JP2010074965A - 磁極位置調整構造、これを備えたモータ、および磁極位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 省スペース化、小型化が可能で、かつ調整時間短縮可能な磁極位置調整構造、これを備えたモータおよび磁極位置調整方法を提供すること。
【解決手段】 磁極位置調整構造は、磁極検出センサの磁界を調整するための可動性の調整磁石１と、モータ１０のモータ軸４上であって調整磁石１との合成磁界による磁極検出センサの磁極位置調整をし得る位置に設けられる軸側磁石５とからなる。調整磁石１はダイヤル式に回転可能な構成とすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は磁極位置調整構造、これを備えたモータおよび磁極位置調整方法に係り、特に、省スペース化、小型化が可能で、かつ調整時間短縮可能な磁極位置調整構造、これを備えたモータおよび磁極位置調整方法に関する。

従来、モータの磁極検出センサにおいては、モータ部におけるロータの磁極とセンサ部におけるホール素子またはホールＩＣの磁極とを合わせるために、ロータに設けられた調整用ロータを動かして調整するか、あるいは逆にホール素子またはホールＩＣを動かしてモータ磁極位置に合わせる必要があり、いずれにしても、ロータまたはホール素子等を動かすためのスペースを必要とする構造であった。

図３は、調整用ロータを備えた従来のモータ磁極位置調整方法を示す説明図である。図示するようにこの方法では、予めモータ３０のロータ３６と、ロータ３６の端部に設けられた調整用ロータ３７との間で磁極位置を調整しておいて、調整用ロータ３７を機械的に動かしてホール素子３２等との間で磁極位置を調整するという構造である。調整用ロータ３７を設け、さらにこれを機械的に調整するために、センサ部においては高さ方向にその分のスペースを要する構造となる。

また図４は、ホール素子基板側で調整を行う従来のモータ磁極位置調整方法を示す説明図である。この方法ではモータのロータ端部に、モータ４０との間で磁極位置を少なくとも粗調整した状態で磁石を設けておき、ホール素子基板４３の側を固定ネジ４１を用いて機械的に動かしてモータ４０との間で磁極位置を調整するという構造である。調整用ロータは不要だが、ロータ軸端部に設ける磁石の磁極位置粗調整は予め必要である。また、ホール素子を設けた基板を回転調整するための構造、特に調整代を設ける必要があるため、その分スペースを要することになる上、無駄なスペースＤも発生する。

なお後掲特許文献１に開示されている技術は、センサ部である回転位置検出器（レゾルバ）自体を機械的に回転させることで、同期モータの回転子位置検出調整方法とするものだが、これは基本的には、図４に示した技術と同様である。

特開２００５−２１８２５７号公報「同期モータの回転子位置検出調整方法」

さて上述したように、従来の方法いずれにおいても、ロータまたはホール素子等を動かすためのスペースを必要とする構造であり、またそのために小型化には制限があった。さらに実際の作業においては、磁極位置調整時間も比較的多く要するものであった。

そこで本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を除き、省スペース化、小型化が可能で、かつ調整時間短縮可能な磁極位置調整構造、これを備えたモータおよび磁極位置調整方法を提供することである。

本願発明者は上記課題について検討した結果、ロータ側に設けた磁石と対向する磁石をセンサ基板側に設けて、この磁石を回転させることで簡単に磁極位置調整が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

（１） モータの磁極を検出するための磁極検出センサを該モータの磁極位置に合わせるための磁極位置調整構造であって、該磁極検出センサの磁界を調整するための可動性の調整磁石と、該モータのモータ軸上であって該調整磁石との合成磁界による該磁極検出センサの磁極位置調整をし得る位置に設けられる軸側磁石とからなる、磁極位置調整構造。
（２） 前記軸側磁石は、前記モータ軸の端部に設けられていることを特徴とする、（１）に記載の磁極位置調整構造。
（３） 前記調整磁石は、前記モータ軸と同軸上になる位置に設けられていることを特徴とする、（１）または（２）に記載の磁極位置調整構造。
（４） 前記調整磁石は、前記磁極検出センサのセンサ素子が設けられた基板の反対側に設けられていることを特徴とする、（１）ないし（３）のいずれかに記載の磁極位置調整構造。

