JP4725293B2 - Motor unit - Google Patents
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Description
本発明は、駆動源であるモータと、当該モータの駆動力を変速する変速機構部と、で構成されたモータユニットに関する。 The present invention relates to a motor unit that includes a motor that is a drive source and a speed change mechanism that changes the driving force of the motor.
従来、車両におけるステアリングを作動させる場合のアシストとして、電動パワーステアリングユニットが適用されている。この電動パワーステアリングユニットの駆動源であるモータ(以下、「EPSモータ」という)は、回転位置を検出するためのレゾルバが内蔵されている(特許文献1、特許文献2参照)。 Conventionally, an electric power steering unit has been applied as an assist in operating a steering in a vehicle. A motor (hereinafter referred to as “EPS motor”) that is a drive source of the electric power steering unit includes a resolver for detecting a rotational position (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
特許文献1及び特許文献2に記載のEPSモータでは、当該EPSモータの出力軸(駆動軸)の出力端近傍にレゾルバロータが配置されており、前記出力軸側に取り付けられたレゾルバロータの回転を、当該レゾルバロータの外周に対応して配置されたレゾルバ検出部によって検出し、前記レゾルバ検出部の検出信号をレゾルバハーネスを介してEPSモータ外部のコントローラ等に電気信号として送出している。 In the EPS motors described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the resolver rotor is disposed in the vicinity of the output end of the output shaft (drive shaft) of the EPS motor, and the resolver rotor attached to the output shaft side rotates. The signal is detected by a resolver detector arranged corresponding to the outer periphery of the resolver rotor, and a detection signal of the resolver detector is sent as an electrical signal to a controller or the like outside the EPS motor via a resolver harness.
一方、レゾルバを駆動軸の出力端ではなく、出力端とは反対側の端部に取り付けた構造としたものもある(以下、変形構造)。
しかしながら、上記特許文献1又は特許文献2、或いは変形構造のEPSモータでは、少なくともEPSモータの一部としてレゾルバが存在するため、組付時の作業効率が悪い。また、モータヨーク長あるいは変速機構部軸長が延びてしまい、レイアウト的に小型化の妨げとなり、コンパクトにしたいという要求に応えられない場合がある。 However, in the above-mentioned Patent Document 1 or Patent Document 2, or an EPS motor having a deformed structure, the resolver is present as at least a part of the EPS motor, so that the work efficiency during assembly is poor. In addition, the motor yoke length or the transmission mechanism shaft length may be extended, which may hinder downsizing in terms of layout and may not meet the demand for compactness.
また、EPSモータの内部に設けたレゾルバ検出部からハーネスを取り回さなければならず、防水性を確保するための栓を幾多にも設けなければならない。 In addition, the harness must be routed from the resolver detector provided inside the EPS motor, and many plugs for ensuring waterproofness must be provided.
さらに、モータヨークとは別にレゾルバ用のカバーが必要となり、このカバーを対象とした防水のためのシール等が必要であり、複雑化を招いている。 Furthermore, a resolver cover is required separately from the motor yoke, and a waterproof seal or the like for the cover is required, resulting in complication.
本発明は上記事実を考慮し、簡単な構造で、レゾルバに対するハーネスの取り回しを軽減し、かつ防水のための施工が不要であり、確実にモータの回転状態を検出することができるモータユニットを得ることが目的である。 In view of the above facts, the present invention provides a motor unit that has a simple structure, reduces the wiring of the harness with respect to the resolver, does not require waterproofing, and can reliably detect the rotational state of the motor. Is the purpose.
本発明は、密閉された空間内に駆動力発生部を備えたモータと、当該駆動力発生部で発生した駆動力を前記モータから突出する駆動軸を介して受け、当該駆動力を変速する変速機構部と、で構成されたモータユニットであって、前記駆動軸が連結される変速機構部側に設けられ、前記モータから突出する駆動軸の軸方向端部を囲むレゾルバステータと、前記レゾルバステータによって囲まれた駆動軸に取り付けられ、前記駆動軸の回転位置検出の基準となるレゾルバロータと、前記レゾルバステータの内周面に配置されて前記レゾルバステータと前記レゾルバロータとの間隙の変化から前記駆動軸の回転位置を検出するレゾルバ検出部と、を有している。 The present invention provides a motor having a driving force generator in a sealed space and a driving force generated by the driving force generator via a driving shaft projecting from the motor to shift the driving force. a mechanism, in a motor unit configured, provided the speed change mechanism side in which the drive shaft is connected, and the resolver stator surrounding the axial end portion of the shaft drive that protrudes from the front SL motor, A resolver rotor, which is attached to a drive shaft surrounded by the resolver stator and serves as a reference for detecting the rotational position of the drive shaft, is disposed on an inner peripheral surface of the resolver stator, and a gap between the resolver stator and the resolver rotor. And a resolver detector that detects the rotational position of the drive shaft from the change.
