JP2005223969A - バリアブルリラクタンスレゾルバおよびその製造方法、製造装置 - Google Patents

Abstract

【要約書】
【課題】任意の形状のロータを備えた小型化が可能なバリアブルリラクタンスレゾルバおよびその製造方法、製造装置を提供することにある。
【解決手段】ＶＲレゾルバは、回転軸部に突極部を一体に設けたロータを備える。前記突極部を任意の突極形状に形成する。前記突極部を前記回転軸部の長さ方向に２以上の任意の数設ける。前記突極部を前記回転軸部の一部を脹らませた脹らみ部５として形成する。前記脹らみ部５を略円弧状又は板状に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バリアブルリラクタンス（ＶＲ）レゾルバおよびその製造方法、製造装置に関し、特に、回転軸部とロータ部を一体成形することにより、従来の回転軸とロータの位置合わせ作業および組立作業を無くして製造を容易にすると共に、位置決め精度を向上したＶＲレゾルバおよびその製造方法、製造装置に関する。

従来、ＶＲレゾルバのロータは、ケイ素鋼板のプレス打ち抜き板を必要数積層し固着して構成したり、磁性粉末金属をロータの形状に圧縮成形あるいは焼結成形して構成している。

これらロータは、珪素鋼板の貫通孔に回転軸を圧入、焼ばめ等により挿入嵌合した状態でステータ内に収納される。このように圧入等により挿入嵌合するものでは、両者の締め代を適切にするために両者の寸法に高い精度が要求されることから、加工工程数が多くなる問題がある。また、焼ばめにより挿入嵌合するものでは、ロータを炉において３００℃程度に加熱するため、この加熱の工程を余分に必要とする。
さらに、貫通孔に回転軸を嵌合固着する都合上、ロータの形状を極端に小さくすることができず制限されてしまう。特に、軸倍角１Ｘの突極の場合には貫通孔の中心がロータの中心から大きく偏芯しているため、貫通孔の周縁から突極の周縁までの長さの一番短い個所の強度および寸法を考慮すると、製造上、その大きさが制約されてあまり小さくはできない。

一方、小型化が要求されているＶＲレゾルバでは、ロータの強度および製造可能な寸法の確保を図りながら更なる小型化が要望されている。実施上、例えば、ステータ外径（直径）は９ｍｍφ、ロータ径（直径）は３ｍｍφ、シャフト径（直径）は１〜２ｍｍφ、の寸法が想定されている。

そこで、このような潜在的な課題に答えるべく、ロータにおける回転軸挿入用の貫通孔の径を小さくすることが考えられている。しかし、貫通孔の径を小さくすると、回転軸の径が小さくなり、その結果、回転軸の強度が不足して実用に供さなくなる恐れが出てくる。

また、小径のロータを珪素鋼板の積層体で構成することは加工精度の点から製造が困難であると共に位置合わせ等の困難を伴い実用的でない。

さらには、ロータを磁性粉末金属で成型することも考えられるが、コスト高になると共に回転軸への取付作業も必要となり実用的でない。

一方、従来、当該技術分野において、一体成形するものとしては、下記特許文献１に示されるものがある。

下記特許文献１には、従来、回転軸と電源巻線用のロータトランスとを別々の部品で構成し、これらを接着剤等で固定していたため、作業性が悪く、かつ、回転時に脱落するとの欠点を解消するために、中空の回転軸にコイルボビンとなるロータトランスを一体に形成し、前記ロータトランスを切削加工により形成するレゾルバのロータ構造が示されている。
特開平１０−１７０３０６号公報

上記特許文献１に示されるレゾルバのロータ構造は、
（ａ）回転軸と一体に形成するものが、電源巻線用のロータトランスで有り、突極を有するロータではない点、
（ｂ）回転軸と別体のロータは、依然として従来どおり、積層コアから構成し、それらを接着剤等によって回転軸に固着する点、
（ｃ）ロータトランスは、切削加工により形成するので、旋盤等の単純加工で形成できる一定半径の円板、円柱等の形状しかとれず、軸倍角ｎＸ（ｎは１以上の整数）の微妙な突極形状を予定するものではない点、
等の問題点を有し、依然として実用的ではなかった。

