JP4926205B2 - Resolver - Google Patents
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Description
この発明は、シャフトに圧入されるレゾルバロータを有し、回転子の回転角度を検出するレゾルバに関するものである。 The present invention relates to a resolver having a resolver rotor that is press-fitted into a shaft and detecting a rotation angle of a rotor.
従来、シャフトに圧入されるレゾルバロータと、レゾルバロータの外周に設けられ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とを備えたレゾルバが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a resolver is known that includes a resolver rotor that is press-fitted into a shaft, and a resolver stator that changes gap permeance between the resolver rotor and the resolver rotor in cooperation with the resolver rotor (for example, Patent Document 1).
上記構成のレゾルバは、シャフトにレゾルバロータの内周全面で圧入しているため、例えばシャフト外径が大きくなる場合、レゾルバロータの径方向の幅寸法が小さくなる。
そのため、例えばレゾルバロータに圧入するシャフトの部位における外径寸法のバラツキにより、それに合わせて圧入後のレゾルバロータの外周面形状が変化する結果、レゾルバロータとレゾルバステータとの間のギァップが変化してしまい、ギャップパーミアンスに悪影響を与え、回転角度の検出精度及び変圧比が安定しないという問題点があった。
Since the resolver having the above configuration is press-fitted into the shaft over the entire inner circumference of the resolver rotor, for example, when the outer diameter of the shaft is increased, the width dimension in the radial direction of the resolver rotor is reduced.
For this reason, for example, due to variations in the outer diameter of the portion of the shaft that is press-fitted into the resolver rotor, the outer peripheral surface shape of the resolver rotor after press-fitting changes accordingly, resulting in a change in the gap between the resolver rotor and resolver stator. Therefore, there is a problem that the gap permeance is adversely affected and the detection accuracy of the rotation angle and the transformation ratio are not stable.
この発明は、こ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、部品点数や組立工数を増やすことなく、回転角度の検出精度及び変圧比が安定化したレゾルバを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a resolver in which the rotational angle detection accuracy and the transformation ratio are stabilized without increasing the number of parts and the number of assembly steps. Objective.
この発明に係るレゾルバは、シャフトが圧入される内周面を有するレゾルバロータと、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を備え、前記シャフトとともにレゾルバロータが回転し、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の前記内周面には、塑性変形する凸部が複数個形成されており、前記凸部は、周方向に沿って切断したときの形状が円弧形状であり、かつ前記レゾルバロータの対向して形成された孔の部位では、径方向の幅寸法が最大であり、前記孔の部位と、レゾルバロータの径方向の幅寸法が最小の部位では、他の部位と比較して隣接した凸部間の距離が大きい。 A resolver according to the present invention includes a resolver rotor having an inner peripheral surface into which a shaft is press-fitted, and a resolver stator provided concentrically with the resolver rotor and surrounding the resolver rotor, and the resolver rotor rotates together with the shaft. In a resolver that detects a rotation angle by a change in gap permeance between a resolver rotor and the resolver stator, a plurality of convex portions that are plastically deformed are formed on the inner peripheral surface of the resolver rotor. The portion has a circular arc shape when cut along the circumferential direction, and has a radial width dimension at the hole portion formed opposite to the resolver rotor. In the part where the width dimension in the radial direction of the resolver rotor is the smallest, the distance between the adjacent convex parts is larger than in other parts.
この発明に係るレゾルバによれば、レゾルバロータの内周面には、塑性変形する凸部が形成されているので、レゾルバロータの内径寸法やシャフトの外径寸法を変更したときでも、シャフトへの圧入時に凸部を局部的に塑性変形させることで、圧入時のレゾルバロータの外周面の歪みは、凸部で吸収され、レゾルバロータの外周面の歪む、変形は抑制されるので、部品点数や組立工数を増やすことなく、回転角度の検出精度及び変圧比が安定する。 According to the resolver according to the present invention, since the inner peripheral surface of the resolver rotor is formed with a convex portion that is plastically deformed, even when the inner diameter dimension of the resolver rotor and the outer diameter dimension of the shaft are changed, By locally plastically deforming the convex portion at the time of press-fitting, distortion of the outer peripheral surface of the resolver rotor at the time of press-fitting is absorbed by the convex portion, and distortion and deformation of the outer peripheral surface of the resolver rotor are suppressed. The detection accuracy of the rotation angle and the transformation ratio are stabilized without increasing the number of assembly steps.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るブラシレスモータ1(モータと略称する)を示す断面図、図2は、図1のモータ1の正面図である。
このモータ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。
また、フレーム2の底部には、凹状のベアリングボックス6が設けられており、ベアリングボックス6には、リアベアリング7が挿入されている。
フロントベアリング5およびリアベアリング7は、磁性体である鉄からなるシャフト8をそれぞれ回転自在に支持している。
Embodiment 1 FIG.
