FR2945625A1 - Resolveur - Google Patents
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Abstract
Il est proposé un résolveur avec une précision de détection stabilisée pour un angle de rotation et un taux de transformation sans accroître le nombre de composants et le nombre d'étapes d'assemblage. Le résolveur comprend un rotor de résolveur (15) ayant une surface circonférentielle intérieure sur laquelle un arbre (8) est monté sous presse, et un stator de résolveur (20) fourni concentriquement avec le rotor de résolveur (15) pour entourer le rotor de résolveur, dans lequel le rotor de résolveur (15) tourne avec l'arbre (8) pour permettre au résolveur de détecter un angle de rotation sur la base d'un changement de la perméance de l'entrefer entre le rotor de résolveur (15) et le stator de résolveur (20). Dans le résolveur, une partie convexe plastiquement déformable est formée sur la surface circonférentielle intérieure du rotor de résolveur (15).
Description
RESOLVEUR Contexte de l'invention Domaine de l'invention La présente invention concerne un résolveur comprenant un rotor de résolveur monté sous presse sur un arbre, qui détecte un angle de rotation d'un rotor.
Arrière plan technologique Un résolveur comprenant un rotor de résolveur et un stator de résolveur est conventionnellement connu. Dans ce résolveur conventionnel, le rotor de résolveur est monté sous presse sur un arbre. Le stator de résolveur est fourni sur une circonférence extérieure du rotor de résolveur. Le stator de résolveur change une perméance de l'entrefer entre le rotor de résolveur et le stator de résolveur en coopération avec le rotor de résolveur (par exemple, cf. le document JP 2007- 101 480 A, auquel il est fait ci-après référence en tant que document de brevet 1). Dans le résolveur ayant la structure décrite ci-dessus, le rotor de résolveur est monté sous presse sur l'arbre sur toute la surface circonférentielle intérieure. Lorsque, par exemple, un diamètre extérieur de l'arbre augmente, une dimension de largeur radiale du rotor de résolveur est donc réduite. Ainsi, par exemple, une variation de la dimension de diamètre extérieur d'une partie de l'arbre, qui est monté sous presse dans le rotor de résolveur, change de manière correspondante la forme d'une surface circonférentielle extérieure du rotor de résolveur après le montage sous presse. Par conséquent, l'entrefer entre le rotor de résolveur et le stator de résolveur change pour affecter négativement la perméance de l'entrefer. Il y a donc un problème en ce que la précision de détection pour un angle de rotation et un taux de transformation n'est pas stabilisée.
Résumé de l'invention La présente invention est destinée à résoudre le problème décrit ci-dessus, et a pour objet de proposer un résolveur avec une précision de détection stabilisée pour un angle de rotation et un taux de transformation sans accroître le nombre de composants et le nombre d'étapes d'assemblage. Un résolveur de la présente invention comprend un rotor de résolveur ayant une surface circonférentielle intérieure sur laquelle un arbre est monté sous presse, et un stator de résolveur prévu concentriquement au rotor de résolveur pour entourer le rotor de résolveur, dans lequel le rotor de résolveur tourne avec l'arbre pour permettre au résolveur de détecter un angle de rotation de l'arbre sur la base d'un changement de la perméance de l'entrefer entre le rotor de résolveur et le stator de résolveur. Dans le résolveur, une partie convexe plastiquement déformable est formée sur la surface circonférentielle intérieure du rotor de résolveur. Selon le résolveur de la présente invention, la partie convexe plastiquement déformable est formée sur la surface circonférentielle intérieure du rotor de résolveur. Par conséquent, même lorsqu'une dimension de diamètre intérieur du rotor de résolveur ou une dimension de diamètre extérieur de l'arbre est changée, une distorsion d'une surface circonférentielle extérieure du rotor de résolveur au moment du montage sous presse est absorbée par la partie convexe par le biais de sa déformation plastique survenant d'une façon locale lorsque le rotor de résolveur est monté sous presse sur l'arbre. En conséquence, la distorsion ou la déformation de la surface circonférentielle extérieure du rotor de résolveur est empêchée. Ainsi, la précision de détection d'un angle de rotation et d'un taux de transformation est stabilisée sans accroître le nombre de composants et le nombre d'étapes d'assemblage.
Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue en coupe transversale illustrant un moteur sans balais selon un premier mode 20 de réalisation de la présente invention ; la figure 2 est une vue frontale du moteur sans balais illustré sur la figure 1 ; la figure 3 est une vue frontale illustrant un rotor de résolveur illustré sur la figure 1 ; 25 la figure 4 est une vue du côté droit de la figure 3 ; la figure 5 est une vue frontale illustrant un corps principal de résolveur illustré sur la figure 1 ; et la figure 6 est une vue du côté droit de la figure 5.
Description détaillée des modes de réalisation préférés Premier mode de réalisation La figure 1 est une vue en coupe illustrant un moteur sans balais 1 (ci-après abrégé par moteur 1) selon un premier mode de réalisation de la présente invention, et la figure 2 est une vue frontale du moteur 1 illustré sur la figure 1.
Le moteur 1 est un moteur intégré à un appareil de direction assistée électrique. Le moteur 1 comprend un cadre cylindrique de fond 2 et un boîtier 3. Le cadre 2 est formé par étirement d'une plaque de fer. Le boîtier 3 constitué d'aluminium est fixé pour couvrir une partie d'ouverture du cadre 2. Un palier frontal 5 est attaché à une partie de fenêtre 4 formée au centre du boîtier 3 avec une partie d'anneau extérieur étoupée fixement sur la partie de fenêtre 4.
Une boîte de palier de forme concave 6 est prévue à un fond du cadre 2. Un palier arrière 7 est inséré dans la boîte de palier 6. Chacun du palier avant 5 et du palier arrière 7 supporte de manière rotative un arbre 8 constitué de 25 fer correspondant à un matériau magnétique. Un aimant 9 pour générer un champ magnétique est monté à une extrémité de l'arbre 8 pour constituer un rotor 10. Une surface circonférentielle extérieure de l'aimant 9 est couverte d'un tube de protection (non représenté) pour protéger l'aimant 9. Sur une surface circonférentielle intérieure du cadre 2, un stator 11 est attaché pour entourer une 5 circonférence extérieure du rotor 10. Le stator 11 comprend un noyau de fer de stator 12, un isolateur 13, et une bobine de moteur 14. Le noyau de fer de stator 12 est formé par stratification de plaques d'acier de silicium. L'isolateur 13 est 10 constitué d'une résine. La bobine de moteur 14 est enroulée autour de l'isolateur 13. La bobine de moteur 14 a trois phases, à savoir une phase U, une phase V et une phase W, qui sont connectées en étoile. Sur le côté du contre-rotor 10 du boîtier 3 (sur 15 le côté opposé au rotor 10), une partie de connexion 8a à connecter à un mécanisme externe est formée à l'autre extrémité de l'arbre 8. Un rotor de résolveur 15 est monté sous presse sur l'arbre 8. Le rotor de résolveur 15 est monté sous 20 presse sur l'arbre 8 pour être fixé entre les coussinets 16 et 17. Le coussinet 16 est monté sous presse sur l'arbre 8 pour s'abouter contre le palier frontal 5. Le coussinet 17 est également monté sous presse sur l'arbre 8. 25 Comme cela est illustré sur les figures 3 et 4, le rotor de résolveur 15 est constitué de plaques d'acier au silicium stratifiées et a une forme ovale. Sur une surface circonférentielle intérieure 15c, des parties convexes 15a sont prévues le long d'une direction 30 circonférentielle.
A droite et à gauche de chaque trou 15d utilisé pour le positionnement au moment de la magnétisation du rotor de résolveur 15, des parties d'étoupage concaves et convexes 15e pour joindre les plaques d'acier au silicium adjacentes l'une à l'autre sont formées. Chacune des plaques d'acier au silicium a des parties d'étoupage 15e. Les plaques d'acier au silicium adjacentes sont jointes l'une à l'autre en montant les parties d'étoupage 15e l'une sur l'autre.
