JP2012244791A - Coreless electromechanical device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily adjust a mounting position of a magnetic sensor.SOLUTION: A method of manufacturing a coreless electromechanical device includes steps of: (a) combining, with a rotor, a rotary shaft, a plurality of permanent magnets arranged in a circumferential direction of the rotary shaft and magnetized in a radiation direction centering on the rotary shaft, and magnetic body members disposed at both ends in a rotary shaft direction of the permanent magnets; (b) combining, with a stator, a plurality of electromagnetic coils arranged in the circumferential direction facing the permanent magnets and formed in a ring shape with a normal of a ring being the radiation direction centering on the rotary shaft, a substrate arranged on a plane vertical to the rotary shaft, and a magnetic sensor arranged on the substrate for detecting a size of a magnetic flux generated by the permanent magnets; and (c) combining the rotor and the stator. The step (b) includes a step (b-1) of adjusting the position of the magnetic sensor to such a position that a size of a peak of output signals of the magnetic sensor becomes largest in a range where the output signals of the magnetic sensor are not saturated.

Description

本発明は、コアレス電気機械装置及びコアレス電気機械装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a coreless electromechanical device and a method of manufacturing a coreless electromechanical device.

電動コアレスモーターでは、ローターの回転方向の位置を検知するために、磁気センサーIC(磁気素子に増幅回路と温度補償回路を組み合わせて、受ける磁束密度の大きさをアナログ信号として出力可能なIC)を備えているものが知られている(例えば特許文献1)。   In an electric coreless motor, in order to detect the position of the rotor in the rotational direction, a magnetic sensor IC (an IC that can output the magnitude of the received magnetic flux density as an analog signal by combining an amplification circuit and a temperature compensation circuit with a magnetic element) What is provided is known (for example, Patent Document 1).

特開2007−267565号公報JP 2007-267565 A

磁気センサーは、磁石の磁束を検知するために、磁石からの磁場により磁気センサーの出力が飽和しない位置に配置することが好ましい。一方、モーターは、出力に応じて電磁コイルにより生じる磁場の強さが変わる。従来は、磁気センサーの位置によっては、電磁コイルによる磁場の強さの変化により、磁気センサーの出力に歪みが生じる恐れがあった。また、電磁コイルにより生じる磁場の強さの影響を受けない位置に磁気センサーを配置した場合には、磁石と磁気センサーの距離が近くなって、磁気センサーの出力が飽和する恐れがあった。   In order to detect the magnetic flux of the magnet, the magnetic sensor is preferably arranged at a position where the output of the magnetic sensor is not saturated by the magnetic field from the magnet. On the other hand, in the motor, the strength of the magnetic field generated by the electromagnetic coil changes according to the output. Conventionally, depending on the position of the magnetic sensor, the output of the magnetic sensor may be distorted due to a change in the strength of the magnetic field caused by the electromagnetic coil. In addition, when the magnetic sensor is arranged at a position that is not affected by the strength of the magnetic field generated by the electromagnetic coil, the distance between the magnet and the magnetic sensor becomes close, and the output of the magnetic sensor may be saturated.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、磁気センサーの出力における歪みや飽和の発生を抑制するための磁気センサーの実装位置の調整を容易に行うことを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to easily adjust the mounting position of a magnetic sensor for suppressing the occurrence of distortion and saturation in the output of the magnetic sensor. To do.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]
コアレス電気機械装置の製造方法であって、(a)回転軸と、前記回転軸の円周方向に配置され、前記回転軸を中心とした放射方向に磁化された複数の永久磁石と、前記永久磁石の回転軸方向の両端部に配置された磁性体部材と、をローターに組み合わせる工程と、(b)前記永久磁石と対向する円周方向に配置された複数の電磁コイルで、リング状に形成され、前記リングの法線が前記回転軸を中心とした放射方向である電磁コイルと、前記回転軸に垂直な平面上に配置された基板と、前記基板上に配置され、前記永久磁石により生じる磁束の大きさを検知する磁気センサーと、をステーターに組み合わせる工程と、(c)前記ローターと前記ステーターとを組み合わせる工程と、を備え、前記工程(b)は、(b−1)前記基板上において前記回転軸を中心とした放射方向に前記磁気センサーを移動させて位置を調整することにより、前記磁気センサーの出力信号が飽和しない範囲で前記磁気センサーの出力信号のピークの大きさが最も大きくなるように前記磁気センサーの実装位置を調整する工程を含む、コアレス電気機械装置の製造方法。
この適用例によれば、基板上において回転軸を中心とした放射方向に磁気センサーを移動させて位置を調整することにより、飽和しない範囲で磁気センサーの出力信号のピークの大きさが最も大きくなる位置に調整する工程を含むので、磁気センサーの出力信号における歪みや飽和の発生を抑制するための磁気センサーの実装位置の調整を容易に行うことが可能となる。
[Application Example 1]
A method for manufacturing a coreless electromechanical device, comprising: (a) a rotating shaft; a plurality of permanent magnets arranged in a circumferential direction of the rotating shaft and magnetized in a radial direction around the rotating shaft; A step of combining a magnetic member disposed at both ends of the rotation axis direction of the magnet with the rotor, and (b) a plurality of electromagnetic coils disposed in a circumferential direction facing the permanent magnet, formed in a ring shape An electromagnetic coil in which the normal line of the ring is a radial direction centered on the rotation axis, a substrate disposed on a plane perpendicular to the rotation axis, and a permanent magnet disposed on the substrate. A step of combining a magnetic sensor for detecting the magnitude of magnetic flux with a stator, and (c) a step of combining the rotor and the stator, wherein the step (b) comprises (b-1) on the substrate. smell By adjusting the position by moving the magnetic sensor in the radial direction around the rotation axis, the magnitude of the peak of the output signal of the magnetic sensor is maximized within a range where the output signal of the magnetic sensor is not saturated. Thus, the manufacturing method of a coreless electromechanical device including the process of adjusting the mounting position of the said magnetic sensor.
According to this application example, by adjusting the position by moving the magnetic sensor in the radial direction around the rotation axis on the substrate, the magnitude of the peak of the output signal of the magnetic sensor is maximized in a range not saturated. Since the step of adjusting the position is included, it is possible to easily adjust the mounting position of the magnetic sensor for suppressing the occurrence of distortion and saturation in the output signal of the magnetic sensor.

[適用例2]
適用例1に記載のコアレス電気機械装置の製造方法において、前記磁性体部材は、円盤形状を有した一枚以上の板状部材で形成されており、前記工程(b)は、前記工程(b−1)の前に、(b−0)前記磁性体部材の枚数または前記磁性体部材の厚さを調整することにより、前記磁気センサーの出力信号の大きさを調整する工程を備える、コアレス電気機械装置の製造方法。
この適用例によれば、磁気センサーの出力信号を粗調整することが可能となる。
[Application Example 2]
In the manufacturing method of the coreless electromechanical device according to Application Example 1, the magnetic member is formed of one or more plate-like members having a disk shape, and the step (b) includes the step (b -1) before (b-0) adjusting the magnitude of the output signal of the magnetic sensor by adjusting the number of the magnetic members or the thickness of the magnetic members. A method of manufacturing a mechanical device.
According to this application example, the output signal of the magnetic sensor can be roughly adjusted.

