(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに隣接して設けられるレゾルバのステータを取付先部材に固定するステータ固定構造であって、
前記ステータは複数の磁性板材を積層して構成され、前記磁性板材のうち前記モータから遠い側の前記ステータの軸方向端部に位置する少なくとも１枚の磁性板材が他の磁性板材とは異形状に形成され、前記異形状の磁性板材は前記ステータを前記取付先部材に固定するための固定部を前記ステータの環状の外周面から径方向外側へ突出して有しており、
前記固定部は、前記取付先部材に形成された位置決め溝に嵌合することにより前記取付先部材に対する前記ステータの周方向位置を決める位置決め部であるとともに、前記ステータが前記取付先部材に固定されたとき前記位置決め溝のモータ側に形成された張り出し部に先端部が係合することにより前記ステータの軸方向の移動を規制する、
ステータ固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータ固定構造に係り、特に、レゾルバ用ステータをモータケース等の取付先部材に固定するためのステータ固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータのロータの回転位置を検出するためにレゾルバが用いられることがある。レゾルバは、モータロータのロータシャフトに固定されるレゾルバロータと、レゾルバロータの周囲に設けられるレゾルバステータとを備える。レゾルバステータは、モータを収容するケースまたはハウジングに対して、例えばボルト締め等によって固定されるのが一般的である。
【０００３】
これに関連する先行技術文献として例えば特開２００３−２３７６１号公報（特許文献１）には、過大な応力をかけずに、精度よく固定できることを解決課題としたブラシレスモータのレゾルバ固定構造が開示されている。このレゾルバ固定構造では、エンドプレートに形成された環状の凹部にレゾルバの検出ステータが収容され、上記エンドプレートに圧入によって固定される樹脂製の係止部材のフランジ部が検出ステータの軸方向端面の外周部を押圧することにより、エンドプレートに対して検出ステータが押圧固定されることが記載されている。ここで、特許文献１における第３の実施形態として、レゾルバの検出ステータを構成する鋼板のうちモータの駆動ロータ側の端部に位置する鋼板に径方向外側へ突出する係止部（７３）を折れ曲がった形状に形成し、この係止部をエンドプレートの凹部に圧入することによって、検出ステータをエンドプレートに固定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のレゾルバ固定構造では、モータに近い側のステータ端部を構成する鋼板に係止部が突出して形成されているため、磁気的アンテナ効果によってモータから発生した磁束が係止部に流れ込み易い。その結果、このように係止部を介してレゾルバステータに流れ込んだ磁束によってレゾルバの検出精度が影響を受けやすい。
【０００６】
本発明の目的は、モータからの磁束をレゾルバステータに流れ込みにくくしてレゾルバの検出精度を良好なものにできるステータ固定構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るステータ固定構造は、モータに隣接して設けられるレゾルバのステータを取付先部材に固定するステータ固定構造であって、前記ステータは複数の磁性板材を積層して構成され、前記磁性板材のうち前記モータから遠い側の前記ステータの軸方向端部に位置する少なくとも１枚の磁性板材が他の磁性板材とは異形状に形成され、前記異形状の磁性板材は前記ステータを前記取付先部材に固定するための固定部を前記ステータの環状の外周面から径方向外側へ突出して有しており、前記固定部は、前記取付先部材に形成された位置決め溝に嵌合することにより前記取付先部材に対する前記ステータの周方向位置を決める位置決め部であるとともに、前記ステータが前記取付先部材に固定されたとき前記位置決め溝のモータ側に形成された張り出し部に先端部が係合することにより前記ステータの軸方向の移動を規制するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のステータ固定構造によれば、ステータを取付先部材に固定するための固定部が、モータから遠い側のステータ端部を構成する磁性板材に形成しているため、モータに近い側のステータ端部に上記固定部を設けた場合に比べて、モータからの磁束が上記固定部を介してステータに流れ込みにくくなり、その結果、レゾルバの検出精度を良好なものにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態であるステータ固定構造を含むレゾルバの断面図である。
