(57)【要約】【課題】モータ軸の軸心方向の長さを短くすること。また、回転検出器（レゾルバ）による角度検出精度を向上させること。【解決手段】レゾルバ付モータ構造のケーシング11,20には、ステータ12と、軸受21を介して回転自在に支持されたモータ軸13と、モータ軸13と一体回転可能なロータ15と、ロータ15の回転角度を検出するレゾルバとが設けられる。レゾルバは、ケーシング20に保持され、表面に薄膜状のコイルが形成された円板状のレゾルバステータ部材23と、ロータ15の端面に設けられ、表面に薄膜状のコイルが形成された円板状のレゾルバロータ部材19とを含む。レゾルバステータ部材23の外周を保持するケーシング20の一部が、レゾルバロータ部材19まで、レゾルバロータ部材19の外周に沿って円筒形に突出してシールド部20bが形成される。ケーシング20及びシールド部20bは、非磁性の導電性材料により形成される。【選択図】        図１
2010136602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシングに設けられたステータと、
前記ケーシングに設けられた軸受と、
前記ケーシングに前記軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸と一体回転可能に設けられたロータと、
前記ロータの回転角度を検出するための回転検出器と
を備えた回転検出器付モータ構造において、
前記回転検出器が、
前記ケーシングに保持され、表面に薄膜状のコイルが形成された円板状のレゾルバステータ部材と、
前記ロータの端面に設けられ、表面に薄膜状のコイルが形成された円板状のレゾルバロータ部材と
を含むことを特徴とする回転検出器付モータ構造。
【請求項２】
前記レゾルバロータ部材に形成された前記薄膜状のコイルが、前記レゾルバロータ部材の表面にインクジェットプリンタにより、薄膜パターンとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項３】
前記薄膜パターンが、銀粒子を分散剤中に分散させたインク液を、前記インクジェットプリンタで塗布した後に、焼成することにより、前記レゾルバロータ部材に固着されていることを特徴とする請求項２に記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項４】
前記ロータと前記レゾルバロータ部材との間にシールド部材が設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項５】
前記シールド部材が、銅板、または銅メッキであることを特徴とする請求項４に記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項６】
前記レゾルバステータ部材と前記軸受とが、前記ケーシングに対して位置決めされていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項７】
前記レゾルバステータ部材の外周を保持する前記ケーシングの一部を、前記レゾルバロータ部材まで、前記レゾルバロータ部材の外周に沿って円筒形に突出させてシールド部としたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項８】
前記ケーシング及び前記シールド部が、非磁性の導電性材料により形成されていることを特徴とする請求項７に記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項９】
前記ケーシング及び前記シールド部が、磁性体により形成されていることを特徴とする請求項７に記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項１０】
前記レゾルバステータ部材の外周を保持する前記ケーシングの一部から前記レゾルバロータ部材までの間に円筒形のシールド部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項１１】
前記シールド部材が、非磁性の導電性材料により形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項１２】
前記シールド部材が、磁性体により形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項１３】
前記ロータと前記レゾルバロータ部材との間に設けられる前記シールド部材の外周縁を、前記レゾルバステータ部材の近傍まで前記レゾルバロータ部材の外周に沿って円筒状に突出させていることを特徴とする請求項４に記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項１４】
前記シールド部材が、非磁性の導電性材料により形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の回転検出器付モータ構造。
【請求項１５】
前記シールド部材が、磁性体により形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の回転検出器付モータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングと、ケーシングに設けられたステータ及び軸受と、ケーシングに軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、回転軸と一体回転可能に設けられたロータと、ロータの回転角度を検出するための回転検出器とを備えた回転検出器付モータ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド自動車や電気自動車において、高出力のブラシレスモータが使用されている。ハイブリッド自動車のブラシレスモータを制御するためには、モータの出力軸の回転位置を正確に把握する必要がある。ステータの各コイルへの通電切り替えを制御するには、ロータの回転位置を正確に把握している必要があるからである。特に、自動車においては、コギングがドライバビリティを悪くするので、コギングを減少させることが要望されているため、通電切替を正確に行いたいという要望が強い。
