JPWO2020137291A1 - モータ - Google Patents

Abstract

本発明のモータの一つの態様は、中心軸を中心として回転するロータと、ロータと隙間を介して径方向に対向するステータと、ロータおよびステータを収容するハウジングと、ロータを回転可能に支持するベアリングと、ベアリングを保持し、ハウジングに固定されたベアリングホルダと、ロータの回転を検出する回転センサと、ベアリングホルダに設けられ、回転センサを保持するセンサホルダと、を備える。本発明のモータの一つの態様には、ハウジングに対してベアリングホルダとセンサホルダとを一体的に周方向に回転させて回転センサの周方向位置を調整可能な位置調整機構が設けられている。

Description

本発明は、モータに関する。

ロータの回転を検出する回転センサの周方向位置を調整できる構造を有するモータが知られる。例えば、特許文献１には、ハウジングの内部に配置された基板ホルダを回転させることで、回転センサとしての位相検出センサの周方向位置を調整できる構造が記載される。

日本国公開公報特開平９−１８２４０３号公報

しかし、上記のような構造においては、基板ホルダを回転させる際に基板ホルダがハウジングと擦れ、基板ホルダの表面が削れる場合があった。そのため、ハウジングの内部にコンタミネーションが生じる場合があった。

本発明は、上記事情に鑑みて、回転センサを保持するセンサホルダが擦れることを抑制しつつ、回転センサの周方向位置を調整できる構造を有するモータを提供することを目的の一つとする。

本発明のモータの一つの態様は、中心軸を中心として回転するロータと、前記ロータと隙間を介して径方向に対向するステータと、前記ロータおよび前記ステータを収容するハウジングと、前記ロータを回転可能に支持するベアリングと、前記ベアリングを保持し、前記ハウジングに固定されたベアリングホルダと、前記ロータの回転を検出する回転センサと、前記ベアリングホルダに設けられ、前記回転センサを保持するセンサホルダと、を備える。本発明のモータの一つの態様には、前記ハウジングに対して前記ベアリングホルダと前記センサホルダとを一体的に周方向に回転させて前記回転センサの周方向位置を調整可能な位置調整機構が設けられている。

本発明の一つの態様によれば、モータにおいて、回転センサを保持するセンサホルダが擦れることを抑制しつつ、回転センサの周方向位置を調整できる。

図１は、本実施形態の回転翼装置を示す断面図である。 図２は、本実施形態のモータを示す斜視図である。 図３は、本実施形態のベアリングホルダ、センサアセンブリ、バスバーアセンブリ、およびハウジングの一部を示す斜視図である。 図４は、本実施形態のベアリングホルダおよびセンサアセンブリを示す斜視図である。

各図に適宜示すＺ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸Ｊは、Ｚ軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

以下の実施形態において下側は、軸方向一方側に相当する。なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

図１に示すように、本実施形態のモータ１０は、回転翼装置１に搭載される。回転翼装置１は、例えば、無人飛行体に搭載される。回転翼装置１は、モータ１０と、プロペラ２と、を備える。

モータ１０は、ロータ２０と、ステータ３０と、ハウジング４０と、ベアリングホルダ９０と、センサアセンブリ５０と、バスバーアセンブリ６０と、第１ベアリング７１と、第２ベアリング７２と、プロペラ取付部８０と、電源コネクタ部１００と、を備える。ロータ２０、ステータ３０、センサアセンブリ５０、バスバーアセンブリ６０、第１ベアリング７１、および第２ベアリング７２は、ハウジング４０の内部に収容される。

ロータ２０は、中心軸Ｊを中心として回転する。ロータ２０は、シャフト２１と、ロータ本体２４と、を有する。シャフト２１は、中心軸Ｊに沿って配置される。シャフト２１は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。シャフト２１の上端部は、ハウジング４０よりも上側に突出する。シャフト２１の上端部には、プロペラ取付部８０が固定される。プロペラ取付部８０は、プロペラ２が取り付けられる部分である。プロペラ取付部８０は、ハウジング４０の外部に位置する。

ロータ本体２４は、シャフト２１の外周面に固定される。ロータ本体２４は、ロータコア２２と、ロータマグネット２３と、を有する。すなわち、ロータ２０は、ロータコア２２と、ロータマグネット２３と、を有する。ロータコア２２は、シャフト２１の外周面に固定される。ロータコア２２は、内コア部２２ａと、外コア部２２ｂと、複数の連結部２２ｃと、を有する。内コア部２２ａは、周方向に沿った環状である。本実施形態において内コア部２２ａは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。内コア部２２ａは、シャフト２１の外周面に固定される。外コア部２２ｂは、内コア部２２ａの径方向外側に位置する。本実施形態において外コア部２２ｂは、周方向に沿った環状である。より詳細には、外コア部２２ｂは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。外コア部２２ｂは、内コア部２２ａよりも軸方向両側に突出する。

複数の連結部２２ｃは、内コア部２２ａと外コア部２２ｂとの径方向の間に位置する。複数の連結部２２ｃは、内コア部２２ａと外コア部２２ｂとを繋ぐ。複数の連結部２２ｃは、周方向に沿って配置される。連結部２２ｃの軸方向の寸法は、内コア部２２ａの軸方向の寸法と同じである。連結部２２ｃの上側の端部は、内コア部２２ａの上側の端部と軸方向において同じ位置に配置される。連結部２２ｃの下側の端部は、内コア部２２ａの下側の端部と軸方向において同じ位置に配置される。

