(57)【要約】【課題】ロータ内側の凸部と、回転軸に設けられた凹部とを嵌合させた回り止めの構造において、凸部の根元部分に回転軸の凹部縁との干渉を避ける逃げ溝を設けても、この逃げ溝がレゾルバの特性に悪影響を与えることがない構造を提供する。【解決手段】ＶＲ型レゾルバのロータ１００において、シャフトを取り付けるための中空部１０１、中空部１０１の内周面から回転中心の方向に突出した凸部１０６、この凸部１０６の根元の部分に形成され、回転中心から離れる方向へは窪まず、前記突起部の内部の方向に窪んだ逃げ溝１０７，１０８を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを取り付けるための中空部と、
前記中空部の内周面から回転中心の方向に突出した突起部と、
前記突起部の根元の部分に形成され、回転中心から離れる方向へは窪まず、前記突起部の内部の方向に窪んだ溝と
を有することを特徴とするＶＲ型レゾルバのロータ。
【請求項２】
前記ロータは、軸方向から見た厚みが相対的に厚い肉厚部分と相対的に薄い肉薄部分とを有し、
前記突起部が前記肉厚部分を避けた位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＶＲ型レゾルバのロータ。
【請求項３】
前記突起部が前記肉薄部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のＶＲ型レゾルバのロータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロータを用いたことを特徴とするＶＲ型レゾルバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸への固定の構造に特徴のあるＶＲ型レゾルバのロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ロータの内側に凸部を設け、回転軸との回り止めを目的としたＶＲ型レゾルバのロータの構造が開示されている。特許文献１には、ロータ内側の凸部の両側に、回転軸の凹部の縁の部分におけるバリ等の逃げ溝として、ロータの回転中心から離れる方向に向けて窪んだ逃げ用凹部を設けた構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７４５３５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に記載の構造では、逃げ用凹部が回転中心から離れる方向に窪んでいるので、その部分においてロータの肉厚が部分的に薄くなる。ＶＲ型レゾルバでは、径方向の肉厚が一様でないロータの回転により生じるロータとステータとの間のギャップパーミアンスの周期的な変化をステータ側の検出コイル（出力巻線）が検出し、それに基づきＲＤコンバータにおいてロータの回転角度が算出される。
【０００５】
ここで、ロータの肉厚が部分的に薄い場合があると、その部分において磁路の断面積が狭くなるので、その部分での磁気抵抗が高くなる。この磁気抵抗が部分的に高くなった部分は、バランスよくロータ内に存在しているわけではない。よってその存在は、検出される波形（ｓｉｎ検出巻線およびｃｏｓ検出巻線に誘起される周期的に変化する電圧の波形）の周期性が理想的な状態から崩れる要因となる。
【０００６】
ＶＲ型レゾルバは、ｓｉｎ検出巻線から検出されるサインカーブを示す誘起電圧の変化と、ｃｏｓ検出巻線から検出されるコサインカーブを示す誘起電圧の変化とに基づき、ＲＤコンバータにおいて、ロータの回転角度を算出するのであるが、検出されるサインカーブの電圧変化とコサインカーブの電圧変化に、理想的なサインカーブおよびコサインカーブからズレがあると、それが角度検出の誤差となる。
【０００７】
したがって、上記逃げ用凹部の存在によるロータ内部における部分的な磁気抵抗の増加は、レゾルバ特性に悪影響を与える。この傾向は、ロータの肉厚が薄い部分に上記の逃げ用溝を形成した場合に特に顕著になる。つまり、肉厚の薄い部分に逃げ用凹部が設けられていると、逃げ用凹部が設けられた部分が更に肉薄となるので、上述した理由に起因する角度検出精度の低下がより顕著になる。
