JP2003061312A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
をベアリングを介在させて配置し、接触子と被接触子と
の摺動により発生する摩耗粉の回転検出装置への侵入を
阻止して、ロータの角度位置を高精度にけんしゅつする
ことができる回転電機を得る。 【解決手段】 スリップリング10がリヤ側ベアリング
7の軸方向内側のシャフト5外周に固定され、ブラシ1
9がスリップリング10の外周面に接触するように配設
され、回転検出装置12のセンサロータ21がリヤ側ベ
アリング7の軸方向外側に延出するシャフト5の端部に
固定され、センサユニット22がセンサロータ21に近
接して配設されている。
Description
やコンミテータ等の被接触子とブラシとが摺接する回転
電機に関するもので、特にロータの回転位置を検出する
回転検出装置を備えた車両用交流発電機、車両用電動
機、車両用発電電動機等の回転電機に関するものであ
る。
7に示されるように、略椀形状のフロントブラケット1
02とリヤブラケット103とからなるハウジング10
1と、このハウジング101にフロント側およびリヤ側
ベアリング105、106を介して回転自在に支持され
たシャフト104と、このシャフト104に固着されて
ハウジング101内に回転自在に配設されたロータ10
7と、このロータ107を囲繞するようにハウジング1
01の内壁面に保持されたステータ108と、シャフト
104のリヤ側ベアリング106から延出する端部外周
に配設された一対のスリップリング109と、スリップ
リング109の外周に配設されたブラシ装置110と、
ステータ108に対するロータ107の相対位置を検出
するロータ位置検出装置111と、ブラシ装置110お
よびロータ位置検出装置111を覆うようにリヤブラケ
ット103に締着固定されたリヤカバー112と、シャ
フト104のフロント側端部に固着されたプーリ113
とを備えている。
れたランデル型のポールコア115と、このポールコア
115に巻装されたロータコイル116とを備えてい
る。ステータ108は、フロントブラケット102とリ
ヤブラケット103とに挟持されてロータ107を囲繞
するように配置されたステータコア117と、このステ
ータコアに巻装された三相のステータコイル118とを
備えている。ブラシ装置110は、一対のスリップリン
グ109の外周面に摺接する一対のブラシ119と、ブ
ラシ119を収納するブラシホルダ120とを備えてい
る。
び図19に示されるように、磁極保持板121と、セン
サ磁極122と、位置センサ123とを備えている。磁
極保持板121は、強磁性材料により円盤状に作製され
たもので、シャフト104のリヤ側端面に締着固定され
て、シャフト104とともに回転する。センサ磁極12
2は、円環状の永久磁石により構成され、S極とN極と
が円周方向に交互に等ピッチで着磁されている。このセ
ンサ磁極122は、磁極保持板121に接着剤等により
固定され、シャフト104のリヤ側端部を円環状に覆う
ように配設されている。位置センサ123は、3個のホ
ール素子124を含む電子回路が形成された略扇形のプ
リント基板125等から構成されている。この位置セン
サ123は、ホール素子124がセンサ磁極122に近
接して相対するようにリヤブラケット103の端面に締
着固定されている。
電動機100を電動機として使用した際の動作について
説明する。エンジンの始動時には、交流電流が三相駆動
回路(図示せず)より三相のステータコイル118に順
次供給され、直流電流がブラシ119およびスリップリ
ング109を介してロータコイル116に供給される。
そして、ステータコイル118およびロータコイル11
6が電磁石となり、ロータ107がシャフト104とと
もにステータ108内で回転する。このシャフト104
の回転力がプーリ113を介してエンジンの出力軸に伝
達され、エンジンが始動される。この時、センサ磁極1
22がシャフト104の回転とともに回転する。そし
て、センサ磁極122の回転による磁束の変化が位置セ
ンサ123により検出され、ロータ位置信号として外部
の制御装置(図示せず)に出力される。このロータ位置
信号を入力した制御装置は、ロータ107の回転方向が
一定方向で、かつ、所定の回転速度が得られるように、
三相のステータコイル118に順次供給する交流電流を
制御する。
電機として使用した際の動作について説明する。エンジ
ンが始動されると、エンジンの回転力がプーリ113を
介してシャフト104に伝達され、シャフト104が回
転される。そして、直流電流がブラシ119およびスリ
ップリング109を介してロータコイル116に供給さ
れると、ロータコイル116が励磁されて電磁石とな
る。この状態で、ロータ107がステータ108内を回
転することにより、ステータコア117に巻装されたス
テータコイル118に順次交流電流が誘起され、発電電
圧が急速に立ち上がる。この三相の交流電流が三相整流
回路(図示せず)に入力され、直流電流に整流される。
そして、三相整流回路で整流された直流電圧がバッテリ
を充電したり、電気負荷に供給される。
機においては、以上のように、ブラシ装置110および
ロータ位置検出装置111がリヤ側ベアリング106か
ら延出するシャフト104の端部側に隣接して配設され
ているので、ブラシ119とスリップリング109との
摺動により発生するブラシ摩耗粉が近接して配設された
ホール素子124とセンサ磁極122との隙間に侵入
し、ロータ位置検出装置111が磁束の変化を安定して
検出できなくなるという課題があった。
ためになされたもので、接触子と回転検出装置とを軸受
を介在させて配置し、接触子と被接触子との摺動により
発生する摩耗粉の回転検出装置への侵入を阻止して、ロ
ータの角度位置を高精度に検出することができる回転電
機を得ることを目的とする。
と、上記ハウジングの軸方向の一端部に配設された第1
軸受と、上記ハウジングの軸方向の他端部に配設された
第2軸受と、上記第1および第2軸受により上記ハウジ
ングに回転自在に支持されたシャフトと、上記シャフト
に固着されて上記ハウジング内に回転自在に配設された
