TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2021078173
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210520
出願番号2019200664
出願日20191105
発明の名称レゾルバ
出願人ミネベアミツミ株式会社
代理人特許業務法人虎ノ門知的財産事務所
主分類H02K 24/00 20060101AFI20210423BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モータ部分からの漏洩磁束によりレゾルバが受ける影響を抑制し、レゾルバの角度検出精度の低下を防止すると共に、薄型化を図ったレゾルバを提供すること。
【解決手段】実施形態のレゾルバは、ロータコアと、ステータコアと、ノイズ誘導リングとを備える。前記ロータコアは、回転軸に固定される。前記ステータコアは、前記ロータコアの周囲に配置される。前記ノイズ誘導リングは、前記ステータコアのコアバックの軸方向におけるモータ部分側の端面に設けられる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
回転軸に固定されるロータコアと、
前記ロータコアの周囲に配置されるステータコアと、
前記ステータコアのコアバックの軸方向におけるモータ部分側の端面に設けられるノイズ誘導リングと、
を備えるレゾルバ。
続きを表示(約 540 文字)【請求項2】
前記モータ部分のロータに埋め込まれた永久磁石の最内径が、前記コアバックの内径よりも小さい場合に、前記ノイズ誘導リングは、前記ステータコアに接する面の内径よりも、前記ステータコアと反対側の面の内径が小さい、
請求項1に記載のレゾルバ。
【請求項3】
前記ノイズ誘導リングの前記ステータコアに接する面の内側の端部と、前記ノイズ誘導リングの前記ステータコアと反対側の面の内側の端部とを結んだ仮想的な線は、前記モータ部分のロータに埋め込まれた永久磁石の内側の端部に接するか内側に存在する、
請求項2に記載のレゾルバ。
【請求項4】
前記コアバックの最内径D1に対する前記ノイズ誘導リングの内径d1の比率(d1/D1)が、略1.03以下である、
請求項1〜3のいずれか一つに記載のレゾルバ。
【請求項5】
前記比率(d1/D1)が、略0.96である、
請求項4に記載のレゾルバ。
【請求項6】
前記ステータコアの厚さTに対する前記ノイズ誘導リングの厚さtの比率(t/T)が、略0.14以上で略0.29以下である、
請求項1〜5のいずれか一つに記載のレゾルバ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、レゾルバに関する。
続きを表示(約 7,000 文字)【背景技術】
【0002】
モータの回転角度を検出する手段として、レゾルバが知られている。レゾルバはモータ筐体内に配置されることが多く、モータの小型化に伴ってモータの本体部分(モータ部分)にレゾルバが近接して配置されると、モータの励磁コイルやマグネットから発生する漏洩磁束の影響を受ける。すなわち、モータの漏洩磁束がレゾルバの巻線に鎖交し、レゾルバの出力信号にノイズとして重畳し、レゾルバの角度検出精度が低下してしまう。
【0003】
このため、モータの本体部分から漏洩する磁束によりレゾルバが受ける影響を少なくするレゾルバ付モータが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。このレゾルバ付モータでは、モータ本体から漏洩する磁束を誘導するリテーナをレゾルバと所定の間隔を空けてモータロータ側に配置することで、レゾルバが受ける影響を少なくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2010−154710号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述した磁束を誘導するリテーナによる手法では、リテーナが非磁性材からなるシールド部材を介してモータのケースに固定され、リテーナとレゾルバとの間には所定の間隔が設けられ、リテーナは磁気的に浮いた状態となっている。そのため、リテーナには磁気飽和しないような厚さが必要とされるところ、モータの小型化の要請から充分な厚さを確保することは困難であり、充分なノイズ低減の効果が期待できなかった。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モータ部分からの漏洩磁束によりレゾルバが受ける影響を抑制し、レゾルバの角度検出精度の低下を防止すると共に、薄型化を図った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】
