JP4003754B2 - リラクタンス電動機のロータ角検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、リラクタンス型の電動機のロータコアおよびロータ軸の回転角度を検出するリラクタンス電動機のロータ角検出装置に関するものである。

ロータコアの軸方向の端面に磁石を取り付けるとともに、その磁石の軸方向に磁気検出素子を配置し、磁石の磁気変化を磁気検出素子で検出することによってロータコアの回転角度を検出するエンコーダが知られている。
磁石の放出する磁力は、距離の２乗に反比例して小さくなる特性を有しているため、磁石と磁気検出素子の軸方向ギャップの精度は、検出精度を高めるためにとても重要である。
そこで、図１（ａ）に示すように、磁石Ｊ１と磁気検出素子Ｊ２のギャップ距離は、組付け時のシム調整等により、所定の距離（適正値）に保たれる（公知技術ではない、特許文献１参照）。

一方、リラクタンス型の電動機は、ロータコアＪ３の外向突極Ｊ４（磁気抵抗の低い極）を、ステータコアＪ５の内向突極Ｊ６に磁気吸引し、起磁力を発生させる内向突極Ｊ６を順次切り替えることでロータコアＪ３を回転駆動するものであり、図１（ａ）に示すように、ステータコアＪ５とロータコアＪ３を軸方向に完全に対向させる必要がある。
しかし、図１（ｂ）に示すように、ステータコアＪ５に対するロータコアＪ３の軸方向位置が、磁気検出素子Ｊ２の配置された側にズレて組付けられると、電動機の作動時（内向突極Ｊ６に起磁力を発生させるコイルの通電時）に、ステータコアＪ５の発生する起磁力によって、ロータコアＪ３には図中に示す通電時スラスト力Ｘが発生する。このロータコアＪ３に加わるスラスト力Ｘは、ロータコアＪ３が磁気検出素子Ｊ２の配置された側とは異なった側へ移動しようとする力であるため、磁石Ｊ１と磁気検出素子Ｊ２のギャップ距離が、所定の距離より大きくなる可能性がある。
特願２００３−２９５５７９

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステータコアがロータコアを磁気吸引するスラスト力を利用して、磁石と磁気検出素子のギャップ距離を所定の距離に保つことのできるリラクタンス電動機のロータ角検出装置の提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するリラクタンス電動機のロータ角検出装置は、ロータコアの軸方向の中心が、ステータコアの軸方向の中心より、磁気検出素子とは異なった側にオフセットして設けられたものである。
このように設けることにより、ステータコアの発生する起磁力によって、ロータコアに磁気検出素子側へ向かうスラスト力が与えられる。
このように、ステータコアがロータコアを磁気検出素子側に磁気吸引するため、磁石と磁気検出素子のギャップ距離が所定の距離より大きくなる不具合が発生せず、磁石と磁気検出素子のギャップ距離を一定に保つことができる。
即ち、ステータコアがロータコアを磁気吸引するスラスト力を利用して、磁石と磁気検出素子のギャップ距離を所定の距離（適正値）に保つことができる。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するリラクタンス電動機のロータ角検出装置における電動機は、スイッチドリラクタンス型であり、ロータコアには、外周のステータコアに向けて突設された複数の外向突極が設けられたものである。

［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するリラクタンス電動機のロータ角検出装置における電動機は、車両用自動変速機に搭載されたシフトレンジ切替装置を駆動する回転式アクチュエータに搭載されて回転トルクを発生するものである。

