JP5887808B2 - Electric power steering motor and electric power steering device - Google Patents

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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。   The present invention relates to an electric power steering motor and an electric power steering device.

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。   There is an electric power steering (EPS) that assists a steering force necessary for steering an automobile with a motor in addition to a human operating force. In an electric power steering device, it is required to reduce noise that enters the ears of the steering wheel and vibrations transmitted through the hand.

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。   In addition, since electric power steering motors can improve durability and high output, brushless motors are becoming mainstream instead of brushed motors. If the brushless motor has a structure in which the excitation coil is a concentrated winding instead of a structure in which the excitation coil is a distributed winding, the cost can be reduced and the brushless motor can be made compact.

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。   In general, a structure in which the exciting coil is a concentrated winding is more likely to generate vibration than a structure in which the exciting coil is a distributed winding. Further, in the structure in which the flat magnet is embedded in the rotor yoke, there is a risk that vibration will further increase. This is because torque ripple (fluctuation in output torque) occurs because of a sudden fluctuation in magnetic flux density between a pair of adjacent flat magnets (magnetic pole switching part), which is thought to cause vibration and noise. ing.

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。   For example, as a technique for suppressing torque ripple in a permanent magnet embedded rotary electric machine in which flat plate-shaped permanent magnets are arranged in a rotationally symmetrical manner, Patent Document 1 discloses an outer periphery of a rotor corresponding to a pair of adjacent magnetic pole ends. A permanent magnet-embedded rotary electric machine formed in a concave part and a convex part is described.

特開2011−062059号公報JP 2011-062059 A

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。   The technique described in Patent Document 1 has a complicated structure and a high manufacturing cost because the outer periphery of the rotor is formed into a concave portion and a convex portion. In the technique disclosed in Patent Document 1, the electrical angle θ1 at the end of the convex portion is in the range of 70 ° to 80 ° with the radial straight line closest to the end passing through the magnetic pole center of the permanent magnet. The electrical angle θ2 of the deepest portion of the concave portion centered on the rotation axis of the rotor is greatly restricted, such as being in the range of (θ1-10 °) to θ1 with a radial straight line as a base point.

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。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an electric power steering motor and an electric power steering device that can suppress torque ripple and suppress an increase in manufacturing cost.

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。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an electric power steering motor includes a rotor yoke having an arcuate outer periphery, a stator core disposed in an annular shape with a predetermined interval outside the rotor yoke, An excitation coil that generates a magnetic field for exciting the stator core, and a flat magnet embedded in the rotor yoke, and the center of gravity of the flat magnet has a rotor yoke radius of 1 when the rotor yoke has a radius of 1 It is in the position of 0.70 or more and 0.87 or less from the center of rotation.

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。   With the above configuration, torque ripple can be suppressed. Further, the rotor yoke can be a simple arc-shaped rotor yoke. For this reason, the increase in manufacturing cost can be suppressed.

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。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the barycentric position of the flat magnet is in a position of 0.75 or more and 0.87 or less from the rotation center of the rotor yoke when the radius of the rotor yoke is 1.

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。   With the above configuration, torque ripple can be suppressed and a decrease in average torque can be suppressed.

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。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the center of gravity of the flat magnet is in a position of 0.79 or more and 0.86 or less from the rotation center of the rotor yoke when the radius of the rotor yoke is 1.

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。   With the above configuration, torque ripple can be suppressed and a decrease in average torque can be suppressed.

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。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the center of gravity of the flat magnet is in a position of 0.83 or more and 0.85 or less from the rotation center of the rotor yoke when the radius of the rotor yoke is 1.

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。   With the above configuration, it is possible to suppress the decrease in average torque and to significantly suppress torque ripple.

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。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the rotor yoke is provided with a flux barrier at both ends of the flat magnet.

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。   With the above configuration, a magnetic short circuit between the S pole and the N pole of the flat magnet can be suppressed.

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。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the exciting coil is wound around the stator core by concentrated winding.

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。   With the above configuration, torque ripple is suppressed, so that vibration caused by concentrated winding excitation coils can be suppressed. If the structure is such that the exciting coil is concentrated winding, the cost can be reduced and the brushless motor can be made compact.

