JP2010115054A - モータ、モータの製造方法および電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力の低下を抑制しつつコギングトルクを低減することができるモータおよびこれを用いた電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るモータは、ステータまたはロータが、巻線が巻回されるティース巻線部と、該ティース巻線部のモータ径方向の端部からモータ回転方向に延在し、略平板状のティース先端部とを具備するモータであって、前記ティース巻線部は、モータ軸線と略平行をなしており、前記ティース先端部のモータ軸線方向に延在する中心線は、前記ティース巻線部と角度θで交差する。係る構成により、ティース巻線部に巻回される巻線の長さが長くならず、モータ出力の低下を抑制することができる。また、ティース先端部をスキューさせることで、コギングトルクを低減することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、コギングトルクを低減できるモータおよびそれを用いた電動パワーステアリング装置に関する。

ブラシレスモータにおいてはステータに、ブラシモータにおいてはロータに、巻線を巻回するためのティース巻線部と、ティース巻線部のモータ径方向の端部からモータ回転方向両側に延在するティース先端部とが形成されている。そして、そのコギングトルク低減に関する技術として、次のような技術が開示されている。
複数の歯部片を有する板状且つ環状のステータティース片を積層してステータティース体を形成する際に、ステータティース片のモータ回転方向の角度を徐々にずらしながら積層することで、ティース巻線部およびティース先端部をモータ軸線に対してスキュー（傾斜）させる（例えば、特許文献１参照）。
ティース板をモータ回転方向の角度を徐々にずらしながら積層することで、スキューする一つのティース巻線部とスキューする一つのティース先端部とを有するコアユニットを形成し、そのティース巻線部に巻線を施した後に、複数のコアユニットを環状に連結させる（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−８９５３号公報 特開２００６−３３９８９号公報

上記のように、ティース巻線部およびティース先端部をモータ軸線に対してスキューさせると、コギングトルク低減には効果があるものの、ティース巻線部をスキューさせた分、巻線の長さが長くなり、巻線抵抗が増え、損失が大きくなり出力が低下してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、出力の低下を抑制しつつコギングトルクを低減することができるモータおよびこれを用いた電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るモータは、ステータまたはロータの一方が、電磁鋼板を、モータ軸線方向に積層したモータにおいて、前記電磁鋼板は、巻線が巻回されるティース巻線部と、前記ティース巻線部のモータ径方向の端部からモータ回転方向に延在するティース先端部と、を有し、前記ティース巻線部は、モータ軸線とほぼ平行に積層され、前記ティース先端部は、モータ軸線を中心とした周方向へ順次ずれるよう積層されることを特徴とする。

本発明に係るモータは、ステータまたはロータの一方が、電磁鋼板を、モータ軸線方向に積層したモータにおいて、前記電磁鋼板は、巻線が巻回されるティース巻線部と、該ティース巻線部のモータ径方向の端部からモータ回転方向に延在するティース先端部と、を有し、前記ティース巻線部は、モータ軸線とほぼ平行に積層され、前記ティース先端部は、複数枚のブロックごとにモータ軸線を中心とした周方向へ順次ずれるよう積層されることを特徴とする。

前記ステータまたはロータは、前記電磁鋼板を積層したユニットを複数有し、複数の前記ユニットが環状に配置されている。前記ティース先端部が、モータ軸線に対し第１方向に順次ずれた部分と、モータ軸線に対し前記第１方向と逆側である第２方向に順次ずれた部分とを有する。前記ティース先端部が、前記複数枚のブロックごとに、モータ軸線に対し第１方向にずれた部分と、モータ軸線に対し前記第１方向と逆側である第２方向にずれた部分とを有する。

本発明に係るモータは、ステータまたはロータの一方が、第１および第２の電磁鋼板をモータ軸線方向に積層したモータにおいて、前記第１の電磁鋼板は、巻線が巻回されるティース巻線部を有し、前記第２の電磁鋼板は、モータ回転方向に延在するティース先端部を有し、前記第１の電磁鋼板は、前記ティース巻線部が、モータ軸線とほぼ平行に積層され、前記第２の電磁鋼板は、前記ティース先端部が、モータ軸線を中心とした周方向へ順次ずれるよう積層され、前記第１の電磁鋼板の積層体と前記第２の電磁鋼板の積層体とは、前記ティース巻線部の端部において接するよう配置されることを特徴とする。
前記第２の電磁鋼板は、結合部材中の開口部に、嵌め込まれている。前記第２の電磁鋼板は、前記集方向に複数の切り欠きをもって環状に成型されている。

本発明に係るモータは、ステータまたはロータの一方が、第１および第２の電磁鋼板を、モータ軸線方向に積層したモータにおいて、前記第１の電磁鋼板は、内側に所定の間隔をおいて突出した複数のティース巻線部を有する第１環状の部材であり、前記第２の電磁鋼板は、所定の間隔を置いて複数の切り欠き部を有し、前記第１環状の部材より径の小さい第２環状の部材であり、前記第１の電磁鋼板は、前記ティース巻線部が、モータ軸線とほぼ平行に積層され、前記第２の電磁鋼板は、前記切り欠き部が、モータ軸線を中心とした周方向へ順次ずれるよう積層され、前記第２の電磁鋼板の積層体は、前記第１の電磁鋼板の積層体の内部に配置されることを特徴とする。

