JP2019032201A

JP2019032201A - Position sensor and motor

Info

Publication number: JP2019032201A
Application number: JP2017152400A
Authority: JP
Inventors: 暁松縄; Akira Matsunawa
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 2017-08-07
Filing date: 2017-08-07
Publication date: 2019-02-28

Abstract

To prevent occurrence of erroneous detection in detecting a rotor position with a position sensor dispensing with a permanent magnet.SOLUTION: A position sensor 1F detects a rotation position of a rotor 2 relative to a stator 3F on the basis of a change of inductance due to rotation of the rotor 2 secured to a shaft 5. A cylindrical stator 3F is arranged concentrically with a center C of rotation of the shaft 5, and includes multiple sets of magnetic pole pair 32A, 32B consisting of a pair of main magnetic poles 31 projected from an inner circumferential surface 30a toward the center C of rotation and arranged facing each other. The rotor 2 includes at least one pair of convex poles 21 projected to the outside from a reference cylindrical surface 20a having a certain distance from the center C of rotation. The position sensor 1F includes coil pair 4A, 4B connected to a DC power supply and consisting of a coil wound around the respective main magnetic pole 31 of each magnetic pole pair 32A, 32B. The rotor 2 further includes corner parts 21a formed at circumferential direction ends at a radial direction outside of the convex poles 21.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータのロータ回転位置を検出するインダクタンス式の位置センサと、この位置センサを備えたモータとに関する。 The present invention relates to an inductance type position sensor that detects a rotor rotational position of a motor and a motor including the position sensor.

従来、モータ（特にブラシレスモータ）には、その回転数や回転角度（回転位置）を検出するための検出器（センサ）が付設される。検出器としては、例えば、モータのロータに備えた永久磁石の磁束によりロータの回転位置を検出するホールセンサがある（例えば特許文献１参照）。ホールセンサを備えたブラシレスモータでは、ホールセンサからの出力信号に基づきロータの回転位置を特定し、最適なタイミングで電流を流すことでロータを回転させている。 Conventionally, a detector (sensor) for detecting the rotation speed and rotation angle (rotation position) of a motor (particularly a brushless motor) is attached. As a detector, for example, there is a Hall sensor that detects the rotational position of the rotor by the magnetic flux of a permanent magnet provided in the rotor of the motor (see, for example, Patent Document 1). In a brushless motor provided with a hall sensor, the rotor position is specified based on an output signal from the hall sensor, and the rotor is rotated by flowing a current at an optimum timing.

特許第２６３９５２１号公報Japanese Patent No. 2639521

しかしながら、ホールセンサと永久磁石とを用いた位置検出手段の場合、磁石の強度（堅牢性）が鉄などの金属に比べて低いことに加え、磁石の加工精度を高めにくいことから、重量バランスの調整や回転軸への固定などに工夫が必要となる。そのため、このような位置検出手段を高速回転にも耐えうるように構成すると、製造コストが嵩むおそれがある。また、ホールセンサのような電子部品は高温環境に弱いものが多く、自動車のエンジン周辺のような高温環境下では使用できない場合がある。さらに、永久磁石を使用しないモータ（例えばスイッチトリラクタンスモータ、以下「ＳＲモータ」という）は、マグネットレスにより高い堅牢性や耐熱性といったメリットを有しているが、このＳＲモータに永久磁石を用いたセンサを装着してしまうと、せっかくのメリットが失われてしまうという課題がある。 However, in the case of position detecting means using a hall sensor and a permanent magnet, the strength (robustness) of the magnet is lower than that of a metal such as iron, and it is difficult to increase the machining accuracy of the magnet. Ingenuity is required for adjustment and fixing to the rotating shaft. Therefore, if such a position detection means is configured to withstand high-speed rotation, the manufacturing cost may increase. In addition, electronic components such as Hall sensors are often vulnerable to high temperature environments, and may not be used in high temperature environments such as around automobile engines. Furthermore, motors that do not use permanent magnets (for example, switched reluctance motors, hereinafter referred to as “SR motors”) have advantages such as higher robustness and heat resistance due to the absence of magnets. There is a problem that the merit is lost if the old sensor is attached.

また、ロータの回転によるインダクタンスの変化に基づいてロータの回転位置（以下「ロータ位置」という）を検出するセンサの場合、インダクタンスに重畳するノイズの影響によって誤検出を招くおそれがある。例えば、複数のコイルに生じるインダクタンスの大小関係を比較してロータ位置を検出する場合、インダクタンスの大小関係が逆転するロータ位置付近ではインダクタンスの差が小さくなるため、重畳したノイズの影響を受けてチャタリングを起こしやすい。 Further, in the case of a sensor that detects the rotational position of the rotor (hereinafter referred to as “rotor position”) based on a change in inductance due to the rotation of the rotor, there is a risk of erroneous detection due to the effect of noise superimposed on the inductance. For example, when detecting the rotor position by comparing the magnitude relationships of the inductances that occur in multiple coils, the difference in inductance is small near the rotor position where the magnitude relationship of the inductances is reversed. It is easy to cause.

本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、永久磁石を用いない位置センサによってステータに対するロータの回転位置を検出するときに、誤検出を生じないことを目的の一つとする。また、本件のモータは、永久磁石を用いない位置センサによって回転位置を検出することで、マグネットレスのメリットを活かすことを目的の一つとする。なお、これらの目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。 This case has been devised in view of such problems, and one of the objects is to prevent erroneous detection when detecting the rotational position of the rotor relative to the stator by a position sensor that does not use a permanent magnet. In addition, the motor of the present invention is one of the purposes to utilize the merit of magnetless by detecting the rotational position by a position sensor that does not use a permanent magnet. It should be noted that the present invention is not limited to these purposes, and is an operational effect derived from each configuration shown in the embodiment for carrying out the invention described later, and also has an operational effect that cannot be obtained by conventional techniques. It is.

（１）ここで開示する位置センサは、シャフトに固定されたロータの回転によるインダクタンスの変化に基づいて、ステータに対する前記ロータの回転位置を検出する位置センサであって、筒状に形成され、前記シャフトの回転中心と同心に配置されるとともに、内周面から前記回転中心に向かって突設されて互いに対向配置された一対の主磁極からなる磁極対を複数組有する前記ステータと、前記回転中心からの距離が一定の基準円筒面から径方向外側へ突設された少なくとも一対の凸極を有する前記ロータと、直流電源に接続されて各組の前記磁極対の夫々の前記主磁極に巻回されたコイルからなるコイル対と、を備え、前記ロータは、前記凸極の径方向外側における周方向両端部に形成された角部を有する。 (1) The position sensor disclosed herein is a position sensor that detects the rotational position of the rotor relative to the stator based on a change in inductance caused by the rotation of the rotor fixed to the shaft, and is formed in a cylindrical shape. The stator having a plurality of pairs of magnetic poles, each of which is arranged concentrically with the rotation center of the shaft, and which protrudes from the inner peripheral surface toward the rotation center and is arranged to face each other, and the rotation center The rotor having at least a pair of convex poles projecting radially outward from a reference cylindrical surface having a constant distance from the base, and wound around each main pole of each pair of the magnetic pole pairs connected to a DC power source And the rotor has corners formed at both ends in the circumferential direction on the radially outer side of the convex poles.

（２）前記凸極は、前記基準円筒面から径方向外側に立設された一対の立設面を有することが好ましい。
（３）前記立設面は、前記基準円筒面の半径の延長線上に沿って立設されていることが好ましい。 (2) It is preferable that the said convex pole has a pair of standing surface which stood radially outward from the said reference | standard cylindrical surface.
(3) It is preferable that the standing surface is erected along an extension line of a radius of the reference cylindrical surface.

（４）前記ステータは、各々の前記主磁極の周方向両側に位置し、前記内周面から径方向内側に突設された補助磁極を有し、前記凸極は、二つの前記角部が前記主磁極の周方向両側に位置する二つの前記補助磁極の夫々にオーバラップするような周方向長さを有することが好ましい。なお、この場合、前記コイル対を構成する二つの前記コイルは、前記回転中心から各々の前記主磁極を見たときの巻回方向が互いに同一であることが好ましい。 (4) The stator has auxiliary magnetic poles that are located on both sides in the circumferential direction of each of the main magnetic poles and project radially inward from the inner circumferential surface, and the convex pole has two corner portions. It is preferable to have a circumferential length that overlaps each of the two auxiliary magnetic poles positioned on both sides of the main magnetic pole in the circumferential direction. In this case, it is preferable that the two coils constituting the coil pair have the same winding direction when the main magnetic poles are viewed from the rotation center.

（５）前記ロータは、永久磁石以外の磁性体で形成されていることが好ましい。
（６）また、ここで開示するモータは、上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の位置センサと、前記シャフトと一体回転し、永久磁石を有さないモータロータと、ハウジングに固定され、永久磁石を有さないモータステータと、を備えている。 (5) It is preferable that the rotor is formed of a magnetic material other than a permanent magnet.
(6) Further, a motor disclosed herein includes a position sensor according to any one of (1) to (5) above, a motor rotor that rotates integrally with the shaft and does not have a permanent magnet, and a housing. A motor stator that is fixed and does not have a permanent magnet.

開示の位置センサによれば、ロータが凸極に形成された角部を有することから、凸極の径方向内側端面とロータとの隙間が角部において急変する。これにより、ロータの回転によるインダクタンスの変化を角部において急峻にすることができ、インダクタンスが交差するときの角度（インダクタンスの差）を大きくすることができる。このため、ノイズによるチャタリングの発生を抑制することができる。したがって、永久磁石を有しないロータを用いたロータ位置の検出において、誤検出を生じないようにすることができる。
また、開示のモータによれば、永久磁石を用いない位置センサによって回転位置を検出することで、マグネットレスのメリットを活かすことができる。 According to the disclosed position sensor, since the rotor has the corner portion formed on the convex pole, the gap between the radially inner end face of the convex pole and the rotor changes suddenly at the corner portion. Thereby, the change in inductance due to the rotation of the rotor can be made steep at the corner, and the angle (inductance difference) when the inductance intersects can be increased. For this reason, the occurrence of chattering due to noise can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent erroneous detection in the detection of the rotor position using the rotor having no permanent magnet.
In addition, according to the disclosed motor, it is possible to take advantage of magnetlessness by detecting the rotational position using a position sensor that does not use a permanent magnet.

