JP2009011125A - Motor and bus bar - Google Patents
Motor and bus bar Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009011125A JP2009011125A JP2007172426A JP2007172426A JP2009011125A JP 2009011125 A JP2009011125 A JP 2009011125A JP 2007172426 A JP2007172426 A JP 2007172426A JP 2007172426 A JP2007172426 A JP 2007172426A JP 2009011125 A JP2009011125 A JP 2009011125A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- magnetic pole
- bus bar
- rotor
- pole position
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、モータおよびバスバーに関し、より具体的には自動車等に用いられるモータおよびそこで用いられるバスバーに関するものである。 The present invention relates to a motor and a bus bar, and more specifically to a motor used in an automobile and the like and a bus bar used there.
ハイブリッド自動車や電気自動車では、自動車駆動のためにモータ(電動機)が用いられる。この自動車駆動用モータは、自動車に搭載されるため、高出力・高効率化は当然のこととして、小型化および軽量化が、他の用途に比べて格段に強く求められる。このため、出力を低下させることなく、むしろ高出力化した上で、グラム単位およびミリメートル単位の減量および減寸が絶えず行われている。 In a hybrid vehicle and an electric vehicle, a motor (electric motor) is used for driving the vehicle. Since this motor for driving an automobile is mounted on an automobile, not only high output and high efficiency are naturally required, but also miniaturization and weight reduction are required much more strongly than other applications. For this reason, weight reduction and reduction in units of grams and millimeters are continuously performed without increasing the output, but rather increasing the output.
近年、そのエネルギー効率がよいことに着目して、ブラシレスモータが、ハイブリッドカーやエアコン圧縮機等の駆動部に用いられる傾向にあるが、モータの小型化のために幾つかの提案がなされている。たとえば、モータ本体付近に、ロータの磁極位置検出センサと通電制御回路を具備したプリント基板を取り付ける構成が提案されている(特許文献1、2)。このモータによれば、モータを小型化して、磁極位置検出センサと通電制御回路とをリード線で接続する必要がないので、リード線からのノイズによって通電制御に支障をきたすことが防止できる。また、3相ブラシレスモータのロータの磁極位置の検出精度を高めるために、プリント基板上に配置された、ロータの磁極位置検出用の3つのホール素子の出力について、演算値と実測値を平均化することで、位置(位相)ずれを補正する方法が提案されている(特許文献3)。この方法によれば、3相ブラシレスモータの回転精度を向上させることができる。
しかしながら、上記のモータはモータに投入される電流が小さく、発生するトルクが小さいモータの構成についての提案であり、大きなトルクを発生する大電力を使用するモータに関するものではない。現状の自動車駆動用のモータにおいては、モータのロータ軸上に磁極位置が精度よく検出されるように、検出用の永久磁石や検出コイルなどで構成されるレゾルバなどの装置を取り付けており、そのため、モータサイズが大きくなり、空間利用効率を阻害していた。 However, the motor described above is a proposal for a configuration of a motor that generates a small amount of current and a small amount of torque, and is not related to a motor that uses a large amount of power to generate a large torque. Current motors for driving automobiles are equipped with a device such as a resolver consisting of a permanent magnet for detection and a detection coil so that the magnetic pole position can be accurately detected on the rotor shaft of the motor. As a result, the motor size was increased and the space utilization efficiency was hindered.
本発明は、ロータの磁極位置検出センサを組み込んだ上で、空間利用効率を高めることができるモータおよびバスバーを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a motor and a bus bar that can enhance space utilization efficiency after incorporating a magnetic pole position detection sensor of a rotor.
本発明のモータは、ロータとステータと、当該ロータの磁極の位置を検出する磁極位置検出センサとを備えるモータである。このモータは、帯状導体がステータの端部に沿って円弧状に延びる導電部を有するバスバーを備え、磁極位置検出センサがバスバーに取り付けられていることを特徴とする。 The motor of the present invention is a motor that includes a rotor, a stator, and a magnetic pole position detection sensor that detects the position of the magnetic pole of the rotor. This motor includes a bus bar having a conductive portion in which a strip-shaped conductor extends in an arc shape along an end portion of a stator, and a magnetic pole position detection sensor is attached to the bus bar.
上記の構成により、モータの端部のバスバーに取り付けられた磁極位置検出センサは、ロータに付属する永久磁石の漏れ磁束を利用して、磁極位置を精度よく検出することができる。このため、磁極検出用の永久磁石等を別に設けることがないので、モータの小型化に有益であり、空間利用効率を高めることができる。 With the above configuration, the magnetic pole position detection sensor attached to the bus bar at the end of the motor can accurately detect the magnetic pole position using the leakage magnetic flux of the permanent magnet attached to the rotor. For this reason, there is no need to provide a permanent magnet or the like for magnetic pole detection, which is beneficial for miniaturization of the motor and can improve space utilization efficiency.
