JP4971642B2 - Brushless motor - Google Patents
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Description
本発明は、モータ固定子が形成する磁界により回転されるモータ回転子の回転角を検出するレゾルバと、該レゾルバの検出信号に基づいてモータ固定子への電力供給を制御する制御手段と、上記レゾルバの励磁コイル、第1出力コイル及び第2出力コイルと制御手段とを電気的に接続する多芯ケーブルと、を具備するブラシレスモータに関する。 The present invention provides a resolver for detecting a rotation angle of a motor rotor rotated by a magnetic field formed by the motor stator, a control means for controlling power supply to the motor stator based on a detection signal of the resolver, The present invention relates to a brushless motor including an exciting coil of a resolver, a first output coil and a second output coil, and a multicore cable that electrically connects a control means.
従来より、磁界を形成するステータに対してロータが回転されるブラシレスモータとしてインナーロータ型のものやアウターロータ型のものが知られている。インナーロータ型のブラシレスモータでは、複数のティースが内側へ向かって突出された円筒形状のステータの内側に、多極のマグネットを有するロータが配設され、該ステータの磁界により該ロータが回転される。アウターロータ型のブラシレスモータでは、複数のティースが外側へ放射状に突出されたステータの外側に、多極のマグネットを有する円筒形状のロータが配設され、該ステータの磁界により該ロータが回転される。 Conventionally, an inner rotor type or an outer rotor type is known as a brushless motor in which a rotor is rotated with respect to a stator that forms a magnetic field. In an inner rotor type brushless motor, a rotor having a multipolar magnet is disposed inside a cylindrical stator in which a plurality of teeth protrudes inward, and the rotor is rotated by a magnetic field of the stator. . In an outer rotor type brushless motor, a cylindrical rotor having a multipolar magnet is disposed outside a stator in which a plurality of teeth protrude radially outwardly, and the rotor is rotated by a magnetic field of the stator. .
磁界は、ステータに対するロータの回転角に基づいて、ステータの各ティースに巻回されたコイルへの通電状態が切り替えられることにより形成される。ロータの回転角は、センサやエンコーダにより検出される。ロータの回転角を検出するセンサとして、レゾルバが知られている。レゾルバは、ロータの周囲に配置された複数のティース部を有する固定子コアに励磁巻線及び2相の出力巻線が巻回されてなる。2相の出力巻線からはSIN出力とCOS出力が得られる。ロータの一部は、ギャップパーミアンスが角度θに対して正弦波状に変化するように形成されている。ロータが回転されることにより、励磁電圧がCOS出力電圧及びSIN出力電圧として出力され、この出力に基づいてロータの回転角が求められる(例えば、特許文献1)。 The magnetic field is formed by switching the energization state of the coils wound around the teeth of the stator based on the rotation angle of the rotor with respect to the stator. The rotation angle of the rotor is detected by a sensor or an encoder. A resolver is known as a sensor for detecting the rotation angle of the rotor. In the resolver, an excitation winding and a two-phase output winding are wound around a stator core having a plurality of teeth disposed around the rotor. A SIN output and a COS output are obtained from the two-phase output winding. A part of the rotor is formed such that the gap permeance changes sinusoidally with respect to the angle θ. When the rotor is rotated, an excitation voltage is output as a COS output voltage and a SIN output voltage, and the rotation angle of the rotor is obtained based on these outputs (for example, Patent Document 1).
ブラシレスモータには、ステータやロータ等からなるモータ本体と別途に制御手段が設けられる。制御手段は、レゾルバからの出力信号に基づいてロータの回転角を求め、ステータに供給される電流を制御する。モータ本体のレゾルバと制御手段とは、多芯ケーブルにより電気的に接続される。多芯ケーブルとは、複数の芯線が所定の円周配置で整列されたものであり、例えば4芯ケーブルや6芯ケーブルが用いられる。 The brushless motor is provided with a control means separately from a motor main body made of a stator, a rotor, or the like. The control means obtains the rotation angle of the rotor based on the output signal from the resolver, and controls the current supplied to the stator. The resolver of the motor body and the control means are electrically connected by a multicore cable. A multi-core cable is a cable in which a plurality of core wires are arranged in a predetermined circumferential arrangement, and for example, a 4-core cable or a 6-core cable is used.
ブラシレスモータの用途によって、ブラシレスモータ及び制御手段の配置が決められ、多芯ケーブルの長さも決められる。近年のブラシレスモータの多用途化により、例えば1メートル以上の長さの多芯ケーブルが用いられることもある。 Depending on the use of the brushless motor, the arrangement of the brushless motor and the control means is determined, and the length of the multicore cable is also determined. Due to the recent versatility of brushless motors, for example, multi-core cables having a length of 1 meter or more may be used.
レゾルバにより検出されるロータの回転角には、レゾルバに固有される電気誤差が生じる。ブラシレスモータを円滑に駆動させるには、このような電気誤差は小さい方が好ましい。 An electrical error inherent to the resolver occurs in the rotation angle of the rotor detected by the resolver. In order to drive the brushless motor smoothly, it is preferable that such an electrical error is small.
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、レゾルバにより検出される回転角の電気誤差を小さくすることができるブラシレスモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a brushless motor capable of reducing an electrical error of a rotation angle detected by a resolver.
本発明者は、レゾルバにより検出される回転角の電気誤差が、多芯ケーブルの接続により増大されることに着目し、多芯ケーブルの各芯線のインピーダンスの不均衡が電気誤差に悪影響を及ぼすことを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventor of the present invention pays attention to the fact that the electrical error of the rotation angle detected by the resolver is increased by the connection of the multicore cable, and the impedance imbalance of each core wire of the multicore cable adversely affects the electrical error. As a result, the present invention has been completed.
