JP2006352979A

JP2006352979A - 回転電機

Info

Publication number: JP2006352979A
Application number: JP2005174316A
Authority: JP
Inventors: 洋平 ▲はま▼; Yohei Hama
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【課題】回転電機において、部品点数を削減し、部品組付工数を低減するとともに、ロータの回転軸の組付精度を向上すること。
【解決手段】回転電機１０において、ハウジング１１とヨーク１２を一体成形し、レゾルバステータ部３２と軸受１７を予めレゾルバホルダ２００に組付けた小組体２００Ａを形成し、レゾルバホルダ２００をハウジング１１に取付けたもの。
【選択図】図５

Description

本発明は回転電機に関する。

回転電機として、特許文献１に記載の如く、ハウジングと筒状のヨークを有し、円筒状のステータをヨークに収納し、該ステータの筒内にロータを配置し、該ロータの回転軸を、ヨークに設けた軸受と、ハウジングの側に設けた軸受に支持するとともに、ロータの側に取付けられるレゾルバロータ部と、該レゾルバロータ部を囲むように配置され、ステータの側に取付けられるレゾルバステータ部とからなり、該ロータの回転位置を検出するレゾルバを有し、ステータに巻回したモータコイルに結線されるモータリード線と、レゾルバステータ部に結線されるセンサリード線を、ハウジングから外部に接続可能にするものがある。
特開2004-157056

特許文献１の回転電機には以下の問題点がある。
(1)回転電機が、ハウジング、ヨーク、ハウジングとヨークの間に挟着されるＯリング、ハウジングとヨークを締結するねじ、ハウジングに挿入かしめ加工される軸受、ハウジングに挿入されるレゾルバステータ部、レゾルバステータ部をハウジングに対して押え保持するプレート、プレートをハウジングに固定するねじ等の各部品を順に組付けて構成される。従って、部品点数が多く、部品組付工数もかかる。

(2)ロータの回転軸の両端を、ヨークに設けた軸受と、ハウジングに設けた軸受とで支持するものの、ハウジングとヨークを別体にしているため、ハウジング側の軸受とヨーク側の軸受の同軸化に困難があり、ロータの回転軸の組付精度が悪い。

本発明の課題は、回転電機において、部品点数を削減し、部品組付工数を低減するとともに、ロータの回転軸の組付精度を向上することにある。

請求項１の発明は、ハウジングと筒状のヨークを有し、円筒状のステータをヨークに収納し、該ステータの筒内にロータを配置し、該ロータの回転軸を、ヨークに設けた軸受と、ハウジングの側に設けた軸受に支持するとともに、ロータの側に取付けられるレゾルバロータ部と、該レゾルバロータ部を囲むように配置され、ステータの側に取付けられるレゾルバステータ部とからなり、該ロータの回転位置を検出するレゾルバを有し、ステータに巻回したモータコイルに結線されるモータリード線と、レゾルバステータ部に結線されるセンサリード線を、ハウジングから外部に接続可能にする回転電機において、ハウジングとヨークを一体成形し、レゾルバステータ部と軸受を予めレゾルバホルダに組付けた小組体を形成し、レゾルバホルダをハウジングに取付けたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記レゾルバホルダをハウジングに圧入保持したものである。

（請求項１）
(a)ハウジングとヨークを一体成形したヨーク・ハウジング体とするとともに、レゾルバステータ部と軸受を予めレゾルバホルダに組付けた小組体を形成し、小組体を構成するレゾルバホルダをヨーク・ハウジング体のハウジングに取付けた。回転電機の組付部品をヨーク・ハウジング体と小組体（レゾルバホルダとレゾルバステータ部と軸受）に２部品化したことにより、部品点数を削減し、部品組付工数を低減できる。

（請求項２）
(b)ヨーク・ハウジング体としてヨークと一体をなすハウジングにレゾルバホルダを圧入し、ヨーク側の軸受とレゾルバホルダ側の軸受により、ロータの回転軸の両端を支持する。レゾルバホルダ側の軸受とヨーク側の軸受の同軸精度を向上し、ロータの回転軸の組付精度を向上できる。

図１はモータを示す断面図、図２は図１の正面図、図３は図１の背面図、図４はステータのボビンを示す断面図、図５はモータの組立過程を示す断面図、図６はモータの変形例を示す断面図である。

