JPWO2013080374A1 - 永久磁石型集中巻モータ - Google Patents

Abstract

極数がＭであり、固定子Srにはコイルが集中的に巻き回されるティースTが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、Ｍ＝(18?4)ｎ、Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、かつ電機子巻線AWはｍ個の並列回路を有し（但し、ｍはｍ≧2の偶数で、かつ2ｎの約数）、前記並列回路の1相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成されている永久磁石型集中巻モータであり、小型高効率であり、トルクリップルも小さく、さらに空間次数２次の電磁加振力が小さいため低振動・低騒音となり、並列回路を形成することにより、巻線を細くすることができ巻線占積率が向上し、工作性も向上する。

Description

この発明は、永久磁石型集中巻モータに関するもので、特に車両用の電動パワーステアリング装置等に用いられる永久磁石型集中巻モータに関するものである。

従来から固定子のティースに集中的に巻線を巻き回したいわゆる集中巻のモータの構造が開示されている（特許文献１）。この特許文献１では集中巻のモータにおいて、回転子に塊状のヨークを用いても渦電流損を大幅に低減できる構造が開示されている。また、特許文献２には種々の集中巻の永久磁石モータについて、コギングトルク脈動数と巻線係数が開示されている。

特開2001-054271号公報（要約における図及び説明） 特開平9-172762号公報（要約における図及び説明）

しかしながら、特許文献１、特許文献２の構造では、空間次数の低い電磁加振力による振動・騒音の課題や巻線の工作性に対する課題があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、空間次数の低い電磁加振力が小さく、また、巻線の工作性を向上することを目的としている。さらには、電流のアンバランスによる振動騒音が小さい集中巻のモータを得ることを目的としている。

この発明に係る永久磁石型集中巻モータは、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成されるものであり、トルクリップルも小さく、さらに低振動・低騒音であり、巻線占積率が向上し、工作性も向上する。

この発明は、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成されるので、小型高効率で、トルクリップルも小さく、さらに空間次数２次の電磁加振力が小さいため低振動・低騒音となり、その上、巻線を細くすることができ巻線占積率が向上し、工作性も向上するという効果がある。

本発明の実施形態１を示す図で、永久磁石型集中巻モータの固定子の縦断正面図である。 本発明の実施形態１を示す図で、表面磁石型の永久磁石型集中巻モータの縦断正面図である。 本発明の実施形態１を示す図で、電機子巻線の結線の説明図である。 本発明の実施形態１を示す図で、電機子巻線のＹ結線の説明図である。 本発明の実施形態１を示す図で、電機子巻線のΔ結線の説明図である。 従来のモータの電磁加振力と本発明のモータの電磁加振力の一例との比較図で、（ａ）は従来のモータの電磁加振力の説明図、（ｂ）は本発明の実施形態１のモータの電磁加振力の一例の説明図である。 本発明の実施形態１を示す図で、２台のインバータの回路の説明図である。 本発明の実施形態１を示す図で、トルクリップル波形の説明図である。 本発明の実施形態２を示す図で、電機子巻線の結線の説明図である。 本発明の実施形態２を示す図で、電機子巻線のＹ結線の説明図である。 本発明の実施形態２を示す図で、電機子巻線のΔ結線の説明図である。 本発明の実施形態３を示す図で、インバータの回路の説明図である。 本発明の実施形態４を示す図で、表面磁石型の永久磁石型モータの２２極の例の縦断正面図である。 本発明の実施形態４を示す図で、２２極のモータの電機子巻線の結線の説明図である。 本発明の実施形態４を示す図で、２２極のモータの電機子巻線の別の結線の説明図である。 本発明の実施形態５を示す図で、磁石埋込型の永久磁石型モータの縦断正面図である。 本発明の実施形態６を示す図で、磁石埋込型の永久磁石型モータの別の例の縦断正面図である。 本発明の実施形態６のモータの電磁加振力の一例の説明図である。 本発明の実施形態７を示す図で、電動パワーステアリング装置の構成の一例を示す外観図である。

実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を図１〜図８により説明する。図１は永久磁石型集中巻モータの固定子の縦断正面図、図２は表面磁石型の永久磁石型集中巻モータの縦断正面図、図３は電機子巻線の結線の説明図、図４は電機子巻線のＹ結線の説明図、図５は電機子巻線のΔ結線の説明図、図６は従来のモータの電磁加振力と本発明のモータの電磁加振力の一例との比較図で、（ａ）は従来のモータの電磁加振力の説明図、（ｂ）は本発明のモータの電磁加振力の一例の説明図である。図７は２台のインバータの回路の説明図、図８はトルクリップル波形の説明図である。

図１において、固定子Srは、円環状のコアバックCBとコアバックCBから内径方向に伸びた計１８個のティースT1〜T18と隣り合う２つのティースの間にスロットStが設けられた固定子鉄心SCと各ティースに集中的に巻き回された電機子巻線AWを有す。なお、図１では簡単のため、電機子巻線AWと固定子鉄心SCとの間にもうけられるインシュレータや固定子鉄心SCの外周に設けられるフレームを省略している。また、便宜的にティースには１〜１８まで番号を割り振っている。

電機子巻線AWのティースT1〜T18の各々に集中的にコイル状に巻き回されている部分は以後「コイル」と呼称する。
ティースT1〜T18の各々に集中的に巻き回されている各コイルについて、Ｕ，Ｖ，Ｗの3相のいずれのコイルか分かるように、便宜的に番号を付けて表している。ＵＶＷ各相は、
Ｕ相はＵ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｕ21，Ｕ22，Ｕ23の６個、
Ｖ相はＶ11，Ｖ12，Ｖ13，Ｖ21，Ｖ22，Ｖ23の６個、
Ｗ相はＷ11，Ｗ12，Ｗ13，Ｗ21，Ｗ22，Ｗ23の6個、
からそれぞれ構成され、図１に示すように、各コイルはティースT1〜T18のそれぞれに対応して、Ｕ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23の順に並んでいる構成となっている。
これら18個のコイルがどのように接続されるかについては、後でその詳細を説明する。

実施の形態１の永久磁石型集中巻モータＭの断面の説明図である図２において、モータＭは、回転子Rrの磁極の数（極数）が１４、固定子SrのスロットStの数（スロット数）が１８のモータであり、図１の固定子Srの内側に回転自在になるよう設けられた回転子Rrがある。
回転子Rrは回転軸となるシャフトRSとシャフトの外側に回転子鉄心RCが設けられ、さらに回転子鉄心RCの外周側に永久磁石の磁極PM1〜PM14が回転子鉄心RC周方向に等間隔に１４個貼り付けられている。
なお、図２では省略しているが永久磁石の外側に磁石の保護と飛散防止用にステンレスやアルミニウムなどの非磁性材料を円筒状にしたカバーで覆う場合がある。

図３は電機子巻線の結線の説明図で、１８個のコイルＵ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23がどのように電気的に接続されているかを示す図である。

18個並んだ四角形はティースT1〜T18を表しており、各ティースT1〜T18に巻き回されているコイルをＵ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23と表示してある。

コイルＵ11とコイルＵ12とコイルＵ13とが直列接続されて第１のＵ相巻線であるＵ1相を構成している。このとき、コイルＵ12は、コイルＵ11およびコイルＵ13とはコイルの巻き方向が逆方向にとなっている。
また、コイルＵ21とコイルＵ22とコイルＵ23とが直列接続されて第２のＵ相巻線であるＵ2相を構成している。このとき、コイルＵ22は、コイルＵ21およびコイルＵ23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
コイルＶ11とコイルＶ12とコイルＶ13とが直列接続されて第１のＶ相巻線であるＶ1相を構成している。このとき、コイルＶ12は、コイルＶ11およびコイルＶ13とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
また、コイルＶ21とコイルＶ22とコイルＶ23とが直列接続されて第２のＶ相巻線であるＶ2相を構成している。このとき、コイルＶ22は、コイルＶ21およびコイルＶ23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
コイルＷ11とコイルＷ12とコイルＷ13とが直列接続されて第１のＷ相巻線であるＷ1相を構成している。このとき、コイルＷ12は、コイルＷ11およびコイルＷ13とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
また、コイルＷ21とコイルＷ22とコイルＷ23とが直列接続されて第２のＷ相巻線であるＷ2相を構成している。このとき、コイルＷ22は、コイルＷ21およびコイルＷ23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている

また、Ｕ1相の両端はコイルＵ11側をＵ1＋、コイルＵ13側をＵ1−とし、同様にＵ2相の両端もコイルＵ21側をＵ2＋、コイルＵ23側をＵ2−としている。
同様にＶ1相の両端はコイルＶ11側をＶ1＋、コイルＶ13側をＶ1−とし、同様にＶ2相の両端もコイルＶ21側をＶ2＋、コイルＶ23側をＶ2−としている。
同様にＷ1相の両端はコイルＷ11側をＷ1＋、コイルＷ13側をＷ1−とし、同様にＷ2相の両端もコイルＷ21側をＷ2＋、コイルＷ23側をＷ2−としている。

図４は図３のＵ1相，Ｕ2相，Ｖ1相，Ｖ2相，Ｗ1相，Ｗ2相をＹ結線した場合の説明図である。図４の左側はＵ1−とＶ1−とＷ1−を電気的に接続して中性点Ｎ1としＹ結線としている。一方、右側はＵ2−とＶ2−とＷ2−を電気的に接続して中性点Ｎ2としている。

図７は実施の形態１におけるモータＭと電子制御ユニットECUの回路の説明図である。
モータＭは図１，２，３，４で述べた極数が１４、スロット数が１８の永久磁石型集中巻モータである。図７では簡単のため詳細省略し、電機子巻線AWのみ示している。
モータＭの電機子巻線AWは、第１のＵ相巻線Ｕ1、第１のＶ相巻線Ｖ1、および第1のＷ相巻線Ｗ1によって構成される電機子巻線AW1と、第２のＵ相巻線Ｕ2、第２のＶ相巻線Ｖ2、および第２のＷ相巻線Ｗ2によって構成される電機子巻線AW2とから構成される。

電子制御ユニットECUも簡単のため詳細は省略し、インバータのパワー回路部のみを示す。電子制御ユニットECUは２台のインバータ回路Inv1，Inv2から構成されていて、それぞれのインバータから２つの電機子巻線AW1，AW2に３相の電流を供給する。
電子制御ユニットECUにはバッテリーなどの電源PSから直流電源が供給されており、ノイズ除去用のコイルClを介して、電源リレーPSRyが接続されている。

