(57)【要約】中心軸回りの周方向に連続する環状のステータコアと、ステータコアの軸方向の一部に設けられ、周方向に間隔をあけて配置された複数の第１のティースと、第１のティースの径方向内側の端部に設けられた第１のアンブレラと、ステータコアの軸方向において第１のティースとは異なる位置に設けられ、周方向に間隔をあけて配置された複数の第２のティースと、第２のティースの径方向内側の端部に設けられた第２のアンブレラと、を備え、第１のアンブレラと第２のアンブレラとは、周方向における幅寸法が互いに異なる、ステータ。
2018180448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸回りの周方向に連続する環状のステータコアと、
前記ステータコアの軸方向の一部に設けられ、周方向に間隔をあけて配置された複数の第１のティースと、
前記第１のティースの径方向内側の端部に設けられた第１のアンブレラと、
前記ステータコアの軸方向において前記第１のティースとは異なる位置に設けられ、周方向に間隔をあけて配置された複数の第２のティースと、
前記第２のティースの径方向内側の端部に設けられた第２のアンブレラと、を備え、
前記第１のアンブレラと前記第２のアンブレラとは、周方向における幅寸法が互いに異なる、ステータ。
【請求項２】
前記第１のティースと前記第２のティースとは、周方向における幅寸法の中心が軸方向において互いに重なる位置に配置され、周方向における幅寸法が同一である、請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のステータと、
前記ステータと径方向に隙間を介して対向するロータと、
を備える、
モータ。
【請求項４】
前記ロータは、
上下方向に沿って延びる中心軸を中心として回転するシャフトと、
前記シャフトに固定されたロータコアと、
前記ロータコアの軸方向の一部に設けられ、周方向に間隔をあけて配置された複数の第１のマグネットと、
前記ロータコアの軸方向において前記第1のマグネットとは異なる位置に設けられ、周方向に間隔をあけて配置された複数の第２のマグネットと、
を備え、
前記第1のマグネットと前記第２のマグネットとは、磁束密度が同じで、形状が互いに異なる、請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
前記第１のアンブレラと前記第２のアンブレラとは、軸方向の長さが、径方向で対向する前記第１のマグネットおよび前記第２のマグネットと同一である、請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
前記第1のマグネットと前記第２のマグネットとは、体積が同じである、請求項４または５に記載のモータ。
【請求項７】
前記第1のマグネットと前記第２のマグネットとは、周方向、軸方向、径方向のうちの少なくとも一つの方向において、寸法が互いに異なる、請求項４〜６の何れか一項に記載のモータ。
【請求項８】
前記第1のマグネットと前記第２のマグネットとは、周方向における中心の位置が同一である、請求項４〜７の何れか一項に記載のモータ。
【請求項９】
前記第1のマグネットと前記第２のマグネットとは、軸方向に直交する断面における断面積が互いに異なる、請求項４〜８の何れか一項に記載のモータ。
【請求項１０】
前記第1のマグネットと前記第２のマグネットとは、同じ種類の磁性材料から構成されている、請求項４〜９の何れか一項に記載のモータ。
【請求項１１】
前記第1のマグネットと前記第２のマグネットとは、互いに異なる種類の磁性材料から構成されている、請求項４〜９の何れか一項に記載のモータ。
【請求項１２】
前記第1のマグネットと前記第２のマグネットとは、径方向外側を向く外周面が、前記中心軸を中心とした円弧状をなし、互いに同じ曲率半径である、請求項４〜１１の何れか一項に記載のモータ。
【請求項１３】
請求項３〜１２の何れか一項に記載のモータを備える電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータ、モータ、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのロータは、シャフトとともに回転するロータコアと、ロータコアの周方向に複数設けられたマグネットと、を備える。このようなモータの作動時に生じるコギングトルクは、モータの振動および騒音の増大に繋がる。このため、モータにおいて、コギングトルクの発生を抑えることが望まれている。【０００３】
