JP2008011638A - Motor and electric power steering system incorporating the motor - Google Patents
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Abstract
【課題】固定子コアの変形を抑制し、コギングトルクを低減することのできる永久磁石型モータを提供する。
【解決手段】固定子コア1がフレーム3に固定されるとともに、この固定子コア1に空隙を介して配置された回転子は永久磁石を具備しており、円筒形状のフレーム3の軸方向及び周方向に亘ってその肉厚が不均一となる凸部4が設けられたとき、固定子コア1の軸方向端部の外周側に対向する位置であって、フレーム3の内周面に凹部9を設けることにより、この部分における応力を緩和させることができる。
【選択図】図1There is provided a permanent magnet type motor capable of suppressing deformation of a stator core and reducing cogging torque.
A stator core 1 is fixed to a frame 3, and a rotor disposed in the stator core 1 with a gap includes a permanent magnet, and an axial direction of a cylindrical frame 3 and When the convex portion 4 having a non-uniform thickness is provided in the circumferential direction, the concave portion is formed on the inner peripheral surface of the frame 3 at a position facing the outer peripheral side of the axial end portion of the stator core 1. By providing 9, the stress in this portion can be relaxed.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、フレームに固定子が固定されたモータ及びこのモータを組み込んだ電動パワーステアリングシステムに関するものであり、特に回転子が永久磁石を具備する永久磁石型モータに関するものである。 The present invention relates to a motor having a stator fixed to a frame and an electric power steering system incorporating the motor, and more particularly to a permanent magnet type motor in which a rotor includes a permanent magnet.
永久磁石型モータにおいては、固定子コアと回転子を構成する永久磁石とが相互に作用し合うことにより、コギングトルクと呼ばれるトルクの脈動が発生する。コギングトルクは振動の原因となるため、産業用のサーボモータや自動車のパワーステアリング用モータなどの分野では、コギングトルクを低減することが大きな課題となっている。 In a permanent magnet motor, torque pulsation called cogging torque is generated when the stator core and the permanent magnet constituting the rotor interact with each other. Since cogging torque causes vibration, reducing cogging torque is a major issue in fields such as industrial servo motors and automobile power steering motors.
そしてこのコギングトルクを低減するための従来技術として、例えば、磁石にN極とS極との境界を斜めにする、いわゆるスキュー着磁を施したり、セグメント磁石の形状をかまぼこ形状にするものがあった。更には固定子コアに補助溝を設けるような技術もあった。 As a conventional technique for reducing the cogging torque, for example, there is a technique in which the magnet is subjected to so-called skew magnetization, in which the boundary between the N pole and the S pole is slanted, or the shape of the segment magnet is made a kamaboko shape. It was. Further, there has been a technique for providing an auxiliary groove in the stator core.
一方工作誤差によって発生するコギングトルクを低減するために、フレームの内周面に固定子コアの内径を真円に近づけるための突起を設けたものがあった(特許文献1参照)。 On the other hand, in order to reduce the cogging torque generated due to a work error, there has been provided a protrusion on the inner peripheral surface of the frame to bring the inner diameter of the stator core closer to a perfect circle (see Patent Document 1).
また、フレーム形状に起因して発生する鉄心の磁気回路の歪みからくるコギングトルクを低減するために、フレームの所定の位置に応力を緩和するための空隙部を設けた回転電機もあった(特許文献2参照)。 In addition, there was a rotating electrical machine in which a gap portion for relaxing stress was provided at a predetermined position of the frame in order to reduce the cogging torque caused by the distortion of the magnetic circuit of the iron core caused by the frame shape (patent) Reference 2).
フレームに固定子が固定された永久磁石型モータにおいては、フレームの形状が軸方向あるいは周方向において不均一の場合、固定子コアにかかる応力が不均一となる。この不均一な応力によって固定子の内周が変形され、固定子内周が真円でなくなってしまい、この結果コギングトルクが増大してしまうという問題点があった。 In a permanent magnet type motor having a stator fixed to a frame, when the shape of the frame is not uniform in the axial direction or circumferential direction, the stress applied to the stator core is not uniform. Due to this non-uniform stress, the inner periphery of the stator is deformed, and the inner periphery of the stator is no longer a perfect circle, resulting in an increase in cogging torque.