本発明の目的は、前記従来例の欠点に鑑み、任意の形状のロータを備えた小型化が可能なバリアブルリラクタンスレゾルバおよびその製造方法、製造装置を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために、ＶＲレゾルバにおいて、回転軸部にロータ部を一体に構成する手段を採用する。

また、前記回転軸部にロータ部を一体に構成するために、一体成形に適した製造方法を採用する。具体的には、以下のようになる。
（１） ＶＲレゾルバは、回転軸部に突極部を一体に設けたロータを備えたことを特徴とする。
（２） 前記（１）記載のレゾルバは、前記突極部が任意の突極形状に形成したことを特徴とする。
（３） 前記（１）又は（２）記載のレゾルバは、前記突極部を前記回転軸部の長さ方向に２以上の任意の数設けたことを特徴とする。
（４） 前記（１）乃至（３）のいずれか１項記載のバリアブルリラクタンスレゾルバは、前記突極部を前記回転軸部の一部を脹らませた脹らみ部として形成したことを特徴とする。
（５） 上記（４）記載のバリアブルリラクタンスレゾルバは、前記脹らみ部を板状に形成したことを特徴とする。
（６） 製造方法は、前記（１）乃至（５）のいずれか１項記載のバリアブルリラクタンスレゾルバにおいて、前記回転軸部に前記突極部を一体に鋳造成形することを特徴とする。
（７） 製造方法は、前記（１）乃至（５）のいずれか１項記載のバリアブルリラクタンスレゾルバにおいて、前記回転軸部に前記突極部を一体に焼結成形することを特徴とする。
（８） 製造方法は、前記（１）乃至（５）のいずれか１項記載のバリアブルリラクタンスレゾルバにおいて、棒状体から前記回転軸部に前記突極部を一体に有するロータを鍛造成形することを特徴とする。
（９） 製造装置は、前記（１）乃至（５）のいずれか１項記載のバリアブルリラクタンスレゾルバの据え込み加工を行う製造装置であって、貫通孔に前記突極部又は前記脹らみ部に応じた溝部を設け、前記貫通孔に棒状体を挿通して据え込み加工するダイを有することを特徴とする。

本発明のＶＲレゾルバのロータは、回転軸部と突極部を一体成形することにより、小型化、低コスト化を達成する。また、このように回転軸部と突極部を一体成形することにより、温度特性が１つになって熱歪みが少なくなり、また、繋いだ箇所が無いので耐振動特性が強化され、従って耐環境性センサーが要求されていた小型サーボモータ（例えば、１０ｍｍφ程度のサーボモータ）等のセンサーとしての応用範囲（例えば、温度４０〜１１０℃、振動５０〜１００Ｇ（重力加速度））が広がる。
また、１本の回転軸に複数個のレゾルバユニット（１対のステータとロータのユニット）を形成するものでは、１個のレゾルバにより、例えばねじれ歪み等の複数の測定データを採取することができるようになる。

また、前記ロータは前記一体成形の手段として鋳造、鍛造、焼成、押し出し（打ち出し）等の手段を用いることにより、容易に製造することができるようになる。

本発明のＶＲレゾルバのロータは回転軸部と突極部とを一体成形した構成とする。本発明のＶＲレゾルバにおけるロータの製造方法は棒状体から回転軸部と突極部とを一体成形する各種の製造方法を対象とする。
（鍛造）
ロータの回転軸部と突極部は磁性材料にて鍛造の方法により一体に成形する。磁性材料としては、炭素鋼材（例えば、Ｓ４５ｃ等）、珪素鋼材（例えば、方向性珪素鋼等）、パーマロイ等が用いられる。炭素鋼材を用いる場合には、他の材料の場合よりも磁極間のギャップ変動を電気信号に変換する際のエネルギー変換効率が低いので、出力信号を増幅するようにして用いる。

