JP2011041381A5 - - Google Patents

Description

回転検出器付きモータの構造

この発明は、モータシャフトの回転角を検出する回転検出器を備えた回転検出器付きモータの構造に関する。

従来より、ハイブリッド自動車や電気自動車において、高出力のブラシレスモータが使用されている。例えば、ハイブリッド自動車で使用されるブラシレスモータを制御するには、モータシャフトの回転角を正確に検出する必要がある。モータステータの各コイルへの通電切替を制御するには、モータロータの回転位置を正確に把握する必要があるからである。特にハイブリッド自動車では、コギングがドライバビリティを悪化させるため、コギングを減少させることが要望されている。そのため、各コイルへの通電切替を正確に行う必要がある。

ここで、ハイブリッド自動車のモータシャフトの回転角を検出するには、耐温度性、耐ノイズ性、耐振動性及び耐高湿性等を充足できる回転検出器を使用することができる。回転検出器は、ブラシレスモータにおいて、モータシャフトに直接取り付けられる。この種の回転検出器として、例えば、可変リアクタンス型回転検出器が使用される。この回転検出器は、励磁コイルと検出コイルを含む検出ステータと、その検出ステータに近接配置され、モータシャフトに固定された検出ロータとを備える。検出コイルは、９０度位相をずらした２つのコイルを含む。励磁コイルに正弦波の交流電圧を印加することにより、検出ロータを介して、検出コイルの２つのコイルから誘起電圧が出力される。この誘起電圧の出力振幅からモータシャフト（モータロータ）の回転角を検出することができる。

この種の回転検出器を備えたブラシレスモータが、例えば、下記の特許文献１に記載される。このブラシレスモータでは、検出ロータがモータシャフトに固定される。また、検出ステータが樹脂製の係止部材によりモータケースに支持される。この係止部材は、モータケースの所定位置まで圧入されるようになっており、ばね部を有する。検出ステータは、このばね部によりモータケースに押圧される。すなわち、検出ステータは、係止部材のばね部のばね作用により、過大な押圧力を受けないようになっている。これにより、組み付け時の応力ひずみや変形を抑え、取り付け精度の悪化を防止するようにしている。この結果、過大な応力を受けずに精度よく検出ステータをモータケースに固定することができる。

特開２００３−２３７６１号公報 特開２００６−２８０１１７号公報 特開２００１−７８３９３号公報

ところが、特許文献１に記載のブラシレスモータでは、係止部材が樹脂より形成されるので、係止部材に熱などによりクリープが起きたり、係止部材が劣化したりするおそれがあった。この場合、モータケースに対する検出ステータの位置がずれ、検出ステータと検出ロータとの間の位置関係がくずれるおそれがあった。この結果、モータシャフトの回転角を精度良く検出できなくなるおそれがあった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、検出ステータと検出ロータとの間の位置関係を適正に保ち、回転検出器による回転角の検出精度を確保することを可能とした回転検出器付きモータの構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、検出ロータと、検出ロータに対向して配置された検出ステータとを含む回転検出器を備えた回転検出器付きモータの構造において、モータは、モータケースと、モータシャフトとを含み、検出ロータは、モータシャフトに固定され、検出ステータは、樹脂により成形されたステータボディを含み、ステータボディは、コイルが形成される平面部と、平面部の外周に形成された周堤と、周堤から外側へ張り出した複数のブラケットとを備え、ステータボディは、ブラケットに挿通された締結部材によりモータケースに固定されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、モータシャフトに固定された検出ロータと、モータケースに締結部材により固定された検出ステータが対向して配置される。そして、モータシャフトと一体に検出ロータが回転することにより、検出ロータと検出ステータとの協働によりモータシャフトの回転角が検出される。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、モータケースは、モータシャフトを中心に形成された凹部を含み、検出ステータは、凹部に配置されたことを趣旨とする