ロータコアおよびこのロータコアに巻装されたロータコ
イルを有するロータと、上記ロータの外周を囲繞するよ
うに上記ハウジングに支持されたステータコアおよびこ
のステータコアに巻装されたステータコイルを有するス
テータと、上記第1軸受の軸方向内側の上記シャフト外
周に固定され、上記ロータコイルに電気的に接続された
被接触子と、上記被接触子の外周面に接触するように配
設された接触子と、上記第1軸受の軸方向外側に延出す
る上記シャフトの端部に固定されたセンサロータ、この
センサロータに近接して配設されたセンサユニットおよ
びこのセンサユニットの入出力信号を授受するためのコ
ネクタユニットを有する回転検出装置とを備えたもので
ある。
クタユニットが一体に形成され、上記ハウジングの一端
側の端面に固定されているものである。
クタユニットが別体に形成され、それぞれ上記ハウジン
グの一端側の端面に固定され、上記センサユニットと上
記コネクタユニットとがフレキシブル配線を介して電気
的に接続されているものである。
ユニットおよび上記コネクタユニットとの接続をコネク
タ接続としたものである。
ユニットおよび上記コネクタユニットとの接続を溶接と
したものである。
クタユニットが取付ねじにより軸方向外方から上記ハウ
ジングに締着固定されているものである。
上記ハウジングの一端側の端面に形成され、センサユニ
ット位置決め用の周壁が上記座面の外周部に立設されて
いるものである。
周壁が上記センサユニットおよび上記コネクタユニット
を囲繞するように上記ハウジングの一端側の端面に形成
され、端板が上記周壁に締着固定されて該周壁の軸方向
開口を塞口し、リング状のパッキンが上記切り欠きおよ
び上記端板に押圧されるように上記コネクタユニットに
装着されているものである。
周方向に等角ピッチで形成された円環状のセンサコアお
よび該ティースに巻装されたセンサコイルを有し、上記
センサロータを囲繞するように配設され、上記センサロ
ータは、該センサロータと上記センサコアとの間のギャ
ップパーミアンスが角度で正弦波状に変化する外形形状
に形成されているものである。
に一体に形成されているものである。
について説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1に係る車
両用発電電動機を示す縦断面図、図2はこの発明の実施
の形態1に係る端板装着前の車両用発電電動機をリヤ側
から見た端面図、図3はこの発明の実施の形態1に係る
回転検出装置装着前の車両用発電電動機のリヤ側ベリン
グ周りを示す要部断面図、図4はこの発明の実施の形態
1に係る回転電機装着前の車両用発電電動機をリヤ側か
ら見た端面図である。図5はこの発明の実施の形態1に
係る車両用発電電動機に搭載される回転検出装置のセン
サユニットの構造を説明する図であり、図5の(a)は
その正面図を、図5の(b)はその側面図を、図5の
(c)はその背面図を示している。図6はこの発明の実
施の形態1に係る回転検出装置のセンサユニットを構成
するセンサアッセンブリの構造を説明する図であり、図
6の(a)はその正面図を、図6の(b)はその側面図
を、図6の(c)はその背面図を示している。図7はこ
の発明の実施の形態1に係る回転検出装置のセンサユニ
ットを構成するセンサコアの構造を説明する図であり、
図7の(a)はその正面図を、図7の(b)はその側面
図を示している。図8はこの発明の実施の形態1に係る
回転検出装置のセンサユニットを構成するセンサコイル
の構造を説明する図であり、図8の(a)は励磁コイル
の巻回状態を、図8の(b)は第1出力コイルの巻回状
態を、図8の(c)は第2出力コイルの巻回状態を示し
ている。図9はこの発明の実施の形態1に係る回転検出
装置のセンサロータの構造を説明する図であり、図9の
(a)はその正面図を、図9の(b)はその側面図を示
している。図10はこの発明の実施の形態1に係る回転
検出装置のコネクタ部の構造を説明する図であり、図1
0の(a)はその正面図を、図10の(b)はその側面
図を示している。図11はこの発明の実施の形態1に係
る回転検出装置に適用されるフレキシブル配線を示す側
面図である。
1は、図1および図2に示されるように、それぞれ略椀
形状のアルミ製のフロントブラケット3とリヤブラケッ
ト4とからなるハウジング2と、このハウジング2にフ
ロント側およびリヤ側ベアリング6、7を介して回転自
在に支持されたシャフト5と、このシャフト5に固着さ
れてハウジング2内に回転自在に配設されたロータ8
と、このロータ8を囲繞するようにハウジング2の内壁
面に保持されたステータ9と、リヤ側ベアリング7の軸
方向内方のシャフト5外周に配設された被接触子として
の一対のスリップリング10と、スリップリング10の
外周に配設されたブラシ装置11と、リヤ側ベアリング
7の軸方向外方に配設されてステータ9に対するロータ
8の相対位置を検出する回転検出装置12と、回転検出
装置12を覆うようにリヤブラケット4に締着固定され
た端板13と、シャフト5のフロント側端部に固着され
たプーリ14とを備えている。ここで、リヤ側ベアリン
グ7が第1軸受に相当し、フロント側ベアリング6が第
2軸受に相当している。
デル型の一対のポールコア15(ロータコア)と、この
ポールコア15に巻装されたロータコイル16とを備え
ている。ステータ9は、フロントブラケット3とリヤブ
ラケット4とに挟持されてロータ8を囲繞するように配
置されたステータコア17と、このステータコアに巻装
された三相のステータコイル18とを備えている。ブラ
シ装置11は、一対のスリップリング10の外周面に摺
接する接触子としての一対のブラシ19と、ブラシ19
を収納するブラシホルダ20とを備えている。
図5乃至図11を参照しつつ説明する。回転検出装置1
2は、センサロータ21、センサユニット22、コネク
タユニット31、センサユニット22とコネクタユニッ
ト31とを電気的に接続するフレキシブル配線34等か
ら構成されている。
に、所定形状に打ち抜き成形された磁性材料、例えば炭
素鋼板を所定枚数積層一体化して構成されている。この
センサロータ21の中心には嵌合穴21aが穿設されて
いる。また、センサロータ21の外形は、センサロータ
