JP2002272029A - ブラシレスｄｃモータ及びブラシレスｄｃモータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コギングトルクを有効に消去することが出来
るブラシレスＤＣモータの提供。 【解決手段】 複数の永久磁石１１，２１，３１を有す
るロータと、複数のスロットを有するステータ（図示せ
ず）とからなるブラシレスＤＣモータ。ロータは、回転
軸方向に３つのロータブロック１０，２０，３０に分割
され、３つのロータブロック１０，２０，３０は、それ
ぞれの配置角度が、ロータとステータとで生ずるコギン
グトルクの脈動周期の１／３に相当する回転方向の機械
角分θ１，θ２、互いに相違させて積層されている構成
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータに永久磁石
を有するブラシレスＤＣモータに関し、特にコギングト
ルクを低減する為のロータの構成、及び本発明に係るブ
ラシレスＤＣモータの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コギングトルクは、モータにおいて、回
転子位置により磁束が変化することが原因で生じる周期
的なトルク変化である。ブラシレスＤＣモータは、ロー
タに永久磁石を備え、ステータに回転磁界を発生させる
電子整流回路を、ロータの回転位置の検出信号に基づい
て制御することにより、ロータを回転させるモータであ
り、機械的及び電気的なノイズが発生しない。主な用途
は、ＶＴＲのシリンダ、カセットデッキのキャプスタ
ン、フレキシブルディスク駆動装置及びＣＤプレーヤ等
であり、高い回転性能及び長寿命が要求されるモータと
して多用され、近時は、車両のパワーステアリング装置
の駆動用モータ等にも使用されている。

【０００３】従来、ブラシレスＤＣモータのコギングト
ルクを防止する方法として、ロータを２分割し、それぞ
れのロータブロックで生ずるコギングトルクが、ロータ
の回転に関して互いに逆相となるように、ロータブロッ
クの周方向の配置角度を変位させて組合せることによ
り、コギングトルクを低減させる方法が提案されてい
る。

【０００４】図６は、このようなロータのコギング対策
を示す説明図であり、上段のロータブロック１１０と下
段のロータブロック１２０の組立図として斜視図で示し
ている。ロータブロック１１０は、内部のロータコア１
１２と、ロータコア１１２の外周に等間隔に張り付けら
れた４個の永久磁石１１１とからなり、ロータブロック
１２０は、内部のロータコア１２２と、ロータコア１２
２の外周に等間隔に張り付けられた４個の永久磁石１２
１とからなっている。

【０００５】ロータブロック１１０，１２０は、同一構
成であり、ロータ軸を中心に各ロータブロック１１０，
１２０が対向するステータ（後述する）との関係により
生じるコギングトルクの脈動周期に対して、互いに逆相
になる機械角θ４分、配置角度を変位させて軸方向に組
み合わされている。これにより、各ロータブロック１１
０，１２０で発生するコギングトルクの脈動成分は打消
し合い、ブラシレスＤＣモータのコギングトルクを低減
することが出来る。

【０００６】図７は、従来のロータブロック１１０，１
２０と上述したステータとの関係を示す説明図であり、
回転軸に垂直方向の断面図として示している。ステータ
は、多数の薄板電磁鋼板が積層され、一体に固着成形さ
れたステータコア１１３が、外周部であるヨーク１１４
（継鉄）と、等間隔に設けられ、ヨーク１１４から中心
部へ向かって突出したティース１１６（歯）とを備えて
いる。隣合うティース１１６は、ヨーク１１４と共にス
ロット１１５を形成している。実際には、ティース１１
６には図示しない電機子巻線が巻かれており、スロット
１１５内に格納されている。

【０００７】図８（ａ）（ｂ）は、上述したコギング対
策を説明する為の波形図であり、縦軸にコギングトルク
Ｔを、横軸にロータの回転角θを取っている。上段のロ
ータブロック１１０（図６）で生ずるコギングトルクＴ
ｃ１、及び下段のロータブロック１２０（図６）で生ず
るコギングトルクＴｃ２は、それぞれ脈動周期θ３を有
している。

