(57)【要約】【課題】ロータコアに貼り付けられた未着磁のセグメント磁石に対して適切に着磁できるブラシレスモータを提供する。【解決手段】ブラシレスモータ１は、ステータコア８およびコイル９を含むステータ４と、環状のロータコア、およびロータコアの周方向Ｙ１に沿って環状に並べられ且つロータコアの軸方向Ｘ１に複数段段積みされた複数のセグメント磁石７による磁極を有するロータ３を備えている。各段のセグメント磁石７の磁極数をＰとし、ロータコアの外周面における有効磁極開角をβ（電気角）とし、隣接する段のセグメント磁石７の対応する磁極間の位相ずれ角度に相当するスキュー角をθとしたときに、下記の式が成立する。  （２×β／Ｐ）＋θ＜（３６０／Ｐ）【選択図】図１
2009033927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に間隔を隔てて配置された複数のティースを有する環状のステータコア、および各ティースに巻回されたコイルを含むステータと、
ロータコア、およびロータコアの周方向に沿って環状に並べられ且つロータコアの軸方向に複数段段積みされた複数のセグメント磁石による磁極を有するロータを備え、
各セグメント磁石の長手方向とロータコアの軸方向とは平行であり、
各段のセグメント磁石の磁極数をＰとし、ロータコアの外周面における有効磁極開角をβ（電気角）とし、隣接する段のセグメント磁石の対応する磁極間の位相ずれ角度に相当するスキュー角をθとしたときに、下記の式が成立するブラシレスモータ。
（２×β／Ｐ）＋θ＜（３６０／Ｐ）
【請求項２】
請求項１において、上記セグメント磁石の段積み数をｎとしたときに、ｎが２であることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項２において、上記ステータコアの径方向に関する各ティースの先端部に、ステータコアの軸方向外方に延設された軸方向延設部が設けられていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項２または３において、上記ステータコアの形状がステータコアの軸方向中央部を境に対称であることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項２〜４の何れか一項において、上記ステータコアは複数種の材料を用いて形成され、上記複数種の材料のうち同種の材料については、ステータコアの軸方向中央部を境に対称に配置されていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項６】
請求項２〜５の何れか一項において、上記ロータの磁極が、ステータコアとは径方向に対向しないように、ロータコアの軸方向外方に張り出されたオーバーハング部を含むことを特徴とするブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシレスモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータには、複数のセグメント磁石を有するロータを備えるものがある。例えば下記特許文献１には、環状のロータコアの外周に複数のセグメント磁石が貼り付けられたロータを備えるブラシレスモータが開示されている。
この特許文献１では、セグメント磁石がロータコアの軸方向に複数段段積みされている。各段を構成する複数のセグメント磁石は、ロータコアの周方向に等間隔を隔てて配置されている。また、各段を構成する複数のセグメント磁石は、他の段に対してロータコアの周方向に位相がずらされている。すなわち、ロータにはいわゆる段スキューが施されている。
【特許文献１】特開２００１-３５９２６６号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１記載のロータでは、セグメント磁石の段積み数や各セグメント磁石の磁極開角等を適切に設定しないと、ロータコアに貼り付けられた未着磁のセグメント磁石に対して適切に着磁できなくなる。すなわち、セグメント磁石の段積み数や各セグメント磁石の磁極開角等が適切でないと、貼り付け後に着磁された同一のセグメント磁石の外面内に、Ｎ極とＳ極の２つの磁極が生じてしまう。
