JP2003230240A - ブラシレスモータ - Google Patents
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- magnets
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パラレル配向のフェライトセグメント磁石を
用いたブラシレスモータのコギングを低減する。 【解決手段】 インナーロータ型の電動パワーステアリ
ング装置用ブラシレスモータにおいて、ロータマグネッ
ト２としてパラレル配向のフェライトセグメント磁石を
用いる。そして、隣接するロータマグネット２間の間隔
Ａを、Ａ＝ロータ３におけるロータマグネット２の最外
径半径×２×α／極対数（０＜α≦０．２）に設定す
る。また、ロータマグネット２の端部におけるマグネッ
ト偏倚量Ｂを、Ｂ＝ロータ３におけるロータマグネット
２の最外径半径×２×β／極対数（０.０２≦β≦０.
５）に設定する。
用いたブラシレスモータのコギングを低減する。 【解決手段】 インナーロータ型の電動パワーステアリ
ング装置用ブラシレスモータにおいて、ロータマグネッ
ト２としてパラレル配向のフェライトセグメント磁石を
用いる。そして、隣接するロータマグネット２間の間隔
Ａを、Ａ＝ロータ３におけるロータマグネット２の最外
径半径×２×α／極対数（０＜α≦０．２）に設定す
る。また、ロータマグネット２の端部におけるマグネッ
ト偏倚量Ｂを、Ｂ＝ロータ３におけるロータマグネット
２の最外径半径×２×β／極対数（０.０２≦β≦０.
５）に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インナーロータ型
のブラシレスモータに関し、特に、電動パワーステアリ
ング装置用のモータに適用して有効な技術に関するもの
である。
のブラシレスモータに関し、特に、電動パワーステアリ
ング装置用のモータに適用して有効な技術に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ブラシレスモータは、ブラシ・整流子間
のような機械的接点がないため、ブラシの摩耗や電気ノ
イズ等の問題がなく、近年、種々の分野にて多用されて
いる。例えば、ロボット等の産業用機械やパソコン等の
ＩＴ機器、自動車用電動パワーステアリング装置（以
下、ＥＰＳと略記する）など、半導体制御回路の発達に
伴い、それらの駆動源としてブラシレスモータを採用す
るケースが増加している。
のような機械的接点がないため、ブラシの摩耗や電気ノ
イズ等の問題がなく、近年、種々の分野にて多用されて
いる。例えば、ロボット等の産業用機械やパソコン等の
ＩＴ機器、自動車用電動パワーステアリング装置（以
下、ＥＰＳと略記する）など、半導体制御回路の発達に
伴い、それらの駆動源としてブラシレスモータを採用す
るケースが増加している。
【０００３】また、ブラシレスモータは、ロータとステ
ータの位置関係によって、インナーロータ型とアウタロ
ータ型の二種類に大別される。このうち、インナーロー
タ型のモータは、巻線を巻装したステータの内側にマグ
ネットを備えたロータを配置した構成となっており、そ
の構造上、回転軸の慣性モーメントを小さくできると共
に、装置の小型化が図れるという利点がある。このた
め、近年、ＥＰＳの駆動源としては、このようなインナ
ーロータ型のブラシレスモータが採用されるケースが増
加している。ところが、インナーロータ型ブラシレスモ
ータでは装置を小型化できる反面、小型のマグネットに
て強力な磁束密度を得る必要がある。このため、ＥＰＳ
用のモータでは、ロータマグネットとして、従来より、
ネオジウム系などの希土類磁石を用いたリングマグネッ
トが使用されている。
ータの位置関係によって、インナーロータ型とアウタロ
ータ型の二種類に大別される。このうち、インナーロー
タ型のモータは、巻線を巻装したステータの内側にマグ
ネットを備えたロータを配置した構成となっており、そ
の構造上、回転軸の慣性モーメントを小さくできると共
に、装置の小型化が図れるという利点がある。このた
め、近年、ＥＰＳの駆動源としては、このようなインナ
ーロータ型のブラシレスモータが採用されるケースが増
加している。ところが、インナーロータ型ブラシレスモ
ータでは装置を小型化できる反面、小型のマグネットに
て強力な磁束密度を得る必要がある。このため、ＥＰＳ
用のモータでは、ロータマグネットとして、従来より、
ネオジウム系などの希土類磁石を用いたリングマグネッ
トが使用されている。
