JP6653226B2

JP6653226B2 - 電動機

Info

Publication number: JP6653226B2
Application number: JP2016142528A
Authority: JP
Inventors: 学矢▲崎▼
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2036-07-20
Also published as: JP2018014816A

Description

本発明は、回転状態量検出装置を備えた電動機に関する。

近年、レゾルバ等の回転状態量検出装置を備えた電動機が普及しており、このような電動機では、回転状態量検出装置により電動機本体の回転状態量が検出される。

例えば、特許文献１に記載の電動機においては、レゾルバによってステアリングモータ本体の回転角度を検出し、レゾルバで検出されるモータ本体の回転角度に基づいて、モータの各相の巻線に流す電流の位相を制御することが記載されている。

特開２００６−２４２７５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電動機では、レゾルバがケースの外部に配置されているため、電動機本体との距離が保たれ電動機本体とレゾルバとの絶縁について考慮する必要はなかったが、レゾルバをケースの内部に置く場合、電動機本体とレゾルバの絶縁性を確保しつつ、電動機の軸方向寸法が長くなるのを抑制する必要がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電動機本体と回転状態量検出装置の絶縁性を確保しつつ、電動機の軸方向寸法が長くなるのを抑制可能な電動機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
ステータコア（例えば、後述の実施形態のステータコア１１）と該ステータコアに巻回されるコイル（例えば、後述の実施形態のコイル１２）とを有するステータ（例えば、後述の実施形態のステータ１３）と、該ステータに対して相対回転可能に配設されるロータ（例えば、後述の実施形態のロータ１４）と、を有する電動機本体（例えば、後述の実施形態の電動機本体１０）と、
前記ロータ又は前記ロータと連動して回転する回転体に設置される被検出子（例えば、後述の実施形態のレゾルバロータ２１）と、該被検出子の回転状態を検出する検出器（例えば、後述の実施形態のレゾルバステータ２２）と、を有する回転状態量検出装置（例えば、後述の実施形態のレゾルバ２０）と、
前記電動機本体及び前記回転状態量検出装置を収容する筐体（例えば、後述の実施形態の筐体３０）と、を備える電動機（例えば、後述の実施形態の電動機ＭＯＴ）であって、
前記検出器の非導通部（例えば、後述の実施形態のコネクタ外郭部２８）が、前記ステータコアよりも軸方向に突出するコイルエンド部（例えば、後述の実施形態のコイルエンド部１２ａ）と軸方向で対向するように配置され、
前記非導通部は、前記検出器のコネクタ部（例えば、後述の実施形態のコネクタ部５０）を覆うコネクタ外郭部（例えば、後述の実施形態のコネクタ外郭部２８）であり、
前記コイルは、インシュレータ（例えば、後述の実施形態のインシュレータ１７）を介して前記ステータコアのティース（例えば、後述の実施形態のティース１１ａ）に巻回され、
前記インシュレータの鍔部（例えば、後述の実施形態の鍔部１７ａ）が前記コネクタ外郭部と当接している。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１において、
前記コネクタ外郭部の開口部（例えば、後述の実施形態の開口部２８ａ）は、前記筐体の外周面（例えば、後述の実施形態の筒状部３１）に配置されている。

請求項１に記載の発明によれば、検出器の非導通部が、ステータコアよりも軸方向に突出するコイルエンド部に軸方向で対向するように配置されているので、非導通部によりコイルと回転状態量検出装置との絶縁を確保しつつ、電動機本体と回転状態量検出装置を近接配置することができる。また、請求項１に記載の発明によれば、検出器のコネクタ部を覆う外郭部を利用してコイルと回転状態量検出装置との絶縁を確保できる。また、請求項１に記載の発明によれば、インシュレータの鍔部が外郭部と当接することで、電動機の軸方向寸法を最小化できる。

請求項２に記載の発明によれば、コネクタ外郭部の開口部が、筐体の外周面に配置されているので、筐体の外周面側からコネクタにアクセスできる。

本発明の第１実施形態の電動機の要部断面図である。図１のＡ−Ａ線矢視図である。本発明の第２実施形態の電動機の要部断面図である。図３のＢ−Ｂ線矢視図である。

以下、本発明の各実施形態の電動機について図面を参照しながら説明する。本発明の電動機は、例えば、車両等の輸送機器に好適に使用される。

＜第１実施形態＞
［電動機］
本発明の第１実施形態の電動機ＭＯＴは、電動機本体１０と、電動機本体１０と軸方向に近接して配置されるレゾルバ２０と、電動機本体１０及びレゾルバ２０を収容する筐体３０と、を備える。

