JP2012110213A

JP2012110213A - モータ

Info

Publication number: JP2012110213A
Application number: JP2011221223A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Takemoto; 佳朗竹本; Tomohiro Uchida; 智裕内田; Shigemasa Kato; 茂昌加藤
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2011-10-05
Publication date: 2012-06-07
Also published as: US20120098378A1; DE102011116586A1; CN102457151A

Abstract

【課題】４ｎ磁極のロータと６ｎ個のティース部を有するステータとを備えたモータにおいて、トルクを向上させつつトルクリップルを抑えることが可能なモータを提供する。
【解決手段】ロータ中心Ｏ及びマグネット磁極部３３の中心位置Ｐ０を通過する直線Ｌ１と、ロータ中心Ｏ及び各マグネット磁極部３３の反回転方向側の空隙３６の反回転方向側の端部Ｐ１を通過する直線Ｍ１とがなす角度αが電気角で、９０°＜α＜１２６°とされる。また、ロータ中心Ｏ及びマグネット磁極部３３の周方向中心位置Ｐ０を通過する直線Ｌ１と、ロータ中心Ｏ及び各マグネット磁極部３３の回転方向側の空隙３７の回転方向側の端部Ｐ２を通過する直線Ｍ２とがなす角度βが電気角で、９０°＜β＜１２６°とされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンシクエントポール型構造を採用したロータを有するモータに関するものである。

従来、モータに用いられるロータとしては、ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが複数配置され、ロータコアに一体形成された突極部が各マグネット間に配置され、突極部を他方の磁極として機能させる所謂コンシクエントポール型構造のロータが知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１のモータのロータは、ロータコアの径方向外側が同極性となる２つのマグネットが周方向略１８０度対向位置に埋込み配置されるとともに、各マグネット間に空隙を以てロータコアと一体形成される突極部が２つ配置され、つまり４磁極のロータとされている。

実開平４−３４８３５号公報

ところで、上記のようなコンシクエントポール型構造のロータを有するモータでは、ロータと径方向に対向するステータを備えている。このステータは、前記ロータ側に延出するティース部を有している。ここで、例えばコンシクエントポール型構造の４磁極のロータとの組合せでは、前記ティース部を６つ設けることが考えられる。このように、コンシクエントポール型構造の４磁極のロータと６つのティース部を有するステータとを備えたモータにおいて、トルクの向上やモータ振動の要因となるトルクリップルを低減させることが望まれている。

また、４磁極のロータで６個のティース部を有するステータとを備えたモータだけでなく、４ｎ磁極（但し、ｎは自然数）のロータと６ｎ個のティース部を有するステータとを備えたモータにおいても同様にトルクの向上やモータ振動の要因となるトルクリップルを低減させることが望まれている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、４ｎ磁極のロータと６ｎ個のティース部を有するステータとを備えたモータにおいて、トルクを向上させつつトルクリップルを抑えることが可能なモータを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが２ｎ個（但し、ｎは自然数）埋込み配置されるとともに、前記ロータコアに一体形成された突極部が各マグネット間に空隙を以て２ｎ個配置され、前記突極部を他方の磁極として機能するように構成された４ｎ磁極のロータと、前記マグネット及び前記突極部と径方向に対向するように周方向等間隔に設けられる６ｎ個のティース部に巻線が備えられて構成されたステータとを備えたモータであって、前記ロータ中心及び前記マグネットの中心位置を通過する直線と、前記ロータ中心及び前記各マグネットの反回転方向側の空隙の反回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度αを電気角で、９０°＜α＜１２６°の範囲としたことをその要旨とする。

この発明では、ロータ中心及び前記マグネットの中心位置を通過する直線と、前記ロータ中心及び前記各マグネットの反回転方向側の空隙の反回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度αが電気角で、９０°＜α＜１２６°とされる。ここで、角度αを電気角で９０°とした時のトルク及びトルクリップルを基準とした際に、前述のように角度αを電気角で９０°＜α＜１２６°と設定することで、図２に示すようにトルクを向上させるとともにトルクリップを抑えることができる。なお、角度αの変更する際には、角度αが電気角で９０°の時のマグネットの周方向幅を変化させずに空隙の周方向幅を変更させることで角度αを変更させるものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記角度αは電気角で、１１０°≦α≦１２０°の範囲としたことをその要旨とする。
この発明では、角度αを電気角で、１１０°≦α≦１２０°の範囲とすることで、図２に示すように角度αが電気角で９０°の時と比較してトルクをより好適に向上させつつ、トルクリップルを抑えることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータにおいて、前記ロータ中心及び前記マグネットの周方向中心位置を通過する直線と、前記ロータ中心及び前記各マグネットの回転方向側の空隙の回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度βを電気角で、９０°＜β＜１２６°としたことをその要旨とする。

