(57)【要約】【課題】複数のレゾルバロータを回転軸に安定的に挿入固定できるレゾルバロータの固定構造を提供する。【解決手段】回転軸１４と、回転軸１４の外周面に対し、同じ側から挿入される複数のレゾルバロータ３１，３２とを備え、レゾルバロータ３１，３２の夫々は、シャフト１４に対してシャフト１４の周方向に沿って断続的に当接する複数の爪部４３を備え、回転軸１４の長手方向に沿う方向視において、回転軸１４に対して後から挿入されるレゾルバロータ３２の爪部４３が回転軸１４の外周面に当接する領域の一部が、先に挿入されるレゾルバロータ３１の爪部４３が回転軸１４の外周面に当接する領域と異なる位置に配置されるようにレゾルバロータ３１，３２の夫々が回転軸１４に固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸の外周面に対し、同じ側から挿入される複数のレゾルバロータとを備え、
前記レゾルバロータの夫々は、前記回転軸に対して前記回転軸の周方向に沿って断続的に当接する複数の爪部を備え、
前記回転軸の長手方向に沿う方向視において、前記回転軸に対して後から挿入されるレゾルバロータの爪部が前記回転軸の外周面に当接する領域の一部が、先に挿入されるレゾルバロータの爪部が前記回転軸の外周面に当接する領域と異なる位置に配置されるように前記夫々のレゾルバロータが前記回転軸に固定されているレゾルバロータの固定構造。
【請求項２】
複数の前記レゾルバロータの夫々が有する爪部が、前記回転軸の長手方向に沿う方向視において異なる位置に設けられている請求項１に記載のレゾルバロータの固定構造。
【請求項３】
前記爪部が、前記レゾルバロータの外周部のうち回転位置の測定に寄与する部位の径方向内側とは異なる位置に設けられている請求項１または２に記載のレゾルバロータの固定構造。
【請求項４】
前記レゾルバロータの内周縁において、周方向に沿って延びる前記爪部の長さが、周方向に沿って延び、且つ隣接する前記爪部間の長さよりも短く設定してある請求項１から３の何れか一項に記載のレゾルバロータの固定構造。
【請求項５】
回転軸と、
前記回転軸の外周面に対し、同じ側から挿入される複数の回転体と、
前記回転体に対して径方向の外方から対向するステータとを備え、
前記回転体の夫々は、前記回転軸に対して前記回転軸の周方向に沿って断続的に当接する複数の爪部を備え、
前記回転軸の長手方向に沿う方向視において、前記回転軸に対して後から挿入される前記回転体の爪部が前記回転軸の外周面に当接する領域の一部が、先に挿入される前記回転体の爪部が前記回転軸の外周面に当接する領域と異なる位置に配置されるように前記回転体の夫々が前記回転軸に固定されているモータ用の回転体固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
回転軸に対してレゾルバロータを挿入固定するレゾルバロータの固定構造及びモータ用の回転体固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
レゾルバは、外周面に回転角度検出用の検出面を有するレゾルバロータを回転軸に挿入固定して構成される。特許文献１に記載の技術では、レゾルバロータは鋼板を積層して形成される。積層鋼板のうち軸方向の一端に設けられた１枚の端部鋼板の内周面、または、積層鋼板のうち軸方向の両端に設けられた２枚の端部鋼板の内周面には爪部が設けられている。また、爪部が設けられた端部鋼板の内縁部には、爪部の周方向両側に径方向に凹む凹部が形成されている。レゾルバロータは、端部鋼板に設けられた爪部のみで回転軸の外周面に圧入固定され、積層鋼板の軸方向中間部に設けられた中間部鋼板の内周面は回転軸の外周面には当接しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９３１０１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に記載の技術では、回転軸にモータロータとレゾルバロータが１つずつ挿入固定されている。回転軸に複数のモータが設けられる場合には、回転軸の回転角度の検出精度を高めるために複数のレゾルバが配置されることがある。複数のレゾルバロータは回転軸に対して同じ側から挿入されて固定される。仮に、このとき、回転軸の外周面がレゾルバロータの内周面によって削られると、回転軸に対して複数のレゾルバロータを固定する際に、回転軸に対して後から挿入されるレゾルバロータの当接力が低下する虞がある。その結果、特に後から挿入されるレゾルバロータの固定位相が変化し、モータの回転角の測定精度が低下することとなる。
