(57)【要約】【課題】ステータ巻線を磁界ノイズおよび電界ノイズから遮断でき、部品点数の増加がなく、搭載スペースが拡大しないレゾルバステータを提供すること。【解決手段】ボビン支持枠１２の周方向に並んでいる各ボビン２の一端部を、金属により形成した端部シールド４１で覆い、ボビン支持枠１２の周方向に並んでいる各ボビン２の列を、金属により形成した側部シールド４２で取り囲む。これにより、各ボビン２のステータ巻線を、磁界ノイズや電界ノイズから遮断する。  ボビン２に形成した取付ピン３を、端部シールド４１のピン孔に挿通し、取付ピン３の先端部分の形状が、ピン孔の内径よりも大きくなるように、取付ピン３を熱変形させて、シールド本体４をステータ本体１に固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のボビン支持枠を有するステータ本体と、磁性体部材およびステータ巻線を有する複数のボビンと、前記ボビンの一端部に設けた取付ピンと、シールド本体とを備え、前記複数のボビンによって取り囲まれる空間にレゾルバロータが配置されるレゾルバステータであって、
前記ボビンは、熱可塑性樹脂により形成されて、前記ボビン支持枠の内周部に、周方向に並ぶように設けられ、
前記取付ピンは、熱可塑性樹脂により前記ボビンと一体的に形成されて、前記ボビンの一端部から前記ボビン支持枠における中心軸線と平行に突出し、
前記シールド本体は、前記各ボビンの一端部を覆う環状の端部シールドと、前記端部シールドの外周縁部からボビン支持枠に向けて突出するとともに、前記端部シールドの周方向へ延びる環状の側部シールドとで構成され、
前記端部シールドおよび側部シールドは、金属により形成され、
前記端部シールドは、前記取付ピンが挿通されるピン孔を有し、
前記ピン孔に前記取付ピンを挿通して、前記取付ピンの先端部分の形状がピン孔の内径よりも大きくなるように、取付ピンの先端部分を熱変形させたことを特徴とするレゾルバステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に適用されるレゾルバステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両に搭載した回転電機であるモータジェネレータの回転角の検出手段として、レゾルバを適用したものがある。
レゾルバは、レゾルバロータと、レゾルバステータとを構成要素としている。
レゾルバロータは、回転角の検出対象となる部材とともに、一体的に回転するものである。このレゾルバロータを軸線方向に見ると、例えば、楕円のように真円ではない形状を有している。
レゾルバステータは、レゾルバロータを周方向に取り囲むような形状を有している。
従来、この種のレゾルバステータとして、輪状ステータ体と、第１輪状巻線カバーと、第２輪状巻線カバーとを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
レゾルバステータにおける輪状ステータ体の軸線中心は、レゾルバロータの回転中心と一致している。
輪状ステータ体は、複数の磁極を有している。磁極は、輪状ステータ体の内周部分に周方向に等間隔に設けられている。各磁極は、輪状ステータ体の内周部分から輪状ステータ体の中心に向けて突出している。各磁極のそれぞれには、励磁巻線、および出力巻線からなるステータ巻線が巻かれている。
また、輪状ステータ体は、複数の貫通孔を有している。貫通孔は、輪状ステータ体の部材厚さ方向に貫通している。貫通孔は、ステータ巻線よりも輪状ステータ体の径方向外側に位置している。
【０００４】
第１輪状巻線カバーは、輪状ステータ体の一側から、各ステータ巻線を覆い得る形状を有している。第１輪状巻線カバーの周縁部分には、輪状ステータ体の各貫通孔に入り得る第１突起が、複数設けられている。第１突起は、輪状ステータ体の貫通孔を貫通して輪状ステータ体の他側へ突出するようになっている。
第２輪状巻線カバーは、輪状ステータ体の他側から、各ステータ巻線を覆い得る形状を有している。第２輪状巻線カバーの周縁部分には、第１輪状巻線カバーにおける各第１突起の先端部に当接する第２突起が、複数設けられている。
これら第１輪状巻線カバーおよび第２輪状巻線カバーは、樹脂材料によって形成されている。
第１輪状巻線カバーにおける第１突起と、第２輪状巻線カバーにおける第２突起とは、加熱により溶着されている。これにより、輪状ステータ体に、第１輪状巻線カバーおよび第２輪状巻線カバーが、固定されるようになっている。
【０００５】
上記レゾルバステータを構成要素としたレゾルバでは、各磁極のステータ巻線における励磁巻線に交流電圧を印加すると、電磁誘導によって、各磁極のステータ巻線における出力巻線に交流電圧が発生することになる。
