WO2025169331A1

WO2025169331A1 - 回転電機

Info

Publication number: WO2025169331A1
Application number: PCT/JP2024/004057
Authority: WO
Inventors: 仁志磯田; 正嗣中野; 健久保田; 純士北尾; 華平祝; 元昭木村
Original assignee: Mitsubishi Electric Mobility Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Mobility Corp
Priority date: 2024-02-07
Filing date: 2024-02-07
Publication date: 2025-08-14
Anticipated expiration: 2026-08-07
Also published as: JPWO2025169331A1

Abstract

回転電機（１）は、シャフト（２）、ロータ（４）、ステータ（３）、ベアリング（６）、ハウジング（５）、レゾルバ（８）を有し、レゾルバ（８）は、ベアリング（６）とロータ（４）との軸方向（Ｙ）の間に配置され、シャフト（２）と共に回転するレゾルバロータ（８２）と、レゾルバロータ（８２）とギャップ（Ｇ２）を介して配置されたレゾルバステータ（８１）とを有し、レゾルバステータ（８１）とロータ（４）との軸方向（Ｙ）の間には、シャフト（２）の周囲に環状に形成された磁気シールド（９）と、レゾルバステータ（８１）と磁気シールド（９）との軸方向（Ｙ）の間にて挟持して設置され、磁気シールド（９）の透磁率よりも小さい透磁率を有する材にて形成される低透磁率部（７）とを備える。

Description

回転電機

　本開示は、回転電機に関するものである。

　従来の回転電機は、回転電機の回転位置を検出するために、磁気センサであるレゾルバを有した回転電機が開示されている。レゾルバはレゾルバロータと、レゾルバステータコアおよびレゾルバステータコアに巻かれるレゾルバコイルからなるレゾルバステータとで構成されており、磁気を用いてロータの回転位置を検出するため、回転電機のステータおよびロータにレゾルバが近接している場合には、回転電機のステータおよびロータから生じた磁束がレゾルバに流れ込み、レゾルバの回転電機のロータの回転角度の角度検出精度（以下、”レゾルバの回転電機のロータの回転角度の角度検出精度”を”レゾルバの角度検出精度”と称す）が低下する。

　レゾルバと回転電機のステータおよびロータとが近接している構成として、回転電機を構成するハウジング内にレゾルバが配置され、ロータのシャフトを保持するベアリングと回転電機のロータコアとの間にレゾルバが配置される構成が開示されている。回転電機のステータおよびロータから生じた磁束がレゾルバに流れ込むことを防止する手段として、磁性体の磁気シールドを、レゾルバステータと回転電機のロータとの間に配置し、レゾルバステータを回転電機のハウジングと磁気シールドで挟み込んでレゾルバステータを固定する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－５００５６号公報

　従来の回転電機は、レゾルバステータをハウジングに固定するために、レゾルバステータと磁性体の磁気シールドとが接触している。そのため、回転電機のステータおよびロータから生じた磁束が磁気シールドに流れ込み、当該流れ込んだ磁束が磁気シールドからレゾルバに流入してしまい、レゾルバの角度検出精度が低下するという問題点があった。

　本開示は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、回転電機のステータおよびロータから生じた磁束のレゾルバへの流れ込み、および、それに伴うレゾルバの角度検出精度の低下を抑制し、レゾルバの角度検出精度を向上できる回転電機を提供することを目的とする。

　本開示の回転電機は、
シャフトと、
前記シャフトと共に回転するロータと、
前記ロータとギャップを介して前記ロータの径方向に対向して配置されるステータと、
前記シャフトを、ベアリングを介して保持するとともに前記ロータおよび前記ステータを収納するハウジングと、
前記ロータの回転角度を検出するレゾルバとを有する回転電機であって、
前記レゾルバは、前記ベアリングと前記ロータとの前記シャフトの軸方向の間に配置され、
前記レゾルバは、
前記シャフトの外周に設置され前記シャフトと共に回転するレゾルバロータと、
前記レゾルバロータとギャップを介して前記レゾルバロータの径方向に対向して配置され、レゾルバステータとを有し、
前記レゾルバステータは、
環状のレゾルバステータコアバック部と、前記レゾルバステータコアバック部の径方向の内側から突出し、周方向に間隔を隔てて形成された複数のレゾルバティース部とを有するレゾルバステータコアと、
各前記レゾルバティース部にそれぞれ巻回された複数のレゾルバコイルとを有し、
前記レゾルバステータと前記ロータとの軸方向の間には、前記シャフトの周囲に環状に形成された磁気シールドと、
前記レゾルバステータと前記磁気シールドとの軸方向の間にて挟持して設置され、前記磁気シールドの透磁率よりも小さい透磁率を有する材にて形成される低透磁率部とを備えた
ものである。

　本開示の回転電機によれば、回転電機のステータおよびロータから生じた磁束のレゾルバへの流れ込み、および、それに伴うレゾルバの角度検出精度の低下を抑制し、レゾルバの角度検出精度を向上できる。