この発明では、ロータ中心及び前記マグネットの周方向中心位置を通過する直線と、前記ロータ中心及び前記各マグネットの回転方向側の空隙の回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度βが電気角で、９０°＜β＜１２６°とされる。ここで角度βを電気角で９０°とした時のトルク及びトルクリップルを基準とした際に、前述のように角度βを電気角で９０°＜β＜１２６°と設定することで、図３に示すようにトルクを向上させるとともにトルクリップルを抑えることができる。なお、角度βの変更する際には、角度βが電気角で９０°の時のマグネットの周方向幅を変化させずに空隙の周方向幅を変更させることで角度βを変更させるものである。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のモータにおいて、前記角度βは電気角で、１０４°≦β≦１１６°としたことをその要旨とする。
この発明では、角度βを電気角で１０４°≦β≦１１６°とすることで、図３に示すように角度βが電気角で９０°の時と比較してトルクをより好適に向上させつつ、トルクリップルを抑えることができる。

請求項５に記載の発明は、ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが２ｎ個（但し、ｎは自然数）埋込み配置されるとともに、前記ロータコアに一体形成された突極部が各マグネット間に空隙を以て２ｎ個（但し、ｎは自然数）配置され、前記突極部を他方の磁極として機能するように構成された４ｎ磁極のロータと、前記マグネット及び前記突極部と径方向に対向するように周方向等間隔に設けられる６ｎ個のティース部に巻線が備えられて構成されたステータとを備えたモータであって、前記ロータ中心及び前記マグネットの中心位置を通過する直線と、前記ロータ中心及び前記各マグネットの回転方向側の空隙の回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度βを電気角で、９０°＜β＜１２６°としたことをその要旨とする。

この発明では、ロータ中心及び前記マグネットの中心位置を通過する直線と、前記ロータ中心及び前記各マグネットの回転方向側の空隙の回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度βが電気角で、９０°＜β＜１２６°とされる。ここで、角度βを電気角で９０°とした時のトルク及びトルクリップルを基準とした際に、前述のように角度βを電気角で９０°＜β＜１２６°と設定することで、図３に示すようにトルクを向上させるとともにトルクリップルを抑えることができる。なお、角度βの変更する際には、角度βが９０°の時のマグネットの周方向幅を変化させずに空隙の周方向幅を変更させることで角度βを変更させるものである。

従って、上記記載の発明によれば、４ｎ磁極のロータと６ｎ個のティース部を有するステータとを備えたモータにおいて、トルクを向上させつつトルクリップルを抑えることが可能なモータを提供することができる。

（ａ）は第１実施形態におけるモータの概略構成図であり、（ｂ）は同図（ａ）におけるロータの部分拡大図である。角度αの変化におけるトルク及びトルクリップルの変化について説明するためのグラフである。角度βの変化におけるトルク及びトルクリップルの変化について説明するためのグラフである。トルクの変化について説明するためのグラフである。トルクリップルの変化について説明するためのグラフである。別例におけるロータについて説明するための概略構成図である。別例におけるロータについて説明するための概略構成図である。別例におけるロータについて説明するための概略構成図である。（ａ）は第２実施形態におけるモータの概略構成図であり、（ｂ）は同図（ａ）におけるロータの部分拡大図である。別例におけるロータについて説明するための概略構成図である。別例におけるロータについて説明するための概略構成図である。別例におけるロータについて説明するための概略構成図である。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施形態のモータ１０は、略円環状のステータ１１の径方向内側にロータ１２が配置されている。

ステータ１１のステータコア２１は、円環状部２２から径方向内側に延びる６個のティース部２３を有している。このティース部２３は周方向等間隔に形成されるとともに、各ティース部２３にはＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル２４，２５，２６が集中巻にて巻回されている。なお、各相コイル２４，２５，２６は、周方向略１８０度間隔で配置される同相コイル２４，２５，２６同士が直列接続されるとともに、それらがデルタ結線にて電気的に接続されている。

