JP5253599B1 - Resolver and rotating electric machine for vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】従来技術では、回転角度検出器を挟む磁気バイパスのうちロータコアに近接した内側の磁気バイパス部材はハウジングの側壁に固定されており回転軸との間に隙間が生じている。また、回転軸の軸端に固定された外側の磁気バイパス部材は、非磁性体からなるリテーナに取り付けられている。磁気式の回転角度検出器の近傍に設けた何れの磁気バイパス部材によっても、漏洩磁束を十分にバイパスさせることはできず、回転角度検出精度を高めるのには限界がある。
【解決手段】出力コイルと励磁コイルを有するレゾルバステータ、及びこのレゾルバステータの内周面とギャップを隔てて対向する凹凸形状の外周面を有し回転軸に取り付けられたレゾルバロータを備え、レゾルバロータには、回転軸の外周面に沿うように漏洩磁束遮蔽用長孔を設けると共にこの漏洩磁束遮蔽用長孔の数を、レゾルバロータの極数と異なるようにしたものである。
【選択図】図2In a conventional technique, an inner magnetic bypass member close to a rotor core among magnetic bypasses sandwiching a rotation angle detector is fixed to a side wall of a housing, and a gap is formed between the rotary shaft and a rotary shaft. The outer magnetic bypass member fixed to the shaft end of the rotating shaft is attached to a retainer made of a non-magnetic material. Any magnetic bypass member provided in the vicinity of the magnetic rotation angle detector cannot sufficiently bypass the leakage magnetic flux, and there is a limit to increasing the rotation angle detection accuracy.
A resolver rotor comprising: a resolver stator having an output coil and an exciting coil; and a resolver rotor having a concavo-convex outer peripheral surface facing the inner peripheral surface of the resolver stator with a gap therebetween and attached to a rotary shaft. In this, a leakage flux shielding long hole is provided along the outer peripheral surface of the rotating shaft, and the number of leakage flux shielding long holes is made different from the number of poles of the resolver rotor.
[Selection] Figure 2
Description
この発明は、回転角度検出器であるレゾルバ、及びこのレゾルバを備えた車両用回転電機に関するものである。 The present invention relates to a resolver that is a rotation angle detector, and a rotating electrical machine for a vehicle that includes the resolver.
一般に、車両用回転電機は、エンジン始動時には同期電動機として、エンジン稼働中は交流発電機として使用される。エンジン始動時に同期電動機として用いる場合には、ステータコアやロータコアに巻回されたコイルへの通電タイミングを制御する必要がある。そのため、ロータコアが装着されている回転軸に回転角度検出器を配置して、回転軸の回転角度を検出するようにしている。
ここで、回転角度検出器として磁気の変化を利用したもの、例えばレゾルバやホール素子を用いた場合、ロータコアに巻回されたロータコイルへの通電により発生した磁束の一部が回転軸を介して回転角度検出器に漏洩し、角度検出精度が低下してしまう恐れがある。
例えば回転角度検出器としてレゾルバを用いた場合、レゾルバはレゾルバステータとレゾルバロータとの間の磁気パーミアンス変化を利用してレゾルバロータ角度を検出するものであるため、漏洩磁束がレゾルバに流れると出力波形にノイズ成分が重畳してしまい回転角度検出精度が低下するという問題がある。
そこで、従来技術では、磁気式の回転角度検出器を軸方向に沿って前後に挟む状態で高透磁性の磁気バイパス部材を設け、回転軸を通じて流れる漏洩磁束をこれらの磁気バイパス部材に経由させることで、回転角度検出器に漏洩磁束が流れないようにしたものが特許文献1で提案されている。
この特許文献1に記載されている構成にすれば、磁気式の回転角度検出器を経由する漏洩磁束が低減されるため、回転角度検出精度の改善を図ることができる。
In general, a rotating electrical machine for a vehicle is used as a synchronous motor when the engine is started, and as an AC generator while the engine is operating. When used as a synchronous motor when starting the engine, it is necessary to control the energization timing to the coils wound around the stator core and the rotor core. Therefore, a rotation angle detector is arranged on the rotation shaft on which the rotor core is mounted so as to detect the rotation angle of the rotation shaft.
Here, when using a change in magnetism as the rotation angle detector, for example, a resolver or a Hall element, a part of the magnetic flux generated by energizing the rotor coil wound around the rotor core is passed through the rotation shaft. There is a risk of leaking into the rotation angle detector and lowering the angle detection accuracy.
For example, when a resolver is used as the rotation angle detector, the resolver detects the resolver rotor angle by using the magnetic permeance change between the resolver stator and the resolver rotor. There is a problem that noise components are superimposed on the rotation angle and the accuracy of rotation angle detection is reduced.
