CN110651416B

CN110651416B - 旋转电机

Info

Publication number: CN110651416B
Application number: CN201780091015.5A
Authority: CN
Inventors: 山本幸弘
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2037-05-26
Also published as: WO2018216200A1; JP6461438B1; JPWO2018216200A1; CN110651416A

Abstract

在旋转电机中，旋转电机主体具有外壳和旋转轴。检测旋转轴的旋转角度的角度检测器具有：磁产生体，其设置于旋转轴的轴向端部；传感器基板，其设置于外壳；以及磁传感器，其设置于传感器基板。传感器基板安装于外壳的在旋转电机主体的轴向上的端面，且能够相对于外壳以旋转轴的轴心线为中心旋转。传感器基板的以轴心线为中心的安装角度能够从外壳的外侧进行调整及固定。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及利用组合磁产生体与磁传感器而成的角度检测器检测旋转轴的旋转角度的旋转电机。

背景技术

在使用角度检测器来控制旋转电机的情况下，必须使来自角度检测器的输出信号的基准位置与旋转电机的磁极位置、例如U相的0·的位置一致。作为这样的位置对准方法，一般采用通过软件学习磁极位置的方法、或调整角度检测器的安装角度的方法。

例如在专利文献1、2所示的以往的角度检测器中，在旋转轴安装有永磁体。此外，在传感器基板安装有霍尔元件。霍尔元件与永磁体对置。而且，在传感器基板设置有多个长孔。并且，角度检测器与旋转电机的磁极之间的位置对准是通过使传感器基板沿周向旋转来实施的。

此外，专利文献3所示的以往的角度检测器具有：永磁体，其配置在转子的轴端；以及磁阵列传感器，其与永磁体对置。并且，角度检测器与旋转电机的磁极之间的位置对准是使用软件来实施的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-182403号公报

专利文献2：日本特许第5314067号公报

专利文献3：日本特开2007-89312号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述那样的以往的旋转电机中，作为通过调整角度检测器的安装角度来进行角度检测器与旋转电机的磁极之间的位置对准的方法，考虑调整安装有磁传感器的传感器基板的安装角度的方法、以及调整永磁体的安装角度的方法。

但是，在调整永磁体的安装角度的方法中，由于每次调整时必须拆卸与永磁体对置的传感器基板，因此作业性差。此外，在调整传感器基板的安装角度的方法、即专利文献1、2所示的方法中，由于传感器基板配置在旋转电机的内部，因此从旋转电机的外部不容易调整。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，目的在于，得到能够更简单地进行角度检测器的安装角度的调整的旋转电机。

用于解决课题的手段

本发明的旋转电机具备：旋转电机主体，其具有外壳和能够相对于外壳旋转的旋转轴；以及角度检测器，其检测旋转轴的旋转角度，并具有：磁产生体，其设置于旋转轴的轴向端部；传感器基板，其设置于外壳；以及磁传感器，其设置于传感器基板，且与磁产生体对置，传感器基板设置于旋转电机主体的轴向上的外壳的端面，且能够相对于外壳以旋转轴的轴心线为中心旋转，传感器基板的以轴心线为中心的安装角度能够从外壳的外侧进行调整及固定。

发明效果

本发明的旋转电机中，传感器基板安装于外壳的在旋转电机主体的轴向上的端面，传感器基板的以轴心线为中心的安装角度能够从外壳的外侧进行调整及固定，因此能够更简单地进行角度检测器的安装角度的调整。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的旋转电机的剖视图。

图2是示出图1的角度检测器的主视图。

图3是本发明的实施方式2的旋转电机的剖视图。

图4是示出图3的角度检测器的主视图。

图5是本发明的实施方式3的旋转电机的剖视图。

图6是本发明的实施方式4的旋转电机的剖视图。

图7是示出图6的角度检测器的主视图。

图8是示出作为本发明的旋转电机的应用例的电梯轿厢的一部分的主视图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1的旋转电机的剖视图。在图中，旋转电机主体1具有外壳2、第1主轴承3a、第2主轴承3b、旋转轴4、定子5以及转子6。

外壳2具有彼此对置的第1及第2平板部2a、2b。第1平板部2a配置在旋转电机主体1的轴向的一端部。第2平板部2b配置在旋转电机主体1的轴向的另一端部。第2平板部2b的厚度尺寸比第1平板部2a的厚度尺寸大。

在第1平板部2a设置有贯通第1平板部2a的第1开口2c。在第2平板部2b设置有贯通第2平板部2b的第2开口2d。第2开口2d与第1开口2c对置。

第1主轴承3a固定在第1开口2c内。第2主轴承3b固定在第2开口2d内。旋转轴4借助第1及第2主轴承3a、3b，水平地支承于外壳2。此外，旋转轴4能够相对于外壳2旋转。

