(57)【要約】      （修正有）【課題】ブリッジ部の変形に伴う回転電機特性の悪化や部品数増加によるコスト上昇を抑え、簡易な構成で永久磁石を位置決めして固定することができること。【解決手段】ステータと、該ステータと所定間隙をもって対向配置されたロータとを備え、前記ロータは、Ｖ字状の磁石収納穴９を設けたロータコア４と、該ロータコアの前記Ｖ字状の磁石収納穴に配置されて１つの磁極を形成する複数の永久磁石５とから成る回転電機であって、前記永久磁石は、相対向する１対の側面のうち、一方の側面１４が外周側で磁極間を連結するブリッジ部１３に接触し、他方の側面１５がＶ字状の前記磁石収納穴に設けられ、前記ロータコアと一体の突起部１２に接触すると共に、前記突起部は、前記永久磁石を前記ブリッジ部側に押圧する付勢力を有することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、該ステータと所定間隙をもって対向配置されたロータとを備え、前記ロータは、Ｖ字状の磁石収納穴を設けたロータコアと、該ロータコアの前記Ｖ字状の磁石収納穴に配置されて１つの磁極を形成する複数の永久磁石とから成る回転電機であって、
前記永久磁石は、相対向する１対の側面のうち、一方の側面が外周側で磁極間を連結するブリッジ部に接触し、他方の側面がＶ字状の前記磁石収納穴に設けられ、前記ロータコアと一体の突起部に接触すると共に、前記突起部は、前記永久磁石を前記ブリッジ部側に押圧する付勢力を有することを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記突起部は、前記ロータコアの軸方向に連続的に配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機において、
前記突起部は、前記ロータコアの軸方向の複数個所に配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機において、
前記突起部は、前記ロータコアの少なくとも軸方向の両端部付近に配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項４に記載の回転電機において、
前記突起部は、前記ロータコアの軸方向端面より軸方向中心側に配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機において、
磁極間を連結する前記ブリッジ部は、前記突起部側に湾曲した形状であることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記永久磁石の一方の側面と磁極間を連結する前記ブリッジ部に間に、前記ロータコアを構成する電磁鋼板より弾性のある緩衝材が配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項７に記載の回転電機において、
前記緩衝材は、紙、樹脂、或は非磁性の板ばねのいずれかから成ることを特徴とする回転電機。
【請求項９】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記永久磁石は、前記対向する１対の一方の側面とは他方の側面は異なる方向に対向する１対の第２の側面のうち、一方の前記第２の側面がＶ字状の前記磁石収納穴の内壁に接触し、他方の前記第２の側面がＶ字状の前記磁石収納穴に設けられ前記ロータコアと一体の第２の突起部に接触し、前記第２の突起部は、前記永久磁石をＶ字状の前記磁石収納穴の内壁側に押圧する付勢力を有することを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記突起部は、前記ロータコアより磁気抵抗が高いことを特徴とする回転電機。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記突起部は、前記ロータコアを構成する磁性鋼板の降伏点以上の曲げ応力で塑性変形されていることを特徴とする回転電機。
【請求項１２】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記永久磁石の一方の側面は、前記ブリッジ部に面接触していることを特徴とする回転電機。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記突起部は、前記永久磁石の他方の側面の中央部で接触していることを特徴とする回転電機。
