JP2021164253A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】スキューを設けることなく、コギングトルクを低減できるモータの提供。【解決手段】ステータと、軸方向に積層される一対のロータ２０と、を備える。ロータ２０は、内コア部２４と、第１外コア部２５と、周方向において第１外コア部２５とは異なる位置に配置される第２外コア部２６と、第１外コア部２５よりも径方向外側に配置される第１マグネット２７と、内コア部２４と第２外コア部２６との間に配置される第２マグネット２８と、を有する。第１外コア部の径方向外側面２５ａが、第２マグネットの径方向外側面２８ａよりも径方向内側に位置する。第１外コア部２５と第１マグネット２７とにより構成される第１磁極部５１と、第２マグネット２８と第２外コア部２６とにより構成される第２磁極部５２とが、周方向に交互に配置され、一対のロータ２０のうち一方の第１磁極部５１と他方の第２磁極部５２とは、軸方向に並んで、かつ周方向位置が同じである。【選択図】図３

Description

本発明は、モータに関する。

モータは、ロータと、ステータと、を備える。モータは、コギングトルクを低減させることにより、振動や騒音を抑えることができる。従来のモータは、例えば特許文献１に記載されるように、ロータおよびステータに段スキューを設けてコギングトルクを低減している。

特開２００４−１５９４９２号公報

スキューを設けるとモータの製造工程が増え、生産性が低下する。

本発明は、スキューを設けることなく、コギングトルクを低減できるモータを提供することを目的の一つとする。

本発明のモータの一つの態様は、筒状のステータと、前記ステータよりも径方向内側に位置し、中心軸を中心に回転し、軸方向に積層される一対のロータと、を備える。前記ロータは、内コア部と、前記内コア部よりも径方向外側に位置する第１外コア部と、前記内コア部よりも径方向外側に位置し、周方向において前記第１外コア部とは異なる位置に配置される第２外コア部と、前記第１外コア部よりも径方向外側に配置される第１マグネットと、径方向において前記内コア部と前記第２外コア部との間に配置される第２マグネットと、を有する。前記第１外コア部の径方向外側面が、前記第２マグネットの径方向外側面よりも径方向内側に位置する。前記第１マグネットは、周方向を向く一対の第１側面を有する。径方向に並ぶ前記第１外コア部と前記第１マグネットとにより構成される第１磁極部と、径方向に並ぶ前記第２マグネットと前記第２外コア部とにより構成される第２磁極部とが、周方向に交互に配置される。一対の前記ロータのうち一方の前記第１磁極部と他方の前記第２磁極部とは、軸方向に並んで配置され、かつ互いの周方向位置が同じである。

本発明の一つの態様のモータによれば、スキューを設けることなく、コギングトルクを低減できる。

図１は、本実施形態のモータを模式的に示す断面図である。 図２は、本実施形態のモータのロータを模式的に示す斜視図である。 図３は、図１のIII-III断面を示す断面図である。 図４は、図１のIV-IV断面を示す断面図である。 図５は、本実施形態のモータを備える電動パワーステアリング装置を示す模式図である。 図６は、本実施形態の第１変形例のモータのロータの一部を示す断面図であり、図１のIII-III断面に相当する。 図７は、本実施形態の第１変形例のモータのロータの一部を示す断面図であり、図１のIV-IV断面に相当する。 図８は、本実施形態の第２変形例のモータのロータの一部を示す断面図であり、図１のIII-III断面に相当する。 図９は、本実施形態の第２変形例のモータのロータの一部を示す断面図であり、図１のIV-IV断面に相当する。 図１０は、本実施形態の第３変形例のモータのロータの一部を示す断面図である。

本発明の一実施形態のモータ１０について、図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態では、モータ１０の中心軸Ｊが延びる方向を単に「軸方向」と呼ぶ。本実施形態において、軸方向は上下方向である。上側（＋Ｚ）は、軸方向一方側に相当し、下側（−Ｚ）は、軸方向他方側に相当する。また、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Ｊに近づく方向を径方向内側と呼び、中心軸Ｊから離れる方向を径方向外側と呼ぶ。また、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

