JP2012173137A - Resolver structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure a withstand voltage of insulation when a resolver is connected with a motor via a motor frame and a motor shaft, thereby preventing a breakage of the resolver.SOLUTION: A resolver structure according to the invention has an insulation resin collar (28) insulating a motor shaft (24) from a cylindrical resolver rotation shaft (10), and a ring-like insulation plate (21) insulating a motor frame (20) from a resolver case (6).

Description

本発明は、レゾルバ構造に関し、特に、モータフレーム及びモータ軸を介してモータにレゾルバを接続した場合の絶縁耐圧を確保し、レゾルバの破損を防止駆るための新規な改良に関する。   The present invention relates to a resolver structure, and more particularly, to a novel improvement for securing a dielectric strength when a resolver is connected to a motor via a motor frame and a motor shaft, and preventing damage to the resolver.

従来、用いられていたこの種のレゾルバ構造としては、特許文献1に示される構成を図2に示し、特許文献2に示される構成を図3に示している。
すなわち、図2は、回転トランス1とレゾルバ2を組合わせた回転トランス付レゾルバ3を示しており、前記回転トランス1とレゾルバ2のレゾルバステータ4及びステータトランスコア5はレゾルバケース6に取付けられ、前記レゾルバステータ4にはレゾルバステータ巻線7が設けられ、前記ステータトランスコア5にはステータトランス巻線8が設けられ、前記レゾルバステータ巻線7及びステータトランス巻線8は、リード線9を介して外部に導出されている。
As a conventional resolver structure of this type, the configuration shown in Patent Document 1 is shown in FIG. 2, and the configuration shown in Patent Document 2 is shown in FIG.
That is, FIG. 2 shows a resolver 3 with a rotary transformer in which a rotary transformer 1 and a resolver 2 are combined. The resolver stator 4 and the stator transformer core 5 of the rotary transformer 1 and the resolver 2 are attached to a resolver case 6. The resolver stator 4 is provided with a resolver stator winding 7, the stator transformer core 5 is provided with a stator transformer winding 8, and the resolver stator winding 7 and the stator transformer winding 8 are connected via lead wires 9. Are derived outside.

前記レゾルバステータ4及びステータトランスコア5の内側には、中空型の筒状レゾルバ回転軸10が回転自在に配設されており、この筒状レゾルバ回転軸10は、図示しないモータのモータ軸が挿入接続されるように構成されている。   A hollow cylindrical resolver rotating shaft 10 is rotatably disposed inside the resolver stator 4 and the stator transformer core 5. A motor shaft of a motor (not shown) is inserted into the cylindrical resolver rotating shaft 10. Configured to be connected.

前記筒状レゾルバ回転軸10の外周面には、レゾルバロータ11及びロータトランスコア12が軸方向に沿って直列配設されており、前記レゾルバロータ11にはレゾルバロータ巻線13が設けられ、前記ロータトランスコア12にはロータトランス巻線14が設けられている。   A resolver rotor 11 and a rotor transformer core 12 are arranged in series along the axial direction on the outer peripheral surface of the cylindrical resolver rotating shaft 10, and a resolver rotor winding 13 is provided on the resolver rotor 11. The rotor transformer core 12 is provided with a rotor transformer winding 14.

従って、前述の構成において、レゾルバステータ巻線7に励磁信号を供給した状態で、前記筒状レゾルバ回転軸10が回転した時に前記レゾルバロータ巻線13に誘起された回転検出信号は、前記レゾルバロータ巻線13から信号線(図示せず)を介してロータトランス巻線14に伝達され、周知の電磁結合によって前記ステータトランス巻線8からリード線9によって外部に取り出される。   Therefore, in the above-described configuration, the rotation detection signal induced in the resolver rotor winding 13 when the cylindrical resolver rotating shaft 10 rotates in a state where the excitation signal is supplied to the resolver stator winding 7 is obtained from the resolver rotor. It is transmitted from the winding 13 to the rotor transformer winding 14 via a signal line (not shown), and is taken out from the stator transformer winding 8 by the lead wire 9 by known electromagnetic coupling.

