WO2018147012A1

WO2018147012A1 - モータ

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Publication number: WO2018147012A1
Application number: PCT/JP2018/001078
Authority: WO
Inventors: 拓也金子; 卓寛上谷; 徳幸飯尾
Original assignee: 日本電産株式会社
Priority date: 2017-02-07
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2018-08-16
Also published as: US20190326799A1; CN110291701A; JP7036040B2; DE112018000707T5; JPWO2018147012A1; US10958138B2

Abstract

モータ１は、軸方向に延びるシャフト２と、界磁用マグネット３２を有するロータ３と、ステータ４と、ロータ３及びステータ４よりも軸方向の一方側に位置するレゾルバ５と、軸方向において、少なくとも一部がロータ３とレゾルバ５との間に位置するシールド部材７と、を備える。シールド部材７は、軸方向において、少なくとも一部がロータ３とレゾルバ５との間に位置し、且つ、シャフト２が貫通する貫通孔７２ａを有する底部７２と、底部７２から軸方向の他方側に延びる凸部７３と、を有する。凸部７３の先端部は、軸方向から見て、界磁用マグネット３２の外周部よりもロータ３の径方向内方に位置する。

Description

モータ

　本発明は、モータに関する。

　従来、ロータの回転位置を検出するために、モータは、レゾルバなどの磁気センサを有する。一般的に、レゾルバなどの磁気センサは、磁気を用いてロータの回転位置を検出する。そのため、ロータ及びステータで生じた磁束が前記磁気センサに流れ込んだ場合、前記磁気センサの検出精度が低下する。

　これに対し、ステータと磁気センサとの間に、前記磁気センサに流れ込む磁束を遮蔽する遮蔽部材が配置された構成が知られている。例えば特許文献１には、レゾルバ（磁気センサ）に流れ込む磁束を遮蔽する遮蔽部材としてレゾルバホルダを有するブラシレスモータが開示されている。

　具体的には、前記特許文献１に開示されているブラシレスモータでは、レゾルバステータとステータの界磁コイルとの間に、遮蔽部材としてレゾルバホルダが配置されている。このレゾルバホルダは、前記レゾルバステータが収容される円筒形状のホルダ部と、該ホルダ部の一端側に形成され、前記レゾルバステータと前記界磁コイルとの間に配置される底壁部とを有する。前記特許文献１に開示されている構成では、前記底壁部に、ロータシャフトが貫通する貫通孔が設けられている。

国際公開第２００８/０３５７５５号

　上述の特許文献１に開示されている構成では、レゾルバステータとステータの界磁コイルとの間に配置されたレゾルバホルダによって、前記ステータで生じた磁束がレゾルバ（磁気センサ）に流れ込むことを抑制できる。

　しかしながら、上述のレゾルバホルダは、底壁部にロータシャフトが貫通する貫通孔を有する。そのため、上述の構成では、前記ステータの径方向内側に位置するロータの界磁用マグネットで生じた磁束（漏れ磁束）が、前記貫通孔から、レゾルバ（磁気センサ）側に流れ込む可能性がある。すなわち、上述の構成では、前記ロータから磁気センサに流れ込む磁束を十分に抑制できない可能性がある。

　これに対し、ロータから磁気センサに磁束が流れ込まないように、ロータに対してレゾルバホルダをロータの軸方向に所定の距離をあけて配置することが考えられる。しかしながら、この場合には、モータの軸方向寸法が大きくなるため、モータが大型化する。

　本発明の目的は、磁気センサを備えたモータにおいて、モータの大型化を抑制しつつ、ロータから前記磁気センサに流れ込む磁束を抑制可能な構成を得ることにある。

　本発明の一実施形態に係るモータは、軸方向に延びるシャフトと、前記シャフトとともに回転可能であり、且つ、界磁用マグネットを有するロータと、前記ロータに対して径方向に対向して配置されたステータと、前記ロータ及び前記ステータよりも軸方向の一方側に位置する磁気センサと、軸方向において、少なくとも一部が前記ロータと前記磁気センサとの間に位置するシールド部材と、を備える。前記シールド部材は、軸方向において、少なくとも一部が前記ロータと前記磁気センサとの間に位置し、且つ、前記シャフトが貫通する貫通孔を有する底部と、前記底部から軸方向の他方側に延びる凸部と、を有する。前記凸部の先端部は、軸方向から見て、前記界磁用マグネットの外周部よりも径方向内方に位置する。

　本発明の一実施形態に係るモータによれば、モータの大型化を抑制しつつ、ロータから磁気センサに流れ込む磁束を抑制可能な構成を得ることができる。

図１は、実施形態１に係るモータの概略構成を示す断面図である。図２は、モータを軸方向の一方側から見た場合の図である。図３は、モータにおけるシールド部材周辺の構成を拡大して示す断面図である。図４は、シールド部材の構成を示す斜視図である。図５は、実施形態２に係るモータの図３相当図である。図６は、その他の実施形態に係るモータの図３相当図である。図７は、その他の実施形態に係るモータの図３相当図である。図８は、その他の実施形態に係るモータの図３相当図である。

　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

　なお、以下の説明では、ロータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、中心軸に直交する方向を「径方向」、中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、この方向の定義により、本発明に係るロータ及びモータの使用時の向きを限定する意図はない。

　また、以下の説明では、モータにおいて、軸方向のレゾルバ側（図１の上側）を「軸方向の一方側」、軸方向のロータ側（図１の下側）を「軸方向の他方側」、とそれぞれ称する。

　また、以下の説明において、“固定”、“接続”及び“取り付ける”等（以下、固定等）の表現は、部材同士が直接、固定等されている場合だけでなく、他の部材を介して固定等されている場合も含む。すなわち、以下の説明において、固定等の表現には、部材同士の直接的及び間接的な固定等の意味が含まれる。

