JP6276364B2 - Brushless motor - Google Patents
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Description
本発明は、車両エンジンルーム内に配置される位置制御装置用のブラシレスモータに関するものである。 The present invention relates to a brushless motor for a position control device disposed in a vehicle engine room.
従来、車両エンジンルーム内に配置される位置制御装置用のモータとしては、例えば、特許文献1に開示されたバルブタイミング可変装置用のブラシレスモータがある。このブラシレスモータは、ロータコアの軸方向に貫通した孔に界磁磁石が挿入固定されたロータを備えている。 Conventionally, as a motor for a position control device arranged in a vehicle engine room, for example, there is a brushless motor for a valve timing variable device disclosed in Patent Document 1. This brushless motor includes a rotor in which a field magnet is inserted and fixed in a hole penetrating in the axial direction of the rotor core.
しかしながら、上記のようなブラシレスモータでは、界磁磁石がロータコアの軸方向に貫通した孔に挿入固定されている構成によって、界磁磁石が外部の影響を受け易く、例えば、車両エンジンルーム内が高温となると、界磁磁石が減磁(不可逆温度変化)し易いという問題がある。尚、高温状態では、界磁磁石の磁力が弱くなるため、ステータのコイルに流す電流を大きくする制御を行うことが考えられるが、このようにすると、界磁磁石がより減磁(不可逆温度変化)し易くなってしまう。 However, in the brushless motor as described above, the field magnet is easily affected by the outside due to the configuration in which the field magnet is inserted and fixed in the hole penetrating in the axial direction of the rotor core. Then, there is a problem that the field magnet is easily demagnetized (irreversible temperature change). In addition, since the magnetic force of the field magnet becomes weak in a high temperature state, it may be possible to control to increase the current flowing through the stator coil. However, in this case, the field magnet is more demagnetized (irreversible temperature change). ).
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、例えば、車両エンジンルーム内が高温となっても界磁磁石を減磁(不可逆温度変化)し難くすることができるブラシレスモータを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to make it difficult to demagnetize a field magnet (irreversible temperature change) even if, for example, the temperature in a vehicle engine room becomes high. The object is to provide a brushless motor capable of achieving the above.
上記課題を解決するブラシレスモータは、車両エンジンルーム内に配置される位置制御装置用のブラシレスモータであって、巻線が巻回されたステータと、周方向に複数の第1磁極部が形成された第1ロータコアと周方向に複数の第2磁極部が形成された第2ロータコアとの軸方向の間に前記軸方向に磁化された界磁磁石が配置されることで、前記第1磁極部が第1の磁極として機能し、前記第2磁極部が第2の磁極として機能するロータと、前記ロータに固定されたセンサマグネットと、前記センサマグネットと対向する位置であって且つ軸方向から見て前記界磁磁石よりも径方向外側となる位置に設けられたホール素子と、前記センサマグネット及びホール素子により前記ロータの回転位置を検出し前記位置制御装置の位置制御を行うべく前記ステータの巻線に回転磁界を発生させる駆動電流を供給する制御回路と、を備えた。 A brushless motor that solves the above problem is a brushless motor for a position control device disposed in a vehicle engine room, and includes a stator around which a winding is wound and a plurality of first magnetic pole portions in the circumferential direction. The field pole magnetized in the axial direction is arranged between the first rotor core and the second rotor core in which a plurality of second magnetic pole parts are formed in the circumferential direction, whereby the first magnetic pole part Functions as a first magnetic pole, and the second magnetic pole portion functions as a second magnetic pole, a sensor magnet fixed to the rotor, a position facing the sensor magnet, and viewed from the axial direction. a hall element provided in the position where the radially outward than the field magnet Te, by the sensor magnet and the Hall element detects a rotational position of the rotor to control the position of the position control device And a control circuit for supplying a drive current to generate a rotating magnetic field to the windings of the stator.
同構成によれば、車両エンジンルーム内に配置される位置制御装置用のブラシレスモータにおけるロータの界磁磁石は第1ロータコアと第2ロータコアとの軸方向の間に配置され、外部の影響を受け難くなるため、例えば、車両エンジンルーム内が高温となっても界磁磁石を減磁(不可逆温度変化)し難くすることができる。よって、安定して位置制御を行うことができる。 According to this configuration, the field magnet of the rotor in the brushless motor for the position control device disposed in the vehicle engine room is disposed between the first rotor core and the second rotor core in the axial direction, and is affected by external influences. For example, it is difficult to demagnetize the field magnet (irreversible temperature change) even if the temperature in the vehicle engine room becomes high. Therefore, position control can be performed stably.
上記ブラシレスモータにおいて、有底筒状の筒状ハウジングと、該筒状ハウジングの開口部を閉塞するフロントエンドプレートとを有し、該筒状ハウジングの内周面に前記ステータが固定されたモータケースを備え、前記ホール素子は、前記モータケースの前記フロントエンドプレート側に設けられている。 In the brushless motor, a motor case having a cylindrical housing with a bottom and a front end plate that closes an opening of the cylindrical housing, and the stator is fixed to an inner peripheral surface of the cylindrical housing The Hall element is provided on the front end plate side of the motor case.
