(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にＮ個の電機子ティースを配設した電機子鉄心、および前記Ｎ個のティースに１スロットピッチで集中して巻回された三相の電機子巻線を有する固定電機子と、この固定電機子の外側に空隙を介して回転自在に配設されたＭ極の磁極部とを備え、
前記電機子ティースの個数をＮ、前記磁極部の磁極数をＭとすると、
Ｎ＝６ｎ（ｎは２以上の整数）、
Ｍ＝Ｎ−２、あるいはＭ＝Ｎ＋２
の関係を満足する回転電機において、
前記Ｍ極の磁極部は、軟磁性材料よりなる継鉄と、
この継鉄の一部を前記電機子鉄心側に凸となるように変形加工してなる軟磁性材磁極と、
前記継鉄の内周面に固定された永久磁石磁極と
からなり、
前記軟磁性材磁極は、その軟磁性材磁極の中心が電機子電流による増磁界側に偏って位置するように設けられ、
前記永久磁石磁極は、前記軟磁性材磁極に隣接すると共に、前記軟磁性材磁極と同一の極性の第１着磁部、この第１着磁部と異なる極性の第２着磁部、および前記第１着磁部と前記第２着磁部との間に設けられた無着磁部を有し、前記第１着磁部と前記第２着磁部とを前記無着磁部を挟んで同一磁極部材で一体化したことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記軟磁性材磁極は、その軟磁性材磁極の中心が隣設する２個の永久磁石磁極間の中央より、電機子電流による増磁界側に偏って位置するように設けられたことを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回転電機において、
前記軟磁性材磁極の極弧率は、０．３以上０．６以下の範囲内にあることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１に記載の回転電機において、
前記軟磁性材磁極の極孤率は、０．１５以上０．４０以下の範囲内にあることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばアウタロータ型永久磁石界磁ブラシレスモータ等の回転電機の磁極構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、小型で高出力化し易い永久磁石界磁ブラシレスモータの中でも、電機子巻線を１スロットピッチで集中して巻回（以下、集中巻と略称する）したアウタロータ型永久磁石界磁ブラシレスモータ等の回転電機は、電機子巻線のコイルエンドを短くでき、更に小型で高出力化に有利なものであった。
【０００３】
一方、集中巻したアウタロータ型永久磁石界磁ブラシレスモータは、固定電機子の電機子鉄心の外周に複数個の電機子ティースが設けられているために回転界磁の回転位置によって磁束が変化することによりトルク変動（トルクリップルともコギングトルクとも言う）が大きくなり易いという問題が生じていた。そこで、永久磁石磁極の磁極数と電機子ティースの個数とを好適な組合せにすると出力低下を招くことなく、トルク変動を低減できるようにした技術が特開昭６２−１１０４６８号公報に記載されている。
【０００４】
この特開昭６２−１１０４６８号公報には、永久磁石磁極の磁極数Ｍと固定電機子の突極磁極の磁極数（電機子ティースの個数）Ｎを、Ｍ＝Ｎ−２、あるいはＭ＝Ｎ＋２で、且つＮ＝６ｎ（ｎは２以上の整数）の関係式を満たすようにすれば、電機子巻線係数（電機子巻線が磁極の磁束をどれだけ有効に利用できるかを表す指標）が大きくなるので、出力を向上できる旨の内容が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の特開昭６２−１１０４６８号公報に記載された技術（従来の技術）においては、前記Ｍ、Ｎの関係式から、永久磁石磁極の磁極数Ｍは少なくとも１０極以上必要であることが分かる。このため、１０極以上の永久磁石磁極を一体成形できない体格のブラシレスモータでは、永久磁石磁極の部品点数が多いことや、継鉄の内周面への永久磁石磁極の位置決め固定方法が複雑であること等により、磁極部を製造する際の製造作業性が悪く、磁極部の製造コストの上昇を招いてしまう。したがって、比較的高出力で安価なブラシレスモータに上記の構造を採用することは困難であった。
