JP2007282403A - 着磁方法及び着磁装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高感度の磁気センサを用いたりセンサマグネットを高磁力に着磁したりすることなくロータの回転位置の検出精度を向上することが可能な着磁方法を提供する。
【解決手段】ロータコア8を第1の着磁ヨーク80に挿入し、第1の着磁ヨーク80側に通電してロータマグネット30を径方向に着磁した後に、第2の着磁ヨーク90側に通電してセンサマグネット40を軸方向に着磁する。
【選択図】図4
【解決手段】ロータコア8を第1の着磁ヨーク80に挿入し、第1の着磁ヨーク80側に通電してロータマグネット30を径方向に着磁した後に、第2の着磁ヨーク90側に通電してセンサマグネット40を軸方向に着磁する。
【選択図】図4
Description
本発明は、モータのロータに固定されるロータマグネット及びセンサマグネットを好適に着磁するための着磁方法及び着磁装置に関する。
従来、例えば特許文献1に記載されているように、ロータコアの軸方向一方側にロータの回転位置検出用のセンサマグネットが設けられたロータを備えたブラシレスモータがある。このようなブラシレスモータにおいては、制御部はセンサマグネットに軸方向に対向する磁気センサによってセンサマグネットの磁極位置を検出し、該磁極位置に応じた駆動電流をステータ側に供給するようになっている。そのため、ロータマグネットの磁極位置とセンサマグネットの磁極位置とを精度良く配置する必要がある。
ところで、着磁がなされたマグネットをロータコアに固定する場合、各マグネット間で磁力が作用し組みつけを煩わしくし、特に特許文献1のようにロータ内にロータマグネットを挿入して固定する埋込磁石型のロータでは、固定が容易でない。また、着磁がなされたマグネットをロータに固定する場合、組み付け誤差によってセンサマグネットとロータマグネットとの間の磁極位置にずれが生じる。
そのため、特許文献2には、着磁前のロータマグネット及びセンサマグネットをロータコアに固定した後に、ロータマグネット及びセンサマグネットを着磁する着磁方法が記載されている。これによれば、着磁前のマグネットをロータコアに固定した後に着磁を行うので、組みつけを容易にするとともにセンサマグネットの磁極位置とロータマグネットの磁極位置との位置ずれも生じない。
特開2005−269875号公報
特開2002−78309号公報
しかしながら、特許文献2では、ロータマグネット及びセンサマグネットをともに径方向に着磁しているため、ロータマグネットの磁界の影響を極力受けないように磁気センサをセンサマグネットに軸方向に対向させる一般的な配置構造を用いると、磁気センサはセンサマグネットの軸方向への漏れ磁束を利用して磁極位置を検出することとなる。そのため、軸方向に着磁されたセンサマグネットを用いる場合と比較して、高感度の磁気センサを採用する若しくはセンサマグネットを高磁力に着磁する必要があった。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、高感度の磁気センサを用いたりセンサマグネットを高磁力に着磁したりすることなくロータの回転位置の検出精度を向上することが可能な着磁方法及び着磁装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、ロータに固定されるロータマグネットと前記ロータの回転位置を検出するためのセンサマグネットとを備えたモータ用ロータにおいて、着磁前の前記ロータマグネットをロータコアに固定するとともに、着磁前の前記センサマグネットを前記ロータに固定し、その固定後、各マグネットに対して着磁する着磁方法であって、着磁コイルが巻回されてなる径方向着磁ヨークによって前記ロータマグネットを径方向に着磁する工程と、前記工程後に、着磁コイルが巻回されてなる軸方向着磁ヨークによって前記センサマグネットを軸方向に着磁する工程とを備えた。
同構成によれば、ロータに予め固定される着磁前のロータマグネット及びセンサマグネットにおいて、径方向着磁ヨーク及び着磁コイルによってロータマグネットが径方向に着磁された後に、軸方向着磁ヨーク及び着磁コイルによってセンサマグネットが軸方向に着磁される。これにより、センサマグネットに軸方向に対向させる一般的な配置構造を用いた磁気センサにはセンサマグネットの磁束が十分に供給されることになり、該磁気センサに高感度のタイプを使用する必要がなく、しかもセンサマグネットを高磁力に着磁しなくてもロータの回転位置の検出精度が向上する。また、このようにセンサマグネットをロータマグネットの着磁方向と直交する方向に着磁する場合にはセンサマグネットの着磁をロータマグネットの着磁よりもタイミングを遅くすることで、ロータマグネットの着磁を行う磁力との兼ね合いを考慮せずセンサマグネットを着磁する磁力を小さく設定できる。そのため、センサマグネットを着磁する磁力を抑えながらも該センサマグネットへの着磁が的確に行われ、センサマグネットを着磁するための磁力によってロータマグネットの磁極位置に影響が及ぶことを抑制することが可能となり、このことによってもロータの回転位置の検出精度が向上する。また、センサマグネットの着磁をロータマグネットの着磁よりもタイミングを遅くすることで、ロータマグネットの着磁による大きな磁力によってセンサマグネットに形成された磁力を低下させたり着磁位置を歪ませたりすることを抑制できる。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の着磁方法において、前記ロータに周方向で係合する周方向係合部を用いて前記ロータコアの前記径方向着磁ヨークに対する周方向の位置決めをする。