【０００４】
着磁済みのセグメント磁石をロータコアに貼り付けることが考えられるが、この場合、セグメント磁石が磁化されているため、セグメント磁石をロータコアに位置精度良く貼り付け難い等の問題がある。
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、ロータコアに貼り付けられた未着磁のセグメント磁石に対して適切に着磁できるブラシレス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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明は、周方向（Ｙ２）に間隔を隔てて配置された複数のティース（１２）を有する環状のステータコア（８，１０８，２０８）、および各ティースに巻回されたコイル（９）を含むステータ（４）と、ロータコア（６）、およびロータコアの周方向（Ｙ１）に沿って環状に並べられ且つロータコアの軸方向（Ｘ１）に複数段段積みされた複数のセグメント磁石（７）による磁極を有するロータ（３，２０３）を備え、各セグメント磁石の長手方向（Ａ１）とロータコアの軸方向とは平行であり、各段のセグメント磁石の磁極数をＰとし、ロータコアの外周面における有効磁極開角をβ（電気角）とし、隣接する段のセグメント磁石の対応する磁極間の位相ずれ角度に相当するスキュー角をθとしたときに、下記の式が成立するブラシレスモータ（１，１ａ，１ｂ）である。
【０００６】
（２×β／Ｐ）＋θ＜（３６０／Ｐ）
本発明によれば、上記の式が成立するように、磁極数Ｐ、有効磁極開角β（電気角）およびスキュー角θを設定することで、ロータコアに貼り付けられた未着磁のセグメント磁石に対して適切に着磁を行うことができる。
すなわち、上記の式における（２×β／Ｐ）は、（ロータコアの周方向に関するセグメント磁石１枚の幅）に相当する。また、上記の式におけるθは、（隣接する段のセグメント磁石の対応する磁極間のロータコアの周方向へのずれ量）に相当する。また、上記の式における（３６０／Ｐ）は、（ロータコアの周方向に関する理論上の１極分の幅）に相当する。
【０００７】
したがって、上記の式が成立すると、ロータコアの周方向に関するセグメント磁石１枚の幅と、隣接する段のセグメント磁石の対応する磁極間のロータコアの周方向へのずれ量との和が、ロータコアの周方向に関する理論上の１極分の幅より小さくなる。これにより、ロータコアに貼り付けられた未着磁のセグメント磁石に対して着磁を行っても、同一のセグメント磁石の外面内に異なる磁極が生じることはない。
【０００８】
例えば、セグメント磁石の段積み数をｎとした場合、そのｎ段積みされたセグメント磁石全体のスキュー角（ｎ×θ）は、未着磁のリング磁石に対して、スキュー着磁したときのスキュー角θ´に相当することになる（θ´＝ｎ×θ）。すなわち、セグメント磁石の段積みによって、リング磁石に対するスキュー着磁の場合のスキュー角を擬似的に達成することができ、しかも、上記式を満足するようにすることで、未着磁のセグメント磁石をロータコアに貼り付けた後に着磁することが実質的に可能となる。
【０００９】
また、上記セグメント磁石の段積み数をｎとしたときに、ｎが２である場合がある。具体的には、上記ステータコアの径方向（Ｚ２）に関する各ティースの先端部（１４）に、ステータコアの軸方向（Ｘ２）外方に延設された軸方向延設部（１５）が設けられている場合に上記ｎが２である場合がある。また、上記ステータコアの形状がステータコアの軸方向中央部（１０）を境に対称である場合に上記ｎが２である場合がある。さらに、上記ステータコアは複数種の材料を用いて形成され、上記複数種の材料のうち同種の材料については、ステータコアの軸方向中央部を境に対称に配置されている場合に上記ｎが２である場合がある。さらにまた、上記ロータの磁極が、ステータコアとは径方向に対向しないように、ロータコアの軸方向外方に張り出されたオーバーハング部（２３，２４）を含む場合に上記ｎが２である場合がある。
【００１０】
