JP6385854B2 - Brushless motor - Google Patents
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Description
本発明は、ブラシレスモータのロータ位置検出手段であるレゾルバの位置決め構造に関し、特に、マグネット埋め込み式のブラシレスモータ(IPMモータ:Interior Permanent Magnet Motor)におけるレゾルバ位置決め構造に関する。 The present invention relates to a resolver positioning structure which is a rotor position detecting means of a brushless motor, and more particularly to a resolver positioning structure in a magnetless brushless motor (IPM motor: Interior Permanent Magnet Motor).
ブラシレスモータは、ロータ位置を検出する位置センサが必要となる場合がある。このような位置センサとしては、ホールICやレゾルバなどが挙げられるが、振動に強く耐環境性に優れることから、電動パワーステアリング装置用のモータなどではレゾルバの使用が増大している。レゾルバは、電磁誘導現象を利用して回転軸の角度を検出するセンサであり、一般に、モータ回転軸に取り付けられるレゾルバロータと、その周囲を取り囲むように複数個のコイルを配したレゾルバステータとから構成される。 The brushless motor may require a position sensor that detects the rotor position. Examples of such position sensors include Hall ICs and resolvers. However, since they are strong against vibration and excellent in environmental resistance, the use of resolvers is increasing in motors for electric power steering devices. A resolver is a sensor that detects the angle of a rotating shaft by using an electromagnetic induction phenomenon, and generally includes a resolver rotor attached to a motor rotating shaft and a resolver stator in which a plurality of coils are arranged so as to surround the periphery. Composed.
レゾルバロータには、周方向に沿って複数の凸部が形成されている。モータの回転に伴い、この凸部がステータ側のコイルに接近・離脱すると、コイルからは交流信号が出力される。凸部とモータのロータ(ロータマグネット)との間には所定の位置関係があり、凸部位置と信号波形との関係からロータの回転角度(位置)が検出される。このため、レゾルバを用いたブラシレスモータでは、レゾルバロータとモータのロータ(以下、モータロータ)との間の位置関係や、両者の中心位置を正確に合わせておく必要がある。 The resolver rotor is formed with a plurality of convex portions along the circumferential direction. When the convex portion approaches or separates from the stator side coil as the motor rotates, an AC signal is output from the coil. There is a predetermined positional relationship between the convex portion and the rotor (rotor magnet) of the motor, and the rotation angle (position) of the rotor is detected from the relationship between the convex portion position and the signal waveform. For this reason, in a brushless motor using a resolver, it is necessary to accurately match the positional relationship between the resolver rotor and the rotor of the motor (hereinafter referred to as motor rotor) and the center position of both.
ところが、従来のブラシレスモータでは、治具を用いて組み付けを行っても、レゾルバロータとモータロータの組み付け精度は必ずしも高くはなく、特許文献1のように、モータ組み立て後に両者の位置関係を再調整する必要が生じる場合があった。また、レゾルバロータとモータロータを精度良く組み付けるべく、特許文献2のように、シャフトにキーを埋め込み、レゾルバロータの位置決めを行うことも行われている。しかしながら、キーを用いる場合、シャフトにキー溝を設けたり、キーを埋め込んだりする必要があり、製造工程が複雑化するという課題があった。
However, in the conventional brushless motor, the assembly accuracy between the resolver rotor and the motor rotor is not necessarily high even when the assembly is performed using a jig, and the positional relationship between the two is readjusted after the motor is assembled as in Patent Document 1. Sometimes it was necessary. In addition, in order to assemble the resolver rotor and the motor rotor with high accuracy, as in
本発明の目的は、IPMモータのマグネット成形時に生じる部材を有効活用し、簡単な構造でありながら、レゾルバロータとモータのモータロータとの間の正確な位置決めが可能なブラシレスモータのレゾルバ位置決め構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a resolver positioning structure of a brushless motor that can accurately position a resolver rotor and a motor rotor of a motor while having a simple structure by effectively utilizing a member generated during magnet molding of an IPM motor. There is to do.
