JP2022127704A

JP2022127704A - 巻線型ロータを有するレゾルバ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2022127704A
Application number: JP2021025840A
Authority: JP
Inventors: 俊夫井口; Toshio Iguchi
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2021-02-22
Filing date: 2021-02-22
Publication date: 2022-09-01

Abstract

【課題】本発明は巻線型ロータを有するレゾルバの温度変化環境下での安定した角度検出精度向上を目的とする。【解決手段】ステータ巻線３Ａを備えた輪状レゾルバステータ３を嵌合するステータケース１と、前記輪状レゾルバステータ３の内側に設けられ、ロータ巻線４Ａを有する輪状レゾルバロータ４と、軸受１１を介して前記ステータケース１に対して回転自在に設けられたレゾルバシャフト８と、から構成される巻線型ロータを有するレゾルバにおいて、前記ステータケース１に対する前記輪状レゾルバステータ３の嵌合は、数μｍのギャップＧを介して行われ、前記レゾルバシャフト８に対する前記輪状レゾルバロータ４の嵌合は、数μｍのギャップＧを介して行われ、前記ステータ巻線３Ａと前記ロータ巻線４Ａにはワニスを浸透させる含浸が形成されてなく、前記各巻線３Ａ、４Ａの表面５０のみは、エポキシ樹脂によるコーティングが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、巻線型ロータを有するレゾルバ及びその製造方法に関し、特に、輪状レゾルバステータ及び輪状レゾルバロータを、ステータケース及びレゾルバシャフトに緩め嵌合させ、かつ、ステータ巻線及びロータ巻線の表面のみにエポキシ樹脂のコーティングを形成することにより、温度変化環境下での検出精度向上を得るための新規な改良に関する。

従来、用いられていたレゾルバとして、例えば、特許文献１の構成においては、ロータは回転軸に固定されていると共に、ステータは、ハウジングに嵌合されている。
さらに、前記ステータに形成された多数の突出磁極には、ステータ巻線が巻回されている。

特開２０２０－８９１０４号公報

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、ステータに設けられた突出磁極、及び、回転軸に設けられたロータにおいては、各々、温度環境下での各素材の線膨張係数の違いで発生する熱歪み、周知のビラリ効果によって検出精度の悪化を招いていた。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、輪状レゾルバステータ及び輪状レゾルバロータを、ステータケース及びレゾルバシャフトに緩め嵌合させ、かつ、ステータ巻線及びロータ巻線の表面のみにエポキシ樹脂のコーティングを形成することにより、温度変化環境下での検出精度向上を得るようにした巻線型ロータを有するレゾルバ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明による巻線型ロータを有するレゾルバは、ステータ巻線を備えた輪状レゾルバステータを嵌合によって有するステータケースと、前記輪状レゾルバステータの内側に設けられ、ロータ巻線を有する輪状レゾルバロータと、前記輪状レゾルバロータを嵌合によって有し、軸受を介して前記ステータケースに対して回転自在に設けられたレゾルバシャフトと、から構成される巻線型ロータを有するレゾルバにおいて、前記ステータケースに対する前記輪状レゾルバステータの嵌合は、数μｍのギャップを介して行われ、前記レゾルバシャフトに対する前記輪状レゾルバロータの嵌合は、数μｍのギャップを介して行われ、前記ステータ巻線と前記ロータ巻線にはワニスを浸透させる含浸が形成されてなく、前記各巻線の表面のみは、エポキシ樹脂によるコーティングが形成されている構成であり、また、前記ステータケースと前記レゾルバシャフトとの間には、前記ロータ巻線に電気的に接続された回転トランスが設けられている構成であり、また、前記ステータ巻線の軸方向に沿う断面で見て、一方の一端部と前記ステータケースとの間には、ステータ巻線固定用樹脂部が設けられ、前記ロータ巻線の軸方向に沿う断面で見て、前記一端部とは反対側である他端部と前記レゾルバシャフトとの間には、ロータ巻線固定用樹脂部が設けられている構成であり、また、前記ステータ巻線固定用樹脂部と前記ロータ巻線固定用樹脂部は、シリコンよりなる構成であり、また、前記ステータケースに設けられたステータ固定用樹脂部により、前記輪状レゾルバステータが前記ステータケースに固定され、前記レゾルバシャフトに設けられたロータ固定用樹脂部により、前記レゾルバロータが前記レゾルバシャフトに固定されている構成であり、また、前記ステータ固定用樹脂部と前記ロータ固定用樹脂部は、シリコンよりなる構成であり、また、本発明によるレゾルバの製造方法は、ステータ巻線を備えた輪状レゾルバステータを嵌合によって有するステータケースと、前記輪状レゾルバステータの内側に設けられ、ロータ巻線を有する輪状レゾルバロータと、前記輪状レゾルバロータを嵌合によって有し、軸受を介して前記ステータケースに対して回転自在に設けられたレゾルバシャフトと、から構成される巻線型ロータを有するレゾルバを用い、前記ステータケースに対する前記輪状レゾルバステータの嵌合は、数μｍのギャップを介して行われ、前記レゾルバシャフトに対する前記輪状レゾルバロータの嵌合は、数μｍのギャップを介して行われ、前記ステータ巻線と前記ロータ巻線にはワニスを浸透させる含浸が形成されてなく、前記各巻線の表面のみは、エポキシ樹脂によるコーティングが形成されている方法であり、また、前記ステータケースと前記レゾルバシャフトとの間には、前記ロータ巻線に電気的に接続された回転トランスが設けられている方法であり、また、前記ステータ巻線の軸方向に沿う断面でみて、一方の一端部と前記ステータケースとの間には、ステータ巻線固定用樹脂部が設けられ、前記ロータ巻線の軸方向に沿う断面で見て、前記一端部とは反対側である他端部と前記レゾルバシャフトとの間には、ロータ巻線固定用樹脂部が設けられている方法であり、また、前記ステータ巻線固定用樹脂部と前記ロータ巻線固定用樹脂部は、シリコンよりなる方法であり、また、前記ステータケースに設けられたステータ固定用樹脂部により、前記輪状レゾルバステータが前記ステータケースに固定され、前記レゾルバシャフトに設けられたロータ固定用樹脂部により、前記輪状レゾルバロータが前記レゾルバシャフトに固定されている方法であり、また、前記ステータ固定用樹脂部と前記ロータ固定用樹脂部は、シリコンよりなる方法である。

