JP2009153269A

JP2009153269A - Brushless motor

Info

Publication number: JP2009153269A
Application number: JP2007327472A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Okubo; 雅通大久保; Noriyuki Aramaki; 典之荒巻
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2009-07-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce torque loss at rotation by decreasing the iron loss of a brushless motor. <P>SOLUTION: In the brushless motor where a stator core 5 is accommodated and housed in a case 4, a projection 41 which extends circumferentially, and a groove 42 are provided between the case 4 and the stator core 5, being arranged axially. The projections 41 are formed in the positions, facing both ends of the stator core, of the inner perimetrical face 4a of the case. The stator core 5 is press-fitted inside the projection 41, whereby a contact section 43 is constituted. The groove 42 is formed between the projections 41. In the groove 42, the case 4 and the stator core 5 are isolated via a gap, whereby a noncontact section 44 is constituted. Since the contact section 43 and the noncontact section 44 are arranged axially, the axial contact section between the case 4 and the stator core 5 decreases, and an eddy current loss, which arises on the side of the case 4, is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブラシレスモータにおける回転時のロストルク低減に関し、特に、モータケースの鉄損によって回転時に生じるロストルクの低減に関する。 The present invention relates to reduction of loss torque during rotation in a brushless motor, and more particularly to reduction of loss torque generated during rotation due to iron loss of a motor case.

ブラシレスモータでは、従来より、ステータコア(固定子；以下、適宜コアと略記する）をモータケース（以下、ケースと略記する）に固定する際、焼き嵌め若しくは圧入にて両者を機械的に固定する手法がとられている(従来(1))。ところが、このようなブラシレスモータの場合、コアとケースの接触面が多いため、コアからの磁束がケース内に流れ込み、その分、鉄損が増大するという問題がある。特に、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）用のブラシレスモータでは、ケースの鉄損による回転時のロストルク（粘性トルク）により、ハンドルの戻りが悪くなるなど、操舵フィーリングの悪化が問題となっている。 In a brushless motor, conventionally, when a stator core (stator; hereinafter abbreviated as a core) is fixed to a motor case (hereinafter abbreviated as a case), both are mechanically fixed by shrink fitting or press fitting. (Conventional (1)). However, in the case of such a brushless motor, since there are many contact surfaces between the core and the case, there is a problem that the magnetic flux from the core flows into the case, and the iron loss increases accordingly. In particular, in a brushless motor for an electric power steering device (EPS), the steering feeling is deteriorated, such as the steering wheel returning poorly due to loss torque (viscous torque) during rotation due to iron loss of the case.

このようなロストルクの原因となる鉄損には、通常、コアからケースに流れ込む磁束による渦電流損と、プレス加工や圧入時等の残留応力の影響によって生じるヒステリシス損とがある。渦電流損Ｐｅやヒステリシス損Ｐｈは、次式のように、何れもマグネットの磁束密度に比例して増大するため、モータ出力を向上させるべくマグネットの磁束密度を増大させると、その分、ロストルクも増大する。 Iron loss that causes such loss torque usually includes eddy current loss due to magnetic flux flowing from the core into the case, and hysteresis loss caused by the effect of residual stress during press working or press fitting. Since the eddy current loss Pe and hysteresis loss Ph both increase in proportion to the magnetic flux density of the magnet as shown in the following formula, if the magnetic flux density of the magnet is increased in order to improve the motor output, the loss torque is correspondingly increased. Increase.

Ｐｅ＝Ｋｅ・｛（ｔ・ｆ・Ｂｍ）^２／ρ｝
[ｔ：板厚，ｆ：回転周波数，Ｂｍ：磁束密度，ρ：磁気抵抗，Ｋｅ：比例定数]
Ｐｈ＝Ｋｈ・ｆ・Ｂｍ^{（１.６〜２）}
[ｆ：回転周波数，Ｂｍ：磁束密度，Ｋｈ：比例定数]
つまり、出力ＵＰとロストルクとはトレードオフの関係にあり、出力ＵＰのニーズに応えようとすると、ロストルクの影響がより顕在化するという問題がある。そこで、従来のモータでは、渦電流損Ｐｅを抑えるべく、周知のように、コアの積層化が行われている。また、ヒステリシス損Ｐｈを抑えるべく、ケースの内径精度を上げて圧入代を少なくし、コアとケースの接地面の応力を緩和する方法や、接着剤によって両者を固定したり、コア−ケース間に合成樹脂を介在させたりして、磁気抵抗を上げる方法なども適宜採用されている。 Pe = Ke · {(t · f · Bm) ² / ρ}
[t: thickness, f: rotational frequency, Bm: magnetic flux density, ρ: magnetoresistance, Ke: proportionality constant]
Ph = Kh · f · Bm ^(1.6-2)
[f: Rotational frequency, Bm: Magnetic flux density, Kh: Proportional constant]
That is, the output UP and the loss torque are in a trade-off relationship, and there is a problem that the influence of the loss torque becomes more obvious when trying to meet the needs for the output UP. Therefore, in the conventional motor, the cores are laminated as is well known to suppress the eddy current loss Pe. In addition, in order to suppress the hysteresis loss Ph, the inner diameter accuracy of the case is increased to reduce the press-fitting allowance, the stress on the ground contact surface of the core and the case is relaxed, both are fixed with an adhesive, or between the core and the case A method of increasing the magnetic resistance by interposing a synthetic resin is also employed as appropriate.