図７では電源PSが電子制御ユニットECUの内部にあるかのように描かれているが、実際はバッテリ等の外部の電源からコネクタを介して、電力が供給される。
電源リレーPSRyは電源リレーPSRy1，PSRy2の２個あり、それぞれ２個の電子的可制御スイッチング素子であるMOS-FETで構成され、故障時などは電源リレーPSRy1，PSRy2を開放して、過大な電流が流れないようにする。

以後、電子的可制御スイッチング素子は、「MOS-FET」と略記する。

なお、図７では、電源リレーPSRy1，PSRy2は、電源PS、コイルCl、電源リレーPSRy1，PSRy2の順に接続されているが、コイルClよりも電源に近い位置に設けられてもよいことは言うまでもない。
コンデンサC1、コンデンサC2は平滑コンデンサである。図７ではそれぞれ、1個のコンデンサで構成されているが、複数のコンデンサを並列に接続されて構成してもよいことは言うまでもない。

インバータInv1とインバータInv2はそれぞれ6個のMOS-FETを用いたブリッジで構成され、インバータInv1では、MOS-FET11，MOS-FET12が直列接続され、MOS-FET13，MOS-FET14が直列接続され、MOS-FET15，MOS-FET16が直列接続されて、さらにこの3組のMOS-FETが並列に接続されている。さらに、下側の3つのMOS-FET12、MOS-FET14、MOS-FET16のGND（グランド）側にはそれぞれシャント抵抗Stが１つずつ接続されており、図示のようにSt11，St12，St13と表示してある。これらシャント抵抗St11，St12，St13は電流値の検出に用いられる。
なお、シャントは3個の例を示したが、２個のシャントであってもよいし、1個のシャントであっても電流検出は可能であるため、そのような構成であってもよいことは言うまでもない。

モータM側への電流の供給は図７に示すようにMOS-FET11，MOS-FET12の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのＵ1相へ、MOS-FET13，MOS-FET14の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのＶ1相へ、MOS-FET15，MOS-FET16の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのＷ1相へ、それぞれ供給される。

インバータInv2も同様の構成となっていて、インバータInv2では、MOS-FET21，MOS-FET22が直列接続され、MOS-FET23，MOS-FET24が直列接続され、MOS-FET25，MOS-FET26が直列接続されて、さらにこの3組のMOS-FETが並列に接続されている。さらに、下側の3つのMOS-FET22，MOS-FET24，MOS-FET26のGND（グランド）側にはそれぞれシャント抵抗Stが１つずつ接続されており、図示のようにSt21、St22、St23と表示してある。これらシャント抵抗St21、St22、St23は電流値の検出に用いられる。
なお、シャントは3個の例を示したが、２個のシャントであってもよいし、1個のシャントであっても電流検出は可能であるため、そのような構成であってもよいことは言うまでもない。

モータＭ側への電流の供給は図７に示すようにMOS-FET21，MOS-FET22の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのＵ2相へ、MOS-FET23，MOS-FET24の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのＶ2相へ、MOS-FET25，MOS-FET26の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのＷ2相へ、それぞれ供給される。

２台のインバータInv1，Inv2はモータＭに備えられた回転角度センサ（図示しない）によって検出した回転角度に応じて制御回路（図示しない）からMOS-FETに信号を送ることでスイッチングし、電機子巻線AW1と電機子巻線AW2に所望の３相電流を供給する。なお、回転角度センサはレゾルバやGMRセンサやMRセンサなどが用いられる。

このような構成の永久磁石型集中巻モータとすると以下に示すような効果が得られる。

図６（ａ）は従来の永久磁石型モータの電磁加振力をグラフ化した図である。モータのエアギャップ（空隙）部分の磁束密度は空間的および時間的に変化するため電磁力も同様に空間的、時間的に変化する。図６（ａ）は従来の永久磁石型モータの例として10極12スロットの電磁加振力のうち時間次数が2次のもののうち、代表的な成分を抽出した結果である。横軸は空間次数を示し、2ndは空間次数が2であることを示す。同様に4thは空間次数が4、10thは空間次数が10であることを示す。縦軸は電磁加振力であり、10thのものを100％として規格化している。

電動パワーステアリング装置に使われるモータでは空間次数の低い電磁加振力があると振動・騒音の原因となることがある。10thの電磁加振力は極数と一致する次数であるが、次数が高いため振動騒音として問題とはならない。しかしながら、空間次数が２の電磁加振力すなわち固定子を楕円形状に変形させる電磁加振力があるため、これが原因となり、振動・騒音が大きくなることがあるという課題があった。

図６（ｂ）は本実施の形態１の14極18スロットの永久磁石型モータの電磁加振力である。横軸は電磁加振力の空間次数を表し、縦軸は電磁加振力の大きさを図６（ａ）の10thを100％として規格化して示している。

極数に一致する14thの加振力が約100％となっているが、これは振動騒音にはならないので問題ない。一方、4thが図６（ａ）に比べて大きくなっているが、もっとも次数の低い2ndが大幅に低減されているのがわかる。図３の結線としたことにより、空間次数が２の電磁加振力が大幅に低減されたのである。これは、図３に示すようにコイルＵ11，Ｕ12，Ｕ13やコイルＵ21，Ｕ22，Ｕ23のように機械角１００度の間に分散して配置された３つのコイルが直列接続されていて、Ｕ1相とＵ2相が互いに機械角180度ずれた位置に配置されている。Ｖ１相、Ｖ2相、Ｗ1相、Ｗ2相も同様なコイルの接続と配置であるため空間次数が２の電磁加振力が小さくできるという効果が得られる。
一方、１０極１２スロットのモータでは隣り合うコイル、すなわち機械角３０度離れた２つのコイルが直列接続されるため空間次数が２の電磁加振力が大きい。

さらに、図３の結線とすると別の効果がある。図３ではＵ1相はコイルＵ11，Ｕ12，Ｕ13が直列接続されており、すなわち1番，5番，6番のティースT1，T5，T6が直列接続されている。1番と6番のティースT1，T6の位置関係は機械角100度離れた位置であり、その他Ｕ2，Ｖ1，Ｖ2，Ｗ1，Ｗ2の各相も全て100度以内のティースで直列接続されている。
このように機械的に近い位置でコイルが直列接続されることにより結線が容易となるという効果がある。さらに、電機子巻線AWは電機子巻線AW1と電機子巻線AW2の２つに分かれており、電気的には2つ電機子巻線の並列回路となる。

電動パワーステアリング装置のモータでは１２V系の電源であることが多く、モータが大出力化すると電流値が大きくなって電機子巻線が太くなってしまい、工作性が悪くなるという課題があった。しかし、このように電機子巻線AWを2個の並列回路とすることで電機子巻線の線径を小さくすることができ工作性の向上とともに、巻線占積率の向上の効果もある。

さらに、図７のように2台のインバータInv1，Inv2で駆動する場合は、２台のインバータの各々が対応する電機子巻線AW1，AW2に供給する電流の位相を相対的に変化させることでトルクリップルを大幅に低減することができる。
図８は従来例と実施の形態１の構成のトルクリップルを比較したものである。横軸はモータの回転角度であり電気角で示している。縦軸はトルクリップルで定格トルクに対する割合を％値で示している。
一点鎖線で示す従来例では電気角60度周期のトルクリップル（6次のトルクリップル）が見られるが、本実施の形態１のように2台のインバータInv1，Inv2の前記各供給電流の位相を相対的に電気角30度ずらすことで、互いの６次のトルクリップルを相殺し、図８の実線で示すように6次のトルクリップルを低減させてトルクリップルのp−p値を大幅に低減するという効果が得られる。

電動パワーステアリング装置ではトルクリップルは振動・騒音の原因となるほか、運転者がトルクリップルを感じて操舵感覚が悪化することがある。しかしながら、本実施の形態１の構成により、トルクリップルを大幅に低減できるため振動騒音が小さく、良好な操舵感覚を得ることができるという効果がある。

図７では中性点N1とN2は電気的に接続されていない構成例を示した。このように2個の電機子回路AW1，AW2の中性点を電気的に接続しない構成としておけば、モータ内部で短絡が生じても電気的に独立した回路であれば、正常なインバータと電機子回路とでトルクを発生できるので短絡時の影響を低減できるという効果がある。また、図７では、モータリレーのない例を示したが、モータリレーを設けてもよい。モータリレーを設けた場合は、故障時にはモータリレーを開放することでブレーキトルクを小さくするなどの対策を講じることができる。

図４ではＹ結線の例を示したが、本発明はこれに限らない。図５はΔ結線の例を示す。Ｕ1+とＷ1−とを接続してA1とし、Ｖ1+とＵ1−とを接続してB1とし、Ｗ1+とＶ1−とを接続してC1とした。さらに、Ｕ2+とＷ2−とを接続してA2とし、Ｖ2+とＵ2−とを接続してB2とし、Ｗ2+とＶ2−とを接続してC2とした。

2台のインバータInv1，Inv2に接続する際は、図７のMOS-FET11，MOS-FET12の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのA1相へ、MOS-FET13，MOS-FET14の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのB1相へ、MOS-FET15，MOS-FET16の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのC1相へ、それぞれ供給される。
MOS-FET21，MOS-FET22の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのA2相へ、MOS-FET23，MOS-FET24の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのB2相へ、MOS-FET25，MOS-FET26の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータのC2相へ、それぞれ供給される構成とすれば同様の効果が得られる。

さらにΔ結線とするとＹ結線の場合に比べてコイルの誘起電圧が√３倍になるため、Ｙ結線に比べて巻数を約√３倍大きくできる。これにより、コイルの線径を小さくすることができ、工作性が向上すると同時に巻線占積率が向上し銅損が低減でき、高効率となる。

また、本モータＭは電機子巻線AWをティースT1〜T18に集中的に巻き回したいわゆる集中巻であり、コイルエンドが小さく、小型であり銅損も小さく高効率となるという効果も得られる。