【０００４】一方、ブラシレスモータには、無通電時に
回転軸側を回転させると、ロータマグネットとステータ
との間の吸引力により、いわゆるコギングが発生する。
かかるコギングは、モータをＥＰＳに使用した場合、操
舵感を損なうのみならず、それが過大となるとステアリ
ングがスムーズに戻りにくくなるなどの問題が生じる。
このため、従来のブラシレスモータでは、このコギング
対策として、着磁ヨーク形状や着磁電圧などを適宜調整
し、リングマグネットの着磁波形を変更してその低減を
図ることなどが行われていた。
回転軸側を回転させると、ロータマグネットとステータ
との間の吸引力により、いわゆるコギングが発生する。
かかるコギングは、モータをＥＰＳに使用した場合、操
舵感を損なうのみならず、それが過大となるとステアリ
ングがスムーズに戻りにくくなるなどの問題が生じる。
このため、従来のブラシレスモータでは、このコギング
対策として、着磁ヨーク形状や着磁電圧などを適宜調整
し、リングマグネットの着磁波形を変更してその低減を
図ることなどが行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ここで、前述のような
ネオジウム系等の希土類磁石は一般に高価であるため、
希土類磁石に代えてセグメントタイプのフェライト磁石
をロータマグネットに使用できれば、製品コストを大幅
に低減することが可能となる。その場合、コギング対策
という観点からすると、マグネットの着磁形態として
は、着磁波形が台形形状となるラジアル配向（図５
（ａ））よりも、それが正弦波状となるパラレル配向
（図５（ｂ））の方がやや有利である。
ネオジウム系等の希土類磁石は一般に高価であるため、
希土類磁石に代えてセグメントタイプのフェライト磁石
をロータマグネットに使用できれば、製品コストを大幅
に低減することが可能となる。その場合、コギング対策
という観点からすると、マグネットの着磁形態として
は、着磁波形が台形形状となるラジアル配向（図５
（ａ））よりも、それが正弦波状となるパラレル配向
（図５（ｂ））の方がやや有利である。
【０００６】しかしながら、パラレル配向のフェライト
セグメント磁石では、図６に示すように、その着磁波形
が滑らかな正弦波（一点鎖線）とならないという問題が
ある。すなわち、磁極の切り替わり部において波形が上
下に屈曲したり（屈曲部Ｋ）、波形全体が台形状になっ
たりする（変形部Ｌ）などの問題がある。そして、かか
る波形のマグネットをロータに使用すると、屈曲部Ｋや
変形部Ｌの影響によりコギングが大きくなるという弊害
が生じる。このため、高価な希土類磁石に代えて安価な
フェライトセグメント磁石をロータマグネットに採用で
きず、その改善が望まれていた。
セグメント磁石では、図６に示すように、その着磁波形
が滑らかな正弦波（一点鎖線）とならないという問題が
ある。すなわち、磁極の切り替わり部において波形が上
下に屈曲したり（屈曲部Ｋ）、波形全体が台形状になっ
たりする（変形部Ｌ）などの問題がある。そして、かか
る波形のマグネットをロータに使用すると、屈曲部Ｋや
変形部Ｌの影響によりコギングが大きくなるという弊害
が生じる。このため、高価な希土類磁石に代えて安価な
フェライトセグメント磁石をロータマグネットに採用で
きず、その改善が望まれていた。
【０００７】本発明の目的は、パラレル配向のフェライ
トセグメント磁石における着磁波形を滑らかな正弦波状
とし、安価でコギングの小さいブラシレスモータを提供
することにある。
トセグメント磁石における着磁波形を滑らかな正弦波状
とし、安価でコギングの小さいブラシレスモータを提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のブラシレスモー
タは、巻線を巻装したステータと、前記ステータの内側
に配置されパラレル配向に着磁された複数のセグメント
型マグネットを備えるロータとを有してなるインナーロ
ータ型のブラシレスモータであって、隣接する前記マグ
ネット間の間隔Ａを、Ａ＝前記ロータにおける前記マグ
ネットの最外径半径×２×α／極対数（０＜α≦０．
２）に設定したことを特徴とする。
タは、巻線を巻装したステータと、前記ステータの内側
に配置されパラレル配向に着磁された複数のセグメント
型マグネットを備えるロータとを有してなるインナーロ
ータ型のブラシレスモータであって、隣接する前記マグ
ネット間の間隔Ａを、Ａ＝前記ロータにおける前記マグ
ネットの最外径半径×２×α／極対数（０＜α≦０．
２）に設定したことを特徴とする。
【０００９】また、本発明のブラシレスモータは、巻線