【０００５】
上記実情に鑑み、複数のレゾルバロータを有するモータにおいては、各レゾルバロータが回転軸に対して安定的に固定できるレゾルバロータの固定構造が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るレゾルバロータの固定構造の特徴構成は、回転軸と、前記回転軸の外周面に対し、同じ側から挿入される複数のレゾルバロータとを備え、前記レゾルバロータの夫々は、前記回転軸に対して前記回転軸の周方向に沿って断続的に当接する複数の爪部を備え、前記回転軸の長手方向に沿う方向視において、前記回転軸に対して後から挿入されるレゾルバロータの爪部が前記回転軸の外周面に当接する領域の一部が、先に挿入されるレゾルバロータの爪部が前記回転軸の外周面に当接する領域と異なる位置に配置されるように前記夫々のレゾルバロータが前記回転軸に固定されている点にある。
【０００７】
レゾルバロータは回転軸の回転数などを測定するものであり、回転軸に対して位置ずれしないように固定される必要がある。レゾルバロータの固定方法としては、例えば回転軸の外周面に対して圧入させる。取り付けの際には、レゾルバロータを回転軸の表面に沿って押し込むが、その際にレゾルバロータの内周縁が回転軸の外周面を幾らか削ることがある。このような削れが生じると、後から取り付けるレゾルバロータの固定状態が不安定となる可能性がある。
【０００８】
そこで、本構成では、後から回転軸に挿入されるレゾルバロータの爪部が回転軸の外周面に当接する領域の一部が、先に挿入されるレゾルバロータの爪部が回転軸の外周面に当接する領域と異なる位置に配置されるようにしている。つまり、後から挿入されるレゾルバロータの爪部の一部は、回転軸の外周面のうち先のレゾルバロータが当接していない部位に当接することができ、回転軸の外周面に対して所定の当接力を発生させることができる。よって、複数のレゾルバロータの全てを回転軸に対して確実に固定することができる。
【０００９】
本発明の他の特徴構成は、複数の前記レゾルバロータの夫々が有する爪部が、前記回転軸の長手方向に沿う方向視において異なる位置に設けられている点にある。
【００１０】
本構成の如く、回転軸に挿入された何れのレゾルバロータについても、爪部どうしが長手方向で異なる位置に設けられることで、複数のレゾルバロータの全ての爪部が、回転軸の外周面のうち他の爪部が当接していない新規な面に当接することとなる。よって、回転軸に対する全てのレゾルバロータの固定がより確実なものとなる。
【００１１】
本発明の他の特徴構成は、前記爪部が、前記レゾルバロータの外周部のうち回転位置の測定に寄与する部位の径方向内側とは異なる位置に設けられている点にある。
【００１２】
回転軸にレゾルバロータを固定する場合、レゾルバロータの爪部が拡径変形することに伴い、爪部の径外方向にある部位にも幾らかの拡径変形が生じる。レゾルバロータは、別に設けた各種センサで回転状態を測定するものであり、測定精度を上げるためには測定に係る部位の回転軌道を安定化する必要がある。よって、本構成のごとく、レゾルバロータのうち回転位置の測定に寄与する部位を爪部とは異なる位相に配置することで、レゾルバロータの回転軸への取付けに伴う変形の影響を少なくしている。
【００１３】
本発明の他の特徴構成は、前記レゾルバロータの内周縁において、周方向に沿って延びる前記爪部の長さが、周方向に沿って延び、且つ隣接する前記爪部間の長さよりも短く設定してある点にある。
【００１４】
本構成であれば、例えば複数のレゾルバロータを回転軸に取り付ける際に、夫々のレゾルバロータを同じ形状としながら、双方のレゾルバロータの爪部どうしを周方向に沿って異なる位相にすることができる。特に、周方向に沿って延びる爪部の長さが、周方向に沿って延び、且つ隣接する爪部間の長さよりも短いほど、回転軸の長手方向に沿って隣接するレゾルバロータの爪部どうしの位相を異なるものとしながら、相対位相の設定範囲が広いものとなる。このように本構成であれば、複数のレゾルバロータを備えた構成を効率的に実現することができる。
