JP5091905B2 - Motor structure with resolver - Google Patents

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Description

本発明は、モータステータと軸受が固設されたケーシングと、軸受に回転自在に支持されたモータロータを備える回転軸と、モータロータの回転角度を検出するためレゾルバのレゾルバステータがケーシングに付設され、レゾルバロータがモータロータに付設されたレゾルバ付モータ構造に関するものである。   The present invention includes a casing in which a motor stator and a bearing are fixed, a rotating shaft having a motor rotor rotatably supported by the bearing, and a resolver stator of a resolver for detecting a rotation angle of the motor rotor. The present invention relates to a resolver-equipped motor structure in which a rotor is attached to a motor rotor.

従来、ハイブリッド自動車や電気自動車において、高出力のブラシレスモータが使用されている。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位置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り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。特に、自動車においては、コギングがドライバビリティを悪くするので、コギングを減少させることが要望されているため、通電切り替えを正確に行いたいという要望が強い。   Conventionally, high output brushless motors are used in hybrid vehicles and electric vehicles. In order to control a brushless motor of a hybrid vehicle, it is necessary to accurately grasp the rotational position 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. In particular, in an automobile, since cogging deteriorates drivability, it is desired to reduce cogging. Therefore, there is a strong demand for accurately switching energization.

ここで、自動車のモータ軸の位置検出には、耐高温性、耐ノイズ性、耐振動性、耐高湿性等の機能を満足するために、レゾルバが使用されている。レゾルバは、モータの内部に組み込まれて、モータのロータ軸に直列的に直接取り付けられている。
図24に、特許文献1に開示されたレゾルバ付モータ200の断面図を示す。ケーシング208の内周にモータステータ202が固設されている。モータステータ202の一端にバスバー201が取り付けられており、バスバー201の内周端面にレゾルバステータ203が固設されている。レゾルバステータ203は、巻回されたレゾルバステータコイル204を備えている。
Here, a resolver is used for detecting the position of the motor shaft of an automobile in order to satisfy functions such as high temperature resistance, noise resistance, vibration resistance, and high humidity resistance. The resolver is incorporated in the motor and is directly attached in series to the rotor shaft of the motor.
FIG. 24 is a cross-sectional view of a resolver-equipped motor 200 disclosed in Patent Document 1. A motor stator 202 is fixed to the inner periphery of the casing 208. A bus bar 201 is attached to one end of the motor stator 202, and a resolver stator 203 is fixed to the inner peripheral end surface of the bus bar 201. The resolver stator 203 includes a wound resolver stator coil 204.

また、ケーシング208には、一対の軸受209が固設され、一対の軸受209により、モータロータ206の回転軸205が回転自在に支持されている。回転軸205には、レゾルバステータ203に対向する位置に、レゾルバロータ207が固設されている。レゾルバステータ203とレゾルバロータ207とにより、レゾルバが構成されている。
特許文献2にも、特許文献1と同様の発明が記載されている。特許文献2の発明と、特許文献1の発明との相違点は、特許文献1では、レゾルバステータ203がバスバー201に付設されているのに対して、特許文献2では、レゾルバステータがケーシングに固定されていることである。
In addition, a pair of bearings 209 is fixed to the casing 208, and the rotation shaft 205 of the motor rotor 206 is rotatably supported by the pair of bearings 209. A resolver rotor 207 is fixed to the rotary shaft 205 at a position facing the resolver stator 203. The resolver stator 203 and the resolver rotor 207 constitute a resolver.
Patent Document 2 also describes the same invention as Patent Document 1. The difference between the invention of Patent Document 2 and the invention of Patent Document 1 is that in Patent Document 1, the resolver stator 203 is attached to the bus bar 201, whereas in Patent Document 2, the resolver stator is fixed to the casing. It has been done.

一方、特許文献3の発明では、高周波を変調した励磁信号を用いることにより、レゾルバステータのコイルのターン数を減少させ、コストダウンする発明が開示されている。この発明によれば、ターン数を減少できるため、巻線コイルを用いることなく、シート状のコイルを使用でき、レゾルバのコンパクト化が図れることが開示されている。   On the other hand, the invention of Patent Document 3 discloses an invention in which the number of turns of the coil of the resolver stator is reduced and the cost is reduced by using an excitation signal modulated with a high frequency. According to the present invention, since the number of turns can be reduced, it is disclosed that a sheet-like coil can be used without using a winding coil, and the resolver can be made compact.

特開2007-124757号公報JP 2007-124757 A 特開平09-065617号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-065617 特開2000-292205号公報JP 2000-292205 A

しかしながら、従来のレゾルバ付モータ構造には、次のような問題があった。
(1)特許文献1及び特許文献2のレゾルバ付モータ構造では、レゾルバロータ207が、レゾルバステータコイル204が巻回されたレゾルバステータ203に対向するとき、ほぼ同じ幅を備えるため、回転軸205の軸心方向の長さが長くなってしまう。そのため、モータ全体が回転軸の軸心方向で大きくなる問題があった。
(2)また、8〜10kHzの周波数領域で励磁しているので、モータからの外乱電磁ノイズ(モータの回転数18000rpm、NS極4対、6次モータの場合には、7.2kHzの周波数のノイズ)の影響を受けやすく、さらに鉄心コア(バックコア)を有するため、モータステータ202で発生する磁界が、レゾルバステータコイル204に大きなノイズを与える。そのため、レゾルバ角度検出精度が低下する問題があった。
特許文献1及び2の発明では、ノイズの影響を減らすために、モータステータから離れた位置にレゾルバを設置しなければならず、軸心方向の長さが長くなる問題があった。
However, the conventional resolver-equipped motor structure has the following problems.
(1) In the motor structure with resolver of Patent Document 1 and Patent Document 2, when the resolver rotor 207 is opposed to the resolver stator 203 around which the resolver stator coil 204 is wound, it has substantially the same width. The axial length becomes longer. Therefore, there is a problem that the entire motor becomes large in the axial direction of the rotation shaft.
(2) Since excitation is performed in the frequency range of 8 to 10 kHz, disturbance electromagnetic noise from the motor (motor rotation speed 18000 rpm, NS pole 4 pairs, in the case of a 6th-order motor, a frequency of 7.2 kHz) The magnetic field generated by the motor stator 202 gives a large noise to the resolver stator coil 204 because it has an iron core (back core). For this reason, there is a problem in that the resolver angle detection accuracy is lowered.
In the inventions of Patent Documents 1 and 2, in order to reduce the influence of noise, a resolver must be installed at a position away from the motor stator, and there is a problem that the length in the axial direction becomes long.

(3)また、特許文献3のレゾルバ付モータ構造では、ターン数を減らすことにより、コストダウンは実現できるが、バックコアを有しているため、モータステータで発生する磁界が、バックコア内を通過しやすくなり、レゾルバステータのシート状コイルにノイズを与えるため、レゾルバ角度検出精度が低下する問題があった。
(4)また、レゾルバが高磁束密度を有する外乱磁界を受けたときに、鉄心コアが磁気飽和してしまうと、レゾルバが全く機能できなくなる問題があった。
(3) In the motor structure with a resolver of Patent Document 3, the cost can be reduced by reducing the number of turns. However, since the motor has a back core, the magnetic field generated by the motor stator is generated in the back core. Since it passes easily and gives noise to the sheet-like coil of the resolver stator, there is a problem in that the accuracy of resolver angle detection is lowered.
(4) Further, when the resolver receives a disturbance magnetic field having a high magnetic flux density, if the iron core is magnetically saturated, the resolver cannot function at all.

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、モータの回転軸の軸心方向の長さを短くすることができると共に、レゾルバによる角度検出精度を向上させることのできるレゾルバ付モータ構造を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the length of the rotation axis of the motor in the axial direction and improve the angle detection accuracy by the resolver. An object is to provide a motor structure with a resolver.

上記問題点を解決するためになされた本発明に係るレゾルバ付モータ構造は、次の構成を有している。
(1)モータステータと軸受が固設されたケーシングと、該軸受に回転自在に支持されたモータロータを備える回転軸と、前記モータロータの回転角度を検出するためレゾルバのレゾルバステータが前記ケーシングに付設され、レゾルバロータが前記モータロータに付設されたレゾルバ付モータ構造において、前記レゾルバロータが、空芯コイルにより構成され、前記モータロータの端面に設けられていること、前記レゾルバステータが、空芯コイルにより構成されていること、を有することを特徴とする。
(2)(1)に記載するレゾルバ付モータ構造において、前記レゾルバロータと前記モータロータの端面との間に、非磁性体平板を有することを特徴とする。
The resolver-equipped motor structure according to the present invention made to solve the above problems has the following configuration.
(1) A casing having a motor stator and a bearing fixed thereto, a rotating shaft having a motor rotor rotatably supported by the bearing, and a resolver stator of a resolver for detecting a rotation angle of the motor rotor are attached to the casing. In the motor structure with a resolver in which a resolver rotor is attached to the motor rotor, the resolver rotor is configured by an air core coil, and is provided on an end surface of the motor rotor, and the resolver stator is configured by an air core coil. It is characterized by having.
(2) In the motor structure with a resolver described in (1), a nonmagnetic flat plate is provided between the resolver rotor and an end surface of the motor rotor.

(3)(1)または(2)に記載するレゾルバ付モータ構造において、前記空芯コイルが、導電性インクにより形成されていることを特徴とする。
(4)(3)に記載するレゾルバ付モータ構造において、前記空芯コイルが、各々にスルーホールが形成されたSINコイル層と、第1絶縁層と、ジャンパ線層と、第2絶縁層と、COSコイル層とが積層された構造を有すること、前記各層の上側にある層の前記導電性インクが、前記スルーホールを通って下側にある層の前記導電性インクと接続していること、を特徴とする。
(5)(1)乃至(4)に記載するレゾルバ付モータ構造のいずれか1つにおいて、前記レゾルバステータの励磁信号として、300kHz以上500kHz以下の信号、または1.8MHz以上2.7MHz以下の信号を使用すること、を特徴とする。
(3) In the motor structure with a resolver described in (1) or (2), the air-core coil is formed of a conductive ink.
(4) In the motor structure with a resolver described in (3), the air-core coil includes a SIN coil layer in which a through hole is formed, a first insulating layer, a jumper wire layer, and a second insulating layer. A structure in which a COS coil layer is laminated, and the conductive ink on the upper layer of each layer is connected to the conductive ink on the lower layer through the through hole. It is characterized by.
(5) In any one of the motor structures with a resolver described in (1) to (4), a signal of 300 kHz to 500 kHz or a signal of 1.8 MHz to 2.7 MHz as the excitation signal of the resolver stator. It is characterized by using.