本発明のブラシレスモータは、モータケースと、前記モータケースに固定されたステータと、前記モータケース内に回転自在に配置されたロータシャフトと、前記ステータの内側に配置され、前記ロータシャフトに固定されたロータコアと、該ロータコアに取り付けられたマグネットと、前記ロータコアの軸方向端面に突設され前記マグネットと所定の位置関係にて配置された突設部と、を備えるロータと、前記ロータシャフトに取り付けられたレゾルバロータと、該レゾルバロータの外側に配置されたレゾルバステータとを備え、前記レゾルバロータの回転位置に基づいて前記ロータの回転角度を検出するレゾルバと、を有してなるブラシレスモータであって、該ブラシレスモータは、前記ロータの軸方向端面に取り付けられ、一端面側に前記レゾルバロータが取り付けられるレゾルバロータ取付部が形成され、該レゾルバロータ取付部とは反対の他端面側に、前記突設部と嵌合する嵌合孔が形成されたレゾルバホルダを有し、前記レゾルバロータ取付部は、前記嵌合孔と所定の位置関係にて配置されると共に、前記レゾルバロータの所定位置に接続され、前記ロータコアは、周方向に沿って等間隔に配置された複数個のマグネット収容孔を有し、該マグネット収容孔は、複数層の湾曲形スリットからなる複数組のスリット群を形成し、前記マグネットは、前記マグネット収容孔に収容固定され、前記突設部は、前記複数層の前記マグネットに跨がるように径方向に沿って配置されることを特徴とする。
The brushless motor of the present invention includes a motor case, a stator fixed to the motor case, a rotor shaft rotatably disposed in the motor case, an inner side of the stator, and fixed to the rotor shaft. A rotor including a rotor core, a magnet attached to the rotor core, and a projecting portion projecting from an axial end surface of the rotor core and arranged in a predetermined positional relationship with the magnet, and attached to the rotor shaft And a resolver that includes a resolver rotor disposed on the outside of the resolver rotor and that detects a rotation angle of the rotor based on a rotation position of the resolver rotor. The brushless motor is attached to the axial end surface of the rotor and A resolver rotor mounting portion to which the resolver rotor is mounted is formed, and a resolver holder having a fitting hole to be fitted to the protruding portion is formed on the other end surface opposite to the resolver rotor mounting portion, The resolver rotor mounting portion is arranged in a predetermined positional relationship with the fitting hole, and is connected to a predetermined position of the resolver rotor, and the rotor core is a plurality of components arranged at equal intervals along the circumferential direction. A magnet housing hole, the magnet housing hole forming a plurality of sets of slits composed of a plurality of layers of curved slits, the magnet being housed and fixed in the magnet housing hole, It is arranged along the radial direction so as to straddle the magnet plurality of layers, characterized in Rukoto.
本発明にあっては、ロータコアの軸方向端面にマグネットと所定の位置関係にて配置された突設部を設けると共に、一端面側にレゾルバロータが取り付けられるレゾルバロータ取付部が、他端面側に突設部と嵌合する嵌合孔が形成されたレゾルバホルダをロータの軸方向端面に取り付ける。レゾルバホルダのレゾルバロータ取付部は、嵌合孔と所定の位置関係にて配置されると共に、レゾルバロータの所定位置に接続される。従って、突設部と嵌合孔を嵌合させつつ、ロータにレゾルバホルダを装着し、レゾルバホルダのレゾルバロータ取付部とレゾルバロータを接合させることにより、マグネットとレゾルバロータが正確に位置決めされる。 In the present invention, the protruding portion arranged in a predetermined positional relationship with the magnet is provided on the axial end surface of the rotor core, and the resolver rotor mounting portion to which the resolver rotor is mounted on one end surface side is provided on the other end surface side. A resolver holder in which a fitting hole for fitting with the projecting portion is formed is attached to the axial end surface of the rotor. The resolver rotor mounting portion of the resolver holder is disposed in a predetermined positional relationship with the fitting hole and is connected to a predetermined position of the resolver rotor. Therefore, the magnet and the resolver rotor are accurately positioned by attaching the resolver holder to the rotor and fitting the resolver rotor mounting portion of the resolver holder and the resolver rotor while fitting the protruding portion and the fitting hole.
すなわち、前記レゾルバホルダの前記嵌合孔に前記ロータの前記突設部を嵌合させる形で前記レゾルバホルダを前記ロータに取り付けると共に、前記レゾルバロータ取付部に前記レゾルバロータを取り付けることにより、前記レゾルバロータと前記マグネットは所定の位置関係にて配置される。また、前記ロータコアに、周方向に沿って等間隔に配置された複数個のマグネット収容孔を設け、前記マグネットを前記マグネット収容孔に収容固定し、ロータコア内部にマグネットを収容することにより、ロータコア表面にマグネットを配するタイプのモータとは異なり、マグネットをロータコア表面に保持するためのマグネットホルダが不要となり、その分、部品点数の削減が図られる。
That is, the resolver holder is attached to the rotor in such a manner that the protruding portion of the rotor is fitted into the fitting hole of the resolver holder, and the resolver rotor is attached to the resolver rotor attachment portion, thereby The rotor and the magnet are arranged in a predetermined positional relationship. In addition, the rotor core is provided with a plurality of magnet housing holes arranged at equal intervals along the circumferential direction, the magnets are housed and fixed in the magnet housing holes, and the magnets are housed in the rotor core to thereby obtain a surface of the rotor core. Unlike a motor of a type in which a magnet is disposed on a magnet, a magnet holder for holding the magnet on the surface of the rotor core becomes unnecessary, and the number of parts can be reduced accordingly.