【0007】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るレゾルバは、ロータコアと、ステータコアと、ノイズ誘導リングとを備える。前記ロータコアは、回転軸に固定される。前記ステータコアは、前記ロータコアの周囲に配置される。前記ノイズ誘導リングは、前記ステータコアのコアバックの軸方向におけるモータ部分側の端面に設けられる。
【0008】
本発明の一態様に係るレゾルバは、モータ部分からの漏洩磁束によりレゾルバが受ける影響を抑制し、レゾルバの角度検出精度の低下を防止すると共に、薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1は、一実施形態にかかるモータの外観斜視図である。
図2は、モータの縦断面図(図1におけるA−A断面図)である。
図3は、モータ内におけるレゾルバの配置を軸方向から見た図である。
図4は、モータの縦断面図(図1におけるA−A断面図)におけるレゾルバ付近だけの拡大図である。
図5は、レゾルバのステータコアとノイズ誘導リングとを軸方向から見た図である。
図6は、レゾルバのステータコアおよびノイズ誘導リングの縦断面図(図5におけるB−B断面図)である。
図7は、比較例の構成を示す断面図である。
図8は、レゾルバのステータコアのコアバックの最内径に対するノイズ誘導リングの内径の比率(d1/D1)と、ノイズとなる鎖交磁束との関係の例を示すグラフである。
図9は、レゾルバのステータコアの厚さに対するノイズ誘導リングの厚さの比率(t/T)と、ノイズとなる鎖交磁束との関係の例を示すグラフである。
図10Aは、レゾルバの部分的な縦断面図(図4における領域C)(1)である。
図10Bは、レゾルバの部分的な縦断面図(図4における領域C)(2)である。
図10Cは、レゾルバの部分的な縦断面図(図4における領域C)(3)である。
図10Dは、レゾルバの部分的な縦断面図(図4における領域C)(4)である。
図10Eは、レゾルバの部分的な縦断面図(図4における領域C)(5)である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、実施形態に係るレゾルバについて図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、1つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。
【0011】
図1は、一実施形態にかかるモータ1の外観斜視図である。図1において、モータ1は、有底円筒状のハウジング2と、このハウジング2の開口側に固定されたエンドブラケット3とから筐体が構成されている。エンドブラケット3の中央には円筒状の凸部3aが設けられ、この凸部3aの中央からはシャフト4が出ている。凸部3aの内部には、レゾルバが設けられている。
【0012】
図2は、モータ1の縦断面図(図1におけるA−A断面図)であり、シャフト4については断面を省略している。図2において、シャフト4は、ハウジング2に設けられた軸受6と、エンドブラケット3に設けられた軸受5とにより回動可能に支持されている。
【0013】
モータ1のモータ部分は、シャフト4に固着されたロータ7と、ハウジング2の円筒部の内側に固定されたステータコア9と、ステータコア9のティース(9a)に巻回された励磁巻線10とを有している。モータ1のモータ部分は、例えば、ロータ7に永久磁石(8)が埋め込まれたIPM(Interior Permanent Magnet)型モータである。
【0014】
レゾルバ11は、シャフト4に固定(嵌着)されたロータコア12と、エンドブラケット3の内側に固定されたステータコア13と、このステータコア13のティースにインシュレータ14を介して巻回されたステータ巻線15とを有している。レゾルバ11は、例えばVR(バリアブルリラクタンス)型レゾルバであり、ステータコア13の内側にロータコア12が配置されたインナーロータ型のレゾルバである。
【0015】
図3は、モータ1内におけるレゾルバ11の配置を軸方向から見た図である。図4は、モータ1の縦断面図(図1におけるA−A断面図)におけるレゾルバ11付近だけの拡大図である。図5は、レゾルバ11のステータコア13とノイズ誘導リング16とを軸方向から見た図である。図6は、レゾルバ11のステータコア13およびノイズ誘導リング16の縦断面図(図5におけるB−B断面図)である。
【0016】
図3〜図6において、レゾルバ11のステータコア13は、環状のコアバック13aから径方向内側に突出する複数(図示の例では10本)のティース13bを有している。隣接するティース13bの間はスロット17となっている。ステータコア13は、ケイ素鋼板などの軟磁性材からなるプレートからプレス加工により製作された複数のコア片が軸方向に所定枚数積層されることで構成されている。
【0017】
前述のように、ステータコア13のティース13bにはインシュレータ14を介してステータ巻線15が巻回されている。ステータ巻線15は、励磁巻線と出力巻線とから構成されている。励磁巻線には外部から励磁電流が供給される。出力巻線は、ロータコア12の回転に伴ってsin相の信号を出力するsin相出力巻線と、sin信号と90°位相が異なったcos相の信号を出力するcos相出力巻線とから構成されている。
