WO2020026438A1 - 角度検出器、及び角度検出器の製造方法 - Google Patents

角度検出器、及び角度検出器の製造方法 Download PDF

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WO2020026438A1
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stator
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rotor
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隆司 梅田
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三菱電機株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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
    • G01D5/14—Mechanical 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
    • G01D5/20—Mechanical 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

Definitions

  • the present invention relates to an angle detector for detecting a rotation angle of a rotor included in a motor, a generator, and the like, and a method for manufacturing the angle detector.
  • an annular resolver rotor is fixed to the motor rotor, and an annular resolver stator core is fixed to the housing. Is disposed inside a resolver rotor. The rotation angle of the motor rotor is detected based on induced electromotive force generated in a plurality of coils provided on the resolver stator core (for example, see Patent Document 1).
  • a resolver stator is fixed to a housing used as a shaft. Therefore, for a plurality of motors having different outer diameters of the housing, it is necessary to prepare a plurality of types of resolver stator cores corresponding to the outer diameter of each housing. Therefore, the types of resolver stator cores increase, and the manufacturing cost of the resolver increases.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to obtain an angle detector capable of reducing costs and a method of manufacturing the angle detector.
  • An angle detector includes an annular detector rotor, and an annular detector stator disposed inside the detector rotor, wherein the detector stator includes an annular stator core, and a stator.
  • a second stator core portion, an outer peripheral portion of the second stator core portion is fitted to an inner peripheral portion of the first stator core portion, and the stator core has a first stator core portion.
  • a stator slot is provided which intersects a boundary between an inner peripheral portion of the portion and an outer peripheral portion of the second stator core.
  • the angle detector and the method of manufacturing the angle detector according to the present invention it is possible to obtain a detector stator that can be attached to each of a plurality of fixed shafts having different outer diameters. Thus, the cost of the angle detector can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a rotating electric machine to which a resolver according to Embodiment 1 of the present invention is attached.
  • FIG. 2 is a front view showing the rotating electric machine of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the resolver of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a layout diagram showing a second reference hole, a plurality of stator elongated holes, and a plurality of rotor mounting holes formed in a first step of press working in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a layout diagram showing a boundary formed by a second step of press working in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a layout diagram illustrating the outer shape of each core piece of a first stator core and a detector rotor formed by a third step of press working in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view showing a state where a resolver is attached to a fixed shaft having an outer diameter larger than the outer diameter of the fixed shaft in FIG. 2.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a positional relationship between a fixing bolt for fixing the detector stator to the fixed shaft in FIG. 3 and a fixing bolt for fixing the detector stator to the fixed shaft in FIG. 9.
  • FIG. 3 is a front view showing a state where a resolver is attached to a fixed shaft having an outer diameter larger than the outer diameter of the fixed shaft in FIG. 2.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view
  • FIG. 7 is a front view showing a rotating electric machine to which a resolver according to a comparative example is attached.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along the line XII-XII in FIG. 11.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating the resolver of FIG. 11. It is a layout diagram which shows the external shape of each core piece of a detector rotor and a stator core formed by press working in a comparative example.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state where the resolver of FIG. 13 is attached to a fixed shaft having an outer diameter of a main body shaft portion larger than an outer diameter of a back yoke portion.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along the line XII-XII in FIG. 11.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating the resolver of FIG. 11. It is a layout diagram which shows the external shape of each core piece of a detector rotor and a stator core formed by press working in a
  • FIG. 9 is a front view showing a rotating electric machine to which a resolver according to Embodiment 2 of the present invention is attached.
  • FIG. 13 is a layout diagram illustrating the outer shape of each core piece of a first stator core and a second stator core formed by a third step of press working in Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a rotating electric machine to which a resolver according to Embodiment 1 of the present invention is attached.
  • FIG. 2 is a front view showing the rotating electric machine of FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • a rotating electric machine 1 includes a fixed shaft 2 fixed to a support member (not shown), a cylindrical rotating electric machine rotor 4 rotatably supported on the fixed shaft 2 via a bearing 3, and a rotating electric machine rotor. 4 and a rotating electric machine stator which is an armature (not shown).
  • the fixed shaft 2 has a main body shaft 5 and a protruding shaft 6 protruding from an end surface of the main body shaft 5 as shown in FIG.
  • the protruding shaft portion 6 is arranged coaxially with the main body shaft portion 5.
  • the outer diameter of the projecting shaft 6 is smaller than the outer diameter of the main body shaft 5.
  • a step 7 is formed on the fixed shaft 2 along the circumferential direction of the fixed shaft 2 by the end face of the main body shaft 5 and the outer peripheral surface of the protruding shaft 6.
  • the rotating electric machine rotor 4 is rotatable about the axis of the fixed shaft 2 with respect to the rotating electric machine stator.
  • the rotating electric machine rotor 4 rotates with respect to the rotating electric machine stator.
  • the rotating electric machine rotor 4 has a cylindrical boss 8 through which the fixed shaft 2 is passed.
  • the bearing 3 is fitted between the inner peripheral surface of the boss 8 and the outer peripheral surface of the main body shaft 5.
  • the rotating electric machine 1 is provided with a resolver 11 which is an angle detector for detecting a rotation angle of the rotating electric machine rotor 4.
  • the resolver 11 has an annular detector rotor 12 fixed to the boss 8 of the rotating electric machine rotor 4 and an annular detector stator 13 fixed to the fixed shaft 2.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the resolver 11 of FIG.
  • the detector rotor 12 is an annular rotor core made of a magnetic material. On the inner peripheral surface of the detector rotor 12, a plurality of protrusions are formed at equal intervals in the circumferential direction of the detector rotor 12.
  • the detector rotor 12 is provided with a plurality of rotor mounting holes 14 spaced apart from each other in the circumferential direction. Each rotor mounting hole 14 passes through the detector rotor 12. In this example, each rotor mounting hole 14 is a round hole.
  • the detector rotor 12 is fixed to the boss 8 of the rotary electric machine rotor 4 by a plurality of fixing bolts 15 passed through the respective rotor mounting holes 14. Further, the detector rotor 12 is arranged coaxially with the fixed shaft 2. As a result, the detector rotor 12 rotates integrally with the rotating electric machine rotor 4 about the axis of the fixed shaft 2.
  • the detector stator 13 is arranged inside the detector rotor 12. Thus, the outer peripheral portion of the detector stator 13 is opposed to the inner peripheral portion of the detector rotor 12 via the gap in the radial direction of the fixed shaft 2.
  • the detector stator 13 has an annular stator core 16 fixed to the fixed shaft 2 and a plurality of coils 17 provided on the stator core 16.
  • the stator core 16 has an annular first stator core 18 and an annular second stator core 19 disposed inside the first stator core 18.
  • Each of the first stator core 18 and the second stator core 19 is arranged coaxially with the fixed shaft 2.
  • the shape of each of the first stator core 18 and the second stator core 19 is annular.
  • the first stator core 18 has a first reference hole surrounded by the inner periphery of the first stator core 18.
  • the second stator core 19 has a second reference hole surrounded by the inner periphery of the second stator core 19.
  • the inside diameter of the first reference hole is larger than the inside diameter of the second reference hole.
  • the first stator core portion 18 has an annular back yoke portion 20 and a plurality of teeth portions 21 protruding radially outward from an outer peripheral portion of the back yoke portion 20.
  • the plurality of teeth portions 21 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the first stator core 18.
