JP7306484B2 - 磁気発生ユニット、回転角度検出装置、および回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、磁気発生ユニット、回転角度検出装置、および回転電機に関する。

特許文献１は、磁気発生ユニットを開示する。当該磁気発生ユニットは、温度変動環境に対する耐久性に優れる。

日本特開２０１６－１５３７６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の磁気発生ユニットは、回転軸に対して接着剤で固定される。このため、接着剤が固着するまでに、磁気発生ユニットの位置がずれると、回転角度の検出精度を維持できない。

この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、回転角度の検出精度を維持することができる磁気発生ユニット、回転角度検出装置、および回転電機を提供することである。

この発明に係る磁気発生ユニットは、着磁された磁気発生体と、前記磁気発生体を収容し、回転電機の回転軸の端部に設けられた凹部に挿入されるホルダーと、前記ホルダーに設けられ、前記回転軸における前記凹部の内周部との接触による弾性変形の復元力により、前記ホルダーが前記回転軸の前記凹部に挿入された状態を維持する弾性体と、を備え、前記ホルダーは、円筒部と底部とを備え、前記磁気発生体は前記円筒部に収容され、前記底部は、前記回転軸の軸方向の一端と前記磁気発生体との間に配置される。

この発明に係る回転角度検出装置は、前記磁気発生ユニットと、前記磁気発生体と対向した磁気式センサと、を備えた。

この発明に係る回転電機は、外郭となるハウジングと、前記ハウジングに設けられたステータと、前記ハウジングに回転自在に設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられたロータと、前記回転軸の端部において、前記円筒部の開放された端部の側が突き出すように設けられた前記磁気発生ユニットと、前記磁気発生体と対向した磁気式センサと、を備えた。

この発明によれば、弾性体は、ホルダーが回転軸の凹部に挿入されることで回転軸に対して固定された状態を維持する。このため、回転角度の検出精度を維持することができる。

実施の形態１における回転電機が適用されるエレベーターのかごの要部の正面図である。 実施の形態１における回転電機が適用されるエレベーターのかごの要部の縦断面図である。 実施の形態１における回転電機の縦断面図である。 実施の形態１における回転電機の要部の縦断面図である。 実施の形態１における回転電機の要部の正面図である。 実施の形態２における回転電機の要部の縦断面図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１は実施の形態１における回転電機が適用されるエレベーターのかごの要部の正面図である。図２は実施の形態１における回転電機が適用されるエレベーターのかごの要部の縦断面図である。

図１において、エレベーターのかご１は、図示されない昇降路の内部を昇降し得るように設けられる。天井１ａは、かご１の上部となる。

一対のかごドア２は、両開き式である。かごドア２の一方は、かご１の出入口の一側に設けられる。かごドア２の他方は、かご１の出入口の他側に設けられる。図１においては、一対のかごドア２は、全閉している。

かごドア２の一方は、一対のドアシュー２ａを備える。一対のドアシュー２ａの各々は、かごドア２の一方の下部に設けられる。一対のドアシュー２ａの各々は、脚部によりかごドア２の一方に連結される。

かごドア２の他方は、一対のドアシュー２ｂを備える。一対のドアシュー２ｂの各々は、かごドア２の他方の下部に設けられる。一対のドアシュー２ｂの各々は、脚部によりかごドア２の他方に連結される。

かご敷居３は、かご１の出入口の下部に設けられる。かご敷居３は、溝４を有する。溝４は、一対のドアシュー２ａと一対のドアシュー２ｂとを案内し得るように形成される。

ドアハンガー５の一方の下端部は、かごドア２の一方の上端部に連結される。前方ローラ６の一方は、ドアハンガー５の一方の前端部に設けられる。後方ローラ７の一方は、ドアハンガー５の一方の後端部に設けられる。連結具８の一方は、前方ローラ６の一方と後方ローラ７の一方との間に設けられる。連結具８の一方の下端部は、ドアハンガー５の一方の上端部に連結される。

ドアハンガー５の他方の下端部は、かごドア２の他方の上端部に連結される。前方ローラ６の他方は、ドアハンガー５の他方の前端部に設けられる。後方ローラ７の他方は、ドアハンガー５の他方の後端部に設けられる。連結具８の他方は、前方ローラ６の他方と後方ローラ７の他方との間に設けられる。連結具８の他方の下端部は、ドアハンガー５の他方の上端部に連結される。

ハンガーレール９は、かご１の出入口の上方に設けられる。ハンガーレール９の長手方向は、水平方向に設定される。ハンガーレール９は、前方ローラ６の一方と後方ローラ７の一方と前方ローラ６の他方と後方ローラ７の他方とを下方から支持する。