(1) 本発明に係るブラシレスモータは、モータ固定子が形成する磁界により回転されるモータ回転子の回転角を検出するレゾルバと、該レゾルバの検出信号に基づいてモータ固定子への電力供給を制御する制御手段と、上記レゾルバの励磁コイル、第1出力コイル及び第2出力コイルと制御手段とを電気的に接続する多芯ケーブルと、を具備してなり、上記多芯ケーブルは、断面構造において時計回り方向へ第1リード線、第2リード線、第3リード線、第4リード線、第5リード線、第6リード線が円周に整列して配置されており、上記励磁コイルは、第1リード線及び第2リード線に接続されており、上記第1出力コイルは、第3リード線及び第4リード線に接続されており、上記第2出力コイルは、第5リード線及び第6リード線に接続されたものである。 (1) A brushless motor according to the present invention includes a resolver that detects a rotation angle of a motor rotor that is rotated by a magnetic field formed by the motor stator, and supplies power to the motor stator based on a detection signal of the resolver. Control means for controlling, and a multi-core cable that electrically connects the exciting coil of the resolver, the first output coil and the second output coil, and the control means, and the multi-core cable has a cross-sectional structure. The first lead wire, the second lead wire, the third lead wire, the fourth lead wire, the fifth lead wire, and the sixth lead wire are arranged in a circumferential direction in the clockwise direction in FIG. The first output coil is connected to the third lead wire and the fourth lead wire, and the second output coil is connected to the fifth lead wire and the second lead wire. Connect to 6th lead It has been done .
制御手段は、レゾルバの出力信号に基づいてモータ回転子の回転角を求め、該回転角に適した電流をモータ固定子へ供給させる。レゾルバと制御手段とは多芯ケーブルにより電気的に接続されている。レゾルバの第1出力コイルの出力信号及び第2出力コイルの出力信号は、多芯ケーブルの各リード線により制御手段に伝送される。第1出力コイル及び第2出力コイルは、各々のインピーダンスがほぼ同等となる位置のリード線にそれぞれ接続されている。つまり、第1出力コイルの出力信号及び第2出力コイルの出力信号は、インピーダンスがぼぼ同等となる位置のリード線によりそれぞれ伝送される。これにより、第1出力コイルの出力信号及び第2出力コイルの出力信号の出力電圧の変化が均衡されるので、多芯ケーブルの接続によるレゾルバの電気誤差の悪化が生じない。 The control means obtains the rotation angle of the motor rotor based on the output signal of the resolver, and supplies a current suitable for the rotation angle to the motor stator. The resolver and the control means are electrically connected by a multicore cable. The output signal of the first output coil and the output signal of the second output coil of the resolver are transmitted to the control means through each lead wire of the multicore cable. The first output coil and the second output coil are respectively connected to lead wires at positions where the respective impedances are substantially equal. That is, the output signal of the first output coil and the output signal of the second output coil are transmitted through the lead wires at positions where the impedances are substantially equivalent. Thereby, since the change of the output voltage of the output signal of a 1st output coil and the output signal of a 2nd output coil is balanced, the electrical error of the resolver by the connection of a multicore cable does not arise.
(2) 本発明に係るブラシレスモータは、モータ固定子が形成する磁界により回転されるモータ回転子の回転角を検出するレゾルバと、該レゾルバの検出信号に基づいてモータ固定子への電力供給を制御する制御手段と、上記レゾルバの励磁コイル、第1出力コイル及び第2出力コイルと制御手段とを電気的に接続する多芯ケーブルと、を具備してなり、上記多芯ケーブルは、断面構造において時計回り方向へ第1リード線、第2リード線、第3リード線、第4リード線、第5リード線、第6リード線が円周に整列して配置されており、上記励磁コイルは、第1リード線及び第2リード線に接続されており、上記第1出力コイルは、第3リード線及び第5リード線に接続されており、上記第2出力コイルは、第4リード線及び第6リード線に接続されたものである。 (2) A brushless motor according to the present invention includes a resolver for detecting a rotation angle of a motor rotor rotated by a magnetic field formed by the motor stator, and supplying power to the motor stator based on a detection signal of the resolver. Control means for controlling, and a multi-core cable that electrically connects the exciting coil of the resolver, the first output coil and the second output coil, and the control means, and the multi-core cable has a cross-sectional structure. The first lead wire, the second lead wire, the third lead wire, the fourth lead wire, the fifth lead wire, and the sixth lead wire are arranged in a circumferential direction in the clockwise direction in FIG. The first output coil is connected to the third lead wire and the fifth lead wire, and the second output coil is connected to the fourth lead wire and the second lead wire. Connect to 6th lead wire It is those that have been.