次に、上記構成を有する本発明の回転検出器付モータ構造の作用及び効果について説明する。
(1)モータステータと軸受が固設されたケーシングと、該軸受に回転自在に支持されたモータロータを備える回転軸と、前記モータロータの回転角度を検出するためレゾルバのレゾルバステータが前記ケーシングに付設され、レゾルバロータが前記モータロータに付設されたレゾルバ付モータ構造において、前記レゾルバロータが、空芯コイルにより構成され、前記モータロータの端面に設けられていること、前記レゾルバステータが、空芯コイルにより構成されていること、を有することを特徴とするので、バックコアをなくすことにより、モータステータが発生する磁界がバックコアを介してレゾルバステータに影響を与えることがなく、例えレゾルバステータに影響を受けたとしても、モータノイズは最大でも、7.2kHz程度であり、レゾルバ信号は500kHzなので、ハイパスフィルタを用いてノイズを容易に除去でき、レゾルバ角度検出精度を低下することがない。ここで、バックコアをなくすことができるのは、500kHzの高周波で励磁するため、結合度が上がりバックコアがなくても、信号を十分伝達できるからである。
また、レゾルバが高磁束密度を有する外乱磁界を受けたときでも、鉄心コアがないので、鉄心が磁気飽和してしまうことがなく、レゾルバは常に正常に機能できる。
また、高周波数を用いているので、レゾルバステータの巻き数を数回巻きに減らせることができるため、100kHz以下のノイズの影響を受けにくい。
また、薄膜状のレゾルバステータとレゾルバロータとを、回転軸の軸心方向に対向して配置しているため、レゾルバが回転軸の軸心方向で占有する長さを短くすることができる。
Next, the operation and effect of the rotation detector-equipped motor structure of the present invention having the above configuration will be described.
(1) A casing having a motor stator and a bearing fixed thereto, a rotating shaft having a motor rotor rotatably supported by the bearing, and a resolver stator of a resolver for detecting a rotation angle of the motor rotor are attached to the casing. In the motor structure with a resolver in which a resolver rotor is attached to the motor rotor, the resolver rotor is configured by an air core coil, and is provided on an end surface of the motor rotor, and the resolver stator is configured by an air core coil. By eliminating the back core, the magnetic field generated by the motor stator does not affect the resolver stator via the back core, and is affected by the resolver stator, for example. However, the maximum motor noise is about 7.2kHz. Ri, resolver signal so 500 kHz, the noise can be easily removed using a high-pass filter, not decrease the resolver angle detection accuracy. Here, the reason why the back core can be eliminated is that excitation is performed at a high frequency of 500 kHz, so that the degree of coupling is increased and the signal can be sufficiently transmitted without the back core.
Further, even when the resolver receives a disturbance magnetic field having a high magnetic flux density, since there is no iron core, the iron core is not magnetically saturated, and the resolver can always function normally.
In addition, since the high frequency is used, the number of turns of the resolver stator can be reduced to several turns, so that it is not easily affected by noise of 100 kHz or less.
In addition, since the thin-film resolver stator and the resolver rotor are arranged to face each other in the axial direction of the rotation shaft, the length occupied by the resolver in the axial direction of the rotation shaft can be shortened.

(2)レゾルバロータとモータロータの端面との間に、非磁性体平板を有することを特徴とするので、モータステータで発生した磁束が、非磁性体平板の表面で渦電流を発生し、熱に変換されるため、レゾルバステータに届く磁束を減少させることができ、レゾルバステータがモータステータから受けるノイズを低減することができ、レゾルバ角度検出精度を低下することがない。さらに、シールド部材が、銅板、または銅メッキであるので、磁力線に対して十分なシールドを行うことができる。
(3)また、空芯コイルが、導電性インクにより形成されていることを特徴とするので、精度良く形成することができ、また、正確な幅の薄膜パターンを形成することができるため、レゾルバの精度を向上させることができる。
さらに、薄膜パターンが、銀粒子を分散剤中に分散させたインク液を、インクジェットプリンタで塗布した後に、焼成することにより、レゾルバロータ部材に固着されているので、薄膜パターンを確実にレゾルバロータ部材に固定することができる。空芯コイルは、薄膜に限定するものではなく、銅箔をエッチングして形成するようなにしても良い。
(2) Since it has a nonmagnetic flat plate between the resolver rotor and the end face of the motor rotor, the magnetic flux generated in the motor stator generates eddy currents on the surface of the nonmagnetic flat plate and generates heat. Therefore, the magnetic flux reaching the resolver stator can be reduced, the noise received by the resolver stator from the motor stator can be reduced, and the resolver angle detection accuracy is not lowered. Furthermore, since the shield member is a copper plate or copper plating, sufficient shielding can be performed against the lines of magnetic force.
(3) Since the air-core coil is formed of conductive ink, it can be formed with high accuracy, and a thin film pattern with an accurate width can be formed. Accuracy can be improved.
Furthermore, since the thin film pattern is fixed to the resolver rotor member by applying an ink liquid in which silver particles are dispersed in a dispersant and then firing the ink liquid, the thin film pattern is securely attached to the resolver rotor member. Can be fixed to. The air-core coil is not limited to a thin film, and may be formed by etching a copper foil.

(4)また、空芯コイルが、各々にスルーホールが形成されたSINコイル層と、第1絶縁層と、ジャンパ線層と、第2絶縁層と、COSコイル層とが積層された構造を有すること、前記各層の上側にある層の導電性インクが、スルーホールを通って下側にある層の前記導電性インクと接続していること、を特徴とするので、各層を形成しインクジェットで空芯コイルを形成していくだけで、レゾルバステータを効率よく製造できるため、製造コストをダウンすることができる。 (4) The air-core coil has a structure in which a SIN coil layer, a first insulating layer, a jumper wire layer, a second insulating layer, and a COS coil layer each having a through hole are laminated. The conductive ink of the layer on the upper side of each layer is connected to the conductive ink of the lower layer through a through hole. Since the resolver stator can be efficiently manufactured simply by forming the air-core coil, the manufacturing cost can be reduced.

(5)また、レゾルバステータの励磁信号として、300kHz以上500kHz以下の信号、または1.8MHz以上2.7MHz以下の信号を使用すること、を特徴とするので、自動車において、AMラジオ(531kHz〜1602kHz)及び短波ラジオ(2MHz〜26MHz)に対して、ラジオノイズを与えることが少ない。すなわち、AMラジオは、500kHz以上の領域で使用されているので、500kHz以下の励磁信号ならば、ラジオにノイズを与えることが少ない。500kHzでは、本発明のレゾルバにおいて、S/N比は十分な大きさを有している。300kHzでは、S/N比は、500kHzのS/N比の1/2程度に減少するが、実用の範囲である。
また、300kHz以上の励磁信号を使用しているので、ハイパスフィルタにより、10kHz程度のモータノイズを容易にカットすることができるため、レゾルバの角度検出精度を高くすることができる。
(5) Further, as an excitation signal of the resolver stator, a signal of 300 kHz or more and 500 kHz or less, or a signal of 1.8 MHz or more and 2.7 MHz or less is used. Therefore, in an automobile, AM radio (531 kHz to 1602 kHz ) And short-wave radio (2 MHz to 26 MHz), it rarely gives radio noise. That is, the AM radio is used in an area of 500 kHz or higher, so that an excitation signal of 500 kHz or less rarely gives noise to the radio. At 500 kHz, the S / N ratio is sufficiently large in the resolver of the present invention. At 300 kHz, the S / N ratio decreases to about ½ of the S / N ratio of 500 kHz, but this is a practical range.
In addition, since an excitation signal of 300 kHz or higher is used, motor noise of about 10 kHz can be easily cut by a high-pass filter, so that the angle detection accuracy of the resolver can be increased.

第1実施形態に係り、レゾルバを内蔵するモータの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the motor which concerns on 1st Embodiment and incorporates a resolver. 同じく、レゾルバステータ77の平面図である。Similarly, it is a plan view of a resolver stator 77. 同じく、図2のA部拡大図である。Similarly, it is the A section enlarged view of FIG. 同じく、図2のB部拡大図である。Similarly, it is the B section enlarged view of FIG. 同じく、ベース板102に下地コート103形成した図である。Similarly, a base coat 103 is formed on the base plate 102. 同じく、SIN信号励磁コイル91の構成を示す図である。Similarly, it is a figure which shows the structure of the SIN signal exciting coil 91. FIG. 同じく、絶縁コート110を示す図である。Similarly, it is a view showing an insulating coat 110. 同じく、ジャンパ線128、129を示す図である。Similarly, it is a figure showing jumper lines 128 and 129. 同じく、絶縁コート120を示す図である。Similarly, it is a view showing an insulating coat 120. 同じく、COS信号励磁コイル92の構成を示す図である。Similarly, it is a figure which shows the structure of the COS signal exciting coil 92. FIG. 同じく、端子部接着剤を塗布する図である。Similarly, it is a figure which applies a terminal part adhesive. 同じく、保護膜131を示す図である。Similarly, it is a diagram showing a protective film 131. 同じく、各層の構成を示す断面模式図である。Similarly, it is a cross-sectional schematic diagram showing the configuration of each layer. 同じく、レゾルバの制御構成を示す図である。Similarly, it is a figure which shows the control structure of a resolver. 同じく、レゾルバロータ93の構成を示す図である。Similarly, it is a figure which shows the structure of the resolver rotor 93. FIG. 同じく、実車における外乱磁束量を示す図である。Similarly, it is a figure which shows the amount of disturbance magnetic flux in a real vehicle. 同じく、外乱磁束の検出角度への影響を示すデータ図である。Similarly, it is a data figure which shows the influence on the detection angle of disturbance magnetic flux. 同じく、外乱磁束がレゾルバに及ぼす影響を示すデータ図である。Similarly, it is a data figure which shows the influence which disturbance magnetic flux exerts on a resolver. 第2実施例に係り、レゾルバを内蔵するモータの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the motor which concerns on 2nd Example and incorporates a resolver. 同じく、レゾルバロータ部材19の平面図である。Similarly, it is a plan view of a resolver rotor member 19. 同じく、レゾルバステータ第1パターン51を示す図である。Similarly, it is a figure which shows the resolver stator 1st pattern 51. FIG. 同じく、レゾルバステータ第2パターン52を示す図である。Similarly, it is a figure which shows the resolver stator 2nd pattern 52. FIG. 同じく、レゾルバの制御構成を示す図である。Similarly, it is a figure which shows the control structure of a resolver. 従来の、レゾルバを内蔵するモータの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional motor incorporating a resolver.

本発明の第1実施例について、図面を参照しつつ説明する。
図1に、第1実施例のモータの構造を簡易に示した断面図を示す。
モータ10は、ケース本体79と、ケースカバー71と、モータステータ72と、モータロータ73と、モータ軸74と、モータ軸受76a、76bと、を備えているブラシレスモータである。
ケース本体79及びケースカバー71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79にはモータ軸受76bが嵌合され、ケースカバー71にはモータ軸受76aが嵌合され、モータ軸74を回転可能に軸支している。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view simply showing the structure of the motor of the first embodiment.
The motor 10 is a brushless motor including a case main body 79, a case cover 71, a motor stator 72, a motor rotor 73, a motor shaft 74, and motor bearings 76a and 76b.
The case main body 79 and the case cover 71 are made by casting aluminum alloy or the like. The case main body 79 is fitted with a motor bearing 76b. The case cover 71 is fitted with a motor bearing 76a. It is pivotally supported.