【０００８】コギングトルクＴｃ１，Ｔｃ２が、それぞ
れ振幅中央を基準とする増加方向及び減少方向の変化が
同じとなるような正弦波の波形であれば、それぞれのロ
ータブロック１１０，１２０を、脈動周期θ３の半周期
θ４分、位相がずれるように組み合わせることにより、
ロータブロック１１０，１２０のコギングトルクＴｃ
１，Ｔｃ２の脈動成分は互いに打消しあって、理想的に
は、その合成コギングトルクは、（ｂ）に示すように、
一直線の全く脈動の無い波形とすることが出来る筈であ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したような方法が
効果的に実現される為には、各ロータブロック１１０，
１２０に生ずるコギングトルクＴｃ１，Ｔｃ２の脈動波
形が、その振幅の中央を基準として、ロータの進行方向
に対して互いに逆相となり打消し合う大きさであること
が前提条件となる。実際のブラシレスＤＣモータでは、
上述した方法により、コギングトルクの脈動周期はかな
り改善することが出来るものの、依然として微小なコギ
ングトルクの脈動が残ってしまうという問題がある。

【００１０】このような微小のコギングトルクを改善
し、回転動作に歪が無いブラシレスＤＣモータを設計す
る為に、従来は、ロータとステータ間の空隙を大幅に広
げたり、円周方向に不等の空隙を設けたり、ロータの永
久磁石からの磁束の一部を極間付近で意識的に漏洩させ
ることにより、急激なコギングトルクの変化が無いよう
にして、脈動を抑制しているが、その反面、モータ効率
が犠牲となっている。

【００１１】図９（ａ）、（ｂ）は、このようなコギン
グ対策の影響を説明する為の波形図であり、符号は図７
と同じである。コギングトルクＴｃ１，Ｔｃ２の脈動
は、ロータの回転方向に対してロータの永久磁石１１
１，１２１とステータとの間に発生する磁束分布の変化
に起因するものであり、この変化は特にステータのスロ
ット１１５開口部（図７）の存在が大きく影響する。ロ
ータの磁極極間がステータのスロット１１５開口部に近
づく場合と、遠ざかる場合とではステータ及びロータの
磁路における磁束分布が異なり、その結果、コギングト
ルクの脈動は、振幅中央を基準とした増加方向及び減少
方向の変化が同じである正弦波の波形にはならないこと
がある。

【００１２】また、通常のモータ構造では、ステータの
スロット１１５開口部を狭くして、ロータからステータ
への鎖交磁束を確保し、高トルク及び高効率化を図る
為、ティース（歯）１１６（図７）の幅をスロット開口
部の幅より大きくしている。その為、ロータの磁極極間
が、回転移動する際に、ティース１１６に対向している
区間では、コギングトルクの変化が小さく、スロット１
１５開口部に対向している区間では大きく急変する。従
って、図９（ａ）に示すように、点対称波形の偶数調波
を含む波形歪が発生することがある。このようなコギン
グトルク波形の脈動を、脈動周期θ３の半周期θ４分変
位させて合成しても、（ｂ）に示すようなコギングトル
クの脈動が残るという問題がある。

