JPWO2015029105A1

JPWO2015029105A1 - 電動機

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Publication number: JPWO2015029105A1
Application number: JP2015532997A
Authority: JP
Inventors: 後藤　隆; 隆後藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2013-08-26
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2033-08-26
Also published as: JP5855320B2; US20160268876A1; DE112013007366B4; WO2015029105A1; DE112013007366T5; CN105518982A

Abstract

電動機１は、磁性体のシャフト３と、シャフト３と一体に回転する回転子５およびセンサターゲット２１と、電機子巻線６が巻回され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に挟持されて回転子５を磁化する界磁マグネット９と、固定子７，８側に設置されてシャフト３の回転位置を判定する回転センサ２０とを備える。回転センサ２０は、センサターゲット２１を通る磁界を発生させるセンサマグネットと、センサターゲット２１の回転位置に応じて変化するセンサマグネットの磁束を検出するセンサ素子とを内蔵し、センサマグネットの磁束方向が界磁マグネット９の磁束方向と同じになるように設置されている。

Description

この発明は、固定子に配置した界磁マグネットにより回転子を磁化し使用する電動機に関する。

従来の電動機（例えば、特許文献１参照）は、２個の積層された磁性体それぞれにＮ極とＳ極となる突極を半ピッチ捻って形成した回転子と、磁性体に突極状のティースを形成して電機子巻線を巻回した固定子と、この固定子に配置された界磁マグネットとを備え、界磁マグネットにより回転子に発生させた磁界と、電機子巻線の通電を切り替えることにより固定子ティースに発生させた回転磁界との相互作用により回転子を回転させる。

このような電動機において、回転子と一体に回転する回転軸（以下、シャフト）の回転を制御するためにシャフトの回転位置、回転速度、回転加速度等をセンシングする必要があり、対象物の回転角を磁力変化に置き換えて非接触に検出する回転センサを用いてセンシングする方法が一般的である。回転センサとしては、磁束量を検出するホールＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）方式、または磁気抵抗を検出するＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）方式が一般的である（例えば、特許文献２〜５参照）。これらの方式においては、シャフトに設置されたセンサターゲットに流れるセンサマグネットの磁束がシャフトの回転に伴って周期的に変化するので、センサ素子によりその磁束の変化を検出して回転位置等を判定する。

特開平８−２１４５１９号公報特開平８−３３８８５０号公報特開２００６−１２５０４号公報特開２００１−１３３２１２号公報特開平８−１０５７０６号公報

ホールＩＣ方式またはＭＲ方式の回転センサは、センサ素子の特性上、センサマグネットの磁束とそれ以外の外部磁束（例えば、周辺に位置する磁石の磁界、周辺の配線より発生する磁界など）とを判別することが困難であり、外部磁界の影響を受けた回転センサにセンシング不良が発生するという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、外部磁界の影響による回転センサのセンシング不良を防止することを目的とする。

この発明の電動機は、磁性体の回転軸と、回転軸と一体に回転する回転子と、電機子巻線が巻回され通電によって回転磁界を発生する固定子と、固定子に設置されて回転子を磁化する界磁マグネットと、回転軸と一体に回転する磁性体のセンサターゲットと、固定子側に設置され、センサターゲットを通る磁界を発生させるセンサマグネットと、固定子側に設置され、センサターゲットの回転位置に応じて変化するセンサマグネットの磁束を検出する回転センサとを備え、界磁マグネットとセンサマグネットの磁束方向を同じとしたものである。

この発明の電動機は、磁性体の回転軸と、回転軸と一体に回転する回転子と、電機子巻線が巻回され通電によって回転磁界を発生する固定子と、固定子に設置されて回転子を磁化する界磁マグネットと、回転軸と一体に回転するセンサマグネットと、固定子側に設置され、センサマグネットの回転位置に応じて変化する磁束を検出する回転センサとを備え、界磁マグネットとセンサマグネットの磁束方向を同じとしたものである。