ケース本体79にはその内周にモータステータ72が固定されている。モータステータ72は、コイルが備えられており通電することで、磁力を発生する。
一方、モータ軸74には永久磁石を備えたモータロータ73が固定されている。モータステータ72とモータロータ73は所定距離離れて保持され、モータステータ72に通電することでモータロータ73が回転し、駆動力を発生してモータ軸74に動力を伝える。
モータロータ73の端面には、非磁性体かつ導電性であるシールド板78を介して、レゾルバロータ75が固設されている。非磁性体平板であるシールド板78は、本実施例では、銅板を使用しているが、しんちゅう、アルミニウムで構成しても良い。
ケースカバー71にはレゾルバステータ77が固定されており、ケース本体79とケー
スカバー71を組み付けた状態で、レゾルバロータ75とレゾルバステータ77が所定距離だけ離れて配置される。所定距離は近くした方がレゾルバ80の検出精度を向上させることができるが、寸法公差や温度による寸法変化等も考慮された上で決定される。
A motor stator 72 is fixed to the inner periphery of the case main body 79. The motor stator 72 includes a coil and generates a magnetic force when energized.
On the other hand, a motor rotor 73 having a permanent magnet is fixed to the motor shaft 74. The motor stator 72 and the motor rotor 73 are held at a predetermined distance. When the motor stator 72 is energized, the motor rotor 73 rotates and generates a driving force to transmit power to the motor shaft 74.
A resolver rotor 75 is fixed to the end surface of the motor rotor 73 via a nonmagnetic and conductive shield plate 78. The shield plate 78, which is a non-magnetic flat plate, uses a copper plate in this embodiment, but may be made of brass or aluminum.
A resolver stator 77 is fixed to the case cover 71. With the case main body 79 and the case cover 71 assembled, the resolver rotor 75 and the resolver stator 77 are arranged apart from each other by a predetermined distance. The closer the predetermined distance is, the better the detection accuracy of the resolver 80 can be. However, the predetermined distance is determined in consideration of dimensional tolerance, dimensional change due to temperature, and the like.

図14に、レゾルバの位置検出制御を示すブロック図を示す。
レゾルバ80は、2Xより構成される回路88及びセンサ部89よりなる。回路88は、SIN信号発生器81、搬送波発生器82、COS信号発生器83、第1変調器84、第2変調器85、検波器86、及び位相差検出器87よりなる。センサ部89は、SIN信号励磁コイル91、COS信号励磁コイル92、検出コイル93、ロータ側ロータリートランス94、及びステータ側ロータリートランス95よりなる。
7.2kHzのSIN信号波を発生させるSIN信号発生器81は、図14に示すように第1変調器84に接続している。7.2kHzのCOS信号波を発生させるCOS信号発生器83は、第2変調器85に接続されている。
また、500kHzの搬送波を発生させる搬送波発生器82が第1変調器84、第2変調器85に接続されている。また、SIN信号発生器81及びCOS信号発生器83は位相差検出器87に接続されている。検波器86は位相差検出器87に接続されている。
第1変調器84は、SIN信号励磁コイル91に接続され、第2変調器85は、COS信号励磁コイル92に接続されている。
検出コイル93は、ロータ側ロータリートランス94に接続され、ステータ側ロータリートランス95は検波器86に接続されている。
FIG. 14 is a block diagram showing resolver position detection control.
The resolver 80 includes a circuit 88 configured by 2X and a sensor unit 89. The circuit 88 includes a SIN signal generator 81, a carrier wave generator 82, a COS signal generator 83, a first modulator 84, a second modulator 85, a detector 86, and a phase difference detector 87. The sensor unit 89 includes a SIN signal excitation coil 91, a COS signal excitation coil 92, a detection coil 93, a rotor side rotary transformer 94, and a stator side rotary transformer 95.
A SIN signal generator 81 for generating a 7.2 kHz SIN signal wave is connected to the first modulator 84 as shown in FIG. A COS signal generator 83 that generates a 7.2 kHz COS signal wave is connected to the second modulator 85.
A carrier wave generator 82 for generating a 500 kHz carrier wave is connected to the first modulator 84 and the second modulator 85. The SIN signal generator 81 and the COS signal generator 83 are connected to a phase difference detector 87. The detector 86 is connected to the phase difference detector 87.
The first modulator 84 is connected to the SIN signal excitation coil 91, and the second modulator 85 is connected to the COS signal excitation coil 92.
The detection coil 93 is connected to the rotor-side rotary transformer 94, and the stator-side rotary transformer 95 is connected to the detector 86.

次に、SIN信号励磁コイル91、COS信号励磁コイル92の構造について、詳細に説明する。
図2に、レゾルバステータ77の構造を平面図で示す。図13に、レゾルバステータ77の構造を模式的な断面図で示す。図13に示すように、レゾルバステータ77は、表面に下地コート103が形成されたベース板102の上に、SIN信号励磁コイル91、絶縁コート110、ジャンパ線128、129、絶縁コート120、COS信号励磁コイル92、絶縁オーバーコート131が順次積層されて構成されている。以下、各層について説明する。
ベース板102は、PPS樹脂製のドーナツ状の平板である。ベース板102の外周には、接続端子を備える凸部102aが形成されている。
図5に、ベース板102の上面に、下地コート103が形成された状態を示す。下地コート103は、凸部102aの上面には形成されていない。下地コート103は、ベース板102の表面を滑らかにするためのものである。
Next, the structure of the SIN signal exciting coil 91 and the COS signal exciting coil 92 will be described in detail.
FIG. 2 is a plan view showing the structure of the resolver stator 77. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the resolver stator 77. As shown in FIG. 13, the resolver stator 77 has a SIN signal excitation coil 91, an insulation coat 110, jumper wires 128 and 129, an insulation coat 120, and a COS signal on a base plate 102 having a base coat 103 formed on the surface. An exciting coil 92 and an insulating overcoat 131 are sequentially laminated. Hereinafter, each layer will be described.
The base plate 102 is a donut-shaped flat plate made of PPS resin. On the outer periphery of the base plate 102, a convex portion 102a including a connection terminal is formed.
FIG. 5 shows a state in which the base coat 103 is formed on the upper surface of the base plate 102. The base coat 103 is not formed on the upper surface of the convex portion 102a. The base coat 103 is for smoothing the surface of the base plate 102.

図6に、下地コート103の上面に、SIN信号励磁コイル91をインクジェットプリンタで塗布したものを示す。SIN信号励磁コイル91は、4組のSIN信号励磁コイル91A、91B、91C、91Dが、電気角で90度ずれた位置に配置されている。各コイルのターン数は、7ターンである。4組のSIN信号励磁コイル91A、91B、91C、91Dは、内周側に内周端部104A、104B、104C、104Dを有し、外周側に外周端部105A、105B、105C、105Dを有している。各コイルは、内周端部104から、外周に向かってわずかに隙間を持ちながら、順次周回して、7ターンを形成し、外周端部105に至っている。
また、SIN信号励磁コイル91Aの一端は、外部端子109に接続している。また、SIN信号励磁コイル91Bの一端は、外部端子108に接続している。
また、SIN信号励磁コイル91の内周側には、ステータ側ロータリィトランス95の一部を構成するトランス95Aが、インクジェットプリンタにより塗布されている。トランス95Aの一端は、外部端子106に接続している。トランス95Aの他端は、トランス端部107に接続している。
FIG. 6 shows a case where a SIN signal exciting coil 91 is applied to the upper surface of the base coat 103 by an ink jet printer. In the SIN signal exciting coil 91, four sets of SIN signal exciting coils 91A, 91B, 91C, 91D are arranged at positions shifted by 90 degrees in electrical angle. The number of turns of each coil is 7 turns. The four sets of SIN signal exciting coils 91A, 91B, 91C, 91D have inner peripheral ends 104A, 104B, 104C, 104D on the inner peripheral side, and outer peripheral ends 105A, 105B, 105C, 105D on the outer peripheral side. doing. Each coil circulates sequentially from the inner peripheral end 104 with a slight gap toward the outer periphery, forming seven turns, and reaches the outer peripheral end 105.
One end of the SIN signal exciting coil 91 </ b> A is connected to the external terminal 109. One end of the SIN signal exciting coil 91B is connected to the external terminal 108.
In addition, a transformer 95A constituting a part of the stator-side rotary transformer 95 is applied to the inner peripheral side of the SIN signal exciting coil 91 by an ink jet printer. One end of the transformer 95A is connected to the external terminal 106. The other end of the transformer 95A is connected to the transformer end 107.

図7に、SIN信号励磁コイル91の上にコーティングされる絶縁コート110の平面図を示す。絶縁コート110には、内周端部104A、104B、104C、104Dに対応する位置に、スルーホール111A、111B、111C、111Dが形成されている。また、外周端部105A、105B、105C、105Dに対応する位置に、スルーホール112A、112B、112C、112Dが形成されている。
また、絶縁コート110には、トランス端部107に対応する位置に、スルーホール113が形成されている。また、絶縁コート110には、外部端子106に対応する位置に、切欠部110aが形成されている。スルーホールを利用しての配線方法については、後で説明する。
FIG. 7 shows a plan view of the insulating coat 110 coated on the SIN signal exciting coil 91. In the insulating coat 110, through holes 111A, 111B, 111C, and 111D are formed at positions corresponding to the inner peripheral end portions 104A, 104B, 104C, and 104D. Further, through holes 112A, 112B, 112C, and 112D are formed at positions corresponding to the outer peripheral end portions 105A, 105B, 105C, and 105D.
In addition, a through hole 113 is formed in the insulating coat 110 at a position corresponding to the transformer end 107. The insulating coat 110 has a notch 110 a at a position corresponding to the external terminal 106. A wiring method using a through hole will be described later.