実施の形態１による回転電機の構成を示す軸方向の断面図である。図１に示した回転電機のレゾルバステータの構成を示す平面図である。図１に示した回転電機のロータ側から見た低透磁率部の構成を示す平面図である。図１に示した回転電機のロータ側から見た磁気シールドの構成を示す平面図である。図１に示した回転電機のロータ側から見たレゾルバステータ、低透磁率部、および磁気シールドを重ね合わせた構成を示す平面図である。図１に示した回転電機のロータ側から見たレゾルバステータ、低透磁率部、および磁気シールドが固定した構成を示す平面図である。図１に示した回転電機の一部分を拡大して示す断面図である。実施の形態１による他の回転電機の構成を示すの軸方向の断面図である。実施の形態２による回転電機の構成を示す軸方向の断面図である。図９に示した回転電機のロータ側から見た低透磁率部の構成を示す平面図である。図９に示した回転電機のロータ側から見たレゾルバステータ、低透磁率部、および磁気シールドを重ね合わせた構成を示す平面図である。実施の形態３による回転電機の一部構成を示す軸方向の断面図である。図１２に示した回転電機のロータ側から見たレゾルバステータ、低透磁率部、および磁気シールドを重ね合わせた構成を示す平面図である。実施の形態４による回転電機の構成を示す軸方向の断面図である。図１４に示した回転電機のレゾルバ側から見た磁気シールドの構成を示す平面図である。

　以下の説明において、回転電機１における各方向を、ロータ４の回転の中心となるシャフト２の中心軸Ｑの軸方向Ｙ、周方向Ｚ、径方向Ｘ、径方向Ｘの外側Ｘ１、径方向Ｘの内側Ｘ２として示す。よって、ステータ３および他の部分においても、当該方向を基準として各方向を示して説明する。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１による回転電機の構成を示す軸方向の断面図である。図２は、図１に示した回転電機のレゾルバステータの構成を示す平面図である。図３は、図１に示した回転電機のロータ側から見た低透磁率部の構成を示す平面図である。図４は、図１に示した回転電機のロータ側から見た磁気シールドの構成を示す平面図である。

　図５は、図１に示した回転電機のロータ側から見たレゾルバステータ、低透磁率部、および磁気シールドを重ね合わせた構成を示す平面図である。図６は、図１に示した回転電機のロータ側から見たレゾルバステータ、低透磁率部、および磁気シールドが固定した構成を示す平面図である。図７は、図１に示した回転電機の一部分を拡大して示す断面図である。図８は、実施の形態１による他の回転電機の構成を示すの軸方向の断面図である。

　図１に示すように、回転電機１は、シャフト２と、ステータ３と、ロータ４と、ハウジング５と、ベアリング６と、レゾルバ８とを有している。なお、シャフト２は、図１では中実材にてなる例にて示しているが、これに限られることはなく、例えば、軸方向Ｙに油路を設けた中空状のシャフト２、または、中心軸Ｑに沿って設けられるシャフト２の部材と円筒状のコア保持部とが連結されて一体に回転するボス構造を採ったシャフト２でも同様に構成できる。

　ロータ４は、シャフト２に設置され、シャフト２と共に回転する。ロータ４は、円筒状のロータコア４１と、ロータコア４１に挿入される永久磁石４２とを有している。ロータ４は、ステータ３から生じる磁束と、ロータ４から生じる磁束とにより生じる吸引力により、シャフト２を介して中心軸Ｑを中心に回転する。ステータ３は、ロータ４と径方向Ｘの外側Ｘ１に対向してギャップＧ１（図７参照）を介して配置される。ステータ３は、円筒状のステータコア３１と、ステータコア３１に巻回されるコイル３２とを有している。ステータ３は、ハウジング５に圧入、もしくは、ボルト等（図示せず）で固定して収納されている。

　レゾルバ８は、ロータ４の回転角度を検出する。レゾルバ８は、ベアリング６とロータ４との軸方向Ｙの間に設置されている。レゾルバ８は、レゾルバステータ８１およびレゾルバロータ８２を有する。レゾルバロータ８２は、シャフト２の外周に設置され、シャフト２と共に回転する。レゾルバステータ８１は、レゾルバロータ８２と径方向Ｘの外側Ｘ１に対向してギャップＧ２（図７参照）を介して配置される。レゾルバステータ８１は、レゾルバステータコア８１１とレゾルバコイル８１２とを有する。

　図２に示すように、レゾルバステータコア８１１は、環状のレゾルバステータコアバック部８０１と、レゾルバステータコアバック部８０１の径方向Ｘの内側Ｘ２から突出し、周方向Ｚに間隔を隔てて形成された複数のレゾルバティース部８０２とを有する。レゾルバコイル８１２は、レゾルバティース部８０２にそれぞれ巻回され形成される。レゾルバコイル８１２は、レゾルバ８の入出力信号用である。ハウジング５には、レゾルバステータ８１の外周を嵌め込み固定するためのロータ４側に突出する円環状の突起部５１が形成されている。レゾルバステータ８１が当該突起部５１の径方向Ｘの内側Ｘ２に挿入して固定されることにより、回転電機１の中心軸Ｑとレゾルバステータ８１の中心軸Ｑとが精度よく同軸となり径方向Ｘに規制されている。

　レゾルバステータ８１とロータ４との軸方向Ｙの間には、シャフト２の周囲に環状に形成された磁性体である磁気シールド９が配置される。磁気シールド９は、例えば鉄系の材にて形成されている。レゾルバステータ８１と磁気シールド９との軸方向Ｙの間には、磁気シールド９の透磁率よりも小さい透磁率を有する材にて形成される低透磁率部７がレゾルバステータ８１と磁気シールド９とに挟持されて配置される。図３および図４に示すように、磁気シールド９の外形、および、低透磁率部７の外形は円環状に構成されている。