  • the plurality of coils 17 are individually provided in the plurality of teeth portions 21. Thereby, the plurality of coils 17 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the first stator core 18.
  • induced electromotive force corresponding to the rotation of the detector rotor 12 is generated in the plurality of coils 17.
  • the rotation angle of the rotating electric machine rotor 4 is detected based on a signal corresponding to the induced electromotive force generated in the plurality of coils 17.
  • the outer peripheral portion of the second stator core portion 19 is fitted into the inner peripheral portion of the first stator core portion 18 without any gap. Further, the second stator core 19 is detachable from the first stator core 18. When the outer peripheral portion of the second stator core portion 19 is fitted to the inner peripheral portion of the first stator core portion 18, the first stator core portion 18 is coaxial with the second stator core portion 19. Are located. In this example, as shown in FIG. 2, the shape of the boundary 22 between the inner peripheral portion of the first stator core portion 18 and the outer peripheral portion of the second stator core portion 19 is circular.
  • Each of the detector rotor 12, the first stator core 18 and the second stator core 19 is a laminate in which a plurality of plate-shaped core pieces are laminated.
  • the lamination direction of the core pieces in each of the detector rotor 12, the first stator core portion 18, and the second stator core portion 19 coincides with the axial direction of the fixed shaft 2. This suppresses an increase in iron loss due to eddy current in each of the detector rotor 12, the first stator core 18, and the second stator core 19.
  • laminated steel plates formed by laminating thin plates as core pieces are used as the detector rotor 12, the first stator core 18, and the second stator core 19, respectively. .
  • the stator core 16 has a plurality of stator lengths intersecting a boundary 22 between the inner peripheral portion of the first stator core portion 18 and the outer peripheral portion of the second stator core portion 19.
  • a hole 23 is provided as a mounting hole. That is, a plurality of first notches that are open radially inward are provided in the inner peripheral portion of the first stator core 18.
  • the outer periphery of the second stator core 18 is provided with a plurality of second notches that are opened radially outward. In a state where the outer peripheral portion of the second stator core portion 19 is fitted to the inner peripheral portion of the first stator core portion 18, the positions of the first notches and the positions of the second notches are determined.
  • stator elongated holes 23 are formed in the stator core 16.
  • the plurality of stator slots 23 are provided at intervals in the circumferential direction of the stator core 16.
  • the long diameter direction of each stator long hole 23 matches the radial direction of the stator core 16.
  • stator core 16 is disposed on the step portion 7 with the protruding shaft portion 6 being passed through the inside of the second stator core portion 19, as shown in FIG. Further, the stator core 16 is fixed to the end face of the main body shaft portion 5 by a plurality of fixing bolts 24 passed through each stator long hole 23. As shown in FIG. 2, each fixing bolt 24 collects the inner peripheral portion of the first stator core portion 18 and the outer peripheral portion of the second stator core portion 19 at a position straddling the boundary 22 to form the main body shaft portion 5. Is fixed to the end face.
  • the outer diameter of the protruding shaft portion 6 matches the inner diameter of the second reference hole of the second stator core portion 19. Therefore, the outer peripheral surface of the protruding shaft portion 6 is fitted into the inner peripheral portion of the second stator core portion 19 without any gap.
  • the positioning of the stator core 16 with respect to the fixed shaft 2 is performed in the radial direction of the fixed shaft 2.
  • the detector rotor 12 and the stator core 16 When manufacturing the detector rotor 12 and the stator core 16, core pieces of the detector rotor 12, the first stator core 18, and the second stator core 19 are first manufactured.
  • the respective core pieces of the detector rotor 12, the first stator core part 18, and the second stator core part 19 are formed by performing press working on the same thin plate made of a magnetic material. . In press working on a thin plate, a core piece is punched from the thin plate using a mold.
  • the second reference hole of the second stator core part 19 A first step of punching the stator slots 23 of the stator core 16 and the rotor mounting holes 14 of the detector rotor 12 from a thin plate is performed. Thereafter, a second step of forming a boundary 22 between the first stator core 18 and the second stator core 19 in a thin plate is performed. Thereafter, a third step of punching the outer shape of each core piece of the detector rotor 12 and the stator core 16 from a thin plate is performed.
  • FIG. 5 is a layout diagram showing a second reference hole, a plurality of stator slots 23, and a plurality of rotor mounting holes 14 formed in the first step of the press working in the first embodiment of the present invention.
  • a second reference hole of the second stator core 19 each rotor mounting hole 14 of the detector rotor 12, and each stator slot 23 of the stator core 16 are formed by using a mold. From the thin plate 100. As a result, of the thin plate 100, the portion 103 inside the stator core 16, the portion 104 inside each rotor mounting hole 14, and the portion 105 inside each of the stator long holes 23 become end materials.
  • FIG. 6 is a layout diagram showing a boundary 22 formed by the second step of the press working in the first embodiment of the present invention.
  • the outer shape of the core piece of the second stator core 19 is punched out of the thin plate 100 by using a mold, and the first stator core 18 and the second stator core 19 are connected to each other. Is formed on the thin plate 100.
  • the second stator core portion 19 is punched once into the thin plate 100 in the mold, and then the pushback process for returning the second stator core portion 19 to the inside of the thin plate 100 is performed. Thereby, the second stator core 19 is punched from the thin plate 100 in a state where the outer peripheral portion of the second stator core 19 is in contact with the thin plate 100 at the boundary 22.
  • FIG. 7 is a layout diagram showing the outer shape of each core piece of the first stator core 18 and the detector rotor 12 formed by the third step of the press working in the first embodiment of the present invention.
  • the outer shapes of the core pieces of the detector rotor 12 and the stator core 16 are punched out of the thin plate 100 by using a mold.
  • the outer portion 101 of the core piece of the detector rotor 12 and the portion 102 between the core piece of the detector rotor 12 and the core piece of the stator core 16 become end materials.
  • the scraps 101 to 105 remaining after the core pieces of the detector rotor 12, the first stator core 18 and the second stator core 19 are punched from the thin plate 100 are discarded.
  • the detector rotor 12, the first stator core 18, and the second stator core 19 are laminated with respective core pieces to complete the detector rotor 12 and the stator core 16.
  • FIG. 8 is a front view showing a state where the resolver 11 is attached to the fixed shaft 2 having an outer diameter larger than the outer diameter of the fixed shaft 2 in FIG.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG.
  • the outer diameter D2 of the main body shaft portion 5 of the fixed shaft 2 shown in FIGS. 8 and 9 is larger than the outer diameter D1 of the main body shaft portion 5 of the fixed shaft 2 shown in FIGS. 2 and 3.
  • the outer diameter of the protruding shaft portion 6 of the fixed shaft 2 shown in FIGS. 8 and 9 is larger than the outer diameter of the main body shaft portion 5 of the fixed shaft 2 shown in FIGS. 2 and 3. Further, the outer diameter D2 of the main body shaft 5 shown in FIGS. 8 and 9 is larger than the inner diameter of the first stator core 18, that is, the inner diameter of the first reference hole. The outer diameter of the protruding shaft 6 shown in FIGS. 8 and 9 is larger than the inner diameter of the second stator core 19, that is, the inner diameter of the second reference hole.
  • the protrusion protrudes inside the second stator core portion 19.
  • the shaft 6 cannot pass through.
  • the detector stator 13 is attached to the fixed shaft 2 in a state where the second stator core 19 is detached from the first stator core 18.
