JP2015080305A - Electric motor - Google Patents

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昭 筒井
Akira Tsutsui
昭 筒井
享司 財津
Takashi Zaitsu
享司 財津
義浩 廣瀬
Yoshihiro Hirose
義浩 廣瀬
哲平 米田
Teppei Yoneda
哲平 米田
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Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Kobe Steel Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric motor in which interference of the key of a rotor and the keyway of a stator is prevented at the time of shrink-fitting, while preventing occurrence of detection error of the rotation angle of the rotor.SOLUTION: An electric motor 1 has a rotor 4 provided with a key 4a projecting radially inward, a shaft 5 provided with a keyway 5b fitting to the key 4a of the rotor 4, and a rotation angle detection sensor 9 for detecting the rotation angle of the rotor 4 from the relative positional relationship of the rotor 4 and a stator 5. The rotor 4 and shaft 5 are shrink-fitted. The key 4a and keyway 5b become narrower toward the center side of the shaft 5.

Description

本発明は、回転子と固定子との相対的位置関係から、回転子の回転角度を検出する手段を有する電動機に関する。   The present invention relates to an electric motor having means for detecting a rotation angle of a rotor from a relative positional relationship between the rotor and a stator.

特許文献1には、径方向の内側に突出したキーが設けられた回転子と、回転子のキーに嵌合するキー溝が設けられたシャフトと、回転子と固定子との相対的位置関係から、回転子の回転角度を検出する手段と、を有する電動機が開示されている。回転子とシャフトとは、例えば、焼き嵌めされている。図5(a)は、従来の電動機における、回転子及びシャフトの軸方向に直交する方向の断面図である。回転子100のキー100a、シャフト101のキー溝101bは、それぞれ、その断面形状がコ字状(矩形状)である。   Patent Document 1 discloses a relative positional relationship between a rotor provided with a key protruding inward in the radial direction, a shaft provided with a key groove to be fitted to the key of the rotor, and the rotor and the stator. And a means for detecting the rotation angle of the rotor. The rotor and the shaft are, for example, shrink fitted. Fig.5 (a) is sectional drawing of the direction orthogonal to the axial direction of a rotor and a shaft in the conventional electric motor. Each of the key 100a of the rotor 100 and the key groove 101b of the shaft 101 has a U-shaped (rectangular) cross-sectional shape.

特開平11−289729号公報JP-A-11-289729

従来の電動機においては、図5(b)に示すように、回転子100をシャフト101に焼き嵌めする場合、回転子100が熱膨張すると、膨張したキー100aとキー溝101bとが干渉して、回転子100をシャフト101に焼き嵌めできなくなるという問題が生じることがあった。   In the conventional electric motor, as shown in FIG. 5B, when the rotor 100 is shrink fitted on the shaft 101, when the rotor 100 is thermally expanded, the expanded key 100a and the key groove 101b interfere with each other, There has been a problem that the rotor 100 cannot be shrink-fitted onto the shaft 101.

図6(a)は、他の従来の電動機における、回転子及びシャフトの軸方向に直交する方向の断面図である。シャフト103のキー溝103bの幅は、回転子102のキー102aの幅よりも広くなっている。このため、図6(b)に示すように、回転子102をシャフト103に焼き嵌めする場合、回転子102が熱膨張しても、膨張したキー102aとキー溝103bとが干渉することなく、回転子102をシャフト103に焼き嵌めすることができる。しかしながら、このようにした場合、回転子102をシャフト103に焼き嵌めした後、回転子102が冷えて収縮すると、キー102aとキー溝103bとの間に隙間ができる。この隙間により、回転子102のシャフト103に対する位置がずれるため、回転子102の回転角度の検出誤差が発生するという問題がある。   FIG. 6A is a cross-sectional view in a direction orthogonal to the axial direction of the rotor and the shaft in another conventional electric motor. The width of the key groove 103 b of the shaft 103 is wider than the width of the key 102 a of the rotor 102. For this reason, as shown in FIG. 6B, when the rotor 102 is shrink-fitted on the shaft 103, even if the rotor 102 is thermally expanded, the expanded key 102a and the key groove 103b do not interfere with each other. The rotor 102 can be shrink fitted on the shaft 103. However, in this case, if the rotor 102 is cooled and contracted after the rotor 102 is shrink fitted on the shaft 103, a gap is formed between the key 102a and the key groove 103b. Due to this gap, the position of the rotor 102 with respect to the shaft 103 is displaced, which causes a problem that a detection error of the rotation angle of the rotor 102 occurs.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、焼き嵌め時に回転子のキーと固定子のキー溝とが干渉すること、また、回転子の回転角度の検出誤差が発生することを防止することができる電動機を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents the rotor key and the keyway of the stator from interfering with each other during shrink fitting, and prevents the detection error of the rotation angle of the rotor from occurring. It is to provide an electric motor that can be used.