本発明の回転電機としてのＤＣブラシレスモータ１０は、図１〜図３に示す如く、ハウジング１１と筒状ヨーク１２を有し、円筒状のステータ１３をヨーク１２に収納し、該ステータ１３の筒内にロータ１４を配置し、ロータ１４の回転軸１５を、ヨーク１２の閉塞端に設けた軸受１６と、ハウジング１１の側に設けた軸受１７に回転自在に支持する。

ステータ１３は、ヨーク１２の内周に嵌め込まれる複数、例えば12個のコア２１を円周上に隣接配置して構成される。各コア２１は珪素鋼板を積層して形成されるとともに、樹脂製のボビン２２が取付けられる。ステータ１３は、各ボビン２２のコイル巻回部２２ＡにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相をなす各モータコイル２３を巻回す。

Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相をなす各コイル２３は、図４に示す如く、３個のバスリングＡ〜Ｃのそれぞれに接続されるとともに、各コイル２３のコモン側を中立バスリングＤに接続し、各コイル２３をスター結線している。

各バスリングＡ〜Ｄはボビン２２に設けた各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれに保持される。各バスリングＡ〜Ｄは、図５に示す如く、平板リングをなす。各バスリングＡ〜Ｄは無短周回状をなし、又は周方向の一部にスリットを設けたＣ字状をなす。

ボビン２２はコイル巻回部２２Ａから突き出る突出部２２Ｂを有し、突出部２２Ｂの内面の突出方向に沿う４位置に各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄを設ける。

ボビン２２の突出部２２Ｂの内面に設けた４つのリング保持部２４Ａ〜２４Ｄのうちの、コイル巻回部２２Ａに最も近いリング保持部２４Ｄに中立バスリングＤを保持する。本実施例では、突出部２２Ｂの内面のコイル巻回部２２Ａの側から突出方向に向けて順に、リング保持部２４Ｄ、リング保持部２４Ａ、リング保持部２４Ｂ、リング保持部２４Ｃを設けてある。

本実施例では、ボビン２２の突出部２２Ｂの内面を突出方向に向けて拡開する勾配面にし、該勾配面の勾配方向に沿う４位置のそれぞれに溝状の各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄを設ける。従って、ヨーク１２の内周に嵌め込まれた各コア２１のボビン２２に設けた突出部２２Ｂの内面は、互いに円錐面を形成する。このとき、各突出部２２Ｂの内面に設けたリング保持部２４Ａ〜２４Ｄは互いに円環状溝を形成し、各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれが形成する円環状溝の溝径を互いに異にする。本実施例では、リング保持部２４Ｄ、リング保持部２４Ａ、リング保持部２４Ｂ、リング保持部２４Ｃの順に溝径大にし、それらに対応する中立バスリングＤ、バスリングＡ、バスリングＢ、バスリングＣも順に外径大にする。各バスリングＤ、Ａ、Ｂ、Ｃは、小径の中立バスリングＤから順に突出部２２Ｂの勾配面の外方から内方に挿入され、自ら及び／又はボビン２２の弾性的拡縮変形により、対応するリング保持部２４Ｄ、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃに落とし込まれた後の拡径状態で保持され、互いに平行配置される。

各バスリングＡ〜Ｃはそれぞれコイル接続端子２３Ａ〜２３Ｃを介してＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル２３に接続され、中立バスリングＤはコモン端子２３Ｄを介して各コイル２３のコモン側に接続される。各バスリングＡ〜Ｄは、ボビン２２の突出部２２Ｂの突出方向に沿って前述の順に従い平行配置されているから、各コイル２３のコモン端子２３Ｄは最も内側の中立バスリングＤの平板内に直接接続され、Ｕ相のコイル接続端子２３Ａは中立バスリングＤに設けた貫通孔を絶縁状態で貫通してバスリングＡの平板内に接続され、Ｖ相のコイル接続端子２３ＢはバスリングＤ、Ａに設けた貫通孔を絶縁状態で貫通してバスリングＢの平板内に接続され、Ｗ相のコイル接続端子２３ＣはバスリングＤ、Ａ、Ｂに設けた貫通孔を絶縁状態で貫通してバスリングＣの平板内に接続される。