【００１３】ロータを２分割し、コギングトルクの脈動
周期θ３の半周期θ４分変位させて積層した場合のロー
タのコギングトルクＴｃｔは（１）式で表される。

【００１４】

【数１】

【００１５】但し、Ｔ０は分割されていないロータの場
合のコギングトルクの基本波成分波高値、ｘは任意のロ
ータ回転位置の角度の電気角、ｎは自然数、ｋｎは２ｎ
番目の調波の基本波に対する含有比率である。 （１）式から明らかなように、ロータが２分割されたブ
ラシレスＤＣモータでは、コギングトルクの基本波分
は、互いに打消し合って消去することが出来るが、偶数
調波成分は残留するという問題がある。本発明は、上述
したような事情に鑑みてなされたものであり、第１〜４
発明ではコギングトルクを有効に消去することが出来る
ブラシレスＤＣモータを提供することを目的とし、第５
発明では品質的に優れたブラシレスＤＣモータを製造す
ることが出来るブラシレスＤＣモータの製造方法を提供
することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１発明に係るブラシレ
スＤＣモータは、複数の永久磁石を有するロータと、複
数のスロットを有するステータとからなるブラシレスＤ
Ｃモータにおいて、前記ロータは、回転軸方向に３つの
ロータブロックに分割され、該３つのロータブロック
は、それぞれの配置角度が、前記ロータと前記ステータ
とで生ずるコギングトルクの脈動周期の１／３に相当す
る回転方向の機械角分、互いに相違させて積層されてい
ることを特徴とする。

【００１７】このブラシレスＤＣモータでは、ロータが
複数の永久磁石を有し、ステータが複数のスロットを有
する。ロータは、回転軸方向に３つのロータブロックに
分割され、３つのロータブロックは、それぞれの配置角
度が、ステータとで生ずるコギングトルクの脈動周期の
１／３に相当する回転方向の機械角分、互いに相違させ
て積層されている。これにより、コギングトルクを有効
に消去することが出来るブラシレスＤＣモータを実現す
ることが出来る。

【００１８】第２発明に係るブラシレスＤＣモータは、
１つの前記永久磁石の有効磁極開角と、一端の前記ロー
タブロック及び他端の前記ロータブロックの前記配置角
度の差との合計が、前記ロータの磁極ピッチ角以下であ
るようになしてあることを特徴とする。

【００１９】このブラシレスＤＣモータでは、１つの永
久磁石の有効磁極開角と、一端のロータブロック及び他
端のロータブロックの配置角度の差との合計が、ロータ
の磁極ピッチ角以下であるように構成してあるので、永
久磁石は、隣接する異磁極に重なることがなく、永久磁
石からの磁束は全て有効磁極となる。その為、この種の
モータでコギング対策として通常行われるスキューマグ
ネット（Skew Magnet）が使用されたロータ及びスキュ
ー（Skew；斜め）着磁されたリングマグネットが使用さ
れたロータに比べ、永久磁石の使用量を減らすことが出
来、また、電気的特性の悪化を招くことなくコギングト
ルクを低減することが出来る。

【００２０】また、モータとして組上げた後に、ステー
タを着磁ヨークとして使用して、未着磁状態のロータを
着磁する組み込み着磁が可能である。従って、ロータブ
ロックがステータ及びケース等に吸着して取り扱い難い
作業がなくなり、また、ケース内にロータブロックに吸
着した鉄粉等の塵を持ち込むこともなくなり、品質的に
優れたブラシレスＤＣモータとすることが出来る。

【００２１】第３発明に係るブラシレスＤＣモータは、
複数の永久磁石を有するロータと、複数のスロットを有
するステータとからなるブラシレスＤＣモータにおい
て、前記永久磁石は、それぞれ回転軸方向に３つの永久
磁石に分割され、該３つの永久磁石は、それぞれの配置
角度が、前記ロータと前記ステータとで生ずるコギング
トルクの脈動周期の１／３に相当する回転方向の機械角
分、互いに相違させて積層されていることを特徴とす
る。

【００２２】このブラシレスＤＣモータでは、ロータが
複数の永久磁石を有し、ステータが複数のスロットを有
する。永久磁石は、それぞれ回転軸方向に３つの永久磁
石に分割されている。この３つの永久磁石は、それぞれ
の配置角度が、ロータとステータとで生ずるコギングト
ルクの脈動周期の１／３に相当する回転方向の機械角
分、互いに相違させて積層されている。これにより、コ
ギングトルクを有効に消去することが出来るブラシレス
ＤＣモータを実現することが出来る。また、ロータコア
自身を分割せずとも永久磁石の配置のみで対応すること
が出来るので、組立て易いブラシレスＤＣモータを実現
することが出来る。