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、検出ステータがモータケースの凹部に配置されるので、検出ステータのモータケースからの張り出しがなくなる。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、回転検出器は、モータケースの外側に配置され、外側より締結部材により固定されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、回転検出器がモータケースの外側に配置されるので、モータ製造後に回転検出器を後付けすることが可能となる。また、モータを分解することなく回転検出器を取り扱うことが可能となる。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、締結部材とブラケットとの間に弾性体が設けられ、弾性体のブラケットとの接触部に突起が設けられたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、検出ステータのステータボディが樹脂により成形されるので、ステータボディに熱などによりクリープが起きたり、ステータボディが劣化したりするおそれがある。しかし、締結部材とステータボディとの間に弾性体が設けられるので、ステータボディのクリープなどが弾性体により吸収される。また、弾性体のステータボディとの接触部に突起が設けられるので、その突起との係合により検出ステータの位置ずれが規制される。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明において、検出ステータは、さらにコイルと外部配線とを接続するターミナルを備え、ターミナルのコイルとの接続部が弾性形状に形成され、コイル及び検出ロータの外径より外側にてターミナルがコイルに接続されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明の作用に加え、ターミナルのコイルとの接続部が弾性形状に形成されるので、接続部が弾性力によりコイルに圧接することとなり、ターミナルが熱などにより膨張、収縮しても、ターミナルとコイルとの接触が確保される。また、コイル及び検出ロータの外径より外側にてターミナルがコイルに接続されるので、検出ロータとターミナルが干渉し合うことがない。

上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、ステータボディは、組付孔を含み、ターミナルは、接続部に一定の弾性力を付与した状態で組付孔に組み付けられたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項５に記載の発明の作用に加え、ステータボディにコイルを設けた後、ステータボディの組付孔にターミナルを組み付けることが可能となる。

上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一つに記載の発明において、検出ロータは、プレートと、プレートの上に設けられたコイルとを含み、プレートがモータシャフトの端部に固定されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至６の何れか一つに記載の発明の作用に加え、プレートがモータシャフトの端部に固定されることで、検出ロータがモータシャフトの端部に固定される。従って、検出ロータがモータシャフトの端部にて軸方向に位置決めされることとなり、検出ロータをモータシャフトの外周上に位置決めする場合と比べ、位置決め部材を別途設ける必要がない。

上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、モータシャフトは、その端部に凹部を含み、プレートは、円板状をなし、その中央に裏側へ突出する筒部を有し、筒部がモータシャフトの凹部に圧入されるか、筒部がモータシャフトの端部の外周に嵌合されることで、プレートがモータシャフトの端部に固定されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項７に記載の発明の作用に加え、プレートの筒部がモータシャフトの凹部に圧入されるか、筒部がモータシャフトの端部の外周に嵌合されることで、検出ロータがモータシャフトの端部に固定される。従って、検出ロータを固定するための専用の固定部材が省略され、モータシャフトの外周に固定部材を設ける必要がない。

上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の発明において、プレートは、非磁性材料により構成されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項７又は８に記載の発明の作用に加え、プレートが非磁性材料により構成されるので、検出ロータがモータによる磁気ノイズの悪影響を受け難くなる。

上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、プレートは、所定形状に加工後も非磁性を保つ金属材料により構成されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項９に記載の発明の作用と同様に、プレートが非磁性を保つ金属材料により構成されるので、検出ロータがモータによる磁気ノイズの悪影響を受け難くなる。

請求項１に記載の発明によれば、検出ステータと検出ロータとの間の位置関係を適正に保つことができ、回転検出器による回転角の検出精度を確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、回転検出器のモータケースからの張り出しをなくすことができ、回転検出器付きモータの全体をコンパクト化することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、モータを回転検出器とは別個に製造することができ、回転検出器の調整、修理及び交換などをモータを分解することなく容易に行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果に加え、検出ステータがクリープなどで位置ずれすることを防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、常にターミナルとコイルとの導通状態を確保することができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に加え、ステータボディにターミナルを予めインサート成形する必要がなく、ターミナルによる制約を受けることなくステータボディにコイルを容易に設けることができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至６の何れか一つに記載の発明の効果に加え、位置決め部材を省略できる分だけ回転検出器の構成部品点数を削減することができると共に、回転検出器全体の大型化を抑えることができる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加え、固定部材を省略できる分だけ構成部品点数を更に削減することができ、モータシャフトの外周を簡素化することができる。

請求項９に記載の発明によれば、請求項７又は８に記載の発明の効果に加え、回転検出器による回転角の検出精度を向上させることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の発明の効果と同様、回転検出器による回転角の検出精度を向上させることができる。