鍛造は、熱を加えるか否かにより熱間鍛造と冷間鍛造があり、成形範囲により一体成形鍛造と一定区間毎に順次成形する遂次成形鍛造がある。そのうちの一体成形鍛造は、一般構造用炭素鋼、珪素鋼、パーマロイ等の角ビレット、棒ビレット又は丸ビレットを素材として、例えば、必要に応じてロール成形、曲げ加工を施した後、型鍛造の第１工程となる荒打ち加工、型鍛造の第２工程となる仕上げ打ち加工を行い、その後必要に応じてバリ抜き加工、機械加工を行う工程からなる。前記工程は適宜変更することができる。据え込み鍛造の例を以下に示す。

図１は、本発明の突極部を１つ一体に設けたロータの据え込み鍛造の例１（略円弧状の脹らみ部の例）に関する構成図である。

図１（ａ）は据え込み工程における装置の断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の脹らみ部の中心を通るＡ−Ａ線の断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の脹らみ部を通らないＢ−Ｂ線の断面図である。

全長にわたり直径が実質的に同一の棒状体３を据え込み鍛造装置６のダイ１中へ挿入配置する。

ダイ１は、図１（ａ）に示すように、上下方向に前記棒状体３の寸法より少し大きめの寸法の貫通孔２と、該貫通孔２の略中央部に凹溝４を備えている。凹溝４は、最深部を含む上下方向（長さ方向）の断面でみると、円弧の一部を切り取った形状に形成され、見方を変えてＡ−Ａ線の断面図で見ると、図１（ｂ）に示すように、中心がずれた略楕円形（中心からの半径の変化がｓｉｎ（ｓｉｎｅ）波状になっている形状）に形成されている。

このダイ１の貫通孔２に棒状体３を挿入配置し、この棒状体３をパンチ（図示省略）により上下方向（長さ方向）から矢印Ｐ１、Ｐ２のように押し込む。この結果、棒状体３は、ダイ１の凹溝４に矢印Ｐ３のように脹らんで充填され、脹らみ部５が形成される。この後、ダイ１を分解して、脹らみ部５を形成した棒状体３を取り出す。脹らみ部は、加圧等の手段により、もともとの面から脹らんだ（膨出した）部分をいう。

棒状体３が突極部を一体に備えたロータとして用いられるときには、脹らみ部５により突極を構成する。磁束の通り道は、リラクタンス（磁気抵抗）の少ないところになるので、脹らみ部５の軸中心から最も突出した頂点付近となる。このことから、軸廻りの脹らみ部５の頂点の軌跡を１８０度毎に軸中心からみて連続増加特性又は連続減少特性とすることにより、リラクタンスの変化を回転角に応じた出力特性として用いることができるようになる。好ましくは、前記リラクタンスの変化を回転角に応じてｓｉｎ波状に変化するように構成する。

この据え込み鍛造によれば、少ない工程でロータを形成することができるようになる。

図２は、本発明の突極部を１つ一体に設けたロータの他の据え込み鍛造の例２（板状の脹らみ部）に関する構成図である。
図２（ａ）は例２の据え込み装置の加圧前の状態を断面図として示し、図２（ｂ）は例２の据え込み装置の加圧後の状態を断面図として示し、図２（ｃ）は完成品を示す。

パンチ７には、棒状体３が挿入される貫通孔２ａを設け、前記貫通孔２ａにインサートパンチ８を挿入配置する。

ダイ１には、棒状体３が挿入される貫通孔２ｂを設け、該貫通孔２ｂのパンチ７側端面に型面１０を形成し、該貫通孔２ｂにノックアウトピン９を挿入配置する。

パンチ７とダイ１は、対向する端面が平面状に形成され、相互の貫通孔２ａ、２ｂを整列した状態で、相互の端面が密着接合状態となるように構成される。
次に、まず、貫通孔２ａ、２ｂ中に棒状体３を挿入し、図２（ａ）のように棒状体３の両端にインサートパンチ８とノックアウトピン９をセットする。
次に、インサートパンチ８とノックアウトピン９を図示矢印Ｐ４、Ｐ５方向に押圧する。その結果、棒状体３の中央部分が型面１０とパンチ７端面で形成された型内に押し出され充填されて、図２（ｂ）に示すように、板状の脹らみ部１１として形成される。その結果、板状の脹らみ部１１の周縁は中心がずれた略楕円形（中心からの半径の変化がｓｉｎ（ｓｉｎｅ）波状になっている形状）に形成されている。