(3) 本発明に係るブラシレスモータは、モータ固定子が形成する磁界により回転されるモータ回転子の回転角を検出するレゾルバと、該レゾルバの検出信号に基づいてモータ固定子への電力供給を制御する制御手段と、上記レゾルバの励磁コイル、第1出力コイル及び第2出力コイルと制御手段とを電気的に接続する多芯ケーブルと、を具備してなり、上記多芯ケーブルは、断面構造において時計回り方向へ第1リード線、第2リード線、第3リード線、第4リード線、第5リード線、第6リード線が円周に整列して配置されており、上記励磁コイルは、第3リード線及び第6リード線に接続されており、上記第1出力コイルは、第2リード線及び第5リード線に接続されており、上記第2出力コイルは、第1リード線及び第6リード線に接続されたものである。 (3) A brushless motor according to the present invention includes a resolver that detects a rotation angle of a motor rotor that is rotated by a magnetic field formed by the motor stator, and supplies power to the motor stator based on a detection signal of the resolver. Control means for controlling, and a multi-core cable that electrically connects the exciting coil of the resolver, the first output coil and the second output coil, and the control means, and the multi-core cable has a cross-sectional structure. The first lead wire, the second lead wire, the third lead wire, the fourth lead wire, the fifth lead wire, and the sixth lead wire are arranged in a circumferential direction in the clockwise direction in FIG. The first output coil is connected to the second lead wire and the fifth lead wire, and the second output coil is connected to the first lead wire and the sixth lead wire. Connect to 6th lead wire It is those that have been.
(4) 本発明に係るブラシレスモータは、モータ固定子が形成する磁界により回転されるモータ回転子の回転角を検出するレゾルバと、該レゾルバの検出信号に基づいてモータ固定子への電力供給を制御する制御手段と、上記レゾルバの励磁コイル、第1出力コイル及び第2出力コイルと制御手段とを電気的に接続する多芯ケーブルと、を具備してなり、上記多芯ケーブルは、断面構造において時計回り方向へ第1リード線、第2リード線、第3リード線、第4リード線が円周に整列して配置されており、上記励磁コイルは、第2リード線及び第4リード線に接続されており、上記第1出力コイルは、第1リード線及び第2リード線に接続されており、上記第2出力コイルは、第2リード線及び第3リード線に接続されたものである。 (4) A brushless motor according to the present invention includes a resolver that detects a rotation angle of a motor rotor rotated by a magnetic field formed by the motor stator, and supplies power to the motor stator based on a detection signal of the resolver. Control means for controlling, and a multi-core cable that electrically connects the exciting coil of the resolver, the first output coil and the second output coil, and the control means, and the multi-core cable has a cross-sectional structure. 1, the first lead wire, the second lead wire, the third lead wire, and the fourth lead wire are arranged in a circle in the clockwise direction, and the exciting coil includes the second lead wire and the fourth lead wire. The first output coil is connected to the first lead wire and the second lead wire, and the second output coil is connected to the second lead wire and the third lead wire. is there.
(5) 本発明に係るブラシレスモータは、モータ固定子が形成する磁界により回転されるモータ回転子の回転角を検出するレゾルバと、該レゾルバの検出信号に基づいてモータ固定子への電力供給を制御する制御手段と、上記レゾルバの励磁コイル、第1出力コイル及び第2出力コイルと制御手段とを電気的に接続する多芯ケーブルと、を具備してなり、上記多芯ケーブルは、断面構造において時計回り方向へ第1リード線、第2リード線、第3リード線、第4リード線、第5リード線、第6リード線、第7リード線、第8リード線、第9リード線、第10リード線が円周に整列して配置されており、上記励磁コイルは、第5リード線及び第8リード線に接続されており、上記第1出力コイルは、第4リード線及び第6リード線に接続されており、上記第2出力コイルは、第7リード線及び第9リード線に接続されており、第1リード線、第2リード線、第3リード線、及び第10リード線は、モータ固定子が形成する磁界のための電流供給に用いられるものである。 (5) A brushless motor according to the present invention includes a resolver that detects a rotation angle of a motor rotor that is rotated by a magnetic field formed by the motor stator, and supplies power to the motor stator based on a detection signal of the resolver. Control means for controlling, and a multi-core cable that electrically connects the exciting coil of the resolver, the first output coil and the second output coil, and the control means, and the multi-core cable has a cross-sectional structure. In the clockwise direction, the first lead wire, the second lead wire, the third lead wire, the fourth lead wire, the fifth lead wire, the sixth lead wire, the seventh lead wire, the eighth lead wire, the ninth lead wire, The tenth lead wire is arranged in a circle, the excitation coil is connected to the fifth lead wire and the eighth lead wire, and the first output coil is connected to the fourth lead wire and the sixth lead wire. Connected to the lead wire The second output coil is connected to the seventh lead wire and the ninth lead wire, and the first lead wire, the second lead wire, the third lead wire, and the tenth lead wire are formed by a motor stator. It is used for supplying a current for a magnetic field.
本発明に係るブラシレスモータによれば、レゾルバの第1出力コイルの出力信号及び第2出力コイルの出力信号が、多芯ケーブルにおいてインピーダンスがぼぼ同等となる位置のリード線によりそれぞれ伝送されるので、第1出力コイルの出力信号及び第2出力コイルの出力信号の出力電圧の変化が均衡される。これにより、多芯ケーブルの接続によるレゾルバの電気誤差が悪化が生じず、円滑なブラシレスモータの駆動が実現される。 According to the brushless motor according to the present invention, the output signal of the first output coil and the output signal of the second output coil of the resolver are respectively transmitted by the lead wires at positions where the impedance is substantially equivalent in the multicore cable. The change in the output voltage of the output signal of the first output coil and the output signal of the second output coil is balanced. As a result, the electrical error of the resolver due to the connection of the multicore cable does not deteriorate, and smooth driving of the brushless motor is realized.
以下、本発明の好ましい実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態は、本発明に係るブラシレスモータの一態様にすぎず、例えば、インナーロータ型のブラシレスモータをアウターロータ型のブラシレスモータに変更するなど、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様を変更できることは言うまでもない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In addition, this embodiment is only one aspect of the brushless motor according to the present invention. For example, the inner rotor type brushless motor is changed to an outer rotor type brushless motor, and the gist of the present invention is not changed. It goes without saying that the embodiment can be changed.
