(57)【要約】【課題】コギングトルクの低減を達成しつつも、モータの回転トルクの低減を最小限に抑えたモータを提供すること【解決手段】モータ１のステータ３１のティース部３１１２の対向面３１１２ｂ１には、周方向に離間した２つの補助溝３１１２ｂ２が形成される。この補助溝３１１２ｂ２は、スロットオープン３１１２ｃに対して、スロットオープン３１１２ｃによって発生するコギングトルクの周期から半周期ずれたコギングトルクを発生するような周方向の位置に配置される。そして、補助溝３１１２ｂ２の中心軸Ｊ１を中心とする周方向の幅Ｗ２および対向面３１１２ｂ１に対する深さＨ２は、それぞれ略０．５ｍｍ以下および略０．３ｍｍ以下に設定される。【選択図】図４
2009189163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータであって、
所定の中心軸の周囲に配置されるＭ極（Ｍは自然数）の永久磁石と、前記永久磁石と径方向に間隙を介して対向するＮ個（Ｎは自然数）のティース部を有する電機子と、
を備え、
前記永久磁石の極数と前記ティース部の個数との比を、Ｍ：Ｎ＝２：２ｎ＋１（ｎは自然数）の関係を満たし、
前記ティース部の前記永久磁石と径方向に対向する対向面には、前記周方向に離間した補助溝が設けられ、
前記周方向に隣り合うティース部の間には、前記永久磁石に向かい開口する間隙であるスロットオープンがそれぞれ形成され、
前記補助溝は、前記スロットオープンによって発生するコギングトルクの基本波の波形の位相に対して１８０度ずらした位相を有するコギングトルクの波形となるように前記周方向の位置を設定すること、
を特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータであって、
前記スロットオープンによるコギングトルクの波形の振幅と前記補助溝のコギングトルクの波形の振幅とは略等しくなるように、前記補助溝の前記周方向の幅および前記対向面に対する深さを設定すること、
を特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１および請求項２のいずれかに記載のモータであって、
前記ティース部は、前記中心軸を中心とした周方向に３６０／Ｎのピッチ角にてそれぞれ配置され、
前記スロットオープンに隣接する補助溝は、前記スロットオープンに対して前記周方向に機械角にて略（３６０／Ｎ）／４度にずらして設けたこと、
を特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のモータであって、
前記補助溝の前記周方向の幅は、略０．５ｍｍ以下であり、
前記補助溝の前記対向面に対する深さは、略０．３ｍｍ以下であること、
を特徴とするモータ。
【請求項５】
モータであって、
所定の中心軸の周囲に配置されるＭ極（Ｍは自然数）の永久磁石と、前記永久磁石と径方向に間隙を介して対向するＮ個（Ｎは自然数）のティース部を有する電機子と、
を備え、
前記永久磁石の極数と前記ティース部の個数との比を、Ｍ：Ｎ＝４：２ｎ＋１（ｎは自然数）の関係を満たし、
前記ティース部の前記永久磁石と径方向に対向する対向面には、前記周方向に離間した補助溝が設けられ、
前記周方向に隣り合うティース部の間には、前記永久磁石に向かい開口する間隙であるスロットオープンがそれぞれ形成され、
前記補助溝は、前記スロットオープンによって発生するコギングトルクの基本波の波形の位相に対して１８０度ずらした位相を有するコギングトルクの波形となるように前記周方向の位置を設定すること、
を特徴とするモータ。
【請求項６】
請求項５に記載のモータであって、
前記スロットオープンによるコギングトルクの波形の振幅と前記補助溝のコギングトルクの波形の振幅とは略等しくなるように、前記補助溝の前記周方向の幅および前記対向面に対する深さを設定すること、
を特徴とするモータ。
【請求項７】
請求項５および請求項６のいずれかに記載のモータであって、
前記ティース部は、前記中心軸を中心とした周方向に３６０／Ｎのピッチ角にてそれぞれ配置され、
前記スロットオープンに隣接する補助溝は、前記スロットオープンに対して前記周方向に機械角にて略（３６０／Ｎ）／８度、もしくは、略３（３６０／Ｎ）／８度の少なくともいずれか一方にずらして設けたこと、
を特徴とするモータ。
【請求項８】
モータであって、
所定の中心軸の周囲に配置されるＭ極（Ｍは自然数）の永久磁石と、前記永久磁石と径方向に間隙を介して対向するＮ個（Ｎは自然数）のティース部を有する電機子と、
を備え、
前記永久磁石の極数と前記ティース部の個数との比を、Ｍ：Ｎ＝２：２ｎ＋１（ｎは自然数）の関係を満たし、
前記ティース部の前記永久磁石と径方向に対向する対向面には、前記周方向に離間した補助溝が設けられ、
前記周方向に隣り合うティース部の間には、前記永久磁石に向かい開口する間隙であるスロットオープンがそれぞれ形成され、
前記補助溝は、前記スロットオープンによって発生するコギングトルクの波形の基本波の位相と１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形となるように前記周方向の位置を設定し、
前記対向面には、前記補助溝と前記周方向に異なった位置において副補助溝が設けられ、
前記副補助溝は、前記スロットオープンのコギングトルクの波形と前記補助溝のコギングトルクの波形とを重ね合わせた合成のコギングトルクの波形の位相に対して１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形となるように前記周方向の位置を設定すること、
を特徴とするモータ。
【請求項９】
請求項８に記載のモータであって、
前記副補助溝のコギングトルクの波形の振幅は、前記スロットオープンのコギングトルクの波形と前記補助溝のコギングトルクの波形とを重ね合わせた合成のコギングトルクの波形の振幅と略同一となるように、該副補助溝の前記周方向の幅および前記対向面に対する深さを設定すること、
を特徴とするモータ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のモータであって、
前記補助溝の軸方向の長さは、前記ティース部の軸方向の長さと異なること、
を特徴とするモータ。
【請求項１１】
請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載のモータであって、
前記副補助溝の軸方向の長さは、前記ティース部の軸方向の長さと異なること、
を特徴とするモータ。
【請求項１２】
モータであって、
所定の中心軸の周囲に配置されるＭ極（Ｍは自然数）の永久磁石と、前記永久磁石と径方向に間隙を介して対向するＮ個（Ｎは自然数）のティース部を有する電機子と、
を備え、
前記永久磁石の極数と前記ティース部の個数との比を、Ｍ：Ｎ＝２：２ｎ＋１（ｎは自然数）の関係を満たし、
前記ティース部の前記永久磁石と径方向に対向する対向面には、１つの補助溝が設けられ、
前記周方向に隣り合うティース部の間には、前記永久磁石に向かい開口する間隙であるスロットオープンがそれぞれ形成され、
前記補助溝は、前記スロットオープンによって発生するコギングトルクの波形の基本波の位相に対して１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形となるように前記周方向の位置を設定すること、
を特徴とするモータ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のモータであって、
前記スロットオープンによるコギングトルクの波形の振幅と前記補助溝のコギングトルクの波形の振幅とは略等しくなるように、前記補助溝の前記周方向の幅および前記対向面に対する深さを設定すること、
を特徴とするモータ。
【請求項１４】
電機子の設計方法であって、
中心軸に向かい伸び、該中心軸を中心とした周方向に複数離間して配置されたティース部を有し、前記ティース部の周方向に隣り合う間には、スロットオープンが設けられた電機子コアを備え、
前記電機子コアのスロットオープンのコギングトルクの波形を生成する工程と、
前記スロットオープンのコギングトルクの基本波の波形と１８０度ずれた位相を有するコギングトルクとなるように前記補助溝の前記周方向の位置を設定する工程と、
を備えること、
を特徴とする電機子の設計方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電機子の設計方法であって、
前記スロットオープンのコギングトルクの波形の振幅と前記補助溝のコギングトルクの振幅とが略同一となるように前記ティース部の端面に対する前記補助溝の深さおよび周方向の幅を設定する工程と、
を備えること、
を特徴とする電機子の設計方法。
【請求項１６】
請求項１４および請求項１５のいずれかに記載の電機子の設計方法であって、
前記スロットオープンのコギングトルクの波形と前記補助溝のコギングトルクの波形とを重ね合わせた合成のコギングトルクの波形を生成する工程と、
前記スロットオープンのコギングトルクの基本波の波形と１８０度ずれた位相を有するコギングトルクとなるように副補助溝の前記周方向の位置を設定する工程と、
を備えること、
を特徴とする電機子の設計方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電機子の設計方法であって、
前記合成のコギングトルクの波形の振幅と前記副補助溝のコギングトルクの振幅とが略同一となるように前記ティース部の端面に対する前記副補助溝の深さおよび周方向の幅を設定する工程と、
を備えること、
を特徴とする電機子の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのコギングトルクを低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーおよび排気ガスの低減等の環境負荷を低減した車両の開発が行われている。このような環境負荷の低減の対策の一つとして、ハンドルの操作を補助するパワーステアリング装置を従来の油圧式のパワーステアリング装置からモータを駆動源とした電動パワーステアリング装置の開発が行われている。車両を油圧式のパワーステアリング装置から電動パワーステアリング装置に置き換えることによって、車両の燃費が数％向上する。
【０００３】
電動パワーステアリング装置は、ハンドルの操作を行う操縦者に不快感を生じさせないように、モータの振動をハンドルに伝達させないことが求められる。そこで、モータの振動の発生源の一つであるコギングトルクを低減したモータが種々開発されている（このような従来のコギングトルクを低減したモータの例として、特許文献１参照）。
【０００４】