例えば、特許文献１には、ステータのティースを軸方向において複数段のブロックに分割し、一つの段のブロックのティースと他の段のブロックのティースとを、軸方向に対して傾斜させた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５９４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなモータにおいて、コイル線の巻線工程が複雑化し生産性が低下してしまうという問題があった。【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて、コギングトルクを抑制するとともに、組み立てを簡素化できるステータ、モータ、電動パワーステアリング装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のステータの一つの態様は、中心軸回りの周方向に連続する環状のステータコアと、前記ステータコアの軸方向の一部に設けられ、周方向に間隔をあけて配置された複数の第１のティースと、前記第１のティースの径方向内側の端部に設けられた第１のアンブレラと、前記ステータコアの軸方向において前記第１のティースとは異なる位置に設けられ、周方向に間隔をあけて配置された複数の第２のティースと、前記第２のティースの径方向内側の端部に設けられた第２のアンブレラと、を備え、前記第１のアンブレラと前記第２のアンブレラとは、周方向における幅寸法が互いに異なる。【０００８】
本発明のモータの一つの態様は、上記のステータと、前記ステータと径方向に隙間を介して対向するロータと、を備える。【０００９】
本発明の電動パワーステアリング装置の一つの態様は、上記のモータを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一つの態様によれば、コギングトルクを抑制するとともに、組み立てを簡素化できるステータ、モータ、電動パワーステアリング装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、一実施形態のモータの断面模式図である。
【図２】図２は、一実施形態のモータの、図１におけるII−II線に沿う断面図である。
【図３】図３は、一実施形態のモータの、図２におけるIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４は、一実施形態のロータの一部を示す斜視図である。
【図５】図５は、一実施形態のモータの一部を示す図であり、図２の拡大断面図である。
【図６】図６は、一実施形態のモータの一部を示す図であり、図３の拡大断面図である。
【図７】図７は、一実施形態のステータの一部を示す斜視図である。
【図８】図８は、一実施形態のモータにおけるコギングトルクの波形を示す図である。
【図９】図９は、一実施形態のモータを備えた電動パワーステアリング装置の模式図である。
【図１０】図１０は、一実施形態のステータの変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、一実施形態のロータの変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本実施形態のモータ１０の断面模式図である。
図１に示すように、モータ１０は、ロータ２０と、ステータ３０と、を備える。
【００１３】
以下の説明においては、中心軸Ｊに平行な方向を単に「軸方向」又は「上下方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。さらに、以下の説明において、「平面視」とは、軸方向から視た状態を意味する。また、本明細書では、中心軸Ｊに沿った軸方向における図１の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。
また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００１４】
［ロータ］
ロータ２０は、上下方向に延びる中心軸Ｊに沿って配置されるシャフト２１と、シャフト２１に固定されたロータコア２２と、第１のマグネット２３と、第２のマグネット２４と、を備える。
【００１５】
シャフト２１は、モータハウジング１１に設けられた複数のベアリング１５，１６に、中心軸Ｊ回りに回転可能に支持される。シャフト２１は、中心軸Ｊに沿った方向に延びる円柱状である。シャフト２１は、ロータコア２２に対して、圧入や接着などによって固定される。また、シャフト２１は、ロータコア２２に対して、樹脂部材などを介して固定されていてもよい。すなわち、シャフト２１は、ロータコア２２と、直接または間接的に固定される。なお、シャフト２１は、中空状の部材であってもよく、特に限定されるものではない。
【００１６】
図２は、本実施形態のモータ１０の、図１におけるII−II線に沿う断面図である。図３は、本実施形態のモータの、図２におけるIII−III線に沿う断面図である。図４は、本実施形態のロータの一部を示す斜視図である。図５は、本実施形態のモータの一部を示す図であり、図２の拡大断面図である。図６は、本実施形態のモータの一部を示す図であり、図３の拡大断面図である。
【００１７】
