JP7306485B2 - Magnetism generation unit, rotation angle detection device, and rotating electric machine - Google Patents
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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。 The present invention relates to a magnetic field generating unit, a rotation angle detection device, and a rotating electric machine.
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。 Patent Literature 1 discloses a magnetism generating unit. The magnetism generating unit has excellent durability against temperature-varying environments.
しかしながら、特許文献1に記載の磁気発生ユニットにおいては、磁気発生体がケースに対して回転し得る。このため、回転角度の検出精度を維持できない場合もある。 However, in the magnetism generating unit described in Patent Document 1, the magnetism generating body can rotate with respect to the case. Therefore, it may not be possible to maintain the detection accuracy of the rotation angle.
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。 The present invention was made to solve the above problems. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic field generating unit, a rotation angle detection device, and a rotating electric machine that can maintain the detection accuracy of the rotation angle.
この発明に係る磁気発生ユニットは、非磁性体で形成され、一端が開放された円筒部と前記円筒部の他端の側において前記円筒部の中心軸と同一の中心軸とする円筒ではない形状で前記円筒部の内側の空間と連続的につながるゲート部とを有したケースと、前記ケースにおいて前記円筒部の開放された端部の側まで前記円筒部と前記ゲート部とに連続的に充填され、前記ゲート部に充填された部分が前記円筒部に充填された部分の移動を抑制し、前記ケースの軸方向と直交する方向に着磁された磁気発生体と、を備え、前記ゲート部は、前記円筒部の中心軸と平行で同一でない中心軸となる円形の断面形状となる内部空間を有し、前記磁気発生体は、前記ゲート部に充填された部分が円筒部に充填された部分の回転を抑制する。
あるいは、この発明に係る磁気発生ユニットは、非磁性体で形成され、一端が開放された円筒部と前記円筒部の他端の側において前記円筒部の中心軸と同一の中心軸とする円筒ではない形状で前記円筒部の内側の空間と連続的につながるゲート部とを有したケースと、前記ケースにおいて前記円筒部の開放された端部の側まで前記円筒部と前記ゲート部とに連続的に充填され、前記ゲート部に充填された部分が前記円筒部に充填された部分の移動を抑制し、前記ケースの軸方向と直交する方向に着磁された磁気発生体と、を備え、前記ゲート部は、長手方向が前記円筒部の中心軸と平行とならない内部空間を有し、前記磁気発生体は、前記ゲート部に充填された部分が前記円筒部に充填された部分の前記円筒部の一端の側への移動と回転とを抑制する。
The magnetism generating unit according to the present invention is formed of a non-magnetic material, and has a cylindrical portion with one end open and a non-cylindrical shape having the same central axis as the central axis of the cylindrical portion on the other end side of the cylindrical portion. a case having a gate portion continuously connected to the space inside the cylindrical portion; and in the case, the cylindrical portion and the gate portion are continuously filled up to the open end side of the cylindrical portion. a magnetism generator magnetized in a direction perpendicular to the axial direction of the case, wherein the portion filled in the gate portion suppresses movement of the portion filled in the cylindrical portion, and the gate portion has an internal space with a circular cross-sectional shape with a central axis that is parallel to and not identical to the central axis of the cylindrical portion, and the magnetism generator has a portion filled in the gate portion that is filled in the cylindrical portion. Suppress the rotation of the part .
Alternatively, the magnetism generating unit according to the present invention is a cylinder formed of a non-magnetic material, one end of which is open, and the other end of which has the same central axis as that of the cylindrical part. a case having a gate portion continuously connected to the space inside the cylindrical portion in a non-linear shape; and the portion filled in the gate portion suppresses movement of the portion filled in the cylindrical portion and is magnetized in a direction orthogonal to the axial direction of the case, wherein the The gate portion has an internal space whose longitudinal direction is not parallel to the central axis of the cylindrical portion, and the magnetism generator is the portion filled in the gate portion and the cylindrical portion filled in the cylindrical portion. to one end side and rotation.
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。 A rotation angle detection device according to the present invention includes the magnetism generating unit and a magnetic sensor facing the magnetism generator.
