JPH0612906U - 交流電動機用磁気センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置構成の小型化と製造コストの低減化とを
図ることができる交流電動機用磁気センサを提供する。 【構成】 極数に応じて、回転子４に外嵌された永久磁
石５と、該回転子５の周囲に近接して対向配置されたコ
イル６とを有したモータにおいて、永久磁石５の上端部
をコイル６の上端部より軸方向に延長すると共に、永久
磁石５の上端部に近接して該軸方向に対向配置された磁
気センサ８ａ〜８ｃを設けた。これにより、従来の位相
検出センサのように、磁極位置検出用の記録媒体を別途
設ける必要がなくなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えば、ＡＣサーボモータ等の回転子の磁極位置を検出する交流 電動機用磁気センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、ＡＣサーボモータ等の回転子の磁極位置を検出するのに位相検 出センサが用いられている。図５は、従来の位相検出センサを適用したモータの 一例を示す断面図である。同図において、１０はモータハウジング１内に収納さ れるモータ本体である。このモータ本体１０において、回転軸２は、モータハウ ジング１を貫通すると共に、ベアリング３によって回動自在に支持されている。 この回転軸２の外周には、回転子４が外嵌されており、さらにこの回転子４の外 周にはモータの極数に応じて永久磁石５が外嵌されている。また、モータハウジ ング１の内周壁には、通電により回転子４を駆動するコイル６が永久磁石５と対 向するよう配設されている。

【０００３】 さらに、回転軸２の上端には、円板状の記録媒体７が連設されている。この記 録媒体７は、例えばモータの極数が４極の場合、永久磁石５の磁極位置に対応し て、図６の平面図に示すように４極に着磁されている。また、この記録媒体７と 一定間隔を介して対向するように、ホール素子等から構成される磁気センサ８ａ 〜８ｃが記録媒体７の回転方向に沿って互いに１２０°間隔で配設されている。 これら磁気センサ８ａ〜８ｃは、図示せぬ制御回路にそれぞれ接続されており、 各々の検出信号をこの制御回路に出力するようになっている。こうして、記録媒 体７と磁気センサ８ａ〜８ｃとから位相検出センサが構成されており、モータハ ウジング１に載置されるフレーム９（図５参照）に収納されている。

【０００４】 このような構成により、コイル６が通電されて回転子４が回転すると、これに 伴って記録媒体７が回転し、磁気センサ８ａ〜８ｃに対する磁極の位置が相対的 に変化する。これにより、各磁気センサ８ａ〜８ｃは磁界の変化を受けることに なる。この磁界の変化に応じて、磁気センサ８ａ〜８ｃは、図７に示すＵ相、Ｖ 相、Ｗ相の信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗをそれぞれ制御回路に出力する。同図において 、各信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗは、各々記録媒体７の磁極の位置に対応して９０°毎 にレベル変化し、かつ互いに位相が６０°ずつずれた信号になっている。このよ うな３相の検出信号が制御回路に供給されることにより、回転子４の位相位置が 検出される。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述したように、従来の位相検出センサにおいては、回転子４の位 相位置を検出するのに、これに対応して着磁された記録媒体７を別途回転軸２に 設けている。このため、装置構成の小型化が困難であると共に、製造コストがか さんでしまうという問題があった。

【０００６】 この考案は、このような背景の下になされたもので、装置構成の小型化と製造 コストの低減化とを図ることができる交流電動機用磁気センサを提供することを 目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上述した課題を解決するために、極数に応じて、回転子に外嵌さ れた永久磁石と、該回転子の周囲に近接して対向配置されたコイルとを有した交 流電動機に備えられる磁気センサであって、前記永久磁石の端部を前記コイルの 端部より軸方向に延長すると共に、この延長された永久磁石の端部に近接して該 軸方向に対向配置された磁気検出手段を具備することを特徴としている。

【０００８】

【作用】

この考案によれば、磁気検出手段は、永久磁石に近接対向する一方、該永久磁 石を延長した距離だけコイルから余分に離れている。したがって、磁気検出手段 による出力は、通電の切り替えに伴ってコイルから生じる磁界の変化による影響 に比し、回転子の回転に伴って永久磁石から生じる磁界の変化による影響をより 強く受ける。これにより、磁気検出手段は、永久磁石による磁界の変化から直接 回転子の位相位置を検出することができる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を参照して、この考案の実施例について説明する。 図１はこの考案の第１実施例による交流電動機用磁気センサを適用したモータ の構成を示す断面図である。この図において、図５に示す各部と共通する部分に は、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００１０】 また、この図に示す実施例が図５に示した従来例と異なる点は、記録媒体７を 無くし、磁気センサ８ａ〜８ｃをモータ本体１０内に設けているところにある。 すなわち、この実施例では、回転子４とこれに外嵌される永久磁石５とを上方に 長さＬ（５ｍｍ〜１０ｍｍ程度）だけ延長すると共に、磁気センサ８ａ〜８ｃを 永久磁石５の上端と一定間隔を介して対向配設している。また、これら磁気セン サ８ａ〜８ｃは、モータハウジング１上壁に連設された略円筒状の遮磁板１１の 内周壁に取り付けられている。

