WO2018073857A1 - 角度検出器 - Google Patents
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Definitions
- This invention relates to an angle detector that detects the rotation angle of a rotating body.
- a rotating electrical machine such as an electric motor has been provided with a bearing that rotatably supports the rotating body and an angle detector that detects the rotation angle of the rotating body (for example, see Patent Document 1).
- a bearing having a non-sealed structure is used as the bearing of the rotating body, the inside of the bearing is formed through a radial gap of the rotating shaft formed by the rotating body and the fixed body.
- a sealing device such as an oil seal is attached so as to sandwich the bearing from both sides in the direction of the rotation axis to prevent the grease from scattering to the outside.
- the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to obtain an angle detector provided with a sealing device.
- An angle detector includes a rotating component fixed to a rotating body of a rotating electric machine, and a fixing component fixed to a fixing body of the rotating electric machine.
- a clearance is formed and arranged in the radial direction of the rotating shaft to detect the rotation angle of the rotating body, and a sealing device is formed in this clearance.
- the grease of the bearing attached to the rotating body of the rotating electrical machine is scattered outside the rotating body without increasing the size in the rotating shaft direction of the rotating electrical machine. This can be prevented.
- FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an electric motor 1 including an angle detector having a sealing device in Embodiment 1 of the present invention.
- the electric motor 1 has a fixed body 2 and a rotating body 3.
- the fixed body 2 and the rotating body 3 are connected to each other via a pair of bearings 4 (41, 42) that rotatably support the rotating body 3 around the rotating shaft 9.
- An angle detector 30 is attached to one end side of the electric motor 1.
- the drive side In the direction of the rotating shaft 9 in FIG. 1, the direction in which the outer diameter of the fixed body 2 increases is called the drive side, and the opposite side is called the detector side.
- the pair of bearings 4 (41, 42) does not have a sealed structure.
- the inner wall of the rotating body 3 has an inner diameter that can be fitted to the outer diameter of the bearing 4, and the depth in the direction of the rotating shaft 9 is larger than the thickness of the bearing 4 in the direction of the rotating shaft 9.
- the two formed step portions 3 a and 3 b are formed so as to face the direction of the rotating shaft 9.
- the pair of bearings 4 (41, 42) are respectively inserted from the opening on the driving side of the rotating body 3 and the opening on the detector side, and are attached to the step 3a and the step 3b so as to face each other.
- the space between the stepped portion 3a and the stepped portion 3b is filled with grease 5 that smoothes the rotation of the bearing 4 (41, 42) and prevents rusting.
- the angle detector 30 includes a resolver stator 7 that constitutes a fixed part and a resolver rotor 8 that constitutes a rotating part.
- the resolver stator 7 is formed in a disk shape and is fixed to the fixed body 2, and a plurality of teeth portions around which coils are wound are arranged at intervals on the outer periphery thereof.
- the resolver rotor 8 is formed in an annular shape from an electromagnetic steel plate or the like, and is fixed to the rotating body 3 in a state where a gap 10 is formed between the resolver stator 7 and the outer diameter of the resolver stator 7 on the radial outer side.
- the angle detector 30 detects the rotation angle of the rotating body 3 by using an electric signal generated by a reactance change of the resolver rotor 8 rotating together with the rotating body 3 and the resolver stator 7 fixed to the fixed body 2.
- a plurality of grooves 12 are formed in a portion facing the gap 10 in the resolver stator 7 and a portion facing the gap 10 in the resolver rotor 8.
- the gap 10 forms a labyrinth seal by the plurality of grooves 12 formed in the resolver stator 7 and the resolver rotor 8.
- the labyrinth seal is a non-contact type sealing device 20 that utilizes a pressure difference generated in a narrow labyrinth-like gap, and the grease 5 that has entered the gap 10 is prevented from moving inside the gap 10. Further, movement from the inside of the gap 10 to the outside is also prevented.
