JP2013081312A - 電動パワーステアリング用電動機及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクリップルを抑制し、かつ製造コストの増加を抑制できる電動パワーステアリング用電動機及び電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】電動パワーステアリング用電動機は、外周が円弧状のロータヨークと、ロータヨークの外側に所定の間隔を有して環状に配置されるステータコアと、ステータコアを励磁するための磁界を発生させる励磁コイルと、ロータヨークに埋め込まれた平板状マグネットと、を含み、平板状マグネットの重心位置は、ロータヨークの半径を１とした場合、ロータヨークの回転中心から０．７０以上０．８７以下の位置にある。
【選択図】図５

Description

本発明は、電動パワーステアリング用電動機及び電動パワーステアリング装置に関する。

自動車等の操舵に必要な操舵力を、人の操作力に加えて電動機で補助する電動パワーステアリング(ＥＰＳ：Electric Power Steering)がある。電動パワーステアリング装置では、操舵者の耳に入る騒音及び手を通じて伝わる振動の低減が求められる。

また、電動パワーステアリング用電動機は、耐久性及び高出力化を向上させることができるため、ブラシ付きモータに替わってブラシレスモータが主流になりつつある。ブラシレスモータは、励磁コイルを分布巻とする構造から励磁コイルを集中巻とする構造にすると、コストを低減でき、ブラシレスモータをコンパクトとすることができる。

一般的に、励磁コイルを集中巻とする構造は、励磁コイルを分布巻とする構造と比較して振動を発生しやすい。また、平板型磁石をロータヨーク内部に埋め込む構造では、振動が更に増加してしまうおそれがある。これは、隣り合う一対の平板型磁石の間（磁極切り替わり部）付近には急激な磁束密度変動が発生するため、トルクリップル（出力トルクの変動）が生じ、これが振動、騒音をもたらすと考えられている。

例えば、平板形状の永久磁石を回転対称に配置した永久磁石埋設型回転電機におけるトルクリップルを抑制する技術として、特許文献１には、隣り合う一対の磁極端部にそれぞれ対応する回転子の外周が凹状部と凸状部とに形成されている永久磁石埋設型回転電機が記載されている。

特開２０１１−０６２０５９号公報

特許文献１に記載された技術は、回転子の外周が凹状部と凸状部とに形成されているため、構造が複雑で製造コストが高くなる。また、特許文献１に開示された技術では、凸状部の端の電気角度θ１は、永久磁石の磁極中心部を通り、且つ端に最も近い半径直線を基点として７０°〜８０°の範囲にあり、回転子の回転軸線を中心とする凹状部の最深部の電気角度θ２は、半径直線を基点として（θ１−１０°）〜θ１の範囲にある必要があるなど、制約が大きい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トルクリップルを抑制し、かつ製造コストの増加を抑制できる電動パワーステアリング用電動機及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、電動パワーステアリング用電動機は、外周が円弧状のロータヨークと、前記ロータヨークの外側に所定の間隔を有して環状に配置されるステータコアと、前記ステータコアを励磁するための磁界を発生させる励磁コイルと、前記ロータヨークに埋め込まれた平板状マグネットと、を含み、前記平板状マグネットの重心位置は、前記ロータヨークの半径を１とした場合、前記ロータヨークの回転中心から０．７０以上０．８７以下の位置にあることを特徴とする。

上記構成により、トルクリップルを抑制することができる。また、ロータヨークを簡素な円弧状のロータヨークとすることができる。このため、製造コストの増加を抑制することができる。

本発明の望ましい態様として、前記平板状マグネットの重心位置は、前記ロータヨークの半径を１とした場合、前記ロータヨークの回転中心から０．７５以上０．８７以下の位置にあることが好ましい。

上記構成により、トルクリップルを抑制すると共に、平均トルクの低下を抑制することができる。

本発明の望ましい態様として、前記平板状マグネットの重心位置は、前記ロータヨークの半径を１とした場合、前記ロータヨークの回転中心から０．７９以上０．８６以下の位置にあることが好ましい。

上記構成により、トルクリップルを抑制すると共に、平均トルクの低下を抑制することができる。

本発明の望ましい態様として、前記平板状マグネットの重心位置は、前記ロータヨークの半径を１とした場合、前記ロータヨークの回転中心から０．８３以上０．８５以下の位置にあることが好ましい。

