JP6519676B2 - Vehicle brushless motor - Google Patents
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
本発明は、車両用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.
近年、車両用のステアリングシステムには、電動モータを駆動力にてステアリング操作のアシストを行う電動パワーステアリングシステム(EPS)が採用されつつある。
このシステムに使用されるモータとして、ロータの外周面に径方向に磁極の向きが異なる永久磁石を周方向に交互に貼り付けた、所謂SPM(Surface Permanent Magnet)型のモータが提案されている(例えば、特許文献1)。また、システムに使用されるモータとして、ロータの内部に径方向に磁極の向きが異なる永久磁石を周方向に交互に埋め込んだ、所謂IPM(Interior Permanent Magnet)型のモータが提案されている(例えば、特許文献2)。
2. Description of the Related Art In recent years, an electric power steering system (EPS) that assists a steering operation by using an electric motor as a driving force is being adopted as a steering system for vehicles.
As a motor used in this system, a so-called SPM (Surface Permanent Magnet) type motor is proposed in which permanent magnets having different magnetic pole directions in the radial direction are alternately stuck in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotor ( For example, Patent Document 1). Also, as a motor used in the system, a so-called IPM (Interior Permanent Magnet) type motor has been proposed in which permanent magnets having different magnetic pole directions in the radial direction are alternately embedded in the circumferential direction in the rotor (for example, , Patent Document 2).
ところで、この種の電動パワーステアリングシステムにおいては、外気温度が−40℃から100℃以上の幅広い温度環境下で高出力、低コギングトルク、低トルクリップルを保持して良好な操舵フィールを得ることが要求されている。 By the way, in this type of electric power steering system, maintaining a high output, low cogging torque and low torque ripple under a wide temperature environment of -40 ° C to 100 ° C or more to obtain a good steering feel It is required.
永久磁石は、一般に高温になるに従って磁力が弱くなり、低温になるに従って磁力が強くなることが知られている。従って、例えば、高温領域にあって磁束が減少するとき、モータ電流を大きくしたり、位相を進める制御(弱め界磁)をしたりすることが行われる。この時、永久磁石には、磁束を減少させる方向に作用し、不可逆減磁が発生する虞があり、永久磁石の特性を変化させ、ひいてはモータ特性を変化させる問題があった。 In general, it is known that permanent magnets become weaker in magnetic force as they get higher temperature, and become stronger as they get lower temperature. Therefore, for example, when the magnetic flux is reduced in the high temperature region, control to increase the motor current or control to advance the phase (field weakening) is performed. At this time, the permanent magnet acts in the direction to decrease the magnetic flux, there is a possibility that irreversible demagnetization may occur, and there is a problem of changing the characteristics of the permanent magnet and, consequently, changing the motor characteristics.
特に、ネオジム磁石、SmFeN磁石(サマリウム窒化鉄磁石)、SmCo磁石(サマリウムコバルト磁石)等においては、高温領域で減磁し易いため、これら永久磁石をモータに用いる場合には温度対策が必要となる。また、フェライト磁石においては、低温領域で減磁し易いため、フェライト磁石をモータに用いる場合にも温度対策が必要となる。 In particular, in neodymium magnets, SmFeN magnets (samarium iron nitride magnets), SmCo magnets (samarium cobalt magnets), etc., it is easy to demagnetize in a high temperature region, so when using these permanent magnets in a motor, temperature measures are required. . In addition, since ferrite magnets are easily demagnetized in a low temperature region, temperature countermeasures are also required when using ferrite magnets in a motor.
また、電動ステアリングシステムは、その周囲に種々の電装品が装備される傾向にある。そのため、電動パワーステアリングシステムに使用されるモータは、その取り付けスペースが減少し、出力を保持しつつより小型化が求められている。 In addition, the electric steering system tends to be equipped with various electrical components around it. Therefore, the mounting space of the motor used for the electric power steering system is reduced, and further downsizing is required while maintaining the output.
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、小型で幅広い温度環境下でもロータに設けた永久磁石の特性を変化し難くでき、低トルク脈動と高トルク化を両立することができる車両用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 its object is to make it difficult to change the characteristics of a permanent magnet provided on a rotor even in a small size and a wide temperature environment, and to reduce torque pulsation and increase torque. It is an object of the present invention to provide a vehicle brushless motor that is compatible with the above.
上記課題を解決する車両用ブラシレスモータは、モータケースと、前記モータケース内に配置され巻線が巻回されたステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ロータに固着され前記モータケースから突出する部分で減速装置と駆動連結される非磁性体よりなる回転軸とを備えた車両用ブラシレスモータであって、前記ロータは、周方向に複数の第1突片が等間隔に形成された第1ロータコアと、前記第1ロータコアと同一形状であって周方向に複数の第2突片が等間隔に形成され、前記第2突片が軸方向において前記第1ロータコアの第1突片と第1突片の間に位置するように前記第1ロータコアに対して相対配置される第2ロータコアと、前記第1ロータコアと前記第2ロータコアの間に配置されるとともに軸方向に磁化されて、前記第1ロータコアの第1突片に第1磁極を、前記第2ロータコアの第2突片に第2磁極をそれぞれ発生させる界磁部材とを備え、前記第1ロータコアは、回転軸に固着された円板状の第1コアベースを有し、その第1コアベースに外周面から径方向に第1突片が形成されたものであり、前記第2ロータコアは、前記回転軸に固着された円板状の第2コアベースを有し、その第2コアベースに外周面から径方向に第2突片が形成されたものであり、前記回転軸の軸線方向と直交する方向から見て、前記回転軸の前記モータケースから突出する部分には、前記モータケース内の前記ロータと同軸上に前記減速装置のギアが設けられており、前記界磁部材は、外径が前記第1及び第2コアベースの外径と同じであって且つ前記ギアの外径よりも大きいとともに軸線方向の厚さが前記第1及び第2コアベースの軸線方向の厚さよりも薄い円板状の永久磁石であり、前記第1コアベースに形成した第1突片は、径方向外側に突出され先端が屈曲して軸線方向第2ロータコア側に向かって延出形成され、前記第2コアベースに形成した第2突片は、径方向外側に突出され先端が屈曲して軸線方向第1ロータコア側に向かって延出形成されている。 A vehicle brushless motor that solves the above problems includes a motor case, a stator disposed in the motor case and wound by a winding, a rotor disposed inside the stator, and the motor fixed to the rotor. It is a brushless motor for vehicles provided with the rotating shaft which consists of a nonmagnetic material and drivingly connected with a reduction gear in the portion which protrudes from a case, and, as for the rotor, a plurality of 1st projected pieces are formed in the circumferential direction at equal intervals. A plurality of second protrusions are formed at equal intervals in the circumferential direction and have the same shape as the first rotor core and the first rotor core, and the second protrusions are the first protrusions of the first rotor core in the axial direction. A second rotor core disposed relative to the first rotor core so as to be located between the piece and the first projection, and disposed between the first rotor core and the second rotor core and axially magnetized And a field member for generating a first magnetic pole on a first projecting piece of the first rotor core and a second magnetic pole on a second projecting piece of the second rotor core, and the first rotor core has a rotating shaft A disc-shaped first core base fixed to the first core base, and a first projecting piece is formed on the first core base in a radial direction from an outer peripheral surface, and the second rotor core is mounted on the rotation shaft It has a disk-shaped second core base fixed, and a second projecting piece is formed on the second core base in the radial direction from the outer peripheral surface, from the direction orthogonal to the axial direction of the rotation axis The gear of the reduction gear is provided coaxially with the rotor in the motor case at a portion of the rotation shaft projecting from the motor case, and the field member has an outer diameter of the The same as the outer diameter of the first and second core bases and outside the gear A thin disk-shaped permanent magnet than the thickness of the axial direction of the first and second core base in the axial direction thickness with greater than, the first protrusion formed in the first core base diameter Protruding outward in the axial direction and having its tip bent to extend toward the second rotor core in the axial direction, and the second projection formed on the second core base protrudes radially outward and has its tip bent to form an axial line The direction is extended toward the first rotor core side.
同構成によれば、界磁部材は第1及び第2ロータコアによって外部温度変化が遮断されて耐熱性が向上し、幅広い外部温度環境下において、回転磁界による減磁を起こし難くすることができる。また、界磁部材は第1ロータコアと第2ロータコアとの間に配置され軸方向に挟持されていることから、モータの体格を小さくすることができるとともに、遠心力による界磁部材の飛散を防止できる。 According to the configuration, the field member is shielded from external temperature changes by the first and second rotor cores to improve heat resistance, and demagnetization due to the rotating magnetic field can be made difficult to occur under a wide range of external temperature environments. In addition, since the field member is disposed between the first rotor core and the second rotor core and axially held, the size of the motor can be reduced and scattering of the field member due to centrifugal force is prevented. it can.
また、界磁部材は、第1コアベースと第2コアベースの間に配置される。そして、界磁部材によって、第1ロータコアの第1コアベースから延出形成された第1突片に第1磁極が発生し、第2ロータコアの第2コアベースから延出形成された第2突片に第2磁極が発生する。 Also, the field member is disposed between the first core base and the second core base. Then, a first magnetic pole is generated on a first protrusion formed to extend from the first core base of the first rotor core by the field member, and a second protrusion is formed to extend from the second core base of the second rotor core. A second magnetic pole is generated on one of the pieces.
また、第1磁極が発生する第1突片は、第1コアベースの外周面から径方向外側に突出され先端が屈曲して軸線方向第2ロータコア側に向かって延出形成される。また、第2磁極が発生する第2突片は、第2コアベースの外周面から径方向外側に突出され先端が屈曲して軸線方向第1ロータコア側に向かって延出形成される。 Further, the first projecting piece generated by the first magnetic pole is projected radially outward from the outer peripheral surface of the first core base, and the tip is bent to extend toward the second rotor core in the axial direction. Further, the second projecting piece generated by the second magnetic pole is projected radially outward from the outer peripheral surface of the second core base, and the tip is bent to extend toward the first rotor core in the axial direction.
上記車両用ブラシレスモータにおいて、ブラシレスモータステータに巻回された巻線は、3相の駆動電流が供給される。
上記車両用ブラシレスモータにおいて、前記第1突片と前記第2突片との周方向の間には、周方向に磁化された極間磁石が設けられるとともに、前記第1突片の径方向内側及び前記第2突片の径方向内側には、径方向に磁化された背面磁石が設けられている。
In the above-described vehicle brushless motor, windings wound around the brushless motor stator are supplied with three-phase drive current.
In the above-described vehicle brushless motor, a circumferentially magnetized interpolar magnet is provided between the first protrusion and the second protrusion in the circumferential direction, and a radially inner side of the first protrusion is provided. A radially magnetized back magnet is provided radially inward of the second protrusion.
