JP2009206178A

JP2009206178A - 電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品

Info

Publication number: JP2009206178A
Application number: JP2008044802A
Authority: JP
Inventors: Sachihiro Kinoshita; 祥宏木下
Original assignee: Hitachi Ferrite Electronics Ltd
Current assignee: Hitachi Ferrite Electronics Ltd
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2009-09-10

Abstract

【目的】電動パワーステアリング装置のコモンモードノイズおよびノーマルモードノイズ対策用のノイズ除去コイル部品の提供を目的とする。
【構成】１組のＥ型コア１１ａ，１１ｂを組み合わせてなる略日字型コアと、ボビン１６，１７に巻回するコイル１４，１５を組み合わせて構成する。コイル１４，１５が巻回するボビン１６，１７は、略日字型コアの巻芯部２１，２２に取り付けられ、略日字型コアの非巻芯部２３には、略日字型コアの内方に向かって突出する漏洩コア部２４，２５を有し、該漏洩コア部２４，２５は、略日字型コアの巻芯部２１，２２および非巻芯部２３の磁路断面積より小さい磁路断面積とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種電子機器，電子装置などのノイズ除去コイル部品に関するものであって、特に、パワーステアリング装置のノイズ除去用コイル部品に関するものである。

自動車は操作性，安全性等の向上を目的として、装備の電子化，高性能化が図られ、それに伴い、自動車部品における電子機器の部品点数が増加している。その中の、電動パワーステアリング装置も、自動車運転者のハンド操作を感知し、ハンドル操作時の体力負担を軽減して、ハンドル操作性を向上させたものである。

電動パワーステアリング装置は、各種センサ，マイクロコンピュータ，リレー，モーター等の電子機器および機械部品によって構成されている。自動車の電子化に伴い、使用する電子機器からノイズが発生し、そのために、電動パワーステアリング装置においては、モーター，リレーなどよりノイズが発生するため、電動パワーステアリング装置内にノイズ除去用のコイル部品を搭載している。（特許文献１）

特許文献１では、トロイダル形状のコイル部品がノイズ除去コイル部品として使用されている。このコイル部品は、主にノーマルモードノイズの除去を目的としたものであり、磁気飽和の高い軟磁性材のコアに巻線をして、数十アンペア以上の電流下でもノイズ除去に必要なインダクタンス値を得ることができるものである。

しかし、特許文献１に記載のノイズ除去コイル部品では、コモンモードノイズに対して、十分なインダクタンス値を得ることができず、図４に示すコモンモード用コイル部品５１とノーマルモード用コイル部品５６を組み合わせて、コモンモードノイズおよびノーマルモードノイズを除去している。

コモンモードノイズ除去用のコイル部品５１は、トロイダルの軟磁性コア５２にコイル５３ａ，５３ｂを巻回して構成され、ノーマルモードノイズ除去用のコイル部品５６は、棒状軟磁性コア５７にコイル５８が巻回し、電流に対する磁気飽和を抑制したものである。

特開２０００−２０３４３７号公報

図４に示した２つのコイル部品５１，５６を用いれば、コモンモードノイズおよびノーマルモードノイズ双方のノイズを除去できるが、部品点数の増加およびノイズ除去部品５１，５６による容積増加により、電動パワーステアリング装置の肥大化を招いていた。

本発明は、上記問題を鑑み、ひとつのノイズ除去コイル部品でコモンモードノイズとノーマルモードノイズの除去が図れる電動パワーステアリング装置用のノイズ除去コイル部品を提供するものである。

本発明は、略日字型の軟磁性コアと該コアに巻回する対称位置の２つのコイルとからなるノイズ除去コイル部品において、略日字型軟磁性コアは、コイルが巻回する巻芯部と、前記コイル巻芯部をつなぐ非巻芯部とからなり、それぞれの非巻芯部には内方へ向け突出する漏洩コア部を有し、該漏洩コア部は他方の漏洩コア部と空隙を介して対向し、さらに、各漏洩コア部の断面積は、略日字型軟磁性コアの巻芯部および非巻芯部の磁路断面積より小さく構成したことを特徴とする電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品である。

本発明のノイズ除去コイル部品により、電動パワーステアリング装置を肥大化させることなく、コモンモードノイズおよびノーマルモードノイズ双方のノイズ除去が可能であり、発生ノイズが少ない電動パワーステアリング装置として、信頼性を向上させることができる。

本発明の電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品の実施形態を、図を用いて説明する。図１は本発明のノイズ除去コイル部品の上方斜視図である。図２は図１に示した本発明のノイズ除去コイル部品の構造を示す部品展開図である。図３は本発明のノイズ除去コイル部品に係る略日字型コアに発生する磁束磁路を示す簡略図である。

本発明の電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品は、１組のＥ型コア１１ａ，１１ｂを組み合わせてなる略日字型コア１１と、ボビン１６，１７に巻回するコイル１４，１５を組み合わせ構成する。コイル１４，１５が巻回するボビン１６，１７は、略日字型コア１１の巻芯部２１と２２に取り付けられる。なお、コイル１４，１５の巻回方向は、コモンモードノイズに対してインダクタンスを発生させるコモン巻である。

また、略日字型コア１１の非巻芯部２３には、略日字型コア１１の内方に向かって突出する漏洩コア部２４，２５を有し、該漏洩コア部２４，２５は、略日字型コア１１の巻芯部２１，２２および非巻芯部２３の磁路断面積より小さい磁路断面積である。