　　［実施形態１］
　（全体構成）
　図１に、本発明の実施形態１に係るモータ１の概略構成を示す。モータ１は、シャフト２と、ロータ３と、ステータ４と、レゾルバ５（磁気センサ、回転角センサ）と、ケーシング６と、シールド部材７とを備える。モータ１は、ステータ４に対して、ロータ３が中心軸Ｐ（軸線）を中心として回転する。本実施形態では、モータ１は、円筒状のステータ４内に、ロータ３が中心軸Ｐを中心として回転可能に配置された、いわゆるインナーロータ型のモータである。なお、モータは、柱状のステータの径方向外方に、円筒状のロータが中心軸を中心として回転可能に配置された、いわゆるアウターロータ型のモータであってもよい。

　ロータ３は、ロータコア３１と、界磁用マグネット３２とを備える。

　ロータコア３１は、中心軸Ｐに沿って延びる円筒状である。ロータコア３１は、所定の形状に形成された電磁鋼板を、厚み方向に複数枚、積層することによって構成されている。ロータコア３１には、中心軸Ｐに沿って延びるシャフト２が軸方向に貫通している。これにより、ロータ３は、シャフト２とともに回転する。また、ロータコア３１の外周面上には、周方向に所定の間隔で複数の界磁用マグネット３２が配置されている。なお、界磁用マグネット３２は、周方向に繋がるリングマグネットであっても良い。

　界磁用マグネット３２は、ロータコア３１における軸方向の一方の端部から他方の端部までの長さを有する略半円柱状のマグネットである。すなわち、界磁用マグネット３２は、ロータコア３１の軸方向の長さと同等の長さを有する。特に図示しないが、ロータ３の径方向において、界磁用マグネット３２の外側の面は、Ｎ極またはＳ極の磁性を有する。前記外側の面の磁性がＮ極の界磁用マグネット３２と、前記外側の面の磁性がＳ極の界磁用マグネット３２とが、ロータコア３１の周方向に交互に配置されている。

　ステータ４は、ロータ３に対して径方向に対向して配置されている。すなわち、ロータ３は、ステータ４の内方に中心軸Ｐを中心として回転可能に配置されている。ステータ４は、ステータコア４１と、ステータコイル４２とを備える。ステータコア４１は、軸方向に延びる円筒状である。ステータコア４１は、所定の形状に形成された電磁鋼板を、厚み方向に複数枚、積層することによって構成されている。特に図示しないが、ステータコア４１は、径方向内方に延びる複数のティースを有する。ステータコイル４２は、ステータコア４１のティースに巻かれている。

　なお、本実施形態では、ステータコア４１の軸方向の長さは、ロータ３の界磁用マグネット３２の軸方向の長さよりも大きい。これにより、モータ１に生じるトルクリップルを低減できる。

　レゾルバ５は、シャフト２の回転、すなわちロータ３の回転を、磁気を利用して検出する回転検出センサである。レゾルバ５は、ロータ３に対して、軸方向の一方側に配置されている。レゾルバ５は、シャフト２とともに回転するレゾルバロータ５１（センサ用ロータ）と、円筒状のレゾルバステータ５５（センサ用ステータ）とを有する。

　レゾルバロータ５１は、中心軸Ｐに沿って延びる円筒状である。レゾルバロータ５１は、所定の形状に形成された電磁鋼板を、厚み方向に複数枚、積層することによって構成されている。レゾルバロータ５１には、中心軸Ｐに沿って延びるシャフト２が軸方向に貫通した状態で固定されている。すなわち、レゾルバロータ５１は、ロータ３に対して、軸方向の一方側でシャフト２の外周面上に固定されている。これにより、レゾルバロータ５１は、シャフト２とともに回転可能である。

　特に図示しないが、レゾルバロータ５１は、軸方向に直交する断面において、周方向に所定間隔で径方向に突出する複数の突極部を有する。

　レゾルバステータ５５は、レゾルバロータ５１に対して径方向に対向して配置されている。すなわち、レゾルバロータ５１は、円筒状のレゾルバステータ５５の内方に中心軸Ｐを中心として回転可能に配置されている。

　レゾルバステータ５５は、レゾルバステータコア５６と、レゾルバステータコイル５７とを有する。レゾルバステータコイル５７は、レゾルバステータコア５６に巻かれている。なお、レゾルバステータ５５の外径は、ロータ３の外径よりも小さい。よって、軸方向から見て、レゾルバ５は、ロータ３と重なる大きさを有する。

　レゾルバ５は、レゾルバステータコイル５７に所定の電圧が印加されることにより、レゾルバステータコイル５７が巻かれたレゾルバステータコア５６に磁界が生じる。上述のようにレゾルバロータ５１は複数の突極部を有するため、レゾルバロータ５１がシャフト２とともに回転することにより、前記複数の突極部とレゾルバステータコア５６との距離が変化する。これにより、レゾルバロータ５１とレゾルバステータコア５６との間に生じる磁界が変化する。レゾルバ５は、レゾルバロータ５１がシャフト２とともに回転した際に、レゾルバロータ５１とレゾルバステータコア５６との間に生じる磁気的な変動を利用して、シャフト２の回転位置を検出する。

　ケーシング６は、シャフト２、ロータ３、ステータ４及びレゾルバ５が内部に収容された円柱状の部材である。ケーシング６の軸方向の一方側では、シャフト２が貫通して外方に突出している。ケーシング６は、軸方向に延びる有底円筒状のハウジング６１と、板状のフランジ６２と、ベアリングホルダ６３とを有する。

　ハウジング６１の側面は、ロータ３及びステータ４を収容可能な内径を有する。ハウジング６１の底部には、シャフト２の軸方向の他方側を回転可能に支持する軸受２１が配置されている。

　フランジ６２は、ハウジング６１の開口部を覆う板状の部材である。特に図示しないが、フランジ６２は、ハウジング６１の開口部に設けられた取付部とボルト等によって接続されることにより、ハウジング６１に対して固定されている。

　フランジ６２は、平面視で中央部分に挿通孔６２ａを有する。挿通孔６２ａ内には、ベアリングホルダ６３が配置されている。ベアリングホルダ６３は、フランジ６２に対して位置調整ボルト６７によって接続されている。

