WO2006117865A1 - Motor for electric power steering and electric power steering system using the same - Google Patents

Motor for electric power steering and electric power steering system using the same Download PDF

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WO2006117865A1
WO2006117865A1 PCT/JP2005/008185 JP2005008185W WO2006117865A1 WO 2006117865 A1 WO2006117865 A1 WO 2006117865A1 JP 2005008185 W JP2005008185 W JP 2005008185W WO 2006117865 A1 WO2006117865 A1 WO 2006117865A1
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WO
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core
stator
electric power
power steering
steering motor
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/008185
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Kitamura
Fumio Tajima
Noriaki Hino
Shoichi Kawamata
Takashi Ishigami
Osamu Koizumi
Toshiyuki Innami
Mitsuaki Mirumachi
Original Assignee
Hitachi, Ltd.
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Filing date
Publication date
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Priority to JP2007514433A priority patent/JP4865704B2/en
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

Definitions

  • the present invention relates to an electric power steering motor and an electric power steering system using the same.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-275325
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-250254
  • One of the problems to be solved is that it is necessary to further reduce torque pulsation and generate large torque for the power steering motor. For example, if the steering wheel is rotated while the vehicle is stopped or running very slowly (the so-called “stationary state”), the friction between the steering wheel and the ground is large. Must generate a large torque. In addition, the larger the displacement, the heavier the vehicle body, and the greater the output torque of the power steering motor that is required at the time of stationary.
  • an object of the present invention is to use a power steering motor capable of reducing torque pulsation and generating large torque and excellent in both reducing torque pulsation and generating large torque, and using the same.
  • An object is to provide an electric power steering system.
  • the present invention provides a power steering motor excellent in both reduction of torque pulsation and generation of large torque, and an electric power steering system using the same.
  • the most representative feature of the present invention is that the stator core is formed by joining a plurality of divided core pieces, and the divided core pieces have a knock core portion in the circumferential direction.
  • a T-shaped core piece in which one piece of a core piece obtained by dividing the core piece into a plurality of pieces and a core piece corresponding to the tea score portion are integrated, and the stator core has the T-shaped core piece in the circumferential direction.
  • the stator coil is housed in the slot portion and wound around the tea score portion with a concentrated rod, and the number of magnets (number of poles) and the number of slot portions are determined. There are 8 poles, 9 slots, 10 poles, 9 slots, or 10 poles, 12 slots.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing a configuration of an electric power steering using an electric power steering motor of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an electric power steering motor according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the relationship between the number of poles P and the number of slots S of a synchronous motor.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of measured values of cogging torque in the electric power steering motor of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a connection diagram of a stator coil in the electric power steering motor of the present embodiment.
  • FIG. 7 is a side view showing a connection state of a stator coil in the electric power steering motor of the present embodiment.
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing a configuration of a control device for controlling the electric power steering motor of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a control device for controlling an electric power steering motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the structure of a control device for controlling the electric power steering motor of the present embodiment.
  • an electric power steering motor that is driven by multi-phase AC power and outputs a steering torque, the frame, a stator fixed to the frame, and the stator via a gap.
  • the stator includes a stator core and a multi-phase stator coil incorporated in the stator core, and the stator core is configured to couple a plurality of divided core pieces.
  • the plurality of core pieces divided as described above correspond to one piece of core pieces obtained by dividing the back core portion into a plurality of pieces in the circumferential direction and the tea score portion.
  • a T-shaped core piece integrally formed with the core piece, and the stator core is formed by connecting a plurality of the T-shaped core pieces in the circumferential direction; Between the teeth core portions which contact and slot portion is formed, together with the stator coil is accommodated in the slot unit, The rotor is wound around the tea score portion in a concentrated manner, and the rotor is an electric power steering motor including a rotor core and a plurality of magnets fixed to the outer peripheral surface of the rotor core.
  • the in-vehicle power source and the in-vehicle power source power also convert DC power supplied via the wire harness into multi-phase AC power, and control its output in accordance with torque applied to the steering.
  • An electric power steering system having a control device and an electric power steering motor that is driven by the AC power supplied from the control device power and outputs a steering torque.
  • the stator includes a stator core and a multi-phase stator coil incorporated in the stator core.
  • the stator core is formed by joining a plurality of divided core pieces.
  • the plurality of divided core pieces are obtained by integrating one piece of a core piece obtained by dividing the back core portion into a plurality of pieces in the circumferential direction and a core piece corresponding to the tea score portion.
  • the stator core is formed by connecting a plurality of the T-shaped core pieces in the circumferential direction, and a slot portion is formed between the tea core portions adjacent to the stator core.
  • the stator coil is housed in the slot portion and wound around the tea score portion in a concentrated manner, and the rotor includes a rotor core and a plurality of stator cores fixed to the outer peripheral surface of the rotor core. There are 8 poles-9 slots or 10 poles-9 slots or 10 poles-12 slots between the number of magnets (number of poles) and the number of slots. In the electric power steering system that there is.
  • FIG. 1 shows an electric power steer using the electric power steering motor of this embodiment.
  • the EPS motor 100 is attached in the vicinity of the rod RO of the steering ST, and transmits the driving force to the rod RO via the gear GE.
  • a torque sensor TS is attached to the rod RO, and the rotational driving force (torque) applied to the steering ST is detected.
  • the control device 200 controls the energization current to the motor 100 so that the output torque of the EPS motor 100 becomes the target torque.
  • the power for the control device 200 and the EPS motor 100 is supplied from the battery BA.
  • the energy balance of the EPS motor 100, the control device 200, and the battery BA will be described.
  • a battery BA that is a power source of the EPS motor 100 is 12V, 80A
  • the output is about 1 kW (960 W).
  • Battery BA and control device 200 are connected by a wire harness, and even if the resistance is reduced by using a thick wire harness (in consideration of ease of towing, a wire with a conductor cross-sectional area of about 8 square mm is used. If a large current flows as described above, the power consumption of the wire harness is about 200W. Further, even if the internal resistance value of the control device 200 itself is reduced, the power consumption is about 200 to 300 W. Therefore, about half of the power (about lkW) that can be output from the battery BA is consumed by the wire harness and the control device 200, and the power that can be consumed by the EPS motor 100 is halved.
  • EPS motor As a conventionally used EPS motor, a 4-pole 12-slot permanent magnet type distributed winding brushless motor is known.
  • This EPS motor is used in vehicles with small displacement (total weight of small vehicles).
  • hydraulic power steering devices have been put to practical use in vehicles with large displacements (large vehicle gross weight).
  • Such a large displacement (large vehicle gross weight) It was practically impossible to use a conventional 4-pole, 12-slot permanent magnet brushless motor for a vehicle with a displacement of 1.8 L or more (total displacement of 1.5 L or more, for example).
  • the reason for this is that for a vehicle with a large displacement (large total vehicle weight), the vehicle weight is too large in the stationary state, so the friction between the steering and the ground is too great, and there is also a force that makes the stationary impossible. is there.
  • a 4-pole 12-slot brushless motor also has a problem that torque pulsation increases, and it is essential to cancel the torque pulsation by means such as rotor skew.
  • a 4-pole 12-slot brushless motor since the cogging torque due to the inner-diameter roundness error of the stator is large, even if the inner-diameter roundness error force S is small, the cogging torque becomes relatively large. Therefore, secondly, in the present embodiment, it is necessary to use an EPS motor having a small cogging torque due to an error in the inner circularity of the stator.
  • EPS motor noise is generally evaluated by its tone. In short, it is required that the sound is not harsh or very small. Specifically, the timbre in question may be an audible or squeezed sound that involves electromagnetic sounds in the tens to hundreds of Hz band. Therefore, thirdly, it is necessary to use a low-noise EPS motor that reduces these noises.
  • the EPS motor according to this embodiment achieves these problems.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the electric power steering motor of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. Fig. 3 (A) shows an overall cross-sectional view, and Fig. 3 (B) shows a cross-sectional view of the main part.
  • Electric power steering motor (hereinafter referred to as EPS motor) 100 is a surface magnet type synchronous motor including a stator 110 and a rotor 130 rotatably supported inside the stator 110. .
  • the EPS motor 100 is equipped with a battery-powered battery, such as a 14-volt power supply (battery output voltage is 12 volts), a 24-volt power supply or a 42-volt power supply (battery output voltage 36 volts), or 48 volts. It is driven by the power supplied from the system power supply.
  • the stator 110 includes a stator core 112 made of a magnetic material in which silicon steel plates are laminated, and a stator coil 114 held in a slot of the stator core 112.
  • the stator core 112 is composed of twelve T-shaped teeth-integrated divided back cores, which are integrated into a stator core 112. T-shaped teeth
  • a stator coil 114 is wound in advance on each of the teeth portions of the integral split back core.
  • the stator coil 114 is wound in a concentrated winding system and in an aligned winding system.
  • the stator coil 114 By making the stator coil 114 a concentrated rod, the coil end length of the stator coil 114 can be shortened. Thereby, the length of the EPS motor 100 in the rotation axis direction can be shortened. Further, since the length of the coil end of the stator coil 114 can be shortened, the resistance of the stator coil 114 can be reduced, and the temperature rise of the motor can be suppressed. In addition, by using concentrated winding, the stator coil can be wound in advance on the teeth portion with an alignment rod, so that the space factor of the stator coil with respect to the status lot formed between adjacent teeth can be improved. In addition, since the coil end length can be shortened compared to the case of the distribution wrinkle, the overall length of the coil can be shortened.
  • the coil resistance can be reduced, the copper loss of the motor can be reduced.
  • the proportion of energy consumed by copper loss in the input energy to the motor can be reduced, and the efficiency of output torque with respect to the input energy can be improved.
  • the maximum output torque at low speed (low rotation) can be improved by 30 to 40%. The result is a large displacement car It can be put to practical use as an EPS motor for both (large vehicle weight vehicles).
  • the EPS motor is driven by the power source mounted on the vehicle as described above.
  • the above power supplies often have low output voltage.
  • the switching elements constituting the inverter between the power supply terminals, the motor, and other means for connecting the current supply circuit constitute an equivalent series circuit.
  • the sum of the terminal voltages of the respective circuit components is between the power supply terminals. Since it becomes a voltage, the terminal voltage of the motor for supplying current to the motor is lowered.
  • the power source mounted on the vehicle should be concentrated on the stator coil 114 with many low voltage systems of 50 volts or less. This is especially important when using a 12-volt power supply.
  • the EPS motor is required to be miniaturized for any force that may be placed near the steering column or near the rack and pion.
  • it is necessary to fix the stator winding with a miniaturized structure, and it is also important that the winding operation is easy.
  • the concentrated rod is easier to perform the winding operation and the fixing operation.
  • the coil end of the stator coil 114 is molded.
  • EPS motors sometimes cut the inside of the stator again after assembling the stator part where it is desirable to suppress torque fluctuations such as cogging torque. Such machining generates cutting dust. It is necessary to prevent this cutting powder from entering the coil end of the stator coil, and a coil end mold is desirable.
  • the coil end refers to a portion where the stator coil 114 protrudes in the axial direction from both axial ends of the stator core 112.
  • the mold resin covering the coil end of the stator coil 114 and the force frame with a space between the frame 150, the front flange 152F and the rear flange 152R are in contact with the mold. You may fill with rosin.
  • heat generated from the stator coil 114 can be directly transmitted from the coil end to the frame 150, the front flange 152F and the rear flange 152R via the mold grease, and can be radiated to the outside.
  • the temperature rise of the stator coil 114 can be reduced compared to the case where heat is transferred.
  • the stator coil 114 is composed of a U-phase, a V-phase, and a W-phase three-phase force, each having a plurality of units. Coil force composed. As will be described later with reference to FIG. 4, the plurality of unit coils are connected for each of the three phases by a connection ring 116 provided on the left side of the drawing.
  • a large torque is required for the EPS motor.
  • the steering wheel NANDLE
  • the motor requires a large torque due to the frictional resistance between the steering wheel and the ground. .
  • a large current is supplied to the stator coil. It is very important to use the connection ring 116 in order to safely supply such a large current and to reduce the heat generated by the current.
  • the connection resistance can be reduced, and the voltage drop due to copper loss can be suppressed. This makes it easy to supply a large current.
  • the current rise time constant force accompanying the operation of the inverter element is effective.
  • Stator core 112 and stator coil 114 are integrally molded by a resin (having electrical insulation), and are integrally formed to constitute a stator SubAssy.
  • the integrally formed stator SubAssy is molded while being press-fitted and fixed inside a cylindrical frame 150 made of metal such as aluminum.
  • the integrally formed stator SubAssy may be molded with the stator coil 114 incorporated in the stator core 112 and then press-fitted into the frame 1.
  • the rotor 130 is provided on a rotor core 132 having a magnetic strength obtained by laminating silicon steel plates, a magnet 134 that is a plurality of permanent magnets fixed to the surface of the rotor core 132 by an adhesive, and an outer periphery of the magnet 134. With magnet cover 136 that also has non-magnetic physical strength Yes.
  • the magnet 134 is a rare earth magnet such as Nd—Fe—B.
  • the rotor core 132 is fixed to the shaft 138.
  • a plurality of magnets 134 are fixed to the surface of the rotor core 132 by an adhesive, and the outer periphery of the magnet 134 is covered with a magnet cover 136 to prevent the magnet 134 from scattering!
  • the magnet cover 136 is made of stainless steel (commonly known as S US). ,.
  • a front flange 152F is provided at one end of the cylindrical frame 150.
  • Frame 150 and front flange 152F are fixed by bolt B1.
  • a rear flange 152R is press-fitted into the other end of the frame 150.
  • Bearings 154F and 154R are attached to the front flange 152F and rear flange 152R, respectively. These bearings 154F, 154R [from here, the shaft 138 and this shaft 138] is fixedly supported by the stator 110.
  • the front flange 152F is provided with an annular protrusion (or extension).
  • the projecting portion of the front flange 152F projects in the axial direction, and extends from the side surface of the front flange 152F on the coil end side to the coil end side.
  • the front end of the protruding portion of the front flange 152F is inserted into the gap formed between the mold material at the coil end on the front flange 152F side and the frame 150. It has become.
  • the protrusion of the front flange 152F is in close contact with the mold material of the coil end on the front flange 152F side.
  • the rear flange 152R is provided with a cylindrical recess.
  • the recess of the rear flange 152R is concentric with the central axis of the shaft 138 and enters the axially inner side (stator core 112 side) of the axial end of the frame 150.
  • the tip of the recess of the rear flange 152R extends to the inner diameter side of the coil end on the rear flange 152R side, and faces the coil end on the rear flange 152R side in the radial direction.
  • a bearing 154R is held at the tip of the recess of the rear flange 152R.
  • a resolver 156 is disposed in a space formed between the inner peripheral surface of the recess of the rear flange 152R and the outer peripheral surface of the shaft 138.
  • the resolver 156 includes a resolver stator 156S and a resolver rotor 156R, and is located on the axially outer side (opposite to the rotor core 132 side) than the bearing 154R.
  • the resolver rotor 156R is fixed to one end portion (left end portion in the drawing) of the shaft 138 with a nut N1.
  • the resolver stator 156S is fixed to the inner peripheral side of the recess of the rear flange 152R by fixing the resolver holding plate 156B to the rear flange 152R with a screw SC1, and is opposed to the resolver rotor 156R through a gap.
  • the resolver stator 156S and the resolver rotor 156R constitute a resolver 156, and the rotation of the resolver rotor 156R is detected by the resolver stator 156S, whereby the positions of the plurality of magnets 134 can be detected.
  • the resolver includes a resolver rotor 156R whose outer peripheral surface is uneven (for example, an elliptical shape or a petal shape), two output coils (electrically shifted by 90 °), and an excitation coil. And a resolver stator 156S wound around a core.
  • the resolver is for detecting two output voltages with a phase difference.
  • the magnetic pole position of the rotor 130 can be detected by obtaining the phase angle from the phase difference between the two detected output voltages.
  • a rear holder 158 is attached to the outer periphery of the rear flange 152R so as to cover the resolver 156.
  • connection ring 116 Electric power is supplied to the U-phase, V-phase, and W-phase connected by the connection ring 116 via the power cable 162.
  • the power cable 162 is attached to the frame 150 by a grommet 164.
  • the magnetic pole position signal detected from the resolver stator 156S is taken out by the signal cable 166.
  • the signal cable 1 66 is attached to the rear Honoreda 158 by a grommet 168.
  • a part of the connection ring 116 and the power cable 1 is molded with a coil end by a molding material.
  • FIG. 3 is a view taken along arrows A—A in FIG. Fig. 3 (B) is an enlarged cross-sectional view of the main part of Fig. 3 (A). is there.
  • the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same parts.
  • Teeth integrated split back cores 112 (U1 +),..., 112 (W2—) each have a structure in which a thin magnetic plate such as a silicon steel plate is punched out by press forming and laminated.
  • Teeth integrated split back core 112 (U1 +), ⁇ , 112 (W2—) has teeth on the teeth, respectively, stator coils 114 (U1 +), 114 (U1—), 114 (U2 + ), 114 (U2—), 114 (V1 +), 114 (V1-), 114 (V2 +), 114 (V2—), 114 (W1 +), 114 (W1—), 114 (W2 +), 114 (W2—) has been wound in a concentrated manner.
  • stator coil 114 (U1 +) and the stator coil 114 (U1 ⁇ ) are wound so that the direction of the current flowing through the coils is opposite.
  • stator coil 114 (U2 +) and the stator coil 114 (U2 ⁇ ) are wound so that the direction of the current flowing through the coils is opposite.
  • stator coil 114 (U1 +) and the stator coil 114 (U 2 +) are wound so that the directions of currents flowing through the coils are the same direction.
  • stator coil 114 (U1—) and the stator coil 114 (U2—) are wound so that the direction of the current flowing through the coils is the same direction.
  • Stator coils 114 (VI +), 11 4 (V1-), 114 (V2 +), 114 (V2—) current flow direction, and stator coils 114 (W1 +), 114 (W1—), 114 ( The relationship between the current flow directions of W2 +) and 114 (W2 ⁇ ) is the same as in the U phase.
  • stator coils 114 (U1 +),..., 114 (W2—) on the teeth integrated split back core 112 (U1 +),. , Teeth integrated split back core 112 (U1 +), ..., 112 (W2—), press-fitting the recesses formed on the circumferential end face and the mating projections to assemble the stator 110 Complete.
  • stator core 112 and the stator coil 114 are integrally molded with a thermosetting resin MR in a state where a plurality of locations on the outer peripheral side of the knock core 112B are press-fitted into the inner peripheral side of the frame 150, thereby forming a stator SubAssy. .
  • stator coil 114 is incorporated in the stator core 112. This is the force described in the case where the stator core 112 and the stator coil 114 are molded together with the stator core 112 and the stator coil 114 being integrally molded. Then, the stator core 112 may be press-fitted into the frame 150.
  • the coil end portion of the stator core 114 and the stator coil 114 in which the axial end force of the stator core 112 protrudes in the axial direction is surrounded by a jig and a frame 150 (not shown).
  • the jig (not shown) is attached to the structure composed of the stator core 112, the stator core 112, and the frame 150, and a fluid mold material is injected into the structure surrounded by the jig (not shown) and the frame 150, Fill the mold end with the mold material and solidify the mold material by filling the gap between the stator core 112, the stator coil 114, the stator coil 114, the gap between the stator core 112 and the stator coil 114, and the gap between the stator core 112 and the frame 150.
  • the mold material is solidified, the jig not shown is removed.
  • the inner peripheral surface of the molded stator SubAssy that is, the tip of the teeth part of the teeth integrated split back core 112 (U1 +),..., 112 (W2—), and the diameter of the rotor 130 Cutting is performed on the surface side facing the direction as necessary.
  • variation in the gap length between the stator 110 and the rotor 130 can be reduced, and the inner diameter roundness of the stator 110 can be further improved.
  • heat dissipation of heat generated by energizing the stator coil 114 can be improved as compared with the case where the molding is not performed.
  • the stator coil can be prevented from vibrating by molding.
  • the cogging torque based on the inner diameter roundness can be reduced by cutting the inner diameter after molding. By reducing the cogging torque, the steering feel of the steering can be improved.
  • the cogging torque based on the inner diameter roundness can be reduced by cutting the inner diameter after molding. By reducing the cogging torque, the steering feel of the steering can be improved.
  • a convex portion 150T is formed inside the frame 150.
  • a recess 112B02 is formed on the outer periphery of the back core 112B so as to correspond to the protrusion 150T.
  • the convex portion 150T and the concave portion 112B02 constitute an engaging portion IP having mutually different curvatures, and are formed continuously in the axial direction and provided at eight intervals in the circumferential direction. Being The engaging part also serves as a press-fitting part.
  • the concave portion 112B02 of the back core 112B is press-fitted into the convex portion 150T of the frame 150 so that the projecting end surface of the convex portion 150T of the engaging portion and the bottom surface of the concave portion 112B02 are pressed against each other.
  • the stator core 112 is fixed to the frame 150 by partial press-fitting. Due to the press-fitting, a fine gap is formed between the frame 150 and the stator core 112.
  • the gap formed between the frame 150 and the stator core 112 is filled with the molding material RM at the same time.
  • the engaging portion also serves as a detent portion for preventing the stator core 112 from rotating in the circumferential direction with respect to the frame 150.
  • the slip between the frame 150 and the stator core 112 can be increased and the rigidity of the frame 150 can be decreased.
  • the noise attenuation effect between the frame 150 and the stator core 112 can be improved.
  • the gap between the frame 150 and the stator core 112 is filled with the molding material, the noise attenuation effect can be further improved.
  • the convex portion 150T and the concave portion 112B02 are not in contact with each other, and both are used only as detents, and the back core 112B is not against the inner peripheral surface of the frame 150 other than the convex portion 150T and the concave portion 112B02. It may be configured to press fit the outer peripheral surface.