第一実施形態に係る位置センサの磁気回路部を軸方向から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the magnetic circuit part of the position sensor which concerns on 1st embodiment from the axial direction. 図１に示す位置センサのロータを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the rotor of the position sensor shown in FIG. 図１に示す位置センサの電気回路部を例示する図である。It is a figure which illustrates the electric circuit part of the position sensor shown in FIG. 実施形態に係るモータを例示する模式的な分解斜視図である。It is a typical exploded perspective view which illustrates the motor concerning an embodiment. ロータの回転によって変化するインダクタンスと、スイッチングにより変化するシャント電圧と、処理部で行われる信号処理の内容とを併せて例示する図であり、機械角９０度の範囲を示す。It is a figure which illustrates together the inductance which changes with rotation of a rotor, the shunt voltage which changes with switching, and the contents of the signal processing performed by a processing part, and shows the range of 90 degrees of mechanical angles. ロータ形状の違いによるインダクタンスの変化の違いを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference in the change of the inductance by the difference in a rotor shape. 図１に示す位置センサの変形例の磁気回路部を軸方向から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the magnetic circuit part of the modification of the position sensor shown in FIG. 1 from the axial direction. 第二実施形態に係る位置センサの磁気回路部を軸方向から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the magnetic circuit part of the position sensor which concerns on 2nd embodiment from the axial direction. 図８に示す磁気回路部に生じる磁束の流れを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of the magnetic flux which arises in the magnetic circuit part shown in FIG. （ａ）は、図８に示す位置センサにおけるロータの凸極の周方向長さとステータの補助磁極との関係を説明する図であり、（ｂ）はその変形例である。(A) is a figure explaining the relationship between the circumferential direction length of the convex pole of the rotor in the position sensor shown in FIG. 8, and the auxiliary magnetic pole of a stator, (b) is the modification. （ａ）及び（ｂ）は、ロータの他の形状を示す模式図（図２に対応する図）である。(A) And (b) is a schematic diagram (drawing corresponding to FIG. 2) which shows the other shape of a rotor.

図面を参照して、実施形態としての位置センサ及びモータについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。 A position sensor and a motor as embodiments will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is merely an example, and there is no intention of excluding various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof. Further, they can be selected as necessary, or can be appropriately combined.

〈１．第一実施形態〉
［１−１．構成］
図１は、第一実施形態に係る位置センサ１Ｆをシャフト５（回転軸）の軸方向から見た（軸方向視の）模式図である。本実施形態の位置センサ１Ｆは、永久磁石を有しないものであり、シャフト５に固定されたロータ２の回転によるインダクタンスＬの変化に基づいて、ステータ３Ｆに対するロータ２の回転位置（以下「ロータ位置」という）を検出する。 <1. First Embodiment>
[1-1. Constitution]
FIG. 1 is a schematic view (as viewed in the axial direction) of the position sensor 1F according to the first embodiment viewed from the axial direction of the shaft 5 (rotating shaft). The position sensor 1F of the present embodiment does not have a permanent magnet, and based on the change in inductance L due to the rotation of the rotor 2 fixed to the shaft 5, the rotational position of the rotor 2 relative to the stator 3F (hereinafter referred to as "rotor position"). ").

本実施形態では、ロータ２が一回転すると（機械角３６０度のあいだに）２パルスを出力する位置センサ１Ｆを例示する。すなわち、本実施形態の位置センサ１Ｆは、ロータ位置が、機械角３６０度を４等分した９０度ごとの範囲（例えば０〜９０度，９０〜１８０度，１８０〜２７０度，２７０〜３６０度の４つの範囲）のうち、第一及び第三の範囲（０〜９０度及び１８０〜２７０度）に属するのか、あるいは、第二及び第四の範囲（９０〜１８０度及び２７０〜３６０度）に属するのかを検出（特定）する。なお、ロータ２の一回転でのパルス数は２パルスに限られない。この変形例については後述する。 In this embodiment, the position sensor 1F that outputs two pulses when the rotor 2 makes one revolution (during a mechanical angle of 360 degrees) is exemplified. That is, in the position sensor 1F of the present embodiment, the rotor position has a range of 90 degrees obtained by equally dividing the mechanical angle of 360 degrees (for example, 0 to 90 degrees, 90 to 180 degrees, 180 to 270 degrees, 270 to 360 degrees). Of the first and third ranges (0 to 90 degrees and 180 to 270 degrees), or the second and fourth ranges (90 to 180 degrees and 270 to 360 degrees). It is detected (identified) whether it belongs to. Note that the number of pulses per rotation of the rotor 2 is not limited to two pulses. This modification will be described later.

位置センサ１Ｆは、例えば図４に示すようなモータ９に組み込まれる。モータ９は、永久磁石を有していないスイッチトリラクタンスモータ（以下「ＳＲモータ９」という）であり、図示しないハウジングに固定されるモータステータ９Ａと、シャフト５と一体回転するモータロータ９Ｂとを備えている。なお、図４では、位置センサ１Ｆのロータ２とステータ３Ｆとを分解して示すとともに、ＳＲモータ９のモータステータ９Ａ及びモータロータ９Ｂも分解して示す。モータステータ９Ａには四つのモータティース部９Ｃが設けられており、各モータティース部９Ｃにはインシュレータ９Ｄを介してモータコイル９Ｅが巻回されている。 The position sensor 1F is incorporated in a motor 9 as shown in FIG. 4, for example. The motor 9 is a switched reluctance motor (hereinafter referred to as “SR motor 9”) that does not have a permanent magnet, and includes a motor stator 9A fixed to a housing (not shown) and a motor rotor 9B that rotates integrally with the shaft 5. ing. In FIG. 4, the rotor 2 and the stator 3F of the position sensor 1F are disassembled and shown, and the motor stator 9A and the motor rotor 9B of the SR motor 9 are also disassembled and shown. The motor stator 9A is provided with four motor teeth portions 9C, and motor coils 9E are wound around the motor teeth portions 9C via insulators 9D.

位置センサ１Ｆは、ＳＲモータ９のシャフト５上に配置され、ステータ３Ｆがハウジングに固定されるとともにロータ２がシャフト５に固定される。位置センサ１Ｆは、図１に示す磁気回路部１Ｆｍと図３に示す電気回路部１ｅとから構成され、ロータ位置を検出することで、ＳＲモータ９の回転位置（モータ回転角度）を検出する。磁気回路部１Ｆｍは、ロータ２，ステータ３Ｆ及び二組のコイル対４Ａ，４Ｂを有し、電気回路部１ｅは、処理部６及び励磁回路１０を有する。なお、後述するように、コイル対４Ａ，４Ｂは励磁回路１０にも含まれる要素である。本実施形態のロータ２は、永久磁石以外の磁性体（例えばケイ素鉄やソフトフェライトのような強磁性かつ軟磁性の材料）で形成されている。磁性体は強磁性かつ軟磁性であるとよい。 The position sensor 1F is disposed on the shaft 5 of the SR motor 9, and the stator 3F is fixed to the housing and the rotor 2 is fixed to the shaft 5. The position sensor 1F includes a magnetic circuit unit 1Fm shown in FIG. 1 and an electric circuit unit 1e shown in FIG. 3, and detects the rotational position (motor rotation angle) of the SR motor 9 by detecting the rotor position. The magnetic circuit unit 1Fm includes a rotor 2, a stator 3F, and two sets of coil pairs 4A and 4B, and the electric circuit unit 1e includes a processing unit 6 and an excitation circuit 10. As will be described later, the coil pairs 4 A and 4 B are elements included in the excitation circuit 10. The rotor 2 of the present embodiment is formed of a magnetic material other than a permanent magnet (for example, a ferromagnetic and soft magnetic material such as silicon iron or soft ferrite). The magnetic material is preferably ferromagnetic and soft magnetic.

図１に示すように、ロータ２は、シャフト５の回転中心Ｃからの距離が一定の円筒部２０と、円筒部２０の基準円筒面２０ａから径方向外側へ突設された一対の凸極２１とを有する。一対の凸極２１は同一形状をなし、周方向に互いに１８０度ずれて設けられる。すなわち、ロータ２は、軸方向視で、図２中に示す直線Ｚに対して線対称形状である。本実施形態の凸極２１は、図２に示すように、軸方向視で基準円筒面２０ａに沿うとともに幅が一定の円弧形状に準えることができる。なお、図２では一対の凸極２１に模様を付して示す。 As shown in FIG. 1, the rotor 2 includes a cylindrical portion 20 having a constant distance from the rotation center C of the shaft 5, and a pair of convex poles 21 projecting radially outward from the reference cylindrical surface 20 a of the cylindrical portion 20. And have. The pair of convex poles 21 have the same shape and are provided 180 degrees apart from each other in the circumferential direction. That is, the rotor 2 has a line-symmetric shape with respect to the straight line Z shown in FIG. As shown in FIG. 2, the convex pole 21 of the present embodiment can follow an arc shape having a constant width along the reference cylindrical surface 20a when viewed in the axial direction. In FIG. 2, a pair of convex poles 21 is shown with a pattern.

ロータ２は、凸極２１の径方向外側における周方向両端部のそれぞれに形成された角部２１ａを有する凹凸ロータである。本実施形態の凸極２１は、図２に示すように、基準円筒面２０ａから径方向外側に立設された一対の立設面２１ｂと、立設面２１ｂの径方向外側の縁部（外縁部）同士を繋ぐ曲面状の凸極外周面２１ｃとを有する。つまり、本実施形態の角部２１ａは、立設面２１ｂと凸極外周面２１ｃとが交わる部分（立設面２１ｂと凸極外周面２１ｃとから形成される尖った部位）であり、軸方向に延びる立設面２１ｂの外縁部及び凸極外周面２１ｃの縁部のそれぞれに相当する。 The rotor 2 is a concavo-convex rotor having corner portions 21 a formed at both ends in the circumferential direction on the radially outer side of the convex pole 21. As shown in FIG. 2, the convex pole 21 of the present embodiment includes a pair of standing surfaces 21 b erected radially outward from the reference cylindrical surface 20 a, and radially outer edges (outer edges) of the standing surface 21 b. Part) and the convex outer peripheral surface 21c having a curved surface connecting each other. That is, the corner portion 21a of the present embodiment is a portion where the standing surface 21b and the convex pole outer peripheral surface 21c intersect (a sharp portion formed by the standing surface 21b and the convex pole outer peripheral surface 21c), and the axial direction It corresponds to the outer edge part of the standing surface 21b extending to the edge part and the edge part of the convex pole outer peripheral surface 21c.

