JP2022050770A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機内の磁束の影響を受けずに回転電機の回転を検出できるようにする。
【解決手段】被検出部４０２上に１本の絶対位置検出パルス用ライン４０２ａと、絶対位置検出パルス用ライン４０２ａよりも長さが小さい角度検出パルス用ライン４０２ｂを設け、検出部４０３に設けられたフォトセンサから送出される絶対位置検出パルス１１に基づいて回転子軸４０１の回転数を演算するとともに、絶対位置検出パルス１１の１周期の間におけるフォトセンサから送出される角度検出パルス１２のパルス数をカウントし、角度検出パルス１２のカウント数に応じて推測された電気角に応じてインバータ部４を制御する。
【選択図】図１

Description

本願は、回転電機に関するものである。

近年、地球温暖化を背景として、内燃機関の自動車から電気自動車の需要が高まっている。これにともない車バッテリへの充電を行う界磁巻線式回転電機においても、小型軽量化とコスト低減が図られるようになっている。これらの要求に対応すべく、小型軽量化しコストを低減した車両用回転電機の開発が行われている。

車両用回転電機では、小型軽量化、およびコストを低減するために、被検出部として回転を検出するレゾルバから回転センサＩＣに置き換え、被検出部を回転子軸の一端に配置するとともに、この被検出部の回転位置を検出する検出部を備えた電磁誘導方式の回転センサが開示されている。
例えばモーター出力軸の回転角度を検出する角度センサは、電磁誘導型であって、被検出ロータが設けられた被検出部と、カバー部材に固定されたプリント基板と、プリント基板に設けられた受信コイル及び励磁コイルと、プリント基板に設けられ、被検出ロータと受信コイルとの間のインダクタンスの変化を検出してモーター出力軸の回転角度を検出する集積回路とを備えている回転角度検出機構がある（特許文献１参照）。

特開２０１６－８９６９０号公報

回転電機は磁界を有しているので、電磁誘導方式の被検出部周囲に金属があると渦電流が発生する。被検出部以外に渦電流が発生すると、不要な渦電流の影響を受けて検出精度が低下するという問題があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、回転電機内の磁束の影響を受けずに回転電機の回転を検出することを目的とする。

本願に開示される回転電機は、回転子軸に取り付けられた円盤状の被検出部と、
前記被検出部上に設けられるとともに径方向に延びるよう配置された１本の絶対位置検出パルス用ラインと、
前記被検出部上に設けられるとともに前記絶対位置検出パルス用ラインよりも長さが小さく、更に径方向に延びるとともに周方向に亘って複数設けられた角度検出パルス用ラインと、
前記被検出部に対向して設けられるとともに、前記絶対位置検出パルス用ラインと前記角度検出パルス用ラインを検出するための２個のフォトセンサを有する検出部と、
前記フォトセンサから送出される絶対位置検出パルスに基づいて前記回転子軸の回転数を演算する回転数検出部と、
前記絶対位置検出パルスの１周期の間における前記フォトセンサから送出される角度検出パルスのパルス数をカウントする角度検出パルスカウント部と、
前記角度検出パルスカウント部から送出される前記角度検出パルスのカウント数に応じて推測された電気角をメモリから取得する角度判定部と、
前記電気角に応じてインバータ部を制御する制御部を備えたものである。

本願に開示される回転電機によれば、回転を検出するための機構を簡素化し、回転を検出する際、回転電機内の磁束の影響を受けないようにすることができる。

実施の形態１に係る回転電機全体を示す概略ブロック図である。 実施の形態１に係る検出部を示す概略平面図である。 実施の形態１に係る被検出部を示す概略平面図である。 実施の形態１に係るモーターを主に示す回転電機の概略構成図である。 実施の形態１に係る回転子軸、被検出部及び検出部を示す概略側面図である。 実施の形態１に係る回転センサの動作を示すフロチャートである。 モーター極対数に応じてモーターを制御するための値を推測する方法を説明する線図である。 実施の形態２に係る回転電機全体を示す概略ブロック図である。 実施の形態２に係る検出部の出力信号のイメージ図である。 実施の形態３に係る被検出部を示す平面図である。 実施の形態３に係る検出部を示す概略平面図である。 実施の形態３に係る回転子軸、被検出部及び検出部を示す概略側面図である。 実施の形態３に係る検出部を示す概略平面図である。