を巻装したステータと、前記ステータの内側に配置され
パラレル配向に着磁された複数のセグメント型マグネッ
トを備えるロータとを有してなるインナーロータ型のブ
ラシレスモータであって、Ｂ＝前記ロータにおける前記
マグネットの最外径半径×２×β／極対数（０．０２≦
β≦０.５）に設定したことを特徴とする。
を巻装したステータと、前記ステータの内側に配置され
パラレル配向に着磁された複数のセグメント型マグネッ
トを備えるロータとを有してなるインナーロータ型のブ
ラシレスモータであって、Ｂ＝前記ロータにおける前記
マグネットの最外径半径×２×β／極対数（０．０２≦
β≦０.５）に設定したことを特徴とする。
【００１０】本発明にあっては、前記条件を具備するこ
とにより、ロータ表面の磁束密度波形の乱れが是正され
て波形がほぼ正弦波状となり、パラレル配向のセグメン
ト型磁石を用いたブラシレスモータにおけるコギングト
ルクの低減を図ることができる。なお、前記間隔Ａ及び
偏倚量Ｂの条件は、それぞれ単独で設定することも、ま
た、両者を共に具備させることも可能である。
とにより、ロータ表面の磁束密度波形の乱れが是正され
て波形がほぼ正弦波状となり、パラレル配向のセグメン
ト型磁石を用いたブラシレスモータにおけるコギングト
ルクの低減を図ることができる。なお、前記間隔Ａ及び
偏倚量Ｂの条件は、それぞれ単独で設定することも、ま
た、両者を共に具備させることも可能である。
【００１１】また、前記ブラシレスモータにおいて、前
記マグネットとしてフェライト磁石を用いても良く、こ
れにより、ネオジウム系などの希土類磁石を用いる場合
に比して部品コストを低減することが可能となる。さら
に、前記ブラシレスモータをＥＰＳ用モータとして使用
しても良く、これにより、コギングに起因する騒音や振
動が低減されると共にステアリング戻りもスムーズとな
り、操舵感の向上を図ることが可能となる。
記マグネットとしてフェライト磁石を用いても良く、こ
れにより、ネオジウム系などの希土類磁石を用いる場合
に比して部品コストを低減することが可能となる。さら
に、前記ブラシレスモータをＥＰＳ用モータとして使用
しても良く、これにより、コギングに起因する騒音や振
動が低減されると共にステアリング戻りもスムーズとな
り、操舵感の向上を図ることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】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）の構成を示す説明図である。当該モータ１は、Ｅ
ＰＳの駆動源として使用され、図１に示すように、ロー
タマグネット２（以下、マグネット２と略記する）を備
えたロータ３の周囲にステータ４を配したインナーロー
タ型の装置構成となっている。そして、運転者がハンド
ルを操作すると操舵角や走行速度等に従ってモータ１が
制御駆動され、図示しない減速ギアを介してステアリン
グコラム軸に対し操舵補助力が供給されるようになって
いる。
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）の構成を示す説明図である。当該モータ１は、Ｅ
ＰＳの駆動源として使用され、図１に示すように、ロー
タマグネット２（以下、マグネット２と略記する）を備
えたロータ３の周囲にステータ４を配したインナーロー
タ型の装置構成となっている。そして、運転者がハンド
ルを操作すると操舵角や走行速度等に従ってモータ１が
制御駆動され、図示しない減速ギアを介してステアリン
グコラム軸に対し操舵補助力が供給されるようになって
いる。
【００１３】ロータ３は、金属製のシャフト５に取り付
けられたロータコア６と、ロータコア６の外周に固定さ
れた４極のマグネット２とから構成されている。この場
合、マグネット２はフェライト磁石からなる４個のセグ
メントに分割形成されており、各セグメントは図５
（ｂ）のようなパラレル配向の着磁がなされている。ま
た、ステータ４は、ハウジング７と、ハウジング７の内
周側に固定されたステータコア８と、ステータコア８の
ティースにコイルが分布巻又は波巻にて巻装された巻線
９とから構成されている。
けられたロータコア６と、ロータコア６の外周に固定さ
れた４極のマグネット２とから構成されている。この場
合、マグネット２はフェライト磁石からなる４個のセグ
メントに分割形成されており、各セグメントは図５
（ｂ）のようなパラレル配向の着磁がなされている。ま
た、ステータ４は、ハウジング７と、ハウジング７の内
周側に固定されたステータコア８と、ステータコア８の