最良の形態のリラクタンス電動機のロータ角検出装置は、リラクタンス型の電動機と、エンコーダとを備える。
電動機は、回転自在に支持されたロータ軸、このロータ軸の外周に固定され、外周に磁気抵抗の低い複数の極を有したロータコア、このロータコアの外周側に配置され、ロータコアに向く複数の内向突極を有するステータコア、および各内向突極毎に起磁力を生じさせる複数のコイルを備え、ロータコアにおける磁気抵抗の低い極を内向突極に磁気吸引することでロータコアを回転させてロータ軸を回転駆動する。
エンコーダは、ロータコアの軸方向の端面に設けられてロータコアと一体に回転し、回転方向に磁極が変化する磁石、およびこの磁石と軸方向に対向する位置に支持され、磁石の放出する磁気を検出する磁気検出素子を備え、磁石から放出される磁気を磁気検出素子で検出することによってロータコアの回転角度を検出する。
そして、電動機は、ロータコアの軸方向の中心がステータコアの軸方向の中心より磁気検出素子とは異なった側にオフセットして、ステータコアの発生する起磁力によって、ロータコアに磁気検出素子側へ向かうスラスト力が与えられるものである。

実施例１を図１〜図１４を参照して説明する。
この実施例１は、自動変速機のシフトレンジ切替装置（パーキング切替機構の切替装置を含む）において切り替えのための動力を発生する回転式アクチュエータに本発明を適用したものであり、まずシフトレンジ切替装置を説明する。

（シフトレンジ切替装置の説明）
シフトレンジ切替装置は、回転式アクチュエータ１（図２参照）によって、車両用自動変速機２（図３参照）に搭載されたシフトレンジ切替装置３（パーキング切替装置４を含む：図４参照）を切り替えるものである。
回転式アクチュエータ１は、シフトレンジ切替装置３を駆動するサーボ機構として用いられるものであり、リラクタンス型の同期電動機５（以下、電動機と称す）と内接噛合遊星歯車減速機６（以下、減速機と称す）によって構成される。なお、図２の右側をフロント（あるいは前）、左側をリヤ（あるいは後）としてこの実施例１を説明する。

（電動機５の説明）
電動機５を図２、図５を参照して説明する。
この実施例１の電動機５は、永久磁石を用いないＳＲモータ（スイッチド・リラクタンス・モータ）であり、回転自在に支持されるロータ１１と、このロータ１１の回転中心と同軸上に配置されたステータ１２とで構成される。

ロータ１１は、ロータ軸１３とロータコア１４で構成されるものであり、ロータ軸１３は前端と後端に配置された転がり軸受（フロント転がり軸受１５、リヤ転がり軸受１６）によって回転自在に支持される。
なお、フロント転がり軸受１５は、減速機６の出力軸１７の内周に嵌合固定されたものであり、減速機６の出力軸１７はフロントハウジング１８の内周に配置されたメタルベアリング１９によって回転自在に支持されている。つまり、ロータ軸１３の前端は、フロントハウジング１８に設けられたメタルベアリング１９→出力軸１７→フロント転がり軸受１５を介して回転自在に支持される。

ここで、メタルベアリング１９の軸方向の支持区間は、フロント転がり軸受１５の軸方向の支持区間にオーバーラップするように設けられている。このように設けることによって、減速機６の反力（具体的には、後述する外歯歯車２６と内歯歯車２７の噛合にかかる負荷の反力）に起因するロータ軸１３の傾斜を回避することができる。
一方、リヤ転がり軸受１６は、リヤハウジング２０によって支持されるものであり、リヤ転がり軸受１６のアウターレースがリヤハウジング２０の内壁に嵌合固定されるとともに、リヤ転がり軸受１６のインナーレースがロータ軸１３のリヤ側の外周面に圧入固定されるものである。

ステータ１２は、ステータコア２１およびコイル２２（具体的には、コイル２２Ａ〜２２Ｌ：図５参照）から構成される。
ステータコア２１は、薄板を多数積層して形成されたものであり、リヤハウジング２０に固定されている。このステータコア２１には、内側のロータコア１４に向けて３０度毎に突設された内向突極２３が設けられており、各内向突極２３のそれぞれには各内向突極２３毎に起磁力を発生させるコイル２２Ａ〜２２Ｌが巻回されている。ここで、コイル２２Ａ、２２Ｄ、２２Ｇ、２２ＪがＵ相であり、コイル２２Ｂ、２２Ｅ、２２Ｈ、２２ＫがＶ相であり、コイル２２Ｃ、２２Ｆ、２２Ｉ、２２ＬがＷ相である。

