JPH03155351A - 車両用モータにおける磁極位置検出装置用シャフト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、車両用モータに係り、特に車両用モータのシ
ャフトと同軸に配設される磁極位置検出装置のシャフト
構造に関するものである。

［従来の技術］ 近年、環境問題の観点から電気自動車の開発が盛んに行
われており、車両用モータとして種々の構造が提案され
ている。その−例を第３図に示す。

第３図（ａ）〜（ｄ）は、本出願人が先に提案した、冷
却装置を備えた電動機を電動車両のホイールモータに適
用した一例を示し、第３図（ａ）は垂直断面図、第３図
（ｂ）は第３図（ａ）における■−■線に沿う垂直断面
図、第３図（Ｃ）は第３図（ｂ）における■−■線に沿
う断面図、第３図（ｄ）は第３図（ａ）におけるＩＶ−
ＩＶ線に沿う垂直断面図である。

第３図（ａ）、（ｂ）に示されているように、ケーシン
グ５１は本体５２と左右の側壁部５３．５４とが多数の
ボルト５５によって一体に連結されて構成されている。

本体５２の内部には断面がほぼ円形の空間５２ａと下方
に位置しこの空間５２ａに連通した油溜め５２ｂとが設
けられている。本体５２の外面には多数の冷却用のフィ
ン５２ｃ１５２ｃ１　・・・が設けられている。左側壁
部５３の内部には空間５２ａの円形断面よりも小さな円
形断面の空間５３ａが設けられている。左側壁部５３の
外面にも多数の冷却用のフィン５３ｂ、５３ｂ。

・・・　５３Ｃ１５３ＣＮ　　・・・・・・が設けられ
ている。右側壁部５４の内部には空間５２ａとほぼ同径
の円形断面の空間５４ａが設けられている。

本体５２の空間５２ａ内には電動モータ５６が収容され
ている。電動モータ５６のモータ回転軸５６ａは本体５
２の側壁５２ｄに軸受５７によって回転可能に支持され
ている。そして、電動モータ５６の永久磁石からなるロ
ータ５ｆ３ｂがモータ回転軸５Ｅｆａに固定されている
とともに、電動モータ５６のステータ５８ｃが空間５２
ａの内壁に固定されている。

左側壁部５３の空間５３ａ内には電動モータ５６の磁極
位置を検出するための磁極位置検出装置トシてのレゾル
バ５８が収容されていて、そのレゾルバ５８の可動部側
がモータ回転軸５８ａの左端部に固定されているととも
に固定部側が本体５２の側壁５２ｄに固定されている。

右側壁部５４の空間５４ａ内には出力回転軸５９が収容
されており、この出力回転軸５９にはホイールハブ６０
がスプライン嵌合され、ナツト６１によって軸方向に移
動不能に固定されている。

この出力回転軸５９とホイールハブ６ｏとは側壁５４ｂ
に軸受６２によって回転可能に支持されている。ホイー
ルハブ６０には、タイヤ６３を支持したホイール６４が
ボルト・ナツト６５によって取り付けられている。

出力回転軸５９の左端にはその軸心と同心状の円形断面
の凹部５９ａが形成されているとともに放射状に広がる
フランジ部５９ｂが形成されている。

また出力回転軸５９内にモータ回転軸５８ａの右端部が
嵌挿されていて、この右端部は出力回転軸５９に軸受６
６によってラジアル方向にまた軸受６７によってスラス
ト方向にそれぞれ支持されている。すなわち、モータ回
転軸５８ａと出力回転軸５９とは同一軸線上に配設され
ているとともに互いに相対回転可能となっている。

フランジ部５９ｂの根元近傍にはキャリヤ６８が取り付
けられている。フランジ部５９ｂとキャリヤ６８との間
には所要数の軸Ｅ１９．６９、・・・が周方向に等間隔
に架設され、これら各々の軸６９．６９、・・・にピニ
オンギヤ７０．７０１　・・・がそれぞれ回転可能に支
持されている。ピニオンギヤ７０はモータ回転軸５６ａ
に形成されているサンギヤ７１と右側壁部５４の内壁に
固定されているリングギヤ７２との間に配設されていて
、これら両ギヤ７Ｌ７２に常時噛み合うようになってい
る。

