(57)【要約】【課題】製造コストを低減できると共に、異常運転時にロータ角度の誤検出が発生することを防止できるような回転電機のロータを提供することを目的とする。【解決手段】シャフト１９と、シャフト１９に固定されたフランジ２１と、フランジ２１によって支持され、コイル又は磁石が設けられる鉄心であるロータコア２２と、  ロータの角度を検出するためのレゾルバ用ロータ２３と、を備えた回転電機のロータにおいて、シャフト１９とフランジ２１は別体に構成され、レゾルバ用ロータ２３は、フランジ２１に取り付けられることを特徴とする。【選択図】図２
2009050055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトに固定されたロータコア支持部材と、
前記ロータコア支持部材によって支持され、コイル又は磁石が設けられる鉄心であるロータコアと、
ロータの角度を検出するためのロータ角度検出体と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記シャフトと前記ロータコア支持部材は別体に構成され、
前記ロータ角度検出体は、前記ロータコア支持部材に取り付けられることを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機のロータにおいて、
前記ロータコア支持部材は、前記シャフトが挿入される筒状のシャフト挿入部を含み、
前記シャフト挿入部は、その内周面が間隔をあけて前記シャフトの外周面と対向する筒状の第１部分と、その内周面が前記シャフトの外周面に密着する筒状の第２部分と、が前記シャフトの軸方向に沿って連続する形状であり、
前記ロータ角度検出体は、前記第１部分の外周面上に取り付けられることを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機のロータにおいて、
前記ロータコア支持部材は、
その内周面が間隔をあけて前記シャフト挿入部の外周面と対向するように配置され、その外周面に前記ロータコアが取り付けられる筒状のロータコア取付部と、
前記シャフト挿入部の外周面から前記ロータコア取付部の内周面へ向かって突出するように延び、前記シャフト挿入部と前記ロータコア取付部とを繋ぐ連結部と、を更に含む一体構造の部材であることを特徴とする回転電機のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の回転電機のロータ１０の断面図である。図５に示すように、ロータ１０は、シャフト１１と、シャフト１１に固定されたフランジ１２と、フランジ１２によって支持され、コイルや磁石が設けられる鉄心であるロータコア１３と、ロータの角度を検出するためのレゾルバ１４と、を有する。図５において、フランジ１２は、シャフト１１と一体に形成されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、シャフト１１とフランジ１２を一体に形成するための鋳造用の型が大型化し、製造コストが割高になるという問題があった。
【０００３】
そこで、図６に示すように、シャフト１１とフランジ１２を別体にすることが考えられる。このようにすれば、鋳造用の型が大型化することを抑制できる。図６に示すように、シャフト１１はフランジ１２と嵌め合わせられ、レゾルバ１４はシャフト１１に取り付けられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１８６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６の構成において、例えばロータの回転数が許容回転数を超えるときは、フランジ１２に働く遠心力は通常運転時に比べて大きくなり、フランジ１２を径方向へ拡げようとする力が大きくなる。そうすると、シャフト１１とフランジ１２との嵌め合いが弱まり、シャフト１１に固定されていたフランジ１２は、シャフト１１の周方向にずれてしまう場合がある。この場合、フランジ１２に取り付けられているロータコア１３と、シャフト１１に取り付けられているレゾルバ１４と、の位置関係もずれてしまうため、ロータの角度を正確に検出することができなくなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、シャフトと、シャフトに固定されたロータコア支持部材と、ロータコア支持部材によって支持され、コイル又は磁石が設けられる鉄心であるロータコアと、ロータの角度を検出するためのロータ角度検出体と、を備えた回転電機のロータにおいて、シャフトとロータコア支持部材は別体に構成され、ロータ角度検出体は、ロータコア支持部材に取り付けられることを特徴とする。かかる構成によれば、ロータの製造コストを低減できると共に、ロータの異常運転時にロータ角度の誤検出が発生することを防止できる。
