WO2018116640A1 - レゾルバステータ - Google Patents

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WO2018116640A1
WO2018116640A1 PCT/JP2017/039229 JP2017039229W WO2018116640A1 WO 2018116640 A1 WO2018116640 A1 WO 2018116640A1 JP 2017039229 W JP2017039229 W JP 2017039229W WO 2018116640 A1 WO2018116640 A1 WO 2018116640A1
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WO
WIPO (PCT)
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teeth
yoke
yoke portion
stator core
arc direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/039229
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English (en)
French (fr)
Inventor
智哉 安藤
憲一 中里
Original Assignee
日本航空電子工業株式会社
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Publication date
Application filed by 日本航空電子工業株式会社 filed Critical 日本航空電子工業株式会社
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K24/00Machines adapted for the instantaneous transmission or reception of the angular displacement of rotating parts, e.g. synchro, selsyn

Definitions

  • the present invention relates to a resolver stator.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-168852 discloses a reluctance including an arcuate yoke 100 and a plurality of magnetic pole portions 101 magnetically coupled by the yoke 100, as shown in FIG. A resolver 102 is disclosed. According to the above configuration, the reluctance resolver can be downsized as compared with the reluctance resolver having an annular yoke.
  • the magnetic resistance of the magnetic circuit from the magnetic pole part 101 at one end in the arc direction to the magnetic pole part 101 at the other end through the yoke 100 among the magnetic pole parts 101 is Of the two magnetic pole parts 101 adjacent in the arc direction, the magnetic resistance of the magnetic circuit is larger than the magnetic resistance from one magnetic pole part 101 to the other magnetic pole part 101 through the yoke 100, and therefore the magnetic resistance of the magnetic circuit is not uniform.
  • the detection voltages of the respective detection coils become non-uniform, and the detection voltage obtained by adding the detection voltages of the plurality of detection coils does not become a sine wave, so that the rotation angle detection accuracy is poor.
  • An object of the present disclosure is to provide a technique that achieves both a downsizing of a resolver and a rotation angle detection accuracy.
  • a stator core having a yoke extending in an arc shape, a plurality of teeth projecting radially inward from the yoke, and a plurality of coils provided in each of the plurality of teeth, each coil including at least
  • the stator core includes a plurality of stacked core plates, and at least one of the plurality of core plates is between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the yoke.
  • the yoke has an intermediate slit extending along the longitudinal direction of the yoke, and the yoke has an inner yoke portion positioned radially inward of the intermediate slit and an outer position positioned radially outward of the intermediate slit.
  • a yoke portion, and the stator core includes a tooth from one end in the arc direction of the plurality of teeth, through the outer yoke portion, and the like.
  • a magnetic circuit extending to the teeth is formed, and a cross-sectional area perpendicular to the arc direction of the inner yoke portion between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth is defined by the outer yoke.
  • a resolver stator having a smaller cross-sectional area perpendicular to the arc direction of the part is provided.
  • a dimension in the radial direction of the inner yoke portion between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth is smaller than a dimension in the radial direction of the outer yoke portion.
  • a dimension of the inner yoke portion in the rotation axis direction between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth is smaller than a dimension of the outer yoke portion in the rotation axis direction.
  • a split slit that divides the inner yoke portion in the rotation axis direction is formed in the inner yoke portion between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth.
  • a stator core having a yoke extending in an arc shape, a plurality of teeth projecting radially inward from the yoke, and a plurality of coils provided in each of the plurality of teeth, each coil including at least
  • the stator core includes a plurality of stacked core plates, and at least one of the plurality of core plates is between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the yoke.
  • the yoke has an intermediate slit extending along the longitudinal direction of the yoke, and the yoke has an inner yoke portion positioned radially inward of the intermediate slit and an outer position positioned radially outward of the intermediate slit.
  • a yoke portion, and the stator core includes a tooth from one end in the arc direction of the plurality of teeth, through the outer yoke portion, and the like.
  • the magnetic circuit of the inner yoke portion between the two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth is lower than the magnetic permeability of the outer yoke portion.
  • a resolver stator is provided.
  • a stator core having a yoke extending in an arc shape, a plurality of teeth projecting radially outward from the yoke, and a plurality of coils provided in each of the plurality of teeth, each coil including at least
  • the stator core includes a plurality of stacked core plates, and at least one of the plurality of core plates is between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the yoke.
  • the yoke has an intermediate slit extending along the longitudinal direction of the yoke, and the yoke has an inner yoke portion positioned radially inward of the intermediate slit and an outer position positioned radially outward of the intermediate slit.
  • a yoke portion, and the stator core includes a tooth from one end in the arc direction of the plurality of teeth, the inner yoke portion, and the like.
  • a magnetic circuit extending to the teeth is formed, and a cross-sectional area perpendicular to the arc direction of the outer yoke portion between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth is defined by the inner yoke.
  • a resolver stator having a smaller cross-sectional area perpendicular to the arc direction of the part is provided.
  • a dimension in the radial direction of the outer yoke portion between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth is smaller than a dimension in the radial direction of the inner yoke portion.
  • a dimension in the rotation axis direction of the outer yoke portion between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth is smaller than a dimension in the rotation axis direction of the inner yoke portion.
  • a split slit that divides the outer yoke portion in the direction of the rotation axis is formed in the outer yoke portion between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth.
  • a stator core having a yoke extending in an arc shape, a plurality of teeth projecting radially outward from the yoke, and a plurality of coils provided in each of the plurality of teeth, each coil including at least
  • the stator core includes a plurality of stacked core plates, and at least one of the plurality of core plates is between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the yoke.
  • the yoke has an intermediate slit extending along the longitudinal direction of the yoke, and the yoke has an inner yoke portion positioned radially inward of the intermediate slit and an outer position positioned radially outward of the intermediate slit.
  • a yoke portion, and the stator core includes a tooth from one end in the arc direction of the plurality of teeth, the inner yoke portion, and the like.
  • the magnetic circuit of the outer yoke portion between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth is lower than the magnetic permeability of the inner yoke portion.
  • a resolver stator is provided.
  • the magnetic resistance of the magnetic circuit extending from the teeth at one end in the arc direction to the teeth at the other end through the outer yoke portion, and one of the two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth.
  • the magnetic resistance of the magnetic circuit from the teeth to the other tooth through the inner yoke portion can be brought close to each other. Therefore, both the downsizing of the resolver and the rotation angle detection accuracy can be achieved.
  • FIG. 1 It is a perspective view of a VR (Variable Reluctance) type resolver. It is a partial expansion perspective view of a stator core.
  • First embodiment It is a perspective view of a stator core.
  • First embodiment It is a top view of a stator core.
  • First embodiment It is a partial enlarged plan view of a stator core.
  • First embodiment It is an enlarged view of the teeth at one end in the arc direction.
  • First embodiment It is an enlarged view of the teeth at the other end in the arc direction.
  • (First embodiment) It is a graph showing the rotation angle error for every prototype. It is a modification and is an enlarged view of a tooth at one end in the arc direction.
  • the VR resolver 1 is for measuring a rotation angle of a shaft of an electric motor or an internal combustion engine (not shown).
  • the VR resolver 1 includes an arc-shaped resolver stator 2 and a resolver rotor 3 fixed to the shaft.
  • the VR resolver 1 of the present embodiment is a so-called inner rotor type in which a resolver rotor 3 is disposed radially inward of the resolver stator 2.
  • FIG. 1 shows the rotation axis C of the VR resolver 1.
  • radial direction means the radial direction of the resolver stator 2
  • arc direction means the arc direction of the resolver stator 2.
  • the resolver stator 2 has an upward direction (first axial direction) parallel to the rotation axis C and a downward direction (second axial direction) opposite to the upward direction.
  • plane view means viewing along the rotation axis C.
  • the resolver stator 2 includes a stator core 4, an insulator (not shown), a plurality of coils 5, and a plurality of jumpers (not shown).
  • the stator core 4 is configured by stacking a plurality of core plates 4P. As shown in FIGS. 3 and 4, the stator core 4 includes an arcuate yoke 6 and a plurality of teeth 7 protruding radially inward from the yoke 6. The plurality of teeth 7 are preferably provided in an even number. In the present embodiment, the plurality of teeth 7 includes six teeth 7. Hereinafter, for convenience of explanation, the six teeth 7 will be referred to as teeth 71, teeth 72, teeth 73, teeth 74, teeth 75, and teeth 76 in order in the clockwise direction. Each tooth 7 has a winding part 8 and a tip part 9.
