JP2006025508A - Motor for electric power steering system and electric power steering system - Google Patents
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Description
本発明は、車輌において運転者による手動操舵力を補助(アシスト)する電動パワーステアリング(EPS)装置用モータ及び電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a motor for an electric power steering (EPS) device and an electric power steering device that assist (assist) a manual steering force by a driver in a vehicle.
電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサーと、操舵補助用のモータとを備え、トルクセンサーが検出した操舵トルクに応じてモータを駆動させることによりステアリングホイールへの操舵力を補助するように構成されている。 The electric power steering apparatus includes a torque sensor that detects a steering torque applied to the steering wheel, and a steering assist motor, and drives the motor according to the steering torque detected by the torque sensor to thereby apply a steering force to the steering wheel. It is configured to assist.
具体的に、高速走行でゆっくりとステアリングホイールを回した場合に、操舵トルクが所定値より低いと、モータは駆動しない。そして、さらにステアリングホイールを動かして、操舵トルクが所定値を越えると、モータは回転駆動される。この時、モータの出力トルクのうちモータの構造に基づく摩擦損失及び電磁気的な要因に基づく損失であるロストルク変動が大きいと、このトルク変動がステアリングホイールへ伝わり、振動となって運転者の手に伝わる。従って、モータにはこのロストルク変動が非常に少ないことが要求される。 Specifically, when the steering wheel is slowly rotated at high speed and the steering torque is lower than a predetermined value, the motor is not driven. When the steering wheel is further moved and the steering torque exceeds a predetermined value, the motor is driven to rotate. At this time, if there is a large loss torque fluctuation, which is a friction loss based on the motor structure and a loss based on electromagnetic factors, in the output torque of the motor, this torque fluctuation is transmitted to the steering wheel and becomes a vibration to the driver's hand. It is transmitted. Therefore, the motor is required to have very little loss torque fluctuation.
ロストルクの原因の一つとしては、ロータに固定されるロータマグネットの飛散やずれが挙げられる。このマグネットの飛散やずれを防止する対策としては、マグネットの外周にカバーを設置してマグネットを固定する技術や、マグネット自体の磁気吸引力や、接着、若しくは複雑な構造によってマグネットをロータコアに固定する技術が種々提案されている(例えば、特許文献1及び2参照。)。
しかしながら、特許文献1及び2に記載の技術では、高速回転時、及び高温雰囲気中運転時にマグネットの固定が緩むことに対して、周方向への安全性は保たれているものの、軸方向への対策は不十分であり、マグネットが軸方向にずれてモータロック又はロストルク変動が増加する恐れがあった。また、ロータの構造が複雑で、部品点数が多く、組立工程が複雑になるという問題があった。 However, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, although the safety of the magnet in the circumferential direction is maintained against the loosening of the magnet during high-speed rotation and operation in a high-temperature atmosphere, The countermeasures are insufficient, and the magnet may be displaced in the axial direction to increase motor lock or loss torque fluctuation. Further, there is a problem that the structure of the rotor is complicated, the number of parts is large, and the assembly process is complicated.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な構造で、確実にロータマグネットの軸方向への位置決めを行うことができ、ロストルク変動が少なく、モータロックすることのない電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to reliably position the rotor magnet in the axial direction with a simple structure, reduce loss torque fluctuation, and lock the motor. It is an object of the present invention to provide a motor for an electric power steering apparatus and an electric power steering apparatus that are free from electric power.
本発明に係る上記課題は、下記構成によって達成される。
(1) 回転軸の周囲に複数枚の電磁鋼板を積層して形成されるロータコアと、該ロータコアの外周面に設けられたロータマグネットとを有するロータと、
前記ロータに対向するようにして設けられたステータコアと励磁コイルと有するステータと、
を備える電動パワーステアリング装置用モータであって、
前記複数枚の電磁鋼板のうち、前記ロータコアの両端部各々における少なくとも1枚の電磁鋼板を前記ロータマグネットの内径よりも大きな外径としたことを特徴とする電動パワーステアリング装置用モータ。
(2) (1)に記載のモータを、駆動モータに使用した電動パワーステアリング装置。
The above-mentioned subject concerning the present invention is attained by the following composition.
