JP2020167908A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転角センサから引き出される配線とロータとの接触を防止することができるモータを提供する。【解決手段】ステータ１２より軸方向一方側に配置される回転角センサ２０と、ステータより軸方向他方側に開口を有するハウジング１３と、を備え、開口を覆うブラケット１５は、配線２１が収容される貫通孔１６または切欠きを有し、配線は、回転角センサから径方向外側に延びる第１経路２１Ａと、ハウジングの内壁に沿って軸方向に延びる第２経路２１Ｂと、貫通孔または切欠きまでの第３経路２１Ｃと、を通ってハウジングの外に引き出される。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

ロータの回転角を検出するために、レゾルバ（回転角センサ）を取り付けたモータが知られている。例えば、特許文献１では、レゾルバがモータケース（ハウジング）の底部に配置されている。

特許文献１に記載されたモータにおいて、レゾルバから引き出されたレゾルバハーネス（配線）は、冷却油を送り出す送出パイプにガイドされることにより、冷却油経路を避けて、モータケースの側面に設けられた端子台（コネクタ）へ接続される。

特許第４３２５７１７号公報

レゾルバハーネスがガイドされるモータケース内の空間には、回転するロータが存在する。レゾルバとコネクタとが軸方向に離れて位置する場合、モータの組み立て時及びモータの駆動時において、レゾルバハーネスがロータと接触するおそれがあった。

本発明の主な目的は、回転角センサから引き出される配線とロータとの接触を防止することができるモータを提供することにある。

本願の例示的な第１発明に係るモータは、中心軸を中心に回転可能なロータ及び該ロータの径方向外側に配置されたステータを備えたモータであって、ステータより軸方向一方側に配置され、ロータの回転角度を検出する回転角センサと、ステータより軸方向他方側に開口を有し、ロータ、ステータ及び回転角センサを収容するハウジングと、を備え、ハウジングは、開口を覆うブラケットを有し、ブラケットは、回転角センサから延びる配線が通る貫通孔または切欠きを有し、配線は、回転角センサから径方向外側に延びる第１経路と、第１経路から前記ハウジングの内壁に沿って軸方向に延びる第２経路と、第２経路から貫通孔または切欠きまでの第３経路と、を通ってハウジングの外に引き出される。

本願の例示的な第１発明によれば、回転角センサから引き出される配線とロータとの接触を防止することができるモータを提供することができる。

本発明の一実施形態におけるモータの構成を模式的に示した断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。

なお、本明細書では、モータの中心軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を「径方向」と呼ぶ。また、軸方向を上下方向として、図面の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、本実施形態における軸方向下側は軸方向一方側であり、軸方向上側は軸方向他方側である。ただし、この上下方向は、本実施形態におけるモータが、実際に機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。

図１は、本発明の一実施形態におけるモータの構成を模式的に示した断面図である。

図１に示すように、本実施形態におけるモータ１は、中心軸Ｊを中心に回転するシャフト１０と、シャフト１０に固定されたロータ１１と、ロータ１１の径方向外側に配置されたステータ１２とを備える。

また、モータ１は、ステータ１２より軸方向下側に、ロータ１１の回転角度を検出する回転角センサ２０を備える。なお、回転角センサ２０は、ステータ１２より軸方向上側にあってもよい。回転角センサ２０は、特に限定されないが、本実施形態においては、レゾルバステータ２０Ａ及びレゾルバロータ２０Ｂである。レゾルバステータ２０Ａ及びレゾルバロータ２０Ｂは、軸方向において、ステータ５と下側ベアリング１４Ｂとの間に配置される。レゾルバステータ２０Ａは、ハウジング１３の底部１３Ｂに固定される。レゾルバステータ２０Ａよりも径方向内側に、レゾルバロータ２０Ｂが配置される。レゾルバロータ２０Ｂは、シャフト１０に固定される。

