回転機及びレゾルバ
【課題】 ロータとステータとの組み付け作業をスムーズに行うことができると共に異物の噛み込みによる回転停止を防ぐことが可能な回転機及びレゾルバを提供する。
【解決手段】 本発明によれば、レゾルバロータ３０Ｒの外側面が側面カバー３４に覆われて滑らかな円筒面になっているのでレゾルバロータ３０Ｒとレゾルバステータ３０Ｓに備えた凹凸が相互に引っ掛かることがなくなる。これにより、組み付け作業をスムーズに行うことができると共に噛み込みによるロータの回転停止を防ぐことができる。
【解決手段】 本発明によれば、レゾルバロータ３０Ｒの外側面が側面カバー３４に覆われて滑らかな円筒面になっているのでレゾルバロータ３０Ｒとレゾルバステータ３０Ｓに備えた凹凸が相互に引っ掛かることがなくなる。これにより、組み付け作業をスムーズに行うことができると共に噛み込みによるロータの回転停止を防ぐことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機及びレゾルバに関し、特にロータの外側面に複数の突極を有したリラクタンス式の回転機及びレゾルバに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機やレゾルバに備えられたロータの外側面及びステータの内側面には、ティース、磁石又は突極等が設けられ、凹凸が繰り返された形状になっている。その一例として、図１１〜図１３には、モータ１の一端に備えられたリラクタンス式のレゾルバ２が示されている。このレゾルバ２のロータ２Ｒは、モータ１のロータ１Ｒにおける一端に一体形成されている（図１２参照）。また、図１３に示すように、レゾルバ２のロータ２Ｒを軸方向から見ると、略三角形（所謂、おむすび形状）になっており、その略三角形の３つの角部が突極２Ｐになっている。一方、レゾルバ２のステータ２Ｓは複数のティース２Ｔを備え、それら各ティース２Ｔにコイル２Ｃが巻回されている。そして、各コイル２Ｃのインダクタンスの変化に応じて、ロータ２Ｒの回転位置を検出することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１４１３９号公報（段落［００１２］、［００１３］、第２図、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の回転機やレゾルバでは、ロータとステータとを挿入組み付けする際に、それらの各側面に備えた複数の凹凸が互いに引っ掛かり、スムーズに作業を行うことが困難であった。また、上記したリラクタンス式のレゾルバ２では、隣り合った突極２Ｐ，２Ｐの間に比較的大きな空間３が形成されるために、そこに異物（図１３の符号４参照）が入り込んだ状態のままで組み付け作業が終了する場合がある。そして、出荷テスト時に、レゾルバ２が異物を噛み込んで回転不能となる事態が起こり得た。さらに、異物が入り込むことなく組み付け作業が終了した場合であっても、モータ１及びレゾルバ２の使用中に内蔵部品の一部が脱落して異物となる場合もあり、その異物の噛み込みによりモータ１及びレゾルバ２が回転不能になる事態も懸念される。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ロータとステータとの組み付け作業をスムーズに行うことができると共に、異物の噛み込みによる回転停止を防ぐことが可能な回転機及びレゾルバの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る回転機は、複数の凹凸を備えかつ互いに隣接してすれ違うロータの外側面とステータの内側面とのうちの少なくとも一方に、非磁性体で構成された円筒状の側面カバーが嵌合固定され、その側面カバーのうち嵌合固定された側の反対側に、滑らかな円筒面が形成されたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の回転機において、側面カバーは、ステータの内側面のみに嵌合固定されたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１に記載の回転機において、ロータの外側面に複数の突極を有したリラクタンス式の回転機であって、そのロータの外側面に側面カバーが嵌合固定されたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載の回転機において、側面カバーからロータの隣り合った突極の間に向かって複数の突部が突出形成されたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明に係るレゾルバは、複数の凹凸を備えかつ互いに隣接してすれ違うロータの外側面とステータの内側面とのうちの少なくとも一方に、非磁性体で構成された円筒状の側面カバーが嵌合固定され、その側面カバーのうち嵌合固定された側の反対側に、滑らかな円筒面が形成されたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項５に記載のレゾルバにおいて、側面カバーは、ステータの内側面のみに嵌合固定されたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項５に記載のレゾルバにおいて、ロータの外側面に複数の突極を有したリラクタンス式のレゾルバであって、そのロータの外側面に側面カバーが嵌合固定されたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項７に記載のレゾルバにおいて、側面カバーからロータの隣り合った突極の間に向かって複数の突部が突出形成されたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項９の発明に係る回転機は、請求項５乃至８の何れかに記載のレゾルバを軸方向の一端に備え、そのレゾルバのロータを回転機のロータの一端に一体形成したところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
