(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のステータ（１１）、当該ステータに巻回される巻線（１２）、および、前記ステータの内側に回転可能に設けられるロータ（１３）を有するモータ部（１０）と、
前記ロータの回転中心に設けられるシャフト（１５）と、
前記モータ部に対し前記ステータの軸方向外側に設けられ、前記巻線に供給する電力を制御することにより前記モータ部の駆動を制御する制御部（２０）と、
前記モータ部と前記制御部との間に設けられる第１フレーム（３０）と、
前記第１フレームとの間に前記モータ部を挟み込むよう前記モータ部の前記第１フレームとは反対側に設けられる第２フレーム（４０）と、
一端が前記ステータの軸方向に前記第１フレームまたは前記第２フレームまで延びて少なくとも前記制御部を覆うよう筒状に形成されるカバー本体（５１）を有する１つの部材からなるカバー（５０）と、
前記カバー本体の内側において前記カバー本体の他端を塞ぐよう前記制御部の前記モータ部とは反対側に設けられる蓋部（６０）と、
前記蓋部と前記カバー本体の他端との間において圧縮された状態で設けられ、前記蓋部と前記カバーとの間を気密または液密に保持可能な環状の第１シール部材（７１）と、
前記第１フレームまたは前記第２フレームと前記カバー本体の一端との間において前記第１シール部材の圧縮の方向とは異なる方向に圧縮された状態で設けられ、前記第１フレームまたは前記第２フレームと前記カバーとの間を気密または液密に保持可能な環状の第２シール部材（７２）と、
前記第１シール部材および前記第２シール部材が圧縮された状態で前記カバーと前記第１フレーム、前記第２フレームまたは前記蓋部とを固定可能な固定手段（８１、８２、８３）と、を備え、
前記カバーは、互いに離れた位置に設けられた前記第１シール部材および前記第２シール部材の両方を同時に圧縮した状態で設けられていることを特徴とする回転電機（１）。
【請求項２】
前記第１シール部材および前記第２シール部材は、前記カバー本体と同軸に設けられており、
前記固定手段は、前記カバー本体の周方向に等間隔で複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記第１シール部材は、前記カバー本体の軸に対し平行な方向に圧縮されるよう設けられ、
前記第２シール部材は、前記カバー本体の軸に対し垂直な方向に圧縮されるよう設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記カバーは、前記カバー本体の他端から径方向内側へ延びるよう環状に形成される内側環状部（５２）を有し、
前記第１シール部材は、前記蓋部と前記内側環状部との間に設けられ、
前記第２シール部材は、前記第１フレームまたは前記第２フレームと前記カバー本体の一端との間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記蓋部は、前記制御部とは反対側の面に形成される溝部（６３）を有し、
前記カバーは、前記溝部に嵌まり込み可能に形成される延伸部（５３）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記第１シール部材は、前記カバー本体の軸に対し垂直な方向に圧縮されるよう設けられ、
前記第２シール部材は、前記カバー本体の軸に対し平行な方向に圧縮されるよう設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項７】
前記カバーは、前記カバー本体の一端から径方向外側へ延びるよう環状に形成される外側環状部（５４）を有し、
前記第１シール部材は、前記蓋部と前記カバー本体の他端との間に設けられ、
前記第２シール部材は、前記第１フレームまたは前記第２フレームと前記外側環状部との間に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の回転電機。
【請求項８】
前記固定手段は、前記第１フレームまたは前記第２フレームの外縁部に形成される係合部（８１）、および、前記カバー本体の一端から延びて前記係合部に係合可能に形成される爪部（８２）であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記固定手段は、前記カバーと前記蓋部、前記第１フレームまたは前記第２フレームとを締結するねじ部材（８３）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記蓋部から前記制御部とは反対の方向へ延びるよう形成され、前記巻線に電力を供給する電力ワイヤーハーネス（４）、または、前記制御部に信号を伝達する制御ワイヤーハーネス（５、６）が接続されるコネクタ部（９０）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関し、特にモータ部を制御する制御部を一体に備える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ部と当該モータ部を制御する制御部とを一体に備える回転電機が知られている。例えば、特許文献１に記載された回転電機では、制御部をモータ部に対しステータの軸方向外側に設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−９０３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の回転電機では、モータ部を筒状のモータケースで、制御部を筒状のカバーで覆うことにより、モータ部および制御部への塵や水等の侵入の防止、および、モータ部および制御部における錆の発生の防止を図っている。また、モータケースとカバーとの継ぎ目には環状のシール部材が設けられ、当該継ぎ目を経由した塵や水等の制御部への侵入の防止を図っている。
【０００５】
一方、カバーのモータケースとは反対側端部の所定箇所には開口が形成され、樹脂製のコネクタが当該開口を塞ぐようカバーに接着されている。このような構成では、コネクタとカバーの開口部との間が十分に接着されていない場合、コネクタとカバーとの間を経由して制御部へ塵や水等が侵入するおそれがある。制御部へ塵や水が侵入すると、制御部の作動不良を招いたり、制御部の金属部に錆が発生したりするおそれがある。
【０００６】