また、図3の従来構成は、一対の可変リラクタンス型レゾルバである第1、第2レゾルバ4,4Aを用いた構成である。
すなわち、レゾルバケース6の内面には、レゾルバステータ巻線7を有するレゾルバステータ4及びレゾルバステータ巻線7Aを有するレゾルバステータ4Aが設けられ、前記各レゾルバステータ4,4Aの内側には、筒状レゾルバ回転軸10が回転自在に配設されている。
前記筒状レゾルバ回転軸10の外周面10aには、一対のレゾルバロータ11,11Aが互いに回転位置の位相をずらせた状態で設けられ、前記レゾルバステータ4とレゾルバロータ11とによって第1レゾルバ2が形成され、前記レゾルバステータ4Aとレゾルバロータ11Aとによって第2レゾルバ2Aが形成されている。
Further, the conventional configuration of FIG. 3 is a configuration using the first and second resolvers 4 and 4A which are a pair of variable reluctance type resolvers.
That is, a resolver stator 4 having a resolver stator winding 7 and a resolver stator 4A having a resolver stator winding 7A are provided on the inner surface of the resolver case 6. A rotary shaft 10 is rotatably arranged.
A pair of resolver rotors 11, 11 </ b> A are provided on the outer peripheral surface 10 a of the cylindrical resolver rotating shaft 10 in a state in which the phases of the rotational positions are shifted from each other. The second resolver 2A is formed by the resolver stator 4A and the resolver rotor 11A.

従って、前述の従来構成においては、各レゾルバ2,2Aが互いに180度位相をずらせて配設されているため、各レゾルバ2,2Aからの出力を合成することにより、各レゾルバステータ4,4Aの芯ズレによる出力電圧のアンバランスを除去するようにしている。   Accordingly, in the above-described conventional configuration, the resolvers 2 and 2A are arranged 180 degrees out of phase with each other. Therefore, by combining the outputs from the resolvers 2 and 2A, the resolver stators 4 and 4A The output voltage imbalance due to misalignment is removed.

特開2003−75197号公報JP 2003-75197 A 特開平8−189805号公報JP-A-8-189805

従来のレゾルバは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図2及び図3の従来のレゾルバ構成においては、例えば、レゾルバロータ11は、巻線13,14の絶縁コーティング、及び、レゾルバステータ4は、絶縁ボビンによって、各々耐圧を確保しているが、鉄道用途のACサーボモータに搭載するレゾルバの場合、鉄道における電圧供給の実情からレゾルバ信号ラインに数千Vレベルのサージ電圧がかかる可能性があるため、十分な絶縁耐圧を得ることは困難であった。
すなわち、従来のレゾルバでは、総合して、実力値で1000V程度までの耐圧しか満足できず、レゾルバケース6がモータのモータフレームと電気的に導通しており、1000V以上のサージ電圧には対応することが不可能であった。
Since the conventional resolver is configured as described above, the following problems exist.
That is, in the conventional resolver configuration of FIGS. 2 and 3, for example, the resolver rotor 11 has an insulation coating on the windings 13 and 14, and the resolver stator 4 has a breakdown voltage secured by an insulating bobbin. In the case of a resolver installed in an AC servo motor for railway use, it is difficult to obtain a sufficient withstand voltage because a surge voltage of several thousand volts may be applied to the resolver signal line due to the actual situation of voltage supply in railways. there were.
That is, the conventional resolver generally can only satisfy a breakdown voltage of about 1000 V in actual value, the resolver case 6 is electrically connected to the motor frame of the motor, and can cope with a surge voltage of 1000 V or more. It was impossible.

