JP6384217B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、レゾルバステータコアが締結固定されたモータに関するものである。

従来、モータとしては、レゾルバを備えたものがある。そして、レゾルバステータのレゾルバステータコアは、環状部と環状部から径方向に延びるティースとを有し、その環状部が固定プレートによって被固定部材（エンドプレート）に対して軸方向に締結固定されるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２５９００号公報

ところで、上記のようなレゾルバステータコアの環状部は、一般的に周方向に複数箇所で締結固定される。しかしながら、締結固定により環状部の任意の複数箇所に局部的な荷重がかかると、例えば、図４に示すように、ｓｉｎ波の出力信号（出力電圧）Ｚｓとｃｏｓ波の出力信号（出力電圧）Ｚｃの振幅が不規則に変化してしまい、検出結果の精度が低下するという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、レゾルバの高精度な検出結果を得ることができるモータを提供することにある。

上記課題を解決するモータは、環状部と環状部から径方向に延びるティースとを有するレゾルバステータコアの前記環状部が周方向に複数箇所で被固定部材に対して軸方向に締結固定されたモータであって、ｓｉｎ波出力巻線及びｃｏｓ波出力巻線が共に巻回された全てのティースと対応した周方向位置の前記環状部に局部的な荷重がかかるように前記環状部が締結固定される。

同構成によれば、ｓｉｎ波出力巻線及びｃｏｓ波出力巻線が共に巻回された全てのティースと対応した周方向位置の前記環状部に局部的な荷重がかかるように前記環状部が締結固定されるため、荷重がかかることによる出力信号の振幅の変化が略均等となり、良好な出力信号の波形を得ることができ、高精度な検出結果を得ることができる。

上記モータにおいて、周方向の複数箇所で前記環状部を前記被固定部材とで挟むための複数の挟持部と、それら各挟持部から径方向に延びて締結部材にて前記被固定部材に締結される固定片とを有する単一の固定プレートを備えることが好ましい。

同構成によれば、周方向の複数箇所で環状部を被固定部材とで挟むための複数の挟持部と、それら各挟持部から径方向に延びて締結部材にて被固定部材に締結される固定片とを有する単一の固定プレートを備えるため、例えば、締結箇所毎に分割された固定プレートが設けられる構成に比べて、部品点数を少なくすることができる。

上記課題を解決するモータは、環状部と環状部から径方向に延びるティースとを有するレゾルバステータコアの前記環状部が周方向に複数箇所で被固定部材に対して軸方向に締結固定されたモータであって、前記環状部が弾性部材を介して締結固定されており、前記弾性部材は、前記環状部を前記被固定部材とで挟むための挟持部と、径方向に延びて締結部材にて前記被固定部材に締結される固定片とを軸方向に連結する軸方向連結部に形成された弾性屈曲部である。

同構成によれば、環状部が弾性部材を介して締結固定されるため、周方向の複数箇所で締結固定されながらも、該部分に局部的に過大な荷重がかかることを抑えることができる。即ち、弾性部材を介さずに締結固定する構成では、各部材の寸法誤差等によって締結箇所に局部的に過大な荷重がかかる虞があるが、これを緩和することができる。よって、荷重がかかることによる出力信号の振幅の変化が大きくなってしまうことが抑えられ、良好な出力信号の波形を得ることができ、高精度な検出結果を得ることができる。

また、弾性部材は、環状部を被固定部材とで挟むための挟持部と、径方向に延びて締結部材にて被固定部材に締結される固定片とを軸方向に連結する軸方向連結部に形成された弾性屈曲部であるため、別体で設けた場合に比べて、部品点数を低減することができる。
上記モータにおいて、前記環状部は周方向に２箇所で締結固定されることが好ましい。
同構成によれば、環状部は周方向に２箇所で締結固定されるため、少ない締結箇所としながら高精度な検出結果を得ることができる。尚、締結箇所を少なくすることは、例えば、締結部材や組み付け工程を低減することに寄与する。

