JP2009296718A - レゾルバを備えた電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】レゾルバに対してモータからの電磁ノイズの影響を防止することができるとともに、生産効率を向上することができるレゾルバを備えた電動機を提供する。
【解決手段】ロータ部に挿通されているロータシャフト２４と、ロータシャフトの回転位置を検出するレゾルバ２５と、を備えた電動機において、ロータシャフトにおけるレゾルバ側の端部に配されたベアリング２７と、ベアリングにおけるロータシャフトの軸方向外側に配され、レゾルバのレゾルバロータ２５ａの軸方向の位置決めをするためのレゾルバガイド７０と、が設けられ、レゾルバガイドは、ベアリングとレゾルバロータとの間に配されるとともに、ロータシャフトの径方向外側に向かって延在されたつば部７２が形成され、レゾルバロータの外径ｄ１およびレゾルバガイドのつば部の外径ｄ２が、モータケースのベアリング支持側に形成された開口部８１の開口径ｄ３よりも小さく形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、レゾルバを備えた電動機に関するものである。

従来から、軸線周りに回転自在に支持されるとともに、永久磁石が配設されたロータ部と、ロータ部の周囲に対向配置されるとともに、コイルが巻回されたステータ部とを備えた電動機が知られている。また、ロータ部には軸方向に回転する出力軸が挿通されるが、この出力軸の回転位置を検出するためにレゾルバが設けられている。ここで、ステータ部に配されるコイルに流れる励磁電流に基づいて発生する電磁ノイズが、レゾルバから検出される信号に影響を及ぼし、正確な回転位置が検出できなくなる虞があった。
そこで、回転機械から発生する電磁ノイズから影響を受け難くすることができるレゾルバを備えた回転機械が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、レゾルバは、電気自動車用モータのハウジングケースを構成するブラケットの外側に配され、レゾルバロータはブラケットから外側に突出した出力軸に固定されている。また、レゾルバステータは、ブラケットの外側面にボルトにて締付固定されている。
特開２００１−７８３９３号公報

ところで、上述した特許文献１の回転機械では、組み立てをする際に出力軸にボールベアリングを取り付けた後に、ハウジングケースのブラケットを取り付け、その後、レゾルバを取り付けなければならず、製造工程が複雑化して、生産効率が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、レゾルバに対してモータからの電磁ノイズの影響を防止することができるとともに、生産効率を向上することができるレゾルバを備えた電動機を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、モータ（例えば、実施形態におけるモータ２３）のロータ部（例えば、実施形態におけるロータ部２２）およびステータ部（例えば、実施形態におけるステータ部２１）が収容されるモータケース（例えば、実施形態におけるモータケース１５）と、前記ロータ部に挿通して前記モータケースに対して回転可能に支持されているロータシャフト（例えば、実施形態におけるロータシャフト２４）と、該ロータシャフトの回転位置を検出するレゾルバ（例えば、実施形態におけるレゾルバ２５）と、を備えた電動機（例えば、実施形態におけるモータユニット１０）において、前記ロータシャフトにおける前記レゾルバ側の端部と前記モータケースとの間に配されたベアリング（例えば、実施形態におけるベアリング２７）と、該ベアリングよりも前記ロータシャフトの軸方向外側に配され、前記レゾルバのレゾルバロータ（例えば、実施形態におけるレゾルバロータ２５ａ）の前記軸方向の位置決めをするためのレゾルバガイド（例えば、実施形態におけるレゾルバガイド７０）と、が設けられ、該レゾルバガイドは、前記ベアリングと前記レゾルバロータとの間に配されるとともに、前記ロータシャフトの径方向外側に向かって延在されたつば部（例えば、実施形態におけるつば部７２）が形成され、前記レゾルバロータの外径（例えば、実施形態における外径ｄ１）および前記レゾルバガイドの前記つば部の外径（例えば、実施形態における外径ｄ２）が、前記モータケースの前記ベアリング支持側に形成され、前記ロータシャフトが挿通する開口部（例えば、実施形態における開口部８１）の開口径（例えば、実施形態における開口径ｄ３）よりも小さく形成されていることを特徴としている。