［電動機本体］
電動機本体１０は、ステータコア１１と該ステータコア１１に分布巻きされたコイル１２とを有するステータ１３と、該ステータ１３に対して相対回転可能に配設されるロータ１４と、を備え、ステータ１３の内周側にロータ１４が配置されたいわゆるインナーロータ型の電動機である。

ステータコア１１は、プレス抜きされた複数枚の珪素鋼板を軸方向に積層して構成され、その径方向内側には、複数のティース１１ａが形成され、さらに隣接するティース１１ａ間に複数のスロット１１ｂを備える。複数のスロット１１ｂは、ステータコア１１を軸方向に貫通し、且つ周方向に所定の間隔で形成されている。

コイル１２は、各ティース１１ａに巻回され、コイルエンド部１２ａがステータコア１１の軸方向両端面から突出している。

筐体３０は、外観が略円筒形状を有し、ステータホルダー１５を介して筒状部３１にてステータ１３を支持するとともに、軸受４４を介して側壁部３２にて電動機本体１０のロータ１４と一体に回転するロータシャフト１６を支持している。

［レゾルバ］
レゾルバ２０は、電動機本体１０のロータ１４と連動して回転するロータシャフト１６に設置されるレゾルバロータ２１と、レゾルバロータ２１の回転状態を検出するレゾルバステータ２２と、レゾルバステータ２２の側壁部３２側を覆うカバープレート２４と、を備える。

レゾルバステータ２２は、周方向に所定の間隔で設けられ複数のティースが径方向内側に延設された環状のレゾルバステータコア２６と、レゾルバステータコア２６に巻回されるレゾルバコイル２５と、レゾルバステータコア２６を覆うレゾルバステータ外郭部２７と、筐体３０の外周面に向かって開口する開口部２８ａが形成された有底筒形状のコネクタ外郭部２８と、を備える。レゾルバステータコア２６は、複数枚の電磁鋼板が積層されて構成される。レゾルバステータ外郭部２７には、該コネクタ外郭部２８に加えてレゾルバステータコア２６の径方向外側に５箇所のレゾルバステータフランジ部２９が一体に形成されており、コネクタ外郭部２８と５箇所のレゾルバステータフランジ部２９とが周方向で等間隔（本実施形態では６０°間隔）に配置されている。

レゾルバステータフランジ部２９には、レゾルバステータ２２を筐体３０の側壁部３２に固定する取付ボルト４０が挿通するボルト孔２９ａが形成されている。コネクタ外郭部２８は、上面の開口部２８ａと対向する底面２８ｂにコネクタ部５０が設けられ、コネクタ部５０の周囲を覆う外周壁２８ｃが底面２８ｂから立設されている。したがって、コネクタ外郭部２８の開口部２８ａが、筐体３０の外周面（筒状部３１）に配置され、コネクタ部５０には一端がＥＣＵに接続される電気線の他端が接続される。

５箇所のボルト孔２９ａは、電動機の回転軸心を中心に同じ径方向位置に設けられているのに対し、コネクタ外郭部２８は、これら５箇所のボルト孔２９ａの径方向外側に位置し、ステータコア１１に巻回されたコイル１２のコイルエンド部１２ａに対向するように、コイルエンド部１２ａと略同一の径方向位置に配置されている。

ここで、コネクタ外郭部２８は、樹脂等の非導通部材により構成されるので、コイルエンド部１２ａをコネクタ部５０に近接させて配置することができ、電動機ＭＯＴの軸方向寸法を短くすることができる。

レゾルバコイル２５は、コネクタ外郭部２８の底面２８ｂからレゾルバステータ外郭部２７を通って径方向内側に延びる中継導体５１を介してコネクタ部５０と電機的に接続される。中継導体５１とレゾルバコイル２５との接続部６０は、コイルエンド部１２ａの径方向内側に設けられた空間部でもよく、コイルエンド部１２ａと反対側であって側壁部３２との間に設けられた空間部でもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、レゾルバステータ２２のコネクタ外郭部２８が、ステータコア１１よりも軸方向に突出するコイルエンド部１２ａと軸方向で対向するように配置されているので、コネクタ外郭部２８によりコイル１２とレゾルバ２０との絶縁を確保しつつ、電動機本体１０とレゾルバ２０を近接配置することができる。

また、非導通部としては、レゾルバステータ２２のコネクタ部５０を覆うコネクタ外郭部２８を利用することで、別途専用の絶縁部品を設けることがなくコイル１２とレゾルバ２０との絶縁を確保できる。

