JP2022141150A - レゾルバステータ構造及びそのハウジングへの組み付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部磁束のステータコイルへの流入を抑える手段を提供する。
【解決手段】ステータコイル２３が巻回された複数の突出磁極２２を有する輪状ステータコア１と、輪状ステータコア１に形成された複数の空隙部４１，４１Ａと、輪状ステータコア１の各空隙部４１，４１Ａ間に形成された締結孔６１と、輪状ステータコア１をハウジング６０に取り付けるための締結部材と、を用い、輪状ステータコア１は、締結孔６１を貫通した締結部材がハウジング６０の孔に挿入又は螺入することによって、ハウジング６０に対して締結され、ステータコイル２３と輪状ステータコア１の外周１Ｆ又は内周１Ｅとを結ぶ線７５は、少なくとも内部応力発生部７０か空隙部４１，４１Ａの何れかと交差する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レゾルバステータ構造及びそのハウジングへの組み付け方法に関し、特に、輪状ステータコアを相手側であるハウジングに取付ける際に発生する内部応力発生部か空隙部を用い、外部からの外部磁束が輪状ステータコアのステータコイルに流入することを抑えるための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の輪状ステータコア１の多数の突出磁極２２に対して、モータ等から発生した外部磁束Ｍが前記突出磁極２２のステータコイル２３に流れ込まないようにしたレゾルバとしては、例えば、特許文献１及び２の構成として開示することができる。
すなわち、図４に示される第１従来構成においては、輪状ステータコア１の周縁１Ａに、円弧状に形成された多数の第１、第２空隙部４１、４２が形成されている。

前記各空隙部４１、４２は、前記輪状ステータコア１の半径方向に沿って二重状となるように形成され、前記輪状ステータコア１の周縁１Ａには、所定角度間隔毎に切欠部４３が外部開放形の形状で∪字状に形成されている。

また、図５で示される第２従来構成において、図４と同一又は同等部分においては同一符号を用いて説明する。
すなわち、輪状ステータコア１の内周には、所定角度間隔で、ステータコイル２３を有する多数の突出磁極２２が設けられている。
前記輪状ステータコア１の外縁１Ｂには、図４の構成のように、第１、第２空隙部４１、４２が、前記輪状ステータコア１の半径方向ｒに沿って見た時に、互いに重合するように、互いに径の異なる位置に配設されている。
前記輪状ステータコア１の軸中心に形成された内孔１１内には、ＶＲ型のレゾルバを形成するためのロータ１０が配設されている。

特開２００６－６４４０９号公報 特開２０１８－１３３９８９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、図４の第１従来構成の場合、ステータコイルの外側には、半径方向に沿って二重構成の空隙が形成され、例えば、この輪状ステータコア１の周縁１Ａに、図示しないモータからの外部磁束Ｍが流れ込んだ場合、前述の第１、第２空隙部４１、４２による磁気抵抗では限界があり、小径のレゾルバの場合には、大形の空隙部を形成することが不可能であった。また、特許文献１の図５等には、切欠部４３と各空隙部４１、４２とを互いに接近させて、磁気抵抗を少しでも大きくしようとしているが、空気だけに頼って大きい磁気抵抗を得るには限界があった。

また、図５で示される第２従来構成の場合、前述の第１、第２空隙部４１、４２を形成し、一対の第２空隙部４２間の隙間５０の外側に第１空隙部４１を形成し、この隙間５０を半径方向ｒで見て、埋めることができるようにしているが、ステータコイル２３と第１空隙部４１の外側との間には、磁気抵抗が殆んどない部分が存在しているため、外部磁束がステータコイルに流れることを防ぐことは不可能であった。

また、本出願人は、レゾルバステータを、ピン、リベット、及び、ねじ等の組み付け部品によってハウジングに締結する時、レゾルバステータコアに内部応力が発生し、輪状ステータコアに内部応力が発生すると、内部応力発生部分の透磁率が悪化することによって、磁束が通りにくくなることを利用した。
そこで、本出願人は、レゾルバステータの円周方向に沿う各空隙部（スリット、長穴、丸穴）の間に締結部を設け、意図的に内部応力を発生させ、その部分の透磁率を低下させ、モータ等からの外部磁束が突出磁極のステータコイルに流れることを抑制し、レゾルバ性能の低下を防止するようにしたものである。

