JP6175348B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、ケース内にステータとロータとを収容するモータに関する。

従来、モータに使用されるロータとして、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされるロータコアを備え、それらの間に界磁磁石を配置して各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる所謂永久磁石界磁のランデル型構造のロータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ランデル型構造のロータにおいては、モータの高出力化を図るために、交互に配置された爪状磁極の間に、磁路を整流するための極間磁石を配置したものも提案されている（例えば特許文献２参照）。このようなモータは、有底筒状のヨークハウジングとこのヨークハウジングの一端に設けられるエンドフレームとを有するケース内に、前記ロータと前記ステータとが収容されている。

実開平５−４３７４９号公報 特開２０１２−１１５０８５号公報

ところで、上記のようなモータでは、ロータの軸方向一端面側に磁性体のヨークハウジングが位置し、ロータの軸方向他端面側に樹脂製のエンドフレームが位置することとなる。この場合、ロータの開示磁石からの磁束の一部がケース側（ヨークハウジング側）に漏れてしまい、Ｎ極とＳ極とで磁束量のアンバランスが発生し、コギングトルクがアンバランスとなり音や振動の悪化の要因となる虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コギングトルクのバランスを良好とすることができるモータを提供することにある。

上記課題を解決する請求項１に記載のモータは、ステータコア及び巻線を有するステータと、それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容するモータであって、前記ロータの極数を２ｎ（但しｎは自然数）、前記ステータのスロットの数を３ｎとして極数とスロット数の比が２：３となるように構成され、第１ロータコアのコアベースが軸方向において第２ロータコアのコアベースよりも前記ヨークハウジング側に配置されるとき、前記第１ロータコアのみに溝部が形成されており、該溝部は、前記第１ロータコアの爪状磁極の中央部に形成されている。
上記課題を解決する請求項２に記載のモータは、ステータコア及び巻線を有するステータと、それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容するモータであって、前記ロータの極数を２ｎ（但しｎは自然数）、前記ステータのスロットの数を３ｎとして極数とスロット数の比が２：３となるように構成され、第１ロータコアのコアベースが軸方向において第２ロータコアのコアベースよりも前記ヨークハウジング側に配置されるとき、前記第１ロータコアにはその爪状磁極の中央部に形成される溝部を含んで周方向等角度間隔で奇数個の溝部が形成されるとともに、前記第２ロータコアにはその爪状磁極に前記第１ロータコアの爪状磁極に形成される溝部よりも少なく周方向等角度間隔で偶数個の溝部が形成される。
上記課題を解決する請求項３に記載のモータは、ステータコア及び巻線を有するステータと、それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容するモータであって、前記ロータの極数を２ｎ（但しｎは自然数）、前記ステータのスロットの数を３ｎとして極数とスロット数の比が２：３となるように構成され、第１ロータコアのコアベースが軸方向において第２ロータコアのコアベースよりも前記ヨークハウジング側に配置されるとき、前記第１ロータコアの爪状磁極の中央部及び前記第２ロータコアの爪状磁極の中央部のそれぞれに溝部が形成されており、前記第１ロータコアの爪状磁極の中央部に形成される溝部が前記第２ロータコアの爪状磁極の中央部に形成される溝部よりも大きい。

上記請求項１〜３に記載の各モータの構成によれば、軸方向においてヨークハウジング側に位置する第１ロータコアに、その爪状磁極の中央部に溝部を有することで、反ヨークハウジング側に位置する第２ロータコアの爪状磁極とティース間で発生する大きなコギングトルクと反対方向にコギングトルクを発生させて第２ロータコアの爪状磁極とティース間で発生するコギングトルクを抑えることができる。このため、周期的に発生するコギングトルクのバランスが良好とされる。

上記請求項１に記載のモータの構成によれば、第１ロータコアのみに溝部が形成されるため、第２ロータコアの形状を単純化できる。

上記請求項２に記載のモータの構成によれば、第１ロータコアの爪状磁極の中央部に形成される溝部によって、反ヨークハウジング側に位置する第２ロータコアの爪状磁極とティース間で発生する大きなコギングトルクと反対方向にコギングトルクを発生させて第２ロータコアの爪状磁極とティース間で発生するコギングトルクを抑えることができる。このため、周期的に発生するコギングトルクのバランスが良好とされる。さらに、溝部を第１ロータコアの爪状磁極及び第２ロータコアの爪状磁極に形成することで、コギングトルク自体の発生量を抑えることが可能となる。

上記請求項３に記載のモータの構成によれば、第１ロータコアの爪状磁極と第２ロータコアの爪状磁極のそれぞれに同数個の溝部が形成され、各溝部の大きさによってコギングトルクのバランスの調整が可能となる。