  • stator coils 114 (U1 +), 114 (U1—) and 114 (U2 +), 114 (U2—) are arranged at symmetrical positions with respect to the center of the stator 110. That is, the stator coils 114 (U1 +) and 114 (U1-) are arranged adjacent to each other, and the stator coil 114 (U2 + ) And 114 (U2—) are also arranged adjacent to each other. Further, the stator coils 114 (U1 +) and 114 (U1—) and the stator coils 114 (U2 +) and 114 (U2—) are arranged symmetrically with respect to the center of the stator 110.
  • stator coil 114 (U1 +) and the stator coil 114 (U2 +) are arranged in line symmetry, and the stator coil 114 (U1-) 114 (U2—) are arranged in line symmetry.
  • stator coils 114 (VI +) and 114 (V1—) and 114 (V2 +) and 114 (V2—) are similarly arranged in line symmetry, and the stator coils 114 (W1 +) and 114 (W1— ), 114 (W2 +), 11 4 (W2 ⁇ ) are arranged in line symmetry.
  • stator coils 114 having the same phase are wound continuously by a single wire.
  • stator coils 114 (U1 +) and 114 (U1—) consist of two wound coils that are wound around a tooth. Yes.
  • the stator coils 114 (U2 +) and 114 (U2—) are also wound continuously by a single wire.
  • Stator coils 114 (VI +) and 114 (VI—), stator coils 114 (V2 +) and 114 (V2—), stator coils 114 (W1 +) and 114 (W1—), stator coils 114 (W2 +) And 114 (W2—) are also wound continuously on one line.
  • connection ring By arranging such a line-symmetric arrangement and winding two adjacent in-phase coils with a single wire, as described later with reference to FIG. When connecting with, the configuration of the connection ring can be simplified.
  • the rotor 130 includes a rotor core 132 having magnetic strength and ten magnets 1 34 (134A, 134B, 134C, 134D, 134E, 134F, 134G, 134H, 1341, 13 and 13 fixed to the surface of the rotor core 132 with an adhesive. J) and a magnet cover 136 provided on the outer periphery of the magnet 134.
  • the rotor core 1 32 is fixed to the shaft 138.
  • Magnet 134 has a radial direction so that its front side (side facing stator teeth 112T) is N-pole, and its back side (side bonded to rotor core 132) is S-pole. Is magnetized. Further, when the surface of the magnet 134 (the side facing the stator teeth 112T) is the S pole, the back side (the side bonded to the rotor core 132) is the N pole. Some are magnetized in the radial direction. Adjacent magnets 134 are magnetized so that the magnetized polarities alternate in the circumferential direction. For example, if the surface side of the magnet 134A is magnetized to the N pole, the S side poles of the adjacent magnets 134B and 13J are magnetized!
  • each of the magnets 134 has a cross-sectional shape such that the upper surface thereof, that is, the surface facing the inner peripheral side of the stator 110 is curved so that the central portion protrudes (kamaboko-shaped).
  • the force-bump shape is a structure that is thinner in the circumferential direction than the radial thickness in the radial direction on the left and right. By adopting such a force-bump shape, the magnetic flux distribution in the gap can be made sinusoidal, and the induced voltage waveform generated by rotating the EPS motor can be made sinusoidal. Pulsation and cogging torque can be reduced. By reducing torque pulsation and cogging torque, the steering feel can be improved. It should be noted that the same effect of reducing torque pulsation and cogging torque can be obtained by controlling the magnetic force that can be applied even if a ring-shaped (cylindrical) magnet is applied to the rotor 130.
  • the magnet 134 is divided into two in the axial direction of the motor 100.
  • the magnet 134 divided in two may be arranged in the circumferential direction of the rotor 130 with a mechanical angle shifted by 3 to 6 degrees as necessary.
  • the electromagnetic excitation force in a relatively low-order mode can be reduced by arranging the two-divided magnets with a mechanical angle shifted by 3 to 6 degrees.
  • the reduction of magnetic flux utilization due to the above skew is less than a few percent, and it is not a big problem.
  • the cogging torque can be reduced by shifting the magnet in two parts by 3 degrees with the mechanical angle to give a skew effect.
  • the magnetization direction when using a ring-shaped (cylindrical) magnet, the magnetization direction must be continuously skewed by a predetermined angle (6 degrees mechanical angle) as it advances in the axial direction. Similarly, the cogging torque can be reduced.
  • the rotor core 132 is formed with 10 through holes 132H having a large diameter on a concentric circle, and 5 recesses 132K having a small diameter on the inner periphery thereof.
  • Rotor core 132 is a magnetic steel sheet It has a structure in which thin sheets of magnetic material such as are punched out by press molding and laminated.
  • the recess 132K is formed by pressing a thin plate during press molding. When stacking a plurality of thin plates, the recess 132K is fitted to each other for positioning.
  • the through hole 132H is for reducing the inertia.
  • the outer periphery side of the magnet 134 is covered with a magnet cover 136 to prevent the magnet 134 from scattering.
  • the knock core 112B and the rotor core 132 are simultaneously formed by press punching from the same thin plate.
  • the rotor 130 of this embodiment includes ten magnets 134 and has ten poles.
  • the number of teeth 112T is twelve, and the number of slots formed between adjacent teeth is twelve. That is, the EPS motor of the present embodiment is a 10-pole 12-slot surface magnet type synchronous motor.
  • the stator core is composed of an annular back core and 12 teeth that are separated from the back core, and then mechanically a plurality of teeth on the knock core.
  • a fixed configuration was also studied. It has been found that such a split tooth with a split tooth is disadvantageous in terms of the roundness of the inner diameter compared with the split knock core system with integrated teeth shown in Figs. That is, in the split tooth type split core method, a gap is required in the portion where the end of the tooth is inserted into the groove of the back core. The gap is affected by the gap. In this divided tooth type split core system, the error in the inner diameter roundness is larger than that in the divided back core system with integrated teeth. Therefore, compared with the split tooth type split core method, the tooth integrated split back core method of this embodiment has a force that can reduce the cutting amount or the inner diameter even when the inner diameter cutting is performed on the stator core. It is also possible to use no cutting.
  • the backlash is large! /, And vibration is generated in submicron units due to the electromagnetic excitation force at the time of torque generation, which is likely to cause noise.
  • the back core itself is divided!
  • the combined back core has high rigidity and is stored and held in the frame, so that the stator core as a whole can be obtained. Stiffness can be increased. Therefore, since the amplitude of vibration can be reduced, the viewpoint of noise reduction is also advantageous.
  • the teeth integrated split back core method of this example was able to reduce vibration. As a result, noise can also be reduced. In other words, it is represented by the above-mentioned woo or thunder sound.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram regarding the number of poles P and the number of slots S of the synchronous motor.
  • the combination of pole 12 slots and 10 poles 15 slots is established.
  • the 10 poles and 12 slots of the combination with left and right oblique lines are the number of poles and the number of slots of the motor according to this embodiment.
  • the 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot with diagonal lines on the left will be described later.
  • the EPS motor shown in Fig. 1 is a small motor with an outer diameter of 85 ⁇ . In such a small motor, when the number of poles N is 12 or more, the increase in the number of poles causes a manufacturing problem. Since the disadvantages are large, the illustration is omitted!
  • 2-pole 3-slot 4-pole 3-slot, 4-pole 6-slot, 6-pole 9-slot, 8-pole 6-slot, 8-pole 12-slot, 10-pole 15-slot motors with similar characteristics
  • a 6 pole 9 slot slot is described as a representative example.
  • the 10-pole 12-slot motor of this embodiment can increase the utilization rate of the magnetic flux. That is, in the 6-pole 9-slot synchronous motor, the winding coefficient (coil utilization factor) kw is 0.87 and the skew coefficient ks is 0.96, so the magnet flux utilization factor (kw'ks) Becomes “0.83”.
  • the 10-pole 12-slot motor of this embodiment the winding coefficient kw is 0.93 and the skew coefficient ks is 0.99, so the utilization rate (kw'ks) of the magnetic flux is It becomes “0.92.” Therefore, the 10-pole 12-slot motor of this embodiment is preferable from the viewpoint of increasing torque because the utilization factor (kw'ks) of the magnetic flux can be increased.
  • the cogging torque cycle is the least common multiple of the number of poles P and the number of slots S.
  • the period of the cogging torque in the synchronous motor in the slot is “18”.
  • it can be set to “60”, so the viewpoint power for reducing the cogging torque is also very significant lj.
  • the cogging torque due to the error of the inner diameter roundness can be reduced. That is, if the cogging torque (relative value) due to the error in the roundness of the inner diameter of the 6-pole 9-slot synchronous motor is “3.7”, the 10-pole 12-slot motor of this embodiment has “2.4”. Therefore, there is a feature that is robust with respect to the cogging torque due to the error of the inner diameter roundness.
  • the cogging torque due to the error in the roundness of the inner diameter is “3.0”.
  • the 10-pole 12-slot motor of this embodiment also has The viewpoint power of the cogging torque due to the error in the roundness of the inner diameter is also advantageous.
  • the combination of 10 poles and 12 slots tends to cause errors in the roundness of the inner diameter that causes cogging torque, can improve the defects of the stator core due to the split construction method, and can reduce the copper loss of the motor.
  • the advantages of the stator core due to the construction method can be utilized.
  • the inner diameter of the molded stator SubAssy is cut to improve the inner diameter roundness, and further, the cogging torque due to the inner diameter roundness error can be reduced.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of measured values of cogging torque in the electric power steering motor of the present embodiment.
  • Fig. 5 (A) shows the measured cogging torque (mNm) in the 360 ° range where the angle (mechanical angle) is 0 to 360 °.
  • Fig. 5 (B) shows the peak value (mNm) of the harmonic components of the cogging torque shown in Fig. 5 (A), separated for each time order.
  • the time order “60” is a period of cogging torque in a 10-pole 12-slot motor, and the generated cogging torque is almost zero.
  • the time order “12” is due to variations in the amount of magnetization (field magnetic force) of the 10-pole magnet and errors in the attachment position.
  • the time order “10” is due to variations in the teeth of the 12-slot stator (such as the roundness of the inner diameter and the fall of the teeth). As a result of improving the roundness of the inner diameter by cutting after molding, the cogging torque due to variation in teeth can be reduced to 2.6 mNm.
  • the time order “0” is a DC component and is a so-called loss torque (friction torque generated when the rotational speed is almost zero). Loss torque can be reduced to 26.3 mNm, so even if the steering force is released, the steering force is smaller than the restoring force of the steering to return to the straight direction. There is no.
  • the cogging torque can be reduced to about 9 mNm as shown in FIG. 5 (A).
  • the maximum torque of an EPS motor is 4.5 Nm
  • the EPS motor 100 of the present embodiment is a motor that uses a battery (for example, output voltage 12V) as a power source.
  • the EPS motor 100 is installed in the vicinity of the rack of the rack and pion gear that transmits the steering rotational force to the wheels in the vicinity of the steering. Therefore, it is necessary to reduce the mounting position limit force. On the other hand, a large torque is required to power assist the steering.
  • the motor current may be about 5A.
  • the diameter of the stator coil 114 needs to be large.
  • the number of turns of the stator coil 114 is 9 to 21 T depending on the wire diameter of the stator coil 114 and the coil connection method. For example, when the diameter of the stator coil 114 is 1.8 ⁇ , the number of turns is 9 mm. In recent vehicles, there is an electric vehicle equipped with a 42V battery, etc. In this case, the motor current can be reduced, so the number of turns of the stator coil 114 is 20 to 3 mm.
  • the opening interval W1 of the tip of the teeth 112T (the side facing the rotor 130) W1 (for example, the interval between the openings of the tips of the teeth 112 ⁇ (U1—) and the teeth 112 ⁇ (W1—)) W1 (circumferential interval between parts closest to the circumferential direction) is 1 mm.
  • W1 for example, the interval between the openings of the tips of the teeth 112 ⁇ (U1—) and the teeth 112 ⁇ (W1—)
  • W1 circumferential interval between parts closest to the circumferential direction
  • the stator coil 114 Even if vibration is applied to the stator coil 114, the stator coil 114 is more linear than the interval W1, so that it is possible to prevent the stator coil 114 from falling to the rotor side from between the teeth.
  • the interval W1 between adjacent teeth is preferably, for example, 0.5 mm to 1.5 mm which is equal to or smaller than the wire diameter of the stator coil 114.
  • the interval W1 between adjacent teeth is set to be equal to or smaller than the wire diameter of the stator coil 114.
  • FIG. 6 is a connection diagram of a stator coil in the electric power steering motor of the present embodiment.
  • FIG. 7 is a side view showing a connection state of the stator coil in the electric power steering motor of this embodiment.
  • FIG. 7 is a view taken along the line BB in FIG.
  • the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same parts.
  • a coil U1 + indicates the stator coil 112T (U1 +) shown in FIG.
  • Coils Ul—, U2 +, U2-, V1 +, VI ⁇ , V2 +, V2, W1 +, Wl—, W2 +, W2— are also the stator coils 112T (U1—), ..., 112T (W2-) is shown.
  • the U phase, the V phase, and the W phase are connected as delta ( ⁇ ) connections.
  • Each phase forms a parallel circuit.
  • the series circuit of coil U2 + and coil U2— is connected in parallel to the series circuit of coil U1 + and coil U1—.
  • the coil U1 + and the coil U1— constitute a coil by continuously winding one wire. The same applies to the V and W phases.
  • the connection method can be a star connection, but by using a delta connection, the terminal voltage can be lowered as compared with the star connection.
  • the terminal voltage is 3E for a force star connection with E as the terminal voltage. Since the terminal voltage can be lowered, the number of turns of the coil can be increased, and a thin wire can be used.
  • a parallel circuit it is possible to use a wire with a small wire diameter, which can reduce the current flowing through each coil compared to the case where four coils are connected in series. The property is also good. This is advantageous for increasing the space factor.
  • connection ring CR (UV).
  • Coils VI—, V2-, W1 +, W2 + are connected by connection ring CR (VW).
  • Coils U1 +, U2 +, W1- and W2— are connected by a connection ring CR (UW). If connected as described above, a three-phase delta connection can be achieved.
  • connection rings CR (UV), CR (VW), and CR (UW) are used.
  • the connection rings CR (UV), CR (VW), and CR (UW) are made by bending a bus bar type connection plate into an arc shape so that a large current can flow.
  • Each connection ring has the same shape.
  • the connection ring CR (UV) has a shape in which a small radius arc and a large radius arc are connected.
  • the other connection rings CR (VW) and CR (UW) have the same configuration.
  • These connection rings CR (UV), CR (VW), and CR (UW) are held by holders HI, H2, and H3 while being shifted by 120 degrees in the circumferential direction.
  • the connection ring CR and the holders HI, H2, H3 are molded together with the coil end portion by a molding material.
  • the stator coil end portion T (U1 +) is one end portion of the stator coil 114 (U 1 +) wound around the teeth 112 (111+).
  • the stator coil end portion T (U 1 ⁇ ) is one end portion of the stator coil 114 (U1 ⁇ ) wound around the teeth 112T (U1 ⁇ ).
  • the stator coil 114 (U1 +) and the stator coil 114 (U1—) form a continuous coil with a single wire, so two coils 114 (U1 +), 1 14 For (U1 ⁇ ), there are two ends T (U1 +) and T (U1 ⁇ ).
  • T (U2 +), T (U2 ⁇ ), T (V1 +), T (Vl ⁇ ), T (V2 +), T (V2 ⁇ ), T (W1 +), T (Wl ⁇ ), T (W2 +), and T (W2 ⁇ ) are one ends of the stator coils 114 (U2 +),..., (W2 +), respectively.
  • Stator coil ends T (U1—), T (U2—), T (V1 +), T (V2 +)
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing a configuration of a control device that controls the electric power steering motor of the present embodiment.
  • the control device 200 includes a power module 210 that functions as an inverter, and a control module 220 that controls the power module 210.
  • the DC voltage from the battery BA is converted into a three-phase AC voltage by the power module 210 functioning as an inverter, and supplied to the stator coil 114 of the EPS motor 100.
  • the torque control 221 in the control module 220 calculates the torque Te from the torque Tf of the steering ST detected by the torque sensor TS and the target torque Ts, and provides PI control (P
  • the phase shift circuit 222 shifts and outputs the norse from the encoder E, that is, the rotor position information ⁇ in accordance with the rotation angle ⁇ 1 command from the torque control circuit (ASR) 221.
  • the sine wave 'cosine wave generator 2223 includes a resolver 156 that detects the position of the permanent magnet magnetic pole of the rotor 130, and a stator coil based on the position information ⁇ of the phase-shifted rotor from the phase shift circuit 222.
  • a sine wave output is generated by shifting the induced voltage of each of the 114 windings (here, three phases). The phase shift amount may be zero.
  • the two-phase / three-phase conversion circuit 224 sends current commands Isa, Isb, Isc to each phase according to the current command Is from the torque control circuit (ASR) 221 and the output of the sine wave-cosine wave generator 223. Output.
  • Each phase has its own current control system (ACR) 225A, 225B, 225C, and the current commands Isa, Isb, Isc and the current detection signals from the current detector CT are signals corresponding to the current detection signals Ifa, Ifb, Ifc. Send to 210 to control each phase current. In this case, the current of each phase combination is always formed at a position perpendicular to the field flux or shifted in phase.
  • the 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot motors can use the magnetic flux more efficiently. That is, the utilization factor (kw'ks) of the magnetic flux in the 6-pole 9-slot synchronous motor is “0.83” as described above.
  • the winding coefficient kw is 0.95 and the skew coefficient ks is 1.00, so the magnetic flux utilization factor (kw'ks) is “0.94”. Therefore, the 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot motors of this embodiment can increase the magnetic flux utilization factor (kw'ks), which is preferable from the viewpoint of increasing torque.
  • the cycle of the cogging torque in a 6-pole 9-slot synchronous motor is "18", which is 8 poles 9 slots and 10
  • the motor with 9 poles can be set to “72”, so the viewpoint power to reduce the cogging torque is very significant.
  • the cogging torque due to the error of the inner diameter roundness can be reduced.
  • the cogging torque (relative value) due to the error in the roundness of the inner diameter of a 6-pole 9-slot synchronous motor is "3.7”
  • the 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot motors are "1.4. Therefore, there is a feature that is robust with respect to cogging torque due to an error in the roundness of the inner diameter.
  • the combination of 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot can improve the defects of the stator core due to the split construction method, which tends to cause errors in the roundness of the inner diameter, which causes cogging torque, and the copper of the motor
  • the advantage of the stator core by the split construction method that can reduce the loss can be utilized.
  • the inner diameter of the molded stator SubAssy is cut to improve the inner diameter roundness, and the cogging torque due to the inner diameter roundness error can be further reduced.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a control device that controls an electric power steering motor according to an embodiment of the present invention.
  • the motor control device 200 includes a power module 210, a control module 220, and a conductor module 230.
  • a bus bar 230B serving as a power line is integrally formed by molding.
  • a thick solid line portion indicates a bus bar.
  • common filter CF, normal filter NF, capacitor CC1, CC2, relay RY 1 power Bus bar that connects the power supply battery BA and the semiconductor switching element SSW collector terminal such as IGBT of power module 210 are connected as shown.
  • the portion indicated by a double circle indicates a welded connection!
  • the four terminals of the common filter CF are connected to the bus bar terminals by welding.
  • the two terminals of the normal filter NF, the two terminals of the ceramic capacitors CC1 and CC2, and the two terminals of the relay RY1 are also connected to the bus bar terminals by welding.
  • Common filter CF and normal filter NF are installed to prevent radio noise.
  • a bus bar is used for the wiring in which the motor current is supplied from the power module 210 to the motor 100.
  • Relays RY2 and RY3 are connected to the bus bar wiring from power module 210 to motor 100 by welding.
  • Relays RY1, RY2, and RY3 are used for fail-safe to cut off the power to the motor when the motor is abnormal or the control module is abnormal.
  • the control module 220 includes a CPU 222 and a driver circuit 224. Based on the torque detected by the torque sensor TS and the rotational position of the motor 100 detected by the resolver 156, the CPU 222 sends a control signal to the driver circuit 224 for on / off control of the semiconductor switching element SSW of the power module 210. Output.
  • the driver circuit 224 drives the semiconductor switching element SSW of the power module 210 on and off based on a control signal supplied from the CPU 222.
  • the supplied motor current is detected by motor current detection resistors (shunt resistors) DR1 and DR2, amplified by amplifiers API and AP2, and input to the CPU 222.
  • the CPU 222 performs feedback control so that the motor current becomes a target value.
  • the CPU 222 is connected to an external engine control unit ECU or the like by CAN or the like, and is configured to exchange information.
  • ⁇ marks indicate portions connected by soldering using a lead frame.
  • the structure uses a lead frame to relieve stress.
  • the shape of the lead frame will be described later with reference to FIG.
  • the electrical connection between the control module 220 and the power module 210 or the conductor module 230 is a solder connection using a lead frame.
  • the power module 210 includes six semiconductor switching elements SSW such as IGBTs.
  • the semiconductor switching element SSW is connected in series to the upper arm and the lower arm for each of the three phases (U phase, V phase, W phase).
  • X indicates an electrical connection portion connected by wire bonding. That is, the force by which the motor current is supplied from the power module 210 to the motor 100 via the bus bar of the conductor module 230.
  • This current is, for example, a large current of 100A. Therefore, a structure that can flow a large current and relieve stress is connected by wire bonding. Details of this will be described later with reference to FIG.
  • the power supply line and earth line for the semiconductor switching element SSW are also connected by wire bonding.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the structure of a control device that controls the electric power steering motor of this embodiment.
  • the same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same parts.
  • FIG. 10 shows a state in which the power module 210 and the conductor module 230 are attached in the case 240, and the control module 220 in FIG. 9 shows an unattached state.
  • a plurality of bus bars BB1, BB2, BB3, BB4, BB5, BB6, and BB7 are molded.
  • the terminals of the bus bar and the terminals of electrical components such as common filter CF, normal filter NF, capacitors CC1, CC2, relays RY1, RY2, RY3 are connected by TIG welding (arc welding).
  • a wiring pattern is formed on a metal substrate via an insulator, and a semiconductor switching element SSW such as a MOSFET (field effect transistor) is attached thereon.
  • the power module 210 and the conductor module 230 are electrically connected by wire bonding WB1, WB2, WB3, WB4, WB5 at five power points.
