JP2007082371A - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブラシレスモータに関し、例えば、自動車の電動パワーステアリング装置に利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a brushless motor, for example, one that is effective when used in an electric power steering device of an automobile.
自動車の電動パワーステアリング装置に使用されるブラシレスモータとしては、有底円筒形状のケース内にステータユニットが収容されてなるステータと、回転軸に複数個の永久磁石(マグネット)が固定されたロータとを備えており、ケースの底壁にはロータの回転軸を支承するベアリングを収納したベアリング保持部と、ステータユニットの一端部を受けた受け部とが同心円状に形成されているものがある。例えば、特許文献1参照。 As a brushless motor used for an electric power steering apparatus of an automobile, a stator in which a stator unit is housed in a bottomed cylindrical case, a rotor having a plurality of permanent magnets (magnets) fixed to a rotating shaft, In some cases, the bottom wall of the case has a bearing holding portion that houses a bearing that supports the rotating shaft of the rotor and a receiving portion that receives one end of the stator unit in a concentric shape. For example, see Patent Document 1.
しかしながら、前記したブラシレスモータにおいては、ステータのケースが有底円筒(太鼓)形状に形成されているために、通電によってステータユニットが振動し、その振動が太鼓の振動板に相当する底壁に伝わると、振動が増幅ないしは共鳴して音が発生するという問題点がある。
例えば、このような電動パワーステアリング装置のブラシレスモータが運転席の近傍に配置された場合には、ケースが発生する音が耳障りな騒音になってしまう。
However, in the brushless motor described above, since the case of the stator is formed in a bottomed cylindrical (drum) shape, the stator unit vibrates by energization, and the vibration is transmitted to the bottom wall corresponding to the drum diaphragm. However, there is a problem that sound is generated by vibration amplification or resonance.
For example, when the brushless motor of such an electric power steering apparatus is arranged in the vicinity of the driver's seat, the sound generated by the case becomes annoying noise.
本発明の目的は、ステータの振動に伴う耳障りな騒音の発生を防止することができるブラシレスモータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a brushless motor capable of preventing generation of annoying noise accompanying the vibration of a stator.
本発明に係るブラシレスモータは、ステータユニットと、前記ステータユニットを収容した有底円筒形状のケースと、前記ステータユニットの内側に回転自在に配設されたロータとを備えているブラシレスモータにおいて、
前記ケースの底壁には振動抑制部が設けられていることを特徴とする。
前記振動抑制部は、前記底壁の中心から径方向に放射状に延在するように設けることが好ましい。
また、前記振動抑制部は、前記ステータユニットにおける隣り合う突極部間に配設することが好ましい。
さらに、前記振動抑制部は、前記突極部を形成するコイルボビンに突き当てることが好ましい。
The brushless motor according to the present invention is a brushless motor including a stator unit, a bottomed cylindrical case that accommodates the stator unit, and a rotor that is rotatably disposed inside the stator unit.
The bottom wall of the case is provided with a vibration suppressing portion.
Preferably, the vibration suppressing portion is provided so as to extend radially from the center of the bottom wall in the radial direction.
Moreover, it is preferable that the vibration suppressing portion is disposed between adjacent salient pole portions in the stator unit.
Furthermore, it is preferable that the vibration suppressing portion abuts against a coil bobbin that forms the salient pole portion.
前記した手段によれば、ケースの底壁に振動抑制部が設けられていることにより、通電によってステータユニットが振動し、その振動がケースの底壁に伝わっても、振動が増幅ないしは共鳴して音が発生するのを防止することができるので、耳障りな騒音の発生を防止することができる。 According to the above-described means, since the vibration suppressing portion is provided on the bottom wall of the case, even if the stator unit vibrates by energization and the vibration is transmitted to the bottom wall of the case, the vibration is amplified or resonated. Since the generation of sound can be prevented, generation of annoying noise can be prevented.
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態において、本発明に係るブラシレスモータは、電動パワーステアリング装置の駆動源として使用するに好適なものとして構成されている。すなわち、運転者がハンドルを操作すると、その操舵角や車両走行速度等に従って、操舵補助力を供給するものとして構成されている。
本実施の形態において、本発明に係るブラシレスモータは構造的には、図1および図2に示されているように、ステータの内側にロータが回転自在に配置された所謂インナロータ型のブラシレスモータに構成されている。
In the present embodiment, the brushless motor according to the present invention is configured to be suitable for use as a drive source of an electric power steering apparatus. That is, when the driver operates the steering wheel, the steering assist force is supplied according to the steering angle, the vehicle traveling speed, and the like.
In this embodiment, the brushless motor according to the present invention is structurally a so-called inner rotor type brushless motor in which a rotor is rotatably arranged inside a stator as shown in FIGS. 1 and 2. It is configured.