実施の形態１．
本実施の形態は、回転電機の回転を検出する回転センサに関するものである。以下実施の形態１を、図に基づいて説明する。図１は実施の形態１に係る回転電機全体を示す概略ブロック図である。回転電機１は、例えばモータジェネレータ、車両用の回転電機等である。図１に示す回転電機１は、回転電機を制御する制御部２、モーター３の巻線部４００に電力を供給するインバータ部４、回転子軸４０１の回転を検出する検出部４０３、及び被検出部４０２で構成されている。また、破線部で囲まれている部分はプリント基板５を示しており、プリント基板５には、制御部２と、インバータ部４と、検出部４０３が実装されている。なお、図示されていないが、本実施の形態の説明に不要な各部に電力を供給する電源部等が存在している。又図１に示す外部制御信号１０は、起動信号、停止信号、及び速度指令等の複数の外部制御信号を示している。また、制御信号としては、Ｉ２Ｃ（ＩＮＴＥＲ－ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＣＩＲＣＵＩＴ）又はＣＡＮ（ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ ＡＲＥＡ ＮＥＴＷＯＲＫ）等の通信でもよい。

次に、図１を用いて回転電機１の動作を簡単に説明する。外部制御信号１０、検出部４０３からの絶対位置検出パルス１１、及び角度検出パルス１２を受信すると、制御部２内においてインバータ部４を制御する信号を生成して、インバータ部４へ出力する。インバータ部４は、制御部２からの制御信号に応じてモーター３を駆動する。

次に図２について説明する。図２は実施の形態１に係る検出部４０３を示す概略平面図である。回転電機の回転を検出する検出部４０３はプリント基板５上に実装された反射型のフォトセンサ４０３ａとフォトセンサ４０３ｂで構成されている。フォトセンサ４０３ａとフォトセンサ４０３ｂは、発光部４０３ａ１、４０３ｂ１、及び受光部４０３ａ２、４０３ｂ２をそれぞれ備えている。

次に図３について説明する。図３は実施の形態１に係る被検出部４０２を示す平面図である。被検出部４０２は、樹脂で成型した任意の径を持つ黒色を有する円盤状物体である。なお、耐熱性を有し難燃グレード９４Ｖ０以上のエポキシ樹脂で構成することが望ましい。また、被検出部４０２上には、任意の幅で記された光沢を持つ白色のライン４０２ａ、４０２ｂ１～４０２ｂｎが施されており、これらはアクリル系、シリコン系、ウレタン系等の塗料材を用いてプリント印刷したものである。又塗料の材料は他のものであってもよい。尚図３において、被検出部表面４０２ｃ全体は黒色であり、ライン４０２ａ、４０２ｂ１～４０２ｂｎは白色である。

被検出部４０２の被検出部表面４０２ｃを無光沢の黒色物質でプリント印刷し、その上にライン４０２ａ及びライン４０２ｂ１～ライン４０２ｂｎとして光沢のある白色物質でプリント印刷してもよい。さらに、被検出部４０２の材料は金属板又はプリント基板でもよい。なお、被検出部表面４０２ｃと、ライン４０２ａ及びライン４０２ｂの色を入れ替えてもよい。さらに、被検出部４０２の被検出部表面４０２ｃと、ライン４０２ａ及びライン４０２ｂは塗料等を用いて着色してもよい。この場合、塗料材としてはアクリル系、シリコン系、ウレタン系等を用いることができる。但し塗料の材料は他のものであってもよい。

次にライン４０２ａとライン４０２ｂについて説明する。ライン４０２ａは、フォトセンサ４０３ａとフォトセンサ４０３ｂで検出するための径方向に延びるよう配置されたライン（絶対位置検出パルス用ライン）である。また、ライン４０２ｂ１～ライン４０２ｂｎは、フォトセンサ４０３ｂで検出するための径方向に延びるとともに周方向に亘って複数設けられたライン（角度検出パルス用ライン）である。さらに、ライン４０２ａとライン４０２ｂ１～ライン４０２ｂｎ間の各間隔は、３６０°／（ｎ＋１）となる。なお、ライン４０２ａのラインの数は１本である。また、図３に示すライン４０２ｂのラインの数は便宜上１５本で示しているが、間隔が３６０°／（ｎ＋１）となるように設定したライン数からライン４０２ａの１本を引いたライン数がライン４０２ｂのライン数となる。又ライン４０２ａの長さは、ライン４０２ｂの長さの倍以上である。さらに、ライン４０２ｂ１～ライン４０２ｂｎは任意の同一の長さで構成されている。なお、ライン４０２ａの長さは、ライン４０２ｂの長さの倍以上の長さであればよい。又被検出部４０２の中心には、被検出部４０２を回転子軸４０１に固定するためのネジ４０５が設けられている。