請求項２に記載した発明は、前記つば部の外径が、前記レゾルバロータの外径よりも大きく形成されていることを特徴としている。

請求項３に記載した発明は、前記モータケースの開口部に、前記ロータシャフトの径方向内側に向かって延在されたシールドプレート（例えば、実施形態におけるシールドプレート８２）が設けられ、該シールドプレートと前記レゾルバガイドのつば部とが対向配置されるように構成したことを特徴としている。

請求項１に記載した発明によれば、レゾルバガイドによりレゾルバロータの位置決めをすることができる。また、レゾルバガイドにつば部を形成することにより、磁気シールドとしての機能を果たし、モータから発生する電磁ノイズを遮断することができる。したがって、ロータシャフトの回転位置を検出する際の検出誤差を低減することができる。さらに、ロータシャフトが挿通する開口部の開口径よりもレゾルバロータおよびレゾルバガイドの外径を小さくすることにより、ロータシャフトにレゾルバガイドおよびレゾルバロータを取り付けた後にモータケースを組み付けることが可能となる。したがって、電動機の生産効率を向上することができる。

請求項２に記載した発明によれば、ロータシャフトにレゾルバガイドおよびレゾルバロータを取り付けた後、モータケースを組み付ける際にモータケースとレゾルバガイドとの径方向の隙間を小さくすることができる。また、モータケースをスムーズに組み付けることができ、生産効率を向上することができる。

請求項３に記載した発明によれば、モータケースの開口部にシールドプレートを設けることで、モータとレゾルバとの間をレゾルバガイドのつば部およびシールドプレートにより、確実に遮蔽することができる。したがって、モータから発生する電磁ノイズをより確実に遮断することができ、ロータシャフトの回転位置を検出する際の検出誤差を低減することができる。

次に、本発明の実施形態を図１〜図２に基づいて説明する。なお、本実施形態では車両用駆動モータユニットに採用した電動機について説明する。
図１は車両用駆動モータユニット（電動機）の概略構成断面図である。図１に示すように、車両用駆動モータユニット（以下、モータユニットという。）１０は、ステータ部２１およびロータ部２２を備えたモータ２３を収容するモータハウジング１１と、モータハウジング１１の一方側に締結され、モータ２３のロータシャフト２４からの動力を伝達する動力伝達部（不図示）を収容するミッションハウジング１２と、モータハウジング１１の他方側に締結され、モータ２３のレゾルバ２５を収容するセンサハウジング１３と、を備えている。なお、ミッションハウジング１２は、モータハウジング１１に締結された共用ハウジング１２Ａと、共用ハウジング１２Ａに締結されたギアハウジング１２Ｂとで構成されている。また、モータハウジング１１の内部はモータ室３６として、ミッションハウジング１２の内部はミッション室３７として、センサハウジング１３の内部はセンサ室３８として、それぞれ構成されている。さらに、モータハウジング１１、ミッションハウジング１２およびセンサハウジング１３とでモータケース１５を構成している。

モータハウジング１１は、モータ２３全体を覆うような略円筒形状で形成されている。モータハウジング１１とミッションハウジング１２との境界部のミッションハウジング１２側には、モータ２３のロータシャフト２４の一端を回転自在に支持するベアリング２６が設けられ、モータハウジング１１とセンサハウジング１３との境界部のセンサハウジング１３側には、モータ２３のロータシャフト２４の他端を回転自在に支持するベアリング２７が設けられている。

また、モータハウジング１１の壁部３１、ミッションハウジング１２の壁部３２およびセンサハウジング１３の壁部３３には、互いに連通するブリーザ通路３５がそれぞれ形成されている。

さらに、モータハウジング１１の壁部３１内で、ブリーザ通路３５よりも内周側には、モータ２３を冷却するためのウォータジャケット５５がモータ２３のステータ部２１を全周覆うように設けられている。また、ステータ部２１は、モータハウジング１１に焼き嵌めされており、モータハウジング１１の内周面に密着するように配されている。

ミッションハウジング１２内には、モータユニット１０内で使用している潤滑オイルを分離するためのブリーザ室５１が形成されている。つまり、動力伝達部（ギア）やモータ２３の回転により飛散した潤滑オイルをブリーザ室５１で分離することができ、潤滑オイルがブリーザ室５１に設けられ外部と連通するブリーザ配管３９から外部へ漏れ出すことを防止することができる。