本発明は、回転子と固定子との相対的位置関係から、前記回転子の回転角度を検出する手段を有する電動機に関するものである。前記電動機は、径方向の内側に突出したキーが設けられた前記回転子と、前記回転子の前記キーに嵌合するキー溝が設けられたシャフトと、を有し、前記回転子と前記シャフトとが焼き嵌めされており、前記キー及び前記キー溝は、それぞれ、前記シャフトの中心側に向かうにつれて幅が狭くなっている。   The present invention relates to an electric motor having means for detecting the rotation angle of the rotor from the relative positional relationship between the rotor and the stator. The electric motor includes the rotor provided with a key protruding inward in the radial direction, and a shaft provided with a key groove to be fitted to the key of the rotor. The rotor and the shaft And the key and the key groove are narrower toward the center side of the shaft.

本発明では、回転子のキー及びシャフトのキー溝は、それぞれ、シャフトの中心側に向かうにつれて幅が狭くなっている。すなわち、シャフトのキー溝は、シャフトの中心側から離れるにつれて幅が広くなっている。このため、回転子(キー)が熱膨張しても、キーは、キー溝の、嵌合する位置よりも幅が広い径方向の外側に移動するため、キーとキー溝とが干渉することを防止することができる。また、キーとキー溝とが嵌合するようになっているため、回転子をシャフトに焼き嵌めした後、回転子が冷えて収縮すると、キーとキー溝との隙間がなくなる。これにより、回転子のシャフトに対する位置ずれが防止されるため、回転子の回転角度の検出誤差が発生することを防止することができる。   In the present invention, the width of each of the rotor key and the shaft keyway becomes narrower toward the center of the shaft. That is, the width of the keyway of the shaft becomes wider as the distance from the center side of the shaft increases. For this reason, even if the rotor (key) is thermally expanded, the key moves outward in the radial direction, which is wider than the fitting position of the key groove, so that the key and the key groove interfere with each other. Can be prevented. In addition, since the key and the key groove are fitted, the gap between the key and the key groove disappears when the rotor is cooled and contracted after the rotor is shrink fitted on the shaft. As a result, displacement of the rotor relative to the shaft is prevented, so that it is possible to prevent occurrence of a detection error of the rotation angle of the rotor.

本発明の実施形態に係る電動機の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the electric motor concerning the embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る回転子及びシャフトの軸方向に直交する方向の断面図である。It is sectional drawing of the direction orthogonal to the axial direction of the rotor and shaft which concern on 1st Embodiment of this invention. 回転子をシャフトに焼き嵌めする工程について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of shrink-fitting a rotor to a shaft. (a)は、本発明の第2実施形態に係る回転子及びシャフトの軸方向に直交する方向の断面図である。(b)は、回転子をシャフトに焼き嵌めする工程について説明するための図である。(A) is sectional drawing of the direction orthogonal to the axial direction of the rotor and shaft which concern on 2nd Embodiment of this invention. (B) is a figure for demonstrating the process of shrink-fitting a rotor to a shaft. (a)は、従来の電動機における、回転子及びシャフトの軸方向に直交する方向の断面図である。(b)は、回転子をシャフトに焼き嵌めする工程について説明するための図である。(A) is sectional drawing of the direction orthogonal to the axial direction of a rotor and a shaft in the conventional electric motor. (B) is a figure for demonstrating the process of shrink-fitting a rotor to a shaft. (a)は、他の従来の電動機における、回転子及びシャフトの軸方向に直交する方向の断面図である。(b)は、回転子をシャフトに焼き嵌めする工程について説明するための図である。(A) is sectional drawing of the direction orthogonal to the axial direction of a rotor and a shaft in another conventional electric motor. (B) is a figure for demonstrating the process of shrink-fitting a rotor to a shaft.