【０００３】
ここで、自動車のモータ軸の位置検出には、耐高温性、耐ノイズ性、耐振動性、耐高湿性等の機能を満足するために、レゾルバが使用されている。レゾルバは、モータの内部に組み込まれて、モータのロータ軸に直接取り付けられている。
【０００４】
図１５に、特許文献１に開示された回転検出器付モータ１００の断面図を示す。ケーシング１０８の内周にステータ１０２が固設されている。ステータ１０２の一端にバスバー１０１が取り付けられており、バスバー１０１の内周端面にレゾルバステータ１０３が固設されている。レゾルバステータ１０３は、巻回されたレゾルバステータコイル１０４を備えている。
【０００５】
一方、ケーシング１０８には、一対の軸受１０９が固設され、一対の軸受１０９により、ロータ１０６の回転軸１０５が回転自在に支持されている。回転軸１０５には、レゾルバステータ１０３に対向する位置に、レゾルバロータ１０７が固設されている。レゾルバステータ１０３とレゾルバロータ１０７とにより、回転検出器であるレゾルバが構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２４７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の回転検出器付モータ１００の構造には、次のような問題があった。すなわち、レゾルバロータ１０７は、レゾルバステータコイル１０４が巻回されたレゾルバステータ１０３に対向するとき、ほぼ同じ幅を備えるため、回転軸１０５の軸心方向の長さが長くなってしまう。そのため、モータ全体が回転軸の軸心方向で大きくなる問題があった。
【０００８】
また、モータステータ１０２で発生する磁界が、レゾルバステータ１０３、及びレゾルバロータ１０７にノイズとして悪影響を与える問題があった。このため、レゾルバの角度検出精度が低下するおそれがあった。
【０００９】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、モータの回転軸の軸心方向の長さを短くすることのできる回転検出器付モータ構造を提供することを目的とする。また、本発明は、回転検出器による角度検出精度を向上させることのできる回転検出器付モータ構造を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る回転検出器付モータ構造は、次の構成を有している。
（１）ケーシングと、ケーシングに設けられたステータと、ケーシングに設けられた軸受と、ケーシングに軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、回転軸と一体回転可能に設けられたロータと、ロータの回転角度を検出するための回転検出器とを備えた回転検出器付モータ構造において、回転検出器が、ケーシングに保持され、表面に薄膜状のコイルが形成された円板状のレゾルバステータ部材と、ロータの端面に設けられ、表面に薄膜状のコイルが形成された円板状のレゾルバロータ部材とを含むことを特徴とする。
（２）（１）に記載する回転検出器付モータ構造において、レゾルバロータ部材に形成された薄膜状のコイルが、レゾルバロータ部材の表面にインクジェットプリンタにより、薄膜パターンとして形成されていることを特徴とする。
（３）（２）に記載する回転検出器付モータ構造において、薄膜パターンが、銀粒子を分散剤中に分散させたインク液を、インクジェットプリンタで塗布した後に、焼成することにより、レゾルバロータ部材に固着されていることを特徴とする。
（４）（１）乃至（３）の何れか一つに記載する回転検出器付モータ構造において、ロータとレゾルバロータ部材との間にシールド部材が設けられることを特徴とする。
（５）（４）に記載する回転検出器付モータ構造において、シールド部材が、銅板、または銅メッキであることを特徴とする。
（６）（１）乃至（５）の何れか一つに記載する回転検出器付モータ構造において、レゾルバステータ部材と軸受とが、ケーシングに対して位置決めされていることを特徴とする。
（７）（１）乃至（６）の何れか一つに記載する回転検出器付モータ構造において、レゾルバステータ部材の外周を保持するケーシングの一部を、レゾルバロータ部材まで、レゾルバロータ部材の外周に沿って円筒形に突出させてシールド部としたことを特徴とする。
（８）（７）に記載する回転検出器付モータ構造において、ケーシング及びシールド部が、非磁性の導電性材料により形成されていることを特徴とする。
（９）（７）に記載する回転検出器付モータ構造において、ケーシング及びシールド部が、磁性体により形成されていることを特徴とする。
（１０）（１）乃至（６）の何れか一つに記載する回転検出器付モータ構造において、レゾルバステータ部材の外周を保持するケーシングの一部からレゾルバロータ部材までの間に円筒形のシールド部材が設けられていることを特徴とする。
（１１）（１０）に記載する回転検出器付モータ構造において、シールド部材が、非磁性の導電性材料により形成されていることを特徴とする。
（１２）（１０）に記載する回転検出器付モータ構造において、シールド部材が、磁性体により形成されていることを特徴とする。