而且，旋转轴4具有作为轴向的一端部的第1端部4a和作为轴向的另一端部的第2端部4b。第1端部4a贯通第1主轴承3a并向外壳2外突出。第2端部4b贯通第2主轴承3b并突出到第2开口2d内。即，第2端部4b在第2平板部2b的厚度范围内位于第2开口2d内。

定子5具有固定于外壳2的定子铁芯7和卷绕于定子铁芯7的多个定子线圈8。

转子6固定于旋转轴4，与旋转轴4一体地旋转。转子6的外周面隔着间隙与定子铁芯7的内周面对置。

在旋转电机主体1设置有检测旋转轴4的旋转角度的角度检测器11。角度检测器11具有磁产生体12、角度调整部件13、多个调整部件固定件14、传感器基板15、多个基板固定件16、以及磁传感器17。

磁产生体12固定于旋转轴4的第2端部4b。作为磁产生体12，例如使用单个的永磁体、或组合多个永磁体而成的磁体集合体。磁产生体12的中心位于旋转轴4的轴心线C上。

角度调整部件13是圆形的平板。此外，角度调整部件13通过多个调整部件固定件14固定于外壳2。具体而言，角度调整部件13固定于外壳2的在旋转电机主体1的轴向上的两端面中的、角度检测器11侧的端面2e。作为各调整部件固定件14，例如使用螺栓。在使用螺栓作为调整部件固定件14的情况下，在外壳2的第2开口2d的周缘部设置有多个螺纹孔。

传感器基板15利用多个基板固定件16固定于角度调整部件13。作为基板固定件16，例如使用螺栓。

作为磁传感器17，例如使用磁阻元件。磁传感器17安装于传感器基板15的中央。此外，磁传感器17在轴心线C的延长线上与磁产生体12对置。

而且，磁传感器17根据从磁产生体12接受的磁的状态检测绕轴心线C的相位。即，磁传感器17输出与旋转轴4的旋转角度相应的信号。从磁传感器17输出的信号被输入到控制旋转电机的控制部(未图示)。

图2是示出图1的角度检测器11的主视图。在角度调整部件13设置有多个调整部件长孔13a。各调整部件长孔13a是沿着以轴心线C为中心的圆的一部分的圆弧状。各调整部件固定件14穿过对应的调整部件长孔13a，并被固定于外壳2。

通过松开调整部件固定件14，角度调整部件13能够以轴心线C为中心旋转。即，传感器基板15能够相对于外壳2以轴心线C为中心旋转。由此，传感器基板15的以轴心线C为中心的安装角度能够从外壳2的外侧进行调整及固定。

在进行角度检测器11的安装角度的调整的情况下，首先松开调整部件固定件14，以轴心线C为中心使角度调整部件13沿周向旋转，调整磁极的位置。然后，在调整磁极位置后，紧固调整部件固定件14，将角度调整部件13固定于外壳2。

在这样的旋转电机中，传感器基板15经由角度调整部件13安装于外壳2的端面2e，角度调整部件13及传感器基板15能够相对于外壳2以轴心线C为中心一体地旋转。而且，传感器基板15的以轴心线C为中心的安装角度能够从外壳2的外侧进行调整及固定。因此，能够更简单地进行角度检测器11的安装角度的调整，能够容易进行磁极的位置对准。

此外，也能够使传感器基板15的引出线的配置容易。

而且，经由角度调整部件13将传感器基板15安装于外壳2，因此不对传感器基板15增加大的变更，就能够容易地调整磁传感器17的安装角度。

而且此外，作为角度调整部件13的材料，使用导热率比外壳2的材料低的材料，由此能够使旋转电机主体1中产生的热难以传递到传感器基板15。

此外，在角度调整部件13设置有圆弧状的调整部件长孔13a，调整部件固定件14穿过调整部件长孔13a，并被固定于外壳2，因此通过简单的结构，就能够使角度调整部件13及传感器基板15以轴心线C为中心旋转。

另外，调整部件固定件14及调整部件长孔13a的数量不限于上述例子。

实施方式2.

