JP2013225983A - Resolver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用モータのロータ等の回転物の回転角度を検出するために使用されるレゾルバに関する。 The present invention relates to a resolver used for detecting a rotation angle of a rotating object such as a rotor of an automobile motor.
従来、ハイブリッド自動車や電気自動車においては、高出力のブラシレスモータが使用されており、今後もハイパワー化が予想されている。ハイブリッド自動車のブラシレスモータを制御するためには、モータの出力軸の回転角度を正確に把握する必要がある。ステータの各コイルへの通電切替えを制御するには、ロータの回転位置を正確に把握している必要があるからである。 Conventionally, high-power brushless motors are used in hybrid vehicles and electric vehicles, and higher power is expected in the future. In order to control a brushless motor of a hybrid vehicle, it is necessary to accurately grasp the rotation angle of the output shaft of the motor. This is because it is necessary to accurately grasp the rotational position of the rotor in order to control energization switching to each coil of the stator.
このため、モータにはレゾルバが備えられ、正確に角度検出されることが望ましい。自動車の駆動機構に用いられるレゾルバには、耐環境性などに加えて駆動機構の回転数が高い為に高精度化が要求されることになる。そして、他の車載部品と同様にレゾルバにも小型化と共に低コスト化が要求されている。 For this reason, it is desirable that the motor is provided with a resolver to accurately detect the angle. A resolver used in a drive mechanism of an automobile is required to have high accuracy because the rotational speed of the drive mechanism is high in addition to environmental resistance. As with other in-vehicle components, the resolver is required to be downsized and cost-effective.
例えば、特開2010−237077号公報(以下、特許文献1という)および特開2011−2388号公報(以下、特許文献2という)には、絶縁シート層の表裏面にそれぞれ、SIN相検出コイルとCOS相検出コイルとが周方向に交互に並んで配置された2相出力形のレゾルバが記載されている。このように絶縁層に対して表裏面にSIN相検出コイルおよびCOS相検出コイルを設けることで、励磁コイルと検出コイルとの間のギャップが変動した場合でも、SIN相検出コイルおよび励磁コイル間のギャップと、COS相検出コイルおよび励磁コイル間のギャップとを同じにすることができるので、2相検出コイルによる検出信号間に誤差が発生せず、検出精度が高くなる、と記載されている。 For example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-237077 (hereinafter referred to as Patent Document 1) and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-2388 (hereinafter referred to as Patent Document 2), a SIN phase detection coil and A two-phase output type resolver in which COS phase detection coils are alternately arranged in the circumferential direction is described. As described above, by providing the SIN phase detection coil and the COS phase detection coil on the front and back surfaces of the insulating layer, even when the gap between the excitation coil and the detection coil varies, the SIN phase detection coil and the excitation coil are not affected. It is described that since the gap and the gap between the COS phase detection coil and the excitation coil can be made the same, no error occurs between the detection signals from the two-phase detection coil, and the detection accuracy is improved.
これらの特許文献1および2に記載されるようなレゾルバに対し、絶縁層の表面に例えばSIN相検出コイルを配置し、絶縁層の裏面であって前記SIN相検出コイルとは90度位相がずれた位置にCOS相検出コイルを配置したシートコイル形レゾルバが従来より公知である。このようなシートコイル形レゾルバにおいて、検出コイルを図4に示すように構成したものがある。 For these resolvers described in Patent Documents 1 and 2, for example, a SIN phase detection coil is disposed on the surface of the insulating layer, and the back surface of the insulating layer is 90 degrees out of phase with the SIN phase detection coil. Conventionally, a sheet coil type resolver in which a COS phase detection coil is disposed at a specific position is known. In such a sheet coil type resolver, there is one in which the detection coil is configured as shown in FIG.