1 is a sectional view showing a brushless motor 1 (abbreviated as a motor) according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a front view of the motor 1 of FIG.
This motor 1 is a motor incorporated in an electric power steering apparatus, and has a bottomed cylindrical frame 2 obtained by drawing an iron plate, and a
A front bearing 5 having an outer ring portion caulked and fixed thereto is attached to the window portion 4 formed at the center of the
A
The front bearing 5 and the rear bearing 7 rotatably support a
シャフト8の一端部には、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チューブが被せられている。
フレーム2の内周面には、回転子10の外周を囲って固定子11が取り付けられている。
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、U相、V相、W相の3相からなり、それぞれスター結線されている。
ハウジング3の反回転子10側(回転子10の反対側)で、シャフト8の他端部には、外部機構と接続される連結部8aが形成されている。
シャフト8には、レゾルバロータ15が圧入されている。このレゾルバロータ15は、シャフト8に圧入されてフロントベアリング5に当接したブッシュ16と、シャフト8に圧入されたブッシュ17との間に挟まれ、固定されている。
A
A stator 11 is attached to the inner peripheral surface of the frame 2 so as to surround the outer periphery of the
The stator 11 has a
On the other side of the
A
レゾルバロータ15は、図3及び図4に示すように、珪素鋼板を積層した楕円形状であり、内周面15cには、凸部15aが周方向に沿って設けられている。
レゾルバロータ15を着磁する際の位置決めに用いられる孔15dの左右には、隣接した珪素鋼板同士を接合するための凹凸形状のカシメ部15eが形成されている。各珪素鋼板は、カシメ部15eが形成されており、隣接した珪素鋼板同士がカシメ部15eで、嵌着されることで接合されている。
レゾルバロータ15は、内周面15cが真円であるのに対して、外周面15bが楕円形であり、対向して形成された孔15dの部位では、径方向の幅寸法が最大で、これに対して垂直方向の径方向の幅寸法が最小である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
Concave and convex caulking
In the
凸部15aは、周方向に沿って切断したときの形状が円弧形状であり、その値はR0.2(曲率半径0.2mm)以上である。また、それぞれの凸部15aは、軸線方向の全領域にわたって列状に形成されている。
この実施の形態では、凸部15aは、図3に示すように、周方向に沿って全部で16あり、それぞれは、中心点Oに対して対象位置にある。
また、凸部15aは、レゾルバロータ15の径方向の幅寸法の違いに応じて凸部15aが配置されている。即ち、孔15dの部位、レゾルバロータ15の径方向の幅寸法が最小の部位では、他の部位と比較して隣接した凸部15a間の距離が大きい。
The convex portion 15a has a circular arc shape when cut along the circumferential direction, and its value is equal to or greater than R0.2 (curvature radius 0.2 mm). Moreover, each convex part 15a is formed in the row form over the whole area | region of an axial direction.
In this embodiment, as shown in FIG. 3, there are a total of 16 convex portions 15 a along the circumferential direction, and each is at a target position with respect to the center point O.