　また、図３に拡大して示すように、フランジ６２は、挿通孔６２ａに面する周縁部６２ｄに、軸方向の他方側に向かって延びる筒状のフランジ突出部６２ｂを有する。フランジ突出部６２ｂの内周面には、ベアリングホルダ６３の外周面が接触している。フランジ突出部６２ｂの径方向外側には、後述するシールド部材７の突出部７４ａが配置されている。これにより、フランジ６２及びベアリングホルダ６３に対して、すなわちケーシング６に対して、シールド部材７を位置決めすることができる。よって、後述するシールド部材７の凸部７３を、ロータ３とレゾルバ５との間に精度良く配置することができる。

　なお、周縁部６２ｄは、フランジ６２において、挿通孔６２ａに面する部分であり、軸方向から見て挿通孔６２ａを囲む部分である。

　フランジ６２には、ケーシング６の外側の面に、軸方向から見て、挿通孔６２ａを囲んで凹部６２ｃが設けられている。すなわち、フランジ６２は、ケーシング６の軸方向の一方側に位置する第一面６２ｅと、第一面６２ｅよりも軸方向の他方側に位置し、凹部６２ｃの底面を構成する第二面６２ｆと、を有する。凹部６２ｃ内には、ベアリングホルダ６３の後述するホルダ突出部６６が配置されている。

　フランジ６２の第二面６２ｆには、後述するシールド部材７を固定する固定ボルト６８が貫通している。シールド部材７は、フランジ６２におけるケーシング６の内側に固定されている。固定ボルト６８の頭部６８ａは、ケーシング６の内方に位置する。固定ボルト６８の軸部６８ｂは、ケーシング６の内方に位置する頭部６８ａからケーシング６の外方に向かって延びている。すなわち、シールド部材７は、固定ボルト６８によって、ケーシング６の内側からフランジ６２に固定されている。なお、フランジ６２のうち凹部６２ｃが設けられている部分には、固定ボルト６８の軸部６８ｂと締結されるネジ穴が設けられている。

　ベアリングホルダ６３は、フランジ６２の挿通孔６２ａを覆い、且つ、軸受２２及びレゾルバステータ５５を保持する。軸受２２は、シャフト２の軸方向の一方側を回転可能に支持する。

　詳しくは、ベアリングホルダ６３は、ベアリング支持部６４と、ホルダ延出部６５と、ホルダ突出部６６とを有する。ベアリング支持部６４、ホルダ延出部６５及びホルダ突出部６６は、一体で形成されている。

　ベアリング支持部６４は、平面視で中央部分に、軸受２２が収容される穴部６４ａを有する円筒状である。穴部６４ａには、軸受２２によって回転可能に支持されたシャフト２が挿通している。ベアリング支持部６４の一部は、フランジ６２の挿通孔６２ａ内に位置する。よって、ベアリング支持部６４の外周面の一部は、フランジ６２のフランジ突出部６２ｂの内周面に接触している。これにより、フランジ６２に対してベアリングホルダ６３を径方向に精度良く配置することができる。しかも、既述のようにフランジ６２のフランジ突出部６２ｂが軸方向の他方側に向かって延びていることにより、ベアリングホルダ６３の軸方向の他方側の端部が径方向に変位することを抑制できる。

　ホルダ延出部６５は、ベアリング支持部６４から軸方向の他方側（ロータ側）に延びる円筒状である。ホルダ延出部６５の内周面上には、レゾルバステータ５５が固定されている。これにより、レゾルバステータ５５は、軸方向において、軸受２２とロータ３との間に位置する。ホルダ延出部６５の外周面は、後述する円筒状のシールド部材７の内周面に接触している。

　これにより、ホルダ延出部６５に対してシールド部材７を径方向に精度良く配置することができる。しかも、ベアリングホルダ６３は、軸受２２を保持しているため、シャフト２との同軸度が高い。上述のようにホルダ延出部６５に対してシールド部材７を配置することにより、シャフト２との同軸度が高いホルダ延出部６５を基準としてシールド部材７を配置することができる。これにより、シャフト２に対するシールド部材７の径方向の取付位置のずれを抑制できる。よって、ロータ３及びレゾルバロータ５１に対して、シールド部材７を径方向に精度良く配置することができる。

　ホルダ突出部６６は、ベアリング支持部６４における軸方向の一方側の端部から径方向外側に突出している。ホルダ突出部６６は、フランジ６２に対して軸方向の一方側に配置されている。これにより、フランジ６２に対して、ベアリングホルダ６３を軸方向に精度良く配置することができる。

　図２は、モータ１を軸方向の一方側から見た図である。図２に示すように、ホルダ突出部６６は、位置調整ボルト６７が挿通する位置調整ボルト用長穴６６ａを有する。位置調整ボルト用長穴６６ａは、軸方向から見て、中心軸Ｐを中心として周方向に延びている。位置調整ボルト用長穴６６ａは、位置調整ボルト６７の数に応じて、ホルダ突出部６６に複数、設けられている。

　また、ホルダ突出部６６は、固定ボルト６８の軸部６８ｂが挿通する固定ボルト用長穴６６ｂを有する。固定ボルト用長穴６６ｂは、軸方向から見て、中心軸Ｐを中心として周方向に延びている。固定ボルト用長穴６６ｂは、固定ボルト６８の数に応じて、ホルダ突出部６６に複数、設けられている。

　以上のように、ホルダ突出部６６に、位置調整ボルト用長穴６６ａ及び固定ボルト用長穴６６ｂを設けることにより、フランジ６２に対するベアリングホルダ６３の周方向の位置を調整しつつベアリングホルダ６３をフランジ６２に対して固定することができる。これにより、シャフト２に固定されたレゾルバロータ５１に対して、ベアリングホルダ６３に固定されたレゾルバステータ５５の周方向の位置を調整することができる。よって、レゾルバ５に寸法誤差等が生じた場合でも、レゾルバロータ５１とレゾルバステータ５５との位置調整を容易に行うことができる。

　（シールド部材）
　次に、シールド部材７の構成について、図３及び図４を用いて以下で説明する。図３は、シールド部材７の周辺の構成を拡大して示す断面図である。図４は、シールド部材７の構成を示す斜視図である。

