JP5862615B2 - レゾルバステータおよびその固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、レゾルバのステータに関し、特にステータを固定する構造に関する。

電動機のロータなど、軸回りに回転する回転体の回転位置を検出するレゾルバが知られている。例えば、電動機に設けられたレゾルバは、電動機のロータと共に回転するレゾルバロータと、レゾルバロータの周囲に配置され電動機のステータに対して固定的に配置されたレゾルバステータを有する。レゾルバロータのレゾルバステータに対する回転位置を検出することにより、電動機のロータのステータに対する位置を検出することができる。

レゾルバステータは、電動機のステータが固定された構造体、例えば電動機のケースに固定される。レゾルバステータのケースに対する位置決めに、ノックピンを用いることができる。下記特許文献１には、ノックピンを用いて電動機のケースに位置決めされたレゾルバステータが示されている。

特開２０１３−９３９８３号公報

ノックピンが、挿入された構造体から抜け落ちてしまう可能性がある。例えば、レゾルバが装着された電動機等の機器が車両に搭載される場合、車両の振動によってノックピンが抜けやすくなる。また、例えば構造体とノックピンが熱膨張率の異なる材質で形成されている場合、熱膨張の差によってノックピンが緩む可能性がある。この状態で、振動が加われば、ノックピンがより抜けやすくなる。

本発明は、ノックピンの抜け落ちを防止することを目的とする。

本発明に係るレゾルバステータは、ノックピンが係合する係合構造を有するステータコアと、係合構造のノックピンが置かれる位置に対向して位置しノックピンの抜けを防止する止め部とを有する。

レゾルバステータが、その装着対象である基準構造体に固定されたとき、止め部は、ノックピンの後端、すなわち基準構造体に設けられたノック穴への挿入方向において後端と対向する。止め部は、ノックピンの後方への動きを規制し、ノックピンがノック穴から抜け落ちることを防止する。

レゾルバステータは、ステータコアに装着されるステータコイルと、このステータコイルの少なくとも一部を覆うカバー部材を有することができ、カバー部材に止め部が設けられるようにできる。

止め部を設けたことにより、ノックピンの抜け落ちが防止できる。

本発明に係るレゾルバおよびその周囲の概略構成を示す断面図である。 レゾルバステータおよびその周囲のＡ方向矢視図である。 レゾルバステータおよびその周囲の斜視図である。 止め部の他の態様を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、電動機１０に備えられたレゾルバ１２を示す断面図である。

電動機１０は、電動機ロータ１４と、電動機ロータ１４を取り囲むように配置される電動機ステータ１６を有する。電動機ロータ１４および電動機ステータ１６は、共に電動機ケース１８内に収められている。電動機ケース１８は、略円筒形のケース本体２０と、ケース本体２０の円筒の一端を覆い、これに固定されたエンドケース２２を含む。ケース本体２０の円筒内面に電動機ステータ１６が固定配置される。電動機ロータ１４は、ロータシャフト２４を含み、ロータシャフト２４は、電動機ケース１８に設けられた軸受２６により回転可能に支持されている。図１においては、ロータシャフト２４の一端のみが示されているが、他端も軸受により回転可能に支持されている。

レゾルバ１２は、ロータシャフト２４に固定されたレゾルバロータ２８と、電動機ケース１８、特にエンドケース２２に固定されたレゾルバステータ３０を有する。レゾルバロータ２８は、楕円形の板形状を有し、この楕円の中心は、ロータシャフト２４の回転軸線上に位置する。ロータシャフト２４が回転すると、レゾルバロータ２８も一体となって回転する。レゾルバロータ２８は、電磁鋼板を回転軸線の方向に積層して形成される。レゾルバステータ３０は、概略円環形状であり、レゾルバロータ２８の外周を取り囲むように配置される。