［請求項１，５及び９の発明］
請求項１，５及び９の構成によれば、ロータの外側面又はステータの内側面の少なくとも一方が側面カバーに覆われて滑らかな円筒面になる。これにより、ロータとステータとに備えた凹凸が相互に引っ掛かることがなくなり、ロータとステータとの組み付け作業をスムーズに行うことができると共に噛み込みによるロータの回転停止を防ぐことができる。
【００１５】
［請求項２及び６の発明］
請求項２及び６の構成によれば、回転運動しないステータのみに側面カバーが嵌合固定され、回転運動するロータには側面カバーが固定されていなので、側面カバーによってロータのイナーシャが増加することを防ぐことができる。
【００１６】
［請求項３及び７の発明］
一般に、ロータ側に複数の突極を備えたリラクタンス式の回転機及びレゾルバでは、隣り合った突極の間に異物が入り込み、異物の噛み込みが起こり易いが、請求項３及び７の構成によれば、側面カバーが隣り合った突極の間のスペースをステータ側から覆うので、異物の噛み込みを防ぐことができる。
【００１７】
［請求項４及び８の発明］
請求項４の回転機及び請求項８のレゾルバでは、ロータのうち隣り合った突極の間のスペースを、側面カバーに設けた突部によってロータの軸方向からも塞ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。本実施形態のモータ１０は、例えばブラシレスＤＣモータであって、円筒ケース１２の内部にステータ１０Ｓ（以下、モータステータ１０Ｓ」という）を備え、そのモータステータ１０Ｓの内側に、ロータ１０Ｒ（以下、「モータロータ１０Ｒ」という）を回転可能に備えている。モータステータ１０Ｓには、ステータコア１３と複数のコイル１５とから構成されている。ステータコア１３は、例えば、複数の珪素鋼板を積層してなり、図３に示すように円筒体の内側面から複数のティース１４を内側に突出させた構造をなしている。そして、それら各ティース１４にコイル１５が巻回されている。なお、これらティース１４と、ティース１４，１４同士の間のスロット（溝部）とにより、モータステータ１０Ｓの内側面が複数の凹凸を備えた形状になっている。
【００１９】
モータロータ１０Ｒは、ロータシャフト２２が中心を貫通した回転円柱体２１を備え、その回転円柱体２１の外側面に複数のセグメント磁石２３が固着されている。回転円柱体２１は、例えば、複数の珪素鋼板を積層してなる。セグメント磁石２３は、焼結部材で構成された永久磁石であり、例えば回転円柱体２１（図１参照）の外側に嵌合可能な筒体を複数に縦割り分割した瓦構造になっている。また、各セグメント磁石２３は、例えばモータロータ１０Ｒの径方向に磁路が向くように着磁しており、その径方向の内側から外側に向かってＮＳ極になったセグメント磁石２３と、逆に、その径方向の外側から内側に向かってＮＳ極になったセグメント磁石２３とがモータロータ１０Ｒの周方向に交互に並べられている。そして、それら複数のセグメント磁石２３の外側を覆うように円筒状の飛散防止カバー２４が嵌合されている。なお、飛散防止カバー２４は、例えば、合成樹脂等の非磁性体で構成されている。
【００２０】
図１に示すように、円筒ケース１２は、一端有底の円筒状をなし、その一端の底壁の中心に形成された貫通孔内にベアリング２５が組み付けられている。また、円筒ケース１２の他端の開口部は、ケース蓋２６によって塞がれている。ケース蓋２６の中心にはエンボスが突出形成されており、そのエンボスの中心部に陥没形成された凹部内にもベアリング２５が組み付けられている。このようにして、円筒ケース１２の両端部に備えた１対のベアリング２５，２５によりロータシャフト２２が軸支され、これにより、モータステータ１０Ｓに対してモータロータ１０Ｒが回転可能となっている。
【００２１】
図１に示すように、モータ１０の軸方向における一端部には、リラクタンス式のレゾルバ３０が設けられている。レゾルバ３０は、ステータ３０Ｓ（以下、「レゾルバステータ３０Ｓ」という）の内側に、ロータ３０Ｒ（以下、「レゾルバロータ３０Ｒ」という）を回転可能にして備えてなる。レゾルバステータ３０Ｓに備えたステータコア３１は、モータ１０のステータコア１３と同様に、例えば複数の珪素鋼板を積層してなり、図４に示すように、ステータコア３１の内側には複数（例えば、１２個）のティース３２が突出形成され、それら各ティース３２にコイル３３が巻回されている。そして、各ティース３２と、ティース３２，３２同士の間のスロット（溝部）とにより、レゾルバステータ３０Ｓの内側面も複数の凹凸を備えた形状になっている。
【００２２】
レゾルバステータ３０Ｓは、例えば、アダプタ１６を介して円筒ケース１２内に嵌合組み付けされている。具体的には、アダプタ１６は、その外面が円筒ケース１２の内面に嵌合されると共に、モータステータ１０Ｓの端面に当接した状態に組み付けられている。アダプタ１６の内面には、モータステータ１０Ｓから離れた側に大内径部が備えられ、その大内径部の内側にレゾルバステータ３０Ｓが嵌合固定される。これにより、レゾルバステータ３０Ｓがモータステータ１０Ｓに対して若干離れた状態に位置決めされている。また、アダプタ１６及びレゾルバステータ３０Ｓのうちモータステータ１０Ｓと反対側の端面は、ケース蓋２６に当接しており、これによりレゾルバステータ３０Ｓ、アダプタ１６及びモータステータ１０Ｓが円筒ケース１２の軸方向で位置決め固定されている。
【００２３】
図１に示すように、レゾルバロータ３０Ｒは、回転円柱体２１の一端に設けた小径部２１Ｂの外側面に嵌合固定されている。図４に示すように、レゾルバロータ３０Ｒの外側面には、径方向の外側に向けて複数（例えば、７個）の突極３５が突出形成されている。具体的には、レゾルバロータ３０Ｒの外面には、丸みを帯びた山部と谷部とが一定の間隔で繰り返して形成され、それら山部が複数の前記突極３５になっている。