本発明のブラシレスモータでは、例えば、車両エンジンルーム内が高温となっても界磁磁石を減磁(不可逆温度変化)し難くすることができる。 In the brushless motor of the present invention, for example, the field magnet can be made difficult to demagnetize (irreversible temperature change) even if the temperature in the vehicle engine room becomes high.
以下、ブラシレスモータの一実施形態を図1及び図2に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態のブラシレスモータ11は、車両エンジンルーム1内に配置される位置制御装置用、詳しくはエンジン2に連結されるバルブタイミング可変装置3用のものである。
Hereinafter, an embodiment of a brushless motor will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the brushless motor 11 of this embodiment is for a position control device disposed in a vehicle engine room 1, specifically for a valve timing variable device 3 connected to an engine 2.
図1に示すように、ブラシレスモータ11のモータケース12は、有底筒状に形成された筒状ハウジング13と、該筒状ハウジング13のフロント側(図1中、左側)の開口部を閉塞するフロントエンドプレート14とを有している。 As shown in FIG. 1, a motor case 12 of a brushless motor 11 has a cylindrical housing 13 formed in a bottomed cylindrical shape and a front side (left side in FIG. 1) opening of the cylindrical housing 13 closed. And a front end plate 14.
図1に示すように、筒状ハウジング13の内周面にはステータ16が固定されている。ステータ16は、径方向内側に延びる複数(本実施形態では12個)の集中巻用ティースとしてのティース17aを有する電機子コア17と、電機子コア17のティース17aにインシュレータ18を介して巻回される巻線19とを備えている。ステータ16は、外部の制御回路Sから巻線19に駆動電流が供給されることで回転磁界を発生する。 As shown in FIG. 1, a stator 16 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical housing 13. The stator 16 is wound around an armature core 17 having a plurality of (in this embodiment, 12) teeth 17a serving as concentrated winding teeth extending radially inward and a tooth 17a of the armature core 17 via an insulator 18. Winding 19 is provided. The stator 16 generates a rotating magnetic field when a drive current is supplied from the external control circuit S to the winding 19.
図1に示すように、ブラシレスモータ11のロータ21は回転軸22を有し、ステータ16の内側に配置されている。回転軸22は非磁性体の金属シャフトであって、筒状ハウジング13の底部13a及びフロントエンドプレート14に支持された軸受23,24により回転可能に支持されている。外部に突出した回転軸22の先端には、バルブタイミング可変装置3が連結され、回転軸22の回転駆動によって、運転状態に応じたバルブタイミング(エンジン2のクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相)が適宜変更されるようになっている。 As shown in FIG. 1, the rotor 21 of the brushless motor 11 has a rotating shaft 22 and is disposed inside the stator 16. The rotating shaft 22 is a non-magnetic metal shaft, and is rotatably supported by bearings 23 and 24 supported by the bottom portion 13a of the cylindrical housing 13 and the front end plate 14. The valve timing variable device 3 is connected to the tip of the rotating shaft 22 protruding to the outside, and the valve timing according to the operating state by the rotational driving of the rotating shaft 22 (the relative rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft of the engine 2). Are appropriately changed.
図1及び図2に示すように、ロータ21は、前記回転軸22に外嵌される第1及び第2ロータコア31,32と、界磁磁石としての環状磁石33とを備える。
第1ロータコア31は、略円板状の第1コアベース31aの外周部に、等間隔に複数(本実施形態では4つ)の第1磁極部としての第1爪状磁極31bが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延びて形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotor 21 includes first and second rotor cores 31 and 32 that are fitted onto the rotary shaft 22, and an annular magnet 33 as a field magnet.
The first rotor core 31 has a plurality of first claw-shaped magnetic poles 31b as radial first outer peripheral portions on the outer periphery of a substantially disc-shaped first core base 31a at equal intervals (four in this embodiment). And extending in the axial direction.
第2ロータコア32は、第1ロータコア31と同形状であって、略円板状の第2コアベース32aの外周部に、等間隔に複数の第2磁極部としての第2爪状磁極32bが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延びて形成されている。そして、第2ロータコア32は、各第2爪状磁極32bが周方向に隣り合う第1爪状磁極31b間に配置されるようにして、且つ第1コアベース31aと第2コアベース32aとの軸方向の間に環状磁石33が配置(挟持)されるようにして第1ロータコア31に対して組み付けられている。尚、本実施形態では、第1及び第2コアベース31a,32aは環状磁石33に対してそれぞれ接着剤により固着されている。 The second rotor core 32 has the same shape as the first rotor core 31, and second claw-shaped magnetic poles 32 b as a plurality of second magnetic pole portions are arranged at equal intervals on the outer peripheral portion of the substantially disk-shaped second core base 32 a. It protrudes radially outward and extends in the axial direction. The second rotor core 32 is arranged such that each second claw-shaped magnetic pole 32b is disposed between the first claw-shaped magnetic poles 31b adjacent to each other in the circumferential direction, and between the first core base 31a and the second core base 32a. The annular magnet 33 is assembled to the first rotor core 31 so as to be disposed (clamped) in the axial direction. In the present embodiment, the first and second core bases 31a and 32a are respectively fixed to the annular magnet 33 with an adhesive.