  • the second stator core 19 When the second stator core 19 is detached from the first stator core 18, the second stator core 19 is removed from the inside of the first stator core 18, so that The protruding shaft portion 6 can pass through the inside of the first stator core portion 18. Further, in a state where the second stator core 19 is detached from the first stator core 18, the radially inner portion of each stator elongated hole 23 disappears, so that the first stator core 19 is removed. A plurality of first notches formed in the inner peripheral portion of 18 are opened into the first reference holes.
  • stator core 16 is arranged on the stepped portion 7 in a state where the protruding shaft portion 6 is passed through the inside of the stator core portion 18.
  • the stator core 16 is fixed to the end face of the main body shaft portion 5 by a plurality of fixing bolts 24 passed through the portion.
  • the inner diameter of the first stator core portion 18 matches the outer diameter of the protruding shaft portion 6 protruding from the end face of the main body shaft portion 5 having the outer diameter D2. Therefore, when the protruding shaft portion 6 protruding from the end surface of the main body shaft portion 5 having the outer diameter D2 is passed through the inside of the first stator core 18, the outer peripheral surface of the protruding shaft portion 6 becomes the first stator. It fits into the inner peripheral part of the iron core part 18 without a gap. Thus, the positioning of the stator core 16 with respect to the fixed shaft 2 is performed in the radial direction of the fixed shaft 2.
  • FIG. 10 is a sectional view showing a positional relationship between a fixing bolt 24 for fixing the detector stator 13 to the fixed shaft 2 in FIG. 3 and a fixing bolt 24 for fixing the detector stator 13 to the fixed shaft 2 in FIG. It is.
  • the position of the fixing bolt 24 for fixing the detector stator 13 to the fixed shaft 2 in which the outer diameter of the main body shaft portion 5 is D2 is smaller than the outer diameter of the main body shaft portion 5 than D2. It is located radially outward by a distance t from the position of the fixing bolt 24 for fixing the detector stator 13 to the fixed shaft 2 having a small D1. This prevents the fixing bolt 24 from interfering with the protruding shaft 6 even when the outer diameter of the protruding shaft 6 increases.
  • FIG. 11 is a front view showing a rotating electric machine to which a resolver according to a comparative example is attached.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along the line XII-XII in FIG.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the resolver of FIG.
  • the configuration other than the detector stator 13a is the same as the configuration of the resolver 11 according to the present embodiment.
  • the detector stator 13a of the resolver 11a according to the comparative example has an annular stator core 31 and a plurality of coils 17 provided on the stator core 31.
  • the configuration of the plurality of coils 17 according to the comparative example is the same as that of the coil 17 of the present embodiment.
  • the stator core 31 according to the comparative example has an annular back yoke portion 31a and a plurality of teeth portions 31b protruding radially outward from an outer peripheral portion of the back yoke portion 31a.
  • a reference hole surrounded by the inner periphery of the back yoke portion 31a is formed in the stator core 31.
  • the plurality of teeth portions 31b are provided at equal intervals in the circumferential direction of the stator core 31.
  • the stator core 31 according to the comparative example is a laminate in which a plurality of plate-shaped core pieces are laminated as in the present embodiment.
  • a plurality of stator mounting holes 32 are formed in the back yoke portion 31a as shown in FIG.
  • the plurality of stator mounting holes 32 are arranged at intervals in the circumferential direction of the stator core 31.
  • Each stator mounting hole 32 is a round hole.
  • stator core 31 When the detector stator 13a is attached to the fixed shaft 2 of the rotary electric machine 1, the stator core 31 is disposed on the stepped portion 7 with the protruding shaft portion 6 passing through the inside of the back yoke portion 31a. When the detector stator 13 a is mounted on the fixed shaft 2, the stator core 31 is fixed to the end face of the main body shaft portion 5 by a plurality of fixing bolts 24 passed through each stator mounting hole 32.
  • each coil is mounted in a state where the detector stator 13a is attached to the fixed shaft 2 as shown in FIG. 17 is arranged radially outside the outer peripheral surface of the main body shaft portion 5. Therefore, in this case, the detector stator 13a is attached to the fixed shaft 2 without each coil 17 interfering with the main body shaft portion 5.
  • the core pieces are manufactured, and then the manufactured core pieces are stacked.
  • press working is performed to punch the outer shape of each core piece of the detector rotor 12 and the stator core 31 from the same thin plate.
  • the second step including the push-back processing is not performed.
  • FIG. 14 is a layout diagram showing the outer shape of each core piece of the detector rotor 12 and the stator core 31 formed by press working in the comparative example.
  • the comparative example when the outer shapes of the respective core pieces of the detector rotor 12 and the stator core 31 are punched from the thin plate 100, the rotor mounting holes 14 and the stator mounting holes 32 are also punched from the thin plate 100 at the same time. .
  • the core piece of the second stator core 19 according to the present embodiment is manufactured using a part of the end material 103 of FIG. 14 which is discarded in the comparative example. You can see that it is. Therefore, in the present embodiment, the amount of offcuts coming out of the thin plate 100 when manufacturing the core piece is smaller than that in the comparative example. Further, the size of the thin plate 100 necessary for manufacturing the core piece is the same in the present embodiment and the comparative example.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state where the resolver 11a of FIG. 13 is attached to the fixed shaft 2 in which the outer diameter of the main body shaft portion 5 is larger than the outer diameter of the back yoke portion 31a.
  • the outer diameter of the main body shaft portion 5 of the fixed shaft 2 is larger than the outer diameter of the back yoke portion 31a
  • each coil 17 is connected to the end surface of the main body shaft portion 5. May interfere with For this reason, when the outer diameter of the main body shaft portion 5 of the fixed shaft 2 is larger than the outer diameter of the back yoke portion 31a, the circumferential groove 33 for avoiding interference with each coil 17 is formed in the main body shaft portion 5.
  • the outer periphery of the end face is formed on the outer periphery of the end face. Therefore, in order to attach the detector stator 13a according to the comparative example to the fixed shaft 2 in which the outer diameter of the main body shaft portion 5 is larger than the outer diameter of the back yoke portion 31a, the outer periphery of the end surface of the main body shaft portion 5 of the fixed shaft 2 is required. It is necessary to form a circumferential groove 33 in the portion.
  • the circumferential groove 33 is formed in the main body shaft portion 5 of the fixed shaft 2.
  • another stator core 31 in which the outer diameter of the back yoke portion 31a is larger than the outer diameter of the main body shaft portion 5 may be manufactured, or the end face of the main body shaft portion 5 and the back yoke may be formed. It is necessary to add a bracket which is another component interposed between the bracket 31 and the portion 31a.
  • the outer peripheral portion of the second stator core portion 19 fits into the inner peripheral portion of the first stator core portion 18.
  • a stator elongated hole 23 that intersects a boundary 22 between an inner peripheral portion of the first stator core portion 18 and an outer peripheral portion of the second stator core portion 19 is provided in the stator core 16.
  • the detector stator 13 can be attached to the fixed shaft 2.
  • the second stator core 19 is smaller than the outer diameter of the protruding shaft 6 of the fixed shaft 2
  • the second stator core 19 is detached from the first stator core 18.
  • the detector stator 13 can be attached to the fixed shaft 2 with the protruding shaft portion 6 passing through the inside of the first stator core portion 18. That is, the detector stator 13 that can be attached to each of the plurality of fixed shafts 2 having different outer diameters can be obtained.
