JP2006042471A - 電気モ−タ用回転検出器の取付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気的零位置調整作業を容易に行うことができ、且つ潤滑油による回転検出器の劣化の心配が無く、回転検出器へのノイズ干渉を低減することのできる電気モ−タ用回転検出器の取付構造を提供する。
【解決手段】 電気モ−タ１と減速機１３を同一軸上に直列に配し、減速機１３に備えられた差動装置１４から出力される動力を車輪に伝える出力軸１５が、該電気モ−タ１のロ−タ軸９内を貫通してなる同軸型の電気モ−タ１に、該ロータ軸９の回転位置を検出する回転検出器２３を取り付けてなる電気モ−タ用回転検出器の取付け構造である。この発明では、回転検出器２３を、ロ−タ軸９の軸端側であって、且つロ−タ軸９を支持する軸受け１１の外側に配置し、さらに、出力軸外周とロ−タ軸内周の間に形成される空間部１８を流れる潤滑油を封止するシ−ル部材２２を、前記軸受け１１の外側であって前記回転検出器２３の更に外側に配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、いわゆる同軸モータ構造とされた電気モ−タに回転検出器を取り付ける電気モ−タ用回転検出器の取付け構造に関し、詳細には、電気的零位置調整作業の向上と潤滑油による回転検出器の劣化防止技術に関する。

例えば、電気自動車の駆動源である電気モータ（駆動モータ）には、ロ−タ軸の回転位置を検出するために回転検出器が取り付けられている（例えば、非特許文献１参照）。

この非特許文献１に記載の電気モ−タは、トランスアクスルに設けられた作動部から出力される動力を車輪に伝達する出力軸を、前記ロ−タ軸内を貫通させた、いわゆる同軸型の電気モ−タ構造である。また、この非特許文献１に記載の電気モ−タでは、ロ−タ軸を支持する軸受けの内側に回転検出器を配置することで、前記出力軸を回転支持する軸受けに供給する潤滑油が流れる潤滑油供給部屋から前記回転検出器を隔離させている。
木下雅夫、他１名、「電気自動車「ＲＡＶ４ＥＶ」について」、TOYOTA Technical Review、１９９７年１１月、第４７巻、第２号、ｐ．４１

しかし、この構造では、前記軸受けを支える壁面を挟んで回転検出器の電気的零位置調整（組付け誤差を修正する目的で回転検出器の固定子を円周方向に廻して電気モ−タと回転検出器の電気的零位置を合わせる調整）を実施する必要がある。電気的零位置調整は、トランスアクスルのケ−シングの剛性を確保するために該ケ−シングに小さな覗き穴を開け、その覗き穴から中を覗いて位置調整を行う作業となる。

しかしながら、かかる電気的零位置調整作業は、覗き穴を通しての比較的不便な作業を強いられることになり、作業が面倒である。また、かかる構造では、電磁気を発生する電気モ−タのマグネットコイルのそばに回転検出器を配置せざるを得ないため、該マグネットコイルからの前記回転検出器へのノイズ干渉が心配される。

そこで、本発明は、上記の課題を解決すべくなされたものであり、同軸モ−タの宿命である出力軸を支持する軸受への潤滑油供給に伴う潤滑油供給部屋が存在しても、電気モ−タ端部に回転検出器を取り付けることを可能とし、また、電気的零位置調整作業を容易に行うことができ、且つ潤滑油による回転検出器の劣化の心配が無く、回転検出器へのノイズ干渉を低減することのできる電気モ−タ用回転検出器の取付け構造を提供することを目的とする。

本発明の電気モ−タ用回転検出器の取付け構造は、電気モ−タと減速機を同一軸上に直列に配し、減速機に備えられた差動装置から出力される動力を車輪に伝える出力軸が、該電気モ−タのロ−タ軸内を貫通してなる同軸型の電気モ−タに、該ロータ軸の回転位置を検出する回転検出器を取り付けた構造とされている。

そして、この電気モ−タ用回転検出器の取付け構造では、前記回転検出器を、前記減速機と反対側のロ−タ軸の軸端側であって、且つロ−タ軸を支持する軸受けの外側に配置し、さらに、出力軸外周とロ−タ軸内周の間に形成される空間部を流れる潤滑油を封止するシ−ル部材を、軸受けの外側であって前記回転検出器の更に外側に配置した構造としている。

本発明によれば、同軸モ−タの宿命である出力軸を支持する軸受への潤滑油供給に伴う潤滑油供給部屋が存在しても、電気モ−タ端部に回転検出器を取り付けることが可能になり、電気的零位置調整作業が格段に向上する上に、潤滑油による回転検出器劣化の心配が無くなる。

