JP2012247350A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転軸の大きさに関わらず、レゾルバを共有することが可能な回転電機を提供する。
【解決手段】実施形態の回転電機によれば、筒状の筐体と、筐体内に設けられた固定子と、固定子の内周側に設けられ筐体と同軸に設けられている回転軸を有する回転子と、回転子の回転角度を検出するレゾルバとを備え、このレゾルバは、筐体に設けられた円環状のレゾルバステータと、レゾルバステータの内周側において回転軸に当該回転軸と一体回転するようにアダプタを介して回転軸の軸端面側に取り付けられているレゾルバロータとを有し、アダプタは、アダプタと回転軸との相対的な移動を規制する移動規制部、および、アダプタとレゾルバロータとの相対的な回転を規制する回転規制部を有する。
【選択図】図1
【解決手段】実施形態の回転電機によれば、筒状の筐体と、筐体内に設けられた固定子と、固定子の内周側に設けられ筐体と同軸に設けられている回転軸を有する回転子と、回転子の回転角度を検出するレゾルバとを備え、このレゾルバは、筐体に設けられた円環状のレゾルバステータと、レゾルバステータの内周側において回転軸に当該回転軸と一体回転するようにアダプタを介して回転軸の軸端面側に取り付けられているレゾルバロータとを有し、アダプタは、アダプタと回転軸との相対的な移動を規制する移動規制部、および、アダプタとレゾルバロータとの相対的な回転を規制する回転規制部を有する。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、回転電機に関する。
回転子の回転角度を検出するセンサとしてレゾルバを備えた回転電機がある。レゾルバは、回転電機の筐体に固定的に設けられているレゾルバステータと、回転子とともに回転するレゾルバロータとから構成されている。この場合、レゾルバロータは、一般的に回転子の回転軸に取り付けられることが多いことから、回転軸の大きさ(外径)が異なる複数の回転電機に対して様々な大きさのものが個別に使用されている。このため、回転電機の製造時に用意すべき部品の種類が増加してしまう。また、レゾルバロータの大きさが回転軸の大きさにより制限されてしまう。
本発明が解決しようとする課題は、回転軸の大きさに関わらず、レゾルバを共有することが可能な回転電機を提供することである。
実施形態の回転電機によれば、筒状の筐体と、筐体内に設けられた固定子と、固定子の内周側に設けられ筐体と同軸に設けられている回転軸を有する回転子と、回転子の回転角度を検出するレゾルバとを備え、このレゾルバは、筐体に設けられた円環状のレゾルバステータと、レゾルバステータの内周側において回転軸に当該回転軸と一体回転するようにアダプタを介して回転軸の軸端面側に取り付けられているレゾルバロータとを有し、アダプタは、当該アダプタと回転軸との相対的な移動を規制する移動規制部、および、当該アダプタとレゾルバロータとの相対的な回転を規制する回転規制部を有する。
以下、一実施形態の回転電機について図1から図3を参照して説明する。
図1に示すように、回転電機1は、この場合三相の同期モータで、筐体2を備えている。以下、図1の左方向を正面側、右方向を後面側として説明する。筐体2は、円筒状をなすケース主体部3と、筐体2の正面側に存する正面側ブラケット4と、筐体2の後面側に存する後面側ブラケット5とを組み合わせて構成されている。ケース主体部3は図1の左右方向(前後方向)に延びる円筒状に形成されており、そのケース主体部3の内周部に、固定子6が設けられている。固定子6は、例えば珪素鋼板を多数枚積層した短円筒状に形成された固定子鉄心7と、この固定子鉄心7の図示しないコイル挿入孔に挿入された三相(U相、V相、W相)分の固定子コイル8とを有している。
図1に示すように、回転電機1は、この場合三相の同期モータで、筐体2を備えている。以下、図1の左方向を正面側、右方向を後面側として説明する。筐体2は、円筒状をなすケース主体部3と、筐体2の正面側に存する正面側ブラケット4と、筐体2の後面側に存する後面側ブラケット5とを組み合わせて構成されている。ケース主体部3は図1の左右方向(前後方向)に延びる円筒状に形成されており、そのケース主体部3の内周部に、固定子6が設けられている。固定子6は、例えば珪素鋼板を多数枚積層した短円筒状に形成された固定子鉄心7と、この固定子鉄心7の図示しないコイル挿入孔に挿入された三相(U相、V相、W相)分の固定子コイル8とを有している。
正面側ブラケット4は、ケース主体部3の正面側の開口を塞ぐように装着される。後面側ブラケット5は、ケース主体部3の後面側の開口を塞ぐように装着される。つまり、固定子6は、筐体2内に収納された状態で設けられている。固定子コイル8から引き出されたリード線8aは、ケース主体部3の上面に設けられている開口部3aから筐体2の外部に引き出されている。このリード線8aは、ケース主体部3の上面に設けられている平坦な取付部3bに取り付けられている端子台9に接続されている。端子台9には図示しないインバータ装置などと接続するための接続ケーブル9aが接続されており、この接続ケーブル9aを介して回転電機1の駆動信号が入力される。
固定子6の内周側には、回転子10が回転可能に配設されている。回転子10に設けられている回転軸11は、固定子6の軸方向(前後方向)に延びており、正面側(図1の左側)の一端部11aが軸受12を介して正面側ブラケット4に回転可能に支持され、後面側(図1の右側)の他端部11bが軸受13を介して後面側ブラケット5に回転可能に支持されている。正面側ブラケット4の径方向の中央部には、後方側へ突出するロータ支持部15が形成されており、このロータ支持部15に軸受12が設けられている。また、ロータ支持部15の正面外側には凹部15aが形成されており、回転軸11の一端部11aがその凹部15a内に突出している。
