JP6071850B2 - 電動機 - Google Patents
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Description
(1)固定子−回転子間のエアギャップ
(2)固定子のコイルに通電される電流が発生する磁界の強さ(固定子側の界磁強さ)
(2−1)コイルの巻き数(ターン数)
(2−2)コイルに通電される電流の強さ
(2−3)固定子ティースの断面積など
(3)回転子を通過する磁界の強さ(回転子側の界磁強さ)
(3−1)固定子側に配置された磁界発生部の磁界の強さ
(3−2)回転子突極の断面積
(3−3)シャフト材質など
あるいは、回転センサが上記と異なり永久磁石一体型の場合は、シャフト側のセンサターゲットに磁性体を使用し、固定子側には永久磁石と回転センサとを設置して、センサターゲットの回転位置に応じて変化する永久磁石の磁束を回転センサにより検出する。
図1に示す電動機は、ハウジング1,2の内部に、磁性体のシャフト3と、シャフト3を回転自在に支持する2個のベアリング4と、シャフト3と一体に回転する回転子5と、コイル6が巻回されて通電によって回転磁界を発生する固定子7,8と、固定子7,8の間に設置されてシャフト3を磁化する界磁マグネット(磁界発生部)9と、シャフト3の回転位置を判定する回転センサ20と、コイル6に通電するバスバー10と、シャフト3の回転位置に基づいてバスバー10からコイル6への通電を制御する制御基板11とを備えている。なお、図1の例では、回転子5、固定子7,8、界磁マグネット9および一方のベアリング4などを収容するハウジング1と、もう一方のベアリング4を収容するハウジング2とを、バンド12で固定しているが、ネジなどにより固定してもよい。
なお、図1では、回転子5を界磁する磁界発生部として、界磁マグネット9を使用しているが、電磁石を使用してもよい。
図2は、回転センサ20とセンサターゲット構造21を拡大した断面図である。
回転センサ20は、ホール素子または磁気抵抗素子を内蔵したIC(Integrated Circuit)チップなどで構成され、シャフト3の端部付近に設置された制御基板11に実装されている。一方、回転センサ20に対向するシャフト3の端部には、センサターゲット22を有するセンサターゲット構造21が固定されている。この回転センサ20は、シャフト3の回転に伴うセンサ磁界Cの変化を検出し、シャフト3の回転位置を判定する。
このセンサターゲット構造21は、シャフト3にインサートナット23を介して直接ネジ締めされるため、容易に取り付け可能であり、かつ、耐熱性および耐振性が向上する。
図4(a)に示すセンサターゲット構造100では、永久磁石のセンサターゲット101をシャフト3の先端面に接着している。図4(b)に示すセンサターゲット構造110では、シャフト3の先端面に設けた凹部111に永久磁石のセンサターゲット112を圧入している。いずれの構成においても、シャフト3からの漏れ磁束Bがセンサ磁界Cに影響し、回転センサ20の検出誤差を引き起こす。また、センサターゲット101の位置合わせ作業、センサターゲット112の圧入作業などが必要であり、取り付けに手間がかかる。
スリーブ24を非磁性体で構成した場合には、シャフト3を通る磁束が漏れ磁束となり、シャフト3の端部に設置されている回転センサ20へ外部磁界として働き、検出誤差につながる。
上記実施の形態1では、回転センサのセンサターゲットとして永久磁石を使用した構成例を説明したが、実施の形態2ではセンサターゲットとして磁性体を使用する構成例を説明する。なお、実施の形態2の電動機は、図1に示した電動機と同様の構成であるため、以下では図1を援用する。
センサターゲット構造21−1は、永久磁石で構成されたセンサターゲット22(図2に示す)の代わりに、磁性体で構成されたセンサターゲット26を有する。このセンサターゲット26がインサートナット23およびスリーブ24と共に樹脂部材により一体成形され、モールド部25が形成されている。
センサターゲット構造21−1において、その他の構造は上記実施の形態1のセンサターゲット構造21と同様のため、説明を省略する。
図6(a)に示すセンサターゲット構造120では、有底筒形状の磁性体のセンサターゲット121をシャフト3の先端部に圧入している。図6(b)に示すセンサターゲット構造130では、有底筒形状の磁性体のセンサターゲット131を、シャフト3の先端面に設けたネジ穴132にネジ133を用いて取り付けている。いずれの構成においても、シャフト3からの漏れ磁束Bがセンサターゲット121,131を通ってセンサ磁界Dに影響し、回転センサ20の検出誤差を引き起こす。また、センサターゲット121を圧入したり、センサターゲット131とネジ133を個別に取り付けたりするため、取り付けに手間がかかる。
Claims (4)
- 磁性体のシャフトと、
前記シャフトと一体に回転する回転子と、
コイルが巻回され通電によって回転磁界を発生する固定子と、
前記固定子に設置されて前記回転子を磁化する磁界発生部と、
前記シャフトの先端部を覆い、前記磁界発生部から前記シャフトへ流れる漏れ磁束を遮蔽するスリーブと、
前記スリーブを間に介在させて前記シャフトの先端部に固定されたセンサターゲットと、
前記センサターゲットの周辺に設置され、前記シャフトと一体に回転する前記センサターゲットに応じて変化する磁束を検出する回転センサとを備える電動機。 - 前記シャフトは、前記先端部に雄ネジ部を有し、
前記スリーブは、前記雄ネジ部に締結されるインサートナットを有し、外周面には当該締結時に締付工具からの応力を受ける互いに平行な二面が設けられていることを特徴とする請求項1記載の電動機。 - 前記スリーブは、磁性体で構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電動機。
- 前記スリーブは、前記センサターゲットおよび前記インサートナットと共に一体成形されて成ることを特徴とする請求項2または請求項3記載の電動機。
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