(57)【要約】【課題】マグネット挿入孔内にマグネットを固定するために電磁鋼鈑の蓋を用いた場合でも、発生トルクを低下させないロータコアを備えたＩＰＭモータ及びこのＩＰＭモータを備えた電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ロータコア１を構成する各積層板２には、複数の逆Ｕ字形のプレス孔４が外周縁９に沿って形成されており、プレス孔４を積層板２の間で連通させてマグネット挿入孔３が形成されている。積層板２には、積層によりロータコア１を形成するための嵌合部８が、マグネット７のピッチの１／２のピッチでロータコア１の周方向を例えば２０等配するように配置されている。ロータコア１の両端面には、積層板２がマグネット７のピッチの１／２のピッチ位相をずらして積層されており、これらのエンドプレート５Ａ，５Ｂによってロータコア１に形成されたマグネット挿入孔３の両端の開口の一部が塞がれマグネット７が固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコアに形成された複数のマグネット挿入孔の内部にマグネットを固定して備えたＩＰＭモータにおいて、
前記ロータコアは、プレス孔を設けた複数枚の電磁鋼鈑の積層板を回転軸の軸長方向に積層させて形成され、
前記マグネット挿入孔が前記マグネットの形状に合わせて形成されており、
前記積層板は、積層により前記ロータコアを形成するための嵌合部を有しており、
前記嵌合部は、前記マグネットのピッチの１／２のピッチで回転軸中心の円周上に配置されており、
前記積層板のうち、前記ロータコアの両端面の各積層板は、前記両端面以外の積層板とは前記マグネットのピッチの１／２のピッチ分位相が異なって積層されていることを特徴とするＩＰＭモータ。
【請求項２】
請求項１において、前記積層板は、前記マグネットを挿通する前記プレス孔を有するとともに、前記ロータコアの両端面に積層される前記積層板は、前記マグネットの端面と当接し、少なくとも前記マグネットを固定できる形状のプレス孔を有することを特徴とするＩＰＭモータ。
【請求項３】
請求項１乃至２の何れかに記載のＩＰＭモータを、備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータコアに形成された複数のマグネット挿入孔内に、それぞれ永久磁石（以下、マグネットという）を固定して備えたＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐａｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）モータと、このＩＰＭモータを備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＩＰＭモータは、マグネットを接着剤によってマグネット挿入孔内に固定していた。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
ところが、上述した従来のＩＰＭモータでは、接着剤の硬化時間が必要となるため生産性が悪く、また、接着剤の塗布量を一定にすることが困難なため、各マグネット挿入孔においてマグネットの固定位置がばらついてしまい、さらに、ロータの高速回転による遠心力で接着剤が剥がれる事態が起こり得る。
【０００４】
このため、マグネットがロータコアに形成されたマグネット挿入孔内を移動することがないように、ロータコアの両端面に電磁鋼鈑の蓋を取付け、あるいは、ロータコアの積層板と同一径の円板状をなしたマグネットを挿通するためのプレス孔のない積層板を積層して、ロータコアに形成された各マグネット挿入孔の長手方向における両端の開口を塞いでいる。（例えば特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６８３１８号公報（段落〔００３０〕、第８図）
【特許文献２】特開２００９−３８９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなＩＰＭモータのロータコアにおいて、ロータコアの軸方向の端面にマグネットの抜け止めとして電磁鋼鈑の蓋を設けた場合、マグネットの磁束が直接蓋に流れマグネットとこの蓋の間でいわゆる磁束が短絡し、ステータコイルに流れる磁束が減少するためモータの発生トルクが低下する。
【０００７】
さらに、電磁鋼鈑の蓋の内部で磁束が変化することにより、渦電流が発生しモータの発生トルクを低下させる。
そして、このようなＩＰＭモータを電動パワーステアリング装置の動力源とすると、操舵フィーリングに悪影響を及ぼすおそれがあった。
このため、マグネットを固定するために電磁鋼鈑の蓋を用いた場合でも、これらモータの発生トルクの低下を抑制することが課題となっている。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、マグネット挿入孔内にマグネットを固定するために電磁鋼鈑の蓋を用いた場合でも、発生トルクを低下させないロータコアを備えたＩＰＭモータ及びこのＩＰＭモータを備えた電動パワーステアリング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】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ロータコアに形成された複数のマグネット挿入孔の内部にマグネットを固定して備えたＩＰＭモータにおいて、前記ロータコアは、プレス孔を設けた複数枚の電磁鋼鈑の積層板を回転軸の軸長方向に積層させて形成され、前記マグネット挿入孔が前記マグネットの形状に合わせて形成されており、前記積層板は、積層により前記ロータコアを形成するための嵌合部を有しており、前記嵌合部は、前記マグネットのピッチの１／２のピッチで回転軸中心の円周上に配置されており、前記積層板のうち、前記ロータコアの両端面の各積層板は、前記両端面以外の積層板とは前記マグネットのピッチの１／２のピッチ分位相が異なって積層されていることを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、プレス孔を設けた積層板に回転軸中心の円周上に配置される嵌合部を等ピッチでマグネットの数の倍の箇所設け、嵌合部を合わせて積層する。