上記車両用ブラシレスモータでは、小型で幅広い温度環境下でもロータに設けた永久磁石の特性を変化し難くでき、低トルク脈動と高トルク化を両立することができる。 In the above-described vehicle brushless motor, it is possible to make it difficult to change the characteristics of the permanent magnet provided on the rotor even under a small and wide temperature environment, and it is possible to achieve both low torque pulsation and high torque.
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した電動パワーステアリングシステム用モータの第1実施形態を図1〜図6に従って説明する。
First Embodiment
Hereinafter, a first embodiment of a motor for an electric power steering system according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、電動パワーステアリングシステム1は、コラムアシスト型であり、基端部にステアリングホイール2を固定したステアリングシャフト3を有し、そのステアリングシャフト3の先端部は、自在継ぎ手4を介して、インターミディエイト5に連結されている。ステアリングシャフト3は、入力軸3aと出力軸3bからなり、円筒状の入力軸3a内に、出力軸3bの一部が貫挿されている。入力軸3aの基端部には、ステアリングホイール2が固定され、出力軸3bの先端部には、自在継ぎ手4が連結されている。また、入力軸3aと出力軸3bの間には、トーションバー(図示せず)が設けられ、入力軸3aの回転に追従して出力軸3bを回転させるようになっている。 As shown in FIG. 1, the electric power steering system 1 is a column assist type, and has a steering shaft 3 having a steering wheel 2 fixed at its base end, and the distal end of the steering shaft 3 has a universal joint 4. It is linked to Intermediate 5 via: The steering shaft 3 includes an input shaft 3a and an output shaft 3b, and a part of the output shaft 3b is inserted into the cylindrical input shaft 3a. The steering wheel 2 is fixed to the base end of the input shaft 3a, and the universal joint 4 is connected to the tip of the output shaft 3b. In addition, a torsion bar (not shown) is provided between the input shaft 3a and the output shaft 3b so as to rotate the output shaft 3b following the rotation of the input shaft 3a.
そして、ステアリング操作に基づく、回転及び操舵トルクはラック7&ピニオン軸8に伝達され、ピニオン軸8の回転にてラック7が車幅方向に往復動する。これによって、ラック7の両端に連結したタイロッド9を介して操舵輪10の舵角が変更される。 Then, the rotation and steering torque based on the steering operation is transmitted to the rack 7 and the pinion shaft 8, and the rotation of the pinion shaft 8 causes the rack 7 to reciprocate in the vehicle width direction. As a result, the steering angle of the steered wheels 10 is changed via the tie rods 9 connected to both ends of the rack 7.
ステアリングシャフト3の入力軸3aには、ステアリングコラム11が装備されている。ステアリングコラム11には、電動パワーステアリングシステム用モータとしての3相ブラシレスモータ(以下、ブラシレスモータという)Mが設けられている。ブラシレスモータMは、入力軸3aを回転制御してステアリング操作をする際に、ステアリングホイール2に対して補助操舵力(以下、アシストトルクという)を付与する。 A steering column 11 is mounted on the input shaft 3 a of the steering shaft 3. The steering column 11 is provided with a three-phase brushless motor (hereinafter referred to as a brushless motor) M as a motor for an electric power steering system. The brushless motor M applies an auxiliary steering force (hereinafter referred to as an assist torque) to the steering wheel 2 when the steering operation is performed by controlling the rotation of the input shaft 3a.
詳述すると、ステアリングホイール2の操作に基づいて入力軸3aが回転すると、出力軸3bとの間にずれが生じ、このずれがトーションバーのねじれとなって現れる。つまり、出力軸3bは、操舵輪10の路面抵抗等で、入力軸3aの回転に対して遅れが生じて、トーションバーにねじれが生じる。 More specifically, when the input shaft 3a is rotated based on the operation of the steering wheel 2, a displacement occurs with the output shaft 3b, and this displacement appears as a torsion of the torsion bar. That is, the output shaft 3b is delayed with respect to the rotation of the input shaft 3a due to the road surface resistance of the steering wheel 10 or the like, and the torsion bar is twisted.
そして、このトーションバーのねじれ角を図示しないトルクセンサにて検出し、入力軸3a(ステアリングホイール2)にかかる操舵トルクが検出され、その検出された操舵トルクに基づいて、ステアリング操作する際のアシストトルクが算出されて、ブラシレスモータMが駆動制御される。 Then, the torsion angle of the torsion bar is detected by a torque sensor (not shown), the steering torque applied to the input shaft 3a (steering wheel 2) is detected, and the assist at the steering operation is performed based on the detected steering torque. The torque is calculated, and drive control of the brushless motor M is performed.
図2に示すように、ブラシレスモータMのモータケース20は、有底筒状に形成された外径が10cmのモータハウジング20aと、同モータハウジング20aのフロント側の開口部を閉塞するフロントカバー20bを有している。 As shown in FIG. 2, the motor case 20 of the brushless motor M has a bottomed cylindrical motor housing 20a having an outer diameter of 10 cm, and a front cover 20b for closing an opening on the front side of the motor housing 20a. have.
モータハウジング20aの内周面にステータ21が固定され、そのステータ21の内側には、非磁性体(例えばステンレス鋼)よりなる回転軸22に固着され同回転軸22とともに一体回転するロータ25が配設されている。そして、回転軸22は、モータハウジング20aの底部及びフロントカバー20bに設けた軸受け23,24にて回転可能に支持され、そのフロントカバー20bから突出した先端部がギア26,27等からなる減速装置28を介してステアリングシャフト3の入力軸3aと駆動連結されている。 A stator 21 is fixed to the inner peripheral surface of the motor housing 20a, and a rotor 25 is fixed to the inner side of the stator 21 and fixed to a rotating shaft 22 made of nonmagnetic material (for example, stainless steel). It is set up. The rotation shaft 22 is rotatably supported by bearings 23, 24 provided on the bottom of the motor housing 20a and the front cover 20b, and a reduction gear whose tip protruding from the front cover 20b is formed of gears 26, 27 and the like. It is drivingly connected to the input shaft 3a of the steering shaft 3 via 28.
(ステータ21)
図3に示すように、ステータ21は、円筒状のステータコア30を有し、そのステータコア30の外周面がモータハウジング20aに固定されている。ステータコア30の内側には、軸線方向に沿って形成され、かつ、周方向に等ピッチに配置される複数のティース31が径方向内側に向かって延出形成されている。ティース31は、その先端部の周方向両側面が周方向に突出するとともに、径方向内側の先端面が、回転軸22の中心軸線L1(図4参照)を中心とした円弧面となるように形成されたT型のティースである。
(Stator 21)
As shown in FIG. 3, the stator 21 has a cylindrical stator core 30, and the outer peripheral surface of the stator core 30 is fixed to the motor housing 20 a. Inside the stator core 30, a plurality of teeth 31 formed along the axial direction and arranged at equal intervals in the circumferential direction are formed to extend radially inward. The teeth 31 are such that circumferentially opposite side surfaces of the tip end portion project in the circumferential direction, and the radially inner end surface is an arc surface centered on the central axis L1 (see FIG. 4) of the rotating shaft 22. It is a T-shaped tooth formed.
そして、ティース31とティース31の間には、ステータ側スロット32が形成される。本実施形態では、ティース31の数は12個であって、ステータ側スロット32の数は、ティース31の数と同じ12個である。 The stator side slot 32 is formed between the teeth 31 and the teeth 31. In the present embodiment, the number of teeth 31 is twelve, and the number of stator side slots 32 is twelve, which is the same as the number of teeth 31.
そして、各ティース31には、時計回り方向に3相巻線、即ち、U相巻線33a、V相巻線33b、W相巻線33cが順番に集中巻きにて巻回されている。
(ロータ25)
図3に示すように、ステータ21の内側には、回転軸22に固着されたロータ25が配設されている。図5及び図6に示すように、ロータ25は、第1ロータコア40と、同第1ロータコア40と相対向して配置される第2ロータコア50と、第1ロータコア40と第2ロータコア50との間に配置される円板磁石(界磁部材)55を有している。
Then, on each tooth 31, three-phase windings, that is, U-phase winding 33a, V-phase winding 33b, and W-phase winding 33c are wound in a concentrated winding order in the clockwise direction.
(Rotor 25)
As shown in FIG. 3, a rotor 25 fixed to the rotating shaft 22 is disposed inside the stator 21. As shown in FIGS. 5 and 6, the rotor 25 includes a first rotor core 40, a second rotor core 50 disposed opposite to the first rotor core 40, a first rotor core 40, and a second rotor core 50. A disc magnet (field member) 55 is disposed between the two.
(第1ロータコア40)
第1ロータコア40は、本実施形態では電磁鋼板にて形成され、図5、図6に示すように、第1コアベース41を有している。第1コアベース41の中央位置には、回転軸22を貫通し固着するための貫通穴42が形成されている。また、第1コアベース41の外周面には、径方向に7個の第1突片43が、等ピッチに延出形成されている。各第1突片43の外周面は、回転軸22の中心軸線L1を中心とした円弧面となるように形成されている。
(First rotor core 40)
The first rotor core 40 is formed of a magnetic steel sheet in the present embodiment, and has a first core base 41 as shown in FIGS. 5 and 6. At a central position of the first core base 41, a through hole 42 for penetrating and fixing the rotary shaft 22 is formed. Further, seven first protrusions 43 are formed on the outer peripheral surface of the first core base 41 so as to extend in the radial direction at equal pitches. The outer peripheral surface of each first projecting piece 43 is formed to be an arc surface centering on the central axis L1 of the rotation shaft 22.
また、各第1突片43に周方向の幅は、第1突片43と第1突片43の間の間隔に比べて小さくなるように形成されている。これによって、第1ロータコア40には、周方向に等ピッチの第1突片43が延出形成される。 Further, the width of each first protrusion 43 in the circumferential direction is formed to be smaller than the distance between the first protrusion 43 and the first protrusion 43. As a result, on the first rotor core 40, the first projecting pieces 43 with an equal pitch are formed to extend in the circumferential direction.
(第2ロータコア50)
第2ロータコア50は、本実施形態では電磁鋼板にて形成され、第1ロータコア40と同一形状であって、図5、図6に示すように、第2コアベース51を有している。第2コアベース51の中央位置には、回転軸22を貫通し固着するための貫通穴52が形成されている。また、第2コアベース51の外周面には、径方向に7個の第2突片53が、等ピッチに延出形成されている。各第2突片53の外周面は、回転軸22の中心軸線L1を中心とした円弧面となるように形成されている。
(Second rotor core 50)
The second rotor core 50 is formed of an electromagnetic steel plate in the present embodiment, has the same shape as the first rotor core 40, and has a second core base 51 as shown in FIGS. 5 and 6. At a central position of the second core base 51, a through hole 52 for penetrating and fixing the rotary shaft 22 is formed. Further, seven second protrusions 53 are formed on the outer peripheral surface of the second core base 51 so as to extend in the radial direction at equal pitches. The outer peripheral surface of each of the second protrusions 53 is formed to be an arc surface centered on the central axis L1 of the rotation shaft 22.
