JP2010263763A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータ回転時における磁気バランスの変動を抑制してより高性能なブラシレスモータを提供すること。
【解決手段】ロータ６には、同極性を有する複数の磁極部１０が、その周方向に沿って等間隔で形成されるとともに、各磁極部１０の周方向両端には、空隙１４（１４ａ，１４ｂ）が形成され、これにより、各磁極部１０間には、その周方向において当該各磁極部１０とは磁気的に区画された鉄心部１６が形成される。また、ロータ６の回転方向は一方向に規定される。そして、上記各空隙１４（１４ａ，１４ｂ）は、その回転方向側に形成された第１の空隙１４ａの周方向幅Ｗ１の方が、ロータ６の反回転方向側に形成された第２の空隙１４ｂの周方向幅Ｗ２よりも大となるように設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロータに形成される各磁極部の極性を同極とするとともに、これら各磁極部間に該各磁極部の磁束が径方向に通過する鉄心部を設けたブラシレスモータに関するものである。

従来、永久磁石により形成される磁極がロータ側に設けられるブラシレスモータにおいて、そのモータトルクを向上させる方法としては、その磁極数を増加させる、或いは強力な永久磁石を用いて各磁極を形成する等が挙げられる。

しかしながら、ネオジウム磁石等といった強力な永久磁石は高価であり、また、その磁石厚みの薄型化にも限界がある。そのため、こうした強力な永久磁石を用いて多極モータ（特許文献１に示されるような８極１２スロットのモータ）を製造しようとすれば、その製造コストの上昇は避けられない。

そこで、永久磁石によりロータに形成される各磁極部の極性を同極とするとともに、これら各磁極部間に該各磁極部の磁束が径方向に通過する鉄心部を設けた所謂コンクシエントポール型のロータを備えたブラシレスモータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

具体的には、図２４に示すブラシレスモータ３１のように、そのロータ３２側には、板状の永久磁石３０により形成される複数（４つ）の磁極部３３が周方向に等間隔で設けられるとともに、これらの各磁極部３３は、その極性が等しく（これらの各図中では、径方向外側がＳ極）なるように設定される。また、各磁極部３３の周方向両端には空隙３４が設けられ、これが磁気抵抗となることにより、各磁極部３３間には、その周方向において当該各磁極部３３とは磁気的に区画された鉄心部３６が形成される。

即ち、図２５に示すように、各磁極部３３の磁束は、その周方向両端に形成された空隙３４を迂回するようにロータ３２の内部を経由して各鉄心部３６に流入する。そして、その磁束が径方向に通過することにより、当該各鉄心部３６に、その上記各空隙３４を挟んで隣り合う各磁極部３３とは極性の異なる擬似的な磁極が形成されるのである（これらの各図中では、領域αに示される部分、径方向外側がＮ極）。

つまり、このようなコンクシエントポール型のロータ３２を採用することで、図２６に示されるブラシレスモータ４１のように、その周方向において隣り合う各磁極（磁極部４３）の極性が異極となるように各永久磁石３０を当該各磁極の形成位置にそれぞれ配置する通常のロータ４２を用いたものと比較して、その永久磁石３０の使用量を半分にすることができる。そして、これにより、製造コストの上昇を招くことなく多極化と同様の効果を得ることが可能となっている。

特開２００８−１１３５３１号公報 特開平１０−１５０７５５号公報

しかしながら、モータ回転時、ロータには、その径方向外側に設けられたステータの形成する磁界が作用するため、上記のように擬似的な磁極を構成する各鉄心部において、その径方向に通過する磁束が強められる部分と弱められる部分とが生ずることになる。そして、これにより、当該鉄心部における磁気中心位置がシフトし、その結果、ロータの磁気バランスが変動しまうという問題がある。

即ち、通常、ブラスレスモータでは、ロータ側の一の磁極が二つのティースと対向する位置にあるとき、その回転方向側のティースには同磁極を吸引するような磁気力を発生する磁界が形成され、反回転方向側のティースには同磁極と反発するような磁気力を発生する磁界が形成される。

ここで、図２７に示すように、その各磁極（磁極部４３）の全てがその周方向位置に配置された永久磁石３０により形成される通常のロータ４２を採用するブラシレスモータ４１では、各磁極に作用するステータ３５側の磁界によっても、その永久磁石３０の形成する磁束自体が部分的に弱められたり強められたりすることはない。従って、当該位置における磁極の磁気中心位置（同図中、直線Ｎ０が通過する周方向位置）が大きく変位することはなく、ロータ４２の磁気バランス変動にもさしたる影響はない。

ところが、図２８に示されるように、コンクシエントポール型のロータ３２を採用するブラシレスモータ３１の場合、その擬似的な磁極を構成する鉄心部３６が、二つのティース３７（３７ａ，３７ｂ）と対向する位置にあるときには、その磁気中心位置が大きく回転方向側（同図中、反時計回り方向）にシフトしてしまう（同図中、直線Ｎ１が通過する周方向位置へ移動）。

即ち、鉄心部３６のうち回転方向側のティース３７ａと対向する部分においては、同ティース３７ａ（及び巻線３８）の形成する磁気的吸引力により磁束が流れやすくなる一方、反回転方向側のティース３７ｂと対向する部分においては、同ティース３７ｂの形成する磁気的反発力により磁束が流れにくくなる。

つまり、ステータ３５側の磁界により鉄心部３６の回転方向側では同鉄心部３６を通過する磁束が径方向に引き出される一方、反回転方向側では、その径方向における磁束の通過が抑え込まれることになり、その結果、鉄心部３６における磁気中心位置は回転方向側にシフトする。そして、これにより生ずるロータ３２の磁気バランス変動が、モータ出力の低下、或いは音や振動の発生要因となっており、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ロータ回転時における磁気バランスの変動を抑制してより高性能なブラシレスモータを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のティースに巻線を巻回してなるステータと、前記各ティースに対向する複数の磁極部を有して回転自在に前記ステータの内側に設けられたロータとを備え、前記ロータには、永久磁石により形成された同極性を有する前記各磁極部が周方向に等間隔で設けられるとともに、前記各磁極部間には、該各磁極部の両端に磁気抵抗となる空隙を形成することにより前記各磁極部の磁束が径方向に通過する鉄心部が形成されたブラシレスモータにおいて、前記ロータは回転方向が一方向に規定されるものであって、前記各磁極部の両端に設けられた各空隙のうち、前記ロータの回転方向側の第１の空隙の周方向幅を反回転方向側の第２の空隙の周方向幅よりも大きく設定したこと、を要旨とする。