  • the winding portion 8 extends radially inward from the yoke 6 toward the rotation axis C.
  • the distal end portion 9 is provided at the distal end 8A of the winding portion 8 and extends in the arc direction.
  • the yoke 6 includes a yoke upper surface 6A facing upward, a yoke lower surface 6B facing downward, a yoke inner circumferential surface 6C (inner circumferential surface) facing radially inward, A yoke outer peripheral surface 6D (outer peripheral surface) facing outward in the radial direction and two yoke end surfaces 6E facing in the arc direction are included.
  • the central angle ⁇ of the arc-shaped yoke 6 is, for example, 45 degrees to 270 degrees.
  • the central angle ⁇ is 45 degrees to 180 degrees. More preferably, the central angle ⁇ is 45 degrees to 120 degrees. In the present embodiment, the central angle ⁇ is about 95 degrees.
  • the yoke 6 is formed with a plan view slit 10 (first slit).
  • the plan view slit 10 is formed between the yoke inner peripheral surface 6C and the yoke outer peripheral surface 6D of the yoke 6.
  • the planar view slit 10 extends without interruption along the longitudinal direction of the yoke 6.
  • the plan view slit 10 extends without interruption along the arc direction.
  • the plan view slit 10 extends in a generally arc shape from one yoke end surface 6E toward the other yoke end surface 6E.
  • the plan view slit 10 is radially away from the yoke inner peripheral surface 6C and the yoke outer peripheral surface 6D. Therefore, as shown in FIG. 5, the yoke 6 includes an inner yoke portion 11 positioned radially inward of the planar view slit 10 and an outer yoke portion positioned radially outward of the planar view slit 10. 12 and.
  • the planar view slit 10 is formed between the two yoke end surfaces 6E.
  • the plan view slit 10 is separated from the two yoke end surfaces 6E in the arc direction. Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, the yoke 6 has two side yoke portions 13 that sandwich the planar view slit 10 in the arc direction.
  • the plan view slit 10 is formed between the inner yoke portion 11 and the outer yoke portion 12 in the radial direction and between the two side yoke portions 13 in the arc direction. Is formed.
  • the plan view slit 10 is a through-hole penetrating the yoke 6 in the direction of the rotation axis. That is, the plan view slit 10 is formed so as to extend from the yoke upper surface 6A to the yoke lower surface 6B.
  • the planar view slit 10 is constituted by a plurality of intermediate slits 10P.
  • each intermediate slit 10P is formed between the yoke inner peripheral surface 6C and the yoke outer peripheral surface 6D of the yoke 6.
  • Each intermediate slit 10 ⁇ / b> P extends without interruption along the longitudinal direction of the yoke 6.
  • Each intermediate slit 10P extends without interruption along the arc direction.
  • Each intermediate slit 10P extends in a generally arc shape from one yoke end surface 6E toward the other yoke end surface 6E.
  • Each intermediate slit 10P is radially separated from the yoke inner peripheral surface 6C and the yoke outer peripheral surface 6D.
  • the yoke 6 has an inner yoke portion 11 positioned radially inward of the plurality of intermediate slits 10P and an outer yoke portion 12 positioned radially outward of the plurality of intermediate slits 10P. .
  • Each intermediate slit 10P is formed between two yoke end surfaces 6E.
  • Each intermediate slit 10P is separated from the two yoke end faces 6E in the arc direction. Therefore, the yoke 6 has two side yoke portions 13 that sandwich the intermediate slits 10P in the arc direction.
  • each intermediate slit 10P is formed between the inner yoke portion 11 and the outer yoke portion 12 in the radial direction and between the two side yoke portions 13 in the arc direction.
  • all of the plurality of core plates 4P have the intermediate slits 10P. Instead, at least one of the plurality of core plates 4P has the intermediate slits 10P. It is good as well. In this case, the planar view slit 10 does not penetrate the yoke 6 in the rotation axis direction.
  • the stator core 4 has a plurality of teeth 7, from one end tooth 71 in the arc direction, through the outer yoke portion 12, and the other end tooth 76. Is formed.
  • the magnetic circuit is a closed loop, but for convenience of explanation, only the magnetic circuit in the stator core 4 is shown in FIG.
  • one end 15 in the longitudinal direction of the plan view slit 10 extends to an extension line of the center line 71 ⁇ / b> C of the teeth 71.
  • the center line 71 ⁇ / b> C of the teeth 71 is a line that is parallel to the direction in which the teeth 71 protrude from the yoke 6 and passes through the center of the teeth 71 in the arc direction.
  • the other end 16 in the longitudinal direction of the plan view slit 10 extends to an extension line of the center line 76 ⁇ / b> C of the tooth 76.
  • the center line 76C of the teeth 76 is a line that is parallel to the direction in which the teeth 76 protrude from the yoke 6 and passes through the center of the teeth 76 in the arc direction. Therefore, in the present embodiment, it can be said that all the teeth 7 protrude radially inward from the inner yoke portion 11.
  • the dimension of the stator core 4 in the direction of the rotation axis is constant throughout.
  • the cross-sectional area perpendicular to the arc direction of the inner yoke portion 11 between the teeth 71 and the teeth 72 is greater than the cross-sectional area perpendicular to the arc direction of the outer yoke portion 12. Is also small.
  • the minimum cross-sectional area orthogonal to the arc direction of the inner yoke portion 11 between the teeth 71 and the teeth 72 is smaller than the minimum cross-sectional area orthogonal to the arc direction of the outer yoke portion 12. Is also small.
  • the inner dimension between the teeth 71 and the teeth 72 is the same.
  • the dimension 11D in the radial direction of the yoke part 11 is smaller than the dimension 12D in the radial direction of the outer yoke part 12. That is, the plan view slit 10 is formed at a position closer to the yoke inner peripheral surface 6C than to the yoke outer peripheral surface 6D.
  • Inner yoke portion 11 between teeth 72 and teeth 73, inner yoke portion 11 between teeth 73 and teeth 74, inner yoke portion 11 between teeth 74 and teeth 75, teeth 75 and teeth 76 The same applies to the inner yoke 11 between the two.
  • the plurality of coils 5 are respectively provided on the plurality of teeth 7 via insulators (not shown).
  • Each coil 5 includes an excitation coil and a detection coil.
  • the winding direction of the excitation coil included in each coil 5 is opposite to the winding direction of the excitation coil included in another coil 5 adjacent in the arc direction.
  • the magnetic resistance of the magnetic circuit 14 extending from the teeth 71 to the teeth 76 through the outer yoke portion 12 and the inner yoke portion 11 from one tooth 7 of the two teeth 7 adjacent in the arc direction.
  • the magnetic resistance of the magnetic circuit reaching the other tooth 7 can be brought close to each other.
  • R L / ( ⁇ A) where R is the magnetic resistance in the magnetic circuit, L is the length of the magnetic circuit, ⁇ is the magnetic permeability, and A is the cross-sectional area.
  • a high rotation angle detection accuracy is realized by approaching the magnetic resistance of the magnetic circuit leading to.
  • the VR resolver 1 that achieves both downsizing and rotation angle detection accuracy is realized.
  • the VR resolver 1 described above operates as follows. That is, due to the presence of irregularities formed on the outer peripheral surface of the resolver rotor 3, the gap between the resolver rotor 3 and each tooth 7 of the resolver stator 2 changes periodically according to the rotation angle of the resolver rotor 3.
  • the excitation coil and the detection coil of the resolver stator 2 are magnetically connected via the resolver rotor 3.
  • an alternating current is passed through the excitation coil
  • an induced voltage is generated in the detection coil. Since the gap changes according to the rotation angle of the resolver rotor 3, the magnetic resistance changes, and accordingly, the amplitude of the induced voltage changes according to the rotation angle of the resolver rotor 3.
  • the detection coil has two phases, and each is designed such that the induced voltage changes in a SIN shape and a COS shape with respect to the rotation angle of the resolver rotor 3. Therefore, the rotation angle of the resolver rotor 3 is obtained from the ratio of the two-phase induced voltages.