本発明によるレゾルバ構造は、モータフレームに軸受を介して回転自在に設けられたモータ軸の端部に設けられた筒状レゾルバ回転軸と、前記筒状レゾルバ回転軸のレゾルバロータに対応するレゾルバステータを有し前記モータフレームに支持されたレゾルバケースとからなるレゾルバ構造において、前記筒状レゾルバ回転軸と前記モータ軸との間に設けられた絶縁樹脂カラーと、前記レゾルバケースと前記モータフレームとの間に設けられた輪状絶縁板と、よりなり、前記モータ軸と前記筒状レゾルバ回転軸との間は、前記絶縁樹脂カラーによって絶縁され、前記モータフレームと前記レゾルバケースとの間は、前記輪状絶縁板によって絶縁されている構成であり、また、前記絶縁樹脂カラーは、前記モータ軸の外周面に互いに対向して挿入配設された一対のカラー部よりなり、前記各カラー部の一端には、鍔部が形成されている構成であり、また、前記レゾルバケースは、アルミニウムからなる構成であり、また、前記各カラー部間に形成され前記モータ軸の外周に位置する輪状空隙内には、接着剤が充填されている構成である。   A resolver structure according to the present invention includes a cylindrical resolver rotating shaft provided at an end portion of a motor shaft rotatably provided on a motor frame via a bearing, and a resolver stator corresponding to a resolver rotor of the cylindrical resolver rotating shaft. A resolver structure comprising a resolver case supported by the motor frame, an insulating resin collar provided between the cylindrical resolver rotation shaft and the motor shaft, and the resolver case and the motor frame. A ring-shaped insulating plate provided between the motor shaft and the cylindrical resolver rotating shaft is insulated by the insulating resin collar, and the motor frame and the resolver case are ring-shaped. The insulating resin collar is inserted into the outer peripheral surface of the motor shaft so as to face each other. The collar portion is composed of a pair of arranged collar portions, and a collar portion is formed at one end of each collar portion, and the resolver case is composed of aluminum. An annular gap formed between the portions and positioned on the outer periphery of the motor shaft is filled with an adhesive.

本発明によるレゾルバ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、モータフレームに軸受を介して回転自在に設けられたモータ軸の端部に設けられた筒状レゾルバ回転軸と、前記筒状レゾルバ回転軸のレゾルバロータに対応するレゾルバステータを有し前記モータフレームに支持されたレゾルバケースとからなるレゾルバ構造において、前記筒状レゾルバ回転軸と前記モータ軸との間に設けられた絶縁樹脂カラーと、前記レゾルバケースと前記モータフレームとの間に設けられた輪状絶縁板と、よりなり、前記モータ軸と前記筒状レゾルバ回転軸との間は、前記絶縁樹脂カラーによって絶縁され、前記モータフレームと前記レゾルバケースとの間は、前記輪状絶縁板によって絶縁されていることにより、従来のレゾルバ単体の絶縁耐圧限界値が1000V程度であったのに対し、絶縁耐圧が3500V−secを確保でき、限界値についてはさらに許容範囲があるため、新幹線等の鉄道用の使用に充分耐えることができる。
また、前記絶縁樹脂カラーは、前記モータ軸の外周面に互いに対向して挿入配設された一対のカラー部よりなり、前記各カラー部の一端には、鍔部が形成されていることにより、ロータ側の巻線に対する保護作用を得ることができる。
また、前記レゾルバケースは、アルミニウムからなることにより、複雑な形状を容易に加工することができる。
また、前記各カラー部間に形成され前記モータ軸の外周に位置する輪状空隙内には、接着剤が充填されていることにより、モータ軸への筒状レゾルバ回転軸がナットの外に接着剤の充填によって極めて強固に固定することができる。
Since the resolver structure according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, the motor having a cylindrical resolver rotating shaft provided at an end of a motor shaft rotatably provided on a motor frame via a bearing, and a resolver stator corresponding to the resolver rotor of the cylindrical resolver rotating shaft. In a resolver structure comprising a resolver case supported by a frame, an insulating resin collar provided between the cylindrical resolver rotating shaft and the motor shaft, and provided between the resolver case and the motor frame. The motor shaft and the cylindrical resolver rotating shaft are insulated by the insulating resin collar, and the motor frame and the resolver case are insulated by the annular insulating plate. As a result, the dielectric breakdown voltage limit of the conventional resolver alone is about 1000 V, whereas the dielectric breakdown voltage is 350 V. It can be secured V-sec, since there is more tolerance for the limit value, can withstand sufficiently the use of railway Shinkansen like.
Further, the insulating resin collar is composed of a pair of collar portions inserted and disposed opposite to each other on the outer peripheral surface of the motor shaft, and a collar portion is formed at one end of each collar portion. A protective action against the rotor side winding can be obtained.
The resolver case is made of aluminum, so that a complicated shape can be easily processed.
In addition, an annular space formed between the collar portions and positioned on the outer periphery of the motor shaft is filled with an adhesive, so that the cylindrical resolver rotating shaft to the motor shaft is placed outside the nut. Can be fixed very firmly by filling.