また、各第2突片53に周方向の幅は、第2突片53と第2突片53の間の間隔に比べて小さくなるように形成されている。これによって、第2ロータコア50には、周方向に等ピッチの第2突片53が延出形成される。 Further, the width in the circumferential direction of each second protrusion 53 is formed to be smaller than the distance between the second protrusion 53 and the second protrusion 53. As a result, second protrusions 53 having an equal pitch in the circumferential direction are formed on the second rotor core 50 so as to extend therefrom.
そして、第2ロータコア50は、第1ロータコア40に対して、第2突片53が、軸方向から見て第1ロータコア40の第1突片43と相対向しない第1突片43と第1突片43の間に位置するように回転軸22に配置固定されるようになっている。第1ロータコア40と第2ロータコア50が回転軸22に配置固定される際、図4、図5に示すように、第1ロータコア40と第2ロータコア50の間に、円板磁石55が組み付けられる。 The second rotor core 50 has a first projection 43 and a first projection 43 in which the second projection 53 does not face the first projection 43 of the first rotor core 40 when viewed from the axial direction with respect to the first rotor core 40. It is arranged and fixed to the rotating shaft 22 so as to be located between the projecting pieces 43. When the first rotor core 40 and the second rotor core 50 are arranged and fixed to the rotary shaft 22, as shown in FIGS. 4 and 5, the disc magnet 55 is assembled between the first rotor core 40 and the second rotor core 50. .
(円板磁石55)
円板磁石55は、本実施形態では、ネオジム磁石よりなる円板状の永久磁石である。図6に示すように、円板磁石55は、その中央位置に回転軸22を貫通する貫通穴56が形成されている。そして、円板磁石55の一方の側面55aが、第1コアベース41の第2ロータコア50側の面(対向面41a)と、円板磁石55の他方の側面55bが、第2コアベース51の第1ロータコア40側の面(対向面51a)とそれぞれ当接し、円板磁石55は第1ロータコア40と第2ロータコア50との間に挟持固定される。
(Disc magnet 55)
In the present embodiment, the disc magnet 55 is a disc-shaped permanent magnet made of a neodymium magnet. As shown in FIG. 6, the disc magnet 55 is formed with a through hole 56 penetrating the rotation shaft 22 at the center position thereof. The one side surface 55 a of the disc magnet 55 is the surface of the first core base 41 on the second rotor core 50 side (facing surface 41 a), and the other side surface 55 b of the disc magnet 55 is the second core base 51. The disc magnet 55 is held between the first rotor core 40 and the second rotor core 50 so as to be held in contact with the surface (facing surface 51 a) on the first rotor core 40 side.
円板磁石55の外径は、第1及び第2ロータコア40,50の第1及び第2コアベース41,51の外径と一致させている。換言すれば、円板磁石55の外径は、第1及び第2ロータコア40,50(第1及び第2突片43,53)の外径より短く形成されている。 The outer diameter of the disk magnet 55 is made to coincide with the outer diameter of the first and second core bases 41 and 51 of the first and second rotor cores 40 and 50. In other words, the outer diameter of the disk magnet 55 is formed shorter than the outer diameter of the first and second rotor cores 40 and 50 (the first and second projecting pieces 43 and 53).
また、円板磁石55の厚さも、第1コアベース41(第2コアベース51)の厚さより薄い予め定めた厚さに設定されている。ちなみに、1組の第1ロータコア40と第2ロータコア50の間に、円板磁石55が組み付けてロータ25が形成された時、ロータ25の軸方向の長さは、ロータ25の外径の1/2以下の長さとなるように設定している。 The thickness of the disc magnet 55 is also set to a predetermined thickness thinner than the thickness of the first core base 41 (second core base 51). Incidentally, when the disc magnet 55 is assembled between the pair of first rotor core 40 and the second rotor core 50 to form the rotor 25, the axial length of the rotor 25 is one outer diameter of the rotor 25. It is set to have a length of 2 or less.
図4に示すように、円板磁石55は、軸方向に磁化されていて、第1ロータコア40側をN極、第2ロータコア50側をS極となるように磁化されている。従って、この円板磁石55によって、第1ロータコア40の第1突片43はN極(第1磁極)として機能し、第2ロータコア50の第2突片53はS極(第2磁極)として機能する。 As shown in FIG. 4, the disc magnet 55 is magnetized in the axial direction, and is magnetized so that the first rotor core 40 side is an N pole and the second rotor core 50 side is an S pole. Therefore, by the disc magnet 55, the first projecting piece 43 of the first rotor core 40 functions as an N pole (first magnetic pole), and the second projecting piece 53 of the second rotor core 50 as an S pole (second magnetic pole) Function.
その結果、本実施形態のロータ25は、円板磁石55を用いた、マグネット界磁ロータとなる。そして、本実施形態のロータ25は、N極となる第1突片43と、S極となる第2突片53とが周方向に交互に配置され磁極数が14極(極数対が7個)のロータとなる。つまり、本実施形態のロータ25は、極数対が3以上の奇数である。 As a result, the rotor 25 of the present embodiment becomes a magnet field rotor using the disc magnet 55. In the rotor 25 according to this embodiment, the first projecting piece 43 serving as the N pole and the second projecting piece 53 serving as the S pole are alternately disposed in the circumferential direction, and the number of magnetic poles is 14 (the number of pole pairs is 7). ) Rotors. That is, in the rotor 25 of the present embodiment, the number of pole pairs is an odd number of 3 or more.
次に、上記のように構成したブラシレスモータMの作用を説明する。
本実施形態のブラシレスモータMのロータ25は、第1ロータコア40と第2ロータコア50との間に円板磁石55を設けた。そして、円板磁石55によって、第1ロータコア40の第1突片43にN極(第1磁極)を発生させ、第2ロータコア50の第2突片53にS極(第2磁極)を発生させて、マグネット界磁のロータ25とした。これによって、ロータ25の軸方向の長さを短くでき、ひいてはブラシレスモータMの体格を小さくすることができる。しかも、ロータ25の軸方向の長さがロータ25の外径の1/2以下の長さに設定しているため、ブラシレスモータMは軸方向の体格がより小さくなる。
Next, the operation of the brushless motor M configured as described above will be described.
In the rotor 25 of the brushless motor M according to the present embodiment, the disc magnet 55 is provided between the first rotor core 40 and the second rotor core 50. The disc magnet 55 generates an N pole (first magnetic pole) on the first projecting piece 43 of the first rotor core 40 and an S pole (second magnetic pole) on the second projecting piece 53 of the second rotor core 50. As a result, the rotor 25 of the magnet field is made. Thus, the axial length of the rotor 25 can be shortened, and the size of the brushless motor M can be reduced. In addition, since the axial length of the rotor 25 is set to a half or less of the outer diameter of the rotor 25, the brushless motor M has a smaller axial size.
そして、ロータ25は、ステータ21にティース31に巻回したU相巻線33a、V相巻線33b、W相巻線33cを通電して回転磁界を作ることによって、回転する。このロータ25の回転は、回転軸22、減速装置28を介してステアリングシャフト3の入力軸3aを駆動し、ステアリングホイール2にアシストトルクを付与する。 The rotor 25 is rotated by energizing the U-phase winding 33a, the V-phase winding 33b, and the W-phase winding 33c wound around the teeth 31 around the stator 21 to create a rotating magnetic field. The rotation of the rotor 25 drives the input shaft 3 a of the steering shaft 3 via the rotation shaft 22 and the reduction gear 28 to apply an assist torque to the steering wheel 2.
また、このブラシレスモータMの回転駆動時において、大きな負荷を減速装置28を介して駆動するため、ブラシレスモータM(ロータ25)は2000rpm以上の高速回転となる。この時、円板磁石55は、第1ロータコア40と第2ロータコア50との間に配置され、第1及び第2ロータコア40,50(第1及び第2コアベース41,51)によって軸方向に挟持されていることから、遠心力にて飛散することはない。 Further, when the brushless motor M is driven to rotate, the brushless motor M (the rotor 25) rotates at a high speed of 2000 rpm or more in order to drive a large load via the reduction gear 28. At this time, the disc magnet 55 is disposed between the first rotor core 40 and the second rotor core 50, and is axially moved by the first and second rotor cores 40, 50 (the first and second core bases 41, 51). Because it is held, it does not scatter due to centrifugal force.
また、円板磁石55の両側面55a,55bは、電磁鋼板よりなる第1及び第2ロータコア40,50の第1及び第2コアベース41,51の対向面41a,51aと圧接されている。そのため、外気温度が高温100℃以上の高温域になっても、円板磁石55は第1及び第2ロータコア40,50によって外部温度変化が遮断されて耐熱性が向上する。特に、高温領域で不可逆減磁を有するネオジム磁石よりなる円板磁石55にあっては、耐熱性に優れた構造になる。これにより、幅広い外部温度環境下において、U相巻線33a、V相巻線33b、W相巻線33cの通電より発生する回転磁界により円板磁石55の磁気特性の変化が起き難くすることができる。 Further, both side surfaces 55a, 55b of the disc magnet 55 are in pressure contact with the facing surfaces 41a, 51a of the first and second core bases 41, 51 of the first and second rotor cores 40, 50 made of electromagnetic steel plates. Therefore, even if the outside air temperature is in a high temperature range of 100 ° C. or higher, the external temperature change of the disc magnet 55 is blocked by the first and second rotor cores 40 and 50, and the heat resistance is improved. In particular, in the case of the disc magnet 55 made of a neodymium magnet having irreversible demagnetization in a high temperature region, the structure is excellent in heat resistance. Thereby, in a wide range of external temperature environment, the change of the magnetic characteristic of the disc magnet 55 is less likely to occur due to the rotating magnetic field generated from the energization of the U-phase winding 33a, V-phase winding 33b, W-phase winding 33c. it can.
その結果、全使用温度下で高出力、低コギングトルク、低トルクリップルを維持し良好な操舵フィールを得ることができる。
また、ロータ25は、極数対が7の奇数であるため、ロータコア単位で見ると、同極の磁極同士が周方向180°対向位置とならないことから、磁気振動に対して安定する形状となり、より低コギングトルク、低トルクリップルを向上させ良好な操舵フィールを得ることができる。
As a result, high power, low cogging torque and low torque ripple can be maintained under all operating temperatures to obtain a good steering feel.
Further, since the rotor 25 has an odd number of pole pairs of 7, when viewed on a rotor core basis, the magnetic poles of the same pole do not face each other in the circumferential direction 180 °, so that the rotor 25 has a shape stable against magnetic vibration. The low cogging torque and the low torque ripple can be improved to obtain a good steering feel.