(1) a rotor having a rotor core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates around a rotating shaft, and a rotor magnet provided on the outer peripheral surface of the rotor core;
A stator having a stator core and an excitation coil provided to face the rotor;
A motor for an electric power steering device comprising:
The motor for an electric power steering apparatus, wherein at least one of the plurality of electromagnetic steel sheets has an outer diameter larger than an inner diameter of the rotor magnet.
(2) An electric power steering apparatus using the motor according to (1) as a drive motor.
本発明によれば、複数枚の電磁鋼板のうち、ロータコアの両端部各々における少なくとも1枚の電磁鋼板をロータマグネットの内径よりも大きな外径としたことにより、簡単な構造で、ロータマグネットの軸方向への位置ずれによりモータロックおよびロストルク変動が増加することを防いだ電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置とすることができる。 According to the present invention, among the plurality of electromagnetic steel plates, at least one electromagnetic steel plate at each end of the rotor core has an outer diameter larger than the inner diameter of the rotor magnet, so that the shaft of the rotor magnet has a simple structure. The motor for an electric power steering device and the electric power steering device can be prevented in which the motor lock and the loss torque fluctuation are prevented from increasing due to the displacement in the direction.
以下、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a motor for an electric power steering apparatus and an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置を説明するための説明図、図2は電動パワーステアリング装置用モータを説明するための断面図、図3は図2のロータの拡大断面図、図4は図3のロータの斜視図、図5はロータの中間部を示す断面図、図6はロータの両端部における正面図、図7は図6のロータの両端部における拡大図である。 FIG. 1 is an explanatory view for explaining an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining an electric power steering apparatus motor, and FIG. 3 is an enlarged cross section of the rotor of FIG. 4 is a perspective view of the rotor of FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view showing an intermediate portion of the rotor, FIG. 6 is a front view of both ends of the rotor, and FIG. 7 is an enlarged view of both ends of the rotor of FIG. is there.
まず、電動パワーステアリング装置について図1を参照して説明する。電動パワーステアリング装置1では、両端を転舵装置(不図示)に連結され図1中において左右方向に移動するラック軸2と、上端にステアリングホイール3が取付けられたステアリングシャフト4を包囲するステアリングコラム5とがロッド6で連結されている。電動パワーステアリング装置用モータ7は、ウォームホイール(不図示)及びウォーム(不図示)を介してステアリングシャフト4に連結され、車両、ステアリングホイール3の操舵角度等の情報が入力されるコントローラ8によって制御される。
First, an electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. In the electric power steering device 1, a steering column that surrounds a steering shaft 4 that is connected to a steering device (not shown) at both ends and moves in the left-right direction in FIG. 1 and a steering shaft 4 having a steering wheel 3 attached to the upper end. 5 are connected by a rod 6. The
また、図2に示されるように、モータ7では、ハウジング11に対して一対の軸受12,13を介して回転軸14が回転可能に支持されている。一対の軸受12,13間で回転軸14の周囲には、円板状の複数枚の電磁鋼板15,16を積層して形成されるロータコア17が装着され、ロータコア17の外周面には、ロータマグネット18が固定されている。ロータマグネット18は、界磁発生用永久磁石としてセグメントマグネットが使用されている。また、図3に示されるように、ロータマグネット18の外側には、一端に形成されたフランジ部19aをロータマグネット18の端面と当接させ、ロータマグネット18の飛散及びずれを防止する円筒状のマグネットカバー19が設けられている。そして、これら回転軸14、ロータコア17、ロータマグネット18、及び、マグネットカバー19はロータ20を構成する。
