JP2013223388A - 回転角度検出器及び車両用回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸からの漏洩磁束の影響を低減し、高精度な回転角度検出が可能なレゾルバ及びそれを組み込んだ車両用回転電機を得る。
【解決手段】レゾルバステータ、及びこのレゾルバステータの内周面とギャップをおいて対向する凹凸形状の外周面を有し、中心部に設けた取り付け孔を回転軸に嵌合するレゾルバロータを備え、レゾルバロータには、回転軸の外周面に沿うよう軸方向に設けられ、回転軸を経由して漏洩してきた磁束を遮蔽する漏洩磁束遮蔽用長孔を設けた。
【選択図】図２

Description

この発明は、角度検出精度を高めた回転角度検出器及びこの回転角度検出器を備えた車両用回転電機に関するものである。

一般に、車両用回転電機は、エンジン始動時には同期電動機として、エンジン稼働中は交流発電機として使用される。エンジン始動時に同期電動機として用いる場合には、ステータコアやロータコアに巻回されたコイルへの通電タイミングを制御する必要がある。そのため、ロータコアが装着されている回転軸に回転角度検出器を配置して、回転軸の回転角度を検出するようにしている。
ここで、回転角度検出器として磁気の変化を利用したもの、例えばレゾルバやホール素子を用いた場合、ロータコアに巻回されたロータコイルへの通電により発生した磁束の一部が回転軸を介して回転角度検出器に漏洩し、角度検出精度が低下してしまう恐れがある。
回転角度検出器としてレゾルバを用いた場合、レゾルバはレゾルバステータとレゾルバロータとの間の磁気パーミアンス変化を利用してレゾルバロータ角度を検出するものであるため、漏洩磁束がレゾルバに流れると出力波形にノイズ成分が重畳してしまい回転角度検出精度が低下するという問題がある。
そこで、従来技術では、レゾルバを軸方向に沿って前後に挟む状態で高透磁性の磁気バイパス部材を設け、回転軸を通じて流れる漏洩磁束をこれらの磁気バイパス部材に経由させることで、レゾルバに漏洩磁束が流れないようにしたものが特許文献１で提案されている。
この特許文献１に記載されている構成にすれば、レゾルバを経由する漏洩磁束が低減されるため、回転角度検出精度の改善を図ることができる。

特許３５７３０８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている従来技術では、レゾルバを挟む磁気バイパスのうち、ロータコアに近接した内側の磁気バイパス部材はハウジングの側壁に固定されており、回転軸との間に隙間が生じている。このため、回転軸を通じて流れ込む漏洩磁束を、この磁気バイパスでバイパスさせる効果が不十分である。
また、回転軸の軸端に固定された外側の磁気バイパス部材は、非磁性体からなるリテーナに取り付けられている。そのため、このリテーナに取り付けられた磁気バイパス部材によっても漏洩磁束をバイパスさせる効果が不十分である。

以上のように、従来技術では、レゾルバの近傍に設けたいずれの磁気バイパス部材によっても、漏洩磁束を十分にバイパスさせることはできず、回転角度検出精度を高めるのには限界がある。
この発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、回転軸からの漏洩磁束の影響を低減し、高精度な回転角度検出が可能な回転角度検出器としてのレゾルバ及び、それを組み込んだ車両用回転電機を提供することを目的とする。

この発明に係わる回転角度検出器としてのレゾルバは、出力コイルと励磁コイルを有するレゾルバステータ、及びこのレゾルバステータの内周面とギャップをおいて対向する凹凸形状の外周面を有し、中心部に設けた取り付け孔を回転軸に嵌合するレゾルバロータを備え、上記レゾルバロータには、上記回転軸の外周面に沿うよう軸方向に設けられ、上記回転軸を経由して漏洩してきた磁束を遮蔽する漏洩磁束遮蔽用長孔を設けたものである。

この発明のレゾルバによれば、例えば車両用回転電機の内部で発生した磁束は、その一部が回転軸を介してレゾルバに漏洩するが、レゾルバロータに漏洩磁束遮蔽用長孔を設けることによって漏洩磁束が遮蔽され、漏洩磁束によって出力に重畳するノイズを低減することができ、更に角度検出精度の劣化を抑制でき、レゾルバの角度検出精度を改善することができる。