Therefore, in the prior art, a magnetic permeability member with a high magnetic permeability is provided in a state where the magnetic rotation angle detector is sandwiched back and forth along the axial direction, and leakage magnetic flux flowing through the rotation shaft is routed through these magnetic bypass members. Thus,
With the configuration described in
しかしながら、特許文献1に記載されている従来技術では、回転角度検出器を挟む磁気バイパスのうち、ロータコアに近接した内側の磁気バイパス部材はハウジングの側壁に固定されており、回転軸との間に隙間が生じている。このため、回転軸を通じて流れ込む漏洩磁束を、この磁気バイパスでバイパスさせる効果が不十分である。
又、回転軸の軸端に固定された外側の磁気バイパス部材は、非磁性体からなるリテーナに取り付けられている。そのため、このリテーナに取り付けられた磁気バイパス部材によっても漏洩磁束をバイパスさせる効果が不十分である。
However, in the prior art described in
The outer magnetic bypass member fixed to the shaft end of the rotating shaft is attached to a retainer made of a non-magnetic material. Therefore, the effect of bypassing the leakage magnetic flux is not sufficient even by the magnetic bypass member attached to the retainer.
以上のように、従来技術では、磁気式の回転角度検出器の近傍に設けた何れの磁気バイパス部材によっても、漏洩磁束を十分にバイパスさせることはできず、回転角度検出精度を高めるのには限界がある。
この発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、回転軸からの漏洩磁束の影響を低減し、高精度な回転角度検出が可能なレゾルバ及び、それを組み込んだ車両用回転電機を提供することを目的とする。
As described above, in the prior art, any magnetic bypass member provided in the vicinity of the magnetic rotation angle detector cannot sufficiently bypass the leakage magnetic flux, so that the rotation angle detection accuracy can be improved. There is a limit.
The present invention has been made to solve the above-described problem, and provides a resolver capable of reducing the influence of leakage magnetic flux from a rotating shaft and detecting a rotation angle with high accuracy, and a rotating electrical machine for a vehicle incorporating the same. The purpose is to provide.
この発明に係わるレゾルバは、出力コイルと励磁コイルを有するレゾルバステータ、及びこのレゾルバステータの内周面とギャップを隔てて対向する凹凸形状の外周面を有し回転軸に取り付けられたレゾルバロータを備え、上記レゾルバロータには、上記回転軸の外周面に沿うように漏洩磁束遮蔽用長孔を設けると共にこの漏洩磁束遮蔽用長孔の数を、上記レゾルバロータの極数と異なるようにしたものである。 A resolver according to the present invention includes a resolver stator having an output coil and an exciting coil, and a resolver rotor having an uneven outer peripheral surface facing the inner peripheral surface of the resolver stator with a gap therebetween and attached to a rotating shaft. The resolver rotor is provided with a leakage flux shielding elongated hole along the outer peripheral surface of the rotating shaft, and the number of the leakage flux shielding elongated holes is different from the number of poles of the resolver rotor. is there.
この発明のレゾルバによれば、例えば車両用回転電機内で発生した磁束の一部が回転軸を介してレゾルバに漏洩するが、レゾルバロータに漏洩磁束遮蔽用長孔を設けることによって漏洩磁束を遮蔽でき、さらにこの漏洩磁束遮蔽用長孔の数をレゾルバロータの極数と異なるようにしたので、漏洩磁束遮蔽用長孔間に形成されるブリッジ部の数とレゾルバロータの極数が同数だと漏洩磁束の極数がレゾルバロータ極数と等しくなりノイズ成分となって角度検出精度を低下させる事象を防げるので、レゾルバの角度検出精度を改善でき、高精度な角度検出が可能なレゾルバを提供できる。 According to the resolver of the present invention, for example, a part of the magnetic flux generated in the vehicular rotating electrical machine leaks to the resolver through the rotating shaft, but the leakage flux is shielded by providing the resolver rotor with a leakage flux shielding long hole. In addition, since the number of leakage flux shielding long holes is different from the number of poles of the resolver rotor, the number of bridge portions formed between the leakage flux shielding long holes and the number of poles of the resolver rotor are the same. Since the number of poles of the magnetic flux leakage becomes equal to the number of poles of the resolver rotor, it can prevent the phenomenon that it becomes a noise component and lowers the angle detection accuracy. .
以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, the same code | symbol shows the same or an equivalent part between each figure.
実施の形態1.