【０００７】
本発明の回転電機のロータであって、ロータコア支持部材は、前記シャフトが挿入される筒状のシャフト挿入部を含み、シャフト挿入部は、その内周面が間隔をあけてシャフトの外周面と対向する筒状の第１部分と、その内周面が前記シャフトの外周面に密着する筒状の第２部分と、が前記シャフトの軸方向に沿って連続する形状であり、
ロータ角度検出体は、第１部分の外周面上に取り付けられることが好適である。かかる構成によれば、例えばシャフトをシャフト挿入部に焼き嵌めしたときに、シャフト挿入部の第１部分に歪みが発生することを抑制できる。これにより、第１部分の外周面上に取り付けられたロータ角度検出体とロータコアとの位置関係にずれが発生することを抑制できる。
【０００８】
本発明の回転電機のロータであって、ロータコア支持部材は、その内周面が間隔をあけて前記シャフト挿入部の外周面と対向するように配置され、その外周面に前記ロータコアが取り付けられる筒状のロータコア取付部と、シャフト挿入部の外周面からロータコア取付部の内周面へ向かって突出するように延び、シャフト挿入部とロータコア取付部とを繋ぐ連結部と、を更に含む一体構造の部材であることが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ロータの製造コストを低減できると共に、異常運転時にロータ角度の誤検出が発生することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（構成）
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を図面に従って説明する。図１は、本実施形態に係る電動機１５の概略構成を示す断面図である。電動機１５は、ケース１６と、回転部分であるロータ１７と、三相コイルが巻回されたステータ１８と、を備える。ステータ１８は、ケース１６に固定されている。ロータ１７の回転軸であるシャフト１９は、ケース１６に固定された軸受２０によって支持されている。
【００１１】
図２は、本実施形態に係る電動機１５の回転部分であるロータ１７の断面図である。ロータ１７は、回転軸である中空のシャフト１９と、シャフト１９に固定されたフランジ２１と、フランジ２１によって支持される鉄心であるロータコア２２と、ロータの角度を検出するためのレゾルバ用ロータ２３と、を備える。なお、本実施形態においては、軽量化のために中空のシャフト１９を用いているが、これに限らず、例えばシャフトは中実形状のものであってもよい。
【００１２】
フランジ２１は、シャフト１９が挿入される筒状のシャフト挿入部２４と、筒状のロータコア取付部２５と、連結部２６と、を含む一体構造の部材である。ロータコア取付部２５は、その内周面が間隔をあけてシャフト挿入部２４の外周面と対向するように配置され、その外周面にロータコア２２が取り付けられる。連結部２６は、シャフト挿入部２４の外周面からロータコア取付部２５の内周面へ向かって突出するように延び、シャフト挿入部２４とロータコア取付部２５とを繋いでいる。
【００１３】
ロータコア２２は、薄いドーナツ状の鋼板２７が複数積層されて構成されている。その積層体の内周面は、フランジ２１のロータコア取付部２５の外周面に取り付けられている。ロータコア２２には、鋼板２７の積層方向にロータコア２２を貫通するスロットが設けられ、そのスロットの中に永久磁石２８が挿入されている。ロータコア２２の積層方向両端には、永久磁石２８を保持するための押さえプレート２９ａ，２９ｂが設けられている。なお、本実施形態においては、ロータコア２２のスロットには永久磁石２８が挿入されているが、これに限らず、例えばスロットにコイルを挿入することもできる。
【００１４】
レゾルバ用ロータ２３は、フランジ２１のシャフト挿入部２４の外周面上に取付けられている。図１に示すように、ケース１６にはレゾルバ用ステータ３０が固定されている。レゾルバ用ステータ３０には、励磁コイルと出力コイルが設けられている。図３は、レゾルバ用ロータ２３とレゾルバ用ステータ３０をシャフト１９の軸方向から見た断面図である。励磁コイルに測定のための信号を出力した状態でレゾルバ用ロータ２３が回転すると、出力コイルからは、そのときのレゾルバ用ロータ２３の回転角度θに応じた信号が出力される。この出力信号に基づいてレゾルバ用ロータ２３の回転角度を検出することができる。この構成は、従来公知のレゾルバと同様である。
