JP4592724B2 - モータ - Google Patents

Description

この発明は、有底筒形状のケースと、このケースの開口部を覆ったハウジングと、ケース内に設けられレゾルバとを備えたモータに関する。

従来、有底円筒形状のケースと、このケースの開口部を覆ったハウジングと、前記ケース内に設けられ、前記ケースの中心を回転可能なモータ用シャフトの端部に取付けられたロータおよびこのロータの外周に設けられたステータを有したレゾルバとを備え、前記ステータは、電磁鋼板を積層して構成された円筒形状のステータコアと、このステータコアに巻装されたレゾルバ用巻線とを有したモータが知られている。
このモータの前記レゾルバの前記ステータコアには、径方向外側へ突出した突起部が形成され、前記ケースには、前記突起部の両側面を挟持して、前記突起部を周方向に移動させる一対のネジが設けられ、前記ケースの側面に形成された孔から前記ネジを回転させることで、前記突起部を周方向に移動させ、前記ステータコアを回動させて、前記ステータの角度基準位置を調整している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３２９８９号公報

しかしながら、このものの場合、レゾルバのステータの角度基準位置の調整量は、突出部の径方向に沿った寸法と連動するので、調整量を大きくするためには、突起部を径方向外側へさらに突出させなければならず、ケースの径方向の寸法が大きくなってしまうという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、ケースの径方向の寸法を変えずに、レゾルバのステータの角度基準位置の調整量が大きな場合にも対応することができるモータを提供するものである。

この発明に係る永久磁石同期モータは、有底筒形状のケースと、前記ケースに設けられ、前記ケースの開口部を覆ったハウジングと、前記ケース内に設けられ、前記ケースの中心を回転可能なモータ用シャフトの端部に取付けられたロータおよびこのロータの外周に設けられたステータを有したレゾルバとを備え、前記ステータは、電磁鋼板を積層して構成された筒形状のステータコアと、このステータコアに巻装された巻線とを有したモータにおいて、前記ステータコアの外周部には、歯車形状に形成され回動力が付与される歯車部が周方向に沿って形成され、前記ハウジングは、前記ケースから離れる方向に延びて形成された円筒形状の突出部を有し、前記ハウジングには、前記ケースの内部と外部とを連通し前記モータ用シャフトの軸線に沿った方向に前記ケースの外部に開口した貫通孔が形成され、前記貫通孔は、前記モータ用シャフトの軸線に沿って視たときに、前記突出部の内側に配置され、外部から前記貫通孔を通って、前記歯車部に回動力が付与され、前記ステータの周方向の回動により、前記ステータの角度基準位置が調整される。
また、この発明に係る永久磁石同期モータは、有底筒形状のケースと、前記ケースに設けられ、前記ケースの開口部を覆ったハウジングと、前記ケース内に設けられ、前記ケースの中心を回転可能なモータ用シャフトの端部に取付けられたロータおよびこのロータの外周に設けられたステータを有したレゾルバとを備え、前記ステータは、電磁鋼板を積層して構成された筒形状のステータコアと、このステータコアに固定されたインシュレータと、このインシュレータを介して前記ステータコアに巻装された巻線とを有したモータにおいて、前記インシュレータには、歯車形状に形成され回動力が付与される歯車部が周方向に沿って形成され、前記ハウジングは、前記ケースから離れる方向に延びて形成された円筒形状の突出部を有し、前記ハウジングには、前記ケースの内部と外部とを連通し前記モータ用シャフトの軸線に沿った方向に前記ケースの外部に開口した貫通孔が形成され、前記貫通孔は、前記モータ用シャフトの軸線に沿って視たときに、前記突出部の内側に配置され、外部から前記貫通孔を通って、前記歯車部に回動力が付与され、前記ステータの周方向の回動により、前記ステータの角度基準位置が調整される。

