モータ
【課題】コギングトルクが理論上０「ゼロ」となるスキューの角度であって、角度が相対的に小さいスキューの角度を求めて、コギングトルクを低減させると共に、スキューの角度の大きさに起因するモータの出力トルクの低下を防止し、また、巻線を巻回させる作業効率の低下を防止して、ひいては生産性の低下を防止することができるモータを提供する。
【解決手段】コア部材１００を積み重ねて形成される積層コア５３を有して、コア部材１００のティース部６２・６２・・相互間に形成されるスロット部６４によって、積層コア５３に軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキュー７０を形成して、スキュー７０の角度θｓ１を、数式（１）によって算出した角度θｓ２に基づいて決定する。
【解決手段】コア部材１００を積み重ねて形成される積層コア５３を有して、コア部材１００のティース部６２・６２・・相互間に形成されるスロット部６４によって、積層コア５３に軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキュー７０を形成して、スキュー７０の角度θｓ１を、数式（１）によって算出した角度θｓ２に基づいて決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの技術に関し、特にコギングトルクを低減させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の永久磁石（磁極）を周方向に配置して環状に形成される界磁部と、前記界磁部の内側に対向して配置されて前記界磁部と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コアと、を具備するモータの技術は公知となっている。このような構成のモータにおいては、積層コアと界磁部とが相互に吸引力を有しているため、電流が印加されていない状態であっても前記積層コアが回転された場合には、いわゆるコギングトルクが発生する。
【０００３】
このようにコギングトルクが発生すると、前記モータの使用用途に応じた様々な問題がある。例えば、前記モータをＥＧＲバルブの駆動用モータとして使用した場合には、次に示すような問題がある。
【０００４】
すなわち、通電をＯＦＦとしてＥＧＲバルブを作動させない場合には、フェイルセーフの観点から、バネ等の付勢力により前記ＥＧＲバルブが全閉側に閉まるように力を加えている。かかる場合、発生するコギングトルクが大きいと、前記コギングトルクに打ち勝つようなより大きな付勢力を加える必要がある。しかしながら、通電をＯＮとしてＥＧＲバルブを作動させる場合には、前記付勢力は抵抗力となるため、前記モータの出力をより一層上げる必要がある。このように、発生したコギングトルクが大きいと、前記モータの出力をより一層上げる必要があるという問題がある。さらに、前記ＥＧＲバルブのバルブ開度により（前記モータの位相により）出力トルクが変動するため、前記ＥＧＲバルブの制御が不安定になるという問題がある。
【０００５】
これに対して、コギングトルクを低減させる技術が公知となっている。例えば、特許文献１から３に記載された技術においては、積層コアに軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキューが形成される。これによって、積層コアの各部位におけるコギングトルクカーブが相互に合成されることによって打ち消しあって、積層コア全体としてのコギングトルクを低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１６８０６号公報
【特許文献２】特開２００５−２０９３０号公報
【特許文献３】特開２０１０−２７９１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、積層コアに形成されたスキューの角度が大きくなり過ぎると、モータの出力トルクが低下するという問題や、巻線を巻回させる作業効率が低下し、ひいては前記モータの生産性が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、コギングトルクが理論上０「ゼロ」となるスキューの角度であって、角度が相対的に小さいスキューの角度を求めて、コギングトルクを低減させると共に、スキューの角度の大きさに起因するモータの出力トルクの低下を防止し、また、巻線を巻回させる作業効率の低下を防止して、ひいては生産性の低下を防止することができるモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、複数の磁極を周方向に配置して環状に形成される界磁部と、前記界磁部の内側に対向して配置され、巻線が巻回される複数のティース部を有して磁性板材からなるコア部材を複数枚積み重ねて形成され、当該界磁部と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コアと、を具備するモータであって、前記コア部材の枚数は偶数であり、前記積層コアの軸心と直交する断面形状において、前記コア部材の前記複数のティース部がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、前記界磁部の軸心と直交する断面形状において、前記複数の磁極がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、前記コア部材の前記ティース部相互間に形成されるスロット部によって、前記積層コアに軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキューが形成され、前記スキューの角度θｓ１が、以下の数式（１）によって算出した角度θｓ２に基づいて決定されるものである。
数式（１）・・角度θｓ２＝３６０度／スロット部の数／磁極の数×（コア部材の枚数−１）／（コア部材の枚数／２）
【００１１】
請求項２においては、前記スキュー角度θｓ１は以下の数式（２）を満たすものである。
数式（２）・・角度θｓ２−（角度θｓ２×１０％）＜スキューの角度θｓ１＜角度θｓ２＋（角度θｓ２×１０％）
【００１２】
請求項３においては、前記スロット部の数は、７以上１２以下であるものである。
【００１３】
請求項４においては、前記磁極の数は、４であるものである。
【００１４】
請求項５においては、前記界磁部の軸方向の長さは、前記積層コアの軸方向の長さ以上の長さに形成されるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
請求項１においては、積層コアの全体におけるコギングトルクが理論上０「ゼロ」となるスキューの角度であって、角度が相対的に小さいスキューの角度を求めて、コギングトルクを低減させると共に、スキューの角度の大きさに起因するモータの出力トルクの低下を防止し、また、巻線を巻回させる作業効率の低下を防止して、ひいては生産性の低下を防止することができる。
【００１７】
請求項２においては、積層コアの全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」、又は０「ゼロ」に近くすることができると共に、モータの出力トルクの低下率を僅かな範囲内に収めることができる。
【００１８】
請求項３においては、モータの出力トルクの低下率を所望の低下率に収めることができると共に、生産コストの増加を防止することができる。
【００１９】
請求項４においては、生産コストの増加を防止しつつ、モータの出力トルクの低下を防止することができる。
【００２０】
請求項５においては、界磁部の磁束にかかわらず、積層コアの全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキューの角度を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータの構成を示した分解斜視図。
【図２】モータの一部の構成を示した側面断面図。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線矢視端面図。
【図４】積層コアの構成を示した斜視図。