一実施形態に係り、回転検出器付きモータの一端部を示す断面図。 同実施形態に係り、図１の鎖線楕円の中を示す拡大断面図。 同実施形態に係り、図２の一部を示す拡大断面図。 同実施形態に係り、検出ステータの表側を示す斜視図。 同実施形態に係り、検出ステータの裏側を示す斜視図。 同実施形態に係り、ステータボディのブラケットを拡大して示す斜視図。 同実施形態に係り、板ばね座金を示す断面図。 同実施形態に係り、図７の板ばね座金の下面側を示す平面図。 同実施形態に係り、図２のボルトによる締結部分を拡大して示す断面図。 同実施形態に係り、ステータボディのコネクタの表側を拡大して示す斜視図。 同実施形態に係り、コネクタの裏側を拡大して示す斜視図。 同実施形態に係り、コネクタに組み付けられたターミナルの一つを抜き出して示す斜視図。 同実施形態に係り、ターミナルを組み付ける前の検出ステータの表側を示す斜視図。 同実施形態に係り、ターミナルを組み付ける前の検出ステータの裏側を示す斜視図。 同実施形態に係り、ステータボディに組み付ける前のターミナルを示す正面図。 同実施形態に係り、ターミナルを示す図１５の左側面図。 同実施形態に係り、ステータボディに組み付けられて折り曲げられたターミナルを示す正面図。 同実施形態に係り、ターミナルを示す図１７の左側面図。 同実施形態に係り、検出ステータの裏側を示す平面図。 同実施形態に係り、図１９のコネクタと内部電極の接続部分を拡大して示す平面図。 同実施形態に係り、検出ロータの裏側を示す斜視図。 同実施形態に係り、検出ロータの表側を示す平面図。 同実施形態に係り、検出ロータのプレートの裏側を示す平面図。 同実施形態に係り、同じくプレートを示す図２３の正面図。 同実施形態に係り、同じくプレートを示す図２３のＡ−Ａ線断面図。 同実施形態に係り、検出ロータをモータシャフトの先端に固定するときの工程を示す断面図。 同実施形態に係り、同じく検出ロータをモータシャフトの先端に固定するときの工程を示す断面図。 別の実施形態に係り、Ｃ形ばね座金を示す平面図。 同じく別の実施形態に係り、Ｃ形ばね座金を示す図２８のＢ−Ｂ線断面図。 同じく別の実施形態に係り、図２８のＣ形ばね座金の一部を拡大して示す平面図。 同じく別の実施形態に係り、検出ロータの部分を示す拡大断面図。 同じく別の実施形態に係り、回転検出器の部分を示す拡大断面図。

以下、本発明の回転検出器付きモータの構造を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態の回転検出器付きモータ（以下、単に「モータ」と言う。）１の一端部を断面図により示す。図２に、図１の鎖線楕円Ｓ１の中を拡大断面図により示す。図３に、図２の一部を拡大断面図により示す。図１に示すように、モータ１は、モータケース２と、モータケース２の内部に設けられたモータステータ３及びモータロータ４と、モータロータ４の中心に一体に設けられたモータシャフト５とを含む。モータシャフト５の一端部は、モータケース２の外部へ若干突出する。モータケース２は、ケース本体６と、ケース本体６の開口端を塞ぐように固定されたエンドプレート７とを含む。

図１に示すように、モータステータ３は、ケース本体６に固定される。モータステータ３は、ステータコア８とコイル９を含む。モータロータ４は、モータステータ３の内側に配置される。モータシャフト５は、エンドプレート７に設けられたベアリング１０と、モータケース２の反対側の端部に設けられた別のベアリング（図示略）とを介して回転可能に支持される。この実施形態では、モータシャフト５が中空状に形成され、その一端が凹部としての開口５ａとなっている。そして、このモータ１は、モータステータ３のコイル９を励磁することにより、モータロータ４がモータシャフト５と一体に回転するようになっている。

図１，２に示すように、エンドプレート７は、その外側にモータシャフト５を中心に形成された凹部７ａを含む。図１〜３に示すように、この実施形態で、回転検出器１１は、モータケース２の外側において、この凹部７ａの中に配置される。回転検出器１１は、検出ロータ１２と、検出ロータ１２に所定の隙間を介し対向して配置された検出ステータ１３とを含む。検出ロータ１２は、エンドプレート７の凹部７ａにて、モータシャフト５の先端に固定される。検出ステータ１３は、同じく凹部７ａにて、検出ロータ１２を覆うようにしてエンドプレート７に固定される。

ここで、検出ステータ１３の構成について説明する。図４に、検出ステータ１３の表側を斜視図により示す。図５に、検出ステータ１３の裏側を斜視図により示す。検出ステータ１３は、樹脂により成形されたステータボディ１４を含む。ステータボディ１４の材質として、例えば、ＰＰＳ樹脂又はＬＣＰ液晶ポリマーを使用することができる。図４，５に示すように、ステータボディ１４は、略円板形をなし、表側の外周に成形された周堤１４ａを含む。

