JP4475471B2 - レゾルバ - Google Patents

Description

この発明は、複数の環状の電磁鋼板が積層されたステータコアと、このステータコアの中心に回転可能に設けられ、回転角度に応じてステータコアとの間でのリラクタンスが変化する外周曲線を有したロータとを備えたレゾルバに関する。

従来、複数の電磁鋼板が積層された円筒形状のステータコアと、前記ステータコアの中心に回転可能に設けられ、回転角度に応じて前記ステータコアとの間でのリラクタンスが変化する外周曲線を有したロータとを備えたレゾルバが知られている。このレゾルバの前記ステータコアは、積層方向に沿った端部の前記電磁鋼板が、リング形状のバックヨーク部と、径方向外側に突出して形成され、前記ステータコアを固定するための取付部と、径方向内側に突出し周方向に間隔をおいて形成された複数のティース部とを有している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２４２７５８号公報

しかしながら、このものの場合、ステータコアの端部の電磁鋼板にも、ティース部が設けられているので、例えば、有底円筒形状のモータの開口部を覆うハウジングに対して、取付部をネジを用いて固定した場合に、ネジによる応力がステータコアの積層方向に沿った端部に設けられた電磁鋼板のティース部に伝達され、この応力により、ステータコアの端部に設けられた電磁鋼板のティース部の磁気特性の変化および寸法の変化が生じて、レゾルバの角度検出精度が低下するという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、ネジ止めの応力がティース部に伝達されるのを低減し、レゾルバの角度検出精度を向上させるレゾルバを提供するものである。

この発明に係るレゾルバは、複数の電磁鋼板が積層された円筒形状のステータコアと、前記ステータコアの中心に回転可能に設けられ、回転角度に応じて前記ステータコアとの間でのリラクタンスが変化する外周曲線を有したロータとを備えたレゾルバにおいて、前記ステータコアは、複数の第１の電磁鋼板が積層されたステータコア本体と、このステータコア本体の積層方向に沿った両端部の少なくとも一方に添設された第２の電磁鋼板とを有し、前記第１の電磁鋼板は、リング形状の第１のバックヨーク部と、この第１のバックヨーク部から径方向内側に突出し、周方向に間隔をおいて形成された複数のティース部とを有し、前記第２の電磁鋼板は、リング形状の第２のバックヨーク部と、この第２のバックヨーク部から径方向外側に突出して形成され、前記ステータコア本体を固定するための取付部とから構成され、積層された前記第１のバックヨーク部の互いに対向した面には、積層された前記第１のバックヨーク部間を固定する第１の凹凸係止部が、全周に渡って、間隔をおいて形成され、前記第２のバックヨーク部の前記第１のバックヨーク部と対向した面には、前記第１のバックヨーク部と前記第２のバックヨーク部との間を固定する第２の凹凸係止部が、前記取付部が設けられている領域を除いて、周方向に間隔をおいて形成されている。

この発明に係るレゾルバは、ネジ止めの応力がティース部に伝達されるのを低減し、レゾルバの角度検出精度を向上させることができる。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るレゾルバ７が取り付けられたモータ１を示す縦断面図、図２（ａ）は図１のモータ１の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のモータ１の側面図、図３（ａ）は図１のレゾルバ７の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のレゾルバ７の側面図、４（ａ）は図３（ａ）のステータ１５を示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のステータ１５の側面図である。
モータ１は、有底円筒形状のケース２と、このケース２に固定された円筒形状の固定子３と、この固定子３の内側に回転可能に設けられた回転子４と、ケース２の周縁部にネジ５を用いて固定され、ケース２の開口部を覆うハウジング６と、このハウジング６に設けられたレゾルバ７とを備えている。

また、モータ１は、ハウジング６に嵌着されるとともに、シャフト８を回転自在に支持したハウジング側軸受９と、ケース２の底面の凹部に固定されるとともに、シャフト８を回転自在に支持したケース側軸受１０とを備えている。

固定子３は、複数の珪素鋼板が積層された固定子コア１１と、この固定子コア１１の周囲に巻装されたモータ側巻線１２とを有している。
回転子４は、シャフト８と、このシャフト８の外周面に固定されたＮ磁極、Ｓ磁極からなる円筒形状の磁石とを備えている。