また、本実施形態の凸極２１は、ロータ２の基準円筒面２０ａの半径の延長線Ｒ上（図中破線）に沿って立設面２１ｂが立設される。言い換えると、凸極２１は、立設面２１ｂの法線が基準円筒面２０ａの接線方向に延びるように突設される。本実施形態のＳＲモータ９は、図４に示すように、ロータ２とモータロータ９Ｂとが同一のシャフト５に固定されており、ロータ２の凸極２１とモータロータ９Ｂの凸極９１とが位相差を保って回転するように配置されている。 Further, in the convex pole 21 of the present embodiment, a standing surface 21 b is erected along an extension line R (broken line in the drawing) of the radius of the reference cylindrical surface 20 a of the rotor 2. In other words, the convex pole 21 protrudes so that the normal line of the standing surface 21b extends in the tangential direction of the reference cylindrical surface 20a. In the SR motor 9 of the present embodiment, as shown in FIG. 4, the rotor 2 and the motor rotor 9B are fixed to the same shaft 5, and the phase difference between the convex pole 21 of the rotor 2 and the convex pole 91 of the motor rotor 9B. It is arranged to rotate while maintaining.

図１に示すように、ステータ３Ｆは環状（筒状）に形成されており、シャフト５の回転中心Ｃと同心に配置される。本実施形態のステータ３Ｆは、軸方向視で円環状の筒部３０と、筒部３０の内周面３０ａから回転中心Ｃに向かって（すなわち径方向内側へ）突設されて互いに対向配置された一対の磁極３１（主磁極）からなる磁極対３２を複数組有する。本実施形態では、周方向に互いに９０度ずれて配置された二組の磁極対３２を有するステータ３Ｆを例示する。以下、二組の磁極対３２のうちの一方を第一磁極対３２Ａと呼び、他方を第二磁極対３２Ｂと呼ぶ。なお、四つの磁極３１は、全て同一形状に形成されている。 As shown in FIG. 1, the stator 3 F is formed in an annular shape (cylindrical shape) and is arranged concentrically with the rotation center C of the shaft 5. The stator 3 F of the present embodiment protrudes toward the rotation center C (that is, radially inward) from the annular tube portion 30 and the inner peripheral surface 30 a of the tube portion 30 when viewed in the axial direction, and is disposed opposite to each other. A plurality of magnetic pole pairs 32 each having a pair of magnetic poles 31 (main magnetic poles) are provided. In the present embodiment, a stator 3F having two pairs of magnetic pole pairs 32 arranged 90 degrees apart from each other in the circumferential direction is illustrated. Hereinafter, one of the two pairs of magnetic poles 32 is referred to as a first magnetic pole pair 32A, and the other is referred to as a second magnetic pole pair 32B. The four magnetic poles 31 are all formed in the same shape.

本実施形態では、二組の磁極対３２Ａ，３２Ｂが位相を９０度ずらして配置される。つまり、ステータ３Ｆには、同一形状の四つの磁極３１が周方向に互いに９０度ずれて（すなわち等間隔に）配置される。各磁極３１は、ステータ３Ｆの内周面３０ａから径方向に延びるティース３１ａと、ティース３１ａの径方向内側の端部に設けられた羽根状に広がった壁部（以下「羽根３１ｂ」という）とを有し、軸方向視で略Ｔ字状をなす。ティース表面とコイル対４Ａ，４Ｂとはインシュレータ（図示略）により電気的に絶縁される。 In the present embodiment, two pairs of magnetic pole pairs 32A and 32B are arranged with a phase shifted by 90 degrees. That is, the four magnetic poles 31 having the same shape are arranged on the stator 3F so as to be shifted by 90 degrees in the circumferential direction (that is, at equal intervals). Each magnetic pole 31 includes a tooth 31a extending in the radial direction from the inner peripheral surface 30a of the stator 3F, and a wall portion (hereinafter referred to as a “blade 31b”) extending in a blade shape provided at a radially inner end of the tooth 31a. And has a substantially T-shape when viewed in the axial direction. The teeth surface and the coil pairs 4A and 4B are electrically insulated by an insulator (not shown).

二組のコイル対４Ａ，４Ｂは、電流が印加される入力コイルであり、各磁極対３２Ａ，３２Ｂのそれぞれの対向する磁極３１に互いに反対方向に巻回されたコイルからなる。具体的には、第一のコイル対４Ａ（以下「第一コイル対４Ａ」ともいう）は、第一磁極対３２Ａの一方の磁極３１に対して巻回されたコイル４１ａと、他方の磁極３１に対して巻回されたコイル４２ａとから構成される。同様に、第二のコイル対４Ｂ（以下「第二コイル対４Ｂ」ともいう）は、第二磁極対３２Ｂの一方の磁極３１に対して巻回されたコイル４１ｂと、他方の磁極３１に対して巻回されたコイル４２ｂとから構成される。コイル４１ａ，４２ａは、通電時に互いに反対磁極となるように巻回される。図１のように直列接続で連続して巻回される場合、コイル４１ａ，４２ａは回転中心Ｃから各磁極３１を見たときの巻回方向が互いに反対であり、コイル４１ｂ，４２ｂも同様に巻回方向が互いに反対である。なお、隣り合うコイル４１ａ及び４１ｂの巻回方向は同一でもあってもよいし、反対であってもよい。また、これら全てのコイル４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２の巻数は同一である。 The two sets of coil pairs 4A and 4B are input coils to which a current is applied, and are composed of coils wound around opposite magnetic poles 31 of the magnetic pole pairs 32A and 32B in opposite directions. Specifically, the first coil pair 4A (hereinafter also referred to as “first coil pair 4A”) includes a coil 41a wound around one magnetic pole 31 of the first magnetic pole pair 32A and the other magnetic pole 31. The coil 42a is wound around the coil 42a. Similarly, the second coil pair 4 B (hereinafter also referred to as “second coil pair 4 B”) includes a coil 41 b wound around one magnetic pole 31 of the second magnetic pole pair 32 B and the other magnetic pole 31. And the coil 42b wound around. The coils 41a and 42a are wound so as to have opposite magnetic poles when energized. When the coils 41a and 42a are wound continuously in series as shown in FIG. 1, the winding directions when the respective magnetic poles 31 are viewed from the rotation center C are opposite to each other, and the coils 41b and 42b are similarly arranged. The winding directions are opposite to each other. Note that the winding directions of the adjacent coils 41a and 41b may be the same or opposite. Further, all the coils 41a, 42a, 41b, 42 have the same number of turns.

本実施形態では、ロータ２の回転により変化するインダクタンスＬを、図３に示す電気回路部１ｅにより検出する。図３に示すように、本実施形態の電気回路部１ｅの励磁回路１０には、直流電源１１と、スイッチ１２と、上記した二組のコイル対４Ａ，４Ｂと、二つの抵抗１３Ａ，１３Ｂと、ダイオード１４と、二つの出力端子１５Ａ，１５Ｂとが設けられる。スイッチ１２は各コイル対４Ａ，４Ｂへの電流のオンオフを切り替えるものであり、直流電源１１に対して直列に接続される。二組のコイル対４Ａ，４Ｂは互いに並列接続されるとともに、いずれも直流電源１１に対して直列に接続される。また、二つの抵抗１３Ａ，１３Ｂのそれぞれは、各コイル対４Ａ，４Ｂに対して直列に接続される。ダイオード１４は直流電源１１に対して直列に接続される。また、二つの出力端子１５Ａ，１５Ｂは、各コイル対４Ａ，４Ｂと各抵抗１３Ａ，１３Ｂとの間にそれぞれ設けられる。以下、二つの出力端子１５Ａ，１５Ｂを区別する場合には、第一コイル対４Ａ側の一方を第一出力端子１５Ａと呼び、第二コイル対４Ｂ側の他方を第二出力端子１５Ｂと呼ぶ。 In the present embodiment, the inductance L that changes due to the rotation of the rotor 2 is detected by the electric circuit unit 1e shown in FIG. As shown in FIG. 3, the excitation circuit 10 of the electric circuit unit 1e of the present embodiment includes a DC power supply 11, a switch 12, the two pairs of coils 4A and 4B, and two resistors 13A and 13B. The diode 14 and the two output terminals 15A and 15B are provided. The switch 12 switches on / off of current to each of the coil pairs 4 A and 4 B, and is connected in series to the DC power supply 11. The two pairs of coils 4A and 4B are connected in parallel to each other, and both are connected in series to the DC power source 11. Each of the two resistors 13A and 13B is connected in series to each coil pair 4A and 4B. The diode 14 is connected in series with the DC power supply 11. The two output terminals 15A and 15B are provided between the coil pairs 4A and 4B and the resistors 13A and 13B, respectively. Hereinafter, when the two output terminals 15A and 15B are distinguished, one of the first coil pair 4A side is referred to as a first output terminal 15A, and the other of the second coil pair 4B side is referred to as a second output terminal 15B.