【図５】コア部材の構成を示した平面図。
【図６】コア部材のコギングトルクカーブを示したグラフ。
【図７】スキューの角度に対するコギングトルクとモータの出力トルクとの関係を示したグラフ。
【図８】スロット部の数毎におけるスキューの最適角度とモータの出力トルクとの関係を示した表。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
まず、本発明の一実施形態に係るモータ１の全体的な構成について、図１から図４を用いて簡単に説明する。
なお、以下の説明では、各図面に示した矢印方向に基づいて前後方向、左右方向、及び上下方向を規定する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ１の構成を示した分解斜視図である。また、図２は、モータ１の一部の構成を示した側面断面図である。また、図３は、図２におけるＡ−Ａ線矢視端面図である。また、図４は、積層コア５３の構成を示した斜視図である。
【００２４】
図１から図３に示すモータ１は、いわゆるＤＣブラシ付きモータである。モータ１は、主として、ケース１０と、界磁部２０と、ブラシホルダ３０と、ブラケット４０と、アーマチュア５０と、を具備する。
【００２５】
図１から図３に示すケース１０は、モータ１を構成する各部材を収容すると共に、ヨークとしての機能を有するものである。ケース１０は、その筒心方向を上下方向へ向けた略円筒形状に形成される。ケース１０の上端部には、開口部１１が形成される。ケース１０の下端部には、前記開口部１１に対向する支持部１２が形成される。支持部１２の内側には、ベアリング１３が配設される。
【００２６】
図１から図３に示す界磁部２０は、複数のマグネット２１を周方向に配置して環状に形成される。マグネット２１は、その板面をケース１０における内径方向及び外径方向へ向けた略湾曲板状に形成される。マグネット２１は、それぞれ同一形状のものが複数（本実施形態では、４）設けられる。マグネット２１・２１・・は、ケース１０の内周面に固着される。マグネット２１・２１・・は、周方向に均等に配置され、全体として筒心方向を上下方向へ向けた略円筒形状に形成される。
なお、界磁部２０は、本発明における「界磁部」の一実施形態である。また、永久磁石であるマグネット２１は、本発明における「磁極」の一実施形態である。
【００２７】
図１に示すブラシホルダ３０は、ケース１０の開口部１１に嵌合される。ブラシホルダ３０は、その軸方向を上下方向へ向けた略短円柱形状に形成される。ブラシホルダ３０の上側面には、電流の入出力端子であるターミナル３１・３１が配設される。ターミナル３１・３１は、ブラシホルダ３０の下側面に配設されたブラシ３４・３４と、それぞれ電気的に接続される。ブラシホルダ３０の上側中央部には、その内側に整流子５２を収容する収容部３２が形成される。また、収容部３２の上側中央部には、挿通孔３３が開口される。
【００２８】
図１に示すブラケット４０は、ケース１０を閉塞するものである。ブラケット４０の上側中央部には、支持部４１が形成される。支持部４１の内側には、ベアリング４２が配設される。
【００２９】
図１に示すアーマチュア５０は、主として、回転軸５１と、整流子５２と、積層コア５３と、を具備する。
【００３０】
図１から図４に示す回転軸５１は、その軸方向を上下方向へ向け、ケース１０の内側であって当該ケース１０及び界磁部２０と同軸上に配置される。回転軸５１の下端側は、ベアリング１３に回動自在に支持される。また、回転軸５１の上端側は、挿通孔３３を通ってベアリング４２に回動自在に支持される。このように、回転軸５１は、ケース１０の内側で、ベアリング１３及びベアリング４２を介して回動自在に支持される。なお、回転軸５１の下端側は、モータ１の出力軸として外方へ向けて延出される。
【００３１】
図１に示す整流子５２は、その軸方向を上下方向へ向けた略円柱形状に形成される。整流子５２は、回転軸５１に相対回転不能に固定されて、ブラシホルダ３０の収容部３２の内側に配置される。整流子５２には、ブラシホルダ３０のブラシ３４・３４が接触される。そして、モータ１の外部からターミナル３１を介して供給された電気が、ブラシ３４を介して整流子５２に供給される。
【００３２】
図１から図４に示す積層コア５３は、磁性板材からなるコア部材１００を複数枚積み重ねて形成される。積層コア５３は、その軸方向を上下方向へ向けた略円柱形状に形成される。積層コア５３は、整流子５２の下方にて回転軸５１に相対回転不能に固定される。これによって、積層コア５３は、界磁部２０と同軸上を、回転軸５１を介して軸回り（周方向）に回転可能に支持される。積層コア５３は、界磁部２０の内側に対向して配置され、上下方向位置で当該界磁部２０と同一位置に配置される。積層コア５３（より詳細には、後述する複数のティース部６２）には、巻線６５が巻回される。なお、図１以外の図では、説明の便宜上、巻線６５の図示を省略している。
なお、コア部材１００は、本発明における「コア部材」の一実施形態である。また、積層コア５３は、本発明における「積層コア」の一実施形態である。
【００３３】
以上のような構成において、モータ１には、モータ１の外部からターミナル３１を介して電流が供給される。そして、ターミナル３１に供給された電流は、ブラシ３４により整流子５２に供給されて、積層コア５３に巻回された巻線６５に供給される。これによって、アーマチュア５０が界磁部２０との電磁作用により、回転軸５１の軸回りに回動する。そして、回転軸５１が軸回りに回動することにより、モータ１のトルクが発生する。
【００３４】
次に、積層コア５３の構成について、図１から図５を用いてさらに詳細に説明する。
なお、図５は、コア部材１００の構成を示した平面図である。
【００３５】
図１から図４に示す積層コア５３は、上述の如く、磁性板材からなるコア部材１００を複数枚積み重ねて形成される。なお、コア部材１００が積み重ねられる枚数は、偶数である。コア部材１００は、その板面を積層コア５３の軸方向と同一方向（上下方向）へ向けて積み重ねられる。図５に示すコア部材１００は、主として、ヨーク部６１と、ティース部６２と、を具備する。
【００３６】
図５に示すヨーク部６１は、コア部材１００の中心部に位置する部位である。ヨーク部６１は、その板面を上下方向へ向けた略板状部材であって略環状に形成される。ヨーク部６１の中央には、回転軸５１が挿通するための挿通孔６３が開口される。
【００３７】
図５に示すティース部６２は、コア部材１００の外側部（ヨーク部６１の外側）に位置する部位である。ティース部６２は、平面視で略Ｔ字状に形成される。ティース部６２は、同一形状のものが複数（本実施形態では、１０）設けられる。ティース部６２・６２・・は、ヨーク部６１の外周縁部に周方向に均等に配置されて、当該外周縁部から長手方向を外径方向へ向けて延出される。ティース部６２・６２・・には、巻線６５が巻回される（図１参照）。なお、以下の説明では、ティース部６２・６２・・相互間に形成される隙間を、「スロット部６４」と称する。スロット部６４は、それぞれ同一形状のものが複数（本実施形態では、１０）設けられる。
なお、ティース部６２は、本発明における「ティース部」の一実施形態である。
【００３８】
また、本実施形態において、積層コア５３は、コア部材１００を１６枚積み重ねて形成される。そして、コア部材１００・１００・・は、最も上側に配置されたコア部材１００から１枚ずつ下側に行くに従って、平面視で反時計回りに徐々（均等に）に回転した状態（位相をずらした状態）で配置される。このような構成により、積層コア５３の外周面には、複数（本実施形態では、１０）のスキュー７０・７０・・が形成される。スキュー７０・７０・・は、上側が左方で下側が右方となるように、すなわち上側端部から下側端部に行くに従って周方向に傾斜して形成される。
なお、スキュー７０は、本発明における「スキュー」の一実施形態である。
【００３９】
なお、図４に示すように、以下では説明に応じて、積層コア５３にて積み重ねられたコア部材１００・１００・・のうち、最も上側に配置されたコア部材１００を、「コア部材１０１」と称し、当該コア部材１０１から下側に１枚ずつ行くに従って、「コア部材１０２・コア部材１０３・コア部材１０４・・・コア部材１１５・コア部材１１６」と、それぞれ称する。また、コア部材１０１とコア部材１１６との平面視における回転角度を、スキュー７０の角度と称する。また、図３に示すように、本実施形態におけるスキュー７０の角度を、「角度θｓ１」と称する。