(第1実施形態)
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。第1実施形態に係る電動機1は、建設機械などの装置に用いられる電動機である。図1、図2に示すように、電動機1は、筐体2、固定子3、回転子4、シャフト5、ラジアル玉軸受6、回転ユニット7、スラスト玉軸受8、回転角度検出センサ9を備えている。なお、図1では、筐体2、固定子3、回転子4、ラジアル玉軸受6、回転ユニット7の後述するケーシング16、及び、スラスト玉軸受8のみを断面形状で示している。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The electric motor 1 which concerns on 1st Embodiment is an electric motor used for apparatuses, such as a construction machine. As shown in FIGS. 1 and 2, the electric motor 1 includes a housing 2, a stator 3, a rotor 4, a shaft 5, a radial ball bearing 6, a rotating unit 7, a thrust ball bearing 8, and a rotation angle detection sensor 9. ing. In FIG. 1, only the casing 2, the stator 3, the rotor 4, the radial ball bearing 6, a casing 16 described later of the rotation unit 7, and the thrust ball bearing 8 are shown in cross-sectional shape.

筐体2は、金属材料などからなる略円柱形状の部材であり、内部に収容空間11が形成されている。そして、収容空間11に、固定子3、回転子4、シャフト5、ラジアル玉軸受6、回転ユニット7、スラスト玉軸受8、回転角度検出センサ9などが収容されている。   The housing | casing 2 is a substantially cylindrical member which consists of metal materials etc., and the accommodation space 11 is formed in the inside. The accommodation space 11 accommodates the stator 3, the rotor 4, the shaft 5, the radial ball bearing 6, the rotation unit 7, the thrust ball bearing 8, the rotation angle detection sensor 9, and the like.

固定子3は、収容空間11の側壁面に固定されている。回転子4は、収容空間11の固定子3が配置されているよりも内側の領域に配置されている。   The stator 3 is fixed to the side wall surface of the accommodation space 11. The rotor 4 is disposed in a region inside the housing space 11 where the stator 3 is disposed.

シャフト5には、回転子4の回転軸と同軸になるように回転子4が取り付けられている。なお、回転子4のシャフト5への取付構造、取付方法については後述する。シャフト5は、上下方向に延びており、その下端部に、電動機1の駆動対象が取り付けられている。また、シャフト5はその中心軸を含む中央部分のうち、回転子4に取り付けられた部分からその上端にわたる部分5aが、他の部分よりも熱導電率の高い材料によって構成されている。例えば、シャフト5の部分5a以外の部分が鉄などによって構成されているのに対して、シャフト5の部分5aがアルミニウム、銅などによって構成されている。   The rotor 4 is attached to the shaft 5 so as to be coaxial with the rotation axis of the rotor 4. The structure and method for attaching the rotor 4 to the shaft 5 will be described later. The shaft 5 extends in the up-down direction, and an object to be driven by the electric motor 1 is attached to a lower end portion of the shaft 5. Further, in the central portion including the central axis of the shaft 5, a portion 5 a extending from the portion attached to the rotor 4 to the upper end thereof is made of a material having higher thermal conductivity than the other portions. For example, parts other than the part 5a of the shaft 5 are made of iron or the like, whereas the part 5a of the shaft 5 is made of aluminum, copper or the like.