これらの場合、ブラシレスモータの各軸方向位置におけるコギングトルクが他の軸方向位置におけるコギングトルクによって打ち消され、ブラシレスモータ全体としてのコギングトルクが理論上常時ゼロになる。したがって、ブラシレスモータのトルクムラが低減される。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ１の図解的な一部断面図である。また、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿うブラシレスモータ１の図解的な断面図であり、図３は、ロータ３の模式的な斜視図であり、図４は、図２の一部を拡大した図である。
【００１２】
図１〜図３を参照して、ブラシレスモータ１は、回転軸２に同行回転可能に連結された環状のロータ３と、ロータ３の周囲を取り囲む環状のステータ４と、ロータ３およびステータ４を収容する筒状のフレーム５とを備えている。ロータ３は、回転軸２に同軸的に連結された環状のロータコア６と、このロータコア６の外周に例えば接着等によって貼り付けられた複数枚のセグメント磁石７とを備えている。
【００１３】
各セグメント磁石７は、それぞれ同一の形状であり、図１に示すように平面視において長方形形状をなしている。各セグメント磁石７は、その長手方向Ａ１がロータコア６の軸方向Ｘ１と平行になるように配置されている。また、各セグメント磁石７は、ロータコア６の軸方向Ｘ１にｎ段（「ｎ」は２以上の整数。本実施形態ではｎが２である。）で積み重ねられている。各段を構成する複数のセグメント磁石７は、図２に示すように、ロータコア６の周方向Ｙ１に等間隔を隔てて並べられている。本実施形態では、各段において、８個のセグメント磁石７がロータコア６の周方向Ｙ１に等間隔を隔てて並べられている。なお、各段のセグメント磁石７の数は、８に限らず２以上のその他の整数を取り得る。
【００１４】
図１に示すように、１段目（上段）のセグメント磁石７と２段目（下段）のセグメント磁石７とは、ロータコア６を軸方向Ｘ１に二等分する位置で重なり合っている。また、図３に示すように、軸方向Ｘ１に重なり合う外面の磁極が同一であるセグメント磁石７は、所定の位相ずれ角度（機械角）でロータコア６の周方向Ｙ１に位相がずらされている。すなわち、セグメント磁石７には、上記所定の位相ずれ角度に相当するスキュー角θ（機械角）で、いわゆる段スキューが施されている。セグメント磁石７全体としてのスキュー角は、（ｎ×θ）となっている。
【００１５】
セグメント磁石７全体のスキュー角（ｎ×θ）は、未着磁のリング磁石に対して、スキュー着磁したときのスキュー角θ´に相当することになる（θ´＝ｎ×θ）。すなわち、セグメント磁石７の段積みによって、リング磁石に対するスキュー着磁の場合のスキュー角が擬似的に達成されている。
また、スキュー角θの段スキューがセグメント磁石７に施されることで、スキュー角θ´でスキュー着磁されたリング磁石を備えるロータの代替効果が得られるようになっている。図３における二点鎖線Ｌ１，Ｌ２は、それぞれ、スキュー角θ´でスキュー着磁された多極のリング磁石における磁極の境界線であり、この二点鎖線Ｌ１，Ｌ２で周方向Ｙ１に挟まれた領域（周長の短い方の領域）は同一の磁極に着磁されるようになっている。
【００１６】
各セグメント磁石７はロータコア６に貼り付けられた後に着磁されている。図１に示すように、ロータコア６の周方向Ｙ１に隣接するセグメント磁石７の外面は互いに異なる磁極に着磁されている。ロータ３は、複数のセグメント磁石７による複数の磁極を有している。各段における磁極は、Ｎ極およびＳ極がロータコア６の周方向Ｙ１に交互に入れ替わっている。本実施形態では８個のセグメント磁石７が各段に配置されているので、各段の磁極数Ｐは８である。
【００１７】
図２に示すように、各セグメント磁石７は、ロータコア６の外周面において所定の有効磁極開角β（電気角）を有している。「有効磁極開角β」とは、各セグメント磁石７の内面の周方向Ｙ１に関する各端部とロータコア６の中心とを結ぶ線Ｌ３，Ｌ４がなす角（機械角）に相当する電気角である。