ロータ１１、ステータ１２及び回転角センサ２０は、ハウジング１３に収容される。ハウジング１３は、底部１３Ｂと筒部１３Ｃを有する。底部１３Ｂは、ステータ１２より軸方向下側に位置する。筒部１３Ｃは、底部１３Ｂの外縁部より軸方向上側に延び、ステータ１２の径方向外側を囲む。また、ハウジング１３は、ステータ１２より軸方向上側に開口を有する。筒部１３Ｃの内壁は、略円筒形状であり、径方向外側へ凹み、軸方向に沿って延びる溝１３Ａを有する。また、ハウジング１３は、開口を覆うブラケット１５を有する。

シャフト１０は、ロータ１１の軸方向上側に上側ベアリング１４Ａを有し、ロータ１１の軸方向下側に下側ベアリング１４Ｂを有する。上側ベアリング１４Ａは、ブラケット１５に固定される。下側ベアリング１４Ｂは、底部１３Ｂに固定される。これにより、シャフト１０は、上側ベアリング１４Ａ及び下側ベアリング１４Ｂによって、回転可能に支持される。

ブラケット１５は、ハウジング１３の内部と外部とを連通する貫通孔１６と、ブラケット１５の内部と外部とを連通する作業窓９０と、を有する。

回転角センサ２０から延びる配線２１は、貫通孔１６を有する。貫通孔１６は、単にブラケット１５に設けられた孔に限られず、例えば、ブラケット１５に切欠きが設けられ、ブラケット１５の切欠きとハウジング１３内壁または他の部材によって構成される孔であってもよい。作業窓９０は、作業者が引出線２２とバスバー２３とを接続する際、ブラケット１５の外部から接続作業を行うために用いられる。

ステータ１２は、中心軸Ｊを中心とする筒状のコアバック部１２Ａと、コアバック１２Ａから径方向内側に延びる複数のティース部１２Ｂと、各ティース部１２Ｂに装着されたコイル１２Ｃと、を有する。コイル１２Ｃは、絶縁性のインシュレータ（不図示）を介して、ティース部１２Ｂに装着される。

ステータ１２から延びる引出線２２は、貫通孔１６を通って、ハウジング１３内からブラケット１５内へ引き出される。より詳細には、引出線２２は、ステータ１２のコイル１２Ｃから引き出される。

ブラケット１５内には、バスバー（不図示）を保持するバスバーホルダ３０が配置される。バスバーは、ステータ１２から引き出された引出線２２に接続される。本実施形態において、バスバーホルダ３０は、ステータ１２の軸方向上側に位置する。

バスバーホルダ３０は、突起部３０Ａを有する。突起部３０Ａは、バスバーホルダ３０の底面から下方に向かって延びる。ブラケット１５は、位置決め部１５Ｃを有する。位置決め部１５Ｃは、ブラケット１５の上面から下方に向かって凹む。突起部３０Ａが位置決め部１５Ｃに嵌ることにより、バスバーホルダ３０は、ブラケット１５に位置決めされる。

ブラケット１５の壁には、配線２１を外部に引き出すコネクタ４０と、引出線２２を外部に引き出すコネクタ４１とが、それぞれ設けられる。配線２１は、コネクタ４０を介して外部回路（不図示）に接続される。また、引出線２２は、コネクタ４１を介して外部電源（不図示）に接続される。なお、本実施形態において、引出線２２は、バスバーを介してコネクタ４１に接続される。

ステータ１２より軸方向下側に回転角センサ２０を配置し、ステータ１２より軸方向上側に引出線２２を配置したことにより、回転角センサ２０と引出線２２がステータ１２を挟んで位置する。回転角センサ２０は、引出線２２から離れて位置することにより、引出線２２から発生するノイズの影響を受けにくくなる。

回転角センサ２０から延びる配線２１は、回転角センサ２０から径方向外側に延びる第１経路２１Ａと、第１経路２１Ａからハウジング１３の内壁に沿って軸方向に延びる第２経路２１Ｂと、第２経路２１Ｂから貫通孔１６までの第３経路２１Ｃと、を通ってハウジング１３の外に引き出される。なお、便宜上、図１において、第１経路２１Ａ、第２経路２１Ｂ及び第３経路２１Ｃを示す符号は、配線２１の一部分を指し示すが、該経路とは、配線２１の一部分を示す名称ではなく、配線２１が通るハウジング１３内の場所を示す。