図２、図３に示すように、ロータコア２２は、筒状の部材である。ロータコア２２は、軸方向から見たときに、外形形状が多角形である。本実施形態において、ロータコア２２の外形は、八角形である。言い換えると、ロータコア２２は、中空の略八角形柱である。なお、ロータコア２２の外形は、円形などであってもよい。ロータコア２２は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板である。ロータコア２２は、平面視中央には、シャフト２１を通過させる貫通孔２２ｈが設けられる。
【００１８】
図４に示すように、第１のマグネット２３は、ロータコア２２の軸方向の上側の一部に設けられる。第１のマグネット２３は、軸方向に延びる板状の部材である。
【００１９】
図２に示すように、第１のマグネット２３は、周方向に間隔をあけて等間隔に配置される。軸方向から見たときに、第１のマグネット２３は、周方向を向く一対の第１側面部２３ｓと、径方向外側を向く第１外面部（外周面）２３ｔと、径方向内側を向く第１内面部２３ｕと、を有する。
【００２０】
一対の第１側面部２３ｓは、第１内面部２３ｕの周方向両端部から、径方向外側にそれぞれ延びている。第１側面部２３ｓは、軸方向から見たときに、略直線状である。
【００２１】
第１内面部２３ｕは、軸方向から見たときに、略直線状である。第１内面部２３ｕは、ロータコア２２の径方向外側を向くコア外周面２２ｆと径方向に対向する。
【００２２】
第１外面部２３ｔの周方向両側の端部は、一対の第１側面部２３ｓに接続される。本実施形態において、第１外面部２３ｔは、径方向外側に凸となる湾曲面であり、中心軸Ｊを中心とした円弧状をなしている。なお、第１外面部２３ｔは、必ずしも湾曲面である必要はない。第１外面部２３ｔは、平面であってもよい。すなわち、軸方向から見たときに、第１外面部２３ｔの外形は直線状であってもよい。
【００２３】
図４に示すように、第２のマグネット２４は、ロータコア２２の軸方向において第１のマグネット２３とは異なる位置に設けられる。具体的には、第２のマグネット２４は、ロータコア２２の軸方向の下側の一部に設けられる。第２のマグネット２４は、第１のマグネット２３の下端に接するよう配置される。なお、軸方向において、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４の間には、隙間があってもよく、接着剤や他の部材などが介在してもよい。
【００２４】
図３に示すように、第２のマグネット２４は、周方向に間隔をあけて等間隔に配置される。第２のマグネット２４は、軸方向に延びる板状の部材である。軸方向から見たときに、第２のマグネット２４は、周方向を向く一対の第２側面部２４ｓと、径方向外側を向く第２外面部（外周面）２４ｔと、径方向内側を向く第２内面部２４ｕと、を有する。
【００２５】
一対の第２側面部２４ｓは、第２内面部２４ｕの周方向両端部から、径方向外側にそれぞれ延びる。第２側面部２４ｓは、軸方向から見たときに、略直線状である。
【００２６】
第２内面部２４ｕは、軸方向から見たときに、略直線状である。第２内面部２４ｕは、ロータコア２２の径方向外側を向くコア外周面２２ｆと径方向に対向する。
【００２７】
第２外面部２４ｔの周方向両側の端部は、一対の第２側面部２４ｓに接続される。本実施形態において、第２外面部２４ｔは、径方向外側に凸となる湾曲面であり、中心軸Ｊを中心とした円弧状をなしている。第２外面部２４ｔの曲率半径は、第１外面部２３ｔの曲率半径と等しい。なお、第２外面部２４ｔは、必ずしも湾曲面である必要はない。第２外面部２４ｔは、平面であってもよい。すなわち、軸方向からみたときに、第２外面部２４ｔの外形は直線状であってもよい。
【００２８】
上記の第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、磁束密度が同じで、形状が互いに異なる。
具体的には、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、体積が同じである。また、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、周方向、軸方向、中心軸Ｊを中心とした径方向のうちの少なくとも一つの方向において、寸法が互いに異なる。
【００２９】
図４に示すように、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、周方向の幅Ｗ１，Ｗ２が互いに異なる。第１のマグネット２３の周方向の幅Ｗ１は、第２のマグネット２４の周方向の幅Ｗ２よりも小さい。軸方向に並ぶ第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とを、軸方向から見たときに、第２のマグネット２４は、第１のマグネット２３よりも、周方向両外側に突出する。
【００３０】
図５および図６に示すように、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、中心軸Ｊを中心とした径方向の厚さＴ１、Ｔ２が互いに異なる。径方向において、第１のマグネット２３の最も厚い部分の厚さＴ１は、第２のマグネット２４の最も厚い部分の厚さＴ２よりも、大きい。
【００３１】