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。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the electric power steering apparatus obtains an auxiliary steering torque by the electric power steering motor.

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。   With the above configuration, since the torque ripple is suppressed, even when the auxiliary steering torque is transmitted to the steering wheel, it is possible to operate in a state in which a sense of incongruity is suppressed.

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。   According to the present invention, it is possible to provide an electric power steering motor and an electric power steering device that can suppress torque ripple and suppress an increase in manufacturing cost.

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。FIG. 1 is a configuration diagram of an electric power steering apparatus including a brushless motor according to the present embodiment. 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。FIG. 2 is a front view for explaining an example of a speed reducer included in the electric power steering apparatus of the present embodiment. 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。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the motor of this embodiment on a virtual plane including the central axis. 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。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the motor of the present embodiment, cut along a virtual plane orthogonal to the central axis. 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。FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the rotor of the present embodiment. 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。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating torque ripple in an evaluation example of the present embodiment.

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。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined.

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。   FIG. 1 is a configuration diagram of an electric power steering apparatus including a brushless motor according to the present embodiment. First, an outline of an electric power steering apparatus 80 including the brushless motor according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

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。   The electric power steering device 80 includes a steering wheel 81, a steering shaft 82, a steering force assist mechanism 83, a universal joint 84, a lower shaft 85, a universal joint 86, in the order in which the force applied from the steering wheel is transmitted. A pinion shaft 87, a steering gear 88, and a tie rod 89 are provided. The electric power steering device 80 includes an ECU (Electronic Control Unit) 90, a torque sensor 91a, and a vehicle speed sensor 91b.

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。   The steering shaft 82 includes an input shaft 82a and an output shaft 82b. The input shaft 82a has one end connected to the steering wheel 81 and the other end connected to the steering force assist mechanism 83 via the torque sensor 91a. The output shaft 82 b has one end connected to the steering force assist mechanism 83 and the other end connected to the universal joint 84. In the present embodiment, the input shaft 82a and the output shaft 82b are made of a magnetic material such as iron.

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。   The lower shaft 85 has one end connected to the universal joint 84 and the other end connected to the universal joint 86. The pinion shaft 87 has one end connected to the universal joint 86 and the other end connected to the steering gear 88.

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。   Steering gear 88 includes a pinion 88a and a rack 88b. The pinion 88a is connected to the pinion shaft 87. The rack 88b meshes with the pinion 88a. The steering gear 88 is configured as a rack and pinion type. The steering gear 88 converts the rotational motion transmitted to the pinion 88a into a linear motion by the rack 88b. The tie rod 89 is connected to the rack 88b.

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。   The steering force assist mechanism 83 includes a speed reducer 92 and the brushless motor 10. The reduction gear 92 is connected to the output shaft 82b. The brushless motor 10 is an electric motor that is connected to the reduction gear 92 and generates auxiliary steering torque. In the electric power steering device 80, a steering column is constituted by the steering shaft 82, the torque sensor 91a, and the speed reducer 92. The brushless motor 10 gives auxiliary steering torque to the output shaft 82b of the steering column. That is, the electric power steering apparatus 80 of this embodiment is a column assist system.

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。   In the column-assist type electric power steering apparatus 80, the distance between the operator and the brushless motor 10 is relatively short, and the noise of the brushless motor 10, vibrations transmitted through the hand, or torque changes may affect the operator. For this reason, the electric power steering device 80 is required to reduce noise entering the ears of the steering wheel and vibration or torque change transmitted through the hand.

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。   FIG. 2 is a front view for explaining an example of a speed reducer included in the electric power steering apparatus of the present embodiment. FIG. 2 shows a part in cross section. The speed reducer 92 is a worm speed reducer. The reduction gear 92 includes a reduction gear housing 93, a worm 94, a ball bearing 95 a, a ball bearing 95 b, a worm wheel 96, and a holder 97.