【００４０】
スキュー７０の角度θｓ１は、以下の数式（１）によって算出した「角度θｓ２」に基づいて決定される。
（数１）
角度θｓ２＝３６０度／スロット部の数／磁極の数×（コア部材の枚数−１）／（コア部材の枚数／２）
【００４１】
ここで、本実施形態において、スロット部６４の数は、上述の如く、１０である。また、磁極（永久磁石であるマグネット２１）の数は、上述の如く、４である。また、コア部材１００の枚数は、上述の如く、１６枚である。そして、これらの数字を数式（１）に当てはめると、角度θｓ２として、１６．８７５度が算出される。
【００４２】
ここで、図６は、コア部材１００（より詳細には、コア部材１０１及びコア部材１０９）のコギングトルクカーブを示したグラフである。このように、コア部材１００のコギングトルクカーブは、サインカーブと概ね一致している。また、図示していないが、全てのコア部材１００（コア部材１０１・コア部材１０２・・コア部材１１６）のコギングトルクカーブの振幅は、それぞれ概ね一致している。
【００４３】
そして、上記数式（１）にて算出された、１６．８７５度（角度θｓ２）をスキュー７０の角度θｓ１とした場合、図６に示すように、コア部材１０１のコギングトルクカーブとコア部材１０９のコギングトルクカーブとが逆位相となる。すなわち、コア部材１０１のコギングトルクカーブとコア部材１０９のコギングトルクカーブとが、相互に合成されて打ち消しあうこととなる。
【００４４】
また、同様に、コア部材１０２のコギングトルクカーブとコア部材１１０のコギングトルクカーブと、及び、コア部材１０３のコギングトルクカーブとコア部材１１１のコギングトルクカーブと、及び、コア部材１０４のコギングトルクカーブとコア部材１１２のコギングトルクカーブと、・・・及び、コア部材１０８のコギングトルクカーブとコア部材１１６のコギングトルクカーブとが、相互に合成されて打ち消しあうこととなる。
【００４５】
このように、数式（１）によれば、コア部材１０１・１０２・・１１６のコギングトルクカーブが相互に合成されて打ち消しあうことによって、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となる（コギングトルクによる変動がなくなる）スキュー７０の角度（角度θｓ２）を算出することができる。
【００４６】
また、図７は、本実施形態（より詳細には、スロット部６４の数が１０であって、磁極（永久磁石であるマグネット２１）の数が４であって、コア部材１００の枚数が１６枚である場合）における、スキュー７０の角度に対するコギングトルクとモータ１の出力トルクとの関係を示したグラフである。このように、本実施形態において、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度は、１６．８７５度（角度θｓ２）以外にも複数（例えば、約３４度や約５０度）想定される。
【００４７】
しかしながら、図７に示すグラフによれば、モータ１の出力トルクは、スキュー７０の角度が大きくなるに従って低下することとなる。また、スキュー７０の角度が大きくなると、ティース部６２に巻線６５を巻回させる作業の作業効率が低下して、ひいてはモータ１の生産性が低下することとなる。
【００４８】
これに対して、数式（１）によれば、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度のうち、最も小さな角度（角度θｓ２）を算出することができる。換言すれば、数式（１）によれば、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度のうち、最もモータ１の出力トルクが低下しないような（モータ１の出力トルクを維持することができる）角度（角度θｓ２）を算出することができる。
【００４９】
このように、スキュー７０の角度θｓ１を、数式（１）によって算出した１６．８７５度（角度θｓ２）に基づいて、１６．８７５度と決定すると、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」とすることができる。また、モータ１の出力トルクの低下率を、僅かな範囲内に収めることができる。また、１６．８７５度（角度θｓ２）以外のスキュー７０の角度（例えば、約３４度や約５０度）によって積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」とした場合と比較して、モータ１の出力トルクの低下率を、最小とすることができる。また、スキュー７０の角度が大きくなることを防止できるので、ティース部６２に巻線６５を巻回させる作業の作業効率の低下を防止し、ひいてはモータ１の生産性の低下を防止することができる。
【００５０】
また、図７に示すように、スキュー７０の角度θｓ１を、例えば１６．８７５度（角度θｓ２）に近似した角度とすると、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上（０「ゼロ」ではないものの）０「ゼロ」に近いままであって、且つモータ１の出力トルクの低下率を、僅かな範囲内に収めることができる。
【００５１】
そして、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」、又は０「ゼロ」に近くすることができると共に、モータ１の出力トルクの低下率を僅かな範囲内に収めることができるスキュー７０の角度θｓ１を、以下の数式（２）を満たすように決定することができる。
（数２）
角度θｓ２−（角度θｓ２×１０％）＜スキューの角度θｓ１＜角度θｓ２＋（角度θｓ２×１０％）
【００５２】
ここで、本実施形態において、角度θｓ２は、上述の如く、１６．８７５度である。したがって、角度θｓ２として１６．８７５度を数式（２）に当てはめると、角度θｓ１として、１５．１８７５度より大きく、且つ１８．５６２５度よりも小さい角度が算出される。
【００５３】
このように、スキュー７０の角度θｓ１を、数式（２）によって算出した１５．１８７５度より大きく、且つ１８．５６２５度よりも小さい角度とした場合、図７の符号Ｘの範囲にて示すように、モータ１の出力トルクの低下率を、５％以下（僅かな範囲内）に抑えることができる。すなわち、スキュー７０の角度θｓ１を、数式（２）を満たすように決定することで、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」、又は０「ゼロ」に近くすることができると共に、モータ１の出力トルクの低下率を５％以下（僅かな範囲内）に収めることができる。
【００５４】
なお、本実施形態において、スロット部６４の数は１０であるが、かかる数に限定するものではない。すなわち、本発明において、スロット部６４の数を、７以上１２以下とすることができる。
【００５５】
ここで、図８は、スロット部６４の数毎のスキュー７０の最適角度とモータ１の出力トルクとの関係を示した表である。なお、前記「スキュー７０の最適角度」とは、上記数式（１）により算出された角度（角度θｓ２）を指すものとする。
【００５６】
図８に示すように、スロット部６４の数を７以上とした場合、モータ１の出力トルクの低下率を１０％以下（所望の低下率）に収めることができる。さらに、一般的に、スロット部６４の数が増加するに従って、生産コストが増加するものである。したがって、スロット部６４の数を１２以下とすることで、例えばスロット部６４の数を１３以上とした場合と比較して、生産コストの増加を防止することができる。
【００５７】
なお、図８に示すように、スロット部６４の数が１０の場合と２０の場合とにおける、モータ１の出力トルクの低下率の差異は、３％（僅かな範囲内）である。すなわち、例えばスロット部６４の数を１３以上とした場合には、モータ１の出力トルクの低下率が向上する利益よりも、生産コストが増加する不利益の方が大きくなって、全体として不利益となる可能性がある。これに対して、本発明においては、スロット部６４の数を１２以下とすることで、全体として不利益となることを防止している。
