JP2008228457A - ブラシレスモータおよびそれを備える電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ブラシレスモータのロータに含まれる永久磁石651は、ラジアル異方性磁石であって周方向に多極着磁され、軸方向における中央部から上側の端部までの表面とその中央部から下側の端部までの表面とで軸回りに所定のスキュー角だけ周方向にずれるよう軸方向に沿ってスキュー着磁されている。このスキュー着磁により、ティース611aの両端部に設けられる巻線612aを固定するためのコイルエンドの立体形状に応じてロータに生じる不規則に変動する成分も含めたコギングは、互いに逆位相となって打ち消し合うため、コギングを低減または解消することができる。
【選択図】図3
Description
前記固定子は、
前記回転子に向かってそれぞれ延びるよう円周方向に沿って等しい間隔を空けて配設された同一形状の複数のティース部と、
前記複数のティース部を結合する円環状のヨーク部と
を含み、
前記回転子は、周方向に複数の極を有する円環形の永久磁石を1つだけ含み、
前記ティース部は、前記回転子と対向する範囲内で前記回転子の軸方向に垂直な断面形状が他と異なる2つの部分を軸方向における中央部からそれぞれ略等距離となる位置に含み、
前記永久磁石は、軸方向における中央部から一方の端部までの表面と前記中央部から他方の端部までの表面とで軸回りに所定の角度だけ周方向にずれるよう着磁される前記複数の極を有することを特徴とする。
前記永久磁石は、軸方向に沿った方向に着磁される前記複数の極を有することを特徴とする。
前記永久磁石は、前記複数の極の数と前記複数のティース部の数との最小公倍数で180度を除算することにより得られる角度だけ周方向にずれるよう着磁される前記複数の極を有することを特徴とする。
前記ヨーク部は、積層鋼板からなり、
前記ティース部は、前記回転子の軸方向における中央近傍が積層鋼板からなり、両端部近傍が軟磁性粉末材料からなることを特徴とする。
前記ブラシレスモータは、車両操舵のための操作手段による操作に応じて駆動されることにより当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与えることを特徴とする、電動パワーステアリング装置である。
<1. 全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両構成と共に示す概略図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵のための操作手段としてのハンドル(ステアリングホイール)100に一端が固着されるステアリングシャフト102と、そのステアリングシャフト102の他端に連結されたラックピニオン機構104と、ハンドル100の回転位置を示す舵角を検出する舵角センサ12と、ハンドル100の操作によってステアリングシャフト102に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ13と、ハンドル操作(操舵操作)における運転者の負荷を軽減するための操舵補助力を発生させるブラシレスモータ16と、その操舵補助力をステアリングシャフト102に伝達する減速ギヤ17と、車載バッテリ18からイグニションスイッチ19を介して電源の供給を受け、舵角センサ12や、トルクセンサ13、車速センサ14からのセンサ信号に基づきブラシレスモータ16の駆動を制御する電子制御ユニット(ECU)15とを備えている。
<2.1 全体的な構成>
図2は、ブラシレスモータ16の回転軸に対する垂直断面図である。図2に示されるように、このブラシレスモータ16は回転軸であるモータ軸66の軸回りに回転するロータ(回転子)65と、このロータ65を囲むように狭い隙間(エアギャップ)を空けて設けられるステータ(固定子)61とを備えている。
ここで、上記ブラシレスモータ16におけるロータ65に配される永久磁石651は、周方向に多極着磁されているとともに、軸方向に沿ってその中央部でずれるようにスキュー着磁されている。このスキューによる着磁状態について、図3を参照して説明する。
図5は、1つのティースと従来の永久磁石の着磁状態とを簡易に示す外観図であり、より詳細には図5(a)はティースおよび従来の永久磁石の軸方向に対する垂直断面図であり、図5(b)は従来の永久磁石を軸方向に対して垂直方向から見た側面外観図である。なお、これらの図5(a),(b)は、図3(a),(b)に対応した図であって、同様の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
以上のように、本実施形態におけるブラシレスモータ16は、そのロータ65の永久磁石651を、軸方向における中央部から一方の端部までの表面とその中央部から他方の端部までの表面とで軸回りに所定のスキュー角だけ周方向にずれるようスキュー着磁する構成により、各ティースの両端部に設けられるコイルエンドの立体形状に応じて生じる不規則に変動する成分も含めてコギングを解消または低減することができる。
<4.1 主たる変形例>
上記実施形態では、図3に示されるようにロータ65の永久磁石651を、軸方向における中央部から一方の端部までの表面とその中央部から他方の端部までの表面とで軸回りに所定のスキュー角だけ周方向にずれるよう軸方向に沿ってスキュー着磁するが、必ずしも軸方向に沿ってスキュー着磁する必要はなく、上記中央部から一方の端部までの表面とその中央部から他方の端部までの表面とでスキュー角に対応する所定の距離だけ周方向にずれるようスキュー着磁すれば、例えば斜め方向にスキュー着磁してもよい。もっとも、斜め方向にスキュー着磁するとトルクロスが生じるため、軸方向に沿ってスキューする上記実施形態の構成が好適である。
上記実施形態では、コギングに含まれる不規則に変動する成分は、ティースの両端部に設けられるコイルエンドの立体形状によるものとして記載しているが、上記不規則に変動する成分は必ずしもコイルエンドの形状による必要はなく、ティースに含まれている他とは異なる形状によるものであればよい。すなわち、ティースがロータ65と対向する範囲内でその軸方向に垂直な断面形状が他と異なる2つの部分を含んでおり、この2つの部分が軸方向中央部からそれぞれ略等距離となる位置にあればよい。そうすれば、上記不規則に変動する成分を含むコギングは、前述したスキューによりそれぞれ逆位相となるものが含まれるため、打ち消し合うことにより解消または低減される。
Claims (5)
- 円環状の固定子と、当該固定子の内側に配されて当該固定子に対して回転自在に支持される回転子とを備えるブラシレスモータであって、
前記固定子は、
前記回転子に向かってそれぞれ延びるよう円周方向に沿って等しい間隔を空けて配設された同一形状の複数のティース部と、
前記複数のティース部を結合する円環状のヨーク部と
を含み、
前記回転子は、周方向に複数の極を有する円環状の永久磁石を1つだけ含み、
前記ティース部は、前記回転子と対向する範囲内で前記回転子の軸方向に垂直な断面形状が他と異なる2つの部分を軸方向における中央部からそれぞれ略等距離となる位置に含み、
前記永久磁石は、軸方向における中央部から一方の端部までの表面と前記中央部から他方の端部までの表面とで軸回りに所定の角度だけ周方向にずれるよう着磁される前記複数の極を有することを特徴とする、ブラシレスモータ。 - 前記永久磁石は、軸方向に沿った方向に着磁される前記複数の極を有することを特徴とする、請求項1に記載のブラシレスモータ。
- 前記永久磁石は、前記複数の極の数と前記複数のティース部の数との最小公倍数で180度を除算することにより得られる角度だけ周方向にずれるよう着磁される前記複数の極を有することを特徴とする、請求項1に記載のブラシレスモータ。
- 前記ヨーク部は、積層鋼板からなり、
前記ティース部は、前記回転子の軸方向における中央近傍が積層鋼板からなり、両端部近傍が軟磁性粉末材料からなることを特徴とする、請求項1に記載のブラシレスモータ。 - 請求項1に記載のブラシレスモータを備え、
前記ブラシレスモータは、車両操舵のための操作手段による操作に応じて駆動されることにより当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与えることを特徴とする、電動パワーステアリング装置。
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