その後、ダイ１とパンチ７を引き離して、図２（ｃ）に示す板状の脹らみ部を有するロータを取り出す。

これにより、軸廻りの板状の脹らみ部１１の周縁の軌跡を少なくとも１８０度毎に軸中心からみて連続増加特性又は連続減少特性とすることにより、リラクタンスの変化を回転角に応じた出力特性として用いることができるようになる。好ましくは、前記リラクタンスの変化を回転角に応じてｓｉｎ波状に変化するように構成する。

この据え込み鍛造によれば、少ない工程で、任意形状の突極部を備えたロータを形成することができる。

図３は、本発明の突極部を１つ一体に設けたロータの他の据え込み鍛造の例３（板状の脹らみ部）に関する構成図である。

図３（ａ）は、棒状体に略円弧状の脹らみ部を形成した中間素材を形成する工程（１）の断面図、
図３（ｂ）は、脹らみ部を板状に変換して中間素材を形成する工程（２）の断面図、
図３（ｃ）は、図３（ｂ）の工程でできた中間素材の断面図、
図３（ｄ）は、図３（ｃ）のＡ−Ａ線断面図、
図３（ｅ）は、図３（ｃ）の中間素材を仕上げ加工する仕上げ工程（３）の断面図、
図３（ｆ）は、完成品の斜視図、である。
工程（１）：
棒状体３に略円弧状の脹らみ部５を形成した中間素材２０を形成する工程は、前記図１（ａ）の工程と同じにする。
工程（２）：
ダイ２（１３）は、凹状のキャビティ１４内に、突極成形型溝１５と、位置決め凸部１６を備える。
突極成形型溝１５は、凹状のキャビティ１４の底面から更に１段下がった溝として構成され、且つ、棒状体３の周囲に所定深さの凹溝として形成される。実施例３の場合は、突極形状が１つの突極（軸倍角１Ｘ）の構成になっている。必要に応じて任意の軸倍角の突極形状とすることができる。位置決め凸部１６は、軸中心から最も離れた突極成形型溝１５の部分に近接し、且つ、キャビティ１４の底面上に設けられる。位置決め凸部１６は、脹らみ部５を押潰し成形した際にできるバリ１７に位置決め部を形成するために用いられる。バリ１７に形成される位置決め部は、プレス型を代えてバリ１７を抜き落としする際に突極成形部を間違って抜き落とししないように位置合わせするために用いられる。

パンチ２（１９）は、凹状のキャビティ１４内に挿入可能に形成され、その端面に前記位置決め凸部１６と遊嵌する位置決め凹部２１が形成されている。

図３（ｂ）に示すように、キャビティ１４内の突極成形型溝１５に脹らみ部５が整合するように、脹らみ部５を備えた中間素材２０をダイ２（１３）とパンチ２（１９）の間にセットする。

この状態から、パンチ２（１９）を押し下げ、略円弧状の脹らみ部５を押潰す。その後、パンチ２（１９）を戻し、板状の脹らみ部１１とバリ１７を一体に設けた中間素材２０を取り出す。この中間素材２０は図３（ｃ）と図３（ｄ）に示す。図３（ｃ）のＡ−Ａ断面図である図３（ｄ）において、棒状体３の外周は最も内側の実線の円で示し、板状の脹らみ部１１の外周は次に内側の点線の楕円として示し、バリ１７の外周は最外側の実線として示し、ダイ２（１３）の位置決め凸部１６とパンチ２（１９）の位置決め凹部２１とで成形されたバリ１７部分は偏肉部２２として示す。
工程（３）：
仕上げ工程を構成する抜き型は、雄型２６と雌型２７からなる。
雌型２７は、貫通した抜き孔２３を有すると共に、端面２８の抜き孔２３近傍に位置決め凸部１８を備える。
雄型２６は、棒状体３の周囲を囲むように設けた所定厚みの基準部２４と、該基準部２４から棒状体３の側面に沿って雌型方向に設けた抜き落とし部２５とから構成される。
抜き落とし部２５は、突極部となる前記板状の脹らみ部１１の形状に整合するように形成される。
雌型２７の位置決め凸部１６に中間素材２０の偏肉部２２を位置合わせした状態で、図３（ｃ）のバリ１７を残した中間素材２０を雌型にセットする。
雄型２６を押し下げると、バリ１７の部分を残して、抜き落とし部２５により、板状の脹らみ部１１を有する中間素材２０が抜き落とされる。

