JP2001011585A - Steel sheet for motor driven power steering motor core - Google Patents
Steel sheet for motor driven power steering motor coreInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のパワース
テアリングシステムにおける、電動パワーステアリング
モータコア用材料に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material for an electric power steering motor core in a power steering system of an automobile.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車のパワーステアリングシステム
は、自動車の消費エネルギーの3〜5%を占め、エアコン
と並んでエネルギー消費の多い装置である。従来のパワ
ーステアリングシステムは油圧により操舵を補助してい
たが、本システムでは油圧ポンプが常にエンジンにより
駆動されているため、直進走行時にもエネルギーが消費
されるという問題があった。この無駄を解消するため、
モータにより操舵を補助する電動パワーステアリング
(以下、EPSと略す)システムが開発されている。EPSシ
ステムではコーナリング時等の操舵補助が必要なときの
みモータに電流を流しパワーをアシストするため、油圧
システムに比べ燃費が2〜3%程度向上する。2. Description of the Related Art A power steering system of an automobile is a device that consumes 3 to 5% of the energy consumed by the automobile and consumes a lot of energy along with an air conditioner. In the conventional power steering system, steering is assisted by hydraulic pressure. However, in this system, since the hydraulic pump is constantly driven by the engine, there is a problem that energy is consumed even when the vehicle travels straight. To eliminate this waste,
2. Description of the Related Art An electric power steering (hereinafter, abbreviated as EPS) system that assists steering by a motor has been developed. The EPS system supplies current to the motor and assists power only when steering assistance is required, such as when cornering, so fuel efficiency is improved by about 2 to 3% compared to hydraulic systems.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
EPSシステムにおいては、小型、高トルクの観点から永
久磁石を使用するPMモータが使用されており、コア材に
はコストの観点からSPCC材が使用されている。しかし、
PMモータでは操舵後、比較的大きなロストルクが生じる
ことから、旋回後直進状態になるまでに時間遅れが発生
し、このため操舵感が油圧方式に比べ劣るという問題が
あった。By the way, such a problem is solved.
In the EPS system, a PM motor using a permanent magnet is used from the viewpoint of small size and high torque, and the SPCC material is used as the core material from the viewpoint of cost. But,
In the PM motor, a relatively large loss torque is generated after steering, so that a time delay occurs before the vehicle enters a straight-ahead state after turning, so that the steering feeling is inferior to the hydraulic system.
【0004】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、ロストルクが低く、電動パワーステ
アリングモータコア用として優れた鋼板を提供すること
を課題とする。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a steel sheet which has low loss torque and is excellent for use in an electric power steering motor core.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記課題は、最大磁束密
度1.5Tまで磁化した場合における周波数1Hz当たりのヒ
ステリシス損が0.10J/kg以下であることを特徴とする電
動パワーステアリングモータコア用鋼板によって解決さ
れる。The above object is achieved by a steel plate for an electric power steering motor core, wherein the hysteresis loss per 1 Hz frequency is 0.10 J / kg or less when magnetized to a maximum magnetic flux density of 1.5 T. Is done.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】本発明者らがEPSモータコア材と
して好適な材料すなわちロストルクが低い材料について
検討した結果、このロストルクはベアリング損等に代表
される機械損とコア材のヒステリシスに依存するヒステ
リシス損に起因することを見いだした。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a result of the present inventors' study on a material suitable for an EPS motor core material, that is, a material having a low loss torque, the loss torque is determined by mechanical loss represented by bearing loss and hysteresis dependent on hysteresis of the core material. Was found to be due to losses.
【0007】これらの内、機械損の低減についてはベア
リングの転がり抵抗を低減することが有効であるが、転
がり抵抗低減は現状ではほぼ限界に近づいており、これ
以上の機械損の低減は事実上不可能に近い。そこで、ヒ
ステリシス損低減によるロストルク低減について検討し
た。[0007] Among them, it is effective to reduce the rolling resistance of the bearing to reduce the mechanical loss. However, the reduction of the rolling resistance has almost reached the limit at present, and the further reduction of the mechanical loss is practically impossible. Near impossible. Then, reduction of loss torque by reduction of hysteresis loss was examined.
【0008】以下、本発明に至る経緯を実験結果に基づ
いて詳細に説明する。ロストルクとヒステリシス損との
関係を調査するため、重量%でC:0.0020%、Si:0.50
%、Mn:0.25%、P:0.01%、Al=0.20%、N=0.0020%を
含む鋼をラボ溶解し、熱延後、酸洗した。その後、板厚
0.50mmまで冷間圧延し、10%H2-90%N 2雰囲気で750〜95
0℃×1min間の仕上焼鈍を行うことにより、1.5Tまで磁
化した場合における周波数1Hz当たりのヒステリシス損
を0.04〜0.15J/kgまで変化させた試供材を得た。また比
較材として、従来EPSモータコア材として使用されてい
る、ヒステリシス損0.17J/kg(鉄損W15/50=11W/kg)、
板厚0.5mm のSPCC材(C:0.015%、Si:0.01%、Mn:0.