また、特許文献１の回転電機では、コネクタとカバーとの接合部の形状は単純な形状ではなく、コネクタとカバーとは接着により接合される構成のため、コネクタとカバーとの間に弾性変形可能なシール部材等を圧縮した状態で設けるのは困難である。仮に、モータケースとカバーとの継ぎ目にシール部材を設けるのに加え、コネクタとカバーとの間にも弾性変形可能なシール部材を設ける場合、２つのシール部材が同じ方向に圧縮される構成では、２つのシール部材それぞれのシール性に対し、組み付け時に発生する応力やねじれ等、互いの組み付け誤差が影響するおそれがある。したがって、２つのシール部材による防塵性および防水性が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で制御部の防塵、防水および防錆が可能な回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回転電機は、モータ部とシャフトと制御部と第１フレームと第２フレームとカバーと蓋部と第１シール部材と第２シール部材と固定手段とを備えている。
モータ部は、環状のステータ、当該ステータに巻回される巻線、および、ステータの内側に回転可能に設けられるロータを有している。シャフトは、ロータの回転中心に設けられている。制御部は、モータ部に対しステータの軸方向外側に設けられ、巻線に供給する電力を制御することによりモータ部の駆動を制御する。
【０００９】
第１フレームは、ステータと制御部との間に設けられている。第２フレームは、第１フレームとの間にモータ部を挟み込むようモータ部の第１フレームとは反対側に設けられている。カバーは、１つの部材からなり、一端がステータの軸方向に第１フレームまたは第２フレームまで延びて少なくとも制御部を覆うよう筒状に形成されるカバー本体を有している。
【００１０】
蓋部は、カバー本体の内側においてカバー本体の他端を塞ぐよう制御部のモータ部とは反対側に設けられている。第１シール部材は、環状に形成され、蓋部とカバー本体の他端との間において圧縮された状態で設けられ、蓋部とカバーとの間を気密または液密に保持可能である。第２シール部材は、環状に形成され、第１フレームまたは第２フレームとカバー本体の一端との間において第１シール部材の圧縮の方向とは異なる方向に圧縮された状態で設けられ、第１フレームまたは第２フレームとカバーとの間を気密または液密に保持可能である。固定手段は、第１シール部材および第２シール部材が圧縮された状態でカバーと第１フレーム、第２フレームまたは蓋部とを固定可能である。カバーは、互いに離れた位置に設けられた第１シール部材および第２シール部材の両方を同時に圧縮した状態で設けられている。
【００１１】
このように、本発明では、少なくとも制御部は、筒状のカバーに覆われている。また、カバーの両端部と蓋部および第１フレームまたは第２フレームとの間は、第１シール部材および第２シール部材により気密または液密に保持されている。よって、カバー、第１シール部材および第２シール部材により、制御部へ塵や水等が侵入するのを効果的に防止することができる。したがって、本発明では、簡単な構成で制御部の防塵、防水および防錆が可能である。
【００１２】
また、本発明では、第１シール部材および第２シール部材は、互いに異なる方向に圧縮された状態で設けられている。そのため、第１シール部材および第２シール部材それぞれのシール性に対し、組み付け時に発生する応力やねじれ等、互いの組み付け誤差が影響するのを抑制することができる。したがって、第１シール部材および第２シール部材による防塵性および防水性の低下を抑制することができる。
また、カバーの一端が第２フレームまで延びるよう形成される場合、制御部に加えモータ部もカバーで覆われることとなる。そのため、制御部のみならず、モータ部へ塵や水等が侵入するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による回転電機を示す断面図。
【図２】本発明の第１実施形態による回転電機を電動パワーステアリング装置に適用した状態を示す模式図。
【図３】図１を矢印ＩＩＩの方向から見た図。
【図４】図３を矢印ＩＶの方向から見た図。
【図５】発明の第１実施形態による回転電機を示す斜視図。
【図６】本発明の第２実施形態による回転電機を示す断面図。
【図７】図６を矢印ＶＩＩの方向から見た図。
【図８】図７を矢印ＶＩＩＩの方向から見た図。
【図９】発明の第２実施形態による回転電機を示す斜視図。
【図１０】本発明の第３実施形態による回転電機を示す断面図。
【図１１】本発明の第４実施形態による回転電機を示す断面図。
【図１２】本発明の第５実施形態による回転電機を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の複数の実施形態による回転電機、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、図面の記載が煩雑になることを避けるため、１つの図において同一の部材または部位等には、複数のうち１つのみに符号を付す場合がある。
【００１５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による回転電機を図１に示す。回転電機１は、電力を供給されることにより駆動し、例えば車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング装置に採用される。
【００１６】
図２は、電動パワーステアリング装置１０９を備えたステアリングシステム１００の全体構成を示すものである。電動パワーステアリング装置１０９には、ハンドル１０１に接続されたステアリングシャフト１０２にトルクセンサ１０４が設けられている。トルクセンサ１０４は、運転者からハンドル１０１を経由してステアリングシャフト１０２に入力される操舵トルクを検出する。
【００１７】
ステアリングシャフト１０２の先端にはピニオンギア１０６が設けられており、ピニオンギア１０６はラック軸１０７に噛み合っている。ラック軸１０７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪１０８が回転可能に連結されている。
【００１８】
これにより、運転者がハンドル１０１を回転させると、ハンドル１０１に接続されたステアリングシャフト１０２が回転し、ステアリングシャフト１０２の回転運動は、ピニオンギア１０６によってラック軸１０７の直線運動に変換され、ラック軸１０７の直線運動変位に応じた角度について一対の車輪１０８が操舵される。