（１３）（４）に記載する回転検出器付モータ構造において、ロータとレゾルバロータ部材との間に設けられるシールド部材の外周縁を、レゾルバステータ部材の近傍までレゾルバロータ部材の外周に沿って円筒状に突出させていることを特徴とする。
（１４）（１３）に記載する回転検出器付モータ構造において、シールド部材が、非磁性の導電性材料により形成されていることを特徴とする。
（１５）（１３）に記載する回転検出器付モータ構造において、シールド部材が、磁性体により形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
次に、上記構成を有する本発明の回転検出器付モータ構造の作用及び効果について説明する。
【００１２】
本発明の回転検出器付モータ構造は、ケーシングと、ケーシングに設けられたステータと、ケーシングに設けられた軸受と、ケーシングに軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、回転軸と一体回転可能に設けられたロータと、ロータの回転角度を検出するための回転検出器とを備えた回転検出器付モータ構造において、回転検出器が、ケーシングに保持され、表面に薄膜状のコイルが形成された円板状のレゾルバステータ部材と、ロータの端面に設けられ、表面に薄膜状のコイルが形成された円板状のレゾルバロータ部材とを含むので、薄膜状のレゾルバステータ部材とレゾルバロータ部材とを、回転軸の軸心方向に対向して配置しているため、回転検出器が回転軸の軸心方向で占有する長さを短くすることができる。
【００１３】
また、レゾルバロータ部材に形成された薄膜状のコイルが、レゾルバロータ部材の表面にインクジェットプリンタにより、薄膜パターンとして形成されているので、薄膜パターンを１０μｍ以下の厚みとして精度良く形成することができ、また、正確な幅の薄膜パターンを形成することができるため、回転検出器の精度を向上させることができる。
【００１４】
さらに、薄膜パターンが、銀粒子を分散剤中に分散させたインク液を、インクジェットプリンタで塗布した後に、焼成することにより、レゾルバロータ部材に固着されているので、薄膜パターンを確実にレゾルバロータ部材に固定することができる。
【００１５】
また、ロータとレゾルバロータ部材との間に、シールド部材を有するので、レゾルバロータ部材内に備えられた永久磁石による磁界の影響、及びモータのステータで発生する変化のある磁界の影響を受けることが少ないため、回転角度の検出を精度良く行うことができる。さらに、シールド部材が、銅板、または銅メッキであるので、磁力線に対して十分なシールドを行うことができる。
【００１６】
また、レゾルバステータ部材と軸受とが、共にケーシングに対して位置決めされているので、ケーシング及び軸受を介して、回転軸により位置精度の出ているレゾルバロータ部材と、レゾルバステータ部材との位置関係を精度よく位置決めすることができる。
【００１７】
また、レゾルバステータ部材の外周を保持するケーシングの一部を、レゾルバロータ部材まで、レゾルバロータ部材の外周に沿って円筒形に突出させてシールド部としたので、レゾルバステータ部材とレゾルバロータ部材が、モータのステータで発生する変化のある磁界の影響を受けることが少なくなり、回転角度の検出を精度良く行うことができる。
【００１８】
また、レゾルバステータ部材の外周を保持するケーシングの一部を、レゾルバロータ部材まで、レゾルバロータ部材の外周に沿って円筒形に突出させてシールド部とし、ケーシング及びシールド部が非磁性の導電性材料により形成されるので、モータのステータで発生する変化のある磁界がシールド部にて渦電流に変換されて熱に変化することとなり、レゾルバステータ部材とレゾルバロータ部材が、磁界の影響を受けることが少なくなり、回転角度の検出を精度良く行うことができる。
【００１９】
また、レゾルバステータ部材の外周を保持するケーシングの一部を、レゾルバロータ部材まで、レゾルバロータ部材の外周に沿って円筒形に突出させてシールド部とし、ケーシング及びシールド部が磁性体により形成されるので、レゾルバステータ部材とレゾルバロータ部材が、モータのステータで発生する変化のある磁界の影響を受けることが少なくなり、回転角度の検出を精度良く行うことができる。
【００２０】
また、レゾルバステータ部材の外周を保持するケーシングの一部からレゾルバロータ部材までの間に円筒形のシールド部材が設けられるので、レゾルバステータ部材とレゾルバロータ部材が、モータのステータで発生する変化のある磁界の影響を受けることが少なくなり、回転角度の検出を精度よく行うことができる。加えて、ケーシングよりシールド効果の高い材料をシールド部材に使用することができる。
【００２１】
また、レゾルバステータ部材の外周を保持するケーシングの一部からレゾルバロータ部材までの間に円筒形のシールド部材が設けられ、そのシールド部材が、非磁性の導電性材料により形成されるので、モータのステータで発生する変化のある磁界がシールド部材にて渦電流に変換されて熱に変化することとなり、レゾルバステータ部材とレゾルバロータ部材が、磁界の影響を受けることが少なくなり、回転角度の検出を精度良く行うことができる。加えて、ケーシングよりシールド効果の高い材料をシールド部材に使用することができる。
【００２２】
また、レゾルバステータ部材の外周を保持するケーシングの一部からレゾルバロータ部材までの間に円筒形のシールド部材が設けられ、そのシールド部材が、磁性体により形成されるので、レゾルバステータ部材とレゾルバロータ部材が、モータのステータで発生する変化のある磁界の影響を受けることが少なくなり、回転角度の検出を精度良く行うことができる。加えて、ケーシングよりシールド効果の高い材料をシールド部材に使用することができる。
【００２３】