また、本発明によれば、電気モ−タのマグネットコイルから離れた位置に回転検出器を配置することができるので、該回転検出器へのマグネットコイルからの影響が少なくなり、安定した回転検出を得ることができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は電気自動車のパワートレーン部分を示す断面図、図２は図１の要部を示す拡大断面図、図３は回転検出器が取り付けられた部分の要部拡大断面図、図４（Ａ）は回転検出器の平面図、図４（Ｂ）は回転検出器の断面図である。

パワートレーンは、主として電気モ−タ（駆動モータ）１と、この電気モ−タ１の側面に取り付けられたトランスアクスル２とから構成される。

電気モ−タ１は、例えば通常の永久磁石式同期モータであり、円筒形状の固定子３と、この固定子３の内部に回転自在に配置される回転子４と、これら固定子３及び回転子４を内部に収納するケース５とからなる。

固定子３は、磁束を発生するコイル６と、このコイル６を保持して磁束が通る磁路を形成する固定子コア７とにより構成される。一方、回転子４は、磁石を内蔵し磁路を形成する回転子コア８と、この回転子コア８をその周囲に固定させたロ−タ軸９とにより構成される。

ロ−タ軸９は、円筒形状をなす回転軸として形成され、その長手方向の両端近傍部をそれぞれの軸受け１０、１１に支持させることで回転自在に支持されている。一方の軸受け１０は、前記ケース５の一端側（トランスアクスル２側）に設けられており、他方の軸受け１１は、ケース５の他端（トランスアクスル２とは反対側）にボルトにて固定されたケーシング１２に固定されている。

また、このロ−タ軸９の一端には、同一軸上にトランスアクスル２を構成する減速機１３と差動歯車装置１４とが直列に配置されている。減速機１３は、複数枚のギアで構成され、電気モ−タ１の回転を減速する。差動歯車装置１４は、減速機１３で減速した駆動力を、前記出力軸１５（左側の出力軸は図示を省略する）を介して左右の車輪に分配する。

右側の出力軸１５は、円筒形状をなすロ−タ軸９の内部に挿通され、当該ロ−タ軸９の内壁に固定されたロ−タ軸回転用軸受け１６に回転支持されている。なお、図示は省略するが左側の出力軸も同様に、ロ−タ軸９の内部に挿通され、当該ロ−タ軸９の内壁に固定されたロ−タ軸回転用軸受けに回転支持されている。

また、この出力軸１５には、車輪が取り付けられたドライブシャフト１７が連結されている。そして、出力軸１５の外周とロ−タ軸９の内周の間に形成される空間部１８には、減速機１３の各部を潤滑する潤滑油が供給され、出力軸１５を支持するロ−タ軸回転用軸受け１６の潤滑をした後、電気モ−タ１の後端に設けられた潤滑油供給油室１９に吐出される。

潤滑油供給油室１９は、ケーシング１２の後端部に取り付けられるエンドカバー２０とドライブシャフト１７間に設けられたシール部材であるオイルシール２１と、エンドカバー１２とロ−タ軸９間に設けられたオイルシール２２で仕切られている。潤滑油供給油室１９に供給された潤滑油は、これらオイルシール２１、２２でシールされることにより、外部に漏れ出ないようになっている。

この電気モ−タ１には、ロ−タ軸９の回転位置を検出するための回転検出器２３が設けられている。かかる回転検出器２３は、トランスアクスル２と反対側のロ−タ軸９の軸端側であって、且つロ−タ軸９を支持する軸受け１１の外側に配置されている。詳細には、ロ−タ軸９を支持する軸受け１１と、ケーシング１２とロ−タ軸９間に設けられたオイルシール２２との間に、前記回転検出器２３を配置している。

回転検出器２３は、図３及び図４に示すように、ロ−タ軸９に取り付けられる回転子２４と、この回転子２４の外周囲に配置される固定子２５と、この固定子２５の内側両面に設けられるマグネットコイル２６とを有する。

回転子２４は、リング形状とされており、ロ−タ軸９の外周囲に固定されて当該ロ−タ軸９と共に回転する。また、この回転子２４は、ロ−タ軸９を回転自在に支持する軸受け１１と、エンドカバー２０とロ−タ軸９間に設けられたオイルシール２２との間に設けられている。したがって、この回転子２４は、前記オイルシール２２によって、ロ−タ軸先端前方の潤滑油供給油室１９に供給された潤滑油から保護される。つまり、潤滑油によって回転子２４を含む回転検出器２３が汚染されることがない。

