(57)【要約】【課題】レゾルバステータを部品点数を増加することなく、精度よく取り付けられる取り付け機構を提供する。【解決手段】レゾルバステータ１０のフランジ部１４には、板バネ１６およびガイド穴１８が形成されている。ハウジング３０の軸方向端面には、当該軸方向端面との間に保持空間を形成する突起体３２と、ガイド穴１８に挿通されるガイドピン３４が形成されている。ステータ１０をハウジング３０の軸方向端面に載置した状態で、ステータ１０を回転させると、板バネ１６が、突起体３２と軸方向端面の間に形成された保持空間に入り込み、突起体３２の底面により下方に押し付けられる。また、ガイドピン３４が、ガイド穴１８の周縁と干渉することで、ステータの径方向位置が規制されるとともに回転限界が規定される。【選択図】図１
2013185882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機との相対位置が固定されたハウジングの軸方向端面に、レゾルバのステータを取り付ける取り付け機構であって、
前記ハウジングの軸方向端面には、軸方向に伸縮する弾性体および前記弾性体を保持する保持空間の一方と、ガイドピンおよび前記ガイドピンが挿入される略円弧状の長穴であるガイド穴の一方と、が設けられ、
前記ステータの軸方向端面には、前記弾性体および前記保持空間の他方と、前記ガイドピンおよび前記ガイド穴の他方と、が設けられ、
前記ガイド穴は、前記ステータを前記ハウジングの軸方向端面に載置した状態で前記ステータを前記ハウジングに対して第一方向に回転させるロック動作をした際に、前記ガイドピンと干渉することにより、前記ステータの第一方向への回転限界を規定するとともに、前記回転限界におけるガイドピンの径方向位置を規定する形状であり、
前記保持空間は、前記ステータが前記回転限界に達した際に、前記弾性体が弾性収縮し、かつ、前記弾性体と干渉することにより、第一方向とは反対方向の第二方向への前記ステータの回転が禁止された状態で、前記弾性体を保持する、
ことを特徴とする取り付け機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバのステータを、回転電機に対する相対位置が固定されたハウジングに取り付ける取り付け機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の通り、可変リラクタンス型レゾルバは、ロータとステータとで構成されるギャップパーミアンスがロータの回転とともに正弦波状に変動することを利用して、ロータの回転角度を検出する。しかしながら、前記ギャップパーミアンスは各部寸法精度、取り付け精度等により大きく影響を受ける。このため、レゾルバの回転電機への組み付けにあたっては、精度よく所定の位置に固定することが重要である。
【０００３】
レゾルバのステータは、従来、ボルトを利用して回転電機との相対位置が固定されたハウジングに取り付けられることが多かった。すなわち、従来は、レゾルバのセンシング部の外側に穴を形成し、当該穴部分を、回転電機や回転電機のケースに固着されたハウジングに、ボルトにて締結する構造が採用されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０２３７６１号公報
【特許文献２】特開２０１１−０９１９６３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９０５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この締結に使用するボルトが磁性体の場合、レゾルバは磁束の変化を利用するセンサであるため、アンテナ効果により精度が悪化することがあった。この問題を避けるために、ボルトの材質を、非磁性のステンレス鋼（ＳＵＳ）や、樹脂にすることも考えられる。しかし、ステンレス鋼は高額になりがちで、樹脂では強度が不足しがちという問題がある。
【０００６】
特許文献１−３には、ボルトを利用しないレゾルバステータの取り付け構造が開示されている。しかし、特許文献１−３は、いずれも、レゾルバステータとは別部品である取り付け用部品を用いて、レゾルバステータを回転電機に取り付けている。そのため、部品点数の増加やコスト増加、回転電機全体の重量増加などの問題を招いていた。
