(57)【要約】【課題】トルクリップルを低減することができるモータ装置を提供する。【解決手段】ステータ８とロータ９とを有するモータと、ステータ８のコイル２４に、電気角１２０°の矩形波電流を供給する電力供給部と、を備え、ロータ９は、ロータコア３２の外周面に、周方向に並べて円環状に配置された複数のセグメント型のマグネット３３Ａ，３３Ｂと、ロータコア３２の軸方向両端に配置されたマグネットホルダと、を有し、マグネット３３Ａ，３３Ｂには、径方向と交差する平面よりなる平坦部が設けられ、マグネットホルダは、マグネット３３Ａ，３３Ｂの軸方向端部を押さえる押さえ部を有し、押さえ部に、隣接するマグネット３３Ａ，３３Ｂの平坦部を径方向の内側に向けて押さえる爪部３８ａが設けられ、爪部３８ａは磁性材料により形成されている。【選択図】図３
2019037033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコア、およびステータコアに巻かれた複数のコイルを有するステータと、
前記ステータに対して、径方向に隙間を介し、かつ相対回転可能に配置されたロータと、を有するモータと、
前記複数のコイルに、電気角１２０°の矩形波電流を供給する電力供給部と、を備え、
前記ロータは、
回転軸と、
該回転軸に固定されるロータコアと、
該ロータコアの外周面に、周方向に並べて円環状に配置された複数のセグメント型のマグネットと、
前記ロータコアの軸方向両端に配置され、前記マグネットの前記ロータコアからの脱落を防止するマグネットホルダと、を有し、
前記マグネットの外周面の周方向両端には、径方向と交差する平面よりなる平坦部が設けられ、
前記マグネットホルダは、
前記ロータコアの軸方向端部に固定される固定部と、
前記マグネットの軸方向端部を押さえる押さえ部と、
前記固定部と前記押さえ部とを連結する連結部と、を有し、
前記マグネットホルダの前記押さえ部に、隣接する前記マグネットの互いに近接した周方向端部の前記平坦部に跨って、当該平坦部を径方向の内側に向けて押さえる爪部が設けられ、
前記爪部は磁性材料により形成されていることを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
隣接する前記マグネットの各々前記平坦部の大きさの和は、電気角で７０°以上１２０°以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下記特許文献１に示されるようなモータが知られている。このモータは、ステータコア、およびステータコアに巻かれた複数のコイルを有するステータと、ステータに対して径方向に隙間を介して配置され、相対回転可能に配置されたロータと、を有している。また、このモータを駆動させるにあたって、複数のコイルに通電を行う際、大きな出力トルクを得ることを目的として、各コイルに矩形波電流を供給する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６４８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来のモータでは、矩形波電流が供給されることで、矩形波電流に含有される高調波成分に起因して、出力トルクにむら（トルクリップル）が生じ、振動や騒音の原因となることがあった。
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、トルクリップルを低減することができるモータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係るモータ装置は、ステータコア、およびステータコアに巻かれた複数のコイルを有するステータと、前記ステータに対して、径方向に隙間を介し、かつ相対回転可能に配置されたロータと、を有するモータと、前記複数のコイルに、電気角１２０°の矩形波電流を供給する電力供給部と、を備え、前記ロータは、回転軸と、該回転軸に固定されるロータコアと、該ロータコアの外周面に、周方向に並べて円環状に配置された複数のセグメント型のマグネットと、前記ロータコアの軸方向両端に配置され、前記マグネットの前記ロータコアからの脱落を防止するマグネットホルダと、を有し、前記マグネットの外周面の周方向両端には、径方向と交差する平面よりなる平坦部が設けられ、前記マグネットホルダは、前記ロータコアの軸方向端部に固定される固定部と、前記マグネットの軸方向端部を押さえる押さえ部と、前記固定部と前記押さえ部とを連結する連結部と、を有し、前記マグネットホルダの前記押さえ部に、隣接する前記マグネットの互いに近接した周方向端部の前記平坦部に跨って、当該平坦部を径方向の内側に向けて押さえる爪部が設けられ、前記爪部は磁性材料により形成されていることを特徴とする。
【０００７】