また、同時に車両の電装化に伴い、従来の車両と比較して多くの電子部品が車両に搭載されることとなった。その上、搭乗者の搭乗スペースの大型化に伴い、電子部品の搭載スペースは減少している。その結果、各電子部品を小型化する要求が高まっている。この要求に伴い、電動パワーステアリング装置のモータも小型化の要求が高まっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−６１２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のモータでは、補助溝を擬似スロットとして、回転体の１回転当たりのコギングを発生させる数を大きくすることによって、１つ当たりのコギングトルクを小さくする技術である。そのため、補助溝によるパーミアンスの脈動とスロット（巻線用スロット）のパーミアンスの脈動とを等価にしなければ、コギングトルクを低減することができない。そのため、補助溝の大きさや深さを大きくしなければならない。その結果、回転体の回転に伴う誘起電圧が大幅に低下してしまう。その結果、モータの回転トルクが低下してしまうため、モータを大型化しなければならなかった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、なされたものであり、その目的とするところは、コギングトルクの低減を達成しつつも、モータの回転トルクの低減を最小限に抑えたモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１によれば、モータであって、所定の中心軸の周囲に配置されるＭ極（Ｍは自然数）の永久磁石と、前記永久磁石と径方向に間隙を介して対向するＮ個（Ｎは自然数）のティース部を有する電機子と、を備え、前記永久磁石の極数と前記ティース部の個数との比を、Ｍ：Ｎ＝２：２ｎ＋１（ｎは自然数）の関係を満たし、前記ティース部の前記永久磁石と径方向に対向する対向面には、前記周方向に離間した補助溝が設けられ、前記周方向に隣り合うティース部の間には、前記永久磁石に向かい開口する間隙であるスロットオープンがそれぞれ形成され、前記補助溝は、前記スロットオープンによって発生するコギングトルクの基本波の波形の位相に対して１８０度ずらした位相を有するコギングトルクの波形となるように前記周方向の位置を設定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２によれば、請求項１に係り、前記スロットオープンによるコギングトルクの波形の振幅と前記補助溝のコギングトルクの波形の振幅とは略等しくなるように、前記補助溝の前記周方向の幅および前記対向面に対する深さを設定すること、を特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３によれば、請求項１および請求項２のいずれかに係り、前記ティース部は前記中心軸を中心とした周方向に３６０／Ｎのピッチ角にて配置され、前記スロットオープンに隣接する補助溝は、前記スロットオープンに対して前記周方向に機械角にて略（３６０／Ｎ）／４度にずらして設けたこと、を特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに係り、前記補助溝の前記周方向の幅は、略０．５ｍｍ以下であり、前記補助溝の前記対向面に対する深さは、略０．３ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項１乃至請求項４に従えば、スロットオープンによって発生するコギングトルクの波形の基本波の位相に対して、補助溝によって発生するコギングトルクの波形の位相が１８０度ずれることによって、スロットオープンによるコギングトルクを補助溝によるコギングトルクによって打ち消すことができる。さらに、請求項２のようにスロットオープンによって発生するコギングトルクの波形の振幅と、補助溝のコギングトルクの波形の振幅とが略等しくなるように補助溝の周方向の幅および対向面に対する深さを設定するために、スロットオープンおよび補助溝の互いのコギングトルクをより正確に打ち消しあう。したがって、低コギングトルクを実現したモータを提供することができる。
【００１３】
また、請求項４のように補助溝の周方向の幅を略０．５ｍｍ以下、および、補助溝の対向面に対する深さを略０．３ｍｍ以下とすることによって、モータのコギングトルクを最小化できるとともに、ティース部に流れる磁路を良好に確保することができる。したがって、コギングトルクを大幅に低減しつつも誘起電圧の減少を抑制することができる。すなわち、モータの回転トルクの低減を抑制した、コギングトルクを低減したモータを提供することができる。その結果、従来の補助溝を擬似スロットとして使用したモータの構造と比較して、コギングトルクが低く、且つ、高出力のモータを提供することができる。
【００１４】
本発明の請求項５によれば、モータであって、所定の中心軸の周囲に配置されるＭ極（Ｍは自然数）の永久磁石と、前記永久磁石と径方向に間隙を介して対向するＮ個（Ｎは自然数）のティース部を有する電機子と、を備え、前記永久磁石の極数と前記ティース部の個数との比を、Ｍ：Ｎ＝４：２ｎ＋１（ｎは自然数）の関係を満たし、前記ティース部の前記永久磁石と径方向に対向する対向面には、前記周方向に離間した補助溝が設けられ、前記周方向に隣り合うティース部の間には、前記永久磁石に向かい開口する間隙であるスロットオープンがそれぞれ形成され、前記補助溝は、前記スロットオープンによって発生するコギングトルクの基本波の波形の位相に対して１８０度ずらした位相を有するコギングトルクの波形となるように前記周方向の位置を設定することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項６によれば、請求項５に係り、前記スロットオープンによるコギングトルクの波形の振幅と前記補助溝のコギングトルクの波形の振幅とは略等しくなるように、前記補助溝の前記周方向の幅および前記対向面に対する深さを設定することを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項７によれば、請求項５および請求項６のいずれかに係り、前記ティース部は、前記中心軸を中心とした周方向に３６０／Ｎのピッチ角にてそれぞれ配置され、前記スロットオープンに隣接する補助溝は、前記スロットオープンに対して前記周方向に機械角にて略（３６０／Ｎ）／８度、もしくは、略３（３６０／Ｎ）／８度の少なくともいずれか一方にずらして設けたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項５乃至請求項７に従えば、スロットオープンによって発生するコギングトルクの波形の基本波の位相に対して、補助溝によって発生するコギングトルクの波形の位相が１８０度ずれることによって、スロットオープンによるコギングトルクを補助溝によるコギングトルクによって打ち消すことができる。さらに、請求項６のようにスロットオープンによって発生するコギングトルクの波形の振幅と、補助溝のコギングトルクの波形の振幅とが略等しくなるように補助溝の周方向の幅および対向面に対する深さを設定するために、スロットオープンおよび補助溝の互いのコギングトルクをより正確に打ち消しあう。したがって、低コギングトルクを実現したモータを提供することができる。
【００１８】
本発明の請求項８によれば、モータであって、所定の中心軸の周囲に配置されるＭ極（Ｍは自然数）の永久磁石と、前記永久磁石と径方向に間隙を介して対向するＮ個（Ｎは自然数）のティース部を有する電機子と、を備え、前記永久磁石の極数と前記ティース部の個数との比を、Ｍ：Ｎ＝２：２ｎ＋１（ｎは自然数）の関係を満たし、前記ティース部の前記永久磁石と径方向に対向する対向面には、前記周方向に離間した補助溝が設けられ、前記周方向に隣り合うティース部の間には、前記永久磁石に向かい開口する間隙であるスロットオープンがそれぞれ形成され、前記補助溝は、前記スロットオープンによって発生するコギングトルクの波形の基本波の位相と１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形となるように前記周方向の位置を設定し、前記対向面には、前記補助溝と前記周方向に異なった位置において副補助溝が設けられ、前記副補助溝は、前記スロットオープンのコギングトルクの波形と前記補助溝のコギングトルクの波形とを重ね合わせた合成のコギングトルクの波形の位相に対して１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形となるように前記周方向の位置を設定することを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項８に従えば、副補助溝の周方向の位置を、補助溝のコギングトルクの波形とスロットオープンのコギングトルクの波形とを重ね合わせた合成のコギングトルクの波形と１８０度ずれた位相を有するコギングトルク波形となるように設定することによって、より正確にコギングトルクを低減することができる。その結果、より一層低コギングトルクのモータを提供することができる。
【００２０】
本発明の請求項９によれば、請求項８に係り、前記副補助溝のコギングトルクの波形の振幅は、前記スロットオープンのコギングトルクの波形と前記補助溝のコギングトルクの波形とを重ね合わせた合成のコギングトルクの波形の振幅と略同一となるように、該副補助溝の前記周方向の幅および前記対向面に対する深さを設定することを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項９に従えば、副補助溝の周方向の幅および対向面に対する深さを、合成のコギングトルクの波形の振幅と略同一となるように設定することにより、より確実にコギングトルクを低減することができる。その結果、より一層低コギングトルクのモータを提供することができる。
【００２２】
本発明の請求項１０によれば、請求項１乃至請求項９のいずれかに係り、前記補助溝の軸方向の長さは、前記ティース部の軸方向の長さと異なることを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項１１によれば、請求項８乃至請求項１０のいずれかに係り、前記副補助溝の軸方向の長さは、前記ティース部の軸方向の長さと異なることを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１０および請求項１１に従えば、補助溝および副補助溝がそれぞれティース部の軸方向の長さと異なる軸方向の長さを有することによって、補助溝および副補助溝のそれぞれの周方向の幅および対向面に対する深さを大きくすることができる。これは特にステータコアの加工限界以下の寸法にて補助溝および副補助溝が設定された際に有効である。したがって、補助溝および副補助溝の周方向の幅および深さの設定の自由度を向上させることができる。
【００２５】
本発明の請求項１２によれば、モータであって、所定の中心軸の周囲に配置されるＭ極（Ｍは自然数）の永久磁石と、前記永久磁石と径方向に間隙を介して対向するＮ個（Ｎは自然数）のティース部を有する電機子と、を備え、前記永久磁石の極数と前記ティース部の個数との比を、Ｍ：Ｎ＝２：２ｎ＋１（ｎは自然数）の関係を満たし、前記ティース部の前記永久磁石と径方向に対向する対向面には、１つの補助溝が設けられ、前記周方向に隣り合うティース部の間には、前記永久磁石に向かい開口する間隙であるスロットオープンがそれぞれ形成され、前記補助溝は、前記スロットオープンによって発生するコギングトルクの波形の基本波の位相に対して１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形となるように前記周方向の位置を設定することを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項１３によれば、請求項１２に係り、前記スロットオープンによるコギングトルクの波形の振幅と前記補助溝のコギングトルクの波形の振幅とは略等しくなるように、前記補助溝の前記周方向の幅および前記対向面に対する深さを設定することを特徴とする。