しかしながら、このような方法は、部品精度ＵＰに伴うコスト増や、接着工程やモールド工程などによる作業工数の増大という問題を招来し、コスト面で不利となる。また、周方向に複数のピースを結合させた分割コアを採用したモータでは、コア結合部に隙間が発生し易く、コア径の寸法精度も低くなり易いため、コギングが悪化するという別の問題も生じる。さらに、コア側に溝を設けて接触面積を減らす方法も用いられているが、この方法では、この溝によって折角の磁気回路を無駄にしてしまい、モータの効率が低下するという問題がある。
特開2005-318744号公報 However, such a method is disadvantageous in terms of cost because it leads to problems such as an increase in cost associated with an increase in component accuracy and an increase in work man-hours due to an adhesion process, a molding process and the like. In addition, in a motor that employs a split core in which a plurality of pieces are coupled in the circumferential direction, a gap is easily generated in the core coupling portion, and the dimensional accuracy of the core diameter is likely to be lowered, which causes another problem that cogging deteriorates. Arise. Further, a method of reducing the contact area by providing a groove on the core side is also used, but this method has a problem that the magnetic circuit at the corner is wasted by the groove and the efficiency of the motor is lowered.
JP 2005-318744 A

そこで、これらの問題を解決すべく、ケース側に切欠溝を設け、ケース内周を蛇腹状に形成することにより、圧入代と接触面積を減らす方法も使用されている(従来(2))。この方法では、ケースによってコア外周を押さえているため、分割コアの結合部にも隙間が生じにくく、コギングの点でも良好である。しかしながら、このような方式のモータにおいても、ケースとコアが軸方向に沿って接触している状況は変わらないため、結局のところ、接触面積減少に伴う磁気抵抗低下分の鉄損改善しか望めない。すなわち、積層化されていないケース側は、コア側に比して渦電流損が大きいが、蛇腹状のコアにおいても、コアとケースとの接触部ではこの状況は変わらず、ロストルク低減効果が限定されるという問題があった。 Therefore, in order to solve these problems, a method of reducing the press-fitting allowance and the contact area by providing a notch groove on the case side and forming the inner periphery of the case in a bellows shape has been used (conventional (2)). In this method, since the outer periphery of the core is pressed by the case, a gap is hardly generated in the joint portion of the divided core, and the cogging is good. However, even in this type of motor, the situation in which the case and the core are in contact with each other in the axial direction does not change. . That is, the case side that is not laminated has a larger eddy current loss than the core side, but even in the bellows-like core, this situation does not change at the contact portion between the core and the case, and the loss torque reduction effect is limited. There was a problem of being.

本発明の目的は、ブラシレスモータの鉄損を効果的に減少させ、回転時のロストルクを低減させることにある。 An object of the present invention is to effectively reduce iron loss of a brushless motor and to reduce loss torque during rotation.

本発明のブラシレスモータは、磁性体にて形成された円筒状のケースと、前記ケース内に収容固定される鋼製のステータコアとを有してなるブラシレスモータであって、前記ケースと前記ステータコアとの間に、周方向に沿って形成され前記ケースと前記ステータコアが接触する接触部と、前記接触部の間に周方向に沿って形成され前記ケースと前記ステータコアが接触せず空隙を介して隔離される非接触部とを設けると共に、前記接触部と前記非接触部を軸方向に沿って配置したことを特徴とする。 The brushless motor of the present invention is a brushless motor having a cylindrical case formed of a magnetic material and a steel stator core accommodated and fixed in the case, wherein the case and the stator core A contact portion formed along the circumferential direction between the case and the stator core, and formed between the contact portions along the circumferential direction so that the case and the stator core are not in contact with each other and separated by a gap. The non-contact part is provided, and the contact part and the non-contact part are arranged along the axial direction.

本発明にあっては、ケースとステータコアとの間に、周方向に沿って延びる接触部と非接触部を軸方向に沿って配置することにより、ケースとステータコアの軸方向に沿った接触面積が小さく抑えられる。このため、ケースに生じる渦電流が小さくなり、ケース側の鉄損が減少し、モータの回転時のロストルク低減が図られる。 In the present invention, the contact area extending along the circumferential direction between the case and the stator core and the non-contact part are disposed along the axial direction, so that the contact area along the axial direction of the case and the stator core is increased. Can be kept small. For this reason, the eddy current generated in the case is reduced, the iron loss on the case side is reduced, and the loss torque during rotation of the motor can be reduced.

前記ブラシレスモータにおいて、前記接触部に、前記ケース内周面に周方向に沿って形成され前記ケースの中心方向に向かって延びる突出部を、前記非接触部に、隣接する前記突出部の間に周方向に沿って形成された溝部を設けても良い。この場合、前記突出部を前記ケース内周面の前記ステータコア両端部に対向する位置に形成し、前記ステータコアの外周両端部を前記突出部と接触させる一方、ステータコアの前記両端部間の外周を前記溝部と対向させるようにしても良い。また、その際、前記溝部の軸方向断面を、前記突出部間を曲線状に結ぶ形状としても良い。 In the brushless motor, a protrusion formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the case and extending toward the center of the case is provided between the protrusions adjacent to the non-contact part. You may provide the groove part formed along the circumferential direction. In this case, the projecting portion is formed at a position facing the both ends of the stator core on the inner peripheral surface of the case, and the outer periphery of the stator core is brought into contact with the projecting portion, while the outer periphery between the both ends of the stator core is You may make it oppose with a groove part. Moreover, it is good also as a shape which connects the axial direction cross section of the said groove part in the said case between the said protrusion parts in the shape of a curve.

一方、前記突出部と前記溝部を、軸方向に沿って、前記ケース内周面に複数個形成しても良い。また、前記ケース内周面に、ローレット加工によって、前記突出部と前記溝部を複数個形成しても良い。 On the other hand, a plurality of the projecting portions and the groove portions may be formed on the inner peripheral surface of the case along the axial direction. A plurality of the projecting portions and the groove portions may be formed on the inner peripheral surface of the case by knurling.

本発明のブラシレスモータによれば、ケース内にステータコアを収容固定したブラシレスモータにて、ケースとステータコアとの間に、周方向に延びる接触部と非接触部を設け、これらを軸方向に配置したので、ケースとステータコアの軸方向に沿った接触面積を小さく抑えることが可能となる。このため、ケースとステータコアの接触が軸方向に長い従前のモータに比して、ケース側に生じる渦電流を小さく抑えることが可能となる。従って、本発明のブラシレスモータにあっては、ケース側での渦電流損を低減することができ、ケースの鉄損を減少させ、モータの回転時のロストルクを低下させることが可能となる。 According to the brushless motor of the present invention, in the brushless motor in which the stator core is accommodated and fixed in the case, the contact portion and the non-contact portion extending in the circumferential direction are provided between the case and the stator core, and these are arranged in the axial direction. Therefore, the contact area along the axial direction of the case and the stator core can be reduced. For this reason, it becomes possible to suppress the eddy current generated on the case side to be small as compared with a conventional motor in which the contact between the case and the stator core is long in the axial direction. Therefore, in the brushless motor of the present invention, the eddy current loss on the case side can be reduced, the iron loss of the case can be reduced, and the loss torque at the time of rotation of the motor can be reduced.