ティースにコイルが分布巻又は波巻にて巻装された巻線
９とから構成されている。
【００１４】一方、ハウジング７内には、ロータ３の回
転位置を検出するためのホールセンサ１０が配設されて
いる。また、ロータ３には、ホールセンサ１０に対向し
てセンサマグネット１１が設けられている。このセンサ
マグネット１１は、ラジアル配向にてマグネット２と同
様に４極に着磁されており、ホールセンサ１０にて磁極
の変化を捉えることができるようになっている。そし
て、ホールセンサ１０の検出信号に基づいて巻線９への
電流が適宜切り替えられ、ロータ３を回転駆動させる回
転磁界が形成される。
転位置を検出するためのホールセンサ１０が配設されて
いる。また、ロータ３には、ホールセンサ１０に対向し
てセンサマグネット１１が設けられている。このセンサ
マグネット１１は、ラジアル配向にてマグネット２と同
様に４極に着磁されており、ホールセンサ１０にて磁極
の変化を捉えることができるようになっている。そし
て、ホールセンサ１０の検出信号に基づいて巻線９への
電流が適宜切り替えられ、ロータ３を回転駆動させる回
転磁界が形成される。
【００１５】図２は、このようなモータ１におけるマグ
ネット２の配置状態を示す説明図である。図２に示すよ
うに、ここでは隣接するマグネット２同士の間には、間
隔Ａの間隙が設けられている。この場合、間隔Ａは、ロ
ータ３の中心Ｏからマグネット２の最外径位置までの寸
法Ｒ1(mm)、つまり、ロータ３のマグネット取付部にお
ける最大径位置の半径寸法と極対数（ここでは４極のた
め「２」）とから次式に基づいて設定される。 Ａ＝マグネット最外径半径Ｒ1×２×α／極対数（０＜
α≦０.２）
ネット２の配置状態を示す説明図である。図２に示すよ
うに、ここでは隣接するマグネット２同士の間には、間
隔Ａの間隙が設けられている。この場合、間隔Ａは、ロ
ータ３の中心Ｏからマグネット２の最外径位置までの寸
法Ｒ1(mm)、つまり、ロータ３のマグネット取付部にお
ける最大径位置の半径寸法と極対数（ここでは４極のた
め「２」）とから次式に基づいて設定される。 Ａ＝マグネット最外径半径Ｒ1×２×α／極対数（０＜
α≦０.２）
【００１６】この場合、係数αの値は、発明者らの実験
において、４極，Ｒ1＝２３.５mmでＢ＝０（偏倚なし）
の場合、コギングトルクの許容最大値を０.２N・mとする
と、Ａ＝４.７mmにて波形に屈曲点が現れコギングトル
クが０.２N・mを超えたことに由来する。そして、マグネ
ット最外径Ｒ1を２３.５mm以外の値とした場合も、一般
にαが０.２を超えると屈曲点が現れコギングが大きく
なる傾向が見られた。
において、４極，Ｒ1＝２３.５mmでＢ＝０（偏倚なし）
の場合、コギングトルクの許容最大値を０.２N・mとする
と、Ａ＝４.７mmにて波形に屈曲点が現れコギングトル
クが０.２N・mを超えたことに由来する。そして、マグネ
ット最外径Ｒ1を２３.５mm以外の値とした場合も、一般
にαが０.２を超えると屈曲点が現れコギングが大きく
なる傾向が見られた。
【００１７】また、当該モータ１では、湾曲するマグネ
ット２の端部が前記マグネット最外径半径Ｒ1の位置よ
りも内側にＢだけ偏倚している。そして、この偏倚量Ｂ
は、マグネット最外径半径Ｒ1と極対数とから次式に基
づいて設定される。 Ｂ＝マグネット最外径半径Ｒ1×２×β／極対数（０.０
２≦β≦０.５） そして、マグネット２自体の外径半径Ｒ2は、マグネッ
ト最外径半径Ｒ1の一点Ｘと、前記間隔Ａをあけてマグ
ネット２を配置する場合にマグネット２の両端が来るべ
き位置においてマグネット最外径位置（半径Ｒ1）から
Ｂだけ内側に偏倚した２点Ｙ，Ｚの３点を結んで形成さ
れる円によって決定される。
ット２の端部が前記マグネット最外径半径Ｒ1の位置よ
りも内側にＢだけ偏倚している。そして、この偏倚量Ｂ
は、マグネット最外径半径Ｒ1と極対数とから次式に基
づいて設定される。 Ｂ＝マグネット最外径半径Ｒ1×２×β／極対数（０.０
２≦β≦０.５） そして、マグネット２自体の外径半径Ｒ2は、マグネッ
ト最外径半径Ｒ1の一点Ｘと、前記間隔Ａをあけてマグ
ネット２を配置する場合にマグネット２の両端が来るべ
き位置においてマグネット最外径位置（半径Ｒ1）から
Ｂだけ内側に偏倚した２点Ｙ，Ｚの３点を結んで形成さ
れる円によって決定される。
【００１８】この場合、係数βは、４極，Ｒ1＝２３.５
mmの場合、Ｂ＝０.４７mmにてコギングトルクが０.２Nm
を超えたことに由来する。そして、ここでもマグネット
最外径Ｒ1を２３.５mm以外の値とした場合も、βが０.