図１に示すように、本実施形態のモータ１０は、中心軸Ｊを中心とする筒状のステータ３０と、ステータ３０よりも径方向内側に位置するロータ２０と、ハウジング１１と、複数のベアリング１５，１６と、を備える。モータ１０は、インナーロータ型のモータである。ロータ２０は、ステータ３０に対して中心軸Ｊを中心に回転する。

ハウジング１１は、ロータ２０およびステータ３０を収容する。ハウジング１１は、軸方向に延びる筒状である。ハウジング１１は、周壁１１ａと、頂壁１１ｂと、底壁１１ｃと、ベアリング保持壁部１１ｄと、を有する。周壁１１ａは、軸方向に延びる円筒状である。頂壁１１ｂは、周壁１１ａの上側の開口を塞ぐ。底壁１１ｃは、周壁１１ａの下側の開口を塞ぐ。底壁１１ｃは、ベアリング１６を保持する。ベアリング保持壁部１１ｄは、周壁１１ａと固定される。ベアリング保持壁部１１ｄは、ベアリング１５を保持する。

ロータ２０は、軸方向に並んで一対設けられる。一対のロータ２０は、軸方向に積層される。図１および図２に示すように、一対のロータ２０は、第１ロータ２０Ａと、軸方向において第１ロータ２０Ａとは異なる位置に配置される第２ロータ２０Ｂと、を有する。本実施形態では、第１ロータ２０Ａが第２ロータ２０Ｂよりも上側に位置し、第２ロータ２０Ｂが第１ロータ２０Ａよりも下側に位置する。

ロータ２０は、シャフト２１と、ロータコア２２と、ロータコア２２の径方向外端部に位置し、周方向に並んで配置される複数のマグネット２３と、溝部２９と、ホルダ４０と、を有する。ロータコア２２は、内コア部２４と、第１外コア部２５と、第２外コア部２６と、を有する。複数のマグネット２３は、第１マグネット２７と、第２マグネット２８と、を有する。つまりロータ２０は、内コア部２４と、第１外コア部２５と、第２外コア部２６と、第１マグネット２７と、第２マグネット２８と、を有する。

シャフト２１は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。なおシャフト２１は、円筒状でもよい。シャフト２１は、複数のベアリング１５，１６により、中心軸Ｊ回りに回転可能に支持される。複数のベアリング１５，１６は、軸方向に互いに間隔をあけて配置され、ハウジング１１に支持される。すなわち、シャフト２１は、複数のベアリング１５，１６を介してハウジング１１に支持される。

ロータコア２２は、軸方向に延びる筒状である。ロータコア２２は、磁性体（強磁性体）製であり、例えば鉄製、鋼製、ステンレス製等である。ロータコア２２は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成される。ロータコア２２は、シャフト２１よりも外径が大きい。ロータコア２２は、シャフト２１よりも軸方向の長さが小さい。ロータコア２２の内周面は、シャフト２１の外周面と固定される。ロータコア２２は、シャフト２１と圧入および接着等により固定される。ロータコア２２は、軸方向において、一対のベアリング１５，１６間に位置する。

図３および図４に示すように、内コア部２４は、ロータコア２２のうち径方向内側部分を構成する。内コア部２４は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる筒状である。内コア部２４は、シャフト孔２４ａと、肉抜き孔２４ｂと、を有する。シャフト孔２４ａは、中心軸Ｊ上に位置し、内コア部２４を軸方向に貫通する。シャフト孔２４ａには、シャフト２１が挿入される。肉抜き孔２４ｂは、内コア部２４を軸方向に貫通する。肉抜き孔２４ｂは、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。複数の肉抜き孔２４ｂは、周方向に等ピッチで配列する。本実施形態によれば、肉抜き孔２４ｂを設けることにより、ロータ２０の軽量化および材料費削減等が可能である。

第１外コア部２５は、ロータコア２２のうち径方向外側部分の一部を構成する。第１外コア部２５は、内コア部２４よりも径方向外側に位置する。第１外コア部２５は、周方向の一部において内コア部２４から径方向外側に突出する。第１外コア部２５は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では、各ロータ２０に第１外コア部２５が、周方向に等ピッチで４つ設けられる。