一方、ロータコア１４は、薄板を多数積層して形成されたものであり、ロータ軸１３に圧入固定されている。このロータコア１４には、外周のステータコア２１に向けて４５度毎に突設された外向突極２４（磁気抵抗の低い極に相当する）が設けられている。そして、図５の状態からＷ相→Ｖ相→Ｕ相の順番に通電を切り替えると、外向突極２４を磁気吸引する内向突極２３が順次切り替わってロータ１１が反時計回り方向に回転し、逆にＶ相→Ｗ相→Ｕ相の順番に通電を切り替えると、外向突極２４を磁気吸引する内向突極２３が順次切り替わってロータ１１が時計回り方向に回転するものであり、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の通電が一巡する毎にロータ１１が４５度回転する構成になっている。

（減速機６の説明）
減速機６を図２、図６〜図８を参照して説明する。
減速機６は、ロータ軸１３に設けられた偏心部２５を介してロータ軸１３に対して偏心回転可能な状態で取り付けられた外歯歯車２６（インナーギヤ：サンギヤ）と、この外歯歯車２６が内接噛合する内歯歯車２７（アウターギヤ：リングギヤ）と、外歯歯車２６の自転成分のみを出力軸１７に伝達する伝達手段２８とを備える。

偏心部２５は、ロータ軸１３の回転中心に対して偏心回転して外歯歯車２６を揺動回転させる軸であり、偏心部２５の外周に配置された中間転がり軸受３１を介して外歯歯車２６を回転自在に支持するものである。
外歯歯車２６は、上述したように、中間転がり軸受３１を介してロータ軸１３の偏心部２５に対して回転自在に支持されるものであり、偏心部２５の回転によって内歯歯車２７に押しつけられた状態で回転するように構成されている。
内歯歯車２７は、フロントハウジング１８によって固定されるものである。

伝達手段２８は、出力軸１７と一体に回転するフランジ３３の同一円周上に形成された複数の内ピン穴３４と、外歯歯車２６に形成され、内ピン穴３４にそれぞれ遊嵌する複数の内ピン３５とによって構成される。
複数の内ピン３５は、外歯歯車２６のフロント面に突出する形で設けられている。
複数の内ピン穴３４は、出力軸１７の後端に設けられたフランジ３３に設けられており、内ピン３５と内ピン穴３４の嵌まり合いによって、外歯歯車２６の自転運動が出力軸１７に伝えられるように構成されている。
このように設けられることにより、ロータ軸１３が回転して外歯歯車２６が偏心回転することにより、外歯歯車２６がロータ軸１３に対して減速回転し、その減速回転が出力軸１７に伝えられる。なお、出力軸１７は、シフトレンジ切替装置３のコントロールロッド４５（後述する）に連結される。
なお、この実施例１とは異なり、複数の内ピン穴３４を外歯歯車２６に形成し、複数の内ピン３５をフランジ３３に設けて構成しても良い。

（シフトレンジ切替装置３の説明）
シフトレンジ切替装置３を図４を参照して説明する。
シフトレンジ切替装置３（パーキング切替装置４を含む）は、上述した減速機６の出力軸１７によって切り替え駆動されるものである。
自動変速機２における各シフトレンジ（例えば、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ）の切り替えは、油圧コントロールボックス４１に設けられたマニュアルスプール弁４２を適切な位置にスライド変位させることによって行われる。

一方、パーキング切替装置４のロックとアンロックの切り替えは、パークギヤ４３の凹部４３ａとパークポール４４の凸部４４ａの係脱によって行われる。なお、パークギヤ４３は、図示しないディファレンシャルギヤを介して図示しない自動変速機２の出力軸に連結されたものであり、パークギヤ４３の回転を規制することで車両の駆動輪がロックされて、パーキングのロック状態が達成される。