本発明によるレゾルバステータ構造は、ステータコイルが巻回された複数の突出磁極を有する輪状ステータコアと、前記輪状ステータコアに形成された複数の空隙部と、前記輪状ステータコアの前記各空隙部間に形成された締結孔と、前記輪状ステータコアをハウジングに取付けるための締結部材と、を備え、前記輪状ステータコアは、前記締結孔を貫通した前記締結部材が前記ハウジングの孔に挿入又は螺入することによって、前記ハウジングに対して締結され、前記ステータコイルと前記輪状ステータコアの外周又は内周とを結ぶ線は、少なくとも前記内部応力発生部か前記空隙部の何れかと交差する構成であり、また、前記空隙部は、スリット、長孔、丸孔及び角孔の何れか１つよりなる構成であり、また、前記輪状ステータコアと前記ハウジングは、前記輪状ステータコアの軸方向に沿って積み重ねられている構成であり、また、前記締結部材は、ねじ又はボルト又は長棒からなる構成であり、また、前記突出磁極と前記締結孔の各位置は、前記輪状ステータコアの半径方向に沿っている構成であり、また、前記各空隙部は、平面で見て長方形をなす構成であり、また、前記突出磁極と前記締結孔との間には、スリット形状空隙部が形成されている構成であり、また、本発明によるレゾルバステータ構造のハウジングへの組み付け方法は、ステータコイルが巻回された複数の突出磁極を有する輪状ステータコアと、前記輪状ステータコアに形成された複数の空隙部と、前記輪状ステータコアの前記各空隙部間に形成された締結孔と、前記輪状ステータコアをハウジングに取付けるための締結部材と、を用い、前記輪状ステータコアは、前記締結孔を貫通した前記締結部材が前記ハウジングの孔に挿入又は螺入することによって、前記ハウジングに対して締結され、前記ステータコイルと前記輪状ステータコアの外周又は内周とを結ぶ線は、少なくとも前記内部応力発生部か前記空隙部の何れかと交差する方法であり、また、前記空隙部は、スリット、長孔、丸孔及び角孔の何れか１つよりなる方法であり、また、前記輪状ステータコアと前記ハウジングは、前記輪状ステータコアの軸方向に沿って積み重ねられている方法であり、また、前記締結部材は、ねじ又はボルト又は長棒からなる方法であり、また、前記突出磁極と前記締結孔の各位置は、前記輪状ステータコアの半径方向に沿っている方法であり、また、前記各空隙部は、平面で見て長方形をなす方法であり、また、前記突出磁極と前記締結孔との間には、スリット形状空隙部が形成されている方法である。

本発明によるレゾルバステータ構造及びそのハウジングへの組み付け方法は、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、ステータコイルが巻回された複数の突出磁極を有する輪状ステータコアと、前記輪状ステータコアに形成された複数の空隙部と、前記輪状ステータコアの前記各空隙部間に形成された締結孔と、前記輪状ステータコアをハウジングに取付けるための締結部材と、を備え、前記輪状ステータコアは、前記締結孔を貫通した前記締結部材が前記ハウジングの孔に挿入又は螺入することによって、前記ハウジングに対して締結され、前記ステータコイルと前記輪状ステータコアの外周又は内周とを結ぶ線は、少なくとも前記内部応力発生部か前記空隙部の何れかと交差することにより、従来存在していなかった第１空隙部と締結孔との間、及び、締結孔と第２空隙部との間、に各々形成された内部応力発生部における透磁率の低下によって、外部磁束のステータコイルへの流入を防止し、さらに、この締結孔の両側の第１、第２空隙部による磁気抵抗部分によって、さらに、外部磁界がステータコイルに流入することを防止することによって、Ｓ／Ｎ比の大きい、かつ、信頼性の高いレゾルバ信号を得ることができる。
また、前記空隙部は、スリット、長孔、丸孔及び角孔の何れか１つよりなることにより、効果的な磁気抵抗部分を得ることができる。
また、前記輪状ステータコアと前記ハウジングは、前記輪状ステータコアの軸方向に沿って積み重ねられていることにより、小型のレゾルバモータを得ることができる。
また、前記締結部材は、ねじ又はボルト又は長棒からなることにより、締結をコンパクトに行うことができる。
また、前記突出磁極と前記締結孔の各位置は、前記輪状ステータコアの半径方向に沿っていることにより、ステータコイルの外部磁束流入防止を効率的に行うことができる。
また、前記各空隙部は、平面で見て長方形をなすことにより、大きい磁気抵抗領域を得ることができる。
また、前記突出磁極と前記締結孔との間には、スリット形状空隙部が形成されていることにより、内部応力発生部に空隙部が位置しているため、さらなる磁気抵抗の増大となることができる。

本発明の実施の形態によるレゾルバステータ構造の要部の斜視図である。 図１の要部を示す断面図である。 図１の要部の下側から見た斜視説明図である。 第１従来構成を示す平面図である。 第２従来構成を示す平面図である。