この発明の実施の形態１におけるレゾルバを組み込んだ車両用回転電機の構成を示す側断面図である。 この発明の実施の形態１、３におけるレゾルバの正断面図である。 この発明の実施の形態２におけるレゾルバを組み込んだ車両用回転電機の構成を示す側断面図である。 この発明の実施の形態２におけるレゾルバと比較するための従来の回転角度検出器の正断面図である。 この発明の実施の形態２におけるレゾルバの正断面図である。 この発明の実施の形態５におけるレゾルバロータの正断面図である。 この発明の実施の形態６におけるレゾルバロータの正断面図である。 この発明の実施の形態６の他の変形例を示すレゾルバロータの正断面図である。 この発明の実施の形態６の他の変形例を示すレゾルバロータの正断面図である。 この発明の実施の形態７におけるレゾルバロータの正断面図である。 この発明の実施の形態８におけるレゾルバロータの正断面図である。

以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。

実施の形態１
以下、図１、図２に基づいて実施の形態１を説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係るレゾルバを組み込んだ車両用回転電機の正断面図である。
図１において、２は車両用回転電機１のハウジングで、左右一対のブラケット３、４をネジ５で固定して構成されている。このときブラケット３、４間にステータコア２４を挟んで固定している。
７は回転軸、８、９はこの回転軸７をハウジング２に回転自在に支持する軸受けで、これらの軸受け８、９は、それぞれブラケット３、４に取り付けられている。１０は図示しないベルトが懸架されるプーリで、このプーリ１０はナット１１によって回転軸７に固定されている。
ロータコア１２は、一対のコア部材１６、１７を一体にして構成され、回転軸７に圧入固定されている。各々のコア部材１６、１７は、ロータコイル１３が巻回されたボビンが収納される筒状部１６ａ、１７ａからロータコイル１３の上を覆って互いに交差する位置まで爪形磁極部１６ｂ、１７ｂがそれぞれ延設してある。爪形磁極部１６ｂ、１７ｂは周方向に沿って所定の間隔をもって互いに一定ピッチで配列された形状になっている。

また、コア部材１６、１７の軸方向端面には、それぞれ冷却ファン１８、１９が取り付けられている。
ステータコア２４は、ステータコイル２５が巻回され、ステータコイル２５は図示しない３相インバータ回路に接続されている。また、２６はスリップリング２２に接触して通電経路を形成するブラシであり、スリップリング２２は回転軸７に固定されている。
回転軸７の一方の軸端部には、プーリ１０が取り付けてあり、その反対側の軸端部には回転軸７の回転角度検出器としてのレゾルバ３１が配置されている。
レゾルバ３１は、回転軸７の軸端部にレゾルバロータ３２の回転軸取り付け孔（以下「取り付け孔」という）１０２が嵌合固定され、ブラケット３にレゾルバステータ３４が固定され、レゾルバステータ３４にはレゾルバコイル３４ａが巻回され構成されている。
以上の構成は既に公知であり、詳細な説明は省略する。

従来の回転電機では、回転軸７を囲むように配置されているコイルは、ロータコイル１３のみであり、ブラシ２６、スリップリング２２を介してロータコイル１３に界磁電流を通電してロータコア１２を磁化している。
ロータコイル１３に界磁電流を通電することによって生じる磁束のうち、そのほとんどは図１に示すようにロータからステータへ流れ込むＡの経路を辿るが、一部は強磁性体である回転軸７を通るＢの経路によってレゾルバ３１に漏洩する。漏洩磁束がレゾルバステータ３４に流れ込むと、その磁束によりレゾルバコイル３４ａにノイズ電圧成分が誘起されて信号成分に重畳してしまうため、角度検出精度が低下してしまうという問題がある。

