JP7235042B2

JP7235042B2 - ロータ、モータおよび電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP7235042B2
Application number: JP2020511073A
Authority: JP
Inventors: 明一円; 秀幸金城
Original assignee: Nidec America Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2023-03-08
Anticipated expiration: 2039-03-29
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Description

本発明は、ロータ、モータおよび電動パワーステアリング装置に関する。

一般に、モータは、ロータとステータとを有する。ロータは、少なくとも１つの磁石を有する。モータが発する振動および騒音を低減するには、コギングトルクおよびトルクリップルの両方を低減させる必要がある。

従来のモータは、位相反転を発生させる突起やスキューを設けることで、コギングトルクを低減していた。スキューについては、例えば特許文献１に開示されている。また、誘起電圧の正弦波率を高くすることで、トルクリップルを低減していた。

特許第５４１４８８７号公報

コギングトルクは、スキューを掛けることで、逆位相を発生させてキャンセルさせるのが一般的な対策だが、スキューを掛けることでトルク低下を招くという課題があった。また、スキュー角に対してコギングトルクとトルクリップルとは背反の関係にあり、コギングトルクおよびトルクリップルを両方ともに低減させることは難しい。

本発明は、上記事情に鑑みて、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ロータ、モータおよび電動パワーステアリング装置を提供することを目的の一つとする。

本発明のロータの一つの態様は、中心軸を有するシャフトと、前記シャフトと固定されるロータコアと、前記ロータコアの径方向外側面に、周方向および軸方向にそれぞれ配列して複数設けられるマグネット部と、複数の前記マグネット部のうち、所定の複数の前記マグネット部の径方向外側面に設けられるシート状の複数の磁性部と、を備え、複数の前記マグネット部は、前記マグネット部の径方向外側面のうち、周方向の少なくとも一部に前記磁性部が配置される複数の第１マグネット部と、前記マグネット部の径方向外側面に、前記磁性部が配置されない複数の第２マグネット部と、を有し、前記ロータコアの径方向外側面のうち、軸方向に沿う第１の部分では、前記第１マグネット部と前記第２マグネット部とが周方向に交互に配置され、前記ロータコアの径方向外側面のうち、軸方向に沿う前記第１の部分と異なる第２の部分では、前記第１マグネット部と前記第２マグネット部とが周方向に交互に配置され、軸方向から見て、前記第１の部分の前記第１マグネット部と、前記第２の部分の前記第２マグネット部とが重なって配置され、前記第１の部分の前記第２マグネット部と、前記第２の部分の前記第１マグネット部とが重なって配置される。

また、本発明のモータの一つの態様は、上述のロータと、前記ロータと径方向に隙間をあけて対向するステータと、を備える。

また、本発明の電動パワーステアリング装置の一つの態様は、上述のモータを備える。

本発明の一つの態様のロータ、モータおよび電動パワーステアリング装置によれば、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。

図１は、一実施形態のロータおよびモータの断面模式図である。図２は、一実施形態のロータの斜視図である。図３は、図１のIII-III断面の一部を示す拡大断面図である。図４は、図１のIV-IV断面の一部を示す拡大断面図である。図５は、一実施形態のモータのコギングトルクの波形を示すグラフである。図６は、一実施形態のモータのトルクリップルの波形を示すグラフである。図７は、一実施形態の変形例のロータの一部を示す拡大断面図である。図８は、一実施形態の電動パワーステアリング装置を示す模式図である。図９は、一実施形態の変形例のロータを示す斜視図である。

以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。本実施形態において、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。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、ロータ２０と、ステータ３０と、ハウジング１１と、複数のベアリング１５，１６と、を備える。図１～図４に示すように、ロータ２０は、中心軸Ｊを有するシャフト２１と、ロータコア２２と、複数のマグネット部２３ａ，２３ｂと、複数の磁性部２４と、を備える。磁性部２４は、複数のマグネット部２３ａ，２３ｂのうち、所定の複数のマグネット部２３ａの径方向外側面に設けられる。また、ロータ２０は、カバー部２５を備える。