【００２４】
さて、レゾルバロータ３０Ｒの外側面には、側面カバー３４が嵌合されている。側面カバー３４は、例えば、合成樹脂等の非磁性体で構成された帯板を環状にした構造をなしている（図２参照）。そして、レゾルバロータ３０Ｒと一体に回転するように固定されている。詳細には、図１に示すように、回転円柱体２１には小径部２１Ｂに隣接させてカバー嵌合部２１Ａが設けられている。カバー嵌合部２１Ａは、例えば、モータロータ１０Ｒの径方向において、各突極３５の先端と同じ位置に外側面を備えており、側面カバー３４は、レゾルバロータ３０Ｒとカバー嵌合部２１Ａとに跨って嵌合されている。そして、側面カバー３４は、例えば、接着剤によりカバー嵌合部２１Ａの外側面に固定されることで、レゾルバロータ３０Ｒの外側を覆った状態に保持されている。
【００２５】
本実施形態のモータ１０及びレゾルバ３０の構成は以上である。次に、このモータ１０の組み付け作業について説明する。モータ１０を組み付けるには、円筒ケース１２の一端側の中心にベアリング２５を組み付けておき、円筒ケース１２の内側にモータステータ１０Ｓを嵌合しておく。一方、モータロータ１０Ｒにおいては、その一端部にレゾルバロータ３０Ｒと側面カバー３４とを組み付けておく。そして、モータロータ１０Ｒをモータステータ１０Ｓ内に挿入する。このとき、仮に、モータロータ１０Ｒの外側面がモータステータ１０Ｓの内側面に当接しても、モータロータ１０Ｒの外側面は、合成樹脂製の飛散防止カバー２４で覆われているので、硬度が高いステータコア１３とセグメント磁石２３とが直接当接することがなくなり、スムーズにモータロータ１０Ｒをモータステータ１０Ｓ内に挿入することができる。そして、ロータシャフト２２の先端をベアリング２５内に貫通させて、モータロータ１０Ｒが円筒ケース１２の奥部まで挿入される。
【００２６】
この状態で、例えばアダプタ１６を円筒ケース１２内に嵌合挿入し、次いで、そのアダプタ１６の内側にレゾルバステータ３０Ｓを嵌合する。このとき、モータロータ１０Ｒの端部に備えたレゾルバロータ３０Ｒの外側面に、レゾルバステータ３０Ｓの内側面が当接しても、モータロータ１０Ｒの外側面は側面カバー３４に覆われて滑らかな円筒面３４Ａ（図１及び図４参照）になっているので、レゾルバロータ３０Ｒに備えた突極３５とレゾルバステータ３０Ｓのティース３２とが相互に引っ掛かることがなくなり、組み付け作業をスムーズに行うことができる。そして、円筒ケース１２の開口端をケース蓋２６で塞ぎ、ケース蓋２６に備えたベアリング２５内にロータシャフト２２の端部を挿入して組み付け作業が完了する。
【００２７】
ところで、上述した組み付け作業の過程で、モータ１０の内部に例えば、ボルト、ワッシャ等が異物として入り込む場合が考えられる。また、モータ１０の使用中にモータ１０の内蔵部品の一部が欠落して異物になる場合ある。そして、本実施形態のレゾルバ３０のように、リラクタンス式のレゾルバでは、従来であれば隣り合った突極３５，３５の間に異物が入り込み、異物の噛み込みが懸念された。しかしながら、本実施形態では、側面カバー３４が隣り合った突極３５，３５の間のスペース３６をレゾルバステータ３０Ｓ側から覆っているので、レゾルバ３０による異物の噛み込みを防ぐことができる。
【００２８】
このように本実施形態によれば、レゾルバロータ３０Ｒの外側面が側面カバー３４に覆われて滑らかな円筒面になっているのでレゾルバロータ３０Ｒとレゾルバステータ３０Ｓに備えた凹凸が相互に引っ掛かることがなくなる。これにより、組み付け作業をスムーズに行うことができると共に噛み込みによるロータの回転停止を防ぐことができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、図３に示すように、隣り合ったセグメント磁石２３，２３が接合されて全体として円筒状になっていたが、隣り合ったセグメント磁石２３同士の間に隙間を設けた構造にしてもよい。即ち、モータロータ１０Ｒの外側面に、セグメント磁石２３による凸部と、セグメント磁石２３，２３同士の間の凹部とが交互に繰り返された構造にしてもよい。
【００３０】
［第２実施形態］
本実施形態は、図５に示されており、側面カバー３７の構成のみが第１実施形態の側面カバー３４とは異なる。即ち、本実施形態の側面カバー３７には、レゾルバロータ３０Ｒの突極３５，３５の間のスペース３６に向かって複数の突部３８が突出形成されている。その他の構成に関しては、前記第１実施形態と同様である。
【００３１】
本実施形態の構成によれば、レゾルバロータ３０Ｒのうち隣り合った突極３５，３５の間のスペース３６を、側面カバー３７に設けた突部３８によってレゾルバロータ３０Ｒの軸方向から塞ぐことができる。これにより、側面カバー３７とレゾルバロータ３０Ｒとの間に異物が挟まり、その異物がモータ１０の内面（例えば、図１に示したケース蓋２６の内面）に引っ掛かって回転が停止する事態を防ぐことができる。なお、突部３８は、側面カバー３７に一体形成してもよいし、突部３８をレゾルバロータ３０Ｒに取り付けてから側面カバー３７とレゾルバロータ３０Ｒとの間に樹脂等を充填後、固化させて形成してもよい。
【００３２】
［第３実施形態］
本実施形態は、図６に示されており、前記第１実施形態の側面カバー３４の一端部から内側に円筒板４１を張り出し形成して、レゾルバロータ３０Ｒの端面を覆った構造になっている。その他の構造に関しては、第１実施形態と同様である。本実施形態によれば、側面カバー３４に一体形成された円筒板４１により、前記第２実施形態と同様に突極３５，３５の間のスペース３６（図４参照）をレゾルバロータ３０Ｒの軸方向から塞ぐことができる。
【００３３】
［第４実施形態］