【００５８】
このように、スロット部６４の数を７以上１２以下とすることにより、モータ１の出力トルクの低下率を所望の低下率（１０％以下）に収めることができると共に、生産コストの増加を防止することができる。
【００５９】
なお、本実施形態において、マグネット２１の数は４である。ここで、一般的に、マグネット２１の数が増加するに従って、生産コストが増加するものである。したがって、マグネット２１の数を４とすることで、例えばマグネット２１の数を６や、８とした場合と比較して、生産コストの増加を防止することができる。
【００６０】
また、例えば、マグネット２１の数を２とした場合には、スキュー７０の角度が大きくなり過ぎることとなり、ひいてはモータ１の出力トルクが大きく低下する可能性がある。すなわち、本実施形態においては、マグネット２１の数を４とすることによって、生産コストの増加を防止しつつ、モータ１の出力トルクの低下を防止している。
【００６１】
また、図２に示すように、本実施形態において、界磁部２０は、その軸方向（上下方向）の長さが、積層コア５３の軸方向（上下方向）の長さ以上の長さに形成される。
【００６２】
より詳細には、界磁部２０の上下方向中央部２０ａと積層コア５３の上下方向中央部５３ａとが、同一の高さに形成される。そして、界磁部２０の上端部は、積層コア５３の上端部よりも上方に形成される。また、界磁部２０の下端部は、積層コア５３の下端部よりも下方に形成される。すなわち、積層コア５３は、上下方向（軸方向）において、その外周部の全てが界磁部２０により覆われる。
【００６３】
このように、界磁部２０の軸方向（上下方向）の長さが、積層コア５３の軸方向（上下方向）の長さ以上の長さに形成されるので、界磁部２０の磁束の影響によって、相互に合成されて打ち消しあうコア部材１００（例えば、コア部材１０１とコア部材１０９や、コア部材１０２とコア部材１１０等）のコギングトルクカーブの位相がずれたり、振幅が異なったりすることがない。すなわち、上記数式（１）によれば、界磁部２０の磁束にかかわらず、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度θｓ１（角度θｓ２）を算出することができる。
【００６４】
以上のように、本発明の一実施形態に係るモータ１は、
複数の永久磁石であるマグネット２１（磁極）を周方向に配置して環状に形成される界磁部２０と、
前記界磁部２０の内側に対向して配置され、巻線６５が巻回される複数のティース部６２を有して磁性板材からなるコア部材１００を１６枚積み重ねて形成され、当該界磁部２０と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コア５３と、
を具備するモータであって、
前記コア部材１００の枚数は偶数であり、
前記積層コア５３の軸心と直交する断面形状（積層コア５３の平面視形状）において、前記コア部材１００の前記複数のティース部６２がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、
前記界磁部２０の軸心と直交する断面形状（界磁部２０の平面視形状）において、前記複数のマグネット２１（磁極）がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、
前記コア部材１００の前記ティース部６２・６２・・相互間に形成されるスロット部６４によって、前記積層コア５３に軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキュー７０が形成され、
前記スキュー７０の角度θｓ１が、以下の数式（１）によって算出した角度θｓ２に基づいて決定されるものである。
数式（１）・・角度θｓ２＝３６０度／スロット部６４の数／マグネット２１（磁極）の数×（コア部材１００の枚数−１）／（コア部材１００の枚数／２）
【００６５】
これによって、積層コア５３の全体におけるコギングトルクが理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度であって、角度が相対的に小さいスキュー７０の角度（角度θｓ２）を求めて、コギングトルクを低減させると共に、スキュー７０の角度の大きさに起因するモータ１の出力トルクの低下を防止し、また、巻線６５を巻回させる作業効率の低下を防止して、ひいては生産性の低下を防止することができる。
【００６６】
また、本発明の一実施形態に係るモータ１において、スキュー７０の角度θｓ１は以下の数式（２）を満たすものである。
数式（２）・・角度θｓ２−（角度θｓ２×１０％）＜スキュー７０の角度θｓ１＜角度θｓ２＋（角度θｓ２×１０％）
【００６７】
これによって、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」、又は０「ゼロ」に近くすることができると共に、出力トルクの低下率を僅かな範囲内に収めることができる。
【００６８】
また、本発明の一実施形態に係るモータ１において、スロット部６４の数は、７以上１２以下であるものである。
【００６９】
これによって、モータ１の出力トルクの低下率を所望の低下率に収めることができると共に、生産コストの増加を防止することができる。
【００７０】
また、本発明の一実施形態に係るモータ１において、マグネット２１（磁極）の数は、４であるものである。
【００７１】
これによって、生産コストの増加を防止しつつ、モータ１の出力トルクの低下を防止することができる。
【００７２】
また、本発明の一実施形態に係るモータ１において、界磁部２０の軸方向の長さは、積層コア５３の軸方向の長さ以上の長さに形成されるものである。
【００７３】
これによって、界磁部２０の磁束にかかわらず、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度θｓ１（角度θｓ２）を算出することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ モータ
２０ 界磁部
２１ マグネット
５３ 積層コア
６２ ティース部
６４ スロット部
６５ 巻線
７０ スキュー
１００ コア部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの技術に関し、特にコギングトルクを低減させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の永久磁石（磁極）を周方向に配置して環状に形成される界磁部と、前記界磁部の内側に対向して配置されて前記界磁部と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コアと、を具備するモータの技術は公知となっている。このような構成のモータにおいては、積層コアと界磁部とが相互に吸引力を有しているため、電流が印加されていない状態であっても前記積層コアが回転された場合には、いわゆるコギングトルクが発生する。
【０００３】
このようにコギングトルクが発生すると、前記モータの使用用途に応じた様々な問題がある。例えば、前記モータをＥＧＲバルブの駆動用モータとして使用した場合には、次に示すような問題がある。
【０００４】
すなわち、通電をＯＦＦとしてＥＧＲバルブを作動させない場合には、フェイルセーフの観点から、バネ等の付勢力により前記ＥＧＲバルブが全閉側に閉まるように力を加えている。かかる場合、発生するコギングトルクが大きいと、前記コギングトルクに打ち勝つようなより大きな付勢力を加える必要がある。しかしながら、通電をＯＮとしてＥＧＲバルブを作動させる場合には、前記付勢力は抵抗力となるため、前記モータの出力をより一層上げる必要がある。このように、発生したコギングトルクが大きいと、前記モータの出力をより一層上げる必要があるという問題がある。さらに、前記ＥＧＲバルブのバルブ開度により（前記モータの位相により）出力トルクが変動するため、前記ＥＧＲバルブの制御が不安定になるという問題がある。
【０００５】