この発明に係る永久磁石同期モータによれば、ケースの径方向の寸法を変えずに、レゾルバのステータの角度基準位置の調整量が大きな場合にも対応することができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るモータ１におけるレゾルバ７の歯車部１６ｄを含む縦断面図、図２は図１の取付ホルダ１４およびネジ１９を含むモータ１の縦断面図、図３は図１のモータ１をハウジング６の内側から外側に向かって視た図、図４は図１のモータ１をハウジング６の外側から内側に向かって視た図である。
実施の形態１に係るモータ１は、有底円筒形状のケース２と、このケース２の内部に固定された円筒形状の固定子３と、この固定子３の内側に回転可能に設けられた回転子４と、ケース２の周縁部にネジ５を用いて固定され、ケース２の開口部を覆ったハウジング６と、ケース２の内部に設けられたレゾルバ７とを備えている。

また、モータ１は、ハウジング６に嵌着されるとともに、モータ用シャフト８を回転自在に支持したハウジング側軸受９と、ケース２の底面の凹部に固定されるとともに、シャフト８を回転自在に支持したケース側軸受１０とを備えている。

固定子３は、複数の珪素鋼板が積層された固定子コア１１と、この固定子コア１１の周囲に巻回されたモータ側巻線１２とを有している。
回転子４は、シャフト８と、このシャフト８の外周面に固定されたＮ磁極、Ｓ磁極からなる円筒形状の磁石とを備えている。

レゾルバ７は、シャフト８の端部に固定され、複数の珪素鋼板を積層することにより構成されたロータ１３と、このロータ１３の外周に設けられ、ハウジング６とともに取付ホルダ１４により支持されたステータ１５とを備えている。
ステータ１５は、円筒形状のステータコア１６と、このステータコア１６に設けられた樹脂からなるインシュレータ１７と、このインシュレータ１７を介して、ステータコア１６に導線が巻装されて構成されたレゾルバ側巻線１８とを有している。
ロータ１３の外周の形状は、シャフト８とともにロータ１３を回転させたときに、ステータコア１６の後述するティース部１６ｂとロータ１３との間でのリラクタンスが所定の変化をするような特殊形状になっている。
レゾルバ側巻線１８は、１相の励磁巻線と、２相の出力巻線とから構成されている。

ハウジング６の固定子３側には、ステータ１５の外周に向かって延びた突出部６ａが形成されており、この突出部６ａの内側にステータ１５が配置されている。
取付ホルダ１４は、ネジ１９を介して、ハウジング６に取付けられており、ネジ１９を一方向に回転させて、ホルダを反ハウジング６側に移動させることで、ステータ１５はハウジング６の突出部６ａの内側で回転可能となり、逆にネジ１９を他方向に回転させて、ホルダをハウジング６側に移動させることで、ステータ１５は固定される。

次に、レゾルバ７の構成について詳述する。
図５（ａ）は図１のステータ１５を示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のステータ１５の側面図、図６は図５（ａ）のステータコア１６を示す平面図、図７は図６の積層されたステータコア１６を構成する珪素鋼板の中で歯車部１６ｄが形成された珪素鋼板を示す平面図、図８は図６の積層されたステータコア１６を構成する珪素鋼板の中で歯車部１６ｄが形成されていない珪素鋼板を示す平面図である。
レゾルバ７のステータコア１６は、複数の珪素鋼板を積層することにより構成されており、リング形状のバックヨーク部１６ａと、このバックヨーク部１６ａから径方向内側に突出し、全周に渡って、間隔をおいて形成された８個のティース部１６ｂと、積層された珪素鋼板間を固定する凹凸係止部１６ｃとを有している。
また、ステータコア１６の外周部の一部であって、積層方向に沿って反固定子３側には、歯車形状をした回動力受部である歯車部１６ｄが形成されている。この歯車部１６ｄは、ステータコア１６の外周部を削るようにして形成されており、ステータコア１６の中心部から歯車部１６ｄの先端部までの寸法は、ステータコア１６の最外径と等しくなっている。

