JP7198807B2 - ステータおよびこれを含むモータ - Google Patents

Description

実施例はステータおよびこれを含むモータに関する。

モータは電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換させて回転力を得る装置であって、車両、家庭用電化製品、産業用機器などに広範囲に使われる。

特に、前記モータが使われる電子式パワーステアリングシステム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ以下、ＥＰＳという。）は、運行条件により電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）でモータを駆動して旋回安定性を保障し、迅速な復原力を提供する。それにより、車両の運転者は安全な走行をすることができる。

モータはステータとロータを含む。ステータは複数個のスロットを形成するティース（ｔｅｅｔｈ）を含むことができ、ロータはティースと向かい合うように配置される複数個のマグネットを含むことができる。前記ティースのうち隣接するトゥース（ｔｏｏｔｈ）は互いに離れて配置されてスロットオープン（ｓｌｏｔ ｏｐｅｎ）を形成する。

この時、前記ロータが回転する過程で金属材質であるステータと空いた空間であるスロットオープンの空気の透磁率差によってコギングトルク（Ｃｏｇｇｉｎｇ Ｔｏｒｑｕｅ）が発生する可能性がある。このようなコギングトルクは騒音と振動の原因となるため、コギングトルクを減らすことがモータの品質を高めるのに何よりも重要である。

ただし、前記トゥースに形成された溝の形状によってモータの性能および品質が変わり得るため、前記溝の設計を通じてコギングトルクを減少させながらも性能を維持できるモータが要求されているのが実情である。

実施例はコギングトルクを減らすことができるモータを提供する。

また、スロットオープンを基準として、トゥースのそれぞれに形成された溝の幅と深さに対する設計を通じてコギングトルクを減少させることによって、品質を向上させることができるモータを提供する。

本発明が解決しようとする課題は以上で言及された課題に限定されず、ここで言及されていないさらに他の課題は下記の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

実施例は複数のトゥースを有するステータコアと、前記トゥースに巻線されるコイルを含み、前記トゥースは前記コイルが巻かれる胴体と前記胴体に連結されるシューを含み、前記シューは複数の溝を含み、前記シューの内周面の曲率中心は前記ステータコアの中心と同じであるステータを提供することができる。

好ましくは、前記溝は２つであり得る。

好ましくは、前記ステータコアの円周方向を基準とする前記溝の幅は前記トゥースのスロットオープンの幅の９０％～１１０％以内であり得る。

実施例は、シャフトと、前記シャフトが挿入されるホールを含むロータおよび前記ロータの外側に配置されるステータを含み、前記ステータは、複数のトゥースを有するステータコアと、前記トゥースに巻線されるコイルを含み、前記トゥースは前記コイルが巻かれる胴体と前記胴体に連結されるシューを含み、前記シューは複数の溝を含み、前記シューの内周面の曲率中心は前記ステータコアの曲率中心と同じであり、前記ロータは、円筒状のロータコアおよび前記ロータコアの外周面を囲んで配置される複数個のマグネットを含み、前記マグネットは、前記ロータコアの外周面と接触する内周面を有し、前記ロータコアの外周面がなす角度を前記マグネットの個数で割った角度を第１角度とする時、前記ロータコアと前記マグネットの横断面上で前記マグネット内周面の両終点から前記ロータコアの中心点に延びた第１および第２延長線がなす第２角度を有し、前記第１角度対比前記第２角度の比率が０．９２～０．９５であるモータを提供することができる。

好ましくは、前記ロータは、前記ロータコアと前記マグネットの横断面上で、前記マグネットの外周面の曲率半径を第１半径とし、前記マグネットの前記内周面の曲率半径を第２半径とする時、前記第２半径対比前記第１半径の比率が０．５～０．７であり得る。

好ましくは、前記溝は２つであり得る。

好ましくは、２つの前記溝は円周方向を基準とする前記シューの幅の中心と前記ステータコアの中心を通る基準線を基準として対称となるように配置され得る。

好ましくは、単位回転の間コギングトルク波形の振動回数が前記マグネットの個数と前記トゥースの個数の最小公倍数の３倍であり得る。

好ましくは、前記ステータコアの円周方向を基準とする前記溝の幅は前記トゥースのスロットオープンの幅の９０％～１１０％以内であり得る。

好ましくは、前記複数個のマグネットは前記ロータコアの外周面に１段で配置され、前記複数個のマグネットは互いに所定の間隔で離隔して配列され得る。

前記課題は実施例により、シャフト；前記シャフトが結合されるロータ；前記ロータの外側に配置されるステータを含み、前記ステータは複数個のトゥースを含むステータコアおよび前記トゥースに巻線されるコイルを含み、前記トゥースは前記コイルが巻線される胴体部、前記胴体部の端部に配置される突起部および前記突起部の内面に凹んで形成された溝を含み、前記溝の幅Ｗ２は複数個の前記トゥースのうちいずれか一つの突起部の一端と隣接した他の一つのトゥースの突起部の他端間の距離Ｗ２１の０．８５～１．１倍であるモータによって達成される。

ここで、前記溝の幅Ｗ２は複数個の前記トゥースのうちいずれか一つの突起部の一端と隣接した他の一つのトゥースの突起部の他端間の距離Ｗ２１の１．０５～１．１倍であり得る。

また、前記突起部の側面は前記胴体部から延びる第１面および前記第１面から延びる第２面を含み、前記溝の深さＤは前記第２面の半径方向長さＬの０．７～１．３倍であり、前記長さＬは前記距離Ｗ２１の１／４であり得る。

そして、前記溝の深さＤは前記距離Ｗ２１の０．１７５～０．３２５倍であり得る。

前記課題は実施例により、シャフト；前記シャフトが結合されるロータ；前記ロータの外側に配置されるステータを含み、前記ステータは複数個のトゥースを含むステータコアおよび前記トゥースに巻線されるコイルを含み、前記トゥースは前記コイルが巻線される胴体部、前記胴体部の端部に配置される突起部および前記突起部の内面に凹んで形成された溝を含み、前記突起部の側面は前記胴体部から延びる第１面および前記第１面から延びる第２面を含み、半径方向を基準として前記溝の深さＤは前記第２面の長さＬの０．７～１．３倍であるモータによって達成される。

ここで、前記溝の深さＤは前記第２面の長さＬの１．１～１．３倍であり得る。

そして、前記第１面は前記胴体部の側面と第１傾きで形成され、前記第２面は前記第１面と第２傾きで形成され得る。この時、前記第１傾きと前記第２傾きは互いに異なり得る。

前記課題は実施例により、シャフト；前記シャフトが結合されるロータ；前記ロータの外側に配置されるステータを含み、前記ステータは複数個のトゥースを含むステータコアおよび前記トゥースに巻線されるコイルを含み、前記トゥースは前記コイルが巻線される胴体部、前記胴体部の端部に配置される突起部および前記突起部の内面に凹んで形成された溝を含み、前記突起部の側面は前記胴体部から延びる第１面および前記第１面から延びる第２面を含み、前記溝の幅Ｗ２は複数個の前記トゥースのうちいずれか一つの突起部の一端と隣接した他の一つのトゥースの突起部の他端間の距離Ｗ２１の０．８５～１．１倍であり、半径方向を基準として前記溝の深さＤは前記第２面の長さＬの０．７～１．３倍であるモータによって達成される。

ここで、前記溝の深さＤ対比前記溝の幅Ｗ２の比率は３．２３～３．３８であり得る。

前記課題は実施例により、シャフト；前記シャフトが結合されるロータ；前記ロータの外側に配置されるステータを含み、前記ステータは複数個のトゥースを含むステータコアおよび前記トゥースに巻線されるコイルを含み、前記トゥースは前記コイルが巻線される胴体部、前記胴体部の端部に配置される突起部および前記突起部の内面に凹んで形成された溝を含み、前記溝の深さＤは複数個の前記トゥースのうちいずれか一つの突起部の一端と隣接した他の一つのトゥースの突起部の他端間の距離Ｗ２１の０．１７５～０．３２５倍であるモータによって達成される。

一方、前記モータの前記シャフトの軸方向と垂直な前記溝の断面は四角形であり、前記溝は２つであり得る。

そして、前記溝と溝の間の第１距離Ｌ１は前記突起部の一端から前記溝までの第２距離Ｌ２と同じでもよい。

また、２つの前記溝は円周方向を基準とする前記突起部の幅の中心と前記胴体部の中心を通る基準線ＣＬを基準として対称となるように配置され得る。

また、前記モータの中心Ｃを基準として前記内面は所定の曲率（１／Ｒ２０）で形成され得る。

また、前記モータにおいて、前記ロータのマグネットは８個が提供され、前記ステータの前記トゥースは１２個で提供され得る。

実施例はステータのトゥースに溝を形成させてコギングメイン次数を増加させることによって、コギングトルクを大きく節減する有利な効果を提供する。

実施例によると、６極９スロットのモータにおいて、ステータのトゥースに溝が配置された場合、コギングメイン次数が「９次」である状態でコギングトルクが大きく増加することを防止する有利な効果を提供する。

