JP6411833B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

本発明は、高トルク・低コギングのブラシレスモータに関し、特に、電動パワーステアリング装置の駆動源に適用して好適なブラシレスモータに関する。

自動車等の操舵力補助のため、近年多くの車両にいわゆるパワーステアリング装置が装備されている。パワーステアリング装置としては、近年、エンジン負荷軽減や重量低減等の観点から、電動モータを駆動源とした電気式の動力操舵装置（いわゆる電動パワーステアリング装置：ＥＰＳ）が増大している。電動パワーステアリング装置の動力源であるモータには、複雑な制御が必要となるものの、メンテナンスの容易さからブラシレスモータが望ましく、制御素子やコントローラの高性能化と共に、ブラシレスモータを用いたＥＰＳシステムが主流となりつつある。

一方、ＥＰＳシステムにおいては、モータのコギングトルクが大きくなると、無通電時における操舵フィーリングが悪化するという問題があり、ＥＰＳ用のブラシレスモータでは、コギングトルクは重要な性能要素のひとつとなっている。従来より、コギングトルクの低減手法としては、特許文献１に示されているように、固定子界磁鉄心の突極先端部に補助溝を設けたり、回転子や固定子にスキューを施したりする方法が知られており、ＥＰＳ用のブラシレスモータにもこれらの構成は多用されている。

特開平10-42531号公報

しかしながら、コギングトルクを低減するために補助溝やスキューを設定しても、必ずしも効率良くコギングトルクを低減できない。また、コギングを低減できた場合でも、補助溝やスキューの設置に伴い、トルクが低減してしまうという問題があった。トルクが低下してしまうと、所望の出力を得るためモータ体格を大きくせざるを得ず、モータの小型軽量化に対する要請に反するという問題もあった。

本発明の目的は、トルクの低下を最小限としつつ、コギングトルクの低減を図り、高トルク・低コギングトルクのブラシレスモータを提供することにある。

本発明のブラシレスモータは、リング状のバックコア部と、前記バックコア部から径方向内側に向かって突設された複数個のティースを備えたステータと、前記ステータの内側に回転自在に配置され、回転軸上に装着されたロータコアと、前記ロータコアの外周面に配置されたマグネットと、を備えたロータと、を有するブラシレスモータであって、前記マグネットは、軸方向に垂直な断面がＤ形に形成され、円弧状の外周面と、平面状の内周面を有し、前記ロータコアは、軸方向に垂直な断面が多角形状に形成され、その外周に、前記マグネットの前記内周面が取り付けられる平面部を有し、前記ティースは、前記バックコア部から径方向に延びるティース本体と、前記ティース本体の内径側に該ティース本体と一体に形成され、その周方向両側に周方向に沿って延びる一対のスラント部が突設された先端部と、前記先端部の内径側端面に形成され、前記マグネットとエアギャップを介して対向する先端面と、前記先端面の周方向中央に凹設され、前記回転軸方向に沿って延びる溝部、とを有し、前記溝部は、前記ロータの回転時に、前記平面部の角部と前記ティースの前記先端面との間の距離Ｌｇの変動が小さくなるように、深さｄが、前記ロータの中心から前記ティース本体の周方向側面の延長線Ｐと前記スラント部の傾斜面の延長線Ｑの交点であるティーススラント交点Ｘまでの距離をＬｘ、前記先端面の内径の半径をＲｔとしたとき、前記Ｌｘと前記Ｒｔの差の１／３以下の値に設定されており(０＜ｄ≦（Ｌｘ−Ｒｔ）／３)、かつ、幅Ｗｇが、前記ティース本体の幅Ｗｔよりも小さく、前記幅Ｗｔの１／２以上の値に設定されている（Ｗｔ＞Ｗｇ≧Ｗｔ／２）ことを特徴とする。