また、前記レゾルバロータ取付部は、前記レゾルバホルダの前記一端面側に突設され軸方向に沿って延び、前記レゾルバロータの外周に形成された凸部と所定の位置関係にて形成された凹溝と嵌合するようにしても良い。 The resolver rotor mounting portion protrudes from the one end face side of the resolver holder and extends along the axial direction, and is a recess formed in a predetermined positional relationship with a convex portion formed on the outer periphery of the resolver rotor. You may make it fit with a groove | channel.
前記突設部を前記マグネットと一体に形成しても良く、前記突設部により、前記マグネット収容孔内の前記マグネットが前記ロータコアの前記突設部とは反対側の端部から抜け出ないように抜け止めされるようにしても良い。さらに、前記ロータの磁気バランスが崩れない位置に前記突設部を配置するようにしても良い。 The projecting portion may be formed integrally with the magnet so that the magnet in the magnet housing hole does not come out of the end of the rotor core opposite to the projecting portion. It may be prevented from coming off. Further, the protruding portion may be arranged at a position where the magnetic balance of the rotor is not lost.
加えて、前記マグネットを、金型内に配置した前記ロータコアに対しボンド磁性材料を加圧供給することにより充填形成しても良く、その際、成形上、マグネットと一体にロータコア端面に形成される凸部を前記突設部として利用しても良い。これにより、マグネットや突設部を容易に形成することができ、また、成形後に除去される凸部をレゾルバロータの位置決めに有効活用でき、除去工数削減と取付精度向上を共に実現できる。さらに、マグネットと一体に突設部が形成されることから、突起を形成したプレートを別に製造・積層するなど、突設部をロータコア端面に別途設ける必要がなく、部品種類や製造工数の削減も図られる。 In addition, the magnet may be filled and formed by pressurizing and supplying a bond magnetic material to the rotor core disposed in the mold. At this time, the magnet is formed on the end surface of the rotor core integrally with the magnet. A convex portion may be used as the protruding portion. As a result, the magnet and the projecting portion can be easily formed, and the convex portion removed after molding can be effectively used for positioning the resolver rotor, so that both the removal man-hours can be reduced and the mounting accuracy can be improved. In addition, since the protruding part is formed integrally with the magnet, it is not necessary to separately provide the protruding part on the end surface of the rotor core, such as separately manufacturing and laminating plates with protrusions, reducing the type of parts and the number of manufacturing steps. Figured.
本発明のブラシレスモータによれば、ロータコアの軸方向端面にマグネットと所定の位置関係にて配置された突設部を設けると共に、ロータの軸方向端面に、一端面側にレゾルバロータが取り付けられるレゾルバロータ取付部が、他端面側に突設部と嵌合する嵌合孔が形成されたレゾルバホルダを取り付け、その際、レゾルバロータ取付部が、嵌合孔と所定の位置関係にて配置され、レゾルバロータの所定位置に接続されるので、ロータにレゾルバホルダを装着し、レゾルバロータ取付部にレゾルバロータを取り付けることにより、マグネットに対しレゾルバロータを正確かつ容易に位置決めすることが可能となる。 According to the brushless motor of the present invention, a resolver in which a protruding portion arranged in a predetermined positional relationship with a magnet is provided on the axial end surface of the rotor core, and a resolver rotor is attached to one end surface side of the axial end surface of the rotor. The rotor mounting portion is attached to a resolver holder in which a fitting hole is formed on the other end surface side to be fitted with the protruding portion, and at that time, the resolver rotor mounting portion is arranged in a predetermined positional relationship with the fitting hole, Since the resolver rotor is connected to a predetermined position, it is possible to accurately and easily position the resolver rotor with respect to the magnet by attaching the resolver holder to the rotor and attaching the resolver rotor to the resolver rotor mounting portion.