(57)【要約】【課題】ケース部材の歪や寸法誤差の影響をほとんど受けることなくケース部材にレゾルバステータを取り付ける。【解決手段】上記課題を解決するレゾルバ１０は、レゾルバステータ１２がケース部材１５の円筒形状の嵌合部２５に内嵌されている。レゾルバステータ１２は、コイル４３が巻回された複数のティース部４６が間隔を隔てて内周に形成され、ケース部材１５に圧入内嵌されたステータコア４２を備えている。また、環状に形成され、且つ、ティース部４６とコイル４３との間に介在してこれらを絶縁している絶縁部４８を有し、ステータコア４２の軸方向の両側面にそれぞれ配置された一対のインシュレータ４４を備えている。ステータコア４２の外周面には、圧入内嵌によりステータコア４２に径方向の歪が発生するのを抑制するための溝部４７が、軸方向に沿って、且つ、周方向に間隔をあけて複数形成されている。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取り付けられるレゾルバロータと、このレゾルバロータの径方向外方に配置され、当該レゾルバロータの外周面に隙間をあけて対向する環状のレゾルバステータと、このレゾルバステータが内嵌された円筒形状の嵌合部を有するケース部材と、を備え、
前記レゾルバステータは、コイルが巻回された複数のティース部が間隔を隔てて内周に形成され、前記ケース部材に圧入にて内嵌されたステータコアと、環状に形成され、且つ、前記ティース部と前記コイルとの間に介在してこれらを絶縁している絶縁部を有し、前記ステータコアの軸方向の両側面にそれぞれ配置された一対のインシュレータと、を備えているレゾルバであって、
前記ステータコアの外周面に、前記圧入内嵌により、前記ステータコアに径方向の歪が発生するのを抑制するための溝部が、軸方向に沿って、且つ、周方向に間隔をあけて複数形成されていることを特徴とするレゾルバ。
【請求項２】
前記溝部は、前記ティース部の周方向位置に対応させて形成されている請求項１に記載のレゾルバ。
【請求項３】
前記インシュレータは、外周側の端部から軸方向に突出する突起を備えており、
前記突起が前記溝部に挟持されて、前記ステータコアに前記インシュレータが取り付けられている請求項１又は２に記載のレゾルバ。
【請求項４】
一方及び他方の前記インシュレータは、それぞれに設けられた係合部及び被係合部を係合させることにより互いに連結されている請求項３に記載のレゾルバ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載されたレゾルバと、
内輪、外輪、及びこれらの間に転動可能に配置された転動体を有し、回転軸を回転自在に支持するための転がり軸受と、を備え、
前記レゾルバステータ及び前記転がり軸受が、前記ケース部材によって１ユニットとして一体化されていることを特徴とするレゾルバ付き転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等に設けられた回転軸の回転角度（回転位置）を検出するために用いられるレゾルバ及びレゾルバ付き転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レゾルバは、回転軸の回転角度（回転位置）を検出するために用いられる角度検出装置の一つであり、レゾルバステータとレゾルバロータとを備えている。また、レゾルバステータは、磁性材料からなるステータコアと絶縁材料からなるインシュレータとを備えている。ステータコアは、円環状に形成されており、その内周には、コイルを巻回した複数のティース部（歯部）を周方向に間隔をあけて備えている。また、レゾルバロータは、レゾルバステータの径方向内方に隙間をあけた状態で配置され、回転軸に一体回転可能に取り付けられている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９０５１１号公報
【特許文献２】特開２００７−３３６７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたレゾルバは、ステータコアの外周面が円筒形状のケース部材の内周面に圧入により嵌合されている。しかしながら、ケース部材の内周面に歪や寸法誤差があると、ステータコアの圧入に伴って当該ステータコアに径方向の歪が発生することから、その内周に設けられた一部のティース部の径方向の位置が変化し、レゾルバロータとの隙間を適切に設定できなくなる。その結果、回転軸の回転角度の検出精度が維持できなくなるおそれがある。
【０００５】