【００１１】 ここで、図２はこの交流電動機用磁気センサの矢視Ａ−Ａ′による断面図であ る。この図に示すように、互いに１２０°間隔で配設された各磁気センサ８ａ〜 ８ｃは、永久磁石５とコイル６との間に遮磁板１１が介在することによって該コ イル６から隔てられている。

【００１２】 このような構成によれば、コイル６が通電されて回転子４が回転すると、この 回転に伴って各磁気センサ８ａ〜８ｃに対向する永久磁石５の磁極位置が相対的 に変化する。これにより、各磁気センサ８ａ〜８ｃは磁界の変化を受ける。この とき、コイル６から生じる磁界が通電の切り替えによって変化するが、前述した 永久磁石５の延長距離Ｌと遮磁板１１による遮磁効果によって各磁気センサ８ａ 〜８ｃに対して殆ど影響を及ぼすことがない。したがって、各磁気センサ８ａ〜 ８ｃは、対向する永久磁石５による磁界の変化の影響のみを受けることになる。 こうして、各磁気センサ８ａ〜８ｃは、永久磁石５による磁界の変化から直接回 転子４の位相位置に応じた３相の信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ（図７参照）をそれぞれ 制御回路に出力することになる。

【００１３】 次に、この考案の第２実施例の構成を図３に示す。同図において、図１に示す 各部と共通する部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、この 図に示す実施例が図１に示した第１実施例と異なる点は、遮磁板１１を省略する 一方、永久磁石５の外縁部のみを長さＬ１だけ延長しているところにある。すな わち、この実施例では、各磁気センサ８ａ〜８ｃは、ハウジング１上壁に形成さ れた凸部１ａに配設され、その周囲が永久磁石５の外縁部によって包囲されるこ とにより、コイル６から隔てられている。

【００１４】 このような構成によれば、各磁気センサ８ａ〜８ｃは、第１実施例と同様、コ イル６から生じる磁界の変化の影響を受けずに、対向する永久磁石５上端から生 じる磁界の変化のみを検出することになる。これにより、本実施例においても前 述した３相の位相信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ（図７参照）が得られることになる。

【００１５】 このように、上記第１および第２実施例においては、共に、磁気センサ８ａ〜 ８ｃをモータ本体１０内に設け、永久磁石５の磁極位置を直接検出することによ り、記録媒体７（図５参照）を省略可能にしている。また、モータ本体１０内に 磁気センサ８ａ〜８ｃを設けた場合、該センサ８ａ〜８ｃがコイル６から生じる 磁界に影響されないように遮磁している。

【００１６】 なお、上記２つの実施例においては、各磁気センサ８ａ〜８ｃの位置関係が互 いに１２０°間隔になるように配設しているが（図２参照）、このような位置関 係に限らず、図４に示すように各磁気センサ８ａ〜８ｃを６０°ずつずらして配 設した場合においても同様に３相の信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ（図７参照）を得るこ とができる。 また、上記２つの実施例は、４極モータに適用することに限らず、その他の極 数のモータにも適用可能であることは言うまでもない。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によれば、磁気検出手段が、回転子に外嵌され た永久磁石による磁界の変化から直接その磁極位置を検出するので、従来の位相 検出センサのように、位相検出用の記録媒体を別途設ける必要がなくなり、装置 構成の小型化と製造コストの低減化とを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案の第１実施例による交流電動機用磁
気センサを適用したモータの構成を示す断面図である。

【図２】 同交流電動機用磁気センサの矢視Ａ−Ａ′に
よる断面図である。

【図３】 この考案の第２実施例による交流電動機用磁
気センサを適用したモータの構成を示す断面図である。

【図４】 各磁気センサ８ａ〜８ｃを６０°ずつずらし
て配設した状態を示す図である。

【図５】 従来の位相検出センサを適用したモータの一
例を示す断面図である。

【図６】 従来例において、４極モータに適用される記
録媒体７を示す平面図である。

【図７】 各磁気センサ８ａ〜８ｃからそれぞれ出力さ
れるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを示す図
である。

【符号の説明】

１……モータハウジング、２……回転軸、３……ベアリ
ング、４……回転子、５……永久磁石、６……コイル、
７……記録媒体、８ａ〜８ｃ……磁気センサ、９……フ
レーム、１０……モータ本体、１１……遮磁板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 林 好典 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式 会社内 (72)考案者 三木 晃 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式 会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 極数に応じて、回転子に外嵌された永久
   磁石と、 該回転子の周囲に近接して対向配置されたコイルと、 を有した交流電動機に備えられる磁気センサであって、 前記永久磁石の端部を前記コイルの端部より軸方向に延
   長すると共に、 この延長された永久磁石の端部に近接して該軸方向に対
   向配置された磁気検出手段を具備することを特徴とする
   交流電動機用磁気センサ。