本実施形態は、図７に示されており、側面カバー３９がレゾルバロータ３０Ｒではなくレゾルバステータ３０Ｓ側に嵌合固定されたことのみが、第１実施形態と異なる。本実施形態の構成によれば、回転運動しないレゾルバステータ３０Ｓに側面カバー３９が嵌合固定され、回転運動するレゾルバロータ３０Ｒには側面カバーが固定されていなので、側面カバー３９によってレゾルバロータ３０Ｒのイナーシャが増加することを防ぐことができる。
【００３４】
［第５実施形態］
本実施形態は、図８に示されており、モータロータ１０Ｒのセグメント磁石２３の外側に嵌合固定された飛散防止カバー４２を延長してレゾルバロータ３０Ｒの外側にも嵌合した構成になっている。即ち、飛散防止カバー４２の一端部を本発明に係る「側面カバー」として用いた構造になっている。その他の構造に関しては、第１実施形態と同様である。この構成によれば、前記第１実施形態より部品点数の削減を図ることができる。
【００３５】
［第６実施形態］
図９には、本実施形態に係るリラクタンス式のモータ５０が示されている。このモータ５０のモータステータ５０Ｓに備えたステータコア５１には、複数（例えば、８つ）のティース５２が形成され、各ティース５２にコイル５３が巻回されている。これに対し、モータロータ５０Ｒは、中心部にロータシャフト５４が貫通しており、モータロータ５０Ｒの外側面から、複数（例えば、６つ）の突極５６が放射状に突出している。そして、それら突極５６の先端面を共通して通過する円筒面を内側に備えた側面カバー５７が、モータロータ５０Ｒの外側面に嵌合固定されている。
【００３６】
本実施形態のような構成としても、前記第１実施形態と同様に、モータロータ５０Ｒの外側面が側面カバーに覆われて滑らかな円筒面になるので、モータロータ５０Ｒとモータステータ５０Ｓとの組み付け作業をスムーズに行うことができると共に噛み込みによるモータロータ５０Ｒの回転停止を防ぐことができる。
【００３７】
［第７実施形態］
本実施形態は、図１０に示されており、側面カバー５７がモータロータ５０Ｒではなくモータステータ５０Ｓ側に嵌合固定されたことのみが、第６実施形態と異なる。本実施形態の構成によっても、前記第４実施形態の同様に、モータロータ５０Ｒのイナーシャが増加することを抑えて、異物の噛み込みによる回転停止を防ぐことができる。
【００３８】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３９】
（１）前記第６及び第７の実施形態では、回転機としてモータを例示したが、発電機に本発明を適用してもよい。
【００４０】
（２）前記第１〜第５の実施形態で示したレゾルバ３０は、リラクタンス式のものであったが、レゾルバステータ３０Ｓとレゾルバロータ３０Ｒとに共にコイルを備えた構造のレゾルバに本発明を適用してもよい。
【００４１】
（３）前記第１〜第７の実施形態では、ロータ又はステータの何れか一方に側面カバーが嵌合固定されていたが、ロータとステータの両方に側面カバーを嵌合固定した構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータ及びレゾルバの側断面図
【図２】回転機及びレゾルバの分解斜視図
【図３】図１におけるＡ−Ａ切断面の断面図
【図４】図１におけるＢ−Ｂ切断面の断面図
【図５】第２実施形態のレゾルバの断面図
【図６】第３実施形態のモータ及びレゾルバの側断面図
【図７】第４実施形態のレゾルバの断面図
【図８】第５実施形態のモータ及びレゾルバの側断面図
【図９】第６実施形態のリラクタンス式のモータの断面図
【図１０】第７実施形態のリラクタンス式のモータの断面図
【図１１】従来のレゾルバの側断面図
【図１２】従来のロータの斜視図
【図１３】従来のレゾルバの断面図
【符号の説明】
【００４３】
１０，５０ モータ
１０Ｒ，５０Ｒ モータロータ
１０Ｓ，５０Ｓ モータステータ
２３ セグメント磁石
２４，４２ 飛散防止カバー
３０ レゾルバ
３０Ｒ レゾルバロータ
３０Ｓ レゾルバステータ
３４，３７，３９，５７ 側面カバー
３４Ａ 円筒面
３５ 突極
３８，５６ 突部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機及びレゾルバに関し、特にロータの外側面に複数の突極を有したリラクタンス式の回転機及びレゾルバに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機やレゾルバに備えられたロータの外側面及びステータの内側面には、ティース、磁石又は突極等が設けられ、凹凸が繰り返された形状になっている。その一例として、図１１〜図１３には、モータ１の一端に備えられたリラクタンス式のレゾルバ２が示されている。このレゾルバ２のロータ２Ｒは、モータ１のロータ１Ｒにおける一端に一体形成されている（図１２参照）。また、図１３に示すように、レゾルバ２のロータ２Ｒを軸方向から見ると、略三角形（所謂、おむすび形状）になっており、その略三角形の３つの角部が突極２Ｐになっている。一方、レゾルバ２のステータ２Ｓは複数のティース２Ｔを備え、それら各ティース２Ｔにコイル２Ｃが巻回されている。そして、各コイル２Ｃのインダクタンスの変化に応じて、ロータ２Ｒの回転位置を検出することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１４１３９号公報（段落［００１２］、［００１３］、第２図、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の回転機やレゾルバでは、ロータとステータとを挿入組み付けする際に、それらの各側面に備えた複数の凹凸が互いに引っ掛かり、スムーズに作業を行うことが困難であった。また、上記したリラクタンス式のレゾルバ２では、隣り合った突極２Ｐ，２Ｐの間に比較的大きな空間３が形成されるために、そこに異物（図１３の符号４参照）が入り込んだ状態のままで組み付け作業が終了する場合がある。