そこで、この実施の形態１では、図２に示すように、レゾルバステータ３４の内周面とギャップをおいて対向する凹凸形状の外周面（以下「山状の凸部」を「山部３２ａ」、「山裾状の凹部」を「溝部３２ｂ」という）を有するレゾルバロータ３２に、回転軸７の外周面に沿うよう（取り付け孔１０２を取り囲むようにして）軸方向に漏洩磁束遮蔽用長孔１０１があけられ、この漏洩磁束遮蔽用長孔１０１によって回転軸７を経由して漏洩してきた磁束を遮蔽している。
すなわち、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１は、空隙であり磁気抵抗が大きいため、回転軸７からレゾルバ３１に漏洩する磁束は漏洩磁束遮蔽用長孔１０１によって大幅に低減され、レゾルバロータ３２の外周部やレゾルバステータ３４には流れ込みにくくなる。
その結果、漏洩磁束によって発生するノイズ成分が低減され、レゾルバの角度検出精度の低下を防ぐことができる。

なお、径方向にエアギャップを持たせたレゾルバステータ３４のコアやレゾルバロータ３２のコアは、薄板鋼板の積層によって構成されるのが一般的である。これはコア内に渦電流が発生して損失となるのを防ぐためであり、このとき、構成する各薄板はプレスによって加工されることが多い。各実施の形態における漏洩磁束遮蔽用長孔１０１は、薄板のプレス加工時に同時に形成することができ、また鉄心素材以外の別部品を必要としないため、この発明をレゾルバに適用するにあたってコストが上昇することはない。

実施の形態２
図１では、レゾルバ３１を回転軸７の軸端部に配置した例を示しており、回転軸上には軸端部のレゾルバロータ３２からスリップリング２２、軸受け８、ロータコア１２という順に配置されている。これらは車両用回転電機を構成するために必要な部材であるが、その配置はこの順序に限るものではなく、例えばスリップリング、レゾルバーベアリング、ロータコアという順での配置や、ベアリング、スリップリング、レゾルバーロータコアといった順での配置も可能である。

以下図３、図５に基づいて実施の形態２を説明する。
図３は、回転軸７の軸端部から軸受け８、スリップリング２２、レゾルバ３１、ロータコア１２の順に配置した例である。
このとき、スリップリング２２は、ロータコア１２内に配置されたロータコイル１３に電力を供給するための部品であるから、スリップリング２２とロータコイル１３のコイル端末との間には通電するための導体３５が少なくとも２本配設される。図３では導体３５に流れる電流を矢印Ｃで示している。この図３では１本のみが見えているが、少なくとも２本の導体が配置される。

図３に示すようにレゾルバ３１を、スリップリング２２とロータコア１２間の回転軸上に配置した場合、導体３５は、レゾルバロータ３２の内周で回転軸７の軸方向に沿って配置されることになる。

図４は、レゾルバロータ３２の内周に導体３５が配置された従来の車両用回転電機のレゾルバ部を示し、回転軸心に垂直な面での断面図である。
図４において、レゾルバロータ３２の内周には、回転軸７と導体３５が配置されている。導体３５は回転軸心に平行に２本配置され、図４の右側の導体３５は、紙面の奥に向かって、左側は紙面の手前に向かって電流が流れる状態としている。このような配置とした場合、ロータコイル１３に通電すると導体３５にも電流が流れ、その際にアンペールの法則に基づいて導体３５を周回する磁場が発生する。そのため、矢印Ｄのようにレゾルバロータ３２内に流れる磁束や、矢印Ｅのようにレゾルバステータ３４まで経由する磁束が生じる。これらの磁束によりレゾルバコイル３４ａにノイズ成分を誘起させてしまう。
このような漏洩磁束に対しても漏洩磁束遮蔽用長孔１０１は有効に作用する。

図５は、この実施の形態２におけるレゾルバを示す正断面図である。
この実施の形態２では、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１を備えたレゾルバロータ３２の内周に導体３５を配置しているので、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１は、回転軸７の中心から導体３５を結ぶ径方向の延長線上に設けられている。
また、図５に示すレゾルバでは、上述したように漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の磁気抵抗が大きいので、図４の矢印Ｄ、Ｅで示したような経路には磁束が流れにくくなり、その代わりに漏洩磁束遮蔽用長孔１０１より内周側に矢印Ｆのように磁束が流れるようになる。しかし、ＶＲ型レゾルバにおいて励磁巻線によって発生され、角度検出に寄与している磁束成分は、矢印Ｇのようにレゾルバロータ３２の外周部を経由している。そのため、レゾルバロータ３２の内周部に漏洩磁束が流れていても角度検出精度には影響しない。
このように漏洩磁束遮蔽用長孔１０１は、回転軸７を経由してロータコイル１３から流入する漏洩磁束だけではなく、レゾルバロータ３２の内側に軸方向に配置された導体３５に流れる電流による磁束の影響も効果的に低減することができる。