本発明のモータによれば、コギングトルクのバランスを良好とすることができる。

第１実施形態におけるモータの断面図である。 同上におけるモータの平面図である。 同上におけるロータの斜視図である。 同上におけるロータの断面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるロータのディテントトルクについて説明するためのグラフである。 第２実施形態における一方のロータコアの平面図である。 同上における他方のロータコアの平面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるロータのディテントトルクについて説明するためのグラフである。 第３実施形態における一方のロータコアの平面図である。 同上における他方のロータコアの平面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるモータの一部を示す平面図である。 同上におけるロータのディテントトルクについて説明するためのグラフである。

（第１実施形態）
以下、モータの第１実施形態について説明する。
図１に示すように、モータとしてのブラシレスモータ１１のモータケース１２は、略有底円筒状に形成されたヨークハウジング１３と、このヨークハウジング１３のフロント側（図１中、左側）の開口部を閉塞する蓋部としてのエンドプレート１４とを有している。前記ヨークハウジング１３は例えば磁性体の鉄で構成される。また、前記エンドプレート１４は例えば非磁性体の樹脂材料で構成される。

図１に示すように、ヨークハウジング１３の内周面にはステータ１６が固定されている。ステータ１６は、径方向内側に延びる複数のティース１７ａを有するステータコア１７と、ステータコア１７のティース１７ａにインシュレータ１９を介して巻回される巻線２０とを備えている。ステータ１６は、外部の制御回路Ｓから巻線２０に駆動電流が供給されることで回転磁界を発生する。

図２に示すようにステータコア１７は、計１２個のティース１７ａを有している。従って、ティース１７ａ間に形成されるスロット１７ｂの数も１２個とされている。
図２に示すようにティース１７ａは、巻回部１８ａと、巻回部１８ａの径方向内側の端部から周方向両側に突出する突出部１８ｂとを備える。巻回部１８ａは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線２０が集中巻にて巻回されている。

図１に示すように、ブラシレスモータ１１のロータ２１は回転軸２２を有し、ステータ１６の内側に配置されている。回転軸２２は非磁性体の金属シャフトであって、ヨークハウジング１３の底部１３ａ及びエンドプレート１４に支持された軸受２３，２４により回転可能に支持されている。

図３及び図４に示すように、ロータ２１は、前記回転軸２２が圧入されることで互いの軸方向の間隔が保持されつつ回転軸２２に固定される２つのロータコア３１，３２と、各ロータコア３１，３２の軸方向の間に介在される界磁磁石としての環状磁石３３を備える。更に、ロータ２１は、背面補助磁石３４，３５と、極間磁石３６，３７とを備える。

図３及び図４に示すように、ロータコア３１は、略円板状のコアベース３１ａの外周部に、等間隔に複数（本実施形態では４つ）の爪状磁極３１ｂが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出して形成されている。詳しくは、爪状磁極３１ｂは、コアベース３１ａの外周部から径方向外側に突出した突出部３１ｃと、該突出部３１ｃの先端に設けられ軸方向に延びる爪部３１ｄとを有する。突出部３１ｃは、軸方向から見て扇形状に形成されている。爪部３１ｄは、軸直交方向断面が扇形状に形成されている。

図３及び図４に示すように、ロータコア３２は、ロータコア３１と同形状であって、略円板状のコアベース３２ａの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極３２ｂが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出して形成されている。詳しくは、爪状磁極３２ｂは、コアベース３２ａの外周部から径方向外側に突出した突出部３２ｃと、該突出部３２ｃの先端に設けられ軸方向に延びる爪部３２ｄとを有する。突出部３２ｃは、ロータコア３１の突出部３１ｃと同様に、軸方向から見て扇形状に形成されている。爪部３２ｄは、軸直交方向断面が扇形状に形成されている。

図２に示すように、爪状磁極３２ｂの爪部３２ｄには、軸方向（軸線Ｌ方向）に沿って径方向内側に窪んだ形状の溝部３９が形成される。この溝部３９は、ロータ中心（軸線Ｌ）とロータコア３２の爪状磁極３２ｂの周方向略中央とを結んだ直線Ｘ１上に形成されている。

そして、各ロータコア３１，３２は、その中央孔に回転軸２２が圧入されるとともに、各コアベース３１ａ，３２ａの軸方向の外側（相反する側）の距離が予め設定された距離となるように回転軸２２に対して圧入固定される。この際、ロータコア３２は、爪状磁極３２ｂが周方向に隣り合う他方のロータコア３１の爪状磁極３１ｂ間に配置されるようにして、且つコアベース３１ａとコアベース３２ａとの軸方向の間に環状磁石３３が配置（挟持）されるようにしてロータコア３１に対して組み付けられている。

