(57)【要約】【課題】回転電機の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回転角度検出器を得る。【解決手段】出力コイルと励磁コイルからなるレゾルバコイル３４を有するレゾルバステータ３２と、レゾルバステータ３２の内周面とギャップを介して対向する凹凸状の外周面を有し中心部に形成された取付孔３１ａに回転電機の回転軸１０が挿入固着されて回転軸１０と一体に回転可能なレゾルバロータ３１とを備え、レゾルバロータ３１の取付孔３１ａと回転軸１０の外周部との間に形成された溝１０ａ内を貫通して、回転電機のロータの界磁コイルに往復の電流を供給するための少なくとの一対の導体３７が配置されており、出力コイルの巻線次数の基本次数は、導体３７の本数の約数以外の次数となるように構成した。【選択図】図２
2014142260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力コイルと励磁コイルからなるレゾルバコイルを有するレゾルバステータと、前記レゾルバステータの内周面とギャップを介して対向する凹凸状の外周面を有し中心部に形成された取付孔に回転電機の回転軸が挿入固着されて前記回転軸と一体に回転可能なレゾルバロータとを備え、
前記レゾルバロータの前記取付孔と前記回転軸の外周部との間に形成された隙間を貫通して、前記回転電機のロータの界磁コイルに往復の電流を供給するための少なくとの一対の導体が配置されており、
前記出力コイルの巻線次数の基本次数は、前記導体の本数の約数以外の次数になるように構成されていることを特徴とする回転角度検出器。
【請求項２】
請求項１記載の回転角度検出器において、
前記導体の本数は２本であり、前記基本次数は１次，２次のいずれとも異なることを特徴とする回転角度検出器。
【請求項３】
請求項１記載の回転角度検出器において、
前記導体の本数は４本であり、前記基本次数は１次，２次，４次のいずれとも異なることを特徴とする回転角度検出器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の回転角度検出器が装着されていることを特徴とする車両用回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の回転角度を検出する回転角度検出器、及び、この回転角度検出器を備えた車両用回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、回転電機のロータコアに巻回された界磁巻線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。
特に、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の検出精度が低下するという問題がある。
【０００３】
そこで、従来の回転角度検出器では、磁気センサ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、磁気センサに漏洩磁束が流れないようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載されている構成にすれば、磁気センサ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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７１７２３号公報（第５頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている従来技術では、回転角度検出器として磁気センサを用いたものであるが、レゾルバに適用することも可能である。しかしながら、磁気バイパス部材を備えているために、構造が複雑になるという問題があった。さらに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、バイパスの磁気抵抗が高くなってしまい、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。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。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、回転角度検出器の近傍に設けたいず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った。
