(57)【要約】【課題】この発明は、部品点数や組立工数を増やすことなく、回転角度の検出精度及び変圧比が安定化したレゾルバを提供する。【解決手段】シャフトが圧入される内周面１５ｃを有するレゾルバロータ１５と、このレゾルバロータ１５と同心でレゾルバロータを囲って設けられたレゾルバステータとを備え、シャフトとともにレゾルバロータ１５が回転し、レゾルバロータ１５とレゾルバステータとの間のギァップパーミアンスの変化により回転角度を検出するレゾルバにおいて、レゾルバロータ１５の内周面には、塑性変形する凸部が形成されている。【選択図】図３
2010266325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトが圧入される内周面を有するレゾルバロータと、
このレゾルバロータと同心でレゾルバロータを囲って設けられたレゾルバステータとを備え、前記シャフトとともにレゾルバロータが回転し、レゾルバロータと前記レゾルバステータとの間のギァップパーミアンスの変化により回転角度を検出するレゾルバにおいて、
前記レゾルバロータの前記内周面には、塑性変形する凸部が形成されていることを特徴とするレゾルバ。
【請求項２】
前記凸部は、周方向に沿って切断したときの形状が円弧形状であることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ。
【請求項３】
前記凸部は、Ｒ０．２以上であることを特徴とする請求項２に記載のレゾルバ。
【請求項４】
前記凸部は、周方向に沿って、複数個形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のレゾルバ。
【請求項５】
偶数個の前記凸部は、それぞれ前記レゾルバロータの中心軸心に対して、対象位置に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のレゾルバ。
【請求項６】
前記レゾルバロータは、電動パワーステアリング装置に組み込まれたブラシレスモータのシャフトの端部に圧入されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のレゾルバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シャフトに圧入されるレゾルバロータを有し、回転子の回転角度を検出するレゾルバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シャフトに圧入されるレゾルバロータと、レゾルバロータの外周に設けられレゾルバロータとの間のギャップパーミアンスをレゾルバロータと協同して変化させるレゾルバステータとを備えたレゾルバが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７-１０１４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成のレゾルバは、シャフトにレゾルバロータの内周全面で圧入しているため、例えばシャフト外径が大きくなる場合、レゾルバロータの径方向の幅寸法が小さくなる。
そのため、例えばレゾルバロータに圧入するシャフトの部位における外径寸法のバラツキにより、それに合わせて圧入後のレゾルバロータの外周面形状が変化する結果、レゾルバロータとレゾルバステータとの間のギァップが変化してしまい、ギャップパーミアンスに悪影響を与え、回転角度の検出精度及び変圧比が安定しないという問題点があった。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決することを課題とするものであって、部品点数や組立工数を増やすことなく、回転角度の検出精度及び変圧比が安定化したレゾルバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るレゾルバは、シャフトが圧入される内周面を有するレゾルバロータと、このレゾルバロータと同心でレゾルバロータを囲って設けられたレゾルバステータとを備え、前記シャフトとともにレゾルバロータが回転し、レゾルバロータと前記レゾルバステータとの間のギァップパーミアンスの変化によりシャフトの回転角度を検出するレゾルバにおいて、前記レゾルバロータの前記内周面には、塑性変形する凸部が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係るレゾルバによれば、レゾルバロータの内周面には、塑性変形する凸部が形成されているので、レゾルバロータの内径寸法やシャフトの外径寸法を変更したときでも、シャフトへの圧入時に凸部を局部的に塑性変形させることで、圧入時のレゾルバロータの外周面の歪みは、凸部で吸収され、レゾルバロータの外周面の歪む、変形は抑制されるので、部品点数や組立工数を増やすことなく、回転角度の検出精度及び変圧比が安定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るブラシレスモータを示す断面図である。
【図２】図１のブラシレスモータの正面図である。
【図３】図１のレゾルバロータを示す正面図である。
【図４】図３の右側面図である。