環状磁石３３は、フェライト磁石やネオジム磁石等の磁石であって、中央孔が形成された円環状に形成され、ロータコア３１の爪状磁極３１ｂを第１の磁極（本実施形態ではＮ極）として機能させ、ロータコア３２の爪状磁極３２ｂを第２の磁極（本実施形態ではＳ極）として機能させるように、軸方向に磁化されている。即ち、本実施形態のロータ２１は、界磁磁石としての環状磁石３３を用いた所謂ランデル型構造のロータである。ロータ２１は、Ｎ極となる４つの爪状磁極３１ｂと、Ｓ極となる４つの爪状磁極３２ｂとが周方向に交互に配置されており、極数が８極（極対数が４個）となる。すなわち、本実施形態では、ロータ２１の極数が「８」に設定され、ステータ１６のティース１７ａの数が「１２」に設定されている。つまり、前記ロータ２１の極数を２ｎ（但しｎは自然数であり、本実施形態では４）、スロット１７ｂの数（スロット数）を３ｎとして、極数とスロット数の比が２：３となるように構成されている。

ロータコア３１の各爪状磁極３１ｂの背面３１ｅ（径方向内側の面）とロータコア３２のコアベース３２ａの外周面３２ｆとの間には、背面補助磁石３４が配置されている。背面補助磁石３４は、その軸直交方向断面が略扇形状とされ、爪状磁極３１ｂの背面３１ｅに当接する側が爪状磁極３１ｂと同極のＮ極に、ロータコア３２のコアベース３２ａの外周面３２ｆに当接する側がコアベース３２ａと同極のＳ極となるように磁化されている。

また、ロータコア３２の各爪状磁極３２ｂの背面３２ｅとロータコア３１のコアベース３１ａの外周面３１ｆとの間には、背面補助磁石３５が配置されている。背面補助磁石３５は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、爪状磁極３２ｂの背面３２ｅに当接する側がＳ極に、ロータコア３１のコアベース３１ａの外周面３１ｆに当接する側がＮ極となるように磁化されている。背面補助磁石３４，３５としては、例えばフェライト磁石を用いることができる。

図２及び図３に示すように、爪状磁極３１ｂと爪状磁極３２ｂとの周方向の間には、極間磁石３６，３７が配置されている。
上記のように構成されたロータ２１は、一方のロータコア３２のコアベース３２ａが、他方のロータコア３１のコアベース３１ａよりも軸方向においてヨークハウジング１３側（底部１３ａ側）に配置される。ちなみに、ロータコア３２が第１ロータコアに相当し、ロータコア３１が第２ロータコアに相当する。

また、図１に示すように、ロータ２１には、略円板状のマグネット固定部材４１を介してセンサ磁石４２が設けられている。詳しくは、マグネット固定部材４１は、中央にボス部４１ａが形成された円板部４１ｂと、この円板部４１ｂの外縁から筒状に延びる筒部４１ｃとを有し、該筒部４１ｃの内周面及び円板部４１ｂの表面に当接するように環状のセンサ磁石４２が固着されている。そして、マグネット固定部材４１は、ロータコア３１と近い側で、そのボス部４１ａが回転軸２２に外嵌されて固定されている。

そして、エンドプレート１４において、センサ磁石４２と軸方向に対向する位置には磁気センサとしてのホールＩＣ４３が設けられている。ホールＩＣ４３は、センサ磁石４２に基づくＮ極とＳ極の磁界を感知するとそれぞれＨレベルの検出信号とＬレベルの検出信号とを前記制御回路Ｓに出力する。

次に、上記のように構成されたブラシレスモータ１１の作用について説明する。
制御回路Ｓから巻線２０に３相の駆動電流が供給されると、ステータ１６にて回転磁界が発生され、ロータ２１が回転駆動される。この際、ホールＩＣ４３と対向するセンサ磁石４２が回転することで、ホールＩＣ４３から出力される検出信号のレベルがロータ２１の回転角度（位置）に応じて切り替わり、その検出信号に基づいて制御回路Ｓから巻線２０に最適なタイミングで切り替わる３相の駆動電流が供給される。これにより、良好に回転磁界が発生され、ロータ２１が良好に連続して回転駆動される。

このとき、ロータ２１の回転に伴って、周期的にコギングトルクが発生する。ここで、本実施形態では、爪状磁極３２ｂの爪部３２ｄの径方向外側面において、その周方向略中央に、軸方向（軸線Ｌ方向）に沿って径方向内側に窪んだ形状の溝部３９が形成される。このため、溝部３９がある場合と無い場合とで発生するコギングトルクが異なることとなる。