本発明に係るモータは、ステータまたはロータの一方が、第１および第２の電磁鋼板を、それぞれモータ軸線方向に積層したモータにおいて、前記第１の電磁鋼板は、外側に所定の間隔をおいて突出した複数のティース巻線部を有する第１環状の部材であり、前記第２の電磁鋼板は、所定の間隔を置いて複数の切り欠き部を有し、前記第１環状の部材より径の大きい第２環状の部材であり、前記第１の電磁鋼板は、前記ティース巻線部が、モータ軸線とほぼ平行に積層され、前記第２の電磁鋼板は、前記切り欠き部が、モータ軸線を中心とした周方向へ順次ずれるよう積層され、前記第１の電磁鋼板の積層体は、前記第２の電磁鋼板の積層体の内部に配置されることを特徴とする。

上記モータ構成とすることにより、ティース巻線部はモータ軸線と略平行をなしているため、ティース巻線部に巻回される巻線の長さが長くならない。よって、巻線抵抗および損失の増大、つまりモータ出力の低下を抑制することができる。また、コギングトルクを低減することができる。

本発明に係るモータの製造方法は、複数枚の鋼板を、第１環状部と、前記第１環状部の内部の第２環状部と、前記第１、第２環状部間に所定の間隔を置いて複数配置された接続部と、を有する第１形状に打ち抜く第１工程と、前記第１形状の鋼板の前記第２環状部を所定の間隔毎に所定の領域を抜くことにより、前記接続部間において前記第２環状部を分割する工程であって、前記複数枚の鋼板について前記所定の領域を前記第２環状部の円周に沿ってずらしながら打ち抜く第２工程と、前記第２工程の後、前記鋼板を前記接続部がモータ軸線とほぼ平行に積層することによりステータまたはロータを形成する第３工程と、を有する。

本発明に係る電動パワーステアリング装置は、上記したモータを備える。その結果、それ自体が、効率の高い、低振動且つ低騒音の装置となる。

本発明によれば、出力の低下を抑制しつつコギングトルクを低減することができるモータおよびこれを用いた電動パワーステアリング装置を提供できる。

以下、本発明に係るモータの各実施形態について説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明に係るモータの第１実施形態およびこれを用いた電動パワーステアリング装置を図１〜図４を参照して説明する。
図１は、コラム式の電動パワーステアリング装置１０を示したものであり、符号１１はステアリングシャフト、１２はステアリングシャフト１１のハウジング、１３はパワーアシスト用のモータ、２０はラック・ピニオン式運動変換機構、２５はウォーム歯車減速機構、２６はトルクセンサである。

ステアリングシャフト１１は、ステアリング入力部１１ａとステアリング出力部１１ｂとを備えており、ハウジング１２の内部に軸心回りに回転自在に支持されている。ハウジング１２は車室内部の所定位置に下部を前方に向けて傾斜した状態に固定されており、また、ステアリング入力部１１ａの上端にはステアリングホイール（図示せず）が固定されている。

さらに、ステアリング入力部１１ａとステアリング出力部１１ｂとは、トルクセンサ２６のトーションバーを介して連結されており、ステアリングホイールからステアリング入力部１１ａを経てステアリング出力部１１ｂに伝達される操舵トルクがトルクセンサ２６により検出され、検出された操舵トルクに基づいてモータ１３の出力が制御される。

ラック・ピニオン式運動変換機構２０は、長手方向を車両の左右方向として車両前部のエンジンルーム内にほぼ水平に配置され、軸方向に移動自在なラック軸２１と、ラック軸２１の軸心に対して斜めに支承されてラック軸２１の歯部に噛合する歯部を有するピニオン軸２２と、ラック軸２１及びピニオン軸２２を支承する筒状のケース２３とを備えている。ラック・ピニオン式運動変換機構２０のラック軸２１の両端側に設けられた図示略のナックルに、前輪のホイールが取り付けられる。

ピニオン軸２２とステアリング出力部１１ｂの下端とは、２個の自在継手１５，１６及び連結部材１７で連結されている。また、ステアリング出力部１１ｂの軸方向の中間位置にはウォーム歯車減速機構２５が配置され、このウォーム歯車減速機構２５を介してモータ１３からステアリング出力部１１ｂに対して操舵補助力が付与される。

上記したモータ１３は、例えば、ブラシレスモータであり、図２および図３に示すステータコア３０を有している。このステータコア３０は、モータ軸線方向視で、モータ軸線ＭＣを中心とした円弧状をなすヨーク部３１と、このヨーク部３１の円周方向（モータ回転方向）の中央からモータ回転中心方向に延出するティース巻線部３２と、ティース巻線部３２のヨーク部３１とは反対側であるモータ径方向の内端部からモータ回転方向の両側に、モータ軸線ＭＣを中心とした円弧状に延在し、略平板状のティース先端部３３とを有している。なお、ヨーク部３１とティース巻線部３２とティース先端部３３とはモータ軸線方向の長さが同等に形成されている。また、ヨーク部３１とティース巻線部３２とティース先端部３３とは１組の部品（ユニット、ステータコア）を構成している。

上記したステータコア３０には、ティース巻線部３２に図示略の巻線が上下方向に巻回されることになり、巻線が巻回されたステータコア３０が、モータ回転方向に複数連結されてステータコア組立体（ステータ）３５が構成される（図４）。