図４に示すように、本実施形態において、第１のマグネット２３の軸方向の長さＬ１は、第２のマグネット２４の軸方向の長さＬ２と同じである。上述したように、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、体積が同じである。このため、本実施形態において、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、軸方向に直交する断面における断面積が等しい。
【００３２】
なお、第１のマグネット２３の軸方向の長さＬ１は、第２のマグネット２４の軸方向の長さＬ２と異なってもよい。この場合には、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、軸方向に直交する断面における断面積が互いに異なる。一例として、第２のマグネット２４の軸方向の長さＬ２が、第１のマグネット２３の軸方向の長さＬ１より大きく、第１のマグネット２３の断面積が、第２のマグネット２４の断面積よりも大きい構成を採用できる。また、他の例として、第１のマグネット２３の軸方向の長さＬ１が、第２のマグネット２４の軸方向の長さＬ２より大きく、第２のマグネット２４の断面積が、第１のマグネット２３の断面積よりも大きい構成を採用できる。
【００３３】
第１のマグネット２３の周方向における中心Ｍｃ１の位置は、第２のマグネット２４の周方向の中心Ｍｃ２の位置と同一である。
なお、第１のマグネット２３の周方向における中心Ｍｃ１の位置は、第２のマグネット２４の周方向の中心Ｍｃ２の位置と異なっていてもよい。
【００３４】
第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、同じ種類の磁性材料から構成されている。第１のマグネット２３、第２のマグネット２４は、それぞれ、ネオジウム系材料を用いた焼結磁石およびボンド磁石、フェライト系材料を用いた磁石である。なお、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、互いに異なる種類の磁性材料から構成してもよい。
【００３５】
［ステータ］
図７は、本実施形態のステータの一部を示す斜視図である。
ステータ３０は、第１ステータコア３１と、第２ステータコア３２と、コイル３０Ｃ（図１参照）と、絶縁部材３０Ｚ（図１参照）と、を有する。第１ステータコア３１と第２ステータコア３２とは、中心軸Ｊを中心とし、軸方向に沿って並んで配置される。第１ステータコア３１および第２ステータコア３２の軸方向に対向する面は、互いに接触する。
【００３６】
第１ステータコア３１は、ステータ３０において軸方向の上側の一部に配置される。第１ステータコア３１は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板である。第１ステータコア３１は、環状の第１コアバック部３７と、複数の第１のティース３３と、を有する。本実施形態において、第１ステータコア３１は、いわゆる分割コアである。第１コアバック部３７は、複数の扇状のコアピース３９Ａが周方向に接続されることにより構成される。
【００３７】
第１コアバック部３７を構成する各コアピース３９Ａは、外側面に径方向内側に向かって凹む複数の第１溝３９ｓを有する。各第１溝３９ｓは、各第１のティース３３の径方向外側に位置する。
なお、第１ステータコア３１は、分割コアだけでなく、いわゆるストレートコアや丸コアなど他の種類のコアであってもよい。
【００３８】
各コアピース３９Ａの内周面には、第１のティース３３が設けられる。第１のティース３３は、第１コアバック部３７の内側面から径方向外側に向かって延びる。第１のティース３３は、第１コアバック部３７の内側面において、周方向に間隔をあけて等間隔に配置される。第１のティース３３は、ロータ２０と径方向で対向する。
【００３９】
第１のティース３３は、第１のティース３３の径方向内側の端部に、第１のアンブレラ３５を有する。第１のアンブレラ３５は、第１のティース３３の径方向内側の端部から周方向両側に延びる。周方向において、隣り合う第１のアンブレラ３５と第１のアンブレラ３５との間には、間隙が構成される。以下の説明では、当該間隙を第１スロットオープン４０Ａと呼ぶ。
第１のアンブレラ３５は、第１のマグネット２３に径方向で対向する。
【００４０】
第２ステータコア３２は、ステータ３０において軸方向の下側の一部に配置される。第２ステータコア３２は、第１ステータコア３１の軸方向の下端に接して配置される。第２ステータコア３２は、第１ステータコア３１に、カシメ等により接合される。第２ステータコア３２は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板である。図３、図６、図７に示すように、第２ステータコア３２は、環状の第２コアバック部３８と、複数の第２のティース３４と、を有する。
【００４１】