図９には、実線で溝部３９がある場合（実施例）のコギングトルクの変化の一部を示し、一点破線で溝部３９がない場合（比較例）のコギングトルクの変化の一部を示している。

例えば、図５に示すように、軸方向において反ヨークハウジング１３側のロータコア３１とティース１７ａとの間で周方向一方寄りのコギングトルクＴ１が発生する位置において、ヨークハウジング１３側のロータコア３２の溝部３９によってコギングトルクＴ１と周方向逆向きのコギングトルクＴ２が発生することとなる。このとき、コギングトルクＴ１＞コギングトルクＴ２の関係であるため、図９の［Ａ］で示すように、溝部３９が無い場合と比較してコギングトルクＴ２によって実際に発生するコギングトルクを低減させることができる。

また例えば、図６に示すように、軸方向においてヨークハウジング１３側のロータコア３２とティース１７ａとの間で周方向他方寄りのコギングトルクＴ３が発生する位置においては、コギングトルクＴ３と周方向逆向きのコギングトルクの発生は無いこととなる。このため、図９の［Ｂ］で示すように、溝部３９の有無によって、発生するコギングトルクの変化があまりみられない。

また例えば、図７に示すように、軸方向においてヨークハウジング１３側のロータコア３２とティース１７ａとの間で周方向一方寄りのコギングトルクＴ４が発生する位置においては、コギングトルクＴ４と周方向逆向きのコギングトルクの発生は無いこととなる。このため、図９の［Ｃ］で示すように、溝部３９の有無によって、発生するコギングトルクの変化があまりみられない。

また例えば、図８に示すように、軸方向において反ヨークハウジング１３側のロータコア３１とティース１７ａとの間で周方向他方寄りのコギングトルクＴ５が発生する位置において、ヨークハウジング１３側のロータコア３２の溝部３９によってコギングトルクＴ５と周方向逆向きのコギングトルクＴ６が発生することとなる。このとき、コギングトルクＴ５＞コギングトルクＴ６の関係であるため、図９の［Ｄ］で示すように、溝部３９が無い場合と比較してコギングトルクＴ６によって実際に発生するコギングトルクを低減させることができる。

また、図９の［Ａ］で実際に発生するコギングトルクは、前記コギングトルクＴ２によって低減させられて、図９の［Ｃ］で発生するコギングトルクとの差Ｄ１が小さくなっている。

さらに、図９の［Ｄ］で実際に発生するコギングトルクは、前記コギングトルクＴ６によって低減させられて、図９の［Ｄ］で発生するコギングトルクとの差Ｄ２が小さくなっている。

次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）軸方向においてヨークハウジング１３側に位置する第１ロータコアとしてのロータコア３２は、その爪状磁極３２ｂの中央部に溝部３９を有する。これにより、反ヨークハウジング１３側に位置する第２ロータコアとしてのロータコア３１の爪状磁極３１ｂとティース１７ａ間で発生する大きなコギングトルクと反対方向にコギングトルクを発生させてロータコア３１の爪状磁極３１ｂとティース１７ａ間で発生するコギングトルクを抑えることができる。このため、周期的に発生するコギングトルクのバランスが良好とされる。

（２）第１ロータコアとしてのロータコア３２のみに溝部３９が形成されるため、第２ロータコアとしてのロータコア３１の形状を単純化できる。
（第２実施形態）
次に、モータの第２実施形態について説明する。

本実施形態のモータ１１は、第１実施形態と比較してロータ２１の形状が異なるものであり、モータケース１２並びにステータ１６については同じ構成である。このため、主にロータ２１の変更点について説明し、その他の構成については同じ符号を付して説明の一部又は全部を割愛する。

本実施形態のモータ１１のロータ２１は、一対のロータコア３１，３２を有する。なお、本実施形態では、ロータコア３２（コアベース３２ａ）が軸方向においてヨークハウジング１３側に位置し、ロータコア３１（コアベース３１ａ）が軸方向において反ヨークハウジング１３側に位置する。

図１０に示すように、ロータコア３１は、爪状磁極３１ｂの爪部３１ｄ表面に２個（偶数個）の溝部５１ａ，５２ｂを有する。溝部５１ａ，５２ｂは、ロータ２１の中心（軸線Ｌ）と爪部３１ｄの周方向中心とを結んだ線Ｘ１から周方向両側にそれぞれ角度θ＝±７．５度ずれた位置に形成される。

図１１に示すように、ロータコア３２は、爪状磁極３２ｂの爪部３２ｄ表面に３個（奇数個）の溝部５２ａ〜５２ｃを有する。溝部５２ａ〜５２ｃは、ロータ２１の中心（軸線Ｌ）と爪部３２ｄの周方向中心とを結んだ線Ｘ１上に形成される中央溝部５２ａと、前記線Ｘ１から周方向両側にそれぞれ角度θ＝±７．５度ずれた位置に形成される左右溝部５２ｂ、５２ｃとを有する。なお、各ロータコア３１，３２の爪部３１ｄ，３２ｄに形成される溝部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃは全て同形状で形成される。

