CN110892613A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

旋转电机具备：外壳；定子，其设置于外壳；旋转轴，其以能够旋转的方式设置于外壳；转子，其设置于旋转轴；以及旋转角度检测装置，其产生与旋转轴的旋转角度对应的信号。旋转角度检测装置具有：磁产生体，其设置于旋转轴的轴向的端面；以及磁传感器，其与磁产生体对置。在端面设置有凹部。磁产生体设置在凹部内。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及具有检测旋转轴的旋转角度的旋转角度检测装置的旋转电机。

背景技术

在以往的无刷马达中，旋转轴借助一对轴承以能够旋转的方式支承于马达外壳。在旋转轴的轴向的一个端面固定有一对永磁体。在一个轴承的外圈固定有传感器安装部件。在传感器安装部件固定有电路基板。在电路基板设置有角度检测部。角度检测部包括磁阵列传感器。磁阵列传感器与永磁体对置(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：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无刷马达中，永磁体整体从旋转轴的端面向角度检测部突出，因此马达整体的轴向尺寸增大相当于永磁体的厚度尺寸的量，妨碍了小型化。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，目的在于，得到能够缩小轴向尺寸的旋转电机。

用于解决课题的手段

本发明的旋转电机具备：外壳；旋转轴，其以能够旋转的方式设置于外壳；轴承，其设置在外壳与旋转轴之间；定子，其设置于外壳；转子，其设置于旋转轴；以及旋转角度检测装置，其具有：磁产生体，其设置于旋转轴的轴向的端部；以及磁传感器，其与磁产生体对置，旋转角度检测装置产生与旋转轴的旋转角度对应的信号，在旋转轴的轴向的端面设置有凹部，磁产生体设置在凹部内，凹部及磁产生体配置在轴承的内侧。

发明效果

本发明的旋转电机在旋转轴的端面设置有凹部，在凹部内设置有磁产生体，凹部及磁产生体配置在轴承的内侧，因此能够缩小轴向尺寸。

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的磁产生单元的主视图。

图3是沿着图2的III-III线的剖视图。

图4是示出图2的磁产生单元的变形例的主视图。

图5是沿着图4的V-V线的剖视图。

图6是示出本发明的实施方式2的旋转电机的主要部分的主视图。

图7是沿着图6的VII-VII线的剖视图。

图8是示出本发明的旋转电机的应用例即电梯轿厢的一部分的主视图。

图9是示出图8的轿厢的一部分的侧视图。

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，外壳1具有平板状的第1轴支承部1a和与第1轴支承部1a对置的平板状的第2轴支承部1b。在第1轴支承部1a的中央设置有圆形的第1开口1c。在第2轴支承部1b设置有圆形的第2开口1d。

在第1开口1c安装有第1轴承2。在第2开口1d安装有第2轴承3。旋转轴4借助第1及第2轴承2、3，以能够旋转的方式支承于外壳1。

在旋转轴4设置有转子5。转子5具有：转子铁芯6，其固定于旋转轴4；以及多个转子磁铁7，其固定于转子铁芯6的外周部。转子5与旋转轴4一体地旋转。

在外壳1固定有定子8。定子8具有：定子铁芯9，其固定于外壳1；以及多个定子线圈10，其设置于定子铁芯9。定子8隔着间隙与转子5对置。

旋转轴4具有：第1端部4a，其为轴向上的第1轴支承部1a侧的端部；以及第2端部4b，其为轴向上的第2轴支承部1b侧的端部。第1端部4a在第1开口1c内保持于第1轴承2。第2端部4b贯通第2轴承3，向外壳1外突出。

在旋转轴4的轴向上的第1端部4a侧的端面4c设置有凹部4d。凹部4d设置于端面4c的中央。凹部4d的正面形状为圆形。

在凹部4d内设置有圆板状的磁产生单元11。磁产生单元11与旋转轴4一体地旋转。在该例中，磁产生单元11整体收容于凹部4d内，以使得磁产生单元11不从端面4c突出。

此外，凹部4d及磁产生单元11配置在第1轴承2的内侧。即，凹部4d及磁产生单元11在旋转轴4的轴向上配置在与第1轴承2相同的位置。而且，端面4c与第2轴承2的与转子5相反一侧的端面共面。

在第1轴支承部1a的与第2轴支承部1b相反一侧的面固定有传感器基板12。传感器基板12是印刷基板。此外，传感器基板12例如通过多个螺栓固定于第1轴支承部1a。而且，传感器基板12封堵第1开口1c。