レゾルバロータが、回転角の検出対象となる部材とともに回転すると、軸線方向に見たレゾルバロータの形状が真円ではないため、各磁極の先端部と、レゾルバロータの外周面とのギャップが、周期的に変化するようになる。
これにより、各磁極とレゾルバロータとの間のリラクタンス、すなわち、磁気抵抗が、ギャップの変化に追従して変動し、各磁極のステータ巻線における出力巻線で発生する交流電圧が、周期的に変動することになる。
各磁極のステータ巻線における出力巻線で発生する交流電圧を信号として、この信号の電圧の変化を連続的に計測すると、レゾルバロータの回転角、すなわち、検出対象となる部材の回転角を検知できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０９９４６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、ハイブリッド車両においては、モータジェネレータに給電される電力の電流の変化、あるいはモータジェネレータにより発電される電力の電流の変化によって、磁界ノイズ、具体的には、電磁誘導ノイズが、モータジェネレータの周囲に生じる。
また、ハイブリット車両においては、モータジェネレータに給電される電力の電圧の変化、あるいはモータジェネレータにより発電される電力の電圧の変化によって、電界ノイズ、具体的には、静電ノイズが、モータジェネレータの周囲に生じる。
このため、ハイブリッド車両に搭載されるモータジェネレータの回転角の検出手段に、レゾルバを適用する場合には、前述した磁界ノイズや電界ノイズが、各磁極のステータ巻線における出力巻線に影響を及ぼして、出力巻線から出力される交流電圧である信号が乱れ、検出対象となる部材の回転角を正確に検知できなくなる懸念がある。
また、レゾルバを、金属により形成した容器に収納して、磁界ノイズや電界ノイズから遮断することも考えられるが、部品点数が増加し、搭載スペースが拡大してしまうことになる。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ステータ巻線を磁界ノイズおよび電界ノイズから遮断でき、部品点数の増加がなく、搭載スペースが拡大しないレゾルバステータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るレゾルバステータは、上記課題を解決するため、（１）環状のボビン支持枠を有するステータ本体と、磁性体部材およびステータ巻線を有する複数のボビンと、前記ボビンの一端部に設けた取付ピンと、シールド本体とを備え、前記複数のボビンによって取り囲まれる空間にレゾルバロータが配置されるレゾルバステータであって、前記ボビンは、熱可塑性樹脂により形成されて、前記ボビン支持枠の内周部に、周方向に並ぶように設けられ、前記取付ピンは、熱可塑性樹脂により前記ボビンと一体的に形成されて、前記ボビンの一端部から前記ボビン支持枠における中心軸線と平行に突出し、前記シールド本体は、前記各ボビンの一端部を覆う環状の端部シールドと、前記端部シールドの外周縁部からボビン支持枠に向けて突出するとともに、前記端部シールドの周方向へ延びる環状の側部シールドとで構成され、前記端部シールドおよび側部シールドは、金属により形成され、前記端部シールドは、前記取付ピンが挿通されるピン孔を有し、前記ピン孔に前記取付ピンを挿通して、前記取付ピンの先端部分の形状がピン孔の内径よりも大きくなるように、取付ピンの先端部分を熱変形させたことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、本発明に係るレゾルバステータにおいては、ボビン支持枠の周方向に並んでいる各ボビンの一端部を、金属により形成した端部シールドで覆うとともに、ボビン支持枠の周方向に並んでいるボビンの列を、金属により形成した側部シールドで取り囲んで、各ボビンのステータ巻線を、磁界ノイズや電界ノイズから遮断する。
よって、各ボビンのステータ巻線から出力される信号が乱れず、検出対象となる部材の回転角を正確に検知することができる。
ボビンに形成した取付ピンを、端部シールドのピン孔に挿通し、取付ピンの先端部分の形状が、ピン孔の内径よりも大きくなるように、取付ピンを熱変形させて、シールド本体をステータ本体に固定する。また、端部シールドは、各ボビンのステータ巻線を保護する役割を担っている。