抜き落とした完成品は、図３（ｆ）に示すように、突極部となる板状の脹らみ部１１を備えた棒状体３となる。

この据え込み鍛造によれば、少ない工程で任意形状の突極部を備えたロータを精度良く形成することができる。

図４は、本発明の突極部を１つ一体に設けたロータの型鍛造の例（略円弧状の脹らみ部の例）に関する構成図である。
図４（ａ）は上型と下型からなる型鍛造機に棒状体をセットした状態図、
図４（ｂ）は型鍛造機による成形状態図、
図４（ｃ）は抜き落としによるバリ取り成形図である。

型鍛造機３０における下型３２と上型３１の型面３３、３４は、その対向する水平面３５、３６で対称に形成されている。型面３３、３４は、軸倍角１Ｘの突極部を棒状体３の周囲に形成したロータ３８の断面を対称に２分割した場合の片側側面と同じに形成される。
まず、図４（ａ）に示すように、前記ロータ３８の断面積に相当する真円の棒状体３を下型３２の型面３４内に整合させて載置する。次に、図４（ｂ）に示すように、下型３２に上型３１を合わせて押し下げる。以上の工程によりロータ３８が形成される。その際、場合により、図４（ｂ）に示すように、両型３１、３２の間の隙間にバリ３７が発生する。バリ３７の厚みは、抜き落としても突極部の形状に影響がない程度に下型に上型を押し下げて薄くする。

バリ３７が発生した場合には、図４（ｃ）に示すように、バリ３７が抜き孔４１に係止されるようにロータ３８を雌型３９に載置し、ロータ３８の上からロータ３８の断面における長い幅に合わせた幅の雄型４０を押し下げ、バリ３７を残してロータ３８本体を抜き落とす。

この型鍛造によれば、少ない工程で任意の断面形状のロータを形成することができる。

図５は、本発明の回転軸部に突極部を２個一体に設けたロータの製造工程を説明する図である。
図５（ａ）は、脹らみ部を２個設けるロータの据え込み装置の断面図、
図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線の断面図、
図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図、
図５（ｄ）は、脹らみ部を２個設けたロータを型鍛造にセットした状態の断面図、
図５（ｅ）は、型鍛造の状態図、
図５（ｆ）は、２個の突極部を一体に有するロータの完成品の斜視図、
図５（ｇ）は、図５（ｆ）におけるＣ−Ｃ線の断面図、
である。

実施例５は、突極部の数が２以上の場合に適用可能となることを示すために、突極部の数を２とした例を示すものである。この実施例５の特徴は、突極部の数が２以上になると、両突極部のつなぎ目間の幅が棒状体の直径より短くなるため、棒状体を押潰す工程が必要となる点にある。

据え込み工程：
まず、最初の工程のダイ５１には、貫通孔５２の内側に型面となる凹溝５３、５４が形成されている。前記凹溝５３、５４は後記する棒状体３の２個の略円弧状の脹らみ部５５、５６に対応した形状に形成されている。
図５（ａ）に示すように、ダイ５１の前記貫通孔５２に棒状体３を挿入し上下から押潰す向きＰ６、Ｐ７に圧力を加え、棒状体３の略中間部を矢印Ｐ８、Ｐ９方向に膨出させて、前記凹溝５３、５４に沿って脹らみ部５５、５６を対称に形成する。この結果、棒状体の脹らみ部５５、５６以外のＢ−Ｂ線の断面は、図５（ｃ）に示すように外径の変化はないが、脹らみ部５５、５６の頂点を結ぶＡ−Ａ線の断面は、図５（ｂ）に示すように、点線で示した棒状体３の外周よりも略楕円形に膨出した形状に形成される。この段階の脹らみ部５５、５６の形状は、突極部の形状よりも小さい寸法になっている。
すなわち、棒状体には、その周囲に突極部の基になる（後の工程を経て突極部に成形される）脹らみ部５５、５６が軸対称に２個連設されている。