- the resolver rotor 8 fixed to the rotating body 3 and the resolver stator 7 fixed to the fixed body 2 are provided, and the resolver rotor 8 and the resolver stator 7 are rotated. Since the gap 10 is formed in the radial direction of the rotary shaft 9 of the body 3 and the sealing device 20 is formed in the gap 10, the electric motor 1 can be obtained without increasing the size of the electric motor 1 in the direction of the rotary shaft 9. The grease 5 of the bearing 41 attached to can be prevented from scattering to the outside of the rotating body 3.
- the shaft side is fixed and the fixed body 2 is used.
- the shaft side may be rotated to form a rotating shaft, and the rotating body 3 side may be fixed.
- the plurality of grooves 12 are formed in the portion of the resolver stator 7 that faces the gap 10 and the portion of the resolver rotor 8 that faces the gap 10.
- the present invention is not limited to this.
- the plurality of grooves 12 may be formed only in one of the resolver stator 7 and the resolver rotor 8.
- the oil seal 6 is attached as the sealing device 20 to the step portion 3c formed on the drive side of the bearing 42.
- the present invention is not limited to this.
- the non-contact type sealing device 20 may be formed by forming the groove 12 in one or both of the fixed body 2 and the rotating body 3. .
- the sealing device 20 in which the groove 12 is formed may be formed by integral molding with a resin component other than the sealing device 20 in at least one of the resolver stator 7 and the resolver rotor 8.
- FIG. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the electric motor 1 including the angle detector according to Embodiment 2 of the present invention.
- a gap 11 is formed between the inner circumference of the resolver rotor 8 and the outer circumference of the resolver stator 7 that constitute the angle detector 31.
- a lip 13 is provided on the inner periphery of the resolver rotor 8 over the entire inner periphery.
- a contact portion 14 is provided on the outer periphery of the resolver stator 7 over the entire outer periphery.
- a sealing device 21 is formed by the lip 13 and the contact portion 14. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
- the lip 13 is formed using a non-magnetic material such as resin or synthetic rubber so as to have wear resistance and elasticity, and the abutting portion 14 is made of non-magnetic material and has wear resistance, and low Molded to form a smooth contact surface by friction. Then, the grease 5 is prevented from passing through the gap 11 by pressing the tip of the lip 13 against the contact portion 14.
- a non-magnetic material such as resin or synthetic rubber so as to have wear resistance and elasticity
- the abutting portion 14 is made of non-magnetic material and has wear resistance, and low Molded to form a smooth contact surface by friction. Then, the grease 5 is prevented from passing through the gap 11 by pressing the tip of the lip 13 against the contact portion 14.
- the resolver rotor 8 and the resolver stator 7 are arranged with the gap 11 formed in the radial direction of the rotating shaft 9 of the rotating body 3, and the sealing device 21 is formed in the gap 11. Therefore, the grease 5 of the bearing 41 attached to the electric motor 1 can be prevented from being scattered outside the rotating body 3 without increasing the dimension of the electric motor 1 in the direction of the rotating shaft 9.
- the lip 13 is provided on the inner periphery of the resolver rotor 8 and the contact portion 14 is provided on the outer periphery of the resolver stator 7.
- the present invention is not limited to this.
- the contact portion 14 may be provided on the inner periphery of the resolver rotor 8 and the lip 13 may be provided on the outer periphery of the resolver stator 7.
- the lip 13 and the contact portion 14 may be formed by integral molding with a resin component other than the sealing device 21 in at least one of the resolver stator 7 and the resolver rotor 8.
- the sealing device 20 according to the first embodiment and the sealing device 21 according to the second embodiment may be combined into a sealing device.
- the electric rotating machine is the electric motor 1, but the present invention is not limited to this.
- the rotating electrical machine may be a generator.