本発明にあっては、ティース先端面の中央に溝部を凹設し、当該溝部の深さｄを０＜ｄ≦（Ｌｘ−Ｒｔ）／３、幅ＷｇをＷｔ＞Ｗｇ≧Ｗｔ／２（Ｌｘ：ロータ中心から、ティース本体の周方向側面の延長線Ｐとスラント部傾斜面の延長線Ｑの交点であるティーススラント交点Ｘまでの距離，Ｒｔ：ティース先端面の内径の半径，Ｗｔ：ティース本体の幅）に設定することにより、スラント部を磁気飽和させて、無通電回転時にティース内に流入する磁束量を制御することができ、コギングトルクを低減させることが可能となる。また、従来の補助溝よりも深さを小さくすることにより、溝部におけるエアギャップを小さくでき、有効磁束を増大し、トルクの減少量を少なく抑えられる。

前記ブラシレスモータにおいて、前記溝部の底面を、前記回転軸の中心を中心とする、前記先端面と同心の円弧状に形成しても良い。これにより、ティース先端部におけるエアギャップが均等に近付くため、コギングトルクの低減が図られる。

前記マグネットの外周面を円弧状に形成すると共に、前記マグネットの外周面を、前記溝部の底面及び前記先端面とは異なる曲率に形成しても良い。これにより、隣接するマグネット間での磁束の変化を滑らかにでき、コギングトルクの低減が図られる。

前記マグネットの軸方向に垂直な断面をＤ形に形成し、円弧状の外周面と平面状の内周面を設けても良い。これにより、マグネット中央部を厚くでき、マグネットの有効磁束を増加させることができ、溝部設置に伴うトルク減少が補填される。

前記ステータコアの軸方向長Ｌｓを前記ロータコアの軸方向長Ｌｒより長く（Ｌｓ＞Ｌｒ）設定しても良い。これにより、軸方向端面からの磁束の漏れを抑制でき、コギングトルクの低減が図られる。

前記ロータをスキュー構造とし、そのスキュー角θを２０°≦θ≦２４°に設定しても良い。これにより、例えば、２Ｐ３Ｓ×ｎ構造のブラシレスモータに生じる誘起電圧のうちコギングトルクに関与する次数成分が抑制され、コギングトルクの低減が図られる。

また、前記ブラシレスモータを電動パワーステアリング装置の駆動源として使用しても良い。当該ブラシレスモータは、コギングトルクの低減が図られた高トルク・低コギングのモータであり、これを電動パワーステアリング装置の駆動源として使用することにより、スムーズで快適なステアリング操作が可能となる。

本発明のブラシレスモータによれば、ティース先端面の中央に溝部を凹設し、当該溝部の深さｄを０＜ｄ≦（Ｌｘ−Ｒｔ）／３、幅ＷｇをＷｔ＞Ｗｇ≧Ｗｔ／２（Ｌｘ：ロータ中心から、ティース本体の周方向側面の延長線Ｐとスラント部傾斜面の延長線Ｑの交点であるティーススラント交点Ｘまでの距離，Ｒｔ：ティース先端面の内径の半径，Ｗｔ：ティース本体の幅）に設定したので、ティース先端部に突設されたスラント部を磁気飽和させ、ティースに流れる磁束の量を制御することが可能となる。また、溝部の深さが浅いため、従来の深い補助溝に比して、溝部におけるエアギャップを小さくでき、有効磁束を増大させることが可能となる。このため、トルクを確保しつつ、ティースに流れる磁束量を制御してコギングトルクの低減を図ることでき、高トルク・低コギングトルクのブラシレスモータを提供することが可能となる。

本発明の一実施の形態であるブラシレスモータの構成を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１のブラシレスモータにおけるティース近傍の構成を示す拡大図である。 ロータの回転に伴うロータコアとマグネットの移動状態を示す説明図である。 溝部の深さｄとトルクとの関係を示すグラフである。 従来のブラシレスモータにおけるティース近傍の構成を示す拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態であるブラシレスモータ１（以下、モータ１と略記する）の構成を示す断面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。モータ１は、例えば、コラムアシスト式ＥＰＳの動力源として使用され、ハンドル操作方向に応じて正逆回転しつつ、自動車のステアリングシャフトに対し動作補助力を付与する。図１に示すように、モータ１は、外側にステータ（固定子）２、内側にロータ（回転子）３を配したインナーロータ型の構成となっている。モータ１は、ステアリングシャフトに設けられた図示しない減速機構部に取り付けられ、モータ１の回転は、この減速機構部によってステアリングシャフトに減速されて伝達される。