【図５】図１のレゾルバ本体を示す正面図である。
【図６】図５の右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るブラシレスモータ１（モータと略称する）を示す断面図、図２は、図１のモータ１の正面図である。
このモータ１は、電動パワーステアリング装置に組み込まれたモータであり、鉄板を絞り加工した有底円筒状のフレーム２と、フレーム２の開口部を覆って固定されたアルミニウムからなるハウジング３とを有している。
ハウジング３の中央部に形成された窓部４には、外輪部がコーキングされて固定されたフロントベアリング５が取り付けられている。
また、フレーム２の底部には、凹状のベアリングボックス６が設けられており、ベアリングボックス６には、リアベアリング７が挿入されている。
フロントベアリング５およびリアベアリング７は、磁性体である鉄からなるシャフト８をそれぞれ回転自在に支持している。
【００１０】
シャフト８の一端部には、磁界を発生させるマグネット９が取り付けられて回転子１０が構成されている。マグネット９の外周面には、マグネット９を保護する図示しない保護チューブが被せられている。
フレーム２の内周面には、回転子１０の外周を囲って固定子１１が取り付けられている。
固定子１１は、珪素鋼板を積層して形成された固定子鉄心１２と、樹脂製の絶縁体１３と、絶縁体１３に巻装されたモータコイル１４とを有している。モータコイル１４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相からなり、それぞれスター結線されている。
ハウジング３の反回転子１０側（回転子１０の反対側）で、シャフト８の他端部には、外部機構と接続される連結部８ａが形成されている。
シャフト８には、レゾルバロータ１５が圧入されている。このレゾルバロータ１５は、シャフト８に圧入されてフロントベアリング５に当接したブッシュ１６と、シャフト８に圧入されたブッシュ１７との間に挟まれ、固定されている。
【００１１】
レゾルバロータ１５は、図３及び図４に示すように、珪素鋼板を積層した楕円形状であり、内周面１５ｃには、凸部１５ａが周方向に沿って設けられている。
レゾルバロータ１５を着磁する際の位置決めに用いられる孔１５ｄの左右には、隣接した珪素鋼板同士を接合するための凹凸形状のカシメ部１５ｅが形成されている。各珪素鋼板は、カシメ部１５ｅが形成されており、隣接した珪素鋼板同士がカシメ部１５ｅで、嵌着されることで接合されている。
レゾルバロータ１５は、内周面１５ｃが真円であるのに対して、外周面１５ｂが楕円形であり、対向して形成された孔１５ｄの部位では、径方向の幅寸法が最大で、これに対して垂直方向の径方向の幅寸法が最小である。
【００１２】
凸部１５ａは、周方向に沿って切断したときの形状が円弧形状であり、その値はＲ０．２（曲率半径０．２ｍｍ）以上である。また、それぞれの凸部１５ａは、軸線方向の全領域にわたって列状に形成されている。
この実施の形態では、凸部１５ａは、図３に示すように、周方向に沿って全部で１６あり、それぞれは、中心点Ｏに対して対象位置にある。
また、凸部１５ａは、レゾルバロータ１５の径方向の幅寸法の違いに応じて凸部１５ａが配置されている。即ち、孔１５ｄの部位、レゾルバロータ１５の径方向の幅寸法が最小の部位では、他の部位と比較して隣接した凸部１５ａ間の距離が大きい。
【００１３】
図５は、レゾルバロータ１５とともに、レゾルバを構成するレゾルバ本体１８からカバー（図示せず）を除いたときの図、図６は図５の右側面図である。
このレゾルバ本体１８は、レゾルバステータ２０と、信号線接続用のオス側コネクタ２１とを有している。レゾルバスタータ２０の外周面は、ハウジング３に形成された取付面１９に嵌着されている。
レゾルバステータ２０は、珪素鋼板を積層し、周方向に等しい間隔をおいて形成された複数のティース２２を有する積層体２３と、絶縁体２４を介してティース２２に導線が巻装された、１相の励磁巻線２５及び２相の出力巻線２６ａ，２６ｂを有している。積層体２３は、両側に突出した耳部４０を有しており、レゾルバ本体１８は、この耳部４０でねじ（図示せず）を用いてハウジング３に固定されている。
１相の励磁巻線２５は、隣接するそれぞれのティース２２に連続的に巻装されている。２相の出力巻線２６のうち、第１の出力巻線２６ａは、隣接するそれぞれのティース２２に連続的に、かつティース２２の中心線に対して励磁巻線２５の径方向外側に巻装されている。また、第２の出力巻線２６ｂは、隣接するそれぞれのティース２２に連続的に、かつティース２２の中心線に対して第１の出力巻線２６ａの径方向外側に巻装されている。
【００１４】
モータコイル１４に接続されて電力を供給するモータリード線２７は、グロメット３０を通じて外部に導出される。また、回転子１０の回転角度に関する信号を外部に伝送するセンサリード線２９は、メス側コネクタ２８を介してオス側コネクタ２１に接続され、ハウジング３に設けられたグロメット３１を通じて外部に導出される。
【００１５】
次に、上記構成のモータ１についての動作を説明する。
励磁巻線２５には、図示しない検出用電源から、１０ｋＨｚ、５Ｖｐｐの正弦波状の励磁電圧が印加される。励磁巻線２５に励磁電圧が印加されることにより、励磁巻線２５に励磁電流が流れ、レゾルバロータ１５とレゾルバステータ２０との間のギャップに磁束が発生する。