ロータマグネット２３は、ロータコア２２の径方向外側面に固定される。本実施形態においてロータマグネット２３は、接着剤でロータコア２２の径方向外側面に固定される。ロータコア２２の径方向外側面は、外コア部２２ｂの径方向外側面である。図示は省略するが、ロータマグネット２３は、周方向に沿って互いに間隔を空けて複数設けられる。複数のロータマグネット２３は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。

ロータマグネット２３は、軸方向に延びる略直方体状である。ロータマグネット２３の角部は、丸面取りされている。本実施形態において複数のロータマグネット２３のそれぞれは、２つのマグネットが軸方向に連結されて構成される。複数のロータマグネット２３のそれぞれは、径方向に沿って磁極としてＮ極とＳ極とを有する。周方向に隣り合うロータマグネット２３における磁極は、Ｎ極とＳ極との径方向位置が互いに反転している。すなわち、周方向に隣り合うロータマグネット２３において、一方のロータマグネット２３が径方向外側にＮ極を有する場合、他方のロータマグネット２３は、径方向外側にＳ極を有する。

ロータマグネット２３の上側の端部は、外コア部２２ｂの上側の端部と軸方向において同じ位置に配置される。ロータマグネット２３の下側の端部は、外コア部２２ｂの下側の端部よりも下側に位置する。ロータマグネット２３のうち外コア部２２ｂよりも下側に位置する部分は、ロータコア２２よりも下側に突出する突出部２３ａである。すなわち、複数のロータマグネット２３のそれぞれは、ロータコア２２よりも下側に突出する突出部２３ａを有する。

第１ベアリング７１および第２ベアリング７２は、ロータ２０を回転可能に支持する。より詳細には、第１ベアリング７１は、シャフト２１のうちロータコア２２よりも下側に位置する部分を回転可能に支持する。第２ベアリング７２は、シャフト２１のうちロータコア２２よりも上側に位置する部分を回転可能に支持する。本実施形態において第１ベアリング７１および第２ベアリング７２は、転がり軸受である。第１ベアリング７１および第２ベアリング７２は、例えば、ボールベアリングである。

ステータ３０は、ロータ２０と隙間を介して径方向に対向する。ステータ３０は、ロータ２０の径方向外側に位置する。ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３２と、複数のコイル３３と、を有する。複数のコイル３３は、インシュレータ３２を介してステータコア３１に装着される。

ハウジング４０は、頂壁部４１と、筒状部４２と、保持部４３と、底壁部４４と、複数のフィン４５と、を有する。本実施形態において頂壁部４１と筒状部４２と保持部４３と複数のフィン４５とは、同一の単一部材の一部である。底壁部４４は、頂壁部４１と筒状部４２と保持部４３と複数のフィン４５とを含む単一部材とは別部材であり、当該単一部材に固定される。

頂壁部４１は、ステータ３０の上側に位置し、ステータ３０の上側を覆う。頂壁部４１は、中心軸Ｊを中心とする円環板状である。筒状部４２は、頂壁部４１の径方向外周縁部から下側に延びる。筒状部４２は、中心軸Ｊを中心とし、下側に開口する円筒状である。筒状部４２の内周面には、ステータコア３１が固定される。筒状部４２は、軸方向の中心よりも下側寄りの部分において外径および内径が大きくなっている。これにより、筒状部４２の内周面には、段差部４２ａが設けられている。

筒状部４２の外周面には、周方向に沿って複数のフィン４５が設けられる。複数のフィン４５は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。保持部４３は、頂壁部４１の径方向内周縁部から上側に突出する。保持部４３の径方向内側には、第２ベアリング７２が保持される。

底壁部４４は、筒状部４２の下側の端部に固定される。底壁部４４は、ステータ３０の下側に位置し、ステータ３０の下側を覆う。底壁部４４は、底壁本体部４４ａと、第１嵌合筒部４４ｂと、を有する。底壁本体部４４ａは、中心軸Ｊを中心とする円環板状である。底壁本体部４４ａの径方向外周縁部は、筒状部４２の下側の端部に、例えば、ねじで固定される。底壁本体部４４ａの径方向内周縁部は、ステータ３０よりも径方向内側に位置する。第１嵌合筒部４４ｂは、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円筒状である。本実施形態において第１嵌合筒部４４ｂは、底壁本体部４４ａの径方向内周縁部から上側に延びる。

底壁部４４には、電源コネクタ部１００が設けられる。電源コネクタ部１００は、底壁本体部４４ａから下側に突出する。電源コネクタ部１００には、モータ１０に電源を供給する外部電源が接続される。

ハウジング４０は、下側に開口する開口部４０ａを有する。本実施形態において開口部４０ａは、底壁部４４に設けられる。開口部４０ａは、底壁本体部４４ａの中央を軸方向に貫通する貫通孔である。