次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態のモータ１１では、第１実施形態同様に、制御回路Ｓから巻線２０に３相の駆動電流が供給されると、ステータ１６にて回転磁界が発生され、ロータ２１が回転駆動される。この際、ホールＩＣ４３と対向するセンサ磁石４２が回転することで、ホールＩＣ４３から出力される検出信号のレベルがロータ２１の回転角度（位置）に応じて切り替わり、その検出信号に基づいて制御回路Ｓから巻線２０に最適なタイミングで切り替わる３相の駆動電流が供給される。これにより、良好に回転磁界が発生され、ロータ２１が良好に連続して回転駆動される。

このとき、ロータ２１の回転に伴って、周期的にコギングトルクが発生する。ここで、本実施形態では、爪状磁極３１ｂ，３２ｂの爪部３１ｄ，３２ｄの径方向外側面において、軸方向（軸線Ｌ方向）に沿って径方向内側に窪んだ形状の溝部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃが形成される。このため、溝部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃがある場合と無い場合とで発生するコギングトルクが異なることとなる。

図１６には、実線で溝部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃがある場合（実施例）のコギングトルクの変化の一部を示し、一点破線で溝部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃがない場合（比較例）のコギングトルクの変化の一部を示している。

例えば、図１２に示すように、軸方向において反ヨークハウジング１３側のロータコア３１とティース１７ａとの間で周方向一方寄りのコギングトルクＴ１が発生する位置において、ヨークハウジング１３側のロータコア３２の中央溝部５２ａによってコギングトルクＴ１と周方向逆向きのコギングトルクＴ２が発生することとなる。さらに、ロータコア３２の左右溝部５２ｂ，５２ｃとロータコア３１の２つの溝部５１ａ，５１ｂによって周方向一方寄りのコギングトルクＴ７，Ｔ８が発生する。その結果、図１６の［Ａ］で示すように、溝部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃがない場合と比較して実際に発生するコギングトルクが増加させることができる。

また例えば、図１３に示すように、軸方向においてヨークハウジング１３側のロータコア３２とティース１７ａとの間で周方向他方寄りのコギングトルクＴ３が発生する位置において、ロータコア３２の左右溝部５２ｂ，５２ｃとロータコア３１の２つの溝部５１ａ，５１ｂによって周方向他方寄りのコギングトルクＴ９，Ｔ１０が発生する。このため、図１６の［Ｂ］で示すように、溝部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃがない場合と比較して実際に発生するコギングトルクが増加させることができる。

また例えば、図１４に示すように、軸方向においてヨークハウジング１３側のロータコア３２とティース１７ａとの間で周方向一方寄りのコギングトルクＴ４が発生する位置において、ロータコア３２の左右溝部５２ｂ，５２ｃとロータコア３１の２つの溝部５１ａ，５１ｂによって周方向一方寄りのコギングトルクＴ１１，Ｔ１２が発生する。このため、図１６の［Ｃ］で示すように、溝部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃがない場合と比較して実際に発生するコギングトルクが増加させることができる。

また例えば、図１５に示すように、軸方向において反ヨークハウジング１３側のロータコア３１とティース１７ａとの間で周方向他方寄りのコギングトルクＴ５が発生する位置において、ヨークハウジング１３側のロータコア３２の溝部５２ａによってコギングトルクＴ５と周方向逆向きのコギングトルクＴ６が発生することとなる。さらに、ロータコア３２の左右溝部５２ｂ，５２ｃとロータコア３１の２つの溝部５１ａ，５１ｂによって周方向他方寄りのコギングトルクＴ１３，Ｔ１４が発生する。その結果、図１６の［Ｄ］で示すように、溝部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃがない場合と比較して実際に発生するコギングトルクが増加させることができる。

また、図１６の［Ａ］で実際に発生するコギングトルクは、前記コギングトルクＴ２によって低減させられて、図１６の［Ｃ］で発生するコギングトルクとの差Ｄ１が小さくなっている。さらに、図１６の［Ｄ］で実際に発生するコギングトルクは、前記コギングトルクＴ６によって低減させられて、図１６の［Ｄ］で発生するコギングトルクとの差が小さくなっている。

次に、本実施形態の効果を記載する。
本実施形態のモータでは、第１実施形態の（１）の効果に加えて、以下の効果が得られる。

（３）ロータコア３２の爪状磁極３２ｂの中央部に形成される溝部５２ａによって、反ヨークハウジング１３側に位置するロータコア３１の爪状磁極３１ｂとティース１７ａ間で発生する大きなコギングトルクと反対方向にコギングトルクを発生させてロータコア３１の爪状磁極３１ｂとティース１７ａ間で発生するコギングトルクを抑えることができる。このため、周期的に発生するコギングトルクのバランスが良好とされる。さらに、溝部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃをロータコア３１の爪状磁極３１ｂ及びロータコア３２の爪状磁極３２ｂの両方に形成することで、コギングトルク自体の発生量の調整を図ることが可能となる。