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、固定子コアの変形を抑制し、コギングトルクを低減することのできる永久磁石型モータを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a permanent magnet type motor that can suppress the deformation of the stator core and reduce the cogging torque.
この発明に係るモータは、フレームと、このフレームに固定された固定子コアと、この固定子コアに空隙を介して配置された回転子を有したものであって、固定子コアの軸方向端部の外周側に対向する位置であって、フレームの内周面に凹部を設けたものである。 A motor according to the present invention includes a frame, a stator core fixed to the frame, and a rotor disposed in the stator core via a gap, and the axial end of the stator core This is a position opposed to the outer peripheral side of the part, and is provided with a recess on the inner peripheral surface of the frame.
この発明に係るモータによれば、フレームと、このフレームに固定された固定子コアと、この固定子コアに空隙を介して配置された回転子を有したものであって、固定子コアの軸方向端部の外周側に対向する位置であって、フレームの内周面に凹部を設けたので、固定子コアに発生する変形を抑制することができ、コギングトルクを低減することができる。 The motor according to the present invention includes a frame, a stator core fixed to the frame, and a rotor disposed in the stator core via a gap, and the shaft of the stator core Since the concave portion is provided on the inner peripheral surface of the frame at a position facing the outer peripheral side of the direction end portion, deformation generated in the stator core can be suppressed, and cogging torque can be reduced.
実施の形態1.
以下この発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施の形態1による永久磁石型モータを示す側面断面図である。固定子コア1は一般に磁性体によって構成されるものであり、例えば電磁鋼板を積層することにより構成したり、あるいは磁性粉体により構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a side sectional view showing a permanent magnet type motor according to
また、電機子巻線2は固定子コア1に設けられたスロット内に収納されている。図1においては、電機子巻線2のコイルエンド部だけが示されている。尚図示はされていないが、固定子コア1の内部には、空隙を介して固定子コア1と同軸的に回転子が設けられており、回転子は永久磁石を具備しているとともに、軸受により支持されている。
The armature winding 2 is housed in a slot provided in the
固定子コア1が組み込まれているフレーム3はアルミや鉄などで構成され、一般的には円筒形状に構成されている。一方フレーム3の肉厚は様々な製品仕様に従って不均一になるように形成されることがある。図1においては、肉厚が大きくなった凸部4がフレーム3の上端部に設けられている例を示している。
The
図2〜図5はフレーム3外周面の一端部に凸部4を設けた場合を示すフレーム3の斜視図であり、図2においては、フレーム3に他の部品などと固定するためのねじ穴5が設けられた凸部4を設置したものである。又図3においては、他の部品(例えばモータのコントローラ)との接合部6がフレーム3に設けられた場合が示されている。
2 to 5 are perspective views of the
また、図4においては、フレーム3に冷却フィン7が設けられている場合を示している。更に図5においては、フレーム3に厚肉部分8が設けられた場合を示している。以上図2〜図5に示した例はいずれも、フレーム3の肉厚が一定でない場合を示したものである。
FIG. 4 shows a case where the
固定子コア1は焼きばめや圧入によってフレーム3の内部に固定されるが、上記のようにフレーム3の肉厚が周方向及び軸方向において不均一である形状をしていると、固定子コア1にかかる応力が不均一となり、固定子コア1の磁気特性が不均一になったり、あるいは固定子コア1の内周形状が変形する。そしてこれによりコギングトルクが増加してしまうのである。
The