シャフト２１は、中心軸Ｊに沿って上下方向に延びる。本実施形態の例では、シャフト２１が、軸方向に延びる円柱状である。シャフト２１は、複数のベアリング１５，１６により、中心軸Ｊ回りに回転自在に支持される。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。ハウジング１１は、筒状である。

シャフト２１は、ロータコア２２に対して、圧入や接着などによって固定される。つまりロータコア２２は、シャフト２１と固定される。なお、シャフト２１は、ロータコア２２に対して、樹脂部材などを介して固定されてもよい。すなわち、シャフト２１は、ロータコア２２と直接または間接的に固定される。シャフト２１は、上記円柱状に限らず、例えば筒状でもよい。

ロータコア２２は、例えば、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成される積層鋼板である。ロータコア２２は、筒状である。ロータコア２２は、軸方向から見て、外形が多角形状である。ロータコア２２の径方向外側面は、周方向に並ぶ複数の平面部２２ａを有する。本実施形態の例では、ロータコア２２の外形が、８角形状である。ロータコア２２の径方向外側面は、周方向に並ぶ８つの平面部２２ａを有する。平面部２２ａは、径方向に垂直な方向に広がる平面状である。平面部２２ａは、ロータコア２２の径方向外側面において、軸方向に延びる。平面部２２ａは、ロータコア２２の径方向外側面に、軸方向全長にわたって配置される。本実施形態の例では、平面部２２ａの軸方向の長さが、周方向の長さよりも大きい。

ロータコア２２は、貫通孔２２ｈと、孔部２２ｂと、溝部２２ｃと、を有する。軸方向から見て、貫通孔２２ｈは、ロータコア２２の中心部に配置される。貫通孔２２ｈは、ロータコア２２を軸方向に貫通する。貫通孔２２ｈには、シャフト２１が挿入される。

孔部２２ｂは、ロータコア２２を軸方向に貫通する。孔部２２ｂは、ロータコア２２に周方向に互いに間隔をあけて複数配置される。本実施形態の例では、孔部２２ｂが、ロータコア２２に周方向に等間隔に配列する。軸方向から見て、孔部２２ｂは、円形状である。本実施形態によれば、孔部２２ｂによりロータコア２２を肉抜きして、ロータコア２２の軽量化および材料費削減を図ることができる。

溝部２２ｃは、ロータコア２２の径方向外側面から径方向内側に窪み、軸方向に延びる。溝部２２ｃは、ロータコア２２の径方向外側面に、軸方向全長にわたって配置される。溝部２２ｃは、ロータコア２２の径方向外側面において、周方向に隣り合う一対の平面部２２ａ同士の間に配置され、径方向外側に開口する。溝部２２ｃは、ロータコア２２に周方向に互いに間隔をあけて複数配置される。溝部２２ｃは、ロータコア２２に周方向に等間隔に配列する。溝部２２ｃは、径方向外側に向かうにしたがい溝幅が小さくなる。軸方向から見て、溝部２２ｃは、くさび形状である。

マグネット部２３ａ，２３ｂは、永久磁石である。マグネット部２３ａ，２３ｂは、ロータコア２２の径方向外側面に、周方向および軸方向にそれぞれ配列して複数設けられる。マグネット部２３ａ，２３ｂは、平面部２２ａに設けられる。本実施形態の例では、軸方向に配列するマグネット部２３ａ，２３ｂ同士は、軸方向に互いに隙間をあけずに配置される。周方向に配列するマグネット部２３ａ，２３ｂ同士は、周方向に互いに間隔をあけて配置される。周方向に隣り合う一対のマグネット部２３ａ，２３ｂ同士の間には、溝部２２ｃが配置される。

マグネット部２３ａ，２３ｂは、板状である。マグネット部２３ａ，２３ｂは、四角形板状である。マグネット部２３ａ，２３ｂの板面は、径方向を向く。軸方向から見て、マグネット部２３ａ，２３ｂは、周方向の長さが径方向の長さよりも大きい。マグネット部２３ａ，２３ｂは、周方向の両端部から中央部側（周方向の内側）に向かうにしたがい、径方向の厚さが大きくなる。