本発明のモータでは、レゾルバの高精度な検出結果を得ることができる。

一実施形態におけるブラシレスモータの一部断面図。 一実施形態のレゾルバステータ及び固定プレートを説明するための平面図。 一実施形態における機械角−出力電圧特性図。 従来技術を説明するための機械角−出力電圧特性図。 別例のレゾルバステータ及び固定プレートを説明するための平面図。 別例のレゾルバステータ及び固定プレートを説明するための平面図。 別例におけるブラシレスモータの一部断面図。 別例におけるブラシレスモータの一部断面図。

以下、ブラシレスモータの一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、ブラシレスモータ１は、ステータコア２の複数のティース２ａにそれぞれモータ巻線３が巻回されてなる環状のステータ４と、該ステータ４の内側に配置されて回転軸５とともに一体回転するロータ６と、該ロータ６の回転角度を検出するレゾルバ７とを備えている。

ブラシレスモータ１のモータケース１０は、有底筒状に形成されたヨークハウジング１１と、該ヨークハウジング１１の開口部を閉塞するエンドプレート１２とからなり、ステータ４はそのヨークハウジング１１の内周面に固定されている。ステータ４は、モータ巻線３に三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の駆動電源が供給されることにより、回転磁界を発生する。

ロータ６は、その回転軸５がヨークハウジング１１の底部１１ｂ及びエンドプレート１２に設けられた軸受１３，１４により回転可能に支持され、ステータ４の内側に配置されている。ロータ６は、マグネット飛散防止用の円筒カバー６ａの内部に複数個のマグネット（図示略）を有している。ロータ６は、ステータ４にて生じる回転磁界の影響を受け回転する。

レゾルバ７は、回転軸５（ロータ６）と一体回転するように固定される環状のレゾルバロータ２１と、該レゾルバロータ２１の径方向外側に配置される環状のレゾルバステータ２２とを備えている。

図１及び図２に示すように、レゾルバステータ２２は、同形状の磁性鋼板よりなるコアシートを複数枚積層してなり環状部３１と環状部３１から径方向内側に延びる複数（８個）のティースＴ１〜Ｔ８とを有するレゾルバステータコア３２と、樹脂製のインシュレータ３３を介してティースＴ１〜Ｔ８に巻回されたレゾルバ巻線３４とを備えている。レゾルバ巻線３４は、全てのティースＴ１〜Ｔ８に巻回された励磁巻線と、所定のティースに巻回されたｓｉｎ波出力巻線Ｍｓ及びｃｏｓ波出力巻線Ｍｃとからなる。

詳しくは、本実施形態では、ティースＴ１には、ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓが正巻で巻回され、ティースＴ２には、ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓが正巻で巻回されるとともにｃｏｓ波出力巻線Ｍｃが正巻で巻回され、ティースＴ３には、ｃｏｓ波出力巻線Ｍｃが正巻で巻回されている。又、ティースＴ４には、ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓが逆巻で巻回されるとともにｃｏｓ波出力巻線Ｍｃが正巻で巻回され、ティースＴ５には、ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓが逆巻で巻回され、ティースＴ６には、ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓが逆巻で巻回されるとともにｃｏｓ波出力巻線Ｍｃが逆巻で巻回されている。又、ティースＴ７には、ｃｏｓ波出力巻線Ｍｃが逆巻で巻回され、ティースＴ８には、ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓが正巻で巻回されるとともにｃｏｓ波出力巻線Ｍｃが逆巻で巻回されている。

そして、レゾルバ７は、前記励磁巻線に励磁電圧が印加されると、ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓ及びｃｏｓ波出力巻線Ｍｃからレゾルバロータ２１の回転位置に応じた出力信号を出力する。尚、この出力信号は、図示しない信号線を介して外部の制御装置に出力され、制御装置は、出力信号に基づいてレゾルバロータ２１、即ちロータ６の回転位置を検出して、ステータ４（モータ巻線３）に供給する三相駆動電源を生成する。