本実施の形態では極数が１４、ティースの数が１８の例について述べたが、その整数倍の極数、スロット数の永久磁石型モータでも同様の効果が得られる。特に極数が１４ｎ、ティースの数が１８ｎ（nは整数、n≧2）のときは電磁加振力の空間次数がn倍に向上するため、より低振動・低騒音となる。
この場合は極数をＭ、ティースの数をＮとしたとき、
Ｍ＝14ｎ、Ｎ=18ｎ（ｎは整数、ｎ≧１）と表すことができる。このとき、電機子巻線AWの結線は図３の構成をn回繰り返すことができる。図３の構成では電機子巻線AWは、並列回路を成す２個の電機子巻線AW1，AW2を有するため最大で2ｎ個の並列回路の電機子巻線を構成できる。これは2ｎの約数の並列回路を取り得ることを示している。２個のインバータInv1，Inv2に接続するには電機子巻線AWを2組の電機子巻線AW1，AW2に分ける必要があり、並列回路数は偶数でなければならない。さらに、各並列回路において１相分の電機子回路はコイル（ティースに集中的に巻き回されたコイル）のうち6ｎ/ｍ個を直列接続して構成すればよい。

したがって、
回転子Rrに着磁された永久磁石PMから構成される磁極を有し、
その磁極の極数がＭであり、
固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースTが周方向に等間隔に配置され、
そのティースTの数がＮであり、
磁極数Ｍとティース数Ｎは、
ｎは整数、ｎ≧１としたとき、
Ｍ＝14ｎ
Ｎ＝18ｎ
を満たし、かつ電機子巻線AWはｍ個の並列回路を有し（ｍはｍ≧２の偶数で、かつ2ｎの約数）前記並列回路の1相分の電機子巻線回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続した構成とすれば、集中巻であるため小型高効率であり、トルクリップルも小さく、さらに空間次数が２の電磁加振力が小さいため低振動・低騒音となる。電機子巻線AWを並列回路を成す電機子巻線で形成することにより、巻線を細くすることができ巻線占積率が向上し、工作性も向上するという効果もある。

ただし、ｎ＝１のとき、すなわちＭ=14、Ｎ=1８のときは極数が最も少ない、回転角度センサの角度誤差の機械角と電気角の関係は
（電気角）＝（極対数）×（機械角）
の関係となっている。したがって、ｎ＝１のときには回転センサの電気角換算した角度誤差が小さくなる。したがって、レゾルバやGMRセンサやMRセンサなどの回転センサの角度誤差の影響を受けにくく、低トルクリップルとなり、低騒音・低振動のモータが得られるという効果がある。

また、ｎ≧２のときは、コイルの位置関係は図３の結線がn回繰り返すため、固定子鉄心SCの18n個のティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各巻線（コイル）を順に、
Ｕ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，ｖ22，Ｗ21,Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23
とすればよい。

本実施の形態１では回転子Rrの回転子鉄心RCの表面に永久磁石PM1〜PM14を配置した永久磁石型集中巻モータについて述べた。このような構造の永久磁石型集中巻モータはコギングトルク、トルクリップルが小さい。永久磁石PM1〜PM14の回転子径方向の厚みの分だけ等価的なギャップが存在するため、回転子Rrと固定子Srとの間に偏心が生じても電磁力が小さく振動騒音が少ないという効果がある。

実施の形態２．
実施の形態１では電機子巻線の結線については図３の事例にしたがって説明したが、本実施の形態２では別の例について説明する。図９は電機子巻線の結線の別の例の説明図である。図９は図１、図２に示した１８個のコイルがどのように電気的に接続されているかを示す図である。
図９において、１８個並んだ四角形は1番から18番までのティースT1〜T18を表しており、各ティースT1〜T18に巻き回されているコイルをＵ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23と表示してある。なお、ａ１とａ２とは図示省略してあるが電気的に一続きに繋がっている。同様に、ｂ１とｂ２とも電気的に一続きに繋がっており、また、ｃ１とｃ２とも電気的に一続きに繋がっている。

コイルＵ22とコイルＵ11とコイルＵ13とが直列接続されて第１のＵ相巻線であるＵ1相を構成している。このとき、コイルＵ22とコイルＵ11とコイルＵ13とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルＶ11とコイルＶ13とコイルＶ22とが直列接続されて第１のＶ相巻線であるＶ1相を構成している。このとき、コイルＶ11とコイルＶ13とコイルＶ22とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルＷ12とコイルＷ21とコイルＷ23とが直列接続されて第１のＷ相巻線であるＷ1相を構成している。このとき、コイルＷ12とコイルＷ21とコイルＷ23とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルＵ23とコイルＵ21とコイルＵ12とが直列接続されて第２のＵ相巻線であるＵ2相を構成している。このとき、コイルＵ23とコイルＵ21とコイルＵ12とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルＶ12とコイルＶ23とコイルＶ21とが直列接続されて第２のＶ相巻線であるＶ2相を構成している。このとき、コイルＶ12とコイルＶ23とコイルＶ21とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルＷ13とコイルＷ11とコイルＷ22とが直列接続されて第２のＷ相巻線であるＷ2相を構成している。このとき、コイルＷ13とコイルＷ11とコイルＷ22とはコイルの巻き方向が同じとなっている。

また、Ｕ1相の両端はコイルＵ22側をＵ1＋、コイルＵ13側をＵ1−とし、同様にＵ2相の両端もコイルＵ23側をＵ2＋、コイルＵ12側をＵ2−としている。同様にＶ1相の両端はコイルＶ11側をＶ1＋、コイルＶ22側をＶ1−とし、同様にＶ2相の両端もコイルＶ12側をＶ2＋、コイルＶ21側をＶ2−としている。同様にＷ1相の両端はコイルＷ12側をＷ1＋、コイルＷ23側をＷ1−とし、同様にＷ2相の両端もコイルＷ13側をＷ2＋、コイルＷ22側をＷ2−としている。

図１０は図９のＵ1相，Ｕ2相，Ｖ1相，Ｖ2相，Ｗ1相，Ｗ2相をＹ結線した場合の説明図である。図１０の左側はＵ1−とＶ1−とＷ1−を電気的に接続して中性点N1としＹ結線としている。一方、図１０の右側はＵ2−とＶ2−とＷ2−を電気的に接続して中性点N2としている。

図１１はΔ結線の例を示す。Ｕ1＋とＷ1−を接続してA1とし、Ｖ1＋とＵ1−を接続してB1とし、Ｗ1＋とＶ1−を接続して、C1とした。さらに、Ｕ2＋とＷ2−を接続してA2とし、Ｖ2＋とＵ2−を接続してB2とし、Ｗ2＋とＶ2−を接続して、C2とした。

このような結線としたときも、実施の形態１で述べたのと同様の効果が得られる。電磁加振力は図６（ｂ）に示すように空間次数２の電磁加振力を大幅に低減することができる。これは、図９に示すようにコイルＵ22，Ｕ11，Ｕ13やコイルＵ23，Ｕ21，Ｕ12のように機械角２００度の間に分散して配置された３つのコイルが直列接続されていて、Ｕ1相とＵ2相が互いに機械角180度ずれた位置に配置されている。Ｖ１相，Ｖ2相，Ｗ1相，Ｗ2相も同様なコイルの接続と配置であるため空間次数が２の電磁加振力が小さくできるという効果が得られる。

さらに、図７のように2台のインバータInv1，Inv2で駆動する場合は、前述の実施の形態１と同様に、2台のインバータInv1，Inv2が対応電機子巻線に供給する各電流の位相を相対的に変化させることでトルクリップルを大幅に低減することができる。 例えば2台のインバータInv1，Inv2の前記各電流の位相を相対的に電気角30度ずらすことで、互いの６次のトルクリップルを相殺し、図８の実線で示すように6次のトルクリップルを低減させてトルクリップルのp−p値を大幅に低減するという効果が得られる。

電動パワーステアリング装置ではトルクリップルは振動・騒音の原因となるほか、運転者がトルクリップルを感じて操舵感覚が悪化することがある。しかしながら、本実施の形態２の構成により、トルクリップルを大幅に低減できるため振動騒音が小さく、良好な操舵感覚を得ることができるという効果がある。

本実施の形態２の図９の結線と前述の実施の形態１の図３，４，５の結線との相違点としては直列接続する3個のコイルの位置関係がある。図３の結線では、直列接続される3個のコイルの位置関係は0度，80度，100度の位置のコイルとなり、0〜100度の範囲にあるコイルが直列接続されている。一方、図９の例では0度，100度，200度と0〜200度の範囲にあるコイルが直列接続されている。このような構成であればＵ1相とＵ2相の電流がアンバランスになったときの電磁力が図３の事例に比べて小さくなる。したがって、種々のばらつきに起因して発生する振動騒音が低減できるという効果がある。仮に２個のインバータが故障した場合でもアンバランスな電磁力が小さくなって振動を小さくできるという効果がある。

図３で示した以外にも以下のような結線でも同様の効果が得られる。
コイルＵ23とコイルＵ11とコイルＵ12とが直列接続されて第１のＵ相巻線であるＵ1相を構成し、この構成では、コイルＵ11は、コイルＵ23およびコイルＵ12とはコイルの巻き方向が逆とする。
コイルＶ12とコイルＶ13とコイルＶ21とが直列接続されて第１のＶ相巻線であるＶ1相を構成し、この構成では、コイルＶ13は、コイルＶ12およびコイルＶ21とはコイルの巻き方向が逆とする。
コイルＷ13とコイルＷ21とコイルＷ22とが直列接続されて第１のＷ相巻線であるＷ1相を構成し、この構成では、コイルＷ21は、コイルＷ13およびコイルＷ22とはコイルの巻き方向が逆とする。
コイルＵ22とコイルＵ21とコイルＵ13とが直列接続されて第２のＵ相巻線であるＵ2相を構成し、この構成では、コイルＵ21は、コイルＵ22およびコイルＵ13とはコイルの巻き方向が逆とする。
コイルＶ22とコイルＶ23とコイルＶ11とが直列接続されて第２のＶ相巻線であるＶ2相を構成し、この構成では、コイルＶ23は、コイルＶ22およびコイルＶ11とはコイルの巻き方向が逆とする。
コイルＷ23とコイルＷ11とコイルＷ12とが直列接続されて第２のＷ相巻線であるＷ2相を構成し、この構成では、コイルＷ11は、コイルＷ23およびコイルＷ12とはコイルの巻き方向が逆とする。