また、モータの軸線に沿って見て、磁極位置検出センサを、ロータに重なるように、バスバーに取り付けることができる。これにより、他の部材と空間的に干渉することなく磁極位置検出センサを設けることができる。たとえばロータに埋め込まれた永久磁石の径位置に重なるように磁極位置検出センサを配置して、より高い精度で磁極位置を検出することができる。また、ロータからの漏れ磁束を測定して位置を検出するので、他に特別の永久磁石をロータシャフトに取り付ける必要がないため、部品点数の削減およびモータ組立工程を簡単化することができる。 Further, the magnetic pole position detection sensor can be attached to the bus bar so as to overlap the rotor as viewed along the axis of the motor. Thereby, the magnetic pole position detection sensor can be provided without spatially interfering with other members. For example, the magnetic pole position detection sensor can be arranged so as to overlap the radial position of the permanent magnet embedded in the rotor, and the magnetic pole position can be detected with higher accuracy. Further, since the position is detected by measuring the leakage magnetic flux from the rotor, it is not necessary to attach any other special permanent magnet to the rotor shaft, so that the number of parts can be reduced and the motor assembly process can be simplified.
上記のバスバーに強磁性体の磁束誘導路を取り付け、磁極位置検出センサを、該磁束誘導路内に組み込むことができる。この構成により、たとえば磁束誘導路を、ロータ内に埋め込まれた複数個の永久磁石のうち隣り合う2個の永久磁石の間に、形成して、永久磁石からの洩れ磁束を効率的に磁極位置検出センサに導くことができる。この結果、磁極位置検出精度を高めることができる。 A magnetic flux guide path of a ferromagnetic material can be attached to the bus bar, and a magnetic pole position detection sensor can be incorporated in the magnetic flux guide path. With this configuration, for example, a magnetic flux guiding path is formed between two adjacent permanent magnets among a plurality of permanent magnets embedded in the rotor, so that the leakage magnetic flux from the permanent magnet can be efficiently positioned at the magnetic pole position. It can lead to a detection sensor. As a result, the magnetic pole position detection accuracy can be increased.
上記の磁束誘導路は、該磁束誘導路の少なくとも一方の端に、ロータ側に突き出るように位置する突出部を有することができる。これにより、より効率的に洩れ磁束を磁束誘導路に集めて、磁極位置検出の精度を高めることができる。 The magnetic flux guide path may have a protrusion that is positioned at least one end of the magnetic flux guide path so as to protrude toward the rotor. As a result, leakage flux can be collected more efficiently in the magnetic flux guide path, and the accuracy of magnetic pole position detection can be improved.
本発明のバスバーは、帯状導体が円弧状に延びた導電部と、磁極位置検出センサとを備えることを特徴とする。 The bus bar of the present invention includes a conductive portion in which a strip-shaped conductor extends in an arc shape, and a magnetic pole position detection sensor.
上記の構成により、バスバーをモータに組み付けることにより、磁極位置検出センサを配置できるので、モータの部品点数を減らして、能率よくブラシレスモータを組み立てることができる。また、ロータの磁極位置検出用の永久磁石等を別に設けなくてもよいので、モータを小型化して、空間利用効率を高めるのに貢献することができる。上記の磁極位置検出センサは、例えば、導電部を収納する絶縁性筐体等に固定するのがよい。 With the above configuration, the magnetic pole position detection sensor can be arranged by assembling the bus bar to the motor, so that the number of parts of the motor can be reduced and the brushless motor can be efficiently assembled. Further, since it is not necessary to provide a permanent magnet or the like for detecting the magnetic pole position of the rotor, it is possible to reduce the motor size and contribute to increasing the space utilization efficiency. The magnetic pole position detection sensor is preferably fixed to, for example, an insulating housing that houses the conductive portion.
また、強磁性体の磁束誘導路を備え、磁極位置検出センサを該磁束誘導路内に組み込む構成とすることができる。これにより、より多くの磁束を磁極位置検出センサに導くことができ、磁極位置検出の精度を高めることができる。 In addition, a magnetic flux guiding path made of a ferromagnetic material can be provided, and a magnetic pole position detection sensor can be incorporated in the magnetic flux guiding path. Thereby, more magnetic flux can be guide | induced to a magnetic pole position detection sensor, and the precision of magnetic pole position detection can be improved.