そこで本発明においては、フレーム3に設けられた凸部4による影響を抑制するために、フレーム3内周面に凹部9を設けたものである。図1においてはテーパ状の凹部9を設けた場合を示しているが、凹部9の形状はステップ状であってもよく、又他の形状であってもよい。凸部4によるフレーム3の変形を抑制するための凹部9は固定子コア1の軸方向端部の外周側に対向する位置に設けられるものである。尚凸部4がフレーム3の真中付近に設けられた場合でも、凹部9は固定子コア1の軸方向端部の外周側に対向する位置に設けられるものである。
Therefore, in the present invention, the
このように凹部9を固定子コア1の軸方向端部の外周側に対向する位置に設けたのは、中空円筒型の固定子コア1の端部に半径方向の力が加わる場合、例えこの力が微小であっても円筒自身がたる型の変形(バルジング)をより起こしやすくなるためであり、この力がフレーム3から円筒型の固定子コア1に伝達されることを避けるためである。
The
図6は図1におけるA−A線正面断面図であり、フレーム3の一部に凸部4が設けられている。また、凸部4に対向する位置であって、フレーム3の内周面に変形を抑制するための凹部9が設けられている。
FIG. 6 is a front sectional view taken along line AA in FIG. 1, and a
従来のように凹部9が設けられていない場合は、フレーム3の凸部4の影響によりこの部分の応力が大きくなって固定子コア1の内周形状が変形してしまい、コギングトルクが増大するということがあった。しかしながら、本発明においては凹部9を設けたので、この部分における応力が緩和され、従って固定子コア1の内周形状の変形が抑制され、結果としてコギングトルクを低減することができる。
When the
図6においては、凹部9の周方向の長さが凸部4の周方向の長さとほぼ同じ場合を示したが、凹部9の周方向の長さが凸部4の周方向の長さよりも大きくなるように構成してもよいし、更には凹部9の周方向の長さが凸部4の周方向の長さよりも小さくなるように構成してもよい。
In FIG. 6, the circumferential length of the
また、凹部9の深さを凸部4の厚みに比べて非常に小さくなるように構成してもよい。凹部9を内周全周に亘って設けるのではなく、内周の一部に設けることにより、加工工数が少なくて済み、加工のコストを低減することができる。
Moreover, you may comprise so that the depth of the
図7は別の例を示す正面断面図であり、図7に示すように、フレーム3の中心から偏心した円の円弧に沿う形状になるよう凹部9を形成することもできる。即ち図6に示されるように、フレーム3の内周面と凹部9の接合部に段差が発生しないように、フレーム3の内周面と凹部9とが円弧状に滑らかにつながるように構成するものである。この場合は、切削加工がし易く、生産性に優れているという効果がある。
FIG. 7 is a front cross-sectional view showing another example. As shown in FIG. 7, the
次に凹部を設けることによって具体的にどのようにコギングトルクを低減するのかについて図に基づき説明する。図8はフレームの形状を示す斜視図であり、図3に示した場合と同様接合部6がフレーム3に設けられている。
Next, how the cogging torque is specifically reduced by providing the recess will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a perspective view showing the shape of the frame, and the
このフレーム3内には固定子コア1が焼きばめあるいは圧入によって固定されており、この固定子コア1の軸方向両端部がそれぞれフレーム3の上部3a及び下部3cに対応する位置に位置している。又中間部3bはフレーム3の軸方向における中間に位置している。
A
図9は図8におけるB−B線側面断面図である。フレーム3の下部3c付近に他の部品との接合部6が設けられていて、この部分においてフレーム3の肉厚が大きくなっている。図10は上部3aにおける正面断面図、図11は下部3cにおける正面断面図であり、中部3bにおける正面断面図は図10と同様である。
9 is a side sectional view taken along line BB in FIG. A
図においては、固定子コア1は12スロットの集中巻きの例を示すが、他のスロット数であってもよいし、分布巻きであってもよい。また、固定子コア1は分割コアであっても一体打ち抜きのコアであってもよく、更には磁性粉体により構成してもよい。
In the figure, the
図11において、他の部品との接合部6に対応する位置に、変形を抑制するための凹部9が設けられているが、従来のように凹部9が設けられていない場合は、この部分の応力が大きくなって、固定子コア1の内径の形状に歪みが生じる。
In FIG. 11, a
図12は従来の固定子コア1における内周形状の歪みの状態を示す図である。本発明においては、凹部9を設けたことによって、図13に示すように凸部4(ここでは他の部品との接合部6)の影響が低減されて、固定子コア1の内径形状の真円度が向上している。
FIG. 12 is a diagram showing a state of distortion of the inner peripheral shape in the
図14は従来のように凹部9が設けられていない場合の固定子コア1の上部3a、中部3b、下部3cそれぞれにおける内周形状の歪みの状態を示す図であり、上記3箇所において内周形状の歪みの度合いは大きく相違しており、軸方向において、不均一であることが判る。