そして、出荷テスト時に、レゾルバ２が異物を噛み込んで回転不能となる事態が起こり得た。さらに、異物が入り込むことなく組み付け作業が終了した場合であっても、モータ１及びレゾルバ２の使用中に内蔵部品の一部が脱落して異物となる場合もあり、その異物の噛み込みによりモータ１及びレゾルバ２が回転不能になる事態も懸念される。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ロータとステータとの組み付け作業をスムーズに行うことができると共に、異物の噛み込みによる回転停止を防ぐことが可能な回転機及びレゾルバの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る回転機は、複数の凹凸を備えかつ互いに隣接してすれ違うロータの外側面とステータの内側面とのうちの少なくとも一方に、非磁性体で構成された円筒状の側面カバーが嵌合固定され、その側面カバーのうち嵌合固定された側の反対側に、滑らかな円筒面が形成されたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の回転機において、側面カバーは、ステータの内側面のみに嵌合固定されたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１に記載の回転機において、ロータの外側面に複数の突極を有したリラクタンス式の回転機であって、そのロータの外側面に側面カバーが嵌合固定されたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載の回転機において、側面カバーからロータの隣り合った突極の間に向かって複数の突部が突出形成されたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明に係るレゾルバは、複数の凹凸を備えかつ互いに隣接してすれ違うロータの外側面とステータの内側面とのうちの少なくとも一方に、非磁性体で構成された円筒状の側面カバーが嵌合固定され、その側面カバーのうち嵌合固定された側の反対側に、滑らかな円筒面が形成されたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項５に記載のレゾルバにおいて、側面カバーは、ステータの内側面のみに嵌合固定されたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項５に記載のレゾルバにおいて、ロータの外側面に複数の突極を有したリラクタンス式のレゾルバであって、そのロータの外側面に側面カバーが嵌合固定されたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項７に記載のレゾルバにおいて、側面カバーからロータの隣り合った突極の間に向かって複数の突部が突出形成されたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項９の発明に係る回転機は、請求項５乃至８の何れかに記載のレゾルバを軸方向の一端に備え、そのレゾルバのロータを回転機のロータの一端に一体形成したところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
［請求項１，５及び９の発明］
請求項１，５及び９の構成によれば、ロータの外側面又はステータの内側面の少なくとも一方が側面カバーに覆われて滑らかな円筒面になる。これにより、ロータとステータとに備えた凹凸が相互に引っ掛かることがなくなり、ロータとステータとの組み付け作業をスムーズに行うことができると共に噛み込みによるロータの回転停止を防ぐことができる。
【００１５】
［請求項２及び６の発明］
請求項２及び６の構成によれば、回転運動しないステータのみに側面カバーが嵌合固定され、回転運動するロータには側面カバーが固定されていなので、側面カバーによってロータのイナーシャが増加することを防ぐことができる。
【００１６】
［請求項３及び７の発明］
一般に、ロータ側に複数の突極を備えたリラクタンス式の回転機及びレゾルバでは、隣り合った突極の間に異物が入り込み、異物の噛み込みが起こり易いが、請求項３及び７の構成によれば、側面カバーが隣り合った突極の間のスペースをステータ側から覆うので、異物の噛み込みを防ぐことができる。
【００１７】
［請求項４及び８の発明］
請求項４の回転機及び請求項８のレゾルバでは、ロータのうち隣り合った突極の間のスペースを、側面カバーに設けた突部によってロータの軸方向からも塞ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。本実施形態のモータ１０は、例えばブラシレスＤＣモータであって、円筒ケース１２の内部にステータ１０Ｓ（以下、モータステータ１０Ｓ」という）を備え、そのモータステータ１０Ｓの内側に、ロータ１０Ｒ（以下、「モータロータ１０Ｒ」という）を回転可能に備えている。モータステータ１０Ｓには、ステータコア１３と複数のコイル１５とから構成されている。ステータコア１３は、例えば、複数の珪素鋼板を積層してなり、図３に示すように円筒体の内側面から複数のティース１４を内側に突出させた構造をなしている。そして、それら各ティース１４にコイル１５が巻回されている。なお、これらティース１４と、ティース１４，１４同士の間のスロット（溝部）とにより、モータステータ１０Ｓの内側面が複数の凹凸を備えた形状になっている。
【００１９】