以下、図1〜図3に基づいて実施の形態1を説明する。
図1はこの発明の実施の形態1に係るレゾルバを組み込んだ車両用回転電機の構成を示す断面図である。
図1において、2はハウジングで、左右一対のブラケット3、4をボルト5で固定して構成されている。このときブラケット3、4間にステータコア24を挟んで固定している。
7は回転軸、8、9は回転軸7をハウジング2に回転自在に支持する軸受で、これらの軸受8、9はそれぞれブラケット3、4に取り付けられている。10は図示しないベルトが懸架されるプーリで、このプーリ10はナット11によって回転軸7に固定されている。
ロータコア12は、一対のコア部材16、17を一体にして構成され、回転軸7に圧入固定されている。各々のコア部材16、17は、ロータコイル13が巻回されたボビンが収納される筒状部16a、17aからロータコイル13の上を覆って互いに交差する位置まで爪形磁極部16b、17bがそれぞれ延設してある。爪形磁極部16b、17bは周方向に沿って所定の間隔をもって互いに一定ピッチで配列された形状になっている。
又、コア部材16、17の軸方向端面には、それぞれ冷却ファン18、19が取り付けられている。
The first embodiment will be described below with reference to FIGS.
1 is a cross-sectional view showing a configuration of a rotating electrical machine for a vehicle incorporating a resolver according to
In FIG. 1,
The
ステータコア24には、ステータコイル25が巻回されステータコイル25は図示しない3相インバータ回路に接続されている。又、26はスリップリング22に接触して通電経路を形成するブラシであり、スリップリング22は回転軸7に固定されている。
回転軸7の一方の軸端部には、プーリ10が取り付けてあり、その反対側の軸端部には回転軸7の回転角度検出器としてのレゾルバ31が配置されている。
レゾルバ31は、出力コイルと励磁コイルを有するレゾルバステータ34とこのレゾルバステータ34の内周面とギャップを隔てて対向する凹凸形状の外周面を有するレゾルバロータ32とで構成され、レゾルバロータ32は回転軸7の軸端部に固定され、レゾルバステータ34はブラケット3に固定され、且つレゾルバコイル34aが巻回されている。
以上の構成は既に公知であり、詳細な説明は省略する。
A
A
The
The above configuration is already known, and detailed description is omitted.
従来の回転電機では、回転軸7を囲むように配置されているコイルは、ロータコイル13のみであり、ブラシ26、スリップリング22を介してロータコイル13に界磁電流を通電してロータコア12を磁化している。
ロータコイル13に界磁電流を通電することによって生じる磁束のうち、そのほとんどは図1に示すようにロータからステータへ流れ込む経路Aを辿るが、一部は強磁性体である回転軸7を通る経路Bによってレゾルバ31に漏洩する。この漏洩磁束がレゾルバステータ34に流れ込むと、その磁束によりレゾルバコイル34aにノイズ電圧成分が誘起されて信号成分に重畳してしまうため、角度検出精度が低下してしまうという問題がある。
In the conventional rotating electrical machine, the coil disposed so as to surround the rotating
Most of the magnetic flux generated by applying a field current to the
そこで、この実施の形態1では、図2に示すように、レゾルバロータ32の中心に設けた回転軸取り付け孔102の周囲に漏洩磁束遮蔽用長孔101を設け、この漏洩磁束遮蔽用長孔101の数をレゾルバロータ32の極数と異なる数とした。
図2は、レゾルバロータ32の極数が6個,漏洩磁束遮蔽用長孔101の個数が4個の場合の例を示したものであり,組み合わせはこの限りではない。漏洩磁束遮蔽用長孔101は、空隙であり磁気抵抗が大きいため、回転軸7からレゾルバ31に漏洩する磁束は、漏洩磁束遮蔽用長孔101によって大幅に低減され、レゾルバロータ32の外周部やレゾルバステータ34には流れ込みにくくなる。
その結果、漏洩磁束によって発生するノイズ成分が低減され、レゾルバの角度検出精度の低下を防ぐことができる。
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, a leakage flux shielding
FIG. 2 shows an example in which the number of poles of the
As a result, a noise component generated by the leakage magnetic flux is reduced, and a decrease in the angle detection accuracy of the resolver can be prevented.