次に、上記第1実施形態の効果を以下に記載する。
(1)本実施形態によれば、円板磁石55は第1及び第2ロータコア40,50によって外部温度変化が遮断されて耐熱性が向上し、幅広い外部温度環境下において、回転磁界による円板磁石55の磁気特性の変化を起き難くすることができる。
Next, the effects of the first embodiment will be described below.
(1) According to the present embodiment, the disk magnet 55 is shielded from external temperature changes by the first and second rotor cores 40 and 50 to improve heat resistance, and in a wide external temperature environment, the disk by the rotating magnetic field Changes in the magnetic properties of the magnet 55 can be made less likely to occur.
(2)本実施形態によれば、円板磁石55は、第1ロータコア40と第2ロータコア50との間に配置され軸方向に挟持されていることから、同円板磁石55が遠心力によって飛散するのを防止することができる。 (2) According to the present embodiment, since the disc magnet 55 is disposed between the first rotor core 40 and the second rotor core 50 and axially held, the disc magnet 55 is centrifugally It can prevent scattering.
(3)本実施形態によれば、ロータ25は2つのロータコア40,50で円板磁石55を挟むマグネット界磁ロータであり、ブラシレスモータMの体格を小さくすることができる。しかも、ロータ25の軸方向の長さがロータ25の外径の1/2以下の長さに設定しているため、ブラシレスモータMは軸方向の体格をより小さくすることができる。 (3) According to the present embodiment, the rotor 25 is a magnet field rotor in which the disc magnet 55 is sandwiched between the two rotor cores 40 and 50, and the physical size of the brushless motor M can be reduced. In addition, since the axial length of the rotor 25 is set to a half or less of the outer diameter of the rotor 25, the brushless motor M can make the physical size in the axial direction smaller.
(4)本実施形態によれば、ロータ25の極数対を奇数の7としため、磁気振動に対して安定する形状となり、より低コギングトルク、低トルクリップルを向上させ良好な操舵フィールを得ることができる。 (4) According to the present embodiment, since the number of pole pairs of the rotor 25 is an odd number 7, the shape is stabilized against magnetic vibration, and the low cogging torque and the low torque ripple are improved to obtain a good steering feel. be able to.
(5)本実施形態によれば、第1及び第2突片43,53にてリラクタンストルクが利用可能であり、故障時に発生するブレーキトルクを低く抑えることができ、ステアリングがその分だけ軽くなりステアリング操作が容易となる。 (5) According to this embodiment, the reluctance torque can be used by the first and second projecting pieces 43 and 53, and the brake torque generated at the time of failure can be suppressed to a low level, and the steering becomes lighter by that amount. Steering operation becomes easy.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、図7〜図10に従って説明する。本実施形態は、第1実施形態のブラシレスモータMの構成が相違する。そのため、その相違するブラシレスモータMについてのみ詳細に説明し、共通する部分は説明の便宜上省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the brushless motor M. Therefore, only the different brushless motor M will be described in detail, and common parts will be omitted for convenience of explanation.
図7は、本実施形態のブラシレスモータMの断面図を示し、モータハウジング20aの内側にはステータ21が固定されている。
図8に示すように、ステータ21のステータコア30には、60個のティース31が径方向内側に延出形成されている。従って、ティース31間に形成されるステータ側スロット32は60個形成され、その60個のステータ側スロット32は回転軸22の中心軸線L1から見て等角度間隔に形成されている。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of the brushless motor M of the present embodiment, and the stator 21 is fixed to the inside of the motor housing 20a.
As shown in FIG. 8, 60 teeth 31 are formed to extend radially inward on the stator core 30 of the stator 21. Therefore, 60 stator side slots 32 formed between the teeth 31 are formed, and the 60 stator side slots 32 are formed at equal angular intervals when viewed from the central axis L1 of the rotating shaft 22.
この60個のティース31には、セグメントコンダクタ(SC)巻線が巻回されている。詳述すると、60個のティース31には、時計回り方向に、U相、V相、V相の3相巻線が2つ、即ち、第1系統3相巻線と第2系統3相巻線が形成されている。 A segment conductor (SC) winding is wound around the 60 teeth 31. More specifically, 60 teeth 31 have two U-phase, V-phase, and V-phase three-phase windings in the clockwise direction, that is, a first system three-phase winding and a second system three-phase winding A line is formed.
本実施形態のステータコア30に巻回される第1系統3相巻線と第2系統3相巻線は、分布巻きであって、時計回り方向に第1系統U相巻線U1、第2系統U相巻線U2、第1系統V相巻線V1、第2系統V相巻線V2、第1系統W相巻線W1、第2系統W相巻線W2の順番に巻回されている。詳述すると、第1系統U相巻線U1、第2系統U相巻線U2、第1系統V相巻線V1、第2系統V相巻線V2、第1系統W相巻線W1、第2系統W相巻線W2が、それぞれ6個のティース31を1組とし順番に、1個ずつティース31をずらして順番に巻回されている。 The first system three-phase winding and the second system three-phase winding wound around the stator core 30 of the present embodiment are distributed windings, and the first system U-phase winding U1 and the second system are clockwise. The U-phase winding U2, the first system V-phase winding V1, the second system V-phase winding V2, the first system W-phase winding W1, and the second system W-phase winding W2 are wound in this order. Specifically, the first system U-phase winding U1, the second system U-phase winding U2, the first system V-phase winding V1, the second system V-phase winding V2, the first system W-phase winding W1, the first system W-phase winding W1 The two-system W-phase winding W2 is wound in turn by shifting the teeth 31 one by one in order, with each of the six teeth 31 as one set.
この時、分布巻きで巻回される第1系統の各相巻線U1,V1,W1及び第2系統の各相巻線U2,V2,W2は、それぞれ1つのステータ側スロット32において、隣り合う同相の巻線が巻回されることになる。 At this time, each phase winding U1, V1, W1 of the first system and each phase winding U2, V2, W2 of the second system, which are wound by distributed winding, are adjacent to each other in one stator side slot 32, respectively. The winding of the same phase will be wound.
第1系統3相巻線と第2系統3相巻線は、互いに30°の位相差のある3相電源電圧が印加されるようになっている。つまり、第1系統U相巻線U1と第2系統U相巻線U2は30°の位相差のあるU相電源電圧が印加され、第1系統V相巻線V1と第2系統V相巻線V2は30°の位相差のあるV相電源電圧が印加され、第1系統W相巻線W1と第2系統W相巻線W2は30°の位相差のあるW相電源電圧が印加される。 A three-phase power supply voltage having a phase difference of 30 ° is applied to the first system three-phase winding and the second system three-phase winding. That is, U-phase power supply voltage having a phase difference of 30 ° is applied to first system U-phase winding U1 and second system U-phase winding U2, and first system V-phase winding V1 and second system V-phase winding A V-phase power supply voltage having a phase difference of 30 ° is applied to the line V2, and a W-phase power supply voltage having a phase difference of 30 ° is applied to the first system W-phase winding W1 and the second system W-phase winding W2. Ru.
(ロータ25)
ステータ21の内側に配置されたロータ25は、図8〜図11に示すように、第1ロータコア60と、同第1ロータコア60と相対向して配置される第2ロータコア70と、第1ロータコア60と第2ロータコア70との間に配置される円板磁石(界磁部材)75を備えている。
(Rotor 25)
The rotor 25 disposed inside the stator 21 includes a first rotor core 60, a second rotor core 70 disposed opposite to the first rotor core 60, and a first rotor core, as shown in FIGS. A disc magnet (field member) 75 disposed between the rotor 60 and the second rotor core 70 is provided.
(第1ロータコア60)
図8〜図11に示すように、第1ロータコア60は、略円板状に形成された第1コアベース61を有している。第1コアベース61の中央位置には、回転軸22を貫通し固着するための貫通穴62が形成されている。また、第1コアベース61の外周面には、等間隔に複数(本実施形態では5個)の第1突片63が、径方向外側に突出されその先端が屈曲して軸方向第2ロータコア70側に延出形成されている。
(First rotor core 60)
As shown in FIGS. 8 to 11, the first rotor core 60 has a first core base 61 formed in a substantially disc shape. At a central position of the first core base 61, a through hole 62 for penetrating and fixing the rotary shaft 22 is formed. Further, on the outer peripheral surface of the first core base 61, a plurality of (five in the present embodiment) first projecting pieces 63 are projected radially outward at equal intervals, and the tip thereof is bent to axially second rotor core It is extended to the 70 side.
第1突片63の周方向端面63a,63bは、径方向に延びる(軸方向から見て径方向に対して傾斜していない)平坦面であって、第1突片63は軸直交方向断面が扇形状に形成されている。 The circumferential end surfaces 63a and 63b of the first projecting piece 63 are flat surfaces extending in the radial direction (not inclined with respect to the radial direction when viewed from the axial direction), and the first projecting piece 63 has a cross section in the axial orthogonal direction Are fan-shaped.
各第1突片63の周方向の角度、即ち、周方向端面63a,63b間が回転軸22の中心軸線L1となす角度は、隣り合う第1突片63と第1突片63の間の隙間の角度より小さく設定されている。 The angle in the circumferential direction of each of the first protrusions 63, that is, the angle between the circumferential end surfaces 63a and 63b and the central axis L1 of the rotation shaft 22 is set between the adjacent first protrusions 63 and the first protrusions 63. It is set smaller than the angle of the gap.
(第2ロータコア70)
図8〜図11に示すように、第2ロータコア70は、第1ロータコア60と同一形状であって、略円板状に形成された第2コアベース71の中央位置には、回転軸22を貫通し固着するための貫通穴72が形成されている。また、第2コアベース71の外周面には、等間隔に5個の第2突片73が、径方向外側に突出されその先端が屈曲して軸方向第1ロータコア60側に延出形成されている。
(2nd rotor core 70)
As shown in FIGS. 8 to 11, the second rotor core 70 has the same shape as the first rotor core 60, and the rotation shaft 22 is provided at the center position of the second core base 71 formed in a substantially disc shape. A through hole 72 for penetrating and fixing is formed. Further, on the outer peripheral surface of the second core base 71, five second protrusions 73 are projected radially outward at equal intervals, and their tips are bent and extended to the first rotor core 60 side in the axial direction. ing.
第2突片73の周方向端面73a,73bは、径方向に延びる平坦面であって、第2突片73は軸直交方向断面が扇形状に形成されている。
各第2突片73の周方向の角度、即ち、周方向端面73a,73b間が回転軸22の中心軸線L1となす角度は、隣り合う第2突片73と第2突片73の間の隙間の角度より小さく設定されている。
The circumferential end surfaces 73a and 73b of the second projecting piece 73 are flat surfaces extending in the radial direction, and the second projecting piece 73 has a fan-shaped cross section in the axial orthogonal direction.
