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発明の名称 回転電機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−82285(P2007−82285A)
公開日 平成19年3月29日(2007.3.29)
出願番号 特願2005−263713(P2005−263713)
出願日 平成17年9月12日(2005.9.12)
代理人 【識別番号】100057874
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照
発明者 一期崎 敦 / 阿久津 悟
要約 課題
部品点数を減らして組立工数を低減し、コストダウンを図るとともに、レゾルバロータの変形を防いで回転角度の検出精度を維持することができる回転電機を提供する。

解決手段
フレーム2と、フレーム2に固定されたハウジング3と、フロントベアリング5、およびリアベアリング7によって回転自在に支持されたシャフト8と、シャフト8に固定された回転子10と、フレーム2に固定された固定子11と、ハウジング3の反回転子10側でシャフト8に接続されたボス15と、レゾルバロータ18と、レゾルバロータ18との間のギャップパーミアンスをレゾルバロータ18と協同して変化させるレゾルバステータ20とを備え、ボス15は、ボス本体16と、ボス本体16からフロントベアリング5に向けて延設されて先端部がフロントベアリング5に当接したロータ保持部17とを有し、レゾルバロータ18は、ロータ保持部17に取り付けられているものである。
特許請求の範囲
【請求項1】
有底円筒状のフレームと、
前記フレームの開口部を覆って固定されたハウジングと、
前記ハウジングに設けられたフロントベアリング、および前記フレームに設けられたリアベアリングによって回転自在に支持されたシャフトと、
前記シャフトに取り付けられた回転子と、
前記回転子の外周を囲って前記フレームに固定された固定子と、
前記ハウジングの反前記回転子側で前記シャフトに接続されたボスと、
前記シャフトとともに回動するレゾルバロータと、
前記レゾルバロータの外周を囲って固定され、前記レゾルバロータとの間のギャップパーミアンスを前記レゾルバロータと協同して変化させるレゾルバステータと
を備え、
前記ボスは、ボス本体と、前記ボス本体から前記フロントベアリングに向かって延設されて先端部が前記フロントベアリングに当接したロータ保持部とを有し、
前記レゾルバロータは、前記ロータ保持部に取り付けられていること
を特徴とする回転電機。
【請求項2】
前記ボスは、前記レゾルバロータを位置決めする段差部を有していることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、回転子の回転角度を検出するレゾルバを備えた回転電機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のモータは、シャフトが、モータハウジング内に設けられたフロントベアリングとフレームの後端に設けられたリアベアリングとによって回転可能に保持されている。
シャフトのリアベアリング側には、磁界を発生させるマグネットが取り付けられており、回転子が構成されている。シャフトの反回転子側には、回転子の回転角度を検出するレゾルバのレゾルバロータが取り付けられている。レゾルバロータの外周には、レゾルバロータとの間のギャップパーミアンスをレゾルバロータと協同して変化させるレゾルバステータが固定されている。
レゾルバロータは、シャフトに挿入されてフロントベアリングに当接したブッシュと、シャフトに圧入されて回転子に発生した駆動力を外部に伝達するカップリングであるボスとの間に固定されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】特開2005−210837号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のモータでは、シャフトにブッシュが挿入されるため、部品点数が増えて組み立て工数が増え、コストが高くなるという問題点があった。
また、シャフトにレゾルバロータが取り付けられた後に、さらにボスが圧入されるため、ボスの先端部がレゾルバロータを圧縮してレゾルバロータが変形し、回転角度の検出精度が低下するという問題点もあった。