【０００６】
【発明の目的】
本発明の目的は、小型で高出力化し易い回転電機を提供することである。また、磁極部のトルク変動を低減でき、且つ磁極部の製造コストを低減できる回転電機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、特別な部材を追加することなく、継鉄の一部を内径側へ凸状に突出させた部分を軟磁性材磁極とすることにより、永久磁石の使用量を減らすことができるので、Ｍ極の磁極部の製造コストを低減することができる。また、継鉄の一部を内径側へ凸状に突出させた部分を設けることにより、Ｍ極の磁極部の剛性を増加することができる。なお、永久磁石としてフェライト磁石を使用した時のように、継鉄の磁束密度に余裕のある場合には、Ｍ極の磁極部の最外周に位置した軽量効果の大きい継鉄を薄肉化できるので、軽量化を達成できる。
そして、異なる極性の第１、第２着磁部を、無着磁部を挟んで同一磁極部材により形成し、継鉄の一部を内径側へ凸状に突出させた軟磁性材磁極に隣接させたので、軟磁性材磁極は全領域を電機子電流による増磁界側に配設でき効果的に吸引トルクを発生できる。また、永久磁石磁極の第１着磁部は永久磁石であるので、固定電機子の電機子鉄心との間で反発トルクを発生できる。
以上により、回転電機の性能を維持しつつ、永久磁石の使用量を低減でき、Ｍ極の磁極部の製造コストを抑制できる。さらに、軟磁性材磁極を永久磁石磁極の第１着磁部の端面を当接させる位置決め部材として用いるので位置決めが容易となり、製作工程を簡素化できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、軟磁性材磁極の中心を隣設する２個の永久磁石磁極間の中央より電機子巻線を流れる電機子電流による増磁界側に位置するように軟磁性材磁極を配設することにより、電機子電流による起磁力を有効に利用して軟磁性材磁極で効果的に吸引トルクを発生できるので、小型、高出力化の上で有利になる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、軟磁性材磁極の極弧率を０．３以上０．６以下の好適な範囲に設定することにより、電機子巻線を流れる電機子電流による起磁力を有効に利用して軟磁性材磁極で効果的に吸引トルクを発生できるので、小型、高出力化の上で更に有利になる。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、軟磁性材磁極の極弧率を０．１５以上０．４０以下の好適な範囲に設定することにより、電機子巻線を流れる電機子電流による起磁力を有効に利用して効果的に吸引トルクを発生できるので、小型、高出力の上で更に有利になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔第１実施例の構成〕
図１および図２は本発明の第１実施例を示したもので、図１はアウタロータ型永久磁石界磁ブラシレスモータの全体構造を示した図である。
【００１３】
アウタロータ型永久磁石界磁ブラシレスモータ（以下ブラシレスモータと略す）１は、図示しない固定部材に固定された固定電機子（以下インナステータと呼ぶ）２と、このインナステータ２の外側に所定の空隙（エアギャップ：例えば０．４ｍｍ〜０．５ｍｍ）を介して配設され、図示しない軸受部材によりインナステータ２に対して回転自在に支承された回転界磁（以下アウタロータ磁極と呼ぶ）３とを備えている。
【００１４】
インナステータ２は、軟磁性積層材（例えば鉄板または硅素鋼板）を多数積層してなる積層型コアである電機子コア（電機子鉄心）４、およびこの電機子コア４に巻装された三相の電機子コイル（電機子巻線）５Ａ〜５Ｌ等から構成されている。電機子コア４の外周部には、外周端に突出した鍔状片を有する１２個の電機子ティース４Ａ〜４Ｌが外側に突出するように形成されている。隣設する２個の電機子ティース４Ａ、４Ｂ間には、スロットが形成されている。
