(57)【要約】【課題】  小型のレゾルバ部でも巻線を所要の巻数だけ巻けて高放射線極限環境下で使用できるレゾルバ付モータを得る。【解決手段】  モータ部にレゾルバ部２を接続してレゾルバ付モータを構成する。少なくともレゾルバ部２の巻線を、絶縁被覆材料がポリエーテルエーテルケトンにより形成されたポリエーテルエーテルケトン電線で形成する。【選択図】    図２
2006238534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ部にレゾルバ部が接続されているレゾルバ付モータにおいて、
少なくとも前記レゾルバ部の巻線が、絶縁被覆材料がポリエーテルエーテルケトンにより形成されたポリエーテルエーテルケトン電線で形成されていることを特徴とするレゾルバ付モータ。
【請求項２】
モータ部にレゾルバ部が接続されているレゾルバ付モータにおいて、
前記モータ部及び前記レゾルバ部の巻線が、それぞれ絶縁被覆材料がポリエーテルエーテルケトンにより形成されたポリエーテルエーテルケトン電線で形成されていることを特徴とするレゾルバ付モータ。
【請求項３】
前記ポリエーテルエーテルケトン電線は、コアに直接巻回されていることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ付モータ。
【請求項４】
前記コアは複数枚の鋼板を積層して構成した積層鉄心よりなり、前記ポリエーテルエーテルケトン電線に接する前記コアの積層方向の両端に位置する前記鋼板のそれぞれ表面の角部には丸みがつけられていることを特徴とする請求項２に記載のレゾルバ付モータ。
【請求項５】
前記コアは積層鉄心よりなり、前記積層鉄心を構成する各鋼板はプレス打ち抜き鋼板よりなり、前記プレス打ち抜き鋼板は角部に丸みが形成される表面が同じ向きとなるように積層されて構成された２組の積層体からなり、
前記２組の積層体が、前記表面とは反対側に位置してバリが突出して面を互いに向かい合わるように積層されて前記コアが構成されていることを特徴とする請求項４に記載のレゾルバ付モータ。
【請求項６】
前記ポリエーテルエーテルケトン電線の前記ポリエーテルエーテルケトンの被覆の厚さは、２０μｍ〜５０μｍとなっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレゾルバ付モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高放射線極限環境下で使用できるレゾルバ付モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加速器や核融合炉、高速増殖炉等の高放射線極限環境下で使用される位置決め駆動機器において、ミクロン単位での精密位置制御が可能なレゾルバ付ステッピングモータの如きレゾルバ付ステッピングモータの使用が望まれている。既存のレゾルバ付ステッピングモータでは、電機子巻線の電気絶縁にフッ素樹脂やポリエチレン樹脂等を使っている。しかしながら、フッ素樹脂電線は耐放射線性が低く、比較的耐放射線性が高いとされる架橋ポリエチレン樹脂電線でも高々、１MGy程度である。このため、１０MGy以上の耐放射線性が必要な加速器や核融合炉等の位置決め駆動機器に用いた場合には、定期点検時に点検、交換が必要となり、維持費用の増大が問題となっている。
【０００３】
そこで、従来から、高放射線極限環境下で使用できる回転電機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この回転電機では、使用する巻線の絶縁被覆としてポリベンゾイミダゾール樹脂を用いている。
【特許文献１】特開平１１−１４０１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、絶縁被覆としてポリベンゾイミダゾール樹脂を用いた電線では、高放射線極限環境下で使用するためには絶縁被覆の厚みが厚くなる問題がある。また従来は、必ずコアに対して絶縁材を介して巻線を巻いているので、小型のレゾルバ付ステッピングモータの如きレゾルバ付モータおけるレゾルバ部の巻線に使用すると、巻線の外径が太いために、所要の巻数だけ巻こうとするとコイル外径が大きくなり過ぎて、レゾルバ部の外径が大きくなる問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、小形のレゾルバ部でも巻線を所要の巻数だけ巻けて高放射線極限環境下で使用できるレゾルバ付モータを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、巻線を巻くコアの表面の絶縁材を省略できるレゾルバ付モータを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、コア表面に巻線を直接巻き付けても巻線の絶縁被覆がコアのバリで突き破られるのを防止できるレゾルバ付モータを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、巻線を巻くコアの表面にバリが出ないコアを容易に製造して巻線を巻くことができるレゾルバ付モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、モータ部にレゾルバ部が接続されているレゾルバ付モータを改良の対象としている。