【0005】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、部品点数を減らして組立工数を低減し、コストダウンを図るとともに、レゾルバロータの変形を防いで回転角度の検出精度を維持することができる回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係る回転電機は、有底円筒状のフレームと、フレームの開口部を覆って固定されたハウジングと、ハウジングに設けられたフロントベアリング、およびフレームに設けられたリアベアリングによって回転自在に支持されたシャフトと、シャフトに取り付けられた回転子と、回転子の外周を囲ってフレームに固定された固定子と、ハウジングの反回転子側でシャフトに接続されたボスと、シャフトとともに回動するレゾルバロータと、レゾルバロータの外周を囲って固定され、レゾルバロータとの間のギャップパーミアンスをレゾルバロータと協同して変化させるレゾルバステータとを備え、ボスは、ボス本体と、ボス本体からフロントベアリングに向かって延設されて先端部がフロントベアリングに当接したロータ保持部とを有し、レゾルバロータは、ロータ保持部に取り付けられているものである。
【発明の効果】
【0007】
この発明の回転電機によれば、ボスが、ボス本体からフロントベアリングに向かって延設されて先端部がフロントベアリングに当接したロータ保持部を有しているので、ブッシュが不要となり、部品点数を減らして組立工数を低減し、コストダウンを図ることができる。
また、レゾルバロータがボスに設けられたロータ保持部に取り付けられているので、ボスがレゾルバロータを圧縮してレゾルバロータが変形することがなく、回転角度の検出精度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。
なお、以下の実施の形態では、回転電機が3相ブラシレスモータ1(以下「モータ1」と略称する)である場合を例にして説明する。
【0009】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るモータ1を示す部分断面図、図2は、図1のモータ1の正面図である。
図において、このモータ1は、鉄板を絞り加工した有底円筒状のフレーム2と、フレーム2の開口部を覆って固定されたアルミニウムからなるハウジング3とを有している。
ハウジング3の中央部に形成された窓部4には、外輪部がコーキングされて固定されたフロントベアリング5が取り付けられている。
また、フレーム2の底部には、凹状のベアリングボックス6が設けられており、ベアリングボックス6には、リアベアリング7が挿入されている。
フロントベアリング5およびリアベアリング7は、磁性体である鉄からなるシャフト8をそれぞれ回転自在に支持している。
【0010】
シャフト8の一端部には、磁界を発生させるマグネット9が取り付けられて回転子10が構成されている。マグネット9の外周面には、マグネット9を保護する図示しない保護チューブがかぶせられている。
フレーム2の内周面には、回転子10の外周を囲って固定子11が取り付けられている。
固定子11は、珪素鋼板を積層して形成された固定子鉄心12と、樹脂製の絶縁体13と、絶縁体13に巻装されたモータコイル14とを有している。モータコイル14は、U相、V相、W相の3相からなり、それぞれスター結線されている。
【0011】
ハウジング3の反回転子10側で、シャフト8の他端部には、鉄製のボス15が圧入されている。
ボス15は、外部機構と接続されるボス本体16と、ボス本体16からフロントベアリング5に向かって延設されて先端部がフロントベアリング5に当接するとともに、ボス本体より小径のロータ保持部17とを有している。
ロータ保持部17には、シャフト8とともに回動するレゾルバロータ18が、ボス本体16側に移動することを規制する段差部19が形成されている。この段差部19は、ロータ保持部17の先端部がフロントベアリング5の内輪部に当接した際に、レゾルバロータ18がハウジング3に取り付けられたレゾルバステータ20に対面する所定の位置に定まるように形成されている。
【0012】
レゾルバロータ18は、珪素鋼板を積層して形成されており、ロータ保持部17に圧入あるいは接着されて固定されている。ボス15およびレゾルバロータ18の構造を図3(a)、(b)に示す。
レゾルバロータ18は、レゾルバステータ20と協同して、レゾルバステータ20との間のギャップパーミアンスを周期的に変化させるように、楕円形に形成されている。
【0013】
レゾルバロータ18の外周には、ハウジング3に設けられたステータ取り付け部21に取り付けられたレゾルバステータ20を含むレゾルバ体22が取り付けられている。レゾルバ体22の内部構造を図4(a)、(b)に示す。
レゾルバ体22は、レゾルバステータ20と、信号線接続用のオス側コネクタ23とを有している。
レゾルバステータ20は、珪素鋼板を積層し、周方向に等しい間隔をおいて形成された複数のティース24を有する積層体25と、絶縁体26を介してティース24に巻装された1相の励磁巻線27と2相の出力巻線28とを有している。