ベアリングホルダ９０は、第１ベアリング７１を保持し、ハウジング４０に固定される。本実施形態においてベアリングホルダ９０は、底壁部４４に固定される。本実施形態においてベアリングホルダ９０は、ハウジング４０とともにモータ１０の外殻を構成している。図２に示すように、ベアリングホルダ９０は、モータ１０の下側に露出する。ベアリングホルダ９０は、金属製である。ベアリングホルダ９０は、ベアリングホルダ本体部９１と、ホルダフランジ部９２と、を有する。

ベアリングホルダ本体部９１は、開口部４０ａに設けられる。ベアリングホルダ本体部９１は、中心軸Ｊを中心とし、下側に開口する有蓋の円筒状である。本実施形態においてベアリングホルダ本体部９１は、開口部４０ａに嵌め合わされ、開口部４０ａを閉塞している。ベアリングホルダ本体部９１は、保持部９３と、円環部９４と、第２嵌合筒部９５と、を有する。

図３および図４に示すように、円環部９４は、中心軸Ｊを中心とする円環板状である。図１に示すように、円環部９４は、底壁部４４よりも上側に位置する。円環部９４は、筒状部４２の径方向内側に位置する。図４に示すように、円環部９４は、円環部９４を軸方向に貫通する貫通孔９４ａを有する。貫通孔９４ａは、周方向に延びる孔である。貫通孔９４ａは、ベアリングホルダ９０を軸方向に貫通する。より詳細には、図２に示すように、貫通孔９４ａは、円環部９４、後述する土台部９７ｄおよび固定部材９７ｂを軸方向に貫通する。

図１に示すように、第２嵌合筒部９５は、円環部９４の径方向外周縁部から下側に延びる。第２嵌合筒部９５は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円筒状である。第２嵌合筒部９５は、第１嵌合筒部４４ｂの径方向内側に位置する。第２嵌合筒部９５の上側の端部は、第１嵌合筒部４４ｂの上側の端部よりも上側に位置する。第２嵌合筒部９５の下側の端部は、底壁本体部４４ａの径方向内周縁部よりも下側に位置する。

第１嵌合筒部４４ｂと第２嵌合筒部９５とは、互いに嵌め合わされている。第１嵌合筒部４４ｂの内周面と第２嵌合筒部９５の外周面との径方向の間には、中心軸Ｊを中心とする円環状のＯリング１３０が配置される。Ｏリング１３０は、第１嵌合筒部４４ｂの内周面と第２嵌合筒部９５の外周面とに接触し、第１嵌合筒部４４ｂの内周面と第２嵌合筒部９５の外周面との径方向の間を封止する。

保持部９３は、円環部９４の径方向内周縁部に設けられる。保持部９３は、筒部９３ｂと、底部９３ａと、を有する。筒部９３ｂは、円環部９４の径方向内周縁部から軸方向両側に突出する。筒部９３ｂは、中心軸Ｊを中心とする略円筒状である。筒部９３ｂは、上側に開口する。筒部９３ｂの下側の端部は、第２嵌合筒部９５の下側の端部よりも上側に位置する。筒部９３ｂの径方向内側には、第１ベアリング７１が保持される。本実施形態において第１ベアリング７１は、筒部９３ｂの径方向内側に隙間嵌めされている。

図４に示すように、筒部９３ｂの外周面には、径方向内側に窪む凹部９３ｃが設けられる。凹部９３ｃは、軸方向に延びて上側に開口する。凹部９３ｃの内側面は、軸方向に沿って視て、径方向内側に凹となる円弧状である。

底部９３ａは、中心軸Ｊを中心とする略円板状である。底部９３ａは、第１ベアリング７１およびシャフト２１の下側を覆う。底部９３ａの径方向外周縁部は、筒部９３ｂの下側の端部に繋がる。底部９３ａと第１ベアリング７１との間には、予圧部材１２０が設けられる。予圧部材１２０は、第１ベアリング７１の外輪に上側向きの予圧を加える。予圧部材１２０は、例えば、ウェーブワッシャである。

ホルダフランジ部９２は、ベアリングホルダ本体部９１から径方向外側に突出する。本実施形態においてホルダフランジ部９２は、第２嵌合筒部９５の下側の端部から径方向外側に突出する。ホルダフランジ部９２は、板面が軸方向を向く板状である。ホルダフランジ部９２は、開口部４０ａの周縁部に下側から接触する。本実施形態において開口部４０ａの周縁部は、底壁本体部４４ａの下側の面のうち径方向内周縁部である。

図２に示すように、ホルダフランジ部９２は、中心軸Ｊを中心とする略円環状である。ホルダフランジ部９２は、基部９２ａと、固定部９２ｂと、を有する。基部９２ａは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。固定部９２ｂは、基部９２ａから径方向外側に突出する。固定部９２ｂは、周方向に沿って複数設けられる。複数の固定部９２ｂは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。本実施形態において固定部９２ｂは、例えば、４つ設けられる。