上記のごとく、界磁電流に電流を流すための導体がレゾルバロータ３２内に配置されると、その電流による磁束がレゾルバロータ３２に流れ、角度検出精度が低下するが、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１によって、この磁束を効果的に遮蔽することができ、角度検出精度の低下を抑制することができる。
なお、図５ではレゾルバロータ３２の内周に２本の導体３５が配置されており、図５の右側にある導体３５は紙面に向かって奥方向に、左側の導体３５は手前方向に通電するものとしているが、対となる導体であれば、その配置は、この図５の形態に限定されるものではない。２本の導体の中心角が１８０度以外の場合や、それぞれの導体が２本ずつ配置されている場合等でもこの実施の形態２の効果は同様に得られるものである。

実施の形態３
実施の形態３を再び図２を用いて説明する。
これまでの各実施の形態で示したように、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１は、回転軸７を経由して漏洩する磁束やレゾルバロータ３２の内周に配置された導体３５に通電することによる磁束の影響を低減し、角度検出精度の低下を抑制する効果がある。漏洩磁束を遮蔽する効果と言う点では、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１は円環状として、レゾルバロータ３２の内外周を磁気的に切り離すことが望ましい。しかし、完全な円環状ではレゾルバロータ３２の外周側を支持できないため、内外周を連結するブリッジ部３２ｃが少なくとも１箇所以上必要となる。
このとき、ブリッジ部３２ｃを経由してレゾルバロータ３２の外周やレゾルバステータ３４に流れる漏洩磁束は、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の配置されている箇所よりも当然ながら多くなってしまう。
そこで、図２に示すようにレゾルバロータ３２の外形形状が溝部３２ｂとなるところにブリッジ部３２ｃを配置することで、ブリッジ部３２ｃからの漏洩磁束の影響を低減することができる。

レゾルバロータ３２の外形形状が溝部３２ｂの箇所は、レゾルバロータ３２とレゾルバステータ３４との距離が遠い場所でもある。従って、溝部３２ｂから磁束が漏洩しても、レゾルバロータ３２とレゾルバステータ３４間の磁気抵抗が大きいためレゾルバステータ３４まで漏洩する磁束は比較的少なくなる。その結果、漏洩磁束によってレゾルバコイル３４ａに誘起されるノイズ成分が抑えられることになる。
また、レゾルバロータ３２の溝部３２ｂは、レゾルバステータ３４との距離が最も遠く、レゾルバロータ３２とレゾルバステータ３４間の磁気パーミアンスが最も低い箇所である。ブリッジ部３２ｃからの多少の漏洩磁束は避けられないが、ブリッジ部３２ｃがロータ外形の溝部３２ｂであれば漏洩磁束がレゾルバステータ３４に流れ込む量を最低限に抑えることができる。

なお、溝部３２ｂにブリッジ部３２ｃを配置するということは、レゾルバロータ３２の溝部３２ｂ（ロータ外形で最も径の小さい箇所）を通る半径上に、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１が配置されていないことを意味し、また、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１を、互いに隣り合う漏洩磁束遮蔽用長孔間に形成されたブリッジ部３２ｃを除く、レゾルバロータ外周面の凸部にあたる部分、すなわちレゾルバロータの山部３２ａに限って配置したことをも意味している。

実施の形態４
実施の形態３で説明したように、ブリッジ部３２ｃからの多少の漏洩磁束は不可避である。このとき漏洩磁束を発生させる磁界が非常に強い場合、必然的に漏洩磁束による磁束密度も高くなってしまう。磁束密度によってコアの透磁率が変化するため、レゾルバロータ３２内で局所的に磁束密度が高い場所が存在すると、レゾルバロータ３２内に透磁率ばらつきが発生することになり、レゾルバの誘起電圧にばらつきが生じてノイズとなる。

