(57)【要約】【課題】減磁耐力を向上させて自己減磁を抑制できるとともに、起磁力の低下を抑制できるアルニコ磁石を備えた電動モータを提供する。【解決手段】ステータ２とロータ５とを備え、ロータ５は、軸方向に磁化されたアルニコ磁石３０と、第一クローポール５０と、第二クローポール６０と、を備え、アルニコ磁石３０の軸長をＬとし、第一爪部５５の数と第二爪部６５の数とを合せた数を極数とし、アルニコ磁石３０の軸方向と直交する２極あたりの断面積をＳとしたとき、アルニコ磁石３０の軸長Ｌおよびアルニコ磁石３０の２極あたりの断面積Ｓは、Ｌ／Ｓ≧−１．０２７５×１０−３・Ｌ２＋６．９８３６×１０−４・Ｌ＋０．２５２０を満たすように設定されていることを特徴としている。【選択図】図１
2014100044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
前記ステータの径方向の内側に回転自在に設けられたロータと、
を備え、
前記ロータは、
円筒状に形成され、軸方向に磁化されたアルニコ磁石と、
前記アルニコ磁石の前記軸方向の一方側に配置される第一ベース部と、前記アルニコ磁石の前記径方向の外側において周方向に離間して配置され、前記第一ベース部から前記軸方向の他方側に向かって延びる複数の第一爪部と、を有する第一クローポールと、
前記アルニコ磁石の前記他方側に配置される第二ベース部と、前記アルニコ磁石の前記径方向の外側において前記複数の第一爪部の間に配置され、前記第二ベース部から前記一方側に向かって延びる複数の第二爪部と、を有する第二クローポールと、
を備え、
前記アルニコ磁石の軸長をＬとし、
前記第一爪部の数と前記第二爪部の数とを合せた数を極数とし、
前記アルニコ磁石の前記軸方向と直交する２極あたりの断面積をＳとしたとき、
前記アルニコ磁石の軸長Ｌおよび前記アルニコ磁石の２極あたりの断面積Ｓは、
Ｌ／Ｓ≧−１．０２７５×１０−３・Ｌ２＋６．９８３６×１０−４・Ｌ＋０．２５２０
を満たすように設定されていることを特徴とする電動モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の電動モータであって、
前記ステータは、
ステータハウジングと、
前記ステータハウジングの前記径方向の内側に固定され、環状のステータコア本体と、前記ステータコア本体から前記径方向の内側に向かって突設されたティースと、を有するステータコアと、
を備え、
前記ティースには、三相のコイルが巻装され、
前記ロータは、前記三相のコイルへの選択的な通電によって回転されることを特徴とする電動モータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動モータであって、
前記第一クローポールの前記第一ベース部と前記第一爪部とは、一体形成され、
前記第二クローポールの前記第二ベース部と前記第二爪部とは、一体形成され、
前記第一クローポールと前記第二クローポールとは、同一形状に形成されていることを特徴とする電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置の駆動源として、ブラシレスモータ等の電動モータが使用されている。ブラシレスモータは、コイルが巻装されたティースを有するステータと、ステータの径方向の内側に回転自在に設けられたロータとを備え、コイルへの通電制御を行うことによりロータを回転駆動させている。
【０００３】
この種のブラシレスモータとして、例えば特許文献１には、爪部がロータ外周側で対向方向に折れ曲がって外周方向に交互に配置された第１のクローポール鉄心および第２のクローポール鉄心と、第１のクローポール鉄心と第２のクローポール鉄心との間に且つ外周側に磁気的に離間して配置され、Ｓ極とＮ極との中間的な磁気ポテンシャルとなり、Ｎ極にもＳ極にも磁化されていない無極性の無極性クローポール鉄心と、第１及び第２のクローポール鉄心及び無極性クローポール鉄心で囲まれた環形状の永久磁石と、を備えた、いわゆるクローポール型のモータが開示されている。永久磁石としては、フェライト磁石が採用されている。
【０００４】
ところで、より高トルクなモータを得ようとした場合、フェライト磁石よりも磁束密度が高い磁石を採用する必要がある。
フェライト磁石よりも磁束密度が高い磁石として、例えばネオジム磁石等の希土類磁石が知られている。しかし、ネオジム磁石等の希土類磁石は、一般に高価であるため、ネオジム磁石を採用した場合には、電動モータが高コスト化するという課題がある。
これに対して、ネオジム磁石等の希土類磁石と同等の磁束密度を有し、かつ低コストな磁石としてアルニコ磁石が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１３４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、アルニコ磁石は、保磁力が低いため、電動モータのロータにアルニコ磁石を採用すると、反磁界による自己減磁が問題となる。また、アルニコ磁石の減磁耐力を向上させる方法として、磁路断面積を狭くするとともに磁路方向に長くすることが有効であることが一般に知られている。しかし、磁路断面積を狭くすることにより、アルニコ磁石の起磁力が低下してしまうという課題がある。
【０００７】
そこで本発明は、自己減磁を抑制できるとともに、起磁力の低下を抑制できるアルニコ磁石を備えた電動モータの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の電動モータは、ステータと、前記ステータの径方向の内側に回転自在に設けられたロータと、を備え、前記ロータは、円筒状に形成され、軸方向に磁化されたアルニコ磁石と、前記アルニコ磁石の前記軸方向の一方側に配置される第一ベース部と、前記アルニコ磁石の前記径方向の外側において周方向に離間して配置され、前記第一ベース部から前記軸方向の他方側に向かって延びる複数の第一爪部と、を有する第一クローポールと、前記アルニコ磁石の前記他方側に配置される第二ベース部と、前記アルニコ磁石の前記径方向の外側において前記複数の第一爪部の間に配置され、前記第二ベース部から前記一方側に向かって延びる複数の第二爪部と、を有する第二クローポールと、を備え、前記アルニコ磁石の軸長をＬとし、前記第一爪部の数と前記第二爪部の数とを合せた数を極数とし、前記アルニコ磁石の前記軸方向と直交する２極あたりの断面積をＳとしたとき、前記アルニコ磁石の軸長Ｌおよび前記アルニコ磁石の２極あたりの断面積Ｓは、