　シールド部材７は、鉄などの金属の磁性材料によって構成された有底円筒状の部材である。シールド部材７は、ベアリングホルダ６３のホルダ延出部６５の軸方向の他方側を覆っている。既述のように、ホルダ延出部６５内には、レゾルバ５が収容されている。これにより、シールド部材７は、レゾルバ５とロータ３との間に位置する。

　上述のように、磁性材料によって構成されたシールド部材７を、レゾルバ５とロータ３との間に配置することにより、ロータ３及びステータ４で生じた磁束（漏れ磁束）を、シールド部材７によって吸収することができる。よって、シールド部材７は、ロータ３及びステータ４で発生した磁束がレゾルバ５に流れ込むことを抑制する。

　シールド部材７は、筒部７１と、テーパ部７１ａと、底部７２と、凸部７３と、固定部７４とを有する。筒部７１、テーパ部７１ａ、底部７２、凸部７３及び固定部７４は、一体に形成されている。

　筒部７１は、軸方向に延びる円筒状である。筒部７１の内周面は、ベアリングホルダ６３のホルダ延出部６５の外周面に接触している。これにより、ベアリングホルダ６３に対して、シールド部材７を径方向に精度良く配置することができる。

　テーパ部７１ａは、筒部７１の軸方向の他方側の端部に位置し、先端に向かうほど外径が小さいテーパ状である。テーパ部７１ａは、筒部７１と底部７２との間に位置する。なお、テーパ部７１ａを設けずに、筒部７１と底部７２とを接続してもよい。

　既述のように、本実施形態では、ステータコア４１の軸方向の長さは、ロータ３の界磁用マグネット３２の軸方向の長さよりも大きい。しかも、本実施形態では、シールド部材７の筒部７１の外径がステータ４の内径よりも大きく、且つ、シールド部材７の底部７２が、ステータコイル４２における軸方向の一方側の端部よりも軸方向の他方側に位置する。

　これに対し、上述のようにシールド部材７が筒部７１と底部７２との間にテーパ部７１ａを有することにより、シールド部材７がステータ４と接触することを防止できる。したがって、モータ１に生じるトルクリップルを低減可能なモータ１内に、ステータ４と干渉することなく、シールド部材７を配置することができる。

　なお、筒部７１には、図示しない配線等が挿通する開口部７１ｂが設けられている（図４参照）。前記配線等は、レゾルバ５等とモータ１の外部の図示しない制御装置とを電気的に接続する。

　図３及び図４に示すように、固定部７４は、筒部７１の軸方向の一方側の端部に設けられている。固定部７４は、径方向外側且つ軸方向の一方側に向かって突出している。固定部７４は、シールド部材７を軸方向から見て、筒部７１に、中心軸Ｐを挟んで反対側に一対設けられている。固定部７４は、第一突出部７４ａと、第二突出部７４ｂと、取付部７４ｃとを有する。第一突出部７４ａは、筒部７１における軸方向の一方側の端部から、径方向外側に突出している。第二突出部７４ｂは、第一突出部７４ａの径方向外側の端部から軸方向の一方側に延び、フランジ突出部６２ｂよりも径方向外側に位置する。これにより、フランジ６２を基準としてシールド部材７の周方向の位置決めを行うことができる。

　取付部７４ｃは、第二突出部７４ｂの軸方向の一方側の端部に位置し、該一方側の端部から径方向外側に向かって突出している。取付部７４ｃは、軸方向から見て、径方向外側に位置する先端部分の形状が半円形状である。取付部７４ｃは、取付穴７４ｄを有する。この取付穴７４ｄ及びフランジ６２のネジ穴に、固定ボルト６８を締結させることにより、シールド部材７をフランジ６２に固定することができる。

　底部７２は、軸方向から見て、円形状である。また、底部７２は、軸方向の他方側から見て、レゾルバ５の軸方向の端部側の少なくとも一部を覆っている。すなわち、底部７２は、レゾルバステータ５５とロータ３との間に位置する。これにより、ロータ３及びステータ４で生じた磁束がレゾルバ５に流れ込むことを抑制できる。

　底部７２は、平面視で中央部分に貫通孔７２ａを有する。貫通孔７２ａには、シャフト２が挿通している。貫通孔７２ａの孔径は、レゾルバロータ５１の外径よりも大きい。すなわち、貫通孔７２ａは、レゾルバロータ５１が通過可能な孔径を有する。これにより、シャフト２上にレゾルバロータ５１が固定された状態で、シャフト２及びレゾルバロータ５１が貫通孔７２ａを通過することができる。よって、モータ１を組み立てる際に、フランジ６２にシールド部材７が固定され且つベアリングホルダ６３にレゾルバステータ５５が固定された状態で、シャフト２上に固定されたレゾルバロータ５１を、貫通孔７２ａを挿通させてレゾルバステータ５５内に配置できる。したがって、モータ１の組み立て作業性を向上できる。

　ところで、上述のような貫通孔７２ａを底部７２に設けた場合、貫通孔７２ａの面する周縁部７２ｂとシャフト２の外周面との間には、レゾルバロータ５１が挿通可能な隙間が形成される。すなわち、シールド部材７の貫通孔７２ａの孔径は、レゾルバロータ５１の外径よりも大きい。そうすると、ロータ３の界磁用マグネット３２で生じた磁束が、前記隙間からレゾルバ５に流れ込む可能性がある。

　これに対し、本実施形態では、シールド部材７は、底部７２の貫通孔７２ａに面する周縁部７２ｂに位置し、且つ、軸方向の他方側に向かって延びる凸部７３を有する。これにより、ロータ３の界磁用マグネット３２で生じた磁束を凸部７３によって吸収することができる。よって、ロータ３の界磁用マグネット３２で生じた磁束が、底部７２の貫通孔７２ａを介してレゾルバ５に流れ込むことを抑制できる。

　凸部７３は、底部７２に対して直交する方向に延び、且つ、軸方向に直交する断面において、貫通孔７２ａを囲む円環状である。これにより、ロータ３の界磁用マグネット３２で生じた磁束が貫通孔７２ａ内に流れ込むことを、より抑制できる。

