(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
固定子と、軸方向における端面が突き当て面として形成された大径部と前記端面に連続され前記大径部より径が小さくされた小径部とを有するシャフトが設けられ前記シャフトを回転支点として前記固定子に対して回転される回転子と、挿入孔が形成されたレゾルバロータを有し前記回転子の回転角度を検出するレゾルバとを備え、前記小径部の軸方向における一部には前記大径部に連続される位置に位置決め溝が形成され、前記レゾルバロータには前記挿入孔の開口縁から突出された位置決め突部が設けられた電動機における前記レゾルバロータの位置決め方法であって、
前記小径部を前記レゾルバロータの前記挿入孔に挿入し、
前記小径部の前記挿入孔への挿入時に、前記位置決め突部が前記大径部に接触されて折り曲げられて少なくとも一部が前記位置決め溝に挿入され、前記レゾルバロータの一部が前記突き当て面に突き当てられ、前記レゾルバロータが前記シャフトに対して位置決めされる
レゾルバロータの位置決め方法。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、回転子のシャフトに位置決め溝が形成される構造において、位置決め溝のシャフトにおける形成領域が大きいほど回転子の重心が偏ってしまい、回転子の回転軸の偏り(アンバランス量)を増大させてしまう。
【0007】
そこで、本発明は、レゾルバロータのシャフトへの位置決めを高い精度で行いつつ、回転子のアンバランス量を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る電動機は、固定子と前記固定子に対して回転される回転子と前記回転子の回転角度を検出するレゾルバとを備えた電動機であって、前記回転子は回転支点となるシャフトを有し、前記シャフトは大径部と前記大径部の軸方向における端面に連続され前記大径部より径が小さくされた小径部とを有し、前記端面が突き当て面として形成され、前記レゾルバは前記小径部が挿入される挿入孔が形成されたレゾルバロータを有し、前記小径部の軸方向における一部には前記大径部に連続する位置に前記レゾルバロータの前記シャフトに対する周方向における位置決めを行う位置決め溝が形成され、前記レゾルバロータは前記挿入孔への前記小径部の挿入により前記突き当て面に突き当てられた状態で前記シャフトに取り付けられ、前記レゾルバロータには、前記挿入孔の開口縁から突出され、前記挿入孔への前記小径部の挿入時に折り曲げられると共に前記位置決め溝に少なくとも一部が挿入される位置決め突部が設けられたものである。
【0009】
これにより、小径部の軸方向における一部に形成された位置決め溝に位置決め突部が折り直されると共に挿入されてレゾルバロータのシャフトに対する位置決めが行われるため、回転子における位置決め溝の形成領域が小さくなる。
【0010】
上記した電動機においては、前記大径部には前記位置決め溝に連続し前記位置決め突部を案内するガイド溝が形成されることが望ましい。
【0011】
これにより、位置決め突部がガイド溝に案内されてガイド溝に連続する位置決め溝に挿入される。
【0012】
上記した電動機においては、前記レゾルバロータは複数の電磁鋼板が積層されて成り、前記位置決め突部は前記電磁鋼板の一部に設けられることが望ましい。
【0013】
これにより、部品点数を増加させずに位置決め突部が形成される。
【0014】
上記した電動機においては、前記位置決め突部は前記レゾルバロータにおいて最も前記突き当て面側に位置する前記電磁鋼板の一部に設けられることが望ましい。
【0015】
これにより、位置決め突部の長さが短くされ、位置決め突部の形成領域が最小限の大きさに形成される。
【0016】
上記した電動機においては、前記位置決め突部は前記電磁鋼板の一部が屈曲されて形成されることが望ましい。
【0017】
これにより、電磁鋼板を折曲加工することにより位置決め突部が形成される。
【0018】
上記した電動機においては、前記位置決め突部は前記挿入孔への前記小径部の挿入時に前記大径部に接触される曲面部を有することが望ましい。
【0019】
これにより、曲面状に形成された曲面部が大径部に接触されて位置決め突部が円滑に位置決め溝に挿入される。
【0020】
上記した電動機においては、前記位置決め突部は前記開口縁に連続された連続部と前記連続部に対して屈曲された先端部とを有し、前記連続部と前記先端部の連続部分に前記曲面部が形成されることが望ましい。
