(57)【要約】【課題】振動、騒音を確実に低減することができる回転電機を提供する。【解決手段】円形筒型に形成されたヨークハウジング４と、ヨークハウジング４の内周面に固定された永久磁石３と、永久磁石３の内側に回転自在に支持されたアーマチュア２とを備えた回転電機１において、ヨークハウジング４の外周面に、外形が多角形のリング部材８０が頂部を永久磁石の極間に対応させて外挿されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形筒型に形成されたヨークハウジングと、
該ヨークハウジングの内周面に固定された永久磁石と、
該永久磁石の内側に回転自在に支持されたアーマチュアとを備えた回転電機において、
前記ヨークハウジングの外周面に、外形が多角形のリング部材が頂部を振動一次モードの最大振幅発生箇所に対応させて外挿されていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記リング部材が、薄板で形成されたリング片を積層して形成さ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】
前記リング部材が、磁性体で形成さ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】
前記リング部材が、前記ヨークハウジングの外周面の少なくとも一部を覆うように取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、セグメント型の永久磁石を用いた回転電機が知られている。このような回転電機のヨークハウジングは、外形が円形の円筒状で形成されていた。円形円筒状のヨークハウジングでは、永久磁石が配置されていない極間部分において見かけ上、肉厚が薄くなるため、ヨークハウジングの円周部に剛性の低い箇所が生じていた。また、このような回転電機では、振動エネルギーが入力された際に、振動一次モードによる変形方向と剛性の低い箇所とが近くなると、その箇所で振動一次モードの振幅が大きくなり、振動や騒音が発生するという問題があった。
【０００３】
この問題を解消するために、図９に示すように、ヨークハウジング１０４を多角形の円筒状として、各辺に対応する位置に永久磁石１０３を配置したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようにすることで、ヨークハウジング１０４における、永久磁石１０３と当接しない部分は屈曲しているため回転時の磁気による変形を防止することができ、永久磁石１０３が当接している部分は永久磁石１０３により補強されているため変形を防止することができる。その結果、ヨークハウジング１０４が変形し難い構造とすることができるため、振動や騒音を低減することができるというものである。
【特許文献１】特開２００５−２０９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１の電動機は、ヨークハウジングの肉厚は均一に形成されているため、多角形の屈曲部において剛性の弱い箇所が生じることがある。その結果、振動や騒音の低減効果が薄れてしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、振動、騒音を確実に低減することができる回転電機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、円形筒型に形成されたヨークハウジングと、該ヨークハウジングの内周面に固定された永久磁石と、該永久磁石の内側に回転自在に支持されたアーマチュアとを備えた回転電機において、前記ヨークハウジングの外周面に、外形が多角形のリング部材が頂部を振動一次モードの最大振幅発生箇所に対応させて外挿されていることを特徴としている。
【０００７】
このように構成することで、ヨークハウジングの加工を簡易に行うことができるため、低コストで製造することができる効果がある。また、リング部材をヨークハウジングに取り付け、その頂部が振動一次モードの最大振幅発生箇所に対応する位置に配置することで、剛性の低い箇所を無くすことができるため、振動、騒音を確実に低減することができる効果がある。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、前記リング部材が、薄板で形成されたリング片を積層して形成されていることを特徴としている。
このように構成することで、加工が容易な薄板からなるリング片を積層するだけでリング部材を形成することができるため、低コストで製造することができる効果がある。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、前記リング部材が、磁性体で形成されていることを特徴としている。
このように構成することで、ヨークハウジングの板厚を薄くすることができるため、材料使用量を削減することができる効果がある。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、前記リング部材が、前記ヨークハウジングの外周面の少なくとも一部を覆うように取り付けられていることを特徴としている。