本発明による巻線型ロータを有するレゾルバ及びその製造方法は、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、ステータ巻線を備えた輪状レゾルバステータを嵌合によって有するステータケースと、前記輪状レゾルバステータの内側に設けられ、ロータ巻線を有する輪状レゾルバロータと、前記輪状レゾルバロータを嵌合によって有し、軸受を介して前記ステータケースに対して回転自在に設けられたレゾルバシャフトと、から構成される巻線型ロータを有するレゾルバにおいて、前記ステータケースに対する前記輪状レゾルバステータの嵌合は、数μｍのギャップを介して行われ、前記レゾルバシャフトに対する前記輪状レゾルバロータの嵌合は、数μｍのギャップを介して行われ、前記ステータ巻線と前記ロータ巻線にはワニスを浸透させる含浸が形成されてなく、前記各巻線の表面のみは、エポキシ樹脂によるコーティングが形成されていることにより、輪状レゾルバステータ及び輪状レゾルバロータがステータケース及びレゾルバシャフトに対して緩めの嵌め合い（嵌合）となり、組立後の位置調整が容易となる。また、ステータ巻線及びロータ巻線は含浸をせずエポキシ樹脂のコーティングであるため、温度環境下での熱膨張係数の違いで発生する熱歪み、ビラリ効果による検出精度の悪化を防止できる。
また、前記ステータケースと前記レゾルバシャフトとの間には、前記ロータ巻線に電気的に接続された回転トランスが設けられていることにより、巻線型の輪状レゾルバロータを用いることができる。
また、前記ステータ巻線の軸方向に沿う断面で見て、一方の一端部と前記ステータケースとの間には、ステータ巻線固定用樹脂部が設けられ、前記ロータ巻線の軸方向に沿う断面で見て、前記一端部とは反対側である他端部と前記レゾルバシャフトとの間には、ロータ巻線固定用樹脂部が設けられている構成としたことにより、組立後に、ロータとステータの原点調整をし、各固定用樹脂部が固化すると、ロータとステータの位置決めを固定することができる。
また、前記ステータ巻線固定用樹脂部と前記ロータ巻線固定用樹脂部は、シリコンよりなることにより、固化するまでの時間とその固化してからの剛性が最適でロータとステータとの固定を十分に行うことができる。
また、前記ステータケースに設けられたステータ固定用樹脂部により、前記レゾルバステータが前記ステータケースに固定され、前記レゾルバシャフトに設けられたロータ固定用樹脂部により、前記レゾルバロータが前記レゾルバシャフトに固定されていることにより、レゾルバの検出精度を向上させることができる。
また、前記ステータ固定用樹脂部と前記ロータ固定用樹脂部は、シリコンよりなることにより、シリコンの固化時間がレゾルバの組立に最適である。