【０００８】
このような背景において、本発明は、ロータ内側の突起部と、回転軸に設けられた凹部とを嵌合させる回り止めの構造において、突起部の根元部分に回転軸の凹部縁との干渉を避ける逃げ溝を設けても、この逃げ溝がレゾルバの特性に悪影響を与えることがない構造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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、シャフトを取り付けるための中空部と、前記中空部の内周面から回転中心の方向に突出した突起部と、前記突起部の根元の部分に形成され、回転中心から離れる方向へは窪まず、前記突起部の内部の方向に窪んだ溝とを有することを特徴とするＶＲ型レゾルバのロータである。請求項１に記載の発明によれば、溝が回転中心から離れる方向に窪んでいないので、溝が設けられた部分においてロータの肉厚が部分的に薄くなることがなく、動作状態においてロータ内部に形成される磁路が部分的に狭くなる状態とならない。そのため、溝が形成されることによるレゾルバ特性の悪化が抑えられる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ロータは、軸方向から見た厚みが相対的に厚い肉厚部分と相対的に薄い肉薄部分とを有し、前記突起部が前記肉厚部分を避けた位置に設けられていることを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、ロータの肉厚が最大の部分に比較して薄い部分に回転軸側の凹部と嵌合させるための突起部を設け、更にその両サイドに干渉防止用の逃げ溝を設けても、レゾルバ特性の悪化が抑えられる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記突起部が前記肉薄部に設けられていることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、凸部およびその両側の逃げ溝を肉厚が最も薄い部分に設けても、レゾルバ特性が悪化することがない。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロータを用いたことを特徴とするＶＲ型レゾルバである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロータ内側の突起部と、回転軸に設けられた凹部とを嵌合させる回り止めの構造において、突起部の根元部分に回転軸の凹部縁との干渉を避ける逃げ溝を設けても、この逃げ溝がレゾルバの特性に悪影響を与えることがない構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】発明の実施形態におけるＶＲ型レゾルバのロータの断面図（Ａ）と、その一部を拡大した断面図（Ｂ）である。
【図２】シャフトの断面図である。
【図３】ロータにシャフトを取り付けた状態を軸方向から見た断面図である。
【図４】従来技術におけるロータの断面図（Ａ）と、発明を利用したロータの断面図（Ｂ）である。
【図５】他の実施形態におけるＶＲ型レゾルバのロータの断目図（Ａ）と、その一部を拡大した断面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（１）第１の実施形態
図１には、発明の実施形態におけるＶＲ型レゾルバのロータ１００の断面図である。図１には、ロータ１００を軸方向から見た断面の状態が示されている。図１（Ａ）には、全体が示され、図１（Ｂ）には、一部分を拡大した断面の構造が示されている。ロータ１００は、軟磁性材料の薄板（例えば、珪素鋼板や電磁鋼板）を図示する形状に加工し、それを軸方向で複数毎重ねた構造を有している。ロータ１００は、軸倍角が２ＸのＶＲ型レゾルバ用のロータであり、回転中心から離れる方向に突出した磁極となる部分が２箇所（図の上下の部分）ある。すなわち、ロータ１００は、第１の磁極を構成する第１の肉厚部１０２、第２の磁極を構成する第２の肉厚部１０３、肉厚部１０２と１０３の間の部分の相対的に最も肉厚が薄くなる肉薄部１０４，１０５を有している。