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。   The worm 94 is coupled to the shaft 21 of the brushless motor 10 by a spline or an elastic coupling. The worm 94 is held in the speed reducer housing 93 so as to be rotatable by a ball bearing 95 a and a ball bearing 95 b held by the holder 97. The worm wheel 96 is rotatably held by the speed reducer housing 93. The worm teeth 94 a formed on a part of the worm 94 mesh with the worm wheel teeth 96 a formed on the worm wheel 96.

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。   The rotational force of the brushless motor 10 is transmitted to the worm wheel 96 through the worm 94 to rotate the worm wheel 96. The reduction gear 92 increases the torque of the brushless motor 10 by the worm 94 and the worm wheel 96. Then, the reduction gear 92 gives an auxiliary steering torque to the output shaft 82b of the steering column shown in FIG.

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。   The torque sensor 91a shown in FIG. 1 detects the driver's steering force transmitted to the input shaft 82a via the steering wheel 81 as a steering torque. The vehicle speed sensor 91b detects the traveling speed of the vehicle on which the electric power steering device 80 is mounted. The ECU 90 is electrically connected to the brushless motor 10, the torque sensor 91a, and the vehicle speed sensor 91b.

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。   The ECU 90 controls the operation of the brushless motor 10. Moreover, ECU90 acquires a signal from each of the torque sensor 91a and the vehicle speed sensor 91b. That is, the ECU 90 acquires the steering torque T from the torque sensor 91a, and acquires the traveling speed V of the vehicle from the vehicle speed sensor 91b. The ECU 90 is supplied with electric power from a power supply device (for example, a vehicle-mounted battery) 99 with the ignition switch 98 turned on. The ECU 90 calculates an assist steering command value of the assist command based on the steering torque T and the traveling speed V. Then, the ECU 90 adjusts the power value X supplied to the brushless motor 10 based on the calculated auxiliary steering command value. The ECU 90 acquires the information on the induced voltage from the brushless motor 10 or the information on the rotation of the rotor from the resolver described later as the operation information Y.

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。   The steering force of the driver (driver) input to the steering wheel 81 is transmitted to the speed reduction device 92 of the steering force assist mechanism 83 via the input shaft 82a. At this time, the ECU 90 acquires the steering torque T input to the input shaft 82a from the torque sensor 91a, and acquires the traveling speed V from the vehicle speed sensor 91b. The ECU 90 controls the operation of the brushless motor 10. The auxiliary steering torque created by the brushless motor 10 is transmitted to the speed reducer 92.

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。   The steering torque (including auxiliary steering torque) output via the output shaft 82 b is transmitted to the lower shaft 85 via the universal joint 84 and further transmitted to the pinion shaft 87 via the universal joint 86. The steering force transmitted to the pinion shaft 87 is transmitted to the tie rod 89 via the steering gear 88 to steer the steered wheels. Next, the brushless motor 10 will be described.

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。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the motor of this embodiment on a virtual plane including the central axis. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the motor of the present embodiment, cut along a virtual plane orthogonal to the central axis. As shown in FIG. 3, the brushless motor 10 includes a housing 11, a bearing 12, a bearing 13, a resolver 14, a rotor 20, and a stator 30 as a brushless motor stator.

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。   The housing 11 includes a cylindrical housing 11a and a front bracket 11b. The front bracket 11b is formed in a substantially disc shape and is attached to the cylindrical housing 11a so as to close one open end of the cylindrical housing 11a. The cylindrical housing 11a is formed with a bottom 11c at the end opposite to the front bracket 11b so as to close the end. The bottom part 11c is formed integrally with the cylindrical housing 11a, for example. As a magnetic material forming the cylindrical housing 11a, for example, a general steel material such as SPCC (Steel Plate Cold Commercial), electromagnetic soft iron, or the like can be applied. The front bracket 11b serves as a flange when the brushless motor 10 is attached to a desired device.

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。   The bearing 12 is provided inside the cylindrical housing 11a and at a substantially central portion of the front bracket 11b. The bearing 13 is provided inside the cylindrical housing 11a and at a substantially central portion of the bottom portion 11c. The bearing 12 rotatably supports one end of a shaft 21 that is a part of the rotor 20 disposed inside the cylindrical housing 11a. The bearing 13 rotatably supports the other end of the shaft 21. Thereby, the shaft 21 rotates around the central axis Zr.