【００２７】
本発明の請求項１２および請求項１３に従えば、永久磁石の磁極の数Ｍと電機子のティース部の数Ｎとの関係の比がＭ：Ｎ＝２：３の場合、スロットオープンのコギングトルクの波形の位相に対して、１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形を設定する場合、補助溝を１つのみ形成するだけでもよい。したがって、補助溝を２つ形成する場合と比較して、補助溝の周方向の幅および対向面からの深さを大きく設けることができる。したがって、電機子コアをプレス加工することによって形成する場合には、２つの補助溝では、補助溝の形状の寸法が加工限界以下の寸法となった場合に有効である。
【００２８】
また請求項１３のように、この補助溝のコギングトルクの波形の振幅をスロットオープンのコギングトルクの波形の振幅と略等しくなるように、補助溝の周方向の幅および対向面に対する深さを設定することにより、より一層コギングトルクを確実に低減することができる。その結果、より一層低コギングトルクのモータを提供することができる。
【００２９】
本発明の請求項１４によれば、電機子の設計方法であって、中心軸に向かい伸び、該中心軸を中心とした周方向に複数離間して配置されたティース部を有し、前記ティース部の周方向に隣り合う間には、スロットオープンが設けられた電機子コアを備え、前記電機子コアのスロットオープンのコギングトルクの波形を生成する工程と、前記スロットオープンのコギングトルクの基本波の波形と１８０度ずれた位相を有するコギングトルクとなるように前記補助溝の前記周方向の位置を設定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明の請求項１５によれば、請求項１４に係り、前記スロットオープンのコギングトルクの波形の振幅と前記補助溝のコギングトルクの振幅とが略同一となるように前記ティース部の端面に対する前記補助溝の深さおよび周方向の幅を設定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００３１】
本発明の請求項１４および請求項１５に従えば、補助溝の中心軸を中心とした周方向の位置を、スロットオープンによるコギングトルクの波形に対して１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形となるように設定されるために、スロットオープンによるコギングトルクを正確に低減することができる。したがって、低コギングトルクの電機子を提供することができる。
【００３２】
また特に、請求項１５のように補助溝のコギングトルクの波形の振幅をスロットオープンのコギングトルクの波形の振幅と略同等となるように補助溝の周方向の幅および対向面に対する深さを設定することにより、よりコギングトルクを正確に低減することができる。したがって、低コギングトルクの電機子を提供することができる。
【００３３】
本発明の請求項１６によれば、請求項１４および請求項１５のいずれかに係り、前記スロットオープンのコギングトルクの波形と前記補助溝のコギングトルクの波形とを重ね合わせた合成のコギングトルクの波形を生成する工程と、前記スロットオープンのコギングトルクの基本波の波形と１８０度ずれた位相を有するコギングトルクとなるように副補助溝の前記周方向の位置を設定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００３４】
本発明の請求項１７によれば、請求項１６に係り、前記合成のコギングトルクの波形の振幅と前記副補助溝のコギングトルクの振幅とが略同一となるように前記ティース部の端面に対する前記副補助溝の深さおよび周方向の幅を設定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００３５】
本発明の請求項１６および請求項１７に従えば、スロットオープンのコギングトルクと補助溝のコギングトルクの合成のコギングトルクの波形の位相に対して１８０度ずれた位相を有するコギングトルクとなるように周方向の位置に副補助溝を設けることによって、より正確にコギングトルクを低減することができる。したがって、低コギングトルクの電機子を提供することができる。
【００３６】
また特に、請求項１７のように、合成のコギングトルクの波形の振幅と合成のコギングトルクに対して１８０度ずれたコギングトルクの波形の振幅とを略同等となるように副補助溝の周方向の幅およびティース部の端部に対する深さを設定することによって、より正確にコギングトルクを低減することができる。したがって、低コギングトルクの電機子を提供することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、コギングトルクの低減を達成しつつも、モータの回転トルクの低減を最小限に抑えたモータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
＜モータの全体構造＞
本発明のモータの実施の一形態について図１を用いて説明する。図１は、本発明のモータの実施の一形態を示した、軸方向に切った、模式断面図である。
【００３９】
図１を参照して、モータ１は、所定の中心軸Ｊ１の周囲を回転するロータマグネット２３を有する回転体２と、ロータマグネット２３と径方向に対向して配置されるステータ３１を有する固定体３と、固定体３に保持され、回転体２を回転自在に支持する軸受機構４と、回転体２の周方向の位置を検出する位置検出装置５と、から構成される。また、本発明のモータ１は、３相のブラシレスモータである。尚、本発明のモータ１は電動パワーステアリング装置に搭載される。これにより、低コギングトルクを達成しつつも、小型化を達成した電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００４０】
回転体２は、中心軸Ｊ１と同軸に配置され、中心軸Ｊ１を中心に回転する略円柱形状のシャフト２１と、シャフト２１の外周面に固定される、磁性を有する平板状の鋼板を軸方向に沿って複数積層することによって形成されたロータコア２２と、ロータコア２２の外周面に固定されるリング状のロータマグネット２３と、を備える。以下、ロータマグネットは、特許請求の範囲の永久磁石に対応する。
【００４１】
ロータマグネット２３は、ネオジウム磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）が用いられる。ロータマグネット２３にネオジウム磁石を用いることによって、従来のフェライト磁石と比較して体積当たりの磁力を大幅に向上させることができる。その結果、小型、且つ、高出力のモータを提供することができる。
【００４２】
固定体３は、ロータマグネット２３の外周面と径方向に対向して配置されるステータ３１と、ステータ３１を保持する円筒部３２１およびステータ３１およびロータコア２２を軸方向下側から覆う底部３２２を有するハウジング３２と、ステータ３１と図示しない制御部とを電気的に接続するバスバーユニット３３と、ロータコア２２、ステータ３１およびバスバーユニット３３を軸方向上側から覆うブラケット３４と、を備える。以下、ステータは、特許請求の範囲の電機子に対応する。
【００４３】
軸受機構４は、軸方向に離間した２つのボールベアリング４１、４２である。このボールベアリング４１、４２は、それぞれハウジング３２の底部３２２およびブラケット３４に固定される。そしてボールベアリング４１、４２は、シャフト２１に固定されることによって、シャフト２１を中心軸Ｊ１を中心に回転自在に支持する。
【００４４】
位置検出装置５は、回転体２の固定体３に対する周方向の位置を検出するレゾルバである（以下、位置検出装置５をレゾルバ５とする）。そしてレゾルバ５は、ロータコア２２より軸方向上側に配置される。レゾルバ５は、シャフト２１の外周面に固定される、磁性を有する平板状の鋼板を軸方向に沿って複数積層することによって形成されたレゾルバロータコア５１と、レゾルバロータコア５１の外周面と径方向に対向して配置されるレゾルバステータ５２と、から構成される。また、レゾルバロータ５１は、非真円形状である。レゾルバステータ５２は、磁性を有する鋼板を軸方向に沿って複数積層することによって形成されたレゾルバステータコア５２１と、レゾルバステータコア５２１に導電線を複数層巻きつけることによって形成されたレゾルバコイル５２２と、を備える。
【００４５】
レゾルバロータ５１が中心軸Ｊ１を中心に回転することに伴い、レゾルバロータコア５１とレゾルバステータ５２との径方向の間隙が変化することによってレゾルバコイル５２２に発生する誘起電圧の変化に基づいて、回転体２の固定体３に対する周方向の位置を検出する。
【００４６】
＜ステータ３１の第１の実施の形態の構造＞
次に図１乃至図４を用いて、本発明のステータ３１の第１の実施の形態の構造について説明する。図２は、本発明のステータ３１を示した、図１のＸ−Ｘ断面を軸方向上側より見た、模式平面図である。図３は、本発明のステータ３１のステータコアを示した、軸方向上側より見た、模式平面図である。図４は、本発明のステータコアのティース部の一部を拡大した拡大図である。
【００４７】
図１および図２を参照して、ステータ３１は、磁性を有する鋼板を軸方向に複数積層して形成されたステータコア３１１と、ステータコア３１１に導電線を複数層巻きつけることによって形成されるコイル３１２と、ステータコア３１１とコイル３１２との間に介在し、ステータコア３１１とコイル３１２との電気的絶縁を図る樹脂材料製のインシュレータ３１３と、から構成される。以下、ステータコアは、特許請求の範囲の電機子コアに対応する。
【００４８】
ステータコア３１１は、中心軸Ｊ１を中心として円環状に構成されたコアバック部３１１１と、コアバック部３１１１から中心軸Ｊ１に向かい伸びるティース部３１１２と、を一体に備える（図３参照）。また、ステータコア３１１は薄板の磁性を有する基材となる鋼板をプレス加工したコアプレートを軸方向に複数重ねることによって形成される。コイル３１２は、各ティース部３１１２のそれぞれについて複数層巻きつけられて形成される、いわゆる集中巻によって形成される。またインシュレータ３１３は、各ティース部３１１２の導電線が巻きつけられる部位を覆うように設けられる。そしてインシュレータ３１３は、コアバック部３１１１の内周面の一部を覆うように設けられる。
【００４９】
図３および図４を参照して、ティース部３１１２は、中心軸Ｊ１を中心とした周方向に等間隔に離間して複数配置される。特に本実施の形態では、ティース部３１１２は、周方向に１２個配置される（図２参照）。そして、ティース部３１１２は、コアバック部３１１１によって一体となるように連結される。
【００５０】
また、ティース部３１１２は、コアバック部３１１１より中心軸Ｊ１に向かって伸びる基部３１１２ａと、基部３１１２ａより中心軸Ｊ１側に形成され、基部３１１２ａの周方向の幅より大きい拡幅部３１１２ｂと、を有する。基部３１１２ａの周方向の幅は、径方向に沿って略一定である。また基部３１１２ａと拡幅部３１１２ｂとは、一体に形成されている。拡幅部３１１２ｂは、中心軸Ｊ１に向かい周方向の幅が広がる形状である。そして、拡幅部３１１２ｂの内周縁では、ロータマグネット２３（図１参照）に径方向に対向する対向面３１１２ｂ１が形成される。
【００５１】
