JP2013093985A - Stator fixing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータ固定構造に係り、特に、レゾルバ用ステータをモータケース等の取付先部材に固定するためのステータ固定構造に関する。 The present invention relates to a stator fixing structure, and more particularly to a stator fixing structure for fixing a resolver stator to an attachment member such as a motor case.
従来、モータのロータの回転位置を検出するためにレゾルバが用いられることがある。レゾルバは、モータロータのロータシャフトに固定されるレゾルバロータと、レゾルバロータの周囲に設けられるレゾルバステータとを備える。レゾルバステータは、モータを収容するケースまたはハウジングに対して、例えばボルト締め等によって固定されるのが一般的である。 Conventionally, a resolver is sometimes used to detect a rotational position of a rotor of a motor. The resolver includes a resolver rotor fixed to the rotor shaft of the motor rotor, and a resolver stator provided around the resolver rotor. The resolver stator is generally fixed to a case or housing that houses the motor, for example, by bolting.
これに関連する先行技術文献として例えば特開2004−7903号公報(特許文献1)には、ステータ体(1)のステータ片(1a)を転積によって積層させ、このステータ体(1)の外周に取付用耳部(2)を有する樹脂モールド枠体(21)を設け、この取付用耳部(2)を用いてステータ体(1)を他の機器等に取り付ける構成とした、回転検出器用ステータ構造が開示されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-7903 (Patent Document 1) as a related art document relating to this, the stator pieces (1a) of the stator body (1) are stacked by rolling, and the outer periphery of the stator body (1). For a rotation detector, a resin mold frame (21) having mounting ears (2) is provided, and the stator body (1) is mounted to another device using the mounting ears (2). A stator structure is disclosed.
特許文献1に記載の回転検出器用ステータ構造では、取付用耳部に形成された取付穴が長孔として形成されているため、ステータ体をボルト締結により固定する前にステータ体の周方向位置(または回転位置)を調整しなければならず、ステータ体の組付け作業が煩雑であるという課題があった。 In the rotation detector stator structure described in Patent Document 1, since the mounting holes formed in the mounting ears are formed as long holes, the circumferential position of the stator body ( Alternatively, the rotational position) must be adjusted, and the assembly work of the stator body is complicated.
本発明の目的は、ステータの周方向位置調整を不要にしながら、ステータを備えたレゾルバの検出精度を良好なものにでき、かつ、ステータの材料費低減を図れるステータ固定構造を提供することである。 An object of the present invention is to provide a stator fixing structure that can improve the detection accuracy of a resolver equipped with a stator while reducing the circumferential position adjustment of the stator and can reduce the material cost of the stator. .
本発明に係るステータ固定構造は、ステータが固定される台座部を有する取付先部材と、磁性体からなるステータコアの外周部に径方向外側へ突出して設けられた非磁性材料からなる複数の取付部を有し、前記取付部には前記台座部に固定するための固定部材を挿通する貫通孔が設けられているステータと、前記取付部に設けられて前記台座部に形成された位置決め孔に挿入されることにより前記取付先部材に対する前記ステータの周方向位置を決める少なくとも1つのノックピンと、を備える。 A stator fixing structure according to the present invention includes a mounting member having a pedestal portion to which a stator is fixed, and a plurality of mounting portions made of a nonmagnetic material that protrudes radially outward from an outer peripheral portion of a stator core made of a magnetic material. The mounting portion is provided with a through-hole through which a fixing member for fixing to the pedestal portion is inserted, and is inserted into a positioning hole provided in the mounting portion and formed in the pedestal portion. And at least one knock pin that determines the circumferential position of the stator with respect to the attachment member.
本発明に係るステータ固定構造において、前記ノックピンは前記取付部と一体に形成されてもよい。 In the stator fixing structure according to the present invention, the knock pin may be formed integrally with the attachment portion.
また、本発明に係るステータ固定構造において、前記取付部は、前記ステータに巻回されるステータコイルを覆うカバー部材と一体に形成されてもよい。 In the stator fixing structure according to the present invention, the mounting portion may be formed integrally with a cover member that covers a stator coil wound around the stator.
本発明のステータ固定構造によれば、ステータは非磁性材料からなる取付部によって取付先部材に固定されるため、磁性体からなるステータコアに対して取付部が応力歪みを生じさせることなくステータを固定することができる。したがって、ステータコアの応力ひずみによる検出精度への影響がなく、ステータを備えたレゾルバの検出精度を良好なものにできる。 According to the stator fixing structure of the present invention, since the stator is fixed to the attachment member by the mounting portion made of a nonmagnetic material, the mounting portion fixes the stator without causing stress distortion to the stator core made of a magnetic material. can do. Therefore, the detection accuracy due to the stress strain of the stator core is not affected, and the detection accuracy of the resolver including the stator can be improved.