また、本発明によるモータをＥＰＳの動力源として使用すると、ハンドルの戻りが悪くなるなどのロストルクに起因する問題が改善され、操舵フィーリングの向上を図ることが可能となる。 In addition, when the motor according to the present invention is used as a power source for EPS, problems due to loss torque such as poor return of the steering wheel are improved, and the steering feeling can be improved.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本発明の実施例１であるブラシレスモータの断面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１,２に示すように、ブラシレスモータ１（以下、モータ１と略記する）は、外側にステータ（固定子）２、内側にロータ（回転子）３を配したインナーロータ型のブラシレスモータとなっている。モータ１は、例えば、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の動力源として使用され、自動車のステアリングシャフトに対し動作補助力を付与する。モータ１は、ステアリングシャフトに設けられた減速機構部に取り付けられ、モータ１の回転は、この減速機構部によってステアリングシャフトに減速されて伝達される。 1 is a cross-sectional view of a brushless motor that is Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, a brushless motor 1 (hereinafter abbreviated as “motor 1”) is an inner rotor type brushless motor having a stator (stator) 2 on the outside and a rotor (rotor) 3 on the inside. It has become. The motor 1 is used, for example, as a power source of a column assist type electric power steering device (EPS), and applies an operation assisting force to a steering shaft of an automobile. The motor 1 is attached to a speed reduction mechanism provided on the steering shaft, and the rotation of the motor 1 is transmitted to the steering shaft by being decelerated by the speed reduction mechanism.

ステータ２は、有底円筒形状のケース４と、ステータコア５、ステータコア５に巻装されたステータコイル６（以下、コイル６と略記する）及びステータコア５に取り付けられるバスバーユニット（端子ユニット）７とから構成されている。ケース４は、鉄等にて有底円筒状に形成されており、その開口部には、図示しない固定ネジによってアルミダイキャスト製のブラケット８が取り付けられる。ステータコア５は、複数個（ここでは９個）の分割コア９を周方向に集成した構成となっている。ステータコア５には、９個のティース５ａが径方向内側に向かって突設されている。分割コア９は、電磁鋼板からなるコアピースを積層して形成され、その周囲には合成樹脂製のインシュレータ１１が取り付けられている。 The stator 2 includes a bottomed cylindrical case 4, a stator core 5, a stator coil 6 wound around the stator core 5 (hereinafter abbreviated as coil 6), and a bus bar unit (terminal unit) 7 attached to the stator core 5. It is configured. The case 4 is formed in a bottomed cylindrical shape with iron or the like, and an aluminum die cast bracket 8 is attached to an opening of the case 4 with a fixing screw (not shown). The stator core 5 has a configuration in which a plurality (9 in this case) of divided cores 9 are assembled in the circumferential direction. The stator core 5 is provided with nine teeth 5a projecting radially inward. The split core 9 is formed by stacking core pieces made of electromagnetic steel plates, and an insulator 11 made of synthetic resin is attached around the core.

インシュレータ１１の外側にはコイル６が巻装され、ステータコア５の一端側には、コイル６の端部６ａが径方向に引き出されている。ステータコア５の一端側には、合成樹脂製の本体部内に銅製のバスバーがインサート成形されたバスバーユニット７が取り付けられる。バスバーユニット７の周囲には複数個の給電用端子１２が径方向に突設されており、バスバーユニット７の取り付けに際し、コイル端部６ａは、この給電用端子１２と溶接される。バスバーユニット７では、バスバーはモータ１の相数に対応した個数（ここでは、Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相分の３個）設けられており、各コイル６はその相に対応した給電用端子１２と電気的に接続される。ステータコア５は、バスバーユニット７を取り付けた後、ケース４内に圧入固定される。 A coil 6 is wound around the outside of the insulator 11, and an end portion 6 a of the coil 6 is drawn out in the radial direction on one end side of the stator core 5. A bus bar unit 7 in which a copper bus bar is insert-molded in a synthetic resin main body is attached to one end side of the stator core 5. Around the bus bar unit 7, a plurality of power feeding terminals 12 project in the radial direction, and when the bus bar unit 7 is attached, the coil end 6 a is welded to the power feeding terminal 12. In the bus bar unit 7, the number of bus bars corresponding to the number of phases of the motor 1 (here, three for U phase, V phase, W phase) is provided, and each coil 6 is a power supply terminal corresponding to that phase. 12 is electrically connected. The stator core 5 is press-fitted and fixed in the case 4 after the bus bar unit 7 is attached.

ステータ２の内側にはロータ３が挿入されている。ロータ３はロータシャフト１３を有しており、ロータシャフト１３はベアリング１４ａ,１４ｂによって回転自在に支持されている。ベアリング１４ａはケース４の底部中央に、ベアリング１４ｂはブラケット８の中央部にそれぞれ固定されている。ロータシャフト１３には、円筒形状のロータコア１５が固定されており、その外周には、セグメントタイプのマグネット（永久磁石）１６が取り付けられている。ロータシャフト１３には合成樹脂製のマグネットホルダ１７が外挿されており、マグネット１６は、マグネットホルダ１７に保持される形でロータコア１５の外周に配設される。モータ１では、マグネット１６は、周方向に沿って６個配置されており、マグネット１６の外側には、有底円筒形状のマグネットカバー１８が取り付けられている。 A rotor 3 is inserted inside the stator 2. The rotor 3 has a rotor shaft 13, and the rotor shaft 13 is rotatably supported by bearings 14a and 14b. The bearing 14 a is fixed to the center of the bottom of the case 4, and the bearing 14 b is fixed to the center of the bracket 8. A cylindrical rotor core 15 is fixed to the rotor shaft 13, and a segment type magnet (permanent magnet) 16 is attached to the outer periphery thereof. A synthetic resin magnet holder 17 is inserted on the rotor shaft 13, and the magnet 16 is disposed on the outer periphery of the rotor core 15 so as to be held by the magnet holder 17. In the motor 1, six magnets 16 are arranged along the circumferential direction, and a bottomed cylindrical magnet cover 18 is attached to the outside of the magnet 16.