【0021】
これにより、位置決め突部において曲面部が最も大径部側に位置されて大径部に接触される。
【0022】
本発明に係るレゾルバロータの位置決め方法は、固定子と、軸方向における端面が突き当て面として形成された大径部と前記端面に連続され前記大径部より径が小さくされた小径部とを有するシャフトが設けられ前記シャフトを回転支点として前記固定子に対して回転される回転子と、挿入孔が形成されたレゾルバロータを有し前記回転子の回転角度を検出するレゾルバとを備え、前記小径部の軸方向における一部には前記大径部に連続される位置に位置決め溝が形成され、前記レゾルバロータには前記挿入孔の開口縁から突出された位置決め突部が設けられた電動機における前記レゾルバロータの位置決め方法であって、前記小径部を前記レゾルバロータの前記挿入孔に挿入し、前記小径部の前記挿入孔への挿入時に、前記位置決め突部が前記大径部に接触されて折り曲げられて少なくとも一部が前記位置決め溝に挿入され、前記レゾルバロータの一部が前記突き当て面に突き当てられ、前記レゾルバロータが前記シャフトに対して位置決めされるものである。
【0023】
これにより、小径部の軸方向における一部に形成された位置決め溝に位置決め突部が折り直されると共に挿入されてレゾルバロータのシャフトに対する位置決めが行われる。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、レゾルバロータのシャフトへの位置決めを高い精度で行いつつ、回転子における位置決め溝の形成領域が小さくされて回転子のアンバランス量を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0026】
<電動機の構成>
以下に、本発明の電動機を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。
【0027】
電動機100は、例えば、電気自動車やハイブリッド電気自動車等の電気を動力とする車両に搭載され、駆動用モータとして用いられる。
【0028】
電動機100は、ハウジング1と固定子2と固定子2に対して回転される回転子3と回転子3の回転角度を検出するレゾルバ4とを有している(
図1参照)。
【0029】
ハウジング1は、一方に開口された箱状のケース体5とケース体5の開口を閉塞するカバー体6とを有している。ハウジング1の内部空間は、固定子2が収納される収納空間1aとして形成されている。ケース体5においてカバー体6に対向される面とカバー体6の内面とには、それぞれ支持孔5a、6aと図示しない固定溝が形成されている。
【0030】
固定子2は、円筒状のステータコア2aとステータコア2aに巻回された図示しないコイルとを有している。ステータコア2aは、例えば、複数の電磁鋼板が積層されて形成されている。
【0031】
回転子3は、回転支点となるシャフト7とシャフト7に外嵌された円筒状のロータコア8とを有している。ロータコア8は、例えば、複数の電磁鋼板が積層されて形成されている。ロータコア8の内部には、図示しない磁石等の磁性体が配置されている。
【0032】
レゾルバ4は、円筒状のレゾルバステータ9とレゾルバステータ9の内部に配置されたレゾルバロータ10とを有している。レゾルバステータ9はカバー体6の内面に固定され、レゾルバロータ10は回転子3に取り付けられている。レゾルバステータ9は、複数の電磁鋼板が積層されて形成されたレゾルバステータコア9aと、レゾルバステータコア9aに巻回された図示しないコイルとを有している。
【0033】
続いて、
図1乃至
図3を参照してシャフト7の構成を詳述する。
【0034】
シャフト7はベアリング11、11に支持されている(
図1参照)。ベアリング11、11はそれぞれケース体5とカバー体6とに形成された固定溝に嵌め込まれ外輪が固定されている。ベアリング11、11にはシャフト7の両端寄りの部分が挿通され、シャフト7の両端部はそれぞれケース体5の支持孔5aとカバー体6の支持孔6aに挿入されている。ベアリング11、11は、シャフト7の荷重を受けてシャフト7の回転を円滑に行う機能を有している。
【0035】
シャフト7は、大径部12と大径部12の軸方向における両端面にそれぞれ連続され大径部12より径が小さくされた小径部13、13とを有している。大径部12と小径部13、13の中心軸は一致されている。大径部12にはロータコア8が外嵌され、一方の小径部13にはレゾルバロータ10が取り付けられている。
