(57)【要約】【課題】コイルが損傷するのを抑制することができるレゾルバを提供する。【解決手段】レゾルバステータ１２は、その軸方向両側からコイル４３をカバーする環状の第１カバー部５３及び第２カバー部５４と、互いに隣接するティース部４６の間に配置されて第１及び第２カバー部５３，５４同士を連結する複数の柱部５５とを備えている。柱部５５の周方向の両側面５５ｃは、その径方向内端部５５ｃ１が当該側面５５ｃに隣接するティース部４６の先端部４６ｂに対してラビリンス隙間Ｓをあけて配置されている。また、前記両側面５５ｃは、その径方向内端部５５ｃ１から径方向外端部５５ｃ２へ向かうに従ってティース部４６から離反する凹湾曲面とされている。【選択図】図３
2013048540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻回されたティース部を内周側の周方向に間隔をあけて複数有し、ハウジングに固定されている環状のレゾルバステータと、
前記レゾルバステータの径方向内方に配置され、前記ハウジングに転がり軸受を介して支持された回転軸と一体回転可能であるレゾルバロータと、を備えたレゾルバであって、
前記レゾルバステータは、その軸方向両側から前記コイルをカバーする一対のカバー部と、互いに隣接する前記ティース部の間に配置されて前記カバー部同士を連結する複数の柱部とを備え、
前記柱部の周方向の側面は、その径方向内端部が当該側面に隣接する前記ティース部の径方向内端部に対してラビリンス隙間をあけて配置され、かつその径方向内端部から径方向外端部へ向かうに従って当該ティース部から離反する凹湾曲面又はテーパ面とされていることを特徴とするレゾルバ。
【請求項２】
前記ティース部の径方向内端部には、前記柱部の凹湾曲面又はテーパ面の径方向内端部に沿って前記ラビリンス隙間を形成すべく、当該凹湾曲面又はテーパ面に対向するテーパ面又は湾曲面が形成されている請求項１に記載のレゾルバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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レゾルバに関するものである。
【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。レゾルバステータは、円環状に形成され、その外周側はハウジングに固定されている。また、レゾルバステータは、その内周側に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。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、転がり軸受を介してハウジングに支持された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】
前記レゾルバが、例えばハイブリッド自動車の電動機（モータや発電機等）の回転軸の回転角度を検出するために用いられる場合、回転軸を支持する転がり軸受を潤滑するために、回転軸の外周面に形成された給油口から転がり軸受に向けて潤滑油が高圧で吹き付けられるようになっている。
その際、潤滑油は、転がり軸受の近くに配置されたレゾルバステータの内周部にも吹き付けられる場合があるため、潤滑油に異物が混入していると、その異物が隣接するティース部の間に浸入し、コイルが損傷する恐れがある。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、コイルが損傷するのを抑制することができる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】
【０００５】
前記目的を達成するための本発明のレゾルバは、コイルが巻回されたティース部を内周側の周方向に間隔をあけて複数有し、ハウジングに固定されている環状のレゾルバステータと、前記レゾルバステータの径方向内方に配置され、前記ハウジングに転がり軸受を介して支持された回転軸と一体回転可能であるレゾルバロータと、を備えたレゾルバであって、前記レゾルバステータは、その軸方向両側から前記コイルをカバーする一対のカバー部と、互いに隣接する前記ティース部の間に配置されて前記カバー部同士を連結する複数の柱部とを備え、前記柱部の周方向の側面は、その径方向内端部が当該側面に隣接する前記ティース部の径方向内端部に対してラビリンス隙間をあけて配置され、かつその径方向内端部から径方向外端部へ向かうに従って当該ティース部から離反する凹湾曲面又はテーパ面とされていることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、レゾルバステータの内周側において周方向に隣接するティース部の間に柱部が配置され、その柱部の側面の径方向内端部が隣接するティース部の径方向内端部に対してラビリンス隙間をあけて配置されている。これにより、転がり軸受を潤滑する潤滑油がレゾルバステータの内周部に吹き付けられても、前記ラビリンス隙間により隣接するティース部間に潤滑油が浸入するのを抑制することができる。また、隣接するティース部間に潤滑由が浸入しても、その潤滑油は、柱部の側面に形成された凹湾曲面又はテーパ面に沿ってティース部から離反するように流れるため、潤滑油がティース部に巻回されたコイルに付着しにくい。したがって、潤滑油に含まれる異物によってコイルが損傷するのを効果的に抑制することができる。