図1に示すように、環状磁石33は、ネオジム磁石であって、前記第1及び第2コアベース31a,32aの外周部よりも径方向内側に配置されるように、詳しくは、その外径が第1及び第2コアベース31a,32aの外径よりも小さく設定されている。そして、環状磁石33は、第1爪状磁極31bを第1の磁極(本実施形態ではN極)として機能させ、第2爪状磁極32bを第2の磁極(本実施形態ではS極)として機能させるように、軸方向に磁化されている。即ち、本実施形態のロータ21は、界磁磁石としての環状磁石33を用いた所謂ランデル型構造のロータである。ロータ21は、N極となる第1爪状磁極31bと、S極となる第2爪状磁極32bとが周方向に交互に配置されており、極数が8極(極対数が4個)となる。すなわち、本実施形態では、ロータ21の極数が2×n(但し、nは自然数)に設定されるとともに、ステータ16のティース17aの数が3×nに設定され、具体的には、ロータ21の極数が「8」に設定され、ステータ16のティース17aの数が「12」に設定されている。 As shown in FIG. 1, the annular magnet 33 is a neodymium magnet, and more specifically, the outer diameter thereof is disposed radially inward from the outer peripheral portions of the first and second core bases 31 a and 32 a. Is set smaller than the outer diameter of the first and second core bases 31a and 32a. The annular magnet 33 causes the first claw-shaped magnetic pole 31b to function as the first magnetic pole (N pole in the present embodiment), and the second claw-shaped magnetic pole 32b serves as the second magnetic pole (S pole in the present embodiment). It is magnetized in the axial direction to function. That is, the rotor 21 of the present embodiment is a so-called Landell type rotor using an annular magnet 33 as a field magnet. In the rotor 21, first claw-shaped magnetic poles 31b that are N poles and second claw-shaped magnetic poles 32b that are S poles are alternately arranged in the circumferential direction, and the number of poles is 8 (the number of pole pairs is 4). It becomes. That is, in the present embodiment, the number of poles of the rotor 21 is set to 2 × n (where n is a natural number), and the number of teeth 17a of the stator 16 is set to 3 × n. The number of poles 21 is set to “8”, and the number of teeth 17a of the stator 16 is set to “12”.
尚、本実施形態では、組み付けられた第1及び第2コアベース31a,32a及び環状磁石33は、その軸方向長さに対する直径が4倍以上に設定され、その直径は具体的には100mm以下に設定されている。 In the present embodiment, the assembled first and second core bases 31a and 32a and the annular magnet 33 are set to have a diameter that is at least four times the axial length, and the diameter is specifically 100 mm or less. Is set to
又、図1に示すように、本実施形態のロータ21には、略円板状のマグネット固定部材41を介してセンサマグネット42が設けられている。マグネット固定部材41は、第1ロータコア31における第2ロータコア32の反対側で回転軸22に外嵌され、その外周側にセンサマグネット42が固定されている。尚、センサマグネット42は周方向(回転方向)において所定角度毎にN極とS極が交互に現れるように構成される。そして、前記フロントエンドプレート14において、センサマグネット42と軸方向に対向する位置にはホール素子43が設けられ、該ホール素子43によりセンサマグネット42を検出することでロータ21の回転位置が検出可能とされている。 As shown in FIG. 1, the rotor 21 of the present embodiment is provided with a sensor magnet 42 via a substantially disk-shaped magnet fixing member 41. The magnet fixing member 41 is fitted on the rotary shaft 22 on the opposite side of the first rotor core 31 from the second rotor core 32, and the sensor magnet 42 is fixed on the outer peripheral side thereof. The sensor magnet 42 is configured such that N poles and S poles appear alternately at predetermined angles in the circumferential direction (rotation direction). In the front end plate 14, a hall element 43 is provided at a position facing the sensor magnet 42 in the axial direction, and the rotational position of the rotor 21 can be detected by detecting the sensor magnet 42 with the hall element 43. Has been.
次に、上記のように構成されたブラシレスモータ11の作用について説明する。
例えば、車両走行時の運転状態に応じてバルブタイミングを変更する制御が行われる際には、制御回路Sから巻線19に3相の駆動電流が供給され回転磁界が発生される。すると、ロータ21が回転駆動し、バルブタイミング可変装置3によってバルブタイミング(エンジン2のクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相)が変更される。
Next, the operation of the brushless motor 11 configured as described above will be described.
For example, when control is performed to change the valve timing in accordance with the driving state during vehicle travel, a three-phase drive current is supplied from the control circuit S to the winding 19 to generate a rotating magnetic field. Then, the rotor 21 is driven to rotate, and the valve timing (the relative rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft of the engine 2) is changed by the valve timing variable device 3.
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
(1)車両エンジンルーム1内に配置されるバルブタイミング可変装置3用のブラシレスモータ11におけるロータ21の環状磁石33は、第1ロータコア31と第2ロータコア32との軸方向の間に配置される。これにより、環状磁石33は、外部の影響を受け難くなるため、例えば、車両エンジンルーム1内が高温となっても環状磁石33を減磁(不可逆温度変化)し難くすることができる。よって、安定して位置制御、即ちバルブタイミングを変更させることができる。
Next, the characteristic effects of the above embodiment will be described below.
