JP2002233109A - 車両用電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レゾルバによる電動機の回転位置の検出精度
を向上させつつ、組付け容易な車両用電動機を提供す
る。 【解決手段】 回転子３と、回転子３に対向配置された
固定子鉄心３２および固定子鉄心３２に装備された固定
子巻線３３を備える固定子２と、回転子３と固定子２を
支持するフレーム４と、回転子３に連動するレゾルバ回
転子１０３およびレゾルバ回転子１０３に対向配置され
たレゾルバ固定子１０２を有するレゾルバ１Ｓとを備え
た車両用電動機１において、レゾルバ１Ｓは、フレーム
４の軸方向端部４ｂｒに設けられ、回転子３および固定
子２から所定の間隔をおいて配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は乗用車、トラック等
に搭載される車両用電動機に関し、特にレゾルバを備え
た電動機に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用電動機として、レゾルバを備えた
電動機がある（特開平９−６５６１７号公報）。

【０００３】特開平９−６５６１７号公報によると、回
転子と、この回転子の両端を一対のベアリングで支承す
るフレームと、回転子と径方向に対向してフレーム内に
配置された固定子を有する電動機において、レゾルバが
フレーム内のベアリング近傍に配置されている。このレ
ゾルバには、レゾルバ、特にレゾルバのステータコイル
のみを部分的に覆うように、磁気遮蔽部材が設けられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来構成では、回転子
と固定子からの漏れ磁束の影響を低減するように十分配
慮がなされていない。また、レゾルバがフレーム内部に
設けられているため、上記漏れ磁束の影響によりレゾル
バの検出精度が低下するとともに、組付け時に磁極合せ
が難しく精度の高い位置検出ができないという問題があ
る。

【０００５】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、レゾルバによる電動機の
回転位置の検出精度を向上させつつ、組付け容易な車両
用電動機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１による
と、回転子と、回転子に対向配置された固定子鉄心およ
び固定子鉄心に装備された固定子巻線を備える固定子
と、回転子と固定子を支持するフレームと、回転子に連
動するレゾルバ回転子およびレゾルバ回転子に対向配置
されたレゾルバ固定子を有するレゾルバとを備えた車両
用電動機において、レゾルバは、フレームの軸方向端部
に設けられ、回転子および固定子から所定の間隔をおい
て配置されている。

【０００７】これにより、レゾルバは、フレームの軸端
部に設けられるので、フレームに支持、つまり収容され
る回転子および固定子からレゾルバへの漏れ磁束の影響
が減じられ許容できる間隔に配置することが可能であ
る。

【０００８】上記所定の間隔については、請求項２に記
載するように、回転子および固定子に電気的に接続され
る配線端部が、回転子および固定子とレゾルバとの間に
配置されるようにして、その間隔を広くすることが望ま
しい。

【０００９】これにより、レゾルバと回転子および固定
子との間には、電動機の回転子および固定子に電気的に
入出力する配線端部が配置される程度の離間距離が確保
できる。したがって、レゾルバへの漏れ磁束の影響が低
減できるので、レゾルバの検出精度の向上が可能であ
る。

【００１０】本発明の請求項３によれば、配線端部は、
レゾルバに平行配置されて径方向に延びている。

【００１１】このため、回転子、および固定子を含む電
動機の本体部分と、レゾルバを含む電動機の回転位置を
検出する検出部分とを、それぞれ別体に組付けて、組付
け最終段階にて一体的に組付け可能である。したがっ
て、レゾルバを電動機の本体部分に磁極合せしながら組
付ける等の組付容易化が可能である。

【００１２】上記レゾルバは、請求項４に記載のよう
に、フレームに回転自在に遊嵌されており、フレームと
は螺合部材によって固定されていることが望ましい。

【００１３】これにより、レゾルバを電動機に組付ける
際、磁極合せが容易にできる。

【００１４】本発明の請求項５によると、レゾルバは、
回転子の外径より大きい。

【００１５】これにより、レゾルバの回転子の大径化が
可能であるので、レゾルバが電動機の回転位置を検出す
る分解能が向上できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車両用電動機を、
車両用交流発電機に具体化した実施形態を図面に従って
説明する。