軸方向から見て、マグネット部２３ａ，２３ｂの径方向内側面は、直線状である。マグネット部２３ａ，２３ｂの径方向内側面は、径方向に垂直な方向に広がる平面状である。マグネット部２３ａ，２３ｂの径方向内側面は、平面部２２ａと接触する。軸方向から見て、マグネット部２３ａ，２３ｂの径方向外側面は、凸曲線状である。マグネット部２３ａ，２３ｂの径方向外側面は、軸方向から見て径方向外側に凸となる曲面状である。

複数のマグネット部２３ａ，２３ｂは、複数の第１マグネット部２３ａと、複数の第２マグネット部２３ｂと、を有する。第１マグネット部２３ａは、マグネット部２３ａの径方向外側面のうち、周方向の少なくとも一部に磁性部２４が配置される。第１マグネット部２３ａは、例えば埋込磁石型（Interior Permanent Magnet：IPM）と言うことができる。第２マグネット部２３ｂは、マグネット部２３ｂの径方向外側面に、磁性部２４が配置されない。第２マグネット部２３ｂの径方向外側面は、ステータ３０の後述するティース３１ｂと径方向に対向する。第２マグネット部２３ｂは、例えば表面磁石型（Surface Permanent Magnet：SPM）と言うことができる。

磁性部２４は、磁性体（強磁性体）製であり、例えば鉄製、ステンレス製、鋼製等である。磁性部２４は、シート状である。本実施形態の「シート状」は、板状や膜状を含む概念である。磁性部２４のシート面（板面、膜面）は、径方向を向く。軸方向から見て、磁性部２４の径方向内側面は、凹曲線状である。磁性部２４の径方向内側面は、軸方向から見て径方向外側に凹む曲面状である。磁性部２４の径方向内側面は、第１マグネット部２３ａの径方向外側面と接触する。軸方向から見て、磁性部２４の径方向外側面は、凸曲線状である。磁性部２４の径方向外側面は、軸方向から見て径方向外側に凸となる曲面状である。磁性部２４の径方向外側面は、ステータ３０の後述するティース３１ｂと径方向に対向する。

磁性部２４は、第１マグネット部２３ａの径方向外側面のうち、周方向に沿う半分以上の範囲に配置される。本実施形態では、磁性部２４が、第１マグネット部２３ａの径方向外側面に、周方向の全長にわたって配置される。このため、第１マグネット部２３ａと磁性部２４との周方向の位置合わせを容易に行うことができ、製造が簡素化される。詳しくは、第１マグネット部２３ａの径方向外側面の周方向の全長と、磁性部２４の周方向の全長とが、互いに同じである。第１マグネット部２３ａの周方向の両端と、磁性部２４の周方向の両端とが、径方向から見て重なって配置される。

第１マグネット部２３ａの周方向の両端と、平面部２２ａの周方向の両端部とは、径方向から見て重なって配置される。本実施形態の例では、平面部２２ａの周方向の両端の各周方向位置が、第１マグネット部２３ａの周方向の両端の各周方向位置よりも、それぞれ僅かに周方向の外側に配置される。つまり、平面部２２ａの周方向の長さが、第１マグネット部２３ａの周方向の長さよりも大きい。

第２マグネット部２３ｂの周方向の両端と、平面部２２ａの周方向の両端部とは、径方向から見て重なって配置される。本実施形態の例では、平面部２２ａの周方向の両端の各周方向位置が、第２マグネット部２３ｂの周方向の両端の各周方向位置よりも、それぞれ僅かに周方向の外側に配置される。つまり、平面部２２ａの周方向の長さが、第２マグネット部２３ｂの周方向の長さよりも大きい。

本実施形態では、第１マグネット部２３ａの形状と、第２マグネット部２３ｂの形状とが、互いに同じである。第１マグネット部２３ａの周方向の長さと、第２マグネット部２３ｂの周方向の長さとは、互いに同じである。第１マグネット部２３ａの径方向の厚さと、第２マグネット部２３ｂの径方向の厚さとは、互いに同じである。第１マグネット部２３ａの体積と、第２マグネット部２３ｂの体積とは、互いに同じである。本実施形態によれば、第１マグネット部２３ａと第２マグネット部２３ｂとを、共通部品化できる。またこれにより、後述する本実施形態の作用効果がより安定して得られる。