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。   The resolver 14 is supported by a terminal block 15 provided on the front bracket 11b side of the shaft 21. The resolver 14 detects the rotational position of the rotor 20 (shaft 21). The resolver 14 includes a resolver rotor 14a and a resolver stator 14b. The resolver rotor 14a is attached to the circumferential surface of the shaft 21 by press fitting or the like. The resolver stator 14b is disposed to face the resolver rotor 14a with a predetermined gap.

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。   The stator 30 is provided in a cylindrical shape so as to surround the rotor 20 inside the cylindrical housing 11a. The stator 30 is attached, for example, by being fitted to the inner peripheral surface 11d of the cylindrical housing 11a. The central axis of the stator 30 coincides with the central axis Zr of the rotor 20. The stator 30 includes a cylindrical stator core 31 and an excitation coil 37. In the stator 30, an exciting coil 37 is wound around the stator core 31.

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。   As shown in FIG. 4, the stator core 31 includes a plurality of divided cores 32. The plurality of split cores 32 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the central axis Zr (the direction along the inner peripheral surface 11d of the cylindrical housing 11a shown in FIG. 3). Hereinafter, the circumferential direction around the central axis Zr is simply referred to as the circumferential direction. The stator core 31 is configured by combining a plurality of divided cores 32. The stator core 31 is press-fitted into the cylindrical housing 11a, so that the stator 30 is provided in the cylindrical housing 11a in an annular state. The stator core 31 and the cylindrical housing 11a may be fixed by adhesion, shrink fitting, welding or the like in addition to press-fitting.

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。   The split core 32 is formed by stacking and bundling a plurality of core pieces formed in substantially the same shape in the central axis Zr direction. The split core 32 is formed of a magnetic material such as an electromagnetic steel plate. The split core 32 has a back yoke 33 and teeth 34. The back yoke 33 includes an arc-shaped portion. The back yoke 33 forms an annular shape when the plurality of divided cores 32 are combined. The teeth 34 are portions extending from the inner peripheral surface of the back yoke 33 toward the rotor 20.

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。   The exciting coil 37 shown in FIG. 4 is a linear electric wire. The exciting coil 37 is concentratedly wound around the outer periphery of the tooth 34 of the split core 32 via an insulator 37a. The insulator 37a is a member for insulating the exciting coil 37 and the split core 32, and is formed of a heat resistant member. By combining a plurality of stator cores 31 thus configured as shown in FIG. 4, the stator 30 has a shape that can surround the rotor 20.

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。   The rotor 20 is provided inside the cylindrical housing 11a so as to be rotatable about the central axis Zr with respect to the cylindrical housing 11a. The rotor 20 includes a shaft 21, a rotor yoke 22, and a magnet 23. The shaft 21 is formed in a cylindrical shape. The rotor yoke 22 is formed in a cylindrical shape. Note that the rotor yoke 22 has an arcuate outer periphery, and the number of processing steps can be reduced.

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。   The rotor yoke 22 is manufactured by laminating thin plates such as electromagnetic steel plates and cold-rolled steel plates by means of adhesion, boss, caulking or the like. The rotor yoke 22 is sequentially stacked in the mold and discharged from the mold. The rotor yoke 22 is fixed to the shaft 21 by press-fitting the shaft 21 into, for example, a hollow portion thereof. The shaft 21 and the rotor yoke 22 may be integrally formed.

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。   A plurality of magnets 23 are provided on the outer periphery of the rotor yoke 22. The magnet 23 is a permanent magnet, and S poles and N poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor yoke 22. As a result, the number of poles of the rotor 20 shown in FIG. 4 is 14 poles in which N poles and S poles are alternately arranged on the outer circumferential side of the rotor yoke 22 in the circumferential direction of the rotor yoke 22.

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。   The magnet accommodation hole 24 is a through hole formed in the rotor yoke 22. A plurality of magnet housing holes 24 are provided on the outer peripheral portion and arranged at equal intervals. The magnet 23 is accommodated in the magnet accommodation hole 24 of the rotor yoke 22 and attached by, for example, a magnetic force. In the present embodiment, the magnet 23 has a divided shape (segment structure). FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the rotor of the present embodiment.