ステータ２は、鉄等にて有底円筒状に形成されたハウジング４内に取り付けられている。ハウジング４はモータケースを兼ねており、ステータ２はハウジング４の内周面に圧入等の固定手段により固定される。ステータ２は、ステータコア５と、ステータコア５に巻装されたコイル６とを備えている。ステータコア５は、鋼製の板材（例えば、電磁鋼板）を多数積層して形成されている。図２に示すように、ステータコア５は、リング状のバックコア部２１と、バックコア部２１から径方向内側に向かって突設された複数個のティース２２を有している。ティース２２には、合成樹脂製のインシュレータ２３を介して、コイル６が巻装されている。

ティース２２は、バックコア部２１から径方向内側に向かって径方向に延びるティース本体２４と、ティース本体２４の内径側にティース本体２４と一体に形成されたティース先端部２５とから構成されている。ティース先端部２５の周方向両側には、周方向に向かって延びる一対のスラント部２６が突設されている。また、ティース先端部２５の内径側端面は、ロータ３とエアギャップＧを介して対向するティース先端面２７となっている。ティース先端面２７の周方向中央には、溝部２８が凹設されている。溝部２８は、軸方向に沿ってステータコア５の全長に亘って凹設されている。

隣接するティース２２の間には、スロット２９が形成されている。モータ１では、ティース２２は９個設けられており、９スロット構成となっている。スロット２９内にはコイル６が収容される。モータ１では、隣接するティース２２間の開口幅Ｗａが従来のモータ（図６参照）におけるティース５１の周方向の幅に対するティース５１間の開口幅の比率に対して大きく設定されている（約１８％拡大）。ティース間の開口幅が大きくなると、その分、漏れインダクタンスが低減され、インダクタンスが低下するため、回転数アップが図られる。また、ティース２２やバックコア部２１の幅も図６のティース５１やバックコア部５５の比率に対して大きく設定されており（約１９％拡大）、磁路幅が増大し、磁気飽和の抑制が図られている。このため、漏れ磁束が低下すると共に有効磁束も増大し、トルクアップが図られる。

ステータコア５の一端側には合成樹脂製のバスバーユニット７が取り付けられる。ステータコア５は、バスバーユニット７を取り付けた後、後述する様に所定の電気接続がなされた後でハウジング４内に圧入固定される。バスバーユニット７の本体部内には銅製のバスバー３１がインサート成形されている。バスバー３１は、モータ１の相数に対応した個数（ここでは、Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相分の３個と図示しない相間接続用の１個の計４個）設けられている。各バスバー３１には複数個の給電用端子３２が径方向に突設されており、バスバーユニット７の周囲には給電用端子３２が放射状に突出している。ステータコア５の一端側にはコイル６の端部６ａが引き出されており、バスバーユニット７の取り付けに際し、給電用端子３２はコイル端部６ａと溶接される。これにより、各コイル６は、その相に対応した給電用端子３２と電気的に接続される。バスバー３１の端部はバスバーユニット７の端面から軸方向に延出され、バスバー端子３３を形成している。

ハウジング４の開口部にはアルミニウム合金製のブラケット８が取り付けられ、ブラケット８の内側には、ねじ９によってターミナルユニット１１が固定される。ターミナルユニット１１には、バスバー端子３３と接合されるパワーターミナル３４がインサート成形されている。パワーターミナル３４はＵ,Ｖ,Ｗの各相ごとに設けられ、その一端側３４ａは開口部３５内に配置されている。パワーターミナル３４の他端側３４ｂはモータ１の外部に引き出されている。ブラケット８をハウジング４に組み付けると、バスバーユニット７から軸方向に延びるバスバー端子３３が、開口部３５内にてパワーターミナル３４と並列に対向する。モータ１では、ハウジング４にブラケット８を取り付けた後、開口部３５内にてバスバー端子３３とパワーターミナル３４を溶接固定する。