本発明によれば、レゾルバ検出部及びレゾルバロータをモータユニット外に配設したため、レゾルバ検出部と、例えばコントローラとを配線するハーネスの取り回しの自由度を増すことができる。また、モータユニット内の部品点数を低減することで、駆動力発生部を小型化(例えば、モータヨーク長の短縮)を実現することができる。 According to the present invention, since the resolver detection unit and the resolver rotor are disposed outside the motor unit, it is possible to increase the degree of freedom of the harness wiring between the resolver detection unit and, for example, the controller. Further, by reducing the number of parts in the motor unit, it is possible to reduce the size of the driving force generation unit (for example, shorten the motor yoke length).
さらに、変速機構部は、モータからの駆動軸と同一回転するため、この変速機構部側にレゾルバ検出部を設けても、モータの回転状態を確実に検出することができる。 Furthermore, since the speed change mechanism portion rotates in the same direction as the drive shaft from the motor, the rotational state of the motor can be reliably detected even if a resolver detection portion is provided on the speed change mechanism portion side.
本発明は、前記モータから突出する駆動軸の軸方向端部が拡径され、当該拡径された軸方向端部の外周側に前記レゾルバロータが形成され、前記拡径された軸方向端部の内周側には前記変速機構部側の従動軸と連結されるメスセレーションが形成されてなることを特徴としていてもよい。 The present invention is an axial end diameter of the drive shaft projecting from the front SL motor, the resolver rotor on the outer peripheral side of the axial end portion which is the diameter is formed, the axial end which is the diameter A female serration connected to the driven shaft on the transmission mechanism side may be formed on the inner peripheral side of the part.
モータの駆動軸を変速機構部側の従動軸に連結する構造として、モータの駆動軸の軸方向端部を拡径し、拡径された軸方向端部の内周側にメスセレーションを形成することで、変速機構部側の従動軸と確実に連結することができ、かつ当該拡径された軸方向端部の外周側をレゾルバロータに適した形状することで、狭いスペースでレゾルバを配設することができる。 As a structure for connecting the motor drive shaft to the driven shaft on the transmission mechanism side, the axial end of the motor drive shaft is expanded, and a female serration is formed on the inner peripheral side of the expanded axial end. Therefore, the resolver can be arranged in a narrow space by being able to be reliably connected to the driven shaft on the transmission mechanism side, and by forming the outer peripheral side of the expanded axial end portion suitable for the resolver rotor. can do.
以上説明した如く本発明では、簡単な構造で、レゾルバに対するハーネスの取り回しを軽減し、かつ防水のための施工が不要であり、確実にモータの回転状態を検出することができるという優れた効果を有する。 As described above, the present invention has an excellent effect that it is simple in structure, reduces the wiring of the harness with respect to the resolver, does not require waterproofing, and can reliably detect the rotation state of the motor. Have.
図1には、本実施の形態に係る電動パワーステアリング用のモータ(EPSモータ)10が示されている。 FIG. 1 shows an electric power steering motor (EPS motor) 10 according to the present embodiment.
