JP7028152B2 - レゾルバ - Google Patents
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Description
ロータは、ステータの内側において回転軸の軸回りに回転可能に配置され、ロータコアと、ロータコアの外周面における突出部に設けられた磁性金属を含む多孔質被削性膜とを有するものである。
多孔質被削性膜は、磁性金属を含み、磁性金属どうしの間に間隙が存在する多孔質の膜であり、被削性を有するものである。
溶射膜は、溶射により成膜された多孔質被削性膜である。
溶射膜は、上記のようなものであれば特に限定されないが、図1に示される溶射膜(多孔質被削性膜)14のように、磁性金属の面積率が40%~80%の範囲内であるものが好ましい。磁性金属の面積率が40%以上である場合には、溶射膜が脆くならず、ステータの接触箇所を含む部分の脱落等による溶射膜の破損を抑制できるからである。磁性金属の面積率が80%以下である場合には、良好な被削性が得られるため、ステータが接触したとしても確実に切削され又は凹むことで、ステータの摩耗や溶射膜への凝着を抑制できるからである。
溶射膜は、溶射用粉末をロータコアの外周面に溶射することにより成膜する。
コールドスプレー膜は、コールドスプレー法により成膜された多孔質被削性膜である。
コールドスプレー膜は、上記のようなものであれば特に限定されないが、磁性金属の面積率が40%~80%の範囲内であるものが好ましく、中でも磁性金属の面積率が50%~80%の範囲内であるものが好ましい。溶射膜と同様の理由からである。
コールドスプレー膜は、コールドスプレー法により、例えば、圧縮ガスを用いて、スプレー用粉末を溶融させることなく固相状態のままで吹き付けることによって、ロータコアの外周面に付着、堆積させて成膜する。
ロータコアの材料は、特に限定されず、磁性材料でもよいし、非磁性材料でもよい。非磁性材料である場合には、樹脂等の軽量な材料を用いることで、レゾルバを軽量化することができる。磁性材料としては、例えば、軟磁性材料が好ましく、軟磁性材料としては、例えば、電磁鋼板等が挙げられる。非磁性材料としては、例えば、樹脂、アルミニウム、マグネシウム等が挙げられる。
ロータは、その回転軸の軸回りの回転に伴い、ロータ及びステータの間のギャップパーミアンスが変化するようにレゾルバを構成するものであれば特に限定されないが、例えば、ロータコアの中心を回転軸と一致させ、ロータコアの外周面の形状を非円形にしたものでもよいし、ロータコアの中心を回転軸とずらし、ロータコアの外周面の形状を円形にしたものでもよい。
ステータは、ロータの外周面を取り囲むように配置され、ロータの外周面側に突出する複数のティースが周方向に沿って間隔をあけて設けられたステータコアと、ティースに巻回されたコイルとを有するものである。
レゾルバは、ロータとステータとを備え、ロータの回転軸の軸回りの回転に伴い、ロータ及びステータの間のギャップパーミアンスが変化するように構成されたものである。
まず、粒径45μm~125μmのFe-3Si粒子と、粒径3μm~10μmのh-BN粒子(六方晶系窒化ホウ素粒子)と、粒径20μm以下のAl粒子と、を準備し、溶射用粉末の全体に対して、h-BN粒子:6.0質量%、Al粒子:4.0質量%、Fe-3Si粒子:残部となるように混合し、Fe-3Si粒子の周りにh-BN粒子及びAl粒子をバインダ樹脂を介して付着させ、溶射用粉末を造粒により作製した。
溶射用粉末の全体に対して、h-BN粒子:4.5質量%、Al粒子:4.0質量%、Fe-3Si粒子:残部となるように混合し、溶射用粉末を作製した点を除いて、実施例1と同様に、溶射試験片を作製した。
溶射用粉末の全体に対して、h-BN粒子:3.0質量%、Al粒子:4.0質量%、Fe-3Si粒子:残部となるように混合し、溶射用粉末を作製した点を除いて、実施例1と同様に、溶射試験片を作製した。
