JP2020031466A

JP2020031466A - モータ装置

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Publication number: JP2020031466A
Application number: JP2018154495A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　工; Takumi Suzuki; 工鈴木; 基上濱; Motoi Uehama; 厚井上; Atsushi Inoue
Original assignee: Denso Corp; Advics Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Advics Co Ltd
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2020-02-27
Anticipated expiration: 2038-08-21
Also published as: US11456642B2; US20200067381A1; CN110855089A; JP7115934B2

Abstract

【課題】小型化を図るモータ装置を提供する。【解決手段】モータ装置は、ステータ３０及びロータ２０を備えたモータ本体１２とモータ本体１２を制御するＥＤＵとを有し、モータ本体１２と前記ＥＤＵとの間にハイドロユニットが配置される。モータ本体１２は、ステータ３０のコイル３３とＥＤＵとの通電を図る複数の端末線３３ａが引き回され、引き回された複数の端末線３３ａとモータ回転軸２２との間に形成されるスペースＳ内にロータ２０の回転を検出する回転検出部７０を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、モータ装置に関する。

従来、モータ装置を駆動源として電動でブレーキ動作を実施する電動ブレーキシステムが知られている（例えば特許文献１参照）。このような電動ブレーキシステムとして、例えばポンプ等からなるハイドロユニットをモータ装置の回転軸の出力側において直接又は間接的に駆動連結させることで駆動させて所望の液圧を発生させるようになっている。

このような電動ブレーキシステムでは、モータ装置のロータの回転位置をホール素子等の回転検出部で検出し、検出したロータの回転位置に基づいて液圧を調整するようになっている。

特許第６１３９４７２号公報

ところで、上記のようなモータ装置では、ロータの回転位置を回転検出部で検出しているが、それらの設置箇所によってはモータ装置の大型化してしまう虞があり、モータ装置の小型化が望まれている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、小型化を図るモータ装置を提供することにある。

上記課題を解決するモータ装置は、ステータ（３０）及びロータ（２０）を備えたモータ本体（１２）と該モータ本体を制御する制御部（１３）とを有し、前記モータ本体と前記制御部との間にハイドロユニット（１１）が配置されるモータ装置（１０）であって、前記モータ本体は、前記ステータのコイル（３３）と前記制御部との通電を図る複数の接続線（３３ａ）が引き回され、引き回された前記複数の接続線とモータ回転軸（２２）との間に形成されるスペース（Ｓ）内に前記ロータの回転を検出する回転検出部（７０）を備える。

上記態様によれば、コイルと制御部との通電を図る複数の接続線が引き回され、その引き回された複数の接続線とモータ回転軸との間に形成されるスペースに回転検出部を備えるため、前記スペースから逸脱した位置に回転検出部を備える場合と比較して小型化を図ることができる。

一実施形態におけるモータ装置の概略構成図。同実施形態におけるガイド部材を取り外した状態を示すステータの平面図。同実施形態におけるモータ装置の断面図。同実施形態におけるモータ装置の平面図。

以下、モータ装置の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。

図１に示すように、モータ装置１０は、電動ブレーキシステムに用いられるものである。電動ブレーキシステムは、ブレーキ液の液圧を調整するハイドロユニット１１と、ハイドロユニット１１を駆動させるモータ装置１０と、を有する。モータ装置１０は、ハイドロユニット１１と連結されてハイドロユニット１１を駆動させる前記モータ本体１２と、モータ本体１２の駆動を制御する制御部としてのＥＤＵ（Electric Driver Unit）１３とを有する。本例のブレーキシステムでは、ＥＤＵ１３とモータ本体１２との間にハイドロユニット１１が介在されている。モータ本体１２とＥＤＵ１３とは、ハイドロユニット１１の筐体１１ａに設けられた挿通孔１１ｂを通して電気的に接続されている。