【００１９】
電動パワーステアリング装置１０９は、操舵アシストトルクを発生する回転電機１、および、当該回転電機１の回転を減速してラック軸１０７に伝える減速ギア１０３等を備える。本実施形態では、回転電機１は、減速ギア１０３のハウジング１１０に取り付けられている。
【００２０】
回転電機１は、例えば３相駆動型のブラシレスモータであり、図示しないバッテリから電力を供給されることにより駆動する。回転電機１は、駆動対象としての減速ギア１０３を正逆回転させる。電動パワーステアリング装置１０９は、上述のトルクセンサ１０４、および、車速を検出する車速センサ１０５を含む。
【００２１】
この構成により、電動パワーステアリング装置１０９は、トルクセンサ１０４および車速センサ１０５等からの信号に基づき、ハンドル１０１の操舵を補助するための操舵アシストトルクを回転電機１から発生し、減速ギア１０３を経由してラック軸１０７に伝達する。このように、本実施形態では、電動パワーステアリング装置１０９は、ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置である。
【００２２】
図１、３〜５に示すように、回転電機１は、モータ部１０、シャフト１５、制御部２０、第１フレーム３０、第２フレーム４０、カバー５０、蓋部６０、シール部材７１、７２、係合部８１、爪部８２およびコネクタ部９０等を備えている。
モータ部１０は、ステータ１１、巻線１２、ロータ１３およびモータケース１４等を有している。
【００２３】
ステータ１１は、例えば鉄等の金属により略円筒状に形成されている。
巻線１２は、例えば銅等の金属により形成され、ステータ１１に巻回されている。
ロータ１３は、例えば鉄等の金属により略円筒状に形成されている。ロータ１３の外壁には、図示しない磁石が設けられている。ロータ１３は、ステータ１１と同軸になるようステータ１１の内側に設けられている。
【００２４】
モータケース１４は、例えば金属により略円筒状に形成されている。ステータ１１は、モータケース１４の内側に固定されるようにして収容されている。
シャフト１５は、例えば金属により棒状に形成され、ロータ１３の中心に、ロータ１３と一体に設けられている。
【００２５】
図１に示すように、制御部２０は、モータ部１０に対しステータ１１の軸方向外側に設けられ、巻線１２に供給する電力を制御することによりモータ部１０の駆動を制御する。制御部２０については、後に詳述する。
図１に示すように、第１フレーム３０は、モータ部１０と制御部２０との間に設けられている。第１フレーム３０は、フレーム本体３１、筒部３４および筒部３７等を有している。
【００２６】
フレーム本体３１は、例えば金属により略円板状に形成されている。フレーム本体３１の中央には、フレーム本体３１を板厚方向に貫く穴部３２が形成されている。当該穴部３２の内側には、フレーム本体３１と同軸になるよう軸受部材３３が設けられている。
【００２７】
筒部３４は、フレーム本体３１のモータ部１０側の面から板厚方向に筒状に延びるよう形成されている。筒部３４の外壁には、環状の溝部３５が形成されている。溝部３５には、シール部材１７が設けられている。シール部材１７は、例えばゴム等の弾性部材により環状に形成され、外部から力を加えられることで弾性変形可能である。
【００２８】
フレーム本体３１の外縁部には、フレーム本体３１を板厚方向に貫く通穴３６が形成されている（図３、５参照）。すなわち、通穴３６は、フレーム本体３１の制御部２０側の面とモータ部１０側の面とを接続するよう形成されている。本実施形態では、通穴３６は、フレーム本体３１の周方向に３つ形成されている。
筒部３７は、フレーム本体３１の制御部２０側の面から板厚方向に筒状に延びるよう形成されている。筒部３７の外壁には、環状の溝部３８が形成されている。
【００２９】
第１フレーム３０は、筒部３４がモータケース１４の一端の内側に位置しモータケース１４の一端を塞ぐよう設けられている。このとき、シール部材１７は、モータケース１４と筒部３４とにより、フレーム本体３１の径方向に圧縮されている。これにより、シール部材１７は、モータケース１４と第１フレーム３０との間を気密または液密に保持可能である。
【００３０】
図１に示すように、第２フレーム４０は、第１フレーム３０との間にモータ部１０を挟み込むようモータ部１０の第１フレーム３０とは反対側に設けられている。第２フレーム４０は、フレーム本体４１および筒部４４等を有している。
【００３１】
フレーム本体４１は、例えば金属により略円板状に形成されている。フレーム本体４１の中央には、フレーム本体４１を板厚方向に貫く穴部４２が形成されている。当該穴部４２の内側には、フレーム本体４１と同軸になるよう軸受部材４３が設けられている。
【００３２】
筒部４４は、フレーム本体４１のモータ部１０側の面から板厚方向に筒状に延びるよう形成されている。筒部４４の外壁には、環状の溝部４５が形成されている。溝部４５には、シール部材１８が設けられている。シール部材１８は、シール部材１７と同様、例えばゴム等の弾性部材により環状に形成され、外部から力を加えられることで弾性変形可能である。
【００３３】
フレーム本体４１の外縁部には、フレーム本体４１を板厚方向に貫く通穴４６が形成されている（図５参照）。本実施形態では、通穴４６は、通穴３６に対応するよう、フレーム本体４１の周方向に３つ形成されている。
【００３４】
第２フレーム４０は、筒部４４がモータケース１４の他端の内側に位置しモータケース１４の他端を塞ぐよう設けられている。このとき、シール部材１８は、モータケース１４と筒部４４とにより、フレーム本体４１の径方向に圧縮されている。これにより、シール部材１８は、モータケース１４と第２フレーム４０との間を気密または液密に保持可能である。
【００３５】
本実施形態では、通穴３６、４６に対応してボルト２が３つ設けられている。ボルト２は、第１フレーム３０と第２フレーム４０とを締結するよう第２フレーム４０の通穴４６に挿通されている。ここで、ボルト２は、一端（頭部）がフレーム本体４１の筒部４４とは反対側に係止され、他端（頭部とは反対側）がフレーム本体３１の通穴３６にねじ込まれた状態となっている（図４、５参照）。これにより、モータケース１４が第１フレーム３０と第２フレーム４０とに挟み込まれた状態で、第１フレーム３０および第２フレーム４０のボルト２による締結箇所に所定の軸力が作用する。
【００３６】
