JP2003088078A - ブラシレスｄｃモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシレスＤＣモータの効率や最大トルクを
低下させることなく、コギングによるトルク脈動を低減
する。 【解決手段】 ステータコア１の内側には、歯幅の大き
い（θr）大歯部１０と、歯幅の小さい（θs＜θr）小
歯部１１とを交互に形成している。このステータコア１
の内部に配設された表面永久磁石型ロータが回転すると
き、ロータの各磁極とステータコア１の歯部１０、１１
およびスロット開口部１３との位置関係がそれぞれの磁
極の間で異なるため、コギングによるトルク脈動は分散
されて、合成トルクにおける変動が小さくなる。さら
に、ステータ巻線を磁極ピッチとほぼ同じ（全節巻）と
することで、発生トルクを大きくして効率の向上を図っ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ブラシレスＤＣ
モータに関するものであり、特に家電・ＦＡ・車載機器
用などの低トルク変動を必要とする用途に用いられるモ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、家電用や産業機器用、車載機器用
の小型モータとしてブラシレスＤＣモータが広く使用さ
れている。このようなモータのステータコアはスロット
つきのものがほとんどである。というのは、スロットへ
の巻線の巻回が容易であるために製造コストが低く、し
かも発生トルクはコアの歯部に作用し、巻線に電磁力が
働かないために機械的に丈夫な構造とすることができる
からである。

【０００３】ところで、スロットつきステータコアを有
するモータでは、ロータの回転に伴ってロータのマグネ
ットがステータコアの歯部およびスロット開口部の近傍
を交互に通過することになるため、両者の磁気抵抗の違
いに基づくトルクの脈動（コギング）が生じる。このコ
ギングによってロータの滑らかな回転が損なわれ、また
騒音や振動の原因となるため、従来よりコギングを低減
するための工夫が各種提案されている。

【０００４】例えば、スロット数を増加することによっ
て、コギングによるトルク脈動の周波数を高くして、ロ
ータが有する機械的時定数により形成されるローパスフ
ィルタによって脈動成分の低減を図る方法がある。

【０００５】また、他の方法としては、マグネットの形
状や着磁パターンを工夫してギャップにおける円周方向
の磁気抵抗もしくは磁束密度の分布を緩やかに変化さ
せ、このような構造のモータを正弦波駆動することによ
って、磁気抵抗の急激な変化に伴うコギングの影響を低
減するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た方法では、コギングは低減されるものの、以下のよう
な問題がある。

【０００７】すなわち、スロット数を増やす方法では、
スロット数が増加することによってステータコアの開口
部分が増えるため、ステータコアとロータ磁極との間の
ギャップの磁気抵抗が等価的に大きくなっており、その
結果、実効的な磁束密度が低下してモータとしての特性
や効率の低下を招く。

【０００８】また、マグネットの形状や着磁パターンを
工夫したモータでは、正弦波駆動された場合には滑らか
な回転が得られるが、正弦波駆動を行うためには位置セ
ンサとしてエンコーダやレゾルバなどの比較的高価なセ
ンサが必要であり、また制御も複雑となるため高コスト
となる。一方、低コストかつ制御が容易なためにより広
く用いられている矩形波通電方式によってこのようなモ
ータを駆動する場合には、以下の理由によって、却って
大きなトルク脈動を生じることがある。

【０００９】すなわち、矩形波通電方式においては、各
巻線に発生する逆起電力波形も矩形波となることが望ま
しい。というのは、このとき、巻線に発生する逆起電力
と電流との積として発生するトルク波形も矩形波状とな
り、発生トルクが最大となるとともに、各相によるトル
クを合成して得られる回転トルクがロータの回転角度に
よらず一定となるからである。矩形波通電によってこの
ような逆起電力を発生させるためには、マグネットによ
るギャップ部の磁束密度分布も矩形波状になっているこ
とが必要であるが、コギング低減のためにマグネットに
よる磁束密度分布の変化を緩やかにしているため、逆起
電力波形は矩形波から台形波もしくは正弦波に近づくこ
ととなり、その結果、発生するトルクも一定とはならず
脈動することとなる。