上記構成によれば、その鉄心部が、二つのティースと対向する際、磁気的反発力を形成する反回転方向側のティースと対向する部分の割合が小さくなる。即ち、当該反回転方向側のティースが形成する磁気的反発力により抑え込まれる磁束量が減少することで、回転方向側のティースが形成する磁気的吸引力により引き出される磁束量も減少する。その結果、当該鉄心部における回転方向への磁気中心位置のシフトを抑えて、磁気バランスの変動を抑制することができる。そして、その磁気バランスの改善により、モータ出力の向上等、更なる高性能化を図ることができるようになる。

請求項２に記載の発明は、ロータ中心及び各磁極部の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記第１の空隙の回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度を第１の挟み角とし、前記ロータ中心及び前記各磁極の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記第２の空隙の反回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度を第２の挟み角とした場合に、前記第１の挟み角を前記第２の挟み角よりも大としたこと、を要旨とする。

上記構成によれば、確実に、第１の空隙の周方向幅を第２の空隙の周方向幅よりも大とすることができる。
請求項３に記載の発明は、前記ロータには、各４つの磁極部及び鉄心部が形成され、前記ステータには、前記各ティース間に１２個のスロットが形成されるとともに、前記各ティースに巻回された巻線には三相交流が通電されること、を要旨とする。

即ち、上記構成では、そのスロット数が鉄心部数の倍数であることから、一の鉄心部が二つのティースと対向するときには、その他全ての鉄心部も同様に二つのティースと対向することになる。従って、このような構成について上記各請求項に示される発明を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。

請求項４に記載の発明は、前記第１の挟み角を３０°よりも大とし、前記第２の挟み角を３０°よりも小としたこと、を要旨とする。
即ち、各４つの各磁極部及び鉄心部を有する構成とすることで、実質的に８極１２スロットのブラシレスモータと同等となる。従って、このような構成において、請求項１に記載の発明の効果を有効なものにするためには、第１の挟み角は３０°よりも大きいことが望ましい。そして、第２の挟み角は、第１の挟み角よりも小さい必要があることから、当然に３０°よりも小となる。

請求項５に記載の発明は、前記ロータ中心及び前記各磁極部の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び該各磁極部の周方向端部を通過する直線と間の挟み角を１７°〜１９°とし、前記第１の挟み角を３３°〜３６°、及び前記第２の挟み角を２７°〜２９°としたこと、を要旨とする。

これにより、各磁極部と各鉄心部との関係を最適化することができる。そして、それによる磁気バランスの改善により、モータ出力の向上等、更なる高性能化を図ることができるようになる。

請求項６に記載の発明は、前記ロータには、各４つの磁極部及び鉄心部が形成され、前記ステータには、前記各ティース間に２４個のスロットが形成されるとともに、前記各ティースに巻回された巻線には三相交流が通電され、該巻線は複数のティースに亘って分布巻きされており、前記第１の挟み角を３０°よりも大とし、前記第２の挟み角を３０°以下としたこと、を要旨とする。

即ち、上記構成では、そのスロット数が鉄心部数の倍数であることから、一の鉄心部が三つのティースと対向するときには、その他全ての鉄心部も同様に三つのティースと対向することになる。従って、このような構成について上記各請求項に示される発明を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。また、各４つの各磁極部及び鉄心部を有する構成とすることで、実質的に８極２４スロットのブラシレスモータと同等となる。従って、このような構成において、請求項１に記載の発明の効果を有効なものにするためには、第１の挟み角は３０°よりも大きいことが望ましい。そして、第２の挟み角は、第１の挟み角よりも小さい必要があることから、当然に３０°以下となる。

請求項７に記載の発明は、前記ロータ中心及び前記各磁極部の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記各磁極部の周方向端部を通過する直線と間の挟み角を１７°〜１９°とし、前記第１の挟み角を３３°〜３６°、及び前記第２の挟み角を２８°〜３０°としたこと、を要旨とする。

これにより、各磁極部と各鉄心部との関係を最適化することができる。そして、それによる磁気バランスの改善により、モータ出力（出力トルク）の向上等、更なる高性能化を図ることができるようになる。

請求項８に記載の発明は、前記各磁極部は、前記永久磁石を前記ロータに埋設してなるとともに、前記第１の空隙は、前記ロータの周面に開口するように形成されること、を要旨とする。

上記構成によれば、第１の空隙の磁気抵抗をより大きなものとして、反回転方向側のティースの形成する磁気的反発力の影響を低減する効果を高めることができる。
請求項９に記載の発明は、前記鉄心部の外側面が位置する基準の円周に対し、前記鉄心部の外側面の周方向両端部が前記基準の円周から曲線的に径方向内側に次第に離間するように構成されたこと、を要旨とする。

この発明では、鉄心部の外側面が位置する基準の円周に対し、その外側面の周方向両端部が基準の円周から曲線的に径方向内側に次第に離間する構成とされる。これにより、鉄心部の周方向両端部ほどステータとの径方向の間隙が次第に拡大するため、それに伴って鉄心部の磁極端部付近での磁束密度の突出変化度合いが小さくなり、また鉄心部の周方向中央付近における磁束密度の落ち込み度合いも小さくなる。そのため、磁束密度の急峻な変化が抑制、つまりコギングトルクの低減を図ることができる。

請求項１０に記載の発明は、前記磁極部の外側面が位置する基準の円周に対し、前記磁極部の外側面の周方向両端部が前記基準の円周から曲線的に径方向内側に次第に離間するように構成されたこと、を要旨とする。

この発明では、磁極部の外側面が位置する基準の円周に対し、磁極部の外側面の周方向両端部が基準の円周から曲線的に径方向内側に次第に離間する構成とされる。これにより、磁極部の周方向両端部ほどステータとの径方向の間隙が次第に拡大するため、それに伴って鉄心部の磁極端部付近での磁束密度の突出変化度合いが小さくなり、また鉄心部の周方向中央付近における磁束密度の落ち込み度合いも小さくなる。このため、磁束密度の吸収な変化がより抑制、つまりコギングトルクをより低減させることができる。

請求項１１に記載の発明は、前記鉄心部はその外側面全体が一定の曲率を以て湾曲形状をなすものであり、その外側面の曲率の半径Ｒ１と前記基準の円周の半径Ｒ０との比Ｒ１／Ｒ０が、０．６≦Ｒ１／Ｒ０＜１の範囲内に設定されていること、を要旨とする。

この発明では、鉄心部はその外側面全体が一定の曲率を以て湾曲形状をなすものであり、その外側面の曲率の半径Ｒ１と基準の円周の半径Ｒ０との比Ｒ１／Ｒ０が、０．６≦Ｒ１／Ｒ０＜１の範囲内に設定される。これにより、コギングトルクの低減がなされる（図１１参照）。また、前述の範囲において特に、Ｒ１／Ｒ０が０．６近傍であるほどコギングトルクが低減される。

