WO2014027630A1 - マグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ及びブラシレスモータ - Google Patents

マグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ及びブラシレスモータ Download PDF

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WO2014027630A1
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rotor
magnet
magnetic pole
axis
magnetic
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PCT/JP2013/071738
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大久保　雅通
圭介 光岡
傑 渡辺
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株式会社ミツバ
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Priority to BR112015003256-7A priority patent/BR112015003256B1/pt
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    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
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Definitions

  • the present invention relates to a brushless motor that uses a reluctance torque to rotate a rotor, and is particularly used in a magnet-assisted reluctance motor that embeds a magnet in the rotor and uses the magnet's magnetic force to rotate the rotor. Relates to the structure of the rotor.
  • a reluctance motor is known as a type of electric motor that generates a rotational force by utilizing a magnetic resistance difference between a stator and a rotor.
  • a rotor is rotated by a reluctance torque generated by a magnetic resistance difference.
  • the output torque of the reluctance motor tends to be smaller than that of the same-sized motor using the magnet. For this reason, in order to obtain desired torque with a reluctance motor, there exists a problem that a motor physique will become large.
  • Patent Document 1 describes such a magnet-assisted reluctance motor, and shows a configuration in which a magnet is embedded in the rotor of the reluctance motor.
  • a first permanent magnet having the same shape and made of the same magnetic material having a high magnetic flux density is embedded in each magnetic pole of either the N or S pole of the rotor core.
  • a second permanent magnet having a shape different from that of the first permanent magnet is embedded in each other magnetic pole.
  • the second permanent magnet is made of the same magnet material having a low magnetic flux density.
  • a rotor for a magnet-assisted reluctance motor includes a stator having a plurality of phases of windings, and a plurality of permanent magnets embedded in a plurality of mounting holes that are rotatably disposed in the stator.
  • a direction of magnetic flux generated by each magnetic pole of the plurality of permanent magnets is set as a d-axis, an axis magnetically orthogonal thereto is set as a q-axis, and the d-axis and the q are set in the rotor.
  • Magnet auxiliary type in which a plurality of shafts are alternately provided in the circumferential direction, and the rotor is rotated by reluctance torque generated by a magnetic resistance difference between the d-axis direction and the q-axis direction and magnet torque generated by the permanent magnet
  • the plurality of permanent magnets include a permanent magnet having an arc-shaped cross section that forms a first magnetic pole that is one of an N pole and an S pole.
  • Each of the permanent magnets forming the first and second magnetic poles has a convex side portion at the center of the rotor.
  • the rotor is embedded in the rotor in a state of being directed to the side, and the cross section of the rotor is divided equally for each region to which the d-axis belongs, with the d-axis of the first magnetic pole and the second magnetic pole as a reference. Then, the permanent magnet on the first magnetic pole side is arranged across the region on the second magnetic pole side in a state that does not interfere with the permanent magnet on the second magnetic pole side.
  • Another magnet-assisted reluctance motor rotor includes a stator having a plurality of phases of windings, and a plurality of permanent magnets in a plurality of mounting holes that are rotatably disposed in the stator. Embedded in the rotor, wherein the direction of the magnetic flux generated by each of the magnetic poles of the plurality of permanent magnets is defined as a d-axis, the magnetically orthogonal axis is set as the q-axis, and the d-axis is connected to the rotor.
  • a plurality of the q-axis are alternately provided in the circumferential direction, and a magnet that rotates the rotor by a reluctance torque generated by a magnetic resistance difference between the d-axis direction and the q-axis direction and a magnet torque generated by the permanent magnet.
  • the permanent magnet has a trapezoidal three-sided cross section that forms a second magnetic pole having a polarity different from that of the first magnetic pole.
  • the magnet is embedded in the rotor with its convex side portion facing the center side of the rotor, and the cross section of the rotor is based on the d-axis of the first magnetic pole and the second magnetic pole.
  • the permanent magnet on the first magnetic pole side straddles the region on the second magnetic pole side without interfering with the permanent magnet on the second magnetic pole side. It is characterized by having arranged.
  • the brushless motor of the present invention includes a stator having a plurality of phases of windings, a rotor rotatably disposed in the stator, and a plurality of mounting holes provided in the rotor, and a plurality of permanent magnets embedded therein,
  • the direction of the magnetic flux produced by each magnetic pole of the plurality of permanent magnets is defined as the d axis, the axis magnetically orthogonal thereto is set as the q axis, and the d axis and the q axis are arranged in the circumferential direction on the rotor.
  • a brushless motor that is provided in a plurality of turns and rotates the rotor by a reluctance torque generated by a magnetic resistance difference between the d-axis direction and the q-axis direction and a magnet torque generated by the permanent magnet.
  • Each of the permanent magnets has a cross-sectional arc-shaped permanent magnet that forms the first magnetic pole that is either the N-pole or the S-pole, and a cross-sectional arc-shaped that forms the second magnetic pole having a polarity different from that of the first magnetic pole.
  • Each of the permanent magnets which are formed of a magnet and form the first and second magnetic poles, are embedded in the rotor with their convex side portions directed toward the center of the rotor, and the cross section of the rotor is
  • the permanent magnet on the first magnetic pole side is It is arranged across the region on the second magnetic pole side without interfering with the permanent magnet.
  • Another brushless motor of the present invention includes a stator having a plurality of phases of winding, and a rotor in which a plurality of permanent magnets are embedded in a plurality of mounting holes provided in the stator so as to be rotatable.
  • the direction of the magnetic flux generated by each of the magnetic poles of the plurality of permanent magnets is defined as a d-axis
  • the magnetically orthogonal axis is set as the q-axis
  • the rotor includes the d-axis and the q-axis.
  • a brushless motor that is alternately provided in the circumferential direction and rotates the rotor by a reluctance torque generated by a magnetic resistance difference between the d-axis direction and the q-axis direction and a magnet torque generated by the permanent magnet;
  • the plurality of permanent magnets include a permanent magnet having a trapezoidal three-sided cross section forming a first magnetic pole which is either an N pole or an S pole, and a second having a polarity different from that of the first magnetic pole. Shape the magnetic pole
  • Each of the permanent magnets forming the first and second magnetic poles, with the convex side portion facing the center side of the rotor.
  • the first magnetic pole side is arranged across the region on the second magnetic pole side without interfering with the permanent magnet on the second magnetic pole side.
  • the brushless motor can be used as a drive source of the electric power steering device, and thereby, an electric power steering motor with reduced torque ripple and cogging can be provided, and the return of the steering wheel and the steering feeling can be improved.
  • a rotor for a magnet-assisted reluctance motor is a rotor used in a magnet-assisted reluctance motor that rotates a rotor by assisting the magnetic force of a magnet. Since the second magnetic pole is formed and the permanent magnet on the first magnetic pole side is arranged across the region on the second magnetic pole side without interfering with the permanent magnet on the second magnetic pole side, the torque of the reluctance motor using the rotor Ripple and cogging can be reduced.
  • Another rotor for a magnet-assisted reluctance motor is a permanent magnet having a trapezoidal cross section in a rotor used in a magnet-assisted reluctance motor that rotates a rotor by using magnetic force of a magnet.
  • the first magnetic pole and the second magnetic pole are formed by the magnet, and the permanent magnet on the first magnetic pole side is arranged across the region on the second magnetic pole side without interfering with the permanent magnet on the second magnetic pole side. It is possible to reduce torque ripple and cogging of the reluctance motor used.
  • the brushless motor of the present invention is a magnet-assisted reluctance motor that rotates a rotor by using the magnetic force of a magnet in an auxiliary manner, and a first magnetic pole and a second magnetic pole are formed by a permanent magnet having an arc cross section as the rotor.
  • a rotor is used in which the permanent magnet on the first magnetic pole side is arranged across the region on the second magnetic pole side without interfering with the permanent magnet on the second magnetic pole side, torque ripple and cogging of the motor are reduced. It becomes possible.
  • Another brushless motor of the present invention is a magnet-assisted reluctance motor that rotates a rotor by assisting the magnetic force of a magnet, and the first magnetic pole is formed by a permanent magnet having a trapezoidal cross section as a rotor. And the second magnetic pole are formed, and the permanent magnet on the first magnetic pole side is arranged across the region on the second magnetic pole side without interfering with the permanent magnet on the second magnetic pole side. It can be reduced.
  • the teeth tip portions of the stator are connected to each other by a bridge portion, and a slit for accommodating the magnet is provided in the rotor.
  • the circumferential length of the bridge part is W1
  • W2 the interval between the slits in the magnetic pole part of the same polarity
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. It is explanatory drawing which shows the structure of a bridge part. It is explanatory drawing which shows the structure of the fitting fixing
  • FIG. 9A shows torque fluctuations when the magnets are asymmetrically arranged according to the settings (a) to (c) according to the present invention and when the magnets are symmetrically arranged as in the past.
  • FIG. 9B shows the difference in cogging torque between the two. It is explanatory drawing which showed.
  • FIG. 10A is an explanatory diagram showing the output torque when the magnets are asymmetrically arranged according to the settings (a) to (c) according to the present invention, and FIG.
  • FIG. 10B is an explanatory diagram showing the output torque when the magnets are symmetrically arranged as in the prior art.
  • 11A is a reluctance torque when the magnets are asymmetrically arranged according to the settings (a) to (c) according to the present invention
  • FIG. 11B is an explanatory diagram showing the reluctance when the magnets are symmetrically arranged as in the conventional case.
  • FIG. 12A shows an induced voltage waveform when the magnets are asymmetrically arranged according to the settings (a) to (c) according to the present invention
  • FIG. 12B shows an induced voltage waveform when the magnets are symmetrically arranged as in the prior art.
  • FIG. 14A is a torque waveform when the outer periphery of the rotor is eccentric
  • FIG. 14B is an explanatory diagram showing a torque waveform when the outer periphery of the rotor is not eccentric
  • FIG. 15A shows torque ripple when using a rotor in which settings (1) to (3) according to the present invention are combined, and torque when using a rotor with conventional settings (without settings (1) to (3)).
  • FIG. 15B is an explanatory diagram showing a comparison of ripples, and compares the torque when using a rotor combining the settings (1) to (3) according to the present invention with the torque when using a rotor in the conventional setting. It is explanatory drawing shown.
  • FIG. 19A is a graph showing various combinations in which a tapered portion is provided in the slit of each layer
  • FIG. 19B is a graph showing a comparison of torque ripple ratios in each combination. It is explanatory drawing which showed the relationship between a rotation angle and torque about each of the case of a conventional specification, when a taper part is provided in an innermost layer and an intermediate
  • FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 24.
  • FIG. 27A is an explanatory view showing a state of a winding housed in a slot
  • FIG. 27A is a case of a conventional configuration in which a slot is a fan shape
  • FIG. 27B is a case of a configuration of a motor according to the present invention using a parallel slot structure. Respectively.
  • An object of the following embodiments is to reduce cogging torque and torque ripple in a well-balanced manner while improving output in a brushless motor, in particular, a magnet-assisted reluctance motor.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a brushless motor 1 (hereinafter abbreviated as “motor 1”) according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • the motor 1 is a magnet-assisted reluctance motor that uses a magnetic force of a magnet as a supplement by arranging a magnet on a rotor while using a reluctance motor as a base.
  • the motor 1 is used as a drive source of an electric power steering device, for example.
  • the motor 1 is an inner rotor type brushless motor in which a stator (stator) 2 is disposed on the outside and a rotor (rotor) 3 is disposed on the inside, similarly to a normal reluctance motor.
  • the stator 2 includes a bottomed cylindrical motor case 4, a stator core 5, a stator coil 6 wound around the stator core 5 (hereinafter abbreviated as coil 6), and the coil 6 attached to the stator core 5 electrically.
  • the bus bar unit (terminal unit) 7 is connected.
  • the motor case 4 is formed in a bottomed cylindrical shape with iron or the like.
  • An aluminum die-cast bracket 8 is attached to the opening of the motor case 4 by a fixing screw (not shown).
  • the stator core 5 is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the motor case 4 after winding the coil 6.
  • the motor 1 employs a so-called outer winding in which a coil 6 is disposed on a stator 2 that is an outer member. Since the motor of the outer winding can increase the space factor of the winding compared to the motor configured to wind the coil around the inner member, the output of the motor can be improved.
  • the stator core 5 includes a cylindrical outer stator 11 and an inner stator 12 attached to the inner peripheral side of the outer stator 11.
  • the inner stator 12 is composed of 24 teeth portions 13 formed radially and a bridge portion 14 that connects the inner peripheral sides of the teeth portions 13.
  • a slot 15 is formed between adjacent teeth 13.
  • the radial width W of the bridge portion 14 is set in a range of a thickness t ⁇ W ⁇ 1.5 mm of one steel plate on which the stator core 5 is laminated.
  • the stator 2 is divided into the outer stator 11 and the inner stator 12, and the teeth portion outer peripheral side of the inner stator 12 is opened.
  • the coil 6 can be formed by winding a copper wire around the tooth portion 13.
  • the teeth portion 13 is attached to the inner peripheral side of the outer stator 11 (fitting and fixing).
  • the stator core 5 having the coil 6 accommodated in the slot 15 is formed. Since the distributed winding causes less magnetic flux leakage at the bridge portion 14 than the concentrated winding, and the maximum torque can be increased as compared with the concentrated winding, the motor 1 winds the coil 6 with the distributed winding.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing a configuration of a fitting and fixing portion between the outer stator 11 and the inner stator 12.
  • 24 teeth portions 13 are provided.
  • the outer peripheral side of each tooth portion 13 is fitted and fixed in a tooth mounting groove (concave portion) 16 formed on the inner peripheral surface of the outer stator 11.
  • a dovetail-shaped tooth mounting groove 16 having a cross-section of an inverted C shape is formed on the outer stator 11 side.
  • the teeth attachment groove 16 extends along the axial direction over the entire length of the outer stator 11.
  • a tenon-like fitting portion 17 whose outer end side is enlarged is formed at the outer peripheral end of the tooth portion 13.
  • the outer stator 11 and the inner stator 12 are fixed in a state of being prevented from coming off in the radial direction and the circumferential direction by inserting and fitting the teeth mounting groove 16 and the fitting portion 17 from the axial direction. As a result, the movement of the inner stator 12 in the rotational direction is restricted, and the position shift of the inner stator 12 with respect to the force in the rotational direction can be reliably prevented.
  • a bus bar unit 7 is attached to one end side of the stator core 5.
  • the bus bar unit 7 has a structure in which a copper bus bar is insert-molded in a synthetic resin main body.
  • a plurality of power supply terminals 21 protrude in the radial direction.
  • the power feeding terminal 21 is welded to the end 6 a of the coil 6 drawn from the stator core 5.
  • the number of bus bars corresponding to the number of phases of the motor 1 here, three for the U phase, V phase, W phase and one for connecting each phase
  • Each coil 6 is electrically connected to a power supply terminal 21 corresponding to the phase.
  • the stator core 5 is press-fitted and fixed in the motor case 4 after the bus bar unit 7 is attached.
  • the rotor 3 is inserted inside the stator 2.
  • the rotor 3 has a rotor shaft 22, and the rotor shaft 22 is rotatably supported by bearings 23a and 23b.
  • the bearing 23 a is fixed to the center of the bottom 4 a of the motor case 4.
  • the bearing 23 b is fixed to the center portion of the bracket 8.
  • a cylindrical rotor core 24 and a rotor (resolver rotor) 32 of a resolver 31 serving as a rotation angle detection unit are attached to the rotor shaft 22.
  • a cover 33 is attached to the outside of the bottom 4a of the motor case 4 (on the right side in FIG. 1).
