DE10357808A1

DE10357808A1 - Bürstenloser Motor

Info

Publication number: DE10357808A1
Application number: DE10357808A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Kiryu Okubo
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2004-06-24
Also published as: JP2004194489A; JP4240456B2; US20040113506A1; US6897588B2

Abstract

Ein bürstenloser Motor (1) enthält einen Rotor (3) mit einem Magneten (2) und einem Stator (4) mit einem Statorkern (8). Der Stator (8) hat Zähne (11), vorgesehen bei den vorderen Enden hiervon, mit Hilfsnuten zum Realisieren einer Pseudo-Mehrfachschlitz-Anordnung. Der Magnet (2) hat eine Axiallänge von L_M, während der Statorkern (8) eine Axiallänge von L_s hat, mit L_s größer als L_M (L_s > L_M). Der Statorkern (8) ist bei den entgegengesetzten Enden hiervon mit jeweiligen Überhangabschnitten (15) versehen, die nicht vis-à-vis einem Magneten (2) vorliegen. Im Ergebnis wird vermieden, dass der Magnetfluss in den Statorkern (8) über die axialen Endflächen (8a) hiervon fließt. In anderen Worten fließt der Magnetfluss überwiegend in den Statorkern (8) durch die vorderen Enden der Zähne. Im Ergebnis wird die durch die Hilfsnuten erzeugte Pseudo-Mehrfachschlitz-Wirkung wirksam zum Reduzieren eines Versetzens und anderer Probleme angehoben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen bürstenlosen Motor, und insbesondere betrifft sie einen bürstenlosen Motor, ausgebildet zum Reduzieren des Versetzdrehmoments hiervon.
Bürstenlose Motoren bzw. BL Motoren werden in den zurückliegenden Jahren reichlich in zahlreichen Gebieten eingesetzt, aufgrund des Vorteils, dass sie nicht irgendeinen mechanischen Kontaktpunkt aufweisen, beispielsweise zwischen der Bürste und dem Kommutator, und demnach sind sie frei von zahlreichen Problemen, beispielsweise der Abnutzung einer Bürste oder elektrisches Rauschen. Beispiele der Anwendungsgebiete von bürstenlosen Motoren enthalten industrielle Maschine wie Roboter, IT Einrichtungen wie Personalcomputer und elektrische Servolenkeinrichtungen für Automobile (auf hier hier nachfolgend als EPS Bezug genommen wird). Bürstenlose Motoren werden zunehmend in diesen Felder eingesetzt, insbesondere aufgrund der Entwicklung der Halbleitersteuerschaltungen. Jedoch kann ein sogenanntes Versatz-Drehmoment (Engl.: cogging torque) einfach in bürstenlosen Motoren auftreten, aufgrund der anziehenden Kraft zwischen dem Permanentmagneten bei der Rotorseite und den Kernzähnen auf der Statorseite. Das Versatz-Drehmoment kann zu Geräuschen und Vibrationen führen, und in dem Fall der IPS Einrichtung eines Automobils kann sie das Lenkgefüge für den Fahrer des Automobils verschlechtern.
Eine denkbare Maßnahme zum Reduzieren des Versatz-Drehmoments besteht in der Anwendung eines Stators mit mehrfachen Schlitzen, um die Ungleichheit des Drehmoments des bürstenlosen Motors auszunivellieren. Jedoch ist es nicht möglich, die Zahl der Schlitze unendlich zu erhöhen, und demnach ist die Wirkung eines Mehrfachschlitz-Stators durch die Größe des Motors begrenzt. Techniken für den Einsatz eines Pseudo-Mehrfachschlitz-Stators, erhalten durch Bilden einer Nut bei dem vorderen Ende jedes Kernzahns, wo der magnetische Fluss eine hohe Dichte aufweist, derart, dass der Kernzahn wie eine Gabel erscheint, wurden als Durchbruch in der Grenze vorgeschlagen. Beispielsweise beschreibt die japanische Gebrauchsmusteranmeldungs-Veröffentlichung Nr. 7-47891 einen bürstenlosen Motor mit Kernzähnen, die mit jeweiligen Hilfsnuten versehen sind, angeordnet mit einem Abstand gleich 1/2 des Schlitzabstandes, zum Erzeugen einer Wirkung der Verdopplung der Elemente der Schlitze.
Jedoch sind, wie in den 6 und 7 gezeigt, entweder der Magnet 51 oder der Statorkern 52 so ausgebildet, dass sie dieselbe Länge haben, oder der Magnet 51 ist länger ausgebildet als der Statorkern 52, für den Zweck der Anhebung der Ausgabe. Demnach windet sich dann, wenn ein Pseudo-Mehrfachschlitz-Stator durch Bilden von Hilfsnuten realisiert wird, der Magnetfluss teilweise um die Endflächen 52a des Statorkerns 52 zum Absenken der Wirkung der Anordnung der Hilfsnuten. In anderen Worten, passiert ein Teil des Magnetflusses nicht die über die vorderen Enden der Zähne, und der Versatzreduziereffekt der Pseudoschlitze wird nicht vollsätndig erzielt, aufgrund des Teils des Magnetflusses, der nicht im Zusammenhang mit den Hilfsnuten steht. Maßnahmen zum Verbessern der Wirkung zum Reduzieren des Versatz-Drehmoments durch die Anordnung der Hilfsnuten sind zu ergreifen.