　また、本実施形態では、凸部７３の先端部は、軸方向から見て、界磁用マグネット３２の径方向の最外周部分（外周部）よりもロータ３の径方向内方に位置する。これにより、界磁用マグネット３２で生じた磁束が凸部７３によって吸収されるため、前記磁束が底部７２の貫通孔７２ａ内に流れ込むことを抑制できる。

　なお、凸部７３の先端部は、軸方向から見て、界磁用マグネット３２の径方向の最内周部分（内周部）よりもロータ３の径方向内方に位置することが好ましい。これにより、界磁用マグネット３２で生じた磁束が底部７２の貫通孔７２ａ内に流れ込むことをより抑制できる。

　凸部７３は、中心軸Ｐを含む断面において、略矩形状である。また、軸方向において、凸部７３の突出長さは、シールド部材７の板厚と同等である。

　本実施形態に係るモータ１は、軸方向に延びるシャフト２と、シャフト２とともに回転可能であり、且つ、界磁用マグネット３２を有するロータ３と、ロータ３に対して径方向に対向して配置されたステータ４と、ロータ３及びステータ４よりも軸方向の一方側に位置するレゾルバ５と、軸方向において、少なくとも一部がロータ３とレゾルバ５との間に位置するシールド部材７と、を備える。シールド部材７は、軸方向において、少なくとも一部がロータ３とレゾルバ５との間に位置し、且つ、シャフト２が貫通する貫通孔７２ａを有する底部７２と、底部７２から軸方向の他方側に延びる凸部７３と、を有する。凸部７３の先端部は、軸方向から見て、界磁用マグネット３２の外周部よりも径方向内方に位置する。

　上述の構成により、ロータ３に設けられた界磁用マグネット３２からレゾルバ５に磁束が流れることを抑制できる。

　具体的には、シールド部材７の底部７２に、底部７２から軸方向の他方に延び、且つ、軸方向から見て、ロータ３の径方向において、界磁用マグネット３２の外周部よりも内方に位置する凸部７３が設けられている。これにより、界磁用マグネット３２の磁束は、シールド部材５の凸部７３に吸収される。よって、レゾルバ５に界磁用マグネット３２の磁束が流れ込むことを抑制できる。

　よって、シャフト２の軸方向において、界磁用マグネット３２とレゾルバ５との距離を狭くした場合であっても、界磁用マグネット３２からレゾルバ５に磁束が流れることを抑制できる。したがって、レゾルバ５の検出精度に対する界磁用マグネット３２の磁束の影響を低減しつつ、モータ１の軸方向のサイズが大型化することを防止できる。

　凸部７３の先端部は、軸方向から見て、界磁用マグネット３２の内周部よりもロータ３の径方向内方に位置することが好ましい。これにより、ロータ３の界磁用マグネット３２からレゾルバ５に磁束が流れることを、シールド部材７の底部７２に設けられた凸部７３によって、より抑制できる。すなわち、上述の構成により、界磁用マグネット３２の磁束は、凸部７３によって、より吸収される。これにより、シールド部材７の底部７２に設けられた貫通孔７２ａ内に、界磁用マグネット３２から磁束が流れ込むことをより抑制できる。

　上述の構成では、凸部７３は、シールド部材７の底部７２における貫通孔７２ａに面する周縁部７２ｂの一部に位置し、且つ、軸方向の他方側に向かって延びている。これにより、シールド部材７の底部７２に設けられた貫通孔７２ａ内に、ロータ３の界磁用マグネット３２から磁束が流れ込むことをより抑制できる。よって、界磁用マグネット３２からレゾルバ５に磁束が流れ込むことをより抑制できる。

　上述の構成では、凸部７３は、軸方向に直交する断面において、貫通孔７２ａを囲む形状を有する。これにより、シールド部材７の底部７２に設けられた貫通孔７２ａ内に、ロータ３の界磁用マグネット３２から磁束が流れ込むことをさらに抑制できる。

　上述の構成では、ロータ３は、ステータ４の径方向内方に位置する。レゾルバ５は、レゾルバロータ５１と、レゾルバステータ５５と、を有する。レゾルバロータ５１は、レゾルバステータ５５の径方向内方に位置する。ロータ３及びレゾルバロータ５１は、シャフト２の径方向外方に、シャフト２とともに回転可能に固定されている。シールド部材７の貫通孔７２ａの孔径は、レゾルバロータ５１の外径よりも大きい。

　上述のように、シャフト２の外周面上にロータ３及びレゾルバロータ５１が固定されている構成では、ロータ３とレゾルバ５との間に位置するシールド部材７の貫通孔７２ａの孔径を、モータ１の組み立ての際にレゾルバロータ５１が通過可能なように大きくする必要がある。しかしながら、シールド部材７の貫通孔７２ａを大きくした場合、界磁用マグネット３２の磁束が貫通孔７２ａを通過しやすくなる。よって、界磁用マグネット３２からレゾルバ５に磁束が流れ込みやすくなる。

　これに対し、上述の各構成のように、シールド部材７の底部７２に凸部７３を設けることにより、界磁用マグネット３２からシールド部材７の貫通孔７２ａ内に磁束が流れ込むことを抑制できる。よって、レゾルバ５の検出精度を低下させることなく、シールド部材７の貫通孔７２ａを大きくしてモータ１の組み立て作業性を向上できる。

　上述の構成では、モータ１は、少なくともロータ３及びステータ４を内部に収容し、開口部を有する有底筒状のハウジング６１と、ハウジング６１に固定され、且つ、シャフト２が挿通する挿通孔６２ａを有する平板状のフランジ６２と、シャフト２を回転可能に支持する軸受２２と、少なくとも一部がフランジ６２の挿通孔６２ａ内に位置し、且つ、軸受２２が収容される穴部４３ａを有するベアリングホルダ６３と、をさらに備える。レゾルバステータ５５は、ベアリングホルダ６３に固定されている。ベアリングホルダ６３は、フランジ６２に、シャフト２の中心軸Ｐを中心として周方向に位置調整可能に固定されている。