21と後述するセンサコア23との間のギャップパーミ
アンスが角度で正弦波状に変化する曲線に形成されてい
る。そして、センサロータ21は、図1および図2に示
されるように、嵌合穴21aをリヤ側ベアリング4から
延出するシャフト5の端部に圧入して取り付けられてい
る。
センサコア23に巻装されたセンサコイル24、上保持
板25、下保持板27、上カバー28、下カバー29等
を有している。
に、所定形状に打ち抜き成形された磁性材料、例えば炭
素鋼板を所定枚数積層一体化されて構成されている。こ
のセンサコア23は、円環状に成形され、径方向内方に
突出するティース23aが周方向に等角ピッチで8個形
成され、取り付け用の一対の鍔部23bが外周部から径
方向外方に延設されている。また、各鍔部23bには細
長の取付穴23cが穿設されている。上保持板25は、
ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の樹脂を用い
てインサート導体26をインサート成型したもので、図
6に示されるように、インサート導体26の一端側26
aがコネクタ部25b内に露出して入出力用ターミナル
を構成している。この上保持板25には、センサコア2
3のティース23aの上面および両側面を覆うための断
面コ字状の絶縁片25aが一体に形成されている。下保
持板27は、PBT等の樹脂を用いてインジェクション
成型したもので、図6に示されるように、センサコア2
3のティース23aの下面および両側面を覆うための断
面コ字状の絶縁片27aが一体に形成されている。上カ
バー28および下カバー29は、PBT等の樹脂を用い
てインジェクション成型されたもので、センサコア23
のティース23aの先端部を露出させるように上保持板
25および下保持板27を包囲する形状に成形されてい
る。
がそれぞれ上方および下方からセンサコア23に被せら
れる。この時、センサコア23は、図6に示されるよう
に、上下面が上保持板25および下保持板27に覆わ
れ、ティース23aが先端部を除いて絶縁片25a、2
7aに覆われている。
(a)に示されるように、8個のティース23aに順次
巻回して励磁コイル24aを作製する。この時、導体線
30は、各ティース23aに左巻きと右巻きとに交互に
巻回されている。図8の(a)において、左巻きをLと
して、右巻きをRとして示している。そして、導体線3
0の巻き始めおよび巻き終わりが上保持板25にインサ
ート成型されたインサート導体26の他端26b
(R1、R2)に半田付けされている。また、1本の導体
線30を、図8の(b)に示されるように、1つおきの
ティース23aに順次巻回して第1出力コイル24bを
作製する。この時、導体線30は、各ティース23aに
右巻きと左巻きとに交互に巻回されている。そして、導
体線30の巻き始めおよび巻き終わりが上保持板25に
インサート成型されたインサート導体26の他端26b
(S4、S2)に半田付けされている。また、1本の導体
線30を、図8の(c)に示されるように、1つおきの
ティース23aに順次巻回して第2出力コイル24cを
作製する。この時、導体線30は、各ティース23aに
右巻きと左巻きとに交互に巻回されている。そして、導
体線30の巻き始めおよび巻き終わりが上保持板25に
インサート成型されたインサート導体26の他端26b
(S1、S3)に半田付けされている。
第1出力コイル24bおよび第2出力コイル24cがセ
ンサコイル24を構成している。また、導体線30は、
ティース23aを覆う絶縁片25a、27a上に巻回さ
れており、センサコア23、上保持板25および下保持
板27が一体化されたセンサアッセンブリを得る。つい
で、上カバー28および下カバー29がそれぞれ上方お
よび下方からセンサアッセンブリに嵌着され、図5に示
されるセンサユニット22が得られる。このセンサユニ
ット22では、センサコア23の外周部が上カバー28
および下カバー29から露出している。
を用いてインサート導体32をインサート成型したもの
で、図10に示されるように、インサート導体32の一
端側32aが第1コネクタ部31a内に露出して入出力
用ターミナルを構成し、インサート導体32の他端側3
2bが第2コネクタ部31b内に露出して入出力用ター
ミナルを構成している。また、取付穴31dを有する鍔
部31cがコネクタユニット31に一体に成形されてい
る。さらに、リング状のパッキン33が第2コネクタ部
32bを囲繞するように装着されている。フレキシブル
配線34は、絶縁被覆された複数の導線から構成され、
図11に示されるように、両端に第1および第2コネク
タ35a、35bが連結されている。
図3および図4を参照しつつ説明する。リヤブラケット
4は、略椀形状に成形され、リヤ側ベリング7が嵌着さ
れる中心穴4aがその軸心位置に穿設されている。
ヤブラケット4の端面の中心穴4aの外周側に、軸心と
直交するように形成されている。この第1座面40は、
図4中斜線で示すように、センサコア23の露出する裏
面外周縁部が接する平面形状をなしている。また、セン
サユニット取付用のねじ穴43aがその穴中心を軸心と
平行にして第1座面40に形成されている。なお、セン
サコア23の鍔部23bが接する第1座面40の部位の
周方向長さは、鍔部23bの周方向長さより大きく形成
されている。
ら軸方向外方に突出して、周方向に延設されて、センサ
ユニット22およびコネクタユニット31の収納空間を
構成している。そして、コネクタユニット延出用の切り
欠き41aが第1周壁41の一部を切り欠いて形成され
ている。また、端板取付用のねじ穴43bがその穴中心
を軸心と平行にして第1周壁41に形成されている。ま
た、第1周壁41の他の一部が、図4中斜線で示すよう
に、第1座面40の外周部に沿って第1座面40の約半
周にわたって形成され、その内周面41cがセンサコア
23の外周面に接してセンサユニット22の径方向の移
動を規制するセンサユニット位置決め用周壁41bを構
成している。さらに、第2周壁44が第1座面40の外
周部に沿って周壁41bと対向するように形成され、そ
の内周面44aがセンサコア23の外周面に接してセン
サユニット22の径方向の移動を規制している。