[適用例3]
コアレス電気機械装置であって、ローターと、前記ローターと対向して配置されているステーターとを備え、前記ローターは、回転軸と、前記回転軸の円周方向に配置され、交互に前記回転軸を中心とした放射方向に磁化された複数の永久磁石と、前記永久磁石の前記回転軸方向の両端部に配置された磁性体部材と、を有し、前記ステーターは、前記永久磁石と対向する円周方向に沿って配置された複数の電磁コイルであって、リング状に形成され、前記リングの法線が前記回転軸を中心とした放射方向である電磁コイルと、前記回転軸に垂直な平面上に配置された基板と、前記基板上に配置され、前記永久磁石により生じる磁束の大きさを検知する磁気センサーと、を有し、前記磁気センサーは、前記磁気センサーを前記基板上に実装するための実装端子を有しており、前記基板は、前記磁気センサーの実装端子との実装に用いられる複数の導体パターンを有しており、前記導体パターンは、前記回転軸を中心とした放射方向と平行であり、前記導体パターンの放射方向の長さは、前記磁気センサーの実装端子の長さよりも長く形成されている、コアレス電気機械装置。
この適用例によれば、導体パターンの放射方向の長さが、磁気センサーの実装端子の長さよりも長く形成されているので、飽和しない範囲で磁気センサーの出力信号のピークの大きさが最も大きくなるように磁気センサーの実装位置を調整することが可能となるので、磁気センサーの出力における歪みや飽和の発生を抑制するための磁気センサーの実装位置の調整を容易に行うことが可能となる。
[Application Example 3]
A coreless electromechanical device, comprising: a rotor; and a stator disposed to face the rotor, wherein the rotor is disposed in a circumferential direction of the rotating shaft and the rotating shaft, and alternately rotates the rotating shaft. A plurality of permanent magnets magnetized in a radial direction centered on each other, and magnetic members disposed at both ends of the rotation axis direction of the permanent magnets, and the stator faces the permanent magnets A plurality of electromagnetic coils arranged along a circumferential direction, wherein the electromagnetic coils are formed in a ring shape, and a normal line of the ring is a radial direction centered on the rotation axis; and a perpendicular to the rotation axis A substrate disposed on a plane; and a magnetic sensor disposed on the substrate and detecting a magnitude of a magnetic flux generated by the permanent magnet. The magnetic sensor mounts the magnetic sensor on the substrate. Do The substrate has a plurality of conductor patterns used for mounting with the mounting terminals of the magnetic sensor, and the conductor pattern is a radial direction centered on the rotation axis. The coreless electromechanical device, wherein the length of the conductor pattern in the radial direction is longer than the length of the mounting terminal of the magnetic sensor.
According to this application example, since the length of the conductor pattern in the radial direction is longer than the length of the mounting terminal of the magnetic sensor, the magnitude of the peak of the output signal of the magnetic sensor is the largest within a range not saturated. Since the mounting position of the magnetic sensor can be adjusted as described above, it is possible to easily adjust the mounting position of the magnetic sensor for suppressing the occurrence of distortion and saturation in the output of the magnetic sensor.

[適用例4]
適用例3に記載のコアレス電気機械装置において、前記磁気センサーは、前記磁気センサーの出力信号が飽和しない範囲で前記磁気センサーの出力信号のピークの大きさが最も大きくなるように前記磁気センサーの実装位置が調整されている、コアレス電気機械装置。
この適用例によれば、磁気センサーの出力信号が飽和しない範囲で前記磁気センサーの出力信号のピークの大きさが最も大きくなるように前記磁気センサーの実装位置が調整されているので、磁気センサーの出力信号から、ローターの回転方向の位置を容易に確認することができる。
[Application Example 4]
In the coreless electromechanical device according to Application Example 3, the magnetic sensor is mounted such that the magnitude of the peak of the output signal of the magnetic sensor is maximized within a range in which the output signal of the magnetic sensor is not saturated. Coreless electromechanical device, adjusted in position.
According to this application example, the mounting position of the magnetic sensor is adjusted so that the magnitude of the peak of the output signal of the magnetic sensor is maximized within a range in which the output signal of the magnetic sensor is not saturated. The position in the rotational direction of the rotor can be easily confirmed from the output signal.

[適用例5]
適用例3または4に記載のコアレス電気機械装置において、前記導体パターンの少なくとも1つは、磁気センサーの実装端子の実装位置を確認するためのマークを有している、コアレス電気機械装置。
この適用例によれば、磁気センサーの実装位置を容易に確認することが可能となる。
[Application Example 5]
5. The coreless electromechanical device according to Application Example 3 or 4, wherein at least one of the conductor patterns has a mark for confirming a mounting position of a mounting terminal of the magnetic sensor.
According to this application example, the mounting position of the magnetic sensor can be easily confirmed.

[適用例6]
適用例3〜5のいずれか1つに記載のコアレス電気機械装置において、前記磁性体部材は、前記磁気センサーの出力信号が飽和しない範囲で前記磁気センサーの出力信号のピークの大きさが最も大きくなるように前記磁性体部材の厚さが調整されている、コアレス電気機械装置。
この適用例によれば、磁気センサーの出力信号が飽和しない範囲で前記磁気センサーの出力信号のピークの大きさが最も大きくなるように前記磁性体部材の厚さが調整されているので、磁気センサーの出力信号から、ローターの回転方向の位置を容易に確認することができる。
[Application Example 6]
In the coreless electromechanical device according to any one of Application Examples 3 to 5, the magnetic member has the largest output signal peak of the magnetic sensor within a range in which the output signal of the magnetic sensor is not saturated. A coreless electromechanical device in which the thickness of the magnetic member is adjusted to be
According to this application example, the thickness of the magnetic member is adjusted so that the magnitude of the peak of the output signal of the magnetic sensor is maximized within a range in which the output signal of the magnetic sensor is not saturated. From this output signal, the position of the rotor in the rotational direction can be easily confirmed.

[適用例7]
適用例6に記載のコアレス電気機械装置において、前記磁性体部材は、円盤形状を有した一枚以上の板状部材で形成されている、コアレス電気機械装置。
この適用例によれば、磁性体部材に枚数により、磁性体部材の全体の厚さを調整することが可能となる。
[Application Example 7]
The coreless electromechanical device according to Application Example 6, wherein the magnetic member is formed of one or more plate-like members having a disk shape.
According to this application example, the total thickness of the magnetic member can be adjusted by the number of magnetic members.

[適用例8]
適用例6または7に記載のコアレス電気機械装置において、前記導体パターンの放射方向の長さは、前記磁気センサーの実装端子の長さの1.5〜2倍の長さである、コアレス電気機械装置。
この適用例によれば、磁性体部材により、磁気センサーの出力信号の大きさを調整できるので、磁気センサーの調整範囲を狭めることができる。その結果、導体パターンの放射方向の長さ前記磁気センサーの実装端子の長さの1.5〜2倍の長さにして、基板の大きさを小さくすることが可能となる。
[Application Example 8]
The coreless electromechanical device according to Application Example 6 or 7, wherein the length of the conductor pattern in the radial direction is 1.5 to 2 times the length of the mounting terminal of the magnetic sensor. apparatus.
According to this application example, since the magnitude of the output signal of the magnetic sensor can be adjusted by the magnetic member, the adjustment range of the magnetic sensor can be narrowed. As a result, the length of the conductor pattern in the radial direction can be reduced to 1.5 to 2 times the length of the mounting terminal of the magnetic sensor, thereby reducing the size of the substrate.