０２未満の場合には、波形の台形状化により正弦波波形
が乱れコギングが大きくなる。なお、前述のαが０.２
を超えても偏倚量Ｂによりこれに対応可能であるが、有
効磁束の低下が大きくなるため現実的ではない。
mmの場合、Ｂ＝０.４７mmにてコギングトルクが０.２Nm
を超えたことに由来する。そして、ここでもマグネット
最外径Ｒ1を２３.５mm以外の値とした場合も、βが０.
０２未満の場合には、波形の台形状化により正弦波波形
が乱れコギングが大きくなる。なお、前述のαが０.２
を超えても偏倚量Ｂによりこれに対応可能であるが、有
効磁束の低下が大きくなるため現実的ではない。
【００１９】図３は、マグネット２を前述の式に基づい
て設定した場合（）と前述の条件を満たさない設定と
した場合（）におけるロータ表面の磁束密度波形を示
した説明図、図４は、との場合におけるコギングト
ルク波形を示した説明図である。この場合、マグネット
最外径はＲ1＝２３.５mmであり、ではα＝０.０４，
β＝０.０５、ではα＝０.２５，β＝０に設定されて
いる。つまり、では本発明における設定よりもマグネ
ット２同士の間隔が大きく、端部に偏倚が無い設定とな
っている。
て設定した場合（）と前述の条件を満たさない設定と
した場合（）におけるロータ表面の磁束密度波形を示
した説明図、図４は、との場合におけるコギングト
ルク波形を示した説明図である。この場合、マグネット
最外径はＲ1＝２３.５mmであり、ではα＝０.０４，
β＝０.０５、ではα＝０.２５，β＝０に設定されて
いる。つまり、では本発明における設定よりもマグネ
ット２同士の間隔が大きく、端部に偏倚が無い設定とな
っている。
【００２０】図３に示すように、の設定では磁束密度
波形の極切替部に屈曲部Ｋが生じると共に、台形状の変
形部Ｌが発生する。これに対しの設定では、磁束密度
波形はほぼ正弦波形状となっており、屈曲部や変形部は
発生していない。この場合、マグネット２間の間隔Ａを
前記条件を満たす設定とすることにより極切替部の屈曲
波形が是正され、マグネット２端部に前記条件を満たす
偏倚量Ｂを設定することにより正弦波形の台形状化が是
正される。そしてこれにより、コギングトルクにも図４
に示すように著しい違いが生じ、の設定ではコギング
トルクの許容最大値（０.２N・m）を超えてしまうのに対
し、の設定によればそれが許容最大値内に抑えられ
る。なお、コギングトルクが０.２N・mを超える場合であ
っても、ドライバ回路の設定により実用上問題のないモ
ータとすることは可能であるが、コギングトルク自体が
小さい方が好ましいのは言うまでもない。
波形の極切替部に屈曲部Ｋが生じると共に、台形状の変
形部Ｌが発生する。これに対しの設定では、磁束密度
波形はほぼ正弦波形状となっており、屈曲部や変形部は
発生していない。この場合、マグネット２間の間隔Ａを
前記条件を満たす設定とすることにより極切替部の屈曲
波形が是正され、マグネット２端部に前記条件を満たす
偏倚量Ｂを設定することにより正弦波形の台形状化が是
正される。そしてこれにより、コギングトルクにも図４
に示すように著しい違いが生じ、の設定ではコギング
トルクの許容最大値（０.２N・m）を超えてしまうのに対
し、の設定によればそれが許容最大値内に抑えられ
る。なお、コギングトルクが０.２N・mを超える場合であ
っても、ドライバ回路の設定により実用上問題のないモ
ータとすることは可能であるが、コギングトルク自体が
小さい方が好ましいのは言うまでもない。
【００２１】従って、磁束密度波形の乱れによりコギン
グトルクが大きく使用できなかったパラレル配向のフェ
ライトセグメント磁石を、ネオジウム系磁石に代えてブ
ラシレスモータのロータマグネットとして使用できるよ
うになる。このため、ロータマグネットの部品コストを
低減することができ、製品コストの削減を図ることが可
能となる。
グトルクが大きく使用できなかったパラレル配向のフェ
ライトセグメント磁石を、ネオジウム系磁石に代えてブ
ラシレスモータのロータマグネットとして使用できるよ
うになる。このため、ロータマグネットの部品コストを
低減することができ、製品コストの削減を図ることが可
能となる。
【００２２】なお、発明者らの実験によれば、マグネッ
ト２の厚さとコギングトルクとは直接関係が無く、マグ
ネット２の厚さが変わっても前述の式による設定は有効
であり、ＡやＢの値は最外径半径Ｒ1に依存する。ま
た、パラレル配向のフェライトセグメント磁石では、極
数が大きくなると正弦波形状が得やすくなり、例えば６
極の場合、前式からも分かるように、偏倚量Ｂは４極の
場合に比して２／３で良い。
ト２の厚さとコギングトルクとは直接関係が無く、マグ
ネット２の厚さが変わっても前述の式による設定は有効
であり、ＡやＢの値は最外径半径Ｒ1に依存する。ま
た、パラレル配向のフェライトセグメント磁石では、極
数が大きくなると正弦波形状が得やすくなり、例えば６
極の場合、前式からも分かるように、偏倚量Ｂは４極の
場合に比して２／３で良い。
【００２３】本発明は前記実施の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、前述のマグネット