このように、マグネットの外周面の周方向の両端に平坦部が設けられ、マグネットの平坦部に配置されたマグネットホルダの爪部が、磁性材料により形成されている。このため、マグネットから発生する磁束の一部がマグネットホルダの爪部に漏れることで、爪部を介してマグネットの平坦部からステータの内面と、に跨る磁束密度をマグネットホルダを磁性材料により形成しない場合に対して変化させることが可能になる。この変化により、コイルに矩形波電流が供給された際に発生する誘起電圧に、誘起電圧の一次の位相に対し、位相０°の５次高調波を含有させることができる。このため、電気角１２０°の矩形波電流に含まれる高調波成分のうち、含有率の多い５次高調波および７次高調波それぞれの含有率を同等にすることが可能になる。よって、モータ装置のトルクリップルを低減することができる。
【０００８】
また、隣接する前記マグネットの各々前記平坦部の大きさの和は、電気角で７０°以上１００°以下に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
この場合には、コイルに矩形波電流が供給された際に発生する誘起電圧に、誘起電圧の一次の位相に対し、位相０°の５次高調波をより多く含有させることが可能になる。このため、より一層確実にモータ装置のトルクリップルを低減することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、モータ装置のトルクリップルを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータ装置を備えた減速機付モータの斜視図である。
【図２】図１に示す減速機付モータのＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るモータ装置のステータとロータとの関係を示す軸方向から見た断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るモータ装置におけるロータの斜視図である。
【図５】図４に示すロータ本体の斜視図である。
【図６】図４に示すロータ本体の分解斜視図である。
【図７】図４に示すロータ本体のマグネットの組み合わせを軸方向からみた図である。
【図８】図４に示すロータ本体のロータコア、マグネット、および片方のマグネットホルダの組み合わせを軸方向からみた図である。
【図９】図４に示すロータ本体におけるマグネット単体の軸方向からみた図である。
【図１０】図１に示すモータ装置における電力供給部から供給される矩形波電流に含まれる次数成分を示す図である。
【図１１】図１に示すモータに発生する誘起電圧に、５次高波長成分が含有された際の波形を示す図である。
【図１２】図１１に示す誘起電圧波形のうち、領域Ａを拡大した図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るモータ装置におけるステータのティースおよびロータの周方向の相対位置を示す模式図のうち、（ａ）回転開始時、（ｂ）回転前期、（ｃ）回転後期を示す図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係るモータ装置におけるステータおよびロータを示す模式図のうち、平坦部の周方向の大きさの和が、（ａ）電気角７０°（ｂ）電気角１００°（ｃ）電気角１２０°のものを示す図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係るモータ装置に発生する誘起電圧の次数成分を、平坦部の周方向の大きさの和毎に比較した図である。
【図１６】図１０に示す次数成分と、図１５に示す次数成分と、を足し合わせた結果を、平坦部の周方向の大きさの和毎に比較した図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係るモータ装置におけるロータ本体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
（減速機付モータ）
以下、図１〜図１６を参照し、本発明の第１実施形態に係るモータ装置２について説明する。なお、以下の説明では、モータ装置２を備えた減速機付モータ１について説明する。
図１および図２に示すように、減速機付モータ１は、例えば車両に搭載される電装品（例えば、ワイパ、パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等）の駆動源となるものである。
【００１３】
減速機付モータ１は、モータ装置２と、モータ装置２の回転を減速して出力する減速機３と、を備えている。また、モータ装置２は、通電されることで電気エネルギーを回転運動エネルギーに変換するモータ２Ａと、モータ２Ａに通電する電力供給部４と、を備えている。
なお、以下の説明において、モータ２Ａの回転軸３１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、回転軸３１周りに周回する方向を周方向という。
