JP5248212B2 - Electric motor with resolver - Google Patents
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Description
本発明は、レゾルバを備えた電動機に関するものである。 The present invention relates to an electric motor including a resolver.
従来から、軸線周りに回転自在に支持されるとともに、永久磁石が配設されたロータ部と、ロータ部の周囲に対向配置されるとともに、コイルが巻回されたステータ部とを備えた電動機が知られている。また、ロータ部には軸方向に回転する出力軸が挿通されるが、この出力軸の回転位置を検出するためにレゾルバが設けられている。ここで、ステータ部に配されるコイルに流れる励磁電流に基づいて発生する電磁ノイズが、レゾルバから検出される信号に影響を及ぼし、正確な回転位置が検出できなくなる虞があった。
そこで、回転機械から発生する電磁ノイズから影響を受け難くすることができるレゾルバを備えた回転機械が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1によれば、レゾルバは、電気自動車用モータのハウジングケースを構成するブラケットの外側に配され、レゾルバロータはブラケットから外側に突出した出力軸に固定されている。また、レゾルバステータは、ブラケットの外側面にボルトにて締付固定されている。
Thus, a rotating machine including a resolver that can be made less susceptible to electromagnetic noise generated from the rotating machine has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to Patent Document 1, the resolver is disposed outside a bracket constituting the housing case of the electric vehicle motor, and the resolver rotor is fixed to an output shaft that protrudes outward from the bracket. The resolver stator is fastened and fixed to the outer surface of the bracket with bolts.
ところで、上述した特許文献1の回転機械では、組み立てをする際に出力軸にボールベアリングを取り付けた後に、ハウジングケースのブラケットを取り付け、その後、レゾルバを取り付けなければならず、製造工程が複雑化して、生産効率が低下するという問題があった。 By the way, in the rotary machine of the above-mentioned patent document 1, after assembling, after attaching the ball bearing to the output shaft, it is necessary to attach the bracket of the housing case and then attach the resolver, which complicates the manufacturing process. There was a problem that the production efficiency decreased.
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、レゾルバに対してモータからの電磁ノイズの影響を防止することができるとともに、生産効率を向上することができるレゾルバを備えた電動機を提供するものである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an electric motor including a resolver that can prevent the influence of electromagnetic noise from the motor on the resolver and can improve the production efficiency. It is to provide.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、モータ(例えば、実施形態におけるモータ23)のロータ部(例えば、実施形態におけるロータ部22)およびステータ部(例えば、実施形態におけるステータ部21)が収容されるモータケース(例えば、実施形態におけるモータケース15)と、前記ロータ部に挿通して前記モータケースに対して回転可能に支持されているロータシャフト(例えば、実施形態におけるロータシャフト24)と、該ロータシャフトの回転位置を検出するレゾルバ(例えば、実施形態におけるレゾルバ25)と、を備えた電動機(例えば、実施形態におけるモータユニット10)において、前記ロータシャフトにおける前記レゾルバ側の端部と前記モータケースとの間に配されたベアリング(例えば、実施形態におけるベアリング27)と、該ベアリングよりも前記ロータシャフトの軸方向外側に配され、前記レゾルバのレゾルバロータ(例えば、実施形態におけるレゾルバロータ25a)の前記軸方向の位置決めをするためのレゾルバガイド(例えば、実施形態におけるレゾルバガイド70)と、が設けられ、該レゾルバガイドは、前記ベアリングと前記レゾルバロータとの間に配されるとともに、前記ロータシャフトの径方向外側に向かって延在されたつば部(例えば、実施形態におけるつば部72)が形成され、前記レゾルバロータの外径(例えば、実施形態における外径d1)および前記レゾルバガイドの前記つば部の外径(例えば、実施形態における外径d2)が、前記モータケースの前記ベアリング支持側に形成され、前記ロータシャフトが挿通する開口部(例えば、実施形態における開口部81)の開口径(例えば、実施形態における開口径d3)よりも小さく形成されており、前記つば部の外径が、前記レゾルバロータの外径よりも大きく形成され、前記モータケースの開口部に、前記ロータシャフトの径方向内側に向かって延在されたシールドプレート(例えば、実施形態におけるシールドプレート82)が設けられ、前記シールドプレートの径方向内側端面と、前記つば部の径方向外側端面とが、軸方向において重なる位置に配されているとともに、前記シールドプレートの径方向内側端面と、前記つば部の径方向外側端面とが、径方向において対向配置されていることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 1 includes a rotor portion (for example, the
請求項2に記載した発明は、前記シールドプレートの径方向内側端面が、前記つば部の径方向外側端面に近接配置されていることを特徴としている。 The invention described in claim 2 is characterized in that a radially inner end face of the shield plate is disposed close to a radially outer end face of the collar portion .