[適用例9]
適用例3〜8のいずれか一項に記載されたコアレス電気機械装置を備えるロボット。
[Application Example 9]
A robot comprising the coreless electromechanical device described in any one of Application Examples 3 to 8.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、モーターや発電装置などのコアレス電気機械装置のほか、それを用いた移動体、ロボット等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms. For example, in addition to a coreless electromechanical apparatus such as a motor or a power generation apparatus, the present invention can be realized in the form of a moving body, a robot, or the like using the same. .

コアレスモーターの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a coreless motor. 磁気センサー近傍を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the magnetic sensor vicinity. 図2の磁気センサー300の各位置における磁気センサー300の出力信号の波形を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing waveforms of output signals of the magnetic sensor 300 at each position of the magnetic sensor 300 of FIG. 2. 回路基板と磁気センサーを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a circuit board and a magnetic sensor. 回路基板の導体パターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the conductor pattern of a circuit board. 磁気センサー300の回路基板上の配置位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement position on the circuit board of the magnetic sensor 300. FIG. 第2の実施例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a 2nd Example. 第2の実施例における磁気センサー300の出力信号の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the output signal of the magnetic sensor 300 in a 2nd Example. 本発明の変形例によるモーター/発電機を利用した移動体の一例としての電動自転車(電動アシスト自転車)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electric bicycle (electric assisted bicycle) as an example of the moving body using the motor / generator by the modification of this invention. 本発明の変形例によるモーターを利用したロボットの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the robot using the motor by the modification of this invention. 本発明の変形例によるモーターを利用した双腕7軸ロボットの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the double-arm 7-axis robot using the motor by the modification of this invention. 本発明の変形例によるモーターを利用した鉄道車両を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the rail vehicle using the motor by the modification of this invention.

[第1の実施例]
図1は、コアレスモーターの構成を示す説明図である。図1(A)は、コアレスモーター10を回転軸230に平行な面で切った断面であり、図1(B)は、コアレスモーターを回転軸230に垂直な面(1B−1B切断面)で切った断面である。
[First embodiment]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a coreless motor. 1A is a cross section of the coreless motor 10 cut along a plane parallel to the rotation shaft 230, and FIG. 1B is a cross section of the coreless motor perpendicular to the rotation shaft 230 (1B-1B cut surface). It is a cut section.

コアレスモーター10は、略円筒状のステーター15が外側に配置され、略円筒状のローター20が内側に配置されたインナーローター型モーターである。ステーター15は、電磁コイル100A、100Bと、ケーシング110と、コイルバックヨーク115と、磁気センサー300とを備えている。ローター20は、回転軸230と、永久磁石200と、磁性体部材215と、軸受け240と、コイルバネ260と、を備えている。   The coreless motor 10 is an inner rotor type motor in which a substantially cylindrical stator 15 is disposed on the outer side and a substantially cylindrical rotor 20 is disposed on the inner side. The stator 15 includes electromagnetic coils 100A and 100B, a casing 110, a coil back yoke 115, and a magnetic sensor 300. The rotor 20 includes a rotating shaft 230, a permanent magnet 200, a magnetic member 215, a bearing 240, and a coil spring 260.

ローター20は、中心に回転軸230を有しており、回転軸230の外周に6つの永久磁石200を有している。6個の永久磁石200は、回転軸230の中心から外部に向かう方向(放射方向)に磁化された永久磁石200と、中心から外部に向かう方向(中心方向)に磁化された永久磁石200とを含んでおり、磁化方向が中心方向である永久磁石200と、磁化方向が放射方向である永久磁石200は、円周方向に沿って交互に配置されている。永久磁石200の回転軸230方向の端部には、磁性体部材215が設けられている。磁性体部材215は、軟磁性体材料で形成された円盤状の部材である。永久磁石200からでた磁束のうち、回転軸230方向に漏れ出た磁束は、磁性体部材215を通りやすい。回転軸230は、ケーシング110の軸受け部240で支持されてケーシング110に取り付けられている。また、本実施例では、ケーシング110の内側に、コイルバネ260が設けられており、このコイルバネ260が永久磁石200を図の左方向に押すことによって、永久磁石200の位置決めを行っている。但し、コイルバネ260は省略可能である。   The rotor 20 has a rotating shaft 230 at the center, and has six permanent magnets 200 on the outer periphery of the rotating shaft 230. The six permanent magnets 200 include a permanent magnet 200 magnetized in a direction (radial direction) from the center of the rotating shaft 230 to the outside, and a permanent magnet 200 magnetized in a direction (center direction) from the center to the outside. In addition, the permanent magnet 200 whose magnetization direction is the central direction and the permanent magnet 200 whose magnetization direction is the radial direction are alternately arranged along the circumferential direction. A magnetic member 215 is provided at the end of the permanent magnet 200 in the direction of the rotation shaft 230. The magnetic member 215 is a disk-shaped member made of a soft magnetic material. Of the magnetic flux emitted from the permanent magnet 200, the magnetic flux leaking in the direction of the rotating shaft 230 easily passes through the magnetic member 215. The rotating shaft 230 is supported by the bearing portion 240 of the casing 110 and attached to the casing 110. In the present embodiment, a coil spring 260 is provided inside the casing 110, and the permanent magnet 200 is positioned by the coil spring 260 pushing the permanent magnet 200 leftward in the drawing. However, the coil spring 260 can be omitted.

ケーシング110は、略円筒形をした筐体である。ケーシングの内周に沿って、二相の電磁コイル100A、100Bが配列されている。電磁コイル100A、100Bは、有効コイル領域とコイルエンド領域とを有している。ここで有効コイル領域とは、電磁コイル100A、100Bに電流が流れたときに、ローター20に対して回転方向のローレンツ力を与える領域であり、コイルエンド領域は、電磁コイル100A、100Bに電流が流れたときに、ローター20に対して回転方向と異なる方向のローレンツ力を与える領域である。有効コイル領域においては、電磁コイル100A、100Bを構成する導体配線は、回転軸とほぼ平行な方向であり、コイルエンド領域では、電磁コイル100A、100Bを構成する導体配線は、回転方向と平行である。また、有効コイル領域では、電磁コイル100A、100Bは、永久磁石200と重なっているが、コイルエンド領域では、電磁コイル100A、100Bは、永久磁石200と重なっていない。なお、電磁コイル100A、100Bを合わせて電磁コイル100とも呼ぶ。電磁コイル100A、100Bとケーシング110との間には、コイルバックヨーク115が設けられている。コイルバックヨーク115の回転軸230方向の長さは、永久磁石200の回転軸230方向の長さとほぼ同じであり、回転軸230から永久磁石200に向かって放射方向に投射したとき、投射領域はコイルバックヨークと重なる。すなわち、コイルバックヨーク115と永久磁石200は、重なっている。   The casing 110 is a substantially cylindrical casing. Two-phase electromagnetic coils 100A and 100B are arranged along the inner periphery of the casing. The electromagnetic coils 100A and 100B have an effective coil area and a coil end area. Here, the effective coil region is a region that applies a Lorentz force in the rotational direction to the rotor 20 when a current flows through the electromagnetic coils 100A and 100B, and the coil end region is a current that flows through the electromagnetic coils 100A and 100B. This is a region where a Lorentz force in a direction different from the rotation direction is applied to the rotor 20 when it flows. In the effective coil region, the conductor wiring constituting the electromagnetic coils 100A and 100B is in a direction substantially parallel to the rotation axis, and in the coil end region, the conductor wiring constituting the electromagnetic coils 100A and 100B is parallel to the rotation direction. is there. In the effective coil region, the electromagnetic coils 100A and 100B overlap the permanent magnet 200, but in the coil end region, the electromagnetic coils 100A and 100B do not overlap the permanent magnet 200. The electromagnetic coils 100A and 100B are also collectively referred to as the electromagnetic coil 100. A coil back yoke 115 is provided between the electromagnetic coils 100 </ b> A and 100 </ b> B and the casing 110. The length of the coil back yoke 115 in the direction of the rotational axis 230 is substantially the same as the length of the permanent magnet 200 in the direction of the rotational axis 230. When projected from the rotational axis 230 toward the permanent magnet 200 in the radial direction, the projection area is It overlaps with the coil back yoke. That is, the coil back yoke 115 and the permanent magnet 200 overlap each other.