【図２】図１においてケースに取り付けられたレゾルバの検出ロータおよび検出ステータを示す、軸方向から見た平面図（シャフト断面を含む）である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】検出ステータの平面図である。
【図５】検出ステータが固定されるときの様子を段階的に示す、図３と同様の図である。
【図６】ケースのステータ取付用台座部を環状凹部として形成した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る実施の形態（以下、実施形態という）について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
【００１３】
図１は本実施形態のステータ固定構造が適用されるレゾルバ１０を示す軸方向断面図であり、図２は図１においてケースに取り付けられたレゾルバ１０の検出ロータと検出ステータを示す、軸方向から見た平面図（シャフト断面を含む）である。なお、本実施形態ではステータ固定構造がロータ回転位置検出センサであるレゾルバ１０に適用される例について説明するが、モータや発電機等の回転電機を構成するステータの固定構造として用いてもよい。
【００１４】
図１に示すように、レゾルバ１０は、モータ１２に隣接して設けられている。モータ１２は、略有底円筒状のハウジング１４内に収容されている。ハウジング１４の開口端部は、レゾルバ１０を収容するケース（取付先部材）１６によって閉じられている。ハウジング１４およびケース１６は、例えば、アルミダイキャスト製のものが好適に用いられる。
【００１５】
モータ１２は、モータステータ２０と、モータロータ２２とを備える。モータステータ２０は、磁性鋼板を軸方向に積層してなる筒状をなし、内周部に径方向内方へ突出して形成された複数のティース２４が周方向に均等配置で設けられている。そして、ティース２４の周囲にはステータコイル２６が巻装されている。
【００１６】
モータロータ２２は、略円柱状のロータコア２２ａと、ロータコア２２ａの中心孔部を貫通して固設されたロータシャフト２２ｂとを含む。ロータコア２２ａは、モータステータ２０の内側に所定のギャップを隔てて配置されている。また、ロータシャフト２２ｂは、ケース１６の中心部に配置される軸受１８と、ハウジング１４の図示しない底部の中心部に配置される図示しない軸受とを介して、モータ１２のロータシャフト２２ｂが回転可能に支持されている。
【００１７】
レゾルバ１０は、検出ロータ３０と検出ステータ３２とを備える。レゾルバ１０は、モータロータ２２の回転位置を検出するためのセンサとして機能する。レゾルバ１０の検出ロータ３０は、例えば、略楕円状または小判状に打ち抜き加工された複数枚の磁性鋼板を軸方向に積層して、かしめ、溶接等により一体に連結して構成される。
【００１８】
検出ロータ３０の中心孔には、モータ１２から延びるロータシャフト２２ｂが挿通されている。検出ロータ３０の中心孔の縁にはキー３４が突設されており、このキー３４がロータシャフト２２ｂに凹設されたキー溝３６に嵌合することによって、ロータシャフト２２ｂに対する検出ロータ３０の周方向位置が決められている。
【００１９】
また、検出ロータ３０は、ロータシャフト２２ｂの端部（図１中の左側）が挿通されて組み付けられるとき、軸方向に延伸するキー溝３６の終端面に検出ロータ３０のキー３４が当接することによって、ロータシャフト２２ｂに対する検出ロータ３０の軸方向位置が決められることができる。
【００２０】
なお、上記においては検出ロータ３０の周方向位置がキーとキー溝の嵌合によって決められるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、検出ロータをロータシャフトに圧入、締り嵌め等することによってロータシャフトに対する検出ロータの周方向位置および／または軸方向位置が固定されてもよい。
【００２１】