より具体的には、第一コイル対４Ａの一端４Ａ₁はスイッチ１２を介して直流電源１１のプラス端子に接続され、第一コイル対４Ａの他端４Ａ₂は抵抗１３Ａを介して直流電源１１のマイナス端子に接続される。また、第二コイル対４Ｂの一端４Ｂ₁はスイッチ１２を介して直流電源１１のプラス端子に接続され、第二コイル対４Ｂの他端４Ｂ₂は抵抗１３Ｂを介して直流電源１１のマイナス端子に接続される。スイッチ１２がオンになると、両方のコイル対４Ａ，４Ｂに電流が流れ、出力端子１５Ａ，１５Ｂのそれぞれから抵抗１３Ａ，１３Ｂにかかる電圧値Ｖ_A，Ｖ_Bを検出可能となる。以下、二つの電圧値Ｖ_A，Ｖ_Bを区別する場合には、第一出力端子１５Ａ側を第一電圧値Ｖ_Aともいい、第二出力端子１５Ｂ側を第二電圧値Ｖ_Bともいう。 More specifically, the first coil pair 4A end 4A ₁ of is connected to the positive terminal of the DC power source 11 through the switch 12, the DC power supply 11 and the other end 4A ₂ via the resistor 13A of the first coil pair 4A Connected to the negative terminal. One end 4B ₁ of the second coil pair 4B is connected to the plus terminal of the DC power source 11 via the switch 12, and the other end 4B ₂ of the second coil pair 4B is connected to the minus terminal of the DC power source 11 via the resistor 13B. Connected. When the switch 12 is turned on, current flows through both the coil pairs 4A and 4B, and the voltage values V _A and V _B applied to the resistors 13A and 13B from the output terminals 15A and 15B can be detected. Hereinafter, when the two voltage values V _A and V _B are distinguished, the first output terminal 15A side is also referred to as a first voltage value V _A, and the second output terminal 15B side is also referred to as a second voltage value V _B.

処理部６は、ロータ２の回転時にスイッチ１２を高周波でスイッチングし、二組のコイル対４Ａ，４ＢのインダクタンスＬの大小関係に基づいて、ステータ３Ｆに対するロータ位置を検出する処理を行う。処理部６は、例えば信号処理回路で構成される。スイッチングの周波数は少なくともロータ２の回転数よりも十分に高く、例えば５０ｋＨｚとされる。本実施形態の処理部６は、各コイル対４Ａ，４ＢのインダクタンスＬの代わりに、各抵抗１３Ａ，１３Ｂにかかる電圧値Ｖ_A，Ｖ_Bを各出力端子１５Ａ，１５Ｂから取得し、各電圧値Ｖ_A，Ｖ_Bを処理して出力信号（パルス信号）に変換する。 The processing unit 6 switches the switch 12 at a high frequency when the rotor 2 rotates, and performs processing for detecting the rotor position with respect to the stator 3F based on the magnitude relationship between the inductances L of the two pairs of coils 4A and 4B. The processing unit 6 is constituted by a signal processing circuit, for example. The switching frequency is sufficiently higher than at least the rotational speed of the rotor 2, for example, 50 kHz. The processing unit 6 according to the present embodiment obtains voltage values V _A and V _B applied to the resistors 13A and 13B from the output terminals 15A and 15B instead of the inductance L of the coil pairs 4A and 4B. V _A and V _B are processed and converted into an output signal (pulse signal).

図５は、ロータ２の回転によって変化するインダクタンスＬと、スイッチングにより変化する電圧値Ｖ_A，Ｖ_B（シャント電圧）と、処理部６で行われる信号処理の内容とを併せて例示する図であり、機械角９０度の範囲を示す。図５の横軸はロータ２の機械角である。図５には、機械角９０度の範囲で変化するインダクタンスＬと、スイッチ１２に入力されるクロック（オンオフ信号）と、電圧値Ｖ_A，Ｖ_B（シャント電圧）と、二つの電圧値Ｖ_A，Ｖ_Bの大小関係の比較結果と、サンプリングタイミングと、出力信号とを示す。インダクタンスＬ及び電圧値Ｖ_A，Ｖ_Bの変化を示す波形（電圧波形）は、実線が第一コイル対４Ａのものに対応し、破線が第二コイル対４Ｂのものに対応する。なお、図５では、一点鎖線で示すように電圧波形の一部を拡大して例示する。 FIG. 5 is a diagram illustrating an inductance L that changes as the rotor 2 rotates, voltage values V _A and V _B (shunt voltages) that change due to switching, and the contents of signal processing performed by the processing unit 6. Yes, showing a range of 90 degrees mechanical angle. The horizontal axis in FIG. 5 is the mechanical angle of the rotor 2. FIG. 5 shows an inductance L that changes within a mechanical angle of 90 degrees, a clock (on / off signal) input to the switch 12, voltage values V _A and V _B (shunt voltages), and two voltage values V _A. shows the comparison result of the magnitude of V _B, and the sampling timing, and an output signal. In the waveforms (voltage waveforms) indicating changes in the inductance L and the voltage values V _A and V _B , the solid line corresponds to that of the first coil pair 4A, and the broken line corresponds to that of the second coil pair 4B. In FIG. 5, a part of the voltage waveform is enlarged and illustrated as shown by a one-dot chain line.

ロータ２が回転すると、各磁極対３２Ａ，３２Ｂとロータ２の外周面との距離が変化する。例えば、ロータ位置が図１に示す状態である場合、第一磁極対３２Ａとロータ２の外周面との距離は、凸極２１の突出分だけ、第二磁極対３２Ｂとロータ２の外周面との距離よりも短くなる。このため、第一コイル対４Ａの磁気抵抗が第二コイル対４Ｂの磁気抵抗よりも小さくなり、励磁により生じる第一コイル対４Ａの磁束の量が、励磁により生じる第二コイル対４Ｂの磁束の量よりも多くなる。すなわち、図１に示すロータ位置の場合、第一コイル対４Ａの方が第二コイル対４ＢよりもインダクタンスＬが大きくなる。この状態でスイッチ１２がオンになると、インダクタンスＬの大きな第一コイル対４Ａの方が第二コイル対４Ｂよりも電流の立ち上がりが遅くなる。 When the rotor 2 rotates, the distance between each magnetic pole pair 32A, 32B and the outer peripheral surface of the rotor 2 changes. For example, when the rotor position is in the state shown in FIG. 1, the distance between the first magnetic pole pair 32 A and the outer peripheral surface of the rotor 2 is the same as the distance between the second magnetic pole pair 32 B and the outer peripheral surface of the rotor 2. Shorter than the distance. For this reason, the magnetic resistance of the first coil pair 4A is smaller than the magnetic resistance of the second coil pair 4B, and the amount of magnetic flux of the first coil pair 4A generated by excitation is the amount of magnetic flux of the second coil pair 4B generated by excitation. More than the amount. That is, in the case of the rotor position shown in FIG. 1, the inductance L of the first coil pair 4A is larger than that of the second coil pair 4B. When the switch 12 is turned on in this state, the first coil pair 4A having a larger inductance L is slower in rising current than the second coil pair 4B.

また、ロータ２が図１の状態から４５度を越えて回転すると、凸極２１は第一磁極対３２Ａから離れて第二磁極対３２Ｂに接近することから、励磁による発生磁束量は、第一コイル対４Ａの方が第二コイル対４Ｂよりも少なくなり、第一コイル対４Ａの方が第二コイル対４ＢよりもインダクタンスＬが小さくなる。そのため、この状態でスイッチ１２がオンになると、インダクタンスＬの小さな第一コイル対４Ａの方が第二コイル対４Ｂよりも電流の立ち上がりが早くなる。 Further, when the rotor 2 rotates more than 45 degrees from the state of FIG. 1, the convex pole 21 moves away from the first magnetic pole pair 32A and approaches the second magnetic pole pair 32B. The coil pair 4A is smaller than the second coil pair 4B, and the first coil pair 4A has a smaller inductance L than the second coil pair 4B. Therefore, when the switch 12 is turned on in this state, the current rise of the first coil pair 4A having a smaller inductance L is faster than that of the second coil pair 4B.

つまり、二組のコイル対４Ａ，４Ｂのうち、電流値が小さい一方が巻回された磁極対３２Ａ，３２Ｂにロータ２の外周面がより近接していることになる。そのため、スイッチ１２のオンオフを高速で繰り返し、スイッチ１２がオンのときの任意のタイミングにおける、二組のコイル対４Ａ，４Ｂの電流値の大小関係を比較することで、ロータ２の凸極２１の位置（すなわちロータ位置）を判断可能となる。本実施形態の励磁回路１０は、図５中に実線及び破線で示すように、電流値の代わりに抵抗１３Ａ，１３Ｂにかかる電圧値Ｖ_A，Ｖ_Bを出力端子１５Ａ，１５Ｂのそれぞれから出力するため、処理部６は電圧値Ｖ_A，Ｖ_Bの大小関係を比較する。 That is, the outer peripheral surface of the rotor 2 is closer to the magnetic pole pair 32A, 32B wound with one of the two coil pairs 4A, 4B having a smaller current value. Therefore, the switch 12 is repeatedly turned on and off at high speed, and the magnitude relationship between the current values of the two pairs of coils 4A and 4B at an arbitrary timing when the switch 12 is turned on is compared, so that the convex pole 21 of the rotor 2 is The position (that is, the rotor position) can be determined. The excitation circuit 10 of the present embodiment outputs voltage values V _A and V _B applied to the resistors 13A and 13B from the output terminals 15A and 15B, respectively, instead of current values, as indicated by solid lines and broken lines in FIG. Therefore, the processing unit 6 compares the magnitude relationship between the voltage values V _A and V _B.

また、インダクタンスＬは、図５中に実線及び破線で示すように、一方が大きいと他方が小さく、かつ、一方が減少し始めると他方が増加し始め、ある角度で大小関係が逆転する特性を持っている。二つのインダクタンスＬの大小関係が逆転する（インダクタンスＬが交わる）位置は、図１のロータ位置から４５度だけ回転した位置、すなわち、周方向に隣接する二つの磁極３１の中央に凸極２１が位置する機械角である。処理部６は、このインダクタンスＬの変化（特性）を直接的に検出する代わりに、上述した処理を行うことで電圧波形を出力信号に変換し、ロータ位置を検出（特定）する。 Further, as shown by a solid line and a broken line in FIG. 5, the inductance L has a characteristic that when one is large, the other is small, when one starts to decrease, the other begins to increase, and the magnitude relationship is reversed at a certain angle. have. The position where the magnitude relationship between the two inductances L is reversed (the inductance L intersects) is a position rotated by 45 degrees from the rotor position in FIG. 1, that is, the convex pole 21 is at the center of the two magnetic poles 31 adjacent in the circumferential direction. The mechanical angle that is located. Instead of directly detecting the change (characteristic) of the inductance L, the processing unit 6 performs the above-described processing to convert the voltage waveform into an output signal and detect (specify) the rotor position.