各ティース部３１１２の拡幅部３１１２ｂの内周縁のそれぞれには、周方向に離間して、２つの補助溝３１１２ｂ２が形成される。ここで、各ティース部３１１２の２つの補助溝３１１２ｂ２は、全てのコアプレートに形成される。また周方向に隣り合うティース部３１１２における周方向に対向する拡幅部３１１２ｂは、ロータマグネット２３に向かい開口するスロットオープン３１１２ｃが形成される。
【００５２】
ここで、スロットオープン３１１２ｃの周方向の幅の大きさは、図４のように、周方向に対向する拡幅部３１１２ｂの周方向の間の最小の幅の大きさとして規定する。特に本実施の形態のスロットオープン３１１２ｃの周方向の幅は、約０．５ｍｍである。また周方向に隣り合う２つのスロットオープン３１１２ｃと中心軸Ｊ１との成す鋭角θ１（以下、ピッチ角θ１とする）は、ティース部３１１２の数をＮとすると、θ１＝３６０／Ｎ（度）として規定される。特に本実施の形態のピッチ角θ１は、ティース部３１１２の数が１２個であるために、３０度である。
【００５３】
補助溝３１１２ｂ２は、スロットオープン３１１２ｃから中心軸Ｊ１を中心とした周方向に略θ１／４（度）ずれた周方向の位置に形成される。特に本実施の形態の補助溝３１１２ｂ２の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置は、スロットオープン３１１２ｃの中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置に対して約７．５度ずれた位置に形成される。そして、周方向に隣り合う２つの補助溝３１１２ｂ２と中心軸Ｊ１との成す鋭角は、約１５度である。
【００５４】
次に、本実施の形態のステータ３１のコギングトルクの低減の原理について、図７を用いて説明する。図７は、本発明のティース部３１１２の補助溝３１１２ｂ２のコギングトルクの波形、補助溝なしのティース部のコギングトルクの波形（すなわち、スロットオープン３１１２ｃのコギングトルクの波形）、および補助溝３１１２ｂ２を設けたティース部３１１２のコギングトルクの波形を示したグラフである。ここで、補助溝なしのティース部は、補助溝の有無のみの差異であり、その他のティース部およびコアバック部の形状は、本実施の形態のティース部３１１２およびコアバック部３１１１と同じ形状である。
【００５５】
本実施の形態のティース部３１１２が１２個のステータ３１では、各スロットオープン３１１２ｃに対して、中心軸Ｊ１を中心とした周方向に約７．５度ずれた位置に、中心軸Ｊ１と成す鋭角が約３０度である２つの補助溝３１１２ｂ２を設けることによって、図７に示すように、スロットオープン３１１２ｃによって発生するコギングトルクの波形（図７における実線の曲線）に対して、補助溝３１１２ｂ２によって発生するコギングトルクの波形（図７における２点鎖線の曲線）は、１８０度ずれた位相となるように形成される。したがって、スロットオープン３１１２ｃによって発生するコギングトルクの波形と補助溝３１１２ｂ２によって発生するコギングトルクの波形とを重ね合わせることによって、互いの波形を打ち消し合うために、コギングトルクを大幅に低減した合成のコギングトルクの波形（図７における点線の曲線）が形成される。この合成のコギングトルクの波形が、補助溝３１１２ｂ２を有したティース部３１１２を有するステータ３１のコギングトルクの波形となる。
【００５６】
次に、本実施の形態のステータ３１に対するティース部３１１２の補助溝３１１２ｂ２の形状について、図４乃至図６を用いて説明する。図５は、本発明のティース部３１１２の補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅の大きさと発生するコギングトルクの大きさとの関係を示したグラフである。図６は、本発明のティース部３１１２の補助溝３１１２ｂ２の対向面３１１２ｂ１に対する深さと発生するコギングトルクの大きさとの関係を示したグラフである。図５および図６では、外径を約８０ｍｍ、内径を約４０ｍｍ、ティース部３１１２の周方向の幅を約６．７５ｍｍ、およびコアバック部３１１１の径方向の幅を約６ｍｍであるステータ３１を測定した結果である。ここで、「外径」とは、コアバック部３１１１の外周面の外径であり、「内径」は、ティース部３１１２の対向面３１１２ｂ１を周方向に結んだ仮想円の内径である。図５および図６の横軸は、電気角の角度（°）を示し、縦軸は、コギングトルク（ｍＮｍ）の大きさを示す。ここで、図６に示すように、スロットオープン３１１２ｃの周方向の幅および径方向の幅をそれぞれＷ１、Ｈ１とし、補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅および対向面３１１２ｂ１に対する深さをそれぞれＷ２、Ｈ２とする。
【００５７】
図４を参照して、補助溝３１１２ｂ２は、対向面３１１２ｂ１から径方向外側に凹む曲面形状にて形成される。そして補助溝３１１２ｂ２は、対向面３１１２ｂ１と曲面形状にて連結される。
【００５８】
図５は、補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２の大きさを変化させた場合のモータ１に発生するコギングトルクの大きさの変化を示したグラフである。ここで、補助溝３１１２ｂ２の対向面３１１２ｂ１に対する深さＨ２は、補助溝のそれぞれの周方向の幅Ｗ２において一定として測定している。特に図５では、補助溝３１１２ｂの対向面３１１２ｂ１に対する深さＨ２を略０．３ｍｍとして測定している。
【００５９】
図５に示すように、補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２の大きさを大きくするほど、コギングトルクを低減することができることが分かる。そして、補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２の大きさが、約０．５ｍｍの場合、モータ１に発生するコギングトルクの大きさを最小にすることができる。しかし、補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２の大きさが約０．５ｍｍを超えた場合、コギングトルクはバランスを崩し、大きくなることが分かる。したがって、本実施の形態のステータ３１では、補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅を約０．５ｍｍとすることが最適である。ここで、補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２の大きさとは、対向面３１１２ｂ１と補助溝３１１２ｂ２の曲面形状との連結部分を周方向に結んだ寸法である。
【００６０】
図６は、補助溝３１１２ｂ２の対向面３１１２ｂ１に対する深さＨ２を変化させた場合のモータ１に発生するコギングトルクの大きさの変化を示したグラフである。特に図６では、補助溝３１１２ｂの周方向の幅Ｗ２を略０．５ｍｍとして測定している。
【００６１】
図６に示すように、本実施の形態の補助溝３１１２ｂ２の対向面３１１２ｂ１に対する深さＨ２は、約０．３ｍｍ以下である場合（ただし、補助溝３１１２ｂ２の対向面３１１２ｂ１に対する深さＨ２は０より大きい）、モータ１から発生するコギングトルクを効率よく低減することができる。また補助溝３１１２ｂ２の対向面３１１２ｂ１に対する深さＨ２が約０．３ｍｍより大きく形成したとしても、モータ１の発生するコギングトルクの大きさは略同等である。
【００６２】
補助溝３１１２ｂ２の対向面３１１２ｂ１に対する深さＨ２が約０．３ｍｍ以下に形成することによって、ティース部３１１２の基部３１１２ａおよび拡径部３１１２ｂの磁路への影響を大幅に低減することができる。すなわち、ティース部３１１２の磁束の流れを殆ど妨げない。これと比較して、従来の補助溝を擬似スロットとする構造では、補助溝の深さをある程度大きくしなければ、スロットオープンのパーミアンスと補助溝のパーミアンスとを同等にできない。したがって、補助溝を大きく形成しなければならなかった。その結果、ティース部の磁路への影響を大きく受けてしまう。この補助溝を擬似スロットとする構造のステータの誘起電圧では、補助溝を設けない構造のステータの誘起電圧と比較して約４％〜約７％低減してしまう。しかしながら、本発明のステータ３１では、補助溝３１１２ｂ２を設けたステータ３１の誘起電圧は、補助溝を設けないステータの誘起電圧と比較して、約０．５％の低減に抑えることができる。したがって、本発明のモータ１は、補助溝を擬似スロットとする構造のステータを有するモータと比較して、同体格で高出力を実現することができる。言い換えれば、同出力であれば、よりモータの体格を小さくすることができる。
【００６３】
また、ステータ３１の補助溝３１１２ｂ２は、プレス加工することによりコアプレートの形成と同時に形成される。そのため、補助溝３１１２ｂ２は、プレス加工の加工精度に依存する。プレス加工機の補助溝の形状形成の最小は、約０．２ｍｍであるために、補助溝３１１２ｂ２の対向面３１１２ｂ１からの深さＨ２の最小値は、約０．２ｍｍである。したがって、補助溝３１１２ｂ２の対向面３１１２ｂ１からの深さＨ２は、約０．２ｍｍ以上であり、且つ、約０．３ｍｍ以下であることが望ましい。特に本実施の形態においては、補助溝３１１２ｂ２の深さＨ２は、約０．２３ｍｍのときに、最もコギングトルクを低減することができた。また、特に、本実施の形態の補助溝３１１２ｂ２のように周方向の幅Ｗ２および深さＨ２が小さい場合、プレス加工にて補助溝３１１２ｂ２を形成すると、補助溝３１１２ｂ２の形状は、径方向外側に向かい湾曲状の凹部となる。
【００６４】
＜ステータの第２の実施の形態の構造＞
次に本発明のステータの第２の実施の形態の構造について、図８乃至図１０を参照して説明する。図８は、本発明のステータの第２の実施の形態の構造を示した、ステータコアの一部を拡大した拡大図である。図９は、図８のティース部の一部を拡大した拡大図である。図１０は、補助溝のコギングトルクの波形とスロットオープンのコギングトルクの波形とを重ね合わせた合成のコギングトルクの波形、副補助溝のコギングトルクの波形、および、この合成のコギングトルクの波形と副補助溝のコギングトルクの波形とを重ね合わせたコギングトルクの波形を示したグラフである。本発明のインシュレータおよびコイルについては、ステータ３１と同様であるためにその説明を省略する。以下、ステータコアに関して説明する。またステータコアの材料、各寸法、コアプレートの積層数等は、ステータ３１と同様である。
【００６５】
図８を参照して、ステータコア６１１は、中心軸Ｊ１を中心とする円環状のコアバック部６１１１と、コアバック部６１１１から中心軸Ｊ１に向かい伸びるティース部６１１２と、から構成される。また、特に本実施の形態では、第１の実施の形態のステータコア３１１と同様に、ティース部６１１２の数は１２個である。
【００６６】
また、ティース部６１１２は、コアバック部６１１１より中心軸Ｊ１に向かって伸びる基部６１１２ａと、基部６１１２ａより中心軸Ｊ１側に形成され、基部６１１２ａの周方向の幅より大きい拡幅部６１１２ｂと、を有する。基部６１１２ａの周方向の幅は、径方向に沿って略一定である。また基部６１１２ａと拡幅部６１１２ｂとは、一体に形成されている。拡幅部６１１２ｂは、中心軸Ｊ１に向かい周方向の幅が広がる形状である。そして、拡幅部６１１２ｂの内周縁では、ロータマグネット２３（図１参照）に径方向に対向する対向面６１１２ｂ１が形成される。
【００６７】