  • FIG. 8 is a graph showing a rotation angle error for each prototype of the VR resolver.
  • a circular plot (prototype numbers 1 to 10) indicates a rotation angle error of the VR resolver in which the above-described planar slit is not formed, and a rectangular plot (prototype numbers 11 to 17). Indicates the rotation angle error of the VR resolver in which the above-mentioned slit in plan view is formed.
  • a large rotation angle error that cannot be ignored was recognized in the rotation angle error of the VR resolver in which the slits in plan view were not formed.
  • the rotation angle error of the VR resolver in which the planar view slit was formed was a good value in any prototype.
  • the first embodiment has been described above.
  • the first embodiment has the following features when the planar view slit 10 is focused.
  • the VR resolver 1 includes a stator core 4 having a yoke 6 extending in an arc and a plurality of teeth 7 projecting radially inward from the yoke 6, and a plurality of stator cores 4.
  • a plurality of coils 5 provided in each of the teeth 7.
  • Each coil 5 includes an excitation coil and a detection coil.
  • a planar view slit 10 (first slit) extending along the longitudinal direction of the yoke 6 is formed. ing.
  • the yoke 6 includes an inner yoke portion 11 positioned radially inward of the planar view slit 10 and an outer yoke portion 12 positioned radially outward of the planar view slit 10.
  • a magnetic circuit 14 is formed from a tooth 71 at one end in the arc direction of the plurality of teeth 7 to the tooth 76 at the other end via the outer yoke portion 12.
  • the cross-sectional area perpendicular to the arc direction (longitudinal direction) of the inner yoke portion 11 between two teeth 7 adjacent in the arc direction among the plurality of teeth 7 is the arc direction (longitudinal direction) of the outer yoke portion 12.
  • the magnetic resistance of the magnetic circuit 14 extending from the teeth 71 to the teeth 76 through the outer yoke portion 12 and the inner yoke portion 11 from one tooth 7 of the two teeth 7 adjacent in the arc direction.
  • the magnetic resistance of the magnetic circuit reaching the other tooth 7 can be brought close to each other, so that a high rotation angle detection accuracy is realized.
  • the yoke 6 has an arc shape, the VR resolver 1 can be downsized as compared with the case where an annular yoke is employed. Therefore, according to the above configuration, the VR resolver 1 can be both reduced in size and the rotation angle detection accuracy.
  • the first embodiment has the following features when focusing on the intermediate slit 10P.
  • the VR resolver 1 includes a stator core 4 having a yoke 6 extending in an arc and a plurality of teeth 7 projecting radially inward from the yoke 6, and a plurality of stator cores 4.
  • a plurality of coils 5 provided in each of the teeth 7.
  • Each coil 5 includes an excitation coil and a detection coil.
  • the stator core 4 has a plurality of stacked core plates 4P. All of the plurality of core plates 4P have intermediate slits 10P extending along the longitudinal direction of the yoke 6 between the yoke inner peripheral surface 6C (inner peripheral surface) and the yoke outer peripheral surface 6D (outer peripheral surface) of the yoke 6.
  • the yoke 6 has an inner yoke portion 11 positioned radially inward of the intermediate slit 10P and an outer yoke portion 12 positioned radially outward of the intermediate slit 10P.
  • a magnetic circuit 14 is formed from a tooth 71 at one end in the arc direction of the plurality of teeth 7 to the tooth 76 at the other end via the outer yoke portion 12.
  • the cross-sectional area perpendicular to the arc direction (longitudinal direction) of the inner yoke portion 11 between two teeth 7 adjacent in the arc direction among the plurality of teeth 7 is the arc direction (longitudinal direction) of the outer yoke portion 12.
  • the magnetic resistance of the magnetic circuit 14 extending from the teeth 71 through the outer yoke portion 12 to the teeth 76, and the inner yoke portion 11 from one tooth 7 of the two teeth 7 adjacent in the arc direction.
  • the magnetic resistance of the magnetic circuit reaching the other tooth 7 can be brought close to each other, so that a high rotation angle detection accuracy is realized.
  • the yoke 6 has an arc shape, the VR resolver 1 can be downsized as compared with the case where an annular yoke is employed. Therefore, according to the above configuration, the VR resolver 1 can be both reduced in size and the rotation angle detection accuracy.
  • all of the plurality of core plates 4P have the intermediate slits 10P.
  • at least one of the plurality of core plates 4P includes at least one core plate 4P. It is good also as having the intermediate slit 10P.
  • the planar view slit 10 does not penetrate the yoke 6 in the rotation axis direction. Even in this case, the VR resolver 1 can be both downsized and the rotational angle detection accuracy.
  • the resolver stator 2 of the VR resolver 1 can be easily attached and detached, and maintenance is easy.
  • the dimension 11D in the radial direction of the inner yoke portion 11 between two teeth 7 adjacent in the arc direction among the plurality of teeth 7 is the dimension in the radial direction of the outer yoke portion 12. Less than 12D.
  • the cross-sectional area perpendicular to the arc direction (longitudinal direction) of the inner yoke portion 11 between the two teeth 7 adjacent in the arc direction among the plurality of teeth 7 is a simple configuration.
  • the cross-sectional area perpendicular to the arc direction (longitudinal direction) of the outer yoke portion 12 can be made smaller.
  • the so-called inner rotor type VR resolver 1 is described in which a plurality of teeth 7 protrude radially inward from the yoke 6 extending in an arc shape.
  • the VR resolver is in an arc shape.
  • a so-called outer rotor type in which a plurality of teeth protrude radially outward from the extending yoke may be employed.
  • a magnetic circuit is formed on the stator core from the teeth at one end in the arc direction among the plurality of teeth to the teeth at the other end through the inner yoke portion.
  • the cross-sectional area perpendicular to the arc direction of the outer yoke portion between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth is larger than the cross-sectional area perpendicular to the arc direction of the inner yoke portion. small. In this case, it is preferable that the dimension in the radial direction of the outer yoke portion between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth is smaller than the dimension in the radial direction of the inner yoke portion.
  • the VR resolver 1 is a one-phase excitation two-phase output.
  • a two-phase excitation one-phase output and a two-phase excitation two-phase output may be employed. .
  • the first embodiment can be modified as follows, for example.
  • one end 15 in the longitudinal direction of the slit 10 in plan view extends to an extension line of the center line 71 ⁇ / b> C of the tooth 71 and the other end 16. Is extended to the extension of the center line 76C of the teeth 76.
  • the one end 15 in the longitudinal direction of the slit 10 in plan view does not reach the extension line of the center line 71 ⁇ / b> C of the tooth 71, and the tooth 72 of the winding portion 8 of the tooth 71. It may extend to a position corresponding to the end face 8B closer to.
  • FIG. 9 the one end 15 in the longitudinal direction of the slit 10 in plan view does not reach the extension line of the center line 71 ⁇ / b> C of the tooth 71, and the tooth 72 of the winding portion 8 of the tooth 71. It may extend to a position corresponding to the end face 8B closer to.
  • the one end 15 in the longitudinal direction of the slit 10 in plan view does not have to reach the extension line of the end face 8 ⁇ / b> B closer to the tooth 72 of the winding portion 8 of the tooth 71. Good.
  • the other end 16 that is, the positions of the one end 15 and the other end 16 of the plan view slit 10 are appropriately adjusted so that the magnetic resistance between the teeth 71 and 76 and the magnetic resistance between the teeth 71 and 72 are as close as possible. That's fine.
  • Each coil 5 may include an excitation coil and a detection coil, or may include only an excitation coil.
  • Each coil 5 includes at least an exciting coil.
  • the dimension of the stator core 4 in the direction of the rotation axis is assumed to be constant throughout.
  • the dimension 11E in the rotation axis direction of the inner yoke portion 11 between two teeth 7 adjacent in the arc direction among the plurality of teeth 7 is as follows.
  • the outer yoke portion 12 is smaller than the dimension 12E in the rotation axis direction.
  • the cross-sectional area perpendicular to the arc direction (longitudinal direction) of the inner yoke portion 11 between the two teeth 7 adjacent in the arc direction among the plurality of teeth 7 is a simple configuration.
  • the cross-sectional area perpendicular to the arc direction (longitudinal direction) of the outer yoke portion 12 can be made smaller.