  • each of the detector rotor 12, the first stator core 18 and the second stator core 19 is a laminate in which a plurality of plate-shaped core pieces are laminated. Therefore, it is possible to suppress an increase in iron loss due to the eddy current in each of the detector rotor 12, the first stator core 18, and the second stator core 19. Further, each of the detector rotor 12, the first stator core 18, and the second stator core 19 can be easily manufactured.
  • each core of the detector rotor 12, the first stator core 18, and the second stator core 19 is pressed by pressing the same thin plate 100. Form pieces. Therefore, the core pieces of the detector rotor 12, the first stator core 18, and the second stator core 19 can be manufactured from the same thin plate 100, and the manufacturing cost of the resolver 11 can be reduced. Can be achieved.
  • FIG. FIG. 16 is a front view showing a rotating electric machine to which a resolver according to Embodiment 2 of the present invention is attached.
  • a recess 41 is provided in the inner periphery of the first stator core 18.
  • the shape of the concave portion 41 is rectangular.
  • the depth direction of the concave portion 41 matches the radial direction of the stator core 16.
  • a convex portion 42 that fits into the concave portion 41 is provided on the outer peripheral portion of the second stator core portion 19.
  • the protrusion 42 is fitted into the recess 41 without a gap. Therefore, in this example, the shape of the protrusion 42 is rectangular. Further, the protrusion 42 protrudes radially outward from the second stator core 19.
  • the convex portion 42 fits into the concave portion 41 by fitting the outer peripheral portion of the second stator core portion 19 to the inner peripheral portion of the first stator core portion 18.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • each core piece of the detector rotor 12, the first stator core portion 18, and the second stator core portion 19 is formed by pressing the same thin plate made of a magnetic material. Form.
  • the second reference hole of the second stator core part 19 the stator A first step of punching each stator elongated hole 23 of the iron core 16 and each rotor mounting hole 14 of the detector rotor 12 from a thin plate is performed.
  • a second step of forming a boundary 22 between the first stator core 18 and the second stator core 19 in a thin plate is performed.
  • a third step of punching the outer shape of each core piece of the detector rotor 12 and the stator core 16 from a thin plate is performed.
  • FIG. 17 is a layout diagram showing the outer shape of each core piece of the first stator core 18 and the second stator core 19 formed by the third step of the press working in the second embodiment of the present invention. It is.
  • the boundary 22 between the core piece of the inner peripheral portion of the first stator core 18 and the core piece of the second stator core 19 is pushed back. It is formed by processing.
  • the outer shape of each core piece of the detector rotor 12 and the stator core 16 formed by the third step of the press working is the same as that of the respective core pieces of the detector rotor 12 and the stator core 16 of FIG. Same as the outer shape.
  • the shape of the boundary 22 between the inner peripheral portion of the core piece of the first stator core portion 18 and the outer peripheral portion of the core piece of the second stator core portion 19 is different from that of the first embodiment, and a part of a circle is different. It has a deformed shape.
  • portions deviating from the circle are concave portions 41 and convex portions 42.
  • concave portions 41 and convex portions 42 are formed simultaneously with the formation of the respective core pieces of the first stator core 18 and the second stator core 19.
  • the concave portion 41 is provided on the inner peripheral portion of the first stator core portion 18. Further, a convex portion 42 that fits into the concave portion 41 is provided on the outer peripheral portion of the second stator core portion 19. For this reason, by fitting the convex portion 42 into the concave portion 41, the circumferential positioning of the second stator core 19 with respect to the first stator core 18 can be easily performed. Thereby, the position of each first notch formed on the inner periphery of the first stator core 18 and the second cut formed on the outer periphery of the second stator core 19 are determined. The position of the notch can be easily matched in the circumferential direction.
  • the concave portion 41 is provided on the inner peripheral portion of the first stator core portion 18, and the convex portion 42 that fits into the concave portion 41 is provided on the outer peripheral portion of the second stator core portion 19. .
  • the concave portion 41 may be provided on the outer peripheral portion of the second stator core portion 19, and the convex portion 42 fitted into the concave portion 41 may be provided on the inner peripheral portion of the first stator core portion 18.
  • each of the concave portion 41 and the convex portion 42 has a rectangular shape.
  • the shape of each of the concave portion 41 and the convex portion 42 is not limited to this, and may be an elliptical shape, a triangular shape, or the like.
  • the depth direction of the recess 41 coincides with the radial direction of the stator core 16, but the depth direction of the recess 41 is inclined in the circumferential direction with respect to the radial direction of the stator core 16. You may.
  • each stator elongated hole 23 matches the radial direction of the stator core 16.
  • the long diameter direction of each stator long hole 23 may be inclined in the circumferential direction with respect to the radial direction of the stator core 16.
  • the number of the stator slots 23 provided in the stator core 16 is plural.
  • the number of the stator slots 23 may be one. That is, the number of the stator slots 23 provided in the stator core 16 may be one or more.
  • 11 ° resolver (angle detector), 12 ° detector rotor, 13 ° detector stator, 16 ° stator core, 17 ° coil, 18 ° first stator core, 19 ° second stator core, 23 ° stator length Hole, 41 ° concave, 42 ° convex, 100 ° thin plate.