本実施形態のモータ本体１２は、ハウジング１５の内部にロータ２０とステータ３０とを有する。ハウジング１５は、略有底円筒状をなすヨークハウジング１６と、ヨークハウジング１６の開口部１６ａを閉塞するエンドフレーム１７とを有する。エンドフレーム１７は、例えば鉄等の導電部材で構成される。エンドフレーム１７は、中央部に軸方向に窪んだ凹部１７ａを有する。ここで、エンドフレーム１７の凹部１７ａは軸方向に窪ませた形状であるため、凹部１７ａと逆側の位置に凸部１７ｂを有する構成となっている。つまり、凹部１７ａと凸部１７ｂとは表裏一体のものである。また、凹部１７ａ及び凸部１７ｂはエンドフレーム１７をヨークハウジング１６に取り付けた状態でヨークハウジング１６内に一部挿通された状態となる。

図１に示すように、ロータ２０は、ロータコア２１と、ロータコア２１に設けられる図示しないマグネットと、ロータコア２１の径方向中心に設けられる回転軸２２とを有する。回転軸２２は、ヨークハウジング１６の底部１６ｂ中央に設けられた軸受Ｂ１と、エンドフレーム１７の凹部１７ａ中央に設けられた軸受Ｂ２とによって回転可能に支持される。

回転軸２２は、その軸方向一端部が直接又は間接的にハイドロユニット１１内のギヤ１１ｃと連結される。これにより、回転軸２２が回転駆動することでハイドロユニット１１内のギヤ１１ｃが駆動してブレーキ液の液圧が調整されることとなる。

図２及び図３に示すように、ステータ３０は、ステータコア３１と、ステータコア３１のインシュレータ３２と、コイルとしてのステータコイル３３とを備えている。
ステータコア３１は、略円環状の環状部３１ａと、環状部３１ａから径方向内側に延出する複数のティース３１ｂとを有する。本実施形態のティース３１ｂは、例えば１２個設けられる。各ティース３１ｂには、インシュレータ３２を介してステータコイル３３が巻回されている。ステータコイル３３は、例えば集中巻きにて巻回される。

ステータコイル３３は、図示しない第１インバータ回路と電気的に接続される第１の三相巻線４０と、図示しない第２インバータ回路と電気的に接続される第２の三相巻線５０とを有する。すなわち、本実施形態では２系統のインバータ回路によって各三相巻線４０，５０に対して電流を供給して励磁されるようになっている。

図２に示すように、第１の三相巻線４０は、前記第１インバータ回路から１２０度位相の異なる三相交流電流が供給される複数の三相巻線４１ａ〜４１ｆを有する。複数の三相巻線４１ａ〜４１ｆは、Ｕ＋相巻線４１ａと、Ｕ−相巻線４１ｂと、Ｖ＋相巻線４１ｃと、Ｖ−相巻線４１ｄと、Ｗ＋相巻線４１ｅと、Ｗ−相巻線４１ｆとを有する。

図２に示すように、第２の三相巻線５０は、前記第２インバータ回路から１２０度位相の異なる三相交流電流が供給される複数の三相巻線５１ａ〜５１ｆを有する。複数の三相巻線５１ａ〜５１ｆは、Ｘ＋相巻線５１ａと、Ｘ−相巻線５１ｂと、Ｙ＋相巻線５１ｃと、Ｙ−相巻線５１ｄと、Ｚ＋相巻線５１ｅと、Ｚ−相巻線５１ｆとを有する。

そして、本実施形態のステータコイル３３は、各ティース３１ｂ毎に、例えばＵ＋相巻線４１ａ、Ｚ＋相巻線５１ｅ、Ｙ−相巻線５１ｄ、Ｗ−相巻線４１ｆ、Ｖ＋相巻線４１ｃ、Ｘ＋相巻線５１ａ、Ｚ−相巻線５１ｆ、Ｕ−相巻線４１ｂ、Ｗ＋相巻線４１ｅ、Ｙ＋相巻線５１ｃ、Ｘ−相巻線５１ｂ、Ｖ−相巻線４１ｄの順で巻回されている。