  • the rotor shaft 22 extends from the bottom 4 a of the motor case 4 into the cover 33.
  • a resolver rotor 32 is attached to the tip of the rotor shaft 22.
  • Control boards 34 and 35 are accommodated in the cover 33.
  • a power system element 36 is mounted on the control board 34, and a control system element 37 is mounted on the control board 35.
  • a resolver stator 38 is attached to the control board 35 so as to face the outer peripheral side of the rotor of the resolver 31.
  • the resolver stator 38 is provided with a signal line for a rotation angle detection coil, and the resolver stator 38 is electrically connected to the control system element 37 via the signal line.
  • the rotor core 24 forming the rotor 3 is also formed by laminating a large number of disk-shaped electromagnetic steel plates.
  • the steel plate constituting the rotor core 24 is provided with a plurality of slits 25 as mounting holes for mounting magnets.
  • the slit 25 is bent in an arc shape, and the inside of the slit 25 is a space.
  • the slit 25 is orthogonal to the rotor shaft 22.
  • a plurality of sets are provided with the axis as a boundary.
  • the slit 25 is arranged in an arc shape around a virtual point (centers Os and On of arcs of S and N pole magnets 26n and 26s, which will be described later) set outside the outer periphery of the rotor 3 on the d axis.
  • a virtual point centers Os and On of arcs of S and N pole magnets 26n and 26s, which will be described later
  • four sets of a plurality of slits 25 centering on the virtual point on the d axis are provided in an arc shape, and a plurality of layers of magnetic paths are formed in each set.
  • the space formed by the slits 25 and the magnets 26 at the end portions of the slits 25 with the magnets 26 to be described later embedded therein varies the magnetic resistance of the rotor 3 along the rotation direction. It is designed to function as a flux barrier.
  • the slit 25 is used as a flux barrier with a gap in order to change the magnetic resistance of the rotor 3.
  • a plurality of slits 25 are provided in the slit 25 to improve output.
  • the magnet (permanent magnet) 26 is embedded.
  • the reluctance torque is the main and the magnet torque is the auxiliary. Therefore, an inexpensive ferrite magnet is used as the magnet 26.
  • a rare earth magnet such as a neodymium bond magnet may be used for the magnet 26 in order to further increase the output.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration of the rotor 3.
  • the rotor 3 of FIG. 5 as a plurality of magnets 26, magnets 26 s (26 s 1, 26 s 2) whose outer peripheral side is an S pole and magnets 26 n (26 n 1, 26 n 2) whose outer peripheral side is an N pole are provided. That is, the rotor 3 has a 4-pole configuration, and the motor 1 is formed in a 4-pole 24-slot configuration (2 poles 12 slots ⁇ 2).
  • the rotor 3 according to the present invention has the following three features.
  • the magnet 26 of each pole is formed in an arc shape.
  • Three magnets 26 are provided along the radial direction, and a plurality of d-axis and q-axis are alternately provided in the circumferential direction on the rotor 3. Thereby, torque reinforcement by magnet torque is achieved while using reluctance torque effectively.
  • the S-pole magnets 26s1, 26s2 and the N-pole magnets 26n1, 26n2 are arranged asymmetrically with respect to the center line. Thereby, torque ripple and cogging can be reduced.
  • the rotor 3 has a shape whose outer periphery is eccentric. As a result, torque ripple is reduced.
  • the direction of the magnetic flux generated by the magnetic pole is the d-axis
  • the magnetically orthogonal axis is the q-axis.
  • a plurality of d-axis and q-axis are set. At that time, the d-axis and the q-axis are alternately provided along the circumferential direction.
  • the rotor 3 is provided with a circular slit 25 for facilitating passage of the q-axis magnetic flux.
  • An arc-shaped magnet 26 is embedded in the slit 25.
  • the rotor 3 has a structure in which the q-axis magnetic flux easily passes and the inductance Lq can be increased. Accordingly, the magnet torque by the magnet 26 can be increased, and a sufficient torque can be obtained even with the ferrite magnet.
  • the slits 25a to 25c of each layer are formed with the same radius regardless of the N pole or the S pole.
  • the same magnet is used for the magnets 26a (innermost layer), 26b (intermediate layer), and 26c (outermost layer) of each layer. That is, three types of magnets 26a to 26c are sufficient, and the number of parts can be reduced.
  • the asymmetric setting of the rotor 3 has the following characteristics.
  • the magnet that protrudes to the adjacent pole zone does not interfere with the magnet of the adjacent pole, and a space for a q-axis magnetic path is secured.
  • the angle ⁇ 1 (center angle centered on the center Or of the rotor 3) of the magnet 26s divided by the q-axis is set larger than the angle ⁇ 2 (same as above) of the magnet 26n area ( ⁇ 1> ⁇ 2). ).
  • the center position of the magnet 26 is shifted between the S pole and the N pole. That is, each distance (magnet center distance) Rs (R) between the arc centers Os (first center point) and On (second center point) of the S and N pole magnets 26n and 26s and the center Or of the rotor 3.
  • the rotor 3 has a cross section of the rotor 3 with respect to each d axis of the magnet 26s (first magnetic pole) and the magnet 26n (second magnetic pole). There are four regions that are equally divided for each region to which each belongs, that is, four polar zones S1, N1, S2, and N2 divided by center lines M1 and M2.
  • the outer peripheral portion 41 of the S pole magnet 26s of the innermost layer protrudes from the pole zones S1 and S2 to the pole zones N1 and N2 of the adjacent other poles. Yes.
  • the magnet straddling the area on the adjacent zone may be either S-pole or N-pole.
  • FIG. 6 shows the relationship between the distance between the innermost layer magnet 26a of each pole and the center lines M1 and M2 and the torque ripple, and the mode frontier (multi-purpose robust design optimization support tool: It is the graph which showed the tendency of the result analyzed using (brand name) about each pole. Note that, on the horizontal axis of FIG. 6, a negative value indicates a state of wrapping in the adjacent pole zone. As can be seen from FIG. 6, ripples are reduced when the S pole is wrapped, but the ripple is reduced when the N pole is at a certain distance from the center line.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the ratio of the magnet center distances Rs and Rn and the torque ripple.
  • the torque ripple increases as Rs / Rn increases. Therefore, the torque ripple decreases as Rs / Rn decreases.
  • Rs / Rn is smaller than 0.92, the S-pole magnet 26s and the N-pole magnet 26n interfere with each other. Therefore, it is optimal to set Rs / Rn to 0.92 in order to reduce torque ripple.
  • the rotor 3 is asymmetrically shaped as shown in (a) to (c), so that the attraction force between the rotor and the stator generated at each pole is offset and cogging is reduced. I am trying.
  • FIG. 9 shows torque fluctuations (FIG. 9A) when the magnets are asymmetrically arranged according to the settings of (a) to (c) described above, and when the magnets are symmetrically arranged as in the past (FIG. 9A), and the cogging torque between the two. It is explanatory drawing which showed the difference (FIG. 9B).
  • FIG. 9A when the magnets are arranged asymmetrically, torque fluctuation can be suppressed to a small level.
  • FIG. 9B when the conventional setting is 100, the cogging is suppressed to 20% in the setting according to the present invention.
  • the output torque of the motor 1 is a combined torque of the reluctance torque and the magnet torque, but in the case of a symmetric rotor, the ripple of the reluctance torque becomes large due to the fluctuation of Ld ⁇ Lq. Therefore, in the motor 1 according to the present invention, by making the rotor asymmetric, reluctance torque generated in part A (S pole zones S1, S2) and B part (N pole zones N1, N2) in FIG. Cancels reluctance torque and reduces torque ripple.
  • FIG. 10A is an explanatory diagram showing the output torque when the magnets are asymmetrically arranged according to the above-described settings (a) to (c), and FIG. 10B is an explanatory diagram showing the output torque when the magnets are symmetrically arranged as in the prior art. is there.
  • Tm is a magnet torque
  • Tr is a reluctance torque
  • Tt is an output torque (total torque) obtained by combining Tm and Tr.
  • FIG. 10A it can be seen that when the magnets are arranged asymmetrically, the torque ripple is greatly suppressed as compared to the case of FIG. 10B.
  • the harmonic component is added to the magnetic flux, so that the induced voltage waveform is distorted and the torque ripple is increased.
  • the rotor is asymmetric, harmonic components are canceled out, the induced voltage waveform is sine wave, and the torque ripple of the magnet torque is also reduced.
  • torque ripple there is a method of reducing the torque ripple by converting the induced voltage into a sine wave by the skew, but in this case, the torque is reduced by the skew.
  • torque reduction is not caused, so that torque ripple can be effectively reduced as compared with skew.
  • FIG. 12A shows an induced voltage waveform when the magnets are asymmetrically arranged according to the above-described settings (a) to (c), and FIG. 12B shows an induced voltage waveform when the magnets are symmetrically arranged as in the prior art.
  • FIG. 12B when the magnets are arranged symmetrically, the induced voltage waveform is distorted.
  • the magnet when the magnet is arranged asymmetrically, it can be seen that it is sine wave as shown in FIG. 12A.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing an eccentric configuration of the rotor 3.
  • the outer shape of the rotor is exaggerated in order to clearly show the state where the rotor 3 is eccentric.
  • the magnet straddling the adjacent zone side may be either S-pole or N-pole, in FIG. 10, the N-pole magnet 26n is S-pole, contrary to FIG. A configuration wrapped in a zone is illustrated.
  • the outer periphery of the rotor 3 is not a uniform circumference centered on the point Or.
  • the outer periphery of the rotor 3 is formed by a circular arc having a radius centering on a different point for each of the four pole zones S1, S2, N1, and N2, and these are connected at the boundary point P of each pole zone. . That is, the outer periphery of each pole zone is formed by an arc of radius Rec centered on the eccentric point Oec.
  • the eccentric point Oec is separated from the rotor center point Or by an eccentric distance Lec radially outward, and is arranged on a line segment inclined by 45 ° with respect to the center lines M1 and M2.
  • the radius Rec is smaller than the distance Rmax between the outermost circumferential position Q of the rotor 3 and the rotor center Or.
  • FIG. 14A is a torque waveform when the outer periphery of the rotor is eccentric
  • FIG. 14B is an explanatory diagram showing a torque waveform when the outer periphery of the rotor is not eccentric.
  • FIG. 15 shows a case where a rotor set in combination with (1) to (3) as described above is used, and a case where a rotor is set as usual without applying (1) to (3). It is explanatory drawing which compared and showed the torque ripple (FIG. 15A) and torque (FIG. 15B) in FIG.
  • FIG. 15A shows the torque ripple
  • FIG. 15B shows the torque ripple in the case of the setting according to the present invention.
  • the torque ripple is halved even though the torque is equivalent to the conventional setting. That is, according to the present invention, torque ripple can be reduced without sacrificing torque compared to the conventional setting.
  • the same configuration as described above may be realized by arranging magnets in a form different from that of the first embodiment. That is, in the first embodiment, the S-pole magnets 26s are arranged in layers with the point Os as the same center, and the N-pole magnets 26n are arranged in layers with the point On as the same center. Then, three layers of magnets 26 are arranged in such a manner that the distances Rs, Rn between the centers Os, On and the rotor center Or are different from each other, and the magnet 26a is placed in the zone of the adjacent pole without interfering with other pole magnets.
  • a configuration as shown in FIGS. 16A and 16B is also possible.
  • the magnets 26 in each layer may be arranged in layers so that the radii of the magnets in each layer have the same value R 0 and the center points of the radii are arranged at different positions O 1 to O 3 .
  • the centers of the magnets are arranged on line segments inclined by 45 ° with respect to the center lines M1 and M2, and the distances between the center points and the rotor center Or are different. Further, as shown in FIG.
  • FIG. 1 an example in which a permanent magnet having a circular arc cross section is used as the magnet 26 is shown.
  • a magnet 43 may be used.
  • the three magnets 26 and 43 are arranged in a good balance, but the number is not limited to three, and may be two or four, for example.
  • the brushless motor having the configuration in which the inner peripheral side of the tooth portion 13 is connected by the bridge portion 14 is described as an example.
  • the present invention separates each tooth without providing the bridge portion.
  • the present invention can also be applied to a brushless motor having a formed configuration.
  • the configuration of the tooth portion 13 is not limited to the configuration in which the tooth portion 13 is fitted and fixed to the tooth mounting groove 16 of the outer stator 11, and the outer stator 11 and the tooth portion 13 may be integrally formed.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing the configuration of a brushless motor 51 (hereinafter abbreviated as motor 51) according to the second embodiment of the present invention.
  • the motor 51 has a fourth feature in addition to the above-described three features of the motor 1 of the first embodiment. That is, in the motor 51, in the region where the innermost layer magnet 26 protrudes to the pole zone side of the adjacent other pole (the S pole region in FIG. 5 and the N pole region in FIG. 13), A linear taper portion 52 is provided at the end.
  • symbol is attached
  • the torque ripple rate upper limit (5%) of the EPS motor is cleared by the above-described configurations (1) to (3).
  • a linear taper portion 52 is provided at the peripheral edge portion of the outermost layer slit 25c of the rotor 3 and a magnetic flux control portion 53 is formed at the slit end portion, whereby the amount of magnetic flux flowing between the slits 25a and 25b. In order to further reduce the torque ripple rate.
  • tapered portions 52 in which the periphery of the slit 25c is formed linearly are provided at both ends of the outermost slit 25c.
  • the magnetic flux control part 53 is formed between the taper part 52 and the slit 25b of the intermediate layer.
  • the taper angle ⁇ t formed by the line A along the taper portion 52 and the line B at the end position of the magnet 26c is formed to be greater than 0 ° and less than 90 ° (0 ° ⁇ t ⁇ 90 °).
  • the motor 51 is designed to perform forward / reverse rotation for EPS, and the tapered portions 52 at both ends of the slit 25c are arranged symmetrically with respect to the center line Ot in order to perform forward / reverse rotation in a balanced manner. That is, the base point angle ⁇ k between the two taper portions 52 is equally divided at the center line Ot. Further, the taper angles ⁇ t of both the tapered portions 52 are equal to each other. In a motor that rotates in only one direction, it is not necessary to provide the taper portions 52 at both ends of the slit 25c to form the magnetic flux control portion 53, and the taper portions 52 may be provided only on one side according to the rotation direction. In this case, the base point K of the taper portion 52 is arranged between the polar arc angle ⁇ and the opening angle ⁇ as described above, but since the taper portion 52 is only one, the base point angle ⁇ k is zero.
  • FIG. 19 is a graph (FIG. 19B) showing a comparison of various combinations in which a tapered portion is provided in the slit 25 of each layer (FIG. 19A) and a torque ripple rate in each combination.
  • FIG. 19 when the taper portion is provided in the innermost slit 25a (No. 1 to No. 4), the torque ripple rate is generally high, and the torque ripple is higher than the conventional specification (No. 8). It became bigger.
  • the taper part is provided in the slit 25b of the intermediate layer (No.
  • FIG. 20 shows the relationship between the rotation angle and torque in the case of the conventional specification (no taper portion), the case where the innermost layer and the intermediate layer are provided with the taper portion, and the case where the outermost layer is provided only with the taper portion.
  • FIG. 20A shows the torque in each part, and TP in the figure is a part where the tapered part 52 is provided (magnet overlap side), and NT is a torque fluctuation in a part where the tapered part 52 is not provided.
  • FIG. 20B shows the torque at the TP portion separated into reluctance torque Tr and magnet torque Tm.
  • FIG. 20A when the position where the torque at the TP portion reaches a peak is seen, when the tapered portion is provided in the innermost layer and the intermediate layer, the torque is amplified at the TP portion and the NT portion. On the other hand, when the taper portion is provided only in the outermost layer, the torque is offset between the TP portion and the NT portion.