【００１５】
本発明に係るモータ用の回転体の固定構造の特徴構成は、回転軸と、前記回転軸の外周面に対し、同じ側から挿入される複数の回転体と、前記回転体に対して径方向の外方から対向するステータとを備え、前記回転体の夫々は、前記回転軸に対して前記回転軸の周方向に沿って断続的に当接する複数の爪部を備え、前記回転軸の長手方向に沿う方向視において、前記回転軸に対して後から挿入される前記回転体の爪部が前記回転軸の外周面に当接する領域の一部が、先に挿入される前記回転体の爪部が前記回転軸の外周面に当接する領域と異なる位置に配置されるように前記回転体の夫々が前記回転軸に固定されている点にある。
【００１６】
本構成は、回転軸に対するレゾルバロータの固定構造に限らず、モータを構成する例えばロータなどの回転体の取り付けにも適用可能である。本構成であれば、回転軸に後から挿入される回転体の爪部の一部が、回転軸の外周面のうち先に挿入された回転体の爪部が当接していない部位に当接することができる。よって、後から挿入される回転体の爪部が回転軸の外周面に対して所定の当接力を発生させることができ、複数の回転体の全てを回転軸に対して確実に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】モータ装置の構成を示す断面図である。
【図２】レゾルバロータの固定構造を示す斜視図である。
【図３】レゾルバロータの固定構造を示す平面図である。
【図４】レゾルバロータの平面図である。
【図５】レゾルバロータの固定構造を示す断面図である。
【図６】別形態のレゾルバロータの固定構造を示す斜視図である。
【図７】別形態のレゾルバロータの固定構造を示す平面図である。
【図８】別形態の爪部を示す図である。
【図９】別形態の爪部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図５に、本発明に係るレゾルバロータの固定構造の実施の形態の一例を示す。図１に示す回転電機１０は例えば自動車用モータとして用いられる。回転電機１０のケース１１は、フレーム１２とブラケット１３とを備えている。回転電機１０の出力軸であるシャフト１４（回転軸の一例）は、一端側がブラケット１３の内周側に固定された軸受１５に保持され、他端側がケース１１の外側に配設される軸受１６に保持されている。
【００２０】
シャフト１４には、２つのモータロータ２１，２２がスペーサ１７を介して固着されている。スペーサ１７は、シャフト１４に当接する筒部１７ａとフランジ部１７ｂとによって構成されている。フレーム１２の内周側には、モータステータ２３、２４がモータロータ２１，２２の外周を囲むように夫々固定されている。モータステータ２３，２４には、励磁コイル２３ａ，２４ａが夫々巻装されている。モータロータ２１，２２には周方向に永久磁石２１ａ，２２ａが夫々配設されている。励磁コイル２３ａ，２４ａに交流電流を供給すると、モータステータ２３，２４に回転磁界が生成され、この回転磁界の影響を受けてモータロータ２１，２２が回転する。
【００２１】
シャフト１４には、複数のレゾルバロータ３１，３２（本実施形態では２つ）がモータロータ２１と軸受１６との間に固定されている。レゾルバロータ３１，３２の外周側にはレゾルバステータ３３，３４が配設されている。レゾルバステータ３３，３４はケース１１の内周側に別途設けられる台座（不図示）等に固定される。レゾルバステータ３３，３４には、励磁コイル及び検出用コイル（不図示）が夫々巻装されている。この励磁コイルに励磁し、検出用コイルから出力信号を得ることでレゾルバロータ３１，３２の回転角度が検出される。レゾルバロータ３１，３２はモータロータ２１，２２と同期して回転する。このため、レゾルバロータ３１，３２によってモータロータ２１，２２の回転角度を検出することができる。
【００２２】
図２に示すように、レゾルバロータ３１，３２は、シャフト１４の外周面に対し、同じ側から挿入されて固定される。レゾルバロータ３１，３２は、複数枚の同形状の鋼板を積層して構成されており、中央部にシャフト１４に挿入される孔部３５を有する（図４）。レゾルバロータ３１，３２を構成する鋼板の各々には位置合わせ用のダボ３７が複数設けられている。
【００２３】