上記の磁束誘導路は、該磁束誘導路の少なくとも一方の端に、上記導電部の形状をなす円弧と該円弧の中心との間で張る面に交差するように突き出る突出部を持つことができる。これにより、より効率的に多くの磁束を磁極位置検出センサに導くことができる。 The magnetic flux guiding path may have a protruding portion protruding at at least one end of the magnetic flux guiding path so as to intersect a plane extending between the arc forming the shape of the conductive portion and the center of the arc. . Thereby, more magnetic flux can be more efficiently guided to the magnetic pole position detection sensor.
本発明のモータおよびバスバーによれば、ロータの磁極位置検出センサを組み込んだ上で、モータを小型化することができ、空間利用効率を高めることができる。 According to the motor and bus bar of the present invention, it is possible to reduce the size of the motor and increase the space utilization efficiency after incorporating the magnetic pole position detection sensor of the rotor.
図1は、本発明の実施の形態におけるモータ10の大略図である。このモータ10は、埋め込み磁石型同期モータまたはIPM( Interior Permanent Magnet )モータとして知られるブラシレスモータであるが、本発明のモータは、IPMモータに限定されず、永久磁石をロータ表面に配置したSPM( Surface Permanent Magnet )または表面磁石型同期モータであってもよい。図1において、ロータ12には、磁極に対応する数の永久磁石13が埋め込まれている。ステータ11には、バスバー3を経て、ロータ12の回転に同期させて電流が流され、ロータ12にトルクを発生させる。ロータ12の回転角に合わせて電流を流すため、図示しない電流制御回路では、ロータ12の回転角を正確に知る必要がある。このために、ロータ12の磁極位置検出センサ5が用いられるが、本実施の形態では、磁束誘導路7も含めて磁極位置検出センサ5がバスバー3に取り付けられている点に特徴を有する。
FIG. 1 is a schematic diagram of a
磁極位置検出センサ5および磁束誘導路7が配置される場所は、コンパクト化がこれほど推進される自動車用モータにおいて、もともと空きスペースであり、その空きスペースに磁極位置検出センサ5等を配置することにより有効活用することができる。従来は、磁極位置検出センサまたは磁極位置を検出する装置であるレゾルバは、スペースA等に配置されていた。しかし、図1のような構成をとることにより、スペースAを別の部品の配置場所にすることができる。または、スペースAが不要スペースであることを前提に、モータ全体の構造を検討し直すことができる。すなわち空間利用効率を高めることができる。
The place where the magnetic pole
図1に示すモータ10は、永久磁石13をロータ12の中に埋め込んだ埋込磁石形ロータであり、永久磁石をロータ表面に貼り付けるタイプのモータに比べて、(1)高速回転しても永久磁石の飛散を防止することができ、かつ(2)永久磁石間の補助突極に起因するリラクタンストルクを用いることができる、という2点で有利である。永久磁石13は、ロータ12のシャフト14に並行に、ほぼロータ長さと等しい長さを有する。永久磁石13には、SmやCo等を用いた希土類磁石、とくにNdを用いた高性能磁石を用いるのがよい。
The
上記のモータ10では、ロータシャフト14を支えるフレーム部分にアルミニウム製フレームを用いており、軽量化だけでなく、磁束の吸引やロータとの間のブレーキ力の発生等を防止することができる。フレーム部分には、モータの種類に応じて、鋼板製や樹脂性のものを用いてもよい。ステータ11の外周に接してウォータジャケット19が配置され、モータ10で発生する熱による温度上昇を抑制する。
In the
図2は、図1の磁極位置検出センサ5の配置を拡大して示す図である。磁極位置検出センサ5は、磁束誘導路7と連続しており、バスバー3に固定されている。バスバー3は、3相交流電力の導電部3aと、これら導電部3aを被覆する絶縁体3bとを備える。導電部3aは、図2では3本の導電部3aのみを示すが、この他に中性点の導電部を配置するので普通であるが、図示を省略している。バスバー3は、ステータ11のエンド面側においてステータ11に沿っており、円弧状(リング状)の形状を有する。環状に配置されるステータ11の内周側にロータ12が位置する。ロータ12には、上述の永久磁石13が、ロータ12の長さと大略等しい長さで埋め込まれている。ロータ12は、その回転に同期させた、ステータ11からの磁束を受け、その磁束と、永久磁石13およびその間の突極との相互作用により駆動されて回転する。
FIG. 2 is an enlarged view showing the arrangement of the magnetic pole