請求項3に記載した発明は、前記モータケースの前記開口部には、前記ベアリングの軸方向外側に該ベアリングの軸方向外側端面と対向するシールド部が形成され、前記シールドプレートは、前記シールド部の軸方向外側に固定されていることを特徴としている。
請求項4に記載した発明は、前記レゾルバガイドは前記レゾルバロータと別部材で構成され、前記レゾルバロータの軸方向外側にはストッパ部材が設けられ、前記レゾルバロータは、前記レゾルバガイドと前記ストッパ部材との間で軸方向に挟持されて位置決めされていることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the opening of the motor case, a shield portion is formed on the outer side in the axial direction of the bearing so as to face the outer end surface in the axial direction of the bearing. It is characterized by being fixed outside in the axial direction .
According to a fourth aspect of the present invention, the resolver guide is composed of a member separate from the resolver rotor, and a stopper member is provided on the outer side in the axial direction of the resolver rotor. It is characterized by being sandwiched and positioned in the axial direction.
請求項1に記載した発明によれば、レゾルバガイドによりレゾルバロータの位置決めをすることができる。また、レゾルバガイドにつば部を形成することにより、磁気シールドとしての機能を果たし、モータから発生する電磁ノイズを遮断することができる。したがって、ロータシャフトの回転位置を検出する際の検出誤差を低減することができる。さらに、ロータシャフトが挿通する開口部の開口径よりもレゾルバロータおよびレゾルバガイドの外径を小さくすることにより、ロータシャフトにレゾルバガイドおよびレゾルバロータを取り付けた後にモータケースを組み付けることが可能となる。したがって、電動機の生産効率を向上することができる。 According to the first aspect of the present invention, the resolver rotor can be positioned by the resolver guide. In addition, by forming a flange portion on the resolver guide, it can function as a magnetic shield and can block electromagnetic noise generated from the motor. Therefore, it is possible to reduce the detection error when detecting the rotational position of the rotor shaft. Further, by making the outer diameter of the resolver rotor and resolver guide smaller than the opening diameter of the opening through which the rotor shaft is inserted, the motor case can be assembled after the resolver guide and resolver rotor are attached to the rotor shaft. Therefore, the production efficiency of the electric motor can be improved.
また、ロータシャフトにレゾルバガイドおよびレゾルバロータを取り付けた後、モータケースを組み付ける際にモータケースとレゾルバガイドとの径方向の隙間を小さくすることができる。また、モータケースをスムーズに組み付けることができ、生産効率を向上することができる。 In addition , after attaching the resolver guide and the resolver rotor to the rotor shaft, the radial gap between the motor case and the resolver guide can be reduced when the motor case is assembled. Further, the motor case can be assembled smoothly, and the production efficiency can be improved.
さらに、モータケースの開口部にシールドプレートを設けることで、モータとレゾルバとの間をレゾルバガイドのつば部およびシールドプレートにより、確実に遮蔽することができる。したがって、モータから発生する電磁ノイズをより確実に遮断することができ、ロータシャフトの回転位置を検出する際の検出誤差を低減することができる。 Furthermore , by providing a shield plate at the opening of the motor case, the gap between the motor and the resolver can be reliably shielded by the flange portion of the resolver guide and the shield plate. Therefore, the electromagnetic noise generated from the motor can be more reliably blocked, and the detection error when detecting the rotational position of the rotor shaft can be reduced.