図8に、絶縁コート110の上面に、ジャンパ線128、129をインクジェットプリンタで塗布したものを示す。ジャンパ線128は、SIN信号励磁コイル91のためのジャンパ線であり、ジャンパ線129は、COS信号励磁コイル92のためのジャンパ線である。ジャンパ線128、129については、図10のCOS信号励磁コイル92について説明した後で詳細に説明する。
また、図8に示すように、ジャンパ線128、129の内周側には、ステータ側ロータリィトランス95の一部を構成するトランス95Bが、インクジェットプリンタにより塗布されている。トランス95Bの一端は、外部端子127に接続している。トランス95Bの他端は、トランス端部126に接続している。
図9に、ジャンパ線128、129の上にコーティングされる絶縁コート120の平面図を示す。また、図10に、絶縁コート120の上面に、COS信号励磁コイル92をインクジェットプリンタで塗布したものを示す。COS信号励磁コイル92は、4組のCOS信号励磁コイル92A、92B、92C、92Dが、電気角で90度ずれた位置に配置されている。各コイルのターン数は、6ターンである。COS信号励磁コイル92A、92B、92C、92Dは、SIN信号励磁コイル91A、91B、91C、91Dに対して、45度位相をずらして形成されている。
FIG. 8 shows a case where jumper wires 128 and 129 are applied to the upper surface of the insulating coat 110 by an ink jet printer. The jumper line 128 is a jumper line for the SIN signal excitation coil 91, and the jumper line 129 is a jumper line for the COS signal excitation coil 92. The jumper lines 128 and 129 will be described in detail after the COS signal exciting coil 92 in FIG. 10 is described.
As shown in FIG. 8, a transformer 95 </ b> B constituting a part of the stator-side rotary transformer 95 is applied to the inner peripheral side of the jumper wires 128 and 129 by an ink jet printer. One end of the transformer 95B is connected to the external terminal 127. The other end of the transformer 95B is connected to the transformer end 126.
FIG. 9 is a plan view of the insulating coat 120 coated on the jumper wires 128 and 129. FIG. 10 shows a case where a COS signal exciting coil 92 is applied to the upper surface of the insulating coat 120 by an ink jet printer. In the COS signal exciting coil 92, four sets of COS signal exciting coils 92A, 92B, 92C, and 92D are arranged at positions shifted by 90 degrees in electrical angle. The number of turns of each coil is 6 turns. The COS signal excitation coils 92A, 92B, 92C, and 92D are formed with a 45-degree phase shift with respect to the SIN signal excitation coils 91A, 91B, 91C, and 91D.

4組のCOS信号励磁コイル92A、92B、92C、92Dは、内周側に内周端部115A、115B、115C、115Dを有し、外周側に外周端部116A、116B、116C、116Dを有している。各コイルは、内周端部115から、外周に向かってわずかに隙間を持ちながら、順次周回して、6ターンを形成し、外周端部116に至っている。
また、COS信号励磁コイル92Aの一端は、外部端子117に接続している。また、SIN信号励磁コイル92Dの一端は、外部端子117に接続している。
図9に示すように、絶縁コート120には、COS信号励磁コイル92A、92B、92C、92Dの内周端部115A、115B、115C、115Dに対応する位置に、スルーホール121A、121B、121C、121Dが形成されている。また、外周端部116A、116B、116C、116Dに対応する位置に、スルーホール122A、122B、122C、122Dが形成されている。
また、絶縁コート120には、外部端子106、126に対応する位置に、切欠部120aが形成されている。
The four sets of COS signal exciting coils 92A, 92B, 92C, and 92D have inner peripheral ends 115A, 115B, 115C, and 115D on the inner peripheral side, and outer peripheral ends 116A, 116B, 116C, and 116D on the outer peripheral side. doing. Each coil sequentially turns from the inner peripheral end 115 with a slight gap toward the outer periphery to form six turns and reaches the outer peripheral end 116.
One end of the COS signal exciting coil 92A is connected to the external terminal 117. One end of the SIN signal exciting coil 92D is connected to the external terminal 117.
As shown in FIG. 9, the insulating coat 120 has through holes 121A, 121B, 121C, COS signal excitation coils 92A, 92B, 92C, 92D at positions corresponding to the inner peripheral ends 115A, 115B, 115C, 115D. 121D is formed. In addition, through holes 122A, 122B, 122C, and 122D are formed at positions corresponding to the outer peripheral end portions 116A, 116B, 116C, and 116D.
In addition, the insulating coat 120 is formed with a notch 120 a at a position corresponding to the external terminals 106 and 126.

次に、ジャンパ線128による接続方法について説明する。図6に示すように、外部端子108は、SIN信号励磁コイル91Bの一端に接続し、反時計回りに7ターンのコイルを形成して内周端部104Bに接続している。内周端部104Bは、スルーホール111Bを通して、ジャンパ線128Bの一端に接続している。ジャンパ線128Bの他端は、スルーホール112Bを通して、外周端部105Bに接続している。
図6に示すように、外周端部105Bは、SIN信号励磁コイル91Cの外部端部105Cに接続している。外部端部105Cは、スルーホール112Cを通して、ジャンパ線128Cの一端に接続している。ジャンパ線128Cの他端は、スルーホール111Cを通して、内周端部104Cに接続している。内周端部104Cは、時計回りに7ターンのコイルを形成して、SIN信号励磁コイル91Dの一端に接続し、反時計回りに7ターンのコイルを形成して、内部端部104Dに接続している。
Next, a connection method using the jumper line 128 will be described. As shown in FIG. 6, the external terminal 108 is connected to one end of the SIN signal exciting coil 91B, and is connected to the inner peripheral end 104B by forming a 7-turn coil counterclockwise. The inner peripheral end portion 104B is connected to one end of the jumper line 128B through the through hole 111B. The other end of the jumper wire 128B is connected to the outer peripheral end portion 105B through the through hole 112B.
As shown in FIG. 6, the outer peripheral end portion 105B is connected to the outer end portion 105C of the SIN signal exciting coil 91C. The outer end portion 105C is connected to one end of the jumper wire 128C through the through hole 112C. The other end of the jumper line 128C is connected to the inner peripheral end portion 104C through the through hole 111C. The inner circumferential end 104C forms a 7-turn coil clockwise and is connected to one end of the SIN signal excitation coil 91D, and forms a 7-turn coil counterclockwise and connected to the inner end 104D. ing.

内周端部104Dは、スルーホール111Dを通して、ジャンパ線128Dの一端に接続している。ジャンパ線128Dの他端は、スルーホール112Dを通して、外周端部105Dに接続している。
外周端部105Dは、SIN信号励磁コイル91Aの外部端部105Aに接続している。外部端部105Aは、スルーホール112Aを通して、ジャンパ線128Aの一端に接続している。ジャンパ線128Aの他端は、スルーホール111Aを通して、内周端部104Aに接続している。内周端部104Aは、時計回りに7ターンのコイルを形成して、外部端子109に接続している。
The inner peripheral end portion 104D is connected to one end of the jumper line 128D through the through hole 111D. The other end of the jumper line 128D is connected to the outer peripheral end portion 105D through the through hole 112D.
The outer peripheral end portion 105D is connected to the external end portion 105A of the SIN signal exciting coil 91A. The external end portion 105A is connected to one end of the jumper wire 128A through the through hole 112A. The other end of the jumper line 128A is connected to the inner peripheral end 104A through the through hole 111A. The inner peripheral end 104 </ b> A forms a seven-turn coil clockwise and is connected to the external terminal 109.

次に、ジャンパ線129による接続方法について説明する。図10に示すように、外部端子118は、COS信号励磁コイル92Aの一端に接続し、反時計回りに7ターンのコイルを形成して内周端部115Aに接続している。内周端部115Aは、図8及び図9に示すように、スルーホール121Aを通して、ジャンパ線129Aの一端に接続している。ジャンパ線129Aの他端は、スルーホール122Aを通して、外周端部116Aに接続している。
図10に示すように、外周端部116Aは、COS信号励磁コイル92Bの外部端部116Bに接続している。外部端部116Bは、スルーホール122Bを通して、ジャンパ線129Bの一端に接続している。ジャンパ線129Bの他端は、スルーホール121Bを通して、内周端部115Bに接続している。内周端部115Bは、時計回りに7ターンのコイルを形成して、COS信号励磁コイル92Cの一端に接続し、反時計回りに7ターンのコイルを形成して、内部端部115Cに接続している。
Next, a connection method using the jumper line 129 will be described. As shown in FIG. 10, the external terminal 118 is connected to one end of the COS signal excitation coil 92A, and is connected to the inner peripheral end 115A by forming a 7-turn coil counterclockwise. As shown in FIGS. 8 and 9, the inner peripheral end 115A is connected to one end of the jumper wire 129A through the through hole 121A. The other end of the jumper wire 129A is connected to the outer peripheral end portion 116A through the through hole 122A.
As shown in FIG. 10, the outer peripheral end portion 116A is connected to the external end portion 116B of the COS signal exciting coil 92B. The external end portion 116B is connected to one end of the jumper wire 129B through the through hole 122B. The other end of the jumper wire 129B is connected to the inner peripheral end 115B through the through hole 121B. The inner peripheral end portion 115B forms a 7-turn coil clockwise and is connected to one end of the COS signal exciting coil 92C, and forms a 7-turn coil counterclockwise and connected to the inner end 115C. ing.

内周端部115Cは、スルーホール121Cを通して、ジャンパ線129Cの一端に接続している。ジャンパ線129Cの他端は、スルーホール122Cを通して、外周端部116Cに接続している。
外周端部116Cは、COS信号励磁コイル92Dの外部端部116Dに接続している。外部端部116Dは、スルーホール122Dを通して、ジャンパ線129Dの一端に接続している。ジャンパ線129Dの他端は、スルーホール121Dを通して、内周端部115Dに接続している。内周端部115Dは、時計回りに7ターンのコイルを形成して、COS信号励磁コイル92Aの外周を周回して、外部端子117に接続している。
The inner peripheral end 115C is connected to one end of the jumper line 129C through the through hole 121C. The other end of the jumper wire 129C is connected to the outer peripheral end portion 116C through the through hole 122C.
The outer peripheral end portion 116C is connected to the external end portion 116D of the COS signal exciting coil 92D. The external end portion 116D is connected to one end of the jumper wire 129D through the through hole 122D. The other end of the jumper line 129D is connected to the inner peripheral end 115D through the through hole 121D. The inner peripheral end 115D forms a seven-turn coil clockwise, goes around the outer periphery of the COS signal exciting coil 92A, and is connected to the external terminal 117.

次に、ロータリィトランス95の接続方法を説明する。
図6に示すように、外部端子106を一端として、円周状に形成されたロータリィトランス95Aの他端107は、スルーホール113を通って、図8のロータリィトランス95Bの一端に接続している。ロータリィトランス95Bの他端は、外部端子126に接続している。
次に、図11に示すように、端子部に導電性接着剤を塗布して、外部端子とし、外部線と接続する。導電接着剤を塗布して外部端子106、126、108、109、117、118を形成した状態を図3及び図4に示す。
図3に、外部端子106、126とロータリィトランス95A、95Bとの接続構造を示す。(b)は図2のA部拡大図であり、(a)は(b)の断面図である。
図4に、外部端子117の接続構造を示す。(a)は図2のB部拡大図であり、(b)は、(a)の断面図である。
次に、図12に示すように、凸部102aを含めて、全体をオーバーコートして、保護膜131を形成した状態を示す。
Next, a method for connecting the rotary transformer 95 will be described.
As shown in FIG. 6, with the external terminal 106 as one end, the other end 107 of the rotary transformer 95A formed in a circle is connected to one end of the rotary transformer 95B in FIG. ing. The other end of the rotary transformer 95B is connected to the external terminal 126.
Next, as shown in FIG. 11, a conductive adhesive is applied to the terminal portion to form an external terminal, which is connected to an external line. 3 and 4 show a state in which the external terminals 106, 126, 108, 109, 117, and 118 are formed by applying a conductive adhesive.
FIG. 3 shows a connection structure between the external terminals 106 and 126 and the rotary transformers 95A and 95B. (B) is the A section enlarged view of FIG. 2, (a) is sectional drawing of (b).
FIG. 4 shows a connection structure of the external terminals 117. (A) is the B section enlarged view of FIG. 2, (b) is sectional drawing of (a).
Next, as shown in FIG. 12, the protective film 131 is formed by overcoating the entire surface including the convex portion 102a.