【００２３】第４発明に係るブラシレスＤＣモータは、
１つの前記永久磁石の有効磁極開角と、前記３つの永久
磁石の回転軸方向の両端の永久磁石の前記配置角度の差
との合計が、前記ロータの磁極ピッチ角以下であるよう
になしてあることを特徴とする。

【００２４】このブラシレスＤＣモータでは、１つの永
久磁石の有効磁極開角と、分割された３つの永久磁石の
回転軸方向の両端の永久磁石の配置角度の差との合計
が、ロータの磁極ピッチ角以下であるように構成してあ
るので、永久磁石は、隣接する異磁極に重なることがな
く、永久磁石からの磁束は全て有効磁極となる。その
為、この種のモータでコギング対策として通常行われる
スキューマグネットが使用されたロータ及びスキュー着
磁されたリングマグネットが使用されたロータに比べ、
永久磁石の使用量を減らすことが出来、また、電気的特
性の悪化を招くことなくコギングトルクを低減すること
が出来る。また、ロータコア自身を分割せずとも永久磁
石の配置のみで対応することが出来るので、組立て易い
ブラシレスＤＣモータを実現することが出来る。

【００２５】第５発明に係るブラシレスＤＣモータの製
造方法は、請求項１〜４の何れかに記載されたブラシレ
スＤＣモータの製造方法において、ロータが有する永久
磁石は、その組み立てた後に、ステータを着磁ヨークと
して、ロータブロック又はロータを着磁して作製するこ
とを特徴とする。

【００２６】このブラシレスＤＣモータの製造方法で
は、永久磁石は、モータを組み立てた後に、ステータを
着磁ヨークとして、ロータブロック又はロータを着磁し
て作製するので、永久磁石がステータ及びケース等に吸
着して取り扱い難い作業がなくなり、また、ケース内に
永久磁石に吸着した鉄粉等の塵を持ち込むこともなくな
り、品質的に優れたブラシレスＤＣモータを製造するこ
とが出来る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１は、本発明に係るブラシレスＤＣモ
ータの実施の形態１のロータの構成を示す斜視図であ
る。このロータは、上段のロータブロック１０、中段の
ロータブロック２０及び下段のロータブロック３０から
構成されている。ロータブロック１０は、内部のロータ
コア１２と、ロータコア１２の外周に等間隔に張り付け
られた４個の永久磁石１１とからなり、ロータブロック
２０は、内部のロータコア２２と、ロータコア２２の外
周に等間隔に張り付けられた４個の永久磁石２１とから
なり、ロータブロック３０は、内部のロータコア３２
と、ロータコア３２の外周に等間隔に張り付けられた４
個の永久磁石３１とからなっている。

【００２８】ロータコア１２，２２，３２は同一寸法で
あり、それぞれのロータブロック１０，２０，３０を連
結部材によって一体固着させるための連結部材挿入孔１
３，２３，３３が、それぞれ４個設けられている。永久
磁石１１，２１，３１は同一寸法である。尚、永久磁石
１１，２１，３１はロータコア１２，２２，３２に接着
剤等で固着したり、又は図示していないが、永久磁石１
１，２１，３１の外周に保護カバー等を焼きバメもしく
は圧入等により固定している。この場合の保護カバーの
材質は、非磁性材又は磁性材を使用条件より適宜選択す
る。

【００２９】上段のロータブロック１０及び中段のロー
タブロック２０は、周方向に角度θ１変位した状態で、
軸方向に積層され、中段のロータブロック２０及び下段
のロータブロック３０は、上段のロータブロック１０及
び中段のロータブロック２０とは逆方向に角度θ２変位
した状態で、軸方向に積層されている。従って、上段の
ロータブロック１０と下段のロータブロック３０との変
位角度は、角度θ１と角度θ２との合計となり、順次一
方向に回転変位されて積層されている。ロータブロック
１０，２０，３０の相互の変位角θ１，θ２は、ロータ
が分割されていない場合のコギングトルクの脈動周期の
電気角１２０°（脈動周期の１／３）に相当している。