ラジアル玉軸受6は、金属材料などからなり、略円環状の外輪6aと、外輪6aよりも径の小さい略円環状の内輪6bとの間に、外輪6a及び内輪6bの周方向に沿って配列された複数の玉6cが挟まれた構造となっている。そして、これにより、外輪6aと内輪6bとが互いに回転自在となっている。外輪6aは、筐体2の収容空間11の壁に取り付けられている。内輪6bは、シャフト5に取り付けられている。これにより、シャフト5は、筐体2に回転自在に連結される。   The radial ball bearing 6 is made of a metal material or the like, and is arranged between a substantially annular outer ring 6a and a substantially annular inner ring 6b having a smaller diameter than the outer ring 6a along the circumferential direction of the outer ring 6a and the inner ring 6b. A plurality of balls 6c are sandwiched. And thereby, the outer ring | wheel 6a and the inner ring | wheel 6b are mutually rotatable. The outer ring 6 a is attached to the wall of the housing space 11 of the housing 2. The inner ring 6 b is attached to the shaft 5. Thereby, the shaft 5 is rotatably connected to the housing 2.

回転ユニット7は、回転子4及びシャフト5のほぼ真上に位置する、収容空間11の上端部に配置されている。回転ユニット7は、ケーシング16に回転部材17が収容された構造となっている。回転部材17は、回転部材本体17aと軸部17bとを備えている。回転部材本体17aは、水車やプロペラ等であって、回転子4及びシャフト5と同軸に配置されている。軸部17bは、回転部材本体17aの中心軸に固定されているとともに、ケーシング16を貫通してケーシング16よりも下方まで延びている。回転部材本体17a及び軸部17bの略中央部には、これらを上下方向に貫通する貫通孔17cが形成され、シャフト5の上端部は、貫通孔17cを通って回転ユニット7よりも上方まで延びている。   The rotation unit 7 is disposed at the upper end portion of the accommodation space 11 that is located almost directly above the rotor 4 and the shaft 5. The rotating unit 7 has a structure in which a rotating member 17 is accommodated in a casing 16. The rotating member 17 includes a rotating member main body 17a and a shaft portion 17b. The rotating member main body 17 a is a water wheel, a propeller, or the like, and is disposed coaxially with the rotor 4 and the shaft 5. The shaft portion 17 b is fixed to the central axis of the rotating member main body 17 a and extends through the casing 16 to a position below the casing 16. A through hole 17c is formed in the substantially central portion of the rotating member main body 17a and the shaft portion 17b. The upper end of the shaft 5 extends above the rotating unit 7 through the through hole 17c. ing.

スラスト玉軸受8は、金属材料などからなり、上下方向に互いに対向して配置された、平面視で略円環状のほぼ同一形状の取付部8aと取付部8bとの間に、取付部8a、8bの周方向に沿って配列された複数の玉8cが挟まれた構造となっている。そして、スラスト玉軸受8では、取付部8aと取付部8bとが互いに回転自在となっている。下側の取付部8aはシャフト5の上端部に取り付けられている。上側の取付部8bは回転部材17の軸部17bの下端部に取り付けられている。これにより、シャフト5と回転部材17とは、互いに回転自在に連結されている。   The thrust ball bearing 8 is made of a metal material or the like, and is disposed opposite to each other in the vertical direction. The mounting portion 8a, A plurality of balls 8c arranged along the circumferential direction of 8b are sandwiched. In the thrust ball bearing 8, the mounting portion 8a and the mounting portion 8b are rotatable with respect to each other. The lower attachment portion 8 a is attached to the upper end portion of the shaft 5. The upper attachment portion 8 b is attached to the lower end portion of the shaft portion 17 b of the rotating member 17. Thereby, the shaft 5 and the rotating member 17 are rotatably connected to each other.