接下来，图3是本发明的实施方式2的旋转电机的剖视图，图4是示出图3的角度检测器11的主视图。在第2开口2d的内周面设置有以轴心线C为中心的多个圆弧状的引导槽2f。各引导槽2f从第2开口2d的内周面向旋转轴4的径向外侧设置。各引导槽2f的底面是以轴心线为中心的圆弧状。

在各引导槽2f内设置有能够沿着该引导槽2f的底面移动的圆板状的夹持部件18。在外壳2的第2平板部2b设置有连接外壳2的端面2e与引导槽2f的多个外壳长孔2g。各外壳长孔2g是以轴心线C为中心的圆弧状。

各调整部件固定件14贯通角度调整部件13，穿过对应的外壳长孔2g，并被固定于夹持部件18。在使用螺栓作为调整部件固定件14的情况下，在各夹持部件18设置有螺纹孔。

通过将调整部件固定件14紧固于夹持部件18，外壳2的端面2e与引导槽2f之间的部分被夹持在角度调整部件13与夹持部件18之间，从而角度调整部件13固定于外壳2。

角度调整部件13及夹持部件18通过松开调整部件固定件14，能够以轴心线C为中心旋转。其他结构与实施方式1相同。

根据这样的结构，传感器基板15的以轴心线C为中心的安装角度也能够从外壳2的外侧进行调整及固定。因此，能够得到与实施方式1同样的效果。

此外，通过使用圆板状的夹持部件18，在进行角度检测器11的安装角度的调整时，能够使角度调整部件13顺畅地旋转。

另外，夹持部件18的形状不限于圆板状，只要能够沿着引导槽2f的底面移动，则也可以是其他形状。

此外，调整部件固定件14、引导槽2f、夹持部件18及外壳长孔2g的数量不限于上述例子。

而且，在实施方式2中，使角度调整部件13介于外壳2与传感器基板15之间，但也可以是省略角度调整部件13而使用比图4大的传感器基板15并使基板固定件16穿过外壳长孔2g而固定于夹持部件18的结构。

实施方式3.

接下来，图5是本发明的实施方式3的旋转电机的剖视图。示出实施方式3的角度检测器11的主视图与图2相同。在实施方式3中，在端面2e的第2开口2d的周缘部设置有圆环状的第1凹部2h。在第1凹部2h的底面的第2开口2d的周缘部设置有将第1凹部2h的底面向转子6侧进一步下挖而成的圆环状的第2凹部2i。

角度调整部件13收容于第1凹部2h。第1凹部2h的深度尺寸与角度调整部件13的厚度尺寸相同。在外壳2与角度调整部件13之间设置有辅助轴承19。辅助轴承19收容于第2凹部2i。

辅助轴承19的内圈在第2凹部2i的底面固定于外壳2。在角度调整部件13设置有向转子6侧突出的圆环状的突起13b。突起13b的内周面固定于辅助轴承19的外圈的外周面。其他结构与实施方式1相同。

此外，在外壳2与角度调整部件13之间设置有辅助轴承19，因此，当进行角度检测器11的安装角度的调整时，能够使角度调整部件13顺畅地旋转。

实施方式4.

接下来，图6是本发明的实施方式4的旋转电机的剖视图，图7是示出图6的角度检测器11的主视图。在实施方式4中，使用比实施方式1大的传感器基板15。而且，省略实施方式1的角度调整部件13及调整部件固定件14，通过基板固定件16，将传感器基板15直接安装于外壳2。

如图7所示，在传感器基板15设置有多个基板长孔15a。在该例中，基板长孔15a设置于传感器基板15的四角。各基板长孔15a是以轴心线C为中心的圆弧状。各基板固定件16穿过对应的基板长孔15a，并被固定于外壳2。

实施方式4的角度检测器11具有磁产生体12、传感器基板15、基板固定件16以及磁传感器17。其他结构与实施方式1相同。

根据这样的结构，传感器基板15的以轴心线C为中心的安装角度也能够从外壳2的外侧进行调整及固定。因此，能够更简单地进行角度检测器11的安装角度的调整，能够容易地进行磁极的位置对准。

此外，也能够使传感器基板15的引出线的配置容易。

而且，能够抑制部件个数的增加，使结构简单。

另外，可以在实施方式4的传感器基板15与外壳2之间设置实施方式3中所示的辅助轴承19。

此处，图8是示出作为本发明的旋转电机的应用例的电梯轿厢的一部分的主视图。在轿厢21的层站侧的面即前表面设置有轿厢出入口21a。轿厢出入口21a通过第1及第2轿厢门22a、22b开闭。第1及第2轿厢门22a、22b分别具有门板23和固定于门板23的上部的门悬吊装置24。在各门悬吊装置24设置有多个吊门滚轮25。