(1) The annular magnet 33 of the rotor 21 in the brushless motor 11 for the variable valve timing device 3 disposed in the vehicle engine room 1 is disposed between the first rotor core 31 and the second rotor core 32 in the axial direction. . Thereby, since the annular magnet 33 becomes difficult to receive the influence of the outside, for example, even if the inside of the vehicle engine room 1 becomes high temperature, it is difficult to demagnetize the annular magnet 33 (irreversible temperature change). Therefore, the position control, that is, the valve timing can be changed stably.
(2)第1磁極部及び第2磁極部は、第1及び第2ロータコア31,32の略円板状の第1及び第2コアベース31a,32aの外周部から径方向外側に突出されるとともに環状磁石33の径方向外側面を覆うように軸方向に延びる第1及び第2爪状磁極31b,32bとされるため、環状磁石33は、より外部の影響を受け難くなる。よって、例えば、車両エンジンルーム1内が高温となっても環状磁石33をより減磁(不可逆温度変化)し難くすることができる。 (2) The first magnetic pole part and the second magnetic pole part protrude outward in the radial direction from the outer peripheral parts of the substantially disk-shaped first and second core bases 31a and 32a of the first and second rotor cores 31 and 32. In addition, since the first and second claw-shaped magnetic poles 31b and 32b extend in the axial direction so as to cover the radially outer surface of the annular magnet 33, the annular magnet 33 is less susceptible to external influences. Therefore, for example, even if the inside of the vehicle engine room 1 becomes high temperature, the annular magnet 33 can be made more difficult to demagnetize (irreversible temperature change).
(3)環状磁石33は、第1及び第2ロータコア31,32の円板状の第1及び第2コアベース31a,32aの外周部よりも径方向内側に配置されるように設定されるため、より外部の影響を受け難くなる。よって、例えば、車両エンジンルーム1内が高温となっても環状磁石33をより減磁(不可逆温度変化)し難くすることができる。 (3) The annular magnet 33 is set so as to be disposed radially inward from the outer peripheral portions of the disk-shaped first and second core bases 31 a and 32 a of the first and second rotor cores 31 and 32. , Less susceptible to external influences. Therefore, for example, even if the inside of the vehicle engine room 1 becomes high temperature, the annular magnet 33 can be made more difficult to demagnetize (irreversible temperature change).
(4)ロータ21の極数が2×n(但し、nは自然数)に設定されるとともに、ステータ16のティース17aの数が3×nに設定されるため、最小公倍数が小さくなり、第1及び第2爪状磁極31b,32bとティース17aとを多く正対させることができ、ディテントトルクを大きくすることができる。よって、非駆動時に、車両エンジンルーム1内の振動等でロータ21が回転してしまうことを抑えることができる。 (4) Since the number of poles of the rotor 21 is set to 2 × n (where n is a natural number) and the number of teeth 17a of the stator 16 is set to 3 × n, the least common multiple is reduced, and the first And many 2nd nail | claw-shaped magnetic poles 31b and 32b and the teeth 17a can be correctly opposed, and a detent torque can be enlarged. Therefore, it is possible to prevent the rotor 21 from rotating due to vibrations in the vehicle engine room 1 when not driven.
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、環状磁石33は、第1及び第2ロータコア31,32の円板状の第1及び第2コアベース31a,32aの外周部よりも径方向内側に配置されるように設定されるとしたが、変更してもよい。
The above embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, the annular magnet 33 is set to be arranged radially inward from the outer peripheral portions of the disk-shaped first and second core bases 31a and 32a of the first and second rotor cores 31 and 32. However, it may be changed.
例えば、図3(a),(b)に示すように、環状磁石51の外径を第1及び第2コアベース31a,32aの外径と同じに設定してもよい。尚、この例(図3参照)では、各部材の厚み等も変更して図示している。 For example, as shown in FIGS. 3A and 3B, the outer diameter of the annular magnet 51 may be set to be the same as the outer diameters of the first and second core bases 31a and 32a. In this example (see FIG. 3), the thickness of each member is also changed.
・上記実施形態のロータ21は、永久磁石を環状磁石33のみ備えたものとしたが、これに限定されず、他の永久磁石を追加したロータに変更してもよい。
例えば、図4(a),(b)に示すように、上記別例(図3参照)における第1及び第2爪状磁極31b,32bの背面(径方向内側の面)に径方向に磁化された背面補助磁石52を追加してもよいし、第1爪状磁極31bと第2爪状磁極32bとの周方向の間に周方向に磁化された極間補助磁石53を追加してもよい。
-Although the rotor 21 of the said embodiment provided the permanent magnet only with the annular magnet 33, it is not limited to this, You may change to the rotor which added the other permanent magnet.
For example, as shown in FIGS. 4A and 4B, the first and second claw-shaped magnetic poles 31b and 32b in the other example (see FIG. 3) are magnetized in the radial direction on the back surfaces (surfaces on the radially inner side). The back auxiliary magnet 52 may be added, or the interpole auxiliary magnet 53 magnetized in the circumferential direction may be added between the circumferential directions of the first claw-shaped magnetic pole 31b and the second claw-shaped magnetic pole 32b. Good.
