JP2019193429A - Method for magnetizing rotary electric machine and magnetization yoke - Google Patents
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Abstract
【課題】鋼板積層体からなるロータの厚さにばらつきがあっても、長手方向の着磁位置ずれを抑制することができ、モータの回転振動の製造ばらつきを抑えることができること。【解決手段】ロータコア2b及び該ロータコアの外周に取り付けられたマグネット2cから成り、かつ、軸方向に沿って複数列に配置されていると共に、軸方向に隣接するマグネットが回転方向にステップ状にずれた段スキュー構造であるロータ2と、該ロータの外周側に配置されたステータとを備えた回転電機におけるマグネットの着磁方法は、着磁ヨークコア3aの磁極の境界位置が軸方向に対して斜めにずれている連続スキュー構造の着磁ヨーク3Bを用いて着磁する。着磁ヨークが着磁のためにマグネットにセットされた際に、ロータの高さ方向位置決め面6bと段スキュー構造の段差2dが一致した状態で、マグネットに着磁する。【選択図】図13PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the deviation of the magnetized position in the longitudinal direction even if there is variation in the thickness of a rotor made of a steel plate laminate, and to suppress the production variation of the rotational vibration of the motor. SOLUTION: The magnets are composed of a rotor core 2b and magnets 2c attached to the outer periphery of the rotor core, and the magnets are arranged in a plurality of rows along the axial direction, and the magnets axially adjacent to each other are displaced in a stepwise manner in the rotational direction. In a method of magnetizing a magnet in a rotating electric machine including a rotor 2 having a stepped skew structure and a stator arranged on the outer peripheral side of the rotor, a boundary position of magnetic poles of the magnetizing yoke core 3a is oblique to the axial direction. Magnetization is performed using the magnetizing yoke 3B having a continuous skew structure that is deviated to. When the magnetizing yoke is set on the magnet for magnetizing, the magnet is magnetized with the height direction positioning surface 6b of the rotor and the step 2d of the step skew structure aligned. [Selection diagram] Fig. 13
Description
本発明は回転電機の着磁方法及び着磁ヨークに係り、特に、ブラシレスモータ等に設置されている段スキュー構造の回転子マグネットを、連続スキュー構造の着磁ヨークを用いて着磁するものに好適な回転電機の着磁方法及び着磁ヨークに関する。 The present invention relates to a magnetizing method and a magnetizing yoke for a rotating electrical machine, and more particularly to magnetizing a rotor magnet having a step skew structure installed in a brushless motor or the like using a magnetizing yoke having a continuous skew structure. The present invention relates to a magnetizing method and a magnetizing yoke for a suitable rotating electric machine.
従来、回転電機の回転振動(トルクリプル、コギングトルク)を抑制する設計手法として回転子のスキュー構造が知られ、このスキュー構造は、軸方向に隣接して配置された回転子が回転方向にステップ状にずれた段スキュー構造と、磁極の境界位置が軸方向に対して斜めにずれている連続スキュー構造に分類される。 Conventionally, a rotor skew structure has been known as a design method for suppressing rotational vibration (torque ripple, cogging torque) of a rotating electrical machine. This skew structure is a stepwise arrangement in which the rotor arranged adjacent to the axial direction is stepped in the rotational direction. And a continuous skew structure in which the boundary position of the magnetic pole is inclined with respect to the axial direction.
ブラシレスモータの回転子マグネットにあっては、軸方向に隣接して配置された回転子マグネットが回転方向にステップ状にずれた段スキュー構造の方が一般的で、特に、二段スキュー構造の回転子が用いられている。 For a rotor magnet of a brushless motor, a step skew structure in which the rotor magnets arranged adjacent to each other in the axial direction are shifted stepwise in the rotation direction is more common. A child is used.
ブラシレスモータにおけるトルクリプル低減とコギングトルク低減を両立させる先行技術文献としては、例えば特許文献1を挙げることができる。 For example, Patent Document 1 can be cited as a prior art document that achieves both torque ripple reduction and cogging torque reduction in a brushless motor.
この特許文献1には、2n個の磁極を有するロータと、3n個のスロットを有するステータとを備えたブラシレスモータであって、軸方向に沿って複数個のセグメントマグネットを周方向にずらして配置し、ステップキュー構造を形成すると共に、ステータには、ロータのスキューとはねじれ方向を異にするスキュー(角度θs)を形成し、マグネットのスキュー角θmは電気角60°以下に設定し、ステータとロータのスキュー角を合わせたスキュー角θskew=θs+θmは、電気角60〜84°に設定することが記載されている。 This patent document 1 is a brushless motor including a rotor having 2n magnetic poles and a stator having 3n slots, and a plurality of segment magnets are arranged in the circumferential direction while being shifted in the circumferential direction. In addition to forming a step cue structure, the stator is formed with a skew (angle θs) having a twist direction different from that of the rotor, and the magnet skew angle θm is set to an electrical angle of 60 ° or less. The skew angle θskew = θs + θm, which is the sum of the skew angle of the rotor and the rotor, is set to an electrical angle of 60 to 84 °.