各バスリングＡ〜Ｃのそれぞれには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の外部接続用ターミナル２５が接続される。他方、ハウジング１１に取付けられるグロメット２６には、外部の制御回路に延出するＵ相、Ｖ相、Ｗ相のモータリード線２７が挿通される。ハウジング１１の内部に設けた３個の接続部２８で、互いに対応する外部接続用ターミナル２５とモータリード線２７とが結線される。

ロータ１４は、鉄等の磁性体からなる回転軸１５に磁界を発生するマグネット２９が接着等によって取付けられ、マグネット２９の外側表面には不図示の保持チューブが被着される。

モータ１０は、レゾルバロータ部３１とレゾルバステータ部３２からなるレゾルバ３０を有する。即ち、ロータ１４の回転軸１５の出力端側の外周に、ロータ１４とともに回転するレゾルバロータ部３１を取付けている。また、ステータ１３の側、換言すればハウジング１１の側の内周にレゾルバステータ部３２を取付けている。レゾルバステータ部３２はレゾルバロータ部３１を囲むように配置され、回転によってレゾルバロータ部３１との間で生ずるリラクタンスの変化により、ロータ１４の回転位置を検出する。検出したロータ１４の回転位置に応じて、外部の制御回路により、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル２３に所定のパターンの電流を供給し、モータ１０を駆動する。

レゾルバステータ部３２には、オスコネクタ３３Ａが設けられている。オスコネクタ３３Ａには、センサリード線３４が結線されたメスコネクタ３３Ｂが接続される。センサリード線３４は、ハウジング１１に取付けられたグロメット２６から外部の制御回路に延出する。

しかるに、モータ１０にあっては、部品点数を削減するため、以下の構成を備える。
モータ１０は、図５に示す如く、ハウジング１１とヨーク１２を一体成形したヨーク・ハウジング体１００とする。ヨーク・ハウジング体１００は、鉄板のカップ状成形体からなり、ヨーク１２に圧入されるステータ１３をヨーク・ハウジング体１００（ハウジング１１）の一端開口１０１から嵌合する。

モータ１０は、図５に示す如く、ヨーク・ハウジング体１００（ハウジング１１）に取付けられるレゾルバホルダ２００を有する。軸受１７とレゾルバステータ部３２を予めレゾルバホルダ２００に挿入かしめ加工して組付けた小組体２００Ａを形成する。レゾルバホルダ２００は軸受１７とレゾルバステータ部３２を予め圧入又はインサート成形されて組付けられ、小組体２００Ａを形成するものでも良い。

従って、モータ１０の組立手順は以下の如くになる。
(1)ヨーク・ハウジング体１００のヨーク１２にステータ１３を圧入し、ステータ１３のコア２１に結線されるモータリード線２７をヨーク・ハウジング体１００のハウジング１１から外部に延出する。

(2)レゾルバホルダ２００に軸受１７とレゾルバステータ部３２を組付けて小組体２００Ａを形成する。

(3)前述ヨーク・ハウジング体１００のハウジング１１に、上述レゾルバホルダ２００を取付ける。レゾルバステータ部３２に結線されるセンサリード線３４をヨーク・ハウジング体１００のハウジング１１から外部に延出する。レゾルバホルダ２００はヨーク・ハウジング体１００の一端開口１０１に圧入されて取付けられる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ハウジング１１とヨーク１２を一体成形したヨーク・ハウジング体１００とするとともに、レゾルバステータ部３２と軸受１７を予めレゾルバホルダ２００に組付けた小組体２００Ａを形成し、小組体２００Ａを構成するレゾルバホルダ２００をヨーク・ハウジング体１００のハウジング１１に取付けた。モータ１０の組付部品をヨーク・ハウジング体１００と小組体２００Ａ（レゾルバホルダ２００とレゾルバステータ部３２と軸受１７）に２部品化したことにより、部品点数を削減し、部品組付工数を低減できる。

(b)ヨーク・ハウジング体１００としてヨーク１２と一体をなすハウジング１１にレゾルバホルダ２００を圧入し、ヨーク１２側の軸受１６とレゾルバホルダ２００側の軸受１７により、ロータ１４の回転軸１５の両端を支持する。レゾルバホルダ２００側の軸受１７とヨーク１２側の軸受１６の同軸精度を向上し、ロータ１４の回転軸１５の組付精度を向上できる。