また、ロータとレゾルバロータ部材との間に設けられるシールド部材の外周縁を、レゾルバステータ部材の近傍までレゾルバロータ部材の外周に沿って円筒状に突出させているので、レゾルバステータ部材とレゾルバロータ部材が、モータのステータで発生する変化のある磁界の影響を受けることが少なくなり、回転角度の検出を精度良く行うことができる。
【００２４】
また、ロータとレゾルバロータ部材との間に設けられるシールド部材の外周縁を、レゾルバステータ部材の近傍までレゾルバロータ部材の外周に沿って円筒状に突出させ、シールド部材が非磁性の導電性材料により形成されるので、モータのステータで発生する変化のある磁界がシールド部材にて渦電流に変換されて熱に変化することとなり、レゾルバステータ部材とレゾルバロータ部材が、磁界の影響を受けることが少なくなり、回転角度の検出を精度良く行うことができる。
【００２５】
更に、ロータとレゾルバロータ部材との間に設けられるシールド部材の外周縁を、レゾルバステータ部材の近傍までレゾルバロータ部材の外周に沿って円筒状に突出させ、シールド部材が磁性体により形成されるので、レゾルバステータ部材とレゾルバロータ部材が、モータのステータで発生する変化のある磁界の影響を受けることが少なくなり、回転角度の検出を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係り、レゾルバを内蔵するモータの構造を示す断面図である。
【図２】同じく、レゾルバロータ部材を示す平面図である。
【図３】同じく、レゾルバロータ部材を示す図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】同じく、レゾルバステータ第１パターンを示す図である。
【図５】同じく、レゾルバステータ第２パターンを示す図である。
【図６】同じく、レゾルバの制御構成を示すブロック回路図である。
【図７】第２実施形態に係り、レゾルバを内蔵するモータの構造を示す断面図である。
【図８】第３実施形態に係り、レゾルバを内蔵するモータの構造を示す断面図である。
【図９】第４実施形態に係り、レゾルバを内蔵するモータの構造を示す断面図である。
【図１０】同じく、モータの構造の一部を示す断面図である。
【図１１】同じく、モータの構造の一部を示す拡大断面図である。
【図１２】第５実施形態に係り、モータの構造の一部を示す断面図である。
【図１３】第６実施形態に係り、モータの構造の一部を示す断面図である。
【図１４】第７実施形態に係り、モータの構造の一部を示す断面図である。
【図１５】従来技術に係り、レゾルバを内蔵するモータの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１実施形態］
以下、本発明の回転検出器付モータ構造を具体化した第１実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
本実施形態の回転検出器としてのレゾルバを内蔵するモータの構造を図１に断面図で示す。外側のケーシングは、モータケーシング１１と蓋ケーシング２０により構成されている。モータケーシング１１の内側には、モータステータ１２が固設されている。また、モータケーシング１１には、軸受２１が取り付けられている。軸受２１は、蓋ケーシング２０の内側にも取り付けられており、一対の軸受２１により、回転軸としてのモータ軸１３が回転可能に保持されている。
【００２９】
モータ軸１３には、ガイド１４を介してモータロータ１５が取り付けられており、モータロータ１５内には、永久磁石１６が内蔵固定されている。モータロータ１５の左端面は、ガイド１４に当接している。モータロータ１５の右端面には、シールド板１８が当接して取り付けられている。シールド板１８は、銅製プレートである。シールド板１８の右側にレゾルバロータ部材１９が取り付けられている。レゾルバロータ部材１９については、後で詳細に説明する。
【００３０】
モータ軸１３には、ガイド１４を嵌合させている直径よりも小径である段差部１３ａが形成されている。さらに、段差部１３ａの右側には、段差部１３ａの直径よりも小径である小径段差部１３ｂが形成されている。段差部１３ａには、ストッパ１７が嵌合されている。ストッパ１７の右端には、カシメ部１７ａが形成されている。小径段差部１３ｂは、スペーサ２２を介して、軸受２１の内側リングの側面に当接している。
【００３１】
モータ軸１３にガイド１４を嵌合装着し、ガイド１４にモータロータ１５を嵌合装着する。次に、シールド板１８、及びレゾルバロータ部材１９を、ストッパ１７のカシメ部１７ａの外周に嵌合装着した状態で、ストッパ１７のカシメ部１７ａを外側に向けて、図示しないカシメ工具によりかしめる。これにより、ガイド１４、モータロータ１５、シールド板１８、及びレゾルバロータ部材１９がモータ軸１３に固定される。
【００３２】
このとき、カシメ工具が、カシメ部１７ａを均等にかしめるため、レゾルバロータ部材１９は、モータ軸１３の軸心に対して、高い精度で取り付けることができる。
【００３３】
一方、蓋ケーシング２０の内面には、レゾルバステータ部材２３が位置決め固定されている。レゾルバステータ部材２３については、後で詳細に説明する。
【００３４】
次に、レゾルバロータ部材１９について説明する。図２にレゾルバロータ部材１９の平面図を示し、図３にレゾルバロータ部材１９を図２のＡ−Ａ断面図により示す。
【００３５】
レゾルバロータ部材１９は、中心に円形の中心孔が形成された円板形状をなしている。直径は、１００〜１５０ｍｍである。レゾルバロータ部材１９の材質は、ＰＰＳ樹脂またはＬＣＰ液晶ポリマーであり、厚みは３〜５ｍｍとしている。
【００３６】