本発明の実施の形態による巻線型ロータを有するレゾルバを示す縦断面図である。図１の軸中心Ｅによる要部を拡大して示す半断面拡大断面図である。図１の要部の拡大概略断面図である。

本発明による巻線型ロータを有するレゾルバ及びその製造方法は、輪状レゾルバステータ３及び輪状レゾルバロータ４を、ステータケース１及びレゾルバシャフト８に対して数μｍのギャップＧを介して緩め嵌合Ｃさせ、さらに、ステータ巻線３Ａ及びロータ巻線４Ａの表面５０のみにエポキシ樹脂のコーティングを形成することにより、温度変化環境下での検出精度向上を得ることである。

以下、図面と共に本発明による巻線型ロータを有するレゾルバ及びその製造方法の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは、レゾルバケースを兼ねるステータケースであり、このステータケース１は全体形状がカップ型をなし、かつ、その内壁１ａに形成された内周溝２内には、ステータ巻線３Ａを有する輪状レゾルバステータ３が、緩め嵌合Ｃ、すなわち、数μｍ（ベストモードは実験の結果、５μｍが最適）のギャップＧを伴って嵌合されている。
従って、前記輪状レゾルバステータ３は、前記ステータケース１に対して緩め嵌合Ｃを介して取付けられ、前記輪状レゾルバステータ３の内側には、ロータ巻線４Ａを有する輪状レゾルバロータ４が軸接続部８Ｍを有するレゾルバシャフト８の延長部５Ｂの外周溝５内に前述のギャップＧを介して緩め嵌合されている。すなわち、前述の緩め嵌合Ｃは、数μｍ（ベストモードは実験の結果、５μｍであった）のギャップＧ（前記外周溝５と前記輪状レゾルバロータ４の内周面４ａとの差）を介して緩め嵌合Ｃが行われている。

前記ステータケース１の内方へ向けて延びる延設部１０の内側と前記レゾルバシャフト８の外側との間には、直列一対構成の軸受１１が配設され、この軸受１１の内輪（インナーレース）１１Ａには前記レゾルバシャフト８が係合し、この軸受１１の外輪（アウターレース）１１Ｂには前記ステータケース１の延設部１０が係合し、前記ステータケース１に対して前記レゾルバシャフト８が前記軸受１１を介して回転自在に設けられている。

前記ステータ巻線３Ａ及びロータ巻線４Ａに対しては、周知の温度環境下での線膨張係数の違いで発生する熱歪み、ビラリ効果が検出精度の悪化を招く恐れがあり、この現象を避けるために、前述のように、従来の嵌合（Ｈ６／ｈ６等の嵌め合い）に代って、前述の緩め嵌合Ｃとし、前記各巻線３Ａ、４Ａにはワニスによるコイル含浸は全く用いず、各巻線４Ａ、３Ａの表面のみにエポキシ樹脂で薄く膜状に塗布したコーティング５０が形成されている。
前述のように、エポキシ樹脂によるコーティングを行うことにより、前述の熱歪み、ビラリ効果による検出精度の低下を防止することができる。
前記ステータケース１とレゾルバシャフト８との間には、周知の巻線型の回転トランス２０が配設され、例えば、ステータ巻線３Ａへの励磁信号の供給により、前記ロータ巻線４Ａから得られたレゾルバ信号は、周知のＭ結合により前記ステータ巻線３Ａから取り出されて、前記回転トランス２０を経て図示しないコントローラの方へ送信できるように構成されている。
尚、輪状レゾルバロータ４が巻線型でない場合は、回転トランス２０は不要となる。また、スリップリングを用いた場合は、この回転トランス２０は不要となる。