減速機６によって駆動されるコントロールロッド４５には、略扇形状を呈したディテントプレート４６が図示しないスプリングピン等を打ち込むことで取り付けられている。
ディテントプレート４６は、半径方向の先端（略扇形状の円弧部）に複数の凹部４６ａが設けられており、油圧コントロールボックス４１に固定された板バネ４７が凹部４６ａに嵌まり合うことで、切り替えられたシフトレンジが保持されるようになっている。

ディテントプレート４６には、マニュアルスプール弁４２を駆動するためのピン４８が取り付けられている。
ピン４８は、マニュアルスプール弁４２の端部に設けられた溝４９に係合しており、ディテントプレート４６がコントロールロッド４５によって回動操作されると、ピン４８が円弧駆動されて、ピン４８に係合するマニュアルスプール弁４２が油圧コントロールボックス４１の内部で直線運動を行う。

コントロールロッド４５を図４中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると、ディテントプレート４６を介してピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧コントロールボックス４１の内部に押し込み、油圧コントロールボックス４１内の油路がＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐの順に切り替えられる。つまり、自動変速機２のレンジがＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐの順に切り替えられる。
逆方向にコントロールロッド４５を回転させると、ピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧コントロールボックス４１から引き出し、油圧コントロールボックス４１内の油路がＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に切り替えられる。つまり、自動変速機２のレンジがＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に切り替えられる。

一方、ディテントプレート４６には、パークポール４４を駆動するためのパークロッド５１が取り付けられている。このパークロッド５１の先端には円錐部５２が設けられている。
この円錐部５２は、自動変速機２のハウジングの突出部５３とパークポール４４の間に介在されるものであり、コントロールロッド４５を図４中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると（具体的には、Ｒ→Ｐレンジ）、ディテントプレート４６を介してパークロッド５１が図４中矢印Ｂ方向へ変位して円錐部５２がパークポール４４を押し上げる。すると、パークポール４４が軸４４ｂを中心に図４中矢印Ｃ方向に回転し、パークポール４４の凸部４４ａがパークギヤ４３の凹部４３ａに係合し、パーキング切替装置４のロック状態が達成される。

逆方向へコントロールロッド４５を回転させると（具体的には、Ｐ→Ｒレンジ）、パークロッド５１が図４中矢印Ｂ方向とは反対方向に引き戻され、パークポール４４を押し上げる力が無くなる。パークポール４４は、図示しないねじりコイルバネにより、図４中矢印Ｃ方向とは反対方向に常に付勢されているため、パークポール４４の凸部４４ａがパークギヤ４３の凹部４３ａから外れ、パークギヤ４３がフリーになり、パーキング切替装置４がアンロック状態になる。

（エンコーダ６０の説明）
エンコーダ６０を図１、図２、図９〜図１４を参照して説明する。
上述した回転式アクチュエータ１には、そのハウジング（フロントハウジング１８＋リヤハウジング２０）内に、ロータ１１の回転角度を検出するエンコーダ６０が搭載されている。このエンコーダ６０によってロータ１１の回転角度を検出することにより、電動機５を脱調させることなく高速運転することができる。

このエンコーダ６０は、インクリメンタル型であり、ロータ１１と一体に回転する磁石６１と、リヤハウジング２０内に配置される磁気検出用のホールＩＣ６２（磁気検出素子に相当する：具体的には、第１、第２回転角用ホールＩＣ６２Ａ、６２Ｂと、インデックス用ホールＩＣ６２Ｚ）と、このホールＩＣ６２をリヤハウジング２０内において支持する基板６３とを備える。

