(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のステータと、該円筒状のステータの中心軸を回転中心として回転する出力軸を有するロータと、該ロータ側に設けられ、該ロータとともに回転するレゾルバロータ部及び該レゾルバロータ部の外周面を取り囲むように配置され、上記ステータ側に固定されたレゾルバステータ部からなり、上記ロータの回転位置を検出するバリアブルリラクタンス型レゾルバと、上記出力軸に設けられ、この出力軸の回転駆動力を外部機構に伝達するためのボスとを備え、上記ボスに磁性体を用い、上記レゾルバロータ部は、上記磁性体からなるボスを成形して、該ボスと一体に形成したことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
上記ボスの外周に、上記レゾルバロータ部を仕切る溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
円筒状のステータと、該円筒状のステータの中心軸を回転中心として回転する出力軸を有するロータと、該ロータ側に設けられ、該ロータとともに回転するレゾルバロータ部及び該レゾルバロータ部の外周面を取り囲むように配置され、上記ステータ側に固定されたレゾルバステータ部からなり、上記ロータの回転位置を検出するバリアブルリラクタンス型レゾルバとを備え、上記出力軸に磁性体を用い、上記レゾルバロータ部は、上記磁性体からなる出力軸を成形して、該出力軸と一体に形成し、上記出力軸の外周に、上記レゾルバロータ部を仕切る溝が形成されていることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータの回転位置を検出するＶＲ（バリアブルリラクタンス）型レゾルバを備えた回転電機に関し、詳細にはＶＲ型レゾルバを構成するレゾルバロータ部の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロータの回転位置を検出するＶＲ型レゾルバを備えた回転電機において、ＶＲ型レゾルバは、出力軸（ロータシャフト）に圧入または接着によって固定され、ロータとともに回転する磁性体からなるレゾルバロータ部と、レゾルバロータ部の外周を取り囲むように配置され、ステータ側に固定された磁性体からなるレゾルバステータ部とを備え、レゾルバステータ部のティースには、測定用励磁コイルと、２個の出力検出用のコイルが巻回されている。
【０００３】
レゾルバロータ部の外周は円形ではなく、レゾルバステータ部とのギャップの間隔が変化するような特殊な形状に形成されている。
【０００４】
測定用励磁コイルに測定のためのリファレンス信号が入力された状態で、レゾルバロータ部が回転すると、レゾルバロータ部とレゾルバステータ部とのギャップの間隔が変化することによって、２個の出力検出用のコイルはそれぞれ、レゾルバロータ部の位置に対応した交流信号を発生する。このそれぞれの交流信号に基づいて、出力軸の回転位置が算出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２００１−７８３９３号（第２頁、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のＶＲ型レゾルバを備えた回転電機においては、ＶＲ型レゾルバのレゾルバロータ部を出力軸に圧入または接着によって固定する構成となっているため、組立に多くの手間を要し、モータの製造コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
また、部品点数が多くなり、モータのコストが高くなるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するものであり、組立の手間を低減し、部品点数を減らしてコストを低減することができる回転電機を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回転電機は、円筒状のステータと、該円筒状のステータの中心軸を回転中心として回転する出力軸を有するロータと、該ロータ側に設けられ、該ロータとともに回転するレゾルバロータ部及び該レゾルバロータ部の外周面を取り囲むように配置され、上記ステータ側に固定されたレゾルバステータ部からなり、上記ロータの回転位置を検出するバリアブルリラクタンス型レゾルバと、上記出力軸に設けられ、この出力軸の回転駆動力を外部機構に伝達するためのボスとを備え、上記ボスに磁性体を用い、上記レゾルバロータ部は、上記磁性体からなるボスを成形して、該ボスと一体に形成したものである。
【００１０】