FIG. 14 is a diagram showing a state of distortion of the inner peripheral shape in each of the upper portion 3a, the
図15は凹部9を設けた場合の固定子コア1の上部3a、中部3b、下部3cそれぞれにおける内周形状の歪みの状態を示す図であり、図15に示すように、凹部9を設けたことによって固定子コア1の内周形状の真円度が改善するとともに、軸方向の不均一性が改善されていることがわかる。
FIG. 15 is a diagram showing a state of distortion of the inner peripheral shape in each of the upper part 3a, the
図16は従来技術と本発明における回転角度とコギングトルクの大きさとの関係を示す図であり、実線は従来技術、点線は本発明の特性を示している。図16に示すように、凹部9を設けることによってコギングトルクを低減できることがわかる。固定子コア1の非対称性によって生じるコギングトルクの周波数成分の中に、回転子一回転あたりの脈動数がモータの極数に一致する成分が主として含まれる。
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the rotation angle and the cogging torque in the prior art and the present invention, where the solid line indicates the prior art and the dotted line indicates the characteristics of the present invention. As shown in FIG. 16, it can be seen that the cogging torque can be reduced by providing the
これは電気角360度周期の成分を基本波とした場合、第2高調波成分となり、2f成分と呼ばれることがある。図16は10極のモータの例であり、回転子一回転(図の横軸の0〜360度)で10回脈動する成分が見られる。これが、従来例に比べて本発明では大幅に低減されていることがわかる。すなわち、本発明はコギングトルクの2f成分を低減する効果がある。 When a component having an electrical angle of 360 degrees is used as a fundamental wave, this becomes a second harmonic component and may be called a 2f component. FIG. 16 shows an example of a 10-pole motor, and a component that pulsates 10 times with one rotation of the rotor (0 to 360 degrees on the horizontal axis in the figure) can be seen. It can be seen that this is greatly reduced in the present invention compared to the conventional example. That is, the present invention has an effect of reducing the 2f component of the cogging torque.
以上のように本発明によれば、固定子コア1の軸方向端部の外周側に対向する位置において、フレーム3の内周面に凹部9を設けたので、製品仕様に従いフレーム3の外周に凸部4が設けられた場合でも、凸部4に対して比較的小さな凹部9を設けることにより、固定子コア1の内周に発生する変形を抑制することができる。その結果固定子コア1の内周の真円度が向上し、永久磁石型モータで発生するコギングトルクを小さくすることができるという効果がある。
As described above, according to the present invention, since the
上記においては、フレーム3の外周部に凸部4が設けられ、これにより固定子コア1へ不均一な応力が作用するのを避けるために、固定子コア1の軸方向端部の外周側に対向する位置であって、フレーム3の内周面の周方向の一部に凸部4よりも小さな凹部9を設けた場合について説明したが、フレーム3の外周部に製品仕様に従って凹部が設けられ、これにより固定子コア1へ不均一な応力が作用するのを避けるために、フレーム3の内周面に凹部よりも小さな凸部を設けるようにしてもよく、このように構成することにより同様にコギングトルクを低下させることができる。
In the above, the
図17は図1とは別の形態による永久磁石型モータを示す側面断面図であり、フレーム3の外周部分に凹部10が設けられており、更に固定子コア1の軸方向端部の外周側に対向する位置であり、凹部10が設けられている端部とは反対側の端部に対向するフレーム3の内周部に凸部11を設けたものである。尚凸部11は凹部10の真下に位置する部分に設ける必要があり、更に凸部11の周方向の長さは凹部10の周方向の長さとほぼ同じであってもよいし、更には大きく構成してもよいし、小さく構成してもよい。このように構成することにより、固定子コア1に不均一な応力が作用することを回避することができる。
FIG. 17 is a side sectional view showing a permanent magnet type motor according to a form different from that in FIG. 1, in which a
実施の形態2.