次に、検出コイル93が形成されたレゾルバロータ75について説明する。図15にレゾルバロータ75の構成を分解斜視図で示す。(e)は、レゾルバロータ75のベース板161を示す。(d)は、ベース板161の表面に形成された第1コイル層162を示す。(c)は、第1コイル層162と第2コイル層164とを絶縁するための層間絶縁層163を示す。(b)は、層間絶縁層163の上に形成された第2コイル層164を示す。(a)は、絶縁樹脂であり、保護膜であるオーバーコート165を示す。
ベース板161は、(e)に示すように、中心に円形の孔を備える円盤状であり、アルミ、しんちゅう等の非磁性導電性金属製で表面に凹部が形成されたプレート161aの凹部にPPS等の樹脂が充填凝固されたものである。
Next, the resolver rotor 75 in which the detection coil 93 is formed will be described. FIG. 15 is an exploded perspective view showing the configuration of the resolver rotor 75. (E) shows the base plate 161 of the resolver rotor 75. (D) shows the first coil layer 162 formed on the surface of the base plate 161. (C) shows an interlayer insulating layer 163 for insulating the first coil layer 162 and the second coil layer 164. FIG. 6B shows the second coil layer 164 formed on the interlayer insulating layer 163. (A) shows the overcoat 165 which is an insulating resin and is a protective film.
As shown in (e), the base plate 161 has a disk shape with a circular hole in the center, and is formed in a recess of the plate 161a made of a nonmagnetic conductive metal such as aluminum or brass and having a recess formed on the surface. A resin such as PPS is filled and solidified.

第1コイル層162は、4個の検出コイル162a、162b、162c、162dを備えている。第2コイル層164も、4個の検出コイル164a、164b、164c、164dを備えている。検出コイル162a、162b、162c、162dの一端は、ロータリィトランス166の一端に接続している。検出コイル162a、162b、162c、162dの他端は、スルーホール163aを通って、第2コイル層164の4つの検出コイル164a、164b、164c、164dの一端と接続している。検出コイル164a、164b、164c、164dの他端は、ロータリィトランス167の一端と接続している。ロータリィトランス166の他端とロータリィトランス167の他端とは、スルーホールを通って、接続されている。   The first coil layer 162 includes four detection coils 162a, 162b, 162c, and 162d. The second coil layer 164 also includes four detection coils 164a, 164b, 164c, and 164d. One end of each of the detection coils 162a, 162b, 162c, and 162d is connected to one end of the rotary transformer 166. The other ends of the detection coils 162a, 162b, 162c, and 162d are connected to one ends of the four detection coils 164a, 164b, 164c, and 164d of the second coil layer 164 through the through holes 163a. The other ends of the detection coils 164a, 164b, 164c, 164d are connected to one end of the rotary transformer 167. The other end of the rotary transformer 166 and the other end of the rotary transformer 167 are connected through a through hole.

これにより、励磁コイルで発生する磁束を受けて、検出コイル162,164で誘導電流が発生すると、ロータリィトランス166,167に電流が流れる。
この誘導電流により発生する磁束により、レゾルバボディ側のロータリィトランス95に誘導電流が発生する。この誘導電流を解析することにより、レゾルバロータの回転位置が算出できるのである。
本実施例によれば、ロータリィトランス166を第1コイル層162に形成し、ロータリィトランス167を第2コイル層164に形成しているので、1つのコイル層における、ロータリィトランスの占有面積を小さくできるため、レゾルバの外形寸法を小さくすることができる。
As a result, when an induction current is generated in the detection coils 162 and 164 in response to the magnetic flux generated in the excitation coil, a current flows through the rotary transformers 166 and 167.
Due to the magnetic flux generated by the induced current, an induced current is generated in the rotary transformer 95 on the resolver body side. By analyzing this induced current, the rotational position of the resolver rotor can be calculated.
According to the present embodiment, since the rotary transformer 166 is formed on the first coil layer 162 and the rotary transformer 167 is formed on the second coil layer 164, the area occupied by the rotary transformer in one coil layer. Therefore, the outer dimension of the resolver can be reduced.

次に、本実施例のレゾルバ構造による効果について説明する。図16に、ハイブリッド自動車において、モータステータから発生する磁束、レゾルバにとっては外乱磁束の強さを示す。縦軸は、磁束量(単位mT)であり、横軸は条件を示している。定常状態(100km/h)では、約7mTである。60km/hから100km/hに加速する中間加速状態では、約24mTである。0km/hから50km/hに加速するゼロ発進加速状態では、約32mT/hである。
図17に、外乱磁束として39mTを与えた場合の、レゾルバの検出角度変化量を示す。縦軸は、検出角度変化を示し、横軸は電気角を示す。Hは本発明のレゾルバのデータであり、Jは従来のレゾルバのデータを示す。従来のレゾルバ構造では、全ての電気角において、検出角度変化(誤差)が発生している。それと比較して、本発明のレゾルバ構造によれば、ほとんど全ての電気角において、検出角度変化(誤差)が発生していない。
図18に、外乱磁束を変化させたときに、レゾルバが受ける影響を示す。縦軸は、検出角度変化(誤差)であり、横軸は、外乱磁束(mT)を示す。Hは本発明のレゾルバのデータであり、Jは従来のレゾルバのデータを示す。従来のレゾルバでは、外乱磁束が増加すると、検出角度変化(誤差)も比例して増加する。本発明のレゾルバによれば、外乱磁束が増加しても、検出角度変化(誤差)は、ほとんど増加しない。
Next, the effect by the resolver structure of a present Example is demonstrated. FIG. 16 shows the intensity of the magnetic flux generated from the motor stator and the disturbance magnetic flux for the resolver in the hybrid vehicle. The vertical axis represents the amount of magnetic flux (unit mT), and the horizontal axis represents the condition. In steady state (100 km / h), it is about 7 mT. In the intermediate acceleration state where acceleration is performed from 60 km / h to 100 km / h, the speed is about 24 mT. In the zero start acceleration state in which acceleration is performed from 0 km / h to 50 km / h, the speed is about 32 mT / h.
FIG. 17 shows the amount of change in the detected angle of the resolver when 39 mT is given as the disturbance magnetic flux. The vertical axis represents the change in detection angle, and the horizontal axis represents the electrical angle. H is the data of the resolver of the present invention, and J is the data of the conventional resolver. In the conventional resolver structure, detection angle changes (errors) occur at all electrical angles. In contrast, according to the resolver structure of the present invention, almost no electrical angle change (error) occurs in almost all electrical angles.
FIG. 18 shows the influence of the resolver when the disturbance magnetic flux is changed. The vertical axis represents detection angle change (error), and the horizontal axis represents disturbance magnetic flux (mT). H is the data of the resolver of the present invention, and J is the data of the conventional resolver. In the conventional resolver, when the disturbance magnetic flux increases, the detection angle change (error) also increases in proportion. According to the resolver of the present invention, even if the disturbance magnetic flux increases, the detection angle change (error) hardly increases.

次に、上記構成を有するレゾルバの作用について説明する。レゾルバステータ77のSIN信号励磁コイル91に、500kHzの搬送波により振幅変調された第1励磁信号S1であるsinカーブ(Asinωt)が励磁される。また、COS信号励磁コイル92に、500kHzの搬送波により振幅変調された第2励磁信号であるcosカーブが励磁されることにより、レゾルバロータパターン94には、出力信号であるABsin(ωt+θ)が誘起電流として発生する。出力信号は、ロータリィトランスパターン94,95を介して、ステータ側に設けられた検波器86を介して位相検出器87に入力される。一方、駆動回路81から第1励磁信号であるsinカーブ(Asinωt)が位相検出器87に入力される。位相検出器87におけるゼロクロス検出タイミングのずれから、位置算出器87が、モータロータ73の回転角度を算出する。   Next, the operation of the resolver having the above configuration will be described. The SIN signal excitation coil 91 of the resolver stator 77 is excited with a sine curve (Asin ωt) that is the first excitation signal S1 that is amplitude-modulated by a 500 kHz carrier wave. Further, the COS signal excitation coil 92 is excited with a cosine curve that is a second excitation signal that is amplitude-modulated by a carrier wave of 500 kHz, so that ABsin (ωt + θ) that is an output signal is induced in the resolver rotor pattern 94. Occurs as. The output signal is input to the phase detector 87 via the rotary transformer patterns 94 and 95 and the detector 86 provided on the stator side. On the other hand, a sin curve (Asin ωt) as a first excitation signal is input from the drive circuit 81 to the phase detector 87. The position calculator 87 calculates the rotation angle of the motor rotor 73 from the deviation of the zero cross detection timing in the phase detector 87.

以上、詳細に説明したように、本実施例のレゾルバ構造によれば、モータステータ72と軸受76a、76bが固設されたケーシング71、79と、軸受76a、76bに回転自在に支持されたモータロータ73を備える回転軸74と、モータロータ73の回転角度を検出するためレゾルバのレゾルバステータ77がケーシング10に付設され、レゾルバロータ75がモータロータ73に付設されたレゾルバ付モータ構造において、レゾルバロータ75が、空芯コイルにより構成され、モータロータ73の端面に設けられていること、レゾルバステータ77が、空芯コイルにより構成されていること、を特徴とするので、バックコアをなくすことにより、モータステータ72が発生する外乱磁束がバックコアを介してレゾルバステータ77に影響を与えることがなく、レゾルバステータ77がモータステータ72から受けるノイズを低減することができ、レゾルバ角度検出精度を低下することがない。ここで、バックコアをなくすことができるのは、500kHzの高周波で励磁するため、微小の信号でも十分検出可能だからである。   As described above in detail, according to the resolver structure of the present embodiment, the casings 71 and 79 in which the motor stator 72 and the bearings 76a and 76b are fixed, and the motor rotor that is rotatably supported by the bearings 76a and 76b. In a motor structure with a resolver in which a resolver stator 77 of a resolver is attached to the casing 10 and a resolver rotor 75 is attached to the motor rotor 73 in order to detect a rotation angle of the motor rotor 73, a resolver rotor 75 is provided. Since it is configured by an air-core coil and is provided on the end surface of the motor rotor 73 and the resolver stator 77 is configured by an air-core coil, the motor stator 72 is formed by eliminating the back core. The generated disturbance magnetic flux is transmitted to the resolver stator 77 through the back core. Without giving the sound, the resolver stator 77 it is possible to reduce noise received from the motor stator 72, it is not reduced the resolver angle detection accuracy. Here, the back core can be eliminated because excitation is performed at a high frequency of 500 kHz, and even a minute signal can be sufficiently detected.