凹部15aの外側(正面側)に突出した回転軸11の一端部11aには、レゾルバステータ16とレゾルバロータ17とを備えたレゾルバ18が設けられている。このレゾルバ18は、周知のように回転子10の回転角度を検出するものである。レゾルバステータ16は、複数の珪素鋼板を積層した略円環状に形成されており、図2に示すように、レゾルバロータ17の外周側に、レゾルバロータ17の最外縁部との間にわずかな空隙(ギャップ)を隔てて配置されている。本実施形態の場合、レゾルバステータ16は、正面側ブラケット4の前面(回転子10と反対側の面)に固定的に取り付けられている。すなわち、レゾルバステータ16は、筐体2の外側に設けられている。
一方、レゾルバロータ17は、複数の珪素鋼板を積層した略円環状に形成されており、図2に示すように、その外縁部に径方向外側に突出する4箇所の凸部17aを有している。なお、この凸部17aは、回転電機1の極数に応じて設けられているものであり、例えば8極のモータの場合には凸部17aは8箇所に設けられる。このレゾルバロータ17は、図1に示すように、アダプタ19を介して回転軸11の一端部11aに取り付けられている。すなわち、レゾルバロータ17は、回転子10および回転軸11と一体に回転する。
アダプタ19は、全体としてレゾルバロータ17の内径にほぼ等しい外径を有する略円柱状に形成されているとともに、回転軸11側の面に回転軸11の一端部11aの外径とほぼ等しい内径を有する凹部20(挿入凹部、回転規制部に相当する)および径方向外側に延びるフランジ部21とを備えている。アダプタ19は、凹部20に回転軸11の一端部11aが挿入された状態で、ねじ22(固定部材、移動規制部に相当する)により回転軸11の一方(図示左方)の軸端面側に固定的に取り付けられている。つまり、ねじ22は、アダプタ19と回転軸11との間の相対的な軸方向への移動、および、アダプタ19と回転軸11との間の相対的な回転移動を規制する移動規制部として機能する。また、アダプタ19は、図2に示すように、凹部20と反対側の面(前面側)に、回転軸11の一端部11aに設けられている突起部23(後述する図3参照)が挿入される挿入孔部24が形成されている。この挿入孔部24は、径方向の長さが周方向の長さよりも大きい扁平形状、本実施形態の場合は楕円形状に形成されている。これら突起部23および挿入孔部24により構成される移動規制部により、アダプタ19は、回転軸11に対して、周方向への移動すなわち回転方向のずれが規制される一方、径方向への移動が挿入孔部24の大きさまで許容される。この、突起部23および挿入孔部24は、アダプタ19と回転軸11との間の相対的な回転移動を規制する移動規制部として機能する。
また、アダプタ19の外周側の一部にはキー溝25が設けられており、レゾルバロータ17は、その内周側に設けられたキー17bがこのキー溝25に勘合した状態で、フランジ部21に当接した状態でアダプタ19に取り付けられている。このキー17bおよびキー溝25によって、アダプタ19とレゾルバロータ17との相対的な回転が規制されている。これらキー17bおよびキー溝25は、回転規制部に相当する。
レゾルバ18は、回転軸11の回転に伴ってレゾルバロータ17が回転すると、その回転角度に応じた回転角度信号を出力ケーブル26から出力する。出力ケーブル26は、正面側ブラケット4の外側へ導出され、図示しない制御装置に接続されている。出力ケーブル26から出力される回転角度信号は、制御装置に入力され、回転電機1の制御に用いられる。正面側ブラケット4の外側(正面側)には、レゾルバ18が収容されている凹部15aの開口を塞ぐようにカバー27がねじ止めされている。本実施形態では、カバー27をアクリル製の透明な樹脂材料で形成している。なお、カバー27は、金属材料などで形成してもよい。
このような構成のレゾルバ18は、図3に示すように、回転子10が収容され、正面側ブラケット4が取り付けられた状態で筐体2(図3では図示を省略している)に取り付けられる。回転軸11の一端部11aは、回転子10を筐体2に収容した場合、ロータ支持部15の凹部15a内に突出した状態、すなわち、筐体2の外側に突出した状態になっている。この状態で、レゾルバロータ17を一体に取り付けたアダプタ19を、回転軸11の一端部11aに取り付ける。この場合、アダプタ19は、凹部20の内径R1が回転軸11の一端部11aを挿入可能な大きさに形成されている一方、その外径R2がレゾルバロータ17を挿入可能な大きさに形成されている。このため、アダプタ19の内径R1を回転軸11の一端部11aの外径に合わせて変更することにより、レゾルバロータ17の内径を変更することなく回転軸11に取り付けることができる。
これにより、回転軸11に取り付けるためにレゾルバロータ17の内径を回転軸11よりも大きくするなどの制限が無くなり、複数種類の回転電機で共通のレゾルバ18を用いることができる。換言すると、一実施形態の回転電機1に設けたレゾルバ18は、回転軸11の大きさ、本実施形態の場合は取り付け部位に相当する一端部11aの外径が異なるような複数種類の回転電機に対して共通に使用することができる。したがって、製造時には共通のレゾルバ18を量産しておけばよく、量産効果によるコストの低減や製造時の部品管理のコストの削減などを図ることができる。