【０００６】
この発明は、上記のような問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回転角度検出器、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る回転角度検出器は、出力コイルと励磁コイルからなるレゾルバコイルを有するレゾルバステータと、レゾルバステータの内周面とギャップを介して対向する凹凸状の外周面を有し中心部に形成された取付孔に回転電機の回転軸が挿入固着されて回転軸と一体に回転可能なレゾルバロータとを備え、レゾルバロータの取付孔と回転軸の外周部との間に形成された隙間を貫通して、回転電機のロータの界磁コイルに往復の電流を供給するための少なくとの一対の導体が配置されており、出力コイルの巻線次数の基本次数は、導体の本数の約数以外の次数になるように構成されているものである。
また、この発明に係る車両用回転電機は、上記の回転角度検出器が装着されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の回転角度検出器によれば、レゾルバステータのレゾルバコイルを構成する出力コイルの巻線次数の基本次数は、導体の本数の約数以外の次数に構成されているので、回転電機の内部で発生し、回転軸からレゾルバロータ，ギャップ，レゾルバステータへと漏洩する漏洩磁束が出力コイルに電圧を誘起することを防止できるので、角度検出に利用する信号電圧に重畳するノイズを低減し、角度検出精度を改善することができる。
【０００９】
また、この発明の車両用回転電機によれば、上記回転角度検出器を備えたので、角度検出に利用する信号電圧に重畳するノイズを低減し、角度検出精度を改善することができるため、特許文献１のような従来技術と比較して、磁気バイパス部材を必要とせず、偏心を小さくするための組立位置調整がしやすくなり、組立コストの低減や、軽量化、小型化が可能となる。特に車両用回転電機では、軽量化、小型化は車両の燃費向上に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態1における回転角度検出器を組み込んだ車両用回転電機の構成を示す側面断面図である。
【図２】図１の回転角度検出器であるレゾルバの正面図である。
【図３】レゾルバのギャップ部の磁束密度分布の半径方向成分を次数分析した結果を示す説明図である。
【図４】図２のレゾルバにおいて、レゾルバステータとレゾルバロータの磁束密度分布図である。
【図５】この発明の実施の形態２における回転角度検出器のレゾルバロータの正面断面図である。
【図６】図５の変形例を示すレゾルバロータの正面断面図である。
【図７】実施の形態２におけるレゾルバロータの他の例を示す正面断面図である。
【図８】実施の形態１の発明と比較するための、回転角度検出器を組み込んだ従来の車両用回転電機の構成を示す側面断面図である。
【図９】図８の回転角度検出器であるレゾルバの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、図面に基づいて説明する。
最初に、実施の形態１の本願発明を説明する前に、従来構造の課題について、もう少し詳しく説明しておく。
図８は、比較例として示す車両用回転電機の正面断面図である。特許文献１と同様に回転角度検出器を回転軸の軸端部取り付け、回転角度検出器としてはレゾルバを組み込んだものである。本願発明と対比できるように、回転電機本体部は本願発明と同様な構成として説明する。図９は、図８の回転電機のレゾルバの軸方向に見た平面図である。
【００１２】
図８において、車両用回転電機１は、ハウジング２と、ハウジング２に固定されたステータ３と、ステータ３の内側に微少間隙を空けて配置されたロータ４とを有している。