La surface circonférentielle intérieure 15c du rotor de résolveur 15 a une forme circulaire parfaite, tandis qu'une surface circonférentielle extérieure 15b a une forme ovale. Le rotor de résolveur 15 a une dimension de largeur maximale dans une direction radiale traversant les trous 15d formés pour être opposés l'un à l'autre. Par ailleurs, le rotor de résolveur 15 a une dimension de largeur minimale dans une direction radiale qui est perpendiculaire à la direction radiale traversant les trous 15d.
Chacune des parties convexes 15a présente une forme d'arc circulaire lorsqu'elle est découpée dans la direction circonférentielle, et a une valeur de R 0,2 (un rayon de courbure de 0,2 mm) ou plus. Chacune des parties convexes 15a est formée dans une rangée au- dessus de toute la zone dans une direction axiale. Dans le présent mode de réalisation, au total, seize parties convexes 15a sont fournies dans la direction circonférentielle, comme cela est illustré sur la figure 3. Les parties convexes 15a sont positionnées symétriquement par rapport à un point central O.
Les parties convexes 15a sont agencées selon une différence de dimension de largeur radiale du rotor de résolveur 15. Spécifiquement, une distance entre les parties convexes adjacentes 15a est plus grande dans une partie correspondant aux trous 15d et dans une partie ayant la dimension de largeur radiale minimale du rotor de résolveur 15 par comparaison à l'autre partie. La figure 5 illustre une vue représentant un corps principal de résolveur 18 constituant le résolveur en coopération avec le rotor de résolveur 15 lorsqu'un couvercle (non représenté) est enlevé, et la figure 6 est une vue du côté droit de la figure 5. Le corps principal de résolveur 18 comprend un stator de résolveur 20 et un connecteur de côté mâle 21 pour la connexion d'une ligne de signal. Une surface circonférentielle extérieure du stator de résolveur 20 est montée sur une surface de montage 19 formée sur le boîtier 3.
Le stator de résolveur 20 comprend un corps stratifié 23, un bobinage d'excitation monophasé 25, et deux bobinages de sortie biphasés 26a et 26b. Le corps stratifié 23 est formé de plaques d'acier au silicium stratifiées, et a une pluralité de dents 22 qui sont formées de manière équi-angulaire. Le bobinage d'excitation monophasé 25 et les bobinages de sortie biphasés 26a et 26b comprennent un conducteur enroulé autour des dents 22 par l'intermédiaire d'un isolateur 24. Le corps stratifié 23 a des parties d'oreille en protubérance 40 des deux côtés. Le corps principal de résolveur 18 est fixé au boîtier 3 au niveau des parties d'oreille 40 en utilisant des vis (non représentées). Le bobinage d'excitation monophasé 25 est enroulé continuellement autour de chacune des dents contiguës 22. Le premier bobinage de sortie 26a des bobinages de sortie biphasés 26 est enroulé continuellement autour de chacune des dents contiguës 22 sur le côté extérieur radial du bobinage d'excitation 25 par rapport à une ligne centrale de chacune des dents 22. Le deuxième bobinage de sortie 26b des bobinages de sortie biphasés 26 est enroulé continuellement autour de chacune des dents contiguës 22 sur le côté extérieur radial du premier bobinage de sortie 26a par rapport à la ligne centrale de chacune des dents 22.
Une ligne de conducteur de moteur 27 connectée à une bobine de moteur 14 pour fournir de l'énergie électrique est dirigée jusqu'à l'extérieur à travers une bague d'étoupe 30. Par ailleurs, une ligne de conducteur de capteur 29 pour transmettre un signal relatif à un angle de rotation du rotor 10 à l'extérieur est connectée au connecteur de côté mâle 21 par l'intermédiaire d'un connecteur de côté femelle 28 à diriger vers l'extérieur à travers une bague d'étoupe 31 prévue sur le boîtier 3.
