JP2016005375A - スイッチトリラクタンスモータ - Google Patents

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Abstract

【課題】ステータからケースへの振動や騒音の伝達を抑制することができるスイッチトリラクタンスモータを提供する。【解決手段】ステータ3と、ステータを収容するケース2と、ステータに対して径方向内側に配置され、かつケースによって回転自在に支持されたロータと、ケースに対して固定され、かつステータをケースの内周面23aから離間した状態で保持する保持部材5と、を備え、保持部材は、ステータを径方向の外側から保持する保持部52、保持部から径方向の外側に向けて突出し、ケースに設けられた支持部23に対して固定される固定部51、および固定部と接続され、ステータの軸方向の端面34に当接して軸方向においてステータを位置決めする当接部53を有し、保持部は、ケースの内周面から離間している。【選択図】図4

Description

本発明は、スイッチトリラクタンスモータに関する。
従来、リラクタンスモータがある。例えば、特許文献1には、複数の突極を有するほぼ筒状のステータと、複数の突極を有するロータと、ステータの複数の突極に巻装された複数のコイルとを備えたリラクタンスモータにおいて、ステータ側の隣接する突極同士を連結する複数の連結部材であって、ステータのヤング率よりも大きいヤング率を有するステータとは別部材の複数の連結部材を設け、各連結部材のうちの突極側端部をそれに対向するステータ側突極に夫々固着したリラクタンスモータの技術が開示されている。特許文献1のリラクタンスモータでは、ステータが、ハウジング内に圧入されている。
特開2000−134849号公報
たとえば、リラクタンスモータが車両に搭載されている場合、ステータで発生する振動や騒音は、ケースを介して車体側へ伝達される。ここで、ケースの内周面にステータが圧入されていると、ステータの外周面からケースの内周面に直接振動や騒音が伝達されてしまう。その結果、ステータからケースを介して車体側に伝達される振動等により、ドライバビリティの低下を招く可能性がある。ステータからケースへの振動等の伝達を抑制すれば、モータ外部への振動の伝達を低減可能となる。
本発明の目的は、ステータからケースへの振動や騒音の伝達を抑制することができるスイッチトリラクタンスモータを提供することである。
本発明のスイッチトリラクタンスモータは、ステータと、前記ステータを収容するケースと、前記ステータに対して径方向内側に配置され、かつ前記ケースによって回転自在に支持されたロータと、前記ケースに対して固定され、かつ前記ステータを前記ケースの内周面から離間した状態で保持する保持部材と、を備え、前記保持部材は、前記ステータを径方向の外側から保持する保持部、前記保持部から径方向の外側に向けて突出し、前記ケースに設けられた支持部に対して固定される固定部、および前記固定部と接続され、前記ステータの軸方向の端面に当接して軸方向において前記ステータを位置決めする当接部を有し、前記保持部は、前記ケースの内周面から離間していることを特徴とする。
上記スイッチトリラクタンスモータにおいて、更に、前記ステータの外周面に嵌合し、前記ステータの変形を抑制する変形抑制部材を備え、前記ステータの周方向における前記変形抑制部材のヤング率は、周方向における前記ステータのヤング率よりも高いことが好ましい。
上記スイッチトリラクタンスモータにおいて、温度変化に対する前記変形抑制部材の線膨張係数は負の値であり、前記変形抑制部材は、温度上昇によって収縮することが好ましい。
上記スイッチトリラクタンスモータにおいて、前記変形抑制部材は、径方向において、前記保持部と前記ステータとの間に挟み込まれており、前記当接部は、前記変形抑制部材よりも径方向の内側まで突出しており、軸方向視において前記ステータの軸方向の端面と重なることが好ましい。
上記スイッチトリラクタンスモータにおいて、前記支持部は、軸方向と直交する支持面を有し、前記固定部は、前記支持面によって支持される状態で前記ケースに対して固定されることが好ましい。
上記スイッチトリラクタンスモータにおいて、更に、前記ロータの回転位置を検出するレゾルバを備え、前記レゾルバのレゾルバロータは、前記ロータのロータシャフトに配置され、前記レゾルバのレゾルバステータは、前記ケースに配置されていることが好ましい。