【０００７】
そこで、本発明では、部品点数を増加させることなく、レゾルバステータを精度よく取り付けられる取り付け機構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】
【０００８】
本発明のレゾルバのステータの取り付け機構は、回転電機との相対位置が固定されたハウジングの軸方向端面に、レゾルバのステータを取り付ける取り付け機構であって、前記ハウジングの軸方向端面には、軸方向に伸縮する弾性体および前記弾性体を保持する保持空間の一方と、ガイドピンおよび前記ガイドピンが挿入される略円弧状の長穴であるガイド穴の一方と、が設けられ、前記ステータの軸方向端面には、前記弾性体および前記保持空間の他方と、前記ガイドピンおよび前記ガイド穴の他方と、が設けられ、前記ガイド穴は、前記ステータを前記ハウジングの軸方向端面に載置した状態で前記ステータを前記ハウジングに対して第一方向に回転させるロック動作をした際に、前記ガイドピンと干渉することにより、前記ステータの第一方向への回転限界を規定するとともに、前記回転限界におけるガイドピンの径方向位置を規定する形状であり、前記保持空間は、前記ステータが前記回転限界に達した際に、前記弾性体が弾性収縮し、かつ、前記弾性体と干渉することにより、第一方向とは反対方向の第二方向への前記ステータの回転が禁止された状態で、前記弾性体を保持する、ことを特徴とする。
【０００９】
好適な態様では、前記弾性体は、軸方向に伸縮する板バネであり、前記保持空間は、軸方向高さが、無負荷状態での板バネの先端部の軸方向高さがより小さい第一空間と、軸方向高さが、前記第一空間の軸方向高さより小さい第二空間と、を備え、前記第一、第二空間は、前記ロック動作時に、前記板バネが、前記第二空間に到達した後に前記第一空間に到達するように、隣接して配置され、前記第一空間を通過した板バネの自由端が、前記第一、第二空間の境界に存在する立壁に干渉することで、前記ステータの第二方向への回転が禁止される。
【００１０】
他の好適な態様では、前記ガイド穴は、前記ステータの同心と略円弧状の長孔であって、その径方向幅が始端から終端に近づくにつれ、小さくなる長孔である。この場合、前記ガイド穴は、終端から始端側に延びるバネ体であって、径方向に揺動することで当該ガイド穴の径方向幅を変化させるバネ体を備える、ことが望ましい。
【００１１】
他の好適な態様では、前記ステータは、当該ステータの回転に用いられる回転用治具の差込穴を有しており、前記ハウジングは、前記差込穴に対応する位置に、前記差込穴を貫通した前記回転用治具の進出を許容する凹部が形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ボルトなどの他部材を用いることなく、レゾルバステータを精度よく取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態であるレゾルバの取り付け機構の斜視図である。
【図２】レゾルバステータの上面図である。
【図３】ハウジングの上面図である。
【図４】ハウジングの軸方向端面にレゾルバステータを載置した際の上面図である。
【図５】ステータを回転させた際のガイドピン周辺の拡大図である。
【図６】ステータを回転させた際の図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態であるレゾルバの取り付け機構の斜視図である。また、図２はレゾルバのステータ１０の、図３はハウジング３０の上面図である。さらに、図４は、ハウジング３０の軸方向端面にステータ１０を載置した際の上面図である。
【００１５】
本実施形態の取り付け機構は、レゾルバのステータ１０を、回転電機（図示せず）に対して一定の位置に取り付けるための機構で、レゾルバのステータ１０と、ハウジング３０と、から構成される。
【００１６】
レゾルバは、公知の通り、回転軸の回転角度を検知するセンサで、ロータ（図示せず）と、前記ロータの周囲に取り付けられる略環状のステータ１０と、を備えている。ロータは、キー嵌合などの締結手段により、回転電機の回転軸に埋め込まれ、回転軸とともに回転する。
【００１７】