【００１７】図１は本実施形態の車両用電動機の全体構
造を表す縦断面図である。また、図２は、図１中の電動
機の本体部とレゾルバの配置関係を説明するため、矢印
方向Ｒからみた車両電動機の内部構成を表す横断面図で
ある。

【００１８】図１に示すように、車両用電動機１は、電
動機の本体部（以下、電動機本体部と呼ぶ）１Ｄと、電
動機の回転位置を検出する検出部（以下、レゾルバと呼
ぶ）１Ｓとからなり、レゾルバ１Ｓにより、電力損失の
少ない効率のよい送電ができる発電機を提供する。

【００１９】電動機本体部１Ｄは、図１、２に示すよう
に、固定子２、回転子３、フレーム４を含んで構成され
ている。

【００２０】固定子２は、固定子鉄心３２と、固定子巻
線を構成する複数の導体セグメント３３と、絶縁層とし
てのシート状のインシュレータ３４とを備えている。固
定子鉄心３２は、薄い鋼板シートを重ね合せて円筒状に
形成されており、その内周面には多数のスロット３５が
形成されている。また、この固定子鉄心３２から露出し
ている導体セグメント３３によって固定子巻線のコイル
エンド３１が形成されている。

【００２１】回転子３は、プーリ２０が固定されたシャ
フト６と、このシャフト６に固定されたランデル型の鉄
心７と、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に巻き
回した界磁巻線８とを有する。界磁巻線８は、鉄心７を
構成する一対のポールコア７ａ、７ｂによって両側から
挟み込まれている。

【００２２】フレーム４は、固定子２および回転子３を
収容しており、回転子３がシャフト６とともに回転可能
な状態で支持されていると共に、回転子３の鉄心７の外
周側に所定の隙間を介して固定子２が固定されている。
なお、フレーム４には、シャフト６の両端を回転自在に
するベアリング４ｆ、４ｒを設けることが望ましい。

【００２３】さらに詳しくは、フレーム４は、図１に示
すように、フロントフレーム４ａとリアフレーム４ｂと
を含んで構成されている。このフロントフレーム４ａ
は、プーリ２０が固定されているシャフト端部６ａを回
転自在に支承し、リアフレーム４ｂは、後述のレゾルバ
を搭載し、シャフト端部６ｂを回転自在に支承してい
る。

【００２４】レゾルバ１Ｓは、レゾルバ固定子１０２
と、レゾルバ回転子１０３とを含んで構成されている。

【００２５】レゾルバ回転子１０３は、回転子３が固定
されるシャフト端部６ａに、図１に示すキー１０５等の
係止部材を介して固定されている。また、レゾルバ固定
子１０２は、レゾルバ固定子鉄心とレゾルバコイルから
なり、レゾルバ回転子１０３の外周側に所定の隙間を介
して、後述する螺合部材によってフレーム端部４ｂｒに
固定されている。

【００２６】なお、フレーム４、特にリアフレーム４ｒ
と、レゾルバ１Ｓとの配置関係の詳細については、後述
する。

【００２７】上述した構造を有する車両用電動機１は、
ベルト等を介してプーリ２０にエンジン（図示せず）か
らの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に回転す
る。この状態で回転子３の界磁コイル８に外部から励磁
電圧を印加することにより、鉄心７のそれぞれの爪部が
励磁され、固定子巻線に３相交流電圧を発生させること
ができる。また、レゾルバ１Ｓを介して電動機１の回転
位置を検出することにより、電力損失の少ない給電を行
なう。

【００２８】次に、本発明の車両用電動機の特徴である
電動機本体部１Ｄからの漏れ磁束の影響を低減しつつ、
レゾルバ自身の検出分解能の向上を含む電動機本体部１
Ｄの回転位置の精度向上が可能な構成について、以下説
明する。