レゾルバステータ３０は、円環形状のヨーク３２およびヨーク３２の内周から内側に向けて延びるティース３４を有するステータコア３６と、ティース３４に巻き付くように装着されるステータコイル３８とを有する。ステータコア３６は、電磁鋼板をレゾルバロータ２８の回転軸線の方向に積層して形成される。ティース３４は、ヨーク３２の内周に、周方向に沿って複数個が配列されている。ステータコイル３８は、少なくとも一部がカバー部材４０に覆われ、特にこの実施形態ではステータコイル３８が露出しないように全体が覆われている。カバー部材４０は樹脂製であり、例えばインサート成形によって作製することができる。つまり、ステータコイル３８が装着された状態でステータコア３６を成形型内に置き、この型内に樹脂を射出してカバー部材４０を成形する。この実施形態では、カバー部材４０は、複数のティース３４にそれぞれ装着された複数のステータコイル３８を一体に覆うように円環形状に形成されている。また、カバー部材４０は、配線用の端子を覆う部分４２を有していてもよい。

ステータコイル３８は、励磁用コイルと２個の検出用コイルの３種のコイルを含む。２個の検出用コイルは、電動機１０の電気角で９０°の間隔を開けて配置されたティースに装着されている。励磁用コイルに交流電流を印加すると、２個の検出用コイルに電流が誘導される。

ロータシャフト２４の回転に伴ってレゾルバロータ２８が回転すると、楕円形のレゾルバロータ２８の外周面と、ステータコア３６のティース先端とのギャップが周期的に変化する。このため、検出用コイルに誘導される電流が周期的に変化する。この検出用コイルを流れる電流の変化から、レゾルバステータ３０に対するレゾルバロータ２８の回転位置が算出される。レゾルバステータ３０は電動機ケース１８に固定されており、またレゾルバロータ２８は電動機ロータ１４と一体に回転するので、レゾルバ１２は電動機ケース１８を基準とした電動機ロータ１４の回転位置を検出する。よって、この実施形態において、電動機ケース１８は、電動機ロータ１４の回転位置の基準となる構造体（基準構造体）である。

レゾルバロータ２８の形状は、前述の楕円に限られず、回転に伴って、その外周面とステータコア３６のティース先端とのギャップが周期的に変化する形状であればよい。例えば、中心が回転中心からずれて位置する円板形状とすることもできる。

図２および図３は、レゾルバステータ３０と、電動機ケース１８のレゾルバ１２が固定される部分を示す図である。図２は、図１中に示す矢印Ａの方向に視た状態を示す図であり、図３は斜視図である。以下、図１に加え、図２，３を参照して説明する。

ステータコア３６のヨーク３２には、周方向に延びる長穴４４が設けられている。また、電動機ケース１８には、ステータ用ボス４６が設けられている。ステータ用ボス４６には、ねじ穴が設けられており、このねじ穴に、長穴４４を貫通したねじ付ボルト４８をねじ結合させ、レゾルバステータ３０が電動機ケース１８に固定される。レゾルバステータ３０の、電動機ロータ１４の回転軸線に直交する面内における位置決めは、ねじ付ボルト４８と長穴４４の係合により決定される。また、周方向の位置決めは、ノックピン５０により決定される。

ノックピン５０は、電動機ケース１８に設けられたノックピン用ボス５２に設けられたノック穴５４（図１参照）に挿入されている。ノックピン５０は、圧入によってノック穴５４に挿入されてよい。ステータコア３６には、ノックピン５０と係合するための係合溝（係合構造）５６が設けられている。係合溝５６は、ステータコア３６の外周面から内側に延びる溝であり、その幅は、ノックピン５０とすきまばめとなる寸法とすることができる。ノックピン５０は、係合溝５６を貫通し、その挿入方向における後端（図１において右端）は、ステータコア３６の端面から突出している。また、ノックピン５０の後端は、係合溝５６内に留まっていてもよい。同一のステータコア３６に設けられるティース３４と係合溝５６の位置関係は固定されており、係合溝５６とノックピン５０が係合することにより、レゾルバ１２のティース３４と電動機ステータ１６の周方向の位置関係が定められる。