Ｌ／Ｓ≧−１．０２７５×１０−３・Ｌ２＋６．９８３６×１０−４・Ｌ＋０．２５２０
を満たすように設定されていることを特徴としている。
【０００９】
円筒状のアルニコ磁石と、第一クローポールと、第二クローポールとを有するロータを備えた、いわゆるクローポール型の電動モータにおいて、アルニコ磁石の軸長Ｌおよびアルニコ磁石の２極あたりの断面積Ｓを変化させて、電動モータに所定電流を通電した後のアルニコ磁石の減磁率を測定した。この結果、アルニコ磁石の軸長Ｌおよびアルニコ磁石の２極あたりの断面積Ｓが、
Ｌ／Ｓ≧−１．０２７５×１０−３・Ｌ２＋６．９８３６×１０−４・Ｌ＋０．２５２０
・・・（１）
を満たすように設定されることで、アルニコ磁石の自己減磁をなくし、通電による減磁を抑制できることが確認できた。したがって、この構成によれば、アルニコ磁石の減磁耐力を向上させて自己減磁を抑制できるとともに、起磁力の低下を抑制できる。
【００１０】
また、前記ステータは、ステータハウジングと、前記ステータハウジングの前記径方向の内側に固定され、環状のステータコア本体と、前記ステータコア本体から前記径方向の内側に向かって突設されたティースと、を有するステータコアと、を備え、前記ティースには、三相のコイルが巻装され、前記ロータは、前記三相のコイルへの選択的な通電によって回転されることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、ティースに三相のコイルが巻装され、ロータが三相のコイルへの選択的な通電によって回転するので、減磁耐力を向上させて自己減磁を抑制できるとともに、起磁力の低下を抑制できるアルニコ磁石を備えた、高性能な三相のブラシレスモータを得ることができる。
【００１２】
また、前記第一クローポールの前記第一ベース部と前記第一爪部とは、一体形成され、前記第二クローポールの前記第二ベース部と前記第二爪部とは、一体形成され、前記第一クローポールと前記第二クローポールとは、同一形状に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、第一クローポールの第一ベース部と第一爪部とを一体形成し、第二クローポールの第二ベース部と第二爪部とを一体形成しているので、第一クローポールおよび第二クローポールをプレス加工や鍛造等により形成できる。また、第一クローポールおよび第二クローポールを同一形状としているので、金型等の製造設備を共用化できる。したがって、第一クローポールおよび第二クローポールを低コストに形成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、円筒状のアルニコ磁石と、第一クローポールと、第二クローポールとを有するロータを備えた、いわゆるクローポール型の電動モータにおいて、アルニコ磁石の軸長Ｌおよびアルニコ磁石の２極あたりの断面積Ｓを変化させて、電動モータに所定電流を通電した後のアルニコ磁石の減磁率を測定した。この結果、アルニコ磁石の軸長Ｌおよびアルニコ磁石の２極あたりの断面積Ｓが、
Ｌ／Ｓ≧−１．０２７５×１０−３・Ｌ２＋６．９８３６×１０−４・Ｌ＋０．２５２０
・・・（１）
を満たすように設定されることで、アルニコ磁石の自己減磁をなくし、通電による減磁を抑制できることが確認できた。したがって、この構成によれば、アルニコ磁石の減磁耐力を向上させて自己減磁を抑制できるとともに、起磁力の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態のブラシレスモータの中心軸を含む断面図である。
【図２】ステータコアおよびロータの斜視図である。
【図３】ロータの外観斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】アルニコ磁石の外観斜視図である。
【図６】表２における有効磁束の測定結果および減磁率を示すグラフである。
【図７】表４における減磁率を示すグラフである。
【図８】軸長ＬとＬ／Ｓとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を用いて、実施形態のブラシレスモータ（請求項の「電動モータ」に相当。）の説明をする。
図１は、ブラシレスモータ１の中心軸Ｏを含む断面図である。
図１に示すように、ブラシレスモータ１は、ステータ２と、ステータ２の径方向の内側に回転自在に設けられたロータ５とを有している。なお、以下の説明においては、ロータ５の回転中心である中心軸Ｏに沿う方向を軸方向といい、軸方向と直交する方向を径方向といい、中心軸Ｏ周りに周回する方向を周方向という。
【００１７】
ステータ２は、ステータハウジング３と、ステータハウジング３に固定されたステータコア４と、を備えている。
ステータハウジング３は、軸方向の一方側（本実施形態では、図１における右側）に底部３ａを有し、他方側（本実施形態では、図１における左側）に開口部３ｂを有する有底筒状に形成されている。ステータハウジング３の筒状部分の内周には、ステータコア４が圧入等の固定手段により固定されている。ステータハウジング３の底部３ａには、中央部に軸受１５が圧入されている。
【００１８】
図２は、ステータコア４およびロータ５の斜視図である。
図２に示すように、ステータコア４は、電磁鋼板等の磁性板４１を複数枚軸方向に沿って積層することにより構成されており、環状のステータコア本体４２と、ステータコア本体４２から径方向の内側に向かって突設されたティース４３と、を備えている。