各ティース部６１１２の拡幅部６１１２ｂの内周縁のそれぞれには、周方向に離間して、２つの補助溝６１１２ｂ２が形成される。また周方向に隣り合うティース部６１１２における周方向に対向する拡幅部６１１２ｂは、ロータマグネット２３に向かい開口するスロットオープン６１１２ｃが形成される。
【００６８】
また、各ティース部６１１２の拡幅部６１１２ｂの内周縁のそれぞれには、周方向に離間して、４つの副補助溝６１１２ｂ３が形成される。この４つの副補助溝６１１２ｂ３は、それぞれ２つの副補助溝６１１２ｂ３が１つの補助溝６１１２ｂ２を周方向に挟むように配置される。
【００６９】
副補助溝６１１２ｂ３は、径方向外側に凹む曲面形状にて形成される。そして副補助溝６１１２ｂ３は、対向面６１１２ｂ１と曲面形状にて連結される。
【００７０】
ここで、スロットオープン６１１２ｃの周方向の幅Ｗ１ａの大きさは、図９のように、周方向に対向する拡幅部６１１２ｂの周方向の間の最小の幅の大きさとして規定する。特に本実施の形態のスロットオープン６１１２ｃの周方向の幅Ｗ１ａは、約０．５ｍｍである。また周方向に隣り合う２つのスロットオープン６１１２ｃと中心軸Ｊ１との成す鋭角θ２（以下、ピッチ角θ２とする）は、ティース部６１１２の数が１２個であるために、３０度である。
【００７１】
補助溝６１１２ｂ２は、スロットオープン６１１２ｃから中心軸Ｊ１を中心とした周方向に略θ２／４（度）ずれた周方向の位置に形成される。特に本実施の形態の補助溝６１１２ｂ２の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置は、スロットオープン６１１２ｃの中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置に対して約７．５度ずれた位置に形成される。そして、周方向に隣り合う２つの補助溝６１１２ｂ２と中心軸Ｊ１との成す鋭角は、約１５度である。また補助溝６１１２ｂ２の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の幅Ｗ２ａおよび対向面６１１２ｂ１からの深さＨ２ａは、補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２および深さＨ２と同一である。
【００７２】
副補助溝６１１２ｂ３の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置は、補助溝６１１２ｂ２に対して略θ２／８（度）ずれた周方向の位置に形成される。特に本実施の形態の副補助溝６１１２ｂ３の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置は、補助溝６１１２ｂ２の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置に対して約３．７５度ずれた位置に形成される。そして、補助溝６１１２ｂ２を挟んだ周方向に隣り合う２つの副補助溝６１１２ｂ３と中心軸Ｊ１との成す鋭角は、約７．５度である。
【００７３】
図１０を参照して、副補助溝６１１２ｂ３の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置を補助溝６１１２ｂ２の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置に対して約３．７５度ずらし、且つ、補助溝６１１２ｂ２を挟んだ周方向に隣り合う２つの補助溝６１１２ｂ３と中心軸Ｊ１との成す鋭角を約７．５度と設定することによって、スロットオープン６１１２ｃのコギングトルクの波形と補助溝６１１２ｂ２のコギングトルクの波形とを重ね合わせた合成のコギングトルクの波形（図１０における点線の波形）と１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形となる（図１０における１点鎖線の波形）。したがって、この合成のコギングトルクの波形と副補助溝６１１２ｂ３のコギングトルクの波形とが重なり合うことによって、互いのコギングトルクの波を打ち消しあう。したがって、より一層コギングトルクを低減することができる（図１０における実線の波形を参照）。その結果、より一層振動および騒音を低減したモータを提供することができる。
【００７４】
また、副補助溝６１１２ｂ３の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の幅Ｗ３および対向面６１１２ｂ１からの深さＨ３は、図１０の合成のコギングトルクの波形の振幅の大きさと副補助溝６１１２ｂ３のコギングトルクの波形の振幅の大きさとが略等しくなるように設定する。より具体的には、副補助溝６１１２ｂ３の周方向の幅Ｗ３および深さＨ３は、補助溝６１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２ａ、深さＨ２ａと略同等であることが望ましい。これにより、図１０の合成のコギングトルクの波形の振幅の大きさと副補助溝６１１２ｂ３のコギングトルクの波形の振幅の大きさが略等しくなる。これにより、より確実にスロットオープン６１１２ｃのコギングトルクを低減することができる。したがって、より一層低コギングトルクのモータを提供することができる。
【００７５】
＜ステータの第３の実施の形態の構造＞
次に本発明のステータの第３の実施の形態の構造について、図１１および図１２を用いて説明する。図１１は、本発明のステータのステータコアの第３の実施の形態を示した、模式的な斜視図である。図１２は、本発明のステータのステータコアの第３の実施の形態の他の形態を示した、模式的な斜視図である。本発明のステータの第３の実施の形態では、ステータコア以外のコイルおよびインシュレータをステータ３１と同様のものを用いるために、その説明を省略する。以下、ステータコアについて説明する。
【００７６】
図１１を参照して、ステータコア７１１は、中心軸Ｊ１を中心としたコアバック部７１１１と、コアバック部７１１１より中心軸Ｊ１に向かい伸びるティース部７１１２と、を有する。ティース部７１１２には、コアバック部７１１１より中心軸Ｊ１に向かって伸びる基部７１１２ａと、基部７１１２ａより中心軸Ｊ１側に形成され、基部７１１２ａの周方向の幅より大きい周方向の幅を有する拡幅部７１１２ｂと、を有する。また基部７１１２ａと拡幅部７１１２ｂとは、一体に形成される。そして拡幅部７１１２ｂの内周縁では、ロータマグネット２３（図１参照）と径方向に対向する対向面７１１２ｂ１が形成される。また対向面７１１２ｂ１には、周方向に離間した２つの補助溝７１１２ｂ２が形成される。
【００７７】
ここで、ステータコア７１１は、２つの補助溝７１１２ｂ２が設けられた薄板のコアプレートと、２つの補助溝７１１２ｂ２が設けられない薄板のコアプレートと、の２種類のコアプレートを軸方向に積層することによって形成される。特に図１１では、これら２種類のコアプレートを交互に積層する。これら２種類のコアプレートは、同じ基材となる鋼板をプレス加工することに形成される。したがって、プレス加工機のパンチ（不図示）の変更のみで対応可能なために、コアプレートの種類によって、基材となる鋼板を変更しなくてもよい。その結果、ステータコアの生産効率を向上させることができる。
【００７８】
また、２つの補助溝７１１２ｂ２が、ステータ３１の補助溝３１１２ｂ２の幅Ｗ２および深さＨ２と同等である場合、補助溝７１１２ｂ２によるコギングトルクの波形の大きさ（振幅）は、全ての鋼板に補助溝を設けた場合のコギングトルクの波形の大きさ（振幅）の略半分となる。したがって、補助溝７１１２ｂ２の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の幅および対向面７１１２ｂ１に対する深さは、補助溝７１１２ｂ２のコギングトルクの波形の大きさ（振幅）が、全ての鋼板に補助溝を設けた場合のコギングトルクの波形の大きさ（振幅）と略同等となるように設定する。その結果、補助溝７１１２ｂ２の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の幅および対向面７１１２ｂ１に対する深さは、全ての鋼板に補助溝を設けた場合の周方向の幅および深さと比較して大きく成形される。
【００７９】
また、図１２を参照して、ステータコア８１１は、ステータコア７１１と略同じ形状である。したがって、以下、ステータコア８１１のステータコア７１１と異なる部位について説明する。
【００８０】
ステータコア８１１の対向面８１１２ｂ１には、中心軸Ｊ１を中心とした周方向に離間した２つの補助溝８１１２ｂ２と、この２つの補助溝８１１２ｂ２のそれぞれを中心軸Ｊ１を中心とした周方向に挟んだ４つの副補助溝８１１２ｂ３と、が設けられる。
【００８１】
また、副補助溝８１１２ｂ３が、ステータコア６１１の副補助溝６１１２ｂ３の中心軸Ｊ１を中心とする周方向の幅および対向面６１１２ｂ１からの深さと同等である場合、副補助溝８１１２ｂ３によるコギングトルクの波形の大きさ（振幅）は、全ての鋼板に副補助溝を設けた場合のコギングトルクの波形の大きさ（振幅）の略半分と成る。したがって、副補助溝８１１２ｂ３の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の幅および対向面８１１２ｂ１に対する深さは、副補助溝８１１２ｂ３のコギングトルクの波形の大きさ（振幅）が、全ての鋼板に副補助溝を設けた場合のコギングトルクの波形の大きさ（振幅）と略同等となるように設定する。その結果、副補助溝８１１２ｂ３の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の幅および対向面８１１２ｂ１からの深さは、全ての鋼板に副補助溝を設けた場合の周方向の幅および深さと比較して大きく形成される。
【００８２】
これら補助溝７１１２ｂ２、８１１２ｂ２および副補助溝８１１２ｂ３がステータコア７１１、８１１のプレス加工による加工限界以下の寸法の形状（すなわち、プレス加工では対応できない寸法の形状）であったとしても、補助溝７１１２ｂ２、８１１２ｂ２および副補助溝８１１２ｂ３を有するコアプレートの積層する枚数を減らすこと（特に本実施の形態では、鋼板の全積層数の約半数に減らすこと）によって、補助溝７１１２ｂ２、８１１２ｂ２および副補助溝８１１２ｂ３の周方向の幅および対向面７１１２ｂ１、８１１２ｂ１からの深さを大きくすることができる。したがって、ステータコアの大きさに関らず、補助溝および副補助溝の寸法をプレス加工による加工限界より大きい寸法とすることができるために、補助溝および副補助溝をプレス加工にて形成することができる。
【００８３】
図１１および図１２におけるステータコア７１１、８１１の補助溝７１１２ｂ２、８１１２ｂ２、および副補助溝８１１２ｂ３は、ステータコア３１１、６１１の補助溝３１１２ｂ２、６１１２ｂ２およびステータコア６１１の副補助溝６１１２ｂ３の役割と同じである。
【００８４】
また図１２において、補助溝８１１２ｂ２と副補助溝８１１２ｂ３とは、ステータコア８１１のコアプレートの同じ種類のコアプレートに設けたが、補助溝８１１２ｂ２と副補助溝８１１２ｂ３とは、別の種類のコアプレートにそれぞれ設けてもよい。すなわち、補助溝８１１２ｂ２のみが設けられたコアプレートと副補助溝８１１２ｂ３のみが設けられたコアプレートとを軸方向に交互に積層してもよい。
【００８５】
＜ステータの第４の実施の形態＞