この発明によれば、界磁マグネットとセンサマグネットの磁束方向を同じにすることにより、界磁マグネットから回転軸に漏れる界磁磁束がセンサマグネットの磁束に加わって回転センサを通る磁束密度が大きくなるため、外部磁界の影響による回転センサのセンシング不良を防止することができる。

この発明の実施の形態１に係る電動機の構成を示し、回転軸方向Ｘの右側は全断面図、左側は一部断面図である。図１の回転センサとセンサターゲットの設置の様子を示し、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図である。実施の形態１に用いる回転センサの特性を示すグラフである。実施の形態１に用いる回転センサの出力波形を示すグラフである。実施の形態１に用いる回転センサの特性を示すグラフであり、シャフトを通る漏れ磁束の効果を説明する。実施の形態１に用いる回転センサの出力波形を示すグラフであり、シャフトを通る漏れ磁束の効果を説明する。回転センサとセンサターゲットの設置距離を大きくした場合の回転センサの出力波形を示すグラフである。実施の形態１に用いる回転センサの設置可能範囲を示す平面図である。実施の形態１に係る電動機に用いる円筒形状の界磁マグネットとその磁束密度分布を示す図である。実施の形態１に係る電動機に用いる直方体形状の界磁マグネットとその磁束密度分布を示す図である。実施の形態１に係る電動機の変形例を示す図である。実施の形態１に係る電動機の変形例を示す図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１に示す電動機１は、非磁性体のハウジング２の内部に、磁性体のシャフト（回転軸）３と、シャフト３を回転自在に支持する軸受４と、シャフト３と一体に回転する回転子５と、電機子巻線６が巻回され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９と、シャフト３の回転位置を判定する回転センサ２０と、電機子巻線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から電機子巻線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において、回転軸方向Ｘの右側は電動機１の全断面図を示し、左側は一部断面図を示す。また、図１では回転センサ２０を２個設置している。

磁性体で構成される回転子５は、周方向外側に突出する突部を１８０度間隔に２箇所形成し、回転軸方向Ｘの途中で突部を９０度ずらした状態にする（突部５ａ，５ｂ）。この回転子５にシャフト３を固着して、回転子５と一体にシャフト３を回転させることにより、回転子５に発生した回転力を外部出力する。電動機１を自動車用ターボチャージャおよび電動コンプレッサ等に適用する場合、シャフト３をタービン（いわゆるインペラ）の回転軸に連結して、電動機１によりタービンを回転駆動する。

磁性体で構成される固定子７，８は、周方向内側に突出する複数のティース７ａ，８ａが形成され、回転軸方向Ｘに電機子巻線６が巻回されている。また、固定子７，８の間には、回転子５を磁化する界磁マグネット９が設置されている。

バスバー１０は、銅板のコイル１０ａを一体成形する樹脂部材で構成されている。コイル１０ａの一端は電機子巻線６に、もう一端は制御基板１１に、それぞれ電気的に接続されている。制御基板１１は、不図示の外部電源を交流電源に変換し、回転センサ２０の出力に基づいてコイル１０ａの相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相）を順次切り換えながら電機子巻線６へ電流を流す。

回転軸方向Ｘに着磁された界磁マグネット９による磁束（図１に示す界磁磁束経路）は、界磁マグネット９のＮ極側に配置された固定子８から回転子５の突部５ｂに流れ出て、回転子５を回転軸方向Ｘに進んでＳ極側にある突部５ａから出て、回転子５のＳ極側に配置された固定子７へ流れ入る界磁磁束となる。このように、界磁マグネット９の界磁起磁力が回転子５に作用することで、界磁マグネット９のＮ極側に対面する回転子５の突部５ｂをＮ極に着磁し、界磁マグネット９のＳ極側に対面する突部５ａをＳ極に着磁する。バスバー１０のコイル１０ａを経由して電機子巻線６に電流が流れると、流れた電流の向きに応じて固定子７，８の各ティース７ａ，８ａが着磁して回転磁界が生じ、トルクが発生する。制御基板１１の制御により電機子巻線６に流す電流の向きを切り替えることにより、ティース７ａ，８ａのＮＳ各極性が回転移動していき、磁気作用により回転子５が回転する。