本実施形態において、第２ステータコア３２は、いわゆる分割コアである。第２コアバック部３８は、複数の扇状のコアピース３９Ｂが周方向に接続されることにより構成される。第２コアバック部３８を構成する各コアピース３９Ｂは、外側面に径方向内側に向かって凹む複数の第２溝３９ｔを有する。各第２溝３９ｔは、各第２のティース３４の径方向外側に位置する。第２溝３９ｔの周方向の位置は、第１溝３９ｓの周方向の位置と同じである。
なお、第２ステータコア３２は、分割コアだけでなく、いわゆるストレートコアや丸コアなど他の種類のコアであってもよい。
【００４２】
各コアピース３９Ｂの内周面には、第２のティース３４が設けられる。第２のティース３４は、第２コアバック部３８の内側面から径方向外側に向かって延びる。第２のティース３４は、第２コアバック部３８の内側面において、周方向に間隔をあけて等間隔に配置される。第２のティース３４は、ロータ２０と径方向に対向する。
【００４３】
第２のティース３４は、第２のティース３４の径方向内側の端部に第２のアンブレラ３６を有する。第２のアンブレラ３６は、第２のティース３４の径方向内側の端部から周方向両側に延びる。周方向において、隣り合う第２のアンブレラ３６と第２のアンブレラ３６との間には、間隙が構成される。以下の説明では、当該間隙を第２スロットオープン４１Ａと呼ぶ。
第２のアンブレラ３６は、第２のマグネット２４に径方向で対向する。
【００４４】
図７に示すように、第１のティース３３と第２のティース３４とは、軸方向で重なる。第１のティース３３の周方向における幅寸法の中心Ｍｃ１１と、第２のティース３４の周方向における幅寸法の中心Ｍｃ１２とは、軸方向において互いに重なる。また、第１のティース３３の周方向における幅寸法Ｗ２１と、第２のティース３４の周方向における幅寸法Ｗ２２とは、同一である。
【００４５】
第１のアンブレラ３５と第２のアンブレラ３６とは、形状が互いに異なる。具体的には、第１のアンブレラ３５と第２のアンブレラ３６とは、周方向、軸方向の少なくとも一つの方向において、寸法が互いに異なる。本実施形態において、第１のアンブレラ３５と第２のアンブレラ３６とは、周方向における幅寸法Ｗ１１、Ｗ１２が互いに異なる。第１のアンブレラ３５の周方向の幅Ｗ１１は、第２のアンブレラ３６の周方向の幅Ｗ１２よりも大きい。これにより、第１スロットオープン４０Ａの周方向の幅は、第２スロットオープン４１Ａの幅よりも、狭い。
【００４６】
第１のアンブレラ３５の軸方向の長さＬ１１は、径方向で対向する第１のマグネット２３の軸方向の長さＬ１と同一である。第２のアンブレラ３６の軸方向の長さＬ１２は、径方向で対向する第２のマグネット２４の軸方向の長さＬ２と同一である。本実施形態において、第１のアンブレラ３５の軸方向の長さＬ１１は、第２のアンブレラ３６の軸方向の長さＬ１２と同じである。
【００４７】
また、本実施形態において、第１ステータコア３１の軸方向の寸法は、第２ステータコア３２の軸方向の寸法と同じである。すなわち、軸方向において、第１コアバック部３７の寸法は、第２コアバック部３８の寸法と同じである。軸方向において、第１のティース３３の寸法は、第２のティース３４の寸法と同じである。
【００４８】
絶縁部材３０Ｚ（図１参照）の材料は、絶縁性の樹脂である。コイル３０Ｃ（図１参照）は、絶縁部材３０Ｚを介して第１のティース３３および第２のティース３４に巻き回される。なお、絶縁部材３０Ｚの材料は、絶縁性を有するのであれば、樹脂に限られず、他の材料が用いられてもよい。
【００４９】
図８は、本実施形態のモータにおけるコギングトルクの波形を示す図である。
本実施形態のモータ１０は、ロータ２０およびステータ３０が上述のような構成を有する。そのため、図８に示すように、第１のマグネット２３と第１ステータコア３１との間において生じるコギングトルクの波形は、第２のマグネット２４と第２ステータコア３２との間において生じるコギングトルクの波形に対し、位相が逆になる。モータ１０のコギングトルクは、これらのコギングトルクを合成したものである。これにより、モータ１０のコギングトルクを小さくすることができる。その結果、モータ１０において生じる振動や騒音などを小さくすることができる。また、本実施形態のモータ１０では、従来のモータ１０と比較してトルクリップルも低減することができる。
【００５０】
本実施形態によれば、ロータ２０の第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、磁束密度が同じで、形状が互いに異なる。このように、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４との形状を互いに異ならせることで、第１のマグネット２３と第１のアンブレラ３５との間で発生するコギングトルクの位相と、第２のマグネット２４と第２のアンブレラ３６との間で発生するコギングトルクの位相とを互いにずらすことができる。これにより、第１のマグネット２３と第１のアンブレラ３５との間で発生するコギングトルクと、第２のマグネット２４と第２のアンブレラ３６との間で発生するコギングトルクとを互いに打ち消し合って、ロータ２０を備えたモータ１０における合成コギングトルクを小さくすることができる。その結果、このようなロータ２０、モータ１０、および後述する電動パワーステアリング装置５００は、作動時に生じる振動および騒音を抑えることが可能となる。このような構成を採用することで、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とをスキューさせる必要がないため、結果的に組み立て工程を簡素化することができる。