図18はこの発明の実施の形態2による永久磁石型モータを示す側面断面図、図19は図18におけるC−C線断面図である。固定子コア1は一般に磁性体によって構成されるものであり、例えば電磁鋼板を積層することにより構成したり、あるいは磁性粉体により構成される。
18 is a side sectional view showing a permanent magnet type motor according to
また、電機子巻線2は固定子コア1に設けられたスロット内に収納されている。図18においては、電機子巻線2のコイルエンド部だけが示されている。尚図示はされていないが、固定子コア1の内部には、空隙を介して固定子コア1と同軸的に回転子が設けられており、回転子は永久磁石を具備しているとともに、軸受により支持されている。
The armature winding 2 is housed in a slot provided in the
固定子コア1が組み込まれているフレーム3はアルミや鉄などで構成され、一般的には円筒形状に構成されている。一方フレーム3の肉厚は様々な製品仕様に従って不均一になるように形成されることがある。図18においては、肉厚が大きくなった凸部4が固定子コア1の上端部に相当する位置に設けられている例を示している。
The
従来技術においては、凸部4における応力が大きくなり、固定子コア1が内側に変形してしまうことがあり、コギングトルクが増大するという課題があった。また、軸方向において応力が不均一となってしまうので、固定子コア1の内周形状も軸方向において不均一となるという課題があった。
In the prior art, there is a problem that the stress in the
本実施形態におけるフレーム3の外周面においては、固定子コア1の軸方向下端部の外周側に対向する位置であって、凸部4の真下に位置する部分に凸部21を設けたものである。この凸部21は固定子コア1上端部に相当する位置に設けられた凸部4に比べると小さいが、固定子コア1にかかる応力の軸方向における不均一性を緩和することができる。尚凸部4がフレーム3の真中付近に設けられた場合でも、凸部21は固定子コア1の軸方向端部の外周側に対向する位置に設けられるものである。
In the outer peripheral surface of the
このように凸部21を固定子コア1の軸方向下端部の外周側に対向する位置に設けたのは、中空円筒型の固定子コア1の端部に半径方向の力が加わる場合、例えこの力が微小であっても円筒自身がたる型の変形(バルジング)をより起こしやすくなるためであり、この力がフレーム3から円筒型の固定子コア1に伝達されることを避けるためである。
The
尚凸部21は周方向の一部に設けられるものであり、凸部21の周方向の長さは凸部4の周方向の長さとほぼ同じであってもよいし、更には大きく構成してもよいし、小さく構成してもよい。
The
以上のように本実施形態によれば、凸部4に比べて小さな凸部21を設けることにより固定子コア1の内周が変形することを抑制することができる。その結果、固定子コア1の内周の真円度が向上し、永久磁石型モータに発生するコギングトルクを低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to suppress deformation of the inner periphery of the
実施の形態3.