以上のような構成とすると、実施の形態１で述べたのと同様の効果が得られる。電磁加振力は図６（ｂ）に示すように空間次数２の電磁加振力を大幅に低減することができる。これは、コイルＵ23，Ｕ11，Ｕ12やコイルＵ22，Ｕ21，Ｕ13のように機械角160度の間に分散して配置された３つのコイルが直列接続されていて、Ｕ1相とＵ2相が互いに機械角180度ずれた位置に配置されている。Ｖ１相，Ｖ2相，Ｗ1相，Ｗ2相も同様なコイルの接続と配置であるため空間次数が２の電磁加振力が小さくできるという効果が得られる。なお、Ｙ結線としてもΔ結線としてもよく、このとき、機械角0〜160度の範囲にあるコイルが直列接続されるため、Ｕ1相とＵ2相の電流がアンバランスになったときの電磁力が図３の事例に比べて小さくなるという効果も得られる。

実施の形態３．
実施の形態１と実施の形態２とでは2台のインバータにより永久磁石型集中巻モータが駆動される例を示したが、本実施の形態３では1台のインバータにより永久磁石型集中巻モータを駆動する例を示す。

図１２は実施の形態３におけるモータＭと電子制御ユニットECUの回路の説明図である。モータMは図１，２，３，４，５で述べた極数が１４、スロット数が１８の永久磁石型集中巻モータである。図１２では説明の簡明化のため構造、コイル、結線ほかの詳細は省略し、電機子巻線のみ示している。

モータＭの電機子巻線AWは、第１のＵ相巻線Ｕ1、第１のＶ相巻線Ｖ1、第1のＷ相巻線W1によって構成される電機子巻線AW1と、第２のＵ相巻線Ｕ2、第２のＶ相巻線Ｖ2、第２のＷ相巻線Ｗ2によって構成される電機子巻線AW2とから構成される。

電子制御ユニットECUも説明の簡明化のため詳細は省略し、インバータInvのパワー回路部のみを示す。電子制御ユニットECUは１台のインバータ回路から構成されていて、このインバータから並列回路を成す２つの電機子巻線AW1，AW2に3相の電流を供給する。電子制御ユニットECUにはバッテリーなどの電源PSから直流電源が供給されており、ノイズ除去用のコイルClを介して、電源リレーPSRyが接続されている。

図１２では電源PSが電子制御ユニットECUの内部にあるかのように描かれているが、実際はバッテリ等の外部の電源からコネクタを介して、電力が供給される。電源リレーPSRyは１個設けられていて、２個のMOS-FETで構成され故障時などは電源リレーPSRyを開放して、過大な電流が流れないように動作する。

なお、図１２では、電源リレーPSRyは、電源PS、コイルCl、電源リレーPSRyの順に接続されているが、コイルClよりも電源PSに近い位置に設けられてもよいことは言うまでもない。
コンデンサCは平滑コンデンサである。図１２では1個のコンデンサで構成されているが、複数のコンデンサを並列に接続されて構成してもよいことは言うまでもない。

インバータInvは6個のMOS-FETを用いたブリッジで構成され、インバータInvでは、MOS-FET1，MOS-FET2が直列接続され、MOS-FET3，MOS-FET4が直列接続され、MOS-FET5，MOS-FET6が直列接続されて、さらにこの3組の直列接続のMOS-FETが並列に接続されている。

さらに、下側の3つのMOS-FET2，MOS-FET4，MOS-FET6のGND（グランド）側にはそれぞれシャント抵抗が１つずつ接続されており、St1，St2，St3と表示している。これらシャント抵抗St1，St2，St3は電流値の検出に用いられる。なお、シャントは3個の例を示したが、２個のシャントであってもよいし、1個のシャントであっても電流検出は可能であるため、そのような構成であってもよいことは言うまでもない。

モータ側への電流の供給は図１２に示すようにMOS-FET1，MOS-FET2の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータＭのＵ１相とＵ2相へ、MOS-FET3，MOS-FET4の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータＭのＶ1相とＶ2相へ、MOS-FET5，MOS-FET6の間からバスバーなどの接続導体を通じてモータＭのＷ1相とＷ2相へそれぞれ供給される。

モータＭと電子制御ユニットECUの電気的接続は3相分で計３箇所であるが、モータＭ内部で電機子巻線AW1と電機子巻線AW2とに別れる。電機子巻線AW1，AW2の結線は図３の各コイルを図４のようにＹ結線とした場合でもよく、図３の各コイルを図５のようにΔ結線した場合でもいい。

Y結線の場合は中性点N1と中性点N2があるが、中性点N1と中性点N2を電気的に接続しても、しなくてもよい。中性点N1と中性点N2を電気的に接続する場合には中性点にリレーを一つ設けるだけでモータの短絡故障の場合に1台のリレーで開放できるという効果がある。N1とN2を電気的に接続せず、それぞれにリレーを設ける場合には、短絡故障した電機子巻線のみのリレーを開放し、一方のリレーをONにした状態でモータを駆動することができる。これはすなわち、電動パワーステアリング装置において短絡故障のときでもアシストトルクを発生させることができるという効果が得られることを示す。

また、図３の結線とすると別の効果がある。図３ではＵ1相巻線はコイルＵ11，Ｕ12，Ｕ13が直列接続されており、すなわち1番，5番，6番のティースT1，T5，T6が直列接続されている。1番と6番のティースT1， T6の位置関係は機械角100度離れた位置であり、その他Ｕ2相巻線，Ｖ1相巻線，Ｖ2相巻線，Ｗ1相巻線，Ｗ2相巻線も全て100度以内のティースで直列接続されている。このように機械的に近い位置でコイルが直列接続されることにより結線が容易となるという効果がある。

結線は図９の結線を図１０のようにＹ結線とした場合でもよく、図９を図１１のようにΔ結線とした場合でもよい。この場合は、図９からわかるように0度、100度、200度と0〜200度の範囲にある各コイルが直列接続されている。このような構成であればＵ1相とＵ2相の電流がアンバランスになったときの電磁力が図３の事例に比べて小さくなる。したがって、種々のばらつきに起因して発生する振動騒音が低減できるという効果がある。仮に2個の電機子巻線AW1，AW2にアンバランスが生じた場合でもアンバランスな電磁力が小さくなって振動が小さくできるという効果がある。

また、実施の形態２の後半で述べたコイルＵ23とコイルＵ11とコイルＵ12とが直列接続されて第１のＵ相巻線であるＵ1相を構成し、このとき、コイルＵ11は、コイルＵ23およびコイルＵ12とはコイルの巻き方向が逆とした場合（Ｕ2，Ｖ1，Ｖ2，Ｗ1，Ｗ2の説明は省略）でも同様の効果が得られる。

また、電動パワーステアリング装置に使われるモータは電源電圧が１２V系であることが多く、モータの相電流は８０Aｒｍｓを超える場合があり、並列回路の数が少ないとコイルの線径が大きくなりすぎて、ティースに集中巻で巻線する際に工作性が非常に低くなる。しかしながら、本実施の形態３の構成によれば、電機子巻線AWが２つの並列回路AW1，AW2で構成されているため、１つの電機子巻線の場合に比べてコイルの線径を小さくすることができる。例えば固定子鉄心の直径が80mm〜90mm程度のモータにおいて、直径１mm前後のコイルを用いることができるため、巻線作業性が高く、大量生産に適しているという効果がある

また、本実施の形態のモータも図６（ｂ）と同様の電磁加振力の低減効果を得ることができる。図６（ｂ）から次数の低い2ndが従来のモータと比べて大幅に低減されているのがわかる。空間次数が２の電磁加振力が大幅に低減されている。

さらに、1台のインバータInvでモータMを駆動する場合は、図７の構成の事例と比べてMOS−FET、平滑コンデンサ、シャント抵抗の数が少ないので低コストで低振動・低騒音のモータ駆動装置が構築できるという効果がある。

実施の形態４．
図１３は実施の形態４の永久磁石型集中巻モータの断面の説明図である。このモータMは、回転子Rrの極数が２２、固定子Srのスロット数が１８のモータであり、固定子の内側に回転自在になるよう設けられた回転子Rrがある。回転子Rrは回転軸となるシャフトRSとシャフトRSの外側に回転子鉄心RCが設けられ、さらに回転子鉄心RCの外周側に永久磁石の磁極が周方向に等間隔に２２個PM1〜PM22貼り付けられている。
なお、図１３では省略しているが永久磁石の外側に磁石の保護と飛散防止用にステンレスやアルミニウムの非磁性材料を円筒状にしたカバーで覆う場合がある。

また、図１３では各ティースT1〜T18に集中的に巻き回されてる電機子巻線（コイル）について、Ｕ,Ｖ,Ｗの3相のいずれのコイルか分かるように、便宜的に番号をつけて表している。ＵＶＷ各相は、
Ｕ相はＵ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｕ21，Ｕ22，Ｕ23の６個、
Ｖ相はＶ11，Ｖ12，Ｖ13，Ｖ21，Ｖ22，Ｖ23の６個、
Ｗ相はＷ11，Ｗ12，Ｗ13，Ｗ21，Ｗ22，Ｗ23の6個、
からそれぞれ構成され、図１３に示すように各コイルはティースT1〜T18のそれぞれに対応して、Ｕ11，Ｗ11，Ｗ12，Ｖ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｗ13，Ｖ12，Ｖ13，Ｕ21，Ｗ21，Ｗ22，Ｖ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｗ23，Ｖ22，Ｖ23の順に並んでいる構成となっている。次に、この18個のコイルＵ11，Ｗ11，Ｗ12，Ｖ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｗ13，Ｖ12，Ｖ13，Ｕ21，Ｗ21，Ｗ22，Ｖ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｗ23，Ｖ22，Ｖ23がどのように接続されるかについて詳細を説明する。

図１４は電機子巻線の結線の説明図で、１８個のコイルがどのように電気的に接続されているかを示す図である。１８個並んだ四角形は1番から18番までのティースT1〜T18を表しており、ティースT1〜T18の対応するティースに巻き回されている各コイルをＵ11，Ｗ11，Ｗ12，Ｖ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｗ13，Ｖ12，Ｖ13，Ｕ21，Ｗ21，Ｗ22，Ｖ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｗ23，Ｖ22，Ｖ23と示している。