【００３０】図２は、ロータブロック１０，２０，３０
の変位状態を示す説明図であり、各ロータブロック１
０，２０，３０毎に平面図で示してある。図１と同一箇
所には同一符号を付してある。ロータブロック１０，２
０，３０には、それぞれの変位角度を示す為の共通中心
直線Ｋ１が引かれている。ロータブロック１０は、共通
中心直線Ｋ１上の永久磁石１１の中心線Ｊ１と共通中心
直線Ｋ１とがなす角度θ１だけ左回転して変位してお
り、ロータブロック３０は、共通中心直線Ｋ１に対して
磁石３１の中心線Ｊ２と共通中心直線Ｋ１とがなす角度
θ２だけ右回転して変位しており、ロータブロック２０
は、共通中心直線Ｋ１上の永久磁石２１の中心線は共通
中心直線Ｋ１であり変位していない。

【００３１】これらのロータブロック１０，２０，３０
を共通中心線Ｋ１により揃え、例えばカシメピンやボル
ト等を挿入孔１３，２３，３３に挿入させ一体固着させ
てある。その結果、各ロータブロック１０，２０，３０
は、順次、永久磁石１１，２１，３１の磁極中心位置が
周方向に変位して積層され、永久磁石１１，２１，３１
の極間位置も相対的に同様の角度分変位して積層され
て、ロータを形成している。

【００３２】このようなロータが、左方向に回転するも
のとすれば、各ロータブロック１０，２０，３０に起因
するコギングトルクの脈動は、ロータブロック２０を基
準として、ロータブロック１０のコギングトルクの脈動
が、機械角θ１に相当する電気角分位相を進ませ、ロー
タブロック３０のコギングトルクの脈動が、機械角θ２
に相当する電気角分位相を遅らせることになる。

【００３３】各ロータブロック１０，２０，３０のコギ
ングトルクの脈動が正弦波であって、ロータブロック１
０，２０，３０の相互の変位角が、ロータが分割されて
いない場合のコギングトルクの脈動周期の電気角１２０
°（脈動周期の１／３）に相当していれば、各ロータブ
ロック１０，２０，３０のコギングトルクの脈動は、三
相正弦波交流の合成と同じように合成され、相殺されて
消去される。

【００３４】図３は、この場合の各ロータブロック１
０，２０，３０のコギングトルクの波形を示す波形図で
あり、ロータブロック１０におけるコギングトルクＴ
ａ、ロータブロック２０におけるコギングトルクＴｂ、
及びロータブロック３０におけるコギングトルクＴｃの
各波形を示している。図３（ａ）において、θ１は、コ
ギングトルクＴｂの波形を、図２に示す機械角θ１に相
当する電気角分を進ませた進み位相角を表し、θ２は、
コギングトルクＴｂの波形を、図２に示す機械角θ２に
相当する電気角分を遅らせた遅れ位相角を表している
（図３では図２との対比を容易にするために同じ符号を
付してある）。また、θ３は、コギングトルク波形の脈
動周期を表す。図３（ｂ）は、これらの合成コギングト
ルクＴｃｓを表しており、上述した説明にあるように、
コギングトルクＴａ，Ｔｂ，Ｔｃの三相正弦波を合成し
た結果である合成コギングトルクＴｃｓには脈動が現れ
ない。

【００３５】図４は、各ロータブロック１０，２０，３
０のコギングトルクに歪が存在する場合の、各コギング
トルクの波形を示す波形図である。各ロータブロック１
０，２０，３０のコギングトルクが、従来例で説明した
ように、偶数の高次調波を含む場合について（１）式と
同様に、任意のロータ回転位置の角度を電気角でｘとし
て表し、ｎを自然数として合成コギングトルクＴｃｓを
式で表すと、

