JP2002171723A - 磁気式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機 - Google Patents
磁気式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機Info
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- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転角の高精度の検出が可能な磁気式回転角
度検出装置を有するランデル型回転電機を提供するこ
と。 【解決手段】界磁コイルにより磁化されるランデル型ロ
ータコアが嵌着される回転軸４の先端部に回転角表示用
の永久磁石１０３が固定され、永久磁石１０３に軸方向
に対面してホール素子１０２が配置され、ホール素子が
永久磁石１０３の磁界変化により回転角を検出する。ホ
ール素子１０２及び永久磁石１０３の軸方向両側に第１
の磁気バイパス部材１０４と第２の磁気バイパス部材１
０５とが配置され、回転軸４の先端部に漏れた漏れ界磁
束は磁気バイパス部材１０４、１０５を通じて径方向外
側に流れ、ステータコアに戻る。
度検出装置を有するランデル型回転電機を提供するこ
と。 【解決手段】界磁コイルにより磁化されるランデル型ロ
ータコアが嵌着される回転軸４の先端部に回転角表示用
の永久磁石１０３が固定され、永久磁石１０３に軸方向
に対面してホール素子１０２が配置され、ホール素子が
永久磁石１０３の磁界変化により回転角を検出する。ホ
ール素子１０２及び永久磁石１０３の軸方向両側に第１
の磁気バイパス部材１０４と第２の磁気バイパス部材１
０５とが配置され、回転軸４の先端部に漏れた漏れ界磁
束は磁気バイパス部材１０４、１０５を通じて径方向外
側に流れ、ステータコアに戻る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気式回転角度検
出装置を有するランデル型回転電機に関する。
出装置を有するランデル型回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、車両用交流発電機（オルタネー
タ）として用いられるランデル型ロータを有する回転電
機（以下、ランデル型回転電機ともいう）は、界磁コイ
ルが嵌着された筒部と、この筒部の両端から界磁コイル
を覆うように伸びる多数の爪形磁極部とからなるロータ
ーコアを有し、筒部の一端から伸びる爪形磁極部は、筒
部の他端から伸びる爪形磁極部と周方向交互に配置され
る。
タ）として用いられるランデル型ロータを有する回転電
機（以下、ランデル型回転電機ともいう）は、界磁コイ
ルが嵌着された筒部と、この筒部の両端から界磁コイル
を覆うように伸びる多数の爪形磁極部とからなるロータ
ーコアを有し、筒部の一端から伸びる爪形磁極部は、筒
部の他端から伸びる爪形磁極部と周方向交互に配置され
る。
【０００３】近年、上記ランデル型回転電機により構成
される車両用交流発電機を同期電動機として駆動し、エ
ンジン始動やトルクアシストに使用することが提案され
ている。
される車両用交流発電機を同期電動機として駆動し、エ
ンジン始動やトルクアシストに使用することが提案され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このラ
ンデル型回転電機を同期電動機として運転するには、ロ
ータの回転角度位置を検出する回転角センサを回転軸に
装着する必要がある。回転角センサとしては、ハウジン
グに固定したホール素子に対面しつつ回転角表示用の永
久磁石を回転させる磁気式回転角度検出装置が、耐久性
及び汚損などに対する安定性の点から最も広く使用され
ている。
ンデル型回転電機を同期電動機として運転するには、ロ
ータの回転角度位置を検出する回転角センサを回転軸に
装着する必要がある。回転角センサとしては、ハウジン
グに固定したホール素子に対面しつつ回転角表示用の永
久磁石を回転させる磁気式回転角度検出装置が、耐久性
及び汚損などに対する安定性の点から最も広く使用され
ている。
【０００５】ところが、ランデル型回転電機では、ロー
ターコアに巻装される界磁コイルは、鉄製の回転軸を軸
方向に磁化するために、回転軸の端部に配設された磁気
式回転角度検出装置の磁気センサ近傍に強い漏れ界磁磁
界を生じさせ、その結果、この磁気式回転角度検出装置
の磁気センサ（通常ホール素子）の出力電圧中の信号電
圧成分（回転角表示用の永久磁石の磁界変化により生じ
る）が、上記漏れ界磁磁界により生じるバックグラウン
ド電圧により著しくSN比が低下したり、甚だしい場合に
は埋もれてしまい、正確な角度検出が困難となるという
問題があることがわかった。
ターコアに巻装される界磁コイルは、鉄製の回転軸を軸
方向に磁化するために、回転軸の端部に配設された磁気
式回転角度検出装置の磁気センサ近傍に強い漏れ界磁磁
界を生じさせ、その結果、この磁気式回転角度検出装置
の磁気センサ（通常ホール素子）の出力電圧中の信号電
圧成分（回転角表示用の永久磁石の磁界変化により生じ
る）が、上記漏れ界磁磁界により生じるバックグラウン
ド電圧により著しくSN比が低下したり、甚だしい場合に
