(57)【要約】      （修正有）【課題】単相誘導モータのロータが回転した際に生ずるステータティースおよびロータティースに生ずるトルクリップルを低減すること。【解決手段】ステータは環状のコアバック２１１と複数のステータティース２１２と複数のコイルとを備え、ロータコアはバックヨーク３２１と複数のロータティース３２２とを備え、複数のロータティース３２２はバックヨーク３２１から径方向外方に向って延び、かつ周方向において等間隔に並び、ステータに分布する複数の磁極のＳとＮとの対の数を極対数とすると、ロータティース３２２の数と、極対数とは以下の関係式のいずれかを満足する単相誘導モータ。（ロータティース３２２の数）＝（磁極の数）×（２ｎ−１）、磁極の数が６以上のとき、（ロータティース３２２の数）＝（磁極の数）×（２ｎ−１）＋１もしくは、ロータティース３２２の数）＝（磁極の数）×（２ｎ−１）−１ただし、ｎは０を含まない自然数。【選択図】図８
2013215028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトとロータコアとを備える回転部と、
ステータを備える静止部と、
前記回転部を前記静止部に対して中心軸を中心に回転可能に支持する軸受部と、
を備え、
前記ステータは、磁性板を積層して形成され、
環状のコアバックと、
前記コアバックから径方向内方に延びる複数のステータティースと、
前記複数のステータティースの各々に集中巻きの形式にて装着された複数のコイルと、
を備え、
前記複数のコイルは、連続する導線を１つおきのステータティースに巻回方向を反転しつつ巻き付けた主巻線により形成される複数の主コイルと、
連続する導線を、前記１つおきのステータティースの間に位置するステータティースに巻回方向を反転しつつ巻き付けた補助巻線により形成される複数の補助コイルと、
を備え、
前記ロータコアは、バックヨークと、複数のロータティースとを備え、
前記複数のロータティースは、前記バックヨークから径方向外方に向って延び、かつ周方向において等間隔に並び、
前記ステータに分布する複数の磁極のＳとＮとの対の数を極対数とすると、
前記ロータティースの数と、前記極対数とは以下の関係式のいずれかを満足する単相誘導モータ。
（ロータティースの数）＝（極対数）×（２ｎ−１）、
磁極の数が６以上のとき、（ロータティースの数）＝（極対数）×（２ｎ−１）＋１もしくは、
（ロータティースの数）＝（極対数）×（２ｎ−１）−１
ｎは０を含まない自然数とする。
【請求項２】
請求項1に記載のモータにおいて、
ステータティースの数は、８本であり、
ロータティースと中心軸とのなす角度が、１５度〜３１度であることを特徴とする。
【請求項３】
請求項1に記載のモータにおいて、
ステータティースの数は、１２本であり、
ロータティースと中心軸とのなす角度が、２１度であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナロータ型の単相誘導モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
技術の高度化が進み、近年の家電機器では、低振動および低騒音といった付加価値的な性能への要求が高まっている。家電機器の駆動には、交流誘導モータが多く用いられる。駆動体であるモータは、家電機器の振動および騒音の主たる原因である。
【０００３】
交流誘導モータは、ステータと、ロータとから構成される。ステータが励磁することにより、ロータに対してトルクが発生し、ロータが回転する。発生したトルクの変動をトルクリップルと呼ぶ。このトルクリップルの変動幅が、振動および騒音に関与する。
特開２０１０−１３０８３９では、ステータのティースにおける鍔部と鍔部の厚さの関係を適切な値にすることにより、振動および騒音を低減させる誘導電動機が開示されている。
特開２００２−３６９４６９では、ティースにスキューをかけることで、振動および騒音を低減させる誘導電動機が開示されている。
上記の文献では、トルクを低減することにより、トルクの変動幅を減らしている。つまり、トルクの大きさを維持した状態で、トルクの変動幅を減らすことはできない。したがって、トルクを維持しつつ、更なる振動低減の為の手法が求められていた。
【特許文献１】特開２０１０−１３０８３９号公報