【００１５】
そして、三相の電機子コイル５Ａ〜５Ｌは、本発明の電機子巻線であって、電機子コア４の外周部のＮ個の電機子ティース４Ａ〜４Ｌに集中巻されている。なお、本実施例の電機子ティースの個数は、下記の数１の式（関係式）を満足するように設定されている。そして、本実施例では電機子ティースの個数Ｎを１２個に設定している。
【数１】
Ｎ＝６ｎ（ｎは２以上の整数）
【００１６】
ここで、２組の電機子コイル５Ａ、５Ｂは、対になって逆極性に結線され、同相（Ｕ相）を形成している。そして、図２中の矢印ＦＵ１、ＦＵ２は、ある通電状態での電機子コイル５Ａ、５Ｂの電機子起磁力を表すものであり、矢印方向がＮ極性を表している。すなわち、電機子コイル５Ａの空隙への起磁力は片側の極性（Ｓ極性）であり、電機子コイル５Ｂの空隙への起磁力は他方側の極性（Ｎ極性）であり、互いに逆極性となっている。
【００１７】
また、２組の電機子コイル５Ａ、５Ｂから１８０゜の位置にある２組の電機子コイル５Ｇ、５Ｈも対になって逆極性に結線され、同相（Ｕ相）を形成している。そして、Ｕ相を形成する電機子コイル５Ａ、５Ｂ、５Ｇ、５Ｈは、直列に結線されてＵ相電機子コイル群を構成している。
【００１８】
他のＶ相、Ｗ相も同様に結線されている。すなわち、Ｖ相を形成する電機子コイル５Ｃ、５Ｄ、５Ｉ、５Ｊは、直列に結線されてＶ相電機子コイル群を構成している。また、Ｗ相を形成する電機子コイル５Ｅ、５Ｆ、５Ｋ、５Ｌは、直列に結線されてＷ相電機子コイル群を構成している。そして、全体でＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相スター結線またはデルタ結線されている。
【００１９】
アウタロータ磁極３は、本発明の磁極部であって、図示しない出力軸にトルク伝達するように機械的に結合されている。そして、アウタロータ磁極３は、ロータヨーク６と、このロータヨーク６の内周面に接着剤等により固定された永久磁石磁極７Ａ〜７Ｅとから構成された永久磁石界磁である。永久磁石磁極７Ａ〜７Ｅは、強く磁化されて磁気を永久に保持する硬磁性材（永久磁石）よりなる。本実施例では、永久磁石磁極７Ａ〜７Ｅを構成する永久磁石として例えばフェライト磁石を使用している。
【００２０】
ロータヨーク６は、軟磁性材よりなる略円筒形状の継鉄であって、磁気回路の一部分を形成すると同時に、機械的構造物でもある。そして、ロータヨーク６の一部、すなわち、ロータヨーク６の周方向に７２°毎の５箇所は、軟磁性材よりなる軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅとされている。これらの軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅは、ロータヨーク６の一部を、インナステータ２（内径）側へ凸状に突出するように、例えばプレス成形等により変形加工して形成した突条部分である。軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅの磁極弧部は、永久磁石磁極７Ａ〜７Ｅの磁極弧部と同様に１２個の電機子ティース４Ａ〜４Ｌの外周端との間に例えば０．４ｍｍ〜０．５ｍｍのエアギャップを介して対向するように形成されている。
【００２１】
以上により、ロータヨーク６、永久磁石磁極７Ａ〜７Ｅおよび軟磁性材磁極６Ａ〜６ＥとからＭ極のアウタロータ磁極３が構成される。なお、アウタロータ磁極３の磁極数は、下記の数２の式（関係式）を満足するように設定され、本実施例では電機子ティース４Ａ〜４Ｌの個数Ｎが１２個のため、Ｍ＝１０極である。
【数２】
Ｍ＝Ｎ−２、あるいはＭ＝Ｎ＋２
【００２２】
次に、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅを図２に基づいて詳細に説明する。
軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅのうち軟磁性材磁極６Ａを代表して説明する。軟磁性材磁極６Ａは、その中心が隣設する２個の永久磁石磁極７Ａ、７Ｂ間の中央（π／５）より、α１（例えば２゜）だけ電機子コイルを流れる電機子電流による増磁界側（電機子コイルに発生する起磁力により吸引される側）に配設されている。