Landscapes

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Abstract

角度検出器は、環状の検出器回転子、及び検出器回転子の内側に配置される環状の検出器固定子を備えている。検出器固定子は、環状の固定子鉄心と、固定子鉄心に設けられた複数のコイルとを有している。固定子鉄心は、複数のコイルが設けられた環状の第１の固定子鉄心部と、第１の固定子鉄心部の内側に配置される環状の第２の固定子鉄心部とを有している。第２の固定子鉄心部の外周部は、第１の固定子鉄心部の内周部に嵌る。固定子鉄心には、第１の固定子鉄心部の内周部と第２の固定子鉄心部の外周部との境界と交差する固定子長穴が設けられている。

Description

角度検出器、及び角度検出器の製造方法
　この発明は、モータ、発電機などに含まれる回転子の回転角度を検出する角度検出器、及び角度検出器の製造方法に関するものである。
　従来、軸として用いられているハウジングを囲んで配置されたモータロータの回転角度を検出するために、円環状のレゾルバロータをモータロータに固定するとともに、円環状のレゾルバステータコアをハウジングに固定し、レゾルバステータコアをレゾルバロータの内側に配置したレゾルバが知られている。モータロータの回転角度は、レゾルバステータコアに設けられた複数のコイルに生じる誘導起電力に基づいて検出される（例えば特許文献１参照）。
特許第５８９２１９６号公報
　特許文献１に示されている従来のレゾルバでは、軸として用いられているハウジングにレゾルバステータが固定されている。このため、ハウジングの外径が互いに異なる複数のモータに対しては、各ハウジングの外径に合わせた複数種類のレゾルバステータコアを準備する必要がある。従って、レゾルバステータコアの種類が多くなってしまい、レゾルバの製造コストが高くなってしまう。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コストの低減化を図ることができる角度検出器、及び角度検出器の製造方法を得ることを目的とする。
　この発明による角度検出器は、環状の検出器回転子、及び検出器回転子の内側に配置される環状の検出器固定子を備え、検出器固定子は、環状の固定子鉄心と、固定子鉄心に設けられた複数のコイルとを有し、固定子鉄心は、複数のコイルが設けられた環状の第１の固定子鉄心部と、第１の固定子鉄心部の内側に配置される環状の第２の固定鉄心部とを有し、第２の固定子鉄心部の外周部は、第１の固定子鉄心部の内周部に嵌り、固定子鉄心には、第１の固定子鉄心部の内周部と第２の固定子鉄心部の外周部との境界と交差する固定子長穴が設けられている。
　この発明による角度検出器、及び角度検出器の製造方法によれば、外径が異なる複数の固定軸のそれぞれに取り付け可能な検出器固定子を得ることができる。これにより、角度検出器のコストの低減化を図ることができる。
この発明の実施の形態１によるレゾルバが取り付けられている回転電機を示す斜視図である。 図１の回転電機を示す正面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２のレゾルバを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１におけるプレス加工の第１工程によって形成される第２の基準穴、複数の固定子長穴及び複数の回転子取付穴を示すレイアウト図である。 この発明の実施の形態１におけるプレス加工の第２工程によって形成される境界を示すレイアウト図である。 この発明の実施の形態１におけるプレス加工の第３工程によって形成される第１の固定子鉄心部及び検出器回転子のそれぞれのコア片の外形を示すレイアウト図である。 図２の固定軸の外径よりも大きな外径を持つ固定軸にレゾルバを取り付けた状態を示す正面図である。 図８のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。 図３の固定軸に検出器固定子を固定する固定ボルトと、図９の固定軸に検出器固定子を固定する固定ボルトとの位置関係を示す断面図である。 比較例によるレゾルバが取り付けられている回転電機を示す正面図である。 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿った断面図である。 図１１のレゾルバを示す斜視図である。 比較例におけるプレス加工によって形成される検出器回転子及び固定子鉄心のそれぞれのコア片の外形を示すレイアウト図である。 本体軸部の外径がバックヨーク部の外径よりも大きい固定軸に図１３のレゾルバが取り付けられている状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態２によるレゾルバが取り付けられている回転電機を示す正面図である。 この発明の実施の形態２におけるプレス加工の第３工程によって形成される第１の固定子鉄心部及び第２の固定子鉄心部のそれぞれのコア片の外形を示すレイアウト図である。
　以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
　実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１によるレゾルバが取り付けられている回転電機を示す斜視図である。また、図２は、図１の回転電機を示す正面図である。さらに、図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図において、回転電機１は、図示しない支持部材に固定された固定軸２と、固定軸２に軸受３を介して回転可能に支持された筒状の回転電機回転子４と、回転電機回転子４の内側に配置された図示しない電機子である回転電機固定子とを有している。
　固定軸２は、図３に示すように、本体軸部５と、本体軸部５の端面から突出する突出軸部６とを有している。突出軸部６は、本体軸部５と同軸に配置されている。また、突出軸部６の外径は、本体軸部５の外径よりも小さくなっている。これにより、固定軸２には、本体軸部５の端面と突出軸部６の外周面とによって段差部７が固定軸２の周方向に沿って形成されている。
　回転電機回転子４は、回転電機固定子に対して固定軸２の軸線を中心に回転可能になっている。回転電機１では、回転電機固定子への給電が行われることにより、回転電機回転子４が回転電機固定子に対して回転する。回転電機回転子４は、固定軸２が通された円筒状のボス部８を有している。軸受３は、ボス部８の内周面と本体軸部５の外周面との間に嵌められている。
　回転電機１には、回転電機回転子４の回転角度を検出する角度検出器であるレゾルバ１１が設けられている。レゾルバ１１は、回転電機回転子４のボス部８に固定された環状の検出器回転子１２と、固定軸２に固定された環状の検出器固定子１３とを有している。
　図４は、図２のレゾルバ１１を示す斜視図である。検出器回転子１２は、磁性材料で構成された円環状の回転子鉄心である。検出器回転子１２の内周面には、検出器回転子１２の周方向へ等間隔に並ぶ複数の凸部が形成されている。
　検出器回転子１２には、複数の回転子取付穴１４が周方向へ互いに間隔を置いて設けられている。各回転子取付穴１４は、検出器回転子１２を貫通している。この例では、各回転子取付穴１４が丸穴になっている。
　検出器回転子１２は、図３に示すように、各回転子取付穴１４にそれぞれ通された複数の固定ボルト１５によって回転電機回転子４のボス部８に固定されている。また、検出器回転子１２は、固定軸２と同軸に配置されている。これにより、検出器回転子１２は、固定軸２の軸線を中心に回転電機回転子４と一体に回転する。
　検出器固定子１３は、検出器回転子１２の内側に配置されている。これにより、検出器固定子１３の外周部は、固定軸２の径方向において検出器回転子１２の内周部と隙間を介して対向している。また、検出器固定子１３は、固定軸２に固定された環状の固定子鉄心１６と、固定子鉄心１６に設けられた複数のコイル１７とを有している。
　固定子鉄心１６は、環状の第１の固定子鉄心部１８と、第１の固定子鉄心部１８の内側に配置された環状の第２の固定子鉄心部１９とを有している。第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれは、固定軸２と同軸に配置されている。この例では、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれの形状が円環状になっている。