在轿厢21的前表面的上部固定有桁架27。在桁架27设置有吊轨28。第1及第2轿厢门22a、22b从吊轨28悬吊，当轿厢出入口21a开闭时沿着吊轨28移动。此外，当第1及第2轿厢门22a、22b进行开闭动作时，吊门滚轮25在吊轨28上一边转动一边移动。

在轿厢出入口21a的宽度方向上的桁架27的一端部固定有作为旋转电机的门马达29。作为门马达29，可以使用实施方式1～4中的任意一个旋转电机。在门马达29的旋转轴4的第1端部4a固定有第1滑轮30。

在轿厢出入口21a的宽度方向上的桁架27的另一端部，以能够旋转的方式设置有第2滑轮31。在第1滑轮30和第2滑轮31卷绕有环状的带32。

第1轿厢门22a借助第1连接部件33a与带32的上侧部分连接。第2轿厢门22b借助第2连接部件33b与带32的下侧部分连接。利用门马达29使第1滑轮30旋转，由此第1及第2轿厢门22a、22b沿着吊轨28进行开闭动作。

在这样的电梯的门装置中，传感器基板15的以轴心线C为中心的安装角度能够从外壳2的外侧进行调整及固定，因此在桁架27与门马达29之间的空间狭小的情况下，也能够更简单地进行角度检测器11的安装角度的调整，能够容易地进行磁极的位置对准。

另外，本发明的旋转电机也可以应用于电梯的门马达29以外的电动机、发电机、及发电电动机。

此外，磁传感器17并不限于磁阻元件。

标号说明

1：旋转电机主体；2：外壳；2d：第2开口；2f：引导槽；2g：外壳长孔；4：旋转轴；4b：第2端部；11：角度检测器；12：磁产生体；13：角度调整部件；13a：调整部件长孔；14：调整部件固定件；15：传感器基板；15a：基板长孔；16：基板固定件；17：磁传感器；18：夹持部件；19：辅助轴承；29：门马达(旋转电机)。

Claims

1.一种旋转电机，其具备：

旋转电机主体，其具有外壳和能够相对于所述外壳旋转的旋转轴；以及

角度检测器，其检测所述旋转轴的旋转角度，并具有：磁产生体，其设置于所述旋转轴的轴向端部；传感器基板，其设置于所述外壳；以及磁传感器，其设置于所述传感器基板，且在所述旋转轴的轴心线的延长线上与所述磁产生体对置，

所述传感器基板设置于所述外壳的在所述旋转电机主体的轴向上的端面，且能够相对于所述外壳以所述旋转轴的所述轴心线为中心旋转，

所述传感器基板的以所述轴心线为中心的安装角度能够从所述外壳的外侧进行调整及固定；

所述角度检测器还具有：

角度调整部件，其以能够以所述轴心线为中心旋转的方式安装于所述外壳的所述端面；以及

调整部件固定件，其将所述角度调整部件固定于所述外壳，

所述传感器基板安装于所述角度调整部件；所述角度调整部件及所述传感器基板能够相对于所述外壳以所述轴心线为中心一体地旋转；

在轴向上，所述角度调整部件位于所述传感器基板与所述外壳之间，所述传感器基板从所述角度调整部件的外侧固定于所述角度调整部件，

在所述外壳与所述角度调整部件之间设置有辅助轴承。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

在所述角度调整部件设置有以所述轴心线为中心的圆弧状的调整部件长孔，

所述调整部件固定件穿过所述调整部件长孔，并被固定于所述外壳。

3.一种旋转电机，其具备：

所述角度检测器还具有：

调整部件固定件，其将所述角度调整部件固定于所述外壳，

在所述外壳设置有开口，

所述旋转轴的所述端部位于所述开口内，

在所述开口的内周面设置有以所述轴心线为中心的圆弧状的引导槽，

在所述引导槽内设置有能够沿着所述引导槽移动的夹持部件，

所述引导槽的底面是以所述轴心线为中心的圆弧状，所述夹持部件沿着所述引导槽的底面移动，

在所述外壳设置有外壳长孔，该外壳长孔连接所述外壳的所述端面与所述引导槽，

所述外壳长孔是以所述轴心线为中心的圆弧状，

所述调整部件固定件贯通所述角度调整部件，穿过所述外壳长孔并被固定于所述夹持部件，

通过将所述调整部件固定件紧固于所述夹持部件，所述外壳的所述端面与所述引导槽之间的部分被夹持在所述角度调整部件与所述夹持部件之间，从而所述角度调整部件固定于所述外壳，

通过松开所述调整部件固定件，所述角度调整部件及所述夹持部件能够以所述轴心线为中心旋转。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的旋转电机，其中，

所述角度调整部件由导热率比所述外壳低的材料构成。