【００１５】
図４は、シャフト１９とシャフト挿入部２４との嵌合部分の一部を拡大した断面図である。図４に示すように、シャフト挿入部２４は、その内周面が間隔ｔをあけてシャフト１９の外周面と対向する筒状の第１部分３１と、その内周面がシャフト１９の外周面に密着する筒状の第２部分３２と、がシャフト１９の軸方向に沿って連続する形状となっている。第１部分３１の外周面上には、レゾルバ用ロータ２３が取り付けられている。
【００１６】
（作用・効果）
本実施形態においては、ロータコア支持部材であるフランジ２１は、シャフト１９と別体に構成され、フランジ２１にロータ角度検出体であるレゾルバ用ロータ２３が取り付けられている。かかる構成によれば、シャフト１９とフランジ２１が別体であるために、鋳造用の型が大型化することを抑制でき、ロータ１７の製造コストが割高となることを抑制できる。また、例えばロータ１７の回転数が大きくなり、フランジ２１がシャフト１９の周方向にずれた場合にも、レゾルバ用ロータ２３とロータコア２２との位置関係がずれてしまうことを防止できる。これにより、ロータ１７の異常運転時にロータ角度の誤検出が発生することを防止できる。
【００１７】
また、本実施形態においては、シャフト１９がフランジ２１のシャフト挿入部２４に嵌め込まれた状態では、シャフト挿入部２４の第１部分３１の内周面は間隔をあけてシャフト１９の外周面と対向しており、第２部分３２の内周面はシャフト１９の外周面に密着している。かかる構成によれば、例えばシャフト１９をシャフト挿入部２４に焼き嵌めしたときに、シャフト挿入部２４の第１部分３１はシャフト１９からの応力の影響を受けることはなく、シャフト挿入部２４の第１部分３１に歪みが発生することを抑制できる。これにより、第１部分３１の外周面上に取り付けられたレゾルバ用ロータ２３と、ロータコア２２と、の位置関係にずれが発生することを抑制できる。
【００１８】
なお、本実施形態においては、フランジ２１に取り付けられるロータ角度検出体は、レゾルバ用ロータ２３としているが、これに限らず、ロータの角度を検出するためのものであればよい。例えばロータリーエンコーダ用ロータをフランジ２１に取り付けてもよい。
【００１９】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において実施することができる。本実施形態に係る電動機は、例えばハイブリッド車両や電気車両の駆動源として用いることができる。また、本実施形態においては電動機の例を中心に説明してきたが、これに限らず、本発明は発電機のロータに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る電動機の概略構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係るロータの断面図である。
【図３】本実施形態に係るレゾルバをシャフトの軸方向から見た断面図である。
【図４】シャフトとシャフト挿入部との嵌合部の一部を拡大した断面図である。
【図５】従来の回転電機のロータの断面図である。
【図６】従来の回転電機のロータの断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  ロータ、１１  シャフト、１２  フランジ、１３  ロータコア、１４  レゾルバ、１５  電動機、１６  ケース、１７  ロータ、１８  ステータ、１９  シャフト、２０  軸受、２１  フランジ、２２  ロータコア、２３  レゾルバ用ロータ、２４  シャフト挿入部、２５  ロータコア取付部、２６  連結部、２７  鋼板、２８  永久磁石、２９  押さえプレート、３０  レゾルバ用ステータ、３１  第１部分、３２  第２部分。
【図１】
2009050055.tif 000003
【図２】
2009050055.tif 000004
【図３】
2009050055.tif 000005
【図４】
2009050055.tif 000006
【図５】
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【図６】
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