固定部９２ｂは、固定部９２ｂを軸方向に貫通する長孔９２ｃを有する。長孔９２ｃは、周方向に延びる。長孔９２ｃには、ベアリングホルダ９０をハウジング４０に固定するねじ部材９６が通される。ねじ部材９６は、下側から長孔９２ｃを通ってハウジング４０に締め込まれる。より詳細には、ねじ部材９６は、下側から長孔９２ｃを通って開口部４０ａの周縁部に設けられた雌ねじ穴に締め込まれる。これにより、ホルダフランジ部９２が開口部４０ａの周縁部に固定され、ベアリングホルダ９０がハウジング４０に固定される。ねじ部材９６を取り外した状態、またはねじ部材９６を緩めた状態において、ベアリングホルダ９０は、ねじ部材９６のうち長孔９２ｃに通された部分が長孔９２ｃ内において周方向に移動可能な範囲で、周方向に回転可能である。ねじ部材９６のねじ頭部は、モータ１０の外部に露出する。

ベアリングホルダ９０は、センサコネクタ部９７をさらに有する。センサコネクタ部９７は、後述する回転センサ５２からの信号を出力可能な部分である。図示は省略するが、センサコネクタ部９７には、回転センサ５２の信号が出力される制御装置のコネクタ部が接続される。センサコネクタ部９７は、土台部９７ｄと、ブッシュ９７ａと、固定部材９７ｂと、を有する。土台部９７ｄは、円環部９４から下側に突出する。土台部９７ｄは、筒部９３ｂの径方向外側に位置し、筒部９３ｂと繋がる。

ブッシュ９７ａは、貫通孔９４ａに嵌め合わされる。ブッシュ９７ａの下側の端部は、土台部９７ｄよりも下側に突出する。ブッシュ９７ａの下側の端部には、センサコネクタ部９７に接続される制御装置のコネクタ部が接続される。図４に示すように、ブッシュ９７ａの上側の端部は、円環部９４の上側の面と軸方向において同じ位置に配置される。ブッシュ９７ａは、ブッシュ９７ａを軸方向に貫通する複数の接続孔９７ｃを有する。

図２に示すように、固定部材９７ｂは、ねじによって土台部９７ｄに固定され、ブッシュ９７ａを土台部９７ｄに固定する。図示は省略するが、固定部材９７ｂは、ブッシュ９７ａの外周面から突出するフランジ部を下側から土台部９７ｄに押し付けて、ブッシュ９７ａを土台部９７ｄに固定する。

図１に示すように、センサアセンブリ５０は、ロータコア２２とベアリングホルダ９０との軸方向の間に位置する。センサアセンブリ５０は、センサホルダ５１と、回転センサ５２と、回路基板５３と、を有する。すなわち、モータ１０は、センサホルダ５１と、回転センサ５２と、回路基板５３と、を備える。

センサホルダ５１は、ベアリングホルダ９０に設けられ、回転センサ５２を保持する。本実施形態においてベアリングホルダ９０とセンサホルダ５１とは、互いに別部材である。センサホルダ５１は、樹脂製である。図３および図４に示すように、センサホルダ５１は、固定筒部５１ａと、フランジ部５１ｂと、配線保持部５１ｃと、センサ保持部５１ｄと、を有する。

固定筒部５１ａは、中心軸Ｊを囲みベアリングホルダ９０に固定される部分である。固定筒部５１ａは、中心軸Ｊを中心とし、軸方向両側に開口する円筒状である。固定筒部５１ａは、筒部９３ｂに径方向外側から嵌め合わされる。固定筒部５１ａの内周面は、筒部９３ｂの外周面に、例えば、接着剤で固定されている。これにより、センサホルダ５１は、ベアリングホルダ９０に固定されている。固定筒部５１ａの内周面および筒部９３ｂの外周面の少なくとも一方には、例えば、接着剤が充填される接着用の溝が設けられる。固定筒部５１ａの下側の端部は、円環部９４の上側の面に接触する。固定筒部５１ａの上側の端部は、筒部９３ｂよりも上側に位置する。

図４に示すように、固定筒部５１ａの内周面には、径方向内側に突出する凸部５１ｇが設けられる。凸部５１ｇは、軸方向に延びる。凸部５１ｇの外形は、軸方向に沿って視て、径方向内側に凸となる円弧状である。凸部５１ｇは、凹部９３ｃに嵌め合わされる。これにより、凸部５１ｇが凹部９３ｃに対して周方向に引っ掛かり、センサホルダ５１がベアリングホルダ９０に対して周方向に回転することを抑制できる。本実施形態においては、凸部５１ｇのうち筒部９３ｂの径方向外側に位置する部分が凹部９３ｃに嵌め合わされる。

フランジ部５１ｂは、固定筒部５１ａの上側の端部から径方向外側に突出する。フランジ部５１ｂは、板面が軸方向を向く板状である。フランジ部５１ｂは、周方向に沿って延びる。本実施形態においてフランジ部５１ｂは、軸方向に沿って視て、中心軸Ｊを中心とする略半円弧状である。フランジ部５１ｂの径方向外周縁部は、円環部９４の径方向外周縁部よりも径方向内側に位置する。

配線保持部５１ｃは、後述する複数の配線９８を保持する部分である。そのため、配線９８が移動してロータ２０と接触することを抑制できる。配線保持部５１ｃは、軸方向に沿って視て、貫通孔９４ａと後述する回路基板５３の周方向一方側の端部との周方向の間に位置する。配線保持部５１ｃは、上板部５１ｅと、外板部５１ｆと、を有する。本実施形態において上板部５１ｅは、第１部分に相当し、外板部５１ｆは、第２部分に相当する。