レゾルバロータ部材１９の一面には、４箇所にレゾルバロータパターン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄが形成されている（以下において「レゾルバロータパターン３０」とも総称する。）。また、中心付近にロータリィトランスパターン３１が形成されている。レゾルバロータパターン３０、及びロータリィトランスパターン３１は、インクジェットプリンタにより形成される。インクとしては、分散剤の中に銀粒子を分散させた銀ペーストを使用している。銀ペーストを厚み１０〜２０μｍで塗布した後、焼成している。焼成することにより、分散剤は昇華し、厚み２〜５μｍの銀の薄膜が表面に固着する。レゾルバロータパターン３０の幅は、０．５ｍｍとしている。
【００３７】
レゾルバロータパターン３０、及びロータリィトランスパターン３１の表面には、厚みが１０μｍのポリイミドによる絶縁層が形成されている。この絶縁層も、ポリイミドを塗布した後、焼成したものである。
【００３８】
形成されたレゾルバロータ部材１９の内部には、レゾルバロータパターン３０に囲まれた中間位置に対応して、バックアップコア４１が、ロータリィトランスパターン３１に対応する位置に、バックアップコア４２が、各々インサート成形により内蔵されている。バックアップコア４１は、レゾルバステータ部材１９で発生する磁界を強めるためであり、バックアップコア４２は、ロータリィトランスパターン３１で発生する磁界を強めるためである。
【００３９】
４個のレゾルバロータパターン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、９０度に区切られた区間に各々ループ状に形成されている。４個のレゾルバロータパターン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを形成した後、各パターンの端子部付近を除いて、ポリイミドによる絶縁層を焼成により形成する。そして、その絶縁層の上に、レゾルバパターン３０Ａの一端３４と、レゾルバロータパターン３０Ｂの一端とを接続するための、接続線（図中３７Ａと３７Ｂを接続する接続線）形成している。この接続線は、インクジェットプリンタにより、形成されている。
【００４０】
また、レゾルバロータパターン３０Ａの一端３４は、同様の接続線を介して、ロータリィトランスパターン３１の一端３６に接続している。レゾルバロータパターン３０Ｂの他端は、同様の接続線を介して、レゾルバロータパターン３０Ｃの一端と接続している。レゾルバロータパターン３０Ｃの他端は、接続線（図中３７Ｃと３７Ｄとを接続する接続線）を介して、レゾルバロータパターン３０Ｄの一端と接続している。また、レゾルバパターン３０Ｄの他端３４は、同様の接続線を介して、ロータリィトランスパターン３１の他端３５に接続している。
【００４１】
その後、接続線、及び端子部の上に、ポリイミドによる絶縁層を焼成により形成している。これにより、磁界の変化により、４個のレゾルバロータパターン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄで発生する誘起電流の総和が、ロータリィトランスパターン３１に流れる。
【００４２】
本実施形態では、同じ面に接続線を多層化構造とすることにより、接続を行っているが、スルーホールを用いて、裏面を利用して接続しても良い。
【００４３】
次に、レゾルバステータ部材２３について説明する。レゾルバステータ部材２３は、中心に円形の中心孔が形成された円板形状をなしている。直径は、１００〜１５０ｍｍである。レゾルバステータ部材２３の材質は、ＰＰＳ樹脂またはＬＣＰ液晶ポリマーであり、厚みは３〜５ｍｍとしている。
【００４４】
レゾルバステータ部材２３は、蓋ケーシング２０の内面に、円周状の凸部として形成された位置決め凸部２０ａの内側に嵌合して接着されている。これにより、レゾルバステータ部材２３は、軸受２１を介して、モータ軸１３の軸心に対して位置決めされている。
【００４５】
レゾルバロータ部材１９の表面のレゾルバロータパターン３０と、レゾルバステータ部材２３の表面のレゾルバステータ第２パターン５２との距離は、本実施形態では、約１．５ｍｍに設定している。
【００４６】
図４に、レゾルバステータ第１パターン５１を示す。レゾルバステータ部材２３の一面には、図４に示すように、４箇所にレゾルバステータ第１パターン５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが形成されている。また、中心付近にロータリィトランスパターン５７が形成されている。
【００４７】
さらに、レゾルバステータ第１パターン５１、及びロータリィトランスパターン５７の表面には、厚みが１０μｍのポリイミドの絶縁層が形成されている。この絶縁層も、ポリイミドを塗布した後、焼成したものである。そして、その絶縁層の表面に、レゾルバステータ第１パターン５１と９０度位相のずれた、図５に示すレゾルバステータ第２パターン５２が、重ね合わせて形成されている。
【００４８】
レゾルバステータ第１パターン５１、ロータリィトランスパターン５７、及びレゾルバステータ第２パターン５２は、インクジェットプリンタにより形成される。インクとしては、分散剤の中に銀粒子を分散させた銀ペーストを使用している。銀ペーストを厚み１０〜２０μｍで塗布した後、焼成している。焼成することにより、分散剤は昇華し、厚み２〜５μｍの銀の薄膜が表面に固着する。レゾルバステータ第１パターン５１、ロータリィトランスパターン５７、及びレゾルバステータ第２パターン５２の幅は、０．５ｍｍとしている。
【００４９】
レゾルバステータ第２パターン５２の表面には、厚みが１０μｍのポリイミドによる絶縁層が形成されている。この絶縁層も、ポリイミドを塗布した後、焼成したものである。
【００５０】