Es ist demnach das technische Problem der vorliegenden Erfindung, einen bürstenlosen Motor zu schaffen, der die Wirkung zum Reduzieren des Versatz-Drehmoments durch die Anordnung der Hilfsnuten verbessern kann.

Gemäß der Erfindung wird das obige technische Problem erzielt durch Bereitstellen eines bürstenlosen Motors mit einem Rotor mit einem Magnet mit einer Axiallänge von L_M und einem Stator mit einem Statorkern, vorgesehen mit einer Vielzahl von Zähnen, die peripher vis-à-vis den Magneten angeordnet sind, mit einem Luftspalt, der zwischen diesen und den Magneten eingefügt ist, und mit Hilfsnuten, die bei den vorderen Enden hiervon gebildet sind, wobei die Axiallänge L_S des Statorkerns größer ist als die Axiallänge L_M des Magneten (L_S > L_M).

Da gemäß der Erfindung die Axiallänge L_S des Statorkerns größer ist als die Axiallänge L_M des Magneten, weist der Statorkern Abschnitte hiervon auf, die nicht vis-à-vis den Magneten vorliegen, sondern axial von den jeweiligen axialen Enden des Magneten herausstehen. Im Ergebnis sind die Teile des Magnetflusses, die sich von den jeweiligen Endflächen des Magneten zu dem Statorkern winden, minimiert. In anderen Worten fließt praktisch der gesamte Magnetfluss radial zu dem Statorkern, mittels den vorderen Enden der Zähne. Demnach wird die Wirkung der Pseudo-Mehrfachschlitze, erzeugt durch die Hilfsnuten, wirksam zum Reduzieren des Versatzes und anderer Probleme angehoben.

In einem bürstenlosen Motor gemäß der Erfindung kann der Statorkern mit Überhangabschnitten hiervon versehen sein, die nicht vis-à-vis den Magneten vorliegen, sondern axial von den jeweiligen Axialenden des Magneten herausstehen. Die Überhangabschnitte haben eine Axiallänge X zuwischen 0.5 mm und 8.0 mm.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß der Erfindung kann die Mitte jeder der Hilfsnuten von jedem Zahn an einer Radiallinie angeordnet sein, die von der entsprechenden Umfangsendfläche des Zahns verlängert ist. Die Position, die an einer Radiallinie angeordnet ist, die von der Umfangsendfläche des Zahns verlängert ist, ist eine Position, wo der Magnetfluss eine hohe Dichte entlang dem vorderen Ende des Zahns zeigt. Demnach ist, da die Mitte jeder der Hilfsnuten an der Position angeordnet ist, der Magnetpfad des reaktiven Magnetflusses des Ankers schmäler, und der Widerstandswert des magnetischen Pfads wird groß. Demnach fließt der reaktive Magnetfluss des Ankers (Rotors) kaum über die Zähne, um konsequent den Einfluss der Ankerreaktion zu reduzieren. Demnach ist es nun möglich, die Entmagnetisierung zu unterdrücken.