  • stator core 4 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates, the dimensions of the stator core 4 in the rotation axis direction can be easily reduced locally by laminating electromagnetic steel plates having different shapes.
  • the dimension of the outer yoke portion in the rotation axis direction between two teeth adjacent in the arc direction among the plurality of teeth is defined as the rotation axis direction of the inner yoke portion. What is necessary is just to make it smaller than the dimension in.
  • the dimension of the stator core 4 in the direction of the rotation axis is assumed to be constant throughout.
  • the inner yoke portion 11 has an inner yoke portion between two teeth 7 adjacent to each other in the arc direction among the plurality of teeth 7.
  • An axial slit 17 (divided slit) that divides 11 in the direction of the rotation axis is formed.
  • the cross-sectional area perpendicular to the arc direction (longitudinal direction) of the inner yoke portion 11 between the two teeth 7 adjacent in the arc direction among the plurality of teeth 7 is a simple configuration.
  • the cross-sectional area perpendicular to the arc direction (longitudinal direction) of the outer yoke portion 12 can be made smaller.
  • stator core 4 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates, the axial slit 17 can be easily formed in the inner yoke portion 11 by laminating electromagnetic steel plates having different shapes.
  • the VR resolver is an outer rotor type
  • a slit may be formed.
  • the stator core 4 is a laminated body of electromagnetic steel plates made of a single material.
  • the magnetic permeability of the inner yoke portion 11 between two teeth 7 adjacent to each other in the arc direction among the plurality of teeth 7 is higher than the magnetic permeability of the outer yoke portion 12. Low.
  • the magnetic resistance of the magnetic circuit 14 extending from the teeth 71 to the teeth 76 through the outer yoke portion 12 and the inner yoke portion 11 from one tooth 7 of the two teeth 7 adjacent in the arc direction can be brought close to each other, so that a high rotation angle detection accuracy is realized.
  • the VR resolver 1 can be downsized as compared with the case where an annular yoke is employed. Therefore, according to the above configuration, the VR resolver 1 can be both reduced in size and the rotation angle detection accuracy.
  • the inner yoke portion 11 may be lower than the magnetic permeability of the outer yoke portion 12.
  • the magnetic permeability of the outer yoke portion 12 between the two teeth 7 adjacent in the arc direction among the plurality of teeth 7 is set to the magnetic permeability of the inner yoke portion 11. Lower than that.
  • the magnetic permeability of the electrical steel sheet is mainly determined by the contents of carbon, silicon, manganese, and aluminum. Therefore, in the stator core 4 of the present embodiment, the inner yoke portion 11 and the outer yoke portion 12 are separately manufactured with different materials and different processes, and then the inner yoke portion 11 and the outer yoke portion 12 are welded or the like. It can be manufactured by bonding.
  • each coil 5 may include only an excitation coil in addition to an excitation coil and a detection coil.
  • Each coil 5 includes at least an exciting coil.
  • FIG. 4 in the first embodiment, only one planar view slit 10 is formed in the yoke 6 of the stator core 4.
  • two planar viewing slits 10 that are separated in the radial direction may be formed in the yoke 6 of the stator core 4.
  • the central yoke portion 18 is formed between the two plan view slits 10.
  • a magnetic circuit extending from the teeth 71 to the teeth 76 via the outer yoke portion 12 and the central yoke portion 18 is formed.
  • planar view slit 10 is formed in the yoke 6 of the stator core 4. Moreover, the planar view slit 10 is assumed to extend from the teeth 71 toward the teeth 76 without interruption. However, instead of this, as shown in FIG. 16, the planar slit 10 may be divided into two in the arc direction.

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Abstract

複数のコアプレート(4P)のすべては、ヨーク(6)のヨーク内周面(6C)とヨーク外周面(6D)との間においてヨーク(6)の長手方向に沿って延びる中間スリット(10P)を有する。ヨーク(6)は、中間スリット(10P)よりも径方向内方に位置する内方ヨーク部(11)と、中間スリット(10P)よりも径方向外方に位置する外方ヨーク部(12)と、を有する。ステータコア(4)には、複数のティース(7)のうち円弧方向における一端のティース(71)から、外方ヨーク部(12)を経て、他端のティース(76)に至る磁気回路(14)が形成されている。複数のティース(7)のうち円弧方向において隣り合う2つのティース(7)の間における内方ヨーク部(11)の円弧方向に対して直交する断面積は、外方ヨーク部(12)の円弧方向に対して直交する断面積よりも小さい。