マグネットホルダ１７の端部には、回転角度検出手段であるレゾルバ２１のロータ（レゾルバロータ）２２が取り付けられている。これに対し、レゾルバ２１のステータ（レゾルバステータ）２３は、金属製のレゾルバホルダ２４内に圧入され、その状態でブラケットホルダユニット２５に固定されている。レゾルバステータ２３には、ロータ２２の回転に伴って出力される信号を伝送するための図示しないセンサハーネスが固定されている。センサハーネスは、ブラケット８とブラケットホルダユニット２５との間を周方向に沿って引き回され、ブラケット８の外周部から装置外へと引き出される。 A rotor (resolver rotor) 22 of a resolver 21 serving as a rotation angle detection unit is attached to the end of the magnet holder 17. On the other hand, the stator (resolver stator) 23 of the resolver 21 is press-fitted into a metal resolver holder 24 and is fixed to the bracket holder unit 25 in that state. A sensor harness (not shown) for transmitting a signal output as the rotor 22 rotates is fixed to the resolver stator 23. The sensor harness is drawn between the bracket 8 and the bracket holder unit 25 along the circumferential direction, and is drawn out of the apparatus from the outer peripheral portion of the bracket 8.

モータ１では、レゾルバホルダ２４は有底円筒形状に形成されており、ブラケットホルダユニット２５の中央部に挿入装着される。一方、フランジ部２４ａが形成された開口側端部は、ブラケット８に設けられたリブ２６の端部外周に軽圧入される。リブ２６は、ブラケット８の中央部に、軸方向（ロータシャフト１３の延伸方向)に向かって円筒形状に突設されており、その内側には、ロータシャフト１３を支持するベアリング１４ｂが固定されている。従って、リブ２６にレゾルバホルダ２４を軽圧入することにより、レゾルバステータ２３がロータシャフト１３と同心状に取り付けられる。 In the motor 1, the resolver holder 24 is formed in a bottomed cylindrical shape, and is inserted and mounted in the central portion of the bracket holder unit 25. On the other hand, the opening side end portion where the flange portion 24 a is formed is lightly press-fitted into the outer periphery of the end portion of the rib 26 provided in the bracket 8. The rib 26 projects in a cylindrical shape toward the axial direction (extending direction of the rotor shaft 13) at the center of the bracket 8, and a bearing 14b that supports the rotor shaft 13 is fixed to the inside of the rib 26. Yes. Therefore, the resolver stator 23 is mounted concentrically with the rotor shaft 13 by lightly press-fitting the resolver holder 24 into the rib 26.

ブラケットホルダユニット２５は合成樹脂にて形成されており、金属製の雌ネジ部２７がインサート成形されている。雌ネジ部２７には、ブラケット８の外側から取付ネジ２８がねじ込まれ、これにより、レゾルバホルダ２４がブラケット８の内側に固定される。ブラケットホルダユニット２５にはまた、給電配線２９と接続された外部給電用端子３１が３個（Ｕ,Ｖ,Ｗの各相）設けられている。各外部給電用端子（Ｕ,Ｖ,Ｗ）３１は、ブラケットホルダユニット２５内に設けられたバスバー端子３２（Ｕ,Ｖ,Ｗ）と溶接される。 The bracket holder unit 25 is made of synthetic resin, and a metal female screw portion 27 is insert-molded. A mounting screw 28 is screwed into the female screw portion 27 from the outside of the bracket 8, whereby the resolver holder 24 is fixed to the inside of the bracket 8. The bracket holder unit 25 is also provided with three external power supply terminals 31 (U, V, and W phases) connected to the power supply wiring 29. Each external power feeding terminal (U, V, W) 31 is welded to a bus bar terminal 32 (U, V, W) provided in the bracket holder unit 25.

バスバー端子３２は、バスバーユニット７から軸方向に向かって突設されており、モータ１を組み付けると、バスバー端子３２と外部給電用端子３１が並列に対向するようになっている。モータ１では、ケース４にブラケット８を取り付けた後、バスバー端子３２と外部給電用端子３１を溶接固定する。ブラケット８にはそのための作業孔３３が形成されおり、作業孔３３には、溶接工程後にブラケットキャップ３４が取り付けられる。 The bus bar terminal 32 projects from the bus bar unit 7 in the axial direction. When the motor 1 is assembled, the bus bar terminal 32 and the external power feeding terminal 31 face each other in parallel. In the motor 1, after the bracket 8 is attached to the case 4, the bus bar terminal 32 and the external power feeding terminal 31 are fixed by welding. A work hole 33 is formed in the bracket 8, and a bracket cap 34 is attached to the work hole 33 after the welding process.

一方、当該モータ１では、図３に示すように、ケース４の内周面４ａに、周方向に沿って突出部４１が設けられている。突出部４１は、ステータコア５の両端部に対向する位置に設けられており、ケース中心方向に向かって壁状に突出形成されている。突出部４１は、周方向に沿ってケース内周面４ａの全周に亘って設けられており、その内径は、ステータコア５の外形よりも若干小径となっている。ステータコア５は、突出部４１の部分でケース４内に圧入固定されている。 On the other hand, in the motor 1, as shown in FIG. 3, a protrusion 41 is provided on the inner peripheral surface 4 a of the case 4 along the circumferential direction. The protrusion 41 is provided at a position facing both ends of the stator core 5 and is formed to protrude in a wall shape toward the case center. The protruding portion 41 is provided over the entire circumference of the case inner peripheral surface 4 a along the circumferential direction, and the inner diameter thereof is slightly smaller than the outer shape of the stator core 5. The stator core 5 is press-fitted and fixed in the case 4 at the protruding portion 41.