ここで、Ｕ＋相巻線４１ａとＵ−相巻線４１ｂとは、ティース３１ｂに対して巻回される巻回方向が逆向きとなっている。またＶ＋相巻線４１ｃとＶ−相巻線４１ｄとは、ティース３１ｂに対して巻回される巻回方向が逆向きとなっている。またＷ＋相巻線４１ｅとＷ−相巻線４１ｆとは、ティース３１ｂに対して巻回される巻回方向が逆向きとなっている。また、Ｕ＋相巻線４１ａ及びＵ−相巻線４１ｂは、互いに周方向において１５０度異なる位置に設けられたティース３１ｂに巻回されている。Ｖ＋相巻線４１ｃ及びＶ−相巻線４１ｄは、互いに周方向において１５０度異なる位置に設けられたティース３１ｂに巻回されている。Ｗ＋相巻線４１ｅ及びＷ−相巻線４１ｆは、互いに周方向において１５０度異なる位置に設けられたティース３１ｂに巻回されている。

また、Ｘ＋相巻線５１ａとＸ−相巻線５１ｂとは、ティース３１ｂに対して巻回される巻回方向が逆向きとなっている。またＹ＋相巻線５１ｃとＹ−相巻線５１ｄとは、ティース３１ｂに対して巻回される巻回方向が互いに逆向きとなっている。またＺ＋相巻線５１ｅとＺ−相巻線５１ｆとは、ティース３１ｂに対して巻回される巻回方向が逆向きとなっている。Ｘ＋相巻線５１ａ及びＸ−相巻線５１ｂは、互いに周方向において１５０度異なる位置に設けられたティース３１ｂに巻回されている。Ｙ＋相巻線５１ｃ及びＹ−相巻線５１ｄは、互いに周方向において１５０度異なる位置に設けられたティース３１ｂに巻回されている。Ｚ＋相巻線５１ｅ及びＺ−相巻線５１ｆは、互いに周方向において１５０度異なる位置に設けられたティース３１ｂに巻回されている。

Ｕ＋相巻線４１ａとＵ−相巻線４１ｂとは図示しない渡り線によって接続されている。Ｖ＋相巻線４１ｃとＶ−相巻線４１ｄとは図示しない渡り線によって接続されている。Ｗ＋相巻線４１ｅとＷ−相巻線４１ｆとは図示しない渡り線によって接続されている。Ｘ＋相巻線５１ａとＸ−相巻線５１ｂとは図示しない渡り線によって接続されている。Ｙ＋相巻線５１ｃとＹ−相巻線５１ｄとは図示しない渡り線によって接続されている。Ｚ＋相巻線５１ｅとＺ−相巻線５１ｆとは図示しない渡り線によって接続されている。

本実施形態の第１の三相巻線４０は、第１インバータ回路に対してデルタ結線にて接続される。第２の三相巻線５０は、第２インバータ回路に対してデルタ結線にて接続される。より詳しくはＵ＋相巻線４１ａの端末線３３ａは、Ｗ−相巻線４１ｆの端末線３３ａとともに第１インバータ回路の電気的に同一の端子に接続される。Ｕ−相巻線４１ｂの端末線３３ａは、Ｖ＋相巻線４１ｃの端末線３３ａとともに第１インバータ回路の電気的に同一の端子に接続される。Ｗ＋相巻線４１ｅの端末線３３ａは、Ｖ−相巻線４１ｄの端末線３３ａとともに第１インバータ回路の同一の端子に接続される。

Ｘ−相巻線５１ｂの端末線３３ａは、Ｙ＋相巻線５１ｃとともに第２インバータ回路の電気的に同一の端子に接続される。Ｙ−相巻線５１ｄの端末線３３ａは、Ｚ＋相巻線５１ｅとともに第２インバータ回路の電気的に同一の端子に接続される。Ｚ−相巻線５１ｆの端末線３３ａは、Ｘ＋相巻線５１ａとともに第２インバータ回路の電気的に同一の端子に接続される。上述した各端末線３３ａは、各巻線４０，５０と一体形成された可撓性を有する導線である。