このように漏洩磁束密度が高くなってしまう場合には、実施の形態３とは逆に、例えば図６を援用して示すように、ブリッジ部３２ｃをレゾルバロータ３２の山部３２ａに配置すると効果的である。溝部３２ｂに漏洩磁束が集中すると、溝部３２ｂはレゾルバロータ３２の内外径差が最も少ない薄い箇所であるため、磁束密度の高い領域がレゾルバロータ３２の最外周まで広がってしまう。磁気飽和を起こすと透磁率が他の箇所と変わってしまうので、信号波形に歪みが生じて角度検出特性が低下する。
一方、レゾルバロータ３２の山部３２ａにブリッジ部３２ｃを配置すると、山部３２ａはレゾルバロータ３２が最も厚い箇所であるため、漏洩磁束によって磁束密度の高くなる領域がレゾルバロータ３２の最外周まで広がりにくくなる。レゾルバの角度検出に寄与している磁束は、そのほとんどがレゾルバロータ３２の外周を経由しているため、磁束密度
の高い領域がレゾルバロータ外周まで広がりにくい方がノイズの発生を抑えられることになる。すなわち、レゾルバロータ３２の山部３２ａにブリッジ部３２ｃを配置することで角度検出特性の低下を防ぐことができる。

なお、山部３２ａにブリッジ部３２ｃを配置するということは、原則的には、レゾルバロータ３２の山部３２ａ（ロータ外形で最も径の大きい箇所）を通る半径上に、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１が配置されていないことを意味し、また、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１を、レゾルバロータ３２の溝部３２ｂ、すなわちレゾルバロータの凹凸形状外周面の凹部にあたる部分を跨ぐように配置したことを意味している。

実施の形態５
上述の各実施の形態で説明してきたように、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１を設けたレゾルバロータ３２においては、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の内側と外側を連結するブリッジ部３２ｃを設けておく必要があり、このブリッジ部３２ｃからの漏洩磁束は完全に遮蔽することはできない。すなわち、打ち抜きによる完全な円環状の漏洩磁束遮蔽用長孔１０１は成立しないので、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の内周側と外周側とを繋ぐ、ブリッジ部３２ｃが必ず存在することになる。このため、ブリッジ部３２ｃを経由して外周側へ多少の漏洩磁束は避けられないが、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の個数を限定することで、漏洩磁束の影響を比較的均一にすることができ、ノイズの発生を抑えられる。

因みに、ブリッジ部３２ｃの数がレゾルバの軸倍角と等しい場合、つまり、図２のようにレゾルバロータ３２の山部３２ａの数と同数のブリッジ部３２ｃが配置されている場合に、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１が同じ形状で均等に配置されているならば、レゾルバロータ３２の各山部３２ａに作用する漏洩磁束は等しくなる。このとき、レゾルバ出力巻線の差動接続により、漏洩磁束によるノイズはキャンセルされるため、角度検出精度は劣化しない。

以下、図６に基づいて実施の形態５を説明する。
図６は、ブリッジ部３２ｃの数、つまり漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の数が軸倍角より少ない場合の例である。
これは軸倍角が８、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１が４の例である。
このとき、ブリッジ部３２ｃからの漏洩磁束は、図６に示す矢印のようにレゾルバロータ３２に流れる。従ってこの図６ではレゾルバロータ３２の山部３２ａのＲ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７に漏洩磁束が作用する。それ以外のＲ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ８の４つの山部３２ａには漏洩磁束が影響しない。これらＲ１〜Ｒ７とＲ２〜Ｒ８の２グループ間で漏洩磁束の影響は異なるものの、Ｒ１〜Ｒ７の４つについて漏洩磁束の影響は同等であり、しかもこれらはレゾルバロータ３２上に４箇所均等に配置されている。このように漏洩磁束が同等に影響する箇所がレゾルバロータ３２の全周に渡って均等に配置されている場合はノイズがキャンセルされ易い。

漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の数を軸倍角と同数あるいはその約数にしておくことにより、このように漏洩磁束が影響する箇所を均等に配置することができ、角度検出精度の低下を抑制することができる。