本発明によるレゾルバステータ構造及びそのハウジングへの組み付け方法においては、輪状ステータコアを相手側であるハウジングに取付ける際に発生する内部応力発生部を用い、外部からの外部磁束が輪状ステータコアのステータコイルに流入することを抑える構成である。

以下、図面と共に本発明によるレゾルバステータ構造及びそのハウジングへの組み付け方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来構成と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において、符号１で示されるものは、輪状ステータコアであり、この輪状ステータコア１のインナロータの場合は内周１Ｅ（又はアウタロータコアの場合は外周１Ｆ）には、所定角度間隔毎にステータコイル２３が巻回された多数の突出磁極２２が一体に形成されている。

前記輪状ステータコア１の裏面側１Ｇには、例えば、モータのハウジング６０が設けられ、前記輪状ステータコア１の周縁１Ａには、前記各突出磁極２２と同一の半径方向ｒに沿って、ねじやボルト等の締結部材６１Ａを挿入又は螺入させるための締結孔６１が形成されている。

前記各締結孔６１に対応するハウジング６０の下側には、図２に示されるように、ねじ又は挿入孔からなる孔６２が形成されている。
従って、図２のように、前記締結孔６１を経て、前記孔６２に締結部材６１Ａを螺入又は挿入して前記孔６２に締結部材６１Ａを締結すると、前記輪状ステータコア１は、例えば、モータの前記ハウジング６０に圧縮して締結される。

前記輪状ステータコア１が締結部材６１Ａでハウジング６０に締結されると、輪状ステータコア１の前記締結孔６１の周辺又は周囲に内部圧縮応力が発生し、この内部圧縮応力による内部応力発生部７０の輪状ステータコア１には、透磁率が低下（減少）し、この内部応力発生部７０を外部からの外部磁束８０が流れようとすると、内部応力発生部７０の透磁率が当初の材料の時から大幅に低下又は減少しているため、外部磁界の強さがその以前よりも大幅に減少する。すなわち、前記ステータコイル２３と輪状ステータコア１の外周１Ｆ又は内周１Ｅとを結ぶ仮の線（ライン）７５は、少なくとも内部応力発生部７０か空隙部４１、４１Ａの何れかと交差するように構成されている。従って、外部磁束８０が外部の何れの方向から流入する場合でも、外部磁束８０の勢いは、内部応力発生部７０か各空隙部４１、４１Ａによって弱まり、外部雑音の少ない、かつ、Ｓ／Ｎ比の良好なレゾルバ信号を得ることができる。前述の外部磁束８０の輪状ステータコア１への流れ方を線７５として示すと、ステータコイル２３と輪状ステータコア１の外周１Ｆ又は内周１Ｅとを結ぶ状態として示すと、この線７５は、少なくとも内部応力発生部７０か空隙部４１、４１Ａの何れかと交差している。尚、図１の線７５は１本のみ示しているが、外部磁束８０を示しているため、無数にあるが、分りやすいように１本としている。

前記輪状ステータコア１に形成された前記締結孔６１の両側に、前記周縁１Ａ（前記外周１Ｆと同じ）の方向に沿って形成された一対の長方形をなす貫通孔からなる第１、第２空隙部４１、４１Ａが形成されており、各空隙部４１、４１Ａは、磁気抵抗としての空気層からなり、前記外部磁束８０が突出磁極２２のステータコイル２３に流れることを抑止するように構成されている。
従って、外部から流れ込む外部磁束８０の流れは、前記締結部材６１Ａの締結孔６１及び孔６２への締結による輪状ステータコア１の透磁率が低下した内部応力発生部７０か、各空隙部４１、４１Ａの何れか、又は、その両方（前記内部応力発生部７０と各空隙部４１、４１Ａ）と交差することにより、ステータコイル２３側への磁束の流れを抑制することができる。
また、前記突出磁極２２と前記締結孔６１との間には、スリット形状空隙部４２が形成されているので、内部応力発生部７０に空隙部が位置しているため、さらなる磁気抵抗の増大となることができる。

本発明によるレゾルバステータ構造及びそのハウジングへの組み付け方法は、輪状ステータコアに形成された締結孔に設けた締結部材をハウジングの孔に締結することにより、この締結孔の周辺に透磁率が低下する内部応力発生部が形成され、外部からの漏れ磁束が突出磁極のステータコイルに流れにくくすることにより、レゾルバ信号の高精度化を達成できる。