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態であるブラシレスモータ1(以下、モータ1と略記する)の断面図、図2は、図1のA−A線に沿った断面図である。モータ1は、図1に示すように、外側にステータ(固定子)2、内側にロータ(回転子)3を配したインナーロータ型のブラシレスモータである。また、モータ1は、ロータ3内にマグネットを埋め込み、マグネットトルクとリラクタンストルクによってロータを回転させるIPM(Interior Permanent Magnet)型のブラシレスモータとなっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a brushless motor 1 (hereinafter abbreviated as motor 1) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. As shown in FIG. 1, the motor 1 is an inner rotor type brushless motor in which a stator (stator) 2 is disposed outside and a rotor (rotor) 3 is disposed inside. The motor 1 is an IPM (Interior Permanent Magnet) type brushless motor in which a magnet is embedded in the
図1のモータ1は、例えば、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置の動力源として使用され、ステアリングシャフトに設けられた図示しない減速機構部に取り付けられる。モータ1の回転は、減速機構部によってステアリングシャフトに減速されて伝達され、自動車のステアリングシャフトに対し動作補助力が付与される。IPM構造のモータは、SPM構造のモータに比して磁気的フリクションが小さく、粘性トルクが小さく抑えられるため、ハンドルの収斂性が良く、電動パワーステアリング装置には好適である。 The motor 1 in FIG. 1 is used, for example, as a power source of a column assist type electric power steering apparatus, and is attached to a speed reduction mechanism portion (not shown) provided on a steering shaft. The rotation of the motor 1 is decelerated and transmitted to the steering shaft by the deceleration mechanism, and an operation assisting force is applied to the steering shaft of the automobile. The IPM structure motor has a smaller magnetic friction than the SPM structure motor, and the viscous torque can be kept small. Therefore, the handle has good convergence and is suitable for an electric power steering apparatus.
ステータ2は、有底円筒形状のハウジング4と、ステータコア5、ステータコア5のティースに巻装された界磁コイル6(以下、コイル6と略記する)及びバスバーユニット7とから構成されている。バスバーユニット7は、ステータコア5に取り付けられ、コイル6と電気的に接続されている。ハウジング4は、鉄等にて有底円筒状に形成されており、モータケースを兼ねている。ハウジング4の開口部には、固定ネジ10によって合成樹脂製のブラケット8が取り付けられる。ステータコア5には、合成樹脂製のインシュレータ11が取り付けられている。インシュレータ11の外側には、コイル6が巻装されている。ステータコア5の一端側には、コイル6の端部6aが引き出されている。
The
ステータコア5は、鋼製の板材(例えば、電磁鋼板)を多数積層して形成されている。図2に示すように、ステータコア5の外側リング部5aには、径方向内側に向かって延びるティース5bが周方向に沿って複数個(ここでは、24個)形成されている。隣接するティース5bの間には、スロット19が形成されている。モータ1では、ティース5bは24個設けられており、24スロット構成となっている。スロット19の中には、コイル6が収容されている。ステータコア5の一端側には、コイル6と電気的に接続されるバスバーユニット7が取り付けられている。ステータコア5は、バスバーユニット7を取り付けた後、ハウジング4内に圧入固定される。
The
バスバーユニット7は、合成樹脂製の本体部内に銅製のバスバー9がインサート成形された構成となっている。バスバー9には、複数個の給電用端子12が径方向に突設されている。バスバーユニット7の周囲には、この給電用端子12が放射状に突出している。バスバーユニット7の取り付けに際し、コイル端部6aは給電用端子12と溶接される。バスバーユニット7では、バスバー9は、モータ1の相数に対応した個数(ここでは、U相,V相,W相分の3個と各相同士の接続用の1個の計4個)設けられている。各コイル6は、その相に対応した給電用端子12と電気的に接続される。一方、バスバー9の端部は、バスバーユニット7の端面から軸方向に延出され、バスバー端子33を形成している。