図４に示すように、周堤１４ａには、外側へ張り出した３つのブラケット１４ｅが等角度間隔により一体に成形される。これらブラケット１４ｅは、検出ステータ１３を、締結部材としてのボルト１６によりエンドプレート７に固定するための締付部であり、ボルト孔１４ｆを有する。図６に、ブラケット１４ｅの一部を拡大して斜視図により示す。図６に示すように、ブラケット１４ｅの表側には、ボルト孔１４ｆに対応して、弾性体として板ばね座金１７が組み付けられる。図７に、板ばね座金１７を断面図により示す。図８に、図７の板ばね座金１７を下面側を平面図により示す。図７，８に示すように、板ばね座金１７は円環状をなし、その中央にボルト１６が挿通するボルト孔１７ａを有し、そのボルト孔１７ａから外側へ向けて多段に折り曲げ形成されている。板ばね座金１７の下面には、菱形をなす４つの突起１７ｂが等角度間隔に形成される。これら突起１７ｂは、ブラケット１４ｅの表面に係合するようになっている。

図１，２に示すように、ステータボディ１４は、ボルト１６によりエンドプレート７に固定される。この固定の際には、ボルト１６とステータボディ１４のブラケット１４ｅとの間に板ばね座金１７が組み付けられる。図９に、図２のボルト１６による締結部分を拡大して断面図により示す。図９に示すように、この固定状態では、板ばね座金１７は、ある程度の弾性変形が可能となっており、板ばね座金１７の突起１７ｂは、ブラケット１４ｅの表面に食い込んで係合している。

加えて、図４，５に示すように、ステータボディ１４の周堤１４ａには、２つのブラケット１４ｅの間に、外側へ張り出したコネクタ１４ｇが一体に成形される。このコネクタ１４ｇには、外部配線に接続される複数のターミナル１８が取り付けられる。図１０に、コネクタ１４ｇの表側を拡大して斜視図により示す。図１１に、コネクタ１４ｇの裏側を拡大して斜視図により示す。図１２に、コネクタ１４ｇに組み付けられたターミナル１８の一つを抜き出して斜視図により示す。図１２に示すように、ターミナル１８は、コネクタ１４ｇへの組み付け時に、クランク形状に折り曲げられる。ターミナル１８は、角棒材より構成され、一端部が幅広な内部電極１８ａをなし、他端部が棒状の外部電極１８ｂとなっている。図１０に示すように、各ターミナル１８の外部電極１８ｂは、コネクタ１４ｇの中に突き出して配置される。図１１に示すように、各ターミナル１８の内部電極１８ａは、ステータボディ１４の裏面に接触して配置される。図１２に示すように、各内部電極１８ａは、その基端部と中間部の２箇所で折り曲げられる。これにより、内部電極１８ａは、その先端部に弾性力が付与された弾性形状に形成されている。すなわち、図１１に示すように、各ターミナル１８がコネクタ１４ｇに組み付けられた状態で、各内部電極１８ａの先端部が、自身の弾性力によりステータボディ１４の裏面に圧接するようになっている。詳しくは、後述するように、各ターミナル１８の内部電極１８ａは、ステータボディ１４に設けられた励磁用プリントコイル１９及び検出用プリントコイル２０の端子１９ａ，２０ａに圧接するようになっている。ここで、各ターミナル１８の内部電極１８ａが弾性形状をなすことから、各ターミナル１８は、内部電極１８ａに一定の弾性力を付与した状態のままでステータボディ１４に組み付けられる。

上記したターミナル１８は、検出ステータ１３の最終製造工程において、ステータボディ１４に後付けされる。図１３に、ターミナル１８を組み付ける前の検出ステータ１３の表側を斜視図により示す。図１４に、ターミナル１８を組み付ける前の検出ステータ１３の裏側を斜視図により示す。ステータボディ１４には、コネクタ１４ｇの付け根部分において、複数のターミナル１８を組み付けるための複数の組付孔１４ｈが形成される。図１５に、ステータボディ１４に組み付ける前のターミナル１８を正面図により示す。図１６に、ターミナル１８を図１５の左側面図により示す。図１７に、ステータボディ１４に組み付けられて折り曲げられたターミナル１８を正面図により示す。図１８に、ターミナル１８を図１７の左側面図により示す。各ターミナル１８は、内部電極１８ａに連なる部分に多段に楔形をなす楔部１８ｃを有する。この楔部１８ｃが、ステータボディ１４の組付孔１４ｈの内面に係合するようになっている。各ターミナル１８は、図１５，１６に示す折り曲げられていない状態で、外部電極１８ｂの側がステータボディ１４の裏側から組付孔１４ｈに挿入される。その後、外部電極１８ｂの基端部をコネクタ１４ｇの表側にて直角に折り曲げることで、図１２，１７，１８に示すような折り曲げ状態となる。