上板部５１ｅは、固定筒部５１ａから径方向外側に突出する。より詳細には、上板部５１ｅは、固定筒部５１ａの上側の端部のうちフランジ部５１ｂが設けられていない部分から径方向外側に突出する。上板部５１ｅは、ロータ本体２４と複数の配線９８との軸方向の間に位置する。そのため、配線９８が上側に移動することを上板部５１ｅによって抑制できる。これにより、複数の配線９８がロータ本体２４に接触することを抑制できる。上板部５１ｅの径方向外側の端部は、円環部９４の径方向外周縁部よりも径方向内側に位置する。

外板部５１ｆは、上板部５１ｅから下側に延びる。より詳細には、外板部５１ｆは、上板部５１ｅの径方向外側の端部から下側に延びる。外板部５１ｆは、複数の配線９８の径方向外側に位置する。そのため、配線９８が径方向外側に移動することを外板部５１ｆによって抑制できる。これにより、配線９８が上板部５１ｅよりも径方向外側にずれて上側に移動することを抑制できる。したがって、配線９８がロータ本体２４に接触することをより抑制できる。外板部５１ｆの下側の端部は、円環部９４の上側に離れて位置する。

センサ保持部５１ｄは、フランジ部５１ｂの径方向外周縁部から上側に突出する。図３に示すように、センサ保持部５１ｄは、回転センサ５２を保持する保持凹部５１ｈを有する。保持凹部５１ｈは、下側および径方向外側に開口する。本実施形態においてセンサ保持部５１ｄは、周方向に沿って複数設けられる。センサ保持部５１ｄは、例えば、３つ設けられる。３つのセンサ保持部５１ｄは、周方向に沿って等間隔に配置される。図１に示すように、センサ保持部５１ｄは、ロータマグネット２３の突出部２３ａの径方向内側に位置する。

センサホルダ５１の少なくとも一部は、ステータ３０の径方向内側に位置する。そのため、径方向に沿って視て、センサホルダ５１の少なくとも一部をステータ３０と重ねることができる。これにより、モータ１０を軸方向に小型化できる。本実施形態においては、センサホルダ５１のうち、固定筒部５１ａの上側の端部とフランジ部５１ｂと配線保持部５１ｃの上側部分とセンサ保持部５１ｄとが、ステータ３０のうちインシュレータ３２の径方向内側に位置する。

本実施形態において回転センサ５２は、ロータマグネット２３の磁界を検出する磁気センサである。回転センサ５２は、例えば、ホールＩＣ等のホール素子である。回転センサ５２は、ロータマグネット２３の磁界を検出することで、ロータ２０の回転を検出する。図３に示すように、回転センサ５２は、周方向に沿って複数設けられる。回転センサ５２は、例えば、３つ設けられる。３つの回転センサ５２のそれぞれは、３つのセンサ保持部５１ｄのそれぞれに保持される。

回転センサ５２は、センサ本体５２ａと、複数のセンサ端子５２ｂと、を有する。センサ本体５２ａは、センサ保持部５１ｄの保持凹部５１ｈに嵌め合わされて保持される。そのため、回転センサ５２をセンサホルダ５１に対して安定して保持できる。本実施形態においてセンサ本体５２ａは、保持凹部５１ｈに軽圧入されている。

図１に示すように、センサ本体５２ａは、突出部２３ａの径方向内側に位置する。すなわち、回転センサ５２は、突出部２３ａの径方向内側に位置する。そのため、径方向に沿って磁極としてＮ極とＳ極とを有するロータマグネット２３の磁界を、回転センサ５２によって好適に検出しやすい。これにより、回転センサ５２によるロータ２０の回転検出精度を向上できる。また、回転センサ５２で検出するためのマグネットをロータマグネット２３の他に別途設ける必要がなく、モータ１０の部品点数を低減できる。回転センサ５２は、突出部２３ａの径方向内側面の下端部と径方向に隙間を介して対向する。

図３に示すように、複数のセンサ端子５２ｂは、センサ本体５２ａから下側に延びる。センサ端子５２ｂは、回路基板５３に設けられた孔に通されて、回路基板５３に電気的に接続される。回路基板５３は、センサホルダ５１に固定される。回路基板５３は、板面が軸方向を向く板状である。回路基板５３は、フランジ部５１ｂの下側に位置する。回路基板５３は、周方向に延びる円弧状である。

図４に示すように、回路基板５３の周方向一方側の端部には、複数の配線９８の一端が接続される。複数の配線９８は、回路基板５３を介して回転センサ５２と電気的に接続される。複数の配線９８は、回転センサ５２からの信号を伝達する。複数の配線９８の他端は、ブッシュ９７ａの接続孔９７ｃに挿入されて、センサコネクタ部９７と接続される。センサコネクタ部９７に接続される図示しない制御装置のコネクタ部は、配線９８と電気的に接続される。これにより、回転センサ５２の信号は、センサ端子５２ｂ、回路基板５３および配線９８を介してセンサコネクタ部９７から制御装置に出力される。

