TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2021158798
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211007
出願番号2020057111
出願日20200327
発明の名称レゾルバ
出願人ミネベアミツミ株式会社
代理人特許業務法人虎ノ門知的財産事務所
主分類H02K 24/00 20060101AFI20210910BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転電機から漏洩する磁束による角度検出精度の低下を抑制すること。
【解決手段】実施形態のレゾルバは、回転電機に取り付けられるレゾルバであって、前記回転電機のシャフトに固定されるロータと、前記ロータの周囲に配置されるステータとを備える。前記ステータは複数のティースを有するステータコアを備え、前記複数のティースに励磁巻線と出力巻線とからなるステータ巻線を巻回し、前記ステータコアは、周期対称となるように周方向に均等に配置された複数の磁束誘導変化部を有し、前記複数の磁束誘導変化部の数は、前記回転電機のロータの磁極数の、1以外の約数である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
回転電機に取り付けられるレゾルバであって、
前記回転電機のシャフトに固定されるロータと、
前記ロータの周囲に配置されるステータと、
を備え、
前記ステータは複数のティースを有するステータコアを備え、前記複数のティースに励磁巻線と出力巻線とからなるステータ巻線を巻回し、
前記ステータコアは、周期対称となるように周方向に均等に配置された複数の磁束誘導変化部を有し、前記複数の磁束誘導変化部の数は、前記回転電機のロータの磁極数の、1以外の約数である、レゾルバ。
続きを表示(約 510 文字)【請求項2】
前記回転電機のロータの極対数を第1の値とし、
前記レゾルバのロータの軸倍角数と前記レゾルバの前記励磁巻線の極対数との差の絶対値を第2の値とした場合、
前記第1の値及び前記第2の値は、整数であり、且つ、前記第1の値及び前記第2の値は、一方の値が偶数であり、他方の値が奇数である、請求項1に記載のレゾルバ。
【請求項3】
前記ステータコアは、前記複数の磁束誘導変化部が配置される環状部と前記環状部から径方向内側に突出する前記複数のティースとを有し、
前記励磁巻線と前記出力巻線とは、それぞれ前記複数のティースの全てに巻回された、請求項1又は2に記載のレゾルバ。
【請求項4】
前記複数の磁束誘導変化部は、前記環状部の外周縁から径方向外側に突出した箇所に穴が形成されている、請求項3に記載のレゾルバ。
【請求項5】
前記複数の磁束誘導変化部は、前記環状部の内部に形成された長孔である、請求項3に記載のレゾルバ。
【請求項6】
前記複数の磁束誘導変化部は、前記環状部の外周縁に形成された切欠である、請求項3に記載のレゾルバ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、レゾルバに関する。
続きを表示(約 6,100 文字)【背景技術】
【0002】
従来、車両の駆動に回転電機が用いられている。回転電機の回転子は、シャフトに固定された回転子鉄心と、永久磁石とを備え、シャフトは軸受けにより回転可能に支持されている。このような回転電機の回転子の回転角度等を検出する手段として、レゾルバが知られている(例えば、特許文献1を参照)。このようなレゾルバは、ステータコアとロータコアとを備えている。レゾルバのロータコアは、回転電機のシャフトに固定され、回転電機の回転子の回転角度等を検出する。
【0003】
レゾルバのステータコアは、例えば、回転電機のハウジングに固定される。例えば、外周縁から径方向外側に突出する複数の取付部が形成され、取付部に取付穴が形成されたステータコアを有するレゾルバが知られている(例えば、特許文献2を参照)。このようなステータコアは、取付穴にボルトを挿通して回転電機のハウジングに固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2016−158401号公報