Description

レゾルバステータ
 本発明は、レゾルバステータに関する。
 特許文献1(特開2002-168652号公報)は、本願の図17に示すように、円弧状のヨーク100と、ヨーク100により磁気的に結合された複数の磁極部101と、を備えたリラクタンスレゾルバ102を開示している。以上の構成によれば、円環状のヨークを有するリラクタンスレゾルバと比較して、リラクタンスレゾルバの小型化が実現されるとしている。
 しかし、特許文献1の構成では、複数の磁極部101のうち円弧方向における一端の磁極部101からヨーク100を経て他端の磁極部101へ至る磁気回路の磁気抵抗が、複数の磁極部101のうち円弧方向で隣り合う2つの磁極部101のうち一方の磁極部101からヨーク100を経て他方の磁極部101へ至る磁気回路の磁気抵抗よりも大きいので、磁気回路の磁気抵抗の不均一性に起因して各検出コイルの検出電圧が不均一となり、複数の検出コイルの検出電圧が足し合わされた検出電圧が正弦波とならず、もって、回転角度検出精度が悪かった。
 本開示の目的は、レゾルバの小型化と回転角度検出精度を両立させる技術を提供することにある。
 円弧状に延びるヨークと、前記ヨークから径方向内方に突出した複数のティースと、を有するステータコアと、前記複数のティースのそれぞれに設けられた複数のコイルと、を備え、各コイルは、少なくとも励磁コイルを含み、前記ステータコアは、積層された複数のコアプレートを有し、前記複数のコアプレートのうち少なくとも何れか1つのコアプレートは、前記ヨークの内周面と外周面との間において前記ヨークの長手方向に沿って延びる中間スリットを有し、前記ヨークは、前記中間スリットよりも径方向内方に位置する内方ヨーク部と、前記中間スリットよりも径方向外方に位置する外方ヨーク部と、を有し、前記ステータコアには、前記複数のティースのうち円弧方向における一端のティースから、前記外方ヨーク部を経て、他端のティースに至る磁気回路が形成されており、前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記内方ヨーク部の円弧方向に対して直交する断面積は、前記外方ヨーク部の円弧方向に対して直交する断面積よりも小さい、レゾルバステータが提供される。
 好ましくは、前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記内方ヨーク部の径方向における寸法は、前記外方ヨーク部の径方向における寸法よりも小さい。
 好ましくは、前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記内方ヨーク部の回転軸方向における寸法は、前記外方ヨーク部の回転軸方向における寸法よりも小さい。
 好ましくは、前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間において、前記内方ヨーク部には、前記内方ヨーク部を回転軸方向に分割する分割スリットが形成されている。
 円弧状に延びるヨークと、前記ヨークから径方向内方に突出した複数のティースと、を有するステータコアと、前記複数のティースのそれぞれに設けられた複数のコイルと、を備え、各コイルは、少なくとも励磁コイルを含み、前記ステータコアは、積層された複数のコアプレートを有し、前記複数のコアプレートのうち少なくとも何れか1つのコアプレートは、前記ヨークの内周面と外周面との間において前記ヨークの長手方向に沿って延びる中間スリットを有し、前記ヨークは、前記中間スリットよりも径方向内方に位置する内方ヨーク部と、前記中間スリットよりも径方向外方に位置する外方ヨーク部と、を有し、前記ステータコアには、前記複数のティースのうち円弧方向における一端のティースから、前記外方ヨーク部を経て、他端のティースに至る磁気回路が形成されており、前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記内方ヨーク部の透磁率は、前記外方ヨーク部の透磁率よりも低い、レゾルバステータが提供される。
 円弧状に延びるヨークと、前記ヨークから径方向外方に突出した複数のティースと、を有するステータコアと、前記複数のティースのそれぞれに設けられた複数のコイルと、を備え、各コイルは、少なくとも励磁コイルを含み、前記ステータコアは、積層された複数のコアプレートを有し、前記複数のコアプレートのうち少なくとも何れか1つのコアプレートは、前記ヨークの内周面と外周面との間において前記ヨークの長手方向に沿って延びる中間スリットを有し、前記ヨークは、前記中間スリットよりも径方向内方に位置する内方ヨーク部と、前記中間スリットよりも径方向外方に位置する外方ヨーク部と、を有し、前記ステータコアには、前記複数のティースのうち円弧方向における一端のティースから、前記内方ヨーク部を経て、他端のティースに至る磁気回路が形成されており、前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記外方ヨーク部の円弧方向に対して直交する断面積は、前記内方ヨーク部の円弧方向に対して直交する断面積よりも小さい、レゾルバステータが提供される。
 好ましくは、前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記外方ヨーク部の径方向における寸法は、前記内方ヨーク部の径方向における寸法よりも小さい。
 好ましくは、前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記外方ヨーク部の回転軸方向における寸法は、前記内方ヨーク部の回転軸方向における寸法よりも小さい。
 好ましくは、前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間において、前記外方ヨーク部には、前記外方ヨーク部を回転軸方向に分割する分割スリットが形成されている。
 円弧状に延びるヨークと、前記ヨークから径方向外方に突出した複数のティースと、を有するステータコアと、前記複数のティースのそれぞれに設けられた複数のコイルと、を備え、各コイルは、少なくとも励磁コイルを含み、前記ステータコアは、積層された複数のコアプレートを有し、前記複数のコアプレートのうち少なくとも何れか1つのコアプレートは、前記ヨークの内周面と外周面との間において前記ヨークの長手方向に沿って延びる中間スリットを有し、前記ヨークは、前記中間スリットよりも径方向内方に位置する内方ヨーク部と、前記中間スリットよりも径方向外方に位置する外方ヨーク部と、を有し、前記ステータコアには、前記複数のティースのうち円弧方向における一端のティースから、前記内方ヨーク部を経て、他端のティースに至る磁気回路が形成されており、前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記外方ヨーク部の透磁率は、前記内方ヨーク部の透磁率よりも低い、レゾルバステータが提供される。
 複数のティースのうち円弧方向における一端のティースから、外方ヨーク部を経て、他端のティースに至る磁気回路の磁気抵抗と、複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースのうち一方のティースから、内方ヨーク部を経て、他方のティースに至る磁気回路の磁気抵抗と、を近づけることができる。従って、レゾルバの小型化と回転角度検出精度を両立させることができる。
VR(Variable Reluctance)型レゾルバの斜視図である。 ステータコアの部分拡大斜視図である。(第1実施形態) ステータコアの斜視図である。(第1実施形態) ステータコアの平面図である。(第1実施形態) ステータコアの部分拡大平面図である。(第1実施形態) 円弧方向における一端のティースの拡大図である。(第1実施形態) 円弧方向における他端のティースの拡大図である。(第1実施形態) 試作品毎の回転角度誤差を表すグラフである。 変形例であって、円弧方向における一端のティースの拡大図である。 変形例であって、円弧方向における一端のティースの拡大図である。 ステータコアの斜視図である。(第2実施形態) 図11のA部拡大図である。(第2実施形態) ステータコアの斜視図である。(第3実施形態) 図13のB部拡大図である。(第3実施形態) ステータコアの平面図である。(第1変形例) ステータコアの平面図である。(第2変形例) 特許文献1の図1を簡略化した図である。
(第1実施形態)
 以下、図1から図8を参照して、第1実施形態のVR型レゾルバ1を説明する。VR型レゾルバ1は、図示しない電動機又は内燃機関等のシャフトの回転角度を計測するためのものである。
 図1に示すように、VR型レゾルバ1は、円弧状のレゾルバステータ2と、上記シャフトに固定されるレゾルバロータ3と、を備える。本実施形態のVR型レゾルバ1は、レゾルバロータ3がレゾルバステータ2の径方向内方に配置された所謂インナーロータ型である。図1には、VR型レゾルバ1の回転軸線Cを示している。
 以下、原則として、「径方向」はレゾルバステータ2の径方向を意味し、「円弧方向」はレゾルバステータ2の円弧方向を意味する。また、レゾルバステータ2は、回転軸線Cに対して平行な上方向(第1軸方向)と、上方向に対して反対の下方向(第2軸方向)と、を有する。また、「平面視」とは、回転軸線Cに沿って見ることを意味する。
 図1に示すように、レゾルバステータ2は、ステータコア4と、図示しないインシュレータと、複数のコイル5と、図示しない複数の渡り線と、を備えている。
(ステータコア4)