ケース４では、突出部４１の間は溝部４２となっている。溝部４２もまた、突出部４１同様に、周方向に沿ってケース内周面４ａの全周に亘って設けられている。ケース４とステータコア５は、溝部４２の部位では接触しておらず、溝部４２では両者の間は空隙となっている。モータ１では、前述の突出部４１によって接触部４３が、また、溝部４２によって非接触部４４が形成され、接触部４３と非接触部４４は、図１,３に示すように、軸方向に沿って配置されている。 In the case 4, a groove 42 is formed between the protrusions 41. Similarly to the projecting portion 41, the groove portion 42 is also provided over the entire circumference of the case inner circumferential surface 4a along the circumferential direction. The case 4 and the stator core 5 are not in contact with each other at the groove 42, and there is a gap between the two in the groove 42. In the motor 1, the contact portion 43 is formed by the protrusion 41 described above, and the non-contact portion 44 is formed by the groove portion 42, and the contact portion 43 and the non-contact portion 44 are arranged in the axial direction as shown in FIGS. Are arranged along.

図４は、ケース４とステータコア５の状態を模式的に示した説明図である。図４に示すように、当該モータ１においても、ステータコア５では、従来のブラシレスモータと同様に、積層化の効果によって渦電流Ｉｓが小さく抑えられている。このように、ステータコア５での鉄損は従前より極小化されているが、従来のブラシレスモータでは、ケース側の鉄損は、軸方向に設けた切欠溝による低減に留まっている。これに対し、本発明によるモータ１では、接触部４３を構成する突出部４１と、非接触部４４を構成する溝部４２を共に周方向に形成することにより、接触面積減少による鉄損低下に加えて、ケース側に生じる渦電流Ｉｃを低減させ、更なる鉄損削減を図っている。 FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the state of the case 4 and the stator core 5. As shown in FIG. 4, also in the motor 1, the eddy current Is is suppressed to be small in the stator core 5 by the effect of stacking as in the conventional brushless motor. As described above, the iron loss in the stator core 5 is minimized as before, but in the conventional brushless motor, the iron loss on the case side is only reduced by the notch groove provided in the axial direction. On the other hand, in the motor 1 according to the present invention, the projecting portion 41 constituting the contact portion 43 and the groove portion 42 constituting the non-contact portion 44 are both formed in the circumferential direction. Thus, eddy current Ic generated on the case side is reduced to further reduce iron loss.

すなわち、モータ１では、ケース４とステータコア５は突出部４１のみにて接触し、両者の軸方向に沿った接触面積が小さく抑えられている。また、突出部４１以外の部位（溝部４２の部分）では両者間は空隙となっており、ケース−ステータコア間の磁気抵抗が大きい。このため、ステータコア５からケース４に流入する磁束は、突出部４１に集約される一方、突出部４１の軸方向寸法が小さいことから、その部位も磁気抵抗が大きく、そこに発生する渦電流Ｉｃも小さくなる。つまり、従前のブラシレスモータでは、ケースとステータコアが軸方向に長く接触しているため、ケース側の渦電流Ｉｃが多くなってしまうのに対し、両者の接触が周方向に長く軸方向に短い当該モータ１では、ケース４側の渦電流Ｉｃが従前に比して小さく抑えられる。 That is, in the motor 1, the case 4 and the stator core 5 are in contact with each other only by the projecting portion 41, and the contact area along the axial direction of both is kept small. In addition, in the part other than the projecting part 41 (the part of the groove part 42), there is a gap between them, and the magnetic resistance between the case and the stator core is large. For this reason, the magnetic flux flowing into the case 4 from the stator core 5 is concentrated in the protruding portion 41, while the axial dimension of the protruding portion 41 is small, so that the portion also has a large magnetic resistance, and the eddy current Ic generated there Becomes smaller. That is, in the conventional brushless motor, since the case and the stator core are in contact with each other in the axial direction, the eddy current Ic on the case side increases, whereas the contact between the two is long in the circumferential direction and short in the axial direction. In the motor 1, the eddy current Ic on the case 4 side is suppressed to be smaller than before.

このように、本発明によるモータ１では、ケース４の内周面４ａに突出部４１と溝部４２を設け、ケース４とステータコア５の軸方向の接触面積を小さく抑えているので、ケース４側での渦電流損が低減される。このため、ケース４の鉄損を減少させることができ、モータ１の回転時のロストルクを低下させることが可能となる。従って、本発明によるモータ１をＥＰＳの動力源として使用すると、ハンドルの戻りが悪くなるなどのロストルクに起因する問題が改善され、操舵フィーリングの向上を図ることが可能となる。 Thus, in the motor 1 according to the present invention, the protrusion 41 and the groove 42 are provided on the inner peripheral surface 4a of the case 4, and the contact area in the axial direction between the case 4 and the stator core 5 is kept small. Eddy current loss is reduced. For this reason, the iron loss of the case 4 can be reduced, and the loss torque during the rotation of the motor 1 can be reduced. Therefore, when the motor 1 according to the present invention is used as a power source for EPS, problems due to loss torque such as poor return of the steering wheel are improved, and the steering feeling can be improved.

