JP6227315B2 - Ｖｒ型レゾルバのステータ構造 - Google Patents

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Description

本発明は、巻線に特徴があるＶＲ型レゾルバのステータ構造、および、ＶＲ型レゾルバに関する。
例えば、電気自動車やハイブリット車の電動モータの回転角を検出する用途にレゾルバが利用される場合がある。この場合、レゾルバの巻線に用いられる線材は、銅や銅合金を材料とし、被膜はポリウレタンやポリエステル等が使われているため、変速機に用いられているATFオイル(ATF:Automatic transmission fluid)に含まれている硫化物等がポリウレタンやポリエステル等に浸透し銅や銅合金を腐食し、その結果、巻線の導通不良が生じるという問題が発生する。
この問題に対処する技術として、特許文献１には、絶縁オイルによりコイルを周囲の雰囲気から遮断した角度検出装置が開示されている。また、特許文献２には、巻線を防水用の樹脂で覆ったレゾルバが開示されている。
特開２００９−１３３６４８号公報 特開２００５−３００４１０号公報
絶縁オイルを用いる方法は、絶縁オイルを封止する構造が必要となるので、コスト増となる。また、振動に曝される環境下での使用となるので、絶縁オイルが漏出する問題があり、信頼性の点で不利となる。巻線を防水用の樹脂で覆う構造も製造工程が増え、コスト増となる。このような背景において、本発明は、コストを抑えつつ、レゾルバの巻線の腐食を防止することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、エンジンルーム内で使用されるレゾルバであり、ステータコアに形成されたステータ突起部と、前記ステータ突起部に巻回されたコイルとを備え、前記コイルは、励磁コイル、ｓｉｎ相検出コイルおよびｃｏｓ相検出コイルにより構成され、前記励磁コイル、前記ｓｉｎ相検出コイルおよび前記ｃｏｓ相検出コイルの全てのコイルは、導体部の被膜部がポリテトラフルオロエチレンで形成した線材により構成され、前記コイルにおける最も内側に巻回されたコイルの導体部の材料を銅または銅を主体とした合金の線材により構成し、前記最も内側に巻回されたコイルの外側に巻回されたコイルの導体部の材料をアルミニウムまたはアルミニウム合金の線材により構成していることを特徴とするＶＲ型レゾルバのステータ構造である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記最も内側に前記励磁コイルが巻回され、前記励磁コイルの外側に前記ｓｉｎ相検出コイルおよびｃｏｓ相検出コイルが巻回されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記最も内側に前記ｓｉｎ相検出コイルおよび前記ｃｏｓ相検出コイルが巻回され、前記ｓｉｎ相検出コイルおよび前記ｃｏｓ相検出コイルの外側に前記励磁コイルが巻回されていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記励磁コイル、前記ｓｉｎ相検出コイルおよび前記ｃｏｓ相検出コイルのそれぞれの端部が接続される複数の端子を備え、前記複数の端子がアルミニウムを材料として構成されていることを特徴とする。請求項４に記載の発明によれば、端子の耐食性を高めることができる。
本発明によれば、コスト増を抑えつつ、ＶＲ型レゾルバの巻線の腐食が防止される。
実施形態の分解斜視図である。 実施形態の斜視図である。 ステータ突起部の断面図である。 ステータ突起部の断面図である。
（１）第１の実施形態
（構成）
図１および図２には、実施形態のＶＲ型（バリアブルリラクタンス型）レゾルバ１００が示されている。レゾルバ１００は、ステータコア２００、上側インシュレータ３００、下側インシュレータ４００およびコイル５００を有している。ステータコア２００は、略環状を有し、軸中心の方向に延在する複数のステータ突起部２０１を有している。ステータ突起部２０１は、周方向に沿って複数が等間隔に配置されている。ステータコア２００は、電磁鋼板等の磁性材料により構成され、図示する形状の板状の部材を軸方向で複数積層した構造を有している。