また、コネクタ外郭部２８の開口部２８ａが、筐体３０の外周面（筒状部３１）に配置されているので、筐体３０の外周面側からコネクタ部５０にアクセスできる。

＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態の電動機ＭＯＴについて図３及び図４を参照しながら説明する。なお、第２実施形態の電動機ＭＯＴは、第１実施形態の電動機ＭＯＴのコイル１２がステータコア１１に分布巻きされたものであるのに対し、コイル１２が（突極）集中巻きされたものである点で主に相違している。
［電動機］
本発明の第１実施形態の電動機ＭＯＴは、電動機本体１０と、電動機本体１０と軸方向に近接して配置されるレゾルバ２０と、電動機本体１０及びレゾルバ２０を収容する筐体３０と、を備える。

［電動機本体］
電動機本体１０は、ステータコア１１と該ステータコア１１にインシュレータ１７を介して（突極）集中巻きされたコイル１２とを有するステータ１３と、該ステータ１３に対して相対回転可能に配設されるロータ１４と、を備え、ステータ１３の内周側にロータ１４が配置されたいわゆるインナーロータ型の電動機である。

［レゾルバ］
レゾルバ２０は、電動機本体１０のロータ１４と連動して回転するロータシャフト１６に設置されるレゾルバロータ２１と、レゾルバロータ２１の回転状態を検出するレゾルバステータ２２と、レゾルバステータ２２の軸方向一方側を覆ってレゾルバステータ２２の検出精度の低下を抑制可能なシールドプレート２３と、レゾルバステータ２２の側壁部３２側を覆うカバープレート２４と、を備える。

ここで、コネクタ外郭部２８は、樹脂等の非導通部材により構成されるので、コイルエンド部１２ａをコネクタ部５０に近接させて配置することができ、電動機ＭＯＴの軸方向寸法を短くすることができる。コネクタ外郭部２８は、コイルエンド部１２ａを収容するインシュレータ１７の上下の鍔部１７ａの少なくとも一方に当接してもよい。これにより、コネクタ部５０の接続位置を筐体３０の外周面（筒状部３１）としながら、電動機ＭＯＴの軸方向寸法を最小化できる。さらに、電動機本体１０とレゾルバステータ２２の相対位置を決めることができる。

シールドプレート２３は、レゾルバステータ２２の検出精度を低下させる磁束、磁界、電磁波等の外乱を抑制する材料、例えば、アルミニウム、銀等の金属により構成される。カバープレート２４は、金属、樹脂等任意の材料から構成される。

本実施形態によっても第１実施形態と同様に、コネクタ外郭部２８によりコイル１２とレゾルバ２０との絶縁を確保しつつ、電動機本体１０とレゾルバ２０を近接配置することができる。

さらに、本実施形態では、インシュレータ１７の鍔部１７ａがコネクタ外郭部２８と当接することで、電動機ＭＯＴの軸方向寸法を最小化できる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、レゾルバステータ２２のコネクタ外郭部２８が、コイルエンド部１２ａに軸方向で対向する例を挙げたが、これに限らず、非導通部である限り、レゾルバステータ２２の任意の部位をコイルエンド部１２ａに軸方向で対向させることができる。

また、レゾルバロータ２１は、ロータ１４に設置されていてもよく、ロータ１４と一体に回転する回転体であれば、ロータシャフト１６以外の回転体に設置されていてもよい。

また、コイル１２は、連続巻きされたコイルでもよく、セグメント化された複数のコイルが接合されたコイルでもよい。

１０電動機本体
１１ステータコア
１１ａティース
１２コイル
１２ａコイルエンド部
１３ステータ
１４ロータ
１７インシュレータ
１７ａ鍔部
２０レゾルバ（回転状態量検出装置）
２１レゾルバロータ（被検出子）
２２レゾルバステータ（検出器）
２８コネクタ外郭部（非導通部）
３０筐体
５０コネクタ部
ＭＯＴ電動機

Claims

ステータコアと該ステータコアに巻回されるコイルとを有するステータと、該ステータに対して相対回転可能に配設されるロータと、を有する電動機本体と、
前記ロータ又は前記ロータと連動して回転する回転体に設置される被検出子と、該被検出子の回転状態を検出する検出器と、を有する回転状態量検出装置と、
前記電動機本体及び前記回転状態量検出装置を収容する筐体と、を備える電動機であって、
前記検出器の非導通部が、前記ステータコアよりも軸方向に突出するコイルエンド部と軸方向で対向するように配置され、
前記非導通部は、前記検出器のコネクタ部を覆うコネクタ外郭部であり、
前記コイルは、インシュレータを介して前記ステータコアのティースに巻回され、
前記インシュレータの鍔部が前記コネクタ外郭部と当接している、電動機。
請求項１に記載の電動機であって、
前記コネクタ外郭部の開口部は、前記筐体の外周面に配置されている、電動機。