図１に示すように、ステータ３０には、ステータコア３１の軸方向一方側であるハイドロユニット１１側にはガイド部材６０が設けられる。
ガイド部材６０は、ステータコイル３３の端末線３３ａをＥＤＵ１３まで案内するものであり、ガイド本体６１と、引き出し用ガイド６２とを有する。

ガイド本体６１は、略円環状をなすように構成され、端末線３３ａがガイド本体６１に沿って引き回されている。
引き出し用ガイド６２は、軸方向に沿って長い柱状をなすように構成される。引き出し用ガイド６２は、複数の貫通孔を有し、貫通孔内部に端末線３３ａが挿通されている。引き出し用ガイド６２は、例えば樹脂等の絶縁材で構成される。このため、引き出し用ガイド６２の前記貫通孔内に挿通された端末線３３ａが他の貫通孔に挿通された他の端末線３３ａと絶縁された状態となる。同様にハイドロユニット１１の筐体１１ａと引き出し用ガイド６２の各貫通孔に挿通された端末線３３ａとが絶縁された状態となる。

また、本実施形態のモータ装置１０は、ロータ２０の回転を検出する回転検出部７０を備える。回転検出部７０は、エンドフレーム１７の凹部１７ａ内に設けられる。つまり、回転検出部７０は、ガイド部材６０に沿って周方向に引き回された端末線３３ａとモータ回転軸２２との間に形成されたスペースＳ内に設けられることとなる。

本例の回転検出部７０は、センサマグネット７１と、ホール素子７２とを有する。
センサマグネット７１は、円環状に構成され、回転軸２２に固定されたマグネット収容部７３に固定され、回転軸２２並びにロータ２０と一体回転するようになっている。

ホール素子７２は、軸方向視で円弧状のセンサ用基板ＳＢ上に設けられ、軸方向において前記センサマグネット７１と対向配置される。本例では、センサ用基板ＳＢ上に３つのホール素子７２が設けられる。各ホール素子７２には、直接又は間接的にターミナルＴが接続される。ターミナルＴは、ＥＤＵ１３に対してセンサ情報を出力するための出力用のターミナルと、各ホール素子７２に電力供給するための電力供給用のターミナルとを有し、計５つ設けられる。各ターミナルＴは、ハイドロユニット１１の挿通孔１１ｂ内に前記端末線３３ａとともに挿通されている。このとき、ターミナルＴは、前記端末線３３ａを避けるように径方向外側まで延び、前記端末線３３ａよりも径方向外側を通るように前記挿通孔１１ｂ内に設けられている。ターミナルＴは挿通孔１１ｂ内において端末線３３ａを離間させることで、端末線３３ａによるノイズの影響を抑えることができる。また、５つのターミナルＴの内のセンサ情報を出力するための３つの出力用のターミナルと、５つのターミナルＴの内の電力供給用の２つのターミナルとの導出経路を、２股に分岐させた後、前記端末線３３ａよりも径方向外側において集約するように配索している。

図３及び図４に示すようにセンサ用基板ＳＢ並びにターミナルＴは、サーキットホルダ８０によって保持される。サーキットホルダ８０は、エンドフレーム１７に固定されている。本例では、サーキットホルダ８０とエンドフレーム１７とは例えば接着等によって取り付けられる。なお、接着に限らず、スナップフィット構造等によってサーキットホルダ８０とエンドフレーム１７とを固定する構成を採用してもよい。

また、サーキットホルダ８０には、エンドフレーム１７に設けられた３つの突起１７ｃとそれぞれ周方向に係合する係合凹部８０ａが設けられる。これにより、エンドフレーム１７に対するサーキットホルダ８０の周方向の位置決めがなされるため、サーキットホルダ８０に保持されるセンサ用基板ＳＢの位置も決まる。その結果、センサ用基板ＳＢに設けられるホール素子７２も位置決めされることとなる。