図１９に、検出ステータ１３の裏側を平面図により示す。図２０に、図１９のコネクタ１４ｇと内部電極１８ａの接続部分を拡大して平面図により示す。図１９，２０に示すように、検出ステータ１３の裏面には、略円形状をなす励磁用プリントコイル１９と検出用プリントコイル２０がそれぞれ設けられる。検出用プリントコイル２０は、励磁用プリントコイル１９の内側に配置される。励磁用プリントコイル１９は、異なる２つのパターンを含む。これら２つのパターンは、位相を９０度ずらした状態で、絶縁膜（図示略）を介して重ね合わされて形成される。これら２種類のプリントコイル１９，２０は、薄い絶縁膜（図示略）に覆われて保護される。これらプリントコイル１９，２０の端子１９ａ，２０ａには、各ターミナル１８の内部電極１８ａが圧接して電気的に接続される。この接続状態では、各プリントコイル１９，２０及び検出ロータ１２の外径より外側において、各ターミナル１８の内部電極１８ａが各プリントコイル１９，２０の端子１９ａ，２０ａに接続される。

次に、検出ロータ１２について説明する。図２１に、検出ロータ１２の裏側を斜視図により示す。図２２に、検出ロータ１２の表側を平面図により示す。図３，２１，２２に示すように、検出ロータ１２は、略円板状をなすプレート３１と、そのプレート３１の表面上に設けられたコイル３２とを含む。検出ロータ１２は、基材となるプレート３１を介してモータシャフト５の先端に固定される。

図２２に示すように、プレート３１の表面に設けられたコイル３２は、略円形状をなす薄膜状のロータパターン３３及びロータリートランスパターン３４を含む。これらパターン３３，３４は、銀ペーストをプレート３１の表面にプリントすることで形成される。これらパターン３３，３４は、プレート３１の表面にポリイミドからなる薄膜状の絶縁膜（図示略）が形成された後、その下地となる絶縁膜の上に形成される（下地となる絶縁膜を省略することもできる。）。これらパターン３３，３４の表面は、同じくポリイミドからなる絶縁膜（図示略）に覆われて保護される。

図２３に、検出ロータ１２のプレート３１の裏側を平面図により示す。図２４に、同じくプレート３１を図２３の正面図により示す。図２５に、プレート３１を図２３のＡ−Ａ線断面図により示す。プレート３１は、金属材料により円板状に形成され、その中央に裏側へ突出する筒部３１ａが一体に形成される。図２１〜２５に示すように、筒部３１ａの外周には、その軸方向に延びる一つのキー３１ｂが一体に形成される。このキー３１ｂは、モータシャフト５の開口５ａに形成されたキー溝５ｂ（図３，２６，２７参照）に整合するようになっている。また、図２３〜２７に示すように、筒部３１ａの外周には、３つの係合片３１ｃが等角度間隔に形成される。これら係合片３１ｃは、筒部３１ａの周壁に切り込みを入れて外側へ折り返すことで形成される。筒部３１ａの外径は、モータシャフト５の開口５ａの内径より若干大きめに形成される。また、筒部３１ａの先端には、内向きフランジ３１ｄが一体に形成される。上記したプレート３１は、所定の金属板を上記した形状に機械加工することで形成される。ある種の金属材料は、機械加工前に非磁性の性質を有していても、機械加工後に金属がマルテンサイト化して磁性を帯びることがある。この実施形態では、プレート３１は、非磁性材料であって、上記した所定形状に加工した後も非磁性の性質を保ち得る金属材料により構成される。この金属材料として、例えば「ＳＵＳ３０５」を使用することができる。

図２６，２７に、上記のように構成した検出ロータ１２を、モータシャフト５の端部に固定するときの工程を断面図により示す。図２６，２７に示すように、モータシャフト５の開口５ａの部分には、他の部分よりも内径を大きくとることで、凹み５ｃとなっている。この凹み５ｃの中にキー溝５ｂが形成される。この凹み５ｃを省略することもできる。検出ロータ１２をモータシャフト５に固定するには、先ず、図２６に示すように、検出ロータ１２のプレート３１の筒部３１ａを、モータシャフト５の開口５ａに整合させると共に、その筒部３１ａのキー３１ｂを、キー溝５ｂに整合させる。このとき、筒部３１ａの中に円筒形の治具３５を装着する。次に、図２７に示すように、筒部３１ａをモータシャフト５の開口５ａに圧入する。このとき、治具３５の先端で内向きフランジ３１ｄを押圧することで、筒部３１ａを開口５ａの中に圧入する。この圧入を、プレート３１がモータシャフト５の先端に当接するまで行う。このようにしてプレート３１をモータシャフト５の端部に固定することにより、検出ロータ１２をモータシャフト５の端部に固定することができる。