は埋もれてしまい、正確な角度検出が困難となるという
問題があることがわかった。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、回転角の高精度の検出が可能な磁気式回転角度検
出装置を有するランデル型回転電機を提供することをそ
の目的としている。
あり、回転角の高精度の検出が可能な磁気式回転角度検
出装置を有するランデル型回転電機を提供することをそ
の目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の磁気式回
転角度検出装置を有するランデル型回転電機は、界磁コ
イルにより磁化されるランデル型ロータコアが嵌着され
る回転軸と、前記回転軸の先端部に装着されて周方向極
性交互に磁化された複数の磁極を有する永久磁石と、ハ
ウジングに固定されて前記永久磁石の前記磁極に小間隙
を隔てて対面可能な磁気センサとを有する磁気式回転角
度検出装置を有するランデル型回転電機において、前記
磁気センサの背面に近接して略径方向に延設されるとと
もに、前記回転軸を通じて流れる漏れ界磁磁束をバイパ
スする高透磁性の第１の磁気バイパス部材を有すること
を特徴としている。
転角度検出装置を有するランデル型回転電機は、界磁コ
イルにより磁化されるランデル型ロータコアが嵌着され
る回転軸と、前記回転軸の先端部に装着されて周方向極
性交互に磁化された複数の磁極を有する永久磁石と、ハ
ウジングに固定されて前記永久磁石の前記磁極に小間隙
を隔てて対面可能な磁気センサとを有する磁気式回転角
度検出装置を有するランデル型回転電機において、前記
磁気センサの背面に近接して略径方向に延設されるとと
もに、前記回転軸を通じて流れる漏れ界磁磁束をバイパ
スする高透磁性の第１の磁気バイパス部材を有すること
を特徴としている。
【０００８】ランデル型回転電機では、界磁コイルに流
れる電流が作る界磁磁束の大部分は、爪形磁極部とステ
ータコアとの間の空隙を通じてステータコアに流れて有
効磁束となるが、この有効磁束回路には本質的に上記空
隙をもつため、更にはステータコイル電流が作る反磁界
の影響もあり、ある程度の磁気抵抗をもつ。この磁気抵
抗は界磁電流が大きく、上記有効磁束回路が飽和傾向を
もつ場合に特に大きい。
れる電流が作る界磁磁束の大部分は、爪形磁極部とステ
ータコアとの間の空隙を通じてステータコアに流れて有
効磁束となるが、この有効磁束回路には本質的に上記空
隙をもつため、更にはステータコイル電流が作る反磁界
の影響もあり、ある程度の磁気抵抗をもつ。この磁気抵
抗は界磁電流が大きく、上記有効磁束回路が飽和傾向を
もつ場合に特に大きい。
【０００９】また、界磁コイルにより形成された磁束は
高透磁性の回転軸を通じて軸方向に流れるため、回転軸
両端部は逆極性に磁化されることになる。この結果、回
転軸両端部からステータコアの端面との間の空隙に軸方
向及び径方向に漏れ界磁磁束を形成する漏れ磁界が形成
され、この漏れ磁界が、回転軸の先端部に設けた磁気式
回転角度検出装置にノイズ磁界として侵入する。もしこ
のノイズ磁界が一定であれば、磁気式回転角度検出装置
の出力電圧からノイズ磁界による直流オフセット電圧分
を減算すればよいが、界磁コイル電流は種々変化するた
め、結局、回転角を表す永久磁石の磁界に対応する信号
電圧に混入し、この信号電圧をパルス電圧に変換する場
合に回転角信号のエッジ発生時点を偏向して回転角誤差
を生じる。
高透磁性の回転軸を通じて軸方向に流れるため、回転軸
両端部は逆極性に磁化されることになる。この結果、回
転軸両端部からステータコアの端面との間の空隙に軸方
向及び径方向に漏れ界磁磁束を形成する漏れ磁界が形成
され、この漏れ磁界が、回転軸の先端部に設けた磁気式
回転角度検出装置にノイズ磁界として侵入する。もしこ
のノイズ磁界が一定であれば、磁気式回転角度検出装置
の出力電圧からノイズ磁界による直流オフセット電圧分
を減算すればよいが、界磁コイル電流は種々変化するた
め、結局、回転角を表す永久磁石の磁界に対応する信号
電圧に混入し、この信号電圧をパルス電圧に変換する場
合に回転角信号のエッジ発生時点を偏向して回転角誤差
を生じる。
【００１０】そこで、本発明では、回転角表示用の永久
磁石に対面する磁気センサの背面に近接して第１の磁気
バイパス部材を略径方向に延設する。なお、ここでいう
背面とは、磁気センサの永久磁石に対面する面と反対側
の面をいう。
磁石に対面する磁気センサの背面に近接して第１の磁気
バイパス部材を略径方向に延設する。なお、ここでいう
背面とは、磁気センサの永久磁石に対面する面と反対側
の面をいう。
【００１１】これにより、回転軸を通じて流れる漏れ界
磁磁束は、この第１の磁気バイパス部材を通じて磁気セ
ンサよりも径外側に流れ、その後、ステータコアに流
れ、ローターコアの爪形磁極部とステータコアとの間の
空隙に対して並列の磁気回路となる。その結果、磁気セ
ンサ近傍の磁界の径方向の変化は非常に小さくなる。
磁磁束は、この第１の磁気バイパス部材を通じて磁気セ
ンサよりも径外側に流れ、その後、ステータコアに流
れ、ローターコアの爪形磁極部とステータコアとの間の
空隙に対して並列の磁気回路となる。その結果、磁気セ
ンサ近傍の磁界の径方向の変化は非常に小さくなる。
【００１２】また、漏れ界磁磁束がこの第１の磁気バイ