しかしながら、ブラシレスモータにおいて、ロータを二段スキュー構造、着磁ヨークを連続スキュー構造で設計すると、回転子マグネットの一部が着磁ヨークの対応極から外れてしまう。即ち、二段スキュー構造の回転子を連続スキュー構造の着磁ヨークで着磁すると、磁極と逆向きに着磁される領域が局所的に発生してしまう。 However, in a brushless motor, if the rotor is designed with a two-stage skew structure and the magnetizing yoke is designed with a continuous skew structure, a part of the rotor magnet is removed from the corresponding pole of the magnetizing yoke. That is, when a rotor having a two-stage skew structure is magnetized by a magnetized yoke having a continuous skew structure, a region magnetized in the direction opposite to the magnetic pole is locally generated.
この状態は、トルクリプルやコギングトルクに対するロータと着磁ヨークの位相ずれの感度を上げるため、ロータと着磁ヨークの位相ずれのコントロールを行うことが回転振動を抑制するために必要となる。 In this state, in order to increase the sensitivity of the phase shift between the rotor and the magnetized yoke with respect to torque ripple and cogging torque, it is necessary to control the phase shift between the rotor and the magnetized yoke in order to suppress rotational vibration.
上述した特許文献1には、トルクリプル低減とコギングトルク低減を両立させるために、スキュー角を規定することが記載されているが、トルクリプルやコギングトルクに対するロータと着磁ヨークの位相ずれの感度を上げるため、ロータと着磁ヨークの位相ずれをコントロールして回転振動を抑制することについては、全く記載されていない。 In Patent Document 1 described above, in order to achieve both torque ripple reduction and cogging torque reduction, it is described that the skew angle is defined. However, the sensitivity of the phase shift between the rotor and the magnetized yoke with respect to torque ripple or cogging torque is increased. For this reason, there is no description at all about suppressing rotational vibration by controlling the phase shift between the rotor and the magnetized yoke.
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、鋼板積層体からなるロータの厚さにばらつきがあっても、長手方向の着磁位置ずれを抑制することができ、モータの回転振動の製造ばらつきを抑えることができる回転電機の着磁方法及び着磁ヨークを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is that even if there is variation in the thickness of the rotor made of the steel sheet laminate, it is possible to suppress the longitudinal magnetization position deviation, An object of the present invention is to provide a magnetizing method and a magnetizing yoke for a rotating electrical machine that can suppress manufacturing variations in rotational vibration of a motor.
本発明の回転電機の着磁方法は、上記目的を達成するために、ロータコア及び該ロータコアの外周に取り付けられたマグネットから成り、かつ、軸方向に沿って複数列に配置されていると共に、軸方向に隣接する前記マグネットが回転方向にステップ状にずれた段スキュー構造であるロータと、該ロータの外周側に配置されたステータとを備えた回転電機における前記マグネットを、着磁ヨークコアの磁極の境界位置が軸方向に対して斜めにずれている連続スキュー構造の着磁ヨークを用いて着磁するに当たって、前記着磁ヨークが着磁のために前記マグネットにセットされた際に、前記ロータの高さ方向位置決め面と前記段スキュー構造の段差が一致した状態で、前記マグネットに着磁することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a magnetizing method for a rotating electrical machine according to the present invention comprises a rotor core and a magnet attached to the outer periphery of the rotor core, and is arranged in a plurality of rows along the axial direction. The magnet in a rotating electrical machine comprising a rotor having a step skew structure in which the magnets adjacent to each other in a rotational direction are shifted stepwise in the rotation direction, and a stator disposed on the outer peripheral side of the rotor, When magnetizing using a magnet having a continuous skew structure in which the boundary position is obliquely shifted with respect to the axial direction, when the magnetizing yoke is set on the magnet for magnetizing, the rotor The magnet is magnetized in a state where the height direction positioning surface and the step of the step skew structure coincide with each other.