また、レゾルバが高磁束密度を有する外乱磁界を受けたときでも、鉄心コアがないので、鉄心が磁気飽和してしまうことがなく、レゾルバは常に正常に機能できる。
また、高周波数を用いているので、レゾルバステータ77の巻き数を数回巻き(本実施例では7ターン)に減らせることができるため、100kHz以下のノイズの影響を受けにくい。本実施例では、SIN信号励磁コイル91、及びCOS信号励磁コイル92を7ターンで構成しているが、モータの回転数、磁極数に合わせて、4〜7ターンで構成すると良い。
また、本実施例のレゾルバは、モータからのノイズに対して影響を受けることが少ないため、薄膜状のレゾルバステータ77とレゾルバロータ75とを、回転軸の軸心方向に対向して配置してでき、レゾルバが回転軸の軸心方向で占有する長さを短くすることができ、モータを小型化できる。
Further, even when the resolver receives a disturbance magnetic field having a high magnetic flux density, since there is no iron core, the iron core is not magnetically saturated, and the resolver can always function normally.
Further, since the high frequency is used, the number of turns of the resolver stator 77 can be reduced to several turns (7 turns in the present embodiment), so that it is not easily affected by noise of 100 kHz or less. In this embodiment, the SIN signal exciting coil 91 and the COS signal exciting coil 92 are configured with 7 turns, but may be configured with 4 to 7 turns according to the number of rotations of the motor and the number of magnetic poles.
Further, since the resolver of the present embodiment is less affected by noise from the motor, a thin film resolver stator 77 and a resolver rotor 75 are arranged to face each other in the axial direction of the rotation shaft. In addition, the length occupied by the resolver in the axial direction of the rotating shaft can be shortened, and the motor can be downsized.

また、レゾルバロータ75とモータロータ73の端面との間に、非磁性かつ導電性の平板であるシールド板78を有することを特徴とするので、モータステータ72で発生した磁束が、ベース板102、またはシールド板78の表面で渦電流を発生し、熱に変換されるため、レゾルバステータ77に届く磁束を減少させることができ、レゾルバステータ77がモータステータ72から受けるノイズを低減することができ、レゾルバ角度検出精度を低下することがない。
また、空芯コイルが、導電性インクにより形成されていることを特徴とするので、薄膜パターンを10μm以下の厚みとして精度良く形成することができ、また、正確な幅の薄膜パターンを形成することができるため、レゾルバの精度を向上させることができる。
さらに、薄膜パターンが、銀粒子を分散剤中に分散させたインク液を、インクジェットプリンタで塗布した後に、焼成することにより、レゾルバロータ部材に固着されているので、薄膜パターンを確実にレゾルバロータ部材に固定することができる。
Further, since the shield plate 78, which is a nonmagnetic and conductive flat plate, is provided between the resolver rotor 75 and the end surface of the motor rotor 73, the magnetic flux generated in the motor stator 72 is generated by the base plate 102 or Since eddy current is generated on the surface of the shield plate 78 and converted into heat, the magnetic flux reaching the resolver stator 77 can be reduced, and the noise received by the resolver stator 77 from the motor stator 72 can be reduced. The angle detection accuracy is not lowered.
In addition, since the air-core coil is formed of conductive ink, the thin film pattern can be accurately formed with a thickness of 10 μm or less, and a thin film pattern with an accurate width can be formed. Therefore, the resolver accuracy can be improved.
Furthermore, since the thin film pattern is fixed to the resolver rotor member by applying an ink liquid in which silver particles are dispersed in a dispersant and then firing the ink liquid, the thin film pattern is securely attached to the resolver rotor member. Can be fixed to.

また、空芯コイルが、各々にスルーホールが形成されたSIN信号励磁コイル91と、第1絶縁層である絶縁コート110と、ジャンパ線128、129が形成された層と、第2絶縁層である絶縁コート120と、COS信号励磁コイル92が積層された構造を有すること、各層の上側にある層の導電性インクが、スルーホール111、112、121、122を通って下側にある層の導電性インクと接続していること、を特徴とするので、各層を形成し、インクジェットで空芯コイルを形成していくだけで、レゾルバステータ77を効率よく製造できるため、製造コストをダウンすることができる。
また、レゾルバステータの励磁信号として、300kHz以上500kHz以下の信号、または1.8MHz以上2.7MHz以下の信号を使用すること、を特徴とするので、ハイブリッド自動車において、AMラジオ及びFMラジオに対して、ラジオノイズを与えることが少ない。ラジオは、500kHz以上の領域で使用されているので、500kHz以下の励磁信号ならば、ラジオにノイズを与えることが少ない。500kHzでは、本発明のレゾルバにおいて、S/N比は十分な大きさを有している。300kHzでは、S/N比は、500kHzのS/N比の1/2程度に減少するが、実用の範囲である。
また、300kHz以上の励磁信号を使用しているので、バイパスフィルタにより、最大でも10kHz程度のモータノイズを容易にカットすることができるため、レゾルバの角度検出精度を高くすることができる。また、高周波でレゾルバが結合するように巻き数を減らしているので、100kHz以下のノイズ信号は結合しにくくなっている。
The air-core coil includes a SIN signal exciting coil 91 in which through holes are formed, an insulating coat 110 as a first insulating layer, a layer in which jumper wires 128 and 129 are formed, and a second insulating layer. It has a structure in which a certain insulating coat 120 and a COS signal exciting coil 92 are laminated, and the conductive ink of the layer on the upper side of each layer passes through the through holes 111, 112, 121, 122 of the layer on the lower side. Since it is connected to conductive ink, the resolver stator 77 can be efficiently manufactured simply by forming each layer and forming an air-core coil by inkjet, thus reducing the manufacturing cost. it can.
Further, as the excitation signal of the resolver stator, a signal of 300 kHz to 500 kHz or a signal of 1.8 MHz to 2.7 MHz is used. Gives less radio noise. Since the radio is used in an area of 500 kHz or more, an excitation signal of 500 kHz or less rarely gives noise to the radio. At 500 kHz, the S / N ratio is sufficiently large in the resolver of the present invention. At 300 kHz, the S / N ratio decreases to about ½ of the S / N ratio of 500 kHz, but this is a practical range.
Further, since an excitation signal of 300 kHz or higher is used, motor noise of about 10 kHz at the maximum can be easily cut by the bypass filter, so that the angle detection accuracy of the resolver can be increased. Further, since the number of turns is reduced so that the resolver is coupled at a high frequency, it is difficult to couple a noise signal of 100 kHz or less.

[第2実施例]
以下、本発明の回転検出器付モータ構造を具体化した最も好適な第1実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態の回転検出器としてのレゾルバを内蔵するモータの構造を図19に断面図で示す。外側のケーシングは、モータケーシング11と蓋ケーシング20により構成されている。モータケーシング11の内側には、モータステータ12が固設されている。また、モータケーシング11には、軸受21が取り付けられている。軸受21は、蓋ケーシング20の内側にも取り付けられており、一対の軸受21により、モータ軸13が回転可能に保持されている。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a most preferred first embodiment in which the motor structure with a rotation detector of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 19 is a sectional view showing the structure of a motor incorporating a resolver as a rotation detector according to this embodiment. The outer casing is constituted by a motor casing 11 and a lid casing 20. A motor stator 12 is fixed inside the motor casing 11. A bearing 21 is attached to the motor casing 11. The bearing 21 is also attached to the inside of the lid casing 20, and the motor shaft 13 is rotatably held by the pair of bearings 21.

モータ軸13には、ガイド14を介してモータロータ15が取り付けられており、モータロータ15内には、永久磁石16が内蔵固定されている。モータロータ15の左端面は、ガイド14に当接している。モータロータ15の右端面には、シールド板18が当接して取り付けられている。シールド板18は、銅製プレートである。シールド板18の右側にレゾルバロータ部材19が取り付けられている。レゾルバロータ部材19については、後で詳細に説明する。
モータ軸13には、ガイド14を嵌合させている直径よりも小径である段差部13aが形成されている。さらに、段差部13aの右側には、段差部13aの直径よりも小径である小径段差部13bが形成されている。段差部13aには、ストッパ17が嵌合されている。ストッパ17の右端には、カシメ部17aが形成されている。小径段差部13bは、スペーサ22を介して、軸受21の内側リングの側面に当接している。
A motor rotor 15 is attached to the motor shaft 13 via a guide 14, and a permanent magnet 16 is built and fixed in the motor rotor 15. The left end surface of the motor rotor 15 is in contact with the guide 14. A shield plate 18 is attached in contact with the right end surface of the motor rotor 15. The shield plate 18 is a copper plate. A resolver rotor member 19 is attached to the right side of the shield plate 18. The resolver rotor member 19 will be described later in detail.
The motor shaft 13 is formed with a step portion 13a having a smaller diameter than the diameter with which the guide 14 is fitted. Further, on the right side of the stepped portion 13a, a small diameter stepped portion 13b having a diameter smaller than the diameter of the stepped portion 13a is formed. A stopper 17 is fitted to the step portion 13a. A crimping portion 17 a is formed at the right end of the stopper 17. The small diameter step portion 13 b is in contact with the side surface of the inner ring of the bearing 21 through the spacer 22.

モータロータ13にガイド14を嵌合装着し、ガイド14にモータロータ15を嵌合装着する。次に、シールド板18、及びレゾルバロータ部材19を、ストッパ17のカシメ部17aの外周に嵌合装着した状態で、ストッパ17のカシメ部17aを外側に向けて、図示しないカシメ工具によりかしめる。これにより、ガイド14、モータロータ15、シールド板18、及びレゾルバロータ部材19がモータ軸13に固定される。
このとき、カシメ工具が、カシメ部17aを均等にかしめるため、レゾルバロータ部材19は、モータ軸13の軸心に対して、高い精度で取り付けることができる。
一方、蓋ケーシング20の内面には、レゾルバステータ部材23が位置決め固定されている。レゾルバステータ部材23については、後で詳細に説明する。
The guide 14 is fitted and mounted on the motor rotor 13, and the motor rotor 15 is fitted and mounted on the guide 14. Next, in a state where the shield plate 18 and the resolver rotor member 19 are fitted and mounted on the outer periphery of the caulking portion 17a of the stopper 17, the caulking portion 17a of the stopper 17 is directed outward with a caulking tool (not shown). Thereby, the guide 14, the motor rotor 15, the shield plate 18, and the resolver rotor member 19 are fixed to the motor shaft 13.
At this time, since the caulking tool caulks the caulking portion 17a evenly, the resolver rotor member 19 can be attached to the axis of the motor shaft 13 with high accuracy.
On the other hand, a resolver stator member 23 is positioned and fixed on the inner surface of the lid casing 20. The resolver stator member 23 will be described later in detail.