　第１の固定子鉄心部１８には、第１の固定子鉄心部１８の内周部で囲まれた第１の基準穴が形成されている。第２の固定子鉄心部１９には、第２の固定子鉄心部１９の内周部で囲まれた第２の基準穴が形成されている。第１の基準穴の内径は、第２の基準穴の内径よりも大きくなっている。
　第１の固定子鉄心部１８は、円環状のバックヨーク部２０と、バックヨーク部２０の外周部から径方向外側へ突出する複数のティース部２１とを有している。複数のティース部２１は、第１の固定子鉄心部１８の周方向へ等間隔に設けられている。
　複数のコイル１７は、複数のティース部２１に個別に設けられている。これにより、複数のコイル１７は、第１の固定子鉄心部１８の周方向へ等間隔に並んでいる。レゾルバ１１では、検出器回転子１２が回転すると、検出器回転子１２の回転に応じた誘導起電力が複数のコイル１７に生じる。回転電機回転子４の回転角度は、複数のコイル１７に生じる誘導起電力に応じた信号に基づいて検出される。
　第２の固定子鉄心部１９の外周部は、第１の固定子鉄心部１８の内周部に隙間なく嵌っている。また、第２の固定子鉄心部１９は、第１の固定子鉄心部１８から取り外し可能になっている。第２の固定子鉄心部１９の外周部が第１の固定子鉄心部１８の内周部に嵌った状態では、第１の固定子鉄心部１８が第２の固定子鉄心部１９と同軸に配置されている。この例では、図２に示すように、第１の固定子鉄心部１８の内周部と第２の固定子鉄心部１９の外周部との境界２２の形状が円形状になっている。
　検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれは、複数の板状のコア片が積層された積層体である。検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれにおけるコア片の積層方向は、固定軸２の軸線方向に一致している。これにより、検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれにおける渦電流による鉄損の増加が抑制されている。この例では、コア片としての薄板を積層して構成された積層鋼板が、検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれとして用いられている。
　固定子鉄心１６には、図４に示すように、第１の固定子鉄心部１８の内周部と第２の固定子鉄心部１９の外周部との境界２２と交差する複数の固定子長穴２３が取付用の穴として設けられている。即ち、第１の固定子鉄心部１８の内周部には、径方向内側へ開放された複数の第１の切欠き部が設けられている。第２の固定子鉄心部１８の外周部には、径方向外側へ開放された複数の第２の切欠き部が設けられている。第２の固定子鉄心部１９の外周部が第１の固定子鉄心部１８の内周部に嵌った状態では、各第１の切欠き部の位置と各第２の切欠き部の位置とが周方向に一致することにより、複数の固定子長穴２３が固定子鉄心１６に形成されている。複数の固定子長穴２３は、固定子鉄心１６の周方向へ互いに間隔を置いて設けられている。この例では、各固定子長穴２３の長径方向が固定子鉄心１６の径方向と一致している。
　固定子鉄心１６は、図３に示すように、第２の固定子鉄心部１９の内側に突出軸部６が通された状態で段差部７に配置されている。また、固定子鉄心１６は、各固定子長穴２３に通された複数の固定ボルト２４によって本体軸部５の端面に固定されている。各固定ボルト２４は、図２に示すように、境界２２を跨ぐ位置で第１の固定子鉄心部１８の内周部及び第２の固定子鉄心部１９の外周部をまとめて本体軸部５の端面に固定している。
　この例では、突出軸部６の外径が第２の固定子鉄心部１９の第２の基準穴の内径と一致している。従って、突出軸部６の外周面が第２の固定子鉄心部１９の内周部に隙間なく嵌っている。これにより、固定軸２に対する固定子鉄心１６の位置決めが固定軸２の径方向において行われている。
　次に、検出器回転子１２及び固定子鉄心１６の製造方法について説明する。検出器回転子１２及び固定子鉄心１６を製造するときには、まず検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれのコア片を作製する。検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれのコア片は、磁性材料で構成された同一の薄板に対してプレス加工を行うことによって形成する。薄板に対するプレス加工では、金型を用いて薄板からコア片を打ち抜く。
　また、検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれのコア片を作製するときには、第２の固定子鉄心部１９の第２の基準穴、固定子鉄心１６の各固定子長穴２３、及び検出器回転子１２の各回転子取付穴１４を薄板から打ち抜く第１工程を行う。この後、第１の固定子鉄心部１８と第２の固定子鉄心部１９との境界２２を薄板に形成する第２工程を行う。この後、検出器回転子１２及び固定子鉄心１６のそれぞれのコア片の外形を薄板から打ち抜く第３工程を行う。
　図５は、この発明の実施の形態１におけるプレス加工の第１工程によって形成される第２の基準穴、複数の固定子長穴２３及び複数の回転子取付穴１４を示すレイアウト図である。第１工程では、金型を用いることにより、第２の固定子鉄心部１９の第２基準穴、検出器回転子１２の各回転子取付穴１４及び固定子鉄心１６の各固定子長穴２３を薄板１００から打ち抜く。これにより、薄板１００のうち、固定子鉄心１６の内側の部分１０３、各回転子取付穴１４の内側の部分１０４、各固定子長穴２３の内側の部分１０５のそれぞれが端材となる。
　図６は、この発明の実施の形態１におけるプレス加工の第２工程によって形成される境界２２を示すレイアウト図である。第２工程では、金型を用いることにより、第２の固定子鉄心部１９のコア片の外形を薄板１００から打ち抜いて、第１の固定子鉄心部１８と第２の固定子鉄心部１９との境界２２を薄板１００に形成する。このとき、金型内で第２の固定子鉄心部１９を薄板１００に対して一度打ち抜いてから、第２の固定子鉄心部１９を薄板１００の内側に戻すプッシュバック加工を行う。これにより、第２の固定子鉄心部１９の外周部が境界２２で薄板１００に接触した状態で薄板１００から第２の固定子鉄心部１９が打ち抜かれる。
　図７は、この発明の実施の形態１におけるプレス加工の第３工程によって形成される第１の固定子鉄心部１８及び検出器回転子１２のそれぞれのコア片の外形を示すレイアウト図である。第３工程では、金型を用いることにより、検出器回転子１２及び固定子鉄心１６のそれぞれのコア片の外形を薄板１００から打ち抜く。これにより、検出器回転子１２のコア片の外側の部分１０１、及び検出器回転子１２のコア片と固定子鉄心１６のコア片との間の部分１０２が端材となる。検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれのコア片が薄板１００から打ち抜かれた後に残った端材１０１～１０５は、廃棄される。
　この後、検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２固定子鉄心部１９のそれぞれのコア片を積層することにより、検出器回転子１２及び固定子鉄心１６が完成する。
　この後、固定子鉄心１６の各ティース部２１のそれぞれにコイル１７を設けることによりレゾルバ１１が完成する。
　次に、固定軸２の本体軸部５及び突出軸部６のそれぞれの外径が図２に示す固定軸２よりも大きくなっている回転電機１にレゾルバ１１を取り付ける場合について説明する。図８は、図２の固定軸２の外径よりも大きな外径を持つ固定軸２にレゾルバ１１を取り付けた状態を示す正面図である。また、図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。図８及び図９に示す固定軸２の本体軸部５の外径Ｄ２は、図２及び図３に示す固定軸２の本体軸部５の外径Ｄ１よりも大きくなっている。また、図８及び図９に示す固定軸２の突出軸部６の外径も、図２及び図３に示す固定軸２の本体軸部５の外径よりも大きくなっている。さらに、図８及び図９に示す本体軸部５の外径Ｄ２は、第１の固定子鉄心部１８の内径、即ち第１の基準穴の内径よりも大きくなっている。また、図８及び図９に示す突出軸部６の外径は、第２の固定子鉄心部１９の内径、即ち第２の基準穴の内径よりも大きくなっている。
