JP2010154710A - レゾルバ付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】レゾルバ付モータにおいて、モータ本体から漏洩する磁束によりレゾルバが受ける影響をより少なくする。
【解決手段】レゾルバ付モータ１０は、モータロータ２２を含むモータ本体１４とレゾルバ１６とを有する。そして、レゾルバ付モータ１０は、レゾルバ１６と所定の間隔を空けてモータロータ２２側に配置され、モータ本体１４から漏洩する磁束を誘導するリテーナ３４を有する。この構成により、リテーナ３４に誘導された磁束がリテーナ３４からレゾルバ１６へ入ることを防止することができる。よって、磁束からレゾルバ１６が受ける影響をより少なくすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータロータの回転角を検出するレゾルバを内蔵したレゾルバ付モータに関し、特にモータ本体から漏洩する磁束によりレゾルバが影響を受けないようにする構造の改良に関する。

従来からモータロータの回転角を検出する手段としてレゾルバが用いられている。モータを小型化することにより、モータとレゾルバが近接すると、モータ本体から漏洩する磁束によりレゾルバが影響を受けてしまい、モータロータの回転角の検出精度が低下してしまうという問題があった。そこで、モータ本体から漏洩する磁束によりレゾルバが影響を受けないようにする技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、モータ本体とレゾルバとの間にシールドカバーを取り付けたレゾルバ付モータが開示されている。

以下、下記特許文献１のレゾルバ付モータについて図１，２を用いて説明する。図１は、レゾルバ付モータを示す断面図であり、図２は、図１の要部の作用を示す図である。

レゾルバ付モータ１１０は、ケース１１２内にモータ本体１１４とレゾルバ１１６とを有する。モータ本体１１４は、ケース１１２に軸受１１８を介して回転可能に支持される回転軸１２０と、回転軸１２０に固定され一体に回転するモータロータ１２２と、モータロータ１２２の周囲に配置されるモータステータ１２４とを有する。モータステータ１２４には、モータコイル１２６が巻回されている。このモータコイル１２６の通電により、モータステータ１２４に回転磁界が発生し、この回転磁界に吸引される力がモータロータ１２２に発生して、モータロータ１２２が回転する。このとき、モータコイル１２６とモータロータ１２２の間において、図１の破線に示すような漏れ磁束が発生する。

レゾルバ１１６は、モータロータ１２２と間隔をおいて、回転軸１２０の軸方向端部に固定されるレゾルバロータ１２８と、レゾルバロータ１２８の周囲に配置されるレゾルバステータ１３０とを有する。レゾルバステータ１３０には、レゾルバコイル１３２が巻回されている。レゾルバステータ１３０のモータロータ１２２側の端面には、レゾルバコイル１３２の露出部分を覆うようにシールドカバー１３４が設けられている。シールドカバー１３４は、磁性体で構成される。このため、図２で示すように、モータ本体１１４で発生する漏れ磁束１３６は、シールドカバー１３４に集中し、レゾルバ１１６に到達する磁束が少なくなる。よって、漏れ磁束１３６の影響を受けずにレゾルバ１１６はモータロータ１２２の回転角を検出することができる。

特開平９−６５６１７号公報

一般的に、自動車などにモータが搭載される場合においては、モータの設置スペースに余裕がないなどの理由から、モータの小型化が図られている。レゾルバ付モータにおいては、例えばモータ本体とレゾルバとの間隔を小さくすることにより軸方向の小型化が図られる。そうすると、上記特許文献１のようなレゾルバステータの端面にシールドカバーを設けた構成であっても、漏れ磁束によりレゾルバは少なからず影響を受けてしまう。

本発明の目的は、モータ本体から漏洩する磁束によりレゾルバが受ける影響をより少なくすることができるレゾルバ付モータを提供することにある。

本発明は、回転軸に固定され、回転軸と一体に回転するモータロータと、モータロータの周囲に配置されるモータステータと、モータステータに巻回されたモータコイルとを有するモータ本体と、モータロータと間隔をおいて、回転軸の軸方向端部に固定されるレゾルバロータと、レゾルバロータの周囲に配置されるレゾルバステータとを有するレゾルバと、を備えるレゾルバ付モータにおいて、レゾルバステータを固定するリテーナを有し、そのリテーナが、レゾルバと所定の間隔を空けてモータロータ側に配置され、モータ本体から漏洩する磁束を誘導することを特徴とする。