ハウジング６には、ステータコア１６の外周部の一部に向かって形成された凹部６ｂが形成されており、この凹部６ｂのシャフト８側の面の一部から底面の一部に渡って、貫通孔６ｃが形成されている。
この貫通孔６ｃは、ケース２の内部と外部とを連通しており、調整治具２０の歯車部２０ａが、外部からこの貫通孔６ｃを通って、歯車部１６ｄと歯合して、歯車部１６ｄに回動力を伝達可能となっている。
これにより、ステータ１５の角度基準位置を調整する。
また、ハウジング６の凹部６ｂの底面には、調整治具２０の先端部を歯合させることで、調整治具２０の位置決めをする穴部６ｄが形成されている。

モータ側巻線１２のハウジング６側には、モータ側巻線１２の端部が接続されたターミナル２１が設けられており、このターミナル２１とモータ１の外部に延びたリード線２２とを接続するためのネジ２３が設けられている。
ハウジング６には、ネジ２３が通過可能な貫通孔６ｅが形成されている。
ステータ１５の角度基準位置の調整が終了した後に、貫通孔６ｃおよび貫通孔６ｅには、図示しないゴム製のキャップが塞がれる。

ハウジング６の反レゾルバ７側には、図示しない電動パワーステアリング装置と嵌合する突出部６ｆが、周方向に沿って、全周に渡って設けられている。
この突出部６ｆと電動パワーステアリング装置とが嵌合することにより、電動パワーステアリング装置とハウジング６とに囲まれた領域が密閉される。
したがって、貫通孔６ｃおよび貫通孔６ｅを塞ぐゴム製のキャップは、モータ１内部への異物が侵入するのを防ぐ程度の簡易的なものでよい。

レゾルバ側巻線１８の励磁巻線には、例えば、１０ｋＨｚ、５ｖｐｐの正弦波信号が印加され、モータ１の回転によりロータ１３が回転すると、ステータコア１６のティース部１６ｂとロータ１３との間でのリラクタンスが変化し、２相の出力巻線における出力電圧の振幅と、励磁巻線に入力された正弦波信号に対する出力電圧の位相とが変化する。
２相の出力巻線の振幅変化は、互いの位相が９０度ずれるように配置されており、この信号を検出回路（図示せず）によって信号処理することで、回転子４の回転角度が検出される。

図９は図１のモータ１におけるレゾルバ７の歯車部１６ｄに調整治具２０を歯合させたときの断面図、図１０は図９のモータ１の平面図である。
次に、ステータ１５の角度基準位置の調整方法について説明する。
まず、レゾルバ７のステータ１５をハウジング６の突出部６ａの内側に挿入し、ネジ１９を仮締めして、取付ホルダ１４をハウジング６に取り付けて、ステータ１５が支持される。
このとき、ステータ１５は、軸線方向への移動ができず、周方向に沿って回動可能となっている。
次に、調整治具２０の歯車部２０ａをハウジング６の凹部６ｂに挿入し、調整治具２０の先端部を穴部６ｄに歯合させる。これにより、調整治具２０の歯車部２０ａとステータコア１６の歯車部１６ｄとが歯合する。
この状態で、固定子３のモータ側巻線１２に、図示しない通電機構から電流が通電され、シャフト８が固定され、レゾルバ７のロータ１３が所定の回転角度で固定される。
図示しない検出機構により、レゾルバ７のステータ１５の回転角度を検出し、予め設定された基準角度と比較をして、その差分を算出する。
ステータコア１６の歯車部１６ｄは、周方向に沿って、連続して形成されているので、ステータ１５の角度基準位置の調整量が大きい場合であっても、十分調整することができる。
この差分が減少する方向に、調整治具２０を用いてステータ１５を回動させて、差分が０となったところで、調整治具２０の回動を停止する。
最後に、仮締め状態のネジ１９を完全に締めることで、ハウジング６と取付ホルダ１４との間にステータ１５が固定される。