また、モータリード線２７からモータコイル１４に電力が供給され、モータコイル１４に３相交流電圧が印加される。モータコイル１４に３相交流電圧が印加されることにより、モータコイル１４に回転磁界が発生し、回転子１０が回転する。
回転子１０が回転することにより、シャフト８を介して互いに連結されたレゾルバロータ１５が回転し、レゾルバロータ１５とレゾルバステータ２０との間のギャップパーミアンスが変化する。
ギャップパーミアンスの変化により、第１出力巻線２６ａと第２の出力巻線２６ｂとの出力電圧波形には、位相差が生じるため、回転子１０の回転角度の検出が可能になる。
第１の出力巻線２６ａおよび第２の出力巻線２６ｂの出力電圧は、センサリード線２９を経由して伝送されて演算部（図示せず）に入力され、回転子１０の回転角度が検出される。
【００１６】
上記構成のレゾルバによれば、レゾルバロータ１５の内周面１５ｃには、塑性変形する凸部１５ａが形成されているので、レゾルバロータ１５をシャフト８に圧入する際には、凸部１５ａのみに局部的に塑性変形し、レゾルバロータ１５の外周面１５ｂの変形は抑制される。
即ち、例えば、レゾルバロータ１５とレゾルバステータ２０との間のギャップが一定とした場合、シャフト８の径寸法が大きくなる場合には、レゾルバロータ１５の径方向の寸法が小さくなり、それだけレゾルバロータ１５の外周面１５ｂが変形し易くなる。
しかしながら、レゾルバロータ１５の内周面１５ｃには凸部１５ａが形成されているので、このような場合でも、凸部１５ａが塑性変形してシャフト８の径寸法の増大分を吸収し、レゾルバロータ１５の外周面１５ｂの変形を抑えることができ、レゾルバロータ１５とレゾルバステータ２０との間のギャップパーミアンスに対する影響は抑えられ、回転子１０の回転角度の検出精度及び変圧比が安定化する。
【００１７】
また、凸部１５ａは、周方向に沿って切断したときの形状が円弧形状であるので、凸部１５ａを局部的に変形させた場合でも、応力が集中することなく分散される。
そのため、凸部１５ａの欠け、レゾルバロータ１５の外周面１５ｂの歪みを抑えることができる。
【００１８】
また、凸部１５ａは、Ｒ０．２（曲率半径０．２ｍｍ）以上であるので、一台のプレス金型で、珪素鋼板の打ち抜き加工と、その後の隣接した珪素鋼板の凹凸部でのカシメによる珪素鋼板の積層工程とを行うことができ、レゾルバロータ１５の製作に当たって、製造ラインにおいて打ち抜き加工と、積層工程とを個別に揃える必要性がなく、レゾルバロータ１５を安価に製造することができる。
【００１９】
また、凸部１５ａは、周方向に沿って、複数個形成されており、レゾルバロータ１５の径方向の幅寸法の違いに応じて凸部１５ａを配置することにより、圧入時のレゾルバロータ１５の外周面１５ｂの変形をより効果的に抑えることができる。
【００２０】
また、凸部１５ａは、それぞれレゾルバロータ１５の中心点Ｏに対して、対象位置に形成されているので、円形のシャフト８にレゾルバロータ１５を圧入する際には、シャフト８とレゾルバロータ１５との周方向の相対角度がどの角度であっても、シャフト８の中心軸線とレゾルバロータ１５の中心軸線とが一致した状態で圧入作業を行うことができ、シャフト８とレゾルバロータ１５とが同心で結合される。
【００２１】
なお、上記実施の形態では、モータが３相ブラシレスモータ１である場合を例にして説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、直流モータ、交流モータ、発電機を問わず、レゾルバを用いた回転位置を検出するシステム全てに用いることができ、同様の効果を奏することができる。
また、この発明は、電動パワーステアリング装置用のモータ以外にも適用することができ、例えばサーボモータ、ハイブリッド用駆動モータにも適用できるのは勿論である。
また、凸部１５ａの数も１６に限定されないのは勿論である。
【符号の説明】
【００２２】
１  モータ、２  フレーム、３  ハウジング、４  窓部、５  フロントベアリング、６  ベアリングボックス、７  リアベアリング、８  シャフト、８ａ  連結部、９  マグネット、１０  回転子、１１  固定子、１２  固定子鉄心、１３  絶縁体、１４  モータコイル、１５  レゾルバロータ、１５ａ  凸部、１５ｂ  外周面、１５ｃ  内周面、１５ｄ  孔、１５ｅ  カシメ部、１６，１７  ブッシュ、１８  レゾルバ本体、１９  取付面、２０  レゾルバステータ、２１  コネクタ、２２  ティース、２３  積層体、２４  絶縁体、２５  励磁巻線、２６ａ  第１の出力巻線、２６ｂ  第２の出力巻線、２７  モータリード線、２８  メス側コネクタ、２９  センサリード線、３０，３１  グロメット、４０  耳部。
【図１】
2010266325.tif 000003
【図２】
2010266325.tif 000004
【図３】
2010266325.tif 000005
【図４】
2010266325.tif 000006
【図５】
2010266325.tif 000007
【図６】
2010266325.tif 000008