【特許文献１】特開２００２−３６９４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これまで、考案されてきた単相誘導モータは、トルクを犠牲にし、トルクリップルの変動幅を小さくしてきた。そこで、単相誘導モータにおいて、ロータが回転した際に生ずるそれぞれのステータティースおよびロータティースに生ずるトルクの合成をトルクリップルとし、合成されたトルクリップルを低減する手法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
シャフトとロータコアとを備える回転部と、ステータを備える静止部と、前記回転部を前記静止部に対して中心軸を中心に回転可能に支持する軸受部と、を備え、前記ステータは、磁性板を積層して形成され、環状のコアバックと、前記コアバックから径方向内方に延びる複数のステータティースと、前記複数のステータティースの各々に集中巻きの形式にて装着された複数のコイルと、を備え、前記複数のコイルは、連続する導線を１つおきのステータティースに巻回方向を反転しつつ巻き付けた主巻線により形成される複数の主コイルと、連続する導線を、前記１つおきのステータティースの間に位置するステータティースに巻回方向を反転しつつ巻き付けた補助巻線により形成される複数の補助コイルと、を備え、前記ロータコアは、バックヨークと、複数のロータティースとを備え、前記複数のロータティースは、前記バックヨークから径方向外方に向って延び、かつ周方向において等間隔に並び、前記ステータに分布する複数の磁極のＳとＮとの対の数を極対数とすると、前記ロータティースの数と、前記極対数とは以下の関係式のいずれかを満足する単相誘導モータ。（ロータティースの数）＝（磁極の数）×（２ｎ−１）、磁極の数が６以上のとき、（ロータティースの数）＝（磁極の数）×（２ｎ−１）＋１もしくは、ロータティースの数）＝（磁極の数）×（２ｎ−１）−１ただし、ｎは０を含まない自然数とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明における単相誘導モータは、磁極の数とロータティースの数とが上記関係式のいずれかを満足することで、振動および騒音が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一の実施形態に係る単相誘導モータの縦断面図である。
【図２】図２は、回転部の斜視図である。
【図３】図３は、ロータコアの平面図である。
【図４】図４は、展開状態におけるステータの平面図である。
【図５】図５は、コア要素の拡大図である。
【図６】図６は、連結部近傍の拡大図である。
【図７】図７は、ステータの平面図である。
【図８】図８は、ステータティースが８本、ロータティースが１４本であるときの磁路の分布の概略図である。
【図９】図９は、ステータティースが１２本、ロータティースが２１本であるときの磁路の分布の概略図である。
【図１０】図１０は、ステータティースが１２本、ロータティースが２２本であるときの磁路の分布の概略図である。
【図１１】図１１は、磁極の数とロータティースとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書では、図１に示すモータ１の中心軸Ｊ１方向における上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸Ｊ１に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
【０００９】
図１は、本発明の例示的な一の実施形態に係る単相誘導モータ１（以下、「モータ１」という。）を示す縦断面図である。モータ１は、好ましくは、扇風機、送風機、空気洗浄機または空気調和装置に用いられる。モータ1は、インナロータ型である。単相交流が入力されることにより、モータ1の回転部３が回転する。モータ１は、静止部２と、回転部３と、軸受部４と、を備える。軸受部４は、中心軸Ｊ１を中心に回転部３を静止部２に対して回転可能に支持する。軸受部４は、第１玉軸受４１と、第２玉軸受４２とから構成される。第２玉軸受４２は、回転部３の軸方向上側、第１玉軸受４１は、回転部３の軸方向下側に配置される。
【００１０】