実施の形態６
レゾルバは、回転電機のロータ回転角度を検出するものであるため、回転軸７とレゾルバロータ３２とは確実にかつ十分な強度をもって連結しておく必要がある。そのための固定方法の一つとして圧入が用いられる。
圧入による固定は、レゾルバロータ３２の内径の全部あるいは一部を回転軸７の外径より小さくしておき、軸方向に荷重をかけてレゾルバロータ３２を回転軸７に押し込んで固
定するものである。その際、多大な荷重がレゾルバロータ３２の半径方向に作用するため、圧入前後でレゾルバロータ３２の外形形状が変化してしまう恐れがある。

ＶＲ型レゾルバにおいては、レゾルバロータ３２とステータティース間のギャップパーミアンスが、レゾルバロータ３２の回転によって正弦波状に変化するようにレゾルバロータ３２の外形形状が設計されている。圧入に伴う外形形状変化によって所望のギャップパーミアンスが得られなくなると出力波形にノイズが重畳してしまい、角度検出精度が低下する。
圧入に伴う外形変形量が一定であれば、変形することを前提とした形状に設計しておくことも可能である。しかし、レゾルバロータ３２の内径や回転軸７の外径には加工誤差が避けられないので圧入時にレゾルバロータ３２に作用する荷重にはばらつきが避けられず、外形変形量を一定にすることは困難である。そのため、外形変形を予め織り込んだロータ形状にするという対策は効果的ではない。そこで、この実施の形態６では、レゾルバロータ３２の圧入孔、すなわち取り付け孔１０２を真円形状とはせず、圧入時に漏洩磁束遮蔽用長孔１０１に相当する箇所の内周側に半径方向荷重のほとんどが作用する形状とした。

図７は、この実施の形態６におけるレゾルバロータの正断面図である。
図７において、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１と対向する取り付け孔１０２の内周面に、レゾルバロータ３２を回転軸７に圧入するための突起部１０３（圧入用凸部）が設けられている。

漏洩磁束遮蔽用長孔１０１と対向する取り付け孔１０２の内周面に突起部１０３を設けたことにより、回転軸７への圧入によってロータに作用する半径方向の荷重のほとんどは突起部１０３に集中することになる。そのため、圧入によって突起部１０３は外周方向に変位する。しかし、突起部１０３は漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の内周側の薄肉部上に配置されているため、突起部１０３に作用する荷重はそのほとんどが薄肉部の撓みとして吸収され、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１より外側の部分はほとんど変形せずレゾルバロータ３２の外形形状が変化することはない。

これにより圧入によりレゾルバロータ３２を回転軸７に固定した場合でも、レゾルバロータ３２の外形変形を最小限に抑えることができ、角度検出精度が低下することがない。また、ここではレゾルバロータ３２の軸倍角（山の数）が８、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１が４個の場合の例を示しているが、これらの数はこの例に限定されるものではなく、それぞれ他の数でも同様の効果が得られる。

なお、この実施の形態６では、１例として図７において内周側に角形状の突起部１０３を設けているが、その形状はこれに限定されるものではなく、例えば円弧状や三角状の形状でもよい。取り付け孔１０２が真円ではない場合、内径形状のうち最も中心からの距離が近い箇所が圧入時に最も半径方向の荷重を受けるポイントになるが、これが漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の部分に設けてあれば同様の効果を得ることができる。

次に、図８に荷重を受けるポイントが突起形状ではない実施の形態６の変形例の一部を示す。
この変形例では、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の内周側にレゾルバ中心までの距離が近くなるような箇所を設けている。点線で示しているのが他の箇所の半径と同一半径の位置である。

更に、図９に荷重を受けるポイントの数が複数個設けられた実施の形態６の変形例を示す。
荷重を受けるポイントの数も図７に示しているような漏洩磁束遮蔽用長孔１０１と同数に限定されるものではなく、図９の変形例に示すように漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の１箇所に対し複数個を設けてもよい。また全ての漏洩磁束遮蔽用長孔１０１に対応して必ず設ける必要はなく、荷重を受けるポイントが設けられていない漏洩磁束遮蔽用長孔１０１があってもよい。ただし、回転軸７の中心軸に対してレゾルバロータ３２の中心軸がずれることを避けるため、荷重を受けるポイントはレゾルバロータ内径の全周に渡って片寄りなく配置することが望ましい。例えば、ある直径を境界として、その両側に配置されている荷重を受けるポイントの数が大きく異なるというような配置は好ましくない。