【００５１】
本実施形態によれば、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、体積が同じである。また、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、周方向、中心軸Ｊ方向、中心軸Ｊを中心とした径方向のうちの少なくとも一つの方向において、寸法が互いに異なる。第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、周方向における中心Ｍｃの位置が同一である。また、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、軸方向に直交する断面における断面積が互いに異なる。また、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、同じ種類の磁性材料から構成されている。
このようにして、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とをスキューさせることなくとも、コギングトルクを容易に抑えることが可能となる。
【００５２】
本実施形態によれば、第１のマグネット２３の第１外面部２３ｔと、第２のマグネット２４の第２外面部２４ｔとは、径方向外側を向く外周面が、中心軸Ｊを中心とした円弧状をなし、互いに同じ曲率半径である。これにより、ロータ２０とステータ３０との間のエアギャップを均一にすることができる。これにより、コギングトルクを抑えるとともに、磁束の流れがスムーズとなり、トルクを増加させることができる。
【００５３】
本実施形態によれば、ステータ３０の第１のアンブレラ３５と第２のアンブレラ３６とは、周方向における幅寸法が互いに異なる。このように、第１のアンブレラ３５と第２のアンブレラ３６との形状を互いに異ならせることで、第１のマグネット２３と第１のアンブレラ３５との間で発生するコギングトルクと、第２のマグネット２４と第２のアンブレラ３６との間で発生するコギングトルクとで、位相を互いにずらすことができる。これにより、第１のマグネット２３と第１のアンブレラ３５との間で発生するコギングトルクと、第２のマグネット２４と第２のアンブレラ３６との間で発生するコギングトルクとを互いに打ち消し合って、ステータ３０を備えたモータ１０における合成コギングトルクを小さくすることができる。その結果、モータ１０において生じる振動および騒音を抑えることが可能となる。このような構成を採用することで、ティースの周方向の位置を軸方向に沿って変化させる必要がないため、結果的に巻線工程を簡素化することができる。
【００５４】
本実施形態によれば、第１のアンブレラ３５と第２のアンブレラ３６とは、周方向、軸方向の少なくとも一つの方向において、寸法が互いに異なる。これにより、第１のマグネット２３と第１のアンブレラ３５との間で発生するコギングトルクの位相と、第２のマグネット２４と第２のアンブレラ３６との間で発生するコギングトルクの位相とを互いにずらすことができる。
【００５５】
本実施形態によれば、第１のティース３３と第２のティース３４とは、周方向において同一位置に配置され、周方向における幅寸法が同一である。これにより、第１のマグネット２３と第１のアンブレラ３５との間、第２のマグネット２４と第２のアンブレラ３６との間において、それぞれ発生するコギングトルクの位相を、よりずらしやすくなる。これにより、モータ１０における合成コギングトルクを小さくすることができる。その結果、モータ１０において生じる振動および騒音を抑えることが可能となる。また、第１のティース３３と第２のティース３４とは、コイル３０Ｃを構成する導線が巻かれる部位の形状が同一であるため、第１のアンブレラ３５と第２のアンブレラ３６との幅寸法が互いに異なる場合であっても、第１のティース３３と第２のティース３４とに、容易に導線を巻き回してコイル３０Ｃを構成することができる。
【００５６】
本実施形態によれば、第１のアンブレラ３５と第２のアンブレラ３６とは、軸方向の長さＬ１１、Ｌ１２が、径方向で対向する第１のマグネット２３および第２のマグネット２４の長さＬ１、Ｌ２と同一である。これにより、コイル３０Ｃを構成する導線が巻かれる部位の形状が、第１のティース３３および第２のティース３４において同一である。このため、アンブレラの形状が異なる場合であっても、容易に導線を巻き回してコイル３０Ｃを構成することができる。
【００５７】
[電動パワーステアリング装置］