静止部２は、ステータ２１と、ハウジング２２とを備える。ステータ２１は、後述するロータコア３２の径方向の外側に配置される。ステータ２１は、環状のコアバック２１１と、複数のステータティース２１２と、複数のコイル２１３と、を備える。複数のステータティース２１２は、コアバック２１１の内周面から中心軸Ｊ１に向かって延びる。コイル２１３は、複数のステータティース２１２の各々に集中巻きの形式にて装着される。巻線の形式は、集中巻きと分布巻きの形式に大別される。複数のステータティースに跨って導線が巻かれる分布巻きに対して、集中巻きは、一つのステータティースに集中的に導線が巻かれることでコイル２１３が形成される。複数のコイル２１３は、複数の主コイル２１４と、複数の補助コイル２１５とを備える。連続する導線が１つおきのステータティース２１２に対して正転巻回と逆転巻回とを交互に構成されるコイルは、主コイル２１４である。主コイル２１４が巻回されたステータティース２１２の間に位置する一つおきのステータティース２１２に対して、連続する導線が正転巻回と逆転巻回とを交互に構成されるコイルが、補助コイル２１５である。主コイル２１４を、正転巻回で巻き始めたとき、隣り合うステータティース２１２に巻かれる補助コイル２１５の巻き始まりは、逆転巻回となる。主コイル２１４と補助コイル２１５とは、異なる導線が用いられる。すなわち、複数のコイル２１３は、２本の連続する導線から構成される。
【００１１】
通常の単相誘導モータと同様に、モータ１はコンデンサを備えている。コンデンサにより主コイル２１４に流れる交流電流の位相は、補助巻線に流れる交流電流に対して９０°位相がずれている。これにより、ステータ２１の内側に回転磁界が生じ、回転部３が回転する。
【００１２】
ハウジング２２は、上ハウジング２２１と、下ハウジング２２２とを備える。上ハウジング２２１と、下ハウジング２２２とは、軸方向において対向し、嵌め合うことによって固定される。ハウジング２２は、ステータ２１を全周に亘って覆う。上ハウジング２２１は、第１軸受保持部２２１１を備える。第１軸受保持部２２１１は、中心軸Ｊ１と同軸上に配置され、上ハウジング２２１の蓋部から軸方向に延びる円筒状の部位である。第１玉軸受４１は、第１軸受保持部２２１１に保持される。下ハウジング２２２は、第２軸受保持部２２２１を備える。第２軸受保持部２２２１は、中心軸Ｊ１と同軸上に配置され、下ハウジング２２２の底部から軸方向に延びる円筒状の部位である。第２玉軸受４２は、第２軸受保持部２２１２に保持される。
【００１３】
図２は、回転部３の斜視図である。回転部３は、シャフト３１と、ロータコア３２と、エンドリング３３と、を備える。シャフト３１は、第１玉軸受４１および第２玉軸受４２により、中心軸Ｊ１を中心として回転可能に支持される。シャフト３１の出力端は、第２軸受保持部２２１２の開口から下方に突出する。ロータコア３２は、磁性板であるラミネーションを積層することにより形成される積層体である。ロータコア３２は、ステータ２１の径方向内側に配置される。エンドリング３３は、ロータコア３２の上下の面に環状に設けられる。ロータコア３２を構成するそれぞれのラミネーションは、複数のロータティース３２２を備える。複数のロータティース３２２は、円環状のバックヨーク３２１から径方向外方に延び、周方向に等間隔に配置されている。複数のロータティース３２２は、径方向外端において周方向に延びるロータアンブレラ部３２３を有している。隣り合うロータティース３２２のアンブレラ部は、周方向に対向しており、間にはロータスロットオープン３２４を有している。複数のロータティース３２２の間には、ロータスロットオープン３２４からバックヨーク３２１にかけて複数の間隙３２５が存在する。
【００１４】
図３は、ロータコアの平面図である。複数のラミネーションは、図３に示されているように、ロータスロットオープン３２４が周方向に所定の角度だけ位相がずれた状態で積層され、ロータコア３２が構成される。つまり、ロータコア３２は、スキューがかけられた状態にてラミネーションが積層されて構成されている。間隙３２５の下端３２１ａが、隣の間隙３２５の上端３２１ｂの軸方向真下に配置されている場合を１．０スキューとする。
【００１５】
ロータコア３２には、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で形成されたエンドリング３３が、アルミダイカストにおけるインサート成型にて一体成型される。エンドリング３３は、ロータコア３２の上下に位置する２つのリング３３１と、２つのリング３３１を軸方向に繋ぐ複数の柱３３２と、で構成される。ラミネーションのそれぞれの間隙３２５に複数の柱３３２のうちの一つが位置する。エンドリング３３は、ダイカストにて成型されるため、間隙３２５内に柱３３２の材料となるアルミニウムもしくはアルミニウム合金が充填されて構成されている。つまり、ロータコア３２とエンドリング３３は、密着した様態で構成されるため、高い剛性である。エンドリング３３がロータコア３２内に充填された金属と繋がることにより、かご形回転子が構成される。