固定子２５は、回転子２４よりも大きなリング形状とされており、締結手段であるボルト２７によってケーシング１２に固定されている。この固定子２５には、前記ボルト２７を挿通させる取付孔２８が周方向に複数（本実施の形態では５つ）形成されている。これら取付孔２８は、回転検出器２３の零位置調整（組付け誤差を修正することを目的として電気モ−タ１と回転検出器２３の電気的零位置を合わせる調整作業）時に、前記固定子２５を周方向に若干回転させて位置調整を行うことができるように長孔とされている。

マグネットコイル２６は、マグネットワイヤを巻き付けることによりリング形状として形成され、回転子２４と近接する固定子２５の内側両面に固定されている。このマグネットコイル２６は、コイル保護カバー２９により覆われ、カバー内部への塵埃などの進入を防止している。

そして、この回転検出器２３では、マグネットコイル２６で得られた出力を電気モ−タ外部に取り出すためのコネクタ部３０を、前記固定子２５に取り付けている。コネクタ部３０は、固定子２５の相対向する２箇所に設けられ、該固定子２５の一方の面にのみ取り付けられている。

かかるコネクタ部３０は、図示を省略するマグネットワイヤと外部リード線３１とを接続するための複数本（本実施の形態では６本）の接続ピン３２と、これら接続ピン３２を植設させる端子台３３とからなる。

これら接続ピン３２は、固定子２５の円周方向に所定間隔を置いて２本配列させると共に、その配列させたピン群を径方向に３列配置させた形態とされている。この接続ピン３２は、一端にマグネットワイヤが接続され、他端に外部リード線３１が接続される。外部リード線３１は、各コネクタ部３０から引き出され、マグネットコイル２６に沿って配索されると共に、前記固定子２５から外にはみ出さないようされている。そして、各コネクタ部３０から引き出された外部リード線３１は、最終的に１箇所に集合するようになされている。

また、外部リード線３１は、固定子２５に取り付けられるボルト２７などに接触しないように、前記コネクタ部３０を含めて保護カバー３４にて覆われている。そして、その集合された外部リード線３１は、ケーシング１２に装着されるグロメット３５を介して電気モ−タ１の外部へと引き出されている。

以上のように構成された本実施の形態の電気モ−タ用回転検出器の取付け構造では、同軸モ−タの宿命である出力軸１５を支持するロ−タ軸回転用軸受け１６への潤滑油供給に伴う潤滑油供給油室１９が存在しても、ロ−タ軸９を支持する軸受け１１の外側に回転検出器２３を配置すると共に、この回転検出器２３の更に外側に設けたオイルシール２２で回転検出器２３を保護しているので、電気モ−タ端部に回転検出器２３を取り付けることが可能になる。その結果、潤滑油による回転検出器２３の劣化の心配が無くなる。

また、本実施の形態では、回転検出器２３の零位置調整は、エンドカバー２０をケーシング１２から一時的に取り外して固定子２５を円周方向に回転させて行う。そのため、従来のようにケーシング１２に覗き孔を形成し、その覗き孔から内部を見て固定子２５の回転位置を確認する必要が無いため、電気的零位置調整作業を格段に向上させることができる。

また、本実施の形態では、回転検出器２３を電気モ−タ１から離れた位置に配置できるので、この電気モ−タ１のマグネットコイルからの影響が少なく、前記ロ−タ軸９の回転位置を正確に安定して検出することができる。

また、本実施の形態では、マグネットコイル２６の外側であって固定子２５からはみ出さない位置にコネクタ部３０を配置したので、回転検出器２３を小型化することができる。この回転検出器２３を小型化できることによって、当該回転検出器２３を取り付けるために形成したケーシング１２の開口部を小径化することができ、その結果、当該ケ−シング１２の剛性を高めることができる。

また、本実施の形態では、コネクタ部３０を固定子２５の２箇所にそれぞれ設けたことで、マグネットコイル２６からの出力を取り出し易くなる。

また、本実施の形態では、外部リード線３１をマグネットコイル２６に沿って配索すると共の保護カバー３４で覆ったことで、当該外部リード線３１の損傷を回避できる。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。