（５） 前記調整磁石は、前記モータ軸と平行な軸回りに回動可能に形成されていることを特徴とする、（１）ないし（４）のいずれかに記載の磁極位置調整構造。
（６） 前記軸側磁石は、前記モータ軸の端面に埋め込まれていることを特徴とする、（１）ないし（５）のいずれかに記載の磁極位置調整構造。
（７） 前記軸側磁石と前記調整磁石とは同軸上に対向して設けられていることを特徴とする、（１）ないし（６）のいずれかに記載の磁極位置調整構造。
（８） （１）ないし（７）のいずれかに記載の磁極位置調整構造を備えたモータ。
（９）（１）ないし（７）のいずれかに記載の磁極位置調整構造を用い、前記軸側磁石の磁界と前記調整磁石の磁界との合成磁界が前記モータの磁界と同位相となるように該調整磁石を動かして該モータと該磁極検出センサとの磁極位置を調整する、磁極位置調整方法。

つまり本発明の典型的な例では、２個の磁石を用いてそのうち１個は検出軸に取り付け、もう一方はホール素子基板上に取り付け、これらを対向に配置する。そして、基板上に取り付けた側の磁石を動かす、つまり回転調整し、磁場を変化させることによって、磁極位置を調整させるというものである。

本発明の磁極位置調整構造、これを備えたモータおよび磁極位置調整方法は上述のように構成されるため、これによれば、省スペース化、小型化かつ調整時間短縮を可能とすることができる。つまり、調整磁石を回転させることによって任意に磁極位置を変更することが可能であるため、調整は簡単で、調整時間は少なくて済む。

また本発明によれば、図３で示した従来技術のような調整用のロータが必要なくなり不要であり、直接、モータ軸の端部に磁石を埋め込み設けることが可能となるため、高さ方向の省スペース化が可能となるものである。

さらにまた本発明によれば、図４で示した従来技術のように調整代を設けることが不要となり、その分、スペースを有効利用することが可能となる。

以下、図面により本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の磁極位置調整構造の断面構成を示す説明図である。図示するように本磁極位置調整構造は、モータ１０の磁極を検出するための磁極検出センサを該モータ１０の磁極位置に合わせるための構造であって、磁極検出センサの磁界を調整するための可動性の調整磁石１と、モータ１０のモータ軸４上であって調整磁石１との合成磁界による磁極検出センサの磁極位置調整をし得る位置に設けられる軸側磁石５とからなることを、主たる構成とする。

かかる構成により本磁極位置調整構造では、調整磁石１を動かすことによって、調整磁石１とモータ軸４に埋め込まれた軸側磁石５との間で形成される合成磁界が調整され、それによって、磁極検出センサの磁極位置が任意に変更され得、モータ１０側の磁極位置と磁極検出センサとの磁極位置調整がなされ得る。

かかる構成の本発明磁極位置調整構造では、上述したように、従来技術では必要であった調整用のロータや調整代を設けることが不要となり、省スペース化となり、またスペースの有効利用も可能となる。

なお本発明の磁極位置調整構造においては、軸側磁石５の磁極位置は、モータ１０側の磁極位置と合わせておく必要はまったくない。粗調整も不要である。これは、いかに軸側磁石５とモータ１０側の磁極位置がずれていても、調整磁石１による磁気的調整により、調整可能だからである。その点、機械的調整の従来技術とは大きく異なる。

本発明の軸側磁石５は、これが、本発明の目的たる磁極位置調整に充分なように調整磁石１との間で合成磁界を形成できる限り、適宜の位置に設けることができる。図示するように特に軸側磁石５は、モータ軸４の端部に設けるものとすることができる。かかる構成は、本発明磁極位置調整構造およびその調整作業をより簡素なものとし、便利である。またもちろん、調整効果も充分に得られる。さらに本発明の軸側磁石５は図示するように、モータ軸４と同軸上になる位置に設けるものとしてもよい。

軸側磁石５をモータ軸４端部に設ける場合、モータ軸４の端面や端面付近の軸側面に後付けする形態等でもよいが、図示するように、特にモータ軸４の端面に埋め込まれて設けられた形態としてもよい。いずれにしても、高さ方向の省スペース化が可能となる。特に埋め込む場合と軸４周上に設ける場合はその効果が高い。

