JP2005069804A

JP2005069804A - Ｖｒ型レゾルバ用ロータおよび転がり軸受装置

Info

Publication number: JP2005069804A
Application number: JP2003298420A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Matsuo; 浩敬松尾; Katsura Koyagi; 桂小八木; Masahiro Inoue; 昌弘井上
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: JP4285151B2

Abstract

【課題】軸倍角２Ｘのレゾルバを備えた転がり軸受装置の回転検出精度を向上させること。
【解決手段】外輪１１にステータ２が、また、内輪１３にロータ３が設けられた、軸倍角２ＸのＶＲ型レゾルバ１付きの転がり軸受装置において、ロータ３が、同一線上の異なる位置にそれぞれ円弧中心を有しかつ同一の半径を有する一対の円弧に囲まれた断面形状を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、軸倍角２ＸのＶＲ(バリアブルリラクタンス)型レゾルバ用ロータおよび軸倍角２ＸのＶＲ型レゾルバ付き転がり軸受装置に関する。

レゾルバは、ステータと、ロータとからなり、特許文献１等に開示されているように、構造が堅牢で、しかも、検出分解能が高いことなどから、近年、回転検出センサとしてその利用開発が進められてきている。このレゾルバには、軸倍角が１Ｘ、２Ｘ等、各種のものがある。軸倍角は、出力角度信号の倍速比を表し、その倍速数に「Ｘ」を付けて示すもので、例えば、軸倍角２Ｘでは軸１回転で２回転分の出力信号が出ることになる。
実開昭５６−１１０３０４号公報

ところで、軸倍角２ＸのＶＲ型レゾルバ用のロータの断面形状には、楕円形、長円形等のものがある。しかしながら、ロータ用金属材を楕円形や長円形に成形するには手間やコストがかかるという課題や、楕円形や長円形の外周面は、その長軸に関して正確な対称形状に成形されていないと、精度の高い回転検出に難があるという課題もある。

(１)本発明のＶＲ型レゾルバ用ロータは、その断面形状が、同一線上の異なる位置にそれぞれ円弧中心を有しかつ同一の半径を有する一対の円弧に囲まれた形状を有することを特徴とする。

本発明のロータによれば、上記断面形状を備えるから、その製作に手間やコストがかからずに済み、また、その外周面も長軸に関して対称形状に容易かつ正確に成形でき、精度の高い回転検出が可能なレゾルバ用ロータを提供できる。

(２)本発明の転がり軸受装置は、外輪にステータが、また、内輪にロータが設けられた、軸倍角２ＸのＶＲ型レゾルバ付きの転がり軸受装置であって、そのロータが、同一線上の異なる位置にそれぞれ円弧中心を有しかつ同一の半径を有する一対の円弧に囲まれた断面形状を有することを特徴とする。

本発明の転がり軸受装置によれば、ロータの素材である金属材の外周部を２度、円弧状に旋削するだけで済むから、ロータの外周面を高精度に回転検出することが可能な外周面に作ることができ、このロータを備えた転がり軸受装置としては高精度な回転検出が可能な装置を安価に提供できる。

本発明によれば、ロータの製作に手間やコストがかからずに済み、また、その外周面も対称形状に容易かつ正確に成形でき、精度の高い回転検出が可能なレゾルバ用ロータを提供できる。

以下、本発明の詳細を図示の実施形態に基づいて説明すると、図１ないし図３は、本発明の最良の実施形態に係り、図１は、本発明に係る軸倍角２ＸのＶＲ型レゾルバ(以下、レゾルバという)の概略構成を示す側面図、図２はその正面図、図３は、図１のロータの製作過程を示す説明図で、（Ａ）は第１段の旋削過程を、（Ｂ）は第２段の旋削過程を、それぞれ示している。

これらの図を参照して、本発明の転がり軸受装置に用いるレゾルバ１は、ステータ２と、ロータ３とからなる。

ステータ２は、外輪としての非回転部材４に取り付けられるもので、リング状で内径側円周方向にｎ個の極歯２１ａ，２１ａを有する鉄心２１と、鉄心２１の各極歯２１ａそれぞれに巻装した巻線２２とから構成されている。この巻線２２は、各極歯２１ａそれぞれに巻装された励磁巻線と、１つ置きの極歯２１ａに巻装された第１の検出用巻線と、残りの１つ置きの極歯２１ａに巻装された第２の検出用巻線とで構成される。

ロータ３は、鉄系等の金属材からなり、ステータ２の内周側で回転するよう内輪としての回転部材５に同軸に設けられている。ロータ３は、直径一方向の両端にそれぞれ誘導子部３１，３１を有するよう、径方向断面が前記直径一方向に沿って長い、擬似楕円形状の筒体もしくは中実の柱体とされている。