Moreover, the convex part 15a is arrange | positioned according to the difference in the width dimension of the radial direction of the
図5は、レゾルバロータ15とともに、レゾルバを構成するレゾルバ本体18からカバー(図示せず)を除いたときの図、図6は図5の右側面図である。
このレゾルバ本体18は、レゾルバステータ20と、信号線接続用のオス側コネクタ21とを有している。レゾルバスタータ20の外周面は、ハウジング3に形成された取付面19に嵌着されている。
レゾルバステータ20は、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に導線が巻装された、1相の励磁巻線25及び2相の出力巻線26a,26b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18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。
1相の励磁巻線25は、隣接するそれぞれのティース22に連続的に巻装されている。2相の出力巻線26のうち、第1の出力巻線26aは、隣接するそれぞれのティース22に連続的に、かつティース22の中心線に対して励磁巻線25の径方向外側に巻装されている。また、第2の出力巻線26bは、隣接するそれぞれのティース22に連続的に、かつティース22の中心線に対して第1の出力巻線26aの径方向外側に巻装されている。
5 is a view when the cover (not shown) is removed from the resolver
The
The
The one-phase excitation winding 25 is continuously wound around each
モータコイル14に接続されて電力を供給するモータリード線27は、グロメット30を通じて外部に導出される。また、回転子10の回転角度に関する信号を外部に伝送するセンサリード線29は、メス側コネクタ28を介してオス側コネクタ21に接続され、ハウジング3に設けられたグロメット31を通じて外部に導出される。
A
次に、上記構成のモータ1についての動作を説明する。
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との間のギャップに磁束が発生する。
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。
回転子10が回転することにより、シャフト8を介して互いに連結されたレゾルバロータ15が回転し、レゾルバロータ15とレゾルバステータ20との間のギャップパーミアンスが変化する。
ギャップパーミアンスの変化により、第1出力巻線26aと第2の出力巻線26bとの出力電圧波形には、位相差が生じるため、回転子10の回転角度の検出が可能になる。
第1の出力巻線26aおよび第2の出力巻線26bの出力電圧は、センサリード線29を経由して伝送されて演算部(図示せず)に入力され、回転子10の回転角度が検出される。
Next, the operation of the motor 1 having the above configuration will be described.
A 10 kHz, 5 Vpp sinusoidal excitation voltage is applied to the excitation winding 25 from a detection power source (not shown). When an excitation voltage is applied to the excitation winding 25, an excitation current flows through the excitation winding 25, and a magnetic flux is generated in the gap between the
Further, power is supplied from the
As the
Due to the change in the gap permeance, a phase difference occurs in the output voltage waveforms of the first output winding 26a and the second output winding 26b, so that the rotation angle of the
The output voltages of the first output winding 26a and the second output winding 26b are transmitted via the
上記構成のレゾルバによれば、レゾルバロータ15の内周面15cには、塑性変形する凸部15aが形成されているので、レゾルバロータ15をシャフト8に圧入する際には、凸部15aのみに局部的に塑性変形し、レゾルバロータ15の外周面15bの変形は抑制される。
即ち、例えば、レゾルバロータ15とレゾルバステータ20との間のギャップが一定とした場合、シャフト8の径寸法が大きくなる場合には、レゾルバロータ15の径方向の寸法が小さくなり、それだけレゾルバロータ15の外周面15bが変形し易くなる。
しかしながら、レゾルバロータ15の内周面15cには凸部15aが形成されているので、このような場合でも、凸部15aが塑性変形してシャフト8の径寸法の増大分を吸収し、レゾルバロータ15の外周面15bの変形を抑えることができ、レゾルバロータ15とレゾルバステータ20との間のギャップパーミアンスに対する影響は抑えられ、回転子10の回転角度の検出精度及び変圧比が安定化する。
According to the resolver having the above configuration, the inner
That is, for example, when the gap between the
However, since the convex portion 15a is formed on the inner
また、凸部15aは、周方向に沿って切断したときの形状が円弧形状であるので、凸部15aを局部的に変形させた場合でも、応力が集中することなく分散される。
そのため、凸部15aの欠け、レゾルバロータ15の外周面15bの歪みを抑えることができる。
Further, since the convex portion 15a is arc-shaped when cut along the circumferential direction, even when the convex portion 15a is locally deformed, the stress is dispersed without being concentrated.