  • one wire bonding WB1 for example, five aluminum wires with a diameter of 500 ⁇ m are connected in parallel.
  • Case 240 is made of aluminum. At the time of assembly, the power module 210 and the conductor module 230 are respectively screwed into the case 240. Next, the control module 220 is also screwed in a position above the power module 210 and the conductor module 230. The multiple ends of the lead frame 210LF are soldered to the terminals of the control module 220. Finally, the motor control device 200 is manufactured by screwing the shield cover 250 with screws.
  • the power module 210 and the conductor module 230 are arranged to face each other on the same plane. That is, the power module 210 is disposed on one side of the case 240, and the conductor module 230 is disposed on the other side of the case 240. Therefore, the wire bonding operation can be easily performed.
  • a power steering motor capable of reducing torque pulsation and generating large torque, excellent both in reducing torque pulsation and generating large torque, and an electric power steering system using the same Can be obtained.

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Abstract

A motor for an electric power steering enabling a reduction in fluctuation of torque, capable of generating a large torque, and excellent in both a reduction in fluctuation of torque and generation of large torque and an electric power steering system using the motor for the electric power steering. A stator (110) comprises a stator core (112) and multi-phase stator coils (114) assembled in the stator core (112). The stator core (112) is formed by connecting a plurality of divided core pieces to each other. Each of the plurality of divided core pieces comprises a T-shaped core piece formed by integrating one of the core pieces provided by dividing a back core part into a plurality of parts in a circumferential direction with the core piece corresponding to the teeth part of the core piece. The stator core part (112) is formed by connecting the plurality of T-shaped core pieces to each other in the circumferential direction. The stator coils (114) are stored in slot parts, and wrapped around the teeth parts of the back core pieces with a concentrated winding.

Description

明 細 書  Specification
電動パワーステアリング用モータおよびそれを用いた電動パワーステアリ ングシステム  Electric power steering motor and electric power steering system using the same
技術分野  Technical field
[0001] 本発明は、電動パワーステアリング用モータおよびそれを用いた電動パワーステア リングシステムに関する。  The present invention relates to an electric power steering motor and an electric power steering system using the same.
背景技術  Background art
[0002] 従来の電動パワーステアリング用のモータにおいては、例えば、特開 2001— 275 325号公報ゃ特開 2003— 250254号公報に記載のように、トルク脈動の低減の必 要性にっ 、て知られて 、る。  In conventional electric power steering motors, for example, as described in JP-A-2001-275325 and JP-A-2003-250254, there is a need to reduce torque pulsation. Known.
[0003] 特許文献 1 :特開 2001— 275325号公報  [0003] Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-275325
特許文献 2:特開 2003— 250254号公報  Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2003-250254
発明の開示  Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題  Problems to be solved by the invention
[0004] トルク脈動の低減努力が為されているが、それでも十分な低減が為されていない。  [0004] Efforts have been made to reduce torque pulsation, but it has not been sufficiently reduced.
解決すべき課題の 1つは、パワーステアリング用モータにおいて、さらにトルク脈動の 低減を図り、し力も、大きなトルクを発生させることが必要である。例えば車両の停止 状態あるいは非常にゆっくりした走行状態でステアリングホイール(steering wheel)を 回転させる (所謂、「据え切り状態」)と、操舵車輪と地面との間の摩擦が大きいため、 パワーステアリング用モータは大トルクを発生しなければならない。しかも、排気量が 大きい車両ほど、車体重量も重くなるため、据え切り時に必要とされるパワーステアリ ング用モータの出力トルクは大きくなる。  One of the problems to be solved is that it is necessary to further reduce torque pulsation and generate large torque for the power steering motor. For example, if the steering wheel is rotated while the vehicle is stopped or running very slowly (the so-called “stationary state”), the friction between the steering wheel and the ground is large. Must generate a large torque. In addition, the larger the displacement, the heavier the vehicle body, and the greater the output torque of the power steering motor that is required at the time of stationary.
[0005] すなわち、本発明の目的は、トルク脈動の低減を図ると共に、大トルクを発生できる 、トルク脈動の低減と大トルク発生の両方に優れたパワーステアリング用モータおよ びそれを用 、た電動パワーステアリングシステムを提供することにある。  [0005] That is, an object of the present invention is to use a power steering motor capable of reducing torque pulsation and generating large torque and excellent in both reducing torque pulsation and generating large torque, and using the same. An object is to provide an electric power steering system.
課題を解決するための手段  Means for solving the problem
[0006] 以下に説明する実施の形態ではパワーステアリング用のモータに望まれるさらにい ろ 、ろな課題を解決して 、る。これらにっ ヽては以下の実施の形態の中で説明する [0006] In the embodiments described below, it is desirable to use a power steering motor. B. Solve various problems. These will be described in the following embodiments.
[0007] 本発明は、トルク脈動の低減と大トルク発生の両方に優れたパワーステアリング用 モータおよびそれを用いた電動パワーステアリングシステムを提供する。 [0007] The present invention provides a power steering motor excellent in both reduction of torque pulsation and generation of large torque, and an electric power steering system using the same.
[0008] 本発明の最も代表的な特徴は、ステータコアを、分割された複数のコア片を結合す ることにより形成されたものとし、分割された複数のコア片は、ノ ックコア部を周方向 に複数に分割して得られるコア片の 1片と、ティースコア部に対応するコア片とが一体 になった T字形のコア片であり、ステータコアは、前記 T字形のコア片を周方向に複 数結合することによって形成されており、ステータコイルは前記スロット部に収納され るとともに、ティースコア部に対して集中卷で卷回し、前記マグネットの個数 (極数)と 前記スロット部の個数との間には、 8極 9スロット或いは 10極 9スロット若しくは 10 極一 12スロットの関係があるものとしたことにある。  [0008] The most representative feature of the present invention is that the stator core is formed by joining a plurality of divided core pieces, and the divided core pieces have a knock core portion in the circumferential direction. A T-shaped core piece in which one piece of a core piece obtained by dividing the core piece into a plurality of pieces and a core piece corresponding to the tea score portion are integrated, and the stator core has the T-shaped core piece in the circumferential direction. The stator coil is housed in the slot portion and wound around the tea score portion with a concentrated rod, and the number of magnets (number of poles) and the number of slot portions are determined. There are 8 poles, 9 slots, 10 poles, 9 slots, or 10 poles, 12 slots.
発明の効果  The invention's effect
[0009] 本発明によれば、トルク脈動の低減と大トルク発生の両方に優れたものとなる。  [0009] According to the present invention, both the reduction of torque pulsation and the generation of large torque are excellent.
図面の簡単な説明  Brief Description of Drawings
[0010] [図 1]本実施例の電動パワーステアリング用モータを用いた電動パワーステアリング の構成を示すシステム構成図である。  FIG. 1 is a system configuration diagram showing a configuration of an electric power steering using an electric power steering motor of the present embodiment.
[図 2]本実施例の電動パワーステアリング用モータの構成を示す横断面図である。  FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an electric power steering motor according to the present embodiment.
[図 3]図 2の A— A断面図である。  FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
[図 4]同期モータの極数 Pとスロット数 Sの関係の説明図である。  FIG. 4 is an explanatory diagram of the relationship between the number of poles P and the number of slots S of a synchronous motor.
[図 5]本実施例の電動パワーステアリング用モータにおけるコギングトルクの実測値の 説明図である。  FIG. 5 is an explanatory diagram of measured values of cogging torque in the electric power steering motor of the present embodiment.
[図 6]本実施例の電動パワーステアリング用モータにおけるステータコイルの結線図 である。  FIG. 6 is a connection diagram of a stator coil in the electric power steering motor of the present embodiment.
[図 7]本実施例の電動パワーステアリング用モータにおけるステータコイルの結線状 態を示す側面図である。  FIG. 7 is a side view showing a connection state of a stator coil in the electric power steering motor of the present embodiment.
[図 8]本実施例の電動パワーステアリング用モータを制御する制御装置の構成を示 す機能ブロック図である。 [図 9]本発明の一実施例による電動パワーステアリング用モータを制御する制御装置 の回路構成を示す回路図である。 FIG. 8 is a functional block diagram showing a configuration of a control device for controlling the electric power steering motor of the present embodiment. FIG. 9 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a control device for controlling an electric power steering motor according to an embodiment of the present invention.
[図 10]本実施例の電動パワーステアリング用モータを制御する制御装置の構造を示 す斜視図である。  FIG. 10 is a perspective view showing the structure of a control device for controlling the electric power steering motor of the present embodiment.
符号の説明  Explanation of symbols
[0011] 110…ステータ [0011] 110 ... stator
112···ステータコア  112 ... Stator core
114···ステータコイル  114 ... Stator coil
112(U1 + ), 112(U1-), 112(U2 + ), 112(U2— ), 112(V1 + ), 112(V1 -), 112(V2 + ), 112(V2-), 112(W1 + ), 112(W1— ), 112(W2 + ), 112( W2—)… T字形のコア片  112 (U1 +), 112 (U1-), 112 (U2 +), 112 (U2—), 112 (V1 +), 112 (V1-), 112 (V2 +), 112 (V2-), 112 ( W1 +), 112 (W1—), 112 (W2 +), 112 (W2—)… T-shaped core piece
130···ロータ  130 Rotor
132···ロータコア  132 ··· Rotor core
134…マグネット  134… Magnet
150···フレーム  150 ... frame
発明を実施するための最良の形態  BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0012] 本発明に係る電動パワーステアリング用モータの最も代表的な最良の実施形態は 次の通りである。 The most representative and best embodiment of the electric power steering motor according to the present invention is as follows.
[0013] すなわち、多相の交流電力により駆動されて操舵用のトルクを出力する電動パワー ステアリング用モータであって、フレームと、該フレームに固定されたステータと、該ス テータに空隙を介して対向配置されたロータとを有し、前記ステータは、ステータコア と、該ステータコアに組み込まれた多相のステータコイルとを備えており、前記ステー タコアは、分割された複数のコア片を結合することにより形成されたものであって、前 記分割された複数のコア片は、前記バックコア部を周方向に複数に分割して得られ るコア片の 1片と、前記ティースコア部に対応するコア片とが一体になつた T字形のコ ァ片であり、前記ステータコアは、前記 T字形のコア片を周方向に複数結合すること によって形成されており、前記ステータコアの隣接する前記ティースコア部間にはスロ ット部が形成されており、前記ステータコイルは前記スロット部に収納されるとともに、 前記ティースコア部に対して集中卷で卷回されており、前記ロータは、ロータコアと、 該ロータコアの外周表面に固定された複数のマグネットとを備えている電動パワース テアリング用モータにある。 [0013] That is, an electric power steering motor that is driven by multi-phase AC power and outputs a steering torque, the frame, a stator fixed to the frame, and the stator via a gap. The stator includes a stator core and a multi-phase stator coil incorporated in the stator core, and the stator core is configured to couple a plurality of divided core pieces. The plurality of core pieces divided as described above correspond to one piece of core pieces obtained by dividing the back core portion into a plurality of pieces in the circumferential direction and the tea score portion. A T-shaped core piece integrally formed with the core piece, and the stator core is formed by connecting a plurality of the T-shaped core pieces in the circumferential direction; Between the teeth core portions which contact and slot portion is formed, together with the stator coil is accommodated in the slot unit, The rotor is wound around the tea score portion in a concentrated manner, and the rotor is an electric power steering motor including a rotor core and a plurality of magnets fixed to the outer peripheral surface of the rotor core.
[0014] また、本発明に係る電動パワーステアリングシステムの最も代表的な最良の実施形 態は次の通りである。  [0014] The most representative and best embodiment of the electric power steering system according to the present invention is as follows.
[0015] すなわち、車載電源と、この車載電源力もワイヤーハーネスを介して供給された直 流電力を多相の交流電力に変換するとともに、ステアリングに加えられたトルクに応じ て、その出力を制御する制御装置と、この制御装置力 供給される交流電力によって 駆動され、操舵用のトルクを出力する電動パワーステアリング用モータとを有する電 動パワーステアリングシステムであって、前記電動パワーステアリング用モータは、フ レームと、該フレームに固定されたステータと、該ステータに空隙を介して対向配置さ れたロータとを有し、前記ステータは、ステータコアと、該ステータコアに組み込まれ た多相のステータコイルとを備えており、前記ステータコアは、分割された複数のコア 片を結合することにより形成されたものであって、前記分割された複数のコア片は、 前記バックコア部を周方向に複数に分割して得られるコア片の 1片と、前記ティースコ ァ部に対応するコア片とが一体になつた T字形のコア片であり、前記ステータコアは、 前記 T字形のコア片を周方向に複数結合することによって形成されており、前記ステ ータコアの隣接する前記ティースコア部間にはスロット部が形成されており、前記ステ ータコイルは前記スロット部に収納されるとともに、前記ティースコア部に対して集中 卷で卷回されており、前記ロータは、ロータコアと、該ロータコアの外周表面に固定さ れた複数のマグネットとを備えており、前記マグネットの個数 (極数)と前記スロット部 の個数との間には、 8極— 9スロット或いは 10極— 9スロット若しくは 10極— 12スロット の関係がある電動パワーステアリングシステムにある。  [0015] That is, the in-vehicle power source and the in-vehicle power source power also convert DC power supplied via the wire harness into multi-phase AC power, and control its output in accordance with torque applied to the steering. An electric power steering system having a control device and an electric power steering motor that is driven by the AC power supplied from the control device power and outputs a steering torque. A stator, a stator fixed to the frame, and a rotor opposed to the stator via a gap. The stator includes a stator core and a multi-phase stator coil incorporated in the stator core. The stator core is formed by joining a plurality of divided core pieces. The plurality of divided core pieces are obtained by integrating one piece of a core piece obtained by dividing the back core portion into a plurality of pieces in the circumferential direction and a core piece corresponding to the tea score portion. The stator core is formed by connecting a plurality of the T-shaped core pieces in the circumferential direction, and a slot portion is formed between the tea core portions adjacent to the stator core. The stator coil is housed in the slot portion and wound around the tea score portion in a concentrated manner, and the rotor includes a rotor core and a plurality of stator cores fixed to the outer peripheral surface of the rotor core. There are 8 poles-9 slots or 10 poles-9 slots or 10 poles-12 slots between the number of magnets (number of poles) and the number of slots. In the electric power steering system that there is.
[0016] 以下、本発明の実施例である電動パワーステアリング用モータの構成及び動作を 図 1〜図 10に基づいて説明する。  Hereinafter, the configuration and operation of an electric power steering motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0017] 最初に、図 1を用いて、本実施例の電動パワーステアリング用モータを用いた電動 パワーステアリングのシステム構成について説明する。  First, the system configuration of an electric power steering using the electric power steering motor of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0018] 図 1は、本実施例の電動パワーステアリング用モータを用いた電動パワーステアリン グの構成を示すシステム構成図である。 FIG. 1 shows an electric power steer using the electric power steering motor of this embodiment. FIG.
[0019] ステアリング STを回転させると、その回転駆動力は、ロッド ROを介して、マニュアル ステアリングギア STGにより減速して、左右のタイロッド TR1, T2に伝達し、左右の車 輪 WH1, WH2に伝達され、左右の車輪 WH1, WH2を舵取りする。  [0019] When the steering ST is rotated, the rotational driving force is decelerated by the manual steering gear STG via the rod RO, transmitted to the left and right tie rods TR1, T2, and transmitted to the left and right wheels WH1, WH2. Steering the left and right wheels WH1, WH2.
[0020] 本実施例による EPSモータ 100は、ステアリング STのロッド ROの近傍に取り付けら れており、ギア GEを介して、その駆動力をロッド ROに伝達する。ロッド ROには、トル クセンサ TSが取り付けられており、ステアリング STに与えられた回転駆動力(トルク) を検出する。制御装置 200は、トルクセンサ TSの出力に基づいて、 EPSモータ 100 の出力トルクが目標トルクとなるようにモータ 100への通電電流を制御する。制御装 置 200及び EPSモータ 100の電源は、バッテリー BAから供給される。  [0020] The EPS motor 100 according to the present embodiment is attached in the vicinity of the rod RO of the steering ST, and transmits the driving force to the rod RO via the gear GE. A torque sensor TS is attached to the rod RO, and the rotational driving force (torque) applied to the steering ST is detected. Based on the output of the torque sensor TS, the control device 200 controls the energization current to the motor 100 so that the output torque of the EPS motor 100 becomes the target torque. The power for the control device 200 and the EPS motor 100 is supplied from the battery BA.
[0021] なお、以上の構成は、ステアリングの近傍に EPSモータを備えるコラム型のパワー ステアリングである力 EPSモータをラック &ピ-オンギアの近傍に備えるラック型の パワーステアリングに対しても、本実施例の EPSモータ 100は同様に適用できるもの である。  [0021] It should be noted that the above configuration is also applied to a rack-type power steering equipped with a force EPS motor near the rack and pion gear, which is a column-type power steering equipped with an EPS motor near the steering. The EPS motor 100 in the example can be applied similarly.
[0022] 先ず、 EPSモータ 100、制御装置 200、バッテリー BAのエネルギー収支につ!ヽて 説明する。 EPSモータ 100の動力源であるバッテリー BAとして、例えば、 12V, 80A のものを用いる場合、その出力は、約 lkW(960W)である。バッテリー BAと制御装 置 200とはワイヤーハーネスで接続されており、太いワイヤーハーネスを用いることで 低抵抗ィ匕しても (引きまわしの容易性を考慮すると、導体断面積 8平方 mm程度のワイ ヤーハーネスが限界)、上述のように大電流が流れる場合、ワイヤーハーネスの消費 電力は、 200W程度となる。また、制御装置 200自体の内部抵抗値を小さくしたとし ても、その消費電力は、約 200〜300Wとなる。したがって、バッテリー BAの出力可 能な電力(約 lkW)の内、約半分がワイヤーハーネスや制御装置 200で消費され、 E PSモータ 100で消費可能な電力は半減する。  [0022] First, the energy balance of the EPS motor 100, the control device 200, and the battery BA will be described. For example, when a battery BA that is a power source of the EPS motor 100 is 12V, 80A, the output is about 1 kW (960 W). Battery BA and control device 200 are connected by a wire harness, and even if the resistance is reduced by using a thick wire harness (in consideration of ease of towing, a wire with a conductor cross-sectional area of about 8 square mm is used. If a large current flows as described above, the power consumption of the wire harness is about 200W. Further, even if the internal resistance value of the control device 200 itself is reduced, the power consumption is about 200 to 300 W. Therefore, about half of the power (about lkW) that can be output from the battery BA is consumed by the wire harness and the control device 200, and the power that can be consumed by the EPS motor 100 is halved.
[0023] 従来用いられている EPSモータとしては、 4極 12スロットの永久磁石式分布巻きの ブラシレスモータが知られている。この EPSモータは、小排気量(小車両総重量)の 車両に用いられている。大排気量 (大車両総重量)の車両では、現状では、油圧式 のパワーステアリング装置が実用化されて 、る。このような大排気量 (大車両総重量) の車両 (例えば、排気量 1. 8L以上、車両総重量 1. 5t以上)に、従来から用いられ ている 4極 12スロットの永久磁石式ブラシレスモータを用いることは実用上不可能で あった。その理由は、大排気量 (大車両総重量)の車両においては、据え切り状態で は車両重量が大きすぎるため、ステアリングと地面の間の摩擦が大きすぎ、据え切り が不可能になる力もである。 [0023] As a conventionally used EPS motor, a 4-pole 12-slot permanent magnet type distributed winding brushless motor is known. This EPS motor is used in vehicles with small displacement (total weight of small vehicles). Currently, hydraulic power steering devices have been put to practical use in vehicles with large displacements (large vehicle gross weight). Such a large displacement (large vehicle gross weight) It was practically impossible to use a conventional 4-pole, 12-slot permanent magnet brushless motor for a vehicle with a displacement of 1.8 L or more (total displacement of 1.5 L or more, for example). The reason for this is that for a vehicle with a large displacement (large total vehicle weight), the vehicle weight is too large in the stationary state, so the friction between the steering and the ground is too great, and there is also a force that makes the stationary impossible. is there.
[0024] 従来の 4極 12スロットの永久磁石式分布巻きのブラシレスモータにおいて、低速時 のトルクを大きくできない理由は、モータの銅損が大きぐ前述のエネルギー収支の 関係から、十分なモータ電流が流れ込まないことによる。そこで、第 1に、本実施例で は、銅損の小さな EPSモータとする必要がある。  [0024] In the conventional 4-pole 12-slot permanent-magnet distributed winding brushless motor, the reason why the torque at low speed cannot be increased is that, due to the above-mentioned energy balance, the copper loss of the motor is large. By not flowing in. Therefore, first, in this embodiment, it is necessary to use an EPS motor with a small copper loss.
[0025] また、 EPSモータに必要な特性として、トルク脈動の低減が上げられる、両振幅値 で 100〜200mNmに押さえる必要がある。この点、 4極 12スロットのブラシレスモー タでは、トルク脈動が大きくなるという問題も生じ、回転子のスキューなどの手段により 、トルク脈動を打ち消すことが必須になる。一方、 4極 12スロットのブラシレスモータで は、固定子の内径真円度誤差によるコギングトルクが大きいため、内径真円度誤差 力 S小さくても、相対的にコギングトルクが大きくなつてしまう。そこで、第 2に、本実施例 では、固定子の内径真円度誤差によるコギングトルクが小さな EPSモータとする必要 がある。  [0025] Further, as a characteristic required for the EPS motor, it is necessary to suppress the torque pulsation to 100 to 200 mNm in both amplitude values. In this regard, a 4-pole 12-slot brushless motor also has a problem that torque pulsation increases, and it is essential to cancel the torque pulsation by means such as rotor skew. On the other hand, in a 4-pole 12-slot brushless motor, since the cogging torque due to the inner-diameter roundness error of the stator is large, even if the inner-diameter roundness error force S is small, the cogging torque becomes relatively large. Therefore, secondly, in the present embodiment, it is necessary to use an EPS motor having a small cogging torque due to an error in the inner circularity of the stator.