ロータ１２は、図示しない軸受にて回転可能に支持される回転軸３１の径方向外側に磁性金属材料からなる略円環状のロータコア３２が固着されている。ロータコア３２の外周縁部には、前記ステータ１１側の各ティース部２３と対向する複数（本実施形態では２個）のマグネット磁極部３３が形成されている。

マグネット磁極部３３は、図１（ａ）（ｂ）に示すようにロータコア３２の径方向外側に軸方向（図中紙面直交方向）に沿って貫通する態様で周方向略１８０°間隔で形成された計２つの収容孔３４のそれぞれにマグネット３５が収容されて構成されている。すなわち、本実施形態のモータ１０は、マグネット埋込型のロータ１２を有する所謂ＩＰＭモータとして構成されている。マグネット磁極部３３を構成するマグネット３５は、各収容孔３４内において、その径方向外側面が同極となるように配置されている。

また、マグネット磁極部３３の周方向両端には、空隙３６，３７が形成されている。そして、各空隙３６，３７が磁気抵抗となるため、各マグネット磁極部３３間には、その周方向において各マグネット磁極部３３とは各空隙３６，３７により磁気的に区画された突極部３８が形成されている。即ち、各マグネット磁極部３３の磁束は、その周方向両端に形成された各空隙３６，３７を迂回するようにロータコア３２の内部を経由して各突極部３８に流入する。そして、その磁束が径方向外側に向って各突極部３８を通過することにより、これら各突極部３８に隣接するマグネット磁極部３３とは極性の異なる擬似的な磁極が計２個形成されるようになっている。

つまり、本実施形態のロータ１２は、所謂コンクシエントポール型のロータとして構成されている。そして、これにより、そのロータ１２側の全ての磁極を当該位置に配置されたマグネットにより形成する通常のモータ（ブラシレスモータ）との比較において、そのマグネットの使用量を半分に削減しつつ、その多極化による効果と同様に、小型化・高出力化を図ることが可能な構成となっている。

また、ここで本実施形態のモータ１０のロータ１２の回転方向を一方向（図１中反時計回り方向）に規定したとする。このとき、各空隙３６，３７の内のマグネット磁極部３３の回転方向側の空隙３７が径方向外側に開口された形状とされるとともに、マグネット磁極部３３の反回転方向側の空隙３６が径方向外側（外周面側）においてマグネット磁極部３３と突極部３８とが連結部３６ａにて繋がる形状とされる。即ち、マグネット磁極部３３の反回転方向側の空隙３６を閉塞する連結部３６ａは、マグネット磁極部３３及び突極部３８とその外周面が同一面上となるように構成されている。

次に、各マグネット磁極部３３の周方向両端にそれぞれ設けられた各空隙３６，３７の周方向幅を規定する各角度α，βの最適設計について考察する。ここで、図１（ｂ）に示すように、ロータ中心Ｏ及び各マグネット磁極部３３の周方向中心位置Ｐ０を通る直線Ｌ１とロータ中心Ｏ及び反回転方向側の空隙３６の反回転方向側の端部Ｐ１を通る直線Ｍ１とがなす角度を角度αと定義する。同様に、ロータ中心Ｏ及びマグネット磁極部３３の周方向中心位置Ｐ０を通る直線Ｌ１とロータ中心Ｏ及び回転方向側の空隙３７の回転方向側の端部Ｐ２を通る直線Ｍ２とがなす角度を角度βと定義する。なお、前記直線Ｌ１は、ロータ中心Ｏ及び各マグネット磁極部３３の周方向中心位置Ｐ０を通る直線であるが、実質的にマグネット３５の周方向中心位置も通る直線である。

図２は、各マグネット磁極部３３の反回転方向側に形成される空隙３６の周方向幅（角度）を電気角で規定する角度αとモータ１０のトルク及びトルクリップルとの関係を示すグラフである。また、図３は、各マグネット磁極部３３の回転方向側に形成される空隙３７の周方向幅（角度）を電気角で規定する角度βとモータ１０のトルク及びトルクリップルとの関係を示すグラフである。なお、図２では、角度βを基準となる電気角で９０°、機械角で４５°に固定した状態でシミュレーションを実施した結果を示している。一方、図３では、角度αを基準となる電気角で９０°、機械角で４５°に固定した状態でシミュレーションを実施した結果を示している。ちなみに、本実施形態のロータ１２の構成は図２及び図３中で「構造Ｃ」に該当するものである。