図１および図２を参照して、ステータ４は、環状のステータコア８と、このステータコア８に巻回された複数のコイル９とを含む。ステータコア８は、例えば、軟磁性材料を含む粉末材料によって形成された磁性圧粉体である。ステータコア８の形状は、軸方向中央部１０を境に対称にされている。ステータコア８の軸方向長さは、ロータ３の軸方向長さとほぼ等しくされている。ステータコア８は、環状のヨーク１１と、このヨーク１１の内周からステータコア８の径方向Ｚ２内方に向けて突出形成された複数のティース１２とを含む。本実施形態では、例えば１２個のティース１２が設けられている。
【００１８】
図４を参照して、複数のティース１２は、ステータコア８の周方向Ｙ２に等間隔を隔てて環状に配置されている。隣接するティース１２の間には、スロットＳが形成されている。本実施形態では、ティース１２が１２個設けられているので、スロット数は１２である。すなわち、本実施形態に係るブラシレスモータ１は、８極１２スロットのモータである。
【００１９】
各ティース１２は、概ね断面Ｔ字形形状をなしており、ヨーク１１の内周からヨーク１１の径方向内方に延びる径方向延伸部１３と、この径方向延伸部１３に連結されヨーク１１と同心をなす円の周方向に沿って延びる周方向延伸部１４とを有する。各コイル９は、対応するティース１２の径方向延伸部１３の外周に巻回されている。
図１を参照して、ステータコア８の径方向Ｚ２に関する各ティース１２の先端部には、ステータコア８の軸方向Ｘ２外方に延設された軸方向延設部１５が設けられている。すなわち、各ティース１２の周方向延伸部１４が上記各ティース１２の先端部を構成しており、各周方向延伸部１４の軸方向Ｘ２に関する端部が、それぞれ、軸方向Ｘ２外方に延設され、上記軸方向延設部１５を構成している。
【００２０】
また、本実施形態では、軸方向Ｘ２に関するヨーク１１の端部も、それぞれ、軸方向Ｘ２外方に延設されており、軸方向延設部１６を構成している。ティース１２の軸方向延設部１５とヨーク１１の軸方向延設部１６とは、ステータコア８の径方向Ｚ２に間隔を隔てて対向している。
図１および図２を参照して、フレーム５は、筒状部１７と、筒状部１７の端部に配置された一対の端壁１８，１９とを含む。ステータコア８は、例えば圧入嵌合によって筒状部１７の内周に固定されている。一対の端壁１８，１９には、回転軸２が挿通する挿通孔２０がそれぞれ形成されている。各挿通孔２０には、軸受２２を保持する軸受保持部２１が形成されている。回転軸２は、各軸受保持部２１に保持された軸受２２を介してフレーム５に回転可能に支持されている。
【００２１】
図５は、ロータ３を周方向Ｙ１に展開した図解的な展開図である。
図５を参照して、本実施形態の特徴の１つは、下記の式が成立するように、各段の磁極数Ｐ、有効磁極開角β（電気角）、スキュー角θが設定されている点にある。
（２×β／Ｐ）＋θ＜（３６０／Ｐ）
上記の式における（２×β／Ｐ）は、有効磁極開角βに対応する機械角であり、図５（ａ）に示すロータコア６の周方向Ｙ１に関するセグメント磁石７の１枚の幅Ｗ１に相当する。また、上記の式におけるθは、図５（ａ）に示す隣接する段（１段目と２段目）のセグメント磁石７の対応する磁極間のロータコア６の周方向Ｙ１へのずれ量Ｗ２に相当する。また、上記の式における（３６０／Ｐ）は、図５（ａ）に示すロータコア６の周方向Ｙ１に関する理論上の１極分の幅Ｗ３に相当する。
【００２２】
したがって、上記の式が成立することで、ロータコア６の周方向Ｙ１に関するセグメント磁石７の１枚の幅Ｗ１と、隣接する段のセグメント磁石７の対応する磁極間のロータコア６の周方向Ｙ１へのずれ量Ｗ２との和が、ロータコア６の周方向Ｙ１に関する理論上の１極分の幅Ｗ３より小さくなる。これにより、ロータコア６に貼り付けられた未着磁のセグメント磁石７に対して適切に着磁ができるようになっている。
【００２３】
すなわち、上記の式が成立しない場合、図５（ｂ）おいて斜線が施された領域に、各段において、一枚のセグメント磁石７と、このセグメント磁石７に周方向Ｙ１に隣接するセグメント磁石７（二点鎖線で示すセグメント磁石７）の一部とが配置される。この斜線が施された領域は、スキュー角θ´（θ´＝ｎ×θ）でスキュー着磁された多極のリング磁石における磁極の境界線（二点差線Ｌ１，Ｌ２）により挟まれた領域であり（図３参照）、この斜線が施された領域に配置されたセグメント磁石７の外面は、同一の磁極（例えばＳ極）に着磁される。