図９は、本実施形態によるモータ１０を備えた電動パワーステアリング装置５００を模式的に示している。
図９に示すように、電動パワーステアリング装置５００は、自動車等の車両に備えられる。電動パワーステアリング装置５００は、ステアリング系５２０および補助トルク機構５４０を備える。
【００５８】
ステアリング系５２０は、例えば、ステアリングハンドル５２１、ステアリングシャフト５２２（「ステアリングコラム」とも称される。）、自在軸継手５２３Ａ、５２３Ｂ、回転軸５２４（「ピニオン軸」または「入力軸」とも称される。）、ラックアンドピニオン機構５２５、ラック軸５２６、左右のボールジョイント５５２Ａ、５５２Ｂ、タイロッド５２７Ａ、５２７Ｂ、ナックル５２８Ａ、５２８Ｂ、および左右の操舵車輪（例えば左右の前輪）５２９Ａ、５２９Ｂを備える。
【００５９】
ステアリングハンドル５２１は、ステアリングシャフト５２２と自在軸継手５２３Ａ、５２３Ｂとを介して回転軸５２４に連結される。回転軸５２４は、ラックアンドピニオン機構５２５を介してラック軸５２６に連結される。ラックアンドピニオン機構５２５は、回転軸５２４に設けられたピニオン５３１と、ラック軸５２６に設けられたラック５３２と、を有する。ラック軸５２６の右端は、ボールジョイント５５２Ａ、タイロッド５２７Ａおよびナックル５２８Ａを介して右の操舵車輪５２９Ａに連結される。ラック軸５２６の左端は、ボールジョイント５５２Ｂ、タイロッド５２７Ｂおよびナックル５２８Ｂを介して左の操舵車輪５２９Ｂに連結される。ここで、右側および左側は、座席に座った運転者から見た右側および左側にそれぞれ一致する。
【００６０】
ステアリング系５２０は、運転者がステアリングハンドル５２１を操作することによって操舵トルクを発生する。操舵トルクは、ラックアンドピニオン機構５２５を介して左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂに伝達される。これにより、運転者は左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂを操作することができる。
【００６１】
補助トルク機構５４０は、例えば、操舵トルクセンサ５４１、ＥＣＵ５４２、モータ５４３、減速機構５４４および電力変換装置５４５を備える。補助トルク機構５４０は、ステアリングハンドル５２１から左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂに至るステアリング系５２０に補助トルクを与える。なお、補助トルクは「付加トルク」と称されることがある。
【００６２】
モータ５４３は、本実施形態におけるモータ１０に相当する。
【００６３】
操舵トルクセンサ５４１は、ステアリングハンドル５２１によって付与されたステアリング系５２０の操舵トルクを検出する。ＥＣＵ５４２は、操舵トルクセンサ５４１からの検出信号（以下、「トルク信号」と表記する。）に基づいてモータ５４３を駆動するための駆動信号を生成する。モータ５４３は、操舵トルクに応じた補助トルクを駆動信号に基づいて発生する。補助トルクは、減速機構５４４を介してステアリング系５２０の回転軸５２４に伝達される。減速機構５４４は、例えばウォームギヤ機構である。補助トルクはさらに、回転軸５２４からラックアンドピニオン機構５２５に伝達される。
【００６４】
電動パワーステアリング装置５００は、補助トルクがステアリング系５２０に付与される箇所によって、ピニオンアシスト型、ラックアシスト型、およびコラムアシスト型等に分類することができる。図９には、ピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置５００を例示している。ただし、電動パワーステアリング装置５００は、ラックアシスト型、コラムアシスト型等であってもよい。
【００６５】
ＥＣＵ５４２には、トルク信号だけでなく、例えば車速信号も入力され得る。外部機器５６０は例えば車速センサである。または、外部機器５６０は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の車内ネットワークで通信可能な他のＥＣＵであってもよい。ＥＣＵ５４２のマイクロコントローラは、トルク信号や車速信号などに基づいてモータ５４３をベクトル制御またはＰＷＭ制御することができる。
電動パワーステアリング装置５００は、運転者の操舵トルクにモータ５４３の補助トルクを加えた複合トルクを利用し、左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂを操作する。
【００６６】
（ステータの変形例）
図１０は、上述の実施形態に採用可能な変形例のステータ１３０の部分斜視図である。本変形例において、ステータ１３０以外の構成は、上述の実施形態と同様である。すなわち、ステータ１３０は、上述の実施形態のロータ２０（図４参照）と径方向に対向する。
【００６７】
図１０に示すように、本変形例のステータ１３０は、図４に示す第１のマグネット２３および第２のマグネット２４に径方向に対向するアンブレラ１３５を有する。アンブレラ１３５は、一様な幅寸法で軸方向に延びる。