[0026] さらに、騒音の問題が上げられる。特に、コラム型のパワーステアリングでは、 EPS モータは車室内に配置されるため、騒音の問題が顕著となる。大排気量の車両では 、高級車の分類に入るため、車室内の静音が求められる。ここで EPSモータの騒音 は、一般的には、その音色で評価される。要するに、耳障りな音が発生しない,若しく は非常に小さいことが求められる。問題となる音色とは、具体的には、数 10〜数 100 Hz帯域の電磁音が関係する、ウー音ないしジリジリ音が聴感上問題となることがある 。従って、第 3には、これらのノイズを低減した低騒音の EPSモータとする必要がある  [0026] Further, the problem of noise is raised. In particular, in column-type power steering, the EPS motor is placed in the passenger compartment, so the problem of noise becomes significant. Vehicles with large displacements are classified as high-end vehicles, and therefore quiet interiors are required. Here, EPS motor noise is generally evaluated by its tone. In short, it is required that the sound is not harsh or very small. Specifically, the timbre in question may be an audible or squeezed sound that involves electromagnetic sounds in the tens to hundreds of Hz band. Therefore, thirdly, it is necessary to use a low-noise EPS motor that reduces these noises.
[0027] これらの課題を達成するのが、本実施例による EPSモータである。 [0027] The EPS motor according to this embodiment achieves these problems.
[0028] 次に、図 2及び図 3を用いて、本実施例の電動パワーステアリング用モータの構成 について説明する。 [0029] 図 2は、本実施例の電動パワーステアリング用モータの構成を示す横断面図である 。図 3は、図 2の A— A断面図である。図 3 (A)は全体の断面図を示し、図 3 (B)は要 部の断面図を示している。 Next, the configuration of the electric power steering motor of this embodiment will be described with reference to FIG. 2 and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the electric power steering motor of the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. Fig. 3 (A) shows an overall cross-sectional view, and Fig. 3 (B) shows a cross-sectional view of the main part.
[0030] 電動パワーステアリング用モータ(以下、 EPSモータと記す) 100は、ステータ 110と 、このステータ 110の内側に回転可能に支持されたロータ 130とを備えた、表面磁石 型の同期電動機である。 EPSモータ 100は、ノ ッテリ—を備えた車載電源、例えば 1 4ボルト系電源(バッテリーの出力電圧が 12ボルト)あるいは 24ボルト系電源若しくは 42ボルト系電源(バッテリーの出力電圧 36ボルト)又は 48ボルト系電源から供給され る電力で駆動される。  [0030] Electric power steering motor (hereinafter referred to as EPS motor) 100 is a surface magnet type synchronous motor including a stator 110 and a rotor 130 rotatably supported inside the stator 110. . The EPS motor 100 is equipped with a battery-powered battery, such as a 14-volt power supply (battery output voltage is 12 volts), a 24-volt power supply or a 42-volt power supply (battery output voltage 36 volts), or 48 volts. It is driven by the power supplied from the system power supply.
[0031] ステータ 110は、珪素鋼板を積層した磁性体で形成されたステータコア 112と、ステ ータコア 112のスロット内に保持されたステータコイル 114とを備えて!/、る。ステータコ ァ 112は、図 3を用いて後述するように、 12個の T字形状のティース一体型分割バッ クコアからなり、これらを一体化してステータコア 112としている。 T字形状のティース 一体型分割バックコアのティース部分には、それぞれ、ステータコイル 114が予め卷 回されている。ステータコイル 114は集中巻の方式で、しかも、整列巻の方式で、卷 かれている。  The stator 110 includes a stator core 112 made of a magnetic material in which silicon steel plates are laminated, and a stator coil 114 held in a slot of the stator core 112. As will be described later with reference to FIG. 3, the stator core 112 is composed of twelve T-shaped teeth-integrated divided back cores, which are integrated into a stator core 112. T-shaped teeth A stator coil 114 is wound in advance on each of the teeth portions of the integral split back core. The stator coil 114 is wound in a concentrated winding system and in an aligned winding system.
[0032] ステータコイル 114を集中卷とすることにより、ステータコイル 114のコイルエンド長 を短くできる。これにより、 EPSモータ 100の回転軸方向の長さを短くすることができ る。また、ステータコイル 114のコイルエンドの長さを短くできるので、ステータコイル 1 14の抵抗を小さくでき、モータの温度上昇を抑えることができる。また、集中巻にする ことで、予めティース部分にステータコイルを整列卷で卷回することができるため、隣 接するティース間に形成されるステータスロットに対するステータコイルの占積率を向 上できる。また、分布卷とした場合に比べてコイルエンド長を短くできるため、コイルの 全長を短くできる。したがって、コイル抵抗を小さくできることから、モータの銅損を小 さくできる。以上の理由から、モータへの入力エネルギーの内、銅損によって消費さ れる割合を小さくでき、入力エネルギーに対する出力トルクの効率を向上することが できるので、従来の 4極 12スロットのモータと同一体格とした時、低速時 (低回転時) の最大出力トルクを 30〜40%程度向上することができる。その結果、大排気量の車 両 (大車両重量の車両)に対する EPSモータとして実用に供することができる。 [0032] By making the stator coil 114 a concentrated rod, the coil end length of the stator coil 114 can be shortened. Thereby, the length of the EPS motor 100 in the rotation axis direction can be shortened. Further, since the length of the coil end of the stator coil 114 can be shortened, the resistance of the stator coil 114 can be reduced, and the temperature rise of the motor can be suppressed. In addition, by using concentrated winding, the stator coil can be wound in advance on the teeth portion with an alignment rod, so that the space factor of the stator coil with respect to the status lot formed between adjacent teeth can be improved. In addition, since the coil end length can be shortened compared to the case of the distribution wrinkle, the overall length of the coil can be shortened. Accordingly, since the coil resistance can be reduced, the copper loss of the motor can be reduced. For the above reasons, the proportion of energy consumed by copper loss in the input energy to the motor can be reduced, and the efficiency of output torque with respect to the input energy can be improved. The maximum output torque at low speed (low rotation) can be improved by 30 to 40%. The result is a large displacement car It can be put to practical use as an EPS motor for both (large vehicle weight vehicles).
[0033] EPSモータは上述のごとく車両に搭載された電源により駆動される。上記電源は出 力電圧が低 、場合が多 ヽ。電源端子間にインバータを構成するスイッチング素子や 上記モータ、その他電流供給回路の接続手段が等価的に直列回路を構成し、上記 回路においてそれぞれの回路構成素子の端子電圧の合計が上記電源の端子間電 圧になるので、モータに電流を供給するためのモータの端子電圧は低くなる。このよ うな状況でモータに流れ込む電流を確保するにはモータの銅損を低く押えることが極 めて重要である。この点から車両に搭載される電源は 50ボルト以下の低電圧系が多 ぐステータコイル 114を集中卷とすることが望ましい。特に 12ボルト系電源を使用す る場合は極めて重要である。 [0033] The EPS motor is driven by the power source mounted on the vehicle as described above. The above power supplies often have low output voltage. The switching elements constituting the inverter between the power supply terminals, the motor, and other means for connecting the current supply circuit constitute an equivalent series circuit. In the circuit, the sum of the terminal voltages of the respective circuit components is between the power supply terminals. Since it becomes a voltage, the terminal voltage of the motor for supplying current to the motor is lowered. In order to secure the current flowing into the motor in such a situation, it is extremely important to keep the copper loss of the motor low. From this point of view, it is desirable that the power source mounted on the vehicle should be concentrated on the stator coil 114 with many low voltage systems of 50 volts or less. This is especially important when using a 12-volt power supply.
[0034] また、 EPSモータはステアリングコラムの近傍に置かれる場合、ラックアンドピ-オン の近傍に置かれる場合などがある力 何れも小型化が要求される。また、小型化され た構造でステータ卷線を固定することが必要であり、卷線作業が容易なことも重要で ある。分布卷に比べ集中卷は卷線作業、卷線の固定作業が容易である。 [0034] Further, the EPS motor is required to be miniaturized for any force that may be placed near the steering column or near the rack and pion. In addition, it is necessary to fix the stator winding with a miniaturized structure, and it is also important that the winding operation is easy. Compared with the distribution rod, the concentrated rod is easier to perform the winding operation and the fixing operation.
[0035] ステータコイル 114のコイルエンドはモールドされている。 EPSモータはコギングト ルクなどのトルク変動をたいへん小さく押えることが望ましぐステータ部を組み上げ てからステータ内部を再度切削加工することがある。このような機械加工により、切削 紛が発生する。この切削紛がステータコイルのコイルエンドへの入り込みを防止する ことが必要であり、コイルエンドのモールドが望ましい。コイルエンドは、ステータコィ ル 114が、ステータコア 112の軸方向両端部から軸方向に突出した部位を指す。尚 、本実施例では、ステータコイル 114のコイルエンドを覆ったモールド榭脂と、フレー ム 150との間に空隙がられている力 フレーム 150,フロントフランジ 152F及びリアフ ランジ 152Rと接触する位置までモールド榭脂を充填してもよい。こうすることにより、 ステータコイル 114からの発熱を、コイルエンドからモールド榭脂を介して直接、フレ ーム 150,フロントフランジ 152F及びリアフランジ 152Rに伝達して外部に放熱できる ので、空気を介して熱伝達する場合に比べてステータコイル 114の温度上昇を低減 することができる。 [0035] The coil end of the stator coil 114 is molded. EPS motors sometimes cut the inside of the stator again after assembling the stator part where it is desirable to suppress torque fluctuations such as cogging torque. Such machining generates cutting dust. It is necessary to prevent this cutting powder from entering the coil end of the stator coil, and a coil end mold is desirable. The coil end refers to a portion where the stator coil 114 protrudes in the axial direction from both axial ends of the stator core 112. In this embodiment, the mold resin covering the coil end of the stator coil 114 and the force frame with a space between the frame 150, the front flange 152F and the rear flange 152R are in contact with the mold. You may fill with rosin. By doing so, heat generated from the stator coil 114 can be directly transmitted from the coil end to the frame 150, the front flange 152F and the rear flange 152R via the mold grease, and can be radiated to the outside. The temperature rise of the stator coil 114 can be reduced compared to the case where heat is transferred.
[0036] ステータコイル 114は、 U相, V相, W相の 3相力 構成され、それぞれ複数の単位 コイル力 構成される。複数の単位コイルは、図 4を用いて後述するように、 3相の各 相毎に、図示の左側に設けられた結線リング 116によって結線されている。 [0036] The stator coil 114 is composed of a U-phase, a V-phase, and a W-phase three-phase force, each having a plurality of units. Coil force composed. As will be described later with reference to FIG. 4, the plurality of unit coils are connected for each of the three phases by a connection ring 116 provided on the left side of the drawing.
[0037] EPSモータは大きなトルクが要求される。例えば車の走行停止状態、あるいは走行 停止に近い運転状態でステアリングホイール (ノヽンドル)が早く回転されると操舵車輪 と地面との間の摩擦抵抗のため、上記モータには大きなトルクが要求される。このとき には大電流がステータコイルに供給される。このような大電流を安全に供給でき、ま た上記電流による発熱を低減するために結線リング 116を用いることはた 、へん重要 である。上記結線リング 116を介してステータコイルに電流を供給することにより接続 抵抗を小さくでき、銅損による電圧降下を押えることができる。このことにより、大電流 の供給が容易になる。またインバータの素子の動作に伴う電流の立ち上がり時定数 力 、さくなる効果がある。  [0037] A large torque is required for the EPS motor. For example, if the steering wheel (NANDLE) is rotated quickly when the car is in a driving stop condition or a driving condition that is close to stopping, the motor requires a large torque due to the frictional resistance between the steering wheel and the ground. . At this time, a large current is supplied to the stator coil. It is very important to use the connection ring 116 in order to safely supply such a large current and to reduce the heat generated by the current. By supplying current to the stator coil through the connection ring 116, the connection resistance can be reduced, and the voltage drop due to copper loss can be suppressed. This makes it easy to supply a large current. In addition, the current rise time constant force accompanying the operation of the inverter element is effective.
[0038] ステータコア 112とステータコイル 114は、榭脂(電気的な絶縁性を有するもの)によ り一体にモールドされ、一体に形成されてステータ SubAssyを構成している。この一 体成形されたステータ SubAssyは、アルミなど金属で形成された円筒状のフレーム 1 50の内側に圧入されて固定された状態でモールド成形される。尚、一体成形された ステータ SubAssyは、ステータコイル 114がステータコア 112に組み込まれた状態で モールド成形され、この後、フレーム 1に圧入されてもよい。  [0038] Stator core 112 and stator coil 114 are integrally molded by a resin (having electrical insulation), and are integrally formed to constitute a stator SubAssy. The integrally formed stator SubAssy is molded while being press-fitted and fixed inside a cylindrical frame 150 made of metal such as aluminum. The integrally formed stator SubAssy may be molded with the stator coil 114 incorporated in the stator core 112 and then press-fitted into the frame 1.
[0039] 自動車に搭載される EPSには色々な振動が加わる。また、車輪からの衝撃が加わ る。また、気温変化の大きい状態で利用される。摂氏マイナス 40度の環境温度も考 えられ、また、温度上昇によりモータ本体の温度が摂氏 100度以上も考えられる。さら に、モータ内に水が入らないようにしなければならない。このような条件で固定子がョ ーク 150に固定されるためには、筒状フレームの少なくともステータ鉄心の外周部に は螺子穴以外の穴が設けられていない、円筒金属にステータ部(SubAssy )を圧入 することが望ましい。また、圧入後さらにフレームの外周から螺子止めしてもよい。圧 入に加え回止を施すことが望ま 、。  [0039] Various vibrations are applied to EPS mounted on automobiles. In addition, an impact from the wheel is applied. Moreover, it is used in a state where the temperature change is large. An ambient temperature of minus 40 degrees Celsius is also conceivable, and the temperature of the motor body may be more than 100 degrees Celsius due to temperature rise. In addition, water must be prevented from entering the motor. In order to fix the stator to the yoke 150 under such conditions, at least the outer periphery of the stator core of the cylindrical frame is not provided with holes other than screw holes, and the stator portion (SubAssy ) Is desirable. Further, after press-fitting, it may be screwed from the outer periphery of the frame. In addition to press-fitting, it is desirable to make a stop.
[0040] ロータ 130は、珪素鋼板を積層した磁性体力 なるロータコア 132と、このロータコ ァ 132の表面に接着剤によって固定された複数の永久磁石であるマグネット 134と、 マグネット 134の外周に設けられた非磁性体力もなるマグネットカバー 136を備えて いる。マグネット 134は、 Nd— Fe— Bなどの希土類磁石である。ロータコア 132は、シ ャフト 138に固定されている。ロータコア 132の表面に接着剤により複数のマグネット 134が固定されるとともに、その外周側をマグネットカバー 136で覆うことにより、マグ ネット 134の飛散を防止して!/、る。上記マグネットカバー 136はステンレス鋼(俗称 S US)で構成されて 、るが、テープを卷きつけても良!、。 [0040] The rotor 130 is provided on a rotor core 132 having a magnetic strength obtained by laminating silicon steel plates, a magnet 134 that is a plurality of permanent magnets fixed to the surface of the rotor core 132 by an adhesive, and an outer periphery of the magnet 134. With magnet cover 136 that also has non-magnetic physical strength Yes. The magnet 134 is a rare earth magnet such as Nd—Fe—B. The rotor core 132 is fixed to the shaft 138. A plurality of magnets 134 are fixed to the surface of the rotor core 132 by an adhesive, and the outer periphery of the magnet 134 is covered with a magnet cover 136 to prevent the magnet 134 from scattering! The magnet cover 136 is made of stainless steel (commonly known as S US). ,.
[0041] 円筒形状のフレーム 150の一方の端部には、フロントフランジ 152Fが設けられて いる。フレーム 150とフロントフランジ 152Fとはボルト B1により固定されている。また、 フレーム 150の他方の端部には、リアフランジ 152Rが圧入されている。フロントフラン ジ 152F及びリアフランジ 152Rには、それぞれ、軸受 154F, 154Rが取り付けられ て!ヽる。これらの軸受 154F, 154R【こより、シャフト 138及び、このシャフト 138【こ固定 されたステータ 110が回転自在に支承されて 、る。  [0041] At one end of the cylindrical frame 150, a front flange 152F is provided. Frame 150 and front flange 152F are fixed by bolt B1. A rear flange 152R is press-fitted into the other end of the frame 150. Bearings 154F and 154R are attached to the front flange 152F and rear flange 152R, respectively. These bearings 154F, 154R [from here, the shaft 138 and this shaft 138] is fixedly supported by the stator 110.
[0042] フロントフランジ 152Fには円環状の突出部(或いは延出部)が設けられている。フ ロントフランジ 152Fの突出部は軸方向に突出したものであり、フロントフランジ 152F のコイルエンド側の側面からコイルエンド側に延出している。フロントフランジ 152Fの 突出部の先端部は、フレーム 150にフロントフランジ 152Fを固定した際、フロントフラ ンジ 152F側のコイルエンドのモールド材とフレーム 150との間に形成された空隙内 に挿入されるようになっている。また、コイルエンドからの放熱を向上させるために、フ ロントフランジ 152Fの突出部は、フロントフランジ 152F側のコイルエンドのモールド 材と密に接触して 、ることが好ま 、。  [0042] The front flange 152F is provided with an annular protrusion (or extension). The projecting portion of the front flange 152F projects in the axial direction, and extends from the side surface of the front flange 152F on the coil end side to the coil end side. When the front flange 152F is fixed to the frame 150, the front end of the protruding portion of the front flange 152F is inserted into the gap formed between the mold material at the coil end on the front flange 152F side and the frame 150. It has become. In order to improve heat dissipation from the coil end, it is preferable that the protrusion of the front flange 152F is in close contact with the mold material of the coil end on the front flange 152F side.
[0043] リアフランジ 152Rには円筒状の窪みが設けられている。リアフランジ 152Rの窪み はシャフト 138の中心軸と同心のものであり、フレーム 150の軸方向端部よりも軸方向 内側 (ステータコア 112側)に入り込んでいる。リアフランジ 152Rの窪みの先端部は、 リアフランジ 152R側のコイルエンドの内径側まで延びて、リアフランジ 152R側のコィ ルエンドと径方向に対向している。リアフランジ 152Rの窪みの先端部には軸受 154 Rが保持されている。シャフト 138のリアフランジ 152R側の軸方向端部は軸受 154R よりもさらに軸方向外方(ロータコア 132側とは反対側)に延びて、リアフランジ 152R の窪みの開口部近傍或いは開口部よりも若干軸方向外方に突出する位置まで至つ ている。 [0044] リアフランジ 152Rの窪みの内周面とシャフト 138の外周面との間に形成された空間 にはレゾルバ 156が配置されている。レゾルバ 156はレゾルバステータ 156Sとレゾ ルバロータ 156Rを備えており、軸受 154Rよりも軸方向外側(ロータコア 132側とは 反対側)に位置している。レゾルバロータ 156Rはシャフト 138の一方の端部(図示左 側の端部)にナット N1によって固定されている。レゾルバステータ 156Sは、レゾルバ 押さえ板 156Bがネジ SC1によってリアフランジ 152Rに固定されることにより、リアフ ランジ 152Rの窪みの内周側に固定され、レゾルバロータ 156Rと空隙を介して対向 している。レゾルバステータ 156Sとレゾルバロータ 156Rによりレゾルバ 156を構成し 、レゾルバロータ 156Rの回転をレゾルバステータ 156Sによって検出することにより、 複数のマグネット 134の位置を検出できる。さらに具体的に説明すると、レゾルバは、 外周表面が凹凸状 (例えば楕円形状或いは花びら形状)であるレゾルバロータ 156R と、 2つの出力用コイル (電気的に 90° ずれている)及び励磁用コイルがコアに巻か れたレゾルバステータ 156Sとを有する。励磁用コイルに交流電圧を印加すると、 2つ の出力用コィノレには、レゾルバロータ 156Rとレゾルバステータ 156Sとの間の空隙の 長さの変化に応じた交流電圧が、回転角度に比例する位相差をもって発生する。こ のように、レゾルバは、位相差をもった 2つの出力電圧を検知するためのものである。 ロータ 130の磁極位置は、検知された 2つの出力電圧の位相差から位相角を求める ことによって検出できる。リアフランジ 152Rの外周には、レゾルバ 156を覆うようにし て、リアホルダ 158が取り付けられている。 [0043] The rear flange 152R is provided with a cylindrical recess. The recess of the rear flange 152R is concentric with the central axis of the shaft 138 and enters the axially inner side (stator core 112 side) of the axial end of the frame 150. The tip of the recess of the rear flange 152R extends to the inner diameter side of the coil end on the rear flange 152R side, and faces the coil end on the rear flange 152R side in the radial direction. A bearing 154R is held at the tip of the recess of the rear flange 152R. The axial end of the shaft 138 on the rear flange 152R side extends further axially outward (opposite to the rotor core 132 side) than the bearing 154R, and is slightly closer to or near the opening of the recess in the rear flange 152R. It reaches the position protruding outward in the axial direction. A resolver 156 is disposed in a space formed between the inner peripheral surface of the recess of the rear flange 152R and the outer peripheral surface of the shaft 138. The resolver 156 includes a resolver stator 156S and a resolver rotor 156R, and is located on the axially outer side (opposite to the rotor core 132 side) than the bearing 154R. The resolver rotor 156R is fixed to one end portion (left end portion in the drawing) of the shaft 138 with a nut N1. The resolver stator 156S is fixed to the inner peripheral side of the recess of the rear flange 152R by fixing the resolver holding plate 156B to the rear flange 152R with a screw SC1, and is opposed to the resolver rotor 156R through a gap. The resolver stator 156S and the resolver rotor 156R constitute a resolver 156, and the rotation of the resolver rotor 156R is detected by the resolver stator 156S, whereby the positions of the plurality of magnets 134 can be detected. More specifically, the resolver includes a resolver rotor 156R whose outer peripheral surface is uneven (for example, an elliptical shape or a petal shape), two output coils (electrically shifted by 90 °), and an excitation coil. And a resolver stator 156S wound around a core. When an AC voltage is applied to the excitation coil, the AC voltage corresponding to the change in the length of the gap between the resolver rotor 156R and the resolver stator 156S has a phase difference proportional to the rotation angle. It occurs with. In this way, the resolver is for detecting two output voltages with a phase difference. The magnetic pole position of the rotor 130 can be detected by obtaining the phase angle from the phase difference between the two detected output voltages. A rear holder 158 is attached to the outer periphery of the rear flange 152R so as to cover the resolver 156.