プーリ１０の一方は、ハンガーレール９の一端部の上方に設けられる。プーリ１０の他方は、ハンガーレール９の他端部の上方に設けられる。

ベルトＶは、一対のプーリ１０に巻き回される。ベルトＶの下側は、一対の連結具８の一方の上端部に連結される。ベルトＶの上側は、一対の連結具８の他方の上端部に連結される。

回転電機１１は、ドアモータとして設けられる。回転電機１１は、かご１の天井１ａよりも下方に設けられる。回転電機１１は、ハンガーレール９の一端部の上方に設けられる。回転電機１１の回転軸は、プーリ１０の一方を回転自在に支持する。

一対のプーリ１０の一方は、回転電機１１の回転軸の回転に追従して回転する。ベルトＶは、一対のプーリ１０の一方の回転に追従して循環移動する。一対の連結具８は、ベルトＶの循環移動に追従して互いに反対方向に移動する。

一対のドアハンガー５は、一対の連結具８にそれぞれ追従して互いに反対方向に移動する。一対のかごドア２は、一対のドアハンガー５にそれぞれ追従して互いに反対方向に移動する。

次に、図３を用いて、回転電機１１を説明する。
図３は実施の形態１における回転電機の縦断面図である。

図３に示されるように、回転電機１１において、ハウジング１２は、外郭となる。ハウジング１２は、第１軸支持部１２ａと第２軸支持部１２ｂとを備える。

第１軸支持部１２ａは、平板状に形成される。第２軸支持部１２ｂは、平板状に形成される。第１軸支持部１２ａと第２軸支持部１２ｂとは、互いに対向する。

第１開口１２ｃは、第１軸支持部１２ａの中央に形成される。第１開口１２ｃは、円状に形成される。第２開口１２ｄは、第２軸支持部１２ｂの中央に形成される。第２開口１２ｄは、円状に形成される。

第１軸受１３は、第１開口１２ｃに装着される。第２軸受１４は、第２開口１２ｄに装着される。回転軸１５は、第１軸受１３と第２軸受１４とを介してハウジング１２に回転自在に支持される。

ロータ１６は、ロータ鉄心１７と複数のロータ磁石１８とを備える。ロータ鉄心１７は、回転軸１５に固定される。複数のロータ磁石１８は、ロータ鉄心１７の外周面に固定される。

ステータ１９は、ステータ鉄心２０と複数のステータコイル２１とを備える。ステータ鉄心２０は、ハウジング１２に固定される。ステータ鉄心２０は、隙間を介してロータ１６に対向する。複数のステータコイル２１は、ステータ鉄心２０に巻き付けられる。

回転軸１５は、第１端部１５ａと第２端部１５ｂとを備える。

第１端部１５ａは、軸方向の第１軸支持部１２ａの側の端部である。第１端部１５ａは、第１開口１２ｃの内部で第１軸受１３に保持される。第２端部１５ｂは、軸方向の第２軸支持部１２ｂ側の端部である。第２端部１５ｂは、第２軸受１４を貫通してハウジング１２の外部へ突出する。

凹部１５ｃは、第１端部１５ａの側の端面の中央に形成される。例えば、凹部１５ｃは、円状に形成される。

磁気発生ユニット２２は、凹部１５ｃの内部に設けられる。例えば、磁気発生ユニット２２は、第１端部１５ａの側の端面から突出しない。

磁気発生ユニット２２は、磁気発生体２３とホルダー２４とを備える。

例えば、磁気発生体２３は、ボンド磁石である。例えば、磁気発生体２３は、円板状に形成される。磁気発生体２３は、着磁される。

ホルダー２４は、回転軸１５よりも透磁率の低い材料で形成される。例えば、ホルダー２４は、樹脂で形成される。ホルダー２４は、円筒部と底部とを備える。底部は、円筒部の軸方向の一端を塞ぐ。ホルダー２４は、円筒部において磁気発生体２３を収容する。この際、ホルダー２４は、磁気発生体２３の着磁方向が回転軸１５の軸方向と直交する方向となるように磁気発生体２３を収容する。

ロータ磁石１８とステータコイル２１との相対角度を検出するために、磁気発生体２３は、ロータ磁石１８に対してある角度に合わせられる。磁気発生体２３は、回転軸１５の周方向に位置決めされる。

例えば、センサ基板２７は、プリント基板である。センサ基板２７は、第１軸支持部１２ａの第２軸支持部１２ｂとは反対側の面に固定される。例えば、センサ基板２７は、複数のボルトにより第１軸支持部１２ａに固定される。センサ基板２７は、第１開口１２ｃを塞ぐ。