そして、キャリヤ６８、軸６９、ピニオンギヤ７０、サ
ンギヤ７１、およびリングギヤ７２によって、モータ回
転軸５８ａと出力回転軸５９とを連結する遊星歯車減速
装置が構成されている。

更に、フランジ部５９ｂの周端には２枚のブレーキディ
スク７３．７３が軸方向にのみ摺動可能にスプライン嵌
合されている。右側壁部５４の内壁にはフランジ部５９
ｂの周端に対向した位置に３枚の摩擦ディスク７４．７
４．７４が軸方向にのみ摺動可能にスプライン嵌合され
ている。その場合、最も左側の摩擦ディスク７４はリン
グ状αキー７５によってそれ以上の左方への移動が阻止
されるようになっている。ブレーキディスク７３と摩擦
ディスク７４とは部分的に重合するようにして交互に配
置されている。そして、右側壁部５４の側壁の数箇所に
設けられたブレーキシリンダ７６．７６、・・・のピス
トン７６ａの端面が最も右側の摩擦ディスク７４の側面
に対向するようにされている。このブレーキシリンダ１
８は図示されない例えばマスクシリンダ等のブレーキ力
発生装置に接続されている。これらブレーキディスク７
３、摩擦ディスク７４、およびブレーキシリンダ７６に
よってブレーキ装置が構成されている。

このようにして、電動モータ５６、遊星歯車装置、出力
回転軸５９、およびブレーキ装置が一つのケーシング５
１内に収容されている。

一方、本体５２−の下部に設けられている油溜め５２ｂ
は右側壁部５４に形成された通路５４ｃに連通されてい
る。第３図（ｂ）に示されているように、この通路５４
ｃは本体５２に形成されたポンプ室５２ｅに連通されて
いる。第３図（Ｃ）から明らかなように、ポンプ室５２
ｅには遠心ポンプからなるオイルポンプ７７のブレード
７７ａが配設されていて、このブレード７７ａは本体５
２に固設した冷却用モータであるポンプモータ７７ｂに
よって回転されるようになっている。更に、ポンプ室６
２ｅは本体５２と左側壁部５３とにわたって形成された
油冷却室７８に連通されている。

第３図（ｄ）から明らかなように、油冷却室７８は環状
に形成されている。この油冷却室７８の上部は本体５２
に形成された通路５２ｆによって本体５２の空間５２ａ
の上部に連通ずるようにされている。このようにして、
油溜め５２ｂから空間６２ａの上部に連通ずる長い油通
路が本体５２と左側壁部５３とに形成されている。この
長い油通路、空間５２ａ１　および油溜め５２ｂ内には
、油が充慎されている。

更に第３図（ａ）に示されているように、コイル５８ｄ
には温度センサ８１が取り付けられている。

この温度センサ８１は電動モータ５６の温度を検出する
ことができれば他の場所に設けることもできる。

以上の構成により、油溜め、油通路の少なくとも一部、
オイルポンプおよびポンプモータからなる冷却装置を電
動機のケーシングに一体に設けることができ、しかも冷
却装置を設けても電動機はそれほど大きくなることはな
く、全体としてコンパクトかつ軽量になる。したがって
、冷却装置設置用のスペースが不要となり、設置スペー
スが限られている場合にも電動機を容易に取り付けるこ
とができる。