　具体的には、ベアリングホルダ６３は、穴部６４ａを有し、且つ、一部がフランジ６２の挿通孔６２ａ内に位置するベアリング支持部６４と、ベアリング支持部６４から軸方向の他方側に延びる円筒状のホルダ延出部６５と、ベアリング支持部６４から径方向外側に向かって突出し、且つ、フランジ６２に対して軸方向の一方側に位置するホルダ突出部６６と、を有する。ホルダ延出部６５には、内周面上にレゾルバステータ５５が固定されている。ホルダ突出部６６は、フランジ６２に、シャフト２の中心軸Ｐを中心として周方向に位置調整可能に固定されている。

　レゾルバ５は、レゾルバロータ５１とレゾルバステータ５５とによって、ロータ３の回転角を検出する。そのため、ロータ３の回転角を精度良く検出できるように、レゾルバロータ５１とレゾルバステータ５５とを精度良く位置合わせする必要がある。

　これに対し、上述の構成により、寸法誤差等が生じた場合でも、レゾルバロータ５１とレゾルバステータ５５との位置合わせを行うことができる。よって、上述の構成により、モータ１に設けられるレゾルバ５の検出精度を向上することができる。

　上述の構成では、シールド部材７は、フランジ６２またはベアリングホルダ６３に固定されている。これにより、シールド部材７をケーシング６に対して固定することができる。よって、シールド部材７の底部７２を、ロータ３とレゾルバ５との間に精度良く配置することができる。

　上述の構成では、シールド部材７は、底部７２から軸方向の一方側に延び、且つ、ベアリングホルダ６３の一部を覆う筒部７１と、筒部７１に設けられた固定部７４と、を有する。固定部７４は、フランジ６２またはベアリングホルダ６３に固定されている。

　これにより、シールド部材７をフランジ６２またはベアリングホルダ６３に固定することができる。しかも、シールド部材７の筒部７１によって、ステータ４で生じた磁束がレゾルバ５に流れ込むことを抑制できる。よって、レゾルバ５にロータ３及びステータ４から磁束が流れ込んでレゾルバ５の検出精度が低下することを抑制できる。

　上述の構成では、フランジ６２は、挿通孔６２ａに面するフランジ周縁部６２ｄに、軸方向の他方側に延びるフランジ突出部６２ｂを有する。固定部７４は、筒部７１における軸方向の一方側の端部から、径方向外側に突出する第一突出部７４ａと、第一突出部７４ａの径方向外側の端部から軸方向の一方側に延びる第二突出部７４ｂと、第二突出部７４ｂの軸方向の一方側の端部に位置し、且つ、フランジ６２に固定される取付部７４ｃとを有する。第二突出部７４ｂは、フランジ突出部６２ｂよりも径方向外側に位置する。

　これにより、フランジ６２のフランジ突出部６２ｂに対し、シールド部材７の第二突出部７４ｂを位置決めすることができる。よって、フランジ６２に対してシールド部材７を位置決めすることができる。これにより、シールド部材７を、レゾルバ５に対して所定の位置に位置付けることができるため、シールド部材７によって、ロータ３の界磁用マグネット３２からレゾルバ５に磁束が流れることをより抑制できる。

　［実施形態２］
　図５に、実施形態２に係るモータ１０１の断面図を示す。実施形態２に係るモータ１０１は、ハウジング６１の開口部を覆う部材の構成が実施形態１に係るモータ１とは異なる。以下で、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる部分についてのみ説明する。

　図５に示すように、モータ１０１は、ハウジング６１の開口部を覆う蓋部１０２を有する。蓋部１０２は、ハウジング６１の開口部に、図示しないボルト等によって固定されている。蓋部１０２は、円盤状の部材であり、平面視で中央部分に、軸受２２が収容される穴部１０２ａを有する。

　蓋部１０２は、平面視で中央部分に穴部１０２ａを有する板部１０３と、板部１０３から軸方向の他方側に延びる円筒状の延出部１０４とを有する。板部１０３は、ハウジング６１の開口部に固定されている。板部１０３には、シールド部材７の取付部７４ｃが固定ボルト６８によって固定されている。延出部１０４の内周面には、レゾルバステータ５５が固定されている。すなわち、延出部１０４の内部には、レゾルバ５が配置されている。

　シールド部材７は、内部にレゾルバ５が配置された延出部１０４を、軸方向の他方側から覆っている。シールド部材７の取付部７４ｃは、固定ボルト６８によって、蓋部１０２のハウジング６１側に固定されている。なお、固定ボルト６８も、実施形態１と同様、ケーシングの内側から、シールド部材７及び蓋部１０２に締結されている。

　本実施形態の蓋部１０２は、実施形態１におけるフランジ６２及びベアリングホルダ６３を一体化した部材である。よって、実施形態１の構成に比べて部品数を減らすことができるため、モータ１０１の組立作業性を向上できる。

　（その他の実施形態）
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

　前記各実施形態では、モータ１はレゾルバ５を有する。しかしながら、モータ１は、レゾルバ以外の磁気センサを有していてもよい。すなわち、前記各実施形態のような凸部７３を有するシールド部材７を、ロータと磁気センサとの間に配置してもよい。前記磁気センサとして、例えば、ホール式センサやＭＲセンサなどが挙げられる。

　前記各実施形態では、凸部７３は、軸方向に直交する断面において、円環状である。しかしながら、凸部７３は、前記断面において、貫通孔７２ａを囲む形状であれば、円環状以外の形状であってもよい。また、凸部７３は、貫通孔７２ａを囲む形状ではなく、貫通孔７２ａに面する周縁部７２ｂの一部のみに設けられていてもよい。

　前記各実施形態では、凸部７３は、シールド部材７の底部７２における貫通孔７２ａに面する周縁部７２ｂに設けられている。しかしながら、凸部７３は、底部７２においてロータ３の界磁用マグネット３２で生じた磁束を吸収可能な位置であれば、貫通孔７２ａに面する周縁部７２ｂ以外の位置に設けられていてもよい。例えば、凸部７３は、シールド部材７の底部７２において、外周部分と貫通孔７２ａとの間の位置に設けられていてもよい。

　前記各実施形態では、凸部７３は、底部７２に対して直交する方向に延びている。なお、凸部７３は、底部７２に対して凸部７３が軸方向の他方側に向かって延びていれば、斜めに延びていてもよい。