永久磁石13は、モータ10のステータ極数に対応して、ロータ12に埋め込まれる。ステータ11は、その極数に対応してコア11aおよびその周りに巻き回されたコイル11bにより構成される。ロータ12または永久磁石13の回転位置に応じて、ステータ11の、上記分かれた部分のコイル11bに、順に、電流を流すように制御して、途切れることなく一定方向に所定のトルクを発生する。このような制御を実現するために、磁極位置検出センサ5が配置される。本実施の形態では、上述のように、バスバー3に磁極位置検出センサ5を取り付けた点に特徴を有する。磁極位置検出センサ5は、磁極位置の検出にはロータ12の永久磁石13の漏れ磁束を捕捉して回転している永久磁石13の通過時を検出するため、ホール素子を用いるのが普通である。このため、ホール素子5は、単独で用いてもよいが、高速回転しているロータ12の永久磁石13の通過時点を精度よく検出するために、比透磁率の高い強磁性体により磁気回路(磁束誘導路7)を構成して上記の漏れ磁束を、散逸させずに、まとめてホール素子5に導くのがよい。
The
電気自動車やハイブリッドカー等に用いられる車体駆動用のモータは、高トルクが求められ、磁極数が高くなる傾向にあり、そのため隣り合う永久磁石13の間隔は小さくなる。このような永久磁石13の回転中の位置を精度よく検出するため、従来は、モータ本体の外側(たとえば図1の場所A)において、ロータシャフト14に、磁極位置を忠実に反映させた位置に永久磁石を高精度で配置して、その永久磁石の回転位置を検出していた。本実施の形態では、図2に示すように、モータ本体の内側において、バスバー3に取り付けるため、ロータ12の永久磁石13からの磁束を直接、捕捉する。このため、上述のように、図1のスペースAを別の目的に利用することができる。
A motor for driving a vehicle body used in an electric vehicle, a hybrid car, or the like is required to have a high torque and has a tendency to increase the number of magnetic poles. Therefore, the interval between adjacent
磁束誘導路7の先端は、ロータ12の端面または永久磁石13の端に近いほうが好ましいので、回転時の端面のずれ等を考慮してギャップGはできるだけ小さくとるようにする。また、ホール素子5自体、ギャップと見ることもできるので、ホール素子5の長さは短いほうがよい。さらにホール素子5と磁束誘導路7との接続も磁気抵抗を高めないように配慮するのがよい。磁気抵抗は、(磁束誘導路長)/(透磁率×断面積)、と近似されるので、磁束誘導路7は、(比)透磁率の高い材料、とくに低い磁界において高い(比)透磁率を有する軟磁性材料で形成するのがよく、たとえば低炭素鉄、純鉄、ケイ素鋼、パーマロイなどを用いることができる。また、ホール素子5には、保護絶縁膜を施すことが望ましい。バスバー3にホール素子5を取り付けるに当り、バスバー3の内周側にテラス状の取付部3sを設けるのがよい。取付部3sは、テラス状でもよいし、弾性的にホール素子5および磁束誘導路7を拘束する抱えばね形状のものでもよい。
Since the tip of the magnetic flux guide
図3は、磁束誘導路7内に組み込まれたホール素子5のバスバー3への取り付け構造を示す図である。ホール素子5が取り付けられるバスバー箇所には、テラス状の取付部3sが、内周側にせり出すように設けられている。ホール素子5は、取付部3sに接着剤または図示しない機械的手段で、磁束誘導路7とともに堅固に固定するのがよい。取付部3sも、バスバー3の絶縁体3bと同じ種類の絶縁樹脂で形成するのがよい。
FIG. 3 is a view showing a mounting structure of the
磁束誘導路7は、両足部7a,7bが、永久磁石の同じ極性間を結ぶのではなく、異極間を結ぶような間隔となるように形成するのが、大きな磁束変化がホース素子5において生じるので、好ましい。したがって、磁束誘導路7およびホール素子5のサイズ、材料、性能等は、搭載されるモータの種類に応じて、変える必要がある。磁極検出センサ5は、磁極の数や目標とする制御の精度に応じて、配置数と配置態様とを変える。図4は、ロータ12内に配置された永久磁石が8個の場合に、4つのホール素子5を配置した例を示す図である。図4では、バスバー3は複雑化を避けるために省略してある。
The magnetic flux guide
これまで、モータ10を主に説明した。しかし、ホール素子5および磁束誘導路7を取り付けたバスバー3を、独立した一つの製品として流通経路に投入することは、もとより可能である。このような磁極位置検出センサ付きバスバーを用いることにより、部品点数を削減し、かつ高精度を要するロータシャフトへの永久磁石の取り付け、測定コイルの配置などの工程を省略して、モータの組立工程を大幅に簡単化することが可能となる。また、モータの小型化または空間利用効率の向上に資することができる。
So far, the
上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention disclosed above are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
本発明のモータおよびバスバーを用いることにより、モータへの給配電部を含めてモータを小型化でき、空間利用効率を向上し、またモータの自動車等への搭載の工程を簡単化することができる。 By using the motor and bus bar of the present invention, the motor including the power supply / distribution unit to the motor can be miniaturized, the space utilization efficiency can be improved, and the process of mounting the motor on an automobile or the like can be simplified. .