図２によれば、モータ１０のトルクが角度α（電気角）＝９０°（機械角で４５°）を基準とした場合に、電気角で９０°＜α＜１２６°（機械角で４５°＜α＜６３°）の範囲とすることで、角度α（電気角）＝９０°（機械角で４５°）の時よりも高いトルクを得られることがわかる。また、トルクリップルについて、図２に示すように角度α（電気角）＝９０°（機械角で４５°）を基準とした場合に、前述のように９０°＜α＜１２６°（機械角で４５°＜α＜６３°）の範囲とすることで、角度α（電気角）＝９０°（機械角で４５°）の時よりもトルクリップルを抑えることがわかる。更に、図２によれば、電気角で１１０°≦α≦１２０°（機械角で５５°≦α≦６０°）の範囲とすることで、より高いトルクを得られることがわかる。従って、各マグネット磁極部３３の反回転方向側に形成される空隙３６は、角度αが電気角で９０°＜α＜１２６°（機械角で４５°＜α＜６３°）の範囲となるように設定することが望ましく、角度αが電気角で１１０°≦α≦１２０°（機械角で５５°≦α≦６０°）の範囲となるように空隙３６を設定することがより好ましい。

また図３によれば、モータ１０のトルクが角度β（電気角）＝９０°（機械角で４５°）を基準とした場合に、電気角で９０°＜β＜１２６°（機械角で４５°＜β＜６３°）の範囲とすることで、角度β（電気角）＝９０°（機械角で＝４５°）よりも高いトルクを得られることがわかる。また、トルクリップルについて、図３に示すように角度β（電気角）＝９０°（機械角で４５°）を基準とした場合に、前述のように９０°＜β＜１２６（電気角で４５°＜β＜６３°）の範囲とすることで、角度β（電気角）＝９０°（機械角で４５°）の時よりもトルクリップルが抑えられることがわかる。更に図３によれば、電気角で１０４°≦β≦１１６°（機械角で５２°≦β≦５８°）の範囲とすることで、比較的高いトルクでトルクリップルを好適に抑えられることがわかる。従って各マグネット磁極部３３の回転方向側に形成される空隙３７は、角度βが電気角で９０°＜β＜１２６°（機械角で４５°＜β＜６３°）の範囲となるように設定することが望ましく、角度βが電気角で１０４°≦β≦１１６°（機械角で５２°≦β≦５８°）の範囲となるように空隙３７を設定することがより好ましい。

上記結果を踏まえて本実施形態ではロータ１２の各角度α，βを次のように設定している。即ち、本実施形態のロータ１２では、空隙３６の角度αを電気角で略１１５°（機械角で略５７．５°）と設定するとともに、空隙３７の角度βを電気角で略１０５°（機械角で略５２．５°）と設定して、空隙３６の周方向幅（角度α）の方が空隙３７の周方向幅（角度β）よりも大きく設定されている。ちなみに、本実施形態では、ロータ中心Ｏ及びマグネット磁極部３３の周方向中心位置Ｐ０を通る直線Ｌ１とロータ中心Ｏ及び反回転方向側の空隙３６の回転方向側の端部Ｐ３を通る直線Ｍ３とがなす角度θ１が電気角で５０．２°（機械角で２５．１°）と設定される。同様にロータ中心Ｏ及びマグネット磁極部３３の周方向中心位置Ｐ０を通る直線Ｌ１とロータ中心Ｏ及び回転方向側の空隙３７の反回転方向側の端部Ｐ４を通る直線Ｍ４となす角度θ２が電気角で５０．２°（機械角で２５.１°）と設定される。つまり、本実施形態のマグネット磁極部３３は、その周方向角度が電気角で１００．４°（機械角で５０．２°）と設定されている。