図4に示す検出コイルは、軸倍角nX(nは自然数)が2Xのシートコイル形レゾルバに含まれる例えばSIN相検出コイル40sを平面視状態で示したものである。このSIN相検出コイル40sは、4つの略扇状をなすシート状コイル42−48が周方向に間隔をおいて配置されて構成される。
The detection coil shown in FIG. 4 shows, for example, a SIN
これらの4つのシート状コイル42−48は、それぞれ、コイル導線を平面的に渦巻き状に配置して巻回されており、2つのシート状コイル42,46が径方向に対向するとともに、残る2つのシート状コイル44,48もまた90度ずれた位置で径方向に対向している。
Each of these four sheet-like coils 42-48 is wound with coil conductors arranged in a spiral shape in a plane, and the two sheet-
ただし、これら4つのシート状コイル42−48においては、周方向に隣り合う2つのシート状コイル同士で巻き方向が反対とされている。具体的には、シート状コイル42,46は、略扇状をなす外形の外側から内側へ右巻き方向(すなわち時計周り方向)にコイル導線が渦巻き状に巻かれており、一方、シート状コイル44,48については、略扇状をなす外形の外側から内側へ左巻き方向(すなわち反時計周り方向)にコイル導線が渦巻き状に巻かれている。このような巻回方向が逆向きであることが、各シート状コイル42−48内に描かれた実線矢印および点線矢印によって模式的に示されている。
However, in these four sheet-like coils 42-48, the winding directions are opposite between two sheet-like coils adjacent in the circumferential direction. Specifically, in the sheet-
そして、4つのシート状コイル42−48は、外径側において周方向に延伸する渡り導線50によって直列に接続されている。渡り導線50は、周方向に分割された渡り導線区間52−60によって構成される。渡り導線区間52の一端部は出力端子62に接続され、渡り導線区間52の他端はシート状コイル42の一端部に接続される。渡り導線区間54の一端部はシート状コイル42の他端部に接続され、渡り導線区間54の他端部は、前記シート状コイル42と周方向に隣り合うシート状コイル44の一端部に接続される。これにより、シート状コイル42とシート状コイル44とが直列接続されている。
The four sheet-like coils 42-48 are connected in series by a connecting
なお、シート状コイル42の他端部は、検出コイル40が配置される絶縁層の内部を通って径方向外側へ引き出されることができ、このことは他のシート状コイル44−48についても同様である。
Note that the other end of the sheet-
以下、同様に、渡り導線区間56によって周方向に隣り合うシート状コイル44,46同士が直列接続され、渡り導線区間58によって周方向に隣り合うシート状コイル46,48同士が直列接続される。そして、一端部がシート状コイル48の他端部に渡り導線区間60の他端が出力端子64に接続されている。
Hereinafter, similarly, the sheet-
上述したような検出コイル40を備えるレゾルバでは、レゾルバの励磁コイル以外、例えばレゾルバに隣接して設けられているモータ等からの漏洩磁束の影響によって検出信号にノイズが生じても、周方向に隣り合うシート状コイル同士が互いに逆方向に巻回され且つ同じ大きさを有することから、上記漏洩磁束によって生じる起電力の方向が逆方向となることによって相殺され、その結果、外部ノイズに対する耐性を強化することができる利点がある。図4において矢印66−69は、周方向に隣り合うシート状コイル間でノイズがキャンセルされる様子を模式的に示している。
In the resolver including the
しかしながら、図4に示す検出コイル40では、各シート状コイル42−48間を接続する渡り導線50が外径側に周方向へ延伸して形成されており、このような渡り導線50によっても外部ノイズが拾われる可能性がある。その場合、各シート状コイル42−48同士で外部ノイズによる影響がキャンセルされても、出力端子62,64から出力される検出信号にはノイズが含まれることになり、その分、レゾルバの検出精度が低下することになる。
However, in the
本発明の目的は、同一平面上に配置された検出コイルに対する外部ノイズの影響を低減して検出精度を向上させることができるレゾルバを提供することである。 The objective of this invention is providing the resolver which can reduce the influence of the external noise with respect to the detection coil arrange | positioned on the same plane, and can improve a detection precision.