上記構成により、平均トルクの低下を抑制すると共に、トルクリップルを顕著に抑制することができる。

本発明の望ましい態様として、前記ロータヨークは、前記平板状マグネットの両端にそれぞれフラックスバリアを備えることが好ましい。

上記構成により、平板状マグネットのＳ極とＮ極との磁気的短絡を抑制することができる。

本発明の望ましい態様として、前記励磁コイルは、集中巻きで前記ステータコアに巻回されていることが好ましい。

上記構成により、トルクリップルが抑制されているので、集中巻きの励磁コイルに起因する振動を抑制することができる。励磁コイルを集中巻とする構造とすると、コストを低減でき、ブラシレスモータをコンパクトとすることができる。

本発明の望ましい態様として、前記電動パワーステアリング用電動機により補助操舵トルクを得る電動パワーステアリング装置であることが好ましい。

上記構成により、トルクリップルが抑制されているので、操舵者に補助操舵トルクが伝達されても違和感を抑制した状態で、動作することができる。

本発明によれば、トルクリップルを抑制し、かつ製造コストの増加を抑制できる電動パワーステアリング用電動機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。

図１は、本実施形態に係るブラシレスモータを備える電動パワーステアリング装置の構成図である。 図２は、本実施形態の電動パワーステアリング装置が備える減速装置の一例を説明する正面図である。 図３は、中心軸を含む仮想平面で本実施形態のモータの構成を切って模式的に示す断面図である。 図４は、本実施形態のモータの構成を中心軸に直交する仮想平面で切って模式的に示す断面図である。 図５は、本実施形態のロータを模式的に示す説明図である。 図６は、本実施形態の評価例のトルクリップルを説明する説明図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、本実施形態に係るブラシレスモータを備える電動パワーステアリング装置の構成図である。まず、図１を用いて、本実施形態のブラシレスモータを備える電動パワーステアリング装置８０の概要を説明する。

電動パワーステアリング装置８０は、操舵者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト８２と、操舵力アシスト機構８３と、ユニバーサルジョイント８４と、ロアシャフト８５と、ユニバーサルジョイント８６と、ピニオンシャフト８７と、ステアリングギヤ８８と、タイロッド８９とを備える。また、電動パワーステアリング装置８０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０と、トルクセンサ９１ａと、車速センサ９１ｂとを備える。

ステアリングシャフト８２は、入力軸８２ａと、出力軸８２ｂとを含む。入力軸８２ａは、一方の端部がステアリングホイール８１に連結され、他方の端部がトルクセンサ９１ａを介して操舵力アシスト機構８３に連結される。出力軸８２ｂは、一方の端部が操舵力アシスト機構８３に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント８４に連結される。本実施形態では、入力軸８２ａ及び出力軸８２ｂは、鉄等の磁性材料から形成される。

ロアシャフト８５は、一方の端部がユニバーサルジョイント８４に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント８６に連結される。ピニオンシャフト８７は、一方の端部がユニバーサルジョイント８６に連結され、他方の端部がステアリングギヤ８８に連結される。

ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａと、ラック８８ｂとを含む。ピニオン８８ａは、ピニオンシャフト８７に連結される。ラック８８ｂは、ピニオン８８ａに噛み合う。ステアリングギヤ８８は、ラックアンドピニオン形式として構成される。ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａに伝達された回転運動をラック８８ｂで直進運動に変換する。タイロッド８９は、ラック８８ｂに連結される。

操舵力アシスト機構８３は、減速装置９２と、ブラシレスモータ１０とを含む。減速装置９２は、出力軸８２ｂに連結される。ブラシレスモータ１０は、減速装置９２に連結され、かつ、補助操舵トルクを発生させる電動機である。なお、電動パワーステアリング装置８０は、ステアリングシャフト８２と、トルクセンサ９１ａと、減速装置９２とによりステアリングコラムが構成されている。ブラシレスモータ１０は、ステアリングコラムの出力軸８２ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置８０は、コラムアシスト方式である。