本実施形態によれば、第１経路２１Ａを通って、回転角センサ２０から径方向外側に引き出された配線２１は、ハウジング１３の内壁に沿って軸方向に延びる第２経路２１Ｂを通って、ハウジング１３の外に引き出される。すなわち、第２経路２１Ｂを通る配線２１は、ステータ１２の径方向外側に位置する。そのため、回転角センサ２０とコネクタ４０とが軸方向に離れて位置しても、モータ１の組み立て時及びモータ１の駆動時において、配線２１がロータ１１に接触することを防止することができる。

また、モータ１の組み立て工程において、回転角センサ２０をステータ１２より軸方向下側に取り付けた後、ステータ１２をハウジング１３内へ設置する際、配線２１がステータ１２に挟まれることを防止することができる。その結果、組み立て工程の作業性が向上する。

なお、第２経路２１Ｂを通る配線２１は、ステータ１２の軸方向下側から上側まで延びることが好ましい。これにより、モータ１の組み立て時及びモータ１の駆動時において、配線２１がロータ１１に接触することをより確実に防止することができる。具体的には、第２経路２１Ｂを通る配線２１は、ステータ１２より軸方向両側において、ハウジング１３の内壁に固定されることが好ましい。固定の方法は、特に限定されないが、例えば、クランプ等の固定具を用いて行うことができる。

本実施形態において、第２経路２１Ｂは、第１経路２１Ａの径方向外側端部から、ハウジング１３の筒部１３Ｃ内壁に沿って軸方向に延びる。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２に示すように、本実施形態において筒部１３Ｃの内壁は、略円筒形状である。筒部１３Ｃの内壁は、径方向外側へ凹み、軸方向に沿って延びる溝１３Ａを有する。第２経路２１Ｂの少なくとも一部は、溝１３Ａ内に位置することが好ましい。第２経路２１Ｂが溝１３Ａ内に位置し、溝１３Ａ内を配線２１が通ることにより、モータ１の組み立て時に、配線２１がステータ１２と接触することをより確実に防止できる。

第２経路２１Ｂを通る配線２１は、ステータ１２より軸方向両側において、ハウジング１３の内壁に固定される。具体的には、ステータ１２より軸方向下側が、第１クランプ３１によって固定され、ステータ１２より軸方向上側が、第２クランプ３２によって固定される。

第１クランプ３１及び第２クランプ３２は、鉄等の金属製部材である。第１クランプ３１及び第２クランプ３２は、配線２１を挟み込んで、ハウジング１３の内壁へネジ止めされることにより、配線２１を固定する。なお、第１クランプ３１及び第２クランプ３２が配線２１を固定する方向は限定されず、例えば、軸方向または径方向等、どの方向であってもよい。

第１クランプ３１は、第２経路２１Ｂの第１経路２１Ａ側端部において、溝１３Ａ内に収容されることが好ましい。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。底部１３Ｂには、回転角センサ２０が配置される。回転角センサ２０から径方向外側に、配線２１が引き出される。より詳細には、底部１３Ｂにレゾルバステータ２０Ａが固定され、シャフト１０にレゾルバロータ２０Ｂが固定される。そして、配線２１は、レゾルバステータ２０Ａから径方向外側に引き出される。なお、図２では、レゾルバステータ２０Ａやレゾルバロータ２０Ｂの形状は簡略化して示している。図２に示すように、第１クランプ３１が溝１３Ａ内に収容されることにより、配線２１を溝１３Ａ内に収容しやすくなる。本実施形態において、第１クランプ３１は、ハウジング１３側部の内壁に固定されるが、溝１３Ａ内に収容されていれば、固定される位置は限定されず、例えば、底部１３Ｂの内壁に固定されてもよい。