図３は本発明の電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品に係る略日字型コア１１に発生する磁束磁路を簡略的に示したもので、図３（ａ）はコモンモード時の磁束磁路を表し、図３（ｂ）はノーマルモード時の漏洩コア部２４を経路とする磁束磁路を表したものである。

コモンモードノイズに対して本発明のノイズ除去コイル部品は、図３（ａ）に示すように、略日字型コア１１の巻芯部２１，２２および非巻芯部２３が、破線で示す磁束磁路３０となり、コイル１４，１５にコモンモードノイズ除去に必要なインダクタンスを発生させる。

一方、ノーマルモードノイズに対しては、図３（ｂ）に示すように、漏洩コア部２４を経路する磁束磁路は破線で示すように複数あり、コイル１４側では、漏洩コア部２４の側面よりでる磁束磁路３１、漏洩コア部２４の先端からでる磁束磁路３２、漏洩コア部２５を通る磁束磁路３３、またコイル１５側では、漏洩コア部２４の側面よりでる磁束磁路３６、漏洩コア部２４の先端からでる磁束磁路３７、漏洩コア部２５を通る磁束磁路３８となる。なお、図示を省略したが、漏洩コア部２５を経路とする磁束磁路も、上記と同様に発生する。

すなわち、ノーマルモード時の磁束磁路は、各漏洩コア部２４および２５を起点として空隙を含む複数の磁束磁路により、コイル１４およびコイル１５に流れる電流に対して、磁気飽和が緩慢になり、ノーマルモードノイズ除去に必要なインダクタンスを発生させることができる。

なお、図３（ｂ）の磁束磁路は、説明上複数の簡略表示としたが、実際は放射状に発生している。また、本発明に係る漏洩コア部２４，２５を、略日字型コア１１の巻芯部２１，２２および非巻芯部２３の磁路断面積より小さい磁路断面積としたことにより、図３（ｂ）に示す作用を発生させることができ、さらに、コイル部品としての容積も低減できる。

図１から図３で説明した本発明の電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品の設計の一例を以下で説明する。電動パワーステアリング装置内に搭載する定格６０Ａ対応のノイズ除去コイル部品を作製した。

コア材質はＭｎ−Ｚｎソフトフェライト、コア寸法は略日字型コア１１の状態で、外形寸法が１９ｍｍ−２５ｍｍ、内形寸法が１１ｍｍ−１８ｍｍ、コア高さ（厚さ）が１０ｍｍ。漏洩コア部２４，２５は、１．８ｍｍ−６ｍｍ、コア高さ（厚さ）が１０ｍｍ。漏洩コア２４、２５の先端空隙寸法は６ｍｍとした。

コイル１４，１５はボビン１６，１７に、線経２．１ｍｍφのポリエステル皮膜銅線を各７ターン巻回して、略日字型コア１１と組み合わせた。作製したノイズ除去コイル部品の外観寸法は、３０ｍｍ−３０ｍｍ、高さ２０ｍｍの小型サイズとなった。

上記により作製したノイズ除去コイル部品の特性は、１００ｋＨｚにおける各モードでのインダクタンスは、コモンモード：８０μＨ、ノーマルモード：３．３μＨと、電動パワーステアリング装置のノイズ除去に必要な特性を得た。さらに、電流に対するノーマルモード時のインダクタンスは、６０Ａ通電時に３．２μＨと高いインダクタンス値を得た。

本発明の電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品は、図３（ｂ）に示したように、漏洩コア部２４，２５を起点するノーマルモード時の磁束磁路を放射状に発生させたことにより、大電流通電時のノーマルモードにおいて、高いインダクタンス値を得ることができるものであり、実施例１に記載したコア形状に限定するものではなく、得ようとするインダクタンス値により、任意に設計しても良い。さらに、漏洩コア部２４，２５を、単体コアとして後付けしても、本発明と同等の効果は得られる。

また、本発明の電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品は、数十ボルトでの使用条件であるため、コイル−コア間の絶縁はコイルの絶縁被膜で絶縁を確保しているが、更なる絶縁が必要な場合は、コイル−コア間に絶縁フィルムを介在させれば良い。

なお、本発明の説明におけるインダクタンスの表記を、インピーダンスと置き換えても、本発明の効果が変わるものではない。

本発明の電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品の上方斜視図である。図１に示した本発明の電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品の構造を示す部品展開図である。本発明の電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品に係る略日字型コアに発生する磁束磁路を示す簡略図である。従来のノイズ除去コイル部品の略図である。

符号の説明

１１ａ，１１ｂ：Ｅ型コア
１４，１５：コイル
１６、１７：ボビン
２１，２２：巻芯部
２３：非巻芯部
２４，２５：漏洩コア部

Claims

略日字型の軟磁性コアと該コアに巻回する対称位置の２つのコイルとからなるノイズ除去コイル部品において、略日字型軟磁性コアは、コイルが巻回する巻芯部と、前記コイル巻芯部をつなぐ非巻芯部とからなり、それぞれの非巻芯部には内方へ向け突出する漏洩コア部を有し、該漏洩コア部は他方の漏洩コア部と空隙を介して対向し、さらに、各漏洩コア部の断面積は、略日字型軟磁性コアの巻芯部および非巻芯部の磁路断面積より小さく構成したことを特徴とする電動パワーステアリング用ノイズ除去コイル部品。