　回転電機１の突出軸部６の外径が第２の固定子鉄心部１９の内径、即ち第２の基準穴の内径よりも大きい場合には、第２の固定子鉄心部１９の内側に突出軸部６を通すことができない。この場合には、第２の固定子鉄心部１９が第１の固定子鉄心部１８から外された状態で、検出器固定子１３が固定軸２に取り付けられる。
　第２の固定子鉄心部１９が第１の固定子鉄心部１８から外された状態では、第２の固定子鉄心部１９が第１の固定子鉄心部１８の内側からなくなっていることから、第１の固定子鉄心部１８の内側に突出軸部６を通すことが可能になっている。また、第２の固定子鉄心部１９が第１の固定子鉄心部１８から外された状態では、各固定子長穴２３の径方向内側の部分がなくなることにより、第１の固定子鉄心部１８の内周部に形成された複数の第１の切欠き部が第１の基準穴内へ開放されている。
　突出軸部６の外径が第２の固定子鉄心部１９の内径よりも大きい場合には、第２の固定子鉄心部１９が第１の固定子鉄心部１８から外され、かつ第１の固定子鉄心部１８の内側に突出軸部６が通された状態で、固定子鉄心１６が段差部７に配置される。また、突出軸部６の外径が第２の固定子鉄心部１９の内径よりも大きい場合には、第１の固定子鉄心部１８の内周部に形成されている各第１の切欠き部に通された複数の固定ボルト２４によって固定子鉄心１６が本体軸部５の端面に固定される。
　第１の固定子鉄心部１８の内径は、図８及び図９に示すように、外径Ｄ２を持つ本体軸部５の端面から突出する突出軸部６の外径と一致している。従って、外径Ｄ２を持つ本体軸部５の端面から突出する突出軸部６が第１の固定子鉄心部１８の内側に通されると、突出軸部６の外周面が第１の固定子鉄心部１８の内周部に隙間なく嵌る。これにより、固定軸２に対する固定子鉄心１６の位置決めが固定軸２の径方向において行われる。
　図１０は、図３の固定軸２に検出器固定子１３を固定する固定ボルト２４と、図９の固定軸２に検出器固定子１３を固定する固定ボルト２４との位置関係を示す断面図である。図１０に示すように、本体軸部５の外径がＤ２となっている固定軸２に検出器固定子１３を固定する固定ボルト２４の位置は、本体軸部５の外径がＤ２よりも小さいＤ１となっている固定軸２に検出器固定子１３を固定する固定ボルト２４の位置よりも、距離ｔだけ径方向外側に位置している。これにより、突出軸部６の外径が大きくなっても、固定ボルト２４が突出軸部６と干渉することが回避される。
　次に、本実施の形態によるレゾルバ１１と比較するための比較例によるレゾルバについて説明する。図１１は、比較例によるレゾルバが取り付けられている回転電機を示す正面図である。また、図１２は、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿った断面図である。さらに、図１３は、図１１のレゾルバを示す斜視図である。比較例によるレゾルバ１１ａの構成のうち、検出器固定子１３ａ以外の構成は、本実施の形態によるレゾルバ１１の構成と同様である。
　比較例によるレゾルバ１１ａの検出器固定子１３ａは、環状の固定子鉄心３１と、固定子鉄心３１に設けられた複数のコイル１７とを有している。比較例による複数のコイル１７の構成は、本実施の形態のコイル１７と同様である。
　比較例による固定子鉄心３１は、円環状のバックヨーク部３１ａと、バックヨーク部３１ａの外周部から径方向外側へ突出する複数のティース部３１ｂとを有している。固定子鉄心３１には、バックヨーク部３１ａの内周部で囲まれた基準穴が形成されている。複数のティース部３１ｂは、固定子鉄心３１の周方向へ等間隔に設けられている。また、比較例による固定子鉄心３１は、本実施の形態と同様に、複数の板状のコア片が積層された積層体になっている。
　バックヨーク部３１ａには、図１３に示すように、複数の固定子取付穴３２が形成されている。複数の固定子取付穴３２は、固定子鉄心３１の周方向へ互いに間隔を置いて配置されている。各固定子取付穴３２は、丸穴である。
　検出器固定子１３ａが回転電機１の固定軸２に取り付けられるときには、バックヨーク部３１ａの内側に突出軸部６が通された状態で固定子鉄心３１が段差部７に配置される。また、検出器固定子１３ａが固定軸２に取り付けられるときには、各固定子取付穴３２に通された複数の固定ボルト２４によって固定子鉄心３１が本体軸部５の端面に固定される。
　固定軸２の本体軸部５の外径がバックヨーク部３１ａの外径よりも小さい場合には、図１２に示すように、検出器固定子１３ａが固定軸２に取り付けられた状態で各コイル１７が本体軸部５の外周面よりも径方向外側に配置される。従って、この場合には、各コイル１７が本体軸部５に干渉することなく、検出器固定子１３ａが固定軸２に取り付けられる。
　比較例によるレゾルバ１１ａの検出器回転子１２及び固定子鉄心３１のそれぞれを製造するときには、コア片を作製した後、作製したコア片を積層する。検出器回転子１２及び固定子鉄心３１のそれぞれのコア片を作製するときには、検出器回転子１２及び固定子鉄心３１のそれぞれのコア片の外形を同一の薄板から打ち抜くプレス加工を行う。比較例では、検出器回転子１２及び固定子鉄心３１のそれぞれのコア片を作製するときに、プッシュバック加工を含む第２工程は行わない。
　図１４は、比較例におけるプレス加工によって形成される検出器回転子１２及び固定子鉄心３１のそれぞれのコア片の外形を示すレイアウト図である。比較例では、検出器回転子１２及び固定子鉄心３１のそれぞれのコア片の外形が薄板１００から打ち抜かれるときに、各回転子取付穴１４及び各固定子取付穴３２も同時に薄板１００から打ち抜かれる。これにより、薄板１００のうち、検出器回転子１２のコア片の外側の部分１０１、検出器回転子１２のコア片と固定子鉄心３１のコア片との間の部分１０２、固定子鉄心３１の内側の部分１０３、回転子取付穴１４の内部１０４及び固定子取付穴の内部１０５のそれぞれが端材となる。検出器回転子１２及び固定子鉄心３１のそれぞれのコア片が薄板１００から打ち抜かれた後に残った端材１０１～１０５は、廃棄される。
　図７と図１４とを比較すると、本実施の形態による第２の固定子鉄心部１９のコア片は、比較例では廃棄されている図１４の端材１０３の一部を利用して作製されていることが分かる。従って、本実施の形態では、コア片を作製するときに薄板１００から出る端材の量が比較例に比べて少なくなる。また、コア片を作製するために必要な薄板１００の大きさは、本実施の形態と比較例とで同等である。
　図１５は、本体軸部５の外径がバックヨーク部３１ａの外径よりも大きい固定軸２に図１３のレゾルバ１１ａが取り付けられている状態を示す断面図である。固定軸２の本体軸部５の外径がバックヨーク部３１ａの外径よりも大きい場合には、検出器固定子１３ａを固定軸２に取り付けるときに、各コイル１７が本体軸部５の端面と干渉するおそれがある。このため、固定軸２の本体軸部５の外径がバックヨーク部３１ａの外径よりも大きい場合には、各コイル１７との干渉を回避するための周方向溝３３が本体軸部５の端面の外周部に形成される。従って、本体軸部５の外径がバックヨーク部３１ａの外径よりも大きい固定軸２に比較例による検出器固定子１３ａを取り付けるためには、固定軸２の本体軸部５の端面の外周部に周方向溝３３を形成する加工をすることが必要である。
　また、本体軸部５の外径がバックヨーク部３１ａの外径よりも大きい固定軸２に比較例による検出器固定子１３ａを取り付ける場合、固定軸２の本体軸部５に周方向溝３３を形成する加工を不要にするためには、バックヨーク部３１ａの外径を本体軸部５の外径よりも大きくした別の固定子鉄心３１を製造したり、本体軸部５の端面とバックヨーク部３１ａとの間に介在させる別部品であるブラケットを追加したりする必要がある。
　これに対して、本実施の形態によるレゾルバ１１では、第２の固定子鉄心部１９の外周部が第１の固定子鉄心部１８の内周部に嵌るようになっている。また、第１の固定子鉄心部１８の内周部と第２の固定子鉄心部１９の外周部との境界２２と交差する固定子長穴２３が固定子鉄心１６に設けられている。
　このため、第２の固定子鉄心部１９の内径が固定軸２の突出軸部６の外径よりも大きい場合には、第２の固定子鉄心部１９の内側に突出軸部６を通した状態で検出器固定子１３を固定軸２に取り付けることができる。また、第２の固定子鉄心部１９の内径が固定軸２の突出軸部６の外径よりも小さい場合には、第２の固定子鉄心部１９を第１の固定子鉄心部１８から外して、第１の固定子鉄心部１８の内側に突出軸部６を通した状態で検出器固定子１３を固定軸２に取り付けることができる。即ち、外径が異なる複数の固定軸２のそれぞれに取り付け可能な検出器固定子１３を得ることができる。
