JP2006050816A - Brushless motor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brushless motor capable of preventing the misalignment of a permanent magnet without increasing costs sharply. <P>SOLUTION: In the brushless motor, a rotor comprises a rotor shaft 22, a cylindrical rotor core 23 attached to the rotor shaft 22, and the permanent magnet 24 having a rotor core contact surface 24a in contact with the outer-periphery surface of the rotor core 23. In this case, at least one plane 29 is formed on the outer-periphery surface of the rotor core 23, and a plane misalignment prevention section 30 in contact with the plane 29 is provided on the rotor core contact surface 24a in the permanent magnet 24. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば自動車の電動パワーステアリング装置などで用いられるブラシレスモータに関する。   The present invention relates to a brushless motor used in, for example, an electric power steering device of an automobile.

自動車用操舵補助装置としての電動パワーステアリング装置（Electric PowerSteering；ＥＰＳ）は、一般に、図７に示すような概略構成となっている。同図において、符号１はステアリングホイール、２はステアリングホイール１に連結されたステアリングシャフトを示しており、このステアリングシャフト２には、操向車輪のタイロッド７を操舵するピニオンラック機構６がユニバーサルジョイント４，５及び減速ギヤ３を介して連結されている。また、符号８は減速ギヤ３を介してステアリングシャフト２を駆動する駆動モータ、９は駆動モータ８を制御するコントローラとしてのＥＣＵを示しており、このＥＣＵ９には、バッテリー１２に蓄えられた電力がイグニッションキー１１及びフューズ１０を介して供給されるとともに、ステアリングトルクセンサ１３及び車速センサ１４から出力された信号が供給されるようになっている。   An electric power steering device (EPS) as an automotive steering assist device generally has a schematic configuration as shown in FIG. In the drawing, reference numeral 1 denotes a steering wheel, 2 denotes a steering shaft connected to the steering wheel 1, and a pinion rack mechanism 6 for steering a tie rod 7 of a steered wheel is connected to the universal joint 4. , 5 and the reduction gear 3 are connected. Reference numeral 8 denotes a drive motor that drives the steering shaft 2 via the reduction gear 3, and 9 denotes an ECU as a controller that controls the drive motor 8. The ECU 9 receives electric power stored in the battery 12. In addition to being supplied via the ignition key 11 and the fuse 10, signals output from the steering torque sensor 13 and the vehicle speed sensor 14 are supplied.

このような電動パワーステアリング装置では、ピニオンラック機構６を駆動するＤＣモータとして、図８に示すようなブラシレスモータ１５を使用している場合が多い（特許文献１〜３参照）。このブラシレスモータ１５はステータ部１６とロータ部１７とからなり、ステータ部１６はステータコア１８、ステータコイル１９等から構成されている。   In such an electric power steering apparatus, a brushless motor 15 as shown in FIG. 8 is often used as a DC motor for driving the pinion rack mechanism 6 (see Patent Documents 1 to 3). The brushless motor 15 includes a stator portion 16 and a rotor portion 17, and the stator portion 16 includes a stator core 18, a stator coil 19, and the like.

ブラシレスモータ１５のロータ部１７はモータハウジング２０に軸受２１を介して回転自在に支持されたロータシャフト２２（図８及び図９参照）を備えており、このロータシャフト２２の外周面には円筒状のロータコア２３が装着されている。このロータコア２３はロータシャフト２２と一体に回転するようになっており、ロータコア２３の外周面にはリング状の永久磁石２４が設けられている。なお、ロータシャフト２２の先端部にはインボリュートスプライン２５が形成され、図７に示すＥＰＳの減速ギヤ３にはインボリュートスプライン２５と嵌合するスプライン穴が形成されている。   The rotor portion 17 of the brushless motor 15 includes a rotor shaft 22 (see FIGS. 8 and 9) rotatably supported by a motor housing 20 via a bearing 21. A cylindrical shape is provided on the outer peripheral surface of the rotor shaft 22. The rotor core 23 is mounted. The rotor core 23 rotates integrally with the rotor shaft 22, and a ring-shaped permanent magnet 24 is provided on the outer peripheral surface of the rotor core 23. An involute spline 25 is formed at the tip of the rotor shaft 22, and a spline hole that fits the involute spline 25 is formed in the EPS reduction gear 3 shown in FIG. 7.

