JP5728704B2 - レゾルバの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、電動機を収容するケースの外部に配置されるレゾルバステータと、ケースの外部に突出する電動機の回転軸に固定されるレゾルバロータとを有するレゾルバの取付構造に関する。

従来、この種のレゾルバの取付構造としては、モータを収容するハウジングの外側に突出するモータの回転軸にレゾルバロータを固定すると共に、ハウジングに対してモータの回転軸周りに回転可能となるように当該ハウジングに結合されたブラケットの内部にレゾルバステータを固定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このレゾルバの取付構造では、ハウジングに対してレゾルバステータをブラケットごと回転させることにより、レゾルバロータに対するレゾルバステータの回転方向の位置調整、すなわちゼロ点調整を容易に行うことができる。そして、ブラケットは、レゾルバステータのゼロ点調整後にハウジングに対して強固に結合される。

特開２００７−６５７０号公報

上述のようなレゾルバによりモータの回転軸の位置を精度良く検出するためには、レゾルバステータのゼロ点調整を精度良く行うことに加えて、レゾルバロータとレゾルバステータとがモータの回転軸と同心に配置されるように各部材を精度良く調心する必要がある。しかしながら、上記従来のレゾルバの取付構造では、レゾルバステータがモータを収容するハウジングに結合されるブラケットに固定されることから、複数の部材の取付精度を良好に確保しないと、レゾルバステータを精度良く調心し得なくなるおそれがある。

本発明のレゾルバの取付構造は、レゾルバステータをより容易かつ精度良く調心およびゼロ点調整可能としつつ、ケースに固定することを主目的とする。

本発明のレゾルバの取付構造は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明のレゾルバの取付構造は、電動機を収容するケースの外部に配置されると共に固定部材により該ケースに固定されるレゾルバステータと、前記ケースの外部に突出する前記電動機の回転軸に固定されるレゾルバロータとを有するレゾルバの取付構造であって、前記ケースには、前記レゾルバステータの外周を支持して該レゾルバステータを調心可能な調心部が形成されており、前記固定部材は、前記レゾルバステータと前記回転軸周りに一体回転可能に係合すると共に前記ケースに対して該回転軸周りに回転可能であり、締結部材を介して該ケースに取り付けられることを特徴とする。

本発明のレゾルバの取付構造では、レゾルバステータの外周を支持して当該レゾルバステータを調心可能な調心部が電動機を収容するケースに設けられる。また、レゾルバステータをケースに固定するための固定部材は、レゾルバステータと電動機の回転軸周りに一体回転可能に係合すると共にケースに対して当該回転軸周りに回転可能であり、締結部材を介してケースに取り付けられる。レゾルバステータをケースに固定するに際しては、まず、ケースの調心部にレゾルバステータを嵌め込む。これにより、レゾルバステータを容易かつ精度良く調心することができる。次いで、固定部材とケースの調心部により支持されたレゾルバステータとを係合させると共に、締結部材を介して固定部材をケースに連結し、固定部材をケースに対して回転させてレゾルバステータのゼロ点調整を行う。これにより、レゾルバステータのゼロ点調整を容易かつ精度良く行うことができる。そして、締結部材により固定部材をケースに対して強固に締結すれば、レゾルバステータをケースに対して強固に固定することができる。従って、本発明のレゾルバの取付構造によれば、レゾルバステータをより容易かつ精度良く調心およびゼロ点調整可能としつつ、ケースに固定することが可能となる。

実施例に係るレゾルバ２０の取付構造を適用したモータユニット１０の要部拡大断面図である。 図１におけるII−II線に沿った断面図である。 レゾルバステータ２２のステータコア２２０を示す斜視図である。 レゾルバステータ２２をケース１２に固定する固定部材３０を示す斜視図である。 モータユニット１０の要部を示す拡大部分断面図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明によるレゾルバ２０の取付構造を適用したモータユニット１０の要部拡大断面図である。モータユニット１０は、例えば車両に搭載されて走行用の動力を出力したり、車両の運動エネルギを回収して電力を発生したりするものである。実施例のモータユニット１０は、図示するように、モータ１１と、モータ１１を収容するケース１２と、モータ１１の回転位置を検出する回転位置検出センサとしてのレゾルバ２０と、レゾルバ２０をケース１２に固定するための有底円筒状の固定部材３０とを含む。また、実施例のレゾルバ２０は、モータ１１の回転軸１３に固定されて当該回転軸１３と一体に回転するレゾルバロータ２１と、中央にレゾルバロータ２１が収容される中空部分を有すると共にケース１２の外部に配置される円環状のレゾルバステータ２２とから構成される。