図1および図2に示されているように、本実施の形態に係るブラシレスモータ10は、ステータ11、ロータ30、ブラケット40およびレゾルバ50を備えている。
ステータ11はケース12とステータユニット20とを備えており、ステータユニット20がケース12に挿入されている。
ケース12は円筒形状の側壁13と、側壁13の一端の開口部によって構成されたブラケット取付口14と、側壁13の他端面を閉塞した底壁15とを備えており、全体として有底円筒形状に形成されている。
底壁15における軸線方向の中心部の周囲には、ケース12の外側から内側へ突出するビード(bead 突起)であって、底壁15の中心と同心円の環状である環状ビード16が、塑性(板金)加工(beading )によって成形されている。
この環状ビード16により、底壁15の中心部にはベアリング保持部17がケース12の内側から見て円形の穴形状に相対的に形成され、底壁15の周縁部には受け部18がケース12の内側から見て円形の環状溝形状に相対的に形成されている。
底壁15における受け部18には振動抑制部としての放射状ビード19が9本、ケース12の中心から径方向に放射状に延在するように成形されている。すなわち、放射状ビード19は受け部18の平面に対してケース12の外側から内側へ突出するビードとして塑性加工によって成形されている。
なお、本実施の形態に係る放射状ビード19は、環状ビード16と同時に塑性加工(深絞り加工)することにより、成形することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
The
Around the central portion of the
By this
Nine
The
ステータユニット20は磁性材料製の薄板が積層されて構成されたステータコア21と、絶縁物(インシュレータ)製のコイルボビン24に形成されたコイル26とを備えている。
ステータコア21はケース12の内周に圧入される環状部22を有し、この環状部22の内周側からは軸線に向かって9本(図2では1本だけが示されている。)のティース部23が周方向に等間隔に延設されている。
コイルボビン24はステータコア21に各ティース部23をそれぞれ覆うように装着されており、コイルボビン24の各ティース部23に巻線25が巻回されることにより、コイル26の突極部27が形成されている。
The
The
The
図1に示されているように、コイルボビン24はブラシレスモータ10の軸線方向の一端部が延びてケース12の受け部18の内面に突き当てられており、コイル26における突極部27は受け部18内に挿入されて収納されている。
この状態において、図2に示されているように、底壁15に形成された各放射状ビード19は隣り合う突極部27、27間のそれぞれに嵌入されている。そして、図2に示されているように、両側面の一部には隣り合う突極部27、27のコイルボビン24の鍔部が突き当たった状態になっている。
この放射状ビード19の隣り合う突極部27、27間への嵌入により、コイルボビン24すなわちステータユニット20はケース12に周り止めされた状態になっている。
そして、放射状ビード19がコイルボビン24に突き当たるように構成することにより、コイル26の突極部27における巻線25が放射状ビード19に損傷されたり短絡したりするのを防止することができる。
As shown in FIG. 1, the
In this state, as shown in FIG. 2, each
The
By configuring the
図1に示されているように、ロータ30は軸線方向に延びる回転軸31を備えている。回転軸31の外周部には9個のマグネット(永久磁石)32が磁極を周方向に交互に配置させるように固定されている。
なお、便宜上、図示は省略するが、マグネット32には保護のためのマグネットカバーが装着されている。
回転軸31の底壁15側の端部はケース12のベアリング保持部17に圧入されたベアリング33に嵌入されて回転自在に支承されており、回転軸31の他端部寄りの中間部はブラケット40に固定されたベアリング34に回転自在に支承されている。
回転軸31のブラケット40側の端部には、ロータ30の回転位置を検出するレゾルバ50が固定されている。
As shown in FIG. 1, the
For convenience, although not shown, the
The end of the rotating
A
図1に示されているように、ブラケット40は絶縁性を有する樹脂が使用されて略円盤形状に一体成形されており、ブラケット40はケース12のブラケット取付口14に被せ付けられて締結されている。
ブラケット40の中央には支持孔41が軸線方向に貫通するように形成されており、支持孔41の内周にはロータ30の回転軸31の中間部を支承するベアリング34が圧入されている。
ブラケット40にはターミナル42が配線されており、ターミナル42にはコイル26の巻線25が電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
A support hole 41 is formed in the center of the
A
図1に示されているように、レゾルバ50は互いに対向するレゾルバロータ51とレゾルバステータ52とを備えており、レゾルバロータ51はロータ30の回転軸31に固定され、レゾルバステータ52はブラケット40に固定されている。
レゾルバ50はレゾルバロータ51すなわちロータ30の回転位置をレゾルバステータ52によって検出してブラシレスモータ10のコントローラ(図示せず)に送信するように構成されており、コントローラはこの信号に基づいてステータユニット20の回転磁界を形成するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
The
次に、作用を説明する。
ブラシレスモータ10に通電されると、ブラシレスモータ10のコントローラがレゾルバステータ52からの位置検出信号に基づいて形成したステータユニット20の回転磁界により、マグネット32を備えたロータ30が回転する。
Next, the operation will be described.