請求項１２に記載の発明は、前記鉄心部及び前記磁極部はそれら各外側面全体が一定の曲率を以て湾曲形状をなすものであり、前記鉄心部の外側面の曲率の半径Ｒ１と前記基準の円周の半径Ｒ０との比Ｒ１／Ｒ０、及び前記磁極部の外側面の曲率の半径Ｒ２と前記半径Ｒ０との比Ｒ２／Ｒ０が０．６≦Ｒ２／Ｒ０＝Ｒ１／Ｒ０＜１となる範囲に設定されていること、を要旨とする。

この発明では、鉄心部及び磁極部はそれら各外側面全体が一定の曲率を以て湾曲形状をなすものであり、鉄心部の外側面の曲率の半径Ｒ１と基準の円周の半径Ｒ０との比Ｒ１／Ｒ０、及び磁極部の外側面の曲率の半径Ｒ２と半径Ｒ０との比Ｒ２／Ｒ０が０．６≦Ｒ２／Ｒ０＝Ｒ１／Ｒ０＜１となる範囲に設定される。これにより。コギングトルクをより低減させることができる（図１３参照）。また、前述の範囲において特に、Ｒ２／Ｒ０（Ｒ１／Ｒ０）が０．６近傍であるほどコギングトルクが低減される。

本発明によれば、ロータ回転時における磁気バランスの変動を抑制してより高性能なブラシレスモータを提供することができる。

第１実施形態のブラシレスモータの概略構成を示す模式図。 磁極部近傍におけるロータの拡大図。 永久磁石が埋設されたロータコアの斜視図。 ロータに形成された磁極部及びその両端に形成された空隙、並びにこれら磁極部及び空隙により各磁極部間に形成される鉄心部の関係を示す説明図。 本実施形態のブラシレスモータの作用説明図。 各磁極部の周方向幅を規定する挟み角とモータトルクとの関係を示すグラフ。 第１の空隙の周方向幅を規定する第１の挟み角とモータトルクとの関係を示すグラフ。 第２の空隙の周方向幅を規定する第２の挟み角とモータトルクとの関係を示すグラフ。 従来品との比較説明図。 第２実施形態のブラシレスモータのロータ形状を説明するための説明図。 ロータ形状とコギングトルクとの関係を示すグラフ。 別例のモータのロータ形状を説明するための説明図。 ロータ形状とコギングトルクとの関係を示すグラフ。 別例の永久磁石が埋設されたロータコアの平面図。 別例の永久磁石が埋設されたロータコアの斜視図。 別例の永久磁石が埋設されたロータコアの平面図。 別例の永久磁石が埋設されたロータコアの斜視図。 別例におけるブラシレスモータの概略構成を示す模式図。 別例におけるロータに形成された磁極部及びその両端に形成された空隙、並びにこれら磁極部及び空隙により各磁極部間に形成される鉄心部の関係を示す説明図。 別例における各磁極部の周方向幅を規定する挟み角とモータトルクとの関係を示すグラフ。 別例における第１の空隙の周方向幅を規定する第１の挟み角とモータトルクとの関係を示すグラフ。 別例における第２の空隙の周方向幅を規定する第２の挟み角とモータトルクとの関係を示すグラフ。 別例におけるブラシレスモータの作用説明図。 コンクシエントポール型のロータを採用する従来のブラシレスモータの概略構成を示す模式図。 鉄心部における擬似的な磁極形成の原理説明図。 一般的なロータを採用する通常のブラシレスモータの概略構成を示す模式図。 通常のブラシレスモータにおけるステータ側に形成される磁界がロータ側の磁束に与える影響を示す説明図。 コンクシエントポール型のロータを採用する従来のブラシレスモータにおけるステータ側に形成される磁界がロータ側の磁束に与える影響を示す説明図。

（第１実施形態）
以下、本発明を永久磁石埋め込み型ロータを備えたブラシレスモータ（ＩＰＭモータ）に具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。

図１は、本実施形態のブラシレスモータの概略構成を示す模式図であり、図２は、磁極部近傍におけるロータの拡大図である。また、図３は、永久磁石が埋設されたロータコアの斜視図である。そして、図４は、ロータに形成された磁極部及びその両端に形成された空隙、並びにこれら磁極部及び空隙により各磁極部間に形成される鉄心部の関係を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態のブラシレスモータ１は、円環部２から径方向内側に向って延設された複数のティース３に巻線４を巻回してなるステータ５と、ステータ５の内側において回転自在に設けられたロータ６とを備えてなる。

本実施形態では、ステータ５は、１２本のティース３を有しており、これにより、各ティース３間には１２個のスロットが形成されている。そして、これら各ティース３に巻回された巻線４には三相交流が通電されるようになっている。

一方、本実施形態のロータ６は、回転軸７に円柱状のロータコア８を固定してなる。同ロータ６は、その回転軸７が図示しない軸受に軸支されることにより、各ティース３に囲まれる態様で、ステータ５の径方向内側において回転自在に支承されている。そして、ロータ６の周縁部には、同ロータ６を包囲する上記ステータ５側の各ティース３と対向する複数の磁極部１０が形成されている。

詳述すると、図１〜図３に示すように、本実施形態では、各磁極部１０は、ロータコア８の周縁部に平板状の永久磁石１１を埋設することにより形成される。即ち、本実施形態のブラシレスモータ１は、永久磁石埋め込み型のロータを有する所謂ＩＰＭモータとして構成されている。具体的には、ロータコア８の周縁部には、その軸線方向に穿設された磁石収容孔１３が周方向に等間隔（９０°間隔）で設けられている。そして、各磁極部１０は、これら各磁石収容孔１３に、ロータコア８の径方向と直交する態様で各永久磁石１１を収容・固定することにより形成されている。

ここで、本実施形態では、各永久磁石１１は、各磁石収容孔１３内において、その径方向外側の面が同極（本実施形態ではＳ極）となるように配置されている。そして、これにより、本実施形態のロータ６には、同極性（Ｓ極）を有する４つの磁極部１０が、その周方向に沿って等間隔（９０°）で形成されている。また、各磁極部１０の周方向両端には、空隙１４（１４ａ，１４ｂ）が形成されている。そして、これらの各空隙１４が磁気抵抗となることで、各磁極部１０間には、その周方向において各磁極部１０とは磁気的に区画された鉄心部１６が形成されている。

即ち、各磁極部１０の磁束は、その周方向両端に形成された各空隙１４を迂回するようにロータコア８の内部を経由して各鉄心部１６に流入する。そして、その磁束が径方向外側に向って各鉄心部１６を通過することにより、該各鉄心部１６に、隣接する磁極部１０とは極性の異なる擬似的な磁極が形成されるようになっている。尚、この鉄心部１６における擬似的な磁極形成のメカニズムについては図２５を参照されたい。

