JP6071850B2 - Electric motor - Google Patents

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この発明は、固定子側に配置された磁界発生部により界磁される回転子を備えた電動機に関するものである。   The present invention relates to an electric motor including a rotor that is fielded by a magnetic field generator disposed on a stator side.

従来の回転子界磁型電動機(例えば、特許文献1参照)は、2個の積層された磁性体それぞれにN極とS極となる突極を半ピッチ捻って形成した回転子と、磁性体に突極状のティースを形成してコイルを巻回した固定子と、この固定子に配置された磁界発生部(永久磁石または電磁石)とを備え、磁界発生部により回転子に発生させた磁界と、コイルの通電を切り替えることにより固定子ティースに発生させた回転磁界との相互作用により回転子を回転させる。   A conventional rotor field motor (see, for example, Patent Document 1) includes a rotor formed by twisting salient poles, which are N poles and S poles, into each of two stacked magnetic bodies by a half pitch, and a magnetic body. A magnetic field generated in the rotor by the magnetic field generator including a stator in which salient pole-shaped teeth are formed and wound with a coil and a magnetic field generator (permanent magnet or electromagnet) disposed on the stator. The rotor is rotated by the interaction with the rotating magnetic field generated in the stator teeth by switching the energization of the coil.

このような電動機において、性能は主として下記(1)〜(3)により決定される。
(1)固定子−回転子間のエアギャップ
(2)固定子のコイルに通電される電流が発生する磁界の強さ(固定子側の界磁強さ)
(2−1)コイルの巻き数(ターン数)
(2−2)コイルに通電される電流の強さ
(2−3)固定子ティースの断面積など
(3)回転子を通過する磁界の強さ(回転子側の界磁強さ)
(3−1)固定子側に配置された磁界発生部の磁界の強さ
(3−2)回転子突極の断面積
(3−3)シャフト材質など
In such an electric motor, the performance is mainly determined by the following (1) to (3).
(1) Air gap between stator and rotor (2) Strength of magnetic field generated by current flowing through stator coil (field strength on stator side)
(2-1) Number of coil turns (number of turns)
(2-2) Strength of current applied to coil (2-3) Cross sectional area of stator teeth, etc. (3) Strength of magnetic field passing through rotor (field strength on rotor side)
(3-1) Magnetic field strength of the magnetic field generator disposed on the stator side (3-2) Cross-sectional area of the rotor salient pole (3-3) Shaft material, etc.

上記(3−3)に関し、従来、シャフト材質は電動機性能および機械強度を考慮し、磁性体(例えば、鉄系材料)を選択していたが、シャフトを磁性体で構成することにより、回転子の界磁磁束の一部がシャフトから漏れ(例えば、特許文献2参照)、性能が低下する懸念があった。   Regarding the above (3-3), the shaft material is conventionally selected in consideration of the motor performance and mechanical strength, and a magnetic material (for example, an iron-based material) is selected. There was a concern that a part of the field magnetic flux leaked from the shaft (see, for example, Patent Document 2), and the performance deteriorated.

他方、電動機を制御するために、シャフトの回転数、回転加速度、回転位置などをセンシングする必要があり、対象物の回転角を磁力変化に置き換えて非接触に検出する回転センサを用いてセンシングする方法が一般的である(例えば、特許文献3参照)。この特許文献3では、シャフトと一体に回転する永久磁石(センサターゲット)と、固定子側に設置されて、永久磁石の回転位置に応じて変化する磁束を検出する回転センサとを使用して、センシングしている。
あるいは、回転センサが上記と異なり永久磁石一体型の場合は、シャフト側のセンサターゲットに磁性体を使用し、固定子側には永久磁石と回転センサとを設置して、センサターゲットの回転位置に応じて変化する永久磁石の磁束を回転センサにより検出する。
On the other hand, in order to control the electric motor, it is necessary to sense the rotational speed, rotational acceleration, rotational position, etc. of the shaft, and sensing is performed using a rotation sensor that detects the contact angle by replacing the rotation angle of the object with a magnetic force change. The method is general (see, for example, Patent Document 3). In Patent Document 3, using a permanent magnet (sensor target) that rotates integrally with the shaft, and a rotation sensor that is installed on the stator side and detects a magnetic flux that changes according to the rotational position of the permanent magnet, Sensing.
Alternatively, if the rotation sensor is a permanent magnet integrated type unlike the above, a magnetic material is used for the sensor target on the shaft side, and a permanent magnet and a rotation sensor are installed on the stator side so that the rotation position of the sensor target is The rotation sensor detects the magnetic flux of the permanent magnet that changes accordingly.