モータロータ１０Ｒは、ロータシャフト２２が中心を貫通した回転円柱体２１を備え、その回転円柱体２１の外側面に複数のセグメント磁石２３が固着されている。回転円柱体２１は、例えば、複数の珪素鋼板を積層してなる。セグメント磁石２３は、焼結部材で構成された永久磁石であり、例えば回転円柱体２１（図１参照）の外側に嵌合可能な筒体を複数に縦割り分割した瓦構造になっている。また、各セグメント磁石２３は、例えばモータロータ１０Ｒの径方向に磁路が向くように着磁しており、その径方向の内側から外側に向かってＮＳ極になったセグメント磁石２３と、逆に、その径方向の外側から内側に向かってＮＳ極になったセグメント磁石２３とがモータロータ１０Ｒの周方向に交互に並べられている。そして、それら複数のセグメント磁石２３の外側を覆うように円筒状の飛散防止カバー２４が嵌合されている。なお、飛散防止カバー２４は、例えば、合成樹脂等の非磁性体で構成されている。
【００２０】
図１に示すように、円筒ケース１２は、一端有底の円筒状をなし、その一端の底壁の中心に形成された貫通孔内にベアリング２５が組み付けられている。また、円筒ケース１２の他端の開口部は、ケース蓋２６によって塞がれている。ケース蓋２６の中心にはエンボスが突出形成されており、そのエンボスの中心部に陥没形成された凹部内にもベアリング２５が組み付けられている。このようにして、円筒ケース１２の両端部に備えた１対のベアリング２５，２５によりロータシャフト２２が軸支され、これにより、モータステータ１０Ｓに対してモータロータ１０Ｒが回転可能となっている。
【００２１】
図１に示すように、モータ１０の軸方向における一端部には、リラクタンス式のレゾルバ３０が設けられている。レゾルバ３０は、ステータ３０Ｓ（以下、「レゾルバステータ３０Ｓ」という）の内側に、ロータ３０Ｒ（以下、「レゾルバロータ３０Ｒ」という）を回転可能にして備えてなる。レゾルバステータ３０Ｓに備えたステータコア３１は、モータ１０のステータコア１３と同様に、例えば複数の珪素鋼板を積層してなり、図４に示すように、ステータコア３１の内側には複数（例えば、１２個）のティース３２が突出形成され、それら各ティース３２にコイル３３が巻回されている。そして、各ティース３２と、ティース３２，３２同士の間のスロット（溝部）とにより、レゾルバステータ３０Ｓの内側面も複数の凹凸を備えた形状になっている。
【００２２】
レゾルバステータ３０Ｓは、例えば、アダプタ１６を介して円筒ケース１２内に嵌合組み付けされている。具体的には、アダプタ１６は、その外面が円筒ケース１２の内面に嵌合されると共に、モータステータ１０Ｓの端面に当接した状態に組み付けられている。アダプタ１６の内面には、モータステータ１０Ｓから離れた側に大内径部が備えられ、その大内径部の内側にレゾルバステータ３０Ｓが嵌合固定される。これにより、レゾルバステータ３０Ｓがモータステータ１０Ｓに対して若干離れた状態に位置決めされている。また、アダプタ１６及びレゾルバステータ３０Ｓのうちモータステータ１０Ｓと反対側の端面は、ケース蓋２６に当接しており、これによりレゾルバステータ３０Ｓ、アダプタ１６及びモータステータ１０Ｓが円筒ケース１２の軸方向で位置決め固定されている。
【００２３】
図１に示すように、レゾルバロータ３０Ｒは、回転円柱体２１の一端に設けた小径部２１Ｂの外側面に嵌合固定されている。図４に示すように、レゾルバロータ３０Ｒの外側面には、径方向の外側に向けて複数（例えば、７個）の突極３５が突出形成されている。具体的には、レゾルバロータ３０Ｒの外面には、丸みを帯びた山部と谷部とが一定の間隔で繰り返して形成され、それら山部が複数の前記突極３５になっている。
【００２４】
さて、レゾルバロータ３０Ｒの外側面には、側面カバー３４が嵌合されている。側面カバー３４は、例えば、合成樹脂等の非磁性体で構成された帯板を環状にした構造をなしている（図２参照）。そして、レゾルバロータ３０Ｒと一体に回転するように固定されている。詳細には、図１に示すように、回転円柱体２１には小径部２１Ｂに隣接させてカバー嵌合部２１Ａが設けられている。カバー嵌合部２１Ａは、例えば、モータロータ１０Ｒの径方向において、各突極３５の先端と同じ位置に外側面を備えており、側面カバー３４は、レゾルバロータ３０Ｒとカバー嵌合部２１Ａとに跨って嵌合されている。そして、側面カバー３４は、例えば、接着剤によりカバー嵌合部２１Ａの外側面に固定されることで、レゾルバロータ３０Ｒの外側を覆った状態に保持されている。
【００２５】
本実施形態のモータ１０及びレゾルバ３０の構成は以上である。次に、このモータ１０の組み付け作業について説明する。モータ１０を組み付けるには、円筒ケース１２の一端側の中心にベアリング２５を組み付けておき、円筒ケース１２の内側にモータステータ１０Ｓを嵌合しておく。一方、モータロータ１０Ｒにおいては、その一端部にレゾルバロータ３０Ｒと側面カバー３４とを組み付けておく。そして、モータロータ１０Ｒをモータステータ１０Ｓ内に挿入する。このとき、仮に、モータロータ１０Ｒの外側面がモータステータ１０Ｓの内側面に当接しても、モータロータ１０Ｒの外側面は、合成樹脂製の飛散防止カバー２４で覆われているので、硬度が高いステータコア１３とセグメント磁石２３とが直接当接することがなくなり、スムーズにモータロータ１０Ｒをモータステータ１０Ｓ内に挿入することができる。そして、ロータシャフト２２の先端をベアリング２５内に貫通させて、モータロータ１０Ｒが円筒ケース１２の奥部まで挿入される。
【００２６】
この状態で、例えばアダプタ１６を円筒ケース１２内に嵌合挿入し、次いで、そのアダプタ１６の内側にレゾルバステータ３０Ｓを嵌合する。このとき、モータロータ１０Ｒの端部に備えたレゾルバロータ３０Ｒの外側面に、レゾルバステータ３０Ｓの内側面が当接しても、モータロータ１０Ｒの外側面は側面カバー３４に覆われて滑らかな円筒面３４Ａ（図１及び図４参照）になっているので、レゾルバロータ３０Ｒに備えた突極３５とレゾルバステータ３０Ｓのティース３２とが相互に引っ掛かることがなくなり、組み付け作業をスムーズに行うことができる。そして、円筒ケース１２の開口端をケース蓋２６で塞ぎ、ケース蓋２６に備えたベアリング２５内にロータシャフト２２の端部を挿入して組み付け作業が完了する。