磁石６１は、図９〜図１２に示されるように、略リング円板形状を呈し、ロータ軸１３と同芯上に配置されるものであり、ロータコア１４の軸方向の端面（後面）に接合される。なお、ロータコア１４から磁石６１に対して大きな磁力影響を与える場合は、その磁力の影響を弱めるために、非磁性体の膜部材（図示しない）を介して磁石６１をロータコア１４に接合する。
また、ロータコア１４から磁石６１に対する磁力の影響が小さい時は、磁石６１をロータコア１４に直接接合する。これによって部品点数を低減でき、コストを抑えることができる。

磁石６１は、着磁された磁性体である。具体的な一例として、磁石６１は、ネオジウムマグネット（希土類磁石の一例）であり、軸方向に所定の厚みを有している。この磁石６１は、自らの磁力によってロータコア１４に接合するものである。具体的な一例を示すと、ロータコア１４との接合面に接合用の着磁がなされ、そのロータコア１４側の面に着磁された磁力によってロータコア１４に接合するものである。もちろん、磁力で接合するのではなく、接着剤等によって接合したものであっても良い。

ロータコア１４の後面には、図１１に示されるように、磁石位置決め用の穴１４ａが複数設けられている。一方、磁石６１の接合面にも、複数の突起６１ａが設けられている。そして、磁石６１の突起６１ａをロータコア１４の穴１４ａに挿入して組付けを行うことにより、ロータコア１４の回転中心と同芯上に磁石６１が組付けられる。

この実施例１の磁石６１は、ロータコア１４に接合された後、図１０に示されるように、ホールＩＣ６２と対向する面（後面）に回転角やインデックス検出用の着磁が施され、磁石６１の軸方向に磁力を発生するものである。
ホールＩＣ６２と対向する面（後面）における着磁について説明する。
図９に示されるように、磁石６１の後面外周側には、回転方向に回転角信号発生／停止用の多極着磁が施された回転角着磁部αが設けられており、その内周に隣接して、回転方向にインデックス信号発生／停止用のインデックス着磁部βと信号発生に関与しないインデックス非着磁部β’が設けられている。

この実施例１の磁石６１は、図１２に示されるように、インデックス非着磁部β’とインデックス用ホールＩＣ６２Ｚの対向ギャップが大きくなるように、インデックス非着磁部β’がインデックス用ホールＩＣ６２Ｚとは異なった側（前側）に凹んで設けられている。
別の言い方をすれば、回転角着磁部αおよびインデックス着磁部βのみが凸状の島に設けられたものである。そして、この島の突出面のみに着磁が施されたものであり、着磁の施されないインデックス非着磁部β’は、インデックス非着磁部β’とインデックス用ホールＩＣ６２Ｚの対向ギャップが大きくなるように凹んで設けられている。

回転角着磁部αは、図９に示すように、回転方向に回転角信号（以下、Ａ相信号あるいはＢ相信号）発生のための多極着磁が施されたものであり、この実施例１では７．５度ピッチでＮ極とＳ極とが繰り返して着磁されたものである。即ち、回転角着磁部αは、４８極のＡ，Ｂ相センシング部を備えるものである。
インデックス着磁部βは、複数相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）のコイルの通電が一巡する周期（４５度間隔）でインデックス信号（以下、Ｚ相信号）を発生させるためのものであり、４５度間隔でＺ相信号発生用のＮ極が７．５度ピッチで着磁され、その回転方向の両脇にＳ極が着磁されたものである。なお、この実施例１におけるインデックス着磁部βのＮ極およびＳ極は、上述した回転角着磁部αのＮ極およびＳ極と回転角で一致するものであるが、一致しないように設けても良い。また、Ｚ相信号発生用のＳ極の着磁ピッチが７．５度ピッチの例を示すが、外周側の回転角着磁部αのＮ極の着磁ピッチと一部オーバーラップするように設けても良い。
インデックス非着磁部β’は、インデックス着磁部βとインデックス着磁部βの間（回転方向の間）にあって、Ｚ相信号を発生させない部分であり、着磁されていない部分である。