パス部材よりも更に先端側に位置する回転軸部分に流れ
るのが抑止されることにより、この第１の磁気バイパス
部材よりも更に先端側に位置する回転軸部分から磁気セ
ンサ近傍を通過してステータコアに戻る漏れ界磁磁界の
軸方向成分を低減することができる。
パス部材よりも更に先端側に位置する回転軸部分に流れ
るのが抑止されることにより、この第１の磁気バイパス
部材よりも更に先端側に位置する回転軸部分から磁気セ
ンサ近傍を通過してステータコアに戻る漏れ界磁磁界の
軸方向成分を低減することができる。
【００１３】これにより、界磁コイルが磁気式回転角度
検出装置近傍に形成する漏れ界磁磁界を大幅に低減で
き、回転角検出精度を改善することができる。
検出装置近傍に形成する漏れ界磁磁界を大幅に低減で
き、回転角検出精度を改善することができる。
【００１４】請求項２記載の構成は請求項１記載の磁気
式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機におい
て更に、前記第１の磁気バイパス部材は、前記磁気セン
サよりも径方向内側に位置する径内端と、前記磁気セン
サよりも径方向外側に位置する径外端とを有することを
特徴としている。
式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機におい
て更に、前記第１の磁気バイパス部材は、前記磁気セン
サよりも径方向内側に位置する径内端と、前記磁気セン
サよりも径方向外側に位置する径外端とを有することを
特徴としている。
【００１５】これにより、磁気センサと回転角表示用の
永久磁石との間の隙間（磁界検出空間）を流れる漏れ界
磁磁束を一層良好に磁気バイパスすることができ、更に
回転角検出精度を向上することができる。
永久磁石との間の隙間（磁界検出空間）を流れる漏れ界
磁磁束を一層良好に磁気バイパスすることができ、更に
回転角検出精度を向上することができる。
【００１６】請求項３の磁気式回転角度検出装置を有す
るランデル型回転電機は、界磁コイルにより磁化される
ランデル型ロータコアが嵌着される回転軸と、前記回転
軸の先端部に装着されて周方向極性交互に磁化された複
数の磁極を有する永久磁石と、ハウジングに固定されて
前記永久磁石の前記磁極に小間隙を隔てて対面可能な磁
気センサとを有する磁気式回転角度検出装置を有するラ
ンデル型回転電機において、前記永久磁石の背面に近接
して略径方向に延設されるとともに、前記回転軸を通じ
て流れる漏れ界磁磁束をバイパスする高透磁性の第２の
磁気バイパス部材を有することを特徴としている。
るランデル型回転電機は、界磁コイルにより磁化される
ランデル型ロータコアが嵌着される回転軸と、前記回転
軸の先端部に装着されて周方向極性交互に磁化された複
数の磁極を有する永久磁石と、ハウジングに固定されて
前記永久磁石の前記磁極に小間隙を隔てて対面可能な磁
気センサとを有する磁気式回転角度検出装置を有するラ
ンデル型回転電機において、前記永久磁石の背面に近接
して略径方向に延設されるとともに、前記回転軸を通じ
て流れる漏れ界磁磁束をバイパスする高透磁性の第２の
磁気バイパス部材を有することを特徴としている。
【００１７】ランデル型回転電機では、界磁コイルに流
れる電流が作る界磁磁束の大部分は、爪形磁極部とステ
ータコアとの間の空隙を通じてステータコアに流れて有
効磁束となるが、この有効磁束回路には本質的に上記空
隙をもつため、更にはステータコイル電流が作る反磁界
の影響もあり、ある程度の磁気抵抗をもつ。この磁気抵
抗は界磁電流が大きく、上記有効磁束回路が飽和傾向を
もつ場合に特に大きい。
れる電流が作る界磁磁束の大部分は、爪形磁極部とステ
ータコアとの間の空隙を通じてステータコアに流れて有
効磁束となるが、この有効磁束回路には本質的に上記空
隙をもつため、更にはステータコイル電流が作る反磁界
の影響もあり、ある程度の磁気抵抗をもつ。この磁気抵
抗は界磁電流が大きく、上記有効磁束回路が飽和傾向を
もつ場合に特に大きい。
【００１８】また、界磁コイルに流れる電流が形成する
磁束は高透磁性の回転軸を通じて軸方向に流れるため、
回転軸両端部は逆極性に磁化されることになる。この結
果、回転軸両端部からステータコアの端面との間の空隙
に軸方向及び径方向に漏れ界磁磁束を形成する漏れ磁界
が形成され、この漏れ磁界が、回転軸の先端部に設けた
磁気式回転角度検出装置にノイズ磁界として侵入する。
もしこのノイズ磁界が一定であれば、磁気式回転角度検
出装置の出力電圧からノイズ磁界による直流オフセット
電圧分を減算すればよいが、界磁コイル電流は種々変化
するため、結局、回転角を表す永久磁石の磁界に対応す
る信号電圧に混入し、この信号電圧をパルス電圧に変換
する場合に回転角信号のエッジ発生時点を偏向して回転
角誤差を生じる。
磁束は高透磁性の回転軸を通じて軸方向に流れるため、
回転軸両端部は逆極性に磁化されることになる。この結
果、回転軸両端部からステータコアの端面との間の空隙
に軸方向及び径方向に漏れ界磁磁束を形成する漏れ磁界
が形成され、この漏れ磁界が、回転軸の先端部に設けた
磁気式回転角度検出装置にノイズ磁界として侵入する。
もしこのノイズ磁界が一定であれば、磁気式回転角度検
出装置の出力電圧からノイズ磁界による直流オフセット