　これにより、外径が異なる複数の固定軸２のそれぞれに対応する複数の検出器固定子を製造したり、本体軸部５の端面と検出器固定子との間に介在させる別部品を追加したりする手間をなくすことができる。また、本体軸部５の端面の外周部に周方向溝３３を形成する加工を行う手間もなくすことができる。従って、レゾルバ１１及び回転電機１のそれぞれのコストの低減化を図ることができる。
　また、検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれは、複数の板状のコア片が積層された積層体である。このため、検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれにおける渦電流による鉄損の増加を抑制することができる。また、検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれを容易に製造することができる。
　また、本実施の形態によるレゾルバ１１の製造方法では、同一の薄板１００に対するプレス加工により、検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれのコア片を形成する。このため、検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれのコア片を同一の薄板１００から作製することができ、レゾルバ１１の製造コストの低減化を図ることができる。
　実施の形態２．
　図１６は、この発明の実施の形態２によるレゾルバが取り付けられている回転電機を示す正面図である。第１の固定子鉄心部１８の内周部には、凹部４１が設けられている。この例では、凹部４１の形状が矩形状になっている。また、この例では、凹部４１の深さ方向が固定子鉄心１６の径方向と一致している。
　第２の固定子鉄心部１９の外周部には、凹部４１に嵌る凸部４２が設けられている。凸部４２は、凹部４１に隙間なく嵌っている。従って、この例では、凸部４２の形状が矩形状になっている。また、凸部４２は、第２の固定子鉄心部１９から径方向外側へ突出している。凸部４２は、第１の固定子鉄心部１８の内周部に第２の固定子鉄心部１９の外周部が嵌ることにより凹部４１に嵌る。他の構成は、実施の形態１と同様である。
　本実施の形態によるレゾルバ１１の製造方法も、実施の形態１と同様である。従って、検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれのコア片は、磁性材料で構成された同一の薄板に対してプレス加工を行うことによって形成する。検出器回転子１２、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれのコア片を作製するときには、第２の固定子鉄心部１９の第２の基準穴、固定子鉄心１６の各固定子長穴２３、及び検出器回転子１２の各回転子取付穴１４を薄板から打ち抜く第１工程を行う。この後、第１の固定子鉄心部１８と第２の固定子鉄心部１９との境界２２を薄板に形成する第２工程を行う。この後、検出器回転子１２及び固定子鉄心１６のそれぞれのコア片の外形を薄板から打ち抜く第３工程を行う。
　図１７は、この発明の実施の形態２におけるプレス加工の第３工程によって形成される第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれのコア片の外形を示すレイアウト図である。プレス加工の第２工程では、実施の形態１と同様に、第１の固定子鉄心部１８の内周部のコア片と第２の固定子鉄心部１９のコア片との境界２２がプッシュバック加工によって形成される。また、プレス加工の第３工程によって形成される検出器回転子１２及び固定子鉄心１６のそれぞれのコア片の外形は、図７の検出器回転子１２及び固定子鉄心１６のそれぞれのコア片の外形と同様である。
　第１の固定子鉄心部１８のコア片の内周部と第２の固定子鉄心部１９のコア片の外周部との境界２２の形状は、実施の形態１と異なり、円の一部が変形した形状になっている。第１の固定子鉄心部１８のコア片の内周部と第２の固定子鉄心部１９のコア片の外周部との境界２２のうち、円形から外れた部分は、凹部４１と凸部４２との境界として形成される。凹部４１及び凸部４２は、第１の固定子鉄心部１８及び第２の固定子鉄心部１９のそれぞれのコア片の形成と同時に形成される。
　このようなレゾルバ１１では、凹部４１が第１の固定子鉄心部１８の内周部に設けられている。また、凹部４１に嵌る凸部４２が第２の固定子鉄心部１９の外周部に設けられている。このため、凸部４２を凹部４１に嵌めることにより、第１の固定子鉄心部１８に対する第２の固定子鉄心部１９の周方向の位置決めを容易に行うことができる。これにより、第１の固定子鉄心部１８の内周部に形成された各第１の切欠き部の位置と、第２の固定子鉄心部１９の外周部に形成された各第２の切欠き部の位置とを周方向に容易に一致させることができる。従って、レゾルバ１１を固定軸２に取り付ける作業を行うときに、各固定子長穴２３の形状が崩れることを防止することができ、固定ボルト２４によって検出器固定子１３を固定軸２に固定する作業を容易にすることができる。
　なお、上記の例では、凹部４１が第１の固定子鉄心部１８の内周部に設けられ、凹部４１に嵌る凸部４２が第２の固定子鉄心部１９の外周部に設けられている。しかし、凹部４１を第２の固定子鉄心部１９の外周部に設け、凹部４１に嵌る凸部４２を第１の固定子鉄心部１８の内周部に設けてもよい。
　また、上記の例では、凹部４１及び凸部４２のそれぞれの形状が矩形状になっている。しかし、これに限定されず、凹部４１及び凸部４２のそれぞれの形状を楕円形状、三角形状などにしてもよい。
　また、上記の例では、凹部４１の深さ方向が固定子鉄心１６の径方向と一致しているが、凹部４１の深さ方向を固定子鉄心１６の径方向に対して周方向へ傾斜させてもよい。
　また、各上記実施の形態では、各固定子長穴２３の長径方向が固定子鉄心１６の径方向と一致している。しかし、各固定子長穴２３の長径方向を固定子鉄心１６の径方向に対して周方向へ傾斜させてもよい。
　また、各上記実施の形態では、固定子鉄心１６に設けられている固定子長穴２３の数が複数になっている。しかし、固定子長穴２３の数は、１個であってもよい。即ち、固定子鉄心１６に設けられている固定子長穴２３の数は、１個以上であればよい。
　１１　レゾルバ（角度検出器）、１２　検出器回転子、１３　検出器固定子、１６　固定子鉄心、１７　コイル、１８　第１の固定子鉄心部、１９　第２の固定子鉄心部、２３　固定子長穴、４１　凹部、４２　凸部、１００　薄板。

Claims (4)

  1. 　環状の検出器回転子、及び
    　前記検出器回転子の内側に配置される環状の検出器固定子
    　を備え、
    　前記検出器固定子は、環状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心に設けられた複数のコイルとを有し、
    　前記固定子鉄心は、前記複数のコイルが設けられた環状の第１の固定子鉄心部と、前記第１の固定子鉄心部の内側に配置される環状の第２の固定子鉄心部とを有し、
    　前記第２の固定子鉄心部の外周部は、前記第１の固定子鉄心部の内周部に嵌り、
    　前記固定子鉄心には、前記第１の固定子鉄心部の内周部と前記第２の固定子鉄心部の外周部との境界と交差する固定子長穴が設けられている角度検出器。
  2. 　前記第１の固定子鉄心部の内周部、及び前記第２の固定子鉄心部の外周部のうち、一方には、凹部が設けられ、他方には、前記凹部に嵌る凸部が設けられている請求項１に記載の角度検出器。
  3. 　前記検出器回転子、前記第１の固定子鉄心部及び前記第２の固定子鉄心部のそれぞれは、複数の板状のコア片が積層された積層体である請求項１又は請求項２に記載の角度検出器。
  4. 　請求項３に記載の角度検出器を製造する方法であって、
    　同一の薄板に対するプレス加工により、前記検出器回転子、前記第１の固定子鉄心部及び前記第２の固定子鉄心部のそれぞれの前記コア片を形成する角度検出器の製造方法。
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