この固定状態では、検出ロータ１２のプレート３１がモータシャフト５の先端に当接することで、検出ロータ１２をモータシャフト５の先端に対して軸方向に位置決めすることができる。また、プレート３１の筒部３１ａのキー３１ｂが、モータシャフト５の開口５ａのキー溝５ｂに係合するので、検出ロータ１２をモータシャフト５に対して回り止めすることができ、検出ロータ１２をモータシャフト５と一体的に回転させることができる。

ここで、モータ１に回転検出器１１を設けるには、先ず、上記したようにモータシャフト５に検出ロータ１２を固定する。その後、検出ロータ１２を覆うように、検出ステータ１３をエンドプレート７の凹部７ａに配置し、ステータボディ１４の各ブラケット１４ｅをボルト１６によりエンドプレート７に締め付ける。この際、ボルト１６と各ブラケット１４ｅとの間に板ばね座金１７を組み付ける。このようにすることで、回転検出器１１がモータ１に後付けされ、回転検出器１１を備えたモータ１が得られる。

以上説明したように、この実施形態の回転検出器付きモータ１の構成によれば、モータシャフト５に固定された検出ロータ１２と、モータケース２のエンドプレート７にボルト１６により固定された検出ステータ１３が所定の隙間を介し対向して配置される。そして、モータシャフト５と一体に検出ロータ１２が回転することにより、検出ロータ１２と検出ステータ１３との協働によりモータシャフト５の回転角が検出される。回転検出器１１の詳しい動作説明については、ここでは省略する。

ここで、検出ステータ１３を構成するステータボディ１４が樹脂により成形されるので、ステータボディ１４に熱などによりクリープが起きたり、ステータボディ１４が劣化したりするおそれがある。しかしながら、図９に示すように、ボルト１６とステータボディ１４のブラケット１４ｅとの間に板ばね座金１７が設けられるので、ステータボディ１４のクリープなどが板ばね座金１７の弾性により吸収される。また、板ばね座金１７のブラケット１４ｅとの接触部に突起１７ｂが設けられるので、その突起１７ｂのブラケット１４ｅへの係合により検出ステータ１３の位置ずれが規制される。このため、検出ステータ１３がクリープや劣化により位置ずれすることを防止することができ、検出ステータ１３と検出ロータ１２との間の位置関係を適正に保つことができ、回転検出器１１による回転角の検出精度を確保することができる。

この実施形態によれば、検出ステータ１３が、エンドプレート７の凹部７ａの中に配置されるので、検出ステータ１３のモータケース２からの張り出しがなくなる。このため、回転検出器１１のモータケース２からの張り出しをなくすことができ、回転検出器付きモータ１の全体をコンパクト化することができる。

この実施形態では、回転検出器１１がモータケース２の外側に配置されるので、モータ１を製造した後に、回転検出器１１をモータ１に後付けすることが可能となる。また、モータ１を分解することなく回転検出器１１を取り扱うことが可能となる。このため、モータ１を回転検出器１１とは別個に製造することができ、回転検出器１１の調整、修理及び交換などをモータ１を分解することなく容易に行うことができる。特に、回転検出器１１の回転角検出に係るゼロ点調整を、回転検出器をモータの中に設けた場合に比べて、容易にすることができる。

この実施形態によれば、ステータボディ１４のコネクタ１４ｇに設けられる各ターミナル１８の、励磁用プリントコイル１９及び検出用プリントコイル２０との接続部となる内部電極１８ａが弾性形状に成形されるので、その内部電極１８ａが弾性力により各プリントコイル１９，２０の端子１９ａ，２０ａに圧接することとなり、各ターミナル１８が熱などにより膨張、収縮しても、各ターミナル１８と各プリントコイル１９，２０との接触が確保される。すなわち、各ターミナル１８の内部電極１８ａと各プリントコイル１９，２０の端子１９ａ，２０ａとの接触が確保される。このため、常に各ターミナル１８と各プリントコイル１９，２０との導通状態を確保することができる。また、各プリントコイル１９，２０及び検出ロータ１２の外径より外側にて各ターミナル１８の内部電極１８ａが、各プリントコイル１９，２０の端子１９ａ，２０ａに接続されるので、検出ロータ１２と各ターミナル１８が干渉し合うことがない。