ここで、レゾルバステータコア３２の環状部３１は周方向に複数箇所でエンドプレート１２に対して軸方向に締結固定されている。
詳しくは、本実施形態では、ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓ及びｃｏｓ波出力巻線Ｍｃのいずれか一方が巻回された全てのティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７と対応した周方向位置の環状部３１に局部的な荷重がかかるように固定プレート３５と締結部材としてのボルト３６とによって環状部３１が周方向に複数箇所で締結固定されている。固定プレート３５は、レゾルバ巻線３４の軸方向一端側を覆う環状板部３５ａと、環状板部３５ａの外縁から軸方向に延びる筒部３５ｂと、筒部３５ｂの先端部から径方向外側に延びて周方向の複数箇所で前記環状部３１をエンドプレート１２とで挟むための複数の挟持部３５ｃと、各挟持部３５ｃから更に径方向外側に延びる固定片３５ｄとを有する。そして、固定プレート３５は、固定片３５ｄを貫通してエンドプレート１２に形成された雌ねじに螺合されるボルト３６によって固定片３５ｄがエンドプレート１２に締結固定されている。そして、この際、前記挟持部３５ｃが、ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓ及びｃｏｓ波出力巻線Ｍｃのいずれか一方が巻回された全てのティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７と対応した周方向位置の環状部３１に局部的な荷重がかかるように環状部３１に押圧接触して該環状部３１を締結固定している。

次に、上記のように構成されたブラシレスモータ１の作用について説明する。
外部の制御装置からレゾルバ巻線３４の内の励磁巻線に励磁電圧が印加されると、ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓ及びｃｏｓ波出力巻線Ｍｃからレゾルバロータ２１、即ちロータ６の回転位置に応じた出力信号が制御装置に出力される。すると、制御装置ではロータ６の回転位置と対応した前記出力信号に基づいて最適な三相駆動電源が生成され、該三相駆動電源がステータ４（モータ巻線３）に供給される。これにより、ステータ４では、回転磁界が発生され、ロータ６が回転駆動される。

次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓ及びｃｏｓ波出力巻線Ｍｃのいずれか一方が巻回された（他方が巻回されていない）全てのティースＴ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７と対応した周方向位置の環状部３１に局部的な荷重がかかるように環状部３１が締結固定される。よって、図３に示すように、荷重がかかることによる出力信号（出力電圧）Ｘｓ，Ｘｃの振幅の変化が略均等となり、良好な出力信号Ｘｓ，Ｘｃの波形を得ることができ、高精度な（ロータ６の回転位置の）検出結果を得ることができる。尚、図３は、ｓｉｎ波の出力信号（出力電圧）Ｘｓを実線で図示し、ｃｏｓ波の出力信号（出力電圧）Ｘｃを二点鎖線で図示している。

（２）周方向の複数箇所で環状部３１をエンドプレート１２とで挟むための複数の挟持部３５ｃと、それら各挟持部３５ｃから径方向に延びてボルト３６にてエンドプレート１２に締結される固定片３５ｄとを有する単一の固定プレート３５を備える。よって、例えば、締結箇所毎に分割された固定プレートが設けられる構成に比べて、部品点数を少なくすることができる。

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・図５に示すように、上記実施形態とほぼ同様の構成としながら、ｓｉｎ波出力巻線Ｍｓ及びｃｏｓ波出力巻線Ｍｃが共に巻回された全てのティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８と対応した周方向位置の環状部３１に局部的な荷重がかかるように環状部３１が締結固定された構成としてもよい。即ち、この例では、前記挟持部３５ｃ（及び固定片３５ｄ）がティースＴ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８と対応した周方向位置に配置されている。

このようにしても、荷重がかかることによる出力信号（出力電圧）の振幅の変化が略均等となり、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
・図６に示すように、上記実施形態とほぼ同様の構成としながら、全てのティースＴ１〜Ｔ８と対応した周方向位置の環状部３１に局部的な荷重がかかるように環状部３１が締結固定された構成としてもよい。即ち、この例では、前記挟持部３５ｃ（及び固定片３５ｄ）がティースＴ１〜Ｔ８と対応した周方向位置に配置されている。

このようにしても、荷重がかかることによる出力信号（出力電圧）の振幅の変化が略均等となり、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態及び別例では、複数の挟持部３５ｃと固定片３５ｄとを有する単一の固定プレート３５を備える構成としたが、上記実施形態又は別例と同じ位置に局部的な荷重がかかるように環状部３１が締結固定されれば、他の構成に変更してもよく、例えば、締結箇所毎に分割された固定プレートが設けられる構成としてもよい。