また、リテーナは、レゾルバステータと所定の間隔を空けてレゾルバステータの外周を覆う円筒部を有することができる。

また、リテーナの円筒部には、周方向に所定の間隔を空けて空隙が設けられていることを特徴とする。

また、レゾルバとリテーナとの間に、磁界をシールドするシールド部材が設けられることを特徴とする。

また、シールド部材は、非磁性体であることを特徴とする。

また、リテーナは、磁性体であることを特徴とする。

本発明のレゾルバ付モータによれば、モータ本体から漏洩する磁束によりレゾルバが受ける影響をより少なくすることができる。

以下、本発明に係るレゾルバ付モータの実施形態について、図を用いて説明する。図３は、本実施形態のレゾルバ付モータの構成を示す断面図である。

レゾルバ付モータ１０は、ケース１２内にモータ本体１４とレゾルバ１６とを有する。モータ本体１４は、ケース１２に軸受１８を介して回転可能に支持される回転軸２０と、回転軸２０に固定され一体に回転するモータロータ２２と、モータロータ２２の周囲に配置されるモータステータ２４とを有する。モータステータ２４には、モータコイル２６が巻回されている。このモータコイル２６の通電により、モータステータ２４に回転磁界が発生し、この回転磁界に吸引される力がモータロータ２２に発生して、モータロータ２２が回転する。このとき、モータコイル２６とモータロータ２２の間において、図３の破線に示すような漏れ磁束が発生する。

レゾルバ１６は、モータコイル２６の軸方向端部に対し軸方向内側に配置される。レゾルバ１６は、モータロータ２２と間隔をおいて、回転軸２０の軸方向端部に固定されるレゾルバロータ２８と、レゾルバロータ２８の周囲に配置されるレゾルバステータ３０とを有する。レゾルバステータ３０にはレゾルバステータコイル３０ａが巻回されている。レゾルバ１６は、レゾルバロータ２８が回転することにより、磁気抵抗差が生じて出力される電圧の変化からモータロータ２２の回転角を検出する。

本発明に係るレゾルバ付モータ１０は、レゾルバ１６と所定の間隔を空けてモータロータ２２側に配置され、モータ本体１４から漏洩する磁束を誘導するリテーナ３４を有することを特徴とする。

図４に、レゾルバ１６とリテーナ３４の構成を示す。リテーナ３４は、レゾルバ１６より軸方向内側に位置し、ケース１２にボルト３６を介して固定されている。リテーナ３４とケース１２との間には、非磁性体からなり、磁界をシールドするシールド部材３８が挟まれている。リテーナ３４は、レゾルバステータ３０の側面の径方向外側を覆うように設けられている。リテーナ３４は、円板状であり、その中心には円形の孔が形成されている。リテーナ３４は、磁性体からなる。このため、モータ本体１４から漏洩する磁束がリテーナ３４に誘導されて集まるので、磁束がレゾルバ１６に入りにくくなる。よって、磁束からレゾルバ１６が受ける影響を少なくすることができる。また、リテーナ３４とケース１２との間にシールド部材３８を挟むことにより、モータ本体１４から漏洩する磁束がシールド部材３８によりシールドされてレゾルバ１６に入りにくくなり、磁束からレゾルバ１６が受ける影響をより一層少なくすることができる。

また、リテーナ３４とレゾルバ１６と間の所定の間隔ｔは、１ｍｍ以上空いている。すなわち、リテーナ３４とレゾルバ１６との間には、非磁性の空気層が設けられる。このようにレゾルバ１６と接することなく、レゾルバ１６に対して空気層を介してリテーナ３４を配置することにより、リテーナ３４に誘導された磁束がリテーナ３４からレゾルバ１６へ入ることを防止することができる。よって、磁束からレゾルバ１６が受ける影響をより少なくすることができる。

リテーナ３４の別の態様について図５を用いて説明する。リテーナ３４は、レゾルバステータ３０と所定の間隔を空けてレゾルバステータ３０の外周を覆う円筒部３４ａを有する。この構成より、モータ本体１４から漏洩しレゾルバステータ３０の外周に向かう磁束が円筒部３４ａに誘導されて集まるので、磁束がレゾルバ１６に一層入りにくくなる。

また、レゾルバステータ３０と円筒部３４ａとの間には、所定の間隔の隙間、すなわち非磁性の空気層が設けられる。このようにレゾルバステータ３０と接することなく、レゾルバステータ３０に対して空気層を介して円筒部３４ａを配置することにより、円筒部３４ａに誘導された磁束が円筒部３４ａからレゾルバステータ３０へ入ることを防止することができる。よって、磁束からレゾルバ１６が受ける影響をさらに少なくすることができる。

また、円筒部３４ａにおいては、周方向に所定の間隔を空けて空隙を設けることができる。円筒部３４ａに空隙を設けることにより、磁束がレゾルバステータ３０の外周に入るのを防ぎつつ、リテーナ３４の軽量化を図ることができる。

シールド部材３８の別の態様について図６を用いて説明する。シールド部材３８は、レゾルバステータ３０とリテーナ３４とに挟まるように設けられている。この構成により、リテーナ３４から漏れてレゾルバステータ３０に向かい磁束がシールド部材３８でシールドされ、レゾルバステータ３０へ入ることを確実に防止することができる。よって、図５の態様のときより、磁束からレゾルバ１６が受ける影響をさらに少なくすることができる。