【請求項１４】
請求項１乃至１３にいずれか１項に記載の回転電機において、
前記突起部は、外径側に湾曲した形状であることを特徴とする回転電機。
【請求項１５】
ステータと、該ステータと所定間隙をもって対向配置されたロータとを備え、前記ロータは、Ｖ字状の磁石収納穴を設けたロータコアと、該ロータコアの前記Ｖ字状の磁石収納穴に配置されて１つの磁極を形成する複数の永久磁石と、１対の前記永久磁石のある前記磁極間に形成された軟磁性材から成る複数の疑似磁極とを備え、
前記永久磁石は、相対向する１対の側面のうち、一方の側面が外周側で磁極間を連結するブリッジ部に接触し、他方の側面がＶ字状の前記磁石収納穴に設けられ、前記ロータコアと一体の突起部に接触すると共に、前記突起部は、前記永久磁石を前記ブリッジ部側に押圧する付勢力を有することを特徴とする回転電機。
【請求項１６】
請求項１乃至１５いずれか１項に記載の回転電機において、
前記回転電機は、２つ以上のインバータで駆動されることを特徴とする回転電機。
【請求項１７】
ステータと、該ステータと所定間隙をもって対向配置されたロータとを備え、前記ロータは、Ｖ字状の磁石収納穴を設けたロータコアと、該ロータコアの前記Ｖ字状の磁石収納穴に配置されて１つの磁極を形成する複数の永久磁石とから成る回転電機の前記ロータを製作するに当たって、
Ｖ字状の前記磁石収納穴に突起部のある形状で打ち抜いた電磁鋼板Ａと、Ｖ字状の前記磁石収納穴に突起部が無い形状で打ち抜いた電磁鋼板Ｂを用意し、前記電磁鋼板Ａと前記電磁鋼板Ｂを積層することで、Ｖ字状の前記磁石収納穴の軸方向両端部付近に前記突起部の付いた前記ロータコアを作成し、その後、前記永久磁石をＶ字状の前記磁石収納穴に挿入すると共に、先端にテーパの付いた変形治具を、Ｖ字状の前記磁石収納穴に軸方向からで挿入することで、前記突起部を周方向に押し広げ、前記突起部が付勢力を発生させるまで変形させ、この変形が終了した後、前記変形治具を磁石収納穴から引き抜くことを特徴とする回転電機のロータ製作方法。
【請求項１８】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の回転電機を搭載したことを特徴とする自動車用電動補機装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の自動車用電動補機装置において、
前記自動車用電動補機装置は、電動パワーステアリング装置又は電動ブレーキ装置であることを特徴とする自動車用電動補機装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の自動車用電動補機装置において、
前記電動パワーステアリング装置は、ステアリングコラム付近にアシストトルクを発生させるための前記回転電機を備えているコラムアシスト式、又はピニオンギアＰＮ付近にアシストトルクを発生させるための前記回転電機を備えているピニオンアシスト式、或はラックギアＲＣＧに対してアシストトルクを発生させるための前記回転電機が備えられているラックアシスト式であることを特徴とする自動車用電動補機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機及びそのロータ製作方法並びに自動車用電動補機装置に係り、特に、ロータコアに形成されたＶ字状の磁石挿入穴に永久磁石が配置されているものに好適な回転電機及びそのロータ製作方法並びに自動車用電動補機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転電機として、永久磁石の飛散防止のためのＳＵＳカバーが不要であることによるエアギャップ短縮や安価な平板磁石利用のため、埋め込み永久磁石型回転電機が用いられる。
【０００３】
ロータコアの磁石挿入穴に永久磁石を挿入するためには、磁石寸法より大きい磁石収納穴が必要であり、磁石挿入後に永久磁石が固定される。永久磁石を十分に固定しないまま回転電機を回転させると、遠心力により永久磁石が移動し、振動、騒音の発生や永久磁石が破損する恐れがある。