また、冷却装置を設置できることにより、電動モータの
冷却を確実に行うことができるようになる。このため、
フィルに大きな電流を流すことが可能となる。したがっ
て、電動機は高出力トルクを発生することができるとい
う効果を得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ さて、このような電動モータを駆動するためにはステー
タのコイル５Ｅ３ｄに電流を流さなければならないが、
どの磁極を構成するコイルに電流を流すかを決定するた
めに配設されているのがレゾルバ５８である。レゾルバ
５８の出力は図示しないモータ制御回路に導かれて現在
のロータの磁極位置が決定され、電流を供給するコイル
が決定されるようになされている。このような磁極位置
検出装置としては、レゾルバ以外にもアブソルートエン
コーダ等が知られているが、アブソルートエンコーダは
分解能を向上させようとすると円板の円周方向のサイズ
が大きくなり、また磁極位置の検出を行うための回路を
円板の近傍に組み込まなければならないので耐振性、耐
熱性に問題がある。

それに対してレゾルバは振動にも強く、熱にも強いので
、ホイールモータの磁極位置検出のためにレゾルバを用
いることは有効な手段とされ、広く使用されている。

ところで、レゾルバ５８はその性質上モータ回転軸５６
ａと同軸に配設される必要があり、第３図（ａ）に示す
構成においてはレゾルバ用シャフトはモータ回転軸５８
ａと一体になされている。第４図に第３図（ａ）のモー
タ回転軸５８ａの拡大図を示すが、モータ回転軸５６ａ
は、レゾルバ５８が配設される位置、図中Ａで示す軸受
５７が配設される位置およびロータ５８ｂが配設される
位置のそれぞれの位置で径が異なるように加工されてい
る。このような加工はチャッキング加工により行われる
が、チャッキング加工ではチャック位置を変えながら加
工を行うために同軸度の精度に問題が生じるので、チャ
ッキング加工による同軸度を確保するためにモータ回転
軸５θａの両端にはセンタリング孔９０，９１が形成さ
れている。

しかしながら、上記のようにレゾルバ用シャフトをモー
タ回転軸と一体に形成していることによって次のような
問題が生じていた。一つには、レゾルバ用シャフトをモ
ータ回転軸と一体形成するが故にレゾルバ用シャフトと
細く形成することが困難であることである。勿論レゾル
バ用シャフトの部分のみを非常に細く加工することは可
能ではあるが、その後の剪断加工、研磨、焼き入れ処理
等の際に歪が生じることが多く、レゾルバ用シャフトの
部分のみを非常に細く形成するのは得策ではないのであ
る。このようにレゾルバ用シャフトを細くできないため
に従来知られている小型、軽量で高性能のレゾルバを使
用することができず、そのためにホイールモータ自体が
大きくなってしまいコンパクト化への障害となっている
という問題がある。これはまた冷却効果上の問題をも引
き起こす。つまり、側壁部５３の外側ばかりでなく、内
側にも多くのフィンを設けることが冷却効果上を利なの
であるが、小さなレゾルバを使用できない状態において
はホイールモータ全体をコンパクトにするためには側壁
部５３の内側に多くのフィンを形成することは困難にな
り、それだけ冷却能力が低下するものである。

更に、モータ回転軸５８ａは磁性体で構成されているた
めに、レゾルバ５８がロータ５８ｂ等の磁場の影響を受
け、その性能を十分に発揮できないという問題も生じて
いた。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、小型且
つ軽量で高性能な磁極位置検出装置を取り付けることが
可能な車両用モータにおける磁極位置検出装置用シャフ
ト構造を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の車両用モータに
おける磁極位置検出装置用シャフト構造は、モータ回転
軸（２ａ）と同軸に磁極位置検出装置（５）が配設され
る車両用モータにおいて、前記磁極位置検出装置用シャ
フト（６）は前記モータ回転軸（２ａ）に同軸に圧入さ
れていることを特徴とする。

［作用および発明の効果］ 本発明においては、磁極位置検出装置用シャフト（６）
をモータ回転軸（２ａ）とは別体とし、モータ回転軸（
２ａ）に同軸に圧入したので、磁極位置検出装置用シャ
フト（６）の径を小さくすることができ、従って、磁極
位置検出装置（６）として小型、軽量のものを使用する
ことができ、その結果、車両用モータ全体の小型化、軽
量化を達成することができる。また、磁極位置検出装置
（５）が周辺の磁場によって影響を受は易いものであっ
ても磁極位置検出装置用シャフト（６）を非磁性体で構
成することによって周辺磁場の影響を防止することがで
きる。

