JP2009050056A - Resolver for automobile drive motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車駆動用モータの回転角度を検出するレゾルバに関する。 The present invention relates to a resolver that detects a rotation angle of an automobile drive motor.
モータによって走行する電気自動車が広く用いられている。モータは界磁巻線および回転子を備える。界磁巻線はモータケースの内部に磁界を発生させる。回転子は界磁巻線から発せられた磁界によって回転する。回転子の回転駆動力は、モータシャフト、トルク伝達機構等を介して車輪に伝達される。 An electric vehicle that is driven by a motor is widely used. The motor includes a field winding and a rotor. The field winding generates a magnetic field inside the motor case. The rotor is rotated by a magnetic field generated from the field winding. The rotational driving force of the rotor is transmitted to the wheels via a motor shaft, a torque transmission mechanism and the like.
回転子には所定の位置に永久磁石が取り付けられる。回転子が発生するトルクの大きさは、回転子の回転位置によって定まる永久磁石の位置と、界磁巻線から発せられる磁界の分布との関係によって定まる。 A permanent magnet is attached to the rotor at a predetermined position. The magnitude of the torque generated by the rotor is determined by the relationship between the position of the permanent magnet determined by the rotational position of the rotor and the distribution of the magnetic field generated from the field winding.
そこで、モータには回転子の回転角度を検出するためのレゾルバが取り付けられる。レゾルバは、円環形状の磁性体であるレゾルバステータに、所定の角度間隔を以て複数のコイルを設けたセンサ部を備える。レゾルバステータの中心はモータシャフトに貫かれ、レゾルバステータの中心にはモータシャフトと共に回転するレゾルバロータが設けられる。 Therefore, a resolver for detecting the rotation angle of the rotor is attached to the motor. The resolver includes a sensor unit in which a resolver stator, which is an annular magnetic body, is provided with a plurality of coils with a predetermined angular interval. The center of the resolver stator is penetrated by the motor shaft, and a resolver rotor that rotates together with the motor shaft is provided at the center of the resolver stator.
回転子の回転角度を検出するには複数のコイルのうち1つから磁界を発生させる。レゾルバロータは回転非対称の磁性体によって構成されるため、発生した磁界はモータシャフトの回転に伴うレゾルバロータの回転によって変調を受ける。そして、変調を受けた磁界は他のコイルに誘導起電力を発生させ、誘導起電力を発生したコイルはその誘導起電力を検出信号として出力する。 In order to detect the rotation angle of the rotor, a magnetic field is generated from one of the plurality of coils. Since the resolver rotor is composed of a rotationally asymmetric magnetic body, the generated magnetic field is modulated by the rotation of the resolver rotor accompanying the rotation of the motor shaft. The modulated magnetic field generates an induced electromotive force in another coil, and the coil that has generated the induced electromotive force outputs the induced electromotive force as a detection signal.
モータを制御する制御部は、レゾルバから出力された検出信号に基づいて回転子の回転角度を求める。そして、回転角度に応じた回転磁界を発生することによって、回転子にできるだけ大きなトルクを発生させる。 A control unit that controls the motor obtains the rotation angle of the rotor based on the detection signal output from the resolver. And as much torque as possible is generated in the rotor by generating a rotating magnetic field corresponding to the rotation angle.
レゾルバを備えるモータにおいて界磁巻線とレゾルバとを近接させて配置すると、検出信号に界磁巻線が発生する磁界による誤差成分が生じる。この誤差成分は、モータの正確な回転制御の妨げとなる。そのため、界磁巻線とレゾルバはできるだけ離して配置する必要があり、モータが大型化するという問題があった。 When a field winding and a resolver are arranged close to each other in a motor including a resolver, an error component due to a magnetic field generated by the field winding is generated in the detection signal. This error component hinders accurate rotation control of the motor. For this reason, it is necessary to dispose the field winding and the resolver as far as possible, and there is a problem that the motor becomes large.
本発明は、このような課題に対してなされたものである。すなわち、界磁巻線から発せられる磁界によってレゾルバから出力される誤差成分を低減すると共に、レゾルバをモータケースに取り付ける構造を簡単にしてモータを小型化することを目的とする。 The present invention has been made for such a problem. That is, an object is to reduce an error component output from a resolver by a magnetic field generated from a field winding, and to simplify a structure for attaching the resolver to a motor case and to reduce the size of the motor.