特開2006−109658号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、回転電機の回転子とレゾルバが接近して配置されると、回転電機の回転子の永久磁石から発生する磁束の影響を受け易い。例えば、特許文献2に記載されたような取付部や、取付穴に挿通したボルトがアンテナとなって、回転電機の回転子の永久磁石からの磁束がレゾルバのステータの内側に入り込み、レゾルバのステータの突極に巻回した巻線に鎖交し、レゾルバの出力信号にノイズとして重畳する虞がある。
【0006】
このような、取付部は、その配置位置によってはレゾルバのステータの内側に入り込む磁束の分布がアンバランスになり、レゾルバのステータの突極(ティースに相当)に巻回した巻線に及ぼす磁束にばらつきが生じる。その結果、突極(ティースに相当)ごとにノイズ成分のばらつきが生じることからレゾルバの角度検出精度が低下する虞がある。
【0007】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回転電機から漏洩する磁束による角度検出精度の低下を抑制することができるレゾルバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るレゾルバは、回転電機に取り付けられるレゾルバであって、前記回転電機のシャフトに固定されるロータと、前記ロータの周囲に配置されるステータとを備える。前記ステータは複数のティースを有するステータコアを備え、前記複数のティースに励磁巻線と出力巻線とからなるステータ巻線を巻回し、前記ステータコアは、周期対称となるように周方向に均等に配置された複数の磁束誘導変化部を有し、前記複数の磁束誘導変化部の数は、前記回転電機のロータの磁極数の、1以外の約数である。
【0009】
本発明の一態様に係るレゾルバは、回転電機から漏洩する磁束による角度検出精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1は、本実施形態に係るレゾルバを備えた回転電機の断面図である。
図2は、図1に示すレゾルバと回転電機のロータとの位置関係を示す平面図である。
図3は、実施例1のレゾルバを示す図である。
図4は、実施例2のレゾルバを示す図である。
図5は、比較例1のレゾルバを示す図である。
図6は、実施例3のレゾルバを示す図である。
図7は、比較例2のレゾルバを示す図である。
図8は、実施例1と比較例1のレゾルバを用いた場合の角度誤差を示す図である。
図9は、変形例1のステータコアを示す図である。
図10は、変形例2のステータコアを示す図である。
図11は、変形例3のステータコアを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、実施形態に係るレゾルバについて図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、1つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。
【0012】
(実施形態)
図1は、本実施形態に係るレゾルバを備えた回転電機の断面図である。図1に示す回転電機1は、有底円筒状のハウジング2と、ハウジング2の開口側に固定されたエンドブラケット3とから構成された筐体を有する。ハウジング2の底部の中央からは、シャフト4の一端が出ている。また、エンドブラケット3の中央には円筒状の凸部が設けられ、この凸部の中央からはシャフト4の他端が出ている。凸部の内部には、レゾルバ11が取り付けられている。シャフト4は、ハウジング2に設けられた軸受6と、エンドブラケット3に設けられた軸受5とにより回動可能に支持されている。なお、図1において、シャフト4については断面を省略している。
【0013】
回転電機1のモータ部分は、シャフト4に固着されたロータ7と、ハウジング2の円筒部の内側に固定されたステータコア9と、ステータコア9のティース(9b)に、図示しないインシュレータを介して巻回されたモータ巻線10と、を有している。ステータコア9は、ケイ素鋼板等の軟磁性材からなるプレートからプレス加工により製作された複数の鉄心(コア)が、軸方向に回転積層されることで構成されている。
【0014】
モータ部分の回転子であるロータ7は、ケイ素鋼板等の軟磁性材からなるプレートからプレス加工により製作された複数の鉄心(コア)が、軸方向に積層されることで構成されている。ロータ7は、例えば、複数の鉄心(コア)を軸方向に積層してなるロータコアに形成された磁石挿入孔に永久磁石(8)が埋め込まれたIPM(Interior Permanent Magnet)型のロータである。
【0015】