次に、漏洩磁束遮蔽用長孔101の数をレゾルバロータ32の極数と異なる個数にすることによる効果を説明する。
漏洩磁束を遮蔽する効果と言う点では、漏洩磁束遮蔽用長孔101は円環状として、レゾルバロータ32の内外周を磁気的に切り離すことが望ましい。しかし、完全な円環状ではレゾルバロータ32の外周側を支持できないため、内外周を連結するブリッジ部103が少なくとも1箇所以上必要となる。そのため、図3に矢印Sで示すようにブリッジ部103を経由してレゾルバロータ32の外周部や図2に示すレゾルバステータ34に漏洩磁束が流れる。
このとき、ブリッジ部103を経由してレゾルバロータ32の外周部やレゾルバステータ34に流れる漏洩磁束は、漏洩磁束遮蔽用長孔101の配置されている箇所よりも多いため,ブリッジ部103の数に相当する極数でレゾルバロータ32の外周部に漏洩磁束Sが流れる。
Next, the effect of setting the number of leakage flux shielding
In terms of the effect of shielding the leakage magnetic flux, it is desirable that the leakage flux shielding
At this time, since the leakage magnetic flux flowing through the
レゾルバ31は、レゾルバロータ32の極数の磁束分布を検出し,その他の極数の磁束分布はキャンセルする構造になっている。又、レゾルバコイル34aに誘起する電圧の角度信号の周波数成分は、レゾルバロータ32の極数に依存しており、ロータ極数以外の極数の磁束により発生するノイズ信号の周波数成分は周波数フィルターを用いることで低減することが可能である。
ところが、ブリッジ部103の数がレゾルバロータ32の極数と同じ数だと漏洩磁束の極数がレゾルバロータ32の極数と等しくなりノイズ成分となるため角度検出精度を低下させてしまう。
そこで、図3のように漏洩磁束遮蔽用長孔101の数(この場合は4個)をレゾルバロータ32の極数(この場合は6個)と異なる個数にすれば、漏洩磁束の極数がレゾルバロータ32の極数と異なる数にでき、この結果ノイズ成分となる漏洩磁束の影響を低減することができる。
The
However, if the number of
Therefore, if the number of leakage flux shielding long holes 101 (four in this case) is different from the number of poles of the resolver rotor 32 (six in this case) as shown in FIG. The number of poles of the
なお、径方向にエアギャップを持たせたレゾルバステータ34のコアやレゾルバロータ32のコアは、薄板鋼板の積層によって構成されるのが一般的である。これはコア内に渦電流が発生して損失となるのを防ぐためであり、このとき、構成する各薄板はプレスによって加工されることが多い。この実施の形態1の漏洩磁束遮蔽用長孔101は、薄板のプレス加工時に同時に形成することができ、又、鉄心素材以外の別部品を必要としないため、この実施の形態1の実施するにあたってコストが上昇することはない。
In general, the core of the
実施の形態2.
図1では、レゾルバ31を回転軸7の最外側端部に配置した外タイプの例を示しており、回転軸7上には軸端のレゾルバロータ32から順に、スリップリング22、軸受8、ロータコア12と配置されている。これらは車両用回転電機を構成するために必要な部材であるが、その配置はこの順序に限るものではなく、例えばスリップリング22、レゾルバ31、軸受8、ロータコアという配置や軸受8、スリップリング22、レゾルバ31、ロータコアといった内タイプの配置も可能である。
FIG. 1 shows an example of an outer type in which a
図4は、この発明の実施の形態2に係るレゾルバを組み込んだ車両用回転電機の構成を示す断面図で、回転軸7の軸端から軸受8、スリップリング22、レゾルバ31、ロータコア12の順に配置した内タイプの例である。
以下、図4〜6に基づいては実施の形態2に係るレゾルバロータを説明する。
図4において、スリップリング22は、ロータコア12内に配置されたロータコイル13に電力を供給するための部品であるから、スリップリング22とロータコイル13のコイル端末との間には通電するため少なくとも2本の導体35が配線される。図4では、導体35に流れる電流を矢印Cで示している。この図4では1本のみが見えているが、少なくとも2本の導体が配置される。
図4に示すように、スリップリング22とロータコア12との間にレゾルバ31を回転軸7上に配置した場合、レゾルバロータ32の内周部に回転軸7の軸方向に沿って配置される導体35は、図5、図6に示すように回転軸7の軸方向に形成された配線溝7a内に配線されることになる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of a vehicular rotating electrical machine incorporating a resolver according to
Hereinafter, the resolver rotor according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
In FIG. 4, the
As shown in FIG. 4, when the
図5は、レゾルバロータ32の内周部に導体35が配置された従来の車両用回転電機の断面図である。