図５は他の例を示し、回転検出器が取り付けられた部分の要部拡大断面図、図６（Ａ）は図５の回転検出器の平面図、図６（Ｂ）は図５の回転検出器の断面図である。

図５及び図６に示す実施の形態では、コネクタ部３０を１つとし、そのコネクタ部３０を固定子２５の二つのボルト２７間に配置した。コネクタ部３０は、前述の実施の形態と同様に、接続ピン３２と端子台３３とからなるが、６本の接続ピン３２を固定子２５の周方向に一列に所定間隔を置いて配列させると共に、一端を固定子２５を貫通させている点で相違する。そして、端子台３３が設けられる面とは反対側の面に貫通する接続ピン３２の一端に、マグネットコイル２６のマグネットワイヤを接続させている。

また、端子台３３に一列に配列された接続ピン３２の他端には、外部リード線３１がそれぞれ接続されている。これら外部リード線３１は、一つに集合され、グロメット３５を介して電気モ−タ１の外へと引き出されている。コネクタ部３０は、やはり前述の実施の形態と同様、保護カバー３４によって覆われている。

このように構成された本実施の形態では、コネクタ部３０を一つとし、そのコネクタ部３０の接続ピン３２をマグネットコイル２６の周方向に一列に配列させているので、回転検出器２３のより一層の小型化が可能となる。

電気自動車のパワートレーン部分を示す要部拡大断面図である。 図１の要部を示す拡大断面図である。 回転検出器が取り付けられた部分の要部拡大断面図である。 図４（Ａ）は回転検出器の平面図、図４（Ｂ）は回転検出器の断面図である。 他の例を示し、回転検出器が取り付けられた部分の要部拡大断面図である。 図６（Ａ）は図５の回転検出器の平面図、図６（Ｂ）は図５の回転検出器の断面図である。

符号の説明

１…電気モ−タ
２…トランスアクスル
９…ロ−タ軸
１１…軸受け
１２…ケーシング
１３…減速機
１４…差動歯車装置
１５…出力軸
１６…ロ−タ軸回転用軸受け
１８…空間部
１９…潤滑油供給油室
２０…エンドカバー
２２…オイルシール
２３…回転検出器
２４…回転子
２５…固定子
２６…マグネットコイル
２９…コイル保護カバー
３０…コネクタ部
３１…外部リード線
３２…接続ピン
３３…端子台

Claims (6)

1. 電気モ−タと減速機を同一軸上に直列に配し、減速機に備えられた差動装置から出力される動力を車輪に伝える出力軸が、該電気モ−タのロ−タ軸内を貫通してなる同軸型の電気モ−タに、該ロータ軸の回転位置を検出する回転検出器を取り付けてなる電気モ−タ用回転検出器の取付け構造において、
   前記回転検出器を、前記減速機と反対側の前記ロ−タ軸の軸端側であって、且つ前記ロ−タ軸を支持する軸受けの外側に配置し、
   さらに、前記出力軸外周と前記ロ−タ軸内周の間に形成される空間部を流れる潤滑油を封止するシ−ル部材を、前記軸受けの外側であって前記回転検出器の更に外側に配置した
   ことを特徴とする電気モ−タ用回転検出器の取付け構造。
2. 請求項１に記載の電気モ−タ用回転検出器の取付け構造であって、
   前記回転検出器は、前記マグネットワイヤを巻き付けてなるマグネットコイルを有し、前記ロ−タ軸に取り付けられる回転子と、この回転子の周囲に配置される円盤形状の固定子とからなり、
   前記マグネットワイヤと一端が接続され、他端が外部リード線と接続される接続ピンを端子台に植設してなるコネクタ部を、前記マグネットコイルの外側であって前記固定子からはみ出さない位置に設けた
   ことを特徴とする電気モ−タ用回転検出器の取付け構造。
3. 請求項２に記載の電気モ−タ用回転検出器の取付け構造であって、
   前記コネクタ部を、前記固定子の２箇所にそれぞれ設けた
   ことを特徴とする電気モ−タ用回転検出器の取付け構造。
4. 請求項２に記載の電気モ−タ用回転検出器の取付け構造であって、
   前記コネクタ部を、前記固定子の一箇所に設けた
   ことを特徴とする電気モ−タ用回転検出器の取付け構造。
5. 請求項３又は請求項４に記載の電気モ−タ用回転検出器の取付け構造であって、
   前記接続ピンを周方向に一列に配列させた
   ことを特徴とする電気モ−タ用回転検出器の取付け構造。
6. 少なくとも請求項２から請求項５の何れか一つに記載の電気モ−タ用回転検出器の取付け構造であって、
   前記各コネクタ部から引き出される前記外部リード線を、前記マグネットコイルに沿って配索すると共に保護カバーで覆った
   ことを特徴とする電気モ−タ用回転検出器の取付け構造。

Images