また、本発明の着磁ヨークは、上記目的を達成するために、ロータコア及び該ロータコアの外周に取り付けられたマグネットから成り、かつ、軸方向に沿って複数列に配置されていると共に、軸方向に隣接する前記マグネットが回転方向にステップ状にずれた段スキュー構造であるロータの外周側に配置され、前記マグネットを着磁する着磁ヨークであって、前記着磁ヨークは、略円筒形状の着磁ヨークコアと、該着磁ヨークコアの内周面に形成されたコイルスロットと、該コイルスロットに巻回されたコイルとから成り、しかも、前記着磁ヨークコアの磁極の境界位置が軸方向に対して斜めにずれている連続スキュー構造であり、かつ、前記着磁ヨークは、前記ロータを保持するロータ保持機構と、該ロータ保持機構の軸方向に突出して設けられ、前記ロータコアの軸方向に貫通して形成された略丸形状の位置決め穴に通される少なくとも1つのピンとを備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the magnetized yoke of the present invention comprises a rotor core and a magnet attached to the outer periphery of the rotor core, and is arranged in a plurality of rows along the axial direction. The magnet adjacent to the rotor is disposed on the outer peripheral side of the rotor having a step skew structure in which the magnet is displaced stepwise in the rotation direction, and magnetizes the magnet, the magnetizing yoke having a substantially cylindrical shape A magnetized yoke core, a coil slot formed on the inner peripheral surface of the magnetized yoke core, and a coil wound around the coil slot, and the boundary position of the magnetic pole of the magnetized yoke core is in the axial direction. And the magnetized yoke includes a rotor holding mechanism that holds the rotor and a protruding portion in the axial direction of the rotor holding mechanism. Is characterized in that it comprises at least one pin is passed through the positioning holes of substantially round shape which is formed through in the axial direction of the rotor core.
本発明によれば、鋼板積層体からなるロータの厚さにばらつきがあっても、長手方向の着磁位置ずれを抑制することができ、モータの回転振動の製造ばらつきを抑えることができる。 According to the present invention, even if there is variation in the thickness of the rotor made of the steel plate laminate, it is possible to suppress the deviation in the longitudinal magnetization position, and it is possible to suppress the manufacturing variation of the rotational vibration of the motor.
以下、図示した実施例に基づいて本発明の回転電機の着磁方法及び着磁ヨークを説明する。なお、添付図面や以下の説明は、本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。 Hereinafter, a magnetizing method and a magnetizing yoke for a rotating electric machine according to the present invention will be described based on the illustrated embodiments. The accompanying drawings and the following description show specific embodiments according to the principle of the present invention, but these are for understanding the present invention, and the present invention is never interpreted in a limited way. It is not intended for use.
また、以下では、本発明に係る回転電機について、車両の操舵の補助を行う電動パワーステアリングモータを例に挙げて説明するが、本発明は他の回転電機にも適用可能であることは言うまでもない In the following, the rotating electrical machine according to the present invention will be described by taking an example of an electric power steering motor that assists steering of the vehicle, but it goes without saying that the present invention is also applicable to other rotating electrical machines.
図1は、本発明の実施例1に係る電動パワーステアリングモータ100を示す。
FIG. 1 shows an electric
該図に示すように、電動パワーステアリングモータ100は、固定子(ステータ)1と、この固定子1の中に、この固定子1と所定間隙をもって対向配置されている回転子(ロータ)2とから概略構成されている。
As shown in the figure, an electric
図2(a)に図1に示した固定子1を、図2(b)及び図3に図1に示した回転子2をそれぞれ示す。
2A shows the stator 1 shown in FIG. 1, and FIGS. 2B and 3 show the