コイルＵ11とコイルＵ12とコイルＵ13とが直列接続されて第１のＵ相巻線であるＵ1相を構成している。このとき、コイルＵ12は、コイルＵ11およびコイルＵ13とはコイルの巻き方向が逆方向にとなっている。
また、コイルＵ21とコイルＵ22とコイルＵ23とが直列接続されて第２のＵ相巻線であるＵ2相を構成している。このとき、コイルＵ22は、コイルＵ21およびコイルＵ23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
コイルＶ11とコイルＶ12とコイルＶ13とが直列接続されて第１のＶ相巻線であるＶ1相を構成している。このとき、コイルＶ12は、コイルＶ11およびコイルＶ13とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
また、コイルＶ21とコイルＶ22とコイルＶ23とが直列接続されて第２のＶ相巻線であるＶ2相を構成している。このとき、コイルＶ22は、コイルＶ21およびコイルＶ23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
コイルＷ11とコイルＷ12とコイルＷ13とが直列接続されて第１のＷ相巻線であるＷ1相を構成している。このとき、コイルＷ12は、コイルＷ11およびコイルＷ13とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。
また、コイルＷ21とコイルＷ22とコイルＷ23とが直列接続されて第２のＷ相巻線であるＷ2相を構成している。このとき、コイルＷ22は、コイルＷ21およびコイルＷ23とはコイルの巻き方向が逆方向となっている。

また、Ｕ1相の両端はコイルＵ11側をＵ1＋、コイルＵ13側をＵ1−とし、同様にＵ2相の両端もコイルＵ21側をＵ2＋、コイルＵ23側をＵ2−としている。同様にＶ1相の両端はコイルＶ11側をＶ1＋、コイルＶ13側をＶ1−とし、同様にＶ2相の両端もコイルＶ21側をＶ2＋、コイルＶ23側をＶ2−としている。同様にＷ1相の両端はコイルＷ11側をＷ1＋、コイルＷ13側をＷ1−とし、同様にＷ2相の両端もコイルＷ21側をＷ2＋、コイルＷ23側をＷ2−としている。

図1４のＵ1相，Ｕ2相，Ｖ1相，Ｖ2相，Ｗ1相，Ｗ2相をＹ結線した場合は図４のようになる。図４の左側はＵ1−とＶ1−とＷ1−を電気的に接続して中性点N1としＹ結線としている。一方、図４の右側はＵ2−とＶ2−とＷ2−を電気的に接続して中性点N2としている。

図１５は図１３に例示した１８個のコイルがどのように電気的に接続されているかを示す図である。
図１５において、１８個並んだ四角形は1番から18番までのティースT1〜T18を表しており、各ティースに巻き回されているコイルをＵ11，Ｗ11，Ｗ12，Ｖ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｗ13，Ｖ12，Ｖ13，Ｕ21，Ｗ21，Ｗ22，Ｖ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｗ23，Ｖ22，Ｖ23と示している。なお、ａ１とａ２とは図示省略してあるが電気的に一続きに繋がっている。同様に、ｂ１とｂ２とも電気的に一続きに繋がっており、また、ｃ１とｃ２とも電気的に一続きに繋がっている。

コイルＵ22とコイルＵ11とコイルＵ13とが直列接続されて第１のＵ相巻線であるＵ1相を構成している．このとき、コイルＵ22とコイルＵ11とコイルＵ13とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルＶ12とコイルＶ21とコイルＶ23とが直列接続されて第１のＶ相巻線であるＶ1相を構成している。このとき、コイルＶ12とコイルＶ21とコイルＶ23とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルＷ11とコイルＷ13とコイルＷ22とが直列接続されて第１のＷ相巻線であるＷ1相を構成している。このとき、コイルＷ11とコイルＷ13とコイルＷ22とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルＵ23とコイルＵ21とコイルＵ12とが直列接続されて第２のＵ相巻線であるＵ2相を構成している。このとき、コイルＵ23とコイルＵ21とコイルＵ12とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルＶ22とコイルＶ11とコイルＶ13が直列接続されて第２のＶ相巻線であるＶ2相を構成している。このとき、コイルＶ22とコイルＶ11とコイルＶ13とはコイルの巻き方向が同じとなっている。
コイルＷ12とコイルＷ23とコイルＷ21が直列接続されて第２のＷ相巻線であるＷ2相を構成している。このとき、コイルＷ12とコイルＷ23とコイルＷ21とはコイルの巻き方向が同じとなっている。

また、Ｕ1相の両端はコイルＵ22側をＵ1＋、コイルＵ13側をＵ1−とし、同様にＵ2相の両端もコイルＵ23側をＵ2＋、コイルＵ12側をＵ2−としている。同様にＶ1相の両端はコイルＶ12側をＶ1＋、コイルＶ23側をＶ1−とし、同様にＶ2相の両端もコイルＶ13側をＶ2＋、コイルＶ22側をＶ2−としている。同様にＷ1相の両端はコイルＷ11側をＷ1＋、コイルＷ22側をＷ1−とし、同様にＷ2相の両端もコイルＷ12側をＷ2＋、コイルＷ21側をＷ2−としている。

図１４および図１５のＵ1相，Ｕ2相，Ｖ1相，Ｖ2相，Ｗ1相，Ｗ2相は、Ｙ結線で構成したり、Δ結線で構成される。

図１４の結線ではＵ1相はコイルＵ11，Ｕ12，Ｕ13が直列接続されており、すなわち1番，5番，6番のティースT1，T5，T6に巻回されたコイルが直列接続されている。1番と6番のティースT1，T6の位置関係は機械角100度離れた位置であり、その他Ｕ2相，Ｖ1相，Ｖ2相，Ｗ1相，Ｗ2相も全て100度以内のティースで直列接続されている。このように機械的に近い位置でコイルが直列接続されることにより結線が容易となるという効果がある。

結線は図１５の場合は、図１３からわかるように0度，100度，200度と0〜200度の範囲にあるコイルが直列接続されている。このような構成であればＵ1相とＵ2相の電流がアンバランスになったときの電磁力が図１４の事例に比べて小さくなる。したがって、種々のばらつきに起因して発生する振動騒音が低減できるという効果がある。仮に２個の電機子巻線AW1，AW2に電流のアンバランスが生じた場合でもアンバランスな電磁力が小さくなって振動が小さくできるという効果がある。

インバータについても図１２のように1台としてもよく、図７のように２台としてもよい。このような構成にすることにより、図６（ｂ）で示したのと同等の効果、すわなち空間次数が２の電磁加振力が低減できるという効果が得られる。さらに、２台のインバータを用いた場合には２つのインバータの各々から個別に供給される電機子巻線AW1，AW2の各電流の位相を相対的に電気角３０度ずらすことによって6次のトルクリップルを大幅に低減できるという効果も得られる。

本実施の形態は実施の形態１と同様に磁極数Ｍ＝22ｎ、ティース数Ｎ＝18ｎ（ｎは整数、ｎ≧１）と一般化できる。実施の形態１とあわせて一般化すれば
磁極数Ｍ＝(18±4)ｎ、ティース数Ｎ＝18ｎ（ｎは整数、ｎ≧１）
と表すことができる。

実施の形態５．
実施の形態１では回転子鉄心RCの表面に永久磁石を配置したいわゆる表面磁石型のモータの例であったが、本発明はこれに限らない。図１６は永久磁石PM1〜PM14を回転子鉄心RC内部に埋め込んだ磁石埋め込み型のモータである。

回転子Rrは回転軸となるシャフトRSとシャフトRSの外側に回転子鉄心RCが設けられ、さらに回転子鉄心RCに断面形状が四角形状の永久磁石の磁極PM1〜PM14が周方向に等間隔に１４個埋め込まれている。一般にこのような磁石埋め込み型のモータは図２のような表面磁石型のモータに比べて、等価的なエアギャップが小さく、電磁加振力が大きく、さらに回転子の偏心などによるアンバランスな電磁力も大きく、振動・騒音が大きくなるという課題があった。

しかしながら、実施の形態１〜４ので述べたような電機子巻線とすることにより、空間次数が低い電磁加振力を大幅に低減できるという効果があるため、磁石埋め込み型のモータでも低振動・低騒音のモータが得られる。さらに、図１６のように断面形状が四角の永久磁石を用いることができるため、永久磁石の加工コストを低減でき、磁石飛散防止の金属の管が不要となるためモータを低コスト化できるという効果がある。

実施の形態６．
図１７は回転子鉄心RCに回転子径方向長さが回転子周方向長さに比べて長い永久磁石が埋め込まれた構造とした永久磁石型集中巻モータの説明図である。
固定子Srは図２と同じ構造だが、回転子Rrは異なっている。永久磁石PM1〜PM14は何れもその回転子径方向の長さが回転子周方向の長さに比べて長い形状をしており、この永久磁石PM1〜PM14が周方向に等間隔に１４個並んでいる。

永久磁石の着磁方向は図１７に示すNとSがそれぞれN極、S極になるような方向に着磁されている。すなわち、隣り合う永久磁石の向かい合う面が互いに同じ極になるように着磁されている。このような着磁方向とすることで、磁束を回転子鉄心に集中させて、磁束密度を高めるという効果がある。

また、隣り合う永久磁石の間には回転子鉄心RCが介在する。この回転子鉄心RCの固定子Sr側に対向する面は曲面部CSPを有し、その曲面の形状が隣り合う永久時磁石間の中間地点において固定子Srとの空隙長が短くなるような凸形状の曲面を形成している。このような形状により、空隙に発生する磁束密度の波形を滑らかにできるため、コギングトルクやトルクリップルを小さくすることができる。

さらに、永久磁石の内径側の端面に接するように非磁性部NMPを設けている。ここは、空気としてもよいし、樹脂を充填してもよいし、ステンレスやアルミニウムのような非磁性の金属を挿入してもよい。このようにすることで、永久磁石の漏れ磁束を低減することができる。

隣り合う永久磁石の間の回転子鉄心RCとシャフトRSの外周を囲うように設けられた回転子鉄心RCとの間に連結部Cnが設けられている。これは隣り合う永久磁石の間の回転子鉄心RCとシャフトRSの外周を囲うように設けられた回転子鉄心RCとを機械的に連結する働きを持っている。