コラムアシスト方式の電動パワーステアリング装置８０は、操作者とブラシレスモータ１０との距離が比較的近く、ブラシレスモータ１０の騒音、手を通じて伝わる振動又はトルク変化が操舵者に影響を与えるおそれがある。このため、電動パワーステアリング装置８０では、操舵者の耳に入る騒音及び手を通じて伝わる振動又はトルク変化の低減が求められる。

図２は、本実施形態の電動パワーステアリング装置が備える減速装置の一例を説明する正面図である。図２は、一部を断面として示してある。減速装置９２はウォーム減速装置である。減速装置９２は、減速装置ハウジング９３と、ウォーム９４と、玉軸受９５ａと、玉軸受９５ｂと、ウォームホイール９６と、ホルダ９７とを備える。

ウォーム９４は、ブラシレスモータ１０のシャフト２１にスプライン、または弾性カップリングで結合する。ウォーム９４は、玉軸受９５ａと、ホルダ９７に保持された玉軸受９５ｂとで回転自在に減速装置ハウジング９３に保持されている。ウォームホイール９６は、減速装置ハウジング９３に回転自在に保持される。ウォーム９４の一部に形成されたウォーム歯９４ａは、ウォームホイール９６に形成されているウォームホイール歯９６ａに噛み合う。

ブラシレスモータ１０の回転力は、ウォーム９４を介してウォームホイール９６に伝達されて、ウォームホイール９６を回転させる。減速装置９２は、ウォーム９４及びウォームホイール９６によって、ブラシレスモータ１０のトルクを増加する。そして、減速装置９２は、図１に示すステアリングコラムの出力軸８２ｂに補助操舵トルクを与える。

図１に示すトルクセンサ９１ａは、ステアリングホイール８１を介して入力軸８２ａに伝達された運転者の操舵力を操舵トルクとして検出する。車速センサ９１ｂは、電動パワーステアリング装置８０が搭載される車両の走行速度を検出する。ＥＣＵ９０は、ブラシレスモータ１０と、トルクセンサ９１ａと、車速センサ９１ｂと電気的に接続される。

ＥＣＵ９０は、ブラシレスモータ１０の動作を制御する。また、ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９１ａ及び車速センサ９１ｂのそれぞれから信号を取得する。すなわち、ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９１ａから操舵トルクＴを取得し、かつ、車速センサ９１ｂから車両の走行速度Ｖを取得する。ＥＣＵ９０は、イグニッションスイッチ９８がオンの状態で、電源装置（例えば車載のバッテリ）９９から電力が供給される。ＥＣＵ９０は、操舵トルクＴと走行速度Ｖとに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出する。そして、ＥＣＵ９０は、その算出された補助操舵指令値に基づいてブラシレスモータ１０へ供給する電力値Ｘを調節する。ＥＣＵ９０は、ブラシレスモータ１０から誘起電圧の情報又は後述するレゾルバからロータの回転の情報を動作情報Ｙとして取得する。

ステアリングホイール８１に入力された操舵者（運転者）の操舵力は、入力軸８２ａを介して操舵力アシスト機構８３の減速装置９２に伝わる。この時に、ＥＣＵ９０は、入力軸８２ａに入力された操舵トルクＴをトルクセンサ９１ａから取得し、かつ、走行速度Ｖを車速センサ９１ｂから取得する。そして、ＥＣＵ９０は、ブラシレスモータ１０の動作を制御する。ブラシレスモータ１０が作り出した補助操舵トルクは、減速装置９２に伝えられる。

出力軸８２ｂを介して出力された操舵トルク（補助操舵トルクを含む）は、ユニバーサルジョイント８４を介してロアシャフト８５に伝達され、さらにユニバーサルジョイント８６を介してピニオンシャフト８７に伝達される。ピニオンシャフト８７に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ８８を介してタイロッド８９に伝達され、操舵輪を転舵させる。次に、ブラシレスモータ１０について説明する。

図３は、中心軸を含む仮想平面で本実施形態のモータの構成を切って模式的に示す断面図である。図４は、本実施形態のモータの構成を中心軸に直交する仮想平面で切って模式的に示す断面図である。図３に示すように、ブラシレスモータ１０は、ハウジング１１と、軸受１２と、軸受１３と、レゾルバ１４と、ロータ２０と、ブラシレスモータ用ステータとしてのステータ３０とを備える。