ロータコア２２の径方向外側面のうち、軸方向に沿う第１の部分（第１の段、第１の領域）Ｓ１では、第１マグネット部２３ａと第２マグネット部２３ｂとが周方向に交互に配置される。第１の部分Ｓ１において、マグネット部２３ａ，２３ｂは、ロータコア２２の径方向外側面に、周方向に等間隔に複数配置される。ロータコア２２の径方向外側面のうち、軸方向に沿う第１の部分Ｓ１と異なる第２の部分（第２の段、第２の領域）Ｓ２では、第１マグネット部２３ａと第２マグネット部２３ｂとが周方向に交互に配置される。第２の部分Ｓ２において、マグネット部２３ａ，２３ｂは、ロータコア２２の径方向外側面に、周方向に等間隔に複数配置される。

軸方向から見て、第１の部分Ｓ１の第１マグネット部２３ａと、第２の部分Ｓ２の第２マグネット部２３ｂとは、重なって配置される。軸方向から見て、第１の部分Ｓ１の第２マグネット部２３ｂと、第２の部分Ｓ２の第１マグネット部２３ａとは、重なって配置される。本実施形態では、軸方向から見て、第１の部分Ｓ１の第１マグネット部２３ａの周方向の中心部と、第２の部分Ｓ２の第２マグネット部２３ｂの周方向の中心部とが、互いに重なって配置され、第１の部分Ｓ１の第２マグネット部２３ｂの周方向の中心部と、第２の部分Ｓ２の第１マグネット部２３ａの周方向の中心部とが、互いに重なって配置される。また、軸方向から見て、第１の部分Ｓ１の第１マグネット部２３ａの周方向の両端部と、第２の部分Ｓ２の第２マグネット部２３ｂの周方向の両端部とが、互いに重なって配置され、第１の部分Ｓ１の第２マグネット部２３ｂの周方向の両端部と、第２の部分Ｓ２の第１マグネット部２３ａの周方向の両端部とが、互いに重なって配置される。このため、マグネット部２３ａ，２３ｂにスキューは掛けられておらず、マグネット部２３ａ，２３ｂは軸方向に真っ直ぐに配列される。

図５は、本実施形態のロータ２０を備えるモータ１０の、コギングトルクの波形を示すグラフである。図６は、本実施形態のモータ１０の、トルクリップルの波形を示すグラフである。図５および図６はそれぞれ、角度４５°あたりの波形を表す。図５および図６に示すように、本実施形態によれば、マグネット部２３ａ，２３ｂにスキューを掛けなくても、コギングトルクに逆位相を発生させることができる。すなわち、第１の部分Ｓ１に発生するコギングトルクと、第２の部分Ｓ２に発生するコギングトルクとが、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、合成ゴギングトルク波形の変動幅（合成コギングトルクの最大値と最小値との差）を小さく抑えることができる。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の部分Ｓ１に発生するトルクリップルと、第２の部分Ｓ２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波形の変動幅（合成トルクリップルの最大値と最小値との差）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、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。

本実施形態の例では、軸方向に並ぶ第１の部分Ｓ１の第１マグネット部２３ａと第２の部分Ｓ２の第２マグネット部２３ｂが、単一の部材の部分である。軸方向に並ぶ第１の部分Ｓ１の第２マグネット部２３ｂと第２の部分Ｓ２の第１マグネット部２３ａが、単一の部材の部分である。詳しくは、ロータコア２２の径方向外側面の複数の平面部２２ａに、平面部２２ａの軸方向の全長にわたって延びるマグネット部材がそれぞれ設けられる。そして、軸方向に沿う第１の部分Ｓ１に第１マグネット部２３ａが配置されるマグネット部材は、第２の部分Ｓ２に第２マグネット部２３ｂが配置される。すなわちこの場合、マグネット部材のうち、第１の部分Ｓ１が第１マグネット部２３ａに相当し、第２の部分Ｓ２が第２マグネット部２３ｂに相当する。また、軸方向に沿う第１の部分Ｓ１に第２マグネット部２３ｂが配置されるマグネット部材は、第２の部分Ｓ２に第１マグネット部２３ａが配置される。すなわちこの場合、マグネット部材のうち、第１の部分Ｓ１が第２マグネット部２３ｂに相当し、第２の部分Ｓ２が第１マグネット部２３ａに相当する。複数のマグネット部材は、１種類のマグネット部材である。本実施形態によれば、部品点数を削減でき、製造が容易化される。