径方向長さが周方向長さに比べて長いため、磁束を回転子鉄心RCに集中させることができ高トルクとなる。回転子鉄心RCに永久磁石が埋め込まれた構造では、表面磁石型に比べて電磁加振力が大きくなり振動騒音が大きくなるという課題があったが、電機子巻線AWの結線の構成を、実施の形態１および２で述べた構成（図３，４，５，９，１０，１１）のようにすることで、空間次数２次の電磁加振力が小さくすることができ低振動・低騒音となる。すなわち、高トルク化と低振動・低騒音化の両立が可能となる。
図１８は、図１７の構成とした場合の電磁加振力である。空間次数２次，４次，１４次の全ての電磁加振力が、実施形態１の場合の図６（ｂ）に比べてさらに低減されている。特に空間次数２次の電磁加振力が低減されているため、さらに低振動・低騒音となる。これは回転子の構成を図１７の構成としたことと電機子巻線AWの構成を実施の形態１および２で述べた構成としたことで得られた相乗効果である。

実施の形態７．
図１９は自動車の電動パワーステアリング装置の説明図である。運転者はステアリングホイール（図示しない）を操舵し、そのトルクがステアリングシャフト（図示しない）を介してシャフトStSに伝達される。このときトルクセンサTSが検出したトルクは電気信号に変換されケーブル（図示しない）を通じてコネクタCnr1を介してECU（コントロールユニット）に伝達される。一方、車速などの自動車の情報が電気信号に変換されコネクタCnr2を介してECUに伝達される。ECUはこのトルクと車速などの自動車の情報から、必要なアシストトルクを演算し、インバータを通じて永久磁石型集中巻モータＭに電流を供給する。

モータMはラック軸の移動方向（矢印RMDで示す）に平行な向きに配置されている。また、 ECUへの電源供給はバッテリやオルタネータから電源コネクタPSCnrを介して送られる。永久磁石型モータMが発生したトルクはベルト（図示せず）とボールネジ（図示せず）が内蔵されたギヤボックスGBによって減速されハウジングHgの内部にあるラック軸（図示せず）を矢印の方向に動かす推力を発生させ、運転者の操舵力をアシストする。これにより、タイロッドTRR，TRLが動き、タイヤが転舵して車両を旋回させることができる。永久磁石型集中巻モータMのトルクによってアシストされ運転者は少ない操舵力で車両を旋回させることができる。
なお、ラックブーツRBR，RBLは異物が装置内に侵入しないように設けられている。

このような電動パワーステアリング装置においては、モータMが発生するコギングトルクやトルクリップルはギヤを介して運転者に伝わるため、良好な操舵感覚を得るためにはコギングトルクやトルクリップルが小さい方が望ましい。また、モータMが動作するときの振動・騒音も小さい方が望ましい。

そこで、実施の形態１〜６で述べたモータＭを適用すると、各々の実施の形態で述べた効果を得ることができる。特に、空間次数２次の電磁加振力が小さくすることができ低振動・低騒音となる。さらに、高トルク化と低振動・低騒音化の両立が可能となるという効果がある。図１９のようにモータMはラック軸の移動方向（矢印RMDで示す）に平行な向きに配置されている、電動パワーステアリング装置は大型車に向いているシステムであるが、モータも高出力化が必要であり、高出力化と同時にモータに起因する振動・騒音も増加するという課題があった。しかしながら、実施の形態１〜６で述べたモータを適用すればこの課題が解決でき、大型の車両にも電動パワーステアリング装置が適用でき、燃費を低減できるという効果がある。

本発明の実施の形態１〜７によれば、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成されるものであり、小型高効率で、トルクリップルも小さく、さらに空間次数２次の電磁加振力が小さいため低振動・低騒音となり、その上、巻線を細くすることができ巻線占積率が向上し、工作性も向上する。

また、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線の各々が、異なるインバータから個別に給電されるので、２台のインバータが供給する電流位相を変化させることでトルクリップルを大幅に低減することができ、振動騒音が小さく，良好な操舵感覚を得ることができる。

また、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線の各々が、共通のインバータから給電されるので、MOS−FET、平滑コンデンサ、シャント抵抗の数が少ないので低コストで低振動・低騒音のモータ駆動装置が構築できる。

前記極数Ｍ＝14ｎであり、
前記固定子の18ｎ個の前記ティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23としたとき、
前記コイルＵ11，Ｕ12，Ｕ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＵ21，Ｕ22，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＶ11，Ｖ12，Ｖ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＶ21，Ｖ22，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＷ11，Ｗ12，Ｗ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
前記コイルＷ21，Ｗ22，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、
前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、
前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、
前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線は並列接続されることにより、
機械的に近い巻線が互いに直列接続されるので結線が容易となる。

前記極数Ｍ＝14ｎであり、
前記固定子鉄心の18ｎ個のティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23としたとき、
前記コイルＵ11，Ｕ13，Ｕ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＵ12，Ｕ21，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＶ11，Ｖ13，Ｖ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＶ12，Ｖ21，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＷ12，Ｗ21，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
前記コイルＷ11，Ｗ13，Ｗ22が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、
前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、
前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、
前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは並列接続されることにより、
並列回路を成す２つの電機子巻線の電流がアンバランスとなった場合でも回転子に加わる電磁力が小さいため低振動騒音となる。

前記極数Ｍ＝14ｎであり、
前記固定子鉄心の18ｎ個のティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23としたとき、
前記コイルＵ11，Ｕ12，Ｕ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＵ21，Ｕ22，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＶ11，Ｖ12，Ｖ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＶ21，Ｖ22，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＷ11，Ｗ12，Ｗ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
前記コイルＷ21，Ｗ22，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、
前記第１のＵ相巻線と前記第１のＶ相巻線と前記第１のＷ相巻線は第１のインバータから給電され、
前記第２のＵ相巻線と前記第２のＶ相巻線と前記第２のＷ相巻線は第２のインバータから給電されることにより、
インバータ２個の場合の駆動回路側と接続するモータ側の配線が、第１のインバータ用の３つの配線と第２のインバータ用の３つの配線がそれぞれ近い位置に配置されるためモータとインバータの配線が容易となる。

前記極数Ｍ＝14ｎであり、
前記固定子鉄心の18ｎ個のティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21,Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23としたとき、
前記コイルＵ11，Ｕ13，Ｕ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＵ12，Ｕ21，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＶ11，Ｖ13，Ｖ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＶ12，Ｖ21，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＷ12，Ｗ21，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
前記コイルＷ11，Ｗ13，Ｖ22が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、
前記第１のＵ相巻線と前記第１のＶ相巻線と前記第１のＷ相巻線は第１のインバータから給電され、
前記第２のＵ相巻線と前記第２のＶ相巻線と前記第２のＷ相巻線は第２のインバータから給電されることにより、
別々のインバータが接続される第１と第２の電機子巻線で電流がアンバランスとなった場合でも回転子に加わる電磁力が小さいため低振動騒音となる。

前記極数Ｍ＝14，前記ティースの数Ｎ＝18としたことにより、
極数が少ないため、回転センサの電気角換算した角度誤差が小さくなる。したがって、回転センサの角度誤差の影響を受けにくく、低トルクリップルとなり、低騒音・低振動のモータが得られる。

前記極数Ｍ＝22ｎであり、
前記固定子鉄心の18ｎ個のティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｗ11，Ｗ12，Ｖ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｗ13，Ｖ12，Ｖ13，Ｕ21，Ｗ21，Ｗ22，Ｖ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｗ23，Ｖ22，Ｖ23としたとき、
前記コイルＵ11，Ｕ12，Ｕ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＵ21，Ｕ22，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＶ11，Ｖ12，Ｖ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＶ21，Ｖ22，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＷ11，Ｗ12，Ｗ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
前記コイルＷ21，Ｗ22，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成されることにより、
機械的に近い巻線が互いに直列接続されるので結線が容易となる。

前記極数Ｍ＝22ｎであり、
前記固定子鉄心の18n個のティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｗ11，Ｗ12，Ｖ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｗ13，Ｖ12，Ｖ13，Ｕ21，Ｗ21，Ｗ22，Ｖ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｗ23，Ｖ22，Ｖ23としたとき、
前記コイルＵ11，Ｕ13，Ｕ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＵ12，Ｕ21，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
前記コイルＶ11，Ｖ13，Ｖ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＶ12，Ｖ21，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
前記コイルＷ12，Ｗ21，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
前記コイルＷ11，Ｗ13，Ｗ22が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成されることにより、
第１と第２の電機子巻線で電流アンバランスがあっても回転子にかかる電磁力が小さく、低振動低騒音となる。

前記整数ｎ＝１とし、
前記並列回路を成す一の３相電機子巻線の各相の巻線である第１のＵ相巻線と第１のＶ相巻線と第１のＷ相巻線および前記並列回路を成す他の３相電機子巻線の各相の巻線である第２のＵ相巻線と第２のＶ相巻線と第２のＷ相巻線は、それぞれ機械角100度以上に渡って分散的に配置された３つのコイルを直列接続して構成され、
前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置され、
前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置され、
前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置されていることにより、
空間次数２次の電磁加振力が小さいため低振動・低騒音となる。極数が少ないため、回転センサの電気角換算した角度誤差が小さくなる。したがって、回転センサの角度誤差の影響を受けにくく、低トルクリップルとなり、低騒音・低振動のモータが得られる。

前記回転子の回転子鉄心の表面に永久磁石を配置したことにより、コギングトルク、トルクリップルが小さい。永久磁石の径方向の厚みの分だけ等価的なギャップが存在するため、回転子と固定子の間に偏心が生じても電磁力が小さく振動騒音が少ない。

前記回転子の回転子鉄心に永久磁石が埋め込まれていることにより、回転子鉄心に永久磁石が埋め込まれた構造では、表面磁石型に比べて電磁加振力が大きくなり振動騒音が大きくなるという課題があったが、この構成によって、空間次数２次の電磁加振力が小さくすることができ低振動・低騒音となる。

前記回転子の回転子鉄心に、回転子径方向長さが回転子周方向長さに比べて長い永久磁石が埋め込まれていることにより、径方向長さが周方向長さに比べて長いため、磁束を回転子鉄心に集中させることができ高トルクとなる。回転子鉄心に永久磁石が埋め込まれた構造では、表面磁石型に比べて電磁加振力が大きくなり振動騒音が大きくなるという課題があったが、この構成によって、空間次数２次の電磁加振力が小さくすることができ低振動・低騒音となる。