また、磁性体からなるステータコアに固定用ボルト挿通穴を形成する必要がなく、ステータの小径化を図れて材料費を低減できる。 Further, it is not necessary to form a fixing bolt insertion hole in the stator core made of a magnetic material, and the diameter of the stator can be reduced and the material cost can be reduced.
さらに、取付先部材の台座部にノックピンを挿入することにより取付先部材に対するステータの周方向位置決めが正確かつ容易に行え、ステータを固定する前の周方向位置調整作業が不要となってステータの組付け作業を容易にすることができる。 Further, by inserting a knock pin into the base portion of the mounting destination member, the circumferential positioning of the stator with respect to the mounting destination member can be performed accurately and easily. Attaching work can be facilitated.
以下に、本発明に係る実施の形態(以下、実施形態という)について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present invention, and can be appropriately changed according to the application, purpose, specification, and the like. In addition, when a plurality of embodiments and modifications are included in the following, it is assumed from the beginning that these characteristic portions are used in appropriate combinations.
図1は本実施形態のステータ固定構造が適用されるレゾルバ10を示す軸方向断面図であり、図1おいてケースに取り付けられたレゾルバ10の検出ロータおよび検出ステータを示す、軸方向から見た平面図(シャフト断面を含む)である。なお、本実施形態ではステータ固定構造がロータ回転位置検出センサであるレゾルバ10に適用される例について説明するが、モータや発電機等の回転電機を構成するステータの固定構造として用いてもよい。
FIG. 1 is an axial sectional view showing a
図1に示すように、レゾルバ10は、モータ12に隣接して設けられている。モータ12は、略有底円筒状のハウジング14内に収容されている。ハウジング14の開口端部は、レゾルバ10を収容するケース(取付先部材)16によって閉じられている。ハウジング14およびケース16は、例えば、アルミダイキャスト製のものが好適に用いられる。
As shown in FIG. 1, the
モータ12は、モータステータ20と、モータロータ22とを備える。モータステータ20は、磁性鋼板を軸方向に積層してなる筒状をなし、内周部に径方向内方へ突出して形成された複数のティース24が周方向に均等配置で設けられている。そして、ティース24に周囲にはステータコイル26が巻装されている。
The
モータロータ22は、略円柱状のロータコア22aと、ロータコア22aの中心孔部を貫通して固設されたロータシャフト22bとを含む。ロータコア22aは、モータステータ20の内側に所定のギャップを隔てて配置されている。また、ロータシャフト22bは、ケース16の中心部に配置される軸受18と、ハウジング14の図示しない底部の中心部に配置される図示しない軸受とを介して、モータ12のロータシャフト22bが回転可能に支持されている。
The
レゾルバ10は、検出ロータ30と検出ステータ32とを備える。レゾルバ10は、モータロータ22の回転位置を検出するためのセンサとして機能する。レゾルバ10の検出ロータ30は、例えば、略楕円状または小判状に打ち抜き加工された複数枚の磁性鋼板を軸方向に積層して、かしめ、溶接等により一体に連結して構成される。
The
検出ロータ30の中心孔には、モータ12から延びるロータシャフト22bが挿通されている。検出ロータ30の中心孔の縁にはキー34が突設されており、このキー34がロータシャフト22bに凹設されたキー溝36が嵌合することによって、ロータシャフト22bに対する検出ロータ30の周方向位置が決められている。
A
また、検出ロータ30は、ロータシャフト22bの端部(図1中の左側)が挿通されて組み付けられるとき、軸方向に延伸するキー溝36の終端面に検出ロータ30のキー34が当接することによって、ロータシャフト22bに対する検出ロータ30の軸方向位置が決められることができる。
In addition, when the
なお、上記においては検出ロータ30の周方向位置がキーとキー溝の嵌合によって決められるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、検出ロータをロータシャフトに圧入、締り嵌め等することによってロータシャフトに対する検出ロータの周方向位置および/または軸方向位置が固定されてもよい。
In the above description, it has been described that the circumferential position of the
レゾルバ10の検出ステータ32は、検出ロータ30の周囲にギャップを介して設けられている。検出ステータ32は、磁性体からなるステータコア33と、ステータコア33の外周部に設けられた非磁性材料からなる取付部38とを備える。ステータコア33は、例えば、略円環状に打ち抜き加工された磁性鋼板を軸方向に積層して、かしめ、溶接等により一体に連結して構成される。
The
ステータコア33は、円環状に連なるヨーク部42と、ヨーク部42の内周部に径方向内側へ向かって突出する複数のティース部44とを備える。ティース部44は、周方向に均等間隔で設けられている。これらのティース部44の周囲に検出コイル46が巻装されている。検出コイル46は、ステータコア33の軸方向両端面から外側にそれぞれ突出するコイルエンド部48を含む。