また、レゾルバロータ17を回転軸11の軸端面側から、また、筐体2の外部から取り付けているので、回転軸11への取り付けおよび位置合わせを容易に行うことができ、組立性を向上させることができる。
また、アダプタ19と回転軸11の移動およびアダプタ19とレゾルバロータ17との回転をそれぞれ規制することにより、回転軸11とレゾルバロータ17との相対的な移動が規制される。したがって、アダプタ19を介してレゾルバロータ17を取り付ける構成であっても、回転子6の回転角度を精度よく検出することができる。
また、アダプタ19と回転軸11の移動およびアダプタ19とレゾルバロータ17との回転をそれぞれ規制することにより、回転軸11とレゾルバロータ17との相対的な移動が規制される。したがって、アダプタ19を介してレゾルバロータ17を取り付ける構成であっても、回転子6の回転角度を精度よく検出することができる。
また、レゾルバステータ16を、レゾルバロータ17の外周側に、同じく筐体2の外側から正面側ブラケット4に取り付ける。つまり、レゾルバロータ17およびレゾルバロータ17は、作業者による目視確認が可能な筐体2の外側から筐体2に取り付けられている。このように、筐体2を組み立てた後にレゾルバ18を外側から取り付けることにより、一実施形態の回転電機1では、レゾルバステータ16およびレゾルバロータ17を適切な位置関係で容易に取り付けることができ、取り付け作業の効率を改善することができる。
また、回転子10が筐体2に収容された状態であることから、回転子10は、レゾルバ18を取り付ける前にその軸出しが行われている。このため、レゾルバロータ17を取り付けた後に回転子10の位置が変更されることが無いため、レゾルバステータ16とレゾルバロータ17の位置関係が変わることがない。このため、レゾルバステータ16とレゾルバロータ17との位置関係が適切な状態に維持することができ、回転角度の誤検出やその誤差の発生を抑制することができる。
また、レゾルバステータ16およびレゾルバステータ16を筐体2の外側に設けたことにより、ノイズ源になり得る固定子6および回転子10とレゾルバ18との距離が大きくなるとともに、主として金属製の正面側ブラケット4を固定子6および回転子10とレゾルバ18との間に配置することができ、ノイズの影響を低減することができる。
(その他の実施形態)
一実施形態の回転電機1ではレゾルバ18の内径(アダプタ19の外径R2)が回転軸11の一端部11aの外径よりも大きい例を示したが、図4に示すように、レゾルバ18の内径が回転軸11の一端部11aの外径R3よりも小さい場合であっても、アダプタ19の形状を変更することにより、レゾルバ18の形状を変更することなく、使用することができる。
一実施形態の回転電機1ではレゾルバ18の内径(アダプタ19の外径R2)が回転軸11の一端部11aの外径よりも大きい例を示したが、図4に示すように、レゾルバ18の内径が回転軸11の一端部11aの外径R3よりも小さい場合であっても、アダプタ19の形状を変更することにより、レゾルバ18の形状を変更することなく、使用することができる。
一実施形態の回転電機1では回転軸11に突起部23を設け、アダプタ19に挿入孔部24を設けたが、アダプタ19に突起部23を設け、回転軸11に挿入孔部24を設けてもよい。また、突起部23(および対応する挿入口部24)の位置は、図2に例示した位置に限定されない。また、アダプタ19にキー溝25を設け、レゾルバロータ17にキーを設けたが、アダプタ19にキーを設け、レゾルバロータ17にキー溝を設けてもよい。
以上説明したように、実施形態による回転電機によれば、筐体に設けられた円環状のレゾルバステータと、レゾルバステータの内周側において回転軸に当該回転軸と一体回転するように設けられたレゾルバロータとを有し、このレゾルバロータを、アダプタを介して回転軸の軸端面側に取り付けている。そして、アダプタは、当該アダプタと回転軸との相対的な移動を規制する移動規制部、および、当該アダプタとレゾルバロータとの相対的な回転を規制する回転規制部を有している。これにより、アダプタの形状を変更することにより、レゾルバロータの形状を変更することなく様々な大きさの回転軸に取り付けることができ、複数種類の回転電機に対してレゾルバを共有することができる。
また、レゾルバロータを回転軸の軸端面側から取り付けているので、筐体への取り付けおよび位置合わせを容易に行うことができ、組立性を向上させることができる。
また、アダプタと回転軸との相対的な移動、およびアダプタとレゾルバロータとの相対的な回転をそれぞれ規制することにより、回転軸とレゾルバロータとの相対的な移動が規制される。したがって、アダプタを設けた場合であっても、回転子の回転角度を精度よく検出することができる。
また、アダプタと回転軸との相対的な移動、およびアダプタとレゾルバロータとの相対的な回転をそれぞれ規制することにより、回転軸とレゾルバロータとの相対的な移動が規制される。したがって、アダプタを設けた場合であっても、回転子の回転角度を精度よく検出することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
図面中、1は回転電機、2は筐体、6は固定子、10は回転子、11は回転軸、16はレゾルバステータ、17はレゾルバロータ、17bはキー(回転規制部)18はレゾルバ、19はアダプタ、20は凹部(挿入凹部、移動規制部)、22はねじ(固定部材、移動規制部)、23は突起部(移動規制部)、24は挿入孔部(移動規制部)、25はキー溝(回転規制部)を示す。