図１に示すように、ステータコア本体４２の外周面は、ステータハウジング３の内周面に、例えば圧入等によって固定されている。
図２に示すように、ティース４３は、周方向に沿って等間隔に９本設けられている。各ティース４３間には、スロット４４が形成さている。スロット４４は、周方向に沿って等間隔に９スロット形成されている。図１に示すように、各ティース４３には、スロット４４（図２参照）に導入されたコイル１２が、インシュレータ１１を介して巻装されている。
【００１９】
コイル１２は、複数のティース４３にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に割り当てられて巻装されている。すなわち、本実施形態のブラシレスモータ１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相のコイル１２を備えた三相のブラシレスモータ１となっている。
各ティース４３に巻装されているコイル１２の端末部は、ステータハウジング３の開口部３ｂ側（図２における左側）に向かって引き出され、ここに配置されているバスバーユニット２２に接続されている。
【００２０】
バスバーユニット２２は、外部からの電力をコイル１２に供給するためのものであって、略円環状の樹脂モールド体２２ａに金属製の複数（本実施形態では４個）のバスバー２２ｂが埋設されている。各バスバー２２ｂには、それぞれ所定のコイル１２の端末部が接続されて、各相用バスバーに割り当てられている。具体的に各バスバー２２ｂは、各相のコイル１２の巻き始め端（不図示）と接続されるＵ相用バスバー、Ｖ相用バスバーおよびＷ相用バスバーと、各相のコイル１２の巻き終わり端（不図示）と接続される中性点用バスバーと、に割り当てられている。
バスバーユニット２２は、ターミナル２３を介して、ステータハウジング３の外周部に突設された電源コネクタ（不図示）に接続されている。電源コネクタには、外部電源から延びる電源ケーブルのコネクタ（いずれも不図示）が嵌着固定可能に形成されており、外部からの電力をバスバーユニット２２に供給できるようになっている。
【００２１】
バスバーユニット２２を挟んでステータコア４とは反対側（図１における左側）には、ステータハウジング３の開口部３ｂを塞ぐブラケット７が設けられている。
ブラケット７は略円盤状に形成されており、中央部には軸受固定孔２０が形成されている。軸受固定孔２０には軸受２１が圧入固定されている。
また、ブラケット７には、ロータ５の回転位置検出用のレゾルバ１４を構成するレゾルバステータ１４ａが固定されている。レゾルバステータ１４ａは、回転シャフト６と一体に回転するレゾルバロータ１４ｂの回転位置を検出可能になっている。
また、ブラケット７の外周部には、ボルト孔２４が設けられている。ボルト孔２４にはボルト（不図示）が挿通されて、ブラシレスモータ１が不図示の被取付体に締結固定される。
【００２２】
（ロータ）
図３は、ロータ５の外観斜視図である。
図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図５は、アルニコ磁石３０の外観斜視図である。
なお、図３から図５においては、上側がステータハウジング３の開口部３ｂ側（図１参照、請求項の「一方側」に相当。）となっており、下側がステータハウジング３の底部３ａ側（図１参照、請求項の「他方側」に相当。）となっている。以下、図３から図５における上側を一方側といい、下側を他方側という。
図３に示すように、ロータ５は、回転シャフト６（図１参照）の外周面に固定される円筒状の部材であり、図４に示すように、アルニコ磁石３０と、第一クローポール５０と、第二クローポール６０と、を備えている。
【００２３】
（アルニコ磁石）
図５に示すように、アルニコ磁石３０は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）などを主原料として、例えば鋳造により形成された磁石である。本実施形態のアルニコ磁石３０は、ブラシレスモータ１の中心軸Ｏと同軸の中心軸線を有する、円筒状に形成されている。なお、以下では、アルニコ磁石３０の軸長をＬとし、外半径をＲｍとし、内半径をｒｍとし、磁路幅（外半径Ｒｍと内半径ｒｍとの差）をＷｍとし、アルニコ磁石３０の軸方向と直交する２極あたりの断面積をＳとして説明する。
【００２４】
アルニコ磁石３０は、軸方向の他方側から一方側に向かって磁化されている。アルニコ磁石３０は、軸方向における中間部を挟んで一方側の領域３０ａがＮ極となっており、他方側の領域３０ｂがＳ極となっている。図５においては、矢印Ｍは磁化方向を示しており、Ｎ極とＳ極との境界を二点鎖線で図示している。
アルニコ磁石３０は、内半径ｒｍが回転シャフト６（図１参照）の外半径よりも大きくなるように形成されている。
シャフト６は非磁性体、たとえばステンレスとしてアルニコ磁石３０からの磁束の分枝をなくし、ステータ２への磁束を増やす。
アルニコ磁石３０の軸長Ｌは磁路長に相当し、アルニコ磁石３０の２極あたりの断面積Ｓ×極数は磁路面積に相当する。アルニコ磁石３０は、磁路長である軸長Ｌと２極あたりの断面積Ｓとの比Ｌ／Ｓにより、減磁特性および起磁力が変化することが知られている。具体的には、Ｌ／Ｓを大きくすることにより反磁界による自己減磁を抑制できるが、起磁力は低下する。
【００２５】
（第一クローポール）
図３に示すように、第一クローポール５０は、アルニコ磁石３０の軸方向の一方側に配置される第一ベース部５１と、アルニコ磁石３０の径方向の外側において第一ベース部５１から軸方向の他方側に向かって延びる複数（本実施形態では三個）の第一爪部５５と、を有している。
第一クローポール５０は、例えば鉄等の磁性材料により形成されている。また、第一クローポール５０の製造方法は特に限定されないが、例えば鍛造や鋳造、プレス加工、機械加工等が好適である。第一クローポール５０の第一ベース部５１と第一爪部５５とは、互いに一体形成されている。
【００２６】
第一ベース部５１は、軸方向から見て円盤形状に形成されており、外径がアルニコ磁石３０の外径よりも大きくなるように形成されている。