本発明に係るレゾルバは、回転電機のロータの回転角度を検出するレゾルバであって、前記ロータに固定される励磁コイルと、前記励磁コイルにギャップを介して対向配置される検出部とを備え、前記検出部は、前記ロータの回転軸の周方向に互いに平行に設けられた複数のコイルと、各コイル間を直列に接続して前記ロータの回転軸周りに周回するように配置されて両端が出力端子に接続される渡り導線部とを含み、前記コイルのうち前記渡り導線部と同じ方向に巻かれたコイルの総面積をAとし、前記コイルのうち前記渡り導線部と逆の方向に巻かれたコイルの総面積をBとし、前記渡り導線部の総面積をCとしたとき、不等式A<B≦A+Cを満たすものである。 A resolver according to the present invention is a resolver for detecting a rotation angle of a rotor of a rotating electrical machine, and includes an excitation coil fixed to the rotor, and a detection unit disposed to face the excitation coil via a gap, The detection unit is arranged so that a plurality of coils provided in parallel to each other in the circumferential direction of the rotation axis of the rotor and the coils are connected in series and circulate around the rotation axis of the rotor. A total area of the coil wound in the same direction as the crossover conductor portion of the coil, and A is wound in a direction opposite to the crossover conductor portion of the coil. The inequality A <B ≦ A + C is satisfied, where B is the total area of the coil and C is the total area of the crossover conductor.
本発明に係るレゾルバにおいて、前記一方のコイルの外形線で囲まれた領域の面積が前記他方のコイルの外形線で囲まれた領域の面積よりも小さく形成されていることで、前記不等式が満たされるように設定されてもよい。 In the resolver according to the present invention, the area of the region surrounded by the outline of the one coil is formed smaller than the area of the region surrounded by the outline of the other coil, so that the inequality is satisfied. It may be set to be
また、本発明に係るレゾルバにおいて、前記一方のコイルは前記他方のコイルよりも粗い密度で巻回されていることで前記不等式が満たされるように設定されてもよい。 In the resolver according to the present invention, the one coil may be set so as to satisfy the inequality by being wound with a coarser density than the other coil.
また、本発明に係るレゾルバにおいて、前記渡り導線部は、各コイルに対して内径側に配置されて各コイル間を接続してもよい。 Moreover, the resolver which concerns on this invention WHEREIN: The said crossing conductor part may be arrange | positioned with respect to each coil at the internal diameter side, and may connect between each coil.
さらに、本発明に係るレゾルバにおいて、等式B=A+Cを満たすことが好ましい。 Furthermore, in the resolver according to the present invention, it is preferable that the equation B = A + C is satisfied.
本発明に係るレゾルバによれば、他方のコイルの総面積Bが、一方のコイルの総面積Aよりも大きく、かつ、互いに同じ巻き方向である一方のコイルの総面積Aと渡り導線部の総面積Cとを加算した値以下とした。これにより、周方向に隣り合う2つのコイルが互いに反対方向に巻かれて構成される検出コイルを備えるレゾルバにおいて、巻き方向が異なる上記2つのコイルの総面積を同じにしている場合に比べて、検出コイルの検出信号に対する、渡り導線部による外部ノイズの影響を小さくすることができる。したがって、レゾルバの外部ノイズへの耐性をより強化することができ、回転角度の検出精度が向上する。 According to the resolver of the present invention, the total area B of the other coil is larger than the total area A of the one coil, and the total area A of the one coil that is in the same winding direction and the total of the crossover conductors. It was made into the value below which added the area C. Thereby, in a resolver including a detection coil configured by winding two coils adjacent in the circumferential direction in opposite directions, compared to the case where the total area of the two coils having different winding directions is the same, It is possible to reduce the influence of external noise due to the connecting wire portion on the detection signal of the detection coil. Therefore, it is possible to further enhance the resistance of the resolver to external noise, and the rotation angle detection accuracy is improved.
以下に、本発明に係る実施の形態(以下、実施形態という)について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present invention, and can be appropriately changed according to the application, purpose, specification, and the like. In addition, when a plurality of embodiments and modifications are included in the following, it is assumed from the beginning that these characteristic portions are used in appropriate combinations.