次に、回転センサ２０の詳細を説明する。
図２（ａ）は回転センサ２０とセンサターゲット２１の設置の様子を示す平面図、図２（ｂ）は側面図である。この回転センサ２０は、センサ素子２０ａおよびセンサマグネット２０ｂ，２０ｃを一体に備えたＩＣチップであるが、センサ素子２０ａとセンサマグネット２０ｂ，２０ｃとが別体であっても構わない。センサ素子２０ａにはホール素子または磁気抵抗素子を使用することとし、図１および図２ではセンサ素子２０ａの感知方向が回転軸方向Ｘに対して垂直になるように設置している。回転センサ２０が内蔵するセンサマグネット２０ｂ，２０ｃは１個以上であればよく、各センサマグネット２０ａ，２０ｂのＳ極をセンサターゲット２１側に向けて配置する。
この設置例の場合、センサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束（図１および図２に示すセンサ磁束経路）は、センサマグネット２０ｂ，２０ｃのＮ極からセンサターゲット２１へ流れ入り、センサ素子２０ａを通ってセンサマグネット２０ｂ，２０ｃのＳ極へ戻る。

センサターゲット２１は略円板形状の磁性体とし、シャフト３の先端部に固定する。このセンサターゲット２１の外周縁に等間隔に凸部２０ａと凹部２０ｂを設けて、シャフト３の回転に伴ってセンサターゲット２１と回転センサ２０の距離が変化するように構成する。

図３は、回転センサ２０の特性を示すグラフであり、横軸は回転センサ２０とセンサターゲット２１との距離（例えば、図中のＡ１，Ａ２）、縦軸は回転センサ２０が検出できる最低の磁束密度（以下、最低必要磁束密度）である。グラフより、回転センサ２０とセンサターゲット２１の距離が近いほど小さい磁束密度を検出でき、距離が遠くなると大きい磁束密度が必要になる。

図４は、回転センサ２０の出力波形を示すグラフであり、横軸はシャフト３（およびセンサターゲット２１）の回転時間、縦軸は回転センサ２０の出力電圧である。シャフト３の回転に伴ってセンサターゲット２１の凸部２１ａと凹部２１ｂが回転移動するので、センサターゲット２１と回転センサ２０の距離Ａ，Ａ＋Ｒが変化する。ここで、シャフト３の回転中心部から凹部２１ｂまでの距離をＲ１、凸部２１ａまでの距離をＲ２とし、Ｒ＝Ｒ２−Ｒ１の関係にある。

回転センサ２０は、自身を通過する磁束密度に応じた電圧を出力する。従って、図４のグラフのように、センサターゲット２１の凸部２１ａが回転センサ２０に近づいたときにセンサ素子２０ａを通る磁束密度が大きくなるので出力電圧が高くなり、反対に凹部２１ｂが回転センサ２０に近づいたときにセンサ素子２０ａを通る磁束密度が小さくなるので出力電圧が低くなる。
さらに、破線で示す最低出力可能ラインが図３の最低必要磁束密度に相当し、センサ素子２０ａを通る磁束密度が最低出力可能ラインを下回るとセンシング不良となり、センサターゲット２１の凸部２１ａと凹部２１ｂの判別が困難となる。

次に、電動機１における磁束の流れを説明する。
図１に示したように界磁マグネット９が固定子７，８の間に挟まれていることにより、より良く界磁磁束を伝達する構造となっており、界磁マグネット９、固定子８、回転子５、固定子７、界磁マグネット９という界磁磁束経路が構成される。なお、ハウジング２は非磁性体なので界磁磁束経路には含まれない。
また、界磁マグネット９の界磁磁束が磁性体のシャフト３へ漏れ、界磁マグネット９、固定子８、回転子５、シャフト３、センサターゲット２１、回転センサ２０、固定子７、界磁マグネット９という漏れ磁束経路が構成される。
他方、回転センサ２０のセンサマグネット２０ｂ，２０ｃにより、センサマグネット２０ｂ，２０ｃ、センサターゲット２１、センサマグネット２０ｂ，２０ｃというセンサ磁束経路が構成される。