また、特許文献２に記載されたレゾルバは、レゾルバステータ及びレゾルバロータがそれぞれ個別の部品とされ、さらに、回転軸を回転自在に支持する転がり軸受もレゾルバステータやレゾルバロータとは個別の部品とされており、これらはモータ等のハウジングや回転軸に対してそれぞれ個別に取り付けられる。そのため、レゾルバ及び転がり軸受を構成する各部品の取り扱いや、ハウジング及び回転軸に対するレゾルバや転がり軸受の組み付け作業が煩雑となり、各部品の軸心合わせなどの組み付け精度を高めるのが困難となっていた。
【０００６】
本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、ケース部材の歪や寸法誤差の影響をほとんど受けることなくケース部材にレゾルバステータを取り付けることができるレゾルバを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、回転軸に取り付けられるレゾルバロータと、このレゾルバロータの径方向外方に配置され、当該レゾルバロータの外周面に隙間をあけて対向する環状のレゾルバステータと、このレゾルバステータが内嵌された円筒形状の嵌合部を有するケース部材と、を備え、
前記レゾルバステータは、コイルが巻回された複数のティース部が間隔を隔てて内周に形成され、前記ケース部材に圧入にて内嵌されたステータコアと、環状に形成され、且つ、前記ティース部と前記コイルとの間に介在してこれらを絶縁している絶縁部を有し、前記ステータコアの軸方向の両側面にそれぞれ配置された一対のインシュレータと、を備えているレゾルバであって、
前記ステータコアの外周面に、前記圧入内嵌により、前記ステータコアに径方向の歪が発生するのを抑制するための溝部が、軸方向に沿って、且つ、周方向に間隔をあけて複数形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、ステータコアをケース部材に圧入にて内嵌した際に、ステータコアの外周面に形成された溝部を、溝幅が狭くなるように弾性変形させて、ケース部材の内周の歪や寸法誤差を吸収することができる。このため、ケース部材にステータコアを圧入嵌合することにより、ステータコアに径方向の歪が発生するのを抑制することができる。したがって、レゾルバステータのティース部とレゾルバロータとの隙間を適切に設定することができる。その結果、回転軸の回転角度の検出精度を維持することができる。
【０００９】
前記溝部は、前記ティース部が設けられている周方向位置に対応させて形成されていることが好ましい。この場合、外周面に溝部を形成することによりステータコアの剛性が低下するのを防止できる。
【００１０】
前記インシュレータは、外周側の端部から軸方向に突出する突起を備えており、前記突起が前記溝部に挟持されて、前記ステータコアに前記インシュレータが取り付けられていることが好ましい。この場合、ステータコアからのインシュレータの脱落を防止できる。
【００１１】
一方及び他方の前記インシュレータは、それぞれに設けられた係合部及び被係合部を係合させることにより互いに連結されていることが好ましい。
この場合、ケース部材に内嵌されたステータコアに取り付けられているインシュレータに、これと対のインシュレータが連結されているので、ティース部に対してコイル線を巻回する際に、インシュレータががたつくことを防止でき、スムーズに巻くことができる。
【００１２】
また、本発明は、レゾルバ付き転がり軸受装置であって、
上記いずれかに記載されたレゾルバと、
内輪、外輪、及びこれらの間に転動可能に配置された転動体を有し、回転軸を回転自在に支持するための転がり軸受と、を備え、
前記レゾルバステータ及び前記転がり軸受が、前記ケース部材によって１ユニットとして一体化されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、レゾルバステータと転がり軸受とが１ユニットとして組み立てられているので、これらの軸心合わせを精度よく行うことができる。そのため、転がり軸受に組み付けられる回転軸や回転軸に取り付けられるレゾルバロータと、レゾルバステータとの組み付け精度を高めることができる。また、レゾルバ及び転がり軸受の取り扱いやハウジング及び回転軸に対する組み付け作業を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ケース部材の歪や寸法誤差の影響をほとんど受けることなくケース部材にレゾルバステータを取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るレゾルバ付き転がり軸受装置の断面図である。
【図２】レゾルバ付き転がり軸受装置の正面図である。
【図３】レゾルバ付き転がり軸受装置の側面図である。
【図４】ケース部材の斜視図である。
【図５】レゾルバステータ及びレゾルバロータの正面図である。
【図６】レゾルバステータの部分分解斜視図である。