次に本発明のステータの第４の実施の形態について、図１３乃至図１４を用いて説明する。図１３は、本発明のステータの第４の実施の形態のステータコアの一部を示した、軸方向上側より見た模式平面図である。図１４は、図１３のステータコアのティース部の一部を拡大した拡大図である。
【００８６】
図１３および図１４を参照して、ステータ３１ａは、ステータ３１のステータコア３１１のティース部３１１２の補助溝３１１２ｂ２の個数を変更したものである。また、ステータ３１ａの補助溝の個数および形状以外は、ステータ３１と構造および材料等が同じであるためにその説明を省略する。また、ステータ３１ａにおけるステータ３１と同一形状のものは、同じ図番を使用する。
【００８７】
ステータ３１ａのステータコア３１１の各ティース部３１１２には、１つの補助溝３１ａ１がそれぞれ設けられる。この補助溝３１ａ１は、補助溝３１ａ１に周方向に隣接するスロットオープン３１１２ｃから周方向に略θ１／４（度）ずれた位置に設けられる。
【００８８】
ステータ３１ａは、ティース部３１１２をステータ３１と同様に１２個有している。そして、ロータマグネット２３（図１参照）の磁極数は、８である。すなわち、ロータマグネットの磁極の数とティース部３１１２の数との比は、２：３の関係にある。特に、ティース部３１１２に１つの補助溝３１ａ１を設ける場合には、ロータマグネットの磁極の数とティース部３１１２の数との比は、２：３である必要がある。この関係により、補助溝３１ａ１が１つのみでも、スロットオープン３１１２ｃのコギングトルクの波形の位相と補助溝３１ａ１のコギングトルクの波形の位相とは、１８０度ずらすことができる。
【００８９】
また本実施の形態では、補助溝３１ａ１の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置は、スロットオープン３１１２ｃの中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置に対して約７．５度ずれた位置に形成される。
【００９０】
補助溝３１ａ１は、対向面３１１２ｂ１に対して径方向外側に凹む曲面形状にて形成される。そして補助溝３１ａ１は、対向面３１１２ｂ１と曲面形状にて連結される。
【００９１】
また補助溝３１ａ１の中心軸Ｊ１を中心とする周方向の幅Ｗ４および対向面３１１２ｂ１に対する深さＨ４は、補助溝３１ａ１のコギングトルクの波形の振幅の大きさがスロットオープン３１１２ｃのコギングトルクの波形の振幅の大きさと略等しくなるように設定される。したがって、補助溝３１ａ１の周方向の幅Ｗ４および深さＨ４は、第１の実施の形態のステータ３１の補助溝３１１２ｂの周方向の幅Ｗ２および深さＨ２よりも大きくなるように形成される。これにより、より確実にスロットオープン３１１２ｃのコギングトルクを低減することができる。
【００９２】
＜ステータの第５の実施の形態＞
次に本発明のステータの第５の実施の形態について、図１５および図１６を用いて説明する。図１５は、本発明のステータの第５の実施の形態のステータコアの一部を示した、軸方向上側より見た模式平面図である。図１６は、図１５のステータコアのティース部の一部を拡大した拡大図である。
【００９３】
図１５および図１６を参照して、ステータ３１ｂは、ステータ６１のステータコア６１１のティース部６１１２の補助溝６１１２ｂ２および副補助溝６１１２ｂ３の個数を変更したものである。また、ステータ３１ｂの補助溝および副補助溝の個数並びに形状以外は、ステータ６１と構造および材料等が同じであるためにその説明を省略する。また、ステータ３１ｂにおけるステータ６１と同一形状のものは、同じ図番を使用する。
【００９４】
ステータ３１ｂのステータコア６１１の各ティース部６１１２には、１つの補助溝３１ｂ１および２つの副補助溝３１ｂ２がそれぞれ設けられる。この補助溝３１ｂ１は、補助溝３１ｂ１に周方向に隣接するスロットオープン６１１２ｃから周方向に略θ２／４（度）ずれた位置に設けられる。また、２つの副補助溝３１ｂ２は、それぞれ補助溝３１ｂ１に対して略θ２／８（度）ずれた周方向の位置に形成される。
【００９５】
また本実施の形態では、補助溝３１ｂ１の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置は、スロットオープン６１１２ｃの中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置に対して約７．５度ずれた位置に形成される。また副補助溝３１ｂ２の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置は、補助溝３１ｂ１の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置に対して周方向の両側にそれぞれ約３．７５度ずれた位置に形成される。
【００９６】
補助溝３１ｂ１は、対向面６１１２ｂ１に対して径方向外側に凹む曲面形状にて形成される。そして補助溝３１ｂ１は、対向面６１１２ｂ１と曲面形状にて連結される。
【００９７】
また補助溝３１ｂ１の中心軸Ｊ１を中心とする周方向の幅Ｗ４および対向面６１１２ｂ１に対する深さＨ４は、補助溝３１ｂ１のコギングトルクの波形の振幅の大きさがスロットオープン６１１２ｃのコギングトルクの波形の振幅の大きさと略等しくなるように設定される。したがって、補助溝３１ｂ１の周方向の幅Ｗ４および深さＨ４は、第３の実施の形態のステータ６１の補助溝６１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２および深さＨ２よりも大きくなるように形成される。これにより、より確実にスロットオープン６１１２ｃのコギングトルクを低減することができる。
【００９８】
また副補助溝３１ｂ２の中心軸Ｊ１を中心とする周方向の幅Ｗ５および対向面６１１２ｂ１に対する深さＨ５は、副補助溝３１ｂ２のコギングトルクの波形の振幅の大きさがスロットオープン６１１２ｃのコギングトルクの波形と補助溝３１ｂ１のコギングトルクの波形とを重ね合わせた合成のコギングトルクの波形の振幅の大きさと略等しくなるように設定される。したがって、副補助溝３１ｂ２の周方向の幅Ｗ５および深さＨ５は、第３の実施の形態のステータ６１の副補助溝６１１２ｂ３の周方向の幅Ｗ３および深さＨ３と等しくなるように形成される。これにより、より確実にスロットオープン６１１２ｃのコギングトルクを低減することができる。
【００９９】
本実施の第４および第５の形態のステータでは、モータの回転方向が一方向のみ（すなわち、両方向回転ではない）である場合に有用である。
【０１００】
＜ステータの第６の実施の形態＞
次に、ステータの第６の実施の形態について、図１７乃至図１９を用いて説明する。図１７は、本発明のステータの第７の実施の形態を示した、上側より見た平面図である。また図１８は、図１７のステータのステータコアの一部を拡大した拡大図である。図１９は、図１８の複数のティース部の一部を拡大した拡大図である。
【０１０１】
図１７を参照して、ロータマグネット２３ａは、極数が１６極の永久磁石である。ここで、ロータマグネット２３ａは、ネオジウム磁石にて構成される。またステータ９１は、ステータ３１と同様に、コイル３１２およびインシュレータ３１３を備える。
【０１０２】
ステータ９１のステータコア９１１は、中心軸Ｊ１を中心として円環状に構成されたコアバック部９１１１と、コアバック部９１１１から中心軸Ｊ１に向かい伸びるティース部９１１２と、を一体に備える。また、ステータコア９１１は薄板の磁性を有する基材となる鋼板をプレス加工したコアプレートを軸方向に複数重ねることによって形成される。
【０１０３】
図１７および図１８を参照して、ティース部９１１２は、中心軸Ｊ１を中心とした周方向に等間隔に離間して複数配置される。特に本実施の形態では、ティース部９１１２は、周方向に１２個配置される（図１７参照）。そして、ティース部９１１２は、コアバック部９１１１によって一体となるように連結される。
【０１０４】
また、ティース部９１１２は、コアバック部９１１１より中心軸Ｊ１に向かって伸びる基部９１１２ａと、基部９１１２ａより中心軸Ｊ１側に形成され、基部９１１２ａの周方向の幅より大きい拡幅部９１１２ｂと、を有する。基部９１１２ａの周方向の幅は、径方向に沿って略一定である。また基部９１１２ａと拡幅部９１１２ｂとは、一体に形成されている。拡幅部９１１２ｂは、中心軸Ｊ１に向かい周方向の幅が広がる形状である。そして、拡幅部９１１２ｂの内周縁では、ロータマグネット２３ａ（図１７参照）に径方向に対向する対向面９１１２ｂ１が形成される。
【０１０５】
各ティース部９１１２の拡幅部９１１２ｂの内周縁のそれぞれには、周方向に離間して、２つの補助溝９１１２ｂ２が形成される。ここで、各ティース部９１１２の２つの補助溝９１１２ｂ２は、全てのコアプレートに形成される。また周方向に隣り合うティース部９１１２における周方向に対向する拡幅部９１１２ｂは、ロータマグネット２３ａに向かい開口するスロットオープン９１１２ｃが形成される。
【０１０６】
ここで、スロットオープン９１１２ｃの周方向の幅の大きさは、図１８のように、周方向に対向する拡幅部９１１２ｂの周方向の間の最小の幅の大きさとして規定する。特に本実施の形態のスロットオープン９１１２ｃの周方向の幅は、約０．５ｍｍである。また周方向に隣り合う２つのスロットオープン９１１２ｃと中心軸Ｊ１との成す鋭角θ３（以下、ピッチ角θ３とする）は、ティース部９１１２の数をＮとすると、θ３＝３６０／Ｎ（度）として規定される。特に本実施の形態のピッチ角θ３は、ティース部９１１２の数が１２個であるために、３０度である。
【０１０７】
本実施の形態のロータマグネット２３ａの極数およびステータ９１のティース部９１１２の個数の比の関係は、１６：１２から４：３の関係となる。ここで、ロータマグネット２３ａおよびティース部９１１２の個数の関係が４：３の関係の場合、補助溝９１１２ｂ２は、スロットオープン９１１２ｃから中心軸Ｊ１を中心とした周方向にそれぞれ略θ３／８（度）ずれた周方向の位置に形成される。特に本実施の形態の補助溝９１１２ｂ２の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置は、スロットオープン９１１２ｃの中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置に対して約３．７５度ずれた位置に形成される。そして、周方向に隣り合う２つの補助溝９１１２ｂ２と中心軸Ｊ１との成す鋭角は、約２２．５度である。
【０１０８】
補助溝９１１２ｂ２の位置を、スロットオープン９１１２ｃの中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置に対して、θ３／８（度）ずらすことによって、補助溝９１１２ｂ２は、スロットオープン９１１２ｃのコギングトルクの基本波の波形の位相に対して１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形を形成することができる。したがって、スロットオープン９１１２ｃのコギングトルクの波形と補助溝９１１２ｂ２のコギングトルクの波形とが重なり合うことによって、互いに打ち消しあい、合計のコギングトルクを低減することができる。その結果、コギングによって発生する振動を低減したモータを提供することができる。
【０１０９】
＜ステータの第７の実施の形態＞