図5に示す従来の車両用回転電機では、配線溝7a内に配線された導体35は、回転軸心に平行に2本配置され回転軸取り付け孔102を貫通した状態になっており、導体35は、図の右側の導体は紙面の奥に向かって、左側は紙面の手前に向かって電流が流れる状態としている。導体35をこのような配置にした場合、ロータコイル13に通電し導体35に電流が流れると、アンペールの法則に基づいて導体35を周回する磁場が発生する。そのため、矢印Dのようにレゾルバロータ32内に流れる磁束や矢印Eのようにレゾルバステータ34を経由する磁束まで生じる。これらの磁束によりレゾルバコイル34aにノイズ成分を誘起させてしまう。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional vehicular rotating electrical machine in which a
In the conventional vehicular rotating electrical machine shown in FIG. 5, two
このような漏洩磁束に対しても、この実施の形態2の漏洩磁束遮蔽用長孔101は、有効に作用する。
図6は、漏洩磁束遮蔽用長孔101を備えたレゾルバロータ32の内周部に導体35を配置した場合の正断面図である。
図6において、漏洩磁束遮蔽用長孔101は、磁気抵抗が大きいので、図5で示した矢印D、矢印Eのような経路には磁束が流れにくくなり、その代わりに漏洩磁束遮蔽用長孔101より内側に矢印Fのように磁束が流れるようになる。しかし、VR型レゾルバにおいて励磁巻線によって発生し角度検出に寄与している磁束成分は、矢印Gのようにレゾルバロータ32の外周部を経由している。そのため、レゾルバロータ32の内周部に漏洩磁束が流れていても角度検出精度には影響しない。
このように漏洩磁束遮蔽用長孔101は、回転軸7を経由してロータコイル13から流入する漏洩磁束だけではなく、レゾルバロータ32の内側に軸方向に配置した導体35に流れる電流による磁束の影響も効果的に低減することができる。
The leakage flux shielding
FIG. 6 is a front sectional view when the
In FIG. 6, the leakage flux shielding
As described above, the leakage flux shielding
なお、図6では、レゾルバロータ32の内側に導体35が2本配置し、図6の右側にある導体35は紙面に向かって奥方向に、左側の導体35は手前方向に通電するものとしているが、対となる導体であれば配置はこの図6の形態に限定されるものではない。又、2本の導体35の中心角が180度以外の場合や、それぞれの導体35が2本ずつ配置されている場合等でも、この実施の形態2の効果は同様に得られるものである。
In FIG. 6, two
実施の形態3.
これまでの実施の形態で示したように,漏洩磁束遮蔽用長孔101間のブリッジ部103では、回転軸7を経由して漏洩する磁束が存在する。
実施の形態1にあるようにレゾルバロータ32の極数と漏洩磁束遮蔽用長孔101を異なる個数に設定することで、この漏洩磁束の影響を低減することができる。しかし漏洩磁束遮蔽用長孔101をレゾルバロータ32の極数と異なる個数で設けた場合においても漏洩磁束遮蔽用長孔101の数により角度検出精度の低減の抑制効果が異なる。
As shown in the embodiments so far, in the
As in the first embodiment, by setting the number of poles of the
まず漏洩磁束遮蔽用長孔101の数をレゾルバロータ32の極数の約数に設定したものについて解説する。
図7は、漏洩磁束遮蔽用長孔101の数が3個,レゾルバロータ32の極数が6個で構成されたレゾルバロータ32である。この場合,回転軸7を経由して漏洩する磁束Rは3極となる。その2次高調波成分は6極となるため,高調波が発生した場合は6極の磁束が生じ,レゾルバロータ32の極数と一致するのでレゾルバコイル34aにノイズ成分を誘起させてしまう。
First, a description will be given of a case where the number of leakage flux shielding
FIG. 7 shows a
次に、漏洩磁束遮蔽用長孔101の数をレゾルバロータ32の極数の倍数に設定したものについて解説する。
図8は、漏洩磁束遮蔽用長孔101の数が6個,レゾルバロータ32の極数が3個で構成されたレゾルバロータ32である。
この場合,ブリッジ部103の数が6個のため6箇所から回転軸7を経由して漏洩する磁束が存在するが、図8の矢印R1,R3,R5方向は,レゾルバロータ32のコアの半径方向の厚さが厚く,R2,R4,R6方向の厚さは薄いため磁気抵抗が異なる。よってR1,R3,R5方向とR2,R4,R6方向では流れる磁束の大きさが異なるため3極の磁束が生じる。そのためレゾルバロータ32の極数と一致してしまいレゾルバコイル34aにノイズ成分を誘起させてしまう。
Next, a description will be given of a case where the number of leakage flux shielding
FIG. 8 shows a
In this case, since the number of
そこでこの実施の形態3では、漏洩磁束遮蔽用長孔101の個数をレゾルバロータ32の極数の約数ではなく,かつ倍数でない数、すなわちレゾルバロータ32の極数の約数及び倍数を除いた数に設定し、ノイズの抑制を図っている。
例えば、図2のように漏洩磁束遮蔽用長孔101の数が4個,レゾルバロータ32の極数が6個のレゾルバロータ32にすると,漏洩磁束遮蔽用長孔101の個数がレゾルバロータ32の極数の約数,倍数の場合に生じるノイズを抑制することが可能である。
又、この実施の形態3によるレゾルバ31のロータ極数対漏洩磁束遮蔽用長孔101の個数組み合わせは、ロータ極数:漏洩磁束遮蔽用長孔101を、6:4,3:4,4:3,2:3,8:3など他の組み合わせでも適用可能である。
Therefore, in the third embodiment, the number of the leakage flux shielding
For example, if the number of the leakage flux shielding
Further, the combination of the number of rotor poles of the
実施の形態4.