これに対して、コギングトルクを低減させる技術が公知となっている。例えば、特許文献１から３に記載された技術においては、積層コアに軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキューが形成される。これによって、積層コアの各部位におけるコギングトルクカーブが相互に合成されることによって打ち消しあって、積層コア全体としてのコギングトルクを低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１６８０６号公報
【特許文献２】特開２００５−２０９３０号公報
【特許文献３】特開２０１０−２７９１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、積層コアに形成されたスキューの角度が大きくなり過ぎると、モータの出力トルクが低下するという問題や、巻線を巻回させる作業効率が低下し、ひいては前記モータの生産性が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、コギングトルクが理論上０「ゼロ」となるスキューの角度であって、角度が相対的に小さいスキューの角度を求めて、コギングトルクを低減させると共に、スキューの角度の大きさに起因するモータの出力トルクの低下を防止し、また、巻線を巻回させる作業効率の低下を防止して、ひいては生産性の低下を防止することができるモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、複数の磁極を周方向に配置して環状に形成される界磁部と、前記界磁部の内側に対向して配置され、巻線が巻回される複数のティース部を有して磁性板材からなるコア部材を複数枚積み重ねて形成され、当該界磁部と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コアと、を具備するモータであって、前記コア部材の枚数は偶数であり、前記積層コアの軸心と直交する断面形状において、前記コア部材の前記複数のティース部がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、前記界磁部の軸心と直交する断面形状において、前記複数の磁極がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、前記コア部材の前記ティース部相互間に形成されるスロット部によって、前記積層コアに軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキューが形成され、前記スキューの角度θｓ１が、以下の数式（１）によって算出した角度θｓ２に基づいて決定されるものである。
数式（１）・・角度θｓ２＝３６０度／スロット部の数／磁極の数×（コア部材の枚数−１）／（コア部材の枚数／２）
【００１１】
請求項２においては、前記スキュー角度θｓ１は以下の数式（２）を満たすものである。
数式（２）・・角度θｓ２−（角度θｓ２×１０％）＜スキューの角度θｓ１＜角度θｓ２＋（角度θｓ２×１０％）
【００１２】
請求項３においては、前記スロット部の数は、７以上１２以下であるものである。
【００１３】
請求項４においては、前記磁極の数は、４であるものである。
【００１４】
請求項５においては、前記界磁部の軸方向の長さは、前記積層コアの軸方向の長さ以上の長さに形成されるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
請求項１においては、積層コアの全体におけるコギングトルクが理論上０「ゼロ」となるスキューの角度であって、角度が相対的に小さいスキューの角度を求めて、コギングトルクを低減させると共に、スキューの角度の大きさに起因するモータの出力トルクの低下を防止し、また、巻線を巻回させる作業効率の低下を防止して、ひいては生産性の低下を防止することができる。
【００１７】
請求項２においては、積層コアの全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」、又は０「ゼロ」に近くすることができると共に、モータの出力トルクの低下率を僅かな範囲内に収めることができる。
【００１８】
請求項３においては、モータの出力トルクの低下率を所望の低下率に収めることができると共に、生産コストの増加を防止することができる。
【００１９】
請求項４においては、生産コストの増加を防止しつつ、モータの出力トルクの低下を防止することができる。
【００２０】
請求項５においては、界磁部の磁束にかかわらず、積層コアの全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキューの角度を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータの構成を示した分解斜視図。
【図２】モータの一部の構成を示した側面断面図。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線矢視端面図。
【図４】積層コアの構成を示した斜視図。
【図５】コア部材の構成を示した平面図。
【図６】コア部材のコギングトルクカーブを示したグラフ。
【図７】スキューの角度に対するコギングトルクとモータの出力トルクとの関係を示したグラフ。
【図８】スロット部の数毎におけるスキューの最適角度とモータの出力トルクとの関係を示した表。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
まず、本発明の一実施形態に係るモータ１の全体的な構成について、図１から図４を用いて簡単に説明する。
なお、以下の説明では、各図面に示した矢印方向に基づいて前後方向、左右方向、及び上下方向を規定する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ１の構成を示した分解斜視図である。また、図２は、モータ１の一部の構成を示した側面断面図である。また、図３は、図２におけるＡ−Ａ線矢視端面図である。また、図４は、積層コア５３の構成を示した斜視図である。
【００２４】
図１から図３に示すモータ１は、いわゆるＤＣブラシ付きモータである。モータ１は、主として、ケース１０と、界磁部２０と、ブラシホルダ３０と、ブラケット４０と、アーマチュア５０と、を具備する。
【００２５】
図１から図３に示すケース１０は、モータ１を構成する各部材を収容すると共に、ヨークとしての機能を有するものである。ケース１０は、その筒心方向を上下方向へ向けた略円筒形状に形成される。ケース１０の上端部には、開口部１１が形成される。ケース１０の下端部には、前記開口部１１に対向する支持部１２が形成される。支持部１２の内側には、ベアリング１３が配設される。
【００２６】
図１から図３に示す界磁部２０は、複数のマグネット２１を周方向に配置して環状に形成される。マグネット２１は、その板面をケース１０における内径方向及び外径方向へ向けた略湾曲板状に形成される。マグネット２１は、それぞれ同一形状のものが複数（本実施形態では、４）設けられる。マグネット２１・２１・・は、ケース１０の内周面に固着される。マグネット２１・２１・・は、周方向に均等に配置され、全体として筒心方向を上下方向へ向けた略円筒形状に形成される。
なお、界磁部２０は、本発明における「界磁部」の一実施形態である。また、永久磁石であるマグネット２１は、本発明における「磁極」の一実施形態である。
【００２７】
図１に示すブラシホルダ３０は、ケース１０の開口部１１に嵌合される。ブラシホルダ３０は、その軸方向を上下方向へ向けた略短円柱形状に形成される。ブラシホルダ３０の上側面には、電流の入出力端子であるターミナル３１・３１が配設される。ターミナル３１・３１は、ブラシホルダ３０の下側面に配設されたブラシ３４・３４と、それぞれ電気的に接続される。ブラシホルダ３０の上側中央部には、その内側に整流子５２を収容する収容部３２が形成される。また、収容部３２の上側中央部には、挿通孔３３が開口される。
【００２８】
図１に示すブラケット４０は、ケース１０を閉塞するものである。ブラケット４０の上側中央部には、支持部４１が形成される。支持部４１の内側には、ベアリング４２が配設される。
【００２９】
図１に示すアーマチュア５０は、主として、回転軸５１と、整流子５２と、積層コア５３と、を具備する。
【００３０】