前記回転子の回転子鉄心に取り付けられる永久磁石の断面形状が長方形であり、且つ前記永久磁石の回転子径方向長さが回転子周方向長さに比べて長い形状となっており、 前記永久磁石の着磁方向は隣り合う永久磁石の向かい合う面が互いに同じ極になるような向きであり、 隣り合う前記永久磁石の間には回転子鉄心が介在し、 この回転子鉄心の固定子側に対向する面は曲面部を有し、その曲面の形状が前記隣り合う永久時磁石間の中間地点において固定子との空隙長が短くなるような凸形状の曲面を形成しており、 永久磁石の内径側の端面に接するように非磁性部を設けられていることにより、永久磁石の断面形状が長方形であるため磁石加工費が低減でき、材料歩留まりのよい磁石のためコスト低減の効果がある。曲面部により磁束密度波形が滑らかになるため、コギングトルク、トルクリップルが低減する。径方向長さが周方向長さに比べて長いため、磁束を回転子鉄心に集中させることができ高トルクとなる。回転子鉄心に永久磁石が埋め込まれた構造では、表面磁石型に比べて電磁加振力が大きくなり振動騒音が大きくなるという課題があったが、この構成によって、空間次数２次の電磁加振力が小さくすることができ低振動・低騒音となる。

前記永久磁石型集中巻モータが電動パワーステアリング装置に搭載され、前記電動パワーステアリング装置に搭載された前記永久磁石型集中巻モータが、前記電動パワーステアリング装置のラック軸の移動方向と平行な向きに配置されることにより、空間次数２次の電磁加振力が小さくすることができ低振動・低騒音となる。さらに、高トルク化と低振動・低騒音化の両立が可能となる。モータの高出力化と同時にモータに起因する振動・騒音も増加するという課題があったが、低振動・低騒音が実現できるので、大型の車両にも電動パワーステアリング装置が適用でき、燃費を低減できる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することができる。
なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。

AW，AW1，AW2 電機子巻線、 Cn 連結部、
CSP 曲面部、 Inv，Inv1，Inv2インバータ、
M 永久磁石型集中巻モータ、 NMP 非磁性部、
PM1〜PM22 磁極、 RC 回転子鉄心、
RMD ラック軸の移動方向、 Rr 回転子、
SC 固定子鉄心、 Sr 固定子、
T1〜T18 ティース、
Ｕ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23 コイル。

請求項１の発明に係る永久磁石型集中巻モータは、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、
前記極数M＝１４ｎであり、前記固定子の１８ｎ個の前記ティースのうち、第１８（ｎ−１）＋１番目から第１８（ｎ−１）＋１８番目までの連続した１８個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ１１，Ｖ１１，Ｖ１２、Ｗ１１、Ｕ１２，Ｕ１３，Ｖ１３，Ｗ１２，Ｗ１３、Ｕ２１、Ｖ２１，Ｖ２２、Ｗ２１，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｖ２３，Ｗ２２、Ｗ２３としたとき、前記コイルＵ１１，Ｕ１２，Ｕ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、前記コイルＵ２１，Ｕ２２，Ｕ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、前記コイルＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、前記コイルＶ２１，Ｖ２２，Ｖ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、前記コイルＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、前記コイルＷ２１，Ｗ２２，Ｗ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは並列接続されるものであり、空間次数が２の電磁加振力が小さくなり、しかも、コイルの結線が容易となる。
また、請求項２の発明に係る永久磁石型集中巻モータは、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M＝１４ｎであり、前記固定子の１８ｎ個の前記ティースのうち、第１８（ｎ−１）＋１番目から第１８（ｎ−１）＋１８番目までの連続した１８個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ１１，Ｖ１１，Ｖ１２、Ｗ１１、Ｕ１２，Ｕ１３，Ｖ１３，Ｗ１２，Ｗ１３、Ｕ２１、Ｖ２１，Ｖ２２、Ｗ２１，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｖ２３，Ｗ２２、Ｗ２３としたとき、前記コイルＵ１１，Ｕ１３，Ｕ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、前記コイルＵ１２，Ｕ２１，Ｕ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、前記コイルＶ１１，Ｖ１３，Ｖ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、前記コイルＶ１２，Ｖ２１，Ｖ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、前記コイルＷ１２，Ｗ２１，Ｗ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、前記コイルＷ１１，Ｗ１３，Ｗ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは並列接続されるものであり、空間次数が２の電磁加振力が小さくなり、振動騒音も低減する。
また、請求項３の発明に係る永久磁石型集中巻モータは、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、 前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M＝２２ｎであり、前記固定子の１８ｎ個の前記ティースのうち、第１８（ｎ−１）＋１番目から第１８（ｎ−１）＋１８番目までの連続した１８個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ１１，Ｗ１１，Ｗ１２、Ｖ１１、Ｕ１２，Ｕ１３，Ｗ１３，Ｖ１２，Ｖ１３、Ｕ２１、Ｗ２１，Ｗ２２、Ｖ２１，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｗ２３，Ｖ２２、Ｖ２３としたとき、前記コイルＵ１１，Ｕ１２，Ｕ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、前記コイルＵ２１，Ｕ２２，Ｕ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、前記コイルＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、前記コイルＶ２１，Ｖ２２，Ｖ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、前記コイルＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、前記コイルＷ２１，Ｗ２２，Ｗ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは並列接続されるものであり、空間次数が２の電磁加振力が小さくなり、しかも、コイルの結線が容易となる。
また、請求項４の発明に係る永久磁石型集中巻モータは、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、
前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M＝２２ｎであり、前記固定子の１８ｎ個の前記ティースのうち、第１８（ｎ−１）＋１番目から第１８（ｎ−１）＋１８番目までの連続した１８個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ１１，Ｗ１１，Ｗ１２、Ｖ１１、Ｕ１２，Ｕ１３，Ｗ１３，Ｖ１２，Ｖ１３、Ｕ２１、Ｗ２１，Ｗ２２、Ｖ２１，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｗ２３，Ｖ２２、Ｖ２３としたとき、前記コイルＵ１１，Ｕ１３，Ｕ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、前記コイルＵ１２，Ｕ２１，Ｕ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、前記コイルＶ１１，Ｖ１３，Ｖ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、前記コイルＶ１２，Ｖ２１，Ｖ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、前記コイルＷ１２，Ｗ２１，Ｗ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、前記コイルＷ１１，Ｗ１３，Ｗ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは並列接続されるものであり、空間次数が２の電磁加振力が小さくなり、振動騒音も低減する。

請求項１の発明は、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、
前記極数M＝１４ｎであり、前記固定子の１８ｎ個の前記ティースのうち、第１８（ｎ−１）＋１番目から第１８（ｎ−１）＋１８番目までの連続した１８個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ１１，Ｖ１１，Ｖ１２、Ｗ１１、Ｕ１２，Ｕ１３，Ｖ１３，Ｗ１２，Ｗ１３、Ｕ２１、Ｖ２１，Ｖ２２、Ｗ２１，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｖ２３，Ｗ２２、Ｗ２３としたとき、前記コイルＵ１１，Ｕ１２，Ｕ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、前記コイルＵ２１，Ｕ２２，Ｕ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、前記コイルＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、前記コイルＶ２１，Ｖ２２，Ｖ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、前記コイルＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、前記コイルＷ２１，Ｗ２２，Ｗ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは並列接続されるので、機械角１００度の間に分散して配置された３つのコイルが直列接続されていて、Ｕ１相がＵ２相が互いに機械角１８０度ずれた位置に配置されており、Ｖ１相、Ｖ２相、Ｗ１相、Ｗ２相も同様なコイルの接続と配置であるため、空間次数が２の電磁加振力を小さくできるという効果が得られる。また、１番と６番のティースＴ１、Ｔ６の位置関係は機械角１００度離れた位置であり、その他Ｕ２、Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２の各相も全て１００度以内のティースで直列接続されており、このように機械的に近い位置でコイルが直列接続されることにより結線が容易となる効果がある。
請求項２の発明は、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M＝１４ｎであり、前記固定子の１８ｎ個の前記ティースのうち、第１８（ｎ−１）＋１番目から第１８（ｎ−１）＋１８番目までの連続した１８個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ１１，Ｖ１１，Ｖ１２、Ｗ１１、Ｕ１２，Ｕ１３，Ｖ１３，Ｗ１２，Ｗ１３、Ｕ２１、Ｖ２１，Ｖ２２、Ｗ２１，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｖ２３，Ｗ２２、Ｗ２３としたとき、前記コイルＵ１１，Ｕ１３，Ｕ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、前記コイルＵ１２，Ｕ２１，Ｕ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、前記コイルＶ１１，Ｖ１３，Ｖ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、前記コイルＶ１２，Ｖ２１，Ｖ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、前記コイルＷ１２，Ｗ２１，Ｗ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、前記コイルＷ１１，Ｗ１３，Ｗ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは並列接続されるので、機械角２００度の間に分散して配置された３つのコイルが直列接続されていて、Ｕ１相がＵ２相が互いに機械角１８０度ずれた位置に配置され、Ｖ１相、Ｖ２相、Ｗ１相、Ｗ２相も同様なコイルの接続と配置であるため、空間次数が２の電磁加振力を小さくできるという効果が得られる。また、０から２００度の範囲にあるコイルが直列接続されている構成であるので、Ｕ１相とＵ２相の電流がアンバランスになったときの電磁力が小さくなり、したがって、種々のばらつきに起因して発生する振動騒音が低減できるという効果がある。仮に２個のインバータが故障した場合でもアンバランスな電磁力が小さくなって振動を小さくできるという効果がある。
請求項３の発明は、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、 前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M＝２２ｎであり、前記固定子の１８ｎ個の前記ティースのうち、第１８（ｎ−１）＋１番目から第１８（ｎ−１）＋１８番目までの連続した１８個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ１１，Ｗ１１，Ｗ１２、Ｖ１１、Ｕ１２，Ｕ１３，Ｗ１３，Ｖ１２，Ｖ１３、Ｕ２１、Ｗ２１，Ｗ２２、Ｖ２１，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｗ２３，Ｖ２２、Ｖ２３としたとき、前記コイルＵ１１，Ｕ１２，Ｕ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、前記コイルＵ２１，Ｕ２２，Ｕ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、前記コイルＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、前記コイルＶ２１，Ｖ２２，Ｖ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、前記コイルＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、前記コイルＷ２１，Ｗ２２，Ｗ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは並列接続されるので、機械角１００度の間に分散して配置された３つのコイルが直列接続されていて、Ｕ１相がＵ２相が互いに機械角１８０度ずれた位置に配置されており、Ｖ１相、Ｖ２相、Ｗ１相、Ｗ２相も同様なコイルの接続と配置であるため、空間次数が２の電磁加振力が小さくできるという効果が得られる。また、１番と６番のティースＴ１、Ｔ６の位置関係は機械角１００度離れた位置であり、その他Ｕ２、Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２の各相も全て１００度以内のティースで直列接続されており、このように機械的に近い位置でコイルが直列接続されることによりコイルの結線が容易となる効果がある。
請求項４の発明は、回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、
前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成される永久磁石型集中巻モータであって、前記極数M＝２２ｎであり、前記固定子の１８ｎ個の前記ティースのうち、第１８（ｎ−１）＋１番目から第１８（ｎ−１）＋１８番目までの連続した１８個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ１１，Ｗ１１，Ｗ１２、Ｖ１１、Ｕ１２，Ｕ１３，Ｗ１３，Ｖ１２，Ｖ１３、Ｕ２１、Ｗ２１，Ｗ２２、Ｖ２１，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｗ２３，Ｖ２２、Ｖ２３としたとき、前記コイルＵ１１，Ｕ１３，Ｕ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、前記コイルＵ１２，Ｕ２１，Ｕ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、前記コイルＶ１１，Ｖ１３，Ｖ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、前記コイルＶ１２，Ｖ２１，Ｖ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、前記コイルＷ１２，Ｗ２１，Ｗ２３が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、前記コイルＷ１１，Ｗ１３，Ｗ２２が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは並列接続されるので、機械角２００度の間に分散して配置された３つのコイルが直列接続されていて、Ｕ１相がＵ２相が互いに機械角１８０度ずれた位置に配置されており、Ｖ１相、Ｖ２相、Ｗ１相、Ｗ２相も同様なコイルの接続と配置であるため、空間次数が２の電磁加振力が小さくできるという効果が得られる。また、０から２００度の範囲にあるコイルが直列接続されている構成であるのでＵ１相とＵ２相の電流がアンバランスになったときの電磁力が小さくなり、種々のばらつきに起因して発生する振動騒音が低減できるという効果がある。仮に２個のインバータが故障した場合でもアンバランスな電磁力が小さくなって振動を小さくできるという効果がある。