本発明に係るスイッチトリラクタンスモータは、ステータと、ステータを収容するケースと、ステータに対して径方向内側に配置され、かつケースによって回転自在に支持されたロータと、ケースに対して固定され、かつステータをケースの内周面から離間した状態で保持する保持部材と、を備え、保持部材は、ステータを径方向の外側から保持する保持部、保持部から径方向の外側に向けて突出し、ケースに設けられた支持部に対して固定される固定部、および固定部と接続され、ステータの軸方向の端面に当接して軸方向においてステータを位置決めする当接部を有し、保持部は、ケースの内周面から離間している。本発明に係るスイッチトリラクタンスモータによれば、ステータおよび保持部がケースの内周面から離間していることで、ステータからケースへの振動や騒音の伝達を抑制することができるという効果を奏する。
図1は、実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータを示す断面図である。 図2は、ステータおよびロータの構成の一例を示す断面図である。 図3は、実施形態に係るステータである。 図4は、実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータの要部断面図である。 図5は、実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータの要部斜視図である。 図6は、実施形態の第1変形例に係る保持部材を示す平面図である。
以下に、本発明の実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータにつき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
[実施形態]
図1から図5を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、スイッチトリラクタンスモータに関する。図1は、本発明の実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータを示す断面図、図2は、ステータおよびロータの構成の一例を示す断面図、図3は、実施形態に係るステータ、変形抑制部材および保持部材を示す斜視図、図4は、実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータの要部断面図、図5は、実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータの要部斜視図である。
図1には、実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータの軸方向に沿った断面による断面図が示されている。スイッチトリラクタンスモータ1(以下、単に「SRモータ1」と称する。)は、例えば、車両の動力源として搭載される。SRモータ1が出力するトルクは、車両の駆動輪に伝達されて車両を駆動する駆動力を発生させる。SRモータ1は、ケース2と、ステータ3と、ロータ4と、保持部材5と、変形抑制部材6を含んで構成されている。ケース2は、その内部にステータ3を収容する。実施形態に係るケース2の形状は、筒状であり、例えば有底の円筒形状である。ケース2は、ケース本体20と、第一蓋部材21と、第二蓋部材22を含んで構成されている。ケース本体20の形状は、略円筒形状であり、軸方向の両端が開放している。本明細書において、特に記載しない場合、「軸方向」はステータ3の中心軸線Xに沿った方向を示し、「径方向」はステータ3の中心軸線Xに対して直交する方向を示し、「周方向」はステータ3の中心軸線Xを回転中心とする回転方向を示すものとする。
軸方向に沿って一方に向かう方向を「第一方向X1」と称し、他方に向かう方向を「第二方向X2」と称する。第一方向X1と第二方向X2とは逆方向である。図1では、第二蓋部材22から第一蓋部材21へ向かう方向が第一方向X1であり、第一蓋部材21から第二蓋部材22へ向かう方向が第二方向X2である。第一蓋部材21は、ケース本体20における第一方向X1の端部を閉塞する。第二蓋部材22は、ケース本体20における第二方向X2の端部を閉塞する。第一蓋部材21および第二蓋部材22は、それぞれ円盤形状の部材である。
ステータ3は、ケース2の内部に配置されている。ステータ3は、円筒形状の部材であり、ケース2のケース本体20と同軸上に配置されている。ステータ3は、例えば、複数の電磁鋼板を軸方向に積層して構成されている。後述するように、ステータ3は、保持部材5を介してケース本体20によって支持されている。ロータ4は、ステータ3に対して径方向内側に配置され、かつケース2によって回転自在に支持されている。ロータ4は、ステータ3と同軸上に配置されている。ロータ4は、ロータ本体40とロータシャフト41を含んで構成されている。