更に、小型の磁極位置検出装置（５）を使用できるため
にケーシング（１）に冷却用フィン（１Ｃ）を形成する
余裕が生じるので冷却効果を向上させることが可能であ
る。

なお、上記構成に付した番号は図面と対比させるための
ものであり、これにより本発明の構成を回答限定される
ものではない。

［実施例コ 以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図（ａ）は本発明に係る車両用モータにおける磁極
位置検出装置用シャフト構造が適用される車両用モータ
の１実施例を示す断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）
におけるケースを■−■方向から見た平面図である。

第１図（ａ）において、ケース本体１は、ケーシング１
ａｚｌｂからなる断面略円形の２分割構造であり図示し
ないボルトで固定されている。ケース１ａの外周面には
、多数の冷却用フィン１ｃが設けられている。ケース本
体１内には、電動モータ２が収容され、その回転軸２ａ
の一端は、ケーシング１ａの側壁に軸受３によって支持
されている。そして、電動モータ２の永久磁石からなる
ロータ２ｂが、回転軸２ａに固定されると共に、該ロー
タに対向してステータ２ｃがケーシング１ａの内壁に圧
入固定され、該ステータ２ｃには、コイル２ｄが巻回さ
れている。

ケーシング１ａの外側壁には、モータの磁極位置検出装
置としてのレゾルバ５が配設され、レゾルバ用シャフト
６により回転軸２ａ内に固定されている。そして、レゾ
ルバ５の可動部５ａがシャフト６に固定され、固定部５
ｂがケーシング１ａに固定されている。

一方、ケーシング１ｂの側壁には、軸受７を介してホイ
ールハブ９が回転可能に支持されており、このホイール
ハブ９には、出力回転軸１０がスプライン嵌合され、ナ
ツト１１により軸方向に移動不能に固定されている。ホ
イールハブ８には、タイヤ１２を支持したホイール１３
がボルト・ナツト１５により取付けられている。

出力回転軸１０の左端には、その軸心と同心状の円形断
面の凹部が形成され、該凹部内に前記モータの回転軸２
ａが嵌挿され、軸受ＩＥｌ、１７により回転可能に支持
されている。出力回転軸１０には、キャリヤ１９が取付
けられ、該キャリヤ１９と出力回転軸１０との間には、
所要数の軸２０が周方向に等間隔に架設され、これら各
軸２０にプラネタリギヤ２１がそれぞれ回転可能に支持
されている。ピニオンギヤ２１は、モータ回転軸２ａの
他端に形成されているサンギヤ２２と、ケーシング１ｂ
の内壁にボルト２３ａにて固定されているリングギヤ２
３に常時噛み合うように配設されている。そして、キャ
リヤ１９、軸２０、ピニオンギヤ２１、サンギヤ２２お
よびリングギヤ２３によって、モータの回転軸２ａと出
力回転軸１０と連結する遊星歯車減速装置を構成してい
る。

さらに、ケース本体１の下部には、油溜２５が形成され
ると共に、ケーシング１ａの外部には、オイルポンプモ
ータ２６が取付けられ、オイルポンプモータ２６のブレ
ード２ｆ３ａが前記油溜２５内に臨むように配置されて
いる。また、ケーシング１ａの外側には、セパレートプ
レート２７および冷却用フィン２９ａが形成された油路
カバー２９が取付けられ、両者の間に油路３０を形成し
ている。セパレートプレート２７には、開口２７ａ１２
７ｂが形成され、開口２７ａは油溜２５に連通し、開口
２７ｂはケーシング１ａ内に形成された上部油路３１に
連通している。該上部油路３１にはコイル２ｄに対向し
て噴射孔３１ａ、３１ｂが形成されている。

第１図（ｂ）はケーシング１ａに形成されるフィン１ｃ
の形状を示している。フィン１ｃは車両進行方向に対し
て水平に形成されると共に、フィン１０間に上下方向に
空気通路１ｄが形成されている。なお、点線Ａで示す部
分は、油路カバー２９が取付けられる位置を示している
。