The bus bar unit 7 has a structure in which a copper bus bar 9 is insert-molded in a synthetic resin main body. The bus bar 9 has a plurality of
ブラケット8にはまた、パワーターミナル31がインサート成形されている。パワーターミナル31はU,V,Wの各相ごとに設けられ、その一端側31aが開口部32内に配置されている。パワーターミナル31の他端側31bは、パワーコネクタ34内に配置されている。ブラケット8をハウジング4に組み付けると、バスバーユニット7から軸方向に延びるバスバー端子33がパワーターミナル31と並列に対向する。モータ1では、ハウジング4にブラケット8を取り付けた後、開口部32内にてバスバー端子33とパワーターミナル31を溶接固定する。
A
ステータ2の内側にはロータ3が挿入されている。ロータ3は、モータ回転軸となるシャフト13を有している。シャフト13には、電磁鋼板を積層して形成したロータコア16が固定されている。シャフト13は、ボールベアリング(以下、ベアリングと略記する)14a,14bによって回転自在に支持されている。リヤ側のベアリング14aは、ハウジング4の底部中央に形成されたベアリング収容部4aに圧入固定されている。フロント側のベアリング14bは、金属製のベアリングホルダ15によって、ブラケット8の中央部に固定されている。
A
図3は、ロータ3の構成を示す説明図である。モータ1はIPM型の構成となっており、ロータコア16には、円弧状(弓形)の孔からなるスリット群17が複数組形成されている。スリット群17の各スリット17a〜17cは、ロータ3の外周より外側に設定される仮想点(図示せず)を中心とする円弧に沿って設けられる。スリット群17は、その凸側部位をロータ3の中心側に向けた形で、径方向に沿って3層に形成されている。すなわち、1組のスリット群17は、最外層の第一スリット17a、中間層の第二スリット17b、最内層の第三スリット17cから構成されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the
スリット群17内には、ボンド磁石(ボンド磁性材料)が充填されており、ロータマグネット18が形成されている。ボンド磁石の充填により、ロータ3内に円弧状のロータマグネット18が内装され、モータ1はIPM構造のブラシレスモータとなる。ボンド磁石としては、例えば、異方性のネオジムボンド磁性材料など、ネオジム磁性材料等の希土類磁石の磁性粉末を、エポキシ等の合成樹脂に混ぜ合わせた素材が使用される。ボンド磁性材料は、射出成形にてスリット群17内に充填され、所定の着磁を行うことによって成形される。
The
ロータ3では、スリット群17内のロータマグネット18により、層状のマグネット群からなる磁極部20が形成される。磁極部20には、外周側がS極となったロータマグネット18sと、外周側がN極となったロータマグネット18nが設けられている。磁極部20は、周方向に沿って、S極とN極が交互に2個ずつ(合計4個)配置される。これにより、モータ1は、4極24スロット(4P24S)構造となる。各磁極部20のロータマグネット18は、前述のように径方向に沿って3層に配置される。ロータ3には、磁極部20によって、磁極が作る磁束の方向のd軸と、d軸と磁気的に直交するq軸とが周方向に交互に複数形成される。ロータ3には、q軸磁束が通りやすい状態となるよう円弧状のスリット群17が設けられる。
In the
また、ロータ3はインダクタンスLqが大きい構造となっている。リラクタンスモータでは、LqとLdの差が大きいほど、リラクタンストルクは大きくなる。LqとLdの差は、マグネット層数が1,2層の場合よりも3層の場合の方が大きいが、層数が3層以上になると余り変化がない。そこで、ロータ3では、スリット幅とのバランスから、ロータマグネット18の層数として、リラクタンストルクを効果的に大きくできる3層を採用している。
The
図4は、ロータ3の成形過程を示す簡略説明図である。図4に示すように、ロータ3は、複数の磁場配向用マグネット41が配された磁場配向金型42を用いて形成される。磁場配向用マグネット41としては、例えば、サマリウムコバルト磁石等の希土類磁石が使用される。ロータコア16は、磁場配向用マグネット41の内側に形成された空洞部43内に収容配置される。空洞部43の上には、射出成形機の図示しないノズルと接続される上型44が載置される。上型44には、ノズルと連通接続されるスプルー45と、スプルー45から放射状に分岐する複数個(ここでは4本)の第1ランナー46と、第1ランナー46の先に形成され、各スリット17a〜17cに溶融状態のボンド磁性材料を供給する第2ランナー47が設けられている。
FIG. 4 is a simplified explanatory view showing the forming process of the
スリット群17の各スリット17a〜17cと第2ランナー47との接続部(開口)はゲート48となっている。ロータ3を形成する場合は、まず、磁場配向金型42の空洞部43内に積層工程の完了したロータコア16を収容する。次に、上型44をロータコア16上に載置し、ロータコア16のスリット群17とゲート48を接続する。そして、この状態にて、射出成形機の図示しないノズルから、スプルー45に溶融状態のボンド磁性材料が射出される。スプルー45に加圧供給されたボンド磁性材料は、第1及び第2ランナー46,47から、ゲート48を介して各スリット17a〜17c内部に流入する。
A connecting portion (opening) between each of the
一方、スリット群17に流入したボンド磁性材料は、磁場配向用マグネット41により磁粉の方向を制御して着磁され、図3のような極性の磁極部20が形成される。すなわち、ロータマグネット18は、磁場配向用マグネット41によって着磁されつつ成形される。磁場配向金型42では、この磁場配向用マグネット41により、異方性の磁粉を用いたボンド磁性材料に対し、極異方性にて着磁が行われ、磁粉の方向性が揃えられる。極異方性着磁の場合、円弧内側の中心方向に向かって磁化ベクトルが向くように、各層の磁石が着磁される。