【図７】レゾルバステータの組立状態の部分斜視図である。
【図８】係合凸部と係合凹部の係合部分を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るレゾルバ付き転がり軸受装置１の断面図である。
本実施形態のレゾルバ１０は、例えば、ハイブリッド自動車に使用されるモータジェネレータの回転軸１１の回転角度（回転位置）を検出するために用いられる。レゾルバ１０は、レゾルバステータ１２と、レゾルバロータ１３とを備えている。
【００１７】
さらに、本実施形態のレゾルバ付き転がり軸受装置１は、レゾルバ１０に加え、回転軸１１を回転自在に支持するための転がり軸受１４を備えている。レゾルバステータ１２及び転がり軸受１４は、ケース部材１５を介して１ユニットとして一体的に組み立てられている。
【００１８】
転がり軸受１４は、図１に示すように、内輪軌道１８を有する内輪１９と、この内輪１９の径方向外方に同心状に配置され、外輪軌道２０を有する外輪２１と、内輪軌道１８及び外輪軌道２０の間に転動可能に配置された複数の転動体２２とを備えている。本実施形態の転がり軸受１４は、転動体２２としての玉を備えた玉軸受である。また、外輪２１はケース部材１５に固定され、内輪１９は回転軸１１に固定されている。
【００１９】
図２は、レゾルバ付き転がり軸受装置１（レゾルバロータ１３を除く）の正面図であり、図３は、レゾルバ付き転がり軸受装置１（レゾルバロータ１３を除く）の側面図である。また、図４は、ケース部材１５の斜視図である。
ケース部材１５は、図１〜図４に示すように、転がり軸受１４の外輪２１が取り付けられている外輪取付部２４と、レゾルバステータ１２が取り付けられている嵌合部２５とを備えている。外輪取付部２４は、円筒形状に形成されており、その内周面に外輪２１の外周面が圧入により内嵌されている。また、嵌合部２５も円筒形状に形成されており、レゾルバステータ１２の外周面が圧入により内嵌されている。
【００２０】
外輪取付部２４は嵌合部２５よりも小径に形成されており、外輪取付部２４と嵌合部２５との間には径方向に沿って配置される円板部２７が形成されている。また、外輪取付部２４の軸方向一端部（嵌合部２５とは反対側の端部（図１における外輪取付部２４の右端部））には、径方向内方へ延出する内鍔部２８が形成されている。
【００２１】
嵌合部２５の軸方向他端部（外輪取付部２４とは反対側の端部（図１における嵌合部２５の左端部））には、径方向外方へ延出する外鍔部２９が形成されている。外輪取付部２４、嵌合部２５、円板部２７、内鍔部２８、及び外鍔部２９は、金属製の板材に対してプレス加工（絞り加工）等の塑性加工を施すことによって一体成形されている。
【００２２】
内鍔部２８は、外輪取付部２４に内嵌された外輪２１の軸方向の位置を規制している。また、外鍔部２９は、後述するコネクタ部５１（図２参照）の位置を除いて概ね嵌合部２５の全周に形成されており、嵌合部２５を外周側から補強している。また、外鍔部２９には、さらに径方向外側に延びるフランジ部３１が周方向に一定の間隔をあけて複数（図示例では３個）形成されている。このフランジ部３１には、軸心０を中心とする円弧状の長孔３２が形成されている。
【００２３】
ケース部材１５は、図１に示すように、固定リング３４を介してモータジェネレータ等のハウジング３５に取り付けられている。固定リング３４は、図２に示すように、周方向に一定の間隔をあけて複数（３個）のボス部３６を有しており、このボス部３６にはボルト挿通孔３７が形成されている。そして、フランジ部３１に固定リング３４を重ね合わせ、ボルト挿通孔３７及び長孔３２に挿入されたボルト３８をハウジング３５に螺合することによって、ケース部材１５がハウジング３５に取り付けられている。
【００２４】
回転軸１１は、図１に示すように、レゾルバロータ１３及び内輪１９を取り付ける取付部１６を備えている。取付部１６は、回転軸１１の外周面の一部を径方向外方に突出させることによって回転軸１１と一体形成されている。取付部１６の軸方向一端部には、内輪取付部１６ａが形成されており、内輪１９が外嵌されている。取付部１６の軸方向中途部には、レゾルバロータ１３が固定されている。
【００２５】
図５は、レゾルバステータ１２及びレゾルバロータ１３を示す正面図である。また、図６は、レゾルバステータ１２の部分分解斜視図であり、図７は、レゾルバステータ１２の組立状態の部分斜視図である。図８は、インシュレータ４４の係合凸部５５ａと係合凹部５５ｂの係合部分を示す部分斜視図である。
【００２６】
レゾルバ１０を構成するレゾルバステータ１２は、図５〜８に示すように、環状に形成されており、ステータコア４２と、コイル４３と、一対のインシュレータ４４とを備えている。