（第３実施形態）
次に、モータの第３実施形態について説明する。
本実施形態のモータ１１は、第１実施形態と比較してロータ２１の形状が異なるものであり、モータケース１２並びにステータ１６については同じ構成である。このため、主にロータ２１の変更点について説明し、その他の構成については同じ符号を付して説明の一部又は全部を割愛する。

本実施形態のモータ１１のロータ２１は、一対のロータコア３１，３２を有する。なお、本実施形態では、ロータコア３２（コアベース３２ａ）が軸方向においてヨークハウジング１３側に位置し、ロータコア３１（コアベース３１ａ）が軸方向において反ヨークハウジング１３側に位置する。

図１７に示すように、ロータコア３１は、爪状磁極３１ｂの爪部３１ｄに軸方向（軸線Ｌ方向）に沿って径方向内側に窪んだ形状の溝部５３が形成される。この溝部５３は、ロータ中心（軸線Ｌ）とロータコア３１の爪状磁極３１ｂの周方向略中央とを結んだ直線Ｘ１上に形成されている。

図１８に示すように、ロータコア３２は、爪状磁極３２ｂの爪部３２ｄに軸方向（軸線Ｌ方向）に沿って径方向内側に窪んだ形状の溝部５４が形成される。この溝部５４は、ロータ中心（軸線Ｌ）とロータコア３２の爪状磁極３２ｂの周方向略中央とを結んだ直線Ｘ１上に形成されている。

このとき、ロータコア３２の爪部３２ｄに形成された溝部５４は、その大きさがロータコア３１の爪部３１ｄに形成された溝部５３よりも大きく形成されている。
次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態のモータ１１では、第１実施形態同様に、制御回路Ｓから巻線２０に３相の駆動電流が供給されると、ステータ１６にて回転磁界が発生され、ロータ２１が回転駆動される。この際、ホールＩＣ４３と対向するセンサ磁石４２が回転することで、ホールＩＣ４３から出力される検出信号のレベルがロータ２１の回転角度（位置）に応じて切り替わり、その検出信号に基づいて制御回路Ｓから巻線２０に最適なタイミングで切り替わる３相の駆動電流が供給される。これにより、良好に回転磁界が発生され、ロータ２１が良好に連続して回転駆動される。

このとき、ロータ２１の回転に伴って、周期的にコギングトルクが発生する。ここで、本実施形態では、爪状磁極３１ｂ，３２ｂの爪部３１ｄ，３２ｄの径方向外側面において、その周方向略中央に、軸方向（軸線Ｌ方向）に沿って径方向内側に窪んだ形状の溝部５３，５４が形成される。このため、溝部５３，５４がある場合と無い場合とで発生するコギングトルクが異なることとなる。

図２３には、実線で溝部５３，５４がある場合（実施例）のコギングトルクの変化の一部を示し、一点破線で溝部５３，５４がない場合（比較例）のコギングトルクの変化の一部を示している。

例えば、図１９に示すように、軸方向において反ヨークハウジング１３側のロータコア３１とティース１７ａとの間で周方向一方寄りのコギングトルクＴ１が発生する位置において、ヨークハウジング１３側のロータコア３２の大きな溝部５４によってコギングトルクＴ１と周方向逆向きのコギングトルクＴ２が発生することとなる。その結果、図２３の［Ａ］で示すように、溝部５３，５４が無い場合と比較してコギングトルクＴ２によって実際に発生するコギングトルクを低減させることができる。

また例えば、図２０に示すように、軸方向においてヨークハウジング１３側のロータコア３２とティース１７ａとの間で周方向他方寄りのコギングトルクＴ３が発生する位置において、反ヨークハウジング１３側のロータコア３１の溝部５３によってコギングトルクＴ３と周方向逆向きのコギングトルクＴ１５が発生することとなる。その結果、図２３の［Ｂ］で示すように、溝部５３，５４が無い場合と比較してコギングトルクＴ１５によって実際に発生するコギングトルクを低減させることができる。

また例えば、図２１に示すように、軸方向においてヨークハウジング１３側のロータコア３２とティース１７ａとの間で周方向一方寄りのコギングトルクＴ４が発生する位置において、反ヨークハウジング１３側のロータコア３１の溝部５３によってコギングトルクＴ４と周方向逆向きのコギングトルクＴ１６が発生することとなる。その結果、図２３の［Ｃ］で示すように、溝部５３，５４が無い場合と比較してコギングトルクＴ１６によって実際に発生するコギングトルクを低減させることができる。