永久磁石２４は円弧状に形成された多数の磁石片（図示せず）からなり、これら磁石片のＮ極とＳ極はロータコア２３の円周方向に交互に配置されている。また、永久磁石２４はロータコア２３の外周面と接触する円環状のロータコア接触面２４ａを有しており、この永久磁石２４のロータコア接触面２４ａはロータコア２３の外周面に接着されている。   The permanent magnet 24 is composed of a large number of magnet pieces (not shown) formed in an arc shape, and the N poles and S poles of these magnet pieces are alternately arranged in the circumferential direction of the rotor core 23. The permanent magnet 24 has an annular rotor core contact surface 24 a that contacts the outer peripheral surface of the rotor core 23, and the rotor core contact surface 24 a of the permanent magnet 24 is bonded to the outer peripheral surface of the rotor core 23.

このようなブラシレスモータは、前述したように、ロータコア２３の外周面と永久磁石２４のロータコア接触面２４ａとを接着剤にて接着してロータ部１７が組立てられている。このため、ロータ部１７が高温になると、ロータコア２３と永久磁石２４とを接着している接着剤が劣化し、接着剤の劣化によって永久磁石２４がロータコア２３の円周方向に位置ずれを起こす可能性がある。そこで、ロータコア２３の円周方向における永久磁石２４の位置ずれを防ぐために、図１０に示すように、ロータコア２３の外周面に溝部（又は凸部）２７をロータコア２３の軸方向に沿って設けるとともに、上記溝部（又は凸部）２７と嵌合する凸部（又は溝部）２８を永久磁石２４のロータコア接触面２４ａに設けたものがある。
特開２００４−４８８５１号公報 特開２００２−７８２５８号公報 特開平１１−２１５７４７号公報 In such a brushless motor, as described above, the rotor portion 17 is assembled by bonding the outer peripheral surface of the rotor core 23 and the rotor core contact surface 24a of the permanent magnet 24 with an adhesive. For this reason, when the rotor part 17 becomes high temperature, the adhesive bonding the rotor core 23 and the permanent magnet 24 deteriorates, and the permanent magnet 24 may be displaced in the circumferential direction of the rotor core 23 due to the deterioration of the adhesive. There is sex. Therefore, in order to prevent the displacement of the permanent magnet 24 in the circumferential direction of the rotor core 23, as shown in FIG. 10, a groove (or convex portion) 27 is provided on the outer peripheral surface of the rotor core 23 along the axial direction of the rotor core 23. In some cases, a convex portion (or groove portion) 28 fitted to the groove portion (or convex portion) 27 is provided on the rotor core contact surface 24 a of the permanent magnet 24.
JP 2004-48851 A JP 2002-78258 A JP 11-215747 A

しかしながら、上述した凸部（又は溝部）２８を永久磁石２４のロータコア接触面２４ａに設けるためには、永久磁石２４のロータコア接触面２４ａを砥石等で加工する必要があり、ロータコア接触面２４ａの加工に多くの手間を要するため、図１０に示したブラシレスモータでは、コストの大幅な上昇を招くおそれがあった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、コストの大幅な上昇を招くことなく永久磁石の位置ずれを防止することのできるブラシレスモータを提供することを目的とするものである。 However, in order to provide the above-described convex portion (or groove portion) 28 on the rotor core contact surface 24a of the permanent magnet 24, it is necessary to process the rotor core contact surface 24a of the permanent magnet 24 with a grindstone or the like. Therefore, the brushless motor shown in FIG. 10 may cause a significant increase in cost.
The present invention has been made paying attention to such a problem, and an object thereof is to provide a brushless motor capable of preventing the displacement of a permanent magnet without causing a significant increase in cost. It is.

上記の目的を達成するために、本発明は、ロータシャフトと、このロータシャフトに装着された円筒状のロータコアと、このロータコアの外周面に接触するロータコア接触面を有する永久磁石とでロータ部を構成したブラシレスモータにおいて、前記ロータコアの外周面に少なくとも一つの平面部を形成するとともに、前記永久磁石のロータコア接触面に前記平面部と接触する平面状の位置ずれ防止部を設けたことを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides a rotor portion comprising a rotor shaft, a cylindrical rotor core mounted on the rotor shaft, and a permanent magnet having a rotor core contact surface that contacts the outer peripheral surface of the rotor core. In the constructed brushless motor, at least one flat surface portion is formed on the outer peripheral surface of the rotor core, and a planar displacement prevention portion that contacts the flat surface portion is provided on the rotor core contact surface of the permanent magnet. To do.