図１に示すように、バスバーアセンブリ６０は、ステータ３０の下側に位置する。バスバーアセンブリ６０は、センサアセンブリ５０の径方向外側に位置する。バスバーアセンブリ６０は、バスバーホルダ６１と、バスバー６２と、を有する。すなわち、モータ１０は、バスバーホルダ６１と、バスバー６２と、を備える。

バスバーホルダ６１は、周方向に延び、バスバー６２を保持する。バスバーホルダ６１の径方向内側には、第１ベアリング７１の上側部分および筒部９３ｂの上側部分が位置する。すなわち、本実施形態において第１ベアリング７１の少なくとも一部は、バスバーホルダ６１の径方向内側に位置する。そのため、径方向に沿って視て、第１ベアリング７１の少なくとも一部をバスバーホルダ６１と重ねることができる。これにより、モータ１０を軸方向に小型化できる。

図３に示すように、本実施形態においてバスバーホルダ６１は、中心軸Ｊを中心とする円環状である。バスバーホルダ６１は、バスバーホルダ本体部６１ａと、第１位置決め部６１ｂと、第２位置決め部６１ｅと、を有する。バスバーホルダ本体部６１ａは、中心軸Ｊを中心とする略円環状である。バスバーホルダ本体部６１ａは、センサアセンブリ５０の径方向外側に位置し、センサアセンブリ５０を囲む。バスバーホルダ本体部６１ａには、バスバー６２の一部が埋め込まれて保持される。

第１位置決め部６１ｂは、径方向延伸部６１ｃと、軸方向延伸部６１ｄと、を有する。径方向延伸部６１ｃは、バスバーホルダ本体部６１ａから径方向外側に突出する。軸方向延伸部６１ｄは、径方向延伸部６１ｃの径方向外側の端部から上側に突出する。軸方向延伸部６１ｄの上側の端部は、バスバーホルダ本体部６１ａよりも上側に位置する。図示は省略するが、軸方向延伸部６１ｄの上側の端部は、筒状部４２の内周面に設けられた段差部４２ａに下側から接触する。これにより、バスバーアセンブリ６０がハウジング４０に対して軸方向に位置決めされる。

第１位置決め部６１ｂは、周方向に沿って複数設けられる。第１位置決め部６１ｂは、例えば、３つ設けられる。３つの第１位置決め部６１ｂは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。これにより、バスバーアセンブリ６０をより安定して軸方向に位置決めできる。

第２位置決め部６１ｅは、バスバーホルダ本体部６１ａから径方向外側に突出する。第２位置決め部６１ｅの径方向外側の端部は、軸方向延伸部６１ｄの径方向外側面と径方向において同じ位置に配置される。第２位置決め部６１ｅは、周方向に沿って複数設けられる。第２位置決め部６１ｅは、例えば、２つ設けられる。図示は省略するが、第１位置決め部６１ｂにおける軸方向延伸部６１ｄの径方向外側面と第２位置決め部６１ｅの径方向外側の端部とは、筒状部４２の内周面に接触する。これにより、バスバーホルダ６１が筒状部４２内に嵌め合わされ、バスバーアセンブリ６０を径方向に位置決めできる。

バスバー６２は、ステータ３０と電気的に接続される。より詳細には、バスバー６２は、コイル３３と電気的に接続される。バスバー６２は、複数設けられる。複数のバスバー６２のそれぞれは、一端が電源コネクタ部１００に設けられる端子部６２ａを有する。端子部６２ａには、電源コネクタ部１００に接続された外部電源が電気的に接続される。これにより、外部電源の電力が、バスバー６２を介してステータ３０のコイル３３に供給される。

図２に示すように、モータ１０には、位置調整機構１１０が設けられている。位置調整機構１１０は、ハウジング４０に対してベアリングホルダ９０とセンサホルダ５１とを一体的に周方向に回転させて回転センサ５２の周方向位置を調整可能な機構である。そのため、ベアリングホルダ９０に設けられたセンサホルダ５１を、ベアリングホルダ９０と互いに擦れ合うことなく周方向に回転させることができる。これにより、回転センサ５２を保持するセンサホルダ５１が擦れることを抑制しつつ、回転センサ５２の周方向位置を調整できる。したがって、センサホルダ５１の表面が削れることを抑制でき、ハウジング４０の内部にコンタミネーションが生じることを抑制できる。

また、回転センサ５２の周方向位置をステータ３０に対して調整できるため、モータ誘起電圧の位相と回転センサ５２の出力信号の位相とを合わせることができる。これにより、ステータ３０に供給する電流を異なる相の電流に切り換える転流タイミングを好適なタイミングにすることができる。したがって、モータ１０の効率を向上できる。

本実施形態の回転センサ５２の位置調整においては、図４に示すベアリングホルダ９０とセンサアセンブリ５０とが固定されて構成されるアセンブリ１４０全体が回転する。また、ベアリングホルダ９０が回転する際、例えば、ベアリングホルダ９０に保持された第１ベアリング７１の外輪も回転する。