また例えば、図２２に示すように、軸方向において反ヨークハウジング１３側のロータコア３１とティース１７ａとの間で周方向他方寄りのコギングトルクＴ５が発生する位置において、ヨークハウジング１３と側のロータコア３２の大きな溝部５４によってコギングトルクＴ５と周方向逆向きのコギングトルクＴ６が発生することとなる。その結果、図２３の［Ｄ］で示すように、溝部５３，５４が無い場合と比較してコギングトルクＴ２によって実際に発生するコギングトルクを低減させることができる。

また、図２３の［Ａ］で実際に発生するコギングトルクは、前記コギングトルクＴ２によって低減させられて、図２３の［Ｃ］で発生するコギングトルクとの差が小さくなっている。さらに、図２３の［Ｄ］で実際に発生するコギングトルクは、前記コギングトルクＴ６によって低減させられて、図２３の［Ｄ］で発生するコギングトルクとの差が小さくなっている。

次に、本実施形態の効果を記載する。
本実施形態のモータでは、第１実施形態の（１）の効果に加えて、以下の効果が得られる。

（４）ロータコア３１の爪状磁極３１ｂとロータコア３２の爪状磁極３２ｂのそれぞれに同数個の溝部５３，５４が形成され、各溝部５３，５４の大きさによってコギングトルクのバランスの調整が可能となる。

尚、上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、ロータ２１の極数が「８」に設定され、ステータ１６のティース１７ａの数が「１２」に設定されたブラシレスモータに具体化したが、ロータ２１の極数やステータ１６のティース１７ａの数は変更してもよい。このとき、ロータ２１の極数を２ｎ（但しｎは自然数）、ステータ１６のスロット１７ｂの数を３ｎとして極数とスロット数の比が２：３となるように構成される。

なお、第１実施形態の構成においてティース１７ａ（スロット）数並びにロータ２１の極数を変更する際には、溝部３９の形成位置を−１５／ｎ〜１５／ｎ［ｄｅｇ］の範囲とすることが好ましく、第１実施形態同様に周方向略中央に形成することがより好ましい。

また、第２実施形態の構成においてティース１７ａ（スロット）数並びにロータ２１の極数を変更する際には、次のように変更することが好ましい。
ロータコア３１の爪状磁極３１ｂ（爪部３１ｄ）に形成される一方の溝部５１ａは、１５／ｎ〜４５／ｎ［ｄｅｇ］の範囲に形成することが好ましく、第２実施形態同様に３０／ｎ［ｄｅｇ］の位置に形成することがより好ましい。

ロータコア３１の爪状磁極３１ｂ（爪部３１ｄ）に形成される他方の溝部５１ｂは、−１５／ｎ〜−４５／ｎ［ｄｅｇ］の範囲に形成することが好ましく、第２実施形態同様に−３０／ｎ［ｄｅｇ］の位置に形成することがより好ましい。

ロータコア３２の爪状磁極３２ｂ（爪部３２ｄ）に形成される中央溝部５２ａは、−１５／ｎ〜１５／ｎ［ｄｅｇ］の範囲とすることが好ましく、第１実施形態同様に周方向中央に形成することがより好ましい。

ロータコア３２の爪状磁極３２ｂ（爪部３２ｄ）に形成される左右溝部５２ｂ，５２ｃの一方の溝部５２ｂは、１５／ｎ〜４５／ｎ［ｄｅｇ］の範囲に形成することが好ましく、第２実施形態同様に３０／ｎ［ｄｅｇ］の位置に形成することがより好ましい。

ロータコア３２の爪状磁極３２ｂ（爪部３２ｄ）に形成される左右溝部５２ｂ，５２ｃの他方の溝部５２ｃは、−１５／ｎ〜−４５／ｎ［ｄｅｇ］の範囲に形成することが好ましく、第２実施形態同様に−３０／ｎ［ｄｅｇ］の位置に形成することがより好ましい。

また、第３実施形態の構成においてティース１７ａ（スロット）数並びにロータ２１の極数を変更する際には、溝部５３，５４の形成位置を−１５／ｎ〜１５／ｎ［ｄｅｇ］の範囲とすることが好ましく、第３実施形態同様に周方向中央に形成することがより好ましい。

・上記各実施形態では、ロータ２１に、背面補助磁石３４，３５と極間磁石３６，３７とを設ける構成としたが、これに限らない。例えば背面補助磁石のみを設ける構成、極間磁石のみを設ける構成、背面補助磁石及び極間磁石を省略する構成を採用してもよい。

・上記各実施形態では、ステータ１６のティース１７ａに巻線２０を巻装する構成としたが、これに限らない。例えば、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされるステータコアを備え、それらの間に巻線を配置して各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる構成を採用してもよい。