このようなモータ１は次のように組み付けられる。まず、ステータ２やロータ３、ブラケット８とブラケットホルダユニット２５を一体化したブラケットアッセンブリを個々に組み付ける。この場合、ブラケットアッセンブリは、ベアリング１４ｂを組み込んだブラケット８と、レゾルバステータ２３関係の部品を組み付けたブラケットホルダユニット２５とを一体化したアッセンブリ品である。また、ステータ２は、コイル６を巻装したステータコア５にバスバーユニット７を取り付け、給電用端子１２とコイル端部６ａを溶接したものをケース４内に圧入固定したアッセンブリ品である。一方、ロータ３は、ロータシャフト１３にロータコア１５を固定し、マグネットホルダ１７を取り付けた後、マグネット１６を圧入しマグネットカバー１８を装着すると共に、マグネットホルダ１７にレゾルバロータ２２を圧入固定したアッセンブリ品である。 Such a motor 1 is assembled as follows. First, the bracket assembly in which the stator 2, the rotor 3, the bracket 8, and the bracket holder unit 25 are integrated is individually assembled. In this case, the bracket assembly is an assembly product in which the bracket 8 in which the bearing 14b is incorporated and the bracket holder unit 25 in which parts related to the resolver stator 23 are assembled. The stator 2 is an assembly product in which a bus bar unit 7 is attached to a stator core 5 around which a coil 6 is wound, and a power supply terminal 12 and a coil end portion 6 a are welded and press-fitted into the case 4. On the other hand, the rotor 3 is an assembly product in which the rotor core 15 is fixed to the rotor shaft 13, the magnet holder 17 is attached, the magnet 16 is press-fitted and the magnet cover 18 is attached, and the resolver rotor 22 is press-fitted and fixed to the magnet holder 17. It is.

このようなアッセンブリ品をそれぞれ組み立てた後、ロータ３をブラケットアッセンブリに取り付け、そこにステータ２を外装して固定ネジにてケース４とブラケット８を締結する。次に、作業孔３３を介して、バスバー端子３２と外部給電用端子３１を溶接固定する。この状態にてモータ抵抗や絶縁チェック等を行い、その後、レゾルバ２１の原点調整を行う。原点を調整した後、ブラケット８の外側から取付ネジ２８を挿入し、雌ネジ部２７に螺入固定する。これにより、レゾルバホルダ２４のフランジ部２４ａが、ブラケット８とブラケットホルダユニット２５との間に挟まれる形で固定される。取付ネジ２８を締め付けた後、ブラケットキャップ３４を取り付ける。これにてモータ１の組み付け作業は完了し、その後、各種特性チェック等が行われ、完成品となる。 After assembling such assemblies, the rotor 3 is attached to the bracket assembly, the stator 2 is externally mounted on the assembly, and the case 4 and the bracket 8 are fastened with fixing screws. Next, the bus bar terminal 32 and the external power feeding terminal 31 are fixed by welding through the work hole 33. In this state, motor resistance, insulation check, etc. are performed, and then the origin of the resolver 21 is adjusted. After adjusting the origin, the mounting screw 28 is inserted from the outside of the bracket 8, and is screwed and fixed to the female screw portion 27. As a result, the flange portion 24 a of the resolver holder 24 is fixed so as to be sandwiched between the bracket 8 and the bracket holder unit 25. After tightening the attachment screw 28, the bracket cap 34 is attached. Thus, the assembly work of the motor 1 is completed, after which various characteristic checks and the like are performed to obtain a finished product.

なお、前述のケース４は、形状的にプレス成形が難しく、溝部４２は、切削加工にて形成するのが容易である。一般に、ケース４の内周面４ａは、プレス加工後に切削あるいは研削仕上げを行うことが多く、その点では、溝部４２の形成は大きな工数増にはつながらないが、コスト削減の観点からは、溝部も含めてプレス加工にて形成できる方が望ましい。そこで、発明者らは、加工方法をも含めた検討を行った結果、図５のように、曲線状の溝部４５を持つケース４６はプレス加工が可能であり、しかも図３のものと同等のロストルク低減効果が得られることが分かった。 The case 4 described above is difficult to press-mold in shape, and the groove 42 is easy to form by cutting. In general, the inner peripheral surface 4a of the case 4 is often subjected to cutting or grinding after press working. In this respect, the formation of the groove 42 does not lead to a large increase in man-hours. It is desirable that it can be formed by press working. Therefore, as a result of investigations including the processing method, the inventors have made it possible to press the case 46 having the curved groove 45 as shown in FIG. It was found that the loss torque reduction effect can be obtained.

図６は、図５のようなケース４６の製造方法を示す工程図である。図６（ａ）に示すように、ここではまず、円板状のブランク材４７に、後に溝部４５となるリング状の凹部４８を形成する。次に、（ｂ）のように、凹部４８を底面とする形で、ブランク材４７を円筒形に絞り加工する。その後、（ｃ）のように、凹部４８の中心部を絞ると、凹部４８が徐々に外側に移動し、円筒側壁側に凹部４８が配置される。そして、さらにベアリング１４ａを収容する部分を絞り成形すると、（ｄ）のように、内周面４ａにアーチ状の溝部４５が形成されたケース４６ができ上がる。このように、プレス加工によって、溝部４５をケース成形時に形成できれば、後の切削加工を省くことができ、工数削減によるコスト低減を図ることが可能となる。 FIG. 6 is a process diagram showing a method of manufacturing the case 46 as shown in FIG. As shown in FIG. 6A, first, a ring-shaped recess 48 that will later become the groove 45 is formed in the disc-shaped blank 47. Next, as shown in (b), the blank material 47 is drawn into a cylindrical shape with the concave portion 48 as a bottom surface. Thereafter, as shown in (c), when the central portion of the recess 48 is squeezed, the recess 48 gradually moves outward, and the recess 48 is disposed on the cylindrical side wall side. Further, when the portion that accommodates the bearing 14a is drawn, a case 46 in which an arch-shaped groove 45 is formed on the inner peripheral surface 4a is completed as shown in FIG. Thus, if the groove 45 can be formed at the time of molding the case by press working, the subsequent cutting work can be omitted, and the cost can be reduced by reducing the number of man-hours.

次に、本発明の実施例２であるブラシレスモータについて説明する。図７は、実施例２のモータに使用されるケース５１の構成を示す説明図、図８は、ケース５１とステータコア５の状態を模式的に示した説明図である。なお、以下の実施例のブラシレスモータは、ケース以外の構成は図１のモータ１と同様である。また、実施例１と同様の部材、部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。 Next, a brushless motor that is Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of the case 51 used in the motor of the second embodiment, and FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing the state of the case 51 and the stator core 5. The brushless motor of the following embodiment is the same as the motor 1 of FIG. 1 except for the case. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the member and part similar to Example 1, and the description is abbreviate | omitted.