図１に示すように、シャフト１５は、一端が軸受部材３３に軸受けされ、他端側が軸受部材４３に軸受けされている。これにより、シャフト１５およびロータ１３は、第１フレーム３０および第２フレーム４０により軸受けされ、ステータ１１の内側で回転可能である。ここで、シャフト１５の他端は、第２フレーム４０のフレーム本体４１に対しモータ部１０とは反対側に露出するよう突出している。
【００３７】
シャフト１５の他端には、出力端１６が設けられている。出力端１６は、例えば金属により形成され、シャフト１５と一体に回転可能に設けられている。出力端１６は、減速ギア１０３の入力部に嵌まり込むよう減速ギア１０３に接続されることで、ロータ１３およびシャフト１５の回転を減速ギア１０３に出力する（図２参照）。
【００３８】
シャフト１５の一端には、磁石１９が取り付けられている。磁石１９は、フレーム本体３１のモータ部１０とは反対側においてシャフト１５と一体に回転可能なよう設けられている。
カバー５０は、例えば金属等により形成され、カバー本体５１、内側環状部５２および延伸部５３等を有している。
【００３９】
カバー本体５１は、一端がステータ１１の軸方向に第１フレーム３０まで延びて制御部２０を覆うよう筒状に形成されている。内側環状部５２は、カバー本体５１の他端から径方向内側に環状に延びるよう形成されている。カバー本体５１の一端は、第１フレーム３０の筒部３７の外壁に当接している。延伸部５３は、内側環状部５２の内縁部から径方向内側に延びるよう形成されている（図１、３参照）。本実施形態では、延伸部５３は、内側環状部５２の周方向に３つ形成されている（図３参照）。
【００４０】
蓋部６０は、例えば樹脂等により形成され、蓋部本体６１等を有している。蓋部本体６１は、略円板状に形成され、カバー本体５１の内側においてカバー本体５１の他端を塞ぐよう制御部２０のモータ部１０とは反対側に設けられている。より詳細には、蓋部本体６１は、カバー５０の内側環状部５２の内側に形成される開口部を塞ぐよう、内側環状部５２の制御部２０側に設けられている。ここで、制御部２０は、第１フレーム３０に固定されている。また、蓋部本体６１は、制御部２０に固定されている。
【００４１】
蓋部本体６１の制御部２０とは反対側の面には、環状の溝部６２が形成されている。また、蓋部本体６１の制御部２０とは反対側の面の溝部６２の内側には、溝部６３が形成されている。溝部６３は、延伸部５３に対応するよう３つ形成されている（図３参照）。３つの延伸部５３は、それぞれ、３つの溝部６３に嵌まり込んでいる（図３、５参照）。
【００４２】
シール部材７１は、シール部材１７、１８と同様、例えばゴム等の弾性部材により環状に形成され、外部から力を加えられることで弾性変形可能である。シール部材７１は、蓋部６０の溝部６２に設けられている。すなわち、シール部材７１は、蓋部６０の蓋部本体６１とカバー５０の内側環状部５２との間に挟み込まれた状態で設けられている。
【００４３】
シール部材７２は、シール部材７１と同様、例えばゴム等の弾性部材により環状に形成され、外部から力を加えられることで弾性変形可能である。シール部材７２は、第１フレーム３０の溝部３８に設けられている。すなわち、シール部材７２は、第１フレーム３０の筒部３７とカバー５０のカバー本体５１の一端との間に挟み込まれた状態で設けられている。
【００４４】
係合部８１は、第１フレーム３０の外縁部、すなわち、フレーム本体３１の径方向外側の外壁に形成されている（図４参照）。本実施形態では、係合部８１は２つで１組となり、フレーム本体３１の周方向の２箇所に計２組形成されている。２組の係合部８１は、フレーム本体３１の周方向に１８０度の間隔を空けて形成されている。
【００４５】
爪部８２は、カバー本体５１の内側環状部５２とは反対側の端部から、内側環状部５２とは反対側へ延びて、係合部８１に対応し、係合部８１に係合可能に形成されている。すなわち、爪部８２は２つで１組となり、カバー本体５１の周方向の２箇所に計２組形成されている。
カバー５０は、爪部８２が係合部８１に係合することにより、第１フレーム３０に固定されている。
【００４６】
カバー５０は、爪部８２と係合部８１とにより第１フレーム３０に固定されているとき、蓋部６０に対しモータ部１０側へ引っ張られた状態となっている。そのため、蓋部６０の蓋部本体６１とカバー５０の内側環状部５２との間に挟み込まれているシール部材７１は、蓋部６０の蓋部本体６１とカバー５０の内側環状部５２とにより、カバー本体５１の軸に対し平行な方向に圧縮されている。これにより、シール部材７１は、蓋部６０とカバー５０との間を気密または液密に保持可能である。
【００４７】
また、カバー５０が爪部８２と係合部８１とにより第１フレーム３０に固定されているとき、シール部材７２は、第１フレーム３０の筒部３７とカバー５０のカバー本体５１の一端とにより、カバー本体５１の径方向、すなわち、カバー本体５１の軸に対し垂直な方向に圧縮されている。これにより、シール部材７２は、第１フレーム３０とカバー５０との間を気密または液密に保持可能である。
【００４８】
ここで、シール部材７１は、特許請求の範囲における「第１シール部材」に対応している。また、シール部材７２は、特許請求の範囲における「第２シール部材」に対応している。また、係合部８１と爪部８２とは、特許請求の範囲における「固定手段」に対応している。
【００４９】
本実施形態では、上述のようにカバー５０の延伸部５３が蓋部６０の溝部６３に嵌まり込むよう形成されているため、係合部８１と爪部８２との係合によりカバー５０が蓋部６０に対しモータ部１０側へ引っ張られた状態でも、内側環状部５２が蓋部６０に対し径方向外側へ広がるように変形すること、および、カバー本体５１が蓋部６０に対しモータ部１０側へずれるようにして移動することを抑制できる。
【００５０】
コネクタ部９０は、例えば樹脂等により蓋部６０と一体に形成される第１コネクタ９１および第２コネクタ９２等を有している。
第１コネクタ９１および第２コネクタ９２は、それぞれ、蓋部６０の蓋部本体６１から制御部２０とは反対の方向へ筒状に延びるよう蓋部本体６１と一体に形成されている。コネクタ部９０には、ワイヤーハーネス３の端部が接続される。第１コネクタ９１には、巻線１２に電力を供給する電力ワイヤーハーネス４、および、制御部２０に信号を伝達する制御ワイヤーハーネス５の端部が接続される。第２コネクタ９２には、制御部２０に信号を伝達する制御ワイヤーハーネス６の端部が接続される。なお、本実施形態では、制御ワイヤーハーネス６は、トルクセンサ１０４からの信号を制御部２０に伝達する。