処理部６は、図５に示すように、所定の周期（例えば１００ｋＨｚ）でオンオフを繰り返すクロック信号をスイッチ１２に入力する。すなわち、クロックがオンのときにスイッチ１２がオンになるため、コイル対４Ａ，４Ｂに電流が流れ、各出力端子１５Ａ，１５Ｂから電圧が出力される。このときの電圧（電流）の立ち上がりは、コイル対４Ａ，４Ｂの各インダクタンスＬに応じて決まる。例えば、第一コイル対４ＡのインダクタンスＬが大きい場合、図中に拡大して示すように、クロック（スイッチ１２）がオンであるときの電圧の立ち上がりは、第二電圧値Ｖ_Bの方が第一電圧値Ｖ_Aよりも早い（すなわち、第二電圧値Ｖ_Bの方が大きな傾きとなる）。 As illustrated in FIG. 5, the processing unit 6 inputs a clock signal that repeatedly turns on and off at a predetermined cycle (for example, 100 kHz) to the switch 12. That is, since the switch 12 is turned on when the clock is on, a current flows through the coil pairs 4A and 4B, and voltages are output from the output terminals 15A and 15B. The rise of the voltage (current) at this time is determined according to the inductances L of the coil pairs 4A and 4B. For example, when the inductance L of the first coil pair 4A is large, the rising of the voltage when the clock (switch 12) is on is higher for the second voltage value V _B as shown in the enlarged view in the figure. It is earlier than the one voltage value V _A (that is, the second voltage value V _B has a larger slope).

処理部６は、二つの電圧値Ｖ_A，Ｖ_Bをコンパレータ（図示略）に入力することで、図中の比較波形（比較のオンオフ信号）を取得する。本実施形態のコンパレータは、「第一電圧値Ｖ_A≧第二電圧値Ｖ_B」であるときにオン信号を出力し、「第一電圧値Ｖ_A＜第二電圧値Ｖ_B」であるときにオフ信号を出力する。なお、「第一電圧値Ｖ_A≧第二電圧値Ｖ_B」であるときにオフ信号を出力し、「第一電圧値Ｖ_A＜第二電圧値Ｖ_B」であるときにオン信号を出力するようにしてもよい。サンプリングタイミングは、比較のオンオフ信号を抽出するタイミングを決める信号であり、クロックに同期している。サンプリングタイミングは、例えばクロックがオフからオンまたはオンからオフに切り替わった瞬間と同時であってもよいし、切り替えの瞬間から数μ秒後といった任意のタイミングであってもよい。 The processing unit 6 inputs the two voltage values V _A and V _B to a comparator (not shown), thereby acquiring a comparison waveform (comparison on / off signal) in the figure. The comparator of the present embodiment outputs an ON signal when “first voltage value V _A ≧ second voltage value V _B ” and when “first voltage value V _A <second voltage value V _B ”. Outputs an off signal. An OFF signal is output when “first voltage value V _A ≧ second voltage value V _B ”, and an ON signal is output when “first voltage value V _A <second voltage value V _B ”. You may make it do. The sampling timing is a signal that determines the timing for extracting the comparison on / off signal, and is synchronized with the clock. The sampling timing may be the same as, for example, the moment when the clock is switched from off to on or from on to off, or may be any timing such as several microseconds after the switching moment.

処理部６は、クロックに同期したサンプリングタイミングで比較のオンオフ信号を抽出し、比較のオン信号及びオフ信号と同じオンオフ状態の出力信号を出力する。すなわち、処理部６は、比較がオン信号である場合には出力信号をオンとし、比較がオフ信号である場合には出力信号をオフとする。図５に示す例では、二つの電圧波形が略重なる機械角θ₁のときに、出力信号がオフからオンへと切り替わっている。この切り替えタイミング（すなわち機械角θ₁）は、インダクタンスＬの大小関係が逆転する角度であり、本実施形態では図１に示すロータ位置から４５度回転した位置となる。なお、図５には機械角９０度の範囲のみを図示しているが、９０〜１８０度，１８０〜２７０度，２７０〜３６０度の各範囲においても、図５と同様の出力信号が出力される。このように、インダクタンスＬを直接的に検出できなくても、電圧波形からインダクタンスＬの大小関係を求めることができ、ロータ位置の検出（特定）が可能である。 The processing unit 6 extracts a comparison on / off signal at a sampling timing synchronized with a clock, and outputs an output signal in the same on / off state as the comparison on signal and off signal. That is, the processing unit 6 turns on the output signal when the comparison is an on signal, and turns off the output signal when the comparison is an off signal. In the example shown in FIG. 5, the output signal is switched from off to on when the mechanical angle θ _{1 at} which the two voltage waveforms substantially overlap. This switching timing (that is, the mechanical angle θ ₁ ) is an angle at which the magnitude relationship of the inductance L is reversed, and in this embodiment, is a position rotated 45 degrees from the rotor position shown in FIG. 5 shows only the range of the mechanical angle of 90 degrees, the same output signal as in FIG. 5 is output in the respective ranges of 90 to 180 degrees, 180 to 270 degrees, and 270 to 360 degrees. The Thus, even if the inductance L cannot be detected directly, the magnitude relationship of the inductance L can be obtained from the voltage waveform, and the rotor position can be detected (specified).

なお、位置センサ１のロータ２とＳＲモータ９のモータロータ９Ｂとはいずれもシャフト５に回転不能に固定されている。このため、処理部６から出力される出力信号（オン又はオフ）に基づきロータ位置が検出（特定）され、さらにこの出力信号（あるいはロータ位置情報）に基づいてモータロータ９Ｂを回転させるための電流制御が実施可能である。 The rotor 2 of the position sensor 1 and the motor rotor 9B of the SR motor 9 are both fixed to the shaft 5 so as not to rotate. For this reason, the rotor position is detected (identified) based on the output signal (ON or OFF) output from the processing unit 6, and the current control for rotating the motor rotor 9B based on this output signal (or rotor position information). Can be implemented.

［１−２．作用，効果］
図６は、本実施形態に係る凹凸ロータ式の位置センサ１Ｆと、比較例としての楕円ロータ式の位置センサ１００とのそれぞれのインダクタンスＬの変化を示す図である。ここでは、比較例として楕円形状のロータ２００を持つ位置センサ１００を示す。グラフ中の実線は位置センサ１ＦのインダクタンスＬを示し、破線は位置センサ１００のインダクタンスＬを示す。また、図６にはインダクタンスＬの大小関係が逆転する位置（機械角）付近を拡大して示す。 [1-2. Action, effect]
FIG. 6 is a diagram illustrating changes in inductance L of the uneven rotor type position sensor 1F according to the present embodiment and the elliptical rotor type position sensor 100 as a comparative example. Here, a position sensor 100 having an elliptical rotor 200 is shown as a comparative example. The solid line in the graph indicates the inductance L of the position sensor 1F, and the broken line indicates the inductance L of the position sensor 100. FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the position (mechanical angle) where the magnitude relationship of the inductance L is reversed.

上述した位置センサ１Ｆは、インダクタンスＬの変化（インダクタンスＬの変化に応じて変化する電流の立ち上がり速度や電圧波形）に基づいてロータ位置を検出するが、図６中に拡大して示すように、インダクタンスＬには電気的なノイズが重畳する。このため、インダクタンスＬの大小関係が逆転する位置付近（本実施形態では図１のロータ位置に対し４５度程度回転した位置）では、インダクタンスＬの差が小さくなることから、重畳したノイズの影響を受けてチャタリングを起こしやすい。 The position sensor 1F described above detects the rotor position based on the change of the inductance L (current rising speed and voltage waveform that changes according to the change of the inductance L), but as shown in an enlarged manner in FIG. Electric noise is superimposed on the inductance L. For this reason, in the vicinity of the position where the magnitude relationship of the inductance L is reversed (in this embodiment, the position rotated about 45 degrees with respect to the rotor position in FIG. 1), the difference in the inductance L becomes small. Receiving chattering easily.

例えば、軸方向視でロータ２００の外形状が滑らかな楕円形である場合（すなわち、凸極が角部を有さず、円筒部の外周面から滑らかに突設されている場合）には、拡大図中に破線で示すように、各インダクタンスＬに重畳しているノイズの影響により、本来のインダクタンスＬが交差する位置よりも手前の位置からインダクタンスＬの大小関係の逆転が繰り返されることがある。このため、本実施形態のようにインダクタンスＬの変化に応じて変化する電圧波形を利用する方法であっても、インダクタンスＬの変化を直接的に検出する方法であっても、ノイズの影響によりチャタリングが生じ、ロータ位置の検出精度が低下して、誤検出しかねない。 For example, when the outer shape of the rotor 200 is a smooth ellipse when viewed in the axial direction (that is, when the convex pole does not have a corner portion and protrudes smoothly from the outer peripheral surface of the cylindrical portion), As indicated by broken lines in the enlarged view, the magnitude relationship of the inductance L may be repeatedly reversed from a position before the position where the original inductance L intersects due to the influence of noise superimposed on each inductance L. . For this reason, even if the method uses a voltage waveform that changes according to the change of the inductance L as in the present embodiment, or the method that directly detects the change of the inductance L, the chattering is caused by the influence of noise. As a result, the detection accuracy of the rotor position is lowered, and erroneous detection may occur.