　このように磁気シールド９および低透磁率部７を形成すれば、ステータ３から生じる磁束およびロータ４から生じる磁束がレゾルバ８へ流入することを、磁気シールド９により防止でき、レゾルバ８の角度検出精度の向上が可能となる。さらに、レゾルバステータ８１と磁気シールド９との軸方向Ｙの間に、低透磁率部７が配置されるため、磁気シールド９とレゾルバ８とは一定の距離が保たれ、かつ、低透磁率部７は磁束が通りにくいため、磁気シールド９に流れるステータ３およびロータ４から生じた磁束がレゾルバ８へ流入することを防止でき、レゾルバ８の角度検出精度の更なる向上が可能となる。

　図２に示すように、レゾルバステータ８１には、レゾルバコイル８１２より径方向Ｘの外側Ｘ１のレゾルバステータコアバック部８０１に、軸方向Ｙに貫通する長孔形状の固定孔８０が周方向Ｚに複数個形成されている。図３に示すように、低透磁率部７には、軸方向Ｙに貫通する固定孔７０が周方向Ｚに複数個形成されている。図４に示すように、磁気シールド９には、軸方向Ｙに貫通する固定孔９０が周方向Ｚに複数個形成されている。

　レゾルバステータ８１、低透磁率部７、磁気シールド９の各固定孔８０、７０、９０は周方向Ｚおよび径方向Ｘの同一箇所に形成されており、レゾルバステータ８１、低透磁率部７、磁気シールド９を軸方向Ｙおよび周方向Ｚにあらかじめ設定された位置に重ねると、図５に示すように、各固定孔８０、７０、９０が軸方向Ｙに連通する構成となる。

　図２に示すように、レゾルバステータ８１の外周には径方向Ｘの内側Ｘ２に凹んだ位置決め用の凹部８００が周方向Ｚに複数個形成されている。図３に示すように、低透磁率部７には、固定孔７０と異なる位置に位置決め用の位置決め孔７００が形成されている。図４に示すように、磁気シールド９には、固定孔９０と異なる位置に位置決め用の位置決め孔９００が形成されている。

　図１に示すように、ハウジング５には、位置決めピン５００が形成されている。位置決めピン５００にレゾルバステータ８１の凹部８００が挿入されて、レゾルバ８の周方向Ｚの位置が規制される。そして、低透磁率部７の位置決め孔７００と、磁気シールド９の位置決め孔９００とが、位置決めピン５００に挿入され、低透磁率部７と磁気シールド９とが位置決めされる。そして、位置決めされたレゾルバステータ８１と低透磁率部７と磁気シールド９とは、各部材の固定孔８０、７０、９０に、共通の固定部としてのボルト１００が設置されハウジング５に固定される（図６および図７参照）。図７に示すように、ボルト１００は、レゾルバステータ８１の固定孔８０の内壁に接せず、ボルト１００と固定孔８０の内壁との径方向Ｘにあらかじめ設定された空間Ｓが設けられている。

　このようにボルト１００を設置すれば、レゾルバステータ８１、低透磁率部７、磁気シールド９を共通のボルト１００で一度に固定できるため、回転電機１の生産性が向上し、回転電機１の生産コストの低減が可能となる。また、ボルト１００が磁性体の場合、レゾルバステータ８１とボルト１００との径方向Ｘの間にあらかじめ設定された空間Ｓを設けることで、ボルト１００からレゾルバステータ８１にステータ３およびロータ４から生じた磁束が流れるのを防止でき、レゾルバ８の角度検出精度の悪化を防止できる。または、ボルト１００を非磁性部材にて形成することも考えられる。

　なお、本実施の形態では、レゾルバステータ８１、低透磁率部７、および磁気シールド９のハウジング５への固定について、上記説明の通り、回転電機１の生産性および生産コストの点、および、固定部付近のスペース効率の点で、より好適な例として、各部材に共通の位置に形成されている固定孔８０、７０、９０と共通のボルト１００を用いて固定される形態について説明したが、これに限られることはなく、例えば、レゾルバステータ８１、低透磁率部７、磁気シールド９を重ねた状態でさらにハウジング５のフランジなどを重ねて周囲を挟持可能なクランプ部などを共通の固定部として用いて、レゾルバステータ８１、低透磁率部７、磁気シールド９をハウジング５に固定することも可能である。その場合、レゾルバ８の角度検出精度の向上が可能になるとともに、それぞれの部材を一度に固定でき、回転電機１の生産性を向上し、回転電機１の生産コスト低減が可能となる点においては有効である。

　磁気シールド９は、図１、図４、図７に示すように、ロータ４とレゾルバコイル８１２との軸方向Ｙの間を遮る、径方向Ｘの内側Ｘ２に延在した延在部９１を有する。磁気シールド９の延在部９１は、レゾルバコイル８１２に接触しないようにするために、磁気シールド９の低透磁率部７に接する部分から軸方向Ｙのロータ４側に段つけして形成されている。図７に示すように、延在部９１の径方向Ｘの内側Ｘ２の部分Ｔ１は、軸方向Ｙに対向するレゾルバコイル８１２の径方向Ｘの内側Ｘ２の部分Ｔ２よりも、径方向Ｘの内側Ｘ２に形成されている。低透磁率部７は平板にて形成され、低透磁率部７の径方向Ｘの内側Ｘ２の部分Ｔ３は、径方向Ｘに対向するレゾルバ８のレゾルバコイル８１２の径方向Ｘの外側Ｘ１の部分Ｔ４よりも径方向Ｘの外側Ｘ１に形成されている。