図1は、本発明の実施形態に係るブラシレスモータ1の構成を示す模式図である。ブラシレスモータ1は、モータ本体2と制御部3とが電力ケーブル4及びセンサケーブル5とにより電気的に接続されてなる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a brushless motor 1 according to an embodiment of the present invention. The brushless motor 1 includes a
モータ本体2は、ステータ11(モータ固定子に相当)及びロータ12(モータ回転子に相当)を主要構成とするモータ部10と、ロータの回転角を検出するレゾルバ13とに大別され、これらが筐体14内に一体に装備されている。
The
図2には、モータ部10の断面構成が示されている。ブラシレスモータ1は、円筒形状のステータ11の内側においてロータ12が回転されるインナーロータ型のものである。ステータ11の内側の空間に、所定の磁気ギャップを隔ててロータ12が配設され、該ロータ12が筐体14により回転自在に支持されている。ステータ11により形成される磁界によりロータ12が回転される。
FIG. 2 shows a cross-sectional configuration of the
ステータ11は、12個の分割コア15を有する。12個の分割コア15が連結されて1つの円筒状のステータコアが構成される。各分割コア15には、モータコイル16が巻回されている。モータコイル16は、例えば、フライヤ式又はノズル式の巻線機を用いて1本の銅線が連続して複数の分割コア15に巻回されることにより形成される。1本の銅線が巻回されて1群とされた分割コア群が、U相、V相、W相の各相毎に形成され、3つの分割コア群が所定の配置で円環状に連結されて適宜結線されることにより、12スロットのステータ11が構成されている。U相、V相、W相の電流は、電力ケーブル4を通じてステータ11に供給される。
The
ロータ12は、ブラシレスモータ1の軸となるシャフト17にロータヨーク18がシャフト17と同心となるように設けられ、ロータヨーク18の外周に8極の円筒状のマグネット19が固定されてなる。ロータヨーク18は、円盤状に打ち抜かれた鋼板を積層してカシメ等により一体としたものである。ロータヨーク18の中心には貫通孔が形成されて、シャフト17が挿通されている。マグネット19は、磁石粒子が円筒状に焼結された永久磁石であり、周方向にN極とS極とが交互となって8極の磁極が形成されている。
The
なお、本実施形態では、8極・12スロットのブラシレスモータ1が説明されているが、本発明においてモータの極数及びスロット数は特に限定されるものではない。また、ステータコアを分割コアで構成するか否かは任意である。 In this embodiment, the brushless motor 1 having 8 poles and 12 slots is described, but the number of poles and the number of slots of the motor are not particularly limited in the present invention. Further, it is arbitrary whether or not the stator core is composed of divided cores.
図3には、レゾルバ13の構成が示されている。レゾルバ13は、8個のティース部20が内側へ向かって円周状に突設され、各ティース部20にセンサコイル21が巻回されてなるセンサ固定子22と、センサ固定子22の中心に回転自在に配設されたセンサ回転子23とを主要構成とする。
FIG. 3 shows the configuration of the
センサ固定子22は、固定子コア24に、励磁コイル38、SIN出力コイル39(第1出力コイルに相当)及びCOS出力コイル40(第2出力コイルに相当)が所定の巻回方法で巻回されてなる。なお、図3においては、励磁コイル38、SIN出力コイル39及びCOS出力コイル40はすべてセンサコイル21として示されている。
In the
固定子コア24は、全体が略円環状の外形をなしており、その内周面から径方向内側へ8個のティース部20が突出された形状である。固定子コア24は、例えば、所定厚みの鋼板を図3に示される平面視形状にプレス加工し、該鋼板を複数枚を積層してカシメ等により一体に固着することにより形成される。固定子コア24の8個の各ティース部20に、励磁コイル38、SIN出力コイル39及びCOS出力コイル40が巻回されて所定の巻線方法で巻回されてセンサコイル21が構成される。SIN出力コイル39及びCOS出力コイル40は位相が90°異なるようにして、固定子コア24の各ティース部20に巻回される。励磁コイル38に所定の電圧が付与されることにより、SIN出力コイル39からはSIN出力電圧(出力信号)が得られ、COS出力コイル40からはCOS出力電圧(出力信号)が得られる。励磁コイル38に付与される電圧、SIN出力電圧39及びCOS出力電圧40はセンサケーブル5を通じて、レゾルバ13と制御部3との間で伝送される。
The
センサ回転子23は、全体が略円環状の外形をなしている。センサ回転子23の外周は、センサ固定子22とのギャップパーミアンスが、センサ回転子23の回転方向の角度θに対して正弦波状に変化する形状である。センサ回転子23は、例えば、所定厚みの鋼板を図3に示されるセンサ回転子23の平面視形状にプレス加工し、該鋼板を複数枚を積層してカシメ等により一体に固着することにより形成される。本実施形態では、センサ回転子23は、外形の2箇所に凸部が形成された所謂軸倍角2Xのものであるが、その他に1X,3X,4X等のセンサ回転子23が採用されてもよい。センサ回転子23は、モータ部10のシャフト17に同軸に固定されており、シャフト17と一体に回転される。
The
制御部3は、レゾルバ13から出力されるSIN出力電圧及びCOS出力電圧に基づいて、ロータ12の回転角を求め、所定の電流を3相のモータコイル16に付与する所謂モータドライバである。モータ本体2と制御部3とは電力ケーブル4及びセンサケーブル5により電気的に接続されている。電力ケーブル4により、モータコイル16に付与される電流が伝送される。センサケーブル5により、レゾルバ13から出力されるSIN出力電圧及びCOS出力電圧が伝送される。