ステーター15には、さらに、ローター20の位相を検出する位置センサーとしての磁気センサー300が、電磁コイル100A、100Bの各相に1つずつ配置されている。なお、図1(A)では、一方の磁気センサー300のみを表示している。磁気センサー300は、回路基板310の上に固定されており、回路基板310は、ケーシング110に固定されている。ここで、磁気センサー300は、コイルエンド領域から、回転軸230に垂線を降ろしたときの垂線上に配置されている。   The stator 15 is further provided with a magnetic sensor 300 as a position sensor for detecting the phase of the rotor 20, one for each phase of the electromagnetic coils 100 </ b> A and 100 </ b> B. In FIG. 1A, only one magnetic sensor 300 is displayed. The magnetic sensor 300 is fixed on the circuit board 310, and the circuit board 310 is fixed to the casing 110. Here, the magnetic sensor 300 is disposed on a perpendicular line when a perpendicular line is dropped from the coil end region to the rotating shaft 230.

図2は、磁気センサー近傍を拡大して示す説明図である。図2(A)は、回路基板310の上の磁気センサー300を配置可能な位置のうち、最も永久磁石200に近い位置に磁気センサー300を配置した例である。図2(C)は、回路基板310の上の磁気センサー300を配置可能な位置のうち、最も永久磁石200から遠い位置に磁気センサー300を配置した例である。図2(B)は、磁気センサー300を、図2(A)における配置位置と、図2(C)における配置位置との中間に配置した例である。図3は、図2の磁気センサー300の各位置における磁気センサー300の出力信号の波形を示す説明図である。図3(A)〜(C)は、それぞれ図2(A)〜(C)に対応している。   FIG. 2 is an explanatory view showing the vicinity of the magnetic sensor in an enlarged manner. FIG. 2A shows an example in which the magnetic sensor 300 is arranged at a position closest to the permanent magnet 200 among positions where the magnetic sensor 300 on the circuit board 310 can be arranged. FIG. 2C shows an example in which the magnetic sensor 300 is arranged at a position farthest from the permanent magnet 200 among positions where the magnetic sensor 300 on the circuit board 310 can be arranged. FIG. 2B shows an example in which the magnetic sensor 300 is arranged between the arrangement position in FIG. 2A and the arrangement position in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing waveforms of output signals of the magnetic sensor 300 at each position of the magnetic sensor 300 of FIG. 3A to 3C correspond to FIGS. 2A to 2C, respectively.

磁気センサー300の出力信号の波形は、永久磁石200と、磁気センサー300との相対的位置関係により変化する。すなわち、本実施例では、図2(B)に示す位置に配置した場合には、磁気センサー300の出力信号の波形は、ほぼ正弦波となる。これに対し、図2(A)に示す位置に配置した場合には、磁気センサー300の出力信号の波形は、飽和し、正弦波から歪む。また、図2(C)に示す位置に磁気センサー300を配置した場合には、磁気センサー300の出力信号は、ほぼ正弦波となるが、磁気センサー300の出力信号ピークの大きさは、図2(A)に示す位置に磁気センサー300を配置した場合における磁気センサー300の出力信号のピークの大きさよりも小さい。磁気センサー300の出力信号が飽和しない位置であって、最もピークの大きな出力信号を出力できる位置に磁気センサーを配置することが好ましい。すなわち、本実施例では、図2(B)の位置に磁気センサー300を配置することが好ましい。但し、このように、磁気センサー300の出力信号の波形は、永久磁石200と、磁気センサー300との相対的位置関係により変化するため、例えば、図2(A)に示す位置あるいは、図2(C)に示す位置において、磁気センサー300の出力信号が飽和せず、最もピークの大きな出力信号を出力できる場合はあり得る。したがって、回路基板310上で、磁気センサー300を中心―放射方向に移動可能な構成を採用し、実際の磁気センサー300の出力信号に基づいて、磁気センサーの設置位置を調整することが好ましい。   The waveform of the output signal of the magnetic sensor 300 changes depending on the relative positional relationship between the permanent magnet 200 and the magnetic sensor 300. That is, in this embodiment, when arranged at the position shown in FIG. 2B, the waveform of the output signal of the magnetic sensor 300 is substantially a sine wave. On the other hand, when arranged at the position shown in FIG. 2A, the waveform of the output signal of the magnetic sensor 300 is saturated and distorted from a sine wave. In addition, when the magnetic sensor 300 is arranged at the position shown in FIG. 2C, the output signal of the magnetic sensor 300 is almost a sine wave, but the magnitude of the output signal peak of the magnetic sensor 300 is as shown in FIG. The magnitude of the peak of the output signal of the magnetic sensor 300 when the magnetic sensor 300 is arranged at the position shown in FIG. It is preferable to arrange the magnetic sensor at a position where the output signal of the magnetic sensor 300 does not saturate and can output an output signal having the largest peak. That is, in this embodiment, it is preferable to arrange the magnetic sensor 300 at the position shown in FIG. However, since the waveform of the output signal of the magnetic sensor 300 changes depending on the relative positional relationship between the permanent magnet 200 and the magnetic sensor 300 as described above, for example, the position shown in FIG. In the position shown in C), the output signal of the magnetic sensor 300 may not be saturated and the output signal having the largest peak may be output. Therefore, it is preferable to adopt a configuration in which the magnetic sensor 300 can be moved in the center-radiation direction on the circuit board 310 and adjust the installation position of the magnetic sensor based on the actual output signal of the magnetic sensor 300.

本実施例のコアレスモーター10は、以下の工程により製造することができる。
(a)回転軸230と、回転軸230の周りの円筒面に沿って配置され、回転軸230を中心とした放射方向に磁化された複数の永久磁石200と、回転軸230の方向に沿った永久磁石200の端部に向かい合う位置に配置された磁性体部材215と、を有するローター20を準備する工程。
(b)永久磁石200と対向する円筒面に沿って配置された複数の電磁コイル100であって、リング状に形成され、リングの法線が回転軸230を中心とした放射方向である電磁コイル100と、回転軸に垂直な平面上に配置された回路基板310と、回路基板310上に配置され、永久磁石200により生じる磁束の大きさを検知する磁気センサー300と、を有するステーター15と、を準備する工程。
(c)ローター20とステーター15とを組み合わせる工程。
を備える。そして、工程(b)において、(b−1)回路基板310上において回転軸230を中心とした放射方向に磁気センサー300を移動させて位置を調整することにより、飽和しない範囲で磁気センサー300の出力信号のピークの大きさが最も大きくなる位置に調整する工程を含んでいる。なお工程(b−1)の工程について、以下に説明する。
The coreless motor 10 of the present embodiment can be manufactured by the following process.
(A) A rotating shaft 230, a plurality of permanent magnets 200 arranged along a cylindrical surface around the rotating shaft 230 and magnetized in a radial direction around the rotating shaft 230, and along the direction of the rotating shaft 230 A step of preparing a rotor 20 having a magnetic member 215 disposed at a position facing the end of the permanent magnet 200.
(B) A plurality of electromagnetic coils 100 arranged along a cylindrical surface facing the permanent magnet 200, wherein the electromagnetic coils 100 are formed in a ring shape, and the normal line of the ring is a radial direction about the rotation axis 230. 100, a circuit board 310 arranged on a plane perpendicular to the rotation axis, and a magnetic sensor 300 arranged on the circuit board 310 and detecting the magnitude of magnetic flux generated by the permanent magnet 200, Preparing the process.
(C) A step of combining the rotor 20 and the stator 15.
Is provided. Then, in step (b), (b-1) by moving the magnetic sensor 300 in the radial direction around the rotation axis 230 on the circuit board 310 and adjusting the position thereof, the magnetic sensor 300 is not saturated in the range. Adjusting the position where the peak of the output signal is maximized. The step (b-1) will be described below.