型鍛造：
図５（ｄ）は前工程で形成した脹らみ部５５、５６を形成した棒状体３の断面を示す。

雌型５７には、型面を構成する凹溝５８、５９を２個横方向に連設した２段凹溝１（６０）が形成されている。
雄型６１にも前記凹溝５８、５９と同じ凹溝６３、６４を２個横方向に連設した２段凹溝２（６２）が形成されている。
前記両２段凹溝１（６０）および２（６２）を組み合わせることにより、両者の型面を構成する凹溝５８、５９、６３、６４により軸倍角２Ｘの突極部に対応した形状（すなわち、出力巻線を備えたステータ磁極との間のリラクタンス値が回転角度に応じてｓｉｎ波状に２回変化するように外周形状を形成した突極部に対応する凹溝形状）を構成する。
２段凹溝１（６０）中に、その中央突起部６５に前記棒状体３の狭幅直径部の一方を位置合わせするようにして、前記棒状体３を配置する。その上に、同様に位置合わせしながら雄型６１を載せて押し下げ、図５（ｅ）に示すように、棒状体を押潰す。完成品は図５（ｆ）に示す。図５（ｅ）に示した棒状体３の断面部分は、両脹らみ部６７、６８の頂点を通る図５（ｆ）のＣ−Ｃ線の断面部分になる。図５（ｆ）のＣ−Ｃ線の断面図は図５（ｇ）となる。図５（ｇ）に示す２個の略円弧状の脹らみ部６７、６８の頂点を結ぶ外周は、丁度軸倍角２Ｘの突極形状、即ち、前記リラクタンス値が回転角度に応じてｓｉｎ波状に変化することになる外周形状に形成される。

図５（ｆ）および（ｇ）の完成状態では、突極部は略円弧状の脹らみ部６７、６８として形成されているが、突極部を板状の脹らみ部としたいときには、図５の工程の後に図３（ｂ）以下の工程を追加する。

また、型鍛造の段階でバリができるときには、その後に図３（ｅ）又は図４（ｃ）の抜き落とし工程を追加する。

この製造方法によれば、少ない工程で任意の突極部形状を備えたロータを形成することができる。
（鋳造、焼結）
回転軸部と突極部は磁性材料にて鋳造、焼結の方法により一体に回転体として成形することもできる。

突極部としての磁気特性を考慮すると、鋳物材としては、鋳物特有の破断し易い性質を柔軟に変化するように改良し、且つ加工し易くするために炭素を加えた球状黒鉛鋳鉄を熱処理してフェライトマトリクスにしたもの又は可鍛鋳鉄が好ましい。

ロータの形状が小さくなるにつれて、湯の廻りに問題が出てくるので、湯口の設け方および数を適切に選択する必要が出てくる。特に湯口は、突極部まわりには設けずに、回転軸部に設けるようにする。特に、ステータ磁極と対向しない部位に設けることが好ましく、例えば、回転軸部の長さ方向両端部と略中央部のステータ磁極と対向しない部位に設ける。

焼結、特に鉄の焼結の場合は、焼結密度を７ｇ／ｃｍ³程度にすることが好ましい。また、焼結合金とする場合は、鉄を主成分にし耐振性を有する磁性体に形成する。この焼結に近いものとしては、磁性粉末材料を高圧で型に押し込める粉末成形の方法もある。

以上のように、回転軸部と突極部を磁性材料にて鋳造、焼結にて一体成形することにより、高価な電磁鋼板の代わりに安価な磁性材料を使用できるので材料費を低減することができる。また、従来のように回転軸をロータに挿入嵌合する必要が無くなるため、工程数を削減でき、製造時間の短縮を図ることができる。
（切削加工等）
回転軸部と突極部が削り出せる程度の大きさのインゴットから旋盤等の切削加工機により回転軸部と突極部を切り出す。突極部形状は、必要とする任意ｎの軸倍角ｎＸの形状に形成されている倣い装置又はその製造手順を記憶したプログラムに基づき形成する。
切削加工以外に、対象を塑性変形させて不要な部分を分離する加工方法として、剪断加工、研削加工、シェーピング等の加工方法があり、適宜適用することができる。