レゾルバ７は、シャフト８に固定され、複数の珪素鋼板を積層することにより構成されたロータ１３と、このロータ１３の外周に設けられ、ハウジング６にネジ１４を用いて固定されたステータ１５とを備え、このステータ１５は、後述する円筒形状のステータコア１６と、このステータコア１６に、樹脂からなるインシュレータ１７を介して、導線が巻回して構成されたレゾルバ側巻線１８とを有している。
ロータ１３の外周の形状は、シャフト８とともにロータ１３を回転させたときに、ステータコア１６の後述するティース部２４ｂとロータ１３との間でのリラクタンスが所定の変化をするような特殊形状になっている。
レゾルバ側巻線１８は、１相の励磁巻線と、２相の出力巻線とから構成されている。
レゾルバ７のインシュレータ１７には、レゾルバ側巻線１８と電気的に接続された端子１９を有する信号接続用のコネクタ２０が設けられている。
インシュレータ１７の固定子３側には、下カバー２１が嵌着され、インシュレータ１７の反固定子３側には、上カバー２２が嵌着されており、下カバー２１および上カバー２２により、ステータコア１６のティース部２４ｂ、インシュレータ１７およびレゾルバ側巻線１８が覆われている。

次に、レゾルバ７の構成について詳述する。
図５は図１のステータコア１６の平面図、図６は図５のステータコア１６の側面図、図７は図５の第２の電磁鋼板２５の平面図、図８は図５の第１の電磁鋼板２４の平面図である。
レゾルバ７のステータコア１６は、複数の珪素鋼板である第１の電磁鋼板２４が積層されたステータコア本体２３と、このステータコア本体２３の積層方向に沿った両端部に添設された珪素鋼板である第２の電磁鋼板２５とを有している。

第１の電磁鋼板２４は、リング形状の第１のバックヨーク部２４ａと、この第１のバックヨーク部２４ａから径方向内側に突出し、全周に渡って、間隔をおいて形成された８個のティース部２４ｂと、第１のバックヨーク部２４ａから径方向外側に突出して形成された対向した一対の耳形状の取付部２４ｃを有している。
第２の電磁鋼板２５は、第１のバックヨーク部２４ａと同じ形状の第２のバックヨーク部２５ａと、この第２のバックヨーク部２５ａから径方向外側に突出して形成され、ステータコア本体２３をハウジング６にネジ１４を用いて固定するための対向した一対の耳形状の取付部２５ｃとから構成されている。
第１の電磁鋼板２４と第２の電磁鋼板２５とが重ねられたときに、第１の電磁鋼板２４の取付部２４ｃと第２の電磁鋼板２５の取付部２５ｃとは、重なり合う位置に配置されている。

積層された第１のバックヨーク部２４ａの互いに対向した面には、積層された第１のバックヨーク部２４ａ間を固定する第１の凹凸係止部２６が、全周に渡って、間隔をおいて８箇所に形成されている。
第２のバックヨーク部２５ａの第１のバックヨーク部２４ａと対向した面には、第１のバックヨーク部２４ａと第２のバックヨーク部２５ａとの間を固定する第２の凹凸係止部２７が、第２のバックヨーク部２５ａの取付部２５ｃが設けられている領域を除いて、周方向に間隔をおいて６箇所に形成されている。

レゾルバ側巻線１８の励磁巻線には、例えば、１０ｋＨｚ、５ｖｐｐの正弦波信号が印加され、モータ１の回転によりロータ１３が回転すると、ステータコア１６のティース部２４ｂとロータ１３との間でのリラクタンスが変化し、２相の出力巻線における出力電圧の振幅と、励磁巻線に入力された正弦波信号に対する出力電圧の位相とが変化する。
２相の出力巻線の振幅変化は、互いの位相が９０度ずれるように配置されており、この信号を検出回路（図示せず）によって信号処理することで、回転子４の回転角度が検出される。