図1は、本実施形態のレゾルバ30を備えたモータ10の構造を示す軸方向の部分断面図である。図1において、モータ10およびレゾルバ30は、回転中心軸Xに関して対称をなす径方向の半分が示されている。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view in the axial direction showing the structure of a
モータ10は、ケース本体12と、ケースカバー14と、モータステータ16と、モータロータ18と、ロータシャフト20と、軸受部材22a,22bとを備えている。
The
ケース本体12及びケースカバー14はアルミニウム合金などを鋳造して作られており、ケース本体12には軸受部材22aが嵌合固定され、ケースカバー14には軸受部材22bが嵌合固定されている。これらの軸受部材22a,22bによってロータシャフト20が回転可能に支持されている。
The case
ケース本体12にはその内周にモータステータ16が固定されている。モータステータ16は、例えば、それぞれ略円環状をなす多数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して一体に連結されて構成された磁性体である。モータステータ16は、略円筒状をなし、内周側には周方向に等間隔に配置された複数のティース部17が突設されている。そのティース部17の周囲にモータコイル24が巻回されている。このモータコイル24に通電されることによって、モータステータ16の内周側に回転磁界が生成される。
A
一方、ロータシャフト20には永久磁石を埋設したモータロータ18が固定されている。モータロータ18もまた、モータステータ16と同様に、例えば、それぞれ略円環状をなす多数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して一体に連結された磁性体によって構成することができる。モータステータ16とモータロータ18は所定距離だけ離れて対向配置されている。この構成により、モータステータ16のモータコイル24に通電することで発生する回転磁界の作用によって、モータロータ18が磁気的な吸引力および反発力を受けて回転し、その結果、駆動力を発生してロータシャフト20に動力が出力されることになる。
On the other hand, a
本実施形態のレゾルバ30は、薄型の回転角度検出器であり、レゾルバステータ32とレゾルバロータ34とを備える。レゾルバステータ32はケースカバー14に固定されている。レゾルバロータ34はモータロータ18の軸方向端面に固定されている。ケース本体12とケースカバー14とが組み付けられた状態で、レゾルバロータ34とレゾルバステータ32とは所定距離だけ離れて対向するように配置される。この所定距離は近くした方がレゾルバ30の検出精度を向上させることができるが、寸法公差、組付誤差、温度による寸法変化等も考慮された上で決定される。
The
本実施形態のレゾルバ30は、モータロータ18の回転原点位置からの回転角度を検出するための装置であり、1相励磁2相出力タイプのシートコイル形レゾルバが例示されている。レゾルバステータ32にはステータ側トランスコイルと後述するSIN相検出コイルおよびCOS相検出コイルが設けられ、レゾルバロータ34にはロータ側トランスコイルと励磁コイル35とが設けられる。レゾルバステータ32のステータ側トランスコイルに所定周波数の交流電流を流すと、近接して配置されたレゾルバロータ34のロータ側トランスコイルに電磁誘導の作用によって誘導電流が生成され、この誘導電流が励磁コイル35に流れることにより励磁されて磁束が発生する。
The
レゾルバロータ34の励磁コイル35から生じた磁束は、近接するレゾルバロータ34のSIN相検出コイルおよびCOS相検出コイルに鎖交して誘導電流を生じさせ、各検出コイルから互いに90度位相がずれた交流電圧であるSIN相検出信号およびCOS相検出信号が出力される。これらの検出信号を周知のRD(Resolver-Digital)変換器によってアナログ−デジタル変換してパルス信号に変換し、このパルスをカウントすることによってモータロータ18の回転原点位置からの回転角度を検出することができる。このようなレゾルバ30のステータ側およびロータ側トランスコイル、励磁コイル35、RD変換器等は周知の構成のものを用いることができる。
The magnetic flux generated from the
次に、図2を参照してレゾルバステータ32の構成について説明する。図2は、レゾルバステータ32を分解して示す斜視図である。なお、以下の説明においては、図4を参照して上述した比較例の検出コイル40と同一または類似の構成要素については同一または類似の参照符号を用いることとする。
Next, the configuration of the
レゾルバステータ32は、レゾルバロータ34から近い方から順に、図2(e)に示すレゾルバボディ36、図2(d)に示すSIN検出コイル(検出部)40s、図2(c)に示す絶縁層38、図2(b)に示すCOS相検出コイル(検出部)40c、および図2(a)に示す保護層72を積層して構成されている。
The
レゾルバボディ36は、例えばPPS樹脂製で高い平面度を有する基盤であり、中心に円形の穴361を有する円盤状に形成されるとともに、外周部から略矩形状に突出した端子部362を備える。