同構成によれば、周方向係合部によってロータコアは径方向着磁ヨークに対して周方向の位置決めがされるため、ロータコアに複数個ロータマグネットが設けられるような場合には径方向着磁ヨークに対して適切な位置に配置することができる。よって、ロータマグネットを容易かつ確実に精度良く着磁することができる。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の着磁方法において、前記径方向着磁ヨークと前記軸方向着磁ヨークとの間に遮蔽部材を介在させ、一方の着磁ヨークで生じた磁束が他方の着磁ヨークに流れ込むことを抑制する。
同構成によれば、遮蔽部材により、一方の着磁ヨークで生じた磁束が他方の着磁ヨークに流れ込むことが抑制される。よって、径方向着磁ヨークが軸方向着磁ヨークによって着磁されるセンサマグネットの磁極に影響を与えることを抑止することができるとともに、軸方向着磁ヨークが径方向着磁ヨークによって着磁されたロータマグネットの磁極に影響を与えることを抑止することができる。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか1項に記載の着磁方法において、前記径方向着磁ヨークを前記センサマグネットのロータコア側端面よりも軸方向内側に配置する。
同構成によれば、径方向着磁ヨークがセンサマグネットのロータコア側端面よりも軸方向内側に配置されるため、径方向着磁ヨークとセンサマグネットとが径方向に対向しない。よって、径方向着磁ヨークがセンサマグネットに及ぼす影響を小さくすることが可能となり、センサマグネットをより精度よく着磁することができる。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れか1項に記載の着磁方法において、前記ロータマグネットには径方向配向性磁石が用いられ、前記センサマグネットには軸方向配向性磁石が用いられる。
同構成によれば、ロータマグネットには径方向配向性磁石が用いられているため、ロータマグネットは径方向に比べて軸方向には着磁され難い。そのため、ロータマグネットはセンサマグネットを着磁するための軸方向着磁ヨークによる着磁の影響を受け難くい。また、センサマグネットには軸方向配向性磁石が用いられているため、センサマグネットは軸方向に比べて径方向には着磁され難い。そのため、センサマグネットはロータマグネットを着磁するための径方向着磁ヨークによる着磁の影響を受け難くい。よって、ロータマグネット及びセンサマグネットへの着磁が的確に行うことができる。
また、請求項6に記載の発明は、請求項1〜5の何れか1項に記載の着磁方法において、軸方向において前記センサマグネットと前記ロータコアとの間に隙間を設けた。
同構成によれば、軸方向においてセンサマグネットとロータコアとの間に隙間が設けられるため、軸方向着磁ヨークと径方向着磁ヨークによって着磁されるロータマグネットとをより離間して配置することが可能となり、センサマグネットを着磁するための軸方向着磁ヨークのロータマグネットへの影響を低減することができる。
同構成によれば、軸方向においてセンサマグネットとロータコアとの間に隙間が設けられるため、軸方向着磁ヨークと径方向着磁ヨークによって着磁されるロータマグネットとをより離間して配置することが可能となり、センサマグネットを着磁するための軸方向着磁ヨークのロータマグネットへの影響を低減することができる。
また、請求項7に記載の発明は、ロータに固定されるロータマグネットと前記ロータの回転位置を検出するためのセンサマグネットとを備えたモータ用ロータにおいて、着磁前の前記ロータマグネットをロータコアに固定するとともに、着磁前の前記センサマグネットを前記ロータに固定し、その固定後、各マグネットに対して着磁する着磁装置であって、着磁コイルが巻回され前記ロータマグネットを径方向に着磁する径方向着磁ヨークと、着磁コイルが巻回され前記センサマグネットを軸方向に着磁する軸方向着磁ヨークとを備え、前記径方向着磁ヨークにて前記ロータマグネットを径方向に着磁した後に前記軸方向着磁ヨークにて前記センサマグネットを軸方向に着磁する。
同構成によれば、ロータに予め固定される着磁前のロータマグネット及びセンサマグネットにおいて、径方向着磁ヨーク及び着磁コイルによってロータマグネットが径方向に着磁された後に、軸方向着磁ヨーク及び着磁コイルによってセンサマグネットが軸方向に着磁される。これにより、センサマグネットに軸方向に対向させる一般的な配置構造を用いた磁気センサにはセンサマグネットの磁束が十分に供給されることになり、該磁気センサに高感度のタイプを使用する必要がなく、しかもセンサマグネットを高磁力に着磁しなくてもロータの回転位置の検出精度が向上する。また、このようにセンサマグネットをロータマグネットの着磁方向と直交する方向に着磁する場合にはセンサマグネットの着磁をロータマグネットの着磁よりもタイミングを遅くすることで、ロータマグネットの着磁を行う磁力との兼ね合いを考慮せずセンサマグネットを着磁する磁力を小さく設定できる。そのため、センサマグネットを着磁する磁力を抑えながらも該センサマグネットへの着磁が的確に行われ、センサマグネットを着磁するために形成される磁束によってロータマグネットの磁極位置に影響が及ぶことを抑制することが可能となり、このことによってもロータの回転位置の検出精度が向上する。