【００１０】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、ブラシレスＤＣモータの効率を低下させることな
くコギングを低減し、矩形波通電駆動時におけるトルク
変動を低減することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、内側に向けて突出した複数の歯部と、隣り合う２つ
の前記歯部の間に形成された複数のスロットとを有する
リング状に形成されたステータコアと、前記スロットに
分布巻線方式で設けられた複数相のステータ巻線と、外
周に複数の磁極を周方向に配列してなる永久磁石を有
し、前記ステータコア内部に配設されたロータとを備え
るブラシレスＤＣモータであって、上記目的を達成する
ため、前記複数の歯部の歯幅が、少なくとも２種類に設
定されていることを特徴としている。

【００１２】このように構成された発明では、ステータ
コアに設けられた各歯部の歯幅を全て同じとせず、互い
に異なる２種類以上の歯幅を持つ歯部を混在させてい
る。そのため、ロータに設けられた複数の各磁極と、ス
テータコアの各歯部および各スロット開口部との相対的
な位置関係が、どの磁極についても同じとなることはな
い。したがって、各磁極が各歯部および各スロット開口
部の近傍を通過するタイミングは、同時ではなくいくら
かずれることとなる。

【００１３】前述したように、コギング現象は、磁気抵
抗の異なる歯部とスロット開口部とがギャップ部に交互
に配列しており、その近傍をロータの磁極が通過するこ
とによって生じている。したがって、各歯部の歯幅を全
て等しくしている従来のモータにおいては、ロータの各
磁極がステータコアの各歯部および各スロット開口部の
近傍を通過するタイミングはどの磁極でも同じとなるた
め、各磁極で発生するコギングトルクが全て足し合わさ
れて大きなトルク脈動を発生している。

【００１４】これに対して、本発明のように、各磁極が
各歯部および各スロット開口部を通過するタイミングが
ずれることによって、各磁極で発生するコギングトルク
が分散されてトルク脈動は小さくなる。しかも、コギン
グによるトルク脈動の周波数成分が高くなるので、ロー
タの機械的時定数によるローパスフィルタ効果によって
さらにトルク脈動を小さくすることができる。

【００１５】また、請求項２に記載の発明は、前記ステ
ータコアが、第１の歯幅を有する大歯部と、前記第１の
歯幅より小さい第２の歯幅を有する小歯部とが交互に配
設されてなることを特徴としている。

【００１６】このように構成された発明では、隣り合う
歯部の歯幅が異なっており、ロータの磁極が歯幅の異な
るこれらの歯部の近傍を交互に通過するために、脈動ト
ルクは高周波成分を多く含むこととなる。そのため、ロ
ータの機械的時定数によるローパスフィルタ効果によっ
てトルクの脈動を小さくすることができる。

【００１７】また、歯部の歯幅が大小２通りで、しかも
それらを交互に配置するので各歯部を全て等ピッチで配
列することが容易であり、このようにした場合には各ス
テータ巻線のピッチを一定とすることができ、巻線の巻
回が容易となって、製造コストの上昇を抑えることがで
きる。

【００１８】また、請求項３に記載の発明は、前記ステ
ータ巻線の巻線ピッチが前記ロータの磁極１極あたりの
ピッチとほぼ等しいことを特徴としている。このように
構成された発明では、ステータ巻線の巻線ピッチとロー
タの磁極ピッチをほぼ等しくする、いわゆる全節巻とす
ることによって、各ステータ巻線に鎖交する各磁極から
の磁束が最大となるため、ロータの回転に伴って各ステ
ータ巻線に誘起する逆起電力が最大となり、このとき発
生トルクも最大とすることができる。