ロータ本体40の形状は、円筒形状である。ロータシャフト41は、第一軸受11および第二軸受12を介してケース2によって回転自在に支持されている。第一軸受11は、第一蓋部材21に配置されており、ロータシャフト41におけるロータ本体40よりも第一方向X1側の部分を支持している。第二軸受12は、第二蓋部材22に配置されており、ロータシャフト41におけるロータ本体40よりも第二方向X2側の部分を支持している。
ロータ本体40は、ロータコア42と、エンドプレート43を含んで構成されている。ロータコア42は、例えば、複数の電磁鋼板を軸方向に積層して構成されている。エンドプレート43は、ロータコア42に対して軸方向の両端に配置されている。ロータコア42は、一対のエンドプレート43,43によって挟み込まれている。ロータコア42は、ロータシャフト41に対して固定されている。ロータコア42とステータ3とは径方向において互いに対向している。図2には、軸方向と直交する面による断面図が示されている。図2に示すように、ステータ3は、複数の突極31を有する。突極31は、ステータ3の内周面から径方向内側に向けて突出している。突極31は、周方向に等間隔で配置されている。軸方向視における突極31の形状は、例えば、矩形である。それぞれの突極31には、巻き線のステータコイル32が配置されている。
ロータコア42は、複数の突極44を有する。突極44は、ロータコア42の外周面から径方向外側に向けて突出している。突極44は、周方向に等間隔で配置されている。軸方向視における突極44の形状は、例えば、矩形である。突極31と突極44とが正対した状態において、突極31と突極44との間にはわずかな隙間が存在する。
ステータ3のある突極31のステータコイル32に通電されると、その突極31とロータコア42の突極44との間に発生する磁束により、突極31と突極44との間に吸引力が発生する。この吸引力の周方向の成分は、ロータコア42を回転させる回転力となる。SRモータ1は、各ステータコイル32に対する通電タイミングおよび通電量を制御する制御回路を有する。制御回路は、ロータ4の回転位置に応じて通電するステータコイル32を適宜切り替えることにより、ロータ4を回転駆動する。
ここで、ステータコイル32への通電により発生する吸引力の径方向の成分は、ステータ3の突極31を径方向内側に向けて吸引し、ステータ3を変形させる。従来、スイッチトリラクタンスモータでは、各ステータコイル32において通電のON/OFFが繰り返されてステータ3が変形することによる振動や騒音が問題とされている。
本実施形態に係るSRモータ1は、ステータ3の変形を抑制する変形抑制部材6を有する。図1および図2等に示すように、変形抑制部材6は、ステータ3の外周面に嵌合している。変形抑制部材6の形状は、ステータ3の外周面の形状に応じたものであり、本実施形態では円筒形状である。変形抑制部材6は、ステータ3の外周面の全面を覆っていることが好ましい。本実施形態の変形抑制部材6は、図1に示すように、ステータ3に対して軸方向の一端から他端まで設けられている。変形抑制部材6は、例えば、圧入等によりステータ3の外周面に嵌合している。変形抑制部材6の内周面は、ステータ3の外周面に接着されていてもよい。
変形抑制部材6の剛性は、ステータ3の剛性よりも高い。例えば、変形抑制部材6のヤング率は、ステータ3のヤング率よりも高い。ステータ3の変形を抑制する観点からは、例えば、周方向における変形抑制部材6のヤング率が、周方向におけるステータ3のヤング率よりも高いことが好ましい。変形抑制部材6は、突極31と突極44の吸引力に起因するステータ3の変形を抑制する。変形抑制部材6は、例えば、突極31に作用する吸引力によってステータ3の一部が径方向の内側に向けて変形すると、ステータ3の変形に追随して変形する。また、変形抑制部材6は、突極31に吸引力が作用しなくなり、径方向の内側に向けて変形していた部分が元の形状に向けて復元しようとするときに、その復元の速度を低下させることができる。また、変形抑制部材6は、径方向の内側に向けて変形していた部分が元の形状を超えて径方向の外側に向けて変形しようとすると、その変形を抑制する。このように、変形抑制部材6は、ステータ3の変形を抑制することで、ステータ3における振動や騒音の発生を抑制する。なお、本明細書では、振動や騒音を単に「振動等」とも称する。
また、本実施形態では、温度変化に対する変形抑制部材6の線膨張係数は負の値である。すなわち、変形抑制部材6は、温度上昇によって収縮する変形特性を有している。一方、温度変化に対するステータ3の線膨張係数は正の値である。すなわち、ステータ3は、温度上昇によって膨張する変形特性を有している。従って、ステータ3および変形抑制部材6の温度が高くなるに従って、変形抑制部材6がステータ3を締め付けるように変形する。ステータ3および変形抑制部材6の温度が高くなるに従って、径方向外側へ膨らもうとするステータ3の変形に対する変形抑制部材6の反力が大きくなり、ステータ3の変形が抑制される。