【００２４】
したがって、上記の式が成立しない場合にロータコア６に貼り付けられた未着磁のセグメント磁石７に対して着磁を行うと、上記周方向Ｙ１に隣接するセグメント磁石７の外面の一部は、Ｓ極に着磁されてしまう。すなわち、上記周方向Ｙ１に隣接するセグメント磁石７の外面の大部分は、Ｎ極に着磁されるのであるが、当該外面の一部はＳ極に着磁されてしまい、同一のセグメント磁石７の外面内に異なる磁極が生じてしまう。したがって、上記の式が成立しない場合、ロータコア６に貼り付けられた未着磁のセグメント磁石７に対して適切な着磁を行うことができない。
【００２５】
一方、上記の式が成立する場合には、上記周方向Ｙに隣接するセグメント磁石７の一部が斜線が施された領域に配置されることはない。したがって、ロータコア６に貼り付けられた未着磁のセグメント磁石７に着磁を行っても、同一のセグメント磁石７の外面内に異なる磁極が生じることはない。これにより、ロータコア６に貼り付けられた未着磁のセグメント磁石７に対して適切に着磁を行うことができる。
【００２６】
本実施形態では、セグメント磁石７を段積みすることによってリング磁石に対するスキュー着磁の場合のスキュー角θ´が擬似的に達成されており、しかも、上記式が成立されることで、未着磁のセグメント磁石７をロータコア６に貼り付けた後に着磁することが実質的に可能となっている。また、着磁されていない状態でセグメント磁石７をロータコア６に貼り付けることができるので、ブラシレスモータ１の生産性が向上される。すなわち、セグメント磁石７が磁化されていないので、ロータコア６に対してセグメント磁石７を位置精度良く貼り付けることができる。
【００２７】
図６は、ブラシレスモータ１におけるコギングトルクについて説明するための図である。図６（ａ）では、ロータ３およびステータ４を図解的に示している。また、図６（ｂ）では、ロータ３の回転位置に対するコギングトルクの変化を示している。すなわち、波形Ｗ１、Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４は、それぞれ、ブラシレスモータ１の所定の軸方向位置におけるロータ３の回転位置に対するコギングトルクの変化を示している。図６（ｂ）における上下方向がコギングトルクの大きさに対応している。
【００２８】
図６を参照して、波形Ｗ１は、図６（ａ）における上側の軸方向延設部１５に対応する軸方向位置Ｐ１でのコギングトルクの変化を示しており、波形Ｗ４は、図６（ａ）における下側の軸方向延設部１５に対応する軸方向位置Ｐ４でのコギングトルクの変化を示している。また、波形Ｗ２は、ステータコア８の軸方向中央部１０および１段目のセグメント磁石７に対応する軸方向位置Ｐ２でのコギングトルクの変化を示しており、波形Ｗ３は、ステータコア８の軸方向中央部１０および２段目のセグメント磁石７に対応する軸方向位置Ｐ３でのコギングトルクの変化を示している。
【００２９】
図６（ｂ）に示すように、波形Ｗ１と波形Ｗ４とは、位相が１８０°ずれた互いに等しい波形となっている。したがって、軸方向位置Ｐ１でのコギングトルクは、軸方向位置Ｐ４でのコギングトルクによって打ち消されるようになっている。また、波形Ｗ２と波形Ｗ３とは、位相が１８０°ずれた互いに等しい波形となっている。したがって、軸方向位置Ｐ２でのコギングトルクは、軸方向位置Ｐ３でのコギングトルクによって打ち消されるようになっている。
【００３０】
すなわち、本実施形態では、ブラシレスモータ１の各軸方向位置でのコギングトルクが対応する軸方向位置でのコギングトルクによって打ち消されるようになっており、ブラシレスモータ１全体としてのコギングトルクが理論上常時ゼロになっている。これにより、ブラシレスモータ１の騒音や振動が低減されている。
図７は、本発明の別の実施形態に係るブラシレスモータ１ａの図解的な一部断面図である。この図７において、上述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
図７を参照して、本実施形態が上述の実施形態と主に相違するのは、ステータコア１０８が複数種の材料を用いて形成されており、上記複数種の材料のうち同種の材料については、ステータコア１０８の軸方向中央部１０を境に対称に配置されていることにある。