モータ１１は、回転軸１３が固定されたロータ１１０と、中央にロータ１１０が収容される中空部分を有する円環状のステータ１１１とから構成される周知の同期発電電動機である。ロータ１１０は、電磁鋼板を複数積層してなるロータコアに複数の永久磁石を埋め込んだものである。ステータ１１１は、略円環状の電磁鋼板を複数積層してなるステータコアにケース１２の外部に配置された図示しない電力供給源から交流電流が印加されるコイルが巻回されたものである。モータ１１のロータ１１０に固定された回転軸１３は、一端がケース１２に形成された開口部１２０からケース１２の外部に突出するように配置され、開口部１２０の内側（図１中左側）に配置された軸受を介してケース１２により回転自在に支持される。また、ケース１２の開口部１２０と回転軸１３の外周面との間には、モータ１１を冷却するためにケース１２内に供給される冷却液がケース外に漏れるのを抑制するシール部材５０が配置される。このように構成されたモータ１１のステータ１１１のコイルに電流が印加されることにより、回転磁界が発生し、当該回転磁界にロータ１１０の永久磁石が引かれることでロータ１１０および回転軸１３が回転する。以下、モータ１１の回転軸１３の軸方向を単に「軸方向」といい、回転軸１３の径方向を単に「径方向」という。そして、回転軸１３には、レゾルバロータ２１の端面と当接する段部１３ａが形成されている。

ケース１２は、図１に示すように、開口部１２０を含む外壁にレゾルバステータ２２の端面と当接する段部１２ａを有する。段部１２ａは、当該段部１２ａと当接したレゾルバステータ２２と、回転軸１３の段部１３ａと当接したレゾルバロータ２１とが径方向から見て重なるようにケース１２に形成される。これにより、レゾルバロータ２１およびレゾルバステータ２２の軸方向位置を容易に揃えることができる。また、ケース１２の段部１２ａには、ケース１２の外側に向けて突出する複数（実施例では、４つ）の第１調心部１２ｂが周方向に間隔を置いて形成されている。実施例において、第１調心部１２ｂの突出方向の長さは、レゾルバステータ２２（ステータコア２２０）の厚みよりも短く設定されている（図５参照）。そして、各第１調心部１２ｂの内周面は、回転軸１３の軸心を中心とする共に、レゾルバステータ２２（ステータコア２２０）の外周面と略同一（僅かに大きい）の曲率半径を有する凹曲面状に形成されており、各第１調心部１２ｂの外周面は、回転軸１３の軸心を中心とする共に、固定部材３０の開放端（開口部３００）の内周面と略同一（僅かに小さい）の曲率半径を有する凸曲面状に形成されている。更に、ケース１２の段部１２ａには、第１調心部１２ｂよりも径方向外側でケース１２の外側に向けて突出する複数（実施例では、２つ）の第２調心部１２ｃが形成されている。各第２調心部１２ｃの内周面は、回転軸１３の軸心を中心とする共に、固定部材３０の外周面と略同一（僅かに大きい）の曲率半径を有する凹曲面状に形成されている。

レゾルバ２０を構成するレゾルバロータ２１は、楕円環状に形成された電磁鋼板を複数積層してなるロータコアに複数の永久磁石を埋め込んだものである。レゾルバロータ２１は、ケース１２側の端面が回転軸１３に形成された段部１３ａに当接するように当該回転軸１３に挿通・固定される。また、レゾルバ２０を構成するレゾルバステータ２２は、円環状の電磁鋼板を複数積層してなるステータコア２２０に図示しない発振回路から励磁信号として一定周波数の交流電流が印加される励磁コイルや、互いに電気的に９０度の間隔をもって配置されると共にコンバータ等を介して電子制御ユニット（何れも図示省略）に接続される２つの出力コイルが巻回されたものである。出力コイルは、モータ１１の回転軸１３と共に楕円形状のレゾルバロータ２１が回転することにより生じる当該レゾルバロータ２１とレゾルバステータ２２との間隙の変化に応じた信号を電子制御ユニットへと発信するものであり、当該信号に基づいて電信制御ユニットがモータ１１の回転軸１３の回転位置を算出することができる。また、レゾルバステータ２２のステータコア２２０の外周には、図２および図３に示すように、複数（実施例では、４つ）の凹部２２０ａが形成されている。