図１から図４に示す回転軸５１は、その軸方向を上下方向へ向け、ケース１０の内側であって当該ケース１０及び界磁部２０と同軸上に配置される。回転軸５１の下端側は、ベアリング１３に回動自在に支持される。また、回転軸５１の上端側は、挿通孔３３を通ってベアリング４２に回動自在に支持される。このように、回転軸５１は、ケース１０の内側で、ベアリング１３及びベアリング４２を介して回動自在に支持される。なお、回転軸５１の下端側は、モータ１の出力軸として外方へ向けて延出される。
【００３１】
図１に示す整流子５２は、その軸方向を上下方向へ向けた略円柱形状に形成される。整流子５２は、回転軸５１に相対回転不能に固定されて、ブラシホルダ３０の収容部３２の内側に配置される。整流子５２には、ブラシホルダ３０のブラシ３４・３４が接触される。そして、モータ１の外部からターミナル３１を介して供給された電気が、ブラシ３４を介して整流子５２に供給される。
【００３２】
図１から図４に示す積層コア５３は、磁性板材からなるコア部材１００を複数枚積み重ねて形成される。積層コア５３は、その軸方向を上下方向へ向けた略円柱形状に形成される。積層コア５３は、整流子５２の下方にて回転軸５１に相対回転不能に固定される。これによって、積層コア５３は、界磁部２０と同軸上を、回転軸５１を介して軸回り（周方向）に回転可能に支持される。積層コア５３は、界磁部２０の内側に対向して配置され、上下方向位置で当該界磁部２０と同一位置に配置される。積層コア５３（より詳細には、後述する複数のティース部６２）には、巻線６５が巻回される。なお、図１以外の図では、説明の便宜上、巻線６５の図示を省略している。
なお、コア部材１００は、本発明における「コア部材」の一実施形態である。また、積層コア５３は、本発明における「積層コア」の一実施形態である。
【００３３】
以上のような構成において、モータ１には、モータ１の外部からターミナル３１を介して電流が供給される。そして、ターミナル３１に供給された電流は、ブラシ３４により整流子５２に供給されて、積層コア５３に巻回された巻線６５に供給される。これによって、アーマチュア５０が界磁部２０との電磁作用により、回転軸５１の軸回りに回動する。そして、回転軸５１が軸回りに回動することにより、モータ１のトルクが発生する。
【００３４】
次に、積層コア５３の構成について、図１から図５を用いてさらに詳細に説明する。
なお、図５は、コア部材１００の構成を示した平面図である。
【００３５】
図１から図４に示す積層コア５３は、上述の如く、磁性板材からなるコア部材１００を複数枚積み重ねて形成される。なお、コア部材１００が積み重ねられる枚数は、偶数である。コア部材１００は、その板面を積層コア５３の軸方向と同一方向（上下方向）へ向けて積み重ねられる。図５に示すコア部材１００は、主として、ヨーク部６１と、ティース部６２と、を具備する。
【００３６】
図５に示すヨーク部６１は、コア部材１００の中心部に位置する部位である。ヨーク部６１は、その板面を上下方向へ向けた略板状部材であって略環状に形成される。ヨーク部６１の中央には、回転軸５１が挿通するための挿通孔６３が開口される。
【００３７】
図５に示すティース部６２は、コア部材１００の外側部（ヨーク部６１の外側）に位置する部位である。ティース部６２は、平面視で略Ｔ字状に形成される。ティース部６２は、同一形状のものが複数（本実施形態では、１０）設けられる。ティース部６２・６２・・は、ヨーク部６１の外周縁部に周方向に均等に配置されて、当該外周縁部から長手方向を外径方向へ向けて延出される。ティース部６２・６２・・には、巻線６５が巻回される（図１参照）。なお、以下の説明では、ティース部６２・６２・・相互間に形成される隙間を、「スロット部６４」と称する。スロット部６４は、それぞれ同一形状のものが複数（本実施形態では、１０）設けられる。
なお、ティース部６２は、本発明における「ティース部」の一実施形態である。
【００３８】
また、本実施形態において、積層コア５３は、コア部材１００を１６枚積み重ねて形成される。そして、コア部材１００・１００・・は、最も上側に配置されたコア部材１００から１枚ずつ下側に行くに従って、平面視で反時計回りに徐々（均等に）に回転した状態（位相をずらした状態）で配置される。このような構成により、積層コア５３の外周面には、複数（本実施形態では、１０）のスキュー７０・７０・・が形成される。スキュー７０・７０・・は、上側が左方で下側が右方となるように、すなわち上側端部から下側端部に行くに従って周方向に傾斜して形成される。
なお、スキュー７０は、本発明における「スキュー」の一実施形態である。
【００３９】
なお、図４に示すように、以下では説明に応じて、積層コア５３にて積み重ねられたコア部材１００・１００・・のうち、最も上側に配置されたコア部材１００を、「コア部材１０１」と称し、当該コア部材１０１から下側に１枚ずつ行くに従って、「コア部材１０２・コア部材１０３・コア部材１０４・・・コア部材１１５・コア部材１１６」と、それぞれ称する。また、コア部材１０１とコア部材１１６との平面視における回転角度を、スキュー７０の角度と称する。また、図３に示すように、本実施形態におけるスキュー７０の角度を、「角度θｓ１」と称する。
【００４０】
スキュー７０の角度θｓ１は、以下の数式（１）によって算出した「角度θｓ２」に基づいて決定される。
（数１）
角度θｓ２＝３６０度／スロット部の数／磁極の数×（コア部材の枚数−１）／（コア部材の枚数／２）
【００４１】
ここで、本実施形態において、スロット部６４の数は、上述の如く、１０である。また、磁極（永久磁石であるマグネット２１）の数は、上述の如く、４である。また、コア部材１００の枚数は、上述の如く、１６枚である。そして、これらの数字を数式（１）に当てはめると、角度θｓ２として、１６．８７５度が算出される。
【００４２】
ここで、図６は、コア部材１００（より詳細には、コア部材１０１及びコア部材１０９）のコギングトルクカーブを示したグラフである。このように、コア部材１００のコギングトルクカーブは、サインカーブと概ね一致している。また、図示していないが、全てのコア部材１００（コア部材１０１・コア部材１０２・・コア部材１１６）のコギングトルクカーブの振幅は、それぞれ概ね一致している。
【００４３】
そして、上記数式（１）にて算出された、１６．８７５度（角度θｓ２）をスキュー７０の角度θｓ１とした場合、図６に示すように、コア部材１０１のコギングトルクカーブとコア部材１０９のコギングトルクカーブとが逆位相となる。すなわち、コア部材１０１のコギングトルクカーブとコア部材１０９のコギングトルクカーブとが、相互に合成されて打ち消しあうこととなる。
【００４４】
また、同様に、コア部材１０２のコギングトルクカーブとコア部材１１０のコギングトルクカーブと、及び、コア部材１０３のコギングトルクカーブとコア部材１１１のコギングトルクカーブと、及び、コア部材１０４のコギングトルクカーブとコア部材１１２のコギングトルクカーブと、・・・及び、コア部材１０８のコギングトルクカーブとコア部材１１６のコギングトルクカーブとが、相互に合成されて打ち消しあうこととなる。
【００４５】
このように、数式（１）によれば、コア部材１０１・１０２・・１１６のコギングトルクカーブが相互に合成されて打ち消しあうことによって、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となる（コギングトルクによる変動がなくなる）スキュー７０の角度（角度θｓ２）を算出することができる。
【００４６】
また、図７は、本実施形態（より詳細には、スロット部６４の数が１０であって、磁極（永久磁石であるマグネット２１）の数が４であって、コア部材１００の枚数が１６枚である場合）における、スキュー７０の角度に対するコギングトルクとモータ１の出力トルクとの関係を示したグラフである。このように、本実施形態において、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度は、１６．８７５度（角度θｓ２）以外にも複数（例えば、約３４度や約５０度）想定される。
【００４７】
しかしながら、図７に示すグラフによれば、モータ１の出力トルクは、スキュー７０の角度が大きくなるに従って低下することとなる。また、スキュー７０の角度が大きくなると、ティース部６２に巻線６５を巻回させる作業の作業効率が低下して、ひいてはモータ１の生産性が低下することとなる。