Zusätzlich können in einem bürstenlosen Motor gemäß der Erfindung die Hilfsnuten so ausgebildet sein, dass sie eine Breite gleich zu der Breite der Schlitze haben, die angrenzende Zähne trennen. Mit dieser Anordnung sind die Teilzähne, erzeugt durch die Hilfsnuten bei den vorderen Enden der Zähne, peripher bei regulären Intervallen angeordnet, um ersichtlich die Zahl der Schlitze des Statorkerns zu erhöhen.

Ein bürstenloser Motor gemäß der Erfindung kann als Antriebsquelle einer elektrischen Servolenkeinrichtung verwendet werden. Dann lassen sich Geräusche und Vibrationen, die einem Versatz zugeordnet werden können, reduzieren, und der Betrieb des Lenkvorgangs des Automobils ist sehr glatt, um dem Fahrzeugführer des Automobils ein gutes Lenkgefühl zu vermitteln.

Nun wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben; es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des bürstenlosen Motors der Erfindung unter Darstellung von dessen Konfiguration;
2 eine schematische Darstellung des Statorkerns der Ausführungsform des Bürstenmotors nach 1;
3 eine schematische Darstellung des Verlaufs des Magnetflusses des bürstenlosen Motors nach 1, der Überhangabschnitte aufweist;
4 einen Graphen zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Umfang des Überhangs und dem Umfang und Versatz der Ausführungsform des bürstenlosen Motors gemäß der Erfindung;
5 einen Graphen zum Darstellen der Beziehung zwischen dem Umfang an Überhang und dem Umfang an Versatz eines bürstenlosen Motors, dessen Magnet inverse Überhangabschnitte hat, und bei dem demnach der Magnet axial länger als der Statorkern ist;
6 eine schematische Darstellung eines bekannten bürstenlosen Motors unter Darstellung von dessen Konfiguration; und
7 eine schematische Darstellung eines anderen bekannten bürstenlosen Motors unter Darstellung von dessen Konfiguration.
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des bürstenlosen Motors gemäß der Erfindung unter Darstellung von dessen Konfiguration. Der dargestellte bürstenlose Motor 1 (auf den hiernach einfach als Motor 1 Bezug genommen wird) ist so entworfen, dass er als Antriebsquelle einer EPS Einrichtung arbeitet. In 1 gezeigt, ist der bürstenlose Motor 1 vom Typ mit Innenrotor, und er enthält einen Rotor 3 mit einem Rotormagneten 2, auf den hier nachfolgend einfach als Magnet 2 Bezug genommen wird, und einen Stator 4, angeordnet um den Rotor 3. Der Motor 1 wird angetrieben, wenn der Fahrzeugführer des Automobils, das mit der Ausführungsform versehen ist, das Lenkrad des Automobils betätigt, und gemäß dem Winkel gesteuert, um den die Lenksäule gedreht ist, ferner gemäß der Laufgeschwindigkeit des Fahrzeugs usw. zum Ausüben einer geeigneten Lenkhilfskraft auf die Lenksäule mittels einem Untersetzungsgetriebe (nicht gezeigt).
Der Rotor 3 enthält einen Rotorkern 4, befestigt an einer Metallwelle 5, und einen Vier-Pol-Magnet 2, der starr an dem Außenumfang des Rotorkerns 6 gesichert ist. Der Magnet 2 ist in vier Segmente unterteilt, die aus Ferrit hergestellt sind. Der Stator enthält ein Gehäuse 7, einen Statorkern 8, stark gesichert an dem Innenumfang des Gehäuses 7, und eine Spule 9, gewickelt um den Statorkern 8. Die 2 zeigt eine schematische Darstellung des Statorkerns der Ausführungsform des bürstenlosen Motors nach 1. Wie in 2 gezeigt, ist der Statorkern 8 mit einer Vielzahl von Zähnen 11 versehen, die nach innen ausgehend von dem Innenumfang hiervon vorgesehen, und die Spule 9 des bürstenlosen Motors wird gebildet, indem ein Zahn um die Zähne 11 für eine verteilte Wicklung oder eine konzentrierte Wicklung gewickelt wird.