図４はモーター部を主に示す回転電機の概略構成図であり、回転子軸４０１を軸中心とした回転する部材を示す概略図である。図４を用いて被検出部４０２を配置した回転子４０７について説明する。図４に示すように、回転子軸４０１には、軸受４０６ａ、回転子４０７、軸受４０６ｂが設けられている。さらに、回転子軸４０１の片側端に被検出部４０２を備える。回転電機は、回転子４０７と、被検出部４０２と、検出部４０３と、回転子４０７に空隙を介して径方向に対向する固定子４０８と、プリント基板５を有する。ハウジング（図示せず）等に対して、固定子４０８、検出部４０３及び軸受４０６ａ、ｂの外輪が固定されており、このハウジング等に対して、軸受４０６ａ、ｂを介して回転子４０７が回転可能に支持されている。

図５は回転子軸４０１、被検出部４０２及び検出部４０３部分を示す概略側面図である。図５を用いて、被検出部４０２の固定方法について説明する。図５に示すように、ねじ４０５を用いて、被検出部４０２を回転子軸４０１の回転子軸端に取り付ける。なお、ねじ４０５は１本でなく複数でもよい。さらに被検出部４０２を回転子軸４０１に取り付ける方法としては、振動等で被検出部４０２のライン４０２ａ、４０２ｂ１～４０２ｂｎの位置が変わらなければどのような方法でもよい。また、ライン４０２ａ、４０２ｂ１～４０２ｂｎの位置を固定するために、被検出部４０２に位置決め用の穴を設けてもよい。また、被検出部４０２の回転子軸側を回転子軸４０１に圧入できる形状にして、被検出部４０２を回転子軸４０１に圧入して固定すれば、ねじ４０５と被検出部４０２上のねじ穴が不要となる。

次に、被検出部４０２と検出部４０３の配置関係について説明する。被検出部４０２のライン４０２ａとライン４０２ｂがある面と検出部４０３が対向するように、被検出部４０２は回転子軸４０１に取り付けられている。また、プリント基板５に実装した検出部４０３のフォトセンサ４０３ａは、被検出部４０２のライン４０２ａを検出できる位置に実装されるとともに、検出部４０３のフォトセンサ４０３ｂは被検出部４０２のライン４０２ａ及びライン４０２ｂを検出できる位置に実装されている。

次に、被検出部４０２のライン４０２ａについて説明する。被検出部４０２のライン４０２ａは、回転子軸４０１の回転を検出するためのものである。回転子軸４０１が回転すると回転子軸４０１の軸端に取り付けた被検出部４０２も回転する。被検出部４０２が回転すると、図３に示した被検出部４０２のライン４０２ａも回転する。
被検出部４０２のライン４０２ａが、図２に示す検出部４０３におけるフォトセンサ４０３ａの位置を通過する際に、フォトセンサ４０３ａの発光部４０３ａ１が発光した光を、図３に示した被検出部４０２のライン４０２ａで反射する。その反射光をフォトセンサ４０３ａの受光部４０３ａ２で受光して回転子軸４０１の回転を検出する。
また、フォトセンサ４０３ａは被検出部４０２のライン４０２ａの反射光を受光すると、絶対位置検出パルス１１を制御部２に出力する。なお、絶対位置検出パルス１１を受信した制御部２の動作については後に説明する。

次に、被検出部４０２のライン４０２ｂについて説明する。被検出部４０２のライン４０２ｂは、回転子軸４０１の回転時の機械角を検出するものである。回転子軸４０１が回転すると回転子軸４０１の軸端に取り付けた被検出部４０２も回転する。被検出部４０２が回転すると、図３に示した被検出部４０２のライン４０２ｂも回転する。被検出部４０２のライン４０２ｂが、図２に示す検出部４０３のフォトセンサ４０３ｂの位置を通過する際に、フォトセンサ４０３ｂの発光部４０３ｂ１から発光した光を、図３に示した被検出部４０２のライン４０２ｂで反射する。その反射光をフォトセンサ４０３ｂの受光部４０３ｂ２で受光して回転子軸４０１の回転時の機械角を検出する。
なお、フォトセンサ４０３ｂは、被検出部４０２のライン４０２ｂの反射光を受光すると、角度検出パルス１２を制御部２に出力する。なお、角度検出パルス１２を受信した制御部２の動作については後に説明する。