The control unit 3 is a so-called motor driver that obtains the rotation angle of the
図4には、センサケーブル5の断面構成が示されている。センサケーブル5は、6本のリード線31〜36(芯線に相当)からなる多芯ケーブルである。センサケーブル5は、中心に介在軸30が配置されている。介在軸30は、センサケーブル5と同程度の長さの索条であり、ゴムなどの絶縁性の弾性部材からなる。なお、本実施形態では、介在軸30を有する多芯ケーブルが示されているが、本発明に係る多芯ケーブルは介在軸は任意の構成である。したがって、例えば、一のリード線の周囲に他のリード線が配置されるような多芯ケーブルが用いられてもよい。
FIG. 4 shows a cross-sectional configuration of the
リード線31〜36は、銅線がビニル樹脂などにより絶縁被覆されたものである。6本のリード線31〜36は、介在軸30の周囲に所定の円周配置で整列されている。6本のリード線31〜36は、絶縁被覆材の着色などにより各々が識別可能とされている。本実施形態では、図4における上側から時計回り方向へ第1リード線31、第2リード線32、第3リード線33、第4リード線34、第5リード線35、第6リード線36と称されることにより、6本のリード線31〜36が識別される。なお、第1〜第6の順序は便宜的なものであり、いずれを第1リード線としていずれの方向に順次番号を付するかは任意である。円周方向に配列された第1〜第6リード線31〜36の外側には、外装材37が設けられている。外装材37は、チューブ形状の弾性部材であり、例えばゴムチューブなどが用いられる。第1〜第6リード線31〜36の外側が外装材37に覆われることにより、第1〜第6リード線31〜36の円周配置が保持される。
The
第1〜第6リード線31〜36は、レゾルバ13のセンサコイル21に接続される。前述されたように、センサコイル21は、励磁コイル38、SIN出力コイル39及びCOS出力コイル40の3種類からなる。各コイルの接続端は2箇所であり、第1〜第6リード線31〜36のいずれか2本が、励磁コイル38、SIN出力コイル39又はCOS出力コイル401のいずれかに接続される。
The first to sixth
図5は、第1〜第6リード線31〜36に接続された各コイルを示す模式図である。図5においては、第1〜第6リード線31〜36の外側に模式的に励磁コイル38、SIN出力コイル39、COS出力コイル40が示されている。なお、図5においては、センサケーブル5の外装材37が省略されている。
FIG. 5 is a schematic diagram showing each coil connected to the first to sixth
励磁コイル38は、第1リード線31及び第2リード線32に接続されている。SIN出力コイル39は、第3リード線33及び第4リード線34に接続されている。COS出力コイル40は、第5リード線35及び第6リード線36に接続されている。図5に示されるように、第3リード線33と第4リード線34とは隣接している。また、第5リード線35と第6リード線36とは隣接している。したがって、第3リード線33及び第4リード線34間のインピーダンスと、第5リード線35及び第6リード線36間のインピーダンスとは、理論上は同じである。換言すれば、SIN出力コイル39及びCOS出力コイル40では、センサケーブル5において同等のインピーダンスのリード線により出力信号が伝送されることになる。したがって、レゾルバ13から制御部3へ伝送される際のSIN出力電圧及びCOS出力電圧の変化は同程度になる。なお、本実施形態では、励磁コイル38が接続される第1リード線31及び第2リード線32間のインピーダンスも上記2つのインピーダンスと同じになる。
The
このように、SIN出力コイル39のSIN出力電圧及びCOS出力コイル40のCOS出力電圧が、インピーダンスがぼぼ同等となる位置の第3リード線33及び第4リード線34と第5リード線35及び第6リード線36とによりそれぞれ伝送されるように、レゾルバ13と制御部3とがセンサケーブル5により接続されているので、SIN出力電圧及びCOS出力電圧の変化が均衡になる。これにより、センサケーブル5によるレゾルバ13の電気誤差の悪化が生じず、円滑なブラシレスモータ1の駆動が実現される。
In this way, the SIN output voltage of the
(第1変形例)
図6は、上記実施形態の第1変形例を示す図である。第1変形例では、各コイルに接続される第1〜第6リード線31〜36が異なるほかは、上記実施形態と同様の構成である。第1変形例では、励磁コイル38は、第1リード線31及び第2リード線32に接続されている。SIN出力コイル39は、第3リード線33及び第5リード線35に接続されている。COS出力コイル40は、第4リード線34及び第6リード線36に接続されている。図6に示されるように、第3リード線33と第5リード線35とは、1本の第4リード線34を介在させて離れている。また、第4リード線34と第6リード線36とは、1本の第5リード線35を介在させて離れている。したがって、第3リード線33及び第5リード線35間のインピーダンスと、第4リード線34及び第6リード線36間のインピーダンスとは、理論上は同じである。換言すれば、SIN出力コイル39及びCOS出力コイル40では、センサケーブル5において同等のインピーダンスのリード線により出力信号が伝送されることになる。したがって、レゾルバ13から制御部3へ伝送される際のSIN出力電圧及びCOS出力電圧の変化は同程度になる。
(First modification)
FIG. 6 is a diagram showing a first modification of the above embodiment. The first modification has the same configuration as that of the above embodiment except that the first to sixth
このようにSIN出力コイル39及びCOS出力コイル40が接続されても、SIN出力電圧及びCOS出力電圧の変化が均衡になる。これにより、センサケーブル5によるレゾルバ13の電気誤差の悪化が生じず、円滑なブラシレスモータ1の駆動が実現される。