そして、第１実施形態において、ヨーク部３１およびティース巻線部３２は、ともに、モータ回転方向における幅がモータ軸線方向の全範囲で一定であり、モータ軸線ＭＣと略平行をなしている。これに対して、ティース先端部３３は、モータ回転方向における幅がモータ軸線方向の全範囲で一定であるものの、モータ軸線方向位置によってモータ回転方向の位置を異ならせている。具体的に、ティース先端部３３は、モータ軸線ＭＣと平行をなすティース巻線部３２に対して、モータ軸線方向の全範囲において一定の角度でスキューする形状をなしている。即ち、図３に示すように、略平板状のティース先端部のモータ軸線方向に延在する中心線が、ティース巻線部と角度θで交差している。

例えば、上記したステータコア３０は、図２に示すように、均等な厚さの電磁鋼板からなる板状部材（ティース板）３７をモータ軸線方向に多数枚積層して形成される。これらの板状部材３７は、ヨーク部３１を形成するヨーク形成部３７ａが同一形状とされ、ティース巻線部３２を形成する巻線軸形成部３７ｂも同一形状とされている。
そして、ヨーク形成部３７ａの巻線軸形成部３７ｂに対する配置位置が、モータ軸線方向の位置によらず一定とされているのに対して、先端形成部３７ｃは、巻線軸形成部３７ｂに対する配置位置が、モータ軸線方向の位置によって一定量ずつずれた形状となっている。つまり、先端形成部３７ｃは、モータ軸線方向の一側に配置されるものほど巻線軸形成部３７ｂに対してモータ回転方向一側にオフセットする形状に形成されている。しかも、先端形成部３７ｃは、モータ軸線方向において隣り合うもの同士のモータ回転方向のオフセット量が、すべての隣り合うもの同士において一定になるように形成されている。このような形状の板状部材３７がヨーク部３１のモータ回転方向およびモータ径方向の位置を合わせ、巻線軸形成部３７ｂのモータ回転方向およびモータ径方向の位置を合わせた整列状態で積層されることになり、先端形成部３７ｃはモータ径方向の位置は合うもののモータ回転方向の位置が順次オフセットして積層される。

以上に述べた第１実施形態によれば、ティース巻線部３２はモータ軸線ＭＣと略平行をなしている（スキューしていない）ため、ティース巻線部３２に巻回される巻線の長さが長くならない。よって、巻線抵抗および損失の増大、つまりモータ出力の低下を抑制することができる。そして、ティース先端部３３をスキューさせる、即ち、略平板状のティース先端部のモータ軸線方向に延在する中心線をティース巻線部と角度θで交差させることによって、コギングトルクを低減することができる。つまり、出力の低下を抑制しつつコギングトルクを低減することができる。
また、このようなステータコア３０を有するモータ１３を用いた電動パワーステアリング装置１０によれば、効率の高い、低振動且つ低騒音の装置となる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係るモータの第２実施形態を、主に図５〜図１０を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。
第２実施形態は、第１実施形態に対して、異なるステータコア４０が用いられている。

このステータコア４０も、図５に示すように、モータ軸線ＭＣを中心とした円弧状をなすヨーク部４１と、このヨーク部４１の円周方向の中央からモータ回転中心方向に延出するティース巻線部４２と、ティース巻線部４２のヨーク部４１とは反対側であるモータ径方向の内端部からモータ回転方向の両側に、モータ軸線ＭＣを中心とした円弧状に延在する形状のティース先端部４３とを有している。

ここで、ステータコア４０は、図６および図７にも示すように、軸線方向に分割された複数（ここでは５個）の分割体４５〜４９で構成されている。
各分割体４５〜４９は、それぞれヨーク部４１を構成する分割ヨーク部５０Ａと、ティース巻線部４２を構成する分割巻線部５０Ｂと、ティース先端部４３を構成する分割先端部５０Ｃとを有している。
ここで、分割体４５〜４９のそれぞれの分割ヨーク部５０Ａおよび分割巻線部５０Ｂは、ともに、モータ回転方向における幅がモータ軸線方向の全範囲で一定であり、モータ軸線ＭＣと略平行をなしている。さらに、本実施の形態においては、分割先端部５０Ｃも、モータ回転方向における幅がモータ軸線方向の全範囲で一定であり、モータ軸線ＭＣと略平行をなしている。つまり、各分割体４５〜４９の分割先端部５０Ｃの中心線（ＣＬａ〜ＣＬｅ）は、それぞれティース巻線部と略平行である（図７）。即ち、スキューしていない。

但し、各分割体４５〜４９の分割ヨーク部５０Ａおよび分割巻線部５０Ｂは、その中心線が重なるよう積層されるのに対し、各分割体４５〜４９の分割先端部５０Ｃの中心線（ＣＬａ〜ＣＬｅ）は、ずれて配置される。つまり、分割先端部５０Ｃは、モータ軸線方向の一側に配置されるものほど分割巻線部５０Ｂに対してモータ回転方向においてオフセットする形状に形成されている。なお、本例においては、分割先端部５０Ｃは、モータ軸線方向において隣り合うもの同士のモータ回転方向のオフセット量（Ｌ）が、すべての隣り合うもの同士で常に一定になるように形成されている。
これにより、ステータコア４０のティース先端部４３は、モータ軸線方向位置によってモータ回転方向の位置を異ならせており、モータ軸線ＭＣと平行をなすティース巻線部４２に対して、段階的にスキューする形状をなしている。