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。 A rotary electric machine according to the present invention includes a housing as an outer shell, a stator provided in the housing, a rotating shaft provided rotatably in the housing, a rotor provided in the rotating shaft, and a rotor provided in the rotating shaft. The magnetism generating unit provided at the end so that the open end side of the cylindrical portion protrudes, and the magnetic sensor facing the magnetism generating body.
これらの発明によれば、磁気発生体において、ゲート部に充填された部分は、円筒部に充填された部分の移動を抑制する。このため、回転角度の検出精度を維持することができる。 According to these inventions, in the magnetism generator, the portion filled in the gate portion suppresses the movement of the portion filled in the cylindrical portion. Therefore, it is possible to maintain the detection accuracy of the rotation angle.
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。 A mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the part which is the same or corresponds in each figure. Redundant description of this part will be simplified or omitted as appropriate.
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。Embodiment 1.
FIG. 1 is a front view of a main part of an elevator car to which a rotating electric machine according to Embodiment 1 is applied. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a main part of an elevator car to which the rotating electric machine according to Embodiment 1 is applied.
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。
In FIG. 1, an elevator car 1 is provided so as to be able to move up and down inside a hoistway (not shown). The
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。
A pair of
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。
One of the
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。
The other side of the
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。
The car threshold 3 is provided below the doorway of the car 1 . The car sill 3 has a
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。
One lower end of the
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。
The other lower end of the
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。
A
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。
One of the
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。
A belt V is wound around a pair of
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。
The rotary
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。
One of the pair of
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。
A pair of
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。Next, the rotating
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the rotating electric machine according to Embodiment 1. FIG.
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。
As shown in FIG. 3, in the rotating
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。
The first
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。
The
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。
The
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。
The
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鉄心17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。
The
回転軸15は、第1端部15aと第2端部15bとを備える。
The rotating
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。
The
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。
The
磁気発生ユニット22は、円柱状に形成される。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。
The
磁気発生ユニット22は、ケース23と磁気発生体24とを備える。
The
ケース23は、非磁性体で形成される。例えば、ケース23は、樹脂、アルミニウム、真鍮等で形成される。ケース23は、円筒部23aと底部23bとを備える。底部23bは、円筒部23aの軸方向一端を塞ぐ。
図3においては図示されない複数の切欠23cは、円筒部23aの周方向に並ぶ。複数の切欠23cは、磁気発生体24の周方向の位置決め時に利用される。この例では、2つの切欠23cは、円筒部23aに設けられる。複数の切欠23cは、円筒部23aの中心に対して点対称に配置される。また、複数の切欠23cは、センサ基板25に対向する。
A plurality of
磁気発生体24は、円板状に形成される。磁気発生体24は、ケース23の内部に収容される。磁気発生体24は、ボンド磁石の材料がケース23に射出された後に着磁されることにより形成される。
The
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24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24は、回転軸15の周方向に位置決めされる。切欠23cは、磁気発生体24の周方向の位置決めのために使用される。
To detect the relative angle between the
ケース23は、接着剤により凹部15cの内部に固定される。ケース23を凹部15c内に挿入した後、接着剤が硬化する前に、治具又は作業者の指等を切欠23cに引っ掛けてケース23を回転させ、磁気発生体24の周方向の位置決めが行われる。この状態において、接着剤を硬化させる。
The
回転軸15の端面15aには、磁気発生体24の位置決めを行う際の目印が設けられている。複数の切欠23cは、磁気発生体24の側の位置決めの目印となる。
An end surface 15 a of the
例えば、センサ基板25は、プリント基板である。センサ基板25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25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25は、第1開口12cを塞ぐ。
For example, the
例えば、磁気式センサ26は、磁気抵抗素子である。磁気式センサ26は、センサ基板25に設けられる。磁気式センサ26は、隙間を介して磁気発生体24と対向する。
For example, the
磁気発生ユニット22とセンサ基板25と磁気式センサ26とは、回転角度検出装置27として機能する。回転角度検出装置27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。
The
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磁気発生ユニットの平面図である。図5は実施の形態1における回転電機の磁気発生ユニットの縦断面図である。Next, the
FIG. 4 is a plan view of the magnetism generating unit of the rotary electric machine according to Embodiment 1. FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the magnetism generating unit of the rotary electric machine according to Embodiment 1. FIG.