EPSモータ10は、その主要部品が円筒状のケース12に収容され、内部空間はほぼ密閉状態とされている。
As for the
ケース12の端面(図1の左側端面)からは、後述するロータ軸14が突出されている。
A
また、ケース12の図1の左端部側(開口側)には、ロータ軸14と直交する方向に屈曲されたフロントブラケット16が設けられており、本実施の形態では、このフロントブラケット16に円板状のモータフランジ部18がボルト19によって取り付けられている。このため、EPSモータ10とモータフランジ部18とは一体化しているとともに、ケース12の図1の左端部側(開口側)がモータフランジ部18によって閉塞され、ケース12の内部空間が略密閉状態とされている。
Further, a
モータフランジ部18は、変速機構部であるギヤボックスユニット50との連結固定用としての役目を有している。
The motor flange portion 18 has a role of connecting and fixing to the
前記ロータ軸14は、ケース12の図1の左右端部に設けられた軸受20によって回転自在に支持されており、ケース12の内部ではロータ22のロータコア23に嵌合し、ケース12の外部ではギヤボックスユニット50側から突出した従動軸52と同軸状態で連結されている。
The
また、ケース12の内周面には、ロータコア23の外周面に固定された永久磁石25に相対向して、ステータ24が取り付けられ、前記ロータ22の外周面と対向している。ステータ24には、ステータコイル24Aが巻き付けられている。
A stator 24 is attached to the inner peripheral surface of the
このステータ24とロータ22は、モータ10の駆動力発生部の一要素として構成されており、ステータ24とロータ22との間で磁界の変化を起こすことで、両者は相対回転(実質的には、ロータ22が回転)し、前記ロータ軸14を介して、この回転駆動力を外部(例えば、ギヤボックス)へ出力することができる。
The stator 24 and the
また、ケース12の内方の他端部(図1の右端部)には、樹脂モールド体(図示せず)が着脱可能に配設されている。この樹脂モールド体には、ロータ22の駆動を制御する電気部品が搭載された基板(図示せず)が装着されており、この基板に設けられた接続端子を介して、外部との電気的接続(ステータコイル24Aへの通電ための電力等)がなされている。
Further, a resin mold body (not shown) is detachably disposed at the other inner end of the case 12 (the right end in FIG. 1). A substrate (not shown) on which an electrical component for controlling the driving of the
ここで、モータフランジ部18は、ケース12に直接接触した構造となっており、ケース12の内方空間の熱を受けやすい配置構造となっている。
Here, the motor flange portion 18 has a structure in direct contact with the
そこで、ケース12のほぼ密閉構造を維持した状態で、モータフランジ部18によって熱を吸収することで、ケース12の内方空間の過熱状態を解消することが可能となる。
Therefore, it is possible to eliminate the overheating state of the inner space of the
ここで、前記EPSモータ10とギヤボックスユニット50との間の駆動力の伝達として適用されるロータ軸14は、ギヤボックスユニット50側から突出した従動軸52と同軸状態で連結されている。
Here, the
この場合、ロータ軸14における従動軸52への連結側端部(軸方向端部)は、拡径され、拡径された軸方向端部(長手方向端部)の外周側にはレゾルバロータ54が形成され、拡径された軸方向端部の内周側(中心部)には、メスセレーションとしての円溝56が形成されている。
In this case, the connecting side end (axial end) of the
一方、ギヤボックスユニット50側の従動軸52の先端部外周には、オスセレーションが形成されており、このオスセレーションがロータ軸14のメスセレーションに嵌合することで、ロータ軸14の駆動力が確実にギヤボックスユニット50側の従動軸52に伝達されるようになっている。従動軸52はギヤハウジング53に軸受55により回転自在に支持されており、従動軸52の略中間部にはウォーム57が形成されている。ウォーム57にはウォームホイール59が噛合している。このウォームホイール59の出力軸62はステアリングホイールに結合された入力軸に連結されている。
On the other hand, an osserration is formed on the outer periphery of the distal end of the driven
また、レゾルバロータ54の外周は、後述するレゾルバ検出部58による回転位置検出に適した形状となっており、図2(A)に示される楕円形状、図2(B)に示される矩形状(正方形)、図2(C)に示される三角形状態が代表的な形状である。
Further, the outer periphery of the
上記レゾルバロータ54は、ギヤボックスユニット50に設けられたレゾルバステータ60に包囲されている。レゾルバステータ60は、円環状に形成されて、レゾルバロータ54との間に間隙を保って配置されており、ロータ軸14が回転してもレゾルバロータ54がレゾルバステータ60の内周等に干渉しないようになっている。
The
このレゾルバステータ60の内周は、レゾルバロータ54と共にレゾルバを構成するレゾルバ検出部58となっている。すなわち、レゾルバロータ54とレゾルバ検出部58とは、EPSモータ10とギヤボックスユニット50とが前記モータフランジ部18によって連結固定されることで、互いに対向し合うことになり、レゾルバロータ54とレゾルバステータ60との間隙のリラクタンスがレゾルバロータ54の回転角度位置によって変化することに伴って、レゾルバロータ54の回転状態(すなわち、ロータ軸14の回転状態)をレゾルバ検出部58によって検出することができる構造である。
The inner periphery of the
以下に本実施の形態の作用を説明する。 The operation of this embodiment will be described below.