図2(a)に示すように、固定子1は、ステータコア1aと、このステータコア1aに巻回されるステータコイル1bと、これらを収納するハウジング1cとから概略構成されている。
As shown in FIG. 2 (a), the stator 1 is schematically constituted by a stator core 1a, a
一方、図2(b)及び図3に示すように、回転子(ロータ)2は、シャフト2aと、このシャフト2aに嵌合されたロータコア2bと、このロータコア2bの外周に接着剤等を用いて取り付けられた複数個のマグネット2cとから成り、しかも、ロータ2は、軸方向(図2(b)及び図3の上下方向)に沿って複数列(本実施例では2列)に配置されていると共に、軸方向に隣接する複数個のマグネット2cが、スキュー段差面2dを境に回転方向にステップ状にずれた段スキュー構造となっている。
On the other hand, as shown in FIGS. 2B and 3, the rotor (rotor) 2 uses a
ロータ2のマグネット2cは、ロータコア2bへの取付け時は無着磁状態であり、後の工程で着磁を行うことで生産性を高めている。即ち、ロータコア2bへの取付けのマグネット2cの着磁を行うためには、着磁のための特別な装置が必要となるが、ロータコア2bへの取付け時は無着磁状態で、後の工程でマグネット2cの着磁を行うことであれば、マグネット2cの組付け作業及び着磁作業がスムースに行うことが可能となり、生産性を高めることができる。
The
図4に、上述したマグネット2cの着磁の際に用いられる着磁ヨーク3の概略構造を示す。
FIG. 4 shows a schematic structure of the magnetizing yoke 3 used for magnetizing the
該図に示すように、着磁ヨーク3は、略円筒形状の着磁ヨークコア3aと、この着磁ヨークコア3aの内周面に形成されたコイルスロット(図示せず)と、このコイルスロットに巻回された着磁ヨークコイル3bとから成り、着磁ヨークコア3aの磁極の境界位置3cが軸方向に対して斜めにずれている連続スキュー構造となっている。
As shown in the figure, the magnetized yoke 3 includes a substantially cylindrical
軸方向に隣接する複数個のマグネット2cがスキュー段差面2dを境に回転方向にステップ状にずれた段スキュー構造のロータ2に、連続スキュー構造の着磁ヨーク3で着磁を行うと、上述した如く、磁極と逆向きに着磁される領域が局所的に発生し、マグネット2cの一部が着磁ヨーク3の対応極から外れてしまい、トルクリプルやコギングトルク等に対するロータ2と着磁ヨーク3の位相ずれの感度を上げてしまう。
When a plurality of
このメカニズムを、図5乃至図11を用いて以下に説明する。 This mechanism will be described below with reference to FIGS.
図5に、図4に示した着磁ヨ−ク3を用いてマグネット2cを着磁する際のロータ2と着磁ヨーク3のおおよその位置関係を示す。
FIG. 5 shows an approximate positional relationship between the
図5に示すように、着磁ヨークコア3aの磁極の境界位置3cが軸方向に対して斜めにずれている連続スキュー構造となっている着磁ヨーク3の連続スキュー部分に、スキュー段差面2dを境に回転方向にステップ状にずれた段スキュー構造となっている軸方向に隣接する2個のマグネット2cが配置されている。
As shown in FIG. 5, a
図5に示した着磁ヨークコア3aとロータ2のマグネット2cとの位置関係を、平面上に書き示す形で図6及び図10に示す。
6 and 10 show the positional relationship between the
図6は、ロータ2のスキュー段差面2dと着磁ヨークコア3aの軸方向中心(以下、ヨーク中心という)3dが重なるケースであり、図10は、ロータ2のスキュー段差面2dとヨーク中心3dがずれているケースを示す。
FIG. 6 shows a case where the
図7は、図6に示した状態(位置関係)で着磁した時の磁束の向きを大まかに示し、2sで示す細かなハッチング部はマグネット2cのS極、2nで示す粗いハッチング部はマグネット2cのN極を示す。
FIG. 7 roughly shows the direction of the magnetic flux when magnetized in the state (positional relationship) shown in FIG. 6, and the fine hatched portion indicated by 2s is the S pole of the
図7を見て分かるように、二段のスキュー段差面2dを有するロータ2を連続スキュー構造の着磁ヨーク3で着磁すると、磁極(S極)と同じ向き(S極)に着磁される領域2c1に対して、磁極(S極)と逆向き(N極)に着磁される領域2c2が局所的に発生する(S極2sの領域に一部N極の領域2c2が発生する)。
As can be seen from FIG. 7, when the
図8及び図9は、本実施例の電動パワーステアリングモータ100のある軸方向位置である機械位相角で表面磁束密度を測定した結果の表面磁束密度波形を示すものである。
8 and 9 show surface magnetic flux density waveforms as a result of measuring the surface magnetic flux density at a mechanical phase angle that is a certain axial position of the electric
図8は、ロータ2のスキュー段差面2dから軸方向位置が十分離れており、磁極と同じ向きに着磁される領域2c1のみで構成される軸方向位置での測定した結果(スキュー段差面2dから遠いところで測定した結果)であり、図9は、ロータ2のスキュー段差面2dから軸方向位置が近く、磁極と同じ向きに着磁される領域2c1と磁極と逆向きに着磁される領域2c2が存在する軸方向位置で測定した結果(ロータ2のスキュー段差面2dから近いところで測定した結果)である。
FIG. 8 shows a result of measurement at an axial position (a
図9から明らかなように、表面磁束密度の波形が磁束密度ゼロ付近で跳ね上がっており、磁極と逆向きに着磁される領域2c2が存在する部位で顕著に跳ね上がることが分かっている。 As is apparent from FIG. 9, the surface magnetic flux density waveform jumps up near zero magnetic flux density, and it is known that the surface magnetic flux density jumps remarkably at the site where the region 2c2 magnetized in the direction opposite to the magnetic pole exists.
