JP2018078674A - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電動パワーステアリング装置や電動ブレーキ装置等に用いられる車両用のブラシレスモータに関するものである。 The present invention relates to a brushless motor for a vehicle used in, for example, an electric power steering device and an electric brake device.
従来、車両用のブラシレスモータは、例えば特許文献１に示されるように、コイルを有するステータと、該ステータと対向するロータと、ステータのコイルと接続される駆動回路とを備える。駆動回路からステータのコイルへの通電により、ステータのコイルに回転磁界が発生すると、その回転磁界に応じてロータが回転駆動されるようになっている。 Conventionally, a brushless motor for a vehicle includes, for example, a stator having a coil, a rotor facing the stator, and a drive circuit connected to the stator coil, as disclosed in Patent Document 1. When a rotating magnetic field is generated in the stator coil by energization of the stator coil from the drive circuit, the rotor is rotationally driven in accordance with the rotating magnetic field.
上記のようなブラシレスモータでは、冗長性を如何に確保するかが課題となっている。上記特許文献１のブラシレスモータでは、コイル及び駆動回路の組を２系統とすることで、冗長性の向上を図っている。しかしながら、２系統分のコイルが１つのティースに巻回されるため、何らかの原因によって一方の系統のコイルが被膜溶融又は炭化するほどに発熱したときに、その熱が他方の系統のコイルに影響を与えやすく、この点においてなお、改善の余地があった。 In the brushless motor as described above, how to ensure redundancy is an issue. In the brushless motor of Patent Document 1, redundancy is improved by using two sets of coils and drive circuits. However, since two coils are wound around one tooth, when heat is generated so that the coil of one system melts or carbonizes due to some cause, the heat affects the coil of the other system. There is still room for improvement in this respect.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、冗長性の向上を図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。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a brushless motor capable of improving the redundancy.
上記課題を解決するブラシレスモータは、軸方向一端面に第１磁極部を有し、軸方向他端面に第２磁極部を有するロータと、前記第１磁極部と軸方向に対向する第１コイルを有する第１ステータと、前記第２磁極部と軸方向に対向する第２コイルを有する第２ステータと、前記第１コイルと接続され、該第１コイルに供給する駆動電流を制御するための第１駆動回路と、前記第２コイルと接続され、該第２コイルに供給する駆動電流を制御するための第２駆動回路とを備えている。 A brushless motor that solves the above problem includes a rotor having a first magnetic pole portion on one end surface in the axial direction and a second magnetic pole portion on the other end surface in the axial direction, and a first coil facing the first magnetic pole portion in the axial direction. A first stator having a second stator, a second stator having a second coil axially opposed to the second magnetic pole portion, and a first current connected to the first coil for controlling a drive current supplied to the first coil A first drive circuit; and a second drive circuit connected to the second coil for controlling a drive current supplied to the second coil.
この構成によれば、ステータのコイル及び駆動回路の組が２系統用意され、更に、それら２系統のコイル同士が、ロータを隔てて分かれて構成される。このため、一方の系統のステータ側の故障により該ステータのコイルが発熱したとき、その熱が他方の系統のコイルに影響を与えることを極力抑えることができ、それにより、冗長性の向上を図ることができる。 According to this configuration, two sets of stator coils and drive circuits are prepared, and further, these two coils are separated from each other with the rotor therebetween. For this reason, when the coil of the stator generates heat due to a failure on the stator side of one system, it is possible to suppress the heat from affecting the coil of the other system as much as possible, thereby improving the redundancy. be able to.
上記ブラシレスモータにおいて、前記第１及び第２ステータの各々は、円環板状をなすベース部の一面から軸方向に突出する複数のティースが周方向に沿って並設されたステータコアを備え、前記第１ステータの前記複数のティースには、前記第１コイルがそれぞれ巻回され、前記第２ステータの前記複数のティースには、前記第２コイルがそれぞれ巻回され、前記第１ステータの前記ベース部の内周縁部、前記第１ステータの前記ベース部の外周縁部、前記第２ステータの前記ベース部の内周縁部、前記第２ステータの前記ベース部の外周縁部のうちの少なくとも１つには、径方向に窪む凹状をなす切り欠き部が設けられている。 In the brushless motor, each of the first and second stators includes a stator core in which a plurality of teeth protruding in the axial direction from one surface of a base portion having an annular plate shape are arranged in parallel along the circumferential direction, The first coil is wound around the plurality of teeth of the first stator, the second coil is wound around the plurality of teeth of the second stator, and the base of the first stator At least one of an inner peripheral edge of the base, an outer peripheral edge of the base portion of the first stator, an inner peripheral edge of the base portion of the second stator, and an outer peripheral edge of the base portion of the second stator. Is provided with a notch having a concave shape that is recessed in the radial direction.
この構成によれば、ベース部の外周縁部や内周縁部に設けられた切り欠き部に、コイル素線等のモータ構成部品の配置が可能となる。つまり、モータ構成部品の配置の自由度が高くなってその配置を効率的に行うことが可能となり、ステータの小型化、ひいてはモータの小型化が図れる。 According to this configuration, motor components such as coil wires can be arranged in the notches provided in the outer peripheral edge and the inner peripheral edge of the base portion. That is, the degree of freedom of arrangement of the motor component parts is increased, and the arrangement can be performed efficiently, so that the stator can be downsized and the motor can be downsized.