次に、本発明の実施形態を図1〜図2に基づいて説明する。なお、本実施形態では車両用駆動モータユニットに採用した電動機について説明する。
図1は車両用駆動モータユニット(電動機)の概略構成断面図である。図1に示すように、車両用駆動モータユニット(以下、モータユニットという。)10は、ステータ部21およびロータ部22を備えたモータ23を収容するモータハウジング11と、モータハウジング11の一方側に締結され、モータ23のロータシャフト24からの動力を伝達する動力伝達部(不図示)を収容するミッションハウジング12と、モータハウジング11の他方側に締結され、モータ23のレゾルバ25を収容するセンサハウジング13と、を備えている。なお、ミッションハウジング12は、モータハウジング11に締結された共用ハウジング12Aと、共用ハウジング12Aに締結されたギアハウジング12Bとで構成されている。また、モータハウジング11の内部はモータ室36として、ミッションハウジング12の内部はミッション室37として、センサハウジング13の内部はセンサ室38として、それぞれ構成されている。さらに、モータハウジング11、ミッションハウジング12およびセンサハウジング13とでモータケース15を構成している。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an electric motor employed in a vehicle drive motor unit will be described.
FIG. 1 is a schematic sectional view of a vehicle drive motor unit (electric motor). As shown in FIG. 1, a vehicle drive motor unit (hereinafter referred to as a motor unit) 10 includes a
モータハウジング11は、モータ23全体を覆うような略円筒形状で形成されている。モータハウジング11とミッションハウジング12との境界部のミッションハウジング12側には、モータ23のロータシャフト24の一端を回転自在に支持するベアリング26が設けられ、モータハウジング11とセンサハウジング13との境界部のセンサハウジング13側には、モータ23のロータシャフト24の他端を回転自在に支持するベアリング27が設けられている。
The
また、モータハウジング11の壁部31、ミッションハウジング12の壁部32およびセンサハウジング13の壁部33には、互いに連通するブリーザ通路35がそれぞれ形成されている。
Further, a
さらに、モータハウジング11の壁部31内で、ブリーザ通路35よりも内周側には、モータ23を冷却するためのウォータジャケット55がモータ23のステータ部21を全周覆うように設けられている。また、ステータ部21は、モータハウジング11に焼き嵌めされており、モータハウジング11の内周面に密着するように配されている。
Further, a
ミッションハウジング12内には、モータユニット10内で使用している潤滑オイルを分離するためのブリーザ室51が形成されている。つまり、動力伝達部(ギア)やモータ23の回転により飛散した潤滑オイルをブリーザ室51で分離することができ、潤滑オイルがブリーザ室51に設けられ外部と連通するブリーザ配管39から外部へ漏れ出すことを防止することができる。
In the mission housing 12, a
このブリーザ室51は、モータユニット10の最上部にあたる位置に形成されている。また、ブリーザ室51はブリーザ通路35と連通しており、ブリーザ配管39からモータユニット10内の高圧・高温の空気を排出することができるようになっている。さらに、ブリーザ室51は、ブリーザ通路35を介してモータ室36、ミッション室37、およびセンサ室38と連通している。
The
ここで、レゾルバ25およびベアリング27が配された箇所の詳細な構成について説明する。図2に示すように、モータ23のロータ部22とともに軸方向に回転するロータシャフト24のレゾルバ25が設けられた側の端部近傍24aには、ロータシャフト24の周面に沿うようにベアリング27が配されている。ベアリング27は、複数のボール27aを支持するインナーレース27bおよびアウターレース27cを備えており、インナーレース27aおよびアウターレース27c間にオイルの流通を阻止するシールド27dが設けられている。インナーレース27bはロータシャフト24に圧入して保持されるとともに、アウターレース27はセンサハウジング13にルーズに嵌合して保持されている。
Here, the detailed structure of the location where the
ロータシャフト24におけるベアリング27の軸方向外側にはレゾルバガイド70が設けられている。レゾルバガイド70は、ロータシャフト24の周面に沿うように形成された略円柱形状の本体部71と、本体部71からロータシャフト24の径方向外側に向かって突出したつば部72が形成されている。つば部72は、本体部71の全周に亘って形成されている。
A