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Abstract
角度検出器(30)において、回転電機(1)の回転体(3)に取り付けられる回転部品(8)と、回転電機(1)の固定体(2)に取り付けられる固定部品(7)と、を備え、回転部品(8)と固定部品(7)とは、回転体(3)の回転軸(9)の径方向に隙間(10)を形成し、この隙間(10)に密封装置(20)が設けられる。
Description
この発明は、回転体の回転角度を検出する、角度検出器に関するものである
従来より、電動機等の回転電機には、回転体を回転可能に支持する軸受や、回転体の回転角度を検出する角度検出器が備えられている(例えば、特許文献1参照)。このような回転電機において、回転体の軸受に、密閉構造でない軸受を使用している場合には、回転体と固定体により形成される、回転軸の径方向の隙間を介して、軸受の内部から漏れ出したグリースが、回転体の外部に飛散するおそれがある。このため、従来の回転電機では、回転軸方向の両側から軸受を挟むように、オイルシールなどの密封装置を装着して、グリースの回転体の外部への飛散を防止している。
しかしながら、オイルシールなどの密封装置を装着するためには、軸受の取付位置を挟んで、回転軸方向の両側に、密封装置を取付けるスペースを設ける必要があり、回転電機の回転軸方向の寸法が大きくなってしまう。
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、密封装置が設けられた角度検出器を得ることを目的とする。
この発明による角度検出器は、回転電機の回転体に固定される回転部品と、回転電機の固定体に固定される固定部品と、を有し、これら回転部品と固定部品とを、回転体の回転軸の径方向に隙間を形成して配置して、回転体の回転角度を検出するものであって、この隙間に、密封装置を形成するものである。
この発明による、密封装置を有する角度検出器によれば、回転電機の回転軸方向の寸法を大きくすることなく、回転電機の回転体に取付けられた軸受のグリースが、回転体の外部に飛散することを防止することができる。
以下、本発明の角度検出器の実施の形態につき、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における、密封装置を有する角度検出器を備えた電動機1の部分断面図である。図1に示すように、電動機1は、固定体2と回転体3を有している。そして、固定体2と回転体3とは、回転体3を、回転軸9を中心に、回転可能に支持する一対の軸受4(41,42)を介して接続されている。また、電動機1の一端側には、角度検出器30が取り付けられている。なお、図1の回転軸9の方向において、固定体2の外径が大きくなる方向を駆動側と呼び、反対側を、検出器側と呼ぶ。また、一対の軸受4(41,42)は、密閉構造を有していない。
図1は、本発明の実施の形態1における、密封装置を有する角度検出器を備えた電動機1の部分断面図である。図1に示すように、電動機1は、固定体2と回転体3を有している。そして、固定体2と回転体3とは、回転体3を、回転軸9を中心に、回転可能に支持する一対の軸受4(41,42)を介して接続されている。また、電動機1の一端側には、角度検出器30が取り付けられている。なお、図1の回転軸9の方向において、固定体2の外径が大きくなる方向を駆動側と呼び、反対側を、検出器側と呼ぶ。また、一対の軸受4(41,42)は、密閉構造を有していない。
図1に示すように、回転体3の内壁には、軸受4の外径と嵌め合い可能な内径を有し、回転軸9の方向の奥行きが軸受4の回転軸9の方向の厚みより大きく形成された2つの段部3a,3bが、回転軸9の方向に向かい合うように形成されている。一対の軸受4(41,42)は、それぞれ回転体3の駆動側の開口部と、検出器側の開口部から挿入され、互いに向かい合う姿勢で、段部3a及び段部3bに取り付けられる。