例えば、磁気式センサ２８は、磁気抵抗素子である。磁気式センサ２８は、センサ基板２７に設けられる。磁気式センサ２８は、隙間を介して磁気発生体２３と対向する。

磁気発生ユニット２２とセンサ基板２７と磁気式センサ２８とは、回転角度検出装置２９として機能する。回転角度検出装置２９は、回転軸１５の回転角度に応じた信号を発生させる。回転電機１１がモータである場合、当該信号は、モータの回転を制御する制御部（図示されず）に送られる。

次に、図４と図５とを用いて、磁気発生ユニット２２を説明する。
図４は実施の形態１における回転電機の要部の縦断面図である。図５は実施の形態１における回転電機の要部の正面図である。

図４と図５とに示されるように、回転軸１５は、受部１５ｄを備える。受部１５ｄは、凹部１５ｃの底部に形成される。受部１５ｄは、凹部１５ｃの他の部分よりも大きい内径を有する。

磁気発生ユニット２２は、弾性体２５と一対の回転抑制体２６とを備える。

弾性体２５は、一対の弾性片２５ａを備える。

例えば、一対の弾性片２５ａは、ホルダー２４の外周部の一側と他側とにそれぞれホルダー２４と一体に設けられる。一対の弾性片２５ａの各々は、回転軸１５の受部１５ｄに嵌る。一対の弾性片２５ａの各々は、接触部２５ｂにおいて受部１５ｄにおける回転軸１５の第１端部１５ａの側の縁部と接触する。接触部２５ｂは、外側にいくにつれて回転軸１５の第１端部１５ａの側とは反対側に近づくように傾斜する。

一対の弾性片２５ａの各々は、弾性変形の復元力により、ホルダー２４が回転軸１５の凹部１５ｃに挿入された状態を維持する。具体的には、一対の弾性片２５ａの各々において、接触部２５ｂは、回転軸１５における凹部１５ｃの底面にホルダー２４を押し付ける力を発生させる。

一対の回転抑制体２６は、ホルダー２４の外周部に設けられる。一対の回転抑制体２６の並び方向は、一対の弾性片２５ａの並び方向と直交する。一対の回転抑制体２６は、回転軸１５の第１端部１５ａの側に形成された一対の切欠１５ｅにそれぞれ嵌る。

以上で説明した実施の形態１によれば、一対の弾性片２５ａは、ホルダー２４が回転軸１５の凹部１５ｃに挿入された状態を維持する。このため、回転角度の検出精度を維持することができる。

また、回転軸１５へのホルダー２４の固定において、接着剤、ネジ止め等は不要である。このため、回転軸１５に対してホルダー２４を容易に固定することができる。

また、一対の弾性片２５ａは、回転軸１５における凹部１５ｃの底面にホルダー２４を押し付ける力を発生させる。このため、回転軸１５の軸方向へのホルダー２４の移動を抑制することができる。その結果、回転角度の検出精度をより確実に維持することができる。

また、一対の弾性片２５ａの各々は、回転軸１５の受部２４ｂに嵌る。このため、簡単な構成で、回転軸１５に対するホルダー２４の移動を抑制することができる。

また、一対の弾性片２５ａの各々において、接触部２５ｄは、受部１５ｄにおける回転軸１５の第１端部１５ａの側と接触する。接触部２５ｄは、外側にいくにつれて回転軸１５の第１端部１５ａの側とは反対側に近づくように傾斜する。このため、回転軸１５における凹部１５ｃの底面にホルダー２４を押し付ける力を容易に発生させることができる。

また、一対の弾性片２５ａの各々は、弾性変形の復元力により、ホルダー２４が回転軸１５の凹部１５ｃに挿入された状態を維持する。具体的には、一対の弾性片２５ａの各々において、接触部２５ｄは、回転軸１５における凹部１５ｃの底面にホルダー２４を押し付ける力を発生させる。このため、凹部１５ｃの底面から、磁気発生体２３の磁気式センサ２８と対向する面までの距離を一定に保つことができ、回転角度の検出精度をより確実に維持することができる。

また、一対の回転抑制体２６は、回転軸１５の一対の切欠１５ｅにそれぞれ嵌る。このため、回転軸１５に対するホルダー２４の回転を抑制することができる。その結果、回転角度の検出精度をより確実に維持することができる。

なお、一対の切欠１５ｅは、回転軸１５の軸方向と磁気発生体２３の着磁方向とで定まる対称面に対して対称に配置させればよい。この場合、磁気発生体２３による磁束の歪みを最小限とすることができる。その結果、回転角度の検出精度をより確実に維持することができる。

実施の形態２．
図６は実施の形態２における回転電機の要部の縦断面図である。なお、実施の形態１の部分と同一又は相当部分には同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。

実施の形態２の回転軸１５の受部１５ｄは、傾斜部１５ｆを備える。傾斜部１５ｆは、受部１５ｄにおける回転軸１５の端部の側で外側にいくにつれて回転軸１５の第１端部１５ａの側とは反対側に近づくように形成される。