【0018】
ロータコア12の外周面は、径方向外側に凹凸した非円形の形状(図3では2箇所の凸部を有した軸倍角が2Xの場合を図示)となっている。ロータコア12は、ケイ素鋼板などの軟磁性材からなるプレートからプレス加工により製作された複数のコア片が軸方向に所定枚数積層されることで構成されている。
【0019】
図3においては、レゾルバ11の背後に、モータ部分のロータ7とステータコア9とが示されている。ロータ7には、永久磁石8が埋め込まれている。ステータコア9はティース9aを有している。
【0020】
図4において、レゾルバ11のステータコア13のコアバック13aの軸方向におけるモータ部分側の端面には、モータ部分から軸方向に漏れた漏洩磁束を誘導するためのノイズ誘導リング16が設けられている。ノイズ誘導リング16は、リング形状を有し、ステータコア13のコアバック13aに固着されている。ノイズ誘導リング16は、ケイ素鋼板などの軟磁性材からなるプレートからプレス加工により製作される。なお、ノイズ誘導リング16の透磁率は、ステータコア13の透磁率と同等であることを想定しているが、両者の透磁率を異ならせてもよい。例えば、ノイズ誘導リング16の透磁率をステータコア13の透磁率よりも大きくすることができる。また、反対に、ノイズ誘導リング16の透磁率をステータコア13の透磁率よりも小さくすることができる。
【0021】
前述のように、レゾルバ11のステータコア13のティース13bにはインシュレータ14を介してステータ巻線15が巻回されている。インシュレータ14は、例えば、ノイズ誘導リング16を固着したステータコア13をインサートして、樹脂の射出成型にてステータコア13に一体成形されている。なお、ノイズ誘導リング16を固着したステータコア13の軸方向両側からそれぞれ第1のインシュレータと第2のインシュレータとを嵌め込んで形成したものであってもよい。
【0022】
また、図6に示されるように、ノイズ誘導リング16は、ステータコア13に接する面の内径d1よりも、ステータコア13と反対側の面の内径d2が小さくなっている。図5および図6では、内径d1となる内径ラインを16e1として、内径d2となる内径ラインを16e2として示している。また、ステータコア13のコアバック13aの最内径ラインを13e、最内径をD1、ステータコア13の軸方向の厚さをT、ノイズ誘導リング16の厚さをtとして示している。
【0023】
図7は、比較例の構成を示す断面図であり、特許文献1に示された構成である。図7において、レゾルバ付モータ10’は、ケース12’内にモータ本体14’とレゾルバ16’とを有する。モータ本体14’は、ケース12’に軸受18’を介して回転可能に支持される回転軸20’と、回転軸20’に固定され一体に回転するモータロータ22’と、モータロータ22’の周囲に配置されるモータステータ24’とを有する。モータステータ24’には、モータコイル26’が巻回されている。レゾルバ16’は、モータロータ22’と間隔をおいて、回転軸20’の軸方向端部に固定されるレゾルバロータ28’と、このレゾルバロータ28’の周囲に配置されるレゾルバステータ30’とを有する。レゾルバステータ30’にはレゾルバステータコイル30a’が巻回されている。
【0024】
レゾルバ付モータ10’は、レゾルバ16’と所定の間隔を空けてモータロータ22’側に配置され、モータ本体14’から漏洩する磁束を誘導するリテーナ34’を備えている。磁性体からなるリテーナ34’は、ケース12’にボルトを介して固定され、リテーナ34’とケース12’との間には非磁性材からなるシールド部材が挟まれており、レゾルバステータ30’の側面の径方向外側を覆うように設けられている。このため、モータ本体14’から漏洩する磁束がリテーナ34’に誘導される結果、モータ本体14’から漏洩する磁束によりレゾルバ16’が受ける影響を抑制することができる。
【0025】
しかし、レゾルバ付モータ10’は、リテーナ34’とケース12’との間には非磁性材からなるシールド部材が介装された構成となっているため、モータ本体14’から軸方向に漏れた漏洩磁束がリテーナ34’に流入した際、リテーナ34’が磁気飽和しないような厚さを有する必要がある。このため、モータとレゾルバとを接近して配置しようとする場合、リテーナ34’の厚さを薄くすることが難しく、軸方向の薄型化を阻害する虞があり、モータとレゾルバが接近して配置するのが困難となる。
【0026】