【００１６】
図４は、展開状態のステータ２１の平面図である。図４における左方向を径方向外方、上方向を周方向とする。ステータ２１は、複数のコア６０の集合群である。複数のコア６０のそれぞれは、１つのティース部６１と、コアバック部６２１と、を備える。コアバック部６２１は、コアバック２１１の１／８の部位である。複数のコアバック部６２１は、およそ直線状に並んでいる。ティース部６１は、それぞれのコアバック部６２１からコアバック部６２１に対して垂直な方向に伸びている。さらに、ティース部６１は、先端において、ティース部６１の垂直方向に伸びるステータアンブレラ部６２２を有する。ステータアンブレラ部６２２は、ティース部６１から離れるに従い、コアバック部６２１から離れる方向に湾曲している。つまり、アンブレラ部６２２の先端は、円弧状である。
【００１７】
互いに隣接するコアバック部６２１は、微小な連結部６２３にて連結される。図４に示すステータ２１を連結部６２３にて折り曲げることにより、環状のステータ２１が形成される。図４の両端のコアバック部６２１は、溶接にて接合される。ステータ２１を環状にすると、連結部６２３は、コアバック部６２１のほぼ径方向外側かつ周方向両側（ただし、最も端に位置するコア６０のコアバック部６２１に関しては片方のみ）に位置する。アンブラレラ要素６２２と、隣り合うステータアンブレラ部６２２との間には、間隙がある。この間隙をステータスロットオープン６２４とする。複数のステータアンブレラ部６２２とステータスロットオープン６２４とで仮想円を形成する。この仮想円の径をステータ内径７０とする。また、環状のコアバック２１１の外径をステータ外径８０とする。
【００１８】
図５は、コア６０の拡大図である。以下、図５の下側を径方向内側とし、上側を径方向外側とする。コアバック部６２１の図６の左右両側、すなわち、隣接するコアバック部６２１と対向する側面６５１は、連結部６２２の径方向内側に位置する。ステータ２１を環状とすることにより、隣接するコアバック部６２１の互いに対向する側面６５１は、実質的に接触する。以下、側面６５１を、「合わせ面」という。合わせ面６５１は平面である。合わせ面６５１同士が接触することにより、コアバック２１１における磁路が形成される。以下の説明では、コアバック部６２１の径方向外側、すなわち、ティース部６１とは反対側の面６５３を「外面」といい、径方向内側、すなわち、ティース部６１側の面６５４を「内面」という。
【００１９】
図６は、連結部６２２近傍の拡大図である。コアバック部６２１の外面６５３は略平面であるが、連結部６２２近傍において、僅かにティース部６１側へと向かう。連結部６２２の径方向内側の面は、ステータ２１の厚さ方向に延びる微小円筒面６５２（正確には、微小円筒面の一部）である。合わせ面６５１は、微小円筒面６５２から、ティース部６１側に向かって延びる。微小円筒面６５２と合わせ面６５１とは、滑らかに接続される。ステータ２１を環状にして、合わせ面６５１同士を重ねると、合わせ面６５１は径方向に延びる。
【００２０】
コアバック部６２１の外面６５３は、周方向において、すなわち、図５に示す展開状態における左右方向において、７０％以上が平面であることが好ましい。これにより、全体が円筒面状である場合に比べて、同じ量の磁性板から、ステータ２１を構成する磁性板部品をより多く得ることができる。外面６５３の平面は、ティース部６１の延びる方向に対して垂直であることが好ましい。コアバック部６２１では、内面６５４は、ティース部６１の周方向両側に広がる平面である。これにより、さらに効率よく、ステータ２１を構成する磁性板部品を得ることができる。内面６５４全体が平面である必要はなく、内面６５４は、ティース部６１の周方向両側に広がる平面および他の面を含むものでもよい。
【００２１】