・上記実施形態では、第1磁極部及び第2磁極部を第1及び第2爪状磁極31b,32bとしたが、これに限定されず、他の形状の磁極部に変更してもよい。
例えば、図5(a),(b)に示すように、第1及び第2コアベース31a,32aの外周部から径方向外側に突出した(更に軸方向に延びていない)第1及び第2突出磁極31c,32cとしてもよい。
In the above embodiment, the first magnetic pole part and the second magnetic pole part are the first and second claw-shaped magnetic poles 31b and 32b. However, the present invention is not limited to this, and the magnetic pole part may be changed to another shape.
For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, the first and second protrusions projecting radially outward from the outer peripheral portions of the first and second core bases 31a and 32a (and not extending in the axial direction). The protruding magnetic poles 31c and 32c may be used.
・上記実施形態の第1及び第2爪状磁極31b,32b(第1磁極部及び第2磁極部)の径方向外側面の軸直交方向の断面形状を、ロータ21の回転軸22の中心軸線を中心とする同心円とならないように設定してもよい。 The cross-sectional shape in the axis orthogonal direction of the radially outer surface of the first and second claw-shaped magnetic poles 31b and 32b (first magnetic pole part and second magnetic pole part) of the above embodiment is the central axis of the rotary shaft 22 of the rotor 21 You may set so that it may not become a concentric circle centering on.
例えば、図6に示すように、変更してもよい。この例では、第1及び第2爪状磁極31b,32bの径方向外側面が、回転軸22の中心軸線を中心とする同心円形状の円弧面を有するとともに、その円弧面から凹設された一対の補助溝55を有している。尚、この例では、補助溝55を有した形状としたが、これに限定されず、例えば、径方向外側面の全体が同心円とならないように形成してもよい。 For example, as shown in FIG. In this example, the radially outer surfaces of the first and second claw-shaped magnetic poles 31b and 32b have concentric circular arc surfaces centering on the central axis of the rotating shaft 22, and a pair of recesses provided from the circular arc surfaces. The auxiliary groove 55 is provided. In addition, in this example, although it was set as the shape which had the auxiliary groove 55, it is not limited to this, For example, you may form so that the whole radial direction outer surface may not become a concentric circle.
このようにすると、回転しようとする第1及び第2爪状磁極31b,32bの表面とステータ16(ティース17a)との間隔がそれぞれ変動することになる。よって、その変動に伴い磁界の変化が大きく生じ、回転時の負荷となり、ディテントトルクが増加する。よって、非駆動時に、車両エンジンルーム1内の振動等でロータ21が回転してしまうことを抑えることができる。 If it does in this way, the space | interval of the surface of the 1st and 2nd claw-shaped magnetic poles 31b and 32b which are going to rotate and the stator 16 (tooth 17a) will each change. Therefore, a large change in the magnetic field is caused by the fluctuation, resulting in a load during rotation, and the detent torque increases. Therefore, it is possible to prevent the rotor 21 from rotating due to vibrations in the vehicle engine room 1 when not driven.
・上記実施形態では、第1及び第2コアベース31a,32aは環状磁石33に対してそれぞれ接着剤により固着されて組み付けられるとしたが、これに限定されず、他の構成で組み付けてもよい。 In the above embodiment, the first and second core bases 31a and 32a are each fixed and assembled to the annular magnet 33 with an adhesive. However, the present invention is not limited to this and may be assembled in other configurations. .
例えば、図7に示すように、第1ロータコア31と第2ロータコア32とを、締結部材としてのリベット56にて締結固定してもよい。詳しくは、この例では、第1及び第2ロータコア31,32と、環状磁石51と、これらを収容するロータケース25と、マグネット固定部材41には軸方向において重なる位置に貫通孔57が複数形成されている。尚、この例の貫通孔57は、回転軸22を中心とした同心円上において所定間隔(本実施形態では周方向に90°間隔)毎に形成されている。そして、この貫通孔57にリベット56を挿通した状態でリベット56の端部をかしめて第1及び第2ロータコア31,32と、環状磁石51と、これらを収容するロータケース25と、マグネット固定部材41とをかしめ(締結)固定してもよい。尚、この例のロータケース25は、有底筒状ハウジング25aと、有底筒状ハウジング25aの開口部を閉塞する蓋部25bとを有する。又、勿論、このロータケース25を備えていない構成としてもよい。又、この例のリベット56は非磁性体で構成されている。又、リベット56は、ボルトとナット等の他の締結部材に変更してもよい。 For example, as shown in FIG. 7, the first rotor core 31 and the second rotor core 32 may be fastened and fixed by rivets 56 as fastening members. Specifically, in this example, the first and second rotor cores 31 and 32, the annular magnet 51, the rotor case 25 that accommodates them, and the magnet fixing member 41 are formed with a plurality of through holes 57 at positions overlapping in the axial direction. Has been. The through holes 57 in this example are formed at predetermined intervals (90 ° intervals in the circumferential direction in this embodiment) on a concentric circle with the rotation shaft 22 as the center. Then, the first and second rotor cores 31 and 32, the annular magnet 51, the rotor case 25 that accommodates these, the magnet fixing member, and the end portion of the rivet 56 are caulked while the rivet 56 is inserted into the through hole 57. 41 may be caulked (fastened) and fixed. The rotor case 25 of this example includes a bottomed cylindrical housing 25a and a lid portion 25b that closes the opening of the bottomed cylindrical housing 25a. Of course, the rotor case 25 may not be provided. The rivet 56 in this example is made of a nonmagnetic material. The rivet 56 may be changed to other fastening members such as bolts and nuts.
