JP2015216714A - 電動機、電動パワーステアリング装置および車両 - Google Patents
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(電動パワーステアリング装置)
図1は、実施形態1に係る電動機を備える電動パワーステアリング装置の構成図である。実施形態1は、図1を用いて、電動機10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。
図3は、中心軸を含む仮想平面で実施形態1の電動機の構成を切って模式的に示す断面図である。図4は、実施形態1の電動機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、電動機10は、ハウジング11と、軸受12と、軸受13と、レゾルバ14と、モータロータ20と、ブラシレスモータ用としてのモータステータ30とを備える。
上述した実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。変形例1に係る電動機10においては、第2コイル38のティース34に対する巻き方向は、第1コイル37のティース34に対する巻き方向と逆方向としてもよい。また、この場合、電動機10において、第1位相調整部43および第2位相調整部45は、第1コイルグループG1に供給する電流の位相と第2コイルグループG2に供給する電流の位相とが互いに180°異なるように調節する。これにより、各第1コイル37および各第2コイル38によって発生する磁界の向きは、上述した実施形態1と同じとなる。
図19は、変形例2に係る電動機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19に示すように、変形例2におけるモータロータ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20極である。また、ティース34は、周方向に24配置されている。
図20は、変形例3に係る電動機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。変形例3において、マグネット23は、ロータヨーク22に設けられた複数のスロットに埋め込まれている。マグネット23は、ロータヨーク22の外周面よりも径方向内側に配置されている。これにより、変形例3に係る電動機10は、リラクタンストルクを付加したトルクを発生させることができる。
図21は、実施形態2に係る電動機に供給される第1U相および第2U相の電流波形を示す説明図である。図22は、第1モータ駆動電流の位相と第2モータ駆動電流との位相差に対する、平均トルクおよびトルクリップルの大きさの変化量を説明するための説明図である。実施形態2に係る電動機10および電動機制御装置100は、図1から図6に示す実施形態1に係る電動機10及び電動機制御装置100と同じであるが、制御装置40の位相差調整部40Bの動作が異なる。以下、図1から図6、図21及び図22を適宜参照して説明する。なお、上述した実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
11 ハウジング
11a 筒状ハウジング
11d 内周面
14 レゾルバ
15 バスバー構造体
20 モータロータ
21 シャフト
22 ロータヨーク
23 マグネット
30 モータステータ
31 ステータコア
32 ティース先端
33 バックヨーク
34 ティース
37 第1コイル
37Ua、37Ub 第1U相コイル
37Va、37Vb 第1V相コイル
37Wa、37Wb 第1W相コイル
38 第2コイル
38Ua、38Ub 第2U相コイル
38Va、38Vb 第2V相コイル
38Wa、38Wb 第2W相コイル
39 インシュレータ
40 制御装置
41 主制御部
42 第1コイル系統制御部
43 第1位相調整部
44 第2コイル系統制御部
45 第2位相調整部
51 第1ゲート駆動回路
52 第1インバータ
53 第2ゲート駆動回路
54 第2インバータ
80 電動パワーステアリング装置
111、112 中性点導電体
211、212、221、222、311、312、321、322、411、412、421、422 結線導体
A1 中性点層
A2、A3、A4 結線層
400 絶縁部材
P1、P2、P10、P11、P13、P14、P3、P3N、P9、P9N、P15、P15N、P4、P5、P7、P8、P16、P17、P6、P6N、P12、P12N、P18、P18N バスバー端子
G1 第1コイルグループ
G1UV 第1UVコイルグループ
G1VW 第1VWコイルグループ
G1UW 第1UWコイルグループ
G2 第2コイルグループ
G2UV 第2UVコイルグループ
G2VW 第2VWコイルグループ
G2UW 第2UWコイルグループ
Lu1、Lv1、Lw1、Lu2、Lv2、Lw2 配線
Zr 回転中心
Claims (11)
- モータロータと、前記モータロータを回転させるステータコアを備えるモータステータと、3相毎に少なくとも2系統の第1コイルグループ及び第2コイルグループとに分けられ、かつ前記ステータコアを3相交流で励磁する複数のコイルグループと、前記複数のコイルグループの各コイルへ電力を供給するバスバー構造体と、を含む電動機であって、
前記バスバー構造体は、
前記各コイルグループの中性点となる複数の中性点導電体を同一層に独立して絶縁配置した中性点層と、
系統別に軸方向から入力される3相入力毎の各結線導体が、前記中性点層と異なる複数層に分けて絶縁配置された、複数の結線層とを有し、
同一層に配置される各系統毎の同相の結線導体は、平面視で異なる位置に配置されて絶縁されるとともに、異層の結線導体と軸方向に絶縁され、