3 バスバー、3a 導電部、3b 絶縁体、3s 取付部、5 磁極位置検出センサ、7 磁束誘導路、7a,7b 磁束誘導路の先端(足)、11 ステータ、11a コア、11b コイル、12 ロータ、13 永久磁石、14 ロータシャフト、19 ウォータジャケット、G ギャップ。 3 bus bar, 3a conductive portion, 3b insulator, 3s mounting portion, 5 magnetic pole position detection sensor, 7 magnetic flux guide path, 7a, 7b tip (leg) of magnetic flux guide path, 11 stator, 11a core, 11b coil, 12 rotor, 13 permanent magnet, 14 rotor shaft, 19 water jacket, G gap.
Claims (7)
帯状導体が前記ステータの端部に沿って円弧状に延びる導電部を有するバスバーを備え、
前記磁極位置検出センサが前記バスバーに取り付けられていることを特徴とする、モータ。 A motor comprising a rotor, a stator, and a magnetic pole position detection sensor for detecting the position of the magnetic pole of the rotor,
A belt-shaped conductor comprising a bus bar having a conductive portion extending in an arc along the end of the stator;
The motor, wherein the magnetic pole position detection sensor is attached to the bus bar.
磁極位置検出センサとを備えることを特徴とする、バスバー。 A conductive portion in which a strip-shaped conductor extends in an arc shape;
A bus bar comprising a magnetic pole position detection sensor.
The magnetic flux guiding path has a protruding portion protruding at at least one end of the magnetic flux guiding path so as to intersect a plane extending between an arc forming the shape of the conductive portion and a center of the arc. The bus bar according to claim 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007172426A JP2009011125A (en) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | Motor and bus bar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007172426A JP2009011125A (en) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | Motor and bus bar |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009011125A true JP2009011125A (en) | 2009-01-15 |
Family
ID=40325620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007172426A Pending JP2009011125A (en) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | Motor and bus bar |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009011125A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016203524A1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-12-22 | 三菱電機株式会社 | Permanent magnet electric motor |
-
2007
- 2007-06-29 JP JP2007172426A patent/JP2009011125A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016203524A1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-12-22 | 三菱電機株式会社 | Permanent magnet electric motor |
JPWO2016203524A1 (en) * | 2015-06-15 | 2017-08-24 | 三菱電機株式会社 | Permanent magnet motor |
CN107534373A (en) * | 2015-06-15 | 2018-01-02 | 三菱电机株式会社 | Permanent magnet motor |
US10491082B2 (en) | 2015-06-15 | 2019-11-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Permanent-magnet electric motor |
CN107534373B (en) * | 2015-06-15 | 2020-08-04 | 三菱电机株式会社 | Permanent magnet motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5861660B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2699655B2 (en) | Brushless motor and its magnetic sensor installation method | |
EP2905876B1 (en) | Electric drive apparatus | |
JP5850262B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP5850259B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP4410159B2 (en) | AC rotating electric machine | |
JP5723524B2 (en) | Rotating electric machines and electric vehicles | |
US20120056502A1 (en) | AC Electric Machine With Claw Poles | |
US20150097372A1 (en) | Three phase flux switching generator in a three stage wound field synchronous machine | |
JP2007221976A (en) | Brushless motor | |
JP4073759B2 (en) | Rotating electric machine for vehicles | |
JP2007221977A (en) | Brushless motor | |
JP2006230125A (en) | Rotary electric machine | |
JP5566470B2 (en) | Electric power steering motor | |
CN111033973B (en) | Electric drive device | |
JP5195450B2 (en) | Slotless motor | |
JP2009011125A (en) | Motor and bus bar | |
JP2011234513A (en) | Control unit-integrated rotary electric machine | |
JP2019170115A (en) | Resolver | |
JP2019074409A (en) | Dynamoelectric machine | |
JP6088465B2 (en) | Drive unit | |
JP6265824B2 (en) | Motor generator | |
JP7254146B1 (en) | Rotation detection device and rotary electric machine using the same | |
JP2023109265A (en) | Rotation angle detector and rotating electrical machine using the same | |
JP2010130823A (en) | Field-winding motor with permanent magnet and motor drive controller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20091222 |