このようにすると、例えば、接着剤を用いて固定したものに比べて強固に固定され、車両エンジンルーム1内が高温となっても接着部分が剥離するといったことがない。
・上記実施形態では、ロータ21の極数が「8」に設定され、ステータ16のティース17aの数が「12」に設定されるとしたが、それらの数は変更してもよい。例えば、ロータ21の極数を「4」に設定するとともに、ステータ16のティース17aの数を「6」に設定してもよい。又、例えば、ロータ21の極数を「6」に設定するとともに、ステータ16のティース17aの数を「9」に設定してもよい。又、ロータ21の極数が2×n(但し、nは自然数)でステータ16のティース17aの数が3×nの条件を満たさない数に変更してもよい。
If it does in this way, it will be fixed firmly compared with what was fixed using adhesives, for example, and even if the inside of vehicle engine room 1 becomes high temperature, an adhesion part will not exfoliate.
In the above embodiment, the number of poles of the rotor 21 is set to “8” and the number of teeth 17a of the stator 16 is set to “12”. However, the number may be changed. For example, the number of poles of the rotor 21 may be set to “4”, and the number of teeth 17a of the stator 16 may be set to “6”. Further, for example, the number of poles of the rotor 21 may be set to “6”, and the number of teeth 17a of the stator 16 may be set to “9”. The number of poles of the rotor 21 may be changed to 2 × n (where n is a natural number) and the number of teeth 17a of the stator 16 does not satisfy the condition of 3 × n.
・上記実施形態では、バルブタイミング可変装置3用のブラシレスモータ11に具体化したが、車両エンジンルーム1内に配置される他の位置制御装置(例えばスロットル弁制御装置)用のブラシレスモータに具体化してもよい。 In the above embodiment, the brushless motor 11 for the valve timing variable device 3 is embodied. However, the brushless motor for another position control device (for example, a throttle valve control device) disposed in the vehicle engine room 1 is embodied. May be.
以下に技術的思想を記載する。
・車両エンジンルーム内に配置される位置制御装置用のブラシレスモータであって、ステータと、周方向に複数の第1磁極部が形成された第1ロータコアと周方向に複数の第2磁極部が形成された第2ロータコアとの軸方向の間に前記軸方向に磁化された界磁磁石が配置されることで、前記第1磁極部が第1の磁極として機能し、前記第2磁極部が第2の磁極として機能するロータとを備え、制御回路から前記ステータの巻線に3相の駆動電流が供給され回転磁界が発生される。
The technical idea is described below.
A brushless motor for a position control device disposed in a vehicle engine room, which includes a stator, a first rotor core in which a plurality of first magnetic pole portions are formed in the circumferential direction, and a plurality of second magnetic pole portions in the circumferential direction. By arranging a field magnet magnetized in the axial direction between the formed second rotor core and the second rotor core, the first magnetic pole part functions as a first magnetic pole, and the second magnetic pole part is And a rotor functioning as a second magnetic pole, and a three-phase drive current is supplied from the control circuit to the winding of the stator to generate a rotating magnetic field.
同構成によれば、車両エンジンルーム内に配置される位置制御装置用のブラシレスモータにおけるロータの界磁磁石は第1ロータコアと第2ロータコアとの軸方向の間に配置され、外部の影響を受け難くなるため、例えば、車両エンジンルーム内が高温となっても界磁磁石を減磁(不可逆温度変化)し難くすることができる。よって、安定して位置制御を行うことができる。 According to this configuration, the field magnet of the rotor in the brushless motor for the position control device disposed in the vehicle engine room is disposed between the first rotor core and the second rotor core in the axial direction, and is affected by external influences. For example, it is difficult to demagnetize the field magnet (irreversible temperature change) even if the temperature in the vehicle engine room becomes high. Therefore, position control can be performed stably.
・車両エンジンルーム内に配置される位置制御装置用のブラシレスモータであって、周方向に複数の第1磁極部が形成された第1ロータコアと周方向に複数の第2磁極部が形成された第2ロータコアとの軸方向の間に前記軸方向に磁化された界磁磁石が配置されることで、前記第1磁極部が第1の磁極として機能し、前記第2磁極部が第2の磁極として機能するロータを備え、前記ロータの極数が2×n(但し、nは自然数)に設定され、ステータの集中巻用ティースの数が3×nに設定される。 A brushless motor for a position control device disposed in a vehicle engine room, in which a plurality of first magnetic pole portions are formed in the circumferential direction and a plurality of second magnetic pole portions are formed in the circumferential direction. By arranging a field magnet magnetized in the axial direction between the second rotor core and the second rotor core, the first magnetic pole part functions as a first magnetic pole, and the second magnetic pole part is a second magnetic pole part. A rotor functioning as a magnetic pole is provided, the number of poles of the rotor is set to 2 × n (where n is a natural number), and the number of concentrated winding teeth of the stator is set to 3 × n.