このように既存の切削加工を含み、対象を塑性変形させて不要な部分を分離する加工方法等を用いることにより、既存の細かい加工を可能にする技術をそのまま用いて細かい加工を施すことができるようになる。
（押し出し（打ち出し）加工等）
回転軸部となる、主に鉄からなる磁性材の真円の棒状体に対し、その側面に所定角度で所定の形状のポンチを当接し、ポンチを押し出す（打ち出す）ことにより、真円の棒状体においてポンチが当接した箇所を押し出し部として凹ませ、それに伴って応力の作用する箇所、例えば略直角方向の箇所を反対に脹らみ部として突出させる。この脹らみ部は、例えば、その頂点を結ぶ外周が突極部の外周形状になるように形成する。このようにして、回転軸部に突極部と押し出し部を形成してロータを構成する。
前記突出させた突極部の形状は、ｎを１以上の整数とするとき、任意の軸倍角ｎＸの突極に対応した形状、すなわち、出力巻線を備えたステータ磁極との間のリラクタンス値が回転角度に応じてｓｉｎ波状に変化するように外周形状を形成した突極部形状に形成する。実用上は、磁極巻線のリラクタンス特性を測定し、突極部形状を修正する。

突極部の形状は、押し出し部の形状に依存する。ステータ磁極の端面は、ロータにおける突極部よりも少し大きめの領域に対応し、突極部との間でリラクタンス（磁気抵抗）を変化させる。

ステータ磁極の端面に対して、突極部が対向するときには、磁束は主に突極部の頂点（軸中心から見て）付近と端面の間を通り、また、回転軸部における突極部と反対の側面が対向するときには、磁束は主に回転軸部の側面と端面の間を通り、また、押し出し部が対向するときには、磁束は主に回転軸部における押し出し部の上下（軸方向でみて）の少し盛り上がった脹らみ部と端面の間を通ることになる。

この結果、リラクタンスの値は、回転角度に応じてｓｉｎ波状に変化するようにできる。この押し出し加工に近い加工として打ち出し加工があり、同様に適用可能である。

図６は、本発明の押し出し（打ち出し）加工されたロータの構成図である。

図６（ａ）はロータの斜視図、図６（ｂ）は部位毎の断面図である。

図６（ａ）で示すように、棒状体３の長さ方向に沿って、パンチにより、脹らみ部を設ける側に少し湾曲した押し出し部７２を形成し、その結果略円弧状の脹らみ部７１を形成する。

図６（ｂ）において、棒状体３の脹らみ部７１を外れたＣ−Ｃ線の断面は、図６（ｂ）（２）に示すように円形に構成されている。これに対し、脹らみ部７１の頂点を通るＡ−Ａ線の断面図は、図６（ｂ）（４）に示すようにＣ−Ｃ線の断面形状（円形）よりも略円弧状に膨出している。この略円弧状を回転角度に応じてｓｉｎ波状に変化するように外周形状を形成することにより、突極部形状とする。脹らみ部７１の裾の方の断面、即ち、Ｂ−Ｂ線の断面又はＤ−Ｄ線の断面は、図６（ｂ）（３）に示すように、前記の両断面の形状の中間の形状をとる。

この加工方法によれば、既存の安価な丸棒等の材料を用いることができるので、安価に形成することができる。また、突極部形状を前記山形全体とすることができるので、従来の板状の突極部における縁部（エッジ）の影響を排除して、前記リラクタンス特性を前記山形全体の形状で作ることができるようになる。

図７は本発明の回転軸部に複数の突極部を連設するＶＲレゾルバの構成図である。図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は断面図である。

上で説明した加工方法により形成する突極部８１、８２、８３を、回転軸部８４に、その長さ方向に所定距離離間して任意数、この実施例の場合は３個形成する。この突極部８１、８２、８３それぞれに対してステータ部８５、８６、８７、８８、８９、９０を設けることにより、回転軸に沿って複数のレゾルバユニットを配置する。