【００５１】
次に、制御部２０について詳細に説明する。
図１に示すように、制御部２０は、ヒートシンク２１、半導体モジュール２２、パワー基板２３、制御基板２４、コンデンサ２５、チョークコイル２６、マイコン２７および回転角センサ２８等を有している。
【００５２】
ヒートシンク２１は、例えばアルミ等の金属により、有底箱状に形成されている。ヒートシンク２１は、底部が第１フレーム３０側を向くよう、かつ、底部とは反対側の開口部が蓋部６０側を向くよう、第１フレーム３０に固定されている。
【００５３】
半導体モジュール２２は、ヒートシンク２１の外壁に当接するよう複数設けられている。半導体モジュール２２は、例えばＩＧＢＴ等のスイッチング素子をモジュール化したものであり、巻線１２への通電を切り替える。半導体モジュール２２をヒートシンク２１に当接するよう設けることで、半導体モジュール２２作動時の発熱を、ヒートシンク２１を経由して放熱することができる。
【００５４】
パワー基板２３は、ヒートシンク２１の開口部を塞ぐようヒートシンク２１と蓋部６０との間に設けられている。パワー基板２３は、半導体モジュール２２と電気的に接続している。また、半導体モジュール２２は、巻線１２と電気的に接続している。パワー基板２３には、巻線１２への駆動電流が流れる。
【００５５】
制御基板２４は、ヒートシンク２１のパワー基板２３とは反対側、ヒートシンク２１と第１フレーム３０との間に設けられている。制御基板２４は、半導体モジュール２２と電気的に接続している。制御基板２４には、半導体モジュール２２を制御する制御信号が流れる。
【００５６】
コンデンサ２５は、ヒートシンク２１の内側に収容されるよう設けられている。コンデンサ２５は、例えばスルーホール型の電子部品であり、パワー基板２３のヒートシンク２１側の面に実装されている。本実施形態では、コンデンサ２５は複数設けられている。コンデンサ２５は、例えば駆動電流の電流リプルを低減するため、すなわち、防ノイズ機能を発揮させることを目的として設けられている。
【００５７】
チョークコイル２６は、コンデンサ２５と同様、ヒートシンク２１の内側に収容されるよう設けられている。チョークコイル２６は、パワー基板２３のヒートシンク２１側の面に実装されている。チョークコイル２６は、フィルタとして機能し、電流電源に含まれるノイズを除去する。
コネクタ部９０に埋設された金属端子は、パワー基板２３および制御基板２４に電気的に接続している。
【００５８】
第１コネクタ９１には、電力ワイヤーハーネス４を経由して巻線１２への電流、すなわち、駆動電流が入力される。ここで、当該駆動電流は、第１コネクタ９１、パワー基板２３および半導体モジュール２２を経由して巻線１２へ流れる。
【００５９】
第１コネクタ９１および第２コネクタ９２には、制御ワイヤーハーネス５、６を経由してトルクセンサ１０４からの信号、イグニッション電圧に関する信号、その他ＣＡＮ信号等、制御基板２４への制御信号が入力される。
マイコン２７および回転角センサ２８は、制御基板２４のヒートシンク２１とは反対側、すなわち、フレーム本体３１側の面に実装されている。
【００６０】
マイコン２７は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ、および、入出力手段等を有している。マイコン２７は、コネクタ部９０を経由して入力されるトルクセンサ１０４からの信号、イグニッション電圧に関する信号、その他ＣＡＮ信号等に基づき、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い種々の演算を行い、半導体モジュール２２を制御することにより巻線１２への通電を制御する。巻線１２に電力が供給されると、ステータ１１に回転磁界が生じる。これにより、ロータ１３がシャフト１５とともに回転し、出力端１６からロータ１３の回転が出力される。このように、回転電機１は、モータ部１０と、モータ部１０の駆動を制御する制御部２０と、が一体となった「機電一体型」の回転電機である。
【００６１】
回転角センサ２８は、制御基板２４の磁石１９に対応する位置、すなわち、シャフト１５の軸線上に設けられている。回転角センサ２８は、磁石１９の磁束を検出することにより、シャフト１５およびロータ１３の回転角を検出可能である。回転角センサ２８は、シャフト１５およびロータ１３の回転角に関する信号をマイコン２７に出力する。これにより、マイコン２７は、ロータ１３を脱調させることなく回転させることができる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態では、（１）モータ部１０は、環状のステータ１１、当該ステータ１１に巻回される巻線１２、および、ステータ１１の内側に回転可能に設けられるロータ１３を有している。シャフト１５は、ロータ１３の回転中心に設けられている。制御部２０は、モータ部１０に対しステータ１１の軸方向外側に設けられ、巻線１２に供給する電力を制御することによりモータ部１０の駆動を制御する。
【００６３】
第１フレーム３０は、ステータ１１と制御部２０との間に設けられている。第２フレーム４０は、第１フレーム３０との間にモータ部１０を挟み込むようモータ部１０の第１フレーム３０とは反対側に設けられている。カバー５０は、一端がステータ１１の軸方向に第１フレーム３０まで延びて制御部２０を覆うよう筒状に形成されるカバー本体５１を有している。
【００６４】
蓋部６０は、カバー本体５１の内側においてカバー本体５１の他端を塞ぐよう制御部２０のモータ部１０とは反対側に設けられている。シール部材７１は、環状に形成され、蓋部６０とカバー本体５１の他端との間において圧縮された状態で設けられ、蓋部６０とカバー５０との間を気密または液密に保持可能である。シール部材７２は、環状に形成され、第１フレーム３０とカバー本体５１の一端との間においてシール部材７１の圧縮の方向とは異なる方向に圧縮された状態で設けられ、第１フレーム３０とカバー５０との間を気密または液密に保持可能である。係合部８１と爪部８２とは、シール部材７１およびシール部材７２が圧縮された状態でカバー５０と第１フレーム３０とを固定可能である。
【００６５】