  • 20B it can be seen that the phase of Tr changes greatly in each case, and the change in the torque waveform in FIG. 20A is mainly due to the change in the phase of Tr. That is, by providing the taper portion 52 and forming the magnetic flux magnetic control portion 53, the magnetic flux density distribution in the TP portion changes, and accordingly, the phase of Tr also changes. As a result, torque peaks can be offset between the TP portion and the NT portion, and torque ripple can be reduced.
  • FIG. 21 is a graph showing the experimental results of the inventors.
  • the conventional specification is compared with the case where ⁇ t is 60 °, 70 °, and 80 ° (FIG. 21A shows the maximum torque control, FIG. 21B is maximum rotation speed control).
  • the torque ripple rate is the lowest in the well-balanced state when ⁇ t is 70 ° from the low current region to the high current region.
  • FIG. 22B shows that the peak torque of Tm is increased by setting ⁇ t to 70 ° or 60 °.
  • the maximum torque rotation angle of the TP portion shifts, and the peak of torque is offset between the TP portion and the NT portion. Therefore, the torque ripple can be reduced by setting ⁇ t to about 60 ° to 75 °.
  • the torque ripple can be reduced by the rotor asymmetric setting according to (1) to (3) in the first embodiment and the tapered portion 52 of (4).
  • FIG. 23 shows a case where a rotor set in combination with (1) to (4) as described above is used, and a case where a rotor is set in a conventional manner without performing (1) to (4). It is explanatory drawing which compared and showed the torque ripple rate in.
  • the torque ripple in the low current region is reduced in both the maximum torque control and the maximum rotation speed control. It becomes possible to have.
  • FIG. 3 24 is a cross-sectional view of brushless motor 101 (hereinafter abbreviated as motor 101) according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • the motor 101 is also a magnet-assisted reluctance motor that uses the magnetic force of the magnet as a supplement by arranging a magnet on the rotor while using the reluctance motor as a base.
  • the motor 101 is used as a drive source of an electric power steering device, for example. As shown in FIG.
  • the motor 101 is an inner rotor type brushless motor in which a stator (stator) 102 is disposed on the outer side and a rotor (rotor) 103 is disposed on the inner side, similarly to a normal reluctance motor.
  • the stator 102 is fixed inside a bottomed cylindrical motor case 104 (hereinafter abbreviated as case 104).
  • the stator 102 includes a stator core 105, a stator coil 106 (hereinafter abbreviated as a coil 106) wound around a tooth portion 109 of the stator core 105, and a bus bar unit attached to the stator core 105 and electrically connected to the coil 106. (Terminal unit) 107.
  • the case 104 is formed in a bottomed cylindrical shape with iron or the like.
  • An aluminum die-cast bracket 108 is attached to the opening of the case 104 with a fixing screw (not shown).
  • the stator core 105 is formed by laminating steel plate materials (for example, electromagnetic steel plates).
  • the stator core 105 has a plurality of teeth 109 projecting radially inward. Slots 131 are formed between adjacent tooth portions 109.
  • the coil 106 is accommodated in the slot 131 by distributed winding.
  • a synthetic resin insulator 111 is attached to the stator core 105.
  • a coil 106 is wound around the outside of the insulator 111.
  • FIG. 26 is an enlarged view of the teeth portion 109, that is, the portion X in FIG.
  • a bridge portion 132 that connects adjacent tooth tip portions 109a is provided on the inner peripheral side of the tooth portion 109.
  • the bridge portion 132 is provided with a chamfered portion 133 (R or C chamfer) between the tooth tip portion 109a and the stator side portion 109a so that the magnetic flux on the stator side can easily flow.
  • the bridge portion 132 has a radial width t ⁇ b> 1 set to a value that is substantially the same as the thickness of the electromagnetic steel plate that constitutes the stator core 105.
  • the reason why the coil 106 is distributed winding as described above is that there is less leakage of magnetic flux at the bridge portion 132 compared to concentrated winding, and the maximum torque can be increased compared to concentrated winding.
  • the tooth portion 109 has a circumferential width B that is narrower toward the tip end side.
  • the teeth portion 109 has a fan shape with a central angle ⁇ as a whole.
  • the slots 131 are in a state in which the opposing circumferential inner surfaces 131a are parallel to each other along the radial direction.
  • teeth Conventionally, in a magnet-assisted reluctance motor, teeth have a straight shape with an equal width, and slots have a fan shape. For this reason, when the winding is accommodated in the slot, as shown in FIG. 27A, the coil does not fit, and when the coils are welded, the coils may slip and cause insulation failure.
  • the width SW of the slot 131 is set to be approximately the same (or slightly larger) than the thickness of the wire constituting the coil 106, the coil 106 is accommodated in the slot 131 with little play. For this reason, even if it twists a coil in the case of welding, a coil does not move easily and it also becomes difficult for a coil to slide. Therefore, damage to the coil film is prevented, and the insulation of the coil is improved.
  • FIG. 28 is a graph showing experimental results by the inventors
  • FIG. 29 is an explanatory diagram showing comparison of average torques of the conventional motor and the motor of the present invention based on the experimental results.
  • the motor according to the present invention has an improved torque as compared with the conventional motor, and the average torque can be increased by about 5%.
  • a bus bar unit 107 is attached to one end side of the stator core 105.
  • the bus bar unit 107 has a structure in which a copper bus bar is insert-molded in a synthetic resin main body.
  • a plurality of power supply terminals 112 project in the radial direction.
  • the power feeding terminal 112 is welded to the end portion 106 a of the coil 106 drawn from the stator core 105.
  • the number of bus bars corresponding to the number of phases of the motor 101 here, three for the U phase, V phase, W phase and one for connecting each phase
  • Each coil 106 is electrically connected to a power feeding terminal 112 corresponding to the phase.
  • the stator core 105 is press-fitted and fixed in the case 4 after the bus bar unit 107 is attached.
  • Rotator 103 is inserted inside stator 102.
  • the rotor 103 has a rotor shaft 113.
  • the rotor shaft 113 is rotatably supported by bearings 114a and 114b.
  • the bearing 114 a is fixed to the center of the bottom of the case 4.
  • the bearing 114b is fixed to the central portion of the bracket 108.
  • the rotor shaft 113 is provided with a cylindrical rotor core 115 and a rotor (resolver rotor) 122 of a resolver 121 which is a rotation angle detecting means.
  • a stator (resolver stator) 123 of the resolver 121 is accommodated in a resolver bracket 124 made of synthetic resin.
  • the resolver bracket 124 is fixed to the inside of the bracket 108 with a mounting screw 125.
  • the rotor core 115 is also formed by laminating a large number of disk-shaped electromagnetic steel plates.
  • the steel plate constituting the rotor core 115 is provided with a plurality of slits 134 as magnet mounting holes.
  • the slit 134 is bent in an arc shape, and the inside of the slit 134 is a space.
  • the slit 134 is provided along an arc centered on a virtual point (not shown) set outside the outer periphery of the rotor 103.
  • the slit 134 is formed in the rotor such that the convex side portion faces the center side of the rotor 103.
  • a width t2 between the outer diameter side end portion 134a of the slit 134 and the outer peripheral edge 115a of the rotor core 115 is set to a value substantially equal to the thickness of the electromagnetic steel sheet.
  • the slit 134 is orthogonal to the rotor shaft 113.
  • a plurality of sets are provided with the q axis as the boundary.
  • four sets of a plurality of slits 134 are provided in an arc shape, and a plurality of layers of magnetic paths are formed in each set.
  • a plurality of magnets (permanent magnets) 16 are embedded in the slit 134 in order to improve the output.
  • a magnetic pole portion 135 is formed along the circumferential direction at each magnet 116.
  • the reluctance torque is the main and the magnet torque is the auxiliary. Therefore, an inexpensive ferrite magnet is used as the magnet 116.
  • a rare earth magnet such as a neodymium bond magnet may be used for the magnet 116 in order to further increase the output.
  • a magnet 116s having an S pole on the outer peripheral side and a magnet 116n having an N pole on the outer peripheral side are provided.
  • the rotor 103 has a 4-pole configuration including four magnetic pole portions 135, and the motor 101 is formed in a 4-pole 24-slot configuration.
  • the magnets 116 of each pole are formed in an arc shape, and three are provided along the radial direction, and a plurality of d-axis and q-axis are alternately provided in the circumferential direction on the rotor 103. Thereby, torque reinforcement by magnet torque is achieved while using reluctance torque effectively.
  • the direction of the magnetic flux generated by the magnetic pole is set as the d axis
  • the axis magnetically orthogonal thereto is set as the q axis
  • a plurality of d axes and q axes are set in the rotor 103.
  • the d-axis and the q-axis are alternately provided along the circumferential direction.
  • the rotor 103 is provided with an arc-shaped slit 134 for facilitating passage of the q-axis magnetic flux, and an arc-shaped magnet 116 is embedded therein. That is, the rotor 103 has a structure in which the q-axis magnetic flux easily passes and the inductance Lq can be increased. Therefore, the magnet torque by the magnet 116 can be increased, and a sufficient torque can be obtained even with the ferrite magnet.
  • a relationship of W1 ⁇ W2 is set between the circumferential width W1 of the stator side bridge portion 132 and the dimension W2 between the slits 134 of the rotor core 115.
  • W1 is the distance between the tips of the double-sided chamfer 133 in the bridge part 132.
  • W2 is the distance between adjacent slits 134 in the same pole, and is the circumferential length of the magnetic path portion 136 formed between the slits 134.
  • the motor 101 has a closed stator structure, so that changes in reluctance torque are canceled out, and torque ripple is kept relatively small.
  • FIG. 30 is an explanatory diagram for explaining the effect of reducing torque ripple by the above setting according to the present invention.
  • 30A shows a case where W1> W2
  • FIG. 30B shows a case where W1 ⁇ W2 as in the present invention.
  • W1 and W2 are set to W1> W2
  • the magnetic path portion 136p of the rotor 103 is opposed to the left tooth portion 109p. Since the magnetic flux ⁇ 1 flowing from the tooth portion 109p to the magnetic path portion 136p generates reluctance torque in the direction opposite to the rotation direction.
  • the magnetic flux ⁇ 4 is generated, but at the same time, the magnetic flux ⁇ 5 flowing from the tooth portion 109p to the magnetic path portion 136p also remains. Therefore, the magnetic flux ⁇ 4 increases while canceling out by ⁇ 5, and the reluctance torque in the forward direction is gradually generated. That is, even in the case of W1 ⁇ W2, although the process of (A) reverse reluctance torque generation ⁇ (B) reluctance torque decrease ⁇ (C) forward reluctance torque generation, the left and right magnetic fluxes cancel each other as appropriate, The direction and magnitude of the reluctance torque changes slowly.
  • FIG. 31 is an explanatory diagram showing experimental results by the inventors (comparing ripples in FIG. 28). As can be seen from FIG. 31, the motor according to the present invention can reduce the torque ripple as compared with the conventional motor.
  • the circumferential width W1 of the bridge portion 132 is 0, that is, when the facing chamfered portions 133 are continuously in contact with each other, the distance between adjacent tooth tip portions 109a (the chamfered portion 133 is not provided). If you can take up).
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
  • the structure of the above-described first and second embodiments can be applied to the motor 101 of the third embodiment, and conversely, the structure of the above-described third embodiment is also the first and second embodiments. This can be applied to the motors 1 and 51.
  • a bond magnet or a sintered magnet can be used as the magnets 26 and 116.
  • a bond magnet is used for the magnet 26
  • a melted magnetic molding material is injected into the slit 25, and the bond magnetic body is molded into the slit 25 by cooling it.
  • the rotor core 24 is accommodated in the rotor manufacturing apparatus 201 as shown in FIG. 32 and the magnetic molding material is injected into the slit 25.
  • the rotor manufacturing apparatus 201 includes a field means 204 in which field magnets 202 and magnetic cores 203 are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the magnetic flux generated from the field magnets 202 adjacent in the circumferential direction concentrates on the magnetic core 203 located between the field magnets 202, and then extends inward in the radial direction. For this reason, a magnetic field of high magnetic flux can be generated in the rotor accommodating portion 205, and a magnetic field of about 1 (T) necessary for aligning the molecular orientation of the magnetic material is applied to the region X near the radially inner side of the rotor core 24. Can be generated.
  • a magnetic field can be applied to the entire rotor core 24 accommodated in the field means 204 in the radial direction, and when the magnetic molding material of the bond magnetic material is injected into each slit 25, the bond
  • the orientation of the magnetic material can be aligned over the entire radial direction.
  • a magnet 26 to which a desired magnetic force is applied can be provided.
  • the orientation can be surely aligned up to the bond magnetic material injected into the slit 25 located in the radially innermost layer. Therefore, variation in magnetic force between the magnets 26 formed in the slits 25 can be suppressed.
  • the brushless motor according to the present invention can be applied not only to the electric power steering apparatus but also to other electric machines and devices such as hybrid cars and electric cars.