【００２３】
また、軟磁性材磁極６Ａの極弧長をｂ１とし、１０極のアウタロータ磁極３の磁極ピッチをτとすると、極弧率（ｂ１／τ）は、０．３〜０．６の範囲（本実施例では、０．４４）になっている。その他の軟磁性材磁極６Ｂ〜６Ｅも同様な構造を有している。
【００２４】
〔第１実施例の作用〕
次に、本実施例のブラシレスモータ１の作動を図１および図２に基づいて説明する。
【００２５】
Ｕ相電機子コイル群およびＶ相電機子コイル群が通電状態の時には、永久磁石磁極７Ａに対し、電機子コイル５Ａの起磁力ＦＵ１が吸引方向に作用し、右回り（時計回り）のトルクが発生しロータヨーク６に右回りトルクが作用する。そして、軟磁性材磁極６Ａに対し、電機子コイル５Ｂの起磁力ＦＵ２が吸引方向に作用し、右回りのトルクが発生しロータヨーク６に作用する。また、軟磁性材磁極６Ａに対しては、電機子コイル５Ｃの起磁力ＦＶ１が吸引方向に作用し、若干左回りのトルクが発生する。
【００２６】
しかるに、本実施例では、軟磁性材磁極６Ａの中心を隣設する２個の永久磁石磁極７Ａ、７Ｂの中央より、α１（例えば２°）だけ電機子電流による増磁界側に位置するようにロータヨーク６の一部を内径側へ凸状に変形加工しているので、電機子コイル５Ｂの起磁力ＦＵ２による右回りトルクが支配的であり、電機子コイル５Ｃの起磁力ＦＶ１による左回りトルクは無視できる大きさになっている。
【００２７】
また、永久磁石磁極７Ｂに対しては、電機子コイル５Ｃの起磁力ＦＶ１が吸引方向に作用し、且つ電機子コイル５Ｄの起磁力ＦＶ２が反発方向に作用するため、どちらも右回りのトルクを発生し、ロータヨーク６に右回りトルクが足し合わされて作用する。
【００２８】
なお、図１に、現在通電状態にあるＵ相電機子コイル群の全起磁力ＦＵ１〜ＦＵ４およびＶ相電機子コイル群の全起磁力ＦＶ１〜ＦＶ４の方向を同じく矢印で示し、アウタロータ磁極３との作用関係を示した。以上、図１からも分かるように、ブラシレスモータ１の下半分についても、右回りのトルクが発生し、ブラシレスモータ１全体として、ロータヨーク６に右回りトルクが加算されて作用する。
【００２９】
〔第１実施例の効果〕
以上のように、本実施例のブラシレスモータ１によれば、ロータヨーク６の一部を内径側に凸状に変形加工して特別な部材を追加することなく、極性がＳ極の軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅとしたので、永久磁石の使用量を半分に減らすことができる。これにより、永久磁石をロータヨーク６の内周面に接着剤等で接合する組付作業が容易となると共に、永久磁石の個数を半減できるので、アウタロータ磁極３の製造コストを低減できる。
【００３０】
また、本実施例のブラシレスモータ１によれば、アウターロータ磁極３を構成するロータヨーク６の一部を凸状に変形加工することにより設けた軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅがロータヨーク６を補強する補強用リブとして機能することにより、アウターロータ磁極３の剛性を増加させることができる。さらに、ロータヨーク６の磁束密度に余裕のある場合（永久磁石としてフェライト磁石を使用した場合）には、アウタロータ磁極３の最外周に位置し、軽量効果の大きいロータヨーク６を薄肉化できるので、ブラシレスモータ１の軽量化を図ることができる。そして、アウターロータ磁極３の慣性モーメントを低減できるという効果もある。
【００３１】
また、本実施例のブラシレスモータ１によれば、アウターロータ磁極３の剛性が高いので、１２個の電機子コイル５Ａ〜５Ｌ間の吸引力および反発力によるアウターロータ磁極３の振動を低減できるので、低振動で低騒音のブラシレスモータ１を提供できる。さらに、本実施例のブラシレスモータ１によれば、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅの磁極数は奇数の５個であるが、電機子起磁力が発生する電機子ティース４Ａ〜４Ｌとは、図１から分かるように、アウタロータ磁極３のほぼ回転軸対称の位置で対峙しており、電機子起磁力の大きさも回転軸対称であるので、アウターロータ磁極３を偏心させる力を小さくできる。