ここで、レゾルバロータ18とレゾルバ体22とで回転子10の回転角度に応じて信号を出力するレゾルバが構成されている。
【0014】
1相の励磁巻線27は、隣接するそれぞれのティース24に連続的に巻装されている。2相の出力巻線28のうち、第1の出力巻線28aは、隣接するそれぞれのティース24に連続的に、かつティース24の中心線に対して励磁巻線27の径方向外側に巻装されている。また、第2の出力巻線28bは、隣接するそれぞれのティース24に連続的に、かつティース24の中心線に対して第1の出力巻線28aの径方向外側に巻装されている。
【0015】
モータコイル14に接続されて電力を供給するモータリード線29と、メス側コネクタ30を介してオス側コネクタ23に接続され、回転子10の回転角度に関する信号を外部に伝送するセンサリード線31とは、ハウジング3に設けられたグロメット32を通じて外部に導出されている。
【0016】
なお、上記構成のモータ1において、レゾルバロータ18は、ボス15がシャフト8に圧入される前にあらかじめロータ保持部17に固定される。レゾルバロータ18が固定されたボス15は、ロータ保持部17の先端部がフロントベアリング5の内輪部に当接するようにシャフト8に圧入される。
【0017】
以下、上記構成のモータ1についての動作を説明する。
励磁巻線27には、図示しない検出用電源から、10kHz、5Vppの正弦波状の励磁電圧が印加される。励磁巻線27に励磁電圧が印加されることにより、励磁巻線27に励磁電流が流れ、レゾルバロータ18とレゾルバステータ20との空隙部分に磁束が発生する。
また、モータリード線29からモータコイル14に電力が供給され、モータコイル14に3相交流電圧が印加される。モータコイル14に3相交流電圧が印加されることにより、モータコイル14に回転磁界が発生し、回転子10が回転する。
回転子10が回転することにより、シャフト8を介して互いに接続されたレゾルバロータ18が回転し、レゾルバロータ18とレゾルバステータ20との間のギャップパーミアンスが変化する。ギャップパーミアンスの変化により、第1の出力巻線28aと第2の出力巻線28bとの出力電圧波形には、90°の位相差が生じるため、回転角度の検出が可能となる。
第1の出力巻線28aおよび第2の出力巻線28bの出力電圧は、センサリード線31を伝送されて図示しない演算部に入力され、回転子10の回転角度が検出される。
【0018】
この発明の実施の形態1に係る回転電機によれば、ボス15が、ボス本体16からフロントベアリング5に向かって延設されて先端部がフロントベアリング5に当接したロータ保持部17を有している。
そのため、ブッシュが不要となり、部品点数を減らして組立工数を低減し、コストダウンを図ることができる。
また、レゾルバロータ18がロータ保持部17に取り付けられているので、ボス15がレゾルバロータ18を圧縮してレゾルバロータ18が変形することがなく、回転角度の検出精度を維持することができる。
また、レゾルバロータ18がボス15の段差部19に取り付けられるので、レゾルバロータ18の取り付け位置を容易に決めることができ、組立効率を向上させることができる。
【0019】
なお、上記実施の形態1では、回転電機が3相ブラシレスモータ1である場合を例にして説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、直流モータ、交流モータを問わず、種々のモータに用いることができ、同様の効果を奏することができる。
また、回転電機は、モータに限られるものではなく、発電機であってもよい。
このものの場合も、上記実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】この発明の実施の形態1に係るモータを示す部分断面図である。
【図2】図1のモータの正面図である。
【図3】(a)は、図1のボスおよびレゾルバロータを示す正面図であり、(b)は、図1のボスおよびレゾルバロータを示す側面図である。
【図4】(a)は、図1のレゾルバステータの内部構造を示す正面図であり、(b)は、図1のレゾルバステータの内部構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【0021】
1 モータ(回転電機)、2 フレーム、3 ハウジング、5 フロントベアリング、7 リアベアリング、8 シャフト、10 回転子、11 固定子、15 ボス、16 ボス本体、17 ロータ保持部、18 レゾルバロータ、19 段差部、20 レゾルバステータ。




 

 


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