When the
ステータユニット20はモータの駆動により振動する。例えば、U相、V相およびW相からなる三相のブラシレスモータの場合は、U相、V相およびW相の順番に切り換えて通電されることにより、磁気的な力が作用する位置が随時変化するために、振動が発生する。
このステータユニット20の振動が太鼓形状のケース12における太鼓の振動板に相当する底壁15に伝わると、振動が増幅ないしは共鳴して音が発生する。
しかし、本実施の形態においては、底壁15における受け部18に複数本の放射状ビード19が形成されていることにより、底壁15に振動が伝わり難くなり、ステータユニット20の振動が底壁15に伝わったとしても、振動が増幅したり共鳴したりすることによる音が発生することは抑制される。
The
When the vibration of the
However, in the present embodiment, since a plurality of
ところで、本実施の形態に係るブラシレスモータ10においては、ケース12を磁路として使用しないために、ケース12の板厚は薄く成形されている。
このようにケース12が薄くなっていると、ロータ30の回転時にベアリング33が発生する振動が、ベアリング33およびベアリング保持部17を介して底壁15に伝達されるために、共鳴による音が発生することがある。
しかし、本実施の形態においては、底壁15における受け部18に複数本の放射状ビード19が形成されていることにより、底壁15において振動が伝わり難くなり、ロータ30やベアリング33の振動が底壁15に伝わったとしても、共鳴によって音が発生することは抑制される。つまり、本実施の形態によれば、ケース12の肉厚を薄くしながらも、共鳴による音の発生を抑制することができる。
By the way, in
When the
However, in the present embodiment, since a plurality of
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。 According to the embodiment, the following effects can be obtained.
1) ケースの底壁にビードを放射状に設けることにより、底壁で円周状に広がる振動が伝わり難くなるので、ステータユニットやロータおよびベアリングの振動が底壁に伝わったとしても、振動が増幅したり共鳴したりすることによる音の発生を抑制することができる。 1) By providing beads radially on the bottom wall of the case, it becomes difficult to transmit the vibration spreading around the circumference of the bottom wall, so even if the vibration of the stator unit, rotor, and bearing is transmitted to the bottom wall, the vibration is amplified. The generation of sound due to or resonating can be suppressed.
2) 音の発生を抑制することにより、耳障りな騒音の発生を防止することができるので、電動パワーステアリング装置のブラシレスモータを自動車の運転席の近傍に配置することができる。 2) Since the generation of noise can be prevented by suppressing the generation of sound, the brushless motor of the electric power steering apparatus can be disposed in the vicinity of the driver's seat of the automobile.
3) 音の発生を抑制することにより、ブラシレスモータにおいて磁路として使用しないケースの肉厚を薄く成形することができるので、ブラシレスモータひいては電動パワーステアリング装置の重量を低減することができ、自動車の燃費を向上させることができる。 3) By suppressing the generation of noise, the thickness of the case that is not used as a magnetic path in the brushless motor can be made thin, so that the weight of the brushless motor and hence the electric power steering device can be reduced. Fuel consumption can be improved.
4) 底壁に形成された各放射状ビードをステータユニットにおける隣り合う突極部のコイルボビン間のそれぞれに嵌入することにより、ステータユニットのケースに対する位置決めおよび回り止めを確保することができるので、ブラシレスモータの組付精度や機械的強度等を向上させることができる。
また、各放射状ビードはコイルボビン間のデッドスペースに配置されるので、モータの軸長を延長させないで済む。
4) Since each radial bead formed on the bottom wall is inserted between the coil bobbins of the adjacent salient pole portions in the stator unit, the positioning of the stator unit with respect to the case and the rotation prevention can be secured. Assembling accuracy, mechanical strength, etc. can be improved.
Further, since each radial bead is disposed in the dead space between the coil bobbins, it is not necessary to extend the axial length of the motor.
図3および図4は本実施の形態の音抑制効果を示すグラフであり、図3は本実施の形態の場合を示しており、図4は比較例の場合を示している。
図3および図4において、横軸にはブラシレスモータの回転数(rpm)が、左側の縦軸には発生した音の周波数(Hz)が、右側の縦軸には音の大きさ(dB)がそれぞれ取られている。
なお、比較例は底壁の受け部に放射状ビードが形成されていないブラシレスモータであり、実験の条件は本実施の形態の場合と比較例の場合とで同一である。
図3と図4との比較から明らかな通り、本実施の形態の場合においては、3.5Hz周波数帯域の音が解消されている。
また、図4に示されているように、比較例の場合は回転数が120rpm以上になると、音の大きさは一定になる。
しかし、図3に示されているように、本実施の形態の場合は回転数が120rpm以上では音は解消している。
3 and 4 are graphs showing the sound suppression effect of the present embodiment, FIG. 3 shows the case of the present embodiment, and FIG. 4 shows the case of a comparative example.