同構成によれば、車両エンジンルーム内に配置される位置制御装置用のブラシレスモータにおけるロータの界磁磁石は第1ロータコアと第2ロータコアとの軸方向の間に配置され、外部の影響を受け難くなるため、例えば、車両エンジンルーム内が高温となっても界磁磁石を減磁(不可逆温度変化)し難くすることができる。よって、安定して位置制御を行うことができる。 According to this configuration, the field magnet of the rotor in the brushless motor for the position control device disposed in the vehicle engine room is disposed between the first rotor core and the second rotor core in the axial direction, and is affected by external influences. For example, it is difficult to demagnetize the field magnet (irreversible temperature change) even if the temperature in the vehicle engine room becomes high. Therefore, position control can be performed stably.
また、ロータの極数が2×n(但し、nは自然数)に設定され、ステータの集中巻用ティースの数が3×nに設定されるため、最小公倍数が小さくなり、磁極部と集中巻用ティースとを多く正対させることができ、ディテントトルクを大きくすることができる。よって、非駆動時に、車両エンジンルーム内の振動等でロータが回転してしまうことを抑えることができる。 Also, since the number of poles of the rotor is set to 2 × n (where n is a natural number) and the number of concentrated winding teeth of the stator is set to 3 × n, the least common multiple is reduced, and the magnetic pole portion and the concentrated winding are reduced. Many teeth can be directly opposed, and the detent torque can be increased. Therefore, it is possible to prevent the rotor from rotating due to vibrations in the vehicle engine room when not driven.
・前記第1磁極部及び第2磁極部は、前記第1及び第2ロータコアの略円板状の第1及び第2コアベースの外周部から径方向外側に突出されるとともに前記界磁磁石の径方向外側面を覆うように軸方向に延びる第1爪状磁極及び第2爪状磁極である。 The first magnetic pole portion and the second magnetic pole portion protrude radially outward from the outer peripheral portions of the first and second core bases of the first and second rotor cores, and the field magnets A first claw-shaped magnetic pole and a second claw-shaped magnetic pole extending in the axial direction so as to cover the radially outer surface.
同構成によれば、前記第1磁極部及び第2磁極部は、第1及び第2ロータコアの略円板状の第1及び第2コアベースの外周部から径方向外側に突出されるとともに前記界磁磁石の径方向外側面を覆うように軸方向に延びる第1爪状磁極及び第2爪状磁極であるため、界磁磁石は、より外部の影響を受け難くなる。よって、例えば、車両エンジンルーム内が高温となっても界磁磁石をより減磁(不可逆温度変化)し難くすることができる。 According to the same configuration, the first magnetic pole part and the second magnetic pole part protrude outward in the radial direction from the outer peripheral parts of the first and second core bases of the substantially disk shape of the first and second rotor cores. Since the first claw-shaped magnetic pole and the second claw-shaped magnetic pole extend in the axial direction so as to cover the radially outer surface of the field magnet, the field magnet is less susceptible to external influences. Therefore, for example, even if the temperature in the vehicle engine room becomes high, the field magnet can be made more difficult to demagnetize (irreversible temperature change).
・前記界磁磁石は、前記第1及び第2ロータコアの略円板状の第1及び第2コアベースの外周部よりも径方向内側に配置されるように設定される。
同構成によれば、界磁磁石は、第1及び第2ロータコアの円板状の第1及び第2コアベースの外周部よりも径方向内側に配置されるように設定されるため、より外部の影響を受け難くなる。よって、例えば、車両エンジンルーム内が高温となっても界磁磁石をより減磁(不可逆温度変化)し難くすることができる。
The field magnet is set so as to be disposed radially inward from the outer peripheral portions of the substantially disk-shaped first and second core bases of the first and second rotor cores.
According to this configuration, the field magnet is set so as to be disposed radially inward from the outer peripheral portions of the disk-shaped first and second core bases of the first and second rotor cores. It becomes difficult to be affected by. Therefore, for example, even if the temperature in the vehicle engine room becomes high, the field magnet can be made more difficult to demagnetize (irreversible temperature change).
・前記第1ロータコアと前記第2ロータコアとは、締結部材にて締結固定される。
同構成によれば、第1ロータコアと第2ロータコアとは、締結部材にて締結固定されるため、例えば、接着剤を用いて固定したものに比べて強固に固定され、車両エンジンルーム内が高温となっても接着部分が剥離するといったことがない。
The first rotor core and the second rotor core are fastened and fixed by a fastening member.
According to this configuration, since the first rotor core and the second rotor core are fastened and fixed by the fastening member, for example, the first rotor core and the second rotor core are firmly fixed as compared with those fixed using an adhesive, and the interior of the vehicle engine room is hot. Even if it becomes, the adhesion part does not peel.