On the other hand, the bond magnetic material that has flowed into the
このようにして、ロータコア16にロータマグネット18を充填形成した後、スプルー45と第1ランナー46を除去する。このとき、成形後のロータコア16の端面16aには、図3に示すように、第2ランナー47の部分の樹脂が突起状のブリッジ部(突設部)49として残留する。モータ1では、ブリッジ部49は、磁極部20の中心、すなわち、円弧状のスリット17a〜17cの中央に形成されており、各スリットに跨がる形で径方向に沿って延在している。この場合、磁極中心以外にブリッジ部を数箇所設けると、磁気バランスが崩れ、コギングトルクが悪化し、ブリッジ部を除去する必要が生じる。この点、モータ1のブリッジ部49は、磁極部20の中心に存在するため磁束の影響を受けにくい。このため、モータ特性に悪影響を及ぼすことなく、ロータマグネット18の軸方向への抜け止め部材として、ブリッジ部49をそのまま残存させておくことができる。
Thus, after the
ロータコア16の軸方向端部には、非磁性体(例えば、合成樹脂製)のレゾルバホルダ51が取り付けられている。ロータ3の図1において左側には、回転角度検出手段であるレゾルバ21が配されており、レゾルバホルダ51の左端側には、レゾルバ21のロータ(レゾルバロータ)22が一体的に取り付けられる。図5,6は、レゾルバホルダ51の構成を示す説明図である。図5,6に示すように、レゾルバホルダ51の一端面側51aには、2本のレゾルバロータ取付片(レゾルバロータ取付部)52が軸方向に向かって突設されている。これに対し、レゾルバロータ22の内径側には、レゾルバロータ取付片52が嵌合する凹溝53が形成されている。レゾルバロータ22は、凹溝53にレゾルバロータ取付片52を嵌合装着した形でシャフト13上に固定される。
A
レゾルバ21のステータ(レゾルバステータ)23は、金属製のレゾルバホルダ24内に圧入固定されている。レゾルバホルダ24は有底円筒形状に形成されており、ブラケット8の中央部に設けられたリブ26の端部外周に軽圧入される。また、レゾルバホルダ24は、ブラケット8の内側に固定された合成樹脂製のブラケットホルダ25に収容されている。ブラケットホルダ25には、金属製のレゾルバ固定ナット27が取り付けられており、ブラケットホルダ25とブラケット8は、両者間にレゾルバホルダ24のフランジ部24aを介在させた形でレゾルバ固定ネジ28によって固定される。
A stator (resolver stator) 23 of the
レゾルバホルダ24のフランジ部24aは、ブラケットホルダ25とブラケット8との間にて、周方向に若干移動可能に取り付けられている。レゾルバホルダ24は、レゾルバステータ23の位置調整後、レゾルバ固定ネジ28によってブラケットホルダ25に固定される。その際、レゾルバ固定ナット27には、ブラケット8の外側からレゾルバ固定ネジ28がねじ込まれ、ベアリングホルダ15とレゾルバホルダ24がブラケット8に共締めされる。これにより、レゾルバホルダ24は、周方向の位置が調整された状態でブラケット8の内側に固定される。
The flange portion 24 a of the resolver holder 24 is attached between the
一方、レゾルバホルダ51の一端面側51aには前述のようにレゾルバロータ22が一体的に取り付けられるが、その他端面側51bには、ロータコア16に突設されたブリッジ部49が嵌合収容されるブリッジ嵌合孔54が凹設されている。ブリッジ部49は、ロータコア16の端面に突設されており、各磁極部20ごとに1個(計4個)設けられている。ブリッジ嵌合孔54は、このブリッジ部49に対応して、周方向に等分に4箇所形成されている。ブリッジ嵌合孔54と前述のレゾルバロータ取付片52との間には、レゾルバロータ22の凸部22aと磁極部20の位置関係に合わせて、所定の位置関係が設定されている。すなわち、ブリッジ部49をブリッジ嵌合孔54に取り付けると、磁極部20に対し、レゾルバロータ取付片52が所定の位置関係に配置される。従って、ブリッジ嵌合孔54にブリッジ部49を嵌合させつつロータコア16にレゾルバホルダ51を取り付けると共に、レゾルバロータ取付片52とレゾルバロータ22の凹溝53を嵌合させることにより、レゾルバロータ22とロータマグネット18との位置関係が機械的・自動的に設定される。
On the other hand, the
このように、モータ1では、ブリッジ部49を有効活用し、ブリッジ部49とブリッジ嵌合孔54、レゾルバロータ取付片52と凹溝53をそれぞれ嵌合させることにより、ロータマグネット18に対しレゾルバロータ22を正確に位置決めすることができ、治具等を用いることなく、両者の位置関係を高精度に設定することが可能となる。すなわち、ブリッジ部49等の嵌合作業により、レゾルバロータ22とロータマグネット18の位置決めを確実に行うことができ、レゾルバロータ22の組み付け作業が容易となり、作業工数の削減も図られる。また、ロータ3の回転位置を正確に検出することも可能となり、モータ制御特性の向上が図られる。さらに、ブリッジ部49がブリッジ嵌合孔54内に収容されることから、ロータマグネット18の抜け止めとしてブリッジ部49を残存させても、ブリッジ部49自体が脱落して飛散することがなく、製品信頼性の向上が図られる。
As described above, in the motor 1, the
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施形態では、ロータ3内にロータマグネット18を3層設けた構成を示したが、マグネットの層数は3層には限定されず、3層未満や4層以上のマグネット構成であっても良い。また、スリット17a〜17cの形状も弓形(円弧状)ではなく、直線状としても良く、本発明は、ロータマグネット18の個数や形状によらず適用可能である。さらに、各層のロータマグネット18を結ぶブリッジ部49も、磁極部20の中心に1個配置した前述のような構成には限定されず、磁気バランスが崩れない位置であれば、例えば、図7のように、磁極部20の中心に対し対称な位置に複数個(図7では2個)設けても良い。この場合、レゾルバホルダ51のブリッジ嵌合孔54も、それに合わせて配設する。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the