レゾルバ１０の検出ステータ３２は、検出ロータ３０の周囲にギャップを介して設けられている。検出ステータ３２は、磁性板材を積層してなるステータコア３３を含む。ステータコア３３は、例えば、略円環状に打ち抜き加工された磁性鋼板（磁性板材）を軸方向に積層して、かしめ、溶接等により一体に連結して構成される。
【００２２】
ステータコア３３は、円環状に連なるヨーク部３８と、ヨーク部３８の内周部に径方向内側へ向かって突出する複数のティース部３９とを有する。ティース部３９は、周方向に均等間隔で設けられている。これらのティース部３９の周囲に検出コイル４０が巻装されている。検出コイル４０は、ステータコア３３の軸方向両端面から外側にそれぞれ突出するコイルエンド部４２を含む。
【００２３】
図２に示すように、検出コイル４０は、円環状の樹脂製カバー部材４４によって覆われているのが好ましい。このカバー部材４４は、検出ステータ３２の内周にティース部３９の端面を露出された状態で周方向全体にわたって検出コイル４０を覆うように設けられている。なお、図１においてはカバー部材４４の図示が省略されている。
【００２４】
カバー部材４４は、例えば、検出コイル４０が巻装されたステータコア３３を成形型内においてインサート射出成形を行うことにより形成することができる。また、カバー部材４４は、検出ステータ３２の軸方向両側において検出コイル４０のコイルエンド部４２を覆っているのが好ましい。このように、カバー部材４４によって検出コイル４０を覆うことによって、モータ１２のモータロータ２２やステータコイル２６を冷却するために用いられる冷却油がレゾルバ１０の検出コイル４０に掛からないようにして、冷却油に含まれる金属粉等の導電性異物が付着することによる検出コイル４０の絶縁性能が低下するのを防止でき、レゾルバ１０の検出精度を良好に維持することができる。
【００２５】
検出ステータ３２を構成するステータコア３３は、積層された磁性鋼板のうち軸方向一端部に位置する少なくとも１枚の磁性鋼板が他の磁性鋼板とは異なる形状に形成されている。具体的には、上記一端部に位置する磁性鋼板には、ステータコア３３の外周面３３ｃから径方向外側へ突出する少なくとも２つの固定部が形成されている。この固定部は、検出ステータ３２をケース１６に固定するためのものである。上記のように固定部が形成された磁性鋼板は、検出ステータ３２がケース１６に固定されてハウジング１４に組み付けられたられたとき、検出ステータ３２においてモータ１２から遠い側の軸方向端部に位置することとなる。ステータ固定構造の詳細については後述する。
【００２６】
上記のように構成されるレゾルバ１０では、モータ１２が駆動されてモータロータ２２が回転すると、検出ロータ３０がロータシャフト２２ｂと共に回転する。このとき、略楕円状の外周面を有する検出ロータ３０と検出ステータ３２の内周面（すなわちティース部３９の径方向内側端面）との間のギャップ長が変化する。そのため、検出コイル４０に交流電流を流しておくと、その交流電流に上記ギャップ長の変化に応じた出力が重畳されることになる。モータロータ２２の回転位置は、この出力が重畳した交流電流に基づいて検出することができる。
【００２７】
次に、図１，２に加えて図３〜５も参照して、本実施形態のステータ固定構造について詳細に説明する。図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。図４は、検出ステータ３２の平面図である。図５は、検出ステータ３２が固定されるときの様子を段階的に示す、図３と同様の図である。
【００２８】
図１，２を参照すると、レゾルバ１０を収容するケース１６の内面１９には、台座部１７が突設されている。台座部１７は、例えば略台形状の横断面を有する柱状をなしている。また、台座部１７は、矢印Ｘで示す軸方向に延びており、その突出長さは台座部１７上に検出ステータ３２が取り付けられたときにカバー部材４４（カバー部材が無い場合はコイルエンド部４２）がケース１６の内面１９と接触しない程度に設定されている。
【００２９】
さらに、台座部１７は、図２に示すように、検出ステータ３２の外周に沿う円周方向に間隔を置いて複数、設けられている。本実施形態では、４つの台座部１７が等間隔で設けられている例を示す。台座部１７の周方向間隔は、等間隔でもよいし、不等間隔であってもよい。台座部１７の周方向間隔を不等間隔に設定した場合、検出ステータ３２の固定部との関係で検出ステータ３２の取り付け向きが一義的に規定されるため、検出ステータ３２の取り付ける向きが不揃いになるのを確実に防止できる利点がある。