上記ブラシレスモータにおいて、前記コイルから引き出された引き出し線が、前記切り欠き部に挿通されている。
この構成によれば、径方向において、ステータコアの体格内に引き出し線を収めることができ、その結果、ブラシレスモータの径方向への大型化を抑制できる。
In the brushless motor, a lead wire drawn from the coil is inserted through the notch.
According to this configuration, the lead wire can be accommodated in the physique of the stator core in the radial direction, and as a result, the increase in size of the brushless motor in the radial direction can be suppressed.
上記ブラシレスモータにおいて、前記ロータにおける前記第１及び第２ステータとの対向面、及び前記第１及び第２ステータにおける前記ロータとの対向面のうちの少なくとも１つには、ブラシレスモータに発生するコギングトルクを調整するための、径方向に沿って延びる溝部が設けられている。 In the brushless motor, cogging generated in the brushless motor is provided on at least one of the facing surfaces of the rotor facing the first and second stators and the facing surfaces of the first and second stators facing the rotor. A groove extending along the radial direction is provided for adjusting the torque.
この構成によれば、溝部の構成により、モータを搭載する車載機器に応じてコギングトルクを調整することができる。車載機器が、非通電時のロータの位置を保持する機能を必要とする機器（例えばバルブタイミング可変装置等）の場合には、非通電時のコギングトルクによってロータの位置を保持させることが好ましい。このため、コギングトルクを増大させるべく溝部の構成を設定することで、コギングトルクによる非通電時のロータの位置保持をより確実に行うことができる。また、車載機器が、非通電時のロータの位置を保持する機能を特に必要としない機器（例えば電動パワーステアリング装置や電動ブレーキ装置等）の場合には、コギングトルクを減少させるべく溝部の構成を設定することで、モータの低振動化、ひいては低騒音化を図ることができる。 According to this configuration, the cogging torque can be adjusted according to the vehicle-mounted device on which the motor is mounted by the configuration of the groove portion. In the case where the in-vehicle device is a device (for example, a valve timing variable device) that requires a function of maintaining the position of the rotor when not energized, the rotor position is preferably retained by cogging torque when de-energized. For this reason, by setting the configuration of the groove portion to increase the cogging torque, it is possible to more reliably hold the rotor position during non-energization by the cogging torque. In addition, when the in-vehicle device is a device that does not particularly need the function of maintaining the rotor position when de-energized (for example, an electric power steering device or an electric brake device), the groove portion is configured to reduce cogging torque. By setting, it is possible to reduce the vibration of the motor, and thus to reduce the noise.
上記ブラシレスモータにおいて、前記ロータの第１及び第２磁極部の少なくとも一方は、周方向に沿って互いに間隔を空けて並設された複数の磁石を備え、前記各磁石は、それらの軸方向一端面において、周方向に並ぶ複数の磁極を有し、周方向に隣り合う一対の磁石の同極同士が、該一対の磁石の間の磁石間部位を挟んで周方向に隣り合うように構成されている。 In the brushless motor, at least one of the first and second magnetic pole portions of the rotor includes a plurality of magnets arranged in parallel with each other along the circumferential direction, and each of the magnets has one axial direction thereof. The end face has a plurality of magnetic poles arranged in the circumferential direction, and the same poles of a pair of magnets adjacent in the circumferential direction are adjacent to each other in the circumferential direction with a portion between the magnets interposed between the pair of magnets. ing.
この構成によれば、周方向に隣り合う一対の磁石の同一極を、ロータの１つの磁極として捉えたとき、該ロータの磁極内に磁石間部位が配置されることとなる。このため、磁石間部位の位置や幅等の構成を調整することで、モータを搭載する車載機器に応じてコギングトルクを調整することができる。 According to this configuration, when the same pole of a pair of magnets adjacent to each other in the circumferential direction is regarded as one magnetic pole of the rotor, a portion between the magnets is disposed in the magnetic pole of the rotor. For this reason, the cogging torque can be adjusted according to the vehicle-mounted device on which the motor is mounted by adjusting the configuration such as the position and width of the portion between the magnets.
本発明のブラシレスモータによれば、冗長性の向上を図ることができる。 According to the brushless motor of the present invention, it is possible to improve the redundancy.
以下、電動パワーステアリング装置に用いられるブラシレスモータの一実施形態について説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。 Hereinafter, an embodiment of a brushless motor used in an electric power steering apparatus will be described. Note that in the drawings, for convenience of explanation, some components may be exaggerated or simplified. Further, the dimensional ratio of each part may be different from the actual one.