第２外コア部２６は、ロータコア２２のうち径方向外側部分の一部を構成する。第２外コア部２６は、内コア部２４よりも径方向外側に位置し、周方向において第１外コア部２５とは異なる位置に配置される。第２外コア部２６は、周方向の一部において内コア部２４から径方向外側に離れた位置に配置される。第２外コア部２６は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では、各ロータ２０に第２外コア部２６が、周方向に等ピッチで４つ設けられる。各ロータ２０において、第１外コア部２５と第２外コア部２６とは、周方向に交互に並ぶ。

第１外コア部２５および第２外コア部２６の少なくとも一方は、内コア部２４と一体である。本実施形態では第１外コア部２５が、内コア部２４と一体である。本実施形態によれば、ロータ２０の部品点数を削減して、モータ１０の製造工程および製造コストを低減できる。第１外コア部２５および第２外コア部２６の上記以外の構成については、別途後述する。

マグネット２３は、永久磁石である。各マグネット２３は、ロータコア２２の外周部に、ホルダ４０および接着剤等により固定される。

第１マグネット２７は、第１外コア部２５よりも径方向外側に配置される。第１マグネット２７は、ロータ２０の径方向外側面に配置され、径方向外側に露出される。第１外コア部２５と第１マグネット２７とは、径方向から見て、互いに重なる。径方向に並ぶ第１外コア部２５と第１マグネット２７とにより、第１磁極部５１が構成される。つまりロータ２０は、第１磁極部５１を有する。第１磁極部５１は、表面磁石型（Surface Permanent Magnet：SPM）の磁極部である。第１磁極部５１は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では、各ロータ２０に第１磁極部５１が、周方向に等ピッチで４つ設けられる。

第１マグネット２７は、板状であり、一対の板面が径方向を向く。第１マグネット２７は、径方向外側を向く径方向外側面２７ａと、径方向内側を向く径方向内側面２７ｂと、周方向を向く第１側面２７ｃと、を有する。径方向外側面２７ａは、径方向外側に膨出する凸曲面状である。径方向内側面２７ｂは、径方向と垂直な方向に拡がる平面状である。第１側面２７ｃは、第１マグネット２７に一対設けられる。各第１側面２７ｃは、周方向と垂直な方向に拡がる平面状である。各第１側面２７ｃは、径方向外側面２７ａの周方向の端部と、径方向内側面２７ｂの周方向の端部とに繋がる。本実施形態によれば、第１マグネット２７に一対の第１側面２７ｃを設けることで第１マグネット２７の周方向の両端部に尖った角部が形成されることを抑えて、第１マグネット２７の角欠けを抑制しつつ、第１マグネット２７の構造を簡素化できる。

図３および図４に示すように、中心軸Ｊに垂直な断面視で、第１側面２７ｃの長さは、１ｍｍ以上である。第１側面２７ｃの長さが１ｍｍ以上であると、第１マグネット２７の角欠けがより安定して抑制される。

第２マグネット２８は、径方向において内コア部２４と第２外コア部２６との間に配置される。第２マグネット２８と第２外コア部２６とは、径方向から見て、互いに重なる。径方向に並ぶ第２マグネット２８と第２外コア部２６とにより、第２磁極部５２が構成される。つまりロータ２０は、第２磁極部５２を有する。第２磁極部５２は、埋込磁石型（Interior Permanent Magnet：IPM）の磁極部である。第２磁極部５２は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では、各ロータ２０に第２磁極部５２が、周方向に等ピッチで４つ設けられる。

第２マグネット２８は、板状であり、一対の板面が径方向を向く。第２マグネット２８は、径方向外側を向く径方向外側面２８ａと、径方向内側を向く径方向内側面２８ｂと、周方向を向く第２側面２８ｃと、を有する。径方向外側面２８ａは、径方向と垂直な方向に拡がる平面状である。径方向内側面２８ｂは、径方向と垂直な方向に拡がる平面状である。第２側面２８ｃは、第２マグネット２８に一対設けられる。各第２側面２８ｃは、周方向と垂直な方向に拡がる平面状である。各第２側面２８ｃは、径方向外側面２８ａの周方向の端部と、径方向内側面２８ｂの周方向の端部とに繋がる。