次に、ネジ１４を用いて、ステータコア１６をハウジング６に固定する際の、ネジ１４による応力のステータコア１６への影響について説明する。
ネジ１４を用いて、ステータコア１６をハウジング６に固定すると、ネジ１４の座面およびハウジング６からステータコア１６の両端部にある第２の電磁鋼板２５の取付部２５ｃに最も強く応力が加えられる。
取付部２５ｃが受けた応力は、第２のバックヨーク部２５ａに伝達されるものの、第２の電磁鋼板２５には、角度検出に用いられるティース部が設けられていないので、取付部２５ｃが受けた応力によるレゾルバ７の角度検出の精度の低下を抑制することができる。

また、取付部２５ｃが受けた応力は、第２のバックヨーク部２５ａに伝達されるものの、第２のバックヨーク部２５ａの中で取付部２５ｃが設けられている領域には、第１のバックヨーク部２４ａと第２のバックヨーク部２５ａとの間を固定する第２の凹凸係止部２７が設けられていないので、第１のバックヨーク部２４ａへ伝達が低減され、取付部２５ｃが受けた応力がティース部２４ｂへ伝達されにくくなっている。
したがって、取付部２５ｃが受けた応力によるレゾルバ７の角度検出の精度の低下をさらに抑制することができる。

以上、説明したように、実施の形態１に係るレゾルバ７によると、複数の電磁鋼板が積層されたステータコア１６の積層方向に沿った両端部には、角度検出に用いられるティース部が設けられていないので、取付部２５ｃが受けた応力によるティース部２４ｂへの影響が低減され、レゾルバ７の角度検出の精度を向上させることができる。

また、取付部２５ｃが設けられている領域には第１のバックヨーク部２４ａと第２のバックヨーク部２５ａとの間を固定する第２の凹凸係止部２７が設けられていないので、取付部２５ｃが受けた応力がティース部２４ｂへ伝達されにくくなり、レゾルバ７の角度検出の精度をさらに向上させることができる。

なお、上記実施の形態１では、ステータコア１６の積層方向に沿った両端部に第２の電磁鋼板２５が設けられたレゾルバ７について説明したが、両端部のうち、何れか一方に第２の電磁鋼板２５が設けられ、他方には第１の電磁鋼板２５が設けられたレゾルバ７であってもよい。
この場合、ステータコア１６の積層方向に沿った両端部に第２の電磁鋼板２５が設けられたレゾルバ７と比べて、取付部２５ｃが受けた応力により角度検出の精度が低下するものの、両端部に第１の電磁鋼板２４が設けられたレゾルバ７と比べて、取付部２５ｃが受けた応力によるティース部２４ｂへの影響が低減され、角度検出の精度を向上させることができる。
特に、ネジ１４の座面からの応力が大きいので、ネジ１４と接触する側のステータコア１６の端部に第２の電磁鋼板２５が設けられたレゾルバ７の方が効果的である。

また、上記実施の形態１では、ステータコア１６の積層方向に沿った両端部の第２の電磁鋼板２５に、第２のバックヨーク部２５ａの取付部２５ｃが設けられている領域を除いて、第２の凹凸係止部２７が形成されたレゾルバ７について説明したが、両端部の第２の電磁鋼板２５のうち、何れか一方に、第２のバックヨーク部２５ａの取付部２５ｃが設けられている領域にも、第２の凹凸係止部２７が形成されたレゾルバ７であってもよい。
この場合、両端部の第２の電磁鋼板２５に、第２のバックヨーク部２５ａの取付部２５ｃが設けられている領域を除いて、第２の凹凸形状部が形成されたレゾルバ７と比べて、取付部２５ｃが受けた応力により角度検出の精度が低下するものの、両端部の第２の電磁鋼板２５に、２５ａの取付部２５ｃが設けられている領域も含めて、第２の凹凸係止部２７が設けられたレゾルバ７と比べて、取付部２５ｃが受けた応力によるティース部２４ｂへの影響が低減され、角度検出の精度を向上させることができる。
特に、ネジ１４の座面からの応力が大きいので、ネジ１４と接触する側のステータコア１６の端部の第２の電磁鋼板２５の中で、取付部２５ｃが設けられている領域には、第２の凹凸係止部２７を形成しないレゾルバ７の方が効果的である。