【００１９】また、請求項４に記載の発明は、前記ステ
ータ巻線が３相の巻線を有し、１２０°矩形波通電方式
によって駆動されることを特徴としている。

【００２０】このように構成された発明では、３相各相
のステータ巻線に１２０°ずつ位相をずらせた矩形波通
電を行うことによって、各ステータ巻線には矩形波状の
電流が流れる。しかも、ロータ外周面に設けたリング状
の永久磁石によってギャップ部の磁束密度分布も矩形波
状となっているため、ロータの回転に伴って各ステータ
巻線に誘起する逆起電力も矩形波状となる。そのため、
電流と逆起電力との積に比例して現れるトルクも矩形波
状となり、その大きさは最大となるとともに、１相あた
りの通電期間を通して一定となる。そして、３相各相の
巻線に１２０°ずつ位相をずらせて通電することによ
り、各相のトルクを加算した合成トルクはロータの回転
位置によらず一定となり、脈動のない回転トルクを得る
ことができる。

【００２１】さらに、このような通電方式は、所定のタ
イミングに基づく複数のスイッチング素子の単なるオン
・オフ動作の組み合わせによって実現することができ、
しかも、位置センサとして安価なホールＩＣを使用する
ことができるので、制御および駆動回路を簡単かつ低コ
ストに構成することが可能である。

【００２２】

【発明の実施の形態】この発明にかかるブラシレスＤＣ
モータの一実施形態として、例えば自動車に搭載される
電動パワーステアリング用のブラシレスＤＣモータ（以
下、単に「モータ」という）について、以下に説明す
る。このような用途のモータについては低コギングトル
ク、低コスト化に対する要求が厳しいため、本発明の適
用対象として好適なものである。ここに、図１は、この
実施形態のブラシレスＤＣモータの構造を示す断面図で
ある。また、図２は、このモータのステータ巻線の接続
を示す結線図であり、図３はこの巻線に印加する駆動電
圧波形の一例を示す図である。

【００２３】この実施形態のモータは、３相のステータ
巻線を有する３相ブラシレスＤＣモータであり、図１に
示すように、内側に向けて突出した１２個の歯部を有す
るステータコア１と、隣接する２つの歯部の間に形成さ
れたスロット１２に分布巻線方式で巻回された１相あた
り４組のステータ巻線Ｕ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜
Ｗ４と、ステータコア１の内部に配設されたロータ２と
で構成されている。ステータコア１の構造の詳細につい
ては後述する。

【００２４】ロータ２は、図１に示すように、円筒形の
ロータコア２０と、ロータコア２０の外周面に取りつけ
られた、４分割されたリング状の永久磁石２１〜２４と
で構成されており、後述するステータ巻線への通電によ
ってステータコア１内部に発生する回転磁界によって回
転するように構成されている。ここで、永久磁石２１〜
２４の代わりに、周方向に複数の磁極が配列された１個
のリング状永久磁石で構成することもできる。

【００２５】なお、永久磁石２１および２３は、半径方
向外側（ステータコア１の歯部に対向する側）がＮ極と
なるように着磁される一方、他の永久磁石２２および２
４はＳ極が外側となるように着磁されていて、隣り合う
磁石どうしの極性が反対となるように、ロータ２の外周
面に取りつけられている。そのため、ロータ２の外周上
には、１周あたりＮ→Ｓ→Ｎ→Ｓと２周期にわたって変
化する矩形波状の磁束が分布していることになる。すな
わち、このモータは４つの磁極を持つ４極ロータ２を有
する表面永久磁石（ＳＰＭ）型モータであり、磁極１極
あたりの占める角（磁極ピッチ）ψは９０°となってい
る。そして、このモータでは機械角１８０°が電気角３
６０°に相当している。