本発明に係るブラシレスモータにおいて、ロータ部は永久磁石の外周に円筒状のロータカバーを設けたものであってもよい。また、ロータコアはロータシャフトの軸方向に薄板状のコア素材を積層して形成されたものであってもよい。さらに、永久磁石はリング形一体磁石であってもよいし、あるいはロータコアの円周方向に多数の永久磁石片を配設してリング状に形成されたものであってもよい。   In the brushless motor according to the present invention, the rotor portion may be provided with a cylindrical rotor cover on the outer periphery of the permanent magnet. The rotor core may be formed by laminating thin plate-like core materials in the axial direction of the rotor shaft. Further, the permanent magnet may be a ring-shaped integral magnet, or may be formed in a ring shape by arranging a number of permanent magnet pieces in the circumferential direction of the rotor core.

本発明に係るブラシレスモータによれば、永久磁石の位置がロータコアの円周方向にずれることを位置ずれ防止部によって防止することができる。したがって、ロータコアの外周面に形成された溝部（又は凸部）と嵌合する凸部（又は溝部）を永久磁石のロータコア接触面に設けなくてもよいので、コストの大幅な上昇を招くことなく永久磁石の位置ずれを防止することができる。   The brushless motor according to the present invention can prevent the position of the permanent magnet from shifting in the circumferential direction of the rotor core by the position shift prevention unit. Therefore, since it is not necessary to provide the convex part (or groove part) which fits into the groove part (or convex part) formed in the outer peripheral surface of a rotor core in the rotor core contact surface of a permanent magnet, it does not cause a significant increase in cost. The positional deviation of the permanent magnet can be prevented.

以下、図１〜図６を参照して本発明に係るブラシレスモータについて説明する。なお、図７〜図１０に示したものと同一部分には同一符号を付し、その部分の詳細な説明は省略する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るブラシレスモータにおけるロータ部の軸方向断面図を示し、図２は図１のII−II線に沿う断面図を示している。図１に示すように、第１の実施形態に係るブラシレスモータのロータ部１７はロータシャフト２２を備えており、このロータシャフト２２の外周面には円筒状のロータコア２３が装着されている。このロータコア２３は、例えば磁極鋼板からなる多数の薄板をロータシャフト２２の軸方向に積層して形成されている。また、ロータコア２３はロータシャフト２２と一体に回転するようになっており、このロータコア２３の外周には、リング状の永久磁石（リング型一体磁石）２４が設けられている。なお、ロータシャフト２２の先端部にはインボリュートスプライン２５が形成され、図７に示すＥＰＳの減速ギヤ３にはインボリュートスプライン２５と嵌合するスプライン穴が形成されている。 Hereinafter, the brushless motor according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as what was shown in FIGS. 7-10, and detailed description of the part is abbreviate | omitted.
FIG. 1 shows an axial sectional view of a rotor portion in a brushless motor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a sectional view taken along line II-II in FIG. As shown in FIG. 1, the rotor portion 17 of the brushless motor according to the first embodiment includes a rotor shaft 22, and a cylindrical rotor core 23 is attached to the outer peripheral surface of the rotor shaft 22. The rotor core 23 is formed by laminating many thin plates made of, for example, magnetic pole steel plates in the axial direction of the rotor shaft 22. The rotor core 23 rotates integrally with the rotor shaft 22, and a ring-shaped permanent magnet (ring-type integral magnet) 24 is provided on the outer periphery of the rotor core 23. An involute spline 25 is formed at the tip of the rotor shaft 22, and a spline hole that fits the involute spline 25 is formed in the EPS reduction gear 3 shown in FIG. 7.

永久磁石２４はロータコア２３の円周方向に複数のＮ極とＳ極とを有しており、これらのＮ極とＳ極は一体的に形成されている。また、永久磁石２４はロータコア２３の外周面と接触する円環状のロータコア接触面２４ａを有しており、このロータコア接触面２４ａには、図２に示すように、ロータコア２３の外周面に形成された４つの平面部２９と各々接触する平面状の位置ずれ防止部３０が設けられている。
永久磁石２４の外周面は、円筒状のロータカバー２６によって覆われている。このロータカバー２６の軸方向両端部２６ａは、図３に示すように、ロータコア２３の端面側に加締められており、これにより、永久磁石２４がロータコア２３の軸方向に移動するのをロータカバー２６によって抑制している。 The permanent magnet 24 has a plurality of north and south poles in the circumferential direction of the rotor core 23, and these north and south poles are integrally formed. The permanent magnet 24 has an annular rotor core contact surface 24a that contacts the outer peripheral surface of the rotor core 23. The rotor core contact surface 24a is formed on the outer peripheral surface of the rotor core 23 as shown in FIG. In addition, a planar misalignment prevention unit 30 that is in contact with each of the four planar units 29 is provided.
The outer peripheral surface of the permanent magnet 24 is covered with a cylindrical rotor cover 26. As shown in FIG. 3, both end portions 26 a in the axial direction of the rotor cover 26 are crimped to the end face side of the rotor core 23, so that the permanent magnet 24 moves in the axial direction of the rotor core 23. 26.