このとき、界磁マグネット９の界磁磁束方向と、センサマグネット２０ｂ，２０ｃのセンサ磁束方向を合わせることにより、シャフト３を通る界磁の漏れ磁束がセンサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束と合わさり、センサ素子２０ａを通る磁束密度が大きくなるので、回転センサ２０の外部磁界に対する耐性が向上する。

外部磁界とは、センサマグネット２０ｂ，２０ｃ以外の磁界のことであり、周辺電子機器ノイズ、配線ノイズ、界磁磁界などを指す。電動機１において、例えばシャフト３を通る界磁の漏れ磁束がセンサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束と相反する方向となった場合（不図示）には、この漏れ磁束がセンサ磁束を打ち消すことになり、センシング不良を引き起こす外部磁界となり得る。

一般的には、回転センサ２０に対する外部磁界の影響を防止するために、回転センサ２０を覆う様に外部磁界遮蔽シールドを設置する必要がある。しかし、外部磁界遮蔽シールドを設置することにより、センサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁界も遮断されてセンサ素子２０ａに流れない可能性があり、センシング不良に繋がる。また、部品点数増加によるコスト増大、および設置スペースによる製品容量増大に繋がる。

他手段として、外部磁界を予測し、極力外部磁界の影響を受けない位置に回転センサ２０を配置する方法もある。シャフト３を通る界磁の漏れ磁束がセンシング不良を引き起こす外部磁界となる場合には、この漏れ磁束経路から回転センサ２０とセンサターゲット２１を遠ざけることになるが、そうすると製品容量が増大し、製品自体の価値が低下する。また、自動車用モータの様に、周辺に配線が入り組んだ製品となると、外部磁界を予測することが困難である。

また、シャフト３を非磁性体（例えば、アルミ）に変更することにより、シャフト３を通過する漏れ磁束を減少させることが可能であるが、界磁マグネット９の界磁磁束経路が減少することにより界磁磁束量が低下し、電動機１の出力低下に繋がる。

これに対し、本実施の形態１の設置方法により回転センサ２０の外部磁界に対する耐性が向上するため、シールド等の外部磁界保護対策が実施不要になる。
また、本実施の形態１では、シャフト３を通る界磁の漏れ磁束を回転センサ２０のセンサ素子２０ａを通すことにより、センサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束密度グレードを低く設定することが可能となり、センサマグネット２０ｂ，２０ｃのコストダウンを図ることができる。例えば、ネオジム磁石またはサマリウム・コバルト磁石から、グレードの低いフェライト磁石に変更できる。

図５は、回転センサ２０の特性を示すグラフであり、横軸は回転センサ２０とセンサターゲット２１との距離、縦軸は回転センサ２０の最低必要磁束密度である。センサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束だけのときの最低必要磁束密度（破線）に対して、シャフト３を通る界磁の漏れ磁束を加え合わせることにより、実線のように最低必要磁束密度が大きくなる。そのため、回転センサ２０の感知範囲が広がり、距離が遠いセンサターゲット２１を検出できるようになる。言い換えれば、漏れ磁束の分だけ磁束密度の小さいセンサマグネット２０ｂ，２０ｃを使用することにより最低必要磁束密度が低下しても、センサターゲット２１を検出できるようになる。

図６は、回転センサ２０の出力波形を示すグラフであり、横軸はシャフト３の回転時間、縦軸は回転センサ２０の出力電圧である。センサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束だけのときの出力電圧（破線）に比べ、そのセンサ磁束にシャフト３を通る界磁の漏れ磁束を加え合わせたときの出力電圧（実線）が高くなる。言い換えれば、漏れ磁束の分だけ磁束密度の小さいセンサマグネット２０ｂ，２０ｃを使用しても破線の出力電圧を確保でき、センシング不良が起こらない。