図20はこの発明の実施の形態3による永久磁石型モータを示す側面断面図である。
固定子コア1は一般に磁性体によって構成されるものであり、例えば電磁鋼板を積層することにより構成したり、あるいは磁性粉体により構成される。
20 is a side sectional view showing a permanent magnet type motor according to
The
また、電機子巻線2は固定子コア1に設けられたスロット内に収納されている。図20においては、電機子巻線2のコイルエンド部だけが示されている。尚図示はされていないが、固定子コア1の内部には、空隙を介して固定子コア1と同軸的に回転子が設けられており、回転子は永久磁石を具備しているとともに、軸受により支持されている。
The armature winding 2 is housed in a slot provided in the
固定子コア1が組み込まれているフレーム3はアルミや鉄などで構成され、一般的には円筒形状に構成されている。一方フレーム3の肉厚は様々な製品仕様に従って不均一になるように形成されることがある。図20においては、肉厚が大きくなった凸部31が固定子コア1の軸方向下端部の外周側に対向する位置に設けられている例を示している。
The
従来技術においては、凸部31における応力が大きくなり、固定子コア1が内側に変形してしまうことがあり、コギングトルクが増大するという課題があった。また、軸方向において応力が不均一となってしまうので、固定子コア1の内周形状も軸方向において不均一になるという課題があった。
In the prior art, there is a problem that the stress in the
本実施形態においては、固定子コア1の軸方向下端部付近であって、凸部31に対向する位置に凹部32を設けものである。すなわち、固定子コア1の下端部の外径を小さくし、フレーム3との間に空間を設けたものである。この凹部32の深さは固定子コア1の下部に設けられた凸部31の高さに比べると小さいが、凹部32を設けることにより、応力の軸方向における不均一性を低減することができる。尚凸部31がフレーム3の真中付近に設けられている場合でも、凹部32は固定子コア1の下端部に設けられるものである。
In the present embodiment, a
このように固定子コア1の外周面に凹部32を設けることにより、応力がフレーム3から固定子コア1に伝達されることを避けることができるようになる。尚凹部32の周方向の長さは凸部31の周方向の長さとほぼ同じであってもよいし、更には大きく構成してもよいし、小さく構成してもよい。
Thus, by providing the
以上のように本実施形態によれば、凸部31に比べて小さな凹部32を設けることにより固定子コア1の内周が変形することを抑制することができる。その結果、固定子コア1の内周の真円度が改善し、永久磁石型モータに発生するコギングトルクを低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent the inner periphery of the
実施の形態4.
図21はこの発明の実施の形態4による永久磁石型モータを示す側面断面図である。
固定子コア1は一般に磁性体によって構成されるものであり、例えば電磁鋼板を積層することにより構成したり、あるいは磁性粉体により構成される。
FIG. 21 is a side sectional view showing a permanent magnet type motor according to
The
また、電機子巻線2は固定子コア1に設けられたスロット内に収納されている。図21においては、電機子巻線2のコイルエンド部だけが示されている。尚図示はされていないが、固定子コア1の内部には、空隙を介して固定子コア1と同軸的に回転子が設けられており、回転子は永久磁石を具備しているとともに、軸受により支持されている。
The armature winding 2 is housed in a slot provided in the
固定子コア1が組み込まれているフレーム3はアルミや鉄などで構成され、一般的には円筒形状に構成されている。しかしながら、様々な製品仕様に合わせるため、あるいは仕上げ工差、永久磁石型モータの設置時の自荷重により、フレーム3から固定子コア1へ必ずしも均一な圧縮力が作用しない場合がある。
The
このため固定子コア1の内周形状の真円度が崩れてしまうことがあり、これによりコギングトルクが増大してしまい、高性能な永久磁石型モータを得られないという問題点があった。
For this reason, the roundness of the inner peripheral shape of the
そこで本実施形態においては、固定子コア1の軸方向両端部の外周側に対向する位置であって、フレーム3の内周側にテーパ状の凹部41を設けたものである。これによりフレーム3から固定子コア1への均一な圧縮力が作用しない場合でも、固定子コア1の内周部の真円度を保つことができ、コギングトルクの増大を防ぐことができる。尚凹部41の形状はテーパ状に限らず、例えばステップ状など他の形状であってもよい。
Therefore, in the present embodiment, a tapered
尚上記凹部41はフレーム3の内周部の全周に亘って設けてもよく、あるいは一部に設けるようにしてもよい。又凹部41は固定子コア1の軸方向一端部の外周側に対向する位置にのみ設けるようにしてもよい。
The
以上のように本実施形態によれば、図20に示されるような凸部31が明白に存在しない場合においても、様々な製品仕様に合わせたり、あるいは僅かな仕上げ工差が生じたり、又永久磁石型モータの設置時の自荷重が発生することにより、フレーム3から固定子コア1へ均一な圧縮力が作用しない場合でも、固定子コア1の内周に変形が発生することを防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, even when the
その結果、固定子コア1の内周の真円度が改善し、永久磁石型モータに発生するコギングトルクを低減することができる。更に電磁鋼板を積層することにより固定子コア1を構成する場合、積層時にばらつきがあった場合でも、凹部41を設けることにより電機子コア全体が生じる歪みを抑制することができるので、コギングトルクの発生を低減することができる。
As a result, the roundness of the inner circumference of the
実施の形態5.