つまり、本実施形態のロータ６は、所謂コンクシエントポール型のロータとして構成されている。そして、これにより、そのロータ側の全ての磁極を当該位置に配置された永久磁石により形成する通常のブラシレスモータ（図２６参照）との比較において、その永久磁石の使用量を半分に削減しつつ、その多極化による効果と同様に、小型化・高出力化を図ることが可能な構成となっている。

さらに詳述すると、本実施形態のブラシレスモータ１は、その回転方向が一方向に限定される用途に最適化した構成となっている。即ち、本実施形態では、ロータ６の回転方向は一方向（各図中、反時計回り方向）に規定されている。そして、図２に示すように、上記各磁極部１０の周方向両端に設けられた各空隙１４（１４ａ，１４ｂ）については、そのロータ６の回転方向側に形成された第１の空隙１４ａの周方向幅Ｗ１の方が、ロータ６の反回転方向側に形成された第２の空隙１４ｂの周方向幅Ｗ２よりも大となるように設定されている。

具体的には、図４に示すように、ロータ中心Ｏ及び各磁極部１０（１０ａ）の中心位置Ｐ０を通る直線Ｌ（Ｌ１）とロータ中心Ｏ及び第１の空隙１４ａの回転方向側の端部Ｐ１を通る直線Ｍ１とがなす角度を第１の挟み角θ１と定義する。同様に、ロータ中心Ｏ及び各磁極部１０（１０ｂ）の中心位置Ｐ０を通る直線Ｌ（Ｌ２）とロータ中心Ｏ及び第２の空隙１４ｂの反回転方向側の端部Ｐ２を通る直線Ｍ２とがなす角度を第２の挟み角θ２と定義する。そして、本実施形態のロータ６では、これら第１の挟み角θ１と第２の挟み角θ２とを比較した場合、第１の挟み角θ１の方が第２の挟み角θ２よりも大となるように設定されている。

つまり、各磁極部１０を形成する平板状の永久磁石１１は、ロータコア８の周方向においてそれぞれ等間隔に配置されていることから、上記直線Ｌとロータ中心Ｏ及び各磁極部１０（磁極部１０ａ）の周方向端部Ｐ３を通る直線Ｍ３とがなす角度（挟み角θ０）は全て等しい値となる。従って、上記のように第１の挟み角θ１を第２の挟み角θ２よりも大とすることで、各磁極部１０の周方向両端に設けられた各空隙１４（１４ａ，１４ｂ）のうち、回転方向側に形成された第１の空隙１４ａの周方向幅Ｗ１の方が、反回転方向側に形成された第２の空隙１４ｂの周方向幅Ｗ２よりも大となる（図２参照）。そして、本実施形態では、これにより、上述のようなロータ回転時の鉄心部における磁気中心位置のシフト、及びそれに伴う磁気バランス変動の抑制を図る構成となっている。

即ち、ロータ回転時における磁気バランスの変動は、鉄心部が二つのティースと対向する位置にあるときに、当該鉄心部において、磁気的吸引力が作用する回転方向側の部分では磁束が流れやすくなる一方、磁気的反発力が作用する反回転方向側の部分では磁束が流れ難くなることに起因する（図２８参照）。

しかし、図５に示すように、各磁極部１０の回転方向側に形成される第１の空隙１４ａの周方向幅Ｗ１を第２の空隙１４ｂの周方向幅Ｗ２よりも大とすることで、これら各空隙１４間に形成された鉄心部１６においては、上記のように二つのティース３（３ａ，３ｂ）と対向する際、その反回転方向側のティース３ｂと対向する部分の割合が小さくなる。その結果、当該反回転方向側のティース３ｂの形成する磁気的反発力により抑え込まれる磁束量が減少することで、回転方向側のティース３ａの形成する磁気的吸引力により引き出される磁束量も減少する。

つまり、各空隙１４（１４ａ，１４ｂ）に隔てられた各磁極部１０からロータコア８の内部を経由して各鉄心部１６に流入する磁束の総量は略一定であることから、その反回転方向側に作用する磁気的反発力により抑え込まれる磁束が、回転方向側に作用する磁気的吸引力により引き出される磁束となる。従って、上記のように、その反回転方向側に作用する磁気的反発力により抑え込まれる磁束を減少させることで、鉄心部１６におけるロータ回転時の磁気中心位置（図５中、直線Ｎ２が通過する周方向位置）の回転方向へのシフトを抑制することができる。そして、本実施形態では、これにより、ロータ回転時における磁気バランスの変動を抑制して、更なる高出力化を図る構成となっている。

また、図１〜図３に示すように、本実施形態では、回転方向側に形成された第１の空隙１４ａは、ロータ６（ロータコア８）の周面１８に開口するように形成されている。そして、これにより、当該第１の空隙１４ａの磁気抵抗をより大きなものとして、上記のような反回転方向側のティース３ｂの形成する磁気的反発力の影響を低減する効果を高める構成となっている。

尚、図２に示すように、本実施形態では、第１の空隙１４ａと磁石収容孔１３との間には、両者を区画するブリッジ部１９が形成されている。そして、これにより、当該第１の空隙１４ａをロータコア８の周面１８に開口させることによる強度の低下を抑える構成となっている。

ここで、本実施形態のブラシレスモータ１は、その各磁極部１０及び鉄心部１６の数をそれぞれ「４」とするとともに、ステータ５側のティース３の数を「１２」とすることで、実質的に８極１２スロットのブラシレスモータと同等な構成になっている。即ち、各ティース３間に形成されるスロット数が鉄心部数の倍数であることから、一の鉄心部１６が二つのティース３と対向するときには、その他全ての鉄心部１６も同様に二つのティース３と対向することになる（図１参照）。このため、上記のように、ロータ回転時における磁気バランスの変動を抑制することで、より顕著な効果を得ることができる。

次に、各磁極部の周方向幅Ｗ０及び当該各磁極部の周方向両端にそれぞれ設けられた第１及び第２の空隙の周方向幅Ｗ１，Ｗ２を規定する上記各挟み角（θ０，θ１，θ２）の最適設計について考察する。

図６は、各磁極部１０の周方向幅（径方向と直交する方向の幅）Ｗ０を規定する上記挟み角θ０（図２及び図４参照）とモータトルクとの関係を示すグラフである。本実施形態のブラシレスモータ１が、各磁極部１０間に鉄心部１６を形成することで実質的に８極１２スロットのブラシレスモータと同等な構成を確保していることを考慮すれば、上記挟み角θ０は、略２２°程度が上限であると想定される。そして、同図によれば、モータ出力は、その挟み角θ０が約１８°程度である場合に最大化（１００％）し、当該挟み角θ０が１７°〜１９°の範囲にある場合に、その９９．５％以上を確保することが可能となっている。従って、各磁極部１０は、その挟み角θ０が１７°〜１９°の範囲となるように設定することが望ましい。