図３に示すように、レゾルバロータ３１（３２）の外周面３１ａ（３２ａ）には、緩やかな曲線で形成された山部３８及び谷部３９が４５度の位相差で交互に設けられている。山部３８は径方向外方に向けて徐々に突出する形状であり、谷部３９は径方向内方に徐々に後退する形状である。
【００２４】
レゾルバロータ３１（３２）の外周面３１ａ（３２ａ）は、レゾルバステータ３３（３４）に対向し、回転角度検出用の外側検出面を構成する。レゾルバロータ３１，３２の外周面３１ａ，３２ａは、レゾルバステータ３３，３４に対向し、回転角度検出用の外側検出面を構成する。第１レゾルバロータ３１と第２レゾルバロータ３２とは、爪部４３の位相に起因して外周側の山部３８及び谷部３９の位相も４５度ずれている。これにより、第１レゾルバロータ３１及び第２レゾルバロータ３２によって測定される回転角度の周期がずれる。その結果、出力値の変位幅が大きくなり過ぎず、適正な範囲に収めることができるため、回転角度の検出精度を高めることができる。
【００２５】
レゾルバロータ３１、３２は、シャフト１４に対してシャフト１４の周方向に沿って断続的に当接する複数の爪部４３（図３では４つ）を備えている。爪部４３は周方向に沿う円弧状であり、周方向の両側に径方向外方に後退した凹部４４を有する。爪部４３は、山部３８の径方向内側ではなく谷部３９の径方向内側に対応する位置に設けられている。レゾルバロータ３１，３２では、外周部のうち山部３８がシャフト１４の回転位置の測定に寄与する部位である。
【００２６】
シャフト１４にレゾルバロータ３１，３２を固定する場合、レゾルバロータ３１，３２の爪部４３が拡径変形することに伴い、爪部４３の径外方向にある部位にも幾らかの拡径変形が生じる。そこで、レゾルバロータ３１，３２において回転位置の測定に寄与する山部３８を爪部４３とは異なる位相に配置し、レゾルバロータ３１，３２のシャフト１４への取付けに伴う変形の影響を少なくしている。
【００２７】
図３に示すように、レゾルバロータ３１，３２の内周縁において、周方向に沿って延びる爪部４３の長さが、周方向に沿って延び、且つ隣接する爪部４３の間である凹部４４の長さよりも短く設定されている。すなわち、爪部４３が周方向に占有する角度αが、爪部４３に隣接する凹部４４が周方向に占有する角度γよりも小さい。
【００２８】
こうすると、複数のレゾルバロータ３１，３２をシャフト１４に取り付ける際に、双方のレゾルバロータ３１，３２の爪部４３どうしを周方向に沿って異なる位相にすることができる。特に、周方向に沿って延びる爪部４３の長さが、周方向に沿って延びる凹部４４の長さよりも短いほど、シャフト１４の長手方向に沿って隣接するレゾルバロータ３１，３２の爪部４３どうしの位相を異なるものにする、相対位相の設定範囲が広くなる。
【００２９】
図２、図３及び図５に示すように、レゾルバロータ３１，３２は、爪部４３がシャフト１４の外周面に圧入されてシャフト１４に固定される。一方、山部３８の内側に位置する凹部４４はシャフト１４の外周面に圧入されておらず、凹部４４とシャフト１４の外周面との間に空隙が形成される。シャフト１４は外周面の周方向においてレゾルバロータ３１，３２が当接する部位が爪部４３の位置に限定される。
【００３０】
図２に示すように、シャフト１４に対して、先に第１レゾルバロータ３１を挿入し、続いて第２レゾルバロータ３２を挿入する。シャフト１４の長手方向に沿う方向視において、シャフト１４に対して後から挿入される第２レゾルバロータ３２の爪部４３がシャフト１４の外周面に当接する領域のうち少なくとも一部が、先に挿入される第１レゾルバロータ３１の爪部４３がシャフト１４の外周面に当接する領域と異なる位置に配置されるように夫々のレゾルバロータ３１，３２がシャフト１４に固定される。
【００３１】
これにより、シャフト１４に後から挿入されるレゾルバロータ３２の爪部４３の一部は、シャフト１４の外周面のうち先のレゾルバロータ３１が当接していない部位に当接することができ、シャフト１４の外周面に対して所定の当接力を発生させることができる。よって、複数のレゾルバロータ３１，３２の全てをシャフト１４に対して確実に固定することができる。
【００３２】
図２及び図３に示す例では、複数のレゾルバロータ３１，３２の夫々が有する爪部４３が、シャフト１４の長手方向に沿う方向視において異なる位置、すなわち重複しない位置に設けられている。こうすると、複数のレゾルバロータ３１，３２の全ての爪部４３が、シャフト１４の外周面のうち他の爪部４３が当接していない新規な面に当接する。よって、シャフト１４に対する全てのレゾルバロータ３１，３２の固定がより確実なものとなる。