The angle in the circumferential direction of each of the second protrusions 73, that is, the angle between the circumferential end surfaces 73a and 73b and the central axis L1 of the rotation shaft 22 is set between the adjacent second protrusions 73 and the second protrusions 73. It is set smaller than the angle of the gap.
そして、第2ロータコア70は、第1ロータコア60に対して、第2ロータコア70の第2突片73が、軸方向から見てそれぞれ第1ロータコア60の第1突片63間に位置するように配置固定されるようになっている。このとき、第2ロータコア70は、第1ロータコア60と第2ロータコア70との軸方向の間に円板磁石75が配置されるように、第1ロータコア60に対して組み付けられる。 Then, in the second rotor core 70, the second projecting pieces 73 of the second rotor core 70 are positioned between the first projecting pieces 63 of the first rotor core 60 when viewed from the axial direction with respect to the first rotor core 60, respectively. It is arranged to be fixed. At this time, the second rotor core 70 is assembled to the first rotor core 60 such that the disc magnet 75 is disposed between the first rotor core 60 and the second rotor core 70 in the axial direction.
詳述すると、円板磁石75は、図11に示すように、第1コアベース61の第2コアベース71側の面(対向面61a)と第2コアベース71の第1コアベース61側の面(対向面71a)の間に挟持される。 More specifically, as shown in FIG. 11, the disc magnet 75 has a surface (a facing surface 61 a) on the side of the second core base 71 of the first core base 61 and a side on the first core base 61 of the second core base 71. It is clamped between the faces (opposing face 71a).
このとき、第1突片63の一方の周方向の端面63aと第2突片73の他方の周方向の端面73bとが、軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、両端面63a,73b間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されている。また、第1突片63の他方の周方向の端面63bと第2突片73の一方の周方向の端面73aとが、軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、両端面63b,73a間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されている。 At this time, one end face 63a of the first protrusion 63 in the circumferential direction and the other end face 73b of the second protrusion 73 in the circumferential direction are formed parallel to each other along the axial direction. A gap between 63a and 73b is formed to be substantially linear along the axial direction. Further, since the other circumferential end face 63b of the first protrusion 63 and the one circumferential end face 73a of the second protrusion 73 are formed in parallel along the axial direction, both end faces 63b , 73a are formed so as to be substantially linear along the axial direction.
(円板磁石75)
円板磁石75は、本実施形態では、ネオジム磁石よりなる円板状の永久磁石である。図11に示すように、円板磁石75は、その中央位置に回転軸22を貫通する貫通穴76が形成されている。そして、円板磁石75の一方の側面75aが、第1コアベース61の対向面61aと、円板磁石75の他方の側面75bが、第2コアベース71の対向面71aとそれぞれ当接し、円板磁石75は第1ロータコア60と第2ロータコア70との間に挟持固定される。
(Disc magnet 75)
In the present embodiment, the disc magnet 75 is a disc-shaped permanent magnet made of a neodymium magnet. As shown in FIG. 11, the disc magnet 75 is formed with a through hole 76 penetrating the rotation shaft 22 at the center position thereof. Then, one side surface 75 a of the disc magnet 75 abuts on the opposing surface 61 a of the first core base 61 and the other side surface 75 b of the disc magnet 75 on the opposing surface 71 a of the second core base 71. The plate magnet 75 is sandwiched and fixed between the first rotor core 60 and the second rotor core 70.
円板磁石75の外径は、第1及び第2コアベース61,71の外径と一致するように設定され、厚さが予め定めた厚さに設定されている。
つまり、第1ロータコア60と第2ロータコア70との間に、円板磁石75を配置したとき、第1突片63の先端面63cと第2コアベース71の反対向面71bとが面一になるとともに、第2突片73の先端面73cと第1コアベース61の反対向面61bとが面一になるようにしている。
The outer diameter of the disk magnet 75 is set to match the outer diameter of the first and second core bases 61 and 71, and the thickness is set to a predetermined thickness.
That is, when the disc magnet 75 is disposed between the first rotor core 60 and the second rotor core 70, the tip surface 63c of the first projecting piece 63 and the opposite surface 71b of the second core base 71 are flush with each other. As a result, the tip end surface 73c of the second protrusion 73 and the opposite surface 61b of the first core base 61 are flush with each other.
図9に示すように、円板磁石75は、軸方向に磁化されていて、第1ロータコア60側をN極、第2ロータコア70側をS極となるように磁化されている。従って、この円板磁石75によって、第1ロータコア60の第1突片63はN極(第1磁極)として機能し、第2ロータコア70の第2突片73はS極(第2磁極)として機能する。 As shown in FIG. 9, the disc magnet 75 is magnetized in the axial direction, and is magnetized so that the first rotor core 60 side is N pole and the second rotor core 70 side is S pole. Therefore, by the disc magnet 75, the first projecting piece 63 of the first rotor core 60 functions as an N pole (first magnetic pole), and the second projecting piece 73 of the second rotor core 70 as an S pole (second magnetic pole) Function.
その結果、本実施形態のロータ25は、円板磁石75を用いた、所謂ランデル型構造のロータとなる。そして、本実施形態のロータ25は、N極となる第1突片63と、S極となる第2突片73とが周方向に交互に配置され磁極数が10極(極数対が5個)のロータとなる。つまり、本実施形態のロータ25は、極数対が3以上の奇数である。 As a result, the rotor 25 of this embodiment is a so-called Lundell type rotor using the disc magnet 75. Further, in the rotor 25 of the present embodiment, the first projecting piece 63 to be the N pole and the second projecting piece 73 to be the S pole are alternately arranged in the circumferential direction, and the number of magnetic poles is 10 ) Rotors. That is, in the rotor 25 of the present embodiment, the number of pole pairs is an odd number of 3 or more.
次に、上記のように構成したブラシレスモータMの作用を説明する。
第1ロータコア60の第1突片63を、第1コアベース61の外周面から径方向外側に突出されその先端を屈曲させて軸方向第2ロータコア70側に延出して形成した。これによって、第1突片63の軸方向第2ロータコア70側に延出した部位がN極として機能する。また、第2ロータコア70の第2突片73を、第2コアベース71の外周面から径方向外側に突出されその先端を屈曲させて軸方向第1ロータコア60側に延出して形成した。これによって、第2突片73の軸方向第1ロータコア60側に延出した部位がS極として機能する。所謂、ランデル型構造としての機能である。
Next, the operation of the brushless motor M configured as described above will be described.
The first projecting piece 63 of the first rotor core 60 is projected radially outward from the outer peripheral surface of the first core base 61 and bent at its tip to extend toward the second rotor core 70 in the axial direction. Thus, the portion of the first protrusion 63 extending to the axial second rotor core 70 functions as an N pole. Further, the second projecting piece 73 of the second rotor core 70 is protruded radially outward from the outer peripheral surface of the second core base 71 and bent at its tip end so as to extend toward the first rotor core 60 in the axial direction. Thus, the portion of the second protrusion 73 extending to the axial first rotor core 60 side functions as an S pole. It is a function as a so-called Lundell structure.
また、ロータ25は、極数対が5の奇数であるため、ロータコア単位で見ると、同極の磁極同士が周方向180°対向位置とならないことから、磁気振動に対して安定する形状となり、より低コギングトルク、低トルクリップルを向上させ良好な操舵フィールを得ることができる。 Further, since the rotor 25 has an odd number of pole pairs of 5, when viewed on a rotor core basis, the magnetic poles of the same pole do not face each other in the circumferential direction 180 °, so they have a shape stable against magnetic vibration. The low cogging torque and the low torque ripple can be improved to obtain a good steering feel.
さらに、円板磁石75は、ロータ25の中心部であってその軸方向両側が第1及び第2コアベース61,71に、周方向外側面が第1及び第2突片63,73にて囲まれた状態にあるため、故障時のブレーキトルクの抑制が可能となり、ステアリングがその分だけ軽くなりステアリング操作が容易となる。 Further, the disc magnet 75 is a central portion of the rotor 25 and both axial direction sides thereof are the first and second core bases 61 and 71, and the circumferential outer surface is the first and second projecting pieces 63 and 73. Being in the enclosed state, it is possible to suppress the brake torque at the time of failure, and the steering is lightened by that amount, and the steering operation becomes easy.
次に、上記第2実施形態は、第1実施形態の効果に加えて以下の効果を有する。
(1)上記実施形態によれば、第1突片63の軸方向第2ロータコア70側に延出した部位をN極として機能させた。また、第2突片73の軸方向第1ロータコア60側に延出した部位をS極として機能させた。従って、円板磁石75の磁束は、ブラシレスモータMの出力向上により有効に利用することができる。
Next, the second embodiment has the following effects in addition to the effects of the first embodiment.
(1) According to the above-described embodiment, the portion of the first protrusion 63 extending to the axial second rotor core 70 side functions as the N pole. Moreover, the part extended to the axial direction 1st rotor core 60 side of the 2nd protrusion 73 was made to function as a south pole. Therefore, the magnetic flux of the disc magnet 75 can be effectively utilized by the output improvement of the brushless motor M.
(2)本実施形態では、ロータ25の極数対を奇数の5としため、磁気振動に対して安定する形状となり、より低コギングトルク、低トルクリップルを向上させ良好な操舵フィールを得ることができる。 (2) In the present embodiment, since the number of pole pairs of the rotor 25 is an odd number 5, the shape is stable against magnetic vibration, and low cogging torque and low torque ripple are improved to obtain a good steering feel. it can.
(3)本実施形態では、円板磁石75は、ロータ25の中心部であって第1及び第2コアベース61,71と第1及び第2突片63,73にて囲まれた状態に配置されているため、故障時のブレーキトルクの抑制が可能となる。 (3) In the present embodiment, the disc magnet 75 is a central portion of the rotor 25 and is surrounded by the first and second core bases 61 and 71 and the first and second projecting pieces 63 and 73. Being disposed, it is possible to suppress the brake torque at the time of failure.
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について、図12、図13に従って説明する。
なお、本実施形態は、第2実施形態のロータ25を2つ重ねた所謂タンデム型である点に特徴を有する。従って、特徴部分について詳細に説明し共通部分については詳細な説明は省略する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described according to FIG. 12 and FIG.
The present embodiment is characterized in that it is a so-called tandem type in which two rotors 25 of the second embodiment are stacked. Therefore, the characteristic parts will be described in detail, and the common parts will not be described in detail.
図12,図13に示すように、本実施形態のブラシレスモータMのロータ80は、フロント側ロータ81とリア側ロータ82を有している。
フロント側ロータ81は、第2実施形態のロータ25と同じ構成であって、第1突片63を備えた第1ロータコア60、第2突片73を備えた第2ロータコア70及び円板磁石(界磁部材)75を有している。
As shown in FIGS. 12 and 13, the rotor 80 of the brushless motor M according to this embodiment has a front side rotor 81 and a rear side rotor 82.