実施の形態１に係るモータ１によると、レゾルバ７がケース２の内部に設けられ、レゾルバ７のステータコア１６の外周部には、歯車部１６ｄが形成され、ハウジング６に形成された貫通孔６ｃを通って、調整治具２０の歯車部２０ａの回動力が歯車部１６ｄに付与され、ステータコア１６が回動して、ステータ１５の角度基準位置が調整されるので、ケース２の径方向の寸法を変えずに、ステータ１５の角度基準位置の調整量が大きな場合にも対応することができる。

また、ステータコア１６の外周部には、歯車形状をした歯車部１６ｄが形成されているので、調整治具２０を用いて、簡単にステータ１５の角度基準位置を調整することができる。

また、ハウジング６の反レゾルバ７側には、電動パワーステアリング装置と嵌合する突出部６ｆが形成されているので、ハウジング６と電動パワーステアリング装置との間の空間が密閉され、ハウジング６に形成された貫通孔６ｃを完全に塞ぐ必要がなく、簡単にモータ１を製造することができる。

実施の形態２．
図１１（ａ）は実施の形態２に係るモータ１のステータ１５を示す平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のステータ１５の側面図である。
実施の形態２に係るモータ１におけるレゾルバ７のインシュレータ１７は、ステータコア１６の両面から挟むようにして取り付けられており、ティース部１６ｂの外周と、バックヨーク部１６ａの内周側とに一体に形成されている。
さらに、バックヨーク部１６ａの内周側であって、一方の面上に設けられたインシュレータ１７の一部は、バックヨーク部１６ａの外側まで延びて形成されている。
このバックヨーク部１６ａの外側まで延びて形成された領域には、実施の形態１に係るモータ１におけるレゾルバ７のステータコア１６に形成された歯車部１６ｄと同様にして、周方向に沿った歯車部１７ａが形成されている。
この歯車部１７ａが形成されたインシュレータ１７の面がハウジング６側を向くようにしてハウジング６に取り付けられる。
ステータコア１６とインシュレータ１７とは、互いに固定されているので、調整治具２０を用いて、インシュレータ１７を回動させると、ステータコア１６も同時に回動する。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。

この実施の形態２に係るモータ１によると、レゾルバ７がケース２の内部に設けられ、レゾルバ７のインシュレータ１７には、歯車部１７ａが形成され、ハウジング６に形成された貫通孔６ｃを通って、調整治具２０の歯車部２０ａの回動力が歯車部１７ａに付与され、ステータコア１６が回動して、ステータ１５の角度基準位置が調整されるので、ケース２の径方向の寸法を変えずに、ステータ１５の角度基準位置の調整量が大きな場合にも対応することができる。

なお、上記各実施の形態では、電磁鋼板を珪素鋼板として説明したが、勿論このものに限らず、その他の電磁鋼板であってもよい。

また、上記各実施の形態では、永久磁石同期型のモータについて説明したが、勿論このものに限らず、その他のモータであってもよい。

また、上記各実施の形態では、ステータコア１６の外周部またはインシュレータ１７の外周部に回動力受部として歯車部が形成されたレゾルバ７について説明したが、勿論このものに限らない。
例えば、ステータコア１６の外周部またはインシュレータ１７の外周部に、摩擦力が大きくなるように表面処理された摩擦部が形成され、弾性を有した調整治具２０と接触することで、調整治具２０からの回動力が付与され、ステータ１５が周方向に回動するレゾルバ７であってもよい。