このように構成される本発明の第１の実施形態では、ロータコア２３の外周面に形成された平面部２９と接触する平面状の位置ずれ防止部３０が永久磁石２４のロータコア接触面２４ａに設けられているため、永久磁石２４の位置がロータコア２３の円周方向にずれることを位置ずれ防止部３０によって防止することができる。したがって、図１０に示した従来例のように、ロータコア２３の外周面に形成された溝部（又は凸部）２７と嵌合する凸部（又は溝部）２８を永久磁石２４のロータコア接触面２４ａに設けなくてもよいので、コストの大幅な上昇を招くことなく永久磁石２４の位置ずれを防止することができる。   In the first embodiment of the present invention configured as described above, a planar misalignment prevention portion 30 that contacts the flat portion 29 formed on the outer peripheral surface of the rotor core 23 is provided on the rotor core contact surface 24 a of the permanent magnet 24. Therefore, the position shift prevention unit 30 can prevent the position of the permanent magnet 24 from shifting in the circumferential direction of the rotor core 23. Therefore, as in the conventional example shown in FIG. 10, the convex portion (or groove portion) 28 that fits the groove portion (or convex portion) 27 formed on the outer peripheral surface of the rotor core 23 is formed on the rotor core contact surface 24 a of the permanent magnet 24. Since it does not need to be provided, it is possible to prevent displacement of the permanent magnet 24 without causing a significant increase in cost.

また、上述した本発明の第１の実施形態では円筒状に形成されたロータカバー２６の両端部２６ａをロータコア２３の端面側に加締めたことにより、リング形永久磁石２４がロータコア２３の軸方向に移動することを抑制できる。これにより、リング形永久磁石２４がロータコア２３の軸方向に移動するのを防止するために、リング形永久磁石２４の内周面をロータコア２３の外周面に接着剤を用いて固定する必要がない。さらに、第１の実施形態ではロータコア２３がステータコアと同じコア素材（磁極鋼板）をロータシャフト２２の軸方向に積層して形成されているため、コア素材を有効に利用できる。   In the above-described first embodiment of the present invention, both end portions 26a of the rotor cover 26 formed in a cylindrical shape are caulked to the end face side of the rotor core 23, whereby the ring-shaped permanent magnet 24 is axially aligned with the rotor core 23. It can suppress moving to. Thereby, in order to prevent the ring-shaped permanent magnet 24 from moving in the axial direction of the rotor core 23, it is not necessary to fix the inner peripheral surface of the ring-shaped permanent magnet 24 to the outer peripheral surface of the rotor core 23 using an adhesive. . Furthermore, in the first embodiment, the rotor core 23 is formed by laminating the same core material (magnetic pole steel plate) as that of the stator core in the axial direction of the rotor shaft 22, so that the core material can be used effectively.

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上述した第１の実施形態ではＥＰＳのステアリングシャフトを駆動するモータに本発明を適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。また、上述した第１の実施形態では永久磁石２４の外周面を一つのロータカバー２６で覆うようにしたが、図４に示す第２の実施形態のように、永久磁石２４の外周面を二つのロータカバー２６で覆うようにしてもよい。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the above-described first embodiment, the case where the present invention is applied to a motor that drives an EPS steering shaft is illustrated, but the present invention is not limited to this. In the first embodiment described above, the outer peripheral surface of the permanent magnet 24 is covered with one rotor cover 26. However, as in the second embodiment shown in FIG. You may make it cover with the one rotor cover 26. FIG.

また、第１の実施形態ではロータコア２３の外周面に四つの平面部２９を形成したが、図５に示す第３の実施形態のように、ロータコア２３の外周面に形成される平面部２９の数を一つとしてもよい。
さらに、第１及び第３の実施形態ではＮ極とＳ極が一体的に形成されたリング形一体磁石２４をロータコア２３の外周に設けたタイプのブラシレスモータに本発明を適用した場合を例示したが、図６に示す第４の実施形態のように、円弧状に形成された複数（例えば四つ）の永久磁石２４をロータコア２３の外周に設けたタイプのブラシレスモータにも本発明を適用することができる。 In the first embodiment, the four flat portions 29 are formed on the outer peripheral surface of the rotor core 23. However, the flat portion 29 formed on the outer peripheral surface of the rotor core 23 as in the third embodiment shown in FIG. The number may be one.
Furthermore, in the first and third embodiments, the case where the present invention is applied to a type of brushless motor in which the ring-shaped integrated magnet 24 in which the N pole and the S pole are integrally formed is provided on the outer periphery of the rotor core 23 is illustrated. However, as in the fourth embodiment shown in FIG. 6, the present invention is also applied to a type of brushless motor in which a plurality of (for example, four) permanent magnets 24 formed in an arc shape are provided on the outer periphery of the rotor core 23. be able to.