Abstract

【課題】マグネット補助型のリラクタンスモータにおいて、出力向上を図りつつ、コギングトルクとトルクリップルをバランス良く低減させる。 【解決手段】ロータ３は、リラクタンストルクとマグネットトルクとによりロータを回転させるマグネット補助型リラクタンスモータに使用される。ロータ３は、断面円弧状のＳ極マグネット２６ｓと、Ｎ極マグネット２６ｎを備える。マグネット２６ｓ,２６ｎは、各極３個ずつ設けられ、その凸側部位をロータ中心Ｏｒ側に向けた状態でロータ３内に埋設されている。Ｓ,Ｎ極マグネット２６ｎ,２６ｓの円弧の中心Ｏｓ,Ｏｎと、ロータ３の中心Ｏｒとの間の各距離Ｒｓ,Ｒｎは異なっており（Ｒｓ≠Ｒｎ）、両者の比は０.９２（Ｒｓ／Ｒｎ＝０.９２）となっている。そして、最内層のＳ極マグネット２６ｓの外周部４１は、極ゾーンＳ１,Ｓ２から隣接する極ゾーンＮ１,Ｎ２側に跨って配置されている。

Description

マグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ及びブラシレスモータ
　本発明は、リラクタンストルクを利用してロータを回転させるブラシレスモータに関し、特に、ロータ内にマグネットを埋め込み、マグネットの磁力を補助的に使用してロータを回転させるマグネット補助型のリラクタンスモータに使用されるロータの構造に関する。
　従来より、ステータ・ロータ間の磁気抵抗差を利用して回転力を発生させるタイプの電動機としてリラクタンスモータが知られている。リラクタンスモータでは、磁気抵抗差によって生じるリラクタンストルクによってロータを回転させる。しかしながら、リラクタンストルクはマグネットによって得られるトルクよりも小さいため、マグネットを用いた同体格のモータに比して、リラクタンスモータは出力トルクが小さくなる傾向がある。このため、リラクタンスモータにて所望のトルクを得るには、モータ体格を大きくなってしまうという問題がある。
　そこで、近年、基本構成はリラクタンスモータとしつつ、ロータにマグネットを配したマグネット補助型のリラクタンスモータが提案されている。例えば特許文献１には、このようなマグネット補助型のリラクタンスモータが記載されており、リラクタンスモータのロータ内にマグネットを埋設した構成が示されている。特許文献１のモータでは、ロータコアのＮ,Ｓ極の何れか一方の各磁極には、磁束密度が高い同一磁石材料からなる同一形状の第１永久磁石が埋設されている。また、他方の各磁極には、前記第１永久磁石とは異なる形状の第２永久磁石が埋設されている。第２永久磁石は、磁束密度が低い同一磁石材料から形成されている。かかる構成により、リラクタンスモータにおいてマグネットの磁力を補助的に利用し、リラクタンストルクとマグネットトルクの両者によってロータを回転させ、出力向上とモータ小型化の両立を図っている。
特許第3818340号公報 特開2011-83066号公報
　ところが、マグネット補助型のリラクタンスモータでは、マグネットの使用に伴い、リラクタンスモータには無かったコギングが生じてしまうという問題がある。また、マグネット補助型のリラクタンスモータにおいても、マグネット補助型ではない通常のリラクタンスモータと同様に、通電時のトルク変動であるトルクリップルは課題とされている。すなわち、リラクタンスモータでは、ロータの回転と共にリラクタンストルクが変化することから、ロータ回転に伴ってトルクリップルが発生する。
　特に、マグネット補助型のリラクタンスモータを電動パワーステアリング装置用のモータとして使用する場合、電動パワーステアリング装置では、コギングによってハンドルの戻りが悪くなるため、モータのコギングを小さく抑える必要がある。また、トルクリップルは、電動パワーステアリング装置における操舵フィーリングの悪化を招来し、運転者に不快感を与えてしまうという問題がある。このため、快適なドライビングという観点からも、マグネット補助型のリラクタンスモータにおけるトルクリップルの低減が求められていた。
　さらに、特許文献１のモータでは、Ｎ,Ｓ極を共に希土類磁石とした場合に比べると磁束密度が低く、モータトルクが小さくなる。一方、特許文献１の構成にて、Ｎ,Ｓ極を共に希土類磁石した場合と同様の特性を得ようとするとモータ体格が大きくなり、その分、トルクリップルやコギングも大きくなるという問題が生じる。
　一方、トルクリップルに関しては、例えば特許文献２では、ステータの先端部同士を連結したクローズステータ構造を採用することによってリラクタンストルクの変化を少なくし、トルクリップルの低減を図っている。しかしながら、クローズステータ構造を採用した場合でも、電流印加時に磁石外側のロータコアが磁路となる当該モータでは、ステータからの磁束が偏り、トルクリップルが残ってしまうことは避けがたい。特に、マグネット補助型のリラクタンスモータでは、リラクタンストルクの比率が大きいため、トルクリップルの影響が大きくなるという問題があった。
　本発明のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータは、複数相の巻線を備えたステータと、前記ステータ内に回転自在に配置されその内部に設けられた複数の装着孔に複数個の永久磁石が埋設されたロータと、を備え、前記複数個の永久磁石の各磁極がつくる磁束の方向をｄ軸とし、それと磁気的に直交する軸をｑ軸に設定し、前記ロータに前記ｄ軸と前記ｑ軸とが周方向に交互に複数個設けられ、前記ｄ軸方向とｑ軸方向の磁気抵抗差によって発生するリラクタンストルクと、前記永久磁石によって発生するマグネットトルクとにより前記ロータを回転させるマグネット補助型リラクタンスモータに使用されるロータであって、前記複数個の永久磁石は、Ｎ極又はＳ極の何れか一方である第１磁極を形成する断面円弧状の永久磁石と、前記第１磁極とは異なる極性の第２磁極を形成する断面円弧状の永久磁石とからなり、前記第１及び第２磁極を形成する各永久磁石は、その凸側部位をそれぞれ前記ロータの中心側に向けた状態で前記ロータ内に埋設され、前記ロータの断面を、前記第１磁極と前記第２磁極の各前記ｄ軸を基準として、各該ｄ軸の属する領域ごとに等分に分割したとき、前記第１磁極側の前記永久磁石を、前記第２磁極側の前記永久磁石と干渉しない状態で前記第２磁極側の領域に跨って配置したことを特徴とする。
　本発明の他のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータは、複数相の巻線を備えたステータと、前記ステータ内に回転自在に配置されその内部に設けられた複数の装着孔に複数個の永久磁石が埋設されたロータと、を備え、前記複数個の永久磁石の各磁極がつくる磁束の方向をｄ軸とし、それと磁気的に直交する軸をｑ軸に設定し、前記ロータに前記ｄ軸と前記ｑ軸とが周方向に交互に複数個設けられ、前記ｄ軸方向とｑ軸方向の磁気抵抗差によって発生するリラクタンストルクと、前記永久磁石によって発生するマグネットトルクとにより前記ロータを回転させるマグネット補助型リラクタンスモータに使用されるロータであって、前記複数個の永久磁石は、Ｎ極又はＳ極の何れか一方である第１磁極を形成する断面が台形の三辺形状となった永久磁石と、前記第１磁極とは異なる極性の第２磁極を形成する断面が台形の三辺形状となった永久磁石とからなり、前記第１及び第２磁極を形成する各永久磁石は、その凸側部位をそれぞれ前記ロータの中心側に向けた状態で前記ロータ内に埋設され、前記ロータの断面を、前記第１磁極と前記第２磁極の各前記ｄ軸を基準として、各該ｄ軸の属する領域ごとに等分に分割したとき、前記第１磁極側の前記永久磁石を、前記第２磁極側の前記永久磁石と干渉しない状態で前記第２磁極側の領域に跨って配置したことを特徴とする。
　本発明のブラシレスモータは、複数相の巻線を備えたステータと、前記ステータ内に回転自在に配置されその内部に設けられた複数の装着孔に複数個の永久磁石が埋設されたロータと、を備え、前記複数個の永久磁石の各磁極がつくる磁束の方向をｄ軸とし、それと磁気的に直交する軸をｑ軸に設定し、前記ロータに前記ｄ軸と前記ｑ軸とが周方向に交互に複数個設けられ、前記ｄ軸方向とｑ軸方向の磁気抵抗差によって発生するリラクタンストルクと、前記永久磁石によって発生するマグネットトルクとにより前記ロータを回転させるブラシレスモータであって、前記複数個の永久磁石は、Ｎ極又はＳ極の何れか一方である第１磁極を形成する断面円弧状の永久磁石と、前記第１磁極とは異なる極性の第２磁極を形成する断面円弧状の永久磁石とからなり、前記第１及び第２磁極を形成する各永久磁石は、その凸側部位をそれぞれ前記ロータの中心側に向けた状態で前記ロータ内に埋設され、前記ロータの断面を、前記第１磁極と前記第２磁極の各前記ｄ軸を基準として、各該ｄ軸の属する領域ごとに等分に分割したとき、前記第１磁極側の前記永久磁石を、前記第２磁極側の前記永久磁石と干渉しない状態で前記第２磁極側の領域に跨って配置したことを特徴とする
　本発明の他のブラシレスモータは、複数相の巻線を備えたステータと、前記ステータ内に回転自在に配置されその内部に設けられた複数の装着孔に複数個の永久磁石が埋設されたロータと、を備え、前記複数個の永久磁石の各磁極がつくる磁束の方向をｄ軸とし、それと磁気的に直交する軸をｑ軸に設定し、前記ロータに前記ｄ軸と前記ｑ軸とが周方向に交互に複数個設けられ、前記ｄ軸方向とｑ軸方向の磁気抵抗差によって発生するリラクタンストルクと、前記永久磁石によって発生するマグネットトルクとにより前記ロータを回転させるブラシレスモータであって、前記複数個の永久磁石は、Ｎ極又はＳ極の何れか一方である第１磁極を形成する断面が台形の三辺形状となった永久磁石と、前記第１磁極とは異なる極性の第２磁極を形成する断面が台形の三辺形状となった永久磁石とからなり、前記第１及び第２磁極を形成する各永久磁石は、その凸側部位をそれぞれ前記ロータの中心側に向けた状態で前記ロータ内に埋設され、前記ロータの断面を、前記第１磁極と前記第２磁極の各前記ｄ軸を基準として、各該ｄ軸の属する領域ごとに等分に分割したとき、前記第１磁極側の前記永久磁石を、前記第２磁極側の前記永久磁石と干渉しない状態で前記第２磁極側の領域に跨って配置したことを特徴とする
　前記ブラシレスモータは、電動パワーステアリング装置の駆動源として使用可能であり、これにより、トルクリップルやコギングを低減した電動パワーステアリング用モータを提供でき、ハンドルの戻りや操舵感が改善される。
　本発明のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータは、マグネットの磁力を補助的に利用してロータを回転させるマグネット補助型のリラクタンスモータに使用されるロータに、断面円弧状の永久磁石によって第１磁極と第２磁極を形成し、第１磁極側の永久磁石を、第２磁極側の永久磁石と干渉させずに第２磁極側の領域に跨って配置したので、該ロータを用いたリラクタンスモータのトルクリップルとコギングを低減させることが可能となる。
　本発明の他のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータは、マグネットの磁力を補助的に利用してロータを回転させるマグネット補助型のリラクタンスモータに使用されるロータに、断面が台形の三辺形状の永久磁石によって第１磁極と第２磁極を形成し、第１磁極側の永久磁石を、第２磁極側の永久磁石と干渉させずに第２磁極側の領域に跨って配置したので、該ロータを用いたリラクタンスモータのトルクリップルとコギングを低減させることが可能となる。
　本発明のブラシレスモータは、マグネットの磁力を補助的に利用してロータを回転させるマグネット補助型のリラクタンスモータにて、そのロータとして、断面円弧状の永久磁石によって第１磁極と第２磁極を形成し、第１磁極側の永久磁石を、第２磁極側の永久磁石と干渉させずに第２磁極側の領域に跨って配置したロータを使用したので、当該モータのトルクリップルとコギングを低減させることが可能となる。
　本発明の他のブラシレスモータは、マグネットの磁力を補助的に利用してロータを回転させるマグネット補助型のリラクタンスモータにて、そのロータとして、断面が台形の三辺形状の永久磁石によって第１磁極と第２磁極を形成し、第１磁極側の永久磁石を、第２磁極側の永久磁石と干渉させずに第２磁極側の領域に跨って配置したので、当該モータのトルクリップルとコギングを低減させることが可能となる。
　さらに、本発明の他のブラシレスモータによれば、マグネット補助型のリラクタンスモータにおいて、ステータのティース先端部同士をブリッジ部にて接続すると共に、ロータ内にマグネットを収容するスリットを設け、各マグネットによりロータの周方向に沿って磁極部を形成し、ブリッジ部の周方向長さをＷ１、同じ極性の磁極部におけるスリット間の間隔をＷ２としたとき、Ｗ１とＷ２をＷ１≦Ｗ２のように設定することにより、トルクリップルの低減を図ることが可能となる。
本発明の実施の形態１であるブラシレスモータの断面図である。 図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 ブリッジ部の構成を示す説明図である。 アウタステータとインナーステータの嵌合固定部の構成を示す説明図である。 ロータの構成を示す説明図である。 各極の最内層マグネット－中心線間の距離とトルクリップルとの関係を、マグネット－中心線間の距離の組み合わせについてモードフロンティアを用いて解析したものの傾向をそれぞれの極について示したグラフである。 マグネット中心距離Ｒｓ,Ｒｎの比とトルクリップルとの関係を示すグラフである。 各極の最も内側のマグネットとロータの中心Ｏｒとの間の距離（最短距離）Ｌｓ,Ｌｎの組み合わせについてモードフロンティアを用いて解析したものの傾向をそれぞれの極について示したグラフである。 図９Ａは、本発明による設定(a)～(c)によりマグネットを非対称配置とした場合と、従来通りにマグネットを対称に配置した場合のトルク変動、図９Ｂは、前記両者のコギングトルクの違いを示した説明図である。 図１０Ａは、本発明による設定(a)～(c)によりマグネットを非対称配置とした場合の出力トルク、図１０Ｂは、従来通りにマグネットを対称に配置した場合の出力トルクを示した説明図である。 図１１Ａは、本発明による設定(a)～(c)によりマグネットを非対称配置とした場合のリラクタンストルク、図１１Ｂは、従来通りにマグネットを対称に配置した場合のリラクタンスを示した説明図である。 図１２Ａは、本発明による設定(a)～(c)によりマグネットを非対称配置とした場合の誘起電圧波形、図１２Ｂは、従来通りにマグネットを対称に配置した場合の誘起電圧波形を示した説明図である。 ロータの偏心構成を示す説明図である。 図１４Ａは、ロータ外周を偏心させた場合のトルク波形、図１４Ｂは、ロータ外周を偏心させない場合のトルク波形を示した説明図である。 図１５Ａは、本発明による設定（１）～（３）を組み合わせたロータを用いた場合のトルクリップルと従来設定（設定（１）～（３）なし）の場合のロータを用いた場合のトルクリップルを比較して示した説明図、図１５Ｂは、本発明による設定（１）～（３）を組み合わせたロータを用いた場合のトルクと従来設定の場合のロータを用いた場合のトルクを比較して示した説明図である。 マグネット配置の変形例を示す説明図である。 マグネット形状の変形例を示す説明図である。 本発明の実施形態２であるブラシレスモータにおける磁束制御部の構成を示す説明図である。 図１９Ａは、各層のスリットにテーパ部を設けた各種組み合わせ、図１９Ｂは、各組み合わせにおけるトルクリップル率を比較して示したグラフである。 従来仕様の場合と、最内層と中間層にテーパ部を設けた場合、最外層のみにテーパ部を設けた場合のそれぞれについて、回転角とトルクの関係を示した説明図である。 従来仕様とテーパ角θｔが６０°,７０°,８０°の場合のトルクリップル率を比較して示したグラフである。 従来仕様の場合と、テーパ角θｔが６０°,７０°,８０°の場合のそれぞれについて、回転角とトルクの関係を示した説明図である。 本発明によるマグネット補助型のリラクタンスモータにおいて、最大トルク制御や回転数最大制御を行った場合のトルクリップル率を示す説明図である。 本発明の実施形態３であるブラシレスモータの断面図である。 図２４のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図２５のＸ部の構成を示す説明図である。 スロット内に収容された巻線の様子を示す説明図であり、図２７Ａはスロットが扇型となった従来の構成の場合、図２７Ｂは平行スロット構造を使用した本発明によるモータにおける構成の場合をそれぞれ示している。 本発明者らの実験結果を示すグラフであり、ロータ回転角とトルクとの関係を示している。 図２８の実験結果に基づき、従来のモータと本願発明のモータの平均トルクを比較して示した説明図である。 本発明によるトルクリップル低減作用を説明する説明図である。 図２８の実験結果に基づき、従来のモータと本願発明のモータのトルクリップルを比較して示した説明図である。 マグネットとしてボンドマグネットを用いた場合のロータ製造装置の構成を示す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の目的は、ブラシレスモータ、特にマグネット補助型のリラクタンスモータにおいて、出力向上を図りつつ、コギングトルクとトルクリップルをバランス良く低減させることにある。