図７のケース５１では、内周面５１ａに突出部５２と溝部５３が交互に多数形成されている。ステータコア５は、突出部５２の内周に圧入固定されており、この場合も、溝部５３では、ケース５１とステータコア５との間は空隙となっている。図８に示すように、このようなケース５１を用いたモータにおいても、ケース５１とステータコア５は、軸方向寸法の小さい突出部５２にて接触し、両者の軸方向に沿った接触面積が小さく抑えられる。これは、ケース側における疑似的な積層効果とも言え、これにより、ケース５１側に発生する渦電流Ｉｃが小さくなり、ケース５１の鉄損低減が図られる。従って、前述同様、モータロストルクを低下させることが可能となり、操舵フィーリングの向上も図られる。 In the case 51 of FIG. 7, a large number of protruding portions 52 and groove portions 53 are alternately formed on the inner peripheral surface 51a. The stator core 5 is press-fitted and fixed to the inner periphery of the projecting portion 52, and in this case as well, a gap is formed between the case 51 and the stator core 5 in the groove portion 53. As shown in FIG. 8, even in a motor using such a case 51, the case 51 and the stator core 5 are in contact with each other by a protruding portion 52 having a small axial dimension, and the contact area along the axial direction of both is small. It can be suppressed. This can also be said to be a pseudo stacking effect on the case side, whereby the eddy current Ic generated on the case 51 side is reduced, and the iron loss of the case 51 is reduced. Therefore, similarly to the above, it is possible to reduce the motor loss torque and improve the steering feeling.

図９は、本発明の実施例３であるブラシレスモータに使用されるケース５５の構成を示す説明図であり、ケース５５とステータコア５の状態を模式的に示したものである。図９のケース５５では、内周面５５ａにローレット加工が施されており、突出部５６と溝部５７がさらに多数形成されている。つまり、ケース内周面５５ａには、山部が突出部５６、谷部が溝部５７となったローレット部５８が軸方向に沿って形成されている。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing the configuration of the case 55 used in the brushless motor that is Embodiment 3 of the present invention, and schematically shows the state of the case 55 and the stator core 5. In the case 55 of FIG. 9, the inner peripheral surface 55a is knurled, and a larger number of protrusions 56 and grooves 57 are formed. That is, a knurled portion 58 is formed along the axial direction on the case inner peripheral surface 55a. The knurled portion 58 has a protrusion 56 as a peak and a groove 57 as a valley.

実施例３のモータにおいても、ステータコア５は、突出部５６の内周に圧入固定されており、溝部５７では、ケース５５とステータコア５との間は空隙となっている。図９に示すように、このようなケース５１を用いたモータでは、ケース５５とステータコア５の軸方向に沿った接触面積は非常に小さく抑えられる。このため、ケース−ステータコア間の磁気抵抗が大きくなり、前述の渦電流損Ｐｅの式におけるρが増大し、渦電流損が減少する。すなわち、ケース５５側に発生する渦電流Ｉｃが小さくなり、モータロストルクをより効果的に低下させることが可能となる。 Also in the motor according to the third embodiment, the stator core 5 is press-fitted and fixed to the inner periphery of the protruding portion 56, and a gap is formed between the case 55 and the stator core 5 in the groove portion 57. As shown in FIG. 9, in a motor using such a case 51, the contact area along the axial direction of the case 55 and the stator core 5 can be kept very small. For this reason, the magnetic resistance between the case and the stator core is increased, ρ in the above-described eddy current loss Pe equation is increased, and the eddy current loss is decreased. That is, the eddy current Ic generated on the case 55 side is reduced, and the motor loss torque can be more effectively reduced.

図１０は、実施例１,１’（図５の変形例）,２,３と、従来例（従来(1),(2)）のモータにおける回転数とロストルクの関係を示すグラフである。図１０に示すように、切欠溝を設けた従来(2)は、単なる圧入の従来(1)に比してロストルクは改善される。一方、本発明によるモータでは、接触面積が小さい実施例３のモータが最もロストルク低減効果が大きく、従来(1)と比べると約４０％の低減効果が得られることが分かった。また、実施例２のモータは、実施例３のものよりややロストルクが多かったが、実施例３とほぼ同程度の効果が得られた。さらに、実施例１のモータでは、約３６％程度の低減効果があり、これを図５の変形例のものとすると、２％程度ロストルクが低減した。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the rotational speed and loss torque in the motors of Examples 1, 1 '(modified example of FIG. 5), 2, 3 and the conventional examples (conventional (1), (2)). As shown in FIG. 10, the loss torque is improved in the conventional (2) provided with the notch groove as compared with the conventional (1) in which press-fitting is performed. On the other hand, in the motor according to the present invention, it was found that the motor of Example 3 having a small contact area has the largest loss torque reduction effect, and a reduction effect of about 40% can be obtained as compared with the conventional (1). Further, although the motor of Example 2 had a slightly larger loss torque than that of Example 3, the effect almost the same as that of Example 3 was obtained. Furthermore, the motor of Example 1 has a reduction effect of about 36%. If this is the modification of FIG. 5, the loss torque is reduced by about 2%.

このように、本発明によれば、加工上の難易度は高くなるものの、ロストルク低減の効果は非常に大きい。特に、ＥＰＳ用モータの場合、ロストルクの影響はギヤ比により増大されるため、ロストルクの影響は一般のモータよりも大きい。従って、本発明のようにロストルクが３０％以上低減されると、運転者の体感効果も大きく、操舵フィーリング向上に大きく寄与することが可能である。 As described above, according to the present invention, although the difficulty in processing increases, the effect of reducing the loss torque is very large. In particular, in the case of an EPS motor, the influence of the loss torque is increased by the gear ratio, so that the influence of the loss torque is larger than that of a general motor. Therefore, when the loss torque is reduced by 30% or more as in the present invention, the driver's bodily sensation effect is also great, which can greatly contribute to improving the steering feeling.