上述したように、空隙３６の周方向幅を規定する角度αを電気角で１１０°≦α≦１２０°（機械角で５５°≦α≦６０°）の範囲である１１５°（機械角で５７．５°）と設定する。更に、空隙３７の周方向幅を規定する角度βを電気角で１０４°≦β≦１１６°（機械角で５２°≦β≦５８°）の範囲である１０５°（機械角で５２．５°）と設定する。これにより、各角度α，βを基準である電気角で９０°（機械角で４５°）と比較して、モータ１０としてのトルクの向上とトルクリップルを抑制できるようになっている。

また、本実施形態のロータ１２は、各マグネット磁極部３３の回転方向側の空隙３７を開口させるとともに、反回転方向側の空隙３６を閉塞する連結部３６ａを設ける構成とされる。ここで例えば、図６に示すような各空隙３６，３７に連結部３６ａ，３７ａを設ける構成（構造Ａ）や図７に示すような各マグネット磁極部３３の回転方向側の空隙３７を閉塞する３７ａを設けるとともに、反回転方向側の空隙３６を開口させる構成（構造Ｂ）と比較する。この場合、図４及び図５に示すように本実施形態のロータ１２の構成（構造Ｃ）が他の構成（前記構造Ａ及びＢ）と比較してトルクの向上及びトルクリップルの低減を図ることができる。また、例えば図８に示すように各空隙３６，３７を開口させる構成（構造Ｄ）と比較して本実施形態のロータ１２は一方の空隙３６が連結部３６ａにて閉塞された構成であるため、ロータ１２としての強度を高く維持できる。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）ロータ中心Ｏ及びマグネット磁極部３３の中心位置Ｐ０を通過する直線Ｌ１と、ロータ中心Ｏ及び各マグネット磁極部３３の反回転方向側の空隙３６の反回転方向側の端部Ｐ１を通過する直線Ｍ１とがなす角度αが電気角で、９０°＜α＜１２６°とされる。ここで、角度αを電気角で９０°とした時のトルク及びトルクリップルを基準とした際に、前述のように角度αを電気角で９０°＜α＜１２６°と設定することで、図２に示すようにトルクを向上させるとともにトルクリップルを抑えることができる。

（２）また、角度αを電気角で１１０°≦α≦１２０°とすることで、図２に示すように角度αが電気角で９０°の時と比較してトルクをより好適に向上させつつ、トルクリップルを抑えることができる。

（３）ロータ中心Ｏ及びマグネット磁極部３３の周方向中心位置Ｐ０を通過する直線Ｌ１と、ロータ中心Ｏ及び各マグネット磁極部３３の回転方向側の空隙３７の回転方向側の端部Ｐ２を通過する直線Ｍ２とがなす角度βが電気角で９０°＜β＜１２６°とされる。ここで角度βを電気角で９０°とした時のトルク及びトルクリップルを基準とした際に、前述のように角度βを電気角で９０°＜β＜１２６°と設定することで、図３に示すようにトルクを向上させるとともにトルクリップルを抑えることができる。

（４）角度βを電気角で１０４°≦β≦１１６°とすることで、図３に示すように角度βが電気角で９０°の時と比較してトルクをより好適に向上させつつ、トルクリップルを抑えることができる。

（５）本実施形態のロータ１２は、前記構造Ａのロータ及び構造Ｂのロータと比較してトルク及びトルクリップルの面で有利である。また、前記構造Ｄのロータと比較してロータ１２の強度の面で有利である。

（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について図面に従って説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については同じ符号を付して図面及び説明の全て又は一部を割愛する。

また、本実施形態では、ティース２３の個数（スロット数）と、ロータ１２の極数が第１実施形態と異なるため、主にその点について説明する。
図９（ａ）に示すように、ステータ１１を構成するステータコア２１は、円環状部２２から径方向に延びる１２個のティース部２３を備えている。このティース部２３は、第１実施形態同様に、周方向等間隔に形成されるとともに、ティース部２３には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル２４，２５，２６が集中巻にて巻回されている。

一方、ロータ１２を構成するロータコア３２のロータコア３２の外周縁部には、前記ステータ１１側の各ティース部２３と対向する複数（本実施形態では４個）のマグネット磁極部３３が形成されている。

マグネット磁極部３３は、図９（ａ）（ｂ）に示すようにロータコア３２の径方向外側に軸方向（図中紙面直交方向）に沿って貫通する態様で周方向略９０°間隔で形成された計４個の収容孔３４のそれぞれにマグネット３５が収容されて構成されている。マグネット磁極部３３を構成するマグネット３５は、各収容孔３４内において、その径方向外側面が同極となるように配置されている。