外面６５３は、径方向に対しておよそ垂直に広がる平面を含むのであれば、この平面は必ずしもティース部６１の延びる方向に正確に垂直である必要はない。また、外面６５３は、平面を含まなくてもよい。外面６５３の一部（特に、ティース部６１とは反対側の部位）が、中心軸Ｊ１を中心とする円筒面であってもよい。ステータ２１の外接円すなわち、コアバック２１１の外径よりも外面６５３の一部が、径方向内側に位置することにより、プレスにて打ち抜く際の材料の使用効率を向上することができる。
【００２２】
ティース部６１の両側において、コアバック部６２１の径方向の最小幅Ｗ１は、ティース部６１の周方向の最小幅Ｗ２以上である。ここで、コアバック部６２１の径方向の幅とは、正確には、コアバック部６２１の略径方向の幅を指し、外面６５３の１点から最短の内面６５４の１点までの距離を指す。また、コアバック部６２１の径方向の最小幅は、合わせ面６５１を含まない部位における最小幅を意味する。ティース６１の周方向の最小幅は、正確には、ステータ２１の中心軸Ｊ１およびティース６１の中心軸に垂直な方向における最小幅を指す。
【００２３】
集中巻きの単相誘導モータの場合、ステータティース２１２を流れる最大磁束と、コアバック２１１を流れる最大磁束とは理論上等しい。したがって、コアバック２１１の最小幅をステータティース２１２の最小幅よりも小さくすると、磁束がコアバック２１１から漏れ出す虞がある。あるいは、ステータティース２１２がコアバック２１１に対して必要以上に太くなり、インナロータ型の場合、ステータティース２１２の配置スペースを確保するためにステータ２１が大型化する。これに対し、図６のステータ２１では、コアバック最小幅Ｗ１がティース最小幅Ｗ２以上であるため、上記問題は生じない。
【００２４】
コアバック最小幅Ｗ１とティース最小幅Ｗ２との上記関係は、ステータ２１の厚さが一定の場合に成り立つ。ステータ２１の厚さが一定でない場合は、コアバック部６２１の最小断面積がティース部６１の最小断面積以上であることにより、磁束がコアバック２１１から漏れ出すことが防止される（磁束の漏れの低減を含む。以下同様）。これにより、モータ１の動作効率の低下を防止することができる。コアバック部６２１の最小断面積とは、正確には、コアバック部６２１のティース部６１の両側の部位において、軸方向に平行な任意の面によるコアバック部６２１の最小断面積である。もちろん、合わせ面６５１と交差する断面は除かれる。さらに換言すれば、外面６５３と内面６５４の双方と交差する断面であって軸方向に平行な断面のうち最小のものをいう。また、ティース部６１の最小断面積とは、正確には、軸方向に平行な任意の面であって、ティース部６１の周方向の両側の側面と交差する面による最小断面積である。通常、巻線が行われる部位の径方向に垂直な断面の面積である。
【００２５】
コアバック２１１は、外面６５３に軸方向に延びるステータ溝６５５、を備える。ステータ溝６５５は、巻線機にてコイル２１３を形成する際のステータ２１の位置決めに利用される。コアバック部６２１のティース部６１の両側に広がる面である内面６５４と、ステータ溝６５５との間の最短距離はＷ３、ティース部６１の周方向の最小幅Ｗ２以上である。これにより、ティース部６１とコアバック部６２１との間においても磁束の漏れを防止することができ、モータ１の動作効率の低下を防止することができる。最短距離Ｗ３とティース最小幅Ｗ２との上記関係は、ステータ２１の厚さが一定の場合ものである。ステータ２１の厚さが一定でない場合は、ステータ溝６５５と交差するコアバック部６２１の最小断面積が、ティース部６１の上述の最小断面積以上であることにより、磁束の漏れが防止される。これにより、モータ１の動作効率の低下が防止される。なお、コアバック部６２１の最小断面積は、正確には、軸方向に平行かつステータ溝６５５および内面６５４と交差する任意の断面におけるコアバック部６２１の最小断面積を指す。
【００２６】
ステータ２１では、平面視した場合の合わせ面６５１の長さが、ティース部６１の周方向の幅Ｗ２よりも大きい。合わせ面６５１の範囲は、ステータ２１を環状にした際に実質的に接触する範囲である。ステータ２１を環状にした場合に合わせ面６５１が径方向に対して傾斜する場合は、合わせ面６５１の長さとは、合わせ面６５１の中心および中心軸Ｊ１を通る径方向に延びる面に、合わせ面６５１を投影した場合の長さを指すものとする。コアバック部６２１では、合わせ面６５１の長さをティース最小幅Ｗ２以上とすることにより、合わせ面６５１の位置での磁束の漏れを抑制することができる。
【００２７】