ここで云うレゾルバユニットとは、磁極に巻線（励磁巻線、ｓｉｎ出力巻線、ｃｏｓ出力巻線）を施したステータと、回転軸部に突極部を設けたロータとを各１組備えたユニットを意味する。

このように、一本の回転軸に複数個のレゾルバを設けることにより、例えば、回転軸のねじれ量を計測する場合に、従来の１個づつのレゾルバを必要な複数個改めて回転軸に取付ける手間を省くことができる。また、回転軸部に突極部を一体に形成したので、構造が簡単になり、筐体１つで複数のレゾルバユニット全体を収納することができる。また、回転軸部に対する突極部の位置決め作業が不要となり、製造が容易になる。

本発明は、棒状体に一体に寸法精度の要求される脹らみ部を正確に膨出形成するものおよびその製造方法を教示するものであるから、機械的に同様の構造を有するものに適用可能な事項といえる。

本発明の突極部を１つ一体に設けたロータの据え込み鍛造の例１（略円弧状の脹らみ部の例）に関する構成図である。 本発明の突極部を１つ一体に設けたロータの他の据え込み鍛造の例２（板状の脹らみ部）に関する構成図である。 本発明の突極部を１つ一体に設けたロータの他の据え込み鍛造の例３（板状の脹らみ部）に関する構成図である。 本発明の突極部を１つ一体に設けたロータの型鍛造の例（略円弧状の脹らみ部の例）に関する構成図である。 本発明の回転軸部に突極部を２個一体に設けたロータの製造工程を説明する図である。 本発明の押し出し（打ち出し）加工されたロータの構成図である。 本発明の回転軸部に複数の突極部を連設するＶＲレゾルバの構成図である。

符号の説明

１、５１ ダイ
２、５２ 貫通孔
３ 棒状体
４、５３、５４、５８、５９、６３、６４ 凹溝
５、５５、５６、６７、６８、７１ 脹らみ部
６ 据え込み装置
７ パンチ
１０ 型面
１１ 板状の脹らみ部
１３ ダイ２
１５ 突極成型型溝
１６、１８ 位置決め凸部
１７、３７ バリ
２１ 位置決め凹部
１９ パンチ２
２２ 偏肉部
２４ 基準部
２６、４０、６１ 雄型
２７、３９、５７ 雌型
３０ 型鍛造機
６０ ２段凹溝１
６２ ２段凹溝２
７２ 押し出し部
８１、８２、８３ 突極部

Claims (9)

1. 回転軸部に突極部を一体に設けたロータを備えたことを特徴とするバリアブルリラクタンスレゾルバ。
2. 前記突極部は任意の軸倍角の突極形状に形成したことを特徴とする請求項１記載のバリアブルリラクタンスレゾルバ。
3. 前記突極部は前記回転軸部の長さ方向に２以上の任意の数設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のバリアブルリラクタンスレゾルバ。
4. 前記突極部を前記回転軸部の一部を脹らませた脹らみ部として形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のバリアブルリラクタンスレゾルバ。
5. 前記脹らみ部を板状に形成したことを特徴とする請求項４記載のバリアブルリラクタンスレゾルバ。
6. 前記請求項１乃至５のいずれか１項記載のバリアブルリラクタンスレゾルバにおいて、
   前記回転軸部に前記突極部を一体に鋳造成形することを特徴とするバリアブルリラクタンスレゾルバの製造方法。
7. 前記請求項１乃至５のいずれか１項記載のバリアブルリラクタンスレゾルバにおいて、前記回転軸部に前記突極部を一体に焼結成形することを特徴とするバリアブルリラクタンスレゾルバの製造方法。
8. 前記請求項１乃至５のいずれか１項記載のバリアブルリラクタンスレゾルバにおいて、棒状体から前記回転軸部に前記突極部を一体に有するロータを鍛造成形することを特徴とするバリアブルリラクタンスレゾルバの製造方法。
9. 請求項１乃至５のいずれか１項記載のバリアブルリラクタンスレゾルバの据え込み加工を行う製造装置であって、
   貫通孔に前記突極部又は前記脹らみ部に応じた溝部を設け、前記貫通孔に棒状体を挿通して据え込み加工するダイを有することを特徴とする製造装置。

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