マグネット磁極部３３の周方向両端には、空隙３６，３７が形成されている。そして、各空隙３６，３７が磁気抵抗となるため、各マグネット磁極部３３間には、その周方向において各マグネット磁極部３３とは各空隙３６，３７により磁気的に区画された突極部３８が計４個形成されている。

また、ここで本実施形態のモータ１０のロータ１２の回転方向を一方向（図９中反時計回り方向）に規定したとする。このとき、第１実施形態同様、各空隙３６，３７の内のマグネット磁極部３３の回転方向側の空隙３７が径方向外側に開口された形状とされるとともに、マグネット磁極部３３の反回転方向側の空隙３６が径方向外側（外周面側）においてマグネット磁極部３３と突極部３８とが連結部３６ａにて繋がる形状とされる。即ち、マグネット磁極部３３の反回転方向側の空隙３６を閉塞する連結部３６ａは、マグネット磁極部３３及び突極部３８とその外周面が同一面上となるように構成されている。

ここで、上記第１実施形態同様に各マグネット磁極部３３の周方向両端にそれぞれ設けられた各空隙３６，３７の周方向幅を規定する各角度α，βの最適設計について考察する。第１実施形態同様に、角度α及び角度βを定義し、図２では、角度βを基準となる電気角で９０°、機械角で２２．５°に固定した状態でシミュレーションを実施した結果を示している。一方、図３では、角度αを基準となる電気角で９０°、機械角で２２．５°に固定した状態でシミュレーションを実施した結果を示している。ちなみに、本実施形態のロータ１２の構成は図２及び図３中で「構造Ｃ１」に該当するものである。

図２から分かるように、モータ１０のトルクが角度α（電気角）＝９０°（機械角で２２．５°）を基準とした場合に、電気角で９０°＜α＜１２６°（機械角で２２．５°＜α＜３１．５°）の範囲とすることで、角度α（電気角）＝９０°（機械角で２２．５５°）の時よりも高いトルクを得られることがわかる。トルクリップルについて、図２に示すように角度α（電気角）＝９０°（機械角で２２．５°）を基準とした場合に、前述のように９０°＜α＜１２６°（機械角で２２．５°＜α＜３１．５°）の範囲とすることで、角度α（電気角）＝９０°（機械角で２２．５°）の時よりもトルクリップルを抑えることがわかる。

また、図３から分かるように、モータ１０のトルクが角度β（電気角）＝９０°（機械角で２２．５°）を基準とした場合に、電気角で９０°＜β＜１２６°（機械角で２２．５°＜β＜３１．５°）の範囲とすることで、角度β（電気角）＝９０°（機械角で＝２２．５°）よりも高いトルクを得られることがわかる。また、トルクリップルについて、図３に示すように角度β（電気角）＝９０°（機械角で２２．５°）を基準とした場合に、前述のように９０°＜β＜１２６（電気角で２２．５°＜β＜３１．５°）の範囲とすることで、角度β（電気角）＝９０°（機械角で２２．５°）の時よりもトルクリップルが抑えられることがわかる。

上述したことから、ロータ１２の極数が４ｎ（但し、ｎは自然数）で、ステータ１１のティース２３の個数（スロット数）が６ｎ個の場合、角度α及び角度βを電気角で同一とすることで略同一のトルク及びトルクリップルを得ることができる。

また、本実施形態のロータ１２は、各マグネット磁極部３３の回転方向側の空隙３７を開口させるとともに、反回転方向側の空隙３６を閉塞する連結部３６ａを設ける構成とされる。ここで例えば、図１０に示すような各空隙３６，３７に連結部３６ａ，３７ａを設ける構成（構造Ａ１）や図１１に示すような各マグネット磁極部３３の回転方向側の空隙３７を閉塞する３７ａを設けるとともに、反回転方向側の空隙３６を開口させる構成（構造Ｂ１）と比較する。この場合、図４及び図５に示すように本実施形態のロータ１２の構成（構造Ｃ１）が他の構成（前記構造Ａ１及びＢ１）と比較してトルクの向上及びトルクリップルの低減を図ることができる。また、例えば図１２に示すように各空隙３６，３７を開口させる構成（構造Ｄ１）と比較して本実施形態のロータ１２は一方の空隙３６が連結部３６ａにて閉塞された構成であるため、ロータ１２としての強度を高く維持できる。