が、リヤブラケット4の端面に、切り欠き41aの外周
側に、軸心と直交するように形成されている。また、コ
ネクタユニット取付用のねじ穴43cがその穴中心を軸
心と平行にして第2座面42に形成されている。なお、
第1座面40、第2座面42、第1周壁41の端面およ
び第2周壁44の端面のリヤブラケット4の内壁面から
の高さは、第2座面42<第1座面40<第2周壁44
の端面<第1周壁41の端面となっている。
いて説明する。まず、センサロータ21が、ロータ8に
対して所定の角度位置に調整されて、その嵌着穴21a
をシャフト5のリヤ側端部に圧入して固着される。そし
て、第1コネクタ35aがセンサユニット22のコネク
タ部25bに嵌着され、第2コネクタ35bがコネクタ
ユニット31の第2コネクタ部31bに嵌着されて、セ
ンサユニット22とコネクタユニット31とがフレキシ
ブル配線34を介して電気的に接続される。
ット位置決め用周壁41bおよび第2周壁44を案内に
して第1周壁41内に収納され、取付ねじ(図示せず)
を取付穴23cに通してねじ穴43aに螺着し、リヤブ
ラケット4に仮止めされる。これにより、センサコア2
3の裏面外周縁部が第1座面40に当接し、センサユニ
ット22の軸方向の位置決めがなされる。そして、セン
サコア23の外周面がセンサユニット位置決め用周壁4
1bおよび第2周壁44の内周面41c、44aに接
し、センサユニット22の径方向の位置決めがなされ
る。このとき、鍔部23bが接する第1座面40の部位
の周方向長さが、鍔部23bの周方向長さより大きく形
成されているので、センサユニット22は軸心周りに回
動可能となっている。そこで、センサユニット22を軸
心周りに回動させて、センサユニット22を周方向に関
して位置決めした後、取付ねじを締着して、センサユニ
ット22がリヤブラケット4に取り付けられる。
コネクタ部31aを切り欠き41aから延出するように
配置する。この時、第2コネクタ部31bに装着された
パッキン33が切り欠き41aに圧入される。そして、
取付ねじ(図示せず)を取付穴31dに通してねじ穴4
3cに締着し、コネクタユニット31がリヤブラケット
4に取り付けられる。その後、端板13を第1周壁41
に宛い、取付ねじ45をねじ穴43bに締着して、端板
13がリヤブラケット4に取り付けられる。これによ
り、パッキン33が端板13および切り欠き41aに加
圧挟持される。
を電動機として使用した際の動作について説明する。エ
ンジンの始動時には、交流電流が三相駆動回路(図示せ
ず)より三相のステータコイル18に順次供給され、直
流電流がブラシ19およびスリップリング10を介して
ロータコイル16に供給される。そして、ステータコイ
ル18およびロータコイル16が電磁石となり、ロータ
8がシャフト5とともにステータ9内で回転する。この
シャフト5の回転力がプーリ14を介してエンジンの出
力軸に伝達され、エンジンが始動される。この時、セン
サロータ21がシャフト5の回転とともに回転する。こ
れにより、センサロータ21とセンサコア23とのギャ
ップパーミアンスが角度で正弦波状に変化する。そし
て、励磁電圧ER1-R2(=E・sin ωt)が外部からコ
ネクタユニット31およびフレキシブル配線34を介し
てセンサコイル24の励磁コイル24aの両端(R1、
R2)に印加されると、出力電圧ES1-S3(=KEsinω
t・cos(X・θ))が第1出力コイル24bの両端
(S1、S3)に出力され、出力電圧ES2-S4(=KEsin
ωt・sin(X・θ))が第2出力コイル24cの両端
(S2、S4)に出力される。なお、Kは変圧比、θは回
転角度、Eは入力電圧、ω=2πf、fは励磁周波数、
tは時間(秒)、Xは軸倍角(ここでは2)である。こ
の2相出力電圧ES1-S3、ES2-S4が、フレキシブル配線
34およびコネクタユニット31を介して外部の制御装
置(図示せず)に出力され、回転角度に変換される。そ
して、制御装置は、ロータ8の回転方向が一定方向で、
かつ、所定の回転速度が得られるように、三相のステー
タコイル18に順次供給する交流電流を制御する。
として使用した際の動作について説明する。エンジンが
始動されると、エンジンの回転力がプーリ14を介して
シャフト5に伝達され、シャフト5が回転される。そし
て、直流電流がブラシ19およびスリップリング10を
介してロータコイル16に供給されると、ロータコイル
16が励磁されて電磁石となる。この状態で、ロータ8
がステータ9内を回転することにより、ステータコア1
7に巻装されたステータコイル18に順次交流電流が誘
起され、発電電圧が急速に立ち上がる。この三相の交流
電流が三相整流回路(図示せず)に入力され、直流電流
に整流される。そして、三相整流回路で整流された直流
電圧がバッテリを充電したり、電気負荷に供給される。
よびスリップリング10がリヤ側ベアリング7の軸方向
内側に配設され、回転検出装置12がリヤ側ベアリング
7の軸方向外側に配設されているので、回転検出装置1
2がリヤブラケット4およびリヤ側ベアリング7により
ブラシ19とスリップリング10との摺動部から隔離さ
れている。そこで、ブラシ19とスリップリング10と
の摺動部で発生するブラシ摩耗粉が回転検出装置12に
侵入せず、回転検出装置12による回転検出が安定して
行われる。
コネクタユニット31とに分割構成され、センサユニッ
ト22とコネクタユニット31とがフレキシブル配線3
4を介して電気的に接続されているので、外部コネクタ
をコネクタユニット31に着脱する際の外力が位置調整
されてリヤブラケット4に取り付けられたセンサユニッ
ト22に加わらない。これにより、位置調整されたセン
サユニット22の取付位置が確保され、回転検出精度が
高精度に維持される。
5bがフレキシブル配線34の両端に取り付けられ、コ
ネクタ部25bがセンサユニット22に形成され、第2
コネクタ部32bがコネクタユニット31に形成されて
いる。そして、第1コネクタ35aがコネクタ部25b
に嵌着され、第2コネクタ35bが第2コネクタ部32
bに嵌着されて、センサユニット22とコネクタユニッ
ト31との電気的接続が採られているので、入出力ター
ミナルとフレキシブル配線34との半田付け作業が不要