[0045] 結線リング 116によって接続された U相, V相, W相の各相には、パワーケーブル 1 62を介して、外部のバッテリー力も電力が供給される。パワーケーブル 162は、グロメ ット 164によりフレーム 150に取り付けられている。レゾルバステータ 156Sから検出さ れた磁極位置信号は、信号ケーブル 166により外部に取り出される。信号ケーブル 1 66は、グロメット 168により、リアホノレダ 158に取り付けられている。結線リング 116と パワーケーブル 1の一部分はコイルエンドと共にモールド材によってモールドされて いる。  [0045] Electric power is supplied to the U-phase, V-phase, and W-phase connected by the connection ring 116 via the power cable 162. The power cable 162 is attached to the frame 150 by a grommet 164. The magnetic pole position signal detected from the resolver stator 156S is taken out by the signal cable 166. The signal cable 1 66 is attached to the rear Honoreda 158 by a grommet 168. A part of the connection ring 116 and the power cable 1 is molded with a coil end by a molding material.
[0046] 次に、ステータ 110及びロータ 130の構成を図 3に基づいてさらに具体的に説明す る。図 3は、図 2の A— A矢視図である。図 3 (B)は、図 3 (A)の要部の拡大断面図で ある。なお、図 2と同一符号は、同一部分を示している。 Next, the configuration of the stator 110 and the rotor 130 will be described more specifically based on FIG. FIG. 3 is a view taken along arrows A—A in FIG. Fig. 3 (B) is an enlarged cross-sectional view of the main part of Fig. 3 (A). is there. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same parts.
[0047] 本例では、 12個の T字形状のティース一体型分割バックコア 112 (U1 + ), 112(U 1-), 112(U2 + ), 112(U2-), 112(V1 + ), 112(V1— ), 112(V2 + ), 112( V2-), 112(W1 + ), 112(W1-), 112(W2 + ), 112 (W2— )力ら構成されてい る。ティース一体型分割バックコア 112 (U1 + ), ···, 112(W2— )は、それぞれ、珪 素鋼板などの磁性体の薄板をプレス成形により打ち抜き、それを積層した構成となつ ている。 [0047] In this example, 12 T-shaped teeth integrated split back cores 112 (U1 +), 112 (U 1-), 112 (U2 +), 112 (U2-), 112 (V1 +) , 112 (V1−), 112 (V2 +), 112 (V2−), 112 (W1 +), 112 (W1−), 112 (W2 +), 112 (W2−) force. Teeth integrated split back cores 112 (U1 +),..., 112 (W2—) each have a structure in which a thin magnetic plate such as a silicon steel plate is punched out by press forming and laminated.
[0048] ティース一体型分割バックコア 112 (U1 + ), ···, 112 (W2— )のティース部には、 それぞれ、ステータコイル 114 (U1 + ), 114(U1— ), 114(U2 + ), 114(U2— ), 114(V1 + ), 114(V1-), 114(V2 + ), 114(V2— ), 114(W1 + ), 114(W1— ), 114(W2 + ), 114 (W2—)が集中卷で卷回されている。  [0048] Teeth integrated split back core 112 (U1 +), ···, 112 (W2—) has teeth on the teeth, respectively, stator coils 114 (U1 +), 114 (U1—), 114 (U2 + ), 114 (U2—), 114 (V1 +), 114 (V1-), 114 (V2 +), 114 (V2—), 114 (W1 +), 114 (W1—), 114 (W2 +), 114 (W2—) has been wound in a concentrated manner.
[0049] ここで、ステータコイル 114 (U1 + )と、ステータコイル 114 (U1—)では、コイルを流 れる電流の向きが逆方向となるように卷回されている。同様に、ステータコイル 114( U2 + )と、ステータコイル 114(U2— )では、コイルを流れる電流の向きが逆方向とな るように卷回されて 、る。また、ステータコイル 114 (U1 + )と、ステータコイル 114 (U 2 + )では、コイルを流れる電流の向きが同一方向となるように卷回されている。同様 に、ステータコイル 114 (U1— )と、ステータコイル 114 (U2— )では、コイルを流れる 電流の向きが同一方向となるように卷回されて 、る。ステータコイル 114 (VI + ) , 11 4(V1-), 114(V2 + ), 114 (V2— )の電流の流れ方向の関係、及びステータコィ ル 114(W1+), 114(W1—), 114(W2 + ), 114(W2— )の電流の流れ方向の関 係も、 U相の場合と同様である。  Here, the stator coil 114 (U1 +) and the stator coil 114 (U1−) are wound so that the direction of the current flowing through the coils is opposite. Similarly, the stator coil 114 (U2 +) and the stator coil 114 (U2−) are wound so that the direction of the current flowing through the coils is opposite. Further, the stator coil 114 (U1 +) and the stator coil 114 (U 2 +) are wound so that the directions of currents flowing through the coils are the same direction. Similarly, the stator coil 114 (U1—) and the stator coil 114 (U2—) are wound so that the direction of the current flowing through the coils is the same direction. Stator coils 114 (VI +), 11 4 (V1-), 114 (V2 +), 114 (V2—) current flow direction, and stator coils 114 (W1 +), 114 (W1—), 114 ( The relationship between the current flow directions of W2 +) and 114 (W2−) is the same as in the U phase.
[0050] ティース一体型分割バックコア 112 (U1 + ), ···, 112 (W2—)に、それぞれ、ステ ータコイル 114(U1 + ), ···, 114 (W2— )を卷回した後、ティース一体型分割バック コア 112(U1 + ), ···, 112 (W2—)の周方向の端面に形成された凹部と嵌合形状の 凸部とを圧入して、ステータ 110の組立が完了する。次に、ノックコア 112Bの外周側 の複数箇所をフレーム 150の内周側に圧入した状態で、ステータコア 112とステータ コイル 114とを熱硬化性榭脂 MRにより一体モールド成形し、ステータ SubAssyを構 成する。尚、本実施例では、ステータコア 112にステータコイル 114を組み込んだも のを、フレーム 150に圧入した状態で、ステータコア 112とステータコイル 114とを一 体モールドする場合について説明した力 ステータコア 112にステータコイル 114を 組み込んだ状態で、ステータコア 112とステータコイル 114とを一体モールドし、その 後、ステータコア 112をフレーム 150に圧入してもよい。 [0050] After winding the stator coils 114 (U1 +),..., 114 (W2—) on the teeth integrated split back core 112 (U1 +),. , Teeth integrated split back core 112 (U1 +), ..., 112 (W2—), press-fitting the recesses formed on the circumferential end face and the mating projections to assemble the stator 110 Complete. Next, the stator core 112 and the stator coil 114 are integrally molded with a thermosetting resin MR in a state where a plurality of locations on the outer peripheral side of the knock core 112B are press-fitted into the inner peripheral side of the frame 150, thereby forming a stator SubAssy. . In this embodiment, the stator coil 114 is incorporated in the stator core 112. This is the force described in the case where the stator core 112 and the stator coil 114 are molded together with the stator core 112 and the stator coil 114 being integrally molded. Then, the stator core 112 may be press-fitted into the frame 150.
[0051] モールド材によるモールド成形にあたっては、ステータコア 112と、ステータコア 11 2の軸方向端部力も軸方向に突出するステータコイル 114のコイルエンド部を、図示 省略した治具とフレーム 150によって囲むように、図示省略した治具を、ステータコア 112とステータコア 112とフレーム 150からなる構造体に対して取り付け、図示省略し た治具とフレーム 150によって囲まれている中に流体状のモールド材を注入し、コィ ルエンド部,ステータコア 112の隙間,ステータコイル 114の隙間,ステータコア 112 とステータコイル 114との間の隙間及びステータコア 112とフレーム 150との間の隙 間にモールド材を充填し、モールド材を固化させ、モールド材が固化したら、図示省 略した治具を取り外す。 [0051] When molding with the molding material, the coil end portion of the stator core 114 and the stator coil 114 in which the axial end force of the stator core 112 protrudes in the axial direction is surrounded by a jig and a frame 150 (not shown). The jig (not shown) is attached to the structure composed of the stator core 112, the stator core 112, and the frame 150, and a fluid mold material is injected into the structure surrounded by the jig (not shown) and the frame 150, Fill the mold end with the mold material and solidify the mold material by filling the gap between the stator core 112, the stator coil 114, the stator coil 114, the gap between the stator core 112 and the stator coil 114, and the gap between the stator core 112 and the frame 150. When the mold material is solidified, the jig not shown is removed.
[0052] モールド成形したステータ SubAssyの内周面,すなわち、ティース一体型分割バック コア 112 (U1 + ) , · ··, 112 (W2— )のティース部の先端部であって、ロータ 130と径 方向に対向する面側には、必要に応じて切削加工が施される。これにより、ステータ 110とロータ 130とのギャップ長さのバラツキを低減して、ステータ 110の内径真円度 をさらに向上させることができる。また、モールド成形により一体ィ匕することにより、モ 一ルドしな 、場合に比べて、ステータコイル 114に通電することにより発生する熱の 放熱性をよくすることができる。また、モールド成形することにより、ステータコイルゃテ ィースの振動を防止することもできる。また、モールド成形した後、内径を切削加工す ることにより、内径真円度に基づくコギングトルクを低減することができる。コギングトル クを低減することにより、ステアリングの操舵感を向上することができる。  [0052] The inner peripheral surface of the molded stator SubAssy, that is, the tip of the teeth part of the teeth integrated split back core 112 (U1 +),..., 112 (W2—), and the diameter of the rotor 130 Cutting is performed on the surface side facing the direction as necessary. Thereby, variation in the gap length between the stator 110 and the rotor 130 can be reduced, and the inner diameter roundness of the stator 110 can be further improved. Further, by integrally molding by molding, heat dissipation of heat generated by energizing the stator coil 114 can be improved as compared with the case where the molding is not performed. Further, the stator coil can be prevented from vibrating by molding. In addition, the cogging torque based on the inner diameter roundness can be reduced by cutting the inner diameter after molding. By reducing the cogging torque, the steering feel of the steering can be improved.
[0053] 例えば、ロータ 130のロータコアの外周と、ステータ 110のティースの内周の間のギ ヤップ長さを、 3mm (3000 m)としたとき、バックコア 112Bの製作誤差,ティース 1 12Tの製作誤差や、ノ ックコア 112Bとティース 112Tと圧入組み立てた時の組み付 け誤差等により、内径真円度は、 ± 30 m程度生じる。この真円度は、ギャップの 1 % ( = 30 μ m/3000 μ m)に相当するため、この内径真円度によってコギングトルク が発生する。しかし、モールド成形した後、内径を切削加工することにより、内径真円 度に基づくコギングトルクを低減することができる。コギングトルクを低減することにより 、ステアリングの操舵感を向上することができる。 [0053] For example, when the gap length between the outer periphery of the rotor core of the rotor 130 and the inner periphery of the teeth of the stator 110 is 3 mm (3000 m), the manufacturing error of the back core 112B, the manufacturing of the teeth 1 12T The roundness of the inner diameter is about ± 30 m due to errors and assembly errors when press fitting the knock core 112B and teeth 112T. This roundness is equivalent to 1% of the gap (= 30 μm / 3000 μm), so the roundness of the inner diameter makes the cogging torque Occurs. However, the cogging torque based on the inner diameter roundness can be reduced by cutting the inner diameter after molding. By reducing the cogging torque, the steering feel of the steering can be improved.
[0054] フレーム 150の内側には凸部 150Tが形成されている。バックコア 112Bの外周に は、凸部 150Tと対応するように凹部 112B02が形成されている。凸部 150Tと凹部 112B02は、相互に異なる曲率を有して係合しあう係合部 IPを構成しており、軸方 向に連続して形成されかつ周方向に間隔をあけて 8個設けられて 、る。係合部は圧 入部を兼ねている。すなわちフレーム 150にステータコア 112を固定する場合、係合 部の凸部 150Tの突端面と凹部 112B02の底面とが圧接するように、フレーム 150 の凸部 150Tにバックコア 112Bの凹部 112B02を圧入する。このように、本実施例 は、部分圧入によってフレーム 150にステータコア 112を固定している。この圧入によ つて、フレーム 150とステータコア 112との間には微細な空隙が形成される。本実施 例では、ステータコア 112とステータコイル 114とをモールド材 MRによってモールド する際、フレーム 150とステータコア 112との間に形成された空隙にモールド材 RM を同時に充填している。また、係合部は、フレーム 150に対してステータコア 112が周 方向に回転することを防止するための回り止め部を兼ねて 、る。  [0054] A convex portion 150T is formed inside the frame 150. A recess 112B02 is formed on the outer periphery of the back core 112B so as to correspond to the protrusion 150T. The convex portion 150T and the concave portion 112B02 constitute an engaging portion IP having mutually different curvatures, and are formed continuously in the axial direction and provided at eight intervals in the circumferential direction. Being The engaging part also serves as a press-fitting part. That is, when fixing the stator core 112 to the frame 150, the concave portion 112B02 of the back core 112B is press-fitted into the convex portion 150T of the frame 150 so that the projecting end surface of the convex portion 150T of the engaging portion and the bottom surface of the concave portion 112B02 are pressed against each other. Thus, in this embodiment, the stator core 112 is fixed to the frame 150 by partial press-fitting. Due to the press-fitting, a fine gap is formed between the frame 150 and the stator core 112. In the present embodiment, when the stator core 112 and the stator coil 114 are molded with the molding material MR, the gap formed between the frame 150 and the stator core 112 is filled with the molding material RM at the same time. The engaging portion also serves as a detent portion for preventing the stator core 112 from rotating in the circumferential direction with respect to the frame 150.
[0055] このように、本実施例では、フレーム 150にステータコア 112を部分的に圧入してい るので、フレーム 150とステータコア 112との間のすべりを大きくしかつフレーム 150 の剛性を小さくできる。これにより、本実施例では、フレーム 150とステータコア 112と の間における騒音の減衰効果を向上させることができる。また、本実施例では、フレ ーム 150とステータコア 112との間の空隙にモールド材を充填しているので、騒音の 減衰効果をさらに向上させることができる。  As described above, in this embodiment, since the stator core 112 is partially press-fitted into the frame 150, the slip between the frame 150 and the stator core 112 can be increased and the rigidity of the frame 150 can be decreased. Thereby, in the present embodiment, the noise attenuation effect between the frame 150 and the stator core 112 can be improved. In the present embodiment, since the gap between the frame 150 and the stator core 112 is filled with the molding material, the noise attenuation effect can be further improved.
[0056] なお、凸部 150Tと凹部 112B02とは非接触として、両者は回り止めとしてのみ用 い、この凸部 150Tと凹部 112B02の部分以外のフレーム 150の内周面に対してバ ックコア 112Bの外周面を圧入するように構成してもよ 、ものである。  [0056] It should be noted that the convex portion 150T and the concave portion 112B02 are not in contact with each other, and both are used only as detents, and the back core 112B is not against the inner peripheral surface of the frame 150 other than the convex portion 150T and the concave portion 112B02. It may be configured to press fit the outer peripheral surface.
[0057] また、ステータコイル 114 (U1 + ) , 114 (U1—)と、 114 (U2 + ) , 114 (U2— )とは 、ステータ 110の中心に対して、対称位置に配置されている。すなわち、ステータコィ ル 114 (U1 + )と 114 (U1 -)は隣接して配置され、また、ステータコイル 114 (U2 + )と 114(U2— )も隣接して配置されている。さらに、ステータコイル 114(U1 + ), 11 4(U1—)と、ステータコイル 114 (U2 + ), 114(U2— )とは、ステータ 110の中心に 対して、線対称に配置されている。すなわち、シャフト 138の中心を通る破線 C— こ 対して、ステータコイル 114 (U1+)と、ステータコイル 114 (U2 + )とが線対称に配 置され、また、ステータコイル 114 (U1-)と、 114 (U2— )とが線対称に配置されて いる。 In addition, the stator coils 114 (U1 +), 114 (U1—) and 114 (U2 +), 114 (U2—) are arranged at symmetrical positions with respect to the center of the stator 110. That is, the stator coils 114 (U1 +) and 114 (U1-) are arranged adjacent to each other, and the stator coil 114 (U2 + ) And 114 (U2—) are also arranged adjacent to each other. Further, the stator coils 114 (U1 +) and 114 (U1—) and the stator coils 114 (U2 +) and 114 (U2—) are arranged symmetrically with respect to the center of the stator 110. That is, the broken line C passing through the center of the shaft 138—the stator coil 114 (U1 +) and the stator coil 114 (U2 +) are arranged in line symmetry, and the stator coil 114 (U1-) 114 (U2—) are arranged in line symmetry.
[0058] ステータコイル 114 (VI + ), 114(V1— )と、 114(V2 + ), 114(V2— )も同様に 線対称に配置され、ステータコイル 114 (W1 + ), 114(W1—)と、 114(W2 + ), 11 4 (W2—)とも線対称に配置されて 、る。  [0058] The stator coils 114 (VI +) and 114 (V1—) and 114 (V2 +) and 114 (V2—) are similarly arranged in line symmetry, and the stator coils 114 (W1 +) and 114 (W1— ), 114 (W2 +), 11 4 (W2−) are arranged in line symmetry.
[0059] また、同相の隣接するステータコイル 114は 1本の線で連続して卷回されている。す なわちステータコイル 114 (U1 + )と 114 (U1—)とは、 1本の線を連続して卷回し、 2 つの卷回コイルを構成し、それぞれ、ティースに卷回した構成となっている。ステータ コイル 114(U2 + )と 114(U2— )も、 1本の線で連続して卷回されている。ステータコ ィル 114 (VI + )と 114 (VI— ),ステータコイル 114(V2 + )と 114(V2— ),ステー タコイル 114(W1 + )と 114(W1—),ステータコイル 114(W2 + )と 114(W2—)も、 それぞれ、 1本の線で連続して卷回されている。  [0059] In addition, adjacent stator coils 114 having the same phase are wound continuously by a single wire. In other words, the stator coils 114 (U1 +) and 114 (U1—) consist of two wound coils that are wound around a tooth. Yes. The stator coils 114 (U2 +) and 114 (U2—) are also wound continuously by a single wire. Stator coils 114 (VI +) and 114 (VI—), stator coils 114 (V2 +) and 114 (V2—), stator coils 114 (W1 +) and 114 (W1—), stator coils 114 (W2 +) And 114 (W2—) are also wound continuously on one line.
[0060] このような線対称配置と、隣接する 2つの同相のコイルを 1本の線で卷回することに より、図 7を用いて後述するように、各相同士、また異相を結線リングで結線する際に 、結線リングの構成を簡単にすることができる。  [0060] By arranging such a line-symmetric arrangement and winding two adjacent in-phase coils with a single wire, as described later with reference to FIG. When connecting with, the configuration of the connection ring can be simplified.
[0061] 次に、ロータ 130の構成について説明する。ロータ 130は、磁性体力 なるロータコ ァ 132と、このロータコア 132の表面に接着剤によって固定された 10個のマグネット 1 34(134A, 134B, 134C, 134D, 134E, 134F, 134G, 134H, 1341, 13 J)と 、マグネット 134の外周に設けられたマグネットカバー 136を備えている。ロータコア 1 32は、シャフト 138に固定されている。  Next, the configuration of the rotor 130 will be described. The rotor 130 includes a rotor core 132 having magnetic strength and ten magnets 1 34 (134A, 134B, 134C, 134D, 134E, 134F, 134G, 134H, 1341, 13 and 13 fixed to the surface of the rotor core 132 with an adhesive. J) and a magnet cover 136 provided on the outer periphery of the magnet 134. The rotor core 1 32 is fixed to the shaft 138.
[0062] マグネット 134は、その表面側 (ステータのティース 112Tと対向する側)を N極とす ると、その裏面側(ロータコア 132に接着される側)が S極となるように、半径方向に着 磁されている。また、マグネット 134は、その表面側 (ステータのティース 112Tと対向 する側)を S極とすると、その裏面側(ロータコア 132に接着される側)が N極となるよう に、半径方向に着磁されているものもある。そして、隣接するマグネット 134は、着磁 された極性が周方向に交互になるように着磁されている。例えば、マグネット 134Aの 表面側が N極に着磁されているとすると、隣接するマグネット 134B, 13 Jの表面側 ίま S極【こ着磁されて!/ヽる。すなわち、マグネッ卜 134A, 134C, 134E, 134G, 1341 の表面側が Ν極に着磁されている場合、マグネット 134B, 134D, 134F, 134H, 1 3 Jの表面側は、 S極に着磁されている。 [0062] Magnet 134 has a radial direction so that its front side (side facing stator teeth 112T) is N-pole, and its back side (side bonded to rotor core 132) is S-pole. Is magnetized. Further, when the surface of the magnet 134 (the side facing the stator teeth 112T) is the S pole, the back side (the side bonded to the rotor core 132) is the N pole. Some are magnetized in the radial direction. Adjacent magnets 134 are magnetized so that the magnetized polarities alternate in the circumferential direction. For example, if the surface side of the magnet 134A is magnetized to the N pole, the S side poles of the adjacent magnets 134B and 13J are magnetized! That is, when the surface side of the magnets 134A, 134C, 134E, 134G, 1341 is magnetized to the negative pole, the surface side of the magnets 134B, 134D, 134F, 134H, 13 J is magnetized to the S pole Yes.