図4は、回路基板と磁気センサーを示す説明図である。本実施例では、磁気センサー300として、表面実装型の磁気センサー300を用いている。磁気センサー300は、3つの実装端子301(電源端子、接地端子、出力信号端子)を有している。表面実装型の磁気センサー300として、実装端子301がフラットなSOP(Small Outline Package)型、あるいは、実装端子301がJ字に曲げられたSOJ(mall Outline J−leaded)型の磁気センサー300を採用することができる。回路基板310は、磁気センサー300の実装端子を実装するための導体パターン311を備える。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing a circuit board and a magnetic sensor. In this embodiment, a surface mount type magnetic sensor 300 is used as the magnetic sensor 300. The magnetic sensor 300 has three mounting terminals 301 (a power supply terminal, a ground terminal, and an output signal terminal). As the surface mount type magnetic sensor 300, a SOP (Small Outline Package) type in which the mounting terminal 301 is flat or a SOJ (mall Outline J-leaded) type magnetic sensor 300 in which the mounting terminal 301 is bent into a J-shape is adopted. can do. The circuit board 310 includes a conductor pattern 311 for mounting a mounting terminal of the magnetic sensor 300.

回路基板310への磁気センサー300の実装は以下のようにして行うことが出来る。まず、回路基板310の導体パターン311上にハンダ313を印刷により配置する。次に、回路基板310上に磁気センサー300を、導体パターン311上に磁気センサー300の実装端子301が接触するように配置する。この段階では、回路基板310と磁気センサー300とは、ハンダにより実装されていない。なお、磁気センサー300の実装端子301は、あらかじめハンダメッキをしておくことが好ましい。次に、磁気センサー300を載せた回路基板310を、リフロー炉を通すことにより加熱する。これにより、ハンダ313が溶けて、導体パターン311と磁気センサー300の実装端子301とが、ハンダ313により実装される。   The magnetic sensor 300 can be mounted on the circuit board 310 as follows. First, the solder 313 is disposed on the conductor pattern 311 of the circuit board 310 by printing. Next, the magnetic sensor 300 is arranged on the circuit board 310 so that the mounting terminals 301 of the magnetic sensor 300 are in contact with the conductor pattern 311. At this stage, the circuit board 310 and the magnetic sensor 300 are not mounted by solder. The mounting terminals 301 of the magnetic sensor 300 are preferably pre-soldered. Next, the circuit board 310 on which the magnetic sensor 300 is mounted is heated by passing through a reflow furnace. As a result, the solder 313 is melted, and the conductor pattern 311 and the mounting terminals 301 of the magnetic sensor 300 are mounted by the solder 313.

図5は、回路基板の導体パターンを示す説明図である。図5(A)は比較例の導体パターン311を示し、図5(B)は本実施例の導体パターン311を示している。本実施例では、導体パターン311は、比較例(図5(A))の導体パターン311の上下に調整パターン311a、311bを有している。すなわち、本実施例(図5(B))の導体パターン311は、比較例(図5(A))の導体パターン311よりも、上下方向に長く形成されている。なお、調整パターン311a、311bの材質は、導体パターン311の材質と同じである。このような構成を採用することにより、磁気センサー300の実装端子301を、調整パターン311a、311bあるいは、導体パターン311の調整パターン311a、311bの間の部分に接続することができるので、磁気センサー300の回路基板310への配置位置の調整を容易に行うことが出来る。   FIG. 5 is an explanatory view showing a conductor pattern of a circuit board. FIG. 5A shows a conductor pattern 311 of a comparative example, and FIG. 5B shows a conductor pattern 311 of this example. In this embodiment, the conductor pattern 311 has adjustment patterns 311a and 311b above and below the conductor pattern 311 of the comparative example (FIG. 5A). That is, the conductor pattern 311 of this example (FIG. 5B) is formed longer in the vertical direction than the conductor pattern 311 of the comparative example (FIG. 5A). The material of the adjustment patterns 311a and 311b is the same as that of the conductor pattern 311. By adopting such a configuration, the mounting terminal 301 of the magnetic sensor 300 can be connected to the portion between the adjustment patterns 311a and 311b or the adjustment patterns 311a and 311b of the conductor pattern 311. The position of the circuit board 310 can be easily adjusted.

図5(B)において、導体パターン311に隣接してマーク314が印刷されている。マーク314は、磁気センサー300の実装端子301の配置位置を確認するときに用いられる。すなわち、試作段階において、マーク314に基づいて磁気センサー300の実装端子301の位置を確認しておき、量産段階では、確認されたマーク314の位置にあわせて、磁気センサー300を配置すればよい。なおマーク314は、3つある導体パターン311の少なくとも1つにあればよい。なお、全ての導体パターン311に隣接してマーク314が設けられていてもよい。また、図5(B)に左下の導体パターン311のように、磁気センサー300の実装端子301の配置位置の決定後、その実装端子301の跡312が分かるようにマーク314aを付しても良い。そして、量産化用の回路基板310に試作で決定したマーク314aと同じ位置にマーク314aを打つことにより、量産時に磁気センサー300の配置位置を容易に確認することができる。   In FIG. 5B, a mark 314 is printed adjacent to the conductor pattern 311. The mark 314 is used when confirming the arrangement position of the mounting terminal 301 of the magnetic sensor 300. That is, the position of the mounting terminal 301 of the magnetic sensor 300 is confirmed based on the mark 314 in the prototype stage, and the magnetic sensor 300 may be arranged in accordance with the confirmed position of the mark 314 in the mass production stage. The mark 314 may be provided on at least one of the three conductor patterns 311. Note that the mark 314 may be provided adjacent to all the conductor patterns 311. Further, as shown in the lower left conductor pattern 311 in FIG. 5B, after determining the arrangement position of the mounting terminal 301 of the magnetic sensor 300, a mark 314 a may be attached so that the trace 312 of the mounting terminal 301 can be seen. . Then, by placing the mark 314a on the circuit board 310 for mass production at the same position as the mark 314a determined by trial manufacture, the arrangement position of the magnetic sensor 300 can be easily confirmed during mass production.