次に制御部２において、検出部４０３からの絶対位置検出パルス１１と角度検出パルス１２を用いて、回転電機１を制御するための制御用データに変換する方法について図１、図５、図６、図７を用いて説明する。図１に示す制御部２のマイコン２００において、検出部４０３のフォトセンサ４０３ａが出力した絶対位置検出パルス１１がマイコン２００内の回転数検出部２００ａと角度判定部２００ｂに送られる。なお、角度判定部２００ｂに送られた検出部４０３のフォトセンサ４０３ａからの絶対位置検出パルス１１の処理方法については後に説明する。

回転数検出部２００ａは、検出部４０３のフォトセンサ４０３ａからの絶対位置検出パルス１１を用いて、回転電機における回転子軸４０１の回転数を計測する部分である。回転数検出部２００ａは、検出部４０３のフォトセンサ４０３ａからの絶対位置検出パルス１１が入力される周期を計測し、回転子軸４０１の回転数を演算する。

次に図１、図３、図６、図７を用いて、角度判定部２００ｂ、メモリ２０１、及び検出部４０３のフォトセンサ４０３ａからの絶対位置検出パルス１１、及びフォトセンサ４０３ｂからの角度検出パルス１２について説明する。図６は、角度検出パルスカウント部２００ｂ１に、検出部４０３のフォトセンサ４０３ａからの絶対位置検出パルス１１と、フォトセンサ４０３ｂからの角度検出パルス１２が入力された時の動作を示すフロチャートである。図７は、図３の被検出部４０２上に設けられたライン４０２ａ及びライン４０２ｂ１～４０２ｂｎに基づいて、フォトセンサ４０３ａの出力とフォトセンサ４０３ｂの出力から、モーター極対数に応じてモーターを制御するための値を推測する方法を説明する線図である。

図１に示すマイコン２００は、角度判定部２００ｂと、メモリ２０１を有する。さらに、角度判定部２００ｂは角度検出パルスカウント部２００ｂ１を有する。角度判定部２００ｂの角度検出パルスカウント部２００ｂ１には、検出部４０３のフォトセンサ４０３ａからの絶対位置検出パルス１１と、フォトセンサ４０３ｂからの角度検出パルス１２が入力される。

次に、図６を用いて各パルスが角度検出パルスカウント部２００ｂ１に入力された時の動作を説明する。角度検出パルスカウント部２００ｂ１は、検出部４０３のフォトセンサ４０３ａが出力する絶対位置検出パルス１１の１周期の間にフォトセンサ４０３ｂが出力する角度検出パルス１２のパルス数をカウントする部分である。
角度検出パルスカウント部２００ｂ１に、検出部４０３のフォトセンサ４０３ａからの絶対位置検出パルス１１が入力されると（ステップＳ６０１）、角度検出パルスカウント部２００ｂ１でカウントした角度検出パルス１２の数をリセットする（ステップＳ６０２）。リセット後に、角度検出パルスカウント部２００ｂ１に入力された角度検出パルス１２のパルス数のカウントを開始する（ステップＳ６０３）。角度検出パルスカウント部２００ｂ１は、角度検出パルス１２をカウントする度に角度判定部２００ｂにカウント数を送信する（ステップＳ６０４）。

次に、角度判定部２００ｂの動作について説明する。角度判定部２００ｂは角度検出パルスカウント部２００ｂ１からの角度検出パルス１２のカウント数に応じて、メモリ２０１からインバータ部４を制御するための制御データを入手する。
次に、図３、図７を用いてメモリ２０１に格納された角度情報について説明する。図３に示す被検出部４０２上のライン４０２ａと、ライン４０２ｂ１～４０２ｂｎは任意の機械角の間隔で配置されている。ライン４０２ａが１回転すると機械角は３６０°である。また、ライン４０２ｂは機械角３６０°内で任意の等間隔の角度で配置された機械角を示している。

次に、図７について説明する。図７はフォトセンサ４０３ａの出力とフォトセンサ４０３ｂの出力から、モーター極対数に応じてモーターを制御するための値を推測する方法を説明する線図である。図７に示すフォトセンサ４０３ａの出力は、図３に示す被検出部４０２上のライン４０２ａを検出した結果である。フォトセンサ４０３ａの出力の１周期は、モーターの１回転による１周期である。また、フォトセンサ４０３ｂの出力は、図３に示す被検出部４０２上のライン４０２ａと、ライン４０２ｂ１～４０２ｂｎを検出した結果を示している。また、フォトセンサ４０３ｂの出力間隔は、モーターの回転の１周期を３６０°／（ｎ＋１）で分割したものである。さらに、図７には、モーター極対数に応じた周期を持つ演算用のＳＩＮカーブと演算用のＣＯＳカーブが示されている。なお、図７においては、モーター極対数に応じた周期の演算用のＳＩＮカーブとＣＯＳカーブは２極対の場合を例として示している。