合わせ面６５１の長さとティース最小幅Ｗ２との上記関係も、ステータ２１の厚さが一定である場合のものである。ステータ２１の厚さが一定でない場合は、合わせ面６５１の面積が、ティース部６１の上述の最小断面積以上であることにより、磁束の漏れが抑制される。ステータ２１を環状にした場合に合わせ面６５１が径方向に対して傾斜する場合は、合わせ面６５１の面積とは、合わせ面６５１の中心および中心軸Ｊ１を通る径方向に延びる面に、合わせ面６５１を投影した場合の面積を指すものとする。なお、コアバック部６２１が直線状の場合、コアバック部６２１の最小断面積は、合わせ面６５１の面積よりも大きい場合もあれば、小さい場合もある。特に、図６と異なり、内面６５４が中心軸Ｊ１を中心とする円筒面の一部である場合は、コアバック部６２１の最小断面積は合わせ面６５１の面積よりも小さくなる可能性が高い。
【００２８】
図７は、ステータの平面図である。ステータ内径７０は、ステータ外径８０の半分以下の値となることが望ましい。特に、ステータの内径７０と、ステータ外径８０との関係を、ステータ内径＝ステータ外径／２×（０．８８〜０．９９）とすることで、トルクを向上させることができる。また、ロータコア３２の径の値は、ステータ外径×０．４７以上の値となることが望ましい。
【００２９】
ロータコア３２を小さくしていくと、相対的にステータ２１の表面積が大きくなるため、ステータ２１からの磁束量が増していく。一方で、ロータコア３２の径を小さくしすぎると、ロータコア３２の導体の二次抵抗が大きくなる。そのため、効率よくロータコア３２は回転しない。
【００３０】
図８は、ステータティース２１２が８本、ロータティース３２２が１４本であるときの磁路ループを示した概略図である。回転中のロータコア３２の任意時間における、磁路ループを矢印で表している。また、複数のコイル２１３を点線で表している。上述したコイルの巻き方により、主コイル２１４と、主コイル２１４に隣り合うどちらか一方の補助コイル２１５ａは、同一の巻回方向となる。したがって、主コイル２１４と、補助コイル２１５ａに電流が流れると、主コイル２１４と、補助コイル２１５ａは、同一の磁極となる。すなわち、主コイル２１４と、補助コイル２１５aとで１つの磁極を構成している。また、主コイル２１４と、主コイル２１４と隣り合う他方の補助コイル２１５ｂとは、１つの磁路ループを作り出す。このとき、磁極の数とは、ステータ２１に分布する磁極の数のことを指す。そのため、図８では、磁極の数は、４つとなる。また、磁路ループの数は、４つとなる。極対数とは、磁極のＳとＮとの対の数を示す。したがって、極対数は、２つとなる。
【００３１】
磁路ループは、第１ステータティース２１２１→ 第１ロータティース３２２１ → バックヨーク３２１ → 第２ロータティース３２２２→ 第２ステータティース２１２２ → コアバック２１１を磁束が通る閉ループである。説明の便宜上、ステータ２１からロータコア３２への磁束の流れに関わるステータティース２１２、ロータティース３２２を、第１ステータティース２１２１、第１ロータティース３２２１とする。ロータコア３２からステータ２１への磁束の流れに関わるステータティース２１２、ロータティース３２２を、第２ステータティース２１２２、第２ロータティース３２２２とする。
【００３２】
磁路１は、第１ステータティース２１２１の中央から第１ロータティース３２２１の中央を結んでおり、実線で示している。磁路２は、第１ステータティース２１２１の中央から間隙３２５の中央３２１１を結んでおり、点線で示している。一つの磁路ループに着目すると、第１ステータティース２１２１および第２ステータティース２１２２の径方向内側には、ロータティース３２２が位置している。このとき、第１ステータティース２１２１の径方向内側に位置するロータティース３２２と第２ステータティース２１２２の径方向内側に位置するロータテティース３２２とでは、周方向の位置が異なる。つまり、主コイル２１４、補助コイル２１５に電流を流した際に生ずる磁束の流れ方が、第１ステータティース２１２１の径方向内側に位置するロータティース３２２と、第２ステータティース２１２２の径方向内側に位置するロータティース３２２と、で磁束の流れ方が異なる。磁路１と磁路２とで、磁束の流れ方が異なる。図７を見ると、同じ磁路ループになる磁路１は、中心軸Ｊ１を中心とする１８０度の位置に現れ、磁路２も、同様に中心軸Ｊ１を中心とする１８０度の位置に現れる。
【００３３】