電圧分を減算すればよいが、界磁コイル電流は種々変化
するため、結局、回転角を表す永久磁石の磁界に対応す
る信号電圧に混入し、この信号電圧をパルス電圧に変換
する場合に回転角信号のエッジ発生時点を偏向して回転
角誤差を生じる。
【００１９】そこで、本発明では、回転角表示用の永久
磁石に対面する永久磁石の背面に近接して第２の磁気バ
イパス部材を略径方向に延設する。なお、ここでいう背
面とは、永久磁石の磁気センサに対面する面と反対側の
面をいう。
磁石に対面する永久磁石の背面に近接して第２の磁気バ
イパス部材を略径方向に延設する。なお、ここでいう背
面とは、永久磁石の磁気センサに対面する面と反対側の
面をいう。
【００２０】これにより、回転軸を通じて流れる漏れ界
磁磁束は、この第２の磁気バイパス部材を通じて磁気セ
ンサよりも径外側に流れ、その後、ステータコアに流
れ、ローターコアの爪形磁極部とステータコアとの間の
空隙に対して並列の磁気回路となる。その結果、磁気セ
ンサ近傍の磁界の径方向の変化は非常に小さくなる。
磁磁束は、この第２の磁気バイパス部材を通じて磁気セ
ンサよりも径外側に流れ、その後、ステータコアに流
れ、ローターコアの爪形磁極部とステータコアとの間の
空隙に対して並列の磁気回路となる。その結果、磁気セ
ンサ近傍の磁界の径方向の変化は非常に小さくなる。
【００２１】これにより、界磁コイルが磁気式回転角度
検出装置近傍に形成する漏れ界磁磁界を大幅に低減で
き、回転角検出精度を改善することができる。
検出装置近傍に形成する漏れ界磁磁界を大幅に低減で
き、回転角検出精度を改善することができる。
【００２２】請求項４記載の構成は請求項３記載の磁気
式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機におい
て更に、前記第２の磁気バイパス部材は、前記永久磁石
よりも径方向内側に位置する径内端と、前記永久磁石よ
りも径方向外側に位置する径外端とを有することを特徴
としている。
式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機におい
て更に、前記第２の磁気バイパス部材は、前記永久磁石
よりも径方向内側に位置する径内端と、前記永久磁石よ
りも径方向外側に位置する径外端とを有することを特徴
としている。
【００２３】これにより、磁気センサと回転角表示用の
永久磁石との間の隙間（磁界検出空間）を流れる漏れ界
磁磁束を一層良好に磁気バイパスすることができ、更に
回転角検出精度を向上することができる。
永久磁石との間の隙間（磁界検出空間）を流れる漏れ界
磁磁束を一層良好に磁気バイパスすることができ、更に
回転角検出精度を向上することができる。
【００２４】請求項５記載の構成は請求項１乃至４のい
ずれか記載の磁気式回転角度検出装置を有するランデル
型回転電機において更に、前記磁気センサが前記永久磁
石の前記磁極に軸方向に小間隙を隔てて対面可能に配置
されることを特徴としている。
ずれか記載の磁気式回転角度検出装置を有するランデル
型回転電機において更に、前記磁気センサが前記永久磁
石の前記磁極に軸方向に小間隙を隔てて対面可能に配置
されることを特徴としている。
【００２５】上述した各請求項の磁気バイパス部材や保
護カバーの設置後に、磁気センサ近傍に残留する漏れ界
磁磁界の軸方向成分は、非常に小さくなる。そこで、永
久磁石と磁気センサとを軸方向に対面させることによ
り、検出感度を向上することができる。
護カバーの設置後に、磁気センサ近傍に残留する漏れ界
磁磁界の軸方向成分は、非常に小さくなる。そこで、永
久磁石と磁気センサとを軸方向に対面させることによ
り、検出感度を向上することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明のランデル型ロータを有す
るタンデム式回転電機の好適な実施態様を以下の実施例
を参照して説明する。
るタンデム式回転電機の好適な実施態様を以下の実施例
を参照して説明する。
【００２７】
【実施例１】この実施例のタンデム式ランデル型回転電
機を図１を参照して以下に説明する。
機を図１を参照して以下に説明する。
【００２８】（全体構成）このタンデム式ランデル型回
転電機において、１はハウジング、２は第１回転電機
部、３は第２回転電機部、４は回転軸、５はプーリ、
６、７は軸受け、８は界磁コイル給電機構、９はステー
タコイル、１０は磁気式回転角度検出装置である。
転電機において、１はハウジング、２は第１回転電機
部、３は第２回転電機部、４は回転軸、５はプーリ、
６、７は軸受け、８は界磁コイル給電機構、９はステー
タコイル、１０は磁気式回転角度検出装置である。
【００２９】ハウジング１は、フロントハウジングとリ
ヤハウジングとを位置Ｍにて突き合わせ、スルーボルト
で締結して構成されている。回転軸４は、軸受け６，７
を介してハウジング１に支承されており、プーリー５が
ハウジング１から前方へ突出する回転軸１の前端部に固
定されている。界磁コイル給電機構８は、ハウジング１
から後方へ突出する回転軸１の後端部に装着された一対
のスリップリング８１と、これらスリップリング８１に
個別に押し付けられている一対のブラシ８２とを有して
いる。
ヤハウジングとを位置Ｍにて突き合わせ、スルーボルト
で締結して構成されている。回転軸４は、軸受け６，７