フォトセンサ４０３ａの出力位置と、フォトセンサ４０３ｂの出力位置から、図７を用いて、モーター極対数に応じた演算用のＳＩＮカーブと演算用のＣＯＳカーブの角度を用いてモーターを制御するための制御値を推測する。例えば、被検出部４０２上のライン４０２ａをフォトセンサ４０３ａで検出した後に、被検出部４０２上のライン４０２ｂ２をフォトセンサ４０３ｂで検出すると、モーター極対数に応じた演算用のＳＩＮカーブと演算用のＣＯＳカーブの角度に基づいて、電気角＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）×２の式を用いて、モーターを制御するための電気角を推測する。なお、θは演算用ＳＩＮカーブとＣＯＳカーブの角度を示す。このように予め被検出部４０２上の各ライン４０２ｂに対応する電気角をメモリ２０１にデータとして格納しておく。

このようにしてメモリ２０１に格納された電気角を利用する。即ち角度判定部２００ｂは、角度検出パルスカウント部２００ｂ１からの角度検出パルス１２のカウント数に応じて推測した電気角をメモリ２０１から取得し、マイコン２００はこの電気角に応じてインバータ部４を制御してモーター３を駆動する。なお、インバータ部を制御する方式としては様々なものがある。
なお、図７に示す演算用のＳＩＮカーブと演算用のＣＯＳカーブのＹ軸は電圧の振幅を示し電圧値は任意である。更にフォトセンサ４０３ａの出力とフォトセンサ４０３ｂの出力のＹ軸はＨとＬを示す。また、演算用のＳＩＮカーブとＣＯＳカーブのＸ軸は角度を示す。また、フォトセンサ４０３ａ出力のＸ軸は回転周期を示す。さらに、フォトセンサ４０３ｂ出力のＸ軸は回転角を示す。

回転電機１が停止している状態では、外部制御信号１０を受信すると、制御部２は回転子軸４０１を回転させて検出部４０３から絶対位置検出パルス１１と角度検出パルス１２を得る。また、制御部２が外部制御信号１０として停止の信号を受信したときに、最後に受信した場合の回転電機１が停止する際に、絶対位置検出パルス１１と角度検出パルス１２を制御用データに変換したデータを制御部２内のメモリ２０１に記憶させる。そして回転電機１が外部制御信号１０を受信すると、回転電機１の停止時にメモリ２０１に記憶されたデータを角度判定部２００ｂで読み込み、回転電機１の起動時の制御に用いてもよい。

回転電機１は、検出部４０３からの光を被検出部４０２で反射させ、反射した光を検出部４０３が検出することにより、回転子軸４０１の回転数と機械角から電気角へ変換したデータを得ることができる。また、回転センサとして光を用いているので、回転電機内で発生する磁束の影響を受けない。また、回転センサの検出部４０３と被検出部４０２の構成をフォトカプラ２個と樹脂で構成しているので、部品点数が少なく簡素化した回転センサを得られる。
また、回転数検出部２００ａ、角度判定部２００ｂ、角度検出パルスカウント部２００ｂ１、およびメモリ２０１は、マイコン２００内でなく制御部２内に設置できれば、ロジックＩＣ（ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＣＩＲＣＵＩＴ）、ＦＰＧＡ（ＦＩＥＬＤ－ＰＲＯＧＲＡＭＭＡＢＬＥ ＧＡＴＥ ＡＲＲＡＹ）、およびＥＥＰＲＯＭ（ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＬＹ ＥＲＡＳＡＢＬＥ ＰＲＯＧＲＡＭＭＡＢＬＥ ＲＥＡＤ－ＯＮＬＹ ＭＥＭＯＲＹ）等で独立させて構成してもよい。

なお、本実施形態においては、電磁誘導方式でないので、回転センサからは不要な磁界が外部へ漏洩することもない。さらに、検出部のフォトセンサから出力するパルスはハイインピーダンスでよいので、放射するノイズも低減でき、他の回路への影響も低減される。