特開平8−214519号公報JP-A-8-214519 特開2004−222418号公報JP 2004-222418 A 特表2012−503464号公報Special table 2012-503464 gazette

従来の電動機は以上のように構成されているので、シャフトからの漏れ磁束が発生すると、この漏れ磁束が回転センサのセンシングに影響して検出誤差が生じるという課題があった。   Since the conventional electric motor is configured as described above, there is a problem in that when leakage magnetic flux from the shaft is generated, the leakage magnetic flux affects the sensing of the rotation sensor and a detection error occurs.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、回転子界磁型の電動機において、シャフトの漏れ磁束が回転センサのセンシングに与える影響を低減することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the influence of the leakage magnetic flux of the shaft on the sensing of the rotation sensor in the rotor field type electric motor.

この発明に係る電動機は、磁性体のシャフトと、シャフトと一体に回転する回転子と、コイルが巻回され通電によって回転磁界を発生する固定子と、固定子に設置されて回転子を磁化する磁界発生部と、シャフトの先端部を覆い、磁界発生部からシャフトへ流れる漏れ磁束を遮蔽するスリーブと、スリーブを間に介在させてシャフトの先端部に固定されたセンサターゲットと、センサターゲットの周辺に設置され、シャフトと一体に回転するセンサターゲットに応じて変化する磁束を検出する回転センサとを備えるものである。   An electric motor according to the present invention includes a magnetic shaft, a rotor that rotates integrally with the shaft, a stator that is wound with a coil to generate a rotating magnetic field when energized, and is installed in the stator to magnetize the rotor. A magnetic field generator, a sleeve that covers the tip of the shaft and shields leakage magnetic flux that flows from the magnetic field generator to the shaft, a sensor target that is fixed to the tip of the shaft with the sleeve interposed therebetween, and a periphery of the sensor target And a rotation sensor that detects a magnetic flux that changes according to a sensor target that rotates integrally with the shaft.

この発明によれば、磁界発生部からシャフトを通って回転センサへ向かう漏れ磁束を、シャフト先端部を覆うスリーブで遮蔽するようにしたので、漏れ磁束が回転センサのセンシングに与える影響を低減でき、回転センサの検出誤差を容易に低減することができる。   According to this invention, since the magnetic flux leaking from the magnetic field generator through the shaft to the rotation sensor is shielded by the sleeve covering the shaft tip, the influence of the leakage magnetic flux on the rotation sensor can be reduced, The detection error of the rotation sensor can be easily reduced.

この発明の実施の形態1に係る電動機の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electric motor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1の回転センサとセンサターゲット構造を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the rotation sensor and sensor target structure of FIG. 1 were expanded. センサターゲット構造を示し、図3(a)は上面図、図3(b)は下面図である。FIG. 3A is a top view and FIG. 3B is a bottom view showing a sensor target structure. 実施の形態1のセンサターゲット構造の理解を助けるための参考図である。FIG. 3 is a reference diagram for helping understanding of the sensor target structure of the first embodiment. この発明の実施の形態2に係る電動機に用いる回転センサとセンサターゲット構造を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the rotation sensor used for the electric motor which concerns on Embodiment 2 of this invention, and a sensor target structure was expanded. 実施の形態2のセンサターゲット構造の理解を助けるための参考図である。FIG. 6 is a reference diagram for helping understanding of the sensor target structure of the second embodiment.

実施の形態1.
図1に示す電動機は、ハウジング1,2の内部に、磁性体のシャフト3と、シャフト3を回転自在に支持する2個のベアリング4と、シャフト3と一体に回転する回転子5と、コイル6が巻回されて通電によって回転磁界を発生する固定子7,8と、固定子7,8の間に設置されてシャフト3を磁化する界磁マグネット(磁界発生部)9と、シャフト3の回転位置を判定する回転センサ20と、コイル6に通電するバスバー10と、シャフト3の回転位置に基づいてバスバー10からコイル6への通電を制御する制御基板11とを備えている。なお、図1の例では、回転子5、固定子7,8、界磁マグネット9および一方のベアリング4などを収容するハウジング1と、もう一方のベアリング4を収容するハウジング2とを、バンド12で固定しているが、ネジなどにより固定してもよい。
Embodiment 1 FIG.
An electric motor shown in FIG. 1 includes a magnetic shaft 3, two bearings 4 that rotatably support the shaft 3, a rotor 5 that rotates integrally with the shaft 3, and a coil inside the housings 1 and 2. 6 is wound around the stators 7 and 8 which generate a rotating magnetic field when energized, a field magnet (magnetic field generator) 9 which is installed between the stators 7 and 8 and magnetizes the shaft 3, A rotation sensor 20 that determines the rotational position, a bus bar 10 that energizes the coil 6, and a control board 11 that controls energization from the bus bar 10 to the coil 6 based on the rotational position of the shaft 3 are provided. In the example of FIG. 1, a housing 1 that accommodates the rotor 5, the stators 7 and 8, the field magnet 9, one bearing 4, and the like, and a housing 2 that accommodates the other bearing 4, It may be fixed with screws or the like.