【００３３】
〔他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、レゾルバロータ３１，３２の外周側にレゾルバステータ３３，３４を配設する例を示したが、レゾルバステータ３３，３４に代えて、外周側に別の回転角度センサを設けてレゾルバロータ３１，３２を構成してもよい。
【００３４】
（２）上記の実施形態では、第１レゾルバロータ３１及び第２レゾルバロータ３２を同形状にした構成の例を示したが、第１レゾルバロータ３１及び第２レゾルバロータ３２において爪部４３の位置が異なる形態でもよい。本実施形態では、図６及び図７に示すように、第１レゾルバロータ３１は山部３８の径方向内側に爪部４３が設けられ、第２レゾルバロータ３２は谷部３９の径方向内側に爪部４３が設けられている。
【００３５】
このように、第１レゾルバロータ３１の爪部４３と第２レゾルバロータ３２の爪部４３が予め異なる位置で設けられている。こうすると、図６及び図７に示すように、シャフト１４の長手方向に沿う第１レゾルバロータ３１の外周面３１ａと第２レゾルバロータ３２の外周面３２ａとが一致した状態にしてシャフト１４にレゾルバロータ３１，３２を固定することができる。
【００３６】
（３）上記の実施形態では、レゾルバロータ３１，３２の夫々に４つの爪部４３として設ける例を示したが、爪部４３は３つでもよいし、５つ以上であってもよい。また、上記の実施形態では、爪部４３を円弧状に形成した例を示したが、爪部４３の形状は特に限定されない。例えば図８に示すように、爪部４３が２つの凸部４６によって構成されてもよいし、図９に示すように、爪部４３は周方向の中央部４７が径方向内方に突出してシャフト１４に当接する形状であってもよい。
【００３７】
（４）上記の実施形態では、シャフト１４に対して２つのレゾルバロータ３１，３２を固定する例を示したが、シャフト１４に固定されるレゾルバロータが３つ以上でもよい。
【００３８】
（５）上記の実施形態では、複数のレゾルバロータ３１，３２をシャフト１４に固定する構造を例に示したが、シャフト１４にモータ用の回転体を固定する構造であってもよい。上記の構成は、例えば、図１に示される複数のモータロータ２１，２２（回転体の一例）をシャフト１４に固定する構造は、以下の構成により実現される。
【００３９】
モータロータ２１，２２の夫々は、シャフト１４に対してシャフト１４の周方向に沿って断続的に当接する複数の爪部（不図示）を備える。シャフト１４の長手方向に沿う方向視において、シャフト１４に対して後から挿入されるモータロータ２２の爪部がシャフト１４の外周面に当接する領域の一部が、先に挿入されるモータロータ２１の爪部がシャフト１４の外周面に当接する領域と異なる位置に配置されるように夫々のモータロータ２１，２２がシャフト１４に固定される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、シャフトに複数の回転体を挿入固定する構造のものに対して広く用いることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０        ：回転電機
１４        ：シャフト
２１，２２  ：モータロータ
２３，２４  ：モータステータ
３１，３２  ：レゾルバロータ
３３，３４  ：レゾルバステータ
３８        ：山部
３９        ：谷部
４３        ：爪部
４４        ：凹部
【図１】
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【図２】
2017116428.tif 000004
【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】
2017116428.tif 000009
【図８】
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【図９】
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