CN100409546C - 车辆用交流电机 - Google Patents

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Abstract

一种车辆用交流电机，具有交流电机本体(100)和控制用旋转位置检测器(20)，该交流电机本体(100)包括：具有旋转自如地受一对轴承(16、17)支承的第1旋转轴(12)、与第1旋转轴(12)固接的转子铁心(8)和卷绕于转子铁心(8)的励磁绕组(9)的转子(10)；具有与转子(10)相对配置的定子铁心(1)和卷绕于定子铁心(1)的多相定子绕组(2)的定子(3)；以及支承一对轴承(16、17)和定子(3)的构架(80)，该控制用旋转位置检测器(20)具有：通过磁阻大部(32、33)与第1旋转轴(12)结合的第2旋转轴(30)；与第2旋转轴(30)固接的第2转子(21)；以及随着第2转子(21)的旋转、发生输出电压的第2定子绕组(22a)。

Description

车辆用交流电机
技术领域
本发明涉及搭载于车辆、执行电动机动作和发电机动作的车辆用交流电机，特别是涉及具有控制用旋转位置检测器的车辆用交流电机。
背景技术
图5为表示具有控制用旋转位置检测器的传统的车辆用交流电机的剖面图。该交流电机在图5右侧的一端部，具有可与发动机双向动力传递用的皮带轮60。皮带轮60由螺母61固定在旋转轴12的端部。
在旋转轴12上固接着转子铁心8，在转子铁心8上卷绕有励磁绕组9。由转子铁心8、励磁绕组9和旋转轴12构成转子10。定子铁心1配置成与转子10相对的形态。在定子铁心1上卷绕多相定子绕组2。由定子铁心1和多相定子绕组2构成定子3。
转子10和定子3被收纳在构架80内。转子10旋转自如地受一对轴承16、17支承。轴承16、17和定子3被固定在构架80内。在旋转轴12的一侧，设置有向励磁绕组9供给电流的集电环15。并设置有与集电环15滑接的一对电刷13。又，设置有收纳弹簧14的刷握，该弹簧14将电刷13推向集电环15。
在交流电机后方即皮带轮60的反向侧，配置有作为控制用旋转位置检测器的解算器(レゾルバ)20。解算器20由转子21和定子22构成。转子21被固接在旋转轴12的端部12a上。定子22具有定子绕组22a。
使用定子22轴向固定用的定位器(リテ一ナ)24和螺钉23，将解算器20固定在解算器构架80a上。定位器24呈圆环状，通过螺钉23与解算器构架80a固接。在解算器20的外方设置有盖子25，以保护解算器20免受外来物的浸入。
下面说明动作。一旦通过电刷13和集电环15向励磁绕组9供给励磁电流，则在转子铁心8上发生磁通。通过电动机动作使发动机起动时，在此状态下，通过向多相定子绕组2供给其他相交流电流，在转子10上发生旋转力，旋转力通过皮带轮60及其皮带进行传递，驱动发动机。另外，本例是在旋转力的传递装置中使用了皮带轮60和V形皮带，但皮带也可是带齿皮带或者链条等。
另一方面，通过发电机动作而对车辆电气负载进行电力供给时，通过电刷13和集电环15向励磁绕组9供给励磁电流，在铁心8上发生磁通状态下，转子上的旋转力从发动机通过皮带传递给皮带轮60，一旦转子旋转，则在多相定子绕组2上发生电力。
这种结构的车辆用交流电机中，在解算器20的转子21旋转的状态下，一旦向解算器20的定子22的励磁绕组通电，则在定子22的绕组上发生以正弦曲线和余弦曲线变化的2相输出电压。通过比较两者可算出旋转角度(绝对位置)。
这种结构的传统的车辆用交流电机中，如上所述，作为控制用旋转位置检测器的解算器20，以卷绕于定子22的定子绕组22a所感应的电压为基础算出旋转角度。由此，一旦从交流电机本体100泄漏的磁通与该定子绕组22a交链，则存在着不能正确检测旋转角度的问题。
为了解决上述课题，本发明目的在于，提供可减小控制用旋转位置检测器所发生的噪音并能正确检测旋转角度的车辆用交流电机。