【0036】
シャフト7は、小径部13、13がそれぞれケース体5の支持孔5aとカバー体6の支持孔6aに挿入され、ハウジング1に回転可能に支持されている。
【0037】
レゾルバロータ10が取り付けられた小径部13の軸方向における一部には、大径部12に連続する位置にレゾルバロータ10を周方向において位置決めする位置決め溝13aが形成されている(
図2及び
図3参照)。位置決め溝13aは、例えば、小径部13の一部が切削工具等により切削されて形成されている。位置決め溝13aは、突き当て面12a側の端寄りの位置の深さが最も深くされている。位置決め溝13aを形成する壁面は小径部13の外周面側に凹の緩やかな曲面状に形成されている。
【0038】
大径部12の軸方向における一方の端面は、レゾルバロータ10の軸方向における端面が突き当てられる突き当て面12aとして形成されている。
【0039】
大径部12には、位置決め溝13aに連続するガイド溝12bが形成されている。ガイド溝12bは、例えば、大径部12の一部が切削工具等により切削されて形成されている。ガイド溝12bは、大径部12の径方向において中間部の深さが最も深くされている。ガイド溝12bを形成する壁面は、突き当て面12a側に凹の緩やかな曲面状に形成されている。
【0040】
尚、ガイド溝12bは位置決め溝13aと同時に形成されていてもよい。すなわち、大径部12と小径部13を切削工具等により連続して切削することで、大径部12と小径部13にそれぞれガイド溝12bと位置決め溝13aが形成されてもよい。これにより、ガイド溝12bと位置決め溝13aの形成に関する作業工程を増やすことなくガイド溝12bと位置決め溝13aとを同時に形成することができ、作業時間の短縮化を図ることができる。
【0041】
続いて、
図1及び
図3を参照してレゾルバロータ10の構成を詳述する。
【0042】
レゾルバロータ10は、複数の環状の電磁鋼板10aが積層されて形成されている。電磁鋼板10aは、例えば、外形状が楕円状に形成されている。
【0043】
レゾルバロータ10には、軸方向に貫通する略円形状の挿入孔10bが形成されている。挿入孔10bには小径部13が挿入されている。挿入孔10bの内径は小径部13の外径より大きくされており、挿入孔10bと小径部13との間には隙間が形成されている。
【0044】
小径部13には環状の固定リング14が圧入され外嵌されている。レゾルバロータ10は、固定リング14によって軸方向における移動を規制されている。
【0045】
レゾルバロータ10を構成する電磁鋼板10aのうち、最も突き当て面12a側に位置されている電磁鋼板10aには、位置決め突部15が設けられている(
図3参照)。位置決め突部15は、電磁鋼板10aの一部が挿入孔10bの開口縁から径方向における内側に突出されて形成されている。位置決め突部15の先端部は、位置決め溝13aに挿入されている。
【0046】
位置決め突部15は、挿入孔10bの開口縁に連続された連続部15aと連続部15aに連続された先端部15bとを有している。連続部15aは、電磁鋼板10aの径方向に延びる状態にされている。先端部15bは、連続部15aに対して折り曲げられて形成されている。先端部15bは連続部15aに対して突き当て面12aの反対側に位置されるように連続部15aに対して屈曲されている。連続部15aの先端部と先端部15bは、位置決め溝13aの内部に位置されている。
【0047】
連続部15aと先端部15bの連続部分15cには、折り曲げられた外側の面が曲面部15dとして形成されている。曲面部15dは、位置決め溝13aを形成する壁面に接している。
【0048】
<レゾルバロータの位置決め作業>
以下に、
図4乃至
図8を参照して、レゾルバロータ10をシャフト7に対して位置決めする作業を説明する。レゾルバロータ10は、挿入孔10bに小径部13が挿入されることでシャフト7に取り付けられ、シャフト7に対して位置決めされる。
【0049】
レゾルバロータ10は、位置決めが行われる前の状態において、位置決め突部15の連続部15aが挿入孔10bの開口縁から突き当て面12a側へ突出されており、先端に行くに従って中心軸Pに近付くように傾斜されている(
