JP5799315B2

JP5799315B2 - レゾルバ

Info

Publication number: JP5799315B2
Application number: JP2011200383A
Authority: JP
Inventors: 和之石橋
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2031-09-14
Also published as: JP2013061265A

Description

本発明は、レゾルバに関し、特に、輪状レゾルバステータを輪状非磁性体ステータコアと輪状磁性体ステータコアの組合せとし、外部磁束からの影響を低減す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は、その代表的な構成として、特許文献１に開示された構成を挙げることができる。
すなわち、図８及び図９で示されるように、輪状レゾルバステータ１の内面には、所定角度間隔で複数の突出磁極２が形成され、各突出磁極２には、周知の励磁巻線と出力巻線とからなるステータ巻線３が巻回され信号線３Ａで外部と接続されている。

前記輪状レゾルバステータ１のステータ巻線３が位置する外側の周縁には、切り欠き４又は孔５又はその両方が形成された輪状の取り付け部６（すなわち、バックヨーク部）が形成されている。
前記取り付け部６の切り欠き４又は孔５又はその両方を用いて、各種装置又は自動車等の回転装置にレゾルバ８が取り付けられるように構成されている。

前記輪状レゾルバステータ１の内側には、輪状レゾルバロータ７が回転自在に配設され、この輪状レゾルバロータ７は周知のバリアブルリラクタンス型（ＶＲ型）で巻線を有しない周知のロータ構造で形成されている。
前述の輪状レゾルバステータ１及び輪状レゾルバロータ７は、通常、珪素鋼板等の多数のコア片を積層させた積層構造で形成され、各コア片の転積によって磁気特性のバラツキを回避した構成である。

米国特許第６，８３８，８０４号明細書

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、従来の輪状レゾルバステータは、輪状磁性体ステータコアのみを積層して形成していたため、輪状レゾルバステータ全体が磁性体で構成され、レゾルバの磁束経路であるバックヨーク部が取り付け部６と同じ磁路となっており、そのため、取り付け部６が直接回転装置の固定側に取り付けられた場合には、磁性体で形成されたこの取り付け部６を経由して外部のモータ等が発生する磁束がノイズとしてステータ巻線３の出力側に干渉し、レゾルバ８の出力特性の低下となっていた。
特に、前述のように、レゾルバ８の周縁である取り付け部６に切り欠き等の凹凸が存在すると、平坦状とは異なって外部からの磁束を呼び込みやすく、より一層、出力特性の低下となりやすい状況であった。

本発明によるレゾルバは、内方へ向けて所定角度間隔で形成された複数の突出磁極を有する輪状レゾルバステータと、前記輪状レゾルバステータの周縁に形成された取り付け用の孔又は切り欠きと、前記輪状レゾルバステータの内側に回転自在に配設された輪状レゾルバロータと、前記輪状レゾルバステータに設けられたステータ巻線と、からなるレゾルバにおいて、前記輪状レゾルバステータは、輪状磁性体ステータコアと輪状非磁性体ステータコアを積層して形成され、前記輪状非磁性体ステータコアの第１外径は前記輪状磁性体ステータコアの第２外径より大であり、前記輪状レゾルバロータは、輪状磁性体ロータコアと輪状非磁性体ロータコアを積層して形成され、前記輪状非磁性体ロータコアの第１内径は前記輪状磁性体ロータコアの第２内径より小である構成であり、また、前記輪状磁性体ロータコアは二枚、前記輪状非磁性体ロータコアは一枚である構成であり、また、前記輪状磁性体ロータコアは一枚、前記輪状非磁性体ロータコアは一枚である構成である。

本発明によるレゾルバは、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、内方へ向けて所定角度間隔で形成された複数の突出磁極を有する輪状レゾルバステータと、前記輪状レゾルバステータの周縁に形成された取り付け用の孔又は切り欠きと、前記輪状レゾルバステータの内側に回転自在に配設された輪状レゾルバロータと、前記輪状レゾルバステータに設けられたステータ巻線と、からなるレゾルバにおいて、前記輪状レゾルバステータは、輪状磁性体ステータコアと輪状非磁性体ステータコアを積層して形成され、前記輪状非磁性体ステータコアの第１外径は前記輪状磁性体ステータコアの第２外径より大であることにより、輪状レゾルバステータの輪状非磁性体ステータコアのみが装置側に接続され、輪状磁性体ステータコアは装置側から磁気的に浮いているため、外部からのノイズである磁束がレゾルバ側に入ることを従来より低減でき、レゾルバの出力特性の向上を得ることができる。
また、前記輪状レゾルバロータは、輪状磁性体ロータコアと輪状非磁性体ロータコアを積層して形成され、前記輪状非磁性体ロータコアの第１内径は前記輪状磁性体ロータコアの第２内径より小であることにより、ロータ側のノイズ防止を達成することができる。
また、前記輪状磁性体ロータコアは二枚、前記輪状非磁性体ロータコアは一枚、あるいは、前記輪状磁性体ロータコアは一枚、前記輪状非磁性体ロータコアは一枚であることにより、前述と同様に、外部からのノイズ低減用の輪状レゾルバロータを得ることができる。