ステータ１０は、回転電機の回転軸と同心に配置される略環状の部材である。このステータ１０には、ロータの回転角度を検知するためのコイルが配置されセンシング部１２と、当該センシング部１２の底面外周縁から外側に張り出すフランジ部１４と、が設けられている。
【００１８】
ハウジング３０は、樹脂などの非磁性材料からなり、回転電機の回転軸と同心に配置される略円筒形部材である。このハウジング３０は、回転電機に対する相対位置が固定されており、回転電機や回転電機のケースに固着されるか、当該ハウジング３０自体が回転電機のケースの一部として構成される。レゾルバのステータ１０は、このハウジング３０の軸方向端面に取り付けられる。
【００１９】
ここで、従来は、こうしたレゾルバのステータ１０は、ボルトによりハウジング３０に取り付けられることが多かった。すなわち、ステータ１０のフランジ部１４にボルトの通過孔を、ハウジング３０の軸方向端面にボルトが螺合される雌ネジを形成し、ステータ１０をハウジング３０の軸方向端面に載置したうえでボルトを雌ネジに螺合することで、ステータ１０をハウジング３０に取り付けていた。
【００２０】
この場合において、磁性材料からなるボルトを用いると、当該ボルトの頭部がアンテナ効果により、モータ漏れ磁束の影響を受けてレゾルバの検出精度が悪化することがあった。かかる問題を避けるために、非磁性材料であるステンレス鋼や樹脂などからなるボルトを用いることも考えられるが、ステンレス鋼の場合はコスト増加、樹脂の場合は強度不足という新たな問題が生じる。
【００２１】
そこで、本実施形態では、ボルトを用いることなく、レゾルバのステータ１０を精度よく取り付け可能にするために、ステータ１０およびハウジング３０の形状を特殊形状としている。以下、これについて詳説する。
【００２２】
本実施形態のステータ１０のフランジ部１４は、略円盤状のベース面を有しており、当該ベース面に板バネ１６、ガイド穴１８、治具差込穴２２、略矩形切欠２０が形成されている。板バネ１６は、ベース面に連結した固定端を中心として、軸方向に揺動可能（弾性変形可能）な板状部位で、この揺動に伴い、板バネ１６の軸方向高さが変化する。本実施形態では、板バネ１６を三つ設けている。当該三つの板バネ１６は、固定端が自由端より時計回り方向下流側に位置するべく、向きが揃っている。また、三つの板バネ１６は、等間隔で配置されている。
【００２３】
板バネ１６と板バネ１６の間には、ガイド穴１８が形成されている。このガイド穴１８は、後述するガイドピン３４が挿入される穴である。本実施形態において、ガイド穴１８は二つ設けられており、当該二つのガイド穴１８は、いずれも、同じ向きになるように形成されている。以下では、ガイド穴１８のうち、時計回り方向下流側端部を「始端１８ｓ」、時計回り方向上流側端部を「終端１８ｅ」と呼ぶ。ガイド穴１８の径方向幅は、始端１８ｓに近づくにつれ大きくなっている。より具体的には、ガイド穴１８の径方向幅は、終端１８ｅにおいてはガイドピン３４の直径とほぼ同じであり、始端１８ｓにおいてはガイドピン３４より十分に大きい。また、ガイド穴１８の終端１８ｅからは、ベース部を一部切り残すことで形成されるバネ体１８ａが延びている。このバネ体１８ａは、径方向に揺動可能（弾性変形可能）であり、当該バネ体１８ａが揺動することで、ガイド穴１８の径方向幅が変化する。
【００２４】
治具差込穴２２は、回転操作用の治具（図示せず）が差し込まれる穴である。回転操作用治具は、ハウジング３０の軸方向端面に載置されたステータ１０をハウジング３０に対して回転させる際に用いられるもので、例えば、治具差込穴２２に差し込まれる棒体の先端に、ユーザが把持するハンドル等が設けられたものを用いることができる。略矩形切欠２０は、ステータ１０をハウジング３０の軸方向端面に載置する際に、ハウジング３０に設けられた突起体３２とフランジ部１４との干渉を避けるために設けられた切り欠きである。この略矩形切欠２０は、突起体３２が通過可能な形状・サイズの切り欠きであり、突起体３２に対応する位置に設けられている。
【００２５】