本発明によるレゾルバ構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the resolver structure by this invention. 従来のレゾルバ構造を示す半断面図である。It is a half cross-sectional view showing a conventional resolver structure. 従来の他のレゾルバ構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other conventional resolver structure.

本発明は、モータフレーム及びモータ軸を介してモータにレゾルバを接続した場合の絶縁耐圧を確保し、レゾルバの破損を防止するようにしたレゾルバ構造を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a resolver structure that ensures a dielectric strength when a resolver is connected to a motor via a motor frame and a motor shaft, and prevents the resolver from being damaged.

以下、図面と共に本発明によるレゾルバ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を用いて説明する。
図1において符号20で示されるものは、ACサーボモータのモータフレームであり、このモータフレーム20には、輪状絶縁板21を介してレゾルバケース固定台22が設けられ、このレゾルバケース固定台22にはレゾルバケース6がボルト23によって固定されている。
前記レゾルバケース固定台22及びレゾルバケース6は、加工及び放熱性に優れたアルミニウム材で構成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of a resolver structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The same reference numerals are used for the same or equivalent parts as in the conventional example.
1 is a motor frame of an AC servo motor. A resolver case fixing base 22 is provided on the motor frame 20 via a ring-shaped insulating plate 21, and the resolver case fixing base 22 is attached to the motor frame 20. The resolver case 6 is fixed by bolts 23.
The resolver case fixing base 22 and the resolver case 6 are made of an aluminum material excellent in processing and heat dissipation.

前記モータフレーム20に対して一対の図示しない軸受を介して回転自在に設けられたモータ軸24の端部25の外周面25aには、その軸方向に沿って互いに離間して対向するように一対のカラー部26,27が設けられている。   A pair of outer peripheral surfaces 25a of the end portions 25 of the motor shaft 24, which are rotatably provided to the motor frame 20 via a pair of bearings (not shown), are opposed to each other along the axial direction. Color portions 26 and 27 are provided.

前記各カラー部26,27は、絶縁樹脂よりなると共に、全体形状が筒形をなし、かつ、その一端には一体に形成された鍔部26a,27aが設けられ、各カラー部26,27によって絶縁樹脂カラー28が構成されている。   Each of the collar portions 26 and 27 is made of an insulating resin, has an overall shape of a cylindrical shape, and is provided with flange portions 26a and 27a formed integrally at one end thereof. An insulating resin collar 28 is configured.

前記各カラー部26,27の外周面、即ち、前記絶縁樹脂カラー28の外周面28aには、筒状レゾルバ回転軸10が設けられている。
すなわち、前記絶縁樹脂カラー28の組立て手順としては、前記モータ軸24の段部24aに一方のカラー部26を挿入配設した後、このカラー部26の外周面に前記筒状レゾルバ回転軸10を挿入し、その後、前記端部25の外周面25aと前記筒状レゾルバ回転軸10の内周面10aとの間の輪状空隙10b内に前記カラー部27を挿入し、前記端部25の外端に螺合されたナット29を締め付けることにより、前記筒状レゾルバ回転軸10は前記絶縁樹脂カラー28を介して前記端部25に強固に固定される。
A cylindrical resolver rotating shaft 10 is provided on the outer peripheral surfaces of the collar portions 26 and 27, that is, on the outer peripheral surface 28 a of the insulating resin collar 28.
That is, as an assembling procedure of the insulating resin collar 28, after inserting one collar portion 26 into the step portion 24a of the motor shaft 24, the cylindrical resolver rotating shaft 10 is attached to the outer peripheral surface of the collar portion 26. After that, the collar portion 27 is inserted into the annular gap 10b between the outer peripheral surface 25a of the end portion 25 and the inner peripheral surface 10a of the cylindrical resolver rotating shaft 10, and the outer end of the end portion 25 is inserted. The cylindrical resolver rotating shaft 10 is firmly fixed to the end portion 25 through the insulating resin collar 28 by tightening the nut 29 screwed into the nut.