一方、図1〜図6に示された実施形態では、レゾルバ11のステータコア13のモータ部分側の端面のコアバック13aの箇所にノイズ誘導リング16を備えている。これによって、モータ部分から軸方向に漏れた漏洩磁束がレゾルバ11のノイズ誘導リング16を経由してステータコア13に流入した場合、レゾルバ11のステータコア13に流入した漏洩磁束は、ノイズ誘導リング16を経由してモータ部分のロータ7に戻る経路となる。この結果、モータ部分から軸方向に漏れた漏洩磁束がレゾルバ11のステータ巻線15を鎖交することがほとんどないため、モータ部分から軸方向に漏れた漏洩磁束によりレゾルバ11が受ける影響を抑制し、レゾルバ11の角度検出精度の低下を防止することができる。
【0027】
また、ノイズ誘導リング16がレゾルバ11のステータコア13に固着しているため、ノイズ誘導リング16の厚さtが薄くてもステータコア13のコアバック13aが磁路として作用することができる。このため、特許文献1のような、リテーナが磁気飽和しないような厚さを有する必要がないので、レゾルバ11のステータコア13の薄型化を図ることができる。
【0028】
図8は、レゾルバ11のステータコア13のコアバック13aの最内径D1に対するノイズ誘導リング16の内径d1の比率(d1/D1)と、ノイズとなる鎖交磁束との関係の例を示すグラフである。図8から、比率(d1/D1)が略0.96の時、レゾルバ11のステータ巻線15に鎖交する磁束の量が最も少なく、比率(d1/D1)が略1.03よりも大きくなると、レゾルバ11のステータ巻線15に鎖交する磁束の量が増加する。なお、点Nはノイズ誘導リング16がない場合に対応している。したがって、比率(d1/D1)は略1.03以下に設定することが好ましい。ノイズ誘導リング16の外径は、レゾルバ11のステータコア13の外径以上に設定することが好ましい。
【0029】
図9は、レゾルバ11のステータコア13の厚さTに対するノイズ誘導リング16の厚さtの比率(t/T)と、ノイズとなる鎖交磁束との関係の例を示すグラフである。図9から、比率(t/T)が略0.14の時、レゾルバ11のステータ巻線15に鎖交する磁束の量が最も少なく、比率(t/T)が略0.14よりも小さくなるとステータ巻線15に鎖交する磁束の量が増加する。一方、比率(t/T)が略0.29よりも大きくなるとステータ巻線15に鎖交する磁束の量が増加する。なお、点Nはノイズ誘導リング16がない場合に対応している。したがって、比率(t/T)は、略0.14≦(t/T)≦略0.29の範囲に設定することが好ましい。本実施形態のノイズ誘導リング16はステータコア13に固着されているため、ノイズ誘導リング16の厚さtが薄くてもステータコア13のコアバック13aが磁路として作用することができる。
【0030】
また、モータ部分のロータ7に埋め込まれた永久磁石8のレゾルバ11側の端部の最内径となる位置と、ノイズ誘導リング16のステータコア13との固着面側の内径d1となる内径ライン16e1とを結んだ直線上かそれよりも内側に、モータ部分対向面側の内径d2となる内径ライン16e2が位置するように設定することが好ましい。これによって、モータ部分の永久磁石8から軸方向に漏れた漏洩磁束は、ノイズ誘導リング16のモータ部分対向面側の内周縁から流入し、ノイズ誘導リング16とステータコア13のコアバック13aに流入する。また、レゾルバ11のステータコア13のコアバック13a側に流入したモータ部分から軸方向に漏れた漏洩磁束は、ノイズ誘導リング16のモータ部分対向面側の内周縁からモータ部分のロータ7に戻る。このように、モータ部分から軸方向に漏れた漏洩磁束は、ほぼノイズ誘導リング16とステータコア13のコアバック13aのみを通ることとなり、モータ部分から軸方向に漏れた漏洩磁束がレゾルバ11のステータ巻線15に鎖交することを抑制することができる。以下、より詳しく説明する。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

ミネベアミツミ株式会社
歯車
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
ファン
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モーター
ミネベアミツミ株式会社
回転機器
ミネベアミツミ株式会社
回転装置
ミネベアミツミ株式会社
制御装置
ミネベアミツミ株式会社
光学部材
ミネベアミツミ株式会社
レゾルバ
ミネベアミツミ株式会社
モーター
ミネベアミツミ株式会社
回転装置
ミネベアミツミ株式会社
把持装置
ミネベアミツミ株式会社
把持装置
ミネベアミツミ株式会社
把持装置
ミネベアミツミ株式会社
通信装置
ミネベアミツミ株式会社
湿度センサ
ミネベアミツミ株式会社
遠心ファン
ミネベアミツミ株式会社
振動発生器
ミネベアミツミ株式会社
遠心送風機
ミネベアミツミ株式会社
遠心ファン
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
集積回路装置
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
トルクセンサ
ミネベアミツミ株式会社
遊星歯車装置
ミネベアミツミ株式会社
遊星歯車装置
ミネベアミツミ株式会社
トルクセンサ
続きを見る