レゾルバステータ３０は、これが電動機ケース１８に固定されたときノックピン５０の後端に対向する位置にノックピン５０の抜け落ちを防止する止め部５８を有する。止め部５８は、カバー部材４０から径方向外側に向けて延び係合溝５６の少なくとも一部を覆うように設けられる。また、止め部５８は、カバー部材４０と一体に形成されてよく、また後付けされてもよい。ノックピン５０の後端と止め部５８は接触してもよいが、間隔を空けて対向してもよい。この間隔は、ノックピン５０がノック穴５４から抜ける方向に移動するときに、完全にノック穴５４から抜ける前に、止め部５８に当接する間隔とする。

ノックピン５０は、圧入によりノック穴５４に固定されたとしても、条件によっては、抜けることが考えられる。例えば、電動機ケース１８がアルミ合金製、ノックピン５０が一般的な鋼製である場合、電動機の発熱による熱膨張によって、ノックピン５０がすきまばめの状態となる場合がある。アルミ合金の熱膨張率は、一般鋼のそれより大きく、高温になると、ノック穴５４の内径がノックピン５０の外径より大きく膨張する。このため、これらのはめあい寸法が、しまりばめ状態から、すきまばめ状態となって緩み、ノックピン５０が抜ける可能性がある。電動機１０が車両に搭載されるものである場合、車両の振動によってもノックピンが緩む場合がある。これらのノックピン５０の抜けに対し、止め部５８を設けることにより、ノックピン５０の抜け落ちを防止できる。

図４は、止め部をステータコアに設けた態様を示す図である。図４は、ノックピン５０の周囲のみを示している。ノックピン５０は、図１〜３に示された態様と同様、ノックピン用ボス５２に設けられたノック穴５４に挿入されている。ステータコア６０は、電磁鋼板を積層して形成され、そのうちのノックピン用ボス５２と反対側の１枚（符号６２で示す）に止め部６４が形成されている。止め部６４は、係合溝５６の開口の少なくとも一部に対向するように設けられている。係合溝５６がノックピン５０に係合したときに、ノックピンの挿入方向後端（図４において上端）に、止め部６４が対向する。止め部６４はまた、電磁鋼板６２の大部分により規定される平面から外れている。また、ノックピン５０の高さを低くし、その挿入方向後端が係合溝５６内に位置する場合には、止め部６４を電磁鋼板６２と同一の平面内に配置するようにしてもよい。

止め部５８，６４は、ノックピン５０の移動を阻止できればよく、ノックピン５０の後端の一部に掛かるように対向するものであってもよい。また、後端全体に対向するものであってもよい。さらにまた、係合溝５６は、ノックピン５０と係合してレゾルバステータ３０の周方向の位置決めが可能な他の構造、例えば孔形状を採用することができる。

１０ 電動機、１２ レゾルバ、１８ 電動機ケース、２４ ロータシャフト、２８ レゾルバロータ、３０ レゾルバステータ、３６ ステータコア、３８ ステータコイル、４０ カバー部材、５０ ノックピン、５２ ノックピン用ボス、５４ ノック穴、５６ 係合溝（係合構造）、５８ 止め部、６０ ステータコア、６４ 止め部。

Claims (2)

1. ステータコアを有するレゾルバステータと、
   レゾルバステータが固定される基準構造体に設けられたノック穴に挿入され、ステータコアに設けられた係合構造と係合するノックピンと、
   を含み、
   レゾルバステータは、ノックピンのピン挿入方向後端に対向して位置しノックピンの抜けを防止する止め部を有し、
   レゾルバステータは、ステータコアに装着されたステータコイルと、ステータコイルの少なくとも一部を覆うカバー部材とを有し、
   止め部は、カバー部材に設けられている、
   レゾルバステータの固定構造。
2. 基準構造体に固定されるレゾルバステータであって、
   基準構造体のノック穴に挿入されたノックピンが係合する係合構造を有するステータコアと、
   係合構造のノックピンが置かれる位置に対向して位置しノックピンの抜けを防止する止め部と、
   ステータコアに装着されたステータコイルと、
   ステータコイルの少なくとも一部を覆うカバー部材と、
   を有し、
   止め部は、カバー部材に設けられている、
   レゾルバステータ。
   

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