第一ベース部５１は、アルニコ磁石３０の軸方向の一方側の端面に、例えば接着剤等により固定される。これにより、第一クローポール５０は、アルニコ磁石３０の軸方向の一方側の磁極と同じ磁極（本実施形態ではＮ極）に磁化される。
第一ベース部５１の中央部には、軸方向に貫通する貫通孔５２が形成されている。第一ベース部５１の貫通孔５２は、直径がアルニコ磁石３０の内径よりも小さくなるように形成されるとともに、回転シャフト６（図１参照）の外径よりも若干小さくなるように形成されている。第一ベース部５１の貫通孔５２には、回転シャフト６が圧入固定される。これにより、ロータ５は、回転シャフト６に外挿固定される（図１参照）。
【００２７】
第一爪部５５は、アルニコ磁石３０の径方向の外側において、周方向に所定間隔だけ離間して配置されている。本実施形態の第一爪部５５は、周方向に略１２０°ピッチで三個形成されている。各第一爪部５５は、径方向から見て略三角形状に形成されており、第一ベース部５１に接続される基端側から先端側（すなわち軸方向の一方側から他方側）に向かって、周方向の幅が漸次狭くなるように形成されている。
【００２８】
（第二クローポール）
図３に示すように、第二クローポール６０は、アルニコ磁石３０の軸方向の他方側に配置され、中央部に貫通孔６２を有する第二ベース部６１と、第二ベース部６１から軸方向の他方側に向かって延びる複数（本実施形態では三個）の第二爪部６５と、を有している。第二クローポール６０は、第一クローポール５０と同一形状に形成されている。したがって、第二クローポール６０については詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
第二ベース部６１は、アルニコ磁石３０の軸方向の他方側の端面に、例えば接着剤等により固定される。これにより、第二クローポール６０は、アルニコ磁石３０の軸方向の他方側の磁極と同じ磁極（本実施形態ではＳ極）に磁化される。
第二爪部６５は、アルニコ磁石３０の径方向の外側において、各第一爪部５５と所定の間隔を空けて、各第一爪部５５間に配置されている。
【００２９】
上述のように、アルニコ磁石３０の一方側に第一ベース部５１を固定して第一クローポール５０を配置し、アルニコ磁石３０の他方側に第二ベース部６１を固定して第二クローポール６０を配置することで、アルニコ磁石３０の径方向の外側には、周方向に沿うように、Ｎ極に磁化された第一爪部５５およびＳ極に磁化された第二爪部６５が、等間隔かつ交互に配置される。これにより、ロータ５の外周面には、６極の磁極が形成される。すなわち、第一爪部５５の数と第二爪部６５の数とを合せた数がロータ５の極数となっている。
また、図５に示すように、２極あたりの断面積Ｓは、アルニコ磁石３０のＮ極側（領域３０ａ）の軸方向端面の面積を６等分した面積と、Ｓ極側（領域３０ｂ）の軸方向端面の面積を６等分した面積と、を合計した面積に相当する。
ここで、図２に示すように、ステータコア４に形成されるスロット４４の数は９スロットである。したがって、図１に示すように、本実施形態のブラシレスモータ１は、いわゆる６極９スロットのブラシレスモータ１を構成している。
【００３０】
（軸長Ｌ＝１２．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓ＝０．１０としたときの減磁率の検証）
続いて、上述したブラシレスモータ１を用いて、軸長Ｌ＝１２．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓ＝０．１０としたときのアルニコ磁石３０の減磁率（％）の検証を行った。以下に、減磁率（％）の検証について説明をする。具体的には、以下に示すように、アルニコ磁石３０の磁路長である軸長Ｌを１２．５０ｍｍとし、２極あたりの断面積Ｓとの比Ｌ／Ｓ＝０．１０としつつ、アルニコ磁石３０の外半径Ｒｍと内半径ｒｍとを種々変更し、ブラシレスモータ１の通電前後におけるアルニコ磁石３０の磁束量（Ｗｂ）（以下、単に「磁束量」ということがある。）の変化を検証している。なお、ここで減磁率とは、ブラシレスモータ１の通電前におけるアルニコ磁石３０の磁束量に対する、ブラシレスモータ１の通電後におけるアルニコ磁石３０の磁束量の低下率をいう。したがって、減磁率が小さいほど、アルニコ磁石３０の自己減磁が抑制されているといえる。なお、以下の減磁率の測定の説明において、各部品の符号については、図１〜図５を参照されたい。
【００３１】
（測定条件）
（１）使用したモータ
上述した６極９スロットのブラシレスモータ１を使用して減磁率の測定を行った。ブラシレスモータ１の回転シャフト６の直径は、６．７５ｍｍとした。
（２）通電電流
上述した６極９スロットのブラシレスモータ１に対し、１０Ａの矩形波を通電し、２０°回転させた。
（３）試験時の雰囲気温度
ブラシレスモータ１に対する電流通電時の雰囲気温度は、２０℃であった。
［実施例１］
【００３２】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝１２．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝１０．２５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝４．７５（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝１２５．６０ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．１０であった。
［実施例２］