Claims (16)

1. 回転子には着磁された永久磁石から構成される磁極を有し、その磁極の極数がＭであり、
   固定子にはコイルが集中的に巻き回されるティースが周方向に等間隔に配置され、そのティースの数がＮであり、
   前記極数Ｍ＝(18±4)ｎ、前記ティースの数Ｎ＝18ｎを満たし（但し、ｎは整数、ｎ≧１）、
   前記コイルで構成される電機子巻線が、並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線で構成され（但し、ｍはｍ≧２の偶数で、かつ２ｎの約数）、
   前記並列回路を成す各３相電機子巻線の１相分の回路は6ｎ/ｍ個のコイルを直列接続して構成される
   ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
2. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
   並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線の各々が、異なるインバータから個別に給電される
   ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
3. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
   並列回路を成すｍ個の３相電機子巻線の各々が、共通のインバータから給電される
   ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
4. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
   前記極数Ｍ＝14ｎであり、
   前記固定子の18ｎ個の前記ティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23としたとき、
   前記コイルＵ11，Ｕ12，Ｕ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
   前記コイルＵ21，Ｕ22，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
   前記コイルＶ11，Ｖ12，Ｖ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
   前記コイルＶ21，Ｖ22，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
   前記コイルＷ11，Ｗ12，Ｗ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
   前記コイルＷ21，Ｗ22，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、
   前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、
   前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、
   前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線は並列接続される
   ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
5. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
   前記極数Ｍ＝14ｎであり、
   前記固定子鉄心の18ｎ個のティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23としたとき、
   前記コイルＵ11，Ｕ13，Ｕ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
   前記コイルＵ12，Ｕ21，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
   前記コイルＶ11，Ｖ13，Ｖ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
   前記コイルＶ12，Ｖ21，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
   前記コイルＷ12，Ｗ21，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
   前記コイルＷ11，Ｗ13，Ｗ22が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、
   前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは並列接続され、
   前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは並列接続され、
   前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは並列接続される
   ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
6. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
   前記極数Ｍ＝14ｎであり、
   前記固定子鉄心の18ｎ個のティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23としたとき、
   前記コイルＵ11，Ｕ12，Ｕ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
   前記コイルＵ21，Ｕ22，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
   前記コイルＶ11，Ｖ12，Ｖ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
   前記コイルＶ21，Ｖ22，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
   前記コイルＷ11，Ｗ12，Ｗ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
   前記コイルＷ21，Ｗ22，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、
   前記第１のＵ相巻線と前記第１のＶ相巻線と前記第１のＷ相巻線は第１のインバータから給電され、
   前記第２のＵ相巻線と前記第２のＶ相巻線と前記第２のＷ相巻線は第２のインバータから給電される
   ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
7. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
   前記極数Ｍ＝14ｎであり、
   前記固定子鉄心の18ｎ個のティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｖ11，Ｖ12，Ｗ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｖ13，Ｗ12，Ｗ13，Ｕ21，Ｖ21，Ｖ22，Ｗ21,Ｕ22，Ｕ23，Ｖ23，Ｗ22，Ｗ23としたとき、
   前記コイルＵ11，Ｕ13，Ｕ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
   前記コイルＵ12，Ｕ21，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
   前記コイルＶ11，Ｖ13，Ｖ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
   前記コイルＶ12，Ｖ21，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
   前記コイルＷ12，Ｗ21，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
   前記コイルＷ11，Ｗ13，Ｖ22が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成され、
   前記第１のＵ相巻線と前記第１のＶ相巻線と前記第１のＷ相巻線は第１のインバータから給電され、
   前記第２のＵ相巻線と前記第２のＶ相巻線と前記第２のＷ相巻線は第２のインバータから給電される
   ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
8. 請求項１〜７の何れか一に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
   前記極数Ｍ＝14，前記ティースの数Ｎ＝18とした
   ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
9. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
   前記極数Ｍ＝22ｎであり、
   前記固定子鉄心の18ｎ個のティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｗ11，Ｗ12，Ｖ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｗ13，Ｖ12，Ｖ13，Ｕ21，Ｗ21，Ｗ22，Ｖ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｗ23，Ｖ22，Ｖ23としたとき、
   前記コイルＵ11，Ｕ12，Ｕ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
   前記コイルＵ21，Ｕ22，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
   前記コイルＶ11，Ｖ12，Ｖ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
   前記コイルＶ21，Ｖ22，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
   前記コイルＷ11，Ｗ12，Ｗ13が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
   前記コイルＷ21，Ｗ22，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成される
   ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
10. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
    前記極数Ｍ＝22ｎであり、
    前記固定子鉄心の18n個のティースのうち、第18(ｎ−１)＋１番目から第18(ｎ−１)＋18番目までの連続した18個のティースに巻き回されている各コイルを順に、Ｕ11，Ｗ11，Ｗ12，Ｖ11，Ｕ12，Ｕ13，Ｗ13，Ｖ12，Ｖ13，Ｕ21，Ｗ21，Ｗ22，Ｖ21，Ｕ22，Ｕ23，Ｗ23，Ｖ22，Ｖ23としたとき、
    前記コイルＵ11，Ｕ13，Ｕ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＵ相巻線である第１のＵ相巻線が構成され、
    前記コイルＵ12，Ｕ21，Ｕ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＵ相巻線である第２のＵ相巻線が構成され、
    前記コイルＶ11，Ｖ13，Ｖ22が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＶ相巻線である第１のＶ相巻線が構成され、
    前記コイルＶ12，Ｖ21，Ｖ23が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＶ相巻線である第２のＶ相巻線が構成され、
    前記コイルＷ12，Ｗ21，Ｗ23が直列接続されて、前記並列回路を成す一の３相電機子巻線のＷ相巻線である第１のＷ相巻線が構成され、
    前記コイルＷ11，Ｗ13，Ｗ22が直列接続されて、前記並列回路を成す他の３相電機子巻線のＷ相巻線である第２のＷ相巻線が構成される
    ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
11. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
    前記整数ｎ＝１とし、
    前記並列回路を成す一の３相電機子巻線の各相の巻線である第１のＵ相巻線と第１のＶ相巻線と第１のＷ相巻線および前記並列回路を成す他の３相電機子巻線の各相の巻線である第２のＵ相巻線と第２のＶ相巻線と第２のＷ相巻線は、それぞれ機械角100度以上に渡って分散的に配置された３つのコイルを直列接続して構成され、
    前記第１のＵ相巻線と前記第２のＵ相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置され、
    前記第１のＶ相巻線と前記第２のＶ相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置され、
    前記第１のＷ相巻線と前記第２のＷ相巻線とは機械角180度ずれた位置に配置されている
    ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
12. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
    前記回転子の回転子鉄心の表面に永久磁石を配置した
    ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
13. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
    前記回転子の回転子鉄心に永久磁石が埋め込まれている
    ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
14. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
    前記回転子の回転子鉄心に、回転子径方向長さが回転子周方向長さに比べて長い永久磁石が埋め込まれている
    ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
15. 請求項１に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
    前記回転子の回転子鉄心に取り付けられる永久磁石の断面形状が長方形であり、且つ前記永久磁石の回転子径方向長さが回転子周方向長さに比べて長い形状となっており、
    前記永久磁石の着磁方向は隣り合う永久磁石の向かい合う面が互いに同じ極になるような向きであり、
    隣り合う前記永久磁石の間には回転子鉄心が介在し、
    この回転子鉄心の固定子側に対向する面は曲面部を有し、その曲面の形状が前記隣り合う永久時磁石間の中間地点において固定子との空隙長が短くなるような凸形状の曲面を形成しており、
    永久磁石の内径側の端面に接するように非磁性部を設けられている
    ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。
16. 請求項１〜１５の何れか一に記載の永久磁石型集中巻モータにおいて、
    前記永久磁石型集中巻モータが電動パワーステアリング装置に搭載され、前記電動パワーステアリング装置に搭載された前記永久磁石型集中巻モータが、前記電動パワーステアリング装置のラック軸の移動方向と平行な向きに配置される
    ことを特徴とする永久磁石型集中巻モータ。

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