具体的には、ステータコア１０８が軸方向Ｘ２に３分割されており、上記磁性圧粉体により構成された一対の圧粉体コア１０８ａ，１０８ａと、積層鋼板により構成された積層コア１０８ｂとによってステータコア１０８が構成されている。積層鋼板は、電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いて形成された複数枚の薄板を軸方向Ｘ２に積層固定したものである。電磁鋼板としては、例えば表面に絶縁処理が施されたケイ素鋼板等を用いることができる。
【００３２】
積層コア１０８ｂは、ステータコア１０８の軸方向中間部に配置されている。また、一対の圧粉体コア１０８ａ，１０８ａは、それぞれ、積層コア１０８ｂの端部に配置され当該端部に固定されている。積層コア１０８ｂの形状は、軸方向中央部１０を境に対称となっている。また、一対の圧粉体コア１０８ａ，１０８ａは、互いに同一の形状であり、軸方向中央部１０を境に対称に配置されている。
【００３３】
本実施形態では、積層コア１０８ｂの形状が軸方向中央部１０を境に対称にされており、一対の圧粉体コア１０８ａ，１０８ａが軸方向中央部１０を境に対称に配置されており、且つ、セグメント磁石７に段スキューが施されているので、ブラシレスモータ１ａの各軸方向位置でのコギングトルクが対応する軸方向位置でのコギングトルクによって打ち消され、ブラシレスモータ１ａ全体としてのコギングトルクが理論上常時ゼロになるようにされている。これにより、ブラシレスモータ１ａの騒音や振動が低減されている。
【００３４】
図８は、本発明のさらに別の実施形態に係るブラシレスモータ１ｂの図解的な一部断面図である。また、図９は、本発明のさらに別の実施形態に係るブラシレスモータ１ｂにおけるコギングトルクについて説明するための図である。この図８および図９において、上述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図８を参照して、本実施形態が図１〜図６に示す実施形態と主に相違するのは、ロータ２０３の磁極が、ステータコア２０８とは対向しないように、ロータコア６の軸方向Ｘ１外方に張り出されたオーバーハング部（第１のオーバーハング部２３および第２のオーバーハング部２４）を含むことにある。
具体的には、１段目を構成する各セグメント磁石７の上端部が軸方向Ｘ１上方に張り出されており、この１段目の各セグメント磁石７の上端部が第１のオーバーハング部２３を構成している。第１のオーバーハング部２３は、ロータコア６の径方向Ｚ１に関してステータコア２０８に対向しないようにされている。また、２段目を構成する各セグメント磁石７の下端部が軸方向Ｘ１下方に張り出されており、この２段目の各セグメント磁石７の下端部が第２のオーバーハング部２４を構成している。第２のオーバーハング部２４は、ロータコア６の径方向Ｚ１に関してステータコア２０８に対向しないようにされている。
【００３６】
１段目のセグメント磁石７と２段目のセグメント磁石７とを合わせたロータコア６の軸方向Ｘ１に関する長さＢ１は、ステータコア２０８の軸方向長さＢ２よりも大きくされている（Ｂ１＞Ｂ２）。また、ロータコア６の軸方向Ｘ１に関する第１のオーバーハング部２３の長さと、ロータコア６の軸方向Ｘ１に関する第２のオーバーハング部２４の長さとは互いに等しくされている。
【００３７】
ステータコア２０８は、上記積層鋼板によって構成されている。ステータコア２０８の形状は、軸方向中央部１０を境に対称にされている。
図９を参照して、波形Ｗ１１は、ステータコア２０８の軸方向上端部に対応する軸方向位置Ｐ１１でのコギングトルクの変化を示しており、波形Ｗ１４は、ステータコア２０８の軸方向下端部に対応する軸方向位置Ｐ１４でのコギングトルクの変化を示している。また、波形Ｗ１２は、ステータコア２０８の軸方向中央部１０および１段目のセグメント磁石７に対応する軸方向位置Ｐ１２でのコギングトルクの変化を示しており、波形Ｗ１３は、ステータコア２０８の軸方向中央部１０および２段目のセグメント磁石７に対応する軸方向位置Ｐ１３でのコギングトルクの変化を示している。