【００１４】
（モータ）
モータ２Ａは、軸方向から平面視で、外形が略六角形状のモータケース５と、モータケース５内に収納された六角筒状のステータ８（図３参照）と、ステータ８に対して、径方向に隙間を介し、かつ相対回転可能に配置されたロータ９（図３参照）と、を備えている。ロータ９は軸方向に沿って延びている。
【００１５】
（モータケース）
モータケース５は、例えばアルミダイキャスト等の放熱性の優れた材料により形成されている。図２に示すように、モータケース５は、軸方向に分割可能に構成された第１モータケース６と、第２モータケース７と、からなる。第１モータケース６および第２モータケース７は、それぞれ有底六角筒状に形成されており、それぞれの対向する開口部６ａ，７ａを嵌合させることで、内部空間を有するモータケース５を形成している。なお、第１モータケース６は、底部１０が、減速機３のギヤケース４０と一体に形成されている。底部１０の径方向略中央には、ロータ９の回転軸３１を挿通可能な貫通孔１０ａが形成されている。
【００１６】
（ステータ）
図３に示すように、ステータ８は、ステータコア２０、およびステータコア２０に巻かれた複数のコイル２４を有している。ステータコア２０は、磁路を形成する正六角形筒状のコア部２１と、コア部２１から径方向内側に向かって突出する６個のティース２２と、を有する。各ティース２２は、正六角形筒状のコア部２１の角部と角部の間の平坦壁（六角形の辺に相当）の幅方向の中央（六角形の辺の長さの中央）に配置されている。
【００１７】
ステータコア２０は、複数の磁性金属薄板を軸方向に積層することにより形成されている。なお、ステータコア２０は、複数の磁性金属薄板を軸方向に積層して形成する場合に限られるものではなく、例えば、軟磁性粉を加圧成形することにより形成されていてもよい。このように形成されたステータコア２０におけるコア部２１の外周が、第１モータケース６および第２モータケース７の内周に固定されている。
【００１８】
ステータコア２０の各ティース２２には、樹脂製のインシュレータ２３がティース２２の周囲を覆うように装着されている。各コイル２４は、インシュレータ２３を覆うように、各ティース２２に巻かれている。各コイル２４は、電力供給部４からの通電により、ロータ９を回転させるための磁界を生成する。
【００１９】
（ロータ）
図４に示すように、ロータ９は、回転軸３１と、回転軸３１に外嵌固定されたロータ本体９Ａと、を有する。図５および図６に示すように、ロータ本体９Ａは、回転軸３１の外周に圧入嵌合により固定された円筒状のロータコア３２と、ロータコア３２の外周面に、周方向に並べて円環状に配置された４個のセグメント型のマグネット３３Ａ，３３Ｂと、マグネット３３Ａ，３３Ｂを固定するためにロータコア３２の軸方向両端面に配置された一対のマグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂと、を備える。
一対のマグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂは、マグネット３３Ａ，３３Ｂを軸方向に挟むことにより、マグネット３３Ａ，３３Ｂのロータコア３２からの脱落を防止する。
【００２０】
（ロータコア）
図４に示す回転軸３１は、減速機３を構成するウォーム軸４４と一体成形されている。
図６に示すロータコア３２は、複数の金属板を軸方向に積層することにより形成されている。なお、ロータコア３２は、複数の金属板を軸方向に積層して形成する場合に限られるものではなく、例えば、軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。
【００２１】
図４および図６に示すように、ロータコア３２の径方向略中央には軸方向に貫通する貫通孔３２ａが形成されており、この貫通孔３２ａに、回転軸３１が圧入されている。なお、貫通孔３２ａに対して回転軸３１を挿入とし、接着剤等を用いて回転軸３１にロータコア３２を外嵌固定してもよい。
【００２２】
また、ロータコア３２には、貫通孔３２ａの周囲に、複数のカシメ固定用孔３２ｂが軸方向に沿って貫通形成されている。図示の例では、カシメ固定用孔３２ｂは２つ形成されている。このカシメ固定用孔３２ｂは、ロータコア３２とマグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂとを固定するために用いられる。
【００２３】
（マグネット）
図７〜図９に示すように、セグメント型のマグネット３３Ａ，３３Ｂは、例えばフェライト磁石よりなり、それぞれが軸方向に直交する断面が、扇形となるように形成されている。ここでは、マグネット３３Ａ，３３Ｂは４個であるから、それぞれが中心角θ＝９０°の扇形に形成されている。なお、マグネット３３Ａ，３３Ｂは、ネオジム磁石であってもよい。