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１０は、コラムアシスト型である。電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイール１１が連結されるステアリングシャフト１２と、ステアリングシャフト１２に対して減速機構１３を介して連結されるモータ１４とを備えている。モータ１４は、減速機構１３に設けられたトルクセンサ（図示略）により検出される操舵トルクや車速等に応じて制御され、運転者のステアリングホイール１１の操作に対してパワーアシストを行う。
As shown in FIG. 1, the electric
電動パワーステアリング装置１０が車両に搭載された状態において、モータ１４は、その軸方向（軸線Ｌ方向）が鉛直方向Ｘに対して垂直となるように、電動パワーステアリング装置１０に取り付けられている。換言すると、電動パワーステアリング装置１０の車両搭載状態において、モータ１４の軸方向は水平方向と平行をなしている。
In a state where the electric
図２に示すように、モータ１４は、回転軸２０を有するロータ２１と、ロータ２１に対して軸方向の両側に配置された一対のステータ（第１ステータ２２及び第２ステータ２３）とを備えたアキシャルギャップ型のブラシレスモータである。ロータ２１及び第１及び第２ステータ２２，２３は、モータケース２４内に収容されている。また、モータ１４は、モータケース２４の軸方向両側に設けられた一対の駆動回路（第１駆動回路２５及び第２駆動回路２６）を備えている。第１及び第２駆動回路２５，２６は、第１及び第２ステータ２２，２３とそれぞれ電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
モータケース２４は、有底筒状をなすヨークハウジング２７と、ヨークハウジング２７の開口側端部を閉塞する態様で、該ヨークハウジング２７に固定されたエンドフレーム２８とを備えている。ロータ２１の回転軸２０は、ヨークハウジング２７とエンドフレーム２８の各々に設けられた軸受２９によって回転可能に支持されている。なお、本実施形態では、ロータ２１の回転軸２０は、エンドフレーム２８及び第２駆動回路２６を軸方向に貫通して外部に突出しており、該突出部分が前記減速機構１３と連結される出力部として構成される。
The
図２及び図３に示すように、ロータ２１は、回転軸２０が中央部に固定された円盤状のロータコア３１と、ロータコア３１の軸方向の両端面にそれぞれ固定された第１磁石３２及び第２磁石３３とを備えている。ロータコア３１は、回転軸２０に対して垂直に設けられている。また、ロータコア３１と回転軸２０とは、一体回転可能となるように互いに固定されている。第１及び第２磁石３２，３３はそれぞれ、軸線Ｌを中心とする円環状をなし、軸方向に磁化された１つの磁石である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図４に示すように、ロータコア３１の軸方向の一端面に固定された第１磁石３２は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に設定されており、周方向に８個の磁極を有している。第１磁石３２の８個の磁極は、周方向に等角度間隔に設けられている。なお、本実施形態のロータ２１の磁極の数は、２ｍ×ｎ（ｍ，ｎは自然数）となっている。本実施形態では、ｍ＝２、ｎ＝４であることから、ロータ２１の磁極の数は「８」となっている。
As shown in FIG. 4, the
また、第１磁石３２における軸方向の第１ステータ２２側の端面（第１ステータ２２との対向面）には、径方向に沿って延びる溝部３４が第１磁石３２の各磁極に対応して複数設けられている。各溝部３４は、第１磁石３２の内周端部から外周端部にかけて、径方向に沿って直線状に形成されている。また、各溝部３４は、第１磁石３２の各磁極の周方向中心（磁極中心Ｃ１）に沿って設けられ、前記磁極中心Ｃ１を中心とする所定幅を有している。
In addition, on the end surface of the
図３に示すように、ロータコア３１の軸方向の他端面に固定された第２磁石３３は、前記第１磁石３２と同様の構成であり、第２磁石３３は、周方向に等角度間隔に設定された８個の磁極を有する。この第２磁石３３は、第１磁石３２に対して磁極１つ分だけ周方向にずれるようにロータコア３１に固定されている。そのため、軸方向に重なる第１磁石３２の各磁極と第２磁石３３の各磁極は、互いに異なる磁極（Ｎ極とＳ極）となっている。
As shown in FIG. 3, the
なお、第１及び第２磁石３２，３３は、溝部３４の形成の容易さを考慮して、ボンド磁石（プラスチックマグネットやゴムマグネット等）で構成されることが好ましいが、ボンド磁石以外の例えば焼結磁石等で構成することも可能である。第１及び第２磁石３２，３３をボンド磁石とする場合には、例えばサマリウム鉄窒素（ＳｍＦｅＮ）系磁石、サマリウムコバルト（ＳｍＣｏ）系磁石、ネオジム磁石等の希土類磁石で構成されることが好ましい。また、第１及び第２磁石３２，３３を焼結磁石とする場合には、例えばフェライト磁石、サマリウムコバルト（ＳｍＣｏ）磁石、ネオジム磁石等で構成されることが好ましい。
The first and
図２及び図３に示すように、ロータ２１の軸方向両側に配置された第１及び第２ステータ２２，２３は、互いに同一構成をなしている。各ステータ２２，２３は、モータケース２４に支持された円環状のステータコア４１と、ステータコア４１に巻装された複数のコイル４２ａ，４２ｂとを備えている。なお、第１ステータ２２のコイルを第１コイル４２ａとし、第２ステータ２３のコイルを第２コイル４２ｂとしている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first and