Jeder der Zähne 11 ist mit einem Paar von Hilfsnuten 12 versehen, gebildet bei dem vorderen Ende 11a hiervon. Die Hilfsnuten 12 sind vis-à-vis dem Luftspalt G angeordnet, erzeugt zwischen dem Magneten 2 und den vorderen Enden der Zähne 11, ebenso wie viele radiale Vertiefungen. Aufgrund der Hilfsnuten 12 ist jeder der Zähne 11 so ausgebildet, dass er ein Profil wie eine dreifach gezinkte Gabel bei dem vorderen Ende 11a hiervon aufweist. Demnach werden drei Teilzähne 13 bei jedem der Zähne 11 gebildet. Die Mittenposition O₁ jeder Hilfsnut 12 ist mit der entsprechenden Umfangsendfläche P des Basisabschnitts 11b des Zahns 11 ausgerichtet. Die Mittenposition O₁ der Hilfsnut 12, die an der Linie angeordnet ist, die von der Endfläche P verlängert ist, ist eine Position, wo der Magnetfluss eine hohe Dichte entlang dem vorderen Ende 11a des Zahns 11 zeigt. Demnach zeigt der reaktive Magnetfluss des Ankers einen großen Magnetpfadwiderstand, da der bürstenlose Motor mit den Hilfsnuten 12 bei der Position versehen ist. Demnach kann der reaktive Magnetfluss des Ankers kaum über die Zähne 11 fließen, um hierdurch konsequent den Einfluss der Ankerrückwirkung zu reduzieren. Demnach ist es nun möglich, ein Entmagnetisieren zu unterdrücken.
Die breite W_A jeder Hilfsnut 12 wird gleich zu oder geringfügig größer als die Breite W_S jedes Schlitz 14 ausgebildet. Demnach sind die Teilzähne 13 der Zähne 11 peripher bei regulären Intervallen oder näherungsweise gleichen Intervallen angeordnet. Demnach ist die Zahl der Schlitze des Statorkerns 8 ersichtlich erhöht, um hierdurch in Konsequenz das Versetzen sowie die Induktanz und die Ankerrückwirkung zu reduzieren.
Es ist zu erwähnen, dass die Hilfsnuten 12 und die Schlitze 14 relativ zueinander abgeschrägt sind, um einen Abschrägwinkel von 20° für 1/2 eines Schlitzes.
Ein Hall-Sensor 10 ist in der Innenseite des Gehäuses 7 angeordnet; zum Detektieren der Drehposition des Rotors 3. In dem Motor 1 wird die Drehposition des Rotors durch den Hauptmagnetfluss des Magneten 2 detektiert, und der Hall-Sensor 10 bewirkt die Ausgabe eines Signals, wenn der Magnetpol des Magneten 2 geschaltet wird. Der elektrische Strom zu der Spule 9 wird geeignet gemäß dem Detektionssignal des Hall-Sensors 10 geschaltet, zum Bilden eines sich drehenden Magnetfelds, das den Rotor 3 zu einer Drehung antreibt.
In dem Motor 1 ist andererseits die Axiallänge L_X des Magneten 2 kleiner ausgebildet als die Axiallänge L_S des Statorkerns 8 (L_M < L_S). Der Statorkern 8 ist bei den entgegengesetzten Enden hiervon mit jeweiligen Überhangabschnitten 15 versehen; die nicht vis-à-vis dem Magneten 2 vorliegen, und sie haben eine Länge von X. Die Länge X der Überhangabschnitte 15 wird ausgewählt zu X = 0.5 mm – 8 mm, wenn der Luftspalt G, gebildet zwischen den Magneten 2 und den vorderen Enden der Zähne 11, 0.4 mm – 1 mm ist. Bei dem oben beschriebenen Motor 1 gilt G = 0.4 mm und X = 4,5 mm (L_M = 37 mm, L_S = 46 mm).
Die 3 zeigt eine schematische Darstellung des Verlaufs des Magnetflusses des bürstenlosen Motors nach 1, der Überhangabschnitte aufweist. Wie in 3 gezeigt, da Überhangabschnitte 15 bei den jeweiligen entgegengesetzten Enden des Magneten 2 angeordnet sind, fließt der Magnetfluss in den Statorkern 2 radial, wie anhand der Pfeile in 3 gezeigt ist. Demnach ist es möglich, das Phänomen zu unterdrücken, dass sich der Magnetfluss teilweise um die Endflächen 8a des Statorkerns 8 wickelt, wie in 6 und 7 gezeigt, und demnach passiert nahezu der gesamte Magnetfluss über die vorderen Enden der Zähne 11. Im Ergebnis wird die Pseudo-Mehrfachschlitz-Wirkung, erzeugt durch die Hilfsnuten 12, wirksam angehoben, zum Reduzieren des Versatzes und anderer Probleme.