【００３３】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝１２．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１２．８５（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝６．７５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝６．１０（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝１２５．２０ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．１０であった。
【００３４】
（減磁率の検証結果１）
【表１】
2014100044.tif 000003
【００３５】
表１は、実施例１および実施例２の減磁率の検証結果１である。
表１に示すように、検証結果１の実施例１および実施例２では、ブラシレスモータ１の通電前後におけるアルニコ磁石３０の磁束量に変化がみられない。すなわち、軸長Ｌ＝１２．５０ｍｍであってＬ／Ｓ＝０．１０のとき、ブラシレスモータ１の通電後におけるアルニコ磁石３０の減磁率は０％であった。
【００３６】
（軸長Ｌ＝１２．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓを変更したときの減磁率）
続いて、軸長Ｌ＝１２．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓを種々変更したときのアルニコ磁石３０の減磁率（％）の検証を行った。具体的には、以下に示すように、アルニコ磁石３０の軸長Ｌ＝１２．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍを種々変更することによりＬ／Ｓを種々変更して、ブラシレスモータ１の通電前後におけるアルニコ磁石３０の磁束量（Ｗｂ）の変化を検証している。なお、測定条件は、上述の軸長Ｌ＝１２．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓ＝０．１０としたときの減磁率の測定条件と同一である。
［実施例３］
【００３７】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝１２．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝１４．００（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝１．００（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝３０．４０ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．４１２であった。
［実施例４］
【００３８】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝１２．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝１２．８５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝２．１５（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝６２．７０ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．１９９であった。
［実施例５］
【００３９】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝１２．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝１０．２５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝４．７５（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝１２５．６０ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．１０であった。
［比較例１］
【００４０】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝１２．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝８．２５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝６．７５（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝１６４．３０ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．０７６であった。
［比較例２］
【００４１】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝１２．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝６．７５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝８．２５（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝１８７．９０ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．０６７であった。
【００４２】
（減磁率の検証結果２）
【表２】
2014100044.tif 000004
【００４３】
表２は、実施例３〜実施例５、比較例１および比較例２の減磁率の検証結果２である。