在传感器基板12设置有磁传感器13。磁传感器13隔着间隙与磁产生单元11对置。作为磁传感器13，例如使用磁阻元件。

旋转角度检测装置14具有磁产生单元11、传感器基板12及磁传感器13。此外，旋转角度检测装置14产生与旋转轴4的旋转角度对应的信号。在旋转电机为马达的情况下，旋转角度检测装置14中产生的信号被发送到控制马达的旋转的控制部(未图示)。

第1轴支承部1a的厚度尺寸t、即第1开口1c在旋转轴4的轴向上的长度尺寸比第1轴承2在旋转轴4的轴向上的尺寸大。由此，在第1开口1c内的第1轴承2与传感器基板12之间形成有空间15。磁传感器13配置在空间15内。

图2是示出图1的磁产生单元11的主视图，图3是沿着图2的III-III线的剖视图。磁产生单元11具有壳体16和收容在壳体16内的圆板状的磁产生体17。

壳体16具有圆筒部16a和封堵圆筒部16a的轴向一端的底部16b。圆筒部16a比磁产生体17的与磁传感器13对置的面向磁传感器13侧突出。

在圆筒部16a的周向的多个部位设置有切口16c。切口16c在磁产生体17的周向定位时被使用。在该例中，在圆筒部16a设置有两个切口16c。切口16c相对于圆筒部16a的中心配置成点对称。此外，切口16c与传感器基板12对置。

此外，壳体16由非磁性体构成。作为壳体16的材料，例如使用树脂、铝或黄铜。

磁产生体17是使半圆形的两个永磁体一体化而成的。两个永磁体在旋转轴4的轴向上彼此反向地被磁化。即，一个永磁体的N极以及另一个永磁体的S极与磁传感器13对置。

磁产生体17例如可以通过将粘结磁铁的材料射出到壳体16后进行磁化而形成。此外，也可以将磁化后的圆板状的磁产生体17嵌入壳体16内。

为了检测转子磁铁7与定子线圈10的相对角度，磁产生体17相对于转子磁铁7必须符合某角度。即，磁产生体17必须在旋转轴4的周向上定位。切口16c是为了磁产生体17的周向定位而使用的。

壳体16通过粘接剂固定在凹部4d内。在将壳体16插入凹部4d内后，在粘接剂固化前，将辅具或作业者的手指勾住切口16c，使壳体16旋转，进行磁产生体17的周向定位。之后，使粘接剂固化。

在旋转轴4的端面4c设置有进行磁产生体17的定位时的标记。在该例中，切口16c配置在两个永磁体的边界的延长线上，切口16c本身成为磁产生体17侧的定位标记。

在这样的旋转电机中，磁产生单元11设置在凹部4d内，凹部4d及磁产生单元11配置在第1轴承2的内侧，因此能够将磁传感器13靠近端面4c配置，能够缩小整体的轴向尺寸。

在端面4c未设置有凹部的情况下，由于磁传感器13从端面4c离开相当于磁产生单元11的厚度的距离，第1轴支承部1a的厚度尺寸t增大。相对于此，通过在端面4c设置凹部4d且将磁产生单元11收容在凹部4d内，能够缩小第1轴支承部1a的厚度尺寸t。

此外，将磁产生体17收容于壳体16，因此能够保护磁产生体17，同时将磁产生体17配置在凹部4d内的更正确的位置。

而且，使用了非磁性体制成的壳体16，因此能够容易地在壳体16内形成磁产生体17。

而且此外，在圆筒部16a设置了切口16c，因此，能够容易且更正确地进行磁产生体17的周向定位。

另外，在上述例子中，设置了两个切口16c，但切口16c的数量也可以是一个或三个以上。

此外，在上述例子中，遍及圆筒部16a的整个厚度地设置了切口16c，但也可以如图4及图5所示，在厚度的一部分设置切口16c。

而且，可以省略切口16c，用辅具进行磁产生体17的定位。

实施方式2.

