JP2016116436A - ランデル型ロータ及びランデル型モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロータ7は、周方向に複数の爪状磁極32を有する第1及び第2ロータコア20、30を各ロータコア20、30の爪状磁極32が周方向に交互となるように組み合わせ、各ロータコア20、30の爪状磁極32が交互に異なる磁極として機能するように前記第1及び第2ロータコア20、30の間に軸方向に磁化された界磁磁石40を配置してなるランデル型ロータであって、第1ロータコア20の第1爪状磁極における軸方向端面に直接的にセンサマグネット50が固定され、その第1爪状磁極とセンサマグネット50の磁極とが反発関係となる態様にて構成される。
【選択図】図1
Description
また、上記のランデル型ロータにおいて、前記補助マグネットは、ロータの回転位置検出用のセンサマグネットであることが好ましい。
この構成によれば、漏れ磁束が低減可能なランデル型モータが用いられるランデル型モータにおいては、高出力化等を図ることが可能である。
図1に示す本実施形態のブラシレスモータMは、ランデル型モータであって、車両エンジンルームに配置される位置制御装置用、詳しくはエンジンに連結されるバルブタイミング可変装置に用いられるモータである。
図1及び図2に示すように、筒状フロントハウジング2の内周面にはステータ5が固定されている。ステータ5は、円筒状のステータコア11を有し、そのステータコア11の外周面が筒状フロントハウジング2の内側面に固定されている。ステータコア11の内側には、軸線方向に沿って形成され、かつ、周方向に等ピッチに配置される複数のティース12が、径方向内側に向かって延出形成されている。各ティース12は、T型のティースであって、その径方向の内周面は、回転軸6の中心軸線Oを中心として同心円の円弧を軸線方向に延出した円弧面である。
図1〜図4に示すように、回転軸6に固着されるロータ7は、ステータ5の内側に配置されている。ロータ7は、第1及び第2ロータコア20,30、界磁磁石40、整流磁石42、センサマグネット50を有している。
第1ロータコア20は、軟磁性材よりなる電磁鋼板にて形成され、エンドフレーム3側に配置される。第1ロータコア20は、円板状の第1コアベース21を有し、その中心位置に貫通穴21aが貫通形成されている。貫通穴21aのエンドフレーム3側の外周部には、略円筒状のボス部21bが突出形成されている。本実施形態では、バーリング加工により、貫通穴21aとボス部21bを同時に形成している。なお、ボス部21bの外径は、回転軸6の一側を回転可能に支持する軸受9の外径、即ちエンドフレーム3の設けた軸受9を収容固定する軸受保持部3aの内径より短く形成されている。
第2ロータコア30は、第1ロータコア20と同一材質及び同形状であって、筒状フロントハウジング2側に配置される。第2ロータコア30は、円板状の第2コアベース31を有し、その中心位置に貫通穴31aが貫通形成されている。貫通穴31aの筒状フロントハウジング2側の外周部には、略円筒状のボス部31bが突出形成されている。本実施形態では、バーリング加工により、貫通穴31aとボス部31bを同時に形成している。なお、ボス部31bの外径は、回転軸6の他側を回転可能に支持する軸受8の外径、即ち筒状フロントハウジング2の設けた軸受8を収容固定する軸受保持部2aの内径より短く形成されている。
図4に示すように、界磁磁石40は、円板状の永久磁石であって、その中央部に貫通穴40aが形成されている。界磁磁石40は、その貫通穴40aに円筒状のスリーブ41が貫挿されている。スリーブ41は、非磁性体よりなり本実施形態では回転軸6と同じステンレス製にて形成されている。界磁磁石40の外径は、第1及び第2コアベース21,31の外径と略一致するように設定されている。従って、界磁磁石40の外周面40bが第1及び第2コアベース21,31の外周面21c,31cと面一となる。
ロータ7は、界磁磁石40の外周側に円環状の整流磁石42を備えている。なお、界磁磁石40と整流磁石42とは、異なる材料で構成される。具体的には、界磁磁石40は、例えば異方性の焼結磁石であり、例えばフェライト磁石、サマリウムコバルト(SmCo)磁石、ネオジム磁石等で構成される。整流磁石42は、例えばボンド磁石(プラスチックマグネット、ゴムマグネット等)であり、例えばフェライト磁石、サマリウム鉄窒素(SmFeN)系磁石、サマリウムコバルト(SmCo)系磁石、ネオジム磁石等で構成される。
図1、図3及び図4に示すように、円環状をなし周方向に多極着磁、この場合ロータ7の磁極数と同じ8磁極として着磁されたセンサマグネット50は、ロータ7のエンドフレーム3側の端面に対し接着剤W1を以て直接的に固定されている。