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。   As shown in FIG. 5, the magnet 23 in which the N pole is magnetized on the outer peripheral side of the rotor yoke 22 and the magnet 23 in which the S pole is magnetized on the outer peripheral side of the rotor yoke 22 are arranged in the circumferential direction of the rotor yoke 22. They are alternately arranged at equal intervals.

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。   In FIG. 5, the length in the long side direction of the flat and rectangular magnet 23 is Wm, and the length in the short side direction is tm. Further, the center of gravity of the flat magnet 23 is M. The radius from the central axis Zr to the outer periphery of the rotor yoke 22 is Rr, and the distance from the central axis Zr to M, which is the center of gravity of the magnet 23 described above, is Lm.

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。   The flux barrier 25 is a through hole provided in the rotor yoke 22 in order to prevent a magnetic flux short circuit between the S pole and the N pole of the magnet 23. The flux barrier 25 only needs to be capable of suppressing or blocking the passage of magnetic flux, and may be a gap or a non-magnetic insulating material.

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。   By providing the flux barrier 25 on the rotor yoke 22, a difference in magnetic resistance occurs on the outer periphery of the rotor yoke 22. For example, a portion near the outer periphery of the rotor yoke 22 in contact with the long side of the magnet 23 becomes a magnetic concave portion 27, and the vicinity of the flux barrier 25 becomes a magnetic convex portion called a bridge portion 26.

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。   For this reason, on the outer periphery of the rotor yoke 22, magnetic concave portions 27 and bridge portions 26 that are magnetic convex portions are alternately arranged, and the magnetic concave portions 27 have the q axis and the bridge portions 26 that are magnetic convex portions. Each is called the d-axis. Further, the magnet 23 is embedded in the rotor yoke 22 so as to include a bridge portion 26 that is a magnetic convex portion, and constitutes a closed magnetic circuit. And in the magnetic recessed part 27, the magnetic flux density is lower than the bridge part 26 which is a magnetic convex part.

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。   When the magnet 23 is embedded in the rotor yoke 22 to form a closed magnetic circuit, reluctance torque due to magnetic unevenness generated on the outer periphery of the rotor yoke 22 is generated in addition to the magnet torque of the magnet 23. As a result, the total torque generated in the rotor 20 is improved even if the magnetic flux interlinking from the rotor yoke 22 to the stator core 31 is reduced.

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。   In FIG. 5, the flux barriers 25 on both sides of the plate-like magnet 23 are such that the distance between the bridge portions 26 arranged with the magnet 23 interposed therebetween is greater than Wm, which is the length in the long side direction of the plate-like magnet 23. In addition, an angle θm of the d axis is set. Let Wq be the distance between adjacent flux barriers 26, and let Wb be the distance from the flux barrier 26, which is the magnetic path width of the bridge portion 26, to the outer periphery of the rotor yoke 22. Note that when Wb and Wq are reduced, the magnetic resistance increases.

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。   As shown in FIG. 5, the excitation coil 37 of FIG. 4 includes excitation coils 37U, 37V, and 37W for three-phase excitation. The exciting coil 37U is wound around the teeth 34U. The exciting coil 37V is wound around the teeth 34V. The exciting coil 37W is wound around the teeth 34W. The exciting coils 37U, 37V, and 37W of the present embodiment are so-called Y connections. The exciting coils 37U, 37V, and 37W may be delta-connected.