となり、組立性が向上される。また、センサユニット2
2およびコネクタユニット31が軸方向外方から取付ね
じによりリヤブラケット4に締着固定されているので、
各取付ねじの締着方向が一方向となり、組立が容易とな
る。
3の裏面外周縁部を受ける第1座面40が軸心と直交す
るようにリヤブラケット4に形成され、センサコア23
の外周面に接する周壁41bが第1座面40の外周部に
形成されているので、センサユニット22をリヤブラケ
ット4に取り付ける際に、センサコア23の裏面外周縁
部が第1座面40に当接することでセンサユニット22
の軸方向の位置決めがなされ、センサコア23の外周面
が周壁41bの内周面41cに接することでセンサユニ
ット22の径方向の位置決めがなされる。従って、セン
サユニット22の取付作業が容易となるとともに、セン
サユニット22の位置決めが簡易に行われる。また、鍔
部23bが接する第1座面40の部位の周方向長さを鍔
部23bの周方向長さより大きくしているので、第1座
面40で受けられたセンサユニット22は軸心周りに回
動可能となる。そこで、センサユニット22の周方向位
置、即ちセンサユニット22の軸心と直交する平面での
角度の微調整が容易となる。また、細長の取付穴23c
が鍔部23bに設けられているので、センサユニット2
2をリヤブラケット4に仮止めした状態で角度の微調整
ができるようになり、角度調整作業が容易となる。
3aが周方向に等角ピッチで形成された円環状のセンサ
コア23およびティース23aに巻装されたセンサコイ
ル24を有し、センサロータ21を囲繞するように配設
され、センサロータ21は、センサロータ21とセンサ
コア23との間のギャップパーミアンスが角度で正弦波
状に変化する外形形状に形成されているので、ロータ8
の回転角度を簡易な構成で高精度に検出できる小形の回
転検出装置が得られる。また、取付用の鍔部23bがセ
ンサコア23に一体に形成されているので、鍔部23b
を利用してセンサユニット22をリヤブラケット4に直
接取り付けることができる。従って、固定用プレートな
どの部材が不要となり、部品点数が削減されるので、低
価格化が図られるとともに、組立性が向上される。
有する周壁41がセンサユニット22およびコネクタユ
ニット31を囲繞するようにリヤブラケット4の端面に
形成され、端板13が周壁41に締着固定されて周壁4
1の軸方向開口を塞口し、リング状のパッキン33が切
り欠き41aおよび端板13に押圧されるようにコネク
タユニット31に装着されているので、センサユニット
22に外力を加えることなく回転検出装置12の防水、
防塵を実現することができる。
は、ブラシ装置110およびロータ位置検出装置111
がリヤ側ブラケット103の軸方向外方に配設されてい
るので、ブラシ装置110およびロータ位置検出装置1
11を外部から隔離するために大きなリヤカバー112
が必要となり、取付性やシール性が悪化してしまう。し
かし、この実施の形態1では、ブラシ19およびスリッ
プリング10をハウジング2内に配置し、かつ、回転検
出装置12をハウジング2から延出するシャフト5の端
部側に配置しているので、回転検出装置12のみを外部
から隔離すればよく、端板13の小型化が図られ、その
取付性やシール性の向上が図られる。
レキシブル配線34の導体線をセンサユニット22およ
びコネクタユニット31の入出力ターミナルに溶接する
ものとしている。なお、他の構成は上記実施の形態1と
同様に構成されている。
実施の形態1における第1および第2コネクタ35a、
35bが不要となり、部品点数を削減することができ
る。さらに、フレキシブル配線34の導体線とセンサユ
ニット22およびコネクタユニット31の入出力ターミ
ナルとが溶接されているので、センサユニット22とコ
ネクタユニット31との電気的接続が強固となり、回転
検出の信頼性が高められる。
形態3に係る車両用発電電動機を示す縦断面図、図13
はこの発明の実施の形態3に係る端板装着前の車両用発
電電動機をリヤ側から見た端面図、図14はこの発明の
実施の形態3に係る回転検出装置装着前の車両用発電電
動機のリヤ側ベリング周りを示す要部断面図、図15は
この発明の実施の形態3に係る回転電機装着前の車両用
発電電動機をリヤ側から見た端面図である。図16はこ
の発明の実施の形態3に係る車両用発電電動機に搭載さ
れる回転検出装置の構造を説明する図であり、図16の
(a)はその正面図を、図16の(b)はその側面図を
示している。なお、各図において、上記実施の形態1に
よる車両用交流発電機1と同一または相当部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。
1Aは、図12および図13に示されるように、回転検
出装置12に代えてセンサユニットおよびコネクタユニ
ットが一体に構成された回転検出装置12Aを用いてい
る点を除いて、上記実施の形態1による車両用交流発電
機1と同様に構成されている。
て図16を参照しつつ説明する。回転検出装置12A
は、センサロータ21、センサコア23A、センサコイ
ル24、上保持板25A、下保持板27、上カバー28
A、下カバー29A等から構成されている。
成形された磁性材料、例えば炭素鋼板を所定枚数積層一
体化されて構成されている。このセンサコア23Aは、
円環状に成形され、径方向内方に突出するティース23
aが周方向に等角ピッチで8個形成されている。上保持
板25Aは、PBT等の樹脂を用いてインサート導体2
6をインサート成型したもので、センサコア23Aのテ
ィース23aの上面および両側面を覆うための断面コ字
状の絶縁片25aが一体に形成され、さらに鍔部50
a、50b、50cおよびコネクタ部51が一体に形成
されている。そして、インサート導体26の一端側26
aがコネクタ部51内に突出して入出力用ターミナルを
構成し、他端26bが上保持板25Aの上面から突出し
ている。また、鍔部50a、50b、50cの底面は同
一面位置に形成され、それぞれ細長の取付穴52a、5
2b、52cが穿設されている。そして、金属ブッシュ
53が取付穴52b、52cに圧入されている。下保持
板27Aは、PBT等の樹脂を用いてインジェクション