第２クランプ３２は、第２経路２１Ｂの第３経路２１Ｃ側端部において、溝１３Ａ上側の縁と隣り合って配置されることが好ましい。第２クランプ３２が溝１３Ａの縁と隣り合って配置されることにより、配線２１を溝１３Ａ内へより収容しやすくなる。また、第２クランプ３２は、ステータ１２から延びる温度センサ等の信号線２３を固定してもよい。例えば、ステータ１２のコイル１２Ｃにサーミスタ（不図示）を配置し、第２クランプ３２が配線２１及び信号線２３を固定することにより、配線２１と信号線２３とをまとめて固定しておくことが可能となり、作業性が向上する。

第３経路２１Ｃは、第２経路２１Ｂの上側端部から、貫通孔１６へ延びる。配線２１は、第３経路２１Ｃを通り、貫通孔１６を介してブラケット１５内へ引き出される。第２クランプ３２と貫通孔１６との間には、配線２１及び信号線２３が接続された中間コネクタ４２を有してもよい。回転角センサ２０から中間コネクタ４２までの配線２１をたるみなく這い回すことができるため、中間コネクタ４２からコネクタ４０に至る配線２１の余長部分を短くすることができる。これによって作業性が向上する。また、中間コネクタ４２によって、中間コネクタ４２の前後で、配線２１及び信号線２３の被膜の材質を変えることも可能となる。

モータは、上述の実施形態または変形例に限られるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、上側ベアリング及び下側ベアリングには、ボールベアリングなどの転がり軸受やスリーブベアリングなどの滑り軸受が用いられ、異なる種類の軸受を組み合わせてもよい。また、上側ベアリングの外径と下側ベアリングの外径とが異なってもよい。

上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

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、自動車用、産業用、家電用のモータとして利用可能である。上述した実施形態のモータは、好ましくは、ＥＶ（Electric Vehicle）駆動用モータ、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）駆動用モータ、等に用いることができる。

１ モータ
１０ シャフト
１１ ロータ
１２ ステータ
１３ ハウジング
１３Ａ 溝
１４ ベアリング
１５ ブラケット
１６ 貫通孔
２０ 回転角センサ
２１ 配線
２１Ａ 第１経路
２１Ｂ 第２経路
２１Ｃ 第３経路
２２ 引出線
２３ 信号線
４０ コネクタ
４１ コネクタ

Claims (7)

1. 中心軸を中心に回転可能なロータ及び該ロータの径方向外側に配置されたステータを備えたモータであって、
   前記ステータより軸方向一方側に配置され、前記ロータの回転角度を検出する回転角センサと、
   前記ステータより軸方向他方側に開口を有し、前記ロータ、前記ステータ及び前記回転角センサを収容するハウジングと、
   を備え、
   前記ハウジングは、前記開口を覆うブラケットを有し、
   前記ブラケットは、前記回転角センサから延びる配線が通る貫通孔または切欠きを有し、
   前記配線は、前記回転角センサから径方向外側に延びる第１経路と、該第１経路から前記ハウジングの内壁に沿って軸方向に延びる第２経路と、該第２経路から前記貫通孔または前記切欠きまでの第３経路と、を通ってハウジングの外に引き出される、モータ。
2. 前記第２経路を通る前記配線は、前記ステータより軸方向両側において、前記内壁に固定される、請求項１に記載のモータ。
3. 前記内壁は、軸方向に沿って延びる溝を有し、
   前記第２経路の少なくとも一部は、前記溝内に位置する、請求項１または２に記載のモータ。
4. 前記第２経路を通る前記配線は、第１クランプ及び第２クランプによって前記内壁に固定され、
   前記第１クランプは、前記第２経路の前記第１経路側端部において、前記溝内に収容され、
   前記第２クランプは、前記第２経路の前記第３経路側端部において、前記溝の縁と隣り合って配置されている、請求項３に記載のモータ。
5. 前記ステータから延びる信号線を有し、
   前記信号線は、前記第２クランプに保持されている、請求項４に記載のモータ。
6. 前記第２クランプと前記貫通孔との間に、前記配線及び前記信号線が接続された中間コネクタを有する、請求項５に記載のモータ。
7. 前記回転角センサは、レゾルバである、請求項１〜６の何れか１項に記載のモータ。

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