本発明によれば、高感度の磁気センサを用いたりセンサマグネットを高磁力に着磁したりすることなくロータの回転位置の検出精度を向上することが可能な着磁方法及び着磁装置を提供することができる。
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施の形態のブラシレスモータ1を示している。ブラシレスモータ1のハウジング2は略有底円筒状に形成され、該ハウジング2の開口部2aには、その開口部2aの閉塞のためのエンドフレーム3が固定される。ハウジング2の内周壁2bには、略筒状に形成されたステータ10が配置されている。
図1は、本実施の形態のブラシレスモータ1を示している。ブラシレスモータ1のハウジング2は略有底円筒状に形成され、該ハウジング2の開口部2aには、その開口部2aの閉塞のためのエンドフレーム3が固定される。ハウジング2の内周壁2bには、略筒状に形成されたステータ10が配置されている。
ステータ10は略筒状に形成されたステータコア11を備えている。ステータコア11は、ハウジング2の内周に沿って配設される環状部12と、該環状部12の内周面から径方向内側に延設された12個(図1において径方向に対向する2個のみ図示)のティース部13とを備えている。ティース部13は、周方向に等角度(30°)間隔に配置されている。また、ステータコア11には反エンドフレーム側インシュレータ20aとエンドフレーム側インシュレータ20bとが装着されている。そして、前記ティース部13にインシュレータ20a,20b上から絶縁被膜に覆われた導線がそれぞれ集中巻にて巻回されることにより、12個の巻線14が形成されている。
また、ハウジング2の底部2cには第1軸受保持部2dが設けられている。第1軸受保持部2dはハウジング2の底部略中央部分を凹設されてなり、その内周側には第1軸受4が配設されている。また、エンドフレーム3のハウジング側(図1において右側)略中央部分には第2軸受保持部3aが設けられている。第2軸受保持部3aはエンドフレーム3のハウジング側の面に略環状に立設されてなり、その内周側には第2軸受5が収容されている。第1軸受4の内輪4a及び第2軸受5の内輪5aの内周面にはロータ6の回転軸7が固定され、回転軸7(ロータ6)は各軸受4,5にて回転可能に支持されている。因みに、第2軸受保持部3aの底面には、皿ばねSが設けられ、第2軸受5の外輪5bの端面は前記第1軸受4側に押圧される。
ロータ6において、回転軸7には該回転軸7と同軸を有する略円柱状に形成されたロータコア8が同軸的に固定されている。ロータコア8は、複数枚のコアシートが軸方向に積層されてなり、図2に示すように、その略中央部分には前記回転軸7が固定される回転軸固定孔8aが形成されている。また、ロータコア8には、該ロータコア8を軸方向に貫く8個の磁石埋め込み孔8bが形成されている。磁石埋め込み孔8bは径方向内側に膨らむ略円弧状の断面形状を有して形成されている。また、磁石埋め込み孔8bは、ロータコア8の周方向に等間隔(45°間隔)で配置されており、該磁石埋め込み孔8bには、それぞれロータマグネット30が収容され固定されている。
ロータマグネット30は径方向内側に膨らむ略円弧状の断面形状を有する略板状に形成されている。また、ロータマグネット30には径方向に磁化され易い径方向配向性磁石が用いられており、各ロータマグネット30はロータコア8への固定後において後述する着磁装置70によって径方向に磁化され径方向に磁束の流れが形成されている。ロータコア8の外周面には、ロータマグネット30により周方向に等角度間隔(45°間隔)にN極及びS極が交互に表れ、8個の磁極が設けられている。また、図1に示すように、ロータコア8の両端面には略環状に形成されたカバー8c,8dが設けられており、該カバー8c,8dによって磁石埋め込み孔8bの開口部が閉塞されている。ロータコア8、カバー8c,8d及び後述するセンサマグネットホルダ50はリベット8eによって軸方向に締結されている。
また、図1及び図3に示すように、ロータコア8のエンドフレーム側には、センサマグネット40がセンサマグネットホルダ50によって固定されている。センサマグネットホルダ50は、略環状に形成された固定部51を備えている。センサマグネットホルダ50は、固定部51を軸方向に貫くリベット8eによってロータコア8のエンドフレーム側に固定される。また、センサマグネットホルダ50は、ロータコア8に固定される固定部51から軸方向に延びる突設部52を備えている。突設部52は固定部51の外周から軸方向に略筒状に突設されている。突設部52の先端には突設部52の先端から軸方向に対して略直角をなして径方向外側へ延設されロータコア8の外径と略同一の外径を有する環状のマグネット固定部53が形成されている。マグネット固定部53の外周には軸方向に立設された略環状の嵌合支持部54が形成されており、嵌合支持部54に略環状に形成されたセンサマグネット40が内嵌されて固定されている。センサマグネット40が突設部52の先端に設けられた固定部51に固定されることにより、センサマグネット40は、軸方向からみてロータコア8の端面において略外延部に配置される(図3参照)とともに、軸方向においてセンサマグネット40とロータコア8との間に隙間が設けられる(図1参照)。因みに、図1に示すように、センサマグネット40は軸方向においてステータ10よりもエンドフレーム側に配置される。