また、スロットオープンを基準として、トゥースのそれぞれに形成された溝の幅および深さに対する設計を通じてコギングトルクを減少させることによって、モータの品質を向上させることができる。例えば、前記モータは溝の幅と深さをスロットオープンとの関係で定義してコギングトルクを低減させることができる。

また、前記モータは溝の深さを突起部の長さとの関係で定義してコギングトルクを低減させることができる。

実施例の多様かつ有益な長所と効果は前述した内容に限定されず、実施例の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されるであろう。

第１実施例に係るモータを図示した図面。 第１角度と第２角度を図示した図面。 第１角度を図示した図面。 マグネット幅の減少率に対応したトルクおよびトルクリップル値を比較して示した図面。 トルクリップルを低減させるためのマグネットの外周面の最適の形状を図示した図面。 高速回転条件で発生するトルクリップルを示したグラフ。 高速回転条件で発生するトルクリップルを示したグラフ。 比較例のコギングトルクおよびトルクリップルと実施例のコギングトルクおよびトルクリップルを比較した表。 高速回転条件で第１実施例に係るモータのトルクリップルを示したグラフ。 トゥースの溝を図示した図面。 第１実施例に係るモータによって増加するコギングメイン次数を図示した表。 溝の幅を図示した図面。 溝の幅によるコギングトルク波形の変化を示した表。 溝の幅によるコギングトルク波形の変化を示した表。 内周面が曲面で形成されたシューを図示した図面。 シューの内周面が平面状態のモータのコギングトルクと、シューの内周面の曲率中心がステータコアの中心と一致するモータのコギングトルクを比較した表。 シューの内周面が平面状態のモータのコギングトルクの偏差および出力と、シューの内周面の曲率中心がステータコアの中心と一致するモータのコギングトルクの偏差および出力を比較した表。 第１実施例に係るモータにおいて、コギングメイン次数に対応したコギングトルクの改善状態を図示した図面。 第２実施例に係るモータを示す図面。 第２実施例に係るモータを示す断面図。 第２実施例に係るモータのステータを示す断面図。 図３のＡ１領域を示す拡大図。 第２実施例に係るモータに配置されるステータコアの胴体部と突起部の角度によるコギングトルクの変化を示すグラフ。 第２実施例に係るモータに配置されるステータコアの胴体部と突起部の第１傾きによるコギングトルク波形の変化を示すグラフ。 第２実施例に係るモータにおいて、スロットオープンの幅対比溝の幅が０．８５～０．９５倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表。 第２実施例に係るモータにおいて、スロットオープンの幅対比溝の幅が０．８５～０．９５倍である場合のコギングトルクを示すグラフ。 比較例であるモータのコギングトルクの波形を示す図面。 スロットオープンの幅対比溝の幅が０．９倍である場合、第２実施例に係るモータのコギングトルクの波形を示す図面。 第２実施例に係るモータにおいて、スロットオープンの幅対比溝の幅が１．０５～１．１倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表。 第２実施例に係るモータにおいて、スロットオープンの幅対比溝の幅が１．０５～１．１倍である場合のコギングトルクの変化を示すグラフ。 スロットオープンの幅対比溝の幅が１．１倍である場合、第２実施例に係るモータのコギングトルクの波形を示す図面。 第２実施例に係るモータにおいて、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが０．７～０．９倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表。 第２実施例に係るモータにおいて、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが０．７～０．９倍である場合のコギングトルクを示すグラフ。 第２実施例に係るモータの第２面の半径方向長さ対比溝の深さが０．９倍である場合のコギングトルクの波形を示す図面。 第２実施例に係るモータにおいて、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが１．１～１．３倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表。 第２実施例に係るモータにおいて、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが１．１～１．３倍である場合のコギングトルクを示すグラフ。 第２実施例に係るモータの第２面の半径方向長さ対比溝の深さが１．３倍である場合のコギングトルクの波形を示す図面。 第２実施例に係るモータの溝の深さが０．６５ｍｍであり、スロットオープンの幅対比溝の幅が０．８５～１．１倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表。 第２実施例に係るモータの溝の深さが０．６５ｍｍであり、スロットオープンの幅対比溝の幅が０．８５～１．１倍である場合のコギングトルクを示すグラフ。 第２実施例に係るモータの溝の深さが０．６５ｍｍであり、スロットオープンの幅対比溝の幅が１．１倍である場合のコギングトルクの波形を示す図面。 第２実施例に係るモータの溝の幅が２．２ｍｍであり、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが０．７～１．３倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表。 第２実施例に係るモータの溝の幅が２．２ｍｍであり、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが０．７～１．３倍である場合のコギングトルクを示すグラフ。 第２実施例に係るモータの溝の幅が２．２ｍｍであり、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが１．３倍である場合のコギングトルクの波形を示す図面。

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

ただし、本発明の思想は説明される一部の実施例に限定されず、互いに異なる多様な形態で具現され得、本発明の思想範囲内であれば、実施例間にその構成要素のうち一つ以上を選択的に結合、置換して使うことができる。

また、本発明の実施例で使われる用語（技術および科学的用語を含む）は、明白に特に定義されて記述されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に一般的に理解され得る意味で解釈され得、辞書に定義された用語のように一般的に使われる用語は関連技術の文脈上の意味を考慮してその意味を解釈できるであろう。

また、本発明の実施例で使われた用語は実施例を説明するためのものであり本発明を制限しようとするものではない。

本明細書で、単数型は文面で特に言及しない限り複数型も含むことができ、「Ａおよび（と）Ｂ、Ｃのうち少なくとも一つ（または一つ以上）」と記載される場合、Ａ、Ｂ、Ｃで組み合わせ得るすべての組み合わせのうち一つ以上を含むことができる。

また、本発明の実施例の構成要素の説明において、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）等の用語を使うことができる。

このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって該当構成要素の本質や順序または順番などに限定されない。

そして、ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結、結合または接続される場合だけでなく、その構成要素とその他の構成要素の間にあるさらに他の構成要素によって「連結」、「結合」または「接続」される場合も含み得る。

また、各構成要素の「上（うえ）または下（した）」に形成または配置されると記載される場合、上（うえ）または下（した）は２つの構成要素が互いに直接接触する場合だけでなく、一つ以上のさらに他の構成要素が２つの構成要素の間に形成または配置される場合も含む。また、「上（うえ）または下（した）」で表現される場合、一つの構成要素を基準として上側方向だけでなく下側方向の意味も含み得る。

以下、添付された図面を参照して実施例を詳細に説明するものの、図面符号にかかわらず、同一であるか対応する構成要素は同一の参照番号を付与し、これに対する重複する説明は省略する。

図１は第１実施例に係るモータを図示した図面であり、図２は第１角度と第２角度を図示した図面であり、図３は第１角度を図示した図面である。

図１～図３を参照すると、第１実施例に係るモータ１はシャフト１００と、ロータ２００と、ステータ３００を含むことができる。

シャフト１００はロータ２００に結合され得る。電流供給を通じてロータ２００とステータ３００に電磁的相互作用が発生するとロータ２００が回転し、これに連動してシャフト１００が回転する。シャフト１００は車両の操向軸と連結されて操向軸に動力を伝達することができる。シャフト１００は軸受によって支持され得る。

ロータ２００はステータ３００と電気的相互作用を通じて回転する。ロータ２００はステータ３００の内側に配置される。ロータ２００はロータコア２１０とロータコア２１０に結合されるマグネット２２０を含むことができる。ロータ２００はマグネット２２０がロータコア２１０の外周面に結合されるタイプで具現され得る。このようなタイプのロータ２００はマグネット２２０の離脱を防止し結合力を高めるために、別途のカン部材２３０がロータコア２１０に結合され得る。または前記ロータ２００はマグネット２２０とロータコア２１０が二重射出されて一体に形成され得る。

ロータ２００はマグネットがロータコアの内部に結合されるタイプで具現されてもよい。このようなタイプのロータ２００はロータコア２１０の内部にマグネット２２０が挿入されるポケットが設けられ得る。

一方、ロータ２００は円筒状の単一品であるロータコア２１０にマグネット２２０が１段で配置され得る。ここで、１段とは、ロータ２００の外周面にスキュー（ｓｋｅｗ）がないようにマグネット２２０が配置され得る構造を意味する。したがって、ロータコア２１０の終端面とマグネット２２０の終端面を基準とするとき、ロータコア２１０の高さとマグネット２２０の高さが同一に形成され得る。すなわち、高さ方向（軸方向）を基準として、マグネット２２０がロータコア全体を覆うように実施され得る。ここで、前記軸方向はシャフト１００の長さ方向であり得る。