ハウジング２は、図方向に見て左右一対のブラケット５，６からなり、ブラケット５，６はねじ７で固定されて一体に構成されている。
ステータ３は、ブラケット５，６間に挟まれて固定されたステータコア８と、ステータコア８に巻回されたステータコイル９を有している。ステータコイル９は図示しない３相インバータ回路に接続されている。
【００１３】
一方、ロータ４は、中心に回転軸１０を有し、回転軸１０は、ブラケット５及びブラケット６のそれぞれに取り付けられた軸受１１，１２によって回転自在に支持されている。回転軸１０には、一対のコア部材１３ａ，１３で構成されるロータコア１３が圧入されて固定され、ロータコア１３の筒状部にはボビン（図示せず）を介して界磁コイル１４が巻回されている。筒状部から界磁コイル１４の外周を覆うように軸方向に伸びる爪形磁極部が形成されており、コア部材１３ａの爪形磁極部とコア部材１３ｂの爪形磁極部とが、周方向に所定の間隔で一定ピッチに配列されている。
また、ロータコア１３の軸方向端面には、それぞれ冷却ファン１５，１６が取り付けられている。
【００１４】
回転軸１０には、２個のスリップリング１７が組み付けられており、スリップリング１７に摺接するブラシ１８を備えている。回転軸１０のスリップリング１７より外側の軸端部には、ロータ４の回転角度を検出するための回転角度検出器としてレゾルバ３０が配置されている。レゾルバ３０の詳細については後述する。
回転軸１０のレゾルバ３０側とは反対側の軸端部には、ベルト（図示せず）が懸架されるプーリ１９が、ナット２０によって固定されている。
また、ハウジング２のブラシ１８が配置される側には、ステータコイル９に電力を供給するパワー回路部２１や制御回路が搭載された制御装置部２２を備えているが、それらの詳細な説明は省略する。
【００１５】
図９は、図８の車両用回転電機に組み込んだレゾルバ３０を、軸方向に見た正面図である。
レゾルバ３０は、打ち抜き加工された複数の珪素鋼板が積層されて構成されたレゾルバロータ３１と、その外周側に微少ギャップを空けて配置されたレゾルバステータ３２を有している。レゾルバロータ３１は、凹凸状の外周面を有し、その中心側に取付孔３１ａが形成されており、取付孔３１ａに回転軸１０の軸端部が挿入固定されている。
一方のレゾルバステータ３２は、ブラケット５側に固定されている。
【００１６】
各部を更に詳しく説明する。レゾルバステータ３２は、複数の珪素鋼板が積層され、内周側に内方に突出する複数のティース３３ａが形成された環状のステータコア３３と、ティース３３ａに巻回されたレゾルバコイル３４と、ティース３３ａとレゾルバコイル３４を電気的に絶縁する樹脂製の絶縁部材３５とを有し、レゾルバコイル３４は絶縁部材３５を介してティース３３ａに巻回されている。絶縁部材３５の一部はステータコア３３より径方向外側に延出させて形成した延出部３５ａを有しており、ここにターミナルピン３６ａと一体のターミナル３６がインサート成形されている。
レゾルバコイル３４は、１つの励磁コイルと２つの出力コイルの独立した３つのコイルで構成されている。レゾルバコイル３４の引出線３４ａは、絶縁部材５４にインサート成形されたターミナル３６のターミナルピン３６ａに接続されている。ターミナル３６から先は、励磁コイルを励磁する回路や角度検出回路を備えた制御装置部２２に接続されている。
【００１７】
レゾルバコイル３４の励磁コイルに高周波電流を通電することで生じる起磁力次数をＡ、主にレゾルバロータ３１の外径形状によるパーミアンスの次数（軸倍角）をＢとしたとき、レゾルバステータ３２とレゾルバロータ３１との間の空隙に生じる磁束密度分布の次数｜Ａ±Ｂ｜のいずれかの整数を主とする次数で２つの出力コイルを互いに９０度位相をずらして、それぞれティース３３ａに巻回している。回転軸１０の回転に伴ってレゾルバロータ３１が回転すると、次数｜Ａ±Ｂ｜の磁束密度分布が回転するので、レゾルバコイル３４に誘起される電圧が電気角一周期で変化し、２つの出力コイルの電圧の位相差からロータ回転角を検出する。実際は、起磁力次数ＡやパーミアンスＢに高調波次数が重畳することや、ティースは有限であるため小数点以下の巻数を整数に丸めること、出力電圧の調整のために数ターンの巻数調整を行うことなどで、出力コイルは次数｜Ａ±Ｂ｜以外の高調波次数が重畳した巻数となる。