本発明は、レゾルバコイルが設けられる環状のレゾルバステータと、環状板によって形成され前記レゾルバステータをモータケースに固定するレゾルバ固定プレートと、を備え、前記レゾルバ固定プレートは、外周の縁が前記モータケースに接触し、内周の縁と前記レゾルバステータとが重ね合わせられ、前記内周の縁と前記モータケースとの間に前記レゾルバステータを挟むよう、前記モータケースに固定され、前記レゾルバステータは、前記レゾルバ固定プレートの内周の縁と前記モータケースとの間に挟まれて前記モータケースに固定されることを特徴とする。 The present invention includes: an annular resolver stator provided with a resolver coil; and a resolver fixing plate formed by an annular plate and fixing the resolver stator to a motor case, and the resolver fixing plate has an outer peripheral edge that is the motor case. And the resolver stator is fixed to the motor case so that the resolver stator is sandwiched between the inner periphery edge and the motor case, and the resolver stator is It is sandwiched between an inner peripheral edge of the resolver fixing plate and the motor case, and is fixed to the motor case.
また、本発明に係る自動車駆動モータ用レゾルバにおいては、前記モータケースは、筒形状の内側壁面を有するモータケース本体部と、モータシャフトを貫通させるシャフト穴を有し前記モータケース本体部の開口端を塞ぐモータケース端壁と、を備え、前記レゾルバステータおよび前記レゾルバ固定プレートは、前記シャフト穴を囲むよう前記モータケース端壁に固定されることが好適である。 In the resolver for an automobile drive motor according to the present invention, the motor case has a motor case main body having a cylindrical inner wall surface and a shaft hole through which the motor shaft passes, and an open end of the motor case main body. It is preferable that the resolver stator and the resolver fixing plate are fixed to the motor case end wall so as to surround the shaft hole.
また、本発明に係る自動車駆動モータ用レゾルバにおいては、前記モータケース端壁は、前記モータケースの内側に突出し前記シャフト穴を囲む環状の突起部を有し、前記レゾルバ固定プレートの環状板は、前記突起部を覆うよう、前記環状板の環形状に沿った凹みを有することが好適である。 Further, in the automobile drive motor resolver according to the present invention, the motor case end wall has an annular protrusion that protrudes inside the motor case and surrounds the shaft hole, and the annular plate of the resolver fixing plate is: It is preferable to have a recess along the ring shape of the annular plate so as to cover the protrusion.
また、本発明に係る自動車駆動モータ用レゾルバにおいては、前記レゾルバステータおよび前記レゾルバ固定プレートは、磁性体によって形成されることが好適である。 In the automotive drive motor resolver according to the present invention, it is preferable that the resolver stator and the resolver fixing plate are formed of a magnetic material.
本発明によれば、レゾルバから出力される誤差成分を低減することができると共に、モータを小型化することができる。 According to the present invention, the error component output from the resolver can be reduced, and the motor can be downsized.
図1に本発明の実施形態に係る車両駆動用モータのシャフト延伸方向断面図を示す。モータケース10は、円筒状に形成されたモータケース本体部12と、モータケース本体部12の開口を塞ぐモータケース端壁14を備えて構成される。モータケース端壁14は、モータケース本体部12の開口とほぼ同一形状に形成される。モータケース本体部12およびモータケース端壁14は、アルミニウム等の非磁性材料で形成することが好適である。ここでは、モータケース本体部12の形状を円筒形状としているが、内側の壁面が円筒形状であれば、外側は任意の形状とすることができる。
FIG. 1 shows a sectional view in the shaft extending direction of a vehicle drive motor according to an embodiment of the present invention. The
図2にモータケース端壁14をモータケース10の内側から見た図を示す。モータケース端壁14の中心には、モータシャフト50を貫通させるためのシャフト穴16が設けられる。シャフト穴16の壁面には、モータシャフト50の回転を滑らかにするためのベアリング機構18が設けられる。モータケース端壁14の内側面には、シャフト穴16を中心とする円環形状のレゾルバ用環状突起20が形成される。レゾルバ用環状突起20の内周の角はレゾルバステータ32をはめ込むための切り欠きを有し、この切り欠きによって円環形状のレゾルバ取り付け面22およびレゾルバガイド面24が形成される。また、レゾルバ用環状突起20の外周の角には、レゾルバ固定プレート38による磁気遮蔽効果を高めるための遮蔽壁26が形成される。レゾルバ用環状突起20の外側には、レゾルバ固定プレート38を固定するためのねじ切りボルト穴が設けられる。図2の例では、シャフト穴16を中心に120°間隔でねじ切りボルト穴28−1〜28−3が設けられている。