上側インシュレータ３００と下側インシュレータ４００は、樹脂製であり、ステータコア２００の軸方向の前後（図１の上下）からステータコア２００に装着される。インシュレータ装着後、ステータコア２００のステータ突起部２０１には、コイル５００が巻回されるが、上側インシュレータ３００と下側インシュレータ４００により、ステータコア２００とコイル５００は絶縁されている。
図３には、コイル５００が巻回されたステータ突起部２０１をその延在方向から見た断面の様子が示されている。図３に示す断面の構造は、各ステータ突起部２０１において同じである。ステータ突起部２０１には、インシュレータ３００および４００を介して、内側からｓｉｎ相検出コイル５０１、ｃｏｓ相検出コイル５０２、励磁コイル５０３が順に層状に巻回されている。すなわち、ステータ突起部２０１がインシュレータ３００および４００により保護され、その外側にｓｉｎ相検出コイル５０１、ｃｏｓ相検出コイル５０２、励磁コイル５０３の順に各コイルが巻回され、最外周に励磁コイル５０３が位置する構造を有している。
ここで、ｓｉｎ相検出コイル５０１、ｃｏｓ相検出コイル５０２および励磁コイル５０３は、マグネットワイヤとして導体部の材料をアルミニウムとした線材、または、被膜部をポリテトラフルオロエチレンで形成した線材を用いている。導体部の材料をアルミニウムとした線材としては、純粋に導体部がアルミニウムを材料としているマグネットワイヤや、導体部がアルミニウム合金を材料としているマグネットワイヤで被膜部は絶縁を目的としたポリウレタンやポリエステル等が使用されているものが挙げられる。また、被膜部をポリテトラフルオロエチレンで形成した線材としては、導体部の材料をアルミニウムに限定することなく、銅や銅を主体とした合金で、この導体部をポリテトラフルオロエチレンで被膜しているマグネットワイヤが挙げられる。
ｓｉｎ相検出コイル５０１、ｃｏｓ相検出コイル５０２および励磁コイル５０３のそれぞれのコイルは、１本のマグネットワイヤが各ステータ突起２０１に順次巻回され、両端が後述する端子３１１に接続されている。
図１に示すように、上側インシュレータ３００は、一体成型された端子部３１０を備えている。端子部３１０には、アルミニウム製の端子３１１が固定されていて、この端子３１１の一方の端にｓｉｎ相検出コイル５０１、ｃｏｓ相検出コイル５０２および励磁コイル５０３のそれぞれのコイルが接続されている。また、端子部３１０は、コネクタ部３１２を有している。コネクタ部３１２は、例えば図１のような空洞構造を有し、内部には端子３１１の他方の端が空洞構造の内底より突出していて、外部機器につながったコネクタ（図示せず）と接続する。端子３１１の部分には、端子カバー３１３が装着され、端子３１１の保護が行われる。また、コイル５００を構成する巻線およびそこから引き出せる線には、ワニス等が塗布されている。
ステータコア２００の半径方向内側には、図示省略したロータコアがステータ突起２０１にその外周が相対し、且つ、回転自在な状態で保持されてＶＲ型レゾルバを構成する。ロータコアの構造およびその保持構造は、通常のＶＲ型レゾルバの場合と同じであるので、説明は省略する。
（優位性）
コイル５００を構成するマグネットワイヤを導体部の材料をアルミニウムとした線材、または、被膜部をポリテトラフルオロエチレンで形成した線材により構成することで、特別な装置や部品を必要とせず、エンジンルーム内で使用されているオイルによる腐食に強い巻線構造のＶＲ型レゾルバが得られる。また、端子３１１の材質をアルミニウムで構成することで、コイル５００との接続を容易かつ確実に行うことができ、更に端子３１１自体の耐食性を確保することができる。また、マグネットワイヤの導体部にアルミニウムを用いることで、巻線の軽量化を図ることができる。
（２）第２の実施形態
以下、コイル５００の巻き方の他の一例を説明する。図４に、本実施形態におけるコイル５００が巻回されたステータ突起部２０１の断面の様子が示されている。この例では、ステータ突起部２０１には、インシュレータ３００および４００を介して、内側（ステータ突起部２０１に近い側）からｓｉｎ相検出コイル５１１、ｃｏｓ相検出コイル５１２、励磁コイル５１３が順に巻回されている。