図4参照)。連続部15aは、例えば、レゾルバロータ10の直径に対して略75°の角度(図に示す角度A)で傾斜されている。このとき先端部15bは、連続部15aより中心軸P側に位置されている。また、曲面部15dは、位置決め突部15において最も突き当て面12a側に位置されている。
【0050】
上記した状態でレゾルバロータ10が小径部13に外嵌され小径部13が挿入孔10bに相対的に挿入されていく。このとき、固定リング14が小径部13に圧入され、レゾルバロータ10は固定リング14に押圧されて突き当て面12aに近付く方向へ移動されていく(
図5参照)。この際に、レゾルバロータ10において位置決め突部15の先端と挿入孔10bの開口縁において中心を挟んで位置決め突部15の反対に位置する部分とは、小径部13の外周面に摺動又は近接される。
【0051】
尚、レゾルバロータ10は、固定リング14ではなく、例えば、治具等により押圧されて突き当て面12a側へ移動されてもよい。但し、治具等を用いてレゾルバロータ10を移動させた場合においても、位置決めを行った後にレゾルバロータ10の軸方向における移動を規制する固定リング14を挿入する必要がある。従って、固定リング14により押圧してレゾルバロータ10の移動を行う場合には、作業工程数が少なくされて作業効率の向上を図ることができる。
【0052】
レゾルバロータ10が突き当て面12aに近付く方向へ移動されると、位置決め突部15の連続部分15cがガイド溝12bに挿入されて、曲面部15dがガイド溝12bを形成する壁面に接する(
図6参照)。
【0053】
引き続きレゾルバロータ10が移動されていくと、曲面部15dがガイド溝12bを形成する壁面に摺動されて位置決め溝13a側に移動される(
図7参照)。このとき曲面部15dの位置決め溝13a側への移動に伴い、連続部15aが挿入孔10bの開口縁を基準として傾斜角度が小さくなる方向へ徐々に折り直されていく。
【0054】
レゾルバロータ10は、さらに、軸方向における端面が突き当て面12aに突き当てられるまで移動され、連続部15aがさらに折り直される(
図8参照)。レゾルバロータ10は軸方向における端面が突き当て面12aに突き当てられることにより、シャフト7に対して軸方向において位置決めされる。
【0055】
レジルバロータ10が突き当て面12aに突き当てられた状態において、連続部15aはレゾルバロータ10の径方向に延びる状態に折り直され、連続部15aの一部と先端部15bは位置決め溝13aに挿入されている。これにより、レゾルバロータ10はシャフト7に対して周方向において位置決めされる。
【0056】
尚、レゾルバロータ10が突き当て面12aに近付く方向へ移動されるときに、位置決め突部15の少なくとも一部が位置決め溝13aに挿入されると、レゾルバロータ10の小径部13との摺動により小径部13からレゾルバロータ10に対して付与されていた負荷が軽減され、固定リング14によって押圧されるレゾルバロータ10を容易に突き当て面12aに近付く方向へ移動させることができる。従って、位置決め溝13aは、レゾルバロータ10が押圧された際の固定リング14に生じる応力を逃がす応力逃がし溝としての機能も有し、固定リング14によるレゾルバロータ10に対する押圧力が軽減されレゾルバロータ10のシャフト7に対する位置決め作業における作業性の向上を図ることができる。
【0057】
<まとめ>
上記した電動機100は、小径部13の軸方向における一部にレゾルバロータ10のシャフト7に対する周方向における位置決めを行う位置決め溝13aが形成され、レゾルバロータ10には挿入孔10bへの小径部13の挿入時に折り曲げられると共に位置決め溝13aに少なくとも一部が挿入される位置決め突部15が設けられている。
【0058】
これにより、小径部13の軸方向における一部に形成された位置決め溝13aに位置決め突部15が折り直されると共に挿入されてレゾルバロータ10のシャフト7に対する位置決めが行われる。このように位置決め突部15は折り直されて位置決め溝13aに挿入されるので、小径部13の軸方向における一端から他端に亘って位置決め突部15が挿入される溝を形成する必要がなく、回転子3における位置決め溝13aの形成領域が小さくされている。従って、レゾルバロータ10のシャフト7に対する位置決めを高い精度で行いつつ、回転子3のアンバランス量を抑制することができる。さらに、シャフト7の強度を向上させることもできる。
【0059】