表２に示すように、検証結果２において、Ｌ／Ｓが０．１０以上となった実施例３〜実施例５では、ブラシレスモータ１の通電前後におけるアルニコ磁石３０の磁束量に変化がみられない。これに対して、Ｌ／Ｓが０．１０未満となった比較例１および比較例２では、ブラシレスモータ１の通電後におけるアルニコ磁石３０の磁束量は、ブラシレスモータ１の通電前におけるアルニコ磁石３０の磁束量よりも減少している。すなわち、軸長Ｌ＝１２．５０ｍｍであってＬ／Ｓ＝０．１０以上のとき、ブラシレスモータ１の通電後におけるアルニコ磁石３０の減磁率は０％であった。
【００４４】
図６は、横軸をＬ／Ｓとし、縦軸を有効磁束量φ（Ｗｂ）および減磁率（％）としたときの、表２における有効磁束の測定結果および減磁率を示すグラフである。なお、図６において、一点鎖線は通電前におけるアルニコ磁石３０の磁束量を示し、二点鎖線は通電後におけるアルニコ磁石３０の磁束量を示し、実線は減磁率を示している。
上述の傾向は、図６のグラフを見ても明らかである。すなわち、減磁率は、Ｌ／Ｓが増加するに従い漸次低下し、Ｌ／Ｓが０．１０になると減磁率も０％となる。
【００４５】
（軸長Ｌ＝６．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓ＝０．１０としたときの減磁率の測定）
続いて、軸長Ｌ＝６．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓ＝０．１０としたときのアルニコ磁石３０の減磁率（％）の検証を行った。具体的には、以下に示すように、アルニコ磁石３０の磁路長である軸長Ｌを６．５０ｍｍとし、２極あたりの断面積Ｓとの比Ｌ／Ｓ＝０．１０としつつ、アルニコ磁石３０の外半径Ｒｍと内半径ｒｍとを種々変更し、ブラシレスモータ１の通電前後におけるアルニコ磁石３０の磁束量（Ｗｂ）の変化を検証している。なお、測定条件は、上述の軸長Ｌ＝１２．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓ＝０．１０としたときの減磁率の測定条件と同一である。
［比較例３］
【００４６】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝６．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝１２．７５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝２．２５（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝６５．３８ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．１０であった。
［比較例４］
【００４７】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝６．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１０．３５（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝６．７５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝３．６０（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝６４．４７ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．１０であった。
【００４８】
（減磁率の検証結果３）
【表３】
2014100044.tif 000005
【００４９】
表３は、比較例３および比較例４の減磁率の検証結果３である。
表３に示すように、検証結果３における実施例３および実施例４では、ブラシレスモータ１の通電後におけるアルニコ磁石３０の磁束量は、ブラシレスモータ１の通電前におけるアルニコ磁石３０の磁束量よりも減少している。すなわち、Ｌ／Ｓ＝０．１０であっても、ブラシレスモータ１の軸長Ｌによっては、アルニコ磁石３０の減磁率が上昇するといえる。
【００５０】
（軸長Ｌ＝６．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓを変更したときの減磁率）
続いて、軸長Ｌ＝６．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓを種々変更したときのアルニコ磁石３０の減磁率（％）の検証を行った。具体的には、以下に示すように、アルニコ磁石３０の軸長Ｌ＝６．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍを種々変更することによりＬ／Ｓを種々変更して、ブラシレスモータ１の通電前後におけるアルニコ磁石３０の磁束量（Ｗｂ）の変化を検証している。なお、測定条件は、上述の軸長Ｌ＝１２．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓ＝０．１０としたときの減磁率の測定条件と同一である。
［実施例６］
【００５１】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝６．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝１４．００（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝１．００（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝３０．４０ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．２１であった。
［比較例５］
【００５２】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝６．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝１２．７５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝２．２５（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝６５．４０ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．１０であった。