本実施形態において位置調整機構１１０は、ホルダフランジ部９２に設けられた長孔９２ｃと、長孔９２ｃを通ってハウジング４０に締め込まれるねじ部材９６と、を有する。そのため、上述したように、ねじ部材９６を取り外した状態、またはねじ部材９６を緩めた状態において、ベアリングホルダ９０を、ねじ部材９６のうち長孔９２ｃに通された部分が長孔９２ｃ内において周方向に移動可能な範囲で、周方向に回転させることができる。これにより、ベアリングホルダ９０とともにセンサホルダ５１を回転させることができ、回転センサ５２の周方向位置を調整できる。回転センサ５２の周方向位置を調整した後は、ねじ部材９６を締め込むことで、ベアリングホルダ９０およびセンサホルダ５１の周方向位置を固定できる。これにより、回転センサ５２の周方向位置を調整した後、固定することができる。

また、本実施形態によれば、上述したようにベアリングホルダ９０がハウジング４０とともにモータ１０の外殻を構成しており、ベアリングホルダ９０をハウジング４０に固定するねじ部材９６のねじ頭部は、モータ１０の外部に露出している。そのため、モータ１０を組み立てた後であっても、ねじ部材９６を取り外す、または緩めることが容易にでき、回転センサ５２の周方向位置を容易に調整することができる。

なお、本明細書において「位置調整機構が回転センサの周方向位置を調整可能である」とは、位置調整機構が、少なくともモータを組み立てる際に回転センサの周方向位置を調整可能な機構であればよく、モータが組み立てられた後には回転センサの周方向位置を調整できない機構であってもよい。本実施形態の位置調整機構１１０は、上述したようにモータ１０を組み立てた後であっても、回転センサ５２の周方向位置の調整が可能である。

本実施形態において位置調整機構１１０は、ハウジング４０に設けられた第１嵌合筒部４４ｂと、ベアリングホルダ９０に設けられた第２嵌合筒部９５と、を有する。そのため、ベアリングホルダ９０とハウジング４０とを中心軸Ｊに対して同軸に合わせてベアリングホルダ９０を周方向に回転させることができる。これにより、センサホルダ５１および回転センサ５２を中心軸Ｊ回りに軸精度よく回転させることができる。したがって、回転センサ５２の周方向位置を精度よく調整することができる。

また、本実施形態によれば、ベアリングホルダ９０は、回転センサ５２からの信号出力可能なセンサコネクタ部９７を有する。そのため、ベアリングホルダ９０およびセンサホルダ５１を周方向に回転させて回転センサ５２の周方向位置を調整する際に、ベアリングホルダ９０とともにセンサコネクタ部９７を周方向に回転させることができる。これにより、回路基板５３を介して回転センサ５２とセンサコネクタ部９７とを繋ぐ配線９８も、回転センサ５２とともに周方向に回転する。したがって、回転センサ５２の周方向位置を調整する際に、配線９８に負荷が加えられることを抑制できる。

また、本実施形態によれば、ベアリングホルダ９０とセンサホルダ５１とが別部材であるため、ベアリングホルダ９０を金属製としつつ、センサホルダ５１を樹脂製とできる。ハウジング４０に固定されるベアリングホルダ９０を金属製とすることで、ベアリングホルダ９０をハウジング４０に対して回転させた際にベアリングホルダ９０がハウジング４０に対して擦れても、ベアリングホルダ９０からコンタミネーションが生じにくくできる。また、センサホルダ５１を樹脂製とすることで、回転センサ５２を絶縁した状態で保持できる。

本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。位置調整機構は、ハウジングに対してベアリングホルダとセンサホルダとを一体的に周方向に回転させて回転センサの周方向位置を調整可能であるならば、特に限定されない。位置調整機構は、例えば、ねじ部材の代わりに、ベアリングホルダに設けられたカシメ部を有してもよい。この場合、回転センサの周方向位置を調整した後、ベアリングホルダの一部をカシメてカシメ部とし、ベアリングホルダをハウジングに固定してもよい。

回転センサは、ロータの回転を検出できるならば、特に限定されない。回転センサは、磁気抵抗素子等の磁気センサであってもよいし、磁気センサ以外の光学センサ等であってもよい。また、回転センサが磁気センサである場合、回転センサは、ロータマグネットの他に設けられたセンサマグネットの磁界を検出することで、ロータの回転を検出してもよい。

センサホルダは、ベアリングホルダに設けられ、回転センサを保持するならば、特に限定されない。ベアリングホルダとセンサホルダとは、同一の単一部材の部分であってもよい。例えば、ベアリングホルダとセンサホルダとは、樹脂製で、一体成形されてもよい。センサコネクタ部は、ベアリングホルダに設けられなくてもよい。この場合、センサコネクタ部は、ハウジングに設けられてもよい。ベアリングホルダは、モータの外殻を構成しなくてもよい。例えば、ベアリングホルダは、ハウジングの内部に収容されてもよい。

上述した実施形態のモータの用途は、特に限定されない。上述した実施形態のモータは、例えば、車両等に搭載されてもよい。なお、本明細書において説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１０…モータ、２０…ロータ、２１…シャフト、２２…ロータコア、２３…ロータマグネット、２３ａ…突出部、２４…ロータ本体、３０…ステータ、４０…ハウジング、４０ａ…開口部、４４ｂ…第１嵌合筒部、５１…センサホルダ、５１ａ…固定筒部、５１ｃ…配線保持部、５１ｅ…上板部（第１部分）、５１ｆ…外板部（第２部分）、５２…回転センサ、６１…バスバーホルダ、６２…バスバー、７１…第１ベアリング（ベアリング）、９０…ベアリングホルダ、９１…ベアリングホルダ本体部、９２…ホルダフランジ部、９２ｃ…長孔、９５…第２嵌合筒部、９６…ねじ部材、９７…センサコネクタ部、９８…配線、１１０…位置調整機構、Ｊ…中心軸

Claims (12)

1. 
   