一方、前述の実施形態では、本発明によるブラシレスモータを電動パワーステアリング装置の駆動源として使用した場合について説明したが、IPMモータは、マグネット
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に加えてリラクタンストルクを活用できるため、高効率で高トルクなモータとして、その用途が広がっており、本発明も、他の車載電動装置や、ハイブリッド自動車、電気自動車、エアコン等の電気製品等に広く適用可能である。
On the other hand, in the above-described embodiment, the case where the brushless motor according to the present invention is used as a drive source of the electric power steering apparatus has been described.
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In addition, the reluctance torque can be utilized, so that its application is expanding as a high-efficiency and high-torque motor. The present invention is also applied to other in-vehicle electric devices, electric products such as hybrid cars, electric cars, and air conditioners. Widely applicable.
1 ブラシレスモータ
2 ステータ
3 ロータ
4 ハウジング
4a ベアリング収容部
5 ステータコア
5a 外側リング部
5b ティース
6 界磁コイル
6a コイル端部
7 バスバーユニット
8 ブラケット
9 バスバー
10 固定ネジ
11 インシュレータ
12 給電用端子
13 シャフト
14a,14b ベアリング
15 ベアリングホルダ
16 ロータコア
16a 端面
17 スリット群
17a 第一スリット
17b 第二スリット
17c 第三スリット
18 ロータマグネット
18n ロータマグネット
18s ロータマグネット
19 スロット
20 磁極部
21 レゾルバ
22 レゾルバロータ
22a 凸部
23 レゾルバステータ
24 レゾルバホルダ
24a フランジ部
25 ブラケットホルダ
26 リブ
27 レゾルバ固定ナット
28 レゾルバ固定ネジ
31 パワーターミナル
31a 一端側
31b 他端側
32 開口部
33 バスバー端子
34 パワーコネクタ
41 磁場配向用マグネット
42 磁場配向金型
43 空洞部
44 上型
45 スプルー
46 第1ランナー
47 第2ランナー
48 ゲート
49 ブリッジ部(突設部)
51 レゾルバホルダ
51a 一端面側
51b 他端面側
52 レゾルバロータ取付片(レゾルバロータ取付部)
53 凹溝
54 ブリッジ嵌合孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
51
53
Claims (7)
前記モータケースに固定されたステータと、
前記モータケース内に回転自在に配置されたロータシャフトと、
前記ステータの内側に配置され、前記ロータシャフトに固定されたロータコアと、該ロータコアに取り付けられたマグネットと、前記ロータコアの軸方向端面に突設され前記マグネットと所定の位置関係にて配置された突設部と、を備えるロータと、
前記ロータシャフトに取り付けられたレゾルバロータと、該レゾルバロータの外側に配置されたレゾルバステータとを備え、前記レゾルバロータの回転位置に基づいて前記ロータの回転角度を検出するレゾルバと、を有してなるブラシレスモータであって、
該ブラシレスモータは、
前記ロータの軸方向端面に取り付けられ、一端面側に前記レゾルバロータが取り付けられるレゾルバロータ取付部が形成され、該レゾルバロータ取付部とは反対の他端面側に、前記突設部と嵌合する嵌合孔が形成されたレゾルバホルダを有し、
前記レゾルバロータ取付部は、前記嵌合孔と所定の位置関係にて配置されると共に、前記レゾルバロータの所定位置に接続され、
前記ロータコアは、周方向に沿って等間隔に配置された複数個のマグネット収容孔を有し、該マグネット収容孔は、複数層の湾曲形スリットからなる複数組のスリット群を形成し、前記マグネットは、前記マグネット収容孔に収容固定され、
前記突設部は、前記複数層の前記マグネットに跨がるように径方向に沿って配置されることを特徴とするブラシレスモータ。 A motor case,
A stator fixed to the motor case;
A rotor shaft rotatably disposed in the motor case;
A rotor core disposed on the inner side of the stator and fixed to the rotor shaft, a magnet attached to the rotor core, and a protrusion projecting from an axial end surface of the rotor core and disposed in a predetermined positional relationship with the magnet. A rotor provided with a configuration part;
A resolver rotor attached to the rotor shaft, and a resolver stator disposed outside the resolver rotor, the resolver detecting a rotation angle of the rotor based on a rotation position of the resolver rotor, A brushless motor,
The brushless motor