The
端子部362には、6本の端子364が突出している。これらの6本の端子364のうち2本はレゾルバボディ36の内部を通って内周縁部近傍に形成された接続部371,372に接続されている。本実施形態では、ステータ側トランスコイル41がSIN相検出コイル40sの内周側に円環状に巻回されたトランスコイル層41sとCOS相検出コイル40cの内周側に円環状に巻回されたトランスコイル層41cとが絶縁層38の貫通孔391,392を介して直列接続されて構成されており、ステータ側トランスコイル41の両端が上記接続部371,372に接続されている。
Six
なお、上記ではSIN相検出コイル40sおよびCOS相検出コイル40cのそれぞれにステータ側トランスコイル41の一部を設けるものとしたが、これに限定されるものではなく、いずれか一相の検出コイル側だけにステータ側トランスコイルが設けられてもよく、この場合にはレゾルバロータ34により近いSIN相検出コイル側に設けるのが電磁誘導作用をより大きくするうえで好ましい。
In the above description, a part of the stator-side transformer coil 41 is provided in each of the SIN
上記6本の端子364のうち他の2本はSIN相検出コイル40sによる検出信号をRD変換器へと出力するための端子であり、レゾルバボディ36の内部を通って端子部362上に露出する接続部373,374に接続しており、これらの接続部373,374がSIN相検出コイル40sの出力端子62s,64sに接続される。
The other two of the six
また、上記6本の端子364のうち残る2本の端子は、COS相検出コイル40cによる検出信号をRD変換器へと出力するための端子であり、レゾルバボディ36の内部を通って端子部362上に露出する接続部375,376に接続しており、これらの接続部375,376が絶縁層38に形成された貫通孔393,394を介してCOS相検出コイル40cの出力端子62c,64cに接続される。
Of the six
上記絶縁層38は、絶縁性樹脂製シートにより好適に構成され、中心に円形の穴381を有する円盤状に形成されている。絶縁層38は、表面(図2中の下面)に配置されるSIN相検出コイル40sと裏面(図2中の上面)に配置されるCOS相検出コイル40cとを電気的に絶縁する機能を有する。絶縁層38には、貫通孔391−394が形成されていることは上述したとおりである。
The insulating
さらに、上記保護層72は、例えば絶縁性樹脂からなる保護膜であり、絶縁層38の裏面に配置されるCOS相検出コイル40cを覆って保護する機能を有する。また、保護層72は、レゾルバボディ36に対応する形状に形成されており、端子部362も覆って各接続部373−376における電気接続部分を保護する機能も有する。
Further, the
続いて、図3を参照してSIN相検出コイル40sの構造について説明する。図3は、レゾルバステータ32に含まれるSIN相検出コイル40sの平面図である。ここで絶縁層38の裏面に形成されるCOS相検出コイル40cは、絶縁層38の表面に配置されるSIN相検出コイル40sと90度位相がずれているだけで構造は同じであるため、以下においてはSIN相検出コイル40sについてのみ説明する。
Next, the structure of the SIN
図3に示すように、SIN相検出コイル40sは、4つの略扇状をなすシート状コイル42−48がレゾルバロータ34の回転軸の周方向に間隔をおいて互いに平行に設けられて構成される。また、各シート状コイル42−48は、同一平面上に配置されている。これらの4つのシート状コイル42−48は、それぞれ、コイル導線を平面的に渦巻き状に配置して巻回されており、2つのシート状コイル42,46が径方向に対向するとともに、残る2つのシート状コイル44,48もまた90度ずれた位置で径方向に対向している。
As shown in FIG. 3, the SIN
ただし、これら4つのシート状コイル42−48においては、周方向に隣り合う2つのシート状コイル同士で巻き方向が反対とされている。具体的には、シート状コイル42,46は、略扇状をなす外形の外側から内側へ右巻き方向(すなわち時計周り方向)にコイル導線が渦巻き状に巻かれており、一方、シート状コイル44,48については、略扇状をなす外形の外側から内側へ左巻き方向(すなわち反時計周り方向)にコイル導線が渦巻き状に巻かれている。このような巻回方向が逆向きであることが、各シート状コイル42−48内に描かれた実線矢印および点線矢印によって模式的に示されている。
However, in these four sheet-like coils 42-48, the winding directions are opposite between two sheet-like coils adjacent in the circumferential direction. Specifically, in the sheet-