このブリーザ室５１は、モータユニット１０の最上部にあたる位置に形成されている。また、ブリーザ室５１はブリーザ通路３５と連通しており、ブリーザ配管３９からモータユニット１０内の高圧・高温の空気を排出することができるようになっている。さらに、ブリーザ室５１は、ブリーザ通路３５を介してモータ室３６、ミッション室３７、およびセンサ室３８と連通している。

ここで、レゾルバ２５およびベアリング２７が配された箇所の詳細な構成について説明する。図２に示すように、モータ２３のロータ部２２とともに軸方向に回転するロータシャフト２４のレゾルバ２５が設けられた側の端部近傍２４ａには、ロータシャフト２４の周面に沿うようにベアリング２７が配されている。ベアリング２７は、複数のボール２７ａを支持するインナーレース２７ｂおよびアウターレース２７ｃを備えており、インナーレース２７ａおよびアウターレース２７ｃ間にオイルの流通を阻止するシールド２７ｄが設けられている。インナーレース２７ｂはロータシャフト２４に圧入して保持されるとともに、アウターレース２７はセンサハウジング１３にルーズに嵌合して保持されている。

ロータシャフト２４におけるベアリング２７の軸方向外側にはレゾルバガイド７０が設けられている。レゾルバガイド７０は、ロータシャフト２４の周面に沿うように形成された略円柱形状の本体部７１と、本体部７１からロータシャフト２４の径方向外側に向かって突出したつば部７２が形成されている。つば部７２は、本体部７１の全周に亘って形成されている。

ロータシャフト２４におけるレゾルバガイド７０の軸方向外側にはレゾルバロータ２５ａが配されている。レゾルバロータ２５ａは、複数の磁性板材が積層された略リング形状で形成されており、ロータシャフト２４の周面に嵌合されている。また、レゾルバロータ２５ａの外周面には所定間隔を隔てて、レゾルバステータ２５ｂが対向配置されている。レゾルバステータ２５ｂは、複数の磁性板材が積層された略リング形状で形成されており、センサハウジング１３にボルトで固定、保持されている。

ロータシャフト２４におけるレゾルバロータ２５ａの軸方向外側にはストッパ部材７５が設けられている。ストッパ部材７５は、ロータシャフト２４の周面に沿うように形成された略リング状の部材であり、ロータシャフト２４の周面に嵌合されている。つまり、レゾルバガイド７０およびストッパ部材７５により、レゾルバロータ２５ａの位置を保持することができるように構成されている。

センサハウジング１３には、ベアリング２７のアウターレース２７ｃと当接してベアリング２７を保持するための開口部８１が形成されている。開口部８１は、ベアリング２７の外周面に沿って円形に形成されている。また、センサハウジング１３には、開口部８１におけるロータシャフト２４の軸方向外側で、ベアリング２７の外側端面２７ｅに対向する位置に、シールド部１３ａが形成されている。また、シールド部１３ａの軸方向外側には、シールドプレート８２が設けられている。シールドプレート８２は、開口部８１の端部からロータシャフト２４の径方向内側に向かって延設されており、シールドプレート８２の径方向内側端面は、レゾルバガイド７０のつば部７２の径方向外側端面と対向する位置の近傍まで形成されている。また、センサハウジング１３にはボルト締結用の穴を設け、レゾルバステータ２５ｂ、シールドプレート８２には貫通孔を設けて、ボルトによりセンサハウジング１３に固定、保持している。なお、センサハウジング１３におけるレゾルバステータ２５ｂが保持される位置には、保持溝８３が形成されている。

本実施形態では、レゾルバロータ２５ａの外径をｄ１、レゾルバガイド７０のつば部７２の外径をｄ２、センサハウジング１３の開口部８１の開口径をｄ３とすると、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３の関係が成り立つ径寸法でそれぞれ形成されている。なお、図２では図面の都合上、ｄ１、ｄ２、ｄ３はそれぞれ半径に対応した寸法（ロータシャフト２４の軸心からの寸法）で表している。また、上述したようにセンサハウジング１３を組み付ける際に、レゾルバガイド７０のつば部７２とシールドプレート８２とは干渉しないように構成されている。