このように、本実施形態では、少なくとも制御部２０は、筒状のカバー５０に覆われている。また、カバー５０の両端部と蓋部６０および第１フレーム３０との間は、シール部材７１およびシール部材７２により気密または液密に保持されている。よって、カバー５０、シール部材７１およびシール部材７２により、制御部２０へ塵や水等が侵入するのを効果的に防止することができる。したがって、本本実施形態では、簡単な構成で制御部２０の防塵、防水および防錆が可能である。
【００６６】
また、本実施形態では、シール部材７１およびシール部材７２は、互いに異なる方向に圧縮された状態で設けられている。そのため、シール部材７１およびシール部材７２それぞれのシール性に対し、組み付け時に発生する応力やねじれ等、互いの組み付け誤差が影響するのを抑制することができる。したがって、シール部材７１およびシール部材７２による防塵性および防水性の低下を抑制することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、（２）シール部材７１は、カバー本体５１の軸に対し平行な方向に圧縮されるよう設けられている。シール部材７２は、カバー本体５１の軸に対し垂直な方向に圧縮されるよう設けられている。このように、シール部材７１およびシール部材７２は、互いに異なる方向に圧縮された状態で設けられている。
【００６８】
また、本実施形態では、（３）カバー５０は、カバー本体５１の他端から径方向内側へ延びるよう環状に形成される内側環状部５２を有している。シール部材７１は、蓋部６０と内側環状部５２との間に設けられている。シール部材７２は、第１フレーム３０とカバー本体５１の一端との間に設けられている。
また、本実施形態では、（６）第１フレーム３０の外縁部に形成される係合部８１、および、カバー本体５１の一端から延びて係合部８１に係合可能に形成される爪部８２が「固定手段」に対応している。
【００６９】
また、本実施形態では、（７）蓋部６０は、制御部２０とは反対側の面に形成される溝部６３を有している。カバー５０は、溝部６３に嵌まり込み可能に形成される延伸部５３を有している。係合部８１と爪部８２との係合によりカバー５０が蓋部６０に対しモータ部１０側へ引っ張られた状態でも、溝部６３に嵌まり込む延伸部５３により、内側環状部５２が蓋部６０に対し径方向外側へ広がるように変形すること、および、カバー本体５１が蓋部６０に対しモータ部１０側へずれるようにして移動することを抑制できる。
【００７０】
また、本実施形態では、（９）コネクタ部９０をさらに備えている。コネクタ部９０は、蓋部６０から制御部２０とは反対の方向へ延びるよう形成されている。コネクタ部９０には、巻線１２に電力を供給する電力ワイヤーハーネス４、および、制御部２０に信号を伝達する制御ワイヤーハーネス５、６が接続される。このように、本実施形態では、巻線１２に電力を供給する電力ワイヤーハーネス４や制御部２０に信号を伝達する制御ワイヤーハーネス５、６を接続するためのコネクタ部９０を、蓋部６０からステータ１１の軸方向へ突出するよう形成している。そのため、コネクタ部９０を含む回転電機１に関しステータ１１の径方向の体格を小さくすることができる。
【００７１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による回転電機を図６〜９に示す。第２実施形態は、カバーの固定の仕方等が第１実施形態と異なる。
【００７２】
第２実施形態では、第１フレーム３０には、第１実施形態で示した係合部８１は形成されていない。また、カバー本体５１には、第１実施形態で示した爪部８２は形成されていない。また、カバー５０の内側環状部５２の内側には、第１実施形態で示した延伸部５３は形成されていない。また、蓋部６０の溝部６２の内側には、第１実施形態で示した溝部６３は形成されていない。
【００７３】
第２実施形態では、蓋部６０の蓋部本体６１に金属製の筒部材６４が埋設されている（図６参照）。本実施形態では、カバー５０は、内側環状部５２がねじ部材８３により蓋部本体６１に締結されることにより、蓋部６０に固定されている。ねじ部材８３は、蓋部本体６１に埋設された筒部材６４の内側にねじ込まれることにより、カバー５０を蓋部６０に固定している。本実施形態では、ねじ部材８３は、３つ設けられている（図７参照）。ここで、シール部材７１は、蓋部本体６１と内側環状部５２とにより、カバー本体５１の軸に対し平行な方向に圧縮されている。これにより、シール部材７１は、蓋部６０とカバー５０との間を気密または液密に保持可能である。
【００７４】
また、カバー５０がねじ部材８３により蓋部６０に固定されているとき、シール部材７２は、第１フレーム３０の筒部３７とカバー５０のカバー本体５１の一端とにより、カバー本体５１の径方向、すなわち、カバー本体５１の軸に対し垂直な方向に圧縮されている。これにより、シール部材７２は、第１フレーム３０とカバー５０との間を気密または液密に保持可能である。
【００７５】
なお、カバー５０の内側環状部５２に形成された、ねじ部材８３の軸部が挿通される穴部の内径は、ねじ部材８３の軸部の外径より大きい（図６参照）。そのため、カバー５０を蓋部６０に対し蓋部本体６１の面方向に移動させて、カバー本体５１と第１フレーム３０の筒部３７とが同軸になるよう調整することができる。
ここで、ねじ部材８３は、特許請求の範囲における「固定手段」に対応している。
第２実施形態は、上述した構成以外の点は、第１実施形態と同様である。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態では、（８）カバー５０と蓋部６０とを締結するねじ部材８３が「固定手段」に対応している。第２実施形態では、第１実施形態と比べ、「固定手段」を実現するにあたり部材点数が増大するものの、係合部８１および爪部８２を備えないため、フレーム本体３１の外縁部、および、カバー本体５１の一端部を単純な形状にすることができる。
【００７７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による回転電機を図１０に示す。第３実施形態は、カバーの形状等が第１実施形態と異なる。
【００７８】
第３実施形態では、カバー本体５１は、一端がステータ１１の軸方向に第２フレーム４０まで延びて制御部２０およびモータ部１０を覆うよう形成されている。ここで、カバー本体５１の軸方向途中の内壁は、第１フレーム３０のフレーム本体３１の径方向外側の外壁に当接している。カバー本体５１の一端の内壁は、第２フレーム４０のフレーム本体４１の径方向外側の外壁に当接している。
【００７９】