3 and 4, the horizontal axis represents the rotation speed (rpm) of the brushless motor, the left vertical axis represents the frequency of the generated sound (Hz), and the right vertical axis represents the volume of the sound (dB). Are taken respectively.
The comparative example is a brushless motor in which a radial bead is not formed on the receiving portion of the bottom wall, and the experimental conditions are the same in the case of the present embodiment and the comparative example.
As is clear from the comparison between FIG. 3 and FIG. 4, the sound in the 3.5 Hz frequency band is eliminated in the case of the present embodiment.
Further, as shown in FIG. 4, in the case of the comparative example, when the rotation speed becomes 120 rpm or more, the volume of the sound becomes constant.
However, as shown in FIG. 3, in the case of the present embodiment, the sound is eliminated when the rotational speed is 120 rpm or more.
図5は本発明の第二の実施の形態であるブラシレスモータを示しており、(a)は底壁付近の一部切断正面図、(b)は一部切断側面図である。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、短い長円形(小判形)の放射状ビード19Aが底壁15内の側壁13に干渉しない範囲において成形されている点、である。
本実施の形態によれば、環状ビード16の塑性加工後に、放射状ビード19Aを板金加工(beading )によって成形することができる。
5A and 5B show a brushless motor according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5A is a partially cut front view in the vicinity of the bottom wall, and FIG. 5B is a partially cut side view.
The present embodiment is different from the above embodiment in that the short oval (oval)
According to the present embodiment, after the plastic processing of the
図6は本発明の第三の実施の形態であるブラシレスモータを示しており、(a)は底壁付近の一部切断正面図、(b)は一部切断側面図である。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、短い長円形(小判形)の放射状ビード19Aが底壁15内の側壁13に干渉しない範囲において成形されているとともに、浅い環状溝形状の精度維持環状ビード28が各放射状ビード19Aの中央部を連絡するように同心円に成形されている点、である。
本実施の形態に係る精度維持環状ビード28は、放射状ビード19Aを成形する際に、底壁15の中心にあるベアリング保持部17の寸法精度を損なわない役目を果たす。
6A and 6B show a brushless motor according to a third embodiment of the present invention. FIG. 6A is a partially cut front view in the vicinity of the bottom wall, and FIG. 6B is a partially cut side view.
This embodiment is different from the above embodiment in that the short oval (oval)
The accuracy maintaining
なお、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において、種々に変更が可能であることはいうまでもない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It cannot be overemphasized that it can change variously in the range which does not deviate from the summary.
例えば、振動抑制部は側壁まで至る放射状ビードも短い長円形の放射状ビードによって構成するに限らず、周方向に等間隔に配置された複数個の円形や角形のビードによって構成してもよい。 For example, the vibration suppression unit is not limited to a radial bead that extends to the side wall, but may be formed of a plurality of circular or square beads arranged at equal intervals in the circumferential direction.
振動抑制部は9個設けるに限らず、1〜8または10個以上設けてもよい。
但し、振動抑制部の個数は、ステータユニットの突極部の個数に対応させて、各振動抑制部を隣り合う突極部のコイルボビン間に配置することが望ましい。
The number of vibration suppression units is not limited to nine, but may be 1 to 8, or 10 or more.
However, it is desirable that the number of the vibration suppressing portions is arranged between the coil bobbins of the adjacent salient pole portions so as to correspond to the number of salient pole portions of the stator unit.
10…ブラシレスモータ、11…ステータ、12…ケース、13…側壁、14…ブラケット取付口、15…底壁、16…環状ビード、17…ベアリング保持部、18…受け部、19…放射状ビード(振動抑制部)、20…ステータユニット、21…ステータコア、22…環状部、23…ティース部、24…コイルボビン、25…巻線、26…コイル、27…突極部、30…ロータ、31…回転軸、32…マグネット(永久磁石)、33、34…ベアリング、40…ブラケット、41…支持孔、42…ターミナル、50…レゾルバ、51…レゾルバロータ、52…レゾルバステータ、19A…短い長円形の放射状ビード、28…精度維持環状ビード。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ケースの底壁には振動抑制部が設けられていることを特徴とするブラシレスモータ。 In a brushless motor comprising a stator unit, a bottomed cylindrical case that accommodates the stator unit, and a rotor that is rotatably disposed inside the stator unit.
A brushless motor, wherein a vibration suppression portion is provided on the bottom wall of the case.
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