図3に示すように、センサマグネット40には軸方向に着磁され易い軸方向配向性磁石が用いられており、センサマグネット40はロータ6に固定されたセンサマグネットホルダ50への固定後において後述する着磁装置70によって軸方向に磁化され軸方向に磁束の流れが形成されている。センサマグネット40の反ロータコア側の端面40aには、周方向に等角度間隔(45°間隔)にN極とS極とが交互に設けられ、8個の磁極が形成されている。なお、センサマグネット40の磁極位置はモータ制御上、ロータマグネット30の磁極位置から周方向に7.5°ずらしている。
また、ロータコア8において前記センサマグネットホルダ50の固定部51よりも径方向内側には、後述する着磁装置70に周方向に係合する被係合部としての4個の周方向位置決め孔8fがロータコア8の周方向に等角度間隔に貫通形成されている。
図1に示すように、前記ステータ10の巻線14の端末14aは、エンドフレーム3に形成された貫通孔3bを通ってエンドフレーム3の反ステータ側(図1図示状態で左側)に引き出されている。ここで、エンドフレーム3の反ステータ側(図1図示状態で左側)には制御回路60を備えた回路基板61が固定されている。エンドフレーム3の反ステータ側へと引き出された端末14aは制御回路60から延びるリード端子62にヒュージングにて接続される。なお、エンドフレーム3の反ステータ側(図1図示状態で左側)にはモータカバー63が装着されており、前記制御回路60は該モータカバー63によって覆われている。
また、エンドフレーム3には該エンドフレーム3を軸方向に貫く露出孔3cが形成され、該露出孔3cから回路基板61の一部がロータ6側に露出している。そして、該回路基板61の露出された部分には磁気センサとしてのホールIC64が前記センサマグネット40に軸方向において対向するよう配置されている。ホールIC64は、センサマグネット40の回転にともなう磁束(磁極位置)の変化を検出し検出信号を制御回路60に出力する。制御回路60は、ホールIC64の検出信号によってロータコア8の回転位置を検出する。そして、制御回路60は、ホールIC64の検出信号、すなわちロータコア8の回転位置に基づいてステータ10の巻線14に駆動電流を供給する。それにより、ステータ10に回転磁界が生じ、その回転磁界によってロータコア8が回転する。
前記ハウジング2には、前記第1軸受保持部2dの底部2e略中央部分をさらに凹設されてなる凹部2fが形成されている。また、ハウジング2には、凹部2fの底部を軸方向に貫く挿通孔2gが形成されている。前記回転軸7は該挿通孔2gに挿通されてハウジング2の外部に突出している。なお、凹部2fにはオイルシール9が配設されておりハウジング2と回転軸7との隙間は該オイルシール9によってシールされている。
図1に示すように、回転軸7のハウジング2から突出する突出部7aには、回転軸7を径方向に貫通する取付孔7bが形成されるとともにジョイント7cが装着される。ジョイント7cには、前記取付孔7bよりも僅かに大きな直径を有するとともに該ジョイント7cを径方向に貫通する被取付孔7dが形成されている。ジョイント7cは、取付ピン7eを被取付孔7dに挿通するとともに前記取付孔7bに圧入することによって、回転軸7に固定される。そして、図示しない被駆動体は該回転軸7の径方向外側に連結され回転軸7と径方向で係合する。また、ジョイント7cには、径方向に延びる回転係合部7fが形成されており、回転軸7の取付孔7bは該ロータコア8とともに回転軸7が回転することによってジョイント7cを介して図示しない被駆動体(図示略)と周方向で係合し該被駆動体が駆動される。
次に、上述したロータ6に設けられたロータマグネット30及びセンサマグネット40を着磁する着磁装置70について説明する。
図4に示すように、着磁装置70は、略円筒状に形成された第1の着磁ヨーク80と、第1の着磁ヨーク80と同軸を有する略円筒状に形成され第1の着磁ヨーク80の軸方向一方側に設けられた第2の着磁ヨーク90とを備えている。また、着磁装置70は、第2の着磁ヨーク90と同軸を有する略円柱状に形成されるとともに軸方向反第1の着磁ヨーク側(図4において左側)から第2の着磁ヨーク90の内側に挿入される位置決め部材100を備えている。
図4に示すように、着磁装置70は、略円筒状に形成された第1の着磁ヨーク80と、第1の着磁ヨーク80と同軸を有する略円筒状に形成され第1の着磁ヨーク80の軸方向一方側に設けられた第2の着磁ヨーク90とを備えている。また、着磁装置70は、第2の着磁ヨーク90と同軸を有する略円柱状に形成されるとともに軸方向反第1の着磁ヨーク側(図4において左側)から第2の着磁ヨーク90の内側に挿入される位置決め部材100を備えている。
