JP2016070719A - レゾルバ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外周に複数の突極部と中央部に回転軸に圧入固定される軸固定孔とを有し積層鋼板で形成されたレゾルバロータと、このレゾルバロータと同心でレゾルバロータを囲って設けられたレゾルバステータとによって構成され、レゾルバロータとレゾルバステータとの間のギァップパーミアンスの変化により回転軸の回転角度を検出するレゾルバにおいて、レゾルバロータには、突極部ごとに積層鋼板をかしめる積層カシメ部を設けると共に、軸固定孔の内周面には、レゾルバロータの圧入時に塑性変形する凸部を積層カシメ部に対応して設け、且つ対応する凸部と積層カシメ部とを、軸固定孔の同一径線上に配置したものである。
【選択図】図2
Description
回転軸のリアベアリング側には、磁界を発生させるマグネットが取り付けられており、回転子が構成されている。回転軸の反回転子側には、回転子の回転角度を検出するレゾルバのレゾルバロータが取り付けられている。レゾルバロータの外周には、レゾルバロータとの間のギャップパーミアンスをレゾルバロータと協同して変化させるレゾルバステータが固定されている。(例えば、特許文献1、2参照)
この発明は、特許文献1の問題点を解決すること、及び特許文献2に開示された、回転軸の圧入固定時に内周面に構成した凸部を局部的に塑性変形させることで変形量を抑制する効果を、更に向上させることを目的とするものである。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
なお又、以下の実施の形態では、この発明のレゾルバを採用したブラシレスモータ(以下「モータ」と略称する)について説明する。
図1、図2、図4〜図6に基づいて実施の形態1におけるモータを説明する。
図1において、モータ1は、電動パワーステアリング装置に組み込まれたモータであり、鉄板を絞り加工した有底円筒状のフレーム2と、フレーム2の開口部を覆って固定されたアルミニウムからなるハウジング3とを有している。
ハウジング3の中央部に形成された窓部4には、外輪部がコーキングされて固定されたフロントベアリング5が取り付けられている。
フロントベアリング5及びリアベアリング7は、磁性体である鉄からなる回転軸8をそれぞれ回転自在に支持している。
回転軸8の一端部側には、磁界を発生させるマグネット9が取り付けられて回転子10が構成されている。マグネット9の外周面には、マグネット9を保護する図示しない保護管が被せられている。
固定子11は、珪素鋼板を積層して形成された固定子鉄心12と、樹脂製の絶縁体13と、絶縁体13に巻装されたモータコイル14とを有している。モータコイル14は、それぞれYまたはΔ結線されており、モータコイル14に3相(U相、V相、W相)の駆動電源が供給されることにより、回転磁界を発生する。
回転軸8のハウジング側他端部には、外部機構と接続される連結部8aが形成されている。
レゾルバ18は、レゾルバロータ15とレゾルバステータ20と協同して両者間のギァップパーミアンスの変化により回転軸8の回転角度を検出する。
レゾルバロータ15は、外周に径方向外側に突出する複数の突極部15fと、中央部に回転軸8に圧入固定される軸固定孔(回転軸圧入孔)15cとを有し、回転軸8に圧入固定されたフロントベアリング5に当接したブッシュ16と、回転軸8の連結部8a側に圧入されたブッシュ17との間に固定されている。
また、レゾルバロータ15の内周面15ccには、レゾルバロータ15の圧入時に塑性変形して軸圧入部となる5箇所の凸部15aが、積層カシメ部15eと対応して形成されている(積層カシメ部と凸部とは同数)。
そして、対応する積層カシメ部15eの設置位置と凸部15aの設置位置とは、軸固定孔15cの同一半径線上に配置されている。すなわち、積層カシメ部15eと凸部15aとは、レゾルバロータ15の端面において、軸固定孔15cの軸心を中心とする同一角度の同一半径線上に配置されている。
また、突極部15f毎にそれぞれ配置された、積層カシメ部15eと凸部15aと位置決用孔15dとは、回転対称形状に配置されている。
さらに、剛性が高く珪素鋼板同士を接合しているレゾルバロータ15の積層カシメ部15eの設置位置と、レゾルバロータ15の軸圧入部となる凸部15aの設置位置とを軸固定孔15cの同一半径線上に配置、且つ回転対称形状に構成し、回転軸8への圧入時に生じる力を積層カシメ部15eで受けることにしたので、積層間に生じる変位を低減させ、レゾルバロータ外周面15bに現れる変形は抑制される。
また、レゾルバロータ15の内周面15ccには、塑性変形する凸部15aが5箇所形成されているので、レゾルバロータ15を回転軸8に圧入する際には、凸部15aのみが局部的に塑性変形し、レゾルバロータ外周面15bに現れる変形量を抑え、レゾルバロータ外周面15bの変形を、より一層抑制することができる。
このように、レゾルバロータ外周面15bの形状を同一にすれば同一金型で軸圧入部型のみの変更で製作可能、レゾルバ本体18Aも共用可能となる。
また、レゾルバステータ20は、ハウジング3に設けたレゾルバステータ取付部19に取り付けられ、珪素鋼板を積層し周方向に等しい間隔をおいて形成された複数のティース22を有する積層体23と、絶縁体24を介してティース22に巻装された1相の励磁巻線25と2相の出力巻線26とを有している。積層体23は、両側に突出した耳部40を有しており、レゾルバ本体18Aはこの耳部40でねじ(図示せず)を用いてハウジング3に固定されている。
ここで、レゾルバロータ外周面5bの形状は、レゾルバステータ20と協同して、レゾルバステータ20との間のギャップパーミアンスを周期的に変化させるように形成されており、レゾルバロータ15とレゾルバ本体18Aとで回転子10の回転角度に応じて信号を出力するレゾルバが構成されている。