この実施の形態６に示したように、レゾルバロータ３２の取り付け孔１０２の半径が最も小さい箇所を通る半径の延長線上に漏洩磁束遮蔽用長孔１０１を設けることにより、圧入によるレゾルバ外形形状の変形を抑制することが可能となり、角度検出精度の低下を防止できる。
なお、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１と対向する部分、すなわち取り付け孔１０２の内周面に、突起部１０３（圧入用凸部）を設けると云うことは、取り付け孔１０２が真円ではなく、取り付け孔の径が最も小さい箇所を経由する半径の延長線上に漏洩磁束遮蔽用長孔１０１が設けられていることを意味している。

実施の形態７
以下、図１０に基づいて実施の形態７を説明する。
ここまでの各実施の形態では、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の例としてレゾルバロータ３２のコア内部で閉じた曲線である場合を示してきたが、図１０のように漏洩磁束遮蔽用長孔１０１が取り付け孔１０２に貫通、すなわち連通している形状も可能である。この場合も同じく漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の内周側に圧入時の半径方向荷重が作用するが、貫通（連通）していない形状と比べて荷重を受ける部分の半径方向の剛性が低下する。そのため、圧入時の荷重によるレゾルバロータ３２の外形形状の変形が、貫通（連通）していない場合と比べて更に少なくなる、という効果が得られる。

この実施の形態７に示したように、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１のうち少なくとも一つは、取り付け孔１０２に貫通（連通）する連通路３２ｄを設けることにより、圧入によるレゾルバ外形形状の変形を更に低減することが可能となり、角度検出精度の低下を防止できる。
また、荷重の作用する内周側部材がより変形し易くなり、レゾルバ外形変形の抑制効果を更に高めることができる。また、圧入時に漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の内周側が変形するようにした場合は、通常の漏洩磁束遮蔽用長孔１０１のないレゾルバロータと比較して固着力が低下するが、圧入による荷重が作用するポイントをブリッジ部３２ｃに配置することで、固着力の低下を抑制できる。

実施の形態８
実施の形態６、７では漏洩磁束遮蔽用長孔１０１による圧入時の変形抑制効果について説明した。しかし、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１を設けることにより荷重がかかる箇所の半径方向のバネ定数が低下するため、同じ締め代（回転軸外径半径とレゾルバロータ内径半径との差）であれば漏洩磁束遮蔽用長孔１０１のない場合に比べて圧入後の回転軸に対するレゾルバロータ３２の固定力は低減する。
レゾルバロータ３２の固定力を向上させる方法として、この実施の形態８ではブリッジ部３２ｃの内周側に荷重を受けるポイントを設けた構成とした。

図１１は、実施の形態８におけるレゾルバロータの正断面図である。
図１１において、レゾルバロータ中心の取り付け孔１０２を取り囲むように複数の漏洩磁束遮蔽用長孔１０１が配置され、ブリッジ部３２ｃの内周側に突起部１０３を設けている
。従って、突起部１０３を通る半径の外周方向への延長線上には漏洩磁束遮蔽用長孔１０１が配置されていないことになる。
すなわち、取り付け孔１０２の内周面において、隣り合う漏洩磁束遮蔽用長孔１０１間に形成されたブリッジ部３２ｃと対向する部分に、レゾルバロータ３２を回転軸７に圧入するための突起部（圧入用凸部）１０３が設けられている。

なお、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１間に形成されたブリッジ部３２ｃと対向する部分に、レゾルバロータ３２を回転軸７に圧入するための突起部（圧入用凸部）１０３が設けられると云うことは、取り付け孔１０２が真円ではなく、取り付け孔１０２の径が最も小さい箇所を経由する半径の延長線上に漏洩磁束遮蔽用長孔１０１が設けられていないことを意味している。

このレゾルバロータ３２を回転軸７に圧入した場合、圧入に伴ってレゾルバロータ３２に作用する半径方向の荷重によって漏洩磁束遮蔽用長孔１０１の内周側が撓むことはないので、漏洩磁束遮蔽用長孔１０１のない従来のレゾルバロータを圧入した場合と同等の固定力を得ることができる。
なお、この実施の形態８では、１例として内径側に角形状の突起部１０３を設けているが、その形状はこれに限定されるものではなく、他の形状でも同様の効果が得られることは実施の形態６で説明したとおりである。