【００１８】
図８では、レゾルバ３０を回転軸１０の軸端部に配置した例を示しており、回転軸１０上には、軸端部のレゾルバロータ３１からスリップリング１７，軸受１１，ロータコア１３という順に配置されている。従来の回転電機では、回転軸１０を囲むように配置されているコイルは、界磁コイル１４のみであり、ブラシ１８からスリップリング１７を介して界磁コイル１４に界磁電流を通電してロータコア１３を磁化している。
界磁コイル１４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８の経路ａに示すような経路を辿るが、一部は強磁性体である回転軸１０を通る経路ｂのような経路でレゾルバ３０に漏洩する。レゾルバ３０では、図９のように、経路ｂの漏洩磁束は、回転軸１０から半径方向の等方的に流れ、ギャップを介して、レゾルバのステータコア３３へと流れる。
【００１９】
上記のように、漏洩磁束がレゾルバ３０に流れることにより、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点があった。そこで、特許文献１に示した従来技術では、永久磁石と磁気センサが組み合わされた回転角度検出装置の磁気センサの背面に近接して略径方向に、回転軸を通じて流れる漏れ界磁磁束をバイパスさせる高透磁性の磁気バイパス部材を設けていた。しかしながら、磁気バイパス部材を設ける手間が掛かると共にこの磁気バイパス部材だけでは漏洩磁束を十分にバイパスさせるには不十分であるという問題点があった。
本願発明は、このノイズ成分を効果的に低減させるようにしたものであり、以下、図１、図２に基づいて本願発明の実施の形態１を説明する。
【００２０】
図１は、実施の形態１の回転角度検出器を組み込んだ車両用回転電機の構成を示す側面断面図である。図２は、図１の回転角度検出器であるレゾルバを、軸方向に見た正面図である。先に説明した図８と同等部は同一符号で示し、説明は省略する。また、図１では、パワー回路部や制御回路が搭載される制御装置部は、図示を省略している。
【００２１】
図１に示すように、回転軸１０には、左の軸端部から軸受１１，スリップリング１７，レゾルバ３０，ロータコア１３の順に配置されている。
このとき、スリップリング１７は、ロータコア１３内に配置された界磁コイル１４に電力を供給するための部品であるため、スリップリング１７と界磁コイル１４のコイル端末との間には通電するための導体３７が配設される。図１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。これにより、ブラシ１８，スリップリング１７，導体３７，界磁コイル１４と流れる電流経路が形成されている。
図１に示すように、レゾルバ３０をスリップリング１７とロータコア１３との間の回転軸１０に配置した本願発明の場合、導体３７は、レゾルバロータ３１の内周側に、回転軸１０の軸方向に沿って配置されることになる。
【００２２】
図２は、図１のレゾルバ３０を軸方向に見た正面図を示し、回転軸部は軸心に垂直な断面を示している。図９と同等部分は同一符号を付して説明は省略する。
図２において、レゾルバロータ３１の内周側には、回転軸１０と導体３７が配置されている。導体３７は、レゾルバロータ３１の取付孔３１ａと回転軸１０の外周部との間に形成された隙間を貫通させることになるので、図のように回転軸１０に形成した溝１０ａに収容して軸方向に平行に２本を個別に配置している。溝１０ａは周方向に均等に形成されている。図２の右側の導体３７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を示している。このような配置とした場合、回転電機の界磁コイル１４に通電すると導体３７にも電流が流れ、その際にアンペールの法則に基づいて導体３７を周回する磁場が発生する。そのため、経路ｃのようにレゾルバロータ３１から漏洩してステータコア３３に抜ける１次の磁束や、経路ｄようにレゾルバロータ３１内に流れる２次の磁束が生じる。