【０００４】
また、永久磁石の取り付け位置のばらつきは、コギングトルクやトルクリプルの増加要因となる。また、永久磁石は脆い材質であり、応力集中により簡単に破損するため、その固定方法には制約がある。例えば、接着材や樹脂モールドで永久磁石を固定する方法は、直材費や工数の増加によるコスト上昇につながる。
【０００５】
接着剤や樹脂を使用しない固定技術としては、例えば特許文献１に記載のように、外周側ブリッジを磁石側に加圧成形し、そのブリッジ部により磁石を固定する技術がある。また、特許文献２に記載のように、漏れ磁束を低減し減磁耐力を向上して、磁石を固定するため、非磁性の磁石支持部材を磁石収納穴に収納する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２６３３０号公報
【特許文献２】特開２０１５−２１６７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ブリッジ部の変形時にロータコア磁極まで変形するため、回転電機特性、特に、コギングトルクが悪化する恐れがある。また、特許文献２に記載された技術では、部品数増加によるコスト上昇や永久磁石を固定する磁石支持部材が脱落する恐れがある。
【０００８】
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、ブリッジ部の変形に伴う回転電機特性の悪化や部品数増加によるコスト上昇を抑え、簡易な構成で永久磁石を位置決めして固定することができる回転電機及びそのロータ製作方法並びに自動車用電動補機装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の回転電機は、上記目的を達成するために、ステータと、該ステータと所定間隙をもって対向配置されたロータとを備え、前記ロータは、Ｖ字状の磁石収納穴を設けたロータコアと、該ロータコアの前記Ｖ字状の磁石収納穴に配置されて１つの磁極を形成する複数の永久磁石とから成る回転電機であって、前記永久磁石は、相対向する１対の側面のうち、一方の側面が外周側で磁極間を連結するブリッジ部に接触し、他方の側面が前記磁石収納穴に設けられ、前記ロータコアと一体の突起部に接触すると共に、前記突起部は、前記永久磁石を前記ブリッジ部側に押圧する付勢力を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の回転電機のロータ製作方法は、上記目的を達成するために、ステータと、該ステータと所定間隙をもって対向配置されたロータとを備え、前記ロータは、Ｖ字状の磁石収納穴を設けたロータコアと、該ロータコアの前記Ｖ字状の磁石収納穴に配置されて１つの磁極を形成する複数の永久磁石とから成る回転電機の前記ロータを製作するに当たって、Ｖ字状の前記磁石収納穴に突起部のある形状で打ち抜いた電磁鋼板Ａと、Ｖ字状の前記磁石収納穴に突起部が無い形状で打ち抜いた電磁鋼板Ｂを用意し、前記電磁鋼板Ａと前記電磁鋼板Ｂを積層することで、Ｖ字状の前記磁石収納穴の軸方向両端部付近に前記突起部の付いた前記ロータコアを作成し、その後、前記永久磁石をＶ字状の前記磁石収納穴に挿入すると共に、先端にテーパの付いた変形治具を、Ｖ字状の前記磁石収納穴に軸方向からで挿入することで、前記突起部を周方向に押し広げ、前記突起部が付勢力を発生させるまで変形させ、この変形が終了した後、前記変形治具を磁石収納穴から引き抜くことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の自動車用電動補機装置は、上記構成の回転電機を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ブリッジ部の変形に伴う回転電機特性の悪化や部品数増加によるコスト上昇を抑え、簡易な構成で永久磁石を位置決めして固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の回転電機の実施例１を示す軸方向断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２の破線で囲ったロータの磁極部分（図２のＢ部）の拡大図である。