The
図2に示すように、検出コイル46は、円環状の樹脂製カバー部材50によって覆われているのが好ましい。このカバー部材50は、検出ステータ32の内周にティース部44の端面を露出された状態で周方向全体にわたって検出コイル46を覆うように設けられている。なお、図1においてはカバー部材50の図示が省略されている。
As shown in FIG. 2, the
カバー部材50は、例えば、検出コイル46が巻装されたステータコア33を成形型内においてインサート射出成形を行うことにより形成されることができる。また、カバー部材50は、検出ステータ32の軸方向両側において検出コイル46のコイルエンド部48を覆っているのが好ましい。このように、カバー部材50によって検出コイル46を覆うことによって、モータ12のモータロータ22やステータコイル26を冷却するために用いられる冷却油がレゾルバ10の検出コイル46に掛からないようにして、冷却油に含まれる金属粉等の導電性異物が付着することによる検出コイル46の絶縁性能が低下するのを防止でき、レゾルバ10の検出精度を良好に維持することができる。
The
検出ロータ32の取付部38は、ステータコア33の外周に固定される環状部38aと、環状部38aから径方向外側へ略三角状または山型に突出する取付タブ38bとを有する。取付部38は、例えば、ステータコア33を成形型内に収容して非磁性材料である樹脂材料を射出成形することによって形成することができる。なお、取付部38を含む本実施形態のステータ固定構造については後に詳述する。
The
上記のように構成されるレゾルバ10では、モータ12が駆動されてモータロータ22が回転すると、検出ロータ30がロータシャフト22bと共に回転する。このとき、略楕円状の外周面を有する検出ロータ30と検出ステータ32の内周面(すなわちティース部44の径方向内側端面)との間のギャップ長が変化する。そのため、検出コイル46に交流電流を流しておくと、その交流電流に上記ギャップ長の変化に応じた出力が重畳されることになる。モータロータ22の回転位置は、この出力が重畳した交流電流に基づいて検出することができる。
In the
次に、図1,2に加えて図3,4も参照して、本実施形態のステータ固定構造について詳細に説明する。図3は、図2におけるB−B断面図である。図4は、図2におけるC−C断面図である。 Next, the stator fixing structure of this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4 in addition to FIGS. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
図1,2を参照すると、レゾルバ10を収容するケース16の内面19には、台座部17が突設されている。台座部17は、例えば略台形状の横断面を有する柱状をなしており、矢印Xで示す軸方向に向いた端面が平坦面に形成されている。このように台座部17の端面がインロー段部等の段差がない平坦面であることで、ケース16の製造および加工が容易になるという利点がある。また、台座部17は、軸方向に延びており、その突出長さは台座部17上に検出ステータ32が取り付けられたときにカバー部材50(カバー部材が無い場合はコイルエンド部48)がケース16の内面19と接触しない程度に設定されている。
Referring to FIGS. 1 and 2, a
さらに、台座部17は、図2に示すように、検出ステータ32の外周に沿う円周方向に間隔を置いて複数、設けられている。本実施形態では、3つの台座部17が設けられている例を示す。台座部17に対応して、検出ステータ32の取付タブ38bもまた、円周方向に同様の間隔を置いて3つ設けられている。
Furthermore, as shown in FIG. 2, a plurality of
台座部17の周方向間隔は、等間隔でもよいし、不等間隔であってもよい。台座部17の周方向間隔を不等間隔に設定した場合、検出ステータ32の取付タブ38bとの関係で検出ステータ32の取り付け向きが一義的に規定されるため、検出ステータ32の取り付ける向きが不揃いになるのを確実に防止できる利点がある。
The intervals in the circumferential direction of the
なお、本実施形態では、検出ステータ32を固定するための台座部17を周方向に飛び飛びに設けたが、これに限定されるものではなく、例えば円環状に連なって延びる台座部としてもよい。このようにすれば、台座部の端面と検出ステータのステータコアの軸方向端面外周部との接触面積が大きくなり、検出ステータ32の固定状態がより安定したものになるという利点がある。
In the present embodiment, the
図2,3を参照すると、台座部17の端面にはねじ穴17aと位置決め孔17bとが穿設されている。ねじ穴17aの内周面には雌ねじが切られている。一方、位置決め孔17bは、後述するノックピンががたつき無く挿入または圧入されるのに適した大きさおよび形状の穴とされている。
Referring to FIGS. 2 and 3, a
検出ステータ32の取付タブ38bには、例えば金属製筒部材であるカラー52が埋設されており、カラー52の内部に固定部材としてのボルト54を挿通するための貫通孔が形成されている。また、取付タブ38bにおいてカラー52の近傍位置にピン挿通孔39が貫通して形成されている。このピン挿通孔39は、台座部17の位置決め孔17bと位置合わせした状態でノックピン56を打ち込むことにより、台座部17に対して取付タブ38bを正確に位置決めするためのものである。
A
また、図4に示すように、取付タブ38bを含む取付部38は、ステータコア33の積層厚みよりも厚く形成されて、ステータコア33の外周部が取付部38内にくい込んだ状態になっている。このように取付部38が形成されていることで、ステータコア33に対してしっかりと固定されたものにすることができる。
Further, as shown in FIG. 4, the