ハウジング１１は、筒状ハウジング１１ａと、フロントブラケット１１ｂとを含む。フロントブラケット１１ｂは、略円板状に形成されて筒状ハウジング１１ａの一方の開口端部を閉塞するように筒状ハウジング１１ａに取り付けられる。筒状ハウジング１１ａは、フロントブラケット１１ｂとは反対側の端部に、この端部を閉塞するように底部１１ｃが形成される。底部１１ｃは、例えば、筒状ハウジング１１ａと一体に形成される。筒状ハウジング１１ａを形成する磁性材料としては、例えばＳＰＣＣ（Steel Plate Cold Commercial）等の一般的な鋼材や、電磁軟鉄等が適用できる。また、フロントブラケット１１ｂは、ブラシレスモータ１０を所望の機器に取り付ける際のフランジの役割を果たしている。

軸受１２は、筒状ハウジング１１ａの内側であって、フロントブラケット１１ｂの略中央部分に設けられる。軸受１３は、筒状ハウジング１１ａの内側であって、底部１１ｃの略中央部分に設けられる。軸受１２は、筒状ハウジング１１ａの内側に配置されたロータ２０の一部であるシャフト２１の一端を回転可能に支持する。軸受１３は、シャフト２１の他端を回転可能に支持する。これにより、シャフト２１は、中心軸Ｚｒを中心に回転する。

レゾルバ１４は、シャフト２１のフロントブラケット１１ｂ側に設けられる端子台１５によって支持される。レゾルバ１４は、ロータ２０（シャフト２１）の回転位置を検出する。レゾルバ１４は、レゾルバロータ１４ａと、レゾルバステータ１４ｂとを備える。レゾルバロータ１４ａは、シャフト２１の円周面に圧入等で取り付けられる。レゾルバステータ１４ｂは、レゾルバロータ１４ａに所定間隔の空隙を介して対向して配置される。

ステータ３０は、筒状ハウジング１１ａの内部にロータ２０を包囲するように筒状に設けられる。ステータ３０は、筒状ハウジング１１ａの内周面１１ｄに例えば嵌合されて取り付けられる。ステータ３０の中心軸は、ロータ２０の中心軸Ｚｒと一致する。ステータ３０は、筒状のステータコア３１と、励磁コイル３７とを含む。ステータ３０は、ステータコア３１に励磁コイル３７が巻きつけられる。

図４に示すように、ステータコア３１は、複数の分割コア３２を含む。複数の分割コア３２は、中心軸Ｚｒを中心とした周方向（図３に示す筒状ハウジング１１ａの内周面１１ｄに沿う方向）に等間隔で並んで配置される。以下、中心軸Ｚｒを中心とした周方向を単に周方向という。ステータコア３１は、複数の分割コア３２が組み合わされて構成される。そして、ステータコア３１が筒状ハウジング１１ａ内に圧入されることで、ステータ３０は、環状の状態で筒状ハウジング１１ａの内部に設けられる。なお、ステータコア３１と筒状ハウジング１１ａとは、圧入の他に接着、焼き嵌め又は溶接等によって固定されてもよい。

分割コア３２は、略同形状に形成された複数のコア片が中心軸Ｚｒ方向に積層されて束ねられることで形成される。分割コア３２は、電磁鋼板などの磁性材料で形成される。分割コア３２は、バックヨーク３３と、ティース３４とを有する。バックヨーク３３は、円弧状の部分を含む。バックヨーク３３は、複数の分割コア３２が組み合わされると、環状形状を形成する。ティース３４は、バックヨーク３３の内周面からロータ２０に向かって延びる部分である。

図４に示す励磁コイル３７は、線状の電線である。励磁コイル３７は、分割コア３２のティース３４の外周にインシュレータ３７ａを介して集中巻きされる。インシュレータ３７ａは、励磁コイル３７と分割コア３２とを絶縁するための部材であり、耐熱部材で形成される。このように構成されたステータコア３１が図４に示すように複数組み合わされることにより、ステータ３０は、ロータ２０を包囲できる形状となる。

ロータ２０は、筒状ハウジング１１ａに対して中心軸Ｚｒを中心に回転できるように、筒状ハウジング１１ａの内部に設けられる。ロータ２０は、シャフト２１と、ロータヨーク２２と、マグネット２３とを含む。シャフト２１は、筒状に形成される。ロータヨーク２２は、筒状に形成される。なお、ロータヨーク２２は、外周が円弧状であり、加工工数を低減できる。