本実施形態によれば、レゾルバガイド７０（およびストッパ部材７５）によりレゾルバロータ２５ａの位置決めをすることができる。また、レゾルバガイド７０につば部７２を形成することにより、磁気シールドとしての機能を果たし、モータ２３から発生する電磁ノイズを遮断することができる。したがって、ロータシャフト２４（ロータ部２２）の回転位置を検出する際の検出誤差を低減することができる。さらに、センサハウジング１３に形成され、ロータシャフト２４が挿通する開口部８１の開口径ｄ３が、レゾルバロータ２５ａの外径ｄ１およびレゾルバガイド７０の外径ｄ２よりも大きくすることにより、ロータシャフト２４にレゾルバガイド７０およびレゾルバロータ２５ａを取り付けた後にセンサハウジング１３（モータケース１５）を組み付けることが可能となる。したがって、モータユニット１０の生産効率を向上することができる。

また、レゾルバロータ２５ａの外径ｄ１＜レゾルバガイド７０の外径ｄ２とすることにより、ロータシャフト２４にレゾルバガイド７０およびレゾルバロータ２５ａを取り付けた後、センサハウジング１３を組み付ける際にセンサハウジング１３とレゾルバガイド７０との径方向の隙間を小さくすることができる。また、センサハウジング１３をスムーズに組み付けることができ、生産効率を向上することができる。

さらに、センサハウジング１３の開口部８１にシールドプレート８２を設けることで、モータ２３とレゾルバ２５との間をレゾルバガイド７０のつば部７２およびシールドプレート８２により、確実に遮蔽することができる。したがって、モータ２３から発生する電磁ノイズをより確実に遮断することができ、ロータシャフト２４（ロータ部２２）の回転位置を検出する際の検出誤差を低減することができる。

尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、レゾルバロータの外径よりレゾルバガイドのつば部の外径を大きくした場合で説明したが、同一の外径になるようにそれぞれ形成してもよい。同様に、レゾルバガイドのつば部の外径とセンサハウジングの開口部の開口径を略同一径に構成してもよい。このように構成すればシールドプレートを取り止めることができる。

本発明の実施形態におけるモータユニットの概略構成断面図である。 図１のＡ部拡大図である。

符号の説明

１０…モータユニット（電動機） １５…モータケース ２１…ステータ部 ２２…ロータ部 ２３…モータ ２４…ロータシャフト ２５…レゾルバ ２５ａ…レゾルバロータ ２７…ベアリング ７０…レゾルバガイド ７２…つば部 ８１…開口部 ８２…シールドプレート ｄ１…レゾルバロータの外径 ｄ２…レゾルバガイドの外径 ｄ３…開口部の開口径

Claims (3)

1. モータのロータ部およびステータ部が収容されるモータケースと、
   前記ロータ部に挿通して前記モータケースに対して回転可能に支持されているロータシャフトと、
   該ロータシャフトの回転位置を検出するレゾルバと、を備えた電動機において、
   前記ロータシャフトにおける前記レゾルバ側の端部と前記モータケースとの間に配されたベアリングと、
   該ベアリングよりも前記ロータシャフトの軸方向外側に配され、前記レゾルバのレゾルバロータの前記軸方向の位置決めをするためのレゾルバガイドと、が設けられ、
   該レゾルバガイドは、前記ベアリングと前記レゾルバロータとの間に配されるとともに、前記ロータシャフトの径方向外側に向かって延在されたつば部が形成され、
   前記レゾルバロータの外径および前記レゾルバガイドの前記つば部の外径が、前記モータケースの前記ベアリング支持側に形成され、前記ロータシャフトが挿通する開口部の開口径よりも小さく形成されていることを特徴とする電動機。
2. 前記つば部の外径が、前記レゾルバロータの外径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
3. 前記モータケースの開口部に、前記ロータシャフトの径方向内側に向かって延在されたシールドプレートが設けられ、
   該シールドプレートと前記レゾルバガイドのつば部とが対向配置されるように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の電動機。

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