段部3a及び段部3bの間の空間には、軸受4(41,42)の回転を滑らかにするとともに、錆付きを防止するグリース5が充填されている。
図1に示すように、軸受42が取り付けられた段部3bの、駆動側には、回転体3の内径と固定体2の外径とで形成される隙間があり、軸受42は密閉構造ではないため、グリース5は、軸受42を介して、駆動側に漏れ出すおそれがある。そこで、この隙間には、さらに段部3cを形成して、従来技術と同様に、グリース5の駆動側への漏出を防ぐオイルシール6を取り付けている。
一方、図1に示すように、軸受41が取り付けられた段部3aの、検出器側にも、回転体3の内径と固定体2の外径とで形成される隙間がある。軸受41は密閉構造ではないため、グリース5は、軸受41を介して、検出器側に漏れ出すおそれがあるが、軸受41の検出器側には、オイルシール6を取付けていない。
図1に示すように、角度検出器30は、固定部品を構成するレゾルバステータ7と、回転部品を構成するレゾルバロータ8とにより構成される。レゾルバステータ7は、円板状に形成されて、固定体2に固定されており、その外周には、周方向に、コイルを巻回した複数のティース部が、間隔をあけて配置されている。レゾルバロータ8は、電磁鋼板等により環状に形成され、レゾルバステータ7の径方向外側に、レゾルバステータ7の外径との間に隙間10を形成した状態で、回転体3に固定されている。角度検出器30は、回転体3とともに回転するレゾルバロータ8と、固定体2に固定されたレゾルバステータ7のリアクタンス変化により発生する電気信号を用いて、回転体3の回転角度を検出する。
また、レゾルバステータ7における、隙間10に面する部位と、レゾルバロータ8における、隙間10に面する部位には、それぞれ複数の溝12が形成されている。そして、これらレゾルバステータ7及びレゾルバロータ8に形成された複数の溝12により、隙間10はラビリンスシールを形成する。ラビリンスシールは、迷路状の狭い隙間内に生じる圧力差を利用した、非接触式の密封装置20であり、隙間10の内部に侵入したグリース5は、隙間10の内部で移動することが阻止され、隙間10の内部から外部に移動することも阻止される。
このような角度検出器30によれば、回転体3に固定されるレゾルバロータ8と、固定体2に固定されるレゾルバステータ7と、を有し、レゾルバロータ8とレゾルバステータ7とを、回転体3の回転軸9の径方向に隙間10を形成して配置し、この隙間10に密封装置20を形成しているので、電動機1の回転軸9方向の寸法を大きくすることなく、電動機1に取付けられた軸受41のグリース5が、回転体3の外部に飛散することを防止することができる。
なお、実施の形態1では、軸側を固定して固定体2としたが、これに限るものではない。例えば、軸側を回転させて回転軸とし、回転体3側を固定するようにしてもよい。また、実施の形態1では、レゾルバステータ7における、隙間10に面する部位と、レゾルバロータ8における、隙間10に面する部位に、それぞれ複数の溝12を形成したが、これに限るものではない。例えば、レゾルバステータ7と、レゾルバロータ8のいずれか一方にのみ、複数の溝12を形成してもよい。そして、実施の形態1では、軸受42の駆動側に形成した段部3cに、密封装置20として、オイルシール6を取付けたが、これに限るものではない。例えば、段部3cを形成してオイルシール6を取付けることに替えて、固定体2及び回転体3のいずれか一方あるいは両方に、溝12を形成し、非接触式の密封装置20としてもよい。さらに、溝12が形成される密封装置20は、レゾルバステータ7とレゾルバロータ8のうち少なくとも一方において、密封装置20以外を構成する樹脂部品と、一体成形により形成してもよい。
実施の形態2.