【００２７】
ところで、上述した組み付け作業の過程で、モータ１０の内部に例えば、ボルト、ワッシャ等が異物として入り込む場合が考えられる。また、モータ１０の使用中にモータ１０の内蔵部品の一部が欠落して異物になる場合ある。そして、本実施形態のレゾルバ３０のように、リラクタンス式のレゾルバでは、従来であれば隣り合った突極３５，３５の間に異物が入り込み、異物の噛み込みが懸念された。しかしながら、本実施形態では、側面カバー３４が隣り合った突極３５，３５の間のスペース３６をレゾルバステータ３０Ｓ側から覆っているので、レゾルバ３０による異物の噛み込みを防ぐことができる。
【００２８】
このように本実施形態によれば、レゾルバロータ３０Ｒの外側面が側面カバー３４に覆われて滑らかな円筒面になっているのでレゾルバロータ３０Ｒとレゾルバステータ３０Ｓに備えた凹凸が相互に引っ掛かることがなくなる。これにより、組み付け作業をスムーズに行うことができると共に噛み込みによるロータの回転停止を防ぐことができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、図３に示すように、隣り合ったセグメント磁石２３，２３が接合されて全体として円筒状になっていたが、隣り合ったセグメント磁石２３同士の間に隙間を設けた構造にしてもよい。即ち、モータロータ１０Ｒの外側面に、セグメント磁石２３による凸部と、セグメント磁石２３，２３同士の間の凹部とが交互に繰り返された構造にしてもよい。
【００３０】
［第２実施形態］
本実施形態は、図５に示されており、側面カバー３７の構成のみが第１実施形態の側面カバー３４とは異なる。即ち、本実施形態の側面カバー３７には、レゾルバロータ３０Ｒの突極３５，３５の間のスペース３６に向かって複数の突部３８が突出形成されている。その他の構成に関しては、前記第１実施形態と同様である。
【００３１】
本実施形態の構成によれば、レゾルバロータ３０Ｒのうち隣り合った突極３５，３５の間のスペース３６を、側面カバー３７に設けた突部３８によってレゾルバロータ３０Ｒの軸方向から塞ぐことができる。これにより、側面カバー３７とレゾルバロータ３０Ｒとの間に異物が挟まり、その異物がモータ１０の内面（例えば、図１に示したケース蓋２６の内面）に引っ掛かって回転が停止する事態を防ぐことができる。なお、突部３８は、側面カバー３７に一体形成してもよいし、突部３８をレゾルバロータ３０Ｒに取り付けてから側面カバー３７とレゾルバロータ３０Ｒとの間に樹脂等を充填後、固化させて形成してもよい。
【００３２】
［第３実施形態］
本実施形態は、図６に示されており、前記第１実施形態の側面カバー３４の一端部から内側に円筒板４１を張り出し形成して、レゾルバロータ３０Ｒの端面を覆った構造になっている。その他の構造に関しては、第１実施形態と同様である。本実施形態によれば、側面カバー３４に一体形成された円筒板４１により、前記第２実施形態と同様に突極３５，３５の間のスペース３６（図４参照）をレゾルバロータ３０Ｒの軸方向から塞ぐことができる。
【００３３】
［第４実施形態］
本実施形態は、図７に示されており、側面カバー３９がレゾルバロータ３０Ｒではなくレゾルバステータ３０Ｓ側に嵌合固定されたことのみが、第１実施形態と異なる。本実施形態の構成によれば、回転運動しないレゾルバステータ３０Ｓに側面カバー３９が嵌合固定され、回転運動するレゾルバロータ３０Ｒには側面カバーが固定されていなので、側面カバー３９によってレゾルバロータ３０Ｒのイナーシャが増加することを防ぐことができる。
【００３４】
［第５実施形態］
本実施形態は、図８に示されており、モータロータ１０Ｒのセグメント磁石２３の外側に嵌合固定された飛散防止カバー４２を延長してレゾルバロータ３０Ｒの外側にも嵌合した構成になっている。即ち、飛散防止カバー４２の一端部を本発明に係る「側面カバー」として用いた構造になっている。その他の構造に関しては、第１実施形態と同様である。この構成によれば、前記第１実施形態より部品点数の削減を図ることができる。
【００３５】
［第６実施形態］
図９には、本実施形態に係るリラクタンス式のモータ５０が示されている。このモータ５０のモータステータ５０Ｓに備えたステータコア５１には、複数（例えば、８つ）のティース５２が形成され、各ティース５２にコイル５３が巻回されている。これに対し、モータロータ５０Ｒは、中心部にロータシャフト５４が貫通しており、モータロータ５０Ｒの外側面から、複数（例えば、６つ）の突極５６が放射状に突出している。そして、それら突極５６の先端面を共通して通過する円筒面を内側に備えた側面カバー５７が、モータロータ５０Ｒの外側面に嵌合固定されている。
【００３６】
本実施形態のような構成としても、前記第１実施形態と同様に、モータロータ５０Ｒの外側面が側面カバーに覆われて滑らかな円筒面になるので、モータロータ５０Ｒとモータステータ５０Ｓとの組み付け作業をスムーズに行うことができると共に噛み込みによるモータロータ５０Ｒの回転停止を防ぐことができる。
【００３７】
［第７実施形態］
本実施形態は、図１０に示されており、側面カバー５７がモータロータ５０Ｒではなくモータステータ５０Ｓ側に嵌合固定されたことのみが、第６実施形態と異なる。本実施形態の構成によっても、前記第４実施形態の同様に、モータロータ５０Ｒのイナーシャが増加することを抑えて、異物の噛み込みによる回転停止を防ぐことができる。
【００３８】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３９】
（１）前記第６及び第７の実施形態では、回転機としてモータを例示したが、発電機に本発明を適用してもよい。
【００４０】
（２）前記第１〜第５の実施形態で示したレゾルバ３０は、リラクタンス式のものであったが、レゾルバステータ３０Ｓとレゾルバロータ３０Ｒとに共にコイルを備えた構造のレゾルバに本発明を適用してもよい。