溶射用粉末の全体に対して、h-BN粒子:2.5質量%、Al粒子:4.0質量%、Fe-3Si粒子:残部となるように混合し、溶射用粉末を作製した点を除いて、実施例1と同様に、溶射試験片を作製した。
溶射用粉末の全体に対して、h-BN粒子:7.5質量%、Al粒子:4.0質量%、Fe-3Si粒子:残部となるように混合し、溶射用粉末を作製した点を除いて、実施例1と同様に、溶射試験片を作製した。
溶射用粉末の全体に対して、h-BN粒子:1.8質量%、Al粒子:4.0質量%、Fe-3Si粒子:残部となるように混合し、溶射用粉末を作製した点を除いて、実施例1と同様に、溶射試験片を作製した。
Fe-3Si粒子のみからなる溶射用粉末(Fe-3Si粒子:100質量%)を作製した点、及び最大膜厚が約1.25mmの溶射膜を成膜した点を除いて、実施例1と同様に、溶射試験片を作製した。
実施例及び比較例の溶射試験片における溶射膜の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)で観察した。図7は、実施例1~3及び比較例3における溶射膜の断面のSEM画像である。また、実施例及び比較例における溶射膜の断面のSEM画像から、Fe-3Si粒子の面積率を測定した。下記の表1に、実施例及び比較例における溶射膜のFe-3Siの面積率を溶射用粉末の全体に対するh-BN粒子の含有量とともに示す。
実施例及び比較例の溶射試験片における溶射膜のビッカース硬さを測定した。具体的には、JIS Z 2244(2009)によるビッカース硬さ試験において、試験力0.01kgf、かつ荷重保持時間10秒である場合の溶射膜のビッカース硬さを測定した。図8は、実施例及び比較例における溶射膜のFe-3Siの面積率に対する溶射膜のビッカース硬さを示すグラフである。
実施例及び比較例の溶射試験片に対し、図9に示される被削性試験装置を用いて被削性試験を行った。図9(a)は、被削性試験装置を示す概略平面図であり、図9(b)は、図9(a)のA-A線に沿う断面を示す概略断面図であり、図9(c)は、図9(b)のY部分の拡大図である。なお、図9(c)には、その図に示されるステータ試験片の平面図を鎖線枠内に示した。
実施例及び比較例の溶射試験片における溶射膜の比透磁率を、交流磁気特性測定装置を用いた方法により求めた。図12は、実施例及び比較例の溶射試験片における溶射膜のFe-3Siの面積率に対する溶射膜の比透磁率を示すグラフである。
10 ロータ
12 ロータコア
14 多孔質被削性膜
30 ステータ
32 ステータコア
34 コイル
Claims (6)
- ロータと、前記ロータの外周面を取り囲むように配置されたステータと、を備え、
前記ロータはロータコアを有し、前記ステータは、前記ロータの外周面側に突出する複数のティースが周方向に沿って間隔をあけて設けられたステータコアと、前記複数のティースに巻回されたコイルとを有し、
前記ロータの回転軸の軸回りの回転に伴い、前記ロータ及び前記ステータの間のギャップパーミアンスが変化するように構成されたレゾルバであって、
前記ロータは、前記ロータコアの外周面における突出部に設けられた磁性金属を含む多孔質被削性膜をさらに有することを特徴とするレゾルバ。 - 前記多孔質被削性膜は溶射膜であることを特徴とする請求項1に記載のレゾルバ。
- 前記多孔質被削性膜は、コールドスプレー法により成膜されたコールドスプレー膜であることを特徴とする請求項1に記載のレゾルバ。
- 前記磁性金属の面積率は40%~80%の範囲内であることを特徴とする請求項1から3いずれか一項に記載のレゾルバ。
- 前記多孔質被削性膜は、固体潤滑剤をさらに含むことを特徴とする請求項1から4いずれか一項に記載のレゾルバ。
- 前記ステータコアに前記ロータの外周面側に突出する切削用突起が設けられたことを特徴とする請求項1から5いずれか一項に記載のレゾルバ。
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