回転角度検出センサ9は、回転子4と固定子3との相対的位置関係から、回転子4の回転角度を検出するものである。回転角度検出センサ9は、回転ユニット7よりも上方に位置するシャフト5の上端部、及び、収容空間11の回転ユニット7よりも上方の領域に設けられている。なお、図1では簡略化して図示しているが、回転角度検出センサ9は、例えば、レゾルバなどである。   The rotation angle detection sensor 9 detects the rotation angle of the rotor 4 from the relative positional relationship between the rotor 4 and the stator 3. The rotation angle detection sensor 9 is provided in the upper end portion of the shaft 5 located above the rotation unit 7 and the region above the rotation unit 7 in the accommodation space 11. In addition, although simplified in FIG. 1, the rotation angle detection sensor 9 is a resolver, for example.

次に、回転子4のシャフト5への取付構造について説明する。図2に示すように、回転子4には、径方向の内側に突出したキー4aが設けられている。キー4aは、2か所設けられており、周方向において約180度異なる位置に設けられている。また、キー4aの、回転子4及びシャフト5の軸方向に直交する方向の断面形状は、二等辺三角形状である。すなわち、キー4aの断面形状は、線対称な形状であり、且つ、三角形状である。また、キー4aの側壁は、テーパーとなっており、キー4aの側壁の、キー4a根元の接線に直交する方向に対する角度αは、20〜40度の範囲内である。言い換えれば、キー4aは、根元から先端まで、幅が狭くなっている。また、キー4aの先端は、尖っている。   Next, a structure for attaching the rotor 4 to the shaft 5 will be described. As shown in FIG. 2, the rotor 4 is provided with a key 4 a that protrudes inward in the radial direction. The key 4a is provided at two places, and is provided at a position different by about 180 degrees in the circumferential direction. The cross-sectional shape of the key 4a in the direction orthogonal to the axial direction of the rotor 4 and the shaft 5 is an isosceles triangle. That is, the cross-sectional shape of the key 4a is a line-symmetric shape and a triangular shape. Further, the side wall of the key 4a is tapered, and the angle α of the side wall of the key 4a with respect to the direction perpendicular to the tangent to the base of the key 4a is in the range of 20 to 40 degrees. In other words, the key 4a has a narrow width from the base to the tip. The tip of the key 4a is pointed.

シャフト5には、回転子4のキー4aに嵌合するキー溝5bが設けられている。キー溝5bは、径方向の内側に凹んでいる。キー溝5bは、キー4aに対応する位置に2か所設けられている。また、キー溝5bの、回転子4及びシャフト5の軸方向に直交する方向の断面形状は、キー4aに嵌合するように、二等辺三角形状である。すなわち、キー溝5bの断面形状は、線対称な形状であり、且つ、三角形状である。また、キー溝5bの側壁は、テーパーとなっており、キー溝5bの側壁の、キー溝5b根元の接線に直交する方向に対する角度αは、20〜40度の範囲内である。言い換えれば、キー溝5bは、根元から先端まで、幅が狭くなっている。また、キー溝5bの先端は、尖っている。また、回転子4の内径とシャフト5の外径とは、同じである。   The shaft 5 is provided with a key groove 5 b that fits into the key 4 a of the rotor 4. The keyway 5b is recessed inward in the radial direction. Two key grooves 5b are provided at positions corresponding to the keys 4a. The cross-sectional shape of the key groove 5b in the direction orthogonal to the axial direction of the rotor 4 and the shaft 5 is an isosceles triangle so as to be fitted to the key 4a. That is, the cross-sectional shape of the key groove 5b is a line-symmetric shape and a triangular shape. Further, the side wall of the key groove 5b is tapered, and the angle α of the side wall of the key groove 5b with respect to the direction perpendicular to the tangent to the base of the key groove 5b is in the range of 20 to 40 degrees. In other words, the width of the keyway 5b is narrow from the root to the tip. The tip of the keyway 5b is sharp. Further, the inner diameter of the rotor 4 and the outer diameter of the shaft 5 are the same.