図9に示す表面磁束密度の跳ね上がりは、コギングトルクやトルクリプルの基本次数成分(極数とスロット数の最小公倍数の次数成分)を増大させるポテンシャルになる。 The jump of the surface magnetic flux density shown in FIG. 9 becomes a potential for increasing the basic order component (the order component of the least common multiple of the number of poles and the number of slots) of cogging torque and torque ripple.
但し、本実施例を含め一般的には、基本次数成分のコギングトルクやトルクリプルをゼロにする角度で二段のスキュー構造を設定しているため、ロータ2のスキュー段差面2d前後の表面磁束波形が同じであれば、波形歪みが生じてもコギングトルクやトルクリプルは悪化しない
このようなことより、表面磁束波形をロータ2のスキュー段差面2d前後(スキュー段差面2dの上下)で対称とすることが、コギングトルクやトルクリプル低減の観点で重要であるが、着磁ヨーク3とロータ2の位置関係がずれると上記波形の対称性が崩れる。
However, since the two-step skew structure is generally set at an angle at which the cogging torque and torque ripple of the basic order component are zero, including the present embodiment, the surface magnetic flux waveform around the
図11は、ヨーク中心3dとスキュー段差面2dが軸方向に位置ずれしているケース(図10)の位置関係で着磁を行った時の磁極の向きを大まかに示した図である。
FIG. 11 is a diagram schematically showing the orientation of the magnetic poles when magnetization is performed in the positional relationship of the case (FIG. 10) in which the
図11から明らかなように、片方の磁石では磁極と逆向きに着磁される領域2c2の領域が減り、スキュー段差面2dを挟んで逆側の磁石では磁極と逆向きに着磁される領域2c2の領域が増えており、ロータ2のスキュー段差面2d前後の表面磁束の対称性が大きく崩れていることが分かる。
As is apparent from FIG. 11, the area 2c2 magnetized in the direction opposite to the magnetic pole is reduced in one magnet, and the area magnetized in the direction opposite to the magnetic pole in the opposite magnet across the
図12に、着磁ヨーク3を用いてマグネット2cの着磁を行う際の、従来の着磁ヨーク3Aがロータ2を保持している状態を示す。
FIG. 12 shows a state in which the conventional magnetizing yoke 3 </ b> A holds the
該図に示すように、従来の着磁ヨーク3Aを用いてマグネット2cの着磁を行う際の着磁ヨーク3Aの回転子保持機構5Aによるロータ2の保持では、着磁ヨ−ク3Aの回転子保持機構5Aの回転子位置決め面6aによりロータ2の軸方向位置が定まり、回転子部品(マグネット2cの固定や飛散防止カバー等)4及びロータコア2bの寸法ばらつきによりスキュー段差面2dの軸方向位置が製品毎にばらつき、コギングトルクやトルクリプルが悪化する。
As shown in the figure, when the
図13に、着磁ヨーク3を用いてマグネット2cの着磁を行う際の、本実施例の着磁ヨーク3Bがロータ2を保持している状態を示す。
FIG. 13 shows a state in which the magnetizing yoke 3 </ b> B of this embodiment holds the
該図に示すように、本実施例の着磁ヨーク3Bを用いてマグネット2cの着磁を行う際の着磁ヨーク3Bの回転子保持機構5Bによるロータ2の保持では、着磁ヨーク3Bの回転子保持機構5Bの回転子位置決め面6bによりロータ2の軸方向位置を定まり、着磁ヨーク3Bの回転子保持機構5B及び着磁ヨーク3Bの回転子保持機構5Bのピン部分5B1により、マグネット2cを着磁する時のロータ2の軸方向位置をコントロールしている。
As shown in the figure, when the
このため、本実施例では、ロータ2のスキュー段差面2dと着磁ヨーク3Bの回転子保持機構5Bの回転子位置決め面6bが一致しているため、従来のような寸法ばらつきがあっても、コギングトルクやトルクリプルの悪化に影響しない。
For this reason, in this embodiment, the
更に詳細に説明すると、本実施例では、図14に示すような着磁ヨーク3Bを用い、この着磁ヨーク3Bがマグネット2cの着磁のためにセットされた際に、ロータ2の高さ方向位置決め面とスキュー構造の段差が一致した状態で、マグネット2cを着磁している。