【０００７】
また、前記ティース部の径方向内端部には、前記柱部の凹湾曲面又はテーパ面の径方向内端部に沿って前記ラビリンス隙間を形成すべく、当該凹湾曲面又はテーパ面に対向するテーパ面又は湾曲面が形成されていることが好ましい。
この場合、ラビリンス隙間は柱部の凹湾曲面又はテーパ面の径方向内端部に沿って形成されるため、このラビリンス隙間から潤滑油が浸入する際に、その浸入方向がティース部から離反する方向となる。これにより、潤滑油がティース部に巻回されたコイルに付着するのをさらに効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のレゾルバによれば、コイルが損傷するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係るレゾルバを示す側面断面図である。
【図２】上記レゾルバのレゾルバステータ及びレゾルバロータを示す正面図である。
【図３】上記レゾルバステータの一部を拡大して示す正面図である。
【図４】上記レゾルバステータのステータコアを示す正面図である。
【図５】上記レゾルバステータを示す斜視図である。
【図６】上記レゾルバステータのカバー部材を分解した状態を示す斜視図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係るレゾルバのレゾルバステータの一部を拡大して示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のレゾルバ１０の実施の一形態を示す側面図である。
本実施の形態のレゾルバ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ものである。なお、回転軸１１には、図示しないがモータジェネレータのロータが（図例では左方向の位置に）固定されている。また、この回転軸１１は、転がり軸受１４及びこれとは軸方向に離れた位置（図例では左方向の位置）に設けられた転がり軸受（図示せず）によって、ハウジング３５内で回転可能に支持されている。
【００１１】
ハウジング３５内には、モータジェネレータのモータステータ（図示省略）が（図例では左方向の位置に）固定されており、ハウジング３５は、その軸方向一方側に、回転軸１１に直交する壁面を有した壁（以下、ハウジング壁５という）を備えている。このハウジング壁５には、回転軸１１を挿通させる開口６が形成されており、レゾルバ１０は、このハウジング壁５に組み付けられている。
【００１２】
レゾルバ１０は、ハウジング３５に固定されたレゾルバステータ１２と、このレゾルバステータ１２の径方向内方に配置されたレゾルバロータ１３とを備えている。さらに、本実施の形態のレゾルバ１０は、ハウジング３５に対して回転軸１１を回転自在に支持するための機能を有している前記転がり軸受１４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。本実施の形態では、回転軸１１に取付部１６が一体に形成されており、レゾルバロータ１３は、この取付部１６に外嵌されて回転軸１１と一体回転可能とされている。なお、図示しないが、取付部１６は、回転軸１１と別体のスリーブであってもよく、このスリーブを介してレゾルバロータ１３は回転軸１１に固定されていてもよい。
【００１３】
転がり軸受１４は、内輪軌道１８を有する内輪１９と、この内輪１９の径方向外側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。本実施の形態の転がり軸受１４は、転動体２２として玉を備えた玉軸受である。転がり軸受１４の外輪２１はケース部材１５に固定され、内輪１９は回転軸１１（取付部１６）のレゾルバロータ１３に近接する位置に固定されている。すなわち、転がり軸受１４は、ケース部材１５と回転軸１１との間に設けられており、ケース部材１５と回転軸１１との相対回転を可能とさせる。
【００１４】
レゾルバロータ１３と転がり軸受１４との間における取付部１６の外周面には、給油口１７が周方向の所定箇所に複数形成されている。この給油口１７は、回転軸１１内に形成された給油路（図示省略）を介して油圧ポンプ（図示省略）に接続されている。この油圧ポンプを駆動すると、給油口１７から径方向外側へ向けて潤滑油が高圧で噴射され、転がり軸受１４が潤滑されるようになっている。
【００１５】
