JP2013092400A - レゾルバの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】レゾルバステータを容易にゼロ点調整可能としつつ、より簡易な構成でレゾルバおよび電動機の防水性を確保する。
【解決手段】レゾルバステータ２２が周方向に延びる複数の長穴２２０ｂを有すると共に、当該長穴２２０ｂに挿通される締結部材としてのボルト４０を介してモータ１１を収容するケース１２に取付られる。また、ケース１２には、レゾルバステータ２２を収容すると共に、開口に蓋体３０が螺合される筒状部１２１が形成されており、当該筒状部１２１の開口のねじ部１２１ａと蓋体３０のねじ部３０ａとは、テーパ状に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動機を収容するケースの外部に配置されるレゾルバステータと、ケースの外部に突出する電動機の回転軸に固定されるレゾルバロータとを有するレゾルバの取付構造に関する。

従来、この種のレゾルバの取付構造としては、モータ本体を収納する円筒状のフレームと、フレームの一方側の端部に固定された第１ブラケットと、フレームの他方側の端部の内周面に嵌合された円環状の第２ブラケットと、第２ブラケットに嵌合される円筒状の第３ブラケットと、第３ブラケットのモータ本体側と反対側を覆うように当該第３ブラケットに固定された円盤状の第４ブラケットと、第３ブラケットの内側に収容されたレゾルバとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このレゾルバの取付構造では、第４ブラケットを第３ブラケットに組み付ける前に、モータを収納するフレームの外部からレゾルバステータをモータの回転軸周りに回転させることができ、それによりレゾルバロータに対するレゾルバステータの回転方向の位置調整、すなわちゼロ点調整を容易に行うことができる。

特開２００８−１１６６１号公報

上記従来のレゾルバの取付構造では、モータ装置全体の防水性を確保するために、フレームと第２ブラケットとの間、第２ブラケットと第３ブラケットとの間、および第３ブラケットと第４ブラケットとの間にそれぞれシール部材が配置される。しかしながら、このように複数のシール部材を用いることは、部品点数の増加を招くため、好ましくない。

本発明のレゾルバの取付構造は、レゾルバステータを容易にゼロ点調整可能としつつ、より簡易な構成でレゾルバおよび電動機の防水性を確保することを主目的とする。

本発明のレゾルバの取付構造は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明のレゾルバの取付構造は、前記レゾルバステータは、周方向に延びる少なくとも一つの長穴を有すると共に、該長穴に挿通される締結部材を介して前記ケースに取付られ、前記ケースには、前記レゾルバステータを収容すると共に、蓋体が螺合される開口を有する筒状部が形成されており、前記筒状部の前記開口と前記蓋体との少なくとも一方のねじ部は、テーパ状に形成されることを特徴とする。

本発明のレゾルバの取付構造では、レゾルバステータが周方向に延びる少なくとも一つの長穴を有すると共に、当該長穴に挿通される締結部材を介して電動機を収容するケースに取付られる。また、当該ケースには、レゾルバステータを収容すると共に、開口に蓋体が螺合される筒状部が形成されており、当該筒状部の開口と蓋体との少なくとも一方のねじ部は、テーパ状に形成されている。レゾルバステータをケースに固定するに際しては、レゾルバステータを筒状部内に配置すると共に、長穴に挿通された締結部材によりケースに対して回転可能に当該ケースに取付け、レゾルバステータをケースに対して回転させてゼロ点調整を行う。これにより、レゾルバステータのゼロ点調整を容易かつ精度良く行うことができる。そして、ゼロ点調整の完了後に、締結部材によりレゾルバステータをケースに対して強固に締結する。更に、筒状部の開口に蓋体を螺合することにより、当該開口端を閉塞する。この際、筒状部の開口と蓋体との少なくとも何れか一方のねじ部がテーパ状に形成されていることから、蓋体を筒状部の開口に締め付けていくにつれて、筒状部の開口の内周面と蓋体の外周面との隙間、すなわち、筒状部の開口のねじ部と蓋体のねじ部との隙間が小さくなっていく。これにより、蓋体を筒状部の開口に強く締め付けることで、筒状部と蓋体との間を密に封止することが可能となり、筒状部と蓋体との螺合部分を介してケースの外部から蓋体の内側やケース内に液体等が侵入したり、当該螺合部分を介してケース内に供給される冷却油等がケース外に漏れ出したりするのを抑制することができる。従って、本発明のレゾルバの取付構造によれば、レゾルバステータを容易にゼロ点調整可能としつつ、より簡易な構成でレゾルバレゾルバおよび電動機の防水性を確保することが可能となる。