上記実施の形態1〜4に示した永久磁石型モータはコギングトルクを低減することができるため、産業用サーボモータや自動車用電動パワーステアリングシステムなどに使用することができる。本実施形態においては、実施の形態1〜4に示した永久磁石型モータを自動車用電動パワーステアリングシステムに適用した例を示す。
Since the permanent magnet type motors shown in the first to fourth embodiments can reduce the cogging torque, they can be used for industrial servo motors, automotive electric power steering systems, and the like. In this embodiment, an example in which the permanent magnet type motor shown in the first to fourth embodiments is applied to an electric power steering system for an automobile will be described.
図22は自動車用電動パワーステアリングシステムを示す概念図である。図において、ステアリングホイール51から人間の操舵力がコラムシャフト52に伝達される。ウォームギヤ53(図では詳細は省略し、ギヤボックスのみ示している)はモータ54の出力(トルク、回転数)を、回転方向を直角に変えながら伝達し、同時に減速させて、アシストトルクを増加させる。
FIG. 22 is a conceptual diagram showing an electric power steering system for automobiles. In the figure, human steering force is transmitted from a
ハンドルジョイント55は操舵力を伝達すると共に、その方向も変える。ステアリングギヤ56(図では詳細は省略し、ギヤボックスのみ示している)はコラムシャフト52の回転を減速し、同時に回転力をラック57の直線運動に変換し、所要の変移を得る。このラック57の直線運動により車輪を動かし、車両の方向転換等を可能とする。
The handle joint 55 transmits a steering force and changes its direction. A steering gear 56 (details are omitted in the figure, only the gearbox is shown) decelerates the rotation of the
上記のような電動パワーステアリングシステムにおいては、モータ54において発生するトルクの脈動が、ウォームギヤ53とコラムシャフト52を介して、ステアリングホイール51に伝達される。したがって、モータ54が大きなトルクの脈動を発生する場合、滑らかなステアリング感覚を得ることが出来ない。
In the electric power steering system as described above, torque pulsation generated in the
また、モータ54がアシストするためのトルクを発生しない状態においても、モータ54が大きなコギングトルクを発生するものであれば、滑らかなステアリング感覚を得ることが出来ない。
Even when the
電動パワーステアリングシステムに使われるモータ54は、上記のようにコギングトルクを低減する必要があるが、それと同時に自動車用として使用されるので、小形化、軽量化、高効率化、高出力化が望まれる。このような課題を克服するために、モータ54はコントローラと一体に構成されることが望ましい。
The
モータ54がコントローラと一体となることで設置スペースを少なくすることができるとともに、小型化、軽量化を達成することができるからである。また従来のようにモータとコントローラが別体となっている場合には、モータとコントローラ間のハーネス(電力ケーブル)において電力損失が発生していたため、効率が悪く、又出力損失も発生しているが、モータとコントローラを一体的に構成した場合、このような損失が発生しないという利点がある。
This is because the installation space can be reduced by integrating the
図23はモータとコントローラが一体となった状態を示す側面図である。永久磁石型モータ54はフレーム3に設けられたコントローラとの接合部6を介してコントローラ58と接合されている。このような場合、モータ54のフレーム3には、製品仕様に対応して厚みが不均一となった部分が存在する。
FIG. 23 is a side view showing a state in which the motor and the controller are integrated. The permanent
図23においては、図3で示したフレームとの接合部6及び図2で示したねじ穴5が設けられた凸部を示しているが、図5に示すような冷却性能を向上するための冷却フィン7などを設けてもよい。
23 shows the
コントローラ58と一体的に構成されたモータ54は小形化、軽量化、高効率化、高出力化を図ることができるが、接合部6などを設けるため、フレーム3の厚みが軸方向及び周方向において不均一であるために、フレーム3から固定子コア1に作用する応力も不均一となってしまう。その結果として、固定子コア1の内周形状の真円度が悪化し、コギングトルクが増加してしまう。
The
そこで、このような自動車用電動パワーステアリングシステムに用いられる永久磁石型モータ54において、図1、図18に示されるように、フレーム3に凹部9または凸部21を設け、更には図20に示されるように、固定子コア1に凹部32を設けることにより、製品仕様に合わせて凸部がフレーム3の外周に設けられた場合でも、上記実施の形態1〜3で説明したように固定子コア1の内周に発生する変形を抑制することができる。
Therefore, in such a permanent
その結果、固定子コア1の内周の真円度が向上し、永久磁石型モータ54において発生するコギングトルクを小さくすることができる。更に永久磁石型モータ54において、図21に示すように、フレーム3の内周面にテーパ状の凹部41を設けることにより、フレーム3から固定子コア1へ均一な圧縮力が作用しない場合でも、固定子コア1の内周部における真円度を保つことができ、コキングトルクの増大を防ぐことができる。
As a result, the roundness of the inner periphery of the