すなわち、図7に示すように、ロータの表面に磁石を張り合わせた通常のSPMモータでは、磁気センサで検出される磁束密度B1は、その磁力線方向が略デューティ比50%で反転する。しかし、ランデル型モータでは、磁気センサで検出される磁束密度B2において下限磁束量が十分ではなく、デューティ比もアンバランスとなる。この結果、ロータの回転角度の検出精度が低下する。
[磁気センサ60]
エンドフレーム3の軸方向内側面3bには、センサマグネット50に対して軸方向に一定の間隔を開けて対向するホールIC等の磁気センサ60が支持されている。なお、磁気センサ60は、エンドフレーム3に直接固定されていてもよいし、保持部材(図示略)を介してエンドフレーム3に対し間接的に保持されていてもよい。そして、ロータ7と一体的にセンサマグネット50が回転することで、磁気センサ60はそのセンサマグネット50の磁極に応じた検出信号を出力する。磁気センサ60からの検出信号を受けた図示略の制御回路は、その検出信号に基づいてロータ7の回転位置(角度)を算出するとともに回転数(速度)等を算出し、ブラシレスモータMの駆動制御を行う。
(1)本実施形態では、第1ロータコア20の第1爪状磁極22における軸方向端面に直接的にセンサマグネット50が固定され、その第1爪状磁極22とセンサマグネット50の磁極とが反発関係となる態様とされている。これにより、第1ロータコア20の第1爪状磁極22の軸方向端面から生じようとする漏れ磁束がセンサマグネット50の磁極による反発を受けて低減される。また、センサマグネット50は、第1ロータコア20等に対して固定するための固定面51から径方向外側及び内側にそれぞれ突出形状をなし、漏れ磁束への対向面積の増大を図る構成とされていることから、先の漏れ磁束の低減効果をより大きくすることができる。このような漏れ磁束の低減は、モータMの高出力化等を図ることができる。なお、モータMを従来と同等出力とする場合ではモータMの小型化を図ることができ、またロータ7の有効磁束が増えるため、低グレードの安価な磁石を界磁磁石40として使用することも検討できる。
・センサマグネット50を、ロータ7の軸方向端面からの漏れ磁束を低減するための補助マグネットとしても用いたが、漏れ磁束の低減を図るための専用の補助マグネットを用いる構成としてもよい。また、ロータ7の軸方向一側に補助マグネット(センサマグネット50)を設けたが両側に設ける構成としてもよい。
Claims (4)
- 周方向に複数の爪状磁極を有する第1及び第2ロータコアを各ロータコアの爪状磁極が周方向に交互となるように組み合わせ、各ロータコアの爪状磁極が交互に異なる磁極として機能するように前記第1及び第2ロータコアの間に軸方向に磁化された界磁磁石を配置してなるランデル型ロータであって、
前記第1及び第2ロータコアの少なくとも一方側の爪状磁極における軸方向端面に直接的に固定される円環状の補助マグネットが用いられ、固定により隣接する前記ロータコアの爪状磁極と前記補助マグネットの磁極とが反発関係となる態様にて構成されていることを特徴とするランデル型ロータ。 - 請求項1に記載のランデル型ロータにおいて、
前記補助マグネットの外周部には、前記ロータコアとの間に一定の間隙を隔てて固定部分から径方向外側に延出される凹状部を備え、前記凹状部の径方向の幅は前記爪状磁極の肉厚に相当する幅としたことを特徴とするランデル型ロータ。 - 請求項1又は2に記載のランデル型ロータにおいて、
前記補助マグネットは、ロータの回転位置検出用のセンサマグネットであることを特徴とするランデル型ロータ。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のランデル型ロータを備えたことを特徴とするランデル型モータ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014254129 | 2014-12-16 | ||
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JP2015125575A Pending JP2016116436A (ja) | 2014-12-16 | 2015-06-23 | ランデル型ロータ及びランデル型モータ |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019158780A (ja) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | ジヤトコ株式会社 | モータの回転角検出装置 |
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2015
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