そして、4つのシート状コイル42−48は、外径側において周方向に延伸する渡り導線50によって直列に接続されている。渡り導線50は、周方向に分割された渡り導線区間52−60によって構成される。渡り導線区間52の一端部は出力端子62sに接続され、渡り導線区間52の他端はシート状コイル42の一端部に接続される。渡り導線区間54の一端部はシート状コイル42の他端部に接続され、渡り導線区間54の他端部は、前記シート状コイル42と周方向に隣り合うシート状コイル44の一端部に接続される。これにより、シート状コイル42とシート状コイル44とが直列接続されている。
The four sheet-like coils 42-48 are connected in series by a connecting
なお、シート状コイル42の他端部は、検出コイル40が配置される絶縁層38の内部または裏面を通って径方向外側へ引き出されることができ、このことは他のシート状コイル44−48についても同様である。
Note that the other end of the sheet-
以下、同様に、渡り導線区間56によって周方向に隣り合うシート状コイル44,46同士が直列接続され、渡り導線区間58によって周方向に隣り合うシート状コイル46,48同士が直列接続される。そして、一端部がシート状コイル48の他端部に渡り導線区間60の他端が出力端子64sに接続されている。
Hereinafter, similarly, the sheet-
なお、このように2つの出力端子62s,64s間で各シート状コイル42−48を直列接続する渡り導線50は、正弦波状の検出信号が正電圧のときに電流が右回り方向(時計周り方向)に流れる向き、すなわち出力端子62sが負極端子で、出力端子64sが正極端子とされている状態を、右巻き方向に巻かれているものとする。したがって、渡り導線50において検出信号が正電圧のときに電流が左回り方向(反時計周り方向)に流れるように構成したときには、シート状コイル42,46の総面積をシート状コイル44,48の総面積よりも小さくなるようにすればよい。
In this way, the connecting
本実施形態では、周方向に隣り合う2つのシート状コイル42−48のうち、一方のシート状コイル44,48は平面視で渡り導線50と同じ方向に渦巻状に巻回され、他方のシート状コイル42,46は同方向の平面視で渡り導線50とは反対方向に渦巻き状に巻回されている。そして、一方のシート状コイル44,48の総面積をAとし、他方のシート状コイル42,46の総面積をBとし、渡り導線50の総面積をCとしたとき、不等式1:A<B≦A+Cを満たすように構成されている。ここにおいてコイルが複数層ある場合のコイルの面積は、コイルのひと巻きごとが囲む形状の面積を、巻き数分足し合わせた値とすることができる。
In the present embodiment, of the two sheet-
より詳細には、シート状コイル44,48の面積をa1,a2とし、シート状コイル42,46の面積をb1,b2とし、渡り導線50の各区間52−60の面積をc1−c5とすると、上記総面積A=a1+a2、上記総面積B=b1+b2、上記総面積C=c1+c2+c3+c4+c5で表すことができる。また、本実施形態では、径方向に対向する同じ巻き方向の2つのシート状コイル42と46、および、44と48は、同じ大きさとされていることから、上記総面積A=2×a1、上記総面積B=2×a2になる。
More specifically, assuming that the areas of the sheet-
ここで、上記不等式2:A<Bが成立するために、本実施形態では、周方向に隣り合う2つのシート状コイル、例えばシート状コイル44,46の外形輪郭について見ると、各シート状コイル44,46の周方向に延伸する角度範囲は同じであるが、シート状コイル44の径方向幅d1をシート状コイル46の径方向幅d2よりも小さくしてある。これにより、各シート状コイル44,46を構成するコイル導線の巻き密度(すなわち渦巻き状に巻かれるコイル導線の間隔)が同じとした場合におけるシート状コイル44の面積a1がシート状コイル46の面積b2(=b1)よりも小さくなっている。
Here, since the inequality 2: A <B is satisfied, in the present embodiment, when the outer contours of two sheet-like coils adjacent to each other in the circumferential direction, for example, the sheet-
そして、この場合に渡り導線50の総面積Cを上記一方のシート状コイル44,48の総面積Aに加算した値(A+C)が上記他方のシート状コイル42,46の総面積Bと等しくなること、すなわち等式B=A+Cを満たすことが最も好ましい。
In this case, the value (A + C) obtained by adding the total area C of the
このようにすることで、レゾルバステータ32に外部要因、例えばモータステータ16からの漏洩磁束が影響してSIN相検出信号にノイズが生じた場合でも、一方のシート状コイル44,48と、これとは反対方向の巻き方向である他方のシート状コイル42,46および渡り導線50とで、外部要因によるノイズが互いに逆方向の起電力となって相殺されることとなる。したがって、レゾルバ30の外部要因によるノイズへの耐性をより強化することができ、モータロータ18の回転角度の検出精度を向上させることができる。