【図４】本発明の回転電機の実施例２を示し、ロータの軸方向断面図である。
【図５】本発明の回転電機の実施例２におけるロータの製造方法を示すフローチャートである。
【図６】図５におけるロータの製造方法の工程Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５の詳細を示した図である。
【図７】本発明の回転電機の実施例３を示し、ロータの１磁極分を拡大した図である。
【図８】本発明の回転電機の実施例４を示し、ロータの１磁極分を拡大した図である。
【図９】本発明の回転電機の実施例５を示し、ロータの１磁極分を拡大した図である。
【図１０】本発明の回転電機の実施例６を示し、コンシクエントポール式回転電機におけるロータの径方向断面図である。
【図１１】本発明の回転電機の実施例７における回転電機のシステム構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施例８として本発明の回転電機を適用したＥＰＳ（電動パワーステアリング）装置の構成を示す図である。
【図１３（ａ）】比較例１（磁石位置ずれ有）と本発明の回転電機の実施例１におけるトルク、コギングトルク、トルクリプルとの計算結果の比を示す図である。
【図１３（ｂ）】比較例２（突起部の磁気特性劣化無）と本発明の回転電機の実施例１のトルク、コギングトルク、トルクリプルとの計算結果の比を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の回転電機及びそのロータ製作方法並びに自動車用電動補機装置を説明する。なお、以下の実施例における回転電機は、電動パワーステアリング装置をはじめ、その他の自動車用電動補機装置へも適用可能である。更には、産業用の回転電機全般にも適用可能である。また、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００１５】
図１、図２及び図３を用いて、本発明の回転電機の実施例１を説明する。図１は、本実施例に係る回転電機１００の軸方向断面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面で切断したときのステータ１及びロータ３の径方向断面図、図３は、図２の破線で囲ったロータ３の磁極部分（図２のＢ部）の拡大図を示す。
【００１６】
本実施例の回転電機１００は、図１に示すように、ステータ１と、このステータ１内に所定間隙をもって回転可能に対向配置されたロータ３と、ロータ３を回転させる駆動軸７と、ステータ１を保持するフレーム８とから概略構成されている。
【００１７】
上述したロータ３は、ロータコア４と、ロータコア４に貼り付けられた複数の永久磁石５と、ロータコア４と一体で、永久磁石５を押圧する付勢力を有する突起部１２（この突起部１２は軸方向に連続的に配置されている）とを備えている。一方、ステータ１は、ステータコア２と、ステータコア２のティース部１１に巻回されるステータコイル１０（図２参照）とを備え、図１においては、ステータコイル１０のコイルエンド部６が図示されている。
【００１８】
図２に示すように、ステータコア２のティース部１１にステータコイル１０が巻き回されている。一方、ロータ３は、Ｖ字状の磁石収納穴９を設けたロータコア４と、このＶ字状の磁石収納穴９にＶ字状に配置されて１つの磁極を形成する複数（図２では２つ）の永久磁石５を備えている。
【００１９】
図３に示すように、上述した永久磁石５は、対向する１対の側面のうち、一方の側面（外径側側面）１４が磁極間を連結するブリッジ部１３に接触し、他方の側面（内径側側面）１５が磁石収納穴９に設けられた突起部１２に接触しており、突起部１２は、永久磁石５をブリッジ部１３側に押圧する付勢力１６を有している。これにより、磁石収納穴９の内部で永久磁石５が位置決めされて固定される。
【００２０】
また、後述する通り、ロータコア４のＶ字状の磁石収納穴９に永久磁石５を挿入した後、磁石収納穴９に設けた突起部１２を、電磁鋼板の降伏点以上の曲げ応力により塑性変形させることで、永久磁石５をブリッジ部１３側に押圧しブリッジ部１３に接触させることができる。
【００２１】