図6は、磁気センサー300の回路基板上の配置位置を示す説明図である。図6(A)〜(C)は、それぞれ、図2(A)〜(C)に対応している。図6(A)に示す配置位置では、磁気センサー300の実装端子301は、回路基板310の導体パターン311の調整パターン311aに実装されている。図6(B)に示す配置位置では、磁気センサー300の実装端子301は、回路基板310の導体パターン311の、調整パターン311a及び調整パターン311bを除いた部分に実装されている。図6(C)に示す配置位置では、磁気センサー300の実装端子301は、回路基板310の導体パターン311の調整パターン311bに実装されている。このように、磁気センサー300の実装端子301のどの部分に実装するかにより、磁気センサー300の配置位置を移動させることができる。そして、磁気センサー300の位置において、磁気センサー300の出力信号を測定し、最も好ましい位置に磁気センサー300を実装することが好ましい。なお、磁気センサー300の位置の調整は、コアレス電気機械装置の製造準備段階、あるいは、試作段階で行うことが好ましい。   FIG. 6 is an explanatory view showing the arrangement position of the magnetic sensor 300 on the circuit board. 6A to 6C correspond to FIGS. 2A to 2C, respectively. In the arrangement position shown in FIG. 6A, the mounting terminal 301 of the magnetic sensor 300 is mounted on the adjustment pattern 311 a of the conductor pattern 311 of the circuit board 310. In the arrangement position shown in FIG. 6B, the mounting terminal 301 of the magnetic sensor 300 is mounted on a portion of the conductor pattern 311 of the circuit board 310 excluding the adjustment pattern 311a and the adjustment pattern 311b. In the arrangement position shown in FIG. 6C, the mounting terminal 301 of the magnetic sensor 300 is mounted on the adjustment pattern 311 b of the conductor pattern 311 of the circuit board 310. Thus, the arrangement position of the magnetic sensor 300 can be moved depending on which part of the mounting terminal 301 of the magnetic sensor 300 is mounted. Then, it is preferable to measure the output signal of the magnetic sensor 300 at the position of the magnetic sensor 300 and mount the magnetic sensor 300 at the most preferable position. The adjustment of the position of the magnetic sensor 300 is preferably performed at the manufacturing preparation stage of the coreless electromechanical device or at the trial production stage.

図7は、第2の実施例を示す説明図である。図8は、第2の実施例における磁気センサー300の出力信号の例を示す説明図である。第2の実施例は、第1の実施例と比較すると、磁性体部材215の枚数が異なっている。すなわち、図7(A)に示す例は、磁性体部材215の枚数が1枚であり、図7(B)に示す例は2枚であり、図7(C)に示す例は3枚である。なお、図8(A)〜(C)は、それぞれ、図7(A)〜(C)に対応している。磁性体部材215は、上述したように、永久磁石200から回転軸230の軸方向に漏れた磁束を通しやすい。ここで、磁気センサー300は、永久磁石200から見て、磁性体部材215のさらに回転軸230方向に離れた位置に配置されている。すなわち、磁性体部材215は、永久磁石200と、磁気センサー300との間にあり、磁気センサー300は、磁性体部材215からさらに漏れた磁束の磁束密度を検出する。ここで、磁性体部材215の枚数が多いと(厚いと)、永久磁石200の磁束は、磁性体部材215を通り易くなる。すなわち、磁性体部材215からさらに漏れる磁束が少なくなる。その結果、図7(A)から、(B)、(C)の順に磁性体部材215の枚数が増えると、図8(A)から(B)、(C)の順に示すように、磁気センサー300の出力信号の波形は、ほぼ正弦波であるが、だんだんとピーク高さが小さくなっている。なお、本実施例では、磁性体部材215の枚数が1枚のときに、磁気センサー300の出力信号の波形が飽和しないように調整している。したがって、図7(A)に示す磁性体部材215を1枚にしたり、図7(A)に示す磁性体部材215よりも薄い磁性体部材を用いたりした場合には、磁気センサー300の出力信号の波形は、図3(A)に示すように、磁気センサー300の出力信号の波形は、飽和する。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the second embodiment. FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of an output signal of the magnetic sensor 300 in the second embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment in the number of magnetic members 215. That is, in the example shown in FIG. 7A, the number of magnetic members 215 is one, the example shown in FIG. 7B is two, and the example shown in FIG. 7C is three. is there. 8A to 8C correspond to FIGS. 7A to 7C, respectively. As described above, the magnetic body member 215 can easily pass the magnetic flux leaked from the permanent magnet 200 in the axial direction of the rotating shaft 230. Here, the magnetic sensor 300 is disposed at a position further away from the magnetic member 215 in the direction of the rotation axis 230 when viewed from the permanent magnet 200. That is, the magnetic member 215 is between the permanent magnet 200 and the magnetic sensor 300, and the magnetic sensor 300 detects the magnetic flux density of the magnetic flux further leaking from the magnetic member 215. Here, if the number of magnetic members 215 is large (thick), the magnetic flux of the permanent magnet 200 easily passes through the magnetic members 215. That is, the magnetic flux that leaks further from the magnetic member 215 is reduced. As a result, when the number of magnetic members 215 increases in the order of (B) and (C) from FIG. 7 (A), as shown in the order of (B) and (C) of FIG. The waveform of the output signal 300 is almost a sine wave, but the peak height gradually decreases. In this embodiment, when the number of magnetic members 215 is one, the output signal waveform of the magnetic sensor 300 is adjusted so as not to be saturated. Therefore, when the magnetic member 215 shown in FIG. 7A is used as one sheet or when a magnetic member thinner than the magnetic member 215 shown in FIG. 7A is used, the output signal of the magnetic sensor 300 is displayed. As shown in FIG. 3A, the waveform of the output signal of the magnetic sensor 300 is saturated.

なお、本実施例において、磁性体部材215を出来る限り厚くし、磁気センサー300の高感度タイプを選択し、ハンダ実装位置を調整することで、磁気センサー300の出力信号の波形をより細かく調整できるのが好ましい。また、磁性体部材215の枚数ではなく、磁性体部材215の厚さを変えてもよい。さらに、全ての磁性体部材215は、同じ厚さである必要はなく、0.1mm、0.2mm、0.4mmのように、磁性体部材215ごとに厚さを変え、厚さの異なる磁性体部材を組み合わせてもよい。   In the present embodiment, the waveform of the output signal of the magnetic sensor 300 can be finely adjusted by making the magnetic member 215 as thick as possible, selecting the high-sensitivity type of the magnetic sensor 300, and adjusting the solder mounting position. Is preferred. Further, instead of the number of magnetic members 215, the thickness of the magnetic members 215 may be changed. Further, it is not necessary for all the magnetic members 215 to have the same thickness. For example, 0.1 mm, 0.2 mm, and 0.4 mm can be used to change the thickness of each magnetic member 215 so that the magnetic members having different thicknesses can be used. Body members may be combined.