(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。
(Evaluation example)
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating torque ripple in an evaluation example of the present embodiment. Rr, which is the outer diameter of the rotor yoke 22 of the brushless motor 10 of the above-described embodiment, is fixed to 22.7 mm, and Lm, which is the distance from the central axis Zr to the center of gravity M of the magnet 23, is changed. The change of torque ripple was evaluated. In FIG. 6, Tav indicates the average torque, and Trp indicates the torque ripple. In FIG. 6, the evaluation example evaluates the case where Lm is 16 mm, 17 mm, 18 mm, 19 mm and 20 mm. In the evaluation example, six magnets 23 are embedded in the rotor yoke 22, and Wm is 9.76 mm and tm is 2.90 mm. The magnet 23 is a magnet having a saturation magnetic flux density of 1.32 T or more and 1.37 T or less and a coercive force of 994 kA / m or more. In the evaluation example, Wb is 0.5 mm, Wq is 1.5 mm, and θm is 40 °. The interval (gap length) between the stator core 31 and the rotor yoke 22 is 0.6 mm. The number of teeth is nine. The evaluation example is a 6 pole 9 slot brushless motor.

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。   In FIG. 6, the horizontal axis indicates σ = Lm / Rr, which is the ratio of Lm, which is the distance from the central axis Zr to the center of gravity M of the magnet 23, to the above-mentioned Rr. The vertical axis represents average torque and torque ripple. Here, σ is the distance from the center axis Zr, which is the rotation center of the rotor yoke 22, to the outer periphery, that is, when the radius is 1, the ratio of the distance from the center axis Zr indicating the center of gravity of the magnet 23 toward the outer periphery to the radius. It is.

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。   As shown in FIG. 6, σ is preferably 0.70 or more and 0.87 or less. That is, M, which is the gravity center position of the magnet 23, is preferably in the range of 0.70 to 0.87 from the rotation center of the rotor yoke 22 when the radius of the rotor yoke 22 is 1. Thereby, a torque ripple can be 0.3 Nm or less. σ is more preferably 0.75 or more and 0.87 or less. Thereby, while suppressing a torque ripple to 0.30 Nm or less, an average torque shall be 2.65 Nm or more, and the fall of an average torque can be suppressed.

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。   As shown in FIG. 6, σ is more preferably 0.79 or more and 0.86 or less. Thereby, while suppressing a torque ripple to 0.26 Nm or less, an average torque can be made into 2.65 Nm or more, and the fall of an average torque can be suppressed. Further, σ is more preferably 0.83 or more and 0.85 or less. Thereby, while suppressing a torque ripple to 0.20 Nm or less, an average torque shall be 2.65 Nm or more, and the fall of an average torque can be suppressed.

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。   It is thought that torque ripple (variation in output torque) occurs because the magnetic flux density fluctuates between adjacent magnets 23 (magnetic pole switching portion), which causes vibration and noise. The brushless motor 10 of the present embodiment described above has a rotor yoke 22 whose outer periphery is arcuate, a stator core 31 arranged in an annular shape with a predetermined interval outside the rotor yoke 22, and a magnetic field for exciting the stator core 31. When the distance between the excitation coil 37 to be generated and the central axis Zr (rotation center) of the rotor yoke 22 to the outer periphery is 1, the ratio of the rotor yoke 22 having a ratio of 0.70 to 0.87 from the rotation center toward the outer periphery. And a flat plate-like magnet 23 in which the center of gravity is embedded at the position.

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。   With the above configuration, the brushless motor 10 according to the present embodiment suppresses a decrease in average torque, suppresses fluctuations in magnetic flux density between adjacent magnets 23 (magnetic pole switching portion), and generates vibration and noise of the rotor 20. Suppressed. Further, the rotor yoke 22 can be formed in a simple arc shape. For this reason, the brushless motor 10 can suppress an increase in manufacturing cost.

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。   The exciting coil 37 is preferably wound around the stator core 22 by concentrated winding. With this configuration, since the torque ripple is suppressed, vibration caused by the concentrated winding exciting coil 37 can be suppressed. If the excitation coil 37 has a concentrated winding structure, the cost can be reduced and the brushless motor 10 can be made compact.

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。   The electric power steering device 80 obtains auxiliary steering torque by the brushless motor 10 described above. Since the brushless motor 10 suppresses torque ripple, the electric power steering device 80 can operate in a state in which a sense of discomfort is suppressed even when the auxiliary steering torque is transmitted to the steering person. For this reason, even if the electric power steering apparatus 80 is a column assist system, it can make a low vibration.