このように構成することで、ヨークハウジングの外周面の全面を覆うようにリング部材を取りつけた場合には、リング部材により確実にその内側に構成される磁気回路を覆うことができるため、振動、騒音を確実に低減することができる効果がある。
また、ヨークハウジングの外周面の一部のみを覆うようにリング部材を取りつけた場合には、必要な箇所のみにリング部材を設けて振動、騒音を低減することができるため、より低コストで実現することができる。また、回転電機の質量を低減することができる効果がある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、円形筒型に形成されたヨークハウジングの外周面に、外形が多角形のリング部材を取り付けるように構成することで、ヨークハウジングの加工を簡易に行うことができ、低コストで製造することができる。また、リング部材をヨークハウジングに取り付け、その頂部が振動一次モードの最大振幅発生箇所に対応する位置に配置することで、剛性の低い箇所を無くすことができるため、振動、騒音を確実に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（回転電機）
次に、本発明の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１に示すように、回転電機１は、ロータであるアーマチュア２と、アーマチュア２の外周に界磁部となる永久磁石３と、を配設してステータを構成した直流ブラシモータである。また、回転電機１は、永久磁石３が固定された有底筒状のヨークハウジング４と、ヨークハウジング４の開放端９ａを閉塞するように設けられたブラケット５とを備え、ヨークハウジング４の底部６に設けたベアリング７とブラケット５に設けたベアリング８とでアーマチュア２を軸支するように構成されている。
【００１３】
図２に示すように、ヨークハウジング４は、例えば冷間圧延鋼板をプレス加工するなどして一体的に形成された円筒部９と、円筒部９の一端を閉塞する底部６とを有している。円筒部９の開放端９ａには、開放端９ａの縁部を外周方向に屈曲させてフランジ４２が形成されている。フランジ４２には、ヨークハウジング４とブラケット５とをネジにより螺合する際にネジを挿通させるための貫通孔４３が形成されている。
【００１４】
ヨークハウジング４の底部６は、円筒部９に連なる周縁部６ａを有する円形の板材からなり、その中心部にベアリング７を取り付ける軸受支持部６１が形成されている。軸受支持部６１は、プレス加工により底部６を外側に突出形成させたもので、有底の円筒形状を有する。
【００１５】
図３に示すように、フランジ４２は、周方向に均一でなく、アーマチュア２の回転軸を中心として点対称な位置で、貫通孔４３が形成される領域のみが張り出すように形成されている。
【００１６】
図４に示すように、ヨークハウジング４の円筒部９の内周面にはセグメント状の永久磁石３が配置されている。この永久磁石３は、例えば円筒部９の周方向に略等間隔に２個固定されている。永久磁石３は、ヨークハウジング４の内周面に、例えば接着剤を用いて固定されている。また、２個の永久磁石３の極間４５にヨークハウジング４のフランジ４２が位置するように永久磁石３がそれぞれ配置されている。
【００１７】
図１に戻り、ブラケット５は、ヨークハウジング４と嵌合させられる一端５ａから、これに対向する他端５ｂに至る間に隔壁５１を有する略円筒形状に形成されており、ヨークハウジング４に固定するネジ１１を螺合するネジ溝５２が形成されたフランジ５３を有している。隔壁５１により区画される凹部のうち、ヨークハウジング４側の凹部５５にはアーマチュア２に給電するブラシ７１を備えたブラシホルダステー７２がネジ留めされている。ブラシ７１は、スプリングによってコンミテータ２４に向かって付勢されており、アーマチュア２の回転時にはコンミテータ２４とブラシ７１とが接触するように構成されている。隔壁５１を挟んで対向する他端５ｂ側の凹部５６には、回転電機１の出力軸１２に連結するトルクリミッタアセンブリ１３が配置されている。また、隔壁５１の中心軸Ｃに沿って形成した貫通孔５７にはアーマチュア２を軸支するためのベアリング８が設けられている。
【００１８】
アーマチュア２は、ベアリング７，８に軸支されているシャフト２１に固定した複数のティース２２に導線を巻き回してコイル２３が形成されている。コイル２３を形成する導線は、シャフト２１に取り付けられ、ブラシ７１に当接するコンミテータ２４にも巻き掛けられている。導線は、ティース２２に対して多重に巻き回されている。
【００１９】
図５に示すように、ヨークハウジング４の円筒部９の外側にリング部材８０が取り付けられている。リング部材８０は、例えば酸化鉄などの磁性体により形成されている。
【００２０】
図６に示すように、リング部材８０は、平面視において外形が多角形に形成され（本実施形態では、八角形）、円筒部９に外挿するための開口８１が形成されている。開口８１の形状は、円筒部９の外形と略同一の円形に形成されており、リング部材８０をヨークハウジング４に取り付けたときに、リング部材８０が略固定されるように構成されている。つまり、リング部材８０は、多角形の頂部８２において、径方向に肉厚に形成されている。そして、リング部材８０の頂部８２が、振動一次モードの最大振幅発生箇所と略同一位置に位置するように配置されている。
【００２１】