   
   中心軸を中心として回転するロータと、
   
   
   
   前記ロータと隙間を介して径方向に対向するステータと、
   
   
   
   前記ロータおよび前記ステータを収容するハウジングと、
   
   
   
   前記ロータを回転可能に支持するベアリングと、
   
   
   
   前記ベアリングを保持し、前記ハウジングに固定されたベアリングホルダと、
   
   
   
   前記ロータの回転を検出する回転センサと、
   
   
   
   前記ベアリングホルダに設けられ、前記回転センサを保持するセンサホルダと、
   
   
   
   を備え、
   
   
   
   前記ハウジングに対して前記ベアリングホルダと前記センサホルダとを一体的に周方向に回転させて前記回転センサの周方向位置を調整可能な位置調整機構が設けられている、モータ。
   
   
   
2. 
   
   
   前記ハウジングは、軸方向一方側に開口する開口部を有し、
   
   
   
   前記ベアリングホルダは、
   
   
   
   前記開口部に設けられたベアリングホルダ本体部と、
   
   
   
   前記ベアリングホルダ本体部から径方向外側に突出し、前記開口部の周縁部に固定されたホルダフランジ部と、
   
   
   
   を有し、
   
   
   
   前記位置調整機構は、
   
   
   
   前記ホルダフランジ部に設けられ、周方向に延びる長孔と、
   
   
   
   前記長孔を通って前記ハウジングに締め込まれ、前記ベアリングホルダを前記ハウジングに固定するねじ部材と、
   
   
   
   を有する、請求項１に記載のモータ。
   
   
   
3. 
   
   
   前記位置調整機構は、
   
   
   
   前記ハウジングに設けられ、前記中心軸を中心として軸方向に延びる円筒状の第１嵌合筒部と、
   
   
   
   前記ベアリングホルダに設けられ、前記中心軸を中心として軸方向に延びる円筒状の第２嵌合筒部と、
   
   
   
   を有し、
   
   
   
   前記第１嵌合筒部と前記第２嵌合筒部とは、互いに嵌め合わされている、請求項１または２に記載のモータ。
   
   
   
4. 
   
   
   前記ベアリングホルダは、前記回転センサからの信号を出力可能なセンサコネクタ部を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ。
   
   
   
5. 
   
   
   前記ロータは、
   
   
   
   ロータコアと、
   
   
   
   前記ロータコアに固定されたロータマグネットと、
   
   
   
   を有し、
   
   
   
   前記回転センサは、前記ロータマグネットの磁界を検出することで前記ロータの回転を検出する磁気センサである、請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ。
   
   
   
6. 
   
   
   前記ロータマグネットは、前記ロータコアよりも軸方向一方側に突出する突出部を有し、
   
   
   
   前記回転センサは、前記突出部の径方向内側に位置する、請求項５に記載のモータ。
   
   
   
7. 
   
   
   前記センサホルダの少なくとも一部は、前記ステータの径方向内側に位置する、請求項１から６のいずれか一項に記載のモータ。
   
   
   
8. 
   
   
   前記ステータと電気的に接続されるバスバーと、
   
   
   
   周方向に延び、前記バスバーを保持するバスバーホルダと、
   
   
   
   をさらに備え、
   
   
   
   前記ベアリングの少なくとも一部は、前記バスバーホルダの径方向内側に位置する、請求項１から７のいずれか一項に記載のモータ。
   
   
   
9. 
   
   
   前記ベアリングホルダと前記センサホルダとは、互いに別部材であり、
   
   
   
   前記ベアリングホルダは、金属製であり、
   
   
   
   前記センサホルダは、樹脂製であり、かつ、前記ベアリングホルダに固定されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のモータ。
   
   
   
10. 
    
    
    前記センサホルダは、前記回転センサと電気的に接続される配線を保持する配線保持部を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載のモータ。
    
    
    
11. 
    
    
    前記ロータは、
    
    
    
    前記中心軸に沿って配置されるシャフトと、
    
    
    
    前記シャフトの外周面に固定されるロータ本体と、
    
    
    
    を有し、
    
    
    
    前記センサホルダは、前記中心軸を囲み前記ベアリングホルダに固定される固定筒部を有し、
    
    
    
    前記配線保持部は、前記固定筒部から径方向外側に突出する第１部分を有し、
    
    
    
    前記第１部分は、前記ロータ本体と前記配線との軸方向の間に位置する、請求項１０に記載のモータ。
    
    
    
12. 
    
    
    前記配線保持部は、前記第１部分から軸方向一方側に延びる第２部分を有し、
    
    
    
    前記第２部分は、前記配線の径方向外側に位置する、請求項１１に記載のモータ。

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