また、円筒状のステータと、該円筒状のステータの中心軸を回転中心として回転する出力軸を有するロータと、該ロータ側に設けられ、該ロータとともに回転するレゾルバロータ部及び該レゾルバロータ部の外周面を取り囲むように配置され、上記ステータ側に固定されたレゾルバステータ部からなり、上記ロータの回転位置を検出するバリアブルリラクタンス型レゾルバとを備え、上記出力軸に磁性体を用い、上記レゾルバロータ部は、上記磁性体からなる出力軸を成形して、該出力軸と一体に形成し、上記出力軸の外周に、上記レゾルバロータ部を仕切る溝が形成されているものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る回転電機の実施の形態を、ＤＣブラシレスモータを例に、図に基づいて説明するが、本発明はＤＣブラシレスモータに限られるものではなく、直流型、交流型のステップモータ等、種々の回転電機に用いることができるものである。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１を示す横断面図、図２は、モータのボスの外形を示す側面図（ａ）及び正面図（ｂ）、図３は、センサリード線の接続状態を示す横断面図、図４は、モータの外形を示す正面図、図５は、モータの外形を示す側面図、図６は、ＶＲ型レゾルバのステータ部の内部構造を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）、図７は、ＶＲ型レゾルバのステータ部の外形を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【００１３】
図１に示したように、モータ１は、アルミニウム等の材料からなるハウジング２に、円筒状のステータ３が収納されたフレーム４を嵌合させることによって構成されており、ハウジング２及びフレーム４の後端それぞれの、円筒状ステータ３の中心軸にフロントベアリング５及びリアベアリング６を設け、フロントベアリング５及びリアベアリング６によってロータ７のシャフト（出力軸）２３を保持し、ロータ７が回転できるようにしている。
【００１４】
ステータ３は、珪素鋼板を積層して形成されており、樹脂性のスロットＩＮＳ（絶縁物）８を介してモータコイル９が巻回されている。
【００１５】
コイル９はＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相からなり、それぞれターミナルＡ１０、ターミナルＢ１１、ターミナルＣ１２にヒュージングによって接続されている。
【００１６】
３相のコイルはスター結線されており、それぞれのコモン側はターミナルＤ１３にヒュージングよって接続されている。
【００１７】
ターミナルＡ１０、ターミナルＢ１１、ターミナルＣ１２及びターミナルＤ１３は円環状であり、各ターミナルは、円環状の溝が形成された樹脂性のホルダ１４に収納されている。
【００１８】
ターミナルＡ１０、ターミナルＢ１１、ターミナルＣ１２には、ターミナルＥ１５との接続用にターミナルＦ１６が設けられ、ターミナルＥ１５とターミナルＦ１６とはＴＩＧ溶接によって接続されている。
【００１９】
それぞれのターミナルは、ホルダ１４に形成された壁によって絶縁が保たれている。
【００２０】
ホルダ１４上部に設けられている樹脂性のベース１７には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する３個のナット１８と３個のターミナルＥ１５がインサートモールドされている。
【００２１】
インサートモールドされたナット１８を使用して、ターミナルＥ１５とＵ相、Ｖ相及びＷ相のモータリード線１９の先端に取り付けられたターミナルＧ２０をねじ２１でねじ止めして接続し、モータコイル９と外部の制御回路との電気的接続が行われる。
【００２２】
ロータ７は鉄等の磁性体からなるシャフト２３に磁界を発生するマグネット２４が接着等によって取り付けられ、マグネット２４の外側表面には図示していない保護チューブがかぶせられている。
【００２３】
シャフト２３のハウジング２側端部には鉄等の磁性体からなるボス２２が圧入されており、ボス２２はモータ１の駆動力を外部機構に伝達するカップリングとして機能する。
【００２４】
図２（ｂ）に示したように、レゾルバロータ部２２ａはボス２２を切削する等の成形によってボス２２と一体に形成されている。ボス２２は、レゾルバステータ３０と対向する部分の外形が、レゾルバロータ部２２ａとして機能するように、すなわち、回転によってレゾルバステータ３０との間のリラクタンスが所定の変化をするように特殊形状になっている。また、図２（ａ）に示したように、ボス２２の外周に、レゾルバロータ部２２ａを仕切るように、軸方向３〜４ｍｍの幅で、深さ２〜３ｍｍの溝２２ｂを形成し、レゾルバとボス２２とが磁気的に干渉しないようにしている。