この実施形態によれば、ステータボディ１４に各プリントコイル１９，２０を設けた後、ステータボディ１４のコネクタ１４ｇの組付孔１４ｈに各ターミナル１８を組み付けることが可能となる。この組み付け状態では、ターミナル１８の楔部１８ｃが、組付孔１４ｈの内面に係合することで、内部電極１８ａに一定の弾性力を付与した状態が保たれる。このため、ステータボディ１４に各ターミナル１８を予めインサート成形する必要がなく、各ターミナル１８による制約を受けることなくステータボディ１４に各プリントコイル１９，２０を容易に設けることができる。

また、この実施形態によれば、検出ロータ１２を構成するプレート３１が、モータシャフト５の端部に固定されることで、検出ロータ１２がモータシャフト５の端部に固定される。従って、検出ロータ１２がモータシャフト５の先端にて軸方向に位置決めされることとなり、検出ロータ１２をモータシャフト５の外周上に位置決めする場合と比べ、位置決め部材を別途設ける必要がない。このため、検出ロータ１２のための位置決め部材を省略できる分だけ構成部品点数を削減することができると共に、回転検出器１１の全体の大型化を抑えることができる。

この実施形態によれば、検出ロータ１２を構成するプレート３１の筒部３１ａがモータシャフト５の開口５ａに圧入されることで、検出ロータ１２がモータシャフト５の先端に固定される。従って、検出ロータ１２を固定するための専用の固定部材が省略され、モータシャフト５の外周に固定部材を設ける必要がない。このため、固定部材を省略できる分だけ構成部品点数を更に削減することができ、モータシャフト５の外周を簡素化することができる。

この実施形態によれば、検出ロータ１２を構成するプレート３１が非磁性となるので、検出ロータ１２がモータ１による磁気ノイズの悪影響を受け難くなる。この意味で、回転検出器１１による回転角の検出精度を向上させることができる。

この実施形態では、検出ロータ１２をモータシャフト５の端部に固定するために、検出ロータ１２を構成するプレート３１の筒部３１ａをモータシャフト５の開口５ａに圧入するようにしている。また、その圧入のために、筒部３１ａに形成された内向きフランジ３１ｄを治具３５により押圧するようにしている。このため、圧入の際、検出ロータ１２の絶縁膜、ロータパターン３３及びロータリートランスパターン３４に無理な応力がかかることがなく、絶縁膜、ロータパターン３３及びロータリートランスパターン３４の損傷を防止することができる。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することができる。

（１）前記実施形態では、ステータボディ１４のブラケット１４ｅとエンドプレート７との間に弾性体として、板ばね座金１７を設けた。これに対し、弾性体として、図２８〜３０に示すＣ形ばね座金４１を設けることができる。図２８に、このＣ形ばね座金４１を平面図により示す。図２９に、Ｃ形ばね座金４１を図２８のＢ−Ｂ線断面図により示す。図３０に、図２８のＣ形ばね座金４１の一部を拡大して平面図により示す。図２８〜３０に示すように、Ｃ形ばね座金４１はＣ形状をなし、その外周の４箇所に２個一組をなす鋭角な突起４１ａが設けられる。この突起４１ａは、ステータボディ１４のブラケット１４ｅのボルト孔１４ｆの内周面に突き刺さって係合するようになっている。

（２）前記実施形態では、検出ロータ１２を構成するプレート３１の筒部３１ａをモータシャフト５の先端の開口５ａに圧入することで、検出ロータ１２をモータシャフト５の先端に固定した。これに対し、図３１に断面図により示すように、プレート３１の筒部３１ａをモータシャフト５の先端部の外周に嵌合することで、検出ロータ１２をモータシャフト５の先端部に固定するようにしてもよい。

（３）前記実施形態では、検出ロータ１２をモータシャフト５の先端に固定したが、検出ロータをモータシャフトの先端部の外周上に固定するようにしてもよい。

（４）前記実施形態では、検出ロータ１２のみに、非磁性の金属材料（ＳＵＳ３０５）よりなるプレート３１を基材として設けた。これに対し、図３２に断面図により示すように、検出ロータ１２に、非磁性の金属材料（ＳＵＳ３０５）よりなるプレート３１を基材として設けると共に、検出ステータ１３のステータボディ１４に、非磁性の金属材料（ＳＵＳ３０５）よりなるプレート３６を基材として設けてもよい。この場合、検出ステータ１３には、プレート３６の表面に薄膜状の絶縁膜（図示略）を形成した後、その下地となる絶縁膜の上に、プリントコイルとそれを覆う絶縁膜（共に図示略）を設けることになる（下地となる絶縁膜を省略することもできる。）。この場合、検出ロータ１２及び検出ステータ１３の両方が、非磁性の金属材料（ＳＵＳ３０５）よりなるプレート３１，３６により補強され、モータ１による磁気ノイズの悪影響を受け難くなる。この結果、回転検出器１１による回転角の検出精度を向上させることができる。