上記分割体４５〜４９を、分割ヨーク部５０Ａのモータ回転方向およびモータ径方向の位置を合わせ、分割巻線部５０Ｂのモータ回転方向およびモータ径方向の位置を合わせるように積み上げることでステータコア４０が形成されることになる。これによりティース巻線部４２およびヨーク部４１はモータ軸線ＭＣと略平行をなす。

そして、このように形成されたステータコア４０には、ティース巻線部４２に図示略の巻線が巻回されることになり、巻線が巻回されたステータコア４０が、図８および図９に示すように、モータ回転方向に複数連結されてステータコア組立体（ステータ）５２が構成される。

以上に述べた第２実施形態によれば、ティース巻線部４２はモータ軸線ＭＣと略平行をなしている（スキューしていない）ため、ティース巻線部４２に巻回される巻線の長さが長くならない。よって、巻線抵抗および損失の増大、つまりモータ出力の低下を抑制することができる。そして、ティース先端部４３を階段的にスキューさせる、即ち、各分割体の中心線をティース巻線部と略平行としつつも、それぞれをずらして配置することによって、コギングトルクを低減することができる。つまり、出力の低下を抑制しつつコギングトルクを低減することができる。
また、このようなステータコア４０を有するモータ１３を用いた電動パワーステアリング装置１０によれば、効率の高い、低振動且つ低騒音の装置となる。
その上、各分割体４５〜４９を、均等な厚さの電磁鋼板からなる板状部材（ティース板）５１を積層させて構成する場合、板状部材の整形する際の金型の種類を少なくでき、その製造が容易となる。

例えば、各分割体４５は、図５に示すように、分割ヨーク部５０Ａを形成するヨーク形成部５１ａ、分割巻線部５０Ｂを形成する巻線軸形成部５１ｂおよび分割先端部５０Ｃを形成する先端形成部５１ｃを有し同一形状に形成される電磁鋼板からなる板状部材５１が、複数、モータ回転方向およびモータ径方向の位置を合わせてモータ軸線方向に積層されて形成されている。他の分割体４６〜４９も、同様に形成されている。
このように、ステータコア４０が５個の分割体４５〜４９からなる場合に、モータ軸線方向において対称位置に配置される分割体４５と分割体４９とは、分割巻線部５０Ｂに対する分割先端部５０Ｃのオフセットの絶対値は同じで逆向きにオフセットしており、同じものを反転して使用すれば良いことになる。また、分割体４６と分割体４８とについても同様であるため、金型は、分割体４５および分割体４９に共用のものと、分割体４６および分割体４８に共用のものと、分割体４７用のものの３種類を用意すれば良い。
これに対し、第１実施形態においては、使用する板状部材５１の枚数の半分の金型が必要であるため、第１実施形態と比べて、板状部材５１をプレス成形するための金型の数を大幅に減らすことができ、その製造が容易となる。

なお、ステータコア４０の分割数、つまり分割体の数は、コギングトルク低減効果とコストとのバランスによって決定されることになるが、金型の数は、分割数Ｎを用いて、Ｎが奇数の場合には（Ｎ＋１）／２の種類数となり、Ｎが偶数の場合にはＮ／２の種類数となる。例えば、分割数が２段の場合、金型は１種類で良い。

また、コギングトルクをさらに低減させる等の目的から、スキュー角度の微調整が必要になった場合、例えば、図１０に示すように、分割体４５，４９のモータ軸線方向の厚みを他の分割体４６〜４８に対して薄く（あるいは厚く）異ならせることで、擬似的にスキュー角度を変更しても良い。

（第３実施形態）
次に、本発明に係るモータの第３実施形態を、主に図１１〜図１４を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。
第３実施形態も、第１実施形態に対して、モータ１３に異なるステータコア組立体（ステータ）５５が用いられている。

このステータコア組立体５５は、図１１に示すように、ステータ外筒体５８と、円筒状のステータ内筒体６１とを有している。
ステータ外筒体５８は、円筒状のヨーク５６とヨーク５６の内周面のモータ円周方向の均等分割位置からモータ中心側に突出する複数（具体的には９箇所）のティース巻線部５７とを有する。また、ステータ内筒体６１は、ステータ外筒体５８に対し別体に形成され、複数のティース先端部６０を有している（図１２）。

また、ステータ外筒体５８は、同一形状の電磁鋼板からなるヨーク板６２を、モータ径方向の位置およびモータ回転方向の位置（位相）を合わせてモータ軸線方向に、多数積層して形成される。ヨーク板６２は、円環状をなしてヨーク５６を形成するヨーク形成部６２ａと、ヨーク形成部６２ａから内側に突出し、ティース巻線部５７を形成する複数の巻線軸形成部６２ｂとを有する。よって、各ティース巻線部５７は、モータ軸線ＭＣと略平行をなすこととなる。なお、ステータ外筒体５８を、モータ回転方向に一体とするのではなく、ティース巻線部５７毎に分割したユニット（第１実施形態のステータコア３０参照）としても良い。

また、ステータ内筒体６１は、例えば、図１３に示す結合部材６４に、ティース先端部６０を結合して構成される（図１２）。結合部材６４は、モータ軸線方向両端部に配置される一対の円環部６５と、モータ軸線方向に対し傾斜する状態でこれら円環部６５を連結する複数の連結部６６とを有しており、隣り合う連結部６６同士の間に、スキューしてティース先端部６０が嵌合されている。その結果、ティース先端部６０は、一定角度でスキューしている。これにより、各々のスロットで別体に成型された、一定角度でスキューするティース先端部６０が、モータ回転方向に複数（ティース巻線部５７と同数）等間隔で、全体として環状に配置されている。このティース先端部６０は同一形状の電磁鋼板からなるティース先端板６７をモータ回転方向に一定量ずつ同じ方向にオフセットさせながらモータ軸線方向に複数枚積層して形成されている。なお、結合部材６４を、複数のティース先端部６７とインサートモールドで一体成型しても良い。