Claims (7)
- 筒状の筐体と、前記筐体内に設けられた固定子と、前記固定子の内周側に設けられ前記筐体と同軸に設けられている回転軸を有する回転子と、前記回転子の回転角度を検出するレゾルバと、を備えた回転電機であって、
前記レゾルバは、前記筐体に設けられた円環状のレゾルバステータと、前記レゾルバステータの内周側において前記回転軸に当該回転軸と一体回転するようにアダプタを介して前記回転軸の軸端面側に取り付けられているレゾルバロータとを有し、
前記アダプタは、当該アダプタと前記回転軸との相対的な移動を規制する移動規制部、および、当該アダプタと前記レゾルバロータとの相対的な回転を規制する回転規制部を有することを特徴とする回転電機。 - 前記移動規制部は、前記回転軸および前記アダプタの少なくとも一方に設けられた突起部と、前記アダプタおよび前記回転軸の少なくとも一方に設けられ、前記突起部が挿入される挿入孔部とを有し、
前記挿入孔部は、径方向の長さが周方向の長さよりも大きい扁平形状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機。 - 前記移動規制部は、前記アダプタに設けられ前記回転軸が挿入される挿入凹部と、前記回転軸が前記挿入凹部に挿入された状態で前記回転軸の一方の軸端面から前記アダプタを前記回転軸に固定する固定部材と、を有することを特徴とする請求項1または2記載の回転電機。
- 前記回転規制部は、前記レゾルバロータの外周部に設けられているキー溝と、前記レゾルバロータの内周側に設けられ前記キー溝に勘合するキーと、を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項記載の回転電機。
- 前記レゾルバステータは、前記筐体の外側に設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載の回転電機。
- 前記レゾルバロータは、前記筐体の外側に設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項記載の回転電機。
- 前記レゾルバステータは、前記回転子が前記筐体に収容された状態で、前記筐体に対して外側から設置可能であることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項記載の回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011120364A JP2012247350A (ja) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011120364A JP2012247350A (ja) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | 回転電機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012247350A true JP2012247350A (ja) | 2012-12-13 |
Family
ID=47467907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2011120364A Withdrawn JP2012247350A (ja) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | 回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2012247350A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015209999A1 (de) * | 2015-06-01 | 2016-12-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Elektrische Maschine mit Flansch für ein Sensorelement |
WO2020026438A1 (ja) * | 2018-08-03 | 2020-02-06 | 三菱電機株式会社 | 角度検出器、及び角度検出器の製造方法 |
-
2011
- 2011-05-30 JP JP2011120364A patent/JP2012247350A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
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DE102015209999A1 (de) * | 2015-06-01 | 2016-12-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Elektrische Maschine mit Flansch für ein Sensorelement |
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CN112513560A (zh) * | 2018-08-03 | 2021-03-16 | 三菱电机株式会社 | 角度检测器以及角度检测器的制造方法 |
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