 図2に示すように、ステータコア4は、複数のコアプレート4Pを積層することで構成されている。図3及び図4に示すように、ステータコア4は、円弧状のヨーク6と、ヨーク6から径方向内方に突出する複数のティース7と、を有する。複数のティース7は偶数で設けられることが好ましく、本実施形態では複数のティース7は6つのティース7を含む。以下、説明の便宜上、6つのティース7を時計回りに順に、ティース71、ティース72、ティース73、ティース74、ティース75、ティース76と称する。各ティース7は、巻線部8と先端部9を有する。巻線部8は、ヨーク6から回転軸線Cに向かって径方向内方に延びている。図4に示すように、先端部9は、巻線部8の先端8Aに設けられ、円弧方向に延びている。図3及び図4に示すように、ヨーク6は、上方向を向くヨーク上面6Aと、下方向を向くヨーク下面6Bと、径方向内方を向くヨーク内周面6C(内周面)と、径方向外方を向くヨーク外周面6D(外周面)と、円弧方向を向く2つのヨーク端面6Eと、を有する。
 図4に示すように、円弧状のヨーク6の中心角θは、例えば、45度から270度である。好ましくは、上記中心角θは、45度から180度である。更に好ましくは、上記中心角θは、45度から120度である。本実施形態において上記中心角θは約95度である。
 図3及び図4に示すように、ヨーク6には、平面視スリット10(第1のスリット)が形成されている。平面視スリット10は、ヨーク6のヨーク内周面6C及びヨーク外周面6Dの間に形成されている。平面視スリット10は、ヨーク6の長手方向に沿って途切れなく延びている。平面視スリット10は、円弧方向に沿って途切れなく延びている。平面視スリット10は、一方のヨーク端面6Eから他方のヨーク端面6Eに向かって概ね円弧状に延びている。平面視スリット10は、ヨーク内周面6C及びヨーク外周面6Dから径方向に離れている。従って、図5に示すように、ヨーク6は、平面視スリット10よりも径方向内方に位置する内方ヨーク部11と、平面視スリット10よりも径方向外方に位置する外方ヨーク部12と、を有する。
 同様に、図3及び図4に示すように、平面視スリット10は、2つのヨーク端面6Eの間に形成されている。平面視スリット10は、2つのヨーク端面6Eから円弧方向に離れている。従って、図4及び図5に示すように、ヨーク6は、平面視スリット10を円弧方向で挟む2つの側方ヨーク部13を有する。
 こうして、図4及び図5に示すように、平面視スリット10は、径方向においては内方ヨーク部11及び外方ヨーク部12の間に、円弧方向においては2つの側方ヨーク部13の間に、形成されている。
 図3に示すように、本実施形態において平面視スリット10は、回転軸方向においてヨーク6を貫通する貫通孔である。即ち、平面視スリット10は、ヨーク上面6Aからヨーク下面6Bに至るように形成されている。
 詳しくは、図2に示すように、複数のコアプレート4Pのすべては、中間スリット10Pを有する。平面視スリット10は、複数の中間スリット10Pによって構成されている。
 図2から図5に示すように、各中間スリット10Pは、ヨーク6のヨーク内周面6C及びヨーク外周面6Dの間に形成されている。各中間スリット10Pは、ヨーク6の長手方向に沿って途切れなく延びている。各中間スリット10Pは、円弧方向に沿って途切れなく延びている。各中間スリット10Pは、一方のヨーク端面6Eから他方のヨーク端面6Eに向かって概ね円弧状に延びている。各中間スリット10Pは、ヨーク内周面6C及びヨーク外周面6Dから径方向に離れている。従って、ヨーク6は、複数の中間スリット10Pよりも径方向内方に位置する内方ヨーク部11と、複数の中間スリット10Pよりも径方向外方に位置する外方ヨーク部12と、を有する。各中間スリット10Pは、2つのヨーク端面6Eの間に形成されている。各中間スリット10Pは、2つのヨーク端面6Eから円弧方向に離れている。従って、ヨーク6は、各中間スリット10Pを円弧方向で挟む2つの側方ヨーク部13を有する。こうして、各中間スリット10Pは、径方向においては内方ヨーク部11及び外方ヨーク部12の間に、円弧方向においては2つの側方ヨーク部13の間に、形成されている。
 なお、本実施形態では複数のコアプレート4Pのすべてが中間スリット10Pを有することとしたが、これに代えて、複数のコアプレート4Pのうち少なくとも何れか1つのコアプレート4Pが中間スリット10Pを有することとしてもよい。この場合、平面視スリット10は、回転軸方向においてヨーク6を貫通しない。
 図4において太線で示すように、平面視スリット10の存在により、ステータコア4には、複数のティース7のうち円弧方向における一端のティース71から、外方ヨーク部12を経て、他端のティース76に至る磁気回路14が形成されている。なお、磁気回路は当然に閉ループとなるが、説明の便宜上、図4においてはステータコア4内における磁気回路のみを描いている。
 図6に示すように、平面視スリット10の長手方向における一端15は、ティース71の中心線71Cの延長線に至るまで延びている。ここで、ティース71の中心線71Cとは、ヨーク6からティース71が突出する方向と平行であって、ティース71の円弧方向における中心を通る線である。同様に、図7に示すように、平面視スリット10の長手方向における他端16は、ティース76の中心線76Cの延長線に至るまで延びている。ここで、ティース76の中心線76Cとは、ヨーク6からティース76が突出する方向と平行であって、ティース76の円弧方向における中心を通る線である。従って、本実施形態において、すべてのティース7は、内方ヨーク部11から径方向内方に突出していると言及することができる。
 図3に示すように、本実施形態においてステータコア4の回転軸方向における寸法は、全体に亘って一定である。そして、図5に示すように、ティース71及びティース72の間における内方ヨーク部11の円弧方向に対して直交する断面積は、外方ヨーク部12の円弧方向に対して直交する断面積よりも小さい。具体的には、ティース71及びティース72の間における内方ヨーク部11の円弧方向に対して直交する最小の断面積は、外方ヨーク部12の円弧方向に対して直交する最小の断面積よりも小さい。本実施形態では、ティース71及びティース72の間における内方ヨーク部11の回転軸方向における寸法と外方ヨーク部12の回転軸方向における寸法は等しいものの、ティース71及びティース72の間における内方ヨーク部11の径方向における寸法11Dは、外方ヨーク部12の径方向における寸法12Dよりも小さい。即ち、平面視スリット10は、ヨーク外周面6Dよりもヨーク内周面6Cに近い位置に形成されている。ティース72とティース73との間の内方ヨーク部11、ティース73とティース74との間の内方ヨーク部11、ティース74とティース75との間の内方ヨーク部11、ティース75とティース76との間の内方ヨーク部11についても同様である。
 図1及び図3に示すように、複数のコイル5は、図示しないインシュレータを介して、複数のティース7にそれぞれ設けられている。各コイル5は、励磁コイルと検出コイルを含む。各コイル5に含まれる励磁コイルの巻き方向は、円弧方向で隣り合う他のコイル5に含まれる励磁コイルの巻き方向と逆向きとされる。
 以上の構成によれば、ティース71から外方ヨーク部12を経てティース76に至る磁気回路14の磁気抵抗と、円弧方向において隣り合う2つのティース7の一方のティース7から内方ヨーク部11を経て他方のティース7に至る磁気回路の磁気抵抗と、を近づけることができる。なぜなら、磁気回路における磁気抵抗をRとし、磁気回路の長さをLとし、透磁率をμとし、断面積をAとすると、R=L/(μA)で表されるからである。そして、ティース71から外方ヨーク部12を経てティース76に至る磁気回路14の磁気抵抗と、円弧方向において隣り合う2つのティース7の一方のティース7から内方ヨーク部11を経て他方のティース7に至る磁気回路の磁気抵抗と、が近づくことで、高い回転角度検出精度が実現される。この結果、小型化と回転角度検出精度が両立したVR型レゾルバ1が実現されることになる。
 以上に説明したVR型レゾルバ1は、以下のように動作する。即ち、レゾルバロータ3の外周面に形成された凹凸の存在により、レゾルバロータ3の回転角度に応じてレゾルバロータ3とレゾルバステータ2の各ティース7との間のギャップが周期的に変化する。レゾルバステータ2の励磁コイルと検出コイルは、レゾルバロータ3を介して磁気的に接続されている。励磁コイルに交流電流を通電すると検出コイルには誘起電圧が発生する。レゾルバロータ3の回転角度に応じて上記ギャップが変化するため磁気抵抗が変動し、もって、レゾルバロータ3の回転角度に応じて誘起電圧の振幅が変動する。検出コイルは2相とされており、それぞれ、レゾルバロータ3の回転角度に対してSIN状及びCOS状に誘起電圧が変化するように設計されている。従って、2相の誘起電圧の比率からレゾルバロータ3の回転角度が求められる。
 図8には、VR型レゾルバの試作品毎の回転角度誤差を示すグラフである。図8において、円形のプロット(試作品番号1から10まで)は、上記の平面視スリットが形成されていないVR型レゾルバの回転角度誤差を示し、矩形のプロット(試作品番号11から17まで)は、上記の平面視スリットが形成されたVR型レゾルバの回転角度誤差を示している。図8によれば、平面視スリットが形成されていないVR型レゾルバの回転角度誤差には、無視できない大きな回転角度誤差が認められた。これに対し、平面視スリットが形成されたVR型レゾルバの回転角度誤差は、何れの試作品においても良好な値となった。
 以上に、第1実施形態を説明した。上記第1実施形態は、平面視スリット10に着目すると、以下の特長を有する。
 即ち、図1から図5に示すように、VR型レゾルバ1は、円弧状に延びるヨーク6と、ヨーク6から径方向内方に突出した複数のティース7と、を有するステータコア4と、複数のティース7のそれぞれに設けられた複数のコイル5と、を備える。各コイル5は、励磁コイルと検出コイルを含む。ヨーク6のヨーク内周面6C(内周面)とヨーク外周面6D(外周面)との間には、ヨーク6の長手方向に沿って延びる平面視スリット10(第1のスリット)が形成されている。ヨーク6は、平面視スリット10よりも径方向内方に位置する内方ヨーク部11と、平面視スリット10よりも径方向外方に位置する外方ヨーク部12と、を有する。ステータコア4には、複数のティース7のうち円弧方向における一端のティース71から、外方ヨーク部12を経て、他端のティース76に至る磁気回路14が形成されている。複数のティース7のうち円弧方向において隣り合う2つのティース7の間における内方ヨーク部11の円弧方向(長手方向)に対して直交する断面積は、外方ヨーク部12の円弧方向(長手方向)に対して直交する断面積よりも小さい。以上の構成によれば、ティース71から外方ヨーク部12を経てティース76に至る磁気回路14の磁気抵抗と、円弧方向において隣り合う2つのティース7の一方のティース7から内方ヨーク部11を経て他方のティース7に至る磁気回路の磁気抵抗と、を近づけることができるので、高い回転角度検出精度が実現される。また、ヨーク6が円弧状であるから、円環状のヨークを採用した場合と比較して、VR型レゾルバ1の小型化が実現される。従って、以上の構成によれば、VR型レゾルバ1の小型化と回転角度検出精度を両立させることができる。