磁性体で構成される回転子5は、周方向外側に突出する突部を180度間隔に2箇所形成し、回転軸方向Xの途中で突部を90度ずらした状態にする(突部5a,5b)。この回転子5にシャフト3を固着して、回転子5と一体にシャフト3を回転させることにより、回転子5に発生した回転力を外部出力する。電動機を自動車用ターボチャージャおよび電動コンプレッサ等に適用する場合、シャフト3をタービン(いわゆるインペラ)の回転軸に連結して、電動機によりタービンを回転駆動する。   The rotor 5 made of a magnetic material is formed with two protrusions protruding outward in the circumferential direction at intervals of 180 degrees, and the protrusions are shifted by 90 degrees in the middle of the rotation axis direction X (protrusion 5a). , 5b). By fixing the shaft 3 to the rotor 5 and rotating the shaft 3 integrally with the rotor 5, the rotational force generated in the rotor 5 is externally output. When the electric motor is applied to an automobile turbocharger, an electric compressor, or the like, the shaft 3 is connected to a rotating shaft of a turbine (so-called impeller), and the turbine is driven to rotate by the electric motor.

磁性体で構成される固定子7,8は、周方向内側に突出する複数のティース7a,8aが形成され、回転軸方向Xにコイル6が巻回されている。また、固定子7,8の間には、回転子5を磁化する界磁マグネット9が設置されている。
なお、図1では、回転子5を界磁する磁界発生部として、界磁マグネット9を使用しているが、電磁石を使用してもよい。
The stators 7 and 8 made of a magnetic material are formed with a plurality of teeth 7 a and 8 a protruding inward in the circumferential direction, and the coil 6 is wound in the rotation axis direction X. A field magnet 9 for magnetizing the rotor 5 is installed between the stators 7 and 8.
In FIG. 1, the field magnet 9 is used as a magnetic field generating unit that fields the rotor 5, but an electromagnet may be used.

バスバー10は、銅板のコイル10aを一体成形する樹脂部材で構成されている。このコイル10aの一端は固定子7,8のコイル6に、もう一端は制御基板11に、それぞれ電気的に接続されている。制御基板11は、不図示の外部電源を交流電源に変換し、回転センサ20の出力に基づいてコイル10aの相(例えば、U相、V相、W相の三相)を順次切り換えながらコイル6へ電流を流す。   The bus bar 10 is composed of a resin member that integrally molds a copper plate coil 10a. One end of the coil 10a is electrically connected to the coil 6 of the stators 7 and 8, and the other end is electrically connected to the control board 11. The control board 11 converts an external power source (not shown) into an AC power source, and sequentially switches the phase of the coil 10a (for example, three phases of U phase, V phase, and W phase) based on the output of the rotation sensor 20, while the coil 6 Current to