15%、P:0.01%、Al=0.04%、N=0.0020%)を用いた。
これらを用いて出力300W、極数8極のEPSモータを作製
し、周波数1Hzでモータを空転させることによりロスト
ルクの測定を行った。なお、永久磁石はフェライトを使
用した。Hereinafter, the process leading to the present invention will be described based on experimental results.
And will be described in detail. Loss torque and hysteresis loss
To investigate the relationship, C: 0.0020% by weight, Si: 0.50% by weight
%, Mn: 0.25%, P: 0.01%, Al = 0.20%, N = 0.0020%
The steel containing was melted in a laboratory, hot rolled, and then pickled. Then the thickness
Cold rolled to 0.50mm, 10% HTwo-90% N TwoAtmosphere 750-95
Performing a finish annealing at 0 ° C for 1 minute allows magnetic
Hysteresis loss per 1 Hz frequency
Was changed from 0.04 to 0.15 J / kg. Also ratio
As a comparison material, it is conventionally used as EPS motor core material.
Hysteresis loss 0.17J / kg (iron loss W15 / 50 = 11W / kg),
0.5mm-thick SPCC material (C: 0.015%, Si: 0.01%, Mn: 0.
15%, P: 0.01%, Al = 0.04%, N = 0.0020%).
Using these, an EPS motor with 300W output and 8 poles is manufactured
Lost by running the motor idling at a frequency of 1 Hz.
The measurement of luk was performed. The permanent magnet uses ferrite.
Used.
【0009】図1に、このようにして得られた試供材の
1.5Tまで磁化した場合における周波数1Hz当たりのヒス
テリシス損とロストルク比の関係を示す。なお、ヒステ
リシス損は25cmエプスタイン法にて得られた50、60Hzの
鉄損より2周波法にて計算した。また、ロストルク比と
は、比較材(SPCC材)のロストルクを1とした場合の試
供材のロストルク比率を示している。FIG. 1 shows the sample material thus obtained.
The relationship between the hysteresis loss per 1 Hz frequency and the loss torque ratio when magnetized to 1.5T is shown. Note that the hysteresis loss was calculated from the iron loss at 50 and 60 Hz obtained by the 25 cm Epstein method by the two-frequency method. Further, the loss torque ratio indicates a loss torque ratio of the test material when the loss torque of the comparative material (SPCC material) is set to 1.
【0010】図1より、ヒステリシス損低減に伴い試供
材のロストルク比は低減する。特にヒステリシス損0.10
J/kg以下とした場合、試供材のロストルク比は0.6以下
になっている。ロストルク比が0.6以下であれば操蛇性
に問題がないことから、ヒステリシス損の上限は0.10J/
kgとする。さらなるロストルクの低減の観点から、より
好ましくは0.08J/kg以下とする。As shown in FIG. 1, the loss torque ratio of the sample decreases as the hysteresis loss decreases. Especially hysteresis loss 0.10
When J / kg or less, the loss torque ratio of the test material is 0.6 or less. If the loss torque ratio is 0.6 or less, there is no problem in the steering characteristics, so the upper limit of the hysteresis loss is 0.10 J /
kg. From the viewpoint of further reducing the loss torque, it is more preferably 0.08 J / kg or less.
【0011】本発明において、ヒステリシス損を低減す
る手法はどのような方法でもかまわない。たとえば、本
実験では仕上焼鈍温度を高めることにより、鋼板結晶粒
径を粗大化させヒステリシス損を低減しており、図1の
成分では仕上焼鈍温度800℃以上とすることによりヒス
テリシス損0.10J/kg以下が達成できている。In the present invention, any method may be used to reduce the hysteresis loss. For example, in this experiment, by increasing the finish annealing temperature, the crystal grain size of the steel sheet was coarsened and the hysteresis loss was reduced.In the component of FIG. 1, the hysteresis loss was 0.10 J / kg by increasing the finish annealing temperature to 800 ° C or more. The following has been achieved:
【0012】次に、製造方法について説明する。本発明
においては、ヒステリシス損が所定の範囲内であればよ
く、どのような鋼板を使用してもよい。鋼板を得るため
の製造方法は一般の鋼板の製造プロセスが適用できる。
すなわち、転炉で吹練した溶鋼を脱ガス処理し所定の成
分に調整し、引き続き鋳造、熱間圧延を行う。熱間圧延
時の仕上焼鈍温度、巻取り温度は特に規定する必要はな
く、通常でかまわない。また、熱延後の熱延板焼鈍は行
っても良いが必須ではない。次いで一回の冷間圧延、も
しくは中間焼鈍をはさんだ2回以上の冷間圧延により所
定の板厚とした後に、例えば、所定のヒステリシス損と
なるように最終焼鈍を制御する。Next, the manufacturing method will be described. In the present invention, any steel plate may be used as long as the hysteresis loss is within a predetermined range. As a manufacturing method for obtaining a steel sheet, a general steel sheet manufacturing process can be applied.