ノックピン56は、例えば金属製の丸棒部材で好適に構成されることができる。また、ノックピン56は、中実のピン部材であってもよいし、または、中空のピン部材であってもよい。さらに、ノックピン56の端部の外周部には、ピン挿通孔39および位置決め孔17bへの圧入を容易にするために面取り部を形成するのが好ましい。このように検出ステータ32をケース16に固定するためのノックピン56を検出ステータ32およびケース16とは別部材とすることによって、ステータ固定構造を簡易な構成とすることができる利点がある。さらに、ノックピン56に市販のものを用いれば、大きなコスト低減効果が見込める。
The
また、ノックピン56は、3つの取付タブ38bのうちの2つに設けられ、台座部17についても同様に3つのうち2つの台座部17に位置決め孔17bが形成されている。このように検出ステータ32について円周方向の少なくとも2箇所で位置決めすることにより、ケース16に対する検出ステータ32の周方向位置または回転位置を正確に位置決めすることができる。
Further, the knock pins 56 are provided in two of the three
ただし、ノックピン56の少なくとも取付タブ38b内に位置する部位を角棒とし、取付タブ38bのピン挿通孔39をこれに対応した角孔とすれば、1箇所の台座部17に圧入固定されたノックピン56に対して検出ステータ32の回転が規制されるので、この場合にはノックピン56による位置決めを1箇所で行ってもよい。
However, if at least a portion of the
なお、本実施形態のステータ固定構造では、台座部17および取付タブ38bの数をそれぞれ3つとしたが、これに限定されるものではなく、4つ以上としてもよいことは勿論である。また、台座部17および取付タブ38bの数をそれぞれ2つとしてもよいが、この場合には検出ステータ32の径方向に対向する位置に台座部17および取付タブ38bを設けるのが良い。
In the stator fixing structure of the present embodiment, the number of the
次に、上記のような構成からなる本実施形態のステータ固定構造の組付けについて説明する。 Next, assembly of the stator fixing structure of the present embodiment having the above-described configuration will be described.
まず、ケース16に突設される3つの台座部17上に検出ステータ32の取付タブ38bが載るように配置する。このとき、取付タブ38bのカラー52内の貫通孔が台座部17のねじ穴17aと揃うように検出ステータ32を位置合わせする。そして、ボルト54を取付タブ38bのカラー52内に挿入して台座部17のねじ穴17aに軽くねじ込んで検出ステータ32を仮止めした状態とする。
First, it arrange | positions so that the
それから、2本のノックピン56を取付タブ38bのピン挿通孔39にそれぞれ挿通して、台座部17の位置決め孔17bにそれぞれ圧入固定する。これにより、取付タブ38bのカラー52とボルト54との間に多少のがたつきがあっても、検出ステータ32の周方向位置を正確に位置決めすることができる。その後、3つのボルト54をしっかりと締め付けて検出ステータ32をケース16に固定する。
Then, the two knock pins 56 are respectively inserted into the pin insertion holes 39 of the mounting
上述したように本実施形態のステータ固定構造によれば、検出ステータ32は非磁性材料からなる取付タブ38bによってケース16に固定されるため、磁性体からなるステータコア33に対して取付タブ38bが応力歪み、特に径方向の応力歪みじさせることなく検出ステータ32を固定することができる。したがって、検出ステータ32を備えたレゾルバ10の検出精度を良好なものにできる。
As described above, according to the stator fixing structure of the present embodiment, the
また、取付タブ38は非磁性材料からなるため径方向外側に突出して形成されていてもモータ12側から生じる磁束を拾うアンテナのように機能することはない。したがって、モータ12側からの磁束の影響によりレゾルバ10の検出精度が低下することはない。
Further, since the mounting
さらに、磁性体からなるステータコア33に固定用ボルト挿通穴を形成する必要がなく、ステータコア33の小径化を図れて材料費を低減できる。
Further, it is not necessary to form a fixing bolt insertion hole in the
さらにまた、ケース16の台座部17にノックピン56を挿入または圧入することによりケース16に対する検出ステータ32の周方向位置決めが正確かつ容易に行え、組付け後の周方向位置調整作業が不要となって検出ステータ32の組付け作業を容易にすることができる。加えて、本実施形態では、組付けと同時に検出ステータ32の周方向位置だけでなく、ケース16に対する検出ステータ32の径方向位置および軸方向位置も正確に位置決めすることができるので、検出ステータ32の組付け作業がより迅速かつ容易なものになる。
Furthermore, by inserting or press-fitting the
なお、本発明に係るステータ固定構造は、上述した実施形態およびその変形例の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲で種々の変更や改良が可能である。 Note that the stator fixing structure according to the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment and its modifications, and various modifications and improvements can be made within the scope of matters described in the claims and their equivalent ranges. Is possible.