また、実施の形態６〜８においては、圧入による回転軸７とレゾルバロータ３２との固定に関する効果について説明したが、レゾルバロータ３２は必ずしも圧入のみによって固定する必要はない。ネジ締結や接着、溶接等の手段を併用することも可能であり、これらの方法を併用することはこの発明の効果を低減させるものではない。

この発明での実施の形態の説明には、スロット数１２のレゾルバステータ、軸倍角が８すなわちレゾルバロータ３２の山部３２ａの数が８の例を用いているが、この仕様のレゾルバのみに適用されるものではなく、スロット数と軸倍角が他の値の仕様の場合でも同様に適用可能である。また、コイル端末の引き回しや端子位置についても、他の配置の場合でも同様に適用可能で効果も得られるものである。

以上、レゾルバ主体に説明したが、このレゾルバは、車両用回転電機に適用されるものであり、このレゾルバを回転軸７に取り付けた車両用回転電機は、回転軸７の角度を高精度に把握することができるため、特性ばらつきの少ない車両用回転電機を得ることができる。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 車両用回転電機
２ ハウジング
３、４ ブラケット
７ 回転軸
８、９ 軸受け
１０ プーリ
１１ ナット
１２ ロータコア
１３ ロータコイル
１６、１７ コア部材
１６ａ 筒状部
１６ｂ 爪形磁極部
１７ａ 筒状部
１７ｂ 爪形磁極部
１８、１９ 冷却ファン
２２ スリップリング
２４ ステータコア
２５ ステータコイル
２６ ブラシ
２７、２８ ブラシホルダ
３１ レゾルバ
３２ レゾルバロータ
３２ａ 山部（山状の凸部）
３２ｂ 溝部（山裾状の凹部）
３２ｃ ブリッジ部
３２ｄ 連通路
３４ レゾルバステータ
３４ａ レゾルバコイル
３５ 導体
１０１ 漏洩磁束遮蔽用長孔
１０２ 取り付け孔（回転軸取り付け孔）
１０３ 突起部（圧入用凸部）

Claims (9)

1. 出力コイルと励磁コイルを有するレゾルバステータ、及びこのレゾルバステータの内周面とギャップをおいて対向する凹凸形状の外周面を有し、中心部に設けた取り付け孔を回転軸に嵌合するレゾルバロータを備え、
   上記レゾルバロータには、上記回転軸の外周面に沿うよう軸方向に設けられ、上記回転軸を経由して漏洩してきた磁束を遮蔽する漏洩磁束遮蔽用長孔を設けたことを特徴とする回転角度検出器。
2. 上記漏洩磁束遮蔽用長孔の個数は、レゾルバの軸倍角の約数であることを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出器。
3. 上記漏洩磁束遮蔽用長孔は、隣り合う上記漏洩磁束遮蔽用長孔間に形成されたブリッジ部を除く、上記レゾルバロータ外周面の凸部にあたる部分に設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転角度検出器。
4. 上記漏洩磁束遮蔽長孔は、記レゾルバロータの凹凸形状外周面の凹部にあたる部分を跨ぐように設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転角度検出器。
5. 上記取り付け孔の内周面において、上記漏洩磁束遮蔽用長孔と対向する部分に、上記レゾルバロータを上記回転軸に圧入するための圧入用凸部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の回転角度検出器。
6. 上記漏洩磁束遮蔽用長孔のうち少なくとも一つは、上記取り付け孔に連通させたことを特徴とする請求項５に記載の回転角度検出器。
7. 上記取り付け孔の内周面において、上記漏洩磁束遮蔽用長孔間に形成されたブリッジ部と対向する部分に、上記レゾルバロータを上記回転軸に圧入するための圧入用凸部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の回転角度検出器。
8. 上記回転軸内に軸方向に沿って配置され界磁電流を通電する導体が、上記レゾルバロータの取付け孔内に延長配置された回転角度検出器において、
   上記漏洩磁束遮蔽用長孔は、上記回転軸の中心から上記導体を結ぶ径方向の延長線上に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の回転角度検出器。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の回転角度検出器を取り付けたことを特徴とする車両用回転電機。

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