間隔Ａと偏倚量Ｂは、それぞれ単独で設定することも可
能である。例えば、間隔Ａを前記の式に基づいて設定し
マグネットの偏倚は行わない設定や、偏倚量Ｂのみを設
定し間隔Ａを設けない設定なども可能である。なお、偏
倚量Ｂを設けない場合には、間隔Ａ設定に際し使用する
「マグネット最外径半径Ｒ1」の寸法はマグネット２の
外形寸法（半径）そのものになる。また、前述の実施の
形態では、４極のブラシレスモータについて説明した
が、極数が４極に限定されないのは言うまでもない。こ
の場合、例えば６極においては、間隔Ａもまた偏倚量Ｂ
と同様に４極の場合に比して２／３の値になる。
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、前述のマグネット
間隔Ａと偏倚量Ｂは、それぞれ単独で設定することも可
能である。例えば、間隔Ａを前記の式に基づいて設定し
マグネットの偏倚は行わない設定や、偏倚量Ｂのみを設
定し間隔Ａを設けない設定なども可能である。なお、偏
倚量Ｂを設けない場合には、間隔Ａ設定に際し使用する
「マグネット最外径半径Ｒ1」の寸法はマグネット２の
外形寸法（半径）そのものになる。また、前述の実施の
形態では、４極のブラシレスモータについて説明した
が、極数が４極に限定されないのは言うまでもない。こ
の場合、例えば６極においては、間隔Ａもまた偏倚量Ｂ
と同様に４極の場合に比して２／３の値になる。
【００２４】さらに、前述の実施の形態は、本発明をコ
ラムアシスト型のＥＰＳに適用した例を示したが、ラッ
クアシスト型等の他の方式のＥＰＳにも適用可能であ
る。加えて、本発明のブラシレスモータをＥＰＳ以外の
用途、例えば、ロボット等の産業用機械やパソコン等の
ＩＴ機器などにも適用可能である。また、マグネット２
としては、フェライト磁石のみならず、ネオジウム系や
サマリウム系などの希土類磁石を用いることも可能であ
る。
ラムアシスト型のＥＰＳに適用した例を示したが、ラッ
クアシスト型等の他の方式のＥＰＳにも適用可能であ
る。加えて、本発明のブラシレスモータをＥＰＳ以外の
用途、例えば、ロボット等の産業用機械やパソコン等の
ＩＴ機器などにも適用可能である。また、マグネット２
としては、フェライト磁石のみならず、ネオジウム系や
サマリウム系などの希土類磁石を用いることも可能であ
る。
【００２５】
【発明の効果】本発明のブラシレスモータによれば、パ
ラレル配向のセグメント型ロータマグネットを用いたイ
ンナーロータ型のブラシレスモータにおいて、隣接する
ロータマグネット間の間隔Ａを、Ａ＝ロータにおけるマ
グネット最外径半径ラ２ラα／極対数（０＜α≦０.２）
に設定し、さらに、好ましくはマグネットの端部におけ
るマグネット偏倚量Ｂを、Ｂ＝ロータにおけるマグネッ
ト最外径半径ラ２ラβ／極対数（０.０２≦β≦０.５）に
設定することにより、ロータ表面の磁束密度波形の乱れ
が是正されて波形がほぼ正弦波状となり、パラレル配向
のセグメント型磁石を用いたブラシレスモータにおける
コギングトルクの低減を図ることが可能となる。
ラレル配向のセグメント型ロータマグネットを用いたイ
ンナーロータ型のブラシレスモータにおいて、隣接する
ロータマグネット間の間隔Ａを、Ａ＝ロータにおけるマ
グネット最外径半径ラ２ラα／極対数（０＜α≦０.２）
に設定し、さらに、好ましくはマグネットの端部におけ
るマグネット偏倚量Ｂを、Ｂ＝ロータにおけるマグネッ
ト最外径半径ラ２ラβ／極対数（０.０２≦β≦０.５）に
設定することにより、ロータ表面の磁束密度波形の乱れ
が是正されて波形がほぼ正弦波状となり、パラレル配向
のセグメント型磁石を用いたブラシレスモータにおける
コギングトルクの低減を図ることが可能となる。
【００２６】また、ロータマグネットとしてフェライト
磁石を用いることにより、ネオジウム系などの希土類磁
石を用いる場合に比して部品コストを低減することが可
能となる。さらに、本発明によるブラシレスモータをＥ
ＰＳ用モータとして使用することにより、コギングに起
因する騒音や振動が低減されると共にステアリング戻り
もスムーズとなり、操舵感の向上を図ることが可能とな
る。
磁石を用いることにより、ネオジウム系などの希土類磁
石を用いる場合に比して部品コストを低減することが可
能となる。さらに、本発明によるブラシレスモータをＥ
ＰＳ用モータとして使用することにより、コギングに起
因する騒音や振動が低減されると共にステアリング戻り
もスムーズとなり、操舵感の向上を図ることが可能とな
る。
【図１】本発明の一実施の形態であるブラシレスモータ
の構成を示す説明図である。
の構成を示す説明図である。
【図２】図１のブラシエスモータにおけるマグネットの
配置状態を示す説明図である。
配置状態を示す説明図である。
【図３】マグネットを本発明に基づいて設定した場合と
本発明の条件を満たさない設定とした場合におけるロー
タ表面の磁束密度波形を示した説明図である。
本発明の条件を満たさない設定とした場合におけるロー
タ表面の磁束密度波形を示した説明図である。
【図４】マグネットを本発明に基づいて設定した場合と
本発明の条件を満たさない設定とした場合におけるコギ