［比較例６］
【００５３】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝６．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝１０．３５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝４．６５（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝１２３．４０ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．０５であった。
［比較例７］
【００５４】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝６．５０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝６．７５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝８．２５（ｍｍ）であり、２極あたりの断面積Ｓ＝１８７．９０ｍｍ２であり、Ｌ／Ｓ＝０．０３であった。
【００５５】
（減磁率の検証結果４）
【表４】
2014100044.tif 000006
【００５６】
表４は、実施例６、比較例５〜比較例７の減磁率の検証結果４である。
図７は、横軸をＬ／Ｓとし、縦軸を減磁率（％）としたときの、表４における減磁率を示すグラフである。
表４に示すように、検証結果４において、Ｌ／Ｓが０．２１となった実施例６では、ブラシレスモータ１の通電前後におけるアルニコ磁石３０の磁束量に変化がみられない。これに対して、Ｌ／Ｓが０．１０以下となった比較例５〜比較例７では、ブラシレスモータ１の通電後におけるアルニコ磁石３０の磁束量は、ブラシレスモータ１の通電前におけるアルニコ磁石３０の磁束量よりも減少している。すなわち、軸長Ｌ＝６．５０ｍｍであってＬ／Ｓ＝０．２１以上のとき、ブラシレスモータ１の通電後におけるアルニコ磁石３０の減磁率は０％であった。
上述の傾向は、図７のグラフを見ても明らかである。すなわち、減磁率は、Ｌ／Ｓが増加するに従い漸次低下し、Ｌ／Ｓが０．２１になったときに減磁率も０％となっている。
【００５７】
（軸長Ｌ＝８．９０ｍｍとし、Ｌ／Ｓを変更したときの減磁率）
続いて、軸長Ｌ＝８．９０ｍｍとし、Ｌ／Ｓを種々変更したときのアルニコ磁石３０の減磁率（％）の検証を行った。具体的には、以下に示すように、アルニコ磁石３０の軸長Ｌ＝８．９０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍおよび内半径ｒｍを種々変更することによりＬ／Ｓを種々変更して、ブラシレスモータ１の通電前後におけるアルニコ磁石３０の磁束量（Ｗｂ）の変化を検証している。なお、測定条件は、上述の軸長Ｌ＝１２．５０ｍｍとし、Ｌ／Ｓ＝０．１０としたときの減磁率の測定条件と同一である。
［比較例８］
【００５８】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝８．９０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１０．５４（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝６．７５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝３．７９（ｍｍ）であり、Ｌ／Ｓ＝０．１３であった。
［比較例９］
【００５９】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝８．９０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝９．９４（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝６．７５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝３．１９（ｍｍ）であり、Ｌ／Ｓ＝０．１６であった。
［実施例７］
【００６０】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝８．９０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝９．６３（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝６．７５（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝２．８８（ｍｍ）であり、Ｌ／Ｓ＝０．１８であった。
［比較例１０］
【００６１】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝８．９０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝１２．６３（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝２．３７（ｍｍ）であり、Ｌ／Ｓ＝０．１３であった。
［比較例１１］
【００６２】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝８．９０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝１３．１１（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝１．８９（ｍｍ）であり、Ｌ／Ｓ＝０．１６であった。