【００２９】フレーム４は、前述したフロントフレーム
４ａとリアフレーム４ｂからなり、電動機本体部１Ｄの
回転子３、固定子２を収容している。このフロントフレ
ーム４ａは、図１に示すように、リアフレーム４ｂの内
周壁４ｂｈより小径のガイド部４ａｇが設けられてお
り、このガイド部４ａｇがフロントフレーム４ａの内周
壁４ｂｈに挿嵌されることで、回転子３に設けられるシ
ャフト６の両端部６ａ、６ｂを回転自在に支承すること
ができる。

【００３０】また、図１に示すリアフレーム４ｂの端部
には、電動機本体１Ｄにレゾルバ１Ｓが搭載されるよ
う、収容壁（以下、フレーム端部とも呼ぶ）４ｂｒが設
けられている。この収容壁４ｂｒは、ボルト等の螺合部
材を介してカバー１０７が固定されており、レゾルバ１
Ｓを収容している。

【００３１】ここで、レゾルバ１Ｓは、電動機本体部１
Ｄに対して、以下の配置関係を有する。レゾルバ回転子
１０３を固定するシャフト端部６ｂは、図１に示すよう
に、レゾルバ１Ｓの直前に、電動機本体部１Ｄの固定子
２、回転子３に電気的に接続される配線端部９が配置で
きるようように、電動機本体部１Ｄから軸方向に所定長
だけ突出している。

【００３２】これにより、レゾルバ１Ｓは、電動機本体
部１Ｄの端部、最後部に搭載され、固定子２および回転
子３から所定の間隔を置いて配置することができる。

【００３３】このため、レゾルバ１Ｓは、電動機本体部
１Ｄの最後部、すなわちフレーム端部４ｂｒに設けられ
るので、固定子２および回転子３からの漏れ磁束の影響
が減じられ、レゾルバ１Ｓの許容検出精度を確保するこ
とができる。

【００３４】しかも、電動機本体部１Ｄを構成する配線
端部９がレゾルバ１Ｓより軸方向手前、つまり電動機本
体部１Ｄ側に配置されるようにするので、レゾルバ１Ｓ
と固定子２および回転子３との離間距離を広げることが
でき、従って、この漏れ磁束の影響を低減させて、レゾ
ルバの検出精度を向上させる離間間隔に設定することが
できる。

【００３５】また、図１に示すように、この配線端部９
は、レゾルバ１Ｓに平行に配置されて径方向外側へ延び
るので、電動機本体部１Ｄとレゾルバ１Ｓとを、それぞ
れ別体に組付けて、組付け最終段階にて一体的に組付け
る等の組付け容易化を図ることが可能である。なお、図
１に示すように、配線端部９がフレーム４に設けられる
ゴム材等の係止部材９ｋにより固定される構成とする
と、電動機本体部１Ｄとレゾルバ１Ｓとを組付ける際
に、配線端部９が確実に固定されるので、レゾルバ１Ｓ
を電動機本体部１Ｄへ取付け易い。

【００３６】このレゾルバ１Ｓは、前述のように、電動
機本体部１Ｄの最後部、すなわちフレーム端部４ｂｒに
設けられるので、図１に示すように、レゾルバ１Ｓのレ
ゾルバ回転子１０３の外径を回転子３の外径よりも大き
く形成することが可能である。これにより、レゾルバ回
転子１０３の大径化が可能であるので、レゾルバ１Ｓが
電動機本体部１Ｄ、特に回転子の回転位置を検出する分
解能が向上できる。

【００３７】また、レゾルバ１Ｓとこのレゾルバ１Ｓを
搭載する電動機本体部１Ｄには、以下の磁極合せを容易
にする配置、および構成を有する。

【００３８】すなわち、レゾルバ固定子１０２は、収容
壁であるフレーム端部４ｂｒに設けられた複数の係止部
（図２では、３個の係止部）４ｂｒ１、４ｂｒ２、４ｂ
ｒ３に遊嵌されており、この係止部４ｂｒ１、４ｂｒ
２、４ｂｒ３とはボルト等の螺合部材１０６によって固
定されている。

【００３９】これにより、レゾルバ１Ｓを電動機本体部
１Ｄに組付けて車両用電動機１をなす際、レゾルバ１Ｓ
を容易に回転させて固定できるので、ソレルバ１Ｓと電
動機本体部１Ｄの磁極合せが容易にできる。