【００４１】
（３）前記第１〜第７の実施形態では、ロータ又はステータの何れか一方に側面カバーが嵌合固定されていたが、ロータとステータの両方に側面カバーを嵌合固定した構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータ及びレゾルバの側断面図
【図２】回転機及びレゾルバの分解斜視図
【図３】図１におけるＡ−Ａ切断面の断面図
【図４】図１におけるＢ−Ｂ切断面の断面図
【図５】第２実施形態のレゾルバの断面図
【図６】第３実施形態のモータ及びレゾルバの側断面図
【図７】第４実施形態のレゾルバの断面図
【図８】第５実施形態のモータ及びレゾルバの側断面図
【図９】第６実施形態のリラクタンス式のモータの断面図
【図１０】第７実施形態のリラクタンス式のモータの断面図
【図１１】従来のレゾルバの側断面図
【図１２】従来のロータの斜視図
【図１３】従来のレゾルバの断面図
【符号の説明】
【００４３】
１０，５０ モータ
１０Ｒ，５０Ｒ モータロータ
１０Ｓ，５０Ｓ モータステータ
２３ セグメント磁石
２４，４２ 飛散防止カバー
３０ レゾルバ
３０Ｒ レゾルバロータ
３０Ｓ レゾルバステータ
３４，３７，３９，５７ 側面カバー
３４Ａ 円筒面
３５ 突極
３８，５６ 突部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凹凸を備えかつ互いに隣接してすれ違うロータの外側面とステータの内側面とのうちの少なくとも一方に、非磁性体で構成された円筒状の側面カバーが嵌合固定され、その側面カバーのうち前記嵌合固定された側の反対側に、滑らかな円筒面が形成されたことを特徴とする回転機。
【請求項２】
前記側面カバーは、前記ステータの内側面のみに嵌合固定されたことを特徴とする請求項１に記載の回転機。
【請求項３】
前記ロータの外側面に複数の突極を有したリラクタンス式の回転機であって、そのロータの外側面に前記側面カバーが嵌合固定されたことを特徴とする請求項１に記載の回転機。
【請求項４】
前記側面カバーから前記ロータの隣り合った前記突極の間に向かって複数の突部が突出形成されたことを特徴とする請求項３に記載の回転機。
【請求項５】
複数の凹凸を備えかつ互いに隣接してすれ違うロータの外側面とステータの内側面とのうちの少なくとも一方に、非磁性体で構成された円筒状の側面カバーが嵌合固定され、その側面カバーのうち前記嵌合固定された側の反対側に、滑らかな円筒面が形成されたことを特徴とするレゾルバ。
【請求項６】
前記側面カバーは、前記ステータの内側面のみに嵌合固定されたことを特徴とする請求項５に記載のレゾルバ。
【請求項７】
前記ロータの外側面に複数の突極を有したリラクタンス式のレゾルバであって、そのロータの外側面に前記側面カバーが嵌合固定されたことを特徴とする請求項５に記載のレゾルバ。
【請求項８】
前記側面カバーから前記ロータの隣り合った前記突極の間に向かって複数の突部が突出形成されたことを特徴とする請求項７に記載のレゾルバ。
【請求項９】
請求項５乃至８の何れかに記載のレゾルバを軸方向の一端に備え、そのレゾルバのロータを回転機のロータの一端に一体形成したことを特徴とする回転機。
【請求項１】
複数の凹凸を備えかつ互いに隣接してすれ違うロータの外側面とステータの内側面とのうちの少なくとも一方に、非磁性体で構成された円筒状の側面カバーが嵌合固定され、その側面カバーのうち前記嵌合固定された側の反対側に、滑らかな円筒面が形成されたことを特徴とする回転機。
【請求項２】
前記側面カバーは、前記ステータの内側面のみに嵌合固定されたことを特徴とする請求項１に記載の回転機。
【請求項３】
前記ロータの外側面に複数の突極を有したリラクタンス式の回転機であって、そのロータの外側面に前記側面カバーが嵌合固定されたことを特徴とする請求項１に記載の回転機。
【請求項４】
前記側面カバーから前記ロータの隣り合った前記突極の間に向かって複数の突部が突出形成されたことを特徴とする請求項３に記載の回転機。
【請求項５】
複数の凹凸を備えかつ互いに隣接してすれ違うロータの外側面とステータの内側面とのうちの少なくとも一方に、非磁性体で構成された円筒状の側面カバーが嵌合固定され、その側面カバーのうち前記嵌合固定された側の反対側に、滑らかな円筒面が形成されたことを特徴とするレゾルバ。
【請求項６】
前記側面カバーは、前記ステータの内側面のみに嵌合固定されたことを特徴とする請求項５に記載のレゾルバ。
【請求項７】
前記ロータの外側面に複数の突極を有したリラクタンス式のレゾルバであって、そのロータの外側面に前記側面カバーが嵌合固定されたことを特徴とする請求項５に記載のレゾルバ。
【請求項８】
前記側面カバーから前記ロータの隣り合った前記突極の間に向かって複数の突部が突出形成されたことを特徴とする請求項７に記載のレゾルバ。
【請求項９】
請求項５乃至８の何れかに記載のレゾルバを軸方向の一端に備え、そのレゾルバのロータを回転機のロータの一端に一体形成したことを特徴とする回転機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−１５８０１４（Ｐ２００６−１５８０１４Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４１４４１（Ｐ２００４−３４１４４１）
【出願日】平成１６年１１月２６日（２００４．１１．２６）
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２６日（２００４．１１．２６）
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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