[发明专利]无刷马达

说明书

技术领域

本发明涉及具有扭斜结构的无刷马达，尤其涉及具有由瓦形磁铁形成的步进扭斜结构的无刷马达。 

背景技术

以往，在无刷马达中，作为使顿振或力矩波动减小的机构，在轴向上使转子磁极等倾斜的扭斜结构广为人知。在扭斜结构的无刷马达中，作为磁极用的磁铁，一般使用环形磁铁。在使用了环形磁铁的马达中，通过在磁铁自身上进行扭斜磁化，使得顿振或力矩波动降低。 

另一方面，例如在电动动力转向装置用的无刷马达等中，出于小型化、高输出化的要求，作为转子磁铁，能够磁化成高磁通密度的瓦形磁铁的使用正在增加。然而，瓦形磁铁(直角磁场型)在制造方法方面却无法进行扭斜磁化。因而，在使用了瓦形磁铁的马达中，为了实现扭斜结构，进行通过层积磁铁而实施的所谓的步进扭斜。 

在步进扭斜结构的马达中，由于使各层的顿振波形相抵来降低顿振，所以瓦形磁铁在轴向上配置偶数层(通常为2层)。在专利文献1(日本专利第3599066号)中，示出了磁铁配置了2层的旋转电机。在专利文献1的旋转电机中，各层的磁铁在圆周方向上每隔规定角度地偏移配置。由此，转子的磁极沿着轴向阶段性地偏移，形成2层层积结构的步进扭斜。 

然而，在步进扭斜结构的马达中，由于实际上在组装状态或物性值、加工精度等方面存在误差，所以，对于2层层积的步进扭斜，存在不太能改善顿振的问题。尤其是在少极少切槽结构的马达的场合，由于极与切槽的最小公倍数小，所以各种误差所造成的影响大，难以降低顿振。因而，磁铁形状或组装精度变得非常严格，存在稳定性差的问题。 

例如在6极9切槽结构的马达的场合，转子的制造精度的偏差所产生的顿振波形为9次(相当于马达一个旋转)。而且，定子的偏差所产生的顿振波形为6次(同上)。因此，顿振的基本波为18次(同上：9与6的最小公倍数)。另一方面，组装失衡所产生的顿振波形为各次数的偶数倍，由于该偏差，各次数的整数倍算到顿振中。尤其是层积所产生的转子的制造精度的偏差对顿振的影响大，若层积误差所形成的36次成分变大的话，则即使是理论扭斜角(360°/极、切槽的最小公倍数)也无法降低顿振。 

另外，为了降低顿振或力矩波动，必须扩大磁铁宽度、增大扭斜角以减少感应电压的高谐波成分，此时，存在邻接的各层的磁极(异极)重叠的危险。若异极彼此的磁铁重叠的话，则会造成磁通短路，无法获得对马达旋转驱动有效的磁通。因而，还存在无法增大扭斜角而无法充分改善顿振等、或者有效磁通减少而输出降低的问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供相对组装精度或扭斜角的偏差的稳定性优异、与现有的由环形磁铁形成的转子扭斜结构的马达相比能够提高输出的无刷马达。 

本发明的无刷马达具备沿圆周方向具有2n(n为正整数)个磁极的转子和具有3n个切槽的定子；其特征在于，所述转子的所述磁极由沿轴向配置成3列的瓦形磁铁形成，而且，具有邻接列的磁铁配置于在圆周方向上偏移的位置的步进扭斜结构；所述瓦形磁铁的扭斜角θskew设定为电角度60～75°。 

在本发明中，通过以2P3S×n结构的马达采用3层层积扭斜结构，而且将扭斜角设定为电角度60～75°，对于少极少切槽的无刷马达，能够在抑制顿振或力矩波动的同时，进行比转子扭斜的马达高的输出化。 

在所述无刷马达中，所述瓦形磁铁的中心角θm可以为(140×n^-1)°≤θm≤(159×n^-1)°。由此，各列的磁铁在圆周方向上不会重叠配置，抑制了磁通的短路，能够防止因有效磁通的减少造成输出降低。而且， 所述无刷马达由于能够良好平衡地满足低顿振、低力矩波动、高输出，所以，优选作为电动动力转向的驱动源。因此，通过将所述无刷马达作为电动动力转向的驱动源使用，不会导致操纵感觉的不良化，能够使电动动力转向装置实现小型、轻量化。 

附图说明

图1是作为本发明的一个实施例的无刷马达的剖视图。 

图2是表示图1的马达的定子的构成的说明图。 

图3是表示图1的马达的转子的构成的说明图。 

图4是图3的箭头X方向的侧视图(局部剖视)。 

图5是关于转子侧的扭斜角的说明图。 

图6是表示扭斜角与感应电压5次高谐波成分的关系的说明图。 

图7是表示扭斜角与感应电压高谐波成分的关系的说明图。