ステータ３００はロータ２００の外側に配置され得る。ステータ３００はロータ２００との電気的相互作用を誘発してロータ２００の回転を誘導する。

センシングマグネット４００はロータ２００と連動するようにシャフト１００に結合されてロータ２００の位置を検出するための装置である。このようなセンシングマグネットはマグネットとセンシングプレートを含むことができる。前記マグネットと前記センシングプレートは同軸を有するように結合され得る。センシングマグネット４００は、内周面を形成するホールに隣接して円周方向に配置されるメインマグネットと縁に形成されるサブマグネットを含むことができる。メインマグネットはモータのロータに挿入されたドライブマグネットと同一に配列され得る。サブマグネットはメインマグネットより細分化されて多くの極で構成される。これに伴い、回転角度をさらに細かく分割して測定することが可能であり、モータの駆動をさらにソフトにすることができる。

センシングプレートは円板状の金属材質で形成され得る。センシングプレートの上面にはセンシングマグネットが結合され得る。そして、センシングプレートはシャフト１００に結合され得る。センシングプレートにはシャフト１００が貫通するホールが形成される。

印刷回路基板５００にはセンシングマグネットの磁力を感知するセンサが配置され得る。この時、センサはホールＩＣ（Ｈａｌｌ ＩＣ）であり得る。センサはメインマグネットまたはサブマグネットのＮ極とＳ極の変化を感知してセンシングシグナルを生成する。印刷回路基板５００はハウジングのカバーの下面に結合されてセンサがセンシングマグネットを向かい合うようにセンシングマグネットの上に設置され得る。

第１実施例に係るモータ１は、マグネット２２０の幅を減らして単位周期当たりのコギングトルク波形の振動数を増やすことによって、コギングトルクおよびトルクリップルを減らそうとする。これに対する具体的な説明は次の通りである。実施例の説明においてマグネット２２０の幅とは、ロータコア２１０と接触するマグネット２２０の内周面がなす弧の長さと定義され得る。

図２および図３を参照すると、ロータコア２１０の外周面に複数個のマグネット２２０が付着される。そして、ステータ３００は複数個のトゥース３２０を含むことができる。マグネット２２０とトゥース３２０は相互に向かい合うように配置され得る。

例えば、マグネット２２０は６個であり、トゥース３２０が９個か設けられる６極９スロットのモータであり得る。トゥース３２０の個数はスロットの個数と対応する。そして、マグネット２２０はロータコア２１０の円周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に配置され得る。

マグネット２２０の内周面２１１はロータコア２１０の外周面と接触する。第１実施例に係るモータ１のマグネット２２０の幅は第１角度Ｒ１１と第２角度Ｒ１２を通じて説明が可能である。

まず、第１角度Ｒ１１とは、ロータコア２１０の外周面がなす角度である３６０度をマグネット２２０の個数で割った角度を表す。例えば、マグネット２２０の個数が６個である場合、第１角度Ｒ１１は６０度である。このような第１角度Ｒ１１に対応するロータコア２１０の弧の長さがマグネット２２０の幅を設定する基準となる。この時、実際のマグネット２２０の幅はロータコア２１０の外周面に形成されてマグネット２２０をガイドする突起の幅を考慮して加減され得る。

次いで、第２角度Ｒ１２とは第１延長線Ｌ１１と第２延長線Ｌ１２がなす角度を意味する。ここで、第１延長線Ｌ１１はマグネット２２０の横断面上で内周面２１１のいずれか一側の終点からロータコア２１０の中心点Ｃに延びた仮想の線を意味する。ここでマグネット２２０の横断面とは、モータの軸方向に垂直な方向に切ったマグネット２２０の断面を意味する。

このような第１延長線Ｌ１１と第２延長線Ｌ１２の夾角である第２角度Ｒ１２に対応するロータコア２１０の弧の長さがマグネット２２０の幅を設定するさらに他の基準となる。

第１角度Ｒ１１は従来のマグネット２２０の幅を設定する基準となる角度であり、第２角度Ｒ１２は第１角度Ｒ１１を基準とするマグネット２２０の幅より小さい幅を有するようにマグネット２２０の幅を設定する基準となる角度である。

図４は、マグネット幅の減少率に対応したトルクおよびトルクリップル値を比較して示した図面である。

図４を参照すると、６極９スロットのモータの場合、第１角度Ｒ１１対比第２角度Ｒ１２の比率が０．９２～０．９５である地点で目標基準となるトルクリップルを示す基準線Ｂより低いトルクリップルが測定されることが分かる。

併せて、第１角度Ｒ１１対比第２角度Ｒ１２の比率が０．９２～０．９５である地点で、トルクは目標基準となるトルクを示す基準線Ａより高く測定されて要求されるトルクも満足することが分かる。

図５は、トルクリップルを低減させるためのマグネットの外周面の最適の形状を図示した図面である。

図５を参照すると、ロータコア２１０の中心Ｃからマグネット２２０の外周面まで最も遠く離れたマグネット２２０の外周面上の地点を図５のＰ１０とする。そして、ロータコア２１０の中心Ｃと図５のＰ１０をつなぐ仮想の基準線を図５のＺとする。

一般的にマグネット２２０の外周面は、図５のＳ１１に沿って配置されるように設計される。図５のＳ１１は、図５の基準線Ｚ上で中心Ｃと離れた第１原点Ｐ１１から図５のＰ１０までの距離を半径Ｆ１１とする円周を示す線である。

その反面、実施例に係るロータのマグネット２２０の外周面は、図５のＳ１２に沿って配置されるように設計される。図５のＳ１２は、図５の基準線Ｚ上で中心Ｃと離れた第２原点Ｐ１２から図５のＰ１０までの距離を第１半径Ｆ１２とする円周を示す線である。ここで、第２原点Ｐ１２はロータコア２１０の半径方向に第１原点Ｐ１１の外側に配置される。

このようなマグネット２２０の外周面の形状は高速条件でトルクリップルを低減させるためのものである。

図６および図７は、高速回転条件で発生するトルクリップルを示したグラフである。

図６および図７を参照すると、外周面が図５のＳ１１に沿って形成されたマグネットが含まれたモータの場合、図６のＡと図７のＡで図示した通り、８００Ｈｚ領域でノイズが大きく増加することを確認することができる。８００Ｈｚは該当モータが２９００ｒｐｍで回転する状態で、高速回転でトルクリップルが大きく増加することで分かる。

図５を参照すると、実施例に係るロータはこのようなトルクリップルを低減するために、図５のＳ１２のように、一般的なマグネットの外周面より小さい曲率半径を有するようにマグネット２２０の外周面の形状を変更する。

具体的には、マグネット２２０は第２半径Ｆ１３を１とする時、第１半径Ｆ１２が０．５～０．７となるように設計され得る。ここで、第１半径Ｆ１２とは、マグネット２２０の外周面の曲率半径であって第２原点Ｐ１２から図５のＰまでの距離であり、第２半径Ｆ１３とは、マグネット２２０の内周面の曲率半径に該当する。

例えば、ロータコア２１０の中心Ｃから図５のＰ１０までの距離を２０ｍｍとすると、第１半径Ｆ１２は１１．２ｍｍであり、第２半径Ｆ１３は１７．２ｍｍであり得る。したがって、ロータコア２１０の中心Ｃから第２原点Ｐ１２までの距離は８．８ｍｍに該当する。

前記のような条件で６極９スロットを有するモータのコギングトルクおよびトルクリップルを測定した結果は次の通りである。

図８は、比較例のコギングトルクおよびトルクリップルと実施例のコギングトルクおよびトルクリップルを比較した表である。

図８を参照すると、図１３のＭＷは第１角度Ｒ１１対比第２角度Ｒ１２の比率を示し、図８のＭＯＦはロータコア２１０の中心Ｃから第２原点Ｐ１２までの距離を意味する。

比較例の場合、第１角度Ｒ１１対比第２角度Ｒ１２の比率は０．８８５であり、ロータコア２１０の中心Ｃから第２原点Ｐ１２が５．３ｍｍである条件である。

実施例の場合、第１角度Ｒ１１対比第２角度Ｒ１２の比率は０．９３であり、ロータコア２１０の中心Ｃから第２原点Ｐ１２が８．８ｍｍである条件である。

このような条件で比較例と実施例のコギングトルク、トルクリップル、トルクを測定した結果は次の通りである。

まず、比較例の最大トルクと実施例の最大トルクはさほど差がないものと示される。しかし、コギングトルクとトルクリップルは大きく減少したものと示される。特に、高速トルクリップルは０．１７５８Ｎｍ（比較例）から０．００５４Ｎｍ（実施例）に大きく減少したものと示される。これはトルクリップルの低減目標値よりも大きく低減されたものである。

図９は、高速回転条件で第１実施例に係るモータのトルクリップルを示したグラフである。

図９を参照すると、図７のＡとは異なり、８００Ｈｚ領域でノイズが大きく減少してトルクリップルが減少したものと示される。

図１０は、トゥースの溝を図示した図面である。

図１および図１０のステータ３００はステータコア３００ａとコイル３３０を含むことができる。

ステータコア３００ａは薄い鋼板の形態の複数個のプレートが相互に積層されて構成され得る。また、ステータコア３００ａは複数個の分割コアが互いに結合したり連結されて構成され得る。