マグネット３３Ａ，３３Ｂは、共に円弧状の内周面３３ｃから外周面３３ｄに沿って着磁されており、図７に示すように、円環状に並べて配置したとき、外周面３３ｄの磁極が周方向に交互に逆極性で並ぶように設定されている。つまり、マグネット３３Ａ，３３Ｂは、逆極性に着磁されたものが２種類用意されており、図８に示すように、ロータコア３２の外周面に周方向に沿って交互に配列されている。従って、マグネット３３Ａ，３３Ｂの組立体を有するロータ本体９Ａは、４極の磁極を持つ。
【００２４】
図９に示すように、マグネット３３Ａ，３３Ｂの内周面３３ｃは、ロータ９の軸中心Ｏに中心を設定した、曲率半径ｒの円弧面として形成されている。一方、外周面３３ｄの曲率半径ｒ１は、曲率半径ｒよりも小さく設定されている。曲率半径ｒ１の中心Ｏ１は、ロータ９の軸中心Ｏと、マグネット３３Ａ，３３Ｂの外周面３３ｄの周方向の中点Ｐと、を結ぶ線分Ｌｐｏ上の、軸中心Ｏよりも中点Ｐに近い位置に設定されている。
【００２５】
すなわち、ロータ本体９Ａとして組み立てた状態で、マグネット３３Ａ，３３Ｂの外周面３３ｄの周方向の中点Ｐの位置が、最も径方向外方の点となるように、マグネット３３Ａ，３３Ｂの外周面３３ｄが、円弧面形状に形成されている。
従って、マグネット３３Ａ，３３Ｂの外周面３３ｄの周方向の中点Ｐの回転軌跡（ロータ本体９Ａの最外周点の回転軌跡）よりも内側に入るように、マグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂの最外周点（後述する爪部３８ａの幅方向の両端）の位置を定める。これにより、マグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂとステータ８との干渉を防ぎながら、マグネット３３Ａ，３３Ｂとステータ８との間にエアギャップを形成することができる。
【００２６】
図９に示すように、マグネット３３Ａ，３３Ｂの外周面３３ｄの周方向両端には、径方向に交差する平面よりなる平坦部３３ｓが設けられている。図示の例では、平坦部３３ｓは、径方向と直交している。
また本実施形態では、図８に示すように、隣接するマグネット３３Ａ，３３Ｂの各々平坦部３３ｓの周方向の大きさの和θは、電気角で７０°以上１２０°以下に設定されている。ここで、周方向の大きさとは、ロータ９の軸中心Ｏと、平坦部３３ｓの外面における周方向の両端部と、を結ぶ線分同士の軸中心Ｏを中心とする中心角を意味している。
マグネット３３Ａ，３３Ｂの周方向の両端面３３ｔは、径方向に沿った平面状に形成されている。このため、図７および図８に示すように、円環状にマグネット３３Ａ，３３Ｂを並べたとき、隣接するマグネット３３Ａ，３３Ｂの周方向の両端面３３ｔ同士を密着させることができ、回転方向の位置ずれを防ぐことができる。
【００２７】
（マグネットホルダ）
図６に示すように、マグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂは、金属板にプレス加工を施して形成されたものである。マグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂは磁性材料により形成されている。
マグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂは、環状の固定部３６と、マグネット３３Ａ，３３Ｂの軸方向端部を押さえる押さえ部３８と、固定部３６と押さえ部３８とを連結する連結部３７と、を有している。固定部３６、押さえ部３８、および連結部３７は、一体に形成されている。なお、固定部３６、押さえ部３８、および連結部３７はそれぞれ別体に形成されてもよい。
【００２８】
固定部３６は、ロータコア３２の軸方向両端に配置されている。固定部３６の中心には円形の開口部３６ａが設けられており、開口部３６ａの直径は、回転軸３１の軸径よりも若干大きい程度に設定されている。開口部３６ａに回転軸３１が挿通され、ロータコア３２の軸方向端面に固定部３６が配置される。
固定部３６には、ロータコア３２のカシメ固定用孔３２ｂに対応する位置に、カシメ固定用孔３２ｂに連通する貫通孔３６ｂが形成されている。
【００２９】
連結部３７は、固定部３６の外周部から、径方向外側に向かって延びる帯状に形成され、軸方向に沿って弾性変形可能とされている。また、連結部３７は４つ設けられ、周方向に等間隔をあけて配置されている。
押さえ部３８は、各連結部３７の径方向の外端部に各別に設けられている。押さえ部３８の径方向の外端部には、軸方向に延びる爪部３８ａが各別に設けられている。図８に示すように、爪部３８ａは、隣接するマグネット３３Ａ，３３Ｂの互いに近接した周方向端部の平坦部３３ｓに跨って、平坦部３３ｓを径方向の内側に向けて押さえている。
【００３０】