　(実施の形態１)
　図１は、本発明の実施の形態１であるブラシレスモータ１（以下、モータ１と略記する）の断面図、図２は、図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。モータ１は、リラクタンスモータをベースとしつつ、ロータにマグネットを配することにより、マグネットの磁力を補助的に利用したマグネット補助型のリラクタンスモータである。モータ１は、例えば、電動パワーステアリング装置の駆動源として使用される。モータ１は、図１に示すように、通常のリラクタンスモータと同様に、外側にステータ（固定子）２、内側にロータ（回転子）３を配したインナーロータ型のブラシレスモータとなっている。
　ステータ２は、有底円筒形状のモータケース４と、ステータコア５、ステータコア５に巻装されたステータコイル６（以下、コイル６と略記する）、及び、ステータコア５に取り付けられコイル６が電気的に接続されるバスバーユニット（端子ユニット）７とから構成されている。モータケース４は、鉄等にて有底円筒状に形成されている。モータケース４の開口部には、図示しない固定ネジによって、アルミダイキャスト製のブラケット８が取り付けられている。ステータコア５は、コイル６を巻装した後、モータケース４の内周面に圧入固定される。モータ１は、外側部材であるステータ２にコイル６を配したいわゆるアウター巻線を採用している。アウター巻線のモータは、内側部材にコイルを巻装する構成のモータよりも巻線の占積率を大きくできるため、モータの出力向上が図られる。
　図２に示すように、ステータコア５は、円筒状のアウタステータ１１と、アウタステータ１１の内周側に取り付けられるインナーステータ１２とから構成されている。アウタステータ１１とインナーステータ１２はそれぞれ、厚さｔ（ｔ＝０.３５～０.７０ｍｍ程度）の電磁鋼板を積層して形成されている。インナーステータ１２は、放射状に形成された２４個のティース部１３と、ティース部１３の内周側を連結するブリッジ部１４とから構成されている。隣接するティース部１３の間には、スロット１５が形成される。図３に示すように、当該モータ１では、ブリッジ部１４の径方向の幅Ｗは、ステータコア５を積層形成する鋼板１枚の板厚ｔ≦Ｗ≦１.５ｍｍの範囲に設定されている。
　モータ１では、ティース部１３の内周側がブリッジ部１４にて連結されているため、通常のモータのように、ティース先端側のスリットを利用してティースにコイルを巻装することができない。そこで、モータ１では、ステータ２をアウタステータ１１とインナーステータ１２に分割すると共に、インナーステータ１２のティース部外周側を開放する。この構造により、ティース部１３に銅線を巻装してコイル６を形成することが可能となる。ティース部１３は、コイル６が分布巻きにて巻装された後、アウタステータ１１の内周側に取り付けられる（嵌合固定）。これにより、スロット１５内にコイル６が収容された形態のステータコア５が形成される。なお、分布巻きは、集中巻に比してブリッジ部１４での磁束の漏洩が少なく、集中巻よりも最大トルクを大きくできるため、モータ１ではコイル６を分布巻きにて巻装している。
　図４は、アウタステータ１１とインナーステータ１２の嵌合固定部の構成を示す説明図である。モータ１では、ティース部１３は２４個設けられている。各ティース部１３の外周側は、アウタステータ１１の内周面に形成されたティース取付溝（凹部）１６に嵌合固定される。図４に示すように、アウタステータ１１側には、断面が逆ハの字形となった蟻溝状のティース取付溝１６が形成されている。ティース取付溝１６は、アウタステータ１１の全長に亘って、軸方向に沿って延設されている。これに対し、ティース部１３の外周端には、外端側が拡大したほぞ状の嵌合部１７が形成されている。
　アウタステータ１１とインナーステータ１２は、ティース取付溝１６と嵌合部１７を軸方向から挿入嵌合させることにより、径方向・周方向に抜け止めされた状態で固定される。その結果、インナーステータ１２の回転方向への移動が規制され、回転方向の力に対するインナーステータ１２の位置ずれを確実に防止できる。
　ステータコア５の一端側には、バスバーユニット７が取り付けられている。バスバーユニット７は、合成樹脂製の本体部内に銅製のバスバーがインサート成形された構成となっている。バスバーユニット７の周囲には、複数個の給電用端子２１が径方向に突設されている。バスバーユニット７の取り付けに際し、給電用端子２１は、ステータコア５から引き出されたコイル６の端部６ａが溶接される。バスバーユニット７では、バスバーはモータ１の相数に対応した個数（ここでは、Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相分の３個と各相同士の接続用の１個の計４個）設けられている。各コイル６は、その相に対応した給電用端子２１と電気的に接続される。ステータコア５は、バスバーユニット７を取り付けた後、モータケース４内に圧入固定される。
　ステータ２の内側にはロータ３が挿入されている。ロータ３はロータシャフト２２を有しており、ロータシャフト２２はベアリング２３ａ,２３ｂによって回転自在に支持されている。ベアリング２３ａは、モータケース４の底部４ａ中央に固定されている。ベアリング２３ｂは、ブラケット８の中央部に固定されている。ロータシャフト２２には、円筒形状のロータコア２４と、回転角度検出手段であるレゾルバ３１のロータ（レゾルバロータ）３２が取り付けられている。
　モータケース４の底部４ａ外側（図１において右側）には、カバー３３が取り付けられている。ロータシャフト２２は、モータケース４の底部４ａからカバー３３内へと延びている。ロータシャフト２２の先端部には、レゾルバロータ３２が取り付けられている。カバー３３内には、制御基板３４,３５が収容されている。制御基板３４にはパワー系素子３６、制御基板３５には制御系素子３７がそれぞれ実装されている。制御基板３５には、レゾルバ３１のロータの外周側に対向してレゾルバステータ３８が取り付けられている。レゾルバステータ３８には、回転角度検出用コイルの信号線が設けられており、レゾルバステータ３８は、該信号線を介して、制御系素子３７と電気的に接続されている。
　ロータ３を形成するロータコア２４もまた、円板状の電磁鋼板を多数積層して形成されている。ロータコア２４を構成する鋼板には、マグネットを装着するための装着孔としてスリット２５が複数設けられている。スリット２５は、円弧状に曲がっており、スリット２５内は空間となっている。スリット２５は、磁極がつくる磁束の方向（永久磁石の中心軸）をｄ軸とし、それと磁気的に直交する軸（永久磁石間の軸）をｑ軸に設定すると、ロータシャフト２２と直交するｑ軸を境界として複数組設けられている。また、スリット２５は、ｄ軸上においてロータ３の外周よりも外側に設定される仮想点（後述する、Ｓ,Ｎ極マグネット２６ｎ,２６ｓの円弧の中心Ｏｓ,Ｏｎ）を中心に円弧状に配置されている。モータ１では、ｄ軸上の前記仮想点を中心とした複数のスリット２５のセットが円弧状に４組設けられており、各組にはそれぞれ複数層の磁路が形成される。なお、この各スリット２５に後述するマグネット２６が埋め込まれた状態で、その端部に、スリット２５とマグネット２６とによって形成される空間は、ロータ３の磁気抵抗を回転方向に沿って異ならせるためのフラックスバリアとして機能するようになっている。
　ここで、通常のリラクタンスモータでは、ロータ３の磁気抵抗を変化させるべくスリット２５は空隙のままフラックスバリアとして使用されるが、本発明によるモータ１では、出力向上のため、スリット２５内に複数個のマグネット（永久磁石）２６が埋め込まれている。モータ１では、リラクタンストルクが主、マグネットトルクが補助という位置付けとなっている。従って、マグネット２６としては、安価なフェライトマグネットが使用されている。但し、出力をより増大させるため、マグネット２６にネオジムボンドマグネット等の希土類磁石を用いても良い。
　図５は、ロータ３の構成を示す説明図である。図５のロータ３では、複数個のマグネット２６として、外周側がＳ極となったマグネット２６ｓ（２６ｓ１,２６ｓ２）と、外周側がＮ極となったマグネット２６ｎ（２６ｎ１,２６ｎ２）が設けられている。つまり、ロータ３は４極構成となっており、モータ１は４極２４スロット構成（２極１２スロット×２）に形成されている。そして、本発明によるロータ３には、次のような３つの特徴がある。
　（１）各極のマグネット２６は円弧状に形成されている。また、マグネット２６は、径方向に沿って３個ずつ設けられ、ロータ３にｄ軸とｑ軸とが周方向に交互に複数個設けられている。これにより、リラクタンストルクを有効利用しつつ、マグネットトルクによるトルク補強が図られる。
　（２）Ｓ極のマグネット２６ｓ１,２６ｓ２と、Ｎ極のマグネット２６ｎ１,２６ｎ２は中心線に対して非対称に配置されている。これにより、トルクリップルとコギングの低減が図られる。
　（３）ロータ３は、外周が偏心した形状となっている。これにより、トルクリップルの低減が図られる。
　以下、これらの各特徴について説明する。
　（１）円弧状マグネットの３個配置
　まず、前記（１）に関し、ロータ３では、前述のように、磁極がつくる磁束の方向をｄ軸とすると共に、それと磁気的に直交する軸をｑ軸とし、ロータ３に、ｄ軸とｑ軸を複数個設定する。その際、ｄ軸とｑ軸は、周方向に沿って交互に設けられる。ロータ３には、ｑ軸磁束を通りやすくするために円弧のスリット２５が設けられている。スリット２５には、円弧状のマグネット２６が埋め込まれている。すなわち、ロータ３は、ｑ軸の磁束が通りやすく、インダクタンスＬｑを大きく取ることができる構造となっている。従って、マグネット２６によるマグネットトルクも大きくでき、フェライトマグネットでも十分なトルクを得ることが可能となる。
　この場合、円弧（スリット２５）を多くすることで磁路を増やすことができ、マグネットトルクも強化できる。しかしながら、スリット２５を多くするためには、マグネット２６を薄くしなくてはならない。また、スリット２５を多くすると、鋼板における磁路幅も小さくなり、磁気飽和しやすくなる。さらに、リラクタンストルクを得るためのＬｄ－Ｌｑ（ＬｄとＬｑの差）は、マグネット２６の数（層数）を３以上としてもあまり変わらない。このため、マグネット２６の数（層数）は３つ程度が現実的であり、ロータ３ではマグネット２６を３層構成としている。
　また、各層のスリット２５ａ～２５ｃは、Ｎ極・Ｓ極を問わず、それぞれ同一半径にて形成されている。そして、各層のマグネット２６ａ（最内層）、２６ｂ（中間層）、２６ｃ（最外層）は同じマグネットが使用されている。つまり、マグネット２６は、２６ａ～２６ｃの三種類で足り、これにより、部品点数も削減される。
　（２）マグネット非対称配置
　次に、前記（２）に関し、ロータ３では、マグネットの非対称設定によってトルクリップルを低減させている。この場合、ロータ３の非対称設定には次のような特徴がある。
　(a) ロータ３の断面を、マグネット２６ｓ（第１磁極）とマグネット２６ｎ（第２磁極）の各ｄ軸を基準として、各ｄ軸が属する領域ごとに等分に分割する。そして、各領域の分割線となるロータ３の直交する中心線Ｍ１,Ｍ２に対して、一方の極（ここではＳ極）の最も内側のマグネット２６ａを、隣の極のゾーン（領域）に跨って配置する。但し、隣の極ゾーンにはみ出したマグネットは、隣接極のマグネットとは干渉せず、ｑ軸の磁路となるスペースは確保される。その結果、ｑ軸によって区分されたマグネット２６ｓの領域の角度θ１（ロータ３の中心Ｏｒを中心とする中心角）は、マグネット２６ｎの領域の角度θ２（同上）より大きく設定される（θ１＞θ２）。
　(b)マグネット２６は、Ｓ極とＮ極とで中心位置がずれている。つまり、Ｓ,Ｎ極マグネット２６ｎ,２６ｓの円弧の中心Ｏｓ（第１中心点）,Ｏｎ（第２中心点）と、ロータ３の中心Ｏｒとの間の各距離（マグネット中心距離）Ｒｓ（Ｒ１）,Ｒｎ（Ｒ２）が互いに異なる（Ｒｓ≠Ｒｎ）。
　(c) 各極の最も内側のマグネット２６ａとロータ３の中心Ｏｒとの間の距離（最短距離）Ｌｓ（Ｌ１）,Ｌｎ（Ｌ２）が、Ｓ極とＮ極とで異なる（Ｌｓ≠Ｌｎ）。
　(a) マグネットのラップについて
　図５に示すように、ロータ３には、マグネット２６ｓ（第１磁極）とマグネット２６ｎ（第２磁極）の各ｄ軸を基準として、ロータ３の断面を各ｄ軸が属する領域ごとに等分に分割した４つの領域、すなわち、中心線Ｍ１,Ｍ２によって区画された４つの極ゾーンＳ１,Ｎ１,Ｓ２,Ｎ２が存在する。本発明のロータ３では、最内層（最もロータ中心Ｏｒに近い層）のＳ極マグネット２６ｓの外周部４１が、極ゾーンＳ１,Ｓ２から、隣接する他極の極ゾーンＮ１,Ｎ２側へはみ出している。なお、隣接ゾーン側の領域に跨るマグネットは、Ｓ極のものでもＮ極のものでも良く、ここでは、Ｓ極のマグネット２６ｓがＮ極のゾーンにラップしている（跨る）場合を示している。隣接ゾーンへのラップ代は、これが大きいほどトルクリップルを低減できるが、隣接極と干渉しないように、Ｓ極マグネット２６ｓと、これと隣り合うＮ極マグネット２６ｎと間にはスペース４２が設けられている。
　図６は、各極の最内層マグネット２６ａと中心線Ｍ１,Ｍ２との距離と、トルクリップルとの関係を、マグネット－中心線間の距離の組み合わせについてモードフロンティア（多目的ロバスト設計最適化支援ツール：商品名）を用いて解析した結果の傾向をそれぞれの極について示したグラフである。なお、図６の横軸において、マイナスの値は隣接極ゾーンにラップしている状態を示している。図６から分かるように、Ｓ極はラップさせるとリップルが低減するが、Ｎ極は中心線からある程度距離がある方がリップルが小さくなる。一方、Ｓ極とＮ極が干渉するとＳ極のリップルが増大し（Ｓ極はみ出し設定の場合）、極間距離が近すぎるとトルクが低下する。従って、ロータ３では、Ｓ極マグネット２６ｓをＮ極ゾーンにラップさせつつも、Ｎ極マグネット２６ｎと間に電磁鋼板の板厚（０.３５～０.７０ｍｍ程度）の２倍程度（例えば、１.２ｍｍ）のスペース４２を設けている。
　(b) 極の中心位置のずれについて
　図７は、マグネット中心距離Ｒｓ,Ｒｎの比とトルクリップルとの関係を示すグラフである。図７から分かるように、Ｒｓ／Ｒｎが大きくなるとトルクリップルは増大する。従って、Ｒｓ／Ｒｎは小さいほどトルクリップルは減少する。しかしながら、Ｒｓ／Ｒｎが０.９２よりも小さくなると、Ｓ極マグネット２６ｓとＮ極マグネット２６ｎが干渉する。従って、トルクリップル低減のためには、Ｒｓ／Ｒｎを０.９２に設定するのが最適である。
　(c) マグネットの配置ずれについて
　図８は、前述の距離Ｌｓ,Ｌｎの組み合わせについてモードフロンティアを用いて解析した結果の傾向をそれぞれの極について示したグラフである。図８に示すように、Ｌｓは７，Ｌｎは９にて極小値を示している。従って、この結果から、Ｌｎ,Ｌｓについては、Ｌｓ：Ｌｎ＝７：９となる位置に各極の最内層マグネット２６ａを配置すれば良いことが分かる。