【００２５】
図１に示したように、ハウジング２側のフロントベアリング５は、ハウジング２に外輪部がコーキングによって固定されている。ステータ３は、鉄板を絞り加工して製作されたカップ状のフレーム４に圧入されており、フレーム４の後端部には、フレーム４側のリアベアリング６を収納、保持するベアリングボックス２７が形成されている。
【００２６】
ハウジング２の端部には、フレーム４と嵌合するフレーム側インロー部２９と、モータ１の駆動力を伝達する側に嵌合し、固定するためのギア側インロー部２８が形成されている。
【００２７】
ハウジング２のギア側インロー部２８側には、ロータの回転位置検出センサであるレゾルバステータ部３０を取り付けるためのセンサ取付インロー部３１が形成され、レゾルバステータ部３０が、センサ取付インロー部３１にねじによって取り付けられている。
【００２８】
図６及び図７に示したように、レゾルバステータ部３０は、珪素鋼板等からなる中抜きで外形が円形の板を積層して製作された積層体３２を備えており、内周面には巻線を施すための８個のティース３２ａが設けられ、ティース３２ａに絶縁材３３を介して１組の励磁巻線と２組の出力巻線が巻回されている。
【００２９】
レゾルバステータ部３０には、信号接続用のオス側コネクタ部３４が設けられている。オス側コネクタ部３４には、外部の制御回路とレゾルバとを電気的に接続するためのセンサリード線３５が取り付けられたメス側コネクタ３６が接続されている（図６、７及び１参照）。
【００３０】
図１に示したように、ハウジング２には、ベース１７にターミナルＧ２０をねじ止めするねじ２１を回すためのねじ止め穴３７が設けられており、ハウジング２とフレーム４が組み付けられた後に、ターミナルＧ２０の接続が行えるように構成されている。
【００３１】
図３及び図４に示したように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のモータリード線１９及びセンサリード線３５は、ハウジング２に取り付けられたグロメット３８を通して、モータ１の外部に導出され、図５に示したように、それぞれの先端部は、外部の制御回路と接続されるＵＶＷコネクタ３９、センサコネクタ４０が取り付けられている。
【００３２】
次に、ＶＲ型レゾルバの動作について説明する。
レゾルバがモータ１に組み込まれた状態で、外部の励磁回路によりレゾルバステータ部３０の励磁巻線の端子間に１０ｋＨｚ、５Ｖｐｐ程度の正弦波が印加される。ここで、モータ１のシャフト２３に圧入されたボス２２のレゾルバロータ部２６が回転すると、レゾルバロータ部２２ａとレゾルバステータ部３０との間のリラクタンスが変化し、レゾルバステータ部３０の２組の出力巻線からの出力電圧の振幅変化及び励磁信号に対する位相変化が生じる。２組の出力巻線からの出力電圧の振幅変化は位相が９０度ずれている。この出力電圧信号を検出回路によって検出し、信号処理することによってロータ７の回転角度を求めることができる。この検出した回転角度に応じて、外部の駆動回路よりＵ相、Ｖ相、Ｗ相のモータコイル１９に所定のパターンの電流を通電して、モータ１を駆動する。
【００３３】
本実施の形態によれば、レゾルバロータ部２２ａは、モータ１の外部機構にモータ１の駆動力を伝達するためのカップリング機能を有する磁性体からなるボス２２を成形して、ボス２２と一体に形成するので、モータ１の部品点数が減り、組立工程も簡略化できるので、モータ１のコストを低減することができる。
【００３４】
また、ボス２２のステータ対向部近傍には、レゾルバロータ部２２ａを仕切るように、溝２２ｂが設けられているので、ボス２２とレゾルバとが磁気的に干渉しないようにすることができる。
【００３５】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２を示す横断面図、図９は、センサリード線の接続状態を示す横断面図、図１０は、モータの外形を示す正面図であり、図１ないし図７と同一符号は同一部分または相当部分を示す。
【００３６】
本実施の形態は、レゾルバロータ部をボスに設けるのではなく、図８に示したように、レゾルバロータ部２３ａを、磁性体からなるシャフト２３を切削する等の成形によってシャフト２３と一体に形成し、レゾルバステータ部３０と対向する位置に配置するものである。
【００３７】
また、シャフト２３の外周に、レゾルバロータ部２３ａを仕切るように、軸方向３〜４ｍｍの幅で、深さ２〜３ｍｍの溝２３ｂを形成するものである。