このように、キー4aとキー溝5bとが嵌合していることにより、回転子4は、シャフト5に対する位置がずれないように、シャフト5に取り付けられている。なお、キー4a及びキー溝5bは、それぞれ、2つに限られず、1つ、又は、3つ以上であってもよい。   Thus, the rotor 4 is attached to the shaft 5 so that the position with respect to the shaft 5 does not shift by fitting the key 4a and the key groove 5b. Note that the number of the keys 4a and the key grooves 5b is not limited to two, and may be one or three or more.

次に、回転子4のシャフト5への取付方法について説明する。回転子4とシャフト5とは焼き嵌めされる。回転子4は、加熱されることにより、熱膨張して、外径及び内径が広がる。これにより、回転子4の内部にシャフト5を挿入可能となる。回転子4内部へのシャフト5の挿入時に、図3に示すように、シャフト5のキー溝5bの内部に回転子4のキー4aが位置する(キー溝5bの内部にキー4aを挿通する)ようにする。詳細は後述するが、このとき、キー4aとキー溝5bとが干渉しないようになっている。回転子4内部へのシャフト5の挿入後、回転子4が冷えて収縮すると、キー4aとキー溝5bとが嵌合する。このようにして、回転子4は、シャフト5に取り付けられる。   Next, a method for attaching the rotor 4 to the shaft 5 will be described. The rotor 4 and the shaft 5 are shrink-fitted. When the rotor 4 is heated, the rotor 4 is thermally expanded to increase the outer diameter and the inner diameter. As a result, the shaft 5 can be inserted into the rotor 4. When the shaft 5 is inserted into the rotor 4, as shown in FIG. 3, the key 4a of the rotor 4 is positioned inside the key groove 5b of the shaft 5 (the key 4a is inserted into the key groove 5b). Like that. Although details will be described later, at this time, the key 4a and the key groove 5b are prevented from interfering with each other. When the rotor 4 cools and contracts after the shaft 5 is inserted into the rotor 4, the key 4a and the key groove 5b are fitted. In this way, the rotor 4 is attached to the shaft 5.

ここで、回転子4をシャフト5に焼き嵌めするときに、回転子4が熱膨張すると、回転子4の内径が広がることにより、回転子4のキー4aは、径方向の外側に移動するとともに、熱膨張する。本実施形態では、回転子4のキー4a及びシャフト5のキー溝5bは、それぞれ、シャフト5の中心側に向かうにつれて幅が狭くなっている。すなわち、シャフト5のキー溝5bは、シャフト5の中心側から離れるにつれて幅が広くなっている。このため、回転子4(キー4a)が熱膨張しても、キー4aは、キー溝5bの、嵌合する位置よりも幅が広い径方向の外側に移動するため、キー4aとキー溝5bとが干渉することが防止される。また、キー4aとキー溝5bとが嵌合するようになっているため、回転子4をシャフト5に焼き嵌めした後、回転子4が冷えて収縮すると、キー4aとキー溝5bとの隙間がなくなる。これにより、回転子4のシャフト5に対する位置ずれが防止されるため、回転子4の回転角度の検出誤差が発生することが防止される。   Here, when the rotor 4 is shrink-fitted on the shaft 5, if the rotor 4 is thermally expanded, the inner diameter of the rotor 4 is expanded, so that the key 4 a of the rotor 4 moves to the outer side in the radial direction. Thermal expansion. In the present embodiment, the width of the key 4 a of the rotor 4 and the key groove 5 b of the shaft 5 becomes narrower toward the center side of the shaft 5. That is, the width of the key groove 5 b of the shaft 5 increases as the distance from the center side of the shaft 5 increases. For this reason, even if the rotor 4 (key 4a) is thermally expanded, the key 4a moves outward in the radial direction, which is wider than the fitting position of the key groove 5b. Are prevented from interfering with each other. Further, since the key 4a and the key groove 5b are fitted, when the rotor 4 is cooled and contracted after the rotor 4 is shrink-fitted on the shaft 5, the gap between the key 4a and the key groove 5b. Disappears. Thereby, since the position shift of the rotor 4 with respect to the shaft 5 is prevented, the detection error of the rotation angle of the rotor 4 is prevented from occurring.