前記筒状レゾルバ回転軸10内に形成された前記輪状空隙10b内には、接着剤30が充填された輪状接着剤31が形成されることにより、前記端部25、絶縁樹脂カラー28及び筒状レゾルバ回転軸10は、前述のナット29による締め付けに加えてさらに強固に固定される。   A ring-shaped adhesive 31 filled with an adhesive 30 is formed in the ring-shaped gap 10 b formed in the cylindrical resolver rotating shaft 10, so that the end 25, the insulating resin collar 28 and the cylindrical shape are formed. The resolver rotating shaft 10 is more firmly fixed in addition to the tightening by the nut 29 described above.

前記筒状レゾルバ回転軸10の外周面10bには、その軸方向に沿って直列配置されたレゾルバロータ11とロータトランスコア12が設けられており、前記レゾルバロータ11にはロータトランス巻線13が設けられ、前記ロータトランスコア12にはロータトランス巻線14が設けられている。   A resolver rotor 11 and a rotor transformer core 12 arranged in series along the axial direction are provided on the outer peripheral surface 10 b of the cylindrical resolver rotating shaft 10, and a rotor transformer winding 13 is provided on the resolver rotor 11. The rotor transformer core 12 is provided with a rotor transformer winding 14.

前記レゾルバケース6の内面には、その軸方向に沿って直列配置されたレゾルバステータ4とステータトランスコア5が設けられており、前記レゾルバステータ4にはレゾルバステータ巻線7が設けられ、前記ステータトランスコア5にはステータトランス巻線8が設けられている。
従って、前記レゾルバロータ11とレゾルバステータ4とによりレゾルバ2が構成され、前記ロータトランスコア12とステータトランスコア5とにより周知の回転トランス1が構成され、前述のレゾルバロータ巻線13とロータトランス巻線14とは、図示しないリード線によって互いに接続されている。
A resolver stator 4 and a stator transformer core 5 arranged in series along the axial direction are provided on the inner surface of the resolver case 6, and a resolver stator winding 7 is provided on the resolver stator 4. The transformer core 5 is provided with a stator transformer winding 8.
Therefore, the resolver 2 is constituted by the resolver rotor 11 and the resolver stator 4, and the known rotary transformer 1 is constituted by the rotor transformer core 12 and the stator transformer core 5, and the resolver rotor winding 13 and the rotor transformer winding described above. The wire 14 is connected to each other by a lead wire (not shown).

前記レゾルバケース6及びレゾルバケース固定台22は、比較的放熱性の高いアルミニウムで形成され、そのため、加工性が良く、かつ、放熱性に優れているため、前記モータフレーム20を伝わる前記ACサーボモータ側からの熱の前記回転トランス1及びレゾルバ2側への伝熱を抑制するのに効果的である。   The resolver case 6 and the resolver case fixing base 22 are made of aluminum having a relatively high heat dissipation property. Therefore, the workability is excellent and the heat dissipation property is excellent. This is effective in suppressing the heat transfer from the side to the rotary transformer 1 and the resolver 2 side.

本発明によるレゾルバ構造は、レゾルバ付モータに限ることなく、エンコーダに対しても適用可能である。   The resolver structure according to the present invention is applicable not only to a motor with a resolver but also to an encoder.