The front side rotor 81 has the same configuration as the rotor 25 of the second embodiment, and includes a first rotor core 60 having a first projecting piece 63, a second rotor core 70 having a second projecting piece 73, and a disc magnet ( A field member 75 is provided.
リア側ロータ82は、第2実施形態のロータ25と同じ構成であって、第1突片63を備えた第1ロータコア60、第2突片73を備えた第2ロータコア70及び円板磁石(界磁部材)75を有している。 The rear side rotor 82 has the same configuration as the rotor 25 of the second embodiment, and includes a first rotor core 60 having a first projecting piece 63, a second rotor core 70 having a second projecting piece 73, and a disc magnet ( A field member 75 is provided.
そして、フロント側ロータ81とリア側ロータ82を重ね合わせる時、フロント側ロータ81の第2ロータコア70と、リア側ロータ82の第2ロータコア70が当接されるように重ね合わされ、ロータ80は回転軸22に固着される。 Then, when the front side rotor 81 and the rear side rotor 82 are overlapped, the second rotor core 70 of the front side rotor 81 and the second rotor core 70 of the rear side rotor 82 are brought into contact with each other, and the rotor 80 rotates. It is fixed to the shaft 22.
次に、上記のように構成した第3実施形態の作用を以下に記載する。
ロータ80は、同一形状のフロント側ロータ81とリア側ロータ82を重ね合せタンデム構造にて形成されていることから、小型で高出力のモータを形成することができる。
Next, the operation of the third embodiment configured as described above will be described below.
The rotor 80 is formed in a tandem structure in which the front side rotor 81 and the rear side rotor 82 having the same shape are stacked to form a small-sized, high-power motor.
また、フロント側ロータ81とリア側ロータ82は、同一形状、同一材料で形成されていることから、ロータ80を組み立てる際の部品管理及び組み立て作業も容易となる。
上記第3実施形態によれば、第2実施形態の効果に加えて小型でより高出力のモータを実現できる。
Moreover, since the front side rotor 81 and the rear side rotor 82 are formed with the same shape and the same material, parts management and an assembly operation at the time of assembling the rotor 80 become easy.
According to the third embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, a smaller and higher power motor can be realized.
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について、図14〜図16に従って説明する。
なお、本実施形態は、第2実施形態のロータ25に新た構成を加えたものである。そのため、新たに加えた構成の部分について詳細に説明し共通部分については詳細な説明は省略する。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, a new configuration is added to the rotor 25 of the second embodiment. Therefore, the newly added part of the configuration will be described in detail, and the detailed description of the common parts will be omitted.
図14、図15に示すように、第1突片63の周方向端面63aと第2突片73の周方向端面73bとの間には、軸方向に長い四角柱状の第1極間磁石85がそれぞれ挟持固定されている。第1極間磁石85は、径方向内側面が第1及び第2コアベース61,71に当接するまで延出形成されているとともに径方向外側面が第1及び第2突片63,73の外周面と面一となるように延出形成されている。 As shown in FIGS. 14 and 15, between the circumferential end face 63a of the first protrusion 63 and the circumferential end face 73b of the second protrusion 73, a square pole-shaped first interpole magnet 85 which is axially long is provided. Are each clamped and fixed. The first inter-pole magnet 85 is formed to extend until the radially inner side surface abuts on the first and second core bases 61 and 71 and the radially outer side surface of the first and second projecting pieces 63 and 73. It is formed so as to be flush with the outer peripheral surface.
各第1極間磁石85は、フェライト磁石であって周方向に磁化され、N極として機能している第1突片63側を同極のN極となるように、また、S極として機能している第2突片73側を同極のS極となるようにそれぞれ着磁されている。 Each first interpole magnet 85 is a ferrite magnet, is magnetized in the circumferential direction, and functions as an S pole so that the side of the first protrusion 63 functioning as the N pole is the N pole of the same pole The second projecting piece 73 side is magnetized so as to be the same pole S pole.
一方、図14、図15に示すように、第1突片63の周方向端面63bと第2突片73の周方向端面73aとの間には、軸方向に長い四角柱状の第2極間磁石86がそれぞれ挟持固定されている。第2極間磁石86は、径方向内側面が第1及び第2コアベース61,71に当接するまで延出形成されているとともに径方向外側面が第1及び第2突片63,73の外周面と面一となるように延出形成されている。 On the other hand, as shown in FIG. 14 and FIG. 15, between the circumferential end face 63 b of the first protrusion 63 and the circumferential end face 73 a of the second protrusion 73, a square pole-shaped second pole which is long in the axial direction Magnets 86 are respectively clamped and fixed. The second inter-pole magnet 86 is formed to extend until the radially inner side surface abuts on the first and second core bases 61 and 71, and the radially outer side surface is formed of the first and second projecting pieces 63 and 73. It is formed so as to be flush with the outer peripheral surface.
各第2極間磁石86は、フェライト磁石であって周方向に磁化され、N極として機能している第1突片63側を同極のN極となるように、また、S極として機能している第2突片73側を同極のS極となるようにそれぞれ着磁されている。 Each second inter-pole magnet 86 is a ferrite magnet, is magnetized in the circumferential direction, and functions as an S pole so that the side of the first protrusion 63 functioning as the N pole becomes the N pole of the same pole The second projecting piece 73 side is magnetized so as to be the same pole S pole.
つまり、第1極間磁石85と第2極間磁石86は、その磁化方向が周方向において逆方向に磁化されている。
また、図14に示すように、第1及び第2極間磁石85,86を形成することで、第1及び第2極間磁石85,86の間であって第2突片73の内周面と、第1コアベース61と円板磁石75とで形成される外周面とで形成される第1ロータコア60側が開口する空間に、第1背面磁石87が嵌合固着されている。第1背面磁石87は、フェライト磁石であって径方向に磁化され、第2突片73と当接している側を第2突片73と同極のS極となるように、また、第1コアベース61に当接している側を第1コアベース61と同極のN極となるようにそれぞれ着磁されている。
That is, the magnetization direction of the first inter-pole magnet 85 and the second inter-pole magnet 86 is oppositely magnetized in the circumferential direction.
Further, as shown in FIG. 14, by forming the first and second inter-pole magnets 85 and 86, the inner circumference of the second projecting piece 73 is between the first and second inter-pole magnets 85 and 86. The first back magnet 87 is fitted and fixed in a space opened by the surface and the outer peripheral surface formed by the first core base 61 and the disc magnet 75 on the side of the first rotor core 60. The first back magnet 87 is a ferrite magnet and is radially magnetized so that the side in contact with the second projecting piece 73 becomes the S pole of the same pole as that of the second projecting piece 73. The side in contact with the core base 61 is magnetized so as to be the N pole of the same polarity as the first core base 61.
同様に、図15に示すように、第1及び第2極間磁石85,86の間であって第1突片63の内周面と、第2コアベース71と円板磁石75とで形成される外周面とで形成される第2ロータコア70側が開口する空間に、第2背面磁石88が嵌合固着されている。第2背面磁石88は、フェライト磁石であって径方向に磁化され、第1突片63と当接している側を第1突片63と同極のN極となるように、また、第2コアベース71に当接している側を第2コアベース71と同極のS極となるようにそれぞれ着磁されている。 Similarly, as shown in FIG. 15, it is formed between the first and second inter-pole magnets 85 and 86 and by the inner peripheral surface of the first projecting piece 63, the second core base 71 and the disc magnet 75. The second back magnet 88 is fitted and fixed in a space opened by the second rotor core 70 formed by the outer peripheral surface to be formed. The second back magnet 88 is a ferrite magnet and is radially magnetized so that the side in contact with the first projecting piece 63 is the N pole of the same pole as the first projecting piece 63. The side in contact with the core base 71 is magnetized so as to be the S pole of the same polarity as the second core base 71.
次に、上記のように構成した第4実施形態の作用を以下に記載する。
第1コアベース61の部分においては、ステータ21側がS極の第1背面磁石87として機能する第2突片73と、第1背面磁石87によってN極の突極として機能する第1突片63とが、周方向に交互に形成されるロータを形成している。
Next, the operation of the fourth embodiment configured as described above will be described below.
In the portion of the first core base 61, the second protrusion 73 functioning as the first back surface magnet 87 having the south pole on the stator 21 side and the first protrusion 63 functioning as the salient pole of the N position by the first back surface magnet 87 And form a rotor alternately formed in the circumferential direction.
また、第2コアベース71の部分においては、ステータ21側がN極の第2背面磁石88として機能する第1突片63と、第2背面磁石88によってS極の突極として機能する第2突片73とが、周方向に交互に形成されるロータを形成している。 Further, in the portion of the second core base 71, the stator 21 side functions as the salient pole of the S pole by the first projecting piece 63 functioning as the second back magnet 88 of the N pole and the second back magnet 88 The pieces 73 form a rotor alternately formed in the circumferential direction.
さらに、円板磁石75の部分においては、第1背面磁石87によってステータ21側がN極として機能する第1突片63と、第2背面磁石88によってステータ21側がS極として機能する第2突片73とが、周方向に交互に形成されたランデル型構造のロータを形成している。 Furthermore, in the portion of the disc magnet 75, the first projecting piece 63 in which the side of the stator 21 functions as an N pole by the first back surface magnet 87 and the second projecting piece in which the side of the stator 21 functions as an S pole by the second back surface magnet 88 And 73 form a rotor having a Lundell structure which is alternately formed in the circumferential direction.
次に、上記第4実施形態は、第1及び第2実施形態の効果に加えて以下の効果を有する。
(1)上記実施形態によれば、第1突片63と第2突片73との間に、第1及び第2突片63,73と同極となるように磁化された第1及び第2極間磁石85,86を設けた。第1ロータコアの各第1突片63と第2ロータコアの各第2突片73との間の磁束漏れを減らすことができ、円板磁石75の磁束はブラシレスモータMの出力向上により有効に利用することができる。
Next, the fourth embodiment has the following effect in addition to the effects of the first and second embodiments.
(1) According to the above-described embodiment, the first and second magnetized pieces 63 and 73 have the same polarity between the first and second protruding pieces 63 and 73. Magnets 85 and 86 between two poles are provided. It is possible to reduce the magnetic flux leakage between the respective first projecting pieces 63 of the first rotor core and the respective second projecting pieces 73 of the second rotor core, and the magnetic flux of the disc magnet 75 is effectively utilized by the output improvement of the brushless motor M. can do.
(2)上記実施形態によれば、第1コアベース61の部分が、第1背面磁石87によって、所望の磁束の流れとするロータとなり、円板磁石75の短絡磁束を抑制でき、同第1背面磁石87の磁束をブラシレスモータMの出力に対してより有効に利用できる。 (2) According to the above-described embodiment, the portion of the first core base 61 becomes a rotor that makes the flow of the desired magnetic flux by the first back surface magnet 87, so that the short circuit magnetic flux of the disc magnet 75 can be suppressed. The magnetic flux of the back surface magnet 87 can be more effectively used for the output of the brushless motor M.