ステータコア３００ａは環状のヨーク３１０部分が設けられ、ヨーク３１０から中心に向かって突出するトゥース３２０が設けられ得る。トゥース３２０にはコイル３３０が巻かれる。トゥース３２０は環状のヨーク３１０の内周面に沿って一定間隔毎に複数個が配置され得る。図３では合計１２個のトゥース３２０を図示しているが、本発明はこれに限定されず、マグネット２２０の極数に応じて多様に変更実施され得る。

ロータコア２１０の外周面にはマグネット２２０が付着され得る。トゥース３２０の終端はマグネット２２０と向かい合うように配置される。

図１０を参照すると、トゥース３２０は胴体３２１とシュー（ｓｈｏｅ）３２２を含むことができる。胴体３２１はコイル（図１の３３０）が巻かれる所である。シュー３２２は胴体３２１の終端に配置される。シュー３２２の終端面はマグネット２２０と向かい合うように配置される。隣接するトゥース３２０とトゥース３２０の間はコイル（図１の３３０）の巻線空間Ｐとして形成される。隣接するトゥース３２０のシュー３２２とシュー３２２は互いに離れて配置されてスロットオープンＳＯを形成する。スロットオープンＳＯは巻線空間Ｐの入口であって、コイルを巻線するノズルが挿入される所である。ここで、トゥース３２０の胴体３２１は第１ボディーと呼ばれ得る。

シュー３２２の内周面は溝３２３を含むことができる。溝３２３はシュー３２２の内周面で凹んで形成され得る。溝３２３の形状を角形に図示したが、本発明はこれに限定されない。そして、溝３２３はステータコア３１０の軸方向に沿って配置され得る。換言すると、溝３２３はステータコア３１０の上端から下端までステータコア３１０の高さ方向に沿って長く配置され得る。

溝３２３は２つか配置され得る。図１０を参照すると、トゥース３２０の胴体３２１の幅の中心とステータコア３１０の中心Ｃを通る基準線Ｌを基準として、２つの溝３２３は対称となるように配置され得る。このような溝３２３は磁束密度の変化を引き起こすスロットオープンＳＯと対応する役割をすることによって、単位周期当たりのコギングトルクの波形の振動数を増やしてコギングトルクを大きく低減させる役割をする。

図１１は、第１実施例に係るモータによって増加するコギングメイン次数を図示した表である。

図１１を参照すると、６極９スロットのモータの場合、コギングメイン次数は、マグネット２２０の個数である６とスロットの個数である９の最小公倍数である１８に該当する。ここで、コギングメイン次数とは、モータの単位回転（１回転）当たりのコギングトルク波形の振動回数を意味する。ここで振動回数はピークを形成するコギングトルク波形の繰り返し回数を表す。そして、スロットの個数はトゥース３２０の個数と対応する。

２つの溝３２３がある６極９スロットのモータの場合、溝３２３によりスロット数が９から２７に増加するものと見なすことができるため、コギングメイン次数が１８から５４に３倍が増加することになる。このように、２つの溝３２３を通じてコギングメイン次数が３倍に増加することは、コギングトルク波形の振動回数が３倍に増加することを意味するので、コギングトルクを大きく低減させることができる。

図１２は溝の幅を図示した図面であり、図１３は溝の幅によるコギングトルク波形の変化を示した表である。

図１２および図１３を参照すると、溝３２３の幅Ｗ１１はスロットオープンＳＯの幅Ｗ１２の９０％～１１０％以内に設定される。ここで、溝３２３の幅Ｗ１１はステータコア３１０の円周方向を基準として、溝３２３の入口のいずれか一側端から他の一側端までの距離を意味する。そして、スロットオープンＳＯの幅Ｗ１２はステータコア３１０の円周方向を基準として、スロットオープンＳＯの入口のいずれか一側端から他の一側端までの距離を意味する。

図１３ａで図示した通り、溝３２３の幅Ｗ１１がスロットオープンＳＯの幅Ｗ１２の９０％～１１０％から外れた場合、コギングトルク波形にステータの成分、すなわち、マグネット２２０の極数と同じであるコギングメイン次数が含まれる問題点が発生する。

しかし、図１３ｂで図示した通り、溝３２３の幅Ｗ１１がスロットオープンＳＯの幅Ｗ１２の９０％～１１０％以内である場合、コギングメイン次数「５４」に該当するコギングトルク波形のみが検出されることを確認することができる。

シュー３２２に溝３２３が含まれた場合、スキューのないロータ２００を含んだ状態で、コギングメイン次数が「９」の状態でコギングトルクの大きさおよび散布が拡大する問題がある。

図１４は、内周面が曲面で形成されたシューを図示した図面である。

図１４を参照すると、第１実施例に係るモータ１は、シュー３２２の内周面の曲率中心がステータコア（図２の３１０）の中心Ｃと一致するように形成される。具体的には、複数個のシュー３２２の内周面をつなぐ仮想の円Ｏの中心がステータコア（図２の３１０）の中心Ｃと一致する。

図１５は、シューの内周面が平面状態のモータのコギングトルクと、シュー３２２の内周面の曲率中心がステータコア３１０の中心Ｃと一致するモータのコギングトルクを比較した表である。

図１５のＡは６極９スロットでありスキューのないロータを含むモータにおいて、シューの内周面が平面である場合である。そして、図１５のＢは６極９スロットでありスキューのないロータを含むモータにおいて、シューの内周面の曲率中心がステータコア３１０の中心Ｃと一致する場合である。

図１５のＡを詳察すると、コギングメイン次数１８次でコギングトルクを大きく低減させる効果があるが。コギングメイン次数９次で基準値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）よりコギングトルクが大きく増加してしまう問題が発生する。

図１５のＢを詳察すると、コギングメイン次数１８次で基準値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）よりコギングトルクを減らしながらも、コギングメイン次数９次においても、基準値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）よりコギングトルクを減らす効果があることを確認することができる。

図１６は、シューの内周面が平面状態のモータのコギングトルクの偏差および出力と、シュー３２２の内周面の曲率中心がステータコア３１０の中心Ｃと一致するモータのコギングトルクの偏差および出力を比較した表である。

図１６のＡは６極９スロットでありスキューのないロータを含むモータにおいて、シューの内周面が平面である場合である。そして、図１６のＢは６極９スロットでありスキューのないロータを含むモータにおいて、シューの内周面の曲率中心がステータコア３１０の中心Ｃと一致する場合である。

図１６のＡを詳察すると、３個のサンプル実験結果、コギングメイン次数９次でコギングトルクの最大値（０．０１０７Ｎ／ｍ）と最小値（０．００２８Ｎ／ｍ）の偏差が非常に大きいことが分かる。

その反面、図１６のＢを詳察すると、３個のサンプル実験結果、コギングメイン次数９次でコギングトルクの最大値（０．００１２Ｎ／ｍ）と最小値（０．０００３Ｎ／ｍ）の偏差が相対的に大きくないことが分かる。

また。図１６のＢで、出力が図１６のＡより約１％増加することを確認することができる。

図１７は、第１実施例に係るモータにおいて、コギングメイン次数に対応したコギングトルクの改善状態を図示した図である。

図１７の赤色棒は、６極９スロットでありスキューのないロータを含むモータにおいて、シューの内周面が平面である場合のトーキングトルクであり、図１７の青色棒は、６極９スロットでありスキューのないロータを含むモータにおいて、シューの内周面の曲率中心がステータコア３１０の中心Ｃと一致する場合のコギングトルクである。

図１７を参照すると、コギングメイン次数６次と１８次では赤色棒が指示するコギングトルクと青色棒が指示するコギングトルクとにさほど差がない。その反面、コギングメイン次数９次では、青色棒が指示するコギングトルクが、赤色棒が指示するコギングトルクに比べて大きく節減されて、コギングトルク低減性能が大きく改善されることを確認することができる。

図１８は第２実施例に係るモータを示す図面であり、図１９は第２実施例に係るモータを示す断面図である。ここで、図１９は図１８のＡ－Ａ線を示す断面図である。そして、図１８でｙ方向は軸方向を意味し、ｘ方向は半径方向を意味する。そして、軸方向と半径方向は互いに直交する。

図１８および図１９を参照すると、第２実施例に係るモータ１ａはハウジング１１００、カバー１２００、ハウジング１１００の内側に配置されるステータ１３００、ステータ１３００の内側に配置されるロータ１４００、ロータ１４００と結合されるシャフト１５００およびセンサ部１６００を含むことができる。ここで、内側とは、前記半径方向を基準として中心Ｃに向かって配置される方向を意味し、外側とは、内側と反対となる方向を意味する。