【００４０】なお、レゾルバ１Ｓをフレーム端部４ｂｒ
に遊嵌させるだけであれば、上記係止部をフレーム端部
４ｂｒに設けた環状の段付部（以下、環状段付部と呼
ぶ）とすれば足りるが、本実施形態で説明するように複
数、例えば３個の係止部４ｂｒ１、４ｂｒ２、４ｂｒ３
（図２参照）とすれば、螺合部材１０６によって固定さ
れるレゾルバ１Ｓの部分以外の環状段付部を肉盗みでき
るので、車両用電動機１の軽量化が可能であるので、望
ましい。

【００４１】（変形例）変形例として、配線端部９がレ
ゾルバ１Ｓより軸方向手前に配置されるようにする構成
を、フレーム端部４ｂｒとカバー１０７で形成する収容
部Ｓのうち、レゾルバ１Ｓと電動機本体部１Ｄに囲まれ
るレゾルバ空間ＳＲを、所定の軸方向厚さＷを有する空
間としてもよい。

【００４２】これにより、上述の実施形態で説明した効
果が得られるとともに、図３に示すように、配線端部９
の配置の設計自由度を向上させることができる。

【００４３】なお、本実施形態の説明では、車両用電動
機を交流発電機として説明したが、直流発電機でもよ
く、また、電動機能と発電機能を好適に両立可能なイン
バータ等の電動モータに適用してもい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の車両用電動機の全体構造を
表す縦断面図である。

【図２】図１中の電動機の本体部とレゾルバ部の配置関
係を説明するため、矢印方向Ｒからみた車両用電動機の
内部構成を表す横断面図である。

【図３】変形例の車両用電動機において、配線端部周り
の内部構成を表す横断面図である。

【符号の説明】

１ 車両用電動機 １Ｄ 電動機本体部 １Ｓ レゾルバ ２ 固定子 ３ 回転子 ４ フレーム ４ａ、４ｂ フロントフレーム、リアフレーム ４ａｇ ガイド部 ４ｂｈ 内周壁 ４ｂｒ フレーム端部（収容壁） ４ｂｒ１、４ｂｒ２、４ｂｒ３ 係止部 ４ｆ、４ｒ ベアリング ６ シャフト ６ａ、６ｂ シャフト端部 ７ 鉄心 ８ 界磁巻線 ９ 配線端部 ９ｋ 配線端部９を固定する係止部 ２０ プーリ ３１ 固定子巻線 ３２ 固定子鉄心 ３３ 導体セグメント ３４ インシュレータ ３５ スロット １０２ レゾルバ固定子 １０３ レゾルバ回転子 １０５ キー（係止部材） １０６ 螺合部材 １０７ カバー Ｓ、ＳＲ 収容部、レゾルバ空間 Ｗ レゾルバ空間の軸方向厚さ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子と、該回転子に対向配置された固
   定子鉄心および該固定子鉄心に装備された固定子巻線を
   備える固定子と、前記回転子と前記固定子を支持するフ
   レームと、前記回転子に連動するレゾルバ回転子および
   該レゾルバ回転子に対向配置されたレゾルバ固定子を有
   するレゾルバとを備えた車両用電動機において、 前記レゾルバは、前記フレームの軸方向端部に設けら
   れ、前記回転子および前記固定子から所定の間隔をおい
   て配置されていることを特徴とする車両用電動機。
2. 【請求項２】 前記回転子および前記固定子に電気的に
   接続される配線端部が、前記回転子および前記固定子と
   前記レゾルバとの間に配置されることを特徴とする請求
   項１に記載の車両用電動機。
3. 【請求項３】 前記配線端部は、前記レゾルバに平行配
   置されて径方向に延びていることを特徴とする請求項２
   に記載の車両用電動機。
4. 【請求項４】 前記レゾルバは、前記フレームに回転自
   在に遊嵌されており、前記フレームとは螺合部材によっ
   て固定されていることを特徴とする請求項１から請求項
   ３のいずれか一項に記載の車両用電動機。
5. 【請求項５】 前記レゾルバは、前記回転子の外径より
   大きいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれ
   か一項に記載の車両用電動機。