成型したもので、センサコア23Aのティース23aの
下面および両側面を覆うための断面コ字状の絶縁片(図
示せず)が一体に形成されている。上カバー28Aおよ
び下カバー29Aは、PBT等の樹脂を用いてインジェ
クション成型されたもので、センサコア23Aのティー
ス23aの先端部を露出させるように上保持板25Aお
よび下保持板27Aを包囲する形状に成形されている。
7Aがそれぞれ上方および下方からセンサコア23Aに
被せられる。この時、センサコア23Aは、上下面が上
保持板25Aおよび下保持板27Aに覆われ、ティース
23aが先端部を除いて絶縁片に覆われている。
れるように、8個のティース23aに順次巻回され、励
磁コイル、第1出力コイルおよび第2出力コイルからな
るセンサコイル24を得る。ここで、導体線30は、テ
ィース23aを覆う絶縁片上に巻回されており、センサ
コア23A、上保持板25Aおよび下保持板27Aが一
体化されたセンサアッセンブリを得る。ついで、上カバ
ー28Aおよび下カバー29Aがそれぞれ上方および下
方からセンサアッセンブリに嵌着され、センサユニット
22Aが得られる。このセンサユニット22Aでは、セ
ンサコア23Aの外周部が上カバー28Aおよび下カバ
ー29Aから露出している。そして、コネクタ部51が
センサユニット22Aに一体に形成されている。
て図14および図15を参照しつつ説明する。リヤブラ
ケット4Aは、略椀形状に成形され、リヤ側ベリング7
が嵌着される中心穴4aがその軸心位置に穿設されてい
る。
リヤブラケット4Aの端面の中心穴4aの外周側に、軸
心と直交するように形成されている。この第1座面40
Aは、図15中斜線で示すように、センサコア23Aの
露出する裏面外周縁部が接する円弧状の平面形状をなし
ている。また、センサユニット取付用の第2座面40B
がリヤブラケット4Aの端面の中心穴4aの外周側に、
軸心と直交するように形成されている。この第2座面4
0Bは、センサユニット22Aの鍔部50a、50b、
50cの底面が接する平面形状をなしている。また、セ
ンサユニット取付用のねじ穴55a、55b、55cが
その穴中心を軸心と平行にして第2座面40Bに形成さ
れている。なお、鍔部50a、50b、50cが接する
第2座面40Bの部位の周方向長さは、鍔部50a、5
0b、50cの周方向長さより大きく形成されている。
から軸方向外方に突出して、第1および第2座面40
A、40Bを取り囲むように周方向に延設されて、セン
サユニット22Aの収納空間を構成している。そして、
コネクタ部延出用の切り欠き56aが第1周壁56の一
部を切り欠いて形成されている。また、端板取付用のね
じ穴55dがその穴中心を軸心と平行にして第1周壁5
6に形成されている。また、第2周壁57が、第1座面
40Aの外周部および鍔部50aが接する第2座面40
Bの部位の外周部に沿って形成され、その内周面57a
がセンサコア23Aの外周面に接してセンサユニット2
2Aの径方向の移動を規制するセンサユニット位置決め
用周壁を構成している。なお、第1座面40A、第2座
面40B、第1周壁56の端面および第2周壁57の端
面のリヤブラケット4Aの内壁面からの高さは、第2座
面40B<第1座面40A<第2周壁57の端面<第1
周壁56の端面となっている。
ついて説明する。まず、センサロータ21が、ロータ8
に対して所定の角度位置に調整されて、その嵌着穴21
aをシャフト5のリヤ側端部に圧入して固着される。そ
して、センサユニット22Aがセンサユニット位置決め
用周壁としての第2周壁57を案内にして第1周壁56
内に収納され、取付ねじ58、59を取付穴52a、5
2b、52cに通してねじ穴55a、55b、55cに
螺着し、リヤブラケット4Aに仮止めされる。これによ
り、センサコア23Aの裏面外周縁部が第1座面40A
に当接し、センサユニット22Aの軸方向の位置決めが
なされる。そして、センサコア23Aの外周面が第2周
壁57の内周面57aに接し、センサユニット22Aの
径方向の位置決めがなされる。このとき、鍔部50a、
50b、50cが接する第2座面40Bの部位の周方向
長さが、鍔部50a、50b、50cの周方向長さより
大きく形成されているので、センサユニット22Aは軸
心周りに回動可能となっている。そこで、センサユニッ
ト22Aを軸心周りに回動させて、センサユニット22
Aを周方向に関して位置決めした後、取付ねじ58、5
9を締着して、センサユニット22Aがリヤブラケット
4Aに取り付けられる。その後、端板60を第1周壁5
7に宛い、取付ねじ61をねじ穴55dに締着して、端
板60がリヤブラケット4Aに取り付けられる。そし
て、センサユニット22Aに一体に形成されたコネクタ
部51の先端部が切り欠き56aから延出している。
Aにおいても、上記車両用交流発電機1と同様に動作す
る。
よびスリップリング10がリヤ側ベアリング7の軸方向
内側に配設され、回転検出装置12Aがリヤ側ベアリン
グ7の軸方向外側に配設されているので、回転検出装置
12Aがリヤブラケット4Aおよびリヤ側ベアリング7
によりブラシ19とスリップリング10との摺動部から
隔離されている。そこで、ブラシ19とスリップリング
10との摺動部で発生するブラシ摩耗粉が回転検出装置
12Aに侵入せず、回転検出装置12Aによる回転検出
が安定して行われる。
2Aに一体に形成されているので、部品点数が削減さ
れ、組立性が向上される。また、センサユニット22A
および端板60が軸方向外方から取付ねじ58、59、
61によりリヤブラケット4Aに締着固定されているの
で、取付ねじ58、59、61の締着方向が一方向とな
り、組立が容易となる。
23Aの裏面外周縁部を受ける第1座面40Aと鍔部5
0a、50b、50cの底面を受ける第2座面40Bと
が軸心と直交するようにリヤブラケット4Aに形成さ
れ、センサコア23Aの外周面に接する内周面57aを
有する第2周壁57が第1座面40Aの外周部に形成さ
れているので、センサユニット22Aをリヤブラケット
4Aに取り付ける際に、センサコア23Aの裏面外周縁
部が第1座面40Aに当接し、鍔部50a、50b、5
0cの底面が第2座面40Bに接することでセンサユニ
