性とコギングトルク特性に対して求められる特性に応じて設計できるので、ＰＥＶ（純粋電気自動車）や、ＨＥＶ（ ハイブリッド電気自動車）、ＦＣＥＶ（燃料電池電気自動車）等の電気自動車駆動用モータや、家電機器、ロボット等の内部に設けられる、駆動用モータ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態のモータの概略構成を示す断面図である。
【図２】同実施形態のモータの他の態様の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態のモータの概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態のモータの要部拡大断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態のモータにおける突極にスキューを形成した状態の説明図である。
【図６】本発明の第５の実施形態のモータを示し、（ａ）は要部の部分斜視図、（ｂ）はリラクタンス型ロータ部の平面図である。
【図７】従来例のモータの主要部の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  ステータコア
２  突極
３  巻線
４  ロータコア
５  永久磁石
７  マグネット型ロータ部
８  リラクタンス型ロータ部
９  ロータコア
１０  突極
１１  ステータ
１２  ロータ
Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ  突極グループ
【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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