上記構成の本実施形態によれば、第１実施形態の効果で記載した（１）〜（４）の効果に加え以下の効果を奏することができる。
（６）本実施形態のロータ１２は、前記構造Ａ１のロータ及び構造Ｂ１のロータと比較してトルク及びトルクリップルの面で有利である。また、前記構造Ｄ１のロータと比較してロータ１２の強度の面で有利である。

尚、本発明の各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、マグネット磁極部３３と隣接する各空隙３６，３７の内で回転方向側の空隙３７は径方向外側に開口させて連結部を省略し、回転方向逆側の空隙３６を閉塞する連結部３６ａを設ける構成（構造Ｃ及びＣ１）としたが、これに限らない。例えば、図６及び図１０に示すように各空隙３６，３７に連結部３６ａ，３７ａを設ける構成（構造Ａ及びＡ１）を採用してもよい。また、図７及び図１１に示すように各マグネット磁極部３３の回転方向側の空隙３７を閉塞する３７ａを設けるとともに、反回転方向側の空隙３６を開口させる構成（構造Ｂ及びＢ１）を採用してもよい。また、図８及び図１２に示すようにマグネット磁極部３３と隣接する各空隙３６，３７を径方向外側に開口、つまり連結部を省略した構成（構造Ｄ及びＤ１）を採用してもよい。

・上記実施形態では、各空隙３６，３７の周方向幅を規定する角度αを略５７．５°と設定するとともに角度βを略５２．５°と設定して、各角度α，βを、基準となる角度である電気角で９０°（機械角で４５°）から好適な各範囲に変更する構成としたが、これに限らない。例えば各角度α，βの内のいずれか一方のみを好適な各範囲に変更する構成を採用してもよい。

１０…モータ、１１…ステータ、１２…ロータ、２３…ティース部、３２…ロータコア、３３…マグネット、３５…マグネット磁極部、３６，３７…空隙、３８…突極部、Ｏ…ロータ中心、Ｌ１，Ｍ１，Ｍ２…直線、Ｐ０…周方向中心位置、Ｐ１，Ｐ２…端部。

Claims

ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが２ｎ個（但し、ｎは自然数）埋込み配置されるとともに、前記ロータコアに一体形成された突極部が各マグネット間に空隙を以て２ｎ個配置され、前記突極部を他方の磁極として機能するように構成された４ｎ磁極のロータと、
前記マグネット及び前記突極部と径方向に対向するように周方向等間隔に設けられる６ｎ個のティース部に巻線が備えられて構成されたステータと
を備えたモータであって、
前記ロータ中心及び前記マグネットの中心位置を通過する直線と、前記ロータ中心及び前記各マグネットの反回転方向側の空隙の反回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度αを電気角で、９０°＜α＜１２６°の範囲としたことを特徴とするモータ。
請求項１に記載のモータにおいて、
前記角度αは電気角で、１１０°≦α≦１２０°の範囲としたことを特徴とするモータ。
請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記ロータ中心及び前記マグネットの周方向中心位置を通過する直線と、前記ロータ中心及び前記各マグネットの回転方向側の空隙の回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度βを電気角で、９０°＜β＜１２６°の範囲としたことを特徴とするモータ。
請求項３に記載のモータにおいて、
前記角度βは電気角で、１０４°≦β≦１１６°としたことを特徴とするモータ。
ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが２ｎ個（但し、ｎは自然数）埋込み配置されるとともに、前記ロータコアに一体形成された突極部が各マグネット間に空隙を以て２ｎ個配置され、前記突極部を他方の磁極として機能するように構成された４ｎ磁極のロータと、
前記マグネット及び前記突極部と径方向に対向するように周方向等間隔に設けられる６ｎ個のティース部に巻線が備えられて構成されたステータと
を備えたモータであって、
前記ロータ中心及び前記マグネットの中心位置を通過する直線と、前記ロータ中心及び前記各マグネットの回転方向側の空隙の回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度βを電気角で、９０°＜β＜１２６°の範囲としたことを特徴とするモータ。