ハウジング１１００とカバー１２００は前記モータ１ａの外形を形成することができる。ここで、ハウジング１１００は上部に開口が形成された筒状に形成され得る。

前記カバー１２００はハウジング１１００の開放された上部を覆うように配置され得る。

したがって、ハウジング１１００とカバー１２００の結合によって内部に収容空間が形成され得る。そして、前記収容空間には、図１９に図示された通り、ステータ１３００、ロータ１４００、シャフト１５００およびセンサ部１６００等が配置され得る。

ハウジング１１００は円筒状に形成され得る。ハウジング１１００の下部にはシャフト１５００の下部を支持する軸受１０を収容するポケット部が設けられ得る。また、ハウジング１１００の上部に配置されるカバー１２００にもシャフト１５００の上部を支持する軸受１０を収容するポケット部が設けられ得る。

ステータ１３００はハウジング１１００の内周面によって支持され得る。そして、ステータ１３００はロータ１４００の外側に配置される。すなわち、ステータ１３００の内側にはロータ１４００が配置され得る。

図２０は第２実施例に係るモータのステータを示す断面図であり、図２１は図２０のＡ１領域を示す拡大図である。

図１８～図２１を参照すると、ステータ１３００はステータコア１３１０、ステータコア１３１０に巻線されるコイル１３２０、ステータコア１３１０とコイル１３２０の間に配置されるインシュレーター１３３０を含むことができる。

ステータコア１３１０には回転磁界を形成するコイル１３２０が巻線され得る。ここで、ステータコア１３１０は一つのコアからなるか複数個の分割コアが結合されて構成され得る。

また、ステータコア１３１０は薄い鋼板の形態の複数個のプレートが相互に積層された形態で構成され得るが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、ステータコア１３１０は一つの単品で形成されてもよい。

ステータコア１３１０はヨーク１３１１と複数個のトゥース１３１２を含むことができる。

ヨーク１３１１は円筒状に形成され得る。それにより、ヨーク１３１１は平面上リング状の断面を含むことができる。

前記トゥース１３１２は中心Ｃを基準として半径方向（ｘ方向）に向かってヨーク１３１１から突出するように配置され得る。そして、複数個の前記トゥース１３１２は円周方向に沿ってヨーク１３１１の内周面に互いに離隔するように配置され得る。それにより、それぞれの前記トゥース１３１２の間にはコイル１３２０が巻線され得る空間であるスロットが形成され得る。この時、前記トゥース１３１２は１２個で提供され得るが、必ずしもこれに限定されない。

一方、前記トゥース１３１２はロータ１４００のマグネット１４２０と対向するように配置され得る。この時、半径方向を基準としてトゥース１３１２の内面１３１４ａはマグネット１４２０の外周面と所定の間隔で離隔するように配置される。ここで、前記内面１３１４ａは前記モータ１ａの中心Ｃを基準として所定の曲率（１／Ｒ２０）で形成され得る。それにより、前記内面１３１４ａの長さは弧の長さを求める公式によって求められ得る。

それぞれの前記トゥース１３１２にはコイル１３２０が巻かれる。

図２０を参照すると、トゥース１３１２はコイル１３２０が巻線される胴体部１３１３、胴体部１３１３の端部に配置される突起部１３１４および突起部１３１４の内面１３１４ａに凹んで形成された溝１３１５を含むことができる。この時、突起部１３１４は半径方向を基準として、第１面１３１４ｂが形成された第１領域１３１４ｃおよび第１領域１３１４ｃから内側に突出した第２領域１３１４ｄを含むことができる。ここで、胴体部１３１３はボディーと呼ばれ得、突起部１３１４はシューと呼ばれ得る。

胴体部１３１３は中心Ｃを基準として半径方向（ｘ方向）に向かってヨーク１３１１から突出するように配置され得る。そして、胴体部１３１３は円周方向に沿ってヨーク１３１１の内周面に互いに離隔するように配置され得る。

そして、胴体部１３１３にはコイル１３２０が巻線され得る。

突起部１３１４は胴体部１３１３の端部から内側に突出するように延長され得る。

図２０および図２１を参照すると、突起部１３１４が互いに離隔するように配置されることにより、前記スロットの内側には開口部が形成され得る。ここで、前記開口部はスロットオープンＳＯを意味する。例えば、前記スロットオープンＳＯは複数個のトゥース１３１２のうち、一つのトゥース１３１２の突起部１３１４の一端と隣接した他の一つのトゥース１３１２の突起部１３１４の他端間を表すことができる。

したがって、前記スロットオープンＳＯはいずれか一つの突起部１３１４の終点Ｐ２０と隣接するように配置される他の一つの突起部１３１４の終点Ｐ２０の間の空間を意味し、前記スロットオープンＳＯは所定の距離Ｗ２１を有するように配置され得る。ここで、前記スロットオープンＳＯの距離Ｗ２１は突起部１３１４間の距離と呼ばれるかまたはスロットオープンＳＯの幅と呼ばれ得る。

図２０に図示された通り、突起部１３１４は半径方向を基準として、第１面１３１４ｂが形成された第１領域１３１４ｃと第２領域１３１４ｄを含むことができる。そして、内面１３１４ａおよび第２面１３１４ｅを含む第２領域１３１４ｄには溝１３１５が形成され得る。ここで、突起部１３１４の内面１３１４ａは前記モータ１ａの中心Ｃを基準として所定の曲率（１／Ｒ２０）で形成され得る。

そして、突起部１３１４の側面は胴体部１３１３から延びる第１面１３１４ｂと第１面１３１４ｂから延びる第２面１３１４ｅを含むことができる。

第１領域１３１４ｃの第１面１３１４ｂは胴体部１３１３の側面１３１３ａと第１傾きθ１を有するように形成され得る。そして、第２領域１３１４ｄの第２面１３１４ｅは第１面１３１４ｂと第２傾きθ２を有するように形成され得る。

図４に図示された通り、第１傾きθ１は胴体部１３１３の側面１３１３ａと第１面１３１４ｂがなす外側の鈍角であり得る。そして、第２傾きθ２は第１面１３１４ｂと第２面１３１４ｅがなす内側の鈍角であり得る。

この時、第１傾きθ１と第２傾きθ２は互いに異なり得るが、必ずしもこれに限定されない。例えば、トゥース１３１２による前記モータ１ａの性能およびコギングトルクを考慮して第１傾きθ１と第２傾きθ２は同じでもよい。

第１領域１３１４ｃは胴体部１３１３の端部と連結される領域であって、円周方向を基準として両側に形成された第１面１３１４ｂを含むことができる。図２０に図示された通り、第１領域１３１４ｃは胴体部１３１３と第２領域１３１４ｄの間に配置される。

図２０および図２１を参照すると、胴体部１３１３と突起部１３１４がなす第１傾きθ１は１４５°～１５５°であり得る。図２１に図示された通り、胴体部１３１３の側面１３１３ａと突起部１３１４の第１面１３１４ｂがなす第１傾きθ１は１４５°～１５５°であり得る。

図２２は、第２実施例に係るモータに配置されるステータコアの胴体部と突起部の角度によるコギングトルクの変化を示すグラフである。

図２２を参照すると、胴体部１３１３の側面１３１３ａと突起部１３１４の第１面１３１４ｂがなす第１傾きθ１が１４５°～１５５°である範囲内でコギングトルクが大きく減少することが分かる。

図２３は、第２実施例に係るモータに配置されるステータコアの胴体部と突起部の第１傾きによるコギングトルク波形の変化を示すグラフである。

胴体部１３１３の側面１３１３ａと突起部１３１４の第１面１３１４ｂがなす第１傾きθ１が１４５°から１５５°に行くほどコギングトルク波形の振幅がますます減少することを確認することができる。

第２領域１３１４ｄは第１領域１３１４ｃから内側に延びた突起部１３１４の一部であって、第２領域１３１４ｄは、図３に図示された通り、溝１３１５が形成された内面１３１４ａおよび第２面１３１４ｅを含むことができる。

この時、第２領域１３１４ｄは所定の長さＬ２０で形成され得る。

前記長さＬ２０は第２面１３１４ｅの長さであり得る。詳細には、前記長さＬ２０は第１面１３１４ｂの内側の角から内面１３１４ａの一側の角までの長さで提供され得る。

そして、半径方向を基準として第２面１３１４ｅの長さＬ２０は、前記スロットオープンＳＯの距離Ｗ２１対比１／４であり得る。この時、前記長さＬ２０は突起部１３１４の深さと呼ばれ得る。

溝１３１５は半径方向を基準として内面１３１４ａに外側に凹んで形成され得る。

図２０および図２１に図示された通り、シャフト１５００の軸方向と垂直な方向に対する溝１３１５の断面は、四角状に２つが形成されたものをその例としているが、必ずしもこれに限定されない。例えば、前記コギングトルクを考慮して溝１３１５は一つまたは２つ以上に形成され得る。また、溝１３１５は所定の半径で形成される半円状または放物線状に形成されてもよい。