ステータ２の内側には、ロータ３が挿入される。ロータ３は、モータ回転軸となるシャフト１２を有している。シャフト１２は、ボールベアリング（以下、ベアリングと略記する）１３ａ,１３ｂによって回転自在に支持されている。ベアリング１３ａは、ハウジング４の底部中央に形成されたベアリング収容部４ａに固定されている。ベアリング１３ｂは、ブラケット８の中央部に形成されたベアリング固定部８ａに固定されている。

シャフト１２にはロータコア１４が軸方向に３個（１４ａ〜１４ｃ）固定されており、ロータ３はステップスキュー構造（ここでは３段）となっている。この場合、スキュー角θは、極数をＰ、スロット数をＳ、Ｕは３６０をＰとＳの最小公倍数で割った数、Ｖ＝３６０／（Ｐ／２）／５としたとき、Ｕ≦θ≦Ｖの範囲に設定されている。モータ１は、６Ｐ９Ｓであることから、２０°≦θ≦２４°となり、ここでは２２°に設定されている。これにより、従来のモータに比して、極−スロット関係により生じるコギングトルクの次数成分(６Ｐ９Ｓは１８次)を抑制でき、コギングトルクの低減が図られる。

ロータコア１４もまた鋼製の薄板材を積層して形成されており、モータ１では、ロータコア１４の積厚の合計をＬｒ、ステータコア５の積厚をＬｓとしたとき、Ｌｓ＞Ｌｒとなるように設定されている。つまり、ステータコア５の軸方向長の方が、ロータコア１４の軸方向長よりも長くなっており、ステータコア５が軸方向にオーバーハングした状態となっている。このように、ステータ側をロータ側より長くすることにより、軸方向からの磁束の漏れが抑制され、コギングトルクの低減が図られる。

ロータ３はＳＰＭ(表面磁石型)構造となっており、ロータコア１４の外周には、エアギャップＧを介してティース２２と対向するように、マグネット（永久磁石）１５が取り付けられている。マグネット１５は、周方向に沿って６個取り付けられており、モータ１は、６極９スロット（６Ｐ９Ｓ）構成となっている。図２に示すように、モータ１では、マグネット１５として、軸方向断面（シャフト１２の延伸方向に垂直な断面）がＤ形に形成されたセグメントタイプのマグネットが使用されており、円弧状の外周部１５ａと、平面状の内周部１５ｂを有している。外周部１５ａの円弧中心Ｏｍは、ロータ３の中心Ｏｒと異なっており、ロータ３に対し偏心した状態となっている。このように、外周部１５ａの円弧を偏心させると、隣接するマグネット１５間の磁束変化を滑らかにすることができ、コギングトルクの低減が図られる。

また、Ｄ形断面のマグネット１５は、内外径側の面が円弧状となっている従来のマグネットに比して、マグネット中央部の寸法（厚み）が大きくなる。このため、有効磁束量が大きくなると共に、インダクタンスも低下し、その分、トルクアップが図られる。なお、ロータ３は、その外径も従来のモータより小径化されており（例えば、φ４５→φ４０：約１０％小径化）、ロータイナーシャも低減されている。また、外径が小さくなるに伴い、マグネット間の間隙も小さくなるため、ティース−マグネット間のギャップにおける磁束密度が増大し、この点においてもトルクアップが図られている。

ロータコア１４は、Ｄ形断面のマグネットを周方向に６個配すべく断面が六角形となっている。ロータコア１４の外周に形成された平面部１６ａには、マグネット１５の内周部１５ｂが取り付けられる。マグネット１５は、合成樹脂製のマグネットホルダ１７（１７ａ〜１７ｃ）によって、ロータコア１４ａ〜１４ｃの外周に配される。ロータコア１４の６つの角部には、マグネットホルダ１７の脚部１８が係合する係合溝１９が軸方向に沿って刻設されている。マグネット１５は、マグネットホルダ１７ａ〜１７ｃによって軸方向に３列配置される。マグネット１５の外側には、有底円筒形状のマグネットカバー２０が取り付けられる。