ステータコア４２は、単層又は複数層の珪素鋼板等の磁性材料から形成されている。また、ステータコア４２は、円環状の環状部４５と、この環状部４５の内周面から径方向内方へ向けて突出する複数（図示例では８個）のティース部４６と、を一体に備えている。
【００２７】
複数のティース部４６は、周方向に一定の間隔をあけて形成されている。また、各ティース部４６は、基部４６ａと先端部４６ｂとからなり、基部４６ａは先端部４６ｂよりも周方向の幅が小さく、先端部４６ｂは基部４６ａから周方向両側へ大きく拡がった形状に形成されている。そして、このティース部４６の基部４６ａに対して励磁用及び出力用のコイル４３が巻き付けられている。
【００２８】
ステータコア４２の外周面には、各ティース部４６の基部４６aの周方向位置に対応させて、ステータコア４２の軸方向に沿った溝部４７が形成されている。溝部４７は、その深さ方向がステータコア４２の径方向である横断面が凹状であり、且つ、軸方向の一端から他端に亘って一様に形成されている。ステータコア４２は、ケース部材１５の嵌合部２５に圧入されると、溝部４７を除く外周面が全面に亘って嵌合部２５の内周面に当接し得る外径に形成されている。
【００２９】
インシュレータ４４は、合成樹脂等の絶縁材料によって、ステータコア４２と略同一の外径を有する円環状に形成されている。また、インシュレータ４４は、ステータコア４２の軸方向の両側にそれぞれ配置されている。
インシュレータ４４は、ステータコア４２のティース部４６をコイル４３から絶縁する絶縁部４８を有している。絶縁部４８は、環状部４５と先端部４６ｂの互いに対向する面、及び基部４６ａの周方向に面する面を被覆する第１絶縁部４８ａと、巻回されたコイル４３を径方向の両側からガイドする一対の第２壁部５０ａ，５０ｂからなる第２絶縁部４８ｂと、を有している。第１絶縁部４８ａは、インシュレータ４４の軸方向の一方の側部（図６，７におけるステータコア４２側の側部）に形成されており、第２絶縁部４８ｂは、他方の側部に形成されている。
【００３０】
また、インシュレータ４４は、第１絶縁部４８ａが設けられている側の側面の外周側の端部から軸方向に突出する突出部５３を有している。突出部５３は、ステータコア４２の溝部４７に嵌まり込むように、第２絶縁部４８ｂの周方向中央部分に対応させて、ステータコア４２の外周面から径方向外方にはみ出さない態様で形成されている。
【００３１】
一方のインシュレータ４４の突出部５３は、ステータコア４２の圧入嵌合によりその溝部４７が溝幅を狭めるように弾性変形することにより、当該溝部４７に挟持される。
なお、他方のインシュレータ４４の突出部５３は、ステータコア４２が嵌合部２５に圧入嵌合されることにより溝幅を狭めるように弾性変形した溝部４７への嵌まり込みを許容する寸法形状に形成されている。
【００３２】
さらに、一方及び他方のインシュレータ４４は、互いに係合することによりインシュレータ４４同士を互いに連結する係合凸部５５ａ及び係合凹部５５ｂをそれぞれ備えている。係合凸部５５ａ及び係合凹部５５ｂは、隣り合うティース部４６の互いに対向する先端部４６ｂの間で、且つ、環状部４５の内周面近傍で係合するように、第１絶縁部４８ａの周方向中央部分にそれぞれ形成されている（図８参照）。なお、係合凸部５５ａ及び係合凹部５５ｂは、樹脂等の弾性力によりスナップフィットで係合する構成であることが好ましい。
【００３３】
レゾルバステータ１２（ステータコア４２及びインシュレータ４４）は、ケース部材１５の嵌合部２５に以下のようにして組付けられる。先ず、ステータコア４２の溝部４７に上記一方のインシュレータ４４の突出部５３を嵌め合わせて、インシュレータ４４がステータコア４２の一方の側面に配置された仮組品を作製する。次に、この仮組品を、一方のインシュレータ４４がケース部材１５の円板部２７と対向するようにして嵌合部２５に圧入する。ステータコア４２が嵌合部２５に内嵌されると、溝部４７の幅が狭くなるように弾性変形して突出部５３が挟持されることにより、一方のインシュレータ４４がステータコア４２に固定される。
【００３４】
その後、他方のインシュレータ４４の突部５３を溝部４７に嵌め込み、係合凸部５５ａと係合凹部５５ｂとを係合させて（図８参照）、他方のインシュレータ４４を一方のインシュレータ４４に連結することにより、当該他方のインシュレータ４４をステータコア４２の他方の側面に配置する。そして、ティース部４６の基部４６ａに対して励磁用及び出力用のコイル４３を巻き付ける。
【００３５】
ステータコア４２のケース部材１５に対して外側の他方の側面に配置されたインシュレータ４４は、コイル４３を接続させる端子を備えたコネクタ部５１を備えている（図５参照）。また、当該インシュレータ４４のケース部材１５に対して外側の端部には、コイル４３を軸方向外側から覆う環状のカバー部材５２が取り付けられている（図１〜３参照）。