４個のレゾルバステータ第１パターン５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、各々図２，３で説明したと同様に接続線により接続されている。レゾルバステータ第１パターン５１には、一対の入力端子５３が形成されている。入力端子５３は、図６に示すように、駆動回路５６に接続している。図６は、レゾルバの制御構成を示すブロック回路図である。
【００５１】
また、４個のレゾルバステータ第２パターン５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄは、各々図２，３で説明した接続線によりにより接続されている。レゾルバステータ第２パターン５２には、一対の入力端子５３が形成されている。入力端子５３は、図６に示すように、駆動回路５６に接続している。
【００５２】
つぎに、制御の構成について説明する。図６に示すように、第１励磁信号である７．２ｋＨｚのｓｉｎカーブ（Ａｓｉｎωｔ）、及び第２励磁信号である７．２ｋＨｚのｃｏｓカーブ（Ａｃｏｓωｔ）を発生させる駆動回路５６が、レゾルバステータ第１パターン５１、及びレゾルバステータ第２パターン５２に接続している。レゾルバステータ第１パターン５１には、駆動回路５６からｓｉｎカーブが供給され、レゾルバステータ第２パターン５２には、駆動回路５６からｃｏｓカーブが供給される。ｓｉｎカーブとｃｏｓカーブとは、振幅が同じで、位相が９０度ずれている。
【００５３】
レゾルバロータパターン３０では、出力信号であるＡＢｓｉｎ（ωｔ＋θ）が誘起電流として発生する。出力信号は、ロータリィトランスパターン３１，５７を介して、ステータ側に設けられたコンパレータ５４に入力される。一方、駆動回路５６からｓｉｎカーブ（Ａｓｉｎωｔ）がコンパレータ５５に入力される。
【００５４】
ノイズによる誤検出を回避するために、位置算出器５８が、ノイズに応答しない不感帯をヒステリシス電圧として、ゼロクロスを検出するコンパレータ５４に、所定のヒステリシス電圧が入力している。
【００５５】
同様に、コンパレータ５５には、位置算出器５８が、ノイズによる誤検出を回避するために、ノイズに応答しない不感帯をヒステリシス電圧として、ゼロクロスを検出するコンパレータ５５に入力している。
【００５６】
次に、上記構成を有するレゾルバの作用について説明する。レゾルバステータ第１パターン５１に、第１励磁信号Ｓ１であるｓｉｎカーブ（Ａｓｉｎωｔ）が励磁され、レゾルバステータ第２パターン５２に、第２励磁信号であるｃｏｓカーブが励磁されることにより、レゾルバロータパターン３０には、出力信号Ｓ２であるＡＢｓｉｎ（ωｔ＋θ）が誘起電流として発生する。出力信号Ｓ２は、ロータリィトランスパターン３１，５７を介して、ステータ側に設けられたコンパレータ５４に入力される。一方、駆動回路５６から第１励磁信号Ｓ１であるｓｉｎカーブ（Ａｓｉｎωｔ）がコンパレータ５５に入力される。コンパレータ５４のゼロクロス検出タイミングと、コンパレータ５５のゼロクロス検出タイミングのずれから、位置算出器５８が、モータロータ１５の回転角度を算出する。
【００５７】
以上詳細に説明したように、本実施形態の回転検出器（レゾルバ）付モータ構造によれば、レゾルバが、蓋ケーシング２０に固設され、表面に薄膜状のレゾルバステータ第１パターン５１及びレゾルバステータ第２パターン５２が形成された円板状のレゾルバステータ部材２３と、モータロータ１５の端面に固設され、表面に薄膜状のレゾルバロータパターン３０が形成された円板状のレゾルバロータ部材１９とを有するので、薄膜状のレゾルバステータ第１パターン５１及びレゾルバステータ第２パターン５２と、レゾルバロータパターン３０とを、モータ軸１３の軸心方向に対向して配置しているため、レゾルバがモータ軸１３の軸心方向で占有する長さを短くすることができる。
【００５８】
また、レゾルバロータパターン３０が、レゾルバロータ部材１９の表面にインクジェットプリンタにより、薄膜パターンとして形成されているので、薄膜パターンを１０μｍ以下の厚みとして精度良く形成することができ、また、正確な幅の薄膜パターンを形成することができるため、レゾルバの精度を向上させることができる。
【００５９】
さらに、レゾルバロータパターン３０が、銀粒子を分散剤中に分散させたインク液を、インクジェットプリンタで塗布した後に、焼成することにより、レゾルバロータ部材１９に固着されているので、薄膜パターンを確実にレゾルバロータ部材１９に固定することができる。
【００６０】
また、モータロータ１５とレゾルバロータ部材１９との間に、シールド板１８を有するので、モータロータ１５内に備えられた永久磁石１６による磁界の影響、及びモータステータ１２で発生する変化のある磁界の影響を受けることが少ないため、回転角度の検出を精度良く行うことができる。さらに、シールド部材が、銅板のシールド板１８、または銅メッキであるので、磁力線に対して十分なシールドを行うことができる。
【００６１】
［第２実施形態］
次に、本発明の回転検出器付モータ構造を具体化した最も好適な第２実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００６２】
なお、以下に説明する各実施形態は、ほとんどの内容が、第１実施形態と同じであるので、同じ部分については、第１実施形態と同一の符号を付して説明を割愛し、以下には相違する点についてのみ説明する。
【００６３】
図７は、レゾルバを内蔵するモータの構造を示す断面図である。図７に示すように、シールド板１８、及びレゾルバロータ部材１９が、スペーサ６１を介して、モータ軸１３の段差部１３ａに固定されている。すなわち、スペーサ６１を段差部１３ａと、シールド板１８、及びレゾルバロータ部材１９の内径部の間に圧入することにより、シールド板１８、及びレゾルバロータ部材１９を、モータ軸１３に対して、位置決めすると共に、固定している。