なお、導体本数は、一つの溝の中で同一方向に電流が流れる導体を１本と数える。
【００２３】
図３は、図８の従来の車両用回転電機の場合と、図１のような本願の車両用回転電機の場合の、ギャップの磁束密度分布の半径方向成分を次数分析した結果を示す図である。（ａ）は図８の場合を示し、（ｂ）は図１の場合を示している。レゾルバの仕様は、スロット数１２、軸倍角８、励磁コイルの起磁力次数６、出力コイルの次数は２であり、レゾルバステータとレゾルバロータは偏心していない。０次成分を１００％とした場合の、０次から３次までの次数成分の割合を％で示している。
また、図４は、図２のレゾルバにおいて、磁束の経路とレゾルバステータとレゾルバロータの磁束密度分布を説明する説明図である。網掛けの濃い部分ほど磁束密度が高い状態を示す。
【００２４】
図３（ａ）では、回転軸１０からほぼ等方的に流れ出す経路ｂの漏洩磁束により０次成分が大きいが、出力コイルの基本次数は１次以上であるので、０次成分の漏れ磁束は出力コイルには電圧が誘起されない。しかし、レゾルバステータ３２とレゾルバロータ３１が偏心する場合などは１次成分以上の次数が新たに生じるので、それが出力コイルの基本次数と一致すると、角度検出精度が悪化してしまう。通常は寸法精度を向上させて偏心を押さえ込むことで、角度検出精度の悪化を低減している。
【００２５】
しかし、本実施の形態の（ｂ）の場合では、同じレゾルバで偏心がなくても、１次や２次成分が大きくなっていることが分かる。１次は経路ｃに流れる磁束によるものである。また、２次は、回転軸１０からレゾルバ３０を径方向に漏洩する経路ｂ（図１参照）と経路ｃの漏洩磁束が相まって、レゾルバロータ３１で磁束密度が１．５Ｔ以上の磁気飽和の状態となると、レゾルバロータ３１から２次の磁束が漏れ、経路ｅのようにステータコア３３まで経由して流れ、出力コイルに鎖交することになる。すなわち、レゾルバロータ３１が磁気飽和していない場合は１次の漏洩磁束が大きく、レゾルバロータ３１が磁気飽和すると１次に加えて２次の漏洩磁束が大きくなる。
【００２６】
例えば、スロット数１０、軸倍角４、励磁コイルの起磁力次数５のレゾルバの場合、Ａ＝５かつＢ＝４であるので出力コイルの次数は｜Ａ−Ｂ｜＝１となる。この場合、励磁コイルに高周波電流を通電して回転角度に応じて電気角９０度ごとを一周期とする４次の電圧が信号成分である。経路ｄで漏洩する漏洩磁束で生じるギャップの磁束密度分布の１次成分がノイズ電圧として誘起される。このノイズ電圧は電気角９０度を一周期とする信号電圧に係らず重畳するので、電気角９０度を一周期とする角度検出に誤差が生じて、角度検出精度が低下してしまうという問題がある。
【００２７】
また例えば、スロット数１２、軸倍角８、励磁コイルの起磁力次数６のレゾルバの場合、Ａ＝６かつＢ＝８であるので出力コイルの次数は｜Ａ−Ｂ｜＝２となる。この場合、励磁コイルに高周波電流を通電して回転角度に応じて電気角４５度ごとを一周期とする８次の電圧が信号成分である。経路ｅで漏洩する漏洩磁束で生じるギャップの磁束密度分布の２次成分がノイズ電圧として誘起される。このノイズ電圧は電気角４５度を一周期とする信号成分に係らず重畳するので、電気角４５度を一周期とする角度検出に誤差が生じて、角度検出精度が低下してしまうという問題がある。
【００２８】
車両用電動機の界磁コイルには必要なトルクに応じた電流を通電するので、車両の運転条件により電流の大きさが変わり、レゾルバロータ３１が磁気飽和する場合と磁気飽和しない場合が両方ある。
したがって、漏洩磁束によってギャップで生じる磁束密度の半径成分の次数を避ける基本次数を有する出力コイルを設ければ、漏洩磁束が出力コイルに電圧を誘起することを防止できる。
そこで、本実施の形態では、レゾルバ３０の配置を軸端ではなくスリップリング１７より内側において回転軸１０に配置することで小型化を図りながら、出力コイルの基本次数を１次あるいは２次を避ける次数でティースに巻回することで、特許文献１のような磁気バイパスを備えることなく、出力コイルの調整だけでノイズ成分を低減することができるようにしたものである。
【００２９】