Le fonctionnement du moteur 1 ayant la structure susmentionnée va être décrit ci-après. Une tension d'excitation sous la forme d'une onde sinusoïdale à 10 kHz et 5 Vpp est appliquée d'une alimentation d'énergie de détection (non représentée) au bobinage d'excitation 25. L'application de la tension d'excitation au bobinage d'excitation 25 provoque le passage d'un courant d'excitation à travers le bobinage d'excitation 25. Par conséquent, un flux magnétique est généré dans un entrefer entre le rotor de résolveur 15 et le stator de résolveur 20.
En outre, de l'énergie électrique est fournie à travers la ligne de conducteur de moteur 27 à la bobine de moteur 14 pour appliquer une tension de courant alternatif triphasé à la bobine de moteur 14. L'application de la tension de courant alternatif triphasé à la bobine de moteur 14 génère un champ magnétique rotatif dans la bobine de moteur 14 pour faire tourner le rotor 10. La rotation du rotor 10 provoque la rotation du rotor de résolveur 15, qui est couplé au rotor 10 par l'intermédiaire de l'arbre 8, ce qui engendre un changement de la perméance de l'entrefer entre le rotor de résolveur 15 et le stator de résolveur 20. Une différence de phase est générée dans les formes d'ondes de tension de sortie du premier bobinage de sortie 26a et du deuxième bobinage de sortie 26b en raison du changement de la perméance de l'entrefer, ce qui permet de détecter l'angle de rotation du rotor 10. Les tensions de sortie du premier bobinage de sortie 26a et du deuxième bobinage de sortie 26b sont transmises par l'intermédiaire de la ligne de conducteur de capteur 29 pour être entrées dans une partie de calcul (non représentée). De cette manière, l'angle de rotation du rotor 10 est détecté. Selon le résolveur ayant la structure décrite ci- dessus, les parties convexes plastiquement déformables 15a sont formées sur la surface circonférentielle intérieure 15c du rotor de résolveur 15. Par conséquent, lorsque le rotor de résolveur 15 est monté sous presse sur l'arbre 8, la déformation plastique locale survient, c'est-à-dire qu'uniquement les parties convexes 15a sont plastiquement déformées. La déformation de la surface circonférentielle extérieure 15b du rotor de résolveur 15 est donc empêchée. Spécifiquement, il est supposé que l'entrefer entre le rotor de résolveur 15 et le stator de résolveur 20 est fixé. Dans ce cas, lorsque la dimension radiale de l'arbre 8 est augmentée, la dimension radiale du rotor de résolveur 15 est réduite. De manière correspondante, il est plus probable que la surface circonférentielle extérieure 15b du rotor de résolveur 15 soit déformée. Néanmoins, les parties convexes 15a sont formées sur la surface circonférentielle intérieure 15c du rotor de résolveur 15, et par conséquent, une augmentation de la dimension radiale de l'arbre 8 est absorbée par la déformation plastique des parties convexes 15a pour empêcher la déformation de la surface circonférentielle extérieure 15b du rotor de résolveur 15. Les effets sur la perméance de l'entrefer entre le rotor de résolveur 15 et le stator de résolveur 20 sont donc réduits pour stabiliser la précision de détection pour l'angle de rotation du rotor 10 et le taux de transformation. En outre, chacune des parties convexes 15a présente la forme d'arc circulaire en étant découpée dans la direction circonférentielle, et par conséquent une sollicitation est distribuée sans être localement concentrée même lorsque la déformation survient localement, c'est-à-dire que les parties convexes 15a sont déformées. Par conséquent, la cassure des parties convexes 15a et la distorsion de la surface circonférentielle extérieure 15b du rotor de résolveur 15 peuvent être empêchées. En outre, chacune des parties convexes 15a a la valeur de R 0,2 (rayon de courbure de 0,2 mm) ou plus, et par conséquent, un processus de découpage à l'emporte-pièce des plaques d'acier au silicium et un processus suivant de stratification des plaques d'acier au silicium par étoupage avec les parties convexes et concaves formées sur les plaques d'acier au silicium adjacentes peuvent être effectués avec une seule matrice de presse. Ainsi, pour la fabrication du rotor de résolveur 15, il n'est pas nécessaire de préparer individuellement le processus de découpage à l'emporte-pièce et le processus de stratification dans une chaîne de production. Le rotor de résolveur 15 peut donc être fabriqué à faible coût. En outre, la pluralité de parties convexes 15a sont formées dans la direction circonférentielle. L'agencement des parties convexes 15a dans la dimension de largeur radiale localement différente du rotor de résolveur 15 permet donc une prévention plus efficace de la déformation de la surface circonférentielle extérieure 15b du rotor de résolveur 15 au moment du montage sous presse.