[0063] また、マグネット 134は、それぞれ、断面形状が、その上面,すなわち、ステータ 11 0の内周側と対向する面が、中央部が突出するように湾曲して 、る形状 (かまぼこ型 の形状)となっている。力まぼこ形状とは、周方向において、左右の半径方向の厚さ 力 中央の半径方向の厚さに比べて薄い構造のことである。このような力まぼこ型の 形状とすることにより、ギャップにおける磁束分布を正弦波状にでき、 EPSモータを回 転させることによって発生する誘起電圧波形を正弦波状とすることができるので、トル ク脈動とコギングトルクを低減することができる。トルク脈動とコギングトルクを小さくで きることにより、ステアリングの操舵感を向上できる。なお、ロータ 130にリング状(円筒 状)マグネットを適用してもよぐ着磁力を制御することにより、同様のトルク脈動とコギ ングトルクの低減効果が得られる。  [0063] In addition, each of the magnets 134 has a cross-sectional shape such that the upper surface thereof, that is, the surface facing the inner peripheral side of the stator 110 is curved so that the central portion protrudes (kamaboko-shaped). Shape). The force-bump shape is a structure that is thinner in the circumferential direction than the radial thickness in the radial direction on the left and right. By adopting such a force-bump shape, the magnetic flux distribution in the gap can be made sinusoidal, and the induced voltage waveform generated by rotating the EPS motor can be made sinusoidal. Pulsation and cogging torque can be reduced. By reducing torque pulsation and cogging torque, the steering feel can be improved. It should be noted that the same effect of reducing torque pulsation and cogging torque can be obtained by controlling the magnetic force that can be applied even if a ring-shaped (cylindrical) magnet is applied to the rotor 130.
[0064] また、マグネット 134は、モータ 100の軸方向に 2分割されている。 2分割されたマグ ネット 134は、ロータ 130の周方向に、必要に応じて、機械角で 3度ないし 6度ずらし て配置してもよい。このように、 2分割のマグネットを機械角で 3度ないし 6度ずらして 配置することにより、比較的低次のモードの電磁加振力を低減することができる。上 記のスキューによる磁束利用率の低減は数%以下であり、特に大きな問題にはなら ない。また、 2分割のマグネットを機械角で 3度ずらして、スキュー効果を持たせること で、コギングトルクを低減するようにすることもできる。さらに、前述のように、リング状( 円筒状)マグネットを使用する場合には、その着磁方向を、軸方向に進むに従って所 定の角度 (機械角で 6度)だけ連続的にスキューさせることで、同様に、コギングトルク を低減することができる。  Further, the magnet 134 is divided into two in the axial direction of the motor 100. The magnet 134 divided in two may be arranged in the circumferential direction of the rotor 130 with a mechanical angle shifted by 3 to 6 degrees as necessary. In this way, the electromagnetic excitation force in a relatively low-order mode can be reduced by arranging the two-divided magnets with a mechanical angle shifted by 3 to 6 degrees. The reduction of magnetic flux utilization due to the above skew is less than a few percent, and it is not a big problem. In addition, the cogging torque can be reduced by shifting the magnet in two parts by 3 degrees with the mechanical angle to give a skew effect. Furthermore, as described above, when using a ring-shaped (cylindrical) magnet, the magnetization direction must be continuously skewed by a predetermined angle (6 degrees mechanical angle) as it advances in the axial direction. Similarly, the cogging torque can be reduced.
[0065] ロータコア 132には、同心円上に大きな直径の 10個の貫通穴 132Hと、その内周 に小さな直径の 5個の窪み 132Kとが形成されている。ロータコア 132は、電磁鋼板 などの磁性体の薄板をプレス成形により打ち抜き、それを積層した構成となっている[0065] The rotor core 132 is formed with 10 through holes 132H having a large diameter on a concentric circle, and 5 recesses 132K having a small diameter on the inner periphery thereof. Rotor core 132 is a magnetic steel sheet It has a structure in which thin sheets of magnetic material such as are punched out by press molding and laminated.
。窪み 132Kは、プレス成形時に薄板を力しめることにより形成する。複数の薄板を積 層する際に、この窪み 132Kを互いに嵌合して位置決めを行っている。貫通穴 132H は、イナ一シャを低減するためである。マグネット 134の外周側は、マグネットカバー 1 36により覆われており、マグネット 134の飛散を防止している。なお、ノックコア 112B とロータコア 132は、同じ薄板から同時にプレス打ち抜きにより成形される。 . The recess 132K is formed by pressing a thin plate during press molding. When stacking a plurality of thin plates, the recess 132K is fitted to each other for positioning. The through hole 132H is for reducing the inertia. The outer periphery side of the magnet 134 is covered with a magnet cover 136 to prevent the magnet 134 from scattering. The knock core 112B and the rotor core 132 are simultaneously formed by press punching from the same thin plate.
[0066] 以上説明したように、本実施例のロータ 130は、 10個のマグネット 134を備えており 、 10極である。また、前述したように、ティース 112Tは 12個であり、隣接するティース の間に形成されるスロットの数は、 12個である。すなわち、本実施例の EPSモータは 、 10極 12スロットの表面磁石型の同期電動機となっている。  [0066] As described above, the rotor 130 of this embodiment includes ten magnets 134 and has ten poles. As described above, the number of teeth 112T is twelve, and the number of slots formed between adjacent teeth is twelve. That is, the EPS motor of the present embodiment is a 10-pole 12-slot surface magnet type synchronous motor.
[0067] なお、ステータコアの構成としては、円環状のバックコアと、このバックコアとは分離 して構成された 12個のティースとから構成し、その後、ノ ックコアに複数のティースを 機械的に固定した構成についても、検討を行った。このような分割ティースによる分 割コアでは、図 2及び図 3に示したティース一体型分割ノックコア方式に比べて、内 径真円度に関して不利であることが判明した。すなわち、分割ティース型分割コア方 式では、ティースの端部をバックコアの溝に挿入する部分に隙間が必要である。この 隙間の影響によって、ガタが生じる。このガタの分だけ、分割ティース型分割コア方式 では、内径真円度の誤差が、ティース一体型分割バックコア方式に比べて大きくなる 。したがって、分割ティース型分割コア方式に対して、本実施例のティース一体型分 割バックコア方式では、ステータコアに対して内径切削加工を行う場合でも、その切 削量を小さくできる力、または、内径切削レスとすることも可能である。  [0067] The stator core is composed of an annular back core and 12 teeth that are separated from the back core, and then mechanically a plurality of teeth on the knock core. A fixed configuration was also studied. It has been found that such a split tooth with a split tooth is disadvantageous in terms of the roundness of the inner diameter compared with the split knock core system with integrated teeth shown in Figs. That is, in the split tooth type split core method, a gap is required in the portion where the end of the tooth is inserted into the groove of the back core. The gap is affected by the gap. In this divided tooth type split core system, the error in the inner diameter roundness is larger than that in the divided back core system with integrated teeth. Therefore, compared with the split tooth type split core method, the tooth integrated split back core method of this embodiment has a force that can reduce the cutting amount or the inner diameter even when the inner diameter cutting is performed on the stator core. It is also possible to use no cutting.
[0068] また、分割ティース型分割コア方式では、ガタが大き!/、分だけ、トルク発生時の電磁 加振力によってサブミクロン単位で振動し、これが原因で騒音が発生する可能性が 高いことが判明した。一方、本実施例のティース一体型分割バックコア方式では、バ ックコア自体が分割されて!、るものの、組み合わせたバックコアを剛性の高 、フレー ム内に収納保持することで、ステータコア全体としての剛性を高めることができる。し たがって、振動の振幅を低減できるので、騒音低減の観点力も有利である。 [0068] In addition, in the split tooth type split core method, the backlash is large! /, And vibration is generated in submicron units due to the electromagnetic excitation force at the time of torque generation, which is likely to cause noise. There was found. On the other hand, in the teeth integrated split back core method of the present embodiment, the back core itself is divided! However, the combined back core has high rigidity and is stored and held in the frame, so that the stator core as a whole can be obtained. Stiffness can be increased. Therefore, since the amplitude of vibration can be reduced, the viewpoint of noise reduction is also advantageous.
[0069] このように、本実施例のティース一体型分割バックコア方式では、振動を低減できた 結果、騒音も低減できている。すなわち、前述のウー音ないしジリジリ音に代表される[0069] As described above, the teeth integrated split back core method of this example was able to reduce vibration. As a result, noise can also be reduced. In other words, it is represented by the above-mentioned woo or thunder sound.
、微弱なノイズを数 dB低減することができ、モータの騒音を音色で評価した際にも、 聴感上問題のないノイズレベルであることが確認できた。 We could reduce the faint noise by several dB, and even when evaluating the motor noise by timbre, we were able to confirm that it was a noise level with no audible problems.
[0070] ここで、図 4を用いて、同期モータにおける極数 Pとスロット数 Sとの関係について説 明する。 Here, the relationship between the number of poles P and the number of slots S in the synchronous motor will be described with reference to FIG.
[0071] 図 4は、同期モータの極数 Pとスロット数 Sに関する説明図である。  FIG. 4 is an explanatory diagram regarding the number of poles P and the number of slots S of the synchronous motor.
[0072] 図 4において、横線によるハッチングを施した組合せ力 極数とスロット数の最大値 をそれぞれ 10と 15に限定したときの、 3相の同期モータ(ブラシレスモータ)として、 取り得る極数 Pとスロット数 Sの組合せである。すなわち、 3相同期モータとしては、 2 極 3スロット, 4極 3スロット, 4極 6スロット, 6極 9スロット, 8極 6スロット, 8極 9スロット, 8極 12スロット, 10極 9スロット, 10極 12スロット, 10極 15スロットの組合せが成立す る。この中で、左斜線と右斜線を施した組合せの 10極 12スロットが本実施例によるモ 一タの極数とスロット数である。なお、左斜め斜線を施した 8極 9スロットと 10極 9スロッ トとについては、後述する。また、図 1に示した EPSモータは、外径が 85 φと小型の モータであり、このような小型モータにおいては、極数 Nが 12以上のモータの場合、 極数の増大による製造上のデメリットが大き 、ため、図示を省略して!/、る。  [0072] In Fig. 4, the number of poles that can be used as a three-phase synchronous motor (brushless motor) when the maximum number of poles and slots is limited to 10 and 15, respectively, with hatching by horizontal lines P And the number of slots S. That is, as a three-phase synchronous motor, 2 pole 3 slot, 4 pole 3 slot, 4 pole 6 slot, 6 pole 9 slot, 8 pole 6 slot, 8 pole 9 slot, 8 pole 12 slot, 10 pole 9 slot, 10 The combination of pole 12 slots and 10 poles 15 slots is established. Among these, the 10 poles and 12 slots of the combination with left and right oblique lines are the number of poles and the number of slots of the motor according to this embodiment. The 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot with diagonal lines on the left will be described later. The EPS motor shown in Fig. 1 is a small motor with an outer diameter of 85φ. In such a small motor, when the number of poles N is 12 or more, the increase in the number of poles causes a manufacturing problem. Since the disadvantages are large, the illustration is omitted!
[0073] ここで、 2極 3スロット, 4極 3スロット, 4極 6スロット, 6極 9スロット, 8極 6スロット, 8極 12スロット, 10極 15スロットのモータは、その特性が近似するものであり、ここでは、 6 極 9スロットのものを代表例として説明する。  [0073] Here, 2-pole 3-slot, 4-pole 3-slot, 4-pole 6-slot, 6-pole 9-slot, 8-pole 6-slot, 8-pole 12-slot, 10-pole 15-slot motors with similar characteristics Here, a 6 pole 9 slot slot is described as a representative example.
[0074] 6極 9スロットの同期モータに対して、本実施例の 10極 12スロットのモータでは、磁 石磁束の利用率が高くできる。すなわち、 6極 9スロットの同期モータにおける卷線係 数 (卷線の利用率) kwは 0. 87であり、スキュー係数 ksは 0. 96であるので、磁石磁束 の利用率(kw'ks)は、「0. 83」となる。一方、本実施例の 10極 12スロットのモータで は、卷線係数 kwは 0. 93であり、スキュー係数 ksは 0. 99であるので、磁石磁束の利 用率 (kw'ks)は、「0. 92」となる。したがって、本実施例の 10極 12スロットのモータで は、磁石磁束の利用率 (kw'ks)を高くすることができるので、高トルク化の観点で好 適である。  [0074] Compared with the 6-pole 9-slot synchronous motor, the 10-pole 12-slot motor of this embodiment can increase the utilization rate of the magnetic flux. That is, in the 6-pole 9-slot synchronous motor, the winding coefficient (coil utilization factor) kw is 0.87 and the skew coefficient ks is 0.96, so the magnet flux utilization factor (kw'ks) Becomes “0.83”. On the other hand, in the 10-pole 12-slot motor of this embodiment, the winding coefficient kw is 0.93 and the skew coefficient ks is 0.99, so the utilization rate (kw'ks) of the magnetic flux is It becomes “0.92.” Therefore, the 10-pole 12-slot motor of this embodiment is preferable from the viewpoint of increasing torque because the utilization factor (kw'ks) of the magnetic flux can be increased.
[0075] また、コギングトルクの周期は、極数 Pとスロット数 Sの最小公倍数となるため、 6極 9 スロットの同期モータにおけるコギングトルクの周期は、「18」となり、本実施例の 10極 12スロットのモータでは、「60」とできるため、コギングトルクを低減する観点力も非常 に有禾 ljである。 [0075] The cogging torque cycle is the least common multiple of the number of poles P and the number of slots S. The period of the cogging torque in the synchronous motor in the slot is “18”. In the 10-pole 12-slot motor of this embodiment, it can be set to “60”, so the viewpoint power for reducing the cogging torque is also very significant lj.
[0076] さらに、内径真円度の誤差によるコギングトルクも小さくできるものである。すなわち 、 6極 9スロットの同期モータにおける内径真円度の誤差によるコギングトルク(相対値 )を、「3. 7」とすると、本実施例の 10極 12スロットのモータでは、「2. 4」とできるため 、内径真円度の誤差によるコギングトルクに関してロバストになる特長がある。また、 従来の 4極 12スロットの同期モータでは、内径真円度の誤差によるコギングトルクは、 「3. 0」であり、これに対しても、本実施例の 10極 12スロットのモータは、内径真円度 の誤差によるコギングトルクの観点力も有利である。つまり、 10極 12スロットの組合せ によれば、コギングトルクの原因となる内径真円度の誤差が生じやすい、分割工法に よるステータコアの欠点を改善でき、かつ、モータの銅損を小さくできる、分割工法に よるステータコアの長所を活かすことができる。さらに、本実施例では、モールド成形 したステータ SubAssyの内径を切削加工して、内径真円度を向上させる結果、さらに 、内径真円度の誤差によるコギングトルクを低減することができる。  Further, the cogging torque due to the error of the inner diameter roundness can be reduced. That is, if the cogging torque (relative value) due to the error in the roundness of the inner diameter of the 6-pole 9-slot synchronous motor is “3.7”, the 10-pole 12-slot motor of this embodiment has “2.4”. Therefore, there is a feature that is robust with respect to the cogging torque due to the error of the inner diameter roundness. In addition, in the conventional 4-pole 12-slot synchronous motor, the cogging torque due to the error in the roundness of the inner diameter is “3.0”. On the other hand, the 10-pole 12-slot motor of this embodiment also has The viewpoint power of the cogging torque due to the error in the roundness of the inner diameter is also advantageous. In other words, the combination of 10 poles and 12 slots tends to cause errors in the roundness of the inner diameter that causes cogging torque, can improve the defects of the stator core due to the split construction method, and can reduce the copper loss of the motor. The advantages of the stator core due to the construction method can be utilized. Furthermore, in this embodiment, the inner diameter of the molded stator SubAssy is cut to improve the inner diameter roundness, and further, the cogging torque due to the inner diameter roundness error can be reduced.
[0077] ここで、図 5を用いて、本実施例の電動パワーステアリング用モータにおけるコギン グトルクの実測値にっ 、て説明する。  Here, the measured value of the cogging torque in the electric power steering motor of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0078] 図 5は、本実施例の電動パワーステアリング用モータにおけるコギングトルクの実測 値の説明図である。  FIG. 5 is an explanatory diagram of measured values of cogging torque in the electric power steering motor of the present embodiment.
[0079] 図 5 (A)は、角度 (機械角)が 0〜360° の 360° の範囲について実測したコギング トルク(mNm)を示して!/、る。図 5 (B)は、図 5 (A)に示したコギングトルクの高調波成 分を各時間次数毎に分離して、波高値 (mNm)示したものである。時間次数「60」は 、前述したように、 10極 12スロットのモータにおけるコギングトルクの周期であり、発生 するコギングトルクはほぼ 0になっている。時間次数「12」は、 10極のマグネットの着 磁量 (界磁力)のバラツキや貼り付け位置の誤差などによるものである。時間次数「10 」は、 12スロットのステータの各ティースのバラツキ(内径真円度やティースの倒れな ど)によるものである。モールド成形後の切削加工により内径真円度を向上させた結 果、ティースのバラツキによるコギングトルクは 2. 6mNmまで低減できている。 [0080] 時間次数「0」は、 DC成分であり、いわゆるロストルク(回転数がほぼ零のとき発生 する摩擦トルク)である。ロストルクも 26. 3mNmと低減できているので、ステアリング 力も手を離した場合でも、ステアリングが直進方向に戻ろうとする復元力に対して、口 ストノレクの方が小さいため、ステアリングの復元'性に問題はない。 [0079] Fig. 5 (A) shows the measured cogging torque (mNm) in the 360 ° range where the angle (mechanical angle) is 0 to 360 °. Fig. 5 (B) shows the peak value (mNm) of the harmonic components of the cogging torque shown in Fig. 5 (A), separated for each time order. As described above, the time order “60” is a period of cogging torque in a 10-pole 12-slot motor, and the generated cogging torque is almost zero. The time order “12” is due to variations in the amount of magnetization (field magnetic force) of the 10-pole magnet and errors in the attachment position. The time order “10” is due to variations in the teeth of the 12-slot stator (such as the roundness of the inner diameter and the fall of the teeth). As a result of improving the roundness of the inner diameter by cutting after molding, the cogging torque due to variation in teeth can be reduced to 2.6 mNm. The time order “0” is a DC component and is a so-called loss torque (friction torque generated when the rotational speed is almost zero). Loss torque can be reduced to 26.3 mNm, so even if the steering force is released, the steering force is smaller than the restoring force of the steering to return to the straight direction. There is no.
[0081] 以上のように、各コギングトルク成分を低減できた結果、図 5 (A)に示すように、コギ ングトルクは、約 9mNmまで低減できている。例えば、 EPSモータの最大トルクが 4. 5Nmであるとすると、コギングトルクは 0. 2% ( = 9mNm/4. 5Nm)と小さくできてる 。また、ロストルクも、 0. 6% ( = 26. 3mNm/4. 5Nm)と小さくできている。  [0081] As described above, as a result of reducing each cogging torque component, the cogging torque can be reduced to about 9 mNm as shown in FIG. 5 (A). For example, if the maximum torque of an EPS motor is 4.5 Nm, the cogging torque can be reduced to 0.2% (= 9 mNm / 4.5 Nm). Also, the loss torque is as small as 0.6% (= 26.3 mNm / 4. 5 Nm).
[0082] 本実施例の EPSモータ 100は、車載のバッテリー(例えば出力電圧 12V)を電源と するモータである。 EPSモータ 100の取り付け位置は、ステアリングの近傍ゃステアリ ングの回転力を車輪に伝達するラック &ピ-オンギアのラックの近傍に配置される。 従って、取り付け位置の制限力 小型化する必要がある。その一方では、ステアリン グをパワーアシストするために大トルクを必要とする。  [0082] The EPS motor 100 of the present embodiment is a motor that uses a battery (for example, output voltage 12V) as a power source. The EPS motor 100 is installed in the vicinity of the rack of the rack and pion gear that transmits the steering rotational force to the wheels in the vicinity of the steering. Therefore, it is necessary to reduce the mounting position limit force. On the other hand, a large torque is required to power assist the steering.
[0083] 必要とされるトルクを AC100Vを電源とする ACサーボモータで出力しょうとすると、 モータ電流は 5A程度でよい。しかし、本実施例のように DC14Vを DCZAC変換し た 14Vの交流で駆動する場合、同じ程度のモータ体格で、同じ程度のトルクを出力 するためには、モータ電流を 70A〜100Aとする必要がある。このような大電流を流 すため、ステータコイル 114の直径は大径とする必要がある。また、ステータコイル 11 4の卷回数は、ステータコイル 114の線径、コイルの結線方法にもよる力 9〜21Tで ある。例えば、ステータコイル 114の直径は 1. 8 φとしたとき、ターン数は 9Τとなる。 なお、最近の車両では、 42Vのバッテリーを搭載する電動車両などがある力 この場 合、モータ電流を小さくすることができるため、ステータコイル 114の卷回数は 20〜3 ΟΤとなる。  [0083] If you want to output the required torque with an AC servo motor that uses AC 100V as the power source, the motor current may be about 5A. However, when driving with 14V AC converted from DC14V to DCZAC as in this example, it is necessary to set the motor current to 70A to 100A in order to output the same level of torque with the same level of motor. is there. In order to pass such a large current, the diameter of the stator coil 114 needs to be large. The number of turns of the stator coil 114 is 9 to 21 T depending on the wire diameter of the stator coil 114 and the coil connection method. For example, when the diameter of the stator coil 114 is 1.8 φ, the number of turns is 9 mm. In recent vehicles, there is an electric vehicle equipped with a 42V battery, etc. In this case, the motor current can be reduced, so the number of turns of the stator coil 114 is 20 to 3 mm.