基板６３は、図１２に示すように、第１、第２回転角用ホールＩＣ６２Ａ、６２Ｂを回転角着磁部αに対向した状態で支持するとともに、インデックス用ホールＩＣ６２Ｚをインデックス着磁部βおよびインデックス非着磁部β’に対向した状態で支持するものである。
なお、第１、第２回転角用ホールＩＣ６２Ａ、６２Ｂは、相対角度が３．７５度（電気角で９０度）ズレて設けられており、結果的にＡ相信号とＢ相信号が相対角度で３．７５度（電気角で９０度）ズレるようになっている（図１４参照）。

基板６３は、リヤハウジング２０の内壁に支持されるものであり、図１３に示すように、非磁性体の金属板６４（例えば、アルミニウム、ステンレス等）と、この金属板６４の表面に被着して設けられた絶縁性の樹脂材料（例えば、ポリイミド等）よりなるフィルム基板６５とから構成される。
フィルム基板６５には、金属板６４に触れない面に複数の回路パターン６５ａがプリント技術によって形成されている。基板６３の上には、ホールＩＣ６２（６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｚ）の他に、ノイズフィルタ用のコンデンサ６６等が実装されるものであり、各電気部品は各回路パターン６５ａと電気的に接続される。一方、各回路パターン６５ａの端は、リヤハウジング２０内に設けられたターミナル端子（図示しない）と電気的に接続される。なお、ターミナル端子は、外部接続用コネクタに接続されるものである。

第１、第２回転角用ホールＩＣ６２Ａ、６２Ｂおよびインデックス用ホールＩＣ６２Ｚは、ホール素子とON-OFF信号発生ＩＣを一体化したものであり、通過する磁束量に応じた出力を発生するホール素子と、このホール素子に与えられるＮ極側の磁束密度が閾値（例えば、０．９〜５ｍＴ）を超えた際に回転角信号（Ａ相信号、Ｂ相信号、Ｚ相信号）を発生（信号ON）し、Ｓ極側の磁束密度が閾値（例えば、−０．９〜−５ｍＴ）よりもＳ極側に大きくなると回転角信号（Ａ相信号、Ｂ相信号、Ｚ相信号）を停止（信号OFF ）するものである。
なお、この実施例１ではホール素子とON-OFF信号発生ＩＣを一体化したホールＩＣ（第１、第２回転角用ホールＩＣ６２Ａ、６２Ｂおよびインデックス用ホールＩＣ６２Ｚ）を例に示すが、ホール素子とON-OFF信号発生回路を別に配置しても良い。具体的には、ON-OFF信号発生回路をホール素子とは別に基板６３の上に組み込んでも良いし、制御回路（例えばＥＣＵ７０の内部）に組み込んでも良い。

次に、図１４（Ａ）、（Ｂ）を用いてエンコーダ６０によるＡ相信号、Ｂ相信号、Ｚ相信号の出力波形について説明する。
Ａ相信号およびＢ相信号は、相対角度３．７５度（電気角で９０度）の位相差を持った出力信号であり、実施例１ではロータ１１が１５度回転する毎にＡ相信号とＢ相信号がそれぞれ１周期出力されるように構成されている。
Ｚ相信号は、ロータ１１が４５度回転する毎に１回ずつ出力されるモータ通電切替用のインデックス信号（この実施例１ではON信号）であり、このＺ相信号によって電動機５の通電相と、Ａ相、Ｂ相の相対位置関係を定義できる。

この実施例１で示したように、エンコーダ６０が電動機５の内部に搭載されるため、エンコーダ６０を搭載した電動機５を小型化できる。また、この実施例１では、ロータコア１４の後側に磁石６１およびホールＩＣ６２を配置する構造であるため、エンコーダ６０を内蔵した電動機５の径方向寸法の大径化を阻止でき、車両搭載性を向上できる。

（ＥＣＵ７０の説明）
ＥＣＵ７０を図３を参照して説明する。
ＥＣＵ７０は、乗員によって操作されるレンジ操作手段（図示しない）、エンコーダ６０によって検出されるロータ１１の回転角度等に基づいて電動機５の回転を制御し、減速機６を介して駆動されるシフトレンジ切替装置３を切替制御するものである。