実施例に係るレゾルバ２０の取付構造を適用したモータユニット１０の要部拡大断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 モータユニット１０の要部を示す拡大部分断面図である。 変形例に係るレゾルバ２０の取付構造を適用したモータユニット１０Ｂの要部を示す拡大部分断面図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明によるレゾルバ２０の取付構造を適用したモータユニット１０の要部拡大断面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図３は、モータユニット１０の要部を示す拡大部分断面図である。モータユニット１０は、例えば車両に搭載されて走行用の動力を出力したり、車両の運動エネルギを回収して電力を発生したりするものである。実施例のモータユニット１０は、図示するように、モータ１１と、モータ１１を収容するケース１２と、モータ１１の回転位置を検出する回転位置検出センサとしてのレゾルバ２０とを含む。また、実施例のレゾルバ２０は、モータ１１の回転軸１３に固定されて当該回転軸１３と一体に回転するレゾルバロータ２１と、中央にレゾルバロータ２１が収容される中空部分を有すると共にケース１２の外部に配置される円環状のレゾルバステータ２２とから構成される。

モータ１１は、回転軸１３が固定されたロータ１１０と、中央にロータ１１０が収容される中空部分を有する円環状のステータ１１１とから構成される周知の同期発電電動機である。ロータ１１０は、電磁鋼板を複数積層してなるロータコアに複数の永久磁石を埋め込んだものである。ステータ１１１は、略円環状の電磁鋼板を複数積層してなるステータコアにケース１２の外部に配置された図示しない電力供給源から交流電流が印加されるコイルが巻回されたものである。モータ１１のロータ１１０に固定された回転軸１３は、一端がケース１２に形成された開口部１２０からケース１２の外部に突出するように配置され、開口部１２０の内側（図１中左側）に配置された軸受を介してケース１２により回転自在に支持される。また、ケース１２の開口部１２０と回転軸１３の外周面との間には、回転軸１３がケース１２に対して回転自在となるようにシール部材５０が配置され、当該シール部材によりモータ１１を冷却するためにケース１２内に供給される冷却液が開口部１２０を介してケース外に漏れるのが抑制される。このように構成されたモータ１１のステータ１１１のコイルに電流が印加されることにより、回転磁界が発生し、当該回転磁界にロータ１１０の永久磁石が引かれることでロータ１１０および回転軸１３が回転する。以下、モータ１１の回転軸１３の軸方向を単に「軸方向」といい、回転軸１３の径方向を単に「径方向」という。そして、回転軸１３には、レゾルバロータ２１の端面と当接する段部１３ａが形成されている。