レゾルバ31は、回転電機のロータ回転角度を検出するものであるため、回転軸7とレゾルバロータ32とは確実にかつ十分な強度をもって連結しておく必要がある。そのための固定方法のひとつとして圧入が用いられる。
圧入による固定は、レゾルバロータ32の内径の全部、あるいは一部を回転軸外径より小さくしておき、軸方向に荷重をかけてレゾルバロータ32を回転軸7に押し込んで固定するものである。その際、多大な荷重がレゾルバロータ32の半径方向に作用するため、圧入前後でレゾルバロータ32の外形形状が変化してしまう恐れがある。
Since the
In the fixing by press-fitting, all or a part of the inner diameter of the
VR型レゾルバにおいては、レゾルバロータ32とステータティース34b間のギャップパーミアンスが、レゾルバロータ32の回転によって正弦波状に変化するようにレゾルバロータ32の外形形状が設計されている。圧入に伴う外形形状変化によって所望のギャップパーミアンスが得られなくなると出力波形にノイズが重畳してしまい、角度検出精度が低下する。
圧入に伴う外形変形量が一定であれば、変形することを前提とした形状に設計しておくことも可能である。しかし、レゾルバロータ32の内径や回転軸7の外径には加工誤差が避けられないので、圧入時にレゾルバロータ32に作用する荷重にはばらつきが避けられず、外形変形量を一定にすることは困難である。そのため、外形変形を予め織り込んだロータ形状にするという対策は効果的ではない。
In the VR type resolver, the outer shape of the
If the external deformation amount due to the press-fitting is constant, it is possible to design the shape on the premise of deformation. However, since machining errors are inevitable in the inner diameter of the
そこで、この実施の形態4では、レゾルバロータ32の圧入孔を真円形状とはせず、圧入時に漏洩磁束遮蔽用長孔101に相当する箇所の内周側に半径方向荷重のほとんどが作用する形状とした。
図9は、この実施の形態4に係るレゾルバロータの正面図である。
以下、図9に基づいては実施の形態4に係るレゾルバロータを説明する。
図9において、この実施の形態4のレゾルバロータ32は、回転軸取り付け孔102を取り囲むように漏洩磁束遮蔽用長孔101が配置され、漏洩磁束遮蔽用長孔101の中央部分(中心)に対向する部分にあたる回転軸取り付け孔102の内周面に1個の突起部104、すなわちレゾルバロータ圧入用凸部を設けている。
Therefore, in the fourth embodiment, the press-fitting hole of the
FIG. 9 is a front view of the resolver rotor according to the fourth embodiment.