さらに、本実施の形態１では、センサターゲット２１に対する回転センサ２０の設置可能範囲を拡大することができ、設置自由度を向上できる。
図７に、回転センサ２０とセンサターゲット２１の設置距離を大きくした場合の回転センサ２０の出力波形を示す。図７では、図４の距離Ａ，Ａ＋Ｒに比べて、センサターゲット２１と回転センサ２０の距離Ｂ，Ｂ＋Ｒ（Ｂ＞Ａ）を大きくしている。回転センサ２０がセンサターゲット２１を検出するために必要な最低必要磁束密度を満足する距離に比べて距離Ｂ＋Ｒが大きいため、グラフに破線で示すように、センサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束だけでは、凹部２１ｂが回転センサ２０に正対したときにセンシング不良となる。

これに対し、本実施の形態１では、センサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束にシャフト３を通る界磁の漏れ磁束が加え合わさるので、図７のグラフに実線で示すように、センサターゲット２１の凹部２１ｂが回転センサ２０に正対したときにもセンシング不良が起こらない。従って、センサターゲット２１に対する回転センサ２０の設置距離を、回転センサ２０がセンサターゲット２１を検出するために必要な最低必要磁束密度を満足する距離より大きくすることができる。

図８に、回転センサ２０の設置可能範囲を示す。通常はセンサターゲット２１から距離Ａだけ離れた位置に回転センサ２０を設置するが、本実施の形態１によれば距離Ａより離れた距離Ｂ（Ｂ＞Ａ）に回転センサ２０を設置可能となり、設置可能範囲が拡大する。
この距離Ｂは磁界解析により決定すればよい。

ただし、回転センサ２０の設置可能範囲の形状は、界磁マグネット９の形状に左右される点に考慮する。図９に円筒形状の界磁マグネット９−１とその磁束密度分布を示し、図１０に直方体形状（あるいは立方体形状などでもよい）の界磁マグネット９−２とその磁束密度分布を示す。磁束密度の測定場所は、界磁マグネット９−１，９−２の表面から同じ高さ位置とする。どちらの界磁マグネット９−１，９−２にも中央にシャフト３と回転子５を挿通する穴が設けられている。また、界磁マグネット９−１，９−２とも着磁方向は回転軸方向Ｘとする。

図９（ａ）および図１０（ａ）に示すように、磁束密度は界磁マグネット９−１，９−２上では大きく、外方および内方へいくにつれ小さくなる。図９（ｂ）の外観斜視図に示すような円筒形状の界磁マグネット９−１であれば、磁束密度の大きさが同心円状に同じになるため、複数の回転センサ２０をシャフト３を中心に同心円状に設置することにより、回転センサ２０の仕様を変更することなく同じセンサ制御値で使用することができる。一方、図１０（ｂ）の外観斜視図に示すような直方体形状の界磁マグネット９−２は、磁束密度が同心円状に一定にならず場所によって磁束密度が異なるため、回転センサ２０を複数設置する場合には設置場所によりセンサ制御値を変更する必要がある。

以上より、実施の形態１によれば、電動機１は、磁性体のシャフト３と、シャフト３と一体に回転する回転子５と、電機子巻線６が巻回され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に設置されて回転子５を磁化する界磁マグネット９と、回転子５と一体に回転する磁性体のセンサターゲット２１と、固定子７，８側に設置されてセンサターゲット２１を通る磁界を発生させるセンサマグネット２０ｂ，２０ｃと、固定子７，８側に設置されてセンサターゲット２１の回転位置に応じて変化するセンサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束を検出する回転センサ２０とを備え、界磁マグネット９とセンサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束方向が同じになるようにした。これにより、界磁マグネット９からシャフト３を通る界磁の漏れ磁束がセンサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束に加わり、回転センサ２０を通る磁束密度が大きくなるため、外部磁界の影響による回転センサ２０のセンシング不良を防止することができる。その結果、シールド等の外部磁界保護対策が実施不要になり、電動機１のコストダウンおよび小型化が可能になる。また、回転センサ２０を通る磁束密度が大きくなることで回転センサ２０の感度下限値が向上するので、センサマグネット２０ｂ，２０ｃのグレードを下げてコストダウンを図ることができる。