ケース１２は、図１に示すように、開口部１２０を含む外壁にレゾルバステータ２２の端面と当接する段部１２ａを有する。段部１２ａは、当該段部１２ａと当接したレゾルバステータ２２と、回転軸１３の段部１３ａと当接したレゾルバロータ２１とが径方向から見て重なるようにケース１２に形成される。これにより、レゾルバロータ２１およびレゾルバステータ２２の軸方向位置を容易に揃えることができる。また、ケース１２の段部１２ａには、締結部材としてのボルト４０を螺合可能な複数（実施例では、５つ）の締結孔１２ｂが形成されている。更に、ケース１２の段部１２ａの周囲からは、ケース１２の外側に向けて筒状部１２１が延出されている。筒状部１２１は、回転軸１３の軸心を中心とすると共に、レゾルバステータ２２（ステータコア２２０）の外径よりも大きい内径を有するように円筒状に形成される。また、筒状部１２１の開口の内周面には、図３に示すように、ケース１２の外側に向かうほど拡径するテーパ状のねじ部１２１ａが形成されている。ねじ部１２１ａは、例えば、ＪＩＳ規格に定められた管用テーパねじとして構成される。また、筒状部１２１のケース１２側の内周部には、開口側よりも小さな径を有する調心部１２２が全周にわたって形成される。実施例において、調心部１２２は、内径がレゾルバステータ２２（ステータコア２２０）の外径と略同一となるように（僅かに大きくなるように）形成されている。

レゾルバ２０を構成するレゾルバロータ２１は、楕円環状に形成された電磁鋼板を複数積層してなるロータコアに複数の永久磁石を埋め込んだものである。レゾルバロータ２１は、ケース１２側の端面が回転軸１３に形成された段部１３ａに当接するように当該回転軸１３に挿通・固定される。また、レゾルバ２０を構成するレゾルバステータ２２は、円環状の電磁鋼板を複数積層してなるステータコア２２０に図示しない発振回路から励磁信号として一定周波数の交流電流が印加される励磁コイルや、互いに電気的に９０度の間隔をもって配置されると共にコンバータ等を介して電子制御ユニット（何れも図示省略）に接続される２つの出力コイルが巻回されたものである。出力コイルは、モータ１１の回転軸１３と共に楕円形状のレゾルバロータ２１が回転することにより生じる当該レゾルバロータ２１とレゾルバステータ２２との間隙の変化に応じた信号を電子制御ユニットへと発信するものであり、当該信号に基づいて電信制御ユニットがモータ１１の回転軸１３の回転位置を算出することができる。また、レゾルバステータ２２のステータコア２２０の外周には、図２に示すように、複数（実施例では、５つ）の凹部２２０ａが形成されている。更に、ステータコア２２０には、周方向に延びる複数（実施例では、５つ）の長穴２２０ｂが形成されている。ただし、長穴２２０ｂは、ステータコア２２０に少なくとも一つつ形成されればよく、ケース１２に形成された締結孔１２ｂは、当該長穴２２０ｂに対応した位置に少なくとも一つ形成されればよい。

また、実施例のモータユニット１０は、ケース１２の筒状部１２１の開口に螺合される円盤状の蓋体３０を含む。蓋体３０の外周には、図１および図３に示すように、筒状部１２１の開口のねじ部１２１ａと螺合可能なテーパ状のねじ部３０ａが形成されている。ねじ部３０ａも、例えば、ＪＩＳ規格に定められた管用テーパねじとして構成され、そのテーパ角がねじ部１２１ａのテーパ角と略同一となるように蓋体３０の外周に形成される。また、蓋体３０のケース１２と反対側（図１中の右側）の端面には、例えば周方向に所定の間隔をもって配置された複数の凹部３０ｂが形成されている。

次に、上述のように構成されるモータユニット１０のケース１２に対するレゾルバステータ２２の固定手順について説明する。

レゾルバステータ２２をケース１２に固定するに際しては、レゾルバロータ２１を一端面が段部１３ａと当接するように回転軸１３に固定した上で、レゾルバステータ２２をケース１２側の端面が当該ケース１２の段部１２ａに当接するように調心部１２２に嵌め込む。これにより、レゾルバステータ２２の外周面が調心部１２２の内周面により支持され、レゾルバステータ２２は、回転軸１３と同心に調心されると共に、回転軸１３に固定されたレゾルバロータ２１と同軸上に配置される。従って、モータユニット１０では、レゾルバステータ２２を容易かつ精度良く調心することができる。

