(57)【要約】【課題】レゾルバの検出精度を維持しつつ破損を防止する。【解決手段】モータシャフトに固定されたレゾルバロータ２０と、レゾルバロータ２０の周囲に設けられ、突起部２５の周囲に励磁コイル２３ａと検出コイル２３ｂとを巻き回して構成されたレゾルバステータ２１とを有し、レゾルバロータ２０の回転に伴い、検出コイル２３ｂの出力の変化に基づいて、モータシャフトの回転角を検出するレゾルバ３を備えたレゾルバ付モータであって、モータシャフトを支持するベアリングが破損しても、レゾルバロータ２０とレゾルバステータ２１の突起部２５とが接触しない所定距離Ｌに間隔を設定するとともに、レゾルバロータ２０に磁石２８を設けて、レゾルバ３の検出コイル２３ｂの出力を大きく確保する。【選択図】図２
2018137955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定されたレゾルバロータと、前記レゾルバロータの周囲に設けられ、検出コイルを有するレゾルバステータとを有し、前記レゾルバロータを回転した際の前記検出コイルの出力に基づいて、前記回転軸の回転角を検出するレゾルバを備えたレゾルバ付モータであって、
前記レゾルバロータと前記レゾルバステータとの距離は、前記回転軸の支持部の破損により当該回転軸が支持位置から傾斜した際に、前記レゾルバロータと前記レゾルバステータとが接触しない距離に設定され、
前記レゾルバロータには、永久磁石を備えたことを特徴とするレゾルバ付モータ。
【請求項２】
前記レゾルバは、前記レゾルバステータに励磁コイルと前記検出コイルを備えたＶＲ型レゾルバであることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ付モータ。
【請求項３】
前記レゾルバロータは、前記回転軸に同軸に固定された円板部と、径方向外方に突出する複数の突出部とを備え、
前記永久磁石は、前記突出部に夫々備えられたことを特徴とする請求項１または２に記載のレゾルバ付モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバ付モータにおけるレゾルバの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車等に用いられている走行駆動用の電気モータは、回転軸の回転角（位相）を検出するレゾルバを備えたブラシレスモータが多く用いられている。
レゾルバは、例えばモータの回転軸に設けられたレゾルバロータと、レゾルバロータの周囲に配置され検出用のコイルを有するレゾルバステータを備えている。モータの回転軸の回転に伴って、レゾルバステータに対しレゾルバロータが近接した位置で回転することで、レゾルバステータの電磁コイルを流れる電流が変化し、この電流の変化に基づいてモータの回転軸の回転角を検出する。そして、この検出角度に基づいて、例えばモータコイルに供給する電流の位相制御が行われる。
【０００３】
特許文献１には、レゾルバ付モータが開示されている。特許文献１に開示されているレゾルバは、レゾルバロータが積層鋼板によって構成され、レゾルバステータには励磁用コイルと出力コイルを備えたＶＲ型のレゾルバである。
また、特許文献１におけるモータの回転軸は、モータのハウジング内に設けられた２つのベアリングによって支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−７０７１９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、上記のようなレゾルバにおいては、レゾルバからの出力を確保するために、レゾルバステータとレゾルバロータとが近接して配置されており、例えばモータの回転軸を支持するベアリングが潤滑不足等により破損して、回転軸が傾くとすぐにレゾルバステータとレゾルバロータとが接触して、破損してしまう虞がある。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、モータの回転軸が傾いてしまっても、レゾルバによる検出を可能にしつつ、レゾルバの破損を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明のレゾルバ付きモータは、回転軸に固定されたレゾルバロータと、前記レゾルバロータの周囲に設けられ、検出コイルを有するレゾルバステータとを有し、前記レゾルバロータを回転した際の前記検出コイルの出力に基づいて、前記回転軸の回転角を検出するレゾルバを備えたレゾルバ付モータであって、前記レゾルバロータと前記レゾルバステータとの距離は、前記回転軸の支持部の破損により当該回転軸が支持位置から傾斜した際に、前記レゾルバロータと前記レゾルバステータとが接触しない距離に設定され、前記レゾルバロータには、永久磁石を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、好ましくは、前記レゾルバは、前記レゾルバステータに励磁コイルと前記検出コイルを備えたＶＲ型レゾルバであるとよい。