Thus, even if the
(第2変形例)
図7は、上記実施形態の第2変形例を示す図である。第2変形例では、各コイルに接続される第1〜第6リード線31〜36が異なるほかは、上記実施形態と同様の構成である。第2変形例では、励磁コイル38は、第3リード線33及び第6リード線36に接続されている。SIN出力コイル39は、第2リード線32及び第5リード線35に接続されている。COS出力コイル40は、第1リード線31及び第4リード線34に接続されている。図7に示されるように、第2リード線33と第5リード線35とは、2本のリード線が介在されて離れている。また、第1リード線31と第4リード線34とは、2本のリード線が介在されて離れている。したがって、第2リード線32及び第5リード線35間のインピーダンスと、第1リード線31及び第5リード線35間のインピーダンスとは、理論上は同じである。換言すれば、SIN出力コイル39及びCOS出力コイル40では、センサケーブル5において同等のインピーダンスのリード線により出力信号が伝送されることになる。したがって、レゾルバ13から制御部3へ伝送される際のSIN出力電圧及びCOS出力電圧の変化は同程度になる。なお、本実施形態では、励磁コイル38が接続される第3リード線33及び第6リード線36間のインピーダンスも上記2つのインピーダンスと同じになる。
(Second modification)
FIG. 7 is a diagram illustrating a second modification of the embodiment. The second modification has the same configuration as that of the above embodiment except that the first to sixth
このようにSIN出力コイル39及びCOS出力コイル40が接続されても、SIN出力電圧及びCOS出力電圧の変化が均衡になる。これにより、センサケーブル5によるレゾルバ13の電気誤差の悪化が生じず、円滑なブラシレスモータ1の駆動が実現される。
Thus, even if the
(第3変形例)
図8は、上記実施形態の第3変形例を示す図である。第3変形例では、レゾルバ13と制御部3とが接続されるセンサケーブル6として4本のリード線41〜44からなる多芯ケーブルが用いられる。このようなケーブルは一般に4芯ケーブルと称される。センサケーブル6は、リード線の本数が異なるほかはセンサケーブル5と同様の構成であり、中心に介在軸45が配置され、その周囲に第1リード線41、第2リード線42、第3リード線43、第4リード線44が、所定の円周配置で整列されている。図8には示されていないが、上記実施形態と同様に、円周方向に配列された第1〜第4リード線41〜44の外側には、チューブ形状の外装材が設けられて、第1〜第4リード線41〜44の円周配置が保持されている。
(Third Modification)
FIG. 8 is a diagram illustrating a third modification of the embodiment. In the third modified example, a multi-core cable including four
第3変形例では、励磁コイル38は、第2リード線42及び第4リード線44に接続されている。SIN出力コイル39は、第1リード線41及び第2リード線42に接続されている。COS出力コイル40は、第2リード線42及び第3リード線43に接続されている。つまり、第2リード線42がグランド線として共用されている。図8に示されるように、第1リード線41と第2リード線42とは隣接している。また、第2リード線42と第3リード線43とは隣接している。したがって、第1リード線41及び第2リード線42間のインピーダンスと、第2リード線42及び第3リード線43間のインピーダンスとは、理論上は同じである。換言すれば、SIN出力コイル39及びCOS出力コイル40では、センサケーブル6において同等のインピーダンスのリード線により出力信号が伝送されることになる。したがって、レゾルバ13から制御部3へ伝送される際のSIN出力電圧及びCOS出力電圧の変化は同程度になる。
In the third modification, the
このように4芯のセンサケーブル6にSIN出力コイル39及びCOS出力コイル40が接続されても、SIN出力電圧及びCOS出力電圧の変化が均衡になる。これにより、センサケーブル5によるレゾルバ13の電気誤差の悪化が生じず、円滑なブラシレスモータ1の駆動が実現される。
Thus, even if the
(第4変形例)
図9は、上記実施形態の第4変形例を示す図である。第4変形例では、レゾルバ13と制御部3との接続、及びモータ部10と制御部3との接続が1本のケーブル7によりなされる。つまり、ケーブル7は、レゾルバ13からの出力電圧を伝送するのみでなく、モータ部10のステータ11に駆動電流が供給されるためのリード線(導電線)をも含むものである。したがって、上記実施形態に示された電力ケーブル4は用いられない。
(Fourth modification)
FIG. 9 is a diagram showing a fourth modification of the embodiment. In the fourth modified example, the connection between the
ケーブル7は、10本のリード線51〜60からなる多芯ケーブルである。このようなケーブルは一般に10芯ケーブルと称される。ケーブル7は、リード線の本数が異なるほかはセンサケーブル5と同様の構成であり、中心に介在軸50が配置され、その周囲に第1リード線51、第2リード線52、第3リード線53、第4リード線54、第5リード線55、第6リード線56、第7リード線57、第8リード線58、第9リード線59、第10リード線60が、所定の円周配置で整列されている。図9には示されていないが、上記実施形態と同様に、円周方向に配列された第1〜第10リード線51〜60の外側には、チューブ形状の外装材が設けられて、第1〜第10リード線51〜60の円周配置が保持されている。
The