By doing so, even when noise is generated in the SIN phase detection signal due to an external factor, for example, leakage magnetic flux from the
ただし、上記では等式B=A+Cとなるのが最も好ましいと説明したが、一方のシート状コイル44,46の総面積A、他方のシート状コイル42,44の総面積B、または、渡り導線50の総面積Cの少なくとも1つを調整することによって、不等式3:A<B≦A+Cを満たすようにしてもよい。この場合でも、全てのシート状コイル42−48が同じ大きさで同じ面積に形成される場合に比べれば、SIN相検出コイル40sの検出信号に対する、渡り導線50による外部要因の影響によるノイズを小さくすることができる。したがって、レゾルバ30の外部要因によるノイズへの耐性を強化することができ、回転角度の検出精度が向上するといえる。
However, although it has been described above that it is most preferable that the equation B = A + C, the total area A of one sheet-
また、上記ように一方のシート状コイル44,48を他方のシート状コイル42,46よりも小さく形成すると、出力される正弦波状の出力信号のうち例えば正側のピーク値が負側のピーク値より小さくなるが、このような検出波形のシフトはレゾルバロータ34の回転周期ごとに同じように現れるため、補正制御により調整することが可能である。
If one sheet-
なお、上記において本発明の一実施形態であるレゾルバ30について説明したが、本発明に係るレゾルバは上記の構成に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載される事項の範囲内において種々の変更が可能である。
Although the
上記では各シート状コイル42−48のコイル導線の巻き密度を同じとした場合において、一方のシート状コイル44,48の外形輪郭線で囲まれた領域の面積が他方のシート状コイル42,46の外形輪郭で囲まれた領域の面積をよりも小さく形成されていることで上記不等式1が満たされるように設定したが、これに限定されない。例えば、シート状コイル42−48の全てにつき外形輪郭線で囲まれる領域を同じ大きさとしながら、一方のシート状コイル44,48のコイル導線の巻き密度を他方のシート状コイル42,46よりも粗くする、すなわちコイル導線の間隔を広くする、一方のシート状コイル44,48のコイル導線の巻き数を他方のシート状コイル42,46の巻き数よりも少なくする、一方のシート状コイル44,48のコイル導線の太さを他方のシート状コイル42,46よりも細くする、等してもよい。これによっても同様の作用効果を奏することができる。また、このようなコイル導線の巻き密度、巻き数、コイル導線太さの少なくとも何れかの変化を上記外形輪郭の相違と組み合わせて用いてもよい。
In the above description, when the winding densities of the coil conductors of the sheet coils 42-48 are the same, the area of the region surrounded by the outline of the sheet coils 44, 48 is the other sheet coils 42, 46. Although the above-described inequality 1 is set so that the area of the region surrounded by the outer contour is formed smaller than that, the present invention is not limited to this. For example, the winding density of the coil conductors of one of the sheet-
また、上記においては渡り導線50を各シート状コイル42−48の外径側に配置するものとしたが、これに限定されるものではなく、渡り導線50を各シート状コイル42−48に内径側に配置してもよい。このようにすれば、各シート状コイル42−48を直列接続する渡り導線50の長さを短くすることができ、外部要因によるノイズを拾いにくくすることができる。
In the above description, the connecting
さらに、上記においては軸倍角2Xで1相励磁2相出力タイプのレゾルバを例に説明したが、本発明は3倍角以上のレゾルバに適用されてもよいし、2相入力1相出力タイプのレゾルバに適用されてもよい。 Furthermore, in the above description, a single-phase excitation two-phase output type resolver with a shaft double angle of 2X has been described as an example. May be applied.