次いで、レゾルバステータ２２のステータコア２２０にに形成された複数の長穴２２０ｂにボルト４０をそれぞれ挿通すると共に、各ボルト４０をケース１２の締結孔１２ｂに緩く螺入する。そして、レゾルバステータ２２に形成された凹部２２０ａと所定の治具とを係合させると共に、当該治具により凹部２２０ａを介してレゾルバステータ２２をケース１２に対して回転させてレゾルバステータ２２のゼロ点調整を行う。ここで、レゾルバステータ２２の長穴２２０ｂは、レゾルバステータ２２の外周面に沿った方向、すなわち回転軸１３の回転方向に延在するものであるから、レゾルバステータ２２とケース１２とをボルト４０により緩く締結した状態であれば、レゾルバステータ２２をケース１２に対して回転軸１３の周りに回転させることができる。これにより、ケース１２の外部でレゾルバステータ２２の回転位置を変化させることができるため、レゾルバステータ２２のゼロ点調整を容易かつ精度良く行うことができる。そして、レゾルバステータ２２のゼロ点調整が完了した後で、各ボルト４０をケース１２の締結孔１２ｂに更に螺入することでボルト４０によりレゾルバステータ２２をケース１２に強固に締結して固定する。

このようにしてレゾルバステータ２２をケース１２に固定したならば、ケース１２から延出された筒状部１２１の開口に蓋体３０を螺入して、当該開口を閉塞する。蓋体３０を取付ける際には、筒状部１２１の開口に蓋体３０を緩く螺入した上で、蓋体３０の端面に形成された複数の凹部３０ｂと所定の治具とを係合させ、当該治具により複数の凹部３０ｂを介して蓋体３０を回転軸１３の周りに回転させて、蓋体３０を筒状部１２１内に更に螺入していく。ここで、筒状部１２１の開口のねじ部１２１ａと蓋体３０のねじ部３０ａは、それぞれ略同一のテーパ角を有するようにテーパ状に形成されていることから、蓋体３０を筒状部１２１の開口に締め付けていくにつれて、筒状部１２１の開口の内周面と蓋体３０の外周面との隙間、すなわち、ねじ部１２１ａとねじ部３０ａとの隙間が小さくなっていく。これにより、蓋体３０を筒状部１２１の開口に強く締め付けることで、筒状部１２１と蓋体３０との間を密に封止することが可能となり、筒状部１２１の開口と蓋体３０との螺合部分を介してケース１２の外部から蓋体３０の内側やケース１２内に液体等が侵入したり、当該螺合部分を介してケース１２内に供給される冷却油等がケース１２外に漏れ出したりするのを抑制することができる。

以上説明したように、実施例に係るレゾルバ２０の取付構造を適用したモータユニット１０では、レゾルバステータ２２が周方向に延びる複数の長穴２２０ｂを有すると共に、当該長穴２２０ｂに挿通される締結部材としてのボルト４０を介してモータ１１を収容するケース１２に取付られる。また、当該ケース１２には、レゾルバステータ２２を収容すると共に、開口に蓋体３０が螺合される筒状部１２１が形成されており、当該筒状部１２１の開口のねじ部１２１ａと蓋体３０のねじ部３０ａとは、テーパ状に形成されている。従って、実施例のレゾルバ２０の取付構造を適用したモータユニット１０によれば、レゾルバステータ２２を容易にゼロ点調整可能としつつ、より簡易な構成でレゾルバ２０およびモータ１１の防水性を確保することが可能となる。

なお、レゾルバ２０をケース１２の内部に配置する場合、一般に、レゾルバステータ２２のゼロ点調整を可能とするための治具を挿入する治具挿入孔や、レゾルバステータ２２自体をケース１２に固定するためのボルト孔をケース１２を貫通するように形成する必要があるが、実施例のレゾルバ２０の取付構造によれば、そのような治具挿入孔やボルト孔をケース１２に形成する必要がなくなるため、治具挿入孔やボルト孔からケース１２内の冷却液がケース外に漏れ出すことを抑制することが可能となる。更に、レゾルバ２０をケース１２の外部に配置することで、ケース１２内の冷却液に混入した異物等がレゾルバ２０に付着することを抑制することができるため、ケース１２内に配置すべきレゾルバ２０の保護カバーを排して、装置の部品点数を削減することが可能となる。