【００２６】また、各ステータ巻線Ｕ１〜Ｕ４、Ｖ１〜
Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４は、図１に示すように、それぞれ３つ
の歯部を跨ぐように巻かれており、その巻線ピッチはほ
ぼ９０°となっていて、ロータ２の磁極ピッチψとほぼ
一致するように構成されている。これらの巻線は、図２
に示すように、１相あたり４個ずつ並列に接続されてお
り、かつ各相の間でスター結線されている。例えば、Ｕ
相を構成する４個の巻線Ｕ１〜Ｕ４は、図２に示すよう
に互いに並列に接続されており、これらの巻線Ｕ１〜Ｕ
４の一方端がＵ相駆動端子Ｕに接続される一方、他方端
が中性点Ｎに接続されている。Ｖ相、Ｗ相についても同
様であり、各相４個の巻線が並列に接続されてその一方
端が各相駆動端子ＶまたはＷに接続され、他方端が中性
点Ｎに接続されている。

【００２７】そして、各相の４個のステータ巻線は、図
１に示すように、ステータコア１の中心軸に対して、互
いに９０°ずつずれた位置に配設されている。

【００２８】このようなステータ巻線に対して、図示し
ない３相インバータ駆動装置が１２０°（電気角）矩形
波通電方式にて通電を行うことにより、ロータ２が回転
する。例えば、各相駆動端子Ｕ、Ｖ、Ｗに対して、イン
バータ駆動装置より図３に示す波形の駆動電圧を印加し
たとき、この駆動電圧による入力電流の方向が順次変化
するのに伴って、ステータコア１とロータ２との間のギ
ャップＧに図１の時計方向に回転する回転磁界が発生
し、この回転磁界によってロータ２に回転トルクが作用
し、ロータ２は図１の時計方向に回転する。前述したよ
うに、このモータは４極のロータ２を有しており、この
ような３相の通電１サイクル（電気角で３６０°）に対
してロータ２は１／２回転（機械角で１８０°）するこ
ととなる。

【００２９】次に、このモータにおけるステータコア１
の構造について、図４および図５を参照しつつ、さらに
詳しく説明する。図４は、この実施形態のモータにおけ
るステータコア１の断面構造を示す図である。また、図
５は、本実施形態との比較のために示す従来のステータ
コアの断面構造図である。

【００３０】このステータコア１では、図４に示すよう
に、１２個の歯部の歯幅が一様ではない。すなわち、ス
テータコア１の中心軸から先端部１０ａを見込む角度が
θrなる大歯部１０と、先端部１１ａを見込む角度がθs
（θs＜θr）なる小歯部１１とが交互に配列している。
また、大歯部１０の先端部１０ａの幅が小歯部１１の先
端部１１ａの幅より大きいことに対応して、それぞれの
基部１０ｂおよび１１ｂの幅も、先端部１０ａおよび１
１ａの歯幅と同じ比率となるように形成されている。

【００３１】これらの歯部１０および１１は、上記のよ
うに歯幅は異なっているが、その中心線はステータコア
１の円周方向に対して等ピッチとなるように配置されて
いる。すなわち、１つの歯部１０および隣接する歯部１
１のそれぞれの中心線のなす角は、どの歯部についても
３０°と一定である。

【００３２】これらの歯部１０と１１との間にはスロッ
ト１２が形成されており、各ステータ巻線Ｕ１、Ｕ２、
…がこのスロット１２に収められるが、上記の理由によ
り、隣接するスロット１２のピッチも３０°と一定であ
るため、各ステータ巻線Ｕ１、Ｕ２、…も全て同ピッチ
とすることができ、製造コスト面で有利となっている。
そして、歯部の先端部１０ａおよび１１ａの間には、開
口角θoなるスロット開口部１３が設けられている。

【００３３】なお、ステータコア１およびロータコア２
は、鉄、ケイ素鋼等の高透磁率材料にて形成されている
が、コア内部における渦電流損を低減して効率を向上さ
せるために、図１または図４に示す形状に形成した薄板
を軸方向（紙面に垂直な方向）に積層した構成とするこ
とが望ましい。