More specifically, in this embodiment, a magnetized yoke 3B as shown in FIG. 14 is used, and when the magnetized yoke 3B is set for magnetizing the
このとき用いられる本実施例の着磁ヨーク3Bは、図14に示すように、略円筒形状の着磁ヨークコア3aと、この着磁ヨークコア3aの内周面に形成されたコイルスロット(図示せず)と、このコイルスロットに巻回された着磁ヨークコイル3bとから成り、着磁ヨークコア3aの磁極の境界位置3cが軸方向に対して斜めにずれている連続スキュー構造であり、かつ、着磁ヨーク3Bは、ロータ2を保持する着磁ヨーク3Bの回転子保持機構5Bと、この着磁ヨーク3Bの回転子保持機構5Bの軸方向に突出して設けられ、ロータコア2bの軸方向に貫通して形成された略丸形状の位置決め穴2b1(図2(b)参照)に通される少なくとも1つ(本実施例では8個)のピン部分5B1とを備えている。
As shown in FIG. 14, the magnetizing yoke 3B of this embodiment used at this time is a substantially cylindrical magnetizing
そして、上述したピン部分5B1は略円筒形状であり、ロータコア2bの軸方向に貫通して形成された位置決め穴2b1に通され、この位置決め穴2b1から覗けるスキュー段差面2dにピン部分5B1が突き当たることで、ロータ2の高さ方向位置決め面と段スキュー構造の段差の高さ方向位置のコントロールが行なわれる。
The pin portion 5B1 described above has a substantially cylindrical shape, and is passed through a positioning hole 2b1 formed so as to penetrate the
なお、本実施例では、ロータコア2bの位置決め穴2b1の個数が、ロータコア2bの極数と同数であり、また、ロータコア2bの位置決め穴2b1の形状がN極とS極で異なり、それぞれの位置決め穴2b1の数が極対数と同数である。
In this embodiment, the number of positioning holes 2b1 of the
更に、上記したピン部分5B1は、少なくとも2つ設置されると共に、このピン部分5B1の先端の軸方向位置はどれも同じであり、かつ、ピン部分5B1のピン径がロータコア2bに形成された位置決め穴2b1の径より小さく、ピン部分5B1のピン径とロータコア2bの有する穴径との隙間が0.5mm以下であり、ピン部分5B1のスキュー段差面2dが着磁の瞬間、着磁ヨークコア3aの長手寸法中心位置にある。
Further, at least two pin portions 5B1 described above are installed, the axial positions of the tips of the pin portions 5B1 are all the same, and the pin portion 5B1 has a pin diameter formed on the
ピン部分5B1のピン径とロータコア2bの有する穴径との隙間が0.5mm以下とするのは、着磁ヨーク3Bとマグネット2cの回転方向位置ずれを抑制するためである。
The reason why the gap between the pin diameter of the pin portion 5B1 and the hole diameter of the
即ち、着磁ヨーク3Bとマグネット2cの位置関係が回転方向にずれていても、磁極と逆向きに着磁される領域2c2がスキュー段差面2dの上下で非対称となってしまう。経験上、理想配置から回転方向に1°ずれると脈動に影響がでてしまう。
That is, even if the positional relationship between the magnetizing yoke 3B and the
ピン部分5B1のピン径とロータコア2bの有する穴径との隙間の許容値は、シャフト2aと位置決め穴2b1の中心距離に依存して変わる。
The allowable value of the gap between the pin diameter of the pin portion 5B1 and the hole diameter of the
本実施例に記載した電動パワーステアリングモータ100の場合は、隙間が0.27mm以下でないと厳しいが、具体的には下記の式で許容隙間が算出される。
In the case of the electric
隙間=1°/360*2π*シャフト2aと位置決め穴2b1の中心距離
本実施例に記載のピン部分5B1のピン径とロータコア2bの有する穴径との隙間が0.5mmは、シャフト2aと位置決め穴2b1の中心距離が60mm以下を包括する条件であり、これを超えるサイズになってくると、一般的な粗さの構造で着磁しても問題が生じないので、本実施例の電動パワーステアリングモータ100に適用する場合は、ピン部分5B1のピン径とロータコア2bの有する穴径との隙間が0.5mm以下が好ましい。
Clearance = 1 ° / 360 * 2π * Center distance between the
なお、上述したピン部分5B1は、樹脂、真鍮、SUS等の非磁性体を用いている。 The pin portion 5B1 described above uses a non-magnetic material such as resin, brass, or SUS.