ステータコア４１は、磁性粉体をプレス成形してなる圧粉磁心にて構成されている。ステータコア４１は、円環板状をなしバックヨークとして機能するベース部４３と、ベース部４３からロータ２１側に向けて軸方向に突出する１２個のティース４４とを有する。なお、本実施形態では、第１ステータ２２のベース部４３は、ヨークハウジング２７の底部２７ａの内面に固定され、第２ステータ２３のベース部４３は、エンドフレーム２８の軸方向内側面に固定されている。
The
図３及び図５に示すように、１２個のティース４４は、周方向に等角度間隔（本実施形態では３０度間隔）に設けられている。ティース４４は、軸方向から見た形状が略扇状をなし軸方向に所定高さで突出した柱状をなしており、１２個のティース４４は全て同じ形状をなしている。各ティース４４の軸方向先端面（軸方向のロータ２１側の端面）は、回転軸２０の軸線Ｌに対して垂直な平面状をなしている。また、周方向に隣り合うティース４４同士は周方向に離間しており、この隙間がコイル４２ａ，４２ｂを通すスロット４５となる。各スロット４５は、それぞれ径方向に同幅をなしている。つまり、周方向に対向する一対のティース４４の周方向側面４４ａ同士は平行をなしている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the twelve
ベース部４３の外径は、各ティース４４の径方向の外側端部４４ｂの径よりも大きく設定されている。そして、ベース部４３の外周縁部には、複数の切り欠き部４６が周方向において互いに間隔を空けて設けられている。本実施形態では、各切り欠き部４６の個数は、スロット４５の個数（つまり、ティース４４の個数）と同数に設定され、各切り欠き部４６は、各スロット４５の径方向外側に設けられるとともに、周方向において各スロット４５と同幅をなしている。
The outer diameter of the
また、ベース部４３の外周縁部における各切り欠き部４６の周方向間の部位（切り欠き部４６が形成されていない部位）は、径方向外側に突出する凸部４７となる。各凸部４７は、各ティース４４の径方向外側に設けられている。また、ティース４４の周方向両側面４４ａと、該ティース４４の径方向外側に位置する凸部４７の周方向両端部とは、軸方向から見て、同一直線上に並ぶように構成されている。なお、ベース部４３の外周端部（つまり、各凸部４７の径方向先端部）は、ヨークハウジング２５の内周面と径方向に当接されている（図２参照）。
Moreover, the part between the circumferential directions of each
本実施形態のステータコア４１では、ベース部４３の内周縁部４３ａがティース４４の内側端部４４ｃよりも径方向外側に後退させて構成され、その後退部分は、径方向外側に窪む切り欠き部４３ｂを構成している（図５参照）。なお、ティース４４の内側端部４４ｃがベース部４３の内周縁部４３ａより突出する部分は、ベース部４３の裏面側まで軸方向に延出して裏面と面一となっている。
In the
図２及び図３に示すように、各ステータ２２，２３において、各ティース４４には、コイル４２ａ，４２ｂが集中巻にて巻回されている。それぞれ１２個のコイル４２ａ，４２ｂは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相コイルからなる。なお、コイル４２ａ，４２ｂのティース４４への装着状態において、各凸部４７の径方向外側端部は、コイル４２ａ，４２ｂの外側端部よりも径方向外側に位置している。
As shown in FIGS. 2 and 3, in each
上記構成の第１ステータ２２と第２ステータ２３とは、互いのティース４４が軸方向に向かい合うように配置され、それらの間に、ロータコア３１及び第１及び第２磁石３２，３３が配置されている。つまり、第１ステータ２２の各ティース４４及び第１コイル４２ａは、ロータ２１の第１磁石３２と軸方向に対向するように構成されている。同様に、第２ステータ２３の各ティース４４及び第２コイル４２ｂは、ロータ２１の第２磁石３３と軸方向に対向するように構成されている。
The
図２に示すように、第１駆動回路２５は、モータケース２４の反出力側に設けられ、第２駆動回路２６は、モータケース２４の出力側に設けられている。詳しくは、第１駆動回路２５は、ヨークハウジング２７の底部２７ａの軸方向外側面に固定されている。また、第２駆動回路２６は、エンドフレーム２８の軸方向外側面に固定されている。
As shown in FIG. 2, the
第１ステータ２２の一部の第１コイル４２ａからは、該第１コイル４２ａを構成する導線の端部である引き出し線４８ａが軸方向に引き出されている。引き出し線４８ａは、第１ステータ２２において、ステータコア４１の切り欠き部４６を通ってベース部４３の裏面側（ティース４４とは反対側）に引き出される。更に、引き出し線４８ａは、ヨークハウジング２７の底部２７ａに形成された挿通孔（図示略）を通ってヨークハウジング２７の外部に引き出されて、第１駆動回路２５と接続されている。
From a part of the
同様に、第２ステータ２３の一部の第２コイル４２ｂからは、該第２コイル４２ｂを構成する導線の端部である引き出し線４８ｂが軸方向に引き出されている。引き出し線４８ｂは、第２ステータ２３において、ステータコア４１の切り欠き部４６を通ってベース部４３の裏面側（ティース４４とは反対側）に引き出される。更に、引き出し線４８ｂは、エンドフレーム２８に形成された挿通孔（図示略）を通ってモータケース２４の外部に引き出されて、第２駆動回路２６と接続されている。なお、上記の各引き出し線４８ａ，４８ｂの形成態様（各引き出し線４８ａ，４８ｂの数や、どのコイル４２ａ，４２ｂから引き出すか等）は、コイル４２ａ，４２ｂの巻線態様に応じて適宜決定される。
Similarly, from a part of the
このように、第１ステータ２２及び第１駆動回路２５の系統と、第２ステータ２３及び第２駆動回路２６の系統とは、互いに電気的に分かれて構成されている。そして、第１駆動回路２５は、第１ステータ２２の各第１コイル４２ａに供給する三相駆動電流を制御し、第２駆動回路２６は、第２ステータ２３の各第２コイル４２ｂに供給する三相駆動電流を制御する。