を介してハウジング１に支承されており、プーリー５が
ハウジング１から前方へ突出する回転軸１の前端部に固
定されている。界磁コイル給電機構８は、ハウジング１
から後方へ突出する回転軸１の後端部に装着された一対
のスリップリング８１と、これらスリップリング８１に
個別に押し付けられている一対のブラシ８２とを有して
いる。
【００３０】第１回転電機部２において、２１は第１ス
テータコア、２３は第１ローターコア、２４は第１界磁
コイル、２５は送風ファンであり、第２回転電機部３に
おいて、３１は第２ステータコア、３３は第２ローター
コア、３４は第２界磁コイル、３５は送風ファンであ
り、両回転電機部２，３は共通のステータコイル９を有
している。
テータコア、２３は第１ローターコア、２４は第１界磁
コイル、２５は送風ファンであり、第２回転電機部３に
おいて、３１は第２ステータコア、３３は第２ローター
コア、３４は第２界磁コイル、３５は送風ファンであ
り、両回転電機部２，３は共通のステータコイル９を有
している。
【００３１】第１ステータコア２１、第２ステータコア
３１は、それぞれ同一形状の円筒状の積層電磁鋼板から
なり、所定の軸方向隙間Ｓを挟んでハウジング１の周壁
内周面に固定されている。
３１は、それぞれ同一形状の円筒状の積層電磁鋼板から
なり、所定の軸方向隙間Ｓを挟んでハウジング１の周壁
内周面に固定されている。
【００３２】ステータコイル９は、多数のＵ字状の絶縁
被覆角形導体の一対の脚部の一方を、両ステータコア２
１，３１の周方向同位置のスロットを一挙に貫通するよ
うに、ステータコア３１の後方側から挿通し、同様に上
記一対の脚部の他方を、上記スロットに対して１磁極ピ
ッチだけ周方向に離れた両ステータコア２１，３１の周
方向同位置のスロットを一挙に貫通するように、ステー
タコア３１の後方側から挿通し、各脚部の先端を一対ず
つ溶接したものである。このステータコイル９の構成自
体は、既に公知であり、詳細な説明は省略する。
被覆角形導体の一対の脚部の一方を、両ステータコア２
１，３１の周方向同位置のスロットを一挙に貫通するよ
うに、ステータコア３１の後方側から挿通し、同様に上
記一対の脚部の他方を、上記スロットに対して１磁極ピ
ッチだけ周方向に離れた両ステータコア２１，３１の周
方向同位置のスロットを一挙に貫通するように、ステー
タコア３１の後方側から挿通し、各脚部の先端を一対ず
つ溶接したものである。このステータコイル９の構成自
体は、既に公知であり、詳細な説明は省略する。
【００３３】第１ローターコア２３、第２ローターコア
３３は、それぞれ一対のポールコアを軸方向へ密着して
回転軸４にローレット嵌装されてなり、更に、この実施
例では、両ローターコア２３、３３は、軸方向に密着し
て配設されている。上記両ローターコア２３、３３は、
通常の単独ロータ構造のランデル型回転電機のローター
コアと本質的に同一形状に形成されている。すなわち、
第１ローターコア２３を構成する一対のポールコアは、
回転軸４に嵌着される筒部と、この筒部の軸方向外端部
から径方向外側へ延設され、その後、第１界磁コイル２
４を囲むように延設される所定偶数の爪形磁極部とをそ
れぞれ有しており、各爪形磁極部は、周方向一定ピッチ
で配置されている。両ポールコアの爪形磁極部は、第１
ステータコア２１の内周面に対して所定の小間隙を隔て
てステータコア周方向互い違いに配置されている。第２
ローターコア３３を構成する一対のポールコアも同じで
ある。
３３は、それぞれ一対のポールコアを軸方向へ密着して
回転軸４にローレット嵌装されてなり、更に、この実施
例では、両ローターコア２３、３３は、軸方向に密着し
て配設されている。上記両ローターコア２３、３３は、
通常の単独ロータ構造のランデル型回転電機のローター
コアと本質的に同一形状に形成されている。すなわち、
第１ローターコア２３を構成する一対のポールコアは、
回転軸４に嵌着される筒部と、この筒部の軸方向外端部
から径方向外側へ延設され、その後、第１界磁コイル２
４を囲むように延設される所定偶数の爪形磁極部とをそ
れぞれ有しており、各爪形磁極部は、周方向一定ピッチ
で配置されている。両ポールコアの爪形磁極部は、第１
ステータコア２１の内周面に対して所定の小間隙を隔て
てステータコア周方向互い違いに配置されている。第２
ローターコア３３を構成する一対のポールコアも同じで
ある。
【００３４】第１界磁コイル２４及び第２界磁コイル３
４は、一対のスリップリング８１から互いに並列に給電
され、界磁コイル２４は、第１ローターコア２３の前端
側のポールコアの爪形磁極部をＮ極に磁化し、中央寄り
のポールコアの爪形磁極部をＳ極に磁化する。同じく、
界磁コイル３４は、第２ローターコア３３の後端側のポ
ールコアの爪形磁極部をＮ極に磁化し、中央寄りのポー
ルコアの爪形磁極部をＳ極に磁化する。
４は、一対のスリップリング８１から互いに並列に給電
され、界磁コイル２４は、第１ローターコア２３の前端
側のポールコアの爪形磁極部をＮ極に磁化し、中央寄り
のポールコアの爪形磁極部をＳ極に磁化する。同じく、
界磁コイル３４は、第２ローターコア３３の後端側のポ
ールコアの爪形磁極部をＮ極に磁化し、中央寄りのポー
ルコアの爪形磁極部をＳ極に磁化する。
【００３５】送風ファン２５は、第１ローターコア２３