That is, the molten steel blown in the converter is degassed and adjusted to a predetermined component, and subsequently casting and hot rolling are performed. The finish annealing temperature and the winding temperature at the time of hot rolling do not need to be particularly defined, and may be normal. In addition, hot-rolled sheet annealing after hot-rolling may be performed, but is not essential. Next, after a predetermined sheet thickness is obtained by one cold rolling or two or more cold rolling steps including intermediate annealing, the final annealing is controlled so as to have a predetermined hysteresis loss, for example.
【0013】但し、ヒステリシス損を制御する方法は焼
鈍温度制御以外のどのような方法でもかまわない。However, the method of controlling the hysteresis loss may be any method other than the control of the annealing temperature.
【0014】[0014]
【実施例】転炉で吹練した溶鋼を脱ガス処理し、表1の
成分に調整後鋳造し、スラブを1200℃で1hr加熱した
後、板厚2.0mmまで熱間圧延を行った。熱延仕上げ温度
は800℃とした。巻取り温度は700℃とした。その後、板
厚0.50mmまで冷間圧延を行い、10%H2−90%N2雰囲気中
で表1に示す仕上焼鈍条件で焼鈍を行った。[Example] Molten steel blown in a converter was degassed, adjusted to the components shown in Table 1, cast, heated to 1200 ° C for 1 hour, and then hot-rolled to a thickness of 2.0 mm. The hot rolling finishing temperature was 800 ° C. The winding temperature was 700 ° C. Thereafter, cold rolling was performed to a sheet thickness of 0.50 mm, and annealing was performed in a 10% H 2 -90% N 2 atmosphere under the finish annealing conditions shown in Table 1.
【0015】ここでヒステリシス損は25cmエプスタイン
法にて得られた50、60Hzの鉄損より2周波法にて計算
し、1.5Tまで磁化した場合における周波数1Hz当たりの
ヒステリシス損で評価した。各鋼板の磁気特性を表1に
併せて示す。Here, the hysteresis loss was calculated by the two-frequency method from the iron loss of 50 and 60 Hz obtained by the 25 cm Epstein method, and evaluated by the hysteresis loss per 1 Hz frequency when magnetized up to 1.5T. Table 1 also shows the magnetic properties of each steel sheet.
【0016】[0016]
【表1】 【table 1】
【0017】表1において、No.5の比較鋼は、従来EPS
モータコア材として使用されている、鉄損W15/50=11W/
kg(ヒステリシス損0.17J/kg)、板厚0.5mm のSPCC材で
あり、ロストルク比は、No.5の比較鋼(SPCC材)のロス
トルクを1とした場合のロストルク比率を示している。In Table 1, the No. 5 comparative steel is the same as the conventional EPS.
Iron loss W15 / 50 = 11W / used as motor core material
kg (hysteresis loss: 0.17 J / kg), SPCC material with a thickness of 0.5 mm. The loss torque ratio shows the loss torque ratio when the loss torque of No. 5 comparative steel (SPCC material) is set to 1.
【0018】表1より、ヒステリシス損を本発明の範囲
に制御したNo.1〜No.4の本発明鋼において、ロストルク
比が低い鋼板が得られることがわかる。From Table 1, it can be seen that steel sheets having a low loss torque ratio can be obtained from the steels of the present invention Nos. 1 to 4 in which the hysteresis loss is controlled within the range of the present invention.
【0019】これに対し、No.5〜No.7の比較鋼はヒステ
リシス損が本発明の範囲を外れているので、ロストルク
比が高くなっている。On the other hand, the comparative steels No. 5 to No. 7 have a high loss torque ratio because the hysteresis loss is out of the range of the present invention.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ロ
ストルクの低い鋼板を得ることができ、EPSモータのロ
ストルク低減に効果的な電動パワーステアリングモータ
コア用鋼板を得ることができる。As described above, according to the present invention, a steel plate having a low loss torque can be obtained, and a steel plate for an electric power steering motor core which is effective in reducing the loss torque of an EPS motor can be obtained.
【図1】ヒステリシス損とロストルク比との関係を示す
図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship between a hysteresis loss and a loss torque ratio.
フロントページの続き (72)発明者 寒川 孝 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 小野 義彦 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 田中 靖 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 5H002 AA03 AA09 Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Samukawa 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Yoshihiko Ono 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Stock In-company (72) Inventor Yasushi Yasushi 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 5H002 AA03 AA09
Claims (1)
ける周波数1Hz当たりのヒステリシス損が0.10J/kg以下
であることを特徴とする電動パワーステアリングモータ
コア用鋼板。1. A steel sheet for an electric power steering motor core, wherein a hysteresis loss per 1 Hz of a frequency when magnetized to a maximum magnetic flux density of 1.5 T is 0.10 J / kg or less.
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JP2001011585A true JP2001011585A (en) | 2001-01-16 |
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