図示するように本磁極位置調整構造の調整磁石１は、磁極検出センサを構成するセンサ素子２が設けられた基板３の反対側に設けられた構成とすることができる。かかる構成により、調整磁石１による合成磁界の調整が、センサ素子２に対して充分に及ぼされる。なおセンサ素子２は、たとえばホール素子、ホールＩＣである。

また、図示するように本磁極位置調整構造の調整磁石１は、軸側磁石５と調整磁石１とは同軸上に対向して設ける構成とすることができる。かかる構成により、調整磁石１と軸側磁石５による合成磁界の調整が、センサ素子２に対してさらに充分に及ぼされる。

本磁極位置調整構造の可動性の調整磁石１は、これを動かすことによって、軸側磁石５との合成磁界の調整、それによるモータ１０と磁極検出センサとの磁極位置調整を簡単に行えるものである。かかる作用を奏する限り、調整磁石１の可動性はいかなるものであってもよい。たとえば基板３と平行な面上における直線的な動き等の動きでもよい。特に、調整磁石１を、モータ軸４と平行な軸回りに任意に回動可能なものとすれば、調整作業は簡単かつ便利である。つまり、基板３上に設けられた調整磁石１を任意に動かせる構造である。たとえば、調整磁石１をダイヤルのような回転可能な機構とすることにより、調整時間を短縮することができる。

図２は、本発明磁極位置調整構造による作用を示すグラフである。上述したように本磁極位置調整構造による磁極位置調整方法は、調整磁石を任意に動かして、軸側磁石の磁界と調整磁石の磁界との合成磁界が、モータの磁界と同位相となるように、モータと磁極検出センサとの磁極位置を調整するというものである。

図２に示されるように、モータ誘起電圧波形にて示されるモータ側の磁界に対して、当初は位相（磁界）がずれている軸側磁石に、調整磁石による調整を施すことによって、両者による合成磁界・誘起電圧をモータ側と一致させることができる。図では、軸側磁石の磁界の波形と調整磁石の磁界の波形が合成されて、モータ誘起電圧波形と零位が一致した状態が示されている。

本発明磁極位置調整構造等によれば、センサ搭載モータにおける省スペース化、調整作業軽減が実現できる。また、小型化も可能となり、ＦＡ、ＯＡ分野を初めとして産業上利用性が高い発明である。

本発明の磁極位置調整構造の断面構成を示す説明図である。 本発明磁極位置調整構造による作用を示すグラフである。 調整用ロータを備えた従来のモータ磁極位置調整方法を示す説明図である。 ホール素子基板側で調整を行う従来のモータ磁極位置調整方法を示す説明図である。

符号の説明

１…調整磁石
２…センサ素子
３…基板
４…モータ軸
５…軸側磁石
１０…モータ
３０、４０…モータ
３２…ホール素子等
３３、４３…基板
３４…モータ軸
３５…磁石
３６…ロータ
３７…調整用ロータ
４１…固定ネジ
４２…調整用なが穴
４５…基台
Ｄ…無駄なスペース

Claims (9)

1. モータの磁極を検出するための磁極検出センサを該モータの磁極位置に合わせるための磁極位置調整構造であって、該磁極検出センサの磁界を調整するための可動性の調整磁石と、該モータのモータ軸上であって該調整磁石との合成磁界による該磁極検出センサの磁極位置調整をし得る位置に設けられる軸側磁石とからなる、磁極位置調整構造。
2. 前記軸側磁石は、前記モータ軸の端部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の磁極位置調整構造。
3. 前記調整磁石は、前記モータ軸と同軸上になる位置に設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の磁極位置調整構造。
4. 前記調整磁石は、前記磁極検出センサのセンサ素子が設けられた基板の反対側に設けられていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の磁極位置調整構造。
5. 前記調整磁石は、前記モータ軸と平行な軸回りに回動可能に形成されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の磁極位置調整構造。
6. 前記軸側磁石は、前記モータ軸の端面に埋め込まれていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の磁極位置調整構造。
7. 前記軸側磁石と前記調整磁石とは同軸上に対向して設けられていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の磁極位置調整構造。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の磁極位置調整構造を備えたモータ。
9. 請求項１ないし７のいずれかに記載の磁極位置調整構造を用い、前記軸側磁石の磁界と前記調整磁石の磁界との合成磁界が前記モータの磁界と同位相となるように該調整磁石を動かして該モータと該磁極検出センサとの磁極位置を調整する、磁極位置調整方法。
   

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