Thus, the system of the
次に、本実施形態の作用について説明する。
第１駆動回路２５から第１ステータ２２の各第１コイル４２ａに三相駆動電流が供給されると、第１ステータ２２にて回転磁界が発生する。また、第２駆動回路２６から第２ステータ２３の各第２コイル４２ｂに三相駆動電流が供給されると、第２ステータ２３にて回転磁界が発生する。そして、第１及び第２ステータ２２，２３にて発生された回転磁界に応じてロータ２１が回転駆動される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When a three-phase drive current is supplied from the
ここで、上記のように、ロータ２１の第１及び第２磁石３２，３３の各磁極中心Ｃ１には前記溝部３４が設けられている。このため、図６に示すように、溝部３４が無い場合のコギングトルクＴａと、溝部コギングトルクＴｂ（溝部３４によるコギングトルク）とが逆位相（位相差１８０度）となる。これにより、コギングトルクＴａ及び溝部コギングトルクＴｂを合成した合成コギングトルクＴｃは、コギングトルクＴａから溝部コギングトルクＴｂの分だけ差し引かれ、合成コギングトルクＴｃが減少されるようになっている。
Here, as described above, the
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）モータ１４は、軸方向一端面に第１磁石３２を有し、軸方向他端面に第２磁石３３を有するロータ２１と、第１磁石３２と軸方向に対向する第１コイル４２ａを有する第１ステータ２２と、第２磁石３３と軸方向に対向する第２コイル４２ｂを有する第２ステータ２３とを備える。そして、モータ１４は、第１コイル４２ａと接続され、該第１コイル４２ａに供給する駆動電流を制御するための第１駆動回路２５と、第２コイル４２ｂと接続され、該第２コイル４２ｂに供給する駆動電流を制御するための第２駆動回路２６とを備える。
Next, characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) The
この構成によれば、第１ステータ２２及び第１駆動回路２５の系統と、第２ステータ２３及び第２駆動回路２６の系統とが互いに電気的に分かれて構成され、更に、それら２系統のコイル４２ａ，４２ｂ同士が、ロータ２１を隔てて分かれて構成される。このため、一方の系統の故障によりその系統のコイルが発熱したとき、その熱が他方の系統のコイルに影響を与えることを極力抑えることができ、それにより、冗長性の向上を図ることができる。
According to this configuration, the system of the
（２）第１及び第２ステータ２２，２３の各ベース部４３の外周縁部には、径方向に窪む凹状をなす切り欠き部４６が設けられ、該切り欠き部４６に、コイル４２ａ，４２ｂを構成する素線等のモータ構成部品の配置が可能となる。つまり、モータ構成部品の配置の自由度が高くなってその配置を効率的に行うことが可能となり、ステータ２２，２３の小型化、ひいてはモータ１４の小型化が図れる。
(2) The outer peripheral edge of each of the
また、本実施形態では、第１及び第２ステータ２２，２３の各ベース部４３の内周縁部にも、切り欠き部４３ｂが設けられ、該切り欠き部４３ｂにコイル４２ａ，４２ｂを構成する素線等のモータ構成部品の配置が可能となっており、ステータ２２，２３の小型化、ひいてはモータ１４の小型化に寄与できる。
In the present embodiment, the notches 43b are also provided in the inner peripheral edge portions of the
（３）各ステータ２２，２３のステータコア４１は、円環板状をなすベース部４３と、該ベース部４３の一面から軸方向に突出し、周方向に沿って並設された複数のティース４４とを備える。ベース部４３の外周縁部（各凸部４７の径方向外側端部）は、径方向において、各ティース４４の外側端部４４ｂよりも外側に位置するため、ベース部４３の外周部分を十分外側に延出させることができ、それにより、ベース部４３における磁路の減少を抑えることができる。
(3) The
そして、このように、ベース部４３の外周縁部を外側に延出させた上で、該外周縁部には、径方向内側に窪む凹状をなす切り欠き部４６が設けられる。このため、上記のようにベース部４３における磁路の減少を極力抑制しつつも、ベース部４３（ステータコア４１）の軸方向における投影面積の増加を抑えることができる。ステータコア４１を圧粉磁心（磁性粉体のプレス成形）で構成する場合、ステータコア４１の軸方向の投影面積が大きくなると、大型のプレス機が必要となり、製造コストが増加してしまう。このため、ステータコア４１の軸方向における投影面積の増加を抑えることで、製造コストの増加を抑えることが可能となる。
And after extending the outer peripheral part of the
（４）第１コイル４２ａから引き出された引き出し線４８ａ、及び第２コイル４２ｂから引き出された引き出し線４８ｂは、それぞれ対応するステータ２２，２３におけるベース部４３の切り欠き部４６に挿通される。これにより、径方向において、ステータコア４１の体格内に引き出し線４８ａ，４８ｂを収めることができ、その結果、モータ１４の径方向への大型化を抑制できる。
(4) The
（５）ロータ２１の第１磁石３２における第１ステータ２２との対向面、及び第２磁石３３における第２ステータ２３との対向面にはそれぞれ、モータ１４に発生するコギングトルク（合成コギングトルクＴｃ）を調整するための、径方向に沿って延びる溝部３４が設けられる。従って、溝部３４の構成により、モータを搭載する車載機器に応じてコギングトルクを調整することができる。
(5) Cogging torque (synthetic cogging torque Tc) generated in the