ロータ３とブラケット８との間（ロータ３の図１において左側）には、回転角度検出手段であるレゾルバ４１が配設されている。レゾルバ４１は、ロータ３と共に回転するレゾルバロータ４２と、レゾルバロータ４２の外側に配されたレゾルバステータ４３とから構成されている。レゾルバロータ４２は、マグネットホルダ１７ａの左端部に取り付けられている。レゾルバステータ４３は、金属製のレゾルバホルダ４４内に圧入固定されている。レゾルバホルダ４４は有底円筒形状に形成されており、ブラケット８の中央部に突設されたレゾルバ取付部８ｂの外周に軽圧入され、ねじ９によってターミナルユニット１１と共にブラケット８の内側に固定される。

ここで、モータ１では、トルクアップを図るべく、Ｄ形断面のマグネット１５が使用されているが、有効磁束を増加させ更なるトルクアップを図るべく、発明者らは、図６の構成から補助溝５２を廃止した。ところが、補助溝５２を廃止すると、トルクはアップするものの、コギングトルクが大きくなってしまうという問題が生じた。前述のように、ＥＰＳ用のブラシレスモータにとって、コギングトルクの増加は操舵フィーリングの悪化につながり好ましくない。そこで、補助溝廃止とコギングトルク増大との因果関係を検討した結果、Ｄ形マグネットの採用に伴い、ロータコア１４に平面部１６ａを設けたことが影響していることが推認された。

図３は、モータ１におけるティース先端部近傍の構成を示す拡大図、図４は、ロータ３の回転に伴うロータコア１４とマグネット１５の移動状態を示す説明図である。図４に示すように、ロータ３が回転すると、ロータコア１４とマグネット１５も回転し、その際、平面部１６ａの角部１６ｂとティース２２との間の距離Ｌｇも変動する。すなわち、角部１６ｂがティース２２の中心に近付くほど、角部１６ｂとティース先端面２７の間の距離Ｌｇも小さくなる。図６の構成では、ロータコア５３の外周面５３ａは、ティース５１の先端面５１ａと同心状の円弧となっており、ロータが回転しても両者間の距離は変動しない。これに対し、モータ１では、ロータコア１４の角部１６ｂとティース先端面２７の距離がロータ３の回転により変化し、これがコギングトルク増大の一因となっているとも考えられる。

そこで、本発明によるモータ１では、ロータ３の回転に伴う距離Ｌｇの変動を抑えるべく、ティース先端面２７に溝部２８が１個形成されている。溝部２８は、各ティース２２の先端部中央に形成されており、軸方向に沿ってロータコア１４の全長に亘って凹設されている。溝部２８の深さｄは、ステータ２の中心（ロータ３の中心Ｏｒと同心）からティーススラント交点Ｘまでの距離をＬｘ、ステータ内径（ティース先端面２７の内径）の半径をＲｔとしたとき、ＬｘとＲｔの差の１／３以下の値に設定されている(０＜ｄ≦（Ｌｘ−Ｒｔ）／３)。なお、ティーススラント交点Ｘとは、ティース２２の周方向側面２２ａの延長線Ｐと、ティース２２のスラント部２６の傾斜面２６ａの延長線Ｑの交点を意味している。

また、溝部２８の幅Ｗｇは、ティース本体２４の幅Ｗｔよりも小さく、かつ、幅Ｗｔの１／２以上の値に設定されている（Ｗｔ＞Ｗｇ＞Ｗｔ／２）。加えて、溝部２８は、角部１６ｂの通過に伴う一種の逃げ溝であることから、溝部２８の底面２８ａは円弧状に形成されており、ステータ２やロータ３と同心状となっている。