一対の弾性片２５ａの各々は、回転軸１５の受部１５ｄにおける傾斜部１５ｆと接触する。

以上で説明した実施の形態２によれば、一対の弾性片２５ａの各々は、回転軸１５の受部１５ｄにおける傾斜部１５ｆと接触する。このため、回転軸１５における凹部１５ｃの底面にホルダー２４を押し付ける力を容易に発生させることができる。

なお、実施の形態１および実施の形態２の回転電機１１をドアモータ以外の電動機、発電機、発電電動機等に適用してもよい。

また、実施の形態１および実施の形態２の磁気式センサ２８をホール素子、ホールＩＣ、磁気エンコーダ等としてもよい。

以上のように、この発明に係る磁気発生ユニット、回転角度検出装置、および回転電機は、エレベーターシステムに利用できる。

１ かご、 １ａ 天井、 ２ かごドア、 ２ａ ドアシュー、 ２ｂ ドアシュー、 ３ かご敷居、 ４ 溝、 ５ ドアハンガー、 ６ 前方ローラ、 ７ 後方ローラ、 ８ 連結具、 ９ ハンガーレール、 １０ プーリ、 １１ 回転電機、 １２ ハウジング、 １２ａ 第１軸支持部、 １２ｂ 第２軸支持部、 １２ｃ 第１開口、 １２ｄ 第２開口、 １３ 第１軸受、 １４ 第２軸受、 １５ 回転軸、 １５ａ 第１端部、 １５ｂ 第２端部、 １５ｃ 凹部、 １５ｄ 受部、 １５ｅ 切欠、 １５ｆ 傾斜部、 １６ ロータ、 １７ ロータ鉄心、 １８ ロータ磁石、 １９ ステータ、 ２０ ステータ鉄心、 ２１ ステータコイル、 ２２ 磁気発生ユニット、 ２３ 磁気発生体、 ２４ ホルダー、 ２５ 弾性体、 ２５ａ 弾性片、 ２５ｂ 接触部、 ２６ 回転抑制体、 ２７ センサ基板、 ２８ 磁気式センサ、 ２９ 回転角度検出装置

Claims (9)

1. 着磁された磁気発生体と、
   前記磁気発生体を収容し、回転電機の回転軸の端部に設けられた凹部に挿入されるホルダーと、
   前記ホルダーに設けられ、前記回転軸における前記凹部の内周部との接触による弾性変形の復元力により、前記ホルダーが前記回転軸の前記凹部に挿入された状態を維持する弾性体と、
   を備え、
   前記ホルダーは、円筒部と底部とを備え、
   前記磁気発生体は前記円筒部に収容され、前記底部は、前記回転軸の軸方向の一端と前記磁気発生体との間に配置される磁気発生ユニット。
2. 前記弾性体は、前記回転軸における前記凹部の底面に前記ホルダーを押し付ける力を発生させる請求項１に記載の磁気発生ユニット。
3. 前記弾性体は、
   前記ホルダーの外周部の一側と他側とにそれぞれ設けられ、前記回転軸の前記凹部の底部において他の部分よりも大きい内径を有した受部に嵌る一対の弾性片、
   を備えた請求項１または請求項２に記載の磁気発生ユニット。
4. 前記一対の弾性片の各々は、
   外側にいくにつれて前記回転軸の端部の側とは反対側に近づくように傾斜し、前記受部における前記回転軸の端部の側と接触する接触部、
   を備えた請求項３に記載の磁気発生ユニット。
5. 前記一対の弾性片の各々は、前記受部における前記回転軸の端部の側で外側にいくにつれて前記回転軸の端部の側とは反対側に近づくように形成された傾斜部と接触する請求項３に記載の磁気発生ユニット。
6. 前記ホルダーに設けられ、前記回転軸の端部の側に形成された切欠に嵌る回転抑制体、
   を備えた請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の磁気発生ユニット。
7. 前記ホルダーに設けられ、前記回転軸の端部の側において前記回転軸の軸方向と前記磁気発生体の着磁方向とで定まる対称面に対して対称に配置された一対の切欠にそれぞれ嵌る一対の回転抑制体、
   を備えた請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の磁気発生ユニット。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の磁気発生ユニットと、
   前記磁気発生体と対向した磁気式センサと、
   を備えた回転角度検出装置。
9. 外郭となるハウジングと、
   前記ハウジングに設けられたステータと、
   前記ハウジングに回転自在に設けられた回転軸と、
   前記回転軸に設けられたロータと、
   前記回転軸の端部に設けられた請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の磁気発生ユニットと、
   前記磁気発生体と対向した磁気式センサと、
   を備えた回転電機。

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