したがって、本実施の形態によれば、永久磁石型モータ54に発生するコギングトルクを小さくすることができるため、自動車用電動パワーステアリングシステムにおける操舵感覚を向上させることができるという効果がある。図22、23においては、コラム式の電動パワーステアリングシステムについて説明したが、これに限られるものではなく、ラック式の電動パワーステアリングシステムにおいて上記構成を採用しても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
Therefore, according to the present embodiment, since the cogging torque generated in the permanent
1 固定子コア、3 フレーム、9,32,41 凹部、21 凸部。 1 Stator core, 3 frames, 9, 32, 41 concave, 21 convex.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110148246A1 (en) * | 2009-12-22 | 2011-06-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stator and motor provided with the stator |
| EP3107190A4 (en) * | 2014-02-13 | 2017-01-25 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Rotating electrical machine |
| WO2018180923A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 日本電産株式会社 | Motor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS649435A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Canon Kk | Photographing information display device |
| JPH10262353A (en) * | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Hitachi Ltd | Rotating machine |
| JP2005229798A (en) * | 2005-02-24 | 2005-08-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Refrigeration device |
| JP2005245096A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Toyota Motor Corp | Stator core positioning structure |
| JP2006027355A (en) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nsk Ltd | Electric power steering device |
-
2006
- 2006-06-29 JP JP2006179354A patent/JP2008011638A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS649435A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Canon Kk | Photographing information display device |
| JPH10262353A (en) * | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Hitachi Ltd | Rotating machine |
| JP2005245096A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Toyota Motor Corp | Stator core positioning structure |
| JP2006027355A (en) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nsk Ltd | Electric power steering device |
| JP2005229798A (en) * | 2005-02-24 | 2005-08-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Refrigeration device |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110148246A1 (en) * | 2009-12-22 | 2011-06-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stator and motor provided with the stator |
| US8803389B2 (en) * | 2009-12-22 | 2014-08-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stator and motor provided with the stator |
| EP3107190A4 (en) * | 2014-02-13 | 2017-01-25 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Rotating electrical machine |
| WO2018180923A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 日本電産株式会社 | Motor |
| CN110462989A (en) * | 2017-03-31 | 2019-11-15 | 日本电产株式会社 | Motor |
| JPWO2018180923A1 (en) * | 2017-03-31 | 2020-02-06 | 日本電産株式会社 | motor |
| CN110462989B (en) * | 2017-03-31 | 2021-07-09 | 日本电产株式会社 | motor |
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