レゾルバ11は、回転電機1に取り付けられている。レゾルバ11は、回転電機1のシャフト4に固定(嵌着)されたロータ12と、ロータ12の周囲に配置され、エンドブラケット3の内側に固定されたステータとを有する。ステータは、ステータコア13と、このステータコア13のティース(13b)にインシュレータ14を介して巻回されたステータ巻線15とを有している。レゾルバ11は、例えばVR(バリアブルリラクタンス)型レゾルバであり、ステータコア13の内側にロータ12が配置されたインナーロータ型のレゾルバである。
【0016】
図2は、図1に示すレゾルバと回転電機のロータとの位置関係を示す平面図である。図2は、レゾルバ11側の軸方向から見た平面図である。
【0017】
図2に示す回転電機1のステータコア9は、環状の環状部9aから径方向内側に突出する48本のティース9bを有する。すなわち、図2に示す回転電機1のステータのスロット数は「48」である。また、図2に示す回転電機1のロータ7は、永久磁石8が埋め込まれたIPM型のロータであり、8極の磁極を有する。すなわち、図2に示す回転電機1のロータ7の磁極数は「8」であり、極対数は「4」である。
【0018】
レゾルバ11のステータを構成するステータコア13は、環状の環状部13aから径方向内側に突出する複数のティース13b(図2では14本のティース13b)を有する。すなわち、図2に示すレゾルバ11のステータのスロット数は「14」である。ステータコア13の各ティース13bにはインシュレータ14を介してステータ巻線15が巻回されている。複数のティース13bは、同じ形状であり、周方向に均等配置されている。
【0019】
ステータコア13は、更に、環状の環状部13aの外周縁から径方向外側に突出する複数の取付部13c(図2では14本のティース13bでは8個の取付部13c)を備える。取付部13cには取付孔が形成されており、ステータコア13は、取付孔にボルト等の締結材が挿通されて、エンドブラケット3に固定される。複数の取付部13cは、同じ形状であり、周方向に均等配置されて周期対称となっている。ステータコア13は、ケイ素鋼板等の軟磁性材からなるプレートからプレス加工により製作された複数の鉄心(コア)が軸方向に回転積層されることで構成されている。
【0020】
ロータ12の外周面は、径方向外側に凹凸した非円形の形状となっている。図2に示すロータ12は、2箇所の凸部を有した軸倍角が2Xのロータである。すなわち、レゾルバ11のロータ12の軸倍角数は「2」である。ロータ12は、ケイ素鋼板等の軟磁性材からなるプレートからプレス加工により製作された複数のコア片が軸方向に所定枚数積層されることで構成されている。
【0021】
ステータ巻線15は、励磁巻線と出力巻線とから構成されている。励磁巻線には外部から励磁電圧が印加される。出力巻線は、ロータ12の回転に伴ってsin相の信号を出力するsin相出力巻線と、sin信号と90°位相が異なったcos相の信号を出力するcos相出力巻線とから構成されている。励磁巻線及び出力巻線は、1スロットピッチで巻線されている。励磁巻線及び出力巻線は、スロット飛びせずに、全てのティース13bに巻回されている。
【0022】
全てのティース13bに巻回される励磁巻線は、各ティース13bに同じ巻数で巻回される。そして、励磁巻線は、隣り合うティース13bの極性が逆になるよう、交互に巻線方向が逆方向に巻回される。
【0023】
また、励磁巻線の上から重ねて巻回される出力巻線のうち、sin相出力巻線は、sin相出力巻線に誘起される電圧が正弦波信号となるよう、各ティース13bに巻回される巻数と巻線方向が調整されて巻回される。励磁巻線の上から重ねて巻回される出力巻線のうち、cos相出力巻線は、cos相出力巻線に誘起される電圧が、sin相出力巻線に誘起される正弦波信号と電気角で90°位相が異なった正弦波信号となるよう、各ティース13bに巻回される巻数と巻線方向が調整されて巻回される。そして、sin相出力巻線とcos相出力巻線とは、180度で対向する位置(換言すれば、対称となる位置)のティース13bの巻線は、巻数が同じで、互いに逆位相になるように構成されている。
【0024】
ここで、図1に示すように、回転電機1のロータ7とレゾルバ11とが接近して配置されると、レゾルバ11に対して回転電機1のロータ7の永久磁石8から発生する磁束による影響が生じる。永久磁石8から発生する磁束は、例えば、取付部13cや、取付部13cの取付穴に挿通したボルトがアンテナとなって、レゾルバ11のステータコア13のティース13bに入り込み、更にティース13bに巻回したステータ巻線15に鎖交し、レゾルバ11の出力信号にノイズとして重畳し、レゾルバ11の角度検出精度が低下してしまう。