例えば、上記実施形態ではノックピン56を検出ステータ32の取付タブ38bとは別部材としたが、図5に示すように取付タブ38bに一体に形成したノックピン56aを用いてもよい。この場合、先にノックピン56aを位置決め孔17bに圧入して検出ステータ32の位置決めを行った後、ボルト54による締結固定を行えばよい。このようにすれば、検出ステータ32の組付け時に別部材であるノックピンを取り扱う必要がなく、組付け作業をより一層容易かつ迅速に行える。
For example, in the above embodiment, the
また、図6に示すように、検出ステータ32において検出コイル46を覆うカバー部材50を取付部38と一体に形成してもよい。このようにすれば、検出ステータ32の製造工程が少なくなり、製造コストを低減できる。
Further, as shown in FIG. 6, a
さらに、上記においては、検出ステータ32に設けた取付部38が環状部38aと取付タブbとを含むものとして説明したが、これに限定されるものではなく、略三角状をなす取付タブだけがステータコアの外周部に設けられた形態としてもよい。このようにすれば、使用する樹脂材料が少なくて済み、材料費を低減できる。
Furthermore, in the above description, the mounting
10 レゾルバ、12 モータ、14 ハウジング、16 ケース、17 台座部、17a ねじ穴、17b 位置決め孔、18 軸受、19 ケース内面、20 モータステータ、22 モータロータ、22a ロータコア、22b ロータシャフト、24 ティース、26 ステータコイル、30 検出ロータ、32 検出ステータ、33 ステータコア、34 キー、36 キー溝、39 ピン挿通孔、38 取付部、38a 環状部、38b 取付タブ、42 ヨーク部、44 ティース部、46 検出コイル、48 コイルエンド部、50 カバー部材、52 カラー、54 ボルト、56,56a ノックピン、X 矢印(軸方向)。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
磁性体からなるステータコアの外周部に径方向外側へ突出して設けられた非磁性材料からなる複数の取付部を有し、前記取付部には前記台座部に固定するための固定部材を挿通する貫通孔が設けられているステータと、
前記取付部に設けられて前記台座部に形成された位置決め孔に挿入されることにより前記取付先部材に対する前記ステータの周方向位置を決める少なくとも1つのノックピンと、を備える、
ステータ固定構造。 An attachment member having a pedestal portion to which the stator is fixed;
A plurality of mounting portions made of a non-magnetic material are provided on the outer peripheral portion of the stator core made of a magnetic material so as to protrude radially outward, and the mounting portion has a through hole through which a fixing member for fixing to the base portion is inserted. A stator provided with holes;
And at least one knock pin that determines a circumferential position of the stator with respect to the attachment destination member by being inserted into a positioning hole provided in the attachment portion and formed in the pedestal portion,
Stator fixing structure.
前記ノックピンは前記取付部と一体に形成されている、ステータ固定構造。 The stator fixing structure according to claim 1,
A stator fixing structure in which the knock pin is formed integrally with the mounting portion.
前記取付部は、前記ステータに巻回されるステータコイルを覆うカバー部材と一体に形成される、ステータ固定構造。 The stator fixing structure according to claim 1 or 2,
The attachment portion is a stator fixing structure formed integrally with a cover member that covers a stator coil wound around the stator.
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