また、実施例のモータユニット１０では、筒状部１２１の開口のねじ部１２１ａと蓋体３０のねじ部３０ａとの双方をテーパ状に形成するものとしたが、ねじ部１２１ａとねじ部３０ａとの何れか一方のみをテーパ状に形成してもよい。また、図４に示す変形例に係るレゾルバ２０の取付構造を適用したモータユニット１０Ｂのように、蓋体３０Ｂを有底筒状に形成し、筒状部１２１Ｂの外周にテーパ状のねじ部１２１ａを形成すると共に蓋体３０Ｂの内周にねじ部１２１ａと螺合可能なテーパ状のねじ部３０ａを形成してもよい。ただし、この場合も、筒状部１２１の開口のねじ部１２１ａと蓋体３０のねじ部３０ａとの何れか一方のみをテーパ状に形成してもよい。

更に、実施例では、ケース１２から延出された筒状部１２１の内周面にレゾルバステータ２２（ステータコア２２０）の外周を支持して回転軸１３と同心に調心する調心部１２２を形成するものとしたが、調心部１２２は、筒状部１２１とは別にケース１２の段部１２ａから延出されてもよい。また、調心部１２２は、レゾルバステータ２２の外周を支持して回転軸１３と同心に調心できるものであれば、全周にわたって形成されなくともよく、例えば、周方向に所定の間隔で配置され、内周面が回転軸１３の軸心を中心とする共にレゾルバステータ２２の外周面と略同一（僅かに大きい）の曲率半径を有する凸曲面状に形成された複数の突出部であってもよい。また、調心部１２２を筒状部１２１内に形成せず、筒状部１２１をレゾルバステータ２２の外形と略同一の内径を有するように形成し、当該筒状部１２１の内周面を用いてレゾルバステータ２２の外周を支持して回転軸１３と同心に調心するものとしてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ１１を収容するケース１２の外部に配置されると共にケース１２に固定されるレゾルバステータ２２と、ケース１２の外部に突出するモータ１１の回転軸１３に固定されるレゾルバロータ２１とを有するレゾルバ２０が「レゾルバ」に相当する。

ただし、上記実施例における主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、上記実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、レゾルバや当該レゾルバを備えた電動機の製造産業等において利用可能である。

１０ モータユニット、１１ モータ、１１０ ロータ、１１１ ステータ、１２ ケース、１２ａ 段部、１２ｂ 締結孔、１２０ 開口部、１２１ 筒状部、１２１ａ ねじ部、１２２ 調心部、１３ 回転軸、１３ａ 段部、２０ レゾルバ、２１ レゾルバロータ、２２ レゾルバステータ、２２０ ステータコア、２２０ａ 凹部、２２０ｂ 長穴、３０ 蓋体、３０ａ ねじ部、３０ｂ 凹部、４０ ボルト、５０ シール部材。

Claims (1)

1. 電動機を収容するケースの外部に配置されると共に該ケースに固定される円環状のレゾルバステータと、前記ケースの外部に突出する前記電動機の回転軸に固定されるレゾルバロータとを有するレゾルバの取付構造において、
   前記レゾルバステータは、周方向に延びる少なくとも一つの長穴を有すると共に、該長穴に挿通される締結部材を介して前記ケースに取付られ、
   前記ケースには、前記レゾルバステータを収容すると共に、蓋体が螺合される開口を有する筒状部が形成されており、
   前記筒状部の前記開口と前記蓋体との少なくとも一方のねじ部は、テーパ状に形成されることを特徴とするレゾルバの取付構造。