Hereinafter, the resolver rotor according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 9, the
このように回転軸取り付け孔102の内周面に突起部104を設けたことにより、回転軸7への圧入によってレゾルバロータ32に作用する半径方向の荷重のほとんどは突起部104に集中することになる。そのため、圧入によって突起部104は外周方向に変位する。しかし、突起部104は漏洩磁束遮蔽用長孔101の内周側の薄肉部上に配置されているため、突起部104に作用する荷重はそのほとんどが薄肉部の撓みとして吸収され、漏洩磁束遮蔽用長孔101より外側の部分はほとんど変形せずレゾルバロータ32の外形形状が変化することはない。
By providing the
これにより圧入によりレゾルバロータ32を回転軸7に固定した場合でも、レゾルバロータ32の外形変形を最小限に抑えることができ、角度検出精度が低下することがない。
又、ここではレゾルバロータ32の極数が6、漏洩磁束遮蔽用長孔101が4個の場合の例を示しているが、これらの数はこの例に限定されるものではなく、それぞれ他の数でも同様の効果が得られる。
Thereby, even when the
In addition, here, an example in which the number of poles of the
さらに、図10のように、漏洩磁束遮蔽用長孔101の内周面に、漏洩磁束遮蔽用長孔101の個数の倍数個の突起部104、すなわち複数のレゾルバロータ圧入用凸部を設けることで荷重を受けるポイントの数が増加し,各漏洩磁束遮蔽用長孔101,突起部104に均等に荷重がかかるため,変形を抑制する効果があがる。
又、図10に示した3個の突起部104は、漏洩磁束遮蔽用長孔101の中央部分とその両側に各1個均等に配置したものであるが、中央部分の突起部104を除きその両側に各1個又は複数の突起部104を均等に配設しても同等の効果、すなわち荷重を受けるポイントが分散し変形を抑制できる効果が得られるものである。
この実施の形態4に示したように、回転軸取り付け用の突起部104は、回転軸7の中心と漏洩磁束遮蔽用長孔101を結ぶ線上、すなわち漏洩磁束遮蔽用長孔101と対向する部分に配置されており,その突起部104の個数を漏洩磁束遮蔽用長孔101の倍数個設けることにより、圧入によるレゾルバ外形形状の変形を抑制することが可能となり、角度検出精度の低下を防止できる。
Further, as shown in FIG. 10, a plurality of
In addition, the three
As shown in the fourth embodiment, the
実施の形態5.
これまでの実施の形態で示したように、漏洩磁束遮蔽用長孔101は、回転軸7を経由して漏洩する磁束やレゾルバロータ32の回転軸取り付け孔102内に配置された導体35に通電することによる磁束の影響を低減し、角度検出精度の低下を抑制する効果がある。
しかし、導体35の通電による磁束は、漏洩磁束遮蔽用長孔101と導体35の位置関係によって漏洩磁束遮蔽用長孔101の磁束遮蔽効果が異なるため角度検出精度に影響を及ぼす。そのためこの実施の形態5では、漏洩磁束遮蔽用長孔101と導体35の位置関係を設定することで,導体35による磁束の影響をさらに低減する。
As shown in the embodiments so far, the leakage flux shielding
However, since the magnetic flux shielding effect of the leakage flux shielding
図11は、この発明の実施の形態5に係るレゾルバロータを説明するための説明図、図12は、この発明の実施の形態5に係るレゾルバロータの正面図である。
以下、図11、図12に基づいて実施の形態5に係るレゾルバロータを説明する。
図11は、従来例の問題点を説明するための説明図であるが、この図11のレゾルバロータ32の場合、回転軸7を通る2本の導体35は、回転軸7の中心に対して180度の位置に設置されており、レゾルバロータ32の漏洩磁束遮蔽用長孔101の個数が4であり,回転軸7を中心に、ブリッジ部103と結ぶ線分と導体35と結ぶ線分との角度Jが45度の位置なるように配置したものである。このような配置にすると、図11の矢印Hのように導体35周辺の磁束が、漏洩磁束遮蔽用長孔101のブリッジ部103から漏れやすい配置となるためレゾルバステータ34に磁束が漏れだして角度検出精度の低下の効果が少なくなってしまう。
FIG. 11 is an explanatory view for explaining a resolver rotor according to
Hereinafter, the resolver rotor according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the problem of the conventional example. In the
そこで、この実施の形態5では、図12のように回転軸7を通る2本の導体35は、回転軸7の中心に対して180度の位置に設置し、漏洩磁束遮蔽用長孔101が4の場合、隣り合う漏洩磁束遮蔽用長孔101間に形成されたブリッジ部103と導体35とを回転軸7の中心から径方向の同一線上に配置するものである。
このように配置することによって、図12の矢印Iのように導体35周辺の磁束が、漏洩磁束遮蔽用長孔101で遮蔽されるため角度検出精度の低下をさらに抑制することができる。
Therefore, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 12, the two
By arranging in this way, the magnetic flux around the
この実施の形態5のように、回転軸7の軸方向に沿って界磁電流を通電する導体35が配置され,導体35が回転軸取付け孔102内において配線溝7aに配置され,導体35が回転軸7の中心に対して180度の位置に設置され,レゾルバロータ32に4個の漏洩磁束遮蔽用長孔101が設けられた場合に、回転軸7の中心から導体35を結ぶ半径の延長線上に漏洩磁束遮蔽用長孔101のブリッジ部103を設けることによって,導体35を流れる電流により発生する磁束をレゾルバロータ32の外周部に流れにくくして,角度検出精度の低下を抑制することができる。
As in the fifth embodiment, a
実施の形態6.