このような本実施例とすることにより、鋼板積層体からなるロータの厚さにばらつきがあっても、長手方向の着磁位置ずれを抑制することができ、モータの回転振動の製造ばらつきを抑えることができる。 By adopting such a present embodiment, even if there is a variation in the thickness of the rotor made of the steel plate laminate, it is possible to suppress the deviation of the magnetizing position in the longitudinal direction, and to suppress the manufacturing variation of the rotational vibration of the motor. be able to.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
1…固定子(ステータ)、1a…ステータコア、1b…ステータコイル、1c…ハウジング、2…回転子(ロータ)、2a…シャフト、2b…ロータコア、2b1…ロータコアの位置決め穴、2c…マグネット、2c1…磁極と同じ向きに着磁される領域、2c2…磁極と逆向きに着磁される領域、2d…スキュー段差面、2s…マグネットのS極、2n…マグネットのN極、3、3A、3B…着磁ヨーク、3a…着磁ヨークコア、3b…着磁ヨークコイル、3c…着磁ヨークコアの磁極の境界位置、3d…着磁ヨークコアの軸方向中心(ヨーク中心)、4…回転子部品、5A、5B…回転子保持機構、5B1…回転子保持機構のピン部分、6a、6b…回転子位置決め面、100…電動パワーステアリングモータ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stator (stator), 1a ... Stator core, 1b ... Stator coil, 1c ... Housing, 2 ... Rotor (rotor), 2a ... Shaft, 2b ... Rotor core, 2b1 ... Rotor core positioning hole, 2c ... Magnet, 2c1 ... Area magnetized in the same direction as the magnetic pole, 2c2 ... Area magnetized in the opposite direction to the magnetic pole, 2d ... Skew step surface, 2s ... S pole of the magnet, 2n ... N pole of the magnet, 3, 3A, 3B ... Magnetized yoke, 3a ... magnetized yoke core, 3b ... magnetized yoke coil, 3c ... boundary position of magnetic pole of magnetized yoke core, 3d ... axial center of magnetized yoke core (yoke center), 4 ... rotor component, 5A, 5B: Rotor holding mechanism, 5B1: Pin portion of rotor holding mechanism, 6a, 6b: Rotor positioning surface, 100: Electric power steering motor.
Claims (9)
前記着磁ヨークが着磁のために前記マグネットにセットされた際に、前記ロータの高さ方向位置決め面と前記段スキュー構造の段差が一致した状態で、前記マグネットに着磁することを特徴とする回転電機の着磁方法。 It is composed of a rotor core and magnets attached to the outer periphery of the rotor core, and is arranged in a plurality of rows along the axial direction, and the stepwise skew structure in which the magnets adjacent in the axial direction are displaced stepwise in the rotational direction. Magnetization of a rotating electrical machine having a rotor and a stator disposed on the outer peripheral side of the rotor is magnetized in a continuous skew structure in which the boundary position of the magnetic poles of the magnetized yoke core is obliquely shifted with respect to the axial direction. When magnetizing with a yoke,
When the magnetizing yoke is set on the magnet for magnetizing, the magnet is magnetized in a state where the height direction positioning surface of the rotor and the step of the step skew structure coincide with each other. How to magnetize rotating electrical machines.
前記ロータコアには、軸方向に貫通する少なくとも1つの位置決め穴が形成されており、
前記ロータの高さ方向位置決め面と前記段スキュー構造の段差の高さ方向位置のコントロールを、前記ロータコアの位置決め穴及び前記位置決め穴から覗けるスキュー段差面を少なくとも1つ利用して行い、そのコントロール後に前記マグネットに着磁することを特徴とする回転電機の着磁方法。 A method for magnetizing a rotating electrical machine according to claim 1,
At least one positioning hole penetrating in the axial direction is formed in the rotor core,
Control of the height direction positioning surface of the rotor and the step height of the step skew structure is performed using at least one of the positioning hole of the rotor core and the skew step surface seen from the positioning hole, and after that control A magnetizing method for a rotating electric machine, wherein the magnet is magnetized.
前記ロータコアの前記位置決め穴の形状が略丸形であり、
前記着磁ヨークは前記ロータを保持するロータ保持機構を有し、該ロータ保持機構には軸方向に突出する少なくとも1つの略円筒形状のピンが設けられており、
前記ピンを前記ロータコアの前記位置決め穴に通し、前記位置決め穴から覗けるスキュー段差面に前記ピンを突き当てることで、前記ロータの高さ方向位置決め面と前記段スキュー構造の段差の高さ方向位置のコントロールを行うことを特徴とする回転電機の着磁方法。 A method for magnetizing a rotating electric machine according to claim 2,
The shape of the positioning hole of the rotor core is substantially round,
The magnetized yoke has a rotor holding mechanism for holding the rotor, and the rotor holding mechanism is provided with at least one substantially cylindrical pin protruding in the axial direction;
By passing the pin through the positioning hole of the rotor core and abutting the pin against a skew step surface seen from the positioning hole, the height direction positioning surface of the rotor and the height direction position of the step of the step skew structure are adjusted. A magnetizing method for a rotating electric machine, characterized by performing control.