中心軸Ｊに垂直な断面視で、第１側面２７ｃの長さは、第２側面２８ｃの長さよりも短い。本実施形態において、第１マグネット２７の径方向外側面２７ａは、径方向外側に膨出する凸曲面状であり、第２マグネット２８の径方向外側面２８ａは、平面状である。また、第１マグネット２７の径方向内側面２７ｂおよび第２マグネット２８の径方向内側面２８ｂは、ともに平面状である。このため、中心軸Ｊに垂直な断面視で、第１側面２７ｃの長さが第２側面２８ｃの長さよりも小さいと、第１マグネット２７の体積と第２マグネット２８の体積とのバランスをとりやすい。

図２に示すように、第１磁極部５１と第２磁極部５２とは、周方向に交互に配置される。一対のロータ２０のうち一方の第１磁極部５１と他方の第２磁極部５２とは、軸方向に並んで配置され、かつ互いの周方向位置が同じである。すなわち、第１ロータ２０Ａの第１磁極部５１の周方向位置と、第２ロータ２０Ｂの第２磁極部５２の周方向位置とが、互いに同じであり、第１ロータ２０Ａの第２磁極部５２の周方向位置と、第２ロータ２０Ｂの第１磁極部５１の周方向位置とが、互いに同じである。

より詳しくは、軸方向から見て、第１ロータ２０Ａの第１磁極部５１の周方向の中心部と、第２ロータ２０Ｂの第２磁極部５２の周方向の中心部とが、互いに重なって配置され、第１ロータ２０Ａの第２磁極部５２の周方向の中心部と、第２ロータ２０Ｂの第１磁極部５１の周方向の中心部とが、互いに重なって配置される。つまり本実施形態では、ロータ２０にスキューが掛けられていない。また、本実施形態では、軸方向から見て、第１ロータ２０Ａの第１磁極部５１の周方向の両端部と、第２ロータ２０Ｂの第２磁極部５２の周方向の両端部とが、互いに重なって配置され、第１ロータ２０Ａの第２磁極部５２の周方向の両端部と、第２ロータ２０Ｂの第１磁極部５１の周方向の両端部とが、互いに重なって配置される。なお、必ずしも、軸方向から見て、第１ロータ２０Ａの第１磁極部５１の周方向の両端部と、第２ロータ２０Ｂの第２磁極部５２の周方向の両端部とが、互いに重なって配置され、第１ロータ２０Ａの第２磁極部５２の周方向の両端部と、第２ロータ２０Ｂの第１磁極部５１の周方向の両端部とが、互いに重なって配置されなくてもよい。つまり、ロータ２０にスキューが掛けられていないとは、軸方向から見て、第１ロータ２０Ａの第１磁極部５１の周方向の中心部と、第２ロータ２０Ｂの第２磁極部５２の周方向の中心部とが、互いに重なって配置されることである。

本実施形態によれば、一対のロータ２０のうち、第１ロータ２０Ａに発生するコギングトルクの波形と、第２ロータ２０Ｂに発生するコギングトルクの波形とを、互いに逆位相で生じさせることができる。すなわち、第１ロータ２０Ａのコギングトルクと第２ロータ２０Ｂのコギングトルクとが、互いに打ち消し合い、合成コギングトルクの波形の最大値と最小値との差つまり変動幅を、小さく抑えることができる。したがって、スキューを設けることなく、モータ１０全体としてのコギングトルクを低減できる。モータ１０の製造工程が削減されて、生産性が向上する。また、トルクリップルに逆位相を発生させることができる。すなわち、第１ロータ２０Ａに発生するトルクリップルと、第２ロータ２０Ｂに発生するトルクリップルとが、互いに逆位相で生じるため、これらが互いに打ち消し合い、合成トルクリップルの波形の最大値と最小値との差つまり変動幅を、小さく抑えることができる。したがって本実施形態によれば、スキューを掛けることによるトルク低下を抑制しつつ、コギングトルクを低減でき、かつ、トルクリップルを低減できる。そして、モータ１０が発する振動および騒音を低減できる。