【００３４】以下、この実施形態においては、θr＝３
０°（機械角、以下同じ）、θs＝２２°、θo＝４°と
した例について説明するが、これらの角度はこの組み合
わせに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で適宜改変してもよいことは言うまでもない。

【００３５】上記した角度の組み合わせによって、この
実施形態のステータコア１では、２つの大歯部１０と、
１つの小歯部１１とがステータコア１の中心に対してな
す角θ1＝９０°＝ψとなる一方、２つの小歯部１１と
１つの大歯部１０とがなす角θ2＝８２°＜ψとなって
いる。

【００３６】このような構造のステータコア１を有する
モータにおいては、ギャップＧにおけるロータ２の各磁
極とステータコア１の各歯部との相対的位置関係が、４
つの磁極全てについて同じとなることはない。例えば、
図１に示すロータ位置においては、ロータ２に取りつけ
られてＮ極を発生する永久磁石２１および２３が、ステ
ータコア１の１つの大歯部と２つの小歯部と対向してい
るのに対して、Ｓ極を発生する永久磁石２２および２４
は、２つの大歯部と１つの小歯部に対向している。同様
に、ロータ２が他の位置にあるときでも、Ｎ極を発生す
る永久磁石２１および２３と、Ｓ極を発生する磁石２２
および２４との間では、ステータコア１の各歯部に対す
る相対的位置関係が異なっている。

【００３７】このため、ステータコア１の歯部１０、１
１およびスロット開口部１３とロータ２の磁極との位置
関係の変化に伴うコギング現象によって永久磁石２１お
よび２３に作用するトルク脈動と、永久磁石２２および
２４に作用するトルク脈動との間には、その発生するタ
イミングにずれが生じることとなる。

【００３８】このように、トルク脈動の発生タイミング
がずれることによって、各磁極からの発生トルクを加算
した合成トルクにおける脈動は分散され、しかもそのス
ペクトルは高周波成分を多く含むようになる。また、ロ
ータ２およびこれに連結されるモータ負荷が慣性による
機械的時定数を有しており、この時定数によるフィルタ
効果によって高周波成分が減衰するため、トルクの脈動
はさらに小さくなって滑らかな回転を得ることができ
る。

【００３９】一方、従来の技術においては、図５に示す
ように、各歯部の歯幅は全て等しくなっている。すなわ
ち、ステータコア１００の中心軸から各歯部１０１の先
端部１０１ａを見込む角度θcは、どの歯部についても
同じ大きさである。そのため、このステータコア１００
内部に配設されるロータの各磁極に対するステータコア
１００の歯部およびスロット開口部の相対的な位置は、
４つの磁極の間で常に同じとなる。したがって、コギン
グ現象により各永久磁石に作用するトルク脈動は常に同
じタイミングで発生するため、これらが加算されること
で合成トルクにおける脈動も大きくなる。

【００４０】次に、この実施形態のモータを矩形波通電
方式で駆動したときの発生トルクについて、図６を参照
して説明する。図６は、ステータ巻線Ｕ１近傍のギャッ
プＧを円周方向に沿って直線に展開した模式図である。

【００４１】この実施形態のモータでは、図６（ａ）に
示すように、ステータ巻線Ｕ１の巻線ピッチ（歯部１０
および１１の歯幅を考慮した実効的な巻線ピッチ）θ1
は、ロータ２の磁極ピッチψと同じ９０°に選ばれてい
る。このとき、巻線Ｕ１に鎖交する永久磁石３１からの
磁束は最大となり、ロータ２の回転に伴ってステータ巻
線Ｕ１に誘起する逆起電力は、図６（ｃ）の実線で示す
ように矩形波に近い波形となる。そのため、逆起電力と
入力電流との積としてロータ２に作用するトルクが最大
かつロータ２の位置によらず一定となる。