【００３０】
なお、本実施形態では、検出ステータ３２を固定するための台座部１７を周方向に飛び飛びに設けたが、これに限定されるものではなく、例えば円環状に連なって延びる台座部としてもよい。このようにすれば、台座部の端面と検出ステータのステータコアの軸方向端面外周部との接触面積が大きくなり、検出ステータ３２の固定状態がより安定したものになるという利点がある。
【００３１】
図２，３を参照すると、各台座部１７には、インロー段部１７ａと外周壁部１７ｂとが形成されている。インロー段部１７ａは、４つの台座部１７の内側に検出ステータ３２が配置されたときにステータコア３３の軸方向端面と接触して支持する部分である。
【００３２】
また、台座部１７の外周壁部１７ｂは、４つの台座部１７の内側に検出ステータ３２が配置されたときにステータコア３３の外周面３３ｃとの間に若干の隙間が空くように形成されるのが好ましい。このようにすることで、検出ステータ３２が固定されたときに台座部１７の外周壁部１７ｂからステータコア３３に径方向押圧力が作用することがなく、したがって、ステータコア３３の径方向の応力歪みによりレゾルバ１０の検出精度が低下するのを防止できる。
【００３３】
ただし、４つの台座部１７の内側に検出ステータ３２が配置されたときにステータコア３３の外周面３３ｃと台座部１７の外周壁部１７ｂとが過度の押圧力が作用しない程度に接触していてもよい。このようにすれば、ケース１６に固定される検出ステータ３２の径方向位置決めを容易かつ正確に行うことができる。
【００３４】
さらに、台座部１７の外周壁部１７ｂには、図３に示すように、矢印Ｒで示す径方向外側へ向かって凹むと共にステータコア３３の積層厚みにほぼ相当する長さで軸方向に延びる位置決め溝４６が形成されている。位置決め溝４６は、後述する固定部の幅（Ｗ２）にほぼ相当する周方向幅Ｗ１を有している。また、位置決め溝４６の軸方向先端部には、位置決め溝４６の凹み深さＤよりも小さい幅Ｗ２で径方向内側へ張り出した張り出し部５０が形成されている。そして、図２，３に示すように、台座部１７の外周壁部１７ｂを軸方向から見たとき、位置決め溝４６の端部であって張り出し部５０と外周壁部１７ｂの径方向内側面との間に略矩形状の開口部５２が形成されている。
【００３５】
一方、図３，４を参照すると、検出ステータ３２を構成するステータコア３３には、環状の外周面３３ｃから径方向外側へ矩形状に突出する固定部５４が形成されている。この固定部５４は、検出ステータ３２がケース１６に取り付けられるときに台座部１７の位置決め溝４６に嵌合することによって検出ステータ３２の周方向位置（または回転位置）を決める位置決め部である。外周面３３ｃからの固定部５４の突出長さは、ステータコア３３の端面が台座部１７のインロー段部１７ａに当接した状態で、位置決め溝４６に曲がって嵌り込んだ固定部５４の先端部が台座部１７の張り出し部５０に係合するように設定されている。
【００３６】
本実施形態におけるステータコア３３の固定部５４は、台座部１７に対応して周方向に均等な配置で４つ設けられている。なお、固定部５４の数は台座部１７と同様に少なくとも２つ以上であればよく、また、固定部５４の間隔は台座部１７に合わせて不等間隔としてもよい。
【００３７】
図３に示すように、固定部５４は、ステータコア３３を構成する積層された磁性鋼板のうち、モータ１２から遠い側のステータコア３３の軸方向端部に位置する１枚の磁性鋼板３３ａが他の磁性鋼板３３ｂとは異なる形状に打ち抜き加工されることによって形成されている。ケース１６に固定された検出ステータ３２がハウジング１４に組付けられたとき、図３中の上側にモータ１２が位置することになる。
【００３８】
ただし、固定部５４は、１枚の磁性鋼板に形成される場合に限定されるものではなく、ステータコア３３の軸方向端部に位置する２枚以上の磁性鋼板に形成されてもよい。
【００３９】
続いて、図５を参照して、ケース１６に対する検出ステータ３２の組付け工程について説明する。
【００４０】
まず、図５（ａ）に示すように、例えば水平な作業台上に置かれたケース１６の４つ台座部１７の上に検出ステータ３２を載置する。このとき、ステータコア３３の外周面が台座部１７の外周壁部１７ｂの内側となるように配置するとともに、検出ステータ３２の固定部５４が台座部１７の開口部５２すなわち位置決め溝４６に対向するように検出ステータ３２の回転位置を合わせる。