ハウジング３０の軸方向端面には、突起体３２や、ガイドピン３４、治具用凹部３８が設けられている。突起体３２は、ハウジング３０の軸方向端面の上側にせり出した略矩形の部材で、軸方向端面との間に保持空間４０を形成する部材である（図２参照）。ステータ１０をハウジング３０に取り付ける際には、この保持空間４０に、上述した板バネ１６を通すようにする。したがって、突起体３２は、板バネ１６と同様に、三つ、等間隔に設けられている。突起体３２の底面には、図２に示すように、段差が形成されており、突起体３２と軸方向端面との間の間隙量は段階的に変化している。その結果、突起体３２と軸方向端面との間には、間隙量が互いに異なる第一空間４２、第二空間４４が形成される。第一空間４２の間隙量は、無負荷状態における板バネ１６の軸方向高さより小さく、第二空間４４の間隙量は第一空間４２の間隙量よりも小さくなっている。また、第一空間４２は時計回り方向下流側に、第二空間４４は反時計回り方向上流側に位置している。
【００２６】
ガイドピン３４は、ガイド穴１８に差し込まれ、当該ガイド穴１８の周縁を干渉することで、ステータ１０の回転をガイドするピンである。したがって、ガイドピン３４は、ガイド穴１８と同様に二つ設けられている。治具用凹部３８は、治具用差込穴を貫通した回転操作用治具と、ハウジング３０の軸方向端面との干渉を防止するために設けられる凹部であり、治具差込穴２２に対応した位置に設けられ、ステータ１０の回転量に応じた大きさを有している。
【００２７】
次に、以上のような構成のステータ１０をハウジング３０に取り付ける際の流れについて説明する。ステータ１０をハウジング３０に取り付ける際には、まず、ステータ１０をハウジング３０の軸方向端面に載置する。このとき、突起体３２が略矩形切欠２０を通過し、かつ、ガイドピン３４がガイド穴１８を通過するようにする。
【００２８】
ステータ１０がハウジング３０の軸方向端面に載置されれば、続いて、回転操作用治具を治具差込穴２２に差しこみ、当該回転操作用治具を用いて、ステータ１０を時計回り方向に回転させる。この回転に伴い、ガイド穴１８とガイドピン３４、および、保持空間４０と板バネ１６の相対位置関係が変化する。これについて、図５、図６を参照して説明する。図５は、ステータ１０を回転させた際におけるガイドピン３４周辺の拡大図であり、図６は、ステータ１０を回転させた際の図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００２９】
はじめに、図５を参照して回転に伴い、ガイド穴１８とガイドピン３４の相対位置関係の変化について説明する。回転初期の段階において、ガイドピン３４は、ガイド穴１８の始端１８ｓ近傍に位置している。ステータ１０を回転させるとガイドピン３４のガイド穴１８に対する位置が終端１８ｅ側に移動する。この移動によりガイドピン３４が、ガイド穴１８の終端１８ｅに到達すると、時計周り方向への更なる回転が規制される。つまり、ガイドピン３４とガイド穴１８の周縁が干渉することにより、ステータ１０の時計回り方向への回転限界が規定される。また、ガイド穴１８の終端１８ｅは、ガイドピン３４の直径とほぼ同じ大きさであるため、終端１８ｅ位置において、ガイド穴１８に対するガイドピン３４の径方向の位置も規制され、ひいては、ステータ１０の軸位置も規制されることになる。
【００３０】
このガイド穴１８とガイドピン３４との相対位置関係の変化と並行して、板バネ１６および保持空間４０も図６に示すような相対位置関係が変化する。すなわち、ステータ１０の回転に伴い、板バネ１６が、その固定端側から順に、保持空間４０に進入していく。このとき、保持空間４０は、間隙量が小さい第二空間４４が、第一空間４２より時計回り方向上流側に位置しているため、板バネ１６は、第一空間４２より先に第二空間４４に到達する。第二空間４４に進入した板バネ１６は、突起体３２の底面と干渉することで、軸方向高さが小さくなる方向に弾性変形（収縮）する。この軸方向高さは、板バネ１６の自由端が第二空間４４を通っている間、最も小さくなる。
【００３１】