・上記各実施形態では、エンドプレート１４を樹脂材料で構成したが、これに限らない。例えば、エンドプレート１４をアルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）等の非磁性体材料を採用してもよい。また、エンドプレート１４とロータ２１との軸方向における距離が、ヨークハウジング１３（底部１３ａ）とロータとの軸方向に置ける距離よりも長いという条件を満たせば、エンドプレート１４として磁性体材料を用いてもよい。

・上記各実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（付記１） 前記溝部は、その周方向中心と前記ロータの中心とを結んだ直線と、前記爪状磁極の周方向中心と前記ロータの中心とを結んだ直線とがなす角度が−１５／ｎ〜１５／ｎ［ｄｅｇ］の範囲である中央部に形成されることを特徴とする。

これにより、コギングトルクのバランスを良好とすることができるモータを提供することができる。
（付記２） 前記溝部は、前記第１ロータコアの爪状磁極に３つ形成されるとともに、前記第２ロータコアの爪状磁極に２つ形成されるものであり、
前記第１ロータコアに形成される溝部は、各溝部の周方向中心と前記ロータの中心とを結んだ直線と、前記爪状磁極の周方向中心と前記ロータの中心とを結んだ直線とがなす角度が−１５／ｎ〜−４５／ｎ、−１５／ｎ〜１５／ｎ、１５／ｎ〜４５／ｎ［ｄｅｇ］の範囲に形成され、
前記第２ロータコアに形成される溝部は、各溝部の周方向中心と前記ロータの中心とを結んだ直線と、前記爪状磁極の周方向中心と前記ロータの中心とを結んだ直線とがなす角度が−１５／ｎ〜−４５／ｎ、１５／ｎ〜４５／ｎ［ｄｅｇ］の範囲に形成されることを特徴とする。

これにより、図１６に示すように溝部なしの場合と比較してコギングトルクを高めることを可能としつつ、コギングトルクのバランスを良好とすることができる。
（付記３） 前記溝部は、その周方向中心と前記ロータの中心とを結んだ直線と、前記爪状磁極の周方向中心と前記ロータの中心とを結んだ直線とがなす角度が−１５／ｎ〜１５／ｎ［ｄｅｇ］の範囲である中央部に形成されることを特徴とする。

これにより、図２３に示すように溝部なしの場合と比較してコギングトルクを低くすることを可能としつつ、コギングトルクのバランスを良好とすることができる。

１１…モータ、１３…ヨークハウジング、１４…エンドプレート（蓋部）、１６…ステータ、１７…ステータコア、１７ａ…ティース、１７ｂ…スロット、２０…巻線、２１…ロータ、３１ｂ，３２ｂ…爪状磁極、３１ａ，３２ａ…コアベース、３９，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５３，５４…溝部。

Claims (3)

1. ステータコア及び巻線を有するステータと、
   それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、
   有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容するモータであって、
   前記ロータの極数を２ｎ（但しｎは自然数）、前記ステータのスロットの数を３ｎとして極数とスロット数の比が２：３となるように構成され、
   第１ロータコアのコアベースが軸方向において第２ロータコアのコアベースよりも前記ヨークハウジング側に配置されるとき、
   前記第１ロータコアのみに溝部が形成されており、該溝部は、前記第１ロータコアの爪状磁極の中央部に形成されていることを特徴とするモータ。
2. ステータコア及び巻線を有するステータと、
   それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、
   有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容するモータであって、
   前記ロータの極数を２ｎ（但しｎは自然数）、前記ステータのスロットの数を３ｎとして極数とスロット数の比が２：３となるように構成され、
   第１ロータコアのコアベースが軸方向において第２ロータコアのコアベースよりも前記ヨークハウジング側に配置されるとき、
   前記第１ロータコアにはその爪状磁極の中央部に形成される溝部を含んで周方向等角度間隔で奇数個の溝部が形成されるとともに、前記第２ロータコアにはその爪状磁極に前記第１ロータコアの爪状磁極に形成される溝部よりも少なく周方向等角度間隔で偶数個の溝部が形成されることを特徴とするモータ。
3. ステータコア及び巻線を有するステータと、
   それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、
   有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容するモータであって、
   前記ロータの極数を２ｎ（但しｎは自然数）、前記ステータのスロットの数を３ｎとして極数とスロット数の比が２：３となるように構成され、
   第１ロータコアのコアベースが軸方向において第２ロータコアのコアベースよりも前記ヨークハウジング側に配置されるとき、
   前記第１ロータコアの爪状磁極の中央部及び前記第２ロータコアの爪状磁極の中央部のそれぞれに溝部が形成されており、前記第１ロータコアの爪状磁極の中央部に形成される溝部が前記第２ロータコアの爪状磁極の中央部に形成される溝部よりも大きいことを特徴とするモータ。