【００４８】
これに対して、数式（１）によれば、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度のうち、最も小さな角度（角度θｓ２）を算出することができる。換言すれば、数式（１）によれば、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度のうち、最もモータ１の出力トルクが低下しないような（モータ１の出力トルクを維持することができる）角度（角度θｓ２）を算出することができる。
【００４９】
このように、スキュー７０の角度θｓ１を、数式（１）によって算出した１６．８７５度（角度θｓ２）に基づいて、１６．８７５度と決定すると、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」とすることができる。また、モータ１の出力トルクの低下率を、僅かな範囲内に収めることができる。また、１６．８７５度（角度θｓ２）以外のスキュー７０の角度（例えば、約３４度や約５０度）によって積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」とした場合と比較して、モータ１の出力トルクの低下率を、最小とすることができる。また、スキュー７０の角度が大きくなることを防止できるので、ティース部６２に巻線６５を巻回させる作業の作業効率の低下を防止し、ひいてはモータ１の生産性の低下を防止することができる。
【００５０】
また、図７に示すように、スキュー７０の角度θｓ１を、例えば１６．８７５度（角度θｓ２）に近似した角度とすると、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上（０「ゼロ」ではないものの）０「ゼロ」に近いままであって、且つモータ１の出力トルクの低下率を、僅かな範囲内に収めることができる。
【００５１】
そして、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」、又は０「ゼロ」に近くすることができると共に、モータ１の出力トルクの低下率を僅かな範囲内に収めることができるスキュー７０の角度θｓ１を、以下の数式（２）を満たすように決定することができる。
（数２）
角度θｓ２−（角度θｓ２×１０％）＜スキューの角度θｓ１＜角度θｓ２＋（角度θｓ２×１０％）
【００５２】
ここで、本実施形態において、角度θｓ２は、上述の如く、１６．８７５度である。したがって、角度θｓ２として１６．８７５度を数式（２）に当てはめると、角度θｓ１として、１５．１８７５度より大きく、且つ１８．５６２５度よりも小さい角度が算出される。
【００５３】
このように、スキュー７０の角度θｓ１を、数式（２）によって算出した１５．１８７５度より大きく、且つ１８．５６２５度よりも小さい角度とした場合、図７の符号Ｘの範囲にて示すように、モータ１の出力トルクの低下率を、５％以下（僅かな範囲内）に抑えることができる。すなわち、スキュー７０の角度θｓ１を、数式（２）を満たすように決定することで、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」、又は０「ゼロ」に近くすることができると共に、モータ１の出力トルクの低下率を５％以下（僅かな範囲内）に収めることができる。
【００５４】
なお、本実施形態において、スロット部６４の数は１０であるが、かかる数に限定するものではない。すなわち、本発明において、スロット部６４の数を、７以上１２以下とすることができる。
【００５５】
ここで、図８は、スロット部６４の数毎のスキュー７０の最適角度とモータ１の出力トルクとの関係を示した表である。なお、前記「スキュー７０の最適角度」とは、上記数式（１）により算出された角度（角度θｓ２）を指すものとする。
【００５６】
図８に示すように、スロット部６４の数を７以上とした場合、モータ１の出力トルクの低下率を１０％以下（所望の低下率）に収めることができる。さらに、一般的に、スロット部６４の数が増加するに従って、生産コストが増加するものである。したがって、スロット部６４の数を１２以下とすることで、例えばスロット部６４の数を１３以上とした場合と比較して、生産コストの増加を防止することができる。
【００５７】
なお、図８に示すように、スロット部６４の数が１０の場合と２０の場合とにおける、モータ１の出力トルクの低下率の差異は、３％（僅かな範囲内）である。すなわち、例えばスロット部６４の数を１３以上とした場合には、モータ１の出力トルクの低下率が向上する利益よりも、生産コストが増加する不利益の方が大きくなって、全体として不利益となる可能性がある。これに対して、本発明においては、スロット部６４の数を１２以下とすることで、全体として不利益となることを防止している。
【００５８】
このように、スロット部６４の数を７以上１２以下とすることにより、モータ１の出力トルクの低下率を所望の低下率（１０％以下）に収めることができると共に、生産コストの増加を防止することができる。
【００５９】
なお、本実施形態において、マグネット２１の数は４である。ここで、一般的に、マグネット２１の数が増加するに従って、生産コストが増加するものである。したがって、マグネット２１の数を４とすることで、例えばマグネット２１の数を６や、８とした場合と比較して、生産コストの増加を防止することができる。
【００６０】
また、例えば、マグネット２１の数を２とした場合には、スキュー７０の角度が大きくなり過ぎることとなり、ひいてはモータ１の出力トルクが大きく低下する可能性がある。すなわち、本実施形態においては、マグネット２１の数を４とすることによって、生産コストの増加を防止しつつ、モータ１の出力トルクの低下を防止している。
【００６１】
また、図２に示すように、本実施形態において、界磁部２０は、その軸方向（上下方向）の長さが、積層コア５３の軸方向（上下方向）の長さ以上の長さに形成される。
【００６２】
より詳細には、界磁部２０の上下方向中央部２０ａと積層コア５３の上下方向中央部５３ａとが、同一の高さに形成される。そして、界磁部２０の上端部は、積層コア５３の上端部よりも上方に形成される。また、界磁部２０の下端部は、積層コア５３の下端部よりも下方に形成される。すなわち、積層コア５３は、上下方向（軸方向）において、その外周部の全てが界磁部２０により覆われる。
【００６３】
このように、界磁部２０の軸方向（上下方向）の長さが、積層コア５３の軸方向（上下方向）の長さ以上の長さに形成されるので、界磁部２０の磁束の影響によって、相互に合成されて打ち消しあうコア部材１００（例えば、コア部材１０１とコア部材１０９や、コア部材１０２とコア部材１１０等）のコギングトルクカーブの位相がずれたり、振幅が異なったりすることがない。すなわち、上記数式（１）によれば、界磁部２０の磁束にかかわらず、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度θｓ１（角度θｓ２）を算出することができる。
【００６４】
以上のように、本発明の一実施形態に係るモータ１は、
複数の永久磁石であるマグネット２１（磁極）を周方向に配置して環状に形成される界磁部２０と、
前記界磁部２０の内側に対向して配置され、巻線６５が巻回される複数のティース部６２を有して磁性板材からなるコア部材１００を１６枚積み重ねて形成され、当該界磁部２０と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コア５３と、
を具備するモータであって、
前記コア部材１００の枚数は偶数であり、
前記積層コア５３の軸心と直交する断面形状（積層コア５３の平面視形状）において、前記コア部材１００の前記複数のティース部６２がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、
前記界磁部２０の軸心と直交する断面形状（界磁部２０の平面視形状）において、前記複数のマグネット２１（磁極）がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、