ット22Aの軸方向の位置決めがなされる。さらに、セ
ンサコア23Aの外周面が第2周壁67の内周面67a
に接することでセンサユニット22Aの径方向の位置決
めがなされる。従って、センサユニット22Aの取付作
業が容易となるとともに、センサユニット22Aの位置
決めが簡易に行われる。また、鍔部50a、50b、5
0cが接する第2座面40Bの部位の周方向長さを鍔部
50a、50b、50cの周方向長さより大きくしてい
るので、第1座面40Aおよび第2座面40Bで受けら
れたセンサユニット22Aは軸心周りに回動可能とな
る。そこで、センサユニット22Aの周方向位置、即ち
センサユニット22Aの軸心と直交する平面での角度の
微調整が容易となる。また、細長の取付穴52a、52
b、52cが鍔部50a、50b、50cに設けられて
いるので、センサユニット22Aをリヤブラケット4A
に仮止めした状態で角度の微調整ができるようになり、
角度調整作業が容易となる。
23aが周方向に等角ピッチで形成された円環状のセン
サコア23Aおよびティース23aに巻装されたセンサ
コイル24を有し、センサロータ21を囲繞するように
配設され、センサロータ21は、センサロータ21とセ
ンサコア23Aとの間のギャップパーミアンスが角度で
正弦波状に変化する外形形状に形成されているので、ロ
ータ8の回転角度を簡易な構成で高精度に検出できる回
転検出装置が得られる。また、取付用の鍔部50a、5
0b、50cがセンサユニット22Aに一体に形成され
ているので、鍔部50a、50b、50cを利用してセ
ンサユニット22Aをリヤブラケット4Aに直接取り付
けることができる。従って、固定用プレートなどの部材
が不要となり、部品点数が削減されるので、低価格化が
図られるとともに、組立性が向上される。
シ19およびスリップリング10がハウジング2A内に
配置され、かつ、回転検出装置12Aがハウジング2A
から延出するシャフト5の端部側に配置されているの
で、回転検出装置12Aのみを外部から隔離すればよ
く、端板60の小型化が図られ、その取付性やシール性
の向上が図られる。
記実施の形態1と同様に、リング状のパッキンをコネク
タ部51に装着し、パッキンを切り欠き56aおよび端
板60で押圧するようにしてもよい。これにより、回転
検出装置12Aの防水、防塵が実現される。また、この
実施の形態3では、取付用の鍔部を上保持板Aに一体に
形成するものとしているが、取付用の鍔部をセンサコア
23Aに一体に形成してもよい。
ンサコアとティースに巻装された励磁コイル、第1およ
び第2出力コイルとを有するセンサユニットと、センサ
ロータとを備えた回転検出装置を用いるものとして説明
しているが、回転検出装置はこの構成に限定されるもの
ではなく、従来の回転電機における位置センサ123を
センサユニットとし、センサ磁極122が固着された磁
極保持板121をセンサロータとして用いても、同様の
効果が得られる。また、上記各実施の形態では、センサ
ロータをシャフトのリヤ側端部に圧入して取り付けるも
のとしているが、センサロータは取付ねじを用いてシャ
フトのリヤ側端面に締着固定して取り付けてもよい。ま
た、上記各実施の形態では、一対のブラシ19が接触す
る被接触子として一対のスリップリング10を用いるも
のとして説明しているが、被接触子として整流子(コン
ミテータ)を用いてもよい。また、上記各実施の形態で
は、本発明を発電電動機に適用するものとして説明して
いるが、本発明を駆動のみを行う電動機に適用してもよ
い。
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
ウジングの軸方向の一端部に配設された第1軸受と、上
記ハウジングの軸方向の他端部に配設された第2軸受
と、上記第1および第2軸受により上記ハウジングに回
転自在に支持されたシャフトと、上記シャフトに固着さ
れて上記ハウジング内に回転自在に配設されたロータコ
アおよびこのロータコアに巻装されたロータコイルを有
するロータと、上記ロータの外周を囲繞するように上記
ハウジングに支持されたステータコアおよびこのステー
タコアに巻装されたステータコイルを有するステータ
と、上記第1軸受の軸方向内側の上記シャフト外周に固
定され、上記ロータコイルに電気的に接続された被接触
子と、上記被接触子の外周面に接触するように配設され
た接触子と、上記第1軸受の軸方向外側に延出する上記
シャフトの端部に固定されたセンサロータ、このセンサ
ロータに近接して配設されたセンサユニットおよびこの
センサユニットの入出力信号を授受するためのコネクタ
ユニットを有する回転検出装置とを備えたので、接触子
と被接触子との摺動により発生する摩耗粉の回転検出装
置への侵入が防止され、ロータの角度位置を高精度に検
出することができる回転電機が得られる。
クタユニットが一体に形成され、上記ハウジングの一端
側の端面に固定されているので、部品点数が削減され
る。
クタユニットが別体に形成され、それぞれ上記ハウジン
グの一端側の端面に固定され、上記センサユニットと上
記コネクタユニットとがフレキシブル配線を介して電気
的に接続されているので、外部ケーブルをコネクタユニ
ットに接続する際の外力が位置決め固定されているセン
サユニットに加わることがなく、ロータの角度位置を高
精度に検出することができる。
ユニットおよび上記コネクタユニットとの接続をコネク
タ接続としたので、組立性が向上される。
ユニットおよび上記コネクタユニットとの接続を溶接と
したので、センサユニットとコネクタユニットとの電気
的接続の信頼性が向上される。
クタユニットが取付ねじにより軸方向外方から上記ハウ
ジングに締着固定されているので、組立性が向上され
る。
上記ハウジングの一端側の端面に形成され、センサユニ
ット位置決め用の周壁が上記座面の外周部に立設されて
いるので、センサユニットの位置決めが容易となる。
周壁が上記センサユニットおよび上記コネクタユニット
を囲繞するように上記ハウジングの一端側の端面に形成
され、端板が上記周壁に締着固定されて該周壁の軸方向
開口を塞口し、リング状のパッキンが上記切り欠きおよ
び上記端板に押圧されるように上記コネクタユニットに