実施の形態２．
実施の形態２を図に基づいて説明する。図８は、実施の形態２に係る回転電機全体を示す概略ブロック図、図９は実施の形態２に係る検出部の出力信号を示すイメージ図である。実施の形態２における特徴部分以外は、実施の形態１と同一であり、詳細な説明は省略する。図８に示す制御部２１内に第１のノイズフィルター（ＮＦ１）２０２ａと第２のノイズフィルター（ＮＦ２）２０２ｂを有することが実施の形態１との相違点になる。ノイズフィルターは必要な信号を抽出するために、デジタル的には任意の閾値を設定し、アナログ的にはカットオフ周波数を設定して不要なノイズ成分を除去するものである。本実施の形態においては、閾値を設定して必要な信号を抽出する。次に図２、図３、図８を用いて制御部２１内の第１のノイズフィルター２０２ａと第２のノイズフィルター２０２ｂについて説明する。

図２に示す検出部４０３におけるフォトセンサ４０３ａの発光部４０３ａ１からの光を図３に示す被検出部４０２におけるライン４０２ａで反射し、この反射光をフォトセンサ４０３ａの受光部４０３ａ２で受光すると、フォトセンサ４０３ａは、絶対位置検出パルス１１１の信号として制御部２１に出力する。更に図２示す検出部４０３におけるフォトセンサ４０３ｂの発光部４０３ｂ１の光を図３に示す被検出部４０２のライン４０２ｂで反射し、この反射光をフォトセンサ４０３ｂの受光部４０３ｂ２で受光すると、フォトセンサ４０３ｂは、角度検出パルス１２１の信号として制御部２１に出力する。

上記の動作において、被検出部４０２の被検出部表面４０２ｃにおいて樹脂成型後の洗浄不足等で油が付着していると、フォトセンサ４０３ａ、４０３ｂにおける発光部４０３ａ１、発光部４０３ｂ１の光を被検出部表面４０２ｃに付着した油で反射してしまう。その反射光をフォトセンサ４０３ａの受光部４０３ａ２とフォトセンサ４０３ｂの受光部４０３ｂ２で受光すると、フォトセンサ４０３ａとフォトセンサ４０３ｂは、回転数検出部２００ａと角度検出パルスカウント部２０１ｂ１が「Ｈ」か「Ｌ」を判定できない振幅値を持つパルスを出力し、回転数の検出と角度検出パルスのカウントを誤検出してしまう。

本実施の形態においては、フォトセンサ４０３ａとフォトセンサ４０３ｂが出力する各パルスの振幅値を整形するために、コンパレータとして第１のノイズフィルター２０２ａと第２のノイズフィルター２０２ｂを構成している。図９において、フォトセンサ４０３ａからの出力である絶対位置検出パルス１１１を、第１のノイズフィルター２０２ａによりパルスの振幅値を整形したイメージ図が示されている。なお、第２のノイズフィルター２０２ｂの動作も同様にして行われる。図９においては、基準電圧値（閾値）Ｔ以下の振幅値は除去されていることが判る。ここで第１のノイズフィルター２０２ａと第２のノイズフィルター２０２ｂのコンパレータとしての基準電圧値Ｔは任意の値に設定できる。なお、第１のノイズフィルター２０２ａと第２のノイズフィルター２０２ｂは、ウィンドウコンパレータで構成してもよい。

次に本実施の形態における作用効果について述べる。回転電機１の制御部２１に第１のノイズフィルター２０２ａと第２のノイズフィルター２０２ｂを搭載することにより、回転数検出部２００ａと角度検出パルスカウント部２００ｂ１は安定した電位を持つパルスを受信することができる。従って正しい回転数の検出と角度検出パルスをカウントすることができる。また、フォトセンサ４０３ａとフォトセンサ４０３ｂの出力が回転電機１内で発生したノイズの影響を受けても回転数検出部２００ａと角度検出パルスカウント部２００ｂ１は安定した電位を持つパルスを受信することができる。

実施の形態３．
本実施の形態を、図を用いて説明する。実施の形態３における特徴部分以外は、実施の形態１及び実施の形態２と同一であり、詳細な説明は省略する。図１０は実施の形態３に係る被検出部を示す平面図、図１１は実施の形態３に係る検出部を示す概略平面図、図１２は実施の形態３に係る回転子軸、被検出部及び検出部を示す概略側面図、図１３は実施の形態３に係る検出部を示す概略平面図である。