図２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、図３は、レゾルバステータ１２の一部を拡大して示す正面図である。レゾルバステータ１２は環状に形成されており、ステータコア４２と、コイル４３と、インシュレータ４４とを備えている。図１に示されるように、ステータコア４２は、その外周面がケース部材１５の内周面に嵌合されることによって取り付けられている。
【００１６】
ケース部材１５は、図１に示されるように、固定リング３４によってハウジング壁５に取り付けられる。固定リング３４は、周方向に一定の間隔をあけて複数のボス部３６を有しており、このボス部３６にはボルト孔３７が形成されている。そして、ケース部材１５のフランジ部３１に固定リング３４を重ね合わせ、ハウジング壁５に形成された孔８及びフランジ部３１に形成された孔３２に挿入されたボルト３８を、ボス部３６のボルト孔３７に螺合させる。これにより、ケース部材１５がハウジング壁５に固定された状態となる。
【００１７】
図４は、ステータコア４２を示す正面図であり、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おり、円環状の環状部４５と、この環状部４５の内周面４５ａ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。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が巻き付けられる。
【００１８】
図２に示されるように、インシュレータ４４は、合成樹脂等の絶縁材料によって環状に形成されている。また、インシュレータ４４は、図１に示されるように、ステータコア４２の軸方向両側の面にそれぞれ配置されている。そして、図３に示されるように、インシュレータ４４は、ステータコア４２のティース部４６を被覆する被覆部４８を有しており、当該被覆部４８はティース部４６をコイル４３から絶縁している。
【００１９】
インシュレータ４４の被覆部４８は、径方向に一対の壁部５０ａ，５０ｂを有しており、この一対の壁部５０ａ，５０ｂの間にコイル４３が巻き付けられている。ステータコア４２の軸方向の一方面に配置されたインシュレータ４４には、コイル４３を接続させる端子を備えたコネクタ部５１が形成されている（図２参照）。
【００２０】
図２に示されるように、レゾルバロータ１３は、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。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。
【００２１】
図１に示されるように、レゾルバステータ１２は、コイル４３をカバーするカバー部材５２をさらに備えている。図５は、カバー部材５２を備えたレゾルバステータ１２を示す斜視図、図６は、カバー部材５２を分解した状態を示す斜視図である。図５及び図６に示されるように、カバー部材５２は、レゾルバステータ１２の軸方向両側からコイル４３をそれぞれカバーする環状の第１カバー部５３及び第２カバー部５４と、互いに隣接するティース部４６の間に配置されて第１及び第２カバー部５３，５４同士を連結する複数の柱部５５とから構成されている。
【００２２】
第１カバー部５３は、環状に形成されており、その外周にはコネクタ部５１の軸方向一方側（図５の右側）をカバーするボックス状のコネクタカバー５６が固定されている。また、図１に示されるように、第１カバー部５３は、円環部５３ａと環状板部５３ｂとにより断面Ｌ字状に形成されている。そして、環状板部５３ｂによりステータコア４２の軸方向一方側（図１の右側）のコイル４３を軸方向外側から覆った状態で、円環部５３ａがインシュレータ４４の外周に形成された段差部４９に嵌合されている。
【００２３】
第２カバー部５４は、第１カバー部５３と同様に環状に形成されている共に、円環部５４ａと環状板部５４ｂとにより断面Ｌ字状に形成されている。そして、環状板部５４ｂによりステータコア４２の軸方向他方側（図１の左側）のコイル４３を軸方向外側から覆った状態で、円環部５４ａがインシュレータ４４の外周に形成された段差部４９に嵌合されている。
【００２４】
図６に示されるように、第１カバー部５３の環状板部５３ｂには、周方向に一定の間隔をあけて複数（図示例では８個）の柱部５５の軸方向一端が固定されている。柱部５５の軸方向他端は、第２カバー部５４の環状板部５４ｂに溶着して固定されている。図２及び図５に示されるように、柱部５５は、互いに隣接するティース部４６の間に配置されている。
【００２５】