回転軸方向Xに着磁された界磁マグネット9による磁束(図1に示す回転子界磁磁界A)は、界磁マグネット9のN極側に配置された固定子8から回転子5の突部5bに流れ出て、回転子5を回転軸方向Xに進んでS極側にある突部5aから出て、回転子5のS極側に配置された固定子7へ流れ入る界磁磁束となる。このように、界磁マグネット9の界磁起磁力が回転子5に作用することで、界磁マグネット9のN極側に対面する回転子5の突部5bをN極に着磁し、界磁マグネット9のS極側に対面する突部5aをS極に着磁する。バスバー10のコイル10aを経由してコイル6に電流が流れると、流れた電流の向きに応じて固定子7,8の各ティース7a,8aが着磁して回転磁界が生じ、トルクが発生する。制御基板11の制御によりコイル6に流す電流の向きを切り替えることにより、ティース7a,8aのNS各極性が回転移動していき、磁気作用により回転子5が回転する。   A magnetic flux (rotor field magnetic field A shown in FIG. 1) by the field magnet 9 magnetized in the rotation axis direction X is projected from the stator 8 disposed on the N pole side of the field magnet 9 to the rotor 5. The field magnetic flux that flows out to the part 5b, advances in the rotor 5 in the rotation axis direction X, exits from the protrusion 5a on the S pole side, and flows into the stator 7 disposed on the S pole side of the rotor 5 Become. Thus, the field magnetomotive force of the field magnet 9 acts on the rotor 5, so that the protrusion 5 b of the rotor 5 facing the N pole side of the field magnet 9 is magnetized to the N pole. The protrusion 5a facing the S pole side of the magnet 9 is magnetized to the S pole. When a current flows through the coil 6 via the coil 10a of the bus bar 10, the teeth 7a and 8a of the stators 7 and 8 are magnetized according to the direction of the flowing current to generate a rotating magnetic field and generate torque. . By switching the direction of the current flowing through the coil 6 under the control of the control board 11, the NS polarities of the teeth 7a and 8a are rotated and the rotor 5 is rotated by the magnetic action.

先立って説明したように、電動機の性能および機械強度を考慮して、シャフト3に磁性体を採用する。しかし、シャフト3を磁性体で構成すると、界磁マグネット9、固定子8、回転子5、界磁マグネット9を流れる回転子界磁磁界Aの一部がシャフト3へ漏れ、回転センサ20の方向へ向かう漏れ磁束Bが発生する。   As previously described, the magnetic material is adopted for the shaft 3 in consideration of the performance and mechanical strength of the electric motor. However, if the shaft 3 is made of a magnetic material, the field magnet 9, the stator 8, the rotor 5, and part of the rotor field magnetic field A flowing through the field magnet 9 leak to the shaft 3, and the direction of the rotation sensor 20 Leakage magnetic flux B toward is generated.

次に、回転センサ20とセンサターゲット構造21の詳細を説明する。
図2は、回転センサ20とセンサターゲット構造21を拡大した断面図である。
回転センサ20は、ホール素子または磁気抵抗素子を内蔵したIC(Integrated Circuit)チップなどで構成され、シャフト3の端部付近に設置された制御基板11に実装されている。一方、回転センサ20に対向するシャフト3の端部には、センサターゲット22を有するセンサターゲット構造21が固定されている。この回転センサ20は、シャフト3の回転に伴うセンサ磁界Cの変化を検出し、シャフト3の回転位置を判定する。
Next, details of the rotation sensor 20 and the sensor target structure 21 will be described.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the rotation sensor 20 and the sensor target structure 21.
The rotation sensor 20 is configured by an IC (Integrated Circuit) chip or the like that incorporates a Hall element or a magnetoresistive element, and is mounted on the control board 11 installed near the end of the shaft 3. On the other hand, a sensor target structure 21 having a sensor target 22 is fixed to the end of the shaft 3 facing the rotation sensor 20. The rotation sensor 20 detects a change in the sensor magnetic field C accompanying the rotation of the shaft 3 and determines the rotation position of the shaft 3.

センサターゲット構造21は、センサ磁界Cを発生させるセンサターゲット22と、黄銅などで構成されたインサートナット23と、磁性体で構成されたスリーブ24と、これらを一体成形した樹脂部材から成るモールド部25とから構成されている。シャフト3の先端部に雄ネジ部3aを設けて、インサートナット23を螺合することにより、シャフト3にセンサターゲット構造21を固定する。   The sensor target structure 21 includes a sensor target 22 for generating a sensor magnetic field C, an insert nut 23 made of brass or the like, a sleeve 24 made of a magnetic material, and a molded part 25 made of a resin member integrally formed with these. It consists of and. The sensor target structure 21 is fixed to the shaft 3 by providing the male screw portion 3 a at the tip of the shaft 3 and screwing the insert nut 23.

図3(a)に、センサターゲット構造21を制御基板11側から見た上面図を示し、図3(b)に、センサターゲット構造21をシャフト3側から見た下面図を示す。
このセンサターゲット構造21は、シャフト3にインサートナット23を介して直接ネジ締めされるため、容易に取り付け可能であり、かつ、耐熱性および耐振性が向上する。
FIG. 3A shows a top view of the sensor target structure 21 viewed from the control board 11 side, and FIG. 3B shows a bottom view of the sensor target structure 21 viewed from the shaft 3 side.
Since the sensor target structure 21 is directly screwed to the shaft 3 via the insert nut 23, it can be easily attached, and heat resistance and vibration resistance are improved.