次に、図１０、図１１を用いて本実施の形態に係る被検出部及び検出部について説明する。図１０に示す被検出部４０２１は、光沢を有する白色の樹脂で成型した任意の径を持つ円盤状物体である。また、被検出部４０２１には、角穴４０２１ａ、４０２１ｂ１～４０２１ｂｎが設けられており、更に回転子軸４０１に被検出部４０２１を固定するためのねじ４０５０が設けられている。さらに角穴４０２１ａの位置及び角穴寸法は、図１１に示すフォトセンサ４０３１ａで検出できる位置に配置されるとともに、フォトセンサ４０３１ａの外形寸法に合わせて形成されている。

また、角穴４０２１ｂ１～角穴４０２１ｂｎの位置と角穴寸法は、フォトセンサ４０３１ｂで検出できる位置に配置されるとともに、フォトセンサ４０３１ｂの外形寸法に合わせて形成されている。なお、角穴４０２１ａと角穴４０２１ｂ１～角穴４０２１ｂｎのサイズは、それぞれの角穴に対応する各フォトセンサ４０３１で検出できる角穴の寸法であればよい。更に上記においては、穴の形状として、角穴４０２１ａ及び角穴４０２１ｂ１～角穴４０２１ｂｎを設けた場合について説明したが、各フォトセンサ４０３１で各穴を検出できれば楕円形状で構成してもよく、さらには反射しなければ穴の形状はどのようなものであってもよい。又被検出部４０２１の表面を光沢を持つ白色の材料でプリント印刷してもよい。また被検出部４０２１の表面を塗料等で着色してもよい。この場合、塗料材としては、アクリル系、シリコン系、ウレタン系があり、塗料材はどのようなものであってもよい。さらに、被検出部４０２１の構成材としては、金属板又はプリント基板でもよい。また、被検出部表面４０２１ｃとしては、被検出部４０２１における光沢を持つ白色の被検出部表面となる。

次に図１１、図１２、図１３を用いて実施の形態３に係る検出部について説明する。図１１に示される検出部の基本構成は、実施の形態１及び実施の形態２と同じである。フォトセンサ４０３１ａ及びフォトセンサ４０３１ｂの側面を覆うカバー４０４を設けたことが本実施の形態における特徴点である。図１２はフォトセンサ４０３１ａとフォトセンサ４０３１ｂの周囲にカバー４０４を取り付けた状態を示す側面図である。なお、カバー４０４と被検出部４０２１間の隙間は任意である。又図１３は、フォトセンサ４０３１ａとフォトセンサ４０３１ｂの側面を覆うカバーを独立して設けた場合を示している。図１３に示すように、各フォトセンサに独立したカバー４０４ａ、４０４ｂを設けることにより検出する際の不要な反射光をさらに抑制するので、検出の精度を向上させることができる。なお、カバー４０４の色は光を反射しない無光沢の黒色である。

次に、図１０、図１１を用いて、回転子軸４０１の回転を検出する方法について説明する。図１１に示すフォトセンサ４０３１ａとフォトセンサ４０３１ｂにより、図１０に示す角穴４０２１ａ、及び角穴４０２１ｂ１～角穴４０２１ｂｎを原因として各フォトセンサへの反射がないことを検出して、回転子軸４０１の回転を検出する。次にフォトセンサ４０３１ａ、４０３１ｂの端子構成と周辺回路、及びフォトセンサ４０３１ａ、４０３１ｂの出力の取り出し方について説明する。一般的にフォトセンサの端子構成は発光部であるフォトセンサに内蔵した発光ダイオードのカソード端子とアノード端子を有する。さらにフォトセンサの受光部においては、フォトセンサに内蔵したフォトトランジスタのコレクタ端子とエミッタ端子で構成されている。また、フォトセンサの発光部である発光ダイオードの周辺回路は、アノード端子と電源間、またはカソード端子とＧＮＤ間に抵抗を介して接続する。この抵抗はフォトセンサの発光ダイオードに流れる電流を制限するための制限抵抗であり、フォトセンサの発光ダイオードのアノード端子と電源間か、あるいはカソード端子とＧＮＤ（グランド）間のいずれかに抵抗を介して接続すればよい。なお、抵抗と接続していないアノード端子は直接電源と接続する。同様に抵抗と接続していないカソード端子は直接ＧＮＤに接続する。

更にフォトセンサの受光部であるフォトトランジスタの周辺回路は、コレクタ端子と電源間、またはエミッタ端子とＧＮＤ間に抵抗を介して接続する。この抵抗はフォトセンサのフォトトランジスタに流れる電流を制限する電流制限抵抗であり、フォトセンサのフォトトランジスタのコレクタ端子と電源間、あるいはエミッタ端子とＧＮＤ間のいずれかに抵抗を介して接続すればよい。なお、抵抗と接続していないコレクタ端子は直接電源と接続する。同様に抵抗と接続していないエミッタ端子は直接ＧＮＤに接続する。なお、これら抵抗の値は任意である。