また、磁石収納穴９の内径側に設けた突起部１２を変形させることで、部品数を増やすこと無く、ロータコア４の磁極の変形を防止して、回転電機１００の特性を悪化させずに永久磁石５を位置決めして固定できる。
【００２２】
また、突起部１２を塑性変形させることで、突起部１２の磁気特性が悪化、即ち、ロータコア４より磁気抵抗が高くなり、突起部１２への漏れ磁束を低減できるため、回転電機１００の特性の向上が見込める。
【００２３】
また、永久磁石５は、特に角部が破損しやすいため、突起部１２は永久磁石５の他方の側面１５の中央部で接触させることが望ましい。そのため、突起部１２は外径側に湾曲した構造とし、突起部１２の側面中央部を永久磁石５の他方の側面１５と接触させている。これにより、永久磁石５への応力集中も緩和できる。
【００２４】
また、突起部１２は、永久磁石５をブリッジ部１３側（外径側）に押圧するため、突起部１２と接触する永久磁石５の他方の側面１５に、回転時の遠心力による応力集中が発生せず、永久磁石５の破損を防止できる。
【００２５】
更に、図３に示すように、永久磁石５の一方の側面１４とブリッジ部１３とが面で接触することで、回転時の遠心力による応力集中を緩和できる。
【００２６】
このような本実施例の構成とすることにより、ブリッジ部１３の変形に伴う回転電機１００の特性の悪化や部品数増加によるコスト上昇を抑え、簡易な構成で永久磁石５を位置決めして固定することができる。
【実施例２】
【００２７】
図４に、本発明の回転電機１００の実施例２におけるロータ３を示す。図４は、実施例２に係る回転電機１００におけるロータ３の軸方向断面図である。
【００２８】
上述した実施例１では、突起部１２は軸方向に連続的に配置されていたが、本実施例では、突起部１２を軸方向に複数個所配置している。
【００２９】
これにより、突起部１２の軸方向長さが低減でき、突起部１２の軸方向長さを低減することで、突起部１２への漏れ磁束を低減できるので、回転電機１００の特性が向上する。
【００３０】
図４に示すように、突起部１２が軸方向両端部付近に２箇所ある場合には、永久磁石５を確実に位置決め固定され、かつ、漏れ磁束を最大限低減できる。
【００３１】
また、後述する通り、突起部１２を変形させるための変形治具（テーパ付き）１８を軸方向中心部まで挿入する必要もないため、加工性も良い。
【００３２】
本実施例での突起部１２は、完全なロータコア４の軸方向両端より少し軸方向中心側に配置することで、永久磁石５の角部の破損を防止することができる。即ち、突起部１２がロータコア４の軸方向最端部にあると、特に破損しやすい永久磁石５の角部を押圧することになるため、突起部１２は完全なロータコア４の軸方向端面より軸方向中心側に配置したほうが良い。
【００３３】
次に、図５及び図６を用いて、実施例２におけるロータ３を例にとり、回転電機１００のロータ製作方法を説明する。
【００３４】
まず、磁石収納穴９に突起部１２のある形状で打ち抜いた電磁鋼板１７Ａと、Ｖ字状の磁石収納穴９に突起部１２が無い形状で打ち抜いた電磁鋼板１７Ｂを用意（図５のＳ１）し、この電磁鋼板１７Ａと電磁鋼板１７Ｂを積層することで、Ｖ字状の磁石収納穴９の軸方向両端部付近に突起部１２の付いたロータ３を作成する。そして、永久磁石５をＶ字状の磁石収納穴９に挿入する（図５及び図６のＳ２）。次に、先端にテーパの付いた変形治具１８を、Ｖ字状の磁石収納穴９に軸方向１９から挿入することで、突起部１２を周方向に押し広げ、突起部１２を塑性変形させ永久磁石１２を固定する（図５及び図６のＳ３、Ｓ４）。突起部１２が付勢力１６を発生させる水準まで変形させ、変形が終了した後、変形治具１８を磁石収納穴９から引き抜く（図５及び図６のＳ５）。
【００３５】
これにより、永久磁石５は、相対向する１対の側面のうち、一方の側面１４が外周側で磁極間を連結するブリッジ部１３に接触し、他方の側面１５がＶ字状の磁石収納穴９に設けられ、ロータコア４と一体の突起部１２に接触すると共に、突起部１２は、永久磁石５をブリッジ部１３側に押圧する付勢力１６を有するようになる。以上で、実施例２における回転電機１００のロータ３を製作できる。
【００３６】
このような本実施例とすることにより、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３７】