前記ロータコアの前記位置決め穴の個数が、該ロータコアの極数と同数であることを特徴とする回転電機の着磁方法。 A method for magnetizing a rotating electrical machine according to claim 2 or 3,
A magnetizing method for a rotating electrical machine, wherein the number of positioning holes of the rotor core is the same as the number of poles of the rotor core.
前記ロータコアの前記位置決め穴の形状がN極とS極で異なり、
それぞれの前記位置決め穴の数が極対数と同数であることを特徴とする回転電機の着磁方法。 A method for magnetizing a rotating electrical machine according to claim 4,
The shape of the positioning hole of the rotor core is different between N pole and S pole,
A magnetizing method for a rotating electrical machine, wherein the number of positioning holes is the same as the number of pole pairs.
前記着磁ヨークは、略円筒形状の着磁ヨークコアと、該着磁ヨークコアの内周面に形成されたコイルスロットと、該コイルスロットに巻回されたコイルとから成り、前記着磁ヨークコアの磁極の境界位置が軸方向に対して斜めにずれている連続スキュー構造であり、
かつ、前記着磁ヨークは、前記ロータを保持するロータ保持機構と、該ロータ保持機構の軸方向に突出して設けられ、前記ロータコアの軸方向に貫通して形成された略丸形状の位置決め穴に通される少なくとも1つのピンとを備えていることを特徴とする着磁ヨーク。 It is composed of a rotor core and magnets attached to the outer periphery of the rotor core, and is arranged in a plurality of rows along the axial direction, and the stepwise skew structure in which the magnets adjacent in the axial direction are displaced stepwise in the rotational direction. A magnetizing yoke arranged on the outer peripheral side of a rotor and magnetizing the magnet;
The magnetized yoke comprises a substantially cylindrical magnetized yoke core, a coil slot formed on the inner peripheral surface of the magnetized yoke core, and a coil wound around the coil slot, and the magnetic pole of the magnetized yoke core Is a continuous skew structure in which the boundary position is obliquely displaced with respect to the axial direction,
The magnetizing yoke includes a rotor holding mechanism that holds the rotor, and a substantially circular positioning hole that protrudes in the axial direction of the rotor holding mechanism and extends in the axial direction of the rotor core. A magnetized yoke comprising at least one pin that is passed therethrough.
前記ロータ保持機構の前記ピンは略円筒形状であり、前記ピンは、前記ロータコアの軸方向に貫通して形成された前記位置決め穴に通され、前記位置決め穴から覗けるスキュー段差面に前記ピンが突き当たることで、前記ロータの高さ方向位置決め面と前記段スキュー構造の段差の高さ方向位置のコントロールが行なわれることを特徴とする着磁ヨーク。 The magnetized yoke according to claim 6, wherein
The pin of the rotor holding mechanism has a substantially cylindrical shape, and the pin passes through the positioning hole formed penetrating in the axial direction of the rotor core, and the pin abuts on a skew step surface seen from the positioning hole. Thus, the height direction positioning surface of the rotor and the height direction position of the step of the step skew structure are controlled.
前記ピンは、少なくとも2つ設置されると共に、前記ピンの先端の軸方向位置はどれも同じであり、かつ、前記ピンのピン径が前記ロータコアに形成された前記位置決め穴の径より小さく、前記ピンのピン径と前記ロータコアの有する前記位置決め穴の径との隙間が0.5mm以下であり、
前記ピンのスキュー段差面が着磁の瞬間、前記着磁ヨークコアの長手寸法中心位置にあることを特徴とする着磁ヨーク。 The magnetized yoke according to claim 6 or 7,
At least two pins are installed, the axial positions of the tips of the pins are all the same, and the pin diameter of the pins is smaller than the diameter of the positioning hole formed in the rotor core, The gap between the pin diameter of the pin and the diameter of the positioning hole of the rotor core is 0.5 mm or less,
The magnetized yoke according to claim 1, wherein the skew step surface of the pin is at the center of the longitudinal dimension of the magnetized yoke core at the moment of magnetization.
前記ピンは、非磁性体であることを特徴とする着磁ヨーク。 The magnetized yoke according to any one of claims 6 to 8,
The magnetizing yoke, wherein the pin is a non-magnetic material.
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| JP2018083764A JP2019193429A (en) | 2018-04-25 | 2018-04-25 | Method for magnetizing rotary electric machine and magnetization yoke |
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