ロータ３の断面形状は、要するに、同一線上の異なる位置にそれぞれ円弧中心Ｐ_１，Ｐ_２を有し、かつ同一の半径Ｒ_１，Ｒ_２(Ｒ_２＝Ｒ_１)を有する第１と第２の円弧Ｃ_１，Ｃ_２により囲まれた形状である。

詳しくは、両円弧Ｃ_１，Ｃ_２のうち、第１の円弧Ｃ_１は、ロータ３の回転中心Ｏから距離s_１だけ離れた位置に設定された点Ｐ_１を円弧中心として、半径Ｒ_１で約１８０度にわたって描かれる円弧である。この場合、第１の円弧Ｃ_１とその円弧中心Ｐ_１との間にロータ３の回転中心Ｏが位置する。

第２の円弧Ｃ_２は、ロータ３の回転中心Ｏに関して第１の円弧Ｃ_１とは逆側（図２では回転中心Ｏの下側）に約１８０度にわたって、第１の円弧Ｃ_１の半径Ｒ_１と同一の半径Ｒ_２（Ｒ_２＝Ｒ_１）で描かれる円弧である。その円弧中心Ｐ_２は、ロータ３の回転中心Ｏに関して第１の円弧Ｃ_１の円弧中心Ｐ_１と点対称となる位置に設定された点である。したがって、ロータ３の回転中心Ｏから第２の円弧Ｃ_２の円弧中心Ｐ_２までの距離s_２は、ロータ３の回転中心Ｏから第１の円弧Ｃ_１の円弧中心Ｐ_１までの距離s_１と等しく、第１と第２の円弧Ｃ_１，Ｃ_２の両円弧中心Ｐ_１，Ｐ_２と、ロータ３の回転中心Ｏとは同一の直線上に並ぶ。

ロータ３は、回転部材５とは別体に構成して、これを回転部材５に同軸に取り付けてもよいし、回転部材５に一体に形成してもよい。

ロータ３の製作にあたっては、図３の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ロータ３となる円柱状もしくは円筒状の金属材からなる素材３０の外周部を２度、円弧状に旋削すればよい。

すなわち、図３の（Ａ）に示すように、半径Ｒ_０の円柱状もしくは円筒状の金属材からなる素材３０を用意し、その中心をロータ３の回転中心Ｏとする。そして、この回転中心Ｏから一定距離ｓ_１だけ離れた位置に設定した点Ｐ_１を円弧中心として、半径Ｒ_１の第１の円弧Ｃ_１を想定し、この円弧Ｃ_１に沿って素材３０の外周部の一部（図では上半部）を、１８０度より若干広い範囲にわたって旋削する。これが第１段の旋削で、これにより、外周部の約半部３０ａが旋削された素材３０が得られる。

図３の（Ｂ）は、第２段の旋削を示すものである。第２段の旋削では、ロータ３の回転中心Ｏに関して第１の円弧Ｃ_１の円弧中心Ｐ_１と点対称となる位置に別の点Ｐ_２を設定した上で、その点Ｐ_２を円弧中心として、第１の円弧Ｃ_１と同一半径で描かれる第２の円弧Ｃ_２を想定して、この第２の円弧Ｃ_２に沿って素材３０の外周部の残りの半部３０ｂを旋削する。これで、外周部の各半部３０ａ，３０ｂが円弧状に旋削されて、断面が擬似楕円形状となったロータ３が得られる。

上記製作方法では、素材３０の外周部を２度、円弧状に旋削すればよく、楕円形のような複雑な非円弧の曲線に沿って旋削する必要がないから、正確な旋削が可能で、高精度のロータ３が得られる。

なお、ロータ３は、鋳造もしくは鍛造により、断面が前記した擬似楕円形状に成形してもよいし、また、鋳造もしくは鍛造により、断面が擬似楕円形状となった素材を製作した上で、その素材の外周部を旋削してもよい。

図４を参照して本発明の転がり軸受装置を説明する。図４は、自動車等において車輪を支持する転がり軸受装置として、アンチスキッドブレーキシステム(ＡＢＳ)のために、車輪の回転状態を検出するセンサ付きのものであり、このセンサにレゾルバを利用した例である。図４において、左側が車両アウタ側で、右側が車両インナ側である。

本実施形態の転がり軸受装置は、自動車の従動輪を支持する複列アンギュラ玉軸受タイプの転がり軸受装置であって、外輪１１と、内軸１２と、内輪１３と、複数の玉からなる転動体１４，１５と、二つの保持器１６，１７と、単一のシール１８と、カバー１９と、上記レゾルバ１とを含む。