すなわち、レゾルバコイル３４の出力コイルの巻線次数の基本次数を、導体３７の数の約数のいずれとも異なるようにするものである。本実施の形態では、導体３７は２本なので、２の約数である２と１以外となるように、つまり、出力コイルの巻線次数の基本次数は１次あるいは２次以外とすればよいことになる。
望ましくは、１次と２次の次数をともに避ける次数とすれば、より効果的であることは言うまでもない。
【００３０】
このように、本願構成では、磁気バイパスを備えない構造であり、従来と比べて、鉄などの比重の大きい部材を磁路が途切れないように挟みこむことがなくなるので、レゾルバステータが偏心しないように位置調整しやすくなり、また、部品点数が削減できることなど組立が簡易とすることができるほか、軽量化、軸長短縮などの小型化が可能となる。
特に、車両用回転電機では、車両の燃費向上のためアイドリングストップでのエンジン再始動などにレゾルバを搭載した回転電機を使用するので、回転電機の軽量化、小型化は車両の燃費向上に大きく貢献する。また、車両では乗り心地も重視されるので、車両用回転電機の角度検出精度の低下を防ぐことで、乗り心地を悪化させる回転電機の回転ムラやトルク変動の影響を低減できる。更に、ターミナル３６から先に接続されている励磁コイルを励磁する回路や角度検出回路を備えた制御装置に、漏洩磁束によるノイズ電圧を除去するためのハイパスフィルタ性能を緩和でき、もしくはフィルタなしとすることがきるので、コスト低減が可能となる。
【００３１】
以上のように、実施の形態１の回転角度検出器によれば、出力コイルと励磁コイルからなるレゾルバコイルを有するレゾルバステータと、レゾルバステータの内周面とギャップを介して対向する凹凸状の外周面を有し中心部に形成された取付孔に回転電機の回転軸が挿入固着されて回転軸と一体に回転可能なレゾルバロータとを備え、レゾルバロータの取付孔と回転軸の外周部との間に形成された隙間を貫通して、回転電機のロータの界磁コイルに往復の電流を供給するための少なくとの一対の導体が配置されており、出力コイルの巻線次数の基本次数は、導体の本数の約数以外の次数になるように構成したので、回転電機の内部で発生し、回転軸からレゾルバロータ，ギャップ，レゾルバステータへと漏洩する漏洩磁束が出力コイルに電圧を誘起することを防止できるので、角度検出に利用する信号電圧に重畳するノイズを低減し、角度検出精度を改善することができる。
【００３２】
また、導体の数は２本であり、基本次数は１次，２次のいずれとも異なるようにしたので、構造が最も簡単な２本の導体を備えた回転電機に適用して角度検出精度を向上させることができる。
【００３３】
実施の形態２．
図５及び図６は、実施の形態２による回転角度検出器のレゾルバロータの正面断面図である。レゾルバの全体構成は、実施の形態１の図２と同等なので、図示及び説明は省略し、相違点を中心に説明する。
実施の形態１では、スリップリング１７と界磁コイル１４のコイル端末とを繋ぐ導体３７は２本の場合であったが、本実施の形態では、４本の導体３７を備える回転軸の場合である。
【００３４】
電流密度が大きい場合には導体断面積を大きくする必要があるが、回転軸１０の溝１０ａの切り欠き部が深くなりすぎると、強度を保つために回転軸１０の径をさらに太くする必要があることや、切り欠き部が広くなりすぎると回転軸１０にレゾルバロータ３１を固定する面積が小さくなるためレゾルバロータ３１の固定強度が不足してしまう等の問題が生じるので、導体３７を細分化して４箇所に均等に配置したものである。
【００３５】
回転軸１０の溝１０ａが４箇所の場合、スリップリング１７に流れる電流の向きにより、漏洩磁束の分布が異なる。
図５では、周方向に電流の向きが１個おきに異なるように配置した場合であり、矢印で示した経路で磁束が流れ、ギャップの空隙磁束密度分布の半径方向成分は２次あるいは、４箇所の導体３５まわりでレゾルバロータ３１が磁気飽和することで生じる４次の成分が大きくなる。２次あるいは４次の少なくともいずれか一方の次数を含まない出力コイルの次数を選択することで、角度検出精度の低下を防ぐことができる。
【００３６】