Bei einem durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung ausgeführten Experiment wurde unter Anwendung eines Motors, bei dem ein Wert von X = 4.5 mm (L_M = 37 mm, L_S = 46 mm) für die Länge der Überhangabschnitte 15 ausgewählt wurde, eine magnetische Flussdichte von 34,000 Mx und ein mittleres Versatz-Drehmoment und ein mittlerer Drehmomentsverlust sowohl für Vorwärts- und Rückwärtsumdrehungen von 0.005 Nm und 0.011 Nm erhalten. Demnach war das Versatz-Drehmoment geteilt durch die Magnetflussdichte gleich 1.5 × 10^–7. Andererseits wurde bei einem Motor, bei dem X = 0 mm (L_M = 46 mm, L_S = 46 mm: keine Überhänge) ausgewählt wurde, eine magnetische Flussdichte von 38,000 Mx und ein mittleres Versatz-Drehmoment und ein mittlerer Drehmomentverlust sowohl für die Vorwärts- als auch Rückwärtsumdrehungen von 0.007 Nm und 0.013 Nm erhalten. Demnach war das Versatz-Drehmoment geteilt durch die Magnetflussdichte gleich 1.8 × 10^–7. In anderen Worten ausgedrückt, wurde eine Reduzierung des Versatzes (Engl.: cogging) von 0,007 Nm zu 0.005 Nm durch einen Motor 1 mit Überhangabschnitten 15 erzielt.
Wird die magnetische Flussdichte als Ausgangsgröße angesehen, so ist das Versatz-Drehmoment relativ zu der Ausgabe bei einem Motor 1 mit Überhangabschnitten 15 reduziert (von 1.8 × 10^–7 zu 1.5 × 10^–7). In anderen Worten ausgedrückt, kann man sicher sagen, dass der wirksame Magnetfluss in dem Motor 1 als Ergebnis der Anwendung des verlängerten Statorkerns 8 erhöht ist, um hierdurch konsequent die Ausgabe zu erhöhen und das Versatz-Drehmoment im Vergleich mit einem Motor derselben Größe mit X = 0 mm zu reduzieren.
In einem Motor, wo X = –4.5 mm (L_M = 46 mm, L_S = 37 mm: mit inversen Überhangabschnitten, der Magnet 2 ist länger ausgebildet als der Statorkern) ausgewählt ist, wurde eine Magnetflussdichte von 34,000 Mx und ein durchschnittliches Versatz-Drehmoment und ein durchschnittlicher Drehmomentverlust sowohl für die Vorwärts- als auch für die Rückwärtsumdrehungen von 0.032 Nm und 0.012 Nm erhalten. Demnach war das Versatz-Drehmoment geteilt durch die Magnetflussdichte gleich 9.4 × 10^–7. In anderen Worten ausgedrückt, repräsentiert dies einen Zustand, wie er in 7 gezeigt ist, wo sich der Magnetfluss um die Axialrichtungen in. einem großen Umfang windet, was Anlass zu einem große Versatz gibt. Die 4 zeigt eine Graphendarstellung des Versetzens bei einem üblichen Motor, wie es in diesem Zustand beobachtet wird, und diejenigen des Motors 1 für den Zweck eines Vergleichs. Wie anhand von 4 klar zu erkennen ist, ist der Motor 1 merklich gegenüber dem vergleichbaren Motor in der Kategorie Versatzarbeit bzw. Versatz verbessert.
Die 5 zeigt die Beziehung zwischen der Länge der Überhangabschnitte und dem Versetzen/der Versatzarbeit des Motors, was sich klar als Ergebnis des durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung ausgeführten Experimentes ergibt. Wie in 5 gezeigt, erhöht sich der Umfang des Versetzens, wenn der Magnet 2 gegenüber dem Statorkern 8 herausstehend ausgebildet ist, unter Aufweisung von inversen Überhangabschnitten. Das Versetzen verringert sich allmählich ausgehend von kein Überhang (X = 0) zu ungefähr X = 0.5 mm, und es verbleibt im wesentlichen bei einem konstanten Pegel hinter dem letztgenannten Wert, obgleich es sich lediglich geringfügig verringern kann.
Demnach ist es, da der Statorkern 8 mit Überhangabschnitten 15 versehen ist, die gegenüber den jeweiligen entgegengesetzten Enden des Magneten 2 in dem Motor 1 hervorstehen, möglich, das Phänomen zu unterdrücken, dass sich der Magnetfluss teilweise um die Endflächen 8a des Statorkerns 8 windet. Im Ergebnis wird die Pseudo-Mehrfachschlitz-Wirkung, erzeugt durch die Hilfsnuten 12, wirksam angehoben, und demnach ist es möglich, das Setzen sowie den Einfluss der Ankerrückwirkung zu reduzieren, sowie Fluktuationen des Drehmoments und der Induktanzen. Zusätzlich lässt sich der von dem Magneten 2 zu dem Statorkern 8 fließende Magnetfluss wirksam zum Reduzieren des Umfangs an Versatz relativ zu der Ausgabe verwenden, so dass sich der Motor wirksam von dem Versatz/der Versatzarbeit befreit werden kann. Demnach lassen sich dann, wenn der Motor 1 als Antriebsquelle der EPS Einrichtung eines Automobils verwendet wird, Geräusche und Vibrationen, die dem Versatz zuzuordnen sind, reduzieren, und der Betrieb des Lenkens des Automobils ist sehr geglättet, um dem Fahrzeugführer des Automobils einen guten Kontakt des Lenkrads zu vermitteln.