また、図７は、各磁極部１０の回転方向に形成される第１の空隙１４ａの周方向幅Ｗ１を規定する上記第１の挟み角θ１（図２及び図４参照）とモータトルクとの関係を示すグラフであり、図８は、各磁極部１０の反回転方向に形成される第２の空隙１４ｂの周方向幅Ｗ２を規定する上記第２の挟み角θ２（図２及び図４参照）とモータトルクとの関係を示すグラフである。

上記のようにブラシレスモータ１は、１２個のスロットを有していることから、上記第１の挟み角θ１は３０°よりも大きいことが望まれる。これは、上記図５に示される本実施形態の構成による作用を有効なものにするためには、当該第１の挟み角θ１が各ティース３の配置間隔である３０°よりも大きいことが望ましいからである。そして、第２の挟み角θ２は、第１の挟み角θ１よりも小さい必要があるため、当然３０°よりも小となる。

更に、図７によれば、モータ出力は、上記第１の挟み角θ１が約３５°程度である場合に最大化（１００％）し、当該第１の挟み角θ１が３３°〜３６°の範囲にある場合に、その９９．５％以上を確保することが可能となっている。従って、第１の空隙１４ａは、この第１の挟み角θ１が３３°〜３６°の範囲となるように設定することが望ましい。

同様に、図８によれば、モータ出力は、第２の挟み角θ２が約２８°程度である場合に最大化（１００％）し、当該第２の挟み角θ２が２７°〜２９°の範囲にある場合に、その９９．５％以上を確保することが可能となっている。従って、第２の空隙１４ｂは、この第２の挟み角θ２が２７°〜２９°の範囲となるように設定することが望ましい。

以上の考察を踏まえ、本実施形態では、各磁極部１０の周方向幅Ｗ０を規定する上記挟み角θ０は１８°、第１の空隙１４ａの周方向幅Ｗ１を規定する上記第１の挟み角θ１は３５°、及び第２の空隙１４ｂの周方向幅Ｗ２を規定する第２の挟み角θ２は２８°となるように、ロータ６が設計されている。そして、これにより、図９に示すように、未対策のコンクシエントポール型のロータを採用する従来品のブラシレスモータ（図２４参照）との比較において、そのモータトルクの向上を図ることが可能となっている。尚、図９は、ロータ側の全ての磁極を当該位置に配置された永久磁石により形成する通常のブラシレスモータ（図２６参照）のモータトルクを１００％として作成されている。

以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）ロータ６には、同極性を有する複数の磁極部１０が、その周方向に沿って等間隔で形成されるとともに、各磁極部１０の周方向両端には、空隙１４（１４ａ，１４ｂ）が形成され、これにより、各磁極部１０間には、その周方向において当該各磁極部１０とは磁気的に区画された鉄心部１６が形成される。また、ロータ６の回転方向は一方向に規定される。そして、上記各空隙１４（１４ａ，１４ｂ）は、その回転方向側に形成された第１の空隙１４ａの周方向幅Ｗ１の方が、ロータ６の反回転方向側に形成された第２の空隙１４ｂの周方向幅Ｗ２よりも大となるように設定される。

即ち、上記のような所謂コンクシエントポール型のロータにおけるロータ回転時の磁気変動の問題は、その鉄心部が二つのティースと対向する位置にあるときに、同鉄心部において、磁気的吸引力が作用する回転方向側の部分では磁束が流れやすくなり、磁気的反発力が作用する反回転方向側の部分では磁束が流れ難くなることに起因する。つまり、回転方向側のティースと対向する部分では、鉄心部を通過する磁束が径方向に引き出される一方、反回転方向のティースと対向する部分では、その径方向における磁束の通過が抑え込まれる。そして、これにより当該鉄心部における磁気中心位置が回転方向にシフトすることで、ロータの磁気バランス変動が発生するのである。

しかしながら、上記構成によれば、その鉄心部１６が、二つのティース３（３ａ，３ｂ）と対向する際、磁気的反発力を形成する反回転方向側のティース３ｂと対向する部分の割合が小さくなる。即ち、当該反回転方向側のティース３ｂの形成する磁気的反発力により抑え込まれる磁束量が減少することで、回転方向側のティース３ａの形成する磁気的吸引力により引き出される磁束量も減少する。その結果、当該鉄心部１６における回転方向への磁気中心位置のシフトを抑えて、磁気バランスの変動を抑制することができる。そして、その磁気バランスの改善により、モータ出力の向上等、更なる高性能化を図ることができるようになる。

（２）ロータ中心Ｏ及び各磁極部１０の中心位置Ｐ０を通る直線Ｌとロータ中心Ｏ及び第１の空隙１４ａの回転方向側の端部Ｐ１を通る直線Ｍ１とがなす角度を第１の挟み角θ１と定義する。同様に、直線Ｌとロータ中心Ｏ及び第２の空隙１４ｂの反回転方向側の端部Ｐ２を通る直線Ｍ２とがなす角度を第２の挟み角θ２と定義する。そして、これら第１の挟み角θ１と第２の挟み角θ２とを比較した場合、第１の挟み角θ１の方が第２の挟み角θ２よりも大となるように設定される。

上記構成によれば、確実に、第１の空隙１４ａの周方向幅Ｗ１を第２の空隙１４ｂの周方向幅Ｗ２よりも大とすることができる。
（３）ブラシレスモータ１は、各４つの各磁極部１０及び鉄心部１６を有するとともに、１２個のスロットを有している。

即ち、スロット数が鉄心部数の倍数であることから、一の鉄心部１６が二つのティース３と対向するときには、その他全ての鉄心部１６も同様に二つのティース３と対向することになる。従って、このような構成のブラシレスモータ１について上記（１）の発明を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。

（４）第１の挟み角θ１は３０°よりも大きく、第２の挟み角θ２は、３０°よりも小さく設定される。
即ち、ブラシレスモータ１は、各４つの各磁極部１０及び鉄心部１６を有することから、実質的に８極１２スロットのブラシレスモータと同等である。従って、上記（１）の発明の効果を有効なものにするためには、第１の挟み角θ１は３０°よりも大きいことが望ましい。そして、第２の挟み角θ２は、第１の挟み角θ１よりも小さい必要があることから、当然に３０°よりも小となる。

（５）ロータ６は、各磁極部１０の周方向幅Ｗ０を規定する上記挟み角θ０は１８°、第１の空隙１４ａの周方向幅Ｗ１を規定する上記第１の挟み角θ１は３５°、及び第２の空隙１４ｂの周方向幅Ｗ２を規定する第２の挟み角θ２は２８°となるように設計される。

これにより、各磁極部１０と各鉄心部１６との関係を最適化することができる。その結果、その磁気バランスの改善により、モータ出力の向上等、更なる高性能化を図ることができるようになる。