また、上記実施の形態１では、ステータコア１６の積層方向に沿った中間部の第１の電磁鋼板２４の第１のバックヨーク部２４ａには、取付部２４ｃが設けられている領域にも、第１の凹凸係止部２６が形成されたレゾルバ７について説明したが、取付部２４ｃが設けられている領域を除いて、第１のバックヨーク部２４ａに第１の凹凸係止部２６が形成されたレゾルバ７であってもよい。
この場合、ネジ１４により取付部２５ｃの受けた応力が、隣接した取付部２４ｃに伝達され、さらに第１のバックヨーク部２４ａに伝達される。
しかしながら、取付部２４ｃが設けられている領域には、隣接した第１のバックヨーク部２４ａ間を固定する第１の凹凸係止部２６が設けられていないので、第１のバックヨーク部２４ａに伝達された応力が、隣接した第１のバックヨーク部２４ａへ伝達されにくくなり、レゾルバ７の角度検出の精度を向上させることができる。

また、上記実施の形態１では、取付部２４ｃが形成された第１の電磁鋼板２４を備えたレゾルバ７について説明したが、取付部２４ｃが形成されていない第１の電磁鋼板２４を備えたレゾルバ７であってもよい。

また、上記実施の形態１では、第１のバックヨーク部２４ａと第２のバックヨーク部２５ａとが同じ形状をしたステータコア１６について説明したが、勿論、第１のバックヨーク部２４ａと第２のバックヨーク部２５ａとが異なる形状をしたステータコア１６であってもよい。

実施の形態１に係るレゾルバが取り付けられたモータを示す縦断面図である。 図２（ａ）は図１のモータの平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のモータの側面図である。 図３（ａ）は図１のレゾルバの平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のレゾルバの側面図である。 図４（ａ）は図３（ａ）のステータを示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のステータの側面図である。 図１のレゾルバの平面図である。 図５のレゾルバの側面図である。 図５の第２の電磁鋼板の平面図である。 図５の第１の電磁鋼板の平面図である。

符号の説明

１ モータ、２ ケース、３ 固定子、４ 回転子、５ ネジ、６ ハウジング、７ レゾルバ、８ シャフト、９ ハウジング側軸受、１０ ケース側軸受、１１ 固定子コア、１２ モータ側巻線、１３ ロータ、１４ ネジ、１５ ステータ、１６ ステータコア、１７ インシュレータ、１８ レゾルバ側巻線、１９ 端子、２０ コネクタ、２１ 下カバー、２２ 上カバー、２３ ステータコア本体、２４ 第１の電磁鋼板、２４ａ 第１のバックヨーク部、２４ｂ ティース部、２４ｃ 取付部、２５ 第２の電磁鋼板、２５ａ 第２のバックヨーク部、２５ｃ 取付部、２６ 第１の凹凸係止部、２７ 第２の凹凸係止部。

Claims (1)

1. 複数の電磁鋼板が積層された筒形状のステータコアと、
   前記ステータコアの中心に回転可能に設けられ、回転角度に応じて前記ステータコアとの間でのリラクタンスが変化する外周曲線を有したロータとを備えたレゾルバにおいて、
   前記ステータコアは、複数の第１の電磁鋼板が積層されたステータコア本体と、このステータコア本体の積層方向に沿った両端部の少なくとも一方に添設された第２の電磁鋼板とを有し、
   前記第１の電磁鋼板は、リング形状の第１のバックヨーク部と、この第１のバックヨーク部から径方向内側に突出し、周方向に間隔をおいて形成された複数のティース部とを有し、
   前記第２の電磁鋼板は、リング形状の第２のバックヨーク部と、この第２のバックヨーク部から径方向外側に突出して形成され、前記ステータコア本体を固定するための取付部とから構成され、
   積層された前記第１のバックヨーク部の互いに対向した面には、積層された前記第１のバックヨーク部間を固定する第１の凹凸係止部が、全周に渡って、間隔をおいて形成され、
   前記第２のバックヨーク部の前記第１のバックヨーク部と対向した面には、前記第１のバックヨーク部と前記第２のバックヨーク部との間を固定する第２の凹凸係止部が、前記取付部が設けられている領域を除いて、周方向に間隔をおいて形成されていることを特徴とするレゾルバ。

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