【００６４】
［第３実施形態］
次に、本発明の回転検出器付モータ構造を具体化した最も好適な第３実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００６５】
図８は、レゾルバを内蔵するモータの構造を示す断面図である。図８に示すように、シールド板６２、及びレゾルバロータ部材１９が、直接モータ軸１３の段差部１３ａに固定されている。すなわち、段差部１３ａと、シールド板６２、及びレゾルバロータ部材１９の内径部とは嵌合されており、接着剤により、シールド板６２、及びレゾルバロータ部材１９を、モータ軸１３に対して固定している。
【００６６】
また、シールド板６２は最外周端に、レゾルバロータ部材１９方向に突出した環状凸部６２ａを備えている。環状凸部６２ａを備えることにより、レゾルバロータ部材１９に対するシールド性能を高めることができる。
【００６７】
［第４実施形態］
次に、本発明の回転検出器付モータ構造を具体化した最も好適な第４実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００６８】
図９に、レゾルバを内蔵するモータの構造を断面図により示す。図１０に、モータの構造につき、図９の鎖線楕円Ｓ１の中を拡大断面図により示す。図１１に、この実施形態の特徴分部を、図１０の鎖線円Ｓ２の中を拡大して断面図により示す。
【００６９】
この実施形態では、第１実施形態のストッパ１７及びシールド板１８を省略し、モータ軸１３の段差部１３ａを短くし、モータロータ１５の一端面にレゾルバロータ部材１９を直に固定して設けた点で、第１実施形態と構成が異なる。この実施形態では、レゾルバステータ部材２３を保持する蓋ケーシング２０が、非磁性の導電性材料により形成される。蓋ケーシング２０には、レゾルバステータ部材２３の外周を保持する部位である凸部２０ａからレゾルバロータ部材１９まで、蓋ケーシング２０を、レゾルバロータ部材１９の外周に沿って円筒状に突出させたシールド部としての円筒部２０ｂが一体に形成される。ここで、非磁性の導電性材料として、アルミニウムを採用することができる。
【００７０】
従って、この実施形態の回転検出器（レゾルバ）付モータ構造によれば、蓋ケーシング２０の凸部２０ａからレゾルバロータ部材１９まで円筒部２０ｂを突出させたので、図１１に矢印で示すように、モータステータ１２で発生する磁界が円筒部２０ｂにて渦電流に変換されて熱に変化することとなる。このため、レゾルバステータ部材２３及びレゾルバロータ部材１９に対するモータステータ１２で発生する磁界の悪影響を低減することができ、レゾルバによる回転角度の検出精度を向上させることができる。また、レゾルバロータ部材１９とレゾルバステータ部材２３との間のエアギャップ２６が円筒部２０ｂにより塞がれるので、そのエアギャップ２６への異物の侵入を防止することができる。この結果、レゾルバステータ第１パターン５１、レゾルバステータ第２パターン５２及びレゾルバロータパターン３０等の断線や短絡を防止することができ、その意味でレゾルバの信頼性を向上させることができる。更に、上記機能を有する円筒部２０ｂを蓋ケーシング２０と一体に金型で成形することができ、この機能部品を別途設ける必要がなく、部品点数を増やすことがなく、コストメリットが高くなる。
【００７１】
［第５実施形態］
次に、本発明の回転検出器付モータ構造を具体化した最も好適な第５実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００７２】
図１２に、レゾルバを内蔵するモータの構造を断面図により示す。この実施形態では、第１実施形態におけるストッパ１７を省略し、モータ軸１３の段差部１３ａを短くした点で第１実施形態と構成が異なる。この実施形態では、モータロータ１５の右端面にシールド部材としてのシールド板１８が当接して固定され、このシールド板１８にレゾルバロータ部材１９が固定される。シールド板１８として、非磁性の導電性材料であるアルミ等を採用することができる。このシールド板１８の外周縁には、レゾルバステータ部材２３の近傍までレゾルバロータ部材１９の外周に沿って円筒状に突出させた円筒部１８ａが一体に形成される。この円筒部１８ａの先端は、蓋ケーシング２０においてレゾルバステータ部材２３を保持する凸部２０ａの先端と隙間を介して対向している。
【００７３】
従って、この実施形態のモータ構造によれば、非磁性の導電性材料よりなるシールド板１８の外周縁をレゾルバステータ部材２３の近傍まで突出させて円筒部１８ａを設けたので、モータステータ１２で発生する磁界が円筒部１８ａにて渦電流に変換されて熱に変化することとなる。このため、レゾルバステータ部材２３及びレゾルバロータ部材１９に対する磁界の悪影響を低減することができ、レゾルバによる回転角度の検出精度を向上させることができる。また、レゾルバロータ部材１９とレゾルバステータ部材２３との間のエアギャップ２６が円筒部１８ａにより塞がれるので、そのエアギャップ２６への異物の侵入を防止することができる。この結果、レゾルバステータ第１パターン５１、レゾルバステータ第２パターン５２及びレゾルバロータパターン３０等の断線や短絡を防止することができ、その意味でレゾルバの信頼性を向上させることができる。更に、上記機能を有する円筒部１８ａをシールド板１８と一体に金型で成形することができ、この機能部品を別途設ける必要がなく、部品点数を増やすことがなく、コストメリットが高い。
【００７４】
［第６実施形態］
次に、本発明の回転検出器付モータ構造を具体化した最も好適な第６実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００７５】