図５および図６に示すように、２つのマグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂの貫通孔３６ｂとロータコア３２のカシメ固定用孔３２ｂとに、それぞれカシメピン３０が挿通されている。カシメピン３０は、フランジ状の頭部３０ａをマグネットホルダ３４Ａの上側面に係合させ、先端３０ｂ側をマグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂの貫通孔３６ｂとロータコア３２のカシメ固定用孔３２ｂとに通す。そして、先端３０ｂをカシメることにより、固定部３６がロータコア３２に固定される。このようにして、ロータコア３２とマグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂとを一体化している。
【００３１】
その際、図６に示すように、ロータコア３２の軸方向両端に配置されたマグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂのうち、一方のマグネットホルダ３４Ｂと、複数のマグネット３３Ａ，３３Ｂの軸方向端面との間に、円環状のゴムワッシャ３９が配置される。
【００３２】
（減速機）
図１および図２に示すように、減速機３は、モータケース５が取り付けられているギヤケース４０と、ギヤケース４０内に収納されるウォーム減速機構４１と、を備えている。ギヤケース４０は、例えばアルミダイキャスト等の放熱性の優れた材料により形成されている。ギヤケース４０は、内部にウォーム減速機構４１を収容している。
【００３３】
ギヤケース４０の外部には、３つの固定ブラケット５４ａ，５４ｂ，５４ｃが一体に形成されている。これら固定ブラケット５４ａ，５４ｂ，５４ｃは、不図示の車体等に、減速機付モータ１を固定するためのものである。また、ギヤケース４０には、略円筒状の軸受ボス４９が突設されている。軸受ボス４９は、ウォーム減速機構４１の出力軸４８を回転自在に支持するためのものである。
【００３４】
ウォーム減速機構４１は、ウォーム軸４４と、ウォーム軸４４に螺合される不図示のウォームホイールと、により構成されている。ウォーム軸４４は、モータ２Ａの回転軸３１と同軸上に配置されている。そして、ウォーム軸４４は、両端がギヤケース４０に設けられた軸受４６，４７によって回転自在に支持されている。ウォーム軸４４のモータ２Ａ側の端部は、軸受４６を介してギヤケース４０に至るまで突出している。この突出したウォーム軸４４の端部とモータ２Ａの回転軸３１との端部が接続され、ウォーム軸４４と回転軸３１とが一体に形成されている。
【００３５】
ウォーム軸４４に螺合される不図示のウォームホイールには、このウォームホイールの径方向中央に出力軸４８が連結されている。出力軸４８はウォームホイールの回転軸方向と同軸上に配置されており、ギヤケース４０の軸受ボス４９を介してギヤケース４０の外部に突出している。
【００３６】
（電力供給部）
電力供給部４は、複数のコイル２４に、パルス幅が電気角１２０°の矩形波電流を供給する。
図２に示すように、電力供給部４は、モータ２Ａおよび減速機３とともに、減速機付モータ１のカバー６３内に配置されている。なお、電力供給部４は、モータ２Ａおよび減速機３と別体に配置されてもよい。
電力供給部４は、車両に搭載された不図示のバッテリーから供給される電流を制御して複数のコイル２４に供給する制御基板を備えている。この制御基板に、電気角１２０°の矩形波電流を生成するスイッチング回路が設けられている。
【００３７】
（減速機付モータの動作）
次に減速機付モータ１の動作について説明する。
減速機付モータ１は、電力供給部４からモータ２Ａの各コイル２４に電力が供給されると、ステータ８（ティース２２）に所定の磁界が形成される。この磁界とロータ９のマグネット３３Ａ，３３Ｂとの間で磁気的な吸引力や反発力が生じ、ロータ９が継続的に回転する。ロータ９が回転すると、回転軸３１と一体化されたウォーム軸４４が回転し、さらにウォーム軸４４に螺合されているウォームホイールが回転する。そして、ウォームホイールに連結された出力軸４８が回転し、所望の電装品が駆動される。
【００３８】
ここで、図１０に示されるように、電気角１２０°の矩形波電流には、複数の次数の高調波成分が含有されている。これらの高調波成分のうち、特に含有率の多い５次高調波成分および７次高調波成分それぞれの含有率を、互いに同等とすることで、モータ２Ａから得られる出力トルクに生じるむら（トルクリップル）を低減できることが確認されている。ここで、図示の例では、５次高調波成分と７次高調波成分との差は約６％となっている。
【００３９】
このため、本実施形態に係るモータ装置２では、マグネット３３Ａ，３３Ｂと、ステータ８の内面と、に跨る磁束密度を変化させ、図１１および図１２に示すように、誘起電圧の一次の位相に対し、位相０°の５次高調波を含有させることに着目している。以下、この点について詳述する。
【００４０】