変形抑制部材6は、軽量でかつ高剛性であることが好ましい。変形抑制部材6の材質としては、例えば、炭素繊維強化プラスチックCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)が挙げられる。ただし、変形抑制部材6の材質はこれに限定されるものではなく、ステータ3のヤング率よりも高いヤング率を有する材質、線膨張係数が負の値である材質等を適宜用いるようにすればよい。
ここで、ステータ3の温度が高くなるのは、典型的にはSRモータ1の負荷が高い高負荷運転時である。また、ステータ3で発生する振動等が増大しやすい場面は、典型的にはSRモータ1の高負荷運転時である。従って、本実施形態の変形抑制部材6は、高負荷運転時におけるステータ3の変形を効果的に抑制し、振動等の発生を抑制することができる。
また、本実施形態に係るSRモータ1では、以下に説明するように、ステータ3が保持部材5を介してケース2によって保持されている。本実施形態の保持部材5は、ステータ3で発生する振動等のケース2への伝達を抑制する。よって、本実施形態のSRモータ1によれば、ステータ3で発生する振動等の車体側への伝達が抑制される。図1に示すように、保持部材5は、ケース2に対して固定され、かつステータ3をケース2の内周面から離間した状態で保持している。ケース本体20は、支持部23を有する。支持部23は、ケース本体20の径方向内側に設けられており、径方向内側に向けて突出している。支持部23は、ステータ3と径方向において対向する位置に配置されている。本実施形態の支持部23の形状は、円筒形状である。支持部23の軸方向の幅は、ステータ3の軸方向の幅と対応している。支持部23には、ボルト孔24が設けられている。ボルト孔24は、支持部23における第一方向X1側の端面から第二方向X2に向けて穿孔されている。
保持部材5は、固定部51と、保持部52と、当接部53を含んで構成されている。保持部材5は、例えば、金属製である。固定部51は、ケース2に対して固定される。本実施形態では、固定部51がボルト13によってケース2の支持部23に対して締結される。保持部52は、固定部51と接続されており、ステータ3を径方向の外側から保持する。固定部51は、保持部52から径方向の外側に向けて延在している。当接部53は、固定部51と接続されており、ステータ3の軸方向の端面に当接して軸方向においてステータ3を位置決めする。
保持部52の形状は、円筒形状である。保持部52における第一方向X1の端部は固定部51および当接部53と接続されている。つまり、固定部51と保持部52と当接部53は、相互に接続されている。図3に示すように、固定部51は、保持部52から径方向外側へ向けて突出している。固定部51は、径方向の外側へ向かうに従って周方向の幅が狭くなる先細形状である。固定部51には、貫通孔55が設けられている。貫通孔55は、固定部51を軸方向に貫通している。貫通孔55に挿入されたボルト13がケース本体20のボルト孔24に螺合することで固定部51がケース本体20に対して固定される。
保持部材5は、複数の固定部51を有する。固定部51は、周方向に沿って間隔を設けて配置されており、例えば等間隔で配置されている。保持部材5は、フランジ部54を有する。フランジ部54は、保持部52から径方向外側に突出している。フランジ部54は、隣り合う固定部51の基端部同士を接続している。当接部53は、保持部52から径方向の内側に向けて突出している。本実施形態の当接部53の形状は、円環形状である。
図4には、ステータ3の中心軸線Xを含む面による断面図が示されている。図4に示すように、変形抑制部材6は、径方向において保持部52とステータ3との間に挟み込まれている。つまり、保持部52は、変形抑制部材6を介してステータ3の外周面33を保持している。保持部52は、径方向において変形抑制部材6を挟んでステータ3の外周面33と対向している。保持部52は、例えば、圧入等によって変形抑制部材6の外周面に嵌合している。つまり、本実施形態のSRモータ1では、ステータ3の外周面33に変形抑制部材6が嵌合しており、更に変形抑制部材6の外周面に保持部52が嵌合している。ステータ3と変形抑制部材6、および変形抑制部材6と保持部52は、それぞれ接着されていてもよい。保持部52は、径方向外側から変形抑制部材6を覆うと共に変形抑制部材6に対して相対移動不能に固定され、変形抑制部材6は、ステータ3を径方向外側から覆うと共にステータ3に対して相対移動不能に固定される。