また、センサターゲット構造21の締結時、六角レンチ等の締付工具30を使用してネジ締めできるように、互いに平行な2つの受け面24aを形成して締付工具30からの応力を受ける。これにより、ネジ締めの応力を受けてモールド部25が破損することを防止できる。なお、図3の例では、スリーブ24の外形を六角面にして、互いに平行な2つの受け面24aを3組設けているが、四角面、二面幅などであってもよい。   Further, when the sensor target structure 21 is fastened, two receiving surfaces 24a that are parallel to each other are formed to receive the stress from the tightening tool 30 so that the screw can be tightened using a tightening tool 30 such as a hexagon wrench. Thereby, it can prevent that the mold part 25 receives the stress of screw fastening and is damaged. In the example of FIG. 3, the outer shape of the sleeve 24 is a hexagonal surface, and three sets of two receiving surfaces 24a that are parallel to each other are provided.

さらに、シャフト3とモールド部25の当接による噛み込みを防止するために、スリーブ24にシャフト3の先端面を当て止めする当て止め面24bを設けている。この当て止め面24bには樹脂部材をモールドせず、スリーブ24の外表面を露出させる。また、一体成形時の樹脂部材の流れを確保するために、スリーブ24に1個以上の穴24cを設けている。   Further, in order to prevent the shaft 3 and the mold part 25 from being caught, the sleeve 24 is provided with a contact stop surface 24b for stopping the front end surface of the shaft 3. A resin member is not molded on the contact stop surface 24b, and the outer surface of the sleeve 24 is exposed. Further, in order to ensure the flow of the resin member during integral molding, the sleeve 24 is provided with one or more holes 24c.

実施の形態1では、センサターゲット構造21をシャフト3の先端部に取り付けることにより、磁性体から成るスリーブ24がシャフト3の先端部を包み込み、シャフト3からの漏れ磁束Bを遮断する。よって、漏れ磁束Bのセンサ磁界Cに対する影響を排除でき、回転センサ20の検出誤差を低減できる。   In the first embodiment, the sensor target structure 21 is attached to the tip of the shaft 3 so that the sleeve 24 made of a magnetic material wraps around the tip of the shaft 3 and blocks the leakage magnetic flux B from the shaft 3. Therefore, the influence of the leakage magnetic flux B on the sensor magnetic field C can be eliminated, and the detection error of the rotation sensor 20 can be reduced.

これに対し、図4(a)および図4(b)に、この実施の形態1のセンサターゲット構造21の理解を助けるための参考図を示す。
図4(a)に示すセンサターゲット構造100では、永久磁石のセンサターゲット101をシャフト3の先端面に接着している。図4(b)に示すセンサターゲット構造110では、シャフト3の先端面に設けた凹部111に永久磁石のセンサターゲット112を圧入している。いずれの構成においても、シャフト3からの漏れ磁束Bがセンサ磁界Cに影響し、回転センサ20の検出誤差を引き起こす。また、センサターゲット101の位置合わせ作業、センサターゲット112の圧入作業などが必要であり、取り付けに手間がかかる。
On the other hand, FIGS. 4A and 4B are reference views for helping understanding of the sensor target structure 21 of the first embodiment.
In the sensor target structure 100 shown in FIG. 4A, a permanent magnet sensor target 101 is bonded to the tip surface of the shaft 3. In the sensor target structure 110 shown in FIG. 4B, a permanent magnet sensor target 112 is press-fitted into a recess 111 provided on the tip surface of the shaft 3. In any configuration, the leakage magnetic flux B from the shaft 3 affects the sensor magnetic field C and causes a detection error of the rotation sensor 20. In addition, alignment work of the sensor target 101, press-fitting work of the sensor target 112, and the like are necessary, and installation is troublesome.