図２１を参照すると、溝１３１５は円周方向を基準として所定の幅Ｗ２２と半径方向を基準として所定の深さＤを有するように四角状に形成され得る。

２つの前記溝１３１５は円周方向を基準とする前記突起部１３１４の幅の中心と前記胴体部１３１３の中心を通る基準線ＣＬを基準として対称となるように配置され得る。

そして、円周方向を基準として内面１３１４ａに形成された溝１３１５と溝１３１５の間の第１距離Ｌ２１は、前記突起部１３１４の一端から前記溝１３１５までの第２距離Ｌ２２と同じでもよい。この時、前記第１距離Ｌ２１と第２距離Ｌ２２は内面１３１４ａ上で円周方向の距離であり得る。

溝１３１５の幅Ｗ２２により前記モータ１ａのコギングトルクは減少し得る。

溝１３１５の幅Ｗ２２は複数個のトゥース１３１２のうちいずれか一つの突起部１３１４の一端と隣接した他の一つのトゥース１３１２の突起部１３１４の他端間の距離の０．８５～１．１倍であり得る。例えば、溝１３１５の幅Ｗ２２は突起部１３１４の間に形成されたスロットオープンＳＯの距離Ｗ２１の０．８５～１．１倍であり得る。すなわち、距離Ｗ２１：幅Ｗ２２＝１：０．８５～１．１で表すことができる。

図２４は第２実施例に係るモータにおいて、スロットオープンの幅対比溝の幅が０．８５～０．９５倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表であり、図２５は第２実施例に係るモータにおいて、スロットオープンの幅対比溝の幅が０．８５～０．９５倍である場合のコギングトルクを示すグラフであり、図２６は比較例であるモータのコギングトルクの波形を示す図面であり、図２７はスロットオープンの幅対比溝の幅が０．９倍である場合、第２実施例に係るモータのコギングトルクの波形を示す図面である。ここで、前記比較例で提供されるモータはスロットオープンと溝の幅が同じ場合であり、前記スロットオープンと溝の幅は２ｍｍで提供され得る。そして、溝の深さは０．５ｍｍである。この時、図２５の４３．８ｍＮは前記比較例であるモータのコギングトルクを表す。

溝１３１５の幅Ｗ２２はスロットオープンＳＯの距離Ｗ２１の０．８５～０．９５倍の範囲内で形成され得る。すなわち、距離Ｗ２１：幅Ｗ２２＝１：０．８５～０．９５で表すことができる。

図２４および図２５を参照すると、第２実施例に係るモータ１ａは比較例であるモータ対比最大１４．６％（Ｗ２２＝１．８ｍｍ）までコギングトルクが低減され得る。例えば、前記モータ１ａのコギングトルクは、前記モータ１ａの溝１３１５の幅Ｗ２２が１．８ｍｍまで下落してから再び増加することを確認することができる。この時、比較例であるモータのトルク結果値である５．９４Ｎｍ対比第２実施例に係るモータ１ａのトルクの変化量が微小であることを確認することができる。

図２６は比較例であるモータのコギングトルクの脈動（繰り返しトルク波形）を示す図面であり、図２７は第２実施例に係るモータのコギングトルクの脈動（繰り返しトルク波形）を示す図面であって、図２６および図２７を参照すると、前記モータ１ａのコギングトルクの最大値と最小値の振幅は比較例であるモータのコギングトルクの最大値と最小値の幅より小さいことを確認することができる。

図２８は第２実施例に係るモータにおいて、スロットオープンの幅対比溝の幅が１．０５～１．１倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表であり、図２９は第２実施例に係るモータにおいて、スロットオープンの幅対比溝の幅が１．０５～１．１倍である場合のコギングトルクの変化を示すグラフであり、図３０はスロットオープンの幅対比溝の幅が１．１倍である場合、第２実施例に係るモータのコギングトルクの波形を示す図面である。

溝１３１５の幅Ｗ２２はスロットオープンＳＯの距離Ｗ２１の１．０５～１．１倍の範囲内で形成され得る。すなわち、距離Ｗ２１：幅Ｗ２２＝１：１．０５～１．１で表すことができる。

図２８および図２９を参照すると、第２実施例に係るモータ１ａは比較例であるモータ対比最大６６．７％（Ｗ２＝２．２ｍｍ）までコギングトルクが低減され得る。例えば、前記モータ１ａのコギングトルクは、前記モータ１ａの溝１３１５の幅Ｗ２２が２．２ｍｍまで下落してから再び増加することを確認することができる。この時、比較例であるモータのトルク結果値である５．９４Ｎｍ対比第２実施例に係るモータ１ａのトルクの変化量が微小であることを確認することができる。

図３０は第２実施例に係るモータのコギングトルクの脈動（繰り返しトルク波形）を示す図面であって、図２６および３０を参照すると、前記モータ１ａのコギングトルクの最大値と最小値の振幅は比較例であるモータのコギングトルクの最大値と最小値の幅より小さいことを確認することができる。

したがって、溝１３１５の幅Ｗ２２が複数個のトゥース１３１２のうちいずれか一つの突起部１３１４の一端と隣接した他の一つのトゥース１３１２の突起部１３１４の他端間の距離の１．０５～１．１倍であるとき、コギングトルクが効果的に減少して前記モータ１ａの品質を向上させることができる。

特に、前記モータ１ａのコギングトルクは溝１３１５の幅Ｗ２２が２．２ｍｍであるとき、最大に減速される。すなわち、溝１３１５の幅Ｗ２２がスロットオープンＳＯの距離Ｗ２１対比１．１倍であるとき、前記モータ１ａのコギングトルクは最大に減速される。

溝１３１５の深さＤにより前記モータ１ａのコギングトルクは減少し得る。

半径方向を基準として、前記溝１３１５の深さＤは前記第２面１３１４ｅの長さＬ２０の０．７～１．３倍であり得る。例えば、前記溝１３１５の深さＤは、前記突起部１３１４の第１面１３１４ｂの一側の角から前記内面１３１４ａまでの長さＬ２０の０．７～１．３倍の範囲内で形成され得る。すなわち、長さＬ２０：深さＤ＝１：０．７～１．３で表すことができる。

また、半径方向を基準として、第２面１３１４ｅの長さＬ２０は前記スロットオープンＳＯの距離Ｗ２１対比１／４で提供され得るため、半径方向を基準として前記溝１３１５の深さＤは、前記突起部１３１４の間に形成されたスロットオープンＳＯの距離Ｗ２１対比０．１７５～０．３２５倍の範囲内で形成され得る。

図３１は第２実施例に係るモータにおいて、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが０．７～０．９倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表であり、図３２は第２実施例に係るモータにおいて、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが０．７～０．９倍である場合のコギングトルクを示すグラフであり、図３３は第２実施例に係るモータの第２面の半径方向長さ対比溝の深さが０．９倍である場合のコギングトルクの波形を示す図面である。ここで、前記比較例で提供されるモータは突起部の深さと溝の深さが同じ場合であり、前記第２面の長さと溝の深さは０．５ｍｍで提供され得る。この時、図３２の４３．８ｍＮは前記比較例であるモータのコギングトルクを表す。

溝１３１５の深さＤは第２面１３１４ｅの長さＬ２０の０．７～０．９倍の範囲内で形成され得る。すなわち、長さＬ２０：深さＤ＝１：０．７～０．９で表すことができる。

また、第２面１３１４ｅの長さＬ２０が前記スロットオープンＳＯの距離Ｗ２１対比１／４である場合、溝１３１５の深さＤは前記スロットオープンＳＯの距離Ｗ２１対比０．１７５～０．２２５倍の範囲内で形成され得る。

図３１および図３２を参照すると、第２実施例に係るモータ１ａは比較例であるモータ対比最大３７．９％（Ｄ＝０．４５ｍｍ）までコギングトルクが低減され得る。例えば、前記モータ１ａのコギングトルクは、前記モータ１ａの溝１３１５の深さＤが０．４５ｍｍまで下落してから再び増加することを確認することができる。この時、比較例であるモータのトルク結果値である５．９４Ｎｍ対比第２実施例に係るモータ１ａのトルクの変化量が微小であることを確認することができる。

図３３は第２実施例に係るモータのコギングトルクの脈動（繰り返しトルク波形）を示す図面であって、図２６および図３３を参照すると、前記モータ１ａのコギングトルクの最大値と最小値の振幅は比較例であるモータのコギングトルクの最大値と最小値の幅より小さいことを確認することができる。

図３４は第２実施例に係るモータにおいて、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが１．１～１．３倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表であり、図３５は第２実施例に係るモータにおいて、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが１．１～１．３倍である場合のコギングトルクを示すグラフであり、図３６は第２実施例に係るモータの第２面の半径方向長さ対比溝の深さが１．３倍である場合のコギングトルクの波形を示す図面である。