本実施形態では、ロータコア２２の径方向外側面に、第１の部分Ｓ１および第２の部分Ｓ２が、軸方向に交互に並んで同じ数ずつ配置される。すなわち、第１の部分Ｓ１の数と第２の部分Ｓ２の数との和が偶数となり、かつ第１の部分Ｓ１と第２の部分Ｓ２とが軸方向に交互に配列する。これにより、コギングトルクおよびトルクリップルを低減できるという上述の作用効果が、より安定して得られやすくなる。本実施形態の例では、ロータコア２２の径方向外側面に、第１の部分Ｓ１および第２の部分Ｓ２が、軸方向に並んで１つずつ配置される。このため、簡単な構造によって、上述の作用効果が得られる。

図２に示すように、カバー部２５は、中心軸Ｊを中心とする筒状である。カバー部２５は、略円筒状である。カバー部２５は、有底筒状（有頂筒状）である。本実施形態の例では、ロータ２０が、カバー部２５を一対有する。一対のカバー部２５は、互いに同一形状である。つまり、一対のカバー部２５は、１種類のカバー部２５である。一対のカバー部２５は、ロータコア２２に軸方向の両側からそれぞれ装着される。一対のカバー部２５のうち、一方のカバー部２５は、ロータコア２２に軸方向一方側（上側）から他方側（下側）に向けて取り付けられる。他方のカバー部２５は、ロータコア２２に軸方向他方側から一方側に向けて取り付けられる。一方のカバー部２５は、第１の部分Ｓ１に位置する。他方のカバー部２５は、第２の部分Ｓ２に位置する。

カバー部２５は、底壁部（頂壁部）２５ａと、周壁部２５ｂと、を有する。底壁部２５ａは、板面が軸方向を向く円板状である。底壁部２５ａは、ロータコア２２の軸方向を向く端面と対向する。周壁部２５ｂは、底壁部２５ａの外周部から軸方向に延びる。周壁部２５ｂは、ロータコア２２およびマグネット部２３ａの径方向外側に位置する部分を有する。すなわち、カバー部２５は、ロータコア２２およびマグネット部２３ａの径方向外側に位置する部分を有する。周壁部２５ｂは、周方向に並ぶ複数の磁性部２４と、周方向に隣り合う一対の磁性部２４同士の間にそれぞれ配置される複数の開口部２５ｃと、を有する。つまり、磁性部２４は、カバー部２５の一部である。本実施形態では、ロータコア２２およびマグネット部２３ａを径方向外側から囲うカバー部２５の部分として、磁性部２４が設けられる。このため、磁性部２４は、第１マグネット部２３ａを径方向外側から押さえる機能も有する。すなわち、磁性部２４によって、第１マグネット部２３ａが径方向外側に移動することを抑制できる。また、複数の磁性部２４を同時に第１マグネット部２３ａの径方向外側面に配置でき、製造が容易である。

開口部２５ｃは、周壁部２５ｂを径方向に貫通する。本実施形態の例では、径方向から見て、開口部２５ｃが四角形状である。径方向から見て、開口部２５ｃは、溝部２２ｃと重なる部分を有する。すなわち、開口部２５ｃを通して、溝部２２ｃは径方向外側に露出する。