次に、ステータの第７の実施の形態について、図２０および図２１を用いて説明する。図２０は、ステータの第７の実施の形態のステータコアの一部を拡大した拡大図である。また、図２１は、図２０の複数のティース部の一部を拡大した拡大図である。また、ステータ９１ａは、ステータ９１の補助溝の位置を変更したのみであり、その他の形状は、ステータ９１と同様である。そのために、ステータ９１ａの補助溝以外についての説明は省略する。また、補助溝以外の同一部位には、同一図番を適用する。
【０１１０】
ステータ９１ａのステータコア９１ａ１の対向面９１１２ｂ１には、補助溝９１ａ２が設けられる。そして、補助溝９１ａ２は、スロットオープン９１１２ｃの中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置に対して、（θ３／８）×３（度）ずらすこと（すなわち、３×（３６０／Ｎ）／８（度）ずらすこと）によって、補助溝９１ａ２は、スロットオープン９１１２ｃのコギングトルクの基本波の波形の位相に対して１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形を形成することができる。したがって、スロットオープン９１１２ｃのコギングトルクの波形と補助溝９１ａ２のコギングトルクの波形とが重なり合うことによって、互いに打ち消しあい、合計のコギングトルクを低減することができる。その結果、コギングによって発生する振動を低減したモータを提供することができる。
【０１１１】
＜ステータの製造方法＞
次に、ステータ３１の製造方法について、特に、ステータコア３１１の補助溝３１１２ｂ２の設計方法について、図２２を参照して説明する。図２２は、ステータ３１の製造工程を示したフロー図である。
【０１１２】
図２２を参照して、まずステータ３１のステータコア３１１のスロットオープン３１１２ｃのコギングトルクの波形の基本波の位相に対して１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形となるように、補助溝３１１２ｂ２の周方向の位置を決定する（図２２のステップＳ１１）。
【０１１３】
次に、１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形の振幅の大きさが、スロットオープン３１１２ｃのコギングトルクの波形の振幅の大きさと略同等となるように、補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２および対向面３１１２ｂ１に対する深さＨ２の値を決定する（ステップＳ１２）。
【０１１４】
ここで、補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２および深さＨ２を、シミュレーションにより、１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形とスロットオープン３１１２ｃのコギングトルクの波形とを重ね合わせたコギングトルクの波形の振幅の大きさが最小となるように、周方向の幅Ｗ２および深さＨ２の値をそれぞれパラメータとして設定すればよい。すなわち、シミュレーションにより、ステータコア３１１に発生するコギングトルクの合計が最小となるように、補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２および深さＨ２の値をそれぞれパラメータとして設定すればよい。
【０１１５】
ステップＳ１２において、補助溝３１１２ｂ２の周方向の位置、周方向の幅Ｗ２、および深さＨ２が設定された後に、基材となる鋼板をプレス加工することによって、ステータコア３１１を形成する（図２２のステップＳ１３）。
【０１１６】
ステータコア３１１を形成した後、ステータコア３１１と導電線との電気的絶縁を図るインシュレータ３１３を装着する（図２２のステップＳ１４）。インシュレータ３１３は、軸方向に２分割されたものをステータコア３１１の軸方向両側よりそれぞれ装着する。
【０１１７】
ステータコア３１１にインシュレータ３１３が装着された後、ティース部３１１２の基部３１１２ａに導電線を複数回巻きつけることによってコイル３１２を形成する（図２２のステップＳ１５）。これにより、ステータ３１が完成する。
【０１１８】
次にステータ６１の製造方法について、特にステータコア６１１の補助溝６１１２ｂ２および副補助溝６１１２ｂ３の設計方法について、図２３を用いて説明する。図２３は、ステータコア６１１の製造工程を示した、フロー図である。
【０１１９】
図２３を参照して、まずステータ６１のステータコア６１１のスロットオープン６１１２ｃのコギングトルクの波形の基本波の位相に対して１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形となるように、補助溝６１１２ｂ２の周方向の位置を決定する（図２３のステップＳ２１）。
【０１２０】
次に、１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形の振幅の大きさが、スロットオープン６１１２ｃのコギングトルクの波形の振幅の大きさと略同等となるように、補助溝６１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ３および対向面３１１２ｂ１に対する深さＨ３の値を決定する（ステップＳ２２）。
【０１２１】
ここで、補助溝６１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ３および深さＨ３を、シミュレーションにより、１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形とスロットオープン６１１２ｃのコギングトルクの波形とを重ね合わせたコギングトルクの波形の振幅の大きさが最小となるように、周方向の幅Ｗ３および深さＨ３の値をそれぞれパラメータとして設定すればよい。すなわち、シミュレーションにより、ステータコア６１１に発生するコギングトルクの合計が最小となるように、補助溝６１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ３および深さＨ３の値をそれぞれパラメータとして設定すればよい。
【０１２２】
次に、スロットオープン６１１２ｃのコギングトルクの波形と補助溝６１１２ｂ２のコギングトルクの波形とを重ね合わせる。これにより、合成のコギングトルクの波形を生成する（図２３のステップＳ２３）。
【０１２３】
ステップＳ２３にて生成したコギングトルクの波形の位相と１８０度ずれた位相を有するコギングトルクの波形となるように副補助溝６１１２ｂ３の中心軸Ｊ１に対する周方向の位置を決定する（図２３のステップＳ２４）。そして、ステップＳ２４にて生成したコギングトルクの波形の振幅の大きさが、ステップＳ２３にて生成したコギングトルクの波形の振幅の大きさと略同等となるように、副補助溝６１１２ｂ３の周方向の幅の大きさおよび対向面６１１２ｂ１に対する深さの大きさを設定する（図２３のステップＳ２５）。ここで、副補助溝６１１２ｂ３の周方向の幅および深さは、補助溝６１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ３および深さＨ３と略同等となることが望ましい。
【０１２４】
ステップＳ２３〜Ｓ２７において、補助溝６１１２ｂ２および副補助溝６１１２ｂ３の中心軸Ｊ１に対する周方向の位置、周方向の幅、および対向面３１１２ｂ１に対する深さが設定された後に、基材となる鋼板をプレス加工することによって、ステータコア６１１を形成する（図２３のステップＳ２６）。
【０１２５】
ステータコア６１１を形成した後、ステータコア６１１と導電線との電気的絶縁を図るインシュレータ３１３を装着する（図２３のステップＳ２７）。インシュレータ３１３は、軸方向に２分割されたものをステータコア６１１の軸方向両側よりそれぞれ装着する。
【０１２６】
ステータコア６１１にインシュレータ６１３が装着された後、ティース部６１１２の基部６１１２ａに導電線を複数回巻きつけることによってコイル３１２を形成する（図２３のステップＳ２８）。これにより、ステータ６１が完成する。
【０１２７】
図２２および図２３に示すように、補助溝３１１２ｂ２、６１１２ｂ２を、予め生成した補助溝なしのコギングトルクの波形の位相と１８０度ずれた位相、且つ、１８０度ずれた位相の波形の大きさ（振幅）をコギングトルクの波形の大きさ（振幅）と略同等とすることによって、コギングトルクを正確に低減することができる。さらに、副補助溝６１１２ｂ３を、予め生成した補助溝なしのコギングトルクの波形と補助溝６１１２ｂ２のコギングトルクの波形との重ね合わせた合成のコギングトルクの波形の位相と１８０度ずれた位相、且つ、１８０度ずれた位相の波形の大きさ（振幅）をコギングトルクの波形の大きさ（振幅）と略同等とすることによって、さらにコギングトルクを低減することができる。その結果、コギングトルクを大幅に低減したモータを提供することができる。
【０１２８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
【０１２９】
例えば、本発明の第１の実施の形態のステータ３１乃至第５の実施の形態のステータ３１ｂは、ティース部の数が１２個であったが、本発明はこれに限定されることはない。また、本発明のこれらの実施の形態のロータマグネットは、８極であったが、本発明はこれに限定されることはない。ロータマグネット（永久磁石）の磁極数とステータ（電機子）のティース部の個数との比が、２：２ｎ＋１（ｎは自然数）の関係を満たせばよい。ティース部の個数が３の倍数以外である場合、３相のブラシレスモータ以外のモータであり、例えば、ブラシ付きモータに適用されることが好適である。
【０１３０】
例えば、本発明の実施の形態のステータのステータコア３１１、６１１、７１１、８１１は、コアバック部とティース部とが一体に構成されていたが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、円弧状のコアバック部とこのコアバック部から中心軸に向かい伸びるティース部からなる分割ステータコアを複数用意し、この分割ステータコアにインシュレータおよびコイルを形成した後に、コアバック部を環状となるように組立てる、いわゆる、分割コアであってもよい。
【０１３１】
また、例えば、本発明の実施の形態のステータのコイル３１２は、１つのティース部に導電線を巻きつけることによって形成された、いわゆる、集中巻であったが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、複数のティース部に跨って導電線を巻きつける、いわゆる、分布巻であってもよい。
【０１３２】
また、例えば、本発明の実施の形態の補助溝の中心軸Ｊ１を中心とする周方向の位置は、スロットオープンのコギングトルクの波形に対して１８０度ずれた位相に基づいて設定したが、本発明はこれに限定されない。厳密に１８０度ずれなくとも、ある程度の幅をもたせてもよい。
【０１３３】
また、例えば、本発明のモータは、ブラシレスモータのみでなく、ブラシ付きモータにも適用することができる。また本発明のステータは固定体３側に設けられたが、ステータは電機子として回転体側に設けられてもよい。この場合、ロータマグネット２３は、永久磁石として固定体側に設けられる。
【０１３４】