FIG. 2 shows a view of the motor
図3にレゾルバセンサ部30の構成を示す。レゾルバセンサ部30は、レゾルバステータ32およびレゾルバコイル34−A〜34−Cを備えて構成される。レゾルバステータ32は磁性材料によって形成され、円環部32−1、および円環部32−1の内側に所定の角度間隔を以て配置されたコイル芯部32−2A〜32−2Cを備えて構成される。磁性材料としては、鉄、ケイ素鋼、パーマロイ等の軟磁性材料が好適である。図3の例では、コイル芯部32−2A〜32−2Cは90°の間隔を以て配置される。レゾルバコイル34−A〜34−Cは、それぞれ、コイル芯部32−2A〜32−2Cに巻き付けられた導線36によって構成される。レゾルバコイル34−Aは回転子54の回転角度を検出するための磁界を発生させるために用いられる。レゾルバコイル34−Bおよび34−Cは、レゾルバロータ52によって変調を受けた磁界による誘導起電力を検出信号として出力するために用いられる。レゾルバステータ32は、モータケース端壁14においてレゾルバ取り付け面22およびレゾルバガイド面24がなす切り欠きにはめ込まれる。
FIG. 3 shows the configuration of the
図4にレゾルバ固定プレート38の構成を示す。図4(a)はモータケース端壁14に接しない側からレゾルバ固定プレート38を見た図である。図4(b)は、図4(a)の直線ABから右側を見た断面図である。レゾルバ固定プレート38は磁性材料によって円環形状に形成される。磁性材料としては、鉄、ケイ素鋼、パーマロイ等の軟磁性材料が好適である。レゾルバ固定プレート38のプレート本体部40は、遮蔽壁26に覆い被さるよう、レゾルバ固定プレート38の円環形状に沿って凹ませた形状を有する。図1および図4(b)では、プレート本体部40は、レゾルバ固定プレート38の円環形状に沿ってU字型に凹ませた形状を有する。
FIG. 4 shows the configuration of the
レゾルバ固定プレート38の内周には、レゾルバステータ32をモータケース端壁14に押さえつけるためのレゾルバ押さえフランジ42が形成される。レゾルバ押さえフランジ42の幅は、レゾルバステータ32の円環部32−1の幅とほぼ同一とするか、円環部32−1の幅より狭くする。また、レゾルバ固定プレート38の外周には、レゾルバ固定プレート38をモータケース端壁14に固定するためのプレート固定用フランジ44が形成される。プレート固定用フランジ44には、ボルト56を貫通させるためのボルト穴が設けられる。図4の例では、120°間隔でボルト穴44−1〜44−3が設けられている。
A
レゾルバ固定プレート38は、レゾルバ押さえフランジ42がレゾルバステータ32の円環部32−1と中心を同じくして重なり、プレート固定用フランジ44がモータケース端壁14の内側面に接し、さらに、ボルト穴44−1〜44−3が、それぞれ、ねじ切りボルト穴28−1〜28−3に重なるよう、モータケース端壁14に取り付けられる。レゾルバ固定プレート38は、ボルト穴44−1〜44−3を貫通するボルト56を、それぞれ、モータケース端壁14のねじ切りボルト穴28−1〜28−3に締め付けることによってモータケース10に固定される。
In the
このような構成によれば、レゾルバステータ32は、レゾルバ取り付け面22およびレゾルバガイド面24がなす切り欠きにはめ込まれた状態で、レゾルバ押さえフランジ42とモータケース端壁14との間に挟まれる。これによって、レゾルバセンサ部30をモータケース10に固定することができる。
According to such a configuration, the
モータシャフト50はシャフト穴16を貫通する。モータシャフト50はアルミニウム等の非磁性材料によって形成される。モータシャフト50におけるレゾルバステータ32の中心位置にはレゾルバロータ52が取り付けられる。レゾルバロータ52はフェライト等の磁性材料によって形成される。図6はレゾルバロータ52をモータシャフト50の延伸方向から見た図である。図6に示すように、レゾルバロータ52は、モータシャフト50を中心軸として回転非対称な形状を有する。
The
図5にモータシャフト50に垂直な面における車両駆動用モータの断面図を示す。モータケース本体部12の内側壁面には、所定の角度間隔を以て界磁巻線芯が取り付けられる。図5の例では界磁巻線芯46−1〜46−3が、モータシャフト50を中心に120°の間隔を隔てて配置されている。界磁巻線芯46−1〜46−3は、鉄、ケイ素鋼、パーマロイ等の軟磁性材料で形成することが好適である。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the vehicle drive motor in a plane perpendicular to the
界磁巻線48−1〜48−3は、それぞれ、界磁巻線芯46−1〜46−3に巻き付けられた導線によって構成される。界磁巻線芯は、界磁巻線のレゾルバに近い側の端とレゾルバステータ32との間にレゾルバ固定プレート38が介在するよう配置される。
The field windings 48-1 to 48-3 are constituted by conductive wires wound around the field winding cores 46-1 to 46-3, respectively. The field winding core is arranged such that a
界磁巻線48−1〜48−3に囲まれるモータシャフト50の位置には円柱形状の回転子54が取り付けられる。回転子54には、外周に所定の角度間隔を以て磁極が現れるよう、永久磁石(図示せず)が取り付けられる。永久磁石は、界磁巻線48−1〜48−3から発せられた磁界によって力を受け、回転子54にトルクを発生させる。回転子54のトルクはモータシャフト50に伝えられる。
A