図７は、本実施形態のロータ２０の変形例を示す。このロータ２０は、樹脂モールド部２６を備える。樹脂モールド部２６は、ロータコア２２の径方向外側面に設けられる。樹脂モールド部２６は、ロータコア２２の径方向外側面に、周方向に互いに間隔をあけて複数配置される。樹脂モールド部２６は、溝部２２ｃに沿って延びる。樹脂モールド部２６は、溶融した樹脂をロータコア２２とともにインサート成形し固化することにより形成される。

樹脂モールド部２６は、アンカー部２６ａと、移動抑制部２６ｂと、を有する。アンカー部２６ａは、溶融した樹脂を溝部２２ｃに充填し固化することにより形成される。アンカー部２６ａは、軸方向に延びる。アンカー部２６ａの周方向の幅は、径方向内側へ向かうにしたがい大きくなる。移動抑制部２６ｂは、アンカー部２６ａよりも径方向外側に位置して、アンカー部２６ａと繋がる。移動抑制部２６ｂは、樹脂モールド部２６の径方向外側の端部に配置される。移動抑制部２６ｂは、アンカー部２６ａに対して、周方向の両側（一方側および他方側）に向けてそれぞれ突出する。移動抑制部２６ｂは、板面が径方向を向く板状である。移動抑制部２６ｂは、軸方向に延びる。移動抑制部２６ｂは、平面部２２ａの径方向外側に、平面部２２ａとの間に間隔をあけて配置される。径方向から見て、移動抑制部２６ｂと、平面部２２ａとは、重なって配置される。

樹脂モールド部２６を形成した後で、マグネット部２３ａ，２３ｂ（マグネット部材）は、平面部２２ａと移動抑制部２６ｂとの間に挿入される。マグネット部２３ａ，２３ｂは、平面部２２ａと移動抑制部２６ｂとの間に例えば圧入される。その後、カバー部２５をロータコア２２に軸方向からかぶせて、周壁部２５ｂをロータコア２２の径方向外側に嵌合させる。この際、磁性部２４が、マグネット部２３ａと移動抑制部２６ｂとの間に挿入される。磁性部２４は、マグネット部２３ａと移動抑制部２６ｂとの間に例えば圧入される。本実施形態によれば、ロータコア２２の径方向外側面に、くさび状の溝部２２ｃが設けられることにより、樹脂モールド部２６を機能させることができる。すなわち、溝部２２ｃに対して径方向に抜け止めされた樹脂モールド部２６を設けることができる。そして樹脂モールド部２６により、マグネット部２３ａ，２３ｂおよび磁性部２４を径方向外側から押さえることができ、マグネット部２３ａ，２３ｂおよび磁性部２４の径方向外側への移動を抑制できる。

図１に示すように、ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３０Ｚと、複数のコイル３０Ｃ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、ロータ２０の径方向外側においてロータ２０を囲む。ステータコア３１は、ロータ２０と径方向に隙間をあけて対向する。すなわち、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。ステータコア３１は、例えば、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成される積層鋼板である。

ステータコア３１は、略環状のコアバック３１ａと、複数のティース３１ｂと、を有する。本実施形態では、コアバック３１ａは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。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延びる。コアバック３１ａの外周面は、ハウジング１１の周壁部の内周面と固定される。複数のティース３１ｂは、コアバック３１ａの径方向内側面に、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、周方向に等間隔に配列する。

インシュレータ３０Ｚは、ステータコア３１に装着される。インシュレータ３０Ｚは、ティース３１ｂを覆う部分を有する。インシュレータ３０Ｚの材料は、例えば樹脂などの絶縁材料である。

コイル３０Ｃは、ステータコア３１に取り付けられる。複数のコイル３０Ｃは、インシュレータ３０Ｚを介してステータコア３１に装着される。複数のコイル３０Ｃは、インシュレータ３０Ｚを介して各ティース３１ｂに導線が巻き回されることで構成される。

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に搭載した例について説明する。

図８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、操舵軸１１４と、オイルポンプ１１６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、車軸１１３に油圧による駆動力を伝えるパワーシリンダ１１５に油圧を発生させる。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。