本発明の第１の実施形態に係るブラシレスモータにおけるロータ部の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a rotor part in a brushless motor concerning a 1st embodiment of the present invention. 図１のII−II線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line of FIG. 図１に示すロータカバーの固定方法を示す図である。It is a figure which shows the fixing method of the rotor cover shown in FIG. 本発明の第２の実施形態に係るブラシレスモータにおけるロータ部の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a rotor part in a brushless motor concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第３の実施形態に係るブラシレスモータにおけるロータ部の径方向断面図である。It is radial direction sectional drawing of the rotor part in the brushless motor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態に係るブラシレスモータにおけるロータ部の径方向断面図である。It is radial direction sectional drawing of the rotor part in the brushless motor which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an electric power steering device. 電動パワーステアリング装置に使用されるブラシレスモータの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a brushless motor used for an electric power steering device. 従来のブラシレスモータにおけるロータ部の径方向断面図である。It is radial direction sectional drawing of the rotor part in the conventional brushless motor. 従来のブラシレスモータにおけるロータ部の径方向断面図である。It is radial direction sectional drawing of the rotor part in the conventional brushless motor.

符号の説明Explanation of symbols

１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ 減速ギヤ
４，５ ユニバーサルジョイント
６ ピニオンラック機構
７ タイロッド
８ 駆動モータ
９ ＥＣＵ
１０ フューズ
１１ イグニッションキー
１２ バッテリー
１３ ステアリングトルクセンサ
１４ 車速センサ
１５ ブラシレスモータ
１６ ステータ部
１７ ロータ部
１８ ステータコア
１９ ステータコイル
２０ モータハウジング
２１ 軸受
２２ ロータシャフト
２３ ロータコア
２４ 永久磁石
２４ａ ロータコア接触面
２６ ロータカバー
２９ 平面部
３０ 位置ずれ防止部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 2 Steering shaft 3 Reduction gear 4,5 Universal joint 6 Pinion rack mechanism 7 Tie rod 8 Drive motor 9 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuse 11 Ignition key 12 Battery 13 Steering torque sensor 14 Vehicle speed sensor 15 Brushless motor 16 Stator part 17 Rotor part 18 Stator core 19 Stator coil 20 Motor housing 21 Bearing 22 Rotor shaft 23 Rotor core 24 Permanent magnet 24a Rotor core contact surface 26 Rotor cover 29 Plane Part 30 Misalignment prevention part

Claims (5)

ロータシャフトと、このロータシャフトに装着された円筒状のロータコアと、このロータコアの外周面に接触するロータコア接触面を有する永久磁石とでロータ部を構成したブラシレスモータにおいて、
前記ロータコアの外周面に少なくとも一つの平面部を形成するとともに、前記永久磁石のロータコア接触面に前記平面部と接触する平面状の位置ずれ防止部を設けたことを特徴とするブラシレスモータ。 In a brushless motor in which a rotor portion is constituted by a rotor shaft, a cylindrical rotor core mounted on the rotor shaft, and a permanent magnet having a rotor core contact surface that contacts an outer peripheral surface of the rotor core.
A brushless motor characterized in that at least one flat surface portion is formed on the outer peripheral surface of the rotor core, and a planar displacement prevention portion that contacts the flat surface portion is provided on the rotor core contact surface of the permanent magnet. 請求項１記載のブラシレスモータにおいて、前記永久磁石の外周に円筒状のロータカバーを設けたことを特徴とするブラシレスモータ。   2. The brushless motor according to claim 1, wherein a cylindrical rotor cover is provided on an outer periphery of the permanent magnet. 前記ロータコアは前記ロータシャフトの軸方向に薄板状のコア素材を積層して形成されていることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to claim 1, wherein the rotor core is formed by laminating thin plate-like core materials in an axial direction of the rotor shaft. 前記永久磁石はリング形一体磁石であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the permanent magnet is a ring-shaped integral magnet. 前記永久磁石は前記ロータコアの円周方向に多数の永久磁石片を配設してリング状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the permanent magnet is formed in a ring shape by arranging a number of permanent magnet pieces in a circumferential direction of the rotor core.
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