（１）これに対し、上述した位置センサ１Ｆのロータ２は、凸極２１に形成された角部２１ａを有することから、羽根３１ｂの径方向内側端面とロータ２との隙間が角部２１ａにおいて急変する。これにより、図中実線で示すように、ロータ２の回転によるインダクタンスＬの変化を角部２１ａにおいて急峻にすることができ、インダクタンスＬが交差するときの角度α（インダクタンスの差）を大きくすることができる。このため、ノイズによるチャタリングの発生を抑制することができる。したがって、上述した位置センサ１Ｆによれば、ロータ２を用いたロータ位置の検出において、誤検出を生じないようにすることができる。 (1) On the other hand, since the rotor 2 of the position sensor 1F described above has the corner portion 21a formed on the convex pole 21, the gap between the radially inner end surface of the blade 31b and the rotor 2 is at the corner portion 21a. It changes suddenly. As a result, as shown by the solid line in the figure, the change in the inductance L due to the rotation of the rotor 2 can be made steep at the corner 21a, and the angle α (inductance difference) when the inductance L intersects is increased. Can do. For this reason, the occurrence of chattering due to noise can be suppressed. Therefore, according to the position sensor 1F described above, it is possible to prevent erroneous detection in the detection of the rotor position using the rotor 2.

また、上述した位置センサ１Ｆによれば、相対比較によってロータ位置を検出できるため、例えば直流電源１１の電圧が変動した場合であっても、検出精度を保つことができる。さらに、上述した位置センサ１Ｆによれば、磁気回路部１Ｆｍ及び電気回路部１ｅの構成をいずれもシンプルにすることができる。 Further, according to the above-described position sensor 1F, the rotor position can be detected by relative comparison. Therefore, for example, even when the voltage of the DC power supply 11 fluctuates, the detection accuracy can be maintained. Furthermore, according to the position sensor 1F described above, the configurations of the magnetic circuit unit 1Fm and the electric circuit unit 1e can be simplified.

（２）上述した位置センサ１では、凸極２１が基準円筒面２０ａから径方向外側に立設された立設面２１ｂを有することから、ロータ２の回転によるインダクタンスＬの変化をより急峻にすることができ、ノイズによるチャタリングの発生をより抑制することができる。
（３）また、上述した立設面２１ｂは、基準円筒面２０ａの半径の延長線Ｒ上に沿って立設されているため、ロータ２の回転によるインダクタンスＬの変化をより急峻にすることができ、ノイズによるチャタリングの発生をより抑制することができる。 (2) In the position sensor 1 described above, since the convex pole 21 has the standing surface 21b that is erected radially outward from the reference cylindrical surface 20a, the change in the inductance L due to the rotation of the rotor 2 is made steeper. And chattering due to noise can be further suppressed.
(3) Further, since the above-described standing surface 21b is erected along the extension line R of the radius of the reference cylindrical surface 20a, the change in the inductance L due to the rotation of the rotor 2 can be made steeper. And chattering due to noise can be further suppressed.

（４）上述した位置センサ１Ｆのように、ロータ２が永久磁石以外の磁性体で形成されていれば、ケイ素鉄のような安価で比較的加工しやすい材料を使用できるため、ロータ２のコストを低減することができる。
（５）また、位置センサ１Ｆが永久磁石を用いていないため、この位置センサ１Ｆによって回転位置を検出することで、上述したＳＲモータ９が持つ高い堅牢性や耐熱性といったメリットを活かすことができる。さらに、上述したＳＲモータ９によれば、位置センサ１Ｆが上述したように直流電源１１の電圧変動によらず検出精度を保つことができるため、モータロータ９Ｂを回転させるための電流制御を安定して実施することができる。 (4) If the rotor 2 is formed of a magnetic material other than a permanent magnet as in the position sensor 1F described above, an inexpensive and relatively easy-to-process material such as silicon iron can be used. Can be reduced.
(5) Moreover, since the position sensor 1F does not use a permanent magnet, it is possible to take advantage of the high robustness and heat resistance of the SR motor 9 described above by detecting the rotational position by the position sensor 1F. . Furthermore, according to the SR motor 9 described above, since the position sensor 1F can maintain the detection accuracy irrespective of the voltage fluctuation of the DC power supply 11 as described above, the current control for rotating the motor rotor 9B can be stably performed. Can be implemented.

［１−３．変形例］
上述した実施形態では、一回転で２パルスを出力する位置センサ１Ｆを例示したが、位置センサ１Ｆの構成はこれに限られない。例えば、図７に示すように、一対の凸極２１を三組有するロータ２′を備えた位置センサ１Ｆ′（磁気回路部１Ｆｍ′）であってもよい。なお、図７の位置センサ１Ｆ′は、上記実施形態の位置センサ１Ｆに対し、ロータ２′の形状及びステータ３Ｆ′の羽根３１ｂの回転方向長さが異なり、その他の構成（励磁回路１０の構成，処理部６での処理内容等）は同一である。 [1-3. Modified example]
In the embodiment described above, the position sensor 1F that outputs two pulses in one rotation is illustrated, but the configuration of the position sensor 1F is not limited to this. For example, as shown in FIG. 7, it may be a position sensor 1F ′ (magnetic circuit unit 1Fm ′) including a rotor 2 ′ having three pairs of convex poles 21. 7 differs from the position sensor 1F of the above embodiment in the shape of the rotor 2 ′ and the rotational direction length of the blade 31b of the stator 3F ′, and other configurations (configuration of the excitation circuit 10). , Processing contents in the processing unit 6) are the same.

位置センサ１Ｆ′は、同一形状の六つの凸極２１がロータ２′の周方向に６０度ずつずれて配置されている。各凸極２１は、上述した実施形態と同様、基準円筒面２０ａから径方向外側に立設された一対の立設面２１ｂと、立設面２１ｂの径方向外側の縁部（外縁部）同士を繋ぐ曲面状の凸極外周面２１ｃとを有する。すなわち、ロータ２′も、凸極２１の径方向外側における周方向両端部のそれぞれに形成された角部２１ａを有する凹凸ロータである。 In the position sensor 1F ′, six convex poles 21 having the same shape are arranged so as to be shifted by 60 degrees in the circumferential direction of the rotor 2 ′. As in the above-described embodiment, each convex pole 21 has a pair of standing surfaces 21b erected radially outward from the reference cylindrical surface 20a and edges (outer edge portions) on the radially outer side of the erected surface 21b. And a convex outer peripheral surface 21c having a curved shape connecting the two. That is, the rotor 2 ′ is also a concavo-convex rotor having corner portions 21 a formed at both ends in the circumferential direction on the radially outer side of the convex pole 21.

また、ステータ３Ｆ′の磁極３１の羽根３１ｂの回転方向の長さがロータ２′の凸極２１の回転方向の長さと同程度となっている。羽根３１ｂの回転方向長さが長くなるとインダクタンスＬの変化が小さくなるため、羽根３１ｂと凸極２１との長さ関係は、羽根３１ｂの中央位置と凸極２１の中央位置とを合わせたときに、羽根３１ｂの回転方向両端部が凸極２１ｂ間の凹部の１／４以内であることが望ましい。 Further, the length in the rotation direction of the blade 31b of the magnetic pole 31 of the stator 3F ′ is approximately the same as the length in the rotation direction of the convex pole 21 of the rotor 2 ′. Since the change in inductance L decreases as the rotational direction length of the blade 31b increases, the length relationship between the blade 31b and the convex pole 21 is obtained when the central position of the blade 31b and the central position of the convex pole 21 are matched. It is desirable that both end portions in the rotational direction of the blade 31b are within 1/4 of the concave portion between the convex poles 21b.

本変形例の位置センサ１Ｆ′では、二組のコイル対４Ａ，４ＢのインダクタンスＬが上述した実施形態よりも短い周期（機械角）でその大小関係が逆転する。この位置センサ１Ｆ′であれば、一回転で６パルス出力するため、機械角３６０度を１２等分した３０度ごとにロータ位置を特定可能である。したがって、本変形例の位置センサ１Ｆ′であっても、上述した実施形態と同様の構成からは同様の効果を得ることができる。さらに、ロータ２′の凸極数を増やした本位置センサ１Ｆ′であれば、より細かい角度ごとにロータ位置を特定する必要があるモータの制御を行うことができる。 In the position sensor 1F ′ of this modification, the magnitude relationship of the inductances L of the two pairs of coils 4A and 4B is reversed at a cycle (mechanical angle) shorter than that of the above-described embodiment. With this position sensor 1F ′, since 6 pulses are output per rotation, the rotor position can be specified every 30 degrees obtained by dividing the mechanical angle 360 degrees into 12 equal parts. Therefore, even in the position sensor 1F ′ of the present modification, the same effect can be obtained from the same configuration as the above-described embodiment. Furthermore, if this position sensor 1F ′ has an increased number of convex poles of the rotor 2 ′, it is possible to control a motor that needs to specify the rotor position for each finer angle.

〈２．第二実施形態〉
［２−１．構成］
図８に示すように、第二実施形態の位置センサ１Ｓは、ステータ３Ｓの形状及びコイル４１ａ等の巻回方向が第一実施形態の位置センサ１Ｆと異なり、他の構成（ロータ２の形状，励磁回路１０の構成，処理部６での処理内容等）は同一である。 <2. Second Embodiment>
[2-1. Constitution]
As shown in FIG. 8, the position sensor 1S of the second embodiment differs from the position sensor 1F of the first embodiment in the shape of the stator 3S and the winding direction of the coil 41a, etc., and other configurations (the shape of the rotor 2, The configuration of the excitation circuit 10 and the processing contents in the processing unit 6 are the same.

本実施形態の位置センサ１Ｓは、第一実施形態の位置センサ１Ｆと同様、シャフト５に固定されたロータ２の回転によるインダクタンスＬの変化に基づいてロータ位置を検出する。ただし、本位置センサ１Ｓは、ＳＲモータ９からの漏れ磁束による影響を相殺したうえでロータ位置を検出する。以下、第一実施形態と同様の構成については第一実施形態と同じ符号を付し、重複する説明は省略する。 The position sensor 1S of the present embodiment detects the rotor position based on the change of the inductance L due to the rotation of the rotor 2 fixed to the shaft 5, as with the position sensor 1F of the first embodiment. However, the position sensor 1S detects the rotor position after offsetting the influence of the leakage magnetic flux from the SR motor 9. Hereinafter, the same configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and redundant descriptions are omitted.