ここで、図３中に示す符号７１は車載バッテリ、符号７２はシフトレンジおよび回転式アクチュエータ１の状態を示す表示装置類（通常運転時の視覚表示手段、警告灯、警告ブザー等）、符号７３は電動機５の給電回路、符号７４は車速センサ、符号７５はレンジ操作手段、ブレーキスイッチ、その他の車両状態を検出するセンサ類を示す。なお、センサ類の一例として、出力軸１７の回転角度を検出するセンサを搭載しても良い。

〔実施例１の特徴〕
磁石６１がホールＩＣ６２（６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｚ）側に向けて放出するＮ極およびＳ極の磁力は、距離の２乗に反比例して小さくなるため、磁石６１とホールＩＣ６２の軸方向ギャップの精度は、回転角度の検出精度を高めるためにとても重要である。
ここで、電動機５は、ロータコア１４の外向突極２４を、ステータコア２１の内向突極２３が順次磁気吸引することでロータ１１を回転駆動するものであるため、従来では、図１（ａ）に示すように、ロータコアＪ３とステータコアＪ５とを軸方向に完全に対向させる必要があった。
しかし、図１（ｂ）に示すように、ステータコアＪ５に対するロータコアＪ３の軸方向位置が、組付誤差等により磁気検出素子Ｊ２の配置された側にズレて組付けられる可能性がある。ロータコアＪ３の軸方向位置が、磁気検出素子Ｊ２の側にズレると、リラクタンス電動機の作動時に、ステータコアＪ５の発生する起磁力によって、ロータコアＪ３には図中に示す通電時スラスト力Ｘが発生するため、磁石Ｊ１と磁気検出素子Ｊ２のギャップ距離が、所定の距離より大きくなる可能性がある。

そこで、この実施例１では、外向突極２４の外周縁の軸方向の中心Ａ１（ロータコア１４の軸方向の中心）が、内向突極２３の内周縁の軸方向の中心Ａ２（ステータコア２１の軸方向の中心）より、ホールＩＣ６２とは異なった側にオフセットするように設けられている。具体的に、この実施例１のステータコア２１およびロータコア１４は、軸方向に同じ厚みに設けられており、図１（ｃ）に示すように、ロータコア１４のフロント側の端面が、ステータコア２１のフロント側の端面より軸方向へ所定量だけオフセットして設けられている。
このように設けることにより、電動機５のコイル２２に通電が成される状態（電動機５の作動状態）では、ステータコア２１の発生する起磁力によって、ロータコア１４には図中に示すように、ホールＩＣ６２側へ向かう通電時スラスト力Ｙが発生する。

電動機５の作動状態では、ステータコア２１がロータコア１４をホールＩＣ６２側に磁気吸引するため、磁石６１とホールＩＣ６２のギャップ距離が所定の距離より大きくなる不具合が発生することはなく、磁石６１とホールＩＣ６２のギャップ距離を一定に保つことができる。
即ち、ステータコア２１がロータコア１４を磁気吸引するスラスト力Ｙを利用して、磁石６１とホールＩＣ６２のギャップ距離を所定の距離（適正値）に保つことができる。
また、バネなどの付勢部材を用いてロータコア１４にホールＩＣ６２側へ向かうスラスト力Ｙを生じさせると、バネがロータ１１の回転抵抗になるが、この実施例１では、ステータコア２１がロータコア１４を磁気吸引することで、ロータコア１４にホールＩＣ６２側へ向かうスラスト力Ｙを生じさせるものであるため、ロータ１１に回転抵抗を与える不具合も生じない。