ロータシャフト24におけるレゾルバガイド70の軸方向外側にはレゾルバロータ25aが配されている。レゾルバロータ25aは、複数の磁性板材が積層された略リング形状で形成されており、ロータシャフト24の周面に嵌合されている。また、レゾルバロータ25aの外周面には所定間隔を隔てて、レゾルバステータ25bが対向配置されている。レゾルバステータ25bは、複数の磁性板材が積層された略リング形状で形成されており、センサハウジング13にボルトで固定、保持されている。
A
ロータシャフト24におけるレゾルバロータ25aの軸方向外側にはストッパ部材75が設けられている。ストッパ部材75は、ロータシャフト24の周面に沿うように形成された略リング状の部材であり、ロータシャフト24の周面に嵌合されている。つまり、レゾルバガイド70およびストッパ部材75により、レゾルバロータ25aの位置を保持することができるように構成されている。
A
センサハウジング13には、ベアリング27のアウターレース27cと当接してベアリング27を保持するための開口部81が形成されている。開口部81は、ベアリング27の外周面に沿って円形に形成されている。また、センサハウジング13には、開口部81におけるロータシャフト24の軸方向外側で、ベアリング27の外側端面27eに対向する位置に、シールド部13aが形成されている。また、シールド部13aの軸方向外側には、シールドプレート82が設けられている。シールドプレート82は、開口部81の端部からロータシャフト24の径方向内側に向かって延設されており、シールドプレート82の径方向内側端面は、レゾルバガイド70のつば部72の径方向外側端面と対向する位置の近傍まで形成されている。また、センサハウジング13にはボルト締結用の穴を設け、レゾルバステータ25b、シールドプレート82には貫通孔を設けて、ボルトによりセンサハウジング13に固定、保持している。なお、センサハウジング13におけるレゾルバステータ25bが保持される位置には、保持溝83が形成されている。
In the
本実施形態では、レゾルバロータ25aの外径をd1、レゾルバガイド70のつば部72の外径をd2、センサハウジング13の開口部81の開口径をd3とすると、d1<d2<d3の関係が成り立つ径寸法でそれぞれ形成されている。なお、図2では図面の都合上、d1、d2、d3はそれぞれ半径に対応した寸法(ロータシャフト24の軸心からの寸法)で表している。また、上述したようにセンサハウジング13を組み付ける際に、レゾルバガイド70のつば部72とシールドプレート82とは干渉しないように構成されている。
In the present embodiment, when the outer diameter of the
本実施形態によれば、レゾルバガイド70(およびストッパ部材75)によりレゾルバロータ25aの位置決めをすることができる。また、レゾルバガイド70につば部72を形成することにより、磁気シールドとしての機能を果たし、モータ23から発生する電磁ノイズを遮断することができる。したがって、ロータシャフト24(ロータ部22)の回転位置を検出する際の検出誤差を低減することができる。さらに、センサハウジング13に形成され、ロータシャフト24が挿通する開口部81の開口径d3が、レゾルバロータ25aの外径d1およびレゾルバガイド70の外径d2よりも大きくすることにより、ロータシャフト24にレゾルバガイド70およびレゾルバロータ25aを取り付けた後にセンサハウジング13(モータケース15)を組み付けることが可能となる。したがって、モータユニット10の生産効率を向上することができる。
According to this embodiment, the
また、レゾルバロータ25aの外径d1<レゾルバガイド70の外径d2とすることにより、ロータシャフト24にレゾルバガイド70およびレゾルバロータ25aを取り付けた後、センサハウジング13を組み付ける際にセンサハウジング13とレゾルバガイド70との径方向の隙間を小さくすることができる。また、センサハウジング13をスムーズに組み付けることができ、生産効率を向上することができる。
Further, by setting the outer diameter d1 of the
さらに、センサハウジング13の開口部81にシールドプレート82を設けることで、モータ23とレゾルバ25との間をレゾルバガイド70のつば部72およびシールドプレート82により、確実に遮蔽することができる。したがって、モータ23から発生する電磁ノイズをより確実に遮断することができ、ロータシャフト24(ロータ部22)の回転位置を検出する際の検出誤差を低減することができる。
Further, by providing the
尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、レゾルバガイドのつば部の外径とセンサハウジングの開口部の開口径を略同一径に構成してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific structure and shape described in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
For example, it may be configured opening diameter of the opening of the outer diameter of the sensor housing of the flange portion of the resolver guide substantially the same diameter.