【００６８】
本変形例に示す様にアンブレラ１３５の幅寸法が軸方向に沿って一様であっても、上述の実施形態に示すロータ２０を用いることで、第１のマグネット２３とアンブレラ１３５との間で発生するコギングトルクと、第２のマグネット２４とアンブレラ１３５との間で発生するコギングトルクと、の位相を互いにずらすことができる。これにより、ロータ２０を備えたモータ１０における合成コギングトルクを小さくすることができる。
【００６９】
（ロータの変形例）
図１１は、上述の実施形態の変形例のロータ２２０である。本変形例において、ロータ２２０以外の構成は、上述の実施形態と同様である。すなわち、ロータ２２０は、上述の実施形態のステータ３０（図７参照）と径方向に対向する。
【００７０】
図１１に示すように、本変形例のロータ２２０は、第１のアンブレラ３５および第２のアンブレラ３６に径方向に対向するマグネット１２３を有する。マグネット１２３は、一様な幅寸法で軸方向に延びる。
【００７１】
本変形例に示す様にマグネット１２３の幅寸法が軸方向に沿って一様であっても、上述の実施形態に示すステータ３０を用いることで、マグネット１２３と第１のアンブレラ３５との間で発生するコギングトルクと、マグネット１２３と第２のアンブレラ３６との間で発生するコギングトルクと、の位相を互いにずらすことができる。これにより、ステータ３０を備えたモータ１０における合成コギングトルクを小さくすることができる。
【００７２】
以上に、本発明の一実施形態およびその変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
【００７３】
例えば、第１ステータコア３１と、第２ステータコア３２とは、軸方向における長さＬ１、Ｌ２が互いに異なっていてもよい。すなわち、軸方向において、第１コアバック部３７の長さＬ１は、第２コアバック部３８の長さＬ２と異なっていてもよい。また、第１のアンブレラ３５の軸方向の長さＬ１１は、第２のアンブレラ３６の軸方向の長さＬ１２と異なっていてもよい。
【００７４】
また、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、互いに異なる種類の磁性材料から構成されていてもよい。このような構成とすることで、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４とは、互いに異なる種類の磁性材料から構成されていても、第１のマグネット２３と第２のマグネット２４との形状を互いに異ならせることで、コギングトルクを逆位相とすることができる。これにより、第１のマグネット２３と第１のアンブレラ３５との間で発生するコギングトルクと、第２のマグネット２４と第２のアンブレラ３６との間で発生するコギングトルクとを互いに打ち消し合って、ステータ３０を備えたモータ１０における合成コギングトルクを小さくすることができる。その結果、モータ１０において生じる振動および騒音を抑えることが可能となる。
【００７５】
また、上述の実施形態では、互いに形状が異なり軸方向に沿って並ぶ２つのマグネット（第１のマグネット２３および第２のマグネット２４）を有するロータ２０について説明した。しかしながら、ロータは、軸方向に沿って並ぶ３以上のマグネットを有していてもよい。この場合、軸方向に沿って並ぶ３以上のマグネットのうち、少なくとも２つのマグネットの形状が互いに異なればよい。
同様に、上述の実施形態では、周方向における幅寸法が互いに異なり軸方向に沿って並ぶ２つのアンブレラ（第１のアンブレラ３５および第２のアンブレラ３６）を有するステータ３０について説明した。しかしながら、ステータは、軸方向に沿って並ぶ３以上のアンブレラを有していてもよい。この場合、軸方向に沿って並ぶ３以上のアンブレラのうち、少なくとも２つのアンブレラの幅寸法が互いに異なればよい。
【００７６】
上述した実施形態およびその変形例のモータ１０は、電動パワーステアリング装置５００に限らず、例えば、掃除機、ドライヤ、シーリングファン、洗濯機、冷蔵庫などの、各種のモータを備える多様な機器に幅広く利用され得る。
【符号の説明】
【００７７】
２…ＣＬ、１０，５４３…モータ、２０，２２０…ロータ、２１…シャフト、２２…ロータコア、２３…第１のマグネット、２３ｔ…第１外面部（外周面）、２４…第２のマグネット、２４ｔ…第２外面部（外周面）、３０，１３０…ステータ、３０Ｃ…コイル、３１…第１ステータコア、３２…第２ステータコア、３３…第１のティース、３４…第２のティース、３５…第１のアンブレラ、３６…第２のアンブレラ、３７…第１コアバック部、３８…第２コアバック部、１２３…マグネット、１３５…アンブレラ、５００…電動パワーステアリング装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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