 次に、上記第1実施形態は、中間スリット10Pに着目すると、以下の特長を有する。
 即ち、図1から図5に示すように、VR型レゾルバ1は、円弧状に延びるヨーク6と、ヨーク6から径方向内方に突出した複数のティース7と、を有するステータコア4と、複数のティース7のそれぞれに設けられた複数のコイル5と、を備える。各コイル5は、励磁コイルと検出コイルを含む。ステータコア4は、積層された複数のコアプレート4Pを有する。複数のコアプレート4Pのすべては、ヨーク6のヨーク内周面6C(内周面)とヨーク外周面6D(外周面)との間においてヨーク6の長手方向に沿って延びる中間スリット10Pを有する。ヨーク6は、中間スリット10Pよりも径方向内方に位置する内方ヨーク部11と、中間スリット10Pよりも径方向外方に位置する外方ヨーク部12と、を有する。ステータコア4には、複数のティース7のうち円弧方向における一端のティース71から、外方ヨーク部12を経て、他端のティース76に至る磁気回路14が形成されている。複数のティース7のうち円弧方向において隣り合う2つのティース7の間における内方ヨーク部11の円弧方向(長手方向)に対して直交する断面積は、外方ヨーク部12の円弧方向(長手方向)に対して直交する断面積よりも小さい。以上の構成によれば、ティース71から外方ヨーク部12を経てティース76に至る磁気回路14の磁気抵抗と、円弧方向において隣り合う2つのティース7の一方のティース7から内方ヨーク部11を経て他方のティース7に至る磁気回路の磁気抵抗と、を近づけることができるので、高い回転角度検出精度が実現される。また、ヨーク6が円弧状であるから、円環状のヨークを採用した場合と比較して、VR型レゾルバ1の小型化が実現される。従って、以上の構成によれば、VR型レゾルバ1の小型化と回転角度検出精度を両立させることができる。
 なお、前述したように、本実施形態では複数のコアプレート4Pのすべてが中間スリット10Pを有することとしたが、これに代えて、複数のコアプレート4Pのうち少なくとも何れか1つのコアプレート4Pが中間スリット10Pを有することとしてもよい。この場合、平面視スリット10は、回転軸方向においてヨーク6を貫通しない。この場合でも、VR型レゾルバ1の小型化と回転角度検出精度を両立させることができる。
 また、ヨーク6が円環状ではなく円弧状に延びているので、VR型レゾルバ1のレゾルバステータ2の脱着が容易となり、メンテンナンスし易い。
 また、図5に示すように、複数のティース7のうち円弧方向において隣り合う2つのティース7の間における内方ヨーク部11の径方向における寸法11Dは、外方ヨーク部12の径方向における寸法12Dよりも小さい。以上の構成によれば、簡素な構成で、複数のティース7のうち円弧方向において隣り合う2つのティース7の間における内方ヨーク部11の円弧方向(長手方向)に対して直交する断面積を、外方ヨーク部12の円弧方向(長手方向)に対して直交する断面積よりも小さくすることができる。
 なお、上記第1実施形態では、円弧状に延びるヨーク6から径方向内方に複数のティース7が突出した所謂インナーロータ型のVR型レゾルバ1について説明したが、VR型レゾルバは、円弧状に延びるヨークから径方向外方に複数のティースが突出した所謂アウターロータ型としてもよい。この場合、ステータコアには、複数のティースのうち円弧方向における一端のティースから、内方ヨーク部を経て、他端のティースに至る磁気回路が形成される。また、複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における外方ヨーク部の円弧方向に対して直交する断面積は、内方ヨーク部の円弧方向に対して直交する断面積よりも小さい。また、この場合、好ましくは、複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における外方ヨーク部の径方向における寸法は、内方ヨーク部の径方向における寸法よりも小さくするとよい。
 また、上記第1実施形態においてVR型レゾルバ1は、1相励磁2相出力であるとしたが、これに代えて、2相励磁1相出力、2相励磁2相出力を採用してもよい。
 上記第1実施形態は、例えば以下のように変更することができる。
 即ち、図6及び図7に示すように、上記第1実施形態において、平面視スリット10の長手方向における一端15は、ティース71の中心線71Cの延長線に至るまで延びており、他端16は、ティース76の中心線76Cの延長線に至るまで延びているとした。しかし、これに代えて、図9に示すように、平面視スリット10の長手方向における一端15は、ティース71の中心線71Cの延長線まで至らずに、ティース71の巻線部8のティース72に近い方の端面8Bに対応する位置まで延びていてもよい。また、これに代えて、図10に示すように、平面視スリット10の長手方向における一端15は、ティース71の巻線部8のティース72に近い方の端面8Bの延長線まで至らなくてもよい。他端16についても同様である。即ち、平面視スリット10の一端15や他端16の位置は、ティース71とティース76の間の磁気抵抗と、ティース71とティース72との間の磁気抵抗と、がなるべく近づくように適宜調整すればよい。
 各コイル5は、励磁コイルと検出コイルを含む場合の他、励磁コイルのみを含む場合も考えられる。各コイル5は、少なくとも励磁コイルを含む。
(第2実施形態)
 以下、図11及び図12を参照して、第2実施形態を説明する。ただし、本実施形態が上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
 例えば図3に示すように、上記第1実施形態ではステータコア4の回転軸方向における寸法は、全体に亘って一定であるとした。
 これに対し、本実施形態では、図11及び図12に示すように、複数のティース7のうち円弧方向において隣り合う2つのティース7の間における内方ヨーク部11の回転軸方向における寸法11Eは、外方ヨーク部12の回転軸方向における寸法12Eよりも小さい。以上の構成によれば、簡素な構成で、複数のティース7のうち円弧方向において隣り合う2つのティース7の間における内方ヨーク部11の円弧方向(長手方向)に対して直交する断面積を、外方ヨーク部12の円弧方向(長手方向)に対して直交する断面積よりも小さくすることができる。
 なお、ステータコア4は複数の電磁鋼板を積層したものであるから、異なる形状の電磁鋼板を積層することにより、容易に、ステータコア4の回転軸方向における寸法を局所的に小さくすることができる。
 また、VR型レゾルバをアウターロータ型とした場合は、複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における外方ヨーク部の回転軸方向における寸法を、内方ヨーク部の回転軸方向における寸法よりも小さくすればよい。
(第3実施形態)
 以下、図13及び図14を参照して、第3実施形態を説明する。ただし、本実施形態が上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
 例えば図3に示すように、上記第1実施形態ではステータコア4の回転軸方向における寸法は、全体に亘って一定であるとした。
 これに対し、本実施形態では、図13及び図14に示すように、複数のティース7のうち円弧方向において隣り合う2つのティース7の間において、内方ヨーク部11には、内方ヨーク部11を回転軸方向に分割する軸方向スリット17(分割スリット)が形成されている。以上の構成によれば、簡素な構成で、複数のティース7のうち円弧方向において隣り合う2つのティース7の間における内方ヨーク部11の円弧方向(長手方向)に対して直交する断面積を、外方ヨーク部12の円弧方向(長手方向)に対して直交する断面積よりも小さくすることができる。
 なお、ステータコア4は複数の電磁鋼板を積層したものであるから、異なる形状の電磁鋼板を積層することにより、容易に、内方ヨーク部11に軸方向スリット17を形成することができる。
 また、VR型レゾルバをアウターロータ型とした場合は、複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間において、外方ヨーク部に、外方ヨーク部を回転軸方向に分割する軸方向スリットを形成すればよい。
(第4実施形態)
 以下、第4実施形態を説明する。ただし、本実施形態が上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
 上記第1実施形態においてステータコア4は、単一の材料から成る電磁鋼板の積層体であるとした。
 しかし、これに代えて、本実施形態では、複数のティース7のうち円弧方向において隣り合う2つのティース7の間における内方ヨーク部11の透磁率は、外方ヨーク部12の透磁率よりも低い。以上の構成によれば、ティース71から外方ヨーク部12を経てティース76に至る磁気回路14の磁気抵抗と、円弧方向において隣り合う2つのティース7の一方のティース7から内方ヨーク部11を経て他方のティース7に至る磁気回路の磁気抵抗と、を近づけることができるので、高い回転角度検出精度が実現される。また、ヨーク6が円弧状であるから、円環状のヨークを採用した場合と比較して、VR型レゾルバ1の小型化が実現される。従って、以上の構成によれば、VR型レゾルバ1の小型化と回転角度検出精度を両立させることができる。