実施の形態１に係るモータにおけるレゾルバの歯車部を含む縦断面図である。 図１のモータにおけるレゾルバの取り付けネジを含む縦断面図である。 図１のモータのハウジングの内側から反回転子側に向かって視た平面図である。 図１のモータのハウジングの外側から回転子側に向かって視た平面図である。 図５（ａ）は図１のステータを示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のステータの側面図である。 図５（ａ）のステータコアを示す平面図である。 図６の積層されたステータコアを構成する珪素鋼板の中で歯車部が形成された珪素鋼板を示す平面図である。 図６の積層されたステータコアを構成する珪素鋼板の中で歯車部が形成されていない珪素鋼板を示す平面図である。 図１のモータにおけるレゾルバの歯車部に調整治具を歯合させたときの断面図である。 図９のモータの平面図である。 図１１（ａ）は実施の形態２に係るモータのステータを示す平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の側面図である。

符号の説明

１ モータ、２ ケース、３ 固定子、４ 回転子、５ ネジ、６ ハウジング、６ａ 突出部、６ｂ 凹部、６ｃ 貫通孔、６ｄ 穴部、６ｅ 貫通孔、６ｆ 突出部、７ レゾルバ、８ シャフト、９ ハウジング側軸受、１０ ケース側軸受、１１ 固定子コア、１２ モータ側巻線、１３ ロータ、１４ 取付ホルダ、１５ ステータ、１６ ステータコア、１６ａ バックヨーク部、１６ｂ ティース部、１６ｃ 凹凸係止部、１６ｄ 歯車部、１７ インシュレータ、１７ａ 歯車部、１８ レゾルバ側巻線、１９ ネジ、２０ 調整治具、２０ａ 歯車部、２１ ターミナル、２２ リード線、２３ ネジ。

Claims (3)

1. 有底筒形状のケースと、
   前記ケースに設けられ、前記ケースの開口部を覆ったハウジングと、
   前記ケース内に設けられ、前記ケースの中心を回転可能なモータ用シャフトの端部に取付けられたロータおよびこのロータの外周に設けられたステータを有したレゾルバとを備え、
   前記ステータは、電磁鋼板を積層して構成された筒形状のステータコアと、このステータコアに巻装された巻線とを有したモータにおいて、
   前記ステータコアの外周部には、歯車形状に形成され回動力が付与される歯車部が周方向に沿って形成され、
   前記ハウジングは、前記ケースから離れる方向に延びて形成された円筒形状の突出部を有し、
   前記ハウジングには、前記ケースの内部と外部とを連通し前記モータ用シャフトの軸線に沿った方向に前記ケースの外部に開口した貫通孔が形成され、
   前記貫通孔は、前記モータ用シャフトの軸線に沿って視たときに、前記突出部の内側に配置され、
   外部から前記貫通孔を通って、前記歯車部に回動力が付与され、前記ステータの周方向の回動により、前記ステータの角度基準位置が調整されることを特徴とするモータ。
2. 有底筒形状のケースと、
   前記ケースに設けられ、前記ケースの開口部を覆ったハウジングと、
   前記ケース内に設けられ、前記ケースの中心を回転可能なモータ用シャフトの端部に取付けられたロータおよびこのロータの外周に設けられたステータを有したレゾルバとを備え、
   前記ステータは、電磁鋼板を積層して構成された筒形状のステータコアと、このステータコアに固定されたインシュレータと、このインシュレータを介して前記ステータコアに巻装された巻線とを有したモータにおいて、
   前記インシュレータには、歯車形状に形成され回動力が付与される歯車部が周方向に沿って形成され、
   前記ハウジングは、前記ケースから離れる方向に延びて形成された円筒形状の突出部を有し、
   前記ハウジングには、前記ケースの内部と外部とを連通し前記モータ用シャフトの軸線に沿った方向に前記ケースの外部に開口した貫通孔が形成され、
   前記貫通孔は、前記モータ用シャフトの軸線に沿って視たときに、前記突出部の内側に配置され、
   外部から前記貫通孔を通って、前記歯車部に回動力が付与され、前記ステータの周方向の回動により、前記ステータの角度基準位置が調整されることを特徴とするモータ。
3. 電動パワーステアリング装置に用いられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ。

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