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。   As described above, the electric power steering apparatus of the present embodiment has been described by taking the column assist method as an example, but it can also be applied to a pinion assist method and a rack assist method.

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Brushless motor 11 Housing 11a Tubular housing 11b Front bracket 11c Bottom part 11d Inner peripheral surface 12, 13 Bearing 14 Resolver 14a Resolver rotor 14b Resolver stator 15 Terminal block 20 Rotor 21 Shaft 22 Rotor yoke 23 Magnet 30 Stator 31 Stator core 32 Divided core 33 Yoke 34 Teeth 37 Exciting coil 37a Insulator 80 Electric power steering device 81 Steering wheel 82 Steering shaft 82a Input shaft 82b Output shaft 83 Steering force assist mechanism 84, 86 Universal joint 85 Lower shaft 87 Pinion shaft 88 Steering gear 88a Pinion 88b Rack 89 Tie rod 90 ECU
91a Torque sensor 91b Vehicle speed sensor 92 Deceleration device 93 Deceleration device housing 94 Worm 94a Worm tooth 95a, 95b Ball bearing 96 Worm wheel 96a Worm wheel tooth 97 Holder 98 Ignition switch 99 Power supply Zr Central shaft

Claims (4)

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、
中心軸に直交する仮想平面での前記平板状のマグネットの短辺の両側にあって、前記ロータヨークを貫通する貫通孔によって磁束の通過を抑制又は遮断できるフラックスバリアと、を含み、
前記ロータヨークは、前記中心軸に直交する仮想平面での前記平板状マグネットの長辺に接する前記ロータヨークの外周寄り部分及び内周寄り部分において貫通孔がない薄板が積層され、
前記平板状マグネットの両端に前記貫通孔が接するように配置され、
前記中心軸に直交する仮想平面での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以下の位置にある電動パワーステアリング用電動機。
A rotor yoke having an arcuate outer periphery;
A stator core disposed annularly with a predetermined interval outside the rotor yoke;
An exciting coil for generating a magnetic field for exciting the stator core;
A flat magnet embedded in the rotor yoke;
A flux barrier on both sides of the short side of the flat magnet in a virtual plane orthogonal to the central axis, and capable of suppressing or blocking the passage of magnetic flux by a through-hole penetrating the rotor yoke ,
The rotor yoke is laminated with a thin plate having no through hole in the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the rotor yoke that are in contact with the long side of the flat magnet in a virtual plane orthogonal to the central axis,
Arranged so that the through holes are in contact with both ends of the flat magnet,
The position of the center of gravity of the flat magnet in a virtual plane orthogonal to the central axis is 0.83 or more and 0.85 or less from the rotation center of the rotor yoke when the radius of the rotor yoke is 1. For motors.
前記フラックスバリアと前記ロータヨークの外周との間にあるブリッジ部と、前記中心軸に直交する仮想平面での前記平板状のマグネットの短辺と、に接するように前記貫通孔が配置され、
前記ブリッジ部の磁路幅である前記フラックスバリアから前記ロータヨークの外周までの最小距離が、前記薄板の厚み以上であって、前記中心軸に直交する仮想平面での前記平板状のマグネットの長辺に接する前記ロータヨークの外周寄り部分よりも小さい電動パワーステアリング用電動機。
The through hole is disposed so as to contact a bridge portion between the flux barrier and the outer periphery of the rotor yoke, and a short side of the flat magnet in a virtual plane orthogonal to the central axis,
The minimum distance from the flux barrier, which is the magnetic path width of the bridge portion, to the outer periphery of the rotor yoke is equal to or greater than the thickness of the thin plate, and the long side of the flat magnet in a virtual plane perpendicular to the central axis An electric power steering motor smaller than a portion near the outer periphery of the rotor yoke in contact with the rotor yoke .
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又は請求項に記載の電動パワーステアリング用電動機。 The exciting coil, an electric power steering motor according to claim 1 or claim 2 are wound around the stator core by concentrated winding. 請求項1から請求項のいずれか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。 An electric power steering apparatus that obtains an auxiliary steering torque by the electric power steering motor according to any one of claims 1 to 3 .
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