本発明によるレゾルバを示す平面図である。図１の断面図である。図２のＡ部の拡大断面図である。図３の他の形態を示す拡大断面図である。図１の他の形態を示す平面図である。図５の輪状レゾルバロータを示す断面図である。図６の他の形態を示す断面図である。従来のレゾルバを示す平面図である。図８の断面図である。

本発明は、レゾルバステータを輪状非磁性体ステータコアと輪状磁性体ステータコアの組合せとし、外部磁束からの影響を低減するようにしたレゾルバを提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明によるレゾルバの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例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及び図２において、符号１で示されるものは、輪状レゾルバステータであり、この輪状レゾルバステータ１の内面には、所定角度間隔で内方へ向けて突出する複数の突出磁極２が形成されている。
前記各突出磁極２には、周知の励磁巻線及び出力巻線からなるステータ巻線３が巻回され、このステータ巻線３は前記輪状レゾルバステータ１の一部において結束固定された信号線３Ａによって信号の出入りが行われるように構成されている。

前記輪状レゾルバステータ１のステータ巻線３が位置する外側の周縁には、切り欠き４又は孔５又はその両方が形成された輪状の取り付け部６が形成されている。
前記取り付け部６の切り欠き４又は孔５又はその両方を用いて、各種装置又は自動車等の回転装置にレゾルバ８が取り付けられるように構成されている。

前記輪状レゾルバステータ１は、図２及び図３の断面図に示されるように、一対の輪状磁性体ステータコア１ａ，１ｂと、一枚の輪状非磁性体ステータコア１ｃと、が積層されて構成されている。
前記輪状非磁性体ステータコア１ｃの第１外径Ｄ１は、図２に特に示されているように、前記輪状磁性体ステータコア１ａ，１ｂの第２外径Ｄ２より大であり、前記切り欠き４及び孔５は、前記第２外径Ｄ２の外側に位置している。

前記各輪状磁性体ステータコア１ａ，１ｂは、従来の輪状レゾルバステータと同じ磁性材で構成され、その第２外径Ｄ２は前記ステータ巻線３の外周面３ａとほぼ同一で形成されている。
前記切り欠き４及び孔５は、前記第２外径Ｄ２の外側、すなわち、前記ステータ巻線３の外周面３ａより外側に露出した状態で配設されている。

前記輪状非磁性体ステータコア１ｃは、非磁性体である、例えば、アルミニウム、樹脂、絶縁材等で形成されているため、この輪状非磁性体ステータコア１ｃの各切り欠き４又は孔５又はその両方を用いて輪状非磁性体ステータコア１ｃを図示しない回転装置又は自動車等の回転部に取り付けることによりレゾルバ８が固定されているが、前記各輪状磁性体ステータコア１ａ，１ｂは、直接前記回転装置又は自動車等の回転部の導通部に非導通（すなわち、磁路が断たれた状態）となり、この回転装置又は回転部からの磁気的ノイズである不要な磁束が各輪状磁性体ステータコア１ａ，１ｂ及びステータ巻線３側へ伝わりにくく、従来よりも外部磁束ノズルの影響を大幅に低減することが可能となり、従来用いていた磁気シールド構造等を追加する必要がなく、レゾルバ信号の特性向上、コスト低減等に大きく寄与することができる。

また、前述の図２及び図３の構成においては、一対の輪状磁性体ステータコア１ａ，１ｂを用いた場合について述べたが、例えば、図４に示されるように、一枚の輪状磁性体ステータコア１ａと一枚の輪状非磁性体ステータコア１ｃによって輪状レゾルバステータ１を構成した場合も前述の図３の構成と同様の作用効果を得ることができ、その枚数については自在に設定することができる。
尚、前述の各輪状ステータコア１ａ，１ｂは、図には示していないが、プレス抜きされた薄い多数の板状のコア片を転積によって積層させた構成である。