ロータヨーク２２は、電磁鋼板、冷間圧延鋼板などの薄板が、接着、ボス、カシメなどの手段により積層されて製造される。ロータヨーク２２は、順次金型の型内で積層され、金型から排出される。ロータヨーク２２は、例えばその中空部分にシャフト２１が圧入されてシャフト２１に固定される。なお、シャフト２１とロータヨーク２２とは、一体で成型されてもよい。

マグネット２３は、ロータヨーク２２の外周部に複数設けられている。マグネット２３は、永久磁石であり、Ｓ極及びＮ極がロータヨーク２２の周方向に交互に等間隔で配置される。これにより、図４に示すロータ２０の極数は、ロータヨーク２２の外周側にＮ極と、Ｓ極とがロータヨーク２２の周方向に交互に配置された１４極である。

マグネット収容孔２４は、ロータヨーク２２に空けられた貫通孔である。マグネット収容孔２４は、外周部に複数設けられて等間隔に配置されている。マグネット２３は、ロータヨーク２２のマグネット収容孔２４に収容され、例えば、磁力により取り付けられる。本実施形態では、マグネット２３は、分割形状（セグメント構造）である。図５は、本実施形態のロータを模式的に示す説明図である。

図５に示すように、ロータヨーク２２の外周側にＮ極が着磁されているマグネット２３と、ロータヨーク２２の外周側にＳ極が着磁されているマグネット２３とは、ロータヨーク２２の周方向に交互に等間隔で配置される。

図５において、平板状かつ長方形のマグネット２３の長辺方向の長さがＷｍとされ、短辺方向の長さはｔｍとされている。また、平板状のマグネット２３の重心はＭとされている。中心軸Ｚｒからロータヨーク２２の外周までの半径がＲｒとされ、中心軸Ｚｒから上述したマグネット２３の重心であるＭまでの距離がＬｍとされている。

フラックスバリア２５は、マグネット２３のＳ極とＮ極との磁束短絡を防止するために、ロータヨーク２２に設けられた貫通孔である。フラックスバリア２５は、磁束の通過を抑制又は遮断できるものであればよく、空隙又は非磁性材料の絶縁材であればよい。

ロータヨーク２２にフラックスバリア２５を備えることで、ロータヨーク２２の外周に磁気抵抗の差が生じる。例えば、マグネット２３の長辺に接するロータヨーク２２の外周寄り部分は磁気的凹部２７となり、フラックスバリア２５近傍は、ブリッジ部２６とよばれる磁気的凸部となる。

このため、ロータヨーク２２の外周には、磁気的凹部２７と磁気的凸部であるブリッジ部２６とが交互に配置され、磁気的凹部２７がｑ軸と、磁気的凸部であるブリッジ部２６がｄ軸とそれぞれ呼ばれている。また、マグネット２３は、磁気的凸部であるブリッジ部２６を備えるように、ロータヨーク２２に埋め込まれ閉磁路を構成する。そして、磁気的凹部２７では磁束密度が磁気的凸部であるブリッジ部２６よりも低くなっている。

マグネット２３がロータヨーク２２に埋め込まれ閉磁路を構成することにより、マグネット２３のマグネットトルクに加え、ロータヨーク２２の外周に生じる磁気的凹凸によるリラクタンストルクが生じる。その結果、ロータヨーク２２からステータコア３１へ鎖交する磁束が低減してもロータ２０に生じる総トルクは向上する。

図５において、平板状のマグネット２３の両側のフラックスバリア２５は、マグネット２３を挟んで配置されるブリッジ部２６間が、平板状のマグネット２３の長辺方向の長さであるＷｍより大きくなるように、ｄ軸の角度θｍが設定されている。隣り合うフラックスバリア２６の距離をＷｑとし、ブリッジ部２６の磁路幅であるフラックスバリア２６からロータヨーク２２の外周までの距離をＷｂとする。なお、Ｗｂ及びＷｑを小さくすると磁気抵抗が増加する。