【００３６】

【数２】

【００３７】となり、この（２）式によれば、コギング
トルクの基本波成分は勿論、偶数調波成分も互いに打消
し合って理論的にコギングトルクの脈動が現れなくな
る。

【００３８】実施の形態２．図５は、本発明に係るブラ
シレスＤＣモータの実施の形態２のロータの構成を示す
説明図であり、平面図（ａ）及び回転軸に垂直方向の断
面図（ｂ）、（ｃ）で示してある。このロータは、ロー
タコア内に設けられた空孔に永久磁石が挿入されて構成
された永久磁石埋め込み形ロータであり、ロータコア４
２と、ロータコア４２の外周部にその外周に沿って等間
隔に設けられた４個の空孔４４内に、等間隔に嵌着され
た４組の永久磁石とから構成されている。

【００３９】４組の永久磁石は、それぞれ回転軸方向の
一端を上段として上中下段３個の永久磁石４１，５１，
６１から構成され、各永久磁石４１，５１，６１は同一
寸法である。ロータコア４２は、多数の薄板電磁鋼板が
積層され、一体に固着成形されており、連結部材によっ
て一体固着させるための連結部材挿入孔４３が４個設け
られている。

【００４０】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）には、上中下段の
永久磁石４１，５１，６１の変位角度を示す為の共通中
心直線Ｋ１が引かれている。上段の永久磁石４１は、そ
の中心線Ｊ１と共通中心直線Ｋ１とがなす角度θ１だけ
左回転して変位しており、下段の永久磁石６１は、その
中心線Ｊ２と共通中心直線Ｋ１とがなす角度θ２だけ右
回転して変位しており、中段の永久磁石５１は、その中
心線が共通中心直線Ｋ１であり変位していない。永久磁
石４１，５１，６１の相互の変位角θ１，θ２は、永久
磁石４１，５１，６１が変位していない場合のロータの
コギングトルクの脈動周期の電気角１２０°（脈動周期
の１／３）に相当している。

【００４１】ここで、本発明を効果的に利用する為に、
永久磁石４１，５１，６１の有効磁極開角をθｍとし
て、永久磁石４１，５１，６１の磁極ピッチ角をθｐと
したとき、 θｐ≧θｍ＋θ１＋θ２＋・・・・ （３） の関係が成り立つようにそれぞれの値を設定すると、永
久磁石４１，５１，６１を本発明の主旨に従って所定の
変位角で積層したロータの有効磁極開角θｍは、永久磁
石４１，５１，６１の磁極ピッチ角θｐを少なくとも超
えることがないのであるから、ロータに使用される永久
磁石４１，５１，６１の磁束が全て有効磁束として使用
される。

【００４２】また、実施の形態１で上述したように、ロ
ータブロックを本発明の主旨に沿って構成したロータの
有効磁極開角θｍは、永久磁石の磁極ピッチ角θｐを、
少なくとも超えることがないようにすることにより、ロ
ータの磁極ピッチ角θｐには、個々のロータブロックに
配置されている永久磁石の有効磁極開角θｍと、ロータ
ブロックの変位角の合計であるθ１＋θ２とが含まれる
為、ロータコアを円周方向に変位させる必要がなくな
る。従って、回転軸方向に３分割した各永久磁石の配置
を、分割されていない場合のロータのコギングによる脈
動周期の１／３に相当する機械角度分、周方向へそれぞ
れ変位させることのみにより、３分割したロータブロッ
クをそれぞれ変位させて積層したことと同じ効果を得る
ことが出来る。

【００４３】図２に示すようなロータヨーク（ロータコ
ア）の外周表面に永久磁石が配置されたタイプのロータ
では、有効磁極の外周分に対応する中心角度と、永久磁
石の外周分に対応する中心角度とは同じである。一方、
図５に示すような埋め込み磁石形のロータの場合は、構
造的に磁束を集中させる等の目的は特にもたないもので
あるが、永久磁石とロータの外周間にロータコアの磁性
材部分が多く介在するものでは、この磁性材の部分で永
久磁石の磁束が拡散しようとする。その為、永久磁石の
外周分に対応する中心角度に対して、有効磁極の外周分
に対応する中心角度が広くなる傾向がある。この拡散に
相当する角度分、永久磁石自身の外周分に対応する中心
角度を小さくすることが出来るので、結果として、周方
向の永久磁石間の空間を大きく設定することが出来る。