（６）各磁極部１０は、ロータコア８の周縁部に平板状の永久磁石１１を埋設することにより形成される。そして、第１の空隙１４ａは、ロータ６（ロータコア８）の周面１８に開口するように形成される。

上記構成によれば、第１の空隙１４ａの磁気抵抗をより大きなものとして、反回転方向側のティース３（３ｂ）の形成する磁気的反発力の影響を低減する効果を高めることができる。

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

図１０は、第２実施形態におけるモータの断面一部を示す。図１０に示すようにロータ６０の鉄心部６１は、径方向外側の外側面６１ｘの周方向略中央部が各磁極部１０の外側面１０ｘを繋いだ円周Ｃ（例えばロータ中心Ｏからの半径２２ｍｍ）に位置し、外側面６１ｘの周方向両端部側が同円周Ｃ上から径方向内側に次第に離間する。つまり、鉄心部６１の外側面６１ｘは、各磁極部１０の外側面１０ｘを繋いだ円周Ｃよりも曲率が大きく（曲率半径が小さく）形成され、外側面６１ｘの周方向略中央部から端部に向かうほど、ステータ５（ティース３）から次第に離間するように構成されている。

また、鉄心部６１は、隣接する磁極部１０の周方向中間位置とロータ中心Ｏとを通る直線ＣＬ（直線Ｌ（Ｌ２）及び直線Ｌ（Ｌ１）から４５度の直線）上における所定点Ｘ１を中心とし、半径Ｒ１となる円弧を描くように形成されている。そのため、鉄心部６１の回転方向側の周方向端部（回転方向側の端部）Ｐ１の方が反回転方向側の周方向端部（反回転方向側の端部）Ｐ２よりもステータ５（ティース３）から離れた位置、つまり径方向内側となるように構成されている。

ここで、各磁極部１０の外側面１０ｘを繋いだ円周Ｃの半径をＲ０、鉄心部６１の外側面６１ｘの半径をＲ１とした場合、その比Ｒ１／Ｒ０を変化させたときのロータ６０のコギングトルクを図１１に示す。尚、この図１１では、上記第１実施形態でも述べたように挟み角θ０が約１８°、第１の挟み角θ１が約３５°、第２の挟み角θ２が約２８°の時の比Ｒ１／Ｒ０の変化に伴うコギングトルクの変化を示している。

また、図１１では、Ｒ１／Ｒ０＝１としたとき（鉄心部６１の外側面６１ｘの曲率を変化させていない時）のコギングトルクを１００％とすると、そのＲ１／Ｒ０が小さく（鉄心部６１の外側面６１ｘの曲率が円周Ｃよりも大きく）なるに連れて、コギングトルクが十分に小さくなる。そして、Ｒ１／Ｒ０が０．７≦Ｒ１／Ｒ０＜１となる範囲において比較的大きくコギングトルクが減少される。そして、Ｒ１／Ｒ０が０．７より小さくなるにつれてコギングトルクの減少幅が小さくなり、Ｒ１／Ｒ０＝０．６近傍からコギングトルクの減少幅は更に小さくなり、Ｒ１／Ｒ０＝０．６でコギングトルクが３７％程度まで減少する。また、Ｒ１／Ｒ０＜０．６となるとコギングトルクの減少幅は殆どなくなり、これ以降、コギングトルクの減少が見られないことがわかる。

上述のことを踏まえ、本実施形態のロータ６０では、鉄心部６１の外側面６１ｘの曲率度合いが０．６≦Ｒ１／Ｒ０＜１の範囲内のいずれかに設定される。特に、コギングトルクの減少のみについて考慮すれば、０．６≦Ｒ１／Ｒ０≦０．７の範囲が望ましく、コギングトルクの減少幅（グラフにおける線の傾斜）について考慮すれば、０．７≦Ｒ１／Ｒ０＜１の範囲であってもその効果を期待できる。これらのことにより、本実施形態では、磁極部１０と鉄心部６１との間で起こりうる磁束密度の急峻な変化が抑制され、コギングトルクの低減を図ることができる。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）鉄心部６１の外側面６１ｘが位置する基準の円周に対し、その外側面６１ｘの周方向両端部Ｐ１，Ｐ２が基準の円周Ｃから曲線的に径方向内側に次第に離間する構成とされる。これにより、鉄心部６１の周方向両端部Ｐ１，Ｐ２ほどステータ５との径方向の間隙が次第に拡大するため、それに伴って鉄心部６１の磁極端部付近での磁束密度の突出変化度合いが小さくなり、また鉄心部６１の周方向中央付近における磁束密度の落ち込み度合いも小さくなる。そのため、磁束密度の急峻な変化が抑制、つまりコギングトルクの低減を図ることができる。

（２）鉄心部６１はその外側面６１ｘ全体が一定の曲率を以て湾曲形状をなすものであり、その外側面の曲率の半径Ｒ１と基準の円周の半径Ｒ０との比Ｒ１／Ｒ０が、０．６≦Ｒ１／Ｒ０＜１の範囲内に設定される。これにより、コギングトルクの低減がなされる（図１１参照）。また、前述の範囲において特に、Ｒ１／Ｒ０が０．６近傍であるほどコギングトルクが低減される。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第２実施形態では、挟み角θ０が約１８°、第１の挟み角θ１が約３５°、第２の挟み角θ２が約２８°の時の比Ｒ１／Ｒ０と、コギングトルクとの関係について言及したが、これに限らない。例えば、図６〜図８に示すように挟み角θ０が１７°〜１９°の範囲、第１の挟み角θ１が３３°〜３６°の範囲、第２の挟み角θ２が２７°〜２９°の範囲であっても上記第２実施形態同様に比Ｒ１／Ｒ０と、コギングトルクとの関係を得ることができる。

・上記第２実施形態では、鉄心部６１の外側面６１ｘの曲率を変更することでコギングトルクの抑制を図る構成としたが、これに加え、図１２に示すように磁極部６２の外側面６２ｘの曲率を変更してもよい。詳述すると図１２に示すように、磁極部６２は、径方向外側の外側面６２ｘの周方向中央部が円周Ｃに位置し、外側面６２ｘの周方向両端部側が同円周Ｃ上から径方向内側に次第に離間する。つまり、磁極部６２の外側面６２ｘは、円周Ｃよりも曲率が大きく（曲率半径が小さく）形成され、外側面６２ｘの周方向中央部から端部に向かうほど、ステータ５（ティース３）から次第に離間するように構成されている。この時、磁極部６２は、直線Ｌ（Ｌ１）、直線Ｌ（Ｌ２）上における各所定点Ｘ２を中心とし、半径Ｒ２となる円弧を描くように形成されている。尚、図１２において点Ｘ２はロータ中心Ｏからの距離が点Ｘ１及びロータ中心Ｏ間と同じに設定され、つまりＲ１＝Ｒ２となるように磁極部６２の外側面６２ｘが形成されている。