図３および図４に示すように、第１外コア部２５の径方向外側面２５ａは、第２マグネット２８の径方向外側面２８ａよりも径方向内側に位置する。本実施形態によれば、第１外コア部２５の径方向外側に位置する第１マグネット２７の径方向寸法つまり厚さを、大きく確保できる。このため、第１マグネット２７に一対の第１側面２７ｃを安定して設けることができる。例えば本実施形態と異なり、第１マグネット２７の径方向外側面２７ａの周方向の端部と、第１マグネット２７の径方向内側面２７ｂの周方向の端部とが、直接接続されて尖った角部が形成される場合、この角部が欠けやすいため、モータ製造時のハンドリングや安定したモータ性能つまり品質を確保する上で、不具合が生じる可能性がある。一方、本実施形態によれば、第１マグネット２７の角欠けが抑えられ、品質が安定したモータ１０を、効率よく製造できる。

また、上記構成を言い換えると、第２マグネット２８の径方向外側面２８ａは、第１外コア部２５の径方向外側面２５ａよりも径方向外側に位置する。このため第２マグネット２８は、径方向において、ステータ３０により近づいて配置される。つまり第２マグネット２８を、第２マグネット２８の径方向外側に位置するステータ３０に接近配置することができる。これにより、第２マグネット２８の体積つまりマグネット使用量を抑えつつ、第２マグネット２８の磁力を安定して確保できる。

第２マグネット２８の径方向内側面２８ｂは、第１外コア部２５の径方向外側面２５ａよりも径方向内側に位置する。本実施形態によれば、第２マグネット２８の径方向寸法つまり厚さが確保される。このため、第２マグネット２８の磁力を安定して確保できる。

第１外コア部２５は、台座部２５ｂを有する。台座部２５ｂは、第１外コア部２５の径方向外端部に位置する。台座部２５ｂは、第１マグネット２７に径方向内側から接触し、径方向外側へ向かうに従い周方向の寸法が小さくなる。本実施形態によれば、第１外コア部２５の台座部２５ｂが、径方向外側へ向かうに従い、周方向に隣り合う第２マグネット２８から離れる。第１外コア部２５の漏れ磁束を抑制できる。台座部２５ｂの周方向寸法は、第１マグネット２７の周方向寸法以上である。本実施形態では、台座部２５ｂの径方向外端部の周方向の寸法が、第１マグネット２７の径方向内端部の周方向の寸法と同じである。本実施形態によれば、台座部２５ｂにより、第１マグネット２７の径方向内側面２７ｂを、周方向の全域にわたって安定して支持できる。

第２外コア部２６は、角部２６ａを有する。角部２６ａは、第２外コア部２６の周方向の端部に配置される。角部２６ａは、周方向に向けて突出する。角部２６ａは、第２外コア部２６の径方向外側面の周方向の端部と、第２外コア部２６の径方向内側面の周方向の端部との接続部分に位置する。角部２６ａは、第２外コア部２６に一対設けられる。本実施形態によれば、第２外コア部２６が周方向を向く側面を有さず、角部２６ａを有するので、第２外コア部２６の径方向寸法つまり厚さを小さく抑えやすい。これにより、第２外コア部２６の径方向内側に配置される第２マグネット２８の径方向位置を、ステータ３０により近づけて配置できる。つまり第２マグネット２８を、第２マグネット２８の径方向外側に位置するステータ３０に接近配置することができる。第２マグネット２８の体積つまりマグネット使用量を抑えつつ、第２マグネット２８の磁力を安定して確保できる。

溝部２９は、ロータ２０の径方向外側面から径方向内側に窪み、軸方向に延びる。本実施形態では溝部２９が、ロータ２０の軸方向の全長にわたって延び、ロータ２０の上端面および下端面にそれぞれ開口する。溝部２９は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では溝部２９が、各ロータ２０に周方向に等ピッチで８つ設けられる。

溝部２９は、周方向に隣り合う第１マグネット２７と第２マグネット２８との間に位置する。溝部２９は、周方向において第１磁極部５１と第２磁極部５２との間に配置される。溝部２９の少なくとも一部は、径方向外側へ向かうに従い周方向の溝幅が小さくなる。本実施形態では、溝部２９の径方向内端部が、径方向外側へ向かうに従い周方向の溝幅が狭くなる。本実施形態によれば、溝部２９に配置されるホルダ４０の後述する保持部４２が、溝部２９から径方向外側に抜け出すことが抑制される。