なお、上記第1、第2の実施例は、それぞれ単独で実施することが可能である。また、第1、第2の実施例を組み合わせて実施することも可能である。例えば、第1、第2の実施例を組み合わせる場合には、先に磁性体部材215の枚数、厚さによる調整を実行して、磁気センサー300の出力信号の大きさを大まかに調整(粗調整)し、その後、磁気センサー300の配置位置を調整することにより、磁気センサー300の出力信号の大きさを微調整してもよい。また、磁性体部材215による粗調整を行わない場合には、磁気センサー300の配置位置の調整範囲が大きくなるため、調整パターン311a、311bを含めた導体パターン311の長さが長くなり、回路基板310が大きくなる場合がある。本実施例にように磁性体部材215による粗調整を行う場合には、磁気センサー300の配置位置の調整範囲を狭くできるので、調整パターン311a、311bを含めた導体パターン311の長さを、磁気センサー300の実装端子301の長さの1.5〜2倍程度に短くすることができ、回路基板310を小さくすることが可能となる。   The first and second embodiments can be carried out independently. It is also possible to carry out a combination of the first and second embodiments. For example, when combining the first and second embodiments, the adjustment based on the number and thickness of the magnetic members 215 is executed first to roughly adjust the magnitude of the output signal of the magnetic sensor 300 (coarse adjustment). Then, the magnitude of the output signal of the magnetic sensor 300 may be finely adjusted by adjusting the arrangement position of the magnetic sensor 300. Further, when the coarse adjustment by the magnetic member 215 is not performed, the adjustment range of the arrangement position of the magnetic sensor 300 becomes large, and therefore the length of the conductor pattern 311 including the adjustment patterns 311a and 311b becomes long, and the circuit board 310 may become large. When coarse adjustment is performed by the magnetic member 215 as in the present embodiment, the adjustment range of the arrangement position of the magnetic sensor 300 can be narrowed. Therefore, the length of the conductor pattern 311 including the adjustment patterns 311a and 311b The length of the mounting terminal 301 of the sensor 300 can be shortened to about 1.5 to 2 times, and the circuit board 310 can be made small.

図9は、本発明の変形例によるモーター/発電機を利用した移動体の一例としての電動自転車(電動アシスト自転車)を示す説明図である。この自転車3300は、前輪にモーター3310が設けられており、サドルの下方のフレームに制御回路3320と充電池3330とが設けられている。モーター3310は、充電池3330からの電力を利用して前輪を駆動することによって、走行をアシストする。また、ブレーキ時にはモーター3310で回生された電力が充電池3330に充電される。制御回路3320は、モーターの駆動と回生とを制御する回路である。このモーター3310としては、上述した各種のコアレスモーター10を利用することが可能である。   FIG. 9 is an explanatory view showing an electric bicycle (electric assist bicycle) as an example of a moving body using a motor / generator according to a modification of the present invention. In this bicycle 3300, a motor 3310 is provided on the front wheel, and a control circuit 3320 and a rechargeable battery 3330 are provided on a frame below the saddle. The motor 3310 assists traveling by driving the front wheels using the electric power from the rechargeable battery 3330. Further, the electric power regenerated by the motor 3310 is charged in the rechargeable battery 3330 during braking. The control circuit 3320 is a circuit that controls driving and regeneration of the motor. As the motor 3310, the above-described various coreless motors 10 can be used.

図10は、本発明の変形例によるモーターを利用したロボットの一例を示す説明図である。このロボット3400は、第1と第2のアーム3410,3420と、モーター3430とを有している。このモーター3430は、被駆動部材としての第2のアーム3420を水平回転させる際に使用される。このモーター3430としては、上述した各種のコアレスモーター10を利用することが可能である。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a robot using a motor according to a modification of the present invention. The robot 3400 includes first and second arms 3410 and 3420 and a motor 3430. This motor 3430 is used when horizontally rotating the second arm 3420 as a driven member. As the motor 3430, the various coreless motors 10 described above can be used.

図11は、本発明の変形例によるモーターを利用した双腕7軸ロボットの一例を示す説明図である。双腕7軸ロボット3450は、関節モーター3460と、把持部モーター3470と、アーム3480と、把持部3490と、を備える。関節モーター3460は、肩関節、肘関節、手首関節に相当する位置に配置されている。関節モーター3460は、アーム3480と把持部3490とを、3次元的に動作させるため、各関節につき2つのモーターを備えている。また、把持部モーター3470は、把持部3590を開閉し、把持部3490に物を掴ませる。双腕7軸ロボット3450において、関節モーター3460あるいは把持部モーター3470として、上述した各種のコアレスモーターを利用することが可能である。   FIG. 11 is an explanatory view showing an example of a double-armed seven-axis robot using a motor according to a modification of the present invention. The double-arm 7-axis robot 3450 includes a joint motor 3460, a gripper motor 3470, an arm 3480, and a gripper 3490. The joint motor 3460 is disposed at a position corresponding to a shoulder joint, an elbow joint, and a wrist joint. The joint motor 3460 includes two motors for each joint in order to move the arm 3480 and the grip portion 3490 in a three-dimensional manner. In addition, the gripper motor 3470 opens and closes the gripper 3590 and causes the gripper 3490 to grip an object. In the double-arm 7-axis robot 3450, the above-described various coreless motors can be used as the joint motor 3460 or the gripping motor 3470.

図12は、本発明の変形例によるモーターを利用した鉄道車両を示す説明図である。この鉄道車両3500は、電動モーター3510と、車輪3520とを有している。この電動モーター3510は、車輪3520を駆動する。さらに、電動モーター3510は、鉄道車両3500の制動時には発電機として利用され、電力が回生される。この電動モーター3510としては、上述した各種のコアレスモーター10を利用することができる。   FIG. 12 is an explanatory view showing a railway vehicle using a motor according to a modification of the present invention. The railway vehicle 3500 has an electric motor 3510 and wheels 3520. The electric motor 3510 drives the wheel 3520. Furthermore, the electric motor 3510 is used as a generator when the railway vehicle 3500 is braked, and electric power is regenerated. As the electric motor 3510, the various coreless motors 10 described above can be used.

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。   The embodiments of the present invention have been described above based on some examples. However, the above-described embodiments of the present invention are for facilitating the understanding of the present invention and limit the present invention. It is not a thing. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof.

10…コアレスモーター
15…ステーター
20…ローター
100、100A、100B…電磁コイル
110…ケーシング
115…コイルバックヨーク
200…永久磁石
215…磁性体部材
230…回転軸
240…軸受け部
260…コイルバネ
300…磁気センサー
301…実装端子
310…回路基板
311…導体パターン
311a、311b…調整パターン
312…実装端子の跡
313…ハンダ
314、314a…マーク
3300…自転車
3310…モーター
3320…制御回路
3330…充電池
3400…ロボット
3410…第2のアーム
3420…第2のアーム
3430…モーター
3450…双椀7軸ロボット
3460…関節モーター
3470…把持部モーター
3480…アーム
3490…把持部
3500…鉄道車両
3510…電動モーター
3520…車輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Coreless motor 15 ... Stator 20 ... Rotor 100, 100A, 100B ... Electromagnetic coil 110 ... Casing 115 ... Coil back yoke 200 ... Permanent magnet 215 ... Magnetic body member 230 ... Rotating shaft 240 ... Bearing part 260 ... Coil spring 300 ... Magnetic sensor DESCRIPTION OF SYMBOLS 301 ... Mounting terminal 310 ... Circuit board 311 ... Conductor pattern 311a, 311b ... Adjustment pattern 312 ... Trace of mounting terminal 313 ... Solder 314, 314a ... Mark 3300 ... Bicycle 3310 ... Motor 3320 ... Control circuit 3330 ... Rechargeable battery 3400 ... Robot 3410 ... Second arm 3420 ... Second arm 3430 ... Motor 3450 ... Double-axis 7-axis robot 3460 ... Joint motor 3470 ... Gripping part motor 3480 ... Arm 3490 ... Gripping part 3500 ... Railway Both 3510 ... electric motor 3520 ... the wheels

Claims (9)