第4変形例では、励磁コイル38は、第5リード線55及び第8リード線58に接続されている。SIN出力コイル39は、第4リード線54及び第6リード線56に接続されている。COS出力コイル40は、第7リード線57及び第9リード線59に接続されている。第1リード線51、第2リード線52、第3リード線53、及び第10リード線60は、モータ部10のステータ11への駆動電流の供給に用いられる。つまり、これら4本のリード線51,52,53,60が、U相、V相、W相の電力供給及びアース線として用いられる。
In the fourth modification, the
図9に示されるように、第4リード線54と第6リード線56とは、1本の第5リード線55が介在されて離れている。また、第7リード線57と第9リード線59とは、1本の第8リード線58が介在されて離れている。したがって、第4リード線54及び第6リード線56間のインピーダンスと、第7リード線57及び第9リード線59間のインピーダンスとは、理論上は同じである。換言すれば、SIN出力コイル39及びCOS出力コイル40では、ケーブル7において同等のインピーダンスのリード線により出力信号が伝送されることになる。したがって、レゾルバ13から制御部3へ伝送される際のSIN出力電圧及びCOS出力電圧の変化は同程度になる。
As shown in FIG. 9, the
このように、モータ部10への電力供給のためのリード線を含む10芯のケーブル7にSIN出力コイル39及びCOS出力コイル40が接続されても、SIN出力電圧及びCOS出力電圧の変化が均衡になる。これにより、ケーブル7によるレゾルバ13の電気誤差の悪化が生じず、円滑なブラシレスモータ1の駆動が実現される。
As described above, even if the
なお、本変形例では、10芯のケーブル7におけるSIN出力コイル39及びCOS出力コイル40の接続の一態様が示されており、SIN出力コイル39が接続されるリード線のインピーダンスと、COS出力コイル40が接続されるリード線のインピーダンスとが同等になるように、接続配置が適宜変更されてもよいことは言うまでもない。
In this modification, one mode of connection of the
以下に、本発明の実施例が示される。上記第1変形例(図6参照)に示されるように、
各コイルが、第1リード線31及び第2リード線32、第3リード線33及び第5リード線35、第4リード線34及び第6リード線36に接続されるとして、センサケーブル5の各リード線間のインピーダンスを、同種のケーブルを3本用いて測定した。その結果を表1に示す。
Examples of the present invention are shown below. As shown in the first modified example (see FIG. 6),
As each coil is connected to the
表1から明らかなように、3本のケーブルとも、第3リード線33及び第5リード線35間のインピーダンスと、第4リード線34及び第6リード線36間のインピーダンスとがほぼ同等であるのに対し、第1リード線31及び第2リード線32間のインピーダンスのみが低くなっていることがわかる。これにより、レゾルバ13の各コイルが接続されるケーブルのリード線の選択により、インピーダンスに不均衡が生じることがわかる。
As is clear from Table 1, the impedance between the
さらに、レゾルバ13に固有の電気誤差をセンサケーブル5が接続されていない場合に生じる電気誤差とし、上記第1変形例のように、励磁コイル38が第1リード線31及び第2リード線32に接続され、SIN出力コイル39が第3リード線33及び第5リード線35され、COS出力コイル40が第4リード線34及び第6リード線36に接続された場合に、センサケーブル5を通じたレゾルバ13の出力における電気誤差を測定した(実施例1)。また、上記実施形態のように、励磁コイル38が第1リード線31及び第2リード線32に接続され、SIN出力コイル39が、第3リード線33及び第4リード線34に接続され、COS出力コイル40が第5リード線35及び第6リード線36に接続された場合に、センサケーブル5を通じたレゾルバ13の出力における電気誤差を測定した(実施例2)。また、比較例として、SIN出力コイル39が第1リード線31及び第2リード線32に接続され、励磁コイル38が第3リード線33及び第5リード線35され、COS出力コイル40が第4リード線34及び第6リード線36に接続された場合の電気誤差を測定した。その結果を表2に示す。
Further, an electrical error inherent to the
表2から明らかなように、実施例1及び実施例2では、センサケーブル無しでのレゾルバ13の電気誤差から、センサケーブル5を通じたレゾルバ13の出力における電気誤差が若干増加したのみであった。これに対し、比較例では、大幅に電気誤差が悪化していることがわかる。これらより、本発明によって、センサケーブル5の接続によるレゾルバ13の電気誤差の悪化が抑制されることが確認された。
As apparent from Table 2, in Example 1 and Example 2, the electrical error in the output of the
1・・・ブラシレスモータ
3・・・制御部(制御手段)
5,6・・・センサケーブル(多芯ケーブル)
7・・・ケーブル(多芯ケーブル)
11・・・ステータ(モータ固定子)
12・・・ロータ(モータ回転子)
13・・・レゾルバ
31〜36、41〜44、51〜60・・・リード線(芯線、導電線)
38・・・励磁コイル
39・・・SIN出力コイル(第1出力コイル)
40・・・COS出力コイル(第2出力コイル)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Brushless motor 3 ... Control part (control means)
5, 6 ... Sensor cable (multi-core cable)
7 ... Cable (multi-core cable)
11 ... Stator (motor stator)
12 ... Rotor (motor rotor)
13 ... Resolvers 31-36, 41-44, 51-60 ... Lead wires (core wires, conductive wires)
38 ...