ここで、円周Ｃの半径Ｒ０と鉄心部６１の外側面６１ｘの半径Ｒ１との比Ｒ１／Ｒ０、及び円周Ｃの半径Ｒ０と磁極部６２の外側面６２ｘの半径Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ０を変化させたときのロータ６０のコギングトルクを図１３に示す。この図１３では、上記第２実施形態同様に挟み角θ０が約１８°、第１の挟み角θ１が約３５°、第２の挟み角θ２が約２８°の時の比Ｒ１／Ｒ０及び比Ｒ２／Ｒ０の変化に伴うコギングトルクの変化を示している。尚、本構成において、図６〜図８に示すように挟み角θ０が１７°〜１９°の範囲、第１の挟み角θ１が３３°〜３６°の範囲、第２の挟み角θ２が２７°〜２９°の範囲であっても図１３と同様の結果を得ることができる。

図１１では、Ｒ１／Ｒ０＝Ｒ２／Ｒ０＝１としたとき（鉄心部６１及び磁極部６２の外側面６１ｘ，６２ｘの曲率を変化させていない時）のコギングトルクを１００％とすると、そのＲ１／Ｒ０及びＲ２／Ｒ０が小さくなるに連れて、コギングトルクが十分に小さくなる。そして、Ｒ１／Ｒ０及びＲ２／Ｒ０が０．７≦Ｒ１／Ｒ０＝Ｒ２／Ｒ０＜１となる範囲において比較的大きくコギングトルクが減少される。そして、Ｒ１／Ｒ０及びＲ２／Ｒ０が０．７より小さくなるにつれてコギングトルクの減少幅が小さくなり、Ｒ１／Ｒ０＝０．６近傍からコギングトルクの減少幅は更に小さくなり、Ｒ１／Ｒ０＝Ｒ２／Ｒ０＝０．６でコギングトルクが１６％程度まで減少する。つまり、鉄心部６１の外側面６１ｘの曲率の変更に加え、磁極部６２の外側面６２ｘの曲率を変更させることで、コギングトルクをより低減させることができる。

尚、上記構成において、半径Ｒ２＝半径Ｒ１としたが、これに限らず、半径Ｒ１＞半径Ｒ２若しくは、半径Ｒ１＜半径Ｒ２となる構成であってもよい。但し、半径Ｒ１，Ｒ２がともに円周Ｃの半径Ｒ０より小さいこととする。

・上記第１及び第２実施形態では、ロータ６には、各４つの磁極部１０及び鉄心部１６が形成されるとともに、ステータ５は、１２個のスロット（ティース３）を有することとした。しかし、各磁極部間に鉄心部を形成する所謂コンクシエントポール型のロータを有するブラシレスモータであれば、その磁極部数（鉄心部数）、及びスロット数は、これに限るものではない。尚、上記第１実施形態の（３）に記載のように、そのスロット数が鉄心部数の倍数である構成において、より顕著な効果を得ることができる。

・上記第１及び第２実施形態では、本発明を、各磁極部１０が、ロータコア８の周縁部に永久磁石１１を埋設することにより形成される所謂永久磁石埋め込み型（ＩＰＭ）のロータ６に具体化した。しかし、これに限らず、本発明は、各磁極部がロータの周面に固着された永久磁石により形成されるものに具体化してもよい。

・また、上記第１及び第２実施形態では、第１の空隙１４ａは、ロータ６（ロータコア８）の周面１８に開口するように形成されることとした。しかし、これに限らず、第２の空隙１４ｂも周面１８に開口させてもよい。また、各空隙１４の双方とも周面１８に開口させない構成に具体化してもよい。

・上記第１及び第２実施形態では、各磁極部１０は、平板状の永久磁石１１を用いてを形成されることとした。しかし、これに限らず、本発明は、図１４及び図１５に示すように、各磁極部２０が、湾曲板状の永久磁石２１により形成される構成に具体化してもよく、また、図１６及び図１７に示すように、平板状の永久磁石１１をＶ字状に配置することによって各磁極部２０を形成する構成に具体化してもよい。

・上記第１及び第２実施形態では、各ティース３のそれぞれに巻線４を巻回した所謂集中巻にてステータ５を構成したが、これに限らず例えば図１８及び図１９に示すように複数（例えば５つ）のティース５０に亘って巻線５１を巻回した所謂分布巻にてステータ５２を構成してもよい。このような構成においても、上記各実施形態同様の効果を得ることができる。尚、分布巻にて構成されたステータ５２のティース５０の本数は磁極数等により適宜変更してもよい。

上記の分布巻にて構成されたステータ５２に加え、例えば、上記各実施形態同様に各４つの磁極部１０及び鉄心部１６を形成してロータ５３を構成しつつ、加えて図１８に示すように、２４個のスロット（ティース５０）を有する構成を採用してもよい。このような構成においても、スロット数が鉄心部数の倍数であるため、一の鉄心部１６が三つのティース５０と対向するときには、その他全ての鉄心部１６も同様に三つのティース５０と対向することになる。従って、このような構成について上記第１実施形態の（１）の発明に適用することで、より顕著な効果を得ることができる。

また、このような構成においては、上記各実施形態同様に、例えば図１９に示すように、ロータ中心Ｏ及び各磁極部１０の周方向中心位置Ｐ０を通る直線Ｌとロータ中心Ｏ及び各磁極部１０の周方向端部Ｐ３を通る直線Ｍ３とがなす角度である挟み角θ０が約１６°程度であることが望ましい。例えば、図２０に示すように、挟み角θ０が約１６°程度である場合にモータトルク（モータ出力）が最大化（１００％）し、当該挟み角θ０が１５°〜１７°の範囲にある場合に、９９．５％以上のモータトルクを確保することが可能となっており、挟み角θ０を１５°〜１７°と設定しても好適なトルクを得ることができる。

また、ロータ中心Ｏ及び各磁極部１０（１０ａ）の中心位置Ｐ０を通る直線Ｌ（Ｌ１）とロータ中心Ｏ及び第１の空隙１４ａの回転方向側の端部Ｐ１を通る直線Ｍ１とがなす角度である挟み角θ１が約３４°程度であることが望ましい。例えば、図２１に示すように、第１の挟み角θ１が約３４°程度である場合に、モータトルクが最大化（１００％）し、当該第１の挟み角θ１が３３°〜３６°の範囲にある場合に９９．５％以上且つ１００％近傍のモータトルクを確保することが可能となっており、第１の挟み角θ１を３３°〜３６°と設定しても好適なトルクを得ることができる。