また、回転センサ２０の感度下限値が向上することにより、センサターゲット２１に対する回転センサ２０の設置距離を、回転センサ２０がセンサターゲット２１を検出するために必要な最低磁束密度を満足する距離より大きくすることが可能となる。これにより、回転センサ２０の設置可能範囲が広がり、設置に対する自由度が向上する。

なお、界磁マグネット９とセンサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束方向を同じにする場合、両磁束方向を厳密に合わせる必要はなく、上述したような効果を奏する範囲（例えば、両磁束方向のなす角度にして±１０°以内）であればよい。

また、実施の形態１によれば、回転センサ２０を複数設置する場合、複数の回転センサ２０はシャフト３を中心に同心円状に設置すると共に、界磁マグネット９はシャフト３を囲む円筒形状（例えば、図９の界磁マグネット９−１）とする構成にした。これにより、複数の回転センサ２０の仕様を変更する必要がなく、設置が容易になる。

また、実施の形態１によれば、電動機１は、固定子７，８および界磁マグネット９を固定する非磁性体のハウジング２を備える構成にした。これにより、界磁マグネット９の界磁磁束経路が回転子５を通らずにハウジング２を通る磁気バイパスを防止でき、電動機１の出力低下を防止できる。

なお、上記説明では、図１に示したようにセンサ素子２０ａの感知方向が回転軸方向Ｘに対して垂直になるように回転センサ２０を設置したが、図１１に示すようにセンサ素子２０ａの感知方向が回転軸方向Ｘに対して平行になるように回転センサ２０を設置してもよい。この場合にも、界磁マグネット９の界磁磁束方向と、センサマグネット２０ｂ，２０ｃのセンサ磁束方向を合わせることにより、シャフト３を通る界磁の漏れ磁束がセンサマグネット２０ｂ，２０ｃの磁束と合わさり、センサ素子２０ａを通る磁束密度が大きくなる。

また、上記説明では、図１に示したようにシャフト３に固定したセンサターゲット２１を通過する磁束を回転センサ２０で検出するように構成したが、図１２に示すようにシャフト３に固定したセンサマグネット３１の磁束を回転センサ３０で検出するように構成してもよい。具体的には、電動機１を、磁性体のシャフト３と、シャフト３と一体に回転する回転子５と、電機子巻線６が巻回され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に設置されて回転子５を磁化する界磁マグネット９と、シャフト３と一体に回転するセンサマグネット３１と、固定子７，８側に設置されてセンサマグネット３１の回転位置に応じて変化する磁束を検出する回転センサ３０とを備える構成にする。この構成の場合にも、界磁マグネット９の界磁磁束方向と、センサマグネット３１のセンサ磁束方向を合わせることにより、シャフト３を通る界磁の流れ磁束がセンサマグネット３１の磁束と合わさり、回転センサ３０の内蔵するセンサ素子（不図示）を通る磁束密度が大きくなる。

上記以外にも、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

以上のように、この発明に係る電動機は、回転センサのセンサマグネットの磁束方向と界磁マグネットの磁束方向を合わせ、界磁マグネットの漏れ磁束に起因した回転センサのセンシング不良を防止したので、回転子を磁化する界磁マグネットを搭載した電動機などに用いるのに適している。