次に、前述の輪状レゾルバステータ１の内側に回転自在に配設された輪状レゾルバロータ７は、図５から図７で示されるように、一対の輪状磁性体ロータコア７ａ、７ｂと一枚の輪状非磁性体ロータコア７ｃを軸方向に沿って積層することによって構成され、前記輪状非磁性体ロータコア７ｃの第１内径Ｄ３は、図６に示されるように、前記輪状磁性体ロータコア７ａ、７ｂの第２外径Ｄ４より小である。

従って、図６の構成による前述の輪状レゾルバロータ７に回転軸１０を装着する場合、回転軸１０を輪状レゾルバロータ７に挿入すると、前記輪状非磁性体ロータコア７ｃの第１内径Ｄ３内に回転軸１０が嵌合し、輪状レゾルバロータ７と回転軸１０とは前記輪状非磁性体ロータコア７ｃのみを介して一体状に結合される。

前述の場合、絶縁材である前記輪状非磁性体ロータ７ｃのみが直接前記回転軸１０に接続して輪状レゾルバロータ７自体が回転軸１０に固定されているため、回転軸１０と輪状レゾルバロータ７とは、直接導通することはなく、磁気的な結合も従来よりも大幅に低減され、外部からの磁束による磁気的なノイズも、輪状レゾルバロータ７に伝達されることが低減され、レゾルバ８全体としての出力特性への磁気的な悪影響を大幅に低減することができる。

また、前述の図６に開示された輪状レゾルバロータ７に限らず、例えば、図７に示されるように、一枚の輪状磁性体ロータコア７ａと一枚の輪状非磁性体ロータコア７ｃとを軸方向に積層させることにより構成することができる。
尚、前述の各ステータコア１ａ，１ｂ，１ｃ及び各ロータコア７ａ，７ｂ，７ｃは、図示していないが、複数のコア片を積層して形成されている。

本発明によるレゾルバは、輪状レゾルバステータを輪状非磁性体ステータコアと輪状磁性体ステータコアの組合せとし、外部磁束からの影響を低減することができる。

１輪状レゾルバステータ
２突出磁極
３ステータ巻線
３Ａ信号線
４切り欠き
５孔（長孔）
６取り付け部
７輪状レゾルバロータ
８レゾルバ
Ｄ１第１外径
Ｄ２第２外径
１ａ輪状磁性体ステータコア
１ｂ輪状磁性体ステータコア
１ｃ輪状非磁性体ステータコア
Ｄ３第１内径
Ｄ４第２内径
７ａ，７ｂ輪状磁性体ロータコア
７ｃ輪状非磁性体ロータコア
１０回転軸

Claims

内方へ向けて所定角度間隔で形成された複数の突出磁極(2)を有する輪状レゾルバステータ(1)と、前記輪状レゾルバステータ(1)の周縁に形成された取り付け用の孔(5)又は切り欠き(4)と、前記輪状レゾルバステータ(1)の内側に回転自在に配設された輪状レゾルバロータ(7)と、前記輪状レゾルバステータ(1)に設けられたステータ巻線(3)と、からなるレゾルバにおいて、
前記輪状レゾルバステータ(1)は、輪状磁性体ステータコア（1a又は1a,1b)と輪状非磁性体ステータコア(1c)を積層して形成され、前記輪状非磁性体ステータコア(1c)の第１外径(D1)は前記輪状磁性体ステータコア(1a又は1a,1b)の第２外径(D2)より大であり、前記輪状レゾルバロータ(7)は、輪状磁性体ロータコア(7a又は7a,7b)と輪状非磁性体ロータコア(7c)を積層して形成され、前記輪状非磁性体ロータコア(7c)の第１内径(D3)は前記輪状磁性体ロータコア(7a又は7a,7b)の第２内径(D4)より小であることを特徴とするレゾルバ。
前記輪状磁性体ロータコア(7a,7b)は二枚、前記輪状非磁性体ロータコア(7c)は一枚であることを特徴とする請求項１記載のレゾルバ。
前記輪状磁性体ロータコア(7a)は一枚、前記輪状非磁性体ロータコア(7c)は一枚であることを特徴とする請求項１記載のレゾルバ。