また、本実施形態では、キー4a及びキー溝5bの、回転子4及びシャフト5の軸方向に直交する方向の断面形状が、線対称な形状である。このため、回転子4及びシャフト5が回転した場合に、回転子4とシャフト5とがずれにくい。   Moreover, in this embodiment, the cross-sectional shape of the key 4a and the key groove 5b in the direction orthogonal to the axial direction of the rotor 4 and the shaft 5 is a line-symmetric shape. For this reason, when the rotor 4 and the shaft 5 rotate, the rotor 4 and the shaft 5 are not easily displaced.

また、本実施形態では、キー4a及びキー溝5bの、回転子4及びシャフト5の軸方向に直交する方向の断面形状が、三角形状である。このため、キー4a及びキー溝5bを形成しやすい。   Moreover, in this embodiment, the cross-sectional shape of the direction orthogonal to the axial direction of the rotor 4 and the shaft 5 of the key 4a and the key groove 5b is a triangular shape. For this reason, it is easy to form the key 4a and the key groove 5b.

また、例えば、キー4a及びキー溝5bの側壁の、キー4a及びキー溝5b根元の接線に直交する方向に対する角度αが大きすぎると、キー4a及びキー溝5bの根元の幅が狭い場合、キー4a及びキー溝5bの接触面積が小さくなってしまい、キー4aとキー溝5bとの十分な嵌合力が得られないため、回転子4とシャフト5とがずれる可能性がある。本実施形態では、キー4a及びキー溝5bの側壁は、テーパーとなっており、角度αは、20〜40度の範囲内である。これにより、キー4a及びキー溝5bの接触面積が確保されるため、キー4aとキー溝5bとの十分な嵌合力が得られており、回転子4とシャフト5とがずれることが防止されている。   For example, if the angle α of the side walls of the key 4a and the key groove 5b with respect to the direction perpendicular to the tangent line of the key 4a and the key groove 5b is too large, the width of the key 4a and the key groove 5b is narrow. Since the contact area between 4a and the key groove 5b is reduced, and a sufficient fitting force between the key 4a and the key groove 5b cannot be obtained, the rotor 4 and the shaft 5 may be displaced. In the present embodiment, the side walls of the key 4a and the key groove 5b are tapered, and the angle α is in the range of 20 to 40 degrees. Thereby, since the contact area of the key 4a and the key groove 5b is ensured, sufficient fitting force between the key 4a and the key groove 5b is obtained, and the rotor 4 and the shaft 5 are prevented from being displaced. Yes.

また、本実施形態では、キー4a及びキー溝5bの先端は、尖っている。このため、回転子4内部へのシャフト5の挿入時に、キー溝5bにキー4aを挿通しやすい。   In the present embodiment, the ends of the key 4a and the key groove 5b are sharp. For this reason, when the shaft 5 is inserted into the rotor 4, the key 4a is easily inserted into the key groove 5b.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第1実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。図3に示すように、第2実施形態においては、回転子14のキー14a及びシャフト15のキー溝15bが、第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Components having the same configuration as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate. As shown in FIG. 3, in the second embodiment, the key 14a of the rotor 14 and the key groove 15b of the shaft 15 are different from those of the first embodiment.

第2実施形態では、キー14aの、回転子14及びシャフト15の軸方向に直交する方向の断面形状は、線対称な、台形状である。また、キー溝15bの、回転子14及びシャフト15の軸方向に直交する方向の断面形状は、キー14aに嵌合するように、線対称な、台形状である。このため、キー14aとキー溝15bとの接触面積が確保され、回転子14とシャフト15がずれることが防止される。   In the second embodiment, the cross-sectional shape of the key 14a in the direction orthogonal to the axial direction of the rotor 14 and the shaft 15 is a line-symmetric trapezoidal shape. Moreover, the cross-sectional shape of the key groove 15b in the direction orthogonal to the axial direction of the rotor 14 and the shaft 15 is a line-symmetric trapezoidal shape so as to be fitted to the key 14a. For this reason, the contact area of the key 14a and the keyway 15b is ensured, and it is prevented that the rotor 14 and the shaft 15 slip | deviate.