As shown in FIG. 2, in the
ハウジング11内には、ロータ20と半径方向に対向するようにしてステータ21が構成されており、ハウジング11の内周面に固定された環状のステータコア22と、ステータコア22に巻回された励磁コイル23とを有する。
A
また、一方の軸受12の近傍には、ロータ20の位相検知部24が配置されている。この位相検知部24は、回転軸14に取り付けられた環状の位相検出用永久磁石25と、この永久磁石25と対向し、ハウジング11側に固定された位相検出素子26とから構成されている。この位相検知部24はモータ7が機械的な整流子(ブラシとコンミテータ)を含まないブラシレスモータであるため、ロータ20の位相を検知して、コントローラ8の制御により位相に応じて励磁コイル23に通電するためのものである。作動時には、回転軸14の回転がウォームとウォームホイールから構成される減速ギヤにより減速されると共に、運動方向を変換されて、手動操舵力を補助(アシスト)する。
Further, a
ここで、ロータコア17は、図3に示すように、ロータマグネット18の軸方向長さに対応するように複数枚積層された電磁鋼板15と、ロータコア17の両端部各々に少なくとも一枚ずつ配置された電磁鋼板16とを有する。
Here, as shown in FIG. 3, at least one
図5に示されるように、各電磁鋼板15は、複数のロータマグネット18が設置される円弧状の複数のマグネット設置部15aと、隣接するマグネット設置部15a間に設けられマグネット設置部15aの外周面よりも半径方向に突出する複数の突起部15bとを外周面に有し、各電磁鋼板15の突起部15bの位置が一致するようにして積層される。
As shown in FIG. 5, each
また、図4、図6及び図7に示されるように、電磁鋼板16は、ロータマグネット18の内径よりも大きな外径を有しており、ロータマグネット18の軸方向端面と部分的に当接する。従って、電磁鋼板15,16を用いることで、各ロータマグネット18は、円周方向及び軸方向に確実に位置決めされる。
As shown in FIGS. 4, 6, and 7, the
以上のように構成された本実施形態の電動パワーステアリング装置用モータ7及び電動パワーステアリング装置1では、ロータコア17の両端部各々に設けられる電磁鋼板16をロータマグネット18の内径よりも大きな外径としたので、簡単な構成で、ロータマグネット18の軸方向への位置決めを容易に行うことができ、ロストルク変動の少ない電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。
In the electric power
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、本実施形態では、ロータマグネット18の内径より大きな外径の電磁鋼板16を1枚づつロータコア17の両端部に設けたが、複数枚ずつ設けてもよい。また、本実施形態では、電磁鋼板16に円形のものを用いたが、ロータマグネット18を押さえることのできる形状であれば、多角形をはじめ種々の形状であってもよい。
The present invention is not limited to the present embodiment, and appropriate modifications and improvements can be made.
For example, in the present embodiment, the
また、ロータマグネット18の極数は、任意に設定可能である。さらに、ロータマグネット18は、セグメント形状でなくリング状であっても良く、両端部の電磁鋼板16の外径を他の電磁鋼板15よりも大きく取ることで、ロータマグネット18の軸方向の位置決めを確実に行うことができる。
さらに、電動パワーステアリング装置用モータは、駆動モータとして使用されればよく、取付け位置は、図1に示すようにステアリングシャフトに連結されてもよいし、ラック軸に連結されてもよい。
Further, the number of poles of the
Furthermore, the electric power steering apparatus motor may be used as a drive motor, and the mounting position may be connected to the steering shaft as shown in FIG. 1 or to the rack shaft.
1 電動パワーステアリング装置
7 電動パワーステアリング装置用モータ
14 回転軸
15,16 電磁鋼板
15b 突起部
17 ロータコア
18 ロータマグネット
20 ロータ
21 ステータ
22 ステータコア
23 励磁コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric
Claims (2)
前記ロータに対向するようにして設けられたステータコアと励磁コイルと有するステータと、
を備える電動パワーステアリング装置用モータであって、
前記複数枚の電磁鋼板のうち、前記ロータコアの両端部各々における少なくとも1枚の電磁鋼板を前記ロータマグネットの内径よりも大きな外径としたことを特徴とする電動パワーステアリング装置用モータ。 A rotor core having a rotor core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates around a rotating shaft, and a rotor magnet provided on the outer peripheral surface of the rotor core;
A stator having a stator core and an excitation coil provided to face the rotor;
A motor for an electric power steering device comprising:
A motor for an electric power steering apparatus, wherein among the plurality of electromagnetic steel sheets, at least one electromagnetic steel sheet at each end of the rotor core has an outer diameter larger than an inner diameter of the rotor magnet.
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