コアレス電気機械装置の製造方法であって、
(a)回転軸と、前記回転軸の円周方向に配置され、前記回転軸を中心とした放射方向に磁化された複数の永久磁石と、前記永久磁石の回転軸方向の両端部に配置された磁性体部材と、をローターに組み合わせる工程と、
(b)前記永久磁石と対向する円周方向に配置された複数の電磁コイルで、リング状に形成され、前記リングの法線が前記回転軸を中心とした放射方向である電磁コイルと、前記回転軸に垂直な平面上に配置された基板と、前記基板上に配置され、前記永久磁石により生じる磁束の大きさを検知する磁気センサーと、をステーターに組み合わせる工程と、
(c)前記ローターと前記ステーターとを組み合わせる工程と、
を備え、
前記工程(b)は、(b−1)前記基板上において前記回転軸を中心とした放射方向に前記磁気センサーを移動させて位置を調整することにより、前記磁気センサーの出力信号が飽和しない範囲で前記磁気センサーの出力信号のピークの大きさが最も大きくなるように前記磁気センサーの実装位置を調整する工程を含む、コアレス電気機械装置の製造方法。
A method of manufacturing a coreless electromechanical device, comprising:
(A) A rotating shaft, a plurality of permanent magnets arranged in a circumferential direction of the rotating shaft and magnetized in a radial direction around the rotating shaft, and arranged at both ends of the permanent magnet in the rotating shaft direction Combining the magnetic member with the rotor,
(B) a plurality of electromagnetic coils arranged in a circumferential direction facing the permanent magnet, formed in a ring shape, and an electromagnetic coil whose normal line is a radial direction centered on the rotation axis; Combining a stator disposed on a plane perpendicular to the rotation axis, and a magnetic sensor disposed on the substrate and detecting the magnitude of magnetic flux generated by the permanent magnet, with the stator;
(C) combining the rotor and the stator;
With
In the step (b), (b-1) a range in which the output signal of the magnetic sensor is not saturated by adjusting the position by moving the magnetic sensor in the radial direction about the rotation axis on the substrate. And adjusting the mounting position of the magnetic sensor so that the peak of the output signal of the magnetic sensor is maximized.
請求項1に記載のコアレス電気機械装置の製造方法において、
前記磁性体部材は、円盤形状を有した一枚以上の板状部材で形成されており、
前記工程(b)は、前記工程(b−1)の前に、(b−0)前記磁性体部材の枚数または前記磁性体部材の厚さを調整することにより、前記磁気センサーの出力信号の大きさを調整する工程を備える、コアレス電気機械装置の製造方法。
In the manufacturing method of the coreless electromechanical device according to claim 1,
The magnetic member is formed of one or more plate-like members having a disk shape,
In the step (b), before the step (b-1), the output signal of the magnetic sensor is adjusted by adjusting (b-0) the number of the magnetic members or the thickness of the magnetic members. A method of manufacturing a coreless electromechanical device, comprising a step of adjusting a size.
コアレス電気機械装置であって、
ローターと、
前記ローターと対向して配置されているステーターとを備え、
前記ローターは、
回転軸と、
前記回転軸の円周方向に配置され、交互に前記回転軸を中心とした放射方向に磁化された複数の永久磁石と、
前記永久磁石の前記回転軸方向の両端部に配置された磁性体部材と、を有し、
前記ステーターは、
前記永久磁石と対向する円周方向に沿って配置された複数の電磁コイルであって、リング状に形成され、前記リングの法線が前記回転軸を中心とした放射方向である電磁コイルと、
前記回転軸に垂直な平面上に配置された基板と、
前記基板上に配置され、前記永久磁石により生じる磁束の大きさを検知する磁気センサーと、を有し、
前記磁気センサーは、前記磁気センサーを前記基板上に実装するための実装端子を有しており、
前記基板は、前記磁気センサーの実装端子との実装に用いられる複数の導体パターンを有しており、
前記導体パターンは、前記回転軸を中心とした放射方向と平行であり、前記導体パターンの放射方向の長さは、前記磁気センサーの実装端子の長さよりも長く形成されている、コアレス電気機械装置。
A coreless electromechanical device,
With the rotor,
A stator disposed opposite to the rotor,
The rotor is
A rotation axis;
A plurality of permanent magnets arranged in a circumferential direction of the rotating shaft and alternately magnetized in a radial direction around the rotating shaft;
A magnetic member disposed at both ends of the rotation axis direction of the permanent magnet,
The stator is
A plurality of electromagnetic coils arranged along a circumferential direction facing the permanent magnet, wherein the electromagnetic coils are formed in a ring shape, and the normal line of the ring is a radial direction centered on the rotation axis;
A substrate disposed on a plane perpendicular to the rotation axis;
A magnetic sensor disposed on the substrate and detecting the magnitude of magnetic flux generated by the permanent magnet,
The magnetic sensor has a mounting terminal for mounting the magnetic sensor on the substrate,
The substrate has a plurality of conductor patterns used for mounting with mounting terminals of the magnetic sensor,
The coreless electromechanical device, wherein the conductor pattern is parallel to a radial direction about the rotation axis, and a length of the conductive pattern in the radial direction is longer than a length of a mounting terminal of the magnetic sensor. .
請求項3に記載のコアレス電気機械装置において、
前記磁気センサーは、前記磁気センサーの出力信号が飽和しない範囲で前記磁気センサーの出力信号のピークの大きさが最も大きくなるように前記磁気センサーの実装位置が調整されている、コアレス電気機械装置。
The coreless electromechanical device according to claim 3,
The coreless electromechanical device, wherein the mounting position of the magnetic sensor is adjusted so that the magnitude of the peak of the output signal of the magnetic sensor is maximized within a range in which the output signal of the magnetic sensor is not saturated.
請求項3または4に記載のコアレス電気機械装置において、
前記導体パターンの少なくとも1つは、磁気センサーの実装端子の実装位置を確認するためのマークを有している、コアレス電気機械装置。
The coreless electromechanical device according to claim 3 or 4,
A coreless electromechanical device, wherein at least one of the conductor patterns has a mark for confirming a mounting position of a mounting terminal of a magnetic sensor.
請求項3〜5のいずれか一項に記載のコアレス電気機械装置において、
前記磁性体部材は、前記磁気センサーの出力信号が飽和しない範囲で前記磁気センサーの出力信号のピークの大きさが最も大きくなるように前記磁性体部材の厚さが調整されている、コアレス電気機械装置。
In the coreless electromechanical device according to any one of claims 3 to 5,
In the coreless electric machine, the thickness of the magnetic member is adjusted so that the peak of the output signal of the magnetic sensor is maximized within a range in which the output signal of the magnetic sensor is not saturated. apparatus.
請求項6に記載のコアレス電気機械装置において、
前記磁性体部材は、円盤形状を有した一枚以上の板状部材で形成されている、コアレス電気機械装置。
The coreless electromechanical device according to claim 6,
The coreless electromechanical device, wherein the magnetic member is formed of one or more plate-like members having a disk shape.
請求項6または7に記載のコアレス電気機械装置において、
前記各導体パターンの放射方向の長さは、前記磁気センサーの実装端子の長さの1.5〜2倍の長さである、コアレス電気機械装置。
The coreless electromechanical device according to claim 6 or 7,
The length of each conductor pattern in the radial direction is a coreless electromechanical device that is 1.5 to 2 times the length of the mounting terminal of the magnetic sensor.
請求項3〜8のいずれか一項に記載されたコアレス電気機械装置を備えるロボット。   A robot comprising the coreless electromechanical device according to any one of claims 3 to 8.
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WO2022264747A1 (en) * 2021-06-14 2022-12-22 日立Astemo株式会社 Brushless motor

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