また、上記した電動機100においては、大径部12には位置決め溝13aに連続し位置決め突部15を案内するガイド溝12bが形成されている。これにより、位置決め突部15がガイド溝12bに挿入されてガイド溝12bに連続する位置決め溝13aに挿入されるため、位置決め突部15を位置決め溝13aに確実に挿入することができる。
【0060】
上記した電動機100においては、レゾルバロータ10は複数の電磁鋼板10aが積層されて成り、位置決め突部15は電磁鋼板10aの一部に設けられている。これにより、位置決め突部15がレゾルバロータ10の電磁鋼板10aの一部に設けられるため、部品点数を増加させずに位置決め突部15を形成することができる。
【0061】
上記した電動機100においては、位置決め突部15はレゾルバロータ10において最も突き当て面12a側に位置する電磁鋼板10aの一部に設けられている。これにより、位置決め突部15の長さが短くされるため、位置決め溝13aの形成領域を最小限の大きさに形成することができる。
【0062】
上記した電動機100においては、位置決め突部15は電磁鋼板10aの一部が屈曲されて形成されている。これにより、電磁鋼板10aを折曲加工することにより位置決め突部15が形成されるため、簡易な工法で位置決め突部15を形成することができる。
【0063】
上記した電動機100においては、位置決め突部15は挿入孔10bへの小径部13の挿入時に大径部12に接触される曲面部15dを有する。これにより、位置決め突部15において曲面状に形成された曲面部15dが大径部13に接触されるため、位置決め突部15の位置決め溝13aへの挿入を円滑に行うことができる
【0064】
上記した電動機100においては、位置決め突部15はレゾルバロータ10の開口縁に連続された連続部15aと連続部15aに対して屈曲された先端部15bとを有し、連続部15aと先端部15bの連続部分15cに曲面部15dが形成されている。これにより、曲面部15dが連続部15aと連続部15aに対して屈曲された先端部15aとの連続部分15cに形成されているため、位置決め突部15において曲面部15dが最も大径部12側に位置され、曲面部15dを大径部12に確実に接触させることができる。
【0065】
<変形例>
上記した電動機100においては、例えば、以下の変形例が考えられる。
【0066】
上記には大径部12にガイド溝12bが形成されている例を示したが、大径部12にガイド溝12bが形成されていなくてもよい(
図9及び
図10参照)。この場合には、大径部12にガイド溝12bが形成されていないため、回転子3のアンバランス量をさらに抑制することができる。
【0067】
大径部12にガイド溝12bが形成されていない構成において、レゾルバロータ10が小径部13に挿入されて突き当て面12aに近付く方向へ移動されると、突き当て突部15の曲面部15dが突き当て面12aに接触する(
図9参照)。引き続きレゾルバロータ10が移動されていくと、曲面部15dが大径部12の端面に摺動されて位置決め溝13a側に移動される。このとき曲面部15dの位置決め溝13a側への移動に伴い、連続部15aが挿入孔10bの開口縁を基準として傾斜角度が小さくなる方向へ徐々に曲げ直されていく。レゾルバロータ10は軸方向における端面が突き当て面12aに突き当てられるまで移動されると、連続部15aの一部と先端部15bが位置決め溝13aに挿入される(
図10参照)。
【0068】
また、上記には位置決め突部15がレゾルバロータ10を構成する電磁鋼板10aの一部として設けられている例を示したが、位置決め突部15は電磁鋼板10aとは別部材として電磁鋼板10aに接合されていてもよい。
【0069】
さらにまた、上記には、位置決め突部15が挿入孔10bの開口縁に連続された連続部15aと連続部15aに対して屈曲された先端部15bとを有する例を示したが、位置決め突部15は連続部15aのみによって構成されてもよい(
図11参照)。この場合に、連続部15aの先端面が曲面部15dとして形成されていてもよい(
図12参照)。
【0070】
尚、ガイド溝12b、位置決め溝13aの形状は上記した形状に限らない。例えば、ガイド溝12b、位置決め溝13aを形成する壁面は曲面状に形成されておらず、複数の異なる向きの平面によって形成されていてもよい。また、ガイド溝12bと位置決め溝13aはそれぞれ突き当て面12aの半径方向における中間部と小径部13の軸方向における中間部とが最も深くされた形状に限らず、他の形状に形成されていてもよい。