1 回転トランス
2 レゾルバ
4 レゾルバステータ
5 ステータトランスコア
6 レゾルバケース
7 レゾルバステータ巻線
8 ステータトランス巻線
9 リード線
10 筒状レゾルバ回転軸
11 レゾルバロータ
12 ロータトランスコア
13 レゾルバロータ巻線
14 ロータトランス巻線
20 モータフレーム
21 輪状絶縁板
22 レゾルバケース固定台
23 ボルト
24 モータ軸
24a 段部
25 端部
25a 外周面
26 カラー部
26a 鍔部
27 カラー部
27a 鍔部
28 絶縁樹脂カラー
29 ナット
30 接着剤
31 輪状接着剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating transformer 2 Resolver 4 Resolver stator 5 Stator transformer core 6 Resolver case 7 Resolver stator winding 8 Stator transformer winding 9 Lead wire 10 Cylindrical resolver rotating shaft 11 Resolver rotor 12 Rotor transformer core 13 Resolver rotor winding 14 Rotor transformer winding Wire 20 Motor frame 21 Ring-shaped insulating plate 22 Resolver case fixing base 23 Bolt 24 Motor shaft 24a Step portion 25 End portion 25a Outer surface 26 Collar portion 26a collar portion 27 collar portion 27a collar portion 28 Insulating resin color 29 Nut 30 Adhesive 31 Ring shape adhesive

Claims (4)

モータフレーム(20)に軸受を介して回転自在に設けられたモータ軸(24)の端部(25)に設けられた筒状レゾルバ回転軸(10)と、前記筒状レゾルバ回転軸(10)のレゾルバロータ(11)に対応するレゾルバステータ(4)を有し前記モータフレーム(20)に支持されたレゾルバケース(6)とからなるレゾルバ構造において、
前記筒状レゾルバ回転軸(10)と前記モータ軸(24)との間に設けられた絶縁樹脂カラー(28)と、前記レゾルバケース(6)と前記モータフレーム(20)との間に設けられた輪状絶縁板(21)と、よりなり、
前記モータ軸(24)と前記筒状レゾルバ回転軸(10)との間は、前記絶縁樹脂カラー(28)によって絶縁され、前記モータフレーム(20)と前記レゾルバケース(6)との間は、前記輪状絶縁板(21)によって絶縁されていることを特徴とするレゾルバ構造。
A cylindrical resolver rotary shaft (10) provided at an end (25) of a motor shaft (24) provided rotatably on a motor frame (20) via a bearing, and the cylindrical resolver rotary shaft (10) In a resolver structure comprising a resolver stator (4) corresponding to the resolver rotor (11) and a resolver case (6) supported by the motor frame (20),
An insulating resin collar (28) provided between the cylindrical resolver rotating shaft (10) and the motor shaft (24), and provided between the resolver case (6) and the motor frame (20). A ring-shaped insulating plate (21), and
The motor shaft (24) and the cylindrical resolver rotating shaft (10) are insulated by the insulating resin collar (28), and the motor frame (20) and the resolver case (6) are A resolver structure characterized by being insulated by the annular insulating plate (21).
前記絶縁樹脂カラー(28)は、前記モータ軸(24)の外周面(25a)に互いに対向して挿入配設された一対のカラー部(26,27)よりなり、前記各カラー部(26,27)の一端には、鍔部(26a,27a)が形成されていることを特徴とする請求項1記載のレゾルバ構造。   The insulating resin collar (28) is composed of a pair of collar portions (26, 27) inserted and arranged opposite to each other on the outer peripheral surface (25a) of the motor shaft (24). The resolver structure according to claim 1, wherein a flange (26a, 27a) is formed at one end of (27). 前記レゾルバケース(6)は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項1又は2記載のレゾルバ構造。   The resolver structure according to claim 1 or 2, wherein the resolver case (6) is made of aluminum. 前記各カラー部(26,27)間に形成され前記モータ軸(24)の外周に位置する輪状空隙(10b)内には、接着剤(30)が充填されていることを特徴とする請求項2又は3記載のレゾルバ構造。   The ring-shaped gap (10b) formed between the collar portions (26, 27) and positioned on the outer periphery of the motor shaft (24) is filled with an adhesive (30). The resolver structure according to 2 or 3.
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