ホルダ４０は、樹脂製である。ホルダ４０は、保持部４２と、接続部４３と、を有する。保持部４２は、溝部２９に配置される。保持部４２は、軸方向に延びる。保持部４２は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。保持部４２の数は、溝部２９の数と同じである。保持部４２は、周方向において第１マグネット２７と第２マグネット２８とに接触する。本実施形態によれば、保持部４２により、第１マグネット２７および第２マグネット２８を周方向から押さえることができる。第１マグネット２７および第２マグネット２８の周方向への移動が抑制される。

保持部４２は、第１マグネット２７および第２外コア部２６に、径方向外側から接触する。保持部４２は、第１磁極部５１および第２磁極部５２を径方向外側から押さえる。本実施形態によれば、保持部４２により、第１マグネット２７、第２マグネット２８および第２外コア部２６の径方向外側への移動が抑制される。これにより、ロータ２０回転時の回転強度が安定して高められる。

図１に示すように、接続部４３は、ロータ２０の軸方向を向く端面に配置される。本実施形態では接続部４３が、第１ロータ２０Ａの上端面と、第２ロータ２０Ｂの下端面とにそれぞれ設けられる。接続部４３は、周方向に延びる。接続部４３は、例えば、中心軸Ｊを中心とする環状である。接続部４３は、各保持部４２の軸方向の端部と接続される。つまり接続部４３は、保持部４２と接続される。接続部４３と複数の保持部４２とは、単一の部材の部分である。

ステータ３０は、ロータ２０と径方向に隙間をあけて対向する。ステータ３０は、ロータ２０を径方向外側から周方向の全周にわたって囲う。ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３２と、コイル３３と、を有する。

ステータコア３１は、中心軸Ｊを中心とする環状である。ステータコア３１は、軸方向に延びる筒状である。ステータコア３１は、ロータ２０を径方向外側から囲う。特に図示しないが、ステータコア３１は、軸方向に積層する複数の電磁鋼板により構成される。ステータコア３１は、ハウジング１１の内周面に固定される。ステータコア３１とハウジング１１とは、例えば焼き嵌めや圧入等により固定される。

ステータコア３１は、コアバック３１ａと、複数のティース３１ｂと、を有する。コアバック３１ａは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。コアバック３１ａの径方向外側面は、周壁１１ａの内周面に固定される。詳しくは、コアバック３１ａの径方向外側面と、周壁１１ａの内周面とが接触した状態で、コアバック３１ａが周壁１１ａに固定される。ティース３１ｂは、コアバック３１ａの径方向内側面から径方向内側に突出する。複数のティース３１ｂは、周方向に互いに間隔をあけて配置される。本実施形態では複数のティース３１ｂが、周方向に等ピッチで配列する。各ティース３１ｂの径方向内側面は、ロータ２０の径方向外側面と隙間をあけて対向する。

インシュレータ３２は、ステータコア３１に取り付けられる。インシュレータ３２は、絶縁性の材料により構成される。インシュレータ３２は、例えば樹脂製である。インシュレータ３２は、中心軸Ｊを中心として環状に配置される。

コイル３３は、インシュレータ３２を介してステータコア３１に取り付けられる。コイル３３は、周方向に並んで複数設けられる。コイル３３の数は、ティース３１ｂの数と同じである。各コイル３３は、インシュレータ３２を介して、各ティース３１ｂに取り付けられる。コイル３３は、インシュレータ３２の一部を介して、ティース３１ｂに導線が巻き回されることにより構成される。

本実施形態のモータ１０は、例えば３相モータである。３相とは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相である。３相モータの場合、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各コイル３３は、第１の導線、第２の導線および第３の導線のいずれかにより構成される。

次に、本実施形態のモータ１０を搭載する装置の一例について説明する。本実施形態においては、モータ１０を電動パワーステアリング装置１００に搭載した例について説明する。

図５に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、自動車の車輪の操舵機構に搭載される。電動パワーステアリング装置１００は、操舵力を油圧により軽減する装置である。本実施形態の電動パワーステアリング装置１００は、モータ１０と、オイルポンプ１１６と、操舵軸１１４と、コントロールバルブ１１７と、を備える。

操舵軸１１４は、ステアリング１１１からの入力を、車輪１１２を有する車軸１１３に伝える。オイルポンプ１１６は、パワーシリンダ１１５に油圧を発生させる。パワーシリンダ１１５は、車軸１１３に油圧による駆動力を伝える。コントロールバルブ１１７は、オイルポンプ１１６のオイルを制御する。電動パワーステアリング装置１００において、モータ１０は、オイルポンプ１１６の駆動源として搭載される。