【００４２】一方、全ての歯部の歯幅が一定である従来
のモータでは、図５および図６（ｂ）に示すように、実
効的な巻線ピッチθ3は磁極ピッチψより小さい。この
ため、逆起電力は図６（ｃ）の点線に示すように、肩の
部分が低下した波形となってロータに作用するトルクは
低下する。

【００４３】ここで、本発明によるコギングトルクの低
減効果を検証するために行った実験の結果の一例を図７
および図８に示す。この実験は、ステータコアを図４に
示す形状とした本発明の一実施形態たるモータと、ステ
ータコアを図５に示す形状とした従来のモータとにおい
て、同一の駆動条件におけるトルク脈動と、ステータ巻
線に誘起する逆起電力波形とを実測したものである。こ
こに、図７は両者におけるトルク脈動の様子を示す図で
あり、図８は両者における１相の巻線に誘起する逆起電
力波形を示す図である。

【００４４】図７に示すように、従来のコア形状のモー
タ（図７（ａ））ではコギングによるトルク脈動が大き
なピークを形成しているのに対し、本発明を適用したモ
ータ（図７（ｂ））ではコギングによるトルク脈動は分
散されて大きなピークがなくなっており、本発明による
コギング低減効果が現れている。

【００４５】また、図８（ａ）に示すように、従来のモ
ータでは、逆起電力波形が平坦部分での低下とゼロクロ
ス付近でのうねりを生じているのに対して、本発明を適
用したモータでは図８（ｂ）に示すように、逆起電力は
より矩形波に近い波形となっており、より大きなトルク
を発生しうることがわかった。

【００４６】なお、コギング以外の原因による変動を含
めた総合的なトルク変動は、実測の結果、従来のモータ
では約５．０％であったのに対し、本発明を適用したモ
ータでは約４．３％と小さくなっており、本発明がトル
ク変動を抑制する効果を有していることが確認された。

【００４７】このように、この実施形態のモータでは、
ステータコア１に形成された歯部１０、１１の歯幅を全
て同じとせず、歯幅の大きい大歯部１０と歯幅の小さい
小歯部１１とを交互に配置する構成としている。これに
よって、ロータ２の回転に伴って各磁極に発生するコギ
ングトルクのタイミングが分散され、また脈動における
高周波成分が多くなることから、ロータ２の慣性による
フィルタ効果によってさらにトルクの脈動が小さくなっ
ている。そのため、従来技術において効率の低下の原因
となる、スロット数を増加したり、永久磁石の形状や着
磁パターンを複雑なものとする必要がなくなるので、高
効率を保ちつつ、トルクの脈動を低減することが可能と
なっている。

【００４８】また、各歯部１０および１１の歯幅が大小
２通りで、それらを等ピッチで交互に配置しているので
ステータコア１の構造が単純であり、全てのステータ巻
線を同一ピッチで巻回することができるので、製造コス
トを低く抑えることが可能である。

【００４９】さらに、ステータ巻線の巻線ピッチを磁極
ピッチと等しくすることによって発生トルクを最大とし
ており、モータ効率のさらなる向上を図っている。

【００５０】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、大歯部１０および小歯部１１の歯幅やスロ
ット開口部１３の開口角θoは、上記した数値以外の組
み合わせであってもよい。

【００５１】また、上記した実施形態のモータは、ステ
ータ巻線が３相であり、１相あたりのステータ巻線数が
４、ステータコア１のスロット数が１２、ロータ２の極
数が４となっているが、巻線の相数や１相あたりの巻線
数、スロット数やロータの極数の組み合わせとしてはこ
れに限定されるものでなく、他の個数の組み合わせであ
ってもよい。ただし、巻線の対称性の点からスロット数
は相数および１相あたりの巻線数の整数倍であることが
好ましく、また前述したように、発生トルクを大とする
ためには巻線ピッチと磁極ピッチとが等しくなることが
好ましいため、これらの関係を満たす組み合わせとする
ことが望ましい。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、ステータコアに形成された各歯部の歯幅が一様
でないため、ロータに設けられた各磁極が各歯部および
各スロット開口部の近傍を通過するタイミングがずれる
こととなる。そのため、コギングトルクが分散して発生
し、しかもその脈動は高周波成分を多く含むようになる
ので、ロータの機械的時定数によってさらにその成分が
減衰することとなって、コギングトルクを小さくするこ
とができる。