尚、本実施例によれば以下の作用効果も奏する。
(a)各バスリングＡ〜Ｄをボビン２２に設けた各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれに保持したから、ボビン２２と別体のバスリングホルダを不要にし、部品点数を削減し、部品組付工数を低減できる。ボビン２２そのものに各バスリングＡ〜Ｄを保持するものであり、小型化できる。

(b)各バスリングＡ〜Ｄを平板リングにしたから、バスリングの形状を簡素にし、部品加工性を向上できる。

(c)ボビン２２の突出部２２Ｂの内面の突出方向に沿う４位置に各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄを設けることにより、各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄのそれぞれに保持される平板状の各バスリングＡ〜Ｄを整然と並置できる。

(d)ボビン２２の突出部２２Ｂの内面が突出方向に向けて拡開する勾配面をなし、該勾配面の勾配方向に沿う４位置に各リング保持部２４Ａ〜２４Ｄを設ける。従って、各バスリングＡ〜Ｄの外径を異ならせ、小径のバスリングから順に勾配面の内方に差し入れ、各バスリングＡ〜Ｄを対応するリング保持部に位置決め保持でき、各バスリングＡ〜Ｄの組付性を向上できる。

(e)各コイル２３のコモン側端子２３Ｄが接続される中立バスリングＤを、ボビン２２の突出部２２Ｂの内面に設けた４つのリング保持部２４Ａ〜２４Ｄのうちの、コイル巻回部２２Ａに最も近いリング保持部２４Ｄに保持した。従って、中立バスリングＤに接続される各コイル２３の多数のコモン側端子２３Ｄを他のバスリングＡ〜Ｃに貫通配線する必要がなく、各バスリングＡ〜Ｄの組付性を向上できる。

図６のモータ１０が図１のモータ１０と異なる点は、モータリード線４１とセンサリード線４２の接続構造にある。各バスリングＡ〜Ｃに接続されているＵ相、Ｖ相、Ｗ相の外部接続用ターミナル２５にメスコネクタ４１Ａを接続する。レゾルバステータ部３２にメスコネクタ４２Ａを接続する。メスコネクタ４１Ａ、４２Ａはハウジング１１の外部接続口１１Ａに向けて並置される。ヨーク・ハウジング体１００（ハウジング１１）に固定されるカプラ４０は、モータリード線４１とセンサリード線４２を備え、それらのリード線４１、４２をハウジング１１の外部接続口１１Ａ内に挿入してメスコネクタ４１Ａ、４２Ａに挿着し、それらのリード線４１、４２を外部の制御回路に延出可能にする。尚、リード線４１、４２をカプラ４０内の外部接続ターミナル部と一体の板状の接続導体でオスコネクタを形成すれば、カプラ４０をハウジング１１の外部接続口１１Ａ内に組付けるに際し、リード線４１、４２をメスコネクタ４１Ａ、４２Ａのそれぞれに容易に挿着することができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１はモータを示す断面図である。図２は図１の正面図である。図３は図１の背面図である。図４はステータのボビンを示す断面図である。図５はモータの組立過程を示す断面図である。図６はモータの変形例を示す断面図である。

符号の説明

１０モータ（回転電機）
１１ハウジング
１２ヨーク
１３ステータ
１４ロータ
１５回転軸
１６、１７軸受
２３モータコイル
２７モータリード線
３０レゾルバ
３１レゾルバロータ部
３２レゾルバステータ部
３４センサリード線
１００ヨーク・ハウジング体
２００レゾルバホルダ
２００Ａ小組体

Claims

ハウジングと筒状のヨークを有し、
円筒状のステータをヨークに収納し、該ステータの筒内にロータを配置し、該ロータの回転軸を、ヨークに設けた軸受と、ハウジングの側に設けた軸受に支持するとともに、
ロータの側に取付けられるレゾルバロータ部と、該レゾルバロータ部を囲むように配置され、ステータの側に取付けられるレゾルバステータ部とからなり、該ロータの回転位置を検出するレゾルバを有し、
ステータに巻回したモータコイルに結線されるモータリード線と、レゾルバステータ部に結線されるセンサリード線を、ハウジングから外部に接続可能にする回転電機において、
ハウジングとヨークを一体成形し、
レゾルバステータ部と軸受を予めレゾルバホルダに組付けた小組体を形成し、
レゾルバホルダをハウジングに取付けたことを特徴とする回転電機。
前記レゾルバホルダをハウジングに圧入保持した請求項１に記載の回転電機。