本実施形態の電動パワーステアリング装置１００は、本実施形態のモータ１０を備える。このため、上述のモータ１０と同様の効果を奏する電動パワーステアリング装置１００が得られる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。

図６および図７は、前述の実施形態で説明したモータ１０の第１変形例を示す。この第１変形例では、モータ１０のロータ２０が、連結部５３を有する。連結部５３は、内コア部２４と第２外コア部２６とを連結する。連結部５３は、周方向と垂直な方向に拡がる板状である。連結部５３は、周方向において第２マグネット２８の第２側面２８ｃと対向し、径方向に延びる。連結部５３は、径方向外側へ向かうに従い、周方向において第２側面２８ｃから離れる。連結部５３は、第２磁極部５２に一対設けられる。各連結部５３は、第２マグネット２８の各第２側面２８ｃと対向する。

内コア部２４、第２外コア部２６および連結部５３は、一体に設けられる。つまり内コア部２４、第２外コア部２６および連結部５３は、単一の部材の部分である。この第１変形例では、第１外コア部２５および第２外コア部２６の両方が、内コア部２４と一体である。第１変形例によれば、ロータ２０の部品点数を削減して、モータ１０の製造工程および製造コストを低減できる。

図８および図９は、前述の実施形態で説明したモータ１０の第２変形例を示す。この第２変形例では、モータ１０のロータ２０が、連結部５４を有する。連結部５４は、内コア部２４と第２外コア部２６とを連結する。詳しくは、連結部５４が、内コア部２４の径方向外端部と、第２外コア部２６の径方向内端部の周方向中央部と、を連結する。連結部５４は、周方向と垂直な方向に拡がる板状である。連結部５４は、径方向に延びる。内コア部２４、第２外コア部２６および連結部５４は、一体に設けられる。第２変形例によれば、ロータ２０の部品点数を削減して、モータ１０の製造工程および製造コストを低減できる。

この第２変形例では、図８および図９に示すように軸方向から見て、周方向のうち、所定の回転方向を、周方向一方側と呼び、所定の回転方向とは反対の回転方向を、周方向他方側と呼ぶ。具体的には、ロータ２０の上面視で、中心軸Ｊを中心とする反時計回りの方向を周方向一方側と呼び、中心軸Ｊを中心とする時計回りの方向を周方向他方側と呼ぶ。

第２マグネット２８は、連結部５４の周方向一方側に位置する一方側マグネット２８Ａと、連結部５４の周方向他方側に位置する他方側マグネット２８Ｂと、を有する。一方側マグネット２８Ａは、板状であり、一対の板面が径方向を向く。他方側マグネット２８Ｂは、板状であり、一対の板面が径方向を向く。一方側マグネット２８Ａと他方側マグネット２８Ｂとは、周方向に互いに離れて配置される。連結部５４は、周方向において、一方側マグネット２８Ａと他方側マグネット２８Ｂとにより挟まれる。連結部５４の周方向一方側を向く面は、一方側マグネット２８Ａの周方向他方側を向く側面と接触する。連結部５４の周方向他方側を向く面は、他方側マグネット２８Ｂの周方向一方側を向く側面と接触する。一方側マグネット２８Ａと他方側マグネット２８Ｂとは、互いに同じ形状を有する。一方側マグネット２８Ａと他方側マグネット２８Ｂとは、共通部材（共通品）である。第２変形例によれば、部品の管理や組み立てが容易である。また、一方側マグネット２８Ａおよび他方側マグネット２８Ｂを、連結部５４に周方向から接触させることにより、第２マグネット２８の周方向の位置決めが容易に行える。

前述の実施形態では、第１マグネット２７の径方向内側面２７ｂが平面状であり、第１外コア部２５の径方向外側面２５ａが平面状であり、これらが互いに接触する構成を例に挙げたが、これに限らない。図１０は、前述の実施形態で説明したモータ１０の第３変形例を示す。この第３変形例では、図１０に示すように、第１外コア部２５の径方向外側面２５ａが、径方向外側に膨出する凸曲面状であり、第１マグネット２７の径方向内側面２７ｂが、径方向外側に窪む凹曲面状であり、これらが互いに接触する。この場合、第１マグネット２７の径方向外側面２７ａおよび径方向内側面２７ｂは、ともに径方向外側に凸の湾曲面となる。つまり第１マグネット２７は、軸方向から見て、径方向外側に凸の弓形となる。