電動パワーステアリング装置１０のモータ１４のように、非通電時のロータ２１の位置を保持する機能を特に必要としない場合には、コギングトルクを減少させてモータ１４の低振動化、ひいては低騒音化を図ることが好ましい。従って、本実施形態では、溝部３４を第１及び第２磁石３２，３３の各磁極中心Ｃ１に設定することで、コギングトルク（合成コギングトルクＴｃ）の低減を図っている。
When the function of maintaining the position of the
（６）モータ１４は、ロータ２１と第１及び第２ステータ２２，２３とが軸方向に対向するアキシャルギャップ型のモータであり、その軸方向が鉛直方向Ｘに対して垂直となるように電動パワーステアリング装置１０に取り付けられる。一般に、走行時には電動パワーステアリング装置１０を含む車体全体が主に鉛直方向Ｘに振動する。ここで、モータ１４のロータ２１と各ステータ２２，２３とは、鉛直方向Ｘに対する垂直方向（すなわち、水平方向）に対向するため、車両走行時の鉛直方向Ｘの振動がロータ２１と各ステータ２２，２３との間隔（エアギャップ）に影響を与えない。これにより、エアギャップの変動によって生じうるモータ１４の出力特性の変動を抑えることができ、その結果、モータ１４を備えた電動パワーステアリング装置１０の信頼性の向上に寄与できる。
(6) The
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各コイル４２ａ，４２ｂの引き出し線４８ａ，４８ｂは軸方向に引き出されるが、これに特に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更可能である。例えば、図７に示す構成では、第１及び第２ステータ２２，２３のコイル４２ａ，４２ｂから径方向外側に引き出し線４８ａ，４８ｂが引き出されるとともに、モータケース２４（例えばヨークハウジング２７）の周壁に形成した挿通孔（図示略）に各引き出し線４８ａ，４８ｂが径方向に挿通されている。そして、第１コイル４２ａの引き出し線４８ａは、第１駆動回路２５においてモータケース２４の周壁の外周側まで延長された接続部２５ａと接続されている。同様に、第２コイル４２ｂの引き出し線４８ｂは、第２駆動回路２６においてモータケース２４の周壁の外周側まで延長された接続部２６ａと接続されている。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、溝部３４を第１及び第２磁石３２，３３の各磁極中心Ｃ１に設定することで、コギングトルク（合成コギングトルクＴｃ）の低減を図っているが、これに特に限定されるものではなく、モータ１４を搭載する車載機器に応じて、コギングトルクを増大すべく溝部３４の構成を変更してもよい。例えば、溝部３４を、磁極中心Ｃ１から所定角度（例えば７．５度）だけずれた位置に設けることで、溝部３４が無い場合のコギングトルクＴａと溝部コギングトルクＴｂとを同相にできる。その結果、コギングトルクＴａに溝部コギングトルクＴｂが重畳されて、合成コギングトルクＴｃを増大させることができる。これにより、非通電時においてロータ２１の位置を保持する機能を必要とする場合に、好適な構成となる。
In the above embodiment, the
・図８に示すロータ５０は、回転軸２０が中央部に固定された円盤状のロータコア５１と、ロータコア５１の軸方向端面に設けられた磁石群５２とを備えている。磁石群５２は、周方向において等間隔に並設された複数（同例では８個）の磁石５３を備えている。
The
ロータコア５１の軸方向の一端面に固定された磁石群５２の各磁石５３は、軸方向から見て扇状をなしている。また、各磁石５３は、周方向において間隔を空けて配置され、周方向に隣り合う磁石５３の間の部位（磁石間部位５４）は、径方向において同幅をなしている。また、各磁石間部位５４の周方向中心線は、回転軸２０の軸線Ｌと交差するように構成されている。なお、磁石間部位５４は空隙であってもよく、また、磁石間部位５４にロータコア５１の一部が入り込む構成であってもよい。
Each
各磁石５３は、周方向中心を境として、軸方向端面に異なる２つの磁極（Ｎ極及びＳ極）が現れるように軸方向に磁化されている。そして、各磁石５３のＮ極及びＳ極の各々が、磁石間部位５４を挟んで周方向に隣接するように構成されている。これにより、磁石５３において、周方向に隣接する一対のＮ極が磁石群５２の１つのＮ極を構成し、同様に、周方向に隣接する一対のＳ極が磁石群５２の１つのＳ極を構成する。また、磁石群５２のＮ極とＳ極とは周方向に等角度間隔に交互に設定され、磁石群５２の極数は磁石５３と同数（つまり８極）で構成される。また、各磁石間部位５４は、磁石群５２の各磁極の周方向中心（磁極中心Ｃ２）に位置する。
Each
このような構成によれば、磁石群５２の各磁極中心Ｃ２に各磁石間部位５４が位置するため、該磁石間部位５４が上記実施形態の溝部３４と同様に作用して、コギングトルクを低減することができる。また、同構成では、磁石５３に溝部を設けずともコギングトルクの調整を図ることができ、磁石５３の製造が容易となる。このため、成形形状に制約の多い焼結磁石等を用いる場合に特に効果的である。なお、ロータ５０の製造に際し、予め着磁した各磁石５３をロータコア５１に固定してもよく、また、未着磁の各磁石５３をロータコア５１に固定した後、該各磁石５３に対する着磁を行ってもよい。
According to such a configuration, each
なお、図８の例では、磁石間部位５４を磁石群５２の磁極中心Ｃ２に配置することで、コギングトルクを低減しているが、特にこれに限定されるものではない。例えば、磁石間部位５４を磁極中心Ｃ２から周方向にずらすことで、コギングトルクを増大させてもよい。
In the example of FIG. 8, the cogging torque is reduced by arranging the
・ステータコア４１において、各切り欠き部４６は、各スロット４５の径方向外側に設けられたが、これ以外に例えば、図９に示すように、各切り欠き部４６を各ティース４４の径方向外側に設けてもよい。この場合、各切り欠き部４６の周方向間に位置するベース部４３の各凸部４７は、各スロット４５の径方向外側に設けられている。