マグネット部２３ａ，２３ｂの各形状および磁性部２４の形状は、前述の実施形態で説明した例に限らない。第１マグネット部２３ａの形状と、第２マグネット部２３ｂの形状とは、互いに異なっていてもよい。例えば、第１マグネット部２３ａの径方向の厚さおよび磁性部２４の径方向の厚さの和と、第２マグネット部２３ｂの径方向の厚さとが、互いに同じであることとしてもよい。この場合、ロータ２０と、ロータ２０に径方向外側から対向するステータ３０と、の径方向のギャップ（隙間）を、周方向および軸方向に均等化できる。

ロータ２０に樹脂モールド部２６を設ける代わりに、または設けつつ、径方向に互いに接触する平面部２２ａ、マグネット部２３ａ，２３ｂおよび磁性部２４同士が、接着等により固定されてもよい。

図９は、前述の実施形態で説明したロータ２０の、カバー部２５の変形例を示す。このロータ２０は、カバー部２５を１つ有する。カバー部２５は、ロータコア２２に軸方向他方側（下側）から一方側（上側）に向けて取り付けられる。カバー部２５は、底壁部２５ａと、周壁部２５ｂと、柱部２５ｄと、を有する。柱部２５ｄは、底壁部２５ａの外周部から軸方向に延びる。径方向から見て、柱部２５ｄは、溝部２２ｃと重なって配置される。柱部２５ｄは、溝部２２ｃの径方向外側に配置されて、溝部２２ｃの軸方向全長にわたって延びる。柱部２５ｄは、周方向に隣り合う一対のマグネット部２３ａ，２３ｂ同士の間に配置される。柱部２５ｄは、磁性部２４を周方向から支持する。図示の例では、柱部２５ｄが板状である。柱部２５ｄは、中心軸Ｊに垂直な断面の形状が、Ｖ字状である。この変形例によれば、部品点数を削減でき、製造をより容易化できる。なお、カバー部２５は、底壁部２５ａを有さなくてもよい。この場合、周壁部２５ｂおよび柱部２５ｄは、他の固定手段によりロータコア２２と固定される。

前述の実施形態では、ロータコア２２の径方向外側面に、第１の部分Ｓ１および第２の部分Ｓ２が、軸方向に並んで１つずつ配置される例を挙げたが、これに限らない。ロータコア２２の径方向外側面に、少なくとも１つの第１の部分Ｓ１および少なくとも１つの第２の部分Ｓ２が、軸方向に並んで計３つ配置されてもよい。このように、軸方向に第１の部分Ｓ１および第２の部分Ｓ２が計３つ並んで配置される場合にも、上述の作用効果が得られる。なおこの場合、計３つの部分Ｓ１，Ｓ２に、径方向に積層する第１マグネット部２３ａおよび磁性部２４の組が、軸方向に並ぶ１列あたりに１つまたは２つ配置される。

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に搭載される一例を挙げたが、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の多様な機器に用いることができる。

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、変形例およびなお書き等で説明した各構成（構成要素）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、２１…シャフト、２２…ロータコア、２２ｂ…孔部、２２ｃ…溝部、２３ａ，２３ｂ…マグネット部、２３ａ…第１マグネット部、２３ｂ…第２マグネット部、２４…磁性部、２５…カバー部、３０…ステータ、１００…電動パワーステアリング装置、Ｊ…中心軸、Ｓ１…第１の部分、Ｓ２…第２の部分