　前記各実施形態では、シールド部材７の取付部７４ｃは、固定ボルト６８によってフランジ６２に固定されている。しかしながら、取付部７４ｃは、固定ボルト６８以外の固定方法によって、フランジ６２に固定されていてもよい。例えば、取付部７４ｃは、接着剤や熱溶着、かしめなどの方法によって、フランジ６２に固定されていてもよい。また、取付部７４ｃは、フランジ６２に直接、取り付けられていてもよいし、他の部材を介してフランジ６２に取り付けられていてもよい。すなわち、シールド部材７は、フランジ６２に直接的または間接的に固定されていればよい。さらに、シールド部材７は、フランジ６２ではなく、ベアリングホルダ６３に固定されていてもよい。

　前記各実施形態では、シールド部材７は、筒部７１と、底部７２と、凸部７３と、固定部７４とを有する。しかしながら、シールド部材は、固定部を有していなくてもよい。この場合には、図６に示すように、筒部２７１をベアリングホルダ６３のホルダ延出部６５の外周面上に固定すればよい。図６において、モータの構成は、シールド部材２０７が固定部を有さない以外、実施形態１の構成と同様である。なお、図６において、符号２７２は底部であり、符号２７３は凸部であり、符号２７２ａは貫通孔である。

　また、シールド部材は、筒部及び固定部を有していなくてもよい。この場合には、図７に示すように、レゾルバ５を覆うようにベアリングホルダ３６３のホルダ延出部３６５を設けるとともに、底部３７２をホルダ延出部３６５の軸方向の他方側の端部に固定すればよい。図７において、モータの構成は、シールド部材３０７が筒部及び固定部を有さない点及びホルダ延出部３６５の構成以外、実施形態１の構成と同様である。なお、図７において、符号３７３は凸部であり、符号３７２ａは貫通孔である。

　前記各実施形態では、シールド部材７の筒部７１の内周面は、ベアリングホルダ６３のホルダ延出部６５の外周面に接触している。しかしながら、シールド部材７の筒部７１とベアリングホルダ６３のホルダ延出部６５とが径方向に隙間をあけて対向していてもよい。具体的には、図８に示すように、ベアリングホルダ４６３のホルダ延出部４６５の外周面上に、径方向外方に突出する突起部４６５ａを設けてもよい。これにより、シールド部７の筒部７１の内周面が突起部４６５ａに接触するため、筒部７１の内周面とホルダ延出部４６５の外周面との間には隙間４６５ｂが形成される。

　上述の構成により、ロータ３の界磁用マグネット３２から、シールド部材７及びホルダ延出部４６５を介して、レゾルバステータ５５に磁束が流れることをより抑制できる。すなわち、上述の構成のように、シールド部材７の筒部７１とベアリングホルダ４６３のホルダ延出部４６５との間に径方向に隙間４６５ｂを設けることにより、隙間４６５ｂにおける径方向への磁束の流れが抑制される。これにより、ロータ３の界磁用マグネット３２からレゾルバステータ５５に磁束が流れることをより抑制できる。

　なお、上述の構成では、ホルダ延出部４６５に対してシールド部材７の筒部７１を圧入することによって、ベアリングホルダ４６３に対してシールド部材７を固定することができる。したがって、前記各実施形態のような固定ボルト６８による固定が不要になる。

　また、上述の構成に限らず、シールド部材とベアリングホルダのホルダ延出部との間に隙間が形成される構成であれば、シールド部材の内周面に突起部を設けてもよいし、シールド部材の内周面及びホルダ延出部の外周面の少なくとも一方に凹部を設けてもよい。さらに、シールド部材とベアリングホルダのホルダ延出部との間に別部材を配置することにより、シールド部材とベアリングホルダとの間に隙間を設けてもよい。

　前記各実施形態では、ベアリングホルダ６３に位置調整ボルト用長穴６６ａ及び固定ボルト用長穴６６ｂが設けられている。これにより、フランジ６２に対し、ベアリングホルダ６３を、中心軸Ｐを中心に周方向に位置調整することができる。すなわち、ベアリングホルダ６３に固定されたレゾルバステータ５５を、レゾルバロータ５１に対して周方向の位置を調整することができる。このようにフランジ６２とベアリングホルダ６３との位置調整を行う構成は、上述のような長穴を有する構成に限らず、他の構成であってもよい。例えば、ベアリングホルダに複数のボルト穴を設けて、ボルトの締結位置を変更するなど、フランジ６２とベアリングホルダ６３との位置を周方向に調整可能な構成であれば、どのような構成であってもよい。

　前記各実施形態では、ロータ３の界磁用マグネット３２は、ロータコア３１の外周面上に配置されている。しかしながら、界磁用マグネット３２は、ロータコア３１の内部に配置されていてもよい。また、界磁用マグネット３２の形状は半円柱状に限らず、直方体であっても、多角柱であってもよい。なお、界磁用マグネット３２は、ロータコア３１の外周面上に界磁用マグネット３２が配置された構成では、略半円柱状だが、上述のようにロータコア３１の内部に界磁用マグネット３２が配置された構成では、直方体状や多角柱状であってもよい。

　前記各実施形態では、モータ１，１０１は、円筒状のステータ３内に、円柱状のロータ２が回転可能に配置されたインナーロータ型のモータである。しかしながら、モータは、円筒状のロータ内に、円柱状のステータが配置されたアウターロータ型のモータであってもよい。