【００１６】
ロータ１００には、回転軸となるシャフトが嵌め込まれる中空部１０１が形成されている。中空部１０１には、肉厚部１０２の内面側（シャフト側の内周面）から回転中心（軸中心）の方向に突出した突起部である凸部１０６が設けられている。図１（Ｂ）には、凸部１０６の部分が拡大して示されている。
【００１７】
図１（Ｂ）に示すように、凸部１０６の両側面の根もとの部分には、周方向に窪んだ逃げ溝１０７，１０８が設けられている。ここで、破線１０９は、ロータ１００の内径面の延長線である。ここで、内径面というのは、中空部１０１の内径が一定となるロータ１００内側の面である。逃げ溝１０７，１０８は、周方向に窪んでおり、破線１０９の外側（回転中心から離れる方向）には延在しない構造を有している。すなわち、逃げ溝１０７，１０８は、回転中心から離れる方向へは窪まず、凸部１０６の内部の方向に窪んだ構造を有している。なお、凸部１０６の軸方向の長さは、ロータ１００の軸方向の長さと同じであっても良いし、ロータ１００の軸方向の一部の長さであっても良い。
【００１８】
図２には、中空部１０１に嵌め込まれるシャフト２０１の軸方向から見た断面図が示されている。シャフト２０１は、ロータ１００の回転軸となる円柱状の部材である。シャフト２０１の外周面には、凹部２０２が設けられている。凹部２０２は、ロータ１００の凸部１０６と噛み合う形状を有している。凹部２０２にロータ１００の凸部１０６が噛み合うことで、ロータ１００とシャフト２０１を結合させた状態において、一方が他方に対して相対的に回転（空転）することがない構造が得られる。
【００１９】
図３には、図２のシャフト２０１を図１のロータ１００の中空部１０１に差し込み、シャフト２０１とロータ１００とを結合させた状態が示されている。図３（Ａ）には全体が示され、図３（Ｂ）には、ロータ１００側の凸部１０６とシャフト２０１の凹部２０２が噛み合った部分の断面の状態が拡大されて示されている。
【００２０】
以下、逃げ溝１０７，１０８を設ける理由について説明する。図４（Ａ）には、逃げ溝１０８，１０９を形成せずに、凸部１０６を形成した場合の断面が示されている。図４（Ｂ）には、図４（Ａ）に示す構造において、逃げ溝１０８，１０９を形成した場合の断面が示されている。ここでは、電磁鋼板や珪素鋼板をプレス加工により、図示する形状に加工する方法で得られた状態が示されている。なお、加工方法については、プレス加工に限定せず、ワイヤーカット加工を用いてもよい。
【００２１】
図４（Ａ）に示す状態の場合、符号４０１，４０２の隅の部分は、正確にプレス型の形状が再現されず、Ｒが付いたＲ部となる。これは、プレス加工時に鋼板の僅かな変形等により、隅の部分の形状がプレス型のエッジの形状と同じとならず、また、プレス加工の場合には金型の消耗を減らすために角部をＲにしたり、ワイヤーカット加工の場合にはワイヤー径によりＲとなり、丸くなるからである。
【００２２】
他方で、図２のシャフト２０１における凹部２０２は、切削加工により形成されるので、凹部２０２の縁の部分２０３，２０４のエッジは高い再現性で意図する形状となる。このため、図４（Ａ）に示す状態のロータ１００の中空部１０１に、図２のシャフト２０１を挿入した場合、Ｒ部４０１，４０２の部分と凹部２０２の縁の部分２０３，２０４とが干渉し、ロータ１００とシャフト２０１との結合がスムーズに行えない問題が生じる。
【００２３】
ここで、図１、図４（Ｂ）に示す逃げ溝１０８，１０９をロータ１００の側に形成した構造を採用することで、上記の問題が解消される。すなわち、図４（Ｂ）の逃げ溝１０８，１０９を形成することで、当該隅の部分が過剰に窪んだ形状に加工されるので、加工精度に起因する図４（Ａ）のＲ部４０１，４０２に相当する部分が形成されない。このため、上記のロータ１００とシャフト２０１との結合がスムーズに行えない問題が解決される。また、何らかの理由により、図２のシャフト２０１側の符号２０３，２０４の部分にバリが生じても、このバリが図１および図４（Ｂ）に示す逃げ溝１０８，１０９の部分に逃げるので、バリの存在によりロータ１００とシャフト２０１との結合がスムーズに行えなくなる問題が生じない。