の前端側のポールコアの前端面に固定された斜流ファン
であり、送風ファン３５は、第２ローターコア３３の後
端側のポールコアの後端面に固定された斜流ファンであ
る。
の前端側のポールコアの前端面に固定された斜流ファン
であり、送風ファン３５は、第２ローターコア３３の後
端側のポールコアの後端面に固定された斜流ファンであ
る。
【００３６】１１は、ハウジングの前端壁に開口された
冷却風吸入孔、１２はステータコイル９の前端側コイル
エンドに近接してハウジング１の周壁に開口された前端
側冷却風吐出孔、１３は、ハウジングの後端壁に開口さ
れた冷却風吸入孔、１４はステータコイル９の後端側コ
イルエンドに近接してハウジング１の周壁に開口された
後端側冷却風吐出孔、１５は、両ステータコア２１，３
１間の軸方向隙間に面して、ハウジング１の周壁に開口
された中央冷却風吐出孔である。
冷却風吸入孔、１２はステータコイル９の前端側コイル
エンドに近接してハウジング１の周壁に開口された前端
側冷却風吐出孔、１３は、ハウジングの後端壁に開口さ
れた冷却風吸入孔、１４はステータコイル９の後端側コ
イルエンドに近接してハウジング１の周壁に開口された
後端側冷却風吐出孔、１５は、両ステータコア２１，３
１間の軸方向隙間に面して、ハウジング１の周壁に開口
された中央冷却風吐出孔である。
【００３７】送風ファン２５が冷却風吸入孔１１から吸
入した冷却風の一部は、ステータコイル９の前端側コイ
ルエンドを冷却しつつ前端側冷却風吐出孔１２から外部
に吐出され、冷却風の残部は、第１ローターコア２３の
爪形磁極部間を通じて軸方向後方へ流れて界磁コイル２
４を冷却し、その後、両ステータコア２１，３１間の軸
方向隙間に延設されるステータコイル９の露出導体部分
（中央寄りコイルエンドともいう）を冷却しつつ径方向
外側へ流れて中央冷却風吐出孔１５から外部に排出され
る。
入した冷却風の一部は、ステータコイル９の前端側コイ
ルエンドを冷却しつつ前端側冷却風吐出孔１２から外部
に吐出され、冷却風の残部は、第１ローターコア２３の
爪形磁極部間を通じて軸方向後方へ流れて界磁コイル２
４を冷却し、その後、両ステータコア２１，３１間の軸
方向隙間に延設されるステータコイル９の露出導体部分
（中央寄りコイルエンドともいう）を冷却しつつ径方向
外側へ流れて中央冷却風吐出孔１５から外部に排出され
る。
【００３８】同様に、送風ファン３５が冷却風吸入孔１
２から吸入した冷却風の一部は、ステータコイル９の後
端側コイルエンドを冷却しつつ後端側冷却風吐出孔１４
から外部に吐出され、冷却風の残部は、第２ローターコ
ア３３の爪形磁極部間を通じて軸方向前方へ流れて界磁
コイル３４を冷却し、その後、両ステータコア２１，３
１間の軸方向隙間に延設されるステータコイル９の露出
導体部分（中央寄りコイルエンドともいう）を冷却しつ
つ径方向外側へ流れて中央冷却風吐出孔１５から外部に
排出される。
２から吸入した冷却風の一部は、ステータコイル９の後
端側コイルエンドを冷却しつつ後端側冷却風吐出孔１４
から外部に吐出され、冷却風の残部は、第２ローターコ
ア３３の爪形磁極部間を通じて軸方向前方へ流れて界磁
コイル３４を冷却し、その後、両ステータコア２１，３
１間の軸方向隙間に延設されるステータコイル９の露出
導体部分（中央寄りコイルエンドともいう）を冷却しつ
つ径方向外側へ流れて中央冷却風吐出孔１５から外部に
排出される。
【００３９】上記構成のタンデム式ランデル型回転電機
の一対の界磁コイル２４，３４に界磁コイル給電機構８
を通じて界磁コイル２４，３４に界磁電流を通電し、回
転軸４を回転すると、周知のように各ローターコア２
３，３３の各爪形磁極部が周方向極性交互に磁化され、
ステータコイル９に発電電圧が生じる。 （磁気式回転角度検出装置の構成）次に、この実施例の
要部をなす磁気式回転角度検出装置１０について以下に
説明する。ただし、磁気式回転角度検出装置１０は図１
では模式的に図示され、その拡大断面図を図２に詳細に
図示している。
の一対の界磁コイル２４，３４に界磁コイル給電機構８
を通じて界磁コイル２４，３４に界磁電流を通電し、回
転軸４を回転すると、周知のように各ローターコア２
３，３３の各爪形磁極部が周方向極性交互に磁化され、
ステータコイル９に発電電圧が生じる。 （磁気式回転角度検出装置の構成）次に、この実施例の
要部をなす磁気式回転角度検出装置１０について以下に
説明する。ただし、磁気式回転角度検出装置１０は図１
では模式的に図示され、その拡大断面図を図２に詳細に
図示している。
【００４０】この磁気式回転角度検出装置１０は、ハウ
ジング１の後端壁の外側、かつ、回転軸４を中心として
ブラシ８２に対し１８０度反対位置に配設されている。
ジング１の後端壁の外側、かつ、回転軸４を中心として
ブラシ８２に対し１８０度反対位置に配設されている。
【００４１】磁気式回転角度検出装置１０は、プリント
基板１０１、ホール素子（本発明でいう磁気センサ）１
０２、永久磁石１０３、第１の磁気バイパス部材１０
４、第２の磁気バイパス部材１０５、非磁性のリテーナ
１０６を有している。
基板１０１、ホール素子（本発明でいう磁気センサ）１
０２、永久磁石１０３、第１の磁気バイパス部材１０
４、第２の磁気バイパス部材１０５、非磁性のリテーナ
１０６を有している。