さらにまた、上記実施形態では薄型の回転角度検出器であって検出コイルがシート状コイルによって構成されるレゾルバについて説明したが、本発明はレゾルバステータとレゾルバとがラジアル方向に対向して設けられ、レゾルバステータの内周部に複数のコイルが周方向に間隔をおいて且つ互いに平行に巻装されている周知構成のレゾルバに適用されてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, a resolver that is a thin rotation angle detector and the detection coil is configured by a sheet-like coil has been described, but the present invention is provided with a resolver stator and a resolver facing each other in the radial direction, The present invention may be applied to a resolver having a well-known configuration in which a plurality of coils are wound around the inner circumferential portion of the resolver stator in parallel with each other at intervals in the circumferential direction.
10 モータ、12 ケース本体、14 ケースカバー、16 モータステータ、17 ティース部、18 モータロータ、20 ロータシャフト、22a,22b 軸受部材、24 モータコイル、30 レゾルバ、32 レゾルバステータ、34 レゾルバロータ、35 励磁コイル、36 レゾルバボディ、38 絶縁層、40 検出コイル、40s SIN相検出コイル、40c COS相検出コイル、41 ステータ側トランスコイル、41c,41s トランスコイル層、42,44,46,48 シート状コイル、50 渡り導線、52,54,56,58,60 渡り導線区間、62,62c,62s,64,64c,64s 出力端子、66−69 矢印、72 保護層、361,381 穴、362 端子部、364 端子、371−376 接続部、391,392,393,394 貫通孔、A,B,C 総面積、a1,a2,b1,b2,c1−c5 面積、d1,d2 径方向幅、nX 軸倍角、X 回転中心軸。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ロータに固定される励磁コイルと、前記励磁コイルにギャップを介して対向配置される検出部と、を備え、
前記検出部は、前記ロータの回転軸の周方向に間隔をおいて互いに平行に設けられた複数のコイルと、各コイル間を直列に接続して前記ロータの回転軸周りに周回するように配置されて両端が出力端子に接続される渡り導線部とを含み、
前記コイルのうち前記渡り導線部と同じ方向に巻かれたコイルの総面積をAとし、前記コイルのうち前記渡り導線部と逆の方向に巻かれたコイルの総面積をBとし、前記渡り導線部の総面積をCとしたとき、不等式A<B≦A+Cを満たす、
レゾルバ。 A resolver for detecting a rotation angle of a rotor of a rotating electrical machine,
An excitation coil fixed to the rotor, and a detector disposed opposite to the excitation coil via a gap,
The detection unit is arranged so as to circulate around the rotation axis of the rotor by connecting a plurality of coils provided in parallel to each other at intervals in the circumferential direction of the rotation axis of the rotor and connecting the coils in series. And a connecting wire portion whose both ends are connected to the output terminal,
The total area of the coils wound in the same direction as the connecting wire portion of the coil is A, the total area of the coils wound in the opposite direction of the connecting wire portion of the coil is B, and the connecting wire When the total area of the parts is C, the inequality A <B ≦ A + C is satisfied.
Resolver.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021065009A (en) * | 2019-10-11 | 2021-04-22 | Tdk株式会社 | Rotary electric machine |
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2012
- 2012-04-20 JP JP2012096809A patent/JP2013225983A/en active Pending
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