【００５３】また、請求項２に記載の発明によれば、隣
り合う歯部の歯幅が異なっており、ロータの磁極が歯幅
の異なるこれらの歯部の近傍を交互に通過するために、
脈動トルクは高周波成分を多く含むこととなる。そのた
め、ロータの機械的時定数によるローパスフィルタ効果
によってトルクの脈動を小さくすることができる。ま
た、各歯部を全て等ピッチで配列し、各ステータ巻線の
ピッチを一定とすることによって、巻線の巻回が容易と
なって、製造コストの上昇を抑えることができる。

【００５４】また、請求項３に記載の発明によれば、ス
テータ巻線の巻線ピッチとロータの磁極ピッチをほぼ等
しくする、いわゆる全節巻とすることによって、各ステ
ータ巻線に鎖交する各磁極からの磁束が最大となるた
め、ロータの回転に伴って各ステータ巻線に誘起する逆
起電力が最大となり、このとき発生トルクも最大とする
ことができる。

【００５５】また、請求項４に記載の発明によれば、各
ステータ巻線に流れる電流と、巻線に誘起する逆起電力
とがともに矩形波状となって、これらの積として発生す
るトルクが最大で、しかもロータ位置による脈動が発生
しない。さらに、安価な位置センサを用いて制御するこ
とができるので、システム全体のコストを低減すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる一実施形態のブラシレスＤＣ
モータの構造を示す断面図である。

【図２】このモータのステータ巻線の接続を示す結線図
である。

【図３】このモータのステータ巻線に印加する駆動電圧
波形の一例を示す図である。

【図４】この実施形態のモータにおけるステータコア１
の構造を示す断面図である。

【図５】従来のモータにおけるステータコアの構造を示
す断面図である。

【図６】ステータ巻線近傍のギャップを円周方向に沿っ
て直線に展開した模式図である。

【図７】従来のモータおよび本発明のモータにおけるト
ルク脈動の様子を示す図である。

【図８】従来のモータおよび本発明のモータにおける１
相の巻線に誘起する逆起電力波形を示す図である。

【符号の説明】

１ ステータコア ２ ロータ １０ 歯部（大歯部） １１ 歯部（小歯部） １２ スロット ２０ ロータコア ２１〜２４ 永久磁石 Ｇ ギャップ Ｕ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４ ステータ巻線 ψ 磁極ピッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側に向けて突出した複数の歯部と、隣
   り合う２つの前記歯部の間に形成された複数のスロット
   とを有するリング状に形成されたステータコアと、前記
   スロットに分布巻線方式で設けられた複数相のステータ
   巻線と、外周に複数の磁極を周方向に配列してなる永久
   磁石を有し、前記ステータコア内部に配設されたロータ
   とを備えるブラシレスＤＣモータにおいて、 前記複数の歯部の歯幅が少なくとも２種類に設定されて
   いることを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
2. 【請求項２】 前記ステータコアが、第１の歯幅を有す
   る大歯部と、前記第１の歯幅より小さい第２の歯幅を有
   する小歯部とが交互に配設されてなる請求項１に記載の
   ブラシレスＤＣモータ。
3. 【請求項３】 前記ステータ巻線の巻線ピッチが前記ロ
   ータの磁極１極あたりのピッチとほぼ等しいことを特徴
   とする請求項１または２に記載のブラシレスＤＣモー
   タ。
4. 【請求項４】 前記ステータ巻線が３相の巻線を有し、
   １２０°矩形波通電方式によって駆動されることを特徴
   とする請求項３に記載のブラシレスＤＣモータ。