図８に示すように、位置センサ１Ｓ（磁気回路部１Ｓｍ）のステータ３Ｓは、上述した筒部３０及び複数の磁極３１に加え、各磁極３１の周方向両側に配置された補助磁極３３を有する。各補助磁極３３は、筒部３０の内周面３０ａから回転中心Ｃに向かって突設される。本実施形態の補助磁極３３は、周方向に隣接する二つの磁極３１間に一つずつ配置される。すなわち、ステータ３Ｓは、四つの磁極３１と四つの補助磁極３３とを有し、これらが周方向に交互に配置されている。 As shown in FIG. 8, the stator 3 S of the position sensor 1 S (magnetic circuit unit 1 Sm) has auxiliary magnetic poles 33 arranged on both sides in the circumferential direction of each magnetic pole 31 in addition to the above-described cylindrical part 30 and the plurality of magnetic poles 31. . Each auxiliary magnetic pole 33 protrudes from the inner peripheral surface 30 a of the cylindrical portion 30 toward the rotation center C. The auxiliary magnetic poles 33 of the present embodiment are arranged one by one between the two magnetic poles 31 adjacent in the circumferential direction. That is, the stator 3S has four magnetic poles 31 and four auxiliary magnetic poles 33, which are alternately arranged in the circumferential direction.

図８には、周方向に隣接する磁極３１と補助磁極３３との間隔がすべて同一であり、四つの磁極３１と四つの補助磁極３３とがすべて同一の径方向長さを有する位置センサ１Ｓを例示する。すなわち、位置センサ１Ｓは、ロータ２の外周面及び主磁極３１間のエアギャップと、ロータ２の外周面及び補助磁極３３間のエアギャップとが同一となっている。本実施形態の補助磁極３３は、磁極３１のように羽根３１ｂを有さず、径方向において一様な断面を持つ。また、補助磁極３３の径方向内側の端面は、ロータ２の凸極２１との間に均一な間隔を形成するように湾曲形成されている。なお、補助磁極３３の形状は図８に示すものに限られず、例えば羽根状に広がった形状であってもよい。 FIG. 8 shows a position sensor 1S in which the intervals between the magnetic pole 31 and the auxiliary magnetic pole 33 adjacent in the circumferential direction are all the same, and the four magnetic poles 31 and the four auxiliary magnetic poles 33 all have the same radial length. Illustrate. That is, in the position sensor 1S, the air gap between the outer peripheral surface of the rotor 2 and the main magnetic pole 31 and the air gap between the outer peripheral surface of the rotor 2 and the auxiliary magnetic pole 33 are the same. The auxiliary magnetic pole 33 of the present embodiment does not have the blade 31b unlike the magnetic pole 31, and has a uniform cross section in the radial direction. Further, the end face on the radially inner side of the auxiliary magnetic pole 33 is curved so as to form a uniform interval with the convex pole 21 of the rotor 2. The shape of the auxiliary magnetic pole 33 is not limited to that shown in FIG. 8, and may be, for example, a shape spreading in a blade shape.

また、本実施形態の第一コイル対４Ａを構成する二つのコイル４１ａ，４２ａは、回転中心Ｃから磁極３１を見たときの巻回方向が互いに同一であるが、ＳＲモータ９の漏れ磁束が位置センサ１Ｓに到達しても、漏れ磁束がコイル４１ａ，４２ａと鎖交する方向が回転中心Ｃから見ると互いに反対向きであることから、一方のコイル４１ａにはプラスの電圧が生じ、他方のコイル４２ａには同レベルのマイナスの電圧が生じて互いにキャンセルし合う。このため、漏れ磁束によるノイズがキャンセルされる。同様に、第二コイル対４Ｂを構成する二つのコイル４１ｂ，４２ｂも、回転中心Ｃから各磁極３１を見たときの巻回方向が互いに同一であるが、漏れ磁束が鎖交する方向が反対であることから、漏れ磁束によるノイズがキャンセルされる。 The two coils 41a and 42a constituting the first coil pair 4A of this embodiment have the same winding direction when the magnetic pole 31 is viewed from the rotation center C, but the leakage magnetic flux of the SR motor 9 is the same. Even when the position sensor 1S is reached, since the direction in which the leakage magnetic flux is linked to the coils 41a and 42a is opposite to each other when viewed from the rotation center C, a positive voltage is generated in one coil 41a and the other is generated. A negative voltage of the same level is generated in the coil 42a and cancels each other. For this reason, noise due to leakage magnetic flux is canceled. Similarly, the two coils 41b and 42b constituting the second coil pair 4B also have the same winding direction when the magnetic poles 31 are viewed from the rotation center C, but are opposite in the direction in which the leakage magnetic fluxes are linked. Therefore, noise due to leakage magnetic flux is canceled.

図９は、本実施形態の位置センサ１Ｓにおける磁束の流れを示す模式図である。第一コイル対４Ａのコイル４１ａ，４２ａのそれぞれで生じる磁束Φ_EA、及び、第二コイル対４Ｂのコイル４１ｂ，４２ｂのそれぞれで生じる磁束Φ_EBは、各磁極３１の羽根３１ｂからロータ２を経由し、両側の補助磁極３３に向かって二手に分かれて湾曲して、補助磁極３３及び筒部３０を通って磁極３１に戻る。このとき、二つの磁極対３２Ａ，３２Ｂのそれぞれとロータ２の凸極２１との距離が相違すれば、二つの磁束Φ_EA，Φ_EBに差が生じるため、コイル対４Ａ，４Ｂの電流変化を介して、コイル対４Ａ，４ＢのインダクタンスＬの大小関係が把握される。 FIG. 9 is a schematic diagram showing the flow of magnetic flux in the position sensor 1S of the present embodiment. The magnetic flux Φ _EA generated in each of the coils 41 a and 42 a of the first coil pair 4 A and the magnetic flux Φ _EB generated in each of the coils 41 b and 42 b of the second coil pair 4 B pass from the blade 31 b of each magnetic pole 31 through the rotor 2. Then, it is bent in two directions toward the auxiliary magnetic poles 33 on both sides, returns to the magnetic pole 31 through the auxiliary magnetic pole 33 and the cylindrical portion 30. At this time, if the distance between each of the two magnetic pole pairs 32A and 32B and the convex pole 21 of the rotor 2 is different, a difference occurs between the two magnetic fluxes Φ _EA and Φ _EB. Thus, the magnitude relationship between the inductances L of the coil pairs 4A and 4B is grasped.

図１０（ａ）は、図８及び図９に示す磁気回路部１Ｓｍを示す模式図である。磁気回路部１Ｓｍは線対称形状であるため、ここでは半分を図示する。図１０（ａ）に示すように、本実施形態のロータ２の凸極２１は、二つの角部２１ａが磁極３１の周方向両側に位置する二つの補助磁極３３のそれぞれにオーバラップするような周方向長さを有する。すなわち、ロータ２は、隣接する補助磁極３３の径方向内側の縁部間の周方向長さよりも、凸極２１の周方向長さの方が長い。言い換えると、凸極２１の二つの角部２１ａと回転中心Ｃとでなす角（中心角）は、隣接する補助磁極３３の対向面同士と回転中心Ｃとでなす角（中心角）よりも大きい。この凸極２１は、二つの補助磁極３３の周方向中心位置程度まで跨る周方向長さを有する。なお、ロータ２の凸極２１の周方向長さは図１０（ａ）に示すものに限らず、例えば図１０（ｂ）に示すように、二つの補助磁極３３のそれぞれと僅かにオーバラップする程度の周方向長さを有するロータ２ｘであってもよい。 FIG. 10A is a schematic diagram showing the magnetic circuit unit 1Sm shown in FIGS. Since the magnetic circuit unit 1Sm has a line-symmetric shape, a half is shown here. As shown in FIG. 10A, the convex pole 21 of the rotor 2 of the present embodiment has two corners 21 a overlapping each of two auxiliary magnetic poles 33 positioned on both sides in the circumferential direction of the magnetic pole 31. It has a circumferential length. That is, in the rotor 2, the circumferential length of the salient pole 21 is longer than the circumferential length between the radially inner edges of the adjacent auxiliary magnetic poles 33. In other words, the angle (center angle) formed by the two corners 21a of the convex pole 21 and the rotation center C is larger than the angle (center angle) formed by the opposing surfaces of the adjacent auxiliary magnetic poles 33 and the rotation center C. . The convex pole 21 has a circumferential length that extends to the circumferential center position of the two auxiliary magnetic poles 33. In addition, the circumferential direction length of the convex pole 21 of the rotor 2 is not limited to that shown in FIG. 10A, but slightly overlaps each of the two auxiliary magnetic poles 33 as shown in FIG. 10B, for example. The rotor 2x may have a length in the circumferential direction.

［２−２．効果］
本実施形態に係る位置センサ１Ｓによれば、第一コイル対４Ａが互いに同一の方向に巻回されたコイル４１ａ，４２ａから構成され、第二コイル対４Ｂが互いに同一の方向に巻回されたコイル４１ｂ，４２ｂから構成されるため、外乱の影響をキャンセルすることができる。例えば、ＳＲモータ９からの漏れ磁束により、一方のコイル（例えばコイル４１ａと４１ｂ）にプラスの電圧が発生しても、他方のコイル（例えばコイル４２ａと４２ｂ）には同レベルのマイナスの電圧が発生するため、相殺することができる。さらに、補助磁極３３によって磁束Φ_EA，Φ_EBがいずれも磁極３１からロータ２を経由して補助磁極３３に向かって流れるため、磁束差（すなわちインダクタンスＬの差）による電流変化を介してインダクタンスＬの大小関係を把握することができる。したがって、本実施形態に係る位置センサ１Ｓによっても、インダクタンスＬの大小関係に基づいてロータ位置を検出できるため、永久磁石を有しないロータ２を用いたロータ位置の検出において、誤検出を防止することができる。 [2-2. effect]
According to the position sensor 1S according to the present embodiment, the first coil pair 4A is composed of coils 41a and 42a wound in the same direction, and the second coil pair 4B is wound in the same direction. Since the coils 41b and 42b are used, the influence of disturbance can be canceled. For example, even if a positive voltage is generated in one coil (for example, coils 41a and 41b) due to leakage magnetic flux from the SR motor 9, a negative voltage of the same level is generated in the other coil (for example, coils 42a and 42b). They occur and can be offset. Furthermore, since the magnetic fluxes Φ _EA and Φ _EB both flow from the magnetic pole 31 to the auxiliary magnetic pole 33 through the rotor 2 by the auxiliary magnetic pole 33, the inductance L via the current change due to the magnetic flux difference (that is, the difference of the inductance L). Can understand the magnitude relationship. Therefore, since the position of the rotor can be detected also by the position sensor 1S according to the present embodiment based on the magnitude relationship of the inductance L, erroneous detection can be prevented in detection of the rotor position using the rotor 2 that does not have a permanent magnet. Can do.