図３に示されるように、柱部５５の外周面５５ａは、ステータコア４２の環状部４５の内周面４５ａに対して隙間をあけて配置されている。柱部５５の内周面５５ｂは、ティース部４６の先端部（径方向内端部）４６ｂの内周面４６ｂ１と略同一円弧面上に配置されている。そして、柱部５５の周方向の両側面５５ｃは、その径方向内端部５５ｃ１が隣接するティース部４６の先端部４６ｂの周方向の側面４６ｂ２に対してラビリンス隙間Ｓをあけて配置されている。このラビリンス隙間Ｓは、０．０１ｍｍ（組み付け干渉しない大きさ）〜０．１０ｍｍ（潤滑油中の異物の大きさよりも小さい大きさ）に設定されているのが好ましい。
さらに、柱部５５の両側面５５ｃは、径方向内端部５５ｃ１から径方向外端部５５ｃ２へ向かうに従ってティース部４６の側面４６ｂ２から離反する凹湾曲面とされている。
【００２６】
以上のように構成されたレゾルバ１０によれば、回転軸１１の給油口１７から径方向外側へ向けて潤滑油が噴射されると、その潤滑油が転がり軸受１４に吹き付けられることにより、転がり軸受１４を潤滑することができる。しかし、給油口１７から噴射された潤滑油は、転がり軸受１４に隣接するレゾルバステータ１２の内周部にも吹き付けられる場合がある。この場合には、レゾルバステータ１２の内周側において、柱部５５の周方向の両側面５５ｃの径方向内端部５５ｃ１が隣接するティース部４６の先端部４６ｂに対してラビリンス隙間Ｓをあけて配置されているため、このラビリンス隙間Ｓにより隣接するティース部４６の先端部４６ｂ間に潤滑油が浸入するのを抑制することができる。また、潤滑由がティース部４６の先端部４６ｂ間に浸入しても、その潤滑油は、柱部５５の両側面５５ｃに形成された凹湾曲面に沿って、前記先端部４６ｂの側面４６ｂ２から離反するように径方向外端部５５ｃ２へ向けて流れるため、潤滑油がティース部４６に巻回されたコイル４３に吹き付けられにくく、付着しにくい。したがって、潤滑油に含まれる異物によってコイル４３が損傷するのを効果的に抑制することができる。その結果、コイル４３にコーティング処理を行う必要がないため、生産効率を高めることができる。また、コイル４３にコーティング処理を行っているレゾルバステータの場合には、そのコーティングが剥がれるのを抑制することができる。
【００２７】
図７は、本発明の他の実施の形態に係るレゾルバ１０のレゾルバステータ１２の一部を拡大して示す正面図である。本実施の形態では、ティース部４６の先端部４６ｂの側面４６ｂ２に、テーパ面４６ｂ３が形成されている。これに伴い、柱部５５の内周面５５ｂは、上述の実施の形態（図３参照）に比べて、周方向の幅が広く形成されている。
【００２８】
テーパ面４６ｂ３は、ティース部４６の側面４６ｂ２の径方向内端部において、柱部５５の側面５５ｃ１に形成された凹湾曲面の径方向内端部５５ｃ１に沿って、ラビリンス隙間Ｓを形成すべく、当該凹湾曲面に対向して形成されている。ラビリンス隙間Ｓは、上述の実施の形態と同様に、０．０１ｍｍ〜０．１０ｍｍに設定されているのが好ましい。本実施の形態のその他の構成は、上述の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。なお、ティース部４６の先端部４６ｂの側面４６ｂ２に、テーパ面４６ｂ３を形成しているが、これに替えて、凸状又は凹状の湾曲面を形成してもよい。
【００２９】
以上のように構成されたレゾルバ１０によれば、ラビリンス隙間Ｓが柱部５５の凹湾曲面の径方向内端部５５ｃ１に沿って形成されるため、ラビリンス隙間Ｓから潤滑油が浸入する際に、その浸入方向がティース部４６の先端部４６ｂから離反する方向となる。これにより、潤滑油がティース部４６に巻回されたコイル４３に吹き付けられるのを効果的に抑制することができる。したがって、潤滑油に含まれる異物によってコイル４３が損傷するのを、さらに効果的に抑制することができる。
【００３０】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、前記実施の形態では、柱部５５の側面５５ｃは、凹湾曲面とされているが、直線状に傾斜するテーパ面とされていてもよい。
また、前記実施の形態では、モータジェネレータの回転軸１１の回転角度を検出するためのレゾルバ１０であり、レゾルバ１０はモータジェネレータのハウジング３５に取り付けられる場合を説明したが、その他の用途を有する機器の回転軸の回転角度を検出するために、当該機器のハウジングに取り付けられるものであってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
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、３５：ハウジング、４３：コイル、４６：ティース部、４６ｂ：先端部（径方向内端部）、４６ｂ２：側面、４６ｂ３：テーパ面、５３：第１カバー部、５４：第２カバー部、５５：柱部、５５ｃ：側面、５５ｃ１：径方向内端部、５５ｃ２：径方向外端部、Ｓ：ラビリンス隙間
【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】
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