図６は、図５と同じく４本の導体３７を備える回転軸１０の場合であるが、周方向に電流の向きが２個おきに異なるように配置した場合であり、矢印で示した経路で磁束が流れ、ギャップの空隙磁束密度分布の半径方向成分は１次、あるいは、２箇所を一組として導体３７まわりでレゾルバロータが磁気飽和することで生じる２次の成分が大きくなる。１次あるいは２次の少なくともいずれか一方の次数を含まない出力コイルの次数を選択することで、角度検出精度の低下を防ぐことができる。
これらから、導体本数が４本の場合は、４の約数である４，２，１以外とすれば、漏洩磁束の影響を低減できることが分かる。
【００３７】
２本の導体あるいは４本の導体を備える回転軸以外では、６以上の偶数の導体数を備える回転軸がある。この場合も、導体の合計数の約数のいずれの次数も含まない出力コイルの次数を選択すれば、角度検出精度の低下を防ぐことができることは、実施の形態１から容易に導くことができる。
【００３８】
これまでの実施の形態１及び２の説明では、回転軸１０の溝１０ａに導体３７を備える構造であった、回転軸１０とレゾルバロータ３１は磁性体であるならば、レゾルバロータ３１側にも切り欠き溝を設け、導体３７が一部回転軸１０の外周より飛び出している場合でも、上記と同様の効果が得られることは言うまでもない。
また、導体３７が完全にレゾルバロータ３１の内部に収まる場合でも、回転軸１０とレゾルバロータ３７が磁性体であるならば、上記と同様の効果が得られる。
【００３９】
また、導体３７まわりにある回転軸１０とレゾルバロータ３４の間に図７のような圧入するための突起３１ｂを設けておけば、隙間が空いている場合でも、レゾルバロータ３１とレゾルバステータ３２とのギャップの最小距離より隙間が小さければ漏洩磁束の磁気抵抗は大きくとも２倍程度なので、回転軸１０とレゾルバロータ３１とを強固に固定でき、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
以上のように、実施の形態２の回転角度検出器によれば、導体の数は４本であり、基本次数は１次，２次，４次のいずれとも異なるようにしたので、適用する回転電機の電流密度が大きい場合に、導体を４本導体に分けることで回転軸の機械強度の低下を抑制しながら、４本導体を有する回転電機に搭載される角度検出精度を向上できる。
【００４１】
また、実施の形態１及び実施の形態２の車両用回転電機によれば、実施の形態１及び実施の形態２のいずれかの回転角度検出器を装着した車両用回転電機としたので、特許文献１のような従来技術と比較して、磁気バイパス部材を必要とせず、偏心を小さくするための組立位置調整がしやすくなり、組立コストの低減や、軽量化、小型化が可能となる。
特に車両用回転電機では、車両の燃費向上のためアイドリングストップでのエンジン再始動などにレゾルバを搭載した回転電機を使用するので、回転電機の軽量化、小型化は車両の燃費向上に大きく貢献する。
また、車両では乗り心地も重視されるので、車両用回転電機の角度検出精度の低下を防ぐことで、乗り心地を悪化させる回転電機の回転ムラやトルク変動の影響を低減できる。
【００４２】
なお、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１  車両用回転電機、２  ハウジング、３  ステータ、４  ロータ、５，６  ブラケット、７  ねじ、８  ステータコア、９  ステータコイル、１０  回転軸、１０ａ  溝、１１，１２  軸受、１３  ロータコア、１３ａ，１３ｂ  コア部材、１４  界磁コイル、１５，１６  冷却ファン、１７  スリップリング、１８  ブラシ、１９  プーリ、２０  ナット、２１  パワー回路部、２２  制御装置部、３０  レゾルバ、３１  レゾルバロータ、３１ａ  取付孔、３１ｂ  突起部、３２  レゾルバステータ、３３  ステータコア、３３ａ  ティース、３４  レゾルバコイル、３４ａ  引出線、３５  絶縁部材、３５ａ  延出部、３６  ターミナル、３６ａ  ターミナルピン、３７  導体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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