そして、ステータ１０が時計回り方向に回転限界まで回転、すなわち、ガイドピン３４がガイド穴１８の終端１８ｅに到達するまで回転すると、板バネ１６の自由端は、第二空間４４を通過して第一空間４２に到達する。板バネ１６の自由端が第一空間４２に到達すると、板バネ１６は、第一、第二空間４２，４４の間隙量差分だけ、弾性復元し、軸方向高さが第二空間４４の間隙量よりも大きくなる。このとき、板バネ１６の自由端は、第一空間４２および第二空間４４の境界に存在する立壁４６と対向することになる。この状態になれば、ステータ１０を反時計回り方向へ回転させようとしても、板バネ１６と立壁４６が干渉するため、回転できないことになる。つまり、この時点において、時計回り方向への更なる回転は、ガイドピン３４およびガイド穴終端１８ｅとの干渉により禁止され、反時計回り方向への回転は、板バネ１６の自由端と立壁４６との干渉により禁止される。結果として、ステータ１０は時計回り、反時計回りのいずれの方向にも回転できなくなり、ハウジング３０に対する周方向角度（回転角度）が固定されることになる。
【００３２】
また、第一空間４２の間隙量は、第二空間４４の間隙量よりも大きいものの、無負荷状態における板バネ１６の軸方向高さよりも小さい。したがって、第一空間４２に位置している板バネ１６は、突起部の底面により下方に押さえつけられた状態となる。この押さえつけにより、ステータ１０は、ハウジング３０の軸方向端面に密着し、その軸方向位置が固定されることになる。
【００３３】
つまり、この時点で、ステータ１０の軸方向の位置は板バネ１６と突起部の底面との干渉により固定され、ステータ１０の周方向の位置（回転角度）は、ガイドピン３４とガイド穴終端１８ｅとの干渉、および、板バネ１６の先端と立壁４６との干渉により固定され、ステータ１０の径方向の位置（ステータ１０の軸とハウジング３０の軸との一致性）は、ガイドピン３４がガイド穴１８の幅方向周縁に干渉することで固定される。そして、これにより、ステータ１０は、適切な位置に安定して取り付けられることになる。
【００３４】
ここで、これまでの説明で明らかなとおり、本実施形態では、ボルトなどの他部材を用いることなく、ステータ１０をハウジング３０に取り付けている。そのため、アンテナ効果によるレゾルバの精度低下の心配がない。また、ステータ１０取り付けのために新たな部品を追加していないため、部品点数の増加も防止できる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、ステータ１０をハウジング３０に対して回転させれば、自動的に、ステータ１０の周方向位置（回転角度）、軸位置（ステータ１０の軸とハウジング３０の軸との一致性）が位置決めされ、かつ、ステータ１０がハウジング３０の軸方向端面に密着した状態で固定される。したがって、特段の位置決め作業を行なわなくても、簡易な操作で、ステータ１０を適切な位置に固定することができる。
【００３６】
なお、ここで説明した形態は一例であり、ステータ１０をハウジング３０に対して相対回転することにより、弾性変形や部材間の干渉を生じさせ、これにより、ステータ１０を規定位置に固定でき得るのであれば、他の構成であってもよい。例えば、本実施形態では、ステータ１０にガイド穴１８、板バネ１６を、ハウジング３０にガイドピン３４、突起部（保持空間４０）を設けているが、これは逆でもよい。したがって、ハウジング３０にガイド穴１８、ステータ１０にガイドピン３４を設けてもよい。また、ハウジング３０に板バネ１６、ステータ１０に当該板バネ１６が通過する保持空間４０を設けてもよい。また、本実施形態では、保持空間４０で保持される弾性体として板バネ１６を用いているが、軸方向高さが可変のバネであれば、他のバネ、例えば、捩じりバネやコイルバネであってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ステータ、１２  センシング部、１４  フランジ部、１６  板バネ、１８  ガイド穴、２０  略矩形切欠、２２  治具差込穴、３０  ハウジング、３２  突起体、３４  ガイドピン、３８  治具用凹部、４０  保持空間、４２  第一空間、４４  第二空間、４６  立壁。
【図１】
2013185882.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2013185882.tif 000006
【図５】
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【図６】
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