次に、レゾルバロータ部材19について説明する。図20にレゾルバロータ部材19の平面図を示す。
レゾルバロータ部材19は、中心に円形の中心孔が形成された円板形状をなしている。直径は、100〜150mmである。レゾルバロータ部材19の材質は、PPS樹脂またはLCP液晶ポリマーであり、厚みは3〜5mmとしている。
レゾルバロータ部材19の一面には、4箇所にレゾルバロータパターン30A,30B,30C,30Dが形成されている。また、中心付近にロータリィトランスパターン31が形成されている。レゾルバロータパターン30、及びロータリィトランスパターン31は、インクジェットプリンタにより形成される。インクとしては、分散剤の中に銀粒子を分散させた銀ペーストを使用している。銀ペーストを厚み10〜20μmで塗布した後、焼成している。焼成することにより、分散剤は昇華し、厚み2〜5μmの銀の薄膜が表面に固着する。レゾルバロータパターン30の幅は、0.5mmとしている。
レゾルバロータパターン30、及びロータリィトランスパターン31の表面には、厚みが10μmのポリイミドによる絶縁層が形成されている。この絶縁層も、ポリイミドを塗布した後、焼成したものである。
Next, the resolver rotor member 19 will be described. FIG. 20 shows a plan view of the resolver rotor member 19.
The resolver rotor member 19 has a disk shape in which a circular center hole is formed at the center. The diameter is 100 to 150 mm. The material of the resolver rotor member 19 is PPS resin or LCP liquid crystal polymer, and the thickness is 3 to 5 mm.
On one surface of the resolver rotor member 19, resolver rotor patterns 30A, 30B, 30C, and 30D are formed at four locations. A rotary transformer pattern 31 is formed near the center. The resolver rotor pattern 30 and the rotary transformer pattern 31 are formed by an ink jet printer. As the ink, a silver paste in which silver particles are dispersed in a dispersant is used. After the silver paste is applied with a thickness of 10 to 20 μm, it is fired. By firing, the dispersant sublimes, and a silver thin film having a thickness of 2 to 5 μm is fixed to the surface. The width of the resolver rotor pattern 30 is 0.5 mm.
An insulating layer made of polyimide having a thickness of 10 μm is formed on the surfaces of the resolver rotor pattern 30 and the rotary transformer pattern 31. This insulating layer is also fired after applying polyimide.

4個のレゾルバロータパターン30は、90度に区切られた区間に各々ループ状に形成されている。4個のレゾルバパターン30を形成した後、各パターンの端子部付近を除いて、ポリイミドによる絶縁層を焼成により形成する。そして、その絶縁層の上に、レゾルバパターン30Aの一端34と、レゾルバロータパターン30Bの一端とを接続するための、接続線(図中37Aと37Bを接続する接続線)形成している。この接続線は、インクジェットプリンタにより、形成されている。
また、レゾルバパターン30Aの一端34は、同様の接続線を介して、ロータリィトランスパターン31の一端36に接続している。レゾルバロータパターン30Bの他端は、同様の接続線を介して、レゾルバロータパターン30Cの一端と接続している。レゾルバロータパターン30Cの他端は、接続線(図中37Cと37Dとを接続する接続線)を介して、レゾルバロータパターン30Dの一端と接続している。また、レゾルバパターン30Dの他端34は、同様の接続線を介して、ロータリィトランスパターン31の他端35に接続している。
その後、接続線、及び端子部の上に、ポリイミドによる絶縁層を焼成により形成している。これにより、磁界の変化により、4個のレゾルバロータパターン30A,30B,30C,30Dで発生する誘起電流の総和が、ロータリィトランスパターン31に流れる。
本実施形態では、同じ面に接続線を多層化構造とすることにより、接続を行っているが、スルーホールを用いて、裏面を利用して接続しても良い。
The four resolver rotor patterns 30 are each formed in a loop shape in a section divided by 90 degrees. After the four resolver patterns 30 are formed, an insulating layer made of polyimide is formed by baking except for the vicinity of the terminal portions of each pattern. On the insulating layer, connection lines (connection lines for connecting 37A and 37B in the figure) for connecting one end 34 of the resolver pattern 30A and one end of the resolver rotor pattern 30B are formed. This connection line is formed by an ink jet printer.
Further, one end 34 of the resolver pattern 30A is connected to one end 36 of the rotary transformer pattern 31 through a similar connection line. The other end of the resolver rotor pattern 30B is connected to one end of the resolver rotor pattern 30C through a similar connection line. The other end of the resolver rotor pattern 30C is connected to one end of the resolver rotor pattern 30D via a connection line (a connection line connecting 37C and 37D in the figure). The other end 34 of the resolver pattern 30D is connected to the other end 35 of the rotary transformer pattern 31 through a similar connection line.
Thereafter, an insulating layer made of polyimide is formed by baking on the connection line and the terminal portion. As a result, the sum of the induced currents generated in the four resolver rotor patterns 30A, 30B, 30C, and 30D flows to the rotary transformer pattern 31 due to the change in the magnetic field.
In the present embodiment, the connection is made by providing a multi-layer connection line on the same surface, but the connection may be made using the back surface using a through hole.

次に、レゾルバステータ部材23について説明する。レゾルバステータ部材23は、中心に円形の中心孔が形成された円板形状をなしている。直径は、100〜150mmである。レゾルバステータ部材23の材質は、PPS樹脂またはLCP液晶ポリマーであり、厚みは3〜5mmとしている。
レゾルバステータ部材23は、蓋ケーシング20の内面に、円周状の凸部として形成された位置決め凸部20aの内側に嵌合して接着されている。これにより、レゾルバステータ部材23は、軸受21を介して、モータ軸13の軸心に対して位置決めされている。
レゾルバロータ部材19の表面のレゾルバロータパターン30と、レゾルバステータ部材23の表面のレゾルバステータ第2パターン52との距離は、本実施形態では、約1.5mmに設定している。
Next, the resolver stator member 23 will be described. The resolver stator member 23 has a disk shape in which a circular center hole is formed at the center. The diameter is 100 to 150 mm. The material of the resolver stator member 23 is PPS resin or LCP liquid crystal polymer, and the thickness is 3 to 5 mm.
The resolver stator member 23 is fitted and adhered to the inner surface of the lid casing 20 inside a positioning projection 20a formed as a circumferential projection. Thereby, the resolver stator member 23 is positioned with respect to the shaft center of the motor shaft 13 via the bearing 21.
In this embodiment, the distance between the resolver rotor pattern 30 on the surface of the resolver rotor member 19 and the resolver stator second pattern 52 on the surface of the resolver stator member 23 is set to about 1.5 mm.

レゾルバステータ部材23の一面には、図21に示すように、4箇所にレゾルバステータ第1パターン51A,51B,51C,51Dが形成されている。また、中心付近にロータリィトランスパターン57が形成されている。
さらに、レゾルバステータ第1パターン51、及びロータリィトランスパターン57の表面には、厚みが10μmのポリイミドの絶縁層が形成されている。この絶縁層も、ポリイミドを塗布した後、焼成したものである。そして、その絶縁層の表面に、レゾルバステータ第1パターン51と90度位相のずれた図22のレゾルバステータ第2パターン52が、重ね合わせて形成されている。
レゾルバステータ第1パターン51、ロータリィトランスパターン57、及びレゾルバステータ第2パターン52は、インクジェットプリンタにより形成される。インクとしては、分散剤の中に銀粒子を分散させた銀ペーストを使用している。銀ペーストを厚み10〜20μmで塗布した後、焼成している。焼成することにより、分散剤は昇華し、厚み2〜5μmの銀の薄膜が表面に固着する。レゾルバロータパターン30の幅は、0.5mmとしている。
As shown in FIG. 21, resolver stator first patterns 51A, 51B, 51C, and 51D are formed on one surface of the resolver stator member 23 at four locations. A rotary transformer pattern 57 is formed near the center.
Further, a polyimide insulating layer having a thickness of 10 μm is formed on the surfaces of the first resolver stator pattern 51 and the rotary transformer pattern 57. This insulating layer is also fired after applying polyimide. Then, the resolver stator second pattern 52 of FIG. 22 which is 90 degrees out of phase with the resolver stator first pattern 51 is formed on the surface of the insulating layer so as to overlap.
The resolver stator first pattern 51, the rotary transformer pattern 57, and the resolver stator second pattern 52 are formed by an ink jet printer. As the ink, a silver paste in which silver particles are dispersed in a dispersant is used. After the silver paste is applied with a thickness of 10 to 20 μm, it is fired. By firing, the dispersant sublimes, and a silver thin film having a thickness of 2 to 5 μm is fixed to the surface. The width of the resolver rotor pattern 30 is 0.5 mm.

レゾルバステータ第2パターン52の表面には、厚みが10μmのポリイミドによる絶縁層が形成されている。この絶縁層も、ポリイミドを塗布した後、焼成したものである。
4個のレゾルバステータ第1パターン51A,51B,51C,51Dは、各々図21で説明した接続線により接続されている。レゾルバステータ第1パターン51には、一対の入力端子53が形成されている。入力端子53は、図22に示すように、駆動回路56に接続している。図23は、レゾルバの制御構成を示す図である。
また、4個のレゾルバステータ第2パターン52A,52B,52C,52Dは、各々図21で説明した接続線によりにより接続されている。レゾルバステータ第2パターン52には、一対の入力端子53が形成されている。入力端子53は、図23に示すように、駆動回路56に接続している。
An insulating layer made of polyimide having a thickness of 10 μm is formed on the surface of the resolver stator second pattern 52. This insulating layer is also fired after applying polyimide.
The four resolver stator first patterns 51A, 51B, 51C, 51D are connected by the connection lines described in FIG. The resolver stator first pattern 51 is formed with a pair of input terminals 53. The input terminal 53 is connected to the drive circuit 56 as shown in FIG. FIG. 23 is a diagram illustrating a control configuration of the resolver.
Further, the four resolver stator second patterns 52A, 52B, 52C, and 52D are connected by the connection lines described in FIG. A pair of input terminals 53 are formed on the resolver stator second pattern 52. The input terminal 53 is connected to the drive circuit 56 as shown in FIG.

次に、制御の構成について説明する。図23に示すように、第1励磁信号である7.2kHzのsinカーブ(Asinωt)、及び第2励磁信号である7.2kHzのcosカーブ(Acosωt)を発生させる駆動回路56が、レゾルバステータ第1パターン51、及びレゾルバステータ第2パターン52に接続している。レゾルバステータ第1パターン51には、駆動回路56からsinカーブが供給され、レゾルバステータ第2パターン52には、駆動回路56からcosカーブが供給される。sinカーブとcosカーブとは、振幅が同じで、位相が90度ずれている。
レゾルバロータパターン30では、出力信号であるABsin(ωt+θ)が誘起電流として発生する。出力信号は、ロータリィトランスパターン31,57を介して、ステータ側に設けられたコンパレータ54に入力される。一方、駆動回路56からsinカーブ(Asinωt)がコンパレータ55に入力される。
Next, the control configuration will be described. As shown in FIG. 23, the drive circuit 56 for generating the 7.2 kHz sin curve (Asin ωt) as the first excitation signal and the 7.2 kHz cos curve (Acos ωt) as the second excitation signal includes the resolver stator first. The first pattern 51 and the resolver stator second pattern 52 are connected. The resolver stator first pattern 51 is supplied with a sin curve from the drive circuit 56, and the resolver stator second pattern 52 is supplied with a cosine curve from the drive circuit 56. The sin curve and the cos curve have the same amplitude and are 90 degrees out of phase.
In the resolver rotor pattern 30, the output signal ABsin (ωt + θ) is generated as an induced current. The output signal is input to the comparator 54 provided on the stator side via the rotary transformer patterns 31 and 57. On the other hand, a sin curve (Asinωt) is input from the drive circuit 56 to the comparator 55.