【００３２】
〔第２実施例の構成〕
図３および図４は本発明の第２実施例を示したもので、図３はアウタロータ型永久磁石界磁ブラシレスモータの全体構造を示した図である。
【００３３】
本実施例は、第１実施例と同じ１０極１２ティース（スロット）のブラシレスモータ１であるが、図３に示したように、第１実施例のものとアウタロータ磁極３の構造が異なっている。本実施例のアウタロータ磁極３は、ロータヨーク６の一部を内径側に凸状に変形加工してなる軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅの極弧（円周方向の長さ）を第１実施例よりも狭めている。なお、上述のように軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅは、磁極弧の長さが第１実施例と異なるが、機能的に近い部材であるため、第１実施例との対応をとるため、同じ番号を図中に付した。
【００３４】
そして、アウタロータ磁極３は、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅに隣接するＳ極着磁部９Ａ〜９Ｅと、第１実施例の永久磁石磁極７Ａ〜７Ｅと同一の機能を有するＮ極着磁部１０Ａ〜１０Ｅとを無着磁部１１Ａ〜１１Ｅを挟んで同一磁石磁極材料（例えば樹脂または陶器）により一体化した永久磁石磁極１２Ａ〜１２Ｅを備えている。
【００３５】
Ｓ極着磁部９Ａ〜９Ｅは、本発明の第１着磁部であって、硬磁性材によりなり、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅと同一の極性であるＳ極に着磁されている。そして、Ｓ極着磁部９Ａ〜９Ｅは、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅと共にＳ極の磁極弧（軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅの磁極弧残部）を構成する。Ｎ極着磁部１０Ａ〜１０Ｅは、本発明の第２着磁部であって、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅと異なる極性であるＮ極に着磁されている他磁極の磁極弧である。無着磁部１１Ａ〜１１Ｅは、Ｎ極にもＳ極にも着磁されない部分で、磁石磁極材料により形成されている。これらの無着磁部１１Ａ〜１１Ｅの内周面には、無駄な磁石磁極材料を減らすために設けた凹部１１が設けられている。
【００３６】
次に、永久磁石磁極１２Ａ〜１２Ｅのうちの１個の永久磁石磁極１２Ｂを例にしてアウタロータ磁極３を図４に基づいて説明する。
永久磁石磁極１２Ｂは、Ｓ極着磁部９ＢとＮ極着磁部１０Ｂとで無着磁部１１Ａを挟んで着磁された一体部品であり、軟磁性材磁極６Ａの端部に隣接または当接させて位置決めされ、ロータヨーク６の内周面に接着剤等により固定されている。
【００３７】
また、図４に示したように、Ｓ極着磁部９Ｂの磁極弧は、Ｎ極着磁部１０Ｂの磁極弧の約半分の長さとなっており、電機子起磁力による減磁側の磁束をＳ極着磁部９Ｂが受け持っている。一方、電機子起磁力による増磁側の磁束を軟磁性材磁極６Ａが受け持っている。
【００３８】
そして、軟磁性材磁極６Ａは、その中心が２個の永久磁石磁極１２Ａ、１２Ｂ間の中央（π／５）より、α２（本実施例では、６゜）だけ電機子電流による増磁界側（電機子起磁力により吸引される側）に配設されている。また、軟磁性材磁極６Ａの磁極弧の極弧長をｂ２とし、磁極ピッチをτとすると、軟磁性材磁極６Ａの極弧率（ｂ２／τ）は、０．１５〜０．４０の範囲（本実施例では、０．２８）になっている。
【００３９】