【００４２】リテーナ１０６は、回転軸３の後端にボル
ト１０７で締結された輪盤部材であり、リテーナ１０６
は、軟鉄輪板からなる第２の磁気バイパス部材１０５の
中心孔に圧入されている。 第２の磁気バイパス部材１
０５は、径方向中央部に段差を有し、この段差の内周面
に、リング状の永久磁石１０３が圧入されている。第２
の磁気バイパス部材１０５の内周縁は、永久磁石１０３
よりも径方向内側に位置し、第２の磁気バイパス部材１
０５の外周縁は、永久磁石１０３よりも径方向外側に位
置している。永久磁石１０３の前端面は、周方向一定ピ
ッチで極性交互に磁化されている。
ト１０７で締結された輪盤部材であり、リテーナ１０６
は、軟鉄輪板からなる第２の磁気バイパス部材１０５の
中心孔に圧入されている。 第２の磁気バイパス部材１
０５は、径方向中央部に段差を有し、この段差の内周面
に、リング状の永久磁石１０３が圧入されている。第２
の磁気バイパス部材１０５の内周縁は、永久磁石１０３
よりも径方向内側に位置し、第２の磁気バイパス部材１
０５の外周縁は、永久磁石１０３よりも径方向外側に位
置している。永久磁石１０３の前端面は、周方向一定ピ
ッチで極性交互に磁化されている。
【００４３】第１の磁気バイパス部材１０４及びプリン
ト基板１０１は、ねじ１０８によりハウジング１の後端
壁に重ねて締結されて径方向に延在している。第１の磁
気バイパス部材１０４はプリント基板１０１の背面に密
接している。第１の磁気バイパス部材１０４は、軟鉄輪
板からなり、その内周端は軸方向へ突出してホール素子
１０２の磁気シールド（界磁磁束バイパス）効果を向上
させている。第１の磁気バイパス部材１０４の内周縁
は、ホール素子１０２よりも径方向内側に位置し、第１
の磁気バイパス部材１０４の外周縁は、ホール素子１０
２よりも径方向外側に位置している。
ト基板１０１は、ねじ１０８によりハウジング１の後端
壁に重ねて締結されて径方向に延在している。第１の磁
気バイパス部材１０４はプリント基板１０１の背面に密
接している。第１の磁気バイパス部材１０４は、軟鉄輪
板からなり、その内周端は軸方向へ突出してホール素子
１０２の磁気シールド（界磁磁束バイパス）効果を向上
させている。第１の磁気バイパス部材１０４の内周縁
は、ホール素子１０２よりも径方向内側に位置し、第１
の磁気バイパス部材１０４の外周縁は、ホール素子１０
２よりも径方向外側に位置している。
【００４４】プリント基板１０１の表面には、ホール素
子１０２やホール素子１０２とともに磁気検出回路を構
成するその他の回路素子が実装されている。ホール素子
１０２は軸方向に小間隙を挟んで永久磁石１０３の前端
面すなわち磁極面に対面している。
子１０２やホール素子１０２とともに磁気検出回路を構
成するその他の回路素子が実装されている。ホール素子
１０２は軸方向に小間隙を挟んで永久磁石１０３の前端
面すなわち磁極面に対面している。
【００４５】１０９は、アルミニウム製の保護カバーで
あり、保護カバー１０９は、ブラシホルダ８３に保持さ
れたブラシ８２と磁気式回転角度検出装置１０とを密
閉、保護している。
あり、保護カバー１０９は、ブラシホルダ８３に保持さ
れたブラシ８２と磁気式回転角度検出装置１０とを密
閉、保護している。
【００４６】界磁コイル２３，２４への通電により回転
軸４の両端部はN極に磁化され、この回転軸４の両端部
から径方向外側又は軸方向中央側へ流れる漏れ界磁磁束
は、高透磁性の第１の磁気バイパス部材１０４や第２の
磁気バイパス部材１０５を通じて径方向外側へ流れ、ス
テータコア２１，３１に達する。
軸４の両端部はN極に磁化され、この回転軸４の両端部
から径方向外側又は軸方向中央側へ流れる漏れ界磁磁束
は、高透磁性の第１の磁気バイパス部材１０４や第２の
磁気バイパス部材１０５を通じて径方向外側へ流れ、ス
テータコア２１，３１に達する。
【００４７】これにより、両磁気バイパス部材２１，３
１間に位置するホール素子１０２近傍の漏れ界磁磁界
は、大幅に低減され、ホール素子１０２の回転角検出精
度を向上させることができる。
１間に位置するホール素子１０２近傍の漏れ界磁磁界
は、大幅に低減され、ホール素子１０２の回転角検出精
度を向上させることができる。
【００４８】なお、保護カバー１０９を軟鉄性として、
第三の磁気バイパス部材とすることもできる。
第三の磁気バイパス部材とすることもできる。
【図１】実施例１のタンデム式ランデル型回転電機の模
式軸方向断面図である。
式軸方向断面図である。
【図２】図１の一部拡大軸方向断面図である。
１ ハウジング ２ 第１回転電機部 ３ 第２回転電機部 ４ 回転軸 ５ プーリ ６、７ 軸受け ８ 界磁コイル給電機構 ９ ステータコイル １０ 磁気式回転角度検出装置 １１ 冷却風吸入孔 １２ 前端側冷却風吐出孔 １３ 冷却風吸入孔 １４ 後端側冷却風吐出孔 １５ 中央冷却風吐出孔 ２１ 第１ステータコア ２３ 第１ローターコア ２４ 第１界磁コイル ２５ 送風ファン ３１ 第２ステータコア ３３ 第２ローターコア ３４ 第２界磁コイル ３５ 送風ファン １０１ プリント基板 １０２ ホール素子（磁気センサ） １０３ 永久磁石 １０４ 第１の磁気バイパス部材１０４ １０５ 第２の磁気バイパス部材 １０６ リテーナ
Claims (5)
- 【請求項１】界磁コイルにより磁化されるランデル型ロ