Claims

中心軸を有するシャフトと、
前記シャフトと固定されるロータコアと、
前記ロータコアの径方向外側面に、周方向および軸方向にそれぞれ配列して複数設けられるマグネット部と、
複数の前記マグネット部のうち、所定の複数の前記マグネット部の径方向外側面に設けられるシート状の複数の磁性部と、を備え、
複数の前記マグネット部は、
前記マグネット部の径方向外側面のうち、周方向の少なくとも一部に前記磁性部が配置される複数の第１マグネット部と、
前記マグネット部の径方向外側面に、前記磁性部が配置されない複数の第２マグネット部と、を有し、
前記ロータコアの径方向外側面のうち、軸方向に沿う第１の部分では、前記第１マグネット部と前記第２マグネット部とが周方向に交互に配置され、
前記ロータコアの径方向外側面のうち、軸方向に沿う前記第１の部分と異なる第２の部分では、前記第１マグネット部と前記第２マグネット部とが周方向に交互に配置され、
軸方向から見て、
前記第１の部分の前記第１マグネット部と、前記第２の部分の前記第２マグネット部とが重なって配置され、
前記第１の部分の前記第２マグネット部と、前記第２の部分の前記第１マグネット部とが重なって配置される、ロータ。
請求項１に記載のロータであって、
軸方向から見て、
前記第１の部分の前記第１マグネット部の周方向の中心部と、前記第２の部分の前記第２マグネット部の周方向の中心部とが、互いに重なって配置され、
前記第１の部分の前記第２マグネット部の周方向の中心部と、前記第２の部分の前記第１マグネット部の周方向の中心部とが、互いに重なって配置される、ロータ。
請求項１または２に記載のロータであって、
軸方向から見て、
前記第１の部分の前記第１マグネット部の周方向の両端部と、前記第２の部分の前記第２マグネット部の周方向の両端部とが、互いに重なって配置され、
前記第１の部分の前記第２マグネット部の周方向の両端部と、前記第２の部分の前記第１マグネット部の周方向の両端部とが、互いに重なって配置される、ロータ。
請求項１～３のいずれか一項に記載のロータであって、
軸方向に並ぶ前記第１の部分の前記第１マグネット部と前記第２の部分の前記第２マグネット部が、単一の部材の部分であり、
軸方向に並ぶ前記第１の部分の前記第２マグネット部と前記第２の部分の前記第１マグネット部が、単一の部材の部分である、ロータ。
請求項１～４のいずれか一項に記載のロータであって、
前記ロータコアの径方向外側面に、前記第１の部分および前記第２の部分が、軸方向に交互に並んで同じ数ずつ配置される、ロータ。
請求項５に記載のロータであって、
前記ロータコアの径方向外側面に、前記第１の部分および前記第２の部分が、軸方向に並んで１つずつ配置される、ロータ。
請求項１～４のいずれか一項に記載のロータであって、
前記ロータコアの径方向外側面に、少なくとも１つの前記第１の部分および少なくとも１つの前記第２の部分が、軸方向に並んで計３つ配置される、ロータ。
請求項１～７のいずれか一項に記載のロータであって、
前記第１マグネット部の径方向外側面に、周方向の全長にわたって前記磁性部が配置される、ロータ。
請求項１～８のいずれか一項に記載のロータであって、
前記ロータコアおよび前記マグネット部の径方向外側に位置する部分を有するカバー部を備え、
前記磁性部が、前記カバー部の一部である、ロータ。
請求項１～９のいずれか一項に記載のロータであって、
前記第１マグネット部の径方向の厚さと、前記第２マグネット部の径方向の厚さとが、互いに同じである、ロータ。
請求項１～９のいずれか一項に記載のロータであって、
前記第１マグネット部の径方向の厚さおよび前記磁性部の径方向の厚さの和と、前記第２マグネット部の径方向の厚さとが、互いに同じである、ロータ。
請求項１～１１のいずれか一項に記載のロータであって、
前記ロータコアは、前記ロータコアを軸方向に貫通する孔部を有する、ロータ。
請求項１２に記載のロータであって、
前記孔部は、前記ロータコアに周方向に互いに間隔をあけて複数配置される、ロータ。
請求項１～１３のいずれか一項に記載のロータであって、
前記ロータコアは、前記ロータコアの径方向外側面から径方向内側に窪み、軸方向に延びる溝部を有し、
前記溝部は、周方向に隣り合う一対の前記マグネット部同士の間に配置されて径方向外側に開口し、径方向外側に向かうにしたがい溝幅が小さくなる、ロータ。
請求項１～１４のいずれか一項に記載のロータと、
前記ロータと径方向に隙間をあけて対向するステータと、を備える、モータ。
請求項１５に記載のモータを備える、電動パワーステアリング装置。