　一般に、モータではマグネットを対称配置すると、コギングは極とスロットの最小公倍数回発生する。従って、４極２４スロットのモータの場合、モータ１回転につき２４山のコギングが発生する。コギングを低減するにはスキューを施すなどの方法が用いられるが、漏れ磁束の影響でトルクが低下してしまうという課題がある。本発明によるモータ１では、ロータ３を(a)～(c)のような形で非対称形状とすることにより、各極にて発生するロータ－ステータ間の吸引力を相殺し、コギングの低減を図っている。
　図９は、前述の(a)～(c)の設定によりマグネットを非対称に配置した場合と、従来通りにマグネットを対称に配置した場合のトルク変動（図９Ａ）と、前記両者のコギングトルクの違い（図９Ｂ）を示した説明図である。図９Ａに示すように、マグネットを非対称に配置した場合、トルクの変動が小さく抑えられる。また、図９Ｂに示すように、従来設定を１００とした場合、本発明による設定では、コギングがその２０％に抑えられた。
　一方、モータ１の出力トルクは、リラクタンストルクとマグネットトルクの合成トルクとなるが、対称ロータの場合、Ｌｄ－Ｌｑの変動により、リラクタンストルクのリップルが大きくなってしまう。そこで、本発明によるモータ１では、ロータを非対称とすることで、図５のＡ部（Ｓ極ゾーンＳ１,Ｓ２）で発生するリラクタンストルクと、Ｂ部（Ｎ極ゾーンＮ１,Ｎ２）で発生するリラクタンストルクを相殺し、トルクリップルを低減させる。
　図１０Ａは、前述の(a)～(c)の設定によりマグネットを非対称に配置した場合の出力トルク、図１０Ｂは、従来通りにマグネットを対称に配置した場合の出力トルクを示した説明図である。なお、図中における、Ｔｍはマグネットトルク、Ｔｒはリラクタンストルク、ＴｔはＴｍとＴｒを合成した出力トルク（トータルトルク）である。図１０Ａに示すように、マグネットを非対称に配置すると、図１０Ｂの場合に比して、トルクリップルが大幅に抑えられていることが分かる。
　この場合、リラクタンストルクに関するリップルについては、図１１Ａに示すように、Ａ部とＢ部のリラクタンストルクＴｒ(A),Ｔｒ(B)が相殺し合う。これにより、全体のリラクタンストルクＴｒ(合成)は、図１１Ｂに示した対称構成の場合に比して、大幅に低減される。
　また、マグネットトルクについても、対称ロータでは、磁束に高調波成分が乗るため誘起電圧波形が歪み、トルクリップルが大きくなってしまう。これに対し、ロータを非対称とすると、高調波成分が相殺され、誘起電圧波形が正弦波化され、マグネットトルクのトルクリップルも低減される。前述のように、スキューにより誘起電圧を正弦波化してトルクリップルを低減させる方法もあるが、この場合、スキューによってトルクが低下してしまう。本発明のようなロータ非対称構成では、トルク低下は招来しないため、スキューに比して効果的にトルクリップルを低減させることが可能となる。
　図１２Ａは、前述の(a)～(c)の設定によりマグネットを非対称に配置した場合の誘起電圧波形、図１２Ｂは、従来通りにマグネットを対称に配置した場合の誘起電圧波形を示した説明図である。図１２Ｂに示すように、マグネットを対称に配置すると、誘起電圧波形に歪みが生じる。これに対し、マグネットを非対称に配置すると、図１２Ａのように、それが正弦波化されていることが分かる。
　（３）ロータ偏心
　さらに、前記（３）に関し、ロータ３では、外周の偏心設定によってトルクリップルを低減させている。図１３は、ロータ３の偏心構成を示す説明図である。なお、図１３では、ロータ３が偏心している状態を明確に示すため、ロータ外形を誇張して示している。また、前述のように、隣接ゾーン側の領域に跨るマグネットは、Ｓ極のものでもＮ極のものでも良いことから、図１０では、図３とは逆にＮ極のマグネット２６ｎがＳ極のゾーンにラップしている構成を例示している。
　図１３に示すように、ロータ３の外周は、点Ｏｒを中心とする一様の円周ではない。ロータ３の外周は、４つの極ゾーンＳ１,Ｓ２,Ｎ１,Ｎ２ごとに異なる点を中心とした半径の円弧にて形成されており、それらが各極ゾーンの境界点Ｐにて接続されている。すなわち、各極ゾーンの外周は、偏心点Ｏecを中心とする半径Ｒecの円弧にて形成されている。偏心点Ｏecは、ロータ中心点Ｏｒから径方向外側にそれぞれ偏心距離Ｌecだけ離れており、中心線Ｍ１,Ｍ２に対して４５°傾斜した線分上に配置されている。半径Ｒecは、ロータ３の最外周位置Ｑとロータ中心Ｏｒとの間の距離Ｒmaxよりも小さい。
　ロータ３の外周を偏心させると、誘起電圧波形の高調波成分をより低減させることができ、これにより、更なるトルクリップルの低減が図られる。また、ロータ偏心により、ロータ回転に伴う磁束変化が緩やかになる。その結果、マグネットトルクの変動を低減させることができ、トルクリップルの低減が図られる。図１４Ａは、ロータ外周を偏心させた場合のトルク波形、図１４Ｂは、ロータ外周を偏心させない場合のトルク波形を示した説明図である。
　図１４に示すように、ロータ３を偏心設定すると、トルクリップル、特に、マグネットトルクＴｍのトルクリップルが抑えられ、出力トルクＴｔのリップルも低減される。また、発明者らの実験によれば、「非対称・偏心なし」の設定の場合でも「対称・偏心なし」に比して大幅にトルクリップルが抑えられるが（トルクリップル率：８％→５％に低下）、さらに「非対称・偏心あり」の設定とすることにより、トルクリップルをより低減させることが可能となる（トルクリップル率３.７％程度まで低下）。一般に、電動パワーステアリング用モータではトルクリップルが５％未満に抑えることが好ましい。「非対称・偏心なし」の設定の場合もこの基準は概ねクリアするが、リラクタンストルクとマグネットトルクのリップルを共に低減させ、全体のトルクリップルを確実に５％未満に抑えるためには、ロータの外周を偏心させることが望ましい。
　このように、本発明によるモータ１では、前述の（１）～（３）によるロータ非対称設定により、リラクタンストルクとマグネットトルクの両方のトルクリップルを低減させると共に、コギングの低減を図ることが可能となる。図１５は、前述のような（１）～（３）を組み合わせた設定のロータを用いた場合と、（１）～（３）を施さずに従来通りに設定した場合のロータを用いた場合における、トルクリップル（図１５Ａ）とトルク（図１５Ｂ）をそれぞれ比較して示した説明図である。図１５に示すように、本発明による設定の場合、トルクは従来設定と同等であるにも関わらず、トルクリップルが半減している。すなわち、本発明によれば、従来設定に対し、トルクを犠牲にすることなくトルクリップルを低減することが可能となる。
　なお、前述の実施形態１とは異なる形態でマグネットを配置して前述同様の構成を実現しても良い。すなわち、先の実施形態１では、Ｓ極マグネット２６ｓを、点Ｏｓを同一の中心として層状に配置すると共に、Ｎ極マグネット２６ｎを、点Ｏｎを同一の中心として層状に配置する。そして、中心Ｏｓ,Ｏｎとロータ中心Ｏｒとの間の各距離Ｒｓ,Ｒｎを異ならせる形で３層のマグネット２６を配置し、他極マグネットと干渉することなく、マグネット２６ａを隣の極のゾーンにラップさせているが、図１６Ａ,Ｂのような構成も可能である。
　すなわち、図１６Ａに示すように、各層のマグネットの半径を同じ値Ｒ０とし、各半径の中心点を異なる位置Ｏ１～Ｏ３に配置する形でマグネット２６を層状に配置しても良い。図１６Ａの場合、各マグネットの中心は、中心線Ｍ１,Ｍ２に対して４５°傾斜した線分上に配置され、各中心点とロータ中心Ｏｒとの間の距離はそれぞれ異なる。また、図１６Ｂに示すように、Ｓ極マグネット２６ｓの半径の中心点Ｏｓと、Ｎ極マグネット２６ｎ半径の中心点Ｏｎを、それぞれロータ中心Ｏｒと同一距離の位置に配置し（距離Ｏｒ－Ｏｓ＝距離Ｏｒ－Ｏｎ）、各マグネット２６ｓ,２６ｎの半径をそれぞれ異ならせても良い。
　さらに、モータ１では、マグネット２６として断面円弧状の永久磁石を使用した例を示したが、図１７に示すような、断面が等脚台形の三辺（上底と両斜辺）形状となったマグネット４３を使用しても良い。なお、マグネット２６,４３は、前述のように３個配置がバランス的に良好であるが、その個数は３個には限定されず、例えば、２個や４個でも良い。
　一方、前述の実施の形態では、ティース部１３の内周側をブリッジ部１４にて連結した構成のブラシレスモータを例に挙げたが、本発明は、ブリッジ部を設けることなく各ティースをそれぞれ分離形成した構成のブラシレスモータにも適用可能である。また、ティース部１３の構成も、これをアウタステータ１１のティース取付溝１６に嵌合固定する構成には限定されず、アウタステータ１１とティース部１３を一体に形成した構成でも良い。
　(実施の形態２)
　図１８は、本発明の実施の形態２であるブラシレスモータ５１（以下、モータ５１と略記する）の構成を示す説明図である。モータ５１は、実施の形態１のモータ１の前述の３つの特徴に加えて、第４の特徴が加えられている。すなわち、モータ５１では、最内層のマグネット２６が、隣接する他極の極ゾーン側へはみ出している領域（図５のＳ極領域、図１３のＮ極領域）にて、最外層のスリット２５の端部に直線状のテーパ部５２が設けられている。なお、実施の形態１と同様の部分、部材等については同一の符号を付し、その説明は省略する。
　前述のモータ１では、上述の（１）～（３）の構成により、ＥＰＳ用モータのトルクリップル率上限値（５％）をクリアするが、最大トルク制御や回転数最大制御を行った場合、低電流域での余裕が少ない傾向がある。そこで、モータ５１では、ロータ３の最外層スリット２５ｃの周縁端部に直線状のテーパ部５２を設け、スリット端部に磁束制御部５３を形成することにより、スリット２５ａ,２５ｂ間を流れる磁束量を制御し、トルクリップル率の更なる低減を図っている。
　図１８に示すように、モータ５１のロータコア２４では、最外層のスリット２５ｃの両端部に、スリット２５ｃの周縁を直線状に形成したテーパ部５２が設けられている。モータ５１では、磁束制御部５３は、テーパ部５２と、中間層のスリット２５ｂとの間に形成されている。テーパ部５２は、最外層のマグネット２６ｃの極弧角αと、スリット２５ｃの開口角βとの間に設けられている。すなわち、両テーパ部５２の基点Ｋが為す角θｋは、α≦θｋ＜βとなっている。なお、図１８では、θｋ＝αとなっている。また、テーパ部５２に沿った線Ａと、マグネット２６ｃの端部位置の線Ｂが為すテーパ角θｔは、０°よりも大きく、９０°未満（０°＜θｔ＜９０°）に形成されている。発明者らの実験によれば、θｔは６０°～７５°程度、好ましくは、６８°～７２°程度が適当であり、本実施形態ではθｔ＝７０°を採用している。
　モータ５１は、ＥＰＳ用のため正逆転を行う仕様となっており、正逆転をバランス良く行うべく、スリット２５ｃ両端の各テーパ部５２は、中心線Ｏｔに対して対称に配置されている。すなわち、両テーパ部５２間の基点角θｋは、中心線Ｏｔにて等分に振り分けられる。また、両テーパ部５２の各テーパ角θｔは、互いに等しい値となっている。なお、一方向のみ回転するモータでは、スリット２５ｃの両端部にテーパ部５２を設け磁束制御部５３を形成する必要はなく、回転方向に応じて片側のみにテーパ部５２を設けても良い。その場合、テーパ部５２の基点Ｋは、前述同様、極弧角αと開口角βとの間に配されるが、テーパ部５２が片方のみのため、基点角θｋは０となる。
　一方、このようなテーパ部５２は、最外層のスリット２５ｃのみならず、最内層や中間層のスリット２５ａ,２５ｂに設ける構成も想定し得る。図１９は、各層のスリット２５にテーパ部を設けた各種組み合わせと（図１９Ａ）、各組み合わせにおけるトルクリップル率を比較して示したグラフ（図１９Ｂ）である。図１９に示すように、最内層のスリット２５ａにテーパ部を設けた場合（No.1～No.4)は総じてトルクリップル率が高く、従来の仕様（No.8）よりも却ってトルクリップルが大きくなった。また、中間層のスリット２５ｂにテーパ部を設けた場合（No.1,2,5,6)は、トルクリップル低減効果が見られるものもあったが（No.5）、最外層のテーパ部による効果が伺われ、従来仕様を大きく上回る成果は得られなかった。これに対し、最外層のスリット２５ｃのみにテーパ部を設けた場合（No.7)は、最大トルク制御・回転数最大制御の何れにおいても、トルクリップル低減効果が大きく、従来仕様よりもトルクリップル率を抑えることができた。
　図２０は、従来仕様（テーパ部無し）の場合と、最内層と中間層にテーパ部を設けた場合、最外層のみにテーパ部を設けた場合のそれぞれについて、回転角とトルクの関係を示した説明図である。この場合、図２０Ａは、各部位におけるトルクを示しており、図中のＴＰは、テーパ部５２を設けた部位（マグネットオーバーラップ側）、同じくＮＴは、テーパ部５２を設けない部位におけるトルク変動をそれぞれ示している。また、図２０Ｂは、ＴＰ部におけるトルクをリラクタンストルクＴｒとマグネットトルクＴｍに分離して示している。
　図２０Ａにて、ＴＰ部でのトルクがピークとなる位置を見ると、最内層と中間層にテーパ部を設けた場合では、ＴＰ部とＮＴ部でトルクを増幅する形となる。これに対し、最外層のみにテーパ部を設けた場合は、ＴＰ部とＮＴ部でトルクを相殺する形となる。さらに、図２０Ｂを見ると、Ｔｒの位相がそれぞれの場合で大きく変化しており、図２０Ａにおけるトルク波形の変化は、主にＴｒの位相変化によるところが大きいことが分かる。すなわち、テーパ部５２を設け磁束磁気制御部５３を形成することにより、ＴＰ部における磁束密度分布が変化し、それに伴い、Ｔｒの位相も変化する。その結果、ＴＰ部とＮＴ部でトルクの山を相殺することができ、トルクリップルの低減が図られる。
　次に、テーパ角θｔについては、最外層のスリット２５ｃにテーパ部５２を設けた場合、θｔが６０°～７５°程度、好ましくは、６８°～７２°とした場合、従来仕様よりもトルクリップル率が低減した。図２１は、発明者らの実験結果を示すグラフであり、ここでは、従来仕様とθｔが６０°,７０°,８０°の場合を比較して示している（図２１Ａは最大トルク制御、図２１Ｂは回転数最大制御）。図２１から分かるように、最大トルク制御や回転数最大制御において、低電流域から高電流域まで、θｔが７０°の場合が最もバランス良くトルクリップル率が低くなっている。これを前述同様にＴＰ部とＮＴ部のトルク変化で見ると、図２２Ａに示すように、ＴＰ部の最大トルク回転角が、θｔ＝７０°,６０°では、従来仕様の１０°から１６°にシフトしている。また、図２２Ｂから、θｔを７０°や６０°とすることにより、Ｔｍのピークトルクが増大していることが分かる。このピークトルクの変化に伴い、ＴＰ部の最大トルク回転角がシフトし、ＴＰ部とＮＴ部でトルクの山が相殺される。従って、θｔを６０°～７５°程度とすることにより、トルクリップルの低減が図られる。
　このように、本発明によるモータ５１では、実施の形態１における（１）～（３）によるロータ非対称設定と、（４）のテーパ部５２により、トルクリップルを低減させることが可能となる。図２３は、前述のような（１）～（４）を組み合わせた設定のロータを用いた場合と、（１）～（４）を施さずに従来通りに設定した場合のロータを用いた場合における、トルクリップル率を比較して示した説明図である。図２３に示すように、本発明による設定の場合、最大トルク制御と回転数最大制御の何れにおいても、低電流域のトルクリップルが低減されており、従来設定に対し、上限値に対する余裕を大きく持つことが可能となる。
　(実施の形態３)
　図２４は、本発明の実施の形態３であるブラシレスモータ101（以下、モータ101と略記する）の断面図、図２５は、図２４のＡ－Ａ線に沿った断面図である。モータ101もまた、リラクタンスモータをベースとしつつ、ロータにマグネットを配することにより、マグネットの磁力を補助的に利用したマグネット補助型のリラクタンスモータである。モータ101は、例えば、電動パワーステアリング装置の駆動源として使用される。モータ101は、図２４に示すように、通常のリラクタンスモータと同様に、外側にステータ（固定子）102、内側にロータ（回転子）103を配したインナーロータ型のブラシレスモータとなっている。