溝１３１５の深さＤは第２面１３１４ｅの長さＬ２０の１．１～１．３倍の範囲内で形成され得る。すなわち、長さＬ２０：深さＤ＝１：１．１～１．３で表すことができる。

また、第２面１３１４ｅの長さＬ２０が前記スロットオープンＳＯの距離Ｗ２１対比１／４である場合、溝１３１５の深さＤは前記スロットオープンＳＯの距離Ｗ２１対比０．２７５～０．３２５倍の範囲内で形成され得る。

図３４および図３５を参照すると、第２実施例に係るモータ１ａは比較例であるモータ対比最大４２．０％（Ｄ＝０．６５ｍｍ）までコギングトルクが低減され得る。例えば、前記モータ１ａのコギングトルクは、前記モータ１ａの溝１３１５の深さＤが０．６５ｍｍまで下落してから再び増加することを確認することができる。この時、比較例であるモータのトルク結果値である５．９４Ｎｍ対比第２実施例に係るモータ１ａのトルクの変化量が微小であることを確認することができる。

図３６は第２実施例に係るモータのコギングトルクの脈動（繰り返しトルク波形）を示す図面であって、図２６および図３６を参照すると、前記モータ１ａのコギングトルクの最大値と最小値の幅は比較例であるモータのコギングトルクの最大値と最小値の幅より小さいことを確認することができる。

図３７は第２実施例に係るモータの溝の深さが０．６５ｍｍであり、スロットオープンの幅対比溝の幅が０．８５～１．１倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表であり、図３８は第２実施例に係るモータの溝の深さが０．６５ｍｍであり、スロットオープンの幅対比溝の幅が０．８５～１．１倍である場合のコギングトルクを示すグラフであり、図３９は第２実施例に係るモータの溝の深さが０．６５ｍｍであり、スロットオープンの幅対比溝の幅が１．１倍である場合のコギングトルクの波形を示す図面である。

図３４および図３５に図示された通り、溝１３１５の深さＤが０．６５ｍｍであるときに前記コギングトルクが最大限低減される。それにより、図３７～図３９は溝１３１５の深さＤが０．６５ｍｍである時を基準として、溝１３１５の幅Ｗ２２により前記モータ１ａのコギングトルクの変化量を確認することができる。すなわち、前記モータ１ａの溝１３１５の深さＤを固定することによって、溝１３１５の幅Ｗ２２によるコギングトルクおよびトルクの変化および臨界的数値を確認することができる。この時、スロットオープンＳＯの距離Ｗ２１は２ｍｍであり、突起部１３１４の深さである第２面１３１４ｅの長さＬ２０は０．５ｍｍであり得る。

図３７および図３８を参照すると、第２実施例に係るモータ１ａは比較例であるモータ対比最大５３．０％（Ｗ２＝２．２ｍｍ）までコギングトルクが低減され得る。例えば、前記モータ１ａのコギングトルクは、前記モータ１ａの溝１３１５の幅Ｗ２２が２．２ｍｍまで下落してから再び増加することを確認することができる。この時、比較例であるモータのトルク結果値である５．９４Ｎｍ対比第２実施例に係るモータ１ａのトルクの変化量が微小であることを確認することができる。

図３９は第２実施例に係るモータのコギングトルクの脈動（繰り返しトルク波形）を示す図面であって、図２６および図３９を参照すると、前記モータ１ａのコギングトルクの最大値と最小値の幅は比較例であるモータのコギングトルクの最大値と最小値の幅より小さいことを確認することができる。

図４０は第２実施例に係るモータの溝の幅が２．２ｍｍであり、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが０．７～１．３倍である場合のコギングトルクおよびトルクの変化を示す表であり、図４１は第２実施例に係るモータの溝の幅が２．２ｍｍであり、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが０．７～１．３倍である場合のコギングトルクを示すグラフであり、図４２は第２実施例に係るモータの溝の幅が２．２ｍｍであり、第２面の半径方向長さ対比溝の深さが１．３倍である場合のコギングトルクの波形を示す図面である。

図２８および図２９に図示された通り、溝１３１５の幅Ｗ２２が２．２ｍｍであるときに前記コギングトルクが最大限低減される。それにより、図４０～図４２は溝１３１５の幅Ｗ２２が２．２ｍｍである時を基準として溝１３１５の深さＤにより前記モータ１ａのコギングトルクの変化量を確認することができる。すなわち、前記モータ１ａの溝１３１５の幅Ｗ２２を固定することによって、溝１３１５の深さＤによるコギングトルクおよびトルクの変化および臨界的数値を確認することができる。この時、スロットオープンＳＯの距離Ｗ２１は２ｍｍであり、突起部１３１４の深さである第２面１３１４ｅの長さＬ２０は０．５ｍｍであり得る。

図４０および図４１を参照すると、第２実施例に係るモータ１ａは比較例であるモータ対比最大５３．４％（Ｄ＝０．６５ｍｍ）までコギングトルクが低減され得る。例えば、前記モータ１ａのコギングトルクは前記モータ１ａの溝１３１５の深さＤが０．６５ｍｍまで下落してから再び増加することを確認することができる。この時、比較例であるモータのトルク結果値である５．９４Ｎｍ対比第２実施例に係るモータ１ａのトルクの変化量が微小であることを確認することができる。

図４２は第２実施例に係るモータのコギングトルクの脈動（繰り返しトルク波形）を示す図面であって、図２６および図４２を参照すると、前記モータ１ａのコギングトルクの最大値と最小値の幅は比較例であるモータのコギングトルクの最大値と最小値の幅より小さいことを確認することができる。

したがって、前記モータ１ａは溝１３１５の深さＤより幅Ｗ２２によりコギングトルクの変化量が大きさを確認することができる。それにより、前記モータ１ａは溝１３１５の深さＤより幅Ｗ２２の大きさを調節して優先的に前記コギングトルクを減少させることができる。

そして、前記モータ１ａは溝１３１５の幅Ｗ２２が２．２ｍｍであり、溝１３１５の深さＤが０．６５ｍｍであるとき、前記コギングトルクが５３．４％で最大限減少する。すなわち、前記モータ１ａは溝１３１５の幅Ｗ２２がスロットオープンＳＯの距離Ｗ２１対比１．１倍であり、溝１３１５の深さＤが突起部１３１４の深さ対比１．３倍であるとき、前記コギングトルクは最大限減少する。

ここで、第２面１３１４ｅの長さＬ２０は第１面１３１４ｂの内側の角から内面１３１４ａの一側の角までの長さで提供され得る。そして、前記長さＬ２０は前記スロットオープンＳＯの距離Ｗ２１対比１／４であり得るため、溝１３１５の深さＤはスロットオープンＳＯの距離Ｗ２１対比０．３２５倍であるとき、前記コギングトルクは最大限減少する。

一方、溝１３１５の幅Ｗ２２は突起部１３１４の間に形成されたスロットオープンＳＯの距離Ｗ２１の０．８５～１．１倍であり、溝１３１５の深さＤは前記第２面の長さＬ２０の０．７～１．３倍であり得る。

そして、溝１３１５の深さＤが０．６５ｍｍであり、溝１３１５の幅Ｗ２２が２．１～２．２ｍｍであるとき、前記モータ１ａのコギングトルクが大きく減少する。

前記溝１３１５の深さＤ対比前記溝１３１５の幅Ｗ２２の比率は３．２３～３．３８であり得る。それにより、溝１３１５の深さＤ対比溝１３１５の幅Ｗ２２が３．２３～３．３８倍であるとき、前記モータ１ａのコギングトルクは最適に低減される。すなわち、溝１３１５の深さＤ：幅Ｗ２２＝１：３．２３～３．３８で表すことができる。

インシュレーター１３３０はステータコア１３１０とコイル１３２０を絶縁させる。それにより、インシュレーター１３３０はステータコア１３１０とコイル１３２０の間に配置され得る。

したがって、コイル１３２０はインシュレーター１３３０が配置されたステータコア１３１０のトゥース１３１２に巻線され得る。

ロータ１４００はステータ１３００の内側に配置される。そして、ロータ１４００は中心部にシャフト１５００が挿入されるホールを含むことができる。それにより、ロータ１４００の前記溝にはシャフト１５００が結合され得る。

図１９を参照すると、ロータ１４００はロータコア１４１０、ロータコア１４１０の外周面に配置されるマグネット１４２０を含むことができる。

ロータ１４００はロータコア１４１０とマグネット１４２０の結合方式により次のような形態に区分され得る。

図１９に図示された通り、ロータ１４００はマグネット１４２０がロータコア１４１０の外周面に結合されるタイプで具現され得る。このようなタイプのロータ１４００は、マグネット１４２０の離脱を防止し結合力を高めるために、別途のカン部材（図示されず）がロータコア１４１０に結合され得る。またはマグネット１４２０とロータコア１４１０が二重射出されて一体に形成され得る。