図4に示されるように、ケース23において、円筒部23aの一端は、開放される。
As shown in FIG. 4, in
図5に示されるように、ケース23において、ゲート部23dは、円筒部32aの他端の側に連結される。ゲート部23dは、円筒部23aの中心軸と同一の中心軸とする円筒ではない形状である。例えば、ゲート部23dは、円筒部23aの側に向かうにつれ内径が小さくなるように形成される。
As shown in FIG. 5, in the
磁気発生体24は、ケース23において円筒部23aの開放された端部の側まで円筒部23aとゲート部23dとに連続的に充填される。磁気発生体24において、ゲート部23dに充填された部分が円筒部23aに充填された部分の移動を抑制する。磁気発生体24は、ケース23の軸方向と直交する方向に着磁される。
The
以上で説明した実施の形態1によれば、磁気発生体24において、ゲート部23dに充填された部分は、円筒部23aに充填された部分の移動を抑制する。このため、回転角度の検出精度を維持することができる。
According to the first embodiment described above, in the
具体的には、磁気発生体24において、ゲート部23dに充填された部分は、円筒部23aに充填された部分の円筒部23aの一端の側への移動を抑制する。このため、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。
Specifically, in the
実施の形態2.
図6は実施の形態2における回転電機の磁気発生ユニットを底部の側から見た際の平面図である。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。
FIG. 6 is a plan view of the magnetism generating unit of the rotary electric machine according to
図6に示されるように、ケース23において、ゲート部23dは、円形でない断面形状となる内部空間を有する。例えば、ゲート部23dは、楕円状の断面形状となる内部空間を有する。
As shown in FIG. 6, in the
以上で説明した実施の形態2によれば、磁気発生体24において、ゲート部23dに充填された部分は、円筒部23aに充填された部分の円筒部23aの一端の側への移動を抑制する。このため、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。
According to the second embodiment described above, in the
実施の形態3.
図7は実施の形態3における回転電機の磁気発生ユニットを底部の側から見た際の平面図である。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。Embodiment 3.
FIG. 7 is a plan view of the magnetism generating unit of the rotary electric machine according to Embodiment 3, viewed from the bottom side. The same reference numerals are given to the same or corresponding parts as those of the first embodiment. Description of this part is omitted.
図7に示されるように、ケース23において、ゲート部23dは、円筒部23aの中心軸と平行で同一でない中心軸となる円形の断面形状となる内部空間を有する。
As shown in FIG. 7, in the
以上で説明した実施の形態3によれば、磁気発生体24において、ゲート部23dに充填された部分は、円筒部23aに充填された部分の回転を抑制する。このため、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。
According to the third embodiment described above, in the
実施の形態4.
図8は実施の形態4における回転電機の磁気発生ユニットの縦断面図である。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。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a magnetism generating unit of a rotary electric machine according to
図8に示されるように、ゲート部23dは、大径部と小径部とを備える。小径部は、ケース23の一端の側に形成される。大径部は、ケース23の他端の側に形成される。大径部の内径は、小径部の内径よりも大きい。
As shown in FIG. 8, the
以上で説明した実施の形態4によれば、磁気発生体24において、ゲート部23dに充填された部分は、円筒部23aに充填された部分の円筒部23aの一端の側への移動を抑制する。このため、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。
According to the fourth embodiment described above, in the
実施の形態5.