本実施形態の作用を説明する。
本実施形態のモータ装置１０では、ステータ３０のステータコイル３３を構成する各巻線４０，５０に電力供給されることで各巻線４０，５０が励磁されてロータ２０を回転させる回転磁界が発生する。エンドフレーム１７の凹部１７ａ内に設けられた回転検出部７０によってロータ２０の回転位置が検出されるようになっている。ＥＤＵ１３は、前記回転検出部７０によって検出されたロータ２０の回転位置に基づいてモータ装置１０の制御を実施してハイドロユニット１１によるブレーキ液の液圧を調整するようになっている。

本実施形態の効果を記載する。
（１）ステータコイル３３とＥＤＵ１３との通電を図る複数の端末線３３ａが引き回され、その引き回された複数の端末線３３ａとモータ回転軸２２との間に形成されるスペースＳに回転検出部７０を備えるため、スペースＳから逸脱した位置に回転検出部７０を備える場合と比較して小型化を図ることができる。

（２）ロータ２０の軸方向一端側であってロータ２０よりも径方向外側に、端末線３３ａを周方向に引き回すためのガイド部材６０を備えることで、端末線３３ａの引き回しを容易とすることができる。また、端末線３３ａが引き回されたガイド部材６０の径方向内側に回転検出部７０を設けることで、前述したように小型化を図ることができる。

（３）エンドフレーム１７は、軸方向においてロータ２０側に窪んで端末線３３ａが形成する前記スペースＳ内に挿通される凹部１７ａを有する。この凹部１７ａに回転検出部７０を設けることで小型化を図ることができる。

（４）エンドフレーム１７を導電部材で構成することでロータ２０に設けられるマグネットやステータ３０で発生する磁束の影響がホール素子７２側に現れることを抑えることができ、所謂電磁シールド効果に寄与できる。

（５）ターミナルＴは、挿通孔１１ｂ内において軸方向に延びる前記端末線３３ａを避けて端末線３３ａよりも径方向外側を通るように設けられる。このような構成を採用することで、ＥＤＵ１３とモータ本体１２との間にハイドロユニット１１が位置する場合であってもハイドロユニット１１内のギヤ１１ｃの影響を抑えつつＥＤＵ１３側にターミナルＴを導出することができる。また、電力線である端末線３３ａを避けるようにターミナルＴを導出することで端末線３３ａを軸方向に沿って直線状に引き出すことができるため、モータ本体１２の体格を決めるヨークハウジング１６の径方向への大型化を抑えることができる。

（６）本例の５つのターミナルＴは、３つのターミナルＴと２つのターミナルＴとで端末線３３ａを基準として２股に分岐させているため、ターミナルＴを一方向から端末線を迂回するように配索した場合と比較してバランス良く配置することができる。これにより、ターミナルＴの一部の導出経路が極端に長くなったりすることが抑えられ体格増加を抑えることができる。

なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、エンドフレーム１７を導電部材で構成したが、これに限らず、非導電部材で構成してもよい。
・上記実施形態では、エンドフレーム１７に凹部１７ａを備え、凹部１７ａに回転検出部７０を設ける構成を採用したが、これに限らない。例えば凹部１７ａを省略し、ハウジング１５内の端末線３３ａにより形成されるスペースＳに回転検出部７０を設ける構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、端末線３３ａよりも径方向外側をターミナルＴが通るような構成を採用したが、径方向内側や径方向同位置をターミナルＴが通るような構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、５つのターミナルＴを、端末線３３ａを基準として２股に分岐したが、分岐しない構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、ガイド部材６０を用いる構成としたが、ガイド部材６０を省略した構成を採用してもよい。また、ガイド部材６０の内、ガイド本体６１を省略した構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、ガイド部材６０を円環状としたが、他の環状形状としてもよい。また、ガイド部材６０を周方向で一部途切れたＣ字状などの非環状形状としてもよい。また、ガイド部材６０を複数の部材で構成してもよい。

・上記実施形態では、接続線としての端末線３３ａをステータコイル３３と一体形成された可撓性を有する導線で構成したが、これに限らない。例えば、バスバー等の剛性を有する導体で接続線を構成してもよい。