ロータコア３２の回転時には、各々のステータティース２１２に対してトルクが発生する。このトルクの変動をトルクリップルと呼ぶ。合成したトルクリップルとは、ステータティース２１２それぞれに発生したトルクリップルを合成したものを指す。図７の実施例の場合、同じ磁路ループは、中心軸Ｊ１を中心とする１８０度回転するごとに現れる。同じ磁路ループが、中心軸Ｊ１を中心とする１８０度の位置に現れるため、部分的な磁力の偏りが生じない。一方で、磁路ループの結び方が、全周に亘って異なる場合、部分的に磁力の偏りが生じるため、ラジアル方向の振動が発生する。また、各々のステータティース２１２に発生するトルクリップルが異なるため、合成したトルクリップルも大きくなる。すなわち、磁路ループが、１８０度回転するごとに現れ、互いのトルクリップルが打ち消しあうことによって、ラジアル方向の振動を低減することができる。
【００３４】
また、磁路１と、磁路２とは、中心軸Ｊ１を中心とする９０度ごとに現れている。これは、互いのトルクリップルが打ち消しあう条件のとき、複数の磁路ループが生じていることを意味する。一方で、１つの種類の磁路ループによって、互いのトルクリップルを打ち消しあう条件がある。しかしながら、この場合では、ステータティース２１２に発生するトルクが大きくなるときもある。その結果、互いのトルクリップルを打ち消しあうときと、互いのトルクリップルを打ち消しあわないときと、ステータティース２１２に生じるトルクの変動幅は、大きくなる。その結果、合成したトルクリップルの脈動が大きくなる。合成したトルクリップルの脈動は、ロータコア３２の回転速度のムラになり、振動及び騒音の原因となる。互いのトルクリップルが打ち消しあう条件のとき、複数の磁路ループが生じるとき、ステータティース２１２に生じるトルクの変動幅は、小さくなる。
【００３５】
合成したトルクリップルを小さくするためには、互いのトルクリップルを打ち消しあう条件かつ、トルクの変動幅を小さくする条件が必要とある。言い換えれば、合成したトルクリップルを小さくするためには、互いのトルクリップルを打ち消しあうとき、複数の磁路ループが形成される必要がある。その結果、回転時における磁力の偏りによるラジアル方向の振動及び合成したトルクリップルの脈動による振動を低減することができる。
【００３６】
図９は、ステータティース２１２が１２本、ロータティース３２２が２１本であるときの磁路のループを示した概略図である。磁極の数は、６であり、極対数は、３となる。このとき、同様の磁路ループの種類は、２種類である。磁路１を実線、磁路２を点線で示している。磁路１は、第１ステータティース２１２１の中央から第１ロータティース３２２１の中央を結んでいる。磁路２は、第１ステータティース２１２１の中央から間隙３２５の中央３２１１を結んでいる。磁路１及び磁路２は、反時計回りに順番に並んでいる。すなわち、磁路１及び磁路２は、中心軸Ｊ１を中心とする１２０度等配で位置している。この場合においても、互いのトルクリップルを打ち消しあう。そのため、全周に亘って、回転磁束の磁力の偏りが生じない。また、複数の磁路ループが生じているため、ステータティース２１２に生じるトルクの変動幅は、小さくなる。
【００３７】
図１０は、ステータティース２１２が１２本、ロータティース３２２が２２本であるときの磁路のループを示した概略図である。磁極の数は、６であり、極対数は、３となる。このとき、同様の磁路ループの種類は、３種類である。磁路１を実線、磁路２を点線、磁路３を一点鎖線で示している。磁路１は、第１ステータティース２１２１の中央から第１ロータティース３２２１の中央を結んでいる。磁路２は、間隙３２５の中央３２１１から第２ステータティース２１２２の中央を結んでいる。磁路３は、第１ステータティース２１２１の中央から第１ロータティース３２２１の中央からずれた位置を結んでいる。このとき、磁路１、磁路２及び磁路３は、反時計周りに順番に並んでいる。磁路１、磁路２及び磁路３は、中心軸Ｊ１を中心とする１８０度等配で位置している。したがって、回転磁束の磁力の偏りが生じない。したがって、モータの駆動時における振動及び騒音の低減が可能となる。
【００３８】
極対数が２である場合、同じループを結ぶ磁路は、中心軸Ｊ１を中心とする１８０度等配で位置する。極対数が３である場合、同じ磁路を結ぶループの分布は、中心軸Ｊ１を中心とする１２０度等配及び１８０度等配に分けられる。中心軸Ｊ１を中心とする１８０度等配の方が、中心軸Ｊ１を中心とする１２０度等配よりも、トルクの変動幅が小さくなる。これは、互いのトルクリップルを打ち消しあうとき、磁路ループの結び方の種類が３つ分かれているためである。その結果、より振動及び騒音の低減が可能となる。