 なお、複数のティース7のうち円弧方向において隣り合う2つのティース7の間における内方ヨーク部11の透磁率を外方ヨーク部12の透磁率よりも低くすることに代えて、内方ヨーク部11全体の透磁率を外方ヨーク部12の透磁率よりも低くしてもよい。
 また、VR型レゾルバをアウターロータ型とした場合は、複数のティース7のうち円弧方向において隣り合う2つのティース7の間における外方ヨーク部12の透磁率を、内方ヨーク部11の透磁率よりも低くすればよい。
 また、電磁鋼板の透磁率は、主として、炭素やケイ素、マンガン、アルミニウムの各含有量によって決まる。従って、本実施形態のステータコア4は、内方ヨーク部11と外方ヨーク部12を異なる材料及び異なる工程で別々に製造し、その後、内方ヨーク部11と外方ヨーク部12を溶接等で接合することにより製造することができる。
 なお、各コイル5は、励磁コイルと検出コイルを含む場合の他、励磁コイルのみを含む場合も考えられる。各コイル5は、少なくとも励磁コイルを含む。
(第1変形例)
 以下、図15を参照して、第1変形例を説明する。ただし、本変形例が上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
 例えば図4に示すように、上記第1実施形態では、ステータコア4のヨーク6に平面視スリット10が1つのみ形成されているとした。しかし、これに代えて、図15に示すように、ステータコア4のヨーク6に、径方向に離れる2つの平面視スリット10を形成してもよい。この場合、2つの平面視スリット10の間に、中央ヨーク部18が形成されることになる。そして、ヨーク6には、ティース71から、外方ヨーク部12及び中央ヨーク部18を経て、ティース76に至る磁気回路が形成されることになる。
(第2変形例)
 以下、図16を参照して、第2変形例を説明する。ただし、本変形例が上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
 例えば図4に示すように、上記第1実施形態では、ステータコア4のヨーク6に平面視スリット10が1つのみ形成されているとした。また、平面視スリット10は、ティース71からティース76に向かって途切れなく延びるとした。しかし、これに代えて、図16に示すように、平面視スリット10は、円弧方向において2つに分割されていてもよい。
 この出願は、2016年12月21日に出願された日本出願特願2016-248182を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1 VR型レゾルバ
2 レゾルバステータ
3 レゾルバロータ
4 ステータコア
4P コアプレート
5 コイル
6 ヨーク
6A ヨーク上面
6B ヨーク下面
6C ヨーク内周面(内周面)
6D ヨーク外周面(外周面)
6E ヨーク端面
7 ティース
8 巻線部
8A 先端
8B 端面
9 先端部
10 平面視スリット(第1のスリット)
10P 中間スリット
11 内方ヨーク部
11D 寸法
11E 寸法
12 外方ヨーク部
12D 寸法
12E 寸法
13 側方ヨーク部
14 磁気回路
15 一端
16 他端
17 軸方向スリット(分割スリット)
18 中央ヨーク部
71 ティース
71C 中心線
72 ティース
73 ティース
74 ティース
75 ティース
76 ティース
76C 中心線
C 回転軸線
θ 中心角

Claims (10)

  1. 円弧状に延びるヨークと、前記ヨークから径方向内方に突出した複数のティースと、を有するステータコアと、
    前記複数のティースのそれぞれに設けられた複数のコイルと、
    を備え、
    各コイルは、少なくとも励磁コイルを含み、
    前記ステータコアは、積層された複数のコアプレートを有し、
    前記複数のコアプレートのうち少なくとも何れか1つのコアプレートは、前記ヨークの内周面と外周面との間において前記ヨークの長手方向に沿って延びる中間スリットを有し、
    前記ヨークは、
    前記中間スリットよりも径方向内方に位置する内方ヨーク部と、
    前記中間スリットよりも径方向外方に位置する外方ヨーク部と、
    を有し、
    前記ステータコアには、前記複数のティースのうち円弧方向における一端のティースから、前記外方ヨーク部を経て、他端のティースに至る磁気回路が形成されており、
    前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記内方ヨーク部の円弧方向に対して直交する断面積は、前記外方ヨーク部の円弧方向に対して直交する断面積よりも小さい、
    レゾルバステータ。
  2. 請求項1に記載のステータコアであって、
    前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記内方ヨーク部の径方向における寸法は、前記外方ヨーク部の径方向における寸法よりも小さい、
    レゾルバステータ。
  3. 請求項1に記載のステータコアであって、
    前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記内方ヨーク部の回転軸方向における寸法は、前記外方ヨーク部の回転軸方向における寸法よりも小さい、
    レゾルバステータ。
  4. 請求項1に記載のステータコアであって、
    前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間において、前記内方ヨーク部には、前記内方ヨーク部を回転軸方向に分割する分割スリットが形成されている、
    レゾルバステータ。
  5. 円弧状に延びるヨークと、前記ヨークから径方向内方に突出した複数のティースと、を有するステータコアと、
    前記複数のティースのそれぞれに設けられた複数のコイルと、
    を備え、
    各コイルは、少なくとも励磁コイルを含み、
    前記ステータコアは、積層された複数のコアプレートを有し、
    前記複数のコアプレートのうち少なくとも何れか1つのコアプレートは、前記ヨークの内周面と外周面との間において前記ヨークの長手方向に沿って延びる中間スリットを有し、
    前記ヨークは、
    前記中間スリットよりも径方向内方に位置する内方ヨーク部と、
    前記中間スリットよりも径方向外方に位置する外方ヨーク部と、
    を有し、
    前記ステータコアには、前記複数のティースのうち円弧方向における一端のティースから、前記外方ヨーク部を経て、他端のティースに至る磁気回路が形成されており、
    前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記内方ヨーク部の透磁率は、前記外方ヨーク部の透磁率よりも低い、
    レゾルバステータ。
  6. 円弧状に延びるヨークと、前記ヨークから径方向外方に突出した複数のティースと、を有するステータコアと、
    前記複数のティースのそれぞれに設けられた複数のコイルと、
    を備え、
    各コイルは、少なくとも励磁コイルを含み、
    前記ステータコアは、積層された複数のコアプレートを有し、
    前記複数のコアプレートのうち少なくとも何れか1つのコアプレートは、前記ヨークの内周面と外周面との間において前記ヨークの長手方向に沿って延びる中間スリットを有し、
    前記ヨークは、
    前記中間スリットよりも径方向内方に位置する内方ヨーク部と、
    前記中間スリットよりも径方向外方に位置する外方ヨーク部と、
    を有し、
    前記ステータコアには、前記複数のティースのうち円弧方向における一端のティースから、前記内方ヨーク部を経て、他端のティースに至る磁気回路が形成されており、
    前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記外方ヨーク部の円弧方向に対して直交する断面積は、前記内方ヨーク部の円弧方向に対して直交する断面積よりも小さい、
    レゾルバステータ。
  7. 請求項6に記載のステータコアであって、
    前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記外方ヨーク部の径方向における寸法は、前記内方ヨーク部の径方向における寸法よりも小さい、
    レゾルバステータ。
  8. 請求項6に記載のステータコアであって、
    前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記外方ヨーク部の回転軸方向における寸法は、前記内方ヨーク部の回転軸方向における寸法よりも小さい、
    レゾルバステータ。
  9. 請求項6に記載のステータコアであって、
    前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間において、前記外方ヨーク部には、前記外方ヨーク部を回転軸方向に分割する分割スリットが形成されている、
    レゾルバステータ。
  10. 円弧状に延びるヨークと、前記ヨークから径方向外方に突出した複数のティースと、を有するステータコアと、
    前記複数のティースのそれぞれに設けられた複数のコイルと、
    を備え、
    各コイルは、少なくとも励磁コイルを含み、
    前記ステータコアは、積層された複数のコアプレートを有し、
    前記複数のコアプレートのうち少なくとも何れか1つのコアプレートは、前記ヨークの内周面と外周面との間において前記ヨークの長手方向に沿って延びる中間スリットを有し、
    前記ヨークは、
    前記中間スリットよりも径方向内方に位置する内方ヨーク部と、
    前記中間スリットよりも径方向外方に位置する外方ヨーク部と、
    を有し、
    前記ステータコアには、前記複数のティースのうち円弧方向における一端のティースから、前記内方ヨーク部を経て、他端のティースに至る磁気回路が形成されており、
    前記複数のティースのうち円弧方向において隣り合う2つのティースの間における前記外方ヨーク部の透磁率は、前記内方ヨーク部の透磁率よりも低い、
    レゾルバステータ。
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