【００４４】また、従来この種のモータのロータには、
コギングトルク防止手段としてスキュー形状の永久磁石
が使用されたり、スキュー（斜め）に着磁されたリング
形状の永久磁石が使用されたりしている。これら永久磁
石の着磁は、ロータをケース等に組み込む前に専用の着
磁ヨークを利用して、スキュー着磁していた。本発明に
係るブラシレスＤＣモータでは、ロータの磁極の周間隔
に対応する中心角度θｐを少なくとも超えることのない
ように、各ロータブロックの有効磁極の外周分に対応す
る中心角度θｍ、及び各ロータブロックの変位角を設定
している。従って、モータとして組上げた後に、ステー
タに直流電流を流して着磁ヨークとして使用し、ロータ
ブロック又はロータを着磁することが出来、無着磁状態
のロータを着磁する組み込み着磁が可能となる。

【００４５】尚、上述した各実施の形態では、ロータ又
は永久磁石の分割が均等であることを前提に記述してき
たが、分割された各ロータブロック又は分割されて配置
された各永久磁石のロータ部が有する各コギングトルク
の変化が略同じになっていれば、分割は均等でなくても
よく、各永久磁石の材質がそれぞれ異なっていても良い
ことは言うまでもない。また、本発明では、図５に示し
たような永久磁石をロータコアの外周に沿って表面近傍
に埋め込んだロータで説明したが、ロータコア内に永久
磁石を凹形状、Ｖ字形状、逆円弧形状、平板形状等に埋
め込んだロータにおいても本発明を達成することができ
ることは説明を要しない。

【００４６】

【発明の効果】第１発明に係るブラシレスＤＣモータに
よれば、コギングトルクを有効に消去することが出来る
ブラシレスＤＣモータを実現することが出来る。

【００４７】第２発明に係るブラシレスＤＣモータによ
れば、永久磁石は、隣接する異磁極に重なることがな
く、永久磁石からの磁束は全て有効磁極となる。その
為、この種のモータでコギング対策として通常行われる
スキューマグネット（Skew Magnet ）が使用されたロー
タ及びスキュー（Skew；斜め）着磁されたリングマグネ
ットが使用されたロータに比べ、永久磁石の使用量を減
らすことが出来、また、電気的特性の悪化を招くことな
くコギングトルクを低減することが出来る。

【００４８】また、モータとして組上げた後に、ステー
タを着磁ヨークとして使用して、未着磁状態のロータを
着磁する組み込み着磁が可能である。従って、ロータブ
ロックがステータ及びケース等に吸着して取り扱い難い
作業がなくなり、また、ケース内にロータブロックに吸
着した鉄粉等の塵を持ち込むこともなくなり、品質的に
優れたブラシレスＤＣモータとすることが出来る。

【００４９】第３発明に係るブラシレスＤＣモータによ
れば、コギングトルクを有効に打ち消すことが出来るブ
ラシレスＤＣモータを実現することが出来る。また、ロ
ータコア自身を分割せずとも永久磁石の配置のみで対応
することが出来るので、組立て易いブラシレスＤＣモー
タを実現することが出来る。

【００５０】第４発明に係るブラシレスＤＣモータによ
れば、永久磁石は、隣接する異磁極に重なることがな
く、永久磁石からの磁束は全て有効磁極となる。その
為、この種のモータでコギング対策として通常行われる
スキューマグネットが使用されたロータ及びスキュー着
磁されたリングマグネットが使用されたロータに比べ、
永久磁石の使用量を減らすことが出来、また、電気的特
性の悪化を招くことなくコギングトルクを低減すること
が出来る。また、ロータコア自身を分割せずとも永久磁
石の配置のみで対応することが出来るので、組立て易い
ブラシレスＤＣモータを実現することが出来る。