[0084] 隣接するティース 112Τにおいて、ティース 112Tの先端(ロータ 130と面する側)の 開口部の間隔 W1 (例えば、ティース 112Τ (U1— )とティース 112Τ (W1— )の先端 の開口部の間隔 W1 (最も周方向に近接する部位の周方向間隔))は、 1mmとしてい る。このように、ティースの間隔を狭くすることにより、ステータコア 112の内周の磁気 的な構造が一様ィ匕するので、コギングトルクを低減することができる。しかも、モータ に振動が加えられたとしても、間隔 W1よりもステータコイル 114の線形が太いため、 ティースの間から、ロータ側にステータコイル 114が抜け落ちることを防止できる。隣 接するティースの間隔 W1は、例えば、ステータコイル 114の線径以下の 0. 5mm〜 1. 5mmが好適である。このように、本実施例では、隣接するティースの間隔 W1を、 ステータコイル 114の線径以下として!/、る。 [0084] In the adjacent teeth 112 間隔, the opening interval W1 of the tip of the teeth 112T (the side facing the rotor 130) W1 (for example, the interval between the openings of the tips of the teeth 112Τ (U1—) and the teeth 112Τ (W1—)) W1 (circumferential interval between parts closest to the circumferential direction) is 1 mm. As described above, by narrowing the tooth interval, the magnetic structure of the inner periphery of the stator core 112 becomes uniform, so that the cogging torque can be reduced. Moreover, the motor Even if vibration is applied to the stator coil 114, the stator coil 114 is more linear than the interval W1, so that it is possible to prevent the stator coil 114 from falling to the rotor side from between the teeth. The interval W1 between adjacent teeth is preferably, for example, 0.5 mm to 1.5 mm which is equal to or smaller than the wire diameter of the stator coil 114. Thus, in this embodiment, the interval W1 between adjacent teeth is set to be equal to or smaller than the wire diameter of the stator coil 114.
[0085] 次に、図 6及び図 7を用いて、本実施例の電動パワーステアリング用モータにおけ るステータコイルの結線関係について説明する。  Next, the connection relationship of the stator coils in the electric power steering motor of this embodiment will be described with reference to FIG. 6 and FIG.
[0086] 図 6は、本実施例の電動パワーステアリング用モータにおけるステータコイルの結 線図である。図 7は、本実施例の電動パワーステアリング用モータにおけるステータコ ィルの結線状態を示す側面図である。なお、図 7は、図 2の B— B矢視図である。また 、図 3と同一符号は、同一部分を示している。  FIG. 6 is a connection diagram of a stator coil in the electric power steering motor of the present embodiment. FIG. 7 is a side view showing a connection state of the stator coil in the electric power steering motor of this embodiment. FIG. 7 is a view taken along the line BB in FIG. The same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same parts.
[0087] 図 6において、コイル U1 +は、図 3に示したステータコイル 112T(U1 + )を示して いる。コイル Ul— , U2 + , U2- , V1 + , VI - , V2 + , V2- , W1 + , Wl— , W2 + , W2—も、それぞれ、図 3に示したステータコイル 112T(U1— ) , · ··, 112T(W2 -)を示している。  In FIG. 6, a coil U1 + indicates the stator coil 112T (U1 +) shown in FIG. Coils Ul—, U2 +, U2-, V1 +, VI −, V2 +, V2, W1 +, Wl—, W2 +, W2— are also the stator coils 112T (U1—), ..., 112T (W2-) is shown.
[0088] 本実施例のステータコイルは、 U相, V相, W相を、デルタ( Δ )結線として 、る。ま た、各相は、それぞれ並列回路を構成している。すなわち、 U相について見ると、コィ ル U1 +とコイル U1—の直列回路に対して、コイル U2 +とコイル U2—の直列回路 を並列接続している。ここで、コイル U1 +とコイル U1—とは、前述したように、 1本の 線を連続的に卷回してコイルを構成している。また、 V相, W相についても、同様であ る。  In the stator coil of this embodiment, the U phase, the V phase, and the W phase are connected as delta (Δ) connections. Each phase forms a parallel circuit. In other words, looking at the U phase, the series circuit of coil U2 + and coil U2— is connected in parallel to the series circuit of coil U1 + and coil U1—. Here, as described above, the coil U1 + and the coil U1— constitute a coil by continuously winding one wire. The same applies to the V and W phases.
[0089] 結線方法は、スター結線でも可能であるが、デルタ結線とすることにより、スター結 線に比べて端子電圧を低くすることができる。例えば、 U相の直並列回路の両端電 圧を Eとするとき、端子電圧は Eである力 スター結線では、 3Eとなる。端子電圧を 低くできるため、コイルのターン数を大きくでき、線径の細い線を使用できる。また、並 列回路とすることにより、 4コイルが直列の場合に比べて、各コイルに流す電流を小さ くできる点力もも、線径の細い線を使用することができるので、曲げやすぐ製作性も 良好となる。このことは、占積率を高くする上で好都合である。 [0090] 次に、図 6及び図 7を用いて、結線リングによる 3相及び各相毎の結線方法につい て説明する。 The connection method can be a star connection, but by using a delta connection, the terminal voltage can be lowered as compared with the star connection. For example, when the voltage at both ends of the U-phase series-parallel circuit is E, the terminal voltage is 3E for a force star connection with E as the terminal voltage. Since the terminal voltage can be lowered, the number of turns of the coil can be increased, and a thin wire can be used. In addition, by using a parallel circuit, it is possible to use a wire with a small wire diameter, which can reduce the current flowing through each coil compared to the case where four coils are connected in series. The property is also good. This is advantageous for increasing the space factor. [0090] Next, the connection method for each of the three phases and each phase by the connection ring will be described with reference to FIG. 6 and FIG.
[0091] 図 6に示すように、コイル Ul— , U2-, V1 + , V2 +は、結線リング CR(UV)によ り接続される。コイル VI— , V2-, W1 + , W2 +は、結線リング CR(VW)により接続 される。コイル U1 + , U2 + , W1-, W2—は、結線リング CR(UW)により接続され る。以上のように結線すれば、 3相デルタ結線とすることができる。  [0091] As shown in FIG. 6, the coils Ul-, U2-, V1 +, V2 + are connected by a connection ring CR (UV). Coils VI—, V2-, W1 +, W2 + are connected by connection ring CR (VW). Coils U1 +, U2 +, W1- and W2— are connected by a connection ring CR (UW). If connected as described above, a three-phase delta connection can be achieved.
[0092] そこで、図 7に示すように、 3つの結線リング CR(UV), CR(VW), CR(UW)を用 いる。結線リング CR(UV), CR(VW), CR(UW)は、大電流を流すことができるよう に、バスバータイプの結線板を円弧状に曲げ加工して用いている。各結線リングは、 同一形状を有している。例えば、結線リング CR(UV)は、小半径の円弧と、大半径の 円弧を接続した形状となっている。他の結線リング CR(VW), CR(UW)も同一構成 である。これらの結線リング CR(UV), CR(VW), CR(UW)は、周方向に 120度ず らした状態で、ホルダ HI, H2, H3により保持されている。結線リング CRとホルダ HI , H2, H3は、コイルエンド部と共にモールド材によってモールドされる。  Therefore, as shown in FIG. 7, three connection rings CR (UV), CR (VW), and CR (UW) are used. The connection rings CR (UV), CR (VW), and CR (UW) are made by bending a bus bar type connection plate into an arc shape so that a large current can flow. Each connection ring has the same shape. For example, the connection ring CR (UV) has a shape in which a small radius arc and a large radius arc are connected. The other connection rings CR (VW) and CR (UW) have the same configuration. These connection rings CR (UV), CR (VW), and CR (UW) are held by holders HI, H2, and H3 while being shifted by 120 degrees in the circumferential direction. The connection ring CR and the holders HI, H2, H3 are molded together with the coil end portion by a molding material.
[0093] 一方、図 7において、ステータコイル端部 T(U1 + )は、ティース112丁(111+ )に卷 回されたステータコイル 114 (U 1 + )の一方の端部である。ステータコイル端部 T (U 1— )は、ティース 112T(U1— )に卷回されたステータコイル 114(U1— )の一方の 端部である。ステータコイル 114 (U1 + )とステータコイル 114 (U1—)とは、前述した ように、 1本の線で連続的にコイルを形成しているため、 2つのコイル 114 (U1 + ), 1 14 (U1— )に対して、 2つの端部 T(U1 + ), T(U1— )が存在する。ステータコイル 端部 T(U2 + ), T(U2—), T(V1 + ), T(Vl-), T(V2 + ), T(V2—), T(W1 + ), T(Wl-), T(W2 + ), T(W2— )は、それぞれ、ステータコイル 114(U2 + ),… , (W2 + )の一方の端部である。  On the other hand, in FIG. 7, the stator coil end portion T (U1 +) is one end portion of the stator coil 114 (U 1 +) wound around the teeth 112 (111+). The stator coil end portion T (U 1−) is one end portion of the stator coil 114 (U1−) wound around the teeth 112T (U1−). As described above, the stator coil 114 (U1 +) and the stator coil 114 (U1—) form a continuous coil with a single wire, so two coils 114 (U1 +), 1 14 For (U1−), there are two ends T (U1 +) and T (U1−). End of stator coil T (U2 +), T (U2−), T (V1 +), T (Vl−), T (V2 +), T (V2−), T (W1 +), T (Wl− ), T (W2 +), and T (W2−) are one ends of the stator coils 114 (U2 +),..., (W2 +), respectively.
[0094] ステータコイル端部 T(U1— ), T(U2— ), T(V1 + ), T(V2 + )は、結線リング CR  [0094] Stator coil ends T (U1—), T (U2—), T (V1 +), T (V2 +)
(UV)により接続され、これにより、図 6に示したコイル Ul— , U2— , V1 + , V2 +の 結線リング CR(UV)による接続が行われる。ステータコイル端部 T (VI— ), T(V2- ), T(W1 + ), T(W2 + )は、結線リング CR(VW)により接続され、これ〖こより、図 6に 示したコイル VI— , V2-, W1 + , W2 +の結線リング CR(VW)による接続が行わ れる。ステータコイル端部 T(W1— ) , T(W2-) , T(U1 + ) , T(U2 + )は、結線リン グ CR(UW)により接続され、これにより、図 6に示したコイル U1 + , U2 + , W1 - ,(UV), and this connects the coils Ul—, U2—, V1 +, V2 + shown in Fig. 6 with the connection ring CR (UV). Stator coil end T (VI—), T (V2-), T (W1 +), T (W2 +) are connected by the connection ring CR (VW). —, V2-, W1 +, W2 + connection ring CR (VW) is connected It is. The stator coil ends T (W1—), T (W2-), T (U1 +), T (U2 +) are connected by the connection ring CR (UW). +, U2 +, W1-,
W2—の結線リング CR(UW)による接続が行われる。 W2—Connection ring CR (UW) is used for connection.
[0095] 次に、図 8を用いて、本実施例の電動パワーステアリング用モータを制御する制御 装置の構成について説明する。 Next, the configuration of a control device that controls the electric power steering motor of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0096] 図 8は、本実施例の電動パワーステアリング用モータを制御する制御装置の構成を 示す機能ブロック図である。 FIG. 8 is a functional block diagram showing a configuration of a control device that controls the electric power steering motor of the present embodiment.
[0097] 制御装置 200は、インバータとして機能するパワーモジュール 210と、パワーモジュ ール 210を制御する制御モジュール 220とを備えている。バッテリー BAからの直流 電圧は、インバータとして機能するパワーモジュール 210によって 3相交流電圧に変 換され、 EPSモータ 100のステータコイル 114に供給される。 The control device 200 includes a power module 210 that functions as an inverter, and a control module 220 that controls the power module 210. The DC voltage from the battery BA is converted into a three-phase AC voltage by the power module 210 functioning as an inverter, and supplied to the stator coil 114 of the EPS motor 100.
[0098] 制御モジュール 220の中のトルク制御 221は、トルクセンサ TSによって検出された ステアリング STのトルク Tfと、目標トルク Tsとからトルク Teを算出し、これに PI制御(P[0098] The torque control 221 in the control module 220 calculates the torque Te from the torque Tf of the steering ST detected by the torque sensor TS and the target torque Ts, and provides PI control (P
:比例項、 I:積分項)等によってトルク指令,即ち、電流指令 Isとロータ 130の回転角: Proportional term, I: integral term) etc., that is, torque command, ie current command Is and rotation angle of rotor 130
Θ 1を出力する。 Θ 1 is output.
位相シフト回路 222は、エンコーダ Eよりのノルス,即ち、回転子の位置情報 Θを、 トルク制御回路 (ASR) 221からの回転角 θ 1の指令に応じて位相シフトして出力す る。正弦波'余弦波発生器 2223は、ロータ 130の永久磁石磁極の位置を検出するレ ゾルバ 156と、位相シフト回路 222からの位相シフトされた回転子の位置情報 Θに基 づ 、て、ステータコイル 114の各卷線 (ここでは 3相)の誘起電圧を位相シフトした正 弦波出力を発生する。位相シフト量は、零の場合でもよい。  The phase shift circuit 222 shifts and outputs the norse from the encoder E, that is, the rotor position information Θ in accordance with the rotation angle θ 1 command from the torque control circuit (ASR) 221. The sine wave 'cosine wave generator 2223 includes a resolver 156 that detects the position of the permanent magnet magnetic pole of the rotor 130, and a stator coil based on the position information Θ of the phase-shifted rotor from the phase shift circuit 222. A sine wave output is generated by shifting the induced voltage of each of the 114 windings (here, three phases). The phase shift amount may be zero.
[0099] 2相 3相変換回路 224は、トルク制御回路 (ASR) 221からの電流指令 Isと正弦 波-余弦波発生器 223の出力に応じて、各相に電流指令 Isa, Isb, Iscを出力する。 各相はそれぞれ個別に電流制御系(ACR) 225A, 225B, 225Cを持ち、電流指令 Isa, Isb, Iscと電流検出器 CTからの電流検出信号 Ifa, Ifb, Ifcに応じた信号を、ィ ンバータ 210に送って各相電流を制御する。この場合、各相合成の電流は、界磁磁 束に直角,あるいは位相シフトした位置に常に形成される。  [0099] The two-phase / three-phase conversion circuit 224 sends current commands Isa, Isb, Isc to each phase according to the current command Is from the torque control circuit (ASR) 221 and the output of the sine wave-cosine wave generator 223. Output. Each phase has its own current control system (ACR) 225A, 225B, 225C, and the current commands Isa, Isb, Isc and the current detection signals from the current detector CT are signals corresponding to the current detection signals Ifa, Ifb, Ifc. Send to 210 to control each phase current. In this case, the current of each phase combination is always formed at a position perpendicular to the field flux or shifted in phase.
[0100] なお、以上の説明は、 10極 12スロットの EPSモータについて説明したものであるが 、次に、図 4に左斜め斜線を施した 8極 9スロットと 10極 9スロットの EPSモータについ て説明する。 [0100] The above explanation is for a 10-pole 12-slot EPS motor. Next, the 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot EPS motors shown in Fig. 4 with diagonal lines on the left are explained.
[0101] 6極 9スロットの同期モータに対して、 8極 9スロットと 10極 9スロットのモータは、磁石 磁束の利用率が高くできる。すなわち、 6極 9スロットの同期モータにおける磁石磁束 の利用率(kw'ks)は、前述したように、「0. 83」となる。一方、 8極 9スロットと 10極 9ス ロットのモータでは、卷線係数 kwは 0. 95であり、スキュー係数 ksは 1. 00であるので 、磁石磁束の利用率 (kw'ks)は、「0. 94」となる。したがって、本実施例の 8極 9スロ ットと 10極 9スロットのモータでは、磁石磁束の利用率 (kw'ks)を高くすることができる ので、高トルク化の観点で好適である。  [0101] Compared to the 6-pole 9-slot synchronous motor, the 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot motors can use the magnetic flux more efficiently. That is, the utilization factor (kw'ks) of the magnetic flux in the 6-pole 9-slot synchronous motor is “0.83” as described above. On the other hand, in the 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot motors, the winding coefficient kw is 0.95 and the skew coefficient ks is 1.00, so the magnetic flux utilization factor (kw'ks) is “0.94”. Therefore, the 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot motors of this embodiment can increase the magnetic flux utilization factor (kw'ks), which is preferable from the viewpoint of increasing torque.
[0102] また、コギングトルクの周期は、極数 Pとスロット数 Sの最小公倍数となるため、 6極 9 スロットの同期モータにおけるコギングトルクの周期は、「18」となり、 8極 9スロットと 10 極 9スロットのモータでは、「72」とできるため、コギングトルクを低減する観点力も非常 に有禾 ljである。  [0102] Also, since the cogging torque cycle is the least common multiple of the number of poles P and the number of slots S, the cycle of the cogging torque in a 6-pole 9-slot synchronous motor is "18", which is 8 poles 9 slots and 10 The motor with 9 poles can be set to “72”, so the viewpoint power to reduce the cogging torque is very significant.
[0103] さらに、内径真円度の誤差によるコギングトルクも小さくできるものである。すなわち 、 6極 9スロットの同期モータにおける内径真円度の誤差によるコギングトルク(相対値 )を、「3. 7」とすると、 8極 9スロットと 10極 9スロットのモータでは、「1. 4」とできるため 、内径真円度の誤差によるコギングトルクに関してロバストになる特長がある。つまり、 8極 9スロットと 10極 9スロットの組合せによれば、コギングトルクの原因となる内径真 円度の誤差が生じやすい、分割工法によるステータコアの欠点を改善でき、かつ、モ 一タの銅損を小さくできる、分割工法によるステータコアの長所を活かすことができる 。さらに、モールド成形したステータ SubAssyの内径を切削加工して、内径真円度を 向上させる結果、さらに、内径真円度の誤差によるコギングトルクを低減することがで きる。  [0103] Further, the cogging torque due to the error of the inner diameter roundness can be reduced. In other words, if the cogging torque (relative value) due to the error in the roundness of the inner diameter of a 6-pole 9-slot synchronous motor is "3.7", the 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot motors are "1.4. Therefore, there is a feature that is robust with respect to cogging torque due to an error in the roundness of the inner diameter. In other words, the combination of 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot can improve the defects of the stator core due to the split construction method, which tends to cause errors in the roundness of the inner diameter, which causes cogging torque, and the copper of the motor The advantage of the stator core by the split construction method that can reduce the loss can be utilized. Furthermore, the inner diameter of the molded stator SubAssy is cut to improve the inner diameter roundness, and the cogging torque due to the inner diameter roundness error can be further reduced.
[0104] なお、 8極 9スロットと 10極 9スロットのモータにおいては、図 6において説明したよう な 10極 12スロットの EPSモータのように、例えば、 U相について見ると、コイル U1 + とコイル U1—の直列回路に対して、コイル U2 +とコイル U2—の直列回路を並列接 続する構成はとりえず、各相のコイルを直列接続する必要がある。  [0104] In the case of the 8-pole 9-slot and 10-pole 9-slot motors, for example, in the case of the U phase, as in the 10-pole 12-slot EPS motor described in FIG. A configuration in which the series circuit of coil U2 + and coil U2− is connected in parallel to the series circuit of U1− cannot be used, and the coils of each phase must be connected in series.
[0105] 8極 9スロットと 10極 9スロットの EPSモータにつ!、て 次に、図 9及び図 10を用いて、本実施例の電動パワーステアリング用モータを制御 する制御装置の構造にっ 、て説明する。 [0105] 8 pole 9 slot and 10 pole 9 slot EPS motor! Next, the structure of the control device for controlling the electric power steering motor of this embodiment will be described with reference to FIGS.
[0106] 図 9は、本発明の一実施例による電動パワーステアリング用モータを制御する制御 装置の回路構成を示す回路図である。  FIG. 9 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a control device that controls an electric power steering motor according to an embodiment of the present invention.
[0107] モータ制御装置 200は、パワーモジュール 210と、制御モジュール 220と、導体モ ジユーノレ 230とを備えて!/、る。  [0107] The motor control device 200 includes a power module 210, a control module 220, and a conductor module 230.
[0108] 導体モジュール 230は、電力線となるバスバー 230Bがモールドにより一体成形さ れている。図中、太い実線部分は、バスバーを示している。導体モジュール 230にお いては、コモンフィルタ CF,ノーマルフィルタ NF,コンデンサ CC1, CC2,リレー RY 1力 電源であるバッテリ BAとパワーモジュール 210の IGBTなどの半導体スィッチン グ素子 SSWのコレクタ端子を接続するバスバーに、図示のように接続されている。  [0108] In the conductor module 230, a bus bar 230B serving as a power line is integrally formed by molding. In the figure, a thick solid line portion indicates a bus bar. In conductor module 230, common filter CF, normal filter NF, capacitor CC1, CC2, relay RY 1 power Bus bar that connects the power supply battery BA and the semiconductor switching element SSW collector terminal such as IGBT of power module 210 Are connected as shown.
[0109] また、図中、二重丸で示す部分は、溶接接続部を示して!/ヽる。例えば、コモンフィル タ CFの 4個の端子は、バスバーの端子に溶接により接続されている。また、ノーマル フィルタ NFの 2個の端子,セラミックコンデンサ CC1, CC2のそれぞれ 2個の端子,リ レー RY1の 2個の端子も、それぞれ、バスバーの端子に溶接により接続されている。 コモンフィルタ CF及びノーマルフィルタ NFは、ラジオノイズを防止するために設置さ れている。  [0109] Also, in the figure, the portion indicated by a double circle indicates a welded connection! For example, the four terminals of the common filter CF are connected to the bus bar terminals by welding. The two terminals of the normal filter NF, the two terminals of the ceramic capacitors CC1 and CC2, and the two terminals of the relay RY1 are also connected to the bus bar terminals by welding. Common filter CF and normal filter NF are installed to prevent radio noise.
[0110] また、パワーモジュール 210からモータ 100にモータ電流が供給される配線にもバ スバーを用いている。リレー RY2, RY3は、パワーモジュール 210からモータ 100に 至るバスバー配線に、それぞれ溶接により接続されている。リレー RY1, RY2, RY3 は、モータの異常時、制御モジュールの異常時等において、モータへの通電を遮断 するフェールセーフのために用いられて 、る。  [0110] Also, a bus bar is used for the wiring in which the motor current is supplied from the power module 210 to the motor 100. Relays RY2 and RY3 are connected to the bus bar wiring from power module 210 to motor 100 by welding. Relays RY1, RY2, and RY3 are used for fail-safe to cut off the power to the motor when the motor is abnormal or the control module is abnormal.