【0025】
そこで、実施形態では、回転電機1から漏洩する磁束による角度検出精度の低下を抑制できるよう、以下に説明する2つの条件(第1の条件、第2の条件)に基づいてレゾルバを構成する。以下、第1の条件、第2の条件について、順に説明する。なお、図2に示すレゾルバ11は、図2に示すロータ7を備えた回転電機1から漏洩する磁束による角度検出精度の低下を抑制できるように構成された実施形態に係るレゾルバの一例であり、以下では、実施例1のレゾルバ11と称する。
【0026】
<第1の条件>
第1の条件は、「周方向に均等に配置される取付部の数を、回転電機のロータの磁極数の、1以外の約数とする」という条件である。この条件を満たすことで、取付部には、回転電機のロータの永久磁石から漏洩した磁束が等しく流入する。
【0027】
第1の条件について、図3、図4、図5を用いて説明する。図3は、実施例1のレゾルバを示す図であり、図4は、実施例2のレゾルバを示す図であり、図5は、比較例1のレゾルバを示す図である。図3、図4、図5に示す回転電機1は、ステータのスロット数が「48」で、ロータ7の磁極数(永久磁石8の極数)が「8」である。図3、図4、図5には、かかる回転電機1に取り付けられた実施例1のレゾルバ11、実施例2のレゾルバ110、比較例1のレゾルバ111をそれぞれ示している。
【0028】
図3に示す実施例1のレゾルバ11は、上述したように、ロータ12の軸倍角数が「2」であり、ステータ(ステータコア13)のスロット数(ティース13bの数)が「14」であり、取付部13cの数が「8」である。レゾルバ11の取付部13cの数「8」は、回転電機1のロータ7の磁極数「8」の約数である。
【0029】
また、図4に示す実施例2のレゾルバ110は、ロータ120の軸倍角数が「2」であり、ステータ(ステータコア130)のスロット数(環状部130aから径方向内側に突出するティース130bの数)が「14」であり、環状部130aから径方向外側に突出する取付部130cの数が「4」である。取付部130cは、周方向に均等配置されて周期対称となっている。レゾルバ110の取付部130cの数「4」は、回転電機1のロータ7の磁極数「8」の約数である。
【0030】
一方、図5に示す比較例1のレゾルバ111は、ロータ121の軸倍角数が「2」であり、ステータ(ステータコア131)のスロット数(環状部131aから径方向内側に突出するからティース131bの数)が「14」であり、環状部131aから径方向外側に突出する取付部131cの数が「7」である。取付部131cは、周方向に均等配置されて周期対称となっている。レゾルバ111の取付部131cの数「7」は、回転電機1のロータ7の磁極数「8」の約数ではない。上述した回転電機1、レゾルバ11、レゾルバ110、レゾルバ111に関する数値を以下の表1にまとめて示す。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
タイヤ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
照明装置
ミネベアミツミ株式会社
集積回路
ミネベアミツミ株式会社
レゾルバ
ミネベアミツミ株式会社
発光装置
ミネベアミツミ株式会社
把持装置
ミネベアミツミ株式会社
レゾルバ
ミネベアミツミ株式会社
回転装置
ミネベアミツミ株式会社
集積回路
ミネベアミツミ株式会社
ステータ
ミネベアミツミ株式会社
レゾルバ
ミネベアミツミ株式会社
集積回路
ミネベアミツミ株式会社
振動発生器
ミネベアミツミ株式会社
軸流ファン
ミネベアミツミ株式会社
信号処理回路
ミネベアミツミ株式会社
ひずみゲージ
ミネベアミツミ株式会社
ファンモータ
ミネベアミツミ株式会社
ファンモータ
ミネベアミツミ株式会社
ファンモータ
ミネベアミツミ株式会社
ひずみゲージ
ミネベアミツミ株式会社
空中表示装置
ミネベアミツミ株式会社
ひずみゲージ
ミネベアミツミ株式会社
ヘッドランプ
ミネベアミツミ株式会社
ひずみゲージ
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
ひずみゲージ
ミネベアミツミ株式会社
ひずみゲージ
ミネベアミツミ株式会社
ひずみゲージ
続きを見る