本実施形態に係る車両駆動用モータでは、モータケース端壁14の内側面のレゾルバ用環状突起20に遮蔽壁26が設けられる。また、遮蔽壁26はレゾルバ固定プレート38に覆われ、レゾルバ固定プレート38は磁性材料によって形成される。さらに、レゾルバ固定プレート38は、界磁巻線48−1〜48−3のレゾルバに近い側の端とレゾルバステータ32との間に介在する。このよう構成によれば、界磁巻線48−1〜48−3からレゾルバセンサ部30に向かう磁界をレゾルバ固定プレート38によって遮ることができ、界磁巻線48−1〜48−3からレゾルバセンサ部30に到達する磁界を低減することができる。これによって、界磁巻線48−1〜48−3とレゾルバセンサ部30との間の距離を短くすることができ、モータを小型化することができる。また、界磁巻線48−1〜48−3が発生する磁界によってレゾルバから出力される誤差成分を低減することができる。
In the vehicle drive motor according to the present embodiment, the shielding
10 モータケース、12 モータケース本体部、14 モータケース端壁、16 シャフト穴、18 ベアリング機構、20 レゾルバ用環状突起、22 レゾルバ取り付け面、24 レゾルバガイド面、26 遮蔽壁、28−1〜28−3 ねじ切りボルト穴、30 レゾルバセンサ部、32 レゾルバステータ、32−1 円環部、32−2A,32−2B,32−2C コイル芯部、34−A,34−B,34−C レゾルバコイル、36 導線、38 レゾルバ固定プレート、40 プレート本体部、42 レゾルバ押さえフランジ、44 プレート固定用フランジ、44−1〜44−3 ボルト穴、46−1〜46−3 界磁巻線芯、48−1〜48−3 界磁巻線、50 モータシャフト、52 レゾルバロータ、54 回転子、56 ボルト。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
環状板によって形成され前記レゾルバステータをモータケースに固定するレゾルバ固定プレートと、
を備え、
前記レゾルバ固定プレートは、
外周の縁が前記モータケースに接触し、内周の縁と前記レゾルバステータとが重ね合わせられ、前記内周の縁と前記モータケースとの間に前記レゾルバステータを挟むよう、前記モータケースに固定され、
前記レゾルバステータは、
前記レゾルバ固定プレートの内周の縁と前記モータケースとの間に挟まれて前記モータケースに固定されることを特徴とする自動車駆動モータ用レゾルバ。 An annular resolver stator provided with a resolver coil;
A resolver fixing plate formed by an annular plate and fixing the resolver stator to a motor case;
With
The resolver fixing plate is
The outer peripheral edge is in contact with the motor case, the inner peripheral edge and the resolver stator are overlapped, and fixed to the motor case so that the resolver stator is sandwiched between the inner peripheral edge and the motor case And
The resolver stator is
A resolver for an automobile drive motor, being sandwiched between an inner peripheral edge of the resolver fixing plate and the motor case and fixed to the motor case.
前記モータケースは、
筒形状の内側壁面を有するモータケース本体部と、
モータシャフトを貫通させるシャフト穴を有し前記モータケース本体部の開口端を塞ぐモータケース端壁と、
を備え、
前記レゾルバステータおよび前記レゾルバ固定プレートは、
前記シャフト穴を囲むよう前記モータケース端壁に固定されることを特徴とする自動車駆動モータ用レゾルバ。 A resolver for an automobile drive motor according to claim 1,
The motor case is
A motor case main body having a cylindrical inner wall surface;
A motor case end wall that has a shaft hole that penetrates the motor shaft and closes the opening end of the motor case main body;
With
The resolver stator and the resolver fixing plate are:
An automobile drive motor resolver fixed to the motor case end wall so as to surround the shaft hole.
前記モータケース端壁は、
前記モータケースの内側に突出し前記シャフト穴を囲む環状の突起部を有し、
前記レゾルバ固定プレートの環状板は、
前記突起部を覆うよう、前記環状板の環形状に沿った凹みを有することを特徴とする自動車駆動モータ用レゾルバ。 A resolver for an automobile drive motor according to claim 2,
The motor case end wall is
An annular protrusion protruding inside the motor case and surrounding the shaft hole;
The annular plate of the resolver fixing plate is:
An automobile drive motor resolver having a recess along the ring shape of the annular plate so as to cover the protrusion.
前記レゾルバステータおよび前記レゾルバ固定プレートは、
磁性体によって形成されることを特徴とする自動車駆動モータ用レゾルバ。 A resolver for an automobile drive motor according to any one of claims 1 to 3,
The resolver stator and the resolver fixing plate are:
A resolver for an automobile drive motor, characterized by being formed of a magnetic material.
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