（５）前記実施形態では、検出ロータ１２のみに、非磁性の金属材料（ＳＵＳ３０５）よりなるプレート３１を基材として設けた。これに対し、検出ステータのステータボディのみに、非磁性の金属材料（ＳＵＳ３０５）よりなるプレートを基材として設けてもよい。この場合、検出ステータは、プレートの上にプリントコイルとそれを覆う絶縁膜を設けることになる。この場合、検出ステータが、非磁性の金属材料（ＳＵＳ３０５）よりなるプレートにより補強され、モータによる磁気ノイズの悪影響を受け難くなる。この結果、回転検出器による回転角の検出精度を向上させることができる。

（６）前記実施形態では、モータシャフト５の一端部を、モータケース２の外部へ若干突出するように設けたが、モータシャフトの一端部を、モータケースの外部へ突出しないように設けてもよい。この場合、モータケースの中央に孔が開けられ、その孔からモータシャフトの先端部が見える状態であればよい。

この発明は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等に使われるモータに利用することが可能である。

１ 回転検出器付きモータ
２ モータケース
５ モータシャフト
５ａ 開口（凹部）
７ エンドプレート
７ａ 凹部
１１ 回転検出器
１２ 検出ロータ
１３ 検出ステータ
１４ ステータボディ
１４ｅ ブラケット
１６ ボルト（締結部材）
１７ 板ばね座金（弾性体）
１７ｂ 突起
１８ ターミナル
１８ａ 内部電極
１９ 励磁用プリントコイル
１９ａ 端子
２０ 検出用プリントコイル
２０ａ 端子
３１ プレート（非磁性の金属材料）
３１ａ 筒部
３２ コイル
３６ プレート（非磁性の金属材料）
４１ Ｃ形ばね座金（弾性体）
４１ａ 突起

Claims (10)

1. 検出ロータと、前記検出ロータに対向して配置された検出ステータとを含む回転検出器を備えた回転検出器付きモータの構造において、
   前記モータは、モータケースと、モータシャフトとを含み、
   前記検出ロータは、前記モータシャフトに固定され、
   前記検出ステータは、樹脂により成形されたステータボディを含み、前記ステータボディは、コイルが形成される平面部と、前記平面部の外周に形成された周堤と、前記周堤から外側へ張り出した複数のブラケットとを備え、前記ステータボディは、前記ブラケットに挿通された締結部材により前記モータケースに固定されたことを特徴とする回転検出器付きモータの構造。
2. 前記モータケースは、前記モータシャフトを中心に形成された凹部を含み、前記検出ステータは、前記凹部に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の回転検出器付きモータの構造。
3. 前記回転検出器は、前記モータケースの外側に配置され、外側より前記締結部材により固定されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転検出器付きモータの構造。
4. 前記締結部材と前記ブラケットとの間に弾性体が設けられ、前記弾性体の前記ブラケットとの接触部に突起が設けられたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の回転検出器付きモータの構造。
5. 前記検出ステータは、さらに前記コイルと外部配線とを接続するターミナルを備え、前記ターミナルの前記コイルとの接続部が弾性形状に形成され、前記コイル及び前記検出ロータの外径より外側にて前記ターミナルが前記コイルに接続されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の回転検出器付きモータの構造。
6. 前記ステータボディは、組付孔を含み、前記ターミナルは、前記接続部に一定の弾性力を付与した状態で前記組付孔に組み付けられたことを特徴とする請求項５に記載の回転検出器付きモータの構造。
7. 前記検出ロータは、プレートと、前記プレートの上に設けられたコイルとを含み、前記プレートが前記モータシャフトの端部に固定されたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載の回転検出器付きモータの構造。
8. 前記モータシャフトは、その端部に凹部を含み、前記プレートは、円板状をなし、その中央に裏側へ突出する筒部を有し、前記筒部が前記モータシャフトの凹部に圧入されるか、前記筒部が前記モータシャフトの前記端部の外周に嵌合されることで、前記プレートが前記モータシャフトの端部に固定されたことを特徴とする請求項７に記載の回転検出器付きモータの構造。
9. 前記プレートは、非磁性材料により構成されたことを特徴とする請求項７又は８に記載の回転検出器付きモータの構造。
10. 前記プレートは、所定形状に加工後も非磁性を保つ金属材料により構成されたことを特徴とする請求項９に記載の回転検出器付きモータの構造。