第1の着磁ヨーク80は、径方向着磁ヨーク81を備えている。図5に示すように、径方向着磁ヨーク81は、前記ロータコア8の外径と略等しい内径にて略環状に形成されている。また、径方向着磁ヨーク81には、該径方向着磁ヨーク81の内周面を径方向に放射線状に凹設されてなる8個のスロット81aが周方向に等角度間隔(45°間隔)で形成されている。そして、各径方向ティース部81bには着磁コイル81dが巻回されており、各着磁コイル81dに通電されることにより径方向着磁ヨーク81の内周面に径方向に沿う磁束が形成される。また、各隣接する径方向ティース部81bに巻回された着磁コイル81dの巻回方向は互いに異なっており、径方向着磁ヨーク81の内周面にはS極及びN極が周方向に交互に形成される。即ち、第1の着磁ヨーク80の内周には、周方向に等間隔(45°間隔)でロータコア8の径方向に沿う磁束を形成する8個の磁極が設けられている。なお、径方向着磁ヨーク81には図示しない冷却水供給口が形成されており、該径方向着磁ヨーク81が冷却されるようになっている。また、各径方向ティース部81bの端面81cの軸方向長さはロータコア8よりも若干長く形成されているとともに、周方向長さは前記ロータコア8に埋設されたロータマグネット30の周方向幅と略等しくなっている。
また、図4に示すように、径方向着磁ヨーク81の第2の着磁ヨーク側(図4において左側)の端面において前記径方向ティース部81bよりも径方向外周側の部分には、径方向着磁ヨーク81と同軸的な略環状に軸方向に延設された延設部81eが設けられている。径方向着磁ヨーク81の第2の着磁ヨーク側(図4において左側)には該延設部81eに密着して遮蔽部材82が設けられている。
遮蔽部材82は非磁性部材(例えばステンレス)からなり、径方向着磁ヨーク81の外径に略等しい外径と径方向着磁ヨーク81の内径に略等しい内径にて環状に形成されている。また、遮蔽部材82の内周面において径方向着磁ヨーク側(図4において右側)には、該内周面を径方向外側にさらに凹設された凹設部82aが形成されている。凹設部82aの内径は径方向着磁ヨーク81の延設部81eの内径に略等しくなっており、遮蔽部材82は径方向着磁ヨーク81の内周側に形成された着磁コイル81dに接触しないようになっている。
また、径方向着磁ヨーク81の反第2の着磁ヨーク側(図4において右側)には、径方向着磁ヨーク81の外径と略等しい外径にて筒状に形成され非磁性体(例えば真鍮)からなるモールドカバー83の一端が当接している。また、モールドカバー83の他端側には、該モールドカバー83の開口を覆うようにして第1のヨークカバー84が設けられている。第1のヨークカバー84は非磁性体(例えば真鍮)からなり、径方向着磁ヨーク81の外径に略等しい外径と遮蔽部材82及び径方向着磁ヨーク81の径方向ティース部81bの内径に等しい内径とを備えた略環状に形成されている。
径方向着磁ヨーク81、遮蔽部材82、モールドカバー83及び第1のヨークカバー84はモールド部材85によって一体に形成されており、前記径方向着磁ヨーク81の径方向ティース部81bに巻回された着磁コイル81dがモールド封止されている。また、モールド部材85には該モールド部材85を軸方向に貫く第1挿入孔85aが形成されている。第1挿入孔85aは前記径方向着磁ヨーク81の内径と略等しい内径を備えており、径方向ティース部81bの端面81cが内周側に露出している。
第2の着磁ヨーク90は、前記第1の着磁ヨーク80の外径に等しい外径と同第1の着磁ヨーク80の内径よりも小さな内径にて形成されている。また、第2の着磁ヨーク90は軸方向着磁ヨーク91を備えている。
軸方向着磁ヨーク91は、前記第1の着磁ヨーク80の外径に等しい外径と前記センサマグネット40の内径よりも小さな内径にて略環状に形成された基部91aを備えている。また、基部91aには径方向内側の部分を第1の着磁ヨーク側(図4において右側)に略環状に延設されてなるヨーク延設部91bが形成されている。
ヨーク延設部91bは、センサマグネット40の外径よりも若干大きい外径と基部91aの内径と略等しい内径にて形成されている。また、ヨーク延設部91bの先端部分には、同ヨーク延設部91bの内周面において先端側の部分が径方向外側へと凹設され、前記基部91aの内径よりも大きくセンサマグネット40の内径よりも若干小さい内径にて略環状に形成された先端部91cが形成されている。
図6に示すように、先端部91cには、同先端部91cの先端面91dを軸方向に凹設されてなる8個のスロット91eが周方向に等角度間隔(45°間隔)で形成されている。そして、隣接するスロット91e間の各軸方向ティース部91fには着磁コイル91g(図4参照、図6においては省略)が巻回されており各着磁コイル91gに通電されることにより軸方向着磁ヨーク91の軸方向端面に軸方向に沿う磁束が形成される。また、各隣接する軸方向ティース部91fに巻回された着磁コイル91gの巻回方向は互いに異なっており、軸方向着磁ヨーク91の先端部91cの先端面91dにはS極及びN極が周方向に交互に形成される。即ち、第2の着磁ヨーク90の第1の着磁ヨーク側の端面には、周方向に等角度間隔(45°間隔)でロータコア8の軸方向に沿う磁束を形成する8個の磁極が設けられている。なお、軸方向着磁ヨーク91の磁極位置は径方向着磁ヨーク81の磁極位置から周方向に7.5°ずれて配置されている。