ノイズによる誤検出を回避するために、位置算出器58が、ノイズに応答しない不感帯をヒステリシス電圧として、ゼロクロスを検出するコンパレータ54に、所定のヒステリシス電圧が入力している。
同様に、コンパレータ55には、位置算出器58が、ノイズによる誤検出を回避するために、ノイズに応答しない不感帯をヒステリシス電圧を、ゼロクロスを検出するコンパレータ55に入力している。
In order to avoid erroneous detection due to noise, the position calculator 58 uses a dead band that does not respond to noise as a hysteresis voltage, and a predetermined hysteresis voltage is input to the comparator 54 that detects zero crossing.
Similarly, in the comparator 55, in order to avoid erroneous detection due to noise, the position calculator 58 inputs a dead band that does not respond to noise to the comparator 55 that detects a zero cross.

次に、上記構成を有するレゾルバの作用について説明する。レゾルバステータ第1パターン51に、第1励磁信号S1であるsinカーブ(Asinωt)が励磁され、レゾルバステータ第2パターン52に、第2励磁信号であるcosカーブが励磁されることにより、レゾルバロータパターン30には、出力信号S2であるABsin(ωt+θ)が誘起電流として発生する。出力信号S2は、ロータリィトランスパターン31,57を介して、ステータ側に設けられたコンパレータ54に入力される。一方、駆動回路56から第1励磁信号S1であるsinカーブ(Asinωt)がコンパレータ55に入力される。コンパレータ54のゼロクロス検出タイミングと、コンパレータ55のゼロクロス検出タイミングのずれから、位置算出器58が、モータロータ15の回転角度を算出する。   Next, the operation of the resolver having the above configuration will be described. The resolver stator first pattern 51 is excited with a sin curve (Asin ωt) as a first excitation signal S1, and the resolver stator second pattern 52 is excited with a cosine curve as a second excitation signal, whereby a resolver rotor pattern. 30, ABsin (ωt + θ), which is the output signal S2, is generated as an induced current. The output signal S2 is input to the comparator 54 provided on the stator side via the rotary transformer patterns 31 and 57. On the other hand, a sin curve (Asin ωt) that is the first excitation signal S <b> 1 is input from the drive circuit 56 to the comparator 55. The position calculator 58 calculates the rotation angle of the motor rotor 15 from the difference between the zero cross detection timing of the comparator 54 and the zero cross detection timing of the comparator 55.

以上詳細に説明したように、本実施形態のレゾルバ付モータ構造によれば、レゾルバが、蓋ケーシング20に固設され、表面に薄膜状のレゾルバステータ第1パターン51及びレゾルバステータ第2パターン52が形成された円板状のレゾルバステータ部材23と、モータロータ15の端面に固設され、表面に薄膜状のレゾルバロータパターン30が
形成された円板状のレゾルバロータ部材19とを有するので、薄膜状のレゾルバステータ第1パターン51及びレゾルバステータ第2パターン52と、レゾルバロータパターン30とを、モータ軸13の軸心方向に対向して配置しているため、レゾルバがモータ軸13の軸心方向で占有する長さを短くすることができる。
As described in detail above, according to the motor structure with a resolver of the present embodiment, the resolver is fixed to the lid casing 20, and the thin-film resolver stator first pattern 51 and resolver stator second pattern 52 are formed on the surface. Since it has the disk-shaped resolver stator member 23 formed and the disk-shaped resolver rotor member 19 fixed to the end face of the motor rotor 15 and having a thin-film resolver rotor pattern 30 formed on the surface thereof, The resolver stator first pattern 51, the resolver stator second pattern 52, and the resolver rotor pattern 30 are arranged so as to face the axial direction of the motor shaft 13, so that the resolver is in the axial direction of the motor shaft 13. Occupied length can be shortened.

また、レゾルバロータパターン30が、レゾルバロータ部材19の表面にインクジェットプリンタにより、薄膜パターンとして形成されているので、薄膜パターンを10μm以下の厚みとして精度良く形成することができ、また、正確な幅の薄膜パターンを形成することができるため、レゾルバの精度を向上させることができる。
さらに、レゾルバロータパターン30が、銀粒子を分散剤中に分散させたインク液を、インクジェットプリンタで塗布した後に、焼成することにより、レゾルバロータ部材19に固着されているので、薄膜パターンを確実にレゾルバロータ部材19に固定することができる。
また、ロータとレゾルバロータ部材19との間に、シールド板18を有するので、レゾルバロータ部材19内に備えられた永久磁石16による磁界の影響、及びモータステータ12で発生する変化のある磁界の影響を受けることが少ないため、回転角度の検出を精度よく行うことができる。さらに、シールド部材が、銅板のシールド板18、または銅メッキであるので、磁力線に対して十分なシールドを行うことができる。
Further, since the resolver rotor pattern 30 is formed as a thin film pattern on the surface of the resolver rotor member 19 by an ink jet printer, the thin film pattern can be accurately formed with a thickness of 10 μm or less, and an accurate width Since a thin film pattern can be formed, the accuracy of the resolver can be improved.
Furthermore, since the resolver rotor pattern 30 is fixed to the resolver rotor member 19 by applying an ink liquid in which silver particles are dispersed in a dispersant, and then baking the ink liquid, the thin film pattern is surely formed. It can be fixed to the resolver rotor member 19.
Further, since the shield plate 18 is provided between the rotor and the resolver rotor member 19, the influence of the magnetic field by the permanent magnet 16 provided in the resolver rotor member 19 and the influence of the magnetic field that is generated in the motor stator 12 are changed. Therefore, the rotation angle can be detected with high accuracy. Furthermore, since the shield member is the copper shield plate 18 or copper plating, sufficient shielding can be performed against the lines of magnetic force.

本発明は、上記各実施形態の他に様々な応用が可能である。例えば、上記各実施形態では、シールド部材としてアルミ製または銅製のシールド板18を使用しているが、真鍮製のシールド板を使用しても良い。また、厚みのある銅メッキを使用しても良い。   The present invention can be applied in various ways in addition to the above embodiments. For example, in each of the above embodiments, the shield plate 18 made of aluminum or copper is used as the shield member, but a shield plate made of brass may be used. Further, a thick copper plating may be used.

この発明は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモータに利用することが可能である。   The present invention can be used, for example, in a motor of a hybrid vehicle or an electric vehicle.

71 モータケーシング
72 モータステータ
73 モータロータ
74 モータ軸
78 シールド板
75 レゾルバロータ
71 蓋ケーシング
76 軸受
77 レゾルバステータ
91 SIN信号励磁コイル
92 COS信号励磁コイル
110、120 絶縁コート
111、112、121、122 スルーホール
128、129 ジャンパ線
11 モータケーシング
12 モータステータ
13 モータ軸
15 モータロータ
18 シールド板
19 レゾルバロータ部材
20 蓋ケーシング
21 軸受
23 レゾルバステータ部材
30 レゾルバロータパターン
31,57 ロータリィトランスパターン
51 レゾルバステータ第1パターン
52 レゾルバステータ第2パターン
71 Motor casing 72 Motor stator 73 Motor rotor 74 Motor shaft 78 Shield plate 75 Resolver rotor 71 Cover casing 76 Bearing 77 Resolver stator 91 SIN signal excitation coil 92 COS signal excitation coil 110, 120 Insulation coating 111, 112, 121, 122 Through hole 128 129 Jumper wire 11 Motor casing 12 Motor stator 13 Motor shaft 15 Motor rotor 18 Shield plate 19 Resolver rotor member 20 Lid casing 21 Bearing 23 Resolver stator member 30 Resolver rotor pattern 31, 57 Rotary transformer pattern 51 Resolver stator first pattern 52 Resolver Stator second pattern

Claims (5)

モータステータと軸受が固設されたケーシングと、該軸受に回転自在に支持されたモータロータを備える回転軸と、前記モータロータの回転角度を検出するためレゾルバのレゾルバステータが前記ケーシングに付設され、レゾルバロータが前記モータロータに付設されたレゾルバ付モータ構造において、
前記レゾルバロータが、空芯コイルにより構成され、前記モータロータの端面に設けられていること、
前記レゾルバステータが、空芯コイルにより構成されていること、
を有することを特徴とするレゾルバ付モータ構造。
A casing in which a motor stator and a bearing are fixed, a rotating shaft having a motor rotor rotatably supported by the bearing, and a resolver stator of a resolver for detecting a rotation angle of the motor rotor are attached to the casing, and the resolver rotor In the motor structure with a resolver attached to the motor rotor,
The resolver rotor is constituted by an air-core coil, and is provided on an end surface of the motor rotor;
The resolver stator is constituted by an air-core coil;
A motor structure with a resolver.
請求項1に記載するレゾルバ付モータ構造において、
前記レゾルバロータと前記モータロータの端面との間に、非磁性体平板を有することを特徴とするレゾルバ付モータ構造。
In the motor structure with a resolver according to claim 1,
A resolver-equipped motor structure comprising a nonmagnetic flat plate between the resolver rotor and an end surface of the motor rotor.
請求項1または請求項2に記載するレゾルバ付モータ構造において、
前記空芯コイルが、導電性インクにより形成されていることを特徴とするレゾルバ付モータ構造。
In the motor structure with a resolver according to claim 1 or claim 2,
A resolver-equipped motor structure, wherein the air-core coil is formed of conductive ink.
請求項3に記載するレゾルバ付モータ構造において、
前記空芯コイルが、各々にスルーホールが形成されたSINコイル層と、第1絶縁層と、ジャンパ線層と、第2絶縁層と、COSコイル層とが積層された構造を有すること、
前記各層の上側にある層の前記導電性インクが、前記スルーホールを通って下側にある層の前記導電性インクと接続していること、
を特徴とするレゾルバ付モータ構造。
In the motor structure with a resolver according to claim 3,
The air-core coil has a structure in which a SIN coil layer in which a through hole is formed, a first insulating layer, a jumper wire layer, a second insulating layer, and a COS coil layer are laminated;
The conductive ink of the layer on the upper side of each layer is connected to the conductive ink of the lower layer through the through-hole,
Resolver-equipped motor structure.
請求項1乃至請求項4に記載するレゾルバ付モータ構造のいずれか1つにおいて、
前記レゾルバステータの励磁信号として、300kHz以上500kHz以下の信号、または1.8MHz以上2.7MHz以下の信号を使用すること、
を特徴とするレゾルバ付モータ構造。
In any one of the motor structures with a resolver described in claim 1 to claim 4,
Using a signal of 300 kHz to 500 kHz or a signal of 1.8 MHz to 2.7 MHz as the excitation signal of the resolver stator;
Resolver-equipped motor structure.
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