Therefore, it is possible to suppress chipping of the convex portion 15 a and distortion of the outer
また、凸部15aは、R0.2(曲率半径0.2mm)以上であるので、一台のプレス金型で、珪素鋼板の打ち抜き加工と、その後の隣接した珪素鋼板の凹凸部でのカシメによる珪素鋼板の積層工程とを行うことができ、レゾルバロータ15の製作に当たって、製造ラインにおいて打ち抜き加工と、積層工程とを個別に揃える必要性がなく、レゾルバロータ15を安価に製造することができる。
Moreover, since the convex part 15a is R0.2 (curvature radius 0.2mm) or more, it is due to the punching process of the silicon steel sheet and the subsequent caulking at the uneven part of the adjacent silicon steel sheet with one press die. It is possible to perform a silicon steel sheet laminating process, and when manufacturing the
また、凸部15aは、周方向に沿って、複数個形成されており、レゾルバロータ15の径方向の幅寸法の違いに応じて凸部15aを配置することにより、圧入時のレゾルバロータ15の外周面15bの変形をより効果的に抑えることができる。
In addition, a plurality of convex portions 15a are formed along the circumferential direction, and by arranging the convex portions 15a according to the difference in the radial width dimension of the
また、凸部15aは、それぞれレゾルバロータ15の中心点Oに対して、対象位置に形成されているので、円形のシャフト8にレゾルバロータ15を圧入する際には、シャフト8とレゾルバロータ15との周方向の相対角度がどの角度であっても、シャフト8の中心軸線とレゾルバロータ15の中心軸線とが一致した状態で圧入作業を行うことができ、シャフト8とレゾルバロータ15とが同心で結合される。
Further, since the convex portions 15 a are formed at the target positions with respect to the center point O of the
なお、上記実施の形態では、モータが3相ブラシレスモータ1である場合を例にして説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、直流モータ、交流モータ、発電機を問わず、レゾルバを用いた回転位置を検出するシステム全てに用いることができ、同様の効果を奏することができる。
また、この発明は、電動パワーステアリング装置用のモータ以外にも適用することができ、例えばサーボモータ、ハイブリッド用駆動モータにも適用できるのは勿論である。
また、凸部15aの数も16に限定されないのは勿論である。
In the above embodiment, the case where the motor is the three-phase brushless motor 1 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and any resolver can be used regardless of a DC motor, an AC motor, or a generator. It can be used for all systems that detect the rotational position using, and the same effect can be obtained.
Further, the present invention can be applied to a motor other than the motor for the electric power steering apparatus. For example, the present invention can also be applied to a servo motor and a hybrid drive motor.
Of course, the number of convex portions 15a is not limited to 16.
1 モータ、2 フレーム、3 ハウジング、4 窓部、5 フロントベアリング、6 ベアリングボックス、7 リアベアリング、8 シャフト、8a 連結部、9 マグネット、10 回転子、11 固定子、12 固定子鉄心、13 絶縁体、14 モータコイル、15 レゾルバロータ、15a 凸部、15b 外周面、15c 内周面、15d 孔、15e カシメ部、16,17 ブッシュ、18 レゾルバ本体、19 取付面、20 レゾルバステータ、21 コネクタ、22 ティース、23 積層体、24 絶縁体、25 励磁巻線、26a 第1の出力巻線、26b 第2の出力巻線、27 モータリード線、28 メス側コネクタ、29 センサリード線、30,31 グロメット、40 耳部。 1 Motor, 2 frame, 3 housing, 4 window part, 5 front bearing, 6 bearing box, 7 rear bearing, 8 shaft, 8a connecting part, 9 magnet, 10 rotor, 11 stator, 12 stator core, 13 insulation Body, 14 motor coil, 15 resolver rotor, 15a convex portion, 15b outer peripheral surface, 15c inner peripheral surface, 15d hole, 15e caulking portion, 16, 17 bush, 18 resolver body, 19 mounting surface, 20 resolver stator, 21 connector, 22 Teeth, 23 Laminated body, 24 Insulator, 25 Excitation winding, 26a First output winding, 26b Second output winding, 27 Motor lead, 28 Female connector, 29 Sensor lead, 30, 31 Grommet, 40 ears.
Claims (4)
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を備え、前記シャフトとともにレゾルバロータが回転し、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の前記内周面には、塑性変形する凸部が複数個形成されており、前記凸部は、周方向に沿って切断したときの形状が円弧形状であり、かつ前記レゾルバロータの対向して形成された孔の部位では、径方向の幅寸法が最大であり、前記孔の部位と、レゾルバロータの径方向の幅寸法が最小の部位では、他の部位と比較して隣接した凸部間の距離が大きいことを特徴とするレゾルバ。 A resolver rotor having an inner peripheral surface into which a shaft is press-fitted, and
A resolver stator concentrically and surrounding the resolver rotor. The resolver rotor rotates together with the shaft, and a rotation angle is detected by a change in gap permeance between the resolver rotor and the resolver stator. In the resolver,
On the inner circumferential surface of the resolver rotor, protrusions plastic deformation are plural number, the protrusions, the shape when cut along the circumferential direction an arc shape, and the resolver rotor In the hole portion formed oppositely, the radial width dimension is the maximum, and in the hole portion and the portion where the radial width dimension of the resolver rotor is the minimum, it is adjacent as compared with other portions. A resolver characterized in that the distance between the convex portions is large .
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