また、キー14a及びキー溝15bの側壁は、テーパーとなっており、キー14a及びキー溝15bの側壁の、キー14a及びキー溝15b根元の接線に直交する方向に対する角度βは、20〜40度の範囲内である。言い換えれば、キー14a及びキー溝15bは、根元から先端まで、幅が狭くなっている。   The side walls of the key 14a and the key groove 15b are tapered, and the angle β of the side wall of the key 14a and the key groove 15b with respect to the direction perpendicular to the tangent line of the key 14a and the key groove 15b is 20 to 40 degrees. Is within the range. In other words, the width of the key 14a and the key groove 15b is narrow from the root to the tip.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態に限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the form to which the present invention can be applied is not limited to the above-described embodiment, and may be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention, as exemplified below. Can be added.

上述の実施形態においては、キー4a、14a及びキー溝5b、15bの断面形状は、左右対称な形状であるが、左右対称でなくてもよい。また、第1実施形態においては、キー4a及びキー溝5bの断面形状は、三角形状であり、第2実施形態においては、キー14a及びキー溝15bの断面形状は、台形状であるが、これらに限らず、キー及びキー溝は、それぞれ、シャフトの中心側に向かうにつれて幅が狭くなっていればよい。   In the above-described embodiment, the cross-sectional shapes of the keys 4a and 14a and the key grooves 5b and 15b are symmetrical, but they need not be symmetrical. In the first embodiment, the cross-sectional shapes of the key 4a and the key groove 5b are triangular. In the second embodiment, the cross-sectional shapes of the key 14a and the key groove 15b are trapezoidal. Not limited to this, the key and the key groove only need to be narrower toward the center side of the shaft.

1 電動機
2 筐体
3 固定子
4 回転子
4a キー
5 シャフト
5b キー溝
9 回転角度検出センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor 2 Housing | casing 3 Stator 4 Rotor 4a Key 5 Shaft 5b Key groove 9 Rotation angle detection sensor

Claims (4)

回転子と固定子との相対的位置関係から、前記回転子の回転角度を検出する手段を有する電動機において、
径方向の内側に突出したキーが設けられた前記回転子と、
前記回転子の前記キーに嵌合するキー溝が設けられたシャフトと、を有し、
前記回転子と前記シャフトとが焼き嵌めされており、
前記キー及び前記キー溝は、それぞれ、前記シャフトの中心側に向かうにつれて幅が狭くなっていることを特徴とする電動機。
In the electric motor having means for detecting the rotation angle of the rotor from the relative positional relationship between the rotor and the stator,
The rotor provided with a key protruding radially inward;
A shaft provided with a keyway to be fitted to the key of the rotor,
The rotor and the shaft are shrink-fitted,
The electric motor according to claim 1, wherein the key and the key groove each have a width that decreases toward a center side of the shaft.
前記キー及び前記キー溝の、前記回転子及び前記シャフトの軸方向に直交する方向の断面形状が、線対称な形状であることを特徴とする請求項1に記載の電動機。   2. The electric motor according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the key and the key groove in a direction perpendicular to an axial direction of the rotor and the shaft is an axisymmetric shape. 前記キー及び前記キー溝の、前記回転子及び前記シャフトの軸方向に直交する方向の断面形状が、三角形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動機。   3. The electric motor according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the key and the key groove in a direction orthogonal to an axial direction of the rotor and the shaft is a triangular shape. 前記キー及び前記キー溝の、前記回転子及び前記シャフトの軸方向に直交する方向の断面形状が、台形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動機。   The electric motor according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the key and the key groove in a direction orthogonal to an axial direction of the rotor and the shaft is a trapezoidal shape.
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