In the
・切り欠き部４６の形成位置は、ベース部４３の外周縁部に限定されるものではなく、ベース部４３の内周縁部に設けてもよい。
例えば、図１０に示す構成では、ベース部４３の内径（内周縁部４３ａの径）は、各ティース４４の径方向の内側端部４４ｃの径よりも大きく設定されている。そして、ベース部４３の内周縁部４３ａには、複数の切り欠き部６１が周方向において互いに間隔を空けて設けられている。同構成では、各切り欠き部６１の個数は、スロット４５の個数（つまり、ティース４４の個数）と同数に設定され、各切り欠き部６１は、各スロット４５の径方向内側に設けられている。また、ベース部４３の内周縁部４３ａにおける各切り欠き部６１の周方向間の部位（切り欠き部６１が形成されていない部位）は、径方向内側に突出する凸部６２となる。各凸部６２は、各ティース４４の径方向内側に設けられている。
The formation position of the
For example, in the configuration shown in FIG. 10, the inner diameter of the base portion 43 (the diameter of the inner
同構成によっても、上記実施形態の効果（２），（３）と略同様の効果を得ることができる。なお、図１０に示す構成から変更して、例えば、図１１に示すように、各切り欠き部６１を各ティース４４の径方向内側に設けてもよい。
Even with this configuration, it is possible to obtain substantially the same effects as the effects (2) and (3) of the above embodiment. In addition, the configuration shown in FIG. 10 may be changed, and for example, as shown in FIG. 11, each
・上記実施形態では、ベース部４３の内周縁部４３ａがティース４４の内側端部４４ｃよりも径方向外側に後退させることで、各ティース４４間に切り欠き部４３ｂを構成しているが、これに限らず、ベース部４３の内周縁部４３ａを、ティース４４の内側端部４４ｃよりも径方向内側に設定して、切り欠き部４３ｂが存在しない構成としてもよい。また、ベース部４３の外周縁部の各切り欠き部４６を省略した構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the inner
・ステータコア４１において、各切り欠き部４６の個数は、スロット４５の個数と同数に設定されたが、必ずしもスロット４５の個数と同数である必要はなく、適宜変更してもよい。
In the
・上記実施形態において、溝部３４の周方向の幅、軸方向の深さ及び径方向の長さの少なくとも１つを調整することで、溝部コギングトルクＴｂを調整してもよい。なお、溝部３４の周方向の幅を広くすることで、コギングトルクは増大し、溝部３４の周方向の幅を狭くすることで、コギングトルクは減少する。また、溝部３４の軸方向の深さを深くすることで、コギングトルクは増大し、溝部３４の軸方向の深さを浅くすることで、コギングトルクは減少する。また、溝部３４の径方向の長さを長くすることで、コギングトルクは増大し、溝部３４の径方向の長さを短くすることで、コギングトルクは減少する。
In the above embodiment, the groove cogging torque Tb may be adjusted by adjusting at least one of the circumferential width, axial depth, and radial length of the
・上記実施形態では、溝部３４がロータ２１の第１及び第２磁石３２，３３に設けられたが、これに限らず、溝部を第１及び第２ステータ２２，２３（詳しくは、ティース４４におけるロータ２１との軸方向対向面）に設けてもよい。
In the above embodiment, the
・ステータコア４１は圧粉磁心以外に、例えば電磁鋼板の積層、又は、電磁鋼板の積層と圧粉磁心の組み合わせ等により作製してもよい。
・上記実施形態では、第１及び第２駆動回路２５，２６をモータケース２４の外側に設けたが、これに限らず、第１及び第２駆動回路２５，２６をモータケース２４内に設けてもよい。
The
In the above embodiment, the first and
・上記実施形態では、エンドフレーム２８がモータケース２４の出力側を構成しているが、これに限らず、エンドフレーム２８がモータケース２４の反出力側を構成してもよい。
In the above embodiment, the
・ロータ２１の極数、及び第１及び第２ステータ２２，２３のスロット数は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置１０に適用したが、これ以外に例えば、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適用してもよい。また、電動パワーステアリング装置以外に例えば、パワーウインド装置、ワイパ装置、バルブタイミング可変装置等の車両の補機や、車両の走行駆動力を生成する主機に適用してもよい。
The number of poles of the
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the column assist type electric
・上記した実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。 -You may combine embodiment mentioned above and each modification suitably.