そして、無着磁部１１Ｂの内周面の凹部１１は無駄な磁石磁極材料を減らすために設けた凹みであるが、永久磁石磁極１２Ｂの成形性を考慮して凹部１１をなくしても性能的には、さしつかえない。また、無着磁部１１Ｂは、空隙側に磁荷がなければ良く、無着磁部１１Ｂの内部に極異方性の磁路を形成して有効磁束密度を高めても良い。なお、永久磁石磁極１２Ｂ以外の永久磁石磁極１２Ａ、１２Ｃ〜１２Ｅも同様な構造を有している。
【００４０】
〔第２実施例の作用〕
次に、本実施例のブラシレスモータ１の作動を図３および図４に基づいて説明する。なお、説明は第１実施例との違いを中心に１個の磁極体にて説明する。
【００４１】
Ｕ相電機子コイル群およびＶ相電機子コイル群が通電状態の時には、軟磁性材磁極６Ａに対して、電機子コイル５Ｂの起磁力ＦＵ２が吸引方向に作用し、右回りのトルクが発生しロータヨーク６に作用する。なお、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅの磁極弧の長さが第１実施例よりも短いので、電機子コイル５Ｃの起磁力ＦＶ１による第１実施例のような左回りのトルクは全く発生しない。
【００４２】
また、永久磁石磁極１２Ｂに対しては、電機子コイル５Ｃの起磁力ＦＶ１が、Ｓ極着磁部９Ｂに対し反発方向に作用し、Ｎ極着磁部１０Ｂに対し吸引方向に作用する。さらに、電機子コイル５Ｄの起磁力ＦＶ２がＮ極着磁部１０Ｂに対し反発方向に作用し、どれも右回りのトルクが発生し、ロータヨーク６に右回りトルクが足し合わされて作用する。
【００４３】
なお、図３に、現在通電状態にあるＵ相電機子コイル群の全起磁力ＦＵ１〜ＦＵ４およびＶ相電機子コイル群の全起磁力ＦＶ１〜ＦＶ４の方向を同じく矢印で示し、アウタロータ磁極３との作用関係を示した。以上、図３から分かるようにブラシレスモータ１の下半分についても、右回りのトルクが発生し、ブラシレスモータ１全体としてロータヨーク６に右回りトルクが加算されて作用する。
【００４４】
〔第２実施例の効果〕
本実施例のブラシレスモータ１によれば、Ｓ極着磁部９Ａ〜９ＥとＮ極着磁部１０Ａ〜１０Ｅを無着磁部１１Ａ〜１１Ｅを挟んで同一の磁石磁極部材により一体成形し、ロータヨーク６の一部を内径側に突出するように変形加工してなる軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅに隣接または当接させている。これにより、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅは全領域を電機子電流による増磁界側に配設でき効果的に吸引トルクを発生できる。
【００４５】
また、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅの磁極弧残部はＳ極着磁部（永久磁石）９Ａ〜９Ｅにより構成されているので、固定電機子２との間で反発トルクを発生できる。このように、増磁側の磁束を軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅが受け持ち、減磁側の磁束をＳ極着磁部９Ａ〜９Ｅに受け持たせるようにアウタロータ磁極３を構成したので、第１実施例に比べてブラシレスモータ１の性能を維持しつつ、永久磁石の部品点数を低減でき、アウタロータ磁極３の製造コストを抑制できる。
【００４６】
また、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅを永久磁石磁極１２Ａ〜１２Ｅの端面を当接させる位置決め部材として用いるので、永久磁石磁極１２Ａ〜１２Ｅの位置決めが非常に容易になり、アウタロータ磁極３の製作工程が簡素化できる。さらに、本実施例のブラシレスモータ１によれば、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅの磁極弧の極弧率を０．１５〜０．４０とトルク発生に好適な範囲に設定しているので、電機子電流による起磁力を有効に利用して吸引トルクを発生でき、小型で高出力化のブラシレスモータ１を製作できる。
【００４７】
〔他の実施例〕