ングトルク波形を示した説明図である。
本発明の条件を満たさない設定とした場合におけるコギ
ングトルク波形を示した説明図である。
【図５】マグネットの着磁形態を示す説明図であり、
（ａ）はラジアル配向、（ｂ）はパラレル配向を示して
いる。
（ａ）はラジアル配向、（ｂ）はパラレル配向を示して
いる。
【図６】パラレル配向のフェライトセグメント磁石をロ
ータマグネットとして使用した場合におけるロータ表面
の磁束密度波形を示す説明図である。
ータマグネットとして使用した場合におけるロータ表面
の磁束密度波形を示す説明図である。
１ ブラシレスモータ
２ ロータマグネット
３ ロータ
４ ステータ
５ シャフト
６ ロータコア
７ ハウジング
８ ステータコア
９ 巻線
１０ ホールセンサ
１１ センサマグネット
Ａ マグネット間隔
Ｂ マグネット偏倚量
Ｏ ロータ中心
Ｒ1 マグネット最外径半径
Ｒ2 マグネット外径半径
Ｋ 磁束密度波形の屈曲部
Ｌ 磁束密度波形の変形部
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3D033 CA03
5H019 AA03 CC03 CC08 EE14
5H621 AA02 GA01 HH01 PP10
5H622 AA02 CA02 CA07 CB04 DD01
QB05
Claims (4)
- 【請求項１】 巻線を巻装したステータと、前記ステー
タの内側に配置されパラレル配向に着磁された複数のセ
グメント型マグネットを備えるロータとを有してなるイ
ンナーロータ型のブラシレスモータであって、 隣接する前記マグネット間の間隔Ａを、 Ａ＝前記ロータにおける前記マグネットの最外径半径×
２×α／極対数（０＜α≦０．２） に設定したことを特徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項２】 巻線を巻装したステータと、前記ステー
タの内側に配置されパラレル配向に着磁された複数のセ
グメント型マグネットを備えるロータとを有してなるイ
ンナーロータ型のブラシレスモータであって、 前記マグネットの端部におけるマグネット外径と、前記
ロータにおける前記マグネットの最外径との偏倚量Ｂ
を、 Ｂ＝前記ロータにおける前記マグネットの最外径半径×
２×β／極対数（０．０２≦β≦０.５） に設定したことを特徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のブラシレスモー
タにおいて、前記マグネットがフェライト磁石であるこ
とを特徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項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、前記ブラシレスモータは、電動
パワーステアリング装置用のモータであることを特徴と
するブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002022950A JP2003230240A (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002022950A JP2003230240A (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | ブラシレスモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003230240A true JP2003230240A (ja) | 2003-08-15 |
Family
ID=27745791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002022950A Pending JP2003230240A (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003230240A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005341688A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Oriental Motor Co Ltd | 永久磁石モータ |
| US7202585B2 (en) | 2004-07-22 | 2007-04-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Brushless motor |
| EP2073352A1 (de) | 2007-12-17 | 2009-06-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Permanenterregte Synchronmaschine mit Schalenmagneten |