まず、図１３（ａ）に示す回転開始時におけるステータ８およびロータ９（電気角０°）が、電気角１０°の位置まで周方向に相対回転するまでに発生する誘起電圧波形を、図１２に示す領域Ａ１に示している。ここで、マグネット３３Ａ，３３Ｂの平坦部３３ｓの径方向の外側に、磁性材料により形成された爪部３８ａが配置されている。これにより、隣接するマグネット３３Ａ，３３Ｂのうち、一方のマグネットの平坦部３３ｓからの磁束が爪部３８ａを介して他方のマグネットの平坦部３３ｓへ流れることで、ステータ８とロータ９との間を通過する磁束密度が低下する。このため、図１２の領域Ａ１に示すように、爪部３８ａがない場合よりも誘起電圧が小さくなっている。
【００４１】
次に、図１３（ｂ）に示す回転前期として、ステータ８およびロータ９が電気角１０°の位置から、電気角６０°の位置まで周方向に相対回転するまでに発生する誘起電圧波形を、図１２に示す領域Ａ２に示している。ここでは、マグネット３３Ａ，３３Ｂの外周面３３ｄが、次第にティース２２の内面に近接することで、マグネット３３Ａ，３３Ｂとティース２２との間を流れる磁束の磁束密度が増加することとなり、誘起電圧が低下している。またこの際、マグネット３３Ａ，３３Ｂからの磁束が漏れる爪部３８ａが、次第にティース２２の内面から離れていくことで、マグネット３３Ａ，３３Ｂとティース２２との間を流れる磁束の磁束密度が顕著に増加する。これにより、図１２に示すように、爪部３８ａが無い場合よりも誘起電圧が小さくなっている。
【００４２】
最後に、図１３（ｃ）に示す回転後期として、ステータ８およびロータ９が電気角６０°の位置から、電気角９０°の位置まで周方向に相対回転するまでに発生する誘起電圧波形を、図１２に示す領域Ａ３に示している。ここでは、マグネット３３Ａ，３３Ｂの外周面３３ｄにおける中点Ｐが、ティース２２の内面の周方向の中央部に近づくことにより、磁束密度の変化が小さくなり、誘起電圧が次第に減少していく。またこの際、爪部３８ａがあることで、磁極間の磁束密度の差が小さくなり、爪部３８ａが無い場合と比較して、磁束密度の変化が少なくなり、誘起電圧の変化が緩やかになる。これにより、爪部３８ａが無い場合よりも誘起電圧が大きくなっている。
【００４３】
このようにして、磁性部材により形成された爪部３８ａが平坦部３３ｓの径方向の外側に配置されていることで、誘起電圧に５次高調波成分を含有させるように磁束密度を変化させることができる。また、誘起電圧に５次好調波成分を含有させるための最適な条件として、ティース２２の周方向の大きさが電気角で１０２．５の場合に、平坦部３３ｓの周方向の大きさの和が電気角で７０であることが確認されている。
【００４４】
次に、モータ装置２の効果について説明する。
図１４に示すように、平坦部３３ｓの周方向の大きさの和が７０°、１００°、１２０°の場合について、１２０°矩形波を通電した際の誘起電圧波形を評価した。その結果、図１５に示すように、平坦部３３ｓの周方向の大きさの違いにより、各次数成分の高調波がそれぞれ、異なる含有率を示すことが確認された。
【００４５】
そして、図１０に示した電気角１２０°の矩形波電流に含有された高調波成分と、図１５に示した誘起電圧に含有された高調波成分とを足し合わせた結果、図１６に示すように、５次高調波成分と７次高調波成分との含有率の差が確認された。これらは全て４％よりも小さいことが確認された。
ここで、前述したように、電気角１２０°の矩形波電流に含有された高調波成分では、５次高調波成分と７次高調波成分との含有率の差が約６％であった。これに比べて、平坦部３３ｓの周方向の大きさの和が７０°、１００°、１２０°の場合には、５次高調波成分と７次高調波成分との含有率の差が小さくなることが確認された。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係るモータ装置２によれば、マグネット３３Ａ，３３Ｂの外周面３３ｄの周方向の両端に平坦部３３ｓが設けられ、磁性材料により形成されたマグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂの爪部３８ａが、マグネット３３Ａ，３３Ｂの平坦部３３ｓに配置されている。このため、マグネット３３Ａ，３３Ｂから発生する磁束の一部がマグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂの爪部３８ａに漏れることで、爪部３８ａを介してマグネット３３Ａ，３３Ｂの平坦部３３ｓと、ステータ８の内面と、に跨る磁束密度を、マグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂを磁性材料により形成しない場合に対して変化させることが可能になる。この変化により、コイル２４に矩形波電流が供給された際に発生する誘起電圧に、誘起電圧の一次の位相に対し、位相０°の５次高調波を含有させることができる。このため、電気角１２０°の矩形波電流に含まれる高調波成分のうち、含有率の多い５次高調波および７次高調波それぞれの含有率を同等にすることが可能になる。よって、モータ装置２のトルクリップルを低減することができる。