ータコアが嵌着される回転軸と、 前記回転軸の先端部に装着されて周方向極性交互に磁化
された複数の磁極を有する永久磁石と、 ハウジングに固定されて前記永久磁石の前記磁極に小間
隙を隔てて対面可能な磁気センサと、 を有する磁気式回転角度検出装置を有するランデル型回
転電機において、 前記磁気センサの背面に近接して略径方向に延設される
とともに、前記回転軸を通じて流れる漏れ界磁磁束をバ
イパスする高透磁性の第１の磁気バイパス部材を有する
ことを特徴とする磁気式回転角度検出装置を有するラン
デル型回転電機。 - 【請求項２】請求項１記載の磁気式回転角度検出装置を
有するランデル型回転電機において、 前記第１の磁気バイパス部材は、前記磁気センサよりも
径方向内側に位置する径内端と、前記磁気センサよりも
径方向外側に位置する径外端とを有することを特徴とす
る磁気式回転角度検出装置を有するランデル型回転電
機。 - 【請求項３】界磁コイルにより磁化されるランデル型ロ
ータコアが嵌着される回転軸と、 前記回転軸の先端部に装着されて周方向極性交互に磁化
された複数の磁極を有する永久磁石と、 ハウジングに固定されて前記永久磁石の前記磁極に小間
隙を隔てて対面可能な磁気センサと、 を有する磁気式回転角度検出装置を有するランデル型回
転電機において、 前記永久磁石の背面に近接して略径方向に延設されると
ともに、前記回転軸を通じて流れる漏れ界磁磁束をバイ
パスする高透磁性の第２の磁気バイパス部材を有するこ
とを特徴とする磁気式回転角度検出装置を有するランデ
ル型回転電機。 - 【請求項４】請求項３記載の磁気式回転角度検出装置を
有するランデル型回転電機において、 前記第２の磁気バイパス部材は、前記永久磁石よりも径
方向内側に位置する径内端と、前記永久磁石よりも径方
向外側に位置する径外端とを有することを特徴とする磁
気式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか記載の磁気式回
転角度検出装置を有するランデル型回転電機において、 前記磁気センサは前記永久磁石の前記磁極に軸方向に小
間隙を隔てて対面可能に配置されることを特徴とする磁
気式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000361707A JP3573086B2 (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 磁気式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000361707A JP3573086B2 (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 磁気式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002171723A true JP2002171723A (ja) | 2002-06-14 |
| JP3573086B2 JP3573086B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=18833102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000361707A Expired - Fee Related JP3573086B2 (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 磁気式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573086B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111740547A (zh) * | 2019-03-22 | 2020-10-02 | 日本电产（大连）有限公司 | 马达、车载产品以及马达的组装方法 |
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-
2000
- 2000-11-28 JP JP2000361707A patent/JP3573086B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN111740547A (zh) * | 2019-03-22 | 2020-10-02 | 日本电产（大连）有限公司 | 马达、车载产品以及马达的组装方法 |
| CN111740547B (zh) * | 2019-03-22 | 2023-02-21 | 日本电产（大连）有限公司 | 马达、车载产品以及马达的组装方法 |
| CN111740547B8 (zh) * | 2019-03-22 | 2023-06-09 | 日本电产（大连）有限公司 | 马达、车载产品以及马达的组装方法 |
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|---|---|
| JP3573086B2 (ja) | 2004-10-06 |
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