固定部材３０は、図１および図４に示すように、ケース１２側に断面円形の開口部３００を有すると共に、当該開口部３００よりも底部側に、開口部３００よりも細径かつ断面円形の内部空間を有し、開口部３００と当該内部空間との間には、径方向に延びる段部３０１が形成されている。実施例において、固定部材３０の開口側の端面から当該段部３０１までの長さは、レゾルバステータ２２のステータコア２２０の厚みよりも短く設定されている（図５参照）。更に、開口部３００の内周面には、レゾルバステータ２２のステータコア２２０の外周面に形成された複数の凹部２２０ａと係合可能な径方向内側に突出する複数（実施例では、４つ）の凸部３００ａが形成されている。そして、固定部材３０の外周面には、径方向外側に向けて突出する複数（実施例では、２つ）の張り出し部３０２が形成されており、各張り出し部３０２には、固定部材３０の外周面に沿って延在すると共にケース１２に形成された図示しない締結孔（ねじ孔）と対向するように長孔３０２ａが形成されている。各張り出し部３０２の長孔３０２ａには、ボルト４０（図２参照）が挿通され、当該ボルト４０をケース１２の締結孔に螺合することにより、固定部材３０をケース１２に締結・固定することができる。

次に、上述のように構成されるモータユニット１０のケース１２に対するレゾルバステータ２２の固定手順について説明する。

レゾルバステータ２２をケース１２に固定するに際しては、レゾルバロータ２１を一端面が段部１３ａと当接するように回転軸１３に固定した上で、レゾルバステータ２２をケース１２側の端面が当該ケース１２の段部１２ａに当接するように複数の第１調心部１２ｂに嵌め込む。これにより、レゾルバステータ２２の外周面が複数の第１調心部１２ｂの内周面により支持され、レゾルバステータ２２は、回転軸１３と同心に調心されると共に、回転軸１３に固定されたレゾルバロータ２１と同軸上に配置される。従って、モータユニット１０では、レゾルバステータ２２を容易かつ精度良く調心することができる。

次いで、固定部材３０を開口部３００の内周面に形成された凸部３００ａとレゾルバステータ２２のステータコア２２０の外周に形成された凹部２２０ａとが係合するように、ケース１２の第１調心部１２ｂと第２調心部１２ｃとの間に嵌め込む。これにより、開口部３００の内周面が第１調心部１２ｂの外周面により支持されると共に、固定部材の外周面が第２調心部１２ｃの内周面により支持され、固定部材３０は、回転軸１３と同心に調心されると共に、レゾルバロータ２１およびレゾルバステータ２２と同軸上に配置される。更に、固定部材３０の各張り出し部３０２の長孔３０２ａにボルト４０を挿通すると共に、各ボルト４０をケース１２の図示しない締結孔に緩く螺入する。そして、このようにボルト４０を介して固定部材３０をケース１２に連結した後、固定部材３０をケース１２に対して回転させてレゾルバステータ２２のゼロ点調整を行う。

ここで、各張り出し部３０２に形成された長孔３０２ａは、固定部材３０の外周面に沿った方向、すなわち回転軸１３の回転方向に延在するものであるから、固定部材３０とケース１２とをボルト４０により緩く締結した状態であれば、固定部材３０をケース１２に対して回転軸１３の周りに回転させることができる。そして、固定部材３０の凸部３００ａがレゾルバステータ２２のステータコア２２０の凹部２２０ａと係合することから、ケース１２の外部で固定部材３０を当該ケース１２に対して回転させれば、レゾルバステータ２２を固定部材３０と一体に回転させることができる。これにより、ケース１２の外部で固定部材３０を回転させるだけでレゾルバステータ２２の回転位置を変化させることができるため、レゾルバステータ２２のゼロ点調整を容易かつ精度良く行うことができる。

レゾルバステータ２２のゼロ点調整を行った後、各ボルト４０をケース１２の締結孔に更に螺入することでボルト４０により固定部材３０をケース１２に強固に締結する。これにより、第１調心部１２ｂの突出方向の長さがレゾルバステータ２２（ステータコア２２０）の厚みよりも短く設定されると共に、固定部材３０の開口側の端面から段部３０１までの長さがレゾルバステータ２２（ステータコア２２０）の厚みよりも短く設定されていることから、レゾルバステータ２２の端面が固定部材３０の段部３０１により押圧される。従って、レゾルバステータ２２は、ケース１２の段部１２ａと固定部材３０の段部３０１とにより挟持されてケース１２に対して強固に固定される（図５参照）。