(3)上記実施形態によれば、第2コアベース71の部分が、第2背面磁石88によって、所望の磁束の流れとするロータとなり、円板磁石75の短絡磁束を抑制でき、同第2背面磁石88の磁束をブラシレスモータMの出力に対してより有効に利用できる。 (3) According to the above embodiment, the portion of the second core base 71 becomes a rotor that makes the flow of the desired magnetic flux by the second back surface magnet 88, so that the short circuit magnetic flux of the disc magnet 75 can be suppressed. The magnetic flux of the back surface magnet 88 can be more effectively used for the output of the brushless motor M.
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、界磁部材としての円板磁石55,75をネオジム磁石で実施したがこれに限定されるものではなく、フェライト磁石、サマリウム窒化鉄磁石、サマリウムコバルト磁石等、その他永久磁石で実施してもよい。
The above embodiment may be modified as follows.
In each of the above embodiments, the disc magnets 55 and 75 as field members are implemented with neodymium magnets, but the present invention is not limited to this. Ferrite magnets, samarium iron nitride magnets, samarium cobalt magnets, etc., and other permanent magnets It may be implemented in
・上記第3実施形態では、第2実施形態のロータ25をタンデム構造としたが、第1実施形態で示したロータ25や、第4実施形態で示したロータ25をタンデム構造にして実施してもよい。 In the third embodiment, the rotor 25 of the second embodiment has a tandem structure, but the rotor 25 shown in the first embodiment and the rotor 25 shown in the fourth embodiment have a tandem structure. It is also good.
・上記各実施形態では、モータハウジング20aの外径を10cmとしたが、10cm以下で実施してもよい。
・上記第1実施形態では、集中巻きであって、14極12スロットのブラシレスモータMに具体化したが、これに限定されるものではない。例えば、集中巻きであって、8極12スロット、10極12スロット、16極12スロット、12極18スロット、16極18スロット、20極18スロット等のブラシレスモータに応用してもよい。
In the above embodiments, the outer diameter of the motor housing 20a is 10 cm, but may be 10 cm or less.
In the first embodiment, the concentrated winding is embodied as a brushless motor M having 14 poles and 12 slots, but the invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to a brushless motor which is concentrated winding and has 8 poles and 12 slots, 10 poles and 12 slots, 16 poles and 12 slots, 12 poles and 18 slots, 16 poles and 18 slots, and 20 poles and 18 slots.
・上記第2実施形態では、分布巻きであって、10極60スロットのブラシレスモータMに具体化したが、これに限定されるものではない。例えば、分布巻きであって、6極18スロット、6極36スロット、6極72スロット、8極24スロット、8極48スロット、10極30スロット、16極48スロット、20極60スロット等のブラシレスモータに応用してもよい。いわば、極数の倍数スロットであればよい。 In the second embodiment, although the present invention is embodied as a distributed winding, brushless motor M with 10 poles and 60 slots, the present invention is not limited to this. For example, it is a distributed winding and is brushless such as 6 poles 18 slots, 6 poles 36 slots, 6 poles 72 slots, 8 poles 24 slots, 8 poles 48 slots, 10 poles 30 slots, 16 poles 48 slots, 20 poles 60 slots, etc. It may be applied to a motor. In other words, it may be a slot that is a multiple of the pole number.
・上記各実施形態のブラシレスモータMは、コラムアシスト型の電動パワーステアリングシステム1に具体化したが、これを、ラックアシスト型又はピニオンアシスト型の電動パワーステアリングアシストシステムに応用してもよい。この場合、エンジンルーム内に配置されるため、特に効果が大きい。 -Although the brushless motor M of each said embodiment was actualized in the electric power steering system 1 of a column assist type, you may apply this to the electric power steering assist system of a rack assist type or a pinion assist type. In this case, since it is disposed in the engine room, the effect is particularly large.
以下、他の技術的思想について記載する。
(付記1)ステアリングホイールに対してアシストトルクを付与する電動パワーステアリングシステム用モータのロータであって、周方向に複数の第1突片が等間隔に形成された第1ロータコアと、前記第1ロータコアと同一形状であって周方向に複数の第2突片が等間隔に形成され、前記第2突片が軸方向において前記第1ロータコアの第1突片と第1突片の間に位置するように前記第1ロータコアに対して相対配置される第2ロータコアと、前記第1ロータコアと前記第2ロータコアの間に配置されるとともに軸方向に磁化されて、前記第1ロータコアの第1突片に第1磁極を、前記第2ロータコアの第2突片に前記第2磁極をそれぞれ発生させる界磁部材とを備え、前記第1ロータコアは、回転軸に固着された円板状の第1コアベースを有し、その第1コアベースに外周面から径方向に第1突片が形成されたものであり、前記第2ロータコアは、前記回転軸に固着された円板状の第2コアベースを有し、その第2コアベースに外周面から径方向に第2突片が形成されたものであり、前記界磁部材は、外径が前記第1及び第2コアベースの外径と同じ円板状の永久磁石であり、前記第1コアベースに形成した第1突片は、径方向外側に突出され先端が屈曲して軸線方向第2ロータコア側に向かって延出形成され、前記第2コアベースに形成した第2突片は、径方向外側に突出され先端が屈曲して軸線方向第1ロータコア側に向かって延出形成されており、前記第1突片と前記第2突片との周方向の間には、周方向に磁化された極間磁石が設けられるとともに、前記第1突片の径方向内側及び前記第2突片の径方向内側には、径方向に磁化された背面磁石が設けられている。
The following describes other technical ideas.
(Supplementary Note 1) A rotor of a motor for an electric power steering system for applying assist torque to a steering wheel, wherein a first rotor core having a plurality of first protrusions formed at equal intervals in a circumferential direction, and the first rotor core A plurality of second protrusions are formed at equal intervals in the circumferential direction, having the same shape as the rotor core, and the second protrusions are positioned between the first protrusions of the first rotor core and the first protrusions in the axial direction. And a second rotor core disposed relative to the first rotor core, and disposed between the first rotor core and the second rotor core and axially magnetized to form a first protrusion of the first rotor core. A field member for generating a first magnetic pole on one piece and a second magnetic pole on a second projecting piece of the second rotor core, the first rotor core being a disc-shaped first member fixed to a rotation shaft. Core base The first core base is formed with a first projection in the radial direction from the outer peripheral surface, and the second rotor core has a disc-shaped second core base fixed to the rotation shaft. A second projection formed radially from an outer peripheral surface of the second core base, and the field member has a disc whose outer diameter is the same as the outer diameter of the first and second core bases -Shaped permanent magnet, the first projecting piece formed on the first core base is projected radially outward and the tip is bent to extend toward the second rotor core in the axial direction, and the second core is formed The second projecting piece formed on the base is projected radially outward, and the tip is bent so that the second projecting piece is extended toward the first rotor core in the axial direction, and the first projecting piece and the second projecting piece Between the circumferential direction, an inter-pole magnet magnetized in the circumferential direction is provided, and the diameter of the first protrusion is provided. The radially inner direction inside and the second protrusion, the rear magnet is provided which is magnetized in the radial direction.
同構成によれば、界磁部材は第1及び第2ロータコアによって外部温度変化が遮断されて耐熱性が向上し、幅広い外部温度環境下において、回転磁界による減磁を起こし難くすることができる。また、界磁部材は第1ロータコアと第2ロータコアとの間に配置され軸方向に挟持されていることから、モータの体格を小さくすることができるとともに、遠心力による界磁部材の飛散を防止できる。 According to the configuration, the field member is shielded from external temperature changes by the first and second rotor cores to improve heat resistance, and demagnetization due to the rotating magnetic field can be made difficult to occur under a wide range of external temperature environments. In addition, since the field member is disposed between the first rotor core and the second rotor core and axially held, the size of the motor can be reduced and scattering of the field member due to centrifugal force is prevented. it can.
また、界磁部材は、第1コアベースと第2コアベースの間に配置される。そして、界磁部材によって、第1ロータコアの第1コアベースから延出形成された第1突片に第1磁極が発生し、第2ロータコアの第2コアベースから延出形成された第2突片に第2磁極が発生する。 Also, the field member is disposed between the first core base and the second core base. Then, a first magnetic pole is generated on a first protrusion formed to extend from the first core base of the first rotor core by the field member, and a second protrusion is formed to extend from the second core base of the second rotor core. A second magnetic pole is generated on one of the pieces.
また、第1磁極が発生する第1突片は、第1コアベースの外周面から径方向外側に突出され先端が屈曲して軸線方向第2ロータコア側に向かって延出形成される。また、第2磁極が発生する第2突片は、第2コアベースの外周面から径方向外側に突出され先端が屈曲して軸線方向第1ロータコア側に向かって延出形成される。 Further, the first projecting piece generated by the first magnetic pole is projected radially outward from the outer peripheral surface of the first core base, and the tip is bent to extend toward the second rotor core in the axial direction. Further, the second projecting piece generated by the second magnetic pole is projected radially outward from the outer peripheral surface of the second core base, and the tip is bent to extend toward the first rotor core in the axial direction.
(付記2)上記電動パワーステアリングシステム用モータのロータにおいて、前記界磁部材は、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウム窒化鉄磁石、サマリウムコバルト磁石のいずれか1つからなる円板状の永久磁石である。 (Supplementary Note 2) In the rotor of the motor for an electric power steering system, the field member is a disk-shaped permanent magnet made of any one of a ferrite magnet, a neodymium magnet, a samarium iron nitride magnet, and a samarium cobalt magnet. .
同構成によれば、界磁部材は、円板状の永久磁石であってフェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウム窒化鉄磁石、サマリウムコバルト磁石のいずれか1つからなる円板状の永久磁石であって、第1突片に第1磁極を発生させ、第2突片に第2磁極を発生させる。 According to the configuration, the field member is a disk-shaped permanent magnet, and is a disk-shaped permanent magnet made of any one of a ferrite magnet, a neodymium magnet, a samarium iron nitride magnet, and a samarium cobalt magnet. The first protrusion generates a first magnetic pole, and the second protrusion generates a second magnetic pole.
(付記3)上記電動パワーステアリングシステム用モータのロータにおいて、前記ロータの1組の軸方向の長さは、前記ロータの外径の1/2以下の長さである。
同構成によれば、ロータは、その軸方向の長さを、ロータの外径の1/2以下の長さにすることで、モータの軸方向の体格を小さくすることができる。
(Supplementary Note 3) In the rotor of the motor for an electric power steering system, the axial length of one set of the rotor is a half or less of the outer diameter of the rotor.
