JP5253599B1

JP5253599B1 - レゾルバ及び車両用回転電機

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Publication number: JP5253599B1
Application number: JP2012095220A
Authority: JP
Inventors: 直弘本石; 暢彦藤田; 浩司川村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2032-04-19
Also published as: JP2013221904A

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。

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。

特許３５７３０８６号公報

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。

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。

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。

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。

この発明の実施の形態１に係る車両用回転電機の構成を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係るレゾルバの正面図である。この発明の実施の形態１に係るレゾルバロータの正面図である。この発明の実施の形態２に係る車両用回転電機の構成を示す断面図である。この発明の実施の形態２に係る車両用回転電機と同タイプの、従来の車両用回転電機における磁束の流れを示すレゾルバの正面図である。この発明の実施の形態２に係る車両用回転電機のレゾルバ部分における磁束の流れを示す正断面図である。この発明の実施の形態３に係るレゾルバロータを説明するための説明図である。この発明の実施の形態３に係るレゾルバロータの正面図である。この発明の実施の形態４に係るレゾルバロータの正面図である。この発明の実施の形態４に係るレゾルバロータの変形例の正面図である。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にあたっての従来例の説明図である。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。この発明の実施の形態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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

Claims

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長孔を設けると共に、この漏洩磁束遮蔽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ことを特徴とするレゾルバ。
漏洩磁束遮蔽長孔は、上記回転軸を経由して漏洩してきた磁束、又は上記回転軸の上記レゾルバロータ取り付け部分に軸方向に配線された導体が生成する磁束を遮蔽するものであることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
上記漏洩磁束遮蔽長孔は、上記レゾルバロータ極数の約数及び倍数を除いた数としたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレゾルバ。
上記レゾルバロータの中心部に設けた回転軸取り付け孔の内周面において、上記漏洩磁束遮蔽用長孔と対向する部分に、上記レゾルバロータを上記回転軸に圧入するためのレゾルバロータ圧入用凸部を設け、このレゾルバロータ圧入用凸部は、上記漏洩磁束遮蔽長用孔の中央部分に設けた１個のレゾルバロータ圧入用凸部、上記中央部分とその両側に均等に配置した複数のレゾルバロータ圧入用凸部、及び上記中央部分のレゾルバロータ圧入用凸部を除く部分に均等に配置した複数のレゾルバロータ圧入用凸部のうち、いずれかのレゾルバロータ圧入用凸部で形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレゾルバ。
上記導体と、隣り合う上記漏洩磁束遮蔽用長孔間に形成されたブリッジ部とを有し、これら導体とブリッジ部とは、上記回転軸の中心から径方向の同一線上に配置したことを特徴とする請求項２に記載のレゾルバ。
上記導体と、上記回転軸取り付け孔の内周面に設けられ上記レゾルバロータを上記回転軸に圧入するレゾルバロータ圧入用凸部とを有し、上記導体は漏洩磁束遮蔽用長孔と対向する位置に、又上記レゾルバロータ圧入用凸部は上記ブリッジ部と対向する位置に配置したことを特徴とする請求項２又は請求項５に記載のレゾルバ。
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のレゾルバを取り付けたことを特徴とする車両用回転電機。