【００３８】
図９（ｂ）からわかるように、波形Ｗ１１の振幅および波形１４の振幅は、波形Ｗ１２の振幅および波形１３の振幅よりも大きくなっている。これは、図９（ａ）において矢印で示すように、ステータコア２０８の軸方向上端部に対向する１段目のセグメント磁石７の一部からの磁束と、第１のオーバーハング部２３からの磁束とが、当該軸方向上端部に入り込んでおり、当該軸方向上端部に磁束が集中しているからである。同様に、ステータコア２０８の軸方向下端部に対向する２段目のセグメント磁石７の一部からの磁束と、第２のオーバーハング部２４からの磁束とが、当該軸方向下端部に入り込んでおり、当該軸方向下端部に磁束が集中しているからである。
【００３９】
一方、図９（ｂ）に示すように、波形Ｗ１１と波形Ｗ１４とは、位相が１８０°ずれた互いに等しい波形となっている。また、波形Ｗ１２と波形Ｗ１３とは、位相が１８０°ずれた互いに等しい波形となっている。したがって、ブラシレスモータ１ｂの各軸方向位置でのコギングトルクは対応する軸方向位置でのコギングトルクによって打ち消されるようになっており、ブラシレスモータ１ｂ全体としてのコギングトルクが理論上常時ゼロになっている。
【００４０】
図１０は、参考例に係るブラシレスモータ１ｃの図解的な一部断面図である。図１１は、図１０におけるＸＩ−ＸＩ線に沿うブラシレスモータ１ｃの図解的な断面図である。この図１０および図１１において、上述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図１０および図１１を参照して、本参考例が、図１〜図６に示す実施形態と主に相違するのは、ロータコア６の外周に一対のリング磁石２５，２６が貼り付けられていることにある。
【００４１】
各リング磁石２５，２６は、それぞれ同一の形状であり、ロータコア６の軸方向Ｘ１に２段に段積みされている。各リング磁石２５，２６は、ロータコア６に同軸的に固定されている。各リング磁石２５，２６は、複数の磁極を有する多極磁石であり、各リング磁石２５，２６の外周面の磁極は、Ｎ極およびＳ極がリング磁石２５，２６の周方向に交互に入れ替わっている。図１１に示すように、各リング磁石２５，２６は、例えば８極の磁極を有している。また、図１０に示すように、各リング磁石２５，２６は、リング磁石２５，２６の軸方向に平行に着磁されている。すなわち、リング磁石２５，２６の周方向に隣接するリング磁石２５，２６の外周面の磁極の境界線は、リング磁石２５，２６の軸方向と平行になっている。各リング磁石２５，２６は、着磁された後、ロータコア６に貼り付けられている。
【００４２】
図１１に示すように、各リング磁石２５，２６の内周には、リング磁石２５，２６の軸方向に延びる複数の突起２７が形成されている。本参考例では、各リング磁石２５，２６の磁極数と同数の突起２７が各リング磁石２５，２６に形成されている。また、各突起２７は、リング磁石２５またはリング磁石２６の磁極に対応している。各突起２７は、リング磁石２５，２６の周方向に関して、対応する磁極の中央部に配置されている。なお、各突起２７は、リング磁石２５，２６の周方向に隣接する磁極間に跨るように配置されていてもよい。
【００４３】
また、ロータコア６の外周には、各リング磁石２５，２６に形成された各突起２７にそれぞれ対応する複数の凹部２８が形成されている。各凹部２８はロータコア６の軸方向Ｘ１に延びている。各リング磁石２５，２６は、当該リング磁石２５，２６の各突起２７が、対応する凹部２８に嵌合した状態で、ロータコア６の外周に固定されている。これにより、各リング磁石２５，２６がロータコア６に対して精度良く位置決めされている。
【００４４】
１段目（上段）のリング磁石２５と２段目（下段）のリング磁石２６とは、ロータコア６を軸方向Ｘ１に二等分する位置で重なり合っている。また、１段目のリング磁石２５と２段目のリング磁石２６とは、ロータコア６の周方向Ｙ１に位相がずらされた状態でロータコア６に固定されている。
具体的には、１段目のリング磁石２５に対応する軸方向位置でのコギングトルクの基本次成分の半周期に対応する角度、または、３６０°／（６×各段における磁極数）で、２段目のリング磁石２６が１段目のリング磁石２５に対してロータコア６の周方向Ｙ１にずらされている。本参考例では、各段における磁極数が８であるので、上記［３６０°／（６×各段における磁極数）］は、７．５°である。