According to this configuration, the axial length of the rotor can be reduced to 1/2 or less of the outer diameter of the rotor, whereby the axial size of the motor can be reduced.
(付記4)上記ロータを、複数重ね合わせて構成した電動パワーステアリングシステム用モータのロータである。
同構成によれば、モータの出力向上を図ることができる。
(Supplementary Note 4) A rotor of a motor for an electric power steering system in which a plurality of the rotors are stacked.
According to this configuration, the output of the motor can be improved.
(付記5)上記電動パワーステアリングシステム用モータのロータを備えた電動パワーステアリングシステム用モータ。
同構成によれば、ロータに設けた永久磁石の特性を変化し難くでき、低トルク脈動と高トルク化を両立し良好な操舵フィールを得ることができる。
(Supplementary Note 5) A motor for an electric power steering system including the rotor of the motor for an electric power steering system.
According to the same configuration, it is possible to make it difficult to change the characteristics of the permanent magnet provided on the rotor, and it is possible to achieve both a low torque pulsation and a high torque and obtain a good steering feel.
(付記6)上記電動パワーステアリングシステム用モータにおいて、前記電動パワーステアリングシステム用モータは、コラムアシスト型、ラックアシスト型、ピニオンアシスト型のいずれかの電動パワーステアリングシステムに使用される。 (Supplementary Note 6) In the motor for an electric power steering system, the motor for an electric power steering system is used for any of a column assist type, rack assist type, and pinion assist type electric power steering system.
同構成によれば、低トルク脈動と高トルク化を両立し良好な操舵フィールを得ることができる。
(付記7)上記電動パワーステアリングシステム用モータにおいて、前記電動パワーステアリングシステム用モータは、集中巻きであって、8極12スロット、10極12スロット、14極12スロット、16極12スロット、12極18スロット、16極18スロット、20極18スロットのいずれかである。
According to this configuration, it is possible to achieve both a low torque pulsation and a high torque and obtain a good steering feel.
(Supplementary Note 7) In the motor for an electric power steering system, the motor for an electric power steering system is concentrated winding, and has 8 poles 12 slots, 10 poles 12 slots, 14 poles 12 slots, 16 poles 12 slots, 12 poles There are 18 slots, 16 poles and 18 slots, and 20 poles and 18 slots.
同構成によれば、低トルク脈動と高トルク化を両立し良好な操舵フィールを得ることができる。
(付記8)上記電動パワーステアリングシステム用モータにおいて、前記電動パワーステアリングシステム用モータは、分布巻きであって、6極18スロット、6極36スロット、6極72スロット、8極24スロット、8極48スロット、10極30スロット、10極60スロット、16極48スロット、20極60スロットのいずれかである。
According to this configuration, it is possible to achieve both a low torque pulsation and a high torque and obtain a good steering feel.
(Supplementary Note 8) In the motor for the electric power steering system, the motor for the electric power steering system is distributed winding, and has 6 poles 18 slots, 6 poles 36 slots, 6 poles 72 slots, 8 poles 24 slots, 8 poles One of 48 slots, 10 poles and 30 slots, 10 poles and 60 slots, 16 poles and 48 slots, and 20 poles and 60 slots.
同構成によれば、低トルク脈動と高トルク化を両立し良好な操舵フィールを得ることができる。 According to this configuration, it is possible to achieve both a low torque pulsation and a high torque and obtain a good steering feel.
1…電動パワーステアリングシステム、2…ステアリングホイール、3…ステアリングシャフト、3a…入力軸、3b…出力軸、4…自在継ぎ手、5…インターミディエイト、7…ラック、8…ピニオン軸、9…タイロッド、10…操舵輪、11…ステアリングコラム、20…モータケース、20a…モータハウジング、20b…フロントカバー、21…ステータ、22…回転軸、23,24…軸受け、25…ロータ、26,27…ギア、28…減速装置、30…ステータコア、31…ティース、32…ステータ側スロット、33a…U相巻線、33b…V相巻線、33c…W相巻線、40…第1ロータコア、41…第1コアベース、42…貫通穴、43…第1突片、50…第2ロータコア、51…第2コアベース、52…貫通穴、53…第2突片、55…円板磁石、55a,55b…側面、56…貫通穴、60…第1ロータコア、61…第1コアベース、61a…対向面、61b…反対向面、62…貫通穴、63…第1突片、63a,63b…周方向端面、63c…先端面、70…第2ロータコア、71…第2コアベース、71a…対向面、71b…反対向面、72…貫通穴、73…第2突片、73a,73b…周方向端面、73c…先端面、75…円板磁石、75a,75b…側面、76…貫通穴、80…ロータ、81…フロント側ロータ、82…リア側ロータ、85…第1極間磁石、86…第2極間磁石、87…第1背面磁石、88…第2背面磁石、M…3相ブラシレスモータ、L1…中心軸線、U1…第1系統U相巻線、U2…第2系統U相巻線、V1…第1系統V相巻線、V2…第2系統V相巻線、W1…第1系統W相巻線、W2…第2系統W相巻線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering system, 2 ... Steering wheel, 3 ... Steering shaft, 3a ... Input axis, 3b ... Output axis, 4 ... Universal joint, 5 ... Intermediate, 7 ... Rack, 8 ... Pinion axis, 9 ... Tie rod, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Steering wheel, 11 ... Steering column, 20 ... Motor case, 20a ... Motor housing, 20b ... Front cover, 21 ... Stator, 22 ... Rotation axis, 23, 24 ... Bearing, 25 ... Rotor, 26, 27 ... Gear, 28: Reduction gear, 30: Stator core, 31: Teeth, 32: Stator side slot, 33a: U phase winding, 33b: V phase winding, 33c: W phase winding, 40: first rotor core, 41: 1st Core base, 42: through hole, 43: first projecting piece, 50: second rotor core, 51: second core base, 52: through hole, 53: fifth Protruding pieces 55: disc magnets 55a, 55b: sides 56: through holes 60: first rotor core 61: first core base 61a: facing surface 61b: facing opposite surface 62: through hole 63 ... first projecting piece, 63a, 63b ... circumferential end surface, 63c ... tip surface, 70 ... second rotor core, 71 ... second core base, 71a ... opposing surface, 71b ... opposing surface, 72 ... through hole, 73 ... Second projecting piece 73a, 73b: circumferential end face, 73c: tip end face, 75: disc magnet, 75a, 75b: side face, 76: through hole, 80: rotor, 81: front side rotor, 82: rear side rotor 85: first interpole magnet 86: second interpole magnet 87: first back magnet 88 second back magnet M: three-phase brushless motor L1 central axis U1: first system U-phase Winding, U2 ... second system U phase winding, V1 ... first system V phase winding V2 ... second system V-phase winding, W1 ... first line W-phase winding, W2 ... second system W-phase winding.
Claims (3)
前記モータケース内に配置され巻線が巻回されたステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと、
前記ロータに固着され前記モータケースから突出する部分で減速装置と駆動連結される非磁性体よりなる回転軸と
を備えた車両用ブラシレスモータであって、
前記ロータは、
周方向に複数の第1突片が等間隔に形成された第1ロータコアと、
前記第1ロータコアと同一形状であって周方向に複数の第2突片が等間隔に形成され、前記第2突片が軸方向において前記第1ロータコアの第1突片と第1突片の間に位置するように前記第1ロータコアに対して相対配置される第2ロータコアと、
前記第1ロータコアと前記第2ロータコアの間に配置されるとともに軸方向に磁化されて、前記第1ロータコアの第1突片に第1磁極を、前記第2ロータコアの第2突片に第2磁極をそれぞれ発生させる界磁部材とを備え、
前記第1ロータコアは、回転軸に固着された円板状の第1コアベースを有し、その第1コアベースに外周面から径方向に第1突片が形成されたものであり、
前記第2ロータコアは、前記回転軸に固着された円板状の第2コアベースを有し、その第2コアベースに外周面から径方向に第2突片が形成されたものであり、
前記回転軸の軸線方向と直交する方向から見て、前記回転軸の前記モータケースから突出する部分には、前記モータケース内の前記ロータと同軸上に前記減速装置のギアが設けられており、
前記界磁部材は、外径が前記第1及び第2コアベースの外径と同じであって且つ前記ギアの外径よりも大きいとともに軸線方向の厚さが前記第1及び第2コアベースの軸線方向の厚さよりも薄い円板状の永久磁石であり、
前記第1コアベースに形成した第1突片は、径方向外側に突出され先端が屈曲して軸線方向第2ロータコア側に向かって延出形成され、
前記第2コアベースに形成した第2突片は、径方向外側に突出され先端が屈曲して軸線方向第1ロータコア側に向かって延出形成されていることを特徴とする車両用ブラシレスモータ。 Motor case,
A stator disposed in the motor case and wound with a winding;
A rotor disposed inside the stator;
A vehicle brushless motor comprising: a rotating shaft made of a nonmagnetic material fixed to the rotor and drivingly connected to a reduction gear at a portion protruding from the motor case,
The rotor is
A first rotor core having a plurality of first protrusions formed at equal intervals in a circumferential direction;
A plurality of second protrusions are formed at equal intervals in the circumferential direction, having the same shape as the first rotor core, and the second protrusions are the first protrusions and the first protrusions of the first rotor core in the axial direction. A second rotor core disposed relative to the first rotor core so as to be positioned therebetween;
The first magnetic pole is disposed between the first rotor core and the second rotor core and is magnetized in the axial direction, and the first magnetic pole is disposed on the first projecting piece of the first rotor core, and the second projecting piece is disposed on the second projecting piece of the second rotor core. And field members for generating magnetic poles respectively,
The first rotor core has a disk-shaped first core base fixed to the rotary shaft, and a first projection is formed on the first core base in the radial direction from the outer peripheral surface,
The second rotor core has a disk-shaped second core base fixed to the rotary shaft, and a second projection is formed on the second core base in the radial direction from the outer peripheral surface,
A gear of the reduction gear is provided coaxially with the rotor in the motor case at a portion of the rotation shaft projecting from the motor case when viewed from a direction orthogonal to the axial direction of the rotation shaft.
The field member has an outer diameter equal to the outer diameter of the first and second core bases and is larger than the outer diameter of the gear and has an axial thickness of the first and second core bases. It is a disk-shaped permanent magnet thinner than its axial thickness ,
The first projecting piece formed on the first core base is projected radially outward, the tip is bent, and is extended toward the second rotor core in the axial direction,
A brushless motor for a vehicle, wherein the second projecting piece formed on the second core base is protruded radially outward and a tip thereof is bent so as to extend toward the axial first rotor core side.
Between the circumferential direction of said 1st protrusion and said 2nd protrusion, while the pole magnet magnetized in the circumferential direction is provided, the radial inside of said 1st protrusion and the 2nd protrusion of The vehicle brushless motor according to claim 1, wherein a radially magnetized back magnet is provided radially inward.
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