また、例えば、本発明の副補助溝６１１２ｂ３、８１１２ｂ３は、対向面６１１２ｂ１、８１１２ｂ１に対して湾曲状の凹形状として形成されたが、本発明はこの形状に限定されることはない。拡幅部６１１２ｂ、８１１２ｂの周方向の端部に副補助溝が設けられる場合、拡幅部６１１２ｂ、８１１２ｂの端部に向かいロータマグネット２３との径方向の間隙が広がる形状であればよい。
【０１３５】
また、例えば、本発明の第３の実施の形態では、補助溝６１１２ｂ２を２つ設けた場合および副補助溝６１１２ｂ３を設けた場合のコアプレートを２種類交互に積層することを記載したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、第４の実施の形態の補助溝３１ａ１を１つ設けた場合および第５の実施の形態の副補助溝３１ｂ２を２つ設けた場合に対しても、コアプレートを２種類用意し、補助溝３１ａ１が軸方向に離間して複数形成されるようにコアプレートを積層してもよい。
【０１３６】
また、例えば、本発明のステータの製造方法では、第１の実施の形態のステータおよび第２の実施の形態のステータの製造方法について示したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、第１の実施の形態のステータの製造方法は、第３の実施の形態のステータ、第４の実施の形態のステータおよび第５の実施の形態のステータについても同様に適用することができる。また第２の実施の形態のステータの製造方法は、第３の実施の形態の他の形態のステータに適用することができる。
【０１３７】
また、例えば、本発明の第４の実施の形態のステータ３１ａの補助溝３１ａ１に、第３の実施の形態のステータ６１のような副補助溝を設けてもよい。この副補助溝の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の位置、副補助溝の周方向の幅、および対向面３１１２ｂ１に対する深さは、ステータ６１の副補助溝６１１２ｂ３と同様の考え方にて設定する。
【０１３８】
また、例えば、本発明の第５の実施の形態のステータ３１ｂの変形例として、図２４に示すような副補助溝３１ｂ３を１つのティース部６１１２ｂの対向面６１１２ｂ１当たりに４つ設ける構造であってもよい。この場合、副補助溝３１ｂ３の中心軸Ｊ１を中心とした周方向の幅Ｗ５ａおよび対向面６１１２ｂ１からの深さＨ５ａは、本発明の第５の実施の形態のステータ３１ｂの副補助溝３１ｂ２の周方向の幅Ｗ５および深さＨ５と比較して小さく形成される。
【０１３９】
また、例えば、本発明の第６の実施の形態のステータ９１の他の変形例として、図２５に示すような４つの補助溝９１ｃ１がティース部９１１２ｂに設けられたステータ９１ｃであってもよい。この補助溝９１ｃ１のスロットオープン９１１２ｃに対する周方向の位置は、第６の実施の形態の補助溝９１１２ｂ２の周方向の位置および第７の実施の形態の補助溝９１ａ２の周方向の位置にそれぞれ形成される。またこの４つの補助溝９１ｃ１の周方向の幅および深さは、本発明の第６の実施の形態の補助溝９１１２ｂ２の周方向の幅および深さより大きい。この補助溝９１ｃ１の周方向の幅および深さは、スロットオープン９１１２ｃのコギングトルクの波形および振幅の大きさと略同等の振幅を有するコギングトルクの波形となるようにそれぞれ設定される。
【０１４０】
また、例えば、本発明の第７の実施の形態のステータ９１ａ１の変形例として、図２６に示すような１つの補助溝９１ｄ１がティース部９１１２ｂに設けられたステータ９１ｄであってもよい。この補助溝９１ｄ１のスロットオープン９１１２ｃに対する周方向の一は、第７の実施の形態の補助溝９１ａ２と同一である。また補助溝９１ｄ１の周方向の幅および深さは、本発明の第７の実施の形態のステータ９１ａの補助溝９１ａ２の周方向の幅および深さよりも大きい。この補助溝９１ｄ１の周方向の幅および深さは、スロットオープン９１１２ｃのコギングトルクの波形の振幅の大きさと略同等の振幅を有するコギングトルクの波形となるように設定される。
【０１４１】
また、例えば、本発明の第３および第４の実施の形態のステータの変形例として、図２７および図２８に示すような補助溝および副補助溝を設けてもよい。図２７に示す補助溝３１ｃ１は、補助溝３１ｃ２の軸方向の長さがティース部３１１２ｂの軸方向の長さと異なるように形成される。また図２８に示す副補助溝３１ｄ３は、副補助溝３１ｄ３の軸方向の長さがティース部３１１２ｂの軸方向の長さと異なるように形成される。これら補助溝３１ｃ１および副補助溝３１ｄ３は、ティース部３１１２ｂの軸方向の長さと異なる軸方向の長さを有するものが１つ以上設けられればよく、その数に限定されない。
【０１４２】
また、例えば、本発明の第１の実施の形態のステータの補助溝３１１２ｂ２の周方向の幅Ｗ２および深さＨ２の値をそれぞれＷ２＝０．５ｍｍおよびＨ２＝０．３ｍｍとしたが、本発明はこれに限定されることはない。スロットオープンのコギングトルクの波形の振幅と同じ振幅を有するコギングトルクの波形を形成することのできるような補助溝の設定ができればよいので、補助溝の周方向の幅および深さは他の値であってもよい。
【０１４３】
また、本発明のモータ１は、ロータマグネット２３がステータ３１の径方向内側に配置され、回転体２が中心軸Ｊ１を中心に回転する、いわゆる、インナーロータ型のモータであったが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、ロータマグネット２３がステータ３１の径方向外側に配置される、いわゆる、アウターロータ型のモータであってもよい。
【０１４４】
また、本発明のモータ１は、電動パワーステアリング装置に搭載されるモータに適用したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、産業機器や事務機器等の低振動を要求される機器に搭載されるモータに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明のモータの実施の一形態を示した、軸方向に切った、模式断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のステータを示した、図１のＸ−Ｘ断面を軸方向上側より見た、模式平面図である。
【図３】図２のステータコアの一部を示した、軸方向上側より見た、模式平面図である。
【図４】本発明のステータコアのティース部の一部を拡大した拡大図である。
【図５】本発明のティース部の補助溝の周方向の幅の大きさと発生するコギングトルクの大きさとの関係を示したグラフである。
【図６】本発明のティース部の補助溝の対向面に対する深さと発生するコギングトルクの大きさとの関係を示したグラフである。
【図７】本発明のティース部の補助溝のコギングトルクの波形、補助溝なしのティース部のコギングトルクの波形、および補助溝を設けたティース部のコギングトルクの波形を示したグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態のステータのステータコアの一部を示した、軸方向上側より見た、模式平面図である。
【図９】図８のステータコアのティース部の一部を拡大した拡大図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態のティース部の補助溝のコギングトルクの波形とスロットオープンのコギングトルクの波形とを重ね合わせた合成のコギングトルクの波形、副補助溝のコギングトルクの波形、および、この合成のコギングトルクの波形と副補助溝のコギングトルクの波形とを重ね合わせたコギングトルクの波形を示したグラフである。
【図１１】本発明の第３の実施の形態のステータのステータコアの一部を示した、模式的な斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態のステータのステータコアの他の実施の形態を示した、模式的な斜視図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態のステータのステータコアの一部を示した、軸方向上側より見た、模式平面図である。
【図１４】図１３のステータコアのティース部の一部を拡大した拡大図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態のステータのステータコアの一部を示した、軸方向上側より見た、模式平面図である。
【図１６】図１５のステータコアの複数のティース部の一部を拡大した拡大図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態のステータのステータコアを示した、図１のＸ−Ｘ断面を上側より見た、模式平面図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態のステータコアを示した、一部を拡大した拡大図である。
【図１９】図１８のステータコアの複数のティース部の一部を拡大した拡大図である。
【図２０】本発明の第７の実施の形態のステータコアを示した、一部を拡大した拡大図である。
【図２１】図２０のステータコアの複数のティース部の一部を拡大した拡大図である。
【図２２】本発明のステータの製造工程を示した、フロー図である。
【図２３】本発明のステータの他の製造工程を示した、フロー図である。
【図２４】本発明の第５の実施の形態のステータの変形例を示した、ステータコアの一部を示した、上側より見た、模式平面図である。
【図２５】本発明の第６の実施の形態のステータの変形例を示した、ステータコアの一部を示した、上側より見た、模式平面図である。
【図２６】本発明の第７の実施の形態のステータの変形例を示した、ステータコアの一部を示した、上側より見た、模式平面図である。
【図２７】本発明の第３の実施の形態のステータの変形例を示した、模式的な斜視図である。
【図２８】本発明の第４の実施の形態のステータの変形例を示した、模式的な斜視図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１            モータ
２            回転体
２３、２３ａ  ロータマグネット（永久磁石）
３            固定体
３１、３１ａ、３１ｂ、６１    ステータ（電機子）
３１１、６１１、７１１、８１１  ステータコア
３１１１、６１１１、７１１１  コアバック部
３１１２、６１１２、７１１２  ティース部
３１１２ａ、６１１２ａ、７１１２ａ  基部
３１１２ｂ、６１１２ｂ、７１１２ｂ  拡幅部
３１１２ｂ１、６１１２ｂ１、７１１２ｂ１、８１１２ｂ１  対向面
３１ａ１、３１ｂ１、３１１２ｂ２、６１１２ｂ２、７１１２ｂ２、８１１２ｂ２  補助溝
３１１２ｃ、６１１２ｃ  スロットオープン
３１２        コイル
３１３        インシュレータ
６１１２ｂ３、８１１２ｂ３、３１ｂ２、３１ｂ３  副補助溝
Ｈ１、Ｈ１ａ  スロットオープンの径方向の幅
Ｈ２、Ｈ２ａ、Ｈ４  補助溝の対向面に対する深さ
Ｈ３、Ｈ５、Ｈ５ａ  副補助溝の対向面に対する深さ
Ｊ１          中心軸
Ｗ１、Ｗ１ａ  スロットオープンの周方向の幅
Ｗ２、Ｗ２ａ、Ｗ４  補助溝の周方向の幅
Ｗ３、Ｗ５、Ｗ５ａ  副補助溝の周方向の幅
θ１、θ２、θ３    ピッチ角
Ｓ１１〜Ｓ２８  ステップ（工程）
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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