【００３９】
図１１は、合成したトルクリップルが小さくなる磁極の数と、ロータティース３２２の数とを表にまとめている。
【００４０】
上述のような、合成したトルクリップルを小さくするために、互いのトルクリップルを打ち消しあう条件かつ、トルクの変動幅を小さくする条件は、以下の関係式のいずれかを満足する。
（ロータティースの数）＝（極対数）×（２ｎ−１）・・・（数式１）
磁極の数が６以上のとき、（ロータティースの数）＝（極対数）×（２ｎ−１）＋１・・・（数式２）
磁極の数が６以上のとき、（ロータティースの数）＝（極対数）×（２ｎ−１）−１・・・（数式３）
ただし、ｎは０を含まない自然数とする。
【００４１】
また、ステータティース２１２の数が多いほど、ステータティース２１２からの漏れ磁束が減少する。そのため、誘起電圧波形の乱れが小さくなり、モータ効率の向上につながる。
【００４２】
本実施形態では、ステータティース２１２が８本であるとき、ロータコア３２のスキューは、０．６〜１．２スキューをとる。すなわち、中心軸Ｊ１とロータティース３２２とがなす角度は、約１５度〜約３１度となることが望ましい。ステータティース２１２が１２本であるとき、ロータコア３２のスキューは、１．２スキューをとる。すなわち、中心軸Ｊ１とロータティース３２２とがなす角度は、約２１度となることが望ましい。ロータコア３２にスキューを設けることにより、ステータティース２１２の高調波による高調波トルクを抑制することができる。したがって、トルクリップルの乱れが小さくなる。そのため、振動、騒音を低減することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
例えば、上記実施形態において、コアバック２１１は円環状であってもよい。この場合においても、コアバック部６２１の最小断面積がティース部６１の最小断面積以上であることにより、磁束の漏れを防止し、モータの動作効率の低下を防止することができる。コア６０の数は１２でもよく、さらに多くてもよい。単相誘導モータの場合、原則として、コア６０の数は４の倍数となる。コア６０の数が８または１２の場合に、外面６５３を略平面とすることにより、磁性板の使用効率が特に向上する。
【００４５】
上記実施形態において、ロータコア３２は、間隙３２５内に導線が巻回される巻線型ロータであってもよい。また、銅もしくは銅合金で形成されたエンドリング３３が、ダイカストにおけるインサート成型にて一体成型されてもよい。つまり、エンドリング３３は、電導体であれば、種々の材料が用いられても良い。
【００４６】
軸受部４は、玉軸受４１，４２には限定されない。例えば、スリーブ状の軸受部が利用されてもよい。
【００４７】
上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、様々な用途のモータとして利用することができ、特に、扇風機、送風機、加湿器、給湯器、空気調和機、レンジフード用のモータに適している。
【符号の説明】
【００４９】
２        静止部
３        回転部
４        軸受部
２１      ステータ
２１１    コアバック
２１２    ステータティース
２１３    コイル
２１４    主コイル
２１５    補助コイル
２１６    渡り線
２２      ハウジング
２２１    上ハウジング
２２２    下ハウジング
２２１１  第１軸受保持部
２２２１  第２軸受保持部
３１      シャフト
３２      ロータコア
３３      エンドリング
３２１    バックヨーク
３２２    ロータティース
３２３    ロータアンブレラ部
３２４    ロータスロットオープン
３２５    間隙
４１      第１玉軸受
４２      第２玉軸受
５        インシュレータ
２１２１  第１ステータティース
２１２２  第２ステータティース
３２２１  第１ロータティース
３２２２  第２ロータティース
３２１１  間隙の中央
【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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