外輪１１は、キャリアのような車体側の部材に非回転に固定されるもので、内周に複列に軌道部１１ａ，１１ｂを有する。内軸１２は、車両アウタ側にインロー部１２１と車輪取り付け用のフランジ部１２２とを有し、このフランジ部１２２よりも車両インナ側の外周面に、外輪１１の車両アウタ側の軌道部１１ａに対向する軌道部１２ａが形成されている。フランジ部１２２には、これを貫通する状態で、車輪やブレーキ用のディスクロータ（いずれも図示せず）を固定するためのボルト２３が圧入固定されている。

内輪１３は、外周面に外輪１１の車両インナ側の軌道部１１ｂに対向する軌道部１３ｂを有するもので、内軸１２の車両インナ側に形成された小径部１２３の外周に嵌着されて、小径部１２３よりも車両インナ側に形成されたねじ部１２４に螺合されたナット２４の締め付けにより、内軸１２に固定されている。転動体１４，１５は、複数の玉からなり、外輪１１の一方の軌道部１１ａと内軸１２の軌道部１２ａとの間、および外輪１１の他方の軌道部１１ｂと内輪１３の軌道部１３ｂとの間にそれぞれ介装されて、保持器１６，１７により転動自在に保持されている。シール１８は、外輪１１の車両アウタ側端部と内軸１２との間に設けられている。

カバー１９は、有底円筒形の形状により外輪１１の車両インナ側の開放部を閉塞するもので、その円筒部が、外輪１１の車両インナ側に円筒状に形成された突出部１１ｃの内周に圧入により嵌着されている。

レゾルバ１は、上述したステータ２と、ロータ３とからなり、カバー１９の内側で内輪１３の回転検出を行うように構成されている。

ステータ２は、外輪１１の突出部１１ｃの内周に、すきまばめもしくは中間ばめにより嵌合されている。前記したカバー１９は、このステータ２より軸方向外方で、外輪１１の突出部１１ｃの内周に圧入により嵌着されている。ステータ２は、外輪１１内周の段部１１ｄと、カバー１９の円筒部内端との間に挟み込まれて、その挟持により軸方向位置が固定されている。ステータ２の巻線２２からのリード線２２ａは、カバー１９に形成された孔１９ａから外部に引き出されるか、カバー１９の前記孔１９ａに設けたコネクタに接続される。

ロータ３は、内輪１３の肩部を、図２に示したような断面形状に旋削することにより、内輪１３に一体に設けられている。

上記構成では、転がり軸受装置として必須の要素である内輪１３の肩部を利用するから、装置全体を大型化することなく、安価で回転検出精度が高いレゾルバ付きの転がり軸受装置を製作することができる。

本発明のロータ３は、玉軸受の内輪１３に限らず、円すいころ等の他の転動体に対応する内輪の肩部に旋削により一体に形成してもよい。また、ロータ３が一体に形成される内輪１３は、内軸１２の外周部に内軸１２の一部をかしめることにより取り付けられる内輪であってもよい。このほか、本発明は、内軸１２の外周部に単列に内輪１３が設けられる、いわゆる第３世代の自動車の車輪支持用転がり軸受装置に限らず、内軸の外周部に内輪が複列に設けられる第２．５世代の転がり軸受装置にも実施しうる。

本発明のＶＲ型レゾルバ用ロータは、自動車の車輪支持用転がり軸受装置に限らず、一般の転がり軸受装置にも適用可能である。

本発明の実施形態の転がり軸受装置に用いるレゾルバの側面概略図図１のレゾルバの正面図図１のレゾルバのロータの製作過程を示す説明図で、（Ａ）は第１段の旋削過程を、（Ｂ）は第２段の旋削過程を、それぞれ示している。上記転がり軸受装置の断面図

符号の説明

１レゾルバ
２ステータ
３ロータ
１１外輪
１３内輪

Claims

軸倍角２ＸのＶＲ型レゾルバ用ロータであって、
その断面形状が、同一線上の異なる位置にそれぞれ円弧中心を有しかつ同一の半径を有する一対の円弧に囲まれた形状を有する、ことを特徴とするレゾルバ用ロータ。
外輪にステータが、また、内輪にロータが設けられた軸倍角２ＸのＶＲ型レゾルバ付きの転がり軸受装置において、
ロータが、同一線上の異なる位置にそれぞれ円弧中心を有しかつ同一の半径を有する一対の円弧に囲まれた断面形状を有する、ことを特徴とする転がり軸受装置。