図７に、本発明の回転電機１００の実施例３を示す。図７は、本実施例に係る回転電機１００におけるロータ３の１磁極分の拡大図である。
【００３８】
本実施例の突起部１２を曲げ応力で塑性変形させると、スプリングバックによりわずかに元形状へと戻るため、永久磁石５をブリッジ部１３側に押圧する付勢力１６の減少や、突起部１２と永久磁石５の間に隙間が発生する恐れがある。
【００３９】
そこで、本実施例では、図５に示すように、磁極間を連結するブリッジ部１３を突起部１２側（内径側）に湾曲した形状としたものである。
【００４０】
このような本実施例の構成とすることにより、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、ブリッジ部１３を突起部１２側（内径側）に湾曲した形状とすることで、ブリッジ部１３からの反力が得られるため、突起部１２は、確実に永久磁石５をブリッジ部１３側に押圧する付勢力１６を発生させることができる。
【００４１】
なお、湾曲したブリッジ部１３を有するロータコア４は、ブリッジ部１３が湾曲した形状で打ち抜いた電磁鋼板を積層し製作すれば良い。
【実施例４】
【００４２】
図８に、本発明の回転電機１００の実施例４を示す。図８は、本実施例に係る回転電機１００におけるロータ３の１磁極分の拡大図である。
【００４３】
図８に示す本実施例では、上述した実施例３と関連して、突起部１２の変形後のスプリングバッグの影響を防止するために、永久磁石５の一方の側面１４とブリッジ１３の間に、電磁鋼板より弾性の有る緩衝材（例えば、紙、樹脂、或は非磁性の板ばね等）２０を配置したものである。
【００４４】
このような本実施例の構成とすることにより、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、緩衝材２０から反力が得られるため、突起部１２は、確実に永久磁石５をブリッジ部１３側に押圧する付勢力１６を発生させることができる。
【実施例５】
【００４５】
図９に、本発明の回転電機１００の実施例５を示す。図９は、本実施例に係る回転電機１００におけるロータ３の１磁極分の拡大図である。
【００４６】
通常、永久磁石５は、着磁済であれば、着磁方向に関しては、磁石収納穴９の内壁に隙間無く吸着される。しかし、高回転時や振動が激しい時に、確実に永久磁石５を固定するため、着磁方向の永久磁石５の位置決め、固定も必要となる場合がある。
【００４７】
そこで、図９に示す本実施例では、第１の実施例１の構成に加えて、永久磁石５が、実施例１で対象とした対向する１対の一方の側面１４と他方の側面１５とは異なる方向に対向する１対の第２の側面のうち、一方の第２の側面２４がＶ字状の磁石収納穴９の内壁に接触し、他方の第２の側面２５がＶ字状の磁石収納穴９に設けられロータコア４と一体の第２の突起部１２Ａに接触し、この第２の突起部１２Ａは、永久磁石５をＶ字状の磁石収納穴９の内壁側に押圧する付勢力を有するものである。
【００４８】
このような本実施例の構成とすることにより、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、突起部１２による付勢力１６と第２の突起部１２Ａによる付勢力２３により、確実に永久磁石５を固定することができる。
【実施例６】
【００４９】
図１０に、本発明の回転電機１００の実施例６を示す。図１０は、実施例６に係る回転電機１００におけるロータ３を示す。
【００５０】
図１０に示す本実施例のロータ３は、ロータコア４と、複数の永久磁石５と、１対の永久磁石５のある磁極間に形成された軟磁性材からなる複数の疑似磁極２１を有する所謂コンシクエントポール式回転電機に、本発明を適用したものである。
【００５１】
即ち、ロータ３は、Ｖ字状の磁石収納穴９を設けたロータコア４と、このロータコア４のＶ字状の磁石収納穴９に配置されて１つの磁極を形成する複数の永久磁石５と、１対の永久磁石５のある磁極間に形成された軟磁性材から成る複数の疑似磁極２１とから成り、永久磁石５は、相対向する１対の側面のうち、一方の側面１４が外周側で磁極間を連結するブリッジ部１３に接触し、他方の側面１５がＶ字状の磁石収納穴９に設けられ、ロータコア４と一体の突起部１２に接触すると共に、突起部１２は、永久磁石５をブリッジ部１３側に押圧する付勢力を有するようにしたものである。