そして、ステータ外筒体５８のティース巻線部５７に図示略の巻線を巻回した後、図１４に示すように、ステータ外筒体５８に所定の位相関係、つまりティース巻線部５７とティース先端部６０とが一対一で対向し、且つティース巻線部５７のモータ径方向の内端部からティース先端部６０がモータ回転方向に延在する位相関係となるようにステータ内筒体６１を挿入（例えば、圧入）し、固定する。これにより、図１１に示すステータコア組立体５５が形成されることになる。

以上に述べた第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。その上、ティース巻線部５７を含むステータ外筒体５８とティース先端部６０を含む環状のステータ内筒体６１とが別体で形成されているため、ステータ外筒体５８およびステータ内筒体６１をそれぞれを別々に製造し、これらを圧入でアッセンブリすることができ、製造が容易となる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係るモータの第４実施形態を、主に図１５および図１６を参照して第３実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。
第４実施形態は、第３実施形態に対して、同様のステータ外筒体５８と、異なるステータ内筒体７０とが用いられている。

ステータ内筒体７０は、図１５に示すように、ステータ外筒体５８とは別体に形成されており、複数（ティース巻線部５７と同数）のティース先端部７１を備える略円筒状をなしている。

このステータ内筒体７０は、図１６に示すように、同一形状の電磁鋼板からなる環状板７３がモータ軸線方向に多数積層されて形成されている。この環状板７３は、ティース先端部７１を構成する複数の円弧状の先端形成部７３ａと、これらの間に位置する連結部７３ｂとを有する。この連結部７３ｂは、例えば、環状板７３のモータ径方向外側に設けられた切り欠き部よりなる。
このような環状板７３を、モータ回転方向に一定量ずつ同じ方向にオフセットさせながらモータ軸線方向に複数枚積層することで、ステータ内筒体７０が形成される。このように形成されたステータ内筒体７０は、各ティース先端部７１が、第１実施形態と同様に一定角度でスキューしている。そして、モータ回転方向に隣り合うティース先端部７１間が、同様にスキューする溝部７４で区切られることとなる。

そして、このステータ内筒体７０も、ティース巻線部５７に図示略の巻線が巻回された状態のステータ外筒体５８に、所定の位相関係、つまりティース巻線部５７とティース先端部７１とが一対一で対向し、且つティース巻線部５７のモータ径方向の内端部からティース先端部７１がモータ回転方向に延在する位相関係となるように圧入等で固定される。これにより、図１５に示すステータコア組立体（ステータ）７５が形成されることになる。

以上に述べた第４実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果を奏することができ、その上、ステータ内筒体７０の製造がさらに容易となる。

（第５実施形態）
次に、本発明に係るモータの第５実施形態を、主に図１７〜図２０を参照して第４実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。
第５実施形態では、モータ１３がブラシモータとなっている点が第４実施形態と異なる。

つまり、モータ１３は、図１７に示すロータコア組立体（ロータ）７８を有しており、このロータ７８は、ロータ内体８１と、円筒状のロータ外筒体８４とを有している。
ロータ内体８１は、図１８にも示すように、円筒状のロータ本体部７９と、ロータ本体部７９の外周面のモータ円周方向の均等分割位置からモータ径方向外側に突出する複数（具体的には２２箇所）のティース巻線部８０とを有する。ロータ外筒体８４は、ロータ内体８１とは別体に形成され、複数のティース先端部８３を備える（図１９）。

また、ロータ内体８１は、図１８に示すように、同一形状の電磁鋼板からなるロータ内板８６を、モータ径方向の位置およびモータ回転方向の位置（位相）を合わせてモータ軸線方向に、多数積層して構成される。ロータ内板８６は、歯車状であり、円環状をなしてロータ本体部７９を形成する本体部形成部８６ａと、本体部形成部８６ａから外側に突出し、ティース巻線部８０を形成する複数の巻線軸形成部８６ｂとを有する。これにより、各ティース巻線部８０は、モータ軸線ＭＣと略平行をなすこととなる。

ロータ外筒体８４は、図１９に示すように、同一形状の電磁鋼板からなる環状板８８がモータ軸線方向に多数積層されて形成されている。この環状板８８は、ティース先端部８３を構成する複数の円弧状の先端形成部８８ａと、これらの間に位置する連結部８８ｂとを有する。この連結部８８ｂは、例えば、環状板８８のモータ径方向内側に設けられた切り欠き部よりなる。
このような環状板８８を、モータ回転方向に一定量ずつ同じ方向にオフセットさせながらモータ軸線方向に複数枚積層することで、ロータ外筒体８４が形成される。このように形成されたロータ外筒体８４は、各ティース先端部８３が、第１実施形態と同様に一定角度でスキューしている。そして、モータ回転方向に隣り合うティース先端部８３間が、同様にスキューする溝部８９で区切られることとなる。