　ステータ102は、有底円筒形状のモータケース104（以下、ケース104と略記する）の内側に固定されている。ステータ102は、ステータコア105と、ステータコア105のティース部109に巻装されたステータコイル106（以下、コイル106と略記する）、及び、ステータコア105に取り付けられコイル106と電気的に接続されるバスバーユニット（端子ユニット）107とから構成されている。ケース104は、鉄等にて有底円筒状に形成されている。ケース104の開口部には、図示しない固定ネジによってアルミダイキャスト製のブラケット108が取り付けられる。
　ステータコア105は、鋼製の板材（例えば、電磁鋼板）を積層して形成されている。ステータコア105には、複数個のティース部109が径方向内側に向かって突設されている。隣接するティース部109の間には、スロット131が形成されている。スロット131の中にはコイル106が分布巻きにて収容されている。ステータコア105には合成樹脂製のインシュレータ111が取り付けられている。インシュレータ111の外側には、コイル106が巻装されている。
　図２６は、ティース部109部分、すなわち、図２５のＸ部の拡大図である。図２６に示すように、ティース部109の内周側には、隣接するティース先端部109a同士を連結するブリッジ部132が設けられている。ブリッジ部132には、ステータ側の磁束を流れ易くすると共に、プレス加工が容易なように、ティース先端部109aとの間に面取り部133（Ｒ又はＣ面取り）が設けられている。ブリッジ部132は、その径方向の幅ｔ１が、ステータコア105を構成する電磁鋼板の板厚と略同一の値に設定されている。なお、前述のようにコイル106を分布巻きとするのは、集中巻に比してブリッジ部132での磁束の漏洩が少なく、集中巻よりも最大トルクを大きくできるためである。
　また、ティース部109は、その周方向の幅Ｂが先端部側ほど細くなっている。ティース部109は、全体的には中心角θの扇型状となっている。これにより、スロット131は、その対向する周方向の内面131aが、径方向に沿って互いに平行な状態となる。従来、マグネット補助型リラクタンスモータでは、ティースは等幅のストレート形状となっており、スロットが扇型となっている。このためスロット内に巻線を収容すると、図２７Ａに示すように、コイルの収まりが悪く、コイルを溶接する際、コイル同士がすれて絶縁不良が生じるおそれがある。特に、モータ101のように、ティース内周側が連結されている構成の場合、巻線機によるコイリングが難しいため、スロット内に太いコイルを差し込み、その後、コイル間を溶接する方式を採用する。しかしながら、かかるモータでは、溶接の際にコイルを捻る必要があり、スロット内にてコイルに遊びがあると、コイル同士が摺れ、コイルの皮膜を傷つけてしまうおそれがある。
　これに対し、モータ101では、スロット131の内面131aが平行状態となっているため、図２７Ｂに示すように、スロット131内に太いコイル106を収まり良く配置できる。また、スロット131の幅ＳＷは、コイル106を構成する線材の太さと略同一（か、やや大きい）程度に設定されているので、コイル106はスロット131内にほとんど遊びなく収容される。このため、溶接の際にコイルを捻っても、コイルが遊動しにくく、コイル同士も摺れにくくなる。従って、コイル皮膜の損傷を防止し、コイルの絶縁性が向上する。
　一方、モータ101では、前述のように、ティース部109の根本側の幅が広くなっている。このため、ティース内における磁束の流れがスムーズになり、ティース部分における磁束飽和が生じにくくなる。また、ティースをストレート形状とした場合に比して、ステータコア105におけるバックコア部分のスペースが広くなる。その結果、磁気抵抗が減少し、同体格のモータに比してトルクアップが可能となる。図２８は、発明者らによる実験結果を示すグラフ、図２９は、その実験結果に基づき、従来のモータと本願発明のモータの平均トルクを比較して示した説明図である。図２８,２３から分かるように、本発明によるモータは、従来のモータに比してトルクが向上しており、平均トルクを約５％程度増加させることができた。
　ステータコア105の一端側には、バスバーユニット107が取り付けられている。バスバーユニット107は、合成樹脂製の本体部内に銅製のバスバーがインサート成形された構成となっている。バスバーユニット107の周囲には、複数個の給電用端子112が径方向に突設されている。バスバーユニット107の取り付けに際し、給電用端子112は、ステータコア105から引き出されたコイル106の端部106aと溶接される。バスバーユニット107では、バスバーはモータ101の相数に対応した個数（ここでは、Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相分の３個と各相同士の接続用の１個の計４個）設けられている。各コイル106は、その相に対応した給電用端子112と電気的に接続される。ステータコア105は、バスバーユニット107を取り付けた後、ケース４内に圧入固定される。
　ステータ102の内側にはロータ103が挿入されている。ロータ103はロータシャフト113を有している。ロータシャフト113は、ベアリング114a,114bによって回転自在に軸支されている。ベアリング114aは、ケース４の底部中央に固定されている。ベアリング114bは、ブラケット108の中央部に固定されている。ロータシャフト113には、円筒形状のロータコア115と、回転角度検出手段であるレゾルバ121のロータ（レゾルバロータ）122が取り付けられている。レゾルバ121のステータ（レゾルバステータ）123は、合成樹脂製のレゾルバブラケット124に収容されている。レゾルバブラケット124は、取付ネジ125によってブラケット108の内側に固定される。
　ロータコア115もまた、円板状の電磁鋼板を多数積層して形成されている。ロータコア115を構成する鋼板には、マグネット装着孔としてスリット134が複数設けられている。スリット134は、円弧状に曲がっており、スリット134内は空間となっている。スリット134は、ロータ103の外周より外側に設定される仮想点（図示せず）を中心とする円弧に沿って設けられている。スリット134は、その凸側部位をロータ103の中心側に向けた形でロータ内に形成されている。スリット134の外径側端部134aと、ロータコア115の外周縁115aとの間の幅ｔ２は、電磁鋼板の板厚と略同一の値に設定されている。
　また、磁極がつくる磁束の方向（永久磁石の中心軸）をｄ軸とし、それと磁気的に直交する軸（永久磁石間の軸）をｑ軸に設定すると、スリット134は、ロータシャフト113と直交するｑ軸を境界として複数組設けられている。モータ101では、複数のスリット134のセットが円弧状に４組設けられており、各組にはそれぞれ複数層の磁路が形成される。
　モータ101では、出力向上のため、スリット134内には複数個のマグネット（永久磁石）１６が埋め込まれている。各マグネット116の部位には、周方向に沿って磁極部135が形成されている。モータ101では、リラクタンストルクが主、マグネットトルクが補助という位置付けとなっている。従って、マグネット116としては、安価なフェライトマグネットが使用されている。但し、出力をより増大させるため、マグネット116にネオジムボンドマグネット等の希土類磁石を用いても良い。
　ロータ103では、磁極部135を形成する複数個のマグネット116として、外周側がＳ極となったマグネット116sと、外周側がＮ極となったマグネット116nが設けられている。ロータ103は、４個の磁極部135を備えた４極構成となっており、モータ101は４極２４スロット構成に形成されている。各極のマグネット116は円弧状に形成されており、径方向に沿って３個ずつ設けられ、ロータ103にｄ軸とｑ軸とが周方向に交互に複数個設けられている。これにより、リラクタンストルクを有効利用しつつ、マグネットトルクによるトルク補強が図られる。
　ロータ103では、前述のように、磁極がつくる磁束の方向をｄ軸とすると共に、それと磁気的に直交する軸をｑ軸とし、ロータ103に、ｄ軸とｑ軸を複数個設定する。その際、ｄ軸とｑ軸は、周方向に沿って交互に設けられる。ロータ103には、ｑ軸磁束を通りやすくするために円弧状のスリット134が設けられており、そこに円弧状のマグネット116が埋め込まれている。すなわち、ロータ103は、ｑ軸の磁束が通りやすく、インダクタンスＬｑを大きく取ることができる構造となっている。従って、マグネット116によるマグネットトルクも大きくでき、フェライトマグネットでも十分なトルクを得ることが可能となる。
　一方、モータ101では、ステータ側ブリッジ部132の周方向の幅寸法Ｗ１と、ロータコア115のスリット134間の寸法Ｗ２との間に、Ｗ１≦Ｗ２なる関係が設定されている。この場合、Ｗ１は、ブリッジ部132における両面取り部133の先端間の距離である。また、Ｗ２は、同極内の隣接するスリット134間の距離であり、スリット134間に形成された磁路部136の周方向の長さである。モータ101は、クローズステータ構造により、リラクタンストルクの変化が相殺され、トルクリップルは比較的小さく抑えられる。それに加え、モータ101では、Ｗ１≦Ｗ２なる寸法設定、すなわち、ステータ側のブリッジ部132をロータ側の磁路部136より広くしない設定とすることにより、リラクタンストルクの変動を緩やかにし、さらに、トルクリップルを低減させている。
　図３０は、本発明に基づく上記設定によるトルクリップル低減作用を説明する説明図である。図３０ＡはＷ１＞Ｗ２の場合、図３０Ｂは本発明のようにＷ１≦Ｗ２とした場合を示している。図３０Ａに示すように、Ｗ１,Ｗ２をＷ１＞Ｗ２に設定すると、ロータ103が回転して（Ａ）のような状態となると、ロータ103の磁路部136pが、対向する左のティース部109p側に寄っているため、ティース部109pから磁路部136pに流れる磁束φ１によって回転方向とは逆方向のリラクタンストルクが生じる。次に、ロータ103が回転し（ロ）のような状態（ロータ側磁路部136とステータ側ブリッジ部132の中心同士が一致し、両者がちょうど対向した状態）となると、磁気抵抗が高くなるため磁束φ２が急激に少なくなり、この磁束φ２を相殺する右側の磁束φ３も小さくなる。磁束量の変化は、クローズステータ構造によって改善されてはいるものの、（Ａ）→（Ｂ）の間でリラクタンストルクは急に小さくなる。
　さらにロータ103が回転し（Ｃ）のような状態となると、今度は磁路部136pが、右のティース部109q側に寄っているため、ティース部109qから磁路部136pに流れる磁束φ４が急に大きくなり、回転方向と同じ方向（順方向）にリラクタンストルクが発生する。つまり、Ｗ１＞Ｗ２の場合、（Ａ）逆方向のリラクタンストルク発生→（Ｂ）リラクタンストルク急減→（Ｃ）順方向のリラクタンストルク発生、というように、リラクタンストルクの方向や大きさが急激に変化する。このため、クローズステータ構造によって抑えられてはいるものの、リラクタンストルクの急変に伴うトルクリップルの発生は避けがたい。
　これに対し、図３０Ｂに示すように、Ｗ１,Ｗ２をＷ１≦Ｗ２に設定した場合、（Ａ）の状態では、（ａ）と同様に、磁束φ１によって回転方向とは逆方向のリラクタンストルクが生じる。一方、ロータ103が回転し（Ｂ）の状態となると、ここでは、Ｗ１よりもＷ２が大きいため、ティース部109の先端部とロータ103の磁路部136pの間に対向部Ｒが存在する。このため、磁気抵抗が急激に小さくならず、磁束φ２,φ３が（ａ）の場合に比して大きくなる。すなわち、クローズステータ構造による磁束の入り込みをより有効に活用し、磁束量の変化を抑えつつ、左右の磁束φ２,φ３が緩やかに相殺される。
　さらにロータ103が回転し（Ｃ）の状態となると、（ａ）と同様に、磁束φ４が生じるが、それと共に、ティース部109pから磁路部136pに流れる磁束φ５も残存する。このため、磁束φ４はφ５によって相殺されつつ増大する形となり、順方向のリラクタンストルク緩やかに発生して行くことになる。つまり、Ｗ１≦Ｗ２の場合も、（Ａ）逆方向のリラクタンストルク発生→（Ｂ）リラクタンストルク減少→（Ｃ）順方向のリラクタンストルク発生、という経緯をたどるものの、左右の磁束が適宜相殺し合い、リラクタンストルクの方向や大きさが緩やかに変化する。従って、（ａ）のようなリラクタンストルクの急変が抑えられ、トルクリップルの低減が図られる。図３１は、発明者らによる実験結果を示す説明図である（図２８のリップルを比較）。図３１から分かるように、本発明によるモータは、従来のモータに比して、トルクリップルを低減させることが可能となっている。
　なお、ブリッジ部132の周方向の幅寸法Ｗ１は、０、すなわち、対向する面取り部133同士が連続して接している場合から、隣接するティース先端部109a同士の間隔（面取り部133を設けない場合）まで取ることできる。
　本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
　例えば、前述の実施の形態１,２の構造は実施の形態３のモータ101にも適用可能であり、また、これとは逆に、前述の実施の形態３の構造も実施の形態１,２のモータ１,５１に適用可能である。
　また、マグネット２６,116としては、ボンドマグネットや焼結マグネットを用いることも可能である。例えば、マグネット２６にボンドマグネットを用いる場合、スリット２５内には、溶融された磁性成形材料をが注入され、これを冷却することにより、スリット２５内にボンド磁性体が成形される。その際、磁性成形材料の分子配向を揃えるべく、図３２に示すようなロータ製造装置201内にロータコア２４を収容し、スリット２５内に磁性成形材料を注入する。ロータ製造装置201は、周方向に界磁マグネット202と磁性コア203を交互に配置した界磁手段204を備えた構成となっている。そこでは、周方向で隣接する界磁マグネット202から発生する磁束は、各界磁マグネット202間に位置する磁性コア203に集中した後、径方向の内側に向けて延びる。このため、ロータ収容部205内に高磁束の磁場を発生させることができ、磁性材料の分子配向を揃えるために必要な１（Ｔ）程度の磁場をロータコア２４の径方向内側付近の領域Ｘに発生させることが可能となる。
　従って、界磁手段204内に収容されるロータコア２４に対して径方向の全体に亘って磁場を印加することができ、各スリット２５内にボンド磁性体の磁性成形材料を注入する際に、ボンド磁性体の配向を径方向全体に亘って揃えることができる。これにより、配向後、ボンド磁性体を着磁した場合に、所望の磁力が付与されたマグネット２６を提供することができる。この場合、本実施形態のような多層ＩＰＭ構造のロータにおいても、径方向の最内層に位置するスリット２５に注入されるボンド磁性体まで配向を確実に揃えることができる。従って、各スリット２５内に形成される各マグネット２６間での磁力のバラツキも抑えられる。
　加えて、本発明によるブラシレスモータは、電動パワーステアリング装置以外にも、ハイブリッド車や電気自動車などの他の電気機械・機器にも適用可能である。
　１　　ブラシレスモータ
　２　　ステータ
　３　　ロータ
　４　　モータケース
　４ａ　底部
　５　　ステータコア
　６　　ステータコイル
　６ａ　端部
　７　　バスバーユニット
　８　　ブラケット
１１　　アウタステータ
１２　　インナーステータ
１３　　ティース部
１４　　ブリッジ部
１５　　スロット
１６　　ティース取付溝
１７　　嵌合部
２１　　給電用端子
２２　　ロータシャフト
２３ａ,２３ｂ　　ベアリング
２４　　ロータコア
２５　　スリット（装着孔）
２５ａ～２５ｃ　スリット
２６　　マグネット
２６ａ　最内層マグネット
２６ｂ　中間層マグネット
２６ｃ　最外層マグネット
２６ｎ　Ｎ極マグネット
２６ｓ　Ｓ極マグネット
３１　　レゾルバ
３２　　レゾルバロータ
３３　　カバー
３４　　制御基板
３５　　制御基板
３６　　パワー系素子
３７　　制御系素子
３８　　レゾルバステータ