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、前述の実施例１では、溝部４２の両側に突出部４１を設けた構成を示したが、突出部４１の個数は２個には限られない。すなわち、実施例２のような多数の場合以外にも、例えば、図１１のように、両端の突出部４１の中間に突出部４１’を追加し、突出部を３個設けても良い。このように、突出部を３個設けると、実施例１のケース４よりもステータコア５との結合強度をアップさせることができる。 For example, in the above-described first embodiment, the configuration in which the protruding portions 41 are provided on both sides of the groove portion 42 is shown, but the number of the protruding portions 41 is not limited to two. That is, in addition to a large number of cases as in the second embodiment, for example, as shown in FIG. 11, a protrusion 41 ′ may be added between the protrusions 41 at both ends, and three protrusions may be provided. As described above, when three projecting portions are provided, the coupling strength with the stator core 5 can be increased as compared with the case 4 of the first embodiment.

また、コラムアシスト式のＥＰＳに使用されるブラシレスモータを示したが、他の方式のＥＰＳ用モータにも本発明は適用可能である。加えて、ＥＰＳや各種車載電動品用のモータのみならず、本発明は、広くブラシレスモータ一般にも適用可能である。さらに、前述の実施例では、マグネット１６を６個用いた６極９スロットのブラシレスモータに本発明を適用した例を示したが、モータのマグネットやスロットの構成はこれには限定されない。 Moreover, although the brushless motor used for the column assist type EPS is shown, the present invention can also be applied to other types of EPS motors. In addition, the present invention is widely applicable not only to EPS and motors for various on-vehicle electric products, but also to general brushless motors. Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a 6-pole 9-slot brushless motor using six magnets 16 is shown, but the configuration of the magnets and slots of the motor is not limited to this.

本発明の実施例１であるブラシレスモータの断面図である。It is sectional drawing of the brushless motor which is Example 1 of this invention. 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line of FIG. 図１のブラシレスモータに使用されているケースの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the case currently used for the brushless motor of FIG. ケースとステータコアの状態を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state of a case and a stator core typically. 図３のケースの変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of the case of FIG. 図５のケースの製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the case of FIG. 実施例２のモータに使用されるケースの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the case used for the motor of Example 2. FIG. 図７のモータにおけるケースとステータコアの状態を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the state of the case and stator core in the motor of FIG. 本発明の実施例３であるブラシレスモータに使用されるケースの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the case used for the brushless motor which is Example 3 of this invention. 従来のブラシレスモータと本発明によるブラシレスモータの回転数とロストルクの関係を比較して示したグラフである。It is the graph which compared and showed the relationship between the rotation speed of the conventional brushless motor and the brushless motor by this invention, and a loss torque. ケースの他の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other modification of a case.

Explanation of symbols

１ブラシレスモータ
２ステータ
３ロータ
４ケース
４ａ内周面
５ステータコア
５ａティース
６コイル
６ａコイル端部
７バスバーユニット
８ブラケット
９分割コア
１１インシュレータ
１２給電用端子
１３ロータシャフト
１４ａ,１４ｂベアリング
１５ロータコア
１６マグネット
１７マグネットホルダ
１８マグネットカバー
２１レゾルバ
２２レゾルバロータ
２３レゾルバステータ
２４レゾルバホルダ
２４ａフランジ部
２５ブラケットホルダユニット
２６リブ
２７雌ネジ部
２８取付ネジ
２９給電配線
３１外部給電用端子
３２バスバー端子
３３作業孔
３４ブラケットキャップ
４１突出部
４１’ 突出部
４２溝部
４３接触部
４４非接触部
４５溝部
４６ケース
４７ブランク材
４８凹部
５１ケース
５１ａ内周面
５２突出部
５３溝部
５５ケース
５５ａ内周面
５６突出部
５７溝部
５８ローレット部
Ｉｃケース側渦電流
Ｉｓステータコア側渦電流 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brushless motor 2 Stator 3 Rotor 4 Case 4a Inner peripheral surface 5 Stator core 5a Teeth 6 Coil 6a Coil end 7 Bus bar unit 8 Bracket 9 Split core 11 Insulator 12 Feeding terminal 13 Rotor shaft 14a, 14b Bearing 15 Rotor core 16 Magnet 17 Magnet Holder 18 Magnet cover 21 Resolver 22 Resolver rotor 23 Resolver stator 24 Resolver holder 24a Flange 25 Bracket holder unit 26 Rib 27 Female screw 28 Mounting screw 29 Power supply wiring 31 External power supply terminal 32 Busbar terminal 33 Work hole 34 Bracket cap 41 Projection Portion 41 'Protrusion 42 Groove 43 Contact 44 Non-contact 45 Groove 46 Case 47 Blank 48 Recess 51 Case 51a Inner peripheral surface 52 Protrusion 3 groove 55 case 55a inner peripheral surface 56 protruding portion 57 the groove 58 knurled portion Ic case side eddy current Is stator core side eddy currents

Claims

A brushless motor having a cylindrical case formed of a magnetic body and a steel stator core accommodated and fixed in the case,
A contact portion formed along the circumferential direction between the case and the stator core and in contact with the case and the stator core, and formed along the circumferential direction between the contact portion and the case and the stator core in contact with each other. And providing a non-contact portion that is isolated via a gap,
The brushless motor, wherein the contact portion and the non-contact portion are arranged along an axial direction.

2. The brushless motor according to claim 1, wherein the contact portion includes a protruding portion that is formed along a circumferential direction on the inner peripheral surface of the case and extends toward a center direction of the case, and the non-contact portion is adjacent to the non-contact portion. A brushless motor comprising a groove formed along the circumferential direction between the protrusions.

3. The brushless motor according to claim 2, wherein the protruding portion is formed at a position facing the both ends of the stator core on the inner peripheral surface of the case, and both ends of the stator core are in contact with the protruding portion, while the both ends A brushless motor characterized in that the outer periphery between the parts faces the groove part.

4. The brushless motor according to claim 3, wherein the groove has an axial cross section connecting the protrusions in a curved shape.

3. The brushless motor according to claim 2, wherein a plurality of the projecting portions and the groove portions are formed on the inner peripheral surface of the case along the axial direction.

3. The brushless motor according to claim 2, wherein a plurality of the projecting portions and the groove portions are formed on the inner peripheral surface of the case by knurling.