そして、このロータ外筒体８４には、ティース巻線部８０に図示略の巻線が巻回された状態のロータ内体８６が、図２０に示すように、所定の位相関係、つまりティース巻線部８０とティース先端部８３とが一対一で対向し、且つティース巻線部８０のモータ径方向の外端部からティース先端部８３がモータ回転方向に延在する位相関係となるように圧入等で固定される。これにより、図１７に示すロータコア組立体（ロータ）７８が形成されることになる。

以上に述べた第５実施形態によれば、ロータ側とステータ側との違いはあるものの、第４実施形態と同様の効果を奏することができる。

上述した第３実施形態のステータ外筒体５８に対するステータ内筒体６１のモータ回転方向の位置ずれを防止するために、これらの組み付け後、ステータコア組立体５５の全体をインサートモールドすることでこれらを固定しても良い。また、第４実施形態のステータ外筒体５８とステータ内筒体７０とについても同様である。また、第５実施形態のロータ外筒体８４とロータ内体８１とについても、組み付け後、ロータコア組立体７８の全体をインサートモールドすることでこれらを固定しても良い。

（第６実施形態）
次に、本発明に係るモータの第６実施形態を、主に図２１を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。
第６実施形態は、第１実施形態に対して、異なるステータコア３０’が用いられている。

このステータコア３０’は、第１実施形態と同様のヨーク部３１およびティース巻線部３２を有しており、ティース先端部３３’の形状が相違している。ここではティース先端部３３’の中心線が、略「く」の字形状（モータ中心側から見て例えばＶ字状）となっている。
即ち、モータ軸線方向中央を境に、正方向変位部９１と、逆方向変位部９２とを有し、これらが逆向きにスキューしている。即ち、正方向変位部９１では、略平板状のティース先端部のモータ軸線方向に延在する中心線が、ティース巻線部と正の角度(ここでは角度θ)で交差し、逆方向変位部９２では、略平板状のティース先端部のモータ軸線方向に延在する中心線が、ティース巻線部と負の角度(ここでは角度−θ)で交差している。

以上に述べた第６実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。その上、ステータコア３０’のティース先端部３３’が、上記形状をなすことで、このステータコア３０’を含むステータによるロータへのモータ軸線方向の加振力を相殺できるため、モータ軸線方向への振動を低減でき、より低振動且つ低騒音にできる。

（第７実施形態）
次に、本発明に係るモータの第７実施形態を、主に図２２を参照して第２実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。
第６実施形態は、第２実施形態に対して、異なるステータコア４０’が用いられている。

このステータコア４０’は、第２実施形態と同様に、分割ヨーク部５０Ａ、分割巻線部５０Ｂおよび分割先端部５０Ｃを有する分割体４５’〜４９’を、複数（具体的には５個）積み重ねて構成されている。
さらに、第２実施形態と同様に、各分割体４５〜４９の分割ヨーク部５０Ａおよび分割巻線部５０Ｂは、その中心線が重なるよう積層されるのに対し、各分割体４５〜４９の分割先端部５０Ｃの中心線（ＣＬａ〜ＣＬｅ）は、ずれて配置される。

しかしながら、第２実施形態では、中心線（ＣＬａ〜ＣＬｅ）が、モータ回転方向において隣り合う段に対して一定方向にオフセットしている、即ち、図７に示すように、中心線ＣＬｃに対するオフセット方向がＣＬａおよびＣＬｂを正方向とすれば、ＣＬｄおよびＣＬｅは負方向となっている。これに対し、第７実施形態においては、図２２に示すように、中心線ＣＬｃに対するオフセット方向がＣＬａおよびＣＬｂを正方向とすれば、ＣＬｄおよびＣＬｅも正方向となっている。なお、本例においては、オフセット量（Ｌ）が、すべての隣り合うもの同士で常に一定になるように形成されている。
言い換えれば、モータ軸線方向中央の分割体４７’を境に、これを含む一側の分割体４５’〜４７’と分割体４７’〜４９’とでオフセットの方向を同じ向きとしている。また、各分割体４７’〜４９’の中心点が、略「く」の字状に配置されていると言える。

以上に述べた第７実施形態によれば、第２実施形態および第６実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、第６実施形態および第７実施形態は、コギングトルク低減およびモータ軸線方向加振力の相殺という意図を逸脱しない限り、図２３および図２４の変形例に示すように、種々の変形が可能である。
例えば、図２３に示すように、ティース先端部３３’の中心線をジグザグ形状（モータ中心側から見て例えばＷ字状）としてもよい。また、図２４に示すように、ティース先端部３３’の中心線を波型（滑らかな湾曲形状）としても良い。なお、ティース先端部３３’の形状は、モータ軸線方向とその中央において交差する線に対して必ずしも線対称である必要はなく、非対称の形状をなしていても良い。

また、上記第１〜第７実施形態においては、電磁鋼板を積層してヨーク部、ティース巻線部又はティース先端部を形成したが、これらの部位を単一の材料層で構成してもよい。但し、電磁鋼板を積層することでコアの鉄損を削減でき、モータの特性を向上させることができる。また、ヨーク部と、ティース巻線部を別体としてもよい。