また、図4に示すように、軸方向着磁ヨーク91の第1の着磁ヨーク側(図4において右側)には、非磁性体(例えば真鍮)からなる第2のモールドカバー92が設けられている。第2のモールドカバー92は軸方向着磁ヨーク91の外径と略等しい外径を有する筒状に形成されている。第2のモールドカバー92の一端は軸方向着磁ヨーク91に当接し、同第2のモールドカバー92の他端は前記第1の着磁ヨーク80の遮蔽部材82に当接している。即ち、軸方向において軸方向着磁ヨーク91と径方向着磁ヨーク81との間に前記遮蔽部材82が介在されている。
軸方向着磁ヨーク91及び第2のモールドカバー92はモールド部材93によって一体に形成されており、前記軸方向着磁ヨーク91の軸方向ティース部91fに巻回された着磁コイル91gがモールド封止されている。なお、第2のモールドカバー92の軸方向長さは、軸方向着磁ヨーク91の基部91aの端面から軸方向ティース部91fの先端までの長さと略等しくなっており、軸方向着磁ヨーク91の軸方向ティース部91fの端面はモールド部材93から軸方向に露出している。
ここで、前記ロータコア8は、センサマグネット40が第2の着磁ヨーク側に配置されるよう、第1の着磁ヨーク80の第1挿入孔85aに挿入される。そして、ロータコア8に設けられたロータマグネット30が径方向着磁ヨーク81の径方向ティース部81bに径方向に対向して配置されるとともに、ロータコア8の端面に固定されたセンサマグネット40が軸方向着磁ヨーク91に軸方向に対向して配置される。因みに、軸方向において前記第1の着磁ヨーク80(遮蔽部材82)の第2の着磁ヨーク側(図4において左側)の端面から径方向着磁ヨーク81の第2の着磁ヨーク90側の端面までの距離はセンサマグネット40の軸方向幅(高さ)よりも若干大きくなっている。そのため、径方向着磁ヨーク81はセンサマグネット40のロータコア側端面40bよりも軸方向内側に配置される。
また、第2の着磁ヨーク90のモールド部材93には軸方向着磁ヨーク91の内径と略等しい内径を有する第2挿入孔93aが貫通形成されており、第2の着磁ヨーク90の反第1の着磁ヨーク80側から挿入された位置決め部材100が第1の着磁ヨーク側(図4において右側)に露出するようになっている。
位置決め部材100は、軸方向着磁ヨーク91の内径と略等しい外径にて略円柱状に形成されており、第1の着磁ヨーク80及び第2の着磁ヨーク90に対して回転可能となっている。また、位置決め部材100の端面には周方向係合部としての突起101が設けられており、該突起101をロータコア8に形成された周方向位置決め孔8fに挿入することによって位置決め部材100とロータコア8とが周方向で係合するようになっている。
次に、上述した着磁装置70による着磁方法について説明する。
まず、図4に示すように、センサマグネット40とロータマグネット30(図2参照)とが固定されたロータコア8を第1の着磁ヨーク80に挿入する。そして、センサマグネット40を第2の着磁ヨーク90に当接させて軸方向着磁ヨーク91の軸方向ティース部91fとセンサマグネット40とを軸方向に対向させるとともに、径方向着磁ヨーク81の径方向ティース部81bとロータマグネット30とを径方向に対向させる。そして、ロータコア8の周方向位置決め孔8fに前記位置決め部材100の突起101を挿入して、図5に示すように第1の着磁ヨーク80の径方向ティース部81bに前記ロータコア8に埋設されたロータマグネット30が径方向で対向するように位置決めする。そして、第1の着磁ヨーク80側に通電してロータマグネット30を径方向に着磁し、その後、第2の着磁ヨーク90側に通電してセンサマグネット40を軸方向に着磁する。このようにして、ロータ6固定後のロータマグネット30及びセンサマグネット40の着磁がなされている。
まず、図4に示すように、センサマグネット40とロータマグネット30(図2参照)とが固定されたロータコア8を第1の着磁ヨーク80に挿入する。そして、センサマグネット40を第2の着磁ヨーク90に当接させて軸方向着磁ヨーク91の軸方向ティース部91fとセンサマグネット40とを軸方向に対向させるとともに、径方向着磁ヨーク81の径方向ティース部81bとロータマグネット30とを径方向に対向させる。そして、ロータコア8の周方向位置決め孔8fに前記位置決め部材100の突起101を挿入して、図5に示すように第1の着磁ヨーク80の径方向ティース部81bに前記ロータコア8に埋設されたロータマグネット30が径方向で対向するように位置決めする。そして、第1の着磁ヨーク80側に通電してロータマグネット30を径方向に着磁し、その後、第2の着磁ヨーク90側に通電してセンサマグネット40を軸方向に着磁する。このようにして、ロータ6固定後のロータマグネット30及びセンサマグネット40の着磁がなされている。