図５に示すように、図４の励磁コイル３７は、３相励磁するため励磁コイル３７Ｕ、３７Ｖ、３７Ｗを含む。励磁コイル３７Ｕは、ティース３４Ｕに巻回されている。励磁コイル３７Ｖは、ティース３４Ｖに巻回されている。励磁コイル３７Ｗは、ティース３４Ｗに巻回されている。本実施形態の励磁コイル３７Ｕ、３７Ｖ、３７Ｗは、いわゆるＹ結線とされている。励磁コイル３７Ｕ、３７Ｖ、３７Ｗは、デルタ結線されてもよい。

（評価例）
図６は、本実施形態の評価例のトルクリップルを説明する説明図である。上述した実施形態のブラシレスモータ１０のロータヨーク２２の外径であるＲｒを２２．７ｍｍに固定し中心軸Ｚｒからマグネット２３の重心Ｍまでの距離であるＬｍを変化させ、ブラシレスモータ１０の平均トルク及びトルクリップルの変化を評価した。図６において、Ｔａｖは、平均トルクを示しており、Ｔｒｐは、トルクリップルを示している。図６において、評価例は、Ｌｍが１６ｍｍ、１７ｍｍ、１８ｍｍ、１９ｍｍ及び２０ｍｍの場合について評価している。なお、評価例は、ロータヨーク２２に６個のマグネット２３を埋め込み、Ｗｍを９．７６ｍｍ、ｔｍを２．９０ｍｍとしている。マグネット２３は、飽和磁束密度が１．３２Ｔ以上１．３７Ｔ以下、保磁力が９９４ｋＡ／ｍ以上の磁石である。また、評価例は、Ｗｂを０．５ｍｍ、Ｗｑを１．５ｍｍ、θｍを４０°としている。なお、ステータコア３１とロータヨーク２２との間隔（ギャップ長）は、０．６ｍｍである。また、ティースの数は、９個である。そして、評価例は、６極９スロットのブラシレスモータである。

図６において、横軸は、中心軸Ｚｒからマグネット２３の重心Ｍまでの距離であるＬｍの上述したＲｒに対する比である、σ＝Ｌｍ／Ｒｒを示している。また、縦軸は平均トルク及びトルクリップルを示している。ここで、σは、ロータヨーク２２の回転中心である中心軸Ｚｒから外周までの距離、つまり半径を１とした場合、マグネット２３の重心位置を示す中心軸Ｚｒから外周に向けた距離の半径に対する比率である。

図６に示すように、σは、０．７０以上０．８７以下が好ましい。つまり、マグネット２３の重心位置であるＭは、ロータヨーク２２の半径を１とした場合、ロータヨーク２２の回転中心から０．７０以上０．８７以下の位置にあることが好ましい。これにより、トルクリップルを０．３Ｎｍ以下とすることができる。σは、０．７５以上０．８７以下がより好ましい。これにより、トルクリップルを０．３０Ｎｍ以下に抑制すると共に、平均トルクを２．６５Ｎｍ以上とし、平均トルクの低下を抑制することができる。

図６に示すように、σは、０．７９以上０．８６以下がより好ましい。これにより、トルクリップルを０．２６Ｎｍ以下に抑制すると共に、平均トルクを２．６５Ｎｍ以上とし、平均トルクの低下を抑制することができる。また、σは、０．８３以上０．８５以下がより好ましい。これにより、トルクリップルを０．２０Ｎｍ以下に抑制すると共に、平均トルクを２．６５Ｎｍ以上とし、平均トルクの低下を抑制することができる。

隣り合うマグネット２３の間（磁極切り替わり部）付近には磁束密度変動が発生するため、トルクリップル（出力トルクの変動）が生じ、これが振動、騒音をもたらすと考えられている。上述した本実施形態のブラシレスモータ１０は、外周が円弧状のロータヨーク２２と、ロータヨーク２２の外側に所定の間隔を有して環状に配置されるステータコア３１と、ステータコア３１を励磁するための磁界を発生させる励磁コイル３７と、ロータヨーク２２の中心軸Ｚｒ（回転中心）から外周までの距離を１とした場合、回転中心から外周に向けて０．７０以上０．８７以下となる比率のロータヨーク２２の位置に重心が埋め込まれる平板状のマグネット２３と、を含む。