（第８実施形態）
次に、第１実施形態に示すステータコア（図４参照）の製造方法について説明する。図２５は、ステータコアの製造工程を示す斜視図である。
図２５（Ａ）に示すように、電磁鋼板を先端形成部３７ｃ（ティース先端部３３）が環状に繋がった形状に打ち抜く。具体的には、第１径の環状部と前記第１径より大きい第２径の環状部とが、巻線軸形成部３７ｂ（ティース巻線部３２）となる複数の橋部（接続部）で連結された形状に打ち抜く。この際、ヨーク形成部３７ａ（ヨーク部３１）となる第２径の環状部には、電磁鋼板の積層後に分割するための切れ目３８を所定の間隔で入れておく。

次いで、図２５（Ｂ）に示すように、所定の間隔をおいて配置された治具（型抜き）１００により、第１径の環状部を切断する。次いで、図２５（Ｃ）に示すように、上記治具１００を第１径の環状部の円周に沿って回転させ少しずらして切断をする。このように、順次ずらした切断を積層枚数分繰り返し行う。
次いで、図２５（Ｄ）に示すように、（Ｂ）および（Ｃ）工程で型抜きされた電磁鋼板を巻線軸形成部３７ｂを揃えて積層することによりティース先端部３３をスキューさせることができる。次いで、上記切れ目３８にそってコアユニット毎に分割し、ティース巻線部３２に巻き線を行う。

例えば、先端形成部３７ｃに対する先端形成部３７ｃのずれ量が異なる場合、それぞれのずれ量に応じた金型が必要となり、積層数に対応して数十〜百数十枚の金型が必要となるが、本実施形態によれば、図２５（Ａ）の形状の型抜きを行うためのプレス型と上記治具１００の２つの金型でコアユニットを形成することができる。

なお、図２５に示す工程は一例にすぎず、例えば、コアユニット毎の分割形成やコアユニットを直線状に配置し分割する場合など、種々の場合に応用可能である。即ち、第１工程において、ヨーク形成部３７ａ、巻線軸形成部３７ｂおよび先端形成部３７ｃを包含する形状に型抜きし、第２工程において、先端形成部３７ｃをスキュー角に応じて切断部をずらしながら随時成型すればよい。

このように、上記第１〜第８実施形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。

本発明に係るモータの第１実施形態を用いた電動パワーステアリング装置を示す正面図である。 同第１実施形態のステータコアを示す斜視図である。 同第１実施形態のステータコアを示すモータ中心側から見た図である。 同第１実施形態のステータコア組立体を示す斜視図である。 同第２実施形態のステータコアを示す斜視図である。 同第２実施形態のステータコアを示す平面図である。 同第２実施形態のステータコアを示すモータ中心側から見た図である。 同第２実施形態のステータコア組立体を示す平面図である。 同第２実施形態のステータコア組立体を示す斜視図である。 同第２実施形態のステータコアの変形例を示す斜視図である。 同第３実施形態のステータコア組立体を示す斜視図である。 同第３実施形態のステータ内筒体を示す斜視図である。 同第３実施形態の結合部材を示す斜視図である。 同第３実施形態のステータコア組立体の組立方法を示す斜視図である。 同第４実施形態のステータコア組立体を示す斜視図である。 同第４実施形態のステータ内筒体を示す斜視図である。 同第５実施形態のロータコア組立体を示す斜視図である。 同第５実施形態のロータ内体を示す斜視図である。 同第５実施形態のロータ外筒体を示す斜視図である。 同第５実施形態のロータコア組立体の組立方法を示す斜視図である。 同第６実施形態のステータコアを示す斜視図である。 同第７実施形態のステータコアを示す斜視図である。 同第６実施形態のステータコアの変形例を示す斜視図である。 同第６実施形態のステータコアの別の変形例を示す斜視図である。 同第８実施形態のステータコアの製造工程を示す斜視図である。

符号の説明

１０…電動パワーステアリング装置、１１…ステアリングシャフト、１１ａ…ステアリング入力部、１１ｂ…ステアリング出力部、１２…ハウジング、１３…モータ、１５、１６…継手、１７…連結部材、２０…ラック・ピニオン式運動変換機構、２１…ラック軸、２２…ピニオン軸、２５…ウォーム歯車減速機構、２６…アングルセンサ、３０、３０’…ステータコア、３１…ヨーク部、３２…ティース巻線部、３３、３３’…ティース先端部、３５…ステータコア組立体（ステータ）、３７…板状部材（ティース板）、３７ａ…ヨーク形成部、３７ｂ…巻線軸形成部、３７ｃ…先端形成部、３８…切れ目、４０、４０’…ステータコア、４１…ヨーク部、４２…ティース巻線部、４３、４３’…ティース先端部、４５〜４９、４５’〜４９’…分割体、５０Ａ…分割ヨーク部、５０Ｂ…分割巻線部、５０Ｃ…分割先端部、５１…板状部材、５１ａ…ヨーク形成部、５１ｂ…巻線軸形成部、５５…ステータコア組立体（ステータ）、５６…ヨーク、５７…ティース巻線部、５８…ステータ外筒体、６０…ティース先端部、６１…ステータ内筒体、６２…ヨーク板、６２ａ…ヨーク形成部、６２ｂ…巻線軸形成部、６４…結合部材、６５…円環部、６６…連結部、６７…ティース先端部、７０…ステータ内筒体、７１…ティース先端部、７３…環状板、７３ａ…先端形成部、７３ｂ…連結部、７４…溝部、７５…ステータコア組立体（ステータ）、７８…ロータコア組立体（ロータ）、７９…ロータ本体部、８０…ティース巻線部、８１…ロータ内体、８３…ティース先端部、８４…ロータ外筒体、８６…ロータ内板、８６ａ…本体部形成部、８６ｂ…巻線軸形成部、８８…環状板、８９…溝部、９１…正方向変位部、９２…逆方向変位部、１００…治具、ＣＬａ〜ＣＬｅ…中心線、ＭＣ…モータ軸線