【００２４】
以上の理由により、逃げ溝１０７，１０８が設けられる。なお、逃げ溝１０７，１０８の形成は、プレス加工時に同時に形成する方法が一般的であるが、図４（Ａ）に示す形状を得た後に追加の加工を行い、図４（Ｂ）に示す形状を得る方法も可能である。
【００２５】
（２）第２の実施形態
ロータの内側に設けられる凸部の位置は、図１の場合に限定しない。以下、この一例を説明する。図５には、ロータ５００が示されている。ロータ５００は、図１のロータ１００と同様に軸倍角が２ＸのＶＲ型レゾルバ用のロータである。ロータ５００は、シャフトが挿入される中空部５０１、肉厚部５０２，５０３、肉薄部５０４，５０５を有している。肉厚部５０２，５０３は、ロータの磁極となる部分であり、肉薄部５０４，５０５は、肉厚部５０２と５０３の間の部分を繋ぐ相対的に厚みの薄い部分である。
【００２６】
この例では、凸部５０６が肉薄部５０４の部分の内側（回転中心側）に設けられている。凸部５０６の両側面の根元の部分には、周方向に食い込んだ形状に窪んだ逃げ溝５０７，５０８が設けられている。凸部５０６および逃げ溝５０７，５０８の構造は、図１の凸部１０６および逃げ溝１０７，１０８と同じである。この場合も、シャフト（図示省略）側に凸部５０６に嵌合する凹部が設けられる。そして、ロータ５０１と図示省略したシャフトを結合させた際に、図示省略したシャフト側の凹部に凸部５０６が嵌合する。
【００２７】
この例では、ロータ５００の肉厚が最も薄い肉薄部５０４の内側に凸部５０６を設け、さらにその部分に逃げ溝５０７，５０８を設けている。仮に、逃げ溝５０７，５０８をロータ内径面の延長線５０９より外側（回転中心から離れる方向）に延在する状態で設けた場合、肉薄部５０４に更に厚みが部分的に薄くなる部分が形成されることになり、レゾルバ特性に悪影響を与える可能性が増大する。しかしながら、図５（Ｂ）に示すように、逃げ溝５０７，５０８をロータ内径面の延長線５０９より外側に延在させず、内側に止め、逃げ溝の窪みの方向を円周方向とすることで、肉薄部５０４に部分的に更に厚みが薄くなる部分が形成されることがない。そのため、肉薄部５０４に部分的に更に肉薄となる部分が形成されることに起因するレゾルバ特性への悪影響の発生が抑えられる。
【００２８】
（３）第３の実施形態
図１のロータ１００または図５のロータ５００を利用したＶＲ型レゾルバについて説明する。この場合、ロータの構造以外の部分は、通常の軸倍角が２ＸのＶＲ型レゾルバと同じである。簡単に説明すると、この場合のＶＲ型レゾルバは、励磁巻線、ｓｉｎ検出巻線、ｃｏｓ検出巻線が配置されたステータ（図示省略）の内側にロータ１００またはロータ５００が回転自在な状態で配置される。図示省略したステータの内側には、上記巻線を巻回した複数の突極が配置され、この突極の先端から隙間を隔てた位置にロータ１００または５００が回転自在な状態で保持される。
【００２９】
（その他）
凸部１０６および凸部５０６の数は、一つに限定されず、複数であってもよい。実施形態では、軸倍角が２Ｘの場合のロータの例を示したが、軸倍角の数は任意に設定することができる。本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、ＶＲ型レゾルバに利用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１００…ロータ、１０１…中空部、１０２…肉厚部、１０３…肉厚部、１０４…肉薄部、１０５…肉薄部、１０６…凸部、１０７…逃げ溝、１０８…逃げ溝、１０９…ロータ内径面の延長線、２０１…シャフト、２０２…凹部、２０３…エッジ部分、２０４…エッジ部分、５００…ロータ、５０１…中空部、５０２…肉厚部、５０３…肉厚部、５０４…肉薄部、５０５…肉薄部、５０６…凸部、５０７…逃げ溝、５０８…逃げ溝、５０９…ロータ内径面の延長線。
【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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