実施の形態4では、漏洩磁束遮蔽用長孔101による圧入時の変形抑制効果について説明した。しかし、漏洩磁束遮蔽用長孔101を設けることにより荷重がかかる箇所の半径方向のバネ定数が低下するため、同じ締め代(回転軸外径半径とレゾルバロータ内径半径との差)であれば漏洩磁束遮蔽用長孔101のない場合に比べて圧入後の回転軸7に対するレゾルバロータ32の固定力は低減する。
レゾルバロータ32の固定力を向上させる方法として、この実施の形態6では、ブリッジ部103の内周側に荷重を受けるポイントを設け,回転軸7と4つの漏洩磁束遮蔽用長孔101とレゾルバロータ32内周部に配置された2本の導体35の中心角が180度の位置に設置された位置関係を設定することで,強い固定力でレゾルバロータ32を固定する。
Embodiment 6 FIG.
In the fourth embodiment, the effect of suppressing deformation at the time of press-fitting by the leakage flux shielding
As a method for improving the fixing force of the
図13は、この実施の形態6に係るレゾルバロータの正面図である。
以下、図13に基づいては実施の形態6に係るレゾルバロータを説明する。
図13において、レゾルバロータ32は、回転軸7を通る2本の導体35が回転軸7の中心に対して180度の位置に設置されており、レゾルバロータ32の回転軸取り付け孔102を取り囲むように漏洩磁束遮蔽用長孔101が4個であり,ブリッジ部103の内周側に突起部104を設けており,ブリッジ部103を回転軸中心と導体35を結ぶ線分との角度Kが45度となる位置に配置したものである。
すなわち、導体35は漏洩磁束遮蔽用長孔101と対向する位置に配置し、レゾルバロータ32を回転軸7に圧入する突起部104、すなわち圧入用凸部は、ブリッジ部103と対向する回転軸取り付け孔102の内周面の位置に設けたものである。
FIG. 13 is a front view of a resolver rotor according to the sixth embodiment.
Hereinafter, the resolver rotor according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 13, the
That is, the
レゾルバロータ32を回転軸7に圧入した場合、圧入に伴ってレゾルバロータ32に作用する半径方向の荷重によって漏洩磁束遮蔽用長孔101の内周側が撓むことはないので、漏洩磁束遮蔽用長孔101のない従来のレゾルバロータ32を圧入した場合と同等の固定力を得ることができる。又、回転軸取り付け孔102の内周面に設けた突起部104を、ブリッジ部103と対向する位置に配置することで,強度の弱い導体35部分での弱い固定力での固定を避け,鋼鉄などの高強度部材でできた回転軸に強い固定力で固定することが可能である。
When the
なお、この実施の形態6では、1例として図13では回転軸取り付け孔102の内周面側に角形状の突起部104を設けているが、その形状はこれに限定されるものではなく、他の形状でも同様の効果が得られることは上記説明のとおりである。
又、実施の形態4〜6においては、圧入による回転軸7とレゾルバロータ32との固定に関する効果について説明したが、レゾルバロータ32は、必ずしも圧入のみによって固定する必要はない。ネジ締結や接着、溶接等の手段を併用することも可能であり、これらの方法を併用することはこの発明の効果を低減させるものではない。
In the sixth embodiment, as an example, in FIG. 13, the
In the fourth to sixth embodiments, the effect of fixing the
各実施の形態の説明には、スロット数12のレゾルバステータ34、軸倍角6すなわちレゾルバロータ外形形状の山の数が6個の例を用いているが、この発明は、この仕様のレゾルバのみに適用されるものではなく、スロット数とレゾルバロータ極数が他の値の仕様の場合でも同様に適用可能である。又、コイル端末の引き回しや端子位置についても、他の配置の場合でも同様に適用可能で同様の効果も得られるものである。
In the description of each embodiment, an example in which the
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In the present invention, each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.
1 車両用回転電機
2 ハウジング
3、4 ブラケット
5 ボルト
7 回転軸
7a 導体の配線溝
8、9 軸受
10 プーリ
11 ナット
12 ロータコア
13 ロータコイル
16、17 コア部材
16a 筒状部
16b 爪形磁極部
17a 筒状部
17b 爪形磁極部
18、19 冷却ファン
22 スリップリング
24 ステータコア
25 ステータコイル
26 ブラシ
27,28 ブラシホルダ
31 レゾルバ(回転角度検出器)
32 レゾルバロータ
34 レゾルバステータ
34a レゾルバコイル
34b ステータティース
35 導体
101 漏洩磁束遮蔽用長孔
102 回転軸取り付け孔
103 ブリッジ部
104 突起部(レゾルバロータ圧入用凸部)。
DESCRIPTION OF
32
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