前記コア部材１００の前記ティース部６２・６２・・相互間に形成されるスロット部６４によって、前記積層コア５３に軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキュー７０が形成され、
前記スキュー７０の角度θｓ１が、以下の数式（１）によって算出した角度θｓ２に基づいて決定されるものである。
数式（１）・・角度θｓ２＝３６０度／スロット部６４の数／マグネット２１（磁極）の数×（コア部材１００の枚数−１）／（コア部材１００の枚数／２）
【００６５】
これによって、積層コア５３の全体におけるコギングトルクが理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度であって、角度が相対的に小さいスキュー７０の角度（角度θｓ２）を求めて、コギングトルクを低減させると共に、スキュー７０の角度の大きさに起因するモータ１の出力トルクの低下を防止し、また、巻線６５を巻回させる作業効率の低下を防止して、ひいては生産性の低下を防止することができる。
【００６６】
また、本発明の一実施形態に係るモータ１において、スキュー７０の角度θｓ１は以下の数式（２）を満たすものである。
数式（２）・・角度θｓ２−（角度θｓ２×１０％）＜スキュー７０の角度θｓ１＜角度θｓ２＋（角度θｓ２×１０％）
【００６７】
これによって、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動を理論上０「ゼロ」、又は０「ゼロ」に近くすることができると共に、出力トルクの低下率を僅かな範囲内に収めることができる。
【００６８】
また、本発明の一実施形態に係るモータ１において、スロット部６４の数は、７以上１２以下であるものである。
【００６９】
これによって、モータ１の出力トルクの低下率を所望の低下率に収めることができると共に、生産コストの増加を防止することができる。
【００７０】
また、本発明の一実施形態に係るモータ１において、マグネット２１（磁極）の数は、４であるものである。
【００７１】
これによって、生産コストの増加を防止しつつ、モータ１の出力トルクの低下を防止することができる。
【００７２】
また、本発明の一実施形態に係るモータ１において、界磁部２０の軸方向の長さは、積層コア５３の軸方向の長さ以上の長さに形成されるものである。
【００７３】
これによって、界磁部２０の磁束にかかわらず、積層コア５３の全体におけるコギングトルクによる変動が理論上０「ゼロ」となるスキュー７０の角度θｓ１（角度θｓ２）を算出することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ モータ
２０ 界磁部
２１ マグネット
５３ 積層コア
６２ ティース部
６４ スロット部
６５ 巻線
７０ スキュー
１００ コア部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極を周方向に配置して環状に形成される界磁部と、
前記界磁部の内側に対向して配置され、巻線が巻回される複数のティース部を有して磁性板材からなるコア部材を複数枚積み重ねて形成され、当該界磁部と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コアと、
を具備するモータであって、
前記コア部材の枚数は偶数であり、
前記積層コアの軸心と直交する断面形状において、前記コア部材の前記複数のティース部がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、
前記界磁部の軸心と直交する断面形状において、前記複数の磁極がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、
前記コア部材の前記ティース部相互間に形成されるスロット部によって、前記積層コアに軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキューが形成され、
前記スキューの角度θｓ１が、以下の数式（１）によって算出した角度θｓ２に基づいて決定される、
ことを特徴とするモータ。
数式（１）・・角度θｓ２＝３６０度／スロット部の数／磁極の数×（コア部材の枚数−１）／（コア部材の枚数／２）
【請求項２】
前記スキュー角度θｓ１は以下の数式（２）を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
数式（２）・・角度θｓ２−（角度θｓ２×１０％）＜スキューの角度θｓ１＜角度θｓ２＋（角度θｓ２×１０％）
【請求項３】
前記スロット部の数は、７以上１２以下である、
ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項４】
前記磁極の数は、４である、
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載のモータ。
【請求項５】
前記界磁部の軸方向の長さは、前記積層コアの軸方向の長さ以上の長さに形成される、
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載のモータ。
【請求項１】
複数の磁極を周方向に配置して環状に形成される界磁部と、
前記界磁部の内側に対向して配置され、巻線が巻回される複数のティース部を有して磁性板材からなるコア部材を複数枚積み重ねて形成され、当該界磁部と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コアと、
を具備するモータであって、
前記コア部材の枚数は偶数であり、
前記積層コアの軸心と直交する断面形状において、前記コア部材の前記複数のティース部がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、
前記界磁部の軸心と直交する断面形状において、前記複数の磁極がそれぞれ同一形状であって周方向に均等に配置され、
前記コア部材の前記ティース部相互間に形成されるスロット部によって、前記積層コアに軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキューが形成され、
前記スキューの角度θｓ１が、以下の数式（１）によって算出した角度θｓ２に基づいて決定される、
ことを特徴とするモータ。
数式（１）・・角度θｓ２＝３６０度／スロット部の数／磁極の数×（コア部材の枚数−１）／（コア部材の枚数／２）
【請求項２】
前記スキュー角度θｓ１は以下の数式（２）を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
数式（２）・・角度θｓ２−（角度θｓ２×１０％）＜スキューの角度θｓ１＜角度θｓ２＋（角度θｓ２×１０％）
【請求項３】
前記スロット部の数は、７以上１２以下である、
ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項４】
前記磁極の数は、４である、
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載のモータ。
【請求項５】
前記界磁部の軸方向の長さは、前記積層コアの軸方向の長さ以上の長さに形成される、
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載のモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９９０９５（Ｐ２０１３−９９０９５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９４３０（Ｐ２０１１−２３９４３０）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００２０７７９１）大豊工業株式会社 (152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００２０７７９１）大豊工業株式会社 (152)
【Ｆターム（参考）】
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