第３実施形態では、第１フレーム３０の筒部３７には、第１実施形態で示した溝部３８は形成されていない。一方、第２フレーム４０のフレーム本体４１の径方向外側の外壁には、環状の溝部４７が形成されている。当該溝部４７に第２シール部材としてのシール部材７２が設けられている。すなわち、シール部材７２は、第２フレーム４０のフレーム本体４１とカバー５０のカバー本体５１の一端との間に挟み込まれた状態で設けられている。
【００８０】
係合部８１は、第２フレーム４０の外縁部、すなわち、フレーム本体４１の径方向外側の外壁に形成されている（図１０参照）。本実施形態では、係合部８１は２つで１組となり、フレーム本体４１の周方向の２箇所に計２組形成されている。２組の係合部８１は、フレーム本体４１の周方向に１８０度の間隔を空けて形成されている。
【００８１】
爪部８２は、カバー本体５１の内側環状部５２とは反対側の端部から、内側環状部５２とは反対側へ延びて、係合部８１に対応し、係合部８１に係合可能に形成されている。すなわち、爪部８２は２つで１組となり、カバー本体５１の周方向の２箇所に計２組形成されている。
カバー５０は、爪部８２が係合部８１に係合することにより、第２フレーム４０に固定されている。
【００８２】
カバー５０は、爪部８２と係合部８１とにより第２フレーム４０に固定されているとき、蓋部６０に対しモータ部１０側へ引っ張られた状態となっている。そのため、第１実施形態と同様、蓋部６０の蓋部本体６１とカバー５０の内側環状部５２との間に挟み込まれているシール部材７１は、蓋部６０の蓋部本体６１とカバー５０の内側環状部５２とにより、カバー本体５１の軸に対し平行な方向に圧縮されている。これにより、シール部材７１は、蓋部６０とカバー５０との間を気密または液密に保持可能である。
【００８３】
また、カバー５０が爪部８２と係合部８１とにより第２フレーム４０に固定されているとき、シール部材７２は、第２フレーム４０のフレーム本体４１とカバー５０のカバー本体５１の一端とにより、カバー本体５１の径方向、すなわち、カバー本体５１の軸に対し垂直な方向に圧縮されている。これにより、シール部材７２は、第２フレーム４０とカバー５０との間を気密または液密に保持可能である。
本実施形態では、シール部材７１、７２によりカバー５０の内側と外側とを気密または液密に保持するため、筒部３４および筒部４４の外壁に第１実施形態で示した環状の溝部３５、４５は形成されておらず、シール部材１７、１８は設けられていない。
第３実施形態は、上述した構成以外の点は、第１実施形態と同様である。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態では、（１）カバー本体５１の一端が第２フレーム４０まで延びるよう形成されている。そのため、カバー５０により、制御部２０に加えモータ部１０も覆うことができる。これにより、制御部２０のみならず、モータ部１０へ塵や水等が侵入するのを防止することができる。
【００８５】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による回転電機を図１１に示す。第４実施形態は、カバーの形状等が第２実施形態と異なる。
【００８６】
第４実施形態では、カバー本体５１は、一端がステータ１１の軸方向に第２フレーム４０まで延びて制御部２０およびモータ部１０を覆うよう形成されている。ここで、カバー本体５１の軸方向途中の内壁は、第１フレーム３０のフレーム本体３１の径方向外側の外壁に当接している。カバー本体５１の一端の内壁は、第２フレーム４０のフレーム本体４１の径方向外側の外壁に当接している。
【００８７】
第４実施形態では、第１フレーム３０の筒部３７には、第２実施形態で示した溝部３８は形成されていない。一方、第２フレーム４０のフレーム本体４１の径方向外側の外壁には、環状の溝部４７が形成されている。当該溝部４７に第２シール部材としてのシール部材７２が設けられている。すなわち、シール部材７２は、第２フレーム４０のフレーム本体４１とカバー５０のカバー本体５１の一端との間に挟み込まれた状態で設けられている。
【００８８】
カバー５０がねじ部材８３により蓋部６０に固定されているとき、シール部材７２は、第２フレーム４０のフレーム本体４１とカバー５０のカバー本体５１の一端とにより、カバー本体５１の径方向、すなわち、カバー本体５１の軸に対し垂直な方向に圧縮されている。これにより、シール部材７２は、第２フレーム４０とカバー５０との間を気密または液密に保持可能である。
本実施形態では、シール部材７１、７２によりカバー５０の内側と外側とを気密または液密に保持するため、筒部３４および筒部４４の外壁に第２実施形態で示した環状の溝部３５、４５は形成されておらず、シール部材１７、１８は設けられていない。
【００８９】
なお、カバー５０の内側環状部５２に形成された、ねじ部材８３の軸部が挿通される穴部の内径は、ねじ部材８３の軸部の外径より大きい（図１１参照）。そのため、カバー５０を蓋部６０に対し蓋部本体６１の面方向に移動させて、カバー本体５１と第１フレーム３０のフレーム本体３１および第２フレーム４０のフレーム本体４１とが同軸になるよう調整することができる。
第４実施形態は、上述した構成以外の点は、第２実施形態と同様である。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態では、第３実施形態と同様、（１）カバー本体５１の一端が第２フレーム４０まで延びるよう形成されている。そのため、カバー５０により、制御部２０に加えモータ部１０も覆うことができる。これにより、制御部２０のみならず、モータ部１０へ塵や水等が侵入するのを防止することができる。
【００９１】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による回転電機を図１２に示す。第５実施形態は、カバーの形状等が第１実施形態と異なる。
【００９２】
第５実施形態では、カバー５０は、第１実施形態で示した内側環状部５２および延伸部５３を有していない。一方、カバー５０は、外側環状部５４を有している。外側環状部５４は、カバー本体５１の一端から径方向外側へ延びるよう環状に形成されている（図１２参照）。外側環状部５４は、第１フレーム３０のフレーム本体３１の筒部３７側の面に当接可能である。
【００９３】