次に、フォトセンサからの出力の取り出し方について説明する。フォトセンサの発光部である発光ダイオードに電流を流すとダイオードは発光する。発光ダイオードで発光した光を被検出部４０２１で反射すると、反射した光をフォトセンサの受光部で受光する。フォトセンサの受光部で光を受光すると、フォトセンサのフォトトランジスタのコレクタ端子側からエミッタ端子側に電流が流れる。このとき、フォトセンサのフォトトランジスタのコレクタ端子側と電源間に電流制限抵抗を接続していると、コレクタ端子の電位は電源電圧の電位からＧＮＤの電位に変化する。同様に、フォトセンサのフォトトランジスタのエミッタ端子側とＧＮＤ間に電流制限抵抗を接続していると、エミッタ端子の電位はＧＮＤの電位から電源電圧に近似した電位に変化する。なお、本実施の形態ではｎｐｎ方式のフォトセンサを使用している。さらに本実施の形態ではフォトセンサ４０３１のコレクタ端子は電流制限抵抗を介して電源と接続し、フォトセンサ４０３１のコレクタ端子をフォトセンサ４０３１の出力としている。

次に、本実施の形態における作用効果について説明する。被検出部４０２１に角穴４０２１ａ、及び角穴４０２１ｂ１～４０２１ｂ１ｎを設けることにより、実施の形態１と同様の効果を発揮することができるとともに、かつ安価で製造が容易な被検出部４０２１を提供することができる。即ち実施の形態１に示すようにラインを設けることに比べると、穴を設ける方が製造が容易となる。さらに、検出部４０３に搭載したフォトセンサ４０３１ａとフォトセンサ４０３１ｂの周囲をカバー４０４で覆うことにより、フォトセンサ４０３１ａとフォトセンサ４０３１ｂは不要な反射光の受光を低減できるので、検出精度を改善できる。尚実施の形態１におけるフォトセンサに対してもカバーを設けることができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 回転電機、２，２１ 制御部、４ インバータ部、
１１，１１１ 絶対位置検出パルス、１２，１２１ 角度検出パルス、
２００ａ 回転数検出部、２００ｂ 角度判定部、
２００ｂ１ 角度検出パルスカウント部、２０１ メモリ、
２０２ａ，２０２ｂ ノイズフィルター、４０１ 回転子軸、４０２ 被検出部、
４０３ 検出部、４０３ａ，４０３ｂ フォトセンサ、
４０２ａ 絶対位置検出パルス用ライン、
４０２ｂ１～４０２ｂｎ 角度検出パルス用ライン、
４０４，４０４ａ，４０４ｂ カバー。

Claims (6)

1. 回転子軸に取り付けられた円盤状の被検出部と、
   前記被検出部上に設けられるとともに径方向に延びるよう配置された１本の絶対位置検出パルス用ラインと、
   前記被検出部上に設けられるとともに前記絶対位置検出パルス用ラインよりも長さが小さく、更に径方向に延びるとともに周方向に亘って複数設けられた角度検出パルス用ラインと、
   前記被検出部に対向して設けられるとともに、前記絶対位置検出パルス用ラインと前記角度検出パルス用ラインを検出するための２個のフォトセンサを有する検出部と、
   前記フォトセンサから送出される絶対位置検出パルスに基づいて前記回転子軸の回転数を演算する回転数検出部と、
   前記絶対位置検出パルスの１周期の間における前記フォトセンサから送出される角度検出パルスのパルス数をカウントする角度検出パルスカウント部と、
   前記角度検出パルスカウント部から送出される前記角度検出パルスのカウント数に応じて推測された電気角をメモリから取得する角度判定部と、
   前記電気角に応じてインバータ部を制御する制御部を備えた回転電機。
2. 前記絶対位置検出パルス及び前記角度検出パルスにおける不要なノイズ成分を除去するためのノイズフィルターを設けた請求項１記載の回転電機。
3. 前記絶対位置検出パルス用ラインを穴で構成するとともに、前記角度検出パルス用ラインを穴で構成した請求項１または請求項２記載の回転電機。
4. 前記フォトセンサの側面を覆うカバーを設けた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
5. 前記被検出部を樹脂で形成した請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 前記フォトセンサを反射型のフォトセンサで構成した請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。

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