図2は、本発明の実施の形態2における角度検出器を備えた、電動機1の部分断面図である。図2に示すように、角度検出器31を構成する、レゾルバロータ8の内周と、レゾルバステータ7の外周との間には、隙間11が形成されている。そして、レゾルバロータ8の内周には、内周の全周にわたり、リップ13が設けられている。また、レゾルバステータ7の外周には、外周の全周にわたり、当接部14が設けられている。これらのリップ13と当接部14により、密封装置21が形成される。他の構成は、実施の形態1と同様である。
図2は、本発明の実施の形態2における角度検出器を備えた、電動機1の部分断面図である。図2に示すように、角度検出器31を構成する、レゾルバロータ8の内周と、レゾルバステータ7の外周との間には、隙間11が形成されている。そして、レゾルバロータ8の内周には、内周の全周にわたり、リップ13が設けられている。また、レゾルバステータ7の外周には、外周の全周にわたり、当接部14が設けられている。これらのリップ13と当接部14により、密封装置21が形成される。他の構成は、実施の形態1と同様である。
リップ13は、樹脂や合成ゴムなどの非磁性材料を用いて、耐摩耗性と弾性を有するように成形されており、当接部14は、非磁性材料により、耐摩耗性を有し、低摩擦で滑らかな当接面を形成するように成形されている。そして、リップ13の先端を当接部14に押し当てることにより、グリース5が隙間11を通過することが阻止される。
このような角度検出器31によれば、レゾルバロータ8とレゾルバステータ7とを、回転体3の回転軸9の径方向に隙間11を形成して配置し、この隙間11に密封装置21を形成しているので、電動機1の回転軸9方向の寸法を大きくすることなく、電動機1に取付けられた軸受41のグリース5が、回転体3の外部に飛散することを防止することができる。
実施の形態2では、レゾルバロータ8の内周にリップ13を設け、レゾルバステータ7の外周に当接部14を設けたが、これに限るものではない。例えば、レゾルバロータ8の内周に当接部14を設け、レゾルバステータ7の外周にリップ13を設けてもよい。また、リップ13と当接部14は、レゾルバステータ7とレゾルバロータ8のうち少なくとも一方において、密封装置21以外を構成する樹脂部品と、一体成形により形成してもよい。さらに、実施の形態1の密封装置20と、実施の形態2の密封装置21とを、組み合わせた形態の密封装置としてもよい。なお、実施の形態1及び2では、回転電機を電動機1としたが、これに限るものではない。例えば、回転電機は、発電機であってもよい。
1 電動機(回転電機)、2 固定体、3 回転体、4,41,42 軸受、5 グリース、6 オイルシール、7 レゾルバステータ(固定部品)、8 レゾルバロータ(回転部品)、9 回転軸、10,11 隙間、12 溝、13 リップ、14 当接部、20,21 密封装置、30,31 角度検出器。
Claims (5)
- 回転電機の回転体に取り付けられる回転部品と、前記回転電機の固定体に取り付けられる固定部品とを備え、前記回転体の回転角度を検出する角度検出器であって、
前記回転部品と前記固定部品とは、回転軸の径方向に隙間を形成し、
前記隙間に密封装置が設けられる、角度検出器。 - 前記密封装置は、前記回転部品と前記固定部品のうち、少なくとも一方に設けられ、
前記密封装置は、複数の溝を有する、請求項1に記載の角度検出器。 - 前記複数の溝は、前記回転軸の径方向に凹形状である、請求項2に記載の角度検出器。
- 前記密封装置は、前記回転部品と前記固定部品のうち、少なくとも一方と一体に形成される、請求項1から3のいずれか1項に記載の角度検出器。
- 前記回転部品は、レゾルバロータであり、前記固定部品は、レゾルバステータである。請求項1から4のいずれか1項に記載の角度検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/080678 WO2018073857A1 (ja) | 2016-10-17 | 2016-10-17 | 角度検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/080678 WO2018073857A1 (ja) | 2016-10-17 | 2016-10-17 | 角度検出器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018073857A1 true WO2018073857A1 (ja) | 2018-04-26 |
Family
ID=62019088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/080678 WO2018073857A1 (ja) | 2016-10-17 | 2016-10-17 | 角度検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2018073857A1 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000142431A (ja) * | 1998-11-04 | 2000-05-23 | Koyo Seiko Co Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
JP2014135834A (ja) * | 2013-01-10 | 2014-07-24 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | レゾルバを備えた電動機及びレゾルバ付きグリース交換形電動機 |
-
2016
- 2016-10-17 WO PCT/JP2016/080678 patent/WO2018073857A1/ja active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000142431A (ja) * | 1998-11-04 | 2000-05-23 | Koyo Seiko Co Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
JP2014135834A (ja) * | 2013-01-10 | 2014-07-24 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | レゾルバを備えた電動機及びレゾルバ付きグリース交換形電動機 |
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Legal Events
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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