図9は実施の形態5における回転電機の磁気発生ユニットの縦断面図である。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。
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of a magnetism generating unit of a rotary electric machine according to
図9に示されるように、ケース23において、ゲート部23dは、長手方向が円筒部23aの中心軸と平行とならない内部空間を有する。
As shown in FIG. 9, in
以上で説明した実施の形態5によれば、磁気発生体24において、ゲート部23dに充填された部分は、円筒部23aに充填された部分の円筒部23aの一端の側への移動と回転とを抑制する。このため、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。
According to the fifth embodiment described above, in the
なお、実施の形態1から実施の形態5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。
Note that the rotary
また、実施の形態1から実施の形態3の磁気式センサ26をホール素子、ホールIC、磁気エンコーダ等としてもよい。
Further, the
以上のように、この発明に係るエレベーターの監視装置は、エレベーターシステムに利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the elevator monitoring device according to the present invention can be used in an elevator system.
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、 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 ケース、 23a 円筒部、 23b 底部、 23c 切欠、 23d ゲート部、 24 磁気発生体、 25 センサ基板、 26 磁気式センサ、 27 回転角度検出装置
1
Claims (4)
前記ケースにおいて前記円筒部の開放された端部の側まで前記円筒部と前記ゲート部とに連続的に充填され、前記ゲート部に充填された部分が前記円筒部に充填された部分の移動を抑制し、前記ケースの軸方向と直交する方向に着磁された磁気発生体と、
を備え、
前記ゲート部は、前記円筒部の中心軸と平行で同一でない中心軸となる円形の断面形状となる内部空間を有し、
前記磁気発生体は、前記ゲート部に充填された部分が前記円筒部に充填された部分の回転を抑制する磁気発生ユニット。 A cylindrical portion formed of a non-magnetic material and having one end open and a space inside the cylindrical portion having a non-cylindrical shape having the same central axis as the central axis of the cylindrical portion on the other end side of the cylindrical portion and a space inside the cylindrical portion a case having a continuously connected gate portion;
In the case, the cylindrical portion and the gate portion are continuously filled up to the open end side of the cylindrical portion, and the portion filled in the gate portion prevents the movement of the portion filled in the cylindrical portion. a magnetism generator that suppresses and is magnetized in a direction perpendicular to the axial direction of the case;
with
The gate portion has an internal space having a circular cross-sectional shape with a central axis parallel to and not identical to the central axis of the cylindrical portion,
The magnetism generator is a magnetism generation unit in which the portion filled in the gate section suppresses the rotation of the portion filled in the cylindrical section .
前記ケースにおいて前記円筒部の開放された端部の側まで前記円筒部と前記ゲート部とに連続的に充填され、前記ゲート部に充填された部分が前記円筒部に充填された部分の移動を抑制し、前記ケースの軸方向と直交する方向に着磁された磁気発生体と、
を備え、
前記ゲート部は、長手方向が前記円筒部の中心軸と平行とならない内部空間を有し、
前記磁気発生体は、前記ゲート部に充填された部分が前記円筒部に充填された部分の前記円筒部の一端の側への移動と回転とを抑制する磁気発生ユニット。 A cylindrical portion formed of a non-magnetic material and having one end open and a space inside the cylindrical portion having a non-cylindrical shape having the same central axis as the central axis of the cylindrical portion on the other end side of the cylindrical portion and a space inside the cylindrical portion a case having a continuously connected gate portion;
In the case, the cylindrical portion and the gate portion are continuously filled up to the open end side of the cylindrical portion, and the portion filled in the gate portion prevents the movement of the portion filled in the cylindrical portion. a magnetism generator that suppresses and is magnetized in a direction perpendicular to the axial direction of the case;
with
The gate portion has an internal space whose longitudinal direction is not parallel to the central axis of the cylindrical portion,
The magnetism generator is a magnetism generating unit in which the portion filled in the gate portion suppresses the movement and rotation of the portion filled in the cylindrical portion toward one end of the cylindrical portion.
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。 a magnetism generating unit according to claim 1 or claim 2 ;
a magnetic sensor facing the magnetism generator;
A rotation angle detection device with
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に設けられた請求項1又は請求項2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。 a housing that serves as an outer shell;
a stator provided in the housing;
a rotating shaft rotatably provided in the housing;
a rotor provided on the rotating shaft;
a magnetism generating unit according to claim 1 or 2 , which is provided on the side of the open end of the cylindrical portion at the end of the rotating shaft;
a magnetic sensor facing the magnetism generator;
Rotating electric machine with
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