以上、アウタロータ磁極３の磁極数を１０、電機子ティース（スロット）４Ａ〜４Ｌの個数を１２個に設定したブラシレスモータ１の場合を第１、第２実施例で説明したが、これ以外の組合せも可能であり、以下に有効な磁極数Ｍ、個数Ｎの組合せ実施例を説明する。
【００４８】
アウタロータ磁極３の磁束をどれだけ有効利用できるか（以下巻線利用率と略称する）は、短節巻係数と分布巻係数の積で本来検討すべきであるが、簡便のため短節巻係数だけを用いて説明する。短節巻係数をｋｐとすると、短節巻係数ｋｐとアウタロータ磁極３の磁極数Ｍ、電機子ティース４Ａ〜４Ｌの数Ｎには下記の数３の式（関係式）が成り立つ。
【数３】
ｋｐ＝ｓｉｎ｛（π／２）×（Ｍ／Ｎ）｝
【００４９】
上記の関係式を基に、アウタロータ磁極３の磁極数Ｍ＝１０〜２０、電機子ティースの個数Ｎ＝１２〜２４の範囲で短節巻係数ｋｐを計算すると、短節巻係数ｋｐが、良好なもの（０．９以上）は以下のＭ、Ｎの組合せである。
ただし、電機子ティースの個数は、電機子起磁力が回転中心軸回りにバランスする偶数場合のみとした。
（Ｍ，Ｎ）＝（１０，１２）、（１４，１２）、（１６，１８）、（２０，１８）、（２０，２４）となり、何れもｋｐ≧０．９５である。
また、説明は省くが、前記組合せで巻線利用率は、全て、０．９３以上にできる。
【００５０】
以上から、磁束有効利用率が良好なＭ、Ｎの組合せを整理すると下記の数４の式（関係式）および数５の式（関係式）を満足する個数Ｎおよび磁極数Ｍが望ましい。
【数４】
Ｎ＝６ｎ（ｎは２以上の整数）
【数５】
Ｍ＝Ｎ−２、あるいはＭ＝Ｎ＋２
【００５１】
すなわち、電機子ティースの個数Ｎとアウタロータ磁極３の磁極数Ｍの関係が以上の組合せの場合、電機子起磁力を有効に利用できるため、ブラシレスモータ１の出力低下を招くことなく、アウタロータ磁極３のトルク変動を低減でき、且つブラシレスモータ１を小型化で高出力化する上で有利になる。また、電機子ティースの個数Ｎを６ｎ（偶数）としたので、電機子起磁力が回転中心軸回りにバランスし、軟磁性材磁極６Ａ〜６Ｅに電機子起磁力が作用してアウターロータ磁極３を偏心させる力を小さくできる。
【００５２】
〔変形例〕
本実施例では、永久磁石としてフェライト磁石を用いたが、ネオジウム磁石等の希土類磁石、アルニコ磁石あるいは樹脂磁石（ナイロン樹脂、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｂ粉末を焼結したもの）を用いても良い。また、永久磁石磁極と軟磁性材磁極との磁極数は同一でなくても良く、上記実施例における永久磁石磁極の一部を更に軟磁性磁極に置換する等しても良い。
本実施例では、本発明をアウタロータ型永久磁石界磁ブラシレスモータに適用したが、本発明をその他の電動機や発電機に適用しても良い。
【００５３】
そして、ロータヨーク６として、磁化および消磁し易い軟磁性材（例えば純鉄、鋳鉄、軟鋼板、硅素鋼板等）を丸めてシームレス溶接等をして略円筒形状にしたものをプレス成形した略円筒形状の継鉄を使用しても良い。また、ロータヨーク６として、略円環状の軟磁性積層材（例えば鉄板または硅素鋼板）を多数積層して連結した円筒形状の継鉄を使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブラシレスモータの全体構造を示した構成図である（第１実施例）。
【図２】ブラシレスモータの主要構造を示した構成図である（第１実施例）。
【図３】ブラシレスモータの全体構造を示した構成図である（第２実施例）。
【図４】ブラシレスモータの主要構造を示した構成図である（第２実施例）。
【符号の説明】
１  アウタロータ型永久磁石界磁ブラシレスモータ（回転電機）
２  インナステータ（固定電機子）
３  アウタロータ磁極（磁極部）
４  電機子コア（電機子鉄心）
６  ロータヨーク（継鉄）
４Ａ〜４Ｌ  電機子ティース
５Ａ〜５Ｌ  電機子コイル（電機子巻線）
６Ａ〜６Ｅ  軟磁性材磁極
７Ａ〜７Ｅ  永久磁石磁極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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