发明内容
本发明的车辆用交流电机，具有交流电机本体和控制用旋转位置检测器，该交流电机本体包括：具有旋转自如地受一对轴承支承的第1旋转轴、固接在第1旋转轴上的转子铁心和卷绕于转子铁心的励磁绕组的转子；具有与转子相对配置的定子铁心和卷绕于定子铁心的多相定子绕组的定子；以及支承一对的轴承和定子的构架，该控制用旋转位置检测器具有：通过磁阻大部与第1旋转轴结合的第2旋转轴；与第2旋转轴固接的第2转子；以及随着第2转子的旋转、发生输出电压的第2定子绕组。
又，磁阻大部是通过非磁性物质结合的联轴节。
又，磁阻大部是设于第1旋转轴与第2旋转轴间的轴径小部。
又，第2旋转轴由非磁性物质制成。
又，在控制用旋转位置检测器的固定装置中只使用了垫圈。
又，交流电机本体设置成，通过皮带和链条等的传递装置可与车辆的发动机进行双向动力传递，通过电动机动作可使发动机起动，并可通过发电机动作向车辆供给电力。
并且，磁阻大部和控制用旋转位置检测器被设置在交流电机本体的传递装置的反向侧上。
附图的简单说明
图1为表示本发明的车辆用交流电机的一实施例的剖面图。
图2为表示本发明的车辆用交流电机的另一实施例的剖面图。
图3为表示本发明的车辆用交流电机的又一实施例的剖面图。
图4为图3的P向视图。
图5为表示具有控制用旋转位置检测器的传统的车辆用交流电机的剖面图。
具体实施方式
实施例1
图1为表示本发明的车辆用交流电机的一实施例的剖面图。图1中，该交流电机在一端部，具有与发动机可双向动力传递用的皮带轮60。皮带轮60由螺母61固定在第1旋转轴即旋转轴12的端部上。
在旋转轴12上固接着转子铁心8，在转子铁心8上卷绕励磁绕组9。由转子铁心8、励磁绕组9和旋转轴12构成转子10。定子铁心1配置成与转子10相对的形态。在定子铁心1上卷绕多相定子绕组2。由定子铁心1和多相定子绕组2构成定子3。
转子10和定子3被收纳在构架80内。转子10旋转自如地受一对轴承16、17支承。轴承16、17和定子3被固定在构架80内。在旋转轴12的一侧，设置有向励磁绕组9供给电流的集电环15。并设置有与集电环15滑接的一对电刷13。又，设置有收纳弹簧14的刷握，该弹簧14将电刷13推向集电环15。以上的部分即转子10、定子3、构架80、皮带轮60、集电环15、电刷13和弹簧14，作为交流电机的主体部分构成了交流电机本体100。
在交流电机本体100的后方即皮带轮60的反向侧，配置有作为控制用旋转位置检测器的解算器20。解算器20由第2转子即转子21和第2定子即定子22构成。定子22具有第2定子绕组即定子绕组22a。解算器20的输出为2～3V，非常小，不能发挥发电机的功能。解算器20构成了控制用旋转位置检测器即、交流电机本体100的传感器。
转子21与第2旋转轴即旋转轴30固接。旋转轴30旋转自如地受轴承31支承。轴承31由档圈34固定在解算器构架80a上。旋转轴30由不锈钢、铜、铝等的非磁性金属制成。
第1旋转轴12和第2旋转轴30通过联轴节32进行结合，该联轴节32由不锈钢等的非磁性物质33结合而成。物质33和联轴节32构成了磁阻大部，可减少磁通从第1旋转轴12向第2旋转轴30的泄漏。
使用定子22轴向固定用的定位器24和螺钉23，将解算器20固定在解算器构架80a上。定位器24呈圆环状，通过螺钉23与解算器构架80a固接。在解算器20的外方设置有盖子25，以保护解算器20免受外来物的浸入。
由此，本实施例的车辆用交流电机，具有交流电机本体100和解算器20，该交流电机本体100包括：具有旋转自如地受一对轴承16、17支承的第1旋转轴12、与第1旋转轴12固接的转子铁心8和卷绕于转子铁心8的励磁绕组9的转子10；具有与转子10相对配置的定子铁心1和卷绕于定子铁心1的多相定子绕组2的定子3；以及支承一对的轴承16、17和定子3的构架80，该解算器20具有：通过磁阻大部与第1旋转轴12结合的第2旋转轴30；与第2旋转轴30固接的第2转子21；以及随着第2转子21的旋转、发生输出电压的第2定子绕组22a。在这种绕组励磁型旋转电机中，与解算器20的定子绕组22a交链的磁通，利用设于第1、第2旋转轴12、30间的磁阻大部而减少，可减小解算器20发生的噪音，能正确地进行旋转角度的检测。