本発明のレゾルバ付モータでは、少なくともレゾルバ部の巻線が、絶縁被覆材料がポリエーテルエーテルケトンにより形成されたポリエーテルエーテルケトン電線で形成されていることを特徴とする。ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）は、例えば１０MGy以上の線量の放射線に耐え得ることが、例えば「高分子系材料の耐放射線性とデータ集」（JAERI-DATA/Code, 2003-015, 日本原子力研究所）に報告されている。このようなポリエーテルエーテルケトンを被覆材として用いたポリエーテルエーテルケトン電線は、被覆の厚みが薄くても耐放射線特性を高く維持できる。このため電線外径が細くなり、小型のレゾルバ部でも必要なターン数だけ巻回することができる。モータ部の方は一般にレゾルバ部より外径が大きいので、ポリエーテルエーテルケトン電線，ポリベンゾイミダゾール電線等の適宜の耐放射線性を有する電線を使用できる。したがって本発明によれば、小型のレゾルバ部でも巻線を必要な巻数だけ巻くことができて、しかも高放射線極限環境下で使用できるレゾルバ付モータを得ることができる。
【００１０】
この場合、ポリエーテルエーテルケトン電線は、コアに直接巻回されていることが好ましい。このようにすると、巻線を巻くコアとコイル部との間に絶縁材が存在しないため、その厚み分だけコアの表面に巻く巻線のターン数を増やすことができる。
【００１１】
また、コアは鋼板を積層して構成した積層鉄心より構成されるのが好ましい。この場合において、ポリエーテルエーテルケトン電線に接するコアの積層方向の両端に位置する鋼板のそれぞれ表面の角部には丸みがつけられていることが好ましい。このようにすると、コアの積層方向の両端に位置する鋼板のそれぞれ表面の角部の丸みにより、ポリエーテルエーテルケトン電線の被覆が傷つくのを防止できる。そのため簡単にポリエーテルエーテルケトン電線を絶縁材を介さずに直接巻回するコアの形成を容易に行うことができる。
【００１２】
また、コアが積層鉄心より構成される場合には、積層鉄心を構成する各鋼板としてプレス打ち抜き鋼板を用いる。この場合には、プレス打ち抜き鋼板は角部に丸みが形成される表面が同じ向きとなるように積層して構成した２組の積層体を、前記表面とは反対側に位置してバリが突出して面を互いに向かい合わるように積層してコアが構成する。このようにすると、プレス打ち抜き鋼板をそのまま用いて、コアの積層方向の両端に位置する鋼板のそれぞれ表面の角部に丸みを付けたコアを簡単に作ることができる。
【００１３】
さらに、ポリエーテルエーテルケトン電線のポリエーテルエーテルケトンの被覆厚さは、２０μｍ〜５０μｍとなっていることが好ましい。実験によると、２０μｍは絶縁性能が維持できる下限値である。５０μｍはレゾルバ部の性能が確保できる巻数が可能な上限値である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るレゾルバ付モータでは、少なくともレゾルバ部の巻線をポリエーテルエーテルケトン電線で形成しているので、ポリエーテルエーテルケトンは耐放射線特性がよく、被覆厚みが薄くても耐放射線特性を高く維持することができる。そのため使用する電線外径が小さくなり、小型のレゾルバ部でも必要なターン数だけ巻回することができる利点が得られ、小形のレゾルバ部でも巻線を所要の巻数だけ巻くことができ、しかも高放射線極限環境下で使用できるレゾルバ付モータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面の図１乃至図４を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態は、本発明に係るレゾルバ付モータをレゾルバ付ステッピングモータに適用した例である。
【００１６】
図１及び図２は本例のレゾルバ付ステッピングモータの第１例を示したもので、図１は本例のレゾルバ付ステッピングモータの要部を縦断して示した側面図、図２は本例で用いているレゾルバ部の縦断面図である。
【００１７】