装着されているので、回転検出装置の防水、防塵構造が
簡易に構成できる。
周方向に等角ピッチで形成された円環状のセンサコアお
よび該ティースに巻装されたセンサコイルを有し、上記
センサロータを囲繞するように配設され、上記センサロ
ータは、該センサロータと上記センサコアとの間のギャ
ップパーミアンスが角度で正弦波状に変化する外形形状
に形成されているので、ロータの回転角度を簡易なかつ
小形の構成で高精度に検出できる回転検出装置が得られ
る。
に一体に形成されているので、別部材を用いてセンサユ
ニットを固定する必要がなく、部品点数が削減される。
動機を示す縦断面図である。
車両用発電電動機をリヤ側から見た端面図である。
装着前の車両用発電電動機のリヤ側ベリング周りを示す
要部断面図である。
前の車両用発電電動機をリヤ側から見た端面図である。
動機に搭載される回転検出装置のセンサユニットの構造
を説明する図である。
のセンサユニットを構成するセンサアッセンブリの構造
を説明する図である。
のセンサユニットを構成するセンサコアの構造を説明す
る図である。
のセンサユニットを構成するセンサコイルの構造を説明
する図である。
のセンサロータの構造を説明する図である。
置のコネクタ部の構造を説明する図である。
置に適用されるフレキシブル配線を示す側面図である。
電動機を示す縦断面図である。
の車両用発電電動機をリヤ側から見た端面図である。
置装着前の車両用発電電動機のリヤ側ベリング周りを示
す要部断面図である。
着前の車両用発電電動機をリヤ側から見た端面図であ
る。
電動機に搭載される回転検出装置の構造を説明する図で
ある。
ある。
タ位置検出装置のセンサ磁極を示す図である。
タ位置検出装置の位置センサを示す正面図である。
ハウジング、3 フロントブラケット、4、4A リヤ
ブラケット、5 シャフト、6 フロント側ベアリング
(第2軸受)、7 リヤ側ベアリング(第1軸受)、8
ロータ、9ステータ、10 スリップリング(被接触
子)、12、12A 回転検出装置、13 端板、15
ポールコア(ロータコア)、16 ロータコイル、1
7 ステータコア、18 ステータコイル、19 ブラ
シ(接触子)、21 センサロータ、22、22A セ
ンサユニット、23、23A センサコア、23b 鍔
部、24 センサコイル、31 コネクタユニット、3
3 パッキン、34 フレキシブル配線、35a 第1
コネクタ、35b 第2コネクタ、40、40A第1座
面、41 第1周壁、41a 切り欠き、44 第2周
壁、51 コネクタ部、56 第1周壁、57 第2周
壁、60 端板。
Claims (10)
- 【請求項1】 ハウジングと、上記ハウジングの軸方向
の一端部に配設された第1軸受と、上記ハウジングの軸
方向の他端部に配設された第2軸受と、上記第1および
第2軸受により上記ハウジングに回転自在に支持された
シャフトと、上記シャフトに固着されて上記ハウジング
内に回転自在に配設されたロータコアおよびこのロータ
コアに巻装されたロータコイルを有するロータと、上記
ロータの外周を囲繞するように上記ハウジングに支持さ
れたステータコアおよびこのステータコアに巻装された
ステータコイルを有するステータと、上記第1軸受の軸
方向内側の上記シャフト外周に固定され、上記ロータコ
イルに電気的に接続された被接触子と、上記被接触子の
外周面に接触するように配設された接触子と、上記第1
軸受の軸方向外側に延出する上記シャフトの端部に固定
されたセンサロータ、このセンサロータに近接して配設
されたセンサユニットおよびこのセンサユニットの入出
力信号を授受するためのコネクタユニットを有する回転
検出装置とを備えたことを特徴とする回転電機。 - 【請求項2】 上記センサユニットおよび上記コネクタ
ユニットが一体に形成され、上記ハウジングの一端側の
端面に固定されていることを特徴とする請求項1記載の
回転電機。 - 【請求項3】 上記センサユニットおよび上記コネクタ
ユニットが別体に形成され、それぞれ上記ハウジングの
一端側の端面に固定され、上記センサユニットと上記コ
ネクタユニットとがフレキシブル配線を介して電気的に
接続されていることを特徴とする請求項1記載の回転電
機。 - 【請求項4】 上記フレキシブル配線と上記センサユニ
ットおよび上記コネクタユニットとの接続をコネクタ接
続としたことを特徴とする請求項3記載の回転電機。 - 【請求項5】 上記フレキシブル配線と上記センサユニ
ットおよび上記コネクタユニットとの接続を溶接とした
ことを特徴とする請求項3記載の回転電機。 - 【請求項6】 上記センサユニットおよび上記コネクタ
ユニットが取付ねじにより軸方向外方から上記ハウジン
グに締着固定されていることを特徴とする請求項3記載
の回転電機。 - 【請求項7】 センサユニット取り付け用の座面が上記
ハウジングの一端側の端面に形成され、センサユニット
位置決め用の周壁が上記座面の外周部に立設されている
ことを特徴とする請求項2又は請求項3記載の回転電
機。 - 【請求項8】 コネクタ延出用の切り欠きを有する周壁
が上記センサユニットおよび上記コネクタユニットを囲
繞するように上記ハウジングの一端側の端面に形成さ
れ、端板が上記周壁に締着固定されて該周壁の軸方向開
口を塞口し、リング状のパッキンが上記切り欠きおよび
上記端板に押圧されるように上記コネクタユニットに装
着されていることを特徴とする請求項2又は請求項3記
載の回転電機。 - 【請求項9】 上記センサユニットは、ティースが周方
向に等角ピッチで形成された円環状のセンサコアおよび
該ティースに巻装されたセンサコイルを有し、上記セン
サロータを囲繞するように配設され、上記センサロータ
は、該センサロータと上記センサコアとの間のギャップ
パーミアンスが角度で正弦波状に変化する外形形状に形
成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項8の
いずれかに記載の回転電機。 - 【請求項10】 取り付け用の鍔部が上記センサコアに
一体に形成されていることを特徴とする請求項9記載の
回転電機。
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