また、好ましくは、前記レゾルバロータは、前記回転軸同軸に固定された円板部と、径方向外方に突出する複数の突出部とを備え、前記永久磁石は、前記突出部に夫々備えられるとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のレゾルバ付きモータによれば、例えば回転軸を支持するベアリングが破損して回転軸が傾斜したとしても、レゾルバステータとレゾルバロータとが互いに接触しない距離に配置されているので、レゾルバの破損を防止することができる。
更に、レゾルバロータには磁石が備えられているので、レゾルバステータとレゾルバロータとが大きく離間していても、レゾルバロータの回転に伴う出力の変化を大きく確保することができ、レゾルバの検出性能の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態のレゾルバ付きモータの構造を示す断面図である。
【図２】本実施形態におけるレゾルバの構造を示す正面図である。
【図３】本実施形態におけるレゾルバロータの構造を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化したレゾルバ付モータ及びレゾルバ付モータの制御装置の一実施形態を説明する。
図１は本発明の実施形態のレゾルバ付モータの構造を示す断面図である。図２は、本実施形態におけるレゾルバの構造を示す正面図である。図３は本実施形態におけるレゾルバロータの構造を示す正面図である。
【００１２】
本発明の実施形態のレゾルバ付きモータ（以下、モータ１という）は、電気自動車やハイブリッド車に使用される三相交流式のモータである。
本実施形態のモータ１は、電気自動車やハイブリッド車の走行駆動用のモータであり、アクセル等の操作に基づいて出力トルクの制御が行われるとともに、車両のシフトレバーの操作により前進及び後進を切換可能にするため、モータ１の正転及び逆転の制御が可能となっている。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のモータ１は、回転軸であるモータシャフト２の回転角を検出するレゾルバ３を備えている。
モータ１は、ハウジング１０、モータシャフト２、ロータ１１、ステータ１２を備えている。
ハウジング１０は、例えばアルミニウム合金によって、両端部を閉じた略円筒状に形成されている。
【００１４】
モータシャフト２は、ハウジング１０の両端部に設けられたフロントベアリング１５及びリヤベアリング１６（支持部）によって、ハウジング１０に回転可能に支持されている。モータシャフト２の一端は、ハウジング１０の端部から突出して、モータ１の出力軸として車両のドライブシャフト等の回転駆動対象物に連結される。
ロータ１１は、モータシャフト２に固定された円柱状の磁石であり、ハウジング１０内に配置されている。
【００１５】
ステータ１２は、ハウジング１０内にロータ１１の周囲を囲むように配置され、ステータコアに複数のコイルを巻き回して構成されている。
ステータ１２のコイルに電流が供給されることによって、ステータ１２に磁界が発生し、この磁界内で磁石からなるロータ１１が電磁力を受けて回転駆動する。
本実施形態のモータ１は、モータシャフト２の他端部にＶＲ型のレゾルバ３が配置されている。
【００１６】
図２に示すように、レゾルバ３は、モータシャフト２の他端部に固定されモータシャフト２と同軸に配置される略円盤状のレゾルバロータ２０と、レゾルバロータ２０の周囲を囲むようにハウジング１０に固定されるレゾルバステータ２１とを備えている。