以上より、実施の形態1によれば、電動機は、磁性体のシャフト3と、シャフト3と一体に回転する回転子5と、コイル6が巻回され通電によって回転磁界を発生する固定子7,8と、固定子7,8に設置されて回転子5を磁化する界磁マグネット9と、シャフト3の先端部を覆って界磁マグネット9からシャフト3へ流れる漏れ磁束Bを遮蔽するスリーブ24と、スリーブ24を間に介在させてシャフト3の先端部に固定された永久磁石のセンサターゲット22と、センサターゲット22の周辺に設置され、シャフト3と一体に回転するセンサターゲット22に応じて変化するセンサ磁界Cを検出する回転センサ20とを備える構成にした。このため、漏れ磁束Bが回転センサ20のセンシングに与える影響を低減でき、回転センサ20の検出誤差を容易に低減することができる。   As described above, according to the first embodiment, the electric motor includes the magnetic shaft 3, the rotor 5 that rotates integrally with the shaft 3, the stator 7 that is wound with the coil 6 and generates a rotating magnetic field when energized. 8, a field magnet 9 that is installed on the stators 7 and 8 and magnetizes the rotor 5, and a sleeve 24 that covers the tip of the shaft 3 and shields the leakage magnetic flux B flowing from the field magnet 9 to the shaft 3. The permanent magnet sensor target 22 is fixed to the tip of the shaft 3 with the sleeve 24 interposed therebetween, and the sensor target 22 is installed around the sensor target 22 and rotates integrally with the shaft 3. The rotation sensor 20 for detecting the sensor magnetic field C is provided. For this reason, the influence which the leakage magnetic flux B has on the sensing of the rotation sensor 20 can be reduced, and the detection error of the rotation sensor 20 can be easily reduced.

また、実施の形態1によれば、シャフト3は、先端部に雄ネジ部3aを有し、スリーブ24は、雄ネジ部3aに締結されるインサートナット23と、当該締結時に締付工具30からの応力を受ける互いに平行な二面の受け面24aとを有する構成にした。このため、スリーブ24を、インサートナット23を介して直接シャフト3にネジ締めでき、組立性が向上する。   Further, according to the first embodiment, the shaft 3 has the male screw portion 3a at the tip, and the sleeve 24 is formed from the insert nut 23 fastened to the male screw portion 3a and the tightening tool 30 at the time of fastening. The receiving surface 24a has two parallel receiving surfaces 24a that receive the above stress. For this reason, the sleeve 24 can be screwed directly to the shaft 3 via the insert nut 23, and assemblability is improved.

また、実施の形態1によれば、スリーブ24を磁性体で構成したので、シャフト3を通り回転センサ20側へ抜ける磁束を図2の矢印Bのようにバイパスさせることができる。
スリーブ24を非磁性体で構成した場合には、シャフト3を通る磁束が漏れ磁束となり、シャフト3の端部に設置されている回転センサ20へ外部磁界として働き、検出誤差につながる。
Further, according to the first embodiment, since the sleeve 24 is made of a magnetic material, the magnetic flux passing through the shaft 3 toward the rotation sensor 20 can be bypassed as shown by an arrow B in FIG.
When the sleeve 24 is made of a non-magnetic material, the magnetic flux passing through the shaft 3 becomes a leakage magnetic flux, and acts as an external magnetic field to the rotation sensor 20 installed at the end of the shaft 3, leading to detection errors.

また、実施の形態1によれば、スリーブ24を、センサターゲット22およびインサートナット23と共に一体成形し、センサターゲット構造21を一部品にしたので、シャフト3への組立性が向上する。   Further, according to the first embodiment, the sleeve 24 is integrally formed with the sensor target 22 and the insert nut 23, and the sensor target structure 21 is made into one component, so that the assemblability to the shaft 3 is improved.

実施の形態2.
上記実施の形態1では、回転センサのセンサターゲットとして永久磁石を使用した構成例を説明したが、実施の形態2ではセンサターゲットとして磁性体を使用する構成例を説明する。なお、実施の形態2の電動機は、図1に示した電動機と同様の構成であるため、以下では図1を援用する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the configuration example using the permanent magnet as the sensor target of the rotation sensor has been described. In the second embodiment, the configuration example using the magnetic material as the sensor target will be described. In addition, since the electric motor of Embodiment 2 is the structure similar to the electric motor shown in FIG. 1, below, FIG. 1 is used.