Zusätzlich kann, da die Ankerrückwirkung, wie oben beschrieben, reduziert werden kann, der Motor in einem Zustand verwendet werden, wo der Leitwinkel Null ist (0°), zum wirksamen Unterdrücken von Fluktuationen des Drehmoments. Insbesondere erfordert, während es schwierig ist, einen mechanischen Leitwinkel für einen Motor zu definieren, der ausgebildet ist für ein Drehen sowohl vorwärts als auch rückwärts, so dass er in einer EPS Einrichtung verwendet werden kann, wobei demnach der Leitwinkel unter komplexen Steuerprozeduren zu realisieren ist, ein Motor der vorliegenden Erfindung nicht eine derart komplexe Steuerprozedur, so dass er lediglich eine einfache. Steuerprozedur erfordert, und demnach kann er wirksam die Last für die CPU reduzieren.
Hier oben erfolgte eine detaillierte Beschreibung der Erfindung, wie sie durch den genannten Erfinder erzielt wurde, unter Bezug auf die Ausführungsform. Jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt sein, und sie lässt sich zahlreich in den Schutzbereich modifizieren, der nicht von deren Sinngehalt abweicht.
Beispielsweise ist die Länge X der Überhangabschnitte gleich zu 4.5 mm bei der oben beschriebenen Ausführungsform ausgebildet, jedoch ist die Länge X der Überhangabschnitte in keiner Weise auf 4.5 mm beschränkt. Sie lässt sich in einem Bereich zwischen 0.5 mm und ungefähr 8.0 mm abhängig von den Spezifikationen des Motors auswählen. Zusätzlich ist es nicht erforderlich, die Überhangabschnitte bei den jeweiligen entgegengesetzten Enden des Statorkerns 8 gleich zueinander auszubilden. In anderen Worten, können unterschiedliche Längen unabhängig in dem Bereich von 0.5 mm und 8.0 mm für die Überhangabschnitte abhängig von den Layout-bezogenen Anforderungen und der Positionsbeziehung zwischen diesen und dem Hall-Sensor 10 ausgewählt werden. Insbesondere in dem Fall eines Hall-Sensors 10, der zum Detektieren der Drehposition des Rotors unter Verwendung des Haupt-Magnetflusses des Magneten 2 ausgebildet ist, kann, wenn ein großer Wert für die Länge X des Überhangabschnitts angeordnet bei der Seite des Hall-Sensors 10 ausgewählt ist, der Sensor 10 Anlass zu einem großen Messfehler geben, da der Magnet 2 und der Hall-Sensor 10 dann gegeneinander um eine große Distanz getrennt sind. Demnach ist es zu empfehlen, einen relativ kleinen Wert für die Länge X des Überhangabschnitts auszuwählen, der bei der Seite des Hall-Sensors 10 angeordnet ist.
Während die oben beschriebene Ausführungsform einen bürstenlosen Motor vom Typ mit Innenrotor betrifft, ist die vorliegende Erfindung auch auf einen bürstenlosen Motor vom Typ mit Außenrotor anwendbar, bei dem der Rotor an der Außenseite des Stators angeordnet ist. Ferner kann, während die oben beschriebene Ausführungsform die Anwendung auf eine EPS vom Typ mit Säulenunterstütztung angewandt wird, diese auch auf eine EPS angewandt werden, die anders als vom Typ mit Säulenunterstützung ist, beispielsweise einem Typ mit Gestallunterstütztung (Engl.: rack assisting type). Zusätzlich kann ein bürstenloser Motor gemäß der Erfindung Anwendungen finden, die sich von einer EPS Einrichtung unterscheiden, und die industrielle Maschinen umfassen, beispielsweise Roboter oder IT Einrichtungen wie Personalcomputer und Peripherie-Einrichtungen, um einige zu nennen.
Da in einem bürstenlosen Motor gemäß der Erfindung die Axiallänge L_S des Statorkerns größer ausgebildet ist als die Axiallänge L_M des Magneten, hat er Überhangabschnitte, die nicht vis-à-vis den Magneten liegen, sondern von den jeweiligen entgegengesetzten Enden des Magneten hervorstehen, die wirksam die Teile des Magnetflusses unterdrücken, die von den axialen Endflächen in den Statorkern fließen. Im Ergebnis wird die Pseudo-Mehrfachschlitz-Wirkung durch die Hilfsnuten wirksam zum Reduzieren des Versetzens und anderer Probleme angehoben.