保持部52は、ケース本体20の支持部23の内周面23aから離間している。つまり、保持部52の外周面52aと支持部23の内周面23aとの間には、隙間が存在している。従って、ステータ3において発生する振動等が変形抑制部材6を介して保持部52に伝達したとしても、その振動等が保持部52からケース本体20に直接伝達されない。径方向における保持部52とケース本体20との間に空間部が存在することで、ケース本体20への振動等の伝達が抑制される。また、保持部52とケース本体20との間に空間部が存在することで、ケース本体20の変形が抑制される。例えば、ステータ3の外周面33がケース本体20の内周面23aに接触するような構成である場合、ステータ3の変形に伴ってケース本体20も変形してしまい、ケース本体20において振動や騒音が発生する可能性がある。これに対して、本実施形態のSRモータ1では、保持部52の外周面52aとケース本体20の内周面23aとが接触していないことで、ケース本体20の変形が抑制される。
本実施形態のSRモータ1では、ステータ3において発生する振動等は、変形抑制部材6を介して保持部52に伝達される。保持部52に伝達された振動等は、固定部51を介してケース本体20に伝達される。このように複数の部材を介してステータ3からケース本体20に伝達される間に、振動等が低減される。
また、本実施形態のSRモータ1では、ステータ3の外周面33のうち、第一方向X1側の一部が保持部52によって径方向外側から保持されているが、他の部分は保持部52によって保持されていない。図5に示すように、ステータ3のうち、第一方向X1側の部分35は保持部52によって径方向の外側から保持されている。一方、ステータ3のうち、残る部分36は、保持部52によって径方向の外側から保持されていない。このように、保持部52によって保持されていない部分36が設けられていることで、ステータ3で発生する振動等がケース本体20に伝達されることが抑制される。ステータ3は、第一方向X1側の端部において、保持部材5を介してケース本体20によって支持されており、第二方向X2側の端部は自由端となっている。言い換えると、ステータ3は、片持ち梁のごとく支持されているともいえる。これにより、固定端側に相当する第一方向X1側の端部の振動が低減される。
ステータ3において、保持部52によって保持される部分35の軸方向の長さLは、短いことが好ましいと考えられる。長さLは、ケース本体20に対するステータ3の周方向の相対移動や軸方向の相対移動を保持部52によって規制できるように定められる。すなわち、保持部52と変形抑制部材6との間の締め付け力や接着力によってケース本体20に対するステータ3の相対移動を規制することができる長さの範囲で、保持される部分35の長さLが決定される。保持される部分35の長さLは、ステータ3の質量やSRモータ1を駆動するときのトルク反力を考慮して必要最低限の長さに決定される。保持される部分35の長さLは、例えば、ステータ3の軸長の半分程度や、半分よりもわずかに長い長さとされてもよい。
図4に戻り、固定部51は、平板状の構成部位である。固定部51における保持部52側の面(以下、「裏面」と称する。)51bは、支持部23における第一方向X1側の端面(以下、「支持面」と称する。)23bに当接している。支持面23bは、軸方向と直交する面である。固定部51は、裏面51bが支持面23bに当接した状態で、ボルト13によって支持部23に対して締結される。ボルト13は、固定部51における保持部52側とは反対側の面(以下、「表面」と称する。)51a側から貫通孔55に挿入され、ボルト孔24に螺合される。これにより、ボルト13の頭部は支持面23bとの間に固定部51を挟み込み、固定部51を支持部23に対して固定する。言い換えると、固定部51は、支持面23bによって支持される状態でケース2に対して固定される。支持面23bおよびボルト孔24は、ケース2に対する固定部51の固定位置を定める位置決め部である。支持面23bは、保持部材5の軸方向の位置P1を位置決めする位置決め部として機能する。また、ボルト13およびボルト孔24は、周方向および径方向における固定部51の位置を位置決めする位置決め部として機能する。
保持部52は、図4の断面において、固定部51と直交している。保持部52の厚さは、例えば、図4に示すように、固定部51の厚さよりも小さくされてもよい。本実施形態の保持部52の厚さは、変形抑制部材6の厚さと同等である。
固定部51および保持部52は、ステータ3の径方向における位置を位置決めする径方向位置決め部として機能する。各固定部51がボルト13によってケース2に対して固定されることで、径方向において保持部材5が位置決めされる。保持部材5の保持部52は、ケース本体20と同軸上に固定される。従って、固定部51および保持部52は、ステータ3をケース本体20と同軸上に位置付けてステータ3を保持する。