　このように構成することで、レゾルバステータ８１のレゾルバコイル８１２まで磁気シールド９で覆うこととなり、ステータ３およびロータ４から生じた磁束が、レゾルバコイル８１２へ流れることを防止でき、レゾルバ８の角度検出精度の悪化を防止できる。また、低透磁率部７を、平板にて形成しているので、回転電機１の生産コストを低減できる。また、低透磁率部７は、透磁率が空気と近い非磁性体であり、磁気シールド９の導電率より高い導電率を有する材料にて形成される。具体的にはアルミ材を用いている。

　このように低透磁率部７は、非磁性体であり、導電率の高い材料を用いることで、回転電機１をインバータ駆動した場合等に、インバータのスイッチング等によって生じるレゾルバ８への高周波ノイズを遮断でき、レゾルバ８の角度検出精度の悪化を防止できる。また、低透磁率部７にアルミ材を用いる例を示したが、これに限られることはなく、非磁性体であり、導電率の高い銅などの他の材料を用いてもよい。レゾルバ８への高周波ノイズの影響がない場合などは、低透磁率部７に導電率が高くない樹脂またはゴムなどの非金属材料よりなる非磁性部材を用いてもよい。また、鉄系部材よりも低透磁率であるＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ　Ｕｓｅ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）などを用いてもよい。

　なお、低透磁率部７に樹脂材を用いる場合、例えば、レゾルバステータ８１と磁気シールド９とを低透磁率部７の当該樹脂材を用いて一体成型して構成すれば、固定部を設けることを省略できる。また、図８に示すように、低透磁率部７に用いる樹脂材として、例えば、接着機能を有する樹脂材の接着剤または粘着シートなどを用いる場合、レゾルバステータ８１と磁気シールド９とについて当該接着機能を有する低透磁率部７の樹脂材を介して互いに接着固定することも可能である。その場合、先に説明した、固定孔および固定部を設けることを省略できる。

　また、これらの低透磁率部７に樹脂材を用いてレゾルバステータ８１と磁気シールド９とを固定する場合であっても、樹脂材にて構成される低透磁率部７の剥がれ防止および補強の観点から、固定部および固定孔などを用い、冗長に固定する構成としてもよい。また、低透磁率部７に樹脂材を用いる場合、レゾルバステータ８１または磁気シールド９のあらかじめ設定された表面に低透磁率の樹脂材をコーティングすることで低透磁率部７を形成することも可能である。この場合には、レゾルバステータ８１または磁気シールド９の何れか一方が低透磁率部７と一体成型されることになる。

　そして、一体成型されていない側のレゾルバステータ８１または磁気シールド９の固定については、別途、固定部として、固定孔に共通のボルト１００などを用いて、レゾルバステータ８１と磁気シールド９と低透磁率部７とを互いに固定してもよい。また、上記に示したように低透磁率部７に樹脂材を適用した例については、例えば透磁率が高くない非金属材であるゴム、例えば、比較的耐熱性に優れ、かつ、透磁率が１に近いシリコンゴム、または、その他のフッ素ゴムなどの耐熱性ゴムを用いることも可能である。また、適用される回転電機１の冷却性能が高く、レゾルバステータ８１の付近の温度が最大１００℃前後の比較的低温に保たれる仕様であれば、低透磁率部７として、耐熱性能が１００℃を少し超える程度の合成ゴムなどを用いることも可能である。

　上記のように構成された実施の形態１の回転電機によれば、
シャフトと、
前記シャフトと共に回転するロータと、
前記ロータとギャップを介して前記ロータの径方向に対向して配置されるステータと、
前記シャフトを、ベアリングを介して保持するとともに前記ロータおよび前記ステータを収納するハウジングと、
前記ロータの回転角度を検出するレゾルバとを有する回転電機であって、
前記レゾルバは、前記ベアリングと前記ロータとの前記シャフトの軸方向の間に配置され、
前記レゾルバは、
前記シャフトの外周に設置され前記シャフトと共に回転するレゾルバロータと、
前記レゾルバロータとギャップを介して前記レゾルバロータの径方向に対向して配置され、レゾルバステータとを有し、
前記レゾルバステータは、
環状のレゾルバステータコアバック部と、前記レゾルバステータコアバック部の径方向の内側から突出し、周方向に間隔を隔てて形成された複数のレゾルバティース部とを有するレゾルバステータコアと、
各前記レゾルバティース部にそれぞれ巻回された複数のレゾルバコイルとを有し、
前記レゾルバステータと前記ロータとの軸方向の間には、前記シャフトの周囲に環状に形成された磁気シールドと、
前記レゾルバステータと前記磁気シールドとの軸方向の間にて挟持して設置され、前記磁気シールドの透磁率よりも小さい透磁率を有する材にて形成される低透磁率部とを備えたので、
ステータおよびロータから生じる磁束が、レゾルバへ流入することを、磁気シールドにより防止でき、レゾルバの角度検出精度を向上できるのはもちろんのこと、レゾルバステータと磁気シールドとの間に、低透磁率部が配置されているため、磁気シールドとレゾルバとは一定の距離を離して形成され、低透磁率部は磁束が通りにくいため、磁気シールドに流れるステータおよびロータから生じた磁束がレゾルバへ流入することを防止でき、それに伴うレゾルバの角度検出精度の低下を抑制し、レゾルバの角度検出精度を向上できる回転電機を提供できる。