１０…電動パワーステアリング装置、１４…モータ、２１…ロータ、２２…第１ステータ、２３…第２ステータ、２５…第１駆動回路、２６…第２駆動回路、３２…第１磁石（第１磁極部）、３３…第２磁石（第２磁極部）、３４…溝部、４１…ステータコア、４２ａ…第１コイル、４２ｂ…第２コイル、４３…ベース部、４４…ティース、４３ｂ，４６，６１…切り欠き部、４８ａ，４８ｂ…引き出し線、５０…ロータ、５３…磁石、５４…磁石間部位。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第１磁極部と軸方向に対向する第１コイルを有する第１ステータと、
前記第２磁極部と軸方向に対向する第２コイルを有する第２ステータと、
前記第１コイルと接続され、該第１コイルに供給する駆動電流を制御するための第１駆動回路と、
前記第２コイルと接続され、該第２コイルに供給する駆動電流を制御するための第２駆動回路と
を備えていることを特徴とするブラシレスモータ。 A rotor having a first magnetic pole portion on one axial end surface and a second magnetic pole portion on the other axial end surface;
A first stator having a first coil facing the first magnetic pole portion in the axial direction;
A second stator having a second coil facing the second magnetic pole portion in the axial direction;
A first drive circuit connected to the first coil for controlling a drive current supplied to the first coil;
A brushless motor comprising: a second drive circuit connected to the second coil for controlling a drive current supplied to the second coil.
前記第１及び第２ステータの各々は、円環板状をなすベース部の一面から軸方向に突出する複数のティースが周方向に沿って並設されたステータコアを備え、
前記第１ステータの前記複数のティースには、前記第１コイルがそれぞれ巻回され、
前記第２ステータの前記複数のティースには、前記第２コイルがそれぞれ巻回され、
前記第１ステータの前記ベース部の内周縁部、前記第１ステータの前記ベース部の外周縁部、前記第２ステータの前記ベース部の内周縁部、前記第２ステータの前記ベース部の外周縁部のうちの少なくとも１つには、径方向に窪む凹状をなす切り欠き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。 The brushless motor according to claim 1,
Each of the first and second stators includes a stator core in which a plurality of teeth protruding in the axial direction from one surface of a base portion having an annular plate shape are arranged in parallel along the circumferential direction,
The first coils are wound around the plurality of teeth of the first stator,
The second coils are wound around the plurality of teeth of the second stator,
An inner peripheral edge of the base portion of the first stator, an outer peripheral edge of the base portion of the first stator, an inner peripheral edge of the base portion of the second stator, and an outer peripheral edge of the base portion of the second stator A brushless motor, wherein at least one of the portions is provided with a notched portion having a concave shape that is recessed in the radial direction.
前記コイルから引き出された引き出し線が、前記切り欠き部に挿通されていることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 2,
A brushless motor, wherein a lead wire drawn out from the coil is inserted through the notch.
前記ロータにおける前記第１及び第２ステータとの対向面、及び前記第１及び第２ステータにおける前記ロータとの対向面のうちの少なくとも１つには、ブラシレスモータに発生するコギングトルクを調整するための、径方向に沿って延びる溝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。 The brushless motor according to any one of claims 1 to 3,
At least one of the facing surfaces of the rotor facing the first and second stators and the facing surfaces of the first and second stators facing the rotor is for adjusting the cogging torque generated in the brushless motor. A brushless motor characterized in that a groove extending along the radial direction is provided.
前記ロータの第１及び第２磁極部の少なくとも一方は、周方向に沿って互いに間隔を空けて並設された複数の磁石を備え、
前記各磁石は、それらの軸方向一端面において、周方向に並ぶ複数の磁極を有し、周方向に隣り合う一対の磁石の同極同士が、該一対の磁石の間の磁石間部位を挟んで周方向に隣り合うように構成されていることを特徴とするブラシレスモータ。 In the brushless motor according to any one of claims 1 to 4,
At least one of the first magnetic pole portion and the second magnetic pole portion of the rotor includes a plurality of magnets arranged in parallel at intervals along the circumferential direction,
Each of the magnets has a plurality of magnetic poles arranged in the circumferential direction on one end face in the axial direction, and the same polarity of a pair of magnets adjacent in the circumferential direction sandwiches the portion between the magnets between the pair of magnets. The brushless motor is configured to be adjacent to each other in the circumferential direction.
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