さらに、ロータコアの両端面の積層板のみマグネットのピッチの１／２のピッチ分の位相、即ち、嵌合部１個分をずらして、嵌合部を合わせて積層する。これにより、ロータコアの両端面の積層板がマグネット挿入孔の中央部の一部分を塞ぎ、マグネットの端面に当接し、マグネットがマグネット挿入孔に固定されるため、マグネットがマグネット挿入孔内を移動することを規制できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記積層板は、前記マグネットを挿通する前記プレス孔を有するとともに、前記ロータコアの両端面に積層される前記積層板は、前記マグネットの端面と当接し、少なくとも前記マグネットを固定できる形状のプレス孔を有することを要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、積層板のプレス孔の形状をマグネットが挿入できる形状とし、さらに、マグネットを固定する積層板の当接部分を小さくする。これにより、マグネットの接触部分を除いてマグネットの磁束が短絡することなく、また磁束が積層板の内部をほとんど通過することがないため渦電流の発生も少なくなる。その結果、モータの発生トルクの低下を抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至２の何れかに記載のＩＰＭモータを、車両の転舵輪を転舵する際のステアリングホイールの操作に必要な操舵力を補助するための動力源として備えたことを要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、本発明に係るＩＰＭモータを電動パワーステアリング装置の動力源として備えたことにより、操舵フィーリングに対する悪影響を防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
マグネット挿入孔内にマグネットを固定するために電磁鋼鈑の蓋を用いた場合でも、発生トルクを低下させないロータコアを備えたＩＰＭモータ及びこのＩＰＭモータを備えた電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る積層板の平面図。
【図２】本発明の実施形態に係るロータの平断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】積層板嵌合部の部分断面図。
【図５】第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図に基づいて具体的に説明する。
本実施形態のＩＰＭモータは、例えばブラシレスモータであってステータコア（図示せず）の中心に図３に示すようにロータ２０を備える。ステータコアは、円筒体の内周面から複数のティース（図示せず）を内側に突出させた構造をなし、各ティースにはコイル（図示せず）が巻回されている。
図１は本発明の実施形態に係る積層板の平面図、図２は本発明の実施形態に係るロータの平断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は積層板嵌合部の部分断面図である。
【００１８】
ロータ２０は、円板状をなした複数の電磁鋼鈑からなる積層板２（具体的には珪素鋼鈑）を積層してなる円柱状のロータコア１の中心をロータシャフト６が挿通した構造になっている。図２に示すように、ロータコア１には、その外周縁９に沿って界磁用の複数のマグネット７が環状に並べて埋設されている。具体的には、ロータコア１の外周縁９に沿って配置された複数のマグネット挿入孔３が、ロータ２０の軸方向に貫通しており、それら各マグネット挿入孔３に、マグネット７がそれぞれ挿入されている。
【００１９】
また、ロータコア１の両端面には、エンドプレート５Ａ，５Ｂとして同じ積層板２が、回転中心に対しマグネット７のピッチの１／２のピッチ（１８°）位相をずらして積層されており、これらのエンドプレート５Ａ，５Ｂによってロータコア１に形成された各マグネット挿入孔３の両端の開口の一部が塞がれ、マグネット７がマグネット挿入孔３内に固定されている。
【００２０】
ここで、図３に示すように、マグネット７の長手方向の両端面は、エンドプレート５Ａ，５Ｂに突き当てられており、マグネット挿入孔３内におけるマグネット７の長手方向への移動が規制されている。即ち、マグネット７の長手方向の長さは、エンドプレート５Ａ，５Ｂの内面側にマグネット７の両端面が密着するように成形されている。尚、本実施形態において、マグネット挿入孔３は、ロータコア１の周方向を例えば１０等配するように配置されている。
【００２１】
図１〜４に示すように、マグネット７が挿通されるプレス孔４は、ロータ２０の軸方向から見た断面が、かまぼこ形（以下、逆Ｕ字形という）となっている。詳細には、ロータコア１を構成する各積層板２には、複数の逆Ｕ字形のプレス孔４が外周縁９に沿って形成されており、複数の積層板２を積層したときにそれらプレス孔４を各積層板２の間で連通させてマグネット挿入孔３が形成されている。
【００２２】