接下来，图6是示出本发明的实施方式2的旋转电机的主要部分的主视图，图7是沿着图6的VII-VII线的剖视图。在实施方式2中，在凹部4d的内壁设置有内壁定位面4e。此外，在圆筒部16a的外周面的一部分设置有壳体定位面16d。

内壁定位面4e及壳体定位面16d是相同大小的矩形平面。而且，通过将壳体定位面16d与内壁定位面4e重叠，进行磁产生体17的周向定位。圆筒部16a的磁传感器13侧的端面与磁产生体17的磁传感器13侧的端面共面。其他的结构与实施方式1相同。

在这样的结构中，在将磁产生单元11插入凹部4d时，通过将壳体定位面16d与内壁定位面4e重叠，能够容易且更正确地进行磁产生体17的周向定位。

此外，由于圆筒部16a的磁传感器13侧的端面与磁产生体17的磁传感器13侧的端面共面，因此能够减小凹部4d的深度尺寸。

另外，内壁定位面4e及壳体定位面16d的形状及数量不限于上述例子。

此外，也可以使凹部4d的内壁保持圆形，在圆筒部16a的外周的多个部位设置与壳体定位面16d同样的平面，由此利用这些平面作为实施方式1的切口。

而且，圆筒部16a的磁传感器13侧的端面可以不与磁产生体17的磁传感器13侧的端面共面。

而且此外，在上述例子中，在磁产生体17的与磁传感器13对置的面形成有两个磁极，但与磁传感器对置的磁产生体的磁极的数量不限于此，例如也可以是4个。

此外，在实施方式1、2中，将磁产生单元11整体收容在凹部4d内，但也可以使磁传感器13侧的端部从端面4c突出，只要磁产生单元11的至少一部分收容在凹部4d内，就能够相应地使旋转电机的轴向尺寸缩小。

而且，可以省略壳体16，将磁产生体17直接配置在凹部4d内。

此处，图8是示出本发明的旋转电机的应用例即电梯的轿厢的一部分的主视图，图9是示出图8的轿厢的一部分的侧视图。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横梁27。在横梁27设置有吊轨28。第1及第2轿厢门22a、22b从吊轨28悬吊，在进行轿厢出入口21a的开闭时沿着吊轨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25一边在吊轨28上滚动一边移动。

在轿厢出入口21a的宽度方向上的横梁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，可以使用上述实施方式中的任意一个的旋转电机。在门马达29的旋转轴4的第2端部4b固定有第1滑轮30。

在轿厢出入口21a的宽度方向上的横梁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。

门马达29配置在轿厢21的前表面的前方。轿厢21的顶板21b位于比门马达29靠上方的位置。换言之，门马达29配置在比顶板21b低的位置。

在这样的电梯的轿厢21中，由于使用上述实施方式中所示的薄型的旋转电机作为门马达29，因此不变更门装置的大小，就能够提高顶板21b，使轿厢21的美观性提高。

在门马达29的轴向尺寸大的情况下，不能将门马达29配置在轿厢21的前方，必须配置在顶板21b的上面。在该情况下，需要将门马达29的输出从顶板21b上传递到第1滑轮30的机构，门装置大型化。

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13不限于磁阻元件，例如也可以是霍尔元件、霍尔IC或磁编码器。

标号说明

1：外壳；2：第1轴承；4：旋转轴；4a：第1端部；4c：端面；4d：凹部；4e：内壁定位面；5：转子；8：定子；13：磁传感器；14：旋转角度检测装置；16：壳体；16a：圆筒部；16b：底部；16c：切口；16d：壳体定位面；17：磁产生体；29：门马达(旋转电机)。

Claims (5)

1.一种旋转电机，其具备：

外壳；

旋转轴，其以能够旋转的方式设置于所述外壳；

轴承，其设置在所述外壳与所述旋转轴之间；

定子，其设置于所述外壳；

转子，其设置于所述旋转轴；以及

旋转角度检测装置，其具有：磁产生体，其设置于所述旋转轴的轴向的端部；以及磁传感器，其与所述磁产生体对置，所述旋转角度检测装置产生与所述旋转轴的旋转角度对应的信号，

在所述旋转轴的轴向的端面设置有凹部，

所述磁产生体设置在所述凹部内，

所述凹部及所述磁产生体配置在所述轴承的内侧。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

所述旋转角度检测装置还具有收容磁产生体的壳体。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，

所述壳体具有圆筒部和封堵所述圆筒部的轴向一端的底部，

在所述壳体设置有在所述磁产生体的周向定位时被使用的切口。

4.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，

在所述凹部的内壁设置有内壁定位面，

所述壳体具有圆筒部和封堵所述圆筒部的轴向一端的底部，

在所述圆筒部的外周的一部分设置有壳体定位面，

通过将所述壳体定位面与内壁定位面重叠，进行所述磁产生体的周向定位。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的旋转电机，其中，

所述磁产生体在所述旋转轴的轴向上被磁化，

在所述磁产生体的与所述磁传感器对置的面形成有多个磁极。

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