本例のレゾルバ付ステッピングモータは、ステッピングモータ部１にレゾルバ部２が接続されて構成されている。ステッピングモータ部１は、ハイブリッド型のステッピングモータの構造を備えている。このハイブリッド型ステッピングモータ部１は、ハウジング３内にステータ４とロータ５ｔが同心状に配置されている。ステータ４は、ハウジング３の内周に固定された環状のステータ鉄心６の複数の磁極部に絶縁材７を介してステータ巻線８が巻回されて構成されている。ステータ巻線８は、ポリエーテルエーテルケトン電線，ポリベンゾイミダゾール電線等の適宜の耐放射線性を有する電線で構成すことができる。本実施の形態では、ポリエーテルエーテルケトン電線をステータ巻線として用いている。ロータ５は、ステータ４の内周に間隙を介して同心状に配置されている。このロータ５は、永久磁石９の両端にカップ状のロータヨーク１０，１１が嵌合され、これらの軸心に回転軸１２が貫通された構造を有する。ロータヨーク１０，１１の外周にはそれぞれ周方向に間隔をあけて複数の極歯が設けられており、これら極歯の表面には永久磁石９からの磁束でＮ磁極とＳ磁極とが現れている。ハウジング３の両端はエンドプレート１３，１４で閉塞されている。回転軸１２は、エンドプレート１３，１４に固定された軸受１５，１６を介して回転自在に支持されている。
【００１８】
レゾルバ部２は、ハウジング１７内にレゾルバステータ１８とレゾルバロータ１９が同心状に内蔵され、これらの隣にはロータリトランス２０が配置された構造を有している。ロータリトランス２０は、固定部２１と可動部２２が同心状に配置されて構成されている。レゾルバロータ１９とロータリトランス２０の可動部２２は、ステッピングモータ部１から伸び出た回転軸１２に共に支持されて回転するようになっている。
【００１９】
レゾルバステータ１８は、環状のステータ鉄心２３に絶縁材２４を介してステータ巻線２５，２６が巻回されて構成されている。ステータ巻線２５，２６は、機械的に９０度ずれた位置に配置されている。ステータ巻線２５はｓｉｎ巻線として構成され、ステータ巻線２６はｃｏｓ巻線として構成されている。レゾルバロータ１９はレゾルバステータ１８の内周に間隙を介して同心状に配置されている。このレゾルバロータ１９は、環状のステータ鉄心２７に絶縁材２８を介してロータ巻線２９が巻回されて構成されている。ロータリトランス２０の固定部２１は、絶縁材３０にステータ巻線３１が巻回されて構成されている。ロータリトランス２０の可動部２２は、絶縁材３２にロータ巻線３３が巻回されて構成されている。ロータ巻線３３はレゾルバロータ１９のロータ巻線２９に互いに接続されて閉ループを構成している。
【００２０】
ハウジング１７の両端はエンドプレート３４，３５で閉塞されている。回転軸１２の端部は、エンドプレート３４，３５に支持された軸受３６，３７を介して回転自在に支持されている。
【００２１】
このようなレゾルバ部２においては、総ての巻線、即ちステータ巻線２５，２６とロータ巻線２９とステータ巻線３１とロータ巻線３３が、耐放射線性の良好なポリエーテルエーテルケトンからなる被覆材料で導線が被覆されたポリエーテルエーテルケトン電線で構成されている。ポリエーテルエーテルケトンは、耐放射線特性がよく、しかも被覆厚みが薄くても耐放射線特性を維持できる。そのため電線外径が小さくすることができ、小型のレゾルバ部２でも必要なターン数だけ巻回することが可能になる。モータ部１の方は一般にレゾルバ部２より外径が大きいので、ポリエーテルエーテルケトン電線，ポリベンゾイミダゾール電線等の適宜の耐放射線性を有する電線を使用できる。本実施の形態のように、モータ部の巻線もポリエーテルエーテルケトン電線で構成すれば、モータ部の巻線数も従来よりも増加させることができて、高出力化に対応することが可能になる。そのため本実施の形態によれば、レゾルバ部２を小形にして、しかもレゾルバ部１及びモータ部１の巻線の巻数数を従来よりも多くしても、高放射線極限環境下で使用できるレゾルバ付モータを提供することができる。
【００２２】
図３及び図４は、本例のレゾルバ付ステッピングモータの第２例で使用するレゾルバ部及びモータ部で使用される巻線の巻回状態を示したものである。本実施の形態では、コアに対して絶縁材を介さずに巻線を巻回する点で図１の実施の形態とは異なる。図３は本実施の形態のレゾルバ付ステッピングモータで用いるコアの磁極部と巻線との関係を示す斜視図であり、図４は図３に示した巻線巻回部の構造を示した拡大横断面図である。なお、図１に示した部材と図２に示した部材で、対応する部分には、図１に付した符号と同じ符号を付してある。
【００２３】