前述の実施形態では、モータ１０が電動パワーステアリング装置１００に搭載される例を挙げたが、これに限らない。モータ１０は、例えば、ポンプ、ブレーキ、クラッチ、掃除機、ドライヤ、シーリングファン、洗濯機および冷蔵庫などに用いてもよい。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態および変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。

１０…モータ、２０…ロータ、２０Ａ…第１ロータ、２０Ｂ…第２ロータ、２４…内コア部、２５…第１外コア部、２５ａ…第１外コア部の径方向外側面、２５ｂ…台座部、２６…第２外コア部、２６ａ…角部、２７…第１マグネット、２７ａ…第１マグネットの径方向外側面、２７ｂ…第１マグネットの径方向内側面、２７ｃ…第１側面、２８…第２マグネット、２８ａ…第２マグネットの径方向外側面、２８ｂ…第２マグネットの径方向内側面、２８ｃ…第２側面、３０…ステータ、５１…第１磁極部、５２…第２磁極部、５３，５４…連結部、Ｊ…中心軸

Claims (11)

1. 筒状のステータと、
   前記ステータよりも径方向内側に位置し、中心軸を中心に回転し、軸方向に積層される一対のロータと、を備え、
   前記ロータは、
   内コア部と、
   前記内コア部よりも径方向外側に位置する第１外コア部と、
   前記内コア部よりも径方向外側に位置し、周方向において前記第１外コア部とは異なる位置に配置される第２外コア部と、
   前記第１外コア部よりも径方向外側に配置される第１マグネットと、
   径方向において前記内コア部と前記第２外コア部との間に配置される第２マグネットと、を有し、
   前記第１外コア部の径方向外側面が、前記第２マグネットの径方向外側面よりも径方向内側に位置し、
   前記第１マグネットは、周方向を向く一対の第１側面を有し、
   径方向に並ぶ前記第１外コア部と前記第１マグネットとにより構成される第１磁極部と、径方向に並ぶ前記第２マグネットと前記第２外コア部とにより構成される第２磁極部とが、周方向に交互に配置され、
   一対の前記ロータのうち一方の前記第１磁極部と他方の前記第２磁極部とは、軸方向に並んで配置され、かつ互いの周方向位置が同じである、
   モータ。
2. 各前記第１側面は、前記第１マグネットの径方向外側面の周方向の端部と、前記第１マグネットの径方向内側面の周方向の端部とに繋がる、
   請求項１に記載のモータ。
3. 前記第２マグネットの径方向内側面は、前記第１外コア部の径方向外側面よりも径方向内側に位置する、
   請求項１または２に記載のモータ。
4. 前記第２外コア部は、周方向に向けて突出する角部を有し、
   前記角部は、前記第２外コア部の径方向外側面の周方向の端部と、前記第２外コア部の径方向内側面の周方向の端部との接続部分に位置する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ。
5. 前記第１外コア部は、前記第１マグネットに径方向内側から接触し、径方向外側へ向かうに従い周方向の寸法が小さくなる台座部を有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ。
6. 前記ロータは、前記内コア部と前記第２外コア部とを連結する連結部を有する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ。
7. 前記第２マグネットは、周方向を向く第２側面を有し、
   前記連結部は、周方向において前記第２側面と対向し、径方向に延びる、
   請求項６に記載のモータ。
8. 前記連結部は、径方向外側へ向かうに従い、周方向において前記第２側面から離れる、
   請求項７に記載のモータ。
9. 前記中心軸に垂直な断面視で、前記第１側面の長さが、１ｍｍ以上である、
   請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ。
10. 前記第２マグネットは、周方向を向く第２側面を有し、
    前記中心軸に垂直な断面視で、前記第１側面の長さが、前記第２側面の長さよりも短い、
    請求項１から９のいずれか１項に記載のモータ。
11. 前記第１外コア部および前記第２外コア部の少なくとも一方は、前記内コア部と一体である、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載のモータ。

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