　さらに、上記のように構成された実施の形態１の回転電機によれば、
前記レゾルバステータと、前記低透磁率部と、前記磁気シールドとは、共通の固定部で前記ハウジングに固定されるので、
共通の固定部で、レゾルバステータ、低透磁率部、磁気シールドを一度に固定できるため、回転電機の生産性が向上し、回転電機の生産コスト低減が可能となる。

　さらに、上記のように構成された実施の形態１の回転電機によれば、
前記レゾルバステータと前記低透磁率部と前記磁気シールドとは、周方向および径方向の同一箇所に形成された固定孔をそれぞれ有し、
前記固定部は、前記レゾルバステータと前記低透磁率部と前記磁気シールドとの軸方向に連通する各前記固定孔内に設置されるので、
各固定孔が軸方向に貫通する構成となっているため、各固定孔を用いることで、共通の固定部で固定しやすくなる。

　さらに、上記のように構成された実施の形態１の回転電機によれば、
前記固定部は、ボルトにて形成されるので、
レゾルバステータ、低透磁率部、磁気シールドを共通のボルトにより一度で容易に固定でき、回転電機の生産コスト低減となる。

　さらに、上記のように構成された実施の形態１の回転電機によれば、
前記固定部は、前記レゾルバステータの前記固定孔の内壁に接せず、前記固定部と前記固定孔の内壁とにあらかじめ設定された空間を有して設置されるので、
固定部が磁性体の場合、レゾルバステータと固定部との間にあらかじめ設定された空間を設けることにより、固定部からレゾルバステータにステータおよびロータから生じた磁束が流れるのを防止でき、レゾルバの角度検出精度の悪化を防止できる。

　さらに、上記のように構成された実施の形態１の回転電機によれば、
前記固定部は、非磁性部材にて形成されるので、
固定部に非磁性部材を用いることにより、磁気シールドに流れるステータおよびロータから生じた磁束が固定部からレゾルバステータに流れるのを防止でき、レゾルバの角度検出精度の悪化を防止できる。

　さらに、上記のように構成された実施の形態１の回転電機によれば、
前記磁気シールドは、前記ロータと前記レゾルバコイルとの軸方向の間を遮る、径方向の内側に延在した延在部を有するので、
レゾルバステータのレゾルバコイルまで磁気シールドで覆うことにより、ステータおよびロータからの生じた磁束が、レゾルバコイルへ流れることを防止でき、レゾルバの角度検出精度の悪化を防止できる。

　さらに、上記のように構成された実施の形態１の回転電機によれば、
前記低透磁率部は、平板にて形成されているので、
低透磁率部の生産コストを低減できる。

　さらに、上記のように構成された実施の形態１の回転電機によれば、
前記低透磁率部の導電率は、前記磁気シールドの導電率よりも大きな材にて形成されたので、
低透磁率部に導電率の高い材料を用いることで、回転電機をインバータ駆動した場合等に、インバータのスイッチング等によって生じるレゾルバへの高周波ノイズを遮断することが可能となり、レゾルバの角度検出精度の悪化を防止できる。

実施の形態２．
　図９は、実施の形態２による回転電機の構成を示す軸方向の断面図である。図１０は、図９に示した回転電機のロータ側から見た低透磁率部の構成を示す平面図である。図１１は、図９に示した回転電機のロータ側から見たレゾルバステータ、低透磁率部、および磁気シールドを重ね合わせた構成を示す平面図である。図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。

　図９に示すように、低透磁率部７７は、上記実施の形態１と同様に、レゾルバステータ８１と磁気シールド９との軸方向Ｙの間に挟持して配置されている。低透磁率部７７は、磁気シールド９の透磁率よりも小さい透磁率を有する材にて形成されている。そして、本実施の形態２では、図１０に示すように、低透磁率部７７が、周方向Ｚにおいて複数箇所に離反して複数個、ここでは、局所的に３箇所に設置されている。そして、各低透磁率部７７は、それぞれ固定孔７０を有する中空円筒にて形成されている。なお、図１０において、実施の形態２の各低透磁率部７７と、実施の形態１の低透磁率部７とを比較するために、実施の形態１の低透磁率部７の外形の位置を点線にて示している。

　このように、低透磁率部７７を局所的に配したので、図９に示すように、レゾルバステータ８１と磁気シールド９と間には、低透磁率部７７が配置される領域と、低透磁率部７７が実質的に配置されず透磁率の低い空気層７７７が形成される領域とが混在する。その他の構成は、上記実施の形態１と同様である。

　このように低透磁率部７７を構成すれば、低透磁率部７７が、レゾルバステータ８１と磁気シールド９との軸方向Ｙの間に隙間を設けるためのスペーサとして機能し、透磁率の低い空気層７７７を介する領域と、低透磁率部７７を介する領域の双方を確保できる。これにより、レゾルバ８へのステータ３およびロータ４から生じる磁束のシールド性をさらに高めることができる。また、低透磁率部７７を局所的に配置することで、低透磁率部７７の重量の低減および生産コストの低減が可能となる。