【００５２】
このような本実施例の構成とすることにより、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、コンシクエントポール式回転電機は、ロータ３の磁極が、軟磁性材料からなる疑似磁極２１と永久磁石５とで構成されるため、使用磁石量を少なくできる。
【実施例７】
【００５３】
上記のロータ構造を持つ回転電機１００は、同一のインバータで駆動させても良いし、２つ以上のインバータで駆動させても良い。２つ以上のインバータで駆動させた場合、１つのインバータが故障した際でも、残りのインバータで回転電機１００を駆動させることができ、緊急時のフェールセーフの観点から有効である。
【００５４】
図１１に、２つのインバータで駆動させる回転電機システムの構成例を示す。
【００５５】
図１１に示すように、実施例１で説明した回転電機１００のように、１０極６０スロットの回転電機１００において、第１のインバータ４１により、Ｕ１１〜Ｕ１５相、Ｖ１１〜Ｖ１５相、Ｗ１１〜Ｗ１５相が駆動され、第２のインバータ４２により、Ｕ２１〜Ｕ２５相、Ｖ２１〜Ｖ２５相、Ｗ２１〜Ｗ２５相が駆動されるものである。
【実施例８】
【００５６】
図１２に、本発明の実施例８として、上述した実施例で説明した回転電機１００を適用したＥＰＳ（電動パワーステアリング）装置の構成を示す。
【００５７】
該図に示すＥＰＳ装置は、ステアリングコラム付近にアシストトルクを発生させるための回転電機１００を備えていることから、コラムアシスト式と呼ばれる。
【００５８】
コラムアシスト式ＥＰＳ装置は、ステアリングホイールＳＴと、ステアリングホイールＳＴの回転駆動力を検出するトルクセンサＴＳと、トルクセンサＴＳの出力に基づいて、アシストトルクを制御するＥＣＵと、アシストルクを制御するＥＣＵの信号に基づいて、アシストルクを出力する回転電機１００と、前記ＥＣＵおよび回転電機１００のエネルギー供給源となる車載用バッテリーＢＡと、回転電機１００の回転駆動力を歯車によって減速し、所望のトルクを出力するためのギア機構ＧＥと、ギア機構ＧＥで発生したトルクを伝達するためのピニオンギアＰＮと、ピニオンギアＰＮとギア機構ＧＥをつなぐための一つまたは複数のロッドＲＯと、一つまたは複数のジョイントＪＴと、ピニオンギアＰＮに発生する回転駆動力を水平方向の力に変化するラックギアＲＣＧと、ラックギアを覆うラックケースＲＣと、ラックケース内に塵などが入らないために設けられる第１のダストブーツＤＢ１及び第２のダストブーツＤＢ２と、実際に舵取りが行われる第１のタイヤＷＨ１と、第２のタイヤＷＨ２と、ラック軸に発生する水平方向の力を第１のタイヤＷＨ１に伝えるための第１のタイロッドＴＲ１と、同じくラック軸に発生する水平方向の力を第２のタイヤＷＨ２に伝えるための第２のタイロッドＴＲ２を備えている。
【００５９】
次に、コラムアシスト式ＥＰＳ装置の動作を説明する。
【００６０】
ステアリングホイールＳＴを回転させると、その回転駆動力をトルクセンサＴＳが検出する。前記トルクセンサＴＳの検出信号に基づいて、ＥＣＵが所望のアシストトルクを発生させるための通電パターンを演算して、回転電機１００に指令を出す。回転電機１００はＥＣＵの指令に基づいて通電を行い、アシストトルクを発生させる。回転電機１００に接続されたギア機構ＧＥにより減速され、ロッドＲＯとジョイントＪＴを介して、ピニオンギアＰＮに回転駆動力が伝達される。ピニオンギアＰＮはラックギアＲＣＧと噛合っており、それによって、ピニオンギアＰＮの回転駆動力は、車の進行方向に対して直角方向の推力に変換される。
【００６１】
こうして発生した水平方向の推力は、タイロッドＴＲ１およびＴＲ２を介して、タイヤＷＨ１およびＷＨ２の舵取りを行う。
【００６２】
コラムアシスト式ＥＰＳ装置の他に、ピニオンギアＰＮ付近にアシストトルクを発生させるための回転電機１００を備えているピニオンアシスト式ＥＰＳ装置、ラックギアＲＣＧに対してアシストトルクを発生させるための回転電機１００が備えられているラックアシスト式ＥＰＳ装置などがある。
【００６３】
