JP2013223331A - 電動パワーステアリング装置用モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロータ23は、外周面にロータ側スロット42を形成してそのロータ側スロット42とロータ側スロット42との間に突極鉄心43を形成し、ロータ側スロット42にマグネット44を配置した。そして、マグネット44のマグネット外周面44bと突極鉄心43の外周面43bが周方向に円弧状に形成されるとともに、マグネット44の側面44cと突極鉄心43の側面43aと間に空隙45を形成したことにより、高アシストトルクを維持しつつ、ブレーキトルクの低減を図ることができる。
【選択図】図3
Description
以下、本発明を具体化した電動パワーステアリング装置用モータの第1実施形態を図1〜図5に従って説明する。
各ロータ側スロット42には、ネオジム磁石よりなるマグネット44がそれぞれ嵌着されている。各マグネット44は、ロータ側スロット42の内底面に対してマグネット内周面が接着剤にて固着され、また、マグネット外周面44bがステータ21に直接的に対向するように露出するようになっている(SPM型構造)。
(アシストトルク)
今、ステアリングホイール2を操作すると、入力軸3aが回転し、入力軸3aと出力軸3bとの間に設けたトーションバーにねじれが生じる。そして、このトーションバーのねじれ角が図示しないトルクセンサにて検出され、入力軸3aにかかる操舵トルクが検出される。そして、その検出された操舵トルクに基づいて、ステアリング操作する際のアシストトルクが算出されて、ブラシレスモータMが駆動制御される。
さらに、リラクタンストルクも作用するため、IPM型のブラシレスモータに比べて、運転時の出力トルクが維持される。
また、ブラシレスモータMが不作動になったとき、ブラシレスモータMは、コンシクエントポール型のモータであることから、即ちマグネット44間に突極鉄心43が配置されていることから、マグネットトルクが低下しIPM型のブラシレスモータよりブレーキトルクが落ちる。
(1)本実施形態によれば、ブラシレスモータMをSPM型のコンシクエンポール型のブラシレスモータにしたことにより、アシスト力を大きくでき、しかもブレーキトルクを小さくできる。
ちなみに、図7に示す14極12スロットのブラシレスモータMは、ロータコア40にロータ側スロット42を7個で形成している。従って、突極鉄心43の数はロータ側スロット42と同じ7個となる。そして、7個のロータ側スロット42に7個のマグネット44を配置することで、SPM型であって、14磁極数のコンシクエントポール型のロータ23(モータ)となっている。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、図8、図9に従って説明する。本実施形態は、第1実施形態のブラシレスモータMについてステータに巻回する巻線の巻回方法に特徴を有する。そのため、その特徴部分について詳細に説明し、共通する部分は説明の便宜上省略する。
そして、本実施形態のステータコア50に巻回される第1系統3相巻線と第2系統3相巻線は、分布巻きであって、時計回り方向に第1系統U相巻線U1、第2系統U相巻線U2、第1系統V相巻線V1、第2系統V相巻線V2、第1系統W相巻線W1、第2系統W相巻線W2の順番に巻回されている。詳述すると、第1系統U相巻線U1、第2系統U相巻線U2、第1系統V相巻線V1、第2系統V相巻線V2、第1系統W相巻線W1、第2系統W相巻線W2が、それぞれ6個のティース51を1組とし順番に、1個ずつティース51をずらして順番に巻回されている。
各ロータ側スロット61には、ネオジム磁石よりなるマグネット63がそれぞれ嵌着されている。各マグネット63は、ロータ側スロット61の内底面に対してマグネット内側面が接着剤にて固着され、また、マグネット外周面63aがステータ21に直接的に対向するように露出するようになっている(SPM型構造)。
(アシストトルク)
本実施形態のブラシレスモータMは、分布巻きであっても、コンシクエントポール型のモータである。従って、第1実施形態と同様に、起動時においては、SPM型のモータであることからIPM型のブラシレスモータよりアシストトルクが高まり、起動後は、コンシクエントポール型のモータであることから、リラクタンストルクも加わり、IPM型のブラシレスモータよりアシストトルクが増大する。
(ブレーキトルク)
また、ブラシレスモータMが不作動になったとき、ブラシレスモータMは、コンシクエントポール型のモータであることから、即ちマグネット63間に突極鉄心62が配置されていることからマグネットトルクが低下しIPM型のブラシレスモータよりブレーキトルクが落ちる。
なお、上記第2実施形態では、10極60スロットのブラシレスモータMであったが、図10に示す10極30スロットのブラシレスモータMで実施してもよい。この場合でも、上記第2実施形態と同様な効果を得ることができる。
次に、本発明の第3実施形態について図11〜図13に従って説明する。本実施形態は、第1実施形態のブラシレスモータMのロータ23とその構成が相違する。そのため、その特徴部分について詳細に説明し、共通する部分は説明の便宜上省略する。
このとき、第1ロータコア部70と第2ロータコア部80の周方向の相対位置は、周方向に1ピッチずらして重ね合わすことによって1つのロータ23を形成している。詳述すると、第1ロータコア部70の第1突極鉄心72(第1ロータ側スロット71)と第2ロータコア部80の第2ロータ側スロット81(第2突極鉄心82)が軸線方向で並設されるように重ね合わされている。