又，磁阻大部是通过非磁性物质33结合的联轴节32。由此，与解算器20的定子绕组22a交链的磁通，利用设于第1、第2旋转轴12、30间的非磁性物质33成为磁阻而减少，能更加可靠地减小解算器20发生的噪音，并能更正确地进行旋转角度的检测。
又，第2旋转轴30由非磁性物质制成。由于采用非磁性物质即、非磁性的金属或树脂制成了将解算器20的转子21进行固接的第2旋转轴30，第2旋转轴30不构成磁性回路，因此，与解算器20的定子绕组22a交链的磁通得以减少，可减小解算器20发生的噪音，能更加正确地进行旋转角度的检测。
又，交流电机本体100设置在车辆的发动机上，通过皮带和皮带轮60等的传递装置可进行双向动力传递，通过电动机动作可使发动机起动，并可通过发电机动作向车辆供给电力。即使交流电机本体100的电动机动作使发动机起动时、以及随着发电机动作将电力向车辆供给时，也可使与解算器20的定子绕组22a交链的磁通得以减少，可减小解算器20发生的噪音，故可提高车辆的控制性。
并且，磁阻大部和解算20被设置在交流电机本体100的皮带轮60等的传递装置的反向侧上。由此，可容易地确保设置解算器20的空间，又由于可将第1旋转轴12和第2旋转轴30设置在同一轴线上，故可使结构简单化。
本实施例中，非磁性物质33由不锈钢等制成，但也可是铜、铝等的非磁性金属或空气·树脂等。其中，在将空气用作非磁性物质33时，联轴节32应是一种将空气关闭在其中的两面有底的圆筒体。
又，本实施例中，磁阻大部和解算器20被设置在传递装置的反向侧，但只要能构成空间及连结机构，则也可设置在传递装置侧即、交流电机的前侧。
实施例2
图2为表示本发明的车辆用交流电机的另一实施例的剖面图。本实施例中，第1旋转轴12延伸至皮带轮60的反向侧，形成了第2旋转轴36。在第1旋转轴12与第2第2旋转轴36之间设置有磁阻大部即轴径小部37。轴径小部37可减少磁通从第1旋转轴12向第2旋转轴30的泄漏。
其它结构与实施例1相同。
这样，本实施例中，磁阻大部就是设于第1旋转轴12与第2旋转轴36间的轴径小部37。与解算器20的定子绕组22a交链的磁通，利用设于第1、第2旋转轴12、36间的轴径小部37而减少，可减小解算器20发生的噪音，能更加正确地进行旋转角度的检测。并且，因磁阻大部是轴径小部37，故容易设置，并不用加长交流电机的全长，可使其小型化。
实施例3
图3为表示本发明的车辆用交流电机的又一实施例的剖面图。图4为图3的P向视图。本实施例中，解算器20的定子22在解算器构架80a上的固定是用垫圈26将定子20的铁心部按住，由螺钉23进行固定。即，解算器20的固定只需垫圈26，不使用实施例1和传统例中的圆环状的定位器。在解算器20上，因不施加轴向的大负载，故只用垫圈26也已足够固定。
其它结构与实施例1相同。
这样，本实施例中，在解算器20的固定装置中，只使用了垫圈26。并且，因取消了定位器，故可减少零件数，提高组装作业性，又可削减材料，降低成本。
产业上的可利用性
在本发明的车辆用交流电机中，具有交流电机本体和控制用旋转位置检测器，该交流电机本体包括：具有旋转自如地受一对轴承支承的第1旋转轴、固接在第1旋转轴上的转子铁心和卷绕于转子铁心的励磁绕组的转子；具有与转子相对配置的定子铁心和卷绕于定子铁心的多相定子绕组的定子；以及支承一对的轴承和定子的构架，该控制用旋转位置检测器具有：通过磁阻大部与第1旋转轴结合的第2旋转轴；与第2旋转轴固接的第2转子；以及随着第2转子的旋转、发生输出电压的第2定子绕组。在绕组励磁型旋转电机中，转子铁心上卷绕励磁绕组，与旋转轴固接。若将磁场电流向励磁绕组通电，当转子铁心上发生磁通时，会发生将转子作为磁路的泄漏磁通，与控制用旋转位置检测器的定子绕组交链，成为了噪音的原因，但如上所述，与控制用旋转位置检测器的定子绕组交链的磁通，利用设于第1、第2旋转轴间的磁阻大部而减少，可减小控制用旋转位置检测器发生的噪音，能正确地进行旋转角度的检测。