以上説明したように、実施例に係るレゾルバ２０の取付構造を適用したモータユニット１０では、レゾルバステータ２２の外周を支持して当該レゾルバステータ２２を調心可能な第１調心部１２ｂがモータ１１を収容するケース１２に設けられる。また、レゾルバステータ２２をケース１２に固定するための固定部材３０は、レゾルバステータ２２とモータ１１の回転軸１３の周りに一体回転可能に係合すると共にケース１２に対して回転軸１３の周りに回転可能であり、締結部材としてのボルト４０を介してケース１２に取り付けられる。これにより、レゾルバステータ２２をより容易かつ精度良く調心およびゼロ点調整可能としつつ、ケース１２に固定することが可能となる。なお、レゾルバ２０をケース１２の内部に配置する場合、一般に、レゾルバステータ２２のゼロ点調整を可能とするための治具を挿入する治具挿入孔や、レゾルバステータ２２自体をケース１２に固定するためのボルト孔をケース１２を貫通するように形成する必要があるが、実施例のレゾルバ２０の取付構造によれば、そのような治具挿入孔やボルト孔をケース１２に形成する必要がなくなるため、治具挿入孔やボルト孔からケース１２内の冷却液がケース外に漏れ出すことを抑制することが可能となる。更に、レゾルバ２０をケース１２の外部に配置することで、ケース１２内の冷却液に混入した異物等がレゾルバ２０に付着することを抑制することができるため、ケース１２内に配置すべきレゾルバ２０の保護カバーを排して、装置の部品点数を削減することが可能となる。

また、実施例のモータユニット１０では、レゾルバステータ２２のステータコア２２０の外周に凹部２２０ａが形成されると共に、固定部材３０の開口部３００の内周面に凹部２２０ａと係合可能な凸部３００ａが形成されているが、ステータコア２２０の外周に凸部を形成すると共に、固定部材３０の開口部３００の内周面に当該凸部と係合可能な凹部を形成してもよい。そして、当該凹部および凸部は、レゾルバステータ２２と固定部材３０とに少なくとも一つずつ形成されればよく、更に、レゾルバステータ２２と固定部材３０とを係合させるための構造は、上述のような凹部と凸部とを含むものに限られず、レゾルバステータと固定部材３０とを回転軸１３の周りに一体回転可能とするものであれば、如何なる構成であってもよい。また、固定部材３０の各張り出し部３０２には、長孔３０２ａの代わりに、固定部材３０の外周面に沿った方向（回転軸１３の回転方向）に延在するガイド面を有する切り欠きが形成されてもよい。更に、固定部材３０を有底筒状に形成すれば、ケース１２の外部に配置されるレゾルバステータ２２を保護することが可能となるが、固定部材３０は底部を有さない筒状に形成されてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ１１を収容するケース１２の外部に配置されると共に固定部材３０によりケース１２に固定されるレゾルバステータ２２と、ケース１２の外部に突出するモータ１１の回転軸１３に固定されるレゾルバロータ２１とを有するレゾルバ２０が「レゾルバ」に相当する。

ただし、上記実施例における主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、上記実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、レゾルバや当該レゾルバを備えた電動機の製造産業等において利用可能である。

１０ モータユニット、１１ モータ、１１０ ロータ、１１１ ステータ、１２ ケース、１２ａ 段部、１２ｂ 第１調心部、１２ｃ 第２調心部、１２０ 開口部、１３ 回転軸、１３ａ 段部、２０ レゾルバ、２１ レゾルバロータ、２２ レゾルバステータ、２２０ ステータコア、２２０ａ 凹部、３０ 固定部材、３００ 開口部、３００ａ 凸部、３０１ 段部、３０２ 張り出し部、３０２ａ 長孔、４０ ボルト、５０ シール部材。

Claims (1)

1. 電動機を収容するケースの外部に配置されると共に固定部材により該ケースに固定されるレゾルバステータと、前記ケースの外部に突出する前記電動機の回転軸に固定されるレゾルバロータとを有するレゾルバの取付構造であって、
   前記ケースには、前記レゾルバステータの一方の端面と当接する段部と、前記段部から突出すると共に前記レゾルバステータの外周を支持して該レゾルバステータを調心可能な調心部とが形成されており、
   前記固定部材には、前記調心部の外周面により支持される内周面を有する開口部と、前記レゾルバステータの他方の端面と当接する段部とが形成されており、
   前記固定部材は、前記レゾルバステータと前記回転軸周りに一体回転可能に係合すると共に前記ケースに対して該回転軸周りに回転可能であり、締結部材を介して該ケースに取り付けられ、
   前記調心部の突出方向の長さと、前記固定部材の開口側の端面から該固定部材の前記段部までの長さとは、前記レゾルバステータの厚みよりも短いことを特徴とするレゾルバの取付構造。
   

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