・上記実施形態では、回転検出部７０としてホール素子７２を用いる構成としたが、これに限らない。例えば、ＭＲ素子、レゾルバやエンコーダ等の他の回転検出装置を用いる構成を採用してもよい。また、それぞれの回転検出装置に応じてセンサ線の本数は変動する場合がある。

・上記実施形態では、第１の三相巻線４０及び第２の三相巻線５０をデルタ結線にて各インバータ回路と接続するようにしたが、これに限らず、スター結線を採用してもよい。
・上記実施形態では、２系統のインバータ回路を用いる構成としたが、これに限らず、１系統のインバータ回路を用いる構成としてもよい。

・上記実施形態では、ステータコイル３３をＵ＋相巻線４１ａ、Ｚ＋相巻線５１ｅ、Ｙ−相巻線５１ｄ、Ｗ−相巻線４１ｆ、Ｖ＋相巻線４１ｃ、Ｘ＋相巻線５１ａ、Ｚ−相巻線５１ｆ、Ｕ−相巻線４１ｂ、Ｗ＋相巻線４１ｅ、Ｙ＋相巻線５１ｃ、Ｘ−相巻線５１ｂ、Ｖ−相巻線４１ｄの順で周方向に配置されるように結線したが、これに限らず、その順序は適宜変更可能である。

・上記実施形態では、ステータコイル３３を１０極１２スロットの位相差通電を前提とした結線態様を示しているが、これに限らない。例えば、２直２並列結線、４直列結線、４並列結線などの他の結線態様において上述した構成を適用できる。また、極数やスロット数も適宜変更可能である。

１０…モータ装置、１１…ハイドロユニット、１１ｂ…挿通孔、１２…モータ本体、１３…ＥＤＵ（制御部）、１６…ヨークハウジング、１６ａ…開口部、１７…エンドフレーム、１７ａ…凹部、２０…ロータ、２２…モータ回転軸、３０…ステータ、３３…ステータコイル（コイル）、３３ａ…端末線（接続線）、６０…ガイド部材、７０…回転検出部、Ｓ…スペース、Ｔ…ターミナル。

Claims

ステータ（３０）及びロータ（２０）を備えたモータ本体（１２）と該モータ本体を制御する制御部（１３）とを有し、前記モータ本体と前記制御部との間にハイドロユニット（１１）が配置されるモータ装置（１０）であって、
前記モータ本体は、前記ステータのコイル（３３）と前記制御部との通電を図る複数の接続線（３３ａ）が引き回され、引き回された前記複数の接続線とモータ回転軸（２２）との間に形成されるスペース（Ｓ）内に前記ロータの回転を検出する回転検出部（７０）を備える、モータ装置。
前記モータ本体は、前記ステータの径方向内側に前記ロータが配置されるとともに、前記ロータの軸方向一端側であって前記ロータよりも径方向外側に、前記接続線を周方向に引き回すためのガイド部材（６０）を備え、
前記回転検出部は、前記ガイド部材の径方向内側に設けられる請求項１に記載のモータ装置。
前記モータ本体は、前記ステータ及び前記ロータを収容する有底筒状のヨークハウジング（１６）と、該ヨークハウジングの開口部（１６ａ）を閉塞するエンドフレーム（１７）とを有し、
前記エンドフレームは、軸方向において前記ロータ側に窪んで前記接続線が形成する前記スペース内に挿通される凹部（１７ａ）を有し、
前記該凹部に前記回転検出部が設けられる請求項１又は２に記載のモータ装置。
前記エンドフレームは、導電部材を含む請求項３に記載のモータ装置。
前記回転検出部は、前記制御部との通電を図るターミナル（Ｔ）と接続されるものであり、
前記ハイドロユニットは、前記複数の接続線及び前記ターミナルが挿通される挿通孔（１１ｂ）を有するものであり、
前記接続線は、軸方向に沿って設けられた前記挿通孔に沿って挿通され、
前記ターミナルは、前記挿通孔内において軸方向に延びる前記接続線を避けて前記接続線よりも径方向外側を通るように設けられる、請求項１〜４の何れか１項に記載のモータ装置。