【００４５】
２段目のリング磁石２６を１段目のリング磁石２５に対して、上記「コギングトルクの基本次成分の半周期に対応する角度」でロータコア６の周方向Ｙ１にずらすことで、１段目のリング磁石２５に対応する軸方向位置でのコギングトルクを、２段目のリング磁石２６に対応する軸方向位置でのコギングトルクによって打ち消すことができる。
一方、２段目のリング磁石２６を１段目のリング磁石２５に対して、７．５°ロータコア６の周方向Ｙ１にずらすことで、コギングトルクだけでなく、トルクリップルの６次成分を打ち消すことができる。
【００４６】
以上のように本実施形態では、１段目のリング磁石２５に対して２段目のリング磁石２６を所定の角度でロータコア６の周方向Ｙ１にずらすことで、ブラシレスモータ１ｃの各軸方向位置でのコギングトルク等が対応する軸方向位置でのコギングトルク等によって打ち消されるようになっている。これにより、ブラシレスモータ１ｃ全体としてのコギングトルクやトルクリップルの６次成分が理論上常時ゼロにされている。
【００４７】
また、ロータコア６に対する各リング磁石２５，２６の位置精度が向上されているので、コギングトルク等が確実に打ち消されるようになっている。さらに、リング磁石２５，２６が用いられているので、セグメント磁石を用いた場合に比べて、ロータコア６に対する磁石の貼り付け工数が低減されている。
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、ステータコア８，１０８，２０８は、それぞれ周方向Ｙ２に分割された複数の分割コアにより構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るブラシレスモータの図解的な一部断面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿うブラシレスモータの図解的な断面図である。
【図３】ロータの模式的な斜視図である。
【図４】図４は、図２の一部を拡大した図である。
【図５】ロータを周方向に展開した図解的な展開図である。
【図６】ブラシレスモータにおけるコギングトルクについて説明するための図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係るブラシレスモータの図解的な一部断面図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態に係るブラシレスモータの図解的な一部断面図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態に係るブラシレスモータにおけるコギングトルクについて説明するための図である。
【図１０】参考例に係るブラシレスモータの図解的な一部断面図である。
【図１１】図１０におけるＸＩ−ＸＩ線に沿うブラシレスモータの図解的な断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ・・・ブラシレスモータ、３・・・ロータ、４・・・ステータ、６・・・ロータコア、７・・・セグメント磁石、８・・・ステータコア、９・・・コイル、１０・・・軸方向中央部、１２・・・ティース、１４・・・周方向延伸部（ティースの先端部）、１５・・・軸方向延設部、２３・・・第１のオーバーハング部（オーバーハング部）、２４・・・第２のオーバーハング部（オーバーハング部）、１０８・・・ステータコア，２０３・・・ロータ、２０８・・・ステータコア、Ａ１・・・長手方向、Ｘ１・・・軸方向（ロータコアの軸方向）、Ｘ２・・・軸方向（ステータコアの軸方向）、Ｙ１・・・周方向（ロータコアの周方向）、Ｙ２・・・周方向（ステータコアの周方向）、Ｚ２・・・径方向（ステータコアの径方向）
【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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