　なお、透磁率の低い空気層７７７を介する領域と、低透磁率部７７を介する領域との双方を確保した構成を採る場合、特に使用する低透磁率部７７の透磁率について、空気層７７７に比べて透磁率が高い部材を用いる場合には、レゾルバステータ８１と磁気シールド９とに挟まれる領域において、空気層７７７を介する領域と、低透磁率部７７を介する領域とのそれぞれの占める面積比率について、低透磁率部７７を介する領域に比べて空気層７７７を介する領域の面積比率を高く設定することが望ましい。それにより、低透磁率部７７に用いることができる材料の透過率に関する制約の中で、レゾルバ８へのステータ３およびロータ４から生じる磁束のシールド性をより高めることができる。

　なお、低透磁率部７７に樹脂材を用いる場合、レゾルバステータ８１と磁気シールド９について当該樹脂を介して一体成型する構成および接着機能を有する接着剤または粘着シートなどを用いてもよい。また、レゾルバステータ８１と低透磁率部７７と磁気シールド９を固定する固定部としてボルト１００が用いられており、ボルト１００は非磁性部材が用いられている。このように、固定部に非磁性体を用いれば、磁気シールド９に流れるステータ３およびロータ４から生じた磁束が、固定部からレゾルバステータ８１に流れるのを防止でき、レゾルバ８の角度検出精度の悪化を防止できる。

　また、低透磁率部７７に固定孔７０が形成され、当該固定孔７０に、レゾルバステータ８１と磁気シールド９に形成される固定孔８０、９０が位置を合わせて形成され、共通する固定部となるボルト１００を用いて互いに強固に固定される構成を用いた例について説明したが、レゾルバステータ８１と磁気シールド９のみを固定部により固定し、当該低透磁率部７７をレゾルバステータ８１と磁気シールド９間に挟持することにより固定する場合には、低透磁率部７７に形成する固定孔７０を省略してもよい。

　この固定孔７０を省略した低透磁率部７７を用いる場合にも、低透磁率部７７はスペーサとして機能する。よって、低透磁率部７７を、レゾルバステータ８１と磁気シールド９により挟まれる円環状領域であって、周方向Ｚに３箇所以上に分散して配置する。あらかじめ設定された厚さの低透磁率部７７の設置により、レゾルバステータ８１と磁気シールド９との間に形成される空気層７７７の軸方向Ｙの距離、つまり、レゾルバステータ８１と磁気シールド９と軸方向Ｙの距離は、あらかじめ設定された距離に形成できる。なお、固定孔７０を省略した低透磁率部７７を用いる場合には、レゾルバステータ８１と磁気シールド９に形成される固定孔８０、９０を、軸方向Ｙにおいて塞がない位置に固定孔７０を省略した低透磁率部７７を配置する。

　また、上記実施の形態では、空気層７７７の軸方向Ｙの距離を均一に設けるためのスペーサとして、周方向Ｚの３箇所に低透磁率部７７を配置しているが、これに限られることはなく、例えば、好適な構成とし、円環状の平板状の低透磁率部を、レゾルバステータ８１と磁気シールド９との軸方向Ｙに対向する領域内に、同心の位置に配置して設置しても有効である。このような円環状の低透磁率部を配置する場合には、固定孔を形成してレゾルバステータ８１と磁気シールド９に対して共通する固定部となるボルト１００を用いて互いに強固に固定する構成でもよいし、先に例示した構成と同様に、固定孔を省略しレゾルバステータ８１と磁気シールド９間に挟持し、レゾルバステータ８１と磁気シールド９に形成される固定孔８０、９０とは、径方向Ｘの内側Ｘ２または外側Ｘ１にずれた同心の位置に円環状の低透磁率部を形成して配置して設置してもよい。

　上記のように構成された実施の形態２の回転電機によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、
前記低透磁率部は、前記レゾルバステータと前記磁気シールドとの軸方向の間であって、周方向において複数箇所に離反して複数個設置され、
前記レゾルバステータと前記磁気シールドとの軸方向の間の径方向において、前記低透磁率部が設置されていない空気層が形成されるので、
透磁率の低い空気層を介する領域と、低透磁率部を介する領域の双方を確保でき、レゾルバへのステータおよびロータから生じる磁束の遮断性能をより高めることができる。また、低透磁率部を局所的に配置することで、低透磁率部の重量、低透磁率部の生産コストの低減が可能となる。

実施の形態３．
　図１２は、実施の形態３による回転電機の一部構成の軸方向の断面図である。図１３は、実施の形態３によるロータ側から見たレゾルバステータ、低透磁率部、磁気シールドが固定された状態の平面図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。

　図１２に示すように、シャフト２には、磁気シールド９と径方向Ｘに対向する位置に、局所的に径が大きくなるフランジ部２００が形成されている。また、低透磁率部７は、アルミ材などの透磁率が空気と同等の材料にて形成されている。磁気シールド９の径方向Ｘの内側Ｘ２の部分からシャフト２のフランジ部２００までの径方向Ｘの距離を距離Ｗ１とする。