４１　　外周部
４２　　スペース
４３　　マグネット
５１　　ブラシレスモータ
５２　　テーパ部
５３　　磁束制御部
Ｍ１,Ｍ２　　中心線
Ｎ１,Ｎ２　　Ｎ極ゾーン
Ｓ１,Ｓ２　　Ｓ極ゾーン
Ｏｓ　　Ｓ極マグネット中心点
Ｏｎ　　Ｎ極マグネット中心点
Ｏｒ　　ロータ中心点
Ｒｓ　　マグネット中心距離（Ｏｓ－Ｏｒ）
Ｒｎ　　マグネット中心距離（Ｏｎ－Ｏｒ）
Ｌｓ　　最内層マグネット距離
Ｌｎ　　最内層マグネット距離
Ｏec　　偏心点
Ｌec　　偏心距離
Ｐ　　　境界点
Ｑ　　　最外周位置
Ｒec　　偏心半径
Ｒmax　 ロータ最外周位置距離（Ｑ－Ｏｒ）
Ｔｒ　　リラクタンストルク
Ｔｍ　　マグネットトルク
Ｔｔ　　出力トルク
101 　　ブラシレスモータ
102 　　ステータ
103 　　ロータ
104 　　モータケース
105 　　ステータコア
106 　　ステータコイル
106a　　コイル端部
107 　　バスバーユニット
108 　　ブラケット
109 　　ティース部
109a　　ティース先端部
109p,109q　　ティース部
111 　　インシュレータ
112 　　給電用端子
113 　　ロータシャフト
114a,114b　　ベアリング
115 　　ロータコア
115a　　外周縁
116 　　マグネット
116n　　Ｎ極マグネット
116s　　Ｓ極マグネット
121 　　レゾルバ
122 　　レゾルバロータ
123 　　レゾルバステータ
124 　　レゾルバブラケット
125 　　取付ネジ
131 　　スロット
131a　　内面
132 　　ブリッジ部
133 　　面取り部
134 　　スリット
134a　　外径側端部
135 　　磁極部
136 　　磁路部
136p　　磁路部
Ｒ　　　対向部
Ｗ１　　ブリッジ部の周方向長さ
Ｗ２　　同極性の磁極部におけるスリット間の間隔
ｔ１　　ブリッジ部の径方向の幅
ｔ２　　スリットの外径側端部とロータコア外周縁１５ａとの間の幅
θ　　　ティース部中心角
201　　ロータ製造装置
202　　界磁マグネット
203　　磁性コア
204　　界磁手段
205　　ロータ収容部

Claims (21)

  1. 　複数相の巻線を備えたステータと、前記ステータ内に回転自在に配置されその内部に設けられた複数の装着孔に複数個の永久磁石が埋設されたロータと、を備え、前記複数個の永久磁石の各磁極がつくる磁束の方向をｄ軸とし、それと磁気的に直交する軸をｑ軸に設定し、前記ロータに前記ｄ軸と前記ｑ軸とが周方向に交互に複数個設けられ、前記ｄ軸方向とｑ軸方向の磁気抵抗差によって発生するリラクタンストルクと、前記永久磁石によって発生するマグネットトルクとにより前記ロータを回転させるマグネット補助型リラクタンスモータに使用されるロータであって、
    　前記複数個の永久磁石は、Ｎ極又はＳ極の何れか一方である第１磁極を形成する断面円弧状の永久磁石と、前記第１磁極とは異なる極性の第２磁極を形成する断面円弧状の永久磁石とからなり、
    　前記第１及び第２磁極を形成する各永久磁石は、その凸側部位をそれぞれ前記ロータの中心側に向けた状態で前記ロータ内に埋設され、
    　前記ロータの断面を、前記第１磁極と前記第２磁極の各前記ｄ軸を基準として、各該ｄ軸の属する領域ごとに等分に分割したとき、前記第１磁極側の前記永久磁石は、前記第２磁極側の前記永久磁石と干渉しない状態で前記第２磁極側の領域に跨って配置されてなることを特徴とするマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ。
  2. 　請求項１記載のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータにおいて、
    　前記第１及び第２磁極を形成する各永久磁石は、前記ロータ内にそれぞれ複数個埋設され、
    　前記第１磁極を形成する前記永久磁石は、前記ロータの外側に位置する第１中心点を同一の中心として層状に配置され、
    　前記第２磁極を形成する前記永久磁石は、前記ロータの外側に位置する第２中心点を同一の中心として層状に配置され、
    　前記第１中心点と前記第２中心点は、前記ロータの回転中心との距離がそれぞれ異なる位置に配置されることを特徴とするマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ。
  3. 　請求項２記載のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータにおいて、前記磁極数が４のとき、前記第１中心点と前記ロータの回転中心との距離（Ｒｓ）と、前記第２中心点と前記ロータの回転中心との距離（Ｒｎ）の比が０.９２（Ｒｓ／Ｒｎ＝０.９２）であることを特徴とするマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ。
  4. 　請求項１記載のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータにおいて、
    　前記第１及び第２磁極を形成する各永久磁石は、前記ロータ内にそれぞれ複数個埋設され、
    　前記第１磁極を形成する複数個の前記永久磁石と前記第２磁極を形成する複数個の前記永久磁石はそれぞれ同じ半径を有し、前記ロータの外側の異なる位置をそれぞれの中心として配置され、
    　前記第１磁極を形成する前記永久磁石の半径の中心と、前記第２磁極を形成する前記永久磁石の半径の中心は、前記ロータの回転中心との距離がそれぞれ異なる位置に配置されることを特徴とするマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ。
  5. 　請求項１記載のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータにおいて、
    　前記第１及び第２磁極を形成する各永久磁石は、前記ロータ内にそれぞれ複数個埋設され、
    　前記第１磁極を形成する前記永久磁石は、前記ロータの外側に位置する第１中心点を同一の中心として層状に配置され、
    　前記第２磁極を形成する前記永久磁石は、前記ロータの外側に位置する第２中心点を同一の中心として層状に配置され、
    　前記第１中心点と前記第２中心点は、前記ロータの回転中心との距離が同じ位置にそれぞれ配置され、前記第１磁極を形成する前記永久磁石と前記第２磁極を形成する前記永久磁石は異なる半径を有することを特徴とするマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ。
  6. 　複数相の巻線を備えたステータと、前記ステータ内に回転自在に配置されその内部に設けられた複数の装着孔に複数個の永久磁石が埋設されたロータと、を備え、前記複数個の永久磁石の各磁極がつくる磁束の方向をｄ軸とし、それと磁気的に直交する軸をｑ軸に設定し、前記ロータに前記ｄ軸と前記ｑ軸とが周方向に交互に複数個設けられ、前記ｄ軸方向とｑ軸方向の磁気抵抗差によって発生するリラクタンストルクと、前記永久磁石によって発生するマグネットトルクとにより前記ロータを回転させるマグネット補助型リラクタンスモータに使用されるロータであって、
    　前記複数個の永久磁石は、Ｎ極又はＳ極の何れか一方である第１磁極を形成する断面が台形の三辺形状となった永久磁石と、前記第１磁極とは異なる極性の第２磁極を形成する断面が台形の三辺形状となった永久磁石とからなり、
    　前記第１及び第２磁極を形成する各永久磁石は、その凸側部位をそれぞれ前記ロータの中心側に向けた状態で前記ロータ内に埋設され、
    　前記ロータの断面を、前記第１磁極と前記第２磁極の各前記ｄ軸を基準として、各該ｄ軸の属する領域ごとに等分に分割したとき、前記第１磁極側の前記永久磁石は、前記第２磁極側の前記永久磁石と干渉しない状態で前記第２磁極側の領域に跨って配置されてなることを特徴とするマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ。
  7. 　請求項２～６の何れか１項に記載のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータにおいて、
    　前記磁極数が４のとき、前記第１磁極を形成する前記永久磁石のうち最内層のものと前記ロータの中心との距離（Ｌｓ）と、前記第２磁極を形成する前記永久磁石のうち最内層のものと前記ロータの中心との距離（Ｌｎ）との比が７：９（Ｌｓ：Ｌｎ＝７：９）であることを特徴とするマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ。
  8. 　請求項１～７の何れか１項に記載のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータにおいて、
    　前記ロータの外周は、前記第１磁極の領域と前記第２磁極の領域とに分割された各領域ごとに異なる点を中心とした半径の円弧にて形成され、該半径の中心点は、前記ロータの中心から径方向外側に所定の距離だけ偏心した位置に配置されることを特徴とするマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ。
  9. 　請求項８記載のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータにおいて、
    　前記各領域の外周の半径は、前記ロータの最外周位置と前記ロータの中心との間の距離よりも小さいことを特徴とするマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ。
  10. 　請求項１～９の何れか１項に記載のマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータにおいて、
    　前記第１及び第２磁極を形成する永久磁石が、それぞれ３個であることを特徴とするマグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ。
  11. 　複数相の巻線を備えたステータと、前記ステータ内に回転自在に配置されその内部に設けられた複数の装着孔に複数個の永久磁石が埋設されたロータと、を備え、前記複数個の永久磁石の各磁極がつくる磁束の方向をｄ軸とし、それと磁気的に直交する軸をｑ軸に設定し、前記ロータに前記ｄ軸と前記ｑ軸とが周方向に交互に複数個設けられ、前記ｄ軸方向とｑ軸方向の磁気抵抗差によって発生するリラクタンストルクと、前記永久磁石によって発生するマグネットトルクとにより前記ロータを回転させるブラシレスモータであって、
    　前記複数個の永久磁石は、Ｎ極又はＳ極の何れか一方である第１磁極を形成する断面円弧状の永久磁石と、前記第１磁極とは異なる極性の第２磁極を形成する断面円弧状の永久磁石とからなり、
    　前記第１及び第２磁極を形成する各永久磁石は、その凸側部位をそれぞれ前記ロータの中心側に向けた状態で前記ロータ内に埋設され、
    　前記ロータの断面を、前記第１磁極と前記第２磁極の各前記ｄ軸を基準として、各該ｄ軸の属する領域ごとに等分に分割したとき、前記第１磁極側の前記永久磁石は、前記第２磁極側の前記永久磁石と干渉しない状態で前記第２磁極側の領域に跨って配置されてなることを特徴とするブラシレスモータ。
  12. 　複数相の巻線を備えたステータと、前記ステータ内に回転自在に配置されその内部に設けられた複数の装着孔に複数個の永久磁石が埋設されたロータと、を備え、前記複数個の永久磁石の各磁極がつくる磁束の方向をｄ軸とし、それと磁気的に直交する軸をｑ軸に設定し、前記ロータに前記ｄ軸と前記ｑ軸とが周方向に交互に複数個設けられ、前記ｄ軸方向とｑ軸方向の磁気抵抗差によって発生するリラクタンストルクと、前記永久磁石によって発生するマグネットトルクとにより前記ロータを回転させるブラシレスモータであって、
    　前記複数個の永久磁石は、Ｎ極又はＳ極の何れか一方である第１磁極を形成する断面が台形の三辺形状となった永久磁石と、前記第１磁極とは異なる極性の第２磁極を形成する断面が台形の三辺形状となった永久磁石とからなり、
    　前記第１及び第２磁極を形成する各永久磁石は、その凸側部位をそれぞれ前記ロータの中心側に向けた状態で前記ロータ内に埋設され、
    　前記ロータの断面を、前記第１磁極と前記第２磁極の各前記ｄ軸を基準として、各該ｄ軸の属する領域ごとに等分に分割したとき、前記第１磁極側の前記永久磁石は、前記第２磁極側の前記永久磁石と干渉しない状態で前記第２磁極側の領域に跨って配置されてなることを特徴とするブラシレスモータ。
  13. 　請求項１１記載のブラシレスモータにおいて、
    　前記ステータは、径方向内側に向けて突出する複数のティース部と、該ティース部間に形成されたスロットを介して前記ティース部に巻装されたコイルと、前記ティース部の径方向内側の先端部に設けられ隣接する前記先端部同士を接続するブリッジ部と、を有し、
    　前記ブリッジ部の周方向長さをＷ１、同じ極性の前記磁極部における前記スリット間の間隔をＷ２としたとき、前記Ｗ２が前記Ｗ１よりも小さくならないよう設定されている（Ｗ１≦Ｗ２）ことを特徴とするブラシレスモータ。
  14. 　請求項１２記載のブラシレスモータにおいて、
    　前記ステータは、径方向内側に向けて突出する複数のティース部と、該ティース部間に形成されたスロットを介して前記ティース部に巻装されたコイルと、前記ティース部の径方向内側の先端部に設けられ隣接する前記先端部同士を接続するブリッジ部と、を有し、
    　前記ブリッジ部の周方向長さをＷ１、同じ極性の前記磁極部における前記スリット間の間隔をＷ２としたとき、前記Ｗ２が前記Ｗ１よりも小さくならないよう設定されている（Ｗ１≦Ｗ２）ことを特徴とするブラシレスモータ。
  15. 　請求項１１～１４の何れか１項に記載のブラシレスモータにおいて、
    　前記マグネット装着孔は、前記第１及び第２磁極内に、径方向に層を為して配設され、
    　前記第１磁極の最外層に配された前記マグネット装着孔は、その端部に、該磁極内の前記マグネット装着孔間を流れる磁束量を制御する磁束制御部を有することを特徴とするブラシレスモータ。
  16. 　請求項１５記載のブラシレスモータにおいて、
    　最外層の前記マグネット装着孔は、その長手方向端部に、該マグネット装着孔の周縁を直線状に形成したテーパ部を有し、
    　前記磁束制御部は、前記テーパ部と、前記最外層のマグネット装着孔の内側に隣接して配置された他の前記マグネット装着孔との間に形成されてなることを特徴とするブラシレスモータ。
  17. 　請求項１５又は１６記載のブラシレスモータにおいて、
    　前記テーパ部の基点が、最外層の前記マグネット装着孔に収容された前記マグネットの極弧角αと、最外層の前記マグネット装着孔の開口角βとの間に配されることを特徴とするブラシレスモータ。
  18. 　請求項１５～１７の何れか１項に記載のブラシレスモータにおいて、
    　前記テーパ部は、該テーパ部に沿った線Ａと、最外層の前記マグネット装着孔に収容された前記マグネットの端部位置の線Ｂが為すテーパ角θｔが、０°よりも大きく、９０°未満（０°＜θｔ＜９０°）であることを特徴とするブラシレスモータ。
  19. 　請求項１８記載のブラシレスモータにおいて、
    　前記テーパ角θｔが６８°～７２°であることを特徴とするブラシレスモータ。
  20. 　請求項１５～１９の何れか１項に記載のブラシレスモータにおいて、
    　前記マグネット装着孔は、前記第１及び第２磁極に関わらず、径方向に沿って同じ層では同じ半径に形成されることを特徴とするブラシレスモータ。
  21. 　請求項１１～２０の何れか１項に記載のブラシレスモータにおいて、
    　前記ブラシレスモータは、電動パワーステアリング装置の駆動源として使用されることを特徴とするブラシレスモータ。
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