当接部53は、固定部51の径方向内側に接続されている。当接部53は、平板状の構成部位である。当接部53の表面53a、すなわち保持部52側と反対側の面は、固定部51の表面51aと面一である。当接部53の厚さは、固定部51の厚さよりも小さい。当接部53の裏面53b、すなわち保持部52側の面は、固定部51の裏面51bよりも第一方向X1側に位置している。当接部53の裏面53bは、ステータ3の軸方向の位置P2を位置決めする位置決め部として機能する。ステータ3の軸方向の位置P2は、ステータ3の第一方向X1側の端面34(以下、単に「第一端面34」と称する。)の軸方向における位置である。なお、ステータ3の軸方向の位置P2は、ケース本体20に対する相対的な位置である。
当接部53は、変形抑制部材6よりも径方向の内側まで突出している。当接部53の内周面53cは、ステータ3の外周面33よりも径方向の内側に位置している。つまり、当接部53における内周面53c側の少なくとも一部は、ステータ3と軸方向において対向している。軸方向視(図4の矢印A参照)した場合に、当接部53は、ステータ3の第一端面34と重なる。保持部材5は、ステータ3の第一端面34が当接部53の裏面53bに当接するように変形抑制部材6に嵌合している。従って、保持部材5によって、軸方向におけるケース本体20に対するステータ3の相対位置が決められる。本実施形態では、ケース本体20の支持面23bよりもステータ3の第一端面34が第一方向X1側に位置するように、ステータ3が位置付けられる。
以上説明したように、本実施形態に係るSRモータ1は、ケース2に対して固定され、かつステータ3をケース2の内周面から離間した状態で保持する保持部材5を有する。保持部材5は、ステータ3を径方向の外側から保持する保持部52、保持部52から径方向の外側に向けて突出し、ケース2に設けられた支持部23に対して固定される固定部51、および固定部51と接続され、ステータ3の軸方向の端面に当接して軸方向においてステータ3を位置決めする当接部53を有する。保持部52は、ケース2の内周面23aから離間している。
保持部材5によって、ステータ3がケース2の内周面23aから離間した状態で保持されることにより、ステータ3とケース2の内周面23aとの間での径方向に向かう振動等の伝達経路が遮断される。ステータ3とケース2の内周面23aとの間に空間部が存在することで、ステータ3の外周面33とケース2の内周面23aとの振動等の伝達経路が遮断される。よって、本実施形態のSRモータ1によれば、ステータ3からケース2への振動や騒音の伝達が抑制される。
また、本実施形態のSRモータ1では、保持部52がケース2の内周面23aから離間していることにより、ステータ3とケース2との間で振動等を伝達する伝達面積が小さくなる。例えば、保持部52の外周面52aとケース2の内周面23aとが接触している場合に比べて、径方向に振動等を伝達する面積が小さくなり、振動等の伝達が抑制される。本実施形態のSRモータ1では、ステータ3とケース2との間で振動等を伝達する面積は、固定部51と支持部23の支持面23bとの接触面積である。保持部材5において、固定部51は、周方向に分散して配置されている。つまり、保持部材5は、周方向の一部のみにおいてケース2と接触している。従って、保持部材5とケース2との接触面積は、ステータ3の外周面33の面積に比べてわずかである。従って、ステータ3がケース2に圧入されるなど、ステータ3の外周面33がケース2の内周面23aに接触している場合と比較して、ステータ3からケース2への振動や騒音の伝達が効果的に抑制される。
更に、本実施形態に係るSRモータ1では、ステータ3から保持部材5への振動の伝達が抑制されるように、ステータ3と保持部材5との接触面積が低減されている。ステータ3において、保持部52によって径方向の外側から覆われている面積は、外周面33のうち、保持される部分35に対応する面積である。この面積は、外周面33全体の面積よりも小さい。従って、保持部52がステータ3の外周面33の全体を覆っている場合よりも、ステータ3で発生する振動等の保持部材5への伝達が抑制される。なお、ステータ3を保持し、ケース2に対するステータ3の相対移動を規制するために必要な場合、保持部52がステータ3の全面を保持するようにしてもよい。この場合、ステータ3における保持される部分35の長さLは、ステータ3の軸長と等しくなる。