更に、ロータ中心Ｏ及び各磁極部１０（１０ｂ）を中心位置Ｐ０を通る直線Ｌ（Ｌ２）とロータ中心Ｏ及び第２の空隙１４ｂの反回転方向側の端部Ｐ２を通る直線Ｍ２とがなす角度である第２の挟み角θ２が約２９°程度であることが望ましい。例えば、図２２に示すように、第２の挟み角θ２が約２９°程度である場合にモータトルクが最大化（１００％）し、当該第２の挟み角θ２が２８°〜３０°の範囲にある場合に、９９．５％以上のモータトルクを確保することが可能となっており、第２の挟み角θ２を２８°〜３０°と設定しても好適なトルクを得ることができる。

更に、このような分布巻のステータ５２を備えたブラシレスモータ５５においても、回転方向側に形成された第１の空隙１４ａは、ロータ５３（ロータコア８）の周面１８に開口するように形成されている。そのため、第１の空隙１４ａの磁気抵抗をより大きなものとして、上記第１実施形態でも記載したように鉄心部１６と径方向において対向するティース５０の内で反回転方向側のティース５０ａの形成する磁気的反発力の影響を低減する効果を高める構成となっている。そのため、図２３にて破線にて記した矢印の長さにて示すように、鉄心部１６における磁束密度の差が回転方向側及び反回転方向側において比較的少なく、所謂磁気バランスを良好とすることができる。そのため、分布巻のステータ５２を備えたブラシレスモータ５５においても更なる高出力化を図ることができる。

・上記第１及び第２実施形態では、各永久磁石１１は、その径方向外側の面がＳ極となるように配置されることとした。しかし、これに限らず、その径方向外側がＮ極となるように各磁極部を形成する構成であってもよい。

１，３１，４１，５５…ブラシレスモータ、３（３ａ，３ｂ），３７（３７ａ，３７ｂ），５０（５０ａ）…ティース、４，３８，５１…巻線、５，３５，５２…ステータ、６，３２，４２，５３、６０…ロータ、８…ロータコア、１０，２０，３３、６２…磁極部、１１，２１，３０…永久磁石、１３…磁石収容孔、１４（１４ａ，１４ｂ），３４…空隙、１４ａ…第１の空隙、１４ｂ…第２の空隙、１６，３６、６１…鉄心部、１８…周面、６１ｘ…鉄心部の外側面、６２ｘ…磁極部の外側面、Ｃ…基準の円周、Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２…周方向幅、Ｏ…ロータ中心、Ｌ（Ｌ１，Ｌ２），Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…直線、θ０…挟み角、θ１…第１の挟み角、θ２…第２の挟み角。

Claims (12)

1. 複数のティースに巻線を巻回してなるステータと、前記各ティースに対向する複数の磁極部を有して回転自在に前記ステータの内側に設けられたロータとを備え、前記ロータには、永久磁石により形成された同極性を有する前記各磁極部が周方向に等間隔で設けられるとともに、前記各磁極部間には、該各磁極部の両端に磁気抵抗となる空隙を形成することにより前記各磁極部の磁束が径方向に通過する鉄心部が形成されたブラシレスモータにおいて、
   前記ロータは回転方向が一方向に規定されるものであって、
   前記各磁極部の両端に設けられた各空隙のうち、前記ロータの回転方向側の第１の空隙の周方向幅を反回転方向側の第２の空隙の周方向幅よりも大きく設定したこと、
   を特徴とするブラシレスモータ。
2. 請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、
   ロータ中心及び各磁極部の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記第１の空隙の回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度を第１の挟み角とし、前記ロータ中心及び前記各磁極の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記第２の空隙の反回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度を第２の挟み角とした場合に、
   前記第１の挟み角を前記第２の挟み角よりも大としたこと、
   を特徴とするブラシレスモータ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ロータには、各４つの磁極部及び鉄心部が形成され、
   前記ステータには、前記各ティース間に１２個のスロットが形成されるとともに、前記各ティースに巻回された巻線には三相交流が通電されること、
   を特徴とするブラシレスモータ。
4. 請求項３に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記第１の挟み角を３０°よりも大とし、前記第２の挟み角を３０°よりも小としたこと、を特徴とするブラシレスモータ。
5. 請求項４に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ロータ中心及び前記各磁極部の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び該各磁極部の周方向端部を通過する直線と間の挟み角を１７°〜１９°とし、前記第１の挟み角を３３°〜３６°、及び前記第２の挟み角を２７°〜２９°としたこと、
   を特徴とするブラシレスモータ。
6. 請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ロータには、各４つの磁極部及び鉄心部が形成され、
   前記ステータには、前記各ティース間に２４個のスロットが形成されるとともに、前記各ティースに巻回された巻線には三相交流が通電されるとともに、該巻線は複数のティースに亘って分布巻きされており、
   前記ロータ中心及び各磁極部の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記第１の空隙の回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度である第１の挟み角を３０°よりも大とし、前記ロータ中心及び前記各磁極の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記第２の空隙の反回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度である第２の挟み角を３０°以下としたこと、
   を特徴とするブラシレスモータ。
7. 請求項６に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ロータ中心及び前記各磁極部の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記各磁極部の周方向端部を通過する直線と間の挟み角を１７°〜１９°とし、前記第１の挟み角を３３°〜３６°、及び前記第２の挟み角を２８°〜３０°としたこと、
   を特徴とするブラシレスモータ。
8. 請求項１〜請求項７の何れか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記各磁極部は、前記永久磁石を前記ロータに埋設してなるとともに、
   前記第１の空隙は、前記ロータの周面に開口するように形成されること、
   を特徴とするブラシレスモータ。
9. 請求項１〜請求項８の何れか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記鉄心部の外側面が位置する基準の円周に対し、前記鉄心部の外側面の周方向両端部が前記基準の円周から曲線的に径方向内側に次第に離間するように構成されたこと、
   を特徴とするブラシレスモータ。
10. 請求項９に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記磁極部の外側面が位置する基準の円周に対し、前記磁極部の外側面の周方向両端部が前記基準の円周から曲線的に径方向内側に次第に離間するように構成されたこと、
    を特徴とするブラシレスモータ。
11. 請求項９に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記鉄心部はその外側面全体が一定の曲率を以て湾曲形状をなすものであり、その外側面の曲率の半径Ｒ１と前記基準の円周の半径Ｒ０との比Ｒ１／Ｒ０が、０．６≦Ｒ１／Ｒ０＜１の範囲内に設定されていること、
    を特徴とするブラシレスモータ。
12. 請求項１０に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記鉄心部及び前記磁極部はそれら各外側面全体が一定の曲率を以て湾曲形状をなすものであり、前記鉄心部の外側面の曲率の半径Ｒ１と前記基準の円周の半径Ｒ０との比Ｒ１／Ｒ０、及び前記磁極部の外側面の曲率の半径Ｒ２と前記半径Ｒ０との比Ｒ２／Ｒ０が０．６≦Ｒ２／Ｒ０＝Ｒ１／Ｒ０＜１となる範囲に設定されていること、
    を特徴とするブラシレスモータ。

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