40 ... COS output coil (second output coil)
Claims (5)
上記多芯ケーブルは、断面構造において時計回り方向へ第1リード線、第2リード線、第3リード線、第4リード線、第5リード線、第6リード線が円周に整列して配置されており、
上記励磁コイルは、第1リード線及び第2リード線に接続されており、
上記第1出力コイルは、第3リード線及び第4リード線に接続されており、
上記第2出力コイルは、第5リード線及び第6リード線に接続されたものであるブラシレスモータ。 A resolver for detecting a rotation angle of a motor rotor rotated by a magnetic field formed by the motor stator, control means for controlling power supply to the motor stator based on a detection signal of the resolver, and an excitation coil of the resolver A multi-core cable that electrically connects the first output coil and the second output coil to the control means,
The multi-core cable has a first lead wire, a second lead wire, a third lead wire, a fourth lead wire, a fifth lead wire, and a sixth lead wire arranged in a circle in the clockwise direction in the cross-sectional structure. Has been
The exciting coil is connected to the first lead wire and the second lead wire,
The first output coil is connected to the third lead wire and the fourth lead wire,
The second output coil is a brushless motor connected to a fifth lead wire and a sixth lead wire .
上記多芯ケーブルは、断面構造において時計回り方向へ第1リード線、第2リード線、第3リード線、第4リード線、第5リード線、第6リード線が円周に整列して配置されており、
上記励磁コイルは、第1リード線及び第2リード線に接続されており、
上記第1出力コイルは、第3リード線及び第5リード線に接続されており、
上記第2出力コイルは、第4リード線及び第6リード線に接続されたものであるブラシレスモータ。 A resolver for detecting a rotation angle of a motor rotor rotated by a magnetic field formed by the motor stator, control means for controlling power supply to the motor stator based on a detection signal of the resolver, and an excitation coil of the resolver A multi-core cable that electrically connects the first output coil and the second output coil to the control means,
The multi-core cable has a first lead wire, a second lead wire, a third lead wire, a fourth lead wire, a fifth lead wire, and a sixth lead wire arranged in a circle in the clockwise direction in the cross-sectional structure. Has been
The exciting coil is connected to the first lead wire and the second lead wire,
The first output coil is connected to the third lead wire and the fifth lead wire,
The second output coil is a brushless motor connected to a fourth lead wire and a sixth lead wire .
上記多芯ケーブルは、断面構造において時計回り方向へ第1リード線、第2リード線、第3リード線、第4リード線、第5リード線、第6リード線が円周に整列して配置されており、
上記励磁コイルは、第3リード線及び第6リード線に接続されており、
上記第1出力コイルは、第2リード線及び第5リード線に接続されており、
上記第2出力コイルは、第1リード線及び第6リード線に接続されたものであるブラシレスモータ。 A resolver for detecting a rotation angle of a motor rotor rotated by a magnetic field formed by the motor stator, control means for controlling power supply to the motor stator based on a detection signal of the resolver, and an excitation coil of the resolver A multi-core cable that electrically connects the first output coil and the second output coil to the control means,
The multi-core cable has a first lead wire, a second lead wire, a third lead wire, a fourth lead wire, a fifth lead wire, and a sixth lead wire arranged in a circle in the clockwise direction in the cross-sectional structure. Has been
The exciting coil is connected to the third lead wire and the sixth lead wire,
The first output coil is connected to the second lead wire and the fifth lead wire,
The second output coil is a brushless motor connected to a first lead wire and a sixth lead wire .
上記多芯ケーブルは、断面構造において時計回り方向へ第1リード線、第2リード線、第3リード線、第4リード線が円周に整列して配置されており、
上記励磁コイルは、第2リード線及び第4リード線に接続されており、
上記第1出力コイルは、第1リード線及び第2リード線に接続されており、
上記第2出力コイルは、第2リード線及び第3リード線に接続されたものであるブラシレスモータ。 A resolver for detecting a rotation angle of a motor rotor rotated by a magnetic field formed by the motor stator, control means for controlling power supply to the motor stator based on a detection signal of the resolver, and an excitation coil of the resolver A multi-core cable that electrically connects the first output coil and the second output coil to the control means,
The multi-core cable has a first lead wire, a second lead wire, a third lead wire, and a fourth lead wire arranged in a circumferential direction in a clockwise direction in the cross-sectional structure,
The exciting coil is connected to the second lead wire and the fourth lead wire,
The first output coil is connected to the first lead wire and the second lead wire,
The second output coil is a brushless motor connected to a second lead wire and a third lead wire .
上記多芯ケーブルは、断面構造において時計回り方向へ第1リード線、第2リード線、第3リード線、第4リード線、第5リード線、第6リード線、第7リード線、第8リード線、第9リード線、第10リード線が円周に整列して配置されており、
上記励磁コイルは、第5リード線及び第8リード線に接続されており、
上記第1出力コイルは、第4リード線及び第6リード線に接続されており、
上記第2出力コイルは、第7リード線及び第9リード線に接続されており、
第1リード線、第2リード線、第3リード線、及び第10リード線は、モータ固定子が形成する磁界のための電流供給に用いられるものであるブラシレスモータ。 A resolver for detecting a rotation angle of a motor rotor rotated by a magnetic field formed by the motor stator, control means for controlling power supply to the motor stator based on a detection signal of the resolver, and an excitation coil of the resolver A multi-core cable that electrically connects the first output coil and the second output coil to the control means,
The multi-core cable includes a first lead wire, a second lead wire, a third lead wire, a fourth lead wire, a fifth lead wire, a sixth lead wire, a seventh lead wire, an eighth lead wire in a clockwise direction in a cross-sectional structure. The lead wire, the ninth lead wire, and the tenth lead wire are arranged in alignment with the circumference,
The exciting coil is connected to the fifth lead wire and the eighth lead wire,
The first output coil is connected to the fourth lead wire and the sixth lead wire,
The second output coil is connected to the seventh lead wire and the ninth lead wire,
The first lead wire, the second lead wire, the third lead wire, and the tenth lead wire are brushless motors that are used to supply current for the magnetic field formed by the motor stator .
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