Claims (12)

1. ステータまたはロータの一方が、電磁鋼板を、モータ軸線方向に積層したモータにおいて、
   前記電磁鋼板は、
   巻線が巻回されるティース巻線部と、
   前記ティース巻線部のモータ径方向の端部からモータ回転方向に延在するティース先端部と、を有し、
   前記ティース巻線部は、モータ軸線とほぼ平行に積層され、
   前記ティース先端部は、モータ軸線を中心とした周方向へ順次ずれるよう積層されることを特徴とするモータ。
2. ステータまたはロータの一方が、電磁鋼板を、モータ軸線方向に積層したモータにおいて、
   前記電磁鋼板は、
   巻線が巻回されるティース巻線部と、
   該ティース巻線部のモータ径方向の端部からモータ回転方向に延在するティース先端部と、を有し、
   前記ティース巻線部は、モータ軸線とほぼ平行に積層され、
   前記ティース先端部は、複数枚のブロックごとにモータ軸線を中心とした周方向へ順次ずれるよう積層されることを特徴とするモータ。
3. 前記ステータまたはロータは、前記電磁鋼板を積層したユニットを複数有し、複数の前記ユニットが環状に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ。
4. 前記ティース先端部が、モータ軸線に対し第１方向に順次ずれた部分と、モータ軸線に対し前記第１方向と逆側である第２方向に順次ずれた部分とを有することを特徴とする請求項１記載のモータ。
5. 前記ティース先端部が、前記複数枚のブロックごとに、モータ軸線に対し第１方向にずれた部分と、モータ軸線に対し前記第１方向と逆側である第２方向にずれた部分とを有することを特徴とする請求項２記載のモータ。
6. ステータまたはロータの一方が、第１および第２の電磁鋼板をモータ軸線方向に積層したモータにおいて、
   前記第１の電磁鋼板は、巻線が巻回されるティース巻線部を有し、
   前記第２の電磁鋼板は、モータ回転方向に延在するティース先端部を有し、
   前記第１の電磁鋼板は、前記ティース巻線部が、モータ軸線とほぼ平行に積層され、
   前記第２の電磁鋼板は、前記ティース先端部が、モータ軸線を中心とした周方向へ順次ずれるよう積層され、
   前記第１の電磁鋼板の積層体と前記第２の電磁鋼板の積層体とは、前記ティース巻線部の端部において接するよう配置されることを特徴とするモータ。
7. 前記第２の電磁鋼板は、結合部材中の開口部に、嵌め込まれていることを特徴とする請求項６記載のモータ。
8. 前記第２の電磁鋼板は、前記集方向に複数の切り欠きをもって環状に成型されていることを特徴とする請求項６記載のモータ。
9. ステータまたはロータの一方が、第１および第２の電磁鋼板を、モータ軸線方向に積層したモータにおいて、
   前記第１の電磁鋼板は、内側に所定の間隔をおいて突出した複数のティース巻線部を有する第１環状の部材であり、
   前記第２の電磁鋼板は、所定の間隔を置いて複数の切り欠き部を有し、前記第１環状の部材より径の小さい第２環状の部材であり、
   前記第１の電磁鋼板は、前記ティース巻線部が、モータ軸線とほぼ平行に積層され、
   前記第２の電磁鋼板は、前記切り欠き部が、モータ軸線を中心とした周方向へ順次ずれるよう積層され、
   前記第２の電磁鋼板の積層体は、前記第１の電磁鋼板の積層体の内部に配置されることを特徴とするモータ。
10. ステータまたはロータの一方が、第１および第２の電磁鋼板を、それぞれモータ軸線方向に積層したモータにおいて、
    前記第１の電磁鋼板は、外側に所定の間隔をおいて突出した複数のティース巻線部を有する第１環状の部材であり、
    前記第２の電磁鋼板は、所定の間隔を置いて複数の切り欠き部を有し、前記第１環状の部材より径の大きい第２環状の部材であり、
    前記第１の電磁鋼板は、前記ティース巻線部が、モータ軸線とほぼ平行に積層され、
    前記第２の電磁鋼板は、前記切り欠き部が、モータ軸線を中心とした周方向へ順次ずれるよう積層され、
    前記第１の電磁鋼板の積層体は、前記第２の電磁鋼板の積層体の内部に配置されることを特徴とするモータ。
11. 複数枚の鋼板を、第１環状部と、前記第１環状部の内部の第２環状部と、前記第１、第２環状部間に所定の間隔を置いて複数配置された接続部と、を有する第１形状に打ち抜く第１工程と、
    前記第１形状の鋼板の前記第２環状部を所定の間隔毎に所定の領域を抜くことにより、前記接続部間において前記第２環状部を分割する工程であって、前記複数枚の鋼板について前記所定の領域を前記第２環状部の円周に沿ってずらしながら打ち抜く第２工程と、
    前記第２工程の後、前記鋼板を前記接続部がモータ軸線とほぼ平行に積層することによりステータまたはロータを形成する第３工程と、
    を有することを特徴とするモータの製造方法。
12. 請求項１乃至１０のいずれか一項記載のモータを備えた電動パワーステアリング装置。

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