図３は、前述の図１の構成の要部を説明が容易となるように、概略的に示す模式断面図である。
図３において、前記ステータケース１の中央位置に形成された第１孔１Ａ内には、前記輪状レゾルバステータ３を支持、固定するためのシリコンからなるステータ固定用樹脂部３０が充填されている。
また、前記ステータ巻線３Ａの前記軸方向Ｐに沿う断面で見て、一方の一端部５１と前記ステータケース１との間には、シリコンからなるステータ巻線固定用樹脂部３１が設けられている。
前記ロータ巻線４Ａの軸方向Ｐに沿う断面で見て、前記一端部５１とは反対側である他方に位置する他端部５２と前記レゾルバシャフト８との間には、シリコンからなるロータ巻線固定用樹脂部３２が設けられている。
また、前記レゾルバシャフト８の中央位置に形成された第２孔８Ａ内には、前記輪状レゾルバロータ４を支持、固定するためのシリコンからなるロータ固定用樹脂部３３が設けられている。

前述のように、組立直後は、前記輪状レゾルバステータ３が前記ギャップＧを介して前記ステータケース１の内周溝２に緩め嵌合Ｃされ、前記輪状レゾルバロータ４が前記レゾルバシャフト８の外周溝５に緩め嵌合Ｃされていることにより、この状態で図示しない治具を用いて輪状レゾルバステータ３をわずかに回転させ、前記ステータケース１に対する輪状レゾルバステータ３の原点位置を調整することができる。
さらに、前述と同様に、ギャップＧを介して、前記輪状レゾルバロータ４を、図示しない治具によってわずかに回転させ、前記レゾルバシャフト８に対する輪状レゾルバロータ４の回転位置決めの調整を行うことができる。

本発明による巻線型ロータを有するレゾルバ及びその製造方法は、ステータケースの内周溝に対して輪状レゾルバステータを緩め嵌合させると共に、レゾルバシャフトの外周溝に対して輪状レゾルバロータを緩め嵌合させ、ステータ巻線及びロータ巻線にはワニスの含浸は適用せず、その表面のみにエポキシ樹脂のコーティングを施すことにより、温度変化環境下での検出精度の向上を計ることができる。
尚、前述のステータ固定用樹脂部３０、ステータ巻線固定用樹脂部３１、ロータ巻線固定用樹脂部３２及びロータ固定用樹脂部３３は何れもシリコンからなり、温度環境印加後にシリコン接着する工程を用いている。
従って、緩め嵌合としているため、熱サイクル印加し、位置安定（センタリング）させるのが目的になっている。参考例として、本出願人が実施している熱サイクルとしては、－６０℃～＋８５℃、×２サイクルで、前記ステータ３とロータ４のセンタリングを完了することができる。

１ステータケース（レゾルバケース）
１Ａ第１孔
１ａ内壁
２内周溝
３輪状レゾルバステータ
３Ａステータ巻線
４輪状レゾルバロータ
４Ａロータ巻線
４ａ内周面
５外周溝
５Ｂ延長部
８レゾルバシャフト
８Ａ第２孔
８Ｍ軸接続部
１０延設部
１１軸受
１１Ａ内輪（インナーレース）
１１Ｂ外輪（アウターレース）
２０回転トランス
３０ステータ固定用樹脂部
３１ステータ巻線固定用樹脂部
３２ロータ巻線固定用樹脂部
３３ロータ固定用樹脂部
５０表面（コーティング）
５１一端部
５２他端部
Ｃ緩め嵌合
Ｅ軸中心
Ｇギャップ
Ｐ軸方向