よって、部品点数の増加がなく、搭載スペースが拡大しない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ステータ巻線を磁界ノイズおよび電界ノイズから遮断でき、部品点数の増加がなく、搭載スペースが拡大しないレゾルバステータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るレゾルバステータにおいて、ステータ本体にシールド本体を組み付けた後の状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るレゾルバステータにおいて、ステータ本体にシールド本体を組み付ける前の状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
（実施形態）
本発明の実施形態に係るレゾルバステータ１０は、図１および図２に示すように、ステータ本体１と、ボビン２と、取付ピン３と、シールド本体４とを備えている。
【００１５】
ステータ本体１は、環状の補強板１１と、補強板１１の内周縁部に沿って延びる環状のボビン支持枠１２とを有している。補強板１１は、金属によって形成されている。ボビン支持枠１２は、熱可塑性樹脂によって形成されている。このボビン支持枠１２は、補強板１１の内周縁部を、部材厚み方向に挟んでおり、ボビン支持枠１２と補強板１１とが相互に固定されるようになっている。
ボビン支持枠１２の外周部には、３個所にボルト装着部１３が設けられている。各ボルト装着部１３は、熱可塑性樹脂によって、ボビン支持枠１２と一体的に形成されている。このボルト装着部１３は、補強板１１の外周縁部を、部材厚み方向に挟んでおり、ボルト装着部１３と補強板１１とが、ボビン支持枠１２を介して相互に固定されるようになっている。
各ボルト装着部１３は、ボビン支持枠１２における中心軸線と平行に貫通するボルト孔１３ａを有している。このボルト孔１３ａには、ステータ本体１をケースに締結するためのボルトが挿通されるようになっている。
【００１６】
ボビン２は、平行に向き合うフランジ２１と、双方のフランジ２１を連結するコアとを有している。コアは、後述するステータ巻線２３が重なるため、図示されない。フランジ２１と、コアとは、熱可塑性樹脂によって一体的に形成されている。このボビン２には、フランジ２１およびコアを貫通するように、磁性体部材２２が埋め込まれている。また、一対のフランジ２１の間に位置するコアには、ステータ巻線２３が巻きつけられている。このステータ巻線２３は、励磁巻線と、出力巻線とを含んでいる。
ボビン２は、ボビン支持枠１２の内周部に、８個が周方向に並ぶように設けられている。また、各ボビン２を形成している熱可塑性樹脂は、ステータ本体１におけるボビン支持枠１２を形成している熱可塑性樹脂と同じものであり、各ボビン２は、ボビン支持枠１２に一体化されている。
【００１７】
レゾルバステータ１０において、８個のボビン２によって取り囲まれる空間には、従来のレゾルバと同様に、レゾルバロータが配置される。レゾルバロータの回転中心は、複数のボビン２によって取り囲まれる空間の中心軸線と一致している。
このレゾルバロータは、回転角の検出対象となる部材とともに、一体的に回転するようになっている。レゾルバロータを軸線方向に見ると、例えば、楕円のように真円ではない形状を有している。
レゾルバロータが、回転角の検出対象となる部材とともに回転すると、軸線方向に見たレゾルバロータの形状が真円ではないため、各ボビン２の磁性体部材２２の先端部分と、レゾルバロータの外周面とのギャップが、周期的に変化するようになっている。
【００１８】
取付ピン３は、ボビン支持枠１２の周方向に並んだ８個のボビン２のうち、ひとつ置きごとに、２本ずつ設けられている。つまり、取付ピン３を設けたボビン２と、取付ピン３を設けないボビン２とが、ボビン支持枠１２の周方向に交互に並んでいる。
取付ピン３は、各ボビン２の一端部から、ボビン支持枠１２における中心軸線と平行に突出している。この取付ピン３は、熱可塑性樹脂によって形成されている。各取付ピン３を形成している熱可塑性樹脂は、ボビン２を形成している熱可塑性樹脂と同じものであり、各取付ピン３は、対応するボビン２に一体化されている。
【００１９】
シールド本体４は、ボビン支持枠１２の周方向に並んだ各ボビン２の一端部を覆う環状の端部シールド４１と、端部シールド４１の外周縁部からボビン支持枠１２に向けて突出するとともに、端部シールド４１の周方向へ延びる環状の側部シールド４２とで構成されている。端部シールド４１および側部シールド４２は、金属によって形成されている。
端部シールド４１は、取付ピン３が挿通されるピン孔４１ａを有している。このピン孔４１ａには、取付ピン３が挿通されている。
これにより、ボビン支持枠１２の周方向に並んだ各ボビン２の一端部が、端部シールド４１で覆われた状態になり、ボビン支持枠１２の周方向に並んだボビン２の列が、側部シールド４２で取り囲まれた状態になる。
また、各ボビン２の一端部を覆う端部シールド４１は、各ボビン２のステータ巻線２３を保護する役割も担っている。