【００４７】
また、隣接するマグネット３３Ａ，３３Ｂの各々平坦部３３ｓの周方向の大きさの和が、電気角で７０°以上１００°以下に設定されている。このため、コイル２４に矩形波電流が供給された際に発生する誘起電圧に、誘起電圧の一次の位相に対し、位相０°の５次高調波をより多く含有させることが可能になる。よって、より一層確実にモータ装置２のトルクリップルを低減することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
以下、図１７を参照し、本発明の第２実施形態に係るモータ装置について説明する。
なお、本実施形態においては、第１実施形態におけるモータ装置２と異なる構成であるロータ本体９Ｂについてのみ説明する。また、第１実施形態におけるロータ本体９Ａと、同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００４９】
図１７に示すように、本実施形態におけるロータ本体９Ｂには、マグネットホルダ３４Ｃが１つ配置されている。マグネットホルダ３４Ｃの押さえ部３８における爪部３８ｂは、マグネット３３Ａ，３３Ｂの軸方向の全域にわたって延びている。このため爪部３８ｂは、平坦部３３ｓを軸方向の全域にわたって径方向の内側に向けて押さえている。マグネットホルダ３４Ｃの固定部３６および連結部３７は、ロータコア３２およびマグネット３３Ａ，３３Ｂの軸方向の一方側の端部に配置されている。
爪部３８ａにおける軸方向の他方側の端部には、径方向の内側に向けて延びる係止突部３８ｃが各別に形成されている。係止突部３８ｃは、ゴムワッシャ３９に軸方向の他方側から係止している。これにより、マグネットホルダ３４Ｃは、マグネット３３Ａ，３３Ｂを軸方向に挟むことにより、マグネット３３Ａ，３３Ｂのロータコア３２からの脱落を防止する。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態に係るモータ装置によれば、磁性材料により形成された爪部３８ｂが、平坦部３３ｓの径方向の内側に、軸方向の全域にわたって配置されている。このため、マグネット３３Ａ，３３Ｂの磁束の一部がマグネットホルダ３４Ｃの爪部３８ｂに、より一層多く漏れることとなる。これにより、爪部３８ｂを介してマグネット３３Ａ，３３Ｂの平坦部３３ｓと、ステータ８の内面と、に跨る磁束密度を、より一層顕著に変化させることが可能になる。よって、モータ装置のトルクリップルを効果的に低減することができる。
【００５１】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態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において種々の変更を加えることが可能である。
【００５２】
例えば、上記各実施形態においては、マグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂ、３４Ｃが、磁性材料により一体に形成された構成を示したが、このような態様に限られない。マグネットホルダ３４Ａ，３４Ｂ、３４Ｃのうち、少なくとも押さえ部の爪部３８ａ、３８ｂが磁性材料により形成されていれば、その他の部位は非磁性材料により形成されてもよい。
【００５３】
また、上記各実施形態においては、隣接するマグネット３３Ａ，３３Ｂの各々平坦部３３ｓの大きさの和が、電気角で７０°以上１２０°以下に設定されている構成を示したが、このような態様に限られない。隣接するマグネット３３Ａ，３３Ｂの各々平坦部３３ｓの大きさの和は、電気角で７０°未満であってもよいし、１２０°より大きくてもよい。
【００５４】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施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り、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
２  モータ装置
２Ａ  モータ
４  電力供給部
８  ステータ
９  ロータ
２０  ステータコア
２４  コイル
３１  回転軸
３２  ロータコア
３３Ａ，３３Ｂ  マグネット
３３ｓ  平坦部
３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ  マグネットホルダ
３６  固定部
３７  連結部
３８  押さえ部
３８ａ  爪部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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