また、本実施形態のSRモータ1では、保持部材5によって、ケース2に対するステータ3の軸方向における位置決めがなされる。これにより、以下に説明するように、レゾルバの位置合わせ精度の低下が抑制される。図1に示すように、SRモータ1は、レゾルバ14を有する。レゾルバ14は、ロータ4の回転位置を検出する。レゾルバ14は、レゾルバステータ15およびレゾルバロータ16を含んで構成されている。レゾルバステータ15は、第一蓋部材21に配置されている。レゾルバロータ16は、ロータシャフト41に配置されており、ロータシャフト14と一体回転する。レゾルバロータ16は、ロータシャフト41における第一方向X1側の端部に接続されている。レゾルバステータ15とレゾルバロータ16は、径方向において互いに対向するように配置される。レゾルバステータ15は、レゾルバロータ16の回転位置に応じた電気信号を出力する。SRモータ1を制御するECU等は、レゾルバステータ15の出力信号から、ロータ4の回転位置を取得することができる。
ここで、レゾルバ14の検出精度には、レゾルバステータ15とレゾルバロータ16との軸方向の相対位置のずれ(以下、単に「レゾルバ14の位置ずれ」と称する。)が影響する。レゾルバ14の位置ずれが発生する原因としては、例えば、ケース2に対するステータ3の軸方向における位置ずれが挙げられる。SRモータ1の組み付けにおいて、軸方向においてケース2に対するステータ3の相対位置が規定の位置からずれてしまうと、他の構成要素の位置ずれを招き、レゾルバ14の位置ずれを生じることがある。例えば、ステータ3の軸方向の位置ずれが、ロータ4の位置ずれにつながり、レゾルバステータ15に対するレゾルバロータ16の軸方向における位置ずれを招く可能性がある。
これに対して、本実施形態のSRモータ1では、保持部材5によって、ケース2に対するステータ3の軸方向における相対位置が位置決めされる。ケース2に対する保持部材5の軸方向の位置P1は、ケース2の支持面23bによって位置決めされ、保持部材5に対するステータ3の軸方向の位置P2は、当接部53の裏面53bによって位置決めされる。よって、本実施形態のSRモータ1によれば、ケース2に対する軸方向におけるステータ3の位置ずれが抑制され、その結果としてレゾルバ14の位置ずれが抑制される。
本実施形態の当接部53は、変形抑制部材6よりも径方向の内側まで突出しており、ステータ3の第一端面34に直接当接することができる。よって、当接部53が変形抑制部材6に当接して間接的に軸方向におけるステータ3の位置決めをする場合よりも、高精度にステータ3を位置決めすることができる。
また、本実施形態の当接部53は、SRモータ1の作動中におけるステータ3の軸方向の移動を規制する機能を有する。SRモータ1が発生するトルクを伝達する出力ギヤがロータシャフト41に設けられることがある。出力ギヤがはすば歯車である場合、出力ギヤは、SRモータ1のトルクを出力するときに軸方向の反力を受ける。反力によってロータ4が軸方向に移動すると、突極31と突極44との吸引力によってステータ3も軸方向の力を受けてしまう。
ロータシャフト41に設けられる出力ギヤのねじれ角の方向は、第一方向X1の反力を受ける方向であることが好ましい。例えば、SRモータ1が車両の動力源として搭載される場合、出力ギヤのねじれ角の方向は、SRモータ1が車両を前進駆動する方向のトルクを出力するときに第一方向X1の反力を受けるものであることが好ましい。このようにすれば、SRモータ1が車両を前進駆動するときにステータ3が軸方向に吸引されたとしても、保持部材5の当接部53によってステータ3の移動が規制される。
[実施形態の第1変形例]
実施形態の第1変形例について説明する。図6は、実施形態の第1変形例に係る保持部材を示す平面図である。図6には、第二方向X2を向いて軸方向視したステータ3および保持部材7が示されている。上記実施形態では、当接部53がステータ3の第一端面34に対して、全周にわたり接触していたが、保持部材は第一端面34に対して周方向の少なくとも一部の領域において当接していればよい。すなわち、当接部は、第一端面34に当接して軸方向においてステータ3を位置決めすることができるように適宜配置されればよい。第1変形例の当接部56は、周方向の一部において第一端面34に当接する。
図6に示すように、保持部材7は、固定部51、保持部52および当接部56を含んで構成されている。保持部材7の固定部51および保持部52は、例えば、上記実施形態の保持部材5の固定部51および保持部52と同様である。固定部51には、貫通孔55が設けられている。保持部材7は、複数の当接部56を有する。当接部56は、固定部51と接続されており、保持部52よりも径方向内側に向けて突出している。当接部56は、変形抑制部材6の内周面よりも径方向の内側へ突出している。従って、当接部56は、軸方向においてステータ3の第一端面34と対向している。当接部56は、第一端面34に当接して軸方向においてステータ3を位置決めする軸方向位置決め部として機能する。本変形例では、当接部56が固定部51と周方向の同じ位置に配置されている。つまり、当接部56と固定部51が径方向において隣接している。ただし、周方向における当接部56の配置はこれに限定されるものではない。