一方、ロータ１４００はマグネット１４２０がロータコア１４１０の内部に結合されるタイプで具現されてもよい。このようなタイプのロータ１４００はロータコア１４１０の内部にマグネット１４２０が挿入されるポケットが設けられ得る。

ロータコア１４１０は薄い鋼板の形態の複数個のプレートが相互に積層されて構成され得る。もちろん、ロータコア１４１０は一つの筒で構成される単一コアの形態で製作されてもよい。

また、ロータコア１４１０はスキュー（ｓｋｅｗ）角を形成する複数個パック（Ｐｕｃｋ）（単位コア）が積層される形態で構成されてもよい。

また、ロータコア１４１０はシャフト１５００が挿入されるように形成されたホールを含むことができる。

マグネット１４２０は８個で提供され得るが、必ずしもこれに限定されない。

シャフト１５００はロータ１４００に結合され得る。電流の供給を通じてロータ１４００とステータ１３００に電磁的相互作用が発生するとロータ１４００が回転し、これに連動してシャフト１５００が回転する。この時、シャフト１５００は軸受１０により支持され得る。

シャフト１５００は車両の操向軸と連結され得る。それにより、シャフト１５００の回転によって操向軸は動力の伝達を受けることができる。

センサ部１６００はロータ１４００と回転連動可能に設置されたセンシングマグネットの磁力を感知してロータ１４００の現在位置を把握することによって、シャフト１５００の回転した位置を感知できるようにする。

センサ部１６００はセンシングマグネット組立体１６１０と印刷回路基板（ＰＣＢ、１６２０）を含むことができる。

センシングマグネット組立体１６１０はロータ１４００と連動するようにシャフト１５００に結合されて、ロータ１４００の位置ができる検出されるようにする。この時、センシングマグネット組立体１６１０はセンシングマグネットとセンシングプレートを含むことができる。前記センシングマグネットと前記センシングプレートは同軸を有するように結合され得る。

前記センシングマグネットは、内周面を形成するホールに隣接して円周方向に配置されるメインマグネットと縁に形成されるサブマグネットを含むことができる。メインマグネットはモータのロータ１４００に挿入されたドライブマグネットと同一に配列され得る。サブマグネットはメインマグネットより細分化されて多くの極で構成される。これに伴い、回転角度をさらに細かく分割して測定することが可能であり、モータの駆動をさらにソフトにすることができる

前記センシングプレートは円板状の金属材質で形成され得る。センシングプレートの上面にはセンシングマグネットが結合され得る。そして、センシングプレートはシャフト１５００に結合され得る。ここで、前記センシングプレートにはシャフト１５００が貫通するホールが形成される。

印刷回路基板１６２０にはセンシングマグネットの磁力を感知するセンサが配置され得る。この時、前記センサはホールＩＣ（Ｈａｌｌ ＩＣ）で提供され得る。そして、前記センサはセンシングマグネットのＮ極とＳ極の変化を感知してセンシングシグナルを生成することができる。

前記では本発明の実施例を参照して説明したが、該当技術分野の通常の知識を有する者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更できることが理解できるであろう。そして、このような修正と変更に関係した差異点も、添付された特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきであろう。

１００、１５００：シャフト
２００、１４００：ロータ
２１０、１４１０：ロータコア
２２０、１４２０：マグネット
３００、１３００：ステータ
３１０、１３１０：ステータコア
３２０、１３２０：トゥース
３２１：胴体
３２２、１３１４：シュー
３２３、１３１５：溝
３３０、１３３０：コイル

Claims (16)

1. シャフト；
   前記シャフトが挿入されるホールを含むロータ；および
   前記ロータの外側に配置されるステータを含み、
   前記ステータは、
   複数のトゥースを有するステータコアと、前記トゥースに巻線されるコイルを含み、前記トゥースは前記コイルが巻かれる胴体と前記胴体に連結されるシューを含み、前記シューは複数の溝を含み、前記シューの内周面の曲率中心は前記ステータコアの曲率中心と同じであり、
   前記ロータは、
   円筒状のロータコアおよび前記ロータコアの外周面を囲んで配置される複数個のマグネットを含み、前記マグネットは、前記ロータコアの外周面と接触する内周面を有し、前記ロータコアの外周面がなす角度を前記マグネットの個数で割った角度を第１角度とする時、前記ロータコアと前記マグネットの横断面上で前記マグネット内周面の両終点から前記ロータコアの中心点に延びた第１および第２延長線がなす第２角度を有し、前記第１角度対比前記第２角度の比率が０．９２～０．９５であり、
   前記溝の深さ（Ｄ）は、前記複数のトゥースのうちいずれか一つの突起部の一端と隣接した他の一つのトゥースの突起部の他端との間の距離（Ｗ２１）の０．１７５～０．３２５倍である、モータ。
2. 前記ロータは、
   前記ロータコアと前記マグネットの横断面上で、
   前記マグネットの外周面の曲率半径を第１半径とし、
   前記マグネットの前記内周面の曲率半径を第２半径とする時、
   前記第２半径対比前記第１半径の比率が０．５～０．７である、請求項１に記載のモータ。
3. ２つの前記溝は円周方向を基準とする前記シューの幅の中心と前記ステータコアの中心を通る基準線を基準として対称となるように配置される、請求項１又は２に記載のモータ。
4. 単位回転の間コギングトルク波形は前記マグネットの個数と前記トゥースの個数の最小公倍数の３倍である振動回数を備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ。
5. シャフト；
   前記シャフトが結合されるロータ；
   前記ロータの外側に配置されるステータを含み、
   前記ステータは複数個のトゥースを含むステータコアおよび前記トゥースに巻線されるコイルを含み、
   前記トゥースは前記コイルが巻線される胴体部、前記胴体部の端部に配置される突起部および前記突起部の内面に形成された溝を含み、
   前記ステータコアの外周面において、前記ステータコアの隣接するトゥースの前記突起部の各一端はそれらの間に距離（Ｗ２１）があり、各溝の幅は前記距離（Ｗ２１）の１．０５～１．１倍であり、
   前記突起部は、前記胴体部から延びる第１面および前記第１面から延びる第２面を含む側面を備え、
   前記第１面は、前記胴体部の側面についての第１傾き（θ１）を有し、前記第２面は前記第１面に対して第２傾き（θ２）を有し、
   前記溝の深さ（Ｄ）は、前記第１面の内側の角から前記内面の角までの前記第２面の半径方向長さ（Ｌ２０）の０．７～１．３倍であり、前記距離（Ｗ２１）の０．１７５～０．３２５倍であり、
   前記第１傾き（θ１）は、１４５°から１５５°の範囲内にある、モータ。
6. 前記溝の深さ（Ｄ）は前記第２面の長さ（Ｌ２０）の１．１～１．３倍である、請求項５に記載のモータ。
7. 前記溝の前記深さ（Ｄ）は、前記第２面の前記長さ（Ｌ２０）の０．７から０．９倍である、請求項５又は６に記載のモータ。
8. 前記第１傾き（θ１）と前記第２傾き（θ２）は互いに異なる、請求項５乃至７のいずれか１項に記載のモータ。
9. 前記第１傾き（θ１）は、前記第２傾き（θ２）と同じである、請求項５乃至７のいずれか１項に記載のモータ。
10. 前記第２面の前記長さ（Ｌ２０）は、前記距離（Ｗ２１）の１／４である、請求項５乃至９のいずれか１項に記載のモータ。
11. 前記溝の深さ（Ｄ）対比前記溝の幅（Ｗ２２）の比率は３．２３～３．３８である、請求項５乃至１０のいずれか１項に記載のモータ。
12. シャフト；
    前記シャフトが結合されるロータ；
    前記ロータの外側に配置されるステータを含み、
    前記ステータは複数個のトゥースを含むステータコアおよび前記トゥースに巻線されるコイルを含み、
    前記トゥースは前記コイルが巻線される胴体部、前記胴体部の端部に配置される突起部および前記突起部の内面に凹んで形成された溝を含み、
    前記溝の深さ（Ｄ）は複数個の前記トゥースのうちいずれか一つの突起部の一端と隣接した他の一つのトゥースの突起部の他端間の距離（Ｗ２１）の０．１７５～０．３２５倍である、モータ。
13. 前記シャフトの軸方向と垂直な前記溝の断面は四角形であり、
    前記溝は２つである、請求項５～請求項１２のいずれか一項に記載のモータ。
14. 前記溝と溝の間の第１距離（Ｌ２１）は前記突起部の一端から前記溝までの第２距離（Ｌ２２）と同じである、請求項５乃至１３のいずれか１項に記載のモータ。
15. ２つの前記溝は円周方向を基準とする前記突起部の幅の中心と前記胴体部の中心を通る基準線（ＣＬ）を基準として対称となるように配置される、請求項５乃至１４のいずれか１項に記載のモータ。
16. 前記ロータのマグネットは８個が提供され、前記ステータの前記トゥースは１２個で提供される、請求項５乃至１５のいずれか一項に記載のモータ。

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