［実施例８］
【００６３】
アルニコ磁石３０の軸長（すなわち磁路長）Ｌ＝８．９０（ｍｍ）とし、外半径Ｒｍ＝１５．００（ｍｍ）とし、内半径ｒｍ＝１３．３３（ｍｍ）とした。このときの磁路幅Ｗｍ＝１．６７（ｍｍ）であり、Ｌ／Ｓ＝０．１８であった。
【００６４】
（減磁率の検証結果５）
【表５】
2014100044.tif 000007
【００６５】
表５は、実施例７、実施例８、比較例８〜比較例１１の減磁率の検証結果５である。
表５に示すように、検証結果５において、Ｌ／Ｓが０．１８となった実施例７および実施例８では、ブラシレスモータ１の通電前後におけるアルニコ磁石３０の磁束量に変化がみられない。これに対して、Ｌ／Ｓが０．１８以下となった比較例８〜比較例１１では、ブラシレスモータ１の通電後におけるアルニコ磁石３０の磁束量は、ブラシレスモータ１の通電前におけるアルニコ磁石３０の磁束量よりも減少している。すなわち、軸長Ｌ＝８．９０ｍｍであってＬ／Ｓ＝０．１８以上のとき、ブラシレスモータ１の通電後におけるアルニコ磁石３０の減磁率は０％であった。
【００６６】
（アルニコ磁石の軸長ＬとＬ／Ｓとの関係）
図８は、横軸をアルニコ磁石３０の軸長Ｌとし、縦軸を減磁率＝０％となるときのＬ／Ｓとしたときの、軸長ＬとＬ／Ｓとの関係を示すグラフである。
上述の検証結果１によれば、Ｌ＝１２．５０であってＬ／Ｓ＝０．１０のときに減磁率＝０％となることがいえる。また、上述の検証結果４によれば、Ｌ＝６．５０であってＬ／Ｓ＝０．２１のときに減磁率＝０％となることがいえる。また、上述の検証結果５によれば、Ｌ＝８．９０であってＬ／Ｓ＝０．１８のときに減磁率＝０％となることがいえる。各検証結果から横軸をアルニコ磁石３０の軸長Ｌとし、縦軸をＬ／Ｓとして近似曲線を作成すると、図８に示すグラフが得られる。
【００６７】
また、図８に示すグラフの近似曲線から、減磁率＝０％となるときのＬ／Ｓとアルニコ磁石３０の軸長Ｌとの関係式ｆを求めると、
ｆ＝−１．０２７５×１０−３・Ｌ２＋６．９８３６×１０−４・Ｌ＋０．２５２０
・・・（２）
が得られる。そして、各検証結果１〜５によれば、Ｌ／Ｓの値が、（２）式で得られる値以上である場合、すなわち、
Ｌ／Ｓ≧−１．０２７５×１０−３・Ｌ２＋６．９８３６×１０−４・Ｌ＋０．２５２０
・・・（１）
を満足するときに、アルニコ磁石３０の減磁率＝０％となることがいえる。
【００６８】
（効果）
円筒状のアルニコ磁石３０と、第一クローポール５０と、第二クローポール６０とを有するロータ５を備えた、いわゆるクローポール型のブラシレスモータ１において、アルニコ磁石３０の軸長Ｌおよびアルニコ磁石３０の断面積Ｓを変化させて、ブラシレスモータ１に所定電流（本実施形態においては、１０Ａの矩形波電流）を通電した後のアルニコ磁石３０の減磁率を測定した。この結果、アルニコ磁石３０の軸長Ｌおよびアルニコ磁石３０の断面積Ｓが、
Ｌ／Ｓ≧−１．０２７５×１０−３・Ｌ２＋６．９８３６×１０−４・Ｌ＋０．２５２０
・・・（１）
を満たすように設定されることで、アルニコ磁石３０の自己減磁を抑制できることが確認できた。したがって、この構成によれば、アルニコ磁石３０の減磁耐力を向上させて自己減磁を抑制できるとともに、起磁力の低下を抑制できる。
【００６９】
また、ティース４３に三相のコイル１２が巻装され、ロータ５が三相のコイル１２への選択的な通電によって回転するので、減磁耐力を向上させて自己減磁を抑制できるとともに、起磁力の低下を抑制できるアルニコ磁石３０を備えた、高性能な三相のブラシレスモータ１を得ることができる。
【００７０】
また、第一クローポール５０の第一ベース部５１と第一爪部５５とを一体形成し、第二クローポール６０の第二ベース部６１と第二爪部６５とを一体形成しているので、第一クローポール５０および第二クローポール６０をプレス加工や鍛造等により形成できる。また、第一クローポール５０および第二クローポール６０を同一形状としているので、金型等の製造設備を共用化できる。したがって、第一クローポール５０および第二クローポール６０を低コストに形成できる。
【００７１】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【００７２】
本実施形態では、電動パワーステアリング装置の駆動用に適用されるブラシレスモータ１を例に説明をした。しかし、本実施形態のブラシレスモータ１の適用は、電動パワーステアリング装置に限定されることはなく、例えば電動オイルポンプ用のブラシレスモータや、エアコンのコンプレッサ駆動用のブラシレスモータ等、種々の装置に適用することができる。
【００７３】
本実施形態では、６極９スロットのブラシレスモータ１を例に説明をしたが、極数やスロット数は本実施形態に限定されない。また、本発明の適用はブラシレスモータ１に限定されることはなく、例えば、ステッピングモータにも本発明を適用できる。
【００７４】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１  ブラシレスモータ
２  ステータ
３  ステータハウジング
５  ロータ
１２  コイル
３０  アルニコ磁石
４２  ステータコア本体
４３  ティース
５０  第一クローポール
５１  第一ベース部
５５  第一爪部
６０  第二クローポール
６１  第二ベース部
６５  第二爪部
Ｌ  （アルニコ磁石の）軸長
Ｓ  （アルニコ磁石の）２極あたりの断面積
【図１】
2014100044.tif 000008
【図２】
2014100044.tif 000009
【図３】
2014100044.tif 000010
【図４】
2014100044.tif 000011
【図５】
2014100044.tif 000012
【図６】
2014100044.tif 000013
【図７】
2014100044.tif 000014
【図８】
2014100044.tif 000015