また、第５実施形態では、蓋部６０の蓋部本体６１には、第１実施形態で示した溝部６２は形成されていない。一方、蓋部本体６１の径方向外側の外壁には、環状の溝部６５が形成されている。当該溝部６５に第１シール部材としてのシール部材７１が設けられている。すなわち、シール部材７１は、蓋部６０の蓋部本体６１とカバー５０のカバー本体５１の他端との間に挟み込まれた状態で設けられている。
【００９４】
また、第５実施形態では、第１フレーム３０の筒部３７には、第１実施形態で示した溝部３８は形成されていない。一方、フレーム本体３１の筒部３７側の面には、環状の溝部３９が形成されている。当該溝部３９に第２シール部材としてのシール部材７２が設けられている。すなわち、シール部材７２は、第１フレーム３０のフレーム本体３１とカバー５０の外側環状部５４との間に挟み込まれた状態で設けられている。
【００９５】
第５実施形態では図示しないが、係合部８１は、第１実施形態と同様、第１フレーム３０の外縁部、すなわち、フレーム本体３１の径方向外側の外壁に形成されている。
また、爪部８２は、カバー本体５１の内側環状部５２とは反対側の端部の外側環状部５４から、内側環状部５２とは反対側へ延びて、係合部８１に対応し、係合部８１に係合可能に形成されている。
カバー５０は、爪部８２が係合部８１に係合することにより、第１フレーム３０に固定されている。
【００９６】
カバー５０は、爪部８２と係合部８１とにより第１フレーム３０に固定されているとき、第１フレーム３０に対しモータ部１０側へ引っ張られた状態となっている。そのため、第１フレーム３０のフレーム本体３１とカバー５０の外側環状部５４との間に挟み込まれているシール部材７２は、第１フレーム３０のフレーム本体３１とカバー５０の外側環状部５４とにより、カバー本体５１の軸に対し平行な方向に圧縮されている。これにより、シール部材７２は、第１フレーム３０とカバー５０との間を気密または液密に保持可能である。
【００９７】
また、カバー５０が爪部８２と係合部８１とにより第１フレーム３０に固定されているとき、シール部材７１は、蓋部６０の蓋部本体６１とカバー５０のカバー本体５１の他端とにより、カバー本体５１の径方向、すなわち、カバー本体５１の軸に対し垂直な方向に圧縮されている。これにより、シール部材７１は、蓋部６０とカバー５０との間を気密または液密に保持可能である。
第５実施形態は、上述した構成以外の点は、第１実施形態と同様である。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態では、（４）第１シール部材としてのシール部材７１は、カバー本体５１の軸に対し垂直な方向に圧縮されるよう設けられている。第２シール部材としてのシール部材７２は、カバー本体５１の軸に対し平行な方向に圧縮されるよう設けられている。このように、シール部材７１およびシール部材７２は、互いに異なる方向に圧縮された状態で設けられている。
【００９９】
また、本実施形態では、（５）カバー５０は、カバー本体５１の一端から径方向外側へ延びるよう環状に形成される外側環状部５４を有している。シール部材７１は、蓋部６０とカバー本体５１の他端との間に設けられている。シール部材７２は、第１フレーム３０と外側環状部５４との間に設けられている。
【０１００】
このように、本実施形態では、シール部材７１およびシール部材７２は、互いに異なる方向に圧縮された状態で設けられている。そのため、第１実施形態と同様、シール部材７１およびシール部材７２それぞれのシール性に対し、組み付け時に発生する応力やねじれ等、互いの組み付け誤差が影響するのを抑制することができる。したがって、シール部材７１およびシール部材７２による防塵性および防水性の低下を抑制することができる。
【０１０１】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、固定手段としての係合部と爪部、および、ねじ部材は、１つの回転電機に対し、いくつ設けられていてもよい。また、固定手段としてのねじ部材は、カバーと蓋部とを締結することに限らず、カバーと第１フレームまたは第２フレームとを締結することとしてもよい。また、第１シール部材および第２シール部材が圧縮された状態でカバーと第１フレーム、第２フレームまたは蓋部とを固定可能であれば、固定手段は、係合部と爪部、または、ねじ部材に限らず、どのような手段であってもよい。
【０１０２】
また、本発明の他の実施形態では、カバーは、カバー本体の一端が第２フレームまで延びるとともに、カバー本体の一端から径方向外側へ延びるよう環状に形成される外側環状部を有する構成でもよい。この場合、第２シール部材は、第２フレームと外側環状部との間に設けられる。
【０１０３】
また、本発明の他の実施形態では、モータケース１４と第１フレーム３０または第２フレーム４０とは、一体に形成されていてもよい。この場合、第１フレーム３０と第２フレーム４０とを締結するボルト２を省略できる。
【０１０４】
また、本発明の他の実施形態では、カバー本体の一端が第２フレームまで延びるよう形成される場合、モータ部１０は、モータケース１４を有していなくてもよい。モータ部１０がモータケース１４を有しない構成であっても、カバー５０のカバー本体５１により、塵や水等のモータ部１０への侵入を防止することができる。
また、本発明の他の実施形態では、蓋部から制御部とは反対の方向へ延びるコネクタ部を備えていなくてもよい。
【０１０５】
また、本発明の他の実施形態では、制御部２０を構成する要素として、上述したヒートシンク２１、半導体モジュール２２等の構成部品に限らず、その他部品も含め種々の部品を選択し採用することができる。
本発明は、電動パワーステアリング装置以外の装置等の駆動源として用いることもできる。
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  ・・・・回転電機
１０  ・・・モータ部
１１  ・・・ステータ
１２  ・・・巻線
１３  ・・・ロータ
１５  ・・・シャフト
２０  ・・・制御部
３０  ・・・第１フレーム
４０  ・・・第２フレーム
５０  ・・・カバー
５１  ・・・カバー本体
６０  ・・・蓋部
７１  ・・・シール部材（第１シール部材）
７２  ・・・シール部材（第２シール部材）
８１  ・・・係合部（固定手段）
８２  ・・・爪部（固定手段）
８３  ・・・ねじ部材（固定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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