上記構成により、本実施形態のブラシレスモータ１０は、平均トルクの低下を抑制しつつ、隣り合うマグネット２３の間（磁極切り替わり部）付近には磁束密度変動を抑制し、ロータ２０の振動、騒音を抑制している。また、ロータヨーク２２を簡素な円弧状とすることができる。このため、ブラシレスモータ１０は、製造コストの増加を抑制することができる。

励磁コイル３７は、集中巻きでステータコア２２に巻回されていることが好ましい。この構成により、トルクリップルが抑制されているので、集中巻きの励磁コイル３７に起因する振動を抑制することができる。励磁コイル３７を集中巻とする構造とすると、コストを低減でき、ブラシレスモータ１０をコンパクトとすることができる。

電動パワーステアリング装置８０は、上述したブラシレスモータ１０により補助操舵トルクを得る。電動パワーステアリング装置８０は、ブラシレスモータ１０がトルクリップルを抑制しているので、操舵者に補助操舵トルクが伝達されても違和感を抑制した状態で、動作することができる。このため、電動パワーステアリング装置８０は、コラムアシスト方式であっても、低振動とすることができる。

以上のように、本実施形態の電動パワーステアリング装置は、コラムアシスト方式を例にして説明しているが、ピニオンアシスト方式及びラックアシスト方式についても適用することができる。

１０ ブラシレスモータ
１１ ハウジング
１１ａ 筒状ハウジング
１１ｂ フロントブラケット
１１ｃ 底部
１１ｄ 内周面
１２、１３ 軸受
１４ レゾルバ
１４ａ レゾルバロータ
１４ｂ レゾルバステータ
１５ 端子台
２０ ロータ
２１ シャフト
２２ ロータヨーク
２３ マグネット
３０ ステータ
３１ ステータコア
３２ 分割コア
３３ バックヨーク
３４ ティース
３７ 励磁コイル
３７ａ インシュレータ
８０ 電動パワーステアリング装置
８１ ステアリングホイール
８２ ステアリングシャフト
８２ａ 入力軸
８２ｂ 出力軸
８３ 操舵力アシスト機構
８４、８６ ユニバーサルジョイント
８５ ロアシャフト
８７ ピニオンシャフト
８８ ステアリングギヤ
８８ａ ピニオン
８８ｂ ラック
８９ タイロッド
９０ ＥＣＵ
９１ａ トルクセンサ
９１ｂ 車速センサ
９２ 減速装置
９３ 減速装置ハウジング
９４ ウォーム
９４ａ ウォーム歯
９５ａ、９５ｂ 玉軸受
９６ ウォームホイール
９６ａ ウォームホイール歯
９７ ホルダ
９８ イグニッションスイッチ
９９ 電源装置
Ｚｒ 中心軸

Claims (7)

1. 外周が円弧状のロータヨークと、
   前記ロータヨークの外側に所定の間隔を有して環状に配置されるステータコアと、
   前記ステータコアを励磁するための磁界を発生させる励磁コイルと、
   前記ロータヨークに埋め込まれた平板状マグネットと、を含み、
   前記平板状マグネットの重心位置は、前記ロータヨークの半径を１とした場合、前記ロータヨークの回転中心から０．７０以上０．８７以下の位置にあることを特徴とする電動パワーステアリング用電動機。
2. 前記平板状マグネットの重心位置は、前記ロータヨークの半径を１とした場合、前記ロータヨークの回転中心から０．７５以上０．８７以下の位置にある請求項１に記載の電動パワーステアリング用電動機。
3. 前記平板状マグネットの重心位置は、前記ロータヨークの半径を１とした場合、前記ロータヨークの回転中心から０．７９以上０．８６以下の位置にある請求項１または請求項２に記載の電動パワーステアリング用電動機。
4. 前記平板状マグネットの重心位置は、前記ロータヨークの半径を１とした場合、前記ロータヨークの回転中心から０．８３以上０．８５以下の位置にある請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング用電動機。
5. 前記ロータヨークは、前記平板状マグネットの両端にそれぞれフラックスバリアを備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング用電動機。
6. 前記励磁コイルは、集中巻きで前記ステータコアに巻回されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング用電動機。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング用電動機により補助操舵トルクを得る電動パワーステアリング装置。

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