ここで、ｓｉｎ相検出コイル５１１およびｃｏｓ相検出コイル５１２は、一般的に使われている線材で、例えば、導体部には銅や銅合金を材料とし、被膜部にはポリウレタンやポリエステル等により構成され、励磁コイル５１３は、導体部にアルミニウム、またはアルミニウム合金の線材を用いて構成されている。この構造では、最も外側の周囲の雰囲気に触れる部分のコイルの材質をアルミニウムにより構成される励磁コイル５１３とすることで、励磁コイル５１３の耐食性を確保している。またｓｉｎ相検出コイル５１１とｃｏｓ相検出コイル５１２は、励磁コイル５１３の内側となり、周囲の雰囲気に曝されないので、導体部の材質が銅や銅合金でも問題なく使うことができる。
本実施形態の構成によれば、コイルの耐食性を確保しつつ、ｓｉｎ相検出コイル５１１とｃｏｓ相検出コイル５１２を銅線で構成することで、コスト増を抑えることができる。また、ｓｉｎ相検出コイル５１１とｃｏｓ相検出コイル５１２は、ｓｉｎ相とｃｏｓ相の検出を行う関係上、インピーダンス等の特性を同じものとすることが重要となるが、両者を同じ材質とすることで、この要求に対処することができる。
（その他）
励磁コイルを銅線で構成し、ステータ突起部２０１の巻き位置を最も内側とし、その外側にアルミニウム線で構成したｓｉｎ相検出コイルとｃｏｓ相検出コイルを巻回する構造も可能である。また、この構造において、最も外側のコイル（ｓｉｎ相検出コイルまたはｃｏｓ相検出コイル）をアルミニウムで構成し、内側の２層の巻線を銅線で構成することも可能である。また、端子３１１を表面が耐食性のある材料で被覆されたアルミニウム以外の材料で構成することも可能である。
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
本発明は、ＶＲ型レゾルバに利用することができる。
１００…ＶＲ型レゾルバ、２００…ステータコア、３００…上側インシュレータ、３１０…端子部、３１１…端子、３１２…コネクタ部、３１３…端子カバー、４００…下側インシュレータ、５００…コイル、５０１…ｓｉｎ相検出コイル、５０２…ｃｏｓ相検出コイル、５０３…励磁コイル、５１１…ｓｉｎ相検出コイル、５１２…ｃｏｓ相検出コイル、５１３…励磁コイル。

Claims (4)

  1. エンジンルーム内で使用されるレゾルバであり、
    ステータコアに形成されたステータ突起部と、前記ステータ突起部に巻回されたコイルと
    を備え、
    前記コイルは、励磁コイル、ｓｉｎ相検出コイルおよびｃｏｓ相検出コイルにより構成され、
    前記励磁コイル、前記ｓｉｎ相検出コイルおよび前記ｃｏｓ相検出コイルの全てのコイルは、導体部の被膜部がポリテトラフルオロエチレンで形成した線材により構成され、
    前記コイルにおける最も内側に巻回されたコイルの導体部の材料を銅または銅を主体とした合金の線材により構成し、
    前記最も内側に巻回されたコイルの外側に巻回されたコイルの導体部の材料をアルミニウムまたはアルミニウム合金の線材により構成していることを特徴とするＶＲ型レゾルバのステータ構造。
  2. 前記最も内側に前記励磁コイルが巻回され、前記励磁コイルの外側に前記ｓｉｎ相検出コイルおよびｃｏｓ相検出コイルが巻回されていることを特徴とする請求項１に記載のＶＲ型レゾルバのステータ構造。
  3. 前記最も内側に前記ｓｉｎ相検出コイルおよび前記ｃｏｓ相検出コイルが巻回され、前記ｓｉｎ相検出コイルおよび前記ｃｏｓ相検出コイルの外側に前記励磁コイルが巻回されていることを特徴とする請求項１に記載のＶＲ型レゾルバのステータ構造。
  4. 前記励磁コイル、前記ｓｉｎ相検出コイルおよび前記ｃｏｓ相検出コイルのそれぞれの端部が接続される複数の端子を備え、前記複数の端子がアルミニウムを材料として構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＶＲ型レゾルバのステータ構造。
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