次に、モータ本体１４から漏洩する磁束によりレゾルバ１６が受ける影響について図を用いて説明する。図７（ａ）はリテーナ３４がない場合におけるレゾルバ１６の磁束密度を示す図であり、図７（ｂ）は、図４の態様のリテーナ３４を設けた場合におけるレゾルバ１６の磁束密度を示す図であり、図７（ｃ）は、図５の態様のリテーナ３４を設けた場合におけるレゾルバ１６の磁束密度を示す図である。

これらの図にそれぞれ示される２つの曲線のうち、一方の曲線Ｂｒはレゾルバ１６の周方向における磁束密度を示し、他方の曲線Ｂｔはレゾルバ１６の径方向における磁束密度を示す。図７（ａ）と図７（ｂ）とを比較すると、図７（ａ）より図７（ｂ）に示される曲線Ｂｒ，Ｂｔのほうが振幅の変化が小さいことがわかる。すなわち、リテーナ３４がない場合より図４の態様のリテーナ３４を設けた場合のほうが磁束によるレゾルバ１６の影響が小さいことがわかる。また、図７（ｂ）と図７（ｃ）とを比較すると、図７（ｂ）より図７（ｃ）に示される曲線Ｂｒ，Ｂｔのほうが振幅の変化が小さいことがわかる。すなわち、図４の態様のリテーナ３４を設けた場合より図５の態様のリテーナ３４を設けた場合のほうが磁束によるレゾルバ１６の影響が小さいことがわかる。

このように、本実施形態のレゾルバ付モータ１０によれば、レゾルバ１６に空気層を介してリテーナ３４を配置することにより、モータ本体１４から漏洩する磁束がリテーナ３４に誘導されるので、磁束によりレゾルバ１６が受ける影響をより少なくすることができる。また、レゾルバステータ３０の外周を、空気層を介してリテーナ３４の円筒部３４ａが覆うことにより、モータ本体１４から漏洩しレゾルバステータ３０の外周に向かう磁束が円筒部３４ａに誘導されるので、磁束によりレゾルバ１６が受ける影響をより一層少なくすることができる。

本実施形態では、レゾルバ１６より軸方向内側に、レゾルバステータ３０の側面の径方向外側を覆うようにリテーナ３４を設けた場合について説明したが、この構成に限定されない。レゾルバステータ３０の側面を全て覆うようにリテーナ３４を設けることができ、さらにレゾルバロータ２８の側面を覆うようにリテーナ３４を設けることもできる。

従来のレゾルバ付モータの一例を示す断面図である。 図１の要部の作用を示す図である。 本実施形態のレゾルバ付モータの構成を示す断面図である。 図３のレゾルバを示す図である。 別の態様のリテーナを示す図である。 別の態様のシールド部材を示す図である・ （ａ）は、リテーナがない場合におけるレゾルバの磁束密度を示す図であり、（ｂ）は、図４の態様のリテーナを設けた場合におけるレゾルバの磁束密度を示す図であり、（ｃ）は、図５の態様のリテーナを設けた場合におけるレゾルバの磁束密度を示す図である。

符号の説明

１０ レゾルバ付モータ、１２ ケース、１４ モータ本体、１６ レゾルバ、２０ 回転軸、２２ モータロータ、２４ モータステータ、２６ モータコイル、３４ リテーナ。

Claims (6)

1. 回転軸に固定され、回転軸と一体に回転するモータロータと、モータロータの周囲に配置されるモータステータと、モータステータに巻回されたモータコイルとを有するモータ本体と、
   モータロータと間隔をおいて、回転軸の軸方向端部に固定されるレゾルバロータと、レゾルバロータの周囲に配置されるレゾルバステータとを有するレゾルバと、
   を備えるレゾルバ付モータにおいて、
   レゾルバと所定の間隔を空けてモータロータ側に配置され、モータ本体から漏洩する磁束を誘導するリテーナを有する、
   ことを特徴とするレゾルバ付モータ。
2. 請求項１に記載のレゾルバ付モータにおいて、
   リテーナは、レゾルバステータと所定の間隔を空けてレゾルバステータの外周を覆う円筒部を有する、
   ことを特徴とするレゾルバ付モータ。
3. 請求項２に記載のレゾルバ付モータにおいて、
   リテーナの円筒部には、周方向に所定の間隔を空けて空隙が設けられている、
   ことを特徴とするレゾルバ付モータ。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のレゾルバ付モータにおいて、
   レゾルバとリテーナとの間に、磁界をシールドするシールド部材が設けられる、
   ことを特徴とするレゾルバ付モータ。
5. 請求項４に記載のレゾルバ付モータにおいて、
   シールド部材は、非磁性体であることを特徴とするレゾルバ付モータ。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載のレゾルバ付モータにおいて、
   リテーナは、磁性体であることを特徴とするレゾルバ付モータ。

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