【００４１】
それから、この状態で図５（ｂ）に示すようにケース１６に対して検出ステータ３２を矢印方向に押し込む。すると、固定部５４が張り出し部５０に圧接されて曲がりながら開口部５２を介して位置決め溝４６内に挿入または圧入されていく。
【００４２】
そして、ステータコア３３の軸方向端面が台座部１７のインロー段部１７ａに当接したとき、張り出し部５０を通過した固定部５４はそれ自身の弾性復元力によって先端部が張り出し部５０に係合し、これにより検出ステータ３２がケース１６に固定される。この固定状態では、固定部５４の先端部が張り出し部５０に係合していることで、検出ステータ３２が軸方向にがたつくことなく軸方向位置が決められた状態となり、ケース１６から検出ステータ３２が外れてしまうことがない。
【００４３】
上述したように本実施形態のステータ固定構造によれば、検出ステータ３２をケース１６に固定するための固定部５４が、モータ１２から遠い側のステータ端部を構成する磁性鋼板３３ａに形成されているため、モータ１２に近い側のステータ端部に固定部５４を設けた場合に比べて、モータ１２からの磁束が固定部５４を介して検出ステータ３２のステータコア３３に流れ込みにくくなり、その結果、レゾルバ１０の検出精度を良好なものにできる。
【００４４】
また、検出ステータ３２の軸方向端部の磁性鋼板３３ａに形成された固定部５４によって検出ステータ３２をケース１６に固定できるので、固定されたときに台座部１７またはケース１６からステータコア３３に押圧力、特に径方向内向きの押圧力が作用するのを制限または解消することができる。したがって、ステータコア３３の応力歪みによるレゾルバ１０の検出精度の悪化を生じさせることがない。
【００４５】
また、固定部５４によって検出ステータ３２をケース１６に固定できるので、ステータコア３３に固定用ボルト挿通孔を形成する必要がない。そのため、ステータコア３３を小径化することができ、磁性鋼板の歩留まり向上により材料費を低減できる。
【００４６】
さらに、検出ステータ３２の固定にボルトを用いなくてもよいので、ケースに対するステータの取付作業が容易になる。このとき、検出ステータ３２は、ケース１６に対して位置合わせして押し込むだけのワンタッチの作業で、周方向、径方向および軸方向の位置決めが行える。したがって、組付け後に周方向位置調整等の作業が不要となり、検出ステータ３２の組付け工程が極めて簡易なものになる。
【００４７】
なお、本発明に係るステータ固定構造は、上述した実施形態およびその変形例の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲で種々の変更や改良が可能である。
【００４８】
例えば、上記実施形態においては検出ステータ３２を取り付ける台座部１７をケース内面１９に突設して設けたが、これに限定されるものではなく、図６に示すように、ケース１６の内側に環状に凹むインロー段部１７ａを形成してもよい。また、この場合、位置決め溝４６に対して径方向内方へ張り出した張り出し部５０を、ケース１６とは別部材をなす断面Ｌ字状のリング部材５６をケース１６に圧入固定することによって設けてもよい。このように別部材によって張り出し部を構成することとすれば、ケース１６の製造が容易となる利点がある。
【符号の説明】
【００４９】
１０  レゾルバ、１２  モータ、１４  ハウジング、１６  ケース、１７  台座部、１７ａ  インロー段部、１７ｂ  外周壁部、１８  軸受、１９  内面、２０  モータステータ、２２  モータロータ、２２ａ  ロータコア、２２ｂ  ロータシャフト、２４  ティース、２６  ステータコイル、３０  検出ロータ、３２  検出ステータ、３３  ステータコア、３３ａ，３３ｂ  磁性鋼板、３３ｃ  外周面、３４  キー、３６  キー溝、３８  ヨーク部、３９  ティース部、４０  検出コイル、４２  コイルエンド部、４４  カバー部材、４６  位置決め溝、５０  張り出し部、５２  開口部、５４  固定部、５６  リング部材、Ｗ１  周方向幅、Ｗ２  幅、Ｘ  矢印（軸方向）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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