【００３８】
本実施の形態によれば、シャフト２３を切削する等の成形によってシャフト２３と一体にレゾルバロータ部２３ａを形成するので、モータ１の部品点数が減り、組立工程も簡略化でき、モータ１のコストを低減することができる。
【００３９】
また、シャフト２３の外周に、レゾルバロータ部２３ａを仕切るように、溝２３ｂを形成することにより、レゾルバとシャフト２３との磁気的干渉を抑制することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明に係る回転電機によれば、円筒状のステータと、該円筒状のステータの中心軸を回転中心として回転する出力軸を有するロータと、該ロータ側に設けられ、該ロータとともに回転するレゾルバロータ部及び該レゾルバロータ部の外周面を取り囲むように配置され、上記ステータ側に固定されたレゾルバステータ部からなり、上記ロータの回転位置を検出するバリアブルリラクタンス型レゾルバと、上記出力軸に設けられ、この出力軸の回転駆動力を外部機構に伝達するためのボスとを備え、上記ボスに磁性体を用い、上記レゾルバロータ部は、上記磁性体からなるボスを成形して、該ボスと一体に形成したものであるので、回転電機のコストを低減することができる。
モータ１のコストを低減することができる。
【００４１】
また、円筒状のステータと、該円筒状のステータの中心軸を回転中心として回転する出力軸を有するロータと、該ロータ側に設けられ、該ロータとともに回転するレゾルバロータ部及び該レゾルバロータ部の外周面を取り囲むように配置され、上記ステータ側に固定されたレゾルバステータ部からなり、上記ロータの回転位置を検出するバリアブルリラクタンス型レゾルバとを備え、上記出力軸に磁性体を用い、上記レゾルバロータ部は、上記磁性体からなる出力軸を成形して、該出力軸と一体に形成し、上記出力軸の外周に、上記レゾルバロータ部を仕切る溝が形成されているものであるので、回転電機のコストを低減することができるとともに、レゾルバと出力軸との磁気的干渉を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１を示す横断面図である。
【図２】  実施の形態１におけるモータのボスの外形を示す側面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
【図３】  実施の形態１におけるセンサリード線の接続状態を示す横断面図である。
【図４】  実施の形態１におけるモータの外形を示す正面図である。
【図５】  実施の形態１におけるモータの外形を示す側面図である。
【図６】  実施の形態１におけるＶＲ型レゾルバのステータ部の内部構造を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図７】  実施の形態１におけるＶＲ型レゾルバのステータ部の外形を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図８】  本発明の実施の形態２を示す横断面図である。
【図９】  実施の形態２におけるセンサリード線の接続状態を示す横断面図である。
【図１０】  実施の形態２におけるモータの外形を示す正面図である。
【符号の説明】
１  モータ、２  ハウジング、３  ステータ、４  フレーム、
５  フロントベアリング、６  リアベアリング、７  ロータ、
８  スロットＩＮＳ、９  モータコイル、１０  ターミナルＡ、
１１  ターミナルＢ、１２  ターミナルＣ、１３  ターミナルＤ、
１４  ホルダ、１５  ターミナルＥ、１６  ターミナルＦ、１７  ベース、
１８  ナット、１９  モータリード線、２０  ターミナルＧ、２１  ねじ、
２２  ボス、２２ａ，２３ａ  レゾルバロータ部、２２ｂ，２３ｂ  溝、
２３  シャフト、２４  マグネット、２５  ブッシュ、
２７  ベアリングボックス、２８  ギア側インロー部、
２９  フレーム側インロー部、３０  レゾルバステータ部、
３１  センサ取付インロー部、３２  積層体、３２ａ  ティース、
３３  絶縁材、３４  オス側コネクタ部、３５  センサリード線、
３６  メス側コネクタ、３７  ねじ止め穴、３８  グロメット、
３９  ＵＶＷコネクタ、４０  センサコネクタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003663401.tif 000008
【図８】
0003663401.tif 000009
【図９】
0003663401.tif 000010
【図１０】
0003663401.tif 000011