EPSモータ10とギヤボックスユニット50とを連結固定する前では、レゾルバ(レゾルバロータ54、レゾルバ検出部58)は、レゾルバロータ54がEPSモータ10側に配設され、レゾルバ検出部58がギヤボックスユニット50側に配設されているため、何ら機能しない。
Before the
この状態から、モータフランジ部18によってEPSモータ10とギヤボックスユニット50とを連結固定する。
From this state, the
このとき、ロータ軸14におけるレゾルバロータ54の中心部に形成されたメスセレーションと、ギヤボックスユニット50側の従動軸52に形成されたオスセレーションとが嵌合し合うため、ロータ軸14と従動軸52とが同軸連結される。
At this time, since the female serration formed in the central portion of the
上記連結が完了した状態では、レゾルバロータ54は、ギヤボックスユニット50のレゾルバステータ60に包囲された状態で収容され、このレゾルバステータ60の内周面に位置するレゾルバ検出部58と対向する。レゾルバロータ54の外周は、図2(A)乃至(C)に示される如く、レゾルバ検出部58による回転位置検出に適した形状(楕円、矩形、三角形)となっているため、ロータ軸14が回転すると、その回転状態をレゾルバ検出部58によって検出することが可能となる。
In the state where the connection is completed, the
このように、レゾルバロータ54及びレゾルバ検出部58を、EPSモータ10のケース12の外部に配設したため、EPSモータ10の密封性が向上する。
Thus, since the
また、レゾルバをギヤボックスユニット50のレゾルバステータ60に位置したことで、EPSモータ10のヨーク長を短縮することができ、全体として小型化を実現することができる。
Further, since the resolver is positioned on the
さらに、レゾルバ検出部58からコントローラへ配線するハーネスの取り回しも容易となり、防水のためのシールの施工も簡単にでき、組付作業性を向上することができる。
Furthermore, the harness wiring from the
10 EPSモータ
12 ケース
14 ロータ軸
16 フロントブラケット
18 フランジ
20 軸受
22 ロータ
24 ステータ
24A ステータコイル
50 ギヤボックスユニット
52 従動軸
54 レゾルバロータ
56 円溝
58 レゾルバ検出部
60 レゾルバステータ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記駆動軸が連結される変速機構部側に設けられ、前記モータから突出する駆動軸の軸方向端部を囲むレゾルバステータと、
前記レゾルバステータによって囲まれた駆動軸に取り付けられ、前記駆動軸の回転位置検出の基準となるレゾルバロータと、
前記レゾルバステータの内周面に配置されて前記レゾルバステータと前記レゾルバロータとの間隙の変化から前記駆動軸の回転位置を検出するレゾルバ検出部と、
を有し、
前記モータから突出する駆動軸の軸方向端部が拡径され、当該拡径された軸方向端部の外周側に前記レゾルバロータが形成され、前記拡径された軸方向端部の内周側には前記変速機構部側の従動軸と連結されるメスセレーションが形成されてなることを特徴とするモータユニット。 A motor having a driving force generator in a sealed space, a transmission mechanism that receives the driving force generated by the driving force generator through a driving shaft protruding from the motor, and shifts the driving force; A motor unit comprising:
A resolver stator that is provided on the side of the speed change mechanism connected to the drive shaft and surrounds the axial end of the drive shaft protruding from the motor;
A resolver rotor attached to a drive shaft surrounded by the resolver stator and serving as a reference for detecting the rotational position of the drive shaft;
A resolver detector that is disposed on an inner peripheral surface of the resolver stator and detects a rotational position of the drive shaft from a change in a gap between the resolver stator and the resolver rotor;
Have
The axial end portion of the drive shaft protruding from the motor is expanded in diameter, the resolver rotor is formed on the outer peripheral side of the expanded axial end portion, and the inner peripheral side of the expanded axial end portion The motor unit is characterized in that a female serration connected to the driven shaft on the transmission mechanism side is formed.
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