本実施形態によれば、ロータ23を第1ロータコア部70と第2ロータコア部80で構成した。そして、N極として機能する第1突極鉄心72と径方向外側をN極とする第2マグネット83とが軸線方向で並ぶとともに、径方向外側をS極とする第1マグネット73とS極として機能する第2突極鉄心82とが軸線方向で並ぶように、第1ロータコア部70と第2ロータコア部80を重ね合わせた。
・上記各実施形態では、空隙45,64,74,84を設けて実施したが、これを設けなくて実施してもよい。
・上記各実施形態のブラシレスモータMは、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置1に具体化したが、これをラックアシスト型又はピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置に応用してもよい。
マグネット44の開度θ1について、マグネット外周面44bから周方向にであって時計回り及び反時計回りの両方向に延ばした仮想円周線をそれぞれ求める。また、マグネット44のアール状に形成された両側面44cのロータ側スロット42位置からの延びる仮想接線をそれぞれ求める。次に、これら仮想円周線と仮想接線との交点をそれぞれ求める。
突極鉄心43の開度θ2について、外周面43bから周方向にであって時計回り及び反時計回りの両方向に延ばした仮想円周線をそれぞれ求める。また、突極鉄心43のアール状に形成された両側面43aのロータ側スロット42位置からの延びる仮想接線をそれぞれ求める。次に、これら仮想円周線と仮想接線との交点をそれぞれ求める。
勿論、第2実施形態の場合も同様に、マグネット63の周方向の両側面63cをロータ側スロット61位置からアール状にしてマグネット63の周方向の両側の角部を丸めるとともに、突極鉄心62の両側面62bをロータ側スロット61位置からアール状にして突極鉄心62の周方向の両側の角部を丸めて実施してもよい。
マグネット63の開度θ3について、マグネット外周面63aから周方向にであって時計回り及び反時計回りの両方向に延ばした仮想円周線をそれぞれ求める。また、マグネット63のアール状に形成された両側面63cのロータ側スロット61位置からの延びる仮想接線をそれぞれ求める。次に、これら仮想円周線と仮想接線との交点をそれぞれ求める。
突極鉄心62の開度θ4について、外周面62aから周方向にであって時計回り及び反時計回りの両方向に延ばした仮想円周線をそれぞれ求める。また、突極鉄心62のアール状に形成された両側面62bのロータ側スロット61位置からの延びる仮想接線をそれぞれ求める。次に、これら仮想円周線と仮想接線との交点をそれぞれ求める。
Claims (4)
- 外周面に複数のロータ側スロットを形成してそのロータ側スロットとロータ側スロットとの間に突極鉄心を形成するとともに、前記ロータ側スロットに永久磁石を配置したSPM型構造のロータが、ステアリングシャフトと連動する電動パワーステアリング装置用モータにおいて、
前記永久磁石の外周面と前記突極鉄心の外周面が周方向に円弧状に形成されるとともに、前記永久磁石は径方向外側が全て一方の磁極となり、前記突極鉄心は径方向外側が全て前記一方の磁極と相違する他方の磁極として機能するように構成され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。 - 請求項1に記載の電動パワーステアリング装置用モータにおいて、
ステータに巻回される巻線は、集中巻きであって、前記ロータに形成したロータ側スロットに配置した永久磁石の開度を、前記ロータに形成した突極鉄心の開度以上になるように形成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。 - 請求項1に記載の電動パワーステアリング装置用モータにおいて、
ステータに巻回される巻線は、分布巻きであって、前記ロータに形成したロータ側スロットに配置した永久磁石の開度を、前記ロータに形成した突極鉄心の開度以上になるように形成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。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の電動パワーステアリング装置用モータにおいて、
前記ロータは、外周面に複数の第1ロータ側スロットと第1突極鉄心を交互に形成した第1ロータコア部と、外周面に前記第1ロータコア部の第1ロータ側スロットと第1突極鉄心と同じ数の第2ロータ側スロットと第2突極鉄心を交互に形成した第2ロータコア部とで構成され、
その第1及び第2ロータコア部を、前記第1ロータコア部に形成した第1ロータ側スロットと前記第2ロータコア部に形成した第2突極鉄心を軸線方向に並設するとともに、前記第1ロータコア部に形成した第1突極鉄心と前記第2ロータコア部に形成した第2ロータ側スロットを軸線方向に並設するように重ね合わせ、
前記第1ロータコア部の第1ロータ側スロットには、径方向外側が一方の磁極となる永久磁石を配置するとともに、前記第2ロータコア部の第2ロータ側スロットには、径方向外側が前記一方の磁極と相違する他方の磁極となる永久磁石を配置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。
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