本例のレゾルバ付ステッピングモータでは、鉄心６，２３の突極に巻線８，２５，２６が直接巻回されている。巻線８，２５，２６は、ポリエーテルエーテルケトン電線で形成されている。ポリエーテルエーテルケトン電線のポリエーテルエーテルケトンの被覆厚さは、少なくともレゾルバ部２の巻線２５，２６では２０μｍ〜５０μｍとなっている。ポリエーテルエーテルケトン電線のポリエーテルエーテルケトンの被覆厚さが２０μｍ以上あれば、絶縁性能が維持できることが実験で判っている。したがって２０μｍの厚みは、下限値である。またポリエーテルエーテルケトンの被覆厚さが５０μｍより大きくなると、被覆の存在が巻線の巻回半径（曲げられた巻線の最大曲率半径）が大きくなり過ぎて、小型化のためには実用的ではない。したがって５０μｍの厚みは、小型化したレゾルバ部の性能を確保できる巻数が可能な上限値である。
【００２４】
コア６，２３，２７は積層鉄心より構成されている。巻線８，２５，２６としてのポリエーテルエーテルケトン電線に接する積層鉄心それぞれ表面の角部ｅには丸みがつけられている。積層鉄心は、複数枚の電磁鋼板３８を積層して構成されている。この場合では、積層方向の両端に位置する鋼板３８のそれぞれ表面の角部ｅには丸みがつけられている。
【００２５】
このように積層方向の両端に位置する鋼板３８のそれぞれ表面の角部ｅには丸みがつけられている積層鉄心の作成は、例えば次のようにして行う。即ち、積層鉄心を構成する各鋼板３８はプレス打ち抜き鋼板によりそれぞれ形成する。これらプレス打ち抜き鋼板３８は、プレスの方側に位置する表面の両端の角部ｅには、丸みが自動的に形成されている。そこでこの例では、角部に丸みが付いた表面が同じ向きとなるように鋼板３８を積層して２組の積層体を形成する。そしてこれら２組の積層体を、丸みが追加角部を備えている表面とは反対側に突出するバリを備えた面を向かい合わせて積層してコアを構成する。このようにすると、プレス打ち抜きにより形成した鋼板をそのまま使用して角部に丸みを有するコアを簡単に構成することができる。
【００２６】
なお、積層方向の両端に位置する鋼板３８のそれぞれ表面の角部ｅには丸みがつけられている積層鉄心を作成する場合に、各プレス打ち抜き鋼板３８のバリが突出されている角部のバリ取りを機械的に行ってバリが突出されていない鋼板３８を作成し、これを積層して積層鉄心を構成してもよいのは勿論である。
【００２７】
なお、本実施の形態のように、絶縁材を介さずにポリエーテルエーテルケトン電線を直接鉄心に巻回する構成は、少なくとも小型化が要求されるレゾルバ部２に対して行えばよい。
【００２８】
本実施の形態のように、ポリエーテルエーテルケトン電線をコアに直接巻回すると、巻線を巻くコアの表面の絶縁材がないので、その分だけコアの表面に巻く巻線のターン数を増やすことができる。特に、ポリエーテルエーテルケトン電線に接するコアの積層方向の両端に位置する鋼板のそれぞれ表面の角部には丸みをつけているので、コアの積層方向の両端に位置する鋼板のそれぞれ表面の角部によって電線の被覆が傷つくのを有効に防止することができ、ポリエーテルエーテルケトン電線を絶縁材を介さずに直接巻回することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１例のレゾルバ付ステッピングモータの要部を縦断して示した側面図である。
【図２】第１例で用いているレゾルバ部の縦断面図である。
【図３】第２例のレゾルバ付ステッピングモータで鉄心と巻線との関係を示す斜視図である。
【図４】図３での巻線巻回部の構造を示した拡大横断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ステッピングモータ部
２  レゾルバ部
３  ハウジング
４  ステータ
５  ロータ
６  ステータ鉄心
７  絶縁材
８  ステータ巻線
９  永久磁石
１０，１１  ロータヨーク
１２  回転軸
１３，１４  エンドプレート
１５，１６  軸受
１７  ハウジング
１８  レゾルバステータ
１９  レゾルバロータ
２０  ロータリトランス
２１  固定部
２２  可動部
２３  ステータ鉄心
２４  絶縁材
２５，２６  ステータ巻線
２７  ロータ鉄心
２８  絶縁材
２９  ロータ巻線
３０  絶縁材
３１  ステータ巻線
３２  絶縁材
３３  ロータ巻線
３４，３５  エンドプレート
３６，３７  軸受
３８  鋼板
【図１】
2006238534.tif 000003
【図２】
2006238534.tif 000004
【図３】
2006238534.tif 000005
【図４】
2006238534.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月11日(2005.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006238534.tif 000007
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006238534.tif 000008