10…モータユニット(電動機) 15…モータケース 21…ステータ部 22…ロータ部 23…モータ 24…ロータシャフト 25…レゾルバ 25a…レゾルバロータ 27…ベアリング 70…レゾルバガイド 72…つば部 81…開口部 82…シールドプレート d1…レゾルバロータの外径 d2…レゾルバガイドの外径 d3…開口部の開口径
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ロータ部に挿通して前記モータケースに対して回転可能に支持されているロータシャフトと、
該ロータシャフトの回転位置を検出するレゾルバと、を備えた電動機において、
前記ロータシャフトにおける前記レゾルバ側の端部と前記モータケースとの間に配されたベアリングと、
該ベアリングよりも前記ロータシャフトの軸方向外側に配され、前記レゾルバのレゾルバロータの前記軸方向の位置決めをするためのレゾルバガイドと、が設けられ、
該レゾルバガイドは、前記ベアリングと前記レゾルバロータとの間に配されるとともに、前記ロータシャフトの径方向外側に向かって延在されたつば部が形成され、
前記レゾルバロータの外径および前記レゾルバガイドの前記つば部の外径が、前記モータケースの前記ベアリング支持側に形成され、前記ロータシャフトが挿通する開口部の開口径よりも小さく形成されており、
前記つば部の外径が、前記レゾルバロータの外径よりも大きく形成され、
前記モータケースの開口部に、前記ロータシャフトの径方向内側に向かって延在されたシールドプレートが設けられ、
前記シールドプレートの径方向内側端面と、前記つば部の径方向外側端面とが、軸方向において重なる位置に配されているとともに、
前記シールドプレートの径方向内側端面と、前記つば部の径方向外側端面とが、径方向において対向配置されていることを特徴とする電動機。 A motor case in which the rotor and stator of the motor are housed;
A rotor shaft that is inserted into the rotor portion and supported rotatably with respect to the motor case;
A resolver that detects a rotational position of the rotor shaft;
A bearing disposed between the resolver side end of the rotor shaft and the motor case;
A resolver guide disposed outside the bearing in the axial direction of the rotor shaft and for positioning the resolver rotor of the resolver in the axial direction;
The resolver guide is disposed between the bearing and the resolver rotor, and is formed with a flange portion extending outward in the radial direction of the rotor shaft.
The outer diameter of the resolver rotor and the outer diameter of the collar portion of the resolver guide are formed on the bearing support side of the motor case, and are formed smaller than the opening diameter of the opening through which the rotor shaft is inserted ,
An outer diameter of the collar portion is formed larger than an outer diameter of the resolver rotor;
A shield plate extending toward the inside in the radial direction of the rotor shaft is provided at the opening of the motor case,
The radial inner end surface of the shield plate and the radial outer end surface of the collar portion are arranged at positions overlapping in the axial direction,
An electric motor characterized in that a radially inner end face of the shield plate and a radially outer end face of the collar portion are arranged to face each other in the radial direction .
前記シールドプレートは、前記シールド部の軸方向外側に固定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電動機。 In the opening of the motor case, a shield portion is formed on the outer side in the axial direction of the bearing so as to face the outer end surface in the axial direction of the bearing.
The electric motor according to claim 1 , wherein the shield plate is fixed to an outer side in the axial direction of the shield portion .
前記レゾルバロータの軸方向外側にはストッパ部材が設けられ、 A stopper member is provided on the axially outer side of the resolver rotor,
前記レゾルバロータは、前記レゾルバガイドと前記ストッパ部材との間で軸方向に挟持されて位置決めされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電動機。 The electric motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the resolver rotor is sandwiched and positioned in an axial direction between the resolver guide and the stopper member.
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