Claims

ステータ巻線(3A)を備えた輪状レゾルバステータ(3)を嵌合によって有するステータケース(1)と、前記輪状レゾルバステータ(3)の内側に設けられ、ロータ巻線(4A)を有する輪状レゾルバロータ(4)と、前記輪状レゾルバロータ(4)を嵌合によって有し、軸受(11)を介して前記ステータケース(1)に対して回転自在に設けられたレゾルバシャフト(8)と、から構成される巻線型ロータを有するレゾルバにおいて、
前記ステータケース(1)に対する前記輪状レゾルバステータ(3)の嵌合は、数μｍのギャップ(G)を介して行われ、前記レゾルバシャフト(8)に対する前記輪状レゾルバロータ(4)の嵌合は、数μｍのギャップ(G)を介して行われ、前記ステータ巻線(3A)と前記ロータ巻線(4A)にはワニスを浸透させる含浸が形成されてなく、前記各巻線(3A,4A)の表面(50)のみは、エポキシ樹脂によるコーティングが形成されていることを特徴とする巻線型ロータを有するレゾルバ。
前記ステータケース(1)と前記レゾルバシャフト(8)との間には、前記ロータ巻線(4A)に電気的に接続された回転トランス(20)が設けられていることを特徴とする請求項１記載の巻線型ロータを有するレゾルバ。
前記ステータ巻線(3A)の軸方向(P)に沿う断面で見て、一方の一端部(51)と前記ステータケース(1)との間には、ステータ巻線固定用樹脂部(31)が設けられ、前記ロータ巻線(4A)の軸方向(P)に沿う断面で見て、前記一端部(51)とは反対側である他端部(52)と前記レゾルバシャフト(8)との間には、ロータ巻線固定用樹脂部(32)が設けられている構成としたことを特徴とする請求項１又は２記載の巻線型ロータを有するレゾルバ。
前記ステータ巻線固定用樹脂部(31)と前記ロータ巻線固定用樹脂部(32)は、シリコンよりなることを特徴とする請求項３記載の巻線型ロータを有するレゾルバ。
前記ステータケース(1)に設けられたステータ固定用樹脂部(30)により、前記輪状レゾルバステータ(3)が前記ステータケース(1)に固定され、前記レゾルバシャフト(8)に設けられたロータ固定用樹脂部(33)により、前記輪状レゾルバロータ(4)が前記レゾルバシャフト(8)に固定されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の巻線型ロータを有するレゾルバ。
前記ステータ固定用樹脂部(30)と前記ロータ固定用樹脂部(33)は、シリコンよりなることを特徴とする請求項５記載の巻線型ロータを有するレゾルバ。
ステータ巻線(3A)を備えた輪状レゾルバステータ(3)を嵌合によって有するステータケース(1)と、前記輪状レゾルバステータ(3)の内側に設けられ、ロータ巻線(4A)を有する輪状レゾルバロータ(4)と、前記輪状レゾルバロータ(4)を嵌合によって有し、軸受(11)を介して前記ステータケース(1)に対して回転自在に設けられたレゾルバシャフト(8)と、から構成される巻線型ロータを有するレゾルバを用い、
前記ステータケース(1)に対する前記輪状レゾルバステータ(3)の嵌合は、数μｍのギャップ(G)を介して行われ、前記レゾルバシャフト(8)に対する前記輪状レゾルバロータ(4)の嵌合は、数μｍのギャップ(G)を介して行われ、前記ステータ巻線(3A)と前記ロータ巻線(4A)にはワニスを浸透させる含浸が形成されてなく、前記各巻線(3A,4A)の表面(50)のみは、エポキシ樹脂によるコーティングが形成されていることを特徴とする巻線型ロータを有するレゾルバの製造方法。
前記ステータケース(1)と前記レゾルバシャフト(8)との間には、前記ロータ巻線(4A)に電気的に接続された回転トランス(20)が設けられていることを特徴とする請求項７記載の巻線型ロータを有するレゾルバの製造方法。
前記ステータ巻線(3A)の軸方向(P)に沿う断面で見て、一方の一端部(51)と前記ステータケース(1)との間には、ステータ巻線固定用樹脂部(31)が設けられ、前記ロータ巻線(4A)の軸方向(P)に沿う断面で見て、前記一端部(51)とは反対側である他端部(52)と前記レゾルバシャフト(8)との間には、ロータ巻線固定用樹脂部(32)が設けられていることを特徴とする請求項７又は８記載の巻線型ロータを有するレゾルバの製造方法。
前記ステータ巻線固定用樹脂部(31)と前記ロータ巻線固定用樹脂部(32)は、シリコンよりなることを特徴とする請求項９記載の巻線型ロータを有するレゾルバの製造方法。
前記ステータケース(1)に設けられたステータ固定用樹脂部(30)により、前記輪状レゾルバステータ(3)が前記ステータケース(1)に固定され、前記レゾルバシャフト(8)に設けられたロータ固定用樹脂部(33)により、前記輪状レゾルバロータ(4)が前記レゾルバシャフト(8)に固定されていることを特徴とする請求項７ないし９の何れか１項に記載の巻線型ロータを有するレゾルバの製造方法。
前記ステータ固定用樹脂部(30)と前記ロータ固定用樹脂部(33)は、シリコンよりなることを特徴とする請求項１１記載の巻線型ロータを有するレゾルバの製造方法。