上記の構成において、冷却用の油は、オイルポンプモー
タ２６により、油溜２５、油路３０、上部油路３１を経
て循環し、噴射孔３１ａ、３１ｂから電動モータ２のコ
イル２ｄに直接衝突させる。

このとき、高温の油は、油路３０の両側に形成された冷
却用フィンＩ　ＣＮ　　２９　ａにより効率良く放熱さ
れる。

以上が本発明が適用されて好適な車両用モータの全体的
な説明であるが、第１図に示す構成におけるモータ回転
軸２ａとレゾルバ用シャフト６との関係を拡大して示し
ているのが第２図である。

第２図において、モータ回転軸２ａは中空になされてお
り、その一方の端部にはモータ回転軸２ａとは別体とな
されたレゾルバ用シャフト６が同軸に圧入されている。

モータ回転軸２ａの軸方向の全体に渡って中空になされ
ているのは、ホイールモータではギヤ、ベアリング、ロ
ータ等が切粉によって悪影響を受は易いために切粉を完
全に除去するためであり、このことがまた軽量化の達成
に役立っている。

第２図に示す構成によれば、レゾルバ用シャフト６の径
を細くすることが可能となり、小型、軽量のレゾルバを
使用することができるので、車両用モータ全体をコンパ
クトに構成することができる。レゾルバ５を小型のもの
とするとロータ２ｂの磁場等の影響を受は易くなるが、
それを防止するためにはレゾルバ用シャフトθを非磁性
体で構成すればよい。

このようにレゾルバ５を小型化できることはモータを冷
却する上でも宵利である。つまり、レゾルバ５が小型で
あればケーシング１ａに冷却用のフィンを形成する余裕
が生じるからであり、このことにより車両用モータ全体
のコンパクト化を達成しつつ、第１図（ｂ）に示すよう
な冷却用フィン１ｃを形成することができるのである。

なお、第１図（ａ）においてはレゾルバ５はシール４０
により油路３０．３１と隔離されているが、これはレゾ
ルバ５の出力を図示しないモータ制御回路に導くための
リード線が耐油性に乏しいことを考慮しているためであ
って、これは本質的な事項ではなく、耐油性のあるリー
ド線を使用する場合には当該シール４０を設ける必要が
無いことは明らかである。

以上の構成により、車両用モータ全体をコンパクトにで
きると共に、ロータ等の磁場がレゾルバに影響すること
を防止することができ、更に、第１図（ｂ）に示すよう
にケーシング１ａには多くのフィン１ｃを形成可能とな
るので冷却効果上非常にを利なものである。

以上、本発明の１実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可
能である。例えば、上記の実施例においては磁極位置検
出装置としてレゾルバをとりあげたが、その他のもので
あってもよいことは当業者に明かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される車両用モータの１実施例を
示す図、第２図は本発明に係る車両用モータにおける磁
極位置検出装置用シャフト構造の１実施例を示す断面図
、第３図は従来の車両用モータの構成例を示す図、第４
図は従来の車両用モータにおける磁極位置検出装置用シ
ャフト構造の例を示す断面図である。 １・・・ケース本体、２・・・電動モータ、２ａ・・・
回転軸、２ｂ・・・ロータ、２ｃ・・・ステータ、２ｄ
・・・コイル、５・・・レゾルバ、５ａ・・・可動部、
５ｂ・・・固定部、６・・・レゾルバ用シャフト、２６
・・・オイルポンプモータ、　Ｉ　Ｃ１ ２９ａ・・・冷却用フィン、 ２７・・・セパ レートプレート、 ２９・・・油路カバー ３０、３１ ・・・油路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータ回転軸と同軸に磁極位置検出装置が配設さ
   れる車両用モータにおいて、前記磁極位置検出装置用シ
   ャフトは前記モータ回転軸に同軸に圧入されていること
   を特徴とする車両用モータにおける磁極位置検出装置用
   シャフト装置。