　本発明は、磁気センサを備えたモータに利用可能である。

１、１０１　モータ
２　シャフト
３　ロータ
４　ステータ
５　レゾルバ（磁気センサ）
６　ケーシング
７、１０７、２０７、３０７　シールド部材
２１、２２　軸受
３１　ロータコア
３２　界磁用マグネット
４１　ステータコア
４２　ステータコイル
５１　レゾルバロータ（センサ用ロータ）
５５　レゾルバステータ（センサ用ステータ）
６１　ハウジング
６２　フランジ
６２ａ　挿通孔
６２ｂ　フランジ突出部
６２ｃ　凹部
６３、３６３、４６３　ベアリングホルダ
６４　ベアリング支持部
６４ａ　穴部
６５、３６５、４６５　ホルダ延出部
６６　ホルダ突出部
６６ａ　位置調整ボルト用長穴
６６ｂ　固定ボルト用長穴
６７　位置調整ボルト
７１、２７１　筒部
７１ａ　テーパ部
７２、２７２、３７２　底部
７２ａ、２７２ａ、３７２ａ　貫通孔
７３、２７３、３７３　凸部
７４　固定部
７４ａ　第一突出部
７４ｂ　第二突出部
７４ｃ　取付部
７４ｄ　取付穴
１０２　蓋部
１０２ａ　穴部
１０３　板部
１０４　延出部
４６５ａ　突起部
４６５ｂ　隙間
Ｐ　中心軸

Claims

　軸方向に延びるシャフトと、
　前記シャフトとともに回転可能であり、且つ、界磁用マグネットを有するロータと、
　前記ロータに対して径方向に対向して配置されたステータと、
　前記ロータ及び前記ステータよりも軸方向の一方側に位置する磁気センサと、
　軸方向において、少なくとも一部が前記ロータと前記磁気センサとの間に位置するシールド部材と、
を備え、
　前記シールド部材は、
　　軸方向において、少なくとも一部が前記ロータと前記磁気センサとの間に位置し、且つ、前記シャフトが貫通する貫通孔を有する底部と、
　　前記底部から軸方向の他方側に延びる凸部と、
を有し、
　前記凸部の先端部は、軸方向から見て、前記界磁用マグネットの外周部よりも径方向内方に位置する、モータ。
　請求項１に記載のロータにおいて、
　前記凸部の先端部は、軸方向から見て、前記界磁用マグネットの内周部よりも径方向内方に位置する、モータ。
　請求項１または２に記載のモータにおいて、
　前記凸部は、前記シールド部材の底部において前記貫通孔に面する周縁部の一部に位置し、且つ、軸方向の他方側に向かって延びる、モータ。
　請求項３に記載のモータにおいて、
　前記凸部は、軸方向に直交する断面において、前記貫通孔を囲む形状を有する、モータ。
　請求項１から４のいずれか一つに記載のモータにおいて、
　前記ロータは、前記ステータの径方向内方に位置し、
　前記磁気センサは、回転角センサであり、
　前記回転角センサは、
　　センサ用ロータと、
　　センサ用ステータと、
　を有し、
　前記センサ用ロータは、前記センサ用ステータの径方向内方に位置し、
　　前記ロータ及び前記センサ用ロータは、前記シャフトの径方向外方に、前記シャフトとともに回転可能に固定されていて、
　前記シールド部材の貫通孔の孔径は、前記センサ用ロータの外径よりも大きい、モータ。
　請求項５に記載のモータにおいて、
　少なくとも前記ロータ及び前記ステータを内部に収容し、開口部を有する有底筒状のハウジングと、
　前記ハウジングに固定され、且つ、前記シャフトが挿通する挿通孔を有する平板状のフランジと、
　前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
　少なくとも一部が前記フランジの前記挿通孔内に位置し、且つ、前記軸受が収容される穴部を有するベアリングホルダと、
をさらに備え、
　前記センサ用ステータは、前記ベアリングホルダに固定され、
　前記ベアリングホルダは、前記フランジに、前記シャフトの軸線を中心として周方向に位置調整可能に固定される、モータ。
　請求項６に記載のモータにおいて、
　前記ベアリングホルダは、
　　前記穴部を有し、且つ、一部が前記フランジの前記挿通孔内に位置するベアリング支持部と、
　　前記ベアリング支持部から軸方向の他方側に延びる円筒状のホルダ延出部と、
　　前記ベアリング支持部から径方向外側に向かって突出し、且つ、前記フランジに対して軸方向の一方側に位置する突出部と、
　を有し、
　前記ホルダ延出部には、内周面上に前記センサ用ステータが固定され、
　前記突出部は、前記フランジに、前記シャフトの軸線を中心として周方向に位置調整可能に固定される、モータ。
　請求項６または７に記載のモータにおいて、
　前記シールド部材は、前記フランジまたは前記ベアリングホルダに固定される、モータ。
　請求項８に記載のモータにおいて、
　前記シールド部材は、
　　前記底部から軸方向の一方側に延び、且つ、前記ベアリングホルダの一部を覆う筒部と、
　　前記筒部に設けられた固定部と、
　を有し、
　前記固定部は、前記フランジまたは前記ベアリングホルダに固定される、モータ。
　請求項９に記載のモータにおいて、
　前記シールド部材の前記筒部と前記ベアリングホルダの前記ホルダ延出部とは、径方向に隙間をあけて対向する、モータ。
　請求項９または１０に記載のモータにおいて、
　前記フランジは、前記挿通孔に面するフランジ周縁部に、軸方向の他方側に延びるフランジ突出部を有し、
　前記固定部は、
　　前記筒部における前記軸方向の一方側の端部から径方向外側に突出する第一突出部と、
　　前記第一突出部の径方向外側の端部から軸方向の一方側に延びる第二突出部と、
　　前記第二突出部の軸方向の一方側の端部に位置し、且つ、前記フランジに固定される取付部と、
を有し、
　前記第二突出部は、前記フランジ突出部よりも径方向外側に位置する、モータ。
　請求項５に記載のモータにおいて、
　少なくとも前記ロータ及び前記ステータを内部に収容し、開口部を有する有底筒状のハウジングと、
　前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
　前記ハウジングの開口部に固定され、且つ、前記軸受が収容された穴部を有する蓋部と、
をさらに備え、
　前記蓋部は、
　　前記穴部を有する板部と、
　　前記板部から軸方向の他方に延びる円筒状の延出部と、
　を有し、
　前記センサ用ステータは、前記延出部に固定され、
　前記シールド部材は、前記蓋部に固定される、モータ。
　請求項１２に記載のモータにおいて、
　前記シールド部材は、前記底部から軸方向の一方側に延び、且つ、前記蓋部における前記延出部の一部を覆う筒部を有し、
　前記筒部と前記延出部とは、径方向に隙間をあけて対向する、モータ。