当接部56の形状は、任意であるが、例えば、図6に示すように、径方向の内側へ向かうに従い周方向の幅が狭くなる先細形状とされてもよい。複数の当接部56によってステータ3を位置決めする場合、当接部56の数は、3以上であることが好ましい。それぞれの当接部56は、他の当接部56と適宜間隔をあけて周方向にバランスよく配置されることが好ましい。
[実施形態の第2変形例]
実施形態の第2変形例について説明する。上記実施形態では、変形抑制部材6がステータ3の外周面33に嵌合していたが、SRモータ1は、変形抑制部材6を有しないものであってもよい。例えば、上記実施形態の保持部52は、変形抑制部材6を介さずに直接ステータ3の外周面33に嵌合し、ステータ3を保持するようにしてもよい。
また、保持部52が変形抑制部材を兼ねてもよい。例えば、周方向における保持部52のヤング率が、周方向におけるステータ3のヤング率よりも高い場合、保持部52がステータ3の変形を抑制する変形抑制部材として機能する。
変形抑制部材6に加えて、あるいは変形抑制部材6に代えて、振動等を吸収する吸収部材が配置されてもよい。例えば、変形抑制部材6に代えて、ステータ3の外周面33と保持部52との間に吸収部材が配置されてもよい。吸収部材の材質としては、例えば、ゴム等の樹脂が挙げられる。吸収部材によれば、ステータ3と保持部52の間の振動等の伝達を抑制することが可能である。
[実施形態の第3変形例]
上記実施形態では、保持部材5は、ステータ3におけるレゾルバ14側を保持していたが、これに代えて、保持部材5は、ステータ3におけるレゾルバ14側と反対側、すなわち第二方向X2側を保持してもよい。この場合、保持部材5は、ステータ3における第二方向X2側の端部の近傍においてケース2に対して固定されることが好ましい。
上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
1 スイッチトリラクタンスモータ(SRモータ)
2 ケース
3 ステータ
4 ロータ
5,7 保持部材
6 変形抑制部材
14 レゾルバ
15 レゾルバステータ
16 レゾルバロータ
20 ケース本体
23 支持部
23a 内周面
23b 支持面
24 ボルト孔
33 外周面
34 第一端面
51 固定部
52 保持部
53,56 当接部
X1 第一方向
X2 第二方向

Claims (6)

  1. ステータと、
    前記ステータを収容するケースと、
    前記ステータに対して径方向内側に配置され、かつ前記ケースによって回転自在に支持されたロータと、
    前記ケースに対して固定され、かつ前記ステータを前記ケースの内周面から離間した状態で保持する保持部材と、
    を備え、
    前記保持部材は、前記ステータを径方向の外側から保持する保持部、前記保持部から径方向の外側に向けて突出し、前記ケースに設けられた支持部に対して固定される固定部、および前記固定部と接続され、前記ステータの軸方向の端面に当接して軸方向において前記ステータを位置決めする当接部を有し、
    前記保持部は、前記ケースの内周面から離間している
    ことを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ。
  2. 更に、前記ステータの外周面に嵌合し、前記ステータの変形を抑制する変形抑制部材を備え、
    前記ステータの周方向における前記変形抑制部材のヤング率は、周方向における前記ステータのヤング率よりも高い
    請求項1に記載のスイッチトリラクタンスモータ。
  3. 温度変化に対する前記変形抑制部材の線膨張係数は負の値であり、前記変形抑制部材は、温度上昇によって収縮する
    請求項2に記載のスイッチトリラクタンスモータ。
  4. 前記変形抑制部材は、径方向において、前記保持部と前記ステータとの間に挟み込まれており、
    前記当接部は、前記変形抑制部材よりも径方向の内側まで突出しており、軸方向視において前記ステータの軸方向の端面と重なる
    請求項2または3に記載のスイッチトリラクタンスモータ。
  5. 前記支持部は、軸方向と直交する支持面を有し、
    前記固定部は、前記支持面によって支持される状態で前記ケースに対して固定される
    請求項1から4のいずれか1項に記載のスイッチトリラクタンスモータ。
  6. 更に、前記ロータの回転位置を検出するレゾルバを備え、
    前記レゾルバのレゾルバロータは、前記ロータのロータシャフトに配置され、前記レゾルバのレゾルバステータは、前記ケースに配置されている
    請求項1から5のいずれか1項に記載のスイッチトリラクタンスモータ。
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