このような溝部２８をティース先端面２７に形成することにより、ロータコア角部１６ｂとティース先端面２７の間の距離Ｌｇの変動が小さくなり、コギングトルクの低減を図ることが可能となる。また、溝部２８は、底面２８ａが円弧状となっているため、距離Ｌｇと共に、マグネット−ティース間のエアギャップＧを均等化でき、この点からもコギングトルクの低減が図られる。さらに、溝部２８は、図６の補助溝５４のような疑似スロット的な溝とは異なり逃げ溝的な構成であるため、従来の補助溝５４よりも深さが小さく、溝部２８の部位におけるエアギャップＧを小さくできる。このため、補助溝５４を設けた従来のモータよりも有効磁束を増大させることができ、溝部２８を設けつつも、その影響によるトルク減少を少なく抑えられる。なお、モータ１では、Ｄ形マグネットの使用によりトルクアップが図られており、溝部２８を設けたことによるトルク減少分はこれによっても補填される。

加えて、モータ１においては、ティース２２間の開口幅Ｗａが広めに設定され、ティース２２のスラント部２６が図６のものに比して小さくなっている。その上、各ティース２２には溝部２８が形成されているため、スラント部２６の幅がさらに小さくなる。このため、スラント部２６が磁気飽和し易くなり、無通電回転時にステータ２側に流れる磁束量をコントロールすることができる。従って、溝部２８の深さや幅を適切な大きさに設定することにより、スラント部２６を磁気飽和させることができ、この点からもコギングトルクの低減が図られる。

例えば、半径Ｒｔ＝２１ｍｍのモータ１において、溝部２８の深さｄを０.６３ｍｍ、幅Ｗｇを４.９ｍｍに設定することにより、発明者らの解析によれば、モータ１のコギングトルクは約１２ｍＮ・ｍ以下に抑えられる。また、図５に示すように、ｄ＝０.６３ｍｍの場合のトルクは約４.４１Ｎｍとなり、溝部２８を形成しない場合のトルクは約４.６２Ｎｍとなることから、溝部形成によるトルクの低下は約４.５％以下に抑えられる。すなわち、モータ１は、トルク低下を４.５％以下に抑えて約４.４１Ｎｍのトルクを確保しつつ、コギングトルクを約１２ｍＮ・ｍ以下に抑えることが可能となり、高トルク・低コギングのＥＰＳ用のモータとしては最適な仕様を実現することができる。

本発明は前述のような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施形態では、６極９スロット（６Ｐ９Ｓ）構成のブラシレスモータに本発明を適用した例を示したが、本発明は、２Ｐ３Ｓの整数倍の構成のモータに広く適用可能である。また、前述の実施形態では、バックコア部が一体成形された場合のステータコアについての例を示したが、バックコア部が周方向に分割された、いわゆる分割コア方式のステータコアにも本発明は適用可能である。さらに、前述の実施形態では、溝部の両側の隅部が角形状のものについての例を示したが、溝部の両側の隅部は、溝部の底面からティース先端面にかけて連続的に曲面形状で構成するようにしてもよい。

本発明のブラシレスモータは、電動パワーステアリング装置の駆動源以外にも、自動車に搭載される他の電動装置や、ハイブリッド自動車、電気自動車、エアコン等の電気製品等にも広く適用可能である。