励磁巻線25には、図示しない検出用電源から、10kHz、5Vppの正弦波状の励磁電圧が印加される。励磁巻線25に励磁電圧が印加されることにより、励磁巻線25に励磁電流が流れ、レゾルバロータ15とレゾルバステータ20との空隙部分に磁束が発生する。
また、モータリード線27からモータコイル14に電力が供給され、モータコイル14に3相交流電圧が印加される。モータコイル14に3相交流電圧が印加されることにより、モータコイル14に回転磁界が発生し、回転子10が回転する。
第1の出力巻線26a及び第2の出力巻線26bの出力電圧は、センサリード線を経由して伝送されて図示しない演算部に入力され、回転子10の回転角度が検出される。
レゾルバロータ以外の構成は、実施の形態1と同じである。
実施形態2のレゾルバロータ15は、図3及び図4に示すように、軸固定孔15cと同一同心円上に、2箇所の積層カシメ部15eと、両積層カシメ部15e間に、組付の際位置決めを行う位置決用孔15dとを、径方向外側に突出する複数ある突極部15f毎にそれぞれ配置し同一の構成としている。
そして、レゾルバロータ15の内周面15ccには、回転軸圧入部となる凸部15aが10箇所設けられており、対応する積層カシメ部15eの設置位置と、凸部15aの設置位置とは、軸固定孔15cの同一半径線上に配置されている。すなわち、積層カシメ部15eと凸部15aとは、レゾルバロータ15の端面において、軸固定孔15cの軸心を中心とする同一角度の同一半径線上に配置されている。
また、突極部15f毎にそれぞれ配置された、積層カシメ部15eと凸部15aと位置決用孔15dとは、回転対称形状に配置されている。
このように構成にしたことにより、回転軸8への圧入時に生じる力を積層カシメ部15eで受けることにより、積層間に生じる変位を低減させ、レゾルバロータ外周面15bに現れる変形は抑制される。
また、実施の形態2では、レゾルバロータ15の外径部におる突極部15fの中央部に位置する位置決用孔15d対し、両サイドに積層カシメ部15eを構成したので、実施の形態1のレゾルバロータ15に比し、より剛性を向上させることができる。
レゾルバロータ15の積層鋼板は、互いに隣り合う突極部15f間の角度分ずらせて回転積層されている。このようにレゾルバロータ15を回転積層により構成することで、材料のスリット位置により、板厚に偏差が生じる場合でも積層厚みが平均化され、回転軸圧入時の全体の歪み偏差を抑えることができる。また、回転対象形状にすることで、突極部毎に位置決用孔15dを設けているので、組付け時の回転位置合わせが、少ない回転角度で可能になり工作性が向上する。
また、レゾルバロータ15の複数の突極部15f毎に、積層カシメ部15e、位置決用孔15d、圧入部となる凸部15aを構成しており、これらの部位が回転対称形状となるように構成したことにより、全体の歪み偏差がより抑制されている。
このように構成することで、レゾルバロータ15に対して、回転軸8の材料硬度が高い(回転軸とレゾルバロータに硬度差がある)ことにより、圧入時にレゾルバロータの凸部15aのみが塑性変形するように圧入することが可能となり、凸部15aのみが局部的に変形するので、回転軸8とのカジリを抑えることで、レゾルバロータの径方向外側に突出する複数の突極部15fの変形、すなわちレゾルバロータ外周面15bの変形を抑制することができる。
なおまた、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
8:回転軸、 8a:外部機構との連結部、 10:回転子、 11:固定子、
15:レゾルバロータ、 15a:凸部(回転軸圧入部)、
15b:レゾルバロータ外周面、 15c:軸固定孔、
15cc:レゾルバロータ15の内周面(軸固定孔)、
15d:位置決用孔、 15e:レゾルバロータ15の積層カシメ部、
15f:レゾルバロータ15の突極部、 18:レゾルバ、
18A:レゾルバ本体、 19:レゾルバステータ取付部、
20:レゾルバステータ、 25:励磁巻線、 26:出力巻線、
26a:第1の出力巻線、 26b:第2の出力巻線。
Claims (5)
- 外周に複数の突極部と中央部に回転軸に圧入固定される軸固定孔とを有し積層鋼板で形成されたレゾルバロータと、このレゾルバロータと同心でレゾルバロータを囲って設けられたレゾルバステータとによって構成され、前記レゾルバロータと前記レゾルバステータとの間のギァップパーミアンスの変化により前記回転軸の回転角度を検出するレゾルバにおいて、
前記レゾルバロータには、前記突極部ごとに前記積層鋼板をかしめる積層カシメ部を設けると共に、前記軸固定孔の内周面には、前記レゾルバロータの圧入時に塑性変形する凸部を前記積層カシメ部に対応して設け、且つ対応する前記凸部と前記積層カシメ部とを、前記軸固定孔の同一径線上に配置したことを特徴とするレゾルバ。 - 前記レゾルバロータには、前記軸固定孔と同心の円周上に、位置決め用孔と前記積層カシメ部とを前記突極部ごとに配置すると共に、前記軸固定孔の内周面には、前記積層カシメ部と同数の前記凸部を設け、前記突極部ごとの前記凸部、前記位置決め用孔及び前記積層カシメ部を、回転対称に配置したことを特徴とする請求項1に記載のレゾルバ。
- 前記積層鋼板は、互いに隣り合う前記突極部間の角度分ずらせて回転積層したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のレゾルバ。
- 前記レゾルバロータの材料硬度は、前記回転軸よりも低硬度にしたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のレゾルバ。
- 前記レゾルバロータは、電動パワーステアリング装置に組み込まれたブラシレスモータの回転軸に圧入固定されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のレゾルバ。
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