A resolver rotor mounting portion is formed on one end surface side of the rotor, and a resolver rotor mounting portion is formed on one end surface side of the rotor. The other end surface side opposite to the resolver rotor mounting portion is fitted with the protruding portion. Having a resolver holder in which a fitting hole is formed;
The resolver rotor mounting portion is disposed in a predetermined positional relationship with the fitting hole, and is connected to a predetermined position of the resolver rotor ,
The rotor core has a plurality of magnet housing holes arranged at equal intervals along the circumferential direction, and the magnet housing holes form a plurality of sets of slit groups each including a plurality of layers of curved slits. Is housed and fixed in the magnet housing hole,
The projecting portion is a brushless motor, wherein Rukoto disposed along the radial direction so as to straddle the magnet of the plurality of layers.
前記レゾルバホルダの前記嵌合孔に前記ロータの前記突設部を嵌合させる形で前記レゾルバホルダを前記ロータに取り付けると共に、前記レゾルバロータ取付部に前記レゾルバロータを取り付けることにより、前記レゾルバロータと前記マグネットは所定の位置関係にて配置されることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 1,
The resolver holder is attached to the rotor in such a manner that the projecting portion of the rotor is fitted into the fitting hole of the resolver holder, and the resolver rotor is attached to the resolver rotor attachment portion, thereby The brushless motor, wherein the magnets are arranged in a predetermined positional relationship.
前記レゾルバロータ取付部は、前記レゾルバホルダの前記一端面側に突設され軸方向に沿って延び、前記レゾルバロータの外周に形成された凸部と所定の位置関係にて形成された凹溝と嵌合することを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 1 or 2,
The resolver rotor mounting portion projects from the one end face side of the resolver holder and extends along the axial direction, and a concave groove formed in a predetermined positional relationship with a convex portion formed on the outer periphery of the resolver rotor. A brushless motor characterized by being fitted.
前記突設部は、前記マグネットと一体に形成されてな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,
The brushless motor , wherein the projecting portion is formed integrally with the magnet .
前記マグネット収容孔内の前記マグネットは、前記突設部により、前記ロータコアの前記突設部とは反対側の端部から抜け出ないように抜け止めされることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 4,
The brushless motor according to claim 1, wherein the magnet in the magnet housing hole is retained by the projecting portion so as not to come out from an end portion of the rotor core opposite to the projecting portion .
前記突設部は、前記ロータの磁気バランスが崩れない位置に配置され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 5,
The brushless motor, wherein the protruding portion is disposed at a position where the magnetic balance of the rotor is not lost .
前記マグネットは、金型内に配置した前記ロータコアに対しボンド磁性材料を加圧供給することにより充填形成され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 6,
The magnet is filled and formed by pressurizing and supplying a bond magnetic material to the rotor core disposed in a mold .
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