１ 輪状ステータコア
１Ａ 周縁
１Ｅ 内周
１Ｆ 外周
１Ｇ 裏面側
２２ 突出磁極
２３ ステータコイル
４１、４１Ａ 空隙部
４２ スリット形状空隙部
６０ ハウジング
６１ 締結孔
６１Ａ 締結部材（ねじ等）
６２ 孔
７０ 内部応力発生部
７５ 線
８０ 外部磁束
Ｐ 軸方向
ｒ 半径方向

Claims (14)

1. ステータコイル(23)が巻回された複数の突出磁極(22)を有する輪状ステータコア(1)と、前記輪状ステータコア(1)に形成された複数の空隙部(41,41A)と、前記輪状ステータコア(1)の前記各空隙部(41,41A)間に形成された締結孔(61)と、前記輪状ステータコア(1)をハウジング(60)に取り付けるための締結部材(61A)と、を備え、
   前記輪状ステータコア(1)は、前記締結孔(61)を貫通した前記締結部材(61A)が前記ハウジング(60)内の孔(62)に挿入又は螺入することによって、前記ハウジング(60)に対して締結され、
   前記ステータコイル(23)と前記輪状ステータコア(1)の外周(1F)又は内周(1E)とを結ぶ線(75)は、少なくとも前記内部応力発生部(70)か前記空隙部(41,41A)の何れかと交差することを特徴とするレゾルバステータ構造。
2. 前記空隙部(41,41A)は、スリット、長孔、丸孔及び角孔の何れか１つよりなることを特徴とする請求項１記載のレゾルバステータ構造。
3. 前記輪状ステータコア(1)と前記ハウジング(60)は、前記輪状ステータコア(1)の軸方向(P)に沿って積み重ねられていることを特徴とする請求項１又は２記載のレゾルバステータ構造。
4. 前記締結部材(61A)は、ねじ又はボルト又は長棒からなることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載のレゾルバステータ構造。
5. 前記突出磁極(22)と前記締結孔(61)の各位置は、前記輪状ステータコア(1)の半径方向(r)に沿っていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載のレゾルバステータ構造。
6. 前記各空隙部(41,41A)は、平面で見て長方形をなすことを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載のレゾルバステータ構造。
7. 前記突出磁極(22)と前記締結項(61)との間には、スリット形状空隙部(42)が形成されていることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載のレゾルバステータ構造。
8. ステータコイル(23)が巻回された複数の突出磁極(22)を有する輪状ステータコア(1)と、前記輪状ステータコア(1)に形成された複数の空隙部(41,41A)と、前記輪状ステータコア(1)の前記各空隙部(41,41A)間に形成された締結孔(61)と、前記輪状ステータコア(1)をハウジング(60)に取り付けるための締結部材(61A)と、を用い、
   前記輪状ステータコア(1)は、前記締結孔(61)を貫通した前記締結部材(61A)が前記ハウジング(60)内の孔に挿入又は螺入することによって、前記ハウジング(60)に対して締結され、
   前記ステータコイル(23)と前記輪状ステータコア(1)の外周(1F)又は内周(1E)とを結ぶ線(75)は、少なくとも前記内部応力発生部(70)か前記空隙部(41,41A)の何れかと交差することを特徴とするレゾルバステータ構造のハウジングへの組み付け方法。
9. 前記空隙部(41,41A)は、スリット、長孔、丸孔及び角孔の何れか１つよりなることを特徴とする請求項８記載のレゾルバステータ構造のハウジングへの組み付け方法。
10. 前記輪状ステータコア(1)と前記ハウジング(60)は、前記輪状ステータコア(1)の軸方向(P)に沿って積み重ねられていることを特徴とする請求項８又は９記載のレゾルバステータ構造のハウジングへの組み付け方法。
11. 前記締結部材(61A)は、ねじ又はボルト又は長棒からなることを特徴とする請求項８ないし１０の何れか１項に記載のレゾルバステータ構造のハウジングへの組み付け方法。
12. 前記突出磁極(22)と前記締結孔(61)の各位置は、前記輪状ステータコア(1)の半径方向(r)に沿っていることを特徴とする請求項８ないし１１の何れか１項に記載のレゾルバステータ構造のハウジングへの組み付け方法。
13. 前記各空隙部(41,41A)は、平面で見て長方形をなすことを特徴とする請求項８ないし１２の何れか１項に記載のレゾルバステータ構造のハウジングへの組み付け方法。
14. 前記突出磁極(22)と前記締結項(61)との間には、スリット形状空隙部(42)が形成されていることを特徴とする請求項８ないし１３の何れか１項に記載のレゾルバステータ構造のハウジングへの組み付け方法。

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