前記中性点導電体及び前記結線導体のそれぞれに接続されるバスバー端子が露出され、前記バスバー端子が前記2系統の第1コイルグループ及び第2コイルグループの各コイルの巻き始め及び巻き終わりの少なくとも一方に結線されることを特徴とする電動機。 - 前記バスバー端子は、複数の結線層に跨がらない請求項1に記載の電動機。
- 各系統毎の同相の前記結線導体が分割されてそれぞれ前記バスバー端子を備え、前記2系統の第1コイルグループ及び第2コイルグループの各コイルのうち同じコイルの巻き始め及び巻き終わりに、分割された結線導体が接続されている、請求項1又は2に記載の電動機。
- 前記分割された結線導体の一方と他方とが異なる結線層に配置されている、請求項3に記載の電動機。
- 前記結線導体の部材のうち、同じ部材が、異なる結線層に配置されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の電動機。
- 前記複数の結線層のうち少なくとも最上下層以外の結線層に配置された前記結線導体の少なくとも1つの縁部に切り欠きがある、請求項1から5のいずれか1項に記載の電動機。
- 前記モータステータは、環状のバックヨークと、前記バックヨークの内周面で周方向に並んで配置される複数のティースと、を備える環状のステータコアと、
nを自然数としたとき、
隣接して並ぶ前記複数のティースのそれぞれに集中巻きされて第1U相、第1V相および第1W相を含む3相交流を生成する第1インバータにより励磁される複数の第1コイルからなるグループであって、前記ステータコアの周方向に等間隔に3n個配置される第1コイルグループと、
前記第1コイルが集中巻きされる前記ティースとは異なる位置で隣接して並ぶ前記複数のティースのそれぞれに集中巻きされて第2U相、第2V相および第2W相を含む3相交流を生成する第2インバータにより励磁される複数の第2コイルからなるグループであって、前記ステータコアの周方向に等間隔に3n個配置される第2コイルグループと、
を備える、請求項1から6のいずれか1項に記載の電動機。 - 前記複数の第1コイルは、前記第1U相の電流により励磁される複数の第1U相コイルと、前記第1V相の電流により励磁される複数の第1V相コイルと、前記第1W相の電流により励磁される複数の第1W相コイルと、を含み、
前記複数の第2コイルは、前記第2U相の電流により励磁される複数の第2U相コイルと、前記第2V相の電流により励磁される複数の第2V相コイルと、前記第2W相の電流により励磁される複数の第2W相コイルと、を含み、
前記3n個の第1コイルグループは、前記第1U相コイルおよび前記第1V相コイルを含む第1UVコイルグループと、前記第1V相コイルおよび前記第1W相コイルを含む第1VWコイルグループと、前記第1U相コイルおよび前記第1W相コイルを含む第1UWコイルグループと、からなり、
前記3n個の第2コイルグループは、前記第2U相コイルおよび前記第2V相コイルを含む第2UVコイルグループと、前記第2V相コイルおよび前記第2W相コイルを含む第2VWコイルグループと、前記第2U相コイルおよび前記第2W相コイルを含む第2UWコイルグループと、からなる
ことを特徴とする請求項7に記載の電動機。 - 前記第1UVコイルグループは、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第1U相コイルからなる組と、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第1V相コイルからなる組との2組からなり、
前記第1VWコイルグループは、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第1V相コイルからなる組と、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第1W相コイルからなる組との2組からなり、
前記第1UWコイルグループは、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第1U相コイルからなる組と、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第1W相コイルからなる組との2組からなり、
前記第2UVコイルグループは、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第2U相コイルからなる組と、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第2V相コイルからなる組との2組からなり、
前記第2VWコイルグループは、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第2V相コイルからなる組と、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第2W相コイルからなる組との2組からなり、
前記第2UWコイルグループは、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第2U相コイルからなる組と、前記ティースに対する巻き方向が互いに逆方向であって前記ステータコアの周方向で互いに隣接する2つの第2W相コイルからなる組との2組からなる
ことを特徴とする請求項8に記載の電動機。 - 前記請求項1から8のいずれか1項に記載された電動機により補助操舵トルクを得ることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
- 前記請求項10の電動パワーステアリング装置が搭載されたことを特徴とする車両。
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