以上で説明した様々なＥＰＳ装置では、重大事故に直結するため、破損した磁石による回転電機１００のロックは許されない。また、回転電機１００の振動エネルギーが、ギア機構ＧＥ、ロッドＲＯ、ピニオンギアＰＮなどの機械部品を介して、車室内に伝播し、運転席付近のパネルや内壁から音波として放出される。これを運転者が騒音（所謂、ジッパー音やファスナー音）として感じることになる。
【００６４】
この騒音発生メカニズムは、回転電機１００を車室内に配置したコラムアシスト式ＥＰＳ装置、回転電機１００をエンジンルーム内に配置するピニオンアシスト式、ラックアシスト式などのＥＰＳ装置に共通である。
【００６５】
従って、本発明による回転電機１００を装着したＥＰＳ装置によれば、高信頼の回転電機１００のロック防止と、ステアリングホイール操作時のアシスト性能向上と、車室内の静音化を可能なＥＰＳ装置を提供できる効果がある。
【００６６】
上述した効果は、本発明の回転電機１００を他の自動車補機システム（例えば、電動ブレーキシステム）に適用した場合においても発揮することができる。
【００６７】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に、比較例１（磁石位置ずれ有）と実施例１のトルク、コギングトルク、トルクリプルの計算結果の比、比較例２（突起部の磁気特性劣化無）と実施例１とのトルク、コギングトルク、トルクリプルの計算結果の比を示す。
【００６８】
図１３（ａ）より比較例１よりも実施例１の方が、磁石位置ずれが小さいため、トルク・トルクリプルがほぼ同等で、コギングトルクを低減できることが確認できる。また、図１３（ｂ）より比較例２よりも実施例１の方が、突起部が磁気的に劣化しているため、トルクがほぼ同等で、トルクリプルとコギングトルクを低減できることが確認できる。
【００６９】
上記の実施形態では、図面上ではロータが１０極６０スロットの回転電機について述べてきたが、任意の極数、スロット数の回転電機に本技術は適用できる。また、ステータ巻線は、集中巻でも分布巻でも良い。
【００７０】
なお、上述した実施例では、ステータ内に回転可能に配置されたロータを有する、インナーロータの回転電機について述べてきたが、ステータ外に回転可能に配置されたロータを有するアウターロータの回転電機についても、永久磁石は、対向する１対の側面のうち、一方の側面が磁極間を連結するブリッジに接触し、他方の側面が磁石収納穴に設けられた突起部に接触しており、突起部は、永久磁石をブリッジ側に押圧する付勢力を有することで、上記と同様の効果が得られる。
【００７１】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【００７２】
例えば、前記した実施例は、本発明を分かりやす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に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。さらに、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。
【符号の説明】
【００７３】
１…ステータ、２…ステータコア、３…ロータ、４…ロータコア、５…永久磁石、６…コイルエンド部、７…駆動軸、８…フレーム、９…磁石収納穴、１０…ステータコイル、１１…ティース部、１２…突起部、１２Ａ…第２の突起部、１３…ブリッジ部、１４…永久磁石の一方の側面、１５…永久磁石の他方の側面、１６…突起部による付勢力、１７Ａ、１７Ｂ…電磁鋼板、１８…変形治具、１９…軸方向（変形治具の挿入方向）、２０…緩衝材、２１…疑似磁極、２３…第２の突起部による付勢力、２４…永久磁石の一方の第２の側面、２５…永久磁石の他方の第２の側面、４１…第１のインバータ、４２…第２のインバータ、１００…回転電機、ＳＴ…ステアリングホイール、ＴＳ…トルクセンサ、ＧＥ…ギア機構、ＥＣＵ…制御装置、ＢＡ…バッテリー、ＪＴ…ジョイント、ＲＯ…ロッド、ＲＣＧ…ラックギア、ＲＣ…ラックギアケース、ＰＮ…ピニオンギア、ＤＢ…ダストブーツ、ＴＲ…タイロッド、ＷＨ…タイヤ、ＢＳ…ボールスクリュー、ＢＴ…ベルト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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