　また、レゾルバステータ８１とレゾルバロータ８２とのギャップＧ２の径方向Ｘの距離を距離Ｗ２（すなわち、レゾルバロータ８２の径方向Ｘの外側Ｘ１の部分からレゾルバステータ８１の径方向Ｘの内側Ｘ２の部分までの径方向Ｘの距離と同義）とする。低透磁率部７の軸方向Ｙの厚さを厚さＷ３とする（すなわち、レゾルバステータコア８１１と磁気シールド９との軸方向Ｙに対向する箇所の最短の距離と同義）。これらのように設定した場合、”Ｗ１＜Ｗ２＋Ｗ３”となるように各部材が形成されている。

　上記のように構成された実施の形態３の回転電機によれば、”Ｗ１＜Ｗ２＋Ｗ３”となるように各部材が形成されているため、磁気シールド９－シャフト２間の磁気抵抗は、レゾルバロータ８２とレゾルバステータ８１とのギャップＧ２の磁気抵抗と、レゾルバステータ８１と磁気シールド９との磁気抵抗とを加えた値より小さくなる。よって、回転電機１のシャフト２を通ってレゾルバ８へ流れるステータ３およびロータ４から生じた磁束は、シャフト２⇒レゾルバロータ８２⇒レゾルバステータ８１⇒磁気シールド９へ流れるよりも、シャフト２⇒磁気シールド９へ流れる方が流れやすくなる。これにより、レゾルバ８へのステータ３およびロータ４から生じた磁束の流入をさらに防止できる。よって、レゾルバ８の角度検出精度の悪化を防止できる。

　なお、シャフト２にフランジ部２００を備える例を示したが、これに限られることはなく、例えば、シャフト２の当該部位にリング状に構成された鉄などの磁性体を圧入などで固定して突出部としてもよい。

　上記のように構成された実施の形態３の回転電機によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するとともに、
前記磁気シールドの径方向の内側と前記シャフトとの径方向の距離をＷ１とし、
前記レゾルバロータと前記レゾルバステータとの上記ギャップの径方向の距離をＷ２とし、
前記低透磁率部の軸方向の厚さをＷ３とすると、
Ｗ１＜Ｗ２＋Ｗ３の関係を有するので、
磁気シールド－シャフト間の磁気抵抗は、レゾルバロータとレゾルバステータとのギャップの磁気抵抗と、レゾルバステータと磁気シールドとの磁気抵抗を加えた値より小さくなり、回転電機のシャフトを通ってレゾルバへ流れるステータおよびロータから生じた磁束に関して、シャフト⇒レゾルバロータ⇒レゾルバステータ⇒磁気シールドへ流れるよりも、シャフト⇒磁気シールドへ流れやすくなり、レゾルバへのステータおよびロータから生じた磁束の流入をさらに防止することが可能となり、レゾルバの角度検出精度の悪化を防止できる。

実施の形態４．
　図１４は、実施の形態４による回転電機の軸方向の断面を示す断面図である。図１５は、図１４に示した回転電機のレゾルバ側から見た磁気シールドの構成を示す平面図である。

　図１４および図１５に示すように、磁気シールド９は、レゾルバステータ８１の径方向Ｘの外側Ｘ１の外周を覆うように、磁気シールド９の径方向Ｘの外側Ｘ１の外周に、軸方向Ｙにおいてステータ３と反する側に延在する筒部９０１を有する。また、磁気シールド９の板厚Ｗ４（図１２参照）は、回転電機１の運転動作領域において、磁気シールド９の材料の飽和磁束密度以下となるように設定する。その他の構成は、上記実施の形態１と同様である。

　上記のように構成された実施の形態４によれば、磁気シールド９の筒部９０１により、ステータ３からレゾルバステータ８１の径方向Ｘの外側Ｘ１から流入するステータ３およびロータ４から生じた磁束をさらに防止でき、さらにレゾルバ８の角度検出精度の向上が可能となる。さらに、磁気シールド９の板厚Ｗ４は、磁気シールド９の材料の飽和磁束密度以下となるように形成する。これにより、磁気シールド９の磁束密度は飽和磁束密度以下となり、磁気シールド９に流れるステータ３およびロータ４から生じた磁束が漏れて、レゾルバステータ８１へ流入することを防止でき、レゾルバ８の角度検出精度の悪化を防止できる。

　磁気シールド９の板厚Ｗ４を回転電機１の運転動作領域において、磁気シールド９の材料の飽和磁束密度以下となる板厚にて形成するため、レゾルバ８との軸方向Ｙの距離を短くしてもよく、低透磁率部７の厚さＷ３（図１２参照）を小さくでき、低透磁率部７の生産コストを低減できる。なお、回転電機１の運転において、レゾルバ８の角度検出精度が問題のない範囲にとどまるのであれば、磁気シールド９の板厚Ｗ４が、磁気シールド９の材料の飽和磁束密度以上となる板厚となってもよい。

　上記のように構成された実施の形態４の回転電機によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するとともに、
前記磁気シールドは、前記レゾルバステータの径方向の外側を覆うように、前記磁気シールドの径方向の外側が軸方向に延在して形成される筒部を備えたので、
筒部により、レゾルバステータの径方向の外側から流入するステータおよびロータから生じた磁束を防止でき、さらにレゾルバの角度検出精度の向上が可能となる。