・締結箇所を任意として、環状部３１が弾性部材を介して締結固定された構成としてもよい。
例えば、図７に示すように変更してもよい。この例では、上記実施形態と異なり、挟持部３５ｃが１８０°間隔で２箇所に設けられるとともに環状部３１の周方向の任意の２箇所に配置され、挟持部３５ｃと固定片３５ｄとが軸方向連結部３５ｅにて軸方向に連結され、該軸方向連結部３５ｅに弾性部材としての弾性屈曲部３５ｆが形成されている。

このようにすると、環状部３１が弾性部材としての弾性屈曲部３５ｆを介して締結固定されることになり、周方向の複数箇所で締結固定されながらも、該部分に局部的に過大な荷重がかかることを抑えることができる。即ち、弾性部材を介さずに締結固定する構成では、各部材の寸法誤差等によって締結箇所に局部的に過大な荷重がかかる虞があるが、これを緩和することができる。よって、荷重がかかることによる出力信号の振幅の変化が大きくなってしまうことが抑えられ、良好な出力信号の波形を得ることができ、高精度な検出結果を得ることができる。

又、環状部３１は周方向に２箇所で締結固定されるため、少ない締結箇所としながら高精度な検出結果を得ることができる。尚、締結箇所を少なくすることは、例えば、ボルト３６や組み付け工程を低減することに寄与する。

又、弾性部材は、環状部３１をエンドプレート１２とで挟むための挟持部３５ｃと、径方向に延びてボルト３６にてエンドプレート１２に締結される固定片３５ｄとを軸方向に連結する軸方向連結部３５ｅに形成された弾性屈曲部３５ｆであるため、別体で設けた場合に比べて、部品点数を低減することができる。

又、例えば、図８に示すように変更してもよい。この例では、上記実施形態と異なり、挟持部３５ｃが環状部３１と軸方向に離間した間接挟持部３５ｇに変更され、１８０°間隔で２箇所に設けられるとともに環状部３１の周方向の任意の２箇所に配置され、該間接挟持部３５ｇと環状部３１との間に弾性部材としての圧縮ばね４１が介在されている。

このようにしても、環状部３１が弾性部材としての圧縮ばね４１を介して締結固定されることになり、周方向の複数箇所で締結固定されながらも、該部分に局部的に過大な荷重がかかることを抑えることができる。尚、上記別例（図７又は図８参照）における挟持部３５ｃ又は間接挟持部３５ｇの数は３つ以上に変更してもよい。

１２…エンドプレート（被固定部材）、３１…環状部、３２…レゾルバステータコア、３５…固定プレート、３５ｃ…挟持部、３５ｄ…固定片、３５ｅ…軸方向連結部、３５ｆ…弾性屈曲部（弾性部材）、３６…ボルト（締結部材）、４１…圧縮ばね（弾性部材）、Ｍｓ…ｓｉｎ波出力巻線、Ｍｃ…ｃｏｓ波出力巻線、Ｔ１〜Ｔ８…ティース。

Claims (4)

1. 環状部と環状部から径方向に延びるティースとを有するレゾルバステータコアの前記環状部が周方向に複数箇所で被固定部材に対して軸方向に締結固定されたモータであって、
   ｓｉｎ波出力巻線及びｃｏｓ波出力巻線が共に巻回された全てのティースと対応した周方向位置の前記環状部に局部的な荷重がかかるように前記環状部が締結固定されたことを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   周方向の複数箇所で前記環状部を前記被固定部材とで挟むための複数の挟持部と、それら各挟持部から径方向に延びて締結部材にて前記被固定部材に締結される固定片とを有する単一の固定プレートを備えたことを特徴とするモータ。
3. 環状部と環状部から径方向に延びるティースとを有するレゾルバステータコアの前記環状部が周方向に複数箇所で被固定部材に対して軸方向に締結固定されたモータであって、
   前記環状部が弾性部材を介して締結固定されており、
   前記弾性部材は、前記環状部を前記被固定部材とで挟むための挟持部と、径方向に延びて締結部材にて前記被固定部材に締結される固定片とを軸方向に連結する軸方向連結部に形成された弾性屈曲部であることを特徴とするモータ。
4. 請求項３に記載のモータにおいて、
   前記環状部は周方向に２箇所で締結固定されたことを特徴とするモータ。