さらに、積層板２には、積層によりロータコア１を形成するための嵌合部８が、マグネット７のピッチの１／２の取付けピッチでロータコア１の周方向を２０等配するように配置されている。詳細には、図４に示すように、嵌合部８は各積層板２の上面及び下面に設けられた、それぞれ凹穴８Ａ及び凸部８Ｂからなり、積層板２を同じ位置に重ね合わせ、凹穴８Ａに凸部８Ｂを順に嵌め込むことでカシメ固定される。
【００２３】
また、マグネット７は、ロータ２０の軸方向から見た断面が逆Ｕ字形となっており、その板厚方向に磁束がステータコア（図示せず）に貫通するように着磁されている。そして、ロータ２０に備えた各マグネット７は、以下に説明する固定構造によってそれぞれマグネット挿入孔３内に固定されている。
【００２４】
即ち、図２に示すように、マグネット７の両端位置の一方のエンドプレート５Ａ，５Ｂは、同じ積層板２を回転中心に対し円周上に１８°位相をずらして、積層板２に設けられた嵌合部８（凹穴８Ａ，凸部８Ｂ）を合わせてロータコア１に積層される。そして、他方の端のエンドプレート５Ａ，５Ｂは、マグネット７挿入後に同じく１８°位相をずらして、積層板２に設けられた嵌合部８（凹穴８Ａ，凸部８Ｂ）を合わせてロータコア１に嵌合される。これにより、このエンドプレート５Ａ，５Ｂのプレス孔４が明けられていない部分がマグネット７の両端面の中央部の一部分を塞ぎ、マグネット７をマグネット挿入孔３内に固定する。
【００２５】
このように、本実施形態のＩＰＭモータによれば、マグネット７をマグネット挿入孔３内に固定するためにロータコア１の両端面に電磁鋼鈑の蓋を設けた場合でも、マグネット７の両端面はエンドプレート５Ａ，５Ｂによって一部分しか塞がれないため、マグネット７と電磁鋼鈑のエンドプレート５Ａ，５Ｂとの間で発生する磁束の短絡、及びエンドプレート５Ａ，５Ｂ内部で発生する渦電流を抑制でき、モータの発生トルクの低下を防止できる。
【００２６】
さらに、本実施形態によれば、従来のようにプレス孔のない積層板をマグネット７の両端面に積層する場合、２種類の積層板をプレス加工して成形する必要があり、積層工程の複雑化や作業効率の悪化を招き、高コストの原因となっている、といった問題を、エンドプレート５Ａ，５Ｂを同じ積層板２を用いて取付け位置をずらして積層することにより解消することができる。
【００２７】
次に、このＩＰＭモータ１０を使用した電動パワーステアリング装置１００について説明する。図５に示すように、この電動パワーステアリング装置１００は、車両１１０に備えた１対の転舵輪１０１，１０１の間に差し渡された転舵輪間シャフト１０２と、その転舵輪間シャフト１０２の外側を覆ったシャフトケース１０３とを備えている。
【００２８】
転舵輪間シャフト１０２の両端は、タイロッド１０２Ｔ，１０２Ｔを介して各転舵輪１０１，１０１に連結され、シャフトケース１０３は、車両１１０の本体に固定されている。また、転舵輪間シャフト１０２の中間部分にはラック（図示せず）が形成され、シャフトケース１０３の中間部を側方から貫通したピニオン（図示せず）がこのラックに噛合している。
【００２９】
ピニオンの上端部にはインターミディエートシャフト１０５（以下、インタミシャフトという）が連結され、そのインタミシャフト１０５の上端部にはステアリングシャフト１０６が連結され、さらにそのステアリングシャフト１０６の上端部にはステアリングホイール１０７が連結されている。そして、インタミシャフト１０５とステアリングシャフト１０６との連結部分に、減速機構１０８を介してＩＰＭモータ１０のロータ２０が連結されている。
【００３０】
また、ステアリングシャフト１０６には、舵角センサ１１１とトルクセンサ１１２とが取り付けられ、ステアリングホイール１０７の操舵角θ1を検出すると共に、ステアリングシャフト１０６にかかる操舵抵抗Ｔｆ（負荷トルク）を検出している。さらに、転舵輪１０１の近傍には、転舵輪１０１の回転に基づいて車速Ｖを検出するための車速センサ１１３が設けられている。
【００３１】
そして、操舵制御装置１１４が、舵角センサ１１１、トルクセンサ１１２及び車速センサ１１３の検出信号に基づいた運転状況に応じてＩＰＭモータ１０を駆動し、これにより運転者によるステアリングホイール１０７の操作をＩＰＭモータ１０で補助して転舵輪１０１，１０１を転舵することができる。
【００３２】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１００によれば、上述したＩＰＭモータ１０をステアリングホイール１０７の操舵力を補助するための動力源として備えたので、モータの発生トルクの低下を原因とする操舵フィーリングに対する悪影響を防止することができる。
【００３３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
上記実施形態では、ロータコア１の外周縁９に沿って１０個のマグネット７が埋設されていたが、ロータコア１におけるマグネット７の配置や数はこれに限るものではない。
また、嵌合部８はロータコア１の周方向に１８°のピッチで設けられていたが、取付けピッチや配置はこれに限るものではない。
上記実施形態のマグネット７の断面形状は逆Ｕ字形であったが、長方形又は扁平な台形状でもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１：ロータコア、２：積層板、３：マグネット挿入孔、４：プレス孔、
５Ａ，５Ｂ：エンドプレート、６：ロータシャフト、７：マグネット、
８，８Ａ，８Ｂ：積層板嵌合部、９：ロータ外周縁、１０：ＩＰＭモータ、２０：ロータ、１００：電動パワーステアリング装置、１０１：転舵輪、１０７：ステアリングホイール、１１０：車両
【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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