En outre, les parties convexes 15a sont formées pour être positionnées symétriquement par rapport au point central 0 du rotor de résolveur 15. Par conséquent, lorsque le rotor de résolveur 15 est monté sous presse sur l'arbre circulaire 8, l'opération de montage sous presse peut être effectuée avec un axe central de l'arbre 8 aligné avec celui du rotor de résolveur 15 indépendamment d'un angle relatif entre l'arbre 8 et le rotor de résolveur 15 dans la direction circonférentielle. Ainsi, l'arbre 8 et le rotor de résolveur 15 sont connectés l'un à l'autre d'une façon concentrique. Bien que le cas dans lequel le moteur est le moteur sans balais triphasé 1 ait été décrit en tant qu'exemple dans le mode de réalisation, il est apparent que le moteur de la présente invention n'est pas limité à celui-ci. La présente invention peut être utilisée pour tous les systèmes pour détecter une position rotationnelle en utilisant le résolveur, comprenant un moteur à courant continu, un moteur à courant alternatif, et un générateur d'énergie, pour produire les mêmes effets que ceux décrits ci-dessus. En outre, la présente invention est également applicable à des moteurs autres que le moteur pour l'appareil de direction assistée électrique. Il est apparent que la présente invention est applicable, par exemple, à un servomoteur et un moteur d'entraînement hybride. En outre, il est également apparent que le nombre de parties convexes 15a n'est pas limité à seize.
Claims (6)
- REVENDICATIONS1. Résolveur, comprenant : un rotor de résolveur (15) ayant une surface circonférentielle intérieure (15c) sur laquelle un 5 arbre (8) est monté sous presse ; et un stator de résolveur (20) prévu concentriquement avec le rotor de résolveur (15) pour entourer le rotor de résolveur (15), le rotor de résolveur (15) tournant avec l'arbre (8) pour permettre au résolveur de 10 détecter un angle de rotation sur la base d'un changement de la perméance de l'entrefer entre le rotor de résolveur (15) et le stator de résolveur (20), dans lequel une partie convexe (15a) plastiquement déformable est formée sur la surface circonférentielle 15 intérieure (15c) du rotor de résolveur (15).
- 2. Résolveur selon la revendication 1, dans lequel la partie convexe (15a) présente une forme d'arc circulaire lorsqu'elle est découpée dans une direction 20 circonférentielle.
- 3. Résolveur selon la revendication 2, dans lequel la partie convexe (15a) a une valeur de R 0,2 ou plus. 25
- 4. Résolveur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel une pluralité des parties convexes (15a) sont formées dans la direction circonférentielle.
- 5. Résolveur selon la revendication 4, dans lequel un nombre pair de parties convexes (15a) sont formées pour être positionnées symétriquement par rapport à un axe central du rotor de résolveur (15).
- 6. Résolveur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le rotor de résolveur (15) est monté sous presse sur une extrémité de l'arbre (8) d'un moteur sans balais intégré à un appareil de direction assistée électrique.
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- 2009-08-28 FR FR0955869A patent/FR2945625B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| JP2010266325A (ja) | 2010-11-25 |
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