図5(a)は、この実施の形態2の回転センサ20−1とセンサターゲット構造21−1を拡大した断面図、図5(b)はセンサターゲット26の平面図である。なお、図5において、図1〜図3と同一または相当の部分については同一の符号を付す。
センサターゲット構造21−1は、永久磁石で構成されたセンサターゲット22(図2に示す)の代わりに、磁性体で構成されたセンサターゲット26を有する。このセンサターゲット26がインサートナット23およびスリーブ24と共に樹脂部材により一体成形され、モールド部25が形成されている。
センサターゲット構造21−1において、その他の構造は上記実施の形態1のセンサターゲット構造21と同様のため、説明を省略する。
FIG. 5A is an enlarged cross-sectional view of the rotation sensor 20-1 and the sensor target structure 21-1 according to the second embodiment, and FIG. 5B is a plan view of the sensor target 26. 5 that are the same as or correspond to those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals.
The sensor target structure 21-1 has a sensor target 26 made of a magnetic material instead of the sensor target 22 (shown in FIG. 2) made of a permanent magnet. The sensor target 26 is integrally formed with a resin member together with the insert nut 23 and the sleeve 24 to form a mold portion 25.
The other structure of the sensor target structure 21-1 is the same as that of the sensor target structure 21 of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

回転センサ20−1は、センサターゲット26を通るセンサ磁界Dを発生させるマグネット20aと、不図示のホール素子または磁気抵抗素子とを内蔵したICチップなどで構成されている。図5(b)の例では、センサターゲット26を略円板形状の磁性体で構成し、センサターゲット26の外周縁を凹凸形状にして、シャフト3の回転に伴ってセンサターゲット26と回転センサ20−1との距離を変化させてセンサ磁界Dを変化させる。回転センサ20−1は、シャフト3の回転に伴うセンサ磁界Dの変化を検出して、シャフト3の回転位置を判定する。   The rotation sensor 20-1 includes an IC chip that includes a magnet 20a that generates a sensor magnetic field D passing through the sensor target 26 and a Hall element or a magnetoresistive element (not shown). In the example of FIG. 5B, the sensor target 26 is made of a substantially disk-shaped magnetic body, and the outer peripheral edge of the sensor target 26 has an uneven shape, and the sensor target 26 and the rotation sensor 20 are rotated with the rotation of the shaft 3. The sensor magnetic field D is changed by changing the distance to -1. The rotation sensor 20-1 detects a change in the sensor magnetic field D accompanying the rotation of the shaft 3 and determines the rotation position of the shaft 3.

実施の形態2でも、上記実施の形態1と同様に、センサターゲット構造21−1をシャフト3の先端部に取り付けることにより、磁性体から成るスリーブ24がシャフト3の先端部を包み込み、シャフト3からの漏れ磁束Bを遮断する。よって、漏れ磁束Bのセンサ磁界Dに対する影響を排除でき、回転センサ20−1の検出誤差を低減できる。   Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the sensor target structure 21-1 is attached to the distal end portion of the shaft 3, so that the sleeve 24 made of a magnetic material wraps around the distal end portion of the shaft 3. Is interrupted. Therefore, the influence of the leakage magnetic flux B on the sensor magnetic field D can be eliminated, and the detection error of the rotation sensor 20-1 can be reduced.

これに対し、図6(a)および図6(b)に、この実施の形態2のセンサターゲット構造21−1の理解を助けるための参考図を示す。
図6(a)に示すセンサターゲット構造120では、有底筒形状の磁性体のセンサターゲット121をシャフト3の先端部に圧入している。図6(b)に示すセンサターゲット構造130では、有底筒形状の磁性体のセンサターゲット131を、シャフト3の先端面に設けたネジ穴132にネジ133を用いて取り付けている。いずれの構成においても、シャフト3からの漏れ磁束Bがセンサターゲット121,131を通ってセンサ磁界Dに影響し、回転センサ20の検出誤差を引き起こす。また、センサターゲット121を圧入したり、センサターゲット131とネジ133を個別に取り付けたりするため、取り付けに手間がかかる。
In contrast, FIGS. 6A and 6B are reference views for helping understanding of the sensor target structure 21-1 of the second embodiment.
In the sensor target structure 120 shown in FIG. 6A, the bottomed cylindrical magnetic sensor target 121 is press-fitted into the tip portion of the shaft 3. In the sensor target structure 130 shown in FIG. 6B, a bottomed cylindrical magnetic sensor target 131 is attached to a screw hole 132 provided on the tip surface of the shaft 3 using a screw 133. In any configuration, the leakage magnetic flux B from the shaft 3 passes through the sensor targets 121 and 131 and affects the sensor magnetic field D, causing a detection error of the rotation sensor 20. Further, since the sensor target 121 is press-fitted or the sensor target 131 and the screw 133 are individually attached, it takes time and effort.