１ ブラシレスモータ
２ ステータ
３ ロータ
４ ハウジング
４ａ ベアリング収容部
５ ステータコア
６ コイル
６ａ コイル端部
７ バスバーユニット
８ ブラケット
８ａ ベアリング固定部
８ｂ レゾルバ取付部
９ ねじ
１１ ターミナルユニット
１２ シャフト
１３ａ,１３ｂ ベアリング
１４ ロータコア
１４ａ〜１４ｃ ロータコア
１５ マグネット
１５ａ 外周部
１５ｂ 内周部
１６ａ ロータコア平面部
１６ｂ ロータコア角部
１７ マグネットホルダ
１７ａ〜１７ｃ マグネットホルダ
１８ マグネットホルダ脚部
１９ 係合溝
２０ マグネットカバー
２１ バックコア部
２２ ティース
２２ａ 周方向側面
２３ インシュレータ
２４ ティース本体
２５ ティース先端部
２６ スラント部
２６ａ 傾斜面
２７ ティース先端面
２８ 溝部
２８ａ 底面
２９ スロット
３１ バスバー
３２ 給電用端子
３３ バスバー端子
３４ パワーターミナル
３４ａ 一端側
３４ｂ 他端側
３５ 開口部
４１ レゾルバ
４２ レゾルバロータ
４３ レゾルバステータ
４４ レゾルバホルダ
５１ ティース
５１ａ 先端面
５２ 補助溝
５３ ロータコア
５３ａ 外周面
５４ 補助溝
５５ バックコア部
ｄ 溝部深さ
Ｐ ティース本体の周方向側面の延長線
Ｑ スラント部傾斜面の延長線
Ｘ ティーススラント交点
Ｏｒ ロータ中心（＝ステータ中心）
Ｌｘ ステータ中心−ティーススラント交点Ｘ間距離
Ｒｔ ティース先端面内径半径
Ｗｇ 溝部周方向幅
Ｗｔ ティース本体周方向幅
Ｇ エアギャップ
Ｌｇ ロータコア角部−ティース先端面間距離
Ｗａ ティース間開口幅
Ｏｍ マグネット外周部円弧中心
θ スキュー角
Ｌｒ ロータコア軸方向長
Ｌｓ ステータコア軸方向長

Claims (6)

1. リング状のバックコア部と、前記バックコア部から径方向内側に向かって突設された複数個のティースを備えたステータと、
   前記ステータの内側に回転自在に配置され、回転軸上に装着されたロータコアと、前記ロータコアの外周面に配置されたマグネットと、を備えたロータと、を有するブラシレスモータであって、
   前記マグネットは、軸方向に垂直な断面がＤ形に形成され、円弧状の外周面と、平面状の内周面を有し、
   前記ロータコアは、軸方向に垂直な断面が多角形状に形成され、その外周に、前記マグネットの前記内周面が取り付けられる平面部を有し、
   前記ティースは、
   前記バックコア部から径方向に延びるティース本体と、
   前記ティース本体の内径側に該ティース本体と一体に形成され、その周方向両側に周方向に沿って延びる一対のスラント部が突設された先端部と、
   前記先端部の内径側端面に形成され、前記マグネットとエアギャップを介して対向する先端面と、
   前記先端面の周方向中央に凹設され、前記回転軸方向に沿って延びる溝部、とを有し、
   前記溝部は、前記ロータの回転時に、前記平面部の角部と前記ティースの前記先端面との間の距離Ｌｇの変動が小さくなるように、
   深さｄが、前記ロータの中心から前記ティース本体の周方向側面の延長線Ｐと前記スラント部の傾斜面の延長線Ｑの交点であるティーススラント交点Ｘまでの距離をＬｘ、前記先端面の内径の半径をＲｔとしたとき、前記Ｌｘと前記Ｒｔの差の１／３以下の値に設定されており(０＜ｄ≦（Ｌｘ−Ｒｔ）／３)、かつ、
   幅Ｗｇが、前記ティース本体の幅Ｗｔよりも小さく、前記幅Ｗｔの１／２以上の値に設定されている（Ｗｔ＞Ｗｇ≧Ｗｔ／２）ことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 請求項１記載のブラシレスモータにおいて、
   前記溝部の底面は、前記回転軸の中心を中心とする、前記先端面と同心の円弧状に形成されてなることを特徴とするブラシレスモータ。
3. 請求項１又は２記載のブラシレスモータにおいて、
   前記マグネットは外周面が円弧状に形成され、
   前記マグネットの外周面は、前記溝部の底面及び前記先端面とは異なる曲率に形成されてなることを特徴とするブラシレスモータ。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ステータコアの軸方向長Ｌｓは、前記ロータコアの軸方向長Ｌｒより長い（Ｌｓ＞Ｌｒ）ことを特徴とするブラシレスモータ。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ロータはスキュー構造を有し、そのスキュー角θが２０°≦θ≦２４°に設定されていることを特徴とするブラシレスモータ。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ブラシレスモータは、電動パワーステアリング装置の駆動源として使用されることを特徴とするブラシレスモータ。

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