〔変形例〕
上記の実施例では、エンコーダ６０の一例として、ホールＩＣ６２にＮ極の磁束密度が付与されると回転信号が発生し、Ｓ極の磁束密度が付与されると回転信号が停止する例を用いて説明したが、逆に、ホールＩＣ６２にＳ極の磁束密度が付与されると回転信号が発生し、Ｎ極の磁束密度が付与されると回転信号が停止するように設けても良い。
上記の実施例では、本発明をシフトレンジ切替装置３の回転式アクチュエータ１の内部においてロータ１１の回転角度を検出するエンコーダ６０に適用した例を示したが、他のアクチュエータ等に用いられるリラクタンス型電動機のロータの回転角度を検出するエンコーダに本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、リラクタンス型電動機の一例としてロータティース２４を有するＳＲモータを例に示したが、シンクロナスリラクタンスモータのロータの回転角度を検出するエンコーダに本発明を適用しても良い。

回転式アクチュエータの要部断面図である。 回転式アクチュエータの断面図である。 シフトレンジ切替装置のシステム構成図である。 パーキング切替装置を含むシフトレンジ切替装置の斜視図である。 電動機の正面図である。 減速機をリヤ側から見た斜視図である。 減速機をフロント側から見た斜視図である。 減速機をフロント側から見た分解斜視図である。 磁石の着磁状態を示す平面図および断面図である。 磁石が組付けられたロータの断面図である。 磁石の組付けを示す説明図である。 エンコーダの説明用の概略斜視図である。 基板の平面図である。 ロータが回転した際におけるＡ、Ｂ、Ｚ相の出力波形図である。

符号の説明

１ 回転式アクチュエータ
２ 自動変速機
３ シフトレンジ切替装置
５ 電動機
１３ ロータ軸
１４ ロータコア
２１ ステータコア
２２ コイル
２３ 内向突極
２４ 外向突極（磁気抵抗の低い極）
６０ エンコーダ
６１ 磁石
６２Ａ 第１回転角用ホールＩＣ（磁気検出素子）
６２Ｂ 第２回転角用ホールＩＣ（磁気検出素子）
６２Ｚ インデックス用ホールＩＣ（磁気検出素子）

Claims (3)

1. 回転自在に支持されたロータ軸、このロータ軸の外周に固定され、外周に磁気抵抗の低い複数の極を有したロータコア、このロータコアの外周側に配置され、前記ロータコアに向く複数の内向突極を有するステータコア、および各内向突極毎に起磁力を生じさせる複数のコイルを備え、前記ロータコアにおける磁気抵抗の低い極を前記内向突極に磁気吸引することで前記ロータコアを回転させて前記ロータ軸を回転駆動するリラクタンス型の電動機と、
   前記ロータコアの軸方向の端面に設けられて前記ロータコアと一体に回転し、回転方向に磁極が変化する磁石、およびこの磁石と軸方向に対向する位置に支持され、前記磁石の放出する磁気を検出する磁気検出素子を備え、前記磁石から放出される磁気を前記磁気検出素子で検出することによって前記ロータコアの回転角度を検出するエンコーダと、
   を具備し、
   前記電動機は、前記ステータコアの発生する起磁力によって、前記ロータコアに前記磁気検出素子側へ向かうスラスト力が与えられるように設けられるものであり、
   前記ロータコアの軸方向の中心は、前記ステータコアの軸方向の中心より、前記磁気検出素子とは異なった側にオフセットして設けられたことを特徴とするリラクタンス電動機のロータ角検出装置。
2. 請求項１に記載のリラクタンス電動機のロータ角検出装置において、
   前記電動機は、スイッチドリラクタンス型であり、
   前記ロータコアには、外周の前記ステータコアに向けて突設された複数の外向突極が設けられていることを特徴とするリラクタンス電動機のロータ角検出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のリラクタンス電動機のロータ角検出装置において、
   前記電動機は、車両用自動変速機に搭載されたシフトレンジ切替装置を駆動する回転式アクチュエータに搭載されて回転トルクを発生することを特徴とするリラクタンス電動機のロータ角検出装置。

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