【００５１】第５発明に係るブラシレスＤＣモータの製
造方法によれば、永久磁石がステータ及びケース等に吸
着して取り扱い難い作業がなくなり、また、ケース内に
永久磁石に吸着した鉄粉等の塵を持ち込むこともなくな
り、品質的に優れたブラシレスＤＣモータを製造するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブラシレスＤＣモータの実施の形
態のロータの構成を示す斜視図である。

【図２】ロータブロックの変位状態を示す説明図であ
る。

【図３】ロータブロックのコギングトルクの波形を示す
波形図である。

【図４】ロータブロックのコギングトルクに歪が存在す
る場合の、コギングトルクの波形を示す波形図である。

【図５】本発明に係るブラシレスＤＣモータの実施の形
態のロータの構成を示す説明図である。

【図６】従来のロータのコギング対策を示す説明図であ
る。

【図７】従来のロータブロックとステータとの関係を示
す説明図である。

【図８】従来のコギング対策を説明する為の波形図であ
る。

【図９】従来のコギング対策の影響を説明する為の波形
図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０ ロータブロック １１，２１，３１，４１，５１，６１ 永久磁石 １２，２２，３２，４２ ロータコア １３，２３，３３，４３ 連結部材挿入孔 ４４ 空孔 θｍ 有効磁極開角 θｐ 磁極ピッチ角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城ノ口 秀樹 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 森 貞明 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 北林 実 愛知県春日井市愛知町２番地 アイチ−エ マソン電機株式会社内 (72)発明者 堀江 哲夫 愛知県春日井市愛知町２番地 アイチ−エ マソン電機株式会社内 (72)発明者 高橋 伴文 愛知県春日井市愛知町２番地 アイチ−エ マソン電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H019 AA03 AA06 CC03 DD01 EE14 5H621 AA02 GA01 GA16 HH01 JK02 5H622 AA02 CA02 CA05 CA13 CB06 PP14 PP19 QB01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の永久磁石を有するロータと、複数
   のスロットを有するステータとからなるブラシレスＤＣ
   モータにおいて、 前記ロータは、回転軸方向に３つのロータブロックに分
   割され、該３つのロータブロックは、それぞれの配置角
   度が、前記ロータと前記ステータとで生ずるコギングト
   ルクの脈動周期の１／３に相当する回転方向の機械角
   分、互いに相違させて積層されていることを特徴とする
   ブラシレスＤＣモータ。
2. 【請求項２】 １つの前記永久磁石の有効磁極開角と、
   一端の前記ロータブロック及び他端の前記ロータブロッ
   クの前記配置角度の差との合計が、前記ロータの磁極ピ
   ッチ角以下であるようになしてある請求項１記載のブラ
   シレスＤＣモータ。
3. 【請求項３】 複数の永久磁石を有するロータと、複数
   のスロットを有するステータとからなるブラシレスＤＣ
   モータにおいて、 前記永久磁石は、それぞれ回転軸方向に３つの永久磁石
   に分割され、該３つの永久磁石は、それぞれの配置角度
   が、前記ロータと前記ステータとで生ずるコギングトル
   クの脈動周期の１／３に相当する回転方向の機械角分、
   互いに相違させて積層されていることを特徴とするブラ
   シレスＤＣモータ。
4. 【請求項４】 １つの前記永久磁石の有効磁極開角と、
   前記３つの永久磁石の回転軸方向の両端の永久磁石の前
   記配置角度の差との合計が、前記ロータの磁極ピッチ角
   以下であるようになしてある請求項３記載のブラシレス
   ＤＣモータ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかに記載されたブラ
   シレスＤＣモータの製造方法において、 ロータが有する永久磁石は、その組み立てた後に、ステ
   ータを着磁ヨークとして、ロータブロック又はロータを
   着磁して作製することを特徴とするブラシレスＤＣモー
   タの製造方法。