[0111] 制御モジュール 220は、 CPU222及びドライバ回路 224を備えている。 CPU222 は、トルクセンサ TSによって検出されたトルクや、レゾルバ 156によって検出されたモ ータ 100の回転位置に基づいて、パワーモジュール 210の半導体スイッチング素子 SSWをオンオフ制御する制御信号を、ドライバ回路 224に出力する。ドライバ回路 2 24は、 CPU222から供給される制御信号に基づいて、パワーモジュール 210の半導 体スイッチング素子 SSWをオンオフ駆動する。パワーモジュール 210からモータに供 給されるモータ電流は、モータ電流検出抵抗 (シャント抵抗) DR1, DR2によって検 出され、増幅器 API, AP2によってそれぞれ増幅された上、 CPU222に入力する。 CPU222は、モータ電流が目標値となるようにフィードバック制御する。 CPU222は 、外部のエンジンコントロールユニット ECU等と CAN等により接続されており、情報 の授受を行える構成となって 、る。 The control module 220 includes a CPU 222 and a driver circuit 224. Based on the torque detected by the torque sensor TS and the rotational position of the motor 100 detected by the resolver 156, the CPU 222 sends a control signal to the driver circuit 224 for on / off control of the semiconductor switching element SSW of the power module 210. Output. The driver circuit 224 drives the semiconductor switching element SSW of the power module 210 on and off based on a control signal supplied from the CPU 222. Provided to motor from power module 210 The supplied motor current is detected by motor current detection resistors (shunt resistors) DR1 and DR2, amplified by amplifiers API and AP2, and input to the CPU 222. The CPU 222 performs feedback control so that the motor current becomes a target value. The CPU 222 is connected to an external engine control unit ECU or the like by CAN or the like, and is configured to exchange information.
[0112] ここで、図中、△印は、リードフレームを用いて半田付けにより接続された部分を示 している。リードフレームを用いることにより応力を緩和する構造としている。リードフレ ームの形状等については、図 15を用いて後述する。制御モジュール 220と、パワー モジュール 210若しくは導体モジュール 230との電気的接続部には、リードフレーム を用いた半田付け接続が用いられて 、る。  [0112] Here, in the figure, Δ marks indicate portions connected by soldering using a lead frame. The structure uses a lead frame to relieve stress. The shape of the lead frame will be described later with reference to FIG. The electrical connection between the control module 220 and the power module 210 or the conductor module 230 is a solder connection using a lead frame.
[0113] パワーモジュール 210は、 IGBTなどの 6個の半導体スイッチング素子 SSWを備え ている。半導体スイッチング素子 SSWは、 3相(U相, V相, W相)の各相毎に、上ァ 一ムと下アームにそれぞれ直列されている。ここで、図中、 X印は、ワイヤボンディン グにより接続した電気的接続部を示している。すなわち、パワーモジュール 210から 導体モジュール 230のバスバーを介して、モータ 100にモータ電流が供給される力 この電流は、例えば、 100Aの大電流である。そこで、大電流を流すことができ、しか も、応力を緩和できる構造として、ワイヤボンディングにより接続している。この詳細に ついては、図 16を用いて後述する。また、半導体スイッチング素子 SSWに対する電 源供給ライン及びアースラインもワイヤボンディング接続されている。  [0113] The power module 210 includes six semiconductor switching elements SSW such as IGBTs. The semiconductor switching element SSW is connected in series to the upper arm and the lower arm for each of the three phases (U phase, V phase, W phase). Here, in the figure, X indicates an electrical connection portion connected by wire bonding. That is, the force by which the motor current is supplied from the power module 210 to the motor 100 via the bus bar of the conductor module 230. This current is, for example, a large current of 100A. Therefore, a structure that can flow a large current and relieve stress is connected by wire bonding. Details of this will be described later with reference to FIG. The power supply line and earth line for the semiconductor switching element SSW are also connected by wire bonding.
[0114] 図 10は、本実施例の電動パワーステアリング用モータを制御する制御装置の構造 を示す斜視図である。なお、図 9と同一符号は、同一部分を示している。  FIG. 10 is a perspective view showing the structure of a control device that controls the electric power steering motor of this embodiment. The same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same parts.
[0115] 図 10は、ケース 240の中に、パワーモジュール 210と、導体モジュール 230とを取 り付けた状態を示しており、図 9の制御モジュール 220は未取り付け状態を示して ヽ る。  FIG. 10 shows a state in which the power module 210 and the conductor module 230 are attached in the case 240, and the control module 220 in FIG. 9 shows an unattached state.
[0116] 導体モジュール 230は、複数のバスバー BB1, BB2, BB3, BB4, BB5, BB6, B B7がモールド成形されている。バスバーの端子と、コモンフィルタ CF,ノーマルフィ ルタ NF,コンデンサ CC1, CC2,リレー RY1, RY2, RY3などの電気部品の端子は 、 TIG溶接 (アーク溶接)により接続される。 [0117] パワーモジュール 210は、メタル基板の上に絶縁物を介して配線パターンが形成さ れ、その上に、 MOSFET (電界効果トランジスタ)などの半導体スイッチング素子 SS Wが取り付けられている。パワーモジュール 210と導体モジュール 230の間は、 5力 所において、ワイヤボンディング WB1, WB2, WB3, WB4, WB5によって電気的に 接続されている。一つのワイヤボンディング WB1についてみると、例えば、直径 500 μ mのアルミワイヤを 5本並列に接続している。 [0116] In the conductor module 230, a plurality of bus bars BB1, BB2, BB3, BB4, BB5, BB6, and BB7 are molded. The terminals of the bus bar and the terminals of electrical components such as common filter CF, normal filter NF, capacitors CC1, CC2, relays RY1, RY2, RY3 are connected by TIG welding (arc welding). In power module 210, a wiring pattern is formed on a metal substrate via an insulator, and a semiconductor switching element SSW such as a MOSFET (field effect transistor) is attached thereon. The power module 210 and the conductor module 230 are electrically connected by wire bonding WB1, WB2, WB3, WB4, WB5 at five power points. As for one wire bonding WB1, for example, five aluminum wires with a diameter of 500 μm are connected in parallel.
[0118] ケース 240は、アルミ製である。組立時には、ケース 240の中に、パワーモジュール 210及び導体モジュール 230力 それぞれ、ネジ止めされる。次に、パワーモジユー ル 210及び導体モジュール 230の上の位置に、制御モジュール 220が同じくネジ止 めされる。そして、リードフレーム 210LFの多端が制御モジュール 220の端子と半田 付けされる。最後に、シールドカバー 250をネジ止めすることにより、モータ制御装置 200が製造される。  [0118] Case 240 is made of aluminum. At the time of assembly, the power module 210 and the conductor module 230 are respectively screwed into the case 240. Next, the control module 220 is also screwed in a position above the power module 210 and the conductor module 230. The multiple ends of the lead frame 210LF are soldered to the terminals of the control module 220. Finally, the motor control device 200 is manufactured by screwing the shield cover 250 with screws.
[0119] パワーモジュール 210と導体モジュール 230は、同一平面上に、対向して配置して いる。すなわち、パワーモジュール 210は、ケース 240の一方の側に配置し、導体モ ジュール 230は、ケース 240の他方の側に配置している。したがって、ワイヤボンディ ングの作業が容易に行うことができる。  [0119] The power module 210 and the conductor module 230 are arranged to face each other on the same plane. That is, the power module 210 is disposed on one side of the case 240, and the conductor module 230 is disposed on the other side of the case 240. Therefore, the wire bonding operation can be easily performed.
[0120] 本発明によれば、トルク脈動の低減を図ると共に、大トルクを発生できる、トルク脈動 の低減と大トルク発生の両方に優れたパワーステアリング用モータおよびそれを用 ヽ た電動パワーステアリングシステムを得ることができる。  [0120] According to the present invention, a power steering motor capable of reducing torque pulsation and generating large torque, excellent both in reducing torque pulsation and generating large torque, and an electric power steering system using the same Can be obtained.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
多相の交流電力により駆動されて操舵用のトルクを出力する電動パワーステアリン グ用モータであって、  An electric power steering motor that is driven by multi-phase AC power and outputs steering torque,
フレーム (150)と、  Frame (150),
該フレームに固定されたステータ (110)と、  A stator (110) fixed to the frame;
該ステータに空隙を介して対向配置されたロータ (130)と  A rotor (130) disposed opposite to the stator via a gap;
を有し、 Have
前記ステータ (110)は、  The stator (110)
ステータコア (112)と、  A stator core (112);
該ステータコアに組み込まれた多相のステータコイル (114)と  A multiphase stator coil (114) incorporated in the stator core;
を備えており、 With
前記ステータコア (112)は、  The stator core (112)
分割された複数のコア片を結合することにより形成されたものであって、  Formed by joining a plurality of divided core pieces,
前記分割された複数のコア片は、前記バックコア部を周方向に複数に分割して得ら れるコア片の 1片と、前記ティースコア部に対応するコア片とが一体になつた丁字形の コア片であり、  The plurality of divided core pieces are formed in a letter shape in which one piece of a core piece obtained by dividing the back core portion into a plurality of portions in the circumferential direction and a core piece corresponding to the tea score portion are integrated. The core piece,
前記ステータコアは、前記 T字形のコア片を周方向に複数結合することによって形 成されており、  The stator core is formed by connecting a plurality of the T-shaped core pieces in the circumferential direction,
前記ステータコアの隣接する前記ティースコア部間にはスロット部が形成されており 前記ステータコイル (114)は前記スロット部に収納されるとともに、前記ティースコア 部に対して集中卷で卷回されており、  A slot portion is formed between the adjacent tee score portions of the stator core, and the stator coil (114) is housed in the slot portion and wound around the tee score portion in a concentrated manner. ,
前記ロータ (130)は、  The rotor (130)
ロータコア (132)と、  Rotor core (132),
該ロータコアの外周表面に固定された複数のマグネット (134)と  A plurality of magnets (134) fixed to the outer peripheral surface of the rotor core;
を備え、 With
前記マグネットの個数 (極数)と前記スロット部の個数との間には、 8極 9スロット或 いは 10極— 9スロット若しくは 10極— 12スロットの関係がある ことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。 Between the number of magnets (number of poles) and the number of slots, there is a relationship of 8 poles 9 slots or 10 poles-9 slots or 10 poles-12 slots. An electric power steering motor.
[2] 請求項 1に記載の電動パワーステアリング用モータにおいて、  [2] In the electric power steering motor according to claim 1,
前記ステータコア (112)と前記ステータコイル (114)は、前記ステータコアに前記ステ ータコイルが組み込まれた状態でモールド材 (MR)によってモールド成形されて!、る ことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。  The electric power steering motor, wherein the stator core (112) and the stator coil (114) are molded by a molding material (MR) in a state where the stator coil is incorporated in the stator core!
[3] 請求項 2に記載の電動パヮーステアリング用モータにおいて、 [3] In the electric power steering motor according to claim 2,
前記ステータコア (112)は、前記フレームに圧入されており、  The stator core (112) is press-fitted into the frame,
前記ステータコアの前記フレームへの圧入は周方向の複数箇所において部分的に 行われており、  The stator core is press-fitted into the frame partially at a plurality of locations in the circumferential direction,
前記ステータコアと前記フレームとの間には前記モールド材が充填されている ことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。  The electric power steering motor, wherein the molding material is filled between the stator core and the frame.
[4] 請求項 1に記載の電動パワーステアリング用モータにおいて、 [4] In the electric power steering motor according to claim 1,
前記複数のマグネット (134)は、外周側力 非磁性体の管状部材によって覆われて 前記ロータコアの外周面上に固定されている  The plurality of magnets (134) are covered with an outer peripheral side non-magnetic tubular member and fixed on the outer peripheral surface of the rotor core.
ことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。  An electric power steering motor.
[5] 請求項 1に記載の電動パワーステアリング用モータにおいて、 [5] In the electric power steering motor according to claim 1,
前記ステータコイル (114)は、複数の相コイルがデルタ結線方式によって電気的に 接続されることによって構成されており、  The stator coil (114) is configured by electrically connecting a plurality of phase coils by a delta connection method,
前記複数の相コイルは、複数の前記単位コイルを電気的に直列したものが電気的 に複数並列されて構成されて ヽる  The plurality of phase coils may be configured by electrically connecting a plurality of the unit coils in series electrically.
ことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。  An electric power steering motor.
[6] 請求項 1に記載の電動パワーステアリング用モータにおいて、 [6] In the electric power steering motor according to claim 1,
前記電動パワーステアリング用モータは、ステアリングのロッドの近傍に取り付けら れており、その駆動力をロッドに伝達するものであり、  The electric power steering motor is attached in the vicinity of the steering rod, and transmits the driving force to the rod.
前記電動パワーステアリング用モータは、車両の車室内に配置される  The electric power steering motor is disposed in a vehicle cabin.
ことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。  An electric power steering motor.
[7] 車載電源力 得られた電力を多相の交流電力に変換して出力する電力変換装置 力 制御されて、操舵用のトルクを出力する電動パワーステアリング用モータであつ て、 [7] In-vehicle power supply power converter that converts the obtained power into multi-phase AC power and outputs it. Power controlled motor that outputs torque for steering. And
フレーム (150)と、  Frame (150),
該フレームに固定されたステータ (110)と、  A stator (110) fixed to the frame;
該ステータに空隙を介して対向配置されたロータ (130)と  A rotor (130) disposed opposite to the stator via a gap;
を有し、 Have
前記ステータ (110)は、  The stator (110)
ステータコア (112)と、  A stator core (112);
該ステータコアに組み込まれた多相のステータコイル (114)と  A multi-phase stator coil (114) incorporated in the stator core;
を備えており、 With
前記ステータコア (112)は、  The stator core (112)
分割された複数のコア片を結合することにより形成されたものであって、  Formed by joining a plurality of divided core pieces,
前記分割された複数のコア片は、前記バックコア部を周方向に複数に分割して得ら れるコア片の 1片と、前記ティースコア部に対応するコア片とが一体になつた丁字形の コア片であり、  The plurality of divided core pieces are formed in a letter shape in which one piece of a core piece obtained by dividing the back core portion into a plurality of portions in the circumferential direction and a core piece corresponding to the tea score portion are integrated. The core piece,
前記ステータコアは、前記 T字形のコア片を周方向に複数結合することによって形 成されており、  The stator core is formed by connecting a plurality of the T-shaped core pieces in the circumferential direction,
前記ステータコアの隣接する前記ティースコア部間にはスロット部が形成されており 前記ステータコイルは前記スロット部に収納されるとともに、前記ティースコア部に対 して集中卷で卷回されており、  A slot portion is formed between the adjacent tee score portions of the stator core, and the stator coil is housed in the slot portion and wound around the tee score portion in a concentrated manner.
前記ロータ (130)は、  The rotor (130)
ロータコア (132)と、  Rotor core (132),
該ロータコアの外周表面に固定された複数のマグネット (134)と  A plurality of magnets (134) fixed to the outer peripheral surface of the rotor core;
を備えており、 With
前記マグネットの個数 (極数)と前記スロット部の個数との間には、 8極 9スロット或 いは 10極— 9スロット若しくは 10極— 12スロットの関係がある  Between the number of magnets (number of poles) and the number of slots, there is a relationship of 8 poles 9 slots or 10 poles-9 slots or 10 poles-12 slots.
ことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。 An electric power steering motor.
請求項 7に記載の電動パヮーステアリング用モータにおいて、 前記ステータコア (112)と前記ステータコイル (114)は、前記ステータコアに前記ステ ータコイルが組み込まれた状態でモールド材 (MR)によってモールド成形されて!、る ことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。 The electric power steering motor according to claim 7, The electric power steering motor, wherein the stator core (112) and the stator coil (114) are molded by a molding material (MR) in a state where the stator coil is incorporated in the stator core!
[9] 請求項 7に記載の電動パヮーステアリング用モータにおいて、 [9] The electric power steering motor according to claim 7,
前記複数のマグネット (134)は、外周側力 非磁性体の管状部材によって覆われて 前記ロータコアの外周面上に固定されている  The plurality of magnets (134) are covered with an outer peripheral side non-magnetic tubular member and fixed on the outer peripheral surface of the rotor core.
ことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。  An electric power steering motor.
[10] 請求項 9に記載の電動パワーステアリング用モータにおいて、 [10] The electric power steering motor according to claim 9,
前記ステータコイル (112)は、複数の相コイルがデルタ結線方式によって電気的に 接続されることによって構成されており、  The stator coil (112) is configured by electrically connecting a plurality of phase coils by a delta connection method,
前記複数の相コイルは、複数の前記単位コイルを電気的に直列したものが電気的 に複数並列されて構成されて ヽる  The plurality of phase coils may be configured by electrically connecting a plurality of the unit coils in series electrically.
ことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。  An electric power steering motor.
[11] 請求項 7に記載の電動パワーステアリング用モータにおいて、 [11] In the electric power steering motor according to claim 7,
前記電動パワーステアリング用モータは、ステアリングのロッドの近傍に取り付けら れており、その駆動力をロッドに伝達するものであり、  The electric power steering motor is attached in the vicinity of the steering rod, and transmits the driving force to the rod.
前記電動パワーステアリング用モータは、車両の車室内に配置される  The electric power steering motor is disposed in a vehicle cabin.
ことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。  An electric power steering motor.
[12] 車載電源と、 [12] On-vehicle power supply,
この車載電源力 ワイヤーハーネスを介して供給された直流電力を多相の交流電 力に変換するとともに、ステアリングに加えられたトルクに応じて、その出力を制御す る制御装置 (200)と、  A control device (200) that converts the DC power supplied via the in-vehicle power supply wire harness into multiphase AC power and controls the output according to the torque applied to the steering wheel,
この制御装置力 供給される交流電力によって駆動され、操舵用のトルクを出力す る電動パワーステアリング用モータ (100)とを有する電動パワーステアリングシステムで あって、  An electric power steering system having an electric power steering motor (100) driven by the AC power supplied from the controller and outputting steering torque,
前記電動パワーステアリング用モータ (100)は、  The electric power steering motor (100) is:
フレーム (150)と、  Frame (150),
該フレームに固定されたステータ (110)と、 該ステータに空隙を介して対向配置されたロータ (130)と A stator (110) fixed to the frame; A rotor (130) disposed opposite to the stator via a gap;
を有し、 Have
前記ステータ (110)は、  The stator (110)
ステータコア (112)と、  A stator core (112);
該ステータコアに組み込まれた多相のステータコイル (114)と  A multiphase stator coil (114) incorporated in the stator core;
を備えており、 With
前記ステータコア (112)は、  The stator core (112)
分割された複数のコア片を結合することにより形成されたものであって、  Formed by joining a plurality of divided core pieces,
前記分割された複数のコア片は、前記バックコア部を周方向に複数に分割して得ら れるコア片の 1片と、前記ティースコア部に対応するコア片とが一体になつた丁字形の コア片であり、  The plurality of divided core pieces are formed in a letter shape in which one piece of a core piece obtained by dividing the back core portion into a plurality of portions in the circumferential direction and a core piece corresponding to the tea score portion are integrated. The core piece,
前記ステータコアは、前記 T字形のコア片を周方向に複数結合することによって形 成されており、  The stator core is formed by joining a plurality of the T-shaped core pieces in the circumferential direction,
前記ステータコアの隣接する前記ティースコア部間にはスロット部が形成されており 前記ステータコイルは前記スロット部に収納されるとともに、前記ティースコア部に対 して集中卷で卷回されており、  A slot portion is formed between the adjacent tee score portions of the stator core, and the stator coil is housed in the slot portion and wound around the tee score portion in a concentrated manner.
前記ロータ (130)は、  The rotor (130)
ロータコア (132)と、  Rotor core (132),
該ロータコアの外周表面に固定された複数のマグネット (134)と  A plurality of magnets (134) fixed to the outer peripheral surface of the rotor core;
を備えており、 With
前記マグネットの個数 (極数)と前記スロット部の個数との間には、 8極 9スロット或 いは 10極— 9スロット若しくは 10極— 12スロットの関係がある  Between the number of magnets (number of poles) and the number of slots, there is a relationship of 8 poles 9 slots or 10 poles-9 slots or 10 poles-12 slots.
ことを特徴とする電動パワーステアリングシステム。 An electric power steering system characterized by that.
請求項 12に記載の電動パワーステアリングシステムにおいて、  The electric power steering system according to claim 12,
前記ステータコア (112)と前記ステータコイル (114)は、前記ステータコアに前記ステ ータコイルが組み込まれた状態でモールド材 (MR)によってモールド成形されて!、る ことを特徴とする電動パワーステアリングシステム。 [14] 請求項 12に記載の電動パワーステアリングシステムにおいて、 The electric power steering system, wherein the stator core (112) and the stator coil (114) are molded by a molding material (MR) in a state where the stator coil is incorporated in the stator core! [14] The electric power steering system according to claim 12,
前記複数のマグネット (134)は、外周側力 非磁性体の管状部材によって覆われて 前記ロータコアの外周面上に固定されている  The plurality of magnets (134) are covered with an outer peripheral side non-magnetic tubular member and fixed on the outer peripheral surface of the rotor core.
ことを特徴とする電動パワーステアリングシステム。  An electric power steering system characterized by that.
[15] 請求項 14に記載の電動パワーステアリングシステムにおいて、 [15] The electric power steering system according to claim 14,
前記ステータコイル (112)は、複数の相コイルがデルタ結線方式によって電気的に 接続されることによって構成されており、  The stator coil (112) is configured by electrically connecting a plurality of phase coils by a delta connection method,
前記複数の相コイルは、複数の前記単位コイルを電気的に直列したものが電気的 に複数並列されて構成されて ヽる  The plurality of phase coils may be configured by electrically connecting a plurality of the unit coils in series electrically.
ことを特徴とする電動パワーステアリングシステム。  An electric power steering system characterized by that.
[16] 請求項 12に記載の電動パワーステアリングシステムにおいて、 [16] The electric power steering system according to claim 12,
前記電動パワーステアリング用モータは、ステアリングのロッドの近傍に取り付けら れており、その駆動力をロッドに伝達するものであり、  The electric power steering motor is attached in the vicinity of the steering rod and transmits the driving force to the rod.
前記電動パヮーステアリング用モータは、車両の車室内に配置される ことを特徴とする電動パワーステアリングシステム。  The electric power steering system is characterized in that the electric power steering motor is disposed in a passenger compartment of a vehicle.
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