図１３に、レゾルバを内蔵するモータの構造を断面図により示す。この実施形態では、第４実施形態と異なり、蓋ケーシング２０の凸部２０ａを若干長くし、その凸部２０ａからレゾルバロータ部材１９までの間に非磁性の導電性材料よりなる円筒形のシールド部材２７が設けられる。このシールド部材２７の基端部は凸部２０ａの内側に固定され、先端部はレゾルバロータ部材１９の外周縁を覆うように配置される。非磁性の導電性材料として、アルミ等を採用することができる。
【００７６】
従って、この実施形態のモータ構造によれば、非磁性の導電性材料よりなる円筒形のシールド部材２７が蓋ケーシング２０の凸部２０ａからレゾルバロータ部材１９の外周縁まで設けられるので、モータステータ１２で発生する磁界がシールド部材２７にて渦電流に変換されて熱に変化することとなる。このため、レゾルバステータ部材２３及びレゾルバロータ部材１９に対する磁界の悪影響を低減することができ、レゾルバによる回転角度の検出精度を向上させることができる。また、レゾルバロータ部材１９とレゾルバステータ部材２３との間のエアギャップ２６が円筒形のシールド部材２７により塞がれるので、そのエアギャップ２６への異物の侵入を防止することができる。この結果、レゾルバステータ第１パターン５１、レゾルバステータ第２パターン５２及びレゾルバロータパターン３０等の断線や短絡を防止することができ、その意味でレゾルバの信頼性を向上させることができる。加えて、蓋ケーシング２０よりシールド効果の高い材料をシールド部材２７に使用することができ、第１実施形態に比べて磁界のシールド効果を高めることができる。
【００７７】
［第７実施形態］
次に、本発明の回転検出器付モータ構造を具体化した最も好適な第７実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００７８】
図１４に、レゾルバを内蔵するモータの構造を断面図により示す。この実施形態では、第５実施形態とは異なり、シールド板１８の円筒部１８ａの先端をレゾルバステータ部材２３を保持する凸部２０ａの外周に対向させている。
【００７９】
従って、この実施形態のモータ構造によれば、第５実施形態と同等の作用効果を得ることができる。加えて、円筒部１８ａの先端が凸部２０ａの外周に対向するので、レゾルバロータ部材１９とレゾルバステータ部材２３との間のエアギャップ２６がより緻密に塞がれることとなり、そのエアギャップ２６への異物の侵入をより効果的に防止することができる。
【００８０】
本発明は、上記各実施形態の他に様々な応用が可能である。例えば、上記各実施形態では、シールド部材として銅製のシールド板１８を使用しているが、真鍮製のシールド板を使用しても良い。また、厚みのある銅メッキ又はアルミを使用しても良い。
【００８１】
また、前記第１実施形態では、薄膜パターンとしてのレゾルバロータパターン３０及びロータリィトランスパターン３１、並びに、レゾルバステータ第１パターン５１、ロータリィトランスパターン５７及びレゾルバステータ第２パターン５２をインクジェットプリンタ（インクジェット法）により形成したが、蒸着法、スパッタリング法、メッキ法又はエッチング法により薄膜パターンを形成することもできる。
【００８２】
また、前記第４実施形態では、蓋ケーシング２０及び円筒部２０ｂをアルミ等の非磁性の導電性材料により形成したが、この蓋ケーシング２０及び円筒部２０ｂを鉄等の磁性体により形成してもよい。
【００８３】
また、前記第５及び第７の実施形態では、シールド板１８及び円筒部１８ａをアルミ等の非磁性の導電性材料により形成したが、このシールド板１８及び円筒部１８ａを鉄等の磁性体により形成してもよい。
【００８４】
また、前記第６実施形態では、シールド部材２７をアルミ等の非磁性の導電性材料により形成したが、シールド部材を鉄等の磁性体により形成してもよい。
【００８５】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
この発明は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモータに利用すことが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１１  モータケーシング
１２  モータステータ
１３  モータ軸
１５  モータロータ
１８  シールド板
１８ａ  円筒部
１９  レゾルバロータ部材
２０  蓋ケーシング
２０ａ  凸部
２０ｂ  円筒部
２１  軸受
２３  レゾルバステータ部材
２７  シールド部材
３０  レゾルバロータパターン
３１  ロータリィトランスパターン
５１  レゾルバステータ第１パターン
５２  レゾルバステータ第２パターン
５７  ロータリィトランスパターン
【図１】
2010136602.tif 000003
【図２】
2010136602.tif 000004
【図３】
2010136602.tif 000005
【図４】
2010136602.tif 000006
【図５】
2010136602.tif 000007
【図６】
2010136602.tif 000008
【図７】
2010136602.tif 000009
【図８】
2010136602.tif 000010
【図９】
2010136602.tif 000011
【図１０】
2010136602.tif 000012
【図１１】
2010136602.tif 000013
【図１２】
2010136602.tif 000014
【図１３】
2010136602.tif 000015
【図１４】
2010136602.tif 000016
【図１５】
2010136602.tif 000017