レゾルバステータ２１は、鋼板で形成された円環板状のステータコア２２と、コイル２３とを備えている。ステータコア２２には、径方向内方に突出する複数の突起部２５が備えられている。突起部２５は、例えば４５度ずつ周方向に間隔をおいて形成されている。夫々の突起部２５には、コイル２３が巻き回されている。コイル２３は、励磁コイル２３ａと、ｓｉｎ相検出コイル及びｃｏｓ相検出コイルの２種類の検出コイル２３ｂがある。例えば全てのコイルに励磁コイル２３ａが巻き回されているとともに、突起部２５の位置に応じてｓｉｎ相検出コイルあるいはｃｏｓ相検出コイルが巻き回されている。
【００１７】
レゾルバロータ２０は、例えば金属を積層して形成されており、中心部がモータシャフト２の他端部に同軸に固定されている。
図３に示すように、本実施形態のレゾルバロータ２０は、モータシャフト２の他端部に固定される円板状の中央部２７(円板部)と、中央部２７から径方向外方に略半円状に突出する突出部２６を備えている。
【００１８】
突出部２６は、中央部２７の外周に例えば９０度の間隔で４個設けられている。更に、突出部２６には、夫々磁石２８が埋め込まれるように配置されている。なお、磁石２８は、電磁石のように電力供給を必要とするものではなく、永久磁石がよい。
更に、図２に示すように、本実施形態のレゾルバ３は、突起部２５の先端とレゾルバロータ２０の突出部２６との最小距離が所定距離Ｌに設定されている。所定距離Ｌは、例えばモータシャフト２に過度な荷重がかかりフロントベアリング１５及びリヤベアリング１６の少なくとも一方が破損して、ハウジング１０に対してモータシャフト２が傾斜しても、レゾルバロータ２０の突出部２６とレゾルバステータ２１の突起部２５とが接触しないような距離とする。
【００１９】
以上の構成により、レゾルバ３は、励磁コイル２３ａに所定電圧をかけて励磁した状態で、レゾルバロータ２０が回転して、突起部２５とレゾルバロータ２０との間隔が変化することで、検出コイル２３ｂの出力電圧が変化する。したがって、この検出コイル２３ｂの出力電圧に基づいて、レゾルバロータ２０の回転位置が検出可能となっている。
そして、例えばモータシャフト２に過度な荷重がかかりフロントベアリング１５及びリヤベアリング１６の少なくとも一方が破損してモータシャフト２が傾斜しても、レゾルバロータ２０の突出部２６とレゾルバステータ２１の突起部２５とが接触しないので、レゾルバ３が故障することを防止することができる。
【００２０】
ここで、レゾルバロータ２０の突出部２６とレゾルバステータ２１の突起部２５とが接触しないように、これらの間隔を大きく設定すると、通常は検出コイル２３ｂからの出力が低下し、レゾルバ３において精度良く検出することが困難となる。しかしながら、本実施形態では、更に、レゾルバロータ２０に磁石２８を備えているので、レゾルバロータ２０の回転による検出コイル２３ｂからの出力の変化が大きく確保される。したがって、レゾルバ３の検出性能を向上させることができる。
【００２１】
また、レゾルバロータ２０に備える磁石２８は永久磁石であるので、レゾルバロータ２０に対して電流供給用の配線をする必要がなく、レゾルバロータ２０の構成を複雑化せずに、レゾルバロータ２０にコイルを有しないＶＲ型レゾルバに適した構成にすることができる。
そして、本実施形態では、フロントベアリング１５やリヤベアリング１６が破損しても、レゾルバ３が破損し難くなるので、レゾルバ３の検出値に基づくモータ等の制御不良を回避することができる。
【００２２】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、レゾルバロータ２０を例えば樹脂に金属を蒸着したもので形成してもよい。また、レゾルバロータ２０やレゾルバステータ２１等の詳細な形状、磁石２８の形状や詳細な位置については適宜変更してもよい。
本発明はレゾルバを備えたモータに本発明を広く適用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１    モータ（レゾルバ付モータ）
３      レゾルバ
１５    フロントベアリング（支持部）
１６    リヤベアリング（支持部）
２０    レゾルバロータ
２１    レゾルバステータ
２３ａ    励磁コイル
２３ｂ    検出コイル
２６    突出部
２７    中央部 (円板部)
２８    磁石（永久磁石）
【図１】
2018137955.tif 000003
【図２】
2018137955.tif 000004
【図３】
2018137955.tif 000005