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)ロータ6に予め固定される着磁前のロータマグネット30及びセンサマグネット40において、径方向着磁ヨーク81及び着磁コイル81dによってロータマグネット30が径方向に着磁された後に、軸方向着磁ヨーク91及び着磁コイル91gによってセンサマグネット40が軸方向に着磁される。これにより、センサマグネット40に軸方向に対向させる一般的な配置構造を用いた磁気センサ(ホールIC64)にはセンサマグネット40の磁束が十分に供給されることになり、該磁気センサに高感度のタイプを使用する必要がなく、しかもセンサマグネット40を高磁力に着磁しなくてもロータ6の回転位置の検出精度が向上する。また、このようにセンサマグネット40をロータマグネット30の着磁方向と直交する方向に着磁する場合にはセンサマグネット40の着磁をロータマグネット30の着磁よりもタイミングを遅くすることで、ロータマグネット30の着磁を行う磁力との兼ね合いを考慮せずセンサマグネット40を着磁する磁力を小さく設定できる。そのため、センサマグネット40を着磁する磁力を抑えながらも該センサマグネット40への着磁が的確に行われ、センサマグネット40を着磁するための磁力によってロータマグネット30の磁極位置に影響が及ぶことを抑制することが可能となり、このことによってもロータ6の回転位置の検出精度が向上する。また、センサマグネット40の着磁をロータマグネット30の着磁よりもタイミングを遅くすることで、ロータマグネット30の着磁による大きな磁力によってセンサマグネット40に形成された磁力を低下させたり着磁位置を歪ませたりすることを抑制できる。
(1)ロータ6に予め固定される着磁前のロータマグネット30及びセンサマグネット40において、径方向着磁ヨーク81及び着磁コイル81dによってロータマグネット30が径方向に着磁された後に、軸方向着磁ヨーク91及び着磁コイル91gによってセンサマグネット40が軸方向に着磁される。これにより、センサマグネット40に軸方向に対向させる一般的な配置構造を用いた磁気センサ(ホールIC64)にはセンサマグネット40の磁束が十分に供給されることになり、該磁気センサに高感度のタイプを使用する必要がなく、しかもセンサマグネット40を高磁力に着磁しなくてもロータ6の回転位置の検出精度が向上する。また、このようにセンサマグネット40をロータマグネット30の着磁方向と直交する方向に着磁する場合にはセンサマグネット40の着磁をロータマグネット30の着磁よりもタイミングを遅くすることで、ロータマグネット30の着磁を行う磁力との兼ね合いを考慮せずセンサマグネット40を着磁する磁力を小さく設定できる。そのため、センサマグネット40を着磁する磁力を抑えながらも該センサマグネット40への着磁が的確に行われ、センサマグネット40を着磁するための磁力によってロータマグネット30の磁極位置に影響が及ぶことを抑制することが可能となり、このことによってもロータ6の回転位置の検出精度が向上する。また、センサマグネット40の着磁をロータマグネット30の着磁よりもタイミングを遅くすることで、ロータマグネット30の着磁による大きな磁力によってセンサマグネット40に形成された磁力を低下させたり着磁位置を歪ませたりすることを抑制できる。
(2)位置決め部材100によってロータコア8は径方向着磁ヨーク81に対して周方向の位置決めがされるため、ロータコア8に複数個ロータマグネット30が設けられるような場合には径方向着磁ヨーク81に対して適切な位置に配置することができる。よって、ロータマグネット30を容易かつ確実に精度良く着磁することができる。
(3)軸方向において軸方向着磁ヨーク91と径方向着磁ヨーク81との間に遮蔽部材82が介在されているため、遮蔽部材82により、一方の着磁ヨークで生じた磁束が他方の着磁ヨークに流れ込むことが抑制される。よって、径方向着磁ヨーク81が軸方向着磁ヨーク91によって着磁されるセンサマグネット40の磁極に影響を与えることを抑止することができるとともに、軸方向着磁ヨーク91が径方向着磁ヨーク81によって着磁されたロータマグネット30の磁極に影響を与えることを抑止することができる。
(4)径方向着磁ヨーク81がセンサマグネット40のロータコア側端面40bよりも軸方向内側に配置されるため、径方向着磁ヨーク81とセンサマグネット40とが径方向に対向しない。よって、径方向着磁ヨーク81がセンサマグネット40に及ぼす影響を小さくすることが可能となり、センサマグネット40をより精度よく着磁することができる。
(5)ロータマグネット30には径方向配向性磁石が用いられているため、ロータマグネット30は径方向に比べて軸方向には着磁され難い。そのため、ロータマグネット30はセンサマグネット40を着磁するための軸方向着磁ヨーク91による着磁の影響を受け難くい。また、センサマグネット40には軸方向配向性磁石が用いられているため、センサマグネット40は軸方向に比べて径方向には着磁され難い。そのため、センサマグネット40はロータマグネット30を着磁するための径方向着磁ヨーク81による着磁の影響を受け難くい。よって、ロータマグネット30及びセンサマグネット40への着磁が的確に行うことができる。
(6)軸方向においてセンサマグネット40とロータコア8の端面との間に隙間が設けられるため、軸方向着磁ヨーク91と径方向着磁ヨーク81によって着磁されるロータマグネット30とをより離間して配置することが可能となり、センサマグネット40を着磁するための軸方向着磁ヨーク91のロータマグネット30への影響を低減することができる。
(7)センサマグネット40とロータコア8の端面との間に隙間が設けられているため、ロータマグネット30がセンサマグネット40の磁極に与える影響を極小さくすることが可能となり、ホールIC64によるロータ6の回転位置の検出精度を向上させることができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、センサマグネット40はロータコア8に固定されているがこのような態様に限定されず、例えばロータマグネット30及びセンサマグネット40が回転軸7に固定されていてもよい。