| EP2073351A1 (de) * | 2007-12-17 | 2009-06-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Sekundärteil eines Linearantriebs |
| EP2192670A1 (de) | 2008-12-01 | 2010-06-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Permanenterregte Synchronmaschine mit 10 Polen, 12 Nuten und optimierter Läufergeometrie |
| JP2013085356A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Minebea Co Ltd | インナーロータ型永久磁石モータ |
| US10511212B2 (en) | 2011-10-07 | 2019-12-17 | Minebea Mitsumi Inc. | Inner rotor-type permanent magnet motor with annular magnetic poles |
-
2002
- 2002-01-31 JP JP2002022950A patent/JP2003230240A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005341688A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Oriental Motor Co Ltd | 永久磁石モータ |
| US7425785B2 (en) * | 2004-05-26 | 2008-09-16 | Oriental Motor Co., Ltd. | Permanent magnet motor |
| US7202585B2 (en) | 2004-07-22 | 2007-04-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Brushless motor |
| EP2073352A1 (de) | 2007-12-17 | 2009-06-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Permanenterregte Synchronmaschine mit Schalenmagneten |
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| JP2009148158A (ja) * | 2007-12-17 | 2009-07-02 | Siemens Ag | シェル形磁石を備える永久励磁型の同期機 |
| EP2073352B1 (de) | 2007-12-17 | 2016-03-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Permanenterregte Synchronmaschine mit Schalenmagneten |
| EP2192670A1 (de) | 2008-12-01 | 2010-06-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Permanenterregte Synchronmaschine mit 10 Polen, 12 Nuten und optimierter Läufergeometrie |
| DE102009054069A1 (de) | 2008-12-01 | 2010-10-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Dreiphasige dynamoelektrische permanenterregte Synchronmaschine |
| JP2013085356A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Minebea Co Ltd | インナーロータ型永久磁石モータ |
| US10511212B2 (en) | 2011-10-07 | 2019-12-17 | Minebea Mitsumi Inc. | Inner rotor-type permanent magnet motor with annular magnetic poles |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050124 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070205 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070207 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070302 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070928 |