１電動機、２ハウジング、３シャフト、４軸受、５回転子、５ａ，５ｂ突部、６電機子巻線、７，８固定子、７ａ，８ａティース、９，９−１，９−２界磁マグネット、１０バスバー、１０ａコイル、１１制御基板、２０，３０回転センサ、２０ａセンサ素子、２０ｂ，２０ｃ，３１センサマグネット、２１センサターゲット、２１ａ凸部、２１ｂ凹部。

この発明の電動機は、磁性体の回転軸と、回転軸と一体に回転する回転子と、電機子巻線が巻回され通電によって回転磁界を発生する固定子と、固定子に設置されて回転子を磁化する界磁マグネットと、回転軸と一体に回転する磁性体のセンサターゲットと、固定子側に設置され、センサターゲットを通る磁界を発生させるセンサマグネットと、固定子側に設置され、センサターゲットの回転位置に応じて変化するセンサマグネットの磁束を検出する回転センサとを備え、回転軸を通る界磁マグネットによる界磁の漏れ磁束が、回転センサを通る部分においてセンサマグネットの磁束と合わさり、当該漏れ磁束とセンサマグネットの磁束方向が同じであるものである。

この発明の電動機は、磁性体の回転軸と、回転軸と一体に回転する回転子と、電機子巻線が巻回され通電によって回転磁界を発生する固定子と、固定子に設置されて回転子を磁化する界磁マグネットと、回転軸と一体に回転するセンサマグネットと、固定子側に設置され、センサマグネットの回転位置に応じて変化する磁束を検出する回転センサとを備え、回転軸を通る界磁マグネットによる界磁の漏れ磁束が、回転センサを通る部分においてセンサマグネットの磁束と合わさり、当該漏れ磁束とセンサマグネットの磁束方向が同じであるものである。

Claims

磁性体の回転軸と、
前記回転軸と一体に回転する回転子と、
電機子巻線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界磁マグネットと、
前記回転軸と一体に回転する磁性体のセンサターゲットと、
前記固定子側に設置され、前記センサターゲットを通る磁界を発生させるセンサマグネットと、
前記固定子側に設置され、前記センサターゲットの回転位置に応じて変化する前記センサマグネットの磁束を検出する回転センサとを備え、
前記界磁マグネットと前記センサマグネットの磁束方向が同じであることを特徴とする電動機。
磁性体の回転軸と、
前記回転軸と一体に回転する回転子と、
電機子巻線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界磁マグネットと、
前記回転軸と一体に回転するセンサマグネットと、
前記固定子側に設置され、前記センサマグネットの回転位置に応じて変化する磁束を検出する回転センサとを備え、
前記界磁マグネットと前記センサマグネットの磁束方向が同じであることを特徴とする電動機。
前記センサターゲットに対する前記回転センサの設置距離は、前記回転センサが前記センサターゲットを検出するために必要な前記センサマグネットの最低磁束密度を満足する距離より大きいことを特徴とする請求項１記載の電動機。
前記センサマグネットに対する前記回転センサの設置距離は、前記回転センサが前記センサマグネットを検出するために必要な最低磁束密度を満足する距離より大きいことを特徴とする請求項２記載の電動機。
前記回転センサを複数設置する場合、当該複数の回転センサは前記回転軸を中心に同心円状に設置されると共に、前記界磁マグネットは前記回転軸を囲む円筒形状であることを特徴とする請求項１記載の電動機。
前記回転センサを複数設置する場合、当該複数の回転センサは前記回転軸を中心に同心円状に設置されると共に、前記界磁マグネットは前記回転軸を囲む円筒形状であることを特徴とする請求項２記載の電動機。
前記回転センサは、ホール素子または磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項１記載の電動機。
前記回転センサは、ホール素子または磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項２記載の電動機。
前記センサターゲットは、外周縁に１箇所以上の凹凸を有する円板状部材であることを特徴とする請求項１記載の電動機。
前記固定子および前記界磁マグネットを固定する非磁性体のハウジングを備えることを特徴とする請求項１記載の電動機。
前記固定子および前記界磁マグネットを固定する非磁性体のハウジングを備えることを特徴とする請求項２記載の電動機。