　さらに、上記のように構成された実施の形態４の回転電機によれば、
前記磁気シールドの板厚は、
前記回転電機の運転動作領域において、
前記磁気シールドの材料の飽和磁束密度以下となる板厚に形成されているので、
磁気シールドに流れるステータおよびロータから生じた磁束が漏れて、レゾルバステータへ流入することを防止でき、レゾルバの角度検出精度の悪化を防止できる。また、レゾルバとの軸方向距離を短くしてもよく、低透磁率部の厚みを小さくでき、低透磁率部の生産コストを低減できる。

　本開示は、様々な例示的な実施の形態および実施の形態が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、この明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらに、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

　１　回転電機、１００　ボルト、２　シャフト、２００　フランジ部、３　ステータ、３１　ステータコア、３２　コイル、４　ロータ、４１　ロータコア、４２　永久磁石、５　ハウジング、５１　突起部、５００　位置決めピン、６　ベアリング、７　低透磁率部、７７　低透磁率部、７０　固定孔、７００　位置決め孔、７７７　空気層、８　レゾルバ、８０　固定孔、８００　凹部、８０１　レゾルバステータコアバック部、８０２　レゾルバティース部、８１　レゾルバステータ、８１１　レゾルバステータコア、８１２　レゾルバコイル、８２　レゾルバロータ、９　磁気シールド、９０　固定孔、９００　位置決め孔、９０１　筒部、９１　延在部、Ｇ１　ギャップ、Ｇ２　ギャップ、Ｑ　中心軸、Ｘ　径方向、Ｘ１　外側、Ｘ２　内側、Ｙ　軸方向、Ｚ　周方向、Ｗ１　距離、Ｗ２　距離、Ｗ３　厚さ、Ｗ４　板厚。

Claims

シャフトと、
前記シャフトと共に回転するロータと、
前記ロータとギャップを介して前記ロータの径方向に対向して配置されるステータと、
前記シャフトを、ベアリングを介して保持するとともに前記ロータおよび前記ステータを収納するハウジングと、
前記ロータの回転角度を検出するレゾルバとを有する回転電機であって、
前記レゾルバは、前記ベアリングと前記ロータとの前記シャフトの軸方向の間に配置され、
前記レゾルバは、
前記シャフトの外周に設置され前記シャフトと共に回転するレゾルバロータと、
前記レゾルバロータとギャップを介して前記レゾルバロータの径方向に対向して配置され、レゾルバステータとを有し、
前記レゾルバステータは、
環状のレゾルバステータコアバック部と、前記レゾルバステータコアバック部の径方向の内側から突出し、周方向に間隔を隔てて形成された複数のレゾルバティース部とを有するレゾルバステータコアと、
各前記レゾルバティース部にそれぞれ巻回された複数のレゾルバコイルとを有し、
前記レゾルバステータと前記ロータとの軸方向の間には、前記シャフトの周囲に環状に形成された磁気シールドと、
前記レゾルバステータと前記磁気シールドとの軸方向の間にて挟持して設置され、前記磁気シールドの透磁率よりも小さい透磁率を有する材にて形成される低透磁率部とを備えた回転電機。
前記レゾルバステータと、前記低透磁率部と、前記磁気シールドとは、共通の固定部で前記ハウジングに固定される請求項１に記載の回転電機。
前記レゾルバステータと前記低透磁率部と前記磁気シールドとは、周方向および径方向の同一箇所に形成された固定孔をそれぞれ有し、
前記固定部は、前記レゾルバステータと前記低透磁率部と前記磁気シールドとの軸方向に連通する各前記固定孔内に設置される請求項２に記載の回転電機。
前記固定部は、ボルトにて形成される請求項３に記載された回転電機。
前記固定部は、前記レゾルバステータの前記固定孔の内壁に接せず、前記固定部と前記固定孔の内壁とにあらかじめ設定された空間を有して設置される請求項３または請求項４に記載の回転電機。
前記固定部は、非磁性部材にて形成される請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
前記低透磁率部は、前記レゾルバステータと前記磁気シールドとの軸方向の間であって、周方向において複数箇所に離反して複数個設置され、
前記レゾルバステータと前記磁気シールドとの軸方向の間の径方向において、前記低透磁率部が設置されていない空気層が形成される請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機。
前記磁気シールドは、前記ロータと前記レゾルバコイルとの軸方向の間を遮る、径方向の内側に延在した延在部を有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転電機。
前記低透磁率部は、平板にて形成されている請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転電機。
前記磁気シールドの径方向の内側と前記シャフトとの径方向の距離をＷ１とし、
前記レゾルバロータと前記レゾルバステータとの上記ギャップの径方向の距離をＷ２とし、
前記低透磁率部の軸方向の厚さをＷ３とすると、
Ｗ１＜Ｗ２＋Ｗ３の関係を有する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の回転電機。
前記磁気シールドは、前記レゾルバステータの径方向の外側を覆うように、前記磁気シールドの径方向の外側が軸方向に延在して形成される筒部を備えた請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の回転電機。
前記低透磁率部の導電率は、前記磁気シールドの導電率よりも大きな材にて形成された請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の回転電機。
前記磁気シールドの板厚は、
前記回転電機の運転動作領域において、
前記磁気シールドの材料の飽和磁束密度以下となる板厚に形成されている
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の回転電機。