【００３６】
レゾルバ１０を構成するレゾルバロータ１３は、図５に示すように、正面視（軸方向視）で略楕円形状に形成され、その外周面が、レゾルバステータ１２のティース部４６に対して隙間をあけて対向している。回転軸１１が回転すると、レゾルバロータ１３もこれと一体的に回転し、レゾルバステータ１２の各ティース部４６とレゾルバロータ１３との隙間の大きさが変化する。そして、レゾルバステータ１２の励磁用のコイル４３に交流電流を流しておくと、出力用のコイル４３には、その隙間の大きさの変化に応じた出力が発生し、この出力に基づいて回転軸１１の回転角度を検出することができる。
【００３７】
励磁用のコイル４３は全てのティース部４６に対して設けられ、出力用のコイル４３は、ＳＩＮ出力用のコイル４３とＣＯＳ出力用のコイル４３とからなり、これらは複数のティース部４６に対して周方向に交互に設けられる。そして、ＳＩＮ出力用のコイル４３とＣＯＳ出力用のコイル４３との出力電圧の振幅変化は９０°位相がずれており、この出力電圧を信号処理することによって回転軸１１の回転角度を検出することができる。
【００３８】
本実施形態に係るレゾルバ１０は、ステータコア４２の外周面に、軸方向に沿った複数の溝部４７が周方向に間隔をあけて形成されており、ステータコア４２が、嵌合部２５に圧入されると、溝部４７を除く外周面が全面に亘って嵌合部２５の内周面に当接することで嵌合する。
【００３９】
この構成によれば、ステータコア４２をケース部材１５に圧入にて内嵌した際に、ステータコア４２の外周面に形成された溝部４７を、溝幅が狭くなるように弾性変形させて、ケース部材１５の内周の歪や寸法誤差を吸収することができる。このため、ケース部材１５にステータコア４２を圧入嵌合することにより、ステータコア４２に径方向の歪が発生するのを抑制することができる。したがって、レゾルバステータ１２のティース部４６とレゾルバロータ１３との隙間を適切に設定することができる。その結果、回転軸１１の回転角度の検出精度を維持することができる。
【００４０】
また、溝部４７は、ティース部４６が設けられている周方向位置に対応させて形成されている。このため、外周面に溝部４７を形成することによりステータコア４２の剛性が低下するのを防止できる。
また、インシュレータ４４は、外周側の端部から軸方向に突出する突起５３を備えており、突起５３が溝部４７に挟持されて、ステータコア４２にインシュレータ４４が取り付けられている。このため、ステータコア４２からのインシュレータ４４の脱落を防止できる。
【００４１】
また、一方及び他方のインシュレータ４４は、それぞれに設けられた係合凸部５５ａ及び係合凹部５５ｂを係合させることにより互いに連結されている。このため、ケース部材１５に内嵌されたステータコア４２に取り付けられているインシュレータ４４に、これと対のインシュレータ４４が連結されているので、ティース部４６に対してコイル線を巻回する際に、インシュレータ４４ががたつくことを防止でき、スムーズに巻くことができる。
【００４２】
また、本実施形態のレゾルバ付き転がり軸受装置１は、レゾルバ１０と転がり軸受１４とを備えており、レゾルバステータ１２及び転がり軸受１４が、ケース部材１５によって１ユニットとして組み立てられている。
このため、これらの軸心合わせを精度よく行うことができる。したがって、転がり軸受１４に組み付けられる回転軸１１や回転軸１１に取り付けられるレゾルバロータ１３と、レゾルバステータ１２との組み付け精度を高めることができる。また、レゾルバ１０及び転がり軸受１４の取り扱いやハウジング３５及び回転軸１１に対する組み付け作業を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００４３】
１：レゾルバ付き転がり軸受装置、１０：レゾルバ、１１：回転軸、１２：レゾルバステータ、１３：レゾルバロータ、１４：転がり軸受、１５：ケース部材、１９：内輪、２１：外輪、２２：転動体、２５：嵌合部、４２：ステータコア、４３：コイル、４４：インシュレータ、４６：ティース部、４７：溝部、４８：絶縁部、５３：突起、５５ａ：係合凸部（係合部）、５５ｂ：係合凹部（被係合部）
【図１】
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【図２】
2014153069.tif 000004
【図３】
2014153069.tif 000005
【図４】
2014153069.tif 000006
【図５】
2014153069.tif 000007
【図６】
2014153069.tif 000008
【図７】
2014153069.tif 000009
【図８】
2014153069.tif 000010