また、リング部材８０は、プレスされたリング片８３を積層して形成されている（図７参照）。リング部材８０には、リング片８３を積層するための図示しないボスが形成されている。さらに、リング部材８０は、円筒部９の外周面を略全面覆うように取り付けられている。なお、リング部材８０は、一体成形されていてもよい。
【００２２】
（作用）
次に、本実施形態における回転電機１の作用について説明する。
回転電機１のアーマチュア２が回転するとヨークハウジング４を振動させようとする力が働く。ここで、ヨークハウジング４のフランジ４２に永久磁石３の極間４５が位置するように永久磁石３を配置したため、剛性を確保することができ、振動を抑制することができる。また、ヨークハウジング４の外側にリング部材８０を取り付け、振動一次モードの最大振幅発生箇所と略同一位置に多角形のリング部材８０の頂部８２が位置するようにしたため、頂部８２における振幅を抑制することができる。
【００２３】
本実施形態によれば、円形筒型に形成されたヨークハウジング４と、ヨークハウジング４の内周面に固定された永久磁石３と、永久磁石３の内側に回転自在に支持されたアーマチュア２とを備えた回転電機１において、ヨークハウジング４の外周面に、外形が多角形のリング部材８０を、その頂部８２が振動一次モードの最大振幅発生箇所に対応するように外挿した。
【００２４】
このように構成したため、ヨークハウジング４の加工を簡易に行うことができ、低コストでヨークハウジング４を製造することができる。また、リング部材８０をヨークハウジング４とは別部材として製造し、リング部材８０をヨークハウジング４に取り付け、振動一次モードの最大振幅発生箇所と略同一位置に多角形のリング部材８０の頂部８２が位置するようにしたため、剛性の低い箇所を無くすことができる。その結果、その箇所の振幅を抑制することができるため、回転電機１からの振動、騒音を確実に低減することができる。
【００２５】
また、リング部材８０を、薄板で形成されたリング片８３を積層して形成した。
このように構成したため、加工が容易な薄板からなるリング片８３を積層するだけでリング部材８０を形成することができ、低コストでリング部材８０を製造することができる。
【００２６】
また、リング部材８０を、磁性体で形成した。
このように構成したため、ヨークハウジング４の板厚を薄くしてもリング部材８０を取り付けることにより振動、騒音を低減することができる。したがって、ヨークハウジング４の材料使用量を削減することができる。
【００２７】
さらに、リング部材８０を、ヨークハウジング４の円筒部９の外周面を全面覆うように取り付けた。
このように構成したため、リング部材８０により確実にその内側に構成される磁気回路を覆うことができ、振動、騒音を確実に低減することができる。
【００２８】
そして、ヨークハウジング４のフランジ４２を永久磁石３の極間４５に対応した位置に配置したため、極間４５における剛性を確保することができ、振動を抑制することができる。
【００２９】
なお、ヨークハウジング４とリング部材８０とを一体に製造することも考えられるが、それと比較して本実施形態は、ヨークハウジング製造時に母材を偏肉させながら絞り加工を行う必要がなく、加工方法が簡易であり、製造コストを低減することができる。
また、本実施形態では、ヨークハウジング４の径方向の振動モードに対してリング部材８０を用いて対策したが、例えば図８に示すように、軸方向の振動モードに対してもリング片８３の枚数や外挿位置を自由に調整して制振効果を発揮させることができる。さらに、このように円筒部９の必要な箇所のみにリング部材８０を設けることで、回転電機１の質量を低減することができる。
したがって、ヨークハウジング４とリング部材８０とを個別に製造する本実施形態の方が、より一層の効果を発揮することができる。
【００３０】
尚、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。すなわち、本実施形態で挙げた具体的な方法などは一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態における回転電機の断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるヨークハウジングの断面図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】本発明の実施形態におけるヨークハウジングに永久磁石を配置した説明図である。
【図５】本発明の実施形態における回転電機の斜視図である。
【図６】本発明の実施形態におけるリング片の斜視図である。
【図７】本発明の実施形態におけるリング部材の斜視図である。
【図８】本発明の実施形態における回転電機の別の態様を示す斜視図である。
【図９】従来の回転電機の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…回転電機  ２…アーマチュア  ３…永久磁石  ４…ヨークハウジング  ８０…リング部材  ８２…頂部  ８３…リング片
【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】
2008312315.tif 000008
【図７】
2008312315.tif 000009
【図８】
2008312315.tif 000010
【図９】
2008312315.tif 000011