また、本実施形態のロータ２は、凸極２１の角部２１ａが磁極３１の周方向両側に位置する二つの補助磁極３３のそれぞれにオーバラップするような周方向長さを有することから、磁束Φ_EA，Φ_EBが流れやすくなり、インダクタンスＬの差を大きくすることができる。これにより、ノイズによるチャタリングの発生をさらに抑制することができる。なお、第一実施形態と同様の構成からは、同様の効果を得ることができる。 Further, the rotor 2 of the present embodiment has a circumferential length such that the corner portion 21a of the convex pole 21 overlaps each of the two auxiliary magnetic poles 33 positioned on both sides of the magnetic pole 31 in the circumferential direction. Φ _EA and Φ _EB can easily flow, and the difference in inductance L can be increased. Thereby, the occurrence of chattering due to noise can be further suppressed. In addition, the same effect can be acquired from the structure similar to 1st embodiment.

〈３．その他〉
上述した実施形態等で示したロータ２，２′，２ｘの形状は一例であって、上述したものに限られない。例えば、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、凸極２１ｙ，２１ｚが上記の立設面２１ｂを有さなくてもよい。すなわち、図１１（ａ）に示すように、基準円筒面２０ａから滑らかに径方向外側へ湾曲した曲面部２１ｄと凸極外周面２１ｃとから形成された角部２１ａを有するロータ２ｙであってもよい。このロータ２ｙは、鈍角な角部２１ａを有する。また、図１１（ｂ）に示すように、曲面部２１ｄを窪ませた凹部２１ｇと凸極外周面２１ｃとから形成された角部２１ａを有するロータ２ｚであってもよい。このロータ２ｚは、鋭角な角部２１ａを有する。 <3. Others>
The shapes of the rotors 2, 2 ′, 2 x shown in the above-described embodiments are examples, and are not limited to those described above. For example, as shown in FIGS. 11A and 11B, the convex poles 21y and 21z do not have to have the above-described standing surface 21b. That is, as shown in FIG. 11A, even in a rotor 2y having a corner portion 21a formed by a curved surface portion 21d and a convex pole outer peripheral surface 21c smoothly curved radially outward from the reference cylindrical surface 20a. Good. The rotor 2y has an obtuse corner 21a. Further, as shown in FIG. 11B, a rotor 2z having a corner portion 21a formed by a concave portion 21g having a curved surface portion 21d and a convex pole outer peripheral surface 21c may be used. The rotor 2z has an acute corner 21a.

このように、角部２１ａの角度は特に限られない。また、角部２１ａに僅かなＲが加工されていてもよい。例えば、基準円筒面２０ａから角部２１ａまでの立設面２１ｂや曲面部２１ｄの長さよりも十分に短い半径のＲであれば、尖った角部２１ａと同様の効果を得ることができる。すなわち、少なくとも、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、凸極２１ｙ，２１ｚの径方向外側における周方向両端部のそれぞれに形成された角部２１ａを有するロータ２ｙ，２ｚであれば、インダクタンスＬの変化を角部２１ａにおいて急峻にすることができ、上述した実施形態等と同様の効果を得ることができる。 Thus, the angle of the corner 21a is not particularly limited. Further, a slight R may be processed in the corner portion 21a. For example, if the radius R is sufficiently shorter than the length of the standing surface 21b and the curved surface portion 21d from the reference cylindrical surface 20a to the corner portion 21a, the same effect as the sharp corner portion 21a can be obtained. That is, as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), at least the rotors 2y and 2z having corner portions 21a formed at both ends in the circumferential direction on the radially outer side of the convex poles 21y and 21z. The change in the inductance L can be made steep at the corner 21a, and the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.

また、上述したステータ３Ｆ，３Ｓの形状も一例であって、上述したものに限られない。例えば、ステータの軸方向視での外形状が円環状でなくてもよく角部を有する形状（例えば矩形や八角形等）であってもよい。また、補助磁極３３の断面が一様でなくてもよいし、磁極３１の径方向長さと補助磁極３３の径方向長さとが互いに異なっていてもよい。また、周方向に隣接する磁極３１と補助磁極３３との間隔がすべて同一でなくてもよい。 Further, the shapes of the stators 3F and 3S described above are examples, and are not limited to those described above. For example, the outer shape of the stator as viewed in the axial direction may not be an annular shape but may be a shape having a corner (for example, a rectangle or an octagon). Further, the cross section of the auxiliary magnetic pole 33 may not be uniform, and the radial length of the magnetic pole 31 and the radial length of the auxiliary magnetic pole 33 may be different from each other. In addition, the intervals between the magnetic pole 31 and the auxiliary magnetic pole 33 adjacent in the circumferential direction may not be the same.

上述した実施形態では、処理部６がスイッチ１２のスイッチングと、出力された電圧値に基づく信号処理との両方を実施する場合を例示したが、処理部６の機能（スイッチング及び信号処理）を二つの要素に分けて設けてもよい。また、スイッチ１２のスイッチング周波数は５０ｋＨｚに限られない。また、上述した励磁回路１０の構成は一例であって、上述したものに限られない。例えば、抵抗１３Ａ等を省略して電流値を検出してもよいし、スイッチ１２の個数を増やしてもよい。また、図１及び図３や図８においてコイル４１ａとコイル４２ａ、コイル４１ｂとコイル４２ｂとはそれぞれ直列に接続されているが、これらは並列接続でもよい。なお、上述した位置センサ１Ｆ，１Ｆ′，１Ｓは上記のＳＲモータ９に専用のものではなく、例えば、ＳＲモータ９以外のブラシレスモータやジェネレータ等に設けてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the processing unit 6 performs both the switching of the switch 12 and the signal processing based on the output voltage value is illustrated. However, the function (switching and signal processing) of the processing unit 6 is performed twice. It may be divided into two elements. Further, the switching frequency of the switch 12 is not limited to 50 kHz. Further, the configuration of the excitation circuit 10 described above is an example, and is not limited to that described above. For example, the current value may be detected by omitting the resistor 13A or the like, or the number of switches 12 may be increased. 1, 3, and 8, the coil 41 a and the coil 42 a, and the coil 41 b and the coil 42 b are connected in series, but they may be connected in parallel. Note that the position sensors 1F, 1F ′, and 1S described above are not dedicated to the SR motor 9 described above, and may be provided in a brushless motor, a generator, or the like other than the SR motor 9, for example.

１Ｆ，１Ｆ′，１Ｓ位置センサ
２，２′，２ｘ，２ｙ，２ｚロータ
３Ｆ，３Ｆ′，３Ｓステータ
４Ａ第一コイル対（コイル対）
４Ｂ第二コイル対（コイル対）
５シャフト（回転軸）
９ＳＲモータ（モータ）
９Ａモータステータ
９Ｂモータロータ
２０ａ基準円筒面
２１，２１ｙ，２１ｚ凸極
２１ａ角部
２１ｂ立設面
２１ｃ凸極外周面
３０ａ内周面
３１磁極（主磁極）
３２磁極対
３２Ａ第一磁極対（磁極対）
３２Ｂ第二磁極対（磁極対）
３３補助磁極
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂコイル
Ｃ回転中心 1F, 1F ', 1S Position sensor 2, 2', 2x, 2y, 2z Rotor 3F, 3F ', 3S Stator 4A First coil pair (coil pair)
4B Second coil pair (coil pair)
5 Shaft (Rotating shaft)
9 SR motor (motor)
9A Motor stator 9B Motor rotor 20a Reference cylindrical surface 21, 21y, 21z Convex pole 21a Corner portion 21b Standing surface 21c Convex pole outer peripheral surface 30a Inner peripheral surface 31 Magnetic pole (main magnetic pole)
32 magnetic pole pair 32A first magnetic pole pair (magnetic pole pair)
32B Second magnetic pole pair (magnetic pole pair)
33 Auxiliary magnetic pole 41a, 41b, 42a, 42b Coil C Rotation center

Claims

A position sensor for detecting a rotational position of the rotor relative to a stator based on a change in inductance caused by rotation of a rotor fixed to the shaft;
A plurality of pairs of magnetic pole pairs formed of a pair of main magnetic poles that are formed in a cylindrical shape and are concentrically arranged with the rotation center of the shaft and project from the inner peripheral surface toward the rotation center. The stator;
The rotor having at least a pair of convex poles projecting radially outward from a reference cylindrical surface having a constant distance from the rotation center;
A coil pair that is connected to a DC power source and is formed of a coil wound around each main magnetic pole of each pair of the magnetic pole pairs,
The position sensor, wherein the rotor has corners formed at both ends in the circumferential direction on the radially outer side of the convex pole.

2. The position sensor according to claim 1, wherein the convex pole has a pair of standing surfaces that are erected radially outward from the reference cylindrical surface.

The position sensor according to claim 2, wherein the standing surface is erected along an extension line of a radius of the reference cylindrical surface.

The stator has auxiliary magnetic poles located on both sides in the circumferential direction of each of the main magnetic poles and projecting radially inward from the inner circumferential surface,
The said convex pole has the circumferential direction length so that two said corner | angular parts may overlap with each of the two said auxiliary | assistant magnetic poles located in the circumferential direction both sides of the said main magnetic pole, The 1-3 characterized by the above-mentioned. The position sensor according to any one of the above.

The position sensor according to claim 1, wherein the rotor is made of a magnetic material other than a permanent magnet.

The position sensor according to any one of claims 1 to 5,
A motor rotor that rotates integrally with the shaft and does not have a permanent magnet;
And a motor stator fixed to the housing and having no permanent magnet.