そして、各取付ピン３の先端部分を加熱することにより塑性変形させて、取付ピン３の先端部分の形状が、ピン孔４１ａの内径よりも大きくなるようにして、シールド本体４を、ステータ本体１に固定している。
【００２０】
また、ステータ本体１におけるボビン支持枠１２、ボルト装着部１３、ボビン２におけるフランジ２１とコア、並びに取付ピン３を一体的に形成する熱可塑性樹脂の一例としては、耐熱性に優れたＰＰＳ（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）樹脂がある。
【００２１】
上述したレゾルバステータ１０を構成要素とするレゾルバを、ハイブリッド車両に搭載されるモータジェネレータの回転角の検出手段として適用する場合には、シールド本体４における端部シールド４１が、モータジェネレータの軸線方向端部に向き合うようにする。また、レゾルバロータの回転中心が、モータジェネレータのロータシャフトの回転中心に一致するように、レゾルバロータを、モータジェネレータのロータシャフトに締結する。
【００２２】
図１および図２に示すレゾルバステータ１０を構成要素とするレゾルバでは、各ボビン２のステータ巻線２３における励磁巻線に交流電圧を印加すると、電磁誘導によって、各ボビン２のステータ巻線２３における出力巻線に交流電圧が発生する。
レゾルバロータが、ロータシャフトとともに回転すると、レゾルバロータの形状が真円ではないため、各ボビン２の磁性体部材２２の先端部分と、レゾルバロータの外周面とのギャップが、周期的に変化するようになる。
これにより、各ボビン２の磁性体部材２２とレゾルバロータとの間のリラクタンスが、ギャップの変化に追従して変動し、各ボビン２のステータ巻線２３における出力巻線で発生する交流電圧が、周期的に変動することになる。
【００２３】
図１および図２に示すレゾルバステータ１０では、シールド本体４を構成する端部シールド４１と側部シールド４２とを、金属によって形成し、ボビン支持枠１２の周方向に並んでいる各ボビン２の一端部を、シールド本体４の端部シールド４１で覆うとともに、ボビン支持枠１２の周方向に並んでいる各ボビン２の列を、シールド本体４の側部シールド４２で取り囲むので、各ボビン２のステータ巻線２３が、モータジェネレータにより発生する磁界ノイズや電界ノイズから遮断され、各ボビン２のステータ巻線２３における出力巻線から出力される信号が乱れない。
したがって、各ボビン２のステータ巻線２３における出力巻線で発生する交流電圧を信号として、この信号の電圧の変化を連続的に計測すると、レゾルバロータの回転角、すなわち、モータジェネレータの回転角を正確に検知することができる。
【００２４】
また、ボビン２に形成した取付ピン３を、端部シールド４１のピン孔４１ａに挿通し、取付ピン３の先端部分の形状が、ピン孔４１ａの内径よりも大きくなるように、取付ピン３を熱変形させて、シールド本体４をステータ本体１に固定するとともに、各ボビン２の一端部を覆う端部シールド４１が、各ボビン２のステータ巻線２３を保護する役割を担っているので、部品点数の増加がなく、搭載スペースが拡大しない。
【００２５】
なお、上述した実施形態では、モータジェネレータを対象としたが、本発明は、モータジェネレータ以外の回転電機にも適用することができる。
上述した実施形態では、ボビン支持枠１２の外周部におけるボルト装着部１３の取付個所を３個所としているが、ボルト装着部１３の取付個所の数は、必要に応じて変更できる。
上述した実施形態では、ボビン支持枠１２の内周部に設けるボビン２の数を８個としているが、ボビン２の数は、必要に応じて変更できる。
上述した実施形態では、取付ピン３を、ボビン支持枠１２の周方向に並んだ８個のボビン２のうち、ひとつ置きごとに、２本ずつ設けられているが、取付ピン３を設けるボビン２は、必要に応じて選択でき、ひとつのボビン２に設ける取付ピン３の数も、必要に応じて変更できる。
【００２６】
以上説明したように、本発明に係るレゾルバステータは、ステータ巻線を磁界ノイズおよび電界ノイズから遮断でき、部品点数の増加がなく、搭載スペースが拡大しないという効果を奏し、レゾルバステータ全般に有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ステータ本体
２  ボビン
３  取付ピン
４  シールド本体
１０  レゾルバステータ
１２  ボビン支持枠
２２  磁性体部材
２３  ステータ巻線
４１  端部シールド
４１ａ  ピン孔
４２  側部シールド
【図１】
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【図２】
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