・前記第1磁極部及び第2磁極部の径方向外側面は、前記ロータの回転軸の中心軸線を中心とする同心円形状の円弧面を有するとともに、該円弧面から凹設された補助溝を有することで、前記第1磁極部及び第2磁極部の径方向外側面の軸直交方向の断面形状が、前記ロータの回転軸の中心軸線を中心とする同心円とならない。 The radially outer surfaces of the first magnetic pole part and the second magnetic pole part have concentric circular arc surfaces centering on the central axis of the rotation axis of the rotor, and auxiliary grooves recessed from the arc surfaces are provided. By having this, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the radially outer surface of the first magnetic pole part and the second magnetic pole part does not become a concentric circle centering on the central axis of the rotation axis of the rotor.
同構成によれば、第1磁極部及び第2磁極部の径方向外側面の軸直交方向の断面形状が、ロータの回転軸の中心軸線を中心とする同心円とならないため、回転しようとする第1及び第2磁極部の表面とステータとの間隔がそれぞれ変動することになる。よって、その変動に伴い磁界の変化が大きく生じ、回転時の負荷となり、ディテントトルクが増加する。よって、非駆動時に、車両エンジンルーム内の振動等でロータが回転してしまうことを抑えることができる。 According to this configuration, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the radially outer surface of the first magnetic pole part and the second magnetic pole part does not become a concentric circle centering on the central axis of the rotation axis of the rotor. The intervals between the surfaces of the first and second magnetic pole portions and the stator will vary. Therefore, a large change in the magnetic field is caused by the fluctuation, resulting in a load during rotation, and the detent torque increases. Therefore, it is possible to prevent the rotor from rotating due to vibrations in the vehicle engine room when not driven.
・上記ブラシレスモータはバルブタイミング可変装置用である。
同構成によれば、バルブタイミング可変装置用のブラシレスモータの耐久性を高くして、安定してバルブタイミングを変更させることができる。
The brushless motor is for a valve timing variable device.
According to this configuration, the durability of the brushless motor for the variable valve timing device can be increased, and the valve timing can be changed stably.
1…車両エンジンルーム、3…バルブタイミング可変装置、16…ステータ、21…ロータ、22…回転軸、31…第1ロータコア、31a…第1コアベース、31b…第1爪状磁極(第1磁極部)、31c…第1突出磁極(第1磁極部)、32…第2ロータコア、32a…第2コアベース、32b…第2爪状磁極(第2磁極部)、32c…第2突出磁極(第2磁極部)、33,51…環状磁石(界磁磁石)、56…リベット(締結部材)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle engine room, 3 ... Valve timing variable apparatus, 16 ... Stator, 21 ... Rotor, 22 ... Rotary shaft, 31 ... 1st rotor core, 31a ... 1st core base, 31b ... 1st claw-shaped magnetic pole (1st magnetic pole) Part), 31c ... first protruding magnetic pole (first magnetic pole part), 32 ... second rotor core, 32a ... second core base, 32b ... second claw-shaped magnetic pole (second magnetic pole part), 32c ... second protruding magnetic pole ( 2nd magnetic pole part), 33, 51 ... annular magnet (field magnet), 56 ... rivet (fastening member).
Claims (2)
巻線が巻回されたステータと、
周方向に複数の第1磁極部が形成された第1ロータコアと周方向に複数の第2磁極部が形成された第2ロータコアとの軸方向の間に前記軸方向に磁化された界磁磁石が配置されることで、前記第1磁極部が第1の磁極として機能し、前記第2磁極部が第2の磁極として機能するロータと、
前記ロータに固定されたセンサマグネットと、
前記センサマグネットと対向する位置であって且つ軸方向から見て前記界磁磁石よりも径方向外側となる位置に設けられたホール素子と、
前記センサマグネット及びホール素子により前記ロータの回転位置を検出し前記位置制御装置の位置制御を行うべく前記ステータの巻線に回転磁界を発生させる駆動電流を供給する制御回路と、
を備えたブラシレスモータ。 A brushless motor for a position control device disposed in a vehicle engine room,
A stator wound with windings;
A field magnet magnetized in the axial direction between the first rotor core formed with a plurality of first magnetic pole portions in the circumferential direction and the second rotor core formed with a plurality of second magnetic pole portions in the circumferential direction. Is disposed, the first magnetic pole part functions as a first magnetic pole, the second magnetic pole part functions as a second magnetic pole,
A sensor magnet fixed to the rotor;
A hall element provided at a position facing the sensor magnet and radially outside the field magnet as viewed from the axial direction ;
A control circuit for supplying a driving current for detecting a rotational position of the rotor by the sensor magnet and the Hall element and generating a rotating magnetic field in the winding of the stator to perform position control of the position control device;
Brushless motor with
有底筒状の筒状ハウジングと、該筒状ハウジングの開口部を閉塞するフロントエンドプレートとを有し、該筒状ハウジングの内周面に前記ステータが固定されたモータケースを備え、
前記ホール素子は、前記モータケースの前記フロントエンドプレート側に設けられていることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 1,
A bottomed cylindrical housing, and a front end plate that closes an opening of the cylindrical housing, and a motor case in which the stator is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical housing,
The brushless motor, wherein the hall element is provided on the front end plate side of the motor case.
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