・上記実施形態では、センサマグネット40はロータコア8に固定されているがこのような態様に限定されず、例えばロータマグネット30及びセンサマグネット40が回転軸7に固定されていてもよい。
・上記実施形態では、位置決め部材100は第2の着磁ヨーク側から挿入されているがこのような態様に限定されず、反対側から挿入される構成とすることもできる。また、上記実施形態ではロータコア8は、第1の着磁ヨーク80及び第2の着磁ヨーク90とは別部材とされている位置決め部材100に係合するがこのような態様に限定されず、周方向係合部は第1の着磁ヨーク80及び第2の着磁ヨーク90の何れか一方に一体的に設けられていてもよい。
・上記実施形態では、ロータコア8に着磁装置70に係合する被係合部としての周方向位置決め孔8fが形成されているがこのような態様に限定されず、例えばセンサマグネットホルダ50に着磁装置70と係合する被係合部が形成されていてもよい。また、センサマグネット40とロータコア8とが回転軸7を介して一体とされた場合は、回転軸7に着磁装置70に係合する被係合部を設けてもよい。
・上記実施形態では、軸方向においてセンサマグネット40とロータコア8との間には隙間が設けられているがこのような態様に限定されず、センサマグネット40とロータコア8との間に隙間が設けられていなくともよい。
・上記実施形態では、ロータマグネット30はロータコア8に埋め込まれているがこのような態様に限定されず、ロータマグネット30がロータコア8の外周面に配置されているロータに適用することもできる。
・上記実施形態では、着磁装置70において、軸方向着磁ヨーク91の磁極位置と径方向着磁ヨーク81の磁極位置とが周方向にずれて配置され、センサマグネット40の磁極位置とロータマグネット30の磁極位置とを周方向に7.5°ずらして配置されているが、ずれ角はこれに限らない。また、軸方向着磁ヨーク91及び径方向着磁ヨーク81の磁極位置を一致させてもよい。
・上記実施形態では、ステータ10の極数を12、ロータ6の極数を8としたがこのような態様に限定されず、適宜変更可能である。
6…ロータ、8…ロータコア、30…ロータマグネット、40…センサマグネット、40b…ロータコア側端面、70…着磁装置、81…径方向着磁ヨーク、81d…着磁コイル、82…遮蔽部材、91…軸方向着磁ヨーク、91g…着磁コイル、101…周方向係合部としての突起。
Claims (7)
- ロータに固定されるロータマグネットと前記ロータの回転位置を検出するためのセンサマグネットとを備えたモータ用ロータにおいて、着磁前の前記ロータマグネットをロータコアに固定するとともに、着磁前の前記センサマグネットを前記ロータに固定し、その固定後、各マグネットに対して着磁する着磁方法であって、
着磁コイルが巻回されてなる径方向着磁ヨークによって前記ロータマグネットを径方向に着磁する工程と、
前記工程後に、着磁コイルが巻回されてなる軸方向着磁ヨークによって前記センサマグネットを軸方向に着磁する工程と
を備えたことを特徴とする着磁方法。 - 請求項1に記載の着磁方法において、
前記ロータに周方向で係合する周方向係合部を用いて前記ロータコアの前記径方向着磁ヨークに対する周方向の位置決めをすることを特徴とする着磁方法。 - 請求項1又は2に記載の着磁方法において、
前記径方向着磁ヨークと前記軸方向着磁ヨークとの間に遮蔽部材を介在させ、一方の着磁ヨークで生じた磁束が他方の着磁ヨークに流れ込むことを抑制することを特徴とする着磁方法。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の着磁方法において、
前記径方向着磁ヨークを前記センサマグネットのロータコア側端面よりも軸方向内側に配置することを特徴とする着磁方法。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載の着磁方法において、
前記ロータマグネットには径方向配向性磁石が用いられ、前記センサマグネットには軸方向配向性磁石が用いられることを特徴とする着磁方法。 - 請求項1〜5の何れか1項に記載の着磁方法において、
軸方向において前記センサマグネットと前記ロータコアとの間に隙間を設けたことを特徴とする着磁方法。 - ロータに固定されるロータマグネットと前記ロータの回転位置を検出するためのセンサマグネットとを備えたモータ用ロータにおいて、着磁前の前記ロータマグネットをロータコアに固定するとともに、着磁前の前記センサマグネットを前記ロータに固定し、その固定後、各マグネットに対して着磁する着磁装置であって、
着磁コイルが巻回され前記ロータマグネットを径方向に着磁する径方向着磁ヨークと、
着磁コイルが巻回され前記センサマグネットを軸方向に着磁する軸方向着磁ヨークとを備え、
前記径方向着磁ヨークにて前記ロータマグネットを径方向に着磁した後に前記軸方向着磁ヨークにて前記センサマグネットを軸方向に着磁することを特徴とする着磁装置。
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