Claims

Bürstenloser Motor mit einem Rotor mit einem Magneten mit einer Axiallänge von L_M und einem Stator mit einem Statorkern, vorgesehen mit einer Vielzahl von Zähnen, angeordnet peripher vis-à-vis den Magneten mit einem Luftspalt, der zwischen diesen und den Magneten eingefügt ist, und mit Hilfsnuten, gebildet bei den vorderen Enden hiervon, wobei die Axiallänge Ls des Ständerkerns größer ist als die Axiallänge L_M des Magneten (L_S > L_M) .
Bürstenloser Motor nach Anspruch 1, wobei der Statorkern mit Überhangabschnitten hiervon versehen ist, die nicht vis-à-vis den Magneten liegen, sondern axial von den jeweiligen axialen Enden des Magneten hervorstehen.
Bürstenloser Motor nach Anspruch 2, wobei die Überhangabschnitte eine Axiallänge X zwischen 0.5 mm und 8.00 mm haben.
Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Mitte jeder der Hilfsnuten jeder der Zähne an einer Radiallinie angeordnet ist, die von der entsprechenden Umfangsendfläche des Zahns verlängert ist.
Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Hilfsnuten so ausgebildet sind, dass sie eine Breite gleich zu der Breite der Schlitze zum trennen angrenzender Zähne haben.
Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, angepasst für die Anwendung als Antriebsquelle in einer elektrischen Servolenkeinrichtung.