又，磁阻大部是通过非磁性物质结合的联轴节。与控制用旋转位置检测的定子绕组交链的磁通，利用设于第1、第2旋转轴间的非磁性物质的磁阻而减少，更加可靠地减小控制用旋转位置检测器发生的噪音，能更加正确地进行旋转角度的检测。
又，磁阻大部是设于第1旋转轴与第2旋转轴间的轴径小部。与控制用旋转位置检测的定子绕组交链的磁通，利用设于第1、第2旋转轴间的轴径小部而减少，可减小控制用旋转位置检测器发生的噪音，能更加正确地进行旋转角度的检测。并且，可容易设置磁阻大部，并不用加长交流电机的全长，可使其小型化。
又，第2旋转轴由非磁性物质制成。由于采用非磁性物质即、非磁性的金属或树脂制成了固接控制用旋转位置检测器的转子的第2旋转轴，第2旋转轴不构成磁性回路，因此，与控制用旋转位置检测器的定子绕组交链的磁通得以减少，可减小控制用旋转位置检测器发生的噪音，能更加正确地进行旋转角度的检测。
又，在控制用旋转位置检测器的固定装置中只使用了垫圈。作为控制用旋转位置检测器的固定装置，通过只使用垫圈。取消了定位器，故可减少零件数，提高组装作业性，又可削减材料，降低成本。
又，交流电机本体设置成，通过皮带和链条等的传递装置可与车辆的发动机进行双向动力传递，通过电动机动作可使发动机起动，并可通过发电机动作向车辆供给电力。即使交流电机本体的电动机动作使发动机起动时、以及随着发电机动作将电力向车辆供给时，也可使与控制用旋转位置检测器的定子绕组交链的磁通得以减少，可减小控制用旋转位置检测器发生的噪音，故可提高车辆的控制性。
并且，磁阻大部和控制用旋转位置检测器被设置在交流电机本体的传递装置的反向侧上。在交流电机本体的前侧，设置有传递装置即皮带轮等，在设置控制用旋转位置检测器的空间以及设置控制用旋转位置检测器与交流电机本体的连接装置的方面有一定难度，但若是传递装置的反向侧，就可容易地确保控制用旋转位置检测器设置的空间，又由于可将第1旋转轴和第2旋转轴设置在同一轴线上，故可使结构简单化。

Claims (5)

1. 一种车辆用交流电机，其特征在于，具有交流电机本体和控制用旋转位置检测器，
所述交流电机本体包括：
转子，其具有旋转自如地受一对轴承支承的第1旋转轴、固接在该第1旋转轴上的转子铁心和卷绕于该转子铁心的励磁绕组；
定子，其具有与所述转子相对配置的定子铁心和卷绕于该定子铁心的多相定子绕组；以及
支承所述一对轴承和所述定子的构架，
所述控制用旋转位置检测器具有：
通过磁阻大部而与所述第1旋转轴结合的第2旋转轴；与该第2旋转轴固接的第2转子；以及随着该第2转子的旋转而发生输出电压的第2定子绕组，其中，所述磁阻大部是设于所述第1旋转轴与所述第2旋转轴间的轴径小部。
2. 如权利要求1所述的车辆用交流电机，其特征在于，所述第2旋转轴由非磁性物质制成。
3. 如权利要求1所述的车辆用交流电机，其特征在于，在所述控制用旋转位置检测器的固定装置中仅使用了垫圈。
4. 如权利要求1所述的车辆用交流电机，其特征在于，所述交流电机本体设置成，通过传递装置，可进行双向动力传递地被设在车辆发动机上，通过电动机动作使发动机起动，并可通过发电机动作向车辆供给电力。
5. 如权利要求4所述的车辆用交流电机，其特征在于，所述磁阻大部和控制用旋转位置检测器，被设在所述交流电机本体的所述传递装置的相反侧。
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