以上より、実施の形態2によれば、磁性体のセンサターゲット26を使用するタイプの回転センサ20−1の場合にも、シャフト3の先端部を覆って界磁マグネット9からシャフト3へ流れる漏れ磁束Bを遮蔽するスリーブ24を用いることにより、回転センサ20−1のセンシングに与える漏れ磁束Bの影響を低減でき、回転センサ20−1の検出誤差を容易に低減することができる。   As described above, according to the second embodiment, even in the case of the rotation sensor 20-1 using the magnetic sensor target 26, the leakage flowing from the field magnet 9 to the shaft 3 covering the tip of the shaft 3. By using the sleeve 24 that shields the magnetic flux B, the influence of the leakage magnetic flux B on the sensing of the rotation sensor 20-1 can be reduced, and the detection error of the rotation sensor 20-1 can be easily reduced.

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of each embodiment, any component of each embodiment can be modified, or any component can be omitted in each embodiment. .

1,2 ハウジング、3 シャフト、3a 雄ネジ部、4 ベアリング、5 回転子、5a,5b 突部、6 コイル、7,8 固定子、7a,8a ティース、9 界磁マグネット(磁界発生部)、10 バスバー、10a コイル、11 制御基板、12 バンド、20,20−1 回転センサ、20a マグネット、21,21−1 センサターゲット構造、22 センサターゲット(永久磁石)、23 インサートナット、24 スリーブ、24a 受け面、24b 当て止め面、24c 穴、25 モールド部、26 センサターゲット(磁性体)、30 締付工具、100,110,120,130 センサターゲット構造、101,112 センサターゲット(永久磁石)、111 凹部、121,131 センサターゲット(磁性体)、132 ネジ穴、133 ネジ。   1, 2 Housing, 3 Shaft, 3a Male thread, 4 Bearing, 5 Rotor, 5a, 5b Protrusion, 6 Coil, 7, 8 Stator, 7a, 8a Teeth, 9 Field magnet (magnetic field generator), 10 bus bar, 10a coil, 11 control board, 12 bands, 20, 20-1 rotation sensor, 20a magnet, 21, 21-1 sensor target structure, 22 sensor target (permanent magnet), 23 insert nut, 24 sleeve, 24a Surface, 24b contact stop surface, 24c hole, 25 mold part, 26 sensor target (magnetic material), 30 clamping tool, 100, 110, 120, 130 sensor target structure, 101, 112 sensor target (permanent magnet), 111 recess 121, 131 Sensor target (magnetic material), 132 Di holes 133 screws.

Claims (4)

磁性体のシャフトと、
前記シャフトと一体に回転する回転子と、
コイルが巻回され通電によって回転磁界を発生する固定子と、
前記固定子に設置されて前記回転子を磁化する磁界発生部と、
前記シャフトの先端部を覆い、前記磁界発生部から前記シャフトへ流れる漏れ磁束を遮蔽するスリーブと、
前記スリーブを間に介在させて前記シャフトの先端部に固定されたセンサターゲットと、
前記センサターゲットの周辺に設置され、前記シャフトと一体に回転する前記センサターゲットに応じて変化する磁束を検出する回転センサとを備える電動機。
A magnetic shaft,
A rotor that rotates integrally with the shaft;
A stator in which a coil is wound and a rotating magnetic field is generated by energization;
A magnetic field generator installed on the stator and magnetizing the rotor;
A sleeve that covers the tip of the shaft and shields leakage magnetic flux that flows from the magnetic field generator to the shaft;
A sensor target fixed to the tip of the shaft with the sleeve interposed therebetween;
An electric motor provided with a rotation sensor that is installed around the sensor target and detects a magnetic flux that changes according to the sensor target that rotates together with the shaft.
前記シャフトは、前記先端部に雄ネジ部を有し、
前記スリーブは、前記雄ネジ部に締結されるインサートナットを有し、外周面には当該締結時に締付工具からの応力を受ける互いに平行な二面が設けられていることを特徴とする請求項1記載の電動機。
The shaft has a male screw portion at the tip,
The sleeve has an insert nut fastened to the male threaded portion, and two outer surfaces that are parallel to each other for receiving stress from a tightening tool at the time of fastening are provided. 1. The electric motor according to 1.
前記スリーブは、磁性体で構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電動機。   3. The electric motor according